Наборы чернил для создания изображения с помощью струйного принтера
Изобретение относится к наборам чернил для создания изображения с помощью струйного принтера, включающим наборы чернил, имеющие шесть видов чернил для струйного принтера. Набор чернил содержит черные чернила, включающие первую систему органических растворителей, голубые чернила, включающие вторую систему органических растворителей, пурпурные чернила, включающие третью систему органических растворителей, и желтые чернила, включающие четвертую систему органических растворителей. При этом, по меньшей мере, две системы органических растворителей являются различными. Первая система органических растворителей включает первый органический растворитель и второй органический растворитель. Вторая и третья системы органических растворителей включают первый органический растворитель и третий органический растворитель. Четвертая система органических растворителей включает второй органический растворитель и четвертый органический растворитель. Предложенный набор красителей характеризуется совместимостью красителей и обеспечивает печатные изображения струйным принтером широкой цветовой гаммы, устойчивые к выцветанию. 4 н. и 3 з.п. ф-лы, 6 табл.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к области создания изображения с помощью струйного принтера. Конкретнее, настоящее изобретение относится к наборам чернил, составленным для обеспечения чернил с улучшенной устойчивостью к выцветанию на воздухе и светостойкостью, при этом поддерживая большой диапазон цветовой палитры, соответствующие значения цветового тона, высокую цветность и/или низкое бронзирование.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В общих чертах, чернила для струйного принтера представляют собой чернила либо на основе красителей, либо на основе пигментов. Оба вида типично приготавливают в носителе для чернил, который содержит краситель и/или пигмент. Как правило, в чернилах для струйного принтера на основе красителей используют растворимое окрашивающее вещество, которое обычно имеет водную основу для придания среде определенного цвета. Наоборот, в пигментированных чернилах для достижения цвета типично используют нерастворимое или диспергированное окрашивающее вещество.
Цветовые характеристики чернил, содержащих красители, вносят существенный вклад в качество изображения, отпечатанного на струйном принтере. Воспринимаемое качество цвета может быть охарактеризовано при использовании любой одной из нескольких систем цветового пространства, такой как CIELAB, которая хорошо известна в данной области. Что касается цветового пространства CIELAB, цвет определяют, используя три элемента L*, a*, и b*. Согласно этой системе, L* определяет светлоту цвета, и он колеблется от 0 до 100 (где 100 соответствует белому цвету). Кроме того, элементы a* и b*, вместе, определяют цветовой тон, где a* колеблется от отрицательного числа (зеленый цвет) до положительного числа (красный цвет), и b* колеблется от отрицательного числа (голубой цвет) до положительного числа (желтый цвет). Для дополнительного описания данного цвета используют дополнительные элементы, такие как h° (угол цветового тона) и С* (цветность), что известно специалистам в данной области. Отдельно взятые чернила для струйного принтера первого цвета, которые имеют хорошую цветность, палитру, угол цветового тона и светостойкость, не всегда являются оптимальными для использования с другими окрашивающими веществами. Другими словами, не только индивидуальное (отдельно взятое) окрашивающее вещество, то есть голубое, пурпурное или желтое, должно иметь приемлемые цветовые качества, но и в случае набора чернил, в котором его используют, также существенно, работают ли чернила для струйного принтера приемлемым образом. Таким образом, соответствующее использование определенных чернил вместе для применения в наборе чернил может улучшить качество изображения.
Таким образом, исследования простираются в области разработки наборов чернил, которые имеют улучшенные свойства, и которые не улучшают одно свойство при значительном растрачивании других.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Стало очевидным, что было бы желательно разработать наборы чернил, которые проявляют приемлемые устойчивость к выцветанию на воздухе, палитру, светостойкость, цветность, надежность, совместимость веществ, способность быть применимым в струйном принтере, и т.д. По существу, набор чернил может содержать черные чернила, включающие первую систему органических растворителей, голубые чернила, включающие вторую систему органических растворителей, пурпурные чернила, включающие третью систему органических растворителей, и желтые чернила, включающие четвертую систему органических растворителей. В этом варианте осуществления, по меньшей мере, две системы органических растворителей отличаются одна от другой. Первая система органических растворителей может включать первый органический растворитель и второй органический растворитель. Вторая и третья системы органических растворителей могут включать первый органический растворитель и третий органический растворитель. Четвертая система органических растворителей может включать второй органический растворитель и четвертый органический растворитель.
В еще одном варианте осуществления набор чернил для создания изображения с помощью струйного принтера может содержать черные чернила, включающие краситель, имеющий структуру Формулы I, которая следует ниже:
и, по меньшей мере, одни цветные чернила, включающие голубой краситель, пурпурный краситель или желтый краситель с Формулами II, III или IV, соответственно. Формула II красителя представляет собой следующее:
где каждую группу R независимо выбирают из группы, состоящей из Н, SO3H, SO2NH2 и SO2NH-алкил-ОН, с оговоркой, что в среднем от 2 до 6 групп R отличаются от H. Формула III красителя представляет собой комплекс Ni2+ следующей структуры:
Формула IV красителя представляет собой следующее:
В еще одном варианте осуществления, набор чернил для создания изображения с помощью струйного принтера может содержать голубые чернила, включающие первый голубой краситель, и бледные голубые чернила, включающие второй голубой краситель. Первый голубой краситель и второй голубой краситель каждый могут иметь одну и ту же общую химическую формулу:
где каждую группу R независимо выбирают из группы, состоящей из Н, SO3H, SO2NH2 и SO2NH-алкил-ОН, с оговоркой, что в среднем от 2 до 6 групп R отличаются от H. Однако первый голубой краситель может иметь в среднем от 0,25 до менее чем 1,5 групп SO2NH-алкил-ОН, и второй голубой краситель может иметь в среднем от 1,5 до 3 групп SO2NH-алкил-ОН.
В еще одном варианте осуществления набор чернил для создания изображения с помощью струйного принтера может содержать пурпурные чернила, включающие первый пурпурный краситель и второй пурпурный краситель, где первый пурпурный краситель является более насыщенным, чем второй пурпурный краситель, и где второй пурпурный краситель обеспечивает лучшую устойчивость изображения, чем первый пурпурный краситель. Набор чернил может дополнительно включать бледные пурпурные чернила, включающие второй пурпурный краситель, но не первый пурпурный краситель.
Дополнительные признаки и преимущества изобретения будут очевидны из подробного описания, которое иллюстрирует, в виде примера, признаки изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО(НЫХ) ВАРИАНТА(ОВ)
Прежде, чем будет раскрыто и описано настоящее изобретение, следует понять, что это изобретение не является ограниченным конкретными стадиями процесса и веществами, раскрываемыми в этом описании, потому что такие стадии процесса и вещества могут варьироваться до некоторой степени. Также следует понимать, что терминологию, используемую в этом описании, применяют только с целью описания конкретных вариантов осуществления. Термины не предназначены для ограничения, потому что подразумевается, что объем настоящего изобретения является ограниченным только прилагаемыми пунктами формулы изобретения и их эквивалентами.
Необходимо отметить, что используемые в этом описании и в прилагаемых пунктах формулы изобретения формы единственного числа «а», «an», и «the» включают в себя множественные объекты ссылки, если из контекста четко не следует иное.
Используемый в этом описании «носитель» определяют для включения жидких композиций, которые могут быть использованы для того, чтобы переносить окрашивающие вещества в основу (субстрат). Жидкие носители хорошо известны в данной области, и в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения может быть использован широкий ряд носителей для чернил. Такие носители для чернил могут включать смесь многих различных веществ, включая без ограничения поверхностно-активные вещества, органические растворители и сорастворители, буферные растворы, биоциды, модификаторы вязкости, комплексообразующие (связывающие) соединения, стабилизирующие вещества, противокогезионные вещества и воду. Даже не как часть жидкого носителя самого по себе, а в дополнение к окрашивающим веществам жидкий носитель может нести твердые добавки, такие как полимеры, латексы, отверждающиеся под воздействием УФ-света вещества, пластификаторы, соли и так далее.
Термин «система органических растворителей» относится к органическим растворителям, присутствующим в жидком носителе в больших, чем номинальные, количествах, например, по меньшей мере, 2 мас.%. Полагают, что поверхностно-активные вещества, биоциды, хелатирующие вещества, соли и так далее, хотя типично также присутствуют в жидком носителе, не являются частью системы растворителей.
Термин «металлсодержащий краситель» включает красители, которые имеют переходный металл, который является хелатированным, координированным, или образовавшим комплекс с молекулой красителя как неотъемлемая часть структуры красителя. Металлсодержащие красители не включают красители, которые включают только противоион металла. Например, DB199Na представляет собой медьсодержащий фталоцианиновый краситель, имеющий противоион натрия. Медьсодержащий компонент делает такой определенный краситель «металлсодержащим» красителем, в то время как противоион натрия не делает этого.
Подобным образом, термин «краситель, не содержащий металл» относится к красителям, которые не включают переходный металл, который является хелатированным, координированным или образовавшим комплекс с молекулой красителя. Так, AR52Na представляет собой натриевую соль Кислотного Красного 52, но, как полагают, не является металлсодержащим в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.
Когда ссылаются на бледные голубые чернила и бледные пурпурные чернила, термин «бледный» является сравнительным термином, где чернила сравнивают с их небледным аналогом. Например, бледный пурпурный краситель будет иметь более высокое значение L*, чем пурпурные чернила, с которыми сравнивают. Подобным образом, бледные голубые чернила также будут иметь более высокое значение L*, чем голубые чернила, с которыми сравнивают. Другие значения цветового пространства L*a*b* необязательно также могут отличаться, хотя это не является необходимым.
Термин «приблизительно», когда ссылаются на численное значение или диапазон, предназначен для охватывания значений, получающихся в результате экспериментальной ошибки, которая может возникнуть при осуществлении замеров.
Численные значения, такие как соотношения, концентрации, количества, молекулярные размеры и так далее, могут быть представлены в этом описании в формате диапазона. Следует понимать, что такой формат диапазона используют только для удобства и краткости, и следует интерпретировать гибко для того, чтобы включать не только численные значения, явно изложенные как пределы диапазона, но также включать все отдельные численные значения или поддиапазоны, заключенные в пределах этого диапазона, как будто каждое численное значение и каждый поддиапазон являются явно перечисленными. Например, диапазон масс от приблизительно 1 мас.% до приблизительно 20 мас.% следует толковать как включение не только явно изложенных пределов концентрации от 1 мас.% до приблизительно 20 мас.%, но также и как включение отдельных концентраций, таких как 2 мас.%, 3 мас.%, 4 мас.%, и поддиапазонов, таких как 5 мас.% - 15 мас.%, 10 мас.% - 20 мас.% и так далее.
Имея в виду это обстоятельство, настоящее изобретение относится к области создания изображения с помощью струйных принтеров. Более конкретно, настоящее изобретение относится к наборам чернил на основе красителей для применения в струйных принтерах. Такие наборы чернил типично включают от трех до восьми видов чернил, и каждые чернила могут включать один или более красителей. Каждый из красителей, используемых в наборах чернил, описывают в этом документе отдельно, хотя понятно, что эти красители представлены в этом описании главным образом в контексте их присутствия в чернилах для струйных принтеров, и в контексте соответственных наборов чернил с ними. Кроме того, когда ссылаются на чернила или на определенные по цвету чернила для струйного принтера, полагают, что красители подмешивают к жидкому носителю до образования соответственных чернил. Для приготовления наборов чернил, отдельные красители или смеси красителей набора красителей могут быть включены в одном или в нескольких типах жидких носителей. Другими словами, каждый краситель или смесь красителей набора красителей может присутствовать в одном и том же или в подобном типе жидкого носителя, или каждый краситель или пара красителей может присутствовать в явно отличающихся жидких носителях, которые имеют специфический состав.
Как правило, наборы чернил, описываемые в этом документе, могут включать отдельно взятые красители, которые обеспечивают долгосрочную надежность чернил для струйного принтера. Вследствие эффективной надежности некоторых красителей в некоторых жидких носителях в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, такие чернила являются подходящими для применения во внеосевых принтерах (off-axis printers). Поскольку внеосевые принтеры имеют постоянную печатающую головку для струйной печати, а заменяют только резервуар с чернилами, существует необходимость обеспечить долгосрочную надежность печатающей головки. Так, выбор красителей и соотнесенных жидких носителей может быть существенным в достижении этой цели. Кроме того, также желательно обеспечить чернила, которые могут быть применены для печатания более прочных изображений, которые являются устойчивыми как к выцветанию на воздухе, так и к выцветанию на свету. Наборы чернил настоящего изобретения обеспечивают хороший баланс между хорошим качеством фотоизображения на специальных фотобумагах, например, набухаемых, и на неорганических пористых средах, а также хорошим качеством изображения при печатании на обыкновенной бумаге.
В соответствии с этим, в одном варианте осуществления, набор чернил содержит черные чернила, включающие первую систему органических растворителей, голубые чернила, включающие вторую систему органических растворителей, пурпурные чернила, включающие третью систему органических растворителей, и желтые чернила, включающие четвертую систему органических растворителей. В этом варианте осуществления, по меньшей мере, две системы органических растворителей являются различными. Первая система органических растворителей может включать первый органический растворитель и второй органический растворитель. Вторая и третья системы органических растворителей могут включать первый органический растворитель и третий органический растворитель. Четвертая система органических растворителей может включать второй органический растворитель и четвертый органический растворитель.
В дополнительных подробно изложенных особенностях настоящего изобретения, черные чернила не включают, по меньшей мере, один растворитель: третий органический растворитель или четвертый органический растворитель. Альтернативно или дополнительно, по меньшей мере, одни чернила: голубые чернила или пурпурные чернила не включают, по меньшей мере, один растворитель: второй органический раствортель или четвертый органический растворитель. Кроме того, в еще одном варианте осуществления, желтые чернила не включают, по меньшей мере, один растворитель: первый органический растворитель или третий органический растворитель. Что касается систем растворителей, которые отличаются одна от другой, любые два вида чернил могут иметь различные системы растворителей. Например, система растворителей желтых чернил может отличаться от системы растворителей голубых чернил или пурпурных чернил.
Альтернативно, система растворителей черных чернил может отличаться от системы растворителей голубых чернил, пурпурных чернил или желтых чернил. Более того, все эти системы растворителей могут отличаться одна от другой, или могут отличаться все, за исключением (систем растворителей) голубых чернил и пурпурных чернил.
В еще одной особенности настоящего изобретения набор чернил может иметь дополнительные чернила, кроме голубых, пурпурных, желтых и черных. Например, для применения могут быть выбраны другие окрашивающие вещества, или могут быть получены вариации этих окрашивающих веществ. Так, в одном варианте осуществления, набор чернил может дополнительно содержать бледные голубые чернила и/или бледные пурпурные чернила. В этом варианте осуществления, для простоты, каждые из этих видов чернил могут включать, по меньшей мере, один из растворителей: первый органический растворитель или третий органический растворитель. Такие системы растворителей являются полезными в нереагирующих системах чернил, то есть системах, где черные чернила, голубые чернила, пурпурные чернила и желтые чернила не реагируют друг с другом.
В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения первый органический растворитель может представлять собой 1-(2-гидроксиэтил)-2-пирролидинон, второй органический растворитель может представлять собой 2-пирролидинон, третий органический растворитель может представлять собой 2-метил-1,3-пропандиол, и/или четвертый органический растворитель может быть выбран из группы, состоящей из тетраэтиленгликоля, этилгидроксипропандиола и их смесей. Эти растворители также могут быть переставлены в соответствии с их присутствием в трех или четырех (или более) чернилах набора чернил.
В некоторых вариантах осуществления, некоторые наборы чернил также являются эффективными для применения с некоторыми определенными красителями как таковыми. Следовательно, понятно, что некоторые определенные красители, описываемые в этом документе, могут быть использованы с набором чернил, описываемым в этом варианте осуществления, хотя применение таких красителей не является обязательным.
В еще одном варианте осуществления, набор чернил для создания изображения с помощью струйного принтера может содержать черные чернила, включающие черный краситель, имеющий структуру Формулы I, которая следует ниже:
Этот набор чернил также включает, по меньшей мере, одни цветные чернила, включающие голубой краситель, пурпурный краситель или желтый краситель с Формулами II, III, или IV, соответственно. Голубой краситель может иметь структуру Формулы II, которая следует ниже:
где каждую группу R независимо выбирают из группы, состоящей из Н, SO3H, SO2NH2 и SO2NH-алкил-ОН, с оговоркой, что в среднем от 2 до 6 групп R отличаются от Н. В этом конкретном варианте осуществления нет конкретного ограничения в том, сколько в среднем присутствует групп SO3H, SO2NH2 и SO2NH-алкил-ОН, при условии, что среднее количество всех групп составляет от 2 до 6. Пурпурный краситель может представлять собой комплекс Ni2+ и структуры Формулы III, которая следует ниже:
Желтый краситель может иметь структуру Формулы IV, которая следует ниже:
В этом варианте осуществления и в других вариантах осуществления, в которых используют черный краситель, представленный Формулой I выше, примечателен тот факт, что этот черный краситель является полезным для применения в наборах красителей с полным набором цветов, и, также обеспечивает отличные характеристики печати текста черного цвета. Кроме того, такой черный краситель имеет отличную оптическую плотность на обыкновенной бумаге и на средах для фотопечати, таких как среды с неорганическим пористым покрытием и набухаемые среды, и может быть составлен в некоторых жидких носителях для обеспечения черного текста качества лазерной печати. В этом варианте осуществления существуют также вариации, которые могут быть осуществлены на практике в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Например, даже если в наборе чернил требуется только два вида чернил, набор чернил может включать три вида чернил, четыре вида чернил, пять видов чернил, шесть видов чернил, и так далее. В наборах чернил, включающих шесть видов чернил, отдельные чернила могут представлять собой черные чернила, голубые чернила, бледные голубые чернила, пурпурные чернила, бледные пурпурные чернила и желтые чернила, где одни из этих цветных чернил включают краситель с Формулами II-IV.
В других вариантах осуществления пурпурные чернила и бледные пурпурные чернила, и/или голубые чернила и бледные голубые чернила могут иметь различные координаты L*, a* и b*. Голубые чернила и бледные голубые чернила, и/или пурпурные чернила и бледные пурпурные чернила также могут быть приготовлены при использовании различных красителей. Различные красители могут быть использованы для получения различных значений цветового пространства для одной, двух или трех из координат L*a*b*.
В еще одном варианте осуществления набор чернил для создания изображения с помощью струйного принтера может содержать голубые чернила, включающие первый голубой краситель и бледные голубые чернила, включающие второй голубой краситель. Первый голубой краситель и второй голубой краситель, каждый, могут иметь одинаковую общую химическую формулу:
В Формуле II выше, краситель включает центральный фрагмент из фталоцианина меди (II). Что касается как первого голубого красителя, так и второго голубого красителя, то именно выбор группы R определяет различие между двумя определенными красителями, раскрываемыми в этом описании. Относительно обоих красителей, каждую группу R независимо выбирают из группы, состоящей из Н, SO3H, SO2NH2 и SO2NH-алкил-OH, с оговоркой, что в среднем от 2 до 6 групп R отличаются от Н. Однако, что касается первого голубого красителя, то имеет место в среднем от 0,25 до менее, чем 1,5 групп SO2NH-алкил-OH, и, что касается второго голубого красителя, то имеет место в среднем от 1,5 до 3 групп SO2NH-алкил-OH. Примечателен тот факт, что относительно этого конкретного варианта осуществления, где набор чернил включает два вида различных голубых чернил одной и той же общей химической формулы, в отличие от предыдущего варианта осуществления, в котором используют краситель Формулы (II) в более общем виде, группа SO2NH-алкил-OH для каждого из красителей: для первого голубого красителя и второго голубого красителя, присутствует в среднем в количестве, попадающем в диапазон, который не перекрывается. Под «алкилом» подразумевают низший алкил, имеющий от 1 до 4 атомов углерода.
Что касается более подробного рассмотрения первого голубого красителя, а именно пендантных групп относительно фталоцианинового центрального фрагмента, в одном варианте осуществления, то может иметь место в среднем от 1 до 4 групп SO3H, являющихся функциональными в красителе, в среднем от 0,25 до 2 групп SO2NH2, являющихся функциональными в красителе, и в среднем от 0,25 до менее, чем 1,5 групп SO2NH-алкил-ОН, являющихся функциональными в красителе. В одном варианте осуществления могут присутствовать в среднем приблизительно всего четыре группы R, отличающиеся от Н. Для указания одного определенного красителя, который является полезным для применения в качестве первого голубого красителя, приводят пендантные группы относительно фталоцианинового центрального фрагмента: может иметь место в среднем приблизительно 1,8 групп SO3H, являющихся функциональными в красителе, в среднем приблизительно 1 группа SO2NH2, являющаяся функциональной в красителе, и/или в среднем приблизительно 1,2 групп SO2NH-алкил-ОН, являющихся функциональными в красителе. В этом конкретном примере алкильная группа группы SO2NH-алкил-ОН может представлять собой этил.
Что касается более подробного рассмотрения второго голубого красителя, а именно пендантных групп относительно фталоцианинового центрального фрагмента, в одном варианте осуществления, то может иметь место в среднем от 0,25 до 2 групп SO3H, являющихся функциональными в красителе, в среднем от 0,25 до 2,5 групп SO2NH2, являющихся функциональными в красителе, и в среднем от 1,5 до 3 групп SO2NH-алкил-ОН, являющихся функциональными в центральном фрагменте фталоцианинового красителя. В одном варианте осуществления могут присутствовать в среднем приблизительно всего четыре группы R, отличающиеся от Н. Для указания одного определенного красителя, который является полезным для применения в качестве второго голубого красителя, приводят пендантные группы относительно фталоцианинового центрального фрагмента: может иметь место в среднем приблизительно 1 группа SO3H, являющаяся функциональной в красителе, в среднем приблизительно 1,2 групп SO2NH2, являющихся функциональными в красителе, и/или в среднем приблизительно 1,8 групп SO2NH-алкил-ОН, являющихся функциональными в красителе. В этом конкретном примере, алкильная группа группы SO2NH-алкил-ОН может представлять собой этил.
В каждом из вышеприведенных вариантов осуществления особое значение придают среднему количеству пендантных групп, присоединенных к каждому центральному фрагменту фталоцианина. Под термином «в среднем», подразумевают, что общее количество любой данной пендантной группы в партии или в порции красителя будет составлять значение в пределах установленного среднего численного диапазона. Например, диапазон количества пендантных групп 0,5-1 означает, что некоторые молекулы порции красителя могут быть лишены такой пендантной группы, а другие могут содержать 1 или более таких пендантных групп. Таким образом, одна порция красителя может иметь среднее значение 0,5, а другая порция красителя может иметь среднее значение 1, и обе порции могут попадать в указанный диапазон. Примечателен тот факт, что, относительно группы SO2NH-алкил-ОН для первого голубого красителя и второго голубого красителя, средние диапазоны не перекрываются в этом варианте осуществления набора определенных красителей.
Голубые чернила (различные) Формулы (II), при включении в чернила для струйного принтера, обеспечивают отличную устойчивость к выцветанию на воздухе и к выцветанию на свету, при этом минимизируя бронзирование. Бронзирование представляет собой металлический блеск, который может возникать в любой отпечатанной зоне печати, полученной с помощью струйного принтера, но особенно возникает в местах черной, голубой и/или синей печати. Кроме того, этот краситель является эффективным для применения на набухаемых средах, неорганических пористых средах, на обыкновенной бумаге и на других субстратах. Достижение как устойчивости к выцветанию на воздухе, так и устойчивости к бронзированию в это же время является трудным. Вообще, молекулы красителей с большей устойчивостью к выцветанию имеют тенденцию к бронзированию в большей степени. Было обнаружено, что соотношение функциональных групп, то есть групп R, а также загрузка красителей, могут воздействовать на бронзирование. Таким образом, тщательно выбирая эти параметры, можно улучшить качество и долговечность изображения.
Этот вариант осуществления также может включать такие же вариации, как другие варианты осуществления, описываемые в этом документе. Однако в этом варианте осуществления, в частности, концентрация первого голубого красителя в первых голубых чернилах может составлять от 1 мас.% до 6 мас.%, и/или концентрация второго голубого красителя во вторых голубых чернилах составляет от 0,5 мас.% до 4 мас.%. Вновь, такой набор чернил может дополнительно включать черные чернила, пурпурные чернила, бледные пурпурные чернила и желтые чернила, что делает набор чернил, имеющий шесть видов чернил.
В еще одном варианте осуществления набор чернил для создания изображения с помощью струйного принтера может содержать пурпурные чернила, включающие первый пурпурный краситель и второй пурпурный краситель, где первый пурпурный краситель является более насыщенным, чем второй пурпурный краситель, и где второй пурпурный краситель обеспечивает большую устойчивость изображения, чем первый пурпурный краситель. Набор чернил может дополнительно включать бледные пурпурные чернила, включающие второй пурпурный краситель, а не первый пурпурный краситель.
В еще одной подробной особенности набор чернил может содержать пару пурпурных красителей для составления пурпурных чернил и бледных пурпурных чернил. В этом варианте осуществления оба красителя из пары пурпурных красителей используют для составления пурпурных чернил для струйного принтера, и только один краситель из пары пурпурных красителей используют для составления бледных пурпурных чернил. В одном варианте осуществления, пара пурпурных красителей может включать азо-краситель, содержащий переходный металл, например, комплекс Ni2+ c красителем Формулы III, который показан ниже:
и/или краситель, не содержащий металл, например, AR52Na.
Координируя выбор красителей для пурпурных чернил и бледных пурпурных чернил, эти два вида чернил могут быть составлены так, чтобы чернила имели различные координаты L*, a* и b*. В одном конкретном варианте осуществления, первый пурпурный краситель может быть более насыщенным красителем из не содержащего металл ксантенового семейства красителей. Один пример такого красителя представляет собой Кислотный Красный 52. Второй пурпурный краситель может представлять собой азо-краситель, содержащий переходный металл, такой как краситель Формулы III. Относительно этих красителей и других пурпурных красителей, концентрация первого пурпурного красителя в первых пурпурных чернилах может составлять от 0,2 мас.% до 1 мас.%, концентрация второго пурпурного красителя в первых пурпурных чернилах может составлять от 1 мас.% до 6 мас.%, и концентрация второго пурпурного красителя в бледных пурпурных чернилах может составлять от 0,5 мас.% до 4 мас.%.
Для получения цвета отличного качества, типично, могут быть выбраны светлые красители для использования в пурпурных чернилах для струйного принтера. Однако светлые красители часто имеют слабую светостойкость. В соответствии с одним характерным вариантом осуществления, относящимся к набору пурпурных чернил, описываемых в этом документе, эта проблема может быть решена путем тщательного смешения красителя Формулы III со вторым типом красителя, таким как не содержащий металл ксантеновый краситель. Например, AR52 (ксантен), который представляет собой очень светлый краситель, может быть использован для обеспечения яркого цвета пурпурным чернилам, а краситель Формулы III может быть использован для обеспечения улучшенной устойчивости изображения. Что касается бледных пурпурных видов чернил, поскольку светлый или яркий цвет не является столь необходимым, бледные пурпурные чернила для струйного принтера могут быть составлены при использовании, например, только красителя Формулы III.
Наборы красителей настоящего изобретения также типично включают желтый краситель. Желтый краситель, в одном варианте осуществления, может иметь структуру, показанную Формулой IV, которая следует ниже:
Как описано, наборы чернил настоящего изобретения могут быть в виде наборов трех видов чернил, пяти видов чернил, шести видов чернил и так далее. Конкретнее, наборы чернил, содержащие два, три, четыре, пять или шесть видов чернил, являются распространенными в этой индустрии, а наборы голубых-пурпурных-желтых-черных чернил, описываемые в этом документе, могут быть внедрены в такую систему, которая известна в данной области.
Наборы чернил настоящего изобретения могут быть составлены с различными концентрациями красителей, которые могут варьироваться в зависимости от типа чернил, которые должны быть составлены. Например, большая загрузка красителя (более высокая концентрация красителя) может иметь место в голубых и пурпурных чернилах по сравнению с бледными голубыми и бледными пурпурными чернилами, соответственно. В зависимости от выбранных определенных красителей и/или компонентов носителей, могут быть использованы более общие диапазоны, чем диапазоны, перечисленные ранее. Как правило, для большинства видов голубых и пурпурных чернил, концентрация красителя, например, может составлять от приблизительно 0,1 мас.% до приблизительно 10 мас.%. Для бледных голубых и бледных пурпурных видов чернил концентрация красителя может составлять от приблизительно 0,1 мас.% до приблизительно 6 мас.%. Что касается черных чернил для струйного принтера, концентрация черного красителя может составлять от приблизительно 0,1 мас.% до приблизительно 10 мас.%, и, что касается желтых чернил для струйного принтера, концентрация желтого красителя может составлять от приблизительно 0,1 мас.% до приблизительно 10 мас.%.
Наборы чернил настоящего изобретения могут быть применены в коммерчески доступных струйных принтерах, таких как DESKJET™ или PHOTOSMART™ и других подобных принтерах, произведенных в компании Hewlett-Packard Company. Примечателен тот факт, что эти чернила приемлемы для применения как в термографических струйных чернильных принтерах, так и в пьезоэлектрических струйных принтерах. Также они могут быть использованы во внеосевых принтерах (off-axis printers), которые имеют большой спрос в связи с поддерживанием надежных чернил с низкой долей загрязнения. Кроме того, такие наборы чернил могут производить точные (реалистичные) цвета на различных средах, включая среды без покрытий, среды с глиняным покрытием, неорганические среды с пористым покрытием, например, среды на основе диоксида кремния и оксида алюминия, и органические набухаемые среды, например, среды с желатиновым покрытием, каждый с улучшенными светостойкостью, палитрой и другими улучшениями качества печати.
Как упоминалось, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, чернила каждого цвета или черного цвета набора чернил, а именно: черного цвета, голубого цвета, пурпурного цвета и желтого цвета (и необязательно, бледного голубого цвета и бледного пурпурного цвета), могут включать от одного до нескольких красителей в одних чернилах, где каждые имеют более одной загрузки красителя. То есть может быть один или более контейнер(ов) для чернил, заменяемых для каждого цвета чернил, где в каждом контейнере находятся чернила, которые могут иметь различную загрузку красителей, различные красители, различные компоненты носителей, различные количества компонентов носителей и так далее. Например, может быть два контейнера для пурпурных чернил, где каждый содержит чернила с различной загрузкой красителей и/или с различными пурпурными красителями.
Типичный состав жидкого носителя, который может быть использован в наборе красителей настоящего изобретения, может включать один или более органический(х) сорастворитель(ей), присутствующих в целом при концентрации от 5,0% до 50,0% по массе, и одно или более, неионогенное(ых), катионное(ых), и/или анионное(ых) поверхностно-активное(ых) веществ(о), присутствующее(их) при концентрации от 0,01% до 10,0% по массе. Остаток состава может представлять собой очищенную воду или другие компоненты носителя известные в данной области, такие как биоциды, модификаторы вязкости, pH-регулирующие вещества, комплексообразующие (связывающие) соединения, консерванты, противокогезионные вещества, вещества, контролирующие расплывание, осушивающие вещества, вещества, повышающие способность быть применимым в струйном принтере, и тому подобное.
Классы сорастворителей, которые могут быть использованы, могут включать алифатические спирты, ароматические спирты, диолы, гликолевые простые эфиры, полигликолевые простые эфиры, капролактамы, формамиды, ацетамиды и спирты с длинной цепью. Примеры таких соединений включают первичные алифатические спирты, вторичные алифатические спирты, 1,2-спирты, 1,3-спирты, 1,5-спирты, алкиловые эфиры этиленгликоля, алкиловые эфиры пропиленгликоля, высшие гомологи алкиловых эфиров полиэтиленгликоля, N-алкилкапролактамы, незамещенные капролактамы, как замещенные, так и незамещенные формамиды, как замещенные, так и незамещенные ацетамиды, и тому подобное. Конкретные примеры растворителей, которые могут быть использованы, включают 2-пирролидинон, производные 2-пирролидинона, включающие 1-(2-гидроксиэтил)-2-пирролидинон, 2-метил-1,3-пропандиол, тетраэтиленгликоль и этилгидроксипропандиол (EHPD), и приведены, чтобы назвать несколько.
Одно или более из многих поверхностно-активных веществ, которые также могут быть использованы, известны специалистам в области подбора составов чернил и могут представлять собой алкил-полиэтиленоксиды, алкил-фенил-полиэтиленоксиды, блоксополимеры полиэтиленоксидов, ацетиленовые полиэтиленоксиды, сложные диэфиры полиэтиленоксидов, полиэтиленоксидамины, протонированные полиэтиленоксидамины, протонированные полиэтиленоксидамиды, диметиконовые сополиолы, замещенные аминоксиды и тому подобное. Конкретные примеры предпочтительных поверхностно-активных веществ для использования включают SOLSPERSE, TERGITOL, DOWFAX и тому подобное. Количество поверхностно-активного вещества, добавляемое в состав этого изобретения, может колебаться в диапазоне от 0,01% до 10,0% по массе.
В соответствии с составом этого изобретения, различные другие добавки могут быть применены для оптимизирования свойств композиции чернил для конкретных/специальных применений. Примерами таких добавок являются добавки, вводимые для ингибирования роста вредных микроорганизмов. Такие добавки могут представлять собой биоциды, фунгициды и другие противомикробные вещества, которые в плановом порядке используют в чернильных составах. Примеры подходящих противомикробных веществ включают NUOSEPT, UCARCIDE, VANCIDE, PROXEL и их комбинации, но не ограничиваются этим.
Комплексообразующие (связывающие) соединения, такие как EDTA (этилендиаминтетрауксусная кислота), могут быть включены для устранения отрицательных воздействиий примесей металлов. Такие комплексообразующие соединения типично составляют от 0 мас.% до 2 мас.% композиций чернил для струйного принтера. Также могут присутствовать модификаторы вязкости, а также другие добавки, известные специалистам в данной области для варьирования свойств чернил по желанию. Такие добавки могут присутствовать в композициях чернил для струйного принтера при концентрации от 0% до 20 мас.%.
Различные вещества, оказывающие буферное действие, или вещества, регулирующие pH, также необязательно могут быть использованы в композициях чернил для струйных принтеров настоящего изобретения. Типичные вещества, регулирующие pH, включают растворы таких pH-регулирующих веществ, как гидроксиды щелочных металлов и амины, такие как гидроксид лития, гидроксид натрия, гидроксид калия; лимонная кислота; амины, такие как триэтаноламин, диэтаноламин и диметилэтаноламин; хлористоводородная кислота; и другие основные и кислотные компоненты. Если используют, то вещества, регулирующие рН, типично составляют менее чем приблизительно 10 мас.% от композиции чернил для струйного принтера. Подобным образом, вещества, оказывающие буферное действие, такие как TRIS, MOPS, лимонная кислота, уксусная кислота, MES и так далее, могут быть использованы, но не ограничены этим. Если используют, то вещества, оказывающие буферное действие, типично составляют менее чем приблизительно 3 мас.% от композиции чернил для струйного принтера и, как правило, от приблизительно 0,01 мас.% до 2 мас.%, наиболее распространенно, от 0,2 мас.% до 0,5 мас.%. Кроме того, противокогезионные вещества, которые могут быть использованы, включают фосфат лития, фосфат натрия, сложные эфиры фосфорной кислоты и (алкоксилатов) жирных спиртов, и тому подобное, в количествах от приблизительно 0,01 мас.% до 5 мас.%.
ПРИМЕРЫ
Следующие примеры иллюстрируют варианты осуществления изобретения, которые в настоящий момент наиболее известны. Однако следует понимать, что следующее представляет собой только типичный образец или иллюстрацию применения принципов настоящего изобретения. Многочисленные модификации и альтернативные композиции, способы и системы могут быть разработаны специалистами в данной области, не выходя за пределы существа и объема настоящего изобретения. Прилагаемые пункты формулы изобретения, как подразумевают, охватывают такие модификации и видоизменения. Таким образом, в то время как выше настоящее изобретение было описано в подробностях, следующие примеры обеспечивают дополнительные детали в отношении того, какие варианты осуществления изобретения, как полагают в настоящий момент, являются наиболее целесообразными и предпочтительными.
Пример 1 - Набор чернил
Набор чернил из шести видов чернил может быть приготовлен в соответствии с Таблицами 1-6, или альтернативно, набор чернил из четырех видов чернил может быть приготовлен в соответствии с Таблицами 1-4.
| Таблица 1 | |
| Черные Чернила | |
| Компонент | Количество |
| 1-(2-гидроксиэтил)-2-пирролидинон | 5-20 мас.% |
| 2-пирролидинон | 5-20 мас.% |
| Поверхностно-активное вещество Solsperse (Avecia) | 0,25 мас.% |
| Li-фосфат | 0,1 мас.% |
| Этилендиаминтетрауксусная кислота (ди-натриевая соль) | 0,1 мас.% |
| 4-морфолин-пропан-сульфокислота (свободная кислота) | 0,2 мас.% |
| Proxel GXL (Avecia) | 0,1 мас.% |
| Краситель Формулы I | 2-5 мас.% |
| Заданное значение рН | 7-7,5 |
| Таблица 2 | |
| Голубые Чернила | |
| Компонент | Количество |
| 1-(2-гидроксиэтил)-2-пирролидинон | 5-20 мас.% |
| 2-метил-1,3-пропандиол | 5-9,8 мас.% |
| Этоксилированное поверхностно-активное вещество | 0,75-3,25 мас.% |
| Анионный алкилдифенилоксид-дисульфонат | 0,3-9 мас.% |
| Фосфат натрия додекагидрат | 0,167 мас.% |
| Этилендиаминтетрауксусная кислота (ди-натриевая соль) | 0,1 мас.% |
| Трис(гидроксиметил)аминометан | 0,2 мас.% |
| Proxel GXL (Avecia) | 0,1 мас.% |
| Краситель Формулы II1 | 1-5 мас.% |
| Заданное значение pH | 8-8,5 |
| 1Среднее количество групп SO2NHCH2CH2OH составляет 1,2 |
| Таблица 3 | |
| Пурпурные Чернила | |
| Компоненты | Количество |
| 1-(2-гидроксиэтил)-2-пирролидинон | 5-20 мас.% |
| 2-метил-1,3-пропандиол | 5-9,8 мас.% |
| Этоксилированное поверхностно-активное вещество | 0,75-3,25 мас.% |
| Анионный алкилдифенилоксид-дисульфонат | 0,3-9 мас.% |
| Этилендиаминтетрауксусная кислота (ди-натриевая соль) | 0,75 мас.% |
| Трис(гидроксиметил)аминометан | 0,2 мас.% |
| Proxel GXL (Avecia) | 0,1 мас.% |
| Краситель Формулы III | 1-5 мас.% |
| Краситель AR52-Na | 0,2-1 мас.% |
| Заданное значение pH | 8-8,5 |
| Таблица 4 | |
| Желтые Чернила | |
| Компоненты | Количество |
| 2-пирролидинон | 5-10 мас.% |
| Тетраэтиленгликоль | 3-9 мас.% |
| Этилгидроксипропандиол (EHPD) | 3-9 мас.% |
| Этоксилированное поверхностно-активное вещество | 0,75-3,25 мас.% |
| Анионный алкилдифенилоксид-дисульфонат | 0,3-9 мас.% |
| Этилендиаминтетрауксусная кислота (ди-натриевая соль) | 0,1 мас.% |
| 4-морфолин-пропан-сульфокислота (свободная кислота) | 0,2 мас.% |
| Proxel GXL (Avecia) | 0,1 мас.% |
| Краситель Формулы IV | 2-5 мас.% |
| Заданное значение pH | 7-7,5 |
| Таблица 5 | |
| Бледные Голубые Чернила | |
| Компонент | Количество |
| 1-(2-гидроксиэтил)-2-пирролидинон | 5-20 мас.% |
| 2-метил-1,3-пропандиол | 5-9,8 мас.% |
| Этоксилированное поверхностно-активное вещество | 0,75-3,25 мас.% |
| Анионный алкилдифенилоксид-дисульфонат | 0,3-9 мас.% |
| Сложный эфир фосфорной кислоты и (алкоксилата) жирного спирта | 0,4 мас.% |
| Этилендиаминтетрауксусная кислота (ди-натриевая соль) | 0,1 мас.% |
| Трис(гидроксиметил)аминометан | 0,2 мас.% |
| Proxel GXL (Avecia) | 0,1 мас.% |
| Краситель Формулы II2 | 0,5-4 мас.% |
| Заданное значение pH | 8-8,5 |
| 2Среднее количество групп SO2NHCH2CH2OH составляет 1,8 |
| Таблица 6 | |
| Бледные Пурпурные Чернила | |
| Компонент | Количество |
| 1-(2-гидроксиэтил)-2-пирролидинон | 5-20 мас.% |
| 2-метил-1,3-пропандиол | 5-9,8 мас.% |
| Этоксилированное поверхностно-активное вещество | 0,75-3,25 мас.% |
| Анионный алкилдифенилоксид-дисульфонат | 0,3-9 мас.% |
| Трис(гидроксиметил)аминометан | 0,2 мас.% |
| Proxel GXL (Avecia) | 0,1 мас.% |
| Краситель Формулы III | 0,5-4 мас.% |
| Заданное значение pH | 8-8,5 |
Несмотря на то что изобретение было описано со ссылкой на некоторые предпочтительные варианты осуществления, специалистам в данной области будет понятно, что различные модификации, изменения, исключения и замещения могут быть сделаны, не выходя за пределы сущности изобретения. Например, несмотря на то, что для использования в Примере 1 показаны определенные носители, другие носители также могут быть использованы. Следовательно, подразумевается, что изобретение ограничено только объемом следующих пунктов формулы изобретения.
1. Набор чернил для создания изображения с помощью струйного принтера, содержащий:
(a) черные чернила, включающие первую систему органических растворителей, где упомянутая первая система органических растворителей включает 1-(2-гидроксиэтил)-2-пирролидинон в количестве от 5 до 20 мас.% и 2-пирролидинон в количестве от 5 до 20 мас.%;
(b) голубые чернила, включающие вторую систему органических растворителей, где упомянутая вторая система органических растворителей включает 1-(2-гидроксиэтил)-2-пирролидинон в количестве от 5 до 20 мас.% и 2-метил-1,3-пропандиол в количестве от 5 до 9,8 мас.%;
(c) пурпурные чернила, включающие третью систему органических растворителей, где упомянутая третья система органических растворителей включает 1-(2-гидроксиэтил)-2-пирролидинон в количестве от 5 до 20 мас.% и 2-метил-1,3-пропандиол в количестве от 5 до 9,8 мас.%; и
(а) желтые чернила, включающие четвертую систему органических растворителей, где упомянутая четвертая система органических растворителей включает 2-пирролидинон в количестве от 5 мас.% до 20 мас.% и органический растворитель, выбранный из группы, включающей тетраэтиленгликоль, этилгидроксипропандиол и их смеси, в количестве от 3 до 9 мас.%,
где, по меньшей мере, две системы органических растворителей являются различными.
2. Набор чернил для создания изображения с помощью струйного принтера, содержащий:
(a) черные чернила, включающие первую систему органических растворителей, где упомянутая первая система органических растворителей включает 1-(2-гидроксиэтил)-2-пирролидинон в количестве от 5 до 20 мас.% и 2-пирролидинон в количестве от 5 до 20 мас.%;
(b) голубые чернила, включающие вторую систему органических растворителей, где упомянутая вторая система органических растворителей включает 1-(2-гидроксиэтил)-2-пирролидинон в количестве от 5 до 20 мас.% и 2-метил-1,3-пропандиол в количестве от 5 до 9,8 мас.%;
(c) пурпурные чернила, включающие третью систему органических растворителей, где упомянутая третья система органических растворителей включает 1-(2-гидроксиэтил)-2-пирролидинон в количестве от 5 до 20 мас.% и 2-метил-1,3-пропандиол в количестве от 5 до 9,8 мас.%; и
(d) желтые чернила, включающие четвертую систему органических растворителей, где упомянутая четвертая система органических растворителей включает 2-пирролидинон в количестве от 5 до 20 мас.% и органический растворитель, выбранный из группы, включающей тетраэтиленгликоль, этилгидроксипропандиол и их смеси, в количестве от 3 до 9 мас.%,
и дополнительно (e) бледные голубые чернила и (f) бледные пурпурные чернила, где каждый из (e) и (f) включает, по меньшей мере, один из органических растворителей: 1-(2-гидроксиэтил)-2-пирролидинон в количестве от 5 до 20 мас.% или 2-метил-1,3-пропандиол в количестве от 5 до 9,8 мас.%.
3. Набор чернил по п.1 или 2, где как тетраэтиленгликоль, так и этилгидроксипропандиол, присутствуют в желтых чернилах.
4. Набор чернил по п.1 или 2, где черные чернила, голубые чернила, пурпурные чернила и желтые чернила не реагируют друг с другом.
5. Набор чернил для создания изображения с помощью струйного принтера, содержащий:
(a) голубые чернила, включающие первый голубой краситель; и
(b) бледные голубые чернила, включающие второй голубой краситель,
где вышеупомянутый первый голубой краситель и вышеупомянутый второй голубой краситель, каждый, имеют одинаковую общую химическую формулу
где каждую группу R независимо выбирают из группы, состоящей из H, SO3H, SO3NH2 и SO2NH-алкил-OH, с оговоркой, что в среднем от 2 до 6 групп R отличаются от Н, где вышеупомянутый первый голубой краситель имеет в среднем от 0,25 до менее, чем 1,5 групп SO2NH-алкил-OH, и вышеупомянутый второй голубой краситель имеет в среднем от 1,5 до 3 групп SO2NH-алкил-OH;
или набор чернил содержит чернила (a) и (b), а также черные чернила, пурпурные чернила, бледные пурпурные чернила и желтые чернила.
6. Набор чернил для создания изображения с помощью струйного принтера, содержащий:
(а) пурпурные чернила, включающие первый пурпурный краситель и второй пурпурный краситель, где первый пурпурный краситель представляет собой Кислотный Красный 52 и присутствует в концентрации от 0,2 до 1 мас.%, и где второй пурпурный краситель представляет собой Ni-комплекс азо-красителя формулы (III)
и присутствует в концентрации от 1 до 6 мас.%,
и (b) бледные пурпурные чернила, включающие Ni-комплекс азо-красителя формулы (III) в концентрации от 0,5 до 4 мас.%;
или набор чернил содержит чернила (a) и (b), а также черные чернила, пурпурные чернила, бледные пурпурные чернила и желтые чернила.
7. Набор чернил по п.5 или 6, где черные чернила включают черный краситель формулы (I)
,
а желтые чернила включают желтый краситель формулы (IV)
