КРАСКОСТРУЙНЫЕ КОМПОЗИЦИИ Российский патент 2009 года по МПК C09D11/00 B41M5/00 B41J2/21 

Настоящее изобретение в целом касается анионных красителей, смешанных с пигментированными краскоструйными композициями с целью снижения уровня крапчатости при нанесении печатной краски с использованием кислотного жидкого закрепителя.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Краскоструйное изображение формируется при эжектировании точного рисунка капель из генерирующего капли устройства, известного как «печатающая головка», на печатный носитель. Типичная головка для краскоструйной печати имеет ряд точно сформированных форсунок, расположенных на плите для форсунок и прикрепленных к основе головки для краскоструйной печати. Основа снабжена рядом камер сгорания, принимающих жидкую краску (красители, растворенные или диспергированные в растворителе), подаваемую из одного или нескольких резервуаров для краски. Каждая камера имеет тонкопленочный резистор, известный как “резистор сжигания”, расположенный напротив форсунки, поэтому краска может собираться между резистором сжигания и форсункой. В частности, каждый резисторный элемент, обычно представляющий собой подушку из резистивного материала, имеет размер 35 мкм×35 мкм. Печатающий механизм удерживается и защищается наружным устройством, называемым печатным картриджем, т.е. краскоструйным пишущим элементом.

После включения конкретного резисторного элемента капля печатной краски выдавливается через форсунку по направлению к печатному носителю, будь то бумага, прозрачная пленка или т.п. Сгорание капелек печатной краски обычно происходит под контролем микропроцессора, сигналы которого передаются резисторным элементам при помощи электрических записей, тем самым формируя альфацифровые и другие знаки на печатном носителе.

Печатные краски, как правило, используемые для краскоструйной записи, обычно состоят из растворимых в воде органических растворителей (гигроскопические вещества и т.д.), поверхностно-активных и красящих веществ в преобладающе водной жидкости. При печатании на “простой бумаге” нанесенные красители сохраняют некоторую подвижность, которая может вызвать расплывание, плохую резкость краев, расползание и низкую оптическую плотность/цветность (из-за проникновения бумаги). Это оказывает отрицательное влияние на печатаемый текст и качество изображения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Варианты осуществления данного изобретения станут более понятными из ссылок на дальнейшее описание и прилагаемые чертежи, иллюстрирующие такие варианты. На чертежах:

фигуры 1 и 2 иллюстрируют краскоструйный принтер для пигментных и красящих композиций согласно некоторым вариантам осуществления данного изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Для улучшения понимания принципов данного изобретения далее сделаны ссылки на иллюстративные варианты его осуществления, при этом для их описания используются специальные термины. Тем не менее, подразумевается, что такие ссылки никоим образом не ограничивают объем данного изобретения. Любые изменения и дальнейшие модификации проиллюстрированных здесь отличительных признаков, а также любое дополнительное использование проиллюстрированных здесь принципов данного изобретения, доступные специалистам в соответствующей области, изучающим данное описание, входят в объем настоящего изобретения.

Фигуры 1 и 2 иллюстрируют струйный принтер для пигментных и красящих композиций согласно некоторым вариантам осуществления данного изобретения. В частности, фигуры 1 и 2 иллюстрируют краскоструйный принтер с нагреваемыми печатающими элементами 10 для печатания изображения 20 на получателе 30. Получатель 30 может представлять собой бумагу либо прозрачный или любой иной материал, подходящий для получения изображения 20. Принтер 10 включает источник введения 40, через который поступают данные растрового сканирования изображения или какой-либо иной формы цифрового изображения. Поэтому источником введения 40 может служить компьютер, сканер или факсимильное устройство.

Источник введения 40 генерирует выходной сигнал, принимаемый контроллером 50, соединенным с источником введения 40. Контроллер 50 обрабатывает выходной сигнал, принимаемый от источника введения 40, и издает выходной сигнал контроллера, принимаемый краскоструйным печатающим механизмом 60 с нагреваемыми элементами, соединенным с контроллером 50. Контроллер 50 регулирует работу печатающего механизма 60, вызывая эжектирование капли 70 краски из одной или более форсунок в ответ на выходной сигнал, принимаемый от источника введения 40. Более того, принтер 10 может также включать ряд участков с резервуарами, снабженных рядом резервуарных камер. Такие камеры могут обеспечивать поступление жидкости на участки для эжектирования. Примеры таких камер представлены множеством картриджей 75а, 75b, 75с и 75d печатающего механизма, содержащих печатные краски различных цветов, таких как пурпурный, желтый, голубой и черный соответственно, для формирования полноцветного варианта изображения 10. В некоторых вариантах по меньшей мере одна из резервуарных камер может содержать фиксирующую жидкость для нанесения нижнего слоя, включающую по меньшей мере один катионный компонент. В некоторых вариантах по меньшей мере одна из резервуарных камер может содержать композицию печатной краски, включающую органический растворитель, анионный краситель, по меньшей мере один пигмент и/или кислотный жидкий фиксатор (описан ниже).

Отдельные листы из получателя 30 могут подаваться из расходного бункера, такого как лоток 70 для подачи листов, при помощи подхватывающего механизма 80. Подхватывающий механизм 80 способен подхватывать отдельные листы в получателе 30 с лотка 70 и подавать отдельные листы из получателя 30 в направляющее устройство 100, расположенное между печатающим механизмом 60 и подхватывающим механизмом 80 и совмещенное с ними. Направляющее устройство 100 способно направлять каждый лист из получателя 30 вровень с печатающим механизмом 60. Напротив печатающего механизма 60 расположен вращающийся бумагоопорный валик 110 для поддержания на нем получателя 30 и для перемещения получателя 30 мимо печатающего механизма 60 таким образом, чтобы печатающий механизм 60 мог напечатать изображение 20 на получателе 30. Поэтому вращающийся бумагоопорный валик 110 перемещает получатель 30 в направлении стрелки 112.

Во время печатания печатающий механизм 60 может двигаться поперек относительно получателя 30, предпочтительно при помощи установки, включающей непрерывную ленту с электроприводом и шкив, обычно обозначаемой цифрами 120. Установка 120 включает непрерывную ленту 130, прикрепленную к печатающему механизму 60 и мотору 140, приводящему в действие ленту 130. Как показано на фигурах, лента 130 проходит поперек получателя 30, а мотор 140 приводит в действие ленту 130 при помощи по меньшей мере одного шкива 150. По мере вращения мотором 140 шкива 150 лента 130 также начинает вращаться. По мере вращения ленты 130 печатающий механизм 60 может двигаться поперек получателя 30, поскольку печатающий механизм 60 прикреплен к ленте 130, проходящей поперек получателя 30. Более того, печатающий механизм 60 сам поддерживается скользящими направляющими 160а и 160b, придающими скользящее действие и поддерживающими печатающий механизм 60 во время пересечения им получателя 30. Скользящие направляющие 160а и 160b, в свою очередь, поддерживаются несколькими деталями каркаса 170а и 170b, соединенными с концами скользящих направляющих 160а и 160b. Контроллер 50 может быть соединен с подхватывающим механизмом 80, бумагоопорным валиком 110 и мотором 140, а также печатающим механизмом 60 для синхронного регулирования работы печатающего механизма 60, подхватывающего механизма 80, бумагоопорного валика 110 и мотора 140. Каждый раз когда печатающий механизм 60 пересекает получатель 30, на получателе 30 может быть напечатана линия видеоинформации. После того как каждая линия видеоинформации будет напечатана на получателе 30, бумагоопорный валик 110 вращается с целью продвижения получателя 30 на определенное расстояние в направлении стрелки 112. После продвижения получателя 30 на определенное расстояние печатающий механизм 60 может вновь быть задействован для пересечения получателя 30 с целью напечатания другой линии видеоинформации. Изображение 20 формируется после того, как все желаемые линии печатной информации напечатаны на получателе 30. После того как изображение 20 будет напечатано на получателе 30, получатель 30 может быть подан из принтера 10 в выходной бункер (не показан) в распоряжение оператора принтера 10.

В данном описании “относительно высокий рН” означает величину рН выше приблизительно 7,0, выше приблизительно 7,5 или выше приблизительно 8,0. Согласно одному из вариантов относительно высокий рН может составлять приблизительно от 7,1 до 12, приблизительно от 7,1 до 11 или приблизительно от 7,5 до 11. В данном описании термин “анионный” означает молекулу, имеющую отрицательный заряд. В данном описании термин “катионный” означает молекулу, имеющую положительный заряд. В данном описании термин “неионный” означает молекулу, которая не может быть превращена в ион.

В данном описании термин “полиамин” означает подходящий катионный полимер, содержащий две или более амино(NH₂)группы. В данном описании термин “диспергирующий агент или диспергатор” означает соединения, способные облегчить диспергирование путем предотвращения осаждения пигмента в растворе. В данном описании термин “хромофор” означает придающий цвет агент. В данном описании термин “краситель” означает растворимую в воде красящую молекулу. В данном описании термин “пигмент” означает группу красящих молекул. Красители, подходящие для использования в данном изобретении, включают, но не ограничиваются ими, голубой, пурпурный, желтый и черный цвет.

В данном описании термин “носитель печатной краски” означает носитель, на котором размещают анионные красители, полиамины и/или кислоты для формирования печатной краски. Носители печатной краски хорошо известны в данной области техники, при этом широкий ряд носителей печатной краски может быть использован в системах, способах и композициях печатной краски согласно настоящему изобретению. Такие носители печатной краски могут включать смесь самых различных агентов, включая, без ограничений, поверхностно-активные вещества, растворители, сорастворители, буферы, биоциды, модификаторы вязкости, поверхностно-активные агенты и воду.

“Краскоструйная композиция” включает две жидкости: жидкую печатную краску и кислотный жидкий фиксатор. Жидкая печатная краска включает по меньшей мере пигмент и краситель. Такая жидкость устойчива при относительно высоком рН. Например, в некоторых вариантах могут быть достигнуты рН приблизительно от 8 до 10 и вязкость приблизительно от 1 до 5 сП. Краситель изначально присутствует для придания цвета получаемому изображению.

“Кислотный жидкий фиксатор” включает носитель печатной краски и кислоту. Кислота оказывает действие по протонированию анионных видов композиции печатной краски, тем самым обеспечивая улучшенную крапчатость получаемого изображения. В составе кислотного закрепителя может быть использована любая подходящая функциональная кислота. Конкретные подходящие функциональные кислоты включают, но не ограничиваются ими, янтарную кислоту, гликолевую кислоту и/или лимонную кислоту. рН кислотного фиксатора составляет приблизительно от 2 до 6, предпочтительно - от 3 до 5.

Согласно одному из подходов используемый в печатной краске пигмент представляет собой самодиспергирующийся анионный пигмент. В данном описании термин “самодиспергирующийся анионный пигмент” включает любой пигмент, который может быть диспергирован в виде жидкости без использования дополнительного диспергирующего агента. Такие анионные пигменты, подходящие для использования в данном изобретении, включают все химически модифицированные самодиспергирующиеся анионные пигменты, использование которых известно в краскоструйном печатании. Химическая модификация придает диспергируемость в воде предшественникам пигментов, включающих все органические пигменты. В типичных химических процессах получаемые пигментные поверхности состоят из карбоксилатных и/или сульфонатных функциональностей. В данном варианте предпочтительной является карбоксилатная функциональность. Анионные пигменты обычно ассоциируют с катионами Na⁺, Li⁺, K⁺ и NH₄ ⁺ несмотря на возможность использования любого подходящего противоиона. Примером самодиспергирующегося пигмента является САВ-О-JET 300 от Cabot Corporation.

В другом варианте данного изобретения пигмент диспергируют в составе жидкой печатной краски с помощью диспергирующего агента или “диспергируемого пигмента”. В данном описании термин “диспергируемый пигмент” включает любой пигмент, диспергированный диспергатором, имеющим анионную функциональность, например, полимерами Joncryl®, выпускаемыми S.C. Johnson Polymer (Racine, Wis.). Безусловно, при осуществлении данного изобретения может быть использован любой другой диспергатор, имеющий анионные заряды.

Следующие пигменты являются примерами доступных черных пигментов от Columbian: Raven 7000, Raven 7500, Raven 5000 и Raven 3500. Следующие пигменты выпускает Degussa: Color Black FW 200, Color Black FW 2, Color Black FW 2V, Color Black FW 1, Color Black FW 18, Color Black S 160, Color Black S 170, Special Black 6, Special Black 5, Special Black 4A, Special Black 4.

Цветным пигментом является любой пигмент, который может быть модифицирован путем присоединения по меньшей мере одной органической группы. Примеры включают, но не ограничиваются ими, углеродную сажу и цветные пигменты, отличные от углерода, не содержащие первичных аминов и предпочтительно содержащие по меньшей мере одно ароматическое кольцо в своей повторяющейся структуре или на своей поверхности для ускорения модификации органической группы на поверхность пигмента. Подходящие классы цветных пигментов включают, например, антрахиноны, фталоцианин голубой, фталоцианин зеленый, диазо, моноазо, пирантроны, перилены, гетероциклические желтые, квинакридоны и (тио)индигоиды. Характерные примеры фталоцианинов голубых включают медный фталоцианин голубой и его производные (Pigment Blue 15). Характерные примеры квинакридонов включают Pigment Orange (оранжевый) 48, Pigment Orange 49, Pigment Red (красный) 122, Pigment Red 192, Pigment Red 202, Pigment Red 206, Pigment Red 207, Pigment Red 209, Pigment Violet (фиолетовый) 19 и Pigment Violet 42. Характерные примеры антрахинонов включают Pigment Red 43, Pigment Red 194 (перинон красный), Pigment Red 216 (бромированный пиратрон красный) и Pigment Red 226 (пирантрон красный). Характерные примеры периленов включают Pigment Red 123 (вермильон), Pigment Red 149 (алый), Pigment Red 179 (бордо), Pigment Red 190 (красный), Pigment Violet, Pigment Red 189 (желтый с красным оттенком) и Pigment Red 224. Характерные примеры тиоиндигоидов включают Pigment Red 86, Pigment Red 87, Pigment Red 88, Pigment Red 181, Pigment Red 198, Pigment Violet 36 и Pigment Violet 38. Характерные примеры гетероциклического желтого включают Pigment Yellow 116 и Pigment Yellow 138. Примеры других подходящих цветных пигментов описаны в Color Index, 3^rd Edition (The Society of Dyers and Cikiyrusts, 1982).

Цветные печатные краски включают по меньшей мере одно красящее вещество, как правило, красители или пигменты. Красители или пигменты могут быть неионными, катионными, анионными или представлять собой их смеси. Любые из красителей или пигментов, которые, как известно, используются в краскоструйном печатании, могут быть использованы для осуществления данного изобретения.

Согласно одному из вариантов анионные красители включают анионный краситель. Может быть использовано любое эффективное количество красителя. Конкретно, анионный краситель может присутствовать в составе печатной краски в количестве от 0,1 до 5 мас.%. Примеры подходящих анионных красителей включают большое количество растворимой в воде кислоты и непосредственных красителей. Конкретные примеры анионных красителей включают Direct Yellow 86, Acid Red 289, Direct Blue 41, Direct Blue 53, Direct Blue 199, Direct Black 168 и Direct Yellow 132; Aminyl Brilliant Red F-B (Sumitomo Chemical Co.); линию Duasyn “свободных от соли красителей”, выпускаемых Hoechst, Direct Black 168, Reactive Black 31, Direct Yellow 157, Reactive Yellow 37, Acid Yellow 23, Reactive Red 180, Direct Red 28, Acid Red 52, Acid Red 91, Acid Black 1, Acid Green 3, Acid Green 5, Acid Green 50, Direct Blue 199, Acid Blue 1, Acid Blue 7, Acid Blue 9, Acid Blue 34, Acid Blue 90, Acid Blue 93 и Acid Blue 104; их смеси и т.п. Дальнейшие примеры включают Tricon Acid Red 52, Tricon Direct Red 227 и Tricon Acid Yellow 17 (Tricon Colors Incorporated), Bernacid Red 2BMN, Pontamine Brilliant Bond Blue A, BASF X-34, Food Black 2, Food Green 3, Catodirect Turquoise FBL Supra Conc. (Carolina Color and Chemical), Direct Blue 86, Intrabond Liquid Turquoise GLL (Crompton and Knowles), Reactive Red 4, Reactive Red 56, Levafix Brilliant Red E-4B (Mobay Chemical), Levafix Brilliant Red E-6BA (Mobay Chemical), Acid Red 92, Direct Brill Pink B Ground Crude (Crompton & Knowles), Cartasol Yellow GTF Presscake (Sandoz, Inc.), Tartazine Extra Conc. (FD&C Yellow #5, Acid Yellow 23, Sandoz, Inc.), Direct Yellow 86, Cartasol Yellow GTF Liquid Special 110 (Sandoz, Inc.), D&C Yellow #10 (Yellow 3, Tricon), Yellow Shade 16948 (Tricon), Basacid Black X34 (BASF), Carta Black 2GT (Sandoz, Inc.), Neozapon Red 492 (BASF), Orasol Red G (Ciba-Geigy), Direct Brilliant Pink B (Crompton-Knolls), Aizen Spilon Red C-BH (Hodogaya Chemical Company), Kayanol Red 3BL (Nippon Kayaku Company), Levanol Brilliant Red 3BW (Mobay Chemical Company), Aizen Spilon Yellow C-GNH (Hodogaya Chemical Company), Spirit Fast Yellow 3G, Sirius Supra Yellow GD 167, Cartasol Brilliant Yellow 4GF (Sandoz), Pergasol Yellow CGP (Ciba-Geigy), Orasol Black RL (Ciba-Geigy), Orasol Black RLP (Ciba-Geigy), Savinyl Black RLS (Sandoz), Dermacarbon 2GT (Sandoz), Pyrazol Black BG (ICI Americas), Morfast Black Conc A (Morton-Thiokol), Diazol Black RN Quad (ICI Americas), Orasol Blue GN

(Ciba-Geigy), Savinyl Blue GLS (Sandoz Inc.), Luxol Blue MBSN (Morton-Thiokol), Sevron Blue 5GMF (ICI Americas) и Basacid Blue 750 (BASF); Levafix Brilliant Yellow E-GA, Levafix Yellow E2RA, Levafix Black EB, Levafix Black E-2G, Levafix Black P-36A, Levafix Black

PN-L, Levafix Brilliant Red E-6BA и Levafix Brilliant Blue EFFA, выпускаемые Bayer; Procion Turquoise PA, Procion Turquoise HA, Procion Turquoise Ho5G, Procion Turquoise H-7G, Procion Red MX-5B, Procion Red H8B (Reactive Red 31), Procion Red MX 8B GNS, Procion Red G, Procion Yellow MX-8G, Procion Black H-EXL, Procion Black P-N, Procion Blue MX-R, Procion Blue MX-4GD и Procion Blue MX-2GN, выпускаемые ICI Americas; Cibacron Red F-B, Cibacron Black BG, Lanasol Black B, Lanasol Red 5B, Lanasol Red B и Lanasol Yellow 46, выпускаемые Ciba-Geigy; Baslien Black P-BR, Baslien Yellow EG, Baslien Brilliant Yellow P-3GN, Baslien Yellow M-6GD, Baslien Brillinat Red P-3B, Baslien Scarlet E-2G, Baslien Red E-B, Baslien Red E-7B, Baslien Red M-5B, Baslien Blue E-R, Baslien Brilliant Blue P-3R, Baslien Black P-BR, Baslien Turquoise Blue P-GR, Baslien Turquoise Blue M-2G, Baslien Turquoise Blue E-G и Baslien Green E-6B, выпускаемые BASF; Sumifix Turquoise Blue G, Sumifix Turquoise Blue H-GF, Sumifix Black B, Sumifix Black H-BG, Sumifix Yellow 2GC, Sumifix Supra Scarlet 2GF и Sumifix Brillint Red 5BF, выпускаемые Sumitomo Chemical Company; Intracon Yellow C-8G, Intracon Red

C-8B, Intracon Turquoise Blue GE, Intracon Turquoise HA и Intracon Black RL, выпускаемые Crompton and Knowles, Dyes and Chemicals Division; их смеси и т.п. Примеры специфических красителей включают, например, Pro-Jet 485 (фталоцианин меди), Magenta 377 или Direct Yellow 132. Данный перечень является сугубо иллюстративным и не должен рассматриваться как ограничивающий.

Согласно одному из вариантов катионные полимеры включают полиамины, кватернизированные полиамины и полигуанидины. Другие катионные полимеры включают поли(N,N-диметил-2-гидроксипропиленаммонийхлорид), поли-(4-винил-1-метил-пиридинийбромид), полидиаллилдиметиламмонийхлорид, сополимеры квартенизированного винилимидазола и поликвартерний 2. Примеры полиаминов, которые могут быть использованы для осуществления данного изобретения, включают полиэтиленимин, поливинилпиридин, поливиниламин, полиаллиламин и их сочетания.

Типичный состав печатной краски, используемой в одном из вариантов, включает один или более сорастворителей (от 0 до около 50 мас.%), одно или более растворимых в воде поверхностно-активных веществ/амфифилов (от 0 до около 40, предпочтительно - приблизительно от 1 до 5 мас.%)(их добавляют к носителю и помимо любого катионного поверхностно-активного вещества используют в цветной печатной краске для предотвращения расплывания), одно или более коллоидных веществ с высокой молекулярной массой (от 0 до около 6 мас.%) и воду (баланс).

Один или более сорастворителей могут быть добавлены к носителю в составе печатной краски. Классы сорастворителей, используемых в одном из вариантов, включают, но не ограничиваются ими, алифатические спирты, ароматические спирты, диолы, простые эфиры гликоля, простые поли(гликоль)эфиры, капролактамы, формамиды, ацетамиды и длинноцепочечные спирты. Примеры соединений, используемых в одном из вариантов, включают, но не ограничиваются ими, первичные алифатические спирты, содержащие 30 или менее атомов углерода, первичные ароматические спирты, содержащие 30 или менее атомов углерода, вторичные алифатические спирты, содержащие 30 или менее атомов углерода, вторичные ароматические спирты, содержащие 30 или менее атомов углерода, 1,2-спирты, содержащие 30 или менее атомов углерода, 1,3-спирты, содержащие 30 или менее атомов углерода, 1,5-спирты, содержащие 30 или менее атомов углерода, простые эфиры алкилэтиленгликоля, простые эфиры алкилпропиленгликоля, простые эфиры поли(этиленгликоль)алкила, высшие гомологи простых эфиров поли(этиленгликоль)алкила, простые эфиры поли(пропиленгликоль)алкила, высшие гомологи простых эфиров поли(пропиленгликоль)алкила, N-алкилкапролактамы, незамещенные капролактамы, замещенные формамиды, незамещенные формамиды, замещенные ацетамиды и незамещенные ацетамиды. Отдельные примеры сорастворителей, конкретно используемых в одном из вариантов, включают, но не ограничиваются ими, 1,5-пентандиол, 2-пирролидон, 2-этил-2-гидроксиметил-1,3-пропандиол, диэтиленгликоль, 3-метоксибутанол и 1,3-диметил-2-имидазолидинон. Концентрация сорастворителя может варьироваться от 0 до около 50 мас.% или приблизительно от 0,1 до 15 мас.%.

ПРИМЕРЫ

Следующие примеры иллюстрируют наиболее известные в настоящее время предпочтительные варианты осуществления данного изобретения. Однако могут быть осуществлены и другие варианты, которые также входят в объем настоящего изобретения.

Два различных состава печатной краски и один состав кислотного фиксатора были получены и протестированы согласно принципам настоящего изобретения. Композиции и полученные результаты описаны ниже.

Пример 1

Состав голубой краски для струйной печати

Состав голубой для краски струйной печати получают путем смешивания следующих материалов, мас.%:

3,0% Самодиспергирующийся голубой пигмент Cabot 0,5% Acid Blue 9 12% Дипропиленгликоль 6,0% 2-Пирролидон 4,0% 1,2-Гександиол 3,0% Липоновый EG-1 1,0% Кислота Crodafos N-3 0,75% TERGITOL 15-S-7 (этоксилированный спирт) 0,02% Zonyl FSO 0,2% Proxel GXL 0,05% ЭДТА 0,40% Joncryl 586 Баланс Деионизированная вода

Липоновый EG-1 - липоновый этиленгликоль 1 от фирмы Lipo Chemical Co;

Crodafos N-3 - олет-3-фосфат (эмульгатор);

Zonyl FSO - этоксилированное неионогенное фторсодержащее ПАВ от DuPont;

Proxel GXL - раствор 1,2-бензотиазолин-3-она, биоцид от фиомы Avecia;

Joncryl 586 - стирол-акрильная смола, имеющая кислотное число 108 и молекулярный вес 4600, от Johnson Polymer.

Пример 2

Состав черной краски для струйной печати

Состав черной краски для струйной печати получают путем смешивания следующих материалов, мас.%:

0,5% Краситель Food Black 2 1,8% Joncryl 586, AN 108, MW 4600 0,4% Полиуретановая смола Avecia, AN 55, MW 5500 0,03% Поверхностно-активное вещество на основе фтора 7,0% 2-Пирролидон 4,0% 1,2-Гександиол 8,0% Дипропиленгликоль 4,0% 2-Гидроксиэтил-2-имидазолидон 0,2% Proxel GXL Баланс Деионизированная вода

Пример 3

Состав кислотного закрепителя (рН 4)

Состав кислотного закрепителя получают путем смешивания следующих материалов, мас.%:

2,44% Полигуанидин 6,0% Dantocol DHE 6,0% 2-Пирролидон 4,0% Янтарная кислота 0,3% Surfynol 440 0,25% Surfonyl 61 0,05% ЭДТА Баланс Деионизированная вода

Dantocol DHE - бис-1,3-(2-гидроксиэтил)-5,5-диметилгидантоин;

Surfynol 61 - 3,5-диметил-1-гексин-3-ол от фирмы Air Products and Chemicals;

Surfynol 440 - этоксилированный 2,4,7,9-тетраметил-5-децин-4,7-диол от фирмы Air Products and Chemicals.

Все краскоструйные композиции из примеров 1 и 2 являются стабильными при pH, равном около 8-10, и имеют хорошие показатели вязкости, равные приблизительно от 3 до 7 сп.

Таблица 1 Ингредиенты (мас.%) Без добавления красителя Печатные краски с добавлением красителя Диапазоны ингредиентов Формула A B C D E F                   Самодисперги-
рующийся черный пигмент Cabot 3 3 3 3 3 3 от 1 до 10% Краситель Food Black 2 0 0 0,5 0 0,5 0,5 от 0,01 до 3% Краситель Acid Blue 9 0 0 0 0,1 0 0 от 0,01 до 3% Краситель Acid Red 289 0 0 0 0,15 0 0 от 0,01 до 3% Joncryl 586, AN 108, Mw 4600 0,6 1,8 1,8 1,8 1,4 1,4 от 0,1 до 6% Смола Avecia PU, AN 55, Mw 5500 1,2 0 0,4 0,4 0,4 0,4 от 0 до 5% Zonyl FSO, ПАВ на основе фтора 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 от 0,01 до 1,0% 2-Пирролидон 7 4 7 7 7 7 от 0 до 15% 1,2-Гександиол 4 4 4 4 4 4 от 0 до 8% Дипропиленгликоль 8 4 8 8 4 0 от 0 до 15% 2-Гидроксиэтил-2-
имидазолидон 0 0 0 0 0 4 от 0 до 15% Proxel GXL 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 от 0 до 0,4% Вода баланс баланс баланс баланс баланс баланс   Результаты тестирования A B С D E F   Крапчатость, визуальная оценка (10 = наилучшая) 6 7 9 8 9+ 9+   Оптическая плотность 1,42 1,43 1,38 1,36 1,52 1,48   Оптическая плотность представляет собой черноту, измеряемую спектрофотометром Макбета против стандарта.

В таблице 1 представлены характеристики печати с использованием черных краскоструйных композиций. Характеристики крапчатости являются наилучшими при использовании печатных красок с добавлением красителей (формулы C-F) по сравнению с печатными красками без добавления красителей (А и В). Данные по оптической плотности для формул С и D ниже аналогичных данных для формул А и В. Формулы, имеющие более высокую оптическую плотность, не обязательно обеспечивают улучшение характеристик крапчатости.

Таблица 2 Носитель Простая бумага Бумага с покрытием Бумага с покрытием Печатная краска без АВ9 с АВ9 без АВ9 с АВ9 без АВ9 с АВ9 Фиксирующий нижний печатный слой Y Y Y Y N N Полоса, OD 1,29 1,35 1,56 1,65 1,78 1,97 Перенос водяных капель, mOD 0 17 10 10 10 50 Голубая цветность 57,6 56,3 62,3 61,5 61,8 62,1 Голубое насыщение 1,14 1,16 1,35 1,44 1,32 1,42

Полосное изображение, напечатанное с использованием состава печатной краски из примера 1, тестируют с печатанием нижнего слоя и без него, используя состав кислотного фиксатора из примера 3. Для нанесения 3 капель красок с 1 каплей фиксатора для печатания нижнего слоя используют ручки 8 pl при 600 dpi. При оценке используют как простую бумагу (Great White, HP Multipurpose and Hammermil Color copy), так и бумагу с покрытием (Lustro Laser). Тест проводят на испытательном стенде без нагревания. Испытание на каплезащищенность проводят через 4 часа после печатания образцов. Измеряют OD полосы и перенос водяных капель, mOD. Значения L*C и h (D50, 2-я степень, стандартный наблюдатель 1931) измеряют при помощи X-rite.

Характеристики печатания суммированы в таблице 2. Стойкая печатная краска AB9 (Acid Blue 9), содержащая анионный краситель, имеет такие же характеристики каплезащищенности, как и контрольная печатная краска с фиксирующим нижним печатным слоем на простой бумаге и на бумаге с покрытием. Содержащая АВ9 печатная краска имеет такую же цветность, как и контрольная печатная краска. Однако L* для содержащей AB9 печатной краски является более низким, что приводит к более высокому насыщению (C/L*). Крапчатость улучшается в голубом, зеленом и синем цвете с добавленным красителем.

Несмотря на то что данное изобретение описано со ссылкой на конкретные предпочтительные варианты, специалистам в данной области техники известно, что оно может быть подвергнуто различным модификациям, изменениям, пробелам и замещениям без нарушения объема изобретения. Поэтому подразумевается, что данное изобретение ограничивается только объемом следующей формулы изобретения.

Изобретение относится к краскам для струйной печати. Описывается краскоструйная композиция, содержащая две жидкости: первую жидкость, содержащую анионный краситель и анионный пигмент при весовом соотношении 0,1-0,5:3 соответственно; и вторую жидкость, содержащую кислотный жидкий фиксатор. При этом кислотный жидкий фиксатор находится при pH от около 2 до 6, обеспечиваемым карбоновой кислотой в жидком фиксаторе, и содержит катионный полимер, который имеет конфигурацию, позволяющую реагировать с анионным красителем и анионным пигментом. Причем карбоновая кислота имеет конфигурацию, обеспечивающую протонирование анионного красителя и анионного пигмента по существу одновременно с взаимодействием катионного полимера с анионным красителем и анионным пигментом. Описываются также способ печатания изображений с использованием краскоструйной композиции, струйный принтер и устройство для печатания изображений с использованием указанной краскоструйной композиции. Предложенная краскоструйная композиция обеспечивает снижение уровня крапчатости изображения при нанесении на бумагу печатной краски и кислотного жидкого фиксатора. 7 н. и 24 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

1. Краскоструйная композиция, содержащая две жидкости:
первую жидкость, содержащую анионный краситель и по меньшей мере один анионный пигмент, где весовое соотношение между анионным красителем и анионным пигментом составляет 0,1-0,5:3;
вторую жидкость, содержащую кислотный жидкий фиксатор; и при этом кислотный жидкий фиксатор, находящийся при pH от около 2 до 6, содержит катионный полимер, причем указанный pH около 2 до 6 обеспечивается карбоновой кислотой в жидком фиксаторе; и
где катионный полимер имеет конфигурацию, позволяющую реагировать с анионным красителем и анионным пигментом, и карбоновая кислота имеет конфигурацию, обеспечивающую протонирование анионного красителя и анионного пигмента по существу одновременно с взаимодействием катионного полимера с анионным красителем и анионным пигментом.

2. Композиция по п.1, в которой анионный краситель выбран из группы, включающей Food Black 2, Food Green 3, Direct Yellow 132, Direct Blue 41, Direct Blue 53, Direct Black 168, Direct Red 28, Acid Red 52, Acid Red 91, Acid Red 289, Acid Blue 1, Acid Blue 7, Acid Blue 9, Acid Blue 34, Acid Blue 90, Acid Blue 93, Acid Blue 104, Acid Black 1, Acid Green 3, Acid Green 5, Acid Green 50, Acid Yellow 23 и их смеси.

3. Композиция по п.1, в которой анионный пигмент выбран из группы, включающей углеродные сажи, антрахиноны, фталоцианин голубые, фталоцианин зеленые, диазо, моноазо, пирантроны, перилены, гетероциклические желтые, квинакридоны и (тио)индигоиды с карбоксильной функциональностью на пигменте.

4. Композиция по п.1, в которой анионный пигмент представляет собой CAB-O-JET 300.

5. Композиция по п.1, в которой по меньшей мере один катионный компонент кислотного жидкого фиксатора выбран из группы, включающей полиамины, кватернизированные полиамины и полигуанидины.

6. Композиция по п.1, в которой анионный краситель присутствует в количестве по меньшей мере приблизительно от 0,01 до 3,0 мас.% от массы анионной пигментной печатной краски.

7. Способ печатания изображений с использованием струйного принтера, включающий
(i) выбрасывание струи композиции из печатной краски на подложку, при этом композиция из печатной краски содержит анионный краситель и по меньшей мере один анионный пигмент, где весовое соотношение между анионным красителем и анионным пигментом составляет 0,1-0,5:3;
(ii) выбрасывание струи кислотного жидкого фиксатора на подложку, при этом кислотный жидкий фиксатор, при этом кислотный жидкий фиксатор, находящийся при pH от около 2 до 6, содержит катионный полимер, причем, указанный pH около 2 до 6 обеспечивается карбоновой кислотой в жидком фиксаторе; и
где катионный полимер имеет конфигурацию, позволяющую реагировать с анионным красителем и анионным пигментом, и карбоновая кислота имеет конфигурацию, обеспечивающую протонирование анионного красителя и анионного пигмента по существу одновременно с взаимодействием катионного полимера с анионным красителем и анионным пигментом.

8. Способ по п.7, в котором анионный краситель выбран из группы, включающей Food Black 2, Food Green 3, Direct Yellow 132, Direct Blue 41, Direct Blue 53, Direct Black 168, Direct Red 28, Acid Red 52, Acid Red 91, Acid Red 289, Acid Blue 1, Acid Blue 7, Acid Blue 9, Acid Blue 34, Acid Blue 90, Acid Blue 93, Acid Blue 104, Acid Black 1, Acid Green 3, Acid Green 5, Acid Green 50, Acid Yellow 23 и их смеси.

9. Способ по п.7, в котором анионный краситель присутствует в количестве по меньшей мере приблизительно от 0,01 до 3,0 мас.% от массы анионной пигментной печатной краски.

10. Способ по п.7, в котором анионный пигмент выбран из группы, включающей углеродные сажи, антрахиноны, фталоцианин голубые, фталоцианин зеленые, диазо, моноазо, пирантроны, перилены, гетероциклические желтые, квинакридоны и (тио)индигоиды с карбоксильной функциональностью на пигменте.

11. Способ по п.7, в котором анионный пигмент представляет собой CAB-O-JET 300.

12. Способ по п.7, в котором по меньшей мере один катионный компонент кислотного жидкого фиксатора выбран из группы, включающей полиамины, кватернизированные полиамины и полигуанидины.

13. Способ по п.7, в котором кислотный жидкий фиксатор печатают поверх композиции из печатной краски.

14. Способ по п.7, в котором кислотный жидкий фиксатор печатают под композицией из печатной краски.

15. Струйный принтер, включающий
по меньшей мере один участок с печатающим механизмом, при этом участок с печатающим механизмом имеет по меньшей мере два эжекторных участка; и
по меньшей мере один резервуарный участок, снабженный по меньшей мере двумя резервуарными камерами, при этом каждая резервуарная камера обеспечивает подачу жидкости на один из по меньшей мере двух эжекторных участков, а по меньшей мере одна из резервуарных камер содержит жидкость для фиксирования нижнего печатного слоя, включающую по меньшей мере один катионный компонент; и
по меньшей мере одна из резервуарных камер содержит композицию из печатной краски, включающую органический растворитель;
анионный краситель и по меньшей мере один анионный пигмент;
кислотный жидкий фиксатор; и
при этом кислотный жидкий фиксатор содержит по меньшей мере один катионный компонент.

16. Струйный принтер по п.15, в котором анионный краситель выбран из группы, включающей Food Black 2, Food Green 3, Direct Yellow 132, Direct Blue 41, Direct Blue 53, Direct Black 168, Direct Red 28, Acid Red 52, Acid Red 91, Acid Red 289, Acid Blue 1, Acid Blue 7, Acid Blue 9, Acid Blue 34, Acid Blue 90, Acid Blue 93, Acid Blue 104, Acid Black 1, Acid Green 3, Acid Green 5, Acid Green 50, Acid Yellow 23 и их смеси.

17. Струйный принтер по п.15, в котором анионный краситель присутствует в количестве по меньшей мере приблизительно от 0,01 до 3,0 мас.% от массы анионной пигментной печатной краски.

18. Струйный принтер по п.15, в котором анионный пигмент выбран из группы, включающей углеродные сажи, антрахиноны, фталоцианин голубые, фталоцианин зеленые, диазо, моноазо, пирантроны, перилены, гетероциклические желтые, квинакридоны и (тио)индигоиды с карбоксильной функциональностью на пигменте.

19. Струйный принтер по п.15, в котором анионный пигмент представляет собой CAB-O-JET 300.

20. Струйный принтер по п.15, в котором по меньшей мере один катионный компонент кислотного жидкого фиксатора выбран из группы, включающей полиамины, кватернизированные полиамины и полигуанидины.

21. Струйный принтер по п.15, в котором кислотный жидкий фиксатор печатают поверх композиции из печатной краски.

22. Струйный принтер по п.15, в котором кислотный жидкий фиксатор печатают под композицией из печатной краски.

23. Краскоструйная композиция, включающая:
анионный краситель выбранный из группы, включающей Food Black 2, Food Green 3, Direct Yellow 132, Direct Blue 41, Direct Blue 53, Direct Black 168, Direct Red 28, Acid Red 52, Acid Red 91, Acid Red 289, Acid Blue 1, Acid Blue 7, Acid Blue 9, Acid Blue 34, Acid Blue 90, Acid Blue 93, Acid Blue 104, Acid Black 1, Acid Green 3, Acid Green 5, Acid Green 50, Acid Yellow 23 и их смеси;
по меньшей мере один анионный пигмент;
кислотный жидкий фиксатор; и
при этом кислотный жидкий фиксатор при этом кислотный жидкий фиксатор, находящийся при pH от около 2 до 6, содержит катионный полимер, причем указанный pH около 2 до 6 обеспечивается карбоновой кислотой в жидком фиксаторе; и
где катионный полимер имеет конфигурацию, позволяющую реагировать с анионным красителем и анионным пигментом, и карбоновая кислота имеет конфигурацию, обеспечивающую протонирование анионного красителя и анионного пигмента по существу одновременно с взаимодействием катионного полимера с анионным красителем и анионным пигментом, и выбран из группы, включающей полиамины, кватернизированные полиамины и полигуанидины, и весовое соотношение между анионным красителем и анионным пигментом составляет 0,1-0,5:3.

24. Способ печатания изображений с использованием струйного принтера, включающий
(i) выбрасывание струи композиции из печатной краски на подложку, при этом композиция из печатной краски содержит анионный краситель и по меньшей мере один анионный пигмент;
(ii) выбрасывание струи кислотного жидкого фиксатора на подложку, при этом кислотный жидкий фиксатор содержит по меньшей мере один катионный компонент;
при этом анионный краситель выбран из группы, включающей Food Black 2, Food Green 3, Direct Yellow 132, Direct Blue 41, Direct Blue 53, Direct Black 168, Direct Red 28, Acid Red 52, Acid Red 91, Acid Red 289, Acid Blue 1, Acid Blue 7, Acid Blue 9, Acid Blue 34, Acid Blue 90, Acid Blue 93, Acid Blue 104, Acid Black 1, Acid Green 3, Acid Green 5, Acid Green 50, Acid Yellow 23 и их смеси, присутствующие в количестве по меньшей мере приблизительно от 0,01 до 3,0 мас.% от массы пигментной печатной краски;
при этом анионный пигмент выбран из группы, включающей углеродные сажи, антрахиноны, фталоцианин голубые, фталоцианин зеленые, диазо, моноазо, пирантроны, перилены, гетероциклические желтые, квинакридоны и (тио)индигоиды с карбоксильной функциональностью на пигменте;
при этом по меньшей мере один катионный компонент кислотного жидкого фиксатора выбран из группы, включающей полиамины, кватернизированные полиамины и полигуанидины, где весовое соотношение между анионным красителем и анионным пигментом составляет 0,1-0,5:3;
где кислотный жидкий фиксатор, находящийся при pH от около 2 до 6, содержит катионный полимер, причем указанный pH около 2 до 6 обеспечивается карбоновой кислотой в жидком фиксаторе; и
где катионный полимер имеет конфигурацию, позволяющую реагировать с анионным красителем и анионным пигментом, и карбоновая кислота имеет конфигурацию, обеспечивающую протонирование анионного красителя и анионного пигмента по существу одновременно с взаимодействием катионного полимера с анионным красителем и анионным пигментом.

25. Струйный принтер, включающий
по меньшей мере один участок с печатающим механизмом, при этом участок с печатающим механизмом имеет по меньшей мере два эжекторных участка; и
по меньшей мере один резервуарный участок, снабженный по меньшей мере двумя резервуарными камерами, при этом каждая резервуарная камера обеспечивает подачу жидкости на один из по меньшей мере двух эжекторных участков, а по меньшей мере одна из резервуарных камер содержит жидкость для фиксирования нижнего печатного слоя, включающую по меньшей мере один катионный компонент; и
по меньшей мере одна из резервуарных камер содержит композицию из печатной краски, включающую органический растворитель;
анионный краситель и по меньшей мере один анионный пигмент;
кислотный жидкий фиксатор; и
при этом кислотный жидкий фиксатор содержит по меньшей мере один катионный компонент, выбранный из группы, включающей полиамины, кватернизированные полиамины и полигуанидины;
при этом анионный краситель выбран из группы, включающей Food Black 2, Food Green 3, Direct Yellow 132, Direct Blue 41, Direct Blue 53, Direct Black 168, Direct Red 28, Acid Red 52, Acid Red 91, Acid Red 289, Acid Blue 1, Acid Blue 7, Acid Blue 9, Acid Blue 34, Acid Blue 90, Acid Blue 93, Acid Blue 104, Acid Black 1, Acid Green 3, Acid Green 5, Acid Green 50, Acid Yellow 23 и их смеси, присутствующие в количестве по меньшей мере приблизительно от 0,01 до 3,0 мас.% от массы пигментной печатной краски; и
при этом анионный пигмент выбран из группы, включающей углеродные сажи, антрахиноны, фталоцианин голубые, фталоцианин зеленые, диазо, моноазо, пирантроны, перилены, гетероциклические желтые, квинакридоны и (тио)индигоиды с карбоксильной функциональностью на пигменте, где весовое соотношение между анионным красителем и анионным пигментом составляет 0,1-0,5:3;
в котором кислотный жидкий фиксатор, находящийся при pH от около 2 до 6, содержит катионный полимер, причем указанный pH около 2 до 6 обеспечивается карбоновой кислотой в жидком фиксаторе; и
где катионный полимер имеет конфигурацию, позволяющую реагировать с анионным красителем и анионным пигментом, и карбоновая кислота имеет конфигурацию, обеспечивающую протонирование анионного красителя и анионного пигмента по существу одновременно с взаимодействием катионного полимера с анионным красителем и анионным пигментом.

26. Устройство, включающее
картридж для принтера, содержащий композицию из печатной краски, включающую анионный краситель, по меньшей мере один анионный пигмент и кислотный жидкий фиксатор,
где кислотный жидкий фиксатор, находящийся при pH от около 2 до 6, содержит катионный полимер, причем, указанный pH около 2 до 6 обеспечивается карбоновой кислотой в жидком фиксаторе; и
где катионный полимер имеет конфигурацию, позволяющую реагировать с анионным красителем и анионным пигментом, и карбоновая кислота имеет конфигурацию, обеспечивающую протонирование анионного красителя и анионного пигмента по существу одновременно с взаимодействием катионного полимера с анионным красителем и анионным пигментом,
причем весовое соотношение между анионным красителем и анионным пигментом составляет 0,1-0,5:3.

27. Устройство по п.26, в котором анионный краситель выбран из группы, включающей Food Black 2, Food Green 3, Direct Yellow 132, Direct Blue 41, Direct Blue 53, Direct Black 168, Direct Red 28, Acid Red 52, Acid Red 91, Acid Red 289, Acid Blue 1, Acid Blue 7, Acid Blue 9, Acid Blue 34, Acid Blue 90, Acid Blue 93, Acid Blue 104, Acid Black 1, Acid Green 3, Acid Green 5, Acid Green 50, Acid Yellow 23 и их смеси.

28. Устройство по п.26, в котором анионный пигмент выбран из группы, включающей углеродные сажи, антрахиноны, фталоцианин голубые, фталоцианин зеленые, диазо, моноазо, пирантроны, перилены, гетероциклические желтые, квинакридоны и (тио)индигоиды с карбоксильной функциональностью на пигменте.

29. Устройство по п.26, в котором анионный пигмент представляет собой CAB-O-JET 300.

30. Устройство по п.26, в котором по меньшей мере один катионный компонент кислотного жидкого фиксатора выбран из группы, включающей полиамины, кватернизированные полиамины и полигуанидины.

31. Устройство по п.26, в котором краситель присутствует в количестве по меньшей мере приблизительно от 0,01 до 3,0 мас.% от массы пигментной печатной краски.