СОСТАВ КРАСКИ ДЛЯ СТРУЙНОЙ ПЕЧАТИ Российский патент 2008 года по МПК C09D11/00 B41J2/01 B41M5/00 

Область техники

Изобретение относится к составу краски для струйной печати, а именно к составу краски для струйной печати, которая не вызывает засорения сопел головки струйного принтера во время печати, обеспечивая таким образом желаемое качество печати, которая гарантирует надлежащую скорость высыхания печатных изображений и которая позволяет достичь превосходной цветопередачи.

Описание уровня техники

Ранее применялись различные пигменты в составе краски для струйной печати с использованием разнообразных растворителей. При печати на струйных принтерах с использованием таких пигментов в составе краски в некоторых случаях сопла головки принтера забиваются, что ухудшает качество печати. Кроме того, цветопередача при печати, осуществляемой с использованием такого пигмента в составе краски, не всегда удовлетворительна.

Описание изобретения

Настоящее изобретение направлено на то, чтобы решить вышеупомянутые проблемы, и цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить состав краски для струйной печати, которая не вызывает засорения сопел струйного принтера во время печати, обеспечивая таким образом печать желаемого качества, которая гарантирует нужную скорость высыхания печатных изображений и которая позволяет достичь превосходной цветопередачи.

Авторы настоящего изобретения провели обширные исследования для достижения вышеупомянутой цели и обнаружили, что превосходный состав краски для струйной печати может быть достигнут с использованием растворителя, имеющего заданный состав, конкретной связующей смолы и конкретного диспергатора пигмента. Настоящее изобретение основывается на этом открытии.

Таким образом, настоящее изобретение предлагает состав краски для струйной печати, включающий пигмент в количестве от 0,1 до 15 мас.%, связующую смолу в количестве от 0,5 до 15 мас.%, диспергатор пигмента в количестве от 0,1 до 15 мас.% и растворитель в количестве от 60 до 99 мас.%, характеризующийся тем, что растворитель сформирован из, по меньшей мере, одного простого гликолевого эфира и либо, по меньшей мере, одного лактонового соединения, либо 2-пирролидона, вяжущая смола представляет собой винилхлоридную сополимерную смолу, и диспергатор пигмента представляет собой сложнополиэфир-полиамидную смолу, имеющую две или больше амидогруппы в одной молекуле и среднюю молекулярную массу 2000-15000.

Лучшие способы для осуществления изобретения

Состав краски для струйной печати настоящего изобретения далее будет описан подробно.

Для состава краски для струйной печати по настоящему изобретению существенно то, что применяемый в нем растворитель является смесью по меньшей мере одного простого гликолевого эфира и либо по меньшей мере одного лактонового соединения, либо 2-пирролидона. Количество растворяющей смеси, которое определяется исходя из таких факторов, как вязкость и поверхностное натяжение состава краски, составляет обычно 60-99 мас.%, предпочтительно - 80-97 мас.% в расчете на массу состава. Используется, по крайней мере, один простой гликолевый эфир в количестве 15-95 мас.% от общей массы состава краски, предпочтительно - 55-85 мас.%, а по крайней мере одно лактоновое соединение или 2-пирролидон, то применяемое используется в количестве 1-45 мас.% от общей массы состава краски, предпочтительно - 10-25 мас.%.

Примеры простых гликолевых эфиров, применяемых в настоящем изобретении, включают простые эфиры этиленгликоля, такие как монометиловый эфир этиленгликоля, монобутиловый эфир этиленгликоля, монометиловый эфир диэтиленгликоля, диэтиловый эфир этиленгликоля, диметиловый эфир диэтиленгликоля, этилметиловый эфир диэтиленгликоля, диэтиловый эфир диэтиленгликоля и монобутиловый эфир триэтиленгликоля; простые эфиры пропиленгликоля, такие как монометиловый эфир пропиленгликоля, моноэтиловый эфир пропиленгликоля, монобутиловый эфир пропиленгликоля, монометиловый эфир дипропиленгликоля, моноэтиловый эфир дипропиленгликоля, диметиловый эфир пропиленгликоля, диметиловый эфир дипропиленгликоля, диэтиловый эфир пропиленгликоля и диэтиловый эфир дипропиленгликоля и их смеси.

Примеры лактоновых соединений, используемых в настоящем изобретении, включают γ-бутиролактон, γ-валеролактон, γ-капролактон, ε-валеролактон и их смеси.

Так же, как и в состав обычной краски для печати, в состав краски для струйной печати настоящего изобретения входит вяжущая смола. В настоящем изобретении особенно предпочтительна винилхлоридная сополимерная смола. Такая винилхлоридная сополимерная смола может использоваться отдельно или в сочетании с другими смолами. Количество вяжущей смолы, которое определяется с учетом таких факторов, как устойчивость, вязкость и поверхностное натяжение состава краски, в основном составляет 0,5-15 мас.% от общей массы состава краски, предпочтительно - 1-10 мас.%.

В настоящем изобретении могут быть использованы различные винилхлоридные смолы. Конкретные примеры включают винилхлоридные сополимерные смолы с другими со-мономерами, такими как винилацетат, винилиденхлорид, акриловый мономер и малеиновая кислота. Предпочтительной винилхлоридной сополимерной смолой является винилхлорид-винилацетатная сополимерная смола, полученная сополимеризацией винилхлорида и винилацетата, такая сополимерная смола, имеющая молекулярную массу 30000 или меньше, особенно предпочтительна.

Никаких специальных ограничений на вид вышеупомянутых смол не налагается, и могут применяться любые смолы, используемые в обычных составах краски, например эпоксидная смола, фенольная смола, новолачная смола, акриловая смола, фенольная смола с добавками канифоли, сложнополиэфирная смола, аминосмолы (меламиновая смола, бензогуанаминовая смола и т.д.), полиамидная смола, смолы на основе сложных эфиров целлюлозы (диацетат целлюлозы, триацетат целлюлозы, нитроцеллюлоза, нитрат целлюлозы, пропионат целлюлозы, ацетобутират целлюлозы и т.д.), смолы на основе простых эфиров целлюлозы (метилцеллюлоза, этилцеллюлоза, бензилцеллюлоза, тритилцеллюлоза, цианоэтилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, карбоксиэтилцеллюлоза, аминоэтицеллюлоза и т.д.) и винилацетатные сополимерные смолы.

Примеры пигментов, применяемых в составе краски для струйной печати настоящего изобретения, включают Пигмент Желтый 12, 13, 14, 17, 20, 24, 31, 55, 74, 83, 86, 93, 109, 110, 117, 12 5, 12 8, 12 9, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 153, 154, 155, 166, 168, 180, 181, и 185; Пигмент Оранжевый 16, 36, 38, 43, 51, 55, 59, 61, 64, 65, и 71; Пигмент Красный 9, 48, 49, 52, 53, 57, 97, 122, 123, 149, 168, 177, 180, 192, 202, 206, 215, 216, 217, 220, 223, 224, 226, 227, 228, 238, 240, 244, и 254; Пигмент Фиолетовый 19, 23, 29, 30, 32, 37, 40, и 50; Пигмент Синий 15, 15:1, 15:3, 15:4, 15:6, 22, 30, 64, и 80; Пигмент Зеленый 7 и 36; Пигмент Коричневый 23, 25, и 26; Пигмент Черный 7, 26, 27 и 28; оксид титана, оксид железа, ультрамарин, желтый пигмент, сульфид цинка, кобальтовую лазурь, сульфат бария, карбонат кальция и т.д. Количество пигмента, включенного в состав, которое может быть определено произвольно в зависимости от вида и других свойств применяемого пигмента, равно 0,1-15 мас.% от общего состава чернил, предпочтительно - 0,5-10 мас.%.

Примеры диспергаторов пигмента, применяемых в настоящем изобретении в составе краски для струйной печати, включают сложнополиэфир-полиамидную смолу, имеющую две или более амидогруппы в одной молекуле, со средней молекулярной массой 2000 - 15000. Количество диспергатора пигмента, включенного в состав, которое может быть определено в зависимости от вида и других свойств применяемого пигмента, равно 0,1-15 мас.% от общего состава краски, предпочтительно - 0,5-10 мас.%.

Типичный пример диспергатора пигмента получается по реакции сложнополиэфирной смолы, содержащей кислотные остатки, с полиаминовым соединением, имеющим две или более аминогруппы в одной молекуле. Например, Solsperse 32000, Solsperse 32500, Solsperse 32600, Solsperse 33500, Solsperse 34750, Solsperse 35100, Solsperse 37500 и Disperbyk 9077.

Сложнополиэфир-полиамидная смола, имеющая или не имеющая амидогруппу в одной молекуле, нежелательна из-за плохой дисперсии пигмента. Кроме того, когда средняя молекулярная масса меньше чем 2000, устойчивая дисперсия пигмента не может быть достигнута, тогда как при средней молекулярной массе больше 15000 дисперсионная устойчивость пигмента в чернилах имеет тенденцию уменьшаться.

Состав краски для струйной печати настоящего изобретения, кроме того, может содержать агент, контролирующий проводимость. Количество агента, контролирующего проводимость, включенного в состав, составляет 0,1-10 мас.% от общего состава краски, предпочтительно - 0,5-5 мас.%.

Подобно обычным составам краски для струйной печати состав краски настоящего изобретения должен иметь характеристики печати, подходящие для струйной печати. Поэтому состав краски настоящего изобретения предпочтительно имеет вязкость (20°C) 1 - 100 сантипуаз, поверхностное натяжение 2×10^-2-6×10^-2 Н/м и плотность 0,8-1,2.

Состав краски для струйной печати по настоящему изобретению может быть приготовлен смешиванием/взбалтыванием исходных компонентов и фильтрацией для очистки смеси, посредством фильтра, имеющего размер поры около 1/10 или меньше размера сопла используемого струйного принтера.

Состав краски для струйной печати по настоящему изобретению может использоваться в различных струйных принтерах, например струйный принтер с контролем расхода и капельно-импульсный струйный принтер. Состав краски настоящего изобретения подходит и для печати с помощью струйных принтеров для крупноформатной печати, например струйного принтера для печати наружных плакатов, таких как рекламные вывески. При использовании состава краски настоящего изобретения при цветной графической печати и печати видеоизображения можно получить высококонтрастные изображения с высокой воспроизводимостью изображения.

После того, как печать завершается, печатная поверхность (состав краски) на основании формирует сухую пленку при температуре окружающей среды и до нескольких сотен градусов Цельсия. В настоящем изобретении не налагается никакого специального ограничения на основание, на которое наносится состав краски, поскольку основание не деформируется и не распадается при условиях высыхания печатной поверхности (состава краски). Примеры таких оснований включают основания, изготовленные из металла, стекла или пластмассового материала, покрытой воском бумаги, прозрачные листы для проектирования и наружные плакаты, такие как рекламные вывески.

Благодаря использованию состава краски для струйной печати по настоящему изобретению предотвращается забивание сопел струйных принтеров, которое может происходить в других случаях. Следовательно, может быть осуществлена печать желаемого качества, которая гарантирует нужную скорость высыхания печатных изображений и позволяет достичь превосходной цветопередачи.

Примеры

Настоящее изобретение далее будет описано более подробно на примерах и сравнительных примерах.

Примеры 1-4 и сравнительные примеры 1-3

Краски по примерам 1-4 и сравнительным примерам 1-3 были получены замешиванием в песочной мельнице в течение трех часов соответствующих смесей, содержащих компоненты в соответствующих количествах (массовых долях), показанных в Таблице 1.

Конкретно использовали Monarch 1000 (газовая сажа, продукт Cabot Corp.), VYHD (винилхлоридный сополимер смолы, продукт Dow Chemical Со.), CAB-551-0.01 (смола на основе сложного эфира целлюлозы, продукт Eastman), Solsperse 37500 (сложнополиэфир-полиамидная смола (содержание в твердом веществе: 40%), продукт Avecia) и Disperbyk 167 (сложнополиэфир-полиамидная смола (содержание в твердом веществе: 52%), продукт Byk-Chemie).

Краски по примерам 1-4 и сравнительным примерам 1-3 были проанализированы в отношении вязкости, размера частицы, дисперсионной устойчивости, засорения сопел и устойчивости к этанолу посредством следующих методов. Эти свойства были оценены в следующем порядке.

<Измерение вязкости>

Измерено посредством вискозиметра B-типа при 20°C.

<Измерение размера частиц>

Определено посредством лазерной дифракции размера частиц распределительного устройства (SALD-7000, продукт компании Shimadzu).

<Дисперсионная устойчивость>

Все краски хранились при 60°C в течение одного месяца. После хранения вязкость и размер частиц были определены и оценены в следующем порядке.

A: Изменение вязкости и размера частиц было ±5% или меньше после хранения при 60°C в течение одного месяца.

B: Изменение вязкости и размера частиц было больше чем 5% и до 10% или меньше после хранения при 60°C в течение одного месяца.

C: Изменение вязкости и размера частиц было больше чем 10% после хранения при 60°C в течение одного месяца.

<Засорение сопел>

Тестируемое изображение было получено посредством струйного принтера для крупноформатной печати и было визуально оценено. Параметры печати было оценены в следующем порядке.

A: Удачно напечатанный на намеченных участках.

B: Ненапечатанный на намеченных участках с дефектами печати из-за засорения сопел.

<Устойчивость к этанолу>

Тестируемое изображение было получено посредством струйного принтера для крупноформатной печати, затем полученное изображение было протерто тканью, пропитанной 50 мас.% водно-спиртовым раствором. Обработанное таким образом изображение было визуально оценено.

A: Никаких изменений не наблюдалось.

B: Краска была частично удалена.

C: Краска была удалена до такой степени, что было обнажено основание.

Результаты тестов и их оценка показаны в Таблице 1.

Таблица 1Состав краскиПримерыСравнит. примеры 1234123Газовая сажа44444442-Пирролидон20 2020 82 γ-Бутиролактон 20     Метилэтилкетон    20  Монометиловый эфир дипропиленгликоля 626462 62 82Этилметиловый эфир диэтиленгликоля   62   Винилхлоридная сополимерная смола66 6666Смола на основе сложного эфира целлюлозы  6    Сложнополиэфир-полиамидная смола (Solsperse 37500)8 88888Сложнополиэфир-полиамидная смола (Disperbyk 167) 6     Вязкость (мПа*с)4,14,43,84,24,023,616,2Размер частицы (нм)991031019598186162Дисперсионная устойчивостьABAABCCЗасорение сопелAAAABBBУстойчивость к этанолуAABABBC

Как видно из Таблицы 1, краски по примерам 1-4 (согласно настоящему изобретению) показали великолепные результаты во всех тестах, указывая на то, что эти краски были превосходны.

В противоположность этому краска по сравнительному примеру 1 с использованием растворяющей смеси, не включенная в рамки изобретения, вызвала засорение сопел и явилась причиной дефектных изображений. Краска по сравнительному примеру 2 с применением только одного вида из двух основных растворителей по изобретению показала плохую дисперсионную устойчивость и вызвала засорение сопел, являясь тем самым причиной дефектных изображений. Краска по сравнительному примеру 3 с использованием только других видов двух основных растворителей изобретения показала плохую дисперсионную устойчивость, плохую устойчивость к этанолу и вызвала засорение сопел, став тем самым причиной дефектных изображений.

Примеры 5-8 и сравнительные примеры 4-6.

Составы краски по примерам 5-8 и сравнительным примерам 4-6 были получены замешиванием в песочной мельнице в течение трех часов соответствующих смесей, содержащих компоненты в соответствующих количествах (массовых долях), показанных в Таблице 2.

Конкретно применяли Nipex 170IQ (газовая сажа, продукт Degussa), VYHD (винилхлоридная сополимерная смола, продукт Dow Chemical Со.), CAB-551-0.01 (смола на основе сложного эфира целлюлозы, продукт Eastman), Solsperse 37500 (сложнополиэфир-полиамидная смола (содержание в твердом веществе: 100%), продукт Avecia) и Disperbyk 167 (сложнополиэфир-полиамидная смола (содержание в твердом веществе: 99%), продукт Byk-Chemie).

Составы краски по примерам 5-8 и сравнительным примерам 4-6 были проанализированы в отношении вязкости, размера частицы, дисперсионной устойчивости, засорения сопел и устойчивости к этанолу посредством следующих методов. Эти свойства были оценены в вышеупомянутом порядке. Результаты и оценка тестов показаны в Таблице 2.

Таблица 2Состав краскиПримерыСравнит. примеры5678456Газовая сажа4444444Циклогексан20 2020 86 Изофорон 20     Метилэтилкетон    20  Ацетат простого монометилового эфира пропиленгликоля666666 66 86Ацетат простого монобутилового эфира пропиленгиколя   66   Винилхлоридная сополимерная смола66 6666Смола на основе сложного эфира целлюлозы  6    Сложнополиэфир-полиамидная смола (Solsperse 32 0 00)4 44444Сложнополиэфир-полиамидная смола (Disperbyk 90 77) 4     Вязкость (мПа*с)4,04,23,94,23,84,93,0Размер частицы (нм)961059899102167159Дисперсионная устойчивостьABAABCCЗасорение сопелAAAABBBУстойчивость к этанолуAABABBC

Как видно из Таблицы 2, краски по примерам 5-8 (согласно настоящему изобретению) показали великолепные результаты во всех тестах, указывая на то, что эти чернила были превосходны.

В противоположность этому краска сравнительного примера 4 с использованием растворяющей смеси, не включенная в рамки изобретения, вызвала засорение сопел и явилась причиной дефектных изображений. Краска по сравнительному примеру 5 с использованием только одного вида из двух основных растворителей изобретения показала плохую дисперсионную устойчивость и вызвала засорение сопел, став тем самым причиной дефектных изображений. Краска по сравнительному примеру 6 с применением только других видов из двух основных растворителей изобретения показала плохую дисперсионную устойчивость, плохую устойчивость к этанолу и вызвала засорение сопел, став тем самым причиной дефектных изображений.

Изобретение относится к составу краски для струйной печати. Описан состав краски для струйной печати, включающий пигмент в количестве от 0,1 до 15 мас.%, вяжущую смолу в количестве от 0,5 до 15 мас.%, диспергатор пигмента в количестве от 0,1 до 15 мас.% и растворитель в количестве от 60 до 99 мас.%, при этом растворитель представляет собой смесь, по меньшей мере, одного простого гликолевого эфира и, по меньшей мере, одного лактонового соединения или смесь, по меньшей мере, одного простого гликолевого эфира и 2-пирролидона, вяжущая смола представляет собой винилхлоридную сополимерную смолу, и диспергатор пигмента представляет собой сложнополиэфир-полиамидную смолу, имеющую две или больше амидогруппы в одной молекуле и среднюю молекулярную массу 2000-15000. Простой гликолевый эфир представляет собой (ди)алкиловый эфир (ди)этиленгликоля, (ди)алкиловый эфир (ди)пропиленгликоля или моноалкиловый эфир триэтиленгликоля. Предложенный состав краски для струйной печати не вызывает засорения сопел головки струйного принтера во время печати, обеспечивая таким образом желаемое качество печати, которая гарантирует нужную скорость высыхания печатных изображений и которая позволяет достичь превосходной цветопередачи. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Состав краски для струйной печати, включающий пигмент в количестве от 0,1 до 15 мас.%, вяжущую смолу в количестве от 0,5 до 15 мас.%, диспергатор пигмента в количестве от 0,1 до 15 мас.% и растворитель в количестве от 60 до 99 мас.%, характеризующийся тем, что растворитель предствляет собой смесь, по меньшей мере, одного простого гликолевого эфира и, по меньшей мере, одного лактонового соединения или смесь, по меньшей мере, одного простого гликолевого эфира и 2-пирролидона, вяжущая смола представляет собой винилхлоридную сополимерную смолу, и диспергатор пигмента представляет собой сложнополиэфир-полиамидную смолу, имеющую две или больше амидогруппы в одной молекуле и среднюю молекулярную массу 2000-15000.2. Состав краски для струйной печати по п.1, в котором простой гликолевый эфир представляет собой (ди)алкиловый эфир (ди)этиленгликоля, (ди)алкиловый эфир (ди)пропиленгликоля или моноалкиловый эфир триэтиленгликоля.