DE60003737T2 - Wässrige Tintenzusammensetzung und entsprechendes Druckverfahren - Google Patents

Wässrige Tintenzusammensetzung und entsprechendes Druckverfahren Download PDF

Info

Publication number
DE60003737T2
DE60003737T2 DE2000603737 DE60003737T DE60003737T2 DE 60003737 T2 DE60003737 T2 DE 60003737T2 DE 2000603737 DE2000603737 DE 2000603737 DE 60003737 T DE60003737 T DE 60003737T DE 60003737 T2 DE60003737 T2 DE 60003737T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ink composition
pigment
ink
acid
polyamine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE2000603737
Other languages
English (en)
Other versions
DE60003737D1 (de
Inventor
William A. Marritt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE60003737D1 publication Critical patent/DE60003737D1/de
Publication of DE60003737T2 publication Critical patent/DE60003737T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/02—Printing inks
    • C09D11/03—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder
    • C09D11/033—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder characterised by the solvent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/30—Inkjet printing inks

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft eine wässrige Tintenzusammensetzung und ein Druckverfahren, das diese verwendet, und insbesondere eine wässrige Tintenzusammensetzung, enthaltend polyoxyalkylenierte Polyfluorisopropylidenglycerolverbindungen als Verschnittmittel und ein Druckverfahren, das diese verwendet.
  • Stand der Technik
  • Tintenstrahldrucken ist ein non-impact Druckverfahren, bei dem der Drucker Tintentröpfchen als Antwort auf digitale Signale, wie jene, die durch einen Computer erzeugt werden, herstellt. Die Tintentröpfchen werden auf ein Substratmedium, wie Papier oder transparente Filme, aufgetragen. Tintenstrahldrucker haben eine breite handelsübliche Akzeptanz wegen ihrer Druckqualität, geringen Kosten, relativ ruhigem Betrieb und die Grafikfähigkeit gefunden. Thermale (bubble jet) und piezoelektrische drop-on-demand Drucker waren besonders erfolgreich auf dem Markt und haben eine breite Anwendung als Drucker für PC im Büro und Zuhause gefunden.
  • Drei Hauptanliegen dominieren die Tintenstrahltechnologie: (1) Zuverlässigkeit, (2) Trocknungsgeschwindigkeit und (3) Druckqualität. Die ersten zwei Anliegen, die Zuverlässigkeit und die Trocknungsgeschwindigkeit, werden stark durch die Verschnittmittel beeinflusst, die in den wässrigen Tintenzusammensetzungen enthalten sind. Wenn die Trocknungsgeschwindigkeit ignoriert wird, wird die Druckqualität auch durch die Verschnittmittel beeinflusst. Bei Tintenstrahltinten mit relativ schnellen Trocknungsgeschwindigkeiten wird die Druckqualität jedoch nur gering durch die Zugabe von Verschnittmitteln beeinflusst. Da die vorliegende Erfindung wässrige Tintenzusammensetzungen betrifft, die relativ schnelle Trocknungsgeschwindigkeiten besitzen und die neue Verbindungen als Verschnittmittel enthalten, werden die Vorteile der neuen Verbindungen im Hinblick auf die Zuverlässigkeit und die Trocknungsgeschwindigkeit hervorgehoben.
  • Typischerweise wird die Zuverlässigkeit im Hinblick auf die folgenden vier Kriterien beurteilt. Die erste ist die Robustheit hinsichtlich der kontinuierlichen Druckbedingungen, so dass das Gewicht der Tintentröpfchen sich nicht mit der Zeit verändert und eine gute Ausgerichtetheit beibehalten wird. Eine gute Ausgerichtetheit bedeutet, dass die Winkelabweichung eines ausgeworfenen Tintentröpfchens aus der Düse innerhalb von ungefähr ±0,5° von der Normalen zu der Ebene der Düse liegt. Die zweite ist die Robustheit hinsichtlich der periodisch auftretenden Druckbedingungen, so dass die Düsen nicht über den Zeitraum verstopfen, wenn das Drucken unterbrochen wird. Die dritte ist die Robustheit hinsichtlich einer Lagerung der Tinte im Tintenkopf über einen langen Zeitraum, so dass das Druckverhalten, das sich gegenüber dem ursprünglichen Druckverhalten (Gewicht der Tintentröpfchen und gute Ausgerichtetheit) nicht verändert hat, durch Anlegen von einem beschränkten Umfang an Ansaugung an die Düsen wieder hergestellt werden kann. Die vierte ist die chemische und physikalische Stabilität der Tinte gegenüber der Lagerung bei zwei Temperaturextremen und gegenüber einem Kreislauf zwischen diesen zwei Temperaturextremen für einen verlängerten Zeitraum. Die Trocknungsgeschwindigkeit der Tinte ist ein wichtiger Faktor bei der Bestimmung der Durchsatzgeschwindigkeit des Druckers. Bei einem Drucker, der mit Blättern gespeist wird, muss die Tinte auf einem bedruckten Blatt trocken sein, bevor das darauffolgende Blatt damit in Kontakt kommt. Wenn die Tinte nicht trocken ist, wird ein Verschmieren auftreten.
  • Die Robustheit im Hinblick auf ein kontinuierliches Drucken, die Robustheit im Hinblick auf ein periodisch auftretendes Drucken und die Robustheit im Hinblick auf eine Lagerung der Tinte im Tintenkopf für einen langen Zeitraum sind im Allgemeinen stark wechselwirkend. Ein Fehlschlag im Hinblick auf das Erreichen der notwendigen Robustheit liegt oft an dem Verdampfen des Lösungsmittels oder der Lösungsmittel, was dazu führt, dass ein Niederschlag und/oder Kristallisierung von Feststoffen an der Luft/Flüssigkeitsgrenzfläche stattfindet, die in jeder Düse auf dem Druckkopf existiert. Bei Tinten, die dispergierte Pigmente als den Farbstoff enthalten, kann ein Fehlschlag beim Erreichen der notwendigen Robustheit auch durch Ausflockung des dispergierten Pigments wegen einer Veränderung der Lösungsmittelzusammensetzung hervorgerufen werden, wenn das Lösungsmittel oder das Verschnittmittel verdampfen. Übliche Verschnittmittel, die dazu beitragen, dass die notwendige Robustheit im Hinblick auf das kontinuierliche Drucken, das periodisch auftretende Drucken und die Lagerung der Tinte innerhalb des Druckkopfes für einen langen Zeitraum erreicht werden, werden üblicherweise als Benetzungsmittel klassifiziert. Benetzungsmittel besitzen hohe Affinitäten für Wasser und relativ hohe Siedepunkte. Eine notwendige Eigenschaft, aber nicht eine ausreichende Eigenschaft für einen Benetzungsmittelverschnittmittel ist ein Siedepunkt von mehr als ungefähr 230°C.
  • Die chemische und physikalische Stabilität der Tinte gegenüber der Lagerung bei zwei Temperaturextremen und gegenüber dem Kreislauf zwischen diesen zwei Temperaturextremen wird relativ leicht bei Tinten, bei denen wasserlösliche Farbstoffe als der Farbstoff verwendet werden, erreicht. Für Tinten, die dispergierte Pigmente enthalten, werden viele üblicherweise verwendete Verschnittmittel eine Destabilisierung von typischen Pigmentdispersionen besonders bei denn hohen Temperaturextrem verursachen.
  • Die Formulierung von Tintenzusammensetzungen, die ausreichend schnell auf einer Vielzahl Medien trocknen, sind gut bekannt. Ein schnelles Trocknen wird erreicht, indem die Tintenzusammensetzung in das Innere des Druckmediums eindringt. Um das Eindringen zu erleichtern, werden Verschnittmittel, die eine Medien eindringende Eigenschaft besitzen und die auf dem Gebiet als Penetriermittel bekannt sind, in die Tintenzusammensetzung aufgenommen. Übliche Eindringungsmittelverschnittmittel besitzen getrennte hydrophobe und hydrophile Teile.
  • Die zwei Anliegen, die Zuverlässigkeit und die Trocknungsgeschwindigkeit, sind oft miteinander im Konflikt. Daher ist es schwierig, sowohl eine Zuverlässigkeit und eine ausreichende Trocknungsgeschwindigkeit mit einem einzelnen Zusatz zu erreichen. Im Allgemeinen sind Verschnittmittel, die vorteilhaft im Hinblick auf das Erreichen einer guten Zuverlässigkeit sind schlechte Eindringungsmittel. Im Gegensatz dazu sind Verschnittmittel, die gute Eindringungsmittel sind, im Allgemeinen nicht vorteilhaft im Hinblick auf das Erreichen einer guten Zuverlässigkeit. Es besteht daher ein Bedürfnis für Verschnittmittel, die gute Eindringungsmittel sind und die nicht schädlich im Hinblick auf die Tintenzuverlässigkeit sind. In der japanischen offengelegten Patentanmeldung 62-84171 wird eine wässrige Aufzeichnungslösung, die entweder ein zyklisches Acetal, das von Glycerol und einem Aldehyd abgeleitet ist, oder ein zyklisches Ketal enthält, das von Glycerol und einem Keton abgeleitet ist, beschrieben. Die Aldehyde und Ketone jener Erfindung sind auf Kohlenwasserstoffbasis und enthalten nur Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Aufgezählte Aldehyde beinhalten die folgenden Kohlenwasserstoffaldehyde: Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd, Butyraldehyd, Isobutyraldehyd, Benzaldehyd usw. Die aufgezählten Ketone beinhalten die folgenden Kohlenwasserstoffketone: Aceton, 2-Butanon, 3-Pentanon, Cyclohexanon, 4-Methyl-2-pentanon, d-Kampher, Acetophenon, Diacetonalkohol usw. Im Vergleich zu einer Tinte auf Farbstoffbasis, enthaltend 5% Ethylenglycol und 10% Glycerol, enthalten die Beispieltinten der japanischen offengelegten Patentanmeldung 62-84171 zyklische Acetale oder zyklische Ketale, die schneller trocknen. Jedoch im Vergleich zu den gegenwärtig besten praktischen Tinten, die bekannte Eindringungsmittel wie Butylcarbitol (R) (Diethylenglycolmono-n-butylether) enthalten, würden sowohl die Beispieltinten als auch die Vergleichstinte als langsam trocknende Tinten angesehen werden.
  • Im Vergleich zu einer Tinte auf Farbstoffbasis, enthaltend 15% Polyethylenglycol # 300, besitzen die Beispieltinten der japanischen offengelegten Patentanmeldung 62-84171 eine bessere chemische und physikalische Stabilität gegenüber einer Lagerung bei 60°C. Jedoch im Vergleich zu den gegenwärtig besten praktischen Tinten würden sowohl den Beispieltinten als auch der Vergleichstinte die notwendige Robustheit im Hinblick auf ein kontinuierliches Drucken, ein periodisch auftretendes Drucken und die Lagerung der Tinte innerhalb des Druckkopfes über einen langen Zeitraum fehlen, die für die tatsächliche Verwendung in einem handelsüblichen Drucker benötigt wird. Zusammenfassend sind die Verbindungen, die in der japanischen offengelegten Patentanmeldung 62-84171 beansprucht werden, im Vergleich zu Verschnittmitteln, die in gegenwärtigen besten praktischen Tinten verwendet werden weder, besonders gute Benetzungsmittel noch besonders gute Eindringungsmittel.
  • In dem US-Patent Nr. 3,741,986 wird ein Verfahren zur Herstellung von zyklischen Ketalen beschrieben, basierend auf (1) Polyalkoholen, enthaltend wenigstens drei Hydroxylgruppen und wenigstens drei Kohlenstoffatome, und (2) Ketonen, wobei jedes Alkylradikal polyhalogeniert ist. Die zyklischen Ketale jener Erfindung wurden vorgeschlagen für Anwendungen wie Flammschutzzusätze in Polyurethan und Polyesterharzen und als Antischaumzusätze. Von keinem der zyklischen Ketale, die von Glycerol abgeleitet sind (Beispiele 1, 2, 3, 6, 9, 10, 11), wird erwartet, dass sie gute Benetzungsmittel zur Verwendung in Tinten sind, da sie alle Siedepunkte unterhalb von 200°C besitzen.
  • Von zyklischen Ketalen dieser Art, die von Polyalkoholen mit einem höheren Molekulargewicht als Glycerol abgeleitet sind, wird erwartet, dass sie bessere Benetzungsmittel sind, als jene die von Glycerol abgeleitet sind. Jedoch im Vergleich zu Verschnittmitteln, die in den gegenwärtig besten praktischen Tinten verwendet werden, sind die Verbindungen, die im US-Patent Nr. 3,741,986 beansprucht werden, weder besonders gute Benetzungsmittel noch besonders gute Eindringungsmittel.
  • In der japanischen offengelegten Patentanmeldung 64-13080 werden neue polyoxyalkylenierte zyklische Acetale beschrieben, die von Polyalkoholen und mindestens einem Aldehyd abgeleitet sind, und neue polyoxyalkylenierte zyklische Ketale, die von Polyalkoholen und mindestens einem Keton abgeleitet sind, beschrieben. Die Aldehyde und Ketone jener Erfindung sind auf Kohlenwasserstoffbasis und enthalten nur Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Die aufgezählten Aldehyde beinhalten die folgenden: Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd, Butyraldehyd, Hexanal, Benzaldehyd usw. Die aufgezählten Ketone beinhalten die folgenden: Aceton, 2-Butanon, 2-Pentanon, 2- Hexanon, 3-Pentanon, 3-Hexanon, 3-Heptanon, 4-Heptanon, 4-Octanon, 5-Nonanon, Acetophenon, Cyclohexanon, Cyclooctanon usw. Der Grad der Oxyalkylenierung liegt im Bereich von 1 bis 100 für nicht acetalisierte oder nicht ketalisierte Hydroxylfunktionalitäten. Die polyoxyalkylenierten zyklischen Acetale und die polyoxyalkylenierten zyklischen Ketale jener Erfindung wurden für Anwendungen, wie Tintenzusätze, vorgeschlagen, obwohl keine speziellen Beispiele dieser Nutzung angegeben werden.
  • Für den Fall, bei dem die Polyoxyalkylenkette kurz ist, wurden die Verbindungen jener Erfindung für Anwendungen, wie Lösungsmittel in wässrigen Tinten, vorgeschlagen. Für den Fall, in dem die Polyoxyalkylenkette lang ist, wurden die Verbindungen jener Erfindungen für Anwendungen, wie Emulgiermittel vorgeschlagen. Bei mehreren Verbindungen jener Erfindung, bei denen die Polyoxyalkylenketten kurz sind, wird erwartet, dass sie gute Benetzungsmittel zur Verwendung in Tinten sind, im Vergleich zu den gegenwärtig besten praktischen Benetzungsmitteln. Im Vergleich zu Verschnittmitteln, die in den gegenwärtig besten praktischen Tinten verwendet werden, sind die Verbindungen, die in der japanischen offengelegten Patentanmeldung 64-13080 beansprucht werden, jedoch nicht besonders gute Benetzungsmittel.
  • In der europäischen Patentanmeldung EP-A2-0322110 werden Verbindungen, die den Verbindungen ähnlichen sind, die in der japanischen offengelegten Patentanmeldung 64-13080 beschrieben werden, beschrieben. Der Hauptunterschied zwischen diesen zwei Serien von Verbindungen ist jener, dass die Verbindungen in der EP-A2-0322110 eine primäre Aminendgruppe an dem nicht Acetal/Ketal-Ende der Polyoxyalkylenkette besitzen. Die Verbindungen jener Erfindung sind brauchbar als Zwischenprodukte bei der Herstellung von polyoxyalkylensubstituierten Farbstoffen, die mit Kondensationspolymeren reagiert werden können. Insbesondere sind die Verbindung brauchbar zur Herstellung von farbigen Modifikatoren für Polyurethanschäume. Von mehreren Verbindungen jener Erfindung, bei denen die Polyoxyalkenylketten kurz sind, wird erwartet, dass sie gute Benetzungsmittel zur Verwendung in Tinten sind. Jedoch kann die primäre Aminfunktionalität problematisch sein, so dass ohne Neutralisation Tinten, die Verbindungen dieser Art enthalten, Kompatibilitätsprobleme mit Haftmitteln, die in herkömmlichen Druckköpfen verwendet werden, besitzen können. In jedem Fall sind die Verbindungen, die in der europäischen Patentanmeldung EP-A2-0322110 beansprucht werden, im Vergleich zu Verschnittmitteln, die in den gegenwärtig besten praktischen Tinten verwendet werden, nicht besonders gute Benetzungsmittel.
  • Aufgabe, die durch die Erfindung zu lösen ist
  • Wie durch die vorstehend genannten Beispiele ersichtlich ist, wurden zyklische Acetale, zyklische Ketale und ihre polyoxyalkylenierten Derivate zur Verwendung als Verschnittmittel in Tinten und anderen Anwendungen hergestellt. Wie ebenfalls aus diesen Beispielen ersichtlich ist, sind jedoch keine besonders gut als Tintenstrahltintenverschnittmittel, insbesondere bezüglich einer guten Zuverlässigkeit und einer schnellen Trocknungsgeschwindigkeit. Demgemäss besteht das Bedürfnis für Verschnittmittel zur Verwendung in Tintenstrahltinten, die eine zuverlässige Druckleistung und ein schnelles Trocknen zur Verfügung stellen. Mit anderen Worten, es besteht ein Bedürfnis für Verschnittmittel, die sowohl als gute Benetzungsmittel als auch gute Eindringungsmittel funktionieren.
  • Mittel zur Lösung der Aufgabe
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine wässrige Tintenzusammensetzung zur Verwendung beim Tintenstrahldrucken zur Verfügung zu stellen, die eine zuverlässige Druckleistung ergibt und schnell trocknet.
  • Gemäß der Erfindung, die hier beschrieben wird, wird eine wässrige Tintenzusammensetzung zur Verfügung gestellt, umfassend:
    • (a) Wasser als hauptsächliches Lösungsmittel;
    • (b) eine Pigmentdispersion oder Farbstoff; und
    • (c) eine polyoxyalkylenierte Polyfluorisopropylidenglycerolverbindung, die durch die folgende Formel dargestellt wird
      Figure 00070001
      wobei a = 1 bis 3; b = 1 bis 3; a + b = 2 bis 6; c = 0 oder 1; und d = (c + 1) bis 4.
  • Die Erfindung stellt außerdem ein Druckverfahren zur Verfügung, umfassend die Schritte des Auftragens einer vorstehend definierten Tintenzusammensetzung auf ein Aufzeichnungsmedium.
  • Weiterhin stellt die Erfindung ein Tintenstrahldruckverfahren zur Verfügung, umfassend das Auswerfen und Auftragen von Tröpfchen einer Tintenzusammensetzung, wie vorstehend beschrieben, auf ein Aufzeichnungsmedium.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden in den Ansprüchen erläutert.
  • Die erfindungsgemäßen Tinten besitzen eine gute Zuverlässigkeit insbesondere im Hinblick auf ein periodisch auftretendes Drucken, im Hinblick auf die Lagerung der Tinte in nerhalb des Druckkopfes für einen langen Zeitraum und im Hinblick auf die Lagerung bei zwei Temperaturextremen. Weiterhin trocknen die erfindungsgemäßen Tinten schnell auf einer Vielzahl von Medien.
  • Arten der Ausführungsformen der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Tintenzusammensetzung ist geeignet zur Verwendung in einem Tintenstrahldrucker, der beliebige Verfahren verwendet, die auf dem Gebiet bekannt sind zum Auswerfen der Tinte durch eine Vielzahl von Düsen, die in einem Druckkopf enthalten sind. Die erfindungsgemäße Tintenzusammensetzung kann auch in einem Schreibinstrument, wie einem Füller, bei dem die Bedingungen zur Verwendung der Tinte nicht so streng sind wie bei denen eines Tintenstrahldruckers, verwendet werden.
  • Die erfindungsgemäße wässrige Tintenzusammensetzung umfasst sowohl Tinten auf Pigmentbasis als auch Tinten auf Farbstoffbasis. Die Tinten auf Pigmentbasis umfassen ein wässriges Trägermedium, ein polyoxyalkyleniertes Polyfluorisopropylidenglycerolverschnittmittel und eine Pigmentdispersion, die eine wässrige Dispersion von Pigmentpartikeln ist, die durch Dispergiermittel stabilisiert ist. Die Tinten auf Farbstoffbasis umfassen ein wässriges Trägermedium, ein polyoxyalkyleniertes Polyfluorisopropylidenglycerolverschnittmittel und einen Farbstoff. Tinten auf Farbstoffbasis sind zufriedenstellend für die meisten Anwendungen, besitzen aber im Allgemeinen eine schlechte Lichtbeständigkeit und Wasserbeständigkeit. Farbstoffe auf Pigmentbasis können hergestellt werden, die eine ausgezeichnete Lichtbeständigkeit und Wasserbeständigkeit besitzen. Um ein gedrucktes Dokument mit einem akzeptablen Grad an Beständigkeit zu erhalten, werden Tinten auf Pigmentbasis Tinten auf Farbstoffbasis gegenüber bevorzugt. Die erfindungsgemäßen Tinten können den Erfordernissen eines speziellen Tintenstrahldruckers angepasst werden, insbesondere hinsichtlich der Viskosität, der Oberflächenspannung und der Kompatibilität mit den Materialien, aus dem der Druckkopf hergestellt ist.
  • <POLYOXYALKYLENIERTES POLYFLUORISOPROPYLIDENGLYCEROLVERSCHNITTMITTEL>
  • Die polyoxyalkylenierten Polyfluorisopropylidenglycerolverschnittmittel, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, werden durch die folgende Formel dargestellt. Polyfluor wird hier als größer oder gleich zwei Fluorgruppen definiert.
    Figure 00090001

    worin a = 1 bis 3; b = 1 bis 3; a + b = 2 bis 6; c = 0 oder 1; und d = (c + 1) bis 4.
  • Die Verbindungen, die durch die vorstehend genannte Formel dargestellt werden, können, durch ein beliebiges Verfahren, das auf dem Gebiet bekannt ist, hergestellt werden. Ein einfacher Zugang für die Herstellung dieser Verbindungen ist es, zuerst ein zyklisches Ketal aus Glycerol und einem polyfluorinierten Acetonderivat, bei dem die Ketalisierung bei den Hydroxylgruppen von Glycerol in der 1- und 2-Stellung stattfindet, herzustellen. Polyfluorinierte Acetonderivate, die zyklische Ketale ergeben, die unter den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen, beinhalten die folgenden: 1,1-Difluoraceton, 1,3-Difluoraceton, 1,1,1-Trifluoraceton, 1,1,3-Trifluoraceton, 1,1,1,3-Tetrafluoraceton, 1,1,3,3-Tetrafluoraceton, Pentafluoraceton und Hexafluoraceton. Im zweiten Schritt wird die verbleibende freie Hydroxylgruppe in der 3-Stellung von dem Glycerolfragment unter basischen Bedingungen unter Verwendung von 1) Ethylenoxid allein oder 2) einem Äquivalent von Propylenoxid, gefolgt von Ethylenoxid, oxyalkyleniert.
  • Die Herstellung von zyklischen Ketalen aus Glycerol und polyfluoriniertem Acetonderivaten ist schwieriger als die Herstellung von den entsprechenden zyklischen Ketalen aus Glycerol und Ketonen auf der Basis von nichtfluoriniertem Kohlenwasserstoffen. Die letztere Reaktion wird üblicherweise unter Verwendung eines Überschusses an Keton, Säurekatalyse und Temperaturen im Bereich von 40°C bis 180°C durchgeführt. Im Ge gensatz dazu müssen besondere Verfahren verwendet werden, um die Reaktion von Glycerol und einem polyfluoriniertem Acetonderivat über die Bildung eines stabilen Hemiketals hinaus voranzutreiben. Gemäß dem Verfahren, das in dem US-Patent Nr. 3,795,682 beschrieben wird, können die gewünschten zyklischen Ketalverbindungen unter Verwendung einer Carbodiimidverbindung hergestellt werden, um das stabile Hemiketal zu dehydrieren. Ein weiteres Verfahren wird in dem US-Patent Nr. 3,741,986 beschrieben, bei dem Glycerolcarbonat anstelle von Glycerol verwendet wird, und die Eliminierung von Kohlendioxid benutzt wird, um die Ketalisierungsreaktion voranzutreiben. Ein drittes Verfahren wird in dem US-Patent Nr. 3,285,936, dem US-Patent Nr. 3,324,144, dem US-Patent Nr. 3,324,145 und in J. Am. Chem. Soc. Bd.: 112, Seite: 9672, Jahr: 1990 beschrieben, bei dem das Epoxid, Glycidol, anstelle von Glycerol verwendet wird, und ein Katalysator verwendet wird, um die Ringöffnung des Epoxids durch das Keton zu katalysieren. Dieses dritte Verfahren ist das praktischste Verfahren zur Herstellung der gewünschten zyklischen Ketale im industriellen Maßstab. Die zyklischen Ketale könne durch Vakuumdestillation vor der Oxyalkylenierungsreaktion gereinigt werden.
  • Wie vorstehend bemerkt, wird im zweiten Schritt die verbleibende freie Hydroxylgruppe in der 3-Stellung von des Glycerolfragments unter basischen Verbindungen oxyalkyleniert. Diese Reaktion wird üblicherweise bei Temperaturen im Bereich von 80°C bis 150°C und leicht erhöhten Drücken durchgeführt. Im Labormaßstab können die Oxyalkylenierungsreaktion oder die Oxyalkylenierungsreaktionen unter autogenen Druck in einem Edelstahlautoklaven durchgeführt werden. Übliche basische Katalysatoren für diese Reaktion beinhalten tertiäre Amine, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Alkalimetallhydride und Alkalimetallalkoxide. Für polyoxyalkylenierte Polyfluorisopropylidenglycerolverschnittmittel, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, bei denen c = 0 (d. h., das Polyoxyalkylenfragment leitet sich ausschließlich von Ethylenoxid ab), wird das Reaktionsgefäß zuerst mit den zu erzielenden stoichiometrischen Mengen von Ethylenoxid und dem zyklischen Ketal gespeist. Danach wird die Reaktion durchgeführt, bis das Ethylenoxid vollständig verbraucht ist. Analog für Verschnittmittel, bei denen c = 1 (d. h., das erste Oxyalkylen des Polyoxyalkylenfragments ist von Propylenoxid abgeleitet), wird zuerst das Reaktionsgefäß mit einem Äquivalent von jeweils Propylenoxid und dem zyklischen Ketal gespeist. Danach wird diese Reaktion durchgeführt, bis das Propylenoxid vollständig verbraucht ist. Danach wird das Reaktionsgefäß mit der zu er zielenden stoichiometrischen Menge von Ethylenoxid gespeist und die Reaktion wird durchgeführt, bis es vollständig verbraucht ist. Die Endprodukte können isoliert und durch Vakuumdestillation gereinigt werden.
  • Ohne durch eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass die Verschnittmittel, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, zu der Druckzuverlässigkeit der Tinten, die diese Verschnittmittel enthalten, beitragen, indem sie als gute Benetzungsmittel fungieren. Alle Verschnittmittel, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, besitzen Siedepunkte von mehr als 230°C und besitzen eine hohe Wasseraffinität wegen der mindestens vier Sauerstoffatome, die zur Wasserstoffbindung mit Wasser zur Verfügung stehen. Außerdem sind die Verschnittmittel, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, hoch kompatibel mit üblichen Benetzungsmitteln, wie Glycerol und Diethylenglycol, wegen ihrer strukturellen Ähnlichkeiten. Weiterhin ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass die Verschnittmittel, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, zu einem schnellen Trocknen der Tinten beitragen, die diese Verschnittmittel enthalten, indem diese als gute Eindringungsmittel fungieren. Wie bei typischen Eindringungsmitteln besitzen alle Verschnittmittel, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, getrennte hydrophobe und hydrophile Teile. Der hydrophile Teil ist das Polyoxyalkylenfragment und der hydrophobe Teil ist das Polyfluorisopropylidenfragement des zyklischen Ketals. Es wird davon ausgegangen, dass sowohl die Polyfluorinierung und die durchgesetzte Stereochemie des Polyfluorisopropylidenfragments wichtige Faktoren dafür sind, dass die gewünschte Durchdringbarkeit der Medien durch die Tinten, die diese Verschnittmittel enthalten, erreicht werden.
  • Die Menge an polyoxyalkyleniertem Polyfluorisopropylidenglycerolverschnittmittel in der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung beträgt vorzugsweise 0,1 bis 25 Gew.-%, noch bevorzugter 3 bis 15 Gew.-%.
  • <PIGMENTDISPERGIERMITTEL>
  • Eine Pigmentdispersion umfasst üblicherweise ein Pigment und ein Pigmentdispergiermittel. Pigmentdispersionen, die keine Dispergiermittel enthalten, aber stattdessen oberflächenfunktionelle Pigmente enthalten, sind ebenfalls innerhalb des Schutzumfangs der mente" aufgelistet. Die Pigmentdispergiermittel in einer üblichen Pigmentdispersion können polymere Dispergiermittel oder oberflächenaktive Verbindungen sein. Die oberflächenaktiven Verbindungen können anionisch, kationisch, amphotär oder nichtionisch sein. Die Menge an Pigmentdispergiermittel in der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung beträgt vorzugsweise 0,1 bis 30 Gew.-%, und noch bevorzugter 0,1 bis 20 Gew.-%.
  • <POLYMERE DISPERSIONSMITTEL>
  • Polymere Dispersionsmittel, die zur Durchführung der vorliegenden Erfindung geeignet sind, beinhalten Polyuronsäurederivate, bei denen ein hydrophobes Polymer kovalent mit dem reduzierenden Ende der Polyuronsäure verknüpft ist. Das Polyuronsäurederivat ist ein Dispersionsmittel vom zweiteiligen Typ, enthaltend ein hydrophiles Segment und ein hydrophobes Segment. Die Polyuronsäure ist das hydrophile Segment und das hydrophobe Polymer, das kovalent zu dem reduzierenden Ende der Polyuronsäure gebunden ist, ist das hydrophobe Segment. Das hydrophobe Segment des Derivats haftet auf der Oberfläche des Pigments und verbindet folglich das Dispersionsmittel mit dem Pigment. Das hydrophile Polyuronsäuresegment reicht in das wässrige Medium und dient dazu, das Pigment in dem Medium zu dispergieren.
  • Zusätzlich zu dieser Dispersionsfunktion besitzt das hydrophile Polyuronsäuresegment eine Struktur, die optimiert ist für die Bindung zu mehrwertigen Kationen. Insbesondere besitzt die Polyuronsäure eine gekrümmte Kettenstruktur, bestehend aus alternierenden oben und unten Taschen, die mit Carboxylgruppen und Hydroxylgruppen ausgekleidet sind. Strukturelle Untersuchungen der Polyuronsäuren zeigen, dass die Taschen genau die richtige Größe zur Bindung mit zweifach positiven Calciumionen besitzen. Wenn eine Pigmentdispersion, bei der das Dispersionsmittel ein Polyuronsäurederivat von der hier beschriebenen Art ist, in Kontakt kommt mit der Oberfläche von glattem Papier, bindet das Polyuronsäuresegment zu mehrwertigen Kationen, die auf der Oberfläche von glattem Papier vorliegen. Diese Bindung resultiert in einer Destabilisierung der Pigmentdispersion und verhindert, dass der Pigmentfarbstoff sich auf der glatten Papieroberfläche ausbreitet. Das Gesamtergebnis ist ein gedrucktes Bild, das eine ausgezeichnete Druckqualität besitzt.
  • Statistische Copolymere können als polymere Dispersionsmittel verwendet werden, obwohl sie nicht so wirksamen sind, bei der Stabilisierung der Pigmentdispersionen, wie die vorstehend beschriebenen Polyuronsäurederivate. Beispiele statistischer Copolymere beinhalten Halbester von Maleinsäure/Styrol-Copolymeren, Ligninsulfonatderivate, Acrylsäure/Styrolcopolymere und Methacrylsäure/Styrolcopolymere. Blockcopolymere von der Art, wie sie in dem US-Patent Nr. 5,085,698 beschrieben werden, können ebenfalls als polymere Dispersionsmittel verwendet werden.
  • <Polyuronsäuresegment>
  • Die Polyuronsäure ist hauptsächlich aus 1,4-gebundener Polygalacturonsäure, Polyguluronsäure, Polyiduronsäure oder gemischten Polymeren davon aufgebaut. Die Polyuronsäuren sind von natürlichen Materialien erhältlich und können außerdem Nichturonsäuresaccharide enthalten. Der Uronsäuregehalt in den Polyuronsäuren, die in dieser Erfindung verwendet werden, ist größer als 80 Gew.-%, noch bevorzugter ist der Uronsäuregehalt größer als 85 Gew.-%. Sogar noch bevorzugter ist der Uronsäuregehalt größer als 90 Gew.-%.
  • Die Polygalacturonsäure wird erhalten durch Hydrolyse und Deesterifikation von Pektin, einem natürlich vorkommenden Hydrokolloid, das von Früchten, wie Zitronen, Limonen, Grapefruits, Orangen, Mangos, Äpfeln, Sonnenblumen und Zuckerrüben, erhalten wird. Polyguluronsäure wird erhalten durch teilweise Säurehydrolyse von Algininsäure, einem natürlich vorkommenden Polysaccharid, das von Seetang enthalten werden kann, wie Riesentang (Macrocystis pyrifera), Laminaria digitata (horsetail kelp), und Laminaria saccharina (sugar kelp), gefolgt von selektiver Ausfällung. Polyiduronsäure wird erhalten durch Hydrolyse von verschiedenen tierischen Polysacchariden.
  • Das Molekulargewichts-Zahlenmittel der Polyuronsäure, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist größer oder gleich ungefähr 700 und weniger als oder gleich 10000. Noch bevorzugter ist das Molekulargewichts-Zahlenmittel der Polyuronsäure größer oder gleich ungefähr 700 und kleiner oder gleich ungefähr 7000.
  • <Hydrophobes Polymersegment>
  • In einer Ausführungsform ist das hydrophobe Polymersegment ein Homopolymer oder Copolymer, hergestellt von wenigstens einem Monomer, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Styrol oder substituierten Styrolen, Vinylpyridin oder substituierten Vinylpyridinen, Methacrylsäureestern, Acrylsäureestern, Acrylonitril, Methacrylonitril, Butadien und Isopren. Repräsentative Monomere, die ausgewählt werden können, beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, die folgenden: Styrol, α-Methylstyrol, 3-Methylstyrol, 4-Methylstyrol, 4-tert-Butylstyrol, 3-Nitrostyrol, 3-Fluorstyrol, 4-Fluorstyrol, 2-Vinylpyridin, 4-Vinylpyridin, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, tert-Butylmethacrylat, Hexylmethacrylat, 2-Ethyl-hexylmethacrylat, Octylmethacrylat, Laurylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Phenylmethacrylat, 2-Ethoxyethylmethacrylat, 2-Trimethylsiloxyethylmethacrylat, Glycidylmethacrylat, p-Tolylmethacrylat, Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, n-Butylacrylat, tert-Butylacrylat, Hexylacrylat, 2-Ethyl-hexylacrylat, Octylacrylat, Laurylacrylat, Stearylacrylat, Phenylacrylat, 2-Ethoxyethylacrylat, 2-Trimethylsiloxyethylacrylat, Glycidylacrylat, p-Tolylacnlat, Acrylonitril, Methacrylonitril, Butadien und Isopren.
  • Das hydrophobe Polymer, in das wenigstens eines der vorstehend genannten Monomere eingearbeitet ist, kann durch herkömmliche anionische Polymerisationsverfahren hergestellt werden. Da die anionische Polymerisation "lebende" polymere Carbanionen verwendet, müssen strenge Bedingungen im Hinblick auf den Ausschluss von Sauerstoff, Feuchtigkeit und anderen Unreinheiten während der Polymerisation eingehalten werden. Demgemäß müssen Lösungsmittel und Monomere vor der Polymerisation sorgfältig gereinigt werden.
  • Hydrophobe Polymere, die durch herkömmliche kationische Polymerisationsverfahren hergestellt werden, besitzen eine sehr enge Verteilung des Molekulargewichts. Ein übliches Polymer besitzt eine Dispersität von weniger als 1,5 und im Allgemeinen in einem Bereich von 1,0 bis 1,3. Die Dispersität ist das Molekulargewichts-Gewichtsmittel des Polymers geteilt durch das Molekulargewichts-Zahlenmittel. Sowohl das Molekulargewichts-Gewichsmittel des Polymers als auch das Molekulargewichts-Zahlenmittel können durch Größenausschlusschromatographie unter Verwendung von Säulen, die mit Polymerstandards mit bekannten Molekulargewichten kalibriert wurden, erhalten werden.
  • Es ist auf dem Gebiet der anionischen Polymerisation gut bekannt, dass eine Anzahl von Elektrophylen mit "lebenden" polymeren Carbanionen regiert, um mit funktionellen Gruppen terminierte Polymere zu ergeben. Um das hydrophobe Polymersegment kovalent mit dem reduzierenden Ende der Polyuronsäure zu verknüpfen, sind derartige mit einer funktionellen Gruppe terminierte Polymere erwünscht. Carboxyl-terminierte, Hydroxyl-terminierte und Amino-terminierte Polymere können einfach durch herkömmliche Verfahren hergestellt werden.
  • In einer zweiten Ausführungsform ist das hydrophobe Polymersegment ein hydrophobes Polymer, das hauptsächlich aus einem Poly(bis-alkylsiloxan), vorzugsweise Poly(dimethylsiloxan) aufgebaut ist.
  • In einer dritten Ausführungsform ist das hydrophobe Polymersegment ein Polyamid. Insbesondere ist das Polyamid-hydrophobe Polymersegment ein N-acyliertes Derivat eines Polyamins, wobei das Polyamin ein Polyamin ist, bei dem mehr als 50% der Aminfunktionalitäten entweder primäre oder sekundäre Amine sind.
  • Das Polyamin, von dem das Polyamid abgeleitet ist, wird ausgewählt aus der Gruppe von Polyaminen, bestehend aus linearen Polyethyleniminen, verzweigten Polyethyleniminen, Polyallylamin, Poly-N-alkylallylaminen und Polyvinylamin. Die Acylgruppen, R-(CO)-, des Polyamids umfassen wenigstens eine der folgenden Acylgruppen: CnH(2n-1)-(CO)-, wobei n größer oder gleich 3 ist; Phenyl-(CO)-; substituiertes Phenyl-(CO)-; Phenyl-CH2-(CO)-; substituiertes Phenyl-CH2-(CO)-; Phenyl-C2H4-(CO)-; und substituiertes Phenyl-C2H4-(CO)-.
  • Das Polyamid-hydrophobe Polymersegment kann hergestellt werden, indem zuerst das Polyamin durch eins seiner Aminfunktionalitäten an das reduzierende Ende der Polyuronsäure kovalent verknüpft wird. Diese kovalente Verknüpfung wird einfach durch reduktive Aminierung, wie sie ausführlich im folgenden Abschnitt ("kovalente Verknüpfung des reduzierenden Endes der Polyuronsäure"), beschrieben wird, erreicht. Im zweiten Schritt werden die mehrfachen Aminfunktionalitäten des kovalent verknüpften Polyamin segments selektiv unter Verwendung von Acylierungsmitteln, wie Halogeniden von organischen Säuren oder Anhydriden von organischen Säuren, N-acyliert. Primäre Amine, die auf diese Weise N-acyliert wurden, ergeben primäre Amide. Auf die gleiche Weise ergeben sekundäre Amine, die auf diese Weise N-acyliert wurden, sekundäre Amide. Tertiäre Amine werden nicht acyliert. Geeignete Verfahren zur selektiven N-Acylierung von Aminfunktionalitäten in Gegenwart von Hydroxylgruppen können in den Arbeiten gefunden, die von Katsutoshi Inoue et al. veröffentlicht wurden (Adv. Chitin Science, Bd.: 1, Seite 271, Jahr: 1996) und in den Arbeiten, die von Gunda I. Georg et al. veröffentlicht wurden (Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters, Bd.: 4, Nr. 2; Seite 335, Jahr: 1994).
  • In einer vierten Ausführungsform ist das hydrophobe Polymersegment ein hydrophobes Polyamin. Insbesondere ist das hydrophobe Polyaminpolymersegment ein Poly-N-alkyliertes Derivat von einem wasserlöslichen Polyamin.
  • Das wasserlösliche Polyamin, aus dem sich das hydrophobe Poly-N-alkylierte Polyamin ableitet, wird ausgewählt aus der Gruppe von wasserlöslichen Polyaminen, bestehend aus Polyethyleniminen, Polyallylaminen, Polyvinylaminen, Poly(propylenimin)dendrimeren und Poly(amidoamin)dendrimeren. Die Alkylgruppen des Poly-N-alkylierten Derivats des wasserlöslichen Polyamins besitzen die folgende allgemeine Form: -CHX1X2. Die X1 -Gruppe kann H, ein Alkyl, ein substituiertes Alkyl, ein Aryl oder eine substituierte Arylgruppe sein. Die Gruppe X2 kann ebenfalls N, ein Alkyl, ein substituiertes Alkyl, ein Aryl oder eine substituierte Arylgruppe sein. Der Grad der N-Alkylierung des kovalent gebundenen wasserlöslichen Polyamins ist größer als 10% der Gesamtaminfunktionalitäten an dem wasserlöslichen Polyamin. Insbesondere ist der Grad der N-Alkylierung größer als 20%. Noch bevorzugter ist der Grad N-Alkylierung größer als 30%.
  • Das hydrophobe Polyaminpolymersegment kann hergestellt werden, indem zuerst das wasserlösliche Polyamin über eine seiner Aminfunktionalitäten zu dem reduzierenden Ende der Polyuronsäure kovalent verknüpft wird. Diese kovalente Verknüpfung wird auf einfache Weise durch reduktive Aminierung erreicht, wie sie ausführlich in dem folgenden Abschnitt ("kovalente Verknüpfung zu dem reduzierenden Ende der Polyuronsäure") beschrieben wird. In dem zweiten Schritt werden die mehrfachen Aminfunktionali täten des kovalent verknüpften Polyaminsegments, durch reduktive Aminierung unter Verwendung von Aldehyden und/oder Ketonen als Quelle der Alkylgruppen selektiv N- alkyliert. Reduktive Aminierung wird geeigneterweise und selektiv unter Verwendung von Borhydrid oder Cyanborhydridsalzen oder unter Verwendung von katalytischer Hydrierung durchgeführt.
  • Die hydrophoben Polymere, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, besitzen ein Molekulargewichts-Zahlenmittel von kleiner oder gleich 15000, und noch bevorzugter kleiner oder gleich 10000. Die hydrophoben Polymere, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, besitzen ein Molekulargewichts-Zahlenmittel von größer oder gleich 300. Der bevorzugte Bereich des Molekulargewichts-Zahlenmittels liegt bei 500 bis 5000.
  • <Kovalente Verknüpfung zu dem reduzierenden Ende der Polyuronsäure>
  • Da es nur eine einzigartige funktionelle Gruppe pro Polyuronsäuremolekül gibt, die Endaldehydgruppe, ist ein kovalentes Verknüpfen eines hydrophoben Polymers zu dem Endaldehyd das bevorzugte Verfahren zur Herstellung von Pigmentdispersionsmitteln aus den hier beschriebenen Polyuronsäuren. Obwohl viele verschiedene synthetische Zugänge zur Verfügung stehen, ist das bevorzugte Verfahren eine reduktive Aminierung unter Verwendung von entweder 1) einem Amino-terminierten hydrophoben Polymer oder 2) einem Polyamin als das Aminausgangsmaterial. Im ersten Fall wird das gewünschte Polyuronsäurederivat direkt erhalten. Im zweiten Fall muss das Polyamin, das kovalent über eine seiner Aminfunktionalitäten verknüpft ist, weiter funktionalisiert werden unter Verwendung von selektiven Verfahren, so dass das kovalent verknüpfte Polyamin geeignet hydrophob wird. Wie bei Polysacchariden, wie Polyuronsäure, gut bekannt, existierte die Aldehydgruppe an dem reduzierenden Ende in Lösung hauptsächlich als ein zyklisches Hemiacetal. Reduktive Aminierung unter Verwendung von entweder primären oder sekundären Aminen ergibt eine Öffnung und folglich eine Zerstörung des zyklischen Hemiacetals.
  • Die reduktive Aminierung wird geeigneterweise und selektiv unter Verwendung von Borhydrid oder Cyanborhydridsalzen in wässrigen oder alkoholischen wässrigen Lösungen durchgeführt. Üblicherweise wendete Borhydridsalze beinhaltend Natriumborhydrid, Ka liumborhydrid, Lithiumborhydrid, Tetramethylammoniumborhydrid und Tetrabutylammoniumborhydrid. Üblicherweise verwendete Cyanoborhydridsalze beinhalten Natriumcyanborhydrid, Kaliumcyanborhydrid, Lithiumcyanborhydrid und Tetrabutylammoniumcyanborhydrid. Borhydridsalze müssen bei pH-Werten von mehr als ungefähr 7 verwendet werden. Cyanborhydridsalze können bei so geringen pH-Werten wie ungefähr 3 verwendet werden. Ein anderes geeignetes und selektives Verfahren ist die katalytische Hydrierung unter Verwendung von Metallkatalysatoren. Übliche Metallkatalysatoren beinhalten ein beliebiges Metall der Gruppe VIII, wobei Nickel, Palladium, Platin und Ruthenium bevorzugt sind. Die Metallkatalysatoren können entweder mit oder ohne Träger verwendet werden. Wasserstoffdrücke sind höher als 100 psi und noch bevorzugter mehr als 700 psi. Reaktionstemperaturen sind im Bereich von 10°C bis 100°C und noch bevorzugter im Bereich von 30°C bis 70°C. Weniger selektive Reagenzien für die reduktive Aminierung, die verwendet werden können, beinhalten 1) Zink und Chlorwasserstoffsäure, 2) Eisenpentacarbonyl und alkoholisches Kaliumhydroxid und 3) Ameisensäure.
  • Abgesehen von der reduktiven Aminierung können synthetische Zugänge, die eine kovalente Verknüpfung eines hydrophoben Polymers mit dem reduzierenden Ende der Polyuronsäure ergeben, auch verwendet werden.
  • <FARBSTOFFE>
  • Farbstoffe, die bei der Durchführung der Erfindung brauchbar sind, umfassen sowohl Pigmente als auch Farbstoffe.
  • <Pigmente>
  • Die Pigmente, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, umfassen wenigstens ein Pigment, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus organischen oder anorganischen Pigmenten. Der Begriff "Pigment" der hier verwendet wird, bedeutet einen unlöslichen Farbstoff.
  • Die Pigmentpartikel sind ausreichend klein, um ein freies Fließen der pigmentdispergierten Tinte durch die Tintenstrahldruckvorrichtung zu erlauben, insbesondere durch die Auswurfdüsen, die üblicherweise einen Durchmesser im Bereich von 10 bis 50 μm besitzen. Der Partikeldurchmesser des Pigments ist vorzugsweise höchstens 10 μm, noch bevorzugter 1,0 μm und am meisten bevorzugt höchstens 0,3 μm. Vorzugsweise ist der Partikeldurchmesser des Pigments größer oder gleich 0,005 μm.
  • Das ausgewählte Pigment kann in trockner oder feuchter Form ausgewählt werden. Üblicherweise werden Pigmente in einem wässrigen Medium hergestellt und das erhaltene Pigment wird als ein wasserfeuchter Presskuchen erhalten. In dieser Presskuchenform ist das Pigment nicht in dem Maße agglomeriert, als wenn es in einer trockenen Form wäre. Pigmente in einer feuchten Presskuchenform benötigen nicht so viel Entflockung bei dem Tintenherstellungsverfahren wie trockene Pigmente.
  • Pigmente, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, beinhalten die folgenden:
  • Symuler Fast Yellow GF (Dainippon Ink; C. I. Pigment Yellow 12), Symuler Fast Yellow GRF (Dainippon Ink; C. I. Pigment Yellow 13), Symuler Fast Yellow 5GF (Dainippon Ink; C. I. Pigment Yellow 14), Irgalite Yellow CG (Ciba-Geigy; C. I. Pigment Yellow 16), Symujer Fast Yellow HGF (Dainippon Ink; C. I. Pigment Yellow 17), Symuler Fast Yellow 4117 (Dainippon Ink; C. I. Pigment Yellow 73), Symuler Fast Yellow 4191 N (Dainippon Ink; C. I. Pigment Yellow 74), Symuler Fast Yellow 4181 (Dainippon Ink; C. I. Pigment Yellow 83), Chromophthal Yellow 3G (Ciba-Geigy: C. I. Pigment Yellow 93), Chromophthal Yellow GR (Ciba-Geigy; C. I. Pigment Yellow 95), Symuler Fast Yellow 4186 (Dainippon Ink; C. I. Pigment Yellow 97), Hansa Brilliant Yellow 10GX (Hoechst Celanese; C. I. Pigment Yellow 98), Permanent Yellow G3R-01 (Hoechst Celanese; C. I. Pigment Yellow 114), Chromophthal Yellow 8G (Ciba-Geigy; C. I. Pigment Yellow 128), Irgazin Yellow 5GT (Ciba-Geigy; C. I. Pigment Yellow 129). Hostaperm Yellow H4G (Hoechst Celanese; C. I. Pigment Yellow 151), Symuler Fast Yellow 4192 (Dainippon Ink; C. I. Pigment Yellow 154), Hostaperm Orange GR (Hoechst Celanese; C. I. Pigment Orange 43), Paliogen Orange (BASF; C. I. Pigment Orange 51), Symuler Brilliant Carmine (Dainippon Ink; C. I. Pigment Red 57 : 1), Fastogen Super Magenta (Dainippon Ink; C. I. Pigment Red 122), Paliogen Red L3870 (BASF; C. I. Pigment Red 123). Hostaperm Scarlet GO (Hoechst Celanese; C. I. Pigment Red 168), Permanent Rubine F6B (Hoechst Celanese; C. I. Pigment Red 184), Monastral Magenta (Ciba-Geigy; C. I. Pig ment Red 202), Monastral Scarlet (Ciba-Geigy; C. I. Pigment Red 207), Fastogen Blue GP-100 (Dainippon Ink; C. I. Pigment Blue 15 : 2), Fastogen Blue GNPR (Dainippon Ink; C. I. Pigment Blue 15 : 3), Fastogen Blue GNPS (Dainippon Ink; C. I. Pigment Blue 15 : 4). Micracet Blue R (Ciba-Geigy; C. I. Pigment Blue 60), Fastogen Green S (Dainippon Ink; C. I. Pigment Green 7), Fastogen Green 2YK (Dainippon Ink; C. I. Pigment Green 36), Fastogen Super Red (Dainippon Ink; C. I. Pigment Violet 19), Fastogen Super Violet (Dainippon Ink; C. I. Pigment Violet 23), Monastral Maroon RT-229-D (Ciba-Geigy; C. I. Pigment Violet 42), Raven 1170 (Columbian Chemicals; C. I. Pigment Black 7), Special Black 4A (Degussa; C. I. Pigment Black 7), Color Black FW 200 (Degussa; C. I. Pigment Black 7), Color Black FW 2 (Degussa; C. I. Pigment Black 7), Color Black FW 1 (Degussa; C. I. Pigment Black 7), Color Black FW 18 (Degussa; C. I. Pigment Black 7), Color Black S 160 (Degussa; C. I, Pigment Black 7), Color Black S 170 (Degussa; C. I. Pigment Black 7), Special Black 6 (Degussa; C. I. Pigment Black 7) und Special Black 4 (Degussa; C. I. Pigment Black 7). Erfindungsgemäß Pigmente, die oberflächenfunktionalisiert sind, so dass ein Pigmentdispergiermittel nicht notwendig ist, können die folgenden beinhalten: Microjet C-Type CW-1 (Orient Chemical Co.), Microjet C-Type CW-2 (Orient Chemical Co.), Cabo-jet 200 (Cabot Corporation), und Cabo-jet 300 (Cabot Corporation). Alle vier Beispiele sind Pigmentdispersionen auf Rußschwarz-Basis.
  • Die Menge an Pigment in der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung beträgt vorzugsweise 0,1 bis 20 Gew.-% und noch bevorzugter 0,1 bis 10 Gew.-%.
  • <Farbstoffe>
  • Die Farbstoffe, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, umfassen mindestens einen Farbstoff, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus wasserlöslichen Farbstoffen, welche Säuredirekte, Lebensmittel- und reaktive Farbstoffe beinhalten.
  • Die Farbstoffe, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werde, können, die folgenden Farbstoffe von dem Farbindex beinhalten: C. I. Acid Black 7, C. I. Acid Black 24, C. I. Acid Black 26, C. I. Acid Black 48, C. I. Acid Black 52, C. I. Acid Black 58, C. I. Acid Black 60, C. I. Acid Black 107, C. I. Acid Black 109, C. I. Acid Black 118, C. I. Acid Black 119, C. I. Acid Black 131, C. I. Acid Black 140, C. 1. Acid Black 155, C. I. Acid Black 156, C. I. Acid Black 187, C. I. Direct Black 17, C. I. Direct Black 19, C. I. Direct Black 32, C. I. Direct Black 38, C. I. Direct Black 51, C. I. Direct Black 71, C. I. Direct Black 74, C. I. Direct Black 75, C. I. Direct Black 112, C. I. Direct Black 117, C. I. Direct Black 154, C. I. Direct Black 163, C. I. Direct Black 168, C. 1. Food Black 1, C. I. Food Black 2, C. I. Acid Red 8, C. I. Acid Red 17, C. I. Acid Red 32, C. I. Acid Red 35, C. I. Acid Red 37, C. I. Acid Red 42, C. I. Acid Red 57, C. I. Acid Red 92, C. I. Acid Red 115, C. I. Acid Red 119, C. I, Acid Red 131, C. I. Acid Red 133, C. I. Acid Red 134, C. I. Acid Red 154, C. I. Acid Red 186, C. I. Acid Red 249, C. I. Acid Red 254, C. I. Acid Red 256, C. I. Direct Red 37, C. I. Direct Red 63, C. I. Direct Red 75, C. I. Direct Red 79, C. I. Direct Red 80, C. I. Direct Red 83, C. I. Direct Red 99, C. I. Direct Red 220, C. I. Direct Red 224, C. I. Direct Red 227, C. I. Reactive Red 4, C. I. Reactive Red 23, C. I. Reactive Red 24, C. I. Reactive Red 31, C. I. Reactive Red 56, C. I. Acid Violet 11, C. 1. Acid Violet 34, C. I. Acid Violet 75, C. I. Direct Violet 47, C. I. Direct Violet 48, C. I. Direct Violet 51, C. I. Direct Violet 90, C. I. Direct Violet 94, C. I. Acid Blue 9, C. I. Acid Blue 29, C. I. Acid Blue 62, C. I. Acid Blue 102, C. I. Acid Blue 104, C. I. Acid Blue 113, C. I. Acid Blue 117, C. I. Acid Blue 120, C. I. Acid Blue 175, C. I. Acid Blue 183, C. I. Direct Blue 1, C. I. Direct Blue 6, C. I. Direct Blue 8, C. I. Direct Blue 15, C. I. Direct Blue 25, C. I. Direct Blue 71, C. I. Direct Blue 76, C. I. Direct Blue 80, C. I. Direct Blue 86, C. I. Direct Blue 90, C. I. Direct Blue 106, C. I. Direct Blue 108, C. I. Direct Blue 123, C. I. Direct Blue 163, C. I. Direct Blue 165, C. I. Direct Blue 199, C. I. Direct Blue 226, C. I. Reactive Blue 7, C. I. Reactive Blue 13, C. I. Acid Yellow 3, C. I. Acid Yellow 17, C. I. Acid Yellow 19, C. I. Acid Yellow 23, C. I. Acid Yellow 25, C. I. Acid Yellow 29, C. I. Acid Yellow 38, C. I. Acid Yellow 49, C. I. Acid Yellow 59, C. I. Acid Yellow 61, C. I. Acid Yellow 72, C. I. Direct Yellow 27, C. I. Direct Yellow 28, C. I. Direct Yellow 33, C. I. Direct Yellow 39, C. I. Direct Yellow 58, C. I. Direct Yellow 86, C. I. Direct Yellow 100, C. I. Direct Yellow 142, and C. I. Reactive Yellow 2.
  • Die Menge an Farbstoff in der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung beträgt vorzugsweise 0,1 bis 25 Gew.-% und noch bevorzugter 0,1 bis 15 Gew.-%.
  • <WASSER>
  • Wasser ist das hauptsächliche Lösungsmittel für die erfindungsgemäßen wässrigen Tintenzusammensetzungen. Zusätzliche Komponenten, die in den Tintenzusammensetzungen enthalten sein können, werden nachfolgend angegeben. Die Auswahl eines geeigneten Gemisches von Wasser and wasserlöslichem organischen Lösungsmittel oder wasserlöslichem organischen Lösungsmitteln hängt von den Notwendigkeiten der speziellen Anwendung ab, insbesondere im Hinblick auf die Viskosität, die Oberflächenspannung und die Kompatibilität mit den Materialien aus denen der Druckkopf aufgebaut ist. Durch seine Wasserlöslichkeit ist das polyoxyalkenierte Polyfluorisopropylidenglycerolverschnittmittel eine der Komponenten des wässrigen Trägermediums. Die Menge an wässrigem Trägermedium in der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung beträgt vorzugsweise 70 bis 99,8 Gew.-%.
  • <BASE>
  • Um das Polyuronsäuresegment des Pigmentdispergiermittels in dem wässrigen Medium zu lösen, kann es notwendig sein, einige oder alle der Carbonsäurefunktionalitäten der Polyuronsäure zu neutralisieren. Basen, die zu diesem Zwecke geeignet sind, beinhalten organische Basen, Alkanolamine, Alkalimetallhydroxide und Mischungen davon. Beispiele von geeigneten Basen beinhalten die folgenden: Methylamin, Dimethylamin, Trimethylamin, Morpholin, N-Methylmorpholin, Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, N-Methyl-monoethanolamin, N,N-Dimethyl-monoethanolamin, N-Methyldiethanolamin, Tetramethylammoniumhydroxid, Ammoniak, Lithiumhydroxid, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Rubidiumhydroxid und Cäsiumhydroxid.
  • <WASSERLÖSLICHES VERSCHNITTMITTEL>
  • Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Komponenten können die Tinten wahlweise mindestens ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel enthalten. Wasserlösliche organische Lösungsmittel sind gut bekannt und beinhalten: (1) Alkohole wie Isopropylalkohol, Butylalkohole usw. (2) Ketone wie Aceton, Methylethylketon usw., (3) Ether, wie Tetrahydrofuran, Dioxan usw., (4) Ester wie Ethylacetat, Propylencarbonat usw., (5) mehrwertige Alkohole wie Ethylenglycol, Propylenglycol, Butylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Polyethylenglycol, Polypropylenglycol, 1,5-Pentandiol, 1,2,6-Hexantriol, Thiodiglycol, Glycerol usw., (6) Niederalkylether von mehrwertigen Alkoholen wie Ethylenglycolmonomethylether, Ethylenglycolmonethylether, Ethylenglycolmono-n-propylether, Ethylenglycolmono-isopropylether, Propylenglycolmonomethylether, Propylenglycolmonoethylether, Diethylenglycolmonomethylether, Diethylenglycolmonoethylether, Diethylenglycolmono-n-propylether, Diethylenglycolmono-isopropylether, Diethy lenglycolmono-n-butylether, Diethylenglycolmono-sec-butylether, Diethylenglycolmono-isobutylether, Diethylenglycolmono-tert-butylether, Diethylenglycolmono-n-amylether, Diethylenglycolmono-n-hexylether, Triethylenglycolmonomethylether, Triethylenglycolmonoethylether, Triethylenglycolmono-n-propylether, Triethylenglycolmono-isopropylether, Triethylenglycolmono-n-butylether, Triethylenglycolmono-sec-butylether, Triethylenglycolmono-isobutylether, Triethylenglycolmono-tert-butylether, Triethylenglycolmono-n-amylether, Triethylenglycolmono-n-hexylether, Dipropylenglycolmonomethylether, Dipropylenglycolmonoethylether, Dipropylenglycolmono-n-propylether, Dipropylenglycolmono-n-butylether, usw., (7) Stickstoff enthaltende Verbindungen wie Harnstoff, Pyrrolidon, N-Methyl-2-pyrrolidon usw., (8) Schwefel enthaltende Verbindungen wie Dimethylsulfoxid, Tetramethylensulfoxid usw. Die Gesamtmenge des Verschnittmittels, das in der Tinte verwendet wird, unterliegt keinen besonderen Beschränkungen. Bevorzugt liegt es in einem Bereich von 0,5 bis 40 Gew.-% vor.
  • <ANDERE KOMPONENTEN>
  • Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Komponenten können die Tinten wahlweise mindestens ein durchdringbarkeitsverleihendes oberflächenaktives Mittel, ausgewählt aus der Gruppe von ionischen oder nichtionischen oberflächenaktiven Mitteln, enthalten. Beispiele der anionischen oberflächenaktiven Mitteln beinhalten Fettsäuresalze, Schwefelsäure-Estersalze von höheren Alkoholen, Alkylbenzolsulfonate und Phosphorsäure-Estersalze von höheren Alkoholen. Beispiele der nichtionischen oberflächenaktiven Mittel beinhalten Ethylenoxidabkömmlinge von Acetylendiolen, Ethylenoxidabkömmlinge von höheren Alkoholen, Ethylenoxidabkömmlinge von Alkylphenolen, Ethylenoxidabkömmlingen von Fettsäureestern von höheren Alkoholen, Ethylenoxidabkömmlinge von höheren Alkylaminen, Ethylenoxidabkömmlinge von Fettsäureamiden, Ethylenoxidabkömmlinge von Polypropylenglycol, Fettsäureester von Polyalkoholen, Alkanolaminfettsäureamide und Ethylenoxidpropylenoxidcopolymere. Vorzugsweise werden Ethylenoxidabkömmlinge von Acetylendiolen verwendet, die erhältlich sind von Air Products and Chemicals, Inc.; Allentown, Pennsylvania, 18195; USA. Beispiele beinhalten Surfynol 465 (ethoxyliertes Tetramethyldecyndiol), Surfynol CT-136 (Mischung von acetyleniertem Diol und anionischem oberflächenaktiven Mittel) Surfynol GA (acetyleniertes Diolgemisch) und Surfynol TG (acetyleniertes Diolgemisch in Ethylenglycol). Es besteht keine bestimmte Beschränkung hinsichtlich der Menge des durchdringbar keitsverleihenden oberflächenaktiven Mittels, das in der Tinte verwendet wird. Vorzugsweise liegt es in einem Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-% vor. Zusätzlich zu den vorstehend genannten durchdringbarkeitsverleihenden oberflächenaktiven Mitteln können die Tinten Zusätze wie pH-Puffer, Biozide, Viskositätsmodifikatoren, UV-Strahlenabsorptionsmittel und Antioxidationsmittel enthalten. Die Menge all dieser Komponenten der Tinte werden so ausgewählt, dass die Viskosität der Tinte geringer als 10 cps bei 20°C ist.
  • <TINTENHERSTELLUNG>
  • Die erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzungen auf Pigmentbasis können in einem Schritt hergestellt werden durch Dispergieren und Vermischen der vorstehend beschriebenen Komponenten unter Verwendung eines akzeptablen Verfahrens. Alternativ kann die Tintenzusammensetzung in zwei Schritten hergestellt werden durch 1) Dispergieren und Vermischen von einigen der vorstehend beschriebenen Komponenten und danach 2) Zugeben der verbleibenden Komponenten zu der Dispersion und Vermischen. Der Dispersionsschritt kann unter Verwendung einer Kugelmühle, einer Sandmühle, einer Reibmühle, einer Walzenmühle, einer Rührwerksmühle, einer horizontalen Minimühle, eines Henschel-Mixers, einer Kolloidmühle, eines Ultraschallmischers, einer Strahlmühle oder einer Angmill-Mühle durchgeführt werden, um eine homogene Dispersion zu erhalten. Wenn Tintenzusammensetzungen auf Farbstoffbasis verwendet werden, reicht ein Vermischen der Komponenten in einem gut gerührten Gefäß anstelle einer speziellen Dispersionsvorrichtung aus, da kein Dispersionsmittel vorhanden ist und eine Pigmentdeaggregation unnötig ist.
  • Es kann erwünscht sein, zuerst die pigmentierte Tinte in einer konzentrierten Form herzustellen und danach die konzentrierte Dispersion zu einer Konzentration zu verdünnen, die zur Verwendung in einem Tintenstrahldrucker geeignet ist. Es ist ebenfalls im Allgemeinen erwünscht, die pigmentdispergierte wässrige Tintenzusammensetzung zu filtern, vorzugsweise unter Verwendung eines Metallsiebfilters oder eines Membranfilters. Die Filtration kann erreicht werden, indem ein Druck an die zu filternde Tintenzusammensetzung angelegt wird oder indem der Druck am anderen Ende der Filtrationsvorrichtung verringert wird. Eine zentrifugale Trennung kann ebenfalls verwendet werden, um große Partikel zu entfernen, die eine Verstopfung der Düsen am Druckkopf des Tintenstrahldruckers verursachen können.
  • Beispiele
  • Die vorliegende Erfindung wird näher durch die speziellen Beispiele beschrieben.
  • Herstellung von 2,2-Bis(trifluormethyl)-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolan
  • In einen 4 l Rundhalskolben wurde Hexafluoraceton (99,7 g; 0,6 mol) bei 0°C in eine gut gerührte Lösung von Glycerol (55,3 g; 0,6 mol) in 500 ml wassertreiem Ethylenglycoldimethylether kondensiert. Nachdem die Zugabe von Hexafluoraceton abgeschlossen war, wurde die Lösung auf Umgebungstemperatur erwärmt. Als nächstes wurde eine Lösung von 1,3-Dicyclohexylcarbodiimid (136,2 g; 0,66 mol) in 2 l wassertreiem Ethylenglycoldimethylether langsam zu der erhaltenen Hemiketallösung über einen Zeitraum von ungefähr anderthalb Stunden hinzugefügt. Die verbundenen Lösungen wurden für eine weitere Stunde gerührt und danach wurde das Lösungsmittel mit einem niedrigen Siedepunkt mit einem Rotationsverdampfer entfernt. Die verbliebene Flüssigkeit wurde in einen 250 ml Rundhalskolben überführt und die Flüssigkeit wurde unter Rühren bei 100°C 1 Stunde lang erhitzt. Während die Flüssigkeit weiter erhitzt wurde, wurde das Produkt durch Vakuumdestillation bei 76°C und 18 mm Hg isoliert. Die Ausbeute des Produkts betrug 117 g, was 81% des theoretischen Werts ist.
  • Herstellung von 2-Methyl-2-trifluormethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolan
  • 1,1,1-Trifluoraceton (67,3 g; 0,6 mol), das auf ungefähr 10°C gekühlt wurde, wurde schnell zu einer gut gerührten Lösung von Glycerol (55,3 g; 0,6 mol) in 500 ml wasserfreiem Ethylenglycoldimethylether, das in einem 4 l Rundhalskolben enthalten war, gegeben. Danach wurde eine Lösung von 1,3-Dicyclohexylcarbodiimid (136,2 g; 0,66 mol) in 2 l wassertreiem Ethylenglycoldimethylether langsam zu der erhaltenen Hemiketallösung über einen Zeitraum von ungefähr anderthalb Stunden hinzugefügt. Die verbundene Lösung wurden für eine weitere Stunde gerührt und danach wurde das Lösungsmittel mit einem niedrigen Siedepunkt unter Verwendung eines Rotationsverdampfers entfernt. Die verbliebene Flüssigkeit wurde in einen 250 ml Rundhalskolben überführt und die Flüssigkeit wurde unter Rühren bei 100°C 1 Stunde lang erhitzt. Während die Flüssigkeit weiter erhitzt wurde, wurde das Produkt durch Vakuumdestillation bei 78°C und 14 mm Hg isoliert. Die Ausbeute des Produkts betrug 86 g, was 77% des theoretischen Werts ist.
  • Herstellung von
  • Figure 00260001
  • Ein 2 l Autoklav, der mit einem Rührer ausgestattet war, wurde mit 2,2-Bis(trifluormethyl)-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolan (96,1 g; 0,4 mol) und Kaliumhydroxid (0,5 g) gespeist. Ethylenoxid (35,3 g; 0,8 mol) wurde bei 0°C in das Gemisch des zyklischen Ketals und des basischen Katalysators unter Rühren kondensiert. Während die verbundene Mischung weiter gekühlt wurde, wurde der Autoklav unter Verwendung von Argongas von Sauerstoff gereinigt und danach verschlossen. Während das Gemisch gerührt wurde, wurde die Temperatur des Autoklaven auf 125°C erhöht und danach bei dieser Temperatur 3 Stunden gelassen. Nachdem das Gemisch auf Zimmertemperatur gekühlt wurde, wurde der Autoklav gelüftet und das Rohprodukt wurde in einen 250 ml Rundhalskolben überführt. Das Reinprodukt wurde durch Vakuumdestillation bei 81°C und 0,3 mm Hg isoliert. Die Ausbeute des Produkts betrug 119 g, was 90% des theoretischen Werts ist. In den Beispielen und den Testbeurteilungen, die nachfolgend beschrieben werden, wird diese Verbindung abgekürzt als (F3)(F3)-ipg-(EO)2.
  • Herstellung von
  • Figure 00270001
  • Ein 2 l Autoklav, der mit einem Rührer ausgestattet war, wurde mit 2-Methyl-2-trifluormethyl)-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolan (74,5 g; 0,4 mol) und Kaliumhydroxid (0,4 g) gespeist. Ethylenoxid (35,3 g; 0,8 mol) wurde bei 0°C in das Gemisch des zyklischen Ketals und des basischen Katalysators unter Rühren kondensiert. Während die verbundene Mischung weiter gekühlt wurde, wurde der Autoklav unter Verwendung von Argongas von Sauerstoff gereinigt und danach verschlossen. Während das Gemisch gerührt wurde, wurde die Temperatur des Autoklaven auf 125°C erhöht und danach bei dieser Temperatur 3 Stunden gelassen. Nachdem das Gemisch auf Zimmertemperatur gekühlt wurde, wurde der Autoklav gelüftet und das Rohprodukt wurde in einen 250 ml Rundhalskolben überführt. Das Reinprodukt wurde durch Vakuumdestillation bei 89°C und 0,3 mm Hg isoliert. Die Ausbeute des Produkts betrug 96 g, was 87% des theoretischen Werts ist. In den Beispielen und den Testbeurteilungen, die nachfolgend beschrieben werden, wird diese Verbindung abgekürzt als (F3)(H3)-ipg-(EO)2.
  • Herstellung von
  • Figure 00270002
  • Ein 2 l Autoklav, der mit einem Rührer ausgestattet war, wurde mit 2,2-Bis(trifluormethyl)-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolan (96,1 g; 0,4 mol), Propylenoxid (23,3 g; 0,4 mol) und Kaliumhydroxid (0,6 g) gespeist. Der Autoklav wurde von Sauerstoff unter Verwendung von Argongas gereinigt und danach verschlossen. Während die Mischung gerührt wurde, wurde die Temperatur des Autoklaven auf 125°C erhöht und danach bei dieser Temperatur 3 Stunden gelassen. Nachdem das Gemisch auf Zimmertemperatur gekühlt wurde, wurde der Autoklav gelüftet. Danach wurde Ethylenoxid (52,9 g; 1,2 mol) bei 0°C in das Gemisch unter Rühren kondensiert. Während das verbundene Gemisch weiter gekühlt wurde, wurde der Autoklav wiederum von Sauerstoff unter Verwendung von Argongas gereinigt und danach verschlossen. Während das Gemisch gerührt wurde, wurde die Temperatur des Autoklaven auf 130°C erhöht und danach bei dieser Temperatur 3 Stunden lang gelassen. Nachdem das Gemisch auf Zimmertemperatur gekühlt wurde, wurde der Autoklav gelüftet und das Rohprodukt wurde in einen 300 ml Rundhalskolben überführt. Das Reinprodukt wurde durch Vakuumdestillation bei 186°C und 0,3 mm Hg isoliert. Die Ausbeute des Produkts betrug 143 g, was 83% des theoretischen Werts ist. In den Beispielen und den Testbeurteilungen, die nachfolgend beschrieben werden, wird diese Verbindung abgekürzt als (F3)(F3)-ipg-(PO)(EO)3.
  • Herstellung von Polyguluronsäure
  • 150 g Algininsäure (Produktname: Ultra Low Viscosity Alginic Acid; Kibun Food Kemifa; Japan) wurde in 600 ml entionisiertem Wasser in einem 1000 ml Becher aufgeschlämmt. Zu dieser Aufschlämmung wurden 27,65 g Lithiumhydroxidmonohydrat, während die Aufschlämmung mit einem mechanischen Rührer von oben gerührt wurde, hinzugefügt. Die Algininsäure löste sich, um eine Lösung mit einem pH-Wert von ungefähr 4,1 zu erhalten. Das entionisierte Wasser wurde hinzugefügt, um ein Gesamtlösungsvolumen von 57 ml zu erhalten. Danach wurde die Lösung in einem Eisbad auf eine Temperatur von weniger als 5°C gekühlt. Während die gekühlte Lösung kräftig unter Verwendung eines mechanischen Rührers gerührt wurde, wurden 43,75 g Natriumperiodat schnell hinzugefügt. Nachdem die gekühlte Lösung eine Stunde lang kräftig gerührt worden war, wurde das Eisbad entfernt und die gekühlte Lösung wurde auf Umgebungstemperatur erwärmt.
  • Danach wurden 8 g konzentrierter Chlorwasserstoffsäurelösung unter Rühren hinzugefügt. Der Becher wurde abgedeckt und vier Tage lang stehen gelassen. Während dieser Zeit setzte sich eine beträchtliche Menge an festem Iod auf dem Boden des Bechers ab.
  • Der etwas milchige Überstand wurde von dem festen Iod dekantiert und in einen 2 l dickwandigem mit einem Deckel versehenen PFA-Container überführt. Das Iod, von dem der Überstand dekantiert worden war, wurde durch übliche Verfahren entfernt. Die Gewinde an der Öffnung des PFA-Containers wurden mit Teflonband verkleidet und der Deckel wurde fest verschlossen. Der verschlossene PFA-Container wurde unter Verwendung eines Bleigewichts in ein 70°C Wasserbad acht Stunden lang eingetaucht. Nachdem er auf Zimmertemperatur abgekühlt wurde, wurde der verschlossene Container geöffnet und das Gemisch wurde durch ein Blatt eines # 4 Whatman Filterpapiers gefiltert. Das Filtrat wurde in einen Rundhalskolben überführt, der mit einem Rückflusskühler ausgestattet war. Nachdem 2 ml n-Octylalkohol zu der Lösung hinzugefügt wurden, wurde das Gemisch magnetisch gerührt und unter Rückfluss zwei Stunden lang erhitzt. Während das Gemisch weiter gerührt und unter Rückfluss erhitzt wurde, wurde konzentrierte Chlorwasserstoffsäure nach und nach durch den Rückflusskühler hinzugefügt, bis der pH-Wert des Gemisches einen Wert von 1,0 erreicht hatte. Der pH-Wert wurde unter Verwendung von Hydrion Microfine pH-Testpapier mit einem Bereich von 0,8 bis 2,0 ermittelt. Diese Säurezugabe ergab den Niederschlag eines fast weißen Feststoffs. Das Gemisch wurde unter Rückfluss weitere sieben Stunden lang erhitzt. Nachdem das Gemisch auf Umgebungstemperatur abgekühlt wurde, wurde der Feststoff durch Vakuumfiltration unter Verwendung von einer Glasfilterfritte mit einer feinen Porosität (Porengröße: 16–40 μm) gesammelt. Der feuchte Feststoff wurde in einen 1 l Becher zusammen mit ungefähr 600 ml entionisiertem Wasser überführt. Während die Aufschlämmung gerührt wurde, wurde Triethylamin langsam hinzugefügt, bis sich der ganze Feststoff gelöst hatte. Der pH-Wert der erhaltenen Lösung betrug ungefähr 7, wie er durch das Microfine pH-Testpapier in einem Bereich von 5,5 bis 8,0 bestimmt wurde. Die erhaltene Lösung wurde durch ein Blatt eines # 2 Whatman Filterpapiers gefiltert. Danach wurde 6 N Chlorwasserstoffsäure nach und nach zu der Lösung hinzugefügt, die sowohl Polyguluronsäure mit einem niedrigen Molekulargewicht als auch Polymannuronsäuren enthielt, hinzugefügt, bis der pH-Wert des Gemisches einen Wert von 3,1 erreichte, wie unter Verwendung von dem Microfine pH-Testpapier in einem Bereich von 1,3 bis 4,4 bestimmt. Der ausgefällte Feststoff wurde durch Vakuumfiltration unter Verwendung einer Glasfilterfritte mit einer feinen Porosität (Porengröße: 16–40 μm) gesammelt. Der feuchte Feststoff wurde in einen 1 1 Becher zusammen mit ungefähr 250 ml entionisiertem Wasser überführt. Während die Aufschlämmung gerührt wurde, wurden 500 ml 95 %-igem Ethanol langsam unter Rühren hinzugefügt. Nachdem eine Stun de lang gerührt wurde, wurde das Lösungsmittel durch Vakuumfiltration unter Verwendung einer Glasfiltertritte mit einer feinen Porosität (Porengröße: 16–40 μm) gesammelt. Der Feststoff wurde mit mehreren Mengen an 95%-igem Ethanol gewaschen und danach stehen gelassen, um an der Luft zu trocknen. Zuletzt wurde der Feststoff unter Vakuum zu einem konstanten Gewicht getrocknet. Die Ausbeute des Produkts betrug 17 g. Das elfmalige Wiederholen des Verfahrens ergab eine Gesamtausbeute an Polyguluronsäure von etwas mehr als 200 g.
  • Herstellung von Polyguluronsäure, die reduktiv mit Polyethylenimin (MM = 800) aminiert wurde
  • [PGA-PE 1800]
  • 200 g Polyguluronsäure und 70 g Polyethylenimin (Produktnamen: Lupasol FG; BASF; MM = 800) wurden in 600 ml entionisiertem Wasser, das in einem 5 l Becher enthalten war, unter Rühren gelöst. Eine weitere Menge von 340 g des gleichen Polyethylenimins wurden zu der Lösung unter Rühren hinzugefügt. Danach wurde der pH-Wert der verbundenen Lösung durch tropfenweise Zugabe von 12 N Chlorwasserstoffsäurelösung unter kräftigem Rühren auf 8,95 eingestellt. Nachdem entionisiertes Wasser hinzugefügt worden war, um das Gesamtvolumen der Lösung auf 1500 ml zu erhöhen, wurde die Lösung zur Seite gestellt, um bei Zimmertemperatur zehn Tag lang stehen zu bleiben. Während die Lösung kräftig gerührt wurde, wurden 10,0 g Natriumborhydrid zu der Lösung in fünf 2,0 g Teilen über einen Zeitraum von sechs Stunden zugefügt. Die Lösung wurde zur Seite gestellt, um sie über Nacht stehen zu lassen. Die Lösung wurde wiederum kräftig gerührt und 2,0 g Lithiumborhydrid wurden in zehn 0,2 g Teilen über einen Zeitraum von zehn Stunden zugefügt. Die Lösung wurde wiederum zur Seite gestellt, um sie über Nacht stehen zu lassen. Während die Lösung kräftig gerührt wurde, wurde der pH-Wert der kombinierten Lösung auf 2,0 eingestellt, indem 12 N Chlorwasserstoffsäurelösung tropfenweise hinzugefügt wurde. Danach wurden 3 l Ethanol unter kräftigem Rühren hinzugefügt. Das Produkt trennte sich als ein Öl, von dem die Überstandslösung entfernt wurde. Nachdem das Öl mit mehreren großen Teilen von Ethanol verrieben wurde, verfestigte sich das Öl. Der gelbliche Feststoff wurde unter Luft getrocknet und danach unter Vakuum getrocknet. Das Gewicht des getrockneten Feststoffs betrug 176 g.
  • Herstellung des Pigmentdispersionsmittels [PGA-PEI800-(i-Propyl)x(n-Propyl)y] (PGA-PEI800, das unter Verwendung von Aceton und Propionaldehyd reduktiv aminiert wurde)
  • 60 g PGA-PEI800, 200 g Aceton und 26 g N,N-Dimethylethanolamin wurden zu 900 ml entionisiertem Wasser, das in einem 5 l Becher enthalten war, unter Rühren hinzugefügt. Während die Mischung kräftig gerührt wurde, wurden 35,0 g Tetramethylammoniumcyanborhydrid, das hergestellt wurde durch Metathese von Natriumcyanborhydrid mit Tetramethylammoniumchlorid in absolutem Ethanol, in sieben 5,0 g Teilen über einen Zeitraum von 21 Stunden zugefügt. Nach der ersten 5,0 g Zugabe von Tetramethylammoniumcyanborhydrid wurde der pH-Wert des Gemisches durch tropfenweise Zugabe von 3 N Chlorwasserstoffsäurelösung auf 8,2 eingestellt.
  • Auf ähnliche Weise wurde der pH-Wert des Gemisches nach der zweiten Zugabe auf 7,8 eingestellt, nach der dritten Zugabe wurde der pH-Wert auf 7,4 eingestellt, nach der vierten Zugabe wurde der pH-Wert auf 7,0 eingestellt; nach der fünften Zugabe wurde der pH-Wert auf 6,6 eingestellt; nach der sechsten Zugabe wurde der pH-Wert auf 6,2 eingestellt und nach der letzten Zugabe wurde der pH-Wert auf 5,8 eingestellt. Nachdem alles Tetramethylammoniumcyanborhydrid zugefügt worden war, wurde das Gemisch zur Seite gestellt, um es zwölf Stunden lang stehen zu lassen. Danach wurden 200 g Propionaldehyd zu dem Reaktionsgemisch zugefügt. Während das Gemisch kräftig gerührt wurde wurden 35,0 g Tetramethylammoniumcyanborhydrid in sieben 5,0 g Teilen über einen Zeitraum von 21 Stunden hinzugefügt. Nach jeder 5,0 g Zugabe von Tetramethylammoniumcyanborhydrid wurde der pH-Wert des Gemisches auf 5,8 durch tropfenweise Zugabe von 3 N Chlorwasserstoffsäure eingestellt. Nachdem alles Tetramethylammoniumcyanborhydrid zugefügt worden war, wurde das Gemisch zur Seite gestellt, um es zwölf Stunden lang stehen zu lassen.
  • Danach wurden 3 l 2-Propanol unter Rühren zugefügt. Nachdem das Gemisch unter Verwendung eines Eisbads abgekühlt worden war, wurden 12 N Chlorwasserstoffsäurelösung tropfenweise zu dem gerührten Gemisch, das in einem gut ventilierten Abzug war, zugefügt. Diese tropfenweise Zugabe wurde fortgesetzt, bis der pH-Wert des Gemisches einen konstanten pH-Wert von 2,0 erreichte. Die Zugabe von Chlorwasser stoffsäure ergab einen Niederschlag eines fast weißen Feststoffes. Nachdem das angesäuerte Gemisch zwölf Stunden lang stehen gelassen wurde, wurde der Feststoff durch Filtration gesammelt und mit mehreren großen Mengen von 2-Propanol gewaschen. Der Feststoff wurde an der Luft getrocknet und danach zu einem konstanten Gewicht unter Vakuum getrocknet. Ein 250 ml Kolben wurde mit 30,0 g des getrockneten Feststoffs und 90,0 g entionisiertem Wasser geladen. Während das Gemisch kräftig gerührt wurde, wurde N,N-Dimethylethanolamin in kleinen Mengen hinzugefügt. Nachdem fast der ganze Feststoff gelöst worden war, wurde N,N-Dimethylethanolamin tropfenweise hinzugefügt während gleichzeitig der pH-Wert der Lösung beobachtet wurde.
  • Die Zugabe von N,N-Dimethylethanolamin wurde abgebrochen, als der pH-Wert der Lösung einen konstanten Wert von 5,0 erreichte. Zusätzliches Wasser wurde hinzugefügt, um ein Gesamtlösungsgewicht von 136 g zu erhalten. Als letzter Schritt wurde die erhaltene Lösung durch einen 3 μm Teflonmembranfilter gefiltert.
  • Herstellung der Pigmentdispersion
  • Die nachfolgend aufgeführten Komponenten wurden vermischt und das Gemisch wurde in einer Eiger Motormühle M250 VSE-EXJ (Eiger Japan, Tokyo, Japan) dispergiert. Glaskugeln (Durchmesser: 1,0 mm), die insgesamt ein verbundenes Volumen von 175 ml besaßen, wurden als Mahlmedium verwendet. Das Mahlen wurde bei 4000 UpM für einen Zeitraum von vier Stunden durchgeführt.
    FW 18 (Rußschwarzpigment; Degussa Corp.; C. I. Pigment Black 7) 38 g
    Pigmentdispergiermittellösung (vorstehend beschrieben; 22 Gew.-% Feststoffe) 78 g
    Entionisiertes Wasser 134 g
  • Die Ausbeute der Pigmentdispersion betrug 196 g. Dieses Verfahren wurde viermal wiederholt und die fünf Chargen wurden unter Rühren in einer Polyethylenflasche verbunden. Danach wurden N,N-Dimethylethanolamin tropfenweise hinzugefügt, während gleichzeitig der pH-Wert der Pigmentdispersion beobachtet wurde. Die Zugabe von N,N- Dimethylethanolamin wurde abgebrochen, als der pH-Wert der Pigmentdispersion einen konstanten Wert von 8,5 erreichte.
  • BEISPIEL 1
  • Die nachfolgend aufgelisteten Komponenten wurden hintereinander unter Rühren in einen Becher gegeben. Das verbundene Gemisch wurde zwei Stunden lang gerührt. Danach wurde das Gemisch durch einen 3 μm Membranfilter gefiltert, so dass eine Tinte, die für ein Tintenstrahldrucken geeignet war, erhalten wurde.
    Pigmentdispersion (vorstehend beschrieben; 15 Gew.-% Feststoffe) 100,0 g
    Entionisiertes Wasser 220,0 g
    Glycerol 20,0 g
    (F3)(F3)-ipg-(EO)2 60,0 g
  • BEISPIEL 2
  • Die nachfolgend aufgelisteten Komponenten wurden hintereinander unter Rühren in einen Becher gegeben. Das verbundene Gemisch wurde zwei Stunden lang gerührt. Danach wurde das Gemisch durch einen 3 μm Membranfilter gefiltert, so dass eine Tinte, die für ein Tintenstrahldrucken geeignet war, erhalten wurde.
    Pigmentdispersion (vorstehend beschrieben; 15 Gew.-% Feststoffe) 100,0 g
    Entionisiertes Wasser 220,0 g
    Glycerol 20,0 g
    (F3)(N3)-ipg-(EO)2 60,0 g
  • BEISPIEL 3
  • Die nachfolgend aufgelisteten Komponenten wurden hintereinander unter Rühren in einen Becher gegeben. Das verbundene Gemisch wurde zwei Stunden lang gerührt. Danach wurde das Gemisch durch einen 3 μm Membranfilter gefiltert, so dass eine Tinte, die für ein Tintenstrahldrucken geeignet war, erhalten wurde.
    Pigmentdispersion (vorstehend beschrieben; 15 Gew.-% Feststoffe) 100,0 g
    Entionisiertes Wasser 230,0 g
    Glycerol 20,0 g
    (F3)(F3)-ipg-(PO)(EO)3 50,0 g
  • VERGLEICHSBEISPIEL 1
  • Die nachfolgend aufgelisteten Komponenten wurden hintereinander unter Rühren in einen Becher gegeben. Das verbundene Gemisch wurde zwei Stunden lang gerührt. Danach wurde das Gemisch durch einen 3 μm Membranfilter gefiltert, so dass eine Tinte, die für ein Tintenstrahldrucken geeignet war, erhalten wurde.
    Pigmentdispersion (vorstehend beschrieben; 15 Gew.-% Feststoffe) 100,0 g
    Entionisiertes Wasser 220,0 g
    Glycerol 20,0 g
    Isopropylidenglycerol (Abkürzung: Solketal) 60,0 g
  • VERGLEICHSBEISPIEL 2
  • Die nachfolgend aufgelisteten Komponenten wurden hintereinander unter Rühren in einen Becher gegeben. Das verbundene Gemisch wurde zwei Stunden lang gerührt. Da nach wurde das Gemisch durch einen 3 μm Membranfilter gefiltert, so dass eine Tinte, die für ein Tintenstrahldrucken geeignet war, erhalten wurde.
    Pigmentdispersion (vorstehend beschrieben; 15 Gew.-% Feststoffe) 100,0 g
    Entionisiertes Wasser 220,0 g
    Glycerol 20,0 g
    Triethylenglycol (Abkürzung: TEG) 60,0 g
  • VERGLEICHSBEISPIEL 3
  • Die nachfolgend aufgelisteten Komponenten wurden hintereinander unter Rühren in einen Becher gegeben. Das verbundene Gemisch wurde zwei Stunden lang gerührt. Danach wurde das Gemisch durch einen 3 μm Membranfilter gefiltert, so dass eine Tinte, die für ein Tintenstrahldrucken geeignet war, erhalten wurde.
    Pigmentdispersion (vorstehend beschrieben; 15 Gew.-% Feststoffe) 100,0 g
    Entionisiertes Wasser 220,0 g
    Glycerol 20,0 g
    Diethylenglycol (Abkürzung: DEG) 60,0 g
  • VERGLEICHSBEISPIEL 4
  • Die nachfolgend aufgelisteten Komponenten wurden hintereinander unter Rühren in einen Becher gegeben. Das verbundene Gemisch wurde zwei Stunden lang gerührt. Danach wurde das Gemisch durch einen 3 μm Membranfilter gefiltert, so dass eine Tinte, die für ein Tintenstrahldrucken geeignet war, erhalten wurde.
    Pigmentdispersion (vorstehend beschrieben; 15 Gew.-% Feststoffe) 100,0 g
    Entionisiertes Wasser 220,0 g
    Glycerol 20,0 g
    Diethylenglycolmono-n-butylether (Abkürzung: DEG-mBE) 60,0 g
  • VERGLEICHSBEISPIEL 5
  • Die nachfolgend aufgelisteten Komponenten wurden hintereinander unter Rühren in einen Becher gegeben. Das verbundene Gemisch wurde zwei Stunden lang gerührt. Danach wurde das Gemisch durch einen 3 μm Membranfilter gefiltert, so dass eine Tinte, die für ein Tintenstrahldrucken geeignet war, erhalten wurde.
    Pigmentdispersion (vorstehend beschrieben; 15 Gew.-% Feststoffe) 100,0 g
    Entionisiertes Wasser 220,0 g
    Glycerol 20,0 g
    Triethylenglycolmono-n-butylether (Abkürzung: TEG-mBE) 60,0 g
  • Test für das periodisch auftretende Drucken
  • Die Zuverlässigkeit unter periodisch auftretenden Druckbedingungen der vorstehend genannten Tinten wurde wie folgt beurteilt. Zuerst wurde die Tinte entgast und in einer heiß verschließbaren Aluminiumpackung verschlossen. Danach wurde die Tinte in den Druckkopf eines MJ-930C Druckers (Produktname, Seiko Epson Corporation) geladen. Ein Linienmuster, das alle Düsen verwendet, wurde zuerst gedruckt, um festzustellen dass die Tinte aus allen Düsen mit einer guten Ausgerichtetheit auswirft. Das Druckmuster wurde zu einem Druckmuster geändert, bei dem ein Tropfen nacheinander aus jeder Düse ausgeworfen wird, gefolgt von einer Ruheperiode, während dieser der Druckkopf nicht abgedeckt bleibt und keine Tintentropfen ausgeworfen werden. Dieses Muster, das daraus besteht, dass aus allen Düsen ein Tropfen ausgeworfen wird, gefolgt von einer Ruheperiode wurde nacheinander wiederholt, wobei die Länge der Ruheperiode in Einheiten von fünf Sekunden erhöht wurde.
  • Zum Beispiel betrug die erste Ruheperiode 5 Sekunden, die zweite Ruheperiode 10 Sekunden und die dritte Ruheperiode 15 Sekunden usw. Der Zeitintervall der Ruheperiode, bei der eine Düse zuerst scheitert, wurde protokolliert. Die folgenden Standards wurden verwendet, um die Zuverlässigkeit im Hinblick auf den Test für das periodisch auftretende Drucken zu beurteilen: der Mindestzeitintervall bevor das erste Scheitern der Düse größer als 90 Sekunden war (A), der Mindestzeitintervall bevor das erste Scheitern der Düse größer als 60 Sekunden und weniger oder gleich 90 Sekunden war (B), und der Mindestzeitintervall bevor das erste Scheitern der Düse weniger oder gleich 60 Sekunden war (C). Die Ergebnisse dieses Tests werden in Tabelle 1 gezeigt.
  • Test der Lagerung für einen langen Zeitraum
  • Die Zuverlässigkeit der vorstehend genannten Tinten gegenüber einer Lagerung in dem Druckkopf für einen langen Zeitraum wurde wie folgt beurteilt. Zuerst wurden die Tinten entgast und in einer heiß verschließbaren Aluminiumpackung verschlossen. Danach wurde die Tinte in den Druckkopf eines MJ-510C Druckers (Produktname, Seiko Epson Corporation) geladen. Ein Linienmuster, das alle Düsen verwendet, wurde zuerst gedruckt, um festzustellen, dass die Tinte aus allen Düsen mit einer guten Ausgerichtetheit ausgeworfen wird. Danach wurde die Tintenzufuhr aus dem Druckkopf entfernt und der Druckkopf wurde von dem Drucker entfernt. Ein nicht abgedeckter Druckkopf wurde sieben Tage lang bei 40°C in einem konstanten Temperaturofen gelagert. Der Druckkopf wurde wieder mit dem Drucker verbunden und die Tintenzufuhr wurde wieder mit dem Druckkopf verbunden. Der Reinigungsvorgang des Druckers wurde durchgeführt, gefolgt von einem Linienmuster, das alle Düsen verwendet. Der Reinigungsvorgang, gefolgt von dem Linienmuster wurde wiederholt, bis alle Düsen mit einer guten Ausgerichtetheit druckten.
  • Die folgenden Standards wurden verwendet, um die Zuverlässigkeit im Hinblick auf den Test für die Lagerung für einen langen Zeitraum zu beurteilen: die Anzahl der Reinigungsvorgänge, die notwendig war, um eine vollständige Wiederherstellung zu erreichen war kleiner oder gleich 3 (A), die Anzahl der Reinigungsvorgänge, die notwendig waren, um eine vollständige Wiederherstellung zu erreichen, war entweder 4 oder 5 (B), die Anzahl der Reinigungsvorgänge, die notwendig waren, um eine vollständige Wiederherstellung zu erreichen, war größer oder gleich 6 und kleiner oder gleich 10 (C) und eine vollständige Wiederherstellung konnte sogar nach 10 Reinigungsvorgängen nicht erhalten werden (F). Die Ergebnisse dieses Tests werden nachfolgend in Tabelle 1 gezeigt.
  • Thermaler Kreislauftest
  • Die Zuverlässigkeit gegenüber zwei Temperaturextremen (–30°C und 60°C) der vorstehend genannten Tinten wurde wie folgt beurteilt. Zuerst wurde die Tinte entgast und in einer 30 ml Glasprobenflasche verschlossen. Die Probenflasche wurde in einen 60°C konstanten Temperaturofen gegeben und bei dieser Temperaturbedingung 24 Stunden lang gelagert. Die Probe wurde aus dem Ofen entfernt und in einen –30°C konstanten Temperaturkühlschrank überführt und bei dieser Temperaturbedingung 24 Stunden lang gelagert. Diese zwei Temperaturkreisläufe wurden wiederholt, so dass eine Gesamtanzahl von zehn Kreisläufen durchgeführt wurde. Nach dem letzten Kreislauf wurde die Tinte auf Zimmertemperatur getaut und die Glasprobenflasche wurde ohne Schütteln umgedreht und der Boden der Probenflasche wurde in Bezug auf Ausfällungen beurteilt. Die folgenden Standards wurden verwendet, um die Zuverlässigkeit im Hinblick auf den thermalen Kreislauftest zu beurteilen: keine Ausfällungen (A), eine geringe Menge an Ausfällungen (B), und eine beträchtliche Menge an Ausfällungen. Für alle der getesteten Tinten wurden keine Ausfällungen beobachtet. Die Ergebnisse dieses Tests werden nachfolgend in Tabelle 1 gezeigt.
  • Trocknungszeittest
  • Die Trocknungszeit der vorstehend genannten Tinten wurde beurteilt, indem eine Serie von ganzen Blockmustern gedruckt wurde und die Muster in 5 Sekundenstufen abgewischt wurden. Das Drucken wurden unter Verwendung eines MJ-930C Druckers (Produktname, Seiko Epson Corporation) durchgeführt. Die Zeit, in der die gedruckte Tinte nicht verschmieren würde, wurde aufgezeichnet. Die Ergebnisse dieses Tests werden nachfolgend in Tabelle 1 gezeigt.
  • Figure 00390001

Claims (21)

  1. Wässrige Tintenzusammensetzung, umfassend: (a) Wasser als das hauptsächliche Lösungsmittel; (b) eine Pigmentdispersion oder Farbstoff; und (c) eine polyoxyalkylenierte Polyfluorisopropylidenglycerolverbindung, die durch die Formel dargestellt wird:
    Figure 00400001
    wobei a = 1 bis 3; b = 1 bis 3; a + b = 2 bis 6; c = 0 oder 1; und d = (c + 1) bis 4
  2. Die Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Pigmentdispersion ein Pigment und ein Pigmentdispergiermittel umfasst.
  3. Die Tintenzusammensetzung nach Anspruch 2, wobei das Pigmentdispergiermittel ein Derivat einer Polyuronsäure ist, bei der ein hydrophobes Polymer kovalent zu dem reduzierenden Ende der Polyuronsäure gebunden ist.
  4. Die Tintenzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei die Polyuronsäure hauptsächlich aufgebaut ist aus 1,4-verknüpfter Polygalacturonsäure, Polyguluronsäure, Polyiduronsäure oder gemischten Polymeren davon.
  5. Die Tintenzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das hydrophobe Polymer ein Homopolymer oder Copolymer ist, das hergestellt ist aus wenigstens einem Monomer, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Styrol oder substituierten Styrolen, Vinylpyridin oder substituierten Vinylpyridinen, Methacrylsäureestern, Acrylsäureestern, Acrylonitril, Methacrylonitril, Butadien und Isopren.
  6. Die Tintenzusammensetzung nach Anspruch 3; wobei das hydrophobe Polymer hauptsächlich aus Poly(dimethylsiloxan) aufgebaut ist.
  7. Die Tintenzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das hydrophobe Polymer ein Polyamid ist.
  8. Die Tintenzusammensetzung nach Anspruch 7, wobei das Polyamid ein N-acyliertes Derivat eines Polyamins ist, wobei das Polyamin ein Polyamin ist, in dem mehr als 50% der Aminfunktionalitäten entweder primäre oder sekundäre Amine sind.
  9. Die Tintenzusammensetzung nach Anspruch 8, wobei das Polyamin ausgewählt wird aus der Gruppe von Polyaminen, bestehend aus linearen Polyethyleniminen, verzweigten Polyethyleniminen, Polyallylamin, Poly(N-alkyl)allylaminen und Polyvinylamin.
  10. Die Tintenzusammensetzung nach Anspruch 8, wobei die Acylgruppen, R-(CO)-, des Polyamids wenigstens eine der folgenden Acylgruppen umfassen: CnH(2n+1)-(CO)-, wobei n größer oder gleich 3 ist; Phenyl-(CO)-; substituiertes Phenyl-(CO)-; Phenyl-CH2-(CO)-; substituiertes Phenyl-CH2-(CO)-; Phenyl-C2H4-(CO)-; und substituiertes Phenyl-C2H4-(CO)-.
  11. Die Tintenzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das hydrophobe Polymer ein hydrophobes Polyamin ist.
  12. Die Tintenzusammensetzung nach Anspruch 11, wobei das hydrophobe Polyamin ein poly-N-alkyliertes Derivat eines wasserlöslichen Polyamins ist.
  13. Die Tintenzusammensetzung nach Anspruch 12, wobei das wasserlösliche Polyamin ausgewählt wird aus der Gruppe von wasserlöslichen Polyaminen, beste hend aus Polyethyleniminen, Polyallylaminen, Polyvinylaminen, Poly(propylenimin)dendrimeren und Poly(amidoamin)dendrimeren.
  14. Die Tintenzusammensetzung nach Anspruch 2, wobei die Tinte 0,1 bis 10% Pigment, 0,1 bis 20% Pigmentdispergiermittel und 70 bis 99,8% eines wässrigen Trägermediums enthält.
  15. Die Tintenzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das Molekulargewichts-Zahlenmittel des Polyuronsäuresegments größer oder gleich 700 ist.
  16. Die Tintenzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das Molekulargewichts-Zahlenmittel des hydrophoben Polymersegments größer oder gleich 300 ist.
  17. Die Tintenzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das Polyuronsäuresegment des Pigmentdispergiermittels mit einem Neutralisationsmittel, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus organischen Basen, Alkanolaminen, Alkalimetallhydroxiden und Gemischen davon, neutralisiert wird.
  18. Verwendung der Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 bei einem Tintenstrahldruckverfahren.
  19. Druckverfahren, umfassend das Auftragen einer Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 auf ein Aufzeichnungsmedium.
  20. Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, umfassend das Auswerfen und Auftragen von Tröpfchen einer Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 auf ein Aufzeichnungsmedium.
  21. Aufzeichnungsmedium, das durch das Verfahren nach Anspruch 19 oder 20 aufgezeichnet wurde.
DE2000603737 1999-03-19 2000-03-17 Wässrige Tintenzusammensetzung und entsprechendes Druckverfahren Expired - Lifetime DE60003737T2 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7608899 1999-03-19
JP7608899 1999-03-19
JP23878899 1999-08-25
JP23878899A JP3565104B2 (ja) 1999-03-19 1999-08-25 インクジェット記録に好ましく用いられる水性インク組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60003737D1 DE60003737D1 (de) 2003-08-14
DE60003737T2 true DE60003737T2 (de) 2004-02-05

Family

ID=26417240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2000603737 Expired - Lifetime DE60003737T2 (de) 1999-03-19 2000-03-17 Wässrige Tintenzusammensetzung und entsprechendes Druckverfahren

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6231655B1 (de)
EP (1) EP1038929B1 (de)
JP (1) JP3565104B2 (de)
AT (1) ATE244743T1 (de)
DE (1) DE60003737T2 (de)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6830612B1 (en) * 1998-08-06 2004-12-14 Seiko Epson Corporation Ink for ink jet recording
JP2003096343A (ja) 2001-09-19 2003-04-03 Brother Ind Ltd インクジェット記録用水性インク
US6790268B2 (en) * 2001-10-24 2004-09-14 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Inks having high molecular weight polysaccharides
US6803395B2 (en) * 2001-11-15 2004-10-12 Xerox Corporation Photoprotective and lightfastness-enhancing siloxanes
US6861458B2 (en) * 2001-11-15 2005-03-01 Xerox Corporation Photoprotective and lightfastness-enhancing siloxanes
WO2004011502A1 (ja) * 2002-07-30 2004-02-05 Seiko Epson Corporation ポリウロン酸誘導体およびポリウロン酸誘導体を含んでなる水性インク組成物
US20040024084A1 (en) * 2002-08-05 2004-02-05 Bradley Leonard Beach Hydroxyacid-free dispersants and inks
US7479181B2 (en) * 2006-07-31 2009-01-20 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Inkjet ink composition and method of making the same
US7476271B2 (en) * 2006-07-31 2009-01-13 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Inkjet ink set
EP2099869B1 (de) 2006-10-31 2013-05-01 Sensient Colors Inc. Modifizierte pigmente, deren herstellung und verwendung
DE102007013962A1 (de) * 2007-03-23 2008-09-25 Clariant International Limited Verfahren zur Herstellung von transparentem Pigment Violett 23
EP3483222A3 (de) 2007-08-23 2019-08-07 Sensient Colors LLC Selbstdispergierte pigmente und ihre herstellung und verwendung
CN102858886A (zh) 2009-04-07 2013-01-02 森馨颜色有限责任公司 自分散颗粒及其制造方法和其用途
CN102234454A (zh) * 2010-04-21 2011-11-09 株式会社东芝 水性颜料油墨
WO2013189746A1 (en) * 2012-06-20 2013-12-27 Oce-Technologies B.V. Ink composition
CN106867405B (zh) * 2017-03-03 2019-05-21 北京理工大学 一种基于聚酰胺-胺树形分子的疏水涂料及其制备方法
WO2020130187A1 (ko) * 2018-12-19 2020-06-25 성균관대학교산학협력단 N-형 박막 트랜지스터를 인쇄하기 위한 n-형 도핑 잉크, n-형 도핑 잉크를 이용하여 n-형 박막 트랜지스터를 인쇄하는 방법
CN111117375B (zh) * 2020-01-02 2022-08-30 传美讯电子科技（珠海）有限公司 一种水性墨用的色浆及其制备方法
CN115335472B (zh) * 2020-04-01 2024-04-09 Dic株式会社 喷墨用水性组合物、水性油墨、水性底漆、水性清洗液、水性保存液和喷墨记录装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3741986A (en) 1969-11-03 1973-06-26 Ici America Inc Process for preparing cyclic ketals
JPS6284171A (ja) 1985-10-08 1987-04-17 Canon Inc 水性記録液
JPS62177075A (ja) 1986-01-31 1987-08-03 Canon Inc 記録液
JPS6413080A (en) 1987-07-07 1989-01-17 Nippon Oils & Fats Co Ltd Polyoxyalkylene derivative
US4977281A (en) 1987-12-21 1990-12-11 Milliken Research Corporation Polyoxyalkylene amino alcohols and polyoxyalkylene amino 1,3-dioxanes and 1,3-dioxolanes
US5690722A (en) 1996-10-28 1997-11-25 Hewlett-Packard Company Use of tetrafluoropropanol as co-solvent in ink-jet ink vehicles
US5766325A (en) * 1997-10-30 1998-06-16 Xerox Corporation Ink compositions for thermal ink jet printing
US5888285A (en) * 1997-10-30 1999-03-30 Xerox Corporation Ink compositions for thermal ink jet printing
US5776230A (en) * 1997-10-30 1998-07-07 Xerox Corporation Ink compositions for thermal ink jet printing
US5772744A (en) * 1997-10-30 1998-06-30 Xerox Corporation Ink compositions for thermal ink printing
US5766326A (en) * 1997-10-30 1998-06-16 Xerox Corporation Ink compositions for thermal ink jet printing
US5810916A (en) * 1997-10-30 1998-09-22 Xerox Corporation Ink compositions for thermal ink jet printing
US5919293A (en) * 1997-10-31 1999-07-06 Hewlett-Packard Company Use of perfluorinated compounds as a vehicle component in ink-jet inks

Also Published As

Publication number Publication date
ATE244743T1 (de) 2003-07-15
EP1038929A1 (de) 2000-09-27
JP2000336293A (ja) 2000-12-05
JP3565104B2 (ja) 2004-09-15
US6231655B1 (en) 2001-05-15
EP1038929B1 (de) 2003-07-09
DE60003737D1 (de) 2003-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60003737T2 (de) Wässrige Tintenzusammensetzung und entsprechendes Druckverfahren
DE60026087T2 (de) Wässrige Pigmentdispersion, Tinte auf Wasserbasis und Anwendungsmethode dafür
DE69912152T2 (de) A(b)n dispergiermittel fuer hydrophobe partikel in waessrigen systemen
DE60129611T2 (de) Tintenzusammensetzung
DE69730594T2 (de) Tintenzusammensetzungen und verfahren zur erzeugung von bildern unter deren verwendung
EP1099735B1 (de) Wässrige Russdispersionen
DE69722892T2 (de) Substitution des Gegenions in makromolekularen Chromophoren für den Tintenstrahldruck
DE69930111T2 (de) Dispersionsmittel auf der basis von dendritischen polymeren für hydrophobe teilchen in systemen auf wasserbasis
EP0425439B1 (de) Wässerige Drucktinten für den Tintenstrahldruck
DE69922782T2 (de) Tintenstrahltintenzusammensetzung und tintenstrahl-aufzeichnungsverfahren
DE19848843B4 (de) Tintenstrahltinte auf der Basis von Makromolekülchromophoren, Verfahren zur Herstellung der Tinte und Verfahren zum Tintenstrahldrucken
DE60012252T2 (de) Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren und Tintenzusammensetzung, die in diesem Verfahren verwendet wird
DE69630064T2 (de) Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung
DE602004011163T2 (de) Tintenstrahldruckfarbe mit dispergierten Pigmenten
WO1995021897A1 (fr) Encre aqueuse pour impression a jet d&#39;encre
DE60305567T2 (de) Nicht-wässrige Tintenzusammensetzung
EP0819738A2 (de) Wässrige Tintenzusammensetzungrn für das Tintenstrahlverfahren
EP1072655A2 (de) Wässrige Russdispersionen
DE60101872T2 (de) Wässrige Tintenzusammensetzung für Tintenstrahldruck, Tintenstrahldruckverfahren das diese Tinte verwendet und bedrucktes Produkt
DE69826805T2 (de) Verfahren zur herstellung von tintenstrahltinte
DE69918498T2 (de) Kovalente Fixierung von Polymeren an Makromolekülchromophoren durch nucleophile Substitution für den Tintenstrahldruck
EP0905207B1 (de) Wässrige Tintenzusammensetzung für den Tintenstrahldrucker
DE60317542T2 (de) WäSSRIGE TINTENZUSAMMENSETZUNG, DAMIT DURCHGEFüHRTES TINTENSTRAHLDRUCKVERFAHREN SOWIE AUFZEICHNUNG
DE69934280T2 (de) Tinte für die Tintenstrahlaufzeichnung
JP4059269B2 (ja) ポリウロン酸誘導体およびポリウロン酸誘導体を含んでなる水性インク組成物

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition