Неводные краски на пигментной основе для струйной печати
Изобретение относится к композициям красок и способам струйной записи. Предлагается композиция краски для струйной записи, содержащая измельченный пигмент, поверхностно-активное вещество и систему неводных растворителей. Система неводных растворителей включает: 1) от около 50 вес.% до около 95 вес.% главной системы сорастворителей, выбранных из группы простых эфиров пропиленгликоля, ацетатов гликолевого эфира, кетонов и сложных эфиров, имеющих поверхностное натяжение менее 32 дин/см (32×10-5 Н/см) при 25°С; 2) от около 1 вес.% до около 30 вес.% второй системы сорастворителей, выбранных из группы n-этилпирролидона, пропиленкарбоната, N-метилпирролидона, метилового сложного эфира молочной кислоты, 1,3-бутандиола и глицерилацетата, имеющих поверхностное натяжение более 32 дин/см (32×10-5 Н/см) при 25°С; 3) от около 1 вес.% до около 10 вес.% гамма-бутиролактона; 4) по меньшей мере, 2 вес.% смолы, растворенной в композиции краски. Предлагаются также группа красок, содержащая указанную композицию краски, и способ печатания изображений. Изобретение обеспечивает повышение скорости высыхания краски, ее устойчивости к выцветанию и улучшение растискивания растровой точки. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 табл.
Предпосылки к созданию изобретения
В полиграфической промышленности со струйной печатью используют записывающие жидкости различных типов, как, например, краски на масляной основе, краски на основе сорастворителя (неводные), краски на водной основе и твердые краски (которые расплавляют при приготовлении к выдаче). Краски на основе сорастворителя имеют тенденцию к более быстрому высыханию, чем другие краски, и в результате этого широко применяются для промышленного печатания. Когда краски на основе сорастворителя, содержащие смолы и другие ингредиенты, впрыскивают на подложку, сорастворитель (сорастворители) частично или полностью испаряется из краски, оставляя смолу и другие ингредиенты, как, например, частицы пигмента на отпечатанной подложке в виде сухой пленки.
Составление рецептуры краски часто представляет собой баланс желаемых свойств. Например, более вязкие краски и даже краски с бόльшим поверхностным натяжением имеют тенденцию показывать несколько лучшие эксплуатационные характеристики, как, например, сопротивляемость выцветанию и появлению пятен. Однако, те же самые краски склонны также иметь нежелательные влияния в виде более длительного времени сушки и тенденции к закупориванию устройства с печатающей головкой, таким образом, препятствуя процессу печатания и приводя к другим нежелательным явлениям, например, плохому растискиванию растровой точки, плохому регулированию растровой точки, уменьшенной частоте включения печатающей головки и т.д. Составление рецептуры красок обычно требует жертвования некоторыми свойствами для того, чтобы получить или улучшить другие свойства. Таким образом, полезно было бы создать неводную краску на основе сорастворителя, которая проявляет улучшенные качества краски, включая более быстрые скорости высыхания, увеличенную частоту включения печатающей головки, лучшую сопротивляемость выцветанию и появлению пятен и улучшенное растискивание растровой точки.
Подробное описание предпочтительного варианта (вариантов) осуществления изобретения
Теперь будет сделана ссылка на примерные варианты осуществления изобретения, и для их описания здесь будет использован особый язык. Тем не менее будет понятно, что при этом не предполагается никакого ограничения объема изобретения. Изменения и дополнительные модификации показанных здесь отличительных признаков изобретения, а также дополнительные случаи применения показанной здесь сущности изобретения, которые приходили бы на ум специалисту в соответствующей области техники, владеющему этим описанием, следует рассматривать как находящиеся в объеме настоящего изобретения. В описании и формуле настоящего изобретения будет использована следующая терминология в соответствии с нижеизложенными определениями.
Единственные формы "один" и "этот" включают в себя множественные ссылки, если контекстом явно не диктуется иное. Таким образом, например, ссылка на "пигмент" обычно включает в себя один или несколько таких материалов.
Термин "на основе растворителя" при указании на краски согласно настоящему изобретению обозначает неводные краски, которые включают в себя, по меньшей мере, один органический сорастворитель (другой, чем вода).
Используемый здесь термин "система" для указания на "систему сорастворителей" обозначает, что в этой системе присутствуют один или большее число сорастворителей. Например, "главная система сорастворителей" может включать в себя единственный органический сорастворитель или многочисленные органические сорастворители в том случае, когда один или большее число сорастворителей присутствуют в краске при 50 вес.% или более. Сорастворители, которые являются частью "главной системы сорастворителей", имеют каждый поверхностное натяжение менее 32 дин/см (32×10-5 Н/см). Таким же образом "вторая система сорастворителей" может включать в себя единственный органический сорастворитель или многочисленные органические сорастворители в том случае, когда один или большее число сорастворителей присутствуют в краске при 30 вес.% или менее. Сорастворители, которые являются частью "второй системы сорастворителей", имеют каждый поверхностное натяжение, по меньшей мере, 32 дин/см (32×10-5 Н/см). Следует отметить, что главная система сорастворителей и вторая система сорастворителей являются частью более общей "системы неводных сорастворителей".
Используемый здесь термин "около" применяется для предоставления гибкости конечной точке численного интервала посредством обеспечения того, что данная величина может быть "немного выше" или "немного ниже" конечной точки. Степень гибкости этого термина может диктоваться конкретной переменной и была бы в пределах знания специалистов в данной области техники для определения на основе опыта и имеющегося здесь описания.
Используемое здесь множество предметов, составных элементов и/или материалов для удобства может быть представлено в общем перечне. Однако, эти перечни должны истолковываться так, словно каждый элемент перечня индивидуально идентифицирован как отдельный и уникальный элемент. Таким образом, никакой отдельный элемент такого перечня не следует истолковывать как де факто эквивалентный любому другому элементу того же самого перечня, исходя лишь из их представления в общей группе в отсутствие указаний в обратном смысле.
Численные значения, как, например, отношения, концентрации, количества, размеры молекул и т.д., могут быть представлены здесь в интервальном формате. Следует понять, что такой интервальный формат используется лишь для удобства и краткости и должен гибко пониматься как включающий в себя не только численные значения, явно указанные как пределы интервала, но также включающий в себя все отдельные численные значения или подинтервалы, охваченные внутри этого интервала, как-будто явно указано каждое численное значение и подинтервал. Например, весовой интервал от около 1 вес.% до около 20 вес.% следует истолковывать как включающий в себя не только явно указанные пределы концентрации от около 1 вес.% до около 20 вес.%, но также включающий в себя отдельные концентрации, как, например, 2 вес.%, 3 вес.%, 4 вес.% и подинтервалы, как, например, от 5 вес.% до 15 вес.%, от 10 вес.% до 20 вес.% и т.д.
Аспекты настоящего изобретения направлены на композиции красок и связанные с ними способы. Следует отметить, что композиции и способы согласно настоящему изобретению разделяют определенные общности и характеристики. Некоторые из этих характеристик будут обсуждаться в связи с композициями, а другие из них будут описываться в связи со способами. Следует отметить, что независимо от того, где обсуждается, каждое из последующих описаний в общем касается композиций и способов согласно настоящему изобретению. Кроме того, в последующем подробном описании изложены численные конкретные подробности для того, чтобы обеспечить полное понимание краски. Однако, как будет понятно специалистам в данной области техники, данная краска может быть использована на практике без этих конкретных подробностей. В других случаях не описываются подробно общеизвестные способы, процедуры, составы и композиции с тем, чтобы не затмевать природу данной краски.
Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения композиция краски для струйной записи может содержать измельченный пигмент, поверхностно-активное вещество, систему неводных сорастворителей и, по меньшей мере, 2 вес.% смолы, растворенной в композиции краски. Система неводных сорастворителей может включать в себя от около 50 вес.% до около 95 вес.% главной системы сорастворителей, в которой один сорастворитель или каждый из большего числа сорастворителей имеет поверхностное натяжение менее 32 дин/см (32×10-5 Н/см) при 25°С. Система неводных сорастворителей может также включать в себя от около 1 вес.% до около 30 вес.% второй системы сорастворителей, в которой один сорастворитель или каждый из большего числа сорастворителей имеет поверхностное натяжение более 32 дин/см (32×10-5 Н/см) при 25°С, 36 дин/см (36×10-5 Н/см) при 25°С и даже 38 дин/см (38×10-5 H/см) при 25°С. Кроме того, неводная система сорастворителей может включать в себя от около 1 вес.% до около 10 вес.% гамма-бутиролактона. В дополнение к нему могут также присутствовать другие сорастворители, например, те, которые не входят в никакую из вышеупомянутых категорий. Композиция краски может быть применима для струйной печати, и, кроме того, вторая система сорастворителей, возможно, в состоянии изменять общее поверхностное натяжение композиции краски в целом. Допольнительно или альтернативно гамма-бутиролактон и/или смола могут также повышать поверхностное натяжение композиции краски в целом. В другом варианте осуществления изобретения способ печатания изображений может содержать нанесение струи вышеописанной композиции краски на подложку.
Композиции и способы, обрисованные таким образом, как оказалось, показывают сочетание и диапазон желаемых свойств, которые прежде трудно было получить с обычными красками для струйной печати. Благодаря введению сорастворителя и гамма-бутиролактона улучшаются общие свойства краски, включая эксплуатационные качества краски и окончательное качество напечатанного изображения, по сравнению с обычными неводными красками. Конкретно данные композиции краски обеспечивают увеличенную частоту включения печатающей головки, улучшенное растискивание растровой точки на подложках, более быстрые скорости сушки, лучшее регулирование размера капель, улучшенное регулирование растровых точек, улучшенное увеличение размеров растровых точек, меньшее выцветание краски, меньшее расплывание краски, улучшенный IQ и меньшую зернистость конечного изделия.
Относительные количества разных компонентов краски для струйной печати могут варьироваться. Например, главная система сорастворителей может присутствовать в краске для струйной печати в количестве от около 50 вес.% до около 95 вес.%, от около 50 вес.% до около 90 вес.% или от около 70 вес.% до около 90 вес.%. Главная система сорастворителей может быть единственным сорастворителем или смесью сорастворителей, имеющих каждый поверхностное натяжение менее около 32 дин/см (32×10-5 Н/см) при 25°С. Главная система сорастворителей не является гамма-бутиролактоном, а также не является никаким сорастворителем второй системы сорастворителей, который должен иметь поверхностное натяжение выше вышеописанного поверхностного натяжения. Вторая система сорастворителей может быть единственным сорастворителем или смесью сорастворителей, которые могут присутствовать в количестве от около 1 вес.% до около 30 вес.%, от около 2 вес.% до около 8 вес.% или от около 3 вес.% до около 6 вес.%. Кроме того, гамма-бутиролактон может присутствовать в композиции в количестве от около 1 вес.% до около 10 вес.%, от около 2 вес.% до около 8 вес.% или от около 3 вес.% до около 6 вес.%. Кроме того, пигмент может присутствовать в композиции краски в количестве от около 0,1 вес.% до около 15 вес.% или, с другой стороны, от около 0,5 вес.% до около 10 вес.% или от около 0,5 вес.% до около 6 вес.%. Более того, эти интервалы связаны с общим содержанием твердых частиц пигмента, независимо от того, относится ли это содержание к единственному пигменту или многочисленным пигментам в краске для струйной печати. Далее количество смолы, которая растворена в краске для струйной печати, может варьироваться. Одна смола или большее число смол могут быть частью общего содержания, которое растворено в краске. Например, в одном варианте осуществления изобретения композиция краски для струйной печати включает в себя, по меньшей мере, 2 вес.% растворенной смолы или смол. С другой стороны, краска включает в себя, по меньшей мере, 3 вес.% растворенной смолы или смол или даже 4 вес.% растворенной смолы или смол. В одном варианте осуществления изобретения растворенная смола может присутствовать в количестве от 2 вес.% до около 5 вес.%. В каждом из этих вариантов осуществления изобретения не требуется, чтобы вся присутствующая смола (смолы) была растворена в краске для струйной печати, но обычно смола может быть, по меньшей мере, значительно растворена в краске.
Что касается дополнительных подробностей относительно определенных материалов, которые могут быть использованы в красках согласно настоящему изобретению, то подробнее описываются смолы, сорастворители, пигменты и поверхностно-активные вещества.
Система неводных сорастворителей
Система неводных сорастворителей согласно настоящему изобретению включает в себя смесь, по меньшей мере, трех определенных компонентов: главной системы сорастворителей, второй системы сорастворителей и гамма-бутиролактона. Следует понимать, что все три компонента представляют собой три определенных вида ингредиентов, например гамма-бутиролактон не может действовать одновременно как вторая система сорастворителей. Кроме того, смола не может действовать одновременно как вторая система сорастворителей. Неограничительными примерами сорастворителей являются любые неводные сорастворители из простых эфиров гликолей, которые приемлемы для использования как вся главная система сорастворителей или часть ее при условии, что поверхностное натяжение сорастворителя (сорастворителей) меньше 32 дин/см (32×10-5 Н/см) при 25°С. Неограничительными примерами сорастворителей из простых эфиров гликолей являются монобутиловый эфир этиленгликоля, монометиловый эфир трипропиленгликоля, метиловый эфир пропиленгликоля, этиловый эфир пропиленгликоля, бутиловый эфир пропиленгликоля, монометиловый эфир дипропиленгликоля, этиловый эфир дипропиленгликоля, бутиловый эфир дипропиленгликоля, n-пропиловый эфир пропиленгликоля, n-пропиловый эфир дипропиленгликоля, n-пропиловый эфир трипропиленгликоля, n-бутиловый эфир пропиленгликоля, n-бутиловый эфир дипропиленгликоля, n-бутиловый эфир трипропиленгликоля, диметиловый эфир дипропиленгликоля (Proqlyme). Кроме того, могут быть использованы сложные эфиры и ацетаты простых эфиров гликолей, как, например, ацетат монобутилового эфира этиленгликоля, бутилгликолат, ацетат метилового эфира пропиленгликоля, этиллактат, бутиллактат, n-пропил-s-лактат и этилгексил-s-лактат, ацетат метилового эфира дипропиленгликоля и диацетат пропиленгликоля. Кроме того, кетоны, как, например, диизобутилкетон, также могут быть желательными для использования. Следует отметить, что любой единственный сорастворитель или сочетание сорастворителей в том случае, когда каждый сорастворитель имеет поверхностное натяжение менее 32 дин/см (32×10-5 Н/см) при 25°С, как полагают, может быть главной системой сорастворителей. Следует также отметить, что когда вышеперечисленные сорастворители могут быть модифицированы до такой степени, чтобы иметь поверхностное натяжение более 32 дин/см (32×10-5 Н/см) при 25°С, они могут быть отнесены к категории второй системы сорастворителей, особенно если они могут повышать поверхностное натяжение красок, которые приготовлены в целом согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.
Вторая система сорастворителей может, если требуется, увеличивать общее поверхностное натяжение композиции краски в целом. Сорастворитель может быть выбран из любого неводного сорастворителя с поверхностным натяжением более 32 дин/см (32×10-5 Н/см) при 25°С, 36 дин/см (36×10-5 Н/см) при 25°С или даже 38 дин/см (38×10-5 Н/см) при 25°С. Некоторые из полезных сорастворителей для включения во вторую систему сорастворителей могут иметь поверхностное натяжение более 40 дин/см (40×10-5 Н/см) при 25°С. В число неограничительных примеров сорастворителей для использования во второй системе сорастворителей входят n-этилпирролидон 37,6 дин/см (37,6×10-5 Н/см), N-метилпирролидон (40,7 дин/см) (40,7×10-5 H/см) молочная кислота (39 дин/см) (39×10-5 Н/см), метиловый сложный эфир (39 дин/см) (39×10-5 Н/см), 1,3-бутандиол (37,8 дин/см) (37,8×10-5 Н/см), пропиленкарбонат (41,4 дин/см) (41,4×10-5 Н/см), глицерилацетат (38,6 дин/см) (38,6×10-5 Н/см), 1,3-диметил-2-имидазолидинон (41 дин/см) (41Ч10-5 Н/см), 2-пирролидон (46,18 дин/см) (46,18×10-5 Н/см), 1-октил-2-пирролидон (35 дин/см) (35×10-5 Н/см), циклогексанон (34 дин/см) (34×10-5 Н/см).
В одном варианте осуществления изобретения вторая система сорастворителей может присутствовать в композиции в количестве, достаточном для повышения поверхностного натяжения композиции краски в целом на величину более около 3 дин/см (3×10-5 Н/см).
Третий компонент из сорастворителя - гамма-бутиролактон - может присутствовать в композиции краски и может, если требуется, действовать также для повышения общего поверхностного натяжения краски. Гамма-бутиролактон оказывает полезные действия в отношении растворения пигмента и, следовательно, является желательным компонентом композиции для включения в конечную композицию краски. Однако, следует ограничивать количество используемого гамма-бутиролактона, так как при более высоких концентрациях он имеет тенденцию оказывать действия щелочного типа на композицию краски в целом, а также на структуру струи краски. Как установлено, при использовании более около 10% гамма-бутиролактона он оказывает слишком сольватирующее действие на общую композицию краски и влияет на эксплуатационные качества отдельных компонентов и краски в целом. Как полагают, это качество гамма-бутиролактона придает определенные выгоды краске. Например, гамма-бутиролактон может действовать как "очиститель" печатающих сопел. Этот сорастворитель является очень агрессивным сорастворителем, который будет растворять многие материалы, обеспечивая - по меньшей мере, частично - эту очищающую функцию. Кроме того, гамма-бутиролактон является медленно испаряющимся сорастворителем, который способствует поддержанию компонентов краски растворенными во время включения сопла и при сушке краски на подложке.
Смолы
В число неограничительных примеров растворимых в растворителе смол, которые могут быть использованы согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, входят акриловые смолы, полиэфирные смолы, полиуретановые смолы, винилхлоридные смолы и смолы на основе целлюлозы. В число неограничительных примеров акриловых смол, имеющихся на рынке от компании ROHM&HAAS, г.Филадельфия, шт.Пенсильвания 19106, США под наименованиями акриловые смолы Paraloid, входят следующие смолы: A-11, A-12, A-101, A-10S, А-646, В-60, В-64, В-66, В-66Т, В-66Х, В-72, В-82, A-21, A-21LV, В-44, B-44S, B-48N, B-48S, В-84, В-67, B-99N, XR-34, B-1225, DM-55, М-825, NAD-10V и F-10. В число других растворимых в растворителе смол, которые могут быть использованы, входят сополимеры винилхлорида и винилацетата с функциональными группами или без них, например, карбоксильной и/или гидроксильной группами, включая их сложные эфиры, например винилацетатные сложные эфиры. Некоторые из этих полимеров имеются на рынке от WACKER Polymers GmbH, г.Бургхаузен, D-84489, Германия под наименованиями смолы Vinnol, а именно Е 15/45, Н 15/45, Н 14/36, Н 15/42, Н 15/50, Н 11/59, Н 40/43, Н 40/50, Н 40/55 и Н 40/60. Другими неограничительными примерами функционированных, растворимых в растворителе смол, которые могут быть использованы, являются имеющие на рынке смолы от WACKER Polymers GmbH под наименованиями Е 15/45M, Н 15/45M, Е 15/40A, Е 15/48A и Е 22/48А. Как описывалось, желательно, чтобы смола была, по меньшей мере, частично растворимой, но обычно, по меньшей мере, значительно растворимой в композиции краски в целом. В одном варианте осуществления изобретения смола может действовать для закрепления пигмента на отпечатанной подложке или для придания напечатанной краске стойкости к атмосферным воздействиям и химической, и абразивной стойкости.
Пигменты
Как также упоминалось, композиции красок включают в себя измельченные пигменты. Кроме того, могут присутствовать другие пигменты и/или красители. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения пигменты измельчают с тем, чтобы они могли иметь соответствующий размер частиц для конкретных случаев применения краски для струйной печати. В одном варианте осуществления изобретения пигменты измельчают с главной системой сорастворителей (или, по меньшей мере, одним из ее сорастворителей) конечной композиции краски для струйной печати, возможно, вместе с поверхностно-активными веществами. Сочетание сорастворителя и поверхностно-активного вещества обеспечивает выгоды процессу измельчения из-за стабилизации пигмента, таким образом, образуя пигмент с лучшими свойствами и лучшим измельчением. Кроме того, как полагают, присутствие поверхностно-активных веществ может уменьшить необходимое время измельчения и, кроме того, может способствовать процессу измельчения для образования пигментов, более однородных по размеру частиц. Как дополнительно предполагается, поверхностно-активные вещества, присутствующие в процессе измельчения, могут образовывать раствор пигмента (как предварительно измельченного, так и находящегося в процессе измельчения), который является более способствующим эффективному измельчению, например, действующим для лучшего диспергирования частиц пигмента во время их измельчения.
Композиции красок могут быть любого цвета. В определенных вариантах осуществления изобретения композиция краски может быть голубой, пурпурной, желтой или черной. С другой стороны, композиция краски может быть светло-голубой, светло-пурпурной, розовой, зеленой, оранжевой, синей, красной, фиолетовой и т.д. Кроме того, краска согласно настоящему изобретению может быть включена в группу красок. Такие группы красок могут включать в себя одну краску или многочисленные краски, описанные здесь. Группа красок могла, например, включать в себя голубую композицию краски, пурпурную композицию краски и желтую композицию краски, составленные каждая в соответствии с присутствующей в настоящее время композицией.
В число неограничительных примеров пигментов, которые могут быть использованы согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, входят желтые пигменты с индексами цвета РУ 83, РУ 151, РУ 150 и РУ 154. Кроме того, могут быть использованы пурпурные пигменты, составленные из красного пигмента, имеющего индексы цвета PR 202, PR 254 и PR 122, и фиолетового пигмента, имеющего индексы цвета PV 19, PV 23 и PV 29. Также применимы синие пигменты, имеющие индексы цвета РВ 15:3, 15:4, 15:2 и 15:1, а также Hostafine Синий B2G, также как черные пигменты, имеющие индекс цвета PBL Черный 7. Другим пигментом, который может быть использован, является Microlith 4G-WA. В число примеров других пигментов, которые могут быть использованы, входят так называемые "пигменты для печати одной дополнительной краской", которые являются пигментами, имеющими иной цвет, чем голубой, пурпурный, желтый или черный, и которые трудно воспроизводить смешением цветов. В число конкретных пигментов для печати дополнительной краской, которые могут быть использованы, входят Cromophtal Оранжевый GL (РО-64) или Microlith Зеленый G-K (PG 7), оба имеющиеся на рынке от Ciba Company, г.Базель СН-4002, Швейцария.
Поверхностно-активные вещества
Поверхностно-активное вещество (вещества) может быть анионным, катионным, неионным, амфортерным, не содержащим кремния, фторсодержащим поверхностно-активным веществом, полисилоксаном и т.д. В одном варианте осуществления изобретения поверхностно-активное вещество может быть сополимером полиэфира и силоксана. В число более конкретных примеров таких материалов входят поверхностно-активные вещества для улучшения смачивания подложки, имеющиеся на рынке от Tego Chemie Service GmbH, 100 Гольдшмидтштрассе, г.Эссен D-45127, Германия под наименованиями Wet ZFS 453, Glide 415, Glide 100, Glide 450 и Glide 410, и выравнивающие вещества под наименованиями Glide A 115, Flow 300, Glide 420, Glide 406, Glide 411, Glide 435 и Glide 440.
В другом варианте осуществления изобретения поверхностно-активное вещество может включать в себя органически модифицированные полиакрилаты, как, например, те, которые имеются на рынке от EFKA Company, г.Хееренвеен 8440 AN, Нидерланды, например, EFKA-4340.
В еще одном варианте осуществления изобретения поверхностно-активное вещество может содержать один или большее число растворимых или диспергируемых в растворителе компонентов. В число неограничительных примеров поверхностно-активных веществ могут входить высокомолекулярные сополимеры с группами, имеющими средство к пигментам, включая блок-сополимеры. В число других конкретных примеров поверхностно-активных веществ, которые могут быть использованы, входят поверхностно-активные вещества, имеющиеся на рынке от ВУК Chemie GmbH, почтовый ящик 100245, г.Везель D-46462, Германия под наименованиями Disperbyk-115, Disperbyk-160, Disperbyk-161, Disperbyk-162, Disperbyk-163, Disperbyk-164, Disperbyk-166, Disperbyk-167, Disperbyk-169, Disperbyk-182, Disperbyk-174 и Disperbyk-184.
В одном варианте осуществления изобретения поверхностно-активные вещества могут увеличивать поток пигмента во время измельчения, тем самым увеличивая эффективность процесса измельчения. Кроме того, добавленное поверхностно-активное вещество может способствовать процессу измельчения для получения пигментов, имеющих частицы меньшего размера и с большей однородностью по размеру.
Другие компоненты и печатные подложки
Кроме пигмента (пигментов), поверхностно-активного вещества (поверхностно-активных веществ) и системы неводных растворителей композиция может включать в себя другие добавки, как, например, смачиватели, диспергаторы, выравнивающие вещества, консерванты, противопенные добавки, регуляторы рН, дезинфицирующие средства, дезодоранты, отдушки, антиоксиданты, регуляторы заряда, поглотители ультрафиолетового излучения, вещества, препятствующие формованию, усилители устойчивости при хранении и т.д. Что касается этих добавок, то они обычно присутствуют в незначительных количествах. Например, диспергатор (диспергаторы), растворимый или диспергируемый в растворителе, может присутствовать в количестве от 0,5 вес.% до 5 вес.%. В общем эти компоненты могут каждый присутствовать в композиции краски в целом в количестве от 0,01 вес.% до около 10 вес.%.
Следует также отметить, что композиции красок, приготовленные согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, могут быть использованы для струйной печати на подложке-носителе информации или на подложке другого типа. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения краски для струйной печати могут обладать хорошими адгезионными свойствами и прилипать к широкому ряду подложек, включая бумаги, бумаги с покрытием, включая фотобумагу и техническую бумагу для офсетной печати, пластмассу, как, например, виниловые смолы и поливинилхлорид, стекло и металлы.
Примеры
Последующие примеры иллюстрируют варианты осуществления изобретения, которые являются наилучше известными в настоящее время. Однако, следует понять, что нижеследующее является лишь примерным или иллюстративным описанием применения сущности настоящего изобретения. Специалистами в данной области техники могут быть придуманы многочисленные модификации и альтернативные композиции, способы и системы, не выходящие за пределы настоящего изобретения и не отклоняющиеся от его сущности. Как полагают, прилагаемая формула изобретения охватывает такие модификации и выполнения. Таким образом, хотя настоящее изобретение было описано выше с подробностью, в нижеследующих примерах даны дополнительные подробности в связи с тем, что, как полагают в настоящее время, является наиболее практическими и предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения. Следует также отметить, что в нижеследующих примерах все композиции красок приготовлены способом, сходным с тем, который описан в Примере 1.
Пример 1. Голубая композиция краски
Голубую композицию краски приготавливают в соответствии с нижеприведенной Таблицей 1, добавляя Vinnol EI5/45 к ацетату монобутилового эфира этиленгликоля (БЭА) до тех пор, пока он не растворится в БЭА. Затем добавляют Пигмент Голубой 15:3 в виде порошка и всю композицию перемешивают до получения однородной дисперсии. Затем смесь измельчают до тех пор, пока не будет достигнут желаемый размер частиц от 100 до 300 нм. Предварительно растворенные Vinnol EI5/45 и Disperbyk D-167 добавляют к измельченной дисперсии и перемешивают в течение 30 минут. После этого добавляют БЭА к дисперсии и перемешивают еще 30 минут. Затем БЭА и пропилен-карбонат добавляют к дисперсии, которую перемешивают около 30 минут.
| Таблица 1 | |
| Ингредиенты | Вес.% |
| БЭА (ацетат монобутилового эфира этиленгликоля) | 75-90 |
| Пропиленкарбонат | 3-6 |
| Гамма-бутиролактон | 3-6 |
| Disperbyk D-167 | 1-3 |
| Vinnol E15/45 (винилхлорид-винилацетатная смола) | 3-6 |
| Пигмент Голубой 15:3 | 3-5 |
Пример 2. Пурпурная композиция краски
Пурпурную композицию краски приготавливают в соответствии с нижеприведенной Таблицей 2 и способом, таким же как описанный в Примере 1, с использованием Пигмента Красного 122 вместо Пигмента Голубого 15:3 и EFKA 4340 вместо Disperbyk D-167. В этом варианте осуществления изобретения ЕГКА 4340 добавляют к дисперсии до процесса измельчения, а не после него.
| Таблица 2 | |
| Ингредиенты | Вес.% |
| БЭА (ацетат монобутилового эфира этиленгликоля) | 75-90 |
| Пропиленкарбонат | 3-6 |
| Гамма-бутиролактон | 3-6 |
| EFKA 4340 (модифицированный полиакрилат) | 2-5 |
| Vinnol E15/45 (винилхлорид-винилацетатная смола) | 2,5-4,5 |
| Пигмент Красный 122 | 4-6,5 |
Пример 3. Желтая композиция краски
Желтую композицию краски приготавливают в соответствии с нижеприведенной Таблицей 3 и способом, таким же как описанный в Примере 1, с использованием Пигмента Желтого 129 и Пигмента Желтого 150 вместо Пигмента Голубого 15:3.
| Таблица 3 | |
| Ингредиенты | Вес.% |
| БЭА (ацетат монобутилового эфира этиленгликоля) | 75-90 |
| Пропиленкарбонат | 3-6 |
| Гамма-бутиролактон | 3-6 |
| Disperbyk D-167 (поверхностно-активное вещество) | 2-4 |
| Vinnol E15/45 (винилхлорид-винилацетатная смола) | 2,5-4,5 |
| Пигмент Желтый 129 | 0,1-1,5 |
| Пигмент Желтый 150 | 1-4 |
Пример 4. Черная композиция краски
Черную композицию краски приготавливают в соответствии с нижеприведенной Таблицей 4 и способом, таким же как описанный в Примере 1, с использованием Пигмента Черного 7 вместо Пигмента Голубого 15:3.
| Таблица 4 | |
| Ингредиенты | Вес.% |
| БЭА (ацетат монобутилового эфира этиленгликоля) | 75-90 |
| Пропиленкарбонат | 3-6 |
| Гамма-бутиролактон | 3-6 |
| Disperbyk D-167 (поверхностно-активное вещество) | 1-3 |
| Vinnol E15/45 (винилхлорид-винилацетатная смола) | 4-6 |
| Пигмент Черный 7 (сажа) | 2-6 |
Пример 5. Светло-голубая композиция краски
Светло-голубую композицию краски приготавливают в соответствии с нижеприведенной Таблицей 5 и способом, таким же, как описанный в примере 1, с использованием Пигмента Голубого 15:3, вводимого в краску при меньшей концентрации.
| Таблица 5 | |
| Ингредиенты | Вес.% |
| БЭА (ацетат монобутилового эфира этиленгликоля) | 75-90 |
| Пропиленкарбонат | 3-6 |
| Гамма-бутиролактон | 3-6 |
| Disperbyk D-167 (поверхностно-активное вещество) | 0,5-3 |
| Vinnol E15/45 (винилхлорид-винилацетатная смола) | 3,5-6 |
| Пигмент голубой 15:3 | 0,1-2 |
Пример 6. Светло-пурпурная композиция краски
Светло-пурпурную композицию краски приготавливают в соответствии с нижеприведенной Таблицей 6 и способом, таким же как описанный в Примере 2.
| Таблица 6 | |
| Ингредиенты | Вес.% |
| БЭА (ацетат монобутилового эфира этиленгликоля) | 75-90 |
| Пропиленкарбонат | 3-6 |
| Гамма-бутиролактон | 3-6 |
| EFKA 4340 (поверхностно-активное вещество) | 0,5-3 |
| Vinnol E15/45 (винилхлорид-винилацетатная смола) | 3-6 |
| Пигмент Красный 122 | 0,5-3 |
Пример 7. Светло-голубая композиция краски
Альтернативную светло-голубую композицию краски приготавливают в соответствии с нижеприведенной Таблицей 7 и способом, таким же как описанный в Примере 1, с использованием Пигмента Голубого 15:3, вводимого в краску при меньшей концентрации, а также многочисленных растворителей, присутствующих в главной системе растворителей и второй системе растворителей.
| Таблица 7 | |
| Ингредиенты | Вес.% |
| БЭА (ацетат монобутилового эфира этиленгликоля) | 35-45 |
| ДПМА (ацетат метилового эфира дипропиленгликоля) | 35-45 |
| Гексанон | 1,5-3 |
| Пропиленкарбонат | 2-4 |
| Гамма-бутиролактон | 3-6 |
| Disperbyk D-167 (поверхностно-активное вещество) | 0,5-3 |
| Vinnol E15/45 (винилхлорид-винилацетатная смола) | 3,5-6 |
| Пигмент голубой 15:3 | 0,1-2 |
Краски, приготовленные в соответствии с вышеизложенными примерами, могут быть нанесены на различные подложки, как, например, бумаги, поливинилхлорид, виниловые и другие пластмассы. Эти краски обеспечивают улучшенную частоту включения печатающей головки, улучшенное растаскивание растровой точки на всех подложках, более быструю скорость сушки, улучшенное регулирование растровых точек, улучшенное увеличение размеров растровых точек, улучшенное качество изображения, меньшую зернистость конечного отпечатка. Кроме того, вторая система сорастворителей в этих примерах действует для увеличения поверхностного натяжения композиции краски в целом, и дополнительно гамма-бутиролактон и/или смола могут с таким же успехом также увеличивать поверхностное натяжение композиций красок этих типов в зависимости от первоначальных поверхностных натяжений красок без этих компонентов и количеств, добавленных к композициям красок. Кроме того, следует также отметить, что в вышеизложенных примерах красок второй сорастворитель включает в себя пропиленкарбонат. Однако, как понятно, каждая из вышеописанных красок может быть модифицирована для включения в себя других сорастворителей согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Более того, многие из количеств каждого компонента краски являются сходными с другими примерами. Следует отметить, что количества каждого компонента могут варьироваться. Кроме того, как понятно, в композиции красок могут быть включены другие компоненты, не указанные выше. Кроме того, как в Примере 7, любая из красок в Примерах 1-6 может быть модифицирована для включения в себя двух или большего числа сорастворителей из одной или обеих групп сорастворителей, или, с другой стороны, могут быть также использованы две или большее число смол, поверхностно-активных веществ и т.д. Другими словами, примеры красок являются лишь иллюстративными, и выбор компонентов и их количества могут быть соответственно изменены для достижения желаемых результатов. Таким образом, хотя здесь были иллюстрированы и описаны определенные отличительные признаки изобретения, специалистам в данной области техники теперь придут в голову многие модификации, замены, изменения и эквиваленты. Следовательно, необходимо понять, что прилагаемая формула изобретения, как полагают, охватывает все такие модификации и изменения, находящиеся в пределах истинных параметров краски.
1. Композиция краски для струйной записи, содержащая:
а) измельченный пигмент;
б) поверхностно-активное вещество;
в) систему неводных растворителей, включающую:
1) от около 50 вес.% до около 95 вес.% главной системы сорастворителей, включающей в себя, по меньшей мере, один сорастворитель, выбранный из группы, состоящей из простых эфиров пропиленгликоля, ацетатов гликолевого эфира, кетонов и сложных эфиров, при этом каждый сорастворитель главной системы сорастворителей имеет поверхностное натяжение менее 32 дин/см (32·10-5 Н/см) при 25°С;
2) от около 1 вес.% до около 30 вес.% второй системы сорастворителей, включающей в себя, по меньшей мере, один сорастворитель, выбранной из группы, состоящей из n-этилпирролидона, пропиленкарбоната, N-метилпирролидона, метилового сложного эфира молочной кислоты, 1,3-бутандиола и глицерилацетата, где каждый сорастворитель второй системы сорастворителей имеет поверхностное натяжение более 32 дин/см (32·10-5 Н/см) при 25°С;
3) от около 1 вес.% до около 10 вес.% гамма-бутиролактона;
г) по меньшей мере, 2 вес.% смолы, растворенной в композиции краски, при этом композиция краски является пригодной для струйной печати.
2. Композиция краски по п.1, в которой вторая система сорастворителей действует для увеличения общего поверхностного натяжения композиции краски в целом.
3. Композиция краски по п.1, в которой вторая система сорастворителей присутствует в композиции в количестве от около 2 вес.% до около 8 вес.%.
4. Композиция краски по п.1, в которой главная система сорастворителей является единственным сорастворителем.
5. Композиция краски по п.1, в которой вторая система сорастворителей является единственным сорастворителем.
6. Композиция краски по п.1, в которой каждый сорастворитель второй системы сорастворителей имеет поверхностное натяжение более 36 дин/см (36·10-5 Н/см) при 25°С.
7. Композиция краски по п.1, в которой гамма-бутиролактон присутствует в композиции в количестве от около 2 вес.% до около 8 вес.%.
8. Композиция краски по п.1, в которой смола растворена в композиции краски в количестве более около 3 вес.% композиции краски в целом.
9. Композиция краски по п.1, в которой смола включает в себя, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из акриловых смол, сложных полиэфиров, полиуретанов, винилхлоридов, винилхлорид-винилацетатных смол и смол на основе целлюлозы.
10. Группа красок, содержащая, по меньшей мере, одну композицию краски по одному из пп.1-9.
11. Группа красок, включающая в себя голубую композицию краски, пурпурную композицию краски и желтую композицию краски, составленные каждая по одному из пп.1-9.
12. Способ печатания изображения, содержащий струйное печатание на подложку-носитель информации композиции краски по одному из пп.1-9.
13. Способ по п.12, при котором подложка-носитель информации выполнена из бумаги или пластмассы.
