DE60217010T2

DE60217010T2 - Flüssige Zusammensetzung, Tintensatz, Verfahren zur Bildung farbiger Bereiche auf ein Aufzeichnungsmedium und Tintenstrahlaufzeichnungsgerät

Info

Publication number: DE60217010T2
Application number: DE60217010T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Ohta-ku Tomioka; Yutaka Ohta-ku Kurabayashi; Masao Ohta-ku Kato; Makiko Ohta-ku Endo
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-05-10
Filing date: 2002-05-08
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2022-05-09
Also published as: ATE349335T1; CN100335571C; EP1256459A3; DE60217010D1; CA2384632A1; CN1385478A; EP1256459B1; US6821328B2; CA2384632C; KR100518990B1; US20030070581A1; EP1256459A2; KR20020086265A; AU785169B2; AU3823402A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Fachgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung von Bildern, die in Bezug auf Farbentwicklungsvermögen und Farbhomogenität ausgezeichnet sind, und insbesondere eine flüssige Mischung, die für die Anwendung bei der Erzeugung von Bildern, bei der von einem Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem Gebrauch gemacht wird, bestens geeignet ist, einen Tintensatz, bei dem die flüssige Mischung verwendet wird, und ein Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf einem Aufzeichnungsmedium und ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät, bei denen dieser Tintensatz verwendet wird.
Verwandter Stand der Technik
Ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren ist ein System, bei dem eine Aufzeichnung durchgeführt wird, indem eine Tinte ausgestoßen wird, um die Tinte auf ein Aufzeichnungsmedium wie z.B. Papier aufzubringen. Beispielsweise kann gemäß dem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, das in JP 61-59911 B, JP 61-59912 B und JP 61-59914 B offenbart ist und bei dem als Ausstoßenergiezuführungseinrichtung, die dazu dient, einer Tinte Wärmeenergie zuzuführen, damit Bläschen erzeugt werden, wodurch Tröpfchen der Tinte ausgestoßen werden, ein elektrothermischer Wandler angewendet wird, die Bildung einer Vielzahl von Ausstoßöffnungen in einer hohen Dichte in einem Aufzeichnungskopf leicht verwirklicht werden und können Bilder mit hoher Auflösung und hoher Qualität mit hoher Geschwindigkeit aufgezeichnet werden.
Die herkömmlichen Tinten, die bei dem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren verwendet werden, enthalten jedoch als Hauptbestandteile im Allgemeinen Wasser und ein Farbmittel und enthalten zur Verhinderung des Eintrocknens der Tinten innerhalb von Düsen, der Verstopfung bei Ausstoßöffnungen u.dgl. zusätzlich ein wasserlösliches, hochsiedendes Lösungsmittel wie z.B. Glykol. Wenn eine Tinte verwendet worden ist, um eine Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsmedium durchzuführen, sind infolgedessen die Probleme herbeigeführt worden, dass keine ausreichende Fixierbarkeit erzielt werden kann und Bildunregelmäßigkeiten auftreten, was anscheinend der ungleichmäßigen Verteilung eines Füllstoffs und eines Leimungsmittels an der Oberfläche von als Aufzeichnungsmedium dienendem Aufzeichnungspapier zuzuschreiben ist. Andererseits hat es in den letzten Jahren eine zunehmende Nachfrage nach einer hohen Bildqualität bei durch Tintenstrahl-Aufzeichnung erhaltenen Erzeugnissen, die dasselbe Niveau wie bei der Silberhalogenid-Photographie hat, gegeben, so dass die technischen Anforderungen einer Erhöhung der Bildichte von durch Tintenstrahl-Aufzeichnung erhaltenen Bildern, einer Erweiterung des Farbwiedergabebereichs und einer weiteren Erhöhung der Farbhomogenität von durch Aufzeichnung erhaltenen Erzeugnissen höher geworden sind.
Unter diesen Umständen sind im Hinbick auf die Stabilisierung eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahrens und die Verbesserung der Qualität von durch ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren erhaltenen Erzeugnissen verschiedene Vorschläge gemacht worden. Einer der Vorschläge bezüglich des Aufzeichnungsmediums ist ein Verfahren zum Beschichten der Oberfläche des Trägerpapiers eines Aufzeichnungsmediums mit Füllstoffen oder Leimungsmitteln. Es ist beispielsweise ein Verfahren zum Beschichten eines Trägerpapiers mit porösen feinen Teilchen, die ein Farbmittel adsorbieren, als Füllstoff zur Bildung einer Tinte aufnehmenden Schicht, die die porösen feinen Teilchen enthält, offenbart worden, und als Aufzeichnungsmaterial, bei dem von solchen Verfahren Gebrauch gemacht wird, ist ein beschichtetes Papier für Tintenstrahldruck auf den Markt gebracht worden.
Zur Stabilisierung eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahrens und zur Erhöhung der Qualität von durch ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren erhaltenen Erzeugnissen sind bisher verschiedene Vorschläge gemacht worden. Einige typische Beispiele dafür sind eingeteilt und zusammengefasst worden, wie nachstehend beschrieben wird.
(1) Verfahren des inneren Zusatzes eines flüchtigen Lösungsmittels oder eines eindringenden Lösungsmittels zu einer Tinte:
In JP 55-65269 A ist das Hineingeben einer Verbindung, die das Eindringvermögen verbessern kann, wie z.B. eines Tensids in Tinten als Mittel zur Erleichterung der Fixierbarkeit der Tinten offenbart. Außerdem ist in JP 55-66976 A die Verwendung von Tinten, die als Hauptbestandteil ein flüchtiges Lösungsmittel enthalten, offenbart.
(2) Verfahren des Beimischens einer flüssigen Mischung, die auf einem Aufzeichnungsmedium mit einer Tinte reagiert:
Zur Verbesserung der Bilddichte und der Wasserfestigkeit und zur Verhinderung von Ausbluten sind Verfahren vorgeschlagen worden, bei denen eine flüssige Mischung, die die Qualität von Bildern verbessern kann, vor oder nach dem Ausstoßen einer Tinte zur Erzeugung von aufgezeichneten Bildern auf ein Aufzeichnungsmedium aufgebracht wird. Beispielsweise ist in JP 63-60783 A ein Verfahren offenbart, bei dem nach dem Aufbringen einer flüssigen Mischung, die ein basisches Polymer enthält, auf ein Aufzeichnungsmedium eine Tinte, die einen anionischen Farbstoff enthält, darauf aufgebracht wird, wodurch eine Aufzeichnung durchgeführt wird. In JP 63-22681 A ist ein Aufzeichnungsverfahren offenbart, bei dem eine erste flüssige Mischung, die eine reaktionsfähige chemische Spezies enthält, und eine zweite flüssige Mischung, die eine mit der reaktionsfähigen chemischen Spezies reagierende Verbindung enthält, auf einem Aufzeichnungsmedium vermischt werden. Ferner ist in JP 63-299971 A ein Verfahren offenbart, bei dem eine flüssige Mischung, die eine organische Verbindung mit zwei oder mehr als zwei kationischen Gruppen je Molekül enthält, auf ein Aufzeichnungsmedium aufgebracht wird und dann eine Aufzeichnung mit Tinten, die einen anionischen Farbstoff enthalten, durchgeführt wird. In JP 64-9279 A ist ein Verfahren offenbart, bei dem nach dem Aufbringen einer sauren flüssigen Mischung, die Bernsteinsäure o.dgl. enthält, auf ein Aufzeichnungsmedium eine Tinte, die einen anionischen Farbstoff enthält, darauf aufgebracht wird, wodurch eine Aufzeichnung durchgeführt wird.
Ferner ist in JP 64-63185 A ein Verfahren offenbart, bei dem eine flüssige Mischung, die Farbstoffe unlöslich macht, vor dem Aufbringen einer Tinte auf ein Papier aufgebracht wird. Ferner ist in JP 8-224955 A ein verfahren offenbart, bei dem in Kombination mit einer Tinte, die anionische Verbindung enthält, eine flüssige Mischung verwendet wird, die kationische Substanzen mit verschiedenen Molmassenverteilungsbereichen enthält. In JP 8-72393 A ist ein Verfahren offenbart, bei dem eine flüssige Mischung, die eine kationische Substanz und fein verteilte Cellulose enthält, in Kombination mit einer Tinte verwendet wird. Sie beschreiben jeweils, dass Bilder mit einer hohen Bilddichte, einer guten Druckqualität und Wasserfestigkeit und auch einer guten Farbwiedergabefähigkeit und Verhinderung von Ausbluten erhältlich sind. Außerdem ist in JP 55-150396 A ein Verfahren offenbart, bei dem nach der Aufzeichnung mit einer Farbstofftinte auf einem Aufzeichnungsmedium eine Wasserfestigkeit erteilende Substanz, die mit dem Farbstoff einen Lack bildet, aufgebracht wird, so dass den aufgezeichneten Bildern Wasserfestigkeit erteilt wird.
(3) Verfahren des Vermischens einer Tinte mit einer feine Teilchen enthaltenden flüssigen Mischung auf einem Aufzeichnungsmedium:
In JP 4-259590 A ist ein Verfahren offenbart, bei dem nach dem Aufbringen einer farblosen Flüssigkeit, die farblose feine Teilchen, die aus einer anorganischen Substanz bestehen, enthält, auf ein Aufzeichnungsmedium auf das Aufzeichnungsmedium eine nichtwässrige Aufzeichnungsflüssigekit aufgebracht wird. In JP 6-92010 A ist ein Verfahren offenbart, bei dem nach dem Aufbringen einer Lösung, die feine Teilchen enthält, oder einer Lösung, die feine Teilchen und ein Bindemittelpolymer enthält, auf ein Aufzeichnungsmedium darauf eine Tinte aufgebracht wird, die ein Pigment, ein wasserlösliches Harz, ein wasserlösliches Lösungsmittel und Wasser enthält. In JP 2000-34432 A ist ein Aufzeichnungsmaterial offenbart, das eine flüssige Mischung umfasst, die wasserunlösliche feine Teilchen und eine Tinte enthält. Sie beschreiben jeweils, dass Bilder mit guter Druckqualität und gutem Farbentwicklungsvermögen erhältlich sind.
In EP-A 1197533, die zum Stand der Technik nach Artikel 54(3) und (4) EPÜ gehört, ist eine flüssige Mischung offenbart, die zusammen mit einer Tinte, die ein Farbmittel enthält, zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf einem Aufzeichnungsmedium verwendet wird, wobei die erwähnte Mischung ein Lösungsmittel und feine Teilchen, die mit dem Farbmittel, das in der Tinte enthalten ist, reagieren, umfasst, wobei die feinen Teilchen Anhäufungen bilden, die Anhäufungen Poren haben und das volumen der Poren, deren Radius im Bereich von 3 bis 30 nm liegt, nicht weniger als 0,4 ml/g beträgt und das Volumen der Poren, deren Radius größer als 30 nm ist, nicht mehr als 0,1 ml/g beträgt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben ausgedehnte Untersuchungen über verschiedene Arten von Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren wie z.B. die vorstehend beschriebenen angestellt und haben als Ergebnis gefunden, dass die vorstehend erwähnten Verfahren zwar ausgezeichnete Wirkungen in Bezug auf verschiedene technische Probleme zeigen, jedoch in einigen Fällen auf Kosten anderer Tintenstrahl-Aufzeichnungseigenschaften. Es ist z.B. anerkannt worden, dass mit einem Aufzeichnungsmedium, das durch Beschichten einer Oberfläche des Trägerpapiers eines Aufzeichnungsmediums mit Füllstoffen oder Leimungsmitteln erhalten wird (nachstehend als "beschichtetes Papier" bezeichnet) Bilder mit hoher Qualität erzeugt werden können.
Es ist bekannt, dass zur Erzielung von Bildern mit hoher Sättigung das Farbmittel im Allgemeinen in einem monomolekularen Zustand ohne Bildung von Anhäufungen an der Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums zurückbleiben muss. Die porösen feinen Teil chen eines beschichteten Papiers haben so eine Funktion. Zur Erzielung eines Bildes mit hoher Bilddichte und hoher Sättigung ist es jedoch wesentlich, dass eine Tinte aufnehmende Schicht gebildet wird, die dick genug ist, um das Trägerpapier durch eine große Menge von porösen feinen Teilchen vor dem in der Tinte enthaltenen Farbmittel abzuschirmen. Dadurch wird das Problem verursacht, dass das Gefüge des Trägerpapiers verlorengeht. Die Erfinder haben angenommen, dass die Notwendigkeit der Bildung einer Tinte aufnehmenden Schicht, die so dick ist, dass ein Verlust des Gefüges des Trägerpapiers verursacht wird, einer ineffizienten Adsorption des Farbmittels an den porösen feinen Teilchen zuzuschreiben ist.
Die nachstehende Erläuterung erfolgt anhand eines Beispiels für ein beschichtetes Papier mit einer Tinte aufnehmenden Schicht. 9 ist eine schematische Schnittzeichnung, die ein beschichtetes Papier in der Nähe seiner Oberfläche zeigt. In 9 bezeichnet Bezugszahl 901 ein Trägerpapier und bezeichnet 903 eine Tinte aufnehmende Schicht. Die Tinte aufnehmende Schicht 903 hat im Allgemeinen poröse feine Teilchen 905 und einen Klebstoff 907, der sie unbeweglich macht. Wenn eine Tinte aufgebracht wird, dringt die Tinte durch Kapillarwirkung in die Zwischenräume zwischen den porösen feinen Teilchen 905 ein, wodurch ein Bereich 909, in den Tinte eingedrungen ist, gebildet wird. Wie in 9 gezeigt ist, sind die porösen feinen Teilchen 905 in der Tinte aufnehmenden Schicht in örtlich verschiedener Dichte vorhanden, so dass sich die Art des Eindringens der Tinte von Ort zu Ort unterscheidet. Dies hat zur Folge, dass das Farbmittel während des Tinteneindringvorganges nicht gleichmäßig mit der Oberfläche der porösen feinen Teilchen in Berührung kommen kann, so dass das Farbmittel nicht wirksam an den porösen feinen Teilchen adsorbiert werden kann.
Es gibt ferner Bereiche, wo der Klebstoff 907 das Eindringen von Tinte verhindert, so dass Bereiche erzeugt werden, die keinen Beitrag zur Farbentwicklung leisten. Das heißt, dass das Farbmittel bei herkömmlichen beschichteten Papieren trotz der Menge der porösen feinen Teilchen nicht wirksam in einem mono molekularen Zustand adsorbiert werden kann, was zur Folge hat, dass eine große Menge von porösen feinen Teilchen erforderlich ist, um Bilder mit hoher Qualität zu erhalten, so dass sich das Gefüge des Trägerpapiers verschlechtert.
Weitere Untersuchungen, die die Erfinder angestellt haben, haben gezeigt, dass die Anwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens (1) zwar die Fixierbarkeit von Tinte an dem Aufzeichnungsmedium verbessert, dass jedoch in einigen Fällen eine Abnahme der Bilddichte und eine Verminderung des Farbwiedergabebereichs, die für eine Aufzeichnung auf einem Papier oder eine Aufzeichnung von Farbbildern als wichtig angesehen werden, auftreten könnten. Die Untersuchungen durch die Erfinder haben ferner gezeigt, dass das vorstehend beschriebene Verfahren (2) ein Zurückbleiben des in einer Tinte enthaltenen Farbmittels an der Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums erlaubte, wodurch ein durch Aufzeichnung erhaltenes Erzeugnis mit einer hohen Bilddichte erzielt wurde, jedoch konnte in einigen Fällen vermutlich wegen einer Anhäufung des Farbmittels an der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums kein ausreichender Farbwiedergabebereich oder keine ausreichende Sättigung erhalten werden. Ferner wurde zwar mit dem vorstehend unter (3) beschriebenen herkömmlichen Verfahren durch Aufbringen einer feine Teilchen enthaltenden Lösung eine Verbesserung des Oberflächenzustandes des Aufzeichnungsmediums erzielt, jedoch konnte es keine Bilder mit hoher Genauigkeit und Sättigung wie auf einem beschichteten Papier liefern. Des weiteren gibt es insbesondere im Fall einer nichtwässrigen Aufzeichnungslösung gewisse Einschränkungen für die Auswahl des Farbmittels und des Aufzeichnungsverfahrens und bleibt in Bezug auf den Freiheitsgrad bzw. Spielraum ein Problem zu lösen. Wie vorstehend beschrieben wurde, sind bei den herkömmlichen Verfahren verschiedene Probleme zu lösen, und die Erfinder sind somit schließlich zu der Erkenntnis gelangt, dass die Entwicklung eines neuen Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahrens erforderlich ist, damit durch Tintenstrahl-Aufzeichnung Druckerzeugnisse mit einer viel höheren Qualität, die in den letzten Jahren verlangt worden ist, erhalten werden. Die vorliegende Erfindung ist auf dieser Erkenntnis basierend gemacht worden.
Es ist infolgedessen eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine flüssige Mischung für die Verwendung zur Bereitstellung von durch Tintenstrahl-Aufzeichnung erhaltenen Erzeugnissen mit hoher Qualität, die einen viel breiteren Farbwiedergabebereich und ausgezeichnete Farbhomogenität zeigen, bereitzustellen und auch eine flüssige Mischung bereitzustellen, die in Bezug auf die Zuverlässigkeit beim Drucken ausgezeichnet ist und insbesondere in Bezug auf die Langzeit-Lagerbeständigkeit in einer Umgebung mit niedriger Temperatur oder hoher Temperatur, auf die Verhinderung der Verstopfung eines Ausstoßkopfes und auf die Beständigkeit der Kopfoberfläche gegenüber dem Abwischen beim Regenerieren durch Absaugen ausgezeichnet ist. Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf einem Aufzeichnungsmedium bereitzustellen, mit dem auf einem Papier ein ausgezeichnetes durch Tintenstrahl-Aufzeichnung erhaltenes Druckerzeugnis mit einem viel breiteren Farbwiedergabebereich und ausgezeichneter Farbhomogenität, bei dem in einem flächenhaft bedruckten Bereich weniger streifenförmige Ungleichmäßigkeiten auftreten, hergestellt werden kann und das in Bezug auf die Zuverlässigkeit beim Drucken und insbesondere in Bezug auf die Langzeit-Lagerbeständigkeit in einer Umgebung mit niedriger Temperatur oder hoher Temperatur, auf die Verhinderung der Verstopfung eines Ausstoßkopfes und auf die Beständigkeit der Kopfoberfläche gegenüber dem Abwischen beim Regenerieren durch Absaugen ausgezeichnet ist.
Es ist ferner eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine flüssige Mischung, mit der ein ausgezeichnetes durch Tintenstrahl-Aufzeichnung erhaltenes Druckerzeugnis mit einem viel breiteren Farbwiedergabebereich und ausgezeichneter Farbhomogenität, bei dem in einem flächenhaft bedruckten Bereich weniger streifenförmige Ungleichmäßigkeiten auftreten, gebildet werden kann und die in Bezug auf die Zuverlässigkeit beim Drucken ausgezeichnet ist und insbesondere in Bezug auf die Langzeit-Lagerbeständigkeit in einer Umgebung mit niedriger Temperatur oder hoher Temperatur, auf die Verhinderung der Verstopfung eines Ausstoßkopfes und auf die Beständigkeit der Kopfoberfläche gegenüber dem Abwischen beim Regenerieren durch Absaugen ausgezeichnet ist, einen Tintensatz, der so eine flüssige Mischung in Kombination mit einer Tinte enthält, und ein Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf einem Aufzeichnungsmedium und ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät, bei denen so ein Tintensatz verwendet wird, bereitzustellen.
Die vorstehend erwähnten Aufgaben werden gemäß den folgenden Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung gelöst. Die vorliegende Erfindung betrifft somit eine flüssige Mischung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist. Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen Tintensatz, der mindestens eine Tinte, die ein Farbmittel enthält, und unabhängig davon eine flüssige Mischung, die mit dem Farbmittel reaktionsfähige feine Teilchen enthält, umfasst, wobei die flüssige Mischung die flüssige Mischung nach Anspruch 1 ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf einem Aufzeichnungsmedium, das mindestens die folgenden Schritte umfasst:

(i) Aufbringen einer Tinte, die ein Farbmittel enthält, auf das Aufzeichnungsmedium und
(ii) Aufbringen der flüssigen Mischung nach Anspruch 1 auf das Aufzeichnungsmedium. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät mit einer Tinte enthaltenden Einheit (Tintenbehälter), die eine farbmittelhaltige Tinte enthält; einer ersten Aufzeichnungseinheit, die mit einem Tintenstrahlkopf zum Ausstoßen der Tinte ausgestattet ist; einer flüssige Mischung enthaltenden Einheit (Mischungsbehälter), die die flüssige Mischung nach Anspruch 1 enthält; und einer zweiten Aufzeichnungseinheit, die mit einem Tintenstrahlkopf zum Ausstoßen der flüssigen Mischung ausgestattet ist.

Die Erfinder haben im Hinblick auf eine Lösung der vorstehend beschriebenen Probleme des Standes der Technik ausgedehnte Untersuchungen angestellt und haben als Ergebnis festgestellt, dass die Verwendung einer Dispersion von feinen Teilchen in einem Lösungsmittel (wobei die feinen Teilchen die Wirkung haben, dass sie ein Farbmittel in einem monomolekularen Zustand adsorbieren, so dass das Farbmittel wirksam an den feinen Teilchen adsorbiert wird oder mit diesen kombiniert bzw. vereinigt wird) zusammen mit einer Tinte in einem flüssigen Zustand eine Reaktion zwischen dem Farbmittel und feinen Teilchen in einem Flüssig-Flüssig-Zustand erlaubt, was zu einer Verbesserung von Bilddichte und Sättigung führt. Die vorliegende Erfindung ist auf dieser Feststellung basierend gemacht worden. Der Begriff "Reaktion" oder "reaktionsfähige" in dem Ausdruck "Reaktion zwischen dem Farbmittel und den feinen Teilchen" oder "mit dem Farbmittel reaktionsfähige feine Teilchen" umfasst hierin über die Bildung kovalenter Bindungen zwischen dem Farbmittel und feinen Teilchen hinaus die Bildung von Ionenbindungen, physikalisch-chemische Adsorption, Absorption, Anhaften bzw. Ankleben (Adhäsion) und andere Wechselwirkungen dazwischen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine teilweise gebrochene perspektivische Zeichnung, die schematisch einen Tintenstrahldrucker zeigt, auf den die vorliegende Erfindung angewendet worden ist;
2 ist eine schematische perspektivische Zeichnung, die eine Kopfkassette bei dem in 1 gezeigten Drucker zeigt;
3 ist eine perspektivische Teilzeichnung, die schematisch den Aufbau eines Tintenausstoßbereichs bei der in 1 gezeigten Kopfkassette zeigt;
4A, 4B, 4C und 4D sind schematische Zeichnungen, die den Abwischvorgang bei dem in 1 gezeigten Tintenstrahldrucker zeigen, wobei 4A die Bewegung jedes Kopfes von der Seite des Druckbereichs zu der Ausgangsstellung und die Erhebung jedes Wischblattes für Tinte zeigt, 4B das Abwischen eines Druckkopfes zeigt, 4C das Abwischen eines zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienenden Ausstoßkopfes zeigt und 4D die Senkung jedes Wischblattes zeigt;
5A, 5B, 5C und 5D sind schematische Zeichnungen, die den Abwischvorgang bei dem in 1 gezeigten Tintenstrahldrucker zeigen, wobei 5A die Erhebung jedes Wischblattes zeigt, 5B die Bewegung jedes Kopfes von der Ausgangsstellung zu der Seite des Druckbereichs zeigt, 5C die Senkung eines Wischblattes für eine flüssige Mischung zeigt und 5D das Abwischen des Druckkopfes und die Senkung des Wischblattes für Tinte zeigt;
6A, 6B, 6C und 6D sind schematische Zeichnungen, die den Abwischvorgang bei dem in 1 gezeigten Tintenstrahldrucker zeigen, wobei 6A die Erhebung des Wischblattes für Tinte zeigt, 6B die Bewegung jedes Kopfes von der Ausgangsstellung zu der Seite des Druckbereichs und das Abwischen des Druckkopfes zeigt, 6C die Bewegung jedes Kopfes von der Seite des Druckbereichs zu der Ausgangsstellung, die Warte- bzw. Bereitschaftsstellung des Wischblattes für Tinte und die Erhebung des Wischblattes für die flüssige Mischung zeigt und 6D die Bewegung jedes Kopfes zu der Seite der Ausgangsstellung und das Abwischen des zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienenden Ausstoßkopfes zeigt;
7 ist eine schematische Zeichnung, die ein Abfallflüssigkeitssammelsystem des in 1 gezeigten Tintenstrahldruckers zeigt;
8 ist eine schematische Zeichnung, die ein teilweise abgewandeltes Beispiel für das in 7 gezeigte Abfallflüssigkeitssammelsystem zeigt;
9 ist eine schematische Schnittzeichnung, die den Zustand des farbigen Bereichs für den Fall veranschaulicht, dass eine Tintenstrahl-Aufzeichnung auf beschichtetem Papier durchgeführt wird;
10 ist eine Zeichnung, die eine Skizze einer Ausführungsform einer Tintenkassette der vorliegenden Erfindung zeigt;
11 ist eine Zeichnung, die eine Skizze eines Aufzeichnungskopfes zeigt, an dem die in 10 gezeigte Tintenkassette angebracht ist;
12 ist eine Zeichnung, die eine Skizze einer Ausführungsform einer Aufzeichnungseinheit der vorliegenden Erfindung zeigt;
13 ist eine schematische Schnittzeichnung, die den Zustand des farbigen Bereichs des Tintenstrahlbildes der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
14A, 14B, 14C und 14D bilden ein Ablaufschema, das den Schritt der Erzeugung eines farbigen Bereichs des durch Tintenstrahl-Aufzeichnung erhaltenen Bildes der vorliegenden Erfindung zeigt;
14CP ist eine vergrößerte Zeichnung von Anhäufungen, die in dem Schritt der Erzeugung eines farbigen Bereichs gebildet werden;
15 ist eine perspektivische Zeichnung, die eine Aufzeichnungseinheit zeigt;
16 ist eine teilweise gebrochene perspektivische Zeichnung, die schematisch eine Ausführungsform des Tintenstrahldruckers der vorliegenden Erfindung zeigt; und
17A, 17B, 17C, 17D, 17E und 17F sind schematische Zeichnungen, die den Abwischvorgang bei dem in 16 gezeigten Tintenstrahldrucker zeigen, wobei 17A die Erhebung des Wischblattes für Tinte zeigt, 17B das Abwischen des Druck kopfes zeigt, 17C die Senkung des Wischblattes für Tinte zeigt, 17D die Erhebung der beiden Wischblätter nach der Anordnung des Kopfes für die flüssige Mischung in einer geeigneten Lage zeigt, 17E das Abwischen der Köpfe für die flüssige Mischung und die zweite schwarze Tinte zeigt und 17F die Senkung der beiden Wischblätter zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Als Nächstes wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen ausführlicher beschrieben.
Die flüssige Mischung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine flüssige Mischung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf einem Aufzeichnungsmedium unter Verwendung so einer flüssigen Mischung umfasst (i) einen Schritt, bei dem eine Tinte, die ein Farbmittel enthält, auf ein Aufzeichnungsmedium aufgebracht wird, und (ii) einen Schritt, bei dem die vorstehend erwähnte flüssige Mischung auf das Aufzeichnungsmedium aufgebracht wird, wobei dafür gesorgt wird, dass die Tinte und die flüssige Mischung derart aufgebracht werden, dass sie an der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums in einem flüssigen Zustand miteinander in Kontakt kommen können.
Des weiteren umfasst eine Ausführungsform des Tintensatzes, mit der die vorstehend erwähnte Aufgabe der vorliegenden Erfindung gelöst werden kann, eine Kombination einer Tinte, die ein Farbmittel enthält, und der vorstehend erwähnten flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung. Durch die Wahl so einer Ausführungsform kann die flüssige Mischung eine ausgezeichnete Lagerbeständigkeit zeigen und kann durch Tintenstrahl-Aufzeichnung stabil ein Druckerzeugnis mit einem viel breiteren Farbwiedergabebereich und ausgezeichneter Farbhomogenität, bei dem in einem flächenhaft bedruckten Bereich weniger streifenförmige Ungleichmäßigkeiten auftreten, erhalten werden.
Die Tinte und die flüssige Mischung selbst, die in diesem Fall bei der Aufzeichnung verwendet werden, sind sehr einfach aufgebaut, wie vorstehend beschrieben wurde, und außerdem werden als feine Teilchen, die in der flüssigen Mischung enthalten sind und mit dem in der Tinte enthaltenen Farbmittel reaktionsfähig sind, Teilchen verwendet, die eine vorgeschriebene Teilchengrößenverteilung haben, was zur Folge hat, dass nicht nur die Lagerbeständigkeit der Tinte, sondern auch die Lagerbeständigkeit der flüssigen Mischung, die in Kombination mit so einer Tinte verwendet wird, ausgezeichnet sein kann. Ferner wird im Fall der Erzeugung von Bildern unter ihrer Verwendung eine Verstopfung bei Ausstoßöffnungen eines Ausstoßkopfes sehr wirksam verhindert und das Auftreten von Fehlern bzw. Rissen an der Oberfläche des Kopfes (Ausstoßöffnungsoberfläche) sehr wirksam verhindert, so dass eine ausgezeichnete Beständigkeit der Bilderzeugung erhalten werden kann. Dies hat zur Folge, dass gemäß der vorliegenden Erfindung die Wirkung erzielt werden kann, dass eine Tintenstrahl-Aufzeichnung mit hoher Qualität und hoher Zuverlässigkeit stabil durchgeführt werden kann.
Die Ursache dafür, dass die vorliegende Erfindung solche ausgezeichneten Wirkungen liefern kann, wie sie vorstehend beschrieben wurden, ist zwar nicht klar, jedoch haben die Erfinder die folgende Vermutung. Das heißt, die Erfinder haben Untersuchungen über ein Bilderzeugungsverfahren, bei dem ein Tintensatz, der eine farbmittelhaltige Tinte und eine flüssige Mischung, die mit dem Farbmittel reaktionsfähige feine Teilchen enthält, umfasst, verwendet wird, und insbesondere über den Mechanismus der Bildung von Anhäufungen der feinen Teilchen an der Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums oder an der Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums und in ihrer Nähe in dem Fall, dass die beiden auf dem Aufzeichnungsmedium vermischt werden, angestellt.
Zuerst wird der Mechanismus unter Bezugnahme auf 13 und 14 erläutert. Hier erfolgt die Erläuterung anhand eines Beispiels, bei dem als Tinte eine wässrige Tinte verwendet wird, die einen wasserlöslichen Farbstoff mit einer anionischen Gruppe (anionischen Farbstoff) enthält, und als flüssige Mischung, die mit der Tinte zu kombinieren ist, eine wässrige flüssige Mischung verwendet wird, in der feine Teilchen, deren Oberfläche kationisch aufgeladen ist, dispergiert sind.
Vor der Erläuterung werden einige Begriffe definiert. Der hierin angewendete Begriff "monomolekularer Zustand" bezieht sich auf den Zustand, dass ein Farbmittel wie z.B. ein Farbstoff oder Pigment in einer Tinte in einem im wesentlichen gelösten oder dispergierten Zustand bleibt. Wenn das Farbmittel in diesem Fall mehr oder weniger Anhäufungen verursacht, wird auch so ein Zustand durch den "monomolekularen Zustand" umfasst, solange die Sättigung nicht abnimmt. Es wird beispielsweise bevorzugt, dass Farbstoffe monomolekular sind, und für andere Farbmittel als die Farbstoffe wird aus praktischen Gründen der Begriff "monomolekularer Zustand" angewendet.
13 ist eine skizzenhafte Schnittzeichnung, die schematisch den Zustand eines durch einen Hauptbildbereich IM und seinen Randbereich IS gebildeten farbigen Bereichs I eines durch auf dem vorstehend erwähnten Mechanismus basierende Aufzeichnung erzeugten Bildes zeigt. In 13 bezeichnet Bezugszahl 1301 ein Aufzeichnungsmedium und bezeichnet 1302 einen zwischen Fasern des Aufzeichnungsmediums gebildeten Zwischenraum. Ferner bezeichnet 1303 ein schematisches Bild von feinen Teilchen, an denen ein Farbmittel 1305 chemisch adsorbiert worden ist. Wie in 13 gezeigt ist, wird bei den durch Tintenstrahl-Aufzeichnung erhaltenen Bildern der vorliegenden Erfindung der Hauptbildbereich IM durch die feinen Teilchen 1303, an deren Oberfläche das Farbmittel 1305 im Zustand eines Monomoleküls oder in einem Zustand, der einem Monomolekül nahe ist, (nachstehend als "monomolekularer Zustand" bezeichnet) gleichmäßig adsorbiert worden ist, und durch Anhäufungen 1307 solcher feinen Teilchen, bei denen der monomolekulare Zustand des Farbmittels aufrechterhalten wird, gebildet. 1309 bezeichnet Anhäufungen feiner Teilchen an sich, die in dem Hauptbildbereich IM in der Nähe der Fasern des Aufzeichnungsmediums vorhanden sind. Der Hauptbildbereich IM wird durch einen Vorgang der physikalischen oder chemischen Adsorption der feinen Teilchen 1303 an den Fasern des Aufzeichnungsmediums und durch einen Vorgang der Adsorption des Farbmittels 1305 an feinen Teilchen 1303 in einem Flüssig-Flüssig-Zustand erzeugt. Infolgedessen wird das Entwicklungsverhalten des Farbmittels selbst weniger verschlechtert, und außerdem können sogar auf einem Aufzeichnungsmedium wie z.B. Papier, in das Tinten leicht eindringen, Bilder mit hoher Bilddichte und hoher Sättigung, die einen breiten Farbwiedergabebereich haben, der mit dem eines beschichteten Papiers vergleichbar ist, erzeugt werden.
Andererseits dringt das Farbmittel 1305, das nicht an der Oberfläche feiner Teilchen adsorbiert worden und in der Tinte zurückgeblieben ist, in Querrichtung und in Richtung der Tiefe in das Aufzeichnungsmedium 1301 ein, so dass die Tinte in dem Randbereich IS sehr kleine Flecke bildet. Das Farbmittel bleibt somit in der Nähe der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 1301 zurück, und in dem Randbereich werden sehr kleine Flecke der Tinte gebildet, so dass sogar in einem Bildbereich, wo viel Tinte aufgebracht wird, wie z.B. einem Schattenbereich oder einem flächenhaften Bereich weniger weiße Schleier oder Farbungleichmäßigkeiten gebildet werden und Bilder mit ausgezeichneter Farbhomogenität erzeugt werden. Wie in 13 gezeigt ist, wird bei dieser Ausführungsform in dem Fall, dass das Aufzeichnungsmedium 1301 für die Tinte und die flüssige Mischung durchlässig ist, das Eindringen der Tintenbestandteile und der Bestandteile der flüssigen Mischung in das Innere des Aufzeichnungsmediums nicht immer verhindert, sondern wird bis zu einem gewissen Grade ein Eindringen erlaubt.
Ferner reagiert die flüssige Mischung mit dem in der Tinte enthaltenen Farbmittel, so dass im Inneren der Anhäufungen Poren mit einer bestimmten Porengröße gebildet werden, wenn Anhäufungen (Aggregate) 1309 feiner Teilchen in der Nähe der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums gebildet werden. Das Farbmittel 1305, das in der Tinte allein vorhanden war, dringt in das Innere der Poren der Anhäufungen 1309 feiner Teilchen ein, während es in das Innere des Aufzeichnungsmediums wandert und in der Nähe der Einlässe der Poren oder an ihren Innenwänden in einem idealen monomolekularen Zustand adsorbiert wird, so dass eine größere Menge des Farbmittels in der Nähe der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums zurückbleiben kann. Dies erlaubt die Erzielung eines durch Aufzeichnung erhaltenen Druckerzeugnisses mit einem viel besseren Farbentwicklungsvermögen.
Die Erfinder haben ausgedehnte Untersuchungen über den Mechanismus dieses Phänomens angestellt und haben als Ergebnis gefunden, dass eine bessere Einstellung der Teilchengrößenverteilung der feinen Teilchen in der flüssigen Mischung einen großen Beitrag zu einer Verbesserung von Eigenschaften leistet, die für den Übergang zur praktischen Durchführbarkeit des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wichtig sind. Die Erfinder haben somit ausgedehnte Untersuchungen über die in der flüssigen Mischung enthaltenen feinen Teilchen und darüber angestellt, auf welche Weise eine Teilchengrößenverteilung der feinen Teilchen zu ermitteln ist, die bedeutende Wechselbeziehungen mit z.B. der Lagerbeständigkeit der flüssigen Mischung und dem Verhalten des Aufzeichnungskopfes wie z.B. Beständigkeit gegen Abwischen zeigt. Als Ergebnis haben sie gezeigt, dass es in einigen Fällen nicht möglich sein könnte, bedeutende Wechselbeziehungen mit den vorstehend erwähnten Eigenschaften zu finden, wenn nur der mittlere Teilchendurchmesser ermittelt wird, der unter Anwendung einer dynamischen Streuungsmethode o.dgl. gemessen wird. In dieser Hinsicht haben die Erfinder die Möglichkeit in Betracht gezogen, dass der mittlere Teilchendurchmesser die tatsächliche Teilchengrößenverteilung der feinen Teilchen in der flüssigen Mischung nicht genau ausdrücken könnte, und den Versuch gemacht, einen Parameter einzuführen, der die tatsächliche Teilchengrößenverteilung genauer ausdrücken kann. Im Einzelnen haben die Erfinder nach weiteren Untersuchungen gefunden, dass bei einer Teilchengrößenverteilung, die aus einer Häufigkeitsverteilung erhalten wird, wenn die Streuintensität, die durch eine dynamische Lichtstreuungsmethode gemessen wird, gemäß der Marquardt-Analysenmethode, bei der eine Histogrammmethode angewendet wird, analysiert wird, bedeutende Wechselbeziehungen mit den vorstehend erwähnten Eigenschaften gezeigt werden, wenn der Teilchendurchmesser, der dem 10-%- Summenwert der Streuintensität entspricht, bei 10 nm oder darüber liegt und der Teilchendurchmesser, der dem 90-%-Summenwert der Streuintensität entspricht, bei 300 nm oder darunter liegt und der mittlere Teilchendurchmesser im Bereich von 30 nm bis 200 nm liegt, wobei die Summenwerte erhalten werden, indem die Werte der Streuintensität von der Seite des kleinsten Teilchendurchmessers ausgehend summiert werden. Die vorliegende Erfindung ist auf dieser Erkenntnis basierend gemacht worden.
14A bis 14D sind skizzenhafte Schnittzeichnungen eines farbigen Bereichs 1400, der durch ein Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf einem Aufzeichnungsmedium gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten wird, und eine schematische Zeichnung, die das Verfahren zu seiner Erzeugung veranschaulichen. In 14A bis 14D bezeichnet Bezugszahl 1401 einen Bereich, der hauptsächlich ein Reaktionsprodukt zwischen einer Tinte und einer flüssigen Mischung, beispielsweise ein Reaktionsprodukt zwischen einem Farbmittel und feinen Teilchen, umfasst, (nachstehend als "Reaktionsbereich" abgekürzt); er entspricht dem Hauptbildbereich IM in 13. 1402 bezeichnet einen Bereich, der durch Ausbluten der Tinte, die an der Reaktion mit der flüssigen Mischung im Wesentlichen nicht teilgenommen hat, zu dem Rand des Reaktionsbereiches 1401 erzeugt wird, (nachstehend als "Tintenausblutungsbereich" abgekürzt); er entspricht dem Randbereich IS in 13. Der farbige Bereich 1400 wird z.B. folgendermaßen erzeugt. Man beachte, dass 1405 in 14A schematisch den Zwischenraum oder Luftspalt zwischen den Fasern des Aufzeichnungsmediums ausdrückt. Wie nachstehend beschrieben wird, kann gemäß dem Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf einem Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung durch Verwendung der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung ein durch Aufzeichnung erhaltenes Druckerzeugnis mit sehr hoher Bilddichte und hoher Sättigung stabil erhalten werden. Es kann angenommen werden, dass die Ursache dafür dem Synergismus der nachstehend aufgeführten Mechanismen zuzuschreiben ist.
Wenn die flüssige Mischung 1406, die mit dem Farbmittel reaktionsfähige feine Teilchen 1409 enthält, in Form von Tröpfchen auf das Aufzeichnungsmedium 1403 aufgebracht wird, wie in 14A gezeigt ist, wird zuerst an der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums eine Flüssigkeitsansammlung 1407 aus der flüssigen Mischung gebildet, wie in 14B gezeigt ist. Innerhalb der Flüssigkeitsansammlung 1407 werden die feinen Teilchen 1409 in der Nähe der Oberfläche der Fasern des Aufzeichnungsmediums 1403 physikalisch oder chemisch an der Oberfläche der Fasern des Aufzeichnungsmediums adsorbiert. In diesem Fall können einige der feinen Teilchen wegen eines instabilen Dispersionszustandes Anhäufungen 1411 bilden, die aus den feinen Teilchen an sich bestehen. Andererseits kann angenommen werden, dass die feinen Teilchen 1409 innerhalb der Flüssigkeitsansammlung 1407 bei Bereichen, die von den Fasern des Aufzeichnungsmediums entfernt sind, den ursprünglichen gleichmäßigen Dispersionszustand beibehalten.
Wenn dann die Tinte 1413, die das Farbmittel 1404 enthält, in Form von Tröpfchen auf das Aufzeichnungsmedium 1403 aufgebracht worden ist, wird zuerst das in der Tinte enthaltene Farbmittel 1404 an der Grenze zwischen der Tinte 1413 und der Flüssigkeitsansammlung 1407 chemisch an den feinen Teilchen 1409 adsorbiert (vgl. 14C). Da diese Reaktion eine Reaktion zwischen den Flüssigkeiten (Flüssig-Flüssig-Reaktion) ist, kann angenommen werden, dass das Farbmittel 1404 an der Oberfläche der feinen Teilchen 1409 gleichmäßig in einem monomolekularen Zustand adsorbiert wird, wie in 14CP gezeigt ist. Das heißt, es kann angenommen werden, dass das Farbmittel 1404 an der Oberfläche der feinen Teilchen 1409 keine Anhäufungen des Farbmittels bildet oder etwaige Anhäufungen davon nur in geringen Mengen gebildet werden. Dies hat zur Folge, dass auf dem Oberflächenschichtbereich des Reaktionsbereichs 1401 eine große Zahl von feinen Teilchen 1409, an denen das Farbmittel 1404 in einem monomolekularen Zustand adsorbiert worden ist, gebildet werden. Dadurch wird bewirkt, dass das Farbmittel 1404 an der Oberflächenschicht, die den größten Einfluss auf das Farbent wicklungsvermögen von Bildern hat, in einem monomolekularen Zustand verbleibt, so dass die erzeugten Bilder eine hohe Bilddichte und eine hohe Sättigung haben.
Ferner wird angenommen, dass der Dispersionszustand von feinen Teilchen 1409, an deren Oberfläche so ein Farbmittel 1404 adsorbiert worden ist, instabil wird, so dass sich die feinen Teilchen anhäufen. Hierbei halten die gebildeten Anhäufungen 1415 das Farbmittel 1404 auch in ihrem Inneren in einem monomolekularen Zustand, wie in 14CP gezeigt ist. Das Vorhandensein solcher Anhäufungen 1415 erlaubt bei dem verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf dem Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung die Erzeugung von Aufzeichnungsbildern mit hoher Bilddichte und hoher Sättigung.
Ferner diffundiert ein Teil des nicht reagiert habenden Farbmittels 1404 in die Flüssigkeitsansammlung 1407 und wird an der Oberfläche der nicht reagiert habenden feinen Teilchen 1409 adsorbiert. In dieser Weise geht die Reaktion zwischen dem Farbmittel 1404 und den feinen Teilchen 1409 im Inneren der Flüssigkeitsansammlung 1407 weiter vonstatten, so dass Bilder mit höherer Bilddichte und hoher Sättigung erzeugt werden können. Andererseits können die Anhäufungen 1411 der feinen Teilchen, die sich an der Oberfläche der Fasern des Aufzeichnungsmediums 1403 gebildet haben, wie früher beschrieben wurde, die Wirkung haben, dass sie das Eindringen der flüssigen Phase der Flüssigkeitsansammlung 1407 in das Innere des Aufzeichnungsmediums verhindern. Dadurch wird es möglich gemacht, dass in der Flüssigkeitsansammlung 1407 die feinen Teilchen 1409 in der flüssigen Mischung, die am Eindringen gehindert worden ist, und das Farbmittel 1404 in größeren Mengen gleichzeitig vorhanden sein können, was zur Folge hat, dass die Wahrscheinlichkeit, mit der das Farbmittel 1404 und die feinen Teilchen 1409 miteinander in Kontakt kommen, erhöht wird, so dass die Reaktion verhältnismäßig gleichmäßig und ausreichend vonstatten gehen kann. Dies erlaubt die Erzeugung von gleichmäßigeren Bildern mit ausgezeichneter Bilddichte und Sättigung.
Ferner macht in den Fall, dass die in 14A gezeigte flüssige Mischung 1406 auf das Aufzeichnungsmedium 1403 aufgebracht wird oder dass die Tinte 1413 in die in 14B gezeigte Flüssigkeitsansammlung 1407 aus der flüssigen Mischung eingebracht wird, eine Veränderung des Dispersionmediums, in dem die feinen Teilchen 1409 dispergiert sind, die Dispersion der feinen Teilchen 1409 instabil, wobei einige der feinen Teilchen 1409 eine Anhäufung zwischen den feinen Teilchen 1409 verursachen können, bevor das Farbmittel 1404 an feine Teilchen adsorbiert wird. Der hierin angewendete Begriff "Veränderung des Dispersionmediums" bedeutetet Veränderungen, die im Allgemeinen beobachtet werden, wenn zwei oder mehr als zwei verschiedene Flüssigkeiten vermischt werden, beispielsweise Veränderungen des pH-Wertes und des Feststoffgehaltes in der flüssigen Phase, der Zusammensetzung des flüssigen Mediums (Lösungsmittels), der Konzentration der gelösten Ionen u.dgl. physikalischer Eigenschaften. Es kann angenommen werden, dass diese Veränderungen plötzlich und in Verbindung miteinander auftreten, wenn die flüssige Mischung mit dem Aufzeichnungsmedium oder der Tinte in Kontakt kommt, wodurch die Stabilität der Dispersion der feinen Teilchen zerstört wird, so dass Anhäufungen 1415 erzeugt werden. Die Anhäufungen 1415 können die Wirkungen herbeiführen, dass der Zwischenraum zwischen den Fasern überbrückt wird und bewirkt wird, dass die feinen Teilchen 1409, an denen das Farbmittel 1404 adsorbiert worden ist, mehr in der Nähe der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 1403 bleiben.
Die innerhalb der Flüssigkeitsansammlung 1407 gebildeten Anhäufungen 1415 können diejenigen, die an dem Aufzeichnungsmedium 1403 adsorbiert werden können, oder diejenigen, die in die flüssige Phase hineinwandern können (Anhäufungen, die Fließfähigkeit zeigen) umfassen. Die Anhäufungen, die Fließfähigkeit zeigen, bilden eine größere Masse von Anhäufungen, weil das Farbmittel in derselben Weise wie bei dem vorstehend beschriebenen Reaktionsvorgang zwischen dem Farbmittel 1404 und feinen Teilchen 1409 in einem monomolekularen Zustand an der Oberfläche der Anhäufungen 1415 feiner Teilchen adsorbiert wird. Es wird vermutet, dass dadurch ein Beitrag zu einer Verbesserung des Farbentwicklungsvermögens geleistet wird. Das heißt, es kann angenommen werden, dass die große Masse der Anhäufungen zusammen mit der flüssigen Phase wandert, wenn die letztere entlang den Fasern eindringt, wodurch die Zwischenräume überbrückt werden, so dass die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 1403 geglättet wird, wodurch ein Beitrag zur Erzeugung von gleichmäßigeren Bildern mit hoher Bilddichte geleistet wird.
Aus den vorstehend beschriebenen Ergebnissen ist ersichtlich, dass die vorliegende (Erfindung Bilder mit einer sehr hohen Bilddichte und einer hohen Farbintensität verursachen kann. Wie vorstehend beschrieben wurde, kann die Ursache dafür sein, dass eine Tinte und die flüssige Mischung der vorliegenden Erfindung, die derart zusammen auf ein Aufzeichnungsmedium aufgebracht worden sind, dass sie in einem Flüssig-Flüssig-Zustand miteinander in Kontakt kommen, erlauben, dass das in der Tinte enthaltene Farbmittel 1404 an den feinen Teilchen 1409, die einer der Bestandteile der flüssigen Mischung sind, oder an den Anhäufungen 1415 feiner Teilchen in einem monomolekularen Zustand adsorbiert wird und dort bleibt, während es sich in der Nähe der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 1403 befindet. Ferner wird das Farbmittel in einem monomolekularen Zustand adsorbiert und werden die feinen Teilchen, die in der Nähe der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums zurückbleiben, in diesem Zustand an der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums fixiert bzw. befestigt, so dass die Beständigkeit des erzeugten Bildes wie z.B. die Abriebfestigkeit verbessert wird.
Obwohl die flüssige Mischung und die Tinte in der vorstehenden Beschreibung in der angegebenen Reihenfolge auf das Aufzeichnungsmedium aufgebracht worden sind, gibt es für die Reihenfolge, in der die Tinte und die flüssige Mischung auf das Aufzeichnungsmedium aufgebracht werden, keine besondere Einschränkung, solange die Flüssig-Flüssig-Reaktion erzielt werden kann. Infolgedessen kann auch eine Reihenfolge angewendet werden, bei der zuerst eine Tinte aufgebracht wird und dann die flüssige Mischung aufgebracht wird.
Wie in 14B gezeigt ist, kann ferner angenommen werden, dass mindestens ein Teil der feinen Teilchen 1409, die in der auf das Aufzeichnungsmedium aufgebrachten flüssigen Mischung enthalten sind, zusammen mit dem Eindringen des flüssigen Mediums als einem der Bestandteile der flüssigen Mischung in das Innere des Aufzeichnungsmediums 1403 eindringt. Wie in 14D deutlich gezeigt ist, kann andererseits angenommen werden, dass das Farbmittel 1404 in einem monomolekularen Zustand an den feinen Teilchen 1409, die vorher in das Innere des Aufzeichnungsmediums 1403 eingedrungen sind, adsorbiert oder an diese gebunden wird. Somit kann angenommen werden, dass im Inneren des Aufzeichnungsmediums die feinen Teilchen 1409, an denen das Farbmittel 1404 in einem monomolekularen Zustand adsorbiert oder gebunden ist, einen Beitrag zur Verbesserung des Farbentwicklungsvermögens leisten. Ferner kann angenommen werden, dass das Eindringen so eines flüssigen Mediums die Fixierbarkeit von Tinten verbessert.
Ferner erlaubt die Verwendung der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung, dass bei der Bildung der Anhäufungen 1411 feiner Teilchen, die in der Nähe der Oberfläche des vorstehend erwähnten Aufzeichnungsmediums vorhanden sind, innerhalb der Anhäufungen Poren mit einer bestimmten Größe gebildet werden. In der Flüssigkeitsansammlung 1407 kann ein gewisser Teil des Farbmittels 1404, das während des Eindringens in das Innere des Aufzeichnungsmediums 1403 nicht vollständig durch die feinen Teilchen 1409 adsorbiert worden ist, durch die Poren zusammen mit dem als Bestandteil enthaltenen flüssigen Medium in das Innere der Anhäufungen 1411 feiner Teilchen eindringen. In diesem Fall wird das Farbmittel 1404 in der Nähe der Einlässe von Poren oder an den Innenwänden der Poren in den Anhäufungen 1411 feiner Teilchen adsorbiert und dringt nur das als Bestandteil enthaltene Lösungsmittel in das Innere des Aufzeichnungsmediums 1403 ein, so dass eine möglichst große Menge des Farbmittels 1404 wirksam an der Oberfläche oder im Inneren der Anhäufungen 1411 feiner Teilchen adsorbiert werden kann und erlaubt werden kann, dass es in der Nähe der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums zurückbleibt. Ferner ist in dem Fall, dass das Farbmittel 1404 ein Farbstoff ist, der Porendurchmesser der Anhäufungen 1411 feiner Teilchen etwa so groß wie bis etwa einige Male so groß wie die Größe der Moleküle des in der Tinte vorhandenen Farbmittels 1404, so dass kaum eine Anhäufung zwischen den "Monomolekülen" des im Inneren der Poren adsorbierten Farbmittels 1404 auftritt, weshalb die Bildung eines idealen monomolekularen Zustandes möglich ist. Dadurch wird ein bedeutender Beitrag zu einer weiteren Verbesserung des Farbentwicklungsvermögens geleistet, so dass durch Aufzeichnung erzeugte Druckerzeugnisse mit einem breiteren Farbwiedergabebereich erhalten werden können.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird außerdem gezeigt, dass durch eine Einstellung des mittleren Teilchendurchmessers und der Teilchengrößenverteilung der in der flüssigen Mischung enthaltenen feinen Teilchen in vorgeschriebenen Bereichen eine gleichmäßige Bildung von Poren der vorstehend erwähnten Anhäufungen feiner Teilchen und eine Verminderung der auf grobe Teilchen zurückzuführenden Lichtstreuung erlaubt wird, so dass durch Aufzeichnung erzeugte Druckerzeugnisse mit stärker vermindertem weißem Schleier oder stärker verminderter Farbungleichmäßigkeit und mit einem ausgezeichneten breiteren Farbwiedergabebereich erhalten werden können. Gleichzeitig ist gefunden worden, dass in diesem Fall die flüssige Mischung eine homogene Dispersion der feinen Teilchen ist, so dass nicht leicht eine Anhäufung der feinen Teilchen oder Thixotrophie auftritt. Die flüssige Mischung der vorliegenden Erfindung zeigt nicht nur eine ausgezeichnete Langzeit-Lagerbeständigkeit in einer Umgebung mit niedriger Temperatur oder mit hoher Temperatur, sondern ist auch in Bezug auf die Verhinderung einer Verstopfung von Ausstoßköpfen ausgezeichnet und verhindert ferner das Auftreten von Fehlern bzw. Rissen, wenn die Oberfläche des Kopfes beim Regenerieren durch Absaugen abgewischt wird, und es können Bilder mit ausgezeichneter Haltbarkeit und Zuverlässigkeit erzeugt werden.
Die Erfinder haben gefunden, dass nicht nur die feinen Teilchen 1409, die in der flüssigen Mischung 1406 enthalten sind, sondern auch die Zusammensetzung des flüssigen Mediums, das Bestandteil der flüssigen Mischung und der Tinte ist, die physikalischen Eigenschaften der Poren der Anhäufungen 1411 feiner Teilchen beeinflusst. Sie haben auch gefunden, dass bei der Bildung von Anhäufungen feiner Teilchen unter Verwendung der flüssigen Mischung das Porenvolumen der Anhäufungen feiner Teilchen in einem vorgeschriebenen Porenradienbereich eine sehr starke Wechselbeziehung mit der Bilderzeugungsfähigkeit für die Erzeugung eines Bildes auf dem Aufzeichnungsmedium zeigt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die Einstellung der Porenradien und des Porenvolumens der Anhäufungen feiner Teilchen in vorgeschriebenen Bereichen, die erhalten wird, indem die flüssige Mischung einer vorgeschriebenen Behandlung unterzogen wird, eine der mehr bevorzugten Ausführungsformen.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung derart gestaltet, dass man feine Teilchen der flüssigen Mischung und das in der Tinte enthaltene Farbmittel an der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums in einer flüssigen Phase reagieren lässt, wobei die Untersuchungen, die die Erfinder angestellt haben, ferner gezeigt haben, dass die Verwendung einer anionischen oder kationischen wässrigen Tinte als Tinte sowie einer wässrigen flüssigen Mischung, die feine Teilchen, deren Oberfläche mit einer Polarität geladen ist, die der Polarität der wässrigen Tinte entgegengesetzt ist, in einem dispergierten Zustand enthält, als flüssige Mischung, die in Kombination mit der Tinte zu verwenden ist, besonders gute Ergebnisse verursachen kann. Das heißt, dass beispielsweise in dem Fall, dass das in der Tinte enthaltene Farbmittel anionisch ist, als feine Teilchen in der flüssigen Mischung kationische feine Teilchen verwendet werden können, was zu einer sehr wirksamen Adsorption des Farbmittels an der Oberfläche der feinen Teilchen in der flüssigen Mischung führt. Wenn andererseits der Versuch gemacht wird, unter Verwendung eines beschichteten Papiers für Tintenstrahl-Aufzeichnung eine Adsorption des Farbmittels zu erzie len, die auf demselben Niveau liegt wie diejenige, die durch die vorliegende Erfindung erreicht wird, ist eine große Menge von kationischen porösen feinen Teilchen erforderlich und ist es unbedingt notwendig, eine dicke Tinte aufnehmende Schicht zu bilden, die so dick ist, dass sie das Trägerpapier abschirmt. Aus diesem Grund kann die Verwendung eines beschichteten Papiers zu einer Verschlechterung des Gefüges des Aufzeichnungsmediums führen. Im Gegensatz dazu erfordert eine Bilderzeugung unter Verwendung der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung nur eine kleine Menge von feinen Teilchen als Bestandteil der flüssigen Mischung, so dass die Erzeugung guter Bilder, die keine Wahrnehmung von Unverträglichkeit im Gefüge zwischen dem bedruckten Bereich und dem nicht bedruckten Bereich verursachen, ohne Verschlechterung des Gefüges des Aufzeichnungsmediums möglich ist.
Im Gegensatz zu dem vorstehend unter (1) beschriebenen Stand der Technik, bei dem die Menge des Farbmittels selbst, das an der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums zurückbleibt, ungenügend ist, oder zu dem vorstehend unter (2) beschriebenen Stand der Technik, bei dem sogar in dem Fall, dass die Menge des an der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums zurückbleibenden Farbmittels ausreicht, wegen einer Anhäufung des Farbmittels weder ein ausreichender Farbwiedergabebereich noch eine ausreichende Sättigung erzielt werden kann, bleibt ferner bei dem Mechanismus, der durch die Gestaltung der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, das Farbmittel, das an der Oberfläche der feinen Teilchen adsorbiert worden ist, zusammen mit den feinen Teilchen an der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums zurück, und außerdem behält das Farbmittel den monomolekularen Zustand bei, so dass Bilder mit einem hohen Farbentwicklungsvermögen erhalten werden können.
Ferner kann die vorliegende Erfindung den Anschein erwecken, dass sie dem Verfahren, bei dem der Tinte eine flüssige Mischung, die feine Teilchen enthält, äußerlich zugesetzt wird, wie es vorstehend unter (3) als Beispiel für den Stand der Technik erwähnt wurde, in der Hinsicht ähnlich ist, dass im Rahmen der Erfindung Bilder erzeugt werden, indem eine flüssige Mischung, die feine Teilchen enthält, und eine Tinte, die ein Farbmittel enthält, auf die Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums aufgebracht werden. Wie vorstehend beschrieben wurde, lässt man jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung die flüssige Mischung und das Farbmittel absichtlich reagieren und werden die feinen Teilchen, die in der flüssigen Mischung enthalten sind, als Mittel zur Verhinderung der Anhäufung von Farbmittel (Bildung von Lack) angewendet, während nach dem vorstehend unter (3) beschriebenen Stand der Technik mit dem Aufbringen der feine Teilchen enthaltenden Lösung eine Modifizierung des Oberflächenzustandes des Aufzeichnungsmediums beabsichtigt ist, so dass sich dieser Stand der Technik von der vorliegenden Erfindung völlig unterscheidet. Mit anderen Worten, die Vorstellung, dass man eine chemische Reaktion zwischen den feinen Teilchen, die in der flüssigen Mischung enthalten sind, und dem in der Tinte enthaltenen Farbmittel vonstatten gehen lässt, ist nach dem Stand der Technik nicht offenbart. Außerdem gibt es zwischen den Aufzeichnungserzeugnissen, die durch das herkömmliche Aufzeichnungsverfahren erhalten werden, und den Aufzeichnungserzeugnissen, die durch die vorliegende Erfindung erhalten werden, einen deutlichen Qualitätsunterschied, der vermutlich einem dazwischen vorhandenen Unterschied im Mechanismus zuzuschreiben ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung können Bilder mit ausgezeichneter Bilddichte und Sättigung und auch mit ausgezeichneten Bildeigenschaften wie z.B. Fixierbarkeit erhalten werden.
Nachstehend werden die Bestandteile für die Bildung der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung, die Bestandteile für die Bildung der Tinte, die in Kombination mit der flüssigen Mischung verwendet wird, und ein Messverfahren, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewendet wird, ausführlich beschrieben.
Zuerst werden die hierin angewendeten Definitionen der kationischen Tinte oder der anionischen Tinte beschrieben. Wenn auf die Ioneneigenschaften (Ionizität) einer Tinte Bezug genommen wird, ist es auf dem Fachgebiet bekannt, dass die Tinte selbst nicht geladen ist und an sich neutral ist. Der hierin angewendete Begriff "anionische" Tinte oder "kationische" Tinte bezieht sich auf eine Tinte, die einen oder mehr als einen Bestandteil (beispielsweise ein Farbmittel) enthält, der eine anionische Gruppe oder eine kationische Gruppe hat und der derart eingestellt ist, dass sich so eine Gruppe in der Tinte als anionische Gruppe oder als kationische Gruppe verhalten kann. Dasselbe gilt auch für die anionische oder kationische flüssige Mischung.
<Flüssige Mischung>
Zuerst wird die flüssige Mischung der vorliegenden Erfindung beschrieben.
(Anhäufung feiner Teilchen)
Wie vorher unter Bezugnahme auf den Aufzeichnungsmechanismus beschrieben wurde, bilden in dem Fall, dass bei der Bilderzeugung die flüssige Mischung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, vorgeschriebene feine Teilchen, die darin enthalten sind, in der Nähe der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums Anhäufungen feiner Teilchen. Im Inneren solcher Anhäufungen werden Poren mit bestimmten Größen gebildet. Das Farbmittel, das allein in der Tinte vorhanden ist, während die Tinte in das Innere des Aufzeichnungsmediums eindringt, dringt dann auch in das Innere der Poren der Anhäufungen feiner Teilchen ein und wird in der Nähe der Einlässe der Poren oder an ihren Innenwänden in einem idealen monomolekularen Zustand adsorbiert, so dass das Farbmittel in größeren Mengen in der Nähe der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums zurückbleibt, wodurch Aufzeichnungserzeugnisse mit einem ausgezeichneteren Farbentwicklungsvermögen erhalten werden können.
Es wird infolgedessen bevorzugt, dass die flüssige Mischung der vorliegenden Erfindung derart aufgebaut ist, dass die Anhäufungen feiner Teilchen mit geeigneten Poren gebildet werden können, wenn ein Bild erzeugt wird. Hierbei können die Poren, die aus den in der flüssigen Mischung enthaltenen feinen Teilchen gebildet werden, durch das folgende Verfahren gemessen werden. Das heißt, Anhäufungen feiner Teilchen, die aus der flüssigen Mischung, die mindestens feine Teilchen und ein Lösungsmittel enthält, erhalten werden, werden durch das nachstehend beschriebene Verfahren einer Messung in Bezug auf das Porenvolumen in einem vorgeschriebenen Porenradienbereich unterzogen, und die flüssige Mischung wird derart aufgebaut, dass so ein Wert in einem geeigneten Bereich liegt, wobei der vorstehend erwähnte Aufzeichnungsmechanismus durchgeführt wird, um die Erzeugung guter Bilder zu ermöglichen. Bei der Messung der physikalischen Eigenschaften der Anhäufungen feiner Teilchen wird zuerst die flüssige Mischung als Messgegenstand durch die folgenden Verfahrensschritte vorbehandelt:

(1) Eine flüssige Mischung, die feine Teilchen enthält, wird 10 h lang bei 120°C in einer atmosphärischen Umgebung getrocknet, damit im Wesentlichen das gesamte Lösungsmittel bis zur Trockne verdampft wird;
(2) die Temperatur des vorstehend beschriebenen getrockneten Produkts wird in 1 h von 120°C auf 700°C erhöht, und dann wird das Produkt 3 h lang bei 700°C calciniert; und
(3) nach dem Calcinieren wird das calcinierte Produkt langsam auf Umgebungstemperatur zurückgebracht, und das calcinierte Produkt wird beispielsweise unter Anwendung einer Achatreibschale pulverisiert, um Pulver zu bilden.

Der Grund für die Durchführung der vorstehend erwähnten Vorbehandlung ist hierbei, dass aus der flüssigen Mischung durch Trocknen Anhäufungen feiner Teilchen gebildet werden und das Lösungsmittel, das als Bestandteil in der flüssigen Mischung enthalten ist, durch Calcinieren vollständig entfernt wird, wodurch bewirkt wird, dass das Innere der Poren leer wird, um darin einen Hohlraum zu bilden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann als Verfahren zur Messung der Porenradien und des Porenvolumens von Poren der Anhäufungen feiner Teilchen vorteilhaft eine Stickstoffadsorptions- und -desorptionsmethode angewendet werden. Es wird festge stellt, dass bei einem derartigen Aufbau der flüssigen Mischung, dass die durch diese Methode gemessenen Größen von Poren der Anhäufungen feiner Teilchen derart sind, dass das Porenvolumen bei einem Porenradius im Bereich von 3 bis 30 nm einen Wert von 0,4 ml/g oder mehr hat und das Porenvolumen bei einem Porenradius von mehr als 30 nm einen wert von 0,1 ml/g oder weniger hat, die Adsorption des Farbmittels wegen des Eindringens des Farbmittels und des als Bestandteil enthaltenen Lösungsmittels in das Innere der Poren der Anhäufungen vorteilhaft vonstatten geht und ein gutes Farbentwicklungsvermögen aufrechterhalten wird, so dass die Erzeugung guter Bilder möglich ist.
Infolgedessen ist für Anhäufungen feiner Teilchen, die gebildet werden, wenn die zu messende flüssige Mischung der vorstehend beschriebenen Vorbehandlung unterzogen wird, als Messverfahren zur Ermittlung des Farbentwicklungsverhaltens von Bildern, die unter Verwendung der lässigen Mischung erzeugt werden, die Messung des Aufnahmevermögens bei Poren mit einem Radius im Bereich von 3 bis 30 nm und bei Poren mit einem Radius von mehr als 30 nm wirksam. Als Verfahren zur Messung physikalischer Eigenschaften von Poren, die in solchen Bereichen liegen, wird ein Verfahren, bei dem eine Stickstoffadsorptions- und -desorptionsmethode angewendet wird, am meisten bevorzugt. Porenradius und Porenvolumen können durch das Verfahren von Barrett u.a. (J. Am. Chem. Soc., Bd. 73, 373, 1951) nach 8-stündiger Entlüftung bzw. Entgasung der Probe der vorbehandelten flüssigen Mischung unter Vakuum bei 120°C unter Messung mit einer Stickstoffadsorptions- und -desorptionsmethode erhalten werden. Gemäß einem weiteren bevorzugten Messverfahren wird das Porenvolumen der in den Anhäufungen feiner Teilchen gebildeten Poren bei einem Porenradius im Bereich von 3 bis 20 nm und bei einem Porenradius von mehr als 20 nm gemessen. Diese Bereiche sind für die Messung des Farbentwicklungsvermögens vorzuziehen, weil in diesen Bereichen im Fall der Verwendung von Farbstoffen als Farbmittel eine weiter verbesserte Farbentwicklung bzw. ein weiter verbessertes Anfärbevermögen erhalten werden kann.
(Porenradien und Porenvolumen von Anhäufungen feiner Teilchen)
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann angenommen werden, dass die Porenradien der Anhäufungen feiner Teilchen im Hinblick auf ein schnelles Eindringen des Farbmittels, eine Adsorption des Farbmittels in der Nähe der Einlässe und an den Innenwänden von Poren und die Verhinderung einer Anhäufung des Farbmittels im Inneren der Poren vorzugsweise im Bereich von 3 bis 30 nm liegen. Außerdem müssen die Poren gleichzeitig ein bestimmtes Aufnahmevermögen haben, damit das Farbmittel in einer Menge eingebaut wird, die ausreicht, um zu einer Erhöhung des Farbentwicklungsvermögens beizutragen. Des weiteren kann angenommen werden, dass eine Zunahme des Porenvolumens zu einer Erhöhung der Porenzahl in den Anhäufungen feiner Teilchen führt, so dass nicht nur die Menge, in der das Farbmittel im Inneren der Poren adsorbiert wird, sondern auch die Menge, in der das Farbmittel in der Nähe der Einlässe der Poren adsorbiert wird, zunimmt.
Infolgedessen hat die flüssige Mischung, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung zweckmäßig verwendet wird, unter diesen Gesichtspunkten vorzugsweise bei einem Porenradius im Bereich von 3 bis 30 nm ein Porenvolumen von 0,4 ml/g oder mehr und bei einem Porenradius im Bereich von mehr als 30 nm ein Porenvolumen von 0,1 ml/g oder weniger, wenn die Poren in den Anhäufungen feiner Teilchen durch die vorstehend erwähnte Methode gemessen werden. Das heißt, beim Aufbau der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung bewirkt eine Einstellung der Porenradien und des Porenvolumens der Poren in den Anhäufungen feiner Teilchen in den vorstehend erwähnten Bereichen, dass die Adsorption des Farbmittels wegen des Eindringens des Farbmittels und des als Bestandteil enthaltenen Lösungsmittels in das Innere der Poren der Anhäufungen feiner Teilchen wirksamer ist, so dass eine noch stärkere Erhöhung des Farbentwicklungsvermögens erzielt wird.
Bei einem mehr bevorzugten Bereich ist die flüssige Mischung der vorliegenden Erfindung derart aufgebaut, dass das Porenvo lumen bei einem Porenradius im Bereich von 3 bis 20 nm einen Wert von 0,4 ml/g oder mehr hat und das Porenvolumen bei einem Porenradius von mehr als 20 nm einen Wert von 0,1 ml/g oder weniger hat. Durch das Vorhandensein vieler Poren mit einem Porenradius im Bereich von 3 bis 20 nm wird das Farbentwicklungsvermögen weiter erhöht, so dass Bilder mit einem breiteren Farbwiedergabebereich erzeugt werden können. Der Porenradius und das Porenvolumen der Poren der aus der flüssigen Mischung gebildeten Anhäufungen feiner Teilchen verändern sich in Abhängigkeit nicht nur von der chemischen Spezies, der Gestalt und der Größe der enthaltenen feinen Teilchen, sondern auch von der Lösungsmittelart und anderen Zusatzstoffen und den Anteilen dieser Bestandteile, so dass angenommen werden kann, dass durch Einstellung dieser Bedingungen der Zustand, in dem Anhäufungen feiner Teilchen gebildet werden, eingestellt bzw. gesteuert werden kann.
(Wirkung feiner Teilchen)
Wirkungen, die bei feinen Teilchen, die in der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung enthalten sind und durch die die vorliegende Erfindung gekennzeichnet ist, erwünscht sind, umfassen die nachstehend angegebenen Wirkungen (1) und (2). Diese Wirkungen können durch eine Art oder durch zwei oder mehr Arten von feinen Teilchen erzielt werden.

(1) Wenn die feinen Teilchen mit einer Tinte vermischt werden, kann das Farbmittel an der Oberfläche adsorbiert werden, ohne dass sich das Farbentwicklungsvermögen, das dem Farbmittel eigen ist, verschlechtert.
(2) Wenn die feinen Teilchen mit einer Tinte vermischt oder auf ein Aufzeichnungsmedium aufgebracht werden, nimmt die Dispersionsstabilität ab, so dass feine Teilchen auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums zurückbleiben.

Bevorzugte Eigenschaften der feinen Teilchen zur Erzielung der vorstehend beschriebenen Wirkung (1) umfassen beispielsweise eine Ionizität der feinen Teilchen, deren Polarität der Polarität der Ionizität des damit in Kombination verwendeten Farbmit tels entgegengesetzt ist. Die Verwendung von feinen Teilchen, die so eine Eigenschaft haben, erlaubt eine elektrostatische Adsorption des Farbmittels an der Oberfläche der feinen Teilchen. Wenn das Farbmittel, das in einer Tinte verwendet wird, beispielsweise anionisch ist, werden kationische feine Teilchen verwendet. Andererseits werden anionische feine Teilchen verwendet, wenn das Farbmittel kationisch ist. Einflussgrößen für eine Farbmitteladsorption umfassen außer der vorstehend beschriebenen Ionizität Größe und Masse oder Aufbau der Oberfläche feiner Teilchen. Poröse feine Teilchen, die an ihrer Oberfläche viele Poren haben, zeigen beispielsweise ein einzigartiges Adsorptionsverhalten und können Farbmittel in Abhängigkeit von einer Vielzahl von Einflussgrößen wie z.B. der Größe, dem Aufbau u.dgl. der Poren in einer guten Weise adsorbieren.
Die vorstehend beschriebene Wirkung (2) wird durch die Wechselwirkung der feinen Teilchen mit der Tinte oder dem Aufzeichnungsmedium verursacht. Infolgedessen kann diese durch jeden Aufbau erzielt werden. Die feinen Teilchen können beispielsweise die Eigenschaft haben, dass ihre Ionizität der Ionizität der Bestandteile der Tintenmischung oder der Bestandteile des Aufzeichnungsmediums entgegengesetzt ist. Die Koexistenz eines Elektrolyten in der Tinte oder der flüssigen Mischung beeinflusst die Dispersionsstabilität der feinen Teilchen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es erwünscht, eine derartige Regelung zu treffen, dass eine der vorstehend beschriebenen Wirkungen (1) und (2) sofort erzielt werden kann, wenn die Tinte und die flüssige Mischung vermischt werden. Es wird ferner mehr bevorzugt, eine derartige Regelung zu treffen, dass beide vorstehend beschriebenen Wirkungen (1) und (2) sofort erzielt werden können, wenn die Tinte und die flüssige Mischung vermischt werden.
(Mittlerer Teilchendurchmesser und Teilchengrößenverteilung feiner Teilchen)
Die flüssige Mischung der vorliegenden Erfindung ist durch den mittleren Teilchendurchmesser und die Teilchengrößenverteilung der in der flüssigen Mischung dispergierten feinen Teilchen ge kennzeichnet. Im Einzelnen ist sie dadurch gekennzeichnet, dass feine Teilchen verwendet werden, bei denen der durch eine dynamische Lichtstreuungsmethode gemessene mittlere Teilchendurchmesser der feinen Teilchen im Bereich von 30 bis 200 nm liegt, wobei der 10-%-Summenwert der Streuintensität bei 10 nm oder darüber liegt und der 90-%-Summenwert bei 300 nm oder darunter liegt. Hier bedeutet der Begriff "mittlerer Teilchendurchmesser" einen Wert, der durch eine Kumulanten-Analysenmethode erhalten wird, gemäß der eine feinen Teilchen zuzuschreibende Verteilung der Streuintensität, die durch eine dynamische Lichtstreuungsmethode ermittelt wird, auf eine Normalverteilung angewendet wird, um den mittleren Teilchendurchmesser zu berechnen. Die hierin angewendete Teilchengrößenverteilung wird aus einer Häufigkeitsverteilung durch Analyse der Streuintensität, die durch eine dynamische Lichtstreuungsmethode gemäß einer Marquardt-Analysenmethode, bei der eine Histogrammmethode angewendet wird, ermittelt wird, erhalten. Die Teilchengrößenverteilung feiner Teilchen wird aus Teilchendurchmessern erhalten, die dem 10-%- und dem 90-%-Summenwert der Streuintensität entsprechen, wenn die Streuintensität vom kleinsten Teilchendurchmesser ausgehend summiert wird. Diese Messungen können vorteilhaft unter Anwendung eines Geräts, mit dem die Teilchengrößenverteilung durch eine dynamische Lichtstreuungsmethode gemessen werden kann, wie z.B. eines Elektrophorese-Streulichtphotometers [ELS-8000 (Handelsname, hergestellt von Otsuka Electronics Co., Ltd.] durchgeführt werden. Die vorstehend erwähnte Analysenbehandlung kann unter Anwendung der beigefügten Systemunterlagen (Software) durchgeführt werden.
Die flüssige Mischung der vorliegenden Erfindung hat eine verbesserte Dispersionsstabilität, weil der mittlere Teilchendurchmesser und die Teilchengrößenverteilung der zur Bildung der Mischung verwendeten feinen Teilchen in den vorstehend beschriebenen Bereichen liegen, so dass sogar im Fall einer langen Lagerung der flüssigen Mischung in einer Umgebung mit niedriger Temperatur oder mit hoher Temperatur nicht leicht eine Anhäufung oder Sedimentation feiner Teilchen, eine Entwicklung von Thixotropie u.dgl. auftreten. Die flüssige Mischung der vorliegenden Erfindung enthält ferner weniger grobe Teilchen mit einer Größe von mehr als 300 nm, so dass das Auftreten von Fehlern bzw. Rissen auf dem Aufzeichnungskopf beim Abwischen der Oberfläche des Aufzeichnungskopfes während des kontinuierlichen Druckens und des Regenerierens durch Absaugen wirksam verhindert werden kann, wodurch die Haltbarkeit des Aufzeichnungskopfes beträchtlich verbessert werden kann.
Da im Fall der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung die feinen Teilchen, die sie bilden, eine gleichmäßige Teilchengröße haben, so dass die Poren der Anhäufungen feiner Teilchen, die auf dem Aufzeichnungsmedium gebildet werden, wie früher beschrieben wurde, dazu neigen, gleichmäßig zu sein, und eine Lichtstreuung grober Teilchen in geringerem Maße auftritt, erlaubt bei der Bilderzeugung die Verwendung der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung zusammen mit einer Tinte eine wirksame Adsorption des Farbmittels und einen verbesserten Wirkungsgrad der Farbentwicklung, wodurch die Erzeugung von aufgezeichneten Bildern mit einem breiteren Farbwiedergabebereich ermöglicht wird. Da ferner die Adsorption des Farbmittels an feinen Teilchen oder an Anhäufungen feiner Teilchen in einem gleichmäßigeren Zustand stattfindet, können auch bei flächenhaften Bildbereichen, wo nicht nur Primärfarbe, sondern auch Sekundärfarbe in einer großen Menge aufgebracht wird, Bilder erhalten werden, die in Bezug auf Homogenität, Farbungleichmäßigkeit, streifenförmige Ungleichmäßigkeit usw. gut sind. Das heißt, es kann angenommen werden, dass die Verwendung der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung, in der die feinen Teilchen einen mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 30 bis 200 nm und einen 10-%-Summenwert bei 10 nm oder darüber und einen 90-%-Summenwert bei 300 nm oder darunter zeigen, zur Bildung von Anhäufungen feiner Teilchen führt, die für die Erzeugung von Bildern mit einem guten Farbentwicklungsvermögen, wie es vorstehend beschrieben wurde, vorzuziehen sind, wobei Anhäufungen, die ein Porenvolumen von 0,4 ml/g oder mehr bei einem Porenradius im Bereich von 3 bis 30 nm und ein Porenvolumen von 0,1 ml/g oder weniger bei einem Porenradius im Bereich von mehr als 30 nm haben, und insbesondere Anhäufungen, die ein Porenvo lumen von 0,4 ml/g oder mehr bei einem Porenradius im Bereich von 3 bis 20 nm und ein Porenvolumen von 0,1 ml/g oder weniger bei einem Porenradius im Bereich von mehr als 20 nm haben, bevorzugt werden.
Ein mehr bevorzugter Bereich des mittleren Teilchendurchmessers und der Teilchengrößenverteilung der in der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung dispergierten feinen Teilchen ist ein Bereich von 50 bis 120 nm, wobei der 10-%-Summenwert der Streuintensität bei 20 nm oder darüber und der 90-%-Summenwert bei 250 nm oder darunter liegt. In diesen Bereichen können mit der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung Bilder erzeugt werden, die eine stärker verbesserte Zuverlässigkeit und stärker verbesserte Bildeigenschaften, wie sie vorstehend beschrieben wurden, haben, und die flüssige Mischung ist gleichzeitig in Bezug auf eine Verhinderung der Verstopfung in den Düsen des Aufzeichnungskopfes ausgezeichnet.
Nachstehend werden als bevorzugte Ausführungsformen der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung flüssige Mischungen, die kationische bzw. anionische feine Teilchen enthalten, ausführlich beschreben.
[Kationische flüssige Mischung]
Die kationische flüssige Mischung umfasst beispielsweise eine flüssige Mischung, die feine Teilchen mit kationischen Gruppen an ihrer Oberfläche und Säure enthält, wobei die feinen Teilchen stabil dispergiert sind. Eine bevorzugte kationische flüssige Mischung, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignet ist, umfasst beispielsweise eine flüssige Mischung, die Säure enthält und einen pH-Wert hat, der auf 2 bis 7 eingestellt ist, oder ein Zetapotenzial von +5 bis +90 mV hat.
(pH-Wert und Zetapotenzial)
Hier wird das Zetapotenzial der flüssigen Mischung beschrieben. Zuerst wird das Grundprinzip des Zetapotenzials erläutert. Bei einem System, bei dem in einer Flüssigkeit ein Feststoff dispergiert ist, und in dem Fall, dass an der Oberfläche der festen Phase freie Ladungen vorhanden sind, tritt in der flüssigen Phase in der Nähe der Grenze der festen Phase im Allgemeinen eine geladene Schicht mit der entgegengesetzten Ladung auf, damit elektrische Neutralität aufrechterhalten wird. Dies wird als elektrische Doppelschicht bezeichnet, und eine Potenzialdifferenz, die auf die elektrische Doppelschicht zurückzuführen ist, wird als Zetapotenzial bezeichnet. Wenn das Zetapotenzial positiv (+) ist, ist die Oberfläche der feinen Teilchen kationisch, während die Oberfläche der feinen Teilchen anionisch ist, wenn sie negativ (–) ist. Ein höherer Absolutwert bedeutet im Allgemeinen eine stärkere elektrostatische Abstoßungskraft zwischen den feinen Teilchen, und es heißt, dass so eine flüssige Mischung eine gute Dispergierbarkeit zeigt. Gleichzeitig wird angenommen, dass die Ionizität der Oberfläche der feinen Teilchen hoch ist. Das heißt, im Fall von kationischen feinen Teilchen bedeutet ein höheres Zetapotenzial eine höhere Kationizität, was eine stärkere Kraft zur Anziehung der in der Tinte enthaltenen anionischen Verbindungen bedeutet.
Ferner haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung ausgedehnte Untersuchungen über die Beziehung zwischen dem Zetapotenzial der zur Bilderzeugung verwendeten flüssigen Mischung und der Bildqualität des erzeugten Bildes angestellt, und sie haben als Ergebnis gefunden, dass ein auf dem Aufzeichnungsmedium erzeugter farbiger Bereich ein besonders ausgezeichnetes Farbentwicklungsvermögen zeigt, wenn eine flüssige Mischung verwendet wird, die ein Zetapotenzial im Bereich von +5 bis +90 mV hat. Obwohl die Ursache für dieses Phänomen nicht klar genug ist, wird vermutet, dass die Kationizität der feinen Teilchen das Auftreten einer plötzlichen Anhäufung der anionischen Verbindung (des anionischen Farbmittels) zweckmäßig verhindert, so dass die anionische Verbindung dünn und gleichmäßig an der Oberfläche der feinen Teilchen adsorbiert werden kann, wodurch verhindert wird, dass das Farbmittel makroskopische Lackflecke bildet, was dazu führt, dass das Farbmittel das ihm eigene Farbentwicklungsvermögen in einem besseren Zustand zeigen kann.
Ferner kann in Betracht gezogen werden, dass die feinen Teilchen in der kationischen flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung schließlich einen instabilen Dispersionszustand annehmen, während sie sogar nach Adsorption der anionischen Verbindung an der Oberfläche der feinen Teilchen eine schwache Kationizität zeigen, wodurch die feinen Teilchen während ihrer Anhäufung leicht an der Oberfläche einer anionischen Substanz wie z.B. Cellulosefasern, die in dem Aufzeichnungsmedium vorhanden ist, adsorbiert werden, so dass die feinen Teilchen leicht in der Nähe der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums zurückbleiben können.
Es kann angenommen werden, dass als Ergebnis ausgezeichnete Wirkungen erzielt werden, wie sie nachstehend beschrieben werden. Das heißt, die Verwendung der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung kann zu einem ausgezeichneten Farbentwicklungsvermögen, das so gut ist wie beim Drucken auf einem beschichteten Papier für Tintenstrahlaufzeichnung, sogar in einem Bildbereich, wo viel Tinte aufgebracht wird, wie z.B. einem Schattenbereich oder einem flächenhaften Bildbereich, zur Erzielung von weniger weißem Schleier oder weniger Farbungleichmäßigkeit und zu Bildern mit ausgezeichneter Farbhomogenität führen. Da anionische Verbindungen wie z.B. Farbmittel sehr wirksam an den Oberflächen der feinen Teilchen adsorbiert werden, so dass eine Farbe entwickelt wird, die mit der Farbe auf einem beschichteten Papier vergleichbar ist, kann ferner die Menge, in der kationische feine Teilchen aufgebracht werden, vermindert werden. Infolgedessen können im Einzelnen beim Drucken auf Normalpapier gute Bilder, die in dem bedruckten Bereich eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit haben, erhalten werden, ohne dass sich das Gefüge des Papiers verschlechtert. Bei einem mehr bevorzugten Bereich des Zetapotenzials, beispielsweise in dem Fall, dass eine flüssige Mischung, die kationische feine Teilchen enthält, mit einem Zetapotenzial im Bereich von +10 bis +85 mV verwendet wird, wird die Grenze zwischen Punkten eines flächenhaften Drucks undeutlich und kann eine noch stärkere Verminderung von streifenförmiger Ungleichmäßigkeit, die auf die Abtastung mit dem Kopf zurückzuführen ist, erzielt wer den. Ferner kann die Verwendung einer flüssigen Mischung, die kationische feine Teilchen enthält, mit einem Zetapotenzial im Bereich von +15 bis +65 mV Bilder liefern, die unabhängig von der Art des zu verwendenden Papiers ein ganz ausgezeichnetes Farbentwicklungsvermögen zeigen.
Der pH-Wert der kationischen flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung liegt in Anbetracht der Lagerbeständigkeit und der Adsorption der anionischen Verbindung in der Nähe von 25°C vorzugsweise im Bereich von 2 bis 7. In diesem pH-Bereich verursacht die flüssige Mischung im Fall ihrer Mischung mit anionischer Tinte keine beträchtliche Verminderung der Stabilität der anionischen Verbindung, wodurch keine starke Anhäufung zwischen den anionischen Verbindungen verursacht wird, so dass eine Abnahme der Sättigung des aufgezeichneten Bildes oder die Erzeugung von dunklen bzw. unklaren Bildern wirksam verhindert werden kann. Ferner ist in diesem pH-Bereich der Dispersionszustand kationischer feiner Teilchen gut, so dass die Lagerbeständigkeit und die Ausstoßstabilität der flüssigen Mischung beim Ausstoßen aus Aufzeichnungsköpfen in einem guten Zustand erhalten werden können. Wenn die flüssige Mischung mit einer Tinte vermischt wird, wird die anionische Substanz ferner vollständig an der Oberfläche der kationischen feinen Teilchen adsorbiert, so dass ein übermäßiges Eindringen des Farbmittels in das Innere des Aufzeichnungsmediums verhindert werden kann und durch Tintenstrahl-Aufzeichnung erhaltene Druckerzeugnisse mit ausgezeichnetem Farbentwicklungsvermögen erhalten werden können. Ein mehr bevorzugter pH-Bereich ist ein pH-Wert von 3 bis 6. In diesem pH-Bereich kann eine Korrosion von Aufzeichnungsköpfen, die auf eine verlängerte Lagerung zurückzuführen ist, sehr wirksam verhindert werden, und gleichzeitig wird außerdem die Abriebfestigkeit des bedruckten Bereichs erhöht.
(Kationische feine Teilchen)
Als Nächstes werden die Bestandteile beschrieben, die die kationische flüssige Mischung der vorliegenden Erfindung bilden. Die kationischen feinen Teilchen, die als erster Bestandteil bezeichnet werden, müssen zur Erzielung der vorstehend erwähnten Wirkungen in der flüssigen Mischung in dispergiertem Zustand enthalten sein, so dass die feinen Teilchen selbst an der Oberfläche Kationizität zeigen. Dadurch, dass die Oberfläche der Teilchen kationisch gemacht wird, erlaubt die kationische Oberfläche der feinen Teilchen beim Vermischen der flüssigen Mischung mit einer anionischen Tinte eine schnelle Adsorption des anionischen Farbmittels an der Oberfläche der Teilchen und verhindert ein übermäßiges Eindringen des Farbmittels in das Innere des Aufzeichnungsmediums, so dass durch Tintenstrahl-Aufzeichnung Druckerzeugnisse mit hoher Bilddichte erhalten werden können. Andererseits häuft sich in dem Fall, dass die Oberfläche der feinen Teilchen nicht kationisch ist und die feinen Teilchen in der flüssigen Mischung von der kationischen Verbindung getrennt vorhanden sind, das Farbmittel um die kationische Verbindung herum an, so dass sich das Farbentwicklungsvermögen des Farbmittels selbst verschlechtert, und es ist infolgedessen schwierig, ein Farbentwicklungsvermögen auf dem Niveau eines beschichteten Papiers zu verwirklichen. Aus diesem Grund müssen die feinen Teilchen, die in der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung verwendet werden, eine kationische Oberfläche haben. Als Material für die Bildung der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung können jedoch zweckmäßig nicht nur feine Teilchen, die von Natur aus kationisch sind, sondern auch die feinen Teilchen, die von Natur auf elektrostatisch anionisch oder neutral sind, verwendet werden, solange sie durch eine Behandlung an ihrer Oberfläche kationisch gemacht werden.
Die kationischen feinen Teilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung zweckmäßig verwendet werden, können die Aufgabe der vorliegenden Erfindung vollständig lösen, solange sie in den auf einem Aufzeichnungsmedium gebildeten Anhäufungen der feinen Teilchen Poren bilden können, so dass es für die Art des Materials der feinen Teilchen keine besondere Einschränkung gibt. Bestimmte Beispiele für so ein Material umfassen z.B. Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Aluminiumoxidhydrate, Titandioxid, Zirkoniumdioxid, Boroxid, Siliciumdioxid-Boroxid, Cerdioxid, Magnesiumoxid, Siliciumdioxid-Magnesiumoxid, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Zinkoxid, Hydrotalcit usw., feine Teilchen von Komplexen dieser Materialien, organische feine Teilchen, anorganisch-organische Komplexe feiner Teilchen usw., wobei diese kationisch gemacht worden sind. In der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung können sie einzeln verwendet werden, oder es können zwei oder mehr von ihnen in Kombination verwendet werden.
Von den vorstehend beschriebenen werden insbesondere feine Teilchen, die aus Aluminiumoxidhydraten hergestellt sind, bevorzugt, weil sie an der Oberfläche der Teilchen positive Ladungen haben. Ferner wird in Anbetracht dessen, dass das Farbentwicklungsvermögen, die Farbhomogenität, die Lagerbeständigkeit usw. ausgezeichnet sind, die Verwendung von Aluminiumoxidhydraten, die bei der Röntgenbeugung eine Böhmitstruktur zeigen, bevorzugt. Die Aluminiumoxidhydrate sind durch die folgende allgemeine Formel definiert: Al₂O_3-n(OH)_2n·mH₂O worin n 0 oder eine der ganzen Zahlen von 1 bis 3 bezeichnet und m 0 bis 10 und vorzugsweise 0 bis 5 bezeichnet. Der Ausdruck "mH₂O" zeigt in vielen Fällen eine abtrennbare Wasserphase an, die nicht an der Bildung von Kristallgittern beteiligt ist, so dass m einen nicht ganzzahligen Wert annehmen kann. m und n dürfen jedoch nicht gleichzeitig 0 (Null) bezeichnen.
Im Allgemeinen ist der Kristall von Aluminiumoxidhydrat, das eine Böhmitstruktur hat, eine laminare Verbindung, deren (020)-Ebene eine Makroebene bildet, und zeigt im Röntgenbeugungsbild einen einzigartigen Beugungspeak. Es kann zusätzlich zu der Struktur des vollkommenen Böhmits die Struktur eines so genannten Pseudoböhmits annehmen, der zwischen den Schichten in der (020)-Ebene überschüssiges Wasser enthält. Das Röntgenbeugungsbild des Pseudoböhmits zeigt einen Beugungspeak, der breiter ist als der des vollkommenen Böhmits.
Da Böhmit und Pseudoböhmit nicht klar voneinander unterschieden werden können, werden beide im Rahmen der vorliegenden Erfin dung zusammen als Aluminiumoxidhydrat, das eine Böhmitstruktur hat, (nachstehend einfach "Aluminiumoxidhydrat" genannt) bezeichnet. Der Abstand der (020)-Gitterebenen und die Kristalldicke in der Richtung von (020) können erhalten werden, indem Peaks gemessen werden, die bei einem Beugungswinkel von 2θ = 14 bis 15° auftreten, und unter Anwendung des Beugungswinkels 2θ und der Halbwertsbreite B Berechnungen gemäß der Formel von Bragg für den Abstand von Gitterebenen und der Formel von Scherrer für die Kristalldicke durchgeführt werden. Der Abstand der (020)-Ebenen kann als Anhaltspunkt für Hydrophilie/Hydrophobie von Aluminiumoxidhydraten angewendet werden. Für das Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxidhydraten, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, gibt es keine besondere Einschränkung, und es kann jedes verfahren angewendet werden, mit dem Aluminiumoxidhydrate, die eine Böhmitstruktur haben, hergestellt werden können. Die Aluminiumoxidhydrate können beispielsweise durch ein bekanntes Verfahren wie z.B. Hydrolyse von Aluminiumalkoxiden, Hydrolyse von Natriumaluminat usw. hergestellt werden.
Aluminiumoxidhydrat, das gemäß der Röntgenbeugungsanalyse amorph ist, kann verwendet werden, nachdem es zu seiner Umwandlung in Aluminiumoxidhydrat, das eine Böhmitstruktur hat, einer Wärmebehandlung bei 50°C oder darüber in Gegenwart von Wasser unterzogen worden ist, wie es in JP 56-120508 A offenbart ist. Im Einzelnen wird vorzugsweise ein Verfahren angewendet, bei dem einem langkettigen Aluminiumalkoxid Säure zugesetzt wird, um Hydrolyse/Entflockung zu bewirken, so dass ein Aluminiumoxidhydrat erhalten wird. Hierin bedeutet "langkettiges Aluminiumalkoxid" ein Alkoxid, das beispielsweise fünf oder mehr Kohlenstoffatome hat. Ferner wird die Verwendung eines Alkoxids mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen bevorzugt, weil in diesem Fall die Entfernung des Alkoholbestandteils und die Beherrschung bzw. Einstellung der Gestalt des Aluminiumoxidhydrats während des Herstellungsverfahrens erleichtert werden, wie später beschrieben wird.
Als Säure, die dem vorstehend beschriebenen langkettigen Aluminiumalkoxid zuzusetzen ist, kann eine Säure oder können zwei oder mehr Säuren verwendet werden, die frei aus organischen Säuren und anorganischen Säuren ausgewählt werden. In Anbetracht des Reaktionswirkungsgrades der Hydrolyse und der Beherrschung bzw. Einstellung der Gestalt und der Dispergierbarkeit der erhaltenen Aluminiumoxidhydrate ist die Verwendung von Salpetersäure am meisten vorzuziehen. Anschließend an diesen Schritt kann eine hydrothermale Synthese durchgeführt werden, um den Teilchendurchmesser einzustellen. Wenn eine hydrothermale Synthese unter Verwendung einer salpetersäurehaltigen Dispersion von Aluminiumoxidhydrat durchgeführt wird, wird die Salpetersäure, die in der wässrigen Lösung enthalten ist, als Nitratgruppe an der Oberfläche des Aluminiumoxidhydrats eingebaut, so dass die Dispergierbarkeit des Hydrats in Wasser verbessert werden kann. Ferner kann durch Zusatz einer Säure zu einer Aufschlämmung von Aluminiumoxidhydrat, falls dies zweckmäßig ist, um den pH-Wert nach der hydrothermalen Synthese einzustellen, und durch ihre anschließende Einengung eine sehr stabile Aufschlämmung von Aluminiumoxidhydrat mit einem hohen Feststoffgehalt hergestellt werden. In dem Fall, dass so eine Aufschlämmung verwendet wird, kann eine flüssige Mischung mit einer ausgezeichneten Dispersionsstabilität der feinen Aluminiumoxidhydratteilchen hergestellt werden, ohne dass ein äußerer Zusatz der nachstehend beschriebenen Säuren erforderlich ist.
Das Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxidhydraten durch die Hydrolyse des vorstehend erwähnten langkettigen Aluminiumalkoxids hat im Vergleich zu dem Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxidhydrogel oder kationischem Aluminiumoxid den Vorteil, dass es nicht leicht durch Fremdstoffe wie z.B. verschiedene Arten von Ionen verunreinigt wird. Ferner hat die Verwendung eines langkettigen Aluminiumalkoxids im Vergleich zu dem Fall, dass ein kurzkettiges Aluminiumalkoxid wie z.B. Aluminiumisopropoxid verwendet wird, den Vorteil, dass die Entziehung von Alkohol im Fall eines langkettigen Alkohols, der bei der Hydrolyse des langkettigen Aluminiumalkoxids zu Aluminiumoxid hydrat entzogen wird, vollständig durchgeführt werden kann. Bei dem vorstehend angegebenen Verfahren wird es bevorzugt, dass der pH-Wert der Lösung während der Einleitung der Hydrolyse auf weniger als 6 eingestellt wird. Ein pH-wert, der über 8 liegt, ist nicht vorzuziehen, weil das schließlich erhaltene Aluminiumoxidhydrat kristallin wird.
Als Aluminiumoxidhydrat, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verwenden ist, kann auch Aluminiumoxidhydrat, das ein Metalloxid wie z.B. Titandioxid enthält, verwendet werden, solange es bei der Röntgenbeugungsanalyse eine Böhmitstruktur zeigt. Der auf das Aluminiumoxidhydrat bezogene Gehalt an einem Metalloxid wie z.B. Titandioxid beträgt vorzugsweise 0,01 bis 1,00 Masse%, da die optische Dichte zunimmt, und er beträgt insbesondere 0,13 bis 1,00 Masse%. Durch die Verwendung so eines Aluminiumoxidhydrats wird die Adsorptionsgeschwindigkeit des Farbmittels erhöht, so dass nicht leicht ein Durchsickern oder Ausbluten auftritt. Ferner muss das vorstehend erwähnte Titandioxid derart sein, dass die Valenzzahl von Titan +4 beträgt. Der Gehalt an Titandioxid kann nach seiner Auflösung in Borsäure durch Massenspektrophotometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-Emissionsspektroskopie) geprüft werden. Die Verteilung von Titandioxid in dem Aluminiumoxidhydrat und die Valenzzahl von Titan können unter Anwendung von Röntgen-Photoelektronenspektroskopie [Elektronenspektroskopie für chemische Analyse (ESCA)] analysiert werden.
Beispielsweise wird die Oberfläche von Aluminiumoxidhydrat 100 Sekunden und 500 Sekunden lang mit Argonionen geätzt, wodurch die Veränderung des Titangehalts geprüft werden kann. In dem Fall, dass die Valenzzahl von Titan auf weniger als +4 abnimmt, wirkt Titandioxid schließlich als Katalysator, so dass leicht eine Abnahme der Witterungsbeständigkeit des erhaltenen Ausdrucks und eine Vergilbung des bedruckten Bereichs eintreten können.
Es ist möglich, dass das Titandioxid nur in der Nähe der Oberfläche des Aluminiumoxidhydrats oder auch in seinem Inneren enthalten ist. Ferner kann sich der Titandioxidgehalt von der Oberfläche des Aluminiumoxidhydrats zu seinem Inneren verändern. Es ist mehr vorzuziehen, dass das Titanoxid nur in unmittelbarer Nähe der Oberfläche des Aluminiumoxidhydrats vorhanden ist, weil in diesem Fall die elektrischen Eigenschaften des Aluminiumoxidhydrats leicht aufrechterhalten werden können.
Das Verfahren zur Herstellung von titandioxidhaltigem Aluminiumoxidhydrat ist vorzugsweise ein Verfahren, bei dem eine gemischte Lösung von Aluminiumalkoxid und Titanalkoxid hydrolysiert wird, wie es beispielsweise in "Science of Surfaces" (herausg. von Kenji Tamaru, S. 327, 1985, veröffentlicht durch Japan Scientific Societies Press) beschrieben wird. Bei einem anderen Verfahren kann es hergestellt werden, indem bei der Hydrolyse der gemischten Lösung von Aluminiumalkoxid und Titanalkoxid als Impfkristalle für das Kristallwachstum Aluminiumoxidhydratkristalle zugesetzt werden.
Es können Aluminiumoxidhydrate verwendet werden, die anstelle des Titandioxids Oxide von Silicium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Zink, Bor, Germanium, Zinn, Blei, Zirkonium, Indium, Phosphor, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän, Wolfram, Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel, Ruthenium usw. enthalten. Aluminiumoxidhydrate, die Siliciumdioxid enthalten, zeigen z.B. die Wirkung einer Verbesserung der Abriebfestigkeit des bedruckten Bereichs.
Das Aluminiumoxidhydrat, das bei der Herstellung der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung zweckmäßig verwendet wird, zeigt einen Abstand der (020)-Ebenen im Bereich von 0,614 bis 0,626 nm. In diesem Bereich haben die Aluminiumoxidhydratteilchen in der flüssigen Mischung eine gute Dispersionsstabilität, so dass eine flüssige Mischung erhalten werden kann, die in Bezug auf Lagerbeständigkeit und Ausstoßstabilität ausgezeichnet ist. Obwohl die Ursache für dieses Phänomen noch nicht geklärt worden ist, wird vermutet, dass das Aluminiumoxidhydrat, bei dem der Abstand seiner (020)-Ebenen in dem vorstehend erwähnten Bereich liegt, ein Verhältnis der Größen oder ein Gleichgewicht von Hydrophobie und Hydrophilie des Aluminiumoxidhydrats in einem zweckmäßigen Bereich zeigt, so dass die flüssige Mischung eine verbesserte Dispersionsstabilität hat, die einem geeigneten Grad der Abstoßung zwischen den Teilchen in der flüssigen Mischung und einem verbesserten Gleichgewicht der Benetzung innerhalb der Ausstoßöffnung zuzuschreiben ist.
Das Aluminiumoxidhydrat, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist vorzugsweise eines, das in seiner (020)-Ebene eine Kristalldicke im Bereich von 4,0 bis 10,0 nm hat. In diesem Bereich zeigen die kationischen feinen Teilchen eine ausgezeichnete Lichtdurchlässigkeit und Farbmitteladsorbierbarkeit. Gemäß den Erkenntnissen der Erfinder stehen der Abstand der (020)-Ebenen und die Kristalldicke in der (020)-Ebene in Wechselbeziehung zueinander, so dass die Kristalldicke in der (020)-Ebene im Bereich von 4,0 bis 10,0 nm eingestellt werden kann, wenn der Abstand der (020)-Ebenen in dem vorstehend erwähnten Bereich liegt.
Ferner hat Aluminiumoxid, das durch Wärmebehandlung wie z.B. Calcinieren des vorstehend erwähnten Aluminiumoxidhydrats, von metallischem Aluminium, von Aluminiumsalzen o.dgl. hergestellt wird, ebenfalls eine positive Ladung, so dass so ein Aluminiumoxid vorteilhaft verwendet werden kann. Aluminiumoxid umfasst Aluminiumoxide mit Kristallformen (Modifikationen) vom α-, γ-sowie δ-, χ-, η-, ρ-, β-Typ u.dgl., und jedes von ihnen kann verwendet werden, solange es in einer Form, bei der die Oberfläche in einem kationischen Zustand gehalten wird, stabil in Wasser dispergiert wird. Von ihnen hat Aluminiumoxid vom γ-Typ eine aktive Oberfläche, zeigt ein hohes Adsorptionsvermögen für das Farbmittel und bildet leicht eine stabile Dispersion von verhältnismäßig feinen Teilchen, so dass die flüssige Mischung, in der es enthalten ist, in Bezug auf Farbentwicklungsvermögen, Lagerbeständigkeit, Ausstoßstabilität usw. ausgezeichnet ist, und es wird infolgedessen vorzugsweise verwendet.
(Physikalische Eigenschaften und Porengestalt von kationischen feinen Teilchen)
Zur wirksamen Bildung von Poren in den Anhäufungen feiner Teilchen, die auf einem Aufzeichnungsmedium gebildet werden, und gleichzeitig zur wirksam Adsorption des Farbmittels an der Oberfläche der feinen Teilchen an sich haben die vorstehend erwähnten kationischen feinen Teilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, vorzugsweise einen durch die vorstehend erwähnte Stickstoffadsorptions- und -desorptionsmethode gemessenen optimalen Porenradius im Bereich von 2 bis 12 nm und ein Gesamtporenvolumen von 0,3 ml/g oder mehr. Die kationischen feinen Teilchen haben insbesondere einen durch die vorstehend erwähnte Stickstoffadsorptions- und -desorptionsmethode gemessenen optimalen Porenradius im Bereich von 3 bis 10 nm und ein Gesamtporenvolumen von 0,3 ml/g oder mehr, da die Neigung besteht, dass die Poren in den auf einem Aufzeichnungsmedium gebildeten Anhäufungen feiner Teilchen wirksam in dem gewünschten Porenradienbereich gebildet werden.
Die vorstehend erwähnten feinen Teilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden und eine nach der BET-Methode gemessene spezifische Oberfläche im Bereich von 70 bis 300 m²/g haben, werden bevorzugt, weil sie ausreichend viele Adsorptionsstellen haben, bei denen das Farbmittel an der Oberfläche der feinen Teilchen an sich adsorbiert wird, so dass die Neigung besteht, dass sie das Farbmittel in der Nähe der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums wirksam in einem monomolekularen Zustand halten und auf diese Weise zu einer Verbesserung des Farbentwicklungsvermögens beitragen.
Ferner kann die Gestalt der feinen Teilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, ermittelt werden, indem eine Dispersion der feinen Teilchen in entionisiertem Wasser auf eine Collodiummembran getropft wird, um eine Messprobe herzustellen, und die Probe mit einem Durchstrahlungselektronenmikroskop betrachtet wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfin dung ist es bei der Bildung von Anhäufungen feiner Teilchen auf einem Aufzeichnungsmedium zur Bildung von Poren in den Anhäu fungen vorteilhaft, dass feine Teilchen mit einer nichtsphärischen Gestalt wie z.B. Nadeln, Blättchen oder Stäbchen oder Ketten, bei denen sphärische Primärteilchen mit einem bestimmten Richtungsverhalten miteinander verbunden sind, so dass ein Sekundärteilchen gebildet wird, verwendet werden.
Gemäß den Erkenntnissen der Erfinder werden feine Teilchen, die eine blättchenförmige Gestalt haben, mehr bevorzugt, weil sie eine bessere Dispergierbarkeit in Wasser zeigen als feine Teilchen mit nadelförmiger oder haarbüschelartiger (faserartiger) Gestalt und weil in diesem Fall bei der Bildung von Anhäufungen feiner Teilchen die Ausrichtung der feinen Teilchen statistisch ist, so dass Poren mit einem erhöhten Fassungsvermögen gebildet werden. Der hierin angewendete Begriff "haarbüschelartig" bezieht sich auf einen Zustand, bei dem sich nadelförmige feine Teilchen unter gegenseitiger Berührung Seite an Seite ansammeln wie ein Haarbüschel. Im Einzelnen ist von den Aluminiumoxidhydraten, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, allgemein bekannt, dass Pseudoböhmit Teilchen umfasst, die faserartige und andere Gestalten haben, wie es in der vorstehend erwähnten Literatur (J. Rocek u.a., Applied Catalysis, Bd. 74, S. 29-36, 1991) beschrieben wird.
Das Aspektverhältnis der blättchenförmigen Teilchen kann durch die in JP 5-16015 B beschriebene Methode erhalten werden. Das Aspektverhältnis wird im Allgemeinen durch das Verhältnis des Durchmessers zu der Dicke eines Teilchens angegeben. Hier bedeutet der Begriff "Durchmesser" den Durchmesser eines Kreises, der dieselbe Fläche hat wie die Projektionsfläche eines unter einem Lichtmikroskop oder einem Elektronenmikroskop betrachteten Aluminiumoxidhydratteilchens. "Schlankheitsgrad" wird als Verhältnis des maximalen Durchmessers zu dem minimalen Durchmesser ausgedrückt, wenn diese in derselben Weise wie im Fall des Aspektverhältnisses betrachtet werden. Im Fall von haarbüschelartigen Teilchen wird die Methode zur Ermittlung eines Aspektverhältnisses durchgeführt, indem angenommen wird, dass einzelne nadelförmige Aluminiumoxidhydratteilchen haarbüschelartige Zylinder bilden, die jeweiligen Durchmesser des oberen und des unteren Kreises und die Länge jedes Zylinders ermittelt werden und die Verhältnisse des Durchmessers zur Länge berechnet werden. Die am meisten vorzuziehende Gestalt von Aluminiumoxidhydrat ist eine, die im Fall von blättchenförmigen Teilchen ein mittleres Aspektverhältnis im Bereich von 3 bis 10 hat, und auch im Fall von haarbüschelartigen Teilchen wird eine Gestalt bevorzugt, die ein mittleres Aspektverhältnis im Bereich von 3 bis 10 hat. Wenn das Aspektverhältnis in dem vorstehend erwähnten Bereich liegt, wird im Fall der Bildung von Anhäufungen feiner Teilchen zwischen den Teilchen leicht ein Zwischenraum gebildet und kann leicht eine poröse Struktur gebildet werden.
Der Gehalt an den vorstehend beschriebenen kationischen feinen Teilchen in der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung kann je nach der Art der zu verwendenden Substanzen zweckmäßig in einem optimalen Bereich festgelegt werden. Ein Bereich von 0,1 bis 40 Masse% ist ein bevorzugter Bereich für die Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung, und ein mehr bevorzugter Bereich beträgt 1 bis 30 Masse% und insbesondere 3 bis 15 Masse%. In solchen Bereichen können unabhängig von der Art des Papiers stabil Bilder mit einem ausgezeichneten Farbentwicklungsvermögen erhalten werden und zeigt die flüssige Mischung eine besonders ausgezeichnete Lagerbeständigkeit und Ausstoßstabilität.
(Säure)
Wie früher beschrieben wurde, enthält die flüssige Mischung der vorliegenden Erfindung vorzugsweise Säure und ist ihr pH-Wert auf 2 bis 7 eingestellt. Die Säure, die ein zweiter Bestandteil ist, ionisiert die Oberfläche der kationischen feinen Teilchen, so dass ihr Oberflächenpotenzial erhöht wird, wodurch die Dispersionsstabilität der feinen Teilchen in der Flüssigkeit verbessert wird, und hat die Wirkungen einer Verbesserung der Adsorbierbarkeit der anionischen Verbindung (des anionischen Farbmittels) in der Tinte und der Einstellung der Viskosität der flüssigen Mischung. Für die Säure, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, gibt es keine besondere Einschränkung, solange ein gewünschter pH-Wert, ein gewünschtes Zetapotenzial oder physikalische Eigenschaften wie z.B. eine gewünschte Dispergierbarkeit der feinen Teilchen erzielt werden können, wenn sie in Kombination mit den kationischen feinen Teilchen verwendet wird, und es können frei aus den nachstehend beschriebenen anorganischen Säuren und organischen Säuren ausgewählte Säuren verwendet werden.
Bestimmte Beispiele für die anorganische Säure umfassen z.B. Salzsäure, Schwefelsäure, schweflige Säure, Salpetersäure, salpetrige Säure, Phosphorsäure, Borsäure und Kohlensäure, und bestimmte Beispiele für die organische Säure umfassen z.B. Carbonsäuren, Sulfonsäuren und Aminosäuren, wie sie nachstehend beschrieben werden.
Die Carbonsäuren umfassen beispielsweise Ameisensäure, Essigsäure, Chloressigsäure, Dichloressigsäure, Trichloressigsäure, Fluoressigsäure, Trimethylessigsäure, Methoxyessigsäure, Mercaptoessigsäure, Glykolsäure, Propionsäure, Buttersäure, Valeriansäure, Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Linolsäure, Linolensäure, Cyclohexancarbonsäure, Phenylessigsäure, Benzoesäure, o-Toluylsäure, m-Toluylsäure, p-Toluylsäure, o-Chlorbenzoesäure, m-Chlorbenzoesäure, p-Chlorbenzoesäure, o-Brombenzoesäure, m-Brombenzoesäure, p-Brombenzoesäure, o-Nitrobenzoesäure, m-Nitrobenzoesäure, p-Nitrobenzoesäure, Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Weinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Citronensäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Salicylsäure, p-Hydroxybenzoesäure, Anthranilsäure, m-Aminobenzoesäure, p-Aminobenzoesäure, o-Methoxybenzoesäure, m-Methoxybenzoesäure, p-Methoxybenzoesäure usw.
Die Sulfonsäuren umfassen beispielsweise Benzolsulfonsäure, Methylbenzolsulfonsäure, Ethylbenzolsulfonsäure, Dodecylbenzolsulfonsäure, 2,4,6-Trimethylbenzolsulfonsäure, 2,4-Dimethylbenzolsulfonsäure, 5-Sulfosalicylsäure, 1-Sulfonaphthalin, 2-Sul fonaphthalin, Hexansulfonsäure, Octansulfonsäure, Dodecansulfonsäure usw.
Die Aminosäuren umfassen beispielsweise Glycin, Alanin, Valin, α-Aminobuttersäure, γ-Aminobuttersäure, β-Alanin, Taurin, Serin, ε-Amino-n-capronsäure, Leucin, Norleucin, Phenylalanin usw.
In der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung können diese Säuren allein verwendet werden oder können zwei oder mehr von ihnen in Kombination verwendet werden. Von den Säuren werden vorzugsweise insbesondere diejenigen verwendet, die eine primäre Dissoziationskonstante pKa in Wasser von 5 oder weniger haben, weil sie in Bezug auf die Dispersionsstabilität der kationischen feinen Teilchen und die Adsorbierbarkeit der anionischen Verbindung beonders ausgezeichnet sind. Im Einzelnen umfassen solche Säuren Salzsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Essigsäure, Ameisensäure, Oxalsäure, Milchsäure, Citronensäure, Maleinsäure, Malonsäure usw.
Bei der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise ein auf die Masse bezogenes Mischungsverhältnis der kationischen feinen Teilchen (A) zu der Säure (H) in der flüssigen Mischung angewendet, das die folgende Gleichung erfüllt:
A:B = 200:1 bis 5:1 und insbesondere 150:1 bis 8:1,
damit die Dispersionsstabilität der kationischen feinen Teilchen und die Adsorbierbarkeit der anionischen Verbindung an der Oberfläche der feinen Teilchen verbessert werden.
(Andere Bestandteile für die Bildung der kationischen flüssigen Mischung)
Als Nächstes werden andere Bestandteile für die Bildung der kationischen flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. Die kationische flüssige Mischung der vorliegenden Erfindung enthält die kationischen feinen Teilchen als wesentlichen Bestandteil und vorzugsweise eine Säure wie z.B. die vorstehend beschriebene. Außerdem enthält sie üblicherweise Wasser als flüssiges Medium. Sie kann ferner wasser lösliche organische Lösungsmittel und andere Zusatzstoffe als flüssiges Medium enthalten.
Das organische Lösungsmittel, das in diesem Fall verwendet werden kann, umfasst beispielsweise Amide wie z.B. Dimethylformamid und Dimethylacetamid; Ketone wie z.B. Aceton; Ether wie z.B. Tetrahydrofuran und Dioxan; Polyalkylenglykole wie z.B. Polyethylenglykol und Polypropylenglykol; Alkylenglykole wie z.B. Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Triethylenglykol, 1,2,6-Hexantriol, Thiodiglykol, Hexylenglykol und Diethylenglykol; niedere Alkylether mehrwertiger Alkohole wie z.B. Ethylenglykolmethylether, Diethylenglykolmonomethylether und Triethylenglykolmonomethylether; einwertige Alkohole wie z.B. Ethanol, Isopropylalkohol, n-Butylalkohol und Isobutylalkohol und andere organische Lösungsmittel wie z.B. Glycerin, N-Methyl-2-pyrrolidon, 1,3-Dimethylimidazolidinon, Triethanolamin, Sulfolan, Dimethylsulfoxid usw. Beispiele für Benetzungs- bzw. Feuchthaltemittel umfassen stickstoffhaltige Verbindungen wie z.B. Harnstoff, Thioharnstoff, Ethylenharnstoff, Alkylharnstoff, Alkylthioharnstoff, Dialkylharnstoff und Dialkylthioharnstoff und Zucker wie z.B. Glucit, Mannit und Inosit. Für den Gehalt an dem vorstehend beschriebenen wasserlöslichen organischen Lösungsmittel und Benetzungs- bzw. Feuchthaltemittel gibt es keine besondere Einschränkung. Er liegt z.B. vorzugsweise im Bereich von 5 bis 60 % und insbesondere im Bereich von 5 bis 40 %, auf die Gesamtmasse der flüssigen Mischung bezogen.
Die flüssige Mischung der vorliegenden Erfindung kann ferner mit Zusatzstoffen wie z.B. Viskositätsverbesserern, pH-Einstellungsmitteln, Konservierungsmitteln, verschiedenen Arten von Tensiden, Antioxidationsmitteln und Verdampfungsbeschleunigern, wasserlöslichen kationischen Verbindungen, Bindemittelharzen usw. vermischt werden, falls dies zweckmäßig ist. Für die Einstellung des Eindringvermögens der flüssigen Mischung in das Aufzeichnungsmedium ist die Auswahl der Tenside besonders wichtig. Als Tenside können Verbindungen vom Typ primärer, sekundärer und tertiärer Aminsalze, insbesondere Chloride und Acetate von Laurylamin, Kokosamin, Stearylamin, Terpentinharzamin usw.; Verbindungen vom Typ quaternärer Ammoniumsalze, insbesondere Lauryltrimethylammoniumchlorid, Cetyltrimethylammoniumchlorid, Benzyltributylammoniumchlorid, Benzalkoniumchlorid usw.; Verbindungen vom Pyridiniumsalztyp, insbesondere Cetylpyridiniumchlorid, Cetylpyridiniumbromid usw.; kationische Verbindungen vom Imidazolintyp, insbesondere 2-Heptadecenylhydroxyethylimidazolin usw.; Ethylenoxidaddukte höherer Alkylamine, insbesondere kationische Tenside wie z.B. Dihydroxyethylstearylamin usw., und amphotere Tenside, die in einem bestimmten pH-Bereich Kationizität zeigen, verwendet werden. Bestimmte Beispiele dafür umfassen zusätzlich zu amphoteren Tensiden vom Aminosäuretyp Verbindungen vom Typ R-NH-CH₂-CH₂-COOH; Verbindungen vom Betaintyp, insbesondere amphotere Tenside vom Carbonsäuresalztyp wie z.B. Stearyldimethylbetain und Lauryldihydroxyethylbetain, und amphotere Tenside vom Sulfattyp, Sulfonattyp, Phosphattyp usw. Ferner umfassen Beispiele für nichtionogene Tenside z.B. Polyoxyethylenalkylether, Polyoxyethylenalkylester; Acetylenalkohole; Acetylenglykole usw. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann ein Tensid oder können zwei oder mehr Tenside von diesen, die zweckmäßig aus diesen ausgewählt werden, verwendet werden. Von ihnen werden vorzugsweise insbesondere Acetylenalkohole und Acetylenglykole verwendet. Das heißt, diese Tenside können das Eindringvermögen der flüssigen Mischung in Normalpapier verbessern, während sie ein Schäumen der flüssigen Mischung verhindern können und die Schäume schnell zerstören können, falls welche vorhanden sind. Obwohl die verwendete Menge der Tenside in Abhängigkeit von dem zu verwendenden Tensid verschieden sein kann, ist die Verwendung eines Tensids in einer Menge von 0,05 bis 5 Masse%, auf die Gesamtmasse der flüssigen Mischung bezogen, erwünscht, weil damit ein ausreichendes Eindringvermögen sichergestellt ist.
Um der flüssigen Mischung ferner Kationizität zu erteilen oder zu dgl. Zwecken kann eine wasserlösliche kationische Verbindung frei gewählt und zugesetzt werden, solange die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden.
Zur weiteren Verbesserung der Abriebfestigkeit der kationischen feinen Teilchen oder zu dgl. Zwecken kann in Kombination ein Bindemittelharz verwendet werden, solange sich das Gefüge des Aufzeichnungsmediums sowie die Lagerbeständigkeit und die Ausstoßstabilität der flüssigen Mischung nicht verschlechtern. Es können beispielsweise Bindemittelharze verwendet werden, die frei auf wasserlöslichen Polymeren wie z.B. Polyvinylalkohol, Gelatine, Polyvinylpyrrolidon, Polyethylenoxid, Casein, Stärke und Carboxymethylcellulose, Emulsionen von Copolymeren wie z.B. Polyacrylsäure, Polyurethan und Polyvinylacetat, Latices von SBR und NBR usw. ausgewählt sind.
(Oberflächenspannung der flüssigen Mischung)
Es ist mehr vorzuziehen, dass die flüssige Mischung der vorliegenden Erfindung farblos oder weiß ist, jedoch kann ihre Farbe derart eingestellt werden, dass sie mit der Farbe des Aufzeichnungsmediums übereinstimmt. Ferner umfassen bevorzugte Bereiche verschiedener physikalischer Eigenschaften der vorstehend beschriebenen flüssigen Mischung eine Oberflächenspannung von 10 bis 60 mN/m (dyn/cm) und insbesondere von 10 bis 40 mN/m (dyn/cm) und eine Viskosität von 1 bis 30 mPa·s (cP).
[Anionische flüssige Mischung]
Als Nächstes wird die anionische flüssige Mischung der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die anionische flüssige Mischung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie als wesentlichen Bestandteil für ihre Bildung feine Teilchen enthält, die an ihrer Oberfläche anionische Gruppen haben und darin stabil dispergiert sind. Ferner werden die flüssigen Mischungen, die eine Base enthalten und deren pH-Wert auf 7 bis 12 eingestellt ist, und diejenigen, die ein Zetapotenzial von –5 bis –90 mV haben, bevorzugt.
(pH-Wert und Zetapotenzial)
Als Ergebnis ausgedehnter Untersuchungen haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung gefunden, dass die flüssige Mischung, deren Zetapotenzial im Bereich von –5 bis –90 mV liegt, ein besonders ausgezeichnetes Farbentwicklungsvermögen auf einem Aufzeichnungsmedium zeigt, weil die kationische Verbindung (beispielsweise ein kationisches Farbmittel), die in der Tinte enthalten ist, besonders wirksam an der Oberfläche der anionischen feinen Teilchen adsorbiert wird. Die Ursache dafür ist nicht klar, jedoch wird vermutet, dass wie in dem früher erläuterten Fall der kationischen flüssigen Mischung die feinen Teilchen eine geeignete Anionizität zeigen können, so dass die kationische Verbindung nicht zu einer schnellen Anhäufung neigt, sondern dünn und gleichmäßig an der Oberfläche der feinen Teilchen adsorbiert wird, wodurch verhindert wird, dass das Farbmittel einen großen Lackfleck bildet, so dass erlaubt wird, dass das Farbmittel in besserem Maße das ihm eigene Farbentwicklungsvermögen zeigt. Ferner kann im Fall der anionischen flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen werden, dass die flüssige Mischung nach Adsorption der kationischen Verbindung an der Oberfläche der anionischen feinen Teilchen einen Zustand der schlechten Dispersionsstabilität annimmt und eine Änderung der Konzentration beim Eindringen das Lösungsmittelbestandteils in das Aufzeichnungsmedium bewirkt, dass sich die feinen Teilchen auf dem Aufzeichnungsmedium anhäufen, wodurch erlaubt wird, dass die feinen Teilchen leicht in der Nähe der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums zurückbleiben.
Als Ergebnis können ausgezeichnete Wirkungen, wie sie nachstehend beschrieben werden, erzielt werden. Das heißt, die Verwendung der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung kann zu einem Farbentwicklungsvermögen, das so gut ist, wie es auf einem beschichteten Papier für Tintenstrahlaufzeichnung erhalten wird, sogar in einem Bildbereich, wo viel Tinte aufgebracht wird, wie z.B. einem Schattenbereich oder einem flächenhaften Bildbereich, zu weniger weißem Schleier oder weniger Farbun gleichmäßigkeit und zu Bildern mit ausgezeichneter Farbhomoge nität führen. Da kationische Verbindungen wie z.B. Farbmittel sehr wirksam an den Oberflächen der feinen Teilchen adsorbiert werden, so dass eine Farbe entwickelt wird, die mit der Farbe auf einem beschichteten Papier vergleichbar ist, kann ferner die Menge, in der anionische feine Teilchen aufgebracht werden, vermindert werden. Im Einzelnen können beim Drucken auf Normalpapier gute Bilder, die in dem bedruckten Bereich eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit haben, erhalten werden, ohne dass sich das Gefüge des Papiers verschlechtert. Bei einem mehr bevorzugten Bereich des Zetapotenzials, beispielsweise in dem Fall, dass eine flüssige Mischung, die anionische feine Teilchen enthält, mit einem Zetapotenzial im Bereich von –10 bis –85 mV verwendet wird, wird die Grenze zwischen Punkten eines flächenhaften Drucks undeutlich und kann eine stärkere Verminderung von streifenförmiger Ungleichmäßigkeit, die auf die Abtastung mit dem Kopf zurückzuführen ist, erzielt werden. Ferner kann die Verwendung einer flüssigen Mischung, die anionische feine Teilchen enthält, mit einem Zetapotenzial im Bereich von –15 bis –65 mV Bilder liefern, die unabhängig von der Art des zu verwendenden Papiers ein ganz ausgezeichnetes Farbentwicklungsvermögen zeigen.
Der pH-Wert der anionischen flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung liegt in Anbetracht der Lagerbeständigkeit und der Adsorbierbarkeit der kationischen Verbindung in der Nähe von 25°C vorzugsweise im Bereich von 7 bis 12. In diesem pH-Bereich verursacht die flüssige Mischung im Fall ihrer Mischung mit kationischer Tinte keine baträchtliche Verminderung der Stabilität der kationischen Verbindung, wodurch keine starke Anhäufung zwischen den kationischen Verbindungen verursacht wird, so dass eine Abnahme der Sättigung des aufgezeichneten Bildes oder die Erzeugung von dunklen bzw. unklaren Bildern wirksam verhindert werden kann. Ferner ist in diesem pH-Bereich der Dispersionszustand anionischer feiner Teilchen gut, so dass die Lagerbeständigkeit und die Ausstoßstabilität der flüssigen Mischung beim Ausstoßen aus Aufzeichnungsköpfen in einem guten Zustand erhalten werden können. Wenn die flüssige Mischung mit einer Tinte vermischt wird, wird die kationische Substanz ferner vollständig an der Oberfläche der anionischen feinen Teilchen adsorbiert, so dass ein übermäßiges Eindringen des Farbmittels in das Innere des Aufzeichnungsmediums verhindert werden kann und durch Tintenstrahl-Aufzeichnung erhaltene Druckerzeugnisse mit ausgezeichnetem Farbentwicklungsvermögen erhalten werden können. Ein mehr bevorzugter pH-Bereich der flüssigen Mischung ist ein pH-Wert von 8 bis 11. In diesem pH-Bereich kann eine Korrosion von Aufzeichnungsköpfen, die auf eine verlängerte Lagerung zurückzuführen ist, sehr wirksam verhindert werden, und gleichzeitig wird außerdem die Abriebfestigkeit des bedruckten Bereichs erhöht.
(Anionische feine Teilchen)
Als Nächstes werden die Bestandteile beschrieben, die die anionische flüssige Mischung der vorliegenden Erfindung bilden. Die anionischen feinen Teilchen, die als erster Bestandteil bezeichnet werden, sind in der flüssigen Mischung vorzugsweise in dispergiertem Zustand enthalten, so dass die feinen Teilchen selbst an der Oberfläche Anionizität zeigen. Wenn die flüssige Mischung mit einer kationischen Tinte vermischt wird, erlaubt die anionische Oberfläche der feinen Teilchen eine Adsorption des kationischen Farbmittels an der Oberfläche der Teilchen und verhindert ein übermäßiges Eindringen des Farbmittels in das Innere des Aufzeichnungsmediums, so dass durch Tintenstrahl-Aufzeichnung Druckerzeugnisse mit hoher Bilddichte erhalten werden können. Andererseits häuft sich in dem Fall, dass die Oberfläche der feinen Teilchen nicht anionisch ist und die feinen Teilchen in der flüssigen Mischung von der anionischen Verbindung getrennt vorhanden sind, das Farbmittel um die anionische Verbindung herum an, so dass sich das Farbentwicklungsvermögen des Farbmittels selbst verschlechtert, und es ist infolgedessen schwierig, ein Farbentwicklungsvermögen auf dem Niveau eines beschichteten Papiers zu verwirklichen. Aus diesem Grund müssen die feinen Teilchen, die in der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung verwendet werden, eine anionische Oberfläche haben. Als Material für die Bildung der flüssigen Mi schung der vorliegenden Erfindung können jedoch zweckmäßig nicht nur feine Teilchen, die von Natur aus anionisch sind, sondern auch die feinen Teilchen, die von Natur aus elektrostatisch kationisch oder neutral sind, verwendet werden, solange sie durch eine Behandlung an ihrer Oberfläche anionisch gemacht werden.
Die anionischen feinen Teilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung zweckmäßig verwendet werden, können die Aufgabe der vorliegenden Erfindung vollständig lösen, solange sie in den auf einem Aufzeichnungsmedium gebildeten Anhäufungen der feinen Teilchen Poren bilden können, so dass es für die Art des Materials der feinen Teilchen keine besondere Einschränkung gibt. Bestimmte Beispiele für so ein Material umfassen z.B. Siliciumdioxid, Titandioxid, Zirkoniumdioxid, Boroxid, Siliciumdioxid-Boroxid, Cerdioxid, Magnesiumoxid, Siliciumdioxid-Magnesiumoxid, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Zinkoxid usw., feine Teilchen von Komplexen dieser Materialien, organische feine Teilchen, anorganisch-organische Komplexe feiner Teilchen usw., wobei diese anionisch gemacht worden sind. In der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung können sie einzeln verwendet werden, oder es können zwei oder mehr von ihnen in Kombination verwendet werden.
(Physikalische Eigenschaften und Porengestalt von anionischen feinen Teilchen)
Zur wirksamen Bildung von Poren in den Anhäufungen feiner Teilchen, die auf einem Aufzeichnungsmedium gebildet werden, und gleichzeitig zur wirksam Adsorption des Farbmittels an der Oberfläche der feinen Teilchen an sich haben die vorstehend erwähnten anionischen feinen Teilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, vorzugsweise einen durch die vorstehend erwähnte Stickstoffadsorptions- und -desorptionsmethode gemessenen optimalen Porenradius im Bereich von 2 bis 12 nm und ein Gesamtporenvolumen von 0,3 ml/g oder mehr. Die anionischen feinen Teilchen haben insbesondere einen durch die vorstehend erwähnte Stickstoffadsorptions- und -desorptionsmethode gemessenen optimalen Porenradius im Bereich von 3 bis 10 nm und ein Gesamtporenvolumen von 0,3 ml/g oder mehr, da die Neigung besteht, dass die Poren in den auf einem Aufzeichnungsmedium gebildeten Anhäufungen feiner Teilchen wirksam in dem gewünschten Porenradienbereich gebildet werden.
Die vorstehend erwähnten anionischen feinen Teilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden und eine nach der BET-Methode gemessene spezifische Oberfläche im Bereich von 70 bis 300 m²/g haben, werden bevorzugt, weil sie ausreichend viele Adsorptionsstellen haben, bei denen das Farbmittel an der Oberfläche der feinen Teilchen adsorbiert wird, so dass die Neigung besteht, dass sie das Farbmittel in der Nähe der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums wirksam in einem monomolekularen Zustand halten und auf diese Weise zu einer Verbesserung des Farbentwicklungsvermögens beitragen.
Ferner kann die Gestalt der anionischen feinen Teilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, ermittelt werden, indem eine Dispersion der feinen Teilchen in entionisiertem Wasser auf eine Collodiummembran getropft wird, um eine Messprobe herzustellen, und die Probe mit einem Durchstrahlungselektronenmikroskop betrachtet wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es bei der Bildung von Anhäufungen feiner Teilchen auf einem Aufzeichnungsmedium zur Bildung von Poren in den Anhäufungen vorteilhaft, dass feine Teilchen mit einer nicht-sphärischen Gestalt wie z.B. Nadeln, Blättchen oder Stäbchen oder Ketten, bei denen sphärische Primärteilchen mit einem bestimmten Richtungsverhalten miteinander verbunden sind, so dass ein Sekundärteilchen gebildet wird, verwendet werden.
Der Gehalt an den vorstehend beschriebenen anionischen feinen Teilchen in der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung kann zweckmäßig derart festgelegt werden, dass er in einem optimalen Bereich liegt. Ein Bereich von 0,1 bis 40 Masse% ist ein bevorzugter Bereich für die Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wobei ein Bereich von 1 bis 30 Masse% und insbesondere von 3 bis 15 Masse% mehr bevorzugt wird. In so ei nem Bereich können unabhängig von der Art des Papiers stabil Bilder mit einem ausgezeichneten Farbentwicklungsvermögen erhalten werden und hat die flüssige Mischung eine besonders ausgezeichnete Lagerbeständigkeit und Ausstoßstabilität.
(Base)
Wie früher beschrieben wurde, enthält die anionische flüssige Mischung der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Base und ist ihr pH-Wert auf 7 bis 12 eingestellt. Die Base, die ein zweiter Bestandteil ist, ionisiert die Oberfläche der anionischen feinen Teilchen, so dass ihr Oberflächenpotenzial erhöht wird, wodurch die Dispersionsstabilität der feinen Teilchen in der Flüssigkeit verbessert wird, und hat die Wirkungen einer Verbesserung der Adsorbierbarkeit der kationischen Verbindung (des kationischen Farbmittels) in der Tinte und der Einstellung der Viskosität der flüssigen Mischung. Für die Base, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise verwendet wird, gibt es keine besondere Einschränkung, solange als physikalische Eigenschaften ein gewünschter pH-Wert, ein gewünschtes Zetapotenzial und eine gewünschte Dispergierbarkeit der feinen Teilchen erzielt werden können, wenn sie in Kombination mit den anionischen feinen Teilchen verwendet wird, und es können frei aus den nachstehend beschriebenen anorganischen Verbindungen und organischen Verbindungen ausgewählte Basen verwendet werden.
Bestimmte Beispiele für die Base, die verwendet werden kann, umfassen Natriumhydroxid, Lithiumhydroxid, Natriumcarbonat, Ammoniumcarbonat, Ammoniak, Natriumacetat, Ammoniumacetat, Morpholin und Alkanolamine wie z.B. Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Ethylmonoethanolamin, n-Butylmonoethanolamin, Dimethylethanolamin, Diethylethanolamin, Ethyldiethanolamin, n-Butyldiethanolamin, Di-n-butylethanolamin, Monoisopropanolamin, Diisopropanolamin und Triisopropanolamin u.dgl. Von ihnen werden vorzugsweise vor Allem die Basen verwendet, die eine primäre Dissoziationskonstante pKa in Wasser von 5 oder weniger haben, weil sie bezüglich der Dispersionsstabilität der anionischen feinen Teilchen und der Adsorbierbarkeit der kationischen Verbindung (des kationischen Farbmittels) besonders ausgezeichnet sind.
Bei der anionischen flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, dass ein auf die Masse bezogenes Mischungsverhältnis der anionischen feinen Teilchen (A) zu der Base (B) in der flüssigen Mischung angewendet wird, das die folgende Gleichung erfüllt:
A:B = 200:1 bis 5:1 und insbesondere 150:1 bis 8:1,
damit die Dispersionsstabilität der anionischen feinen Teilchen und die Adsorbierbarkeit der kationischen Verbindung an der Oberfläche der feinen Teilchen verbessert werden.
(Andere Bestandteile für die Bildung der anionischen flüssigen Mischung)
Als Nächstes werden andere Bestandteile für die Bildung der anionischen flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. Die anionische flüssige Mischung der vorliegenden Erfindung enthält die anionischen feinen Teilchen als wesentlichen Bestandteil und vorzugsweise eine Base wie z.B. die vorstehend beschriebene. Außerdem enthält sie üblicherweise Wasser als flüssiges Medium. Sie kann ferner wasserlösliche organische Lösungsmittel und andere Zusatzstoffe, beispielsweise Viskositätsverbesserer, pH-Einstellungsmittel, Konservierungsmittel, verschiedene Arten von Tensid, Antioxidationsmittel und Verdampfungsbeschleuniger, wasserlösliche anionische Verbindungen, Bindemittelharze usw. enthalten, falls dies zweckmäßig ist. Das Tensid umfasst beispielsweise anionische Tenside wie z.B. Fettsäuresalze, Sulfatsalze höherer Alkohole, Sulfatsalze flüssiger Fettöle und Alkylarylsulfonatsalze und nichtionogene Tenside wie z.B. Polyoxyethylenalkylether, Polyoxyethylenalkylester, Polyoxyethylensorbitanalkylester, Acetylenalkohole und Acetylenglykole. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann von diesen eines oder können zwei oder mehr zweckmäßig ausgewählt werden. Von diesen werden insbesondere Acetylenalkohole und Acetylenglykole bevorzugt verwendet. Das heißt, diese Tenside können das Eindringvermögen der flüssigen Mischung in Normalpapier verbessern, während sie ein Schäumen der flüssigen Mischung verhindern können und die Schäume schnell zerstören können, falls welche vorhanden sind. Obwohl die optimale Menge der Tenside in Abhängigkeit von dem zu verwendenden Tensid verschieden sein kann, kann der flüssigen Mischung in dem Fall, dass die auf die Gesamtmasse der flüssigen Mischung bezogene Menge des Tensids in der anionischen flüssigen Mischung im Bereich von 0,05 bis 5 Masse% liegt, ein ausreichendes Eindringvermögen erteilt werden, so dass es erwünscht ist, die Menge des Tensids in diesem Bereich einzustellen, falls dies zweckmäßig ist.
(Oberflächenspannung dar flüssigen Mischung)
Es wird mehr bevorzugt, dass die anionische flüssige Mischung der vorliegenden Erfindung farblos oder weiß ist, jedoch kann ihre Farbe derart eingestellt werden, dass sie mit der Farbe des Aufzeichnungsmediums übereinstimmt. Ferner umfassen bevorzugte Bereiche verschiedener physikalischer Eigenschaften der vorstehend beschriebenen flüssigen Mischung eine Oberflächenspannung von 10 bis 60 mN/m (dyn/cm) und insbesondere von 10 bis 40 mN/m (dyn/cm) und eine Viskosität von 1 bis 30 mPa·s (cP).
(Verfahren zur Herstellung der flüssigen Mischung)
Die flüssige Mischung gemäß der vorliegenden Erfindung, die die vorstehend erwähnten feinen Teilchen enthält, kann durch ein Verfahren hergestellt werden, das aus den Verfahren ausgewählt ist, die im Allgemeinen zum Dispergieren angewendet werden. Im Einzelnen werden zum Einstellen des mittleren Teilchendurchmessers und der Teilchengrößenverteilung der feinen Teilchen in der flüssigen Mischung in den vorstehend erwähnten Bereichen vorzugsweise eine Dispergierbehandlung unter Anwendung einer Walzenmühle, einer Sandmühle, eines Homogenisators, eines Ultraschall-Homogenisators oder einer Ultrahochdruck-Emulgiervorrichtung [z.B. Nanomizer (Handelsname)] und eine Klassierbe handlung unter Anwendung von Zentrifugieren, Ultrafiltration o.dgl. angewendet. Durch die Anwendung dieser Behandlungseinrichtungen kann die Teilchengröße der in der flüssigen Mischung dispergierten feinen Teilchen gleichmäßig gemacht werden.
<Wässrige Tinte>
[Anionische Tinte]
Als Nächstes wird eine wässrige anionische Tinte, die in Kombination mit der früher beschriebenen kationischen flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung zur Bildung des Tintensatzes der vorliegenden Erfindung verwendet wird, beschrieben. Der hierin angewendete Begriff "Tintensatz" bedeutet eine Kombination der vorstehend beschriebenen kationischen flüssigen Mischung und mindestens einer anionischen Tinte, die eine anionische Substanz (anionisches Farbmittel) enthält. Ferner wird eine Kombination von mindestens einer Tinte, die durch Ausschluss der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung aus dem Tintensatz erhalten wird, als "Teiltintensatz" bezeichnet. Die anionische Tinte, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, enthält in dem Fall, dass als Farbmittel ein wasserlöslicher Farbstoff, der eine anionische Gruppe enthält, oder ein Pigment verwendet wird, vorzugsweise in Kombination eine anionische Verbindung (wobei diese im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als anionisches Farbmittel bezeichnet wird). Die vorstehend beschriebene anionische Tinte kann ferner nötigenfalls als Bestandteile für die Bildung der Tinte Wasser, wasserlösliche organische Lösungsmittel und andere Bestandteile wie z.B. Viskositätsverbesserer, pH-Einstellungsmittel, Konservierungsmittel, Tenside, Antioxidationsmittel usw. enthalten. Nachstehend wird jeder Bestandteil für die Bildung der Tinte beschrieben.
(Wasserlöslicher Farbstoff)
Für den im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendeten wasserlöslichen Farbstoff, der eine anionische Gruppe hat, gibt es keine besondere Einschränkung, solange er beispielsweise aus den wasserlöslichen Säurefarbstoffen, Direktfarbstoffen und Reaktivfarbstoffen, die im Color Index beschrieben werden, ausgewählt wird. Auch diejenigen, die nicht im Color Index beschrieben werden, können ohne Einschränkung verwendet werden, solange sie anionische Gruppen, beispielsweise eine Sulfongruppe, eine Carboxylgruppe usw., haben. Die wasserlöslichen Farbstoffe, auf die hierin Bezug genommen wird, umfassen auch die Farbstoffe, deren Löslichkeit pH-abhängig ist.
(Pigment)
Bei einer anderen Ausführungsform kann die wasserlösliche anionische Tinte eine Tinte sein, bei der anstelle des vorstehend beschriebenen wasserlöslichen Farbstoffs, der eine anionische Gruppe hat, Pigment und eine anionische Verbindung und nötigenfalls auch Wasser, wasserlösliche organische Lösungsmittel und andere Bestandteile, beispielsweise Viskositätsverbesserer, pH-Einstellungsmittel, Konservierungsmittel, Tenside, Antioxidationsmittel usw. verwendet werden. Hier kann die anionische Verbindung ein Dispergiermittel für das Pigment sein oder kann in dem Fall, dass das Dispergiermittel des Pigments nicht anionisch ist, außer dem Dispergiermittel eine anionische Verbindung zugesetzt werden. Natürlich kann ferner eine andere anionische Verbindung zugesetzt werden, wenn das Dispergiermittel eine anionische Verbindung ist.
Die Pigmente, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, unterliegen keiner besonderen Einschränkung, jedoch werden z.B. vorzugsweise die folgenden Pigmente verwendet. Erstens wird als Ruß, der in schwarzen Pigmenttinten verwendet wird, vorzugsweise ein Ruß verwendet, der durch das Furnace-Verfahren oder das Channel-Verfahren hergestellt wird und einen Primärteilchendurchmesser von 15 bis 40 μm, eine nach der BET-Methode gemessene spezifische Oberfläche von 50 bis 300 m²/g, eine unter Verwendung von DBP ermittelte Ölaufnahme (Ölzahl) von 40 bis 150 ml/100 g, einen Gehalt an flüchtigen Substanzen von 0,5 bis 10 Masse% und einen pH-Wert von 2 bis 9 hat.
Beispiele für handelsüblichen Ruß, der solche Eigenschaften hat, umfassen Nr. 2300, Nr. 900, MCF88, Nr. 40, Nr. 52, MA7, MA8 und Nr. 2200B (alles Produkte von Mitsubishi Chemical Industries Limited), RAVEN 1255 (Produkt von Columbian Carbon Japan Limited), REGAL 400R, REGAL 660R und MOGUL L (alles Produkte von CABOT Co.) und Color Black FW1, Color Black FW18, Color Black S170, Color Black S150, Printex 35 und Printex U (alles Produkte von Degussa AG). Es können auch Ruße verwendet werden, die für die Praxis der vorliegenden Erfindung neu hergestellt worden sind.
Beispiele für Pigmente, die bei gelben Tinten verwendet werden, umfassen C.I. Pigment Yellow 1, C.I. Pigment Yellow 2, C.I. Pigment Yellow 3, C.I. Pigment Yellow 13, C.I. Pigment Yellow 16, C.I. Pigment Yellow 83, C.I. Pigment Yellow 74, C.I. Pigment Yellow 128, C.I. Pigment Yellow 134, C.I. Pigment Yellow 93 und C.I. Pigment Yellow 134.
Beispiele für Pigmente, die bei magentafarbenen (purpurfarbenen) Tinten verwendet werden, umfassen C.I. Pigment Red 5, C.I. Pigment Red 7, C.I. Pigment Red 12, C.I. Pigment Red 48 (Ca), C.I. Pigment Red 48 (Mn), C.I. Pigment Red 57 (Ca), C.I. Pigment Red 112 und C.I. Pigment Red 122.
Beispiele für Pigmente, die bei cyanfarbenen (blaugrünen) Tinten verwendet werden, umfassen C.I. Pigment Blue 1, C.I. Pigment Blue 2, C.I. Pigment Blue 3, C.I. Pigment Blue 15:3, C.I. Pigment Blue 16, C.I. Pigment Blue 22, C.I. Vat Blue 4 und C.I. Vat Blue 6 und C.I. Pigment Violet 19.
Für Tinte jeder Farbe können auch Pigmente verwendet werden, die für die Praxis der vorliegenden Erfindung neu hergestellt worden sind.
(Dispergiermittel für Pigment)
Das Dispergiermittel für Pigment, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbar ist, kann jedes wasserlösliche Harz sein, solange es die dem Vorhandensein einer anionischen Gruppe zuzuschreibende Wirkung hat, dass es das Pigment stabil in Wasser oder einem wässrigen Medium dispergiert. Es wird insbesondere ein Harz bevorzugt, das eine massegemittelte Molmasse im Bereich von 1000 bis 30.000 und insbesondere im Bereich von 3000 bis 15.000 hat. Das Harz umfasst im Einzelnen Blockcopolymere, Pfropfcopolymere oder statistische Copolymere oder Salze davon, die aus zwei oder mehr Monomeren bestehen, die aus hydrophoben Monomeren wie z.B. Styrol, Styrolderivaten, Vinylnaphthalin, Vinylnaphthalinderivaten, Estern von α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren mit aliphatischen Alkoholen oder Acrylsäure, Acrylsäurederivaten, Maleinsäure, Maleinsäurederivaten, Itaconsäure, Itaconsäurederivaten, Fumarsäure und Fumarsäurederivaten ausgewählt sind. Diese Harze sind alkalilösliche Harze, die in wässrigen Lösungen mit darin gelösten Hasen löslich sind.
Ferner können Homopolymere oder Salze davon, die aus hydrophilen Monomeren bestehen, verwendet werden. Des weiteren können wasserlösliche Harze wie z.B. Polyvinylalkohol, Carboxymethylcellulose und Naphthalinsulfonsäure-Formaldehyd-Kondensationsprodukte verwendet werden. Die Verwendung der alkalilöslichen Harze ist jedoch in der Hinsicht vorteilhafter, dass die Dispersion derart eingestellt werden kann, dass sie eine niedrige Viskosität hat und leicht dispergierbar ist. Es wird bevorzugt, dass die vorstehend erwähnten wasserlöslichen Harze in einer Menge von 0,1 bis 5 Masse%, auf die Gesamtmasse der Tinte bezogen, verwendet werden können.
Ein Pigment und ein wasserlösliches Harz, wie sie vorstehend beschrieben wurden, werden zur Herstellung von Pigmenttinten, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, in einem wässriges Medium dispergiert oder gelöst. Das wässrige Medium, das bei den Pigmenttinten gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise verwendet wird, ist ein gemischtes Lösungsmittel aus Wasser und einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel. Als Wasser wird anstelle von Leitungswasser, das verschiedene Ionen enthält, vorzugsweise Wasser, das einem Ionenaustausch unterzogen worden ist, (entionisiertes Wasser) verwendet.
Wenn das Dispergiermittel kein anionisches Polymer ist, ist es notwendig, dass den vorstehend beschriebenen pigmenthaltigen Tinten ferner eine anionische Verbindung zugesetzt wird. Beispiele für anionische Verbindungen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise verwendet werden, umfassen zusätzlich zu hochmolekularen Substanzen wie z.B. den alkalilösliche Harzen, die in dem Punkt [Dispergiemittel für Pigment] beschrieben werden, niedermolekulare anionische Tenside, die nachstehend beschrieben werden.
Bestimmte Beispiele für niedermolekulare anionische Tenside umfassen Dinatriumlaurylsulfosuccinat, Dinatriumpolyoxyethylenlauroylethanolamidestersulfosuccinat, Dinatriumpolyoxyethylenalkylsulfosuccinat, Natriumsalz von carboxyliertem Polyoxyethylenlaurylether, Natriumsalz von carboxyliertem Polyoxyethylentridecylether, Natriumpolyoxyethylenlaurylethersulfat, Triethanolaminpolyoxyethylenlaurylethersulfat, Natriumpolyoxyethylenalkylethersulfat, Natriumalkylsufat, Triethanolaminalkylsulfat usw. Die vorliegende Erfindung sollte jedoch nicht darauf beschränkt werden. Die geeignete verwendete Menge der vorstehend als Beispiele erwähnten anionischen Substanzen liegt im Bereich von 0,05 bis 10 Masse% und insbesondere von 0,05 bis 5 Masse%, auf die Gesamtmasse der Tinte bezogen.
(Selbstdispergierbares Pigment)
Ferner können als Pigment, das in der anionischen Tinte verwendbar ist, auch selbstdispergierbare Pigmente verwendet werden, die in Wasser oder einem wässrigen Medium dispergiert werden können, ohne dass ein Dispergiermittel verwendet werden muss. Das selbstdispergierbare Pigment umfasst die Pigmente, die mindestens eine anionische hydrophile Gruppe haben, die direkt oder über eine andere Atomgruppe an die Oberfläche des Pigments gebunden ist. Es umfasst auch Pigmente, bei denen die anionische hydrophile Gruppe mindestens eine ist, die aus den nachstehend beschriebenen hydrophilen Gruppen ausgewählt ist, und ferner diejenigen, bei denen die andere Atomgruppe eine Alkylengruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine Phenylengruppe, die einen Substituenten haben kann, oder eine Naphthylengruppe, die einen Substituenten haben kann, ist. -COOM, -SO₃M, -SO₂NH₂, -PO₃HM, -PO₃M₂ (worin M ein Wasserstoffatom, ein Alkalimetall, Ammonium oder ein organisches Ammonium bezeichnet).
Das vorstehend beschriebene Pigment, das durch die eingeführte hydrophile Gruppe an seiner Oberfläche anionisch aufgeladen wird, zeigt wegen der Abstoßung von Ionen eine ausgezeichnete Dispergierbarkeit in Wasser, so dass es ohne Zusatz von Dispergiermitteln einen stabilen Dispersionszustand beibehält, wenn es in einer wässrigen Tinte enthalten ist. Im Einzelnen wird der Fall bevorzugt, dass das Pigment Ruß ist.
(Bestandteile, die Tinte zugesetzt werden)
Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Bestandteilen können einer Tinte Tenside, Schaumverhinderungsmittel, Konservierungsmittel u.dgl. zugesetzt werden, um eine Tinte herzustellen, die erwünschte physikalische Eigenschaften hat, wie sie benötigt werden. Des weiteren können der Tinte handelsübliche wasserlösliche Farbstoffe u.dgl. zugesetzt werden.
Das Tensid umfasst anionische Tenside wie z.B. Fettsäuresalze, Sulfatsalze höherer Alkohole, Sulfatsalze flüssiger Fettöle und Alkylarylsulfonatsalze und nichtionogene Tenside wie z.B. Polyoxyethylenalkylether, Polyoxyethylenalkylester, Polyoxyethylensorbitanalkylester, Acetylenalkohole und Acetylenglykole. Von diesen kann eines oder können zwei oder mehr, die zweckmäßig aus diesen ausgewählt werden, verwendet werden. Von den vorste hend beschriebenen Tensiden werden insbesondere Acetylenalkohole und Acetylenglykole bevorzugt. Das heißt, diese Tenside können das Eindringvermögen der flüssigen Mischung in Normalpapier verbessern, während sie ein Schäumen der flüssigen Mischung verhindern können und die Schäume schnell zerstören können, falls welche vorhanden sind. Obwohl die verwendete Menge der Tenside in Abhängigkeit von der zugesetzten Menge des zu verwendenden Dispergiermittels verschieden sein kann, ist die Verwendung eines Tensid in einer Menge von 0,01 bis 5 Masse% auf die Gesamtmasse der flüssigen Mischung bezogen, erwünscht. In diesem Fall wird es bevorzugt, dass die zugesetzte Menge des Tensids derart festgelegt wird, dass die Oberflächenspannung der Tinte bei 25°C vorzugsweise 10 mN/m (dyn/cm) oder mehr, insbesondere 20 mN/m (dyn/cm) oder mehr und vor Allem 30 mN/m (dyn/cm) oder mehr und ferner 70 mN/m oder weniger beträgt. Dies liegt daran, dass so eine Formulierung, wie sie vorstehend beschrieben wurde, das Auftreten eines Verschiebens beim Drucken (Abweichung der Auftreffstelle der Tintentröpfchen), das auf eine Benetzung der Enden der Düsen bei dem im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewendeten Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem zurückzuführen ist, wirksam verhindern kann.
So eine Pigmenttinte, wie sie vorstehend beschrieben wurde, wird in der folgenden Weise hergestellt. Ein Pigment wird zuerst einem wässrigen Medium, das mindestens ein Harz als Dispergiermittel und Wasser enthält, zugesetzt, und die Mischung wird gerührt. Dann wird gemäß einem nachstehend beschriebenen Dispergierverfahren eine Dispergierbehandlung durchgeführt, und es wird nötigenfalls eine Zentrifugierbehandlung durchgeführt, um eine gewünschte Dispersion zu erhalten. Der Dispersion werden dann Bestandteile, wie sie vorstehend erwähnt wurden, zugesetzt, und die erhaltene Mischung wird gerührt, um eine Tinte herzustellen.
Wenn das alkalilösliche Harz verwendet wird, ist es notwendig, dass zum Auflösen des Harzes in der Dispersion eine Hase zugesetzt wird. Das Amin oder die Base zum Auflösen des Harzes muss in einer Menge zugesetzt werden, die mindestes so hoch ist wie die Menge eines Amins oder einer Base, die durch Berechnung aus der Säurezahl des Harzes ermittelt wird. Diese Menge des Amins oder der Base wird gemäß folgender Gleichung ermittelt:
Menge (g) des Amins oder der Base = [(Säurezahl des Harzes) × (Molmasse des Amins oder der Base) × (Menge des Harzes)(g)]/5600
Zur Verbesserung des Wirkungsgrades des Dispergierens des Pigments ist es wirksam, dass mindestens 30 Minuten lang ein Vormischen durchgeführt wird, bevor das wässrige Medium, in dem das Pigment enthalten ist, der Dispergierbehandlung unterzogen wird. Dieses Vormischen dient zur Verbesserung der Benetzbarkeit der Oberfläche des Pigments und zur Erleichterung der Adsorption des Dispergiermittels an der Pigmentoberfläche.
Vorzuziehende Beispiele für die Base, die der Dispersion im Fall der Verwendung des alkalilöslichen Harzes zugesetzt wird, umfassen organische Amine wie z.B. Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Aminomethylpropanol und Ammoniak und anorganische Basen wie z.B. Kaliumhydroxid und Natriumhydroxid.
Andererseits kann als Dispergiergerät, das zur Herstellung der Pigmenttinte im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewendet wird, jedes Dispergiergerät angewendet werden, von dem routinemäßig Gebrauch gemacht wird. Beispiele dafür umfassen Kugelmühlen, Sandmühlen usw. Von diesen Mühlen kann vorzugsweise eine schnelllaufende Sandmühle angewendet werden. Beispiele dafür umfassen Super Mill, Sand Grinder, Beads Mill, Agitator Mill, Grain Mill, Dynol Mill, Pearl Mill Coball Mill (alles Handelsnamen) usw.
Den Tinten gemäß der vorliegenden Erfindung können zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Bestandteilen nötigenfalls verschiedene Arten von Zusatzstoffen wie z.B. wasserlösliche organische Lösungsmittel, Tenside, pH-Einstellungsmittel, Rostschutzmittel, Antischimmelmittel, Antioxidationsmittel, Verdampfungsbeschleuniger, Chelatbildner und wasserlösliche Polymere zugesetzt werden.
Ein flüssiges Medium, in dem das vorstehend beschriebene Farbmittel, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, gelöst oder dispergiert wird, ist vorzugsweise eine Mischung von Wasser und einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel. Bestimmte Beispiele für das wasserlösliche organische Lösungsmittel umfassen Alkylalkohole mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wie z.B. Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol, n-Butylalkohol, sek.-Butylalkohol und tert.-Butylalkohol; Amide wie z.B. Dimethylformamid und Dimethylacetamid; Betone wie z.B. Aceton; Ether wie z.B. Tetrahydrofuran und Dioxan; Polyalkylenglykole wie z.B. Polyethylenglykol und Polypropylenglykol; Alkylenglykole, deren Alkylengruppe 2 bis 6 Kohlenstoffatome hat, wie z.B. Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Triethylenglykol, 1,2,6-Hexantriol, Thiodiglykol, Hexylenglykol und Diethylenglykol; niedere Alkylether mehrwertiger Alkohole wie z.B. Glycerin, Ethylenglykolmonomethylether (oder -monoethylether) und Diethylenglykolmonomethylether (oder -monoethylether); cyclische Amidverbindungen wie z.B. N-Methyl-2-pyrrolidon, 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon, Sulfolan, Dimethylsulfoxid, 2-Pyrrolidon und ε-Caprolactam und Imidverbindungen wie z.B. Succinimid.
Der Gehalt an dem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel in jeder Tinte liegt im Allgemeinen im Bereich von 1 bis 40 Masse% und vorzugsweise von 3 bis 30 Masse%, auf die Gesamtmasse der Tinte bezogen. In dem Fall, dass der Wassergehalt in der Tinte im Bereich von 30 bis 95 Masse% liegt, ist die Löslichkeit des Farbmittels zufriedenstellend, wird eine Zunahme der Viskosität der erhaltenen Tinte verhindert und ist die Fixierbarkeit der Tinte vollkommen zufriedenstellend.
Die anionischen Tinten gemäß der vorliegenden Erfindung können auch für allgemeine wasserlösliche Schreibhilfsmittel verwendet werden, sind jedoch für die Verwendung bei einem Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem der Art, bei der eine Tinte durch das Bläschenbildungsphänomen der Tinte, das durch Wärmeenergie verursacht wird, ausgestoßen wird, besonders geeignet. Dieses Auf zeichnungssystem hat das Merkmal, dass das Ausstoßen der Tinte außerordentlich stabil wird und keine Nebenpunkte erzeugt werden. In diesem Fall können die thermophysikalischen Eigenschaften (beispielsweise die spezifische Wärme, der Wärmeausdehnungskoeffizient, die Wärmeleitfähigkeit usw.) der Tinten jedoch in einigen Fällen gesteuert werden.
[Kationische Tinte]
Als Nächstes wird eine wässrige kationische Tinte, die in Kombination mit der früher beschriebenen anionischen flüssigen Mischung den Tintensatz der vorliegenden Erfindung bildet, beschrieben. Der hierin angewendete Begriff "Tintensatz" bedeutet eine Kombination der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung und mindestens einer Art von Tinte, die eine kationische Substanz (kationisches Farbmittel) enthält. Ferner wird eine Kombination von mindestens einer Art von Tinte, die durch Ausschluss der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung aus dem Tintensatz erhalten wird, als "Teiltintensatz" bezeichnet. Die kationische Tinte, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, enthält in dem Fall, dass als Farbmittel ein wasserlöslicher Farbstoff, der eine kationische Gruppe enthält, oder ein Pigment verwendet wird, vorzugsweise in Kombination eine kationische Verbindung (wobei diese im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als kationisches Farbmittel bezeichnet wird). Die vorstehend beschriebene Tinte, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann ferner nötigenfalls als Bestandteile für die Bildung der Tinte Wasser, wasserlösliche organische Lösungsmittel und andere Bestandteile wie z.B. Viskositätsverbesserer, pH-Einstellungsmittel, Konservierungsmittel, Tenside, Antioxidationsmittel usw. enthalten. Nachstehend wird jeder Bestandteil für die Bildung der Tinte beschrieben.
(Wasserlöslicher Farbstoff)
Für den im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendeten wasserlöslichen Farbstoff, der eine kationische Gruppe hat, gibt es keine besondere Einschränkung, solange er beispielsweise aus den wasserlöslichen Farbstoffen, die im Color Index beschrieben werden, ausgewählt wird. Auch diejenigen, die nicht im Color Index beschrieben werden, können ohne Einschränkung verwendet werden, solange sie eine kationische Gruppe haben. Man beachte, dass die wasserlöslichen Farbstoffe, auf die hierin Bezug genommen wird, auch die Farbstoffe umfassen, deren Löslichkeit pH-abhängig ist.
(Pigment)
Bei einer anderen Ausführungsform kann die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendete Tinte eine Tinte sein, bei der anstelle des vorstehend beschriebenen wasserlöslichen Farbstoffs, der eine kationische Gruppe hat, Pigment und eine kationische Verbindung und nötigenfalls auch Wasser, wasserlösliche organische Lösungsmittel und andere Bestandteile, beispielsweise Viskositätsverbesserer, pH-Einstellungsmittel, Konservierugsmittel, Tenside, Antioxidationsmittel o.dgl. verwendet werden. Hier kann die kationische Verbindung ein Dispergiermittel für das Pigment sein oder kann in dem Fall, dass das Dispergiermittel des Pigments nicht kationisch ist, außer dem Dispergiermittel eine kationische Verbindung zugesetzt werden. Natürlich kann ferner eine andere kationische Verbindung zugesetzt werden, wenn das Dispergiermittel eine kationische Verbindung ist. Für die Pigmente, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, gibt es keine besondere Einschränkung, und es können vorzugsweise die Pigmente verwendet werden, die in dem Punkt [Anionische Tinte] beschrieben werden.
(Dispergiermittel für Pigment)
Als Dispergiermittel für Pigment, das in den Tinten, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, enthalten ist, kann jedes wasserlösliche Harz verwendet werden, solange es die Funktion hat, dass es das Pigment in Wasser oder einem wässrigen Medium wegen des Vorhandenseins einer kationischen Gruppe stabil dispergiert. Bestimmte Beispiele dafür können Po lymere sein, die durch Polymerisation eines Vinylmonomers erhalten werden, wobei mindestens ein Anteil des erhaltenen Polymers Kationizität zeigt. Beispiele für das kationische Monomer zur Bildung eines kationischen Anteils umfassen Salze von tertiären Aminmonomeren und davon abgeleitete quaternisierte Verbindungen, wie sie nachstehend beschrieben werden.

N,N-Dimethylaminoethylmethacrylat [CH₂=C(CH₃)-COO-C₂H₄N(CH₃)₂]
N,N-Dimethylaminoethylacrylat [CH₂=CH-COO-C₂H₄N(CH₃)₂]
N,N-Dimethylaminopropylmethacrylat [CH₂=C(CH₃)-COO-C₃H₆N(CH₃)₂]
N,N-Dimethylaminopropylacrylat [CH₂=CH-COO-C₃H₆N(CH₃)₂]
N,N-Dimethylacrylamid [CH₂=CH-CON(CH₃)₂]
N,N-Dimethylmethacrylamid [CH₂=C(CH₃)-CON(CH₃)₂]
N,N-Dimethylaminoethylacrylamid [CH₂=CH-CONHC₂H₄N(CH₃)₂]
N,N-Dimethylaminoethylmethacrylamid [CH₂=C(CH₃)-CONHC₂H₄N(CH₃)₂]
N,N-Dimethylaminopropylacrylamid [CH₂=CH-CONHC₃H₆N(CH₃)₂]
N,N-Dimethylaminopropylmethacrylamid [CH₂=C(CH₃)-CONHC₃H₆N(CH₃)₂]

Verbindungen für die Bildung von Salzen mit den tertiären Aminen umfassen Salzsäure, Schwefelsäure, Essigsäure usw. Die Verbindungen, die für die Quaternisierung verwendet werden, umfassen Methylchlorid, Dimethylsulfat, Benzylchlorid, Epichlorhydrin usw. Von diesen werden bei der Herstellung von Dispergiermitteln, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, Methylchlorid, Dimethylsulfat usw. bevorzugt. Die Salze tertiärer Amine und die quaternären Ammoniumverbindungen, die vorstehend beschrieben wurden, verhalten sich in Wasser als Rationen, und sie werden unter neutralisierten Bedingungen im sauren Bereich stabil gelöst. Der Gehalt an diesen Monomeren in dem Copolymer liegt vorzugsweise im Bereich von 20 bis 60 Masse%.
Andere Monomere, die zur Bildung der vorstehend erwähnten polymeren Dispergiermittel verwendet werden, umfassen beispielsweise 2-Hydroxyethylmethacrylat, Acrylatester mit einer Hydroxylgruppe wie z.B. Acrylatester, die in der Seitenkette eine lange Ethylenoxidkette haben, hydrophobe Monomere wie z.B. Styrolmonomere und wasserlösliche Monomere, die in der Nähe des pH-Wertes 7 in Wasser löslich sind, wie z.B. Acrylamide, Vinylether, Vinylpyrrolidone, Vinylpyridine und Vinyloxazolidine. Die hydrophoben Monomere, die verwendet werden können, umfassen Styrol, Styrolderivate, Vinylnaphthalin, Vinylnaphthalinderivate, Alkylester von (Meth)acrylaten, Acrylnitril usw. Bei dem polymeren Dispergiermittel, das durch die Copolymerisation erhalten wird, wird das wasserlösliche Monomer vorzugsweise in einer Menge im Bereich von 15 bis 35 Masse% verwendet, damit das resultierende Copolymer in der wässrigen Lösung stabilisiert wird, und das hydrophobe Monomer wird vorzugsweise in einer Menge im Bereich von 20 bis 40 Masse% verwendet, damit die Dispergierwirkung des Copolymers auf das Pigment erhöht wird.
(Selbstdispergierbares Pigment)
Kationisch aufgeladene Pigmente umfassen die Pigmente, bei denen eine hydrophile Gruppe, die direkt oder über eine andere Atomgruppe an die Oberfläche gebunden ist, mindestens an ein quaternäres Ammonium, das aus den nachstehend beschriebenen Gruppen ausgewählt ist, gebunden ist, jedoch sollte die vorliegende Erfindung nicht darauf eingeschränkt werden.
In den vorstehenden Formeln bezeichnet R eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Phenylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Naphthylgruppe.
Die vorstehend erwähnte kationische Gruppe kann ein Gegenion, beispielsweise NO₃ ^– oder CH₃COO^–, haben.
Das Verfahren zur Herstellung der vorstehend beschriebenen selbstdispergierbaren Pigmente, die durch die eingeführten hydrophilen Gruppen kationisch aufgeladen werden, wird erläutert, wobei als Beispiel ein Verfahren der Verbindung mit einer N-Ethylpyridylgruppe, die die nachstehend gezeigte Struktur hat, herangezogen wird. In diesem Fall umfasst so ein Verfahren ein Verfahren, bei dem das Pigment mit 3-Amino-N-ethylpyridiniumbromid behandelt wird.
Wie vorstehend beschrieben wurde, zeigen Pigmente, die durch Einführung hydrophiler Gruppen an der Oberfläche des Pigments kationisch aufgeladen sind, eine ausgezeichnete Dispergierbarkeit in Wasser, die der Abstoßung von Ionen zuzuschreiben ist, so dass sie sogar in dem Fall, dass sie in wässrigen Tinten enthalten sind, ohne Zusatz von Dispergiermitteln den Zustand einer stabilen Dispersion aufrechterhalten können. Der Fall, dass das Pigment Ruß ist, wird besonders bevorzugt.
(Zusätzliche Bestandteile in Tinte)
Außer den vorstehend angegebenen Bestandteilen können den Pigmenttinten gemäß der vorliegenden Erfindung nötigenfalls zweckmäßig ein Tensid, ein Schaumverhinderungsmittel, ein antiseptisches Mittel u.dgl. zugesetzt werden, damit sie als Tinten mit gewünschten physikalischen Eigenschaften bereitgestellt werden. Es kann auch ein handelsüblicher wasserlöslicher Farbstoff o.dgl. zugesetzt werden.
Als Tenside können Verbindungen vom Typ primärer, sekundärer und tertiärer Aminsalze, insbesondere Chloride, Acetate usw. von Laurylamin, Kokosamin, Stearylamin, Terpentinharzamin usw.; Verbindungen vom Typ quaternärer Ammoniumsalze, insbesondere Lauryltrimethylammoniumchlorid, Cetyltrimethylammoniumchlorid, Benzyltributylammoniumchlorid, Benzalkoniumchlorid usw.; Verbindungen vom Pyridiniumsalztyp, insbesondere Cetylpyridiniumchlorid, Cetylpyridiniumbromid usw.; kationische Verbindungen vom Imidazolintyp, insbesondere 2-Heptadecenylhydroxyethylimidazolin usw.; Ethylenoxidaddukte höherer Alkylamine, insbesondere kationische Tenside wie z.B. Dihydroxyethylstearylamin usw., und amphotere Tenside, die in einem bestimmten pH-Bereich Kationizität zeigen, verwendet werden. Bestimmte Beispiele dafür umfassen amphotere Tenside vom Aminosäuretyp; Verbindungen vom Typ R-NH-CH₂-CH₂-COOH; Verbindungen vom Betaintyp, insbesondere amphotere Tenside vom Carbonsäuresalztyp wie z.B. Stearyldimethylbetain und Lauryldihydroxyethylbetain, und amphotere Tenside vom Sulfattyp, Sulfonattyp, Phosphattyp usw. Beispiele für nichtionogene Tenside umfassen z.B. Polyoxyethylenalkylether, Polyoxyethylenalkylester; Acetylenalkohole; Acetylenglykole usw. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann ein Tensid oder können zwei oder mehr Tenside von diesen, die zweckmäßig aus diesen ausgewählt werden, verwendet werden. Von ihnen werden vorzugsweise insbesondere Acetylenalkohole und Acetylenglykole verwendet. Das heißt, diese Tenside können das Eindringvermögen der flüssigen Mischung in Normalpapier verbessern, während sie ein Schäumen der flüssigen Mischung verhindern können und die Schäume schnell zerstören können, falls welche vorhanden sind. Obwohl die verwendete Menge der Tenside in Abhängigkeit von dem zu verwendenden Tensid verschieden sein kann, ist die Verwendung eines Tensids in einer Menge von 0,05 bis 5 Masse, auf die Gesamtmasse der flüssigen Mischung bezogen, erwünscht, weil damit ein ausreichendes Eindringvermögen sichergestellt ist.
Die kationischen Tinten gemäß der vorliegenden Erfindung können erwünschtermaßen unter den Gesichtspunkten, dass für ein vorzuziehendes Eindringvermögen der Tinte bei gedruckten Bildern im Fall des Druckens auf Normalpapier o.dgl. und gleichzeitig für eine vorzuziehende Anpassung der Tinten an einen Kopf für Tintenstrahl-Aufzeichnung gesorgt wird, derart eingestellt werden, dass sie als ihre eigenen physikalischen Eigenschaften bei 25°C eine Oberflächenspannung von 10 mN/m oder mehr und insbesondere von 20 mN/m oder mehr bis 70 mN/m oder weniger und vor Allem von 30 bis 68 mN/m und eine Viskosität von 15 mPa·s (cP) oder weniger, insbesondere von 10 mPa·s (cP) oder darunter und vor Allem von 5 mPa·s (cP) oder darunter zeigen.
(Konzentration der löslichen Tinte)
Der auf die Masse bezogene Gehalt an den Bestandteilen von Farbmitteln, die in den anionischen und kationischen Tinten enthalten sind, kann in Abhängigkeit von der Art der Farbmittel wie z.B. wässriger Farbstoffe, Pigmente und selbstdispergierbarer Pigmente zweckmäßig ausgewählt werden. Er liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 20 Masse% und insbesondere von 0,1 bis 12 Masse, auf die Masse der Tinte bezogen. In dem Fall, dass der auf die Masse bezogene Gehalt an den Bestandteilen von Farbmitteln im Bereich von 0,3 bis 7 Masse% liegt und die Beziehung zwischen der Konzentration von feinen Teilchen in der flüssigen Mischung und der Konzentration von Farbmitteln in der Tinte derart ist, dass je 1 Masseteil der feinen Teilchen 1,2 Masseteile oder weniger und insbesondere 1,0 Masseteile oder weniger des Farbmittels vorhanden sind, zeigen Bilder, die unter Aufzeichnungsbedingungen erzeugt werden, bei denen ein gewöhnliches Zweiflüssigkeitensystem angewendet wird, ein ganz ausgezeichnetes Farbentwicklungsvermögen.
(Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf dem Aufzeichnungsmedium)
Als Nächstes wird nachstehend ein Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf dem Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf dem Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung umfasst (i) einen Schritt, bei dem eine anionische oder kationische wässrige Tinte, die ein Farbmittel enthält, auf ein Aufzeichnungsmedium aufgebracht wird, und (ii) einen Schritt, bei dem eine flüssige Mischung, die feine Teilchen enthält, deren Oberfläche im dispergierten Zustand mit einer Polarität aufgeladen wird, die der Polarität der Tinte entgegengesetzt ist, auf das Aufzeichnungsmedium aufgebracht wird, wobei die wässrige Tinte und die flüssige Mischung miteinander jeweils in flüssigem Zustand an der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums in Kontakt kommen. Nachstehend werden Verfahren zum Aufbringen der flüssigen Mischung und der wässrigen Tinte, die in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebaut sind, auf das Aufzeichnungsmedium erläutert.
Das Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf dem Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung umfasst den Schritt (ii), bei dem die vorstehend beschriebene flüssige Mischung auf das Aufzeichnungsmedium aufgebracht wird, und den Schritt (i), bei dem eine anionische oder kationische wässrige Tinte, die ein Farbmittel enthält, auf das Aufzeichnungsmedium aufgebracht wird. In diesem Fall wird die flüssige Mischung derart auf eine einen farbigen Bereich erzeugende Zone des Aufzeichnungsmediums oder auf diese Zone und auf eine Zone in der Nähe der einen farbigen Bereich erzeugenden Zone des Aufzeichnungsmediums aufgebracht, dass die wässrige Tinte und die flüssige Mischung in flüssigem Zustand miteinander in Kontakt kommen können. Der hierin angewendete Begriff "einen farbigen Bereich erzeugende Zone" bedeutet eine Zone, wo Punkte (Dots) einer Tinte anhaften, und der Begriff "Zone in der Nähe der einen farbigen Bereich erzeugenden Zone" bedeutet eine Zone außerhalb der einen farbigen Bereich erzeugenden Zone, die von dieser um 1 bis 5 Punkte (Dots) entfernt ist.
Bei dem Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf einem Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung können die vorstehend beschriebene flüssige Mischung der vorliegenden Erfindung und eine wässrige Tinte durch irgendein Verfahren auf ein Aufzeichnungsmedium aufgebracht werden, solange sie miteinander in flüssigem Zustand auf dem Aufzeichnungsmedium in Kontakt kommen. Die Reihenfolge, in der die flüssige Mischung und die Tinte auf das Aufzeichnungsmedium aufgebracht werden, wirft infolgedessen keine Fragen auf. Beispielsweise kann gewählt werden, dass zuerst des Schritt (ii) und dann der Schritt (i) durchgeführt wird oder zuerst der Schritt (i) und dann der Schritt (ii) durchgeführt wird. Es wird bevorzugt, dass der Schritt (i), dann der Schritt (ii) und ferner wieder der Schritt (i) durchgeführt wird. In dem Fall, dass zuerst die flüssige Mischung auf das Aufzeichnungsmedium aufgebracht wird, gibt es für das Zeitintervall vom Aufbringen der flüssigen Mischung bis zum Aufbringen der Tinte keine besondere Einschränkung. Damit die flüssige Mischung und die Tinte in flüssigem Zustand miteinander in Kontakt kommen, wird es bevorzugt, dass die Tinte im Wesentlichen gleichzeitig oder binnen weniger Sekunden auf das Aufzeichnungsmedium aufgebracht wird.
(Aufzeichnungsmedium)
Für das Aufzeichnungsmedium, das bei dem Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf dem Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung angewendet wird, gibt es keine besondere Einschränkung, und herkömmlicherweise angewendetes so genanntes Normalpapier wie z.B. Kopierpapier und Bankpostpapier kann zweckmäßig angewendet werden. Natürlich können auch beschichtetes Papier und lichtdurchlässiges Papier für OHP (Overhead-Projektion), die speziell für Tintenstrahl-Aufzeichnung hergestellt werden, zweckmäßig angewendet werden. Ferner kann gewöhnliches holzfreies Papier oder Glanzpapier zweckmäßig angewendet werden.
(Verfahren zum Aufbringen von flüssiger Mischung)
Das Verfahren zum Aufbringen der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren umfassen, bei dem die flüssige Mischung beispielsweise unter Anwendung von Zerstäuberdüsen oder Walzen über die gesamte Oberfläche des Aufzeichnungsmediums aufgebracht wird. Es wird jedoch bevorzugt, dass das Aufbringen der flüssigen Mischung durch ein Tintenstrahlsystem bewirkt wird, mit dem es möglich ist, eine flüssige Mischung selektiv und gleichmäßig nur auf eine einen farbigen Bereich erzeugende Zone oder nur auf die einen farbigen Bereich erzeugende Zone und in ihrer Nähe aufzubringen. In diesem Fall kön nen verschiedene Arten von Tintenstrahl-Aufzeichnungssystemen angewendet werden. Es wird insbesondere ein System bevorzugt, bei dem Tröpfchen der flüssigen Mischung unter Anwendung von durch Wärmeenergie erzeugten Bläschen ausgestoßen werden.
<Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät>
Als Nächstes wird das Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät der vorliegenden Erfindung umfasst eine Tinte enthaltende Einheit, die eine anionische oder kationische wässrige Tinte, in der ein Farbmittel enthalten ist, enthält, eine erste Aufzeichnungseinheit, die mit einem Tintenstrahlkopf zum Ausstoßen der Tinte ausgestattet ist, eine flüssige Mischung der vorliegenden Erfindung, wie sie vorstehend beschrieben wurde, und vorzugsweise eine flüssige Mischung, die feine Teilchen enthält, deren Oberfläche im dispergierten Zustand eine Polarität hat, die der Polarität der Tinte entgegengesetzt ist, und eine zweite Aufzeichnungseinheit, die mit einem Tintenstrahlkopf zum Ausstoßen der flüssigen Mischung ausgestattet ist.
Diese werden nachstehend beschrieben.
1 ist eine schematische perspektivische Zeichnung, die ein Beispiel für den allgemeinen Aufbau eines Tintenstrahldruckers zeigt, auf den die vorliegende Erfindung angewendet wird. In 1 bezeichnet Bezugszahl 1 eine Kassette, die einen Druckkopf zum Ausstoßen von Tinte für die Durchführung des Druckens bildet, und bezeichnet Bezugszahl 2 eine Kassette, die einen zum Ausstoßen einer flüssigen Mischung dienenden Ausstoßkopf bildet. In dem veranschaulichten Beispiel werden vier zum Drucken dienende Kassetten 1, bei denen Tinten mit verschiedenen Farben verwendet werden, und eine Kassette 2 zum Ausstoßen einer flüssigen Mischung angewendet. Jede zum Drucken dienende Kassette 1 hat einen Aufbau, bei dem in ihrem oberen Teil ein Tintenbehälterbereich angeordnet ist und in ihrem unteren Teil ein Tintenausstoßbereich (Druckbereich) angeordnet ist. Die Kassette 2 zum Ausstoßen einer flüssigen Mischung hat einen Aufbau, bei dem in ihrem oberen Teil ein Behälterbereich für flüssige Mischung angeordnet ist und in ihrem unteren Teil ein Ausstoßbereich für flüssige Mischung angeordnet ist. Außerdem sind in diesen Kassetten 1 und 2 Anschlussteile zum Empfang eines Steuersignals u.dgl. angeordnet. Bezugszahl 3 bezeichnet einen Schlitten bzw. Wagen.
Die vier zum Drucken dienenden Kopfkassetten (Druckköpfe) 1 für die Durchführung des Druckens mit Tinten verschiedener Farben und eine Kopfkassette zum Ausstoßen einer flüssigen Mischung (ein zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienender Ausstoßkopf) 2 sind an dem Schlitten 3 positioniert und angebracht. Außerdem ist in dem Schlitten 3 eine Anschlussteil-Halteeinrichtung zur Übertragung eines Signals u.dgl. für die Ansteuerung jedes Druckkopfes 1 und des zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienenden Ausstoßkopfes 2 angeordnet. Die Kopfkassetten 1 und 2 sind über die Anschlussteil-Halteeinrichtung elektrisch angeschlossen.
In den Druckköpfen 1 werden Tinten mit verschiedenen Farben, beispielsweise mit der Farbe Gelb (Y), Magenta (M), Cyan (C) bzw. Schwarz (B), aufbewahrt. In dieser Figur sind die zum Drucken dienenden Kopfkassetten (Druckköpfe) 1Y, 1M, 1C und 1B für gelbe, magentafarbene, cyanfarbene bzw. schwarze Tinte von der linken Seite in der Figur aus angebracht, und die Kopfkassette zum Ausstoßen einer flüssigen Mischung (der zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienender Ausstoßkopf) 2, in der die flüssige Mischung aufbewahrt wird, ist am rechten Ende angebracht. In 1 bezeichnet Bezugszahl 4 eine Abtastschiene, die sich in der Hauptabtastrichtung des Schlittens 3 erstreckt und den Schlitten derart abstützt, dass er verschiebbar ist, und bezeichnet Bezugszahl 5 einen Treibriemen für die Übertragung einer Antriebskraft zum Hin- und Herbewegen des Schlittens 3. Außerdem bezeichnen Bezugszahlen 6 und 7 sowie 8 und 9 Förderwalzenpaare, die vor und hinter einer Stelle, an der ein Drucken durch den Druckkopf erfolgt, angeordnet sind und ein Aufzeichnungsmedium 10 einklemmen und befördern. Das Aufzeichnungsmedium 10 wie z.B. Papier wird zu einer Schreibwalze (nicht gezeigt) ge führt und durch diese abgestützt. Durch die Schreibwalze wird eine zu bedruckende Oberfläche derart eingestellt, dass sie in einem Presskontaktzustand im Bereich der Stelle, an der ein Drucken erfolgt, flach bzw. eben ist. An dieser Stelle ragen Ausstoßöffnungen bildende Oberflächen der Kopfkassetten (Köpfe) 1 und 2, die an dem Schlitten 3 angebracht sind, nach unten aus dem Schlitten 3 heraus und sind zwischen den Förderwalzen 7 und 9 für die Beförderung eines Aufzeichnungsmediums angeordnet, die einander parallel zu dem Aufzeichnungsmedium 10, das mit der Führungsfläche der Schreibwalze (nicht gezeigt) in Presskontakt ist, gegenüberstehen.
In der Nähe einer Ausgangsstellung, die sich von dem Druckbereich eines Tintenstrahldruckers in dieser Figur abweichend an der linken Seite befindet, ist eine Regeneriereinheit 11 angeordnet. In der Regeneriereinheit 11 sind vier Kappen 12, die den vier Druckköpfen (Kopfkassetten) 1Y, 1M, 1C und 1B entsprechen, und eine Kappe 13, die dem einen zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienenden Ausstoßkopf (Kopfkassette) 2 entspricht, derart angeordnet, dass sie sich in ihrer senkrechten Richtung nach oben und nach unten bewegen können. Wenn sich der Schlitten 3 dann in der Ausgangsstellung befindet, sind die Kappen 12 und 13, die den Ausstoßöffnungen bildenden Oberflächen der Köpfe 1 und 2 entsprechen, in Presskontakt mit ihnen gebracht, wodurch Ausstoßöffnungen der jeweiligen Köpfe 1 und 2 abgedichtet (abgedeckt) werden. Durch das Abdecken werden eine Eindickung und ein Festwerden der Tinte, die auf die Verdampfung eines Tintenlösungsmittels innerhalb der Ausstoßöffnung zurückzuführen sind, verhindert und wird das Auftreten eines Ausstoßfehlers verhindert.
Außerdem ist die Regeneriereinheit 11 mit einer Saugpumpe 14, die mit den jeweiligen Kappen 12 in Verbindung steht, und mit einer Saugpumpe 15, die mit der Kappe 13 in Verbindung steht, ausgestattet. Diese Pumpen 14 und 15 werden angewendet, um die Ausstoßöffnungen bildenden Oberflächen der Druckköpfe 1 und des zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienenden Ausstoßkopfes 2 durch die Kappen 12 und 13 abzudecken und eine Regenerierbe handlung durch Absaugen durchzuführen, wenn bei den Druckköpfen 1 und dem zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienenden Ausstoßkopf 2 ein Ausstoßfehler auftritt. Außerdem sind in der Regeneriereinheit 11 zwei Abwischelemente (Wischblätter) 16 und 17 angeordnet, die aus einem elastischen Element wie z.B. Gummi bestehen. Das Wischblatt 16 wird durch eine Wischblatt-Halteeinrichtung 18 gehalten, und das Wischblatt 17 wird durch eine Wischblatt-Halteeinrichtung 19 gehalten.
In der schematischen Zeichnung der vorliegenden Erfindung werden die Wischblatt-Halteeinrichtungen 18 und 19 durch einen Wischblatt-Hebemechanismus (nicht gezeigt), der unter Ausnutzung der Bewegung des Schlittens 3 angetrieben wird, nach oben bzw. nach unten bewegt, wodurch sich die Wischblätter 16 und 17 zwischen einer Stellung, zu der sie sich erheben (hervorstehen), um Tinte und Fremdkörper, die sich auf den Ausstoßöffnungen bildenden Oberflächen der Köpfe (Kassetten) 1 und 2 abgeschieden haben, auszuwischen, (Abwischstellung) und einer Stellung, zu der sie sich zurückziehen (senken), die eine Bereitschaftsstellung ist, nach oben und nach unten bewegen. In diesem Fall sind das Wischblatt 16 zum Abwischen der Druckköpfe 1 und das Wischblatt 17 zum Abwischen des zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienenden Ausstoßkopfes 2 derart aufgebaut, dass sie voneinander unabhängig sind und sich einzeln nach oben und nach unten bewegen können.
Wenn sich dann der Schlitten 3 von der rechten Seite in 1 (Seite des Druckbereichs) zu der Seite der Ausgangsstellung bewegt oder wenn sich der Schlitten 3 von der Seite der Ausgangsstellung zu der Seite des Druckbereichs bewegt, stößt das Wischblatt 16 an die Ausstoßöffnungen bildende Oberfläche jedes Druckkopfes 1 an und stößt das Wischblatt 17 an die Ausstoßöffnungen bildende Oberfläche des zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienenden Ausstoßkopfes 2 an. Dies hat zur Folge, dass ein Abwischvorgang dieser Ausstoßöffnungen bildenden Oberflächen durch ihre Relativbewegung durchgeführt wird.
2 ist eine schematische perspektivische Zeichnung, die einen Druckkopf (Kassette) 1 zeigt, der einen Aufbau hat, bei dem ein Tintenausstoßbereich und ein Tintenbehälter in einem Stück zusammengefasst sind. Ferner hat der zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienende Ausstoßkopf 2 im Wesentlichen denselben Aufbau wie der Druckkopf 1, außer dass die aufzubewahrende und zu verwendende Flüssigkeit eine flüssige Mischung ist. In 2 hat der Druckkopf 1 in seinem oberen Teil einen Tintenbehälterbereich 21 und in seinem unteren Teil einen Tintenausstoßbereich (Druckkopfbereich) 22. Der Druckkopf 1 hat außerdem ein Kopfseiten-Anschlussteil 23 zum Empfang eines Signals u.dgl. für die Ansteuerung des Tintenausstoßbereichs 22 und gleichzeitig zur Ausgabe eines Tintenrestmengen-Messsignals. Dieses Anschlussteil 23 ist in einer zu dem Tintenbehälterbereich 21 parallelen Lage angeordnet. Der Druckkopf 1 hat in 2 an seiner Unterseite (Seite des Aufzeichnungsmediums 10) eine Ausstoßöffnungen bildende Oberfläche 81. An der Ausstoßöffnungen bildenden Oberfläche 81 ist eine Vielzahl von Ausstoßöffnungen gebildet. In einem Flüssigkeitskanalbereich, der mit jeder Ausstoßöffnung in Verbindung steht, ist ein Ausstoßenergieerzeugungselement zur Erzeugung von Energie, die zum Ausstoßen von Tinte erforderlich ist, angeordnet.
Der Druckkopf (Kopfkassette) 1 ist eine Tintenstrahl-Druckeinrichtung zum Ausstoßen von Tinte für die Durchführung des Druckens und wird durch eine austauschbare Tintenstrahlkassette gebildet, bei der ein Tintenausstoßbereich 22 und der Tintenbehälter 21 in einem Stück zusammengefasst sind. Dieser Druckkopf 1 ist eine Tintenstrahl-Druckeinrichtung, bei der von Wärmeenergie Gebrauch gemacht wird, um Tinte auszustoßen, und ist mit einem elektrothermischen Wandler ausgestattet. Außerdem wird durch den Druckkopf 1 eine Druckänderung, die dadurch verursacht wird, dass durch Filmsieden infolge von Wärmeenergie, die durch den elektrothermischen Wandler zugeführt wird, Bläschen wachsen und schrumpfen, ausgenutzt, um aus den Ausstoßöffnungen Tinte auszustoßen und ein Drucken durchzuführen.
3 ist eine perspektivische Teilzeichnung, die schematisch den Aufbau des Tintenausstoßbereichs 22 (bzw. des Ausstoßbereichs 22A für flüssige Mischung) des Druckkopfes 1 (bzw. des zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienenden Ausstoßkopfes 2) zeigt. In 3 ist auf den Ausstoßöffnungen bildenden Oberflächen 81, die dem Aufzeichnungsmedium 10 (wie z.B. einem zu bedruckenden Blatt) mit einem vorgegebenen Abstand (z.B. etwa 0,5 bis 2,0 mm) zwischen ihnen gegenüberliegen, eine Vielzahl von Ausstoßöffnungen 82 mit vorgegebenen regelmäßigen Abständen gebildet, und entlang einer Wandfläche jedes Flüssigkeitskanals 84, der mit einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer 83 und der jeweiligen Ausstoßöffnung 82 in Verbindung steht, ist ein elektrothermischer Wandler (Heizwiderstand o.dgl.) 85 für die Erzeugung von Energie zum Ausstoßen angeordnet. Die Vielzahl von Ausstoßöffnungen 82 ist in einer derartigen Lagebeziehung angeordnet, dass sie in einer Richtung, die die Bewegungsrichtung (Hauptabtastrichtung) des Druckkopfes 1 kreuzt, ausgerichtet sind. In dieser Weise ist der Druckkopf 1 aufgebaut, der die entsprechenden elektrothermischen Wandler 85 auf einem Bildsignal oder einem Ausstoßsignal basierend ansteuert (mit Strom versorgt), ein Filmsieden von Tinte in den Flüssigkeitskanälen 84 bewirkt und durch einen an dieser Stelle erzeugten Druck aus den Ausstoßöffnungen 82 Tinte ausstößt. Hierbei wird als Material für die Bildung eines Tintenbehälters, in dem Tinte aufbewahrt wird, und eines Behälters, in dem eine flüssige Mischung aufbewahrt wird, (wobei dieser Behälter zur Vereinfachung der Beschreibung ebenfalls als Tintenbehälter bezeichnet wird), die sich in den Druckkopfkassetten 1 und 2 befinden, vorzugsweise ein Material mit einer ausgezeichneten Chemikalienbeständigkeit verwendet, weil es mit Tinte und einer flüssigen Mischung in Kontakt kommt. Materialien, die diese Bedingung erfüllen und allgemein erhältlich sind, sind Harzmaterialien wie z.B. Polyolefinharz, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Siliconharz, Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, ABS-Harz, Polyacetale, Polyamid, ungesättigtes Polyesterharz, PET und Aramidharz und Synthesekautschuke wie z.B. Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Butadienkautschuk, Chloropren, Nitrilkautschuk, Butylkautschuk, EPDM, Polyurethankautschuk, Siliconkautschuk, Acrylkautschuk, Epichlorhydrinkautschuk und Fluorkautschuk. In diese Harze und Kautschuke werden zusätzlich zu Chemikalien, aus denen sie gebildet sind, je nach der Aufgabe viele Zusatzstoffe wie z.B. ein Stabilisator, ein UV-Absorptionsmittel und ein Antioxidationsmittel in einer geeigneten Menge hineingegeben.
Diese zusätzlichen Bestandteile können in Tinte oder eine flüssige Mischung eluiert werden, und die eluierten Bestandteile können mit Bestandteilen der Tinte oder der flüssigen Mischung reagieren, so dass eine unlösliche Substanz erzeugt wird. Unter anderem können in Tinte oder eine flüssige Mischung Fettsäuren und Fettsäurederivate eluiert werden und durch eine Veränderung von Umgebungsbedingungen wie z.B. der Temperatur wieder ausgefällt werden, so dass eine unlösliche Substanz erzeugt wird, oder gelöste Ionen und eine unlösliche Substanz, die in der Tinte oder der flüssigen Mischung enthalten ist, können miteinander reagieren, so dass ein unlösliches Fettsäuresalz erzeugt wird, wodurch ein Filter oder eine Ausstoßöffnung verstopft und ein Fließen von Tinte vermindert wird. Um zu verhindern, dass eine unlösliche Substanz selbst aus so einem Material ausgefällt wird, und eine Ausfällung zu verhindern, die auf die Reaktion einer unlöslichen Substanz und eines in Tinte oder einer flüssigen Mischung enthaltenen Bestandteils zurückzuführen ist, ist es vorzuziehen, dass die Ausfällung gehemmt wird, indem eine Maßnahme ergriffen wird, die z.B. darin besteht, dass der Gehalt an einem Zusatzstoff in einem Harzbestandteil, der einen Tintenbehälter bildet, vermindert wird, ein Material ausgewählt wird, das nicht leicht eluiert wird, die Zusammensetzung des Lösungsmittels einer flüssigen Mischung verändert wird und der Gehalt an einem reaktionsfähigen Bestandteil in Tinte oder einer flüssigen Mischung vermindert wird.
4A bis 4D, 5A bis 5D und 6A bis 6D sind schematische Zeichnungen, die einen Abwischvorgang bei dem vorstehend beschriebenen Tintenstrahldrucker zeigen. 4A bis 4D zeigen den Fall, dass sich der Schlitten 3 von der Seite des Druckbereichs zu der Seite der Ausgangsstellung bewegt. Wie in 4A gezeigt ist, bewegen sich die Druckköpfe 1 und der zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienende Ausstoßkopf 2, die sich auf dem Schlitten 3 befinden, von der rechten Seite (Seite des Druckbereichs) zu der Ausgangsstellung. Dann erhebt sich zuerst das Wischblatt 16 für Tinte, das sich zwischen der Kappe 12 für Tinte und der Kappe 13 für flüssige Mischung befindet, und wischt der Bewegung des Schlittens 3 folgend nacheinander die Druckköpfe 1Y, 1M, 1C und 1B ab, wie in 4B gezeigt ist.
Nachdem jeder Druckkopf 1 über das Wischblatt 17 für flüssige Mischung hinweggegangen ist, wird außerdem bewirkt, dass sich das Wischblatt 17 für Flüssige Mischung erhebt und gleichzeitig die Ausstoßöffnungen bildende Oberfläche des zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienenden Ausstoßkopfes 2 abwischt, wie in 4C gezeigt ist. Nachdem das Wischblatt 16 für Tinte das Abwischen des vierten Druckkopfes 1 beendet hat und das Wischblatt 17 für flüssige Mischung das Abwischen des zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienenden Ausstoßkopfes 2 beendet hat, senken sich die Wischblätter 16 und 17 und bleiben in einer Bereitschaftsstellung stehen, wie in 4D gezeigt ist. Obwohl der Aufbau in diesem Fall derart ist, dass das Abwischen durch die Wischblätter 16 und 17 erfolgt, wenn sich der Schlitten 3 von der rechten Seite (Seite des Druckbereichs) in 1 zu der Seite der Ausgangsstellung, wo sich die Regeneriereinheit 11 in 4 befindet, bewegt, ist die Abwischrichtung nicht darauf eingeschränkt, und das Abwischen kann durchgeführt werden, wenn sich der Schlitten 3 von der Seite der Ausgangsstellung zu der rechten Seite (Seite des Druckbereichs) bewegt, wie in 5 gezeigt ist.
In 5A wird bewirkt, dass sich das Wischblatt 16 für Tinte und das Wischblatt 17 für flüssige Mischung gleichzeitig erheben, und wird bewirkt, dass sich der Schlitten 3 nach rechts (zu der Seite des Druckbereichs) bewegt, wodurch die Druckköpfe 1 und der zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienende Ausstoßkopf 2 gleichzeitig abgewischt werden, wie in 5B gezeigt ist. Gleichzeitig mit der Beendigung des Abwischens des zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienenden Ausstoßkopfes 2 wird bewirkt, das sich nur das Wischblatt 17 für flüssige Mischung senkt und in einer Bereitschaftsstellung stehenbleibt. In diesem Zustand, der in 5C gezeigt ist, erfolgt ein Abwischen der restlichen Druckköpfe 1 durch das Wischblatt 16 für Tinte. Wenn das Abwischen aller Druckköpfe 1 beendet ist, wird schließlich bewirkt, dass sich das Wischblatt 16 für Tinte senkt, so dass die Folge von Abwischvorgängen beendet wird, wie in 5D gezeigt ist. Durch Anwendung der in 5A bis 5D beschriebenen Abwischrichtung werden Tröpfchen, die durch das Abwischen entfernt und auf den Wischblättern 16 und 17 abgeschieden worden sind, durch die Elastizität der Wischblätter zu einem Transportbereich für das Aufzeichnungsmedium 10 zerstreut. Dies hat zur Folge, dass die Gefahr einer unabsichtlichen Verunreinigung des Aufzeichnungsmediums 10 beseitigt werden kann.
Wie in 6A bis 6D gezeigt ist, können außerdem die Abwischrichtung der Druckköpfe 1 und die Abwischrichtung des zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienenden Ausstoßkopfes 2 unterschiedlich festgelegt werden. In 6A bis 6D können z.B. wie in 6A und 6B gezeigt die Druckköpfe 1 durch das Wischblatt 16 für Tinte abgewischt werden, wenn sich der Schlitten 3 von der Seite der Ausgangsstellung zu der rechten Seite (Seite des Druckbereichs) bewegt, und kann der zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienende Ausstoßkopf 2 durch das Wischblatt 17 für flüssige Mischung nur abgewischt werden, wenn sich der Schlitten 3 von der Seite des Druckbereichs zu der Seite der Ausgangsstellung bewegt. Durch Anwendung dieser Abwischrichtungen kann die Schwierigkeit (Gefahr), dass Tinte, die durch die Elastizität des Wischblattes 16 zerstreut wird, auf dem zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienenden Ausstoßkopf 2 abgeschieden wird oder dass andererseits flüssige Mischung, die durch die Elastizität des Wischblattes 17 zerstreut wird, auf den Druckköpfen 1 abgeschieden wird, beseitigt oder beträchtlich vermindert werden.
Außerdem sind in 1 die Kappen 12 für die Druckköpfe 1 und die Kappe 13 für den zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienenden Ausstoßkopf 2 gesondert bereitgestellt, so dass sie von einander unabhängig sind (und ausschließlich für den betreffenden Kopf angewendet werden). Ferner sind die Saugpumpen 14 und 15, die mit den Kappen 12 und 13 verbunden sind, für die Druckköpfe 1 und den zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienenden Ausstoßkopf 2 unabhängig bereitgestellt, so dass sie gesondert (ausschließlich für die betreffende Kopfart) angewendet werden. Infolgedessen kann Abfallflüssigkeit in Form von Tinte und von flüssiger Mischung beseitigt werden, ohne dass bewirkt wird, dass sich die Tinte und die flüssige Mischung, die mit der Tinte reaktionsfähig ist, in den Kappen 12 und 13 und den Pumpen 14 und 15 vermischen. Dies hat zur Folge, dass eine hohe Zuverlässigkeit aufrechterhalten werden kann.
7 ist eine schematische Zeichnung, die ein Sammelsystem zeigt, das dazu dient, Tinte und flüssige Mischung, die aus den Pumpen 14 und 15 ausgestoßen worden sind, in einen Abfalltintenbehälter zu sammeln. In 7 werden Abfalltinte, die durch die Saugpumpe 14, die mit der Kappe 12 in Verbindung steht, aus den Druckköpfen 1 abgesaugt worden ist, und Abfallflüssigkeit, die durch die Saugpumpe 15, die mit der Kappe 13 in Verbindung steht, aus dem zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienenden Ausstoßkopf 2 abgesaugt worden ist, auf voneinander unabhängigen Wegen derart, dass sie nach außerhalb des Druckers austreten, gesammelt und in einem Abfallflüssigkeitsbehälter 24 aufbewahrt.
Der Abfallflüssigkeitsbehälter 24 ist in seinem Inneren mit einem porösen Absorptionsmittel 25 gefüllt und ist derart aufgebaut, dass Abfallflüssigkeit in dem Absorptionsmittel 25 absorbiert und festgehalten wird. Der Abfallflüssigkeitsbehälter 24 befindet sich in einem Druckerhauptkörper. In 7 sind eine Abfalltintenleitung 26 aus der Saugpumpe 14 für den Druckkopf 1 und eine Abfallflüssigkeitsleitung 27 aus der Saugpumpe 15 für den zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienenden Ausstoßkopf 2 mit voneinander entfernten Stellen an beiden Enden des Abfallflüssigkeitsbehälters 24 verbunden. Da auf diese Weise flüssige Mischung und Tinte in dem Abfallflüssigkeitsbehälter 24 zum ersten Mal in einem Zustand, in dem die Flüssigkeit in dem Absorptionsmittel 25 ausreichend absorbiert ist, miteinander in Kontakt kommen, ist es möglich, sicherzustellen, dass das poröse Absorptionsmittel 25 eine ausreichende Flüssigkeitsmenge absorbieren und festhalten kann.
8 ist eine schematische Zeichnung, die ein Abfallflüssigkeits-Sammelsystem zeigt, das derart aufgebaut ist, dass das Absorptionsmittel 25 in dem Abfallflüssigkeitsbehälter 24 in zwei Abschnitten (einem unteren und einem oberen Abschnitt), angeordnet ist, wobei bewirkt wird, dass ein Absorptionsmittel 25A in dem unteren Abschnitt Tinte absorbiert und ein Absorptionsmittel 25B in dem oberen Abschnitt eine flüssige Mischung absorbiert. Gemäß dem Aufbau von 8 kommt es nie vor, dass die Tinte ausläuft und das Innere und die Außenseite des Druckers verunreinigt, weil selbst in dem Fall, dass das Tintenabsorptionsmittel 25A in dem unteren Abschnitt überläuft, Farbstoffe, die in der Tinte enthalten sind, reagieren, so dass sie durch das Absorptionsmittel 25B in dem oberen Abschnitt und darin absorbierte flüssige Mischung in dem Absorptionsmittel 25B in dem oberen Abschnitt festgehalten werden.
Außerdem ist ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät einer anderen Form dadurch gekennzeichnet, dass es einen Tintenaufbewahrungsabschnitt, in dem anionische oder kationische wässrige Tinte, die Farbmittel enthält, aufbewahrt wird, einen Aufbewahrungsabschnitt für flüssige Mischung, in dem die flüssige Mischung der vorliegenden Erfindung und vorzugsweise eine flüssige Mischung, die Teilchen, deren Oberfläche in einer Polarität, die der Polarität der wässrigen Tinte entgegengesetzt ist, aufgeladen ist, in einem dispersen Zustand enthält, aufbewahrt wird, und einen Tintenstrahlkopf zum unabhängigen Ausstoßen der wässrigen Tinte, die in dem Tintenaufbewahrungsabschnitt aufbewahrt wird, und der flüssigen Mischung, die in dem Aufbewahrungsabschnitt für flüssige Mischung aufbewahrt wird, umfasst. Diese werden nachstehend beschrieben.
10 zeigt ein Beispiel für so eine Kassette 1001. Bezugszahl 1003 in der Figur bezeichnet einen Tintenaufbewahrungsab schnitt, in dem Tinte aufbewahrt wird, und 1005 bezeichnet einen Aufbewahrungsabschnitt für flüssige Mischung, in dem eine flüssige Mischung aufbewahrt wird. Es wird dafür gesorgt, dass die Kassette abnehmbar an einem Aufzeichnungskopf 1101 zum Ausstoßen der Tinte und der flüssigen Mischung angebracht werden kann, und die Kassette ist gleichzeitig derart aufgebaut, dass dem Aufzeichnungskopf 1101 in einem Zustand, in dem die Kassette 1001 an dem Aufzeichnungskopf 1101 angebracht ist, flüssige Mischung und Tinte zugeführt werden.
Als Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewendet wird, wird vorzugsweise nicht nur das vorstehend erwähnte, das den Kopf und die Tintenkassette als getrennte Körper enthält, sondern auch eines, bei dem Kopf und Tintenkassette in einem Stück zusammengefasst sind, wie es in 15 gezeigt ist, angewendet.
In 15 bezeichnet Bezugszahl 1500 eine Aufzeichnungseinheit, in der ein Tintenaufbewahrungsabschnitt zum Aufbewahren von Tinte, beispielsweise ein Tintenabsorptionsmittel, untergebracht ist und die derart aufgebaut ist, dass Tinte, die in dem Tintenabsorptionsmittel enthalten ist, in Form von Tintentröpfchen aus einem Kopfabschnitt 1501 mit einer Vielzahl von Öffnungen ausgestoßen wird. Als Material für das Tintenabsorptionsmittel können beispielsweise Polypropylen und Polyurethan verwendet werden. Bezugszahl 1502 bezeichnet eine Luftzugangsöffnung zur Verbindung des Inneren der Aufzeichnungseinheit mit der Luft.
Eine andere Form einer Aufzeichnungseinheit, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewendet wird, ist eine Aufzeichnungseinheit, bei der Tinten und flüssige Mischung in einem Tintenbehälter jeweils in einem Aufbewahrungsabschnitt aufbewahrt werden und die in einem Stück mit einem Aufzeichnungskopf zum Ausstoßen sowohl der Tinte als auch der flüssigen Mischung zusammengefasst ist. Wie in 12 im Einzelnen gezeigt ist, werden bei einer Aufzeichnungseinheit 1201, die mit einem Aufzeichnungskopf 1203 versehen ist, eine flüssige Mischung in einem Aufbewahrungsabschnitt 1201L, schwarze Tinte in einem Auf bewahrungsabschnitt 1201Bk und Farbtinten in den Farben Gelb, Magenta und Cyan in Farbtinten-Aufbewahrungsabschnitten 1201Y, 1201M bzw. 1201C aufbewahrt und sind Tintenkanäle derart verteilt, dass Tinte in jeder Farbe separat ausgestoßen werden kann.
16 ist eine schematische perspektivische Zeichnung, die den allgemeinen Aufbau einer anderen Ausführungsform des Tintenstrahldruckers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. In 16 bezeichnet Bezugszahl 4 eine Abtastschiene, die sich in der Hauptabtastrichtung des Schlittens 3 erstreckt und den Schlitten derart abstützt, dass er verschiebbar ist, und bezeichnet Bezugszahl 5 einen Treibriemen für die Übertragung einer Antriebskraft zum Hin- und Herbewegen des Schlittens 3. Außerdem bezeichnen Bezugszahlen 6 und 7 sowie 8 und 9 Förderwalzenpaare, die vor und hinter einer Stelle, an der ein Drucken durch den Druckkopf erfolgt, angeordnet sind und ein Druckmaterial 10 einklemmen und befördern. Das Druckmaterial 10 wie z.B. Papier wird zu einer Schreibwalze (nicht gezeigt) geführt und durch diese abgestützt. Durch die Schreibwalze wird eine zu bedruckende Oberfläche derart eingestellt, dass sie in einem Presskontaktzustand im Bereich der Stelle, an der ein Drucken erfolgt, flach bzw. eben ist. An dieser Stelle ragen Ausstoßöffnungen bildende Oberflächen der Kopfkassetten (Köpfe) 1 und 2, die an dem Schlitten 3 angebracht sind, nach unten aus dem Schlitten 3 heraus und sind zwischen den Förderwalzen 7 und 9 für die Beförderung eines Aufzeichnungsmediums angeordnet, die einander parallel zu dem Aufzeichnungsmedium 10, das mit der Führungsfläche der Schreibwalze (nicht gezeigt) in Presskontakt ist, gegenüberstehen.
In 16 sind an dem Schlitten 3 insgesamt sechs Kopfkassetten positioniert und angebracht. Bei dieser Ausführungsform sind ein Druckkopf für Gelb 1Y, ein Druckkopf für Magenta 1M, ein Druckkopf für Cyan 1C, ein Druckkopf 1B für Schwarz, ein zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienender Ausstoßkopf 2 und ein zweiter Druckkopf 1BB für Schwarz in dieser Reihenfolge von einem veranschaulichten linken Ende zu der rechten Seite auf dem Schlitten 3 angeordnet. Der zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienende Ausstoßkopf 2 stößt eine flüssige Mischung, die mit einem in der Tinte enthaltenen Farbmittel reaktionsfähig ist, zu dem Aufzeichnungsmedium 10 aus. Ferner ist der zweite Druckkopf 1BB für Schwarz, der sich am rechten Ende befindet, ein Druckkopf, bei dem schwarze Tinte verwendet wird, die während des Teilabtastdruckens o.dgl. beim Drucken mit hin- und hergehender Bewegung zu verwenden ist. Das heißt, der zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienende Ausstoßkopf 2 ist bei jeder der vorstehend erwähnten Ausführungsformen neben dem Druckkopf 1H für Schwarz (rechts davon) angeordnet, und der Druckkopf 1BB für Schwarz ist neben dem Ausstoßkopf 2 (rechts davon) angeordnet.
In 16 ist an der linken Seite des Druckbereichs eine Regeneriereinheit 11 angeordnet. In der Regeneriereinheit 11 sind Kappen 12 zum Abdecken der Druckköpfe 1Y, 1M, 1C und 1B nacheinander entsprechend der Anordnung der vier Druckköpfe (Kopfkassetten) 1Y, 1M, 1C und 1B angeordnet; entsprechend der Anordnung der Kopfkassette 2 ist daneben (rechts davon) eine Kappe 13 zum Abdecken des zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienenden Ausstoßkopfes 2 angeordnet, und ferner ist daneben (rechts davon) eine Kappe zum Abdecken des zweiten Druckkopfes 1BB für Schwarz angeordnet. Jede Kappe ist derart eingerichtet, dass sie sich in senkrechter Richtung nach oben und nach unten bewegen kann. Wenn sich der Schlitten 3 in der Ausgangsstellung befindet, sind die Kappen 12 und 13, die den Ausstoßöffnungen bildenden Oberflächen der Köpfe 1 und 2 entsprechen, jeweils in Presskontakt mit ihnen gebracht, wodurch Ausstoßöffnungen der Köpfe 1 und 2 abgedichtet (abgedeckt) werden. Dies hat zur Folge, dass eine Eindickung und ein Festwerden von Tinte, die auf die Verdampfung eines Tintenlösungsmittels innerhalb der Ausstoßöffnung zurückzuführen sind, verhindert werden und das Auftreten eines Ausstoßfehlers verhindert wird.
Außerdem ist die Regeneriereinheit 11 mit einer Saugpumpe 14, die mit den Kappen 12 in Verbindung steht, und mit einer Saugpumpe 15, die mit der Kappe 13 in Verbindung steht, ausgestat tet. Diese Pumpen 14 und 15 werden angewendet, um die Ausstoßöffnungen bildenden Oberflächen des Druckkopfes 1 und des zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienenden Ausstoßkopfes 2 durch die Kappen 12 und 13 abzudecken und eine Regenerierbehandlung durch Absaugen durchzuführen, wenn bei den Köpfen 1 und 2 ein Ausstoßfehler auftritt. Außerdem ist zwischen der Kappe 13 für flüssige Mischung an der fünften Stelle vom linken Ende und der Kappe 12 für schwarze Tinte an der sechsten Stelle (am rechten Ende) ein Wischblatt 17 für den zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienenden Ausstoßkopf 2 angeordnet. An der rechten Seite (der Seite des Druckbereichs) der Kappe 12 am rechten Ende ist ein Wischblatt 16 für jeden Druckkopf 1 angeordnet. In diesem Fall wird das Wischblatt 17 durch eine Wischblatt-Halteeinrichtung 19 gehalten und das Wischblatt 16 durch eine Wischblatt-Halteeinrichtung 18 gehalten. In dieser Form werden die Wischblatt-Halteeinrichtungen 18 und 19 durch einen Wischblatt-Hebemechanismus (nicht gezeigt), der unter Ausnutzung der Bewegung des Schlittens 3 angetrieben wird, nach oben bzw. nach unten bewegt, wodurch sich die Wischblätter 16 und 17 zwischen einer Stellung, zu der sie sich erheben (hervorstehen), um Tinte und Fremdkörper, die sich auf den Ausstoßöffnungen bildenden Oberflächen der Köpfe 1 und 2 abgeschieden haben, auszuwischen, (Abwischstellung) und einer Stellung, zu der sie sich zurückziehen, (Bereitschaftsstellung) nach oben und nach unten bewegen. In diesem Fall sind das Wischblatt 16 zum Abwischen der Druckköpfe 1 und das Wischblatt 17 zum Abwischen des zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienenden Ausstoßkopfes 2 derart aufgebaut, dass sie voneinander unabhängig sind und sich einzeln nach oben und nach unten bewegen können.
17A bis 17F sind schematische Zeichnungen, die einen Abwischvorgang bei dem Tintenstrahldrucker zeigen. Wie in 17A gezeigt ist, erhebt sich das Wischblatt 16 für Druckköpfe (d.h., es tritt hervor) und bewegt sich danach jeder an dem Schlitten 3 angebrachte Kopf von der rechten Seite (Seite des Druckbereichs) zu der Seite der Ausgangsstellung. Wie in 17B gezeigt ist, wischt das Wischblatt 16 für Druckköpfe, das sich erhoben hat, der nach links gerichteten Bewegung des Schlittens 3 folgend nacheinander die Druckköpfe 1 ab. Wie in 17C gezeigt ist, zieht sich dann in dem Zeitpunkt, in dem der zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienende Ausstoßkopf 2 die Vorderseite (rechte Seite) des Wischblattes 16 für Druckköpfe erreicht hat, das Wischblatt 16 zu der Bereitschaftsstellung zurück (senkt sich), so dass ein Kontakt des Wischblattes 16 und des zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienenden Ausstoßkopfes 2 verhindert wird.
Außerdem wird in dem in 17D gezeigten Zeitpunkt, in dem sich der Schlitten 3 nach links bewegt hat und der zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienende Ausstoßkopf 2 über das Wischblatt 16 für Druckköpfe hinweggegangen ist, bewirkt, dass sich sowohl das Wischblatt 16 für Druckköpfe als auch das Wischblatt 17 für einen zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienenden Ausstoßkopf erheben (hervortreten). Der nach links gerichteten Bewegung des Schlittens 3 folgend werden dann gleichzeitig ein Abwischen des zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienenden Ausstoßkopfes 2 durch das Wischblatt 17 und ein Abwischen des Druckkopfes 1BB durch das Wischblatt 16 durchgeführt, wie in 17E gezeigt ist. Nachdem das Abwischen aller Köpfe 1 und 2 beendet ist, wie in 17F gezeigt ist, wird bewirkt, dass sich beide Wischblätter 16 und 17 zurückziehen (senken) und in der Bereitschaftsstellung stehenbleiben.
Obwohl das Abwischen durch die Wischblätter 16 und 17 durchgeführt wird, wenn sich der Schlitten 3 von der Seite des Druckbereichs (rechten Seite) zu der Seite der Ausgangsstellung, wo sich bei der in 16 und 17A bis 17F gezeigten Ausführungsform die Regeneriereinheit 11 befindet, bewegt, ist die Abwischrichtung nicht darauf eingeschränkt, und das Abwischen kann durchgeführt werden, wenn sich der Schlitten 3 von der Seite der Ausgangsstellung zu der rechten Seite (Seite des Druckbereichs) bewegt.
Der Tintenstrahldrucker von 16 ist derart aufgebaut, dass er die flüssige Mischung gemäß der vorliegenden Erfindung, die mit einem in Tinte enthaltenen Farbmittel reaktionsfähig ist, aus dem zum Ausstoßen von flüssiger Mischung dienenden Ausstoßkopf 2 zu dem Aufzeichnungsmedium 10 ausstoßen und bewirken kann, dass die flüssige Mischung mit aus jedem Druckkopf 1 ausgestoßener Tinte in Kontakt kommt, um ein Aufzeichnungsprodukt zu erzeugen. Das in der Tinte enthaltene Farbmittel reagiert auf dem Aufzeichnungsmedium 10 mit der flüssigen Mischung, wodurch das in der Tinte enthaltene Farbmittel in einem monomolekularen Zustand an Oberflächen von dispersen Teilchen anhaftet und durch die dispersen Teilchen ein Bild erzeugt wird. Dies hat zur Folge, dass ein Bild erhalten werden kann, das in Bezug auf Farbentwicklungsvermögen und Gleichmäßigkeit von Farben ausgezeichnet ist.
Obwohl bei dem Aufzeichnungsgerät, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewendet wird, vorstehend als Beispiel das Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät beschrieben wird, bei dem dafür gesorgt wird, dass Wärmeenergie auf Tinte oder eine flüssige Mischung einwirkt, um Tintentröpfchen auszustoßen, kann in derselben Weise von einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät eines piezoelektrischen Systems, bei dem piezoelektrische Elemente angewendet werden, Gebrauch gemacht werden.
Das Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist übrigens nicht auf das Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät mit dem vorstehend erwähnten Aufbau eingeschränkt und kann ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät sein, das einen Aufbau hat, wie er beispielsweise in JP 10-146991 A offenbart ist und bei dem sich die Arbeitsrichtung des Wischblattes eines Kopfes von der Arbeitsrichtung bei dem vorstehend erwähnten Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät unterscheidet.
BEISPIELE
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend durch die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele ausführlicher beschrieben. Übrigens bedeuten alle Bezeichnungen von "Teil" oder "Teilen" und "%", die in den folgenden Beispielen angewendet werden, "Masseteil" oder "Masseteile" und "Masse%", falls nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.
Zuerst wird die Herstellung der flüssigen Mischung der vorliegenden Erfindung erläutert.
Nachdem alle nachstehend gezeigten Bestandteile vermischt und gelöst worden waren, wurde die Mischung unter Druck durch ein Membranfilter (Handelsname: Fluoropore Filter, hergestellt von Sumitomo Electric Co., Ltd.) mit einer Porengröße von 1 μm filtriert, wodurch flüssige Mischungen A bis D der vorliegenden Erfindung erhalten wurden.
(Synthesebeispiel für Aluminiumoxidhydrat)
Aluminiumtridodecanolat wurde durch das in US-PS 4 242 271 beschriebene Verfahren hergestellt. Dann wurde das Aluminiumtridodecanolat durch das in US-PS 4 202 870 beschriebene Verfahren hydrolysiert, um eine Aluminiumoxid-Aufschlämmung herzustellen. Der erhaltenen Aluminiumoxid-Aufschlämmung wurde Wasser zugesetzt, bis der Feststoffgehalt in Form des Aluminiumoxidhydrats 8,2 % erreicht hatte. Die Aluminiumoxid-Aufschlämmung hatte einen pH-Wert von 9,7. Zur Einstellung des pH-Wertes wurde 3,9%ige Salpetersäurelösung zugesetzt, und die Aufschlämmung wurde unter den in Tabelle 1 gezeigten Bedingungen gealtert, wodurch kolloidale Sole erhalten wurden. Die kolloidalen Sole wurden bei 83°C sprühgetrocknet, um Aluminiumoxidhydrate A bis D herzustellen. Die Aluminiumoxidhydrate A bis D waren an den Oberflächen in Wasser jeweils positiv aufgeladen und zeigten Kationizität. Die Aluminiumoxidhydrate A bis D wurden in entionisiertem Wasser dispergiert und auf eine Collodiummembran aufgetropft, um Messproben herzustellen, deren Betrachtung unter einem Durchstrahlungselektronenmikroskop zeigte, dass alle Proben feine Teilchen mit plattenförmiger Gestalt waren. Tabelle 1: Alterungsbedingungen zur Erzielung von kolloidalem Sol
<Zusammensetzung der flüssigen Mischung A>

Glycerin 7,5 Teile

Diethylenglykol 7,5 Teile

Aluminiumoxidhydrat A 10,0 Teile

Salpetersäure 0,3 Teile

Wasser 74,7 Teile
Die vorstehend angegebenen Bestandteile wurden 30 Minuten lang in einer Emulgiervorrichtung (TK Robomix, hergestellt von Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) mit 3000 U/min vermischt und dann einer 10-minütigen Dispergierbehandlung unter Anwendung eines Ultraschall-Homogenisators (US-600T, hergestellt von Nippon Seiki Co., Ltd.) unterzogen. Die erhaltene Dispersion wurde ferner zur Entfernung grober Teilchen einer Zentrifugierbehandlung (4000 U/min; 15 Minuten lang) unterzogen, wodurch die flüssige Mischung A erhalten wurde. <Zusammnensetzung der flüssigen Mischung B>

1,5-Pentandiol 10,0 Teile

Ethylenglykol 7,5 Teile

Aluminiumoxidhydrat B 10,0 Teile

Salpetersäure 0,6 Teile

Wasser 71,9 Teile
Die vorstehend angegebenen Bestandteile wurden 30 Minuten lang in einer Emulgier- und Dispergiervorrichtung (TK Robomix, hergestellt von Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) mit 3000 U/min vermischt und dann einer 30-minütigen Dispergierbehandlung unter Anwendung eines Ultraschall-Homogenisators (US-600T, hergestellt von Nippon Seiki Co., Ltd.) unterzogen. Die erhaltene Dispersion wurde ferner zur Entfernung grober Teilchen einer Zentrifugierbehandlung (4000 U/min; 15 Minuten lang) unterzogen, wodurch die flüssige Mischung B erhalten wurde. <Zusammensetzung der flüssigen Mischung C>

Glycerin 7,5 Teile

Propylenglykol 7,5 Teile

Aluminiumoxidhydrat C 10,0 Teile

Salpetersäure 0,5 Teile

Wasser 74,5 Teile
Die vorstehend angegebenen Bestandteile wurden 30 Minuten lang in einer Emulgier- und Dispergiervorrichtung (TK Robomix, hergestellt von Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) mit 3000 U/min vermischt und dann einer 20-minütigen Dispergierbehandlung unter Anwendung eines Ultraschall-Hamogenisators (US-600T, hergestellt von Nippon Seiki Co., Ltd.) unterzogen. Die erhaltene Dispersion wurde ferner zur Entfernung grober Teilchen einer Zentrifugierbehandlung (4000 U/min; 15 Minuten lang) unterzogen, wodurch die flüssige Mischung C erhalten wurde. <Zusammensetzung der flüssigen Mischung D>

2-Pyrrolidon 7,5 Teile

Ethylenharnstoff 7,5 Teile

Aluminiumoxidhydrat D 10,0 Teile

Salpetersäure 0,5 Teile

Wasser 74,5 Teile
Die vorstehend angegebenen Bestandteile wurden 30 Minuten lang in einer Emulgier- und Dispergiervorrichtung (TK Robomix, hergestellt von Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) mit 3000 U/min vermischt und dann einer 15-minütigen Dispergierbehandlung unter Anwendung eines Ultraschall-Homogenisators (US-600T, hergestellt von Nippon Seiki Co., Ltd.) unterzogen. Die erhaltene Dispersion wurde ferner zur Entfernung grober Teilchen einer Zentrifugierbehandlung (4000 U/min; 15 Minuten lang) unterzogen, wodurch die flüssige Mischung D erhalten wurde.
Tabelle 2 zeigt Ergebnisse von Messungen physikalischer Eigenschaften der erhaltenen flüssigen Mischungen A bis D durch die nachstehend beschriebenen Verfahren und Ergebnisse der Bewertung dieser Mischungen durch die nachstehend beschriebenen Verfahren und Bewertungsmaßstäbe.
(1) Mittlerer Teilchendurchmesser und Teilchengrößenverteilung von feinen Teilchen
Die flüssige Mischung wurde derart mit entionisiertem Wasser verdünnt, dass ihr Feststoffgehalt in Form von feinen Teilchen 0,1 % betrug, und danach wurde die verdünnte flüssige Mischung 5 Minuten lang unter Anwendung einer Ultraschall-Reinigungsvorrichtung dispergiert und dann einer Messung der Streuintensität unter Anwendung eines Elektrophorese-Streulichtmessgeräts (ELS-8000, hergestellt von Otsuka Denshi Co., Ltd., Flüssigkeitstemperatur: 25°C; es wurde eine Siliciumdioxidzelle angewendet) unterzogen. Der mittlere Teilchendurchmesser wurde aus der Streuintensität durch die Kumulanten-Analysenmethode unter Anwendung der beigefügten Systemunterlagen (Software) erhalten. Aus der Streuintensität wurde auch die Teilchengrößenverteilung erhalten, indem die Häufigkeitsverteilung der Streuintensität gemäß der Marquardt-Analysenmethode, bei der eine Histogrammethode angewendet wird, erhalten wurde, und die Teilchendurchmesser bei dem 10-%- und dem 90-%-Summenwert wurden für den Fall erhalten, dass die Werte der Streuintensität von der kleinsten Teilchengröße ausgehend summiert wurden.
(2) pH-Wert
Jede flüssige Mischung wurde einer Messung des pH-Wertes unter Anwendung eines pH-Messgeräts (Castany pH meter D-14,, hergestellt von Horiba Seisakusho Co., Ltd.) bei einer Flüssigkeitstemperatur von 25°C unterzogen.
(3) Zetapotenzial
Die flüssige Mischung wurde derart mit entionisiertem Wasser dispergiert, dass ihr Feststoffgehalt in Form von feinen Teilchen 0,1 % betrug, und danach wurde sie einer Messung des Zetapotenzials unter Anwendung eines Zetapotenzial-Messgeräts (BI-ZETAplus, hergestellt von Brookheaven Co., Ltd., Flüssigkeitstemperatur: 20°C; es wurde eine aus Acrylharz hergestellte Zelle angewendet) unterzogen.
(4) Lagerung im Behälter
Die flüssige Mischung wurde in einen Tintenbehälter für einen Tintenstrahldrucker [BJF8500 (Handelsname), hergestellt von Canon Inc.] eingefüllt, und danach wurde der Behälter, der in einem Wärmeschrank stand, einen Monat lang bei 5°C oder 60°C gelagert. Die Veränderung der flüssigkeitsphysikalischen Eigenschaften der flüssigen Mischung in dem Behälter und ihres Verhaltens beim Ausstoßen aus einem Aufzeichnungskopf in dem Fall, dass der Tintenbehälter an dem Tintenstrahldrucker angebracht wurde, wurde durch die folgenden Maßstäbe bewertet.

A: In dem Behälter trat keine Thixotropie auf, und die flüssige Mischung zeigte Fließvermögen und eine gute Ausstoßstabilität.
B: In dem Behälter trat Thixotropie auf, und das Ausstoßverhalten war instabil.

(5) Absetzrate
Die flüssige Mischung wurde in einen Tintenbehälter für einen Tintenstrahldrucker [BJF8500 (Handelsname), hergestellt von Canon Inc.] eingefüllt, und danach wurde der Behälter, der in einem Wärmeschrank stand, einen Monat lang bei 60°C gelagert. Dann wurden dem oberen und dem unteren Behälterbereich Anteile der Tinte, die jeweils 5 %des Behälterfassungsvermögens entsprachen, entnommen. Die Konzentration der feinen Teilchen in diesen Anteilen wurde durch quantitative Analyse von Aluminium er mittelt, und die Absatzrate wurde gemäß der folgenden Gleichung erhalten.
Absetzrate (%) = 100 × [(Konzentration im oberen Behälterbereich)/(Konzentration im unteres Behälterbereich)]
(6) Beständigkeit gegen Abwischen
Unter Anwendung des in 1 gezeigten Geräts wurde ein Tintenbehälter, in den jeweils eine der flüssigen Mischungen eingefüllt worden war, an dem Aufzeichnungskopf 2 angebracht, um den Abwischbeständigkeitstest durchzuführen. Im Einzelnen wurde als Tintenstrahldrucker eine umgebaute Ausführung von BJF8500 (Handelsname, hergestellt von Canon Inc.) bereitgestellt, und jede der flüssigen Mischungen A bis D wurde in einen Behälter für den Tintenstrahldrucker eingefüllt, und dann wurde jeder der Behälter an dem Tintenstrahldrucker angebracht, und es wurde der Reihe nach ein Abwischbeständigkeitstest für den Aufzeichnungskopf durchgeführt. Die Bewertung wurde gemäß den folgenden Maßstäben durchgeführt.

A: Nach 20.000 oder mehr Abwischvorgängen trat weder Verschieben noch Verwischen beim Drucken auf, und die Ausstoßstabilität war ausgezeichnet.
B: Nach 15.000 oder mehr Abwischvorgängen trat weder Verschieben noch Verwischen beim Drucken auf, und die Ausstoßstabilität war ausgezeichnet.
C: Nach 10.000 oder mehr Abwischvorgängen trat weder Verschieben noch Verwischen beim Drucken auf, und die Ausstoßstabilität war gut.
D: Nach weniger als 10.000 Abwischvorgängen trat Verschieben oder Verwischen beim Drucken auf, und das Ausstoßen war instabil.

(7) Verstopfung
Der in 3 gezeigte Aufzeichnungskopf, an dem der mit der flüssigen Mischung gefüllte Tintenbehälter angebracht worden war, wurde von dem in 1 gezeigten Aufzeichnungsgerät abgenommen, und man ließ ihn zwei Wochen lang in einem Wärmeschrank bei 35°C/trocken stehen. Im Einzelnen wurde die flüssige Mischung A in einen Behälter für einen Tintenstrahldrucker [BJF8500 (Handelsname), hergestellt von Canon Inc.] eingefüllt, und der Behälter wurde an dem Tintenstrahldrucker angebracht, indem er an dem Aufzeichnungskopf des Tintenstrahldruckers befestigt wurde. Nachdem bestätigt worden war, dass alle Düsen des Aufzeichnungskopfes funktionierten, wurde der Aufzeichnungskopf mit dem Behälter von dem Tintenstrahldrucker abgenommen, und man ließ ihn zwei Wochen lang bei 35°C unter trockenen Bedingungen stehen. Dann wurde der Aufzeichnungskopf wieder an dem Aufzeichnungsgerät angebracht, und es wurde ein Regenerieren durch Absaugen durchgeführt. Die Verstopfung wurde durch die Zahl der Vorgänge des Regenerierens durch Absaugen bewertet, die durchgeführt wurden, bis die Verstopfung des Aufzeichnungskopfes beseitigt war. Mit den flüssigen Mischungen B bis D wurde jeweils derselbe Verstopfungsbewertungstest durchgeführt.

A: Die Verstopfung des Aufzeichnungskopfes wurde beim zweimaligen Regenerieren durch Absaugen beseitigt.
B: Die Verstopfung des Aufzeichnungskopfes wurde beim drei- bis viermaligen Regenerieren durch Absaugen beseitigt.
C: Die Verstopfung des Aufzeichnungskopfes war nach fünfmaligem oder öfteren Regenerieren durch Absaugen nicht beseitigt worden.

(8) Porenradius und Porenvolumen von Anhäufungen feiner Teilchen
Jede flüssige Mischung wurde durch die folgenden Verfahren behandelt, und dann wurde die erhaltene Pulverprobe in eine Zelle eingefüllt, die 8 Stunden lang unter Vakuum bei 120°C entgast wurde, worauf Messung durch eine Stickstoffadsorptions-/Desorptionsmethode unter Anwendung von Omnisorp 1, hergestellt von Quantachrome Co., folgte.

(i) Flüssige Mischungen A bis D wurden 10 h lang in einer atmosphärischen Umgebung bei 120°C getrocknet, um fast das gesamte enthaltene Lösungsmittel zur Trockne zu verdampfen.
(ii) Die Temperatur des getrockneten Produkts wurde in 1 h von 120°C auf 700°C erhöht, und es wurde 3 h lang bei 700°C calciniert.
(iii) Nach dem Calcinieren wurde die Temperatur des calcinierten Produkts langsam zur Umgebungstemperatur zurückgebracht, und das calcinierte Produkt wurde unter Anwendung einer Achatreibschale pulverisiert.

Tabelle 2: Physikalische Eigenschaften der flüssigen Mischungen A bis D und Ergebnisse der Bewertung
Als Nächstes wird die Herstellung der Teiltintensätze 1 und 2 beschrieben, die in Beispielen und Vergleichsbeispielen der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
<Herstellung des Teiltintensatzes 1>

Die folgenden Bestandteile wurden jeweils gut gerührt und in Lösungen eingemischt, und die erhaltenen Lösungen wurden dann unter Druck durch ein Membranfilter (Fluoropore Filter, Handelsname; Produkt von Sumitomo Electric Industries, Ltd.) mit einer Porengröße von 0,45 μm filtriert, wodurch Farbstofftinten Bk1, Y1, M1 und C1 mit den Farben Schwarz, Gelb, Magenta bzw. Cyan erhalten wurden. Eine Kombination dieser Farbstofftinten wurde als Teiltintensatz 1 bezeichnet. [Schwarze Tinte Bk1]

C.I. Direct Black 195	2,5 Teile
2-Pyrrolidon	10 Teile
Glycerin I	5 Teile
Isopropylalkohol	4 Teile
Natriumhydroxid	0,4 Teile
Wasser	78,1 Teile

[Gelbe Tinte Y1]

Project Fast Yellow 2 (Zeneca, Inc.)	2,0 Teile
C.I. Direct Yellow 86	1,0 Teile
Thiodiglykol	8 Teile
Ethylenglykol	8 Teile
Acetylenol EH (Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.)	0,2 Teile
Isopropylalkohol	4 Teile
Wasser	76,8 Teile

[Magentafarbene Tinte M1]

Project Fast Magenta 2 (Zeneca, Inc.)	3 Teile
Glycerin	7 Teile
Harnstoff	7 Teile
Acetylenol EH (Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.)	0,2 Teile
Isopropylalkohol	4 Teile
Wasser	78,8 Teile

[Cyanfarbene Tinte C1]

C.I. Direct Blue 199	3 Teile
Ethylenglykol	7 Teile
Diethylenglykol	10 Teile
Acetylenol EH (Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.)	0,3 Teile
Wasser	79,7 Teile

<Herstellung des Teiltintensatzes 2>

Aus den nachstehend gezeigten Bestandteilen wurde eine Pigment dispersion hergestellt, die verwendet wurde, um Schwarze Tinte Bk2 herzustellen. Ferner wurden eine gelbe, eine magentafarbene und eine cyanfarbene Pigmenttinte Y2, M2 und C2 erhalten, indem jeweils eine Pigmentdispersion verwendet wurde, die in derselben Weise wie vorstehend beschrieben erhalten wurde, außer dass das Farbmittel ausgetauscht wurde. Eine Kombination der Pigmenttinten Bk2, Y2, M2 und C2 wurde als Teiltintensatz 2 bezeichnet. [Schwarze Tinte Bk2] (Herstellung einer Pigmentdispersion)

Styrol/Acrylsäure/Ethylacrylat-Copolymer
(Säurezahl: 140, massegemittelte Molmasse: 5000)	1,5 Teile
Monoethanolamin	1,0 Teile
Diethylenglykol	5,0 Teile
Entionisiertes Wasser	81,5 Teile

Die vorstehend angegebenen Bestandteile wurden vermischt, und die Temperatur wurde zum vollständigen Auflösen des Harzanteils auf einem Wasserbad auf 70°C erhöht. Dieser Lösung wurden 10 Teile neu hergestellter Ruß (MCF88, hergestellt von Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) und 1 Teil Isopropanol zugesetzt, und die Mischung wurde 30 Minuten lang vorgemischt. Unter den folgenden Bedingungen wurde eine Dispergierbehandlung durchgeführt.

Dispergiergerät: Sandmühle (herg. von Igarashi Kikai Co., Ltd.)
Pulverisierkörper: Zirkoniumperlen, Durchmesser: 1 mm
Füllungsanteil der Pulverisierkörper: 50 % (Volumenanteil)
Pulverisierdauer: 3 Stunden

Ferner wurde eine Zentrifugierbehandlung (12.000 U/min, 20 Minuten) durchgeführt, und gröbere Teilchen wurden entfernt, wodurch eine Pigmentdispersion erhalten wurde.
(Herstellung von Schwarzer Tinte Bk2)
Der vorstehend beschriebenen Pigmentdispersion wurden Bestandteile in den nachstehend beschriebenen Mischungsanteilen beige mischt, um eine pigmenthaltige Tinte herzustellen. Diese wurde als Schwarze Tinte Bk2 bezeichnet.

Vorstehend beschriebene Pigmentdispersion 30,0 Teile

Glycerin 10,0 Teile

Ethylenglykol 5,0 Teile

N-Methylpyrrolidon 5,0 Teile

Ethylalkohol 2,0 Teile

Entionisiertes Wasser 48,0 Teile
[Gelbe Tinte Y2]
Pigmenthaltige Gelbe Tinte Y2 wurde in derselben Weise wie Schwarze Tinte Bk2 hergestellt, außer dass 10 Teile des bei der Herstellung von Schwarzer Tinte Bk2 verwendeten Rußes (MCF88, hergestellt von Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) durch Pigment Yellow 74 ersetzt wurden.
[Magentafarbene Tinte t42)
Pigmenthaltige Magentafarbene Tinte M2 wurde in derselben Weise wie Schwarze Tinte Bk2 hergestellt, außer dass 10 Teile des bei der Herstellung von Schwarzer Tinte Bk2 verwendeten Rußes (MCF88, hergestellt von Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) durch Pigment Red 7 ersetzt wurden.
[Cyanfarbene Tinte C2]
Pigmenthaltige Cyanfarbene Tinte C2 wurde in derselben Weise wie Schwarze Tinte Bk2 hergestellt, außer dass 10 Teile des bei der Herstellung von Schwarzer Tinte Bk2 verwendeten Rußes (MCF88, hergestellt von Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) durch Pigment Blue 15 ersetzt wurden.
(Beispiele 1 bis 8)
Die flüssigen Mischungen A bis D der vorliegenden Erfindung, die wie vorstehend beschrieben erhalten worden waren, Teiltintensatz 1 (Bk1, Y1, M1 und C1) und Teiltintensatz 2 (Bk2, Y2, M2 und C2) wurden in der nachstehend in Tabelle 3 gezeigten Weise kombiniert, und unter Anwendung dieser Kombinationen wurde ein Drucken durchgeführt (Beispiele 1 bis 8).
Tabelle 3: In Beispielen 1 bis 8 angewendete Tintensätze
Es wurden flüssige Mischungen A bis D und Teiltintensätze 1 und 2, die in der vorstehend beschriebenen Weise kombiniert waren, verwendet. Bei dem Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs gemäß Beispielen 1 bis 8 wurde eine Aufzeichnung auf Papier für PPC (Kopieren auf Normalpapier) (hergestellt von CANON INC.) durchgeführt. In diesem Fall wurde zur Erzeugung von Farbbildern als Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät ein Aufzeichnungsgerät angewendet, das dem in 1 gezeigten ähnlich war und mit fünf Aufzeichnungsköpfen der in 3 gezeigten Art ausgestattet war. Im Einzelnen wurde als Tintenstrahldrucker eine umgebaute Ausführung von BJF8500 (Handelsname, hergestellt von Canon Inc.) bereitgestellt; die flüssige Mischung und die Tinten des jeweiligen Teiltintensatzes wurden in entsprechende Behälter für den Tintenstrahldrucker eingefüllt, und die Behälter wurden an dem Tintenstrahldrucker angebracht. Dann wurde mit dem Tintenstrahldrucker eine Tintenstrahl-Farbaufzeichnung durchgeführt. In diesem Fall ließ man zuerst die flüssige Mischung an einem Aufzeichnungspapier anhaften und ließ man dann die Tinte daran anhaften.
Im Einzelnen wurde ein Feindrucken mit drei Durchgängen durchgeführt, bei dem ein zu bedruckender Bereich dreimal abgetastet wurde. Die flüssige Mischung wurde auf die Stellen von Pixels (Bildelementen) aufgedruckt, wobei bei jedem Durchgang eine aus gelber, magentafarbener, cyanfarbener und schwarzer Tinte aus gewählte Tinte aufgedruckt wurde. Das heißt, für jeden Durchgang wurde als Druckdaten die theoretische Summe der Druckdaten der gelben, der magentafarbenen, der cyanfarbenen und der schwarzen Tinte angewendet. Man beachte, dass es für die Art der Feinmaske während des Feindruckens keine besondere Einschränkung gibt und bekannte Verfahren angewendet werden können. Infolgedessen erfolgt hier keine ausführliche Erläuterung.
Die Aufzeichnungsköpfe, die hierbei angewendet wurden, hatten eine Aufzeichnungsdichte von 600 dpi (Punkten je Inch) und wurden unter der Bedingung einer Steuerfrequenz von 9,6 kHz angesteuert. Was die Ausstoßmenge je 1 Punkt im Fall der Anwendung eines 600-dpi-Kopfes anbetrifft, so wurden für gelbe, magentafarbene und cyanfarbene Tinte und die flüssige Mischung Köpfe mit einer Ausstoßmenge von 15 ng/Punkt angewendet und wurde für schwarze Tinte ein Kopf mit einer Ausstoßmenge von 30 ng/Punkt angewendet. Man beachte, dass diese Aufzeichnungsbedingungen für die Beispiele und Vergleichsbeispiele überall dieselben waren.
(Vergleichsbeispiele 1 und 2)
Ein Drucken wurde wie in Tabelle 4 gezeigt durchgeführt, wobei nur die Teiltintensätze 1 und 2 verwendet wurden.
Tabelle 4: In Vergleichsbeispielen 1 und 2 angewendete Tintensätze
Bei der Aufzeichnung, bei der nur die Teiltintensätze 1 und 2 verwendet wurden (Vergleichsbeispiele 1 und 2), wurde der Aufzeichnungskopf mit einer Aufzeichnungsdichte von 600 dpi unter der Ansteuerbedingung einer Steuerfrequenz von 9,6 kHz angewendet. Was die Ausstoßmenge je 1 Punkt im Fall der Anwendung eines 600-dpi-Kopfes anbetrifft, so wurden für gelbe, magenta farbene und cyanfarbene Tinte Köpfe mit einer Ausstoßmenge von 15 ng/Punkt angewendet und wurde für schwarze Tinte ein Kopf mit einer Ausstoßmenge von 30 ng/Punkt angewendet, und die Aufzeichnung wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispielen 1 bis 8 durchgeführt.
[Bewertung und Bewertungsmaßstäbe]
Jedes der in den vorstehend beschriebenen Beispielen 1 bis 8 und Vergleichsbeispielen 1 und 2 erhaltenen aufgezeichneten Bilder wurde durch die folgenden Bewertungsverfahren und Bewertungsmaßstäbe bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 zusammengefasst.
(Bewertungsverfahren für aufgezeichnete Bilder)
(1) Farbentwicklungsvermögen
Eine RGB-Farbkarte [High definition XYZ CIELAB RGB Standard Image (SHIPP), herausgegeben durch Committee for Preparing High Definition Standard Image, veröffentlicht durch Image Electronics Society] wurde unter Anwendung eines Druckers gedruckt, und die Farbkarte wurde durch Farbmessung gemessen. Eine Bewertung des Farbentwicklungsvermögens erfolgte, indem die dreidimensionale Ausdehnung der Farbverteilung (nachstehend als Farbregionsvolumen bezeichnet) durch die Methode, die in dem Handbuch, das der vorstehend angegebenen Schrifttumsstelle beigefügt ist, beschrieben wird, berechnet und ein Vergleich durchgeführt wurde. Die Bildbehandlung für die Erzeugung gedruckter Bilder wurde unter denselben Bedingugen durchgeführt. Eine Farbmessung wurde 24 Stunden nach dem Drucken unter den folgenden Bedingungen durchgeführt: Lichtquelle: D50, Gesichtsfeld: 2°, wobei GRETAG Spectrolino (Spektralphotometer) angewendet wurde. Die Bewertungsmaßstäbe sind nachstehend gezeigt. Als Maßstab für die Bewertung wurden die Verhältnisse des Farbregionsvolumens zu dem Farbregionsvolumen des gedruckten Bildes, bei dem nur Teiltintensätze verwendet wurden, (Vergleichsbeispiele 1 und 2) angewendet.

AAA: Farbregionsvolumenverhältnis betrug 1,7 oder mehr
AA: Farbregionsvolumenverhältnis betrug 1,5 bis weniger als 1,7
A: Farbregionsvolumenverhältnis betrug 1,4 bis weniger als 1,5
HB: Farbregionsvolumenverhältnis betrug 1,2 bis weniger als 1,4
B: Farbregionsvolumenverhältnis betrug 1,0 bis weniger als 1,2
C: Farbregionsvolumenverhältnis betrug weniger als 1,0.

Man beachte, dass durch Drucken unter Verwendung des Teiltintensatzes 1 separat Bilder auf beschichtetem Papier für Tintenstrahl-Aufzeichung (Handelsname: Color BJ Papier LC-101, hergestellt von Canon Inc.) erzeugt wurden. Das Verhältnis des Farbregionsvolumens zu dem Farbregionsvolumen des gedruckten Bildes des vorstehend beschriebenen Vergleichsbeispiels 1 betrug 1,3.
(2) Homogenität
Unter Anwendung des vorstehend erwähnten Druckers wurden flächenhafte Bilder in Sekundärfarben, d.h. in den Farben Rot, Blau und Grün, gedruckt, und Farbhomogenität wurde durch Sichtprüfung in Bezug auf weißen Schleier und Farbungleichmäßigkeit bewertet. Als Bewertungsgegenstand wurde die Farbe gewählt, die besonders heterogen war. Die Bewertungsmaßstäbe waren wie folgt.

A: Es wurden fast kein weißer Schleier und fast keine Farbungleichmäßigkeit erzeugt.
B: Entlang den Papierfasern wurden geringer weißer Schleier und geringe Farbungleichmäßigkeit beobachtet, deren Grad jedoch praktisch akzeptierbar war.
C: Entlang den Papierfasern wurden beträchtlicher weißer Schleier und beträchtliche Farbungleichmäßigkeit beobachtet.

(3) Streifenförmige Ungleichmäßigkeit
Unter Anwendung des vorstehend erwähnten Druckers wurden flächenhafte Bilder in Sekundärfarben, d.h. in den Farben Rot, Blau und Grün, gedruckt, und streifenförmige Ungleichmäßigkeit wurde durch Sichtprüfung bewertet. In diesem Fall wurde die Farbe, bei der beträchtliche streifenförmige Ungleichmäßigkeit beobachtet wurde, als Bewertungsgegenstand gewählt. Die Bewertungsmaßstäbe waren wie folgt.

A: Es trat fast keine streifenförmige Ungleichmäßigkeit auf.
B: Bei jeder Abtastung mit dem Kopf wurde geringe streifenförmige Ungleichmäßigkeit beobachtet, deren Grad jedoch praktisch akzeptierbar war.
C: Bei jeder Abtastung mit dem Kopf wurde beträchtliche weiße streifenförmige Ungleichmäßigkeit beobachtet.

(4) Gefüge
Unter Anwendung des vorstehend beschriebenen Druckers wurden flächenhafte Bilder mit gelber, magentafarbener, cyanfarbener und schwarzer Tinte gedruckt, und das Gefüge des Aufzeichnungsmediums wurde durch Sichtprüfung bewertet. Die Bewertungsmaßstäbe waren wie folgt.

A: In dem bedruckten Bereich und in dem nicht bedruckten Bereich wurde keine Unverträglichkeit wahrgenommen, und das Aufzeichnungsmedium behielt das Gefüge von Normalpapier bei.
B: Das Gefüge war zwischen dem bedruckten Bereich und dem nicht bedruckten Bereich unterschiedlich, oder das Aufzeichnungsmedium zeigte als Ganzes ein Gefüge, das sich von dem Gefüge von Normalpapier deutlich unterschied.

Tabelle 5: Ergebnisse der Bewertung
(Beispiele 9 bis 15)
Zur Untersuchung des Einflusses auf die Bildqualität in Abhängigkeit von der Art des zu verwendenden Aufzeichnungsmediums wurden durch Drucken in derselben Weise wie in den vorstehend beschriebenen Beispielen unter Verwendung der flüssigen Mischung B und des Teiltintensatzes 1, die in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt worden waren, auf sieben Arten von Normalpapier, die unter den nachstehend angegebenen Handelsnamen 1) bis 7) weit verbreitet sind, mit Kombinationen der flüssigen Mischung B und jeder der vier Farbtinten, die den Teiltintensatz 1 bilden, aufgezeichnete Bilder der Beispiele 9 bis 15 erzeugt. Die Bilder wurden anhand der Bewertungsmaßstäbe bewertet. Nachstehende Tabelle 6 zeigt die erhaltenen Ergebnisse.
Aufzeichnungsmedium

1) PB Papier: hergestellt von Canon Inc.
2) Brilliant White Papier: hergestellt von Canon Inc.
3) Great White Inkjet: hergestellt von UNION CAMP CORPORATION
4) Jet Print: hergestellt von Hammermill Co.
5) Xerox4024: hergestellt von Xerox Corporation
6) Bright White Inkjet Papier: hergestellt von Hewlett-Packard Company
7) RayJet: hergestellt von Aussdat Ray Inc.

Tabelle 5: Ergebnisse der Bewertung
Anhand der vorstehend erwähnten Ergebnisse wurde bestätigt, dass bei dem Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs in den Beispielen 9 bis 15 unabhängig von der Art des Aufzeichnungsmediums Bilder erhalten werden konnten, die in Bezug auf alle Bewertungsgegenstände (Farbentwicklungsvermögen, Homogeni tät, streifenförmige Ungleichmäßigkeit und Gefüge) zufriedenstellend waren, wie in Tabelle 6 gezeigt ist.
(Wirkung der Erfindung)
Wie vorstehend beschrieben wurde, werden gemäß der vorliegenden Erfindung flüssige Mischungen, Tintensätze, ein verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf einem Aufzeichnungsmedium und ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät bereitgestellt, die Bilder liefern können, die ein ausgezeichnetes Farbentwicklungsvermögen und eine ausgezeichnete Farbhomogenität zeigen, die mit denen vergleichbar sind, die beim Drucken auf ein beschichtetes Druckpapier für Tintenstrahl-Aufzeichnung erhalten werden, bei denen das Gefüge von Normalpapier aufrechterhalten wird, die zu weniger streifenförmigen Ungleichmäßigkeiten bei einem flächenhaften Bildbereich im bedruckten Bereich führen und die auch in Bezug auf die Zuverlässigkeit wie z.B. Lagerbeständigkeit und Haltbarkeit von Aufzeichnungsköpfen ausgezeichnet sind.

Claims

Flüssige Mischung, die zusammen mit einer Tinte, die ein Farbmittel enthält, zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf einem Aufzeichnungsmedium geeignet ist, wobei die erwähnte flüssige Mischung mindestens ein Lösungsmittel und feine Teilchen, die für eine Reaktion mit dem Farbmittel geeignet sind, umfasst, wobei die feinen Teilchen in der flüssigen Mischung einen durch die Kumulanten-Analysenmethode aus der durch eine dynamische Lichtstreuungsmethode ermittelten Streuintensität erhaltenen mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 30 bis 200 nm haben und in dem Fall, dass die Häufigkeitsverteilung der Streuintensität gemäß der Marquardt-Analysenmethode, bei der eine Histogrammmethode angewendet wird, bestimmt wird, der 10-%-Summenwert der Streuintensität bei 10 nm oder darüber liegt und der 90-%-Summenwert der Streuintensität bei 300 nm oder darunter liegt, wenn die Streuintensität vom kleinsten Teilchendurchmesser ausgehend summiert wird.
Flüssige Mischung nach Anspruch 1, bei der die feinen Teilchen in der flüssigen Mischung einen mittleren Teilchendurchmesser von 50 bis 120 nm haben, wenn er durch eine dynamische Lichtstreuungsmethode gemessen wird, der 10-%-Summenwert der Streuintensität bei 20 nm oder darüber liegt und der 90-%-Summenwert der Streuintensität bei 250 nm oder darunter liegt.
Flüssige Mischung nach Anspruch 1, wobei die flüssige Mischung ein Zetapotenzial von +5 bis +90 mV hat.
Flüssige Mischung nach Anspruch 1, wobei die flüssige Mischung ferner eine Säure enthält und ihr pH-Wert auf 2 bis 7 eingestellt ist.
Flüssige Mischung nach Anspruch 4, bei der die Säure eine primäre Dissoziationskonstante pKa in Wasser von 5 oder weniger hat.
Flüssige Mischung nach Anspruch 1, wobei die flüssige Mischung ein Zetapotenzial von –5 bis –90 mV hat.
Flüssige Mischung nach Anspruch 1, wobei die flüssige Mischung ferner eine Base enthält und ihr pH-Wert auf 7 bis 12 eingestellt ist.
Flüssige Mischung nach Anspruch 7, bei der die Base eine primäre Dissoziationskonstante pKb in Wasser von 5 oder weniger hat.
Tintensatz, der mindestens eine Tinte, die ein Farbmittel enthält, und unabhängig davon eine flüssige Mischung, die mit dem Farbmittel reaktionsfähige feine Teilchen enthält, umfasst, wobei die flüssige Mischung die flüssige Mischung nach Anspruch 1 ist.
Tintensatz nach Anspruch 9, bei dem die Tinte eine anionische oder kationische wässrige Tinte ist und die flüssige Mischung eine wässrige flüssige Mischung ist, die feine Teilchen enthält, deren Oberfläche im dispergierten Zustand mit einer Polarität aufgeladen wird, die der Polarität der Tinte entgegengesetzt ist.
Tintensatz nach Anspruch 9, bei dem die Tinte mindestens eine Tinte ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus gelber Tinte, magentafarbener (purpurfarbener) Tinte, cyanfarbener (blaugrüner) Tinte, schwarzer Tinte, roter Tinte, blauer Tinte und grüner Tinte besteht.
Tintensatz nach Anspruch 9, der als Tinte gelbe Tinte, magentafarbene Tinte bzw. cyanfarbene Tinte enthält.
Tintensatz nach Anspruch 9, der als Tinte gelbe Tinte, magentafarbene Tinte, cyanfarbene Tinte bzw. schwarze Tinte enthält.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 9 bis 13, bei dem die Tinte anionisch ist und bei dem das Zetapotenzial der flüssigen Mischung +5 bis +90 mV beträgt.
Tintensatz nach Anspruch 9, bei dem die Tinte anionisch ist und bei dem die flüssige Mischung eine Säure enthält und ihr pH-Wert auf 2 bis 7 eingestellt ist.
Tintensatz nach Anspruch 15, bei dem die Säure, die in der flüssigen Mischung enthalten ist, eine primäre Dissoziationskonstante pKa in Wasser von 5 oder weniger hat.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 9 bis 13, bei dem die Tinte kationisch ist und bei dem das Zetapotenzial der flüssigen Mischung –5 bis –90 mV beträgt.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 9 bis 13, bei dem die Tinte kationisch ist und bei dem die flüssige Mischung eine Base enthält und ihr pH-Wert auf 7 bis 12 eingestellt ist.
Tintensatz nach Anspruch 18, bei dem die Base, die in der flüssigen Mischung enthalten ist, eine primäre Dissoziationskonstante pKb in Wasser von 5 oder weniger hat.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 9 bis 16, bei dem die Tinte anionisch ist und bei dem die Tinte eine anionische Verbindung enthält.
Tintensatz nach Anspruch 20, bei dem die anionische Verbindung einen wasserlöslichen Farbstoff mit einer anionischen Gruppe umfasst.
Tintensatz nach Anspruch 20, bei dem die anionische Verbindung ein Pigment umfasst, das an seiner Oberfläche eine anionische Gruppe hat.
Tintensatz nach Anspruch 20, bei dem die Tinte ein Pigment und eine anionische Verbindung als Dispergiermittel für das Pigment enthält.
Tintensatz nach einem der Ansprüche 9 bis 13 und 17 bis 19, bei dem die Tinte kationisch ist. und bei dem die Tinte eine kationische Verbindung enthält.
Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf einem Aufzeichnungsmedium, das mindestens die folgenden Schritte umfasst: (i) Aufbringen einer Tinte, die ein Farbmittel enthält, auf das Aufzeichnungsmedium und (ii) Aufbringen der flüssigen Mischung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auf das Aufzeichnungsmedium.
Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf einem Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 25, bei dem die Tinte eine anionische oder kationische wässrige Tinte ist und bei dem die flüssige Mischung wässrig ist und feine Teilchen enthält, deren Oberfläche im dispergierten Zustand mit einer Polarität aufgeladen wird, die der Polarität der Tinte entgegengesetzt ist.
Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf einem Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 25, bei dem die feinen Teilchen das in der Tinte enthaltene Farbmittel an ihrer Oberfläche adsorbieren, während eine Aggregation des Farbmittels bei der Erzeugung eines farbigen Bereichs verhindert wird.
Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf einem Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 25, bei dem die feinen Teilchen die Funktion haben, das in der Tinte enthaltene Farbmittel an ihrer Oberfläche zu adsorbieren, während das Farbmittel in einem monomolekularen Zustand gehalten wird, wenn ein farbiger Bereich erzeugt wird.
Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf einem Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 25, bei dem die feinen Teilchen das in der Tinte enthaltene Farbmittel an ihrer Oberfläche adsorbieren oder binden, wenn die flüssige Mischung und die Tinte in einem flüssigen Zustand auf dem Aufzeichnungsmedium miteinander in Kontakt gebracht werden, wobei das an die feinen Teilchen adsorbierte oder gebundene Farbmittel denselben Molekularzustand beibehält wie das Farbmittel, das sich in der Tinte befindet.
Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf einem Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 25 oder 26, bei dem Schritt (i) nach Schritt (ii) durchgeführt wird.
Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf einem Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 25 oder 26, bei dem Schritt (ii) nach Schritt (i) durchgeführt wird.
Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf einem Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 25 oder 26, bei dem Schritt (ii) nach Schritt (i) durchgeführt wird und danach wieder Schritt (i) durchgeführt wird.
Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf einem Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 25 bis 32, bei dem der Schritt (i) des Aufbringens der Tinte auf das Aufzeichnungsmedium durch ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren durchgeführt wird, um die Tinte entsprechend Aufzeichnungssignalen aus Öffnungen auszustoßen.
Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf einem Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 33, bei dem das Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren ein verfahren ist, bei dem der Tinte Wärmeenergie zugeführt wird, damit sie ausgestoßen wird.
Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf einem Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 25 bis 32, bei dem der Schritt (ii) des Aufbringens der flüssigen Mischung auf das Aufzeichnungsmedium durch ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren durchgeführt wird, um die flüssige Mischung entsprechend Aufzeichnungssignalen aus Öffnungen auszustoßen.
Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Bereichs auf einem Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 35, bei dem das Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren ein Verfahren ist, bei dem der flüssigen Mischung Wärmeenergie zugeführt wird, damit sie ausgestoßen wird.
Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät, das mit einem Tintenbehälter, der eine Tinte mit einem Farbmittel enthält, einem Mischungsbehälter, der eine flüssige Mischung enthält, und einem Tintenstrahlkopf zum Ausstoßen der Tinte bzw. der flüssigen Mischung ausgestattet ist, wobei die flüssige Mischung die in Anspruch 1 definierte ist.
Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 37, bei dem der Tintenstrahlkopf ein Thermo-Tintenstrahlkopf ist, der durch Zuführung von Wärmeenergie eine Flüssigkeit ausstößt.