ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЕ ЧЕРНИЛА НА ВОДНОЙ ОСНОВЕ, СПОСОБ ПЕЧАТИ ИЗОБРАЖЕНИЯ И ОТПЕЧАТАННОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ Российский патент 2008 года по МПК C09D11/00 B41M5/00 B41J2/01 

Область техники

Настоящее изобретение относится к чернилам для печати, содержащим первое окрашивающее вещество и второе окрашивающее вещество, при этом, по меньшей мере, одно из окрашивающих веществ включает флуоресцентное окрашивающее вещество, а первое окрашивающее вещество и второе окрашивающее вещество находятся в разделенном состоянии на носителе печатной информации, а чернила для печати обеспечивают получение отпечатанного изображения с улучшенными флуоресцентными свойствами. Настоящее изобретение также относится к отпечатанному изображению и способу формирования изображения, предусматривающим использование таких чернил. Более конкретно, настоящее изобретение относится к соответствующим технологиям, основанным на новой технической идее, позволяющей решить проблему снижения флуоресценции и улучшить флуоресцентные свойства путем разделения флуоресцентной области и окрашиваемой области, более конкретно, путем образования области на носителе печатной информации, в которой точки коагулированного первого окрашивающего вещества рассеяны в области фиксированного второго окрашивающего вещества, тем самым значительно снижая поглощение энергии флуоресцентного излучения из флуоресцентного окрашивающего вещества сосуществующим окрашивающим веществом. Изобретение также относится к взаимосвязанным технологиям, основанным на новой концепции улучшения характеристик флуоресцентного излучения второго флуоресцентного окрашивающего вещества, применяемого в чернилах для печати, включающих первое флуоресцентное окрашивающее вещество, которое при возбуждении при предварительно определенной длине волны возбуждения флуоресцирует в диапазоне длин волн, включающем предварительно определенную длину волны, используемую для измерения или определения.

Уровень техники

В качестве окрашивающего вещества для чернил на водной основе обычно использовали окрашивающие вещества, растворимые в воде, вследствие чего большинство чернил демонстрируют превосходное проявление цвета и удовлетворительную стойкость к коагуляции или ассоциации окрашивающего вещества, а также приемлемую надежность, например, в отношении стойкости к закупориванию и стабильности во времени. С другой стороны, эти чернила неудовлетворительны по стойкости отпечатанного изображения, такой как водостойкость. Относительно флуоресцентных свойств, в частности, хорошая растворимость окрашивающего вещества обеспечивает удовлетворительную флуоресценцию, но не удается повысить интенсивность из-за концентрационного гашения (явления уменьшения флуоресценции в случае, когда содержание окрашивающего вещества превышает некоторую величину). Например, в патенте США № 6176908 (патентная ссылка 1) предложены чернила, в которых используют полимерный диспергатор, пигмент и флуоресцентный краситель.

Однако в вышеупомянутом предложении, когда каплю чернил наносят на носителе печатной информации, полимерный диспергатор, пигмент и флуоресцентный краситель оседают в сплошном коагулированном состоянии (фиг.2) во всей системе, вследствие чего плотность изображения в отпечатке увеличивается, а свойство проявления цвета, включая флуоресцентное излучение, улучшается не настолько, насколько ожидалось, из-за вышеупомянутого явления концентрационного гашения.

Такой недостаток можно было бы преодолеть, если ограничить увеличение PMU (показателя, характеризующего интенсивность флуоресценции), описанное в упомянутом выше предложении, путем регулирования площади отпечатка, измеряемой для определения интенсивности флуоресценции, но это было бы затруднительно сделать при обычной эксплуатации.

Между тем, для повышения водостойкости предложено использовать окрашивающее вещество, имеющее карбоксильную группу в качестве водорастворимой группы. Это предложение основано на использовании характеристик диссоциации карбоновой кислоты, образующей водорастворимую группу, и когда на носителе печатной информации происходит сдвиг рН чернил в сторону кислого раствора, растворимость окрашивающего вещества в воде уменьшается, и окрашивающее вещество коагулирует, увеличивая водостойкость.

Однако в таком предложении водостойкость увеличивается за счет коагуляции или ассоциации окрашивающего вещества благодаря пониженной растворимости окрашивающего вещества в воде, вследствие чего возникает проблема, заключающаяся в том, что ухудшаются свойства проявления цвета окрашивающего вещества. В частности, из-за коагуляции или ассоциации окрашивающего вещества трудно усилить флуоресцентное излучение.

Кроме того, чтобы избежать вышеупомянутого концентрационного гашения (явления уменьшения флуоресценции в случае, когда содержание окрашивающего вещества превышает некоторую величину) и увеличить плотность изображения в отпечатке, например, в публикации WO 02/092707 (патентная ссылка 2) предложен способ комбинированного применения нескольких окрашивающих веществ таким образом, чтобы диапазон длин волн флуоресцентного излучения окрашивающего вещества как можно меньше перекрывался диапазоном длин волн поглощения сосуществующего окрашивающего вещества, чтобы усилить флуоресцентное излучение отпечатанного изображения.

Такие предложения могут способствовать увеличению интенсивности флуоресценции и плотности отпечатанного изображения до некоторой степени, но этого все же недостаточно. Кроме того, стойкость отпечатанного изображения согласно публикации WO 02/092707 (патентная ссылка 2) все же неудовлетворительна, вследствие чего требуется значительное повышение водостойкости и светостойкости.

В последние годы, для улучшения стойкости отпечатанного изображения, такой как водостойкость и светостойкость, предложены чернила на водной основе, в которых применяется комбинация вододиспергируемого цветного вещества, такого как углеродная сажа или органический пигмент, и окрашенной смолы, включающей водорастворимое окрашивающее вещество. Например, в выложенной японской заявке № 8-239610 (патентная ссылка 3) раскрываются чернила на водной основе, содержащие вододиспергируемое окрашивающее вещество, диспергированное в системе на водной основе за счет воздействия смолы и эмульсии водорастворимого окрашивающего вещества, эмульгированного эмульгатором или смолой, для улучшения свойства проявления цвета. Кроме того, в публикации WO 02/092707 (патентная ссылка 2) предложено использование пигмента, включающего флуоресцентное окрашивающее вещество.

Когда такие чернила оказываются на носителе печатной информации, вода или жидкая среда испаряется с носителя печатной информации или проникает и диффундирует в него, вызывая коагуляцию диспергированного окрашивающего вещества, вследствие чего улучшается стойкость отпечатанного изображения, например, водостойкость или светостойкость. В то же время, водорастворимое окрашивающее вещество, внедряемое в смолу и т.д., само не станет легко коагулировать или ассоциировать, обеспечивая, тем самым, удовлетворительное свойство проявления цвета, в частности, флуоресцентное излучение. Вместе с тем, поскольку чернила содержат большое количество смолы, эмульгатора и т.д., вязкость чернил проявляет тенденцию к увеличению, а использование таких окрашивающих веществ в большем количестве создает тенденцию к ухудшению свойств фиксации-высыхания отпечатанного изображения.

Кроме того, такие чернила страдают недостатком сопротивления застыванию и проявляют тенденцию к демонстрации застывания пигментного компонента, когда их оставляют на длительное время в окружающей среде нормальной температуры. Например, когда такие чернила используют в головке для струйной печати, создается тенденция к разложению стабильной дисперсии окрашивающего вещества за счет испарения воды или жидкой среды чернил в окрестности сопла головки, что вызывает коагуляцию окрашивающего вещества, которая может стать причиной застывания чернил или закупоривания сопла. Кроме того, при выбросе капли чернил под действием тепловой энергии, прикладываемой к чернилам, диспергированное окрашивающее вещество в печатающей головке для струйной печати проявляет тенденцию к осаждению на нагревателе, вследствие чего безотказность головки применительно к свойству выпуска чернил значительно снижается.

Таким образом, вышеупомянутые предложения могут способствовать повышению водостойкости и светостойкости водорастворимого красителя в отпечатке, но могут ухудшить свойство фиксации-высыхания отпечатанного изображения и его сопротивление застыванию, когда плотность печати изображения увеличивается. Кроме того, когда такие чернила используются при осуществлении способа струйной печати, может произойти закупоривание сопла или отказ выброса чернил.

В последние годы возник спрос на различные приложения чернил. В таких приложениях, помимо формирования красивых цветных изображений, предлагается, например, использовать флуоресцентные чернила для обеспечения информации (такой как защищенная информация), в дополнение к визуальной информации, путем печати такой информации, как буквы, цифры, символы или штриховые коды, такими чернилами на носителе печатной информации и облучения ультрафиолетовым светом подходящей длины волны для генерирования цветной флуоресценции из флуоресцентных чернил. Конкретно, в системе для считывания информации аутентификации (предназначенной для борьбы против подделок) или защищенной информации с использованием устройства для возбуждения флуоресценции и считывания интенсивности ее излучения, флуоресцентный окрашивающий агент возбуждают возбуждающим светом предварительно определенной длины волны (например, 254 нм) для возникновения флуоресценции, и определяют или измеряют эту флуоресценцию.

Что касается окрашивающих веществ в чернилах, то красители могут легко обеспечить предварительно определенный цвет, но подчас обладают плохой водостойкостью, а пигменты могут придать превосходную водостойкость, но иногда не могут обеспечить предварительно определенный цветовой тон. Ввиду вышеизложенного, предложены чернила, содержащие и краситель, и пигмент, для получения чернил, способных обеспечить изображение, превосходное и по водостойкости, и по цветовому тону. Например, в прошедшей экспертизу японской патентной публикации S60-45669 (патентная ссылка 4) раскрывается жидкость для печати, содержащая водорастворимый красный краситель (например, Acid Red 52) и красный пигмент в качестве средств для печати, а также полимерный диспергатор для диспергирования пигмента в жидкой среде.

В почтовых системах Соединенных Штатов распространена печать флуоресцентным красным красителем, а в качестве флуоресцентного красителя используют такой краситель, как Acid Red 52 (AR52), который описан в вышеупомянутой публикации. В патенте США № 6176908 (патентная ссылка 1) раскрываются чернила, содержащие флуоресцентный краситель, пигмент и полимер в качестве диспергатора для пигмента, в качестве примера флуоресцентного красителя приведен AR52. Следует отметить, что коррекция оттенков окончательного цвета в соответствии со зрительным восприятием человека путем комбинации красителей была хорошо известным проектным приемом задолго до подачи патента США № 6176908.

В патенте США № 6176908, как и в японской патентной публикации JP-S60-45669В (патентная ссылка 4), предложены чернила для струйной печати, содержащие пигмент в дополнение к флуоресцентному красителю для повышения водостойкости чернил, а также описано добавление флуоресцентных красителей двух видов с известной целью коррекции видимого цвета (визуальной коррекции цвета), а также описаны добавки для придания системе повышенной интенсивности флуоресценции (повышенного уровня PMU). Конкретные примеры чернил с повышенной интенсивностью флуоресценции (повышенным уровнем PMU) включают такие растворители, как вода, 2-пирролидон и тетраэтиленгликоль, а также следующие флуоресцентные окрашивающие вещества, отличные от компонента на основе пигмента, состоящего из пигмента, полимера и тетраэтиленгликоля или диэтиленгликоля. В качестве флуоресцентных окрашивающих веществ описаны, например, комбинация AR52 (0,4 мас.%, диапазон от 0,5 мас.%, до 3,0 мас.%) и одного из таких красителей, как AY7, AY73 и DY96, а также комбинация основного фиолетового красителя (RHDB) и основного желтого красителя (BY40).

В JP H11-80632A (патентная ссылка 5) раскрываются невидимые флуоресцентные чернила на водной основе, содержащие три разные флуоресцентные окрашивающие вещества (флуоресцентный блескообразователь, желтый флуоресцентный краситель, являющийся производным кумарина, и красный флуоресцентный краситель (родамин-В или родамин-6G)), а также печать почтовых карточек с использованием этих чернил. В описании этого документа указано, что каждый из этих трех флуоресцентных окрашивающих веществ излучает свет под действием облучения ультрафиолетовым светом для возбуждения другого окрашивающего вещества, последовательно приводя к результирующему флуоресцентному излучению, имеющему пик при длине волны, составляющей 587 нм. Однако в этой публикации отсутствует конкретное описание длин волн возбуждения, и описание приводится с использованием того результата, что чернила и отпечатанное изображение демонстрируют одинаковые характеристики флуоресценции. В основном, вода поглощает ультрафиолетовый свет, так что флуоресценция отпечатанного изображения будет отличаться от флуоресценции используемых чернил. Исходя из этого, изобретение, описанное в рассматриваемой публикации, технически неправдоподобно. В публикации WO 02/092707 (патентная ссылка 2) раскрываются чернила, которые формируют темное изображение, а также проявляют флуоресценцию предварительно определенного цвета, когда подвергаются воздействию возбуждающего излучения. Эти чернила содержат множество красителей (например, красный и желтый флуоресцентные красители, синий краситель и черный краситель), как и чернила в патентной ссылке 5, но отличаются от чернил патентной ссылки 3 тем, что красители выбраны таким образом, что полоса поглощения при более длинных волнах и полоса излучения при более коротких волнах не перекрываются. В этой публикации взаимосвязь между флуоресцентными окрашивающими веществами не проанализирована в достаточной степени, так что не всегда можно получить желаемую интенсивность флуоресценции. В JP 2003-113331A (патентная ссылка 6) раскрывается изобретение, посвященное улучшению флуоресцентных характеристик чернил в терминах соотношения между растворителями и флуоресцентными окрашивающими веществами. Иными словами, в патентной ссылке 6 раскрываются чернила для печати, которые включают два флуоресцентных окрашивающих вещества одинакового цвета (приведен пример, в котором добавляют не флуоресцентное окрашивающее вещество), два разных органических растворителя (например, глицерин и неионогенное поверхностно-активное вещество), которые не обладают совместимостью друг с другом, и чистую воду для растворения этих компонентов.

Патентная ссылка 1: патент США № 6176908;

Патентная ссылка 2: WO 02/092707;

Патентная ссылка 3: не проходившая экспертизу японская патентная публикация № 8-239610;

Патентная ссылка 4: прошедшая экспертизу японская патентная публикация № 60-45669;

Патентная ссылка 5: не проходившая экспертизу японская патентная публикация № 11-80632;

Патентная ссылка 6: не проходившая экспертизу японская патентная публикация № 2003-113331.

Как пояснялось выше, до сих пор не предложены чернила на водной основе, которые могут обеспечить превосходную водостойкость, плотность отпечатанного изображения и, в частности, свойства проявления цвета, включая флуоресценцию с высокой надежностью. Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать чернила, дающие возможность решить вышеупомянутые проблемы.

В частности, в настоящем изобретении предложены чернила, менее подверженные влиянию характеристик поглощения окрашивающего вещества, используемого в чернилах, что позволяет прояснить «проблему потери флуоресценции в соответствии с характеристиками поглощения окрашивающего вещества, используемого совместно с ними (т.е. поглощения света из-за цвета окрашивающего вещества)», являющуюся одним из основных факторов, подавляющих флуоресцентное излучение, путем анализа фиксированного состояния чернил на носителе печатной информации на основе новой технической концепции, вследствие чего оказалось возможным обеспечить отпечатанное изображение с удовлетворительным флуоресцентным излучением и способ формирования такого изображения.

Краткое изложение сущности изобретения

Вышеупомянутые задачи можно решить с помощью настоящего изобретения в нижеследующих вариантах его осуществления.

Более конкретно, в настоящем изобретении предложены отдельные флуоресцентные чернила на водной основе, обеспечивающие возможность образования первой области в центральной части, где сконцентрировано первое окрашивающее вещество, включая второе окрашивающее вещество, и образования второй области по всей периферии первой области, включая внутренность носителя печатной информации, где присутствует только второе окрашивающее вещество, при этом отдельные флуоресцентные чернила на водной основе содержат первое окрашивающее вещество, второе окрашивающее вещество, а также жидкую среду и воду для растворения или диспергирования этих окрашивающих веществ, при этом, по меньшей мере, одно из первого окрашивающего вещества и второго окрашивающего вещества является флуоресцентным окрашивающим веществом.

В настоящем изобретении также предложено отпечатанное изображение, которое содержит первую область, образованную в центральной части, где сконцентрировано первое окрашивающее вещество со вторым окрашивающим веществом, и вторую область, образованную по всей периферии первой области, включая внутренность носителя печатной информации, где присутствует только второе окрашивающее вещество, при этом, по меньшей мере, одно из первого окрашивающего вещества и второго окрашивающего вещества является флуоресцентным окрашивающим веществом.

В настоящем изобретении также предложены отдельные флуоресцентные чернила на водной основе, содержащие первое окрашивающее вещество, второе окрашивающее вещество, а также жидкую среду и воду для растворения или диспергирования этих окрашивающих веществ, при этом, по меньшей мере, одно из первого окрашивающего вещества и второго окрашивающего вещества является флуоресцентным окрашивающим веществом, а упомянутые чернила обеспечивают возможность образования на носителе печатной информации фиксированной области, содержащей множество рассеянных быстрообразующихся пятен первого окрашивающего вещества в коагулированном состоянии в области, где фиксируется второе окрашивающее вещество.

В настоящем изобретении также предложено отпечатанное изображение, сформированное на носителе печатной информации, которое содержит участок фиксированного окрашивающего вещества, в котором присутствует множество быстрообразующихся пятен коагулированного первого окрашивающего вещества, рассеянного на фиксированном участке второго окрашивающего вещества, при этом, по меньшей мере, одно из первого окрашивающего вещества и второго окрашивающего вещества является флуоресцентным окрашивающим веществом.

В настоящем изобретении также предложен способ формирования отпечатанного изображения, включающий стадию формирования на носителе печатной информации изображения с множеством точек путем нанесения отдельных флуоресцентных чернил на водной основе, обеспечивающих возможность образования на носителе печатной информации первой области, в которой сконцентрировано первое окрашивающее вещество со вторым окрашивающим веществом, и второй области, в которой присутствует только второе окрашивающее вещество и которая окружает всю периферию первой области, включая участок в носителе печатной информации, при этом, по меньшей мере, одно из первого окрашивающего вещества и второго окрашивающего вещества является флуоресцентным окрашивающим веществом, причем отдельные флуоресцентные чернила на водной основе наносят таким образом, что первые области каждой из точек не соприкасаются друг с другом.

В настоящем изобретении также предложен способ формирования отпечатанного изображения, включающий стадию нанесения отдельных флуоресцентных чернил на водной основе на носитель печатной информации для формирования изображения, причем эти чернила обеспечивают возможность образования на носителе печатной информации первой области, в которой сконцентрировано первое окрашивающее вещество со вторым окрашивающим веществом, и второй области, в которой присутствует только второе окрашивающее вещество и которая окружает всю периферию первой области, включая участок в носителе печатной информации, при этом изображение имеет разное разрешение в продольном направлении и поперечном направлении.

В настоящем изобретении также предложен способ формирования отпечатанного изображения, включающий стадию формирования на носителе печатной информации изображения с множеством точек путем нанесения отдельных флуоресцентных чернил на водной основе, обеспечивающих возможность образования на носителе печатной информации точки, содержащей первую фиксированную область в пределах второй фиксированной области, причем первая фиксированная область содержит множество рассеянных быстрообразующихся пятен коагулированного первого окрашивающего вещества, фиксированного в ней, а вторая фиксированная область содержит второе окрашивающее вещество, фиксированное в ней, при этом, по меньшей мере, одно из первого окрашивающего вещества и второго окрашивающего вещества является флуоресцентным окрашивающим веществом, а первое окрашивающее вещество является вододиспергируемым окрашивающим веществом, причем точки формируют таким образом, что первые области каждой из точек не соприкасаются друг с другом, а вертикальное разрешение отличается от горизонтального разрешения.

Кроме того, в настоящем изобретении предложены отдельные флуоресцентные чернила на водной основе, содержащие первое окрашивающее вещество, имеющее свободную карбоксильную группу в качестве главной водорастворимой группы, второе окрашивающее вещество, имеющее свободную сульфокислотную группу в качестве главной водорастворимой группы, поверхностно-активное вещество, обеспечивающее возможность удержания второго окрашивающего вещества в большем количестве по сравнению с первым окрашивающим веществом.

Такие отдельные флуоресцентные чернила на водной основе предпочтительно включают водорастворимое кристаллоносное вещество, которое является твердым в окружающей среде нормальной температуры.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - схематический вид, иллюстрирующий структуру точки, образованной на носителе печатной информации обычными чернилами.

Фиг.2 - схематическая диаграмма, иллюстрирующая структуру точки, образованной на носителе печатной информации обычными чернилами, включающими несколько окрашивающих веществ.

Фиг.3 - схематическая диаграмма, иллюстрирующая структуру точки, образованной на носителе печатной информации чернилами согласно настоящему изобретению.

Фиг.4 - схематическая диаграмма структуры точек, образованных на носителе печатной информации чернилами согласно настоящему изобретению.

Фиг.5 - схематическая диаграмма, иллюстрирующая расположение точек чернил в изображении, сформированном чернилами согласно настоящему изобретению.

Фиг.6 - схематическая диаграмма, иллюстрирующая расположение точек чернил в изображении, сформированном чернилами согласно настоящему изобретению.

Фиг.7 - диаграмма, иллюстрирующая образование сборки в чернилах согласно настоящему изобретению.

Фиг.8 - диаграмма, иллюстрирующая образование коагулированной массы вододиспергируемого окрашивающего вещества.

Фиг.9 - диаграмма, иллюстрирующая состояние, в котором сборки вододиспергируемого окрашивающего вещества согласно настоящему изобретению осаждаются на носителе печатной информации.

Фиг.10 - диаграмма, иллюстрирующая состояние образования коагулированной массы вододиспергируемого окрашивающего вещества при комбинированном использовании вододиспергируемого окрашивающего вещества и водорастворимого окрашивающего вещества.

Фиг.11 - диаграмма, иллюстрирующая состояние чернил, в котором диспергируемое окрашивающее вещество образует сборки с кристаллами в качестве ядер в присутствии водорастворимого окрашивающего вещества, обладающего растворимостью, более высокой, чем растворимость вододиспергируемого окрашивающего вещества, в растворителе чернил.

Фиг.12 - схематическая диаграмма, иллюстрирующая состояние чернил, в котором диспергируемое окрашивающее вещество образует сборки с кристаллами в качестве ядер в присутствии водорастворимого окрашивающего вещества, обладающего растворимостью, более высокой, чем растворимость вододиспергируемого окрашивающего вещества, в растворителе чернил.

Фиг.13 - диаграмма, иллюстрирующая состояние образования сборки водорастворимого окрашивающего вещества согласно настоящему изобретению при комбинированном использовании диспергированного окрашивающего вещества и водорастворимого окрашивающего вещества.

Фиг.14 иллюстрирует спектр флуоресцентного излучения C.I. Acid Red 52 при длине волны возбуждения, составляющей 254 нм.

Фиг.15 иллюстрирует спектр возбуждения C.I. Acid Red 52 для флуоресцентного излучения при длине волны, составляющей 600 нм.

Фиг.16 иллюстрирует спектр флуоресцентного излучения водорастворимого флуоресцентного окрашивающего вещества А при длине волны возбуждения, составляющей 254 нм.

Фиг.17 иллюстрирует сравнение спектра возбуждения C.I. Acid Red 52 для флуоресцентного излучения при длине волны, составляющей 600 нм, и спектра флуоресцентного излучения водорастворимого окрашивающего вещества А при длине волны возбуждения, составляющей 254 нм.

Фиг.18 иллюстрирует сравнение спектра возбуждения C.I. Acid Red 52 для флуоресцентного излучения при 600 нм и спектра поглощения водорастворимого окрашивающего вещества А.

Фиг.19 иллюстрирует сравнение спектра флуоресцентного излучения водорастворимого окрашивающего вещества А при 254 нм и спектра поглощения C.I. Acid Red 52.

Фиг.20 иллюстрирует спектр флуоресцентного излучения смешанных чернил из C.I. Acid Red 52 и водорастворимого окрашивающего вещества А.

Фиг.21 иллюстрирует спектр флуоресценции отпечатка, образованного чернилами, содержащими C.I. Acid Red 52 и водорастворимое окрашивающее вещество А.

Фиг.22 иллюстрирует спектры возбуждения C.I. Acid Red 52 при 580, 600 и 620 нм.

Фиг.23 иллюстрирует спектр флуоресцентного излучения C.I. Acid Yellow 73 при длине волны возбуждения, составляющей 254 нм.

Фиг.24 иллюстрирует сравнение спектра возбуждения C.I. Acid Red 52 для флуоресцентного излучения при длине волны, составляющей 600 нм, и спектра флуоресцентного излучения C.I. Acid Yellow 73 с длиной волны возбуждения, составляющей 254 нм.

Фиг.25 иллюстрирует сравнение спектра возбуждения C.I. Acid Red 52 для флуоресцентного излучения при длине волны, составляющей 600 нм, и спектра поглощения C.I. Acid Yellow 73.

Фиг.26 иллюстрирует сравнение спектра поглощения C.I. Acid Red 52 и спектра флуоресцентного излучения C.I. Acid Yellow 73 при 254 нм.

Фиг.27 - диаграмма, схематически иллюстрирующая ситуацию добавления по каплям вододиспергированного окрашивающего вещества в раствор поверхностно-активного вещества в сосуде, таком как чашка Петри: непосредственно после добавления (слева) и по истечении некоторого времени (справа).

Фиг.28 - диаграмма, схематически иллюстрирующая ситуацию добавления по каплям вододиспергированного окрашивающего вещества в раствор поверхностно-активного вещества в сосуде, таком как чашка Петри: непосредственно после добавления (слева) и по истечении некоторого времени (справа).

Фиг.29 - диаграмма, схематически иллюстрирующая ситуацию добавления по каплям вододиспергированного окрашивающего вещества в раствор поверхностно-активного вещества в сосуде, таком как чашка Петри: непосредственно после добавления (слева) и по истечении некоторого времени (справа).

Фиг.30 - диаграмма, схематически иллюстрирующая ситуацию добавления по каплям вододиспергируемого окрашивающего вещества в контейнер, такой как чашка Петри, содержащий раствор поверхностно-активного вещества, при этом показаны состояние непосредственно после добавления (слева) и состояние по истечении некоторого времени (справа).

Фиг.31 иллюстрирует различие в контрастности между чернилами примера 12 и сравнительного примера 3.

Лучший вариант осуществления изобретения

В нижеследующем тексте будет приведено более подробное пояснение настоящего изобретения на предпочтительных вариантах его осуществления.

Прежде всего, поясняется механизм, посредством которого у отдельных чернил на водной основе согласно настоящему изобретению повышается стойкость, в частности, водостойкость, проявление цвета, включая флуоресцентное излучение, и качество изображения, включая плотность изображения в отпечатанном изображении. Осмысление поясняемого в нижеследующем тексте механизма достигнуто путем анализа различных явлений на основании экспериментальных данных и после многочисленных проб и ошибок, но нижеследующее все же не охватывает все аспекты, поскольку в настоящем изобретении предусматриваются сложные взаимодействия.

Авторы настоящего изобретения провели исследования и подтвердили, что предлагаемые чернила обладают удовлетворительной надежностью и сохранностью и позволяют обеспечить повышение стойкости изображения, в частности водостойкости, а также способны улучшить свойства проявления цвета, включая флуоресцентное излучение и плотность изображения. В результате, авторы обнаружили, что отдельные флуоресцентные чернила на водной основе, обеспечивающие возможность образования первой области, в которой первое окрашивающее вещество сконцентрировано со вторым окрашивающим веществом в центральной части, и образования второй области, в которой присутствует только второе окрашивающее вещество, по всей периферии первой области, включая внутренность носителя печатной информации, могут повысить стойкость, в частности водостойкость, и качестве печати, а также свойство проявления цвета, включая флуоресцентное излучение и плотность изображения. Таким образом, было создано настоящее изобретение.

Во-первых, проводится сравнение с известными чернилами. На фиг.1 показана модель. Фиг.1 представляет точку, образованную каплей чернил, где сплошная черная зона обозначает область, в которой фиксируется окрашивающее вещество. Верхний вид на фиг.1 представляет собой схематический вид сверху точки, т.е. области, в которой фиксируется окрашивающее вещество, образованной каплей чернил на носителе печатной информации, и которая рассматривается сверху. На фиг.1 также показан схематический поперечный разрез точки.

Чтобы увеличить плотность отпечатанного изображения, можно использовать способ увеличения содержания окрашивающего вещества в сплошной черной зоне, или способ сдерживания проникновения чернил в носитель печатной информации. В такой ситуации, когда окрашивающее вещество в сплошной черной круглой зоне обладает удовлетворительной водостойкостью, окрашивающее вещество в этой зоне агрегирует и ассоциируется, уменьшая растворимость в воде, что приводит к удовлетворительной водостойкости. Однако в таком случае окрашивающее вещество фиксируется на носителе печатной информации в ассоциированном, коагулированном или сборном состоянии. Такое ассоциированное, коагулированное или сборное состояние ухудшает свойство проявления цвета, присущее окрашивающему веществу, вследствие чего чернила демонстрируют неудовлетворительное свойство проявления цвета на носителе печатной информации.

С другой стороны, когда используют, например, несколько окрашивающих веществ, одно из них может повышать водостойкость, одно может увеличивать плотность изображения, и одно может улучшать цвет, так что они фиксируются в смешанном состоянии на носителе печатной информации, как показано на фиг.2. Например, когда используют окрашивающее вещество, обеспечивающее возможность повышения водостойкости, водостойкость может повыситься, но окрашивающие вещества фиксируются в смешанном состоянии, и окрашивающие вещества стремятся принять форму коагулированного, ассоциированного или сборного состояния, так что трудно улучшить свойство проявления цвета. Когда способность чернил проникать в носитель печатной информации уменьшают, чтобы увеличить плотность изображения, несколько окрашивающих веществ фиксируются на носителе печатной информации в таком же смешанном состоянии, как указано выше, так что свойство проявления цвета ухудшается. В частности, в случае использования флуоресцентного окрашивающего вещества для флуоресцентного излучения, окрашивающие вещества в коагулированном, ассоциированном или сборном состоянии значительно уменьшают флуоресцентное излучение.

На фиг.2 черные ромбики отображают первое окрашивающее вещество, а белые ромбики отображают второе окрашивающее вещество. На фиг.2 верхний вид представляет собой схематический вид сверху точки, образованной каплей чернил на носителе печатной информации и рассматриваемой сверху, а нижний вид - это схематический поперечный разрез точки, иллюстрирующий внутренность носителя печатной информации.

С другой стороны, на фиг.3 представлена схематическая иллюстрация точки, образованной отдельными чернилами на водной основе согласно настоящему изобретению. На фиг.3 сплошная черная зона обозначает область, где фиксируется, по меньшей мере, первое окрашивающее вещество, а белая зона обозначает область, где фиксируется только второе окрашивающее вещество. На фиг.3 верхний схематический вид иллюстрирует точку, образованную каплей чернил на носителе печатной информации и рассматриваемую сверху. Кроме того, поперечный разрез на фиг.3 - это схематическая иллюстрация точки, демонстрирующая внутренность носителя печатной информации.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, отдельные чернила на водной основе содержат жидкую среду на водной основе (обычно воду и водорастворимый органический растворитель), первое окрашивающее вещество и второе окрашивающее вещество перед осаждением на носителе печатной информации, но сразу же после осаждения отдельных чернил на водной основе на носителе печатной информации, жидкая среда капли чернил испаряется и проникает или диффундирует в носитель печатной информации, вследствие чего происходит фиксация окрашивающих веществ.

Когда окрашивающие вещества отдельных чернил на водной основе согласно настоящему изобретению фиксируются на носителе печатной информации, образуя изображение, первое окрашивающее вещество образует изображение в положении, в котором капля чернил осаждается или слабо диффундирует из начального положения, тогда как второе окрашивающее вещество образует изображение, диффундируя на и в носитель печатной информации. Таким образом, отдельные чернила на водной основе согласно настоящему изобретению формируют отпечатанное изображение, как показано на фиг.3, посредством первого и второго окрашивающих веществ, свойства диффузии которых на и в носителе печатной информации отличаются друг от друга. При таком формировании изображения первое окрашивающее вещество приходит в коагулированное, ассоциированное или сборное состояние, вследствие чего повышается стойкость, например, водостойкость и светостойкость. Кроме того, когда на и в носителе печатной информации формируется сборное изображение, окрашивающее вещество фиксируется концентрированным образом, вследствие чего можно получить плотность изображения, обладающую ударной силой, или изображения высокой плотности.

С другой стороны, второе окрашивающее вещество образует область изображения, явно окружающую первое окрашивающее вещество. Второе окрашивающее вещество имеет меньшую тенденцию к коагуляции, ассоциации или собиранию на и в носителе печатной информации, чем первое окрашивающее вещество, и фиксируется на носителе печатной информации в почти мономолекулярном состоянии по сравнению с первым окрашивающим веществом, что считается улучшением свойства проявления цвета. Кроме того, существует тенденция, в соответствии с которой чем больше диффузия второго окрашивающего вещества в носителе печатной информации, тем лучше становятся характеристики изображения.

Кроме того, первое окрашивающее вещество отдельных чернил на водной основе предпочтительно является вододиспергируемым окрашивающим веществом, а второе окрашивающее вещество является водорастворимым окрашивающим веществом.

Когда первое окрашивающее вещество является вододиспергируемым окрашивающим веществом, легко получается удовлетворительное свойство коагуляции, позволяющее увеличить как локальную плотность изображения, так и плотность всего отпечатанного изображения. Это также может повысить водостойкость.

Когда второе окрашивающее вещество является водорастворимым окрашивающим веществом, это водорастворимое окрашивающее вещество диффундирует на и в носитель печатной информации вместе с водой, являющейся основным компонентом чернил. Можно предвидеть, что такое состояние обеспечивает фиксацию окрашивающего вещества на носителе печатной информации в почти мономолекулярном состоянии с улучшением свойства проявления цвета.

Кроме того, поскольку фиксированное изображение (например, точка) капли чернил, осажденной на носителе печатной информации, содержит первую область, образованную коагулированным окрашивающим веществом, главным образом, в центральной части, и вторую область, образованную диффундировавшим окрашивающим веществом, фиксированным по всей периферии первой области, включая внутренность носителя печатной информации, существует градиент плотности, убывающий от центра к периферийной зоне. Следовательно, в случае, когда изображение образовано точками, эти точки менее заметны, а зернистый внешний вид получаемого изображения сглаживается, что упрощает формирование превосходного изображения.

Кроме того, авторы изобретения обнаружили, что когда отдельные чернила на водной основе являются флуоресцентными чернилами, свойство флуоресцентного излучения становится превосходным, в частности, в случае, когда флуоресцентное излучение в области, образованной вторым окрашивающим веществом, оказывается сильнее, чем в области, образованной, главным образом, первым окрашивающим веществом. Авторы изобретения также обнаружили, что высокой плотности изображения и удовлетворительного флуоресцентного излучения можно достичь путем применения вододиспергируемого окрашивающего вещества в качестве первого окрашивающего вещества и водорастворимого окрашивающего вещества в качестве второго окрашивающего вещества. Когда флуоресцентное окрашивающее вещество является вторым окрашивающим веществом, оно диффундирует на носителе печатной информации, вызывая небольшую ассоциацию или коагуляцию флуоресцентного окрашивающего вещества, вследствие чего обеспечивается удовлетворительное флуоресцентное излучение. С другой стороны, первое окрашивающее вещество может увеличить плотность изображения, как упоминалось выше. В результате, может быть получено отпечатанное изображение с высокой плотностью и удовлетворительным свойством флуоресцентного излучения по всему отпечатанному изображению. Можно также получить удовлетворительную водостойкость благодаря свойству коагуляции первого окрашивающего вещества.

Авторы изобретения также обнаружили, что когда изображение сформировано из множества точек с использованием отдельных чернил на водной основе таким образом, что каждая область, где сконцентрировано первое окрашивающее вещество в присутствии второго окрашивающего вещества, не соприкасается с другой такой областью (см. фиг.4), это обеспечивает образование вторых областей, где присутствует только второе окрашивающее вещество, вследствие чего получается весьма удовлетворительное отпечатанное изображение. На фиг.4, каждая из сплошных черных областей представляет собой область, где сконцентрировано первое окрашивающее вещество, а каждая из белых областей представляет собой область, где присутствует только второе окрашивающее вещество. Верхний вид на фиг.4 представляет схематический вид сверху двух точек, состоящих из фиксированных окрашивающих веществ, каждая из которых образована каплей чернил, осажденной на поверхности носителя печатной информации, и рассматривается сверху. На фиг.4 также приведен поперечный разрез, схематически иллюстрирующий точки, состоящие из фиксированных окрашивающих веществ, в носителе печатной информации. Символ «а» на фиг.4 обозначает расстояние между областями, где сконцентрировано, главным образом, первое окрашивающее вещество.

Кроме того, авторы изобретения обнаружили, что когда отпечатанное изображение на носителе печатной информации сформировано отдельными чернилами на водной основе согласно настоящему изобретению таким образом, что разрешение в вертикальном направлении отличается от разрешения в горизонтальном направлении, гарантируется место для диффузии второго окрашивающего вещества, что дополнительно усиливает эффект отдельных чернил на водной основе согласно настоящему изобретению.

В настоящем описании фраза «для нанесения множества капель чернил на носителе печатной информации таким образом, что каждая область, где сконцентрировано первое окрашивающее вещество в присутствии второго окрашивающего вещества, не соприкасается с другой такой областью», означает, например, как показано на фиг.5, что чернила наносят таким образом, что между точками существуют зоны, где чернила не осаждаются. На фиг.5 представлен схематический вид поверхности для печати носителя печатной информации, при этом каждый из черных кружков представляет собой зону, в которой капля чернил осаждена, а белые кружки представляют собой зоны, в которой капли чернил не осаждены.

Когда отдельные чернила на водной основе согласно настоящему изобретению используют при осуществлении способа печати так, как показано на фиг.5, получаемое отпечатанное изображение оказывается таким, как показано на фиг.6, облегчая образование областей, где присутствует только второе окрашивающее вещество. В результате эффект настоящего изобретения полностью представлен. На фиг.6 черный кружок обозначает область, где сконцентрировано, главным образом, первое окрашивающее вещество, а периферийная зона является областью, в которой фиксируется, главным образом, второе окрашивающее вещество.

Когда изображение формируется так, как описано выше, с получением изображения, показанного на фиг.6, метод формирования изображения по принципу «точка на точке» не является предпочтительным. При формировании изображения по принципу «точка на точке», первые области, где сконцентрировано, главным образом, первое окрашивающее вещество, и вторые области, где присутствует только второе окрашивающее вещество, претерпевают нежелательное наложение.

Авторы настоящего изобретения выяснили, что эффект настоящего изобретения можно удовлетворительно продемонстрировать с помощью отдельных чернил на водной основе, содержащих вододиспергируемое окрашивающее вещество, водорастворимое окрашивающее вещество, поверхностно-активное вещество и воду, причем поверхностно-активное вещество обеспечивает возможность удержания (растворения) водорастворимого окрашивающего вещества в большом количестве, но почти не удерживает вододиспергируемое окрашивающее вещество. Фиг.7 схематически иллюстрирует случай, в котором используется такое поверхностно-активное вещество.

На фиг.7 черные точки показывают область, где фиксируется первое окрашивающее вещество, а белые участки показывают область, где фиксируется второе окрашивающее вещество.

Верхний вид на фиг.7 представляет собой схематический вид точки, рассматриваемой сверху, причем точка состоит из областей, в которых фиксируются окрашивающие вещества и которые образованы осаждением капли чернил на поверхности для печати носителя печатной информации. На фиг.7 также приведен поперечный разрез, схематически иллюстрирующий точку, состоящую из фиксированных окрашивающих веществ, в носителе печатной информации.

Когда чернила содержат поверхностно-активное вещество, которое может удерживать или растворять водорастворимое окрашивающее вещество в большом количестве по сравнению с вододиспергируемым окрашивающим веществом, поверхностное натяжение чернил уменьшается, и смачиваемость носителя печатной информации увеличивается, вследствие чего облегчаются проникновение и диффузия чернил в носитель печатной информации. Когда чернила наносят на носитель печатной информации, поверхностно-активное вещество распределяется в носителе печатной информации в окрестности поверхности носителя печатной информации, где осаждена капля чернил, и диффундирует при одновременной адсорбции. Если поверхностно-активное вещество является таким, которое может удерживать или растворять водорастворимое окрашивающее вещество, но плохо удерживает или растворяет вододиспергируемое окрашивающее вещество, то водорастворимое окрашивающее вещество диффундирует в носитель печатной информации вместе с поверхностно-активным веществом и водой, основным компонентом чернил, образуя широкую область, где фиксируется второе окрашивающее вещество. Иными словами, водорастворимое окрашивающее вещество диффундирует и проникает вместе с растворителем чернил и поверхностно-активным веществом на и в носитель печатной информации. В таком состоянии разделение окрашивающих веществ имеет место на и в носителе печатной информации, вследствие чего фиксация чернил происходит так, как показано на фиг.7.

С другой стороны, поверхностно-активное вещество по-прежнему присутствует в окрестности зоны, где осаждена капля чернил, благодаря адсорбции или т.п., так что вододиспергируемое окрашивающее вещество оказывается менее диффундирующим по сравнению с водорастворимым окрашивающим веществом, и присущая вододиспергируемому веществу тенденция к агломерации дополнительно усиливается. В этом состоянии вододиспергируемое окрашивающее вещество не коагулирует мгновенно, а коагулирует в процессе диффузии, образуя распределение агрегатов в целой области, где сконцентрировано вододиспергируемое окрашивающее вещество, то есть в области, «запятнанной» агломератами вододиспергируемого окрашивающего вещества. Иными словами, первое окрашивающее вещество образует сборку из множества агломератов в области носителя печатной информации, как показано на фиг.7, и эта область соответствует первой области, где сконцентрировано вододиспергируемое окрашивающее вещество.

Когда используют такое поверхностно-активное вещество, зона, занимаемая первым окрашивающим веществом и приходящаяся на единицу площади первой области, уменьшается, так что зона, занимаемая вторым окрашивающим веществом в первой области, где сконцентрировано первое окрашивающее вещество, увеличивается, тем самым, улучшая свойство проявления цвета, в то же время поддерживая очевидную плотность изображения. В частности, когда второе окрашивающее вещество обладает свойством флуоресценции, флуоресцентное излучение усиливается (см. фиг.7). В этом состоянии первая область изображения, где сконцентрировано первое окрашивающее вещество, включая второе окрашивающее вещество, содержит участки, где фиксируется в основном первое окрашивающее вещество, и участки, где фиксируется в основном второе окрашивающее вещество, то есть первое окрашивающее вещество и второе окрашивающее вещество создают область во взаимно разделенном состоянии. Таким образом, оказывается возможным получение удовлетворительной плотности отпечатанного изображения и удовлетворительного свойства проявления цвета, такого как свойство флуоресценции, когда первое окрашивающее вещество является окрашивающим веществом, обеспечивающим возможность увеличения плотности изображения, а второе окрашивающее вещество является веществом, обеспечивающим возможность улучшения свойства проявления цвета, в частности, флуоресцентным окрашивающим веществом. За счет характеристик коагуляции первого окрашивающего вещества можно также получить удовлетворительную водостойкость.

В этом случае, первое окрашивающее вещество образует многочисленные малые коагуляции, как показано на фиг.7, но такие коагуляции распознаются как одна при визуальном наблюдении, поскольку эти коагуляции слишком малы, чтобы глаза человека могли распознать их, так что плотность отпечатанного изображения с такими быстрообразующимися агломерациями сравнима с плотностью изображения, при которой такие агломерации не образуются. Кроме того, когда изображение образовано точками, эти точки менее заметны, так что можно получать изображения высокой плотности. Помимо этого, если содержание поверхностно-активного вещества в чернилах поддерживают равным или выше критической концентрации мицелл, диффузия чернил на и в носитель печатной информации увеличивается, вследствие чего усиливается эффект настоящего изобретения.

В предпочтительном варианте, разница между динамическим поверхностным натяжением и статическим поверхностным натяжением применяемого поверхностно-активного вещества мала. Это означает повышенную скорость ориентации поверхностно-активного вещества к поверхности раздела, что ускоряет диффузию жидкой среды чернил на и в носитель печатной информации, а в случае использования вододиспергируемого окрашивающего вещества в этом изобретении, такое поверхностно-активное вещество мгновенно адсорбируется и ориентируется на вододиспергируемое окрашивающее вещество в состоянии быстрообразующихся агломераций, при этом быстрообразующиеся агломерации вододиспергируемого окрашивающего вещества распределяются на носителе печатной информации, дополнительно усиливая эффект настоящего изобретения.

Предпочтительную комбинацию поверхностно-активного вещества и вододиспергируемого окрашивающего вещества можно определить, например, следующим образом: когда раствор желательного вододиспергируемого окрашивающего вещества, такой как водная дисперсия в концентрации 15 мас.% (например, около 0,1 г), по каплям подают из шприца в раствор выбранного поверхностно-активного вещества, если вододиспергируемое окрашивающее вещество плавает в коагулированном состоянии на поверхности раствора поверхностно-активного вещества, и когда ему дают отстояться на протяжении длительного времени или при 60°C, коагулированное окрашивающее вещество не будет растворяться, переходя в раствор поверхностно-активного вещества, а будет оседать внизу раствора, такая комбинация является предпочтительной.

Фиг.27-30 иллюстрируют такое тестирование концептуально. Каждый чертеж схематически иллюстрирует состояние сразу же после капельной подачи (слева) и состояние по истечении некоторого времени (справа), когда вододиспергируемое окрашивающее вещество подают по каплям в раствор поверхностно-активного вещества в чашке Петри или аналогичной таре.

На фиг.27 показана конкретно предпочтительная комбинация, в которой вододиспергируемое окрашивающее вещество отделено в плавающем состоянии на поверхности раствора поверхностно-активного вещества сразу же после капельной подачи и отделено в осажденном состоянии на дне по истечении некоторого количества времени. На фиг.28 показана следующая предпочтительная комбинация, в которой вододиспергируемое окрашивающее вещество отделено в осажденном состоянии на дне от раствора поверхностно-активного вещества сразу же после капельной подачи и отделено также в осажденном состоянии на дне по истечении некоторого времени.

С другой стороны, на фиг.29 и 30 показаны нежелательные комбинации. На фиг.29 показано, что вододиспергируемое окрашивающее вещество отделяется в осажденном состоянии на дне от раствора поверхностно-активного вещества сразу же после капельной подачи, но диффундирует в раствор целиком по истечении некоторого времени, образуя растворенное состояние. На фиг.30 показано, что вододиспергируемое окрашивающее вещество отделяется в плавающем состоянии на поверхности раствора поверхностно-активного вещества сразу же после капельной подачи, но диффундирует в раствор целиком по истечении некоторого времени, переходя в растворенное состояние.

В настоящем изобретении выбор неионогенных поверхностно-активных веществ в качестве вышеупомянутых поверхностно-активных веществ может минимизировать проблемы при учете различных свойств чернил и применяемых окрашивающих веществ. Это происходит потому, что полярность может облегчить образование солей с различными анионогенными и катионогенными компонентами, содержащимися в чернилах, вследствие чего достижение предпочтительного состояния ориентации к поверхности раздела и, следовательно, удовлетворительной коагуляции вододиспергируемого окрашивающего вещества может быть затруднено.

В дополнение к вышеупомянутому поверхностно-активному веществу, отдельные чернила на водной основе согласно настоящему изобретению предпочтительно включают водорастворимое кристаллоносное вещество (кристаллообразующий компонент), которое является твердым в окружающей среде нормальной температуры. Чернила согласно такому предпочтительному варианту осуществления представляют собой устойчивую смесь вододиспергируемого окрашивающего вещества, водорастворимого окрашивающего вещества, жидкой среды (среды на водной основе), поверхностно-активного вещества, выполняющего вышеупомянутую функцию, и водорастворимого кристаллообразующего компонента. Когда таким чернилам дают отстояться, вода в чернилах убывает за счет испарения, а водорастворимый кристаллообразующий компонент достигает концентрации насыщения в чернилах и начинает осаждаться. В то же время, вододиспергируемое окрашивающее вещество достигает концентрации насыщения, а состояние дисперсии становится нестабильным, легко вызывая коагуляцию.

За счет одновременного развития двух таких состояний, а именно осаждения кристаллов в чернилах и нестабильной дисперсии вододиспергируемого окрашивающего вещества, ведущей к коагуляции, образуется сборка диспергированных агрегатов вододиспергируемого окрашивающего вещества, в которой вододиспергируемое окрашивающее вещество собрано вокруг осажденных кристаллов в чернилах как вокруг ядер (фиг.8). Присутствие сборки диспергированных окрашивающих веществ, включающей кристаллы в качестве ядер в чернилах, тормозит образование сетки (фиг.9) вододиспергируемого окрашивающего вещества, которая будет возникать в чернилах, где используется обычное вододиспергируемое окрашивающее вещество.

Кроме того, поскольку концентрация поверхностно-активного вещества, выполняющего вышеупомянутую функцию, увеличивается, вододиспергируемое окрашивающее вещество демонстрирует свойство усиленной коагуляции, облегчая образование диспергированных быстрообразующихся агломератов вододиспергируемого окрашивающего вещества. Агломераты диспергированных окрашивающих веществ, включающие кристаллы в качестве ядер, не обеспечивают легкое образование сетки, не приводя, тем самым, к интенсивному застыванию, как при наличии лишь диспергированного окрашивающего вещества, и не увеличивая, тем самым, сопротивление застыванию и закупориванию.

Далее, поскольку такая сборка включает водорастворимое ядро, даже в случае закупоривания, например, в окрестности сопла головки для струйной печати, восстановительная операция, такая как нагнетание давления посредством всасывания, может легко решить проблему закупоренного состояния путем воздействий изнутри и снаружи на сборку вододиспергируемого окрашивающего вещества, имеющую такой кристалл в качестве ядра, присутствующую в окрестности сопла и образующую такую закупорку.

Кроме того, чернила, оседающие на носителе печатной информации, теряют воду за счет испарения и проникновения, вследствие чего сборка вододиспергируемого окрашивающего вещества, образовавшаяся вокруг ядра кристаллического компонента, проявляется в части поверхности носителя печатной информации, в то же время вододиспергируемое окрашивающее вещество осуществляет интенсивное химическое и физическое взаимодействие с волокнами целлюлозы и т.д., из которых состоит носитель печатной информации, что обеспечивает удовлетворительную стойкость, такую как водостойкость (фиг.10).

Кроме того, хотя в чернилах сосуществуют вододиспергируемое окрашивающее вещество и водорастворимое окрашивающее вещество, отпечатанное изображение дополнительно улучшается в отношении свойства проявления цвета и сопротивления застыванию. Этот механизм рассмотрен ниже. В случае обычных чернил, в которых сосуществуют вододиспергируемое окрашивающее вещество и водорастворимое окрашивающее вещество, хотя чернила, осаждаемые на носителе печатной информации, теряют воду и фиксируются на этом носителе, водорастворимое окрашивающее вещество внедряется в коагуляционную сетку вододиспергируемого окрашивающего вещества, и это водорастворимое окрашивающее вещество коагулирует с вододиспергируемым окрашивающим веществом и улавливается в коагуляционной сетке, становясь неспособным развить удовлетворительное свойство проявления цвета (фиг.11). С другой стороны, в соответствии с настоящим изобретением, вододиспергируемое окрашивающее вещество не коагулирует локально благодаря вышеописанной функции поверхностно-активного вещества, а коагулирует в процессе диффузии, образуя состояние, в котором быстрообразующиеся агломераты вододиспергируемого окрашивающего вещества, содержащие или не содержащие кристаллическое ядро, образованное из кристаллообразующего компонента, диспергируются без образования крупной локальной коагуляции вододиспергируемого окрашивающего вещества. В результате, сетка вододиспергируемого окрашивающего вещества не образуется, а водорастворимое окрашивающее вещество присутствует в части растворителя помимо агломератов в чернилах, и это водорастворимое окрашивающее вещество может демонстрировать удовлетворительное свойство проявления цвета (фиг.13).

Механизм улучшения свойств противодействия застыванию рассматривается ниже. Сборки вододиспергируемого окрашивающего вещества, образовавшиеся вокруг кристаллических ядер, могут присутствовать в удовлетворительном диспергированном состоянии благодаря буферному взаимодействию между агрегатами. Кроме того, поскольку в растворителе чернил присутствует водорастворимое окрашивающее вещество, растворимое лучше, чем вододиспергируемое окрашивающее вещество, происходит приемлемое собирание вододиспергируемого окрашивающего вещества вокруг кристаллических ядер благодаря разнице в растворимости этих двух окрашивающих веществах в чернилах (фиг.12).

Использование флуоресцентного окрашивающего вещества в качестве водорастворимого окрашивающего вещества эффективно, в частности, при повышении интенсивности флуоресценции изображения. Считается, что флуоресцентное окрашивающее вещество присутствует в мономолекулярном состоянии и не улавливается при коагуляции вододиспергируемого окрашивающего вещества, как пояснялось выше, с водорастворимым окрашивающим веществом, демонстрируя, тем самым, высокую интенсивность флуоресценции. В этом случае, содержание флуоресцентного окрашивающего вещества должно быть меньше, чем содержание, которое вызывает концентрационное гашение на носителе печатной информации. Например, это содержание определяют как меньшее, чем содержание флуоресцентного окрашивающего вещества, которое вызывает концентрационное гашение в чернилах на водной основе, т.е. в композиции чернил на водной основе, из которых испарена вода. Термин «концентрационное гашение» обозначает явление уменьшения интенсивности флуоресценции с увеличением содержания флуоресцентного окрашивающего вещества в чернилах.

Как описано выше, чернила согласно настоящему изобретению содержат в качестве своих составляющих, по меньшей мере, среду на водной основе, вододиспергируемое окрашивающее вещество и кристаллообразующий компонент. Кроме того, для придания предпочтительного эффекта чернила могут содержать органический растворитель, обеспечивающий возможность растворения кристаллообразующего компонента.

Чернила согласно изобретению, включающие такой органический растворитель, облегчают не только образование сборок вокруг кристаллов в качестве ядер, но и образование не ассоциированных агломератов в чернилах, вследствие чего эффективно развиваются сборки вододиспергируемого окрашивающего вещества. Предпочтительным в качестве такого органического растворителя является, в частности, растворитель, весьма летучий при обычной температуре, например глицерин или триэтиленгликоль. Кроме того, если такой органический растворитель может также растворять водорастворимое окрашивающее вещество, то дополнительно улучшаются свойства проявления цвета, включая флуоресценцию отпечатанного изображения. Это происходит из-за возможности гарантировать удовлетворительное растворенное состояние водорастворимого окрашивающего вещества с помощью такого органического растворителя.

Помимо этого, по поводу соотношения органического растворителя и кристаллообразующего компонента следует отметить, что конкретно предпочтительным является соотношение, при котором содержание кристаллообразующего компонента в чернилах равно или больше концентрации насыщения применительно к содержанию органического растворителя в чернилах. Это необходимо для облегчения образования сборки вододиспергируемого окрашивающего вещества, имеющего ядро кристалла кристаллообразующего компонента. Поэтому предпочтительной для механизма согласно настоящему изобретению является, в частности, ситуация, когда концентрация насыщения кристаллообразующего компонента в органическом растворителе не превышает концентрацию насыщения в воде.

Кроме того, эффект настоящего изобретения может быть также продемонстрирован, когда содержание кристаллообразующего компонента в чернилах равно или меньше концентрации насыщения в воде, используемой в чернилах, и равно или больше концентрации насыщения в органическом растворителе, используемом в чернилах. Причина заключается в том, что кристаллообразующий компонент удовлетворительно растворяется в чернилах, но быстро кристаллизуется, когда испаряются летучие компоненты, присутствующие в чернилах.

С другой стороны, авторы настоящего изобретения обнаружили, что можно повысить плотность и стойкость отпечатанного изображения, а также улучшить свойство проявления цвета и качество изображения, путем использования отдельных чернил на водной основе, содержащих окрашивающее вещество, имеющее свободную карбоксильную группу в качестве главной водорастворимой группы, окрашивающее вещество, имеющее свободную сульфокислотную группу в качестве главной водорастворимой группы, поверхностно-активное вещество, способное содержать окрашивающее вещество, имеющее свободную сульфокислотную группу в большем количестве, чем окрашивающее вещество, имеющее свободную карбоксильную группу, и воду.

В частности, ссылаясь на фиг.3, можно отметить, что если первое окрашивающее вещество является окрашивающим веществом, имеющим свободную карбоксильную группу в качестве главной водорастворимой группы, а второе окрашивающее вещество является окрашивающим веществом, имеющим свободную сульфокислотную группу в качестве главной водорастворимой группы, то отпечатанное изображение становится удовлетворительным по плотности, стойкости и свойству проявления цвета, а в случае формирования отпечатанного изображения из точек, точка становится менее различимой, так что получается отпечатанное изображение удовлетворительного качества. Карбоксильная группа менее гидрофильна, так что окрашивающее вещество, имеющее карбоксильную группу, коагулирует легче, чем окрашивающее вещество, имеющее сульфокислотную группу. Кроме того, в случае использования поверхностно-активного вещества, способного содержать окрашивающее вещество, имеющее свободную сульфокислотную группу в качестве главной водорастворимой группы, в большем количестве, чем окрашивающее вещество, имеющее свободную карбоксильную группу в качестве главной водорастворимой группы, оказывается возможным повышение плотности и стойкости отпечатанного изображения за счет окрашивающего вещества, имеющего свободную сульфокислотную группу в качестве главной водорастворимой группы, а также получение удовлетворительного свойства проявления цвета и качества изображения за счет окрашивающего вещества, имеющего свободную карбоксильную группу в качестве главной водорастворимой группы. Кроме того, эти эффекты можно дополнительно усилить путем введения вышеупомянутого кристаллообразующего компонента.

Ниже приводится пояснение компонентов чернил согласно настоящему изобретению, способных обеспечить превосходные эффекты посредством вышеописанных механизмов.

Важно, чтобы первое окрашивающее вещество и второе окрашивающее вещество, основополагающие компоненты настоящего изобретения, были в такой комбинации, чтобы их можно было отделить друг от друга на носителе печатной информации. Для их разделения на носителе печатной информации можно применить, например, способ использования разницы в растворимости окрашивающих веществ при некотором рН поверхности носителя печатной информации, способ введения в чернила компонента, обеспечивающего возможность уменьшения растворимости одного из окрашивающих веществ таким образом, что когда чернила наносят на носитель печатной информации, и содержание воды при этом уменьшается, этот компонент действует на окрашивающее вещество, уменьшая его растворимость, или способ введения в чернила летучего компонента, обеспечивающего возможность увеличения растворимости одного из окрашивающих веществ и уменьшения растворимости окрашивающего вещества, когда чернила осаждают на носителе печатной информации, и летучий компонент при этом испаряется. В этих случаях первое окрашивающее вещество предпочтительно имеет меньшую растворимость/диспергируемость, чем второе окрашивающее вещество.

В качестве окрашивающих веществ, применяемых в чернилах, предпочтительно использовать вододиспергируемое окрашивающее вещество и водорастворимое окрашивающее вещество.

Термин «вододиспергируемое окрашивающее вещество» означает окрашивающее вещество, которое с трудом растворяется или не диспергируется в воде самостоятельно, но диспергируется в воде путем химического или физического воздействия соединения, имеющего водорастворимую группу, такого как поверхностно-активное вещество или полимер, или означает окрашивающее вещество, образованное из окрашивающего вещества, не диспергируемого в воде, путем химического связывания гидрофильной группы, такой как сульфокислотная или карбоксильная группа, посредством окисления или обработки поверхности окрашивающего вещества низкомолекулярным соединением, имеющим гидрофильную группу.

Вододиспергируемым окрашивающим веществом может быть неорганический пигмент, например, углеродная сажа, печная сажа, ламповая сажа, ацетиленовая сажа или канальная газовая сажа, конкретные примеры включают коммерчески доступные продукты, такие как Raven 700, Raven 5750, Raven 5250, Raven 5000 ULTRA, Raven 3500, Raven 2000, Raven 1500, Raven 1250, Raven 1200, Raven 1190 ULTRA-II, Raven 1170, Raven 1255 (продукты Columbian Chemicals Co.); Black Pearls L, Regal 400R, Regal 330R, Regal 660R, Mogul L, Monarch 700, Monarch 800, Monarch 880, Monarch 900, Monarch 1000, Monarch 1100, Monarch 1300, Monarch 1400, Valcan XC-72R (приведенные выше продукты производятся Cabot Corp.); Color Black FW1, Color Black FW2, Color Black FW2V, Color Black FW18, Color Black FW200, Color Black S150, Color Black S160, Color Black S170, Printex 35, Printex U, Printex V, Printex 140U, Printex 140V, Special Black 6, Special Black 5, Special Black 4A, Special Black 4 (приведенные выше продукты производятся Degussa Corp.); № 25, № 33, № 40, № 47, № 52, № 900, № 2300, MCF-88, MA600, MA7, MA8 и МА100 (приведенные выше продукты производятся Mitsubishi Chemical Co.); можно также использовать какой-либо новый полученный продукт. Эти продукты можно использовать отдельно или в комбинации, состоящей из продуктов двух или нескольких видов.

Конкретные примеры органического пигмента включают нерастворимый азо-пигмент, такой как толуидиновый красный, толуидиновый каштановый, ганзейский желтый, бензидиновый желтый и пиразолоновый красный; растворимый азо-пигмент, такой как литоловый красный, гелио бордовый, пигмент алый и неизменно-красный 2В; такие производные кубовых красителей, как ализарин, индантрон и тиоиндиго каштановый; фталоцианиновый пигмент, такой как фталоцианиновый голубой и фталоцианиновый зеленый; хинакридоновый пигмент, такой как хинакридоновый красный или хинакридоновый пурпурный; периленовый пигмент, такой как периленовый красный или периленовый алый; изоиндолиноновый пигмент, такой как изоиндолиноновый желтый или изоиндолиноновый оранжевый; имидазолоновый пигмент, такой как бензимидазолоновый желтый, бензимидазолоновый оранжевый или бензимидазолоновый красный; пирантроновый пигмент, такой как пирантроновый красный или пирантроновый оранжевый; тиоиндиго-пигмент; конденсированный азо-пигмент; дикетопирролопироловый пигмент; и другие пигменты, такие как флавантроновый желтый, ациламидный красный, хинофталоновый желтый, никель-азо-желтый, медь-азометиновый желтый, периноновый оранжевый, антроновый оранжевый, диантрахинониловый красный и диоксадиновый фиолетовый. Эти пигменты можно использовать отдельно или в комбинации двух или нескольких видов.

Также примеры органического пигмента, обозначаемые номерами индекса цвета (C.I.), включают C.I. Pigment Yellow (пигменты желтого цвета) под номерами 12, 13, 14, 17, 20, 24, 55, 74, 83, 86, 93, 97, 98, 109, 110, 117, 120, 125, 128, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 151, 153, 154, 155, 166, 168, 180, 185; C.I. Pigment Orange (пигменты оранжевого цвета) под номерами 16, 36, 43, 51, 55, 59, 61, 71; C.I. Pigment Red (пигменты красного цвета) под номерами 9, 48, 49, 52, 53, 57, 97, 122, 123, 149, 168, 175, 176, 177, 180, 192, 202, 209, 215, 216, 217, 220, 223, 224, 226, 227, 228, 238, 240, 254, 255, 272; C.I. Pigment Violet (пигменты фиолетового цвета) под номерами 19, 23, 29, 30, 37, 40, 50; C.I. Pigment Blue (пигменты синего цвета) под номерами 15, 15:1, 15:3, 15:4, 15:6, 22, 60, 64; C.I. Pigment Green (пигменты зеленого цвета) под номерами 7, 36; C.I. Pigment Brown (пигменты коричневого цвета) под номерами 23, 25, 26, и т.д. Существуют различные способы диспергирования, например, таких пигментов, как C.I. Pigment Yellow 13, 17, 55, 74, 93, 97, 98, 110, 128, 139, 147, 150, 151, 154, 155, 180, 185; C.I. Pigment Red 122, 202, 209; C.I. Pigment Blue 15:3, 15:4 и т.д. В выложенной японской патентной заявке № S46-52950, патентах США №№ 5200164 и 5554739, выложенной японской патентной заявке № Н8-3498 и патенте США № 5571311 раскрываются: способ связывания гидрофильной группы с поверхностью окрашивающего вещества посредством группы диазония, гарантируя, тем самым, диспергирование в воде в качестве самодиспергируемого пигмента; способ окисления поверхности окрашивающего вещества хлорноватистой кислотой и т.д., с образованием гидрофильной группы и гарантией дисперсии в воде; способ введения окрашивающего вещества в поверхностно-активное вещество или полимер, тем самым, гарантируя диспергирование в воде в виде эмульсии или капсул; и в выложенных японских патентных заявках №№ Н05-179183, Н06-136311, Н07-053841, Н10-87768, Н11-043639, Н11-236502 и Н11-269418 раскрывается способ диспергирования в воде с использованием физической адсорбции диспергатора, такого как поверхностно-активное вещество или полимер, на поверхности окрашивающего вещества, не диспергируемого в воде.

Диспергатор может быть, например: смолой, такой как статистический или блок-сополимер полимеризованного стирола и акриловой кислоты или сополимер стирола и малеиновой кислоты; неионогенным или анионогенным поверхностно-активным веществом, обеспечивающим возможность реализации диспергированного состояния в воде с использованием мицеллярного или эмульсионного состояния; или блок-сополимером, статистическим сополимером, привитым сополимером или его солью, по меньшей мере, двух мономеров, выбранных из стирола, производного стирола, винилнафталина, производного винилнафталина, сложного эфира алифатического спирта и α,β-этиленненасыщенной карбоновой кислоты, акриловой кислоты, производного акриловой кислоты, малеиновой кислоты, производного малеиновой кислоты, итаконовой кислоты, производного итаконовой кислоты, фумаровой кислоты, производного фумаровой кислоты, винилацетата, винилпирролидона, акриламида и их производных (в данном случае, по меньшей мере, один из двух мономеров является гидрофильным). Среди этих веществ конкретно предпочтительным для осуществления настоящего изобретения является блок-сополимер. Вододиспергируемое окрашивающее вещество, полученное с использованием блок-сополимера, является однородным и облегчает получение стабильных чернил.

Блок-сополимер имеет структуру, представленную звеньями АВ, ВАВ, АВС и т.д. В частности, при осуществлении настоящего изобретения предпочтительным является блок-сополимер, имеющий гидрофобный блок и гидрофильный блок, размеры которых надлежащим образом сбалансированы, чтобы способствовать стабильности дисперсии. В гидрофобный блок, с которым связывают пигмент, можно также внедрить некоторую функциональную группу, вследствие чего усиливается особое взаимодействие между диспергатором и пигментом для повышения стабильности дисперсии. Кроме того, среднемассовая молекулярная масса полимера предпочтительно меньше 30000, предпочтительно меньше 20000 и более предпочтительно находится в диапазоне 2000-10000.

Способы получения такого полимера описаны в выложенных японских заявках №№ Н05-179183, Н06-136311, Н07-053841, Н10-87768, Н11-043639, Н11-236502 и Н11-269418.

Ниже приведены примеры характерного гидрофобного мономера, используемого в блок-сополимере, но такие примеры не являются ограничительными: бензилакрилат, бензилметакрилат, метилметакрилат (ММА), этилметакрилат (ЕМА), пропилметакрилат, н-бутилметакрилат (BMA или NBMA), гексилметакрилат, 2-этилгексилметакрилат (ЕНМА), октилметакрилат, лаурилметакрилат (LMA), стеарилметакрилат, фенилметакрилат, гидроксиэтилметакрилат (НЕМА), гидроксипропилметакрилат, 2-этоксиэтилметакрилат, метакрилонитрил, 2-триметилсилоксиэтилметакрилат, глицидилметакрилат (GMA), п-толилметакрилат, сорбилметакрилат, метилакрилат, этилакрилат, пропилакрилат, бутилакрилат, гексилакрилат, 2-этилгексилакрилат, октилакрилат, лаурилакрилат, стеарилакрилат, фенилакрилат, 2-фенилэтилметакрилат, гидроксиэтилакрилат, гидроксипропилакрилат, акрилонитрил, 2-триметилсилоксиэтилакрилат, глицидилакрилат, п-толилакрилат и сорбилакрилат. Предпочтительными гидрофобными мономерами являются бензилакрилат, бензилметакрилат, 2-фенилэтилметакрилат, метилметакрилат, бутилметакрилат или 2-этилгексилметакрилат; также предпочтительным является получение блок-сополимера с использованием гомополимера или полученного из него сополимера, такого как сополимер метилметакрилата и бутилметакрилата.

В дополнение к сказанному, ниже приведены примеры характерных гидрофильных мономеров, используемых в блок-сополимере, но такие примеры не являются ограничительными: метакриловая кислота (ММА), акриловая кислота, диметиламиноэтилметакрилат (DMAEMA), диэтиламиноэтилметакрилат, трет-бутиламиноэтилметакрилат, диметиламиноэтилакрилат, диэтиламиноэтилакрилат, диметиламинопропилметакриламид, метакриламид, акриламид и диметилакриламид. Предпочтительным является получение блок-сополимера с использованием гомополимера или полученного из него сополимера метакриловой кислоты, акриловой кислоты или диметиламиноэтилметакрилата.

Кислотосодержащий полимер можно получать либо непосредственно, либо из блокированного мономера, имеющего блокирующую группу, удаляемую после полимеризации. Примеры блокированного мономера, позволяющего получить акриловую кислоту или метакриловую кислоту после удаления блокирующей группы, включают триметилсилилметакрилат (TMS-MAA), триметилсилилакрилат, 1-бутоксиэтилметакрилат, 1-этоксиэтилметакрилат, 1-бутоксиэтилакрилат, 1-этоксиэтилакрилат, 2-тетрагидропиранилакрилат и 2-тетрагидропиранилметакрилат.

Содержание пигмента в качестве диспергируемого окрашивающего вещества в чернилах конкретно не ограничивается. Однако разделение первого окрашивающего вещества и второго окрашивающего вещества на носителе печатной информации важно для настоящего изобретения; когда содержание окрашивающего вещества излишне велико, вододиспергируемое окрашивающее вещество будет фиксироваться на носителе печатной информации в коагулированном состоянии, нежелательном для настоящего изобретения. Поэтому содержание вододиспергируемого окрашивающего вещества в чернилах предпочтительно составляет менее 10 мас.%, более предпочтительно менее 4 мас.% и еще более предпочтительно менее 2,5 мас.% для обычно применяемого носителя печатной информации, хотя этот параметр может изменяться в зависимости от типа носителя печатной информации, например, от типа клеящего вещества и количества, в котором оно добавляется в состав носителя. Нижний предел содержания такого пигмента можно определить в соответствии с желательной плотностью изображения.

Следует также отметить, что в случае, когда для диспергирования вододиспергируемого окрашивающего вещества добавляют такой диспергатор, как смоляной диспергатор или поверхностно-активный диспергатор, например, посредством физической адсорбции, можно использовать один такой смоляной диспергатор или поверхностно-активный диспергатор, или комбинацию из таких диспергаторов двух или нескольких видов, и количество диспергатора предпочтительно составляет 0,5-10 мас.% от общей массы чернил, более предпочтительно 0,8-8 мас.% и еще более предпочтительно 1-6 мас.%. В случае, если содержание диспергатора превышает такой диапазон, будет трудно поддерживать желательную вязкость чернил.

Кроме того, когда содержание вододиспергируемого окрашивающего вещества в чернилах оказывается излишне большим, будет оставаться свободное окрашивающее вещество, которое не будет собираться вокруг кристаллического ядра, тем самым, ослабляя эффект настоящего изобретения. Можно использовать одно вододиспергируемое окрашивающее вещество или комбинацию из таких веществ двух или нескольких видов.

Термин «водорастворимое окрашивающее вещество» означает окрашивающее вещество, имеющее водорастворимую группу, такую как группа сульфокислоты, свободная карбоксильная группа или группа фосфорной кислоты, гидроксильная группа или аминогруппа, способную стабильно присутствовать в воде без воздействия вспомогательного компонента, такого как поверхностно-активное вещество или смола. В качестве соединения, обладающего свойством флуоресценции, или флуоресцентного окрашивающего вещества, используемого в качестве компонента чернил согласно настоящему изобретению, можно применять различные соединения или окрашивающие вещества, которые излучают свет при возбуждении. Например, можно применять соединение, которое возбуждается ультрафиолетовым светом и излучает свет в ультрафиолетовом, видимом или инфракрасном диапазоне длин волн, или соединение, которое возбуждается видимым светом и излучает свет в видимом или инфракрасном диапазоне длин волн, или соединение, которое возбуждается инфракрасным светом и излучает свет в видимом или инфракрасном диапазоне длин волн. Конкретно предпочтительными являются соединения, имеющие следующие группы атомов или основные структуры.

(Химические формулы)

Конкретные примеры включают: соединение со структурой ксантена, такое как Acid Red 52, Acid Red 92, Acid Red 289 или Acid Yellow 73; производное пиранина, такое как Solvent Green 7; производное кумарина, такое как Acid Yellow 184; производное оксазола, производное тиазола, производное имидазола, производное имидазолона, производное пиразолона, производное бензидина, диаминостильбендисульфоновая кислота; и красители со структурами, показанными в следующей таблице, и их водорастворимые производные. Водорастворимый флуоресцентный краситель может проявлять эффект настоящего изобретения наиболее сильно.

ТаблицаКрасительСтруктураЦвет при дневном освещенииФлуоресцентный цветБриллиантовый сульфофлавин FF (C.I. 56205)желтыйот зеленого до желто-зеленогоОсновный желтый HG (C.I. 460400желтыйот зелено-желтого до желтогоЭозин (C.I. 45380)красныйот желтого до оранжевогоРодамин 6G (C.I. 45160)красныйот желтого до оранжевогоРодамин В (C.I. 45170)розовыйот оранжевого до красного ПигментСтруктураЛюмоген L
желтыйЛюмоген L
бриллиантовый желтыйЛюмоген L
желто-оранжевыйЛюмоген L
красно-оранжевый

В качестве соединения, обладающего свойством флуоресценции, также можно использовать обычное флуоресцентное отбеливающее вещество. В частности, следующее водорастворимое флуоресцентное окрашивающее вещество А (которое может именоваться далее «флуоресцентным соединением (А)» или «флуоресцентным веществом (А)») является одним из конкретно удовлетворительных флуоресцентных окрашивающих веществ.

Водорастворимое флуоресцентное окрашивающее вещество А

(химическая формула)

Содержание флуоресцентного красителя в чернилах предпочтительно составляет 0,01-30 мас.% от общей массы чернил, более предпочтительно 0,05-20 мас.%. Кроме того, в случае, если для отпечатанного содержания (отпечатанного изображения) требуется свойство флуоресценции, то предпочтительно, чтобы содержание не обуславливало концентрационное гашение (явление уменьшения интенсивности флуоресценции, когда содержание чернил превышает некоторый предел) при осуществлении печати путем осаждения чернил согласно настоящему изобретению на носитель печатной информации. Если наиболее важным является усиление свойства флуоресценции, то конкретно предпочтительным является содержание, не превышающее 3 мас.%, но, в зависимости от носителя печатной информации или свойства флуоресцентного окрашивающего вещества, содержание не ограничивается этим значением.

Кроме того, вещество, имеющее вышеупомянутую основную структуру для флуоресцентного излучения в многочисленных звеньях внутри этой своей структуры, например, окрашивающее вещество, имеющее структуру димера или тримера за счет соединительной группы, проявляет превосходный эффект в смысле свойства флуоресцентного излучения, в частности, ввиду стойкости к концентрационному гашению.

Когда целью применения настоящего изобретения является достижение флуоресцентных характеристик, для настоящего изобретения предпочтительным оказывается также соблюдение условий, учитывающих нижеследующие моменты.

Теперь будет приведено пояснение «многочисленных флуоресцентных красителей» применительно к настоящему изобретению. Термин «многочисленные флуоресцентные красители», поясняемый в нижеследующем тексте, относится к технологии, которая может значительно увеличить интенсивность флуоресценции первого окрашивающего вещества в предварительно определенном (контрольном) диапазоне длин волн флуоресценции (например, 580-629 нм) путем возбуждения при эталонной длине волны возбуждения, взаимосвязанной с другим флуоресцентным окрашивающим веществом (именуемым далее вторым окрашивающим веществом).

Например, авторы настоящего изобретения исследовали явление, заключающееся в том, что, хотя вышеупомянутый флуоресцентный краситель AR52 обеспечивает излучение с удовлетворительной флуоресценцией красного цвета даже в чернилах, содержащих воду, которая поглощает ультрафиолетовый свет, отпечатанное изображение с этим красителем демонстрирует слабую флуоресценцию при возбуждении ультрафиолетовым светом. Такое исследование выявило, что длина волны возбуждения для AR52 с флуоресцентным излучением красного цвета распределяется не только в ультрафиолетовой области, но и в области видимого света, а на интенсивность флуоресценции влияет фиксированное состояние красителя в носителе печатной информации. Поэтому был проведен технический анализ, позволивший определить, как обеспечить как можно больше возбуждающего света и как сделать фиксированное состояние красителя в отпечатанном изображении пригодным для флуоресцентного излучения.

Помимо этого, когда используют AR52 в качестве первого окрашивающего вещества, удовлетворительная интенсивность флуоресценции получается при испарении воды из чернил, содержащих AR52 в количестве 0,01 мас.% или менее. Однако существуют дополнительные обстоятельства, которые надо включить в рассмотрение: это потери окрашивающего вещества, не фиксируемого в поверхностных волокнах, в носителе печатной информации, таком как лист бумаги или конверт, а также проблема концентрационного гашения, заключающаяся в том, что интенсивность флуоресценции окрашивающего вещества убывает с увеличением содержания первого и второго окрашивающих веществ в чернилах. Следует также учесть, что источник энергии ограничивается предварительно определенным возбуждающим светом. Другие анализы станут ясными из нижеследующего описания.

Следовательно, настоящее изобретение решает, по меньшей мере, одну из следующих задач (предпочтительно совокупность этих задач) повышения интенсивности флуоресценции по сравнению с обычным техническим стандартом.

Первая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать чернила для печати, обеспечивающие возможность увеличения интенсивности их флуоресценции при стандартной длине волны возбуждения таким образом, что их энергетическая эффективность увеличивается, путем сосредоточения внимания на корреляции между флуоресцентным излучением второго окрашивающего вещества, которое генерируется вносимым светом, и длиной волны возбуждения первого окрашивающего вещества для получения предварительно определенной длины волны излучения (именуемой далее предварительно определенной длиной волны флуоресценции для единственной длины волны или интервала длин волн).

Вторая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать чернила для печати, обеспечивающие возможность увеличения интенсивности их флуоресценции при предварительно определенной длине волны излучения таким образом, что их энергетическая эффективность значительно увеличивается, путем сосредоточения внимания на спектре поглощения первого окрашивающего вещества и флуоресцентном излучении второго окрашивающего вещества, которое генерируется вносимым светом, имеющим предварительно определенную длину волны возбуждения.

Третья цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать чернила для печати, обеспечивающие возможность увеличения интенсивности их флуоресценции при предварительно определенной длине волны излучения, путем сосредоточения внимания на информации, получаемой посредством анализа структурной разницы между флуоресцентными красителями (т.е. количества соответствующих добавляемых флуоресцентных красителей можно увеличивать за счет разумного предотвращения образования сборок флуоресцентных красителей).

В дополнение к третьей цели, четвертая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать чернила для печати, обеспечивающие возможность увеличения интенсивности их флуоресценции при предварительно определенной длине волны излучения, путем сосредоточения внимания на наличии флуоресцентного излучения второго окрашивающего вещества, которое генерируется вносимым светом, имеющим предварительно определенную длину волны возбуждения, и на характеристиках длины волны возбуждения, необходимых для получения предварительно определенной длины волны флуоресцентного излучения первого окрашивающего вещества.

Пятая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать чернила для печати, обеспечивающие возможность более стабильного увеличения интенсивности их флуоресценции при предварительно определенной длине волны излучения за счет характеристик самих чернил, которые содержат множество флуоресцентных окрашивающих веществ.

Шестая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать чернила для печати, обеспечивающие возможность увеличения интенсивности их флуоресценции при предварительно определенной длине волны излучения без существенной зависимости от типа или характеристик носителя печатной информации, на котором следует сформировать изображение, причем упомянутое увеличение достигается благодаря информации, получаемой путем анализа формируемого изображения.

В дополнение к первой цели, седьмая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать чернила для печати, обеспечивающие возможность увеличения интенсивности их флуоресценции при предварительно определенной длине волны излучения, путем сосредоточения внимания на корреляции между характеристиками возбуждения первого окрашивающего вещества и спектром поглощения второго окрашивающего вещества. Другие задачи и цели настоящего изобретения станут очевидными из нижеследующего описания.

Для достижения вышеуказанных целей в настоящем изобретении предложены следующие варианты осуществления. Соотношение между длинами волн в изобретении вкратце можно охарактеризовать следующим образом: диапазон длин волн флуоресцентного излучения (см. фиг.16, описываемую ниже) второго флуоресцентного окрашивающего вещества охватывает, по меньшей мере, диапазон длины волны пика (см. фиг.15, описываемую ниже) спектра длин волн возбуждения первого флуоресцентного окрашивающего вещества для получения флуоресценции при предварительно определенной длине волны излучения (например, 600 нм) и, по выбору, диапазон длин волн поглощения в области видимого света первого флуоресцентного окрашивающего вещества (см. нижний график фиг.19, описываемой ниже).

Прежде всего, в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, для достижения, по меньшей мере, первой цели, предложены чернила для печати, которые содержат

первое флуоресцентное окрашивающее вещество, которое флуоресцирует при предварительно определенной длине волны излучения, используемой для измерения или определения при возбуждении при предварительно определенной длине волны возбуждения, и

второе флуоресцентное окрашивающее вещество, которое флуоресцирует при возбуждении при данной предварительно определенной длине волны возбуждения,

причем спектр возбуждения первого окрашивающего вещества в чернилах для получения флуоресценции при предварительно определенной длине волны излучения имеет диапазон длины волны пика, следующий за данной предварительно определенной длиной волны флуоресценции, а спектр флуоресценции излучения второго окрашивающего вещества имеет область длин волн излучения, по существу, включающую, по меньшей мере, этот диапазон длины волны пика.

Здесь фраза «диапазон длины волны пика, который соответствует области пика, следующей за данной предварительно определенной длиной волны флуоресценции» флуоресцентного излучения из первого флуоресцентного окрашивающего вещества согласно настоящему изобретению, имеет практический смысл при рассмотрении эффективности преобразования энергии этого излучения. Иными словами, в спектре длин волн возбуждения для получения предварительно определенной длины волны флуоресценции первого флуоресцентного окрашивающего вещества, область, которая имеет пик, следующий за данной предварительно определенной длиной волны флуоресценции, и в которой интенсивность составляет 100 или более, определяется как область пика, а диапазон длины волны, соответствующий этой области, определяется как диапазон длины волны пика.

Предварительно определенная длина волны возбуждения предпочтительно составляет 254 нм, а диапазон длины волны пика предпочтительно составляет от 430 нм до 600 нм, включая оба крайних значения. В предпочтительном варианте, диапазон длин волн излучения второго флуоресцентного окрашивающего вещества включает предварительно определенную длину волны (600 нм) флуоресценции и простирается от 425 нм до 600 нм, включая оба крайних значения. Кроме того, в чернилах, соответствующих первому варианту осуществления настоящего изобретения, предпочтительно, чтобы спектр поглощения первого флуоресцентного окрашивающего вещества имел область пика в области видимого света, а диапазон длин волн флуоресцентного излучения второго флуоресцентного окрашивающего вещества охватывал область более коротких длин волн, чем указанная выше область пика спектра поглощения.

В соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения, обеспечивающим достижение, по меньшей мере, второй цели, предложены чернила для печати, содержащие первое флуоресцентное окрашивающее вещество, которое флуоресцирует при предварительно определенной длине волны флуоресценции, используемой для измерения или определения при возбуждении светом предварительно определенной длины волны возбуждения, и второе флуоресцентное окрашивающее вещество, которое флуоресцирует за счет возбуждения при данной предварительно определенной длине волны возбуждения, причем область длин волн излучения второго флуоресцентного окрашивающего вещества включает, по меньшей мере, основную область длин волн поглощения в спектре поглощения света первого флуоресцентного окрашивающего вещества в области длин волн возбуждения для получения излучения при указанной предварительно определенной длине волны флуоресценции первого флуоресцентного окрашивающего вещества в чернилах.

В чернилах, соответствующих второму варианту осуществления настоящего изобретения, предпочтительно, чтобы основная область длин волн поглощения первого флуоресцентного окрашивающего вещества находилась в диапазоне от 500 нм до 590 нм, включая оба крайних значения, а основная область длин волн излучения второго флуоресцентного окрашивающего вещества находилась в диапазоне от 450 нм до 600 нм, включая оба крайних значения.

Кроме того, в чернилах, соответствующих каждому из первого и второго вариантов осуществления настоящего изобретения, предпочтительно, чтобы вторым флуоресцентным окрашивающим веществом было окрашивающее вещество, имеющее структуру с множеством флуоресцентных групп.

В соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения, обеспечивающим достижение, по меньшей мере, третьей цели, предложены чернила для печати, содержащие первое флуоресцентное окрашивающее вещество, которое флуоресцирует при предварительно определенной длине волны флуоресценции, используемой для измерения или определения при возбуждении при предварительно определенной длине волны возбуждения, и второе флуоресцентное окрашивающее вещество, которое флуоресцирует при возбуждении при данной предварительно определенной длине волны возбуждения и увеличивает интенсивность излучения при данной предварительно определенной длине волны флуоресценции, причем второе флуоресцентное окрашивающее вещество имеет множество флуоресцентных групп.

В чернилах, соответствующих третьему варианту осуществления настоящего изобретения, предпочтительно, чтобы область длин волн излучения второго флуоресцентного окрашивающего вещества находилась в области длин волн возбуждения для получения указанной предварительно определенной длины волны флуоресценции первого флуоресцентного окрашивающего вещества в чернилах.

В соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения, обеспечивающим достижение, по меньшей мере, четвертой цели, предложены чернила для печати, содержащие первое флуоресцентное окрашивающее вещество, которое флуоресцирует при предварительно определенной длине волны флуоресценции, используемой для измерения или определения при возбуждении при предварительно определенной длине волны возбуждения, и второе флуоресцентное окрашивающее вещество, которое флуоресцирует при возбуждении при данной предварительно определенной длине волны возбуждения, причем второе флуоресцирующее вещество имеет множество флуоресцентных групп, а область длин волн излучения второго флуоресцентного окрашивающего вещества перекрывается, по меньшей мере, частью области длин волн излучения для получения излучения при указанной предварительно определенной длине волны флуоресценции первого флуоресцентного окрашивающего вещества в чернилах.

В чернилах, соответствующих каждому из третьего и четвертого вариантов осуществления настоящего изобретения, предпочтительно, чтобы каждая из множества флуоресцентных групп во втором флуоресцентном окрашивающем веществе имела основную структуру для придания яркости ее флуоресценции. Кроме того, второе флуоресцентное окрашивающее вещество предпочтительно имеет множество сульфоновых групп.

В чернилах, соответствующих любому из вариантов осуществления настоящего изобретения с первого по четвертый, множество флуоресцентных групп во втором флуоресцентном окрашивающем веществе предпочтительно представлены в форме димеров. Между прочим, в вариантах осуществления настоящего изобретения с первого по четвертый, второе флуоресцентное окрашивающее вещество предпочтительно является прямым красителем.

Кроме того, чернила для печати, соответствующие каждому из третьего и четвертого вариантов осуществления настоящего изобретения, предпочтительно являются чернилами на водной основе для печати, которые флуоресцируют при возбуждении на указанной предварительно определенной длине волны возбуждения, причем чернила на водной основе находятся в состоянии испарения воды и/или в состоянии отпечатанного изображения, а их спектр излучения имеет первый пик, включающий предварительно определенную длину волны флуоресценции, и второй пик в области длин волн, соответствующей области длин волн возбуждения первого флуоресцентного окрашивающего вещества, для получения излучения при указанной предварительно определенной длине волны флуоресценции в чернилах.

В соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения, обеспечивающим достижение, по меньшей мере, пятой цели, предложены чернила на водной основе для печати, содержащие первое флуоресцентное окрашивающее вещество, которое флуоресцирует при предварительно определенной длине волны флуоресценции, используемой для измерения или определения при возбуждении при предварительно определенной длине волны возбуждения, и второе флуоресцентное окрашивающее вещество, которое флуоресцирует при возбуждении при данной предварительно определенной длине волны возбуждения, причем чернила на водной основе находятся в состоянии испарения воды и/или в состоянии отпечатанного изображения, а их спектр излучения имеет первый пик, включающий предварительно определенную длину волны флуоресценции, и второй пик в области длин волн, соответствующей области длин волн возбуждения первого флуоресцентного окрашивающего вещества, для получения излучения при данной предварительно определенной волне флуоресценции в чернилах. В чернилах, соответствующих пятому варианту осуществления настоящего изобретения, второе флуоресцентное окрашивающее вещество предпочтительно может иметь структуру, имеющую множество флуоресцентных групп.

В соответствии с шестым вариантом осуществления настоящего изобретения, обеспечивающим достижение, по меньшей мере, шестой цели, предложены чернила для печати, содержащие первый флуоресцентный краситель, который флуоресцирует при предварительно определенной длине волны флуоресценции, используемой для измерения или определения при возбуждении при предварительно определенной длине волны возбуждения, второй флуоресцентный краситель для излучаемой флуоресценции при возбуждении при данной предварительно определенной длине волны возбуждения и для повышения интенсивности излучения при данной предварительно определенной длине волны флуоресценции, и растворитель, включающий первый растворитель, который проявляет относительно высокую растворимость по отношению к первому флуоресцентному красителю и низкую растворимость по отношению ко второму флуоресцентному красителю, и второй растворитель, который проявляет высокую растворимость по отношению ко второму флуоресцентному красителю и совместимость с первым растворителем.

В чернилах, соответствующих шестому варианту осуществления изобретения, каждый из первого флуоресцентного красителя и второго флуоресцентного красителя предпочтительно может иметь сульфоновую группу. Кроме того, предпочтительно, чтобы область длин волн излучения второго флуоресцентного красителя, по существу, охватывала диапазон длины волны пика, следующий за данной предварительно определенной длиной волны флуоресценции в спектре возбуждения первого флуоресцентного красителя, для получения флуоресценции при предварительно определенной длине волны флуоресценции в чернилах. Помимо этого в чернилах, соответствующих шестому варианту осуществления настоящего изобретения, область длин волн излучения второго флуоресцентного красителя предпочтительно может находиться в области длин волн возбуждения первого флуоресцентного красителя для получения флуоресценции при предварительно определенной длине волны флуоресценции, за исключением области, соответствующей основной области длин волн поглощения в спектре поглощения света первого флуоресцентного красителя.

С другой стороны, чернила для печати, соответствующие шестому варианту осуществления настоящего изобретения, предпочтительно могут быть чернилами на водной основе, причем спектр излучения этих чернил, которые флуоресцируют под воздействием предварительно определенной длины волны возбуждения, когда чернила на водной основе находятся в состоянии испарения водного содержимого и/или состоянии отпечатанного изображения, демонстрирует первый пик, который обуславливает излучение при данной предварительно определенной длине волны флуоресценции, и второй пик в области длин волн возбуждения для получения излучения при предварительно определенной длине волны флуоресценции первого флуоресцентного окрашивающего вещества в чернилах.

В соответствии с седьмым вариантом осуществления настоящего изобретения, обеспечивающим достижение, по меньшей мере, седьмой цели, предложены чернила для печати, содержащие первое флуоресцентное окрашивающее вещество, которое флуоресцирует при предварительно определенной длине волны флуоресценции, используемой для измерения или определения при возбуждении при предварительно определенной длине волны возбуждения, и второе флуоресцентное окрашивающее вещество, которое флуоресцирует при возбуждении при данной предварительно определенной длине волны возбуждения, причем диапазон длин волн излучения второго флуоресцентного окрашивающего вещества включает, по меньшей мере, диапазон длины волны пика, соответствующий области пика, следующей за предварительно определенной длиной волны флуоресценции в диапазоне длин волн возбуждения первого флуоресцентного окрашивающего вещества для данной предварительно определенной длины волны флуоресценции, а основной диапазон длин волн поглощения в спектре поглощения света второго флуоресцентного окрашивающего вещества находится в диапазоне более коротких длин волн, чем диапазон длин волн возбуждения первого флуоресцентного окрашивающего вещества. В чернилах, соответствующих седьмому варианту осуществления настоящего изобретения, предпочтительно, чтобы предварительно определенная длина волны возбуждения составляла 254 нм, диапазон длины волны пика первого флуоресцентного окрашивающего вещества составлял от 430 нм до 600 нм, включая оба крайних значения, а область длин волн поглощения второго флуоресцентного окрашивающего вещества составляла 440 нм или менее.

В чернилах, соответствующих любому из вариантов осуществления с первого по пятый и седьмому варианту осуществления настоящего изобретения, более предпочтительно, чтобы чернила для печати содержали первый растворитель, проявляющий относительно высокую растворимость по отношению к первому флуоресцентному красителю и низкую растворимость по отношению ко второму флуоресцентному красителю, второй растворитель, проявляющий высокую растворимость по отношению ко второму флуоресцентному красителю и совместимость с первым растворителем, и третий растворитель, не проявляющий совместимость со вторым растворителем и растворяющий второй флуоресцентный краситель. Это условие для растворителей может дополнительно повысить интенсивности флуоресценции различных флуоресцентных окрашивающих веществ согласно настоящему изобретению.

Когда одни из указанных выше чернил для печати используют для струйной печати, получается отпечатанное изображение, превосходное по интенсивности флуоресценции. Способ струйной печати согласно настоящему изобретению, позволяющий получить такое преимущество, является способом, включающим стадии, на которых осуществляется выброс чернил через выпускное отверстие и нанесение чернил на носитель печатной информации, выполняя, таким образом, печать, при этом чернила являются одними из чернил для печати, соответствующих вышеуказанным вариантам осуществления.

Чернила для печати согласно настоящему изобретению содержат несколько флуоресцентных окрашивающих веществ, причем первое флуоресцентное окрашивающее вещество обеспечивает излучение света, диапазон длин волн которого включает предварительно определенную длину волны, используемую для измерения или оценки при возбуждении при предварительно определенной длине волны возбуждения, а второе флуоресцентное окрашивающее вещество флуоресцирует за счет возбуждения при этой предварительно определенной длине волны возбуждения, причем соотношения между первым и вторым флуоресцентными веществами являются такими, как определено в вышеупомянутых изобретениях.

Как будет описано ниже, чернила для печати, соответствующие настоящему изобретению, при наилучшей комбинации красителей обеспечивают возможность увеличения уровня PMU отпечатанного изображения (измеряемого с помощью измерителя освещенности модели LM-2C, как описано в патенте США № 6176908 В), по меньшей мере, вдвое по сравнению с обычными флуоресцентными чернилами (и втрое, когда растворители выбраны в соответствии с аспектом 3, описанным ниже).

В нижеследующем тексте чернила для печати согласно настоящему изобретению будут описаны со ссылками на чертежи. Независимо от того, пойдет ли речь об отпечатанном изображении или об отпечатанном содержании, результаты будут приведены для случая чернил после испарения, в которых вода удалена посредством испарения, а окрашивающие вещества диспергированы в органическом растворителе. Чернила для печати, соответствующие каждому из вариантов осуществления настоящего изобретения, содержат первое флуоресцентное окрашивающее вещество, которое флуоресцирует при предварительно определенной длине волны, которая используется для измерения или определения при возбуждении при предварительно определенной длине волны возбуждения, второе флуоресцентное окрашивающее вещество, которое флуоресцирует при возбуждении при той же длине волны возбуждения, и жидкую среду для растворения или диспергирования в ней этих веществ.

Первое и второе флуоресцентные окрашивающие вещества согласно настоящему изобретению могут быть пигментами или красителями в той степени, в какой удовлетворяется конфигурация каждого варианта осуществления. Красители предпочтительны для достижения повышенных скоростей расплывания и повышенных интенсивностей флуоресценции на носителе печатной информации.

Конкретные примеры красителей включают: C.I. Basic Red (основные красные) под номерами 1, 2, 9, 12, 13, 14 и 17; C.I. Basic Violet (основные фиолетовые) под номерами 1, 3, 7, 10, 11:1 и 14; C.I. Acid Yellow (кислотные желтые) под номерами 73, 184 и 250; C.I. Acid Red (кислотные красные) под номерами 51, 52, 92 и 94; C.I.Direct Yellow (прямые желтые) под номерами 11, 24, 26, 87, 100 и 147; C.I.Direct Orange (прямые оранжевые) под номерами 26, 29, 29:1 и 46; и C.I. Direct Red (прямые красные) под номерами 1, 13, 17, 239, 240, 242 и 254.

Общее количество соответствующих первого и второго флуоресцентных окрашивающих веществ в чернилах предпочтительно находится в диапазоне от 0,01 мас.% или более до 15 мас.% или менее, более предпочтительно в диапазоне от 0,05 мас.% или более до 10 мас.% или менее от общего количества чернил при практическом использовании. В соответствии с окрашивающими веществами, когда общее количество окрашивающих веществ в чернилах не превышает 0,01 мас.%, нельзя получить интенсивность флуоресценции, достаточную для отпечатанного содержания. Когда чернила являются чернилами для струйной печати, на характеристики выпуска может быть оказано негативное влияние, когда общее количество указанных выше веществ составляет 15 мас.% или более. С практической точки зрения предпочтительно, чтобы количество первого флуоресцентного окрашивающего вещества выбиралось в диапазоне 0,01-1 мас.%, а количество второго флуоресцентного окрашивающего вещества предпочтительно может быть выше количества первого флуоресцентного окрашивающего вещества в чернилах для дополнительного повышения эффективности энергии возбуждения.

Некоторые красители в указанном выше списке известны как обладающие меньшей флуоресценцией при концентрации, превышающей некоторую определенную концентрацию, и имеют область концентрации, соответствующую большой интенсивности флуоресценции. В таком случае предпочтительно использовать краситель в такой области концентрации.

Чтобы повысить интенсивность флуоресценции, предпочтительно, чтобы первый и второй флуоресцентные окрашивающие вещества удовлетворяли, по меньшей мере, одному из нижеследующих аспектов 1-3. Комбинацию первого и второго флуоресцентных окрашивающих веществ можно выбрать из окрашивающих веществ, описанных выше и являющихся окрашивающими веществами, соответствующими данному аспекту.

В настоящем изобретении наиболее предпочтительным примером комбинации флуоресцентных окрашивающих веществ является комбинация C.I. Acid Red 52 в качестве первого флуоресцентного окрашивающего вещества и соединения (А), описанного ниже, в качестве второго флуоресцентного окрашивающего вещества. В нижеследующем описании, но не ограничивая его, предварительно определенная длина волны излучения, используемая для измерения или определения, составляет 600 нм, хотя в этих целях можно использовать некоторую полосу или любую длину волны в диапазоне от 580 нм до 620 нм, включая оба крайних значения.

Как показано на фиг.14, когда AR52, первое флуоресцентное окрашивающее вещество, возбуждается при 254 нм, спектр флуоресценции демонстрирует широкую область флуоресценции от 550 нм до около 675 нм с пиком при 600 нм. Иными словами, AR52 флуоресцирует не только при предварительно определенной длине волны излучения, составляющей 600 нм, но и в диапазоне от 580 нм до 620 нм, включая оба крайних значения. С другой стороны, полоса поглощения AR52 в области видимого света простирается от 460 нм до 610 нм с пиком при 565 нм, как показано на нижнем графике фиг.19.

Соединение (А) имеет димерную структуру, имеющую многочисленные излучающие группы. Так, соединение (А) имеет функцию предотвращения ассоциации; кроме того, можно повысить интенсивность флуоресценции путем увеличения количества соединения (А). Соединение (А) является прямым красителем, имеющим сульфоновые группы и обладающим плохой растворимостью в воде (менее 2 мас.% в чистой воде), в то же время проявляющим хорошую растворимость в органических растворителях. Как показано на фиг.16, спектр флуоресценции соединения (А) при возбуждении при 254 нм демонстрирует широкую область флуоресцентного излучения, простирающуюся от 425 нм до около 650 нм с пиком при 510 нм. Следовательно, чем больше соединения (А) добавляют, тем выше становится интенсивность его флуоресценции, так что энергия возбуждения для первого флуоресцентного окрашивающего вещества увеличивается. Кроме того, как показано на нижнем графике фиг.18, поглощение в видимой области соединения (А) происходит вплоть до 440 нм с пиком при 380 нм, а также происходит поглощение в ультрафиолетовой области. Следовательно, даже если соединение (А) добавляют по существу в большом количестве, это не ухудшит характеристики флуоресценции соединения (А), интенсивность флуоресценции в области, соответствующей области длин волн возбуждения для первого флуоресцентного окрашивающего вещества, или характеристики флуоресценции первого флуоресцентного окрашивающего вещества.

Предпочтительными растворителями для чернил являются чистая вода, которая может растворять первое флуоресцентное окрашивающее вещество в большом количестве, и органический растворитель, который может растворять второе флуоресцентное окрашивающее вещество в большом количестве. Более предпочтительно в жидкую среду может быть включено поверхностно-активное вещество. Такая жидкая среда служит для формирования изображения, где первое флуоресцентное окрашивающее вещество фиксируется в мономолекулярном состоянии, и первое и второе окрашивающие вещества диспергируются и фиксируются равномерно. В результате, при возбуждении при 254 нм характеристики флуоресценции отпечатанного изображения (фиг.21) значительно улучшаются по сравнению с характеристиками флуоресценции чернил после испарения (фиг.20). Таким образом, соединение (А) является предпочтительным примером, имея структуру и характеристики, позволяющие достичь различных целей настоящего изобретения.

В нижеследующем тексте комбинация C.I. Acid Red 52 в качестве первого флуоресцентного окрашивающего вещества и соединения (А) в качестве второго флуоресцентного окрашивающего вещества описана с использованием стандарта определения предварительно определенной длины волны излучения, составляющей 600 нм, и предварительно определенной длины волны возбуждения, составляющей 254 нм, включая описание вариантов осуществления настоящего изобретения.

[Аспект 1]

Аспект 1 отличается тем, что область длин волн флуоресценции второго флуоресцентного окрашивающего вещества охватывает, по меньшей мере, область длины волны пика спектра возбуждения первого флуоресцентного окрашивающего вещества, измеренную для излучения при 600 нм (см. фиг.15), и/или длин волн поглощения в области видимого света для первого флуоресцентного окрашивающего вещества (см. нижний график фиг.16). Согласно аспекту 1 соответствующая связь областей длин волн является дополняющей, или повышается эффективность. Прежде всего, чернила после испарения получают следующим образом: предварительно определенное количество (в этом случае 0,3 мас.% раствора) С.I. Acid Red 52 (AR52) в качестве первого флуоресцентного окрашивающего вещества растворяли в водном растворе (органического растворителя (например, глицерина) и чистой воды), и этот раствор нагревали при 60°C до полного испарения воды. Когда чернила после испарения подвергали возбуждению при 254 нм с использованием измерительного устройства (FP 750, изготовленного JASCO Corporation), спектр флуоресцентного излучения оказался таким, как показано на фиг.14, а спектр длин волн возбуждения для предварительно определенной длины волны излучения, составлявшей 600 нм, показан на фиг.15. Фиг.15 показывает, что область ультрафиолетового света, 380 нм или более короткие волны, имеет область пика, имеющую пик около 265 нм, и область пика, имеющую пик около 360 нм, а также одну область пика в области видимого света. В основном, длина волны возбуждения ультрафиолетовым светом, используемая для того, чтобы вызвать нужный эффект, составляет 254 нм или 365 нм. При исследовании эффективности преобразования энергии обнаружилось, что когда интенсивность возбуждения, отложенная вдоль вертикальной оси на фиг.15, составляет 100 или более, определение оказывается эффективным, то есть интенсивность оказывается достаточной, чтобы вызвать нужный эффект. Следовательно, фраза «диапазон длины волны пика, соответствующий области пика, следующей за предварительно определенной длиной волны излучения», флуоресцентного излучения из первого флуоресцентного окрашивающего вещества согласно настоящему изобретению, имеет практический смысл при рассмотрении указанной выше эффективности преобразования энергии. Иными словами, в «спектре длин волн возбуждения для получения предварительно определенной длины волны флуоресценции» первого флуоресцентного окрашивающего вещества (фиг.15) «область пика» является областью, в которой интенсивность составляет 100 или более в спектре, имеющем пик, следующий за предварительно определенной длиной волны флуоресценции. Диапазон длины волны, соответствующий этой области, является диапазоном длины волны пика.

Поэтому на фиг.15 показано, что когда предварительно определенная длина волны флуоресценции AR52 составляет 600 нм (предварительно определенная длина волны возбуждения: 254 нм), диапазон длины волны пика этого красителя составляет от 430 нм до 600 нм, включая оба крайних значения. С другой стороны, как показано на фиг.16, соединение (А), предусмотренное в качестве второго флуоресцентного окрашивающего вещества, имеет основной диапазон флуоресцентного излучения от 450 нм до 600 нм, включая оба крайних значения, почти перекрывающий диапазон длины волны пика 430 нм-600 нм, включая оба крайних значения. Из каждого чертежа можно также понять, что когда указанная выше интенсивность флуоресценции задана равной 100, соединение (А) флуоресцирует, соответствуя такому диапазону.

На фиг.17 представлен график, иллюстрирующий зависимость между характеристиками длин волн флуоресцентного излучения соединения (А) и длиной волны возбуждения для получения излучения AR52 при 600 нм, где происходит наложение спектра длин волн возбуждения (фиг.15) первого флуоресцентного окрашивающего вещества и спектра излучения (фиг.16) второго флуоресцентного окрашивающего вещества. Как можно понять из фиг.17, при сравнении с интенсивностью флуоресценции AR52 при длине волны 600 нм, при которой интенсивность излучения AR52 является максимальной, как показано на фиг.14, максимальная интенсивность излучения соединения (А) составляет 800 или более при длине волны 510 нм, ссылаясь на эти чертежи, можно понять этот вариант осуществления. Следовательно, длина волны излучения второго флуоресцентного окрашивающего вещества включает диапазон длины волны пика первого флуоресцентного окрашивающего вещества, так что преобразование энергии можно осуществить эффективно, а интенсивность флуоресценции при предварительно определенной длине волны флуоресценции можно синергически увеличить при возбуждении при предварительно определенной длине волны возбуждения.

Затем следует принять спектр поглощения используемого окрашивающего вещества с учетом потерь. На фиг.18 показан спектр возбуждения AR52 для флуоресцентного излучения при 600 нм (верхний график) и спектр поглощения света соединения (А) (нижний график), где верхний и нижний графики сравниваются друг с другом с помощью одной и той же шкалы длин волн. В данном случае, поглощение и возбуждение нельзя количественно сравнить друг с другом, но можно обнаружить относительную связь между ними. В основном, полоса поглощения частично перекрывается полосой излучения, но сдвинута в сторону более коротких волн. Спектр поглощения света соединения (А) также перекрывается областью длин волн флуоресцентного излучения, показанной на фиг.16, демонстрируя поглощение при длине волны 440 нм или меньшей. Спектр поглощения имеет практический смысл около пиков. Поэтому предпочтительно, чтобы область длин волн, включающая длину волны максимального поглощения (380 нм) соединения (А), не перекрывалась основной областью длин волн возбуждения AR52, простирающейся от 425 нм до 600 нм, включая оба крайних значения, где интенсивность флуоресценции составляет 100 или более, более предпочтительно не перекрывалась промежутком между основной областью поглощения 425 нм или менее и основной областью возбуждения AR52. В любом случае, полоса поглощения соединения (А) не перекрывается диапазоном длины волны пика AR52, так что полоса поглощения не оказывает непосредственного влияния на упомянутое выше преобразование энергии.

Если большой процент излучения второго флуоресцентного окрашивающего вещества, соответствующий области длины волны возбуждения первого флуоресцентного окрашивающего вещества, поглощается самим вторым окрашивающим веществом, то произойдет потеря в повышении интенсивности флуоресценции.

Поскольку диапазон длин волн флуоресцентного излучения соединения (А) перекрывается диапазоном длин волн возбуждения AR52, эффективного при получении излучения при предварительно определенной длине волны, излучение из соединения (А) используется для возбуждения AR52. Кроме того, поглощение соединением (А) не снижает эффективность преобразования энергии. Следовательно, флуоресцентное излучение из второго флуоресцентного окрашивающего вещества становится новой энергией возбуждения для первого флуоресцентного окрашивающего вещества, способствующей усилению флуоресценции.

Как явствует из сравнения между фиг.14 и фиг.16, флуоресцентное излучение AR52 и флуоресцентное излучение соединения (А) перекрываются в диапазоне длин волн, простирающемся, по меньшей мере, от 580 нм или более до 620 нм или менее. Это перекрытие обеспечивает более эффективную взаимосвязь для определения при предварительно определенной длине волны излучения.

Далее приводится описание признака настоящего изобретения, связанного со спектром поглощения первого флуоресцентного окрашивающего вещества. На фиг.19 представлен график, включающий спектр поглощения AR52 (нижний график) и спектра флуоресцентного излучения соединения (А) (верхний график) на одной и той же шкале длин волн. Спектр поглощения AR52 можно считать демонстрирующим энергетические потери флуоресцентного излучения соединения (А). Спектр поглощения AR52 имеет основной пик около 560 нм в диапазоне от 600 нм до 460 нм, включая оба крайних значения, в области видимого света. Диапазон значительного поглощения AR52 оказывается более узким, чем вышеуказанный, и простирается от 500 нм до 590 нм, включая оба крайних значения. С учетом диапазона флуоресцентного излучения AR52 (550 нм или более) и его интенсивности, как показано на фиг.14, считают, что поглощение происходит в диапазоне от 500 нм до 560 нм, включая оба крайних значения. Поскольку эта полоса поглощения находится в области видимого света, к ней неприменима техническая аргументация на основании флуоресцентного излучения AR52. Однако, поскольку в настоящем изобретении используются различные флуоресцентные окрашивающие вещества, эта полоса поглощения становится предметом рассмотрения в двухстадийном преобразовании энергии возбуждения. То есть сразу же после распознавания этой полосы поглощения, решение заключается в том, что флуоресцентное излучение второго флуоресцентного окрашивающего вещества находится в диапазоне, охватывающем длину волны возбуждения AR52, для получения излучения при предварительно определенной длине волны флуоресценции, но не включает этот диапазон поглощения. Эту зависимость иллюстрирует фиг.19. Как можно уяснить из верхнего и нижнего графиков, показанных на фиг.19, основное флуоресцентное излучение соединения (А) находится в диапазоне от 430 нм до 515 нм, включая оба крайних значения, и на него не влияет полоса поглощения. Флуоресцентное излучение соединения (А) включает диапазон флуоресцентного излучения, обозначенный символом α на фиг.19 (430 нм ≤ α < 500 нм), в диапазоне длин волн, не перекрывающемся полосой значительного поглощения AR52, простирающейся от 500 нм до 590 нм, включая оба крайних значения, имеющей пик при 560 нм. Энергия света этой области α используется как дополнительная энергия возбуждения для первого флуоресцентного окрашивающего вещества. Следовательно, при предварительно определенной длине волны излучения можно повысить интенсивность флуоресценции в целом. Иными словами, область α способствует повышению интенсивности флуоресценции AR52, поскольку, по меньшей мере, область α перекрывается второй областью длин волн возбуждения AR52.

Далее, в качестве ссылочного примера, будет приведено пояснение комбинации C.I. Acid Yellow 73 (AY73) и AR52 со ссылкой на фиг.23-26; эта комбинация описана в патенте США № 6176908 В. На каждом чертеже показано, что использовали чернила после испарения, когда применялся ультрафиолетовый свет, в то время как поглощение измеряли с использованием нормальных чернил. Как показано на фиг.23, AY73 флуоресцирует в области длин волн примерно 500-600 нм, включая оба крайних значения (пик: 530 нм), когда осуществляли возбуждение при предварительно определенной длине волны 254 нм.

На фиг.24 спектр флуоресценции AY73 фиг. 23 наложен на спектр возбуждения AR52, показанного на фиг.15. Как видно из этой фигуры, флуоресцентное излучение AY73 происходит в области длин волн примерно 500-600 нм, включая оба крайних значения (пик: 530 нм), а диапазон длин волн с эффективной интенсивностью излучения узок. Диапазон флуоресцентного излучения AY73 находится внутри диапазона длины волны пика возбуждения AR52 (от 475 нм до 600 нм, включая оба крайних значения). Следовательно, краситель AY73 не флуоресцирует в той мере, которая достаточна, чтобы вызвать флуоресценцию AR52.

На фиг.25 показано сравнение между спектром возбуждения AR52 для получения излучения при 600 нм и спектром поглощения света AY73. Полоса поглощения света AY73 находится в области видимого света не выше 525 нм и имеет пик при 490 нм. Когда чернила содержат соединение (А) и оба AR52 и AY73, в качестве примера настоящего изобретения, AY73 действует, снижая эффект соединения (А) в соответствии со спектром поглощения света. Следовательно, необходимо увеличить добавляемое количество соединения (А) настолько, насколько это желательно (см. аспект 2, описанный ниже), чтобы компенсировать потери ввиду поглощения красителем AY73. Кроме того, как показано на фиг.25, длина волны максимального поглощения (490 нм) AY73 находится в области длин волн возбуждения (450 нм-600 нм, включая оба крайних значения) AR52.

На фиг.26 изображена комбинация спектра поглощения AR52, показанного на нижнем графике фиг.19, и спектра флуоресценции AY73. Как видно из фиг.26, полоса флуоресценции AY73 входит в область значительного поглощения (500 нм-590 нм, включая оба крайних значения) AR52, а длина волны излучения не наблюдается на более коротких волнах, чем вышеуказанный диапазон поглощения. Следовательно, комбинация только красителей AR52 и AY73 не раскрывает сущность какой-либо из конфигураций настоящего изобретения, описанных выше, и не обеспечивает преимущество настоящего изобретения.

Возвращаясь к фиг.20-22, настоящее изобретение будет дополнительно описано применительно к чернилам и отпечатанному изображению. На фиг.20 представлены замеры, полученные путем приготовления чернил для печати, которые содержат и AR52, и соединение (А), чистую воду и органический растворитель, с последующим возбуждением с помощью прибора FP-750 при предварительно определенной длине волны возбуждения, составляющей 254 нм, чернил для печати в виде чернил после испарения. На фиг.21 представлены замеры, полученные путем возбуждения с помощью прибора FP-750 при предварительно определенной длине волны возбуждения, составляющей 254 нм, изображения, полученного на носителе печатной информации с использованием чернил для печати. Иными словами, на фиг.20 показаны результаты исследования характеристик чернил для печати согласно настоящему изобретению, проведенного на чернилах после испарения, а на фиг.21 показаны характеристики отпечатанного изображения, полученного с использованием чернил для печати согласно настоящему изобретению, позволяющие охарактеризовать использование чернил для печати согласно настоящему изобретению в терминах отпечатанного изображения.

Эффекты настоящего изобретения будут подтверждены путем сравнения фиг.20 и фиг.21. Это возможно потому, что одни и те же чернила использованы в этих чертежах, что эффективно при относительном сравнении. График на каждой из фиг.20 и фиг.21 имеет два пика, в окрестности 500 нм и при 590 нм, соответственно. Как свидетельствует каждая из фиг.14 и 16, описанных выше, соединение (А) обеспечивает пик приблизительно при 500 нм, а AR52 обеспечивает пик при 590 нм. Как можно увидеть в результате сравнения между фиг.20 и фиг.21, относительно фиг.20, показывающей AR52 и соединение (А), которые находятся в идеальном растворенном состоянии, отпечатанное изображение получает дополнительное увеличение интенсивности флуоресценции, в частности, увеличение интенсивности флуоресценции при предварительно определенной длине волны излучения (600 нм или во всем диапазоне от 580 нм до 620 нм). Эти факты доказывают следующее. В отпечатанном изображении каждое из окрашивающих веществ эффективно использует предварительно определенную длину волны возбуждения, и можно получить излучение из соединения (А), предусматриваемого в качестве второго флуоресцентного окрашивающего вещества, и излучение из первого флуоресцентного окрашивающего вещества с использованием излучения из соединения (А). В основном, когда флуоресцентные окрашивающие вещества ассоциированы друг с другом, длина волны пика сдвигается в сторону более длинных волн. Однако при сравнении между фиг.20 и 21 вышеуказанный сдвиг не отмечается. Таким образом, отсутствие такого сдвига означает, что в результате доказано предотвращающее ассоциацию действие настоящего изобретения, и другие его технологических особенности. На фиг.20 показан результат, полученный путем исследования характеристик чернил согласно настоящему изобретению применительно к чернилам после испарения. На фиг.21 показаны характеристики отпечатанного изображения, полученного с использованием чернил для печати согласно настоящему изобретению, позволяющие охарактеризовать использование чернил для печати согласно настоящему изобретению в терминах отпечатанного изображения.

Кроме того, чернила после испарения, которые содержат и AR52, и соединение (А), имеют два пика, как показано на фиг.20. Поэтому очевидно, что соединение (А) компенсирует все характеристики AR52 даже в случае использования чернил для печати, а флуоресцентное излучение соединения (А) оказывает своими характеристиками достаточное влияние, чтобы увеличить предварительно определенную длину волны излучения. Кроме того, как показано на фиг.21, отпечатанное изображение имеет два пика, так что здесь демонстрируется, что созданы флуоресцентные чернила, в которых затруднено возникновение концентрационного гашения, и обеспечивается долговечность, позволяющая продолжать повышение интенсивности флуоресценции на протяжении длительного времени.

Следует отметить, что предварительно определенную длину волны флуоресценции в настоящем изобретении можно выбирать в зависимости от применения чернил и изображений, сформированных с помощью этих чернил. Например, на фиг.22 показаны спектры возбуждения AR52, полученные с использованием длин волн флуоресцентного излучения (предварительно определенной длины волны) 580 нм, 600 нм и 620 нм, соответственно. Таким образом, диапазон длины волны пика, соответствующей области пика для каждой предварительно определенной длины волны флуоресценции, можно определить в соответствии с настоящим изобретением. Как описано выше, когда предварительно определенная длина волны излучения определена как полоса, простирающаяся от 580 нм до 620 нм, включительно, предпочтительно, чтобы длины волн излучения второго флуоресцентного окрашивающего вещества при возбуждении при предварительно определенной длине волны возбуждения охватывали большинство диапазонов длины волны пика спектра возбуждения. Однако в этом случае, чтобы получить уровень эффективности, превышающий тот, который характерен для известных технических решений, длина волны излучения может быть единственной волной высокой эффективности, или, что предпочтительно она может быть более широкой полосой, например, 600 нм ± 5 нм или ± 10 нм, когда предварительно определенная длина волны излучения определяется как некоторый диапазон длин волн. То есть, длина волны флуоресцентного излучения полностью включает длины волн в спектре возбуждения, на которых эффективно получается предварительно определенное флуоресцентное излучение. Например, в случае AR52, как показано на фиг.22, более эффективно обеспечить соответствие диапазону длины волны пика спектра возбуждения для длины волны излучения 600 нм, как описано выше, а не спектров возбуждения для 580 нм и 620 нм. Естественно, эффекты вышеописанного аспекта 1 можно усилить, если можно увеличить добавляемое количество второго флуоресцентного окрашивающего вещества.

(Аспект 2)

Аспект 2 относится к требованию обычно не признаваемой характеристики в структуре второго флуоресцентного окрашивающего вещества, которое обеспечивает большее добавление второго флуоресцентного окрашивающего вещества в чернилах. То есть условия для длин волн, описанные в аспекте 1 для второго флуоресцентного окрашивающего вещества, упрощаются таким образом, что, по меньшей мере, часть области длин волн флуоресценции перекрывается спектром возбуждения первого окрашивающего вещества. Отношение энергий между длиной волны возбуждения и длиной волны излучения можно увеличить путем увеличения добавляемого количества второго флуоресцентного окрашивающего вещества. Более конкретно, добавляемое количество второго флуоресцентного окрашивающего вещества можно увеличить, предотвращая молекулярную ассоциацию первого окрашивающего вещества с основной структурой второго окрашивающего вещества, что затрудняет молекулярную ассоциацию окрашивающих веществ. В результате можно повысить интенсивность флуоресценции при предварительно определенной длине волны излучения. Интенсивность флуоресцентного излучения первого флуоресцентного окрашивающего вещества при предварительно определенной длине волны возбуждения может быть повышена путем использования комбинации первого и второго флуоресцентного окрашивающего вещества, по меньшей мере, одно из которых, предпочтительно второе флуоресцентное окрашивающее вещество, имеет основную структуру из указанных ниже атомов или групп атомов, или указанной ниже флуоресцентной группы.

В частности, структура окрашивающего вещества предпочтительно имеет множество флуоресцентных групп. То есть окрашивающее вещество, имеющее множество флуоресцентных групп одинаковой молекулярной структуры, является структурно крупным и проявляет более явно выраженное свойство трехмерной структуры по сравнению с обычным флуоресцентным окрашивающим веществом. Таким образом, затрудняется регулярное агрегирование или ассоциирование окрашивающего вещества по сравнению с обычным флуоресцентным окрашивающим веществом. Следовательно, даже если содержание флуоресцентного окрашивающего вещества в чернилах увеличивается по сравнению с содержанием обычного флуоресцентного окрашивающего вещества, трудно уменьшить интенсивность флуоресценции. Кроме того, окрашивающее вещество, имеющее множество флуоресцентных групп одинаковой молекулярной структуры, содержит множество флуоресцентных групп в одной молекуле окрашивающего вещества. Таким образом, флуоресцентное излучение в пересчете на молекулу становится сильным, вследствие чего можно повысить интенсивность флуоресцентного излучения. Помимо этого, как описано выше, по сравнению с обычным флуоресцентным окрашивающим веществом, флуоресцентное окрашивающее вещество согласно настоящему изобретению является структурно крупным и демонстрирует более явно выраженное свойство трехмерной структуры, так что окрашивающие вещества могут легче поглощаться на компонентах носителя печатной информации, что приводит к хорошей водостойкости. Кроме того, когда флуоресцентное окрашивающее вещество обладает субстантивностью, его водостойкость можно увеличить, и субстантивность может способствовать долговечности флуоресцентного излучения. Помимо этого регулярное агрегирование или ассоциирование окрашивающего вещества, имеющего множество флуоресцентных групп одинаковой молекулярной структуры, затруднено по сравнению с обычным окрашивающим веществом. Поэтому, например, даже если чернила утрачивают содержащуюся в них воду при испарении, регулярное агрегирование окрашивающего вещества затруднено. Соответственно, трудно вызвать наступление состояния интенсивного агрегирования, вследствие чего можно получить превосходное сопротивление прилипанию. Этот механизм позволяет чернилам согласно настоящему изобретению иметь приемлемую интенсивность флуоресценции и водостойкость. Кроме того, окрашивающее вещество, имеющее множество флуоресцентных групп одинаковой молекулярной структуры, также усиливает эффекты настоящего изобретения за счет использования сульфокислоты, обладающей сильным сродством к воде, в качестве гидрофильной группы.

Предпочтительной флуоресцентной группой, которая удовлетворяет вышеуказанным требованиям и функционально эффективна, может быть аминостильбеновое производное дисульфокислоты. Структура соединения (А) также содержит это производное.

В случае флуоресцентного окрашивающего вещества, такого как обычное окрашивающее вещество, даже если концентрация этого окрашивающего вещества в чернилах увеличивается, интенсивность флуоресценции этого окрашивающего вещества нельзя увеличить, но можно уменьшить. В случае использования такого флуоресцентного окрашивающего вещества применимый диапазон концентрации (содержания в чернилах) сужается, и существует предел увеличения интенсивности флуоресценции. С другой стороны, в комбинации первого и второго флуоресцентных окрашивающих веществ, соответствующих настоящему изобретению и превращающих цветовое излучение в видимый свет, интенсивность флуоресценции можно дополнительно увеличить, когда содержание флуоресцентного окрашивающего вещества увеличивается, в зависимости от приращения этого содержания.

Примеры флуоресцентных групп флуоресцентного окрашивающего вещества согласно настоящему изобретению, с группами атомов и группами, обладающими функциями обеспечения яркости флуоресценции, приведены ниже. В данном случае, флуоресцентное окрашивающее вещество согласно настоящему изобретению может иметь область длин волн поглощения света в области видимого света или других областях, но важно, чтобы он флуоресцировал в области видимого света, чтобы получить излучение, соответствующее области длин волн возбуждения.

Как показано посредством структурных формул, приведенных выше, соединение (А) обладает димерной структурой, имеющей многочисленные флуоресцентные группы и сульфоновые группы.

Таким образом, когда флуоресцентное окрашивающее вещество содержит флуоресцентные группы, это увеличивает интенсивность флуоресценции первого флуоресцентного окрашивающего вещества при возбуждении при предварительно определенной длине волны возбуждения из-за превосходного флуоресцентного излучения, соответствующего предварительно определенной области возбуждения первого флуоресцентного окрашивающего вещества. В частности, аминостильбеновые производные дисульфокислот, благодаря широкой области флуоресцентного излучения, являются предпочтительными.

(Аспект 3)

Аспект 3 эффективен сам по себе или в комбинации с каждым из аспектов 1 и 2. Аспект 3 представляет технологию повышения интенсивности флуоресценции путем подходящего расположения флуоресцентного окрашивающего вещества на носителе печатной информации, используя жидкую среду, такую как смесь первого растворителя, имеющего высокую растворимость по отношению к первому окрашивающему веществу и низкую растворимость по отношению ко второму окрашивающему веществу, и второго растворителя, имеющего высокую растворимость по отношению ко второму окрашивающему веществу.

Некоторые красители вызывают химическое явление, известное как ассоциация, для поддержания энергетически стабильного состояния. При этом явлении ассоциации, в случае молекулы красителя, имеющей почти плоский каркас, имеющий две кольцевых структуры или менее, две молекулы обращены друг к другу, а поступление и потеря энергии происходят между этими молекулами. Следовательно, при наличии флуоресцентного красителя такое явление может быть фактором, мешающим проявлению свойств флуоресценции красителя. Поскольку это состояние наложения поддерживается не только в чернилах, но и в отпечатанном содержании на бумаге, требуется средство для предотвращения ассоциации красителей. В основном, известно добавление мочевины, нафталинсульфокислоты или т.п. в качестве предотвращающего ассоциацию вещества, применяемого с целью предотвращения ассоциации. Однако, если предотвращающее ассоциацию вещество само обладает свойством флуоресценции, повышая интенсивность флуоресценции первого флуоресцентного окрашивающего вещества, и обладает предотвращающей ассоциацию функцией, то возможно достижение обоих эффектов, повышения интенсивности флуоресценции и эффективного генерирования флуоресценции на основании предотвращения ассоциации.

Далее, при получении чернил, содержащих первое флуоресцентное окрашивающее вещество и второе флуоресцентное окрашивающее вещество, обеспечивающее повышение интенсивности флуоресценции первого флуоресцентного окрашивающего вещества при возбуждении при одной и той же длине волны возбуждения, используют смешанный растворитель, содержащий первый растворитель, имеющий высокую растворимость по отношению к первому окрашивающему веществу и низкую растворимость по отношению ко второму окрашивающему веществу, и второй растворитель, имеющий высокую растворимость по отношению ко второму окрашивающему веществу.

В данном описании термин «имеющий высокую растворимость» или «хороший растворитель» означает, что окрашивающее вещество может быть растворено при достижении концентрации приблизительно 3 мас.% или более, а термин «имеющий низкую растворимость» или «плохой растворитель» означает, что окрашивающее вещество может быть растворено при достижении концентрации менее чем приблизительно 3 мас.%.

Например, когда воду выбирают в качестве первого растворителя, а глицерин выбирают в качестве второго растворителя, вода имеет высокую растворимость по отношению к AR52 и низкую растворимость по отношению к соединению (А), а глицерин имеет высокую растворимость по отношению к соединению (А). Тогда чернила приготавливают путем добавления AR52 и соединения (А) в растворитель, содержащий воду и глицерин. В чернилах соединение (А) находится в среде, обуславливающей избыток в плохом растворителе, так что соединение (А) растворяется в состоянии слабой ассоциации, образуя стабильную систему вместе с AR52. Однако, когда чернила оказываются на носителе печатной информации, вода, являющаяся плохим растворителем, быстро диффундирует и проникает в носитель печатной информации. С другой стороны, глицерин медленно диффундирует и проникает в носитель печатной информации из-за своей вязкости. В этот момент, соединение (А) растворяется не в воде, являющейся плохим растворителем, а в глицерине, являющемся хорошим растворителем. Таким образом, соединение (А) медленно диффундирует и проникает в носитель печатной информации вместе с глицерином. Кроме того, поскольку глицерин является хорошим растворителем, соединение (А) поглощается в мономолекулярном состоянии компонентами носителя печатной информации. Следовательно, происходит приемлемое флуоресцентное излучение. Помимо этого, соединение (А) растворяется в мономолекулярном состоянии, так что соединение (А) может также предотвратить ассоциацию AR52. Иными словами, молекулы соединения (А) и AR52 фиксируются на носителе печатной информации в состоянии смешения и диспергирования друг с другом до подходящей степени. Таким образом, эффект повышения интенсивности флуоресценции AR52 соединением (А) становится значительным. В этом случае первое флуоресцентное окрашивающее вещество и второе флуоресцентное окрашивающее вещество, каждое, предпочтительно имеет множество сульфоновых групп.

Кроме того, для предпочтительного выражения вышеупомянутого явления содержание используемого флуоресцентного окрашивающего вещества предпочтительно не превышает количество, которое может растворить плохой растворитель.

С другой стороны, когда предотвращение ассоциации рассматривается с точки зрения молекулярной структуры флуоресцентных окрашивающих веществ, если, по меньшей мере, одно из первого и второго окрашивающих веществ имеет молекулярную структуру, имеющую три или более кольцевых структур, наложение молекул первого и второго окрашивающих веществ предотвращается, но они присутствуют в окрестности друг друга, гарантируя простой перенос и прием энергии, упоминавшиеся выше. В результате, флуоресценция интенсифицируется.

Таким образом, второе флуоресцентное окрашивающее вещество, используемое в настоящем изобретении, предпочтительно имеет множество флуоресцентных групп. Более предпочтительно второе флуоресцентное окрашивающее вещество, используемое в настоящем изобретении, имеет основную структуру, подходящую для придания яркости флуоресценции. Кроме того, флуоресцентные группы во втором флуоресцентном окрашивающем веществе предпочтительно представляют собой димер.

Примерами кольцевой структуры второго флуоресцентного красителя являются кольцевая структура, имеющая двойную связь или сопряженную двойную связь, структура ароматического кольца, структура циклического кольца или гетероциклическая структура, как описано выше.

Когда первое флуоресцентное окрашивающее вещество и второе флуоресцентное окрашивающее вещество оба являются водорастворимыми, эти два флуоресцентных окрашивающих вещества предпочтительно имеют одну и ту же группу для растворимости в воде с целью упрощенного предотвращения ассоциации. Более предпочтительно группа, обеспечивающая растворимость в воде, является сульфоновой группой, на растворимость которой не влияет рН чернил.

В настоящем изобретении чернила могут содержать флуоресцентное или не флуоресцентное окрашивающее вещество в качестве третьего окрашивающего вещества в дополнение к вышеупомянутым двум флуоресцентным окрашивающим веществам.

Далее будет описана среда на водной основе, которая вместе с вышеописанными красителями образует флуоресцентные чернила согласно настоящему изобретению. Среда на водной основе, используемая в настоящем изобретении, предпочтительно является средой на водной основе, содержащей, главным образом, воду. Содержание воды в чернилах составляет 10-95 мас.%, предпочтительно 25-93 мас.%, более предпочтительно 40-90 мас.% от общей массы чернил. Вода, используемая в изобретении, предпочтительно является ионообменной водой.

Кроме того, для получения чернил согласно настоящему изобретению можно использовать только воду в качестве среды на водной основе или в комбинации с водорастворимым органическим растворителем для дополнительного усиления эффектов настоящего изобретения.

Водорастворимыми органическими растворителями, используемыми в настоящем изобретении, являются растворители, описанные выше, поэтому их упоминание здесь не повторяется.

Содержание водорастворимого органического растворителя в чернилах в основном равно или меньше 50 мас.%, предпочтительно составляет 5-40 мас.%, более предпочтительно 10-30 мас.% от общей массы чернил.

Среди этих растворителей предпочтительными для использования являются этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, 2-пирролидон, глицерин и 1,2,6-гексантриол.

Чернила согласно настоящему изобретению предпочтительно содержат мочевину, этиленмочевину или триметилолпропан в качестве увлажнителя, аналогичного растворителю. Среди них конкретно пригодными для настоящего изобретения являются этиленмочевина и триметилолпропан. Их содержание предпочтительно составляет 1 мас.% или более и 20 мас.% или более от общей массы чернил.

Флуоресцентные чернила согласно настоящему изобретению, подготовленные так, как описано выше, практически эффективны, когда их используют в струйной печати. В качестве способа струйной печати, можно указать способ печати, предусматривающий воздействие механической энергией на чернила для выпуска капель жидкости, и способ струйной печати, предусматривающий подачу чернил с помощью подвода тепловой энергии для выпуска капель жидкости. Флуоресцентные чернила согласно настоящему изобретению, содержащие несколько флуоресцентных окрашивающих веществ, пригодны, в частности, в качестве чернил для реализации способов струйной печати.

Далее настоящее изобретение будет более конкретно описано со ссылками на примеры и ссылочные примеры. В данном случае, измеренные значения, полученные с помощью приготовленных на основе чистой воды разбавителей окрашивающих веществ, использовались для определения области длин волн поглощения, области длины волны максимального поглощения и области длин волн флуоресценции. Длины волн поглощения измеряли с помощью абсорбционного спектрометра. Разбавитель приготавливали таким образом, что его поглощающая способность находилась в диапазоне 0,5-0,7. Область выше базовой линии в качестве пика поглощения окрашивающего вещества определяли как область длин волн поглощения, а значение, соответствующее пику, определяли как область длины волны максимального поглощения. Кроме того, для длин волн флуоресценции условия измерений определяли так, чтобы интенсивности флуоресценции не превышали измеренное пороговое значение. Далее, измерение длин волн флуоресценции проводили, применяя разбавитель, использовавшийся при измерении поглощающей способности, и фиксируя длины волн возбуждения первого и второго окрашивающих веществ при предварительно определенных длинах волн. Область выше базовой линии определяли как область длин волн флуоресцентного излучения.

Чернила в нижеследующих примерах множественной флуоресценции удовлетворяют конфигурации одних из чернил для печати, соответствующих вышеописанным вариантам осуществления настоящего изобретения с первого по шестой.

Пример 1 множественной флуоресценции

Для приготовления чернил нижеследующие компоненты добавляли в корректируемых количествах до достижения предварительно определенных концентраций, а затем эти компоненты смешивали и перемешивали в достаточной степени с последующим фильтрованием под давлением через микрофильтр (изготовленный Fuji Photo Film Co., Ltd.) с размером пор, составлявшим 0,2 мкм.

C.I. Acid Red (первое флуоресцентное окрашивающее вещество):0,25 мас. частейСоединение (А) (второе флуоресцентное окрашивающее вещество):1 мас. частьГлицерин:7,5 мас. частейДиэтиленгликоль5 мас. частейМочевина:5 мас. частейАцетиленол Е100 (аддукт ацетиленгликоля и ЕО, производимый Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.):1 мас. частьВода:80,25 мас. частей

Спектры флуоресцентного излучения и спектры возбуждения первого и второго флуоресцентных окрашивающих веществ измеряли с использованием флуорометра FP 750, изготовленного JASCO Corporation, соответственно. Каждый образец представлял собой чернила, из которых испарена вода для устранения влияния воды на измерение.

Области длин волн поглощения первого и второго окрашивающих веществ измеряли, используя спектрофотометр U-3200, изготовленный Hitachi Ltd., затем пробу разбавляли чистой водой в 100000 раз. Область длин волн поглощения первого окрашивающего вещества простиралась от 450 нм до 620 нм, включая оба крайних значения, а длина волны максимального поглощения для этого вещества составляла 565 нм. Кроме того, область длин волн поглощения второго окрашивающего вещества простиралась от 300 нм до 450 нм, включая оба крайних значения, а длина волны максимального поглощения для этого вещества составляла 372 нм.

Ссылочный пример 1

Для приготовления чернил нижеследующие компоненты добавляли в корректируемых количествах до достижения предварительно определенных концентраций, а затем эти компоненты смешивали и перемешивали в достаточной степени с последующим фильтрованием под давлением через микрофильтр (изготовленный Fuji Photo Film Co., Ltd.) с размером пор, составлявшим 0,2 мкм

C.I. Acid Red (первое флуоресцентное окрашивающее вещество):0,25 мас. частейГлицерин: 7,5 мас. частейДиэтиленгликоль5 мас. частейМочевина:5 мас. частейАцетиленол Е100 (аддукт ацетиленгликоля и ЕО, производимый Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.):1 мас. частьВода:81,25 мас. частей

(Оценка)

(1) Интенсивность флуоресценции

С помощью печатающего устройства для струйной печати (BJS600, изготовленного Canon Inc.), имеющего многоцелевую печатающую головку, срабатывающую по требованию, из которой чернила выпускаются под влиянием тепловой энергии в зависимости от сигнала печати для чернил, печатали сплошную картинку в режиме 50% нагрузки на простой бумаге (SW-101, изготовленной Canon Inc.) для струйной печати. После этого в приводимых ниже условиях измеряли интенсивность флуоресценции, используя флуорометр (FP 750, изготовленный JASCO Corporation). Результаты оценивали на основании критериев, описанных ниже, и эти результаты перечислены в таблице 1. Условия при измерении были следующими: длину волны возбуждения задавали равной 254 нм; интенсивность флуоресценции измеряли при длине волны максимальной флуоресценции; и полученную измеренную интенсивность флуоресценции нормализовали путем определения интенсивности флуоресценции чернил ссылочного примера 1 как равную 100, после чего проводили оценку в соответствии со следующими критериями:

АА: измеренная интенсивность флуоресценции составляла 150 или более;

А: измеренная интенсивность флуоресценции составляла 110 или более и менее чем 150; и

В: измеренная интенсивность флуоресценции была менее чем 110.

(2) Проявление цвета

С помощью устройства струйной печати (BJS600, изготовленного Canon Inc.), имеющего многоцелевую печатающую головку, срабатывающую по требованию, из которой чернила выпускаются под влиянием тепловой энергии в зависимости от сигнала печати для чернил, печатали сплошную картинку в режиме 50% нагрузки на простой бумаге (SW-101, изготовленной Canon Inc.) для струйной печати. После этого измеряли свойство проявления цвета, используя плотномер Macbeth печати информационных материалов (RD-918, изготовленный Macbeth Co., Ltd.).

АА: 0,7 или более, при этом отпечатанное содержание сразу же можно различить визуально;

А: 0,5 или более и менее чем 0,7, при этом отпечатанное содержание можно различить визуально;

В: 0,3 или более и менее чем 0,5, при этом отпечатанное содержание трудно различить визуально;

С: менее чем 0,3, при этом отпечатанное содержание нельзя различить визуально.

(3) Стойкость

С помощью устройства струйной печати (BJS600, изготовленного Canon Inc.), имеющего многоцелевую печатающую головку, срабатывающую по требованию, из которой чернила выпускаются под влиянием тепловой энергии в зависимости от сигнала печати для чернил, печатали сплошную картинку в режиме 50% нагрузки на простой бумаге (SW-101, изготовленной Canon Inc.) для струйной печати. После этого бумаге давали отстояться в течение 24 часов, а затем погружали в проточную воду на 5 минут. После этого оценивали изменение плотности печати с использованием Macbeth RD918 на основании следующих критериев:

АА: изменение плотности менее чем на 50%, при этом отпечатанное содержание сразу же можно различить визуально;

А: на 50% или более и менее чем на 70%, при этом отпечатанное содержание можно различить визуально;

В: на 70% или более, при этом опечатанное содержание нельзя различить визуально.

Таблица 1 (1) Интенсивность флуоресценции(2)
Свойство проявления цвета(3)
Свойство стойкостиПример 1 множественной флуоресценцииААААСсылочный пример 1ВАВ

Каждые чернила приготавливали в соответствии с составом, приведенным в таблице 2 в каждом из примеров 2-6 множественной флуоресценции и ссылочных примеров 2 и 3.

Здесь в каждом из вышеуказанных ссылочных примеров используется комбинация обычных окрашивающих веществ, а условия по растворителям используются те же, что и в настоящем изобретении. Таким образом, каждый из вышеупомянутых ссылочных примеров представлен как ссылочный пример.

Таблица 2 Пример 2Пример 3Пример 4Пример 5Пример 6Ссылочный пример 2Ссылочный пример 3Первое окрашивающее веществоAR52
0,25 мас.%AR52
0,25 мас.%BV10
0,25 мас.%AR52
0,25 мас.%AR52
0,25 мас.%AR52
0,5 мас.%AR52
0,25 мас.%Второе окрашивающее веществоСоединение (А)
1 мас.%Соединение (А)
2 мас.%Соединение (А)
1 мас.%SG7
0,3 мас.%Соединение (А)
1 мас.%AY73
0,5 мас.%AY18
41 мас.%Третье окрашивающее веществоAR92
0,6 мас.%AR92
0,6 мас.%-----Первый растворительглицерин 7,5 мас.%глицерин 7,5 мас.%триэтилен-гликоль
7,5 мас.%ксилит
7,5 мас.%-глицерин 7,5 мас.%глицерин 7,5 мас.%Диэтиленгликоль5 мас.%5 мас.%5 мас.%5 мас.%5 мас.%5 мас.%5 мас.%Мочевина5 мас.%5 мас.%5 мас.%5 мас.%5 мас.%5 мас.%5 мас.%Ацетиленол Е1001 мас.%1 мас.%1 мас.%1 мас.%1 мас.%1 мас.%1 мас.%Второй растворитель (вода)79,65 мас.%78,65 мас.%80,25 мас.%80,95 мас.%87,75 мас.%80,5 мас.%80,25 мас.%

Каждые из чернил, приготовленных в соответствии с вышеизложенным, облучали светом при длине волны возбуждения 254 нм. Затем получали спектр результирующего флуоресцентного излучения. Для чернил примеров 2-4 множественной флуоресценции были распознаны такие эффекты, как два больших пика в интенсивностях флуоресценции из фиг.20 и 21, и было проведено их сравнение. С другой стороны, такая взаимосвязь не была обнаружена в чернилах ссылочных примеров 1-3.

Кроме того, интенсивности флуоресценции и т.п. оценивали так же, как в случае каждого из примера 1 множественной флуоресценции и ссылочного примера 1. Как показано в таблице 3, имели место существенные различия между примерами и ссылочными примерами.

Таблица 3 (1) Интенсивность флуоресценции(2)
Проявление цвета(3)
СтойкостьПример 2 множественной флуоресценцииААААААПример 3 множественной флуоресценцииААААААПример 4 множественной флуоресценцииААААПример 5 множественной флуоресценцииААААПример 6 множественной флуоресценцииАААСсылочный пример 2ВААВСсылочный пример 3ВАВ

Как описано выше, в соответствии с настоящим изобретением, предложены флуоресцентные чернила, имеющие высокую интенсивность флуоресценции, свойство высокого проявления цвета и свойство высокой стойкости, которых нельзя достичь в известном уровне техники, а также способ струйной печати с использованием таких флуоресцентных чернил.

В некоторых случаях не флуоресцентное водорастворимое вещество можно использовать в комбинации. В таком случае можно использовать, например, прямой краситель, кислотный краситель, основный краситель или кубовый краситель, и конкретные примеры включают прямые красители Direct Black 168, Direct Black 154, Direct Yellow 142, Direct Yellow 86, Direct Red 227, Direct Blue 199, Direct Black 195, а также краситель Food Black 1, 2, но такие примеры не являются ограничительными. Водорастворимое окрашивающее вещество также можно использовать отдельно или в комбинации двух или нескольких видов.

Кроме того, среди таких водорастворимых окрашивающих веществ те из них, которые имеют низкую растворимость в воде и ведут себя подобно пигментам, можно использовать в качестве вододиспергируемого окрашивающего вещества.

Количество водорастворимого окрашивающего вещества конкретно не ограничивается, но оно, в основном, предпочтительно находится в диапазоне 0,1-15 мас.% от общей массы чернил, более предпочтительно 0,1-10 мас.% и еще более предпочтительно 1-10 мас.%.

Кроме того, окрашивающее вещество, имеющее карбоксильную группу в качестве водорастворимой группы, может, в частности, быть ди- или три-азо-окрашивающим веществом с сильной субстантивностью, таким как Direct Black 195 или Direct Black 51, или окрашивающим веществом димерной структуры, соединенной посредством соединительной группы; например, это могут быть окрашивающие вещества в форме свободной кислоты, как представлено следующими общими формулами (А)-(С), но это не является ограничительным признаком.

(1) Окрашивающие вещества в форме свободной кислоты, представляемые следующей общей формулой (А):

Pc(SO₃H)_t(SO₂-NR¹-L-NR²-X-NR³-G)_q общая формула (А),

[где: Pc представляет металлсодержащее фталоцианиновое ядро; R₁, R₂ и R₃ каждый независимо представляет H, алкильную группу, замещенную алкильную группу, алкенильную группу, замещенную алкенильную группу, аралкильную группу или замещенную аралкильную группу; L представляет двухвалентную органическую соединительную группу; Х каждый раз независимо представляет карбонильную группу или группу, представленную следующими формулами (2)-(4);

(Z в формулах (2)-(4) каждый раз независимо представляет NR₄R₅, SR₆ или OR₆; Y в формуле (3) представляет H, Cl, вышеупомянутый Z, SR₇ или OR₇; Е в формуле (4) представляет Cl или CN; R₄, R₅, R₆ и R₇ каждый независимо представляет H, алкильную группу, замещенную алкильную группу, арильную группу, замещенную арильную группу, аралкильную группу или замещенную аралкильную группу, и R₄ и R₅ образуют 5- или 6-членное кольцо вместе с атомом азота); G представляет бесцветный органический остаток, замещенный одной или двумя группами COSH или СООН, и t+q равно 3 или 4.]

Пример соединения, представленного общей формулой (А), является следующим:

пример окрашивающего вещества (1)

(2) Окрашивающие вещества в форме свободной кислоты, представленные следующей общей формулой (В):

Ar¹=NJX(NR¹LNR²X)_nJN=NAr²

общая формула (B)

[В общей формуле (В) J представляет следующую формулу:

В общей формуле (В) каждая из групп Ar¹ и Ar² независимо представляет арильную группу или замещенную арильную группу и, по меньшей мере, одна из групп Ar¹ и Ar² независимо имеет, по меньшей мере, заместитель, выбранный из COOH и COSH; R₁ и R₂ каждый независимо представляет H, алкильную группу, замещенную алкильную группу, алкенильную группу или замещенную алкенильную группу; L представляет двухвалентную органическую соединительную группу; n представляет 0 или 1; и Х каждый раз независимо представляет карбонильную группу или группу, представленную следующими формулами (2)-(4);

(Z в формулах (2)-(4) каждый раз независимо представляет NR₃R₄, SR₅ или OR₅; Y в формуле (3) представляет H, Cl, вышеупомянутый Z, SR₆ или OR₆; Е в формуле (4) представляет Cl или CN; R₃, R₄, R₅ и R₆ каждый независимо представляет H, алкильную группу, замещенную алкильную группу, алкенильную группу, замещенную алкенильную группу, арильную группу, замещенную арильную группу, аралкильную группу или замещенную аралкильную группу; и R₄ и R₅ образуют 5- или 6-членное кольцо вместе с атомом азота); и соединение, представленное общей формулой (В), включает группу, выбранную из СООН и COSH, в количестве, равном количеству групп SO₃Н.]

Примеры соединения, представленного общей формулой (В), являются следующими:

пример окрашивающего вещества (2)

пример окрашивающего вещества (3)

пример окрашивающего вещества (4)

пример окрашивающего вещества (5)

(3) Окрашивающие вещества в форме свободной кислоты, представленные следующей общей формулой (С):

[В общей формуле (С) каждая из групп Ar и Ar¹ независимо представляет арильную группу или замещенную арильную группу и, по меньшей мере, одна из групп Ar и Ar¹ имеет заместитель, выбранный из группы, состоящей из сульфоновой группы, карбоксильной группы и тиокарбоксильной группы; и каждая из групп J и J¹ независимо представляет группу, представленную следующей общей формулой (2), (3) или (4):

(В формуле (2): R₅ выбран из атома водорода, алкильной группы, замещенной алкильной группы, алкоксигруппы, атома галогена, CN, уреидогруппы и NHCOR₆; R₆ выбран из атома водорода, алкильной группы, замещенной алкильной группы, арильной группы, замещенной арильной группы, аралкильной группы и замещенной аралкильной группы; в формуле (3): Т представляет алкильную группу; W выбран из атома водорода, CN, CONR₁₀R₁₁, группы пиридия и карбоксильной группы; R₁₀ и R₁₁ каждый независимо выбран из атома водорода, алкильной группы и замещенной алкильной группы; m представляет алкиленовую цепь с 2-8 атомами углерода; и В в формуле (4) выбран из атома водорода, алкильной группы и карбоксильной группы.

В общей формуле (С): R₁, R₂, R₃ и R₄ каждый независимо выбран из атома водорода, алкильной группы и замещенной алкильной группы; L представляет двухвалентную органическую соединительную группу; n представляет 0 или 1; и Х каждый раз независимо представляет карбонильную группу или группу, представленную следующими формулами (5), (6) и (7):

(Z в формулах (5)-(7) выбран из OR₇, SR₇ и NR₈R₉; Y выбран из H, Cl, CN и Z; E выбран из Cl и CN; R₇, R₈ и R₉ каждый независимо выбран из атома водорода, алкенильной группы, замещенной алкенильной группы, алкильной группы, замещенной алкильной группы, арильной группы, замещенной арильной группы, аралкильной группы или замещенной аралкильной группы, и R₈ и R₉ могут образовывать 5- или 6-членное кольцо вместе с соединенным с ним атомом азота).

Когда соединение общей формулы (С) не имеет сульфоновой группы, предусматривается наличие в нем, по меньшей мере, двух групп, выбранных из карбоксильных групп и тиокарбоксильных групп, и соединение общей формулы (С) имеет группу, выбранную из карбоксильной группы и тиокарбоксильной группы, в количестве, равном количеству сульфоновых групп.]

Примеры соединения, представленного общей формулой (С), являются следующими:

пример окрашивающего вещества (6)

(6)

пример окрашивающего вещества (7)

(7)

пример окрашивающего вещества (8)

пример окрашивающего вещества (9)

(9)

пример окрашивающего вещества (10)

(10)

пример окрашивающего вещества (11)

(11)

Конкретные примеры водорастворимого органического растворителя, используемого для чернил, содержащих второе окрашивающее вещество согласно настоящему изобретению, включают алкиловый спирт с 1-5 атомами углерода, такой как метиловый спирт, этиловый спирт, н-пропиловый спирт, изопропиловый спирт, н-бутиловый спирт, втор-бутиловый спирт, трет-бутиловый спирт, изобутиловый спирт или н-пентанол; амид, такой как диметилформамид, диметилацетамид; кетон или кетоспирт, такой как ацетон или диацетоновый спирт; простой эфир, такой как тетрагидрофуран или диоксан; продукт присоединения оксиэтилена или оксипропилена, такой как диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, дипропиленгликоль, трипропиленгликоль, полиэтиленгликоль или полипропиленгликоль; алкиленгликоль с 2-6 алкиленовыми группами, такой как этиленгликоль, пропиленгликоль, триметиленгликоль, бутиленгликоль, пентандиол или гексиленгликоль; триол, такой, как глицерин, триметилолэтан, триметилолпропан или 1,2,6-гексантриол; тиодигликоль; бисгидроксиэтилсульфон; простой низший алкилгликолевый эфир, такой как простой монометиловый (или -этиловый или -бутиловый) эфир этиленгликоля, простой монометиловый (или -этиловый или -бутиловый) эфир диэтиленгликоля или простой монометиловый (или -этиловый или -бутиловый) эфир триэтиленгликоля; простой низший диалкилгликолевый эфир, такой как простой диметиловый (или -этиловый) эфир триэтиленгликоля или простой диметиловый (или -этиловый) эфир тетраэтиленгликоля; алканоламин, такой как моноэтаноламин, диэтаноламин или триэтаноламин; сульфоран, N-метил-2-пирролидон, 2-пирролидон и 1,3-диметил-1-2-имидазолидинон. Такой водорастворимый органический растворитель, как упомянутый выше, может быть использован отдельно или в смеси растворителей двух или более видов.

Содержание таких водорастворимых органических растворителей составляет обычно 50 мас.% или менее от общей массы чернил, предпочтительно 5-40 мас.% и более предпочтительно 10-30 мас.%.

Среди этих растворителей предпочтительными для использования являются этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, 2-пирролидон, глицерин или 1,2,6-гексантриол.

Чернила, содержащие второе окрашивающее вещество согласно настоящему изобретению, также предпочтительно включают увлажнитель, аналогичный растворителю, такой как мочевина, этиленмочевина или триметилолпропан. В частности, этиленмочевина или триметилолпропан являются весьма подходящими для второго окрашивающего вещества согласно настоящему изобретению. Содержание такого увлажнителя составляет предпочтительно 1 мас.% или более от общей массы чернил и предпочтительно 20 мас.% или менее.

В дополнение к приведенным выше компонентам, в чернила, включающие второе окрашивающее вещество согласно настоящему изобретению, можно добавлять, при необходимости, противовспениватель, добавку, корректирующую рН, добавку, корректирующую вязкость, интенсификатор флуоресценции, антиоксидант, ускоритель испарения, антикоррозийную добавку, противоплесневую добавку и хелатообразователь, чтобы обеспечить чернила с желательными свойствами.

Чернила, включающие второе окрашивающее вещество согласно изобретению, предпочтительно имеют вязкость в пределах диапазона 0,7-12 сП при 25°C. Вязкость чернил вне вышеупомянутого диапазона может воспрепятствовать нормальному выпуску чернил при струйной печати, и, в частности, чернила, вязкость которых превышает 12 сП, демонстрируют медленное проникновение в носитель печатной информации из-за сопротивления вязкости и нежелательны в отношении фиксирующего свойства.

Кроме того, чернила, содержащие второе окрашивающее вещество согласно настоящему изобретению, имеют поверхностное натяжение, предпочтительно скорректированное в диапазоне 20-60 дин/см при 25°C. Поверхностное натяжение менее 20 дин/см нежелательно, поскольку сила отвода мениска оказывается недостаточной после выпуска капли жидкости системой струйной печати, или наоборот, сила отвода оказывается сравнительно малой при выдвижении мениска, что может вызвать включение пузырьков или смачивание отверстия, приводящее к некачественному выпуску. Чернила, предлагаемые в случае применения второго окрашивающего вещества согласно настоящему изобретению и имеющие состав, поясненный выше, в частности, обладают превосходной сохраняемостью и обеспечивают превосходную плотность записи, фиксируемость при высыхании и качество печати, когда их применяют в качестве чернил для струйной печати на обычной бумаге.

В частности, структура окрашивающего вещества, особенно второго флуоресцентного окрашивающего вещества, предпочтительно имеет множество флуоресцентных групп.

То есть окрашивающее вещество, имеющее множество флуоресцентных групп одинаковой молекулярной структуры, является структурно крупным и проявляет более явно выраженное свойство трехмерной структуры по сравнению с обычным флуоресцентным окрашивающим веществом. Таким образом, затрудняется регулярное агрегирование или ассоциирование окрашивающего вещества по сравнению с обычным флуоресцентным окрашивающим веществом. Следовательно, даже если содержание флуоресцентного окрашивающего вещества в чернилах увеличивается по сравнению с содержанием обычного окрашивающего вещества, трудно уменьшить интенсивность флуоресценции. Кроме того, окрашивающее вещество, имеющее множество флуоресцентных групп одинаковой молекулярной структуры, содержит множество флуоресцентных групп в одной молекуле окрашивающего вещества. Таким образом, флуоресцентное излучение в пересчете на молекулу становится сильным, вследствие чего можно повысить интенсивность флуоресцентного излучения. Помимо этого, как описано выше, по сравнению с обычным флуоресцентным окрашивающим веществом, флуоресцентное окрашивающее вещество согласно настоящему изобретению является структурно крупным и проявляет более явно выраженное свойство трехмерной структуры, так что окрашивающие вещества могут легче поглощаться на компонентах носителя печатной информации, что приводит к хорошей водостойкости. Кроме того, когда флуоресцентное окрашивающее вещество обладает субстантивностью, его водостойкость можно увеличить, и субстантивность может способствовать долговечности флуоресцентного излучения.

Помимо этого, регулярное агрегирование или ассоциирование окрашивающего вещества, имеющего множество флуоресцентных групп одинаковой молекулярной структуры, затруднено по сравнению с обычным окрашивающим веществом. Поэтому, например, даже если чернила утрачивают содержащуюся в них воду при испарении, регулярное агрегирование окрашивающего вещества затруднено. Соответственно, трудно вызвать наступление состояния интенсивного агрегирования, вследствие чего можно получить превосходное сопротивление прилипанию.

Этот механизм позволяет чернилам согласно настоящему изобретению обладать достаточной интенсивностью флуоресценции и водостойкостью. Кроме того, окрашивающее вещество, имеющее множество флуоресцентных групп одинаковой молекулярной структуры, также усиливает эффекты настоящего изобретения за счет использования сульфокислоты, обладающей сильным сродством к воде, в качестве гидрофильной группы.

Предпочтительным флуоресцирующим звеном является аминостильбеновое производное дисульфокислоты.

В качестве жидкой среды, предназначенной для включения таких компонентов, как диспергированное окрашивающее вещество, предпочтительной является смесь воды и водорастворимого органического растворителя. Примеры водорастворимого органического растворителя включают амид, такой как диметилформамид или диметилацетамид; кетон, такой как ацетон; простой эфир, такой как тетрагидрофуран или диоксан; полиалкиленгликоль, такой как полиэтиленгликоль или полипропиленгликоль; алкиленгликоль, содержащий алкиленовую группу с 2-6 атомами углерода, такой как этиленгликоль, пропиленгликоль, бутиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,2,6-гексантриол, тиодигликоль, гексиленгликоль или диэтиленгликоль; глицерин; простой низший алкиловый эфир многоатомного спирта, такой как простой монометиловый (или -этиловый) эфир этиленгликоля, простой монометиловый (или -этиловый) эфир диэтиленгликоля или простой монометиловый (или -этиловый) эфир триэтиленгликоля; N-метил-2-пирролидон, 1,3-диметил-1-2-имидазолидинон, триэтаноламин, сульфоран, диметилсульфоксид, 2-пирролидон; и соединение с кристаллическим свойством, такое как мочевина, этилмочевина, ε-капролактон, сукцинимид, тиомочевина, диметилолмочевина или 2-пирролидон, и эти соединения могут иметь, по меньшей мере, один заместитель, выбранный из этиленоксида, пропиленоксида и алкила. Из соображений стабильности кристаллического компонента в чернилах, также предпочтительным является наличие циклической структуры. Кристаллообразующий компонент можно применять отдельно или в комбинации двух или нескольких видов, если это потребуется.

В частности, вещество, которое является твердым в окружающей среде нормальной температуры, может удовлетворительно проявлять эффект осаждения кристаллов согласно изобретению. Термин «окружающая среда нормальной температуры» означает диапазон температур 20-25°C. Однако из соображений удобства использования, выгодно, чтобы кристаллообразующий компонент, который является твердым веществом в окружающей среде нормальной температуры, имел температуру плавления 30°C или выше, предпочтительно 60°C или выше и более предпочтительно 120°C или выше.

Содержание такого вещества в чернилах можно выбрать в соответствии с видом этого вещества, но предпочтительно это содержание находится в диапазоне 1-30 мас.% от общей массы чернил, более предпочтительно составляет 2-20 мас.%. Избыточно низкое содержание не позволяет обеспечить эффект настоящего изобретения, а избыточно высокое содержание губительно влияет на характеристики выпуска в случае применения к струйной печати.

Содержание воды в чернилах выбирают в диапазоне 30-95 мас.%. Содержание воды менее 30 мас.% может не гарантировать энергию растворения для водорастворимых компонентов и увеличивает вязкость чернил. С другой стороны, содержание воды, превышающее 95 мас.%, может привести к неудовлетворительной фиксации из-за избыточно испаряющегося компонента.

В качестве компонента чернил согласно настоящему изобретению предпочтительно используют поверхностно-активное вещество. Можно использовать различные поверхностно-активные вещества, но в соответствии с целью изобретения используют поверхностно-активное вещество, выбранное из поверхностно-активного вещества, обеспечивающего большее удержание водорастворимого окрашивающего вещества, чем вододиспергируемого окрашивающего вещества, или поверхностно-активного вещества, обеспечивающего большее удержание окрашивающего вещества, имеющего свободную сульфокислотную группу в качестве главной водорастворимой группы, чем окрашивающего вещества, имеющего свободную карбоксильную группу в качестве главной водорастворимой группы.

Предпочтительным поверхностно-активным веществом является неионогенное или анионогенное поверхностно-активное вещество. Этот вывод сделан потому, что катионная активность может ухудшить свойство проявления цвета и надежность. В частности, предпочтительным является неионогенное поверхностно-активное вещество. Предпочтительное неионогенное поверхностно-активное вещество представляет собой вещество, которое не демонстрирует разделение фаз в состоянии водного раствора. Неионогенное поверхностно-активное вещество, демонстрирующее разделение фаз в состоянии водного раствора, является нежелательным, потому что если его используют в чернилах, то чернила становятся нестабильными. Это означает, что предпочтительным является использование поверхностно-активного вещества, которое очевидно находится в воде в растворенном или равномерно диспергированном состоянии. Конкретно предпочтительным является неионогенное поверхностно-активное вещество, демонстрирующее состояние эмульсии в водном растворе. Кроме того, содержание неионогенного поверхностно-активного вещества в чернилах предпочтительно не превышает количество, обеспечивающее поддержание состояния эмульсии в водном растворе, чтобы исключить опасения по поводу снижения стабильности чернил.

Среди неионогенных поверхностно-активных веществ в настоящем изобретении предпочтительным является поверхностно-активное вещество, имеющее HLB не более 15, из соображений фиксируемости чернил на носителе печатной информации. В общем случае, значение HLB, превышающее 15, повышает растворимость в воде, вследствие чего не удается достичь удовлетворительного проникновения чернил в носитель печатной информации.

В качестве поверхностно-активного вещества, используемого в настоящем изобретении, поверхностно-активное вещество, имеющее меньшую разницу между динамическим поверхностным натяжением и статическим поверхностным натяжением, может, благодаря более высокой скорости ориентации этого поверхностно-активного вещества к поверхности раздела, ускорить диффузию жидкой среды чернил на и в носитель печатной информации. Кроме того, в случае использования вододиспергируемого окрашивающего вещества в изобретении, такое поверхностно-активное вещество может быстро адсорбироваться в такое вододиспергируемое окрашивающее вещество, так что оно будет ориентировано и адсорбировано на вододиспергируемом окрашивающем веществе по-прежнему в состоянии быстрообразующейся агломерации. Быстрообразующиеся агломераты вододиспергируемого окрашивающего вещества, образованные на носителе печатной информации, усиливают эффект настоящего изобретения. В случае, когда вышеупомянутая разница поверхностных натяжений велика, по существу, не удается достичь преимущества настоящего изобретения.

Содержание неионогенного поверхностно-активного вещества в чернилах согласно настоящему изобретению составляет, в частности 0,5 мас.% или более от общей массы чернил, предпочтительно 1-20 мас.%. При содержании менее чем 0,5 мас.% могут не получиться чернила с желательными свойствами проникновения или распыления при формировании изображения, а при содержании, превышающем 20 мас.%, можно не получить удовлетворительно сбалансированное качество изображения, а именно, удовлетворительный баланс в таких рабочих характеристиках, как плотность изображения, фиксируемость изображения, предотвращение расплывания («бахромчатого» растекания).

Среди неионогенных поверхностно-активных веществ, удовлетворяющих вышеупомянутым требованиям, практически предпочтительными для чернил согласно настоящему изобретению являются соединения, представленные следующей общей формулой (I), и соединения, представленные следующими общими формулами (II)-(VII), но такие примеры не являются ограничительными.

[В общей формуле (I), А и В каждый независимо представляет C_nH_2n-1 (n является целым числом от 1 до 10); и каждое из звеньев X и Y независимо представляет звено разомкнутого этиленоксидного кольца и/или звено разомкнутого пропиленоксидного кольца.]

(II)

Сложный эфир 1,5-сорбитана

(III)

Сложный эфир 1,4-сорбитана

(IV)

Сложный эфир сорбита

(VI)

(R: алкильная группа жирной кислоты).

Кроме того, среди неионогенных поверхностно-активных веществ, представленных общей формулой (I), конкретно предпочтительным является соединение, представленное следующей общей формулой (VIII).

(VIII)

(m, n: целые числа).

Из соображений стабильности чернил, чернила согласно настоящему изобретению предпочтительно включают также многоатомный спирт. Многоатомный спирт предотвращает рост микробов, таких как плесень, которая может вызвать закупорку. Многоатомный спирт также облегчает эффективное выражение преимущества настоящего изобретения, потому что он усиливает испарение чернил или проникновение их в носитель печатной информации при осаждении на этом носителе печатной информации. Содержание многоатомного спирта в чернилах согласно изобретению составляет 0,1-20 мас.% от общей массы чернил, предпочтительно 0,5-10 мас.%. Конкретные примеры многоатомного спирта, используемого в качестве компонента чернил согласно изобретению, включают этанол, изопропиловый спирт и н-бутанол, и можно использовать такой спирт отдельно или в комбинации двух или нескольких видов.

При необходимости, чернила согласно настоящему изобретению могут дополнительно включать различные добавки, такие как водорастворимый органический растворитель, поверхностно-активное вещество, антикоррозийная добавка, антисептик, противоплесневая добавка, антиоксидант, антивосстановитель, ускоритель испарения, хелатообразователь, водорастворимый полимер или добавка, корректирующая рН.

Чернила согласно настоящему изобретению предпочтительно имеют поверхностное натяжение 40 мН/м или менее. Это значение выбрано потому, что ввиду эффективного выражения механизмов, поясненных выше, для капли жидкости предпочтительно проявление некоторого растекания после печати. Чернила согласно настоящему изобретению предпочтительно имеют также значение рН 6,5 или выше, для стабильности чернил.

Помимо этого чернила согласно настоящему изобретению предпочтительно содержат многочисленные ионы щелочных металлов в качестве ионов, заряженных противоположно окрашивающему веществу. Комбинированное использование их при струйной печати повышает стабильность чернил и улучшает свойство выпуска чернил. Примерами ионов щелочных металлов являются Li⁺, Na⁺, K⁺ и т.д.

Чернила на водной основе согласно настоящему изобретению, приготовленные так, как пояснялось выше, можно использовать в качестве чернил для обычных стационарных письменных принадлежностей, но практическая эффективность этих чернил достигается при струйной печати. Способ струйной печати включает способ подвода механической энергии к чернилам, что обеспечивает выпуск капли жидкости, и способ печати путем подвода тепловой энергии к чернилам для образования в них пузырька, что обеспечивает выпуск капли жидкости. В частности, эти чернила пригодны для последней системы струйной печати, где чернила выпускаются благодаря явлению образования пузырьков в чернилах за счет тепловой энергии, что обеспечивает признаки, позволяющие достичь исключительно стабильного выпуска и избежать образования сопутствующих точек. Однако в этом случае может потребоваться коррекция тепловых свойств (таких как удельная теплоемкость, коэффициент термического расширения, теплопроводность и т.д.).

Для решения проблемы водостойкости чернил в отпечатке, сделанном, например, на обычной бумаге, и одновременного улучшения совместимости с головкой для струйной печати, также предпочтительно корректировать физические свойства чернил согласно настоящему изобретению таким образом, чтобы поверхностное натяжение составляло от 30 до 40 мН/м при 25°C, а вязкость составляла 15 сП или менее, предпочтительно 10 сП или менее и более предпочтительно 5 сП или менее. Следовательно, для коррекции чернил с получением вышеупомянутых физических свойств и для решения проблемы фиксации на обычной бумаге содержание воды в чернилах согласно настоящему изобретению преимущественно составляет 50-98 мас.%, предпочтительно 60-95 мас.%.

С другой стороны, кристаллообразующий компонент, входящий в чернила согласно настоящему изобретению, содержит водорастворимое вещество, которое является твердым в окружающей среде нормальной температуры. Такое вещество является кристаллоносным веществом, имеющим кристалличность некруглой, сферической и т.д. формы и растворяемым с помощью дополнительной воды. При уменьшении содержания воды, например, вследствие нагревания, такое вещество также рекристаллизуется из своего водного раствора. Таким веществом может быть, например, мочевина, этиленмочевина, ε-капролактон, сукцинимид, тиомочевина, диметилолмочевина или 2-пирролидон, а в качестве заместителя в эти соединения может быть добавлен, по меньшей мере, один из этиленоксида, пропиленоксида и алкила. Предпочтительной является также циклическая структура, из соображений стабильности кристаллического компонента в чернилах. Кристаллообразующий компонент может быть использован отдельно или в комбинации двух или нескольких видов, если это необходимо. Кроме того, вещество, которое является твердым в окружающей среде нормальной температуры, может удовлетворительно демонстрировать эффект изображения за счет кристаллизации кристаллического компонента согласно настоящему изобретению. Термин «окружающая среда нормальной температуры» означает диапазон температур 20-25°C, однако из соображений удобства использования выгодно, чтобы кристаллообразующий компонент, который является твердым веществом в окружающей среде нормальной температуры, имел температуру плавления 30°C или выше, предпочтительно 60°C или выше и более предпочтительно 120°C или выше. Содержание такого вещества в чернилах можно выбрать в соответствии с видом этого вещества, но в предпочтительном варианте это содержание находится в диапазоне 1-30 мас.% от общей массы чернил, более предпочтительно 2-20 мас.%. Избыточно низкое содержание не позволяет обеспечить эффект настоящего изобретения, а избыточно высокое содержание оказывает пагубное влияние на характеристики выпуска в случае применения к струйной печати.

Настоящее изобретение эффективно применительно к головке для струйной печати и как средство получения пополняющих чернил для нее. Среди способов струйной печати, настоящее изобретение обеспечивает конкретный превосходный эффект применительно к печатающей головке и системе пузырьково-струйного типа.

Характерная конфигурация и принцип действия описаны, например, в патентах США №№ 4723129 и 4740796. Эта система применима и к так называемому процессу печати по требованию, и к непрерывному процессу печати, но конкретно применима к процессу печати по требованию, при котором, по меньшей мере, один сигнал подается в электротермический преобразующий элемент, располагающийся в соответствии с листами или каналами подачи, содержащими чернила, что вызывает быстрое повышение температуры до уровня выше температуры кипения ядер, а тепловая энергия, вырабатываемая в электротермическом преобразующем элементе, вызывает кипение пленки на поверхности, оказывающей тепловое воздействие, печатающей головки с образованием пузырька в жидкости (чернилах), однозначно соответствующего сигналам возбуждения, соответствующим печатаемой информации.

Чернила выпускаются через выпускное отверстие в виде капли чернил в соответствии с надуванием и лопанием пузырька. За счет формирования сигналов возбуждения в виде импульсных сигналов, рост и лопание пузырька можно осуществлять мгновенно и адекватно для достижения более предпочтительного выпуска жидкости (чернил), в частности, оказывающегося превосходным по характеристикам отклика. В качестве сигналов возбуждения в виде таких импульсных сигналов подходят те, которые описаны в патентах США № 4463359 и 4345262. Кроме того, превосходную печать можно осуществить путем применения условий, описанных в патенте США № 4313124, а соответствующее изобретение касается скорости повышения температуры вышеупомянутой нагревательной поверхности.

В качестве конфигурации печатающей головки, в дополнение к комбинациям выпускного отверстия, канала для жидкости (линейного канала для жидкости или прямоугольного канала для жидкости) и электротермического преобразующего элемента, охарактеризованным в описаниях к вышеупомянутым патентам, в связи с настоящим изобретением эффективна также конфигурация, основанная на патентах США №№ 4558333 и 4459600, раскрывающих конфигурацию, имеющую нагревательную часть, расположенную в изогнутой области. Помимо этого настоящее изобретение также можно эффективно применить к конфигурации (согласно не проходившей экспертизу японской патентной публикации № S59-123670 и т.д.) с использованием отверстия, общего для множества электротермических преобразующих элементов.

Кроме того, настоящее изобретение эффективно применимо к печатающей головке полно-строчного типа, имеющей длину, соответствующую максимальной ширине носителя печатной информации, на котором может осуществлять печать печатающее устройство, и такая печатающая головка может иметь конфигурацию, реализующую такую длину за счет комбинации нескольких печатающих головок, или конфигурацию, образованную встроенной единственной печатающей головкой.

Помимо этого, настоящее изобретение, в области вышеупомянутых печатающих устройств последовательного типа, эффективно для печатающей головки, прикрепленной к основному корпусу печатающего устройства, или для печатающей головки типа сменной микросхемы, гарантирующей электрическое соединение с основным корпусом печатающего устройства или подачу чернил из такого основного корпуса за счет установки на основном корпусе, или для печатающей головки типа картриджа, в которой встроенная чернильница для чернил предусмотрена в самой печатающей головке. Кроме того, в конфигурации печатающего устройства согласно настоящему изобретению предпочтительным является введение средств восстановления выпуска для печатающей головки, подготовительных вспомогательных средств и т.д., потому что этим можно дополнительно стабилизировать эффект настоящего изобретения. Конкретные примеры этих средств могут включать, например, укупорочные средства, очистные средства, средства нагнетания давления или отсоса, средства предварительного нагревания для осуществления нагревания посредством электротермического преобразующего элемента, другой нагревательный элемент, или комбинацию этих средств и подготовительные средства выпуска для осуществления холостого выпуска независимо от выпуска для печати.

ПРИМЕРЫ

Ниже приводится подробное разъяснение настоящего изобретения на примерах, но такие примеры не ограничивают объем притязаний настоящего изобретения. Проценты, указываемые в тексте, являются процентами по массе, если специально не указано иное.

В примерах и сравнительных примерах чернила приготавливали путем смешения нижеследующих компонентов, последующего достаточного растворения и/или диспергирования их при достаточном перемешивании и осуществлении фильтрования под давлением с помощью фильтра Fluoropore (изготовленного Sumitomo Denko Co.) с размером пор 0,1 мкм.

Пример 1. Состав чернил

Cabojet 300 (самодиспергирующееся окрашивающее вещество; водорастворимая группа: группа карбоновой кислоты, водный раствор, 15 мас.%)6,7%C.I. Acid Red 52 (водорастворимое флуоресцентное окрашивающее вещество; гидрофильная группа: группа сульфокислоты)0,2%Диэтиленгликоль10%Триэтиленгликоль10%Поверхностно-активное вещество общей формулы (VIII) (20-молярный аддукт этиленоксида для стимулирования коагуляции вододиспергируемого окрашивающего вещества)2%Чистая водаостальное

Пример 2. Состав чернил

Cabojet 300 (водный раствор, 15 мас.%)13,4%C.I. Acid Red 520,2%Диэтиленгликоль10%Триэтиленгликоль10%Поверхностно-активное вещество общей формулы (VIII) (20-молярный аддукт этиленоксида)2%Чистая водаостальное

Пример 3. Состав чернил

Приготовление дисперсии 1 пигмента

Блок-сополимер типа АВС, имеющий кислотное число 350 и среднечисловую молекулярную массу 5000, приготавливали обычным способом из бензилметакрилата, метакриловой кислоты и этоксиэтиленгликольметакрилата, затем нейтрализовали водным раствором гидроксида калия и разбавляли ионообменной водой до получения однородного 50% водного раствора полимера. В 60 г этого 50% раствора полимера смешивали 100 г углеродной сажи и 340 г ионообменной воды и механически перемешивали в течение 0,5 часа. Эту смесь обрабатывали в микрофлюидизаторе, пропуская 5 раз через камеру взаимодействия под давлением жидкости примерно 10000 фунтов на квадратный дюйм (около 70 МПа) для получения диспергированной жидкости. Эту диспергированную жидкость центрифугировали (12000 об/мин, 20 минут) для удаления крупных частиц. Полученная дисперсия 1 имела концентрацию пигмента 10% и концентрацию диспергатора 3,5%.

Состав чернил

Дисперсия 1 пигмента15%C.I. Acid Red 289 (водорастворимое флуоресцентное окрашивающее вещество; гидрофильная группа: группа сульфокислоты)0,1%Глицерин8%Триэтиленгликоль8%Этиленмочевина9%Поверхностно-активное вещество общей формулы (VIII) (0-молярный аддукт этиленоксида для коагуляции вододиспергируемого окрашивающего вещества)1,5%Чистая водаостальное

Пример 4. Состав чернил

Cabojet 300 (водный раствор, 15 мас.%)10,0%Cabojet 200 (самодиспергирующееся окрашивающее вещество; водорастворимая группа: группа карбоновой кислоты; водный раствор, 15 мас.%)3,4%C.I. Acid Red 520,15%Диэтиленгликоль10%Триэтиленгликоль10%Поверхностно-активное вещество общей формулы (VIII) (10-молярный аддукт этиленоксида для коагуляции вододиспергируемого окрашивающего вещества)2%Чистая водаостальное

Пример 5. Состав чернил

Cabojet 300 (водный раствор, 15 мас.%)6,7%Дисперсия 1 пигмента6,7%C.I. Acid Red 520,1%Диэтиленгликоль10%Триэтиленгликоль10%Поверхностно-активное вещество общей формулы (VIII) (10-молярный аддукт этиленоксида для коагуляции вододиспергируемого окрашивающего вещества)2%Чистая водаостальное

Пример 6. Состав чернил

Cabojet 300 (водный раствор, 15 мас.%)15,0%Флуоресцентное вещество А (гидрофильная группа: группа сульфокислоты)2,0%Глицерин8%Триэтиленгликоль8%Поверхностно-активное вещество общей формулы (VIII) (10-молярный аддукт этиленоксида для коагуляции вододиспергируемого окрашивающего вещества)2%Чистая водаостальное

Пример 7. Состав чернил

Cabojet 300 (водный раствор, 15 мас.%)14,0%C.I. Acid Red 520,1%Флуоресцентное вещество А2,0%Глицерин8%Этиленмочевина9%Поверхностно-активное вещество общей формулы (VIII) (10-молярный аддукт этиленоксида)2%Чистая водаостальное

Пример 8. Состав чернил

Cabojet 300 (водный раствор, 15 мас.%)1,3%C.I. Acid Red 520,1%Флуоресцентное вещество А2%Диэтиленгликоль7%Триэтиленгликоль7%Этиленмочевина7%Newpol GE600 (торговая марка, изготавливается Sanyo Chemical Co., предназначается для коагуляции вододиспергируемого окрашивающего вещества)1,0%Чистая водаостальное

Пример 9. Состав чернил

Cabojet 300 (водный раствор, 15 мас.%)10,0%Cabojet 2003,4%C.I. Acid Red 520,1%Флуоресцентное вещество А2%Диэтиленгликоль7%Триэтиленгликоль7%Этиленмочевина7%Поверхностно-активное вещество общей формулы (VIII) (10-молярный аддукт этиленоксида)2%Чистая водаостальное

Пример 10. Состав чернил

Приготовление дисперсии 2 пигмента

Блок-сополимер типа АВ, имеющий кислотное число 250 и среднечисловую молекулярную массу 3000, приготавливали обычным способом из бензилметакрилата и метакриловой кислоты, затем нейтрализовали водным раствором гидроксида калия и разбавляли ионообменной водой до получения однородного 50% водного раствора полимера. 100 г этого 50% раствора полимера, 100 г красителя C.I. Pigment Red 122 и 300 г ионообменной воды смешивали и механически перемешивали в течение 0,5 часа. Эту смесь обрабатывали в микрофлюидизаторе, пропуская 5 раз через камеру взаимодействия под давлением жидкости примерно 10000 фунт/кв.дюйм (около 70 МПа) для получения диспергированной жидкости. Эту диспергированную жидкость центрифугировали для удаления крупных частиц (12000 об/мин, 20 минут) с получением дисперсии 2. Полученная дисперсия 2 имела концентрацию пигмента 10% и концентрацию диспергатора 5%.

Состав чернил

Дисперсия 2 пигмента 6,7%C.I. Acid Red 520,05%C.I. Acid Red 92 (водорастворимое флуоресцентное окрашивающее вещество; гидрофильная группа: группа сульфокислоты)0,6%Флуоресцентное вещество А2%Глицерин7%Этиленмочевина9%Поверхностно-активное вещество общей формулы (VIII) (10-молярный аддукт этиленоксида)1,2%Чистая водаостальное

Пример 11. Состав чернил

Приготовление дисперсии 3 пигмента

Блок-сополимер типа АВ, имеющий кислотное число 250 и среднечисловую молекулярную массу 3000, приготавливали обычным способом из бензилметакрилата и метакриловой кислоты, затем нейтрализовали водным раствором гидроксида калия и разбавляли ионообменной водой до получения однородного 50% водного раствора полимера. 180 г этого 50% раствора полимера, 100 г красителя C.I. Pigment Blue 15:3 и 220 г ионообменной воды смешивали и механически перемешивали в течение 0,5 часа. Эту смесь обрабатывали в микрофлюидизаторе, пропуская 5 раз через камеру взаимодействия под давлением жидкости примерно 10000 фунт/кв.дюйм (около 70 МПа) для получения диспергированной жидкости. Эту диспергированную жидкость центрифугировали для удаления крупных частиц (12000 об/мин, 20 минут). Полученная дисперсия 3 имела концентрацию пигмента 10% и концентрацию диспергатора 10%.

Состав чернил

Дисперсия 3 пигмента0,05%Cabojet 300 (водный раствор, 15 мас.%)13,4%C.I. Acid Red 520,1%Флуоресцентное вещество А2%Глицерин7%Этиленмочевина9%Поверхностно-активное вещество общей формулы (VIII) (20-молярный аддукт этиленоксида)2%Чистая водаостальное

Пример 12. Состав чернил

Cabojet 300 (водный раствор, 15 мас.%)13,4%C.I. Acid Red 520,1%Флуоресцентное вещество А2%Глицерин7%Этиленмочевина9%Поверхностно-активное вещество общей формулы (VIII) (10-молярный аддукт этиленоксида)2%Newpol GE6001%Чистая водаостальное

Пример 13. Состав чернил

IJX266 (вододиспергируемое окрашивающее вещество; водорастворимая группа: группа сульфокислоты; водный раствор, 15 мас.%)6,7%C.I. Acid Red 520,1%Флуоресцентное вещество А2%C.I. Solvent Green 7 (водорастворимое флуоресцентное окрашивающее вещество; гидрофильная группа: группа сульфокислоты)1%C.I. Acid Yellow 7 (водорастворимое флуоресцентное окрашивающее вещество; гидрофильная группа: группа сульфокислоты)0,05%Глицерин7%Диэтиленгликоль5%Триэтиленгликоль7%Поверхностно-активное вещество общей формулы (VIII) (10-молярный аддукт этиленоксида)2%Додецилбензолсульфонат натрия0,5%Чистая водаостальное

Пример 14. Состав чернил

Дисперсия 1 пигмента0,05%Cabojet 300 (водный раствор, 15 мас.%)13,4%C.I. Acid Red 520,2%C.I. Acid Red 289 (водорастворимое флуоресцентное окрашивающее вещество; гидрофильная группа: группа сульфокислоты)0,05%Флуоресцентное вещество А1%C.I. Solvent Green 71%C.I. Acid Yellow 184 (водорастворимое флуоресцентное окрашивающее вещество; гидрофильная группа: группа сульфокислоты)0,5%Глицерин7%Этиленмочевина9%Поверхностно-активное вещество общей формулы (VIII) (10-молярный аддукт этиленоксида)1,5%Чистая водаостальное

Пример 15. Состав чернил

Дисперсия пигмента12,0%C.I. Acid Red 520,05%C.I. Acid Red 2890,5%Флуоресцентное вещество А2%Глицерин8%Триэтиленгликоль8%Поверхностно-активное вещество общей формулы (VIII) (10-молярный аддукт этиленоксида)1,2%Чистая водаостальное

Пример 16. Состав чернил

Cabojet 300 (водный раствор, 15 мас.%)13,4%IJX253 (самодиспергирующееся окрашивающее вещество; водорастворимая группа: группа сульфокислоты; водный раствор, 15 мас.%)0,05%C.I. Acid Red 520,1%Флуоресцентное вещество А1%C.I. Solvent Green 70,05%Глицерин7%Этиленмочевина9%Поверхностно-активное вещество общей формулы (VIII) (10-молярный аддукт этиленоксида)2%Чистая водаостальное

Пример 17. Состав чернил

Cabojet 300 (водный раствор, 15 мас.%)13,4%C.I. Acid Red 520,1%Флуоресцентное вещество А1,5%Глицерин7%Этиленмочевина9%Ionet T60C (торговая марка, изготавливается Sanyo Chemical Co., предназначается для коагуляции вододспергируемого окрашивающего вещества)2%Чистая вода остальное

Пример 18. Состав чернил

Cabojet 300 (водный раствор, 15 мас.%)13,4%C.I. Acid Red 520,1%Флуоресцентное вещество А1,5%Глицерин7%Этиленмочевина9%Поверхностно-активное вещество общей формулы (VIII) (10-молярный аддукт этиленоксида)2%Изопропиловый спирт2%Чистая вода остальное

Пример 19. Состав чернил

Cabojet 300 (водный раствор, 15 мас.%)13,4%C.I. Acid Red 520,1%Флуоресцентное вещество А1,5%Глицерин7%Этиленмочевина9%Поверхностно-активное вещество общей формулы (VIII) (10-молярный аддукт этиленоксида)2%Изопропиловый спирт2%Триэтаноламин0,1%Чистая водаостальное

Пример 20. Состав чернил

Cabojet 300 (водный раствор, 15 мас.%)13,4%CD380 (водорастворимое окрашивающее вещество; водорастворимая группа: группа карбоновой кислоты; изготовитель Liedel de Haan)0,1%Глицерин7%Этиленмочевина9%Поверхностно-активное вещество общей формулы (VIII) (10-молярный аддукт этиленоксида)2%Чистая вода остальное

Пример 21. Состав чернил

Cabojet 300 (водный раствор, 15 мас.%) 13,4%C.I. Acid Red 520,1%Флуоресцентное вещество А1,5%Глицерин7%Этиленмочевина9%Поверхностно-активное вещество общей формулы (VIII) (20-молярный аддукт этиленоксида)2%Поверхностно-активное вещество общей формулы (VIII) (10-молярный аддукт этиленоксида)1%Чистая водаостальное

Пример 22. Состав чернил

Cabojet 300 (водный раствор, 15 мас.%) 13,4%C.I. Acid Red 520,1%Этиленгликоль10%Триэтиленгликоль10%Поверхностно-активное вещество общей формулы (VIII) (10-молярный аддукт этиленоксида)0,75%Чистая водаостальное

Пример 23. Состав чернил

Cabojet 300 (водный раствор, 15 мас.%)16,8%C.I. Acid Red 520,1%Этиленгликоль10%Триэтиленгликоль10%Поверхностно-активное вещество общей формулы (VIII) (10-молярный аддукт этиленоксида)0,75%Чистая водаостальное

Пример 24. Состав чернил

Cabojet 300 (водный раствор, 15 мас.%)20,0%C.I. Acid Red 520,1%Этиленгликоль10%Триэтиленгликоль10%Поверхностно-активное вещество общей формулы (VIII) (10-молярный аддукт этиленоксида)0,75%Чистая водаостальное

Пример 25. Состав чернил

Cabojet 300 (водный раствор, 15 мас.%) 26,7%C.I. Acid Red 520,1%Этиленгликоль10%Триэтиленгликоль10%Поверхностно-активное вещество общей формулы (VIII) (10-молярный аддукт этиленоксида)0,75%Чистая водаостальное

Состав чернил: сравнительный пример 1

C.I. Acid Red 520,2%C.I. Direct Black 154 (водорастворимое флуоресцентное окрашивающее вещество; гидрофильная группа: группа сульфокислоты)2%Глицерин10%Этиленгликоль5%Чистая водаостальное

Состав чернил: сравнительный пример 2

C.I. Acid Red 520,2%C.I. Direct Black 1542%Глицерин10%Этиленгликоль5%Поверхностно-активное вещество общей формулы (VIII) (10-молярный аддукт этиленоксида для растворения двух вышеупомянутых красителей)1%Чистая водаостальное

Состав чернил: сравнительный пример 3

Millijet Black 2000 (краситель, модифицированный полимером)1,9%Millijet Blue 18 (краситель, модифицированный полимером)3%C.I. Acid Red 520,4%Pyranin 120 (водорастворимое флуоресцентное окрашивающее вещество; гидрофильная группа: группа сульфокислоты)1,4%C.I. Acid Yellow 70,2%Простой монобутиловый эфир триэтиленгликоля4,6%4-метилморфолин2,5%Поливинилпирролидон (К-12)6%Додецилбензолсульфонат натрия1,1%Чистая водаостальное

Состав чернил: сравнительный пример 4

Дисперсия 2 пигмента4,3%C.I. Acid Red 520,5%C.I. Acid Yellow 73 (водорастворимое флуоресцентное окрашивающее вещество; гидрофильная группа: группа карбоновой кислоты)0,5%2-Пирролидон8%Триэтиленгликоль7%Чистая водаостальное

Состав чернил: сравнительный пример 5

Дисперсия 2 пигмента20%C.I. Acid Red 521%Этиленгликоль7%Диэтиленгликоль7%Триэтиленгликоль7%2-Пирролидон8%Чистая водаостальное

Состав чернил: сравнительный пример 6

C.I. Acid Red 520,5%C.I. Acid Yellow 70,5%Глицерин7%Этиленгликоль7%Диэтиленгликоль7%Чистая водаостальное

Состав чернил: сравнительный пример 7

C.I. Food Black 2 (водорастворимое флуоресцентное окрашивающее вещество; гидрофильная группа: группа сульфокислоты)2%C.I. Acid Yellow 52 (водорастворимое флуоресцентное окрашивающее вещество; гидрофильная группа: группа сульфокислоты)0,1%Глицерин7%Этиленгликоль7%Диэтиленгликоль7%Чистая водаостальное

Состав чернил: сравнительный пример 8

Cabojet 300 (водный раствор, 15 мас.%)13,4%C.I. Acid Yellow 521%C.I. Acid Yellow 731%Глицерин7%Этиленгликоль7%Диэтиленгликоль7%Чистая водаостальное

<Оценка>

(Оценка разделения 1 окрашивающих веществ)

Капельную подачу 0,5 мл каждых чернил примеров и сравнительных примеров на промышленно поставляемую бумагу для печатания документов различного назначения осуществляли с помощью промышленной капельницы с высоты 10 см над этой бумагой, а изменение капли чернил на бумаге оценивали в соответствии с нижеследующими критериями:

А: на поверхности бумаги, куда попала капля чернил, первая область концентрированного первого окрашивающего вещества образовалась в центре, а вторая область со вторым окрашивающим веществом явно образовалась по всей ее периферии; на оборотной стороне бумаги наблюдалась диффузия второй области;

В: на поверхности бумаги, куда попала капля чернил, первая область концентрированного первого окрашивающего вещества образовалась в центре, а вторая область со вторым окрашивающим веществом была слабо видна по всей периферии очень близко к краю первой области; на оборотной стороне бумаги наблюдалась диффузия второй области;

С: на поверхности бумаги, куда попала капля чернил, область первого окрашивающего вещества образовалась в центре, но на ее периферии не наблюдалась область второго окрашивающего вещества; на оборотной стороне бумаги наблюдалась диффузия второго окрашивающего вещества;

D: на поверхности бумаги, куда попала капля чернил, область первого окрашивающего вещества образовалась в центре, но на ее периферии не наблюдалась область второго окрашивающего вещества; на оборотной стороне бумаги также не наблюдалась диффузия второго окрашивающего вещества.

(Оценка разделения 2 окрашивающих веществ)

Каждые чернила примеров и сравнительных примеров использовали с помощью промышленно поставляемого печатающего устройства BJS600 (торговая марка, изготовлено фирмой Canon Inc.) для струйной печати, чтобы отпечатать одноточечное изображение, которое облучали светом возбуждения, имевшим длину волны 254 нм, с помощью промышленного устройства для облучения ультрафиолетовым светом (торговая марка: Handy UV Lamp SLUV-4; изготовлено фирмой Luchi), и рассматривали микроскопические особенности изображения под стереомикроскопом.

Оценку проводили в соответствии с нижеследующими критериями:

А: в пределах точки на бумаге присутствовали флуоресцентный участок и большое количество малых коагуляций без флуоресценции; при обследовании периферии точки в условиях меньшего усиления, наблюдалась флуоресценция по периферии точки;

В: в пределах точки на бумаге присутствовали флуоресцентный участок и большое количество малых коагуляций без флуоресценции; однако флуоресценция была слабой, а разделение первого окрашивающего вещества и второго окрашивающего вещества было неудовлетворительным;

С: в пределах точки на бумаге не наблюдалось никакого флуоресцентного участка, а наблюдалась сборка коагуляций без флуоресценции.

(Оценка флуоресцентного излучения 1)

Каждые чернила, подвергнутые вышеуказанной оценке 1 разделения окрашивающих веществ, облучали светом возбуждения, имевшим длину волны 254 нм, с помощью промышленного устройства для облучения ультрафиолетовым светом (торговая марка: Handy UV Lamp SLUV-4; изготовлено фирмой Luchi), подвергали поданные по каплям чернила визуальному контролю и оценивали в соответствии с нижеследующими критериями.

А: на поверхности выпускаемой в промышленных масштабах бумаги для печатания документов различного назначения, куда попала капля чернил, наблюдалось флуоресцентное излучение во второй области второго окрашивающего вещества, более явное, чем в первой области первого окрашивающего вещества; кроме того, флуоресцентное излучение, испускаемое вторым окрашивающим веществом, наблюдалось на противоположной поверхности;

В: на поверхности выпускаемой в промышленных масштабах бумаги для печатания документов различного назначения, куда попала капля чернил, флуоресценция второго окрашивающего вещества не наблюдалась, а почти незаметная флуоресценция наблюдалась в первой области первого окрашивающего вещества; однако флуоресцентное излучение, испускаемое вторым окрашивающим веществом, наблюдалось на противоположной поверхности.

С: на поверхности выпускаемой в промышленных масштабах бумаги для печатания документов различного назначения, куда попала капля чернил, флуоресценция второго окрашивающего вещества не наблюдалась, а почти незаметная флуоресценция наблюдалась в первой области первого окрашивающего вещества; флуоресцентное излучение второго окрашивающего вещества на противоположной поверхности не наблюдалось.

(Оценка флуоресцентного излучения 2)

Каждые чернила примеров и сравнительных примеров использовали в промышленно поставляемом печатающем устройстве BJS600 (торговая марка, изготовлено фирмой Canon Inc.) для струйной печати, чтобы отпечатать сплошное изображение в режиме 100% нагрузки и буквенно-цифровые символы, которые подвергали визуальному контролю в условиях облучения светом возбуждения, имевшим длину волны 254 нм, с помощью промышленного устройства для облучения ультрафиолетовым светом (торговая марка: Handy UV Lamp SLUV-4; изготовлено фирмой Luchi) и оценивали в соответствии с нижеследующими критериями:

А: в сплошном изображении, полученном в режиме 100% нагрузки, и в буквенно-цифровых символах отчетливо наблюдалось флуоресцентное излучение;

В: в сплошном изображении, полученном в режиме 100% нагрузки, и в буквенно-цифровых символах слегка наблюдалось флуоресцентное излучение;

С: в сплошном изображении, полученном в режиме 100% нагрузки, и в буквенно-цифровых символах трудно заметить флуоресцентное излучение.

(Оценка флуоресцентного излучения 3)

Каждые чернила примеров и сравнительных примеров использовали в промышленно поставляемом печатающем устройстве BJS600 (торговая марка, изготовлено фирмой Canon Inc.) для струйной печати, чтобы отпечатать сплошное изображение в режиме 100% нагрузки и сплошное изображение в режиме 50% нагрузки, и проверяли эти изображения с помощью промышленно поставляемого прибора FP-750 (торговая марка, изготовлен фирмой Nippon Keiko Co.) для измерения интенсивности флуоресценции при возбуждении при 254 нм. Оценку проводили в соответствии с нижеследующими критериями:

А: максимальная интенсивность флуоресценции в области видимого света (400-700 нм) составляла 200 или более;

В: максимальная интенсивность флуоресценции в области видимого света (400-700 нм) составляла 100 или более, но менее чем 200;

С: максимальная интенсивность флуоресценции в области видимого света (400-700 нм) была меньше 100.

(Оценка качества)

Каждые чернила примеров и сравнительных примеров использовали в промышленно поставляемом печатающем устройстве BJS600 (торговая марка, изготовлено фирмой Canon Inc.) для струйной печати, чтобы отпечатать изображения и буквенно-цифровые символы при разных плотностях печати на выпускаемой в промышленных масштабах бумаге для печатания документов различного назначения, и визуально оценивали отпечатки в соответствии с нижеследующими критериями:

А: четкость буквенно-цифровых символов была удовлетворительной, а в изображениях, полученных при разных плотностях печати, не наблюдалась зернистость, что обеспечило плавность и удовлетворительное качество печати;

В: четкость буквенно-цифровых символов была удовлетворительной, но в изображениях, полученных при разных плотностях печати, наблюдалась зернистость;

С: четкость буквенно-цифровых символов была неудовлетворительной, и в изображениях, полученных при разных плотностях печати, наблюдалась зернистость.

(Оценка плотности)

Каждые чернила примеров и сравнительных примеров использовали в промышленно поставляемом печатающем устройстве BJS600 (торговая марка, изготовлено фирмой Canon Inc.) для струйной печати, чтобы отпечатать сплошное изображение в режиме 50% нагрузки на выпускаемой в промышленных масштабах бумаге для печатания документов различного назначения, а после удовлетворительной фиксации изображения в течение 1 суток в окружающей среде нормальной температуры и нормальной влажности измеряли плотность печати с помощью плотномера MacBeth RD918 в соответствии со следующими критериями:

А: плотность составляла 1,0 или более;

В: плотность составляла 0,8 или более, но менее чем 1,0;

С: плотность была меньше, чем 0,8.

(Оценка водостойкости)

Каждые чернила примеров и сравнительных примеров использовали в промышленно поставляемым печатающем устройстве BJS600 (торговая марка, изготовлено фирмой Canon Inc.) для струйной печати, чтобы отпечатать сплошное изображение в режиме 50% нагрузки на выпускаемой в промышленных масштабах бумаге для печатания документов различного назначения, которую, после выдержки в течение 24 часов, погружали в водопроводную воду на 5 минут и оценивали изменение плотности печати с помощью MacBeth RD918 в соответствии со следующими критериями:

А: изменение плотности составляло менее 20%;

В: изменение плотности составляло 20% или более, но менее чем 50%;

С: изменение плотности составляло 50% или более.

(Измерение контрастности отпечатка)

Каждые чернила примеров 1-9, 11, 12, 14, 16-19 и сравнительных примеров 1-3 и 6-8 использовали в промышленно поставляемом печатающем устройстве BJS600 (торговая марка, изготовлено фирмой Canon Inc.) для струйной печати, чтобы отпечатать сплошное изображение в режиме 50% нагрузки на выпускаемой в промышленных масштабах бумаге для печатания документов различного назначения, которую, после выдержки в течение 24 часов, подвергали измерению плотности в отраженном свете с помощью отражательного плотномера СМ2002 (торговая марка, изготовлен фирмой Minolta Ltd.). Чернила примеров обеспечивали удовлетворительную контрастность по всему диапазону длин волн 400-700 нм, но контрастность была неудовлетворительной в случае чернил сравнительных примеров. На фиг.31 показано различие в контрастности между чернилами примера 12 и сравнительного примера 3.

(Результаты оценок)

Результаты оценок приведены в нижеследующих таблицах.

ПРИМЕРЫ

 12345678910Разделение 1 окрашивающих веществААААААААААРазделение 2 окрашивающих веществААААААААААОценка флуоресцентного излучения 1ААААААААААОценка флуоресцентного излучения 2ААААААААААОценка флуоресцентного излучения 3ААААААААААОценка качестваААААААААААОценка плотностиААААААААААОценка водостойкостиАААААААААА

 111213141516171819202122232425Разделение 1 окрашивающих веществААААААААААААА±±Разделение 2 окрашивающих веществАААААААААААААААОценка флуоресцентного излучения 1АААААААААААААААОценка флуоресцентного излучения 2АААААААААААААААОценка флуоресцентного излучения 3ААААААААААААА±±Оценка
качестваАААААААААААААААОценка плотностиАААААААААААААААОценка водостойкостиААААААААААААААА

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ПРИМЕРЫ

 12345678Разделение 1 окрашивающих веществССССССССРазделение 2 окрашивающих веществССССССССОценка флуоресцентного излучения 1ССССССССОценка флуоресцентного излучения 2ССВВСBССОценка флуоресцентного излучения 3ССВСССССОценка качестваААААААААОценка плотностиААААААААОценка водостойкостиВВССВССВ

(Оценка сопротивления застыванию)

Около 100 мл каждых чернил примеров помещали в чашку Петри, затем оставляли стоять в течение примерно 1 месяца в окружающей среде, имеющей температуру 25°C и влажность 55%, для испарения воды в чернилах. После этого добавляли потерянное количество воды и оценивали свойство повторного растворения чернил. Чернила, в которых использовалось вододиспергируемое окрашивающее вещество самодиспергируемого типа, повторно растворялись, а в чернилах, где использовался полимерный диспергатор, свойство повторного растворения оказалось неудовлетворительным.

Как пояснялось выше, в настоящем изобретении предложены отдельные флуоресцентные чернила на водной основе, флуоресцентное отпечатанное изображение и способ печати, обеспечивающий стойкость изображения, а также свойства цветности и флуоресценции. Кроме того, удовлетворительной оказалась надежность, например, сопротивление застыванию и свойства выпуска.

Кроме того, настоящее изобретение гарантирует распознавание полученного отпечатанного изображения с несколькими цветами. В частности, настоящее изображение решает проблему снижения интенсивности флуоресценции из-за перекрытия длины волны излучения света и длины волны поглощения света, тем самым обеспечивая получение удовлетворительного флуоресцентного изображения.

Помимо этого, чернила согласно настоящему изобретению, когда их применяют для реализации способа струйной печати, проявляют удовлетворительную надежность. В частности, чернила, в которых в качестве вододиспергируемого окрашивающего вещества применяется самодиспергирующееся окрашивающее вещество, могут уменьшить налипание чернил вокруг сопла во время непрерывного выпуска, а также на лезвии, которое удаляет чернила, налипшие на поверхности, несущей сопло, что является выгодным эффектом.

Кроме того, как показала оценка «контрастности опечатка», чернила согласно настоящему изобретению обеспечивают достаточную контрастность и, как показала оценка флуоресценции, отдельные флуоресцентные чернила на водной основе согласно настоящему изобретению обеспечивают удовлетворительное флуоресцентное излучение.

В этой заявке заявляются притязания на приоритет японской патентной публикации № 2003-162988, поданной 2 мая 2003 г., которая включена здесь в виде ссылки.

Изобретение относится к чернилам для печати, содержащим первое окрашивающее вещество и второе окрашивающее вещество, при этом, по меньшей мере, одно из окрашивающих веществ включает флуоресцентное окрашивающее вещество, а первое окрашивающее вещество и второе окрашивающее вещество находятся в разделенном состоянии на носителе печатной информации, а чернила для печати обеспечивают получение отпечатанного изображения с улучшенными флуоресцентными свойствами. Изобретение также относится к отпечатанному изображению и способу формирования отпечатанного изображения, предусматривающим использование таких чернил. Технический результат заключается в решении проблемы снижения флуоресценции и улучшении флуоресцентных свойств путем разделения флуоресцентной области и окрашиваемой области, а также путем образования области на носителе печатной информации, в которой точки коагулированного первого окрашивающего вещества рассеяны в области фиксированного второго окрашивающего вещества, тем самым значительно снижая поглощение энергии флуоресцентного излучения из флуоресцентного окрашивающего вещества сосуществующим окрашивающим веществом соответствующими технологиями, основанными на новой технической концепции улучшения характеристик флуоресцентного излучения второго окрашивающего вещества, применяемого в чернилах для печати, включающих первое флуоресцентное окрашивающее вещество, которое при возбуждении при предварительно определенной длине волны возбуждения флуоресцирует в определенном диапазоне длин волн. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 табл., 31 ил.

1. Флуоресцентные чернила на водной основе, содержащие первое окрашивающее вещество, второе окрашивающее вещество и жидкую среду и воду для растворения или диспергирования этих окрашивающих веществ, причем, по меньшей мере, одно из первого окрашивающего вещества и второго окрашивающего вещества является флуоресцентным окрашивающим веществом, а упомянутые чернила обеспечивают возможность образования на носителе печатной информации первой области, в которой сконцентрировано первое окрашивающее вещество со вторым окрашивающим веществом, и второй области, в которой присутствует только второе окрашивающее вещество и которая окружает по всей периферии первую область, включая участок в носителе печатной информации, где первое окрашивающее вещество является вододиспергируемым окрашивающим веществом, содержащим некоторое количество вододиспергируемых частиц, а второе окрашивающее вещество является водорастворимым окрашивающим веществом, и где первая область включает в себя множество быстрообразующихся пятен первого окрашивающего вещества, рассеянных на пятнах второго окрашивающего вещества, каждое из быстрообразующихся пятен содержит некоторое количество вододиспергируемых частиц первого окрашивающего вещества в коагулированном состоянии.2. Чернила по п.1, в которых флуоресцентное излучение из второй области сильнее, чем флуоресцентное излучение из первой области.3. Чернила по п.1, дополнительно содержащие поверхностно-активное вещество, обеспечивающее растворение или диспергирование водорастворимого окрашивающего вещества в большем количестве, чем вододиспергируемого окрашивающего вещества.4. Чернила по п.3, в которых поверхностно-активное вещество является неионогенным.5. Чернила по п.1, в которых вододиспергируемое окрашивающее вещество является окрашивающим веществом, которое не флуоресцирует на носителе печатной информации, а водорастворимое окрашивающее вещество является окрашивающим веществом, которое флуоресцирует на носителе печатной информации.6. Чернила по любому из пп.1 и 2, в которых второе окрашивающее вещество имеет диапазон длин волн флуоресцентного излучения, находящийся в пределах диапазона длин волн поглощения первого окрашивающего вещества.7. Отпечатанное изображение, сформированное на носителе печатной информации, содержащее первую область, окруженную второй областью, причем в первой области сконцентрировано первое окрашивающее вещество со вторым окрашивающим веществом, а в указанной второй области присутствует только второе окрашивающее вещество, окружающее всю периферию первой области, включая участок в носителе печатной информации, при этом, по меньшей мере, одно из первого окрашивающего вещества и второго окрашивающего вещества является флуоресцентным окрашивающим веществом, где первое окрашивающее вещество является вододиспергируемым окрашивающим веществом, содержащим некоторое количество вододиспергируемых частиц, а второе окрашивающее вещество является водорастворимым окрашивающим веществом, и где первая область включает в себя множество быстрообразующихся пятен первого окрашивающего вещества, рассеянных на пятнах второго окрашивающего вещества, каждое из быстрообразующихся пятен содержит некоторое количество вододиспергируемых частиц первого окрашивающего вещества в коагулированном состоянии.8. Отпечатанное изображение по п.7, в котором флуоресцентное излучение из второй области сильнее, чем флуоресцентное излучение из первой области.9. Отпечатанное изображение по п.7, в котором вторая область образована посредством диффузии поверхностно-активного вещества.10. Отпечатанное изображение по п.9, в котором поверхностно-активное вещество является неионогенным.11. Отпечатанное изображение по п.7, в котором вододиспергируемое окрашивающее вещество является окрашивающим веществом, которое не флуоресцирует на носителе печатной информации, а водорастворимое окрашивающее вещество является окрашивающим веществом, которое флуоресцирует на носителе печатной информации.12. Отпечатанное изображение по любому из пп.7-11, в котором вторая область имеет диапазон длин волн флуоресцентного излучения, находящийся в пределах диапазона длин волн поглощения первой области.13. Способ формирования отпечатанного изображения, включающий стадию, на которой на носителе печатной информации формируют изображение из множества точек путем нанесения флуоресцентных чернил на водной основе, содержащих первое окрашивающее вещество и второе окрашивающее вещество, методом струйной печати, где указанное изображение содержит первую область, в которой первое окрашивающее вещество сконцентрировано со вторым окрашивающим веществом, и вторую область, в которой присутствует только второе окрашивающее вещество и которая окружает всю периферию первой области, включая участок в носителе печатной информации, при этом, по меньшей мере, одно из первого окрашивающего вещества и второго окрашивающего вещества является флуоресцентным окрашивающим веществом, где первое окрашивающее вещество является вододиспергируемым окрашивающим веществом, содержащим некоторое количество вододиспергируемых частиц, а второе окрашивающее вещество является водорастворимым окрашивающим веществом, где первая область включает в себя множество быстрообразующихся пятен первого окрашивающего вещества, рассеянных на пятнах второго окрашивающего вещества, каждое из быстрообразующихся пятен содержит некоторое количество вододиспергируемых частиц первого окрашивающего вещества в коагулированном состоянии, и где флуоресцентные чернила на водной основе наносят таким образом, что соответствующие первые области не соприкасаются друг с другом между точками.14. Способ формирования отпечатанного изображения, включающий стадию, на которой на носителе печатной информации формируют изображение из множества точек путем нанесения флуоресцентных чернил на водной основе, содержащих первое окрашивающее вещество и второе окрашивающее вещество, методом струйной печати, где указанное изображение содержит первую область, в которой первое окрашивающее вещество сконцентрировано со вторым окрашивающим веществом, и вторую область, в которой присутствует только второе окрашивающее вещество и которая окружает всю периферию первой области, включая участок в носителе печатной информации, причем по меньшей мере одно из первого окрашивающего вещества и второго окрашивающего вещества является флуоресцентным окрашивающим веществом, где первое окрашивающее вещество является вододиспергируемым окрашивающим веществом, содержащим некоторое количество вододиспергируемых частиц, а второе окрашивающее вещество является водорастворимым окрашивающим веществом, где первая область включает в себя множество быстрообразующихся пятен первого окрашивающего вещества, рассеянных на пятнах второго окрашивающего вещества, каждое из быстрообразующихся пятен содержит некоторое количество вододиспергируемых частиц первого окрашивающего вещества в коагулированном состоянии, и где флуоресцентные чернила на водной основе наносят таким образом, что соответствующие первые области не соприкасаются друг с другом между точками, и при этом указанное изображение имеет различные разрешения в продольном направлении и поперечном направлении.15. Флуоресцентные чернила на водной основе, содержащие вододиспергируемое окрашивающее вещество, имеющее свободную карбоксильную группу в качестве главной водорастворимой группы, водорастворимое окрашивающее вещество, имеющее свободную сульфогруппу в качество главной водорастворимой группы, поверхностно-активное вещество, обеспечивающее возможность растворения или диспергирования водорастворимого окрашивающего вещества в большем количестве по сравнению с вододиспергируемым окрашивающим веществом, и воду, где вододиспергируемое окрашивающее вещество представляет собой окрашивающее вещество, которое не флуоресцирует на носителе печатной информации, а водорастворимое окрашивающее вещество является окрашивающим веществом, которое флуоресцирует на носителе печатной информации.