DE69003260T2

DE69003260T2 - Aufzeichnungsflüssigkeit und Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren unter Verwendung derselben.

Info

Publication number: DE69003260T2
Application number: DE90101027T
Authority: DE
Inventors: Kazuo Iwata; Osamu Nishiwaki Osam Nishiwaki; Hitoshi Sugimoto; Shinichi Tochihara
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-01-27
Filing date: 1990-01-18
Publication date: 1994-01-13
Anticipated expiration: 2010-01-19
Also published as: ES2044244T3; SG137393G; HK4094A; EP0379978B1; EP0379978A2; US5137570A; EP0379978A3; DK0379978T3; DE69003260D1; JPH07119378B2; ATE94580T1; US5125969A; JPH0379681A

Description

Hintergrund der Erfindung

Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue Aufzeichnungsflüssigkeit, die Bilder mit hoher Dichte bereitstellt, die eine ausgezeichnete Wasserechtheit und eine hohe Qualität für die Aufzeichnung auf Papierblättern aufweisen, wie sie normalerweise in Büros oder Schulen verwendet werden. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren des Typs, in dem eine derartige Aufzeichnungsflüssigkeit durch die Einwirkung von thermischer Energie zur Aufzeichnung ausgestoßen wird.

Beschreibung des verwandten Standes der Technik

Verschiedene Arten von Zubereitungen wurden als Tinten zur Verwendung für Aufzeichnungsbilder auf einem Material wie beispielsweise einem Blatt Papier vorgeschlagen. Solche Tinten können in Verbindung mit Schreibgeräten, Stempeln, Aufzeichnungsinstrumenten oder Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtungen verwendet werden. Typische Tinten sind aus verschiedenen Arten von Farbstoffen und Wasser oder anderen, organischen Flüssigkeiten zusammengesetzt, in denen die Farbstoffe gelöst oder dispergiert sind.
Verschiedene Arten von Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren sind bekannt. Typische Beispiele schließen die folgenden ein: ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, in dem ein Teil der geladenen Tropfen, die in Folge gebildet werden, zur Aufzeichnung verwendet werden; ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, in dem ein Signal an einen Aufzeichnungskopf geleitet wird, der ein piezoelektrisches Element einschließt, so daß ein Tropfen einer Aufzeichnungsflüssigkeit in Reaktion auf das zur Aufzeichnung gelieferte Signal erzeugt werden kann; und ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, in dem thermische Energie auf eine Aufzeichnungsflüssigkeit, die in einer Kammer eines Aufzeichnungskopfes enthalten ist, in Übereinstimmung mit einem Aufzeichnungssignal unter Bildung eines Tropfens aufgebracht wird. Aufgrund ihrer Eigentümlichkeit erfordern derartige Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren eine Aufzeichnungsflüssigkeit, die strengeren Bedingungen genügt als die Aufzeichnungsflüssigkeiten, die in Verbindung mit den Schreibgeräten, Stempeln oder Aufzeichnungsinstrumenten verwendet wurden.
Diese Bedingungen schließen folgendes ein:
(1) Eine Aufzeichnungsflüssigkeit, die es möglicht macht, daß leuchtende Bilder mit einem Kontrast in hoher Dichte aufgezeichnet werden;
(2) eine Aufzeichnungsflüssigkeit, die es ermöglicht, daß Bilder hoher Qualität auf einer beliebigen Art von Aufzeichnungsmedium ohne ungebührliche Unschärfe aufgezeichnet werden;
(3) eine Aufzeichnungsflüssigkeit, die schnell und fest auf einem Aufzeichnungsmedium fixiert werden kann (z.B. schnell auf einem Aufzeichnungsmedium getrocknet werden kann) und daher nicht abgerieben werden kann;
(4) eine Aufzeichnungsflüssigkeit, die sicherstellt, daß die gedruckten Bilder eine ausgezeichnete Wasserechtheit und Lichtechtheit zeigen;
(5) eine Aufzeichnungsflüssigkeit, die aus einer feinen Öffnung stabil in Form von Tropfen ausgestoßen werden kann, ohne die Öffnung zu verstopfen;
(6) selbst dann, wenn sie ohne Abdeckung mit einer Kappe gehalten wird, während der Aufzeichnungsvorgang unterbrochen ist, wird eine Aufzeichnungsflüssigkeit bereitgestellt, die stabil unmittelbar nach dem Zeitpunkt, nachdem die Aufzeichnung erneut gestartet wurde, ausgestoßen werden kann; mit anderen Worten wird Tinte, die sich nahe der Öffnung befindet, nicht schnell ausgetrocknet, wodurch ein Verstopfen verhindert wird;
(7) eine Aufzeichnungsflüssigkeit, die stabil über eine lange Zeitspanne gelagert werden kann, ohne daß sich die Leistung der Tinte verschlechtert;
(8) eine Aufzeichnungsflüssigkeit, die das Apparateteil, mit dem sie in Kontakt steht, nicht korrodiert; und
(9) eine Aufzeichnungsflüssigkeit, die sicher, nicht toxisch und nicht entflammbar ist.
Um alle oben beschriebenen Bedingungen zu erfüllen, wurden verschiedene Tintenstrahlkomponenten vorgeschlagen. Keine von ihnen erfüllt jedoch alle oben genannten Bedingungen.
Aufzeichnungsflüssigkeiten, die eine bestimmte Art eines Diazofarbstoffs, eine bestimmte Art eines Trisazofarbstoffs oder eine Kombination dieser Farbstoffe enthalten, wurden in den Beschreibungen beispielsweise der US-Patente Nr. 4,724,001 und 4,765,838 und in dem japanischen offengelegten Patent Nr. 285,27511986 vorgeschlagen. Diese Aufzeichnungsflüssigkeiten zeigen eine ausgezeichnete thermische Stabilität und eine ausgezeichnete Wasserechtheit, können stabil für lange Zeit ohne Verschlechterung der Qualität gelagert werden und können einem Verstopfen besser vorbeugen als eine Aufzeichnungsflüssigkeit, die einen üblicherweise verwendeten Farbstoff enthält.
Das US-Patent Nr. 4,601,756 offenbart eine verbesserte schwarzfarbige Tinte, die sowohl C.I. Food Black 2 (Lebensmittelschwarz 2) als auch Farbstoffe mit anderen Farbtönen enthält.
Obwohl die oben beschriebenen Aufzeichnungsflüssigkeiten die vorstehend erwähnten verschiedenen charakteristischen Eigenschaften zeigen, liefern sie keine Bilder, die sowohl ausgezeichnete Wasserechtheit als auch hohe Dichte aufweisen.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Aufzeichnungsflüssigkeit bereitzustellen, die es möglich macht, daß leuchtende Bilder auf verschiedenen Arten von Papierblättern mit hoher Dichte und Qualität aufgezeichnet werden können, ohne daß ungebührliche Unschärfen erzeugt werden, und die ausgezeichnete charakteristische Fixierungseigenschatten und ausgezeichnete Wasserechtheit zeigt. Es ist eine weitere Aufgabe, eine Aufzeichnungsflüssigkeit bereitzustellen, die nicht zur Verstopfung führt und die stabil über eine lange Zeitspanne ohne eine Verschlechterung der Qualität gelagert werden kann. Es ist eine weitere Aufgabe, eine Aufzeichnungsflüssigkeit bereitzustellen, die thermisch stabil und sicher ist. Weiter ist es eine Aufgabe, ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren bereitzustellen, in dem eine derartige Aufzeichnungsflüssigkeit verwendet wird.
Um die vorstehend genannten Aufgaben zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine Aufzeichnungsflüssigkeit bereit, die einen Farbstoff und ein damit verträgliches flüssiges Trägermedium für diesen wie beispielsweise Glycerin, einen aliphatischen einwertigen Alkohol und Wasser umfaßt. Der Farbstoff ist eine Mischung aus C.I. Food Black 2 (Lebensmittelschwarz 2) und wenigstens einer Verbindung, die unter Verbindungen gewählt ist, die durch die folgenden allgemeinen Formeln (I) und (II) wiedergegeben werden:
worin Q&sub1; eine Phenylgruppe oder eine Naphthylgruppe, die mit einer Gruppe substituiert sind, die gewählt ist unter Niederalkylcarbonylaminogruppe und Niederalkoxygruppe, oder eine Naphthylgruppe ist, die durch eine SO&sub3;M-Gruppe substituiert ist, Q2 eine mit einer SO&sub3;M-Gruppe substituierte Naphthylgruppe oder eine mit einer niederen Alkoxygruppe substituierte Phenylgruppe ist, Q3 eine Phenylgruppe, eine Naphthylgruppe oder eine Phenylgruppe oder eine Naphthylgruppe ist, die mit einer SO&sub3;M-Gruppe substituiert sind, R&sub1; und R&sub2; jeweils eine niedere Alkylgruppe, eine niedere Alkoxygruppe oder eine niedere Alkylcarbonylaminogruppe sind, R&sub3; Wasserstoff oder eine mit einer SO&sub3;M-Gruppe substituierte Phenylgruppe ist, n 0 oder 1 ist und M ein Alkalimetall oder ein Ammoniumkation ist.
Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Aufzeichnungsflüssigkeit bereit, die einen Farbstoff, eine Harnstoffverbindung, die gewählt ist unter Harnstoff oder Thioharnstoff, ein flüssiges Trägermedium einschließlich vorzugsweise Glycerin, eines aliphatischen einwertigen Alkohols und Wasser enthält. Der Farbstoff ist eine Mischung aus C.I. Food Black 2 (Lebensmittelschwarz 2) und wenigstens einer Verbindung, die gewählt ist unter Verbindungen, die durch die folgenden allgemeinen Formeln (I) und (II) wiedergegeben werden:
worin Q&sub1;, Q&sub2;, Q&sub3;, R&sub1;, R&sub2;, R&sub3;, n und M den obigen Definitionen entsprechen.
Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Aufzeichnungsflüssigkeit bereit, die einen Farbstoff, Harnstoff und ein flüssiges Trägermedium wie beispielsweise Glycerin, Thiodiglykol, Isopropylalkohol und Wasser umfaßt. Der Farbstoff ist eine Mischung aus C.I. Food Black 2 (Lebensmittelschwarz 2) und wenigstens einer Verbindung, die gewählt ist unter Verbindungen, die durch die folgenden allgemeinen Formeln (I) und (II) wiedergegeben werden:
worin Q&sub1;, Q&sub2;, Q&sub3;, R&sub1;, R&sub2;, R&sub3;, n und M den obigen Definitionen entsprechen.
Die vorliegende Erfindung stellt außerdem ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren bereit, in dem eine Aufzeichnungstinte zum Aufzeichnen aus einer feinen Düse auf ein Aufzeichnungsmaterial in Form eines Tropfens unter Anwendung thermischer Energie ausgestoßen wird. Die Aufzeichnungstinte enthält einen Farbstoff und ein verträgliches flüssiges Trägermedium. Das flüssige Trägermedium ist vorzugsweise Glycerin, ein aliphatischer einwertiger Alkohol und Wasser. Der Farbstoff ist eine Mischung aus C.I. Food Black 2 (Lebensmittelschwarz 2) und wenigstens einer Verbindung, die gewählt ist unter Verbindungen, die durch die folgenden allgemeinen Formeln (I) und (II) wiedergegeben werden:
worin Q&sub1;, Q&sub2;, Q&sub3;, R&sub1;, R&sub2;, R&sub3;, n und M den oben angegebenen Definitionen entsprechen.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

C.I. Food Black 2 (Lebensmittelschwarz 2) und die Farbstoffe, die durch die allgemeinen Formeln (I) und (II) wiedergegeben werden, sind wasserlösliche schwarze Farbstoffe, die thermisch stabil sind und damit ein stabiles Ausstoßen einer Tinte in einem Aufzeichnungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung sicherstellen, das sich thermischer Energie bedient. Vorzugsweise werden diese Farbstoffe in raffinierter oder gereinigter Form verwendet. C.I. Food Black 2 (Lebensmittelschwarz 2) hat ein niedriges Molekulargewicht und zeigt einen niedrigen Grad der Dispergierung des Lichts, das er absorbiert. Als Folge davon erlaubt der Farbstoff, daß leuchtende Bilder bei hoher Dichte aufgezeichnet werden. Jedoch zeigt C.I. Food Black 2 (Lebensmittelschwarz 2) eine verschlechterte Wasserechtheit.
Der durch die allgemeine Formel (II) wiedergegebene Farbstoff ist gekennzeichnet durch sein hohes Molekulargewicht und einen hohen Dispergierungsgrad des Lichts, das er absorbiert. Folglich fehlt Bildern, die unter Verwendung der diesen Farbstoff enthaltenden Tinte aufgezeichnet werden, die Leuchtkraft, und sie haben eine niedrige Dichte. Der durch die allgemeine Formel (II) wiedergegebene Farbstoff weist jedoch eine höhere Substantivität auf und zeigt daher eine ausgezeichnete Wasserechtheit.
Der durch die allgemeine Formel (I) wiedergegebene Farbstoff zeigt Eigenschaften, die zwischen denen von C.I. Food Black 2 (Lebensmittelschwarz 2) und denen des Farbstoffs liegen, der durch die allgemeine Formel (II) wiedergegeben wird. Eine Kombination der oben beschriebenen drei Farbstoffarten ermöglicht daher, daß leuchtende Bilder, die Wasserechtheit zeigen, mit hoher Dichte und hohem Kontrast aufgezeichnet werden.
Unter Berücksichtigung des Farbtons der resultierenden Tinte kann die am meisten wünschenswerte Kombination die Verwendung aller drei Farbstoffarten sein.
C.I. Food Black 2 (Lebensmittelschwarz 2), der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, schließt den Farbstoff ein, der die folgende Strukturformel (III) aufweist:
worin M ein Alkalimetall wie beispielsweise Na, K oder Li oder ein Ammoniumkation ist.
Die Niederalkylcarbonylaminogruppe, die in die Struktur der Farbstoffe eingebaut ist, die durch die allgemeinen Formeln (I) und (II) wiedergegeben werden, kann eine Alkylcarbonylaminogruppe sein, deren Gesamtzahl der Kohlenstoffatome im Bereich von 1 bis 4 liegt. Die Niederalkoxygruppe kann eine Alkoxygruppe sein, deren Gesamtzahl der Kohlenstoffatome im Bereich von 1 bis 4 liegt, z. B. eine Methoxygruppe und eine Ethoxygruppe. Die Niederalkylgruppe kann eine Alkylgruppe sein, deren Gesamtzahl der Kohlenstoffatome im Bereich von 1 bis 4 liegt, z. B. eine Methylgruppe und eine Ethylgruppe.
M steht für ein Alkalimetall wie beispielsweise Na, K oder Li oder ein Ammoniumkation wie beispielsweise NU&sub4;&spplus;, NH(C&sub2;H&sub4;OH)&sub3;&spplus; oder NH(CH&sub3;)&sub3;&spplus;.
Beispiele der durch die allgemeine Formel (I) wiedergegebenen Farbstoffe sind die folgenden:
Beispiele der durch die allgemeine Formel (II) wiedergebenen Farbstoffe sind dann die folgenden:
Die am meisten wünschenswerte Form eines im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzten Farbstoffs kann eine Mischung sein, die C.I. Food Black 2 (Lebensmittelschwarz 2), eine Verbindung der Formel (I), wie sie als Nr. 1 angegebenen ist, und eine Verbindung der Formel (II) enthält, wie sie als Nr. 6 angegeben ist.
Es wurde als wünschenswert befunden, C.I. Food Black 2 (Lebensmillelschwarz 2) und den Farbstoff, der durch die allgemeinen Formeln (I) und/oder (II) wiedergegebenen ist, in einem Verhältnis (Gewichtsverhaltnis) von 8: 2 bis 2: 8 zu mischen, noch mehr bevorzugt in einem Verhältnis, das im Bereich von 3 : 1 bis 1 : 3 liegt. In dem Fall, in dem sowohl der Farbstoff, der durch die allgemeine Formel (I) wiedergeben ist, als auch der Farbstoff, der durch die allgemeine Formel (II) wiedergeben ist, verwendet werden, werden sie vorzugsweise in einem Gewichtsverhältnis gemischt, das im Bereich von 2:1 bis 1: 2 liegt.
Die bevorzugte Farbstoffmenge, die in der Aufzeichnungsflüssigkeit enthalten ist, liegt im Bereich von 0,1 Gew.-% bis 15 Gew.-% und noch mehr bevorzugt von 1 Gew.-% bis 5 Gew. - %. Solange nichts anderes angegeben ist, sind alle Gewichtsangaben auf das Gesamtgewicht der Aufzeichnungsflüssigkeit bezogen. Die oben beschriebenen Farbstoffe können gemeinsam mit anderen Farbstoffen verwendet werden.
Als nächstes wird ein mit dem Farbstoff verträgliches flüssiges Trägermedium, wie es im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, im einzelnen nachfolgend beschrieben.
Herkömmlich verwendete flüssige Trägermedien schließen Lösungsmittel mit einem hohen Siedepunkt wie beispielsweise mehrwertige Alkohole ein. Solche Lösungsmittel mit einem hohen Siedepunkt können einem Verstopfen vorbeugen. Sie weisen jedoch eine niedrige Oberflächenspannung auf, und dies ermöglicht, daß Tropfen der resultierenden Aufzeichnungsflüssigkeit unregelmäßig über ein Blatt Papier versprüht werden. Dadurch wird die Bildqualität verschlechtert. Wenn also die Lösungsmittel mit einem hohen Siedepunkt wie beispielsweise mehrwertige Alkohole verwendet werden, ist es schwierig, gleichzeitig ein Verstopfen zu verhindern und ein Bild mit einer hohen Qualität bereitzustellen. Glycerin, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, hat eine hohe Oberflächenspannung, obwohl es einen hohen Siedepunkt aufweist. Dies führt zu einem Bild mit einer hohen Qualität. Außerdem ist Glycerin in hohem Maße hygroskopisch. Daher ist eine kleine Menge Glycerin ausreichend, um einem Verstopfen vorzubeugen. Glycerin kann in der Aufzeichnungsflüssigkeit in einer Menge enthalten sein, die im Bereich von 1 Gew.- % bis 30 Gew.-% liegt und vorzugsweise im Bereich von 3 Gew.-% bis 15 Gew.-% liegt.
Zusätzlich zu Glycerin können andere Lösungsmittel, z.B. Thiodiglykol, der Aufzeichnungsflüssigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung zugesetzt werden. Solche Lösungsmittel können in einer Menge zugesetzt werden, die die Vorbeugung eines Verstopfens und die Herstellung eines Bildes mit einer hohen Dichte nicht nachteilig beeinträchtigt.
Thiodiglykol ist wirksam hinsichtlich einer Verbesserung der Farbdichte eines Farbstoffs und ermöglicht, daß die resultierende Tinte aus einer Öffnung sanft ausgestoßen wird, nachdem das Aufzeichnen für eine Zeit unterbrochen wurde.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann eine Harnstoffverbindung wie beispielsweise Harnstoff oder Thioharnstoff zusammen mit Glycerin verwendet werden, um weiter ein Vorbeugen des Verstopfens zu verbessern und um weiter die Konzentration der Farbstoffe in der Aufzeichnungsflüssigkeit zu erhöhen.
Es ist bekannt, däß der Zusatz von Harnstoff oder Thiohamstoff zu einer Tinte in der Weise wirksam ist, daß ein Verstopfen verhindert wird. Die Erfinder stellten fest, daß dann, wenn Harnstoff oder Thioharnstoff zusammen mit Glycerin verwendet werden, ein Verstopfen mit der Tinte selbst dann nicht auftrat, wenn die Tinte eine größere Menge Farbstoff enthielt. Außerdem blieb die Viskosität der resultierenden Aufzeichnungsflüssigkeit niedrig, und für die Tinte konnte eine Fluidität erhalten werden, wenn das Wasser in der Aufzeichnungsflüssigkeit verdampft war und die Aufzeichnungsflüssigkeit nur Glycerin, die Farbstoffe und die oben beschriebenen Verbindungen enthielt. Die Verwendung von Harnstoff oder Thioharnstoff ermöglicht also, daß die Menge an mehrwertigem Alkohol relativ zu der Menge an zugesetzten Farbstoffen verringert wird, und ermöglicht so, daß die Qualität und die charakteristischen Fixiereigenschaften des Aufzeichnungsbildes weiter verbessert werden.
Glycerin, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, weist einen hohen Siedepunkt auf und ist in hohem Maße viskos. Glycerin löst den im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendeten Farbstoff effektiv nicht. Dadurch wird die Menge an zu verwendendem Farbstoff begrenzt. Es ist daher erforderlich, däß die Menge an Glycerin erhöht wird, um eine ausreichende Bilddichte und dem Verstopfen vorbeugende Wirkungen zu erzielen. Die Verwendung einer großen Menge an Glycerin erhöht jedoch die Viskosität der Tinte und verschlechtert die Ausstoßstabilität, was zu Problemen beim Ausstoß der Tinte führt.
Außerdem verschlechtert die Verwendung einer großen Menge Glycerin die Qualität eines Aufzeichnungsbildes. Aus den vorstehend genannten Gründen ist der Zusatz von Harnstoff oder Thioharnstoff wichtig zur Erhaltung der Bildqualität, für das Verhindern eines Verstopfens, zur Bereitstellung einer hohen Bilddichte und Erreichung von Ausstoßstabilität.
Die Verwendung von Harnstoff oder Thioharnstoff ist besonders wirksam, wenn Harnstoff oder Thioharnstoff einer Aufzeichnungsflüssigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung zugesetzt werden, die den Farbstoff und das flüssige Trägermedium wie beispielsweise Glycerin, Wasser und einen einwertigen Alkohol enthält.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können Harnstoff oder Thioharnstoff in einer Aufzeichnungsflüssigkeit in einer Menge enthalten sein, die sich im Bereich von 0,5 Gew.- % bis 20 Gew.-% bewegt, vorzugsweise in einer Menge, die sich im Bereich von 1 Gew.-% bis 10 Gew.-% bewegt.
Der aliphatische einwertige Alkohol wird einer Aufzeichnungsflüssigkeit, die beispielsweise den Farbstoff, Glycerin und Wasser enthält, zu dem Zweck zugesetzt, die charkteristischen Fixierungseigenschaften (die Trocknungsfähigkeit eines Bildes) zu verbessern. Herkömmlicherweise wurde vorgeschlagen, ein Penetrationsmittel wie beispielsweise ein oberflächenaktives Mittel zu verwenden. Obwohl die Verwendung eines Penetrationsmittels die charakteristischen Fixierungseigenschaften verbessert, ermöglicht es jedoch, daß die resultierende Tinte über ein Papierblatt versprüht wird. Dadurch werden unregelmäßige Flecken erzeugt und so die Qualität eines Bildes verschlechtert. Ein aliphatischer einwertiger Alkohol, der erfindungsgemäß verwendet wird, ermöglicht es, daß die resultierende Tinte einheitlich versprüht wird, und beschleunigt die Fähigkeit der resultierenden Tinte, Tropfen durch das Papierblatt passieren und verdampfen zu lassen. Folglich verbessert die Verwendung eines aliphatischen einwertigen Alkohols die charakteristischen Fixiereigenschaften der Tinte, ohne daß die Qualität eines Bildes verschlechtert wird.
Geeignete aliphatische einwertige Alkohle schließen Ethylalkohol, Isopropylalkohol und n- Butylalkohol ein. Isopropylalkohol kann der am meisten erwünschte Alkohol sein, da er keinen üblen Geruch hat und in der Lage ist, die charakteristischen Fixiereigenschaften zu verbessern, ohne daß die Qualität eines aufzuzeichnenden Bildes verschlechtert wird.
Ein aliphatischer einwertiger Alkohol kann in einer Aufzeichnungstinte in einer Menge enthalten sein, die im Bereich von 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-% liegt und vorzugsweise in einer Menge im Bereich von 1 Gew.-% bis 5 Gew.-% liegt.
Wasser kann in einer Aufzeichnungsflüssigkeit in einer Menge enthalten sein, die im Bereich von 60 Gew.-% bis 90 Gew.-% liegt, und vorzugsweise in einer Menge, die im Bereich von 70 Gew.-% bis 90 Gew.-% liegt.
Zusätzlich zu den oben angegebenen Komponenten können auch ein Mittel zur Einstellung der Viskosität, ein Mittel zur Einstellung der Oberflächenspannung, ein Mittel zur Einstellung des pH-Wertes, ein Mittel zur Ausrüstung gegen Schimmel und ein Antikorrosionsmittel der Aufzeichnungsflüssigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung zugesetzt werden.
Wenn ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren auf verschiedenen Arten von Papierblättern unter Verwendung der Aufzeichnungstinte gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, können Probleme wie eine Verringerung der Qualität eines Bildes, eine Verringerung der Dichte eines Bildes und eine Verschlechterung der charakteristischen Fixiereigenschaften, die als Resultat der Verwendung einer bestimmten Papierart hervorgerufen werden, eliminiert werden, und ein exzellentes Aufzeichnen ist daher möglich.
Beispiele und Beispiele zum Vergleich mit der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend beschrieben. In den Beispielen sind alle Angaben in Gewichtsteilen nur als Angabe von Teilen angegeben. Beispiel 1 C.I. Food Black 2 (Lebensmittelschwarz 2) Farbstoff von Beispiel Glycerin Ethylalkohol Ionenaustauscher-gereinigtes Wasser Teile
Nachdem man die oben beschriebene Zubereitung gründlich gerührt hatte, wurde sie unter Druck unter Verwendung eines Fluoropore-Filters mit einer Porengröße von 0,22 um (Fluoropore ist ein Warenzeichen für ein Filter, das von der Fa. Sumitomo Denki Kogyo Kabushiki Kalsha hergestellt wird) unter Erhalt einer Aufzeichnungsflüssigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung filtriert.
Ein Druckvorgang wurde unter Verwendung dieser Aufzeichnungsflüssigkeit und unter Einsatz einer Aufzeichnungsvorrichtung durchgeführt, die einen Mehrfach-Druckkopf des On-Demand-Typs (Größe der Öffnung: 50 x 40 um; Betriebsspannung: 30 V; Frequenz 4 kHz) einschloß, in dem thermische Energie auf eine Tinte aufgebracht wurde, die in dem Aufzeichnungskopf enthalten war, um einen Tropfen zu erzeugen. Die Bewertungen der Druckleistung, der Ausstoßleistung und der Lagerstabilität des resultierenden Drucks sind in Tabelle 3 gezeigt. Diese werden später beschrieben. Die folgenden Eigenschaften wurden mittels der nachfolgend beschriebenen Verfahrensweisen unter den folgenden Bedingungen bewertet:

(1) Druckdichte

Ein Druckvorgang wurde auf kontinuierlich abrollbaren Papierfahnen, die auf dem Markt erhältlich waren, unter Verwendung aller Düsen unter Herstellung eines Druckmusters durchgeführt. Nachdem man dieses Druckmuster 24 h lang an der Luft im Raum hatte trocknen lassen, wurde dessen optische Dichte gemessen. Die folgenden Standardbezeichnungen wurden verwendet, um die Ergebnisse der Messungen zu bewerten:
: optische Dichte von 1,31 oder mehr;
O : optische Dichte zwischen 1,26 und 1,30;
Δ : optische Dichte zwischen 1,10 und 1,25; und
X : optische Dichte von 1,09 oder weniger.

(2) Geschwindigkeit des Auftretens von Unschärfen

300 Punkte wurden in Folge auf den kontinuierlich abrollbaren Papierfahnen in Intervallen gedruckt, die sicherstellten, daß die einander benachbarten Punkte nicht in Kontakt miteinander waren. Nachdem man dieses Druckwerk 24 h lang an der Luft im Raum hatte trocknen lassen, wurde die Zahl der unregelmäßigen, verschwommenen Punkte unter Verwendung eines Mikroskops gezählt. Die erhaltene Prozentzahl wurde unter Einsatz der folgenden Standardbewertungen bewertet:
O : 15 % oder weniger;
Δ : zwischen 16 % und 40 %; und
X : 41 % oder mehr.

(3) Charakteristische Fixiereigenschaften (Trocknungsfähigkeit)

Alphanumerische Schriftzeichen wurden auf den kontinuierlich abrollbaren Papierfahnen aufgedruckt. Die aufgedruckten alphanumerischen Schriftzeichen wurden 10, 20, 30, 40, 50 bzw. 60 Sekunden nach dem Druck unter Verwendung eines Blattes Linsenreinigungspapier gerieben, und die Zeit (in Sekunden) wurde gemessen, die erforderlich war, um die Verschmierung vollständig zu beseitigen. Die folgenden Standardbewertungen wurden verwendet, um die Ergebnisse der Messungen zu bewerten:
: innerhalb von 10 Sekunden;
O : zwischen 11 Sekunden und 20 Sekunden;
Δ: zwischen 21 Sekunden und 40 Sekunden; und
X : 41 Sekunden oder länger.

(4) Wasserechtheit

Das bei der Bewertung der Eigenschaft (1) herangezogene Muster wurde zum großen Teil in Leitungswasser, das in einer Schale enthalten war, 5 Minuten eingetaucht. Danach wurde das Muster aus dem Wasser herausgenommen und getrocknet. Die optische Dichte des Musters wurde in derselben Weise wie bei der Bewertung der Eigenschaft (1) gemessen und ein Restwert der optischen Dichte (optische Dichte des Musters, das eingetaucht worden war / optische Dichte des Musters, das nicht eingetaucht worden war x 100 = Prozentwert) wurde berechnet. Die Ergebnisse wurden entsprechend den folgenden Standardbewertungen bewertet:
O : Restwert der optischen Dichte 80 % oder mehr;
Δ : Restwert der optischen Dichte zwischen 60 und 79 %; und
X : Restwert der optischen Dichte von 59 % oder weniger.

(5) Ausstoßstabilität

Ein Druckvorgang wurde auf 100 kontinuierlich abrollbaren Papierfahnen durchgeführt. Der Ausstoßzustand wurde unter Verwendung der folgenden Standardbewertungen bewertet:
O : keine Anomalie; und
X : kein Ausstoß oder Störung beim Drucken.

(6) Antiverstopfungseigenschaften (Eigenschaften einer Wiederherstellung des Fixierens)

Die Aufzeichnungsflüssigkeit wurde in einem bei konstanter Temperatur gehaltenen Tank bei 60 ºC einen Monat lang gelagert. Danach beließ man sie für 24 h bei Raumtemperatur. Nachdem man einen Schritt der Wiederherstellung (Ansaugen durch Pumpen) an der Aufzeichnungsflüssigkeit durchgeführt hatte, wurde ein Druckvorgang unter Verwendung der Aufzeichnungsflüssigkeit ausgeführt. Der Zustand des Drucks wurde unter Zuhilfenahme der folgenden Standardbewertungen bewertet:
O : ein normaler Druckzustand war wiederhergestellt, nachdem der Wiederherstellungsschritt fünfmal oder weniger durchgeführt worden war;
Δ : ein normaler Druckzustand war wiederhergestellt, nachdem der Wiederherstellungsschritt zwischen sechsmal und zehnmal durchgeführt worden war; und
X : es traten Probleme beim Ausstoß und Störungen beim Druck auf, nachdem der Wiederherstellungsschritt zwischen sechsmal und zehnmal durchgeführt worden war.

(7) Lagerstabilität

100 cm³ der Aufzeichnungsflüssigkeit wurden in eine Flasche gegossen, die aus einem hitzzbestandigen Glas hergestellt war. Diese Flasche wurde verschlossen, und die verschlossene Flasche wurde in einem Tank bei konstanter Temperatur, die bei 60 ºC gehalten wurde, 3 Monate lang gelagert. Danach wurde an 100 kontinuierlich abrollbaren Papierfahnen unter Verwendung dieser Aufzeichnungsflüssigkeit und der oben beschriebenen Aufzeichnungsvorrichtung ein Druckvorgang durchgeführt. Bei der Bewertung waren die Standardansätze wie folgt:
O: keine Annomalie; und
X : Probleme beim Ausstoßen, Störungen beim Drucken oder Entfärbung.

Beispiele 2 bis 6

Die Aufzeichnungsflüssigkeiten, die die Zusammensetzungen aufwiesen, die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurden in derselben Weise wie die von Beispiel 1 hergestellt. Die Werte in Klammern () sind Angaben in Gewichtsteilen.
Die Druckleistung, die Ausstoßleistung und die Lagerstabilität dieser Aufzeichnungsflüssigkeiten wurden in der gleichen Weise wie die der Produkte von Beispiel 1 bewertet. Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse der Bewertung. Tabelle 1 Beispiel Farbstoff Flüssiges Medium C.I. Food Black Farbstoff von Beispiel Glycerin Ethylalkohol Ionenaustauscher-Wasser Isopropylalkohol n-Butylalkohol

Vergleichsbeispiele 1 bis 6

Die Aufzeichnungsflüssigkeiten, die die in Tabelle 2 gezeigten Zusammensetzungen aufwiesen, wurden in derselben Weise wie diejenigen von Beispiel 1 hergestellt.
Die Druckleistung, die Ausstoßleistung und die Lagerstabilität dieser Aufzeichnungsflüssigkeiten wurden in derselben Weise wie diejenigen Werte von Beispiel 1 bewertet. Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse der Bewertungen. Tabelle 2 Vergleichsbeispiel Farbstoff Flüssiges Medium C.I. Food Black Farbstoff von Beispiel C.I. Acid Blue (Sauer Blau 9) C.I. Acid Yellow (Sauer Gelb 23) Glycerin Ethylalkohol Ionenaustauscher-Wasser Triethylenglykol Noigen P (oberflächenaktives Mittel) Tabelle 3 Bewertete Eigenschaft Beispiel Vergleichsbeispiel

Beispiel 7

C.I. Food Black 2 (Lebensmittelschwarz 2) (M = Na) 1,50 Teile
Farbstoff von Beispiel 1 0,90 Teile
Farbstoff von Beispiel 6 0,60 Teile
Glycerin 5,00 Teile
IPA (Isopropylalkohol) 4,00 Teile
Ionenaustauscher-gereinigtes Wasser 83,00 Teile
Harnstoff 5,00 Teile
Die Aufzeichnungsflüssigkeit, die die oben beschriebene Zusammensetzung aufwies, wurde in derselben Weise hergestellt wie diejenige von Beispiel 1.
Die Druckleistung, die Ausstoßleistung und die Lagerstabilität der Aufzeichnungsflüssigkeit wurde in derselben Weise bewertet wie die entsprechenden Eigenschaften des Produktes von Beispiel 1. Tabelle 6 zeigt die Ergebnisse der Bewertungen.
Folgende vier Papierarten wurden für die Bewertung verwendet:
SK: Canon NP Dry SK;
DK: Canon NP Dry DK (Kopierpapier);
XX: Xerox 4024 DP; und
Cont.: Kontinuierlich abrollbare Papierfahnen.

Beispiele 8 bis 14

Die Aufzeichnungsflüssigkeiten, die die in Tabelle 4 gezeigten Zusammensetzungen aufwiesen, wurden in derselben Weise wie die entsprechenden Flüssigkeiten von Beispiel 1 hergestellt.
Die Druckleistung, die Austoßleistung und die Lagerstabilität der Aufzeichnungsflüssigkeiten wurden in derselben Weise wie die entsprechenden Werte von Beispiel 7 bewertet. Tabelle 6 zeigt die Ergebnisse der Bewertungen. Tabelle 4 Beispiel Farbstoff Flüssiges Medium C.I. Food Black Farbstoff von Beispiel Glycerin Thiodiglykol Isopropylalkohol Harnstoff Ionenaustauscher-Wasser Thioharnstoff Ethylalkohol Reines Wasser n-Butylalkohol

Vergleichsbeispiele 7 bis 12

Die Aufzeichnungsflüssigkeiten, die die in Tabelle 5 gezeigten Zusammensetzungen aufwiesen, wurden in derselben Weise wie die Flüssigkeiten von Beispiel 7 hergestellt.
Die Druckleistung, die Ausstoßleistung und die Lagerstabilität der Aufzeichnungsflüssigkeiten wurden in derselben Weise wie die entsprechenden Werte von Beispiel 7 bewertet. Tabelle 6 zeigt die Ergebnisse der Bewertungen. Tabelle 6 Vergleichsbeispiel Farbstoff Flüssiges Medium C.I. Food Black 2 Farbstoff von Beispiel C.I. Acid Blue (Sauer Blau 9) C.I. Acid Yellow (Sauer Gelb 23) Glycerin Ionenaustauscher-Wasser Isopropylalkohol Harnstoff Thiodiglykol Noigen P (oberflächenaktives Mittel) Tabelle 6 Bewertete Eigenschaft Papier Beispiel Vergleichsbeispiel
Wie aus der vorangehenden Beschreibung verständlich wird, weist die Aufzeichnungsflüssigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Vorteile auf:
(1) Sie ermöglicht, daß leuchtende Bilder von hoher Qualität und hoher Dichte auf verschiedenen Arten von Papierblättern gedruckt werden.
(2) Sie zeigt ausgezeichnete charakteristische Fixierungseigenschaften (und trocknet schnell) und beseitigt Unsauberkeiten bei Druckwerken, wie sie durch Verreiben erzeugt werden.
(3) Die charakteristischen Eigenschaften der Flüssigkeiten ändern sich während einer langen Lagerungszeit nicht, was ein stabiles Ausstoßen ermöglicht.
(4) Die Aufzeichnungsflüssigkeit ermögiicht, daß gedruckte Bilder ausgezeichnete Wasserechtheit und Lichtechtheit zeigen.
(5) Die Aufzeichnungsflüssigkeit verhindert, daß ein Aufzeichnungskopf schnell austrocknet, und stellt dadurch einen stabilen Ausstoß auch dann sicher, wenn ein Aufzeichnungsvorgang erneut gestartet wird, nachdem er über eine lange Zeitspanne unterbrochen war.
(6) Die Aufzeichnungsflüssigkeit stellt einen stabilen Ausstoß sicher und ruft keine Probleme hervor, wenn sie in einem Aufzeichnungsverfahren verwendet wird, das sich thermischer Energie bedient.
Die Aufzeichnungsflüssigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung ist also geeignet zur Verwendung in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren.
Die vorliegende Erfindung ist nicht in irgendeiner Weise beschränkt, mit Ausnahme dessen, was den folgenden Ansprüchen entnehmbar ist.

Claims

1. Aufzeichnungsflüssigkeit, die einen Farbstoff, Glycerin, einen aliphatischen einwertigen Alkohol und Wasser umfaßt, wobei der Farbstoff eine Mischung aus C.I. Food Black 2 (Lebensmittelschwarz 2) und wenigstens einer Verbindung ist, die unter Verbindungen gewählt ist, die durch die folgenden allgemeinen Formeln (I) und (II) wiedergegeben werden.

worin Q1 eine mit einer niederen Alkylcarbonylaminogruppe oder einer niederen Alkoxygruppe substituierte Phenylgruppe, eine mit einer niederen Alkylcarbonylaminogruppe und einer niederen Alkoxygruppe substituierte Naphthylgruppe oder eine mit einer SO&sub3;M- Gruppe substituierte Naphthylgruppe ist, Q2 eine mit einer SO&sub3;M-Gruppe substituierte Naphthylgruppe oder eine mit einer niederen Alkoxygruppe substituierte Phenylgruppe ist, Q3 eine Phenylgruppe, eine Naphthylgruppe, eine mit einer SO&sub3;M-Gruppe subsütuierte Phenyigruppe oder eine mit einer SO&sub3;M-Gruppe substituierte Naphthylgruppe ist, R&sub1; und R&sub2; jeweils eine niedere Alkylgruppe, eine niedere Alkoxygruppe oder eine niedere Alkylcarbonylaminogruppe sind, R&sub3; ein Wasserstoffatom oder eine mit einer SO&sub3;M-Gruppe substituierte Phenylgruppe ist, n 0 oder 1 ist und M ein Alkalimetall oder ein Ammonium-Kation ist.

2. Aufzeichnungsflüssigkeit nach Anspruch 1, worin der aliphatische einwertige Alkohol Ethylalkohol, Isopropylalkohol oder n-Butylalkohol ist.

3. Aufzeichnungsflüssigkeit nach Anspruch 1 oder 2, worin das Food Black 2 (Lebensmittelschwarz 2) und die wenigstens eine durch die allgemeinen Formel (I) und (II) wiedergegebene Verbindung in einem Gewichtsverhältnis von 8 : 2 bis 2: 8 gemischt werden.

4. Aufzeichnungsflüssigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin Glycerin in der Aufzeichnungsflüssigkeit in einer Menge zwischen etwa 1 Gew.-% und 30 Gew.-% enthalten ist, bezogen auf das Gesamtgewicht der Aufzeichnungsflüssigkeit.

5. Aufzeichnungsflüssigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin der aliphatische einwertige Alkohol in der Aufzeichnungsflüssigkeit in einer Menge zwischen 0,1 Gew.-% und 10 Gew.-% zugegen ist, bezogen auf das Gesamtgewicht der Aufzeichnungsflüssigkeit.

6. Aufzeichnungsflüssigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin die Verbindung, die durch die allgemeine Formel (I) wiedergegeben ist, die folgende Formel aufweist:

7. Aufzeichnungsflüssigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin die Verbindung, die durch die allgemeine Formel (II) wiedergegeben wird, die folgende Formel aufweist:

8. Aufzeichnungsflüssigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, welche eine Harnstoff- Verbindung umfaßt, die gewählt ist unter Harnstoff oder Thioharnstoff.

9. Aufzeichnungsflüssigkeit nach Anspruch 8, worin die Harnstoff-Verbindung in einer Menge zwischen 0,5 Gew.-% und 20 Gew.-% zugegen ist, bezogen auf das Gesamtgewicht der Aufzeichnungsflüssigkeit.

10. Aufzeichnungsflüssigkeit nach Anspruch 8 oder 9, welche Harnstoff umfaßt.

11. Aufzeichnungsflüssigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, welche Thiodiglykol umfaßt.

12. Aufzeichnungsflüssigkeit nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 11, weiche Isopropylalkohol umfaßt.

13. Aufzeichnungsflüssigkeit nach einem der Ansprüche 10 bis 12, worin das Thiodiglykol in einer Menge zwischen 1 Gew.-% und 30 Gew.-% zugegen ist, bezogen auf das Gesamtgewicht der Aufzeichnungsflüssigkeit.

14. Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, in dem eine Aufzeichnungstinte zur Aufzeichnung aus einer feinen Öffnung auf ein Aufzeichnungsmaterial in Form von Tröpfchen mittels thermischer Energie ausgestoßen wird, wobei das Verfahren die Verwendung einer Aufzeichnungstinte umfaßt, wie sie einem der vorangehenden Ansprüche beansprucht ist.