Фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров

Фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к фотополимеризующимся чернилам для струйных принтеров.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

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

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

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Патентная литература

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

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА

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

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ

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

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

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

Фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров, которые содержат:

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

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

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

ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

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

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

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

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

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

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

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Фотополимеризующиеся чернила для струйных принтеров

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

Фотополимеризующиеся мономеры

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

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

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

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

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

Далее настоящее изобретение будет объяснено подробно.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Группа соединений (C)

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

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

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

Другой фотополимеризующийся мономер

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

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

Другие компоненты

Инициатор фоторадикальной полимеризации

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

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

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

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

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

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

Ускоритель полимеризации

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

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

Пигмент

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Чернильный картридж

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

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

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

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

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

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

Струйное записывающее устройство

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

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

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

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

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

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

ПРИМЕРЫ

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

Примеры 1-19

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

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

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

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

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

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

Способ оценки значения SI будет подробно описан ниже.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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