DE69400683T2

DE69400683T2 - Verfahren zum Vermindern des Ausblutens und zur Farbverbesserung in Druckelementen

Info

Publication number: DE69400683T2
Application number: DE69400683T
Authority: DE
Inventors: Mark Leland Choy; Loren Eugene Johnson; Sheau-Hwa Ma; Howard Matrick; Arthur Charles Shor; Harry Joseph Spinelli; John Lawrence Stoffel
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1993-07-06
Filing date: 1994-06-24
Publication date: 1997-03-20
Anticipated expiration: 2014-06-25
Also published as: US5801738A; JP2889817B2; EP0633142A1; US5555008A; EP0633142B1; JPH07145336A; DE69400683D1

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Druckelementen mit reduziertem Durchschlagen der Farben und verbesserter Farbwiedergabe.

Hintergrund der Erfindung

Es gibt viele Verfahren zur Herstellung von Druckelementen, bei denen Druckflüssigkeiten auf ein Substrat aufgetragen werden, so daß ein Bild entsteht. Unter dem Ausdruck "Druckflüssigkeit" versteht man in der Technik gewöhnlich ein Färbemittel in einem flüssigen Medium im Unterschied zu festen und trockenen Färbemitteln; dazu gehören Farbe, Toner, Tinten usw. Das flüssige Medium kann ein organisches Lösungsmittel ("auf Lösungsmittelbasis") oder Wasser ("auf wäßriger Basis") sein. Das Färbemittel kann ein Farbstoff oder ein (unlösliches) Pigment sein. Typischerweise sind in der Druckflüssigkeit noch weitere Bestandteile vorhanden, je nach der besonderen, gerade verwendeten Drucktechnik.
Beispielhafte Verfahren der Verwendung von Druckflüssigkeiten sind Tiefdruck und Preßdruck, xerographische Techniken, bei denen flüssige Toner verwendet werden, sowie Tintenstrahldruck, um nur einige zu nennen. Von diesen Verfahren wurde das Tintenstrahldrucken wegen seiner Fähigkeit, mehrfarbige Ausdrucke herzustellen, indem man drei oder vier Primärfarbentinten in einem einzigen Durchgang auf ein Substrat aufbringt, immer beliebter, insbesondere für Anwendungen des sogenannten "Desk-Top Publishing". Andere Druckverfahren erfordern im allgemeinen für jede Primärfarbe wenigstens einen Durchgang durch den Drucker.
Trotz des breiten Spektrums an verfügbaren Techniken zur Herstellung von Druckelementen gibt es ein häufiges Problem, das auftreten kann, wenn ein mehrfarbiges Element gewünscht wird, bei dem eine Druckflüssigkeit einer Farbe so aufgetragen wird, daß sie direkt an eine Druckflüssigkeit einer anderen Farbe angrenzt. Dieses Problem macht sich durch ein Vermischen oder "Ineinanderlaufen" der beiden Druckflüssigkeiten an ihrer Grenze bemerkbar (Durchschlagen), wodurch die Grenzlinie zwischen den beiden Druckflüssigkeiten unscharf wird. Das Durchschlagen kann zur Bildung einer unerwünschten Farbe an der Grenze und einem damit einhergehenden Verlust an Auflösung, Farbtrennung, Kantenschärfe und Farbreinheit in dem Bild führen. Je kontrastierender die beiden benachbarten Flüssigkeiten hinsichtlich ihrer Farbe sind (wie Schwarz und Gelb), desto deutlicher wird das Durchschlagen sichtbar. Das Durchschlagen ist außerdem besonders auffällig, wenn durch das Mischen der beiden Tinten eine Sekundärfarbe entsteht, wie wenn sich Blau und Gelb mischen, so daß Grün entsteht.
Das Durchschlagen ist ein besonderes Problem beim Tintenstrahldrucken, da die dort verwendeten Tinten mit relativ niedriger Viskosität dazu neigen, sich auszubreiten, und da Tintenstrahldrucker in der Lage sind, drei oder vier Primärfarben gleichzeitig (oder fast gleichzeitig) zu drucken.
Mehrere Verfahren wurden vorgeschlagen, um ein Ineinanderlaufen benachbarter Druckflüssigkeiten zu verhindern. Das naheliegendste Verfahren besteht darin, die beiden Druckflüssigkeiten in einem gewissen Abstand voneinander aufzutragen, so daß kein Ineinanderlaufen oder Vermischen der Druckflüssigkeiten stattfinden kann. Dieses Verfahren ist jedoch keine Lösung des Problems und liefert Bilder mit schlechter Auflösung.
Ein anderes Verfahren, das am häufigsten verwendet wird, beinhaltet eine Verzögerung beim Auftragen der zweiten Druckflüssigkeit, bis die erste Druckflüssigkeit völlig trocken ist. Dieses Verfahren ist ebenfalls von Nachteil, nicht nur wegen seiner Ineffizienz, sondern auch, weil es nicht besonders wirksam ist. Es wurde zum Beispiel beobachtet, daß ein Durchschlagen auch dann auftreten kann, wenn die erste Druckflüssigkeit trocken ist, was vermutlich seine Ursache darin hat, daß sich die Färbemittel der ersten Druckflüssigkeit in dem flüssigen Medium der zweiten Druckflüssigkeit erneut auflösen. Je besser löslich die Komponenten der ersten Druckflüssigkeit in dem flüssigen Medium sind, desto wahrscheinlicher wird es also zum Durchschlagen kommen, auch wenn die erste Druckflüssigkeit trocken ist. Dieses Verfahren ist bei Tintenstrahldruckanwendungen besonders von Nachteil, da es der Effizienz der Bildung mehrfarbiger Drucke eine willkürliche Schranke setzt.
Das US-Patent 5,091,005 lehrt, daß das Hinzufügen von Formamid zu den Tinten das Auftreten des Durchschlagens unter bestimmten Umständen reduziert. Noch ein weiterer Ansatz zur Eindämmung des Durchschlagens besteht darin, die Geschwindigkeit des Eindringens der Druckflüssigkeit in das Substrat zu erhöhen; er hat ebenfalls Nachteile. Erstens ist er von vornherein auf solche Druckanwendungen beschränkt, bei denen besondere Druckflüssigkeit/Substrat- Kombinationen verwendet werden. Zum Beispiel können stark absorbierende Substrate erforderlich sein, um das Durchschlagen einzudämmen. Zweitens wird immer noch ein Durchschlagen auftreten, es sei denn, die erste Druckflüssigkeit wird so an das Substrat gebunden, daß sie von dem flüssigen Medium der zweiten Druckflüssigkeit nicht aufgelöst wird. Drittens haben bekannte Methoden zur Beschleunigung des Eindringens insofern Nachteile, als sie dazu neigen, die Textqualität zu verschlechtern.
Eine Kombination der obigen Ansätze ist im US-Patent 5,116,409 offenbart, das die Verwendung zwitterionischer Tenside oder nichtionischer Amphiphile in Konzentrationen oberhalb ihrer jeweiligen "kritischen Micellenkonzentration" offenbart. Darin heißt es, daß die Bildung von Micellen, die Farbstoffmoleküle enthalten, verhindert, daß sich die Farbstoffmoleküle in jeder Tinte miteinander mischen.
Das US-Patent 5,181,045 lehrt ein Verfahren des Tintenstrahldruckens, bei dem eine der Tinten einen Farbstoff enthält, der unter definierten pH-Bedingungen unlöslich wird, und die andere Tinte einen pH-Wert besitzt, die den in der ersten Tinte enthaltenen Farbstoff unlöslich macht. Dieses Verfahren ist jedoch von vornherein auf eine spezielle Gruppe von Farbstoffen als Färbemittel beschränkt. Außerdem sind die Tintenzubereitungen zum Beispiel auch durch die Notwendigkeit von pH-Puffern eingeschränkt, was den Nutzen dieses Verfahrens weiter einschränkt.
Aus US-A-5,198,023 ist ein Satz von Tinten bekannt, bei dem ein Durchschlagen zwischen gelben und schwarzen Tinten durch die Verwendung eines kationischen gelben Farbstoffs in der gelben Tinte und eines anionischen Farbstoffs in der schwarzen Tinte reduziert ist. Das Durchschlagen wird weiter reduziert, indem man zu der gelben Tinte ein Fällungsmittel hinzufügt, das ein mehrwertiges Salz umfaßt. Das Durchschlagen zwischen gelben und andersfarbigen Tinten (Cyan und Magenta) wird dadurch reduziert, daß man in den farbigen Tinten ebenfalls anionische Farbstoffe verwendet.
Wegen ihrer Löslichkeit in Wasser werden Farbstoffe häufig beim Tintenstrahldrucken als Färbemittel verwendet. Außerdem liefern Farbstoffe auf glattem Papier kräftige chromatische Farben. Leider besitzen viele Farbstoffe jedoch nur eine geringe Beständigkeit gegenüber Licht, Wasser und Handhabung des Papiers. Folglich weisen Färbemittel in Form von Farbstoffen Mängel beim Archivieren von Druckproben auf.
Als Alternative zu Farbstoffen wurden Pigmentfärbemittel verwendet, da sie im allgemeinen eine ausgezeichnete Licht- und Wasserechtheit besitzen. Die meisten Pigmente erreichen jedoch auf glattem Papier nicht dieselbe Farbintensität (d.h. "Farbsättigung") wie Farbstoffe.
Ein Ansatz zur Verbesserung der Pigmentfarbsättigung besteht darin, einen Träger zu verwenden, der das Färbemittel auf der Papieroberfläche festhält, anstatt das Pigment in das Papier diffundieren zu lassen. Solche Träger neigen jedoch dazu, nicht in das Papier einzudringen, und sind für schnelles Trocknen oder die Eindämmung des Durchschlagens nicht geeignet.
Ein weiterer Ansatz zur Verbesserung der Pigmentfarbsättigung besteht darin, ein speziell beschichtetes Medium zu verwenden, das dabei hilft, das Färbemittel auf der Oberfläche des Papiers zu halten. Ein solches Medium ist jedoch typischerweise teurer als Papier. Weiterhin ist man darauf beschränkt, nur mit dem speziellen Medium zu drucken.
Entsprechend besteht ein Bedürfnis nach einem verbesserten Verfahren zum Drucken mehrfarbiger Bilder, das das oben diskutierte Problem des Durchschlagens nicht aufweist. Darüber hinaus besteht ein besonderes Bedürfnis nach einem solchen verbesserten Verfahren, das die günstige Farbsättigung erreicht, die sich mit Farbstoffen als Färbemittel auf glattem Papier erhalten lassen, während es die ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Wasser und Licht liefert, die man mit Pigmenten als Färbemitteln erhalten kann.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Es wurde nun gefunden, daß das Durchschlagen zwischen zwei benachbarten Tinten auf einem Druckmedium reduziert werden kann, indem man eine anionische und eine kationische Tinte auswählt und in eine der Tinten ein Polymer mit aufnimmt, das denselben ionischen Charakter wie diese Tinte hat. Entsprechend wird in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mehrfarbigen gedruckten Elements mit reduziertem Durchschlagen der Farbe bereitgestellt, umfassend:
(a) Bereitstellen wenigstens einer anionischen Tinte und wenigstens einer kationischen Tinte, wobei beide Tinten ein wäßriges Medium und ein Färbemittel umfassen, wobei wenigstens eine der Tinten ungefähr 0,1 bis 30 Gew.-% eines Polymers mit demselben ionischen Charakter wie diese Tinte enthält; und
(b) Auftragen der anionischen und der kationischen Tinte in Kontakt miteinander auf das Element.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Satz von Tinten bereitgestellt, die für die gemeinsame Verwendung angepaßt sind, so daß das Durchschlagen minimiert wird, wobei der Satz von Tinten
(a) wenigstens eine anionische Tinte, die ein wäßriges Medium und ein Färbemittel umfaßt, sowie
(b) wenigstens eine kationische Tinte, die ein wäßriges Medium und ein Färbemittel umfaßt,
umfaßt, wobei wenigstens eine der Tinten ungefähr 0,1 bis 30 Gew.-% eines Polymers mit demselben ionischen Charakter wie diese Tinte enthält.
Während die Erfindung in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet werden kann, eignet sie sich besonders gut für die Verwendung beim Tintenstrahldrucken, insbesondere bei thermischen Tintenstrahldruckanwendungen. Bei Anwendungen mit vier Farben können besonders vorteilhafte Ergebnisse erreicht werden, indem man anionische Tinten für die Farben Schwarz und Cyan und kationische Tinten für die Farben Gelb und Magenta wählt. Während die Tinten typischerweise so aufgetragen werden, daß sie auf dem Medium direkt aneinander angrenzen, können die Tinten auch übereinander aufgetragen werden.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wird nun im einzelnen unter besonderer Bezugnahme auf wäßrige Tintenzusammensetzungen für Tintenstrahldruck beschrieben. Die vorliegende Erfindung läßt sich jedoch auch auf andere Druckflüssigkeiten und in anderen Drucktechniken anwenden.
Wäßrige kationische und anionische Tinten, die sich für die Verwendung in dieser Erfindung eignen, weisen ein wäßriges Trägermedium auf und enthalten ein Färbemittel, bei dem es sich um ein Pigment oder einen Farbstoff oder um Kombinationen davon handeln kann. Entweder die kationische oder die anionische Tinte oder beide können ein Pigment oder einen Farbstoff (oder eine Kombination davon) als Färbemittel enthalten, vorausgesetzt, die Ladungscharakteristiken sind mit dem Rest der Tintenkomponenten verträglich. Alle Kombinationen von kationischen und anionischen wäßrigen Tintenstrahldruckertinten auf Pigment- oder Farbstoffbasis werden als geeignet angesehen. Es hat sich erwiesen, daß man die Vorteile reduzierter Durchschlagseigenschaften bei dem gedruckten Element bei allen solchen Kombinationen beobachtet, wenn die Tinten direkt aneinander angrenzen, solange wenigstens eine der Tintenstrahldruckertinten das erforderliche Polymer enthält. Es hat sich außerdem erwiesen, daß auch die Vorteile der verbesserten Farbwiedergabe bei dem gedruckten Element bei allen solchen Kombinationen beobachtet werden, wenn sich die Tinten übereinander befinden, solange wenigstens eine der Tintenstrahldruckertinten das erforderliche Polymer enthält. Die resultierenden gedruckten Bilder sind insofern von hoher Qualität, als die einzelnen Punkte rund mit scharfen Rändern sind und es nur zu wenig Ausfransen oder Durchschlagen kommt.
Wenigstens eine der Tinten enthält ein Polymer mit demselben ionischen Charakter wie die Tintenzusammensetzung, der es hinzugefügt wurde (d.h. ein kationisches oder anionisches Polymer, je nachdem). Wenn von "ionischem Charakter" der Tintenzusammensetzungen die Rede ist, so ist in der Technik wohlbekannt, daß die Tintenzusammensetzungen selbst nicht geladen sind; sie sind neutral. Der Ausdruck "ionischer Charakter" bezieht sich also auf die Ladung, die die funktionellen Hauptkomponenten der Tintenzusammensetzung in ihrer ionischen Form tragen. Diese Komponenten werden typischerweise mit einem Gegenion neutralisiert, so daß die Tinte neutral wird. In der Technik wird gewöhnlich vorausgesetzt, daß kationische Tinten kationische Komponenten enthalten und anionische Tinten anionische Komponenten enthalten.

Substrate

Zu den Substraten, die für die praktische Durchführung dieser Erfindung gewählt werden können, gehören alle, die gewöhnlich für die Herstellung gedruckter Elemente verwendet werden. Für Anwendungen bei Tintenstrahldruckertinten können mit Vorteil Substrate des Cellulosetyps und des Nichtcellulosetyps verwendet werden, wobei die Substrate des Cellulosetyps, wie Papier, bevorzugt werden. Wenn es geschlichtet ist, kann der Grad der Schlichtung des Substrats, wie er nach dem in TAPPI-Standards T530 PM-83 beschriebenen Hercules-Schlichtetest (HST) gemessen wird, 1 Sekunde bis 1000 Sekunden betragen. Das Substrat wird so gewählt, daß sein HST-Wert mit dem Volumen und der Zusammensetzung des Tintentröpfchens in dem zu verwendenden Drucker verträglich ist. Der bevorzugte HST-Wert liegt im Bereich von 200 bis 500 Sekunden, am meisten bevorzugt 350 bis 400 Sekunden. Einige geeignete Papiere sind 100% gebleichtes Kraftpapier, das aus einem Gemisch von Hart- und Weichholz besteht, 100% holzfreies Baumwollpergamentpapier sowie holzhaltiges Papier, das entweder durch Mahlen des Halbzeugs oder mit Additiven durchscheinend gemacht wurde. Ein bevorzugtes Papier ist Gilbert-Bond-Papier (25% Baumwolle) mit der Stilbezeichnung 1057, das von der Mead Company, Dayton, OH, hergestellt wird. Zu den weiteren Substraten gehören Karton, Transparentfolien, wie Polyethylenterephthalat, Textilstoffe usw.

Tintenzusammensetzung

Wie oben erwähnt, können wäßrige Tintenstrahldruckertinten, die sich für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung eignen, kationisch oder anionisch sein. In beiden Fällen umfassen die Tinten ein wäßriges Trägermedium und ein Färbemittel, bei dem es sich entweder um ein Pigment, einen Farbstoff oder um Kombinationen davon handeln kann, wobei wenigstens eine der Tinten weiterhin ein Polymer enthält. Die Tinten können auch noch weitere Additive enthalten, wie sie unten erwähnt oder in der Technik des Tintenstrahldruckens bekannt sind.

Wäßriges Trägermedium

Das wäßrige Trägermedium ist Wasser oder ein Gemisch aus Wasser und wenigstens einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel. Die Auswahl eines geeigneten Gemischs hängt von den Anforderungen der speziellen Anwendung ab, wie der gewünschten Oberflächenspannung und Viskosität, dem ausgewählten Farbstoff, der Trocknungszeit der Tinte und dem Typ des Substrats, auf das die Tinte gedruckt wird.
Repräsentative wasserlösliche organische Lösungsmittel, die ausgewählt werden können, sind im US-Patent 5,085,698 offenbart. Ein Gemisch aus Wasser und einem mehrwertigen Alkohol, wie Diethylenglycol, wird als wäßriges Trägermedium bevorzugt.
Im Falle eines Gemischs aus Wasser und einem wasserlöslichen Lösungsmittel enthält das wäßrige Trägermedium gewöhnlich etwa 30% bis etwa 95% Wasser, wobei der Rest (d.h. 70% bis 5%) das wasserlösliche Lösungsmittel ist. Die bevorzugten Zusammensetzungen enthalten ungefähr 60% bis etwa 95% Wasser, bezogen auf das Gesamtgewicht des wäßrigen Trägermediums.
Die Menge des wäßrigen Trägermediums in der Tinte liegt im Bereich von ungefähr 70 bis 99,8%, vorzugsweise ungefähr 94 bis 99,8%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, wenn ein organisches Pigment gewählt wird, ungefähr 25 bis 99,8%, vorzugsweise ungefähr 70 bis 99,8%, wenn ein anorganisches Pigment gewählt wird, und 80 bis 99,8%, wenn ein Farbstoff gewählt wird.

Färbemittel

Zu den Färbemitteln, die sich für die praktische Durchführung dieser Erfindung eignen, gehören sowohl Pigmente als auch Farbstoffe.

Pigmente

Zur Herstellung der Tinte kann eine große Vielfalt organischer und anorganischer Pigmente allein oder in Kombination gewählt werden. Der hier verwendete Ausdruck "Pigment" bedeutet ein wasserunlösliches Färbemittel. Die Pigmentteilchen sind ausreichend klein, so daß die Tinte frei durch das Tintenstrahldruckgerät fließen kann, insbesondere an den Ausspritzdüsen, die gewöhnlich einen Durchmesser im Bereich von 10 µm bis 50 µm haben. Der Bereich der geeigneten Teilchengröße ist ungefähr 0,005 µm bis 15 µm. Vorzugsweise sollte die Größe der Pigmentteilchen im Bereich von 0,005 bis 5 µm, noch mehr bevorzugt von 0,005 bis 1 µm und am meisten bevorzugt von 0,005 bis 0,3 µm liegen.
Das ausgewählte Pigment kann in trockener oder nasser Form verwendet werden. Repräsentative handelsübliche trockene Pigmente und wasserfeuchte Preßkuchen, die mit Vorteil ausgewählt werden können, sind im US-Patent 5,085,698 offenbart.
Feine Metall- oder Metalloxidteilchen können für die praktische Durchführung der Erfindung ebenfalls verwendet werden und können für geeignete Anwendungen ausgewählt werden.
Wenn ein Pigment als Färbemittel für die Tinte gewählt wird, ist es üblich, das Pigment zu dispergieren, vorzugsweise mit einem polymeren Dispergiermittel, obwohl auch Tenside als Dispergiermittel verwendet werden können. Solche polymeren Dispergiermittel werden weiter unten diskutiert.
Im Falle organischer Pigmente kann die Tinte bis zu ungefähr 30 Gew.-% Pigment enthalten, der Anteil wird jedoch für die meisten thermischen Tintenstrahldruckanwendungen im allgemeinen im Bereich von ungefähr 0,1 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise ungefähr 0,1 bis 8 Gew.-%, der Gesamttintenzusammensetzung liegen. Wenn ein anorganisches Pigment ausgewählt wird, wird die Neigung bestehen, daß die Tinte höhere Gewichtsprozentanteile an Pigment enthält als bei vergleichbaren Tinten, die ein organisches Pigment verwenden, wobei der Anteil in manchen Fällen bis zu ungefähr 75% betragen kann, da anorganische Pigmente im allgemeinen höhere relative Dichten haben als organische Pigmente.

Farbstoffe

Für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung können kationische oder anionische Farbstoffe ausgewählt werden. Die kationischen Farbstoffe ergeben in wäßriger Lösung gefärbte Kationen. Zu den Typen kationischer Farbstoffe, die ausgewählt werden können, gehören die basischen Farbstoffe sowie einige der Beizenfarbstoffe, die so gestaltet sind, daß sie an Substraten, wie Fasern, an saure Stellen binden. Zu den kationischen Farbstoffen, die mit Vorteil verwendet werden können, gehören Azoverbindungen, Diphenylmethanverbindungen, Triarylmethanverbindungen, Xanthenverbindungen, Acridinverbindungen, Chinolinverbindungen, Methinverbindungen, Polymethinverbindungen, Thiazole, Indamine, Indophenole, Azinverbindungen, Oxazinverbindungen und Thiazinverbindungen. Der ausgewählte kationische Farbstoff muß in dem wäßrigen Trägermedium ausreichend löslich sein, um die gewünschte Farbintensität zu erzeugen und schlechte Druckkopfleistungen zu vermeiden.
Anionische Farbstoffe ergeben in wäßriger Lösung gefärbte Anionen. Typen anionischer Farbstoffe, die häufig in wäßrigen Tintenstrahldruckertinten verwendet werden, sind die Säure-, Direkt-, Nahrungsmittel-, Beizen- und Reaktivfarbstoffe (Bezeichnungen Acid, Direct, Food, Mordant und Reactive des Colour Index). Zu den repräsentativen anionischen Farbstoffen, die mit Vorteil ausgewählt werden können, gehören Nitrosoverbindungen, Nitroverbindungen, Azoverbindungen, Stilbenverbindungen, Triarylmethanverbindungen, Xanthenverbindungen, Chinolinverbindungen, Thiazolverbindungen, Azinverbindungen, Oxazinverbindungen, Thiazinverbindungen, Aminoketonverbindungen, Anthrachinonverbindungen, Indigoverbindungen und Phthalocyaninverbindungen.

Polymere

Wenigstens eine von jeweils zwei benachbarten Tinten, die auf das Substrat aufgetragen werden, muß ein Polymer enthalten, damit die Vorteile dieser Erfindung zum Tragen kommen. Das Polymer kann in Form eines Dispergiermittels für pigmentierte Tinten vorliegen, oder es kann unabhängig vom Färbemittel zu der Tinte gegeben werden. Wie bereits erwähnt, besitzt das Polymer denselben ionischen Charakter wie die Tinte, d.h. kationische Polymere für kationische Tinten und anionische Polymere für anionische Tinten.
Obwohl sich die Anmelder nicht auf eine bestimmte Theorie festlegen wollen, glauben sie, daß das Polymer an der Grenzfläche zwischen den beiden benachbarten Tinten ausflockt/ausfällt (wegen der Unverträglichkeit anionischer Polymere mit kationischen Tinten und umgekehrt), wobei eine physikalische Sperre entsteht, die verhindert, daß sich die Tinten vermischen, und damit das Durchschlagen eindämmt.
Polymere, die sich für die Verwendung in dieser Erfindung eignen, können Homopolymere, Copolymere,Blockpolymere (wie AB-, BAB- oder ABC-Blockpolymere) oder verzweigte oder Pfropfpolymere sein. Es gibt zahlreiche Verfahren zur Herstellung solcher Polymere, die dem Fachmann wohlbekannt sind. Die Blockpolymere werden mit Vorteil durch ein schrittweises Polymerisationsverfahren hergestellt, wie anionische oder Gruppenübertragungspolymerisation, wie es in Webster, US-Patent 4,508,880, beschrieben ist. So hergestellte Polymere haben genau gesteuerte Molekulargewichte, Blockgrößen und sehr enge Molekulargewichtsverteilungen. Das Polymer hat typischerweise eine Dispersität von weniger als 2, im allgemeinen im Bereich von 1,0 bis 1,4. Dispersität ist das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Polymers, geteilt durch sein Zahlenmittel des Molekulargewichts.
Die Menge des Polymers und die Wahl des Gegenions hängen von der gewünschten Struktur, dem Molekulargewicht und anderen Eigenschaften des Polymers sowie von den anderen Komponenten der Tintenzusammensetzung ab. Geeignete Polymere haben ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von unter 20 000, vorzugsweise unter 10 000 und typischerweise im Bereich von 1000 bis 6000. Bevorzugte Blockpolymere haben Zahlenmittel des Molekulargewichts im Bereich von 500 bis 3000 für jeden Block.
Im allgemeinen liegt das Polymer in Tinten auf Farbstoffbasis im Bereich von ungefähr 0,05 bis 25 Gew.-% vor, bezogen auf das Gewicht der gesamten Tintenzusammensetzung, vorzugsweise im Bereich von ungefähr 0,1% bis 10%. Wenn das (entweder anionische oder kationische) Polymer als Dispergiermittel für das Pigment verwendet wird, kann es im Bereich von 0,1 bis etwa 30 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis etwa 8 Gew.-%, vorhanden sein, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung. Wenn die Menge des Polymers zu groß wird, wird die Farbdichte der Tinte unannehmbar, und es wird schwierig, die gewünschte Viskosität der Tinte aufrechtzuerhalten. Die Dispersionsstabilität der Pigmentteilchen wird beeinträchtigt, wenn nicht genügend Polymer vorhanden ist.

Kationische Polymere

Kationische Polymere, die für die Verwendung in dieser Erfindung besonders gut geeignet sind, haben ein Gerüst, das aus ethylenisch ungesättigten Einheiten hergestellt ist, und weisen wenigstens eine und vorzugsweise mehr als drei in der Seitenkette befindliche ionische Struktureinheiten auf, die von einer kationischen Einheit an dem Monomer abgeleitet sind und die allgemeine Formel:
besitzen, wobei A N, P oder S ist, R&sub1; bis R&sub3; jeweils unabhängig H, Alkyl oder Alkylether mit 1-20 Kohlenstoffatomen oder Aryl oder Alkylaryl mit 1-9 Kohlenstoffatomen sind, mit der Maßgabe, daß R&sub3; nicht vorhanden ist, wenn A S ist, und wobei X ein Anion ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Halogeniden, konjugierten Basen organischer Säuren und konjugierten Basen anorganischer Säuren besteht. Die Zahl der in der Seitenkette befindlichen ionischen Struktureinheiten sollte ausreichend groß sein, so daß die Salzform des kationischen Polymers in dem wäßrigen Trägermedium löslich ist. Sie wird je nach dem Molekulargewicht des Polymers variieren. Das kationische Polymer kann auch nichtionische, ethylenisch ungesättigte Monomere enthalten.
Bevorzugte kationische Polymere sind die Phosphat- und Tetraalkylammoniumsalze von Homopolymeren oder Copolymeren von Dialkylaminoethylmethacrylat, wobei Alkyl Methyl bis Butyl ist. Ein besonders gut geeignetes kationisches Polymer ist ein AB-Blockpolymer mit einem A-Block, der aus Homopolymeren oder Copolymeren von Methylmethacrylat (MMA) und Butylmethacrylat (BMA) hergestellt ist, und einem B-Block, der aus Homopolymeren oder Copolymeren von Dimethylaminoethylmethacrylat (DMAEMA) oder Diethylaminoethylmethacrylat hergestellt ist. Blockpolymere der Art MMA//MMA/DMAEMA (10//5/7,5) und BMA//DMAEMA (10//10) sind besonders bevorzugt, wobei ein doppelter Schrägstrich eine Trennung zwischen Blöcken anzeigt, ein einzelner Schrägstrich ein statistisches Copolymer anzeigt und die Zahlenwerte den Polymensationsgrad jedes Monomers anzeigen.

Anionische Polymere

Anionische Polymere, die für die Verwendung in dieser Erfindung besonders gut geeignet sind, haben ein Gerüst, das aus ethylenisch ungesättigten Einheiten hergestellt ist, und weisen wenigstens eine und vorzugsweise mehr als drei in der Seitenkette befindliche ionische Struktureinheiten auf, die von der anionischen Einheit an dem Monomer abgeleitet sind und die allgemeine Formel:
-CO&sub2;Z oder -SO&sub3;Z
besitzen, wobei Z aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus konjugierten Säuren organischer Basen, Alkalimetallionen, dem Ammoniumion und Tetraalkylammoniumionen besteht. Die Zahl der in der Seitenkette befindlichen ionischen Strüktureinheiten sollte ausreichend groß sein, so daß die Salzform des anionischen Polymers in dem wäßrigen Trägermedium löslich ist. Sie wird je nach dem Molekulargewicht des Polymers variieren. Die anionischen Polymere können auch nichtionische Monomere enthalten.
Zu den geeigneten anionischen Polymeren gehören Copolymere von Styrol und Maleinsäure und ihren Monoestern, AB-Blockpolymere, bei denen der A-Block Homopolymere oder Copolymere umfaßt, die aus Methylmethacrylat (MMA) oder Butylmethacrylat (BMA) hergestellt sind, und der B-Block Homopolymere oder Copolymere umfaßt, die aus Methacrylsäure hergestellt sind. Besonders bevorzugte anionische Polymere sind AB-Blockpolymere mit einem A-Block, der aus Homopolymeren oder Copolymeren von Methylmethacrylat (MMA) und Butylmethacrylat (BMA) hergestellt ist, und einem B-Block, der aus Homopolymeren oder Copolymeren von Methacrylsäure hergestellt ist. Besonders bevorzugt sind AB-Blockpolymere der Art BMA//BMA/MAA (10//5/10) und BMA//MAA (10//10).

Weitere Bestandteile

Die Tintenzusammensetzungen können auch noch weitere Bestandteile enthalten. Zum Beispiel können Tenside verwendet werden, um die Oberflächenspannung zu verändern sowie das Eindringen zu maximieren. Wie in der Technik bekannt ist, können Tenside jedoch die Pigmentdispersion destabilisieren.Außerdem wurde beobachtet, daß die Verwendung von Tensiden zu einer Erhöhung des Ausmaßes des Durchschlagens gegenüber dem, das man ohne die Tenside erhalten hätte, führen kann. Entsprechend kann bei Verwendung von Tensiden die Neigung bestehen, daß die Vorteile, die die vorliegende Erfindung bietet, wieder zunichtegemacht werden. Es wurde jedoch entdeckt, daß die nachteiligen Wirkungen des Tensids auf das Durchschlagen minimiert oder beseitigt werden können, indem man zusätzliches Polymer hinzufügt, wenn es aus anderen Gründen wünschenswert oder notwendig ist, daß ein Tensid vorhanden ist.
Es wurde gefunden, daß wasserlösliche Alkyltrimethylammoniumsalze, bei denen das Alkyl 8-16 Kohlenstoffatome enthält, wie zum Beispiel Dodecyltrimethylammoniumchlorid, das Durchschlagen wirksam weiter reduzieren, wenn man sie zu kationischen pigmenthaltigen Tinten gibt. Vorzugsweise wird ein C&sub1;&sub2;-Alkyl verwendet, da unterhalb von 12 Kohlenstoffatomen Zugeständnisse an das Durchschlagen und oberhalb von 12 an die Stabilität gemacht werden müssen. Ähnlich wurde gefunden, daß die Verwendung von wasserlöslichen Sulfonatsalzen, nämlich Dialkylsulfosuccinaten, bei denen das Alkyl 4 bis 10 Kohlenstoffatome umfaßt, und Alkylnaphthalinsulfonaten, bei denen das Alkyl 1 bis 6 Kohlenstoffatome umfaßt, das Durchschlagen wirksam weiter reduzieren, wenn man sie zu anionischen Tinten gibt. Ob die Verwendung solcher Verbindungen in einem bestimmten Fall angezeigt ist, hängt von den anderen Komponenten, die in der Tinte vorhanden sind, und einer Abwägung der verbesserten Durchschlagseigenschaften gegen andere Eigenschaften der Tinte, wie Exponierungs- und Lagerstabilität, ab.
Biozide können in den Tintenzusammensetzungen verwendet werden, um das Wachstum von Mikroorganismen zu hemmen, wie in der Technik wohlbekannt ist. Außerdem können auch Maskierungsmittel, wie EDTA, mit aufgenommen werden, um schädliche Wirkungen von Schwermetallverunreinigungen zu verhindern. Andere bekannte Additive, wie Feuchthaltemittel, Viskositätsmodifikatoren und andere Acryloder Nichtacrylpolymere können ebenfalls hinzugefügt werden, um verschiedene Eigenschaften der Tintenzusammensetzungen zu verbessern, wie in der Technik bekannt ist.
Die Tintenzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung werden genauso wie andere Tintenzusammensetzungen für Tintenstrahldrucker hergestellt. Wenn eine Pigmentdispersion als Färbemittel verwendet wird, wird die Dispersion hergestellt, indem man das (die) ausgewählte(n) Pigment(e) und das Dispergiermittel in Wasser vormischt. Der Dispersionsschritt kann in einer horizontalen Minimühle, einer Kugelmühle, einer Zweiwalzenmühle oder einer Reibemühle durchgeführt werden, oder dadurch, daß man das Gemisch in einer Flüssigkeitsstrahl-Wechselwirkungskammer bei einem Flüssigkeitsdruck von wenigstens 34,5 MPa (5000 psi) durch eine Vielzahl von Düsen gibt, so daß eine gleichmäßige Dispersion der Pigmentteilchen in dem wäßrigen Trägermedium entsteht. Während des Dispersionsschritts können auch noch andere Lösungsmittel (Cosolventien) vorhanden sein.
Wenn ein Farbstoff als Färbemittel verwendet wird, ist kein Dispergiermittel vorhanden, und es braucht keine Pigmentdesaggregation zu erfolgen. Die auf Farbstoff beruhende Tinte wird in einem gut gerührten Gefäß und nicht in einem Dispergiergerät hergestellt.

Mehrere Farben

Wenn die Erfindung mit mehr als zwei Tintenfarben durchgeführt wird, muß ein Kompromiß geschlossen werden. Typischerweise wird man die wichtigste Tinte mit der einen Ladungscharakteristik (d.h. anionisch oder kationisch) und die anderen Tinten mit der anderen Ladungscharakteristik herstellen. Zum Beispiel kann Schwarz die wichtigste Farbe sein, da für die Textqualität scharfe Ränder gewünscht werden; in diesem Fall wird die schwarze Tinte die eine Ladungscharakteristik haben, und die anderen Tinten werden die andere Ladungscharakteristik haben, da das Durchschlagen der Farben für Graphiken nicht so entscheidend sein mag.

Tinteneigenschaften

Die Strahlgeschwindigkeit, die Trennlänge der Tröpfchen, die Tröpfchengröße und die Strömungsstabilität werden stark von der Oberflächenspannung und der Viskosität der Tinte beeinflußt. Pigmenthaltige Tintenstrahldruckertinten, die sich für die Verwendung in Tintenstrahldrucksystemen eignen, sollten bei 20ºC eine Oberflächenspannung im Bereich von etwa 20 mN/m (dyn/cm) bis etwa 70 mN/m (dyn/cm) und vorzugsweise im Bereich von 30 mN/m (dyn/cm) bis etwa 70 mN/m (dyn/cm) haben. Annehmbare Viskositäten sind nicht größer als 20 mPa s (cP) und liegen vorzugsweise im Bereich von etwa 1,0 mPa s (cP) bis etwa 10,0 mPa s (cP) bei 20ºC. Die Tinte hat physikalische Eigenschaften, die mit einem weiten Bereich von Abspritzbedingungen verträglich sind, d.h. Antriebsspannung und Pulsbreite bei thermischen Tintenstrahldruckgeräten, Antriebsfrequenz des Piezoelements bei Geräten mit Tröpfchen-auf- Anforderung-Prinzip oder kontinuierlichen Geräten, sowie die Form und Größe der Düse. Die Tinten besitzen eine ausgezeichnete Langzeitlagerstabilität und verstopfen nicht das Tintenstrahlgerät. Das Fixieren der Tinte auf dem Bildaufzeichnungsmaterial, wie Papier, Textilstoff, Folie usw., kann rasch und genau durchgeführt werden. Die gedruckten Tintenbilder haben klare Farbtöne, eine hohe Dichte, ausgezeichnete Wasserbeständigkeit und Lichtechtheit. Weiterhin korrodiert die Tinte keine Teile des Tintenstrahldruckgeräts, mit denen sie in Kontakt kommt, und ist im wesentlichen geruchlos und nichttoxisch.

Beispiele

Polymerherstellung

Herstellung 1:

Ein AB-Blockpolymer der Art MMA//MMA/DMAEMA (10//5/7,5) mit 53,6% Feststoffen und einem Mn von 2700 wurde wie unten beschrieben hergestellt:
Ein 12-Liter-Kolben wurde mit einem mechanischen Rührer, Thermometer, N&sub2;-Einleitungsrohr, Trockenrohr und Tropftrichtern ausgestattet. 3943 g Tetrahydrofuran und 2,4 g p-Xylol wurden in den Kolben gegeben. Dann wurde Tetrabutylammoniumchlorbenzoat als Katalysator (2,6 ml einer 1,0 M Lösung in Acetonitril) hinzugefügt. Als Initiator wurden 274,1 g (1,57 mol) 1-Methoxy-1-trimethylsilyloxy-2-methylpropen injiziert. Zustrom I [Methylmethacrylat MMA, 780 g (7,8 mol) und 2-Dimethylaminoethylmethacrylat DMAEMA, 1846 g (11,76 mol)] wurde bei 0,0 Minuten gestartet und über 45 Minuten hinweg zugeleitet. 100 Minuten, nachdem Zustrom I beendet war (über 99% der Monomere hatten reagiert), wurde Zustrom II [Methylmethacrylat, 1556 g (15,6 mol)] gestartet und über 30 Minuten hinweg zugeleitet.
Nach 400 Minuten wurden 546 g trockenes Methanol zu der obigen Lösung gegeben und mit der Destillation begonnen. Insgesamt wurden 2025 g Lösungsmittel entfernt. Nach Beendigung der Destillation wurden 1331 g i-Propanol hinzugefügt.
Das obige Polymer wurde unter Verwendung eines der folgenden Verfahren neutralisiert oder quaternisiert:

Verfahren A: Phosphorsäure

Das oben hergestellte Blockpolymer wurde neutralisiert (90%) indem man 17,2 g 85%ige Phosphorsäure zu 102,5 g der Polymerlösung gab und mischte, bis eine homogene Lösung erhalten wurde. Nach der Neutralisation wurde das Material mit entionisiertem Wasser auf einen Feststoffgehalt von ungefähr 25% reduziert. Der pH-Wert betrug 2,8.

Verfahren B: Quaternisierung mit Benzylchlorid

Ein 3-Liter-Kolben wurde mit einem mechanischen Rührer, Thermometer, N&sub2;-Einleitungsrohr, Trockenrohr und Tropftrichtern ausgestattet. 1590 g des Polymers aus Herstellung 1 (2,30 mol Amin) wurden in den Kolben gegeben. Im Verlaufe von 30 Minuten wurden 272 g (2,14 mol) Benzylchlorid hinzugefügt. Dann wurde die Polymerlösung 6 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Der Aminwert fällt von 2,70 Milliäquivalenten Amin/g festes Polymer auf 0,16 Milliäquivalente Amin/g Polymer ab.
Dann wurden 400 g i-Propanol hinzugefügt, so daß man ein mit Benzylchlorid quaternisiertes Polymer der Art MMA//MMA/DMAEMA (10//5/7,5) mit 51,8% Feststoffen und einem Molekulargewicht von 3650 erhielt. Die Aminogruppe war nun quaternisiert und trug eine daran gebundene Benzylgruppe. Ein Chloridion war das Gegenion.
Das Material wurde mit entionisiertem Wasser auf einen Feststoffgehalt von ungefähr 25% reduziert. Der pH-Wert betrug 7,0.

Herstellung 2:

Ein AB-Blockpolymer der Art BMA//MAA (10//10) mit einem Mn von 2400 und 52,1% Feststoffen und wurde unter Verwendung des unten skizzierten Verfahrens hergestellt:
Ein 12-Liter-Kolben wurde mit einem mechanischen Rührer, Thermometer, N&sub2;-Einleitungsrohr, Trockenrohr und Tropftrichtern ausgestattet. 3750 g Tetrahydrofuran (THF) und 7,4 g p-Xylol wurden in den Kolben gegeben. Dann wurde Tetrabutylammonium-m-chlorbenzoat als Katalysator (3,0 ml einer 1,0 M Lösung in Acetonitril) hinzugefügt. Als Initiator wurden 291,1 g (1,25 mol) 1,1-Bis(trimethylsilyloxy)-2-methylpropen injiziert. Zustrom I [Tetrabutylammonium-m-chlorbenzoat, 3,0 ml einer 1,0 M Lösung in Acetonitril] wurde gestartet und über 150 Minuten hinweg zugeleitet. Zustrom II [Trimethylsilylmethacrylat, 1976 g (12,5 mol)] wurde bei 0,0 Minuten gestartet und über 35 Minuten hinweg zugeleitet. 180 Minuten, nachdem Zustrom II beendet war (über 99% der Monomere hatten reagiert), wurde Zustrom III [Butylmethacrylat, 1772 g (12,5 mol)] gestartet und über 30 Minuten hinweg zugeleitet.
Nach 400 Minuten wurden 780 g trockenes Methanol zu der obigen Lösung gegeben und mit der Destillation begonnen. Während der ersten Phase der Destillation wurden 1300,0 g Material mit einem Siedepunkt von unter 55ºC aus dem Kolben entfernt. Die theoretisch zu entfernende Menge an Methoxytrimethylsilan (Sdp. = 54ºC) betrug 1144,0 g. Die Destillation wurde während der zweiten Phase fortgeführt, während der Siedepunkt auf 76ºC anstieg. Während der zweiten Phase der Destillation wurden insgesamt 5100 g i-Propanol hinzugefügt. Insgesamt wurden 8007 g Lösungsmittel entfernt.

Neutralisation

Das oben hergestellte Polymer der Art BMA//MAA (10//10) wurde bis zu einem Ausmaß von 88% neutralisiert, indem man 30,61 g 45%iges Kaliumhydroxid zu 115,16 g der Blockpolymerlösung und 454,23 g entionisiertem Wasser gab und mischte, bis eine homogene 10%ige Lösung erhalten wurde.

Polymerherstellung 3

Dies zeigt die Herstellung eines Diblockpolymers der Art BMA/MMA//MAA (10/5//10).
Ein 12-Liter-Kolben wurde mit einem mechanischen Rührer, Thermometer, N&sub2;-Einleitungsrohr, Trockenrohr und Tropftrichtern ausgestattet. 3027 g Tetrahydrofuran (THF) und 2,4 g p-Xylol wurden in den Kolben gegeben. Dann wurde Tetrabutylammonium-m-chlorbenzoat als Katalysator (2,5 ml einer 1,0 M Lösung in Acetonitril) hinzugefügt. Als Initiator wurden 234,4 g (1,01 mol) 1,1-Bis(trimethylsilyloxy)-2-methylpropen injiziert. Zustrom I [Tetrabutylammonium-m-chlorbenzoät, 2,5 ml einer 1,0 M Lösung in Acetonitril] wurde gestartet und über 150 Minuten hinweg zugeleitet. Zustrom II [Trimethylsilylmethacrylat, 1580 g (10,0 mol)] wurde bei 0,0 Minuten gestartet und über 38 Minuten hinweg zugeleitet. 55 Minuten, nachdem Zustrom II beendet war (über 99% der Monomere hatten reagiert), wurde Zustrom III [Buthylmethacrylat, 1425,0 g (10,0 mol) und Methylacrylat, 503 g (5,0 mol)] gestartet und über 30 Minuten hinweg zugeleitet.
Nach 400 Minuten wurden 646 g trockenes Methanol zu der obigen Lösung gegeben und mit der Destillation begonnen. Während der ersten Phase der Destillation wurden 1000,0 g Material mit einem Siedepunkt von unter 55ºC aus dem Kolben entfernt. Während der zweiten Phase der Destillation wurden insgesamt 1182,0 g i-Propanol hinzugefügt. Insgesamt wurden 2792 g Lösungsmittel entfernt. Dies ergab ein AB-Blockpolymer der Art BMA/MMA//MAA (10/5//10) mit 50,4% Feststoffen und einem Mn von 2870.

Polymerherstellung 4

Dies zeigt die Herstellung eines Diblockpolymers der Art BZMA//DMAEMA (10//20).
Ein 12-Liter-Kolben wurde mit einem mechanischen Rührer, Thermometer, N&sub2;-Einleitungsrohr, Trockenrohr und Tropftrichtern ausgestattet. 4002 g Tetrahydrofuran (THF) und 7,7 g p-Xylol wurden in den Kolben gegeben. Dann wurde Tetrabutylammonium-m-chlorbenzoat als Katalysator (2,0 ml einer 1,0 M Losung in Acetonitril) hinzugefügt. Als Initiator wurden 155,1 g (0,891 mol) 1-Methoxy- 1-trimethylsilyloxy-2-methylpropen injiziert. Zustrom I [2-Dimethylaminoethylmethacrylat DMAEMA, 2801 g (17,8 mol)] wurde bei 0,0 Minuten gestartet und über 45 Minuten hinweg zugeleitet. 100 Minuten, nachdem Zustrom I beendet war (über 99% der Monomere hatten reagiert), wurde Zustrom II [Benzylmethacrylat, 1568 g (8,91 mol)] gestartet und über 30 Minuten hinweg zugeleitet.
Nach 400 Minuten wurden 310 g trockenes Methanol zu der obigen Lösung gegeben und mit der Destillation begonnen. 1725 g Lösungsmittel wurden entfernt. Nach Beendigung der Destillation wurden 1783 g i-Propanol hinzugefügt. Dies ergab ein Diblockpolymer der Art BZMA//DMAEMA (10//20) mit 49,6% Feststoffen und einem Mn von 5000.
Konzentrate von Pigmentdispersionen wurden nach den folgenden Verfahren hergestellt:

Cyan-Pigmentdispersionskonzentrat 1:

Eine Cyan-Pigmentdispersion wurde hergestellt, wobei das folgende Verfahren verwendet wurde:
Die folgenden Bestandteile wurden miteinander gemischt:
Die folgenden Bestandteile wurden miteinander gemischt, und das Gemisch wurde dann in eine Zweiwalzenmühle gegeben und 30 Minuten lang verarbeitet. Dies ergab eine Pigmentdispersion, die 56,07% Pigment, 37,38% Polymer und 6,55% Diethylenglycol enthielt. Sie hatte ein P/B-Verhältnis von 1,5/1. Dieser Zweiwalzenpreßkuchen wurde dann unter Verwendung von Kaliumhydroxid als Neutralisationsmittel aufgelöst, so daß man ein wäßriges Cyan-Pigmentkonzentrat erhielt.
Ein anionisches wäßriges Cyan-Pigmentdispersionskonzentrat wurde hergestellt, indem man die folgenden Bestandteile unter ausreichendem Rühren miteinander mischte:
Dies ergab ein wäßriges Cyan-Pigmentkonzentrat 1, das 9,93% Pigment enthielt und 90 Mol-% der Säuregruppen aus dem mit Kaliumhydroxid neutralisierten Polymer aufwies.

Cyan-Pigmentdispersionskonzentrat 2:

Eine Cyan-Pigmentdispersion wurde hergestellt, wobei das folgende Verfahren verwendet wurde:
Die obigen Bestandteile wurden miteinander gemischt, und das Gemisch wurde dann in eine Zweiwalzenmühle gegeben und 60 Minuten lang verarbeitet. Dies ergab eine Pigmentdispersion, die 60% Pigment und 40% Polymer enthielt. Sie hatte ein P/D-Verhältnis von 1,5/1. Dieser Zweiwalzenpreßkuchen wurde dann in Phosphorsäure als Neutralisationsmittel gelöst, so daß man ein wäßriges Pigmentkonzentrat erhielt.
Ein kationisches wäßriges Cyan-Pigmentdispersionskonzentrat wurde hergestellt, indem man die folgenden Bestandteile unter ausreichendem Rühren miteinander mischte:
Dies ergab ein wäßriges Cyan-Pigmentkonzentrat 2, das 10,02% Pigment enthielt und 90 Mol-% der Aminogruppen aus dem mit Phosphorsäure neutralisierten Polymer aufwies.

Magenta-Pigmentdispersionskonzentrat 1:

Eine Magenta-Pigmentdispersion wurde hergestellt, wobei das folgende Verfahren verwendet wurde:
-Die folgenden Bestandteile wurden miteinander gemischt, und das Gemisch wurde dann in eine Zweiwalzenmühle gegeben und 40 Minuten lang bei 121ºC verarbeitet. Dies ergab eine Pigmentdispersion, die 60% Pigment und 40% Polymer enthielt. Sie hatte ein P/B-Verhältnis von 1,5/1. Dieser Zweiwalzenpreßkuchen wurde dann unter Verwendung von Phosphorsäure als Neutralisationsmittel aufgelöst, so daß man ein wäßriges Pigmentkonzentrat erhielt.
Ein kationisches wäßriges Magenta-Pigmentdispersionskonzentrat wurde hergestellt, indem man die folgenden Bestandteile unter ausreichendem Rühren miteinander mischte:
Dies ergab ein wäßriges Magenta-Pigmentkonzentrat 1, das 10,23% Pigment enthielt und 90 Mol-% der Aminogruppen aus dem mit Phosphorsäure neutralisierten Polymer aufwies.

Gelb-Pigmentdispersionskonzentrat 1:

Eine Gelb-Pigmentdispersion wurde hergestellt, wobei das folgende Verfahren verwendet wurde:
Die folgenden Bestandteile wurden miteinander gemischt, und das Gemisch wurde dann in eine Zweiwalzenmühle gegeben und 30 Minuten lang bei 150ºF verarbeitet. Dies ergab eine Pigmentdispersion, die 50% Pigment und 50% Polymer enthielt. Sie hatte ein P/B-Verhältnis von 1/1. Dieser Zweiwalzenpreßkuchen wurde dann unter Verwendung von Phosphorsäure als Neutralisationsmittel aufgelöst, so daß man ein wäßriges Gelb-Pigmentkonzentrat erhielt.
Ein kationisches wäßriges Gelb-Pigmentdispersionskonzentrat wurde hergestellt, indem man die folgenden Bestandteile unter ausreichendem Rühren miteinander mischte:
Dies ergab ein wäßriges Gelb-Pigmentkonzentrat 1, das 9,81% Pigment enthielt und 90 Mol-% der Aminogruppen aus dem mit Phosphorsäure neutralisierten Polymer aufwies.

Tintenherstellung

Kationische Tinte 1:

Eine kationische schwarze Tinte auf Pigmentbasis wurde hergestellt, indem man 40 g Blockpolymer aus Herstellung 1 (25%ige Lösung, nach Verfahren A neutralisiert) mit 20 g schwarzem Pigment FW-18 (Degussa Corp., Ridgefield Park, NJ) und 140 g entionisiertem Wasser mischte. Dieses Gemisch wurde dann in eine Minimill 100 (Eiger Machinery Inc., Bensenville, IL) gegeben, und es wurde eine Stunde lang bei 3500 U/min gemahlen, was eine Pigmentdispersion ergab, die 10% Pigment enthielt und ein Verhältnis von Pigment:Blockpolymer von 2:1 aufwies ("2/1 P/B").
Eine Tinte, die 3,5% Pigment und 1,75% polymeres Dispergiermittel enthielt, wurde hergestellt, indem man 35 g dieser Dispersion unter Rühren mit 5 g Liponic EG-1 (Lipo Chemicals, Inc., Paterson, NJ), 5 g Diethylenglycol und 55 g entionisiertem Wasser mischte.

Kationische Tinte 2:

Eine kationische schwarze Tinte auf Pigmentbasis wurde hergestellt, indem man 54,4 g Blockpolymer aus Herstellung 1 (25%ige Lösung, nach Verfahren B quaternisiert) mit 27,2 g schwarzem Pigment FW-18 und 118,4 g entionisiertem Wasser mischte. Dieses Gemisch wurde dann in eine Minimill 100 (Eiger Machinery Inc., Bensenville, IL) gegeben, und es wurde eine Stunde lang bei 3500 U/min gemahlen. Dies ergab eine Pigmentdispersion, die 10% Pigment enthielt und ein P/B-Verhältnis von 2/1 aufwies.
Eine Tinte, die 3,5% Pigment und 1,75% polymeres Dispergiermittel enthielt, wurde hergestellt, indem man 25,73 g dieser Dispersion zusammen mit 5 g Liponic EG-1, 5 g Diethylenglycol und 64,27 g entionisiertem Wasser rührte.

Kationische Tinte 3:

Eine kationische gelbe Tinte wurde hergestellt, indem man 2 g Auramin 0 mit 3 g Blockpolymer aus Herstellung 1 (25%ige Lösung, mit Phosphorsäure neutralisiert), 10 g Butylcarbitol, 0,3 g Biozid und 84,7 g entionisiertem Wasser mischte.

Kationische Tinte 4:

Eine kationische Magenta-Tinte wurde hergestellt, indem man 1,5 g Rhodamin B zu einer wäßrigen Lösung gab, die 8% Butylcarbitol, 0,3% Biozid und 90,2% entionisiertes Wasser enthielt.

Kationische Tinte 5:

Eine kationische Cyan-Tinte mit den folgenden Bestandteilen wurde hergestellt:
Alle diese Komponenten wurden unter ausreichendem Rühren miteinander gemischt. Dies ergab eine Tinte mit 2,0% Pigment und 1,5% Polymer.

Kationische Tinte 6:

Eine kationische Magenta-Tinte wurde hergestellt, wobei das Verfahren zur Herstellung der kationischen Tinte 5 mit den folgenden Ausnahmen verwendet wurde: Anstelle des Cyan-Pigmentdispersionskonzentrats 2 wurde das Magenta-Pigmentdispersionskonzentrat 1 verwendet. Die Tinte enthielt 2,0% Pigment und 1,5% Polymer.

Kationische Tinte 7:

Eine kationische gelbe Tinte mit den folgenden Bestandteilen wurde hergestellt:
Alle Komponenten wurden ausreichend gerührt. Die Tinte enthielt 3,0% Pigment und 3,0% Polymer.

Anionische Tinte 1:

Eine anionische schwarze Tinte auf Pigmentbasis wurde hergestellt, indem man 100 g Blockpolymer aus Herstellung 2 (10%ige Lösung, mit KOH neutralisiert) mit 20 g schwarzem Pigment FW-18 und 80 g entionisiertem Wasser mischte. Dieses Gemisch wurde dann in eine Minimill 100 gegeben, und es wurde eine Stunde lang bei 3500 U/min gemahlen. Die fertige Dispersion enthielt 10% Pigment und hatte ein P/B-Verhältnis von 2/1.
Eine Tinte, die 3,5% Pigment und 1,75% Polymer enthielt, wurde hergestellt, indem man 35 g dieses Dispersionskonzentrats mit 5 g Liponic EG-1, 1 g Silwet L-77 (Union Carbide, Inc., Danbury, CT), 0,3 g Nuosept C95 (Huls America, Inc., Piscataway, NJ), 5 g Diethylenglycol und 53,7 g entionisiertem Wasser mischte.

Anionische Tinte 2:

Eine anionische Cyan-Tinte auf Farbstoffbasis wurde hergestellt, indem man 2 g konzentriertes und gereinigtes Säureblau 9 (CAS #3844-45-9) mit einer Lösung mischte, die 8 g Butylcarbitol und 90 g entionisiertes Wasser enthielt.

Anionische Tinte 3:

Eine anionische Magenta-Tinte auf Farbstoffbasis wurde nach dem zur Herstellung der anionischen Tinte 2 beschriebenen Verfahren hergestellt, außer daß Reaktivrot 180 anstelle des Cyan-Farbstoffs verwendet wurde.

Anionische Tinte 4:

Eine anionische gelbe Tinte auf Farbstoffbasis wurde nach dem zur Herstellung der anionischen Tinte 2 beschriebenen Verfahren hergestellt, außer daß Säuregelb 23 (CAS #1934-21-0) anstelle des Cyan-Farbstoffs verwendet wurde.

Anionische Tinte 5:

Unter Verwendung einer Dispersion des Pigments Heucophthal Blue G (Heubach Chemicals, Inc., Newark, NJ) und des Blockpolymers aus Herstellung 2 wurde eine Pigmenttinte, die 1,5% Pigment und 1,5% Polymer enthielt, in einer wäßrigen Lösung hergestellt, die 8% Butylcarbitol, 0,3% Nuosept 95 und 88,7% entionisiertes Wasser enthielt.

Anionische Tinte 6:

Eine anionische Cyan-Tinte auf Farbstoffbasis wurde nach dem für die anionische Tinte 2 beschriebenen Verfahren hergestellt, außer daß 0,3 g Nuosept 95 hinzugefügt wurden und das entionisierte Wasser auf 89,7 g reduziert wurde. Nach dem Hinzufügen des Farbstoffs wurde das Nuosept 95 hinzugegeben, um ein Wachstum von Bakterien in der Tinte zu verhindern.

Anionische Tinte 7:

Eine anionische Magenta-Tinte auf Farbstoffbasis wurde nach dem zur Herstellung der anionischen Tinte 6 beschriebenen Verfahren hergestellt, außer daß Säurerot 180 anstelle des Cyan-Farbstoffs verwendet wurde.

Anionische Tinte 8:

Eine anionische gelbe Tinte auf Farbstoffbasis wurde nach dem zur Herstellung der anionischen Tinte 6 beschriebenen Verfahren hergestellt, außer daß Säuregelb 23 anstelle des Cyan-Farbstoffs verwendet wurde.

Anionische Tinte 9:

Eine anionische schwarze Tinte auf Farbstoffbasis wurde hergestellt, indem man 2,5 g Food Black 2 mit 5,5 g Diethylenglycol, 0,1 g Biozid und 91,9 g entionisiertem Wasser mischte.

Anionische Tinte 10:

Eine anionische schwarze Tinte wurde hergestellt, indem man 2,5 g Food Black 2 mit 5,5 g Diethylenglycol, 3 g des Blockpolymers aus Herstellung 2 (10%ige Lösung, mit KOH neutralisiert), 0,1 g Biozid und 88,9 g entionisiertem Wasser mischte.

Anionische Tinte 11:

Eine anionische Cyan-Tinte wurde unter Verwendung der folgenden Bestandteile hergestellt:
Alle diese Komponenten wurden unter ausreichendem Rühren gemischt. Dies ergab eine Tinte mit 2,0% Pigment und 1,5% Polymer.

Kontrolle 1

Ein als Kontrolle dienendes gedrucktes Element wurde unter Verwendung einer schwarzen anionischen Pigmenttinte und anionischen farbigen Tinten auf Farbstoffbasis, wobei schwarze Tinte neben farbiger Tinte zu liegen kam, nach dem folgenden Verfahren hergestellt:
Eine 15-g-Probe der anionischen Tinte 1 wurde in den Tintenbehälter eines Schreibers für thermische Tintenstrahldrucker mit einem quadratischen Widerstand von 50 µm und einer Düsenöffnung von 34 µm gefüllt. Dann wurden ungefähr 15 g von jeder farbigen Tinte (Cyan - anionische Tinte 2, Magenta - anionische Tinte 3, und Gelb - anionische Tinte 4) in die Tintenbehälter dreier getrennter Schreiber für thermische Tintenstrahldrucker mit einem quadratischen Widerstand von 47 µm und einer Öffnung von 36 µm gegeben.
Dann wurden die Schreiber in einen 4-Schreiber-Druckmechanismus eingesetzt. Dann wurde eine Probe ausgedruckt, bei der ein Kreuzmuster der schwarzen Tinte zuerst von Cyan, dann Gelb, dann Magenta, dann Grün und schließlich einem roten Farbblock umgeben war, wobei sich die farbigen Tinten in enger Nachbarschaft zu der schwarzen Tinte befanden.
Die Probe wurde in mehreren verschiedenen Druckmodi ausgedruckt. Die Druckmodi unterschieden sich voneinander hinsichtlich der Zahl der Durchgänge, die für jede Farbe verwendet wurden. Es wurden Druckmodi mit zwei, drei, vier, sechs und acht Durchgängen verwendet. Bei dem Druckmodus mit zwei Durchgängen wurden bei jedem Durchgang 50% jeder Farbe ausgedruckt, während bei dem Druckmodus mit acht Durchgängen bei jedem Durchgang ungefähr 12,5% der gesamten Farbe ausgedruckt wurden. In dem Maße, wie die Zahl der Durchgänge erhöht wurde, wurde das Durchschlagen zwischen Schwarz und der anderen Farbe reduziert, aber die zum Ausdrucken der Probe benötigte Zeit wurde erhöht. Das Durchschlagen wurde gemessen, indem man die Probe visuell mit einer Reihe von Standards verglich. Bei jedem verwendeten Druckmodus wurde das Durchschlagen als annehmbar oder nicht annehmbar bewertet.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 unten gezeigt.

Beispiel 1

Kontrolle 1 wurde wiederholt, wobei die kationische Tinte 1 anstelle der anionischen Tinte 1 verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 unten gezeigt.

Beispiel 2

Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei die anionische Tinte 5 anstelle der anionischen Tinte 2 verwendet wurde. Die Schreiber mit den anionischen Tinten 3 und 4 wurden nicht in den Drucker eingesetzt. Das Kreuzmuster von schwarzer Tinte war von der Cyan-Tinte auf Pigmentbasis in enger Nachbarschaft umgeben. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 3

Beispiel 1 wurde wiederholt, mit den folgenden Ausnahmen: Die anionischen Tinten 6, 7 und 8 wurden anstelle der anionischen Tinten 2, 3 und 4 verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 4

Beispiel 3 wurde wiederholt, wobei die kationische Tinte 2 anstelle der kationischen Tinte 1 verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.

Beispiel 5

Kontrolle 1 wurde wiederholt, mit der folgenden Ausnahme: Die kationische Tinte 4 wurde anstelle der anionischen Tinten 2, 3 und 4 verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1

Kontrolle 2

Eine 15-g-Probe einer schwarzen anionischen Tinte (anionische Tinte 9) wurde in den Tintenbehälter eines Schreibers für thermische Tintenstrahldrucker mit einem quadratischen Widerstand von 61 µm und einer Düsenöffnung von 52 µm gefüllt. Ungefähr 15 g einer gelben anionischen Tinte (anionische Tinte 8) wurden in den Tintenbehälter eines Schreibers für thermische Tintenstrahldrucker mit einem quadratischen Widerstand von 47 µm und einer Öffnung von 34 µm gegeben.
Dann wurden die Schreiber in einen 4-Schreiber-Druckmechanismus eingesetzt. Dann wurde eine Probe ausgedruckt, bei der ein Kreuzmuster der schwarzen Tinte von der farbigen Tinte mit dem anionischen Farbstoff umgeben war, wobei sich die farbige Tinte in enger Nachbarschaft zu der schwarzen Tinte befand.
Die Probe wurde unter Verwendung eines Druckmodus mit vier Durchgängen ausgedruckt. Bei dem Druckmodus mit vier Durchgängen wurden bei jedem Durchgang 25% jeder Farbe ausgedruckt. Das Durchschlagen wurde wie in Kontrolle 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.

Beispiel 6

Kontrolle 2 wurde wiederholt, außer daß die kationische Tinte 3 anstelle der anionischen Tinte 8 verwendet wurde und der Schreiber für die kationische Tinte einen quadratischen Widerstand von 45 µm und eine Öffnung von 36 µm hatte. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.

Beispiel 7

Beispiel 6 wurde wiederholt, außer daß die anionische Tinte 10 anstelle der anionischen Tinte 9 verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.

Kontrolle 3

Beispiel 7 wurde wiederholt, wobei die anionische Tinte 7 anstelle der kationischen Tinte 3 verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.

Beispiel 8

Kontrolle 3 wurde wiederholt, wobei die kationische Tinte 4 anstelle der anionischen Tinte 7 verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2

Kontrolle 4

Eine 15-g-Probe einer schwarzen anionischen Pigmenttinte (anionische Tinte 1) wurde in den Tintenbehälter eines Schreibers für thermische Tintenstrahldrucker mit einem quadratischen Widerstand von 61 µm und einer Düsenöffnung von 52 µm gefüllt. Ungefähr 15 g einer gelben anionischen Tinte (anionische Tinte 8) wurden in den Tintenbehälter eines Schreibers für thermische Tintenstrahldrucker mit einem quadratischen Widerstand von 47 µm und einer Öffnung von 34 µm gegeben.
Dann wurden die Schreiber in einen Schreiber-Druckmechanismus eingesetzt. Dann wurde eine Probe ausgedruckt, bei der ein Kreuzmuster der schwarzen Tinte von der gelben Tinte umgeben war, wobei sich die farbige Tinte in enger Nachbarschaft zu der schwarzen Tinte befand.
Die Probe wurde unter Verwendung von Druckmodi mit 1, 2, 3 und 4 Durchgängen ausgedruckt. Bei dem Druckmodus mit vier Durchgängen wurden bei jedem Durchgang 25% jeder Farbe ausgedruckt. Das Durchschlagen wurde wie in Kontrolle 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben.

Beispiel 9

Kontrolle 4 wurde wiederholt, wobei die kationische Tinte 5 anstelle der anionischen Tinte 8 verwendet wurde und ein Schreiber mit einem quadratischen Widerstand von 45 µm und einer Öffnung von 36 µm für die kationische Tinte 5 verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben. Tabelle 3

Beispiel 10

Drei kationische pigmenthaltige Tinten wurden mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt, die in Gewichtsprozent der gesamten Tintenzusammensetzung ausgedrückt sind:
Das für die Tinte 10A verwendete Dispergiermittel umfaßte BMA//DMAEMA (10//10), das nach Verfahren B quaternisiert war, das für die Tinte 10B umfaßte BMA//DMAEMA (10//20), das nach Verfahren B quaternisiert war, und das für die Tinte 10C umfaßte EHMA//DMAEMA (10//10), das nach Verfahren B quaternisiert war. Diese Tinten wurden neben Tinten auf der Basis anionischer Farbstoffe gedruckt, die 15 Gew.-%2-Ethyl-2-(hydroxymethyl)-1,3- propandiol ("EHPD"), 8 Gew.-% Butylcarbitol, 0,3 Gew.-% Biozid, 2,25 bis etwa 3,25 Gew.-% anionischen Farbstoff (z.B. Säuregelb 23, Säureblau 9 usw.) und als Rest Wasser umfaßten. Der pH-Wert der anionischen Tinten lag im Bereich von 6 bis 7,5.
Das Durchschlagen wurde bei 1, 2 und 3 Durchgängen bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben. Eine Bewertung von 6 wird als gerade noch annehmbar angesehen. Tabelle 4

Kontrolle 5

Eine Kontrolldruckprobe wurde nach dem folgenden Verfahren unter Verwendung der kationischen Tinten 5-7 hergestellt:
15-g-Proben jeder kationischen Tinte wurden in drei getrennte Behälter von Schreibern für Tintenstrahldrucker mit einem Widerstand von 61 µm und einer Öffnung von 45 µm gefüllt. Alle Schreiber wurden in geeigneter Weise in einen 4-Schreiber-Druckmechanismus (PaintJet XL300, Hewlett-Packard) eingesetzt. Der für Schwarz vorgesehene Halter wurde nicht verwendet. Die Proben wurden ohne Heizung oder Ventilator ausgedruckt. Ein Druckmuster wurde erzeugt, das sechs verschiedene Farbfelder (2" x 2") der Farben Rot, Grün, Blau, Cyan, Gelb und Magente umfaßte. Die Druckproben wurden auf Hammermill Fore DP Paper (Hammermill Paper Company, Erie, PA) (HM) und Recyconomic Copy Z-Weckform Paper (Zweckform Büro-Produkte Gmbh, Oberlaindern, Deutschland) (ZF) angefertigt.
Die Farbmessungen erfolgten mit einem Minolta CR221 (Minolta Camera Co. Ltd., Japan). Die Meßbedingungen waren so, daß Beleuchtung C mit einem Beleuchtungswinkel von 45º und einem Beobachterwinkel von 0º verwendet wurde. Die Farbmessungen sind in L*C*H-Notation aufgeführt (siehe Hewlett-Packard Journal, Volume 43, Nr.4, August 1992). Steigende Werte der Farbsättigung (C*) zeigen eine verbesserte (kräftigere) Farbe an, während abnehmende Werte für die Helligkeit (L*) eine erhöhte Farbdichte anzeigen können. Beides gleichzeitig ist noch mehr erwünscht. Die Farbergebnisse sind in Tabelle 5 aufgeführt.

Beispiel 11

Eine Druckprobe wurde nach dem folgenden Verfahren unter Verwendung der anionischen Tinte 11 und der kationischen Tinten 6 und 7 hergestellt:
Eine 15-g-Probe der anionischen Tinte 11 wurde in den Behälter eines Schreibers für Tintenstrahldrucker mit einem Widerstand von 61 µm und einer Öffnung von 45 µm gefüllt. Dieser Schreiber ersetzte dann in der obigen Druckerkonfiguration mit vier Schreibern die kationische Tinte 5 (Cyan). Dann wurden Druckproben hergestellt und gemessen, wie es in Kontrolle 5 beschrieben ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 unten gezeigt. Tabelle 5: Farbmessungen
¹ Ein bis zwei Einheiten werden als innerhalb des Bereichs des Rauschens des Instruments liegend angesehen. Jeder Wert über (+/-) 2 wird als meßbar angesehen.
Tabelle 5 zeigt Verbesserungen in den Sekundärfarben (Blau und Grün), die auf Hammermill Fore DP Paper (HM) und Recyconomic Copy Z-weckform Paper (ZF) erhalten wurden, wenn eine anionische Cyantinte zusammen mit kationischer Gelb- und Magenta-Tinte eingesetzt wurde. Zum Beispiel wurde für Grün auf dem ZF-Papier eine Verbesserung von 5 Einheiten in der Farbsättigung erreicht (43 in Beispiel 11 vs. 38 in Kontrolle 5), und für Blau wurde eine Verbesserung von 12 Einheiten in der Farbsättigung erreicht (42 in Beispiel 11 vs. 30 in Kontrolle 5). Die Ergebnisse variieren mit der ausgewählten Papiersorte, was sich anhand der auf HM-Papier erhaltenen Farbsättigungswerte zeigen läßt: Grün 46 in Beispiel 11 vs. 44 in Kontrolle 5, eine Verbesserung von 2 Einheiten; und Blau 41 in Beispiel 11 vs. 33 in Kontrolle 5, eine Verbesserung von 8 Einheiten. Die Daten zeigen auch, daß dadurch eine verbesserte Helligkeit (L), d.h. abnehmende Werte, erhalten wurde.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines mehrfarbigen gedruckten Elements mit reduziertem Durchschlagen der Farbe, umfassend:

(a) Bereitstellen wenigstens einer anionischen Tinte und wenigstens einer kationischen Tinte, wobei beide Tinten ein wäßriges Medium und ein Färbemittel umfassen, wobei wenigstens eine der Tinten ungefähr 0,1 bis 30 Gew.-% eines Polymers mit demselben ionischen Charakter wie diese Tinte enthält; und

(b) Auftragen der anionischen und der kationischen Tinte in Kontakt miteinander auf das Element.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Polymer ein Homopolymer, Copolymer, Blockpolymer, verzweigtes Polymer oder Pfropfpolymer ist.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das Polymer ein ethylenisch ungesattigtes Gerüst und ein Molekulargewicht von unter 20 000 hat.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei das Polymer außerdem als Pigmentdispergiermittel dient.

5. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei die kationische Tinte ein kationisches Polymer enthält, das wenigstens eine in der Seitenkette befindliche ionische Struktureinheit der Formel

aufweist, wobei A aus N, P und S ausgewählt ist, R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; unabhängig aus H, Alkyl oder Alkylether mit 1-20 Kohlenstoffatomen, Aryl oder Alkylaryl mit 1-10 Kohlenstoffatomen ausgewählt sind, mit der Maßgabe, daß R&sub3; nicht vorhanden ist, wenn A S ist, und wobei X aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Halogeniden, konjugierten Basen organischer Säuren und konjugierten Basen anorganischer Säuren besteht.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei das kationische Polymer ein AB-Blockpolymer ist.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei das kationische AB-Blockpolymer einen A-Block, der aus Homopolymeren oder Copolymeren von Methylmethacrylat und Butylmethacrylat hergestellt ist, und einen B-Block, der aus Homopolymeren oder Copolymeren von Dimethylaminoethylmethacrylat und Diethylaminoethylmethacrylat hergestellt ist, umfaßt.

8. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei die anionische Tinte ein anionisches Polymer enthält, das wenigstens eine in der Seitenkette befindliche ionische Struktureinheit der Formel

-CO&sub2;Z oder -SO&sub3;Z

aufweist, wobei Z aus konjugierten Säuren organischer Basen, Alkalimetallionen, Ammoniumion und Tetraalkylammoniumionen ausgewählt ist.

9. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei das anionische Polymer ein AB-Blockpolymer umfaßt.

10. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das anionische AB-Blockpolymer einen A-Block, der aus Homopolymeren oder Copolymeren von Methylmethacrylat und Butylmethacrylat hergestellt ist, und einen B-Block, der aus Homopolymeren von Methacrylsäure hergestellt ist, umfaßt.

11. Verfahren gemäß Anspruch 1, das weiterhin den Schritt des Auftragens zusätzlicher Druckflüssigkeiten direkt neben die anionische oder kationische Tinte umfaßt.

12. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die kationische Druckflüssigkeit ein wasserlösliches Alkyltrimethylammoniumsalz enthält.

13. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei das Ammoniumsalz Dodecyltrimethylammoniumchlorid ist.

14. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die anionische Druckflüssigkeit ein Sulfonatsalz enthält, das aus der Gruppe der Dialkylsulfosuccinate und Alkylnaphthalinsulfonate ausgewählt ist.

15. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei sich die anionische und die kationische Tinte auf dem Element berühren.

16. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die anionische und die kationische Tinte übereinanderliegen.

17. Satz von Tinten, die für die gemeinsame Verwendung angepaßt sind, so daß das Durchschlagen minimiert wird, wobei der Satz von Tinten

(a) wenigstens eine anionische Tinte, die ein wäßriges Medium und ein Färbemittel umfaßt, sowie

(b) wenigstens eine kationische Tinte, die ein wäßriges Medium und ein Färbemittel umfaßt,

umfaßt, wobei wenigstens eine der Tinten ungefähr 0,1 bis 30 Gew.-% eines Polymers mit demselben ionischen Charakter wie diese Tinte enthält.

18. Satz von Tinten gemäß Anspruch 17, wobei das Polymer ein Homopolymer, Copolymer, Blockpolymer, verzweigtes Polymer oder Pfropfpolymer ist.

19. Satz von Tinten gemäß Anspruch 18, wobei das Polymer ein ethylenisch ungesättigtes Gerüst und ein Molekulargewicht von unter 20 000 hat.

20. Satz von Tinten gemäß Anspruch 19, wobei die kationische Tinte ein kationisches Polymer enthält, das wenigstens eine in der Seitenkette befindliche ionische Struktureinheit der Formel

21. Satz von Tinten gemäß Anspruch 20, wobei das kationische Polymer ein AB-Blockpolymer ist.

22. Satz von Tinten gemäß Anspruch 21, wobei das kationische AB-Blockpolymer einen A-Block, der aus Homopolymeren oder Copolymeren von Methylmethacrylat und Butylmethacrylat hergestellt ist, und einen B-Block, der aus Homopolymeren oder Copolymeren von Dimethylaminoethylmethacrylat und Diethylaminoethylmethacrylat hergestellt ist, umfaßt.

23. Satz von Tinten gemäß Anspruch 19, wobei die anionische Tinte ein anionisches Polymer enthält, das wenigstens eine in der Seitenkette befindliche ionische Struktureinheit der Formel

-CO&sub2;Z oder -SO&sub3;Z

24. Satz von Tinten gemäß Anspruch 23, wobei das anionische Polymer ein AB-Blockpolymer umfaßt.

25. Satz von Tinten gemäß Anspruch 24, wobei das anionische AB-Blockpolymer einen A-Block, der aus Homopolymeren oder Copolymeren von Methylmethacrylat und Butylmethacrylat hergestellt ist, und einen B-Block, der aus Homopolymeren von Methacrylsäure hergestellt ist, umfaßt.