ЧЕРНИЛА, СПОСОБ СТРУЙНОЙ ПЕЧАТИ, ПЕЧАТАЮЩИЙ БЛОК, КАРТРИДЖ С ЧЕРНИЛАМИ И ПЕЧАТАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТРУЙНОЙ ПЕЧАТИ Российский патент 2008 года по МПК C09D11/00 C09B56/08 B41J2/01 B41M5/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к чернилам для струйной печати, имеющим хорошее свойство окрашивания, хорошую влагостойкость и высокую надежность, способу струйной печати, печатающему блоку, картриджу с чернилами и печатающему устройству для струйной печати.

Предшествующий уровень техники

Способ струйной печати - это способ печати, предусматривающий нанесение капельки чернил на любой из носителей печатной информации, такой как обыкновенная бумага и глянцевые носители, для формирования изображения и быстро нашедший широкое применение благодаря снижению издержек и увеличению скорости печати. В связи с быстрым распространением цифровых фотоаппаратов и кинокамер, а также повышением качества изображения, получаемого этим способом, он нашел применение в качестве способа получения фотографического изображения, сравнимого с фотографией, полученной с помощью галогенида серебра.

В последние годы качество изображения повысилось, даже несмотря на предельное уменьшение размера капли чернил и улучшение цветовой гаммы, предусматриваемой при введении многоцветных чернил. Между тем, потребности в окрашивающем материале и чернилах выросли, поэтому ужесточились требования, например, к таким свойствам в контексте окрашивания и надежности, как адгезия и стабильность выбрасывания.

По сравнению с фотографией, полученной с помощью галогенида серебра, способ струйной печати создает проблемы, например, в смысле устойчивости сохранения изображения готового печатного продукта. Вообще говоря, печатный продукт, полученный посредством способа струйной печати, по устойчивости сохранения изображения уступает фотографии, полученной с помощью галогенида серебра, и обуславливает проблему, заключающуюся в том, что окрашивающий материал на печатном продукте склонен к ухудшению свойств, что вызывает изменение цветового тона и обесцвечивание изображения, когда печатный продукт подвергается воздействию света, влажности, тепла, окружающего газа, присутствующего в воздухе, и т.п. в течение длительного периода времени. Чтобы решить эту проблему, предложено большое количество технических решений.

Вообще говоря, способ струйной печати предусматривает использование чернил, каждые из которых имеют оттенок желтого, ярко-красного, голубого, черного и т.п. цветов. До настоящего времени считалось, что среди этих чернил желтые чернила должны быть улучшены по светостойкости, водостойкости, влагостойкости и т.п. Для улучшения этих свойств предложено, например, использовать окрашивающий материал, имеющий конкретную структуру, например представленный в справочнике по красителям (C.I.) прямой краситель желтого цвета (Direct Yellow) под номером 173 (C.I. Direct Yellow 173) или представленный в справочнике по красителям прямой краситель желтого цвета под номером 86 (C.I. Direct Yellow 86) (см., например, документы JP-А 02-233781 и JP-А 04-233975). Использование такого окрашивающего материала, как упомянутые выше, демонстрирует значительные повышения светостойкости, водостойкости и влагостойкости, но цветовой тон, свойство окрашивания, надежность и т.п. не находятся на удовлетворительных уровнях.

Также предложено использование представленного в справочнике по красителям прямого красителя желтого цвета под номером 132 (C.I. Direct Yellow 132) в качестве любого из таких материалов, как желтые чернила и окрашивающий материал, для комплекта чернил (см., например, документы JP-А 11-29729 и JP-А 2001-288391). Хотя этот окрашивающий материал часто использовали для получения чернил для струйной печати ввиду его надлежащего свойства окрашивания, этот окрашивающий материал обуславливает проблему, заключающуюся в том, что у него чрезвычайно плохая влагостойкость.

Также предложено использование окрашивающего материала, имеющего конкретную структуру, для повышения влагостойкости (см., например, документ JP-А 11-217529), а также использование комплекта чернил нескольких цветов для повышения влагостойкости (см., например, документ JP-А 11-180028).

В каждом из описанных предложений предпринята попытка повысить влагостойкость, но в зависимости лишь от структуры окрашивающего материала. Иными словами, ни предложение повысить влагостойкость посредством окрашивающего материала, имеющего конкретную структуру, ни предложение повысить влагостойкость посредством комплекта чернил нескольких цветов не может предотвратить миграцию, т.е. ухудшение качества изображения из-за изменения цветового тона в такой окружающей среде, как окружающая среда с высокой температурой и высокой влажностью.

Также предложен синтез нового окрашивающего материала, обладающего влагостойкостью, светостойкостью, водостойкостью, а также дающего оттенок и четкость, подходящие для струйной печати (см., например, документ JP-А 2003-321627). Вместе с тем, даже тогда, когда используется такой окрашивающий материал, не удается достичь уровня влагостойкости, требуемого в некоторых случаях при осуществлении современного способа струйной печати.

Краткое изложение существа изобретения

Технической задачей настоящего изобретения является повышение влагостойкости, являющейся наиважнейшим фактором в окрашивающем материале, имеющем желтый оттенок, а также получение желтых чернил, превосходных и по свойству окрашивания и по влагостойкости.

Окрашивающий материал, используемый в обычных желтых чернилах для струйной печати, склонен к снижению влагостойкости, причем упомянутый окрашивающий материал склонен к ухудшению свойства окрашивания, когда этот окрашивающий материал обладает надлежащей влагостойкостью. Вообще говоря, окрашивающему материалу, имеющему большую молекулярную массу, трудно двигаться в носителе печатной информации, когда окрашивающий материал вступает в контакт с избыточной влагой после того, как этот окрашивающий материал осел на носитель печатной информации. В результате можно повысить влагостойкость. Между тем, окрашивающий материал, обладающий большой молекулярной массой, имеет структуру, в которой велика часть, не участвующая в окрашивании, что снижает эффективность окрашивания в пересчете на единицу массы. Следовательно, когда используют окрашивающий материал, обладающий большим молекулярным весом и надлежащей влагостойкостью, свойство окрашивания должно быть удовлетворительным. Иными словами, нужно достичь совместимости между свойством окрашивания и влагостойкостью в чернилах, содержащих окрашивающий материал желтого цвета, чтобы увеличить стойкость сохранения изображения печатного продукта струйной печати до уровня, характерного для фотографии, полученной с помощью галогенида серебра, или более высокого уровня.

Были проведены обширные исследования, чтобы обнаружить механизм, посредством которого происходит изменение цветового тона печатного продукта из-за миграции, и чтобы предотвратить саму миграцию. В частности, были проведены исследования с целью найти конкретный состав чернил, при наличии которого в печатном продукте, полученном с помощью этих чернил, обнаруживается изменение его цветового тона из-за миграции. В результате было обнаружено, что возникновение миграции зависит главным образом от присутствия или отсутствия конкретного водорастворимого органического растворителя. То есть доказано, что миграция возникает, когда водорастворимый органический растворитель, остающийся в печатном продукте, поглощает влагу, находящуюся в воздухе, присутствующем в окружающей среде с высокой температурой и высокой влажностью.

Настоящее изобретение создано на основе вышеизложенных результатов исследований, было уделено внимание изображению, формируемому на носителе печатной информации, различию между компонентом чернил перед формированием изображения и компонентом водорастворимого органического растворителя, остающегося в носителе печатной информации после формирования изображения, и рассмотрены соответствующие свойства водорастворимого органического растворителя в чернилах. В результате был обнаружен механизм, при наличии которого изменение цветового тона из-за миграции происходит вследствие разницы в свойствах водорастворимого органического растворителя, остающегося в печатном продукте. Тогда был сделан вывод, что изменение цветового тона из-за миграции зависит от суммарного количества водорастворимого органического растворителя, остающегося в печатном продукте, и от свойства, в соответствии с которым водорастворимый органический растворитель, по существу, содержит молекулы воды. Были проведены обширные исследования в связи с этой особенностью, завершившие создание настоящего изобретения.

Как описано выше, было обнаружено, что миграция обуславливается взаимодействием между влагостойкостью окрашивающего материала и водорастворимым органическим растворителем.

Поэтому основной задачей настоящего изобретения является создание нового способа подавления изменения цветового тона из-за миграции, уделяя внимание количеству водорастворимого органического растворителя, присутствующего в печатном продукте.

Еще одной задачей настоящего изобретения является разработка чернил, превосходных по влагостойкости и таким свойствам, как стабильность прерывистого выбрасывания, в качестве чернил для струйной печати.

Еще одной задачей настоящего изобретения является разработка чернил, превосходных по влагостойкости, стабильности прерывистого выбрасывания, плотности изображения и цветового тона.

Указанные задачи решаются с помощью настоящего изобретения, описываемого ниже. То есть в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предложены чернила для струйной печати, содержащие, по меньшей мере, окрашивающий материал, и водорастворимые органические растворители чернила характеризуются тем, что они удовлетворяют следующим условиям (А) и (В):

(А) цветовой контраст ΔЕ, суждение о котором выносят посредством способа вынесения суждения о свойствах окрашивающего материала, составляет 9 или менее, причем упомянутый способ вынесения суждения содержит этапы (1)-(3): на которых осуществляют

1) нанесение моделирующих чернил, содержащих окрашивающий материал, воду и водорастворимый органический растворитель, имеющий скорость Х испарения (мас.%), меньшую, чем скорость испарения воды, и коэффициент Y влагопоглощения (мас.%), который составляет 20 или более и удовлетворяющий соотношению Y≥2,8X+10, и нанесение прозрачных чернил, полученных путем замены только окрашивающего материала моделирующих чернил водой, в таком количестве, что количество моделирующих чернил меньше, чем количество прозрачных чернил;

2) выдерживание печатного продукта, полученного на этапе (1) в окружающей среде при температуре 25°С и влажности 60% в течение 48-ми часов с последующим выдерживанием этого печатного продукта в окружающей среде при температуре 30°С и влажности 80% в течение 168-ми часов;

3) вынесение суждения о цветовом контрасте (ΔЕ), представленном нижеследующим выражением (1), между печатным продуктом перед выдерживанием в течение 168-ми часов и печатным продуктом после выдерживания в течение 168-ми часов:

ΔЕ=√((L₁-L₂)²+(a₁-a₂)²+(b₁-b₂)²)(1)

где: L₁, a₁ и b₁ представляют параметры L, a и b калориметрической системы Lab после выдерживания в течение 48-ми часов и перед выдерживанием в течение 168-ми часов соответственно; L₂, a₂ и b₂ представляют параметры L, a и b калориметрической системы Lab после выдерживания в течение 168-ми часов;

(В) содержание водорастворимого органического растворителя, в котором скорость Х испарения (мас.%) и коэффициент Y влагопоглощения (мас.%) удовлетворяют соотношению, заданному нижеследующим выражением (2), во всех водорастворимых растворителях в чернилах составляет 50 мас.% или более:

Y<2,8X+10(2)

где: Х представляет скорость испарения, Y представляет коэффициент влагопоглощения.

В другом аспекте настоящего изобретения предложен способ струйной печати, характеризующийся тем, что он предусматривает этап эжекции вышеописанных чернил посредством способа струйной печати.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложен картридж с чернилами, характеризующийся тем, что включает в себя часть для хранения чернил для струйной печати.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложен печатающий блок, характеризующийся тем, что включает в себя часть для хранения чернил для струйной печати и печатающую головку для выброса этих чернил.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложено печатающее устройство для струйной печати, характеризующееся тем, что включает в себя часть для хранения чернил для струйной печати и печатающую головку для выброса этих чернил.

В соответствии с настоящим изобретением могут быть разработаны желтые чернила для струйной печати, которые удовлетворяют требованиям, предъявляемым к свойству окрашивания, которым должны обладать чернила для струйной печати, и имеют высокую влагостойкость даже тогда, когда буквы печатаются посредством чернил на различных носителях печатной информации, а также способ струйной печати, печатающий блок, картридж с чернилами и устройство для струйной печати, в каждом из которых предусматривается использование упомянутых чернил.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг. 1 изображает диаграмму зависимости между скоростью испарения и коэффициентом влагопоглощения согласно изобретению;

фиг. 2 - общий вид печатающего устройства согласно изобретению;

фиг. 3 - общий вид механической части печатающего устройства согласно изобретению;

фиг. 4 - разрез печатающего устройства согласно изобретению;

фиг. 5 - общий вид устройства, в котором емкость с чернилами установлена на картридже головки согласно изобретению;

фиг. 6 - общий вид устройства с пространственным разделением деталей картриджа головки согласно изобретению;

фиг. 7 - вид спереди, иллюстрирующий подложку с печатными элементами на картридже головки.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

В настоящем изобретении, когда соединение является солью, происходит диссоциация этой соли с образованием ионов в чернилах, а это состояние для удобства характеризуется выражением "содержит соль".

Чернила

Было определено, что миграция является результатом взаимодействия между влагостойкостью окрашивающего материала и водорастворимым органическим растворителем. Ниже будет приведено подробное описание компонента, входящего в состав чернил, соответствующих настоящему изобретению.

Окрашивающий материал

Чернила для струйной печати (иногда именуемые далее просто "чернилами"), соответствующие настоящему изобретению, должны содержать окрашивающий материал, имеющий цветовой контраст (ΔЕ), суждение о котором выносят посредством способа вынесения суждения о свойствах окрашивающего материала, составляющий 9 или менее.

Способ вынесения суждения о свойствах окрашивающего материала

Способ вынесения суждения о свойствах окрашивающего материала в настоящем изобретении включает в себя этапы (1)-(3). Ниже будет приведено более подробное описание этих этапов с подразделением их на следующие этапы (а)-(ж).

(а) Получение моделирующих чернил и прозрачных чернил

Получают моделирующие чернила, содержащие окрашивающий материал, воду и водорастворимый органический растворитель, имеющий скорость Х испарения (мас.%), меньшую, чем скорость испарения воды, и коэффициент Y влагопоглощения (мас.%), который составляет 20 или более, и удовлетворяющий соотношению Y≥2,8X+10 или, что предпочтительно, Y>2,8X+10 (технический смысл соотношения Y≥2,8X+10 будет пояснен ниже), и прозрачные чернила, полученные путем замены только окрашивающего материала в вышеописанном составе водой. При таком составе чернила оказываются в условиях, при которых миграция не возникает. Важно, чтобы этот состав удовлетворял вышеуказанным условиям, потому что назначением этого состава является вынесение суждения о свойствах (особенно - влагостойкости) окрашивающего материала.

Скорость Х испарения (мас.%) в настоящем изобретении определяют следующим образом: помещают 5 г водорастворимого органического растворителя в кювету, имеющую внешний диаметр 31 мм и высоту 15 мм; оставляют эту кювету стоять неподвижно в окружающей среде, имеющей температуру 60°С и влажность 10%, в течение 192-х часов; еще раз измеряют массу водорастворимого органического растворителя и определяют скорость испарения, исходя из уменьшившейся массы водорастворимого органического растворителя. Коэффициент Y влагопоглощения (мас.%) определяют следующим образом: помещают 5 г водорастворимого органического растворителя в кювету, имеющую внешний диаметр 31 мм и высоту 15 мм; оставляют эту кювету стоять неподвижно в окружающей среде, имеющей температуру 30°С и влажность 80%, в течение 192-х часов; еще раз измеряют массу водорастворимого органического растворителя и определяют коэффициент влагопоглощения, исходя из увеличившейся массы водорастворимого органического растворителя.

Моделирующие чернила приготавливали в соответствии с нижеследующим составом, в котором использовали глицерин и мочевину в качестве водорастворимых органических растворителей, Acetylenol E-100 (производится фирмой Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.) в качестве поверхностно-активного вещества и представленный в справочнике по красителям прямой краситель желтого цвета под номером 132 (C.I. Direct Yellow 132) в качестве окрашивающего материала. В таблице 1 показана скорость Х испарения (мас.%) для каждого из таких веществ, как глицерин и мочевина, а также скорость Х испарения (мас.%) для воды (чистой воды). Нижеследующая таблица 1 демонстрирует, что каждое из таких веществ, как глицерин и мочевина, соответствует водорастворимому органическому растворителю, имеющему скорость испарения, меньшую, чем скорость испарения воды, и коэффициент влагопоглощения 20 мас.% или более.

Таблица 1 Состав (мас.%)Скорость испарения (мас.%)Коэффициент влагопоглощения (мас.%)Глицерин10,00,066,9Мочевина10,00,186,0Acetylenol
E-1001,0--C.I.Direct
Yellow 1323,0--Чистая вода76,0100,0-

(б) Создание изображения для оценки

Моделирующие чернила и прозрачные чернила, полученные таким образом, накладывали друг на друга, чтобы получить изображение для оценки. Хотя это изображение может иметь произвольный коэффициент использования чернил при печати, наложение моделирующих чернил и прозрачных чернил друг на друга является важным моментом. Причина этого, с учетом состояния печатного продукта в реальной окружающей среде, заключается в том, что печать в общем случае редко осуществляется посредством какого-либо одного типа чернил. Иными словами, можно сказать, что миграция возникает в ситуации присутствия нескольких чернил. Поэтому важно создать изображение для оценки путем наложения друг на друга моделирующих чернил и прозрачных чернил с тем, чтобы воспроизвести такую ситуацию. Кроме того, количество наносимых моделирующих чернил предпочтительно меньше, чем количество прозрачных чернил. Причина заключается в том, что, когда изображение для оценки создают путем наложения друг на друга моделирующих чернил и прозрачных чернил в вышеописанных условиях, количество наносимого водорастворимого органического растворителя - по отношению к окрашивающему материалу - на носителе печатной информации увеличивается, в результате чего возникновение миграции оказывается более вероятным. Этот подход позволяет установить более четкое различие в некотором свойстве (в частности, влагостойкости) между окрашивающими материалами, так что появляется возможность с большей ясностью оценивать свойства (в частности, влагостойкость) целевого окрашивающего материала. В настоящем изобретении использовались вышеописанные моделирующие чернила и вышеописанные прозрачные чернила, и диапазон коэффициента использования каждых из них изменяли от 5% до 100% с приращением по 5%, чтобы создать изображение для оценки, в котором моделирующие чернила и прозрачные чернила были наложены друг на друга.

В настоящем изобретении оценка свойств, в частности влагостойкости окрашивающего материала, не требует конкретного печатающего устройства или носителя печатной информации. В той степени, в какой печатающее устройство способно наносить чернила на носитель печатной информации, а носитель печатной информации может впитывать чернила, на формы печатающего устройства или носителя печатной информации ограничений нет. Конкретный пример такого печатающего устройства включает в себя печатающее устройство, включающее в себя хранящую чернила часть для хранения чернил и печатающую головку для выбрасывания чернил.

(в) Создание изображения для оценки в начальном стандартном состоянии

Принимают меры, способствующие испарению и водорастворимого органического растворителя, и воды, присутствующих в изображении для оценки, созданном вышеописанным образом. Изображение для оценки оставляют в окружающей среде, имеющей температуру Т₁°С и влажность Н₁%, в течение определенного периода времени для принятия мер, способствующих испарению и водорастворимого органического растворителя, и воды, присутствующих в изображении для оценки. В результате можно создать изображение для оценки в начальном стандартном состоянии. Чтобы принять меры, способствующие испарению и водорастворимого органического растворителя, и воды, присутствующих в изображении для оценки, важно уменьшить абсолютное содержание воды, характерное для окружающей среды, в которой находится изображение для оценки.

Хотя важно оставить изображение для оценки в окружающей среде, имеющей температуру Т₁°С и влажность Н₁%, в течение определенного периода времени, этот период может быть произвольным. В частности, этот период предпочтительно является таким, что испарение и водорастворимого органического растворителя, и воды изнутри изображения для оценки уменьшается, а масса изображения для оценки становится постоянной. Например, авторы изобретения доказали, что испарение и водорастворимого органического растворителя, и воды изнутри изображения для оценки достигает, по существу, равновесия за 48 часов, а масса изображения для оценки становится постоянной в окружающей среде, имеющей температуру Т₁=25°С и влажность Н₁=60%, причем эти температуру и влажность выбирают, исходя из состояния печатного продукта в окружающей среде.

Когда изображение для оценки оставляют на период, который меньше 48 часов, испарение и водорастворимого органического растворителя, и воды не достигает равновесия, и поэтому ожидается, что в изображении для оценки останется либо водорастворимый органический растворитель, либо вода. В результате начальное стандартное состояние не стабилизируется и существует вероятность, что состояние возникновения миграции изменится, а точность суждения о влагостойкости снизится. Когда изображение для оценки оставляют на период, который больше 48 часов, начальное стандартное состояние может стабилизироваться, но можно предвидеть, что придется принять дополнительные меры, способствующие испарению и водорастворимого органического растворителя, и воды. В результате уменьшается то количество водорастворимого органического растворителя, остающегося в изображении для оценки, при котором можно ожидать, что водорастворимый органический растворитель станет причиной миграции, и уменьшается количество водорастворимого органического растворителя, способного поглощать влагу. Поэтому возникновение миграции становится маловероятным. По вышеуказанным причинам изображение для оценки в предпочтительном варианте оставляют в окружающей среде, имеющей температуру Т₁=25°С и влажность Н₁=60%, в течение 48-ми часов. При вышеописанных условиях ожидается, что можно будет реализовать испарение и водорастворимого органического растворителя, и воды при сохранении состояния печатного продукта в реальной окружающей среде. Следует отметить, что абсолютное содержание воды, присутствующей в окружающей среде, имеющей температуру Т₁=25°С и влажность Н₁=60%, составляет около 13,8 г/м³.

(г) Измерение цветового тона изображения для оценки в начальном стандартном состоянии

Измеряют цветовой тон (значения La^*b^* в цветовом пространстве, стандартизированном МКО (CIE) - Международной комиссией по освещению (значения La^*b^* МКО)) полученного вышеупомянутым образом изображения для оценки в начальном стандартном состоянии. Это измерение предназначено для численного определения цветового тона изображения для оценки в начальном стандартном состоянии, выдержанного в течение некоторого периода времени. В настоящем изобретении цветовой тон изображения для оценки в начальном стандартном состоянии измеряли посредством спектрофотометра (Spectrolino (торговая марка), изготавливается фирмой Gretag Macbeth).

(д) Создание изображения для оценки после теста на ускорение

Изображение для оценки в начальном стандартном состоянии, созданное вышеупомянутым образом, оставляют в окружающей среде (с высокой температурой и высокой влажностью), имеющей температуру Т₂°С и влажность Н₂%, чтобы вызвать возникновение миграции со все большей и большей скоростью, тем самым создавая изображение для оценки после теста на ускорение. Температура и влажность во время ускорения являются произвольными при условии, что Т₁<Т₂ и Н₁<Н₂. То есть важно увеличить абсолютное содержание воды, присутствующей в окружающей среде, путем задания более высокой температуры и более высокой влажности. Вообще говоря, считается, что миграция возникает, когда водорастворимый органический растворитель, присутствующий в печатном продукте, поглощает влагу. Соответственно, важно принять меры, способствующие возникновению миграции, путем увеличения абсолютного содержания воды, присутствующей в окружающей среде, в которой находится изображение для оценки. В частности, температура Т₂°С предпочтительно составляет 30°С или более, а влажность Н₂% предпочтительно составляет 80% или более, и поэтому можно увеличить абсолютное содержание воды, присутствующей в окружающей среде, в которой находится изображение для оценки. В настоящем изобретении ввиду условий, в которых печатающее устройство и печатный продукт находятся в реальной окружающей среде, температура Т₂°С и влажность Н₂% заданы равными 30°С и 80% соответственно. В результате воспроизводится условие, при котором миграция в печатном продукте может возникнуть, когда пользователь эксплуатирует печатающее устройство. Следует отметить, что абсолютное содержание воды, присутствующей в окружающей среде, имеющей температуру 30°С и влажность 80%, составляет около 24,3 г/м³.

Период времени, в течение которого изображение для оценки выдерживается в окружающей среде (с высокой температурой и высокой влажностью), имеющей температуру Т₂°С и влажность Н₂%, задают хронологически следующим за измерением цветового тона изображения для оценки. В частности, регистрируют изменение цветового тона изображения для оценки из начального стандартного состояния, а точку, в которой скорость изменения уменьшается, в предпочтительном варианте задают соответствующей периоду времени, в течение которого изображение для оценки в начальном стандартном состоянии выдерживается в окружающей среде (с высокой температурой и высокой влажностью), имеющей температуру Т₂°С и влажность Н₂%. В более предпочтительном варианте точку, в которой почти не наблюдается изменение цветового тона, задают соответствующей подходящему периоду времени, в течение которого изображение для оценки в начальном стандартном состоянии выдерживается в окружающей среде (с высокой температурой и высокой влажностью), имеющей температуру Т₂°С и влажность Н₂%. Например, скорость изменения цветового тона будет уменьшаться в окружающей среде, имеющей температуру Т₂=30°С и влажность Н₂=80% в течение 96-ти часов, и изменение цветового тона почти не будет наблюдаться на отметке 168 часов. Поэтому для оценки миграции важно, чтобы изображение для оценки в начальном стандартном состоянии оставалось в окружающей среде (с высокой температурой и высокой влажностью), имеющей температуру Т₂°С и влажность Н₂%, в течение 96-ти часов или более. В более предпочтительном варианте изображение для оценки в начальном стандартном состоянии выдерживают в окружающей среде (с высокой температурой и высокой влажностью), имеющей температуру Т₂°С и влажность Н₂%, в течение 168-ми часов или более, поскольку изменение цветового тона в этом случае имеет почти постоянное значение, так что позволяет с большей точностью оценивать различие в некотором свойстве (в частности, влагостойкости) между окрашивающими материалами. Ввиду вышеуказанных причин изображение для оценки предпочтительно выдерживать в окружающей среде, имеющей температуру Т₂=30°С и влажность Н₂=80%, в течение 168-ми часов.

(е) Измерение изображения для оценки после теста на ускорение

Измеряют цветовой тон (значения La^*b^* МКО) полученного вышеупомянутым образом изображения для оценки после теста на ускорение. Это измерение предназначено для численного определения цветового тона изображения для оценки после теста на ускорение. В настоящем изобретении цветовой тон изображения для оценки после теста на ускорение измеряли посредством спектрофотометра (Spectrolino (торговая марка), изготавливается фирмой Gretag Macbeth) таким же образом, как это сделано на вышеуказанном этапе (г).

(ж) Вычисление цветового контраста (ΔЕ)

Цветовой контраст (ΔЕ) вычисляли на основании нижеследующего выражения (1), исходя из цветового тона (значений La^*b^* МКО) изображения для оценки в начальном стандартном состоянии, измеренного на вышеуказанном этапе (г), и цветового тона (значений La^*b^* МКО) изображения для оценки после теста на ускорения и измерения упомянутого изображения на вышеуказанном этапе (е).

Значения La^*b^* изображения для оценки в начальном стандартном состоянии, находящиеся в цветовом пространстве параметров La^*b^* МКО, составляют (L₁, a₁, b₁).

Значения La^*b^* изображения для оценки после тестирования на ускорение, находящиеся в цветовом пространстве параметров La^*b^* МКО, составляют (L₂, a₂, b₂).

ΔЕ=√((L₁-L₂)²+(a₁-a₂)²+(b₁-b₂)²).(1)

Цветовой контраст (ΔЕ), вычисленный на основании выражения (1), представляет величину изменения цветового тона. Следовательно, чем больше цветовой контраст (ΔЕ), тем больше изменение цветового тона. Иными словами, больший цветовой контраст (ΔЕ) означает, что есть тенденция к возникновению миграции, так что степень миграции можно численно представить посредством цветового контраста (ΔЕ).

В настоящем изобретении существенна нижеследующая процедура. Оценивают свойства (в частности, влагостойкость) каждого окрашивающего материала посредством вышеописанного способа вынесения суждения о свойствах окрашивающего материала, вычисляют цветовые контрасты (ΔЕ)-ΔЕ1, ΔЕ2, ... в соответствующих изображениях для оценки, созданных посредством соответствующих окрашивающих материалов, и используют окрашивающий материал, имеющий цветовой контраст (ΔЕ), являющийся максимальным из вычисленных цифровых контрастов и составляющий 9 или менее.

Окрашивающий материал, представленный общей формулой (I)

Еще один вариант осуществления настоящего изобретения отличается тем, что окрашивающий материал, имеющий цветовой контраст (ΔЕ) 9 или менее, суждение о котором выносят посредством способа вынесения суждения о свойствах окрашивающего материала, представляет собой соединение общей формулы (I) или его соль.

Общая формула (I)

где: М независимо представляет атом водорода, щелочной металл, щелочно-земельный металл либо катион или ион аммония органического амина; индекс n - независимо целое число 1 или 2.

Конкретные примеры окрашивающего материала, представленного общей формулой (I), включают в себя соединения, имеющие структуры, представленные в нижеследующей таблице 2. Конечно, настоящее изобретение ими не ограничивается. Для удобства положение замещения сульфоновой группы представлено в таблице 2 посредством кольца А или кольца В, как показано в нижеследующей общей формуле (II). Положение замещения сульфоновой группы является тем, которое определено в нижеследующей общей формуле (II).

Общая формула (II)

где: М независимо представляет атом водорода, щелочной металл, щелочно-земельный металл либо катион или ион аммония органического амина; индекс n - независимо целое число 1 или 2.

Таблица 2 Положение заместителя Кольцо АКольцо БВозможное соединение124 244 324,6 44,64

Предпочтительный конкретный пример окрашивающего материала, представленного общей формулой (I), включает в себя возможное соединение 1, указанное ниже. Конечно, настоящее изобретение им не ограничивается.

Возможное соединение 1

Окрашивающий материал, не являющийся окрашивающим материалом, представленным общей формулой (I)

Для дополнительного повышения плотности изображения, для получения более предпочтительного цветового тона для других целей в настоящем изобретении предпочтительно используются окрашивающие материалы двух или более типов. Конкретно предпочтительными в качестве таких окрашивающих материалов являются окрашивающий материал, представленный общей формулой (I), и представленный в справочнике по красителям прямой краситель желтого цвета под номером 132 (C.I. Direct Yellow 132). Соответственно, еще один вариант осуществления настоящего изобретения отличается тем, что C.I. Direct Yellow 132 используется в качестве окрашивающего материала в дополнение к окрашивающему материалу, представленному общей формулой (I).

Содержание окрашивающего материала

Содержание окрашивающего материала чернил для струйной печати, соответствующих настоящему изобретению, предпочтительно находится в диапазоне 1,0 мас.%≤содержание≤4,0 мас.% по отношению к суммарной массе чернил. Когда содержание окрашивающего материала меньше 1,0 мас.%, в некоторых случаях оказывается невозможным получение эффектов настоящего изобретения, удовлетворительных в контексте свойства окрашивания и влагостойкости. Когда содержание окрашивающего материала превышает 4,0 мас.%, может снизиться надежность - в контексте стабильности прерывистого выбрасывания и других свойств струйной печати.

Кроме того, содержание окрашивающего материала, представленного общей формулой (I), предпочтительно составляет 10 мас.% или более по отношению к суммарному содержанию всех окрашивающих материалов в чернилах, чтобы удовлетворительно получить эффекты настоящего изобретения. Когда в совокупности окрашивающих материалов используется представленный в справочнике по красителям прямой краситель желтого цвета под номером 132 (C.I. Direct Yellow 132), его содержание предпочтительно составляет 10 мас.% или более по отношению к суммарному содержанию всех окрашивающих материалов в чернилах. Кроме того, отношение содержания окрашивающего материала, представленного общей формулой (I), к содержанию C.I. Direct Yellow 132 (содержание окрашивающего материала, представленного общей формулой (I):содержание C.I. Direct Yellow 132) находится в диапазоне отношения масс от 0,5:5 до 2:5. Избыточно малое содержание окрашивающего материала, представленного общей формулой (I), затрудняет получение удовлетворительного эффекта настоящего изобретения, тогда как избыточно большее содержание окрашивающего материала, представленного общей формулой (I), создает тенденцию к снижению плотности изображения.

Способ тестирования окрашивающего материала

Возможное соединение 1, которое является примером окрашивающего материала, используемого в настоящем изобретении, можно протестировать посредством каждого из нижеследующих способов (1)-(3), каждый из которых предусматривает использование жидкостной хроматографии высокого разрешения (ЖХВР (HPLC)):

(1) определение длительности пика;

(2) определение длины волны максимального поглощения на пике согласно (1);

(3) определение масса/заряд, M/Z (полож., отриц.), на пике согласно (1).

Условия анализа для жидкостной хроматографии высокого разрешения приведены ниже. Раствор чернил, разбавленный в 1000 раз чистой водой, анализируют посредством жидкостной хроматографии высокого разрешения в нижеследующих условиях для измерения длительности основного пика и длины волны максимального поглощения на пике.

Колонка: симметричная, модели С18, 2,1 мм×150 мм

Температура колонки: 40°С

Расход: 0,2 мл/мин

Фотодиодная матрица (ФДА): 210 нм на 700 нм

Состояние мобильной фазы и градиента: таблица 3

Таблица 3 0-5 мин5-40 мин40-45 минА Вода85%85%>0%0%В Метанол10%10%>95%95%С Водный раствор ацетата натрия концентрации 0,2 моль/л5%5%5%

Кроме того, ниже приведены условия анализа спектра масс. Спектр масс на результирующем пике измеряют в нижеследующих условиях, а для каждого положительного и отрицательного значения изменяют наиболее резко выраженное отношение M/Z.

Способ ионизации

Ионизация методом электрораспыления (ИМЭР)

Капиллярное напряжение3,5 кВДесольватирующий газ300°СТемпература источника ионов120°СДетектордля положительных значений: 40 В, 200-1500 атомных единиц массы (а.е.м.)/0,9 сек для отрицательных значений: 40 В, 200-1500 а.е.м./0,9 сек

В таблице 4 указаны значения длительности, длины волны максимального поглощения, M/Z (полож.) и M/Z (отриц.), например, для каждого из возможного соединения 1 и C.I. Direct Yellow 132, описанных выше. Когда окрашивающий материал имеет значения параметров, указанные в таблице 4, этот окрашивающий материал можно определить как являющийся окрашивающим материалом, который может быть использован в настоящем изобретении.

Таблица 4 Длительность (мин)Длина волны максимального поглощения (нм)M/Z   Полож.Отриц.Возможное соединение 131-32390-410938-939468-469С.I.Direct
Yellow 13233-34390-410640-641319-320

Водорастворимый органический растворитель

Водорастворимые органические растворители, используемые в настоящем изобретении, должны быть такими, что содержание водорастворимого органического растворителя, в котором скорость Х испарения (мас.%) и коэффициент Y влагопоглощения (мас.%) удовлетворяют соотношению, представленному нижеследующим уравнением (2), по отношению к суммарному содержанию водорастворимых органических растворителей в чернилах, которое составляет 50 мас.% или более.

Считается, что миграция возникает, когда водорастворимый органический растворитель, присутствующий в печатном продукте, поглощает влагу. Следовательно, миграцию можно подавить путем введения в чернила того или иного количества водорастворимого органического растворителя, который легко испаряется и имеет малый коэффициент влагопоглощения. Однако чернила, содержащие только водорастворимый органический растворитель, который легко испаряется и имеет малый коэффициент влагопоглощения, склонны вызывать проблемы в контексте адгезии на конце сопла, стабильности прерывистого выбрасывания и т.п. В настоящем изобретении чернила с подавленной миграцией, подавленной адгезией на конце сопла и, например, превосходной стабильностью прерываемого выбрасывания можно получить, когда водорастворимый органический растворитель имеет вышеупомянутый состав.

Y<2,8X+10(2)

где: Х представляет скорость испарения, Y представляет коэффициент влагопоглощения.

Скорость Х испарения (мас.%) в настоящем изобретении определяется следующим образом: помещают 5 г водорастворимого органического растворителя в кювету, имеющую внешний диаметр 31 мм и высоту 15 мм; оставляют эту кювету стоять неподвижно в окружающей среде, имеющей температуру 60°С и влажность 10%, в течение 192-х часов; еще раз измеряют массу водорастворимого органического растворителя и определяют скорость испарения, исходя из уменьшившейся массы водорастворимого органического растворителя. Коэффициент Y влагопоглощения (мас.%) определяют следующим образом: помещают 5 г водорастворимого органического растворителя в кювету, имеющую внешний диаметр 31 мм и высоту 15 мм; оставляют эту кювету стоять неподвижно в окружающей среде, имеющей температуру 30°С и влажность 80%, в течение 192-х часов; еще раз измеряют массу водорастворимого органического растворителя и определяют коэффициент влагопоглощения, исходя из увеличившейся массы водорастворимого органического растворителя.

На фиг. 1 представлена диаграмма зависимости между скоростью испарения и коэффициентом влагопоглощения каждого водорастворимого органического растворителя, вычисленной посредством вышеописанного способа. Обозначения Gly, DEG, PEG, 2P, 15PD, 16HD, 126HT, Urea и EtUrea представляют глицерин, диэтиленгликоль, полиэтиленгликоль, 2-пирролидон, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, 1,2,6-гексантриол, мочевину и этиленмочевину соответственно.

Получали чернила, содержащие каждый из вышеупомянутых водорастворимых органических растворителей, и проводили нижеследующий эксперимент. Получали моделирующие чернила, которые содержали 3 мас.% представленного в справочнике по красителям прямого красителя желтого цвета под номером 132 (C.I. Direct Yellow 132), 20 мас.% каждого органического растворителя и 0,5 мас.% Acetylenol EH (торговая марка, производится фирмой Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.) в качестве поверхностно-активного вещества, а остальное составляла вода. Отдельно от моделирующих чернил получали прозрачные чернила, заменяя окрашивающий материал водой. Коэффициент использования каждых из моделирующих чернил и прозрачных чернил изменяли от 0 до 100%, чтобы создать печатный продукт, имеющий сформированное на нем изображение, в котором были бы наложены друг на друга моделирующие чернила и прозрачные чернила. В качестве струйного принтера использовали PIXUS 950I (торговая марка, изготавливается фирмой CANON Inc.), а в качестве носителя печатной информации использовали фотобумагу высшего качества (SP-101, производится фирмой CANON Inc.).

Полученный печатный продукт выдерживали в окружающей среде (с нормальной температурой и нормальной влажностью), имеющей температуру 25°С и влажность 60 %, в течение 48-ми часов, чтобы вызывать испарение водорастворимого органического растворителя и воды из носителя печатной информации. Цветовой тон (значения La^*b^* МКО) после выдерживания в течение 48-ми часов в окружающей среде, имеющей температуру 25°С и влажность 60%, измеряли посредством спектрофотометра (торговая марка Spectrorino, изготавливается фирмой Gretag Macbeth), чтобы определить значения La^*b^*. После этого полученный печатный продукт выдерживали в окружающей среде (с высокой температурой и высокой влажностью), имеющей температуру 30°С и влажность 80%, в течение 168-ми часов, чтобы вызывать миграцию водорастворимого органического растворителя. Цветовой тон (значения La^*b^* МКО) после выдерживания в течение 168-ми часов в окружающей среде, имеющей температуру 30°С и влажность 80%, измеряли посредством такого же спектрофотометра, как описанный выше, чтобы определить значения La^*b^* после миграции водорастворимого органического растворителя. Исходя из полученных результатов, определяли максимальный цветовой контраст (ΔЕ). Можно сказать, что чем больше цветовой контраст (ΔЕ), тем больше изменение цветового тона в окружающей среде с высокой температурой и высокой влажностью и тем меньше влагостойкость.

Вышеописанные экспериментальные результаты и зависимость между скоростью испарения и коэффициентом влагопоглощения каждого водорастворимого органического растворителя показали, что между скоростью испарения и коэффициентом влагопоглощения существует корреляция.

Миграция связана с ухудшением качества изображения из-за изменения цветового тона, например, в окружающей среде с высокой температурой и высокой влажностью. Следовательно, чем меньше цветовой контраст, обуславливаемый окружающей средой, тем лучше миграционная способность водорастворимого органического растворителя. Водорастворимый органический растворитель, обладающий надлежащей миграционной способностью, то есть надлежащей влагостойкостью, характеризуется тем, что этот растворитель легко испаряется и тяжело впитывает влагу. Иными словами, водорастворимый органический растворитель, обладающий повышенной миграционной способностью, демонстрирует меньший цветовой контраст (ΔЕ).

ΔЕ<5,5

ΔЕ>5,5

В общем случае, изображение, имеющее цветовой контраст (ΔЕ), составляющий 5,5 или менее, является предпочтительным, потому что изменение цветового тона из-за миграции не возникает даже в окружающей среде с высокой температурой и высокой влажностью. В отличие от этого изображение, имеющее цветовой контраст (ΔЕ), превышающий 5,5, демонстрирует заметное изменение цветового тона из-за миграции в окружающей среде с высокой температурой и высокой влажностью, вследствие чего ухудшается качество отпечатка. Выражение (2), полученное путем нахождения зависимости между миграцией каждого водорастворимого органического растворителя и коэффициентом влагопоглощения этого растворителя на основе вышеуказанного критерия. То есть на фиг. 1 показано, что водорастворимый органический растворитель справа от линии Y=2,8X+10 имеет цветовой контраст (ΔЕ), составляющий 5,5 или менее.

Вообще говоря, для повышения влагостойкости можно использовать и водорастворимый органический растворитель, имеющий низкую растворимость для окрашивающего материала ("плохой" растворитель). Вместе с тем, ни один из окрашивающих материалов, используемых в настоящем изобретении, не продемонстрировал наличие зависимости между миграцией и растворимостью окрашивающего материала в водорастворимом органическом растворителе. То есть не растворимость окрашивающего материала в водорастворимом органическом растворителе, а скорость испарения и коэффициент влагопоглощения водорастворимого органического растворителя в чернилах занимают доминирующее положение в улучшении влагостойкости окрашивающего материала, используемого в настоящем изобретении.

Конкретные примеры водорастворимого органического растворителя, удовлетворяющего зависимости, представленной выражением (2), включают в себя этиленгликоль, диэтиленгликоль, 2-пирролидон, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, этиленмочевину, N-метил-2-пирролидон, бутилкарбитол и изопропиловый спирт. Из этих водорастворимых органических растворителей предпочтительными являются этиленгликоль, диэтиленгликоль, 2-пирролидон, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол и этиленмочевина, а конкретно предпочтительной является этиленмочевина. В частности, этиленмочевину, диэтиленгликоль и 2-пирролидон предпочтительно использовать в сочетании, чтобы улучшить такие свойства струйной печати, как надежность. Можно использовать водорастворимый органический растворитель, отличающийся от тех, которые описаны выше, в той мере, в какой этот растворитель удовлетворяет зависимости, представленной выражением (2).

Водорастворимый органический растворитель, который не удовлетворяет зависимости, представленной выражением (2), такой как глицерин, мочевина или полиэтиленгликоль, можно использовать в чернилах, соответствующих настоящему изобретению, в той степени, в какой этот водорастворимый органический растворитель имеет эффект без ущерба для задач и эффектов настоящего изобретения. Вместе с тем, содержание водорастворимого органического растворителя, удовлетворяющего зависимости, представленной выражением (2), по отношению к суммарному содержанию водорастворимых органических растворителей в чернилах должно составлять 50 мас.% или более, чтобы удовлетворительно получать эффекты настоящего изобретения. Содержание водорастворимого органического растворителя, удовлетворяющего зависимости, представленной выражением (2), по отношению к суммарному содержанию водорастворимых органических растворителей в чернилах предпочтительно составляет 65 мас.% или более, так как при этом эффекты настоящего изобретения оказываются явно выраженными.

В настоящем изобретении содержание водорастворимого органического растворителя, удовлетворяющего зависимости, представленной выражением (2), по отношению к суммарному содержанию водорастворимых органических растворителей в чернилах составляет 50 мас.% или более. Когда содержание водорастворимого органического растворителя, удовлетворяющего зависимости, представленной выражением (2), слишком мало, не удается получить значимый эффект настоящего изобретения.

Между тем, суммарное содержание всех водорастворимых органических растворителей в чернилах предпочтительно находится в диапазоне 10 мас.%<содержание<50 мас.% или менее по отношению к суммарной массе чернил. Когда суммарное содержание всех водорастворимых органических растворителей в чернилах меньше 10 мас.% или превышает 50 мас.%, могут ухудшиться такие свойства струйной печати, как надежность.

Добавки и т.п.

В чернилах согласно настоящему изобретению можно использовать вещества в виде твердых частиц, сохраняющих влагу, такие как мочевина и производное мочевины, если это потребуется.

Кроме того, в чернила согласно настоящему изобретению можно вводить добавки, такие как поверхностно-активное вещество, регулятор рН, ингибитор коррозии, антисептик, противогрибковое средство, антиоксидант, ингибитор восстановления, ускоритель испарения, хелатообразователь и водорастворимый полимер.

Носитель печатной информации

Для формирования изображений посредством чернил согласно настоящему изобретению можно использовать любой носитель печатной информации, поскольку печать осуществляется путем нанесения чернил на этот носитель печатной информации.

Настоящее изобретение применимо к носителю печатной информации, в котором окрашивающий материал, такой как краска или пигмент, поглощается в мелкую частицу, образующую пористую структуру во впитывающем чернила слое, а изображение формируется, по меньшей мере, из этой мелкой частицы с поглощенным в ней окрашивающим материалом, причем настоящее изобретение пригодно конкретно для случая, когда применяется способ создания струи чернил. Такой носитель печатной информации для струйной печати предпочтительно является носителем так называемого поглощающего типа, в котором чернила поглощаются зазором, образованным во впитывающем чернила слое на основе.

Впитывающий чернила слой поглощающего типа выполнен в виде пористого слоя, состоящего в основном из мелких частиц и содержащего связующее и любую другую добавку, если таковая требуется. Конкретные примеры мелких частиц включают в себя неорганические пигменты, такие как кремнезем, глина, тальк, карбонат кальция, каолин, оксид алюминия (например, глинозем или гидроксид алюминия), кизельгур, оксид титана, гидроталькит и оксид цинка; и органические пигменты, такие как мочевино-формалиновый полимер, полимер на основе этилена и полимер на основе стирола. Можно использовать один или более типов таких частиц. Примеры связующего, которое пригодно для использования, включают в себя водорастворимый полимер и латекс. Примеры доступного связующего включают в себя поливиниловый спирт или его денатурированный продукт; крахмал или его денатурированный продукт; желатин или его денатурированный продукт; гуммиарабик; производные целлюлозы, такие как карбоксиметилцеллюлоза, гидроксиметилцеллюлоза и гидроксипропилметилцеллюлоза; латексы на основе сополимеров типа виниловых, такие как латекс на основе эластомерного сополимера бутадиена и стирола (SBR), латекс на основе эластомерного сополимера бутадиена и нитрила (NBR), латекс на основе сополимера метилметакрилата и бутадиена, латекс на основе полимера с функционально-модифицированной группой и сополимер этилена и винилацетата; поливинилпирролидон, малеиновый ангидрид или его сополимер; и сополимер эфира акриловой кислоты. При необходимости можно использовать два или более типов таких связующих. Кроме того, можно использовать добавку, а примеры такой добавки, которую можно использовать при необходимости, включают в себя диспергатор, сгуститель, регулятор рН, лубрикант, денатуратор текучести, поверхностно-активное вещество, пеногастель, антиадгезив, флуоресцентный отбеливатель, поглотитель ультрафиолетового света и антиоксидант.

В частности, в настоящем изобретении предпочтительно используется носитель печатной информации, имеющий сформированный на нем впитывающий чернила слой, состоящий в основном из мелких частиц, имеющих средний размер частиц 1 мкм или менее. Конкретно предпочтительные примеры мелких частиц включают в себя мелкие частицы кремнезема и мелкие частицы оксида алюминия. Предпочтительными мелкими частицами кремнезема являются мелкие частицы кремнезема, типичным представителем которых является коллоидный кремнезем. Коллоидный кремнезем, который сам куплен на рынке, в частности, является таким, как описанный в JP 2803134 или JP 2881847. Предпочтительными мелкими частицами оксида алюминия являются мелкие частицы гидроксида алюминия, и т.п. Гидроксид алюминия, представленный нижеследующей общей формулой, можно привести в качестве одного примера таких мелких частиц гидроксида алюминия.

AlO_3-n(OH)_2n·mH₂O

где: n представляет собой целое число, равное 1, 2 или 3, а m представляет собой значение от 0 до 10, в предпочтительном варианте от 0 до 5, но при условии, что m и n не могут быть равны 0 одновременно. Число m может быть целым или дробным, потому что член mH₂O также представляет водную фазу, которая может осуществлять десорбцию и не участвует в образовании кристаллической решетки с mH₂O во многих случаях. Помимо этого, нагревание материала такого типа может вызывать достижение величиной m значения 0.

Гидроксид алюминия может быть получен посредством хорошо известного способа, такого как гидролиз алкоксида алюминия или алюмината натрия, описанный в US 4242271 или US 4202870, или способа, предусматривающего добавление водного раствора сульфата натрия, хлорида алюминия и т.п. в водный раствор алюмината натрия и т.п. для осуществления нейтрализации, как описано в JP-B57-44605.

Носитель печатной информации предпочтительно имеет основу для поддержки вышеописанного впитывающего чернила слоя. Можно использовать любую основу без какого-либо конкретного ограничения, поскольку ее впитывающий чернила слой можно формировать из вышеописанных пористых мелких частиц, а эта основа обеспечивает жесткость, так что эту основу можно транспортировать посредством транспортного механизма струйного принтера и т.п. Конкретные примеры основы включают в себя бумажную основу, сформированную из сырья типа волокнистой массы, состоящего главным образом из волокон природной целлюлозы; пластмассовую основу, состоящую из такого материала, как сложный полиэфир (например, полиэтилентерефталат), триацетат целлюлозы, поликарбонат, поливинилхлорид, полипропилен или полиимид; бумагу со смоляным покрытием (например, RC-бумагу), имеющую на одной стороне бумажной основы слой полиолефинового смоляного покрытия с добавкой белого пигмента и т.п.

Комплект чернил

Чернила согласно настоящему изобретению предпочтительно можно также использовать в сочетании с любыми другими чернилами для обеспечения комплекта чернил. В том смысле, в каком термин "комплект чернил" употребляется в данном описании, он относится к состоянию, в котором чернила согласно настоящему изобретению используются в сочетании с любыми другими чернилами, такими как голубые чернила, ярко-красные чернила, желтые чернила или черные чернила. На другие чернила, которые можно использовать в сочетании с чернилами согласно настоящему изобретению для обеспечения комплекта чернил, ограничений нет. Употребление термина "комплект чернил" в настоящем изобретении также распространяется на случай совместного использования нескольких емкостей с чернилами, а также на случай использования емкости с чернилами, которая сама имеет несколько емкостей с чернилами, выполненных как единое целое друг с другом. Употребление термина "комплект чернил" также распространяется на изделие, в котором выполнены как единое целое емкость с чернилами и печатающая головка.

Способ струйной печати

Чернила, соответствующие настоящему изобретению, удобно использовать, в частности, в способе струйной печати, предусматривающем эжекцию чернил посредством создания струи чернил. Примеры способа струйной печати включают в себя способ печати, предусматривающий приложение механической энергии к чернилам для эжекции чернил, и способ печати, предусматривающий приложение тепловой энергии к чернилам для выбрасывания чернил. В частности, способ печати, предусматривающий использование тепловой энергии, является предпочтительным для использования в настоящем изобретении.

Картридж с чернилами

Пример картриджа с чернилами, пригодного для осуществления печати посредством чернил, соответствующих настоящему изобретению, включает в себя картридж с чернилами, включающий в себя часть для хранения чернил.

Печатающий блок

Пример печатающего блока, пригодного для осуществления печати посредством чернил, соответствующих настоящему изобретению, включает в себя печатающий блок, включающий в себя часть для хранения чернил и печатающую головку. В частности, можно привести пример печатающего блока, в котором печатающая головка прикладывает тепловую энергию, соответствующую сигналу печати, к чернилам для образования капли чернил посредством упомянутой энергии.

Печатающее устройство для струйной печати

Пример печатающего устройства, пригодного для проведения печати посредством чернил, соответствующих настоящему изобретению, включает в себя печатающее устройство, в котором тепловая энергия, соответствующая сигналу печати, прикладывается к чернилам в камере печатающей головки, имеющей часть для хранения чернил, для формирования капли чернил посредством этой энергии.

Ниже будет описан условный состав, соответствующий примеру механической части устройства для струйной печати. Корпус печатающего устройства состоит из подающей листы части, транспортирующей листы части, кареточной части, выпускающей листы части и очищающей части, а также внешней закрывающей части, предназначенной для защиты упомянутых частей и обеспечивающей каждому из их механизмов возможность выполнять предназначенную ему роль. Ниже будут описаны основные принципы действия каждой из этих частей.

На фиг. 2 представлен общий вид печатающего устройства. На фиг. 3 и 4 представлены изображения, поясняющие внутренний механизм корпуса печатающего устройства, соответственно. На фиг. 3 представлен общий вид сверху и справа, а на фиг. 4 представлено сечение печатающего устройства на виде сбоку.

При подаче листа бумаги в печатающее устройство, в зазорную часть, состоящую из подающего лист валика М2080 и отделяющего валика М2041 в подающей лист части, включающей в себе лоток М2060 для подачи листов, укладывают лишь предварительно определенное количество листов носителя печатной информации. Уложенные таким образом носители печатной информации разделяются в зазорной части, и транспортируется только верхний лист носителя печатной информации. Носитель печатной информации, посланный в транспортирующую листы часть, направляется держателем М3000 прижимного валика и откидным направляющим упором М3030 бумаги и посылается к паре валиков, состоящей из транспортирующего валика М3060 и прижимного валика М3070. Пара валиков, состоящая из транспортирующего валика М3060 и прижимного валика М3070, вращаются, под действием приводящего их в движение левого переднего электродвигателя Е0002, и это вращение вызывает транспортировку носителя печатной информации по бумагоопорному валику М3040.

В кареточной части, когда на носителе печатной информации формируется изображение, печатающая головка Н1001 (фиг. 5) располагается в целевом положении формирования изображения, и чернила выбрасываются на носитель информации в соответствии с сигналом с электрической подложки Е0014. Подробности состава печатающей головки Н1001 будут описаны ниже. Когда печатающая головка Н001 осуществляет печать, в чередующемся порядке повторяются основное сканирование печати, при котором каретка М4000 сканирует в направлении столбца, и вспомогательное сканирование, при котором носитель информации транспортируется в направлении строки транспортирующим валиком М3060, вследствие чего на носителе информации формируется изображение.

И, наконец, носитель информации, на котором сформировано изображение, оказывается в зазоре между первым выпускающим листы валиком М3110 и шпорой 3120 в положении выпуска листов, транспортируется и выпускается в лоток М3160 для выпуска листов.

В очищающей части, когда насос М5000 получает возможность работать в состоянии, когда крышка М5010 вводится в плотный контакт с отверстием для выброса чернил печатающей головки Н1001 с целью очистки печатающей головки Н1001 перед печатью изображений и после нее, происходит отсос ненужных чернил и т.п. из печатающей головки Н1001. Чернила, остающиеся в крышке М5010, всасываются при открытой крышке, вследствие чего не возникает ни прилипание остающихся чернил, ни последующее вредное влияние этого.

Печатающая головка

Ниже описан картридж Н1000 печатающей головки. Картридж Н1000 печатающей головки включает в себя печатающую головку Н1001, средства для установки емкостей Н1900 с чернилами и средства для подачи чернил из емкостей Н1900 с чернилами в печатающую головку, и установлен на каретке М4000 таким образом, что его можно подсоединять к ней и отсоединять от нее.

На фиг. 5 показано, как емкости Н1900 с чернилами установлены на каретке Н1000. Печатающее устройство формирует изображение посредством желтых, ярко-красных, голубых, черных, бледно-красных, бледно-голубых и зеленых чернил, так что емкости Н1900 с чернилами независимо подготовлены для семи цветов. Чернила в соответствии с настоящим изобретением используются в качестве, по меньшей мере, одних из упомянутых чернил. Кроме того, как показано на чертеже, каждая емкость с чернилами установлена с возможностью отсоединения на картридж Н1000 головки. Емкости Н1900 с чернилами можно отсоединять в состоянии, когда картридж Н1000 печатающей головки установлен на каретке М4000.

На фиг. 6 представлен общий вид с пространственным разделением деталей картриджа Н1000 головки. Картридж Н1000 головки включает в себя первую подложку Н1100 с печатными элементами, вторую подложку Н1101 с печатными элементами, первую пластину Н1200, вторую пластину Н1400, подложку Н1300 с электропроводкой, держатель Н1500 емкостей, элемент Н1600, образующий проточные каналы, фильтр Н1700 и резиновое уплотнение Н1800.

Каждая из первой подложки Н1100 с печатными элементами и второй подложки Н1101 с печатными элементами представляет собой кремниевую подложку, имеющую множество печатных элементов (сопел), предназначенных для выброса чернил и сформированных на одной поверхности посредством фотолитографии. Электропроводка, выполненная из алюминия и т.п., для подачи питания на каждый печатный элемент, сформирована посредством метода формирования пленки, а многочисленные проточные каналы чернил, соответствующие отдельным печатным элементам, также сформированы посредством фотолитографии. Кроме того, каналы подачи чернил, предназначенные для подачи чернил в многочисленные проточные каналы чернил, сформированы таким образом, что они открываются на задней поверхности.

На фиг. 7 представлен в увеличенном масштабе вид спереди, предназначенный для пояснения состава каждой из первой подложки Н1100 с печатными элементами и второй подложки Н1101 с печатными элементами. Позиции Н2000-Н2600 обозначают последовательности печатных элементов (которые в нижеследующем тексте могут именоваться также последовательностями сопел), соответствующие разным цветам чернил. Первая подложка Н1100 с печатными элементами имеет последовательности сопел для трех цветов: последовательность Н2000 сопел, в которую подаются желтые чернила; последовательность Н2100 сопел, в которую подаются ярко-красные чернила; и последовательность Н2200 сопел, в которую подаются голубые чернила. Вторая подложка Н1101 с печатными элементами имеет последовательности сопел для четырех цветов: последовательность Н2300 сопел, в которую подаются бледно-голубые чернила; последовательность Н2400 сопел, в которую подаются черные чернила; последовательность Н2500 сопел, в которую подаются оранжевые чернила, и последовательность 2600 сопел, в которую подаются бледно-красные чернила.

Каждая последовательность сопел состоит из 768-ми сопел, расположенных с интервалом 1200 т/д (точек на дюйм, справочное значение) в направлении транспортировки носителя печатной информации, а каждое сопло выбрасывает 2 пиколитра (пл) чернил. Площадь отверстия в каждом выбрасывающем отверстии сопла задают равной примерно 100 мкм². Первая подложка Н1100 с печатными элементами и вторая подложка Н1101 с печатными элементами связаны и скреплены с первой пластиной Н1200, имеющей выполненные на ней отверстия Н1201 для подачи чернил к первой подложке Н1100 с печатными элементами и второй подложке Н1101 с печатными элементами.

Вторая пластина Н1400, имеющая отверстия, также связана и скреплена с первой пластиной Н1200. Вторая пластина Н1400 поддерживает подложку Н1300 с электропроводкой таким образом, что подложка Н1300 с электропроводкой, первая подложка Н1100 с печатными элементами и вторая подложка Н1101 с печатными элементами оказываются электрически соединенными.

Подложка Н1300 с электропроводкой обеспечивает подачу электрического сигнала, заставляющего каждое из сопел, сформированных на первой подложке Н1100 с печатными элементами и второй подложке Н1101 с печатными элементами, выбрасывать чернила. Подложка Н1300 с электропроводкой имеет электропроводку, подсоединенную к каждой из первой подложки Н1100 с печатными элементами и второй подложки Н1101 с печатными элементами, и входную клемму Н1301 для внешнего сигнала, которая расположена в концевой части электропроводки с целью приема электрического сигнала из корпуса печатающего устройства. Входная клемма Н1301 для внешнего сигнала установлена на заднюю сторону поверхности держателя Н1500 емкостей и скреплена с упомянутой стороной.

Кстати, элемент Н1600, образующий проточные каналы, скреплен, например, посредством ультразвуковой сварки с держателем Н1500 емкостей для поддержки емкостей Н1900 с чернилами. Вследствие этого и образуется проточный канал Н1501, проходящий от емкостей Н1900 с чернилами к первой пластине Н1200.

Фильтр Н1700 расположен в концевой части проточного канала Н1501 чернил, сообщающегося с емкостями Н1900 с чернилами, так что фильтр Н1700 предотвращает попадание пыли снаружи. На той части, где проточный канал Н1501 сообщается с емкостями Н1900 с чернилами, установлено резиновое уплотнение Н1800, чтобы предотвратить испарение чернил из упомянутой части.

Кроме того, как описано выше, картридж Н1000 головки образован путем соединения посредством сваривания или аналогичного метода соединения части держателя емкостей, образованной держателем Н1500 емкостей, элементом Н1600, образующим проточные каналы, фильтром Н1700 и резиновым уплотнением Н1800, и части Н1001 печатающей головки, образованной первой подложкой Н1100 с печатными элементами, второй подложкой Н1101 с печатными элементами, первой пластиной Н1200, подложкой Н1300 с электропроводкой и второй пластиной Н1400.

В вышеизложенном описании в качестве варианта осуществления печатающей головки приведена печатающая головка, соответствующая системе Bubble Jet, которая осуществляет печать посредством электротеплового преобразователя (печатного элемента) для генерирования тепловой энергии, вызывающей эффект пленочного кипения чернил в зависимости от электрического сигнала.

Характерная структура и принцип способа пузырьковой струи, характерного для вышеупомянутой системы, предпочтительно основаны на базовом принципе, описанном в патентах США №№ 4723129 и 4740796. Этот принцип применим к работе посредством подачи по потребности и непрерывной подачи. Он эффективен, в частности, применительно к подаче по потребности, по следующей причине. По меньшей мере один сигнал возбуждения, который соответствует информации о печати и вызывает внезапное увеличение температуры до величины, превышающей температуру пузырькового кипения, подается в электротепловой преобразователь, расположенный в соответствии с траекторией, по которой проходит лист или жидкость и на которой удерживается жидкость (чернила), и тем самым вызывает генерирование тепловой энергии электротепловым преобразователем. После этого поверхность печатающей головки, подвергающаяся тепловому воздействию, вызывает пленочное кипение. В результате оказывается возможным образование пузырька воздуха в жидкости (чернилах) в однозначном соответствии с сигналом возбуждения. Рост и сжатие пузырька воздуха вызывает выбрасывание жидкости (чернил) через отверстие для выбрасывания, вследствие чего образуется, по меньшей мере, одна капля. Более предпочтительным сигналом возбуждения является импульсный сигнал, потому что он способен немедленно и адекватно вызывать рост и сжатие пузырька воздуха, вследствие чего оказывается возможным выброс жидкости (чернил) с достижением превосходной способности к реагированию.

Пример второго варианта осуществления печатающего устройства для струйной печати, в котором используется механическая энергия, включает в себя печатающую головку для струйной печати с подачей по потребности, включающую в себя соплообразующую подложку, имеющую многочисленные сопла; создающий давление элемент, расположенный напротив сопел и состоящий из пьезоэлектрического материала и электропроводного материала; и чернила, заполняющие пространство, окружающее создающий давление элемент, при этом создающий давление элемент перемещается прикладываемым напряжением, что приводит к выбросу капельки чернил из сопла.

Отметим также, что устройство для струйной печати не обязательно должно быть таким, как вышеописанное устройство, в котором головка и емкость с чернилами являются отдельными элементами, а может быть таким, в котором головка и емкость с чернилами выполнены как единое целое, так что они оказываются неразделимыми. Емкость с чернилами может быть выполнена отдельной от головки или неотделимой, составляющей единое целое с головкой, устанавливаемой на каретке, или может быть установлена в неподвижной части устройства для подачи чернил в печатающую головку посредством такого подающего чернила элемента, как трубка. Когда емкость с чернилами имеет строение, предназначенное для приложения предпочтительного отрицательного давления к печатающей головке, в хранящей чернила части может быть расположено поглощающее средство, или емкость с чернилами может иметь гибкий контейнер с чернилами и пружинную часть для приложения вынуждающей силы с целью расширения внутреннего объема контейнера. В печатающем устройстве может быть позаимствован вышеописанный последовательный способ печати, или оно может быть выполнено в форме устройства для построчного печатания, получаемого путем выравнивания печатающих элементов в диапазоне, соответствующем полной ширине носителя печатной информации.

Примеры

Ниже приводится более подробное описание изобретения посредством примеров и сравнительных примеров. Однако в рамках существа настоящего изобретения оно не ограничивается нижеследующими примерами. Если не указано иное, то термин "часть" каждого компонента чернил в примерах и сравнительных примерах представляет собой "массовую часть".

Получение окрашивающего материала

Обеспечивали взаимодействие диазотированной 4-нитро-4'-аминостильбен-2,2-дисульфокислоты и 3-аминонафталин-1-сульфокислоты. Полученный продукт помещали в триазол, а нитрогруппу триазола восстанавливали до аминогруппы посредством обычного известного способа получения аминостильбентриазола. Аминостильбенбензол растворяли в воде и капля за каплей добавляли в этот раствор нитрит натрия и соляную кислоту для проведения диазотирования. Полученный продукт капля за каплей добавляли в водный раствор соединения, представленного нижеследующим соединением (1), и весь подвергали взаимодействию с последующим диализом хлоридом натрия. Соединение диазотировали водным раствором нитрита натрия и превращали в триазол, добавляя водный раствор 6-аминонафталин-2-сульфокислоты. Триазол диализовали хлоридом натрия для получения окрашивающего материала, представленного нижеследующим возможным соединением 1.

Соединение (1)

Возможное соединение 1

Вынесение суждения о свойствах (влагостойкости) окрашивающего материала

Суждение о свойствах (влагостойкости) возможного соединения 1, полученного вышеупомянутым образом, и соответствующих окрашивающих материалов, представленных в нижеследующей таблице 5, выносили посредством способа вынесения суждения о свойствах окрашивающего материала согласно настоящему изобретению.

Получение моделирующих чернил и прозрачных чернил

Моделирующие чернила, содержащие каждый окрашивающий материал, получали в соответствии со следующей рецептурой.

Каждый окрашивающий материал3,0 частиГлицерин9,0 частейМочевина9,0 частейAcetylenol E1001,0 часть(производится фирмой Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.)ВодаОстальное

Затем получали прозрачные чернила, заменяя окрашивающий материал в вышеуказанном составе водой.

Вода имела скорость Х испарения (мас.%), составлявшую 100 мас.%. Глицерин и мочевина, использовавшиеся в качестве водорастворимых органических растворителей в вышеуказанном составе, имеют скорости Х испарения (мас.%), составляющие 0 мас.% и 0,1 мас.% соответственно. Кроме того, глицерин имеет коэффициент Y влагопоглощения (мас.%), составляющий 66,9 мас.%, а мочевина имеет коэффициент Y влагопоглощения (мас.%), составляющий 86,0 мас.%. Следовательно, и глицерин, и мочевина соответствуют водорастворимому органическому растворителю, имеющему скорость испарения, меньшую, чем скорость испарения воды, и коэффициент влагопоглощения, составляющий 20 мас.% или более.

Создание изображения для оценки и вычисление цветового контраста

Обеспечивали изменение коэффициента использования моделирующих чернил от 0% до 100% с приращением по 5%, чтобы создать изображение для оценки, имеющее градуированную диаграмму наложения. Чтобы создать изображение для оценки, использовали струйный принтер (торговая марка PIXUS 950I, изготавливается фирмой CANON Inc.) и носитель печатной информации (SP-101, производится фирмой CANON Inc.). Полученный печатный продукт выдерживали в окружающей среде, имеющей температуру 25°С и влажность 60%, в течение 48-ми часов, а потом измеряли цветовой тон участка градуированной диаграммы наложения посредством спектрофотометра (Spectrorino (торговая марка), изготавливается фирмой Gretag Macbeth). Печатный продукт дополнительно выдерживали в окружающей среде, имеющей температуру 30°С и влажность 80%, в течение 168-ми часов, а потом измеряли цветовой тон участка градуированной диаграммы наложения вышеописанным образом посредством вышеописанного спектрофотометра. Цветовой контраст (ΔЕ) в изображении для оценки вычисляли на основании нижеследующего выражения (1), исходя из цветового тона изображения для оценки после выдерживания в окружающей среде, имеющей температуру 25°С и влажность 60%, в течение 48-ми часов, и цветового тона изображения для оценки после выдерживания в окружающей среде, имеющей температуру 30°С и влажность 80%, в течение 168-ми часов.

Находящиеся в цветовом пространстве параметров La^*b^* МКО значения La^*b^* изображения для оценки после выдерживания в окружающей среде, имеющей температуру 25°С и влажность 60% (т.е. в начальном стандартном состоянии), в течение 48-ми часов составляют (L₁, a₁, b₁).

Находящиеся в цветовом пространстве параметров La^*b^* МКО значения La^*b^* изображения для оценки после выдерживания в окружающей среде, имеющей температуру 30°С и влажность 80% (т.е. после тестирования на ускорение), в течение 168-ми часов составляют (L₂, a₂, b₂).

ΔЕ=√((L₁-L₂)²+(a₁-a₂)²+(b₁-b₂)²).(1)

Вычисляли максимальный цветовой контраст (ΔЕ) из цветовых контрастов в соответствующих изображениях для оценки, вычисленных на основании выражения (1). Результаты показаны в таблице 5.

Таблица 5Окрашивающий материалE_максВозможное соединение 17,5С.I. Food Yellow 310,4

Получение чернил

Чернила А-G согласно примерам и чернила Н-К согласно сравнительным примерам получали посредством возможного соединения 1, полученного вышеописанным образом, и представленного в справочнике по красителям (C.I.) пищевого красителя желтого цвета (Food Yellow) под номером 3 (C.I. Food Yellow 3) в соответствии с рецептурой, указанной в таблице 6.

Таблица 6 Чернила ABCDEFGHIJKВозможное соединение 13,04,53,03,03,03,03,03,03,0 3,0C.I.Food Yellow 3         3,0 Этиленгликоль   4,011,2      Диэтиленгликоль9,29,29,25,2 5,09,29,2 9,210,02-пирролидон5,05,05,02,0 5,09,46,0 5,05,0Этиленмочевина55 22    5,0 1,5-пентандиол  5,0        N-метил-2-пирролидон        4,0  Бутилкарбитол        2,0  Изопропиловый спирт        3,0  Мочевина       9,05,0 10,0Глицерин9,07,09,08,08,010,010,08,05,09,05,5Полиэтиленгликоль (*1)   5,05,0      Acetylenol E100 (*2)0,90,90,90,90,90,90,90,9 0,90,9Surfynol 104PG50 (*3)        0,1  Неионизированная вода67,968,467,969,969,976,167,558,977,967,960,6(*1) Молекулярная масса 200
(*2) Аддукт этиленоксида и ацетиленгликоля (поверхностно-активное вещество) (производится фирмой Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.)
(*3) Поверхностно-активное вещество, производится фирмой Nissin Chemical Industry Co., Ltd.

Оценка печати

Получали прозрачные чернила А-К путем замены водой каждого из окрашивающих материалов в рецептуре полученных вышеуказанным образом чернил А-G согласно примерам и чернил Н-К согласно сравнительным примерам. Для оценки использовали струйный принтер (торговая марка PIXUS 950I, изготавливается фирмой CANON Inc.)

(1) Влагостойкость чернил

Обеспечивали изменение диапазона коэффициента использования каждых из чернил согласно примерам и сравнительным примерам от 0% до 100% с приращением по 5%, чтобы создать изображение для оценки, имеющее градуированную диаграмму наложения. Сочетание чернил и прозрачных чернил было сочетанием чернил А и прозрачных чернил А, сочетанием чернил В и прозрачных чернил В и т.п. В качестве носителя печатной информации использовали глянцевый носитель печатной информации (SP-101, производится фирмой CANON Inc.). Полученный печатный продукт выдерживали в окружающей среде, имеющей температуру 25°С и влажность 60%, в течение 48-ми часов, а потом измеряли цветовой тон участка градуированной диаграммы наложения посредством спектрофотометра (Spectrorino (торговая марка), изготавливается фирмой Gretag Macbeth). Печатный продукт дополнительно выдерживали в окружающей среде, имеющей температуру 30°С и влажность 80%, в течение 168-ми часов, а потом измеряли цветовой тон участка градуированной диаграммы наложения вышеописанным образом посредством вышеописанного спектрофотометра. Цветовой контраст (ΔЕ) в каждом изображении для оценки вычисляли на основании нижеследующего выражения (1), исходя из цветового тона изображения для оценки после выдерживания в окружающей среде, имеющей температуру 25°С и влажность 60%, в течение 48-ми часов, и цветового тона изображения для оценки после выдерживания в окружающей среде, имеющей температуру 30°С и влажность 80%, в течение 168-ми часов.

Находящиеся в цветовом пространстве параметров La^*b^* МКО значения La^*b^* изображения для оценки после выдерживания в окружающей среде, имеющей температуру 25°С и влажность 60% (т.е. в начальном стандартном состоянии), в течение 48-ми часов составляют (L₁, a₁, b₁).

Находящиеся в цветовом пространстве параметров La^*b^* МКО значения La^*b^* изображения для оценки после выдерживания в окружающей среде, имеющей температуру 30°С и влажность 80% (т.е. после тестирования на ускорение), в течение 168-ми часов составляют (L₂, a₂, b₂).

ΔЕ=√((L₁-L₂)²+(a₁-a₂)²+(b₁-b₂)²).(1)

Вычисляли максимальный цветовой контраст (ΔЕ) из цветовых контрастов в соответствующих изображениях для оценки, вычисленных на основании выражение (1), и оценивали каждые чернила на влагостойкость на основании нижеследующих критериев. Результаты показаны в таблице 7.

А4,0 ≥ ΔЕВ5,5 ≥ ΔЕ > 4,0С7,0 ≥ ΔЕ > 5,5DΔЕ > 7,0

(2) Стабильность прерывистого выбрасывания

Струйный принтер, на котором установлен картридж с чернилами, имеющий запас каждых из чернил согласно примерам и сравнительным примерам, выдерживали в окружающей среде, имеющей температуру 15°С и влажность 10%, в течение одних суток. После этого проводили печать на высококачественной специализированной бумаге (торговая марка HR-101, производится фирмой CANNON Inc.) в окружающей среде, имеющей температуру 15°С и влажность 10%, посредством чернил, расходуемых с коэффициентом использования 50%. Затем опять проводили печать так же, как указано выше, по истечении некоторого интервала времени после вышеописанной печати, и измеряли интервал времени, после которого на ранней стадии печати наблюдался заметный недостаток проскальзывания. Стабильность прерывистого выбрасывания оценивали посредством измеренного времени на основании нижеследующих критериев. Результаты показаны в таблице 7.

AПауза на 5 секунд или болееBПауза на 3 секунды или более, но меньше 5 секундCПауза менее 3 секунд

Таблица 7 ПримерСравнительный пример 12345671234 Желтые чернилаABCDEFGHIJKХ[мас.%] (*4)28,226,228,226,226,220,028,632,219,028,230,5Y[мас.%] (*5)19,219,219,213,213,210,018,615,29,019,215,0Z[%] (*6)68,173,368,150,450,450,065,047,247,468,149,2ВлагостойкостьAAABBBACCDCСтабильность прерывистого выбрасыванияABBABBBAAAB(*4) Суммарное содержание водорастворимых органических растворителей (мас.%)
(*5) Содержание (мас.%) водорастворимого органического растворителя, удовлетворяющего выражению (2)
(*6) Отношение (%) содержания водорастворимого органического растворителя, удовлетворяющего выражению (2), к суммарному содержание водорастворимых органических растворителей

Как можно заметить из вышеуказанной таблицы 7, при сравнении примеров 1-7 со сравнительными примерами 1, 2 и 4 выясняется, что превосходная влагостойкость получается в случае, когда используется возможное соединение 1, имеющее составляющий 9 или менее цветовой контраст (ΔЕ), суждение о котором выносят посредством способа вынесения суждения о свойствах окрашивающего материала, а содержание водорастворимого органического растворителя, удовлетворяющего зависимости, представленной выражением (2), по отношению к суммарному содержанию водорастворимых органических растворителей в чернилах составляет 50 мас.% или более. При сравнении примеров 1, 2, 3 и 7 с примерами 4, 5 и 6 выясняется, что превосходная влагостойкость получается также в случае, когда содержание водорастворимого органического растворителя, удовлетворяющего зависимости, представленной выражением (2), по отношению к суммарному содержанию водорастворимых органических растворителей в чернилах составляет 65 мас.% или более. При сравнении примера 1 с примером 3 выясняется, что надлежащая влагостойкость и превосходная стабильность прерывистого выбрасывания получаются в случае, когда в качестве водорастворимого органического растворителя, удовлетворяющего зависимости, представленной выражением (2), вводится этиленмочевина. При сравнении примера 4 с примером 5 выясняется, что надлежащая влагостойкость и превосходная стабильность прерывистого выбрасывания получаются в случае, когда в качестве водорастворимого органического растворителя, удовлетворяющего зависимости, представленной выражением (2), вводятся диэтиленгликоль, 2-пирролидон и этиленмочевина.

Вынесение суждения о влагостойкости окрашивающего материала

Суждение о влагостойкости каждого из различных окрашивающих материалов выносили посредством нижеследующего способа. Далее будет описан конкретный пример способа вынесения суждения о влагостойкости.

Получение моделирующих чернил и прозрачных чернил

Для конкретности отметим, что моделирующие чернила получали в соответствии со следующим составом путем использования глицерина и мочевины в качестве водорастворимых органических растворителей, средства Acetylenol E100 (производимого фирмой Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.) в качестве поверхностно-активного вещества и представленного в справочнике по красителям прямого красителя желтого цвета под номером 132 (C.I. Direct Yellow 132) в качестве окрашивающего материала.

Глицерин10 мас.%Мочевина10 мас.%Acetylenol E100 (производится фирмой Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.)1,0 мас.%C.I. Direct Yellow 1323,0 мас.%ВодаОстальное

Затем отдельно от моделирующих чернил получали прозрачные чернила, заменяя часть окрашивающего материала моделирующих чернил водой.

Вода имела скорость испарения 100%. Между тем, глицерин и мочевина, использовавшиеся в качестве водорастворимых органических растворителей в вышеуказанном составе, имеют скорости Х испарения (мас.%), составляющие 0 мас.% и 0,1 мас.% соответственно. Кроме того, глицерин имеет коэффициент Y влагопоглощения (мас.%), составляющий 66,9 мас.%, а мочевина имеет коэффициент Y влагопоглощения (мас.%), составляющий 86,0 мас.%. Следовательно, и глицерин, и мочевина соответствуют водорастворимому органическому растворителю, имеющему скорость Х испарения (мас.%), меньшую, чем скорость испарения воды, и коэффициент Y влагопоглощения (мас.%), составляющий 20 мас.% или более.

Печать посредством моделирующих чернил и прозрачных чернил

Чтобы создать изображение для оценки, использовали струйный принтер PIXUS 950I (торговая марка, изготавливается фирмой CANON Inc.) и носитель печатной информации (торговая марка SP-101, производится фирмой CANON Inc.). Изображение, которое соответствовало суммарному коэффициенту использования чернил, составляющему 80%, и в котором были наложены друг на друга вышеупомянутые моделирующие чернила, коэффициент использования которых при печати составлял 10%, и вышеупомянутые прозрачные чернила, коэффициент использования которых при печати составлял 70%, печатали в среде, имеющей температуру 25°С и влажность 60%.

Выдерживание печатного продукта

Печатный продукт выдерживали в окружающей среде, имеющей температуру 25°С и влажность 60%, в течение 48-ми часов. После этого измеряли значения Lab МКО для изображения посредством спектрофотометра (торговая марка Spectrolino, изготавливается фирмой Gretag Macbeth) и определяли значения Lab=(L₁, a₁, b₁) в цветовом пространстве параметров La^*b^* МКО в начальном стандартном состоянии. В этот момент L₁=3,6, a₁=-7,5, и b₁=36,8.

После этого полученный печатный продукт выдерживали в окружающей среде, имеющей температуру 30°С и влажность 80%, в течение 168-ми часов, а потом измеряли значения Lab МКО для изображения посредством спектрофотометра (торговая марка Spectrolino, изготавливается фирмой Gretag Macbeth) и определяли значения Lab=(L₂, a₂, b₂) в цветовом пространстве параметров La^*b^* МКО в начальном стандартном состоянии. В этот момент L₁=93,5, a₁=-9,6, и b₁=45,0. Результаты подтвердили нижеследующее выражение:

ΔЕ=√((L₁-L₂)²+(a₁-a₂)²+(b₁-b₂)²)=8,5.

Цветовой контраст (ΔЕ) между любым другим окрашивающим материалом перед выдерживанием в окружающей среде, имеющей температуру 30°С и влажность 80%, и окрашивающим материалом после выдерживания в той же окружающей среде показан в нижеследующей таблице 8.

Таблица 8Окрашивающий материалМаксимальное значение ΔЕ, полученное посредством способа вынесения суждения о влагостойкостиЖелтый окрашивающий
материал Y17,5Direct Yellow 1328,5Direct Yellow 1428,0Direct Yellow 865,0Direct Yellow 1734,8Acid Yellow 239,7

Получение чернил

Чернила L-U согласно примерам и чернила V-Y согласно сравнительным примерам получали посредством возможного соединения 1, полученного вышеописанным образом, и соответствующих окрашивающих материалов в соответствии с рецептурой, показанной в таблице 9.

Таблица 9 Чернила LMNOPQRSTUVWXY Возможное соединение 10,51,00,50,50,50,50,50,50,53,00,50,50,50,5C.I.Direct
Yellow 1322,53,02,52,52,52,52,5   2,52,5 2,5C.I.Direct
Yellow 142       3,0      C.I.Direct
Yellow 86        3,0     C.I.Direct
Yellow 173         0,5    C.I.Acid
Yellow 23            2,5 Этиленгликоль   4,211,2     3,0  10,0Диэтилен-гликоль9,29,29,25,0 5,09,29,29,29,2  9,2 2-пирролидон5,05,05,02,0 5,09,45,05,05,05,0 5,05,0Этилен-мочевина5,05,0 3,03,0  5,05,05,0  5,0  1,5-пентандиол  5,0           N-метил-2-пирролидон           4,0  Бутилкарбитол           2,0  Изопропиловый спирт           3,0  Мочевина         5,010,05,0 10,0Глицерин9,07,09,012,012,010,010,09,09,09,013,05,09,05,5Полиэтилен-гликоль (*1)              Syrfynol
104PG50 (*3)           0,1  Неионизированная вода67,968,967,969,969,976,167,567,467,462,465,177,967,965,6(*1) Молекулярная масса 200
(*2) Аддукт этиленоксида и ацетиленгликоля (поверхностно-активное вещество) (производится фирмой Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.)
(*3) Поверхностно-активное вещество, производится фирмой Nissin Chemical Industry Co., Ltd.

Оценка печати

Получали прозрачные чернила L-Y путем замены водой каждого из окрашивающих материалов в рецептуре полученных вышеуказанным образом чернил L-U согласно примерам и чернил V-Y согласно сравнительным примерам. Для оценки использовали струйный принтер (торговая марка PIXUS 950I, изготавливается фирмой CANON Inc.)

(1) Влагостойкость чернил

Обеспечивали изменение диапазона коэффициента использования каждых из чернил согласно примерам и сравнительным примерам от 0% до 100% с приращением по 5%, чтобы создать изображение для оценки, имеющее градуированную диаграмму наложения. Сочетание чернил и прозрачных чернил было сочетанием чернил L и прозрачных чернил L, сочетанием чернил М и прозрачных чернил М и т.п. В качестве носителя печатной информации использовали глянцевый носитель печатной информации (SP-101, производится фирмой CANON Inc.). Полученный печатный продукт выдерживали в окружающей среде, имеющей температуру 25°С и влажность 60%, в течение 48-ми часов, а потом измеряли цветовой тон участка градуированной диаграммы наложения посредством спектрофотометра (торговая марка Spectrorino, изготавливается фирмой Gretag Macbeth). Печатный продукт дополнительно выдерживали в окружающей среде, имеющей температуру 30°С и влажность 80%, в течение 168-ми часов, а потом измеряли цветовой тон участка градуированной диаграммы наложения вышеописанным образом посредством вышеописанного спектрофотометра. Цветовой контраст (ΔЕ) в каждом изображении для оценки вычисляли на основании нижеследующего выражения (1), исходя из цветового тона изображения для оценки после выдерживания в окружающей среде, имеющей температуру 25°С и влажность 60%, в течение 48-ми часов, и цветового тона изображения для оценки после выдерживания в окружающей среде, имеющей температуру 30°С и влажность 80%, в течение 168-ми часов.

Находящиеся в цветовом пространстве параметров La^*b^* МКО значения La^*b^* изображения для оценки после выдерживания в окружающей среде, имеющей температуру 25°С и влажность 60% (т.е. в начальном стандартном состоянии), в течение 48-ми часов составляют (L₁, a₁, b₁).

Находящиеся в цветовом пространстве параметров La^*b^* МКО значения La^*b^* изображения для оценки после выдерживания в окружающей среде, имеющей температуру 30°С и влажность 80% (т.е. после тестирования на ускорение), в течение 168-ми часов составляют (L₂, a₂, b₂).

ΔЕ=√((L₁-L₂)²+(a₁-a₂)²+(b₁-b₂)²).(1)

Вычисляли максимальный цветовой контраст (ΔЕ) из цветовых контрастов в соответствующих изображениях для оценки, вычисленных на основании выражение (1), и оценивали каждые чернила на влагостойкость на основании нижеследующих критериев. Результаты показаны в таблице 9.

А4,0 ≥ ΔЕВ5,5 ≥ ΔЕ > 4,0С7,0 ≥ ΔЕ > 5,5DΔЕ > 7,0

(2) Стабильность прерывистого выбрасывания

Струйный принтер, на котором установлен картридж с чернилами, имеющий запас каждых из чернил согласно примерам и сравнительным примерам, выдерживали в окружающей среде, имеющей температуру 15°С и влажность 10%, в течение одних суток. После этого проводили печать на высококачественной специализированной бумаге (торговая марка HR-101, производится фирмой CANNON Inc.) в окружающей среде, имеющей температуру 15°С и влажность 10%, посредством чернил, расходуемых с коэффициентом использования 50%. Затем опять проводили печать так же, как указано выше, по истечении некоторого интервала времени после вышеописанной печати, и измеряли интервал времени, после которого на ранней стадии печати наблюдался заметный недостаток проскальзывания. Стабильность прерывистого выбрасывания оценивали посредством измеренного времени на основании нижеследующих критериев. Результаты показаны в таблице 9.

АПауза на 5 секунд или болееВПауза на 3 секунды или более, но меньше 5 секундСПауза менее 3 секунд

(3) Плотность изображения

Каждые из чернил согласно примерам и сравнительным примерам использовали для проведения печати с коэффициентом использования 100%, получая таким образом печатный продукт. В качестве носителя печатной информации использовали глянцевый носитель печатной информации (торговая марка SP-101, производится фирмой CANNON Inc.). Полученный печатный продукт сушили в течение 24-х часов. Оптическую плотность печатного продукта измеряли посредством спектрофотометра (торговая марка Spectrolino, изготавливается фирмой Gretag Macbeth) и оценивали плотность изображения на основании нижеследующих критериев.

АОптическая плотность больше 1,85ВОптическая плотность составляет от 1,75 или более до 1,85 или менееСОптическая плотность меньше 1,75

(4) Цветовой тон

Каждые из чернил согласно примерам и сравнительным примерам использовали для проведения печати с коэффициентом использования 100%, получая таким образом печатный продукт. В качестве носителя печатной информации использовали глянцевый носитель печатной информации (торговая марка SP-101, производится фирмой CANNON Inc.). Полученный печатный продукт сушили в течение 24-х часов. Насыщенность (С) цвета и угол (h) оттенка участка печатного продукта измеряли посредством спектрофотометра (торговая марка Spectrolino, изготавливается фирмой Gretag Macbeth). Насыщенность (С) цвета вычисляли на основании нижеследующего выражения (3), исходя из значений a^*b^*, находящихся в цветовом пространстве параметров La^*b^* МКО. Насыщенность цвета и угол оттенка оценивали на основании нижеследующих критериев. Результаты показаны в таблице 10.

Насыщенность (С) цвета

АС составляет 105 или болееВС составляет от 95 или более до 105 или менее

Угол (h) оттенка

Аh составляет от 85 или более до 90 или менееВh составляет от 83 или более до 85 или менее либо составляет от 90 или более до 92 или менееСh меньше 83 или больше 92.

Таблица 10 ПримерСравнительный пример 8910111213141516175678ЧернилаLMNOPQRSTUVWXYХ[мас.%] (*4)28,226,228,226,226,220,028,628,228,233,231,019,028,230,5Y[мас.%] (*5)19,219,219,214,214,210,018,619,219,219,28,09,019,215,0Z[%] (*6)68,173,368,154,254,250,065,068,168,157,825,847,468,149,2ВлагостойкостьAAABBBABABDCCCСтабильность прерывистого выбрасыванияABBABBBBBBAABBПлотность изображенияAAAAAAABABAACAНасыщенность (С) цветаAAAAAAAAABAAAАУгол (h) оттенкаAAAAAAABCBAABA(*4) Суммарное содержание водорастворимых органических растворителей (мас.%)
(*5) Содержание (мас.%) водорастворимого органического растворителя, удовлетворяющего выражению (2)
(*6) Отношение (%) содержания водорастворимого органического растворителя, удовлетворяющего выражению (2), к суммарному содержанию водорастворимых органических растворителей

Как можно заметить из вышеуказанной таблицы 10 при сравнении примеров 8-17 со сравнительными примерами 5, 6 и 8, превосходная влагостойкость получается в случае, когда содержание водорастворимого органического растворителя, удовлетворяющего зависимости, представленной выражением (2), по отношению к суммарному содержанию водорастворимых органических растворителей в чернилах составляет 50 мас.% или более. При сравнении примеров 8, 9, 10 и 14 с примерами 11, 12 и 13, обуславливающих использование того же окрашивающего материала, выясняется, что превосходная влагостойкость получается также в случае, когда содержание водорастворимого органического растворителя, удовлетворяющего зависимости, представленной выражением (2), по отношению к суммарному содержанию водорастворимых органических растворителей в чернилах составляет 65 мас.% или более. При сравнении примеров 9-14 с примерами 15-17 по плотности изображения и цветовому тону выясняется, что превосходная влагостойкость, превосходная стабильность прерывистого выбрасывания, превосходная плотность изображения и превосходный цветовой тон получаются в случае, когда в качестве водорастворимого органического растворителя используется сочетание возможного соединения 1 и представленного в справочнике по красителям прямого красителя желтого цвета под номером 132 (C.I. Direct Yellow 132). При сравнении примера 8 с примером 10 выясняется, что надлежащая влагостойкость и превосходная стабильность прерывистого выбрасывания получаются в случае, когда в качестве водорастворимого органического растворителя, удовлетворяющего зависимости, представленной выражением (2), вводится этиленмочевина. При сравнении примера 11 с примером 12 выясняется, что надлежащая влагостойкость и превосходная стабильность прерывистого выбрасывания получаются в случае, когда в качестве водорастворимого органического растворителя, удовлетворяющего зависимости, представленной выражением (2), вводится любое из таких соединений, как диэтиленгликоль, 2-пирролидон и этиленмочевина.

В этой заявке выдвигаются притязания на приоритет японских патентных заявок №№ 2004-196446, поданной 2 июля 2004 г., 2004-196449, поданной 2 июля 2004 г., и 2005-193806, поданной 1 июля 2005 г., причем все они упоминаются здесь для справок.

Изобретение относится к чернилам для струйной печати. Описываются чернила для струйной печати, включающие красящее вещество формулы (I) или его соль,

где: М - атом водорода, щелочной металл, щелочно-земельный металл либо катион или ион аммония органического амина; n - целое число 1 или 2, и водорастворимый органический растворитель, выбранный из группы, включающей этиленгликоль, диэтиленгликоль, 2-пирролидон, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол и этиленмочевину, в количестве 50 мас.% или более по отношению к содержанию всех органических растворителей в чернилах. Предложенные желтые чернила обладают повышенной влагостойкостью и стабильностью цветового тона вследствие пониженной миграции. 5 н. и 3 з.п. ф-лы, 7 ил., 10 табл.

1. Чернила для струйной печати, содержащие, по меньшей мере, красящее вещество и водорастворимый органический растворитель, отличающиеся тем, что красящее вещество содержит соединение, представленное нижеследующей общей формулой (I)

или его соль,

где М независимо представляет атом водорода, щелочной металл, щелочноземельный металл либо катион или ион аммония органического амина; индекс n независимо целое число 1 или 2,

при этом водорастворимый органический растворитель содержит, по меньшей мере, один водорастворимый органический растворитель, выбранный из группы, состоящей из этиленгликоля, диэтиленгликоля, 2-пирролидона, 1,5-пентандиола, 1,6-гександиола и этиленмочевины, и общее содержание, по меньшей мере, одного водорастворимого органического растворителя составляет 50 мас.% или более по отношению к содержанию всех водорастворимых органических растворителей в чернилах.