ВОДОДИСПЕРГИРУЕМЫЕ ЧЕРНИЛА С ФАЗОВЫМ ПЕРЕХОДОМ, ПОДХОДЯЩИЕ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В КАЧЕСТВЕ ФОТОШАБЛОНА Российский патент 2019 года по МПК C09D11/00 C09D11/34 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[001] В настоящем документе описана композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом, подходящая для применения в качестве фотошаблона, такого как ультрафиолетовая маска. Более конкретно, описаны вододиспергируемые чернила с фазовым переходом, содержащие гидрофильный воск, имеющий по меньшей мере один этоксильный фрагмент; низковязкий воск, имеющий по меньшей мере одну гидроксильную группу, при этом указанный низковязкий воск является смешиваемым с гидрофильным воском; необязательный стабилизатор; и красящее вещество, при этом указанное красящее вещество выбрано для абсорбции света в области, которую необходимо блокировать.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[002] В настоящем документе описаны вододиспергируемые чернила с фазовым переходом, подходящие для применения в качестве фотошаблона, в различных вариантах реализации – в качестве маски, блокирующей УФ (ультрафиолет).

[003] В коммерческой промышленности трафаретной печати для трафаретной печати используют фотолитографские трафареты. Трафаретные изображения получают с помощью пленки с изображением, которая содержит прозрачную пленку, имеющую расположенные на ней изображения, которые получены печатью, копированием или рисованием чернилами, которые могут блокировать УФ свет. Пленку с изображением располагают на фоточувствительном эмульсионном слое на трафаретной форме и облучают УФ излучением. После УФ облучения пленку с изображением снимают и смывают эмульсию с блокированной области, получая фотолитографские трафареты, которые могут быть использованы для трафаретной печати.

[004] Сохраняется потребность в улучшенном способе и улучшенных материалах для получения фотолитографских трафаретов или масок.

[005] В настоящей заявке отождествляющим цитированием упомянуты различные публикации, патенты и опубликованные патентные заявки. Описание публикаций, патентов и опубликованных патентных заявок, упомянутых в настоящей заявке, включено в настоящее описание посредством ссылки для более полного описания уровня техники в области, к которой относится настоящее изобретение.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ

[006] Описана композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом, содержащая гидрофильный воск, имеющий по меньшей мере один этоксильный фрагмент; низковязкий воск, имеющий по меньшей мере одну гидроксильную группу, при этом указанный низковязкий воск является смешиваемым с гидрофильным воском; необязательный стабилизатор; и красящее вещество, при этом указанное красящее вещество выбрано для абсорбции света в области, которую необходимо блокировать.

[007] Описан также брусок или гранула для струйного принтера, содержащая композицию вододиспергируемых чернил с фазовым переходом, где указанная композиция чернил с фазовым переходом содержит гидрофильный воск, имеющий по меньшей мере один этоксильный фрагмент; низковязкий воск, имеющий по меньшей мере одну гидроксильную группу, при этом указанный низковязкий воск является смешиваемым с гидрофильным воском; необязательный стабилизатор, при этом указанный необязательный стабилизатор, при его наличии, выбран из группы, состоящей из ароматического амина, стерически затрудненного амина, фенола и их смесей и комбинаций; и красящее вещество, при этом указанное красящее вещество выбрано для абсорбции света в области, которую необходимо блокировать.

[008] Описан также способ, включающий нанесение композиции вододиспергируемых чернил с фазовым переходом на фоточувствительную эмульсионную пленку, которая нанесена на трафаретную форму, с получением маски; где указанная композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом содержит гидрофильный воск, имеющий по меньшей мере один этоксильный фрагмент; низковязкий воск, имеющий по меньшей мере одну гидроксильную группу, при этом указанный низковязкий воск является смешиваемым с гидрофильным воском; необязательный стабилизатор и красящее вещество, при этом указанное красящее вещество выбрано для абсорбции света в области, которую необходимо блокировать; воздействие на указанную маску излучением с получением трафарета; и промывание водой для удаления маски с получением фотолитографского трафарета.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[009] Предложена композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом, которая особенно подходит для получения фотолитографских трафаретов посредством замены пленки с изображением на цифровые изображения, напечатанные на эмульсионном слое вододиспергируемыми чернилами с фазовым переходом согласно настоящему описанию. Указанная композиция чернил имеет достаточную способность блокировать УФ и достаточную растворимость или диспергируемость в воде, что обеспечивает возможность печати композицией вододиспергируемых чернил с фазовым переходом на фоточувствительной эмульсионной пленке, нанесенной на трафаретную форму, с получением УФ маски; облучение напечатанных чернил УФ излучением с получением трафарета; промывание водой для удаления УФ маски с получением фотолитографского трафарета. Так, вместо необходимости печатать пленку на отдельном принтере, выравнивать ее на трафаретной форме, а затем облучать, цифровую пленку можно печатать непосредственно на трафаретной форме.

[0010] Таким образом, предложена композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом, которая особенно подходит для применения в качестве УФ маски. В различных вариантах реализации композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом обеспечивает улучшенную надежность струйной печати, улучшенную износостойкость отпечатанных изображений, которые могут служить в качестве УФ масок, а также хороший оптический контраст. Композиции вододиспергируемых чернил с фазовым переходом обеспечивают такие отпечатанные изображения на эмульсионном слое, которые могут быть при необходимости легко смыты водой после облучения. В различных вариантах реализации композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом представляет собой смываемые водой чернила; то есть изображения, напечатанные композицией вододиспергируемых чернил с фазовым переходом, могут быть удалены водой.

[0011] В различных вариантах реализации композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом содержит гидрофильный воск, имеющий по меньшей мере один этоксильный фрагмент; низковязкий воск, имеющий по меньшей мере одну гидроксильную группу, при этом указанный низковязкий воск является смешиваемым с гидрофильным воском; необязательный стабилизатор; и красящее вещество, при этом указанное красящее вещество выбрано для абсорбции света в области, которую необходимо блокировать. В различных вариантах реализации красящее вещество обеспечивает абсорбцию в видимом диапазоне. В других вариантах реализации красящее вещество обеспечивает абсорбцию в ультрафиолетовом (УФ) диапазоне.

[0012] В различных вариантах реализации предложен брусок или гранула для струйного принтера, содержащая композицию вододиспергируемых чернил с фазовым переходом, содержащую гидрофильный воск, имеющий по меньшей мере один этоксильный фрагмент; низковязкий воск, имеющий по меньшей мере одну гидроксильную группу, при этом указанный низковязкий воск является смешиваемым с гидрофильным воском; необязательный стабилизатор, при этом указанный необязательный стабилизатор, при его наличии, выбран из группы, состоящей из стерически затрудненных аминов, фенолов и их смесей и комбинаций; и красящее вещество.

[0013] При использовании в настоящем документе гидрофильный воск, имеющий по меньшей мере один этоксильный фрагмент, означает, что указанный гидрофильный воск имеет по меньшей мере одну группу формулы

–(CH₂CH₂O)-.

[0014] При использовании в настоящем документе низковязкий воск, имеющий по меньшей мере одну гидроксильную группу, означает, что указанный низковязкий воск имеет по меньшей мере одну группу формулы

-OH

[0015] В некоторых вариантах реализации предложены смываемые водой чернила, в различных вариантах реализации – черные чернила, которые особенно подходят для применения для трафаретной печати. Вододиспергируемые чернила с фазовым переходом содержат гидрофильный воск с этоксильной группой, который обеспечивает чернилам характеристики получения напечатанных изображений, которые легко смываются или удаляются водой. В различных вариантах реализации низковязкий воск выбран в качестве модификатора вязкости. Низковязкий воск имеет гидроксильную группу для обеспечения смешиваемости с гидрофильным воском. В различных вариантах реализации в чернила входит стабилизатор. Стабилизатор обеспечивает хорошую термическую стабильность, предотвращая окисление гидроксильной группы и возможное термическое разрушение этоксильного фрагмента.

[0016] Композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом является диспергируемой в воде при температуре окружающей среды. Композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом может быть результативно разбрызгана на эмульсионном слое с образованием блокированной области или маски, облучена, а затем удалена посредством промывания водой с получением фотолитографского трафарета. Сформированные изображения являются износостойкими, имеют достаточную способность блокирования света при требуемой длине волны, такой как УФ или видимый диапазон, и могут быть легко удалены водой. Композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом обладает хорошей термической стабильностью вязкости чернил с течением времени и хорошими характеристиками разбрызгивания.

[0017] Композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом содержит гидрофильный воск, имеющий по меньшей мере один этоксильный фрагмент. В различных вариантах реализации может быть выбран любой подходящий или требуемый гидрофильный воск. В различных вариантах реализации гидрофильный воск выбран из группы, состоящей из этоксилированного углеводородного воска, такого как воски Unithox® производства Baker Petrolite, этоксилированного спирта и их смесей и комбинаций.

[0018] В различных вариантах реализации гидрофильный воск представляет собой этоксилированный спирт, такой как спирт производства Petrolite общей формулы

[0019] где x представляет собой целое число от примерно 1 до примерно 50, такое как от примерно 5 до примерно 40 или от примерно 11 до примерно 24, и y представляет собой целое число от примерно 1 до примерно 70, такое как от примерно 1до примерно 50 или от примерно 1 до примерно 40. Указанные материалы могут иметь температуру плавления от примерно 60 °C до примерно 150 °C, например, от примерно 70 °C до примерно 120 °C или от примерно 80 °C до примерно 110 °C, и диапазон молекулярной массы (Mn) от примерно 100 до примерно 5000, например, от примерно 500 до примерно 3000 или от примерно 500 до примерно 2500. Имеющиеся в продаже примеры включают UNITHOX 420 (Mn = 560), UNITHOX 450 (Mn = 900), UNITHOX 480 (Mn = 2250), UNITHOX 520 (Mn = 700), UNITHOX 550 (Mn = 1100), UNITHOX 720 (Mn = 875), UNITHOX 750 (Mn = 1400) и т.п.

[0020] Гидрофильный воск может находиться в композиции чернил с фазовым переходом в любом подходящем или требуемом количестве. В различных вариантах реализации содержание гидрофильного воска составляет от примерно 10 до примерно 90 процентов по массе или от примерно 20 до примерно 80 процентов по массе, или от примерно 25 до примерно 70 процентов по массе относительно общей массы композиции чернил с фазовым переходом.

[0021] Композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом содержит низковязкий воск, имеющий по меньшей мере одну гидроксильную группу, при этом указанный низковязкий воск является смешиваемым с гидрофильным воском. В различных вариантах реализации может быть выбран любой подходящий или требуемый низковязкий воск. В различных вариантах реализации низковязкий воск представляет собой воск, имеющий вязкость от примерно 1 до примерно 15 или от примерно 2 до примерно 13, или от примерно 3 до примерно 10 сантипуаз при температуре в диапазоне от примерно 80 до примерно 120 °С. В различных вариантах реализации низковязкий воск выбран из группы, состоящей из стеарилового спирта, бегенилового спирта и их смесей и комбинаций.

[0022] Низковязкий воск может находиться в композиции чернил с фазовым переходом в любом подходящем или требуемом количестве. В различных вариантах реализации содержание низковязкого воска составляет от примерно 15 до примерно 75 процентов по массе или от примерно 20 до примерно 60 процентов по массе, или от примерно 25 до примерно 50 процентов по массе относительно общей массы композиции чернил с фазовым переходом.

[0023] В различных вариантах реализации суммарное общее количество всех восков, содержащихся в чернилах с фазовым переходом, включая гидрофильный воск и низковязкий воск вместе с любым дополнительным необязательным другим воском, составляет от примерно 15 до примерно 75 процентов по массе или от примерно 20 до примерно 70 процентов по массе, или от примерно 25 до примерно 60 процентов по массе относительно общей массы композиции чернил с фазовым переходом.

[0024] Композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом может дополнительно содержать стабилизатор. В различных вариантах реализации может быть выбран любой подходящий или требуемый стабилизатор. В различных вариантах реализации стабилизатор выбран из группы, состоящей из антиоксидантов-стабилизаторов, представляющих собой стерически затрудненные амины, фенолы, ароматические амины и их смеси и комбинации.

[0025] Стабилизатор может находиться в композиции чернил с фазовым переходом в любом подходящем или требуемом количестве. В различных вариантах реализации содержание стабилизатора составляет от примерно 0,05 до примерно 10 процентов по массе или от примерно 0,1 до примерно 7 процентов по массе, или от примерно 0,2 до примерно 3 процентов по массе относительно общей массы композиции чернил с фазовым переходом.

[0026] Чернила могут дополнительно содержать общепринятые добавки для использования преимуществ, обеспечиваемых известной функциональностью общепринятых добавок. Указанные добавки могут включать, например, по меньшей мере один антиоксидант, пеногаситель, скользящие и выравнивающие агенты, осветлитель, модификатор вязкости, адгезив, пластификатор и т.п. В различных вариантах реализации композиция чернил с фазовым переходом содержит член группы, состоящей из пластификатора, стабилизатора, антиоксиданта, пеногасителя, скользящего и выравнивающего агентов, осветлителя, модификатора вязкости, адгезива и их смесей и комбинаций.

[0027] Чернила могут необязательно содержать антиоксиданты для защиты изображений от окисления, которые могут также защищать компоненты чернил от окисления в состоянии нагретого расплава в резервуаре для чернил. Примеры подходящих антиоксидантов включают N,N′-гексаметилен-бис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксигидроциннамамид) (IRGANOX® 1098 производства BASF); 2,2-бис(4-(2-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксигидроциннамоилокси))этоксифенил)пропан (TOPANOL-205 производства Vertellus); трис(4-трет-бутил-3-гидрокси-2,6-диметилбензил)изоцианурат (Aldrich); 2,2′-этилиден-бис(4,6-ди-трет-бутилфенил)фторфосфонит (ETHANOX® 398 производства Albermarle Corporation); тетракис(2,4-ди-трет-бутилфенил)-4,4′-бифенилдифосфонит (Aldrich); пентаэритрита тетрастеарат (TCI America); трибутиламмония гипофосфит (Aldrich); 2,6-ди-трет-бутил-4-метоксифенол (Aldrich); 2,4-ди-трет-бутил-6-(4-метоксибензил)фенол (Aldrich); 4-бром-2,6-диметилфенол (Aldrich); 4-бром-3,5-диметилфенол (Aldrich); 4-бром-2-нитрофенол (Aldrich); 4-(диэтиламинометил)-2,5-диметилфенол (Aldrich); 3-диметиламинофенол (Aldrich); 2-амино-4-трет-амилфенол (Aldrich); 2,6-бис(гидроксиметил)-п-крезол (Aldrich); 2,2′-метилендифенол (Aldrich); 5-(диэтиламино)-2-нитрозофенол (Aldrich); 2,6-дихлор-4-фторфенол (Aldrich); 2,6-дибромфторфенол (Aldrich); α-трифтор-о-крезол (Aldrich); 2-бром-4-фторфенол (Aldrich); 4-фторфенол (Aldrich); 4-хлорфенил-2-хлор-1,1,2-трифторэтилсульфон (Aldrich); 3,4-дифторфенилуксусную кислоту (Aldrich); 3-фторфенилуксусную кислоту (Aldrich); 3,5-дифторфенилуксусную кислоту (Aldrich); 2-фторфенилуксусную кислоту (Aldrich); 2,5-бис(трифторметил)бензойную кислоту (Aldrich); этил-2-(4-(4-(трифторметил)фенокси)фенокси)пропионат (Aldrich); тетракис(2,4-ди-трет-бутилфенил)-4,4′-бифенилдифосфонит (Aldrich); 4-трет-амилфенол (Aldrich); 3-(2H-бензотриазол-2-ил)-4-гидроксифенетиловый спирт (Aldrich); NAUGARD® 76, NAUGARD® 445, NAUGARD® 512 и NAUGARD® 524 (производства Chemtura Corporation); и т.п., а также их смеси. Антиоксидант, при его наличии, может содержаться в чернилах в любом требуемом или эффективном количестве, например, от примерно 0,25 процента до примерно 10 процентов по массе чернил или от примерно 1 процента до примерно 5 процентов по массе чернил.

[0028] Композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом может дополнительно содержать красящее вещество. Может быть выбрано любое подходящее или требуемое красящее вещество, включая красители, пигменты и их смеси и комбинации. В различных вариантах реализации красящее вещество выбрано из группы, состоящей из красителей, пигментов и их смесей и комбинаций. В конкретных вариантах реализации красящее вещество представляет собой краситель. В других вариантах реализации красящее вещество представляет собой пигмент. В некоторых вариантах реализации красящее вещество представляет собой черный краситель.

[0029] Композиция чернил с фазовым переходом согласно настоящему изобретению обеспечивает маску для УФ или видимого света. Красящее вещество согласно настоящему изобретению выбрано для абсорбции света с длиной волны или диапазоном длин волн, которые необходимо блокировать. Таким образом, композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом образует ультрафиолетовую маску. В различных вариантах реализации красящее вещество выбрано по его способности обеспечивать композиции чернил с фазовым переходом абсорбцию при требуемой длине волны. В различных вариантах реализации красящее вещество выбрано для обеспечения абсорбции в УФ диапазоне. В различных вариантах реализации красящее вещество представляет собой черный краситель, обеспечивающий УФ абсорбцию. Так, в различных вариантах реализации красящее вещество представляет собой черный краситель, выбранный для абсорбции света в ультрафиолетовом диапазоне.

[0030] В чернилах может быть использовано любое требуемое или эффективное красящее вещество, включая красители, пигменты, их смеси и т.п., при условии, что указанное красящее вещество может быть растворено или диспергировано в носителе для чернил. Указанные композиции могут быть использованы в комбинации с общепринятыми красящими материалами для чернил, такими как красители, растворимые в органических средах, дисперсные красители, модифицированные кислотные и прямые красители, основные красители, сернистые красители, кубовые красители в соответствии с цветовым индексом (C.I.) и т.п.

[0031] Примеры подходящих красителей включают Neozapon® красный 492 (BASF); Orasol® красный G (Pylam Products); прямой бриллиантовый розовый B (Oriental Giant Dyes); прямой красный 3BL (Classic Dyestuffs); Supranol® бриллиантовый красный 3BW (Bayer AG); лимонный желтый 6G (United Chemie); светопрочный желтый 3G (Shaanxi); Aizen Spilon желтый C-GNH (Hodogaya Chemical); Bemachrome желтый GD Sub (Classic Dyestuffs); Cartasol® бриллиантовый желтый 4GF (Clariant); цибаноновый желтый 2G (Classic Dyestuffs); Orasol® черный RLI (BASF); Orasol® черный CN (Pylam Products); Savinyl черный RLSN (Clariant); пиразоловый черный BG (Clariant); Morfast® черный 101 (Rohm & Haas); диазоловый черный RN (ICI); Thermoplast® синий 670 (BASF); Orasol® синий GN (Pylam Products); Savinyl синий GLS (Clariant); Luxol голубой прочный MBSN (Pylam Products); Sevron синий 5GMF (Classic Dyestuffs); Basacid® синий 750 (BASF); Keyplast синий (Keystone Aniline Corporation); Neozapon® черный X51 (BASF); Classic сольвент черный 7 (Classic Dyestuffs); судановый синий 670 (C.I. 61554) (BASF); судановый желтый 146 (C.I. 12700) (BASF); судановый красный 462 (C.I. 26050) (BASF); дисперсный желтый C.I. 238; Neptune красный основной NB543 (BASF, сольвент красный C.I. 49); Neopen® синий FF-4012 (BASF); Fastol® черный BR (сольвент черный C.I. 35) (Chemische Fabriek Triade BV); Morton Morplas маджента 36 (сольвент красный C.I. 172); металлофталоцианиновые красители, такие как описаны в патенте США № 6221137, полное описание которого включено в настоящий документ посредством ссылки, и т.п. Также могут быть использованы полимерные красители, такие как красители, описанные, например, в патенте США 5621022 и в патенте США 5231135, полное описание которых включено в настоящий документ посредством ссылки, а также полимерные красители, имеющиеся в продаже, например, у компании Milliken & Company под названием Milliken чернильный желтый 869, Milliken чернильный синий 92, Milliken чернильный красный 357, Milliken чернильный желтый 1800, Milliken чернильный черный Black 8915-67, неразбавленный Reactint® оранжевый X-38, неразбавленный Reactint® синий X-17, сольвент желтый 162, кислотный красный 52, сольвент синий 44 и неразбавленный Reactint® фиолетовый X-80.

[0032] В различных вариантах реализации красящее вещество содержит желтый краситель. В других вариантах реализации красящее вещество содержит черный краситель. В различных вариантах реализации красящее вещество представляет собой азопиридоновое красящее вещество, описанное в патенте США 6590082, полное содержание которого включено в настоящий документ посредством ссылки. В различных вариантах реализации красящее вещество представляет собой соединение формулы

[0033] где R₁, R₂ и R₃, каждый независимо от других, представляет собой атом водорода, алкильную группу, при условии, что общее количество атомов водорода и гетероатомов, при наличии гетероатомов, за исключением атомов в заместителях, в R₁+R₂+R₃ составляет по меньшей мере 18, M, представляет собой атом металла, каждый A, каждый E и каждый G независимо от других представляет собой заместитель фенилового или пиразолонового кольца, при этом G также может быть атомом водорода, m представляет собой целое число, выбранное из 0, 1 или 2, p представляет собой целое число, выбранное из 0, 1, 2, 3 или 4, J представляет собой атом водорода, алкильную группу, арильную группу, арилалкильную группу или алкиларильную группу, где два или более заместителя фенилового или пиразолонового кольца могут быть соединены вместе с образованием кольца, и n представляет собой целое число, выбранное из 1, 2 или 3, как описано в патенте США 7294730, полное содержание которого включено в настоящий документ посредством ссылки.

[0034] Красящее вещество содержится в чернилах в любом требуемом или эффективном количестве, в различных вариантах реализации красящее вещество содержится в количестве от примерно 1 до примерно 60 процентов или от примерно 30 до примерно 40 процентов, или от примерно 10 до примерно 25 процентов по массе от общей массы чернил.

[0035] Композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом согласно настоящему изобретению необязательно дополнительно содержит синергист. Может быть использован любой подходящий или требуемый синергист. В различных вариантах реализации в качестве синергиста для улучшения стабильности дисперсии пигментированных чернил с фазовым переходом используют производное фталоцианина меди.

[0036] Композиции вододиспергируемых чернил с фазовым переходом согласно настоящему изобретения могут содержать диспергатор. Может быть использован любой подходящий или требуемый диспергатор.

[0037] Диспергатор может необязательно быть полимерным диспергатором, таким как диспергатор с торговой маркой Solsperse®, в различных вариантах реализации Solsperse® 1700, Solsperse® 32000, Solsperse® 13240 производства The Lubrizol Corporation.

[0038] Диспергатор может быть обеспечен в композиции чернил с фазовым переходом в любом подходящем или требуемом количестве. В различных вариантах реализации диспергатор может содержаться в количестве от примерно 1 до примерно 500 процентов или от примерно 10 до примерно 300 процентов, или от примерно 30 до примерно 200 процентов общего диспергатора от общей массы пигмента в композиции чернил с фазовым переходом.

[0039] Композиции вододиспергируемых чернил с фазовым переходом могут быть получены любым требуемым или подходящим способом. Например, ингредиенты чернил могут быть смешаны друг с другом, затем нагреты до температуры от по меньшей мере примерно 100 °С до не более примерно 140 °С, хотя температура может быть за пределами указанного диапазона, и перемешаны до получения однородной композиции чернил, с последующим охлаждением чернил до температуры окружающей среды (обычно от примерно 20 до примерно 25 °С). Чернила согласно настоящему описанию являются твердыми при температуре окружающей среды. В конкретном варианте реализации в процессе получения чернила в расплавленном состоянии выливают в формы, а затем оставляют остывать и затвердевать с получением брусков чернил.

[0040] В различных вариантах реализации брусок или гранула для струйного принтера согласно настоящему изобретению содержит композицию вододиспергируемых чернил с фазовым переходом, как описано в настоящем документе. В различных вариантах реализации брусок или гранула для струйного принтера содержит композицию вододиспергируемых чернил с фазовым переходом, где указанная композиция чернил с фазовым переходом содержит гидрофильный воск, имеющий по меньшей мере один этоксильный фрагмент; низковязкий воск, имеющий по меньшей мере одну гидроксильную группу, при этом указанный низковязкий воск является смешиваемым с гидрофильным воском; необязательный стабилизатор, при этом указанный необязательный стабилизатор, при его наличии, выбран из группы, состоящей из антиоксиданта-стабилизатора, представляющего собой стерически затрудненный амин, фенол, ароматический амин, и их смеси и комбинации; и красящее вещество, при этом указанное красящее вещество выбрано для абсорбции света в области, которую необходимо блокировать.

[0041] Предложена композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом, имеющая конкретное сочетание и относительное содержание выбранных компонентов. В различных вариантах реализации конкретное сочетание включает комбинацию гидрофильного воска и низковязкого воска, который является смешиваемым с гидрофильным воском, необязательного стабилизатора, в различных вариантах реализации – амида, и красящего вещества. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что указанное конкретное сочетание и отношение ингредиентов обеспечивает улучшенные свойства надежности разбрызгивания, улучшенную износостойкость после печати на линзах, получение таких напечатанных на линзах изображений, которые могут быть легко удалены, смыты водой и обеспечивают хорошую адгезию с гидрофильными и гидрофобными линзами и хороший оптический контраст на прозрачных и темных линзах.

[0042] Чернила, описанные в настоящем документе, могут быть использованы в устройствах для прямой струйной печати и косвенной (офсетной) струйной печати. Другой вариант реализации относится к способу, который включает введение чернил, описанных в настоящем документе, в струйное печатающее устройство, расплавление чернил и создание капель расплавленных чернил, подлежащих выдавливанию по ширине изображения на записывающий субстрат. Способ прямой печати описан также, например, в патенте США 5195430, полное описание которого включено в настоящий документ посредством ссылки. Чернила, полученные так, как описано в настоящем документе, могут быть использованы в устройствах для косвенной (офсетной) струйной печати. Другой вариант реализации относится к способу, который включает введение чернил, полученных так, как описано в настоящем документе, в струйное печатающее устройство, расплавление чернил, создание капель расплавленных чернил, подлежащих выдавливанию по ширине изображения на промежуточный элемент для переноса изображения, и перенос чернил по ширине изображения с промежуточного элемента для переноса изображения на конечный записывающий субстрат. В конкретном варианте реализации промежуточный элемент для переноса изображения нагревают до температуры выше, чем температура конечной подложки приема изображения, и ниже, чем температура расплавленных чернил в печатающем устройстве. Способ офсетной или непрямой печати описан также, например, в патенте США 5389958, полное описание которого включено в настоящий документ посредством ссылки. В одном конкретном варианте реализации в печатающем устройстве используют пьезоэлектрический способ печати, в котором капли чернил разбрызгивают по всей ширине изображения за счет осцилляций пьезоэлектрических вибрирующих элементов.

[0043] В различных вариантах реализации способ, предложенный в настоящем документе, включает введение в устройство струйной печати композиции чернил с фазовым переходом, описанной в настоящем документе; расплавление композиции чернил; и создание капель расплавленных чернил, подлежащих выдавливанию по ширине изображения на субстрат.

[0044] Температура разбрызгивания чернил может быть любой подходящей или требуемой температурой разбрызгивания, в различных вариантах реализации температура разбрызгивания составляет от примерно 50 °С до примерно 150 °С или от примерно 50 °С до примерно 140 °С, или более типично от примерно 100 °С до примерно 140 °С. Композиции чернил обычно имеют вязкость расплава при температуре разбрызгивания (в одном из вариантов реализации не менее примерно 50 °С, в другом варианте реализации не менее примерно 60 °С, и в другом варианте реализации не менее примерно 70 °С, и в одном из вариантов реализации не более примерно 150 °С, и в другом варианте реализации не более примерно 145 °С, хотя температура разбрызгивания может быть за пределами указанных диапазонов) в одном из вариантов реализации не более примерно 30 сантипуаз, в другом варианте реализации не более примерно 20 сантипуаз, и в другом варианте реализации не более примерно 15 сантипуаз, и в одном из вариантов реализации не менее примерно 2 сантипуаз, в другом варианте реализации не менее примерно 5 сантипуаз, и в другом варианте реализации не менее примерно 7 сантипуаз, в другом варианте реализации более примерно 10⁵ сантипуаз при температуре менее примерно 40 °С, в другом варианте реализации менее примерно 15 сантипуаз при температуре не менее примерно 70 °С, хотя вязкость расплава может быть за пределами указанных диапазонов.

[0045] В одном конкретном варианте реализации чернила разбрызгивают при низких температурах, в частности, при температурах ниже примерно 150 °С, в одном из вариантов реализации от примерно 40 °С до примерно 150 °С, в другом варианте реализации от примерно 50 °С до примерно 145 °С, и в другом варианте реализации от примерно 60 °С до примерно 120 °С, хотя температура разбрызгивания может быть за пределами указанных диапазонов.

[0046] В различных вариантах реализации композиции чернил, описанные в настоящем документе, разбрызгивают на эмульсионный слой устройства трафаретной печати. В различных вариантах реализации способ, описанный в настоящем документе, включает нанесение композиции вододиспергируемых чернил с фазовым переходом на фоточувствительную эмульсионную пленку, которая нанесена на трафаретную форму, с получением маски; где указанная композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом содержит гидрофильный воск, имеющий по меньшей мере один этоксильный фрагмент; низковязкий воск, имеющий по меньшей мере одну гидроксильную группу, при этом указанный низковязкий воск является смешиваемым с гидрофильным воском; необязательный стабилизатор, необязательный амид; и красящее вещество, при этом указанное красящее вещество выбрано для абсорбции света в области, которую необходимо блокировать; воздействие на указанную маску излучением с получением трафарета; промывание водой для удаления маски с получением фотолитографского трафарета.ПРИМЕРЫ

[0047] Следующие Примеры представлены для дополнительного определения различных особенностей данного описания. Предполагается, что указанные Примеры являются лишь иллюстративными, и они не предназначены для ограничения объема настоящего описания. Кроме того, доли и проценты выражены относительно массы, если не указано иное.

[0048] Чернила. Получили пример чернил, содержащих компоненты, указанные в Таблице 1. Чернила получили смешиванием компонентов в количествах, указанных в Таблице 1, в лабораторном стакане, оснащенном магнитной мешалкой и нагревателем, нагревая до температуры примерно 130 °С и перемешивая в течение примерно 2 часов. Затем чернила отфильтровали через фильтровальную бумагу с размером пор 1 мкм с получением требуемых чернил.

Таблица 1

Пример 1 Компонент Массовый процент Бегениловый спирт 28,28 Unithox™ 550 65,99 Черный краситель 5,33 Naugard® 445 0,4 Итого 100

[0049] Бегениловый спирт, CH₃(CH₂)₂₀CH₂OH, низковязкий воск приобрели под торговой маркой NACOL® 22-98 у компании Sasol North America Inc., Вестлэйк, штат Луизиана.

[0050] Unithox™ 550, этоксилированный гидрофильный воск формулы CH₃-(CH₂CH₂)_n-(CH₂CH₂O)_m-H, приобрели у Baker Hughes.

[0051] Черный краситель получили так, как описано в Примере 1 патента США 7294730, полное содержание которого включено в настоящий документ посредством ссылки, следующим образом. В 3-горлую круглодонную колбу объемом 2 литра, оснащенную магнитом с покрытием из TEFLON®, баней из силиконового масла, нагревательной пластиной с магнитной мешалкой и конденсатором, загрузили 1100 грамм метилизобутилкетона (приобретенного у Aldrich Chemical Co.). Начали перемешивание и добавили в колбу краситель сольвент черный 45 в форме свободной кислоты (примерно 250 грамм, 0,275 моль) формулы

[0052] Масляную баню нагревали до 120 °С в течение примерно 2 часов до полного растворения красителя. Затем добавили примерно 196,3 грамм (0,20 моль) дистеариламина (ARMEEN® 2HT, Akzo Nobel), а затем кипятили реакционную смесь с обратным холодильником в течение примерно 16 часов. Затем присоединили дистилляционную установку и отогнали растворитель с помощью азота, подаваемого через отдельное входное отверстие. После завершения дистилляции систему вакуумировали. Вакуум постепенно повышали для предотвращения пенообразования и сохраняли в течение примерно 16 часов при 120 °С. Затем колбу перенесли в печь, нагретую до 120 °С, и закрепили вверх дном, и собрали продукт. Продукт предположительно имел формулу

.

[0053] Naugard® 445 представляет собой ароматический аминный антиоксидант-стабилизатор, 4,4’-бис(α,α-диметилбензил)дифениламин, имеющийся в продаже у компании Chemtura Corporation.

[0054] Чернила имели следующие характеристики.

Таблица 2

Пример 1 Свойства чернил Массовый процент Вязкость при 110 °С 14,20 Вязкость при 125 °С 10,57 Вязкость при 130 °С 9,58 Спектральная прочность в BuOH Нефильтрованные чернила при 579 нм 1047 Нефильтрованные чернила при 381 нм 903 Фильтрованные чернила при 579 нм 1044 Фильтрованные чернила при 381 нм 904 ДСК (°C) Пиковая температура плавления 67,4 Пиковая температура замерзания 60,5

[0055] Вязкостные свойства материала определили с помощью 50-миллимитрового конического реометра AR 1000, приобретенного у компании Rheometrics Corporation, ныне TA Instruments, Inc.

[0056] ДСК: Температуру плавления измерили при помощи дифференциальной сканирующей калориметрии, используя калориметр DuPont 2100 со скоростью сканирования 10 °С/мин.

[0057] Термическую стабильность чернил испытывали нагреванием чернил в стеклянных стаканах при температуре 125 °С с последующей проверкой изменения вязкости. Результаты, представленные в Таблице 3, иллюстрируют очень хорошую термическую стабильность вязкости после нагревания в течение от 6 до 9 дней при 125 °С, что представляет собой необходимую характеристику для надежных показателей струйной печати. Вязкость указана в сантипуазах при 110 °С и 125 °С.

Таблица 3

Дни при 125 °С 0 1 2 4 5 Пример Свойства 1 Вязкость при 125 °С 10,57 10,53 10,67 10,96 11,13

[0058] Кроме того, чернила, описанные в настоящем документе, демонстрируют требуемое ньютоновское изменение вязкости при сканировании при различных частотах.

[0059] Следует понимать, что описанные выше и другие особенности и функции или их альтернативные варианты можно при желании объединить с получением многих других различных систем или применений. Кроме того, специалистами в данной области впоследствии могут быть выполнены различные непредвиденные в настоящее время или неожиданные альтернативные варианты, модификации, вариации или их улучшения, и они также подразумеваются входящими в следующую формулу изобретения. Если это специально не указано в формуле изобретения, то стадии или компоненты формулы изобретения не следует использовать или переносить из данного описания или любой другой формулы изобретения в отношении любого конкретного порядка, количества, положения, размера, формы, угла, цвета или материала.

Изобретение относится к композиции вододиспергируемых чернил с фазовым переходом. Композиция содержит гидрофильный воск, имеющий по меньшей мере один этоксильный фрагмент, низковязкий воск, имеющий по меньшей мере одну гидроксильную группу, при этом указанный низковязкий воск является смешиваемым с гидрофильным воском, необязательный стабилизатор и красящее вещество, при этом указанное красящее вещество выбрано для абсорбции света в области, которую необходимо блокировать. Описаны также брусок или гранула для струйного принтера, содержащая композицию вододиспергируемых чернил с фазовым переходом и способ получения фотолитографского трафарета с применением композиции вододиспергируемых чернил с фазовым переходом. Технический результат – обеспечение чернил с хорошей термической стабильностью вязкости после нагревания в течение от 6 до 9 дней при 125⁰С, что представляет собой необходимую характеристику для надежных показателей струйной печати. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом, содержащая:

гидрофильный воск, имеющий по меньшей мере один этоксильный фрагмент; низковязкий воск, имеющий по меньшей мере одну гидроксильную группу, при этом указанный низковязкий воск является смешиваемым с указанным гидрофильным воском; необязательный стабилизатор; и

красящее вещество, где указанное красящее вещество выбрано для абсорбции света в области, которую необходимо блокировать.

2. Композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом по п. 1, отличающаяся тем, что красящее вещество представляет собой красящее вещество, выбранное для абсорбции света в видимом диапазоне.

3. Композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом по п. 1, отличающаяся тем, что красящее вещество представляет собой красящее вещество, выбранное для абсорбции света в ультрафиолетовом диапазоне.

4. Композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом по п. 1, отличающаяся тем, что красящее вещество представляет собой черный краситель, выбранный для абсорбции света в ультрафиолетовом диапазоне.

5. Композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом по п. 1, отличающаяся тем, что гидрофильный воск выбран из группы, состоящей из этоксилированного углеводородного воска, этоксилированного спирта и их смесей и комбинаций.

6. Композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом по п. 1, отличающаяся тем, что низковязкий воск представляет собой воск, имеющий вязкость от примерно 1 до примерно 15 сантипуаз при температуре в диапазоне от примерно 80°С до примерно 120°С.

7. Композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом по п. 1, отличающаяся тем, что низковязкий воск выбран из группы, состоящей из стеарилового спирта, бегенилового спирта и их смесей и комбинаций.

8. Композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом по п. 1, отличающаяся тем, что в ней присутствует стабилизатор, который выбран из группы, состоящей из ароматического амина, стерически затрудненного амина, фенола, и их смесей и комбинаций.

9. Композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом по п. 1, отличающаяся тем, что стабилизатор представляет собой антиоксидант ароматического амина.

10. Композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом по п. 1, отличающаяся тем, что красящее вещество выбрано из группы, состоящей из красителей, пигментов и их смесей и комбинаций.

11. Композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом по п. 1, отличающаяся тем, что композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом образует ультрафиолетовую маску.

12. Брусок или гранула для струйного принтера, содержащая композицию вододиспергируемых чернил с фазовым переходом, которая содержит:

гидрофильный воск, имеющий по меньшей мере один этоксильный фрагмент;

низковязкий воск, имеющий по меньшей мере одну гидроксильную группу, при этом указанный низковязкий воск является смешиваемым с указанным гидрофильным воском;

необязательный стабилизатор, при этом указанный необязательный стабилизатор, при его наличии, выбран из группы, состоящей из ароматического амина, стерически затрудненного амина, фенола и их смесей и комбинаций; и

красящее вещество, где указанное красящее вещество выбрано для абсорбции света в области, которую необходимо блокировать.

13. Брусок или гранула для струйного принтера по п. 12, отличающаяся тем, что указанное красящее вещество представляет собой красящее вещество, выбранное для абсорбции света в видимом диапазоне или ультрафиолетовом диапазоне.

14. Брусок или гранула для струйного принтера по п. 12, отличающаяся тем, что красящее вещество представляет собой черный краситель, выбранный для абсорбции света в ультрафиолетовом диапазоне.

15. Брусок или гранула для струйного принтера по п. 12, отличающаяся тем, что гидрофильный воск выбран из группы, состоящей из этоксилированного углеводородного воска, этоксилированного спирта и их смесей и комбинаций.

16. Брусок или гранула для струйного принтера по п. 12, отличающаяся тем, что низковязкий воск выбран из группы, состоящей из стеарилового спирта, бегенилового спирта и их смесей и комбинаций.

17. Способ, включающий:

нанесение композиции вододиспергируемых чернил с фазовым переходом на фоточувствительную эмульсионную пленку, нанесенную на трафаретную форму, с получением маски;

при этом указанная композиция вододиспергируемых чернил с фазовым переходом содержит гидрофильный воск, имеющий по меньшей мере один этоксильный фрагмент; низковязкий воск, имеющий по меньшей мере одну гидроксильную группу, при этом указанный низковязкий воск является смешиваемым с гидрофильным воском; необязательный стабилизатор; и красящее вещество, при этом указанное красящее вещество выбрано для абсорбции света в области, которую необходимо блокировать;

воздействие на указанную маску излучения с получением трафарета; и

промывание водой для удаления маски с получением фотолитографского трафарета.

18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что гидрофильный воск выбран из группы, состоящей из этоксилированного углеводородного воска, этоксилированного спирта и их смесей и комбинаций.

19. Способ по п. 17, отличающийся тем, что низковязкий воск представляет собой воск, имеющий вязкость от примерно 1 до примерно 15 сантипуаз при температуре в диапазоне от примерно 80°С до примерно 120°С.