Водные чернила, использующий их картридж с чернилами, способ струйной печати и зарегистрированный материал

Водные чернила, использующий их картридж с чернилами, способ струйной печати и зарегистрированный материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Данное изобретение относится к водным чернилам (далее также называемым чернилами), к способу струйной печати с использованием водных чернил, к зарегистрированному (фиксированному) материалу, полученному способом печати, и к устройствам, использующим указанные чернила. Более конкретно, данное изобретение относится к технологии практического применения поверхностно-активного вещества, которое не может быть использовано или может быть использовано только в очень малых количествах в чернилах при нормальных условиях вследствие его низкого HLB (гидрофильно-липофильного баланса) (поверхностно-активного вещества, которое очень плохо растворимо в чернилах и отделяется и оседает в условиях, при которых чернила, содержащие поверхностно-активное вещество, хранят).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Существуют различные исследования и сообщения о чернилах для применения в пишущих приспособлениях и чернилах для струйной записи с целью улучшения качества и фиксации изображения полученного зарегистрированного материала и (повышения) надежности чернил. Например, в качестве способа улучшения фиксации зарегистрированного материала предложен способ, при котором в водные чернила вводят водорастворимый спирт, способ, при котором в водные чернила вводят сильно гидрофобный водорастворимый органический растворитель, например целлозольв, и подобные. Однако введение вышеуказанных соединений в чернила в большом количестве улучшает фиксацию, но ухудшает качество зарегистрированного материала. Более того, использование вышеуказанных соединений может вызвать такие проблемы, как воспламеняемость чернил и опасность для тела человека.

С другой стороны, способ, при котором для улучшения фиксации зарегистрированного материала в чернила вводят водорастворимое поверхностно-активное вещество, предложен в выложенном описании патента Японии № Н5-132643. Можно сказать, что указанный способ предпочтителен с точки зрения безопасности, но вязкость чернил повышается по мере увеличения содержания в чернилах поверхностно-активного вещества для улучшения фиксации зарегистрированного материала. Например, если способ применяют для метода струйной печати, надежность, включая выталкивание чернил, ухудшается. Если поверхностно-активное вещество добавляют в чернила в большом количестве для дополнительного улучшения фиксации, чернила могут растекаться по поверхности записывающей среды, ухудшая качество изображения полученного зарегистрированного материала.

С другой стороны, в выложенном описании патента Японии № Н6-256696 и выложенном описании патента Японии № 2003-253599 для улучшения фиксации зарегистрированного материала предложено использовать гидрофильное поверхностно-активное вещество в сочетании с сильно гидрофобным поверхностно-активным веществом. Однако количество указанного сильно гидрофобного поверхностно-активного вещества, пригодного для применения в чернилах, очень мало. Таким образом, фиксация не может быть значительно улучшена по сравнению с обычным способом, использующим водорастворимое поверхностно-активное вещество.

В выложенном описании патента Японии № H11-71543, выложенном описании патента Японии № H8-183921, выложенном описании патента Японии № H6-9911, выложенном описании патента Японии № Н6-220376, выложенном описании патента Японии № H10-140058, выложенном описании патента Японии № H5-125313, выложенном описании патента Японии № H10-265727, выложенном описании патента Японии № H9-279067, выложенном описании патента Японии № H9-217031, выложенном описании патента Японии № H6-256696, выложенном описании патента Японии № H10-130551 и выложенном описании патента Японии № 2001-262026 сделаны различные предложения для способа, при котором в чернилах используют гидрофобное соединение. Среди них в выложенном описании патента Японии № H11-71543 предложено, чтобы водонерастворимое вещество, такое как водонерастворимый этиленоксид, пропиленоксидное масло, водонерастворимый спирт или водонерастворимый альдегид, растворяли, используя кислоту, такую как бензойная кислота или ксилолсульфокислота, ее соль, резорцин или подобное с применением сорастворителя, такого как 2-пирролидон или требуемый сложный эфир гликоля. Однако в вышеуказанном предложении водонерастворимое вещество растворяют, используя кислоту или ее соль, сложный эфир или полярное соединение, и поэтому возникают нежелательные эффекты в смысле безопасности для тела человека и на детали, контактирующей с чернилами, появляются растворенные вещества, содержащиеся в добавках, и подобные, вызывая нежелательные воздействия на стабильность и надежность чернил. Более того, если кислоту или ее соль используют в большом количестве, в чернилах или вокруг отверстия выталкивания чернил в случае способа струйной записи, например, легко происходит осаждение и, таким образом, надежность чернил или записи ухудшается. Особенно в способе струйной записи влияние может быть заметным, поскольку мал размер вытолкнутых чернильных капель.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Дополнительные исследования описанных выше предложений, (содержащихся) в выложенном описании патента Японии № H6-256696 и выложенном описании патента Японии № 2003-253599, обнаружили, что использование сильно гидрофобного поверхностно-активного вещества в сочетании с подобным поверхностно-активным веществом также имеет проблему, такую как то, что сильно гидрофобное поверхностно-активное вещество легко отделяется от чернил вследствие изменения в среде, окружающей чернила, например изменения температуры. Сильно гидрофобное поверхностно-активное вещество образует мицеллы с другим поверхностно-активным веществом, которое является гидрофильным, в силу чего оно заметно растворено в чернилах, но температура помутнения указанной системы ниже, чем такой системы, в которой возможно совместное использование только гидрофильных поверхностно-активных веществ. То есть вследствие применения сильно гидрофобного поверхностно-активного вещества режим работы при нестабильной температуре поверхностно-активного вещества проявляется при низкой температуре и, таким образом, сильно гидрофобное поверхностно-активное вещество в чернилах легко отделяется или оседает на детали или подобном, контактирующем с чернилами, ухудшая надежность и стабильность.

Дополнительно в последние годы были найдены чернила, проявляющие дополнительное улучшение в фиксации в широкой области применений с увеличением быстродействия в технологии записи и желательны разработка чернил и обеспечение возможности стабильного получения зарегистрированного материала, отличного по качеству изображения, и способа струйной записи.

Таким образом, предметом данного изобретения является решение вышеуказанных проблем и предоставление чернил, которые обладают более высокой фиксацией зарегистрированного материала, отличны в смысле стабильности и надежности и позволяют стабильно получать зарегистрированный материал, отличный по качеству изображения, и способ струйной записи, а также устройства, использующие указанные чернила.

Другим предметом данного изобретения является обеспечение технологии, которая дает возможность использования большого количества поверхностно-активного вещества с низким HLB (поверхностно-активного вещества, которое очень плохо растворимо в чернилах и отделяется и осаждается в условиях, при которых хранят чернила, содержащие поверхностно-активное вещество).

Еще одним предметом данного изобретения является предоставление чернил, способных к стабильному растворению или диспергированию поверхностно-активного вещества, которое улучшает фиксацию чернил на записывающей среде, но весьма плохо (влияет на) стабильность раствора или дисперсии в чернилах и поэтому редко использовалось ранее; повышение содержания поверхностно-активного вещества, дающее возможность улучшить фиксацию чернил на записывающей среде и улучшить качество полученного зарегистрированного изображения; способ струйной записи и устройства, использующие указанные чернила.

Вышеуказанное достигают данным изобретением, описанным ниже. Таким образом, данное изобретение представляет собой водные чернила, характеризующиеся содержанием микромицелл, состоящих из по меньшей мере двух поверхностно-активных веществ, образующих мицеллы в непрозрачном или полупрозрачном диспергированном состоянии в воде при совместном применении; и соединения, содержащего алкильную группу, менее гидрофобного, чем каждое из вышеописанных поверхностно-активных веществ, и содержащего гидроксильную группу в качестве группы, придающей растворимость в воде. Согласно данному изобретению в отличие от ранее принятого способа, при котором к чернилам прибавляли поверхностно-активное вещество с высокой растворимостью, слаборастворимое поверхностно-активное вещество стабильно диспергируют в чернилах в виде микромицелл, как будто оно было растворено, в силу чего водные чернила, содержащие микромицеллы, обладают значительно улучшенной фиксацией в зарегистрированном материале, чернила отличны в смысле стабильности и надежности и позволяют стабильно получать зарегистрированный материал, отличный по качеству изображения; также могут быть обеспечены способ струйной записи и устройства, использующие указанные чернила.

Предпочтительно, чтобы два или более поверхностно-активные вещества включали в себя первое поверхностно-активное вещество, имеющее HLB, равный или более 6 и менее 10, и второе поверхностно-активное вещество, имеющее HLB от 10 до 15, где указанные первое и второе поверхностно-активные вещества имеют одинаковые структурные элементы с гидрофобными группами, поскольку в чернилах могут быть образованы более прозрачные микромицеллы. Указанные два или более поверхностно-активные вещества дополнительно являются предпочтительно поверхностно-активными веществами, каждое из которых содержит придающую растворимость в воде группу этиленоксида с гидроксильными группами на концах (цепи), вследствие чего может быть обеспечена отличная проницаемость. Конечно, путем введения в чернила красящего вещества может быть получено отличное цветное изображение материала. Наиболее предпочтительно изобретение представляет собой водные чернила, отличающиеся содержанием первого поверхностно-активного вещества, имеющего HLB, равный или более 6 и менее 10, и второго поверхностно-активного вещества, имеющего HLB от 10 до 15, в котором по меньшей мере структурные элементы, содержащие гидрофобные группы, имеют одинаковое строение, и соединение, содержащее гидрофобную группу, отличающуюся от вышеописанного структурного элемента с гидрофобной группой, и менее гидрофобное, чем вышеописанные структурные элементы, а также гидрофильную часть, содержащую только гидроксильную группу, и состоящее из микромицелл, включающих первое и второе поверхностно-активные вещества и вышеописанное соединение.

Согласно данному изобретению появилась возможность использования поверхностно-активного вещества, нерастворимого или имеющего низкий HLB, которое было трудно использовать, путем преобразования поверхностно-активного вещества в микромицеллы, поверхностно-активное вещество может быть эффективно применено в системе струйного выталкивания, использующей изменения в температуре окружающей среды или тепловую энергию, и могут быть получены преимущества, такие как улучшение фиксации, которое может быть достигнуто независимо от поведения поверхностно-активного вещества при образовании изображения или на листе бумаги.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 представляет собой схематическую диаграмму состояния, в котором поверхностно-активное вещество преобразуется в мицеллы, чтобы стать растворимым;

фиг.2 представляет собой схематическую диаграмму состояния, в котором поверхностно-активное вещество преобразуется в мицеллы, чтобы стать растворимым;

фиг.3 представляет собой схематическую диаграмму, показывающую состояние, в котором поверхностно-активное вещество преобразуется в мицеллы, чтобы стать растворимым, и температуру повышают таким образом, чтобы связь между молекулами воды и мицеллами ослабевала;

фиг.4 представляет собой схематическую диаграмму, показывающую состояние, в котором поверхностно-активное вещество преобразуется в мицеллы, чтобы стать растворимым, и температуру повышают таким образом, чтобы связь между молекулами воды и мицеллами ослабевала;

фиг.5 представляет собой схематическую диаграмму, показывающую состояние, в котором мицеллы из поверхностно-активного вещества чрезвычайно увеличены в размере;

фиг.6 представляет собой схематическую диаграмму, показывающую состояние, в котором мицеллы отделены от поверхностно-активного вещества;

фиг.7 представляет собой схематическую диаграмму, демонстрирующую данное изобретение;

фиг.8 представляет собой схематическую диаграмму механизма, по которому сильно гидрофобное соединение предпочтительно осаждается на гидрофильной части поверхности записывающей среды, и таким образом записывающая среда становится гидрофильной в направлении проникания чернил;

фиг.9 представляет собой схематическую диаграмму ситуации, при которой после впрыска чернил на записывающую среду часть гидрофобного структурного элемента с трудом образует однородную поверхность и чернила неравномерно растекаются в случае обычных чернил;

фиг.10 представляет собой схематическую диаграмму ситуации, при которой после впрыска чернил на записывающую среду часть гидрофобного структурного элемента образует неоднородную поверхность и чернила однородно растекаются в случае чернил данного изобретения.

НАИЛУЧШИЙ СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное изобретение теперь будет описано более детально, демонстрируя предпочтительные варианты осуществления изобретения. Для разработки чернил, отличающихся улучшенной фиксацией зарегистрированного материала, отличной стабильностью и надежностью и позволяющих получать зарегистрированный материал хорошего качества, авторы данного изобретения рассматривали различные механизмы и производили изучение и оценки различных красящих веществ и композиций чернил. В результате было обнаружено, что объединением соединения, содержащего алкильную группу и только гидроксильную группу в качестве группы, придающей растворимость в воде, с двумя или более поверхностно-активными веществами, которые демонстрируют мутное или полупрозрачное диспергированное состояние в воде в определенных условиях, в качестве составных компонентов чернил, которые ранее не были рассмотрены, образуются микромицеллы, которые диспергированы в прозрачной единой фазе, как будто гидрофобные компоненты растворены в воде и на диспергируемость которых слабо влияет нагревание. Более того, авторы изобретения обнаружили новый факт, что использование микромицелл в водных чернилах улучшает качество зарегистрированного материала, стабилизирует чернила и улучшает фиксацию полученного зарегистрированного материала, что привело таким образом к данному изобретению.

То есть было найдено, что путем использования водных чернил, включающих в себя диспергируемые в воде микромицеллы, отличающиеся тем, что микромицеллы состоят из двух или более поверхностно-активных веществ, которые демонстрируют непрозрачное или полупрозрачное диспергированное состояние в воде, и соединения, содержащего алкильную группу и содержащего только гидроксильную группу в качестве группы, придающей растворимость в воде, улучшают фиксацию чернил и качество полученного записанного изображения, и стабильность и надежность чернил и записанного изображения являются превосходными, если чернила добавлены к записывающей среде, и чернила дают особенно желательные результаты, если их используют в струйной записи. Дополнительно было обнаружено, что чернила согласно данному изобретению, имеющие вышеописанную структуру, значительно улучшены по сравнению с применением обычных чернил, особенно в смысле улучшения фиксации зарегистрированного материала и надежности чернил.

Термин «микромицелла», как использовано в данном изобретении, означает такую мицеллу, которая может быть образована путем использования характеристики образования мицеллы, специфической для поверхностно-активного вещества, прибавления водонерастворимого соединения к водной фазе и диспергирования прозрачных мицелл, как будто они были растворены в водной фазе без всплывания (расслаивания) на поверхности раздела газ-жидкость и осаждения на дно, и образованные мицеллы трудно разрушаются при нагревании. Микромицелла не реагирует с красящим веществом и существует, по существу, сама по себе в жидкой среде, такой как чернила.

Микромицелла отличается от микроэмульсии, прозрачно диспергирующей водонерастворимое соединение с общими полимерными компонентами, и мицеллы, диспергирующей водонерастворимое соединение в форме мицеллы, образованной с поверхностно-активным веществом. В частности, в микроэмульсии и дисперсии в форме мицеллы водонерастворимое соединение диспергировано как будто оно растворено в воде, но термостойкость хуже, и поэтому они непригодны для способа струйной записи, при которой запись осуществляют действием тепловой энергии на чернила. Более того, количество водонерастворимого соединения пропорционально количеству поверхностно-активного вещества, которое должно быть диспергировано в форме мицеллы, и поэтому, если требуется большое количество водонерастворимого соединения, количество поверхностно-активного вещества также возрастает и мицелла чрезвычайно увеличивается в размере или эмульгирует, и если поверхностно-активное вещество используют в чернилах, легко происходит увеличение вязкости чернил и уменьшение поверхностного натяжения, и если поверхностно-активное вещество используют в струйной записи, часто затрудняется выталкивание чернил.

В противоположность этому водные чернила данного изобретения, содержащие микромицеллы, диспергируемые в воде, отличаются тем, что микромицеллы состоят из двух или более поверхностно-активных веществ, которые проявляют непрозрачное или полупрозрачное диспергированное состояние в воде, будучи использованы вместе, и соединения, содержащего алкильную группу и содержащего только гидроксильную группу в качестве группы, придающей растворимость в воде, обладают улучшенной фиксацией и проницаемостью на листе бумаги и отличаются хорошей термостойкостью. Поэтому ни чрезвычайное увеличение размера мицелл, ни наступление образования эмульгированного состояния, применение чернил, использующих микромицеллы в струйной записи не вызывает никаких проблем для выталкивания и подобного. Данное изобретение будет описано ниже. Первое, если считают важным получить высокую растворимость для поверхностно-активного вещества исходя из стабильности и надежности чернил, в качестве проникающей жидкости для целей общего улучшения фиксации записывающего материала используют сильно гидрофильное соединение, и заметная фиксация не может быть получена. Если более важной считают фиксацию, используют сильно гидрофобное соединение, при этом может быть получена заметная фиксация, но сильно гидрофобное соединение осаждается или отделяется в чернилах и таким образом ухудшаются надежность и стабильность чернил.

Ввиду этой ситуации авторы изобретения непрерывно делали обзоры и производили детальные изучения записывающих сред и различных соединений и чернил, существующих в мире. В результате было обнаружено, например, что поверхность обычной бумаги, такой как писчая бумага, делают гидрофобной для улучшения качества изображения зарегистрированного материала и изменяют конфигурацию для регулирования проницания водной среды, если используют водные чернила. На основании вышеуказанных наблюдений авторы изобретения заключили, что для достижения хорошей фиксации чернил гидрофобная часть поверхности регистрирующей среды должна быть сделана гидрофильной путем введения сильно гидрофобного соединения в водные чернила.

Обычно, однако, если к водным чернилам добавляют сильно гидрофобное соединение, соединение становится нестабильным в чернилах и отделяется по мере возрастания степени его гидрофобности. Применим также способ, при котором сильно гидрофобное соединение используют вместе с сильно гидрофильным соединением для образования мицелл, которые могут быть растворены. Однако молекулы воды, окружающие такие мицеллы, имеют ослабленные силы связывания с мицеллами, вызываемым повышением температуры или подобным, и поэтому мицеллы чрезвычайно увеличиваются в размерах для поддерживания стабильности или отделяются от сильно гидрофобного соединения для стабильности, приводя к ухудшению надежности чернил и уменьшению проницаемости.

Что касается мицелл, образованных путем использования сильно гидрофобного соединения вместе с сильно гидрофильным соединением, авторы изобретения провели исследования и обзоры состояния мицелл в водном растворе и функциональных групп, способствующих растворению или диспергированию мицелл в воде, и в результате авторы изобретения установили следующее:

(1) мицеллы представляют собой соединения, собирающие гидрофобной частью как основной точкой, в которых гидрофильной частью являются водородносвязанные с водой молекулы, чтобы растворять или диспергировать соединения в воде;

(2) обычно мицелла образуется легче, если гидрофобная часть и гидрофильная часть имеют схожие (подобные) структуры;

(3) если гидратирующая способность гидрофильной части снижена вследствие повышения температуры или подобного, растворение или диспергирование мицеллы моментально нарушается или мицелла чрезвычайно увеличивается в размерах ради стабильности; и

(4) в качестве гидратирующей группы обычно используют этиленоксид.

Содержание перечисленных выше пунктов было рассмотрено с различных точек зрения и в результате была достигнута композиция чернил данного изобретения.

Авторы изобретения предполагают, что для водных чернил согласно данному изобретению стабильность и надежность водных чернил и фиксация полученного зарегистрированного материала улучшены благодаря специфическим механизмам, описанным ниже. Обычно предполагают, что в случае способа, при котором сильно гидрофобное соединение используют вместе с сильно гидрофильным соединением с образованием мицелл, в силу чего сильно гидрофобное соединение становится растворимым, процесс протекает, как показано на фиг.1 и 2. Однако, как только температура указанной системы повышается, например, связь между молекулами воды вокруг мицелл и мицеллами ослабевает, так что мицеллы становится трудно удерживать, как показано на фиг.3 и 4, и, как показано на фиг.5 и 6, мицеллы чрезвычайно увеличиваются в размерах из-за притяжения большого числа молекул воды (см. фиг.6) или отделяют сильно гидрофобное соединение для сохранения стабильности (см. фиг.5). В противоположность этому предполагают, что в соответствии с композицией чернил данного изобретения образованные мицеллы имеют конфигурацию, в которой слабо гидрофобное соединение, содержащее только гидроксильную группу в качестве гидрофильной группы, собраны, словно гранулы, сбитые в шарик, и таким образом плотность гидрофильных групп, полученная увеличением мицеллы в результате образования микромицелл, стабильна и устойчива к изменению температуры, как показано на фиг.7.

Для хорошей фиксации предполагают, что, если чернила нанесены на писчую бумагу или подобное, имеющие поверхность, сделанную гидрофобной для улучшения качества печати, то, например, комбинацию двух или более поверхностно-активных веществ, которые проявляют непрозрачное или полупрозрачное диспергированное состояние в воде, активно осаждают на гидрофобную часть писчей бумаги, в силу чего писчая бумага становится гидрофильной в направлении проникновения чернил для получения хорошей фиксации, как показано на фиг.8. Поверхностно-активное вещество в микромицелле образует каплю, прозрачно растворенную в чернилах, показанную на чертеже, имеет сильное сродство к воде и поэтому поверхностно-активное вещество трудно осадить на гидрофобную часть писчей бумаги и (оно) может способствовать фиксации красящего вещества, находящегося в следующей чернильной капле.

Для высокого качества зарегистрированного изображения можно предположить, что поверхностно-активное вещество или комбинация поверхностно-активных веществ, прозрачно растворенных в воде, вызывает неравномерное растекание чернил на поверхности бумаги, как показано на фиг.9, из-за различий в осаждении поверхностно-активного вещества на гидрофобную часть, тогда как в случае чернил данного изобретения, как показано на фиг.10, когда чернила прибавляют к поверхности записывающей среды, комбинация двух или более поверхностно-активных веществ, которая проявляет непрозрачное или полупрозрачное диспергированное состояние в воде чернил, если использованы вместе, активно осаждаются на гидрофобную часть поверхности записывающей среды и внутреннюю гидрофобную часть, и поэтому не только чернила, почти равномерно распределенные, не вызывают вариаций, но также проникание чернил во внутреннюю часть записывающей среды, имеющей поры, промотировано, в силу чего проникание чернил улучшается, улучшая качество образованного зарегистрированного материала на поверхности записывающей среды.

Если два или более поверхностно-активных веществ, входящих в состав чернил данного изобретения, которые проявляют непрозрачное или полупрозрачное дисперсное состояние в воде, представляют собой комбинацию первого поверхностно-активного вещества, нерастворимого в воде, и второго поверхностно-активного вещества, имеющего HLB 10 или более, в которых гидрофобные группы имеют одинаковые структуры, эффект данного изобретения оказывается удовлетворительным, поскольку поверхностно-активные вещества не подвергаются влиянию других компонентов чернил или не влияют на другие компоненты чернил. В указанной комбинации два или более поверхностно-активные вещества, которые демонстрируют непрозрачное или полупрозрачное дисперсное состояние в воде, более предпочтительно уравновешены неионными поверхностно-активными веществами, вследствие чего поверхностно-активные вещества не подвергаются влиянию других компонентов чернил или не влияют на другие компоненты чернил.

Предпочтительно, чтобы состояние прозрачных чернил, полученное удалением красящих веществ из чернил данного изобретения, включающих в себя комбинацию двух или более поверхностно-активных веществ, которые демонстрируют непрозрачное или полупрозрачное дисперсное состояние в воде, и соединение, содержащее алкильную группу и содержащее только гидроксильную группу в качестве группы, придающей растворимость в воде, не было непрозрачным или полупрозрачным дисперсным состоянием, а было прозрачным состоянием. Указанное состояние означает, что агрегат, образованный комбинацией двух или более поверхностно-активных веществ, которые демонстрируют непрозрачное или полупрозрачное дисперсное состояние в воде, и соединения, содержащего алкильную группу и содержащего только гидроксильную группу в качестве группы, придающей растворимость в воде, находится в микромицеллярном состоянии, и такое состояние является мицеллярным состоянием, весьма стабильным и устойчивым по отношению к внешним факторам, таким как температура, и поэтому чернила данного изобретения не только имеют улучшенную надежность, но также удовлетворительно демонстрируют различные ранее описанные эффекты.

В комбинации двух или более поверхностно-активных веществ, которые демонстрируют непрозрачное или полупрозрачное дисперсное состояние в воде, и соединения, содержащего алкильную группу и содержащего только гидроксильную группу в качестве группы, придающей растворимость в воде, смешанный водный раствор отрегулирован таким образом, чтобы сделать их содержание пригодным для использования в предпочтительно прозрачных чернилах, вследствие того, что разделение или осаждение указанных компонентов в чернилах затруднено и таким образом легко добиться стабильности чернил.

Согласно дополнительным исследованиям авторов изобретения было обнаружено, что, если комбинация двух или более поверхностно-активных веществ, которые демонстрируют непрозрачное или полупрозрачное дисперсное состояние в воде, представляет собой комбинацию первого поверхностно-активного вещества, нерастворимого в воде, и второго поверхностно-активного вещества, имеющего HLB 10 или более, гидрофобные группы которых имеют одинаковую структуру, эффект данного изобретения проявляется более удовлетворительно, будет ли граничное условие комбинации поверхностно-активных веществ иметь значение HLB 10 или нет. Особенно эффективна комбинация соединения, имеющего HLB от 10 до 13, и соединения, имеющего HLB, равный или более 6 и менее 10. Более того, использование соединения, имеющего HLB 10 или более и температуру помутнения 50°С или выше, дает более желательный эффект.

В комбинации первого поверхностно-активного вещества, нерастворимого в воде, и второго поверхностно-активного вещества, имеющего HLB 10 или более, гидрофобные группы которых имеют одинаковые структуры, микромицеллы могут быть удачно образованы, если структура поверхностно-активного вещества содержит ненасыщенную группу, и особенно предпочтительно использование поверхностно-активного вещества, содержащего ацетиленовую связывающую группу.

Использование поверхностно-активного вещества таким образом, чтобы гидрофильный структурный элемент объединенного поверхностно-активного вещества уравновешивался этиленоксидом с раскрытым циклом или комбинацией этиленоксида с раскрытым циклом и пропиленоксида с раскрытым циклом, предпочтительно исходя из легкости стабилизации чернил. Особенно предпочтительно поверхностно-активное вещество, содержащее в качестве группы, придающей растворимость в воде, этиленоксид с концевой гидроксильной группой.

Более того, поверхностно-активное вещество предпочтительно представляет собой соединение, удовлетворяющее следующей общей формуле (I).

В общей формуле (I) А и В, независимо друг от друга, выбраны из группы, состоящей из атома водорода и групп, представленных следующими общими формулами (II_A) и (II_B); Х_А представляет собой С_nH_2n+1, n представляет собой целое число от 1 до 10, и Х_В представляет собой C_mH_2m+1, m представляет собой целое число от 1 до 10. Y_A и Y_B представляют собой этиленоксидные структурные элементы с раскрытым циклом и/или пропиленоксидные структурные элементы с раскрытым циклом, и а и b, независимо друг от друга, означают целое число.

Использование соединения, имеющего структуру, в которой А и В в общей формуле (I) идентичны, является одной из предпочтительных форм. Предпочтительно также применение соединения, в котором n представляет собой целое число от 5 до 7 в C_nH_2n+1 в общей формуле (I).

Затем, если соединение, содержащее алкильную группу и содержащее только гидроксильную группу в качестве группы, придающей растворимость в воде, имеет структуру, выраженную следующей общей формулой (III), легко продемонстрировать эффект данного изобретения.

В общей формуле (III) каждый из R₁, R₂ и R₃, независимо друг от друга, представляет собой атом водорода или алкильную группу, содержащую от 1 до 16 атомов углерода. Каждый из (X), (Y) и (Z), независимо друг от друга, представляет собой ОН или D-OH, и D представляет собой этиленоксид с раскрытым циклом и/или пропиленоксид с раскрытым циклом.

Более того, предпочтительно, чтобы соединение, имеющее структуру, представленную общей формулой (III), было водорастворимо. В частности, предпочтительно, в смысле надежности, чтобы в общей формуле (III) (X), (Y) и (Z) представляли собой группы ОН. Более того, предпочтительно, чтобы в общей формуле (III) R₁ и R₂ представляли собой атомы водорода, в частности при образовании стабильного агрегата. В комбинации сочетания первого поверхностно-активного вещества, нерастворимого в воде, и второго поверхностно-активного вещества, имеющего HLB 10 или более, в котором оба поверхностно-активные вещества имеют структурно одинаковые гидрофобные группы, и соединения, содержащего алкильную группу и содержащего только гидроксильную группу в качестве группы, придающей растворимость в воде, эффект данного изобретения продемонстрирован более удовлетворительно, если первое поверхностно-активное вещество, нерастворимое в воде, и второе поверхностно-активное вещество, имеющее HLB 10 или более, гидрофобные группы которых имеют одинаковые структуры, содержат гидрофобный структурный элемент, отличающийся от соединения, содержащего алкильную группу и содержащего только гидроксильную группу в качестве группы, придающей растворимость в воде. Благодаря тому факту, что гидрофобные структурные элементы различны и соединение содержит только гидроксильную группу в качестве гидрофильной части, стабильность улучшается. Это, вероятно, происходит благодаря тому, что плотность гидрофильности агрегата увеличивается. Улучшение стабильности дисперсии микромицелл приписывают тому факту, что соединение в качестве гидрофильной части содержит только гидроксильную группу.

Водные чернила данного изобретения дополнительно содержат красящее вещество в растворенном или диспергированном состоянии. Указанное выше растворенное или диспергированное красящее вещество относится, например, к соединению или красящему веществу, само по себе растворенному или диспергированному в воде (например, красителю или пигменту, содержащему гидрофильную группу), и к инкапсулированному веществу, включающему в себя или содержащему красящее вещество. Однако способ, при котором красящее вещество диспергировано с применением полимера или подобного в качестве диспергатора аналогично дисперсии пигмента, не подходит. Это происходит потому, что для указанного типа способа затруднено не только действие описанного выше механизма, вызванного образованием состояния, в котором полимер диспергирован в чернилах, но также трудно сказать, что указанный способ является предпочтительным выбором в отношении надежности чернил. Далее, каждое состояние красящего вещества в жидкой среде, как описано выше, будет обозначено как «растворение», если не указано иначе.

Красящее вещество, которое должно быть введено в чернила данного изобретения, предпочтительно представляет собой дисперсное красящее вещество с группой, придающей растворимость в воде, связанное химическим взаимодействием для стабильности чернил. Красящее вещество без связанной с ним группы, придающей растворимость в воде, например красящее вещество, содержащее физически адсорбированный полимерный диспергатор, содержащий указанную группу, придающую растворимость в воде, намного более склонен терять группу под действием присутствующего(их) поверхностно-активного(ых) вещества (веществ). В водных чернилах данного изобретения может быть использовано водорастворимое красящее вещество, но оно при некоторых обстоятельствах может быть менее эффективно, чем диспергируемое в воде красящее вещество. В указанном случае может быть использовано красящее вещество, непосредственно окрашивающее регистрирующую среду (например, прямой краситель и т.д.) или красящее вещество, содержащее в структуре азогруппу. Предпочтительно использование красящего вещества, имеющего структуру, содержащую в качестве гидрофильной группы карбоксильную группу или группу ее соли. Более того, предпочтительно используют красящее вещество, содержащее карбоксильную группу или группу ее соли в качестве гидрофильной группы красящего вещества. Конкретно карбоксильная группа имеет более низкое сродство с водой по сравнению с сульфогруппой и поэтому эфф