ФОТОПОЛИМЕРИЗУЮЩИЕСЯ ЧЕРНИЛА ДЛЯ СТРУЙНЫХ ПРИНТЕРОВ Российский патент 2016 года по МПК B41J2/01 C09D11/38 B41M5/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к фотополимеризующимся чернилам для струйных принтеров.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров, использующие сложные эфиры (мет)акриловой кислоты, и фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров, использующие комбинацию сложных эфиров (мет)акриловой кислоты и виниловых эфиров, являются широко известными (см. PTL 1 и т.д.).

Однако, многие из мономеров, используемых в обычных фотополимеризующихся чернилах для струйных принтеров, являются токсичными. В особенности большинство сложных эфиров (мет)акриловой кислоты, которые легко доступны по низкой цене, имеют высокую токсичность в плане чувствительности кожи, которая вызывает на коже аллергические реакции при контакте с этими веществами. Существующий уровень техники не обеспечивает решения этой проблемы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Патентная литература

PTL 1: Японская выложенная патентная заявка (JP-A) № 2004-526820.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА

Настоящее изобретение нацелено на решение вышеупомянутых проблем и на достижение следующей цели. Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров, которые не имели бы проблем с сенсибилизацией кожи и одновременно имели бы и низкую вязкость, и улучшенное свойство отверждения.

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ

В результате исследований, проведенных авторами настоящего изобретения, было найдено несколько (мет)акриловых кислот и (мет)акриламидов, которые не имеют проблем с сенсибилизацией кожи. Однако, когда из этих мономеров производятся чернила и им придается свойство отверждения, соответствующее уровню практического применения, было найдено, что получающиеся чернила имеют высокую вязкость по сравнению с обычно используемыми чернилами для струйных принтеров. Следовательно, такие чернила не могут быть выброшены в виде чернильных струй без использования дополнительного тепла, способного нагреть чернила до достаточно высокой температуры, чтобы сделать чернила маловязкими. Кроме того, внутреннее давление в головке должно быть достаточно высоким для того, чтобы выбросить чернила в виде чернильных струй. Соответственно, существует проблема с вышеупомянутыми чернилами, заключающаяся в том, что устойчивые характеристики выброса не могут быть легко получены.

Авторы настоящего изобретения провели кропотливые исследования для того, чтобы решить различные вышеупомянутые проблемы и достичь вышеупомянутой цели, и эти исследования привели к следующим выводам, на основе которых и было выполнено настоящее изобретение. А именно, выводы авторов настоящего изобретения заключаются в том, что фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров, содержащие по меньшей мере одно соединение, выбранное из следующей группы соединений (A), которые не вызывают сенсибилизации кожи, и по меньшей мере одно соединение, выбранное из следующей группы соединений (B), которые не вызывают сенсибилизации кожи, не приводят к сенсибилизации кожи и могут одновременно обладать и малой вязкостью, и улучшенным свойством отверждения.

Настоящее изобретение основано на выводах авторов настоящего изобретения, а средствами для решения вышеупомянутых проблем являются следующие.

Фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров, которые содержат:

фотополимеризующиеся мономеры, содержащие по меньшей мере одно соединение, выбранное из следующей группы соединений (A), которые не вызывают сенсибилизации кожи, и по меньшей мере одно соединение, выбранное из следующей группы соединений (B), которые не вызывают сенсибилизации кожи,

в которых группа соединений (A) является группой, состоящей из модифицированного капролактоном дипентаэритритгексаакрилата, полиэтоксилированного тетраметилолметантетраакрилата, модифицированного окисью этилена диакрилата бисфенола А, модифицированного капролактоном неопентилгликольдиакрилата гидрокситриметилуксусной кислоты, полипропиленгликольдиакрилата [CH₂=CH-CO-(OC₃H₆)n-OCOCH=CH₂ (n≈12)], гидроксиэтилакриламида, триметилолпропантриметакрилата и трициклодекандиметанолдиметакрилата, и

группа соединений (B) является группой, состоящей из модифицированного окисью этилена фенолакрилата, изостеарилакрилата, модифицированного окисью этилена триметилолпропантриметакрилата, стеарилметакрилата и глицериндиметакрилата.

ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение может обеспечить фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров, которые не имеют проблем с сенсибилизацией кожи и одновременно обладают и малой вязкостью, и улучшенным свойством отверждения.

Далее, печатный материал, произведенный с использованием чернил по настоящему изобретению, не имеет проблем с сенсибилизацией кожи, даже если мономерный компонент остается неотвержденным, и поэтому является безопасным, и сенсибилизации кожи не происходит, даже когда печатный материал затрагивается руками или пальцами. Соответственно, может быть обеспечен безопасный печатный материал.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 представляет собой принципиальную схему, иллюстрирующую один пример мешка с чернилами чернильного картриджа по настоящему изобретению.

Фиг. 2 представляет собой принципиальную схему, иллюстрирующую один пример чернильного картриджа по настоящему изобретению, вмещающего в себя мешок с чернилами.

Фиг. 3 представляет собой принципиальную схему, иллюстрирующую один пример струйного записывающего устройства (принтера) по настоящему изобретению.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров

Фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров по настоящему изобретению (которые могут также упоминаться в дальнейшем просто как "чернила") содержат по меньшей мере фотополимеризующиеся мономеры, и могут в случае необходимости дополнительно содержать другие компоненты, такие как инициатор фоторадикальной полимеризации, ускоритель полимеризации и пигмент.

Фотополимеризующиеся мономеры

Фотополимеризующиеся мономеры содержат по меньшей мере одно соединение, выбранное из следующей группы соединений (A), которые не вызывают сенсибилизации кожи, и по меньшей мере одно соединение, выбранное из следующей группы соединений (B), которые не вызывают сенсибилизации кожи, и могут дополнительно содержать по меньшей мере одно соединение, выбранное из следующей группы соединений (C), а также другие фотополимеризующиеся мономеры, в случае необходимости.

Группа соединений (A): группа соединений, состоящая из модифицированного капролактоном дипентаэритритгексаакрилата, полиэтоксилированного тетраметилолметантетраакрилата, модифицированного окисью этилена диакрилата бисфенола А, модифицированного капролактоном неопентилгликольдиакрилата гидрокситриметилуксусной кислоты, полипропиленгликольдиакрилата [CH₂=CH-CO-(OC₃H₆)n-OCOCH=CH₂ (n≈12)], гидроксиэтилакриламида, триметилолпропантриметакрилата и трициклодекандиметанолдиметакрилата.

Группа соединений (B): группа соединений, состоящая из модифицированного окисью этилена фенолакрилата, изостеарилакрилата, модифицированного окисью этилена триметилолпропантриметакрилата, стеарилметакрилата и глицериндиметакрилата.

Группа соединений (C): группа соединений, состоящая из дивинилового эфира триэтиленгликоля, гидроксибутилвинилового эфира, этилвинилового эфира, трет-бутилметакрилата, н-пентилметакрилата и н-гексилметакрилата.

Следует отметить, что “n≈12” в описании полипропиленгликольдиакрилата [CH₂=CH-CO-(OC₃H₆)n-OCOCH=CH₂ (n≈12)] означает, что среднее значение “n” равно 12, хотя соединения, имеющие различные значения “n”, присутствуют в виде смеси в полипропиленгликольдиакрилате. Аналогичным образом обозначение “n≈”, используемое ниже, также имеет в виду среднее значение.

Далее настоящее изобретение будет объяснено подробно.

Ранее не существовало фотополимеризующегося мономера, который мог бы использоваться в качестве материала для фотополимеризующихся чернил для струйных принтеров, не оказывал бы сенсибилизирующего воздействия на кожу и обладал бы одновременно и достаточно низкой вязкостью, и достаточным свойством отверждения при использовании без дополнительных добавок. Для мономеров, которые не оказывают сенсибилизирующего воздействия на кожу, изученным является способ смешивания с желаемым балансом и использование смеси мономера, имеющего превосходное свойство отверждения, но обладающего высокой вязкостью, и мономера, имеющего низкую вязкость, но обладающего недостаточным свойством отверждения.

В результате группа соединений (B) была найдена в качестве фотополимеризующихся мономеров, которые не оказывают сенсибилизирующего воздействия на кожу и имеют низкую вязкость. Затем низкая вязкость и одновременно улучшенное свойство отверждения были успешно достигнуты при использовании группы соединений (B) в комбинации с группой соединений (A), которая была открыта ранее, и соединения которой не оказывают сенсибилизирующего воздействия на кожу и имеют требуемое свойство отверждения, но обладают высокой вязкостью.

Количество соединения группы (A) в фотополимеризующихся мономерах не выбирается в зависимости от намеченной цели без какого бы то ни было ограничения, но предпочтительно составляет от 5% мас. до 95% мас., более предпочтительно от 10% мас. до 50% мас. Количество соединения группы (B) в фотополимеризующихся мономерах не выбирается в зависимости от намеченной цели без какого бы то ни было ограничения, но предпочтительно составляет от 5% мас. до 95% мас., более предпочтительно от 10% мас. до 85% мас.

Соотношение компонентов в смеси (A)/(B) (массовое соотношение) соединения группы (A) и соединения группы (B) не выбирается в зависимости от намеченной цели без какого бы то ни было ограничения, но предпочтительно составляет от 5/95 до 95/5, более предпочтительно от 15/85 до 85/15.

Здесь фотополимеризующийся мономер, не оказывающий сенсибилизирующего воздействия на кожу, означает соединение, которое оценивается как имеющее по меньшей мере одну из следующих оценок сенсибилизации кожи от (1) до (3):

(1) соединение, имеющее индекс стимуляции (значение SI) меньше 3, где индекс стимуляции указывает степень сенсибилизации, измеренную путем теста на аллергическую реакцию кожи, основанного на LLNA (оценка локальных лимфатических узлов);

(2) соединение, оцениваемое как “не оказывающее сенсибилизирующего воздействия на кожу” или “не оказывающее никакого сенсибилизирующего воздействия на кожу” в его MSDS (Material Safety Data Sheet, паспорт безопасности); и

(3) соединение, оцениваемое как “не оказывающее сенсибилизирующего воздействия на кожу” или “без сенсибилизации кожи” в литературе [например, в публикации Contact Dermatitis 8 223-235 (1982)].

Относительно вышеупомянутой оценки (1), соединение, имеющее значение индекса стимуляции меньше чем 3, считается не оказывающим сенсибилизирующего воздействия на кожу, как описано в литературе, например, в публикации “Functional Material” (Kino Zairyou) 2005, September, Vol. 25, No. 9, p. 55. Более низкое значение индекса стимуляции означает более низкую сенсибилизацию кожи. Таким образом, в настоящем изобретении предпочтительно используется мономер или олигомер, имеющий более низкое значение индекса стимуляции. Значение индекса стимуляции используемого мономера или олигомера составляет меньше 3, предпочтительно 2 или ниже, более предпочтительно 1,6 или ниже.

Группа соединений (C)

Что касается группы соединений (C), используются виниловые эфиры, не оказывающие сенсибилизирующего воздействия на кожу, и примеры соединений группы (C) включают в себя группу соединений, состоящую из дивинилового эфира триэтиленгликоля, гидроксибутилвинилового эфира, этилвинилового эфира, трет-бутилметакрилата, н-пентилметакрилата и н-гексилметакрилата.

Чернила по настоящему изобретению предпочтительно содержат в качестве фотополимеризующегося мономера по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы соединений (C), соединения которого не оказывают сенсибилизирующего воздействия на кожу.

По меньшей мере одно соединение, выбранное из группы соединений, не выбирается в зависимости от намеченной цели без какого бы то ни было ограничения, но выбирается из группы соединений (C), причем дивиниловый эфир триэтиленгликоля является предпочтительным, потому что он является достаточно маловязким, имеет точку кипения, которая не является чрезмерно низкой, и легко обрабатывается при температуре и давлении окружающей среды. Кроме того, трет-бутилметакрилат, н-пентилметакрилат и н-гексилметакрилат также являются предпочтительными, потому что они не оказывают сенсибилизирующего воздействия на кожу и имеют достаточно низкую вязкость. Количество соединений группы (C) в фотополимеризующихся мономерах не выбирается в зависимости от намеченной цели ни без какого бы то ни было ограничения, но предпочтительно составляет от 10% мас. до 90% мас., более предпочтительно от 40% мас. до 60% мас.

Другой фотополимеризующийся мономер

Кроме того, следующие (мет)акрилаты, (мет)акриламиды и виниловые эфиры могут использоваться в комбинации в качестве других фотополимеризующихся мономеров, даже если они оказывают сенсибилизирующее воздействие на кожу в определенной степени при одиночном использовании, или их сенсибилизирующее воздействие на кожу не подтверждено, если у чернил в целом нет проблем.

Примеры других фотополимеризующихся мономеров включают в себя этиленгликольди(мет)акрилат, неопентилгликольди(мет)акрилат гидрокситриметилуксусной кислоты, γ-бутиролактонакрилат, изоборнил(мет)акрилат, сформулированный триметилолпропанмоно(мет)акрилат, политетраметиленгликольди(мет)акрилат, триметилолпропанбензоат (мет)акриловой кислоты, диэтиленгликольди(мет)акрилат, триэтиленгликольди(мет)акрилат, тетраэтиленгликольди(мет)акрилат, полиэтиленгликольдиакрилаты [CH₂=CH-CO-(OC₂H₄)n-OCOCH=CH₂ (n≈4)], [CH₂=CH-CO-(OC₂H₄)n-OCOCH=CH₂ (n≈9)], [CH₂=CH-CO-(OC₂H₄)n-OCOCH=CH₂ (n≈14)], [CH₂=CH-CO-(OC₂H₄)n-OCOCH=CH₂ (n≈23)], дипропиленгликольди(мет)акрилат, трипропиленгликольди(мет)акрилат, полипропиленгликольдиметакрилат [CH₂=C(CH₃)-CO-(OC₃H₆)n-OCOC(CH₃)=CH₂ (n≈7)], 1,3-бутандиолди(мет)акрилат, 1,4-бутандиолдиакрилат, 1,6-гександиолди(мет)акрилат, 1,9-нонандиолди(мет)акрилат, неопентилгликольди(мет)акрилат, трициклодекандиметанолдиакрилат, модифицированный окисью пропилена ди(мет)акрилат бисфенола А, полиэтиленгликольди(мет)акрилат, дипентаэритритгекса(мет)акрилат, (мет)акрилоилтетрагидрооксазин, 2-гидроксипропил(мет)акриламид, модифицированный окисью пропилена тетраметилолметантетра(мет)акрилат, дипентаэритритгидроксипента(мет)акрилат, модифицированный капролактоном дипентаэритритгидроксипента(мет)акрилат, дитриметилолпропантетра(мет)акрилат, пентаэритриттетра(мет)акрилат, триметилолпропантриакрилат, модифицированный окисью этилена триметилолпропантриакрилат, модифицированный окисью пропилена триметилолпропантри(мет)акрилат, модифицированный капролактоном триметилолпропантри(мет)акрилат, пентаэритриттри(мет)акрилат, трис(2-гидроксиэтил)изоцианураттри(мет)акрилат, этоксилированный неопентилгликольди(мет)акрилат, модифицированный окисью пропилена неопентилгликольди(мет)акрилат, модифицированный окисью пропилена глицерилтри(мет)акрилат, полиэстерди(мет)акрилат, полиэстертри(мет)акрилат, полиэстертетра(мет)акрилат, полиэстерпента(мет)акрилат, полиэстерполи(мет)акрилат, N-винилкапролактам, N-винилпирролидон, N-винилформамид, полиуретанди(мет)акрилат, полиуретантри(мет)акрилат, полиуретантетра(мет)акрилат, полиуретанпента(мет)акрилат, полиуретанполи(мет)акрилат, циклогександиметанолдивиниловый эфир, циклогександиметанолмоновиниловый эфир, гидроксиэтилвиниловый эфир, моновиниловый эфир диэтиленгликоля, дивиниловый эфир диэтиленгликоля, виниловый эфир дициклопентадиена, виниловый эфир трициклодекана, бензилвиниловый эфир и метилвиниловый эфир этилокстацена.

Другие компоненты

Инициатор фоторадикальной полимеризации

Чернила по настоящему изобретению предпочтительно содержат инициатор фоторадикальной полимеризации. Инициатор фоторадикальной полимеризации не выбирается в зависимости от намеченной цели без какого бы то ни было ограничения, но предпочтительно выбирается из инициаторов, не оказывающих сенсибилизирующего воздействия на кожу.

Инициатор фоторадикальной полимеризации, не оказывающий сенсибилизирующего воздействия на кожу, выбирается в зависимости от намеченной цели без какого бы то ни было ограничения при условии, что он является соединением с любой из оценок сенсибилизации кожи от (1) до (3), и его примеры включают в себя 2-диметиламино-2-(4-метилбензил)-1-(4-морфолин-4-ил-фенил)бутан-1-он, 2-метил-1-[4-(метилтио)фенил]-2-морфолинoпропан-1-он, 2-бензил-2-диметиламино-1-(4-морфолинoфенил)бутанон-1 и 2,4-диэтилтиоксантон. Эти вещества могут использоваться по отдельности или в комбинации.

Как известно, сложный эфир (мет)акриловой кислоты, (мет)акриламид и виниловый эфир имеют также свойство катионной полимеризации. Инициаторы фотокатионной полимеризации обычно дороги и образуют малое количество сильной кислоты даже в таком состоянии, когда они не облучаются светом. Таким образом, необходимо принимать специальные меры, такие как придание кислотоупорности каналу подачи чернил принтера, что накладывает ограничения на выбор составляющих элементов принтера. В противоположность этому, чернила по настоящему изобретению могут содержать инициатор фоторадикальной полимеризации, который недорог и не образует сильной кислоты. Таким образом, возможно производить чернила с низкими затратами, а также легко выбрать составляющие элементы принтера. Само собой разумеется, что при использовании высокоэнергетического источника света, такого как электронные лучи, α-лучи, β-лучи, γ-лучи или рентгеновские лучи, реакция полимеризации продолжается без инициатора полимеризации. Это хорошо известно и не описывается подробно в настоящем изобретении.

Инициатор фоторадикальной полимеризации включает в себя, например, саморасщепляющийся инициатор фотополимеризации и извлекающий водород инициатор полимеризации.

Примеры саморасщепляющегося инициатора фотополимеризации включают в себя 2,2-диметокси-1,2-дифенилэтан-1-он, 1-гидроксициклогексилбензофенон, 2-гидрокси-2-метил-1-фенилпропан-1-он, 1-[4-(2-гидроксиэтоксил)-фенил]-2-гидрокси-2-метил-1-пропан-1-он, 2-гидрокси-1-{4-[4-(2-гидрокси-2-метилпропионил)бензил]фенил}-2-метил-1-пропан-1-он, метиловый эфир фенилглиоксиловой кислоты, 2-метил-1-[4-(метилтио)фенил]-2-морфолинoпропан-1-он, 2-бензил-2-диметиламино-1-(4-морфолинoфенил)бутанон-1,2-диметиламино-2-(4-метилбензил)-1-(4-морфолин-4-ил-фенил)бутан-1-он, бис(2,4,6-триметилбензоил)фенилфосфиноксид, бис(2,6-диметоксибензолил)-2,4,4-триметил-пентилфосфиноксид, 2,4,6-триметилбензоилфосфиноксид, 1,2-октандион-[4-(фенилтио)-2-(o-бензоилоксим)], этанон-1-[9-этил-6-(2-метилбензоил)-9H-карбазол-3-ил]-1-(O-ацетилоксим) и [4-(метилфенилтио)фенил]фенилметанон.

Примеры извлекающего водород инициатора полимеризации включают в себя: соединения бензофенона, такие как бензофенон, метилбензофенон, метил-2-бензоилбензоат, 4-бензоил-4′-метилдифенилсульфид и фенилбензофенон; а также соединения тиоксантона, такие как 2,4-диэтилтиоксантон, 2-хлортиоксантон, изопропилтиоксантон и 1-хлор-4-пропилтиоксантон.

Ускоритель полимеризации

Амины могут использоваться в качестве ускорителя полимеризации в комбинации с инициатором фоторадикальной полимеризации.

Примеры ускорителя полимеризации включают в себя п-диметиламинобензоат, 2-этилгексил-п-диметиламинобензоат, метил-п-диметиламинобензоат, 2-диметиламиноэтилбензоат и бутоксиэтил-п-диметиламинобензоат.

Пигмент

Чернила могут содержать пигмент по мере необходимости. Подходящий пигмент выбирается из обычных неорганических пигментов, органических пигментов и различных цветных пигментов (например, черные пигменты, желтые пигменты, пурпурные пигменты, голубые пигменты и белые пигменты) в зависимости от намеченной цели без какого бы то ни было ограничения.

Что касается черных пигментов, могут использоваться такие пигменты, как сажа, произведенная печным способом, или газовая канальная сажа.

Что касается желтых пигментов, могут использоваться, например, следующие желтые серийные пигменты: пигмент Желтый 1, пигмент Желтый 2, пигмент Желтый 3, пигмент Желтый 12, пигмент Желтый 13, пигмент Желтый 14, пигмент Желтый 16, пигмент Желтый 17, пигмент Желтый 73, пигмент Желтый 74, пигмент Желтый 75, пигмент Желтый 83, пигмент Желтый 93, пигмент Желтый 95, пигмент Желтый 97, пигмент Желтый 98, пигмент Желтый 114, пигмент Желтый 120, пигмент Желтый 128, пигмент Желтый 129, пигмент Желтый 138, пигмент Желтый 150, пигмент Желтый 151, пигмент Желтый 154, пигмент Желтый 155 и пигмент Желтый 180.

Что касается пурпурных пигментов, могут использоваться, например, следующие красные серийные пигменты: пигмент Красный 5, пигмент Красный 7, пигмент Красный 12, пигмент Красный 48 (Ca), пигмент Красный 48 (Mn), пигмент Красный 57 (Ca), пигмент Красный 57:1, пигмент Красный 112, пигмент Красный 122, пигмент Красный 123, пигмент Красный 168, пигмент Красный 184, пигмент Красный 202 и пигмент Фиолетовый 19.

Что касается голубых пигментов, могут использоваться, например, следующие голубые серийные пигменты: пигмент Синий 1, пигмент Синий 2, пигмент Синий 3, пигмент Синий 15, пигмент Синий 15:3, пигмент Синий 15:4, пигмент Синий 16, пигмент Синий 22, пигмент Синий 60, Кубовый синий 4 и Кубовый синий 60.

Что касается белого пигмента, могут использоваться, например, соли серной кислоты и щелочноземельных металлов, такие как сульфат бария, соли угольной кислоты и щелочноземельных металлов, такие как углекислый кальций, кремнезем, такой как тонкий порошок кремневой кислоты и синтетические соли кремневой кислоты, силикат кальция, глинозем, гидрат глинозема, окись титана, окись цинка, тальк и глина.

В дополнение к этому, опционально могут использоваться различные неорганические или органические пигменты с учетом, например, физических свойств чернил.

Кроме того, опционально могут использоваться ингибитор полимеризации, высшая жирная кислота, кремнийорганическое или фторсодержащее поверхностно-активное вещество либо содержащий полярную группу полимерный дисперсант пигмента. Примеры ингибитора полимеризации включают в себя 4-метокси-1-нафтол, метилгидрохинон, гидрохинон, трет-бутилгидрохинон, ди-трет-бутилгидрохинон, метохинон, 2,2′-дигидрокси-3,3′-ди-(α-метилциклогексил)-5,5′-диметилдифенилметан, п-бензохинон, ди-трет-бутилбутилдифениламин, 9,10-ди-н-бутоксиантрацен, 4,4′-[1,10-диоксо-1,10-декандиил-бис(окси)]бис[2,2,6,6-тетраметил]-1-пиперидинилокси.

Физические свойства чернил соответственно выбираются в зависимости от намеченной цели без какого бы то ни было ограничения, но, желательно, чтобы они соответствовали требуемой спецификации для использующейся струйной головки. На рынке имеются различные струйные головки от многочисленных производителей, и среди них имеются струйные головки, имеющие функцию корректировки температуры в широком диапазоне температур. Учитывая такие рыночные тенденции, вязкость чернил при температуре 25°C предпочтительно составляет от 2 мПа·с до 150 мПа·с. В случае, когда чернила вбрасываются при температуре 25°C, вязкость чернил составляет предпочтительно от 5 мПа·с до 18 мПа·с. Как отмечалось ранее, можно использовать функцию корректировки температуры струйной головки. В случае, когда вязкость чернил при температуре 25°C слишком высока, она может быть уменьшена путем опционального подогрева головки. Предполагая, что температура подогрева составляет 60°C, в вышеупомянутом случае вязкость чернил при температуре 60°C составляет предпочтительно от 2 мПа·с до 20 мПа·с, более предпочтительно от 5 мПа·с до 18 мПа·с.

Соответственно, низкая вязкость чернил может быть достигнута, если вязкость чернил попадает либо в диапазон от 5 мПа·с до 18 мПа·с при температуре 25°C, либо в диапазон от 2 мПа·с до 20 мПа·с при температуре 60°C.

Доза освещения, требуемая для отверждения, соответственно выбирается в зависимости от намеченной цели без какого бы то ни было ограничения, но меньшее количество энергии является более предпочтительным, принимая во внимание энергосбережение. Когда чернила разработаны для отверждения излучением очень слабого света, чернила реагируют со светом, просачивающимся от источника света, или со светом от внутреннего освещения, и отверждаются на границе раздела газа и жидких чернил в форсунке струйной головки, что может вызвать засорение форсунки. Часто бывает так, что этой проблемы можно избежать путем оптимизации конструкции принтера, но в любом случае предпочтительно, чтобы чернила не имели высокую реакционную способность к отверждению. Соответственно, доза освещения, требуемая для отверждения, предпочтительно составляет от 5 мДж/см² до 10000 мДж/см², более предпочтительно от 10 мДж/см² до 1000 мДж/см² и еще более предпочтительно от 10 мДж/см² до 200 мДж/см². Когда доза освещения, требуемая для отверждения, находится в пределах вышеупомянутого предпочтительного диапазона, можно сказать, что свойство отверждения чернил улучшается.

Чернильный картридж

Чернильный картридж по настоящему изобретению содержит фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров по настоящему изобретению и контейнер и может в случае необходимости дополнительно содержать другие элементы, такие как мешок с чернилами.

Чернила по настоящему изобретению размещаются в контейнере, который может использоваться в качестве чернильного картриджа. При такой форме пользователи не должны непосредственно касаться чернил во время работ, таких как замена чернил, и таким образом они могут не опасаться, что они запачкают свои пальцы, руки или одежду. В дополнение к этому, можно предотвратить попадание в чернила посторонних веществ, таких как пыль.

Контейнер особенно не ограничивается, и его форма, структура, размер и материал могут быть соответственно выбраны в зависимости от намеченной цели. Например, контейнер предпочтительно выбирается из таких контейнеров, которые имеют по меньшей мере мешок с чернилами, сформированный из пленки, ламинированной алюминием, или из полимерной пленки.

Чернильный картридж будет описан со ссылками на Фиг. 1 и Фиг. 2. Фиг. 1 представляет собой принципиальную схему, иллюстрирующую пример мешка 241 с чернилами чернильного картриджа. Фиг. 2 представляет собой принципиальную схему, иллюстрирующую чернильный картридж 200, содержащий мешок 241 с чернилами, проиллюстрированный на Фиг. 1, и корпус 244 картриджа, который является одним примером контейнера и вмещает в себя мешок 241 с чернилами.

Как проиллюстрировано на Фиг. 1, мешок 241 с чернилами заполняется чернилами путем впрыскивания чернил через впускное отверстие 242 для чернил. После удаления воздуха, присутствующего в мешке 241 с чернилами, впускное отверстие 242 для чернил запечатывается методом оплавления. Во время использования игла, присоединенная к основной части устройства, вставляется в выпускное отверстие 243 для чернил, сформированное из резинового элемента, для подачи через нее чернил в устройство. Мешок 241 с чернилами формируется из упаковочного элемента, такого как воздухонепроницаемая пленка, ламинированная алюминием. Как проиллюстрировано на Фиг. 2, мешок 241 с чернилами обычно размещается в корпусе 244 пластмассового картриджа, который затем съемным образом устанавливается для использования в различные струйные записывающие устройства в качестве чернильного картриджа 200.

Чернильный картридж по настоящему изобретению предпочтительно съемным образом устанавливается в струйные записывающие устройства. Чернильный картридж может упростить перезаправку и замену чернил для улучшения технологических свойств.

Струйное записывающее устройство

Струйное записывающее устройство по настоящему изобретению содержит по меньшей мере блок нанесения чернил, выполненный с возможностью наносить фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров на основной материал для печати, и может дополнительно содержать другие блоки, такие как блок отверждения чернил, выполненный с возможностью отверждать в случае необходимости чернила на основном материале для печати.

Фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров являются фотополимеризующимися чернилами для струйных принтеров по настоящему изобретению. Кроме того, блок нанесения чернил предпочтительно содержит установленный в нем чернильный картридж по настоящему изобретению.

Фиг. 3 представляет собой принципиальную схему, иллюстрирующую один пример струйного записывающего устройства (принтера) по настоящему изобретению.

Фиг. 3 иллюстрирует пример, который формирует цветное изображение следующим образом. Конкретно, печатающие блоки 3 (то есть печатающие блоки 3a, 3b, 3c и 3d) для соответствующих цветов (например, желтый, пурпурный, голубой и черный) выбрасывают цветные чернила (желтые, пурпурные, голубые и черные) на основной материал 2 для печати (который проходит слева направо на Фиг. 3, и может в дальнейшем упоминаться как "основа"), подаваемый из рулона 1 основного материала, и свет (ультрафиолетовые лучи) от источников ультрафиолетового света (источников отверждающего света) 4a, 4b, 4c и 4d используется для отверждения соответствующих цветных чернил. Каждый из печатающих блоков 3a, 3b, 3c и 3d имеет нагревающий механизм в его части выброса чернил, а также охлаждающий механизм в его части, поддерживающей основу (то есть в части выше или ниже основы на Фиг. 3). Нагревающий механизм служит для нагревания чернил с высокой вязкостью с тем, чтобы уменьшить их вязкость. Охлаждающий механизм служит для того, чтобы в случае необходимости охладить основу до приблизительно комнатной температуры контактным или бесконтактным способом. В случае, когда чернила нагреваются для выброса, когда напечатанная одним цветом область является небольшой и скорость подачи основы низка, основной материал успевает охладиться естественным образом и к моменту печати следующим цветом имеет приблизительно комнатную температуру. Однако, когда напечатанная одним цветом область является большой и скорость подачи основы высока, температура основы увеличивается, что потенциально вызывает различия в поведении разных цветных чернил, например, различия в смачивании и распределении по поверхности капелек тех чернил, которые были нанесены на основу, и тех чернил, которые были нанесены на уже нанесенные чернила, и таким образом оказывает негативное влияние на формирование изображения. Таким образом, в случае необходимости охлаждающий механизм может быть обеспечен для того, чтобы поддерживать основу при приблизительно комнатной температуре.

Используемый основной материал 2 является, например, бумагой, пленкой, металлом или композиционным материалом. Основной материал 2, проиллюстрированный на Фиг. 3, является рулонным, но может быть и листовым. В дополнение к этому, основной материал может быть подвергнут как двусторонней печати, так и односторонней печати.

Когда ультрафиолетовые лучи применяются к каждому виду цветных чернил для каждого процесса печати, цветные чернила отверждаются удовлетворительно. Для того, чтобы достичь высокоскоростной печати, источники ультрафиолетового света 4a, 4b и 4c могут иметь пониженную мощность или вообще могут отсутствовать, так чтобы источник ультрафиолетового света 4d применял достаточную дозу ультрафиолетовых лучей к составному напечатанному изображению, сформированному из множества цветов. В дополнение к этому, для реализации энергосбережения и снижения затрат вместо традиционно используемых источников света, таких как ртутные лампы высокого давления и галогенные лампы, могут использоваться источники света на светоизлучающих диодах (LED), которые недавно стали использоваться на практике для печати фотополимеризующимися чернилами. На Фиг. 3 ссылочная цифра 5 обозначает обрабатывающий блок, а ссылочная цифра 6 обозначает приемную бобину для отпечатанного материала.

ПРИМЕРЫ

Далее настоящее изобретение будет описано посредством Примеров, которые не должны рассматриваться как ограничивающие настоящее изобретение.

Примеры 1-19

Материалы следующих групп соединений (A)-(C) были смешаны вместе в соотношениях компонентов смеси (в массовых частях), указанных в соответствующих столбцах Примеров и Сравнительных Примеров, показанных в Таблице 3, чтобы таким образом получить чернила.

Группа соединений (A): сложный эфир (мет)акриловой кислоты и/или (мет)акриламид, который не оказывает сенсибилизирующего воздействия на кожу (имеют высокую вязкость, но превосходное свойство отверждения)

Группа соединений (B): сложный эфир (мет)акриловой кислоты и/или (мет)акриламид, который не оказывает сенсибилизирующего воздействия на кожу (имеют низкую вязкость)

Группа соединений (C): дивиниловый эфир триэтиленгликоля, трет-бутилметакрилат, н-пентилметакрилат и н-гексилметакрилат, каждый из которых не оказывает сенсибилизирующего воздействия на кожу (имеют существенно низкую вязкость)

Группа соединений (D): инициатор фоторадикальной полимеризации, который не оказывает сенсибилизирующего воздействия на кожу.

Детали материалов A1-A8, B1-B5, C1-C4 и D1-D4 в Таблице 3 следующие. Значение в круглых скобках после каждого названия материала является значением индекса стимуляции (SI), измеренным с помощью теста на аллергическую реакцию кожи, основанного на LLNA (оценка локальных лимфатических узлов), описанного в вышеупомянутой оценке сенсибилизации кожи (1). Описание “не оказывает сенсибилизирующего воздействия на кожу” или “не оказывает никакого сенсибилизирующего воздействия на кожу” после каждого названия материала означает, что изделие оценивается как “не оказывающее сенсибилизирующего воздействия на кожу” или “не оказывающее никакого сенсибилизирующего воздействия на кожу” в его MSDS (Material Safety Data Sheet, паспорт безопасности), описанном в вышеупомянутой оценке сенсибилизации кожи (2), или в литературе, описанной в вышеупомянутой оценке сенсибилизации кожи (3), причем MSDS или литература, использованные для оценки, а также использованный метод испытаний также указываются.

Способ оценки значения SI будет подробно описан ниже.

A1: Модифицированный капролактоном дипентаэритритгексаакрилат DPCA-60, производимый компанией NIPPON KAYAKU Co. Ltd. (не оказывает сенсибилизирующего воздействия на кожу, оценка по MSDS, метод испытаний: тестовая инструкция OECD 406)

A2: Полиэтоксилированный тетраметилолметантетраакрилат ATM-35E (1,7), производимый компанией Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.

A3: Модифицированный окисью этилена диакрилат бисфенола А BPE-10 (1,2), производимый компанией Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.

A4: Модифицированный капролактоном неопентилгликольдиакрилат гидрокситриметилуксусной кислоты HX-620 (0,9), производимый компанией NIPPON KAYAKU Co. Ltd.

A5: Полипропиленгликоль диакрилат [CH₂=CH-CO-(OC₃H₆)n-OCOCH=CH₂ (n≈12)] М-270 (1,5), производимый компанией Toagosei Chemical CO., LTD.

A6: Гидроксиэтилакриламид HEAA, производимый компанией KOHJIN Co., Ltd. (не оказывает никакого сенсибилизирующего воздействия на кожу, оценка по MSDS, метод испытаний: тестовая инструкция OECD 429)

A7: Триметилолпропантриметакрилат SR350 (1,9), производимый компанией Sartomer Co.

A8: Трициклодекандиметанолдиметакрилат DCP (1,3), производимый компанией Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.

B1: Модифицированный окисью этилена фенолакрилат М-102 (0,7), производимый компанией Toagosei Chemical CO., LTD.

B2: Изостеарилакрилат S-1800A (1,4), производимый компанией Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.

B3: Модифицированный окисью этилена триметилолпропантриметакрилат TMPT-3EO (1,0), производимый компанией Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.

B4: Стеарилметакрилат S (1,2), производимый компанией Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.

B5: Глицериндиметакрилат 701 (1,2), производимый компанией Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.

C1: Дивиниловый эфир триэтиленгликоля, производимый компанией BASF (не оказывает сенсибилизирующего воздействия на кожу, оценка по MSDS, метод испытаний: тестовая инструкция OECD 406)

C2: Трет-бутилметакрилат Легкий эфир TB, производимый компанией KYOEISHA CHEMICAL CO., LTD. (не оказывает сенсибилизирующего воздействия на кожу, оценен в литературе: Contact Dermatitis 8 223-235 (1982), метод испытаний: максимизация)

C3: Н-пентилметакрилат, производимый компанией Tokyo Science Corp. (не оказывает сенсибилизирующего воздействия на кожу, оценен в литературе: Contact Dermatitis 8 223-235 (1982), метод испытаний: максимизация)

C4: Н-гексилметакрилат, производимый компанией TOKYO CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD. (не оказывает сенсибилизирующего воздействия на кожу, оценен в литературе: Contact Dermatitis 8 223-235 (1982), метод испытаний: максимизация)

D1: 2-диметиламино-2-(4-метилбензил)-1-(4-морфолин-4-ил-фенил)бутан-1-он (не оказывает никакого сенсибилизирующего воздействия на кожу, оценка по MSDS, метод испытаний: тестовая инструкция OECD 406)

D2: 2-Метил-1-[4-(метилтио)фенил]-2-морфолинoпропан-1-он (не оказывает никакого сенсибилизирующего воздействия на кожу, оценка по MSDS, метод испытаний: тестовая инструкция OECD 406)

D3: 2-бензил-2-диметиламино-1-(4-морфолинoфенил)бутанон-1 (не оказывает никакого сенсибилизирующего воздействия на кожу, оценка по MSDS, метод испытаний: тестовая инструкция OECD 406)

D4: Эквимолярная смесь 2,4-диэтилтиоксантона (1,4) и п-диметиламинобензойная кислота-2-этилгексила (не оказывает никакого сенсибилизирующего воздействия на кожу, оценка по MSDS, метод испытаний: тестовая инструкция OECD 406)

Метод измерения значения индекса стимуляции (SI)

В соответствии с тестом на аллергическую реакцию кожи, основанным на LLNA (оценка локальных лимфатических узлов), значение индекса стимуляции измерялось следующим способом.

Тестовый материал

Положительное контрольное вещество

α-гексилкоричный альдегид (HCA; производится компанией Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) использовался в качестве положительного контрольного вещества.

Транспортное средство

В качестве транспортного средства использовалась смесь, содержащая нижеперечисленные ацетон и оливковое масло в объемном соотношении 4/1.

Ацетон (производства компании Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)

Оливковое масло (производства компании Fudimi Pharmaceutical Co., Ltd.)

Использованные животные

Перед обработкой тестовыми веществами, положительным контрольным веществом или контрольным транспортным средством самки мышей акклиматизировались в течение 8 дней, включая 6-дневный карантин. В течение периода карантина/акклиматизации у всех животных не было найдено никаких ненормальностей. На основе массы тела, измеренной за 2 дня до инициирования сенсибилизации, животные были категоризированы на 2 группы (4 мыши в каждой группе) с помощью метода стратифицированной случайной выборки массы тела так, чтобы масса тела каждого животного находилась в пределах ±20% средней массы тела всех животных. Каждое животное на момент инициирования сенсибилизации имело возраст от 8 недель до 9 недель. Животные, оставшиеся после категоризации, были исключены из теста.

Каждое животное было проидентифицировано путем нанесения нефтяных чернил на их хвост в течение тестового периода, а также их клетки были помечены для идентификации.

Среда

В течение всей продолжительности эксперимента, включая период карантина/акклиматизации, животные были размещены в комнате для животных с барьерной системой, которая была установлена следующим образом: температура от 21°C до 25°C, относительная влажность от 40% до 70%, частота циркуляции воздуха от 10 до 15 раз в час, и световой цикл, равный 12 часам (освещение с 7:00 до 19:00).

Использовавшиеся клетки были сделаны из поликарбоната, и в каждую клетку было помещено четверо животных.

Животным в неограниченном количестве давалась твердая диета для лабораторных животных MF (производства компании Oriental Yeast Co., Ltd.). Кроме того, с использованием подающей воду бутылки им в неограниченном количестве давалась водопроводная вода, в которую был добавлен хлорноватистокислый натрий (марки PURELOX, производства компании OYALOX Co., Ltd.) так, чтобы концентрация хлора составляла приблизительно 5 частей на миллион. В качестве подстилки использовалась подстилка SUNFLAKE (еловая стружка, полученная с помощью строгального станка) (производства компании Charles River Inc.). Диета и дозирующее оборудование перед использованием стерилизовались в автоклаве (при температуре 121°C в течение 30 минут).

Клетка и подстилка заменялись на новые во время категоризации и удаления ушного лимфатического узла (то есть в то время, когда животные забирались из комнаты для животных), а бутылка водоснабжения и кормушка заменялись на новые во время категоризации.

Метод испытаний

Состав группы

Состав группы, использованной для измерения значения индекса стимуляции (SI), показан в Таблице 1.

Таблица 1 Тестовая группа Сенсибилизирующее вещество Доза сенсибилизации (мкл в ухо) Кол-во сенсибилизаций Количество животных (номера животных) Группа транспортного контроля Только транспортное средство 25 1 раз в день × 3 дня 4 (1-4) Группа положительного контроля 25,0% HCA 25 1 раз в день × 3 дня 4 (5-8)

Подготовка

Тестовое вещество

Таблица 2 показывает количество тестового вещества. Тестовое вещество взвешивалось в мерной колбе, и объем тестового вещества доводился до 1 мл транспортным средством. Подготовленный таким образом раствор помещался в свето- и воздухонепроницаемый контейнер из стекла.

Таблица 2   Концентрация после корректировки (% мас.) Масса тестового вещества (г) Тестовое вещество 50,0 0,5

Вещество для положительного контроля

Приблизительно 0,25 г HCA были точно взвешены, и к HCA было добавлено транспортное средство до достижения объема 1 мл, в результате чего был получен раствор с концентрацией 25,0% мас. Подготовленный таким образом раствор помещался в свето- и воздухонепроницаемый контейнер из стекла.

BrdU

В мерной колбе было точно взвешено 200 мг 5-бром-2′-дезоксиуридина (BrdU, производства компании NACALAI TESQUE, INC.). Затем физиологический солевой раствор (производства компании OTSUKA PHARMACEUTICAL CO., LTD.) был добавлен в мерную колбу и растворен при помощи ультразвуковых волн. Объем результирующего раствора был доведен до 20 мл с тем, чтобы подготовить раствор с концентрацией 10 мг/мл (подготовка BrdU). Подготовленный таким образом раствор был стерилизован посредством фильтрации с фильтром стерилизационной фильтрации и помещен в стерилизованный контейнер.

День подготовки и период хранения

Препарат для положительного контроля был подготовлен за день до начала сенсибилизации и хранился в холодном месте за исключением использования. Препараты транспортного средства и тестового вещества были подготовлены в день сенсибилизации. Раствор BrdU был подготовлен за 2 дня до введения и хранился в холодном месте до дня приема.

Сенсибилизация и введение BrdU

Сенсибилизация

Каждый (25 мкл) из препаратов тестового вещества, препарат для положительного контроля или транспортное средство вводились в обе ушные раковины каждого животного с использованием микропипетки. Эта обработка выполнялась один раз в день в течение трех последовательных дней.

Введение BrdU

Спустя приблизительно 48 часов после заключительной сенсибилизации препарат BrdU (0,5 мл) был однократно введен в брюшную полость каждому животному.

Наблюдение и обследование

Общие условия

Все животные, используемые для теста, наблюдались один или более раз в день со дня инициирования сенсибилизации до дня удаления ушного лимфатического узла (то есть до того дня, когда животные были взяты из комнаты для животных). Важно, что при подсчете порядкового номера дня наблюдения день инициирования сенсибилизации считался как день 1.

Измерение массы тела

Масса тела каждого животного была измерена в день инициирования сенсибилизации и в день удаления ушного лимфатического узла (то есть в тот день, когда животные были взяты из комнаты для животных). Кроме того, для каждой группы было вычислено среднее значение массы тела и его стандартная ошибка.

Удаление ушного лимфатического узла и измерение его массы

Спустя приблизительно 24 часа после введения BrdU животным была сделана эвтаназия и у них были взяты ушные лимфатические узлы. Окружающая ткань каждого ушного лимфатического узла была удалена и ушные лимфатические узлы от обеих ушных раковин были взвешены вместе. Кроме того, для каждой группы было вычислено среднее значение массы ушных лимфатических узлов и его стандартная ошибка. После измерения массы ушные лимфатические узлы каждого животного были сохранены в замороженном состоянии с использованием биомедицинского морозильника, установленного на температуру -20°C.

Измерение поглощения BrdU

После возвращения к комнатной температуре ушные лимфатические узлы были измельчены с постепенным добавлением физиологического солевого раствора, и суспендированы в нем. Полученная таким образом суспензия фильтровалась и затем распределялась в лунки 96-луночного микропланшета, по 3 лунки на одного животного. Распределенные таким образом суспензии были измерены на поглощение BrdU по методу ELISA (enzyme-linked immunoelectrodiffusion essay, иммуноферментный анализ). Использовались реагенты из коммерчески доступного набора (Cell Proliferation ELISA, BrdU colorimetric, Cat. No. 1647229, производства компании Roche Diagnostics Inc.). Многопластинчатый считыватель планшетов (FLUOSTAR OPTIMA, производства компании BMG LABTECH Inc.) использовался для того, чтобы измерить меру поглощение света каждой лункой (оптический диапазон: от 370 нм до 492 нм, поглощение BrdU), и среднее значение поглощения света этих 3 лунок для каждого животного использовалось в качестве измеренного значения BrdU для животного.

Оценка результатов

Вычисление индекса стимуляции (SI)

Как показано в следующей формуле, измерение поглощения BrdU для каждого животного делилось на среднее значение измерений поглощения BrdU в контрольной группе транспортного средства для того, чтобы вычислить значение индекса стимуляции для животного. Значение индекса стимуляции SI каждой тестовой группы было средним значением индекса стимуляции SI всех животных в группе. Кроме того, для каждой тестовой группы была вычислена стандартная ошибка значений индекса стимуляции SI. Важно, что значение индекса стимуляции округлялось во втором десятичном разряде и результат брался с точностью до первого десятичного разряда.

SI=(Среднее значение из измеренных значений поглощения BrdU для каждого животного (среднее из трех))/(Среднее значение из измеренных значений поглощения BrdU в контрольной группе транспортного средства (среднее для четырех животных))

Для каждого вида подготовленных чернил были измерены вязкость (мПа·с) при температуре 25°C и 60°C, и доза освещения, требуемая для отверждения (мДж/см²). Результаты показаны в Таблице 3.

Вязкости при температуре 25°C и 60°C были измерены с помощью роторного вискозиметра с конической тарелкой (производства компании TOKI SANGYO CO., LTD.), в котором температура циркулирующей воды постоянно поддерживалась на уровне 25°C и 60°C. Температура 25°C обычно рассматривается как комнатная температура. Температура 60°C была выбрана с учетом спецификации коммерчески доступной струйной печатающей головки, такой как GEN4 (производства компании Ricoh Printing Systems, Ltd.), которая может подогреваться.

Свойство отверждения чернил оценивалось следующим образом. Конкретно, каждый вид чернил выбрасывался на коммерчески доступную пленку из полиэтилентерефталата (PET) и облучался светом с использованием ультрафиолетового облучающего устройства LH6 (производства компании Fusion Systems Japan Co., Ltd.).

Алюминиевый пакет, имеющий форму, проиллюстрированную на Фиг. 1, был заряжен чернилами и герметично запечатан так, чтобы избежать попадания в него пузырьков воздуха. Герметично запечатанный пакет, содержащий чернила, был размещен в пластмассовом картридже, который проиллюстрирован на Фиг. 2. Этот картридж был установлен в адаптированный для него корпус. В корпусе был обеспечен канал для прохода чернил от картриджа до печатающей струйной головки GEN4 (производства компании Ricoh Printing Systems, Ltd.). Чернила выбрасывались через канал для прохода чернил, чтобы сформировать на пленке твердую пленку покрытия.

Сформированная таким образом твердая пленка покрытия облучалась светом с длиной волны, соответствующей ультрафиолетовому излучению спектра А (UVA), со световой дозой, которая изменялась пошагово и устанавливалась равной 1000, 500, 200, 100, 50, 20 и 10 (мДж/см²). Произошло ли превращение твердой пленки покрытия в нелипкое состояние, оценивалось путем касания ее пальцем, и твердая пленка покрытия оценивалась как отвержденная, когда прилипания не наблюдалось. Минимальная интегрированная световая доза, требуемая для отверждения твердой пленки покрытия, показана как доза освещения, требуемая для отверждения. Чернила, которые требуют для отверждения меньшую интегрированную световую дозу, имеют лучшее свойство отверждения.

Таблица 3-1   Материал Сравнительный пример Пример 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A A1 15 15 10 10 10 5         A2             10       A3       5 5 5         A4             5       A5 85         5       5 A6     5           5   A7               50 40 40 A8                 5 5 B B1   85 85 80 80 85 85       B2       5             B3               45 50 45 B4               5       B5         5         5 C C1                     C2                     C3                     C4                     D D1 10 10 10 10 10 10 10 20 20 20 D2                     D3                     D4                     Черная сажа *2                     Вязкость (25°C) 120 67 61 59 61 56 60 130 133 132 Вязкость (60°C) 30 14 12 12 12 11 13 15 15 15 Температура выброса из головки (°C) 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 Доза света для отверждения *1 50 50 50 50 100 100 1,000 1,000 1,000

Таблица 3-2   Материал Пример 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 A A1 15 15 15 40 40 40 40 40 15 40 A2                     A3                     A4                     A5                     A6                     A7                     A8                     B B1 85 85 85 10 10 10 10 10 85 10 B2                     B3                     B4                     B5                     C C1       50       10     C2         50     40   50 C3           50         C4             50       D D1       10 5 5 5 5 10 5 D2 10                   D3   10                 D4     10               Черная сажа*2                 4 4 Вязкость (25°C) 64 69 62 40 12 13 15 14 78 14 Вязкость (60°C) 13 15 12 11 3 4 5 4 16 4 Температура выброса из головки (°C) 60 60 60 60 25 25 25 25 60 25 Доза света для отверждения 100 50 200 100 20 50 100 50 50 20

*1: Оценка невозможна, поскольку не удалось выполнить выброс чернил.
*2: Черная сажа #10, производства компании Mitsubishi Chemical Corporation, которая находится в форме смеси с полимерным диспергирующим агентом S32000 производства компании Lubrizol Japan Co., с массовым соотношением 3/1 (Сажа #10/S32000). Количество сажи, указанное в таблице выше, является количеством Сажи #10 в вышеупомянутой смеси.  

В результате сравнения между Сравнительным Примером 1 и Примером 1 было подтверждено, что чернила не могут быть выброшены из-за их высокой вязкости, когда чернила состоят только из соединений группы (A), но в случае, когда чернила содержали относительно маловязкие соединения группы соединений (B), чернила выбрасывались без проблем при установке подходящей температуры печатающей струйной головки, и полученное твердое изображение отверждалось световым излучением.

В результате сравнения между Примерами 1-6 было подтверждено, что вязкостью и свойством отверждения можно управлять путем подходящей корректировки формулы смеси, даже в том случае, когда различные акрилаты или акриламиды были включены в группу соединений (A), или в том случае, когда различные акрилаты или метакрилаты были включены в группу соединений (B). Поскольку свойства, требуемые для чернил, не ограничиваются вязкостью и свойством отверждения и являются разнообразными, такими как качество изображения, различные свойства пленки изображения, стоимость и адаптируемость к процессу печати струйного записывающего устройства, соединения могут быть выбраны подходящим образом для того, чтобы удовлетворить различные требования в зависимости от ситуации.

Также было подтверждено, что в том случае, когда группа соединений (A) и группа соединений (B) в чернилах состоят главным образом из метакрилатов, как в Примерах 7-9, или в том случае, когда в комбинации дополнительно содержатся акриламид или акрилат, свойство отверждения таких чернил хуже по сравнению с Примерами 1-6, но чернила могут быть выброшены из струйной головки без проблем путем установки подходящей температуры струйной головки, и полученное твердое изображение отверждается световым излучением.

Было подтверждено, что вязкостью и свойством отверждения чернил можно управлять, когда используются различные типы инициатора полимеризации, такие как в Примерах 1, 10-12. Аналогично вышеописанному, соединения могут быть выбраны подходящим образом для того, чтобы удовлетворить различные требования в зависимости от ситуации.

Было подтверждено, что даже в том случае, когда используется одно соединение или комбинация соединений группы (C), как в Примерах 13-17, чернила могут быть выброшены из струйной головки без проблем путем установки подходящей температуры струйной головки, и полученное твердое изображение отверждается световым излучением. Особенно в том случае, когда трет-бутилметакрилат, н-пентилметакрилат или н-гексилметакрилат используются вместо винилового эфира, можно проще достичь как низкой вязкости, так и хорошего свойства отверждения чернил, но метакрилат также имеет специфический запах. Принимая это во внимание, как уже отмечалось ранее, соединения могут быть подходящим образом выбраны так, чтобы удовлетворить различные требования в зависимости от ситуации.

Было подтверждено, что даже в том случае, когда чернила содержат пигмент, как в Примерах 18 и 19, если чернила содержат соединение группы соединений (B) с относительно низкой вязкостью, или дополнительно содержат соединение группы соединений (C), чернила выбрасываются без проблем при установке подходящей температуры печатающей струйной головки, и полученное твердое изображение отверждается световым излучением.

Варианты осуществления настоящего изобретения являются, например, следующими.

Фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров, которые содержат:

фотополимеризующиеся мономеры, содержащие по меньшей мере одно соединение, выбранное из следующей группы соединений (A), которые не вызывают сенсибилизации кожи, и по меньшей мере одно соединение, выбранное из следующей группы соединений (B), которые не вызывают сенсибилизации кожи,

в которых группа соединений (A) является группой, состоящей из модифицированного капролактоном дипентаэритритгексаакрилата, полиэтоксилированного тетраметилолметантетраакрилата, модифицированного окисью этилена диакрилата бисфенола А, модифицированного капролактоном неопентилгликольдиакрилата гидрокситриметилуксусной кислоты, полипропиленгликольдиакрилата [CH₂=CH-CO-(OC₃H₆)n-OCOCH=CH₂ (n≈12)], гидроксиэтилакриламида, триметилолпропантриметакрилата и трициклодекандиметанолдиметакрилата, и

группа соединений (B) является группой, состоящей из модифицированного окисью этилена фенолакрилата, изостеарилакрилата, модифицированного окисью этилена триметилолпропантриметакрилата, стеарилметакрилата и глицериндиметакрилата.

Фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров в соответствии с изобретением, в которых количество соединений группы (A) в фотополимеризующихся мономерах составляет от 10% мас. до 50% мас., а количество соединений группы (B) в фотополимеризующихся мономерах составляет от 10% мас. до 85% мас.

Фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров, в которых соотношение в смеси компонентов соединений группы (A) и соединений группы (B), которое выражается массовым отношением (A)/(B), составляет от 15/85 до 85/15.

Изобретение также касается фотополимеризующихся чернил для струйных принтеров, в которых фотополимеризующиеся мономеры дополнительно содержат по меньшей мере одно соединение, выбранное из следующей группы соединений (C), которые не вызывают сенсибилизации кожи,

где группа соединений (C) является группой соединений, состоящей из дивинилового эфира триэтиленгликоля, гидроксибутилвинилового эфира, этилвинилового эфира, трет-бутилметакрилата, н-пентилметакрилата и н-гексилметакрилата.

Фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров по настоящему изобретению дополнительно включают в себя инициатор фоторадикальной полимеризации, причем

Инициатор фоторадикальной полимеризации является по меньшей мере одним веществом, выбранным из группы, которая включает в себя 2-диметиламино-2-(4-метилбензил)-1-(4-морфолин-4-ил-фенил)бутан-1-он, 2-метил-1-[4-(метилтио)фенил]-2-морфолинoпропан-1-он, 2-бензил-2-диметиламино-1-(4-морфолинoфенил)бутанон-1 и 2,4-диэтилтиоксантон.

Изобретение относится также к чернильному картриджу, содержащему:

вышеуказанные фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров; и

контейнер, содержащий фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров.

Струйное записывающее устройство, включающее в себя:

фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров как указано выше; и

блок нанесения чернил, выполненный с возможностью нанесения фотополимеризующихся чернил для струйных принтеров на основной материал для печати.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1: подающая бобина основного материала

2: основной материал для печати

3: печатающий блок

3a: печатающий блок для цветных чернил

3b: печатающий блок для цветных чернил

3c: печатающий блок для цветных чернил

3d: печатающий блок для цветных чернил

4a: источник ультрафиолетового света

4b: источник ультрафиолетового света

4c: источник ультрафиолетового света

4d: источник ультрафиолетового света

5: обрабатывающий блок

6: приемная бобина для отпечатанного продукта

200: чернильный картридж

241: мешок с чернилами

242: входное отверстие для чернил

243: выходное отверстие для чернил

244: корпус картриджа

Изобретение относится к фотополимеризуемым чернилам, не вызывающим сенсибилизации кожи, для струйных принтеров. Чернила содержат фотополимеризующиеся мономеры, содержащие по меньшей мере одно соединение из группы соединений (A), которые не оказывают сенсибилизирующего воздействия на кожу, и по меньшей мере одно соединение из группы соединений (B), которые не оказывают сенсибилизирующего воздействия на кожу. Группа соединений (А) состоит из модифицированного капролактоном дипентаэритритгексаакрилата, полиэтоксилированного тетраметилолметантетраакрилата, модифицированного окисью этилена диакрилата бисфенола А, модифицированного капролактоном неопентилгликольдиакрилата гидрокситриметилуксусной кислоты, полипропиленгликольдиакрилата [СН₂=СН-СО-(OC₃H₆)_n-ОСОСН=СН₂ (n≈12)], гидроксиэтилакриламида, триметилолпропантриметакрилата, и трициклодекандиметанолдиметакрилата. Группа соединений (В) состоит из модифицированного окисью этилена фенолакрилата, изостеарилакрилата, модифицированного окисью этилена триметилолпропантриметакрилата, стеарилметакрилата и глицериндиметакрилата. Вязкость предложенных чернил составляет от 5 до 18 мПа•с при 25°C или от 2 до 20 мПа•с при 60°C. Предлагаются также чернильный картридж и струйное записывающее устройство, включающие указанные чернила. Предложенная краска обладает безопасностью в отношении сенсибилизации кожи, низкой вязкостью, улучшенными свойствами при отверждении и обеспечивает безопасный печатный материал. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл., 19 пр.

1. Фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров, содержащие:
фотополимеризующиеся мономеры, содержащие по меньшей мере одно соединение, выбранное из следующей группы соединений (А), которые не оказывают сенсибилизирующего воздействия на кожу, по меньшей мере одно соединение, выбранное из следующей группы соединений (В), которые не оказывают сенсибилизирующего воздействия на кожу, и инициатор фоторадикальной полимеризации, не оказывающий сенсибилизирующего воздействия на кожу,
в которых группа соединений (А) является группой, состоящей из модифицированного капролактоном дипентаэритритгексаакрилата, полиэтоксилированного тетраметилолметантетраакрилата, модифицированного окисью этилена диакрилата бисфенола А, модифицированного капролактоном неопентилгликольдиакрилата гидрокситриметилуксусной кислоты, полипропиленгликольдиакрилата [СН₂=СН-СО-(OC₃H₆)_n-ОСОСН=СН₂ (n≈12)], гидроксиэтилакриламида, триметилолпропантриметакрилата и трициклодекандиметанолдиметакрилата,
группа соединений (В) является группой, состоящей из модифицированного окисью этилена фенолакрилата, изостеарилакрилата, модифицированного окисью этилена триметилолпропантриметакрилата, стеарилметакрилата и глицериндиметакрилата, и
вязкость фотополимеризующихся чернил для струйных принтеров находится в интервале от 5 мПа•с до 18 мПа•с при 25°C или в интервале от 2 мПа•с до 20 мПа•с при 60°C.

2. Фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров по п. 1, в которых количество соединений группы (А) в фотополимеризующихся мономерах составляет от 10% мас. до 50% мас.

3. Фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров по любому из пп. 1 или 2, в которых количество соединений группы (В) в фотополимеризующихся мономерах составляет от 10% мас. до 85% мас.

4. Фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров по п. 1 или 2, в которых соотношение в смеси компонентов соединений группы (А) и соединений группы (В), которое выражается массовым отношением (А)/(В), составляет от 15/85 до 85/15.

5. Фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров по п. 1 или 2, в которых фотополимеризующиеся мономеры дополнительно содержат по меньшей мере одно соединение, выбранное из следующей группы соединений (С), которые не оказывают сенсибилизирующего воздействия на кожу,
где группа соединений (С) является группой соединений, состоящей из дивинилового эфира триэтиленгликоля, гидроксибутилвинилового эфира, этилвинилового эфира, трет-бутилметакрилата, н-пентилметакрилата и н-гексилметакрилата.

6. Фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров по п. 1, в которых инициатор фоторадикальной полимеризации является по меньшей мере одним веществом, выбранным из группы, которая включает в себя 2-диметиламино-2-(4-метилбензил)-1-(4-морфолин-4-ил-фенил)бутан-1-он, 2-метил-1-[4-(метилтио)фенил]-2-морфолинопропан-1-он, 2-бензил-2-диметиламино-1-(4-морфолинофенил)бутанон-1 и 2,4-диэтилтиоксантон.

7. Чернильный картридж, включающий в себя:
фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров по п. 1 или 2; и
контейнер, содержащий фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров по п. 1 или 2.

8. Струйное записывающее устройство, включающее в себя:
фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров по п. 1 или 2; и
блок нанесения чернил, выполненный с возможностью нанесения фотополимеризующихся чернил для струйных принтеров на основной материал для печати.