КОМПОЗИЦИЯ И КРАСКОПРИЕМНАЯ СИСТЕМА, ВКЛЮЧАЮЩАЯ ДАННУЮ КОМПОЗИЦИЮ Российский патент 2011 года по МПК B41M5/50 

Описание

Предпосылки создания изобретения

Настоящее описание относится в основном к красочным системам и, более конкретно, к краскоприемным системам.

Существует множество краскоприемных систем, которые пригодны для использования при струйной печати. Когда их используют при струйной печати, некоторые из таких систем способны обеспечивать относительно малое время закрепления для черных печатных красок и другие системы способны давать текст, четко напечатанный жирным шрифтом, и высокую оптическую плотность. Некоторые системы, которые предназначены для обеспечения меньшего времени закрепления черных печатных красок, могут в некоторых случаях приводить к сниженному качеству отпечатанного текста и уменьшенной оптической плотности. Кроме того, некоторые системы, предназначенные для обеспечения текста повышенного качества и оптической плотности, могут в некоторых случаях приводить к увеличенным временам закрепления черных печатных красок.

Кроме того, существует множество наборов печатных красок, которые пригодны для использования с множеством краскоприемных систем. Некоторые из таких наборов печатных красок способны обеспечивать большой цветовой охват на простой бумаге, и другие наборы печатных красок способны обеспечивать превосходную стойкость к выцветанию под действием света на фотобумаге. Некоторые наборы печатных красок, которые предназначены для обеспечения большого цветового охвата на простой бумаге, иногда приводят к пониженной светостойкости. Кроме того, некоторые наборы печатных красок, предназначенные для обеспечения большей светостойкости, могут в некоторых случаях обеспечивать меньший цветовой охват на простой бумаге.

Таким образом, желательно разработать краскоприемную систему, которая способна достичь относительно малого времени высыхания черных печатных красок, приводя при этом к получению текста, четко напечатанного жирным шрифтом, и высокой оптической плотности. Также желательно разработать краскоприемную систему, которая способна достичь большого цветового охвата с помощью набора печатных красок, обладающих превосходной светостойкостью.

Сущность изобретения

Композиция включает внутреннее проклеивающее средство в виде ангидрида алкенилянтарной кислоты или внутреннее проклеивающее средство в виде димеров алкилкетена. Внутреннее проклеивающее средство в виде ангидрида алкенилянтарной кислоты присутствует в количестве примерно от 1,0 фунта на тонну до примерно 4,0 фунтов на тонну. Внутреннее проклеивающее средство в виде димеров алкилкетена присутствует в количестве примерно от 2,0 фунтов на тонну до примерно 10,0 фунтов на тонну. Также в состав композиции введена соль металла.

Подробное описание

Вариант(ы) осуществления краскоприемной системы можно преимущественно использовать с множеством способов печати, включая, но, не ограничиваясь ими, струйную печать и сухую электрофотографическую печать. Безотносительно какой-либо теории, полагают, что такие системы могут преимущественно обеспечивать относительно малое время закрепления, не ухудшая качество отпечатанных изображений. Кроме того, можно использовать окрашивающее средство на основе светостойких пигментов на множестве носителей (например, простой бумаге или фотобумаге), каждый из которых включает вариант(ы) осуществления описываемой в данном описании композиции. Полагают, что присутствие варианта(ов) осуществления данной композиции(ий) обеспечивает достижение требуемого цветового охвата, а также требуемой светостойкости.

Вариант осуществления краскоприемной системы включает подложку, в которой содержится композиция. Следует понимать, что можно выбрать любую подложку, которая подходит для печати на ней символов (например, буквенно-цифровых символов и/или графических символов). В одном варианте осуществления подложка представляет собой бумагу (неограничивающие примеры которой включают простую бумагу для копирования или листы, содержащие повторно используемые волокна) или фотобумагу (неограничивающие примеры которой включают бумагу с полиэтиленом или пропиленом, экструдированным на одной или обеих ее сторонах) и/или их комбинации. В одном варианте осуществления подложка, по существу, по всей длине имеет толщину примерно от 0,025 мм до примерно 0,5 мм.

Как использовано в данном описании, термин «композиция» включает ингредиенты, которые могут быть введены в подложку, по существу, одновременно, последовательно и/или в разное время. Например, указанные ингредиенты могут быть добавлены во время завершающей влажной обработки, во время обработки в прессе для склеивания и/или во время автономной обработки с нанесением покрытия, когда подложка представляет собой бумагу.

Композиция имеет внутренние проклеивающие средства одного из двух различных типов. В одном варианте осуществления проклеивающее средство является проклеивающим средством в виде ангидрида алкенилянтарной кислоты (ASA), и в другом варианте осуществления проклеивающее средство является проклеивающим средством в виде димеров алкилкетена (AKD).

Когда используют проклеивающее средство в виде ангидрида алкенилянтарной кислоты, оно присутствует в композиции в количестве примерно от 1,0 фунта на тонну (примерно 0,05%) до примерно 4,0 фунтов на тонну (примерно 0,20%). В неограничивающем примере, согласно которому ASA используют в простой бумаге, ASA присутствует в количестве примерно от 1,0 фунта на тонну (примерно 0,05%) до примерно 3,0 фунтов на тонну (примерно 0,15%). В еще одном неограничивающем примере, согласно которому ASA используют в простой бумаге, ASA присутствует в количестве примерно от 1,2 фунта на тонну (примерно 0,06%) до примерно 1,8 фунтов на тонну (примерно 0,09%). В альтернативном неограничивающем примере, согласно которому ASA используют в бумаге, имеющей повторно используемые волокна (например, содержащей более 20% повторно используемых волокон), ASA может присутствовать в большем количестве, например, примерно от 3,0 фунта на тонну (примерно 0,15%) до примерно 4,0 фунтов на тонну (примерно 0,20%).

Когда используют проклеивающее средство в виде димеров алкилкетена (AKD), оно присутствует в композиции в количестве примерно от 2,0 фунтов на тонну (примерно 0,10%) до примерно 10,0 фунтов на тонну (0,50%). В альтернативном варианте осуществления AKD могут присутствовать в композиции в количестве примерно от 2,0 фунта на тонну (примерно 0,10%) до примерно 7,0 фунтов на тонну (примерно 0,35%).

В другом варианте осуществления композиция содержит внутренние проклеивающие средства как в виде ASA, так и в виде AKD. В неограничивающем примере данного варианта осуществления общее количество проклеивающих средств составляет от 1,0 фунта на тонну до примерно 10,0 фунтов на тонну.

Безотносительно какой-либо теории полагают, что диапазон содержания внутреннего проклеивающего средства в композиции(ях) данного варианта(ов) осуществления может обеспечивать использование подложки со светостойкими окрашивающими средствами (например, печатными красками на основе пигментов), по существу, без уменьшения требуемого цветового охвата и без ухудшения требуемой светостойкости.

Композиция также может предусматривать изменение общей проклейки в подложке. В одном варианте осуществления композиция обеспечивает подложку с общей проклейкой менее чем примерно 70, измеряемую в тесте степени проклейки «Hercules» (Hercules Sering Test). В другом варианте осуществления композиция обеспечивает подложку с общей проклейкой менее чем примерно 30, измеряемую в тесте степени проклейки Hercules. Варианты осуществления системы или подложки, имеющих относительно низкую (менее чем примерно 70) общую проклейку, являются относительно поглощающими и обеспечивают относительно меньшее время закрепления.

Внутреннее проклеивающее средство композиции вводят в подложку. В одном варианте осуществления внутреннее проклеивающее средство вводят во время изготовления подложки в процессе производства бумаги с влажной обработкой в конце. Следует понимать, что проклеивающее средство может быть растворимым в водной среде (например, в воде). Проклеивающее средство может быть растворимым в водной среде при рН примерно от 4 до примерно 10. В неограничивающем примере проклеивающее средство растворимо в воде при рН зоне примерно от 4 до примерно 6,5. В еще одном неограничивающем примере проклеивающее средство растворимо при рН примерно от 9,5 до примерно 10.

Композиции также включает соль металла. Соль металла может быть введена в подложку посредством завершающей операции увлажнения и/или процесса склеивания. Как таковую, соль металла можно диспергировать в подложке вместе с проклеивающим средством и/или можно добавлять отдельно от проклеивающего средства. Следует понимать, что в одном варианте осуществления, предусматривающем добавление поверхностного проклеивающего средства (описываемого ниже), соль металла можно добавлять в подложку вместе с поверхностным проклеивающим средством. Неограничивающие примеры соли металла включают хлорид кальция, хлорид магния, хлорид алюминия, хлорид бериллия, нитрат кальция, нитрат магния, нитрат алюминия, нитрат бериллия и/или их комбинации. Безотносительно какой-либо теории полагают, что соль металла преимущественно способствует относительно быстрой иммобилизации пигмента или красителя, который отпечатывается на подложке, что удерживает печатную краску около поверхности подложки и, по существу, предотвращает проникновение или расплывание (капиллярное затекание, размывание) окрашивающего средства.

Следует понимать, что соль металла может быть растворимой в среде (например, воде) при рН примерно от 4 до примерно 10. В неограничивающем примере, соль металла растворима при рН примерно от 4 до примерно 6,5. В еще одном неограничивающем примере соль металла растворима при рН примерно от 9,5 до примерно 10.

В одном варианте осуществления система также включает поверхностное проклеивающее средство в подложке. Данное поверхностное проклеивающее средство добавляют в подложку посредством операции, проводимой на прессе для склеивания, в процессе производства бумаги. Следует понимать, что поверхностное проклеивающее средство может быть растворимым в водной среде (например, воде). В одном варианте осуществления в качестве поверхностного проклеивающего средства используют анионный крахмал, который вводят в пресс для склеивания. Следует понимать, что анионный крахмал можно использовать вместе с более гидрофобными проклеивающими средствами, что способствует управлению проклейкой в целом, измеряемой, например, путем определения степени проклейки в тесте «Hercules» (HST). Неограничивающие примеры подходящих поверхностных проклеивающих средств включают кукурузный крахмал, модифицированные крахмалы (неограничивающие примеры которых включают этилированные крахмалы или катионные крахмалы), эмульсионные полимеры на основе стирола, димеры алкилкетена и/или их комбинации. Следует понимать, что количество поверхностного проклеивающего средства на основе крахмала в системе обычно составляет примерно от 30 фунтов на тонну до примерно 150 фунтов на тонну. Следует также понять, что количество поверхностного проклеивающего средства в виде эмульсионного полимера или димеров алкилкетена в системе обычно составляет примерно от 0 фунтов на тонну до примерно 6 фунтов на тонну.

Следует понимать, что описываемую в данном описании систему(мы) можно использовать с множеством способов печати (неограничивающие примеры которых включают струйную печать и сухую электрофотографическую печать) и множеством печатных красок (неограничивающие примеры которых включают печатные краски на основе красителей и печатные краски на основе цветных пигментов). Следует также понять, что в предпочтительном варианте осуществления можно осуществить струйное выбрасывание печатной краски из печатающего устройства на систему в ответ на сигналы, получаемые печатающим устройством.

В неограничивающем примере, согласно которому на системе формируют символы с помощью печатной краски на основе черного пигмента, содержащей связующее, причем данные символы имеют существенно повышенную оптическую плотность и существенно уменьшенное время закрепления.

В еще одном неограничивающем примере, согласно которому на системе формируют символы с помощью пигментной печатной краски, причем данные символы имеют существенно повышенную светостойкость и существенно увеличенный цветовой охват. В одном варианте осуществления описываемой в данном описании системы можно использовать наборы цветных печатных красок на основе пигментов в противоположность наборам цветных печатных красок на основе красителей для достижения повышенной светостойкости и большего цветового охвата. Один неограничивающий пример окрашивающего средства в цветной пигментной краске включает желтое окрашивающее средство, имеющее светостойкость не более чем примерно 7 по шкале светостойкости Blue Wool Scale. В дополнительном неограничивающем примере цветную пигментную печатную краску выбирают из класса желтых дисазопигментов, класса желтых бисацетоацетарилидных пигментов и их комбинаций. К классу желтых дисазопигментов обычно относят желтую печатную краску 93 и желтую печатную краску 128, причем желтую печатную краску 155 обычно относят к классу желтых бисацетоацетарилидных пигментов. Как правило, цветные пигментные краски обеспечивают относительно приемлемую светостойкость на фотобумаге, однако такие печатные краски могут и не подходить для простой бумаги, поскольку в этом случае цветовой охват сравнительно мал. Простая бумага, включающая варианты осуществления композиции, описанной в данном описании, может принимать цветные пигментные краски и может достигать приемлемого цветового охвата по сравнению с цветовым охватом, достигаемым на простой бумаге без таких композиций. Таким образом, что с краскоприемной системой настоящего изобретения могут быть использованы светостойкие малонасыщенные красящие средства, поскольку данная система преимущественно увеличивает цветовой охват таких печатных красок на простой бумаге и поддерживает светостойкость на фотобумаге.

Безотносительно какой-либо теории полагают, что комбинации системы настоящего изобретения и соответствующих печатных красок (например, черной пигментной краски, цветной пигментной краски) приводят к повышенной оптической плотности, светостойкости и/или увеличенному цветовому охвату. В дополнение к указанным преимуществам система также может обеспечивать относительно малое время закрепления.

В еще одном дополнительном варианте(ах) осуществления система может преимущественно иметь повышенные насыщенность и цветность по сравнению с необработанными подложками. В неограничивающем примере, в котором необработанную бумагу сравнивают с вариантом осуществления системы настоящего изобретения, насыщенность красного цвета возрастает примерно от 0,91 (необработанная бумага) до примерно 1,24 (описываемая в данном описании система), и цветность красного цвета возрастает примерно от 52,4 (необработанная бумага) до примерно 65,5 (описываемая здесь система)

Для дальнейшей иллюстрации варианта(ов) осуществления настоящего изобретения, приводятся следующие примеры. Следует понимать, что данные примеры представлены в иллюстративных целях, и их не следует считать ограничивающими объем настоящего изобретения варианту(ам) его осуществления.

Пример 1

Осуществляли печать различными желтыми печатными красками на различной простой бумаге, первая из которых (простая бумага 1) включала вариант осуществления описываемой в данном описании композиции. Простая бумага 1 включала примерно 1,8 фунта на тонну проклеивающего средства в виде ангидрида алкенилянтарной кислоты и примерно 20-23 фунта на тонну хлорида кальция. Простая бумага 1 также имела параметр HST примерно от 50 до примерно 70. Простая бумага 2 включала примерно 2,0 фунта на тонну проклеивающего средства в виде ангидрида алкенилянтарной кислоты и не содержала хлорид кальция. Параметр HST простой бумаги 2 составлял примерно 150.

Печать печатными красками осуществляли с помощью разных перьев 1-8. Таблица 1 иллюстрирует среднее значение цветности (С^∗) для каждой из желтых печатных красок, печать которыми осуществлялась с конкретного пера. Используемые желтые печатные краски представляли собой дисперсии пигментов желтого цвета (Pigment Yellow, PY) под номерами 74, 155, 128 и 93. Относительно высокие значения С^∗ для простой бумаги 1 показывают, что данные печатные краски могут давать яркие цвета на простой бумаге, которая включает композицию(ции) настоящего изобретения.

Таблица 1
Средние значения С ^∗ для желтых печатных красок с соответствующих перьев   PY 74 PY 155 PY 128 PY 93   1 2 3 4 5 6 7 8 Простая бумага 1 94,97 96,35 89,88 88,02 81,87 82,07 91,26 91,07 Простая бумага 2 93,54 94,31 87,33 84,21 78,93 77,53 88,05 88,63

Таблица 2 иллюстрирует средние величины значений цветности, показанных в таблице 1, для каждой из печатных красок. Например, средняя величина для PY 74 на простой бумаге 1 является средней величиной показанных в таблице 1 значений цветности для тех красок, которые подавались с перьев 1 и 2.

Таблица 2
Средние величины значений С ^∗ для желтых печатных красок   PY 74 PY 155 PY 128 PY 93 Простая бумага 1 95,66 88,95 81,97 91,17 Простая бумага 2 93,92 85,77 78,23 88,34

Таблица 3 иллюстрирует среднюю светостойкость в годах для каждой из печатных красок. Номинальную светостойкость для каждой из печатных красок измеряли под воздействием источника люминесцентного излучения. Допущения по стандартным условиям являются следующими: продолжительность составляет 12 часов в сутки, освещенность составляет 450 люкс, относительная влажность составляет 50%, и предел потерь плотности составляет 35%. Носителем, используемым в примере 1, была бумага для информационных листков и брошюр, включавшая покрытие, и носителем, используемым в примере 2, была мелованная бумага с высоким глянцем, в частности пригодная для цветных красок на водной основе.

Таблица 3
Средняя светостойкость (годы)   PY 74 PY 155 PY 128 PY 93 Пример 1 65 320 4200 406 Пример 2 51 196 2290 311

Пример 2

Подготавливали простую бумагу (обозначенную A-J в таблице 4), имевшую различное содержание внутреннего проклеивающего средства в виде ASA и соли металла. Изображения печатали как на лицевой стороне, так и на оборотной стороне бумаги. При печати текста на различной бумаге использовали принтер для печатных красок на основе красителей (струйный принтер HP Photosmart 8250 от Hewlett Packard Company, Пало-Альто, штат Калифорния, США), и контролировали качество печати текста. При печати текста на различной бумаге также использовали принтер для печатных красок на основе пигментов (HP Deskjet 6122 от Hewlett Packard Company, Пало-Альто, штат Калифорния, США), и контролировали оптическую плотность (ОП) черного цвета и процент перенесенной печатной краски.

Таблица 4
Оптическая плотность черного цвета, % перенесенной типографской краски, качество печати текста Носитель Сторона HST, сек Внутреннее проклеивающее средство (IS) в виде ASA, фн/т Поверхностное проклеивающее средство (SS), фн/т Отношение IS/SS CaCl ₂ , фн/т ОП черного цвета % перенесенной печатной краски Качество печати текста Бумага А Лицевая 103 2 1,3 1,54 0 1,35 52 2 Бумага А Оборотная - 2 1,3 1,54 0 1,35 58 - Бумага В Лицевая 123 1,9 1,9 1,00 20 1,56 32 3 Бумага В Оборотная 129 1,9 1,9 1,00 20 1,56 25 3 Бумага С Лицевая 133 1,85 2 0,93 25 1,54 40 3 Бумага С Оборотная 145 1,85 2 0,93 25 1,54 32 3 Бумага D Лицевая 123 1,77 2 0,89 25 1,52 28 4 Бумага D Оборотная 119 1,77 2 0,89 25 1,52 25 4 Бумага Е Лицевая 134 1,7 2 0,85 25 1,54 35 4 Бумага Е Оборотная 147 1,7 2 0,85 25 1,54 26 4 Бумага F Лицевая 115 1,6 2 0,8 25 1,47 28 2 Бумага F Оборотная 133 1,6 2 0,8 25 1,47 23 2 Бумага G Лицевая 52 1,3 2 0,65 20 1,53 13 1 Бумага G Оборотная 45 1,3 2 0,65 20 1,53 9 1 Бумага Н Лицевая 48 1,3 2,5 0,52 20 1,56 10 1 Бумага Н Оборотная 47 1,3 2,5 0,52 20 1,56 11 1 Бумага I Лицевая 48 1,3 3 0,43 20 1,56 12 2 Бумага I Оборотная 44 1,3 3 0,43 20 1,55 12 2 Бумага J Лицевая 21 1,2 1,3 0,92 25 1,56 7 1 Бумага J Оборотная - 1,2 1,3 0,92 25 1,56 6 -

Как правило, бумага, которая включают вариант(ы) осуществления композиции настоящего изобретения (в частности, бумага, содержащая ASA примерно от 1,2 фунта на тонну до примерно 1,9 фунта на тонну), проявила себя в ходе проведенных тестов как подходящая. Бумага G, H, I демонстрирует очень хороший процент перенесенной печатной краски и хорошее качество печати. Бумага B, D, E и F демонстрирует очень хорошее качество печати и хороший процент перенесенной печатной краски.

Хотя приведено подробное описание только нескольких вариантов осуществления, для специалистов в данной области техники будет очевидно, что в описанные варианты осуществления можно внести изменения. Поэтому приведенное выше описание следует считать носящим характер примера, но не ограничения.

Бумага содержит внутреннее проклеивающее средство в виде ангидрида алкенилянтарной кислоты в количестве примерно от 1,0 фунта на тонну до примерно 4,0 фунтов на тонну и соль металла. При этом бумага характеризуется способностью к перенесению печатной краски, равной или менее 12%, и оптической плотностью черного цвета, равной или более чем примерно 1,5. Предложенное изобретение обеспечивает сокращение времени высыхания печатных красок, а также повышение четкости и оптической плотности напечатанного текста. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 табл.

1. Бумага, содержащая внутреннее проклеивающее средство в виде ангидрида алкенилянтарной кислоты в количестве примерно от 1,0 фунта на тонну до примерно 4,0 фунтов на тонну, причем бумага характеризуется способностью к перенесению печатной краски, равной или менее 12%, и оптической плотностью черного цвета, равной или более чем примерно 1,5; и соль металла.

2. Бумага по п.1, где бумага приспособлена для формирования на ней символов с помощью цветной пигментной печатной краски, причем символы обладают существенно повышенной светостойкостью и существенно увеличенным цветовым охватом.

3. Бумага по п.2, где цветная пигментная печатная краска выбрана из класса желтых дисазопигментов, класса желтых бисацетоацетарилидных пигментов и их комбинаций.

4. Бумага по п.1, где бумага приспособлена для формирования на ней символов с помощью черной пигментной печатной краски, включающей связующее, причем символы обладают существенно повышенной оптической плотностью и существенно уменьшенным временем закрепления.

5. Бумага по любому из пп.1-4, где соль металла выбрана из хлорида кальция, хлорида магния, хлорида алюминия, хлорида бериллия, нитрата кальция, нитрата магния, нитрата алюминия, нитрата бериллия и/или их комбинаций.

6. Бумага, содержащая внутреннее проклеивающее средство в виде димеров алкилкетена в количестве примерно от 2,0 фунтов на тонну до примерно 10,0 фунтов на тонну, причем бумага характеризуется способностью к перенесению печатной краски, равной или менее 12%, и оптической плотностью черного цвета, равной или более чем примерно 1,5; и соль металла.

7. Бумага по п.6, где бумага приспособлена для формирования на ней символов с помощью цветной пигментной печатной краски, причем символы обладают существенно повышенной светостойкостью и существенно увеличенным цветовым охватом.

8. Бумага по п.7, где цветная пигментная печатная краска выбрана из желтой печатной краски 93, желтой печатной краски 128, желтой печатной краски 155 и их комбинаций.

9. Бумага по п.6, где бумага приспособлена для формирования на ней символов с помощью черной пигментной печатной краски, включающей связующее, причем указанные символы обладают существенно повышенной оптической плотностью.