DE69712721T2

DE69712721T2 - Tintenstrahltinten enthaltend mit strukturierten Polymeren stabilisierte Emulsionspolymer-Zusätze

Info

Publication number: DE69712721T2
Application number: DE69712721T
Authority: DE
Inventors: Waifong Liew Anton; Milan Bohuslav Bednarek; Robert Paul Held; Sheau-Hwa Ma; Joseph Edward Reardon; Arthur Charles Shor; Harry Joseph Spinelli; Soodabeh Tronson
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1997-11-26
Publication date: 2002-12-05
Anticipated expiration: 2017-11-27
Also published as: JP3958855B2; JPH10195355A; EP0851011A3; EP0851011A2; DE69712721D1; EP0851011B1; US6020400A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft wässerige Tinten für Tintenstrahldrucker und betrifft spezieller wässerige Tintenstrahltinten, die Emulsionspolymere enthalten, die mit Strukturpolymeren stabilisiert sind.
Das Tintenstrahldrucken ist ein berührungsfreies Druckverfahren, bei dem Tröpfchen der Tinte auf einem Substrat, wie beispielsweise Papier oder transparente Folie in Reaktion auf ein elektronisches Signal abgeschieden werden. Geringe Kosten und hohe Qualität des Ergebnisses vereint mit relativ geräuschfreiem Betrieb haben Tintenstrahldrucker zu einer weithin verbreiteten Möglichkeit gegenüber anderen Druckerarten gemacht, die mit Computern zum Einsatz gelangen.
Sowohl Farbstoffe als auch Pigmente sind bei Tintenstrahldruckern als Tintenfarbmittel eingesetzt worden. Obgleich Tinten auf Farbstoffbasis hinsichtlich der Farbeigenschaften im Allgemeinen überlegen sind, haben sie im Vergleich zu Tinten auf Pigmentbasis mehrere Nachteile. Die Farbstoffe sind in der Regel wasserlöslich und bleiben das auch nach dem Trocknen auf dem Substrat. Sie sind durch Wasserspritzer leicht aufzulösen und das Bild verwischt bei Kontakt mit Filzstift-Markern. Darüber hinaus zeigen die Farbstoffe eine geringe Lichtstabilität im Vergleich zu Pigmenten und sind dafür bekannt, dass sie selbst unter Bürobeleuchtung ausbleichen. Daher sind Tinten auf Farbstoffbasis oftmals für die Verwendung bei Einsätzen ungeeignet, die Feuchtigkeitsbeständigkeit und größere Lichtstabilität erfordern. Die Pigmente sind bevorzugte Farbmittel unter der Voraussetzung, dass die Pigmentdispersion gegenüber Ausflockung und Absetzen beständig gemacht werden kann.
Pigmentdispersionen auf Wasserbasis sind auf dem Gebiet gut bekannt und sind kommerziell für die Aufbringung dünner Schichten, wie beispielsweise Farben, auf verschiedenen Substraten verwendet worden. Die Pigmentdispersion ist im Allgemeinen entweder mit Hilfe einer nichtionischen oder ionischen Methode stabilisiert. Bei Anwendung der nichtionischen Methode sind die Pigmentpartikel mit Hilfe eines Polymers stabilisiert, das über einen wasserlöslichen, hydrophilen Abschnitt verfügt, der in das Wasser reicht und eine entropische oder sterische Stabilisation bewirkt. Repräsentative Polymere, die für diese Aufgabe verwendbar sind, schließen Polyvinylalkohol, Cellulose, mit Ethylenoxid modifizierte Phenole und Ethylenoxid/Propylenoxid-Polymere ein. Obgleich die nichtionische Methode gegenüber pH-Wert- Änderungen oder ionischen Verunreinigungen empfindlich ist, besteht ihr Hauptnachteil bei vielen Anwendungen darin, dass das Endprodukt wasserempfindlich ist. Bei Verwendung in Tintenaufträgen oder dergleichen hat das Pigment die Neigung, bei Exponierung an Feuchtigkeit zu verwischen.
Darüber hinaus können Drucker mit kontinuierlichem Fluss, die über die Aufladung der Tinte arbeiten, eine Ausflockung der auf Pigment basierenden Tinten bewirken.
Die EP-P-571190 offenbart eine Tinte zum Tintenstrahldrucken, die ein Pigment, eine Komponente, ausgewählt aus Sacchariden, Derivaten davon und Polyolen, die 5 oder mehr Hydroxylgruppen aufweisen, sowie eine Harzemulsion umfasst.
Die US-P-5085698 offenbart eine Tinte mit einem Pigment für Tintenstrahldrucker, die ein wässeriges Trägermedium aufweist und bei der die Pigmentpartikel in einem AB- oder BAB- Blockcopolymer dispergiert sind, das ein hydrophiles Segment aufweist und ein Segment, das das Pigment verknüpft. Der A-Block und der/die B-Block/Blöcke verfügen über relative Molekülmassen von mindestens 300. In der US-P-5085698 gibt es keine Lehre über AB- oder BAB-Blockpolymere, die Pigmentdispersionen stabilisieren. Dafür lehrt sie AB- und BAB-Blockpolymere, die Pigmente stabilisieren.
Es besteht ein Bedarf für Tintenstrahltinten, die über eine gute Wasserbeständigkeit und Wischfestigkeit verfügen. Speziell besteht ein Bedarf bei Tinten auf Pigmentbasis, die in Systemen mit kontinuierlichem Fluss verwendet werden, die Ladungsstabilität der Dispersion bei gleichzeitiger Verbesserung der Wasserbeständigkeit und Wischfestigkeit aufrecht zu erhalten.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung gewährt eine Tintenstrahltinte, aufweisend:
(a) ein wässriges Trägermedium;
(b) ein Farbmittel; und
(c) ein Additiv, im wesentlichen bestehend aus einer Mischung eines Emulsionspolymers und eines Acryl-Blockpolymers, wobei das Emulsionspolymer Monomere aufweist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus:
(1) Acryl- und Methacryl-Monomere, Vinyl-Monomere, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Styrol, Itaconsäure, N-Vinylpyrrolidon, Acrylamide und Methacrylamide; und
(2) hydrophiles Monomer mit der Formel CH&sub2;=C(X)(Y)', worin X H oder CH&sub3; ist und Y' C(O)OH, C(O)NR&sub2;R&sub3;, C(O)OR&sub4;NR&sub2;R&sub3;, C(O)OR&sub5; ist oder Salze davon, worin R&sub2; und R&sub3; H sein können oder C&sub1;- bis C&sub9;-Alkyl, -Aryl oder -Alkylaryl, R&sub4; ist ein C&sub1;- bis C&sub5;-Alkyl-di-Rest und R&sub5; ist ein C&sub1;- bis C&sub2;&sub0;-Alkyl-di-Rest, das Hydroxy- oder Ether-Gruppen enthalten kann; sowie
(3) vernetzendes Monomer.
Die erfindungsgemäßen Tinten sind stabil, verfügen über eine geringe Viskosität, zeigen eine hervorragende Druckqualität, liefern eine hervorragende Wischfestigkeit nach dem Trocknen und haben eine gute Entkapselungs- und Antrocknungszeit. Sie können mit einer Vielzahl von Tintenstrahldruckern verwendet werden, wie beispielsweise kontinuierlich, piezoelektrisch pulsierend und Thermo- oder Bubble- Jet-pulsierend und sind speziell ausgelegt zur Verwendung in Thermo-Tintenstrahldruckern. Diese Tinten sind auch in Druckvorrichtungen mit Airbrush-Technik verwendbar.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung gewährt eine Zusammensetzung für Tintenstrahltinten, die sich besonders zur Verwendung in Tintenstrahldruckern im Allgemeinen und in Thermo- und Tintenstrahldruckern mit kontinuierlichem Fluss im Speziellen eignet. Diese Tinten sind über lange Zeitdauer sowohl hinsichtlich der Lagerung als auch in dem Drucker stabil. Die Tinten können den Anforderungen eines speziellen Tintenstrahldruckers angepasst werden, um einen Kompromiss von Lichtstabilität, Wischfestigkeit, Viskosität, Oberflächenspannung, hoher optischer Dichte, Verkrustungsbeständigkeit und Ladungsstabilität nach Erfordernis zu gewähren.

WÄSSERIGES TRÄGERMEDIUM

Das wässerige Trägermedium ist Wasser oder eine Mischung von Wasser und mindestens einem wasserlöslichen organischen Lösemittel. Die Auswahl einer geeigneten Mischung hängt von den Anforderungen an die technische Anwendung ab, wie beispielsweise gewünschte Oberflächenspannung und Viskosität, das ausgewählte Farbmittel, Trocknungsdauer der Tinte und dem Typ des Substrates, auf das die Tinte aufgedruckt werden soll. Repräsentative wasserlösliche, organische Lösemittel, die sich auswählen lassen, wurden in der US-P-5085698 offenbart. Eine Mischung von Wasser und einem mehrwertigen Alkohol, wie beispielsweise Diethylenglykol, ist als das wässerige Trägermedium bevorzugt.
Sofern eine Mischung von Wasser und wasserlöslichem Lösemittel verwendet wird, enthält das wässerige Trägermedium normalerweise von etwa 30% bis etwa 95% Wasser, wobei der Rest (d. h. 70 bis 5%) wasserlösliches Lösemittel ist. Vorzugsweise ist das wässerige Trägermedium zu 60% bis 95 Gew.-% Wasser. Je nach dem gewählten Farbmittel-Typ macht das wässerige Trägermedium 70% bis 99,8 Gew.-% der gesamten Tintenzusammensetzung aus. Vorzugsweise macht das wässerige Trägermedium 94-99,8% aus, wenn ein organisches Pigment gewählt wird und macht 70-99,8% aus, wenn ein anorganisches Pigment gewählt wird, und macht 80-99,8% aus, wenn ein Farbstoff gewählt wird.

FARBMITTEL

Die in den Tintenzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwendbaren Farbmittel schließen sowohl Farbstoffe als auch Pigmente ein. Der Begriff "Farbstoff" bedeutet ein Farbmittel, das zu einem bestimmten Punkt während des Druckprozesses löslich wird. Unter "Pigment" wird ein Farbmittel verstanden, das während des gesamten Druckprozesses unlöslich ist (d. h. in partikulärer oder kristalliner Form vorliegt). Zur Verwendung in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sind Pigmente die bevorzugten Farbmittel.

PIGMENTE

Verwendbare Pigmente umfassen eine große Vielzahl von organischen und anorganischen Pigmenten allein oder in Kombination. Die Pigmentpartikel sind ausreichend klein, um einen freien Fluss der Tinte durch die Vorrichtung des Tintenstrahldruckens zu erlauben, speziell an den Ausstoßdüsen, die normalerweise einen Durchmesser im Bereich von 10 Mikrometer bis 50 Mikrometer haben. Die Partikelgröße übt außerdem einen Einfluss auf die Stabilität der Pigmentdispersion aus, die für die gesamte Lebensdauer der Tinte entscheidend ist. Die Braunsche Molekularbewegung kleiner Teilchen hilft das Absetzen der Partikel zu vermeiden. Ebenfalls ist es wünschenswert, kleine Partikel für eine maximale Farbstärke zu verwenden. Der Bereich der verwendbaren Partikelgröße liegt näherungsweise bei 0,005 Mikrometer bis 15 Mikrometer, vorzugsweise 0,005 bis 5 Mikrometer und am meisten bevorzugt von 0,01 bis 0,3 Mikrometer.
Das ausgewählte Pigment kann in trockener oder nasser Form (d. h. als Presskuchen) verwendet werden. In der Form des Presskuchens ist das Pigment nicht in dem Maße aggregiert wie es in trockener Form der Fall ist, weshalb in dem Prozess der Herstellung der Tinten keine so starke Desaggregation erforderlich ist. Repräsentative, kommerzielle trockene und Presskuchen-Pigmente, die in der Ausführung der Erfindung verwendet werden können, wurden in der US-P-5085698 vom 4. Februar 1992 offenbart.
Für die Ausführung der Erfindung können außerdem Feinpartikel von Metall oder Metalloxiden verwendet werden. Beispielsweise sind Metall und Metalloxide für die Herstellung magnetischer Tintenstrahltinten geeignet. Es können auch Oxide mit feiner Partikelgröße gewählt werden, wie beispielsweise Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Titandioxid und dergleichen. Darüber hinaus können feindisperse Metallpartikel, wie beispielsweise Kupfer, Eisen, Stahl, Aluminium und Legierungen bei geeigneten Anwendungen gewählt werden.

FARBSTOFFE:

Die Farbstoffe können solche sein, die in dem wässerigen Trägermedium löslich sind, oder solche, die unlöslich sind, wobei letztere hierin als "Dispersionsfarbstoffe" bezeichnet werden.
Die Farbe und die Menge des in der Tinte verwendeten Dispersionsfarbstoffes ist überwiegend eine Funktion der Wahl und hängt hauptsächlich von der gewünschten Farbe des Ausdruckes ab, die mit der Tinte erzielt werden soll, von der Reinheit des Farbstoffes und seiner Stärke. Geringe Konzentrationen von Farbstoff können keine ausreichende Farbhelligkeit ergeben. Hohe Konzentrationen können zu geringer Druckkopfleistung oder unakzeptabel dunklen Farben führen. Der Dispersionsfarbstoff kann in einer Menge von 0,01% bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 0,05% bis 8 Gew.-% und mehr bevorzugt 1% bis 5 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte vorliegen. Dispersionsfarbstoffe, die in der vorliegenden Erfindung verwendbar sein können, wurden in den US-P-5053495, 5203912 und 5102448, usw. offenbart.
Konventionelle Farbstoffe, wie beispielsweise anionische, kationische, amphotere und nichtionische Farbstoffe, sind in der vorliegenden Erfindung verwendbar. Derartige Farbstoffe sind dem Durchschnittsfachmann gut bekannt. Anionische Farbstoffe sind solche, die in wässeriger Lösung gefärbte Kationen ergeben. Typische anionische Farbstoffe enthalten Carbonsäure- oder Sulfonsäure-Gruppen als den anionischen Teil. Kationische Farbstoffe enthalten in der Regel quaternäre Stickstoff-Gruppen.
Die in der vorliegenden Erfindung nützlichsten Vertreter anionischer Farbstoffe sind beispielsweise "Acid", "Direct", "Food", "Mordant" und "Reactive"-Farbstoffe. Anionische Farbstoffe werden ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Nitroso-Verbindungen, Nitro-Verbindungen, Azo- Verbindungen, Stilben-Verbindungen, Triarylmethan-Verbindungen, Xanthen-Verbindungen, Chinolin- Verbindungen, Thiazol-Verbindungen, Azin-Verbindungen, Oxazin-Verbindungen, Thiazin-Verbindungen, Aminoketon-Verbindungen, Anthrachinon-Verbindungen, indigoide Verbindungen und Phthalocyanin- Verbindungen.
Die Vertreter kationischer Farbstoffe, die in der vorliegenden Erfindung am nützlichsten sind, schließen hauptsächlich die basischen Farbstoffe ein und einige der Mordant-Farbstoffe, die ausgelegt sind, saure Stellen an einem Substrat, wie beispielsweise Fasern, zu binden. Verwendbare Vertreter derartiger Farbstoffe schließen ein: die Azo-Verbindungen, Diphenylmethan-Verbindungen, Triarylmethane, Xanthen-Verbindungen, Acridin-Verbindungen, Chinolin-Verbindungen, Methin- oder Polymethin- Verbindungen, Thiazol-Verbindungen, Indamin- oder Indophenyl-Verbindungen, Azin-Verbindungen, Oxazin-Verbindungen und Thiazin-Verbindungen unter anderen, die dem Fachmann auf dem Gebiet alle gut bekannt sind.
Die Farbe und die Menge des in der Tintenzusammensetzung verwendeten Farbstoffes ist überwiegend eine Funktion der Wahl, die hauptsächlich von der gewünschten Farbe des mit der Tinte erzielten Ausdruckes abhängt, von der Reinheit des Farbstoffes und seiner Stärke. Der Farbstoff liegt im typischen Fall in einer Menge von 0,01% bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 0,05% bis 8 Gew.-% und mehr bevorzugt 1% bis 5 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der Tinte vor.

DISPERGIERMITTEL

Polymere Dispergiermittel, die für die Ausführung der Erfindung geeignet sind, schließen Randompolymere und strukturpolymere Dispergiermittel ein, wie beispielsweise Blockcopolymere und Polymere vom verzweigten Typ. Die Polymere können von der Beschaffenheit anionisch, kationisch oder nichtionisch sein.
Randompolymere sind zum stabilisieren von Pigmentdispersionen nicht so wirksam wie Strukturpolymere und werden daher nicht bevorzugt. Zur Ausführung der vorliegenden Erfindung kann daher jedoch wirksam ein Randompolymer verwendet werden, das sowohl über hydrophile Teile für die wässerige Löslichkeit verfügt als auch über hydrophobe Teile zur Wechselwirkung mit dem Pigment sowie über eine mittlere relative Molekülmasse, die zur Dispersionsstabilität beiträgt. Derartige polymere Dispergiermittel wurden in der US-P-4597794 offenbart.
Die zur Ausführung der Erfindung geeigneten Blockpolymere sind Strukturen von AB-, BAB- und ABC-Typ. Ein Blockpolymer, das über hydrophobe und hydrophile Blöcke und über ausgewogene Blockgrößen verfügt, um zu der Dispersionsstabilität beizutragen, kann auch vorteilhaft zur Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Für stärkere spezielle Wechselwirkungen zwischen dem Pigment und dem polymeren Dispergiermittel können funktionelle Gruppen in den hydrophoben (Pigment bindenden) Block eingebaut werden, um eine verbesserte Dispersionsstabilität zu ergeben. Eine detaillierte Beschreibung dieser Polymere findet man in den vorgenannten US-P-5085698 und 5272201 sowie in der EP-A-0556649 A1.
Es kann erforderlich sein, Salze von beiden funktionellen Gruppen, die in dem Polymer enthalten sind, herzustellen, um es in dem wässerigen Trägermedium löslich zu machen. Salze der sauren Monomere, können mit der Gegenkomponente hergestellte werden, die ausgewählt wird aus organischen Basen, wie beispielsweise: Mono-, Di-, Tri-Methylamin, Morpholin, n-Methylmorpholin; Alkoholaminen, wie beispielsweise Dimethylethanolamin (DMEA), Methyldiethanolamin, Mono-, Di- und Tri-Ethanolamin; Pyridin; 2-Amino-2-methyl-1-propanol; Ammoniumhydroxid; Tetraalkylammonium-Salze, wie beispielsweise Tetramethylammoniumhydroxid, Tetraethylammoniumhydroxid; Alkalimetalle, wie beispielsweise Lithium, Natrium und Kalium, und dergleichen. Bevorzugte Neutralisationsmittel schließen ein: Dimethylethanolamin, 2-Amino-2-methyl-1-propanol und Natrium- und Kaliumhydroxid, wobei Kaliumhydroxid für Tinten besonders bevorzugt ist, die in Thermo-Tintenstrahldruckern verwendet werden sollen. Salze der Amino-Monomere können hergestellt werden mit der Gegenkomponente, die ausgewählt wird aus organischen Säuren, wie beispielsweise: Essigsäure, Ameisensäure, Oxalsäure, Dimethylolpropansäure; Halogene, wie beispielsweise Chlorid, Fluorid und Bromid, sowie andere anorganische Säuren, z. B. Schwefelsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure und dergleichen. Es ist außerdem möglich, die Amino-Gruppe in ein Tetraalkylammonium-Salz umzuwandeln. Amphotere Polymere, d. h. Polymer, das sowohl eine Säure-Gruppe als auch eine Amino-Gruppe enthält, können in der Form verwendet werden, wie sie vorliegen, oder können entweder durch Zusatz von Säure oder Base neutralisiert werden.
Die Menge des Dispergiermittelpolymers hängt von der Struktur ab, von der relativen Molekülmasse und anderen Eigenschaften des Dispergiermittelpolymers sowie von den anderen Komponenten der Tintenzusammensetzung. Die Blockpolymere, die in der Ausführung der Erfindung ausgewählt werden, haben eine zahlengemittelte relative Molekülmasse unterhalb von 20.000, vorzugsweise unterhalb von 10.000 und im typischen Fall im Bereich von 1.500 bis 6.000.
Das polymere Dispergiermittel kann in einer Menge von 0,1% bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 0,1% bis 8 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung vorliegen. Sofern die Menge zu groß ist, wird es schwierig sein, die gewünschte Tintenviskosität aufrecht zu erhalten. Die Dispersionsstabilität wird nachteilig beeinflusst, wenn unzureichendes Polymer vorliegt.

EMULSIONSPOLYMER-ADDITIV

Das Emulsionspolymer-Additiv kann hergestellt werden aus: Acryl- oder Methacryl-Monomeren; Monomeren vom Vinyl-Typ, wie beispielsweise Vinylacetat, Vinylchlorid, usw.; Maleinsäure oder Maleinsäureanhydrid; Styrol; Itaconsäure; N-Vinylpyrrolidon; Acrylamiden; Methacrylamiden; und Derivaten davon. Einige repräsentative Acryl- oder Methacryl-Monomere schließen ein: Methylmethacrylat (MMA), Ethylmethacrylat (EMA), Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat (BMA oder NBMA), Hexylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat (EHMA), Octylmethacrylat, Laurylmethacrylat (LMA), Stearylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat (HEMA), Hydroxypropylmethacrylat, Ethoxytriethylenglykolmethacrylat (ETEGMA), 2-Ethoxyethylmethacrylat, Methacrylnitril, 2- Trimethylsiloxyethylmethacrylat, Glycidylmethacrylat (GMA), p-Tolylmethacrylat, Sorbylmethacrylat, Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, Butylacrylat, Hexylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Octylacrylat, Laurylacrylat, Stearylacrylat, Phenylacrylat, Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat, Acrylnitril, 2- Trimethylsiloxyethylacrylat, Glycidylacrylat, p-Tolylacrylat, Sorbylacrylat, Methacrylsäure (MAA), Acrylsäure, Dimethylaminoethylmethacrylat (DMAEMA), Diethylaminoethylmethacrylat, tert- Butylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminoethylacrylat, Diethylaminoethylacrylat, Dimethylaminopropylmethacrylamid, Methacrylamid, Acrylamid und Dimethylacrylamid. Bevorzugt sind Emulsionen, die hergestellt werden aus: Methylmethacrylat, Butylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Methylmethacrylat mit Butylmethacrylat, Methacrylsäure oder Dimethylaminoethylmethacrylat.
Das Emulsionspolymer kann außerdem geringe Mengen an vernetzenden Monomeren enthalten, wie Ethylenglykoldimethacrylat oder Ethylenglykoltriacrylat, usw.
Das Emulsionspolymer kann außerdem ein hydrophiles Monomer enthalten, wie beispielsweise CH&sub2;=C(X)(Y)', worin X H oder CH&sub3; ist und Y' C(O)OH, C(O)NR&sub2;R&sub3;, C(O)OR&sub4;NR&sub2;R&sub3;, C(O)OR&sub5; ist, oder deren Salze, worin R&sub2; und R&sub3; H oder C&sub1; bis C&sub9;-Alkyl, Aryl oder Alkylaryl sein können, R&sub4; ist ein zweiwertiger C&sub1; bis C&sub5;-Alkyl-Rest und R&sub5; ist ein zweiwertiger C&sub1; bis C&sub2;&sub0;-Alkyl-Rest, der Hydroxy- oder Ether-Gruppen enthalten kann, um gewisse Änderungen der Löslichkeit zu vermitteln. Es sollte jedoch nicht genügend an hydrophilem Monomer in der Emulsion vorhanden sein, um sie oder ihr Salz vollständig wasserlöslich zu machen.

STRUKTURPOLYMER-STABILISIERMITTEL

Die Emulsionspolymere sind mit Strukturpolymeren stabilisiert, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Blockpolymeren, wie beispielsweise Diblock- und Triblockpolymeren und aus Propfpolymeren. Verwendbare Diblockpolymere wurden in der US-P-5085698 offenbart und verwendbare Triblockpolymere in der US-P-5519985 offenbart. Emulsionspolymer-Additiv mit Strukturpolymer als Stabilisiermittel kann in einer Menge von 0,01% bis 20 Gew.-% Feststoffen und vorzugsweise 0,01% bis 5 Gew.-% Feststoffen bei Anwendungen zum Thermo-Tintenstrahldrucken vorliegen und mit 5,1% bis 20 Gew.-% Feststoffen bei Anwendungen des Druckens im kontinuierlichen Fluss, Piezo- und Airbrush- Drucken, und zwar bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung.

WEITERE INHALTSSTOFFE

Entsprechend den Anforderungen der Erfindung können verschiedene Arten von Additiven verwendet werden, um die Eigenschaften der Tintenzusammensetzungen für spezielle Anwendungen zu optimieren. Es können grenzflächenaktive Mittel verwendet werden, um die Oberflächenspannung zu verändern sowie um die Penetration auf ein Maximum zu bringen. Allerdings müssen der Typ der grenzflächenaktiven Mittel und die verwendeten Mengen sorgfältig ausgewählt werden, um eine Destabilisierung der Pigmentdispersion zu vermeiden oder die Vorteile der erfindungsgemäßen Tinten zunichte zu machen.
Wie dem Fachmann auf dem Gebiet gut bekannt ist, können Biozide in den Tintenzusammensetzungen verwendet werden, um ein Wachstum von Mikroorganismen zu hemmen. Es können ebenfalls Sequestriermittel, wie beispielsweise EDTA, einbezogen werden, um die nachteiligen Auswirkungen von Schwermetall-Verunreinigungen zu eliminieren. Andere bekannte Additive, wie beispielsweise Feuchthaltemittel, Viskositätsregler und andere acrylische oder nicht acrylische Polymere können ebenfalls zugesetzt werden, um verschiedene Eigenschaften der Tintenzusammensetzungen nach Erfordernis zu verbessern.
Eine typische Tintenzusammensetzung, bei der das Farbmittel ein Pigment und ein Blockcopolymer aufweist, weist näherungsweise 0,1% bis 8 Gew.-% Pigment, 0,1% bis 8 Gew.-% Blockcopolymer und 94% bis 99,8 Gew.-% wässeriges Trägermedium sowie 0,01% bis 5 Gew.-% des Additivs an Feststoffen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung.
Eine weitere typische Tintenzusammensetzung, bei der das Farbmittel ein Pigment und ein Blockcopolymer-Dispergiennittel aufweist, weist näherungsweise 0,1% bis 8 Gew.-% Pigment, 0,1% bis 8 Gew.-% Blockcopolymer-Dispergiermittel, 64% bis 94,7 Gew.-% Trägermedium und 5,1% bis 20% des Additivs an Feststoffen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung.

TINTENEIGENSCHAFTEN UND HERSTELLUNG

Die Tintenzusammensetzungen der Erfindung können in ähnlicher Weise wie andere Tintenstrahltinten hergestellt werden. Bei Tinten, die ein unlösliches Farbmittel enthalten, wird die Tinte hergestellt, indem zuerst das/die Farbmittel und das polymere Dispergiermittel vorgemischt werden und das Farbmittel danach fein verteilt und entflockt wird. Der Schritt des Dispergierens kann in einer Mini- Horizontalmühle, einer Kugelmühle, einer Reibmühle oder dadurch erzielt werden, dass die Mischung durch eine Vielzahl von Düsen im Inneren einer Flüssigkeitsstrahl-Wechselwirkungskammer bei einem Flüssigkeitsdruck von mindestens 5000 psi geführt wird, um eine gleichförmige Verteilung des Farbmittels in dem wässerigen Trägermedium zu erzeugen. Auf Farbstoff basierende Tinten werden in einem gut bewegten Behälter anstelle in einer Anlage zum Dispergieren hergestellt.
Es ist allgemein wünschenswert, die Dispersion in konzentrierter Form anzusetzen, die danach mit einer geeigneten Flüssigkeit auf die richtige Konzentration für die gewünschte Viskosität, Farbe, Farbtönung, Dichte und Deckkraft der Druckfläche für die spezielle Anwendung verdünnt wird.
Bei Thermo-Tintenstrahldruckern werden die Geschwindigkeit des Tintentropfens, das Tropfenvolumen und die Strömungsstabilität stark von der Oberflächenspannung und der Viskosität der Tinte beeinflusst. Bei Tintenstrahldruckern mit kontinuierlichem Fluss werden die Geschwindigkeit des Tintentropfens, das Tropfenvolumen und die Strömungsstabilität stark von der Oberflächenspannung, der Viskosität und der Ladungsstabilität der Tinte beeinflusst. Tintenstrahltinten, die zur Verwendung mit Tintenstrahldrucksystemen geeignet sind, sollten eine Oberflächenspannung im Bereich von etwa 20 dyn/cm bis etwa 80 dyn/cm und mehr bevorzugt im Bereich von 25 dyn/cm bis etwa 65 dyn/cm bei 20ºC liegen. Akzeptable Viskositäten sind nicht größer als 20 cP und liegen vorzugsweise im Bereich von etwa 1,0 cP bis etwa 10,0 cP bei 20ºC.

BEISPIELE

Die Erfindung wird nun weiter veranschaulicht mit Hilfe der folgenden Beispiele ohne auf diese beschränkt zu sein, in denen Anteile und Prozentangaben, sofern nicht anders angegeben, auf Gewicht bezogen sind.

EMULSIONSPOLYMER-STABILISIERMITTEL 1:

Es wurde ein 12 Liter-Kolben mit einem Rührwerk, einem Thermometer, einem N&sub2;-Einlass, einem Trocknungsrohrauslass und Zugabetrichtern ausgestattet. Es wurden in den Kolben Tetrahydrofuran (THF), 4002 g, und p-Xylol, 7,7 g, gegeben. Sodann wurde der Katalysator, Tetrabutylammonium-m-chlorbenzoat, 2,0 ml einer 1,0 M Lösung in Acetonitril, zugesetzt. Der Initiator, 1-Methoxy-1-trimethylsiloxy-2- methylpropen, 155,1 g (0,891 M) wurde eingespritzt. Mit der Beschickung I [2- Dimethylaminoehtylmethacrylat, 2801 g (17,8 M)] wurde bei 0,0 Minuten begonnen und diese im Verlaufe von 45 Minuten zugegeben. 100 Minuten nach Beendigung der Beschickung I (über 99% der Monomere sind umgesetzt worden) wurde mit der Beschickung II [Butylmethacrylat, 2045 g (14,4 M)] begonnen und diese im Verlaufe von 30 Minuten zugesetzt. Bei 400 Minuten wurden der vorgenannten Lösung 310 g wasserfreies Methanol zugegeben und mit der Destillation begonnen. Insgesamt wurden 1725 g Lösemittel entfernt. Nach Beendigung der Destillation wurde Isopropanol, 1783 g, zugesetzt.
Dieses lieferte ein Butylmethacrylat/Dimethylaminoethylmethacrylat (20/20)-Diblockpolymer bei 49,6% Feststoffen. Das Polymer wurde mit der Zugabe konzentrierter Phosphorsäure, 2052 g (17,8 M) neutralisiert und in Wasser gegeben, um eine 15%ige Lösung eines polymeren Salzes zu erzeugen.

EMULSIONSPOLYMER-STABILISIERMITTEL 2:

Es wurde ein 12 l-Kolben mit einem Rührwerk, Thermometer, N&sub2;-Einlass, Trocknungsrohrauslass und Zugabetrichtern ausgestattet. In den Kolben wurden Tetrahydrofuran (THF), 3004 g und Mesitylen, 7,6 g in den Kolben gegeben. Sodann wurde der Katalysator, Tetrabutylammonium-m-chlorbenzoat, 3,0 ml einer 1,0 M Lösung in Acetonitril, zugegeben. Der Initiator, 1,1-Bis(trimethylsiloxy)-2-methylpropen, 240 g, wurde eingespritzt. Mit der Beschickung I (Tetrabutylammonium-m-chlorbenzoat, 3,0 ml einer 1,0 M Lösung in Acetonitril) wurde begonnen und diese im Verlaufe von 150 Minuten zugegeben. Mit der Beschickung II (Trimethylsilylmethacrylat, 1636 g) wurde bei 0,0 Minuten begonnen und diese im Verlaufe von 30 Minuten zugegeben. 50 Minuten nach Beendigung der Beschickung II wurde Beschickung III (Butylmethacrylat, 1469 g und Ethoxytriethylenglykolmethacrylat, 1274 g) begonnen und diese im Verlaufe von 30 Minuten zugegeben. Bei 320 Minuten wurden 663 g wasserfreies Methanol zu der vorgenannten Lösung zugegeben und mit der Destillation begonnen. Während der ersten Stufe der Destillation wurden aus dem Kolben 624,0 g Material entfernt. Es wurden 332 g Methanol zugegeben. Die Destillation wurde fortgesetzt und insgesamt 1239 g Lösemittel entfernt.
Dieses lieferte ein Butylmethacrylat//Ethoxytriethylenglykolmethacrylat//Methacrylsäure-AB- Blockpolymer (5/10//10) von 5140 Mn und 50,8% Feststoffen. Es wurden 701 g des Polymeres mit 127 g KOH (45%ige Lösung) neutralisiert und die Lösung mit 2673 g deionisiertem Wasser verdünnt.

EMULSIONSPOLYMER-STABILISIERMITTEL 3:

Es wurde ein 12 l-Kolben mit einem Rührwerk, einem Thermometer, N&sub2;-Einlass, Trocknungsrohrauslass und Zugabetrichtern ausgestattet. In den Kolben wurden Tetrahydrofuran (THF), 3027 g, und p-Xylol, 6,2 g, gegeben. Sodann wurde der Katalysator, Tetrabutylammonium-m-chlorbenzoat, 2,5 ml einer 1,0 M Lösung in Acetonitril, zugegeben. Der Initiator, 1,1-Bis(trimethylsiloxy)-2- methylpropen, 234,4 g, wurde eingespritzt. Es wurde mit der Beschickung I (Tetrabutylammonium-m- chlorbenzoat, 2,5 ml einer 1,0 M Lösung in Acetonitril) begonnen und diese im Verlaufe von 150 Minuten zugegeben. Mit der Beschickung II (Trimethylsilylmethacrylat, 1580 g) wurde bei 0,0 Minuten begonnen und diese über 30 Minuten zugegeben. 120 Minuten nach Beendigung der Beschickung II wurde mit der Beschickung III (Butylmethacrylat, 1425 g und Methylmethacrylat, 503 g) begonnen und diese über 30 Minuten zugegeben. Bei 320 Minuten wurden 650 g wasserfreies Methanol zu der vorgenannten Lösung zugegeben und die Destillation begonnen. Im Verlaufe der ersten Stufe der Destillation wurden 1250,0 g Material aus dem Kolben entfernt. Es wurde Isopropanol, 1182 g, zugesetzt. Die Destillation wurde fortgesetzt und insgesamt 2792 g Lösemittel entfernt.
Dieses lieferte Butylmethacrylat/Methylmethacrylat//Methacrylsäure-AB-Blockpolymer (10151/10) von 2900 Mn und 50,5% Feststoffen. Es wurden 396 g des Polymeres, 68 g 2-Amino-2-methyl-1-propanol (AMP) und 1536 g deionisiertes Wasser miteinander gemischt, um eine wässerige Lösung des Polymeres zu erzeugen.

DISPERGIERMITTELPOLYMER 1:

Es wurde ein 12 l-Kolben mit einem Rührwerk, einem Thermometer, N&sub2;-Einlass, Trocknungsrohrauslass und Zugabetrichtern ausgestattet. In dem Kolben wurden Tetrahydrofuran (THF), 4002 g, und p-Xylol, 7,7 g, gegeben. Der Katalysator, Tetrabutylammonium-m-chlorbenzoat, 2,0 ml einer 1,0 M Lösung in Acetonitril, wurde sodann zugegeben. Der Initiator, 1-Methoxy-1-trimethylsiloxy-2- methylpropen, 155,1 g (0,891 M) wurde eingespritzt. Mit der Beschickung I [2- Dimethylaminoethylmethacrylat, 2801 g (17,8 M)] wurde bei 0,0 Minuten begonnen und diese im Verlaufe von 45 Minuten zugegeben. 100 Minuten nach Beendigung der Beschickung I (über 99% der Monomere sind umgesetzt worden) wurde mit der Beschickung II [Benzylmethacrylat, 1568 g (8,91 M)] begonnen und diese im Verlaufe von 30 Minuten zugegeben. Bei 400 Minuten wurden 310 g wasserfreies Methanol zu der vorgenannten Lösung zugegeben und mit der Destillation begonnen. Es wurden insgesamt 1725 g Lösemittel entfernt. Nach Beendigung der Destillation wurde Isopropanol, 1783 g, zugegeben.
Dieses lieferte ein Benzylmethacrylat//Dimethylaminoethylmethacrylat (10//20)-Diblockpolymer bei 49,6% Feststoffen mit Mn 5000.

DISPERGIERMITTELPOLYMER 2:

Es wurde ein 1 l-Kolben mit einem Rührwerk, einem Thermometer, einem N&sub2;-Einlass, Trocknungsrohrauslass und Zugabetrichtern ausgestattet. Zu dem Kolben wurden Tetrahydrofuran (THF), 83 g, und Mesitylen, 0,1 g gegeben. Sodann wurde der Katalysator, Tetrabutyl-m-chlorbenzoat, 230 ul einer 1,0 M Lösung in THF zugesetzt. Der Initiator, 1,1-Bis(trimethylsiloxy)-2-methylpropen, 5,0 g (0,020 M) wurde eingespritzt. Es wurde mit der Beschickung I [Tetrabutylammonium-m-chlorbenzoat, 230 ul einer 1,0 M Lösung in THF] begonnen und diese über 130 Minuten zugegeben. Mit der Beschickung II [Trimethylsilylmethacrylat, 40,86 g (0,250 M)] wurde bei 0,0 Minuten begonnen und diese über 30 Minuten zugegeben. 30 Minuten nach Beendigung der Beschickung II (über 99% des Monomeres sind umgesetzt worden) wurde mit der Beschickung III [Benzylmethacrylat, 56,90 g (0,323 M)] begonnen und diese im Verlaufe über 60 Minuten zugegeben. 10 Minuten nach Beendigung der Beschickung III (über 99% Monomere sind umgesetzt worden) wurde mit der Beschickung IV [Ethoxytriethylenglykolmethacrylat, 21,21 g (0,0862 M)] begonnen und diese über 30 Minuten zugegeben. Bei 150 Minuten wurden 12 g Methanol zugegeben. Sodann wurden 98 g der Lösemittel und des Trimethylmethoxysilans abgetrieben und durch 153 g 2-Pyrrolidon ersetzt.
Dieses lieferte ein Ethoxytriethylglykolmethacrylat//Benzylmethacrylat//Methacrylsäure (4//15//12)-Triblockpolymer mit 40% Feststoffen. Das Polymer wurde zu 80% unter Zugabe von 11 g 45%iger wässeriger Kaliumhydroxid-Lösung zu 100 g Blockpopolymer-Lösung neutralisiert und gemischt, bis eine homogene Lösung erhalten wurde. Nach der Neutralisation wurde das Material auf näherungsweise 10% Feststoffe mit 289 g deionisiertem Wasser verdünnt. Der pH-Wert betrug 8.

PIGMENT-DISPERSION 1:

Es wurde eine Cyan-Pigmentdispersion durch gründliches Mischen der folgenden Inhaltsstoffe hergestellt:

Inhaltsstoff Gramm

Dispergiermittelpolymer 1 203,2
Heliogen® 7072DD PB15 Pigment* 150,0
1-Propanol 450,0
* BASF, Parsippany, NJ
Diese Mischung wurde sodann in eine 2-Walzenmühle gegeben und für 45 Minuten bearbeitet. Dieses lieferte einen Pigmentdispersions-Chip, der 60% Pigment und 40% Polymer enthielt. Er verfügte über ein Pigment/Dispergiermittel-Verhältnis ("P/D") von 1,5/1. Dieser 2-Walzenmühlen-Chip wurde sodann neutralisiert, indem er mit 5,47 g 86,0%iger Phosphorsäure, 33,3 g der Dispersion und 161,23 g deionisiertem Wasser gemischt wurde, um ein wässeriges Pigmentkonzentrat zu erzeugen.
Dieses lieferte ein wässeriges Cyan-Pigmentkonzentrat, das 10% Pigment enthielt und bei den 90 Molprozent der Amino-Gruppen des Polymeres mit Phosphorsäure neutralisiert waren.

PIGMENT-DISPERSION 2:

Es wurde ein 1 l-Becherglas mit einem Rührwerk ausgestattet. In das Becherglas wurden 94 g des Polymeres der Dispergiermittelherstellung 2 und 13 g Wasser gegeben. Unter Rühren wurden 18,7 g FW 18-Pigment-Schwarz (Degussa Corp., Ridgefield Park, NJ) in kleinen Portionen zugegeben. Nachdem die Mischung gründlich vermengt war, wurde sie 5 Mal durch ein M-110F-Microfluidizer (Microfluidics Corp., Newton, MA) gegeben. Die mittlere Partikelgröße nach der Mikrofluidisierung betrug 108 nm und die Pigmentkonzentration der Dispersion 15%.

EMULSION 1:

Es wurde folgendermaßen ein Emulsionspolymer von n-Butylmethacrylat hergestellt, das mit dem Stabilisiermittelpolymer I stabilisiert war:

Inhaltsstoff Gramm

Wasser 233
n-Butylmethacrylat 25
Emulsionspolymer-Stabilisiermittel I 25
Die Inhaltsstoffe des Reaktionsapparates wurden zum Refluxieren gebracht. Im Moment des Refluxierens wurden Wasser, 27,5 g, und VA-044 (Wako Chemicals), 0,68 g, zugesetzt. In einem separaten Kolben wurde Beschickung I (Wasser, 561 g: n-Butylmethacrylat, 225 g: Emulsionspolymer- Stabilisiermittel I-Lösung, 142 g) innig unter Verwendung eines Eppenbach-Homogenisator gemischt. Sodann wurde die Beschickung I über eine Dauer von 100 Minuten in einen Reaktionskolben gegeben. Nach Beendigung der Zugabe der Beschickungen 1 und 2 wurden die Inhaltsstoffe in dem Reaktionskolben weitere 60 Minuten am Rückfluss gehalten, wonach eine Mischung von Wasser, 12,5 g, und VA-044, 0,68 g, dem Reaktionskolben zugegeben wurde. Die Inhaltsstoffe in dem Reaktionskolben wurden für weitere 60 Minuten am Rückfluss gehalten und danach auf Raumtemperatur gekühlt. Die resultierende Emulsion hatte 23% Feststoffe.

EMULSION 2:

Nach der folgenden Prozedur wurde eine Emulsion von Butylmethacrylat/Ethoxytriethylenglykolmethacrylat (20/80) mit 10% Feststoffen des Emulsionspolymer- Stabilisiermittels 2 und 1% Butylmercaptan als Kettenübertragungsmittel hergestellt:
Zunächst wurde eine präemulgierte Mischung von Butylmethacrylat (100,0 g), Ethoxytriethylenglykolmethacrylat (400,0 g), Butylmercaptan (5,0 g), 2-Pyrrolidon (65,0 g), Liponic® EG- 1 (35,0 g), Emulsionspolymer-Stabilisiermittel 2 (390,3 g) und Wasser (259,68 g) hergestellt. Die Inhaltsstoffe wurden langsam gemischt und sodann für 20 Minuten in einen Hochleistungshomogenisator gemischt.
Danach wurden deionisiertes Wasser (557,5 g), 2-Pyrrolidon (67,5 g), Liponic® EG-1 (35,0 g) in einen Harzkessel gegeben, der mit einem Heizmantel, Rührer, N&sub2;-Einlass, Thermometer, Kühler und Zugabetrichter ausgestattet war. Der Kessel wurde bis zu 70ºC erhitzt.
Beschickung I präemulgierte Mischung (1255,0 g)
Beschickung II deionisiertes Wasser (50,0 g), Natriumhydrogensulfit (0,675 g)
Beschickung III deionisiertes Wasser (15,75 g), Ammoniumpersulfat (1,175 g)
Beschickung IV deionisiertes Wasser (15,75 g), Ammoniumpersulfat (0,25 g).
Im Kessel wurden über 1 Minute 10% der Beschickung I, 10% der Beschickung II und die gesamte Beschickung III zugegeben. Die verbleibenden 90% der Beschickung I und 90% der Beschickung II wurden in den Kessel im Verlaufe von 75 Minuten gegeben. Näherungsweise in der Hälfte im Verlaufe dieses Schrittes wurden 1/3 der Beschickung IV zugegeben. Nach Beendigung von Beschickung I und Beschickung II wurde ein zusätzliches Drittel der Beschickung IV zugegeben. Die Reaktion wurde für 15 Minuten fortgesetzt und das restliche Drittel der Beschickung IV zugegeben. Die Reaktion wurde für weitere 120 Minuten fortgesetzt und die Mischung gekühlt und filtriert.

EMULSION 3:

Die Emulsion wurde hergestellt, indem langsam 637 g Methylmethacrylat und 63 g n- Butylmethacrylat zu 700 g der Lösung des Emulsionspolymer-Stabilisiermittels 3 und 315 g deionisiertes Wasser in eine Vorrichtung zum Hochgeschwindigkeitsmischen (Homogenisierer) gegeben wurden. Das Mischen wurde für näherungsweise 30 Minuten so lange fortgesetzt, bis eine einwandfreie präemulgierte Mischung mit 45 Gew.-% Feststoffen erzeugt wurde. Die Polymerisation im Labormaßstab erfolgte in einem Harzkessel, der mit einem Tropftrichter ausgestattet war, der die präemulgierte Mischung enthielt, sowie mit einem Druckluftrührer, Stickstoff-Einlass und einem Heizmantel. Im Kessel wurde ausreichend deionisiertes Wasser zugegeben, um das Fertigprodukt auf 25% Feststoffe zu bringen. Es wurde die Stickstoff-Spülung in Gang gesetzt und das Wasser bis 70º bis 72ºC erhitzt. Sodann wurden dem Harzkessel ein Zehntel der präemulgierten Mischung und 2% wässerige Lösung von Natriumhydrogensulfit und 0,25% (bezogen auf das in der Präemulsionsmischung verwendete Monomergewicht) Ammoniumpersulfat in Form einer 6,5 Gew.-%igen wässerigen Lösung zugegeben. Die Temperatur stieg auf 80ºC an, und diese Temperatur wurde während der gesamten Polymerisation beibehalten. Die verbleibende Präemulsionsmischung und die Natriumhydrogensulfit-Lösung wurden über 75 Minuten zugegeben. Das gesamte zugesetzte Hydrogensulfit betrug 0,14% bezogen auf die Monomer-Konzentration. Es wurde eine zweite wässerige Lösung von Ammoniumpersulfat angesetzt und in 3 Teilen zugegeben, wobei der erste in der Mitte der Zugaben der präemulgierten Mischung und des Natriumhydrogensulfits war, der zweite am Ende dieser Zugaben und der dritte Teil 15 Minuten später. Diese Kunstharzdispersion wurde für weitere 120 Minuten bei 80º bis 85ºC gehalten und danach gekühlt und filtriert.
Es wurden zwei Cyan-Tinten hergestellt, die die folgende Zusammensetzung hatten:
Es wurden von jeder der vorgenannten Tinten Abzüge auf Papier der Marke "Gilbert Bond" gemacht. Die Beständigkeit der Darstellung gegenüber Wasser wurde in verschiedenen Zeitabständen erhalten, indem deionisiertes Wasser auf die Darstellung aufgetropft wurde. Die Farbmittelmenge, die aus der Darstellung ausgewaschen wurde, wurde auf einer Bewertungsskala von 0 bis 5 bewertet. Eine Bewertung von Null zeigt eine gute Wasserechtheit, wo es zu keiner erkennbaren Menge an ausgewaschenem Farbmittel aus der Darstellung kam, während eine Bewertung von Fünf einen hohen Grad von ausgewaschenem Farbmittel aus der Darstellung zeigt. Die Ergebnisse sind nachfolgend zusammengestellt.
Die vorgenannte Tabelle veranschaulicht, dass die Zugabe von Emulsionspolymer die Wasserechtheit der Darstellung verbessert.

BEISPIEL 2

Es wurden Tinten hergestellt, indem die folgenden Inhaltsstoffe mit einem Magnetrührer über 10 bis 15 Minuten gemischt wurden:
Die Tinten wurden aus einem Hewlett Packard Deskjet-Drucker mit einem Muster von 7 parallelen 1/8 inch durchgezogenen schwarzen Linien im Abstand von 1/8 inch ausgespritzt. Die Bildqualität und die Schreibleistung waren hervorragend. Die Darstellungen wurden 5 Minuten liegengelassen und danach mit einem kommerziellen gelben Markerstift markiert. Es wurden subjektiv schwarze Verwischungen auf den bildfreien Teilen des Papiers auf einer Skala von 1 bis 5 bewertet, wo 1 keine Verwischung und 5 eine schwerwiegende Verwischung bedeutet. Die Ergebnisse sind nachfolgend dargestellt.

Probe Verwischung

Kontrolle 2 5
Beispiel 2 1

BEISPIEL 3

Es wurden aus den folgenden Inhaltsstoffen Tinten hergestellt. Das Pigment und das Dispergiermittel wurden zuerst gemischt, um eine Pigmentdispersion zu erzeugen, gefolgt von einem Zumischen der anderen Inhaltsstoffe, um eine Tinte zu erhalten.

Inhaltsstoff Gramm

Endurophthal® Blue GF-Pigment (BT-617-D)* 4,5
Benzylmethacrylat//Methacrylsäure, 13//10 3,0
Emulsion 3 mit etwa 25% Feststoffen 36,3
Zonyl® FS-310 Fluorkohlenstoff-Tensid (DuPont Co.) 2,0
Surfynol® DF-695 (Air Products, Allentown, PA) 0,04
Deionisiertes Wasser 54,16
* Cookson Pigment, Inc., Newark, NJ

KONTROLLE 3

Die bei Beispiel 2 beschriebene Prozedur wurde mit der Ausnahme wiederholt, dass Emulsion 3 unter Verwendung von Natriumlaurylsulfat (Duponol® WAQE, WITCO Chemical) mit 10 Gew.-% Feststoffen als Ersatz für das Emulsionspolymer-Stabilisiermittel 3 verwendet wurde.

TESTEN

Unter Verwendung eines Druckkopfes "Scitex Digital Printing" (SDP) wurden unter Verwendung eines Binärablenkungs-Modus Tintenproben von Kontrolle 3 und Beispiel 3 auf einer kontinuierlichen Tintenstrahldruckvorrichtung gefahren. Nach 100 Stunden zeigte Kontrolle 3 eine geringe Tropfenstabilität, während Beispiel 3 über eine gute Tropfenstabilität verfügte und über längere Zeitdauer (mindestens etwa 200 Stunden) stabil war.

Claims

1. Tintenstrahltinte, aufweisend:

(a) ein wässriges Trägermedium;

(b) ein Farbmittel; und

(c) ein Additiv, im wesentlichen bestehend aus einer Mischung eines Emulsionspolymers und einem Acryl-Blockpolymer, wobei das Emulsionspolymer Monomer aufweist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus:

(1) Acryl- und Methacryl-Monomere, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Styrol, Itaconsäure, N-Vinylpyrrolidon, Acrylamide; und Methacrylamide

(2) hydrophiles Monomer mit der Formel CH&sub2;=C(X)(Y)', worin X H oder CH&sub3; ist und Y' C(O)OH, C(O)NR&sub2;R&sub3;, C(O)OR&sub4;NR&sub2;R&sub3;, C(O)OR&sub5; ist oder Salze davon, worin R&sub2; und R&sub3; H sein können oder C&sub1;- bis C&sub9;-Alkyl, -Aryl oder -Alkylaryl; R&sub4; ist ein C&sub1;- bis C&sub5;-Alkyl-di-Rest und R&sub5; ist ein C&sub1;- bis C&sub2;&sub0;-Alkyl-di-Rest, das Hydroxy- oder Ether-Gruppen enthalten kann; sowie

(3) vernetzendes Monomer.

2. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1, bei welcher die Acryl- und Methacryl-Monomere ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, n- Butylmethacrylat, Hexylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Octylmethacrylat, Laurylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, Ethoyxtriethylenglykolmethacrylat, 2-Ethoxyethylmethacrylat, Methacrylnitril, 2- Trimethylsiloxyethylmethacrylat, Glycidylmethacrylat, p-Tolylmethacrylat, Sorbylmethacrylat, Methacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, Butylacrylat, Hexylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Octylacrylat, Laurylacrylat, Stearylacrylat, Phenylacrylat, Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat, Acrylonitril, 2- Trimethylsiloxyethylacrylat, Glycidylacrylat, p-Tolylacrylat, Sorbylacrylat, Methacrylsäure, Acrylsäure, Dimethylaminoethylmethacrylat, Diethylaminoethylmethacrylat, t-Butylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminoethylacrylat und Diethylaminoethylacrylat.

3. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1, bei welcher das vernetzende Monomer ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Ethylenglykoldimethacrylat und Ethylenglykoltriacrylat.

4. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1, bei welcher das Farbmittel ein Pigment und ein Blockcopolymer aufweist, wobei die Tintenzusammensetzung näherungsweise aufweist: 0,1% bis 8 Gewichtsprozent Pigment, 0,1% bis 8 Gewichtsprozent Blockcopolymer und 94% bis 99,8 Gewichtsprozent wässriges Trägermedium sowie 0,01% bis 5 Gewichtsprozent Feststoffe des Additivs bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung.

5. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1, bei welcher das Additiv in der Menge von 0,01% bis 20 Gewichtsprozent Feststoffe bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung vorliegt.

6. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 5, bei welcher das Additiv in der Menge von 0,01% bis 5 Gewichtsprozent Feststoffe bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung vorliegt.

7. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 5, bei welcher das Additiv in der Menge von 5,1% bis 20 Gewichtsprozent Feststoffe bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung vorliegt.

8. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1, bei welcher das Farbmittel ein Pigment und ein Blockcopolymer-Dispergiermittel aufweist, wobei die Tintenzusammensetzung näherungsweise aufweist: 0,1% bis 8 Gewichtsprozent Pigment, 0,1% bis 8 Gewichtsprozent Blockcopolytner-Dispergiermittel, 64% bis 94,7 Gewichtsprozent wässriges Trägermedium sowie 5,1% bis 20 Gewichtsprozent Feststoffe des Additivs bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung.