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Gebiet der Erfindung
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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.
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Stand der Technik
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Aufgabe, die durch die Erfindung
zu lösen
ist
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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.
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Mittel zur Lösung der
Aufgabe
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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.
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Gemäß der Erfindung, die hier beschrieben
wird, wird eine wässrige
Tintenzusammensetzung zur Verfügung
gestellt, umfassend:
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- (a) Wasser als hauptsächliches Lösungsmittel;
- (b) eine Pigmentdispersion oder Farbstoff; und
- (c) eine polyoxyalkylenierte Polyfluorisopropylidenglycerolverbindung,
die durch die folgende Formel dargestellt wird
wobei a = 1 bis 3;
b = 1 bis 3; a + b = 2 bis 6; c = 0 oder 1; und d = (c + 1) bis
4.
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Die Erfindung stellt außerdem ein
Druckverfahren zur Verfügung,
umfassend die Schritte des Auftragens einer vorstehend definierten
Tintenzusammensetzung auf ein Aufzeichnungsmedium.
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Weiterhin stellt die Erfindung ein
Tintenstrahldruckverfahren zur Verfügung, umfassend das Auswerfen und
Auftragen von Tröpfchen
einer Tintenzusammensetzung, wie vorstehend beschrieben, auf ein
Aufzeichnungsmedium.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
werden in den Ansprüchen
erläutert.
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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.
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Arten der Ausführungsformen
der Erfindung
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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.
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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.
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<POLYOXYALKYLENIERTES POLYFLUORISOPROPYLIDENGLYCEROLVERSCHNITTMITTEL>
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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.
worin a = 1 bis 3;
b = 1 bis 3; a + b = 2 bis 6; c = 0 oder 1; und d = (c + 1) bis
4.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die Menge an polyoxyalkyleniertem
Polyfluorisopropylidenglycerolverschnittmittel in der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung
beträgt
vorzugsweise 0,1 bis 25 Gew.-%, noch bevorzugter 3 bis 15 Gew.-%.
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<PIGMENTDISPERGIERMITTEL>
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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.-%.
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<POLYMERE DISPERSIONSMITTEL>
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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.
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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.
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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.
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<Polyuronsäuresegment>
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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.-%.
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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.
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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.
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<Hydrophobes Polymersegment>
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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.
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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.
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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.
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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.
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In einer zweiten Ausführungsform
ist das hydrophobe Polymersegment ein hydrophobes Polymer, das hauptsächlich aus
einem Poly(bis-alkylsiloxan), vorzugsweise Poly(dimethylsiloxan)
aufgebaut ist.
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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.
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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)-.
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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).
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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.
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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%.
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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.
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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.
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<Kovalente Verknüpfung zu dem reduzierenden
Ende der Polyuronsäure>
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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.
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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.
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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.
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<FARBSTOFFE>
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Farbstoffe, die bei der Durchführung der
Erfindung brauchbar sind, umfassen sowohl Pigmente als auch Farbstoffe.
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<Pigmente>
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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.
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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.
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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.
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Pigmente, die in der vorliegenden
Erfindung verwendet werden können,
beinhalten die folgenden:
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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.
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Die Menge an Pigment in der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung
beträgt
vorzugsweise 0,1 bis 20 Gew.-% und noch bevorzugter 0,1 bis 10 Gew.-%.
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<Farbstoffe>
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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.
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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.
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Die Menge an Farbstoff in der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung
beträgt
vorzugsweise 0,1 bis 25 Gew.-% und noch bevorzugter 0,1 bis 15 Gew.-%.
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<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.
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<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.
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Herstellung von 2-Methyl-2-trifluormethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolan
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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.
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Herstellung von
-
-
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
-
-
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
-
-
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.
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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.
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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.
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Trocknungszeittest
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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.
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