DE60316008T2

DE60316008T2 - Pigmenttintenzusammensetzung

Info

Publication number: DE60316008T2
Application number: DE60316008T
Authority: DE
Inventors: Takahiro Suita-shi FURUTANI; Nagayuki Muko-shi TAKAO
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 2002-06-20
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2023-06-21
Also published as: EP1553146B1; WO2004000956A1; CN1662617A; US20080234428A1; US20050203209A1; US7393884B2; AU2003242488A1; CN1990619A; DE60316008D1; EP1553146A4; EP1553146A1; CN1304498C

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine pigmentierte Tintenzusammensetzung, die ein Pigment, ein Harz und ein organisches Lösungsmittel umfasst. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine pigmentierte Tintenzusammensetzung für Tintenstrahl-Drucksysteme.
Stand der Technik
In einem Tintenstrahl-Drucksystem wird eine flüssige Tinte aus einer Düse unter Verwendung von Druck, Wärme oder eines elektrischen Feldes als Antriebsquelle zu einem Druckmedium hin ausgespritzt, um das Druckmedium zu bedrucken. Das Tintenstrahl-Drucksystem kann mit geringen laufenden Kosten verwendet werden und Bilder hoher Qualität erzeugen. Dementsprechend hat sich das Tintenstrahl-Drucksystem in den letzten Jahren rasch ausgebreitet, nicht nur als Bürodrucksystem, sondern auch als Drucksystem zu Hause.
Als Tinten für den Tintenstrahldruck werden wässrige Farbstofftinten, die in wässrigen Medien gelöste wasserlösliche Farbstoffe umfassen, verwendet, da sie gute Färbeeigenschaften haben und weniger zur Verstopfung der Öffnungen des Druckkopfes führen. Die wässrigen Farbstofftinten haben jedoch einige Nachteile, wie geringe Wasserbeständigkeit, unzureichende Haltbarkeit usw.
Vor kurzem wurden große Tintenstrahldrucker, die Blätter bis zur Größe A-0 unterbringen können, entwickelt und immer mehr für Außenanwendungen zum Drucken von Postern für den Außenbereich verwendet. Außerdem wird der Tintenstrahldruck wegen der Beliebtheit von Digitalkameras bei Anwendungen verwendet, wo bedruckte Materialien lange Zeit aufbewahrt werden. Unter diesen Umständen werden eifrig pigmentierte Tinten mit guter Wasserbeständigkeit und Witterungsbeständigkeit entwickelt.
Die wässrigen Pigmenttinten, die Wasser oder ein wässriges Medium als Lösungsmittel umfassen, sind jedoch nicht zum Drucken von Postern geeignet, da Normalpapierbögen sich werfen (d.h. nach dem Trocknen sich wellen), wenn sie mit solchen wässrigen Pigmenttinten bedruckt werden.
Pigmentierte Tinten auf Ölbasis, die aliphatische Kohlenwasserstoffe oder Alkohole als Lösungsmittel umfassen (zum Beispiel Tinten, die in JP-A-2000-38533 , JP-A-2001-220527 und JP-A-2001-329193 offenbart sind), verursachen weniger Welligkeit. Wenn sie jedoch auf ein kationisch behandeltes Druckmedium (im Allgemeinen Glanzpapierbögen) gedruckt werden, werden die gedruckten Aufzeichnungen leicht verschrammt. Wenn zum Beispiel mehrere Bögen kontinuierlich bedruckt werden, werden die gedruckten Aufzeichnungen leicht verschrammt, wenn der zweite und die nachfolgenden bedruckten Bögen mehrere Sekunden lang auf den vorhergehenden Bogen laminiert werden oder die gedruckten Aufzeichnungen nach dem Drucken mit der Hand berührt werden.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine pigmentierte Tintenzusammensetzung mit guten Antischrammeigenschaften bereitzustellen, insbesondere eine pigmentierte Tintenzusammensetzung für Tintenstrahldrucker, die ein Pigment mit einer geringen Dispersionsteilchengröße enthält und eine gute Wasserbeständigkeit aufweist, ohne Welligkeit auf einen Normalpapierbogen gedruckt werden kann und kein Verschrammen von gedruckten Aufzeichnungen zeigt, wenn die Tintenzusammensetzung auf einen kationisch behandelten Papierbogen gedruckt wird.
Es hat sich Folgendes gezeigt: Wenn eine pigmentierte Tintenzusammensetzung ein spezielles Harz und ein spezielles organisches Lösungsmittel in einer definierten Menge enthält, hat das Pigment eine geringe Dispersionsteilchengröße, und die Tintenzusammensetzung hat eine gute Wasserbeständigkeit, kann ohne Welligkeit auf einen Normalpapierbogen gedruckt werden und hat weiterhin gute Antischrammeigenschaften, so dass sie kein Verschrammen von gedruckten Aufzeichnungen zeigt, wenn sie auf einen kationisch behandelten Papierbogen gedruckt wird.
Die vorliegende Erfindung wurde auf der Basis des obigen Ergebnisses fertiggestellt.
Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung eine pigmentierte Tintenzusammensetzung bereit, die ein Pigment, ein Harz mit einer sauren Gruppe und ein organisches Lösungsmittel, wie es in Anspruch 1 definiert ist, mit einem Siedepunkt von wenigstens 150°C, das in einer Menge von 50 bis 90 Gew.-% vorhanden ist, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung.
Wenn die pigmentierte Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung einem Druckschicht-Gleittest unterzogen wird, bei dem die Tintenzusammensetzung mit einem 4er Bar-Coater (erhältlich von Toyo Seiki Kogyo, Ltd.) auf ein kationisch behandeltes Druckmedium aufgetragen und getrocknet wird und dann ein Tuch, auf das ein Gewicht von 50 g gelegt wird, über die bedruckte Oberfläche gleiten gelassen wird, wird die gedruckte Aufzeichnung nicht verschrammt, d.h. die gedruckte Aufzeichnung hat gute Antischrammeigenschaften.
Konkret wird der Druckschicht-Gleittest wie folgt durchgeführt:
Eine pigmentierte Tintenzusammensetzung wird mit einem 4er Bar-Coater (erhältlich von Toyo Seiki Kogyo, Ltd.) auf ein kationisch behandeltes Druckmedium aufgetragen und 10 Minuten lang in einer auf einer Temperatur von 20 bis 25°C und einer Feuchtigkeit von 40 bis 60% gehaltenen Atmosphäre getrocknet, und dann wird ein Tuch, auf das ein Gewicht von 50 g gelegt wird (Kontaktfläche 3,1 cm²), zehnmal in einem Abstand von 3 Sekunden über die gedruckte Schicht der Tintenzusammensetzung gleiten gelassen. Dann wird die Verschrammung der gedruckten Schicht bewertet.
Ein Beispiel für ein kationisch behandeltes Druckmedium ist ein Glanzpapierbogen für den Tintenstrahldruck mit wässrigen Farbstoffen. Glanzpapierbögen sind von Hitachi Maxell, Epson, Canon, Konica Minolta usw. kommerziell erhältlich.
Die Tintenzusammensetzung wird vorzugsweise mit einem 4er Coater bis zu einer Dicke von 5 bis 10 μm aufgetragen, und die Dicke der gedruckten Schicht nach 10 Minuten Trocknen beträgt vorzugsweise 0,09 bis 1,8 μm.
Beispiele für das Tuch, das auf der Beschichtungsschicht der Tintenzusammensetzung gleiten gelassen werden soll, sind Bemcotton, Techniclue, Kim Wipe, Kim Wiper, Chem Dry, Kim Tec, Kim Tecs, Kim Towel (alle von Asone erhältlich), Tücher aus Naturfasern, wie Seide, Baumwolle usw., Tücher aus synthetischen Fasern, wie Polyesterfasern, usw.
Die pigmentierte Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann dem obigen Druckschicht-Gleittest widerstehen. Das heißt, die Beschichtungsschicht wird bei dem Druckschicht-Gleittest nicht verschrammt und hat gute Antischrammeigenschaften. Wenn daher die pigmentierte Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung mit einem Tintenstrahldrucker auf ein kationisch behandeltes Druckmedium gedruckt wird, werden die Antischrammeigenschaften des bedruckten Materials oder der Aufzeichnung stark verbessert. Wenn zum Beispiel der zweite und die nachfolgenden bedruckten Bögen mehrere Sekunden lang auf den vorhergehenden Bogen laminiert werden oder die gedruckten Aufzeichnungen nach dem Drucken mit der Hand berührt werden, werden die gedruckten Aufzeichnungen nicht verschrammt.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
In der vorliegenden Erfindung kann das Pigment ein anorganisches Pigment, ein organisches Pigment oder ein Farbstoff sein.
Beispiele für das anorganische Pigment sind Ruß, Titanoxid, Chinaweiß (Zinkblüte), Zinkoxid, Lithopon, Eisenoxid, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Kaolinit, Montmorillonit, Talk, Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Siliciumoxid, Aluminiumoxid, Cadmiumrot, rotes Oxid, Molybdänrot, Chrom-Zinnoberrot, Molybdatorange, Chromgelb, Cadmiumgelb, gelbes Eisenoxid, Titangelb, Chromoxid, Viridian, Cobaltgrün, Titancobaltgrün, Cobaltchromgrün, Armenischblau, Ultramarinblau-Pigment, Pariser Blau, Cobaltblau, Cölinblau, Manganviolett, Cobaltviolett, Glimmer usw.
Beispiele für das organische Pigment sind Azo-Pigmente, Azomethin-Pigmente, Polyazo-Pigmente, Phthalocyanin-Pigmente, Chinacridon-Pigmente, Anthrachinon-Pigmente, Indigo-Pigmente, Thioindigo-Pigmente, Chinophthalon-Pigmente, Benzimidazolon-Pigmente, Isoindolin-Pigmente, Isoindolinon-Pigmente usw.
Beispiele für den Farbstoff sind Azofarbstoffe, Anthrachinonfarbstoffe, Indigofarbstoffe, Phthalocyaninfarbstoffe, Carbonylfarbstoffe, Chinoniminfarbstoffe, Methinfarbstoffe, Chinolinfarbstoffe, Nitrofarbstoffe usw. Von diesen sind Dispersionsfarbstoffe besonders bevorzugt.
Die Menge des Pigments beträgt vorzugsweise 0,1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung. Wenn die Menge des Pigments kleiner als 0,1 Gew.-% ist, werden die Eigenschaften des Pigments möglicherweise nicht ausreichend manifestiert. Wenn die Menge des Pigments 20 Gew.-% übersteigt, werden die Stabilität der Dispersion oder die Antischrammeigenschaften der gedruckten Aufzeichnungen möglicherweise nicht ausreichend verbessert.
In der vorliegenden Erfindung umfassen die Harze, die die saure Gruppe aufweisen, eine Vielzahl von Harzen, wie Acryl-, Polyester-, Polyurethan-, Epoxy- und Aminoharze, mit einer sauren Gruppe, wie einer Carboxylgruppe, einer Sulfonsäuregruppe, einer Phosphonsäuregruppe usw. Diese Harze können unabhängig voneinander oder als Gemisch von zweien oder mehreren davon verwendet werden. Von diesen sind die Acrylharze im Hinblick auf die Leichtigkeit der Synthese und Pfropfung und die Leichtigkeit der Einführung der sauren Gruppe zu bevorzugen. Weiterhin wird das Harz mit der sauren Gruppe als Dispergiermittel für das Pigment oder als Harz, das kein Dispergiermittel ist, verwendet. In einem solchen Fall kann das Harz mit der sauren Gruppe in Kombination mit einem üblichen Dispergiermittel und/oder einem zusätzlichen Harz verwendet werden.
Das Harz mit der sauren Gruppe verbessert nicht nur die Dispersionsteilchengröße des Pigments oder die Wasserbeständigkeit der Tintenzusammensetzung, sondern hat auch gute Wirkungen auf die Antischrammeigenschaften der gedruckten Aufzeichnungen, die auf die kationisch behandelten Druckmedien gedruckt sind. Bei den Glanzpapieren für das Tintenstrahldrucken von wässrigen Farbstoffen ist vorgesehen, dass die Tintenaufnahmeschicht kationisch ist, um die Fixierung und die Wasserbeständigkeit von anionischen Farbstoffen zu verbessern. Zum Beispiel werden kationische Harze oder kationische Aluminiumoxidfüllstoffe verwendet, um Glanzpapiere kationisch zu machen. Wenn das anionische Harz mit der sauren Gruppe verwendet wird, wird die Haftung des Harzes auf der kationischen Tintenaufnahmeschicht verstärkt, so dass die Antischrammeigenschaften der gedruckten Aufzeichnungen verbessert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung hat das Harz mit der sauren Gruppe vorzugsweise einen Säurewert von 10 bis 300 mg KOH/g, besonders bevorzugt 15 bis 200 mg KOH/g, am meisten bevorzugt 30 bis 150 mg KOH/g. Wenn der Säurewert kleiner als 10 mg KOH/g ist, werden die obigen Wirkungen der vorliegenden Erfindung möglicherweise nicht in befriedigender Weise erreicht. Wenn der Säurewert 300 mg KOH/g übersteigt, kann die Verbesserung der obigen Effekte eine Sättigung erreichen, und in manchen Fällen kann die Viskosität der Tintenzusammensetzung zunehmen.
Das Harz mit der sauren Gruppe hat vorzugsweise ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 1 × 10⁴ bis 3 × 10⁵, besonders bevorzugt von 2 × 10⁴ bis 1 × 10⁵. Wenn das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Harzes kleiner als 1 × 10⁴ ist, ist es zu klein, so dass möglicherweise keine gedruckten Aufzeichnungen mit ausreichender Festigkeit gebildet werden. Wenn das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Harzes 3 × 10⁵ übersteigt, nimmt die Viskosität der Tintenzusammensetzung häufig zu. Weiterhin hat das Harz mit der sauren Gruppe vorzugsweise eine Molekulargewichtsverteilung (Polydispersität) von 1,5 bis 10, insbesondere 2 bis 5. Wenn das Harz mit der sauren Gruppe eine ausreichende Molekulargewichtsverteilung hat, weisen die aus der Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung gebildeten gedruckten Aufzeichnungen die ausreichenden Antischrammeigenschaften in dem weiten Bereich von Umständen auf, unter denen die gedruckten Materialien verwendet werden.
"Gewichtsmittel des Molekulargewichts" des Harzes mit der sauren Gruppe bedeutet hier ein auf Polystyrol umgerechnetes Molekulargewicht, das durch Gelpermeationschromatographie gemessen wurde.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Harz mit der sauren Gruppe vorzugsweise ein Harz mit einer Etherbindung. Wenn das Harz eine Etherbindung aufweist, hat es eine verbesserte Affinität zu den kationisch behandelten Druckmedien, und somit können die Antischrammeigenschaften der gedruckten Aufzeichnungen weiter verbessert werden. Alternativ dazu ist das Harz vorzugsweise ein wasserunlösliches Harz mit einer hydrophoben Gruppe, da die Wasserbeständigkeit der gedruckten Aufzeichnungen aufgrund der Unlöslichkeit des Harzes mit der hydrophoben Gruppe in Wasser weiter verbessert wird. Weiterhin weist das Harz vorzugsweise eine polare Gruppe, wie eine Hydroxygruppe oder eine Aminogruppe, auf. Wenn das Harz eine polare Gruppe aufweist, hat es eine bessere Affinität zu dem organischen Lösungsmittel oder dem zu bedruckenden Papierbogen.
Das obige Harz, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann leicht synthetisiert werden, indem man ein Monomer, das eine saure Gruppe aufweist (im Folgenden als "anionisches Monomer" bezeichnet), ein Monomer, das eine Etherbindung aufweist, ein Monomer, das eine hydrophobe Gruppe aufweist, und gegebenenfalls ein Monomer, das eine polare Gruppe aufweist, durch ein herkömmliches Polymerisationsverfahren miteinander copolymerisiert. Copolymerharze, die solche Monomere umfassen, sind kommerziell erhältlich.
Beispiele für das anionische Monomer sind Monomere, die eine Carboxygruppe aufweisen, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Ethacrylsäure, Propylacrylsäure, Isopropylacrylsäure, Itaconsäure, Fumarsäure, Acryloyloxyethylphthalat, Acryloyloxysuccinat, 2-Methacryloyloxyethylbernsteinsäure, 2-Methacryloyloxyethylhexahydrophthalsäure, 2-Acryloyloxyethylbernsteinsäure, 2-Acryloyloxyethylphthalsäure usw., Monomere, die eine Sulfonsäuregruppe aufweisen, wie 2-Sulfonylethylacrylat, 2-Sulfonylethylmethacrylat, Butylacrylamidsulfonsäure usw., Monomere, die eine Phosphonsäuregruppe aufweisen, wie 2-Phosphonylethylmethacrylat, 2-Phosphonylethylacrylat usw. Von diesen sind die Monomere, die eine Carboxygruppe aufweisen, zu bevorzugen.
Bevorzugte Beispiele für die Monomere, die eine Etherbindung aufweisen, sind Monomere, die als Acromonomere auf Polyetherbasis bekannt sind, wie "PME-200", "PME-400", "PME-1000", "AME-400", "PP-500", "PP-800", "PP-1000" und "PE-350" (alle von der NOF Corporation erhältlich), sowie "AMP-10G" und "MP-60G" (beide von der Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., erhältlich).
Beispiele für die Monomere, die eine hydrophobe Gruppe aufweisen, sind Acrylate und Methacrylate, wie Methylacrylat, Ethylacrylat, Isopropylacrylat, n-Propylacrylat, n-Butylacrylat, tert-Butylacrylat, Benzylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Isopropylmethacrylat, n-Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, tert-Butylmethacrylat, Tridecylmethacrylat, Benzylmethacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Octylacrylat, Laurylacrylat, Laurylmethacrylat, Cetylacrylat, Cetylmethacrylat, Stearylacrylat, Stearylmethacrylat, Behenylacrylat, Behenylmethacrylat usw., Styrolmonomere, wie Styrol, α-Methylstyrol, o-Methylstyrol, m-Methylstyrol, p-Methylstyrol, p-tert-Butylstyrol usw., Itaconate, wie Benzylitaconat usw., Maleate, wie Dimethylmaleat usw., Fumarate, wie Dimethylfumarat usw., Vinylacetat und dergleichen.
Beispiele für die Monomere, die eine polare Gruppe aufweisen, sind Monomere mit einer Hydroxygruppe, wie 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylacrylat, Hydroxypropylmethacrylat usw., Monomere mit einer primären Aminogruppe, wie Aminoethylacrylat, Aminopropylacrylat, Aminoethylmethacrylat, Aminopropylmethacrylat usw., Monomere mit einer sekundären Aminogruppe, wie Methylaminoethylacrylat, Methylaminopropylacrylat, Ethylaminoethylacrylat, Ethylaminopropylacrylat, Methylaminoethylmethacrylat, Methylaminopropylmethacrylat, Ethylaminoethylmethacrylat, Ethylaminopropylmethacrylat usw., Monomere mit einer tertiären Aminogruppe, wie Dimethylaminoethylacrylat, Diethylaminoethylacrylat, Dimethylaminopropylacrylat, Diethylaminopropylacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat, Diethylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminopropylmethacrylat, Diethylaminopropylmethacrylat usw., Monomere mit einer Amidgruppe, wie Acrylamid, Methacrylamid, Dimethylacrylamid, Dimethylaminopropylacrylamid, Isopropylacrylamid, Diethylacrylamid usw., cyclische Monomere wie Acryloylmorpholin, Vinylpyrrolidon, Vinylpyridin usw., und dergleichen.
In der vorliegenden Erfindung beträgt die Menge des Harzes mit der sauren Gruppe vorzugsweise 0,5 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 20 Gew.-%, am meisten bevorzugt 1,5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung. Wenn die Menge des Harzes kleiner als 0,5 Gew.-% ist, werden die obigen, durch dieses Harz erreichten Effekte möglicherweise nicht erreicht. Wenn die Menge des Harzes 30 Gew.-% überschreitet, kann die Verbesserung der durch dieses Harz erreichten Effekte eine Sättigung erfahren, und die Viskosität der Tintenzusammensetzung nimmt häufig zu.
Die Menge des Harzes mit der sauren Gruppe, bezogen auf das Gewicht des Pigments, beträgt vorzugsweise 10 bis 300 Gew.-%, besonders bevorzugt 20 bis 200 Gew.-%, am meisten bevorzugt 50 bis 150 Gew.-%. Wenn diese Menge kleiner als 10 Gew.-% ist, ist der Anteil des Pigments zu hoch, so dass möglicherweise keine ausreichende Fixierung der Tintenzusammensetzung erreicht wird. Wenn diese Menge 300 Gew.-% übersteigt, kann die Verbesserung der durch dieses Harz erreichten Wirkungen eine Sättigung erreichen, und die Viskosität der Tintenzusammensetzung nimmt häufig zu.
In der vorliegenden Erfindung hat das organische Lösungsmittel einen Siedepunkt von wenigstens 150°C. Wenn ein organisches Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von weniger als 150°C verwendet wird, trocknet die Tintenzusammensetzung auf dem Druckkopf eines Tintenstrahldruckers, so dass der Druckkopf leicht verstopft. Das Etherlösungsmittel hat eine gute Affinität zu den kationisch behandelten Druckmedien und verbessert signifikant die Antischrammeigenschaften der gedruckten Aufzeichnungen, da es eine hohe Polarität hat.
Das Etherlösungsmittel ist ein Monoalkylethermonoalkylester-Derivat oder ein Dialkylester-Derivat von (Poly)alkylenglycol. Beispiele für diese Verbindungen sind Ethylenglycolmonoalkylethermonoalkylester, Diethylenglycolmonoalkylethermonoalkylester, Triethylenglycolmonoalkylethermonoalkylester, Propylenglycolmonoalkylethermonoalkylester, Dipropylenglycolmonoalkylethermonoalkylester, Tripropylenglycolmonoalkylethermonoalkylester, Ethylenglycoldialkylester, Diethylenglycoldialkylester, Triethylenglycoldialkylester, Propylenglycoldialkylester, Dipropylenglycoldialkylester, Tripropylenglycoldialkylester usw. Sie können unabhängig voneinander oder als Gemisch von zweien oder mehreren davon verwendet werden.
Spezielle Beispiele für diese Verbindungen sind Diethylenglycolmonoethylethermonomethylester, Diethylenglycolmonobutylethermonomethylester, Dipropylenglycolmonoethylethermonomethylester, Diethylenglycolmonobutylethermonomethylester, Diethylenglycolmonoethylethermonoethylester, Diethylenglycolmonoethylethermonobutylester, Diethylenglycoldimethylester, Triethylenglycolmonoethylethermonomethylester, Triethylenglycolmonobutylethermonomethylester, Triethylenglycoldimethylester, Tetraethylenglycolmonoethylethermonomethylester, Tetraethylenglycolmonobutylethermonomethylester usw.
Diese Verbindungen haben wenigstens eine polare Gruppe (eine Estergruppe und eine Ethergruppe) und auch wenigstens eine hydrophobe Gruppe (eine Alkylgruppe), und somit haben sie eine gute Fixierungseigenschaft auf allen Druckmedien und eine gute Wasserbeständigkeit. Diese beiden Eigenschaften können leicht eingestellt werden, indem man die Zahl der polaren Gruppen und die Zahl der Kohlenstoffatome in der hydrophoben Gruppe auswählt. Die polare Gruppe trägt zur Verhinderung der Welligkeit bei, wenn die Tintenzusammensetzung auf einen Normalpapierbogen gedruckt wird.
Das organische Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von wenigstens 150°C wird in einer Menge von 50 bis 95 Gew.-%, insbesondere 60 bis 90 Gew.-%, verwendet, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung. Wenn die Menge des organischen Lösungsmittels zu gering oder zu groß ist, werden die Wirkungen der vorliegenden Erfindung möglicherweise nicht erreicht. Das organische Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von wenigstens 150°C kann in Kombination mit einem anderen üblichen organischen Lösungsmittel, wie einem aliphatischen Kohlenwasserstoff, verwendet werden. In diesem Fall liegt die Gesamtmenge des organischen Lösungsmittels mit dem Siedepunkt von wenigstens 150°C und des anderen Lösungsmittels vorzugsweise im obigen Bereich. Der Feststoffgehalt in der Tintenzusammensetzung wird vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 bis 20 Gew.-%, insbesondere 1,5 bis 15 Gew.-%, eingestellt, indem man die Menge des organischen Lösungsmittels auswählt.
Die Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst das Pigment, das Harz mit der sauren Gruppe und das oben definierte organische Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von wenigstens 150°C als wesentliche Komponenten. Die Tintenzusammensetzung kann gegebenenfalls häufige Additive, wie Tenside, andere Harze, Oberflächenmodifikatoren, Nivellierungsmittel, Entschäumungsmittel, Antioxidantien, pH-Regulatoren, Füllstoffe, Desinfektionsmittel, Konser vierungsmittel, Ladungsregulatoren, Netzmittel, Hautverhütungsmittel, Duftstoffe, Deodorantien oder Deodorizer, Pigmentderivate usw., enthalten.
Die pigmentierte Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann hergestellt werden, indem man die Komponenten unter Verwendung einer Mühle vom Zylinderantriebstyp (z.B. Kugelmühle, Zentrifugalmühle, Planetenmühle usw.), Hochgeschwindigkeitsrotationsmühlen (z.B. Sandmühle usw.), Mühlen mit Mediumbewegung (z.B. Rührkesselmühle usw.), einfache Dispergiergerätschaften (z.B. Disper usw.) und dergleichen mischt und dispergiert.
Die pigmentierte Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, insbesondere eine für Tintenstrahldrucksysteme, hat vorzugsweise eine Oberflächenspannung bei 20°C von wenigstens 25 mN/m, besonders bevorzugt wenigstens 27 mN/m, und vorzugsweise eine Viskosität bei 20°C von 2 bis 30 cP, besonders bevorzugt 3 bis 15 cP. Wenn die Tintenzusammensetzung eine Oberflächenspannung oder eine Viskosität außerhalb des obigen Bereichs hat, wird sie möglicherweise nicht stabil auf einem Druckmedium ausgedruckt.
Das Pigment hat üblicherweise eine mittlere Teilchengröße der Dispersion von 0,01 bis 0,5 μm, vorzugsweise 0,05 bis 0,3 μm, besonders bevorzugt 0,06 bis 0,2 μm. Wenn die mittlere Teilchengröße des Pigments kleiner als 0,01 μm ist, kann die Dispersion der Tintenzusammensetzung instabil werden. Wenn die mittlere Teilchengröße des Pigments 0,5 μm übersteigt, verstopft das Pigment leicht den Druckkopf.
Die pigmentierte Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann in jeder Art von Drucksystemen verwendet werden, wie Tintenstrahldruck-, Offsetdruck-, Tiefdruck- und Thermotransferdrucksystemen und dergleichen. Von diesen wird die Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung vorzugsweise für den Tintenstrahldruck verwendet. Das heißt, wenn die Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung mit einem Tintenstrahldrucker verwendet wird, können die obigen Wirkungen der vorliegenden Erfindung gut erreicht werden.
Beispiele
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung durch die folgenden Beispiele erläutert, in denen "Teile" "Gewichtsteile" bedeutet, falls nichts Anderweitiges angegeben ist.
Beispiel 1
In einer 100-cm³-Kunststoffflasche wurden 4 Teile Kupferphthalocyaninblau-Pigment ("FASTOGEN BLUE GNPS", erhältlich von Dainippon Ink and Chemicals Incorporated), 4 Teile Dispergiermittel A [Copolymer von Styrol/Methacrylsäure/Butylacrylat/Butylmethacrylat/Polyether-Makromonomer ("PME 400", erhältlich von der NOF Corporation) (Gewichtsverhältnis 20/10/30/30/10), Säurewert: 65 mg KOH/g, Gewichtsmittel des Molekulargewichts 6,0 × 10⁴, Molekulargewichtsdispersion: 3,2], 12 Teile Diethylenglycolmonobutylethermonomethylester (Siedepunkt: 247°C) als organisches Lösungsmittel und 100 Teile Zirconiumoxid-Perlen mit einem Durchmesser von 3 mm abgewogen und eingefüllt, und das Gemisch wurde 2 Stunden lang mit einem Paint Shaker (erhältlich von TOYO SEIKI KOGYO Co., Ltd.) dispergiert.
Nach dem Dispergieren wurde das Gemisch mit Diethylenglycolmonobutylethermonomethylester verdünnt, wobei man die pigmentierte Tintenzusammensetzung A erhielt, die 5 Gew.-% des Pigments und 5 Gew.-% Dispergiermittel A enthielt.
Beispiel 2
Die pigmentierte Tintenzusammensetzung B dieses Beispiels wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass anstelle von Dispergiermittel A vier Teile Dispergiermittel B [Styrol/Acrylsäure/Butylacrylat/Butylmethacrylat/PME-400-Copolymer (Gewichtsverhältnis 20/10/30/30/10), Säurewert: 77 mg KOH/g, Gewichtsmittel des Molekulargewichts 5,4 × 10⁴, Molekulargewichtsdis persion: 3,0] verwendet wurden. Die Tintenzusammensetzung B enthielt 5 Gew.-% des Pigments und 5 Gew.-% Dispergiermittel B.
Beispiel 3
Die pigmentierte Tintenzusammensetzung C dieses Beispiels wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass anstelle von Dispergiermittel A vier Teile Dispergiermittel C [Styrol/2-Acryloyloxyethylbernsteinsäure/Butylacrylat/Butylmethacrylat/PME-400-Copolymer (Gewichtsverhältnis 20/10/30/30/10), Säurewert: 24 mg KOH/g, Gewichtsmittel des Molekulargewichts 6,5 × 10⁴, Molekulargewichtsdispersion: 3,3] verwendet wurden. Die Tintenzusammensetzung C enthielt 5 Gew.-% des Pigments und 5 Gew.-% Dispergiermittel C.
Beispiel 4
Die pigmentierte Tintenzusammensetzung D dieses Beispiels wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass anstelle von Dispergiermittel A vier Teile Dispergiermittel D [Laurylmethacrylat/Methacrylsäure/Butylacrylat/Butylmethacrylat/PME-400-Copolymer (Gewichtsverhältnis 20/10/30/30/10), Säurewert: 65 mg KOH/g, Gewichtsmittel des Molekulargewichts 6,7 × 10⁴, Molekulargewichtsdispersion: 3,5] verwendet wurden. Die Tintenzusammensetzung D enthielt 5 Gew.-% des Pigments und 5 Gew.-% Dispergiermittel D.
Beispiel 5
Die pigmentierte Tintenzusammensetzung E dieses Beispiels wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass Triethylenglycoldimethylester (Siedepunkt: 270°C) anstelle von Diethylenglycolmonobutylethermonomethylester verwendet wurde. Die Tintenzusammensetzung E enthielt 5 Gew.-% des Pigments und 5 Gew.-% Dispergiermittel A.
Vergleichsbeispiel 1
Die pigmentierte Tintenzusammensetzung F dieses Vergleichsbeispiels wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass anstelle von Dispergiermittel A vier Teile Dispergiermittel E [SOLSPER 13940, erhältlich von Avecia, Polyesterharz, Säurewert: 8 mg KOH/g, Gewichtsmittel des Molekulargewichts 7,3 × 10³, Molekulargewichtsdispersion: 1,2] verwendet wurden und anstelle von Diethylenglycolmonobutylethermonomethylester flüssiges Paraffin (Molesco White P-70, erhältlich von Matsumoto Sekiyu Kenkyusho) verwendet wurde. Die Tintenzusammensetzung F enthielt 5 Gew.-% des Pigments und 5 Gew.-% Dispergiermittel E.
Vergleichsbeispiel 2
Die pigmentierte Tintenzusammensetzung G dieses Vergleichsbeispiels wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass anstelle von Dispergiermittel A vier Teile Dispergiermittel F [Styrol/Butylacrylat/Butylmethacrylat/PME-400-Copolymer (Gewichtsverhältnis 20/40/30/10), Säurewert: 0 mg KOH/g, Gewichtsmittel des Molekulargewichts 6,3 × 10⁴, Molekulargewichtsdispersion: 3,2] verwendet wurden. Die Tintenzusammensetzung G enthielt 5 Gew.-% des Pigments und 5 Gew.-% Dispergiermittel F.
Bezugsbeispiel 1
Die pigmentierte Tintenzusammensetzung H dieses Bezugsbeispiels wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass anstelle von Dispergiermittel A vier Teile Dispergiermittel G [Styrol/Methacrylsäure/Butylacrylat/Butylmethacrylat/PME-400-Copolymer (Gewichtsverhältnis 20/10/30/30/10), Säurewert: 65 mg KOH/g, Gewichtsmittel des Molekulargewichts 4,0 × 10³, Molekulargewichtsdispersion: 1,4] verwendet wurden. Die Tintenzusammensetzung H enthielt 5 Gew.-% des Pigments und 5 Gew.-% Dispergiermittel G.
Bezugsbeispiel 2
Die pigmentierte Tintenzusammensetzung I dieses Bezugsbeispiels wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Menge von Dispergiermittel A von 4 zu 0,32 Teilen geändert wurde. Die Tintenzusammensetzung I enthielt 5 Gew.-% des Pigments und 0,4 Gew.-% Dispergiermittel G.
Mit den Tintenzusammensetzungen A bis E der Beispiele 1-5, den Tintenzusammensetzungen F und G der Vergleichsbeispiele 1 und 2 und den Tintenzusammensetzungen H und I der Bezugsbeispiele 1 und 2 wurden das Dispersionsmittel der Teilchengröße des Pigments, die Wasserbeständigkeit und Welligkeit nach den folgenden Verfahren gemessen oder bewertet:
Mittlere Teilchengröße der Dispersion:
Eine mittlere Teilchengröße der Dispersion von Pigmentteilchen in der pigmentierten Tintenzusammensetzung wurde unter Verwendung eines Laser-Doppler-Teilchengrößeanalysators (N4-Plus, erhältlich von Coulter) gemessen.
Druckschicht-Gleittest:
Eine pigmentierte Tintenzusammensetzung wurde mit einem 4er Bar-Coater (erhältlich von Toyo Seiki Kogyo Co., Ltd.) auf einen Glanzpapierbogen (Super Photo Gloss Paper, erhältlich von Hitachi Maxell) aufgetragen und 10 Minuten lang in einer auf einer Temperatur von 20 bis 25°C und einer Feuchtigkeit von 40 bis 60% gehaltenen Atmosphäre getrocknet, und dann wurde ein Tuch (Bemcotton, erhältlich von Asone), auf das ein Gewicht von 50 g gelegt wird (Kontaktfläche 3,1 cm²), zehnmal in einem Abstand von 3 Sekunden über die gedruckte Schicht der Tintenzusammensetzung gleiten gelassen. Dann wurde die Verschrammung der gedruckten Schicht visuell bewertet. Wenn keine Verschrammung der gedruckten Schicht verursacht wurde, wurde die Tintenzusammensetzung als "A" eingestuft, und wenn eine Verschrammung verursacht wurde, wurde die Tintenzusammensetzung als "B" eingestuft.
Wasserbeständigkeit:
Eine pigmentierte Tintenzusammensetzung wurde mit Hilfe eines 4er Drahtstabs (erhältlich von Toyo Seiki Kogyo Co., Ltd.) auf einen einfachen Papierbogen (erhältlich von Xerox) aufgetragen und dann 1 (eine) Stunde lang in innenausgetauschtes Wasser eingetaucht. Wenn sie nicht verwischte, wurde die Tintenzusammensetzung als "A" eingestuft, und wenn sie verwischte, wurde die Tintenzusammensetzung als "B" eingestuft.
Welligkeit:
Eine pigmentierte Tintenzusammensetzung wurde mit Hilfe eines 4er Drahtstabs (erhältlich von Toyo Seiki Kogyo Co., Ltd.) auf einen einfachen Papierbogen (erhältlich von Xerox) aufgetragen und dann getrocknet. Wenn der Papierbogen nicht wellig war, wurde die Tintenzusammensetzung als "A" eingestuft, und wenn der Papierbogen wellig war, wurde die Tintenzusammensetzung als "B" eingestuft.
Antischrammeigenschaft:
Unter Verwendung eines Tintenstrahldruckers (MJ-510C, erhältlich von Epson) wurde ein Abstufungstestmuster (100, 80, 60, 40 und 20) mit einer pigmentierten Tintenzusammensetzung bei einer Temperatur von 20 bis 25°C und einer Feuchtigkeit von 40 bis 60% kontinuierlich auf fünf Bögen Glanzpapier (Super Photo Gloss Paper, erhältlich von Hitachi Maxell) gedruckt.

Wenn eine Verschrammung des gedruckten Musters durch Entladung oder Pilling verursacht wurde, wurde die Tintenzusammensetzung als "A" eingestuft, und wenn keine Verschrammung verursacht wurde, wurde die Tintenzusammensetzung als "B" eingestuft. Die Anwesenheit einer Verschrammung wurde visuell bewertet. Tabelle 1

	Pigmentierte Tintenzusammensetzung	Mittlere Teilchengröße der Dispersion (nm)	Wasserbeständigkeit	Welligkeit	Antischrammeigenschaft	Gleittest
Bsp. 1	A	103	A	A	A	A
Bsp. 2	B	105	A	A	A	A
Bsp. 3	C	108	A	A	A	A
Bsp. 4	D	102	A	A	A	A
Bsp. 5	E	106	A	A	A	A
Vgl.-Bsp. 1	F	150	A	A	B	B
Vgl.-Bsp. 2	G	220	A	A	B	B
Bez.-Bsp. 1	H	190	A	A	B	B
Bez.-Bsp. 2	I	200	A	A	B	B

Wie man anhand der Ergebnisse in Tabelle 1 erkennt, war die mittlere Teilchengröße der Dispersion des Pigments bei den pigmentierten Tintenzusammensetzungen A bis E der Beispiele 1 bis 5 klein, im Druckschicht-Gleittest kam es zu keiner Verschrammung, und die gedruckte Schicht wurde nicht vom Druckmedium abgelöst. Weiterhin hatten sie eine gute Wasserbeständigkeit, verursachten keine Welligkeit, wenn sie auf den Normalpapierbogen gedruckt wurden, und wiesen gute Antischrammeigenschaften auf, wenn sie auf den Glanzpapierbogen gedruckt wurden. Das heißt, sie erfüllten alle Eigenschaften.
Dagegen war die mittlere Teilchengröße der Dispersion des Pigments bei der pigmentierten Tintenzusammensetzung F von Vergleichsbeispiel 1, bei dem das herkömmliche Dispergiermittel und organische Lösungsmittel verwendet wurde, ziemlich groß, im Druckschicht-Gleittest kam es zu einer Verschrammung, und die gedruckte Schicht wurde vom Druckmedium abgelöst.
Weiterhin hatten sie geringe Antischrammeigenschaften, wenn sie auf den Glanzpapierbogen gedruckt wurden. Die Ergebnisse waren im Wesentlichen dieselben, wenn die pigmentierte Tintenzusammensetzung G von Vergleichsbei spiel 2 verwendet wurde, die das Harz, das keine saure Gruppe aufwies, als Dispergiermittel umfasste.
Obwohl die Harze mit der sauren Gruppe verwendet wurden, war die mittlere Teilchengröße der Dispersion des Pigments bei der pigmentierten Tintenzusammensetzung H von Bezugsbeispiel 1, bei dem das Molekulargewicht des Harzes zu klein war, oder bei der pigmentierten Tintenzusammensetzung I von Bezugsbeispiel 2, bei dem die Menge des Harzes zu klein war, groß, und die Antischrammeigenschaften waren gering, wenn die Tintenzusammensetzungen auf den Glanzpapierbogen gedruckt wurden.
Auswirkungen der Erfindung
Wenn die vorliegende Erfindung angewendet wird, ist es gemäß der obigen Beschreibung möglich, eine pigmentierte Tintenzusammensetzung mit guten Antischrammeigenschaften zu erhalten, insbesondere eine pigmentierte Tintenzusammensetzung für Tintenstrahldrucker, die ein Pigment mit einer kleinen Dispersionsteilchengröße enthält und eine gute Wasserbeständigkeit hat, ohne Welligkeit auf Normalpapierbogen gedruckt werden kann und nicht unter einer Verschrammung von gedruckten Aufzeichnungen leidet, wenn die Tintenzusammensetzung auf einen kationisch behandelten Papierbogen gedruckt wird.

Claims

Pigmentierte Tintenzusammensetzung, umfassend ein Pigment, ein Harz mit einer sauren Gruppe und ein Monoalkylethermonoalkylester-Derivat von (Poly)alkylenglycol oder ein Dialkylester-Derivat von (Poly)alkylenglycol als organisches Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von wenigstens 150°C, das in einer Menge von 50 bis 95 Gew.-% vorhanden ist, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung.
Pigmentierte Tintenzusammensetzung gemäß Anspruch 1, die 0,1 bis 20 Gew.-% des Pigments und 0,5 bis 30 Gew.-% des Harzes mit der sauren Gruppe umfasst, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung.
Pigmentierte Tintenzusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Harz mit der sauren Gruppe einen Säurewert von 10 bis 300 mg KOH/g aufweist.
Pigmentierte Tintenzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Harz mit der sauren Gruppe ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 1 × 10⁴ bis 3 × 10⁵ und eine Molekulargewichtsverteilung von 1,5 bis 10 hat.
Pigmentierte Tintenzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Harz mit der sauren Gruppe ein Harz mit einer Etherbindung ist.
Pigmentierte Tintenzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Harz mit der sauren Gruppe ein wasserunlösliches Harz mit einer hydrophoben Gruppe ist.
Pigmentierte Tintenzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Harz mit der sauren Gruppe ein Acrylharz ist.
Pigmentierte Tintenzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das organische Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von wenigstens 150°C ein polares Lösungsmittel ist.
Pigmentierte Tintenzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das organische Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von wenigstens 150°C ein Ether-Lösungsmittel ist.
Pigmentierte Tintenzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei es sich bei dem organischen Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von wenigstens 150°C um wenigstens eine Verbindung handelt, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ethylenglycolmonoalkylethermonoalkylester, Diethylenglycolmonoalkylethermonoalkylester, Triethylenglycolmonoalkylethermonoalkylester, Propylenglycolmonoalkylethermonoalkylester, Dipropylenglycolmonoalkylethermonoalkylester, Tripropylenglycolmonoalkylethermonoalkylester, Ethylenglycoldialkylester, Diethylenglycoldialkylester, Triethylenglycoldialkylester, Propylenglycoldialkylester, Dipropylenglycoldialkylester und Tripropylenglycoldialkylester besteht.
Pigmentierte Tintenzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, die in einem Tintenstrahldrucker verwendet wird, wobei die Tintenzusammensetzung eine Oberflächenspannung von wenigstens 25 mN/m bei 20°C und eine Viskosität von 2 bis 30 cP bei 20°C hat und das Pigment eine mittlere Teilchengröße der Dispersion von 0,01 bis 0,5 μm hat.