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Dokumentenidentifikation DE69705651T2 31.10.2001
EP-Veröffentlichungsnummer 0791473
Titel Aufzeichnungstinte für Tintenstrahldruck und Aufzeichnungsverfahren
Anmelder Seiko Epson Corp., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Kubota, Kazuhide, Suwa-shi, Nagano-ken, JP;
Watanabe, Kazuaki, Suwa-shi, Nagano-ken, JP;
Takemoto, Kiyohiko, Suwa-shi, Nagano-ken, JP;
Miyabayshi, Toshiyuki, Suwa-shi, Nagano-ken, JP
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69705651
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 21.02.1997
EP-Aktenzeichen 971028972
EP-Offenlegungsdatum 27.08.1997
EP date of grant 18.07.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.10.2001
IPC-Hauptklasse B41M 3/00
IPC-Nebenklasse C09D 11/00   

Beschreibung[de]
GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, bei welchem sowohl eine Reaktionslösung als auch eine Tintenzusammensetzung auf einem Aufzeichnungsmedium abgeschieden werden.

STAND DER TECHNIK

Ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren ist ein Druckverfahren, bei welchem Tröpfchen einer Tintenzusammensetzung ausgestoßen werden und auf ein Aufzeichnungsmedium, wie Papier, abgeschieden werden. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass ein Bild mit einer hohen Auflösung und einer hohen Qualität in großer Geschwindigkeit mit einem relativ billigen Gerät realisiert werden kann. Im allgemeinen umfasst die in dem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren eingesetzte Tintenzusammensetzung Wasser als ein Hauptbestandteil, zu welchem ein Farbmittel und ein Benetzungsmittel wie Glycerin hinzugefügt werden, um Verstopfungen zu verhindern und zu anderen Zwecken.

Auf der anderen Seite wurde in jüngster Zeit ein neues Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren vorgeschlagen. Das neue Verfahren umfasst das Aufbringen einer Lösung eines mehrwertigen Metallsalzes auf ein Aufzeichnungsmedium und anschließend das Aufbringen einer Tintenzusammensetzung, welche einen Farbstoff mit wenigstens einer Carboxylgruppe enthält (z. B. offengelegtes japanisches Patent Nr. 20232811993). Gemäß dieses Verfahrens verbinden sich die mehrwertigen Metallionen mit dem Farbstoff, um eine unlösliche Zusammensetzung zu bilden, welche ein Bild bereitstellt, mit Wasserbeständigkeit und hoher Qualität, ohne dass Farbausblutungen auftreten.

Des weiteren wurde ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren vorgeschlagen, bei welchem eine Farbtinte mit wenigstens einem oberflächenaktiven Mittel oder einem durchdringenden Lösungsmittel und einem Salz, um eine durchdringende Eigenschaft zu verleihen, in Kombination mit einer schwarzen Tinte verwendet wird, welche mit dem Salz zusammenwirkt, um das Verdicken oder das Gerinnen zu bewirken, wodurch ein Farbbild mit hoher Qualität und mit einer hohen Farbdichte und ohne Farbausblutungen entsteht (japanisches offengelegtes Patent Nr. 10673511994). Insbesondere werden bei diesem Verfahren zwei Flüssigkeiten, d. h. eine erste Flüssigkeit enthaltend ein Salz und eine zweite Flüssigkeit bestehend aus einer Tintenzusammensetzung, aufgedruckt, um ein gutes Bild bereitzustellen.

Des weiteren wurden andere Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren vorgeschlagen, wobei zwei Flüssigkeiten aufgedruckt werden, z. B. in den offengelegten japanischen Patenten Nr. 240557/1991 und Nr. 240558/1991.

Bei dem obigen Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, bei welchem zwei Flüssigkeiten aufgedruckt werden, besteht immer noch eine Notwendigkeit nach den folgenden Eigenschaften.

Zunächst ist eine Verbesserung in der Fixierbarkeit des Farbstoffes erforderlich. In den letzten Jahren wird recyceltes Papier anstelle von holzfreiem Papier eingesetzt. Bei den recycelten Papieren ist das Eindringen der Tinte im allgemeinen besser als bei holzfreiem Papier. Aus diesem Grund wird ein Bild mit hoher Qualität auf dem holzfreien Papier gebildet, wohingegen bei einem auf recyceltem Papier gebildeten Bild häufig Auslaufen oder Farbausblutungen auftritt. Daher wird für recyceltes Papier das Verhindern von Auslaufen oder Farbausblutungen in der Fachwelt gewünscht.

Zweitens ist eine Verringerung des ungleichmäßigen Druckens erforderlich. Das ungleichmäßige Drucken betrifft eine Variation der Farbdichte auf dem Druck, abgeleitet von der Stelle des Farbstoffes auf dem Papier. Obwohl das ungleichmäßige Drucken kein wesentliches Problem beim Drucken von Buchstaben normaler Größe darstellt, ist es ein ernstes Problem bei Anwendungen, bei denen Bilder, Kurven und dergleichen gedruckt werden.

Drittens ist ein Ausweiten des Bereiches der geeigneten Farbstoffe notwendig. Die meisten der Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, bei denen zwei Flüssigkeiten gedruckt werden, verwenden ein Aussalzungsphänomen zwischen einem Metallion und einem Carboxylion, welches in dem Farbstoff enthalten ist, so dass der Farbstoff eine Carboxylgruppe aufweist. Einige Farbstoffe enthalten jedoch eine andere wasserlösliche Gruppe als die Carboxylgruppe. Zum Beispiel lösen sich einige Farbstoffe mit einer Sulfonsäuregruppe auf. Ein Aufzeichnungsverfahren, welches den Einsatz von Farbstoffen mit einer anderen Gruppe als einer Carboxylgruppe gestattet, wird im Stand der Technik gewünscht.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegenden Erfinder haben herausgefunden, dass bei Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, bei welchen zwei Flüssigkeiten aufgedruckt werden, die Verwendung einer Tintenzusammensetzung, welcher ein oxidisches Kolloid zugefügt wurde, zu einem guten Druck führen kann. Die vorliegende Erfindung basiert auf dieser Erkenntnis.

Entsprechend ist es ein wesentlicher Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren zur Verfügung zu stellen, welches das Drucken zweier Flüssigkeiten umfasst, und ein gutes Bild realisieren kann.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren bereitzustellen, welches das Drucken zweier Flüssigkeiten umfasst, und welches ein gutes Bild auch auf recyceltem Papier bereitstellt.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren bereitzustellen, welches das Drucken zweier Flüssigkeiten umfasst, und welches ein Bild realisiert, welches keinen ungleichmäßigen Druck aufweist.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren bereitzustellen, welches das Drucken zweier Flüssigkeiten umfasst, und welches es ermöglicht, daß ein breiter Bereich von geeigneten Farbstoffen eingesetzt werden kann.

Die obige Aufgabe kann gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren erzielt werden, umfassend den Schritt des Abscheidens einer Reaktionslösung und einer Tintenzusammensetzung auf einem Aufzeichnungsmedium, um zu drucken, wobei die Reaktionslösung ein mehrwertiges Metallsalz und/oder ein Polyallylamin enthält, wobei die Tintenzusammensetzung wenigstens einen Farbstoff, ein anorganisches oxidisches Kolloid und ein wässriges Lösungsmittel enthält.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei ein Aufzeichnungskopf getrennt von einem Tintenbehälter bereitgestellt wird, um die Tintenzusammensetzung und eine Reaktionslösung dem Aufzeichnungskopf durch ein Tintenrohr zuzuführen;

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht, welche die Oberfläche der Düsen eines Aufzeichnungskopfes darstellt, wobei das Bezugszeichen 1b die Oberfläche einer Düse einer Reaktionslösung bezeichnet und 1c die Oberfläche einer Düse einer Tintenzusammensetzung;

Fig. 3 ist ein Diagramm, welches die Tintenstrahlaufzeichnung unter Verwendung des in Fig. 2 dargestellten Aufzeichnungskopfes illustriert, wobei das Bezugszeichen 31 einen Bereich angibt, in welchem eine Reaktionslösung abgeschieden wurde, und das Bezugszeichen 32 einen gedruckten Bereich, auf welchem eine Tintenzusammensetzung auf die abgeschiedene Reaktionslösung gedruckt wurde;

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform des Aufzeichnungskopfes gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei alle ausstoßenden Düsen in lateraler Richtung ausgerichtet sind;

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei ein Aufzeichnungskopf integral mit einem Tintenbehälter ausgebildet ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren

Das Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst den Schritt des Druckens einer Reaktionslösung und einer Tintenzusammensetzung auf ein Aufzeichnungsmedium.

Die Reaktionslösung und die Tintenzusammensetzung können in jeder Abfolge auf einem Aufzeichnungsmedium aufgebracht werden, Insbesondere kann jedes der folgenden Verfahren geeignet verwendet werden: Ein Verfahren, wobei eine Reaktionslösung auf ein Aufzeichnungsmedium abgeschieden wird, gefolgt von der Abscheidung einer Tintenzusammensetzung auf das Aufzeichnungsmedium, auf welchem die Reaktionslösung abgeschieden wurde. Ein Verfahren, wobei eine Tintenzusammensetzung aufgedruckt wird, gefolgt von dem Abscheiden einer Reaktionslösung, und ein Verfahren, wobei eine Reaktionslösung und eine Tintenzusammensetzung unmittelbar vor oder unmittelbar nach dem Ausstoßen derselben miteinander vermischt werden.

Gemäß des Tintenstrahlaufzeichnungsverfahrens der vorliegenden Erfindung kann ein gutes Drucken realisiert werden, indem eine Reaktionslösung mit einer Tintenzusammensetzung in Kontakt gebracht wird. Obwohl die vorliegende Erfindung nicht durch die folgende Hypothese eingeschränkt werden soll, nimmt man an, dass der Grund, warum ein gutes Drucken durch die vorliegende Erfindung erreicht werden kann, der folgende ist. Beim Kontakt der Reaktionslösung mit der Tintenzusammensetzung, bricht das mehrwertige Metallion oder das Polyallylamin, welches in der Reaktionslösung enthalten ist, den Dispersionszustand eines Farbstoffes, eines anorganischen oxidischen Kolloids oder anderer Bestandteile, und führt zu einer Agglomeration dieser Bestandteile. Insbesondere reagiert das mehrwertige Metallion oder das Polyallylamin, welches in der Reaktionslösung enthalten ist, mit dem anorganischen oxidischen Kolloid, welches in der Tintenzusammensetzung enthalten ist, um Agglomerate zu bilden, welche das Durchdringen des Farbstoffes in das Aufzeichnungsmedium hemmen. Kolloidale Teilchen, welche auf dem Aufzeichnungsmedium zurückbleiben, werden auf das Aufzeichnungsmedium abgeschieden, und die Teilchen werden mit anderen verbunden, um einen Film zu bilden, welcher die Fixierung des Farbstoffes auf dem Aufzeichnungsmedium beschleunigt. Auf diese Weise konnte ein Bild mit einer hohen Farbdichte und ohne Auslaufen oder unebenen Druck realisiert werden. Des weiteren konnte bei einem Farbbild das ungleichmäßige Farbvermischen in den Grenzbereichen der unterschiedlichen Farben, d. h. das Ausbluten der Farben, vorteilhaft verhindert werden. Der obige Mechanismus ist hypothetisch, und die folgende Erfindung sollte nicht auf diesen Mechanismus beschränkt sein.

Wie oben beschrieben, wird bei der vorliegenden Erfindung das anorganische oxidische Kolloid mit dem mehrwertigen Metallion oder dem Polyallylamin, welches in der Reaktionslösung enthalten ist, reagiert, um effizient Agglomerate zu bilden. Daher kann ein gutes Druckbild realisiert werden, auch wenn der Farbstoff, zusammen mit dem mehrwertigen Metallion oder dem Polyallylamin ungern Agglomerate bildet. Das bedeutet, dass das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung die Art des verwendeten Farbstoffes nicht beschränkt und eine große Breite von Farbstoffen erlaubt, die eingesetzt werden könnte, welches ein großer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist.

Das Abscheiden der Reaktionslösung auf dem Aufzeichnungsmedium kann durch jede Ausführungsform durchgeführt werden, bei welcher die Reaktionslösung einzeln auf nur einen Bereich aufgebracht wird, auf weichem die Tintenzusammensetzung abgeschieden werden soll und eine Ausführungsform, bei welcher die Reaktionslösung auf die gesamte Oberfläche des Papiers abgeschieden wird. Die erste Ausführungsform minimiert den Verbrauch der Reaktionslösung und ist daher kosteneffektiv. Bei dieser Ausführungsform ist jedoch eine gewisse Genauigkeit in Bezug auf die Position notwendig, auf welcher sowohl die Reaktionslösung als auch die Tintenzusammensetzung abgeschieden werden. Auf der anderen Seite ist bei der letzteren Ausführungsform das Erfordernis der Genauigkeit der Position, auf welche die Reaktionslösung und die Tintenzusammensetzung abgeschieden werden, im Vergleich mit der ersteren Ausführungsform, gelockert. Bei dieser Ausführungsform besteht jedoch die Gefahr, da die Reaktionslösung in großer Menge auf der gesamten Oberfläche des Papiers abgeschieden wird, das sich das Papier während des Trocknens rollt. Aus den obigen Gründen kann die Auswahl der Ausführungsform durchgeführt werden, indem eine Kombination der Tintenzusammensetzung mit der Reaktionslösung berücksichtigt wird. In dem Fall der ersteren Ausführungsform kann das Abscheiden der Reaktionslösung durch das Tintenstrahlaufzeichnen durchgeführt werden.

Wie oben beschrieben, kann die Reaktionslösung einen Farbstoff enthalten, um so als Tintenzusammensetzung zu dienen.

Tintenzusammensetzung

Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Tintenzusammensetzung umfasst wenigstens einen Farbstoff, ein anorganisches oxidisches Kolloid und ein wässriges Lösungsmittel.

Anorganisches oxidisches Kolloid

Das anorganische oxidische Kolloid, welches in der vorliegenden Erfindung benutzt wird, wird auch "anorganisches oxidisches Sol" genannt und betrifft eine kolloidale Lösung, umfassend: ein Dispersionsmittel, bestehend aus Wasser oder aus Wasser und einem organischen Lösungsmittel, welches eine gute Kompatibilität mit Wasser aufweist; und ein Dispersoid, bestehend aus ultrafeinen Teilchen eines anorganischen Oxides. Anorganische Oxide, die hierbei geeignet sind, umfassend, sind jedoch nicht begrenzt auf Kieselsäureanhydrid (SiO&sub2;) und Aluminiumoxid (Al&sub2;O&sub3;). Die Teilchendurchmesser der ultrafeinen Teilchen des anorganischen Oxids liegen im allgemeinen bei etwa 1 bis 100 nm, vorzugsweise 1 bis 20 nm, insbesondere bevorzugt 1 bis 10 nm. Das Dispersionsmittel für das anorganische oxidische Kolloid ist im allgemeinen Wasser oder ein gemischtes Lösungsmittel, bestehend aus Wasser und einem organischen Lösungsmittel mit guter Kompatibilität zu Wasser, z. B. Methanol, Ethanol, Isopropyl-Alkohol oder N-Propanol. Das anorganische oxidische Kolloid wird hergestellt, indem ultrafeine Teilchen des anorganischen Oxides in Wasser oder dem obigen organischen Lösungsmittel dispergiert werden. Eine Dispersion der ultrafeinen Teilchen in Wasser wird als "wässriges Sol" bezeichnet und eine Dispersion der ultrafeinen Teilchen in einem organischen Lösungsmittel wird als ein "Organosol" bezeichnet.

Wie oben beschrieben, sollte das anorganische oxidische Kolloid, welches in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, mit dem mehrwertigen Metallsalz und/oder Polyallylamin zusammenwirken, um Agglomerate zu bilden.

Das anorganische oxidische Kolloid kann ein kommerziell erhältliches sein und spezifische Beispiele dieser umfassen: Snowtex S. Snowtex N, Snowtex C, Snowtex SS, Snowtex XS, Snowtex 20, Snowtex 30 und Snowtex 40, hergestellt von Nissan Chemical Industry Ltd., Cataloid SI-350, Cataloid SI-500, Cataloid SI-30, Cataloid S-20L, Cataloid S-20H, Cataloid S-30L, Cataloid S-30H und Cataloid SI-40, hergestellt von E. I. du Pont de Nemours & Co.), welche Dispersionen ultrafeiner Teilchen eines Silicid Anhydrids mit hohem Molekulargewicht in Wasser sind; Aluminasol 100, Aluminasol 200 und Aluminasol 520, hergestellt von Nissan Chemical Industry Ltd., welche Dispersionen von ultrafeinen Aluminiumoxidteilchen in Wasser sind; und OSCAL- 1432 (Isopropylalkohol Sol, hergestellt von Catalysts and Chemicals Industries Co., Ltd.) welches eine Dispersion ultrafeiner Teilchen eines Silicid-Anhydrids mit hohem Molekulargewicht in einem organischen Lösungsmittel ist. Die meisten dieser kommerziell erhältlichen kolloidalen Lösungen der anorganischen Oxide weisen einen sauer oder alkalisch eingestellten pH-Wert auf. Dies liegt daran, dass der pH- Wertbereich, in welchem das anorganische oxidische Kolloid existiert, auf der sauren oder alkalischen Seite stabil existiert. Wenn die Zugabe einer kommerziell erhältlichen anorganischen oxidischen kolloidalen Lösung zu der Tinte durchgeführt wird, sollte der pH-Wertbereich berücksichtigt werden, in welchem das anorganische oxidische Kolloid stabil existiert und der pH-Wert der Tinte.

Die Menge des anorganischen oxidischen Kolloids, welche hinzugefügt wird, kann geeignet bestimmt werden, indem die Art und das Agglomerat berücksichtigt wird. Im allgemeinen ist es bevorzugt, ungefähr 0,1 bis 15 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 0,5 bis 5,0 Gew.-%, bezogen auf die Tintenzusammensetzung, hinzuzufügen. Eine Vielzahl von anorganischen oxidischen Kolloiden kann hinzugefügt werden.

Farbstoff

Der in der Tintenzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung enthaltene Farbstoff kann eine Farbe und ein Pigment sein. In der folgenden Erfindung kann die folgende breite Anzahl von Farbstoffen eingesetzt werden.

Farben, die hier verwendet werden können, umfassen viele Farben, die herkömmlich beim Tintenstrahlaufzeichnen verwendet werden, wie Direktfarben, saure Farben, Lebensmittelfarben, Grundfarben, Reaktionsfarben, Dispersionsfarben, Küpenfarbstoffe, lösliche Küpenfarbstoffe und Reaktionsdispersionsfarbstoffe.

Bezüglich des Pigments können anorganische und organische Pigmente ohne besondere Einschränkung verwendet werden. Beispiele des anorganischen Pigments umfassen, zusätzlich zu Titanoxid und Eisenoxid, Rußschwärze, hergestellt durch bekannte Verfahren, wie Kontakt-, Ofen- und thermische Verfahren. Beispiele des organischen Pigments umfassen Azopigmente (umfassend Azofarblacke, unlösliches Azopigment, kondensiertes Azopigment und Chelat-Azopigment), polycyclische Pigmente (z. B. Phthalocyanin, Perylen, Perinon, Anthraquinon, Quinacridon, Dioxazin, Thioindigo, Isoindolinon und Quinophthalon Pigmente), Farbstoffchelate (z. B. Grundfarbchelate und saure Farbstoffchelate), Nitropigmente, Nitroso-Pigmente und Anilinschwarz.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das obige Pigment vorzugsweise in Form einer Pigmentdispersion hinzugefügt, hergestellt durch das Dispergieren des Pigments in einem wässrigen Medium mit Hilfe eines Dispergiermittels oder eines oberflächenaktiven Mittels. Bevorzugte Dispergiermittel umfassen solche, die herkömmlich bei der Herstellung einer Dispersion eines Pigments verwendet werden, z. B. polymerische Dispersionsmittel. Da das Dispergiermittel und das oberflächenaktive Mittel in der Dispersion des Pigmentes enthalten sind, dienen diese auch als Dispergiermittel und oberflächenaktives Mittel in der Tintenzusammensetzung, und dies wird einem Fachmann klar sein.

Die Menge des zu der Tinte hinzugefügten Pigments liegt vorzugsweise bei ungefähr 0,5 bis 25 Gew.-%, insbesondere bevorzugt bei 2 bis 15 Gew.-%.

Wässriges Lösungsmittel

Das wässrige Lösungsmittel als ein Hauptlösungsmittel der Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst im allgemeinen ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel und Wasser. Das wasserlösliche organische Lösungsmittel ist vorzugsweise ein organisches Lösungsmittel mit niedrigem Siedepunkt und bevorzugte Beispiele dieser umfassen Methanol, Ethanol, N-Propyl-Alkohol, Iso-Propylalkohol, N- Butanol, SEC-Butanol, Tert-Butanol, Iso-Butanol und N-Pentanol. Einwertige Alkohole sind besonders bevorzugt. Das organische Lösungsmittel mit niedrigem Siedepunkt weist den Effekt auf, dass der Zeitraum, der notwendig ist, dass die Tinte trocknet, verkürzt wird.

Des weiteren umfasst gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das wässrige Lösungsmittel des weiteren ein Benetzungsmittel, enthaltend ein organisches Lösungsmittel mit hohem Siedepunkt. Bevorzugte Beispiele von organischen Lösungsmitteln mit hohem Siedepunkt, welche verwendet werden können, umfassen mehrere Hydroxylgruppen enthaltenden Alkohol wie Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Polyethylenglycol, Polypropylenglycol, Propylenglycol, Butylenglycol, 1,2,6-Hexantriol, Thioglycol, Hexylenglycol, Glyzerin, Trimethylolethan und Trimethylolpropan; Alkylether mehrere Hydroxylgruppen enthaltender Alkohole wie Ethylenglycol, Monomethylether, Ethylenglycol, Monomethylether, Ethylenglycolmonobutylether, Urea, 2-Pyrrolidon; N-Methyl-2-Pyrrolidon; 1,3-Dimethyl-2- imidazolidinon und Triethanolamin.

Die hinzugefügte Menge des Benetzungsmittels liegt vorzugsweise in dem Bereich von 0,5 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt in dem Bereich von 2 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Tinte. Die Menge des organischen Lösungsmittels mit niedrigem Siedepunkt, welche hinzugefügt wird, liegt vorzugsweise bei 0,5 bis 10 Gew.-%, insbesondere bevorzugt in dem Bereich von 1,5 bis 6 Gew.-%, bezogen auf die Tinte.

Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Tintenzusammensetzung kann ein oberflächenaktives Mittel enthalten. Bevorzugte Beispiele dieser umfassen oberflächenaktive Mittel wie anionische oberflächenaktive Mittel, nicht ionische oberflächenaktive Mittel und amphotere oberflächenaktive Mittel, Alkohole wie Methanol und Iso- Propylalkohol und Polyalkohole niedrigerer Alkylether wie Ethylenglycol, Mono- Methylether, Diethylenglycolmono-Methylether, Triethylenglycolmono-Butylether, Propylenglycolmono-Methylether und Dipropylenglycolmono-Methylether.

Des Weiteren können, sofern notwendig, pH-Wert-Einsteller, Konservierungsmittel, Schimmelverhinderungsmittel und dergleichen hinzugefügt werden. Beispiele von pH- Wert Einstellern umfassen KOH, NaOH, Triethanolamin.

Saccharide

Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Tintenzusammensetzung kann des Weiteren ein Saccharid enthalten. Die Zugabe des Saccharids kann des Weiteren die Farbdichte verbessern, das Auslaufen und ungleichmäßige Drucken minimieren. Des weiteren kann in dem Fall eines Farbbildes das Farbausbluten in sehr hohem Maße verhindert werden. Spezifische Beispiele der geeigneten Saccharide umfassen Monosaccharide, Disaccharide, Oligosaccharide (umfassend Trisaccharide und Tetrasaccharide) und andere Polysaccharide, vorzugsweise Glukose, Mannose, Fructose, Ribose, Xylose, Arabinose, Galactose, Aldonsäure, Glucitol, Sorbitol, Maltose, Cellobiose, Lactose, Sucrose, Trehalose und Maltotriose. Der Ausdruck "Polysaccharide", der hier verwendet wird, bedeutet Saccharide im breitesten Sinne, umfassend Substanzen, die natürlich existieren, wie Algensäure, α-Cyclodextrin und Cellulose. Derivate dieser Saccharide, die hier verwendet werden, umfassen reduzierten Zucker der obigen Saccharide (z. B. Zuckeralkohole, dargestellt durch die allgemeine HOCH&sub2; (CHOH)nCH&sub2;OH, wobei n eine ganze Zahl von 2 bis 5 ist), oxidierter Zucker (z. B. Aldonsäure oder Uronsäure), Aminosäuren und Thiozucker. Unter diesen sind Zuckeralkohole besonders bevorzugt, und spezifische Beispiele dieser umfassen Maltitol und Sorbitol.

Der Anteil der Saccharide ist vorzugsweise 0,1 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Tintenzusammensetzung.

Epoxyharzhaltige Verbindung und Epoxyaushärtungsmittel

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Tintenzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Epoxyharzhaltige Zusammensetzung. Der Ausdruck "Epoxyharzhaltige Verbindung", die her verwendet wird, bedeutet eine Verbindung, welche wenigstens zwei Epoxygruppen in der Molekülstruktur aufweist und eine Vernetzungsreaktion bewirkt, in welcher eine Epoxygruppe involviert ist, und zu einer Verharzung, (d. h. zu einem erhöhten Molekulargewicht) führt. Die Zugabe der Epoxyharzhaltigen Verbindung verleiht dem gedruckten Bild gute Kratzbeständigkeit und Wasserbeständigkeit.

Epoxyharzhaltige Verbindungen, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen Verbindungen, enthaltend eine Epoxyharzgruppe und zusätzlich eine funktionelle Gruppe, welche mit einer Epoxyharzgruppe reagiert und Verbindungen enthaltend eine Epoxyharzgruppe, welche jedoch keine mit einer Epoxyharzgruppe reagierende funktionelle Gruppe enthalten.

Der Ausdruck "funktionelle Gruppe, welche mit einer Epoxyharzgruppe reagiert" der hier verwendet wird, bedeutet eine funktionelle Gruppe, welche mit einer Epoxyharzgruppe reagiert, um eineVemetzung zu bewirken, und Beispiele solcher funktioneller Gruppen umfassen Hydroxyl-, Carboxyl- und Sulfonsäuregruppen, in der vorliegenden Erfindung kann die Verwendung der Epoxyharz-haltigen Verbindung mit einer funktionellen Gruppe, welche mit einer Epoxyharzgruppe reagiert, die Notwendigkeit eliminieren, ein Epoxyharzaushärtungsmittel, wie unten beschrieben, zu der Reaktionslösung hinzuzufügen. Auf der anderen Seite für die Zugabe eines Epoxyharzaushärtungsmittels zu der Reaktionslösung in Kombination mit der Verwendung der Epoxyharz-haltigen Verbindung mit einer funktionellen Gruppe, welche mit einer Epoxyharzgruppe reagiert, zu einer weiteren verbesserten Fixiergeschwindigkeit des Drucks. Jedes dieser Vorteile kann abhängig von der Situation ausgewählt werden.

Der Mechanismus, durch welchen die Zugabe einer Epoxyharz-haltigen Verbindung zu der Tintenzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung einen guten Druck bereitstellt, ist vermutlich wie folgt. Der folgende Mechanismus ist jedoch hypothetisch und die vorliegende Erfindung sollte nicht auf diesen beschriebenen Mechanismus beschränkt sein.

In dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Reaktionslösung und eine Tintenzusammensetzung auf einem Aufzeichnungsmedium abgeschieden. Wie oben beschrieben, führt beim Abscheiden der Tintenzusammensetzung auf dem Aufzeichnungsmedium eine Reaktion zwischen einem mehrwertigen Metallion, abgeleitet von einem mehrwertigen Metallsalz oder einem Polyallylamin in der Reaktionslösung, und einem anorganischen oxidischen Kolloid in der Tintenzusammensetzung zu einer Agglomeration. Enthält die Reaktionslösung ein Epoxyharz aushärtendes Mittel, tritt eine Vernetzung der Epoxyharzgruppen in der Epoxyharz-haltigen Verbindung auf, und führt zu einer Verharzung. Auf der anderen Seite nimmt man an, wenn die Verbindung mit einer funktionellen Gruppe, welche mit einer Epoxyharzgruppe reagiert als die Epoxyharz-haltige Verbindung verwendet wird, die Verharzung durch den folgenden Mechanismus auch bei Abwesenheit eines Epoxyharz aushärtenden Mittels fortschreitet. Wenn die Entfernung zwischen den Epoxyharz-haltigen Verbindungen durch die Agglomeration aufgrund der Wirkung zwischen dem mehrwertigen Metallsalz oder dem Polyallylamin in der Reaktionslösung und dem anorganischen oxidischen Kolloids in der Tintenzusammensetzung verringert wird, würde eine Reaktion der Epoxyharzgruppe mit der funktionellen Gruppe, welche mit der Epoxyharzgruppe reagiert, zwischen den benachbarten Epoxyharz-haltigen Verbindungen auftreten. Man nimmt an, dass diese Reaktion Vernetzung zwischen den Epoxyharz-haltigen Verbindungen bewirkt, und zu einer Verharzung führt. Die Verharzung ermöglicht es, dass ein gedrucktes Bild stark auf dem Aufzeichnungsmedium fixiert wird und führt zusätzlich zu der Bildung eines Harzfilmes auf der Oberfläche des gedruckten Bildes. Solch ein Druck weist eine gute Kratzbeständigkeit, Wasserbeständigkeit und Lichtbeständigkeit auf.

In diesem Zusammenhang sollte festgehalten werden, dass eine Reaktion zwischen den Epoxyharz-haltigen Verbindungen, welche jeweils eine mit einer Epoxyharzgruppe reagierende funktionelle Gruppe aufweisen in der Tintenzusammensetzung nicht erwünscht ist. Daher sollte die Verwendung solcher Epoxyharz-haltigen Verbindungen vermieden werden.

Epoxyharz-haltige Verbindung, welche vorzugsweise in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden sollten, umfassen Epoxyharz-haltige Harzemulsionen und wasserlösliche Epoxyharzverbindungen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen die Epoxy-haltigen Harzemulsionen eine Epoxy-haltige Acrylharzemulsion umfassend: eine kontinuierliche Wasserphase; eine dispergierte Phase umfassend ein Copolymer mit sich wiederholenden Einheiten, dargestellt durch die folgenden Formeln I und II:

wobei

R¹ und R³ unabhängig voneinander H oder CH&sub3; darstellen;

R² eine Gruppe darstellt, enthaltend in seiner Struktur wenigstens eine Gruppe gewählt aus Alkyl (wobei C&sub1;&submin;&sub2;&sub1; Alkyl bevorzugt ist), Hydroxy-, Carbonyl- und Sulfonsäuregruppen. Dieses Harz wird nicht durch die Form der Copolymere beschränkt, und es sind z. B. ein Blockcopolymer und ein statisches Copolymer sind möglich.

Unter den obigen Copolymeren, weist das Ende dieser keinen besonderen Einfluss auf die Eigenschaften auf, da das Polymer ein hohes Molekulargewicht besitzt. Im Allgemeinen bildet ein Fragment eines Polymerisationsinitiators den Anschluss und Beispiele solcher Fragmente umfassen Fragmente von Ammoniumpersulfat und Kalimpersulfat, wie -OSO&sub3;H.

Beispiele bevorzugter R² umfassen -OH, -COOH oder -COO-R (wobei R eine gerade oder verzweigte Alkylgruppe darstellt, vorzugsweise eine C&sub1;&submin;&sub1;&sub2; Alkylgruppe, wobei wenigstens ein Wasserstoffatom der Alkylgruppe wahlweise durch eine Hydroxyl-, Phosphono- oder Sulfonsäuregruppe substituiert ist) und eine Arylgruppe substituiert durch eine Sulfonsäuregruppe, wie z. B. eine Phenyl- oder Tolylgruppe. Spezifische Beispiele der Gruppen dargestellt durch R² umfassen -OH, -COOH, -COOH&sub2;CH&sub2;OH, -COOCH&sub2;CH(CH&sub3;)OH, -COOCH&sub2;CH&sub2;PH(OH)&sub2;, -C&sub6;H&sub5;SO&sub3;H, -COOCH&sub2;CH&sub2;SO&sub3;H, -COOCH&sub3;, -COOC&sub2;H&sub5;, -COOC&sub4;H&sub9;, -COOC&sub6;H&sub1;&sub3;, -COO(CH&sub2;)&sub1;&sub1;CH und -COOCH&sub2;CH(CH&sub3;)CH&sub2;C(CH&sub3;)&sub3;. In diesem Zusammenhang ist eine Hydroxyl-, Carboxyl- oder Sulfonsäuregruppe, die in R² enthalten sein kann, eine funktionelle Gruppe, welche mit einer Epoxyharzgruppe reagiert. Wenn R² eine Alkylgruppe allein enthält, und wenn R² eine Hydroxyl-, Carboxyl- oder Sulfonsäuregruppe enthält, jedoch im Wesentlichen nicht mit einer Epoxyharzgruppe reagiert, besitzt die Harzemulsion keine funktionelle Gruppe, die mit einer Epoxyharzgruppe reagiert. Enthält R² auf der anderen Seite zusätzlich zu der Alkylgruppe eine Hydroxyl-, Carboxyl- oder Sulfonsäuregruppe weist die Harzemulsion eine funktionelle Gruppe auf, die mit einer Epoxyharzgruppe reagiert.

Kommerziell erhältlich Harzemulsionen können verwendet werden, und Beispiele dieser umfassen Almatex Z116 (hergestellt von Mitsui Toatsu Chemicals, Ing.), NEW COAT S2170 und NEW COAT S-1080 (hergestellt von Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), VANATEX #952 und VANATEX HG-9 (hergestellt von Shin- Nakamura Chemical Co., Ltd.) und Piestex B-3 (hergestellt von Shin- Nakamura Chemical Co., Ltd.)

Die wasserlösliche Epoxyharzverbindung umfasst wenigstens zwei Epoxyharzgruppen pro Molekül, welche mit einem unten beschriebenen Epoxyharzaushärtungsmittel reagieren, und typische Beispiele dieser umfassen wasserlösliche Diepoxidharze. Wasserlösliche Epoxyharzverbindungen, die vorzugsweise in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, umfassen Verbindung dargestellt durch die folgende Formel.

wobei n eine natürliche Zahl von 4 bis 9 ist.

Beispiele bevorzugter wasserlöslicher Epoxyharzverbindungen umfassen Polyethylenglycolglycidylether. Kommerziell erhältlich wasserlösliche Epoxyverbindungen, welche hier verwendet werden können, umfassen Epolight 400E (Polyethylenglycol #400 Glycidylether, hergestellt von Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) Epolight 200E (Polyethylenglycol #200 Glycidylether, hergestellt von Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), Epolight 80MF (Glycerindiglycidylether, hergestellt von Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), Epiall G-100 (Glycerindiglycidylether, hergestellt von Nippon Oils & Fats Co., Ltd.), und Denacol (hergestellt von Nagase Chemicals Ltd.,).

Beispiele der Epoxyharz-haltigen Verbindungen, mit einer funktionellen Gruppe, welche mit einer Epoxyharzgruppe reagiert, und welche vorzugsweise in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, umfassen solche, unter den obengenannten Epoxyharz-haltigen Harzemulsionen, bei welchen wenigstens ein Teil von R² eine funktionelle Gruppe enthält, welche mit einer Epoxyharzgruppe reagiert, d. h., eine funktionelle Gruppe, gewählt aus einer Hydroxyl-, Carboxyl- und Sulfonsäuregruppe. Es ist des Weiteren möglich, eine Epoxyharz-haltige Verbindung zu verwenden, wobei R&sub2; teilweise eine Alkylgruppe enthält, vorzugsweise ein C&sub1;&submin;&sub2;&sub1; Alkyl, und keine funktionelle Gruppe aufweist, die mit einer Epoxyharzgruppe reagiert. Kommerziell erhältlich Epoxyharz-haltige Verbindungen des obigen Typs umfassen Almatex Z116 (hergestellt von Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.).

Die Menge der Epoxyharz-haltigen Verbindung in der Tintenzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung liegt vorzugsweise bei ungefähr 1 bis 10 Gew.-%, insbesondere bevorzugt bei 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Tintenzusammensetzung.

Die Tintenzusammensetzung, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann eine Harzemulsion wie oben beschrieben, enthalten. Ist die obige Epoxyharz-haltige Verbindung eine Epoxyharz-haltige Harzemulsion, dient diese auch als Harzemulsion. Daher ist die Verwendung einer zusätzlichen Harzemulsion unnötig. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jedoch eine Harzemulsion in Kombination mit einer Epoxyharz-haltigen Harzemulsion zugegeben.

In der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise ein Epoxyharzaushärtungsmittel zu der Reaktionslösung zugegeben werden. Dieses Epoxyharzaushärtungsmittel betrifft ein Mittel, welches zusammen mit der Epoxyharz-haltigen Verbindung in der Tintenzusammensetzung enthalten sein kann, und die Verharzung (eine Erhöhung des Molekulargewichts, der Epoxyharz-haltigen Verbindung durch Vernetzung beschleunigt. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedes Epoxyharzhärtungsmittel eingesetzt werden, ohne Beschränkung, soweit es dem gedruckten Bild eine gute Kratzfestigkeit und Wasserbeständigkeit bei dem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren verleihen kann.

Epoxyharzaushärtungsmittel, die vorzugsweise in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind normalerweise in Wasser löslich. Beispiele dieser umfassen Aminverbindungen, z. B. Ethylendiamin, Diethylaminpropylamin, N- Aminoethylpiperazin, Trimethylhexamethylendiamin, modifizierte aliphatische Amine, wasserlösliche Polyamine, wasserlösliche kaltaushärtende Katalysatoren, welche andere als Amine sind, z. B. aromatische Sulfonsäure, wie p-Phenolsulfonsäure und Aushärtungsmittel für Epoxyharzemulsionen. Es ist auch möglich, kommerziell erhältliche Aushärtungsmittel einzusetzen und Beispiele dieser umfassen Almatex H700 (hergestellt von Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.) und EPOKY-H (hergestellt von Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.).

Die Konzentration der Epoxyharzaushärtungsmittel in der Reaktionslösung liegt vorzugsweise bei ungefähr 0,1 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt bei ungefähr 1 bis 20 Gew.-%.

Gemäß der vorliegenden Erfindung reagiert beim Drucken einer Tintenzusammensetzung auf ein Aufzeichnungsmedium, auf welchem eine Reaktionslösung abgeschieden wurde, ein Epoxyharzaushärtungsmittel, welches in der Reaktionslösung enthalten ist, mit einer Epoxyharz-haltigen Verbindung, die in der Tintenzusammensetzung enthalten ist, um Vernetzung der Epoxyharz-haltigen Verbindung zu beschleunigen. Diese Reaktion kann z. B. durch die folgende Formel dargestellt werden:

Dies beschleunigt die Verharzung der Epoxyharz-haltigen Verbindung (eine weitere Erhöhung des Molekulargewichts der Harzemulsion). Die obige Verharzung in einem Druckbild, welches auf einem Aufzeichnungsmedium gebildet wurde, erlaubt, dass das gedruckte Bild stark auf dem Aufzeichnungsmedium haftet und führt zusätzlich zu der Bildung eines Harzfilmes auf der Oberfläche des Druckbildes. Daher weist der Druck eine gute Kratzfestigkeit, Wasserbeständigkeit und Lichtechte auf.

Harzemulsion

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die in der vorliegenden Erfindung verwendete Tintenzusammensetzung eine Harzemulsion. Eine bevorzugte Harzemulsion umfasst eine kontinuierliche Wasserphase und eine dispergierte Phase umfassend ein Harz, welches keine Epoxyharzgruppe enthält.

Wie oben beschrieben ist die Zugabe der Harzemulsion nicht notwendig, wenn die Epoxyharz-haltige Verbindung eine Epoxyharz-haltige Harzemulsion ist. Harze, die hier verwendet werden können, umfassen Acrylharz, Vinylacetatharz, Styrolbutadienharz, Vinylchloridharz, (Meth)acrylat-Styrolharz, Butadienharz und Styrolharz.

Des Weiteren können kommerziell erhältliche Harzemulsionen eingesetzt werden, und Beispiele dieser umfassen Microgel E-1002 und E-5002 (Styrol/Acrylharzemulsion, hergestellt von Nippon Paint Co., Ltd.), Voncoat 4001 (Acrylharzemulsion, hergestellt von Dainippon lnk and Chemicals, Inc.), Voncoat 5454 (Styrol/Acrylharzemulsion, hergestellt von Dainippon lnk and Chemicals, Inc.), SAE-1014 (Styrol/Acrylharzemulsion, hergestellt von Nippon Zeon Co., Inc.), und Saivinol SK- 200 (Acrylharzemulsion, hergestellt von Saiden Chemical Industry Co., Ltd.).

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Harz ein Polymer mit einer Kombination eines hydrophilen Segments mit einem hydrophoben Segment. Der Teilchendurchmesser des Harzbestandteiles ist nicht besonders begrenzt, solang der Harzbestandteil eine Emulsion bildet. Er beträgt jedoch vorzugsweise nicht mehr als 150 nm, insbesondere bevorzugt 5 bis 100 nm.

Die Harzemulsion kann hergestellt werden, indem ein Monomer zur Bildung eines kontemplativen Harzes zur Dispersion der Polymerisation in Wasser, wahlweise unter Vorhandensein eines oberflächenaktiven Mittels unterworfen wird. Zum Beispiel kann eine Emulsion eines Acrylharzes oder eines Styrol/Acrylharzes hergestellt werden, indem ein Ester einer (Meth)acrylsäure oder alternativ eines Esters einer (Meth)acrylsäure in Kombination mit Styrol einer Dispersionspolymerisation in Wasser wahlweise in unter Vorhandensein eines oberflächenaktiven Mittels unterworfen wird. Im Allgemeinen liegt das Verhältnis des Harzbestandteils zu dem oberflächenaktiven Mittel vorzugsweise bei ungefähr 10 : 1 bis 5 : 1. Fällt die Menge des oberflächenaktiven Mittels in den oberen Bereich, ist es möglich, eine Tinte bereitzustellen, welche eine gute Wasserbeständigkeit in der Form eines Bildes und eine gute Durchdringbarkeit aufweist. Das oberflächenaktive Mittel ist nicht besonders begrenzt. Bevorzugte Beispiele dessen umfassen anionische oberflächenaktive Mittel (z. B. Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumlaurat und ein Ammoniumsalz eines Polyoxyethylenalkylethersufats); nichtionische oberflächenaktive Mittel mit einem HLB Wert von 10 oder mehr (z. B. einem Polyoxyethylenalkylether, einem Polyoxyethylenalkylester, einem Polyoxyethylensorbitantfettsäureester, einem Polyoxyethylenalkylamin, und einem Polyoxyethylenalkylamid). Sie können allein oder in einer Mischung von zwei oder mehreren verwendet werden. Des Weiteren ist auch möglich Acetylenglycol zu verwenden (OLEFINE Y und Surfynol 82, 104, 440, 465 und 485 (all die obigen Produkte sind von Air Products and Chemicals Inc. hergestellt).

Das Verhältnis des Harzes als Bestandteil, welches die dispergierte Phase bildet, zum Wasser beträgt vorzugsweise 60 bis 400 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzes, wobei 10 bis 200 Gewichtsteile des Wassers, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzes bevorzugt ist.

Das Verhältnis des Harzes als das die dispergierende Phase bildende Bestandteil, zum Wasser beträgt vorzugsweise 60 bis 400 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzes, wobei 100 bis 200 Gewichtsteile Wasser bezogen auf 100 Gewichtsteile Harz bevorzugt sind.

Bei der in der vorliegenden Erfindung verwendeten Tinte ist die Menge der Harzemulsion, welche eingeführt wird, vorzugsweise solchermaßen, dass die Menge des Harzbestandteiles in dem Bereich von 0,1 bis 40 Gew.-% liegt, insbesondere bevorzugt in dem Bereich von 1 bis 25 Gew.-% liegt.

Sowohl für die Harzemulsion enthaltend eine Epoxyharzgruppe und die Harzemulsion, welche keine Epoxyharzgruppe enthält, nimmt man an, dass die Wirkung zwischen diesen Harzemulsionen und den mehrwertigen Metallionen das Eindringen des Farbstoffbestandteiles hemmt und die Fixierung des Farbstoffbestandteiles auf dem Aufzeichnungsmedium beschleunigt.

Reaktionslösung

Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Reaktionslösung umfasst im Allgemeinen ein mehrwertiges Metallsalz und/oder Polyallylamin und Wasser. Enthält die Tintenzusammensetzung eine Epoxyharz-haltige Verbindung, enthält die Reaktionslösung vorzugsweise des Weiteren das oben beschriebene Epoxyharzaushärtungsmittel.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das in der Reaktionslösung enthaltene mehrwertige Metallsalz ein zweiwertiges oder höheres mehrwertiges Metallion enthalten und ein anders mehrwertige Metall gebundene Ion, vorzugsweise in Nitration oder ein Carboxylation und ist in Wasser löslich.

Des weiteren werden die Carboxylationen vorzugsweise von einer gesättigten aliphatischen Monocarbonsäure abgeleitet, mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder einer carbocyclischen Monocarbonsäure mit 7 bis 11 Kohlenstoffatomen. Bevorzugte Beispiele der gesättigten aliphatischen Monocarbonsäure mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Isobuttersäure, Baldriansäure, Isobaldriansäure, Pivalinsäure und Carbonsäure. Unter diesen sind Ameisensäure und Essigsäure besonders bevorzugt.

Ein Wasserstoffatom an dem gesättigten aliphatischen Wasserstoffrest in der Monocarbonsäure kann durch eine Hydroxylgruppe ersetzt werden. Bevorzugte Beispiele solcher Carboxylsäuren umfassen Milchsäure.

Bevorzugte Beispiele der carbocyclischen Monocarbonsäure mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen umfassen Benzoesäure und Naphthoesäure, wobei Benzoesäure besonders bevorzugt ist.

Spezifische Beispiele mehrwertiger Metallionen umfassen zweiwertige Metallionen wie Ca²&spplus;, Cu²&spplus;, Ni²&spplus;, Mg²&spplus;, Zn²&spplus; und Ba²&spplus;, dreiwertige Metallionen wie Al³&spplus;, Fe³&spplus; und Cr³&spplus;. Anionen umfassen Cl&supmin;, NO&sub3;&supmin;, I&supmin;, Br&supmin;, ClO&sub3;&supmin; und CH&sub3;COO&supmin;.

Insbesondere stellt ein Metallsalz, gebildet durch Ca²&spplus; oder Mg²&spplus; gute Resultate hinsichtlich des pH Wertes die Reaktionslösung und der Qualität der Drucke zur Verfügung.

Die Konzentration des mehrwertigen Metallsalzes in der Reaktionslösung kann geeignet bestimmt werden, um so die Wirkung zu erzielen, dass eine gute Druckqualität bereitgestellt wird und Verstopfung verhindert wird. Es liegt bei vorzugsweise bei ungefähr 0,1 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt bei ungefähr 5 bis 25 Gew.-%.

Die in der Reaktionslösung verwendeten Polyallylamine sind kationische Polymere, die in Wasser löslich sind und in Wasser positiv geladen werden können. Solche Polymere umfassen, z. B., die durch die folgenden Formeln (2), (3) und (4) dargestellten:

wobei x&supmin; wenigstens ein Element darstellt, gewählt aus Chlorid, Bromid, Iodid, Nitrat, Phosphat, Sulfat, Acetat und anderen Ionen.

Zusätzlich kann ein Copolymer eines Allylamins mit einem Diallylamin und ein Copolymer von Diallymethylammoniumchlorid mit Schwefeldioxid verwendet werden.

Der Anteil des Polyallylamins und des Polyallylaminderivats liegt vorzugsweise bei 0,5 bis 10 Gew.-% bezogen auf die Reaktionslösung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Reaktionslösung ein Benetzungsmittel umfassen, umfassend ein organisches Lösungsmittel mit hohem Siedepunkt. Das organische Lösungsmittel mit hohem Siedepunkt dient dazu, zu verhindern, dass die Reaktionslösung aufgrund von Verdampfung konzentriert wird, und verhindert so das Verstopfen des Aufzeichnungskopfes. Bevorzugte Beispiele des organischen Lösungsmittels mit hohem Siedepunkt, sind einige von denen die bereits in Bezug auf die Tintenzusammensetzung beschrieben wurden.

Obwohl die zugegebene Menge des organischen Lösungsmittels mit hohem Siedepunkt nicht besonders beschränkt ist, liegt sie vorzugsweise bei ungefähr 0,5 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt bei ungefähr 2 bis 20 Gew.-%.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind Triethylenglycolmonobutylether und Glycerin besonders bevorzugt. Dies Menge des Triethylenglycolmonobutylethers und Glycerins, die in Kombination als organisches Lösungsmittel mit hohem Siedepunkt zugegeben werden, liegt vorzugsweise im Bereich von 10 bis 20 Gew.-%, insbesondere bevorzugt in dem Bereich von 1 bis 15 Gew.-%.

Des Weiteren kann ein Farbstoff, z. B. Gelb, Magenta oder Cyanfarbstoff zu der Reaktionslösung zugegeben werden, so dass die gefärbte Reaktionslösung auch als die Tintenzusammensetzung dienen kann, wie in dem Abschnitt Tintenzusammensetzung beschrieben.

Des Weiteren kann, sofern notwendig, pH-Werteinsteller, Konservierungsmittel, Antischimmelmittel und dergleichen zugegeben werden. Beispiele der pH-Wert Einsteller umfassen KOH, NaOH, Triethanolamin. Die Menge des zugegebenen Triethanolamins liegt vorzugsweise in dem Bereich von 0 bis 2,0 Gew.-%.

Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung

Eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung zur Durchführung des Tintenstrahlaufzeichnungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 ist eine Darstellung einer Ausführungsform einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung. Bei dieser Ausführungsform sind eine Tintenzusammensetzung und eine Reaktionslösung in einem Behälter angeordnet, und werden dem Aufzeichnungskopf über ein Tintenrohr zugeführt. Im Einzelnen steht ein Aufzeichnungskopf 1 mit einem Tintenbehälter 2 über ein Tintenrohr 3 in Verbindung. Das Innere des Tintenbehälters 2 ist geteilt und eine Kammer für eine Tintenzusammensetzung, wahlweise eine Vielzahl von Farbtintenzusammensetzungen, und eine Kammer für eine Reaktionslösung sind bereitgestellt.

Der Aufzeichnungskopf 1 wird von einem Wagen 4 befördert und entlang einer Führung 9 durch ein Zahnriemen 6 angetrieben von einem Motor 5 bewegt. Das Papier 7 als ein Aufzeichnungsmedium wird von einer Walze 8 in eine Position gebracht, die dem Aufzeichnungskopf 1 gegenüberliegt. In dieser Ausführungsform ist eine Kappe 10 bereitgestellt. Eine Saugpumpe 11 ist mit der Kappe 10 verbunden um den sogenannten "Reinigungsbetrieb" durchzuführen. Die von der Pumpe 11 angesaugte Tintenzusammensetzung wird in einem Abfalltintenbehälter 13 durch ein Rohr 12 aufbewahrt.

Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht, welche die Oberfläche der Düsen des Aufzeichnungskopfes 1 darstellt. In dieser Zeichnung wird die Oberfläche der Düse für eine Reaktionslösung durch 1b bezeichnet, und eine Düse 21 zum Ausstoßen der Reaktionslösung ist in der Längsrichtung bereitgestellt. Die Oberfläche der Düsen für die Tintenzusammensetzung ist durch 1c bezeichnet und eine gelbe Tintenzusammensetzung, eine Magentafarbene Tintenzusammensetzung und eine Cyanfarbene Tintenzusammensetzung und eine schwarze Tintenzusammensetzung werden jeweils durch die Düsen 22, 23, 24 und 25 ausgestoßen.

Des Weiteren wird ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren unter Verwendung des in Fig. 2 dargestellten Aufzeichnungskopfes unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben. Der Aufzeichnungskopf 1 wird in der durch einen Pfeil A angegebenen Richtung bewegt, während dieser Zeit wird die Reaktionslösung durch die Düse 21 ausgestoßen um einen Bereich 31 in einer Bandform auf dem Aufzeichnungsmedium 7 mit abgeschiedener Reaktionslösung zu bilden. Anschließend wird das Aufzeichnungsmedium 7 um eine vorherbestimmte Länge in der durch den Pfeil B angegebenen Richtung befördert, während dieser Zeit wird der Aufzeichnungskopf 1 in der Richtung entgegengesetzt zu der durch den Pfeil A angegebenen bewegt und zu dem linken Ende des Aufzeichnungsmediums 7 zurückgeführt, und der Aufzeichnungskopf setzt das Drucken unter Verwendung der Tintenzusammensetzung auf dem Bereich 31 mit abgeschiedener Reaktionslösung fort, und bildet auf diese Weise einen Druckbereich 32.

Wie des Weiteren in Fig. 4 dargestellt, ist es bei dem Aufzeichnungskopf 1 auch möglich, alle Düsen in der lateralen Richtung anzuordnen um einen Düsenaufbau zu bilden. In der Zeichnung werden die Ausstoßdüsen für eine Reaktionslösung mit 41a und 41b bezeichnet, eine gelbe Tintenzusammensetzung, eine Magentafarbene Tintenzusammensetzung, eine Cyanfarbene Tintenzusammensetzung und eine schwarze Tintenzusammensetzung werden jeweils durch die Düsen 42, 43, 44 und 45 ausgestoßen. Bei dem Aufzeichnungskopf gemäß dieser Ausführungsform kann der Aufzeichnungskopf 1 wenn er sich auf dem Wagen hin- und herbewegt das Drucken in beiden Richtungen durchführen. Daher wird in diesem Fall das Drucken mit höheren Geschwindigkeit erwartet im Vergleich zu dem Fall, dass der in Fig. 2 dargestellte Aufzeichnungskopf verwendet wird.

Wenn des Weiteren die Reaktionslösung und die Tintenzusammensetzung so eingestellt, dass sie innerhalb der oben beschriebenen Oberflächenspannungsbereiche fallen, kann ein Druck mit hoher Qualität stabil bereitgestellt werden, unabhängig von der Reihenfolge der Abscheidung der Reaktionslösung und der Tintenzusammensetzung. In diesem Fall führt auch die Bereitstellung einer einzelnen Ausstoßdüse ausreichende Ergebnisse zur Verfügung. Zum Beispiel kann in der Zeichnung die Düse 41b weggelassen werden. Dies kann zu einer weiteren Reduktion der Größe des Kopfes beitragen und die Druckgeschwindigkeit weiter steigern.

Bei der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, kann das Nachfüllen der Tintenzusammensetzung durchgeführt werden, indem ein Tintenbehälter durch einen Behäter in einer Patronenform ersetzt wird. Der Tintenbehälter kann integral mit dem Aufzeichnungskopf ausgebildet sein. Eine bevorzugte Ausführungsform einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung unter Verwendung eines solchen Tanks ist in Fig. 5 dargestellt. In der Zeichnung werden die gleichen Elemente, die in der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung verwendet wurden, mit den gleichen Bezugszeichen benannt. In der Ausführungsform gemäß Fig. 5, sind die Aufzeichnungsköpfe 1a und 1b integral jeweils mit den Tintenbehältern 2a und 2b ausgebildet. Eine Tintenzusammensetzung und eine Reaktionslösung werden jeweils durch die Aufzeichnungsköpfe 1a und 1b ausgestoßen. Im Prinzip wird das Drucken auf die gleiche Weise wie in Bezug auf die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung durchgeführt. Des Weiteren wird in dieser Ausführungsform der Aufzeichnungskopf zusammen mit dem Tintenbehälter 2a auf dem Wagen 4 befördert, während der Aufzeichnungskopf 1a zusammen mit dem Tintenbehälter 2b auf dem Wagen 4 befördert wird.

BEISPIELE

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden im Detail unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele beschrieben, welche jedoch nicht beschränken sollen.

Herstellung der Tintenzusammensetzungen

Die folgenden Tintenzusammensetzungen wurden hergestellt.

Schwarze Tinte A1

Rußschwarz MA7 (hergestellt von Mitsubishi Kasei Corp.) 5 Gew.-%

Styrol/Acrylsäurecopolymer (Dispergiermittel) 1 Gew.-%

Snowtex S 10 Gew.-% (kolloidales Siliciumdioxid, SiO&sub2; Gehalt 30%, hergestellt von Nissan Chemical Industry Ltd.)

Sucrose 0,7 Gew.-%

Maltitol 6,3 Gew.-%

Glycerin 10 Gew.-%

2-Pyrrolidon 2 Gew.-%

Ethanol 4 Gew.-%

reines Wasser Rest

Rußschwarz und das Dispersionsmittel wurde miteinander vermischt und mittels einer Sandmühle (hergestellt von Yasukawa Seisakusho) mit Glasperlen (Durchmesser 1,7 mm, Menge: 1,5 mal der Menge der Mischung in Bezug auf das Gewicht) für 2 Stunden dispergiert. Anschließend wurden die Glasperlen entfernt und restlichen Zusatzstoffe hinzugefügt, und die Mischung wurde bei Raumtemperatur 20 Minuten gerührt und anschließend durch einen 5 um Membranfilter gefiltert um eine Tinte für das Tintenstrahlaufzeichnen herzustellen.

Schwarze Tinte A2

Rußschwarz Raven 1080 (hergestellt von Columbian Carbon.) 5 Gew.-%

Styrol/Acrylsäurecopolymer 1 Gew.-% (Dispergiermittel)

Snowtex C 0,5 Gew.-% (kolloidales Siliciumdioxid, SiO&sub2; Gehalt 20%, hergestellt von Nissan Chemical Industry Ltd.)

Sucrose 0,7 Gew.-%

Maltitol 6,3 Gew.-%

Glycerin 10 Gew.-%

2-Pyrrolidon 2 Gew.-%

Ethanol 4 Gew.-%

reines Wasser Rest

Schwarze Tinte A3

Rußschwarz Raven 1090 (hergestellt von Mitsubishi Kasei Corp.) 5 Gew.-%

Styrol/Acrylsäurecopolymer 1 Gew.-% (Dispergiermittel)

Snowtex S 5 Gew.-%

Voncoat 4001 5 Gew.-% (Acrylharzemulsion, Harzgehalt 50%, MFT 5ºC, hergestellt von Dainippon Ink an Chemicals, Inc.)

Sucrose 0,7 Gew.-%

Maltitol 6,3 Gew.-%

Glycerin 10 Gew.-%

2-Pyrrolidon 2 Gew.-%

Ethanol 4 Gew.-%

reines Wasser Rest

Schwarze Tinte A4

C. I. Food Black 2 Gew.-%

Snowtex C 10 Gew.-%

2-Pyrrolidon 5 Gew.-%

reines Wasser Rest

Schwarze Tinte A5

C. I. Food Black 2 Gew.-%

Aluminasol-200 (Al&sub2;O&sub3; Gehalt 10%, hergestellt von Nissan Chemical Industry Ltd.) 10 Gew.-%

2-Pyrrolidon 5 Gew.-%

reines Wasser Rest

Schwarze Tinte A6

C. I. Food Black 2 Gew.-%

2-Pyrrolidon 5 Gew.-%

reines Wasser Rest

Schwarze Tinte A7

Rußschwarz Raven 1080 5 Gew.-%

Styrol/Acrylsäurecopolymer (Dispergiermittel) 1 Gew.-%

Sucrose 0,7 Gew.-%

Maltitol 6,3 Gew.-%

Glycerin 10 Gew-%

2-Pyrrolidon 2 Gew.-%

Ethanol 4 Gew.-%

reines Wasser Rest

Die folgenden Farbstoffe wurde zu dem folgenden flüssigen Medium hinzugefügt um Cyanfarbene, Magentafarbene und gelbe Tintenzusammensetzung als Farbtintenset herzustellen.

Farbtintenset A1 Farbstoff

Cyanfarbene Tinte C. I. Direct Blue 86 3 Gew.-%

Magentafarbene Tinte C. I. Direct Red 9 3 Gew.-%

Gelbe Tinte C. I. Acid Yellow 23 3 Gew.-%

Flüssiges Medium

Snowtex C 5 Gew.-%

Diethylenglycol 10 Gew.-%

Surfynol 82 3 Gew.-%

Surfynol TG 0,5 Gew.-%

reines Wasser Rest

Farbtintenset A2 Pigment

Cyanfarbene Tinte Pigment KETBLUEEX-1 (hergestellt von Dainippon Ink an Chemicals, Inc.) 2 Gew.-%

Magentafarbene Tinte Pigment KETRED 309 (hergestellt von Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) 2 Gew.-%

Gelbe Tinte Pigment KETYELLOW 403 (hergestellt von Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) 2 Gew.-%

Flüssiges Medium

Styrol/Acrylsäurecopolymer (Dispergiermittel) 0,4 Gew.-%

kolloidales Siliciumdioxid S 3 Gew.-%

Sucrose 0,7 Gew.-%

Maltitol 6,3 Gew.-%

Glycerin 10 Gew.-%

2-Pyrrolidon 2 Gew.-%

Ethanol 4 Gew.-%

reines Wasser Rest

Die folgenden Bestandteile wurden miteinander vermischt um die Reaktionslösungen herzustellen.

Reaktionslösung A1

Magnesiumacetathexahydrat (Magnesiumacetat 14,8 Gew.-%) 25 Gew.-%

Diethylenglycol 10 Gew.-%

reines Wasser Rest

Reaktionslösung A2

Calciumchlorid 10 Gew.-%

Diethylenglycol 10 Gew.-%

reines Wasser Rest

Reaktionslösung A3

Die folgenden Farbstoffe wurden zu den folgenden flüssigen Medium hinzugefügt um Reaktionslösungen herzustellen, die auch als Cyanfarbene, Magentafarbene und Gelbe Tintenzusammensetzungen dienen.

Farbstoff

Cyantinte C. I. Direct Blue 86 3 Gew.-%

Magentatinte C. I. Direct Red 9 3 Gew.-%

Gelbtinte C. I. Acid Yellow 23 3 Gew.-%

Flüssiges Medium

Calciumchlorid 10 Gew.-%

Glycerin 10 Gew.-%

reines Wasser Rest

Die obigen Tintenzusammensetzungen und Reaktionslösungen wurden wie in Tabelle 1 ausgeführt, kombiniert und die Kombinationen wurden durch die im Folgenden beschriebenen Test überprüft.

Tabelle 1

Überprüfung A1: Druckqualität (auslaufen der Farbe)

Ein Tintenstrahldrucker MJ-700V2C (hergestellt von Seiko Epson Corporation) wurde eingesetzt um das Drucken auf de folgenden unterschiedlichen Papieren durchzuführen. Beim Drucken wurde zunächst die Reaktionslösung gedruckt (100% Betrieb), und die schwarze Tinte wurde anschließend eingesetzt um einen Buchstaben zu drucken. Nach dem Trocknen wurden die Drucke untersucht, um das Auslaufen bei dem Buchstaben zu überprüfen.

(1) Xerox P Papier (Xerox Corp.)

(2) Ricopy 6200 Papier (Ricoh Co. Ltd.)

(3) Xerox 4024 Papier (Xerox Corp.)

(4) Neenah Bond Papier (Kimberly-Clark)

(5) Xerox R Papier (recyceltesPapier, Xerox Corp.)

(6) Yamayuri (recyceltes Papier, Honshu Paper Co., Ltd.)

Die Resultate waren wie in Tabelle 2 ausgeführt. Unter Bezugnahme auf die in Tabelle angegebenen Resultate, waren die Überprüfungskriterien wie folgt:

O: Scharfer Druck ohne jedes Auslaufen

Δ: Auslaufen beobachtet

X: Deutliches Auslaufen beobachtet, welches dazu führte, dass die Kante des Buchstabens unscharf war.

Überprüfung A2: Unebenheit des Drucks

Ein Tintenstrahldrucker in MJ-700V2C wurde verwendet um das Drucken (100% Betrieb) auf den folgenden unterschiedlichen Papieren durchzuführen. Das Druckverfahren war das gleiche wie oben in Bezug auf die Überprüfung der Druckqualität (Auslaufen) Beschrieben.

(1) Ricopy 6200 Papier (Ricoh Co. Ltd.)

(2) Canon dry Papier (Canon Inc.)

Bei den resultierenden Druckbildern wurde die Reflexion OD mit einem Macbeth PCMII gemessen (hergestellt von Macbeth). Diese Messung wurde für fünf wahrlos verteilte Punkte auf der Druckfläche durchgeführt, und der Durchschnitt der gemessenen Werte wurde bestimmt. Dieses Verfahren wurde fünfmal wiederholt und der maximale Wert und der minimale Wert bei den fünf Durchschnittswerten bestimmt. Betrug der Unterschied zwischen dem maximalen Wert und dem minimalen Wert weniger als 0,5, tritt bei der praktischen Einsatz ein Problem auf, wobei dieser Unterschied vorzugsweise weniger als 0,4 beträgt. Die Resultate sind in Tabelle 2 zusammengefasst. In den Resultaten, in der Tabelle, waren die Ermittlungskriterien wie folgt.

O: OD Unterschied beträgt weniger als 0,3

Δ: OD Unterschied liegt zwischen 0,3 bis weniger als 0,4

X: OD Unterschied beträgt nicht weniger als 0,4

Überprüfung A3: Reibeigenschaften

Ein Tintenstrahldrucker MJ-700V2C wurde eingesetzt um auf Xerox P Papier (hergestellt von Xerox Corp.) zu drucken, und die resultierenden Drucke wurden 24 Stunden luftgetrocknet. Die Drucke wurden mit einem Finger in einer Umgebung von 25ºC und 50% Luftfeuchte gerieben und anschließend optisch überprüft, ob ein Fleck auf dem Druck aufgetreten war. Dies Resultate sind in Tabelle 2 zusammengefasst. In der Tabelle waren die Überprüfungskriterien gefolgt.

O: Kein Fleck wurde auf dem Druck festgestellt

Δ: Ein kleiner Fleck wurde auf dem Druck festgestellt, wobei der Buchstabe noch lesbar war

X: Ein Fleck wurde auf dem Druck festgestellt, wobei der Buchstabe nicht mehr lesbar war

Überprüfung A4: Farbausblutungen

Ein Tintenstrahldrucker MJ-700V2C wurde bei dieser Überprüfung benutzt. Die Reaktionslösung wurde auf den folgenden Aufzeichnungsmedien abgeschieden (100% Betrieb) und Farbtinten (Cyan, Magenta und Gelb) (100% Betrieb) und der schwarze Farbstoff (ein Buchstabe) wurden gleichzeitig aufgedruckt um die Drucke auf das Auftreten von ungleichmäßigen Farb-zu-Farbmischungen an den Grenzen der Buchstaben zu überprüfen. In diesem Fall wurde bei Beispiel 8 die Reaktionslösung (100% Betrieb) und die schwarze Tinte (ein Buchstabe) gleichzeitig gedruckt.

(1) Xerox P Papier (Xerox Corp.)

(2) Ricopy 6200 Papier (Ricoh Co. Ltd.)

(3) Xerox 4024 Papier (Xerox Corp.)

(4) Neenah Bond Papier (Kimberly-Clark)

(5) Xerox R Papier (recyceltes Papier, Xerox Corp.)

(6) Yamayuri (recyceltes Papier, Honshu Paper Co., Ltd.)

Die Resultate sind in Tabelle 2 zusammengefasst. In dieser Tabelle waren die Überprüfungskriterien wie folgt.

O: Keine Farb-zu-Farbmischung wurde beobachtet mit klaren Buchstabengrenzen

Δ: Federartige Farb-zu-Farbmischungen wurden beobachtet

X: Deutliche Farb-zu-Farbmischungen wurden beobachtet, wobei die Grenze des Buchstabens verschwommen war.

Überprüfung A5: Fixierbarkeit auf einem speziellen Medium

Ein Tintenstrahldrucker MJ-700V2C wurde verwendet um eine Tinte auf einem speziellen Glanzpapier für den MJ-700V2C (hergestellt von Seiko Epson Corporation) zu drucken und die resultierenden Drucke wurden 24 Stunden luftgetrocknet. Die Drucke wurden mit einem Finger in einer Umgebung von 25ºC und 50% Luftfeuchtigkeit gerieben und anschließend optisch auf das Auftreten eines Fleckes auf dem Druck und der Ablösung der Farbstoffe überprüft. Die Resultate sind in Tabelle 2 zusammengefasst. In der Tabelle waren die Überprüfungskriterien wie folgt:

O: Weder ein Fleck noch eine Ablösung der Farbe wurde in dem Druck beobachtet

Δ: Leichter Fleck wurde in dem Druck beobachtet, wobei eine Ablösung der Farbstoffe nicht in dem Druck beobachtet wurde

X: Sowohl Flecken als auch Ablösen der Farbstoffe wurde in dem Druck beobachtet.

Tabelle 2 Überprüfung

Die folgenden Tintenzusammensetzungen wurden hergestellt

Schwarze Tinte B1

Rußschwarz MA7 (hergestellt von Mitsubishi Kasei Corp.) 5 Gew.-%

Styrol/Acrylsäurecopolymer (Dispergiermittel) 1 Gew.-%

Amatex Z116 (Epoxyharz-haltige Acrylharzemulsion, Harzgehalt 50%, hergestellt von Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.) 3 Gew.-%

Snowtex S (kolloidales Siliciumdioxid, SiO&sub2; Gehalt 30%, hergestellt von Nissan Chemical Industry Ltd.) 2 Gew.-%

Sucrose 0,7 Gew.-%

Maltitol 6,3 Gew.-%

Glycerin 10 Gew.-%

2-Pyrrolidon 2 Gew.-%

Triethanolamin (pH Wert Einsteller) 1,0 Gew.-%

KOH (pH-Wert Einsteller) 0,1 Gew.-%

reines Wasser Rest

Schwarze Tinte B2

Rußschwarz Raven 1080 (hergestellt von Columbian Carbon Co., Ltd.) 5 Gew.-%

Styrol/Acrylsäurecopolymer (Dispergiermittel) 1 Gew.-%

Amatex Z116 (Epoxyharz-haltige Acrylharzemulsion, Harzgehalt 50%, hergestellt von Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.) 3 Gew.-%

Epolight 400E (wasserlösliche Epoxyharzverbindung, Polyethylenglycol #400 Glycidylether, hergestellt von Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) 2 Gew.-%

Snowtex S (kolloidales Siliciumdioxid, SiO&sub2; Gehalt 20%, hergestellt von Nissan Chemical Industry Ltd.) 1 Gew.-%

Sucrose 0,7 Gew.-%

Maltitol 6,3 Gew.-%

Glycerin 10 Gew.-%

2-Pyrrolidon 2 Gew.-%

Ethanol 4 Gew.-%

reines Wasser Rest

Schwarze Tinte B3

Rußschwarz Raven 1080 (hergestellt von Columbian Carbon Co., Ltd.) 5 Gew.-%

Styrol/Acrylsäurecopolymer (Dispergiermittel) 1 Gew.-%

Microgel E-5002 (Styrol/Acrylharzemulsion, Harzgehalt 29,2%, MFT ungefähr 80ºC, hergestellt von Nippon Paint Co., Ltd.) 3,5 Gew.-%

Amatex Z116 (Epoxyharz-haltige Acrylharzemulsion, Harzgehalt 50%, hergestellt von Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.) 5 Gew.-%

Snowtex S 1 Gew.-%

Sucrose 0,7 Gew.-%

Maltitol 6,3 Gew.-%

Glycerin 10 Gew.-%

2-Pyrrolidon 2 Gew.-%

Triethanolamin (pH-Wert Einsteller) 1,0 Gew.-%

KOH (pH-Wert Einsteller) 0,1 Gew.-%

reines Wasser Rest

Schwarze Tinte B4

Rußschwarz Raven 1080 (hergestellt von Columbian Carbon Co., Ltd.) 5 Gew.-%

Styrol/Acrylsäurecopolymer (Dispergiermittel) 1 Gew.-%

Microgel E-5002 (Styrol/Acrylharzemulsion, Harzgehalt 29,2%, MFT ungefähr 80ºC, hergestellt von Nippon Paint Co., Ltd.) 3,5 Gew.-%

Epolight 400E (wasserlösliche Epoxyharzverbindung, Polyethylenglycol #400 Glycidylether, hergestellt von Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) 2 Gew.-%

Snowtex C (kolloidales Siliciumdioxid, SiO&sub2; Gehalt 20%, hergestellt von Nissan Chemical Industry Ltd.) 1 Gew.-%

Sucrose 0,7 Gew.-%

Maltitol 6,3 Gew.-%

Glycerin 10 Gew.-%

2-Pyrrolidon 2 Gew.-%

Ethanol 4 Gew.-%

reines Wasser Rest

Schwarze Tinte B5

Rußschwarz Raven 1080 (hergestellt von Columbian Carbon Co., Ltd.) 5 Gew.-%

Styrol/Acrylsäurecopolymer (Dispergiermittel) 1 Gew.-%

Sucrose 0,7 Gew.-%

Maltitol 6,3 Gew.-%

Glycerin 10 Gew.-%

2-Pyrrolidon 2 Gew.-%

Ethanol 4 Gew.-%

reines Wasser Rest

Schwarze Tinte B6

Rußschwarz Raven 1080 (hergestellt von Columbian Carbon Co., Ltd.) 5 Gew.-%

Styrol/Acrylsäurecopolymer (Dispergiermittel) 1 Gew.-%

Microgel E-5002 (Styrol/Acrylharzemulsion, Harzgehalt 29,2%, MFT ungefähr 80ºC, hergestellt von Nippon Paint Co., Ltd.) 3,5 Gew.-%

Sucrose 0,7 Gew.-%

Maltitol 6,3 Gew.-%

Glycerin 10 Gew.-%

2-Pyrrolidon 2 Gew.-%

Ethanol 4 Gew.-%

reines Wasser Rest

Die obigen schwarzen Tinten wurden wie folgt hergestellt. Rußschwarz und das Dispersionsmittel wurden miteinander vermischt und mittels einer Sandmühle (hergestellt von Yasukawa Seisakusho) mit Glasperlen (Durchmesser: 1,7 mm, Menge: 1,5 mal der Menge der Mischung bezogen auf das Gewicht) für 2 Stunden dispergiert. Anschließend wurden die Glasperlen entfernt, die restlichen Zusatzstoffe hinzugefügt und die Mischung bei Raumtemperatur 20 Minuten gerührt und anschließend durch ein 5 um Membranfilter gefiltert um eine Tinte für ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren herzustellen.

Farbtintenset B1 Cyanfarbene Tinte

Pigment KETBLUEEX-1 (hergestellt von Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) 2 Gew.-%

Styrol/Acrylsäurecopolymer (Dispergiermittel) 1 Gew.-%

Amatex Z116 (Epoxyharz-haltige Acrylharzemulsion, Harzgehalt 50%, hergestellt von Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.) 3 Gew.-%

Snowtex S (kolloidales Siliciumdioxid, SiO&sub2; Gehalt 30%, hergestellt von Nissan Chemical Industry Ltd.) 2 Gew.-%

Sucrose 0,7 Gew.-%

Maltitol 6,3 Gew.-%

Glycerin 10 Gew.-%

2-Pyrrolidon 2 Gew.-%

Ethanol 4 Gew.-%

reines Wasser Rest

Magentafarbene Tinte

Pigment KETRED309 (hergestellt von Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) 2 Gew.-%

Styrol/Acrylsäurecopolymer (Dispergiermittel) 1 Gew.-%

Amatex Z116 (Epoxyharz-haltige Acrylharzemulsion, Harzgehalt 50%, hergestellt von Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.) 3 Gew.-%

Snowtex S (kolloidales Siliciumdioxid, SiO&sub2; Gehalt 30%, hergestellt von Nissan Chemical Industry Ltd.) 2 Gew.-%

Sucrose 0,7 Gew.-%

Maltitol 6,3 Gew.-%

Glycerin 10 Gew.-%

2-Pyrrolidon 2 Gew.-%

Ethanol 4 Gew.-%

reines Wasser Rest

Gelbe Tinte

Pigment KETYELLOW403 (hergestellt von Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) 2 Gew.-%

Amatex Z116 (Epoxyharz-haltige Acrylharzemulsion, Harzgehalt 50%, hergestellt von Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.) 3 Gew.-%

Snowtex S (kolloidales Siliciumdioxid, SiO&sub2; Gehalt 30%, hergestellt von Nissan Chemical Industry Ltd.) 2 Gew.-%

Sucrose 0,7 Gew.-%

Maltitol 6,3 Gew.-%

Glycerin 10 Gew.-%

2-Pyrrolidon 2 Gew.-%

Ethanol 4 Gew.-%

reines Wasser Rest

Farbtintenset B2 Cyanfarbene Tinte

Pigment KETBLUEEX-1 (hergestellt von Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) 2 Gew.-%

Styrol/Acrylsäurecopolymer (Dispergiermittel) 1 Gew.-%

Sucrose 0,7 Gew.-%

Maltitol 6,3 Gew.-%

Glycerin 10 Gew.-%

2-Pyrrolidon 2 Gew.-%

Ethanol 4 Gew.-%

reines Wasser Rest

Magentafarbene Tinte

Pigment KETRED309 (hergestellt von Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) 2 Gew.-%

Styrol/Acrylsäurecopolymer (Dispergiermittel) 1 Gew.-%

Sucrose 0,7 Gew.-%

Maltitol 6,3 Gew.-%

Glycerin 10 Gew.-%

2-Pyrrolidon 2 Gew.-%

Ethanol 4 Gew.-%

reines Wasser Rest

Gelbe Tinte

Pigment KETYELLOW403 (hergestellt von Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) 2 Gew.-%

Sucrose 0,7 Gew.-%

Maltitol 6,3 Gew.-%

Glycerin 10 Gew.-%

2-Pyrrolidon 2 Gew.-%

Ethanol 4 Gew.-%

reines Wasser Rest

Die obigen Farbtintenzusammensetzung wurden wie folgt hergestellt. Das Pigment und Dispersionsmittel wurden miteinander vermischt und mittels einer Sandmühle (hergestellt von Yasukawa Seisakusho) mit Glasperlen (Durchmesser: 1,7 mm, Menge: 1,5 mal die Menge der Mischung in Bezug auf das Gewicht) für 2 Stunden dispergiert. Anschließend wurden die Glasperlen entfernt und die restlichen Zusatzstoffe hinzugefügt, die Mischung wurde bei Raumtemperatur 20 Minuten gerührt und anschließend durch einen 5 um Membranfilter gefiltert um eine Tintenzusammensetzung herzustellen.

Reaktionslösung B1

Magnesiumnitrathexahydrat 25 Gew.-%

Triethylenglycolmonobutylether 10 Gew.-%

Glycerin 20 Gew.-%

reines Wasser Rest

Reaktionslösung B2

Magnesiumnitrathexahydrat 25 Gew.-%

wasserlösliches Polyamin (Almatex H700, hergestellt von Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.) 3 Gew.-%

Triethylenglycolmonobutylether 10 Gew.-%

Glycerin 20 Gew.-%

reines Wasser Rest

Die obigen Reaktionslösungen wurden hergestellt, indem die Bestandteile miteinander vermischt wurden, die Mischung bei Raumtemperatur 1 Stunde gerührt wurde und die gerührte Mischung einer Saugfiltration durch einen 5 um Membranfilter bei Raumtemperatur unterworfen wurde.

Druckermittlungsverfahren

Ein vorbestimmtes Drucken wurde durchgeführt unter Verwendung von Kombinationen der obigen Tintenzusammensetzungen mit den obigen Reaktionslösungen. Die so erhaltenen gedruckten Bilder wurden wie folgt überprüft.

Druckverfahren

Ein Tintenstrahldrucker MJ-700V2C (hergestellt von Seiko Epson Corporation) wurde eingesetzt um auf den folgenden verschiedenen Papieren zu drucken. Beim Drucken wurde zunächst die Reaktionslösung aufgedruckt (100% Betrieb), und die schwarze Tinte wurde verwendet, um einen Buchstaben zu drucken. In diesem Fall betrug für beide, die Reaktionslösung als auch die Tinte, die Menge der ausgestoßenen Tinte, 0,07 ug/dot mit einer Dichte von 360 dpi.

Die Papier für den Drucktest waren wie folgt:

(1) Xerox P Papier (Xerox Corp.)

(2) Ricopy 6200 Papier (Ricoh Co. Ltd.)

(3) Xerox 4024 Papier (Xerox Corp.)

(4) Neenah Bond Papier (Kimberly-Clark)

(5) Xerox R Papier (recyceltes Papier, Xerox Corp.)

(6) Yamayuri (recyceltes Papier, Honshu Paper Co., Ltd.)

Überprüfung B1: Reibbeständigkeitstest

Die resultierenden Drucke wurden luftgetrocknet und anschließend wurde mit einem gelben fluoreszierenden Marker auf Wasserbasis (ZEBRA PEN 2, hergestellt von ZEBRA) mit einer Kraft von 4,9 · 10&sup5; N/m² darauf gerieben und der Anteil an Flecken auf der gelben Fläche wurde optisch überprüft. Die Resultate wurden basierend auf den folgenden Kriterien ermittelt.

: Kein Fleck wurde erzeugt, wenn zweimal kurz nach dem Drucken markiert wurde

O: Kein Fleck wurde erzeugt, wenn zweimal 24 Stunden nach dem Drucken markiert wurde

Δ: Kein Fleck wurde erzeugt, wenn einmal markiert wurde, wobei einige Papier Flecke aufwiesen wenn sie zweimal markiert wurden, oder 24 Stunden nach dem Drucken

X: Einige Papiere zeigten Flecken, wenn sie 24 Stunden nach dem Drucken markiert wurden

Überprüfung B2: Druckqualität (Auslaufen)

Die Buchstaben wurden nach dem Trocknen der resultierenden Drucke bezüglich des Auslaufens der Farbe überprüft, und die Resultate wurden wie folgt bewertet:

: Schart ohne ein Auslaufen bei allen Papieren auftrat

O: Auslaufen wurde bei einigen Papieren beobachtet (recyceltem Papier)

Δ: Auslaufen wurde bei allen Papieren beobachtet

X: Deutliches Auslaufen wurde beobachtet und führte dazu, dass die Kante der Buchstaben verschwommen erschien

Ermittlung B3: OD Wert

Die optische Reflexionsdichte (OD) der Drucke, hergestellt durch das obige Verfahren wurde mit Macbeth PCMII gemessen (hergestellt von Macbeth).

Die Reaktionslösungen und Tintenzusammensetzungen, die bei den Überprüfungen B1 bis B3 verwendet wurden und die Resultate der Überprüfungen sind in Tabelle 3 zusammengefasst.

Tabelle 3

Überprüfung B4: Farbausblutungen

Ein Tintenstrahldrucker MJ-700V2C wurde bei dieser Überprüfung eingesetzt. Die Reaktionslösung wurde auf verschiedenen Papieren als ein Aufzeichnungsmedium abgeschieden (100% Betrieb) und Farbtinten (Cyan, Magenta und Gelb) (100% Betrieb) wurden gleichzeitig aufgedruckt. Die Drucke wurden optischen dahingehend untersucht, ob ungleichmäßige Farb-zu-Farbmischungen an den Grenzen zwischen den Farben auftraten. Die Resultate wurden basierend auf den folgenden Kriterien beurteilt:

O: Keine Farb-zu-Farbmischung wurde beobachte

Δ: Federartige Farb-zu-Farbmischungen wurden beobachtet

X: Wesentliche Farb-zu-Farbmischungen wurden beobachtet

Die Resultate sind in Tabelle 4 festgehalten.

Tabelle 4

Überprüfung B5: Fixierung der Tinte auf speziellen Medien (Teil 1)

Ein Tintenstrahldrucker MJ-700V2C (hergestellt von Seiko Epson Corporation) wurde verwendet um das Drucken auf einem speziellen Glanzpapier für den Tintenstrahldrucker MJ-700V2C (hergestellt von Seiko Epson Corporation) durchzuführen, und die resultierenden Drucke wurden für 24 Stunden luftgetrocknet. Die Drucke wurden auf die gleiche Weise wie bezüglich der Überprüfung B1 beschrieben überprüft. Die Resultate wurden basierend auf den folgenden Kriterien beurteilt:

O: Kein Fleck wurde in dem Druck bei einmaligem Reiben erzeugt

Δ: Ein kleiner Fleck wurde in dem Druck bei einmaligem Reiben erzeugt

X: Ein Fleck wurde in dem Druck durch einmaliges Reiben erzeugt

Überprüfung B6: Fixierung der Tinte auf einem speziellen Medium (Teil 2)

Ein druckempfindliches adhäsives Band (Cellophanband: Sekisui Tape, hergestellt von Sekisui Chemical Co., Ltd.) wurde auf die Druckfläche der Drucke aufgebracht, zweimal oder dreimal mit einem Finger darüber gerieben und anschließend abgezogen. Anschließend wurde die Druckfläche, von welcher das druckempfindliche adhäsive Band abgezogen wurde, optisch überprüft, und die Resultate wurden basierend anhand folgender Kriterien beurteilt:

O: Die Farbe (Farbstoff) wurde nicht von der Oberfläche des speziellen Glanzfilmes abgelöst

Δ: Die Farbe war sowohl an der Oberfläche des speziellen Glanzfilmes als auch der Oberfläche des druckempfindlichen adhäsiven Bandes vorhanden

X: Die Farbe (Farbstoff) löste sich vollständig von der Oberfläche des speziellen Glanzfilms

Die Resultate sind in Tabelle 5 zusammengefasst

Tabelle 5


Anspruch[de]

1. Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren umfassend folgenden Schritt:

Abscheiden einer Reaktionslösung und einer Tintenzusammensetzung auf einem Aufzeichnungsmedium um zu drucken,

wobei die Reaktionslösung ein mehrwertiges Metallsalz und/oder ein Polyallylamin enthält,

wobei die Tintenzusammensetzung wenigstens ein Farbstoff, ein anorganisches oxidisches Colloid und ein wäßriges Lösungsmittel enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Tintenzusammensetzung des weiteren ein Sacharid enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Farbstoff ein Pigment ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das anorganische oxidische Kolloid colloidales Siliciumdioxid ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Tintenzusammensetzung des weiteren eine Epoxyharz enthaltende Zusammensetzung mit einer mit einer Epoxyharzgruppe reagierenden funktionellen Gruppe und/oder eine Epoxyharz enthaltende Zusammensetzung, welche keine mit einer Epoxyharzgruppe reagierende funtionelle Gruppe aufweist, umfasst.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die ein Epoxyharz enthaltende Zusammensetzung eine Epoxyharz enthaltende Harzemulsion und/oder eine wasserlösliche Epoxyharzverbindung ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Epoxyharz enthaltende Harzemulsion ein Kopolymer mit sich wiederholenden Einheiten umfasst, dargestellt durch die folgenden Formeln (I) und (II):

wobei R¹ und R³ unabhängig voneinander H oder CH&sub3; darstellen, R² eine Gruppe enthaltend wenigstens ein Mitglied gewählt aus Alkyl-, Hydroxyl-, Karbonyl- und Sulfongruppen darstellt.

8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die wasserlösliche Epoxyharzverbindung durch folgende Formel dargestellt wird:

wobei n eine natürliche Zahl von 4 bis 9 ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Tintenzusammensetzung des weiteren eine Harzemulsion umfasst.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das mehrwertige Metallsalz aus einem Salpetersäureion oder einem Salz des Karbonsäureions und einem mehrwertigen Metallion zusammengesetzt ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Karbonsäureion von einer gesättigten aliphatischen Monokarbonsäure, mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wobei das (die) Kohlenstoffatom(e) des gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest der Monokarbonsäure durch eine Hydroxylgruppe substituiert werden kann, oder von einer karbozyklischen Monokarbonsäure mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen abgeleitet wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Reaktionslösung des weiteren ein Mittel zur Aushärtung von Epoxyharz enthält.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das mittel zur Aushärtung von Epoxyharz ein wasserlösliches Polyamin ist.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Reaktionslösung auf einem Aufzeichnungsmedium abgeschieden wird, gefolgt von dem Drucken der Tintenzusammensetzung auf das Aufzeichnungsmedium.

15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Tintenzusammensetzung auf einem Aufzeichnungsmedium abgeschieden wird, gefolgt von dem Abscheiden der Reaktionslösung auf das Aufzeichnungsmedium.

16. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Reaktionslösung und die Tintenzusammensetzung unmittelbar vor oder unmittelbar nach dem Ausstossen aus einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung vermischt werden, gefolgt von dem Drucken auf ein Aufzeichnungsmedium.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Reaktionslösung eine Farbtinte ist, enthaltend einen gelben Tintenfarbstoff, einen Cyanfarbstoff oder einen Magentafarbstoff.

18. Druckmedium erhalten durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17.







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