Водные чернила для струйной печати

Водные чернила для струйной печати

Иллюстрации

Показать все

Реферат

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[001] В настоящем документе описаны водные чернила для струйной печати, содержащие нанопигментированные или красящие частицы воска для улучшения антиадгезионных свойств и глянца, которые подходят для применения с многочисленными красками и печатными носителями.

[002] Технология струйной печати зачастую включает разбрызгивание чернил на переносящую ленту или барабан с последующим переносом чернил под давлением на печатный носитель, такой как бумага. Такая технология часто упоминается как струйная печать с переносом или переводом чернил. Технология струйной печати зачастую предполагает также разбрызгивание чернил непосредственно на печатный носитель, такое как прямая печать на бумаге.

[003] Чернила, составленные для технологий переводной или прямой струйной печати, могут содержать водные дисперсии красителей или пигментов, диспергированных так, что «средний» размер частицы или капли D50 составляет менее чем примерно 150 нанометров, и которые стабилизированы при помощи диспергатора, а также другие ингредиенты, в том числе смазывающие вещества, растворители и связующие вещества. «Средний» размер частицы или капли, как правило, представляют как d₅₀ или определяют как объемное среднее значение размера частиц при 50-процентильном распределении частиц по размеру, при этом 50% частиц в указанном распределении имеют значение размера частиц более чем d₅₀, а остальные 50% частиц в указанном распределении имеют значение размера частиц менее чем d₅₀. Средний размер частиц может быть измерен при помощи методов, в которых используют технологию светорассеяния для определения размера частиц, такую как динамическое светорассеяние. Диаметр частицы относится к длине отдельной капли дискретного слоя, полученной из изображений частиц, созданных при измерениях просвечивающей электронной микроскопии или динамического светорассеяния.

[004] Пигменты, как правило, тяжелее воды и склонны к агломерации и оседанию, если они не стабилизированы диспергатором.

[005] Задачи, связанные с разработкой чернил для переводной технологии печати, включают достижение заданной адгезии чернил и высвобождение чернил на переносящую ленту или барабан. Для достижения заданных характеристик адгезии и высвобождения может быть использована не прилипающая печатная форма, т.е. «полотно» и нанесение слоя крахмала, т.е. «покрытие», а на переносящую ленту или барабан перед разбрызгиванием чернил может быть нанесен глицерин.

[006] Задачи, связанные с разработкой чернил для технологии прямой печати на бумаге, включают задачи, имеющие отношение к печати на различных печатных средах, включая мелованную бумагу, немелованную бумагу или пластмассу, которая может быть гидрофильной или гидрофобной.

[007] Для различных вариантов реализации настоящего описания могут быть выбраны подходящие компоненты и технологические аспекты каждого из предшествующих патентов и патентных публикаций США. Кроме того, в настоящей заявке отождествляющим цитированием упомянуты различные публикации, патенты и опубликованные патентные заявки. Описание публикаций, патентов и опубликованных патентных заявок, упомянутых в настоящей заявке, включено в настоящее описание посредством ссылки для более полного описания уровня техники в области, к которой относится настоящее изобретение.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[008] Описана композиция водных чернил, содержащая воду; сорастворитель; и водную субмикронную дисперсию красящего воска, содержащую множество частиц красящего воска, содержащих красящую сердцевину, окруженную восковой оболочкой, при этом частицы красящего воска имеют распределение частиц по размеру от примерно 150 нанометров до менее примерно 300 нанометров; причем водную субмикронную дисперсию красящего воска получают (а) расплавлением и смешиванием сухого красящего вещества по меньшей мере с одним воском с образованием концентрата красящего вещества, при этом концентрат красящего вещества содержит по меньшей мере 25 процентов красящего вещества относительно массы; (b) измельчением концентрата красящего вещества стадии (а) с получением измельченного концентрата красящего вещества; (с) объединением измельченного концентрата красящего вещества (b) с водой и диспергированием с образованием дисперсии красящего воска; причем расплавление и смешивание на стадии (а), а также измельчение на стадии (b) выполняют в погружной мельнице или в горизонтальной мельнице; и при этом объединение на стадии (с) выполняют при помощи плунжерного гомогенизатора.

[009] Описана также композиция водных чернил, содержащая воду; два или более сорастворителей гликолевого типа; и водную субмикронную дисперсию воска, содержащую множество частиц красящего воска, содержащих красящую сердцевину, окруженную восковой оболочкой, при этом частицы красящего воска имеют распределение частиц по размеру от примерно 150 нанометров до менее примерно 300 нанометров; причем водную субмикронную дисперсию красящего воска получают (а) расплавлением и смешиванием сухого красящего вещества по меньшей мере с одним воском с образованием концентрата красящего вещества, при этом концентрат красящего вещества содержит по меньшей мере 25 процентов красящего вещества относительно массы; (b) измельчением концентрата красящего вещества стадии (а) с получением измельченного концентрата красящего вещества; (с) объединением измельченного концентрата красящего вещества (b) с водой и диспергированием с образованием дисперсии красящего воска; причем расплавление и смешивание на стадии (а), а также измельчение на стадии (b) выполняют в погружной мельнице или в горизонтальной мельнице; и при этом объединение на стадии (с) выполняют при помощи плунжерного гомогенизатора.

[0010] Описан также способ струйной печати водными чернилами с применением композиции водных чернил, включающий введение композиции водных чернил в струйное печатающее устройство; при этом композиция водных чернил содержит воду; сорастворитель; и водную субмикронную дисперсию красящего воска, содержащую множество частиц красящего воска, содержащих красящую сердцевину, окруженную восковой оболочкой, при этом частицы красящего воска имеют распределение частиц по размеру от примерно 150 нанометров до менее примерно 300 нанометров; причем водную субмикронную дисперсию красящего воска получают (а) расплавлением и смешиванием сухого красящего вещества по меньшей мере с одним воском с образованием концентрата красящего вещества, при этом концентрат красящего вещества содержит по меньшей мере 25 процентов красящего вещества относительно массы; (b) измельчением концентрата красящего вещества стадии (а) с получением измельченного концентрата красящего вещества; (с) объединение измельченного концентрата красящего вещества (b) с водой и диспергированием с образованием дисперсии красящего воска; причем расплавление и смешивание на стадии (а), а также измельчение на стадии (b) выполняют в погружной мельнице или в горизонтальной мельнице; и при этом объединение на стадии (с) выполняют при помощи плунжерного гомогенизатора; разбрызгивание капель чернил по всей ширине изображения на промежуточный элемент для переноса изображения; необязательно нагревание изображения для частичного или полного удаления растворителей; и перенос чернил по всей ширине изображения с промежуточного элемента для переноса изображения на конечную записывающую подложку; или разбрызгивание капель чернил по всей ширине изображения непосредственно на конечную подложку приема изображения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0011] На фиг. 1 показано изображение электронной микрофотографии в просвечивающем микроскопе дисперсии пигментированного воска в соответствии с настоящим описанием.

[0012] На фиг. 2 показано изображение электронной микрофотографии в просвечивающем микроскопе дисперсии пигментированного воска в соответствии с настоящим описанием.

[0013] На фиг. 3 показан график реологических свойств, демонстрирующий зависимость сдвиговой вязкости (ось y) от скорости сдвига (ось x) для композиции водных чернил в соответствии с настоящим описанием.

[0014] На фиг. 4 показан график реологических свойств, демонстрирующий зависимость сдвиговой вязкости (ось y) от скорости сдвига (ось x) для композиции водных чернил в соответствии с настоящим описанием.

[0015] На фиг. 5 показан график реологических свойств, демонстрирующий зависимость сдвиговой вязкости (ось y) от скорости сдвига (ось x) для композиции водных чернил в соответствии с настоящим описанием.

[0016] На фиг. 6 показано изображение отпечатанных точек, нанесенных при помощи композиции водных чернил в соответствии с настоящим изобретением на подложку фотобумаги.

[0017] На фиг. 7 показано изображение отпечатанных точек, нанесенных при помощи композиции водных чернил в соответствии с настоящим изобретением на подложку бумаги Xerox® Digital Color Elite Gloss®.

[0018] На фиг. 8 показано изображение отпечатанных точек, нанесенных при помощи композиции водных чернил в соответствии с настоящим изобретением на подложку бумаги Xerox® 4200.

[0019] На фиг. 9 показано изображение отпечатанных линий, нанесенных при помощи композиции водных чернил в соответствии с настоящим изобретением на подложку фотобумаги.

[0020] На фиг. 10 показано изображение отпечатанных линий, нанесенных при помощи композиции водных чернил в соответствии с настоящим изобретением на подложку бумаги Xerox® Digital Color Elite Gloss®.

[0021] На фиг. 11 показано изображение отпечатанных линий, нанесенных при помощи композиции водных чернил в соответствии с настоящим изобретением на подложку бумаги Xerox® 4200.

[0022] На фиг. 12 показано изображение отпечатанных точек, демонстрирующее округлость точек, нанесенных при помощи композиции водных чернил в соответствии с настоящим изобретением на подложку фотобумаги.

[0023] На фиг. 13 показано изображение отпечатанных точек, демонстрирующее округлость точек, нанесенных при помощи композиции водных чернил в соответствии с настоящим изобретением на подложку бумаги Xerox® Digital Color Elite Gloss®.

[0024] На фиг. 14 показано изображение отпечатанных точек, демонстрирующее округлость точек, нанесенных при помощи композиции водных чернил в соответствии с настоящим изобретением на подложку бумаги Xerox® 4200.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0025] Описаны композиции чернил для струйной печати, содержащие пигментированные или красящие частицы воска.

[0026] Композиции водных чернил в настоящем документе содержат дисперсии пигментированных восков. Согласно вариантам реализации изобретения композиции водных чернил содержат дисперсию инкапсулированного пигмента, имеющего D50 от примерно 140 нанометров до примерно 220 нанометров. Дисперсия воска может быть получена при помощи плунжерного гомогенизатора высокого давления. Согласно вариантам реализации изобретения дисперсии пигментированных восков включают дисперсии, описанные в заявке на патент США с серийным номером 14/256937 (номер патентного реестра 20130505-US-NP), которая включена в настоящий документ посредством ссылки в полном объеме. Согласно вариантам реализации изобретения дисперсия пигментированного воска представляет собой водную субмикронную дисперсию пигментированного воска, содержащую множество частиц пигментированного воска, содержащих пигментную сердцевину, окруженную восковой оболочкой, при этом частицы пигментированного воска имеют распределение частиц по размеру от 150 нанометров до менее 300 нанометров.

[0027] Дисперсия пигментированного воска может быть получена по способу, описанному в заявке на патент США с серийным номером 14/256937 (номер патентного реестра 20130505-US-NP), включающему (а) расплавление и смешивание сухого пигмента по меньшей мере с одним воском с образованием концентрата пигмента, при этом концентрат пигмента содержит по меньшей мере 25 процентов пигмента относительно массы; (b) измельчение концентрата пигмента стадии (а) с получением измельченного концентрата пигмента; (с) объединение измельченного концентрата пигмента (b) с водой и диспергирование с образованием дисперсии пигментированного воска, содержащей множество частиц пигментированного воска, содержащих пигментную сердцевину, окруженную восковой оболочкой, при этом частицы пигментированного воска имеют распределение частиц по размеру от 150 нанометров до менее примерно 300 нанометров; причем расплавление и смешивание на стадии (а), а также измельчение на стадии (b) выполняют в погружной мельнице; и при этом объединение на стадии (с) выполняют при помощи плунжерного гомогенизатора.

[0028] Предложенный способ получения дисперсии пигментированного воска включает (а) расплавление и смешивание сухого пигмента по меньшей мере с одним воском с образованием концентрата пигмента, при этом концентрат пигмента содержит по меньшей мере 25 процентов пигмента относительно массы; (b) измельчение концентрата пигмента стадии (а) с получением измельченного концентрата пигмента; и (с) объединение измельченного концентрата пигмента (b) с водой и диспергирование с образованием дисперсии пигментированного воска, содержащей множество частиц пигментированного воска, содержащих пигментную сердцевину, окруженную восковой оболочкой, при этом частицы пигментированного воска имеют распределение частиц по размеру от примерно 150 нанометров до менее примерно 300 нанометров; причем расплавление и смешивание на стадии (а), а также измельчение на стадии (b) выполняют в погружной мельнице; и при этом объединение на стадии (с) выполняют при помощи плунжерного гомогенизатора. Частицы пигментированного воска имеют средний размер частиц от примерно 80 до примерно 300 нанометров, или от примерно 100 до примерно 250 нанометров, или от примерно 170 до примерно 230 нанометров. В некоторых вариантах реализации частицы пигментированного воска имеют распределение частиц по размеру от примерно 150 до менее примерно 230 нанометров или от примерно 150 до менее примерно 200 нанометров. В некоторых вариантах реализации частицы пигментированного воска имеют Z-средний размер частиц, составляющий примерно 200 нанометров. Средний размер частиц может быть измерен любым подходящим или требуемым способом, например, при помощи анализатора размеров частиц Nanotrac^TM 252 (Microtrac, Монтгомеривилл, штат Пенсильвания, США).

[0029] Процесс диспергирования пигмента может быть осуществлен в любом подходящем или требуемом устройстве. Согласно вариантам реализации изобретения процессы диспергирования пигментированного воска выполняют в группе реакторов, оснащенных рубашкой и расположенных вокруг мельницы, согласно вариантам реализации изобретения реактор, оснащенный рубашкой, расположен вокруг корзинной мельницы или погружной мельницы. Как правило, мельница содержит реактор с нагревательной рубашкой, лопасть диспергирующего устройства для смешивания обменно-фазового носителя и необязательного диспергатора и последующего смешивания обменно-фазового носителя и необязательно диспергатора с пигментом для смачивания пигмента, или головку погружной мельницы (корзинный узел), содержащую мелющую среду, согласно вариантам реализации изобретения - керамическую мелющую среду, для диспергирования пигмента.

[0030] В одном из вариантов реализации расплавление, смешивание, смачивание и диспергирование происходит в одном и том же реакторе, а смесительную лопасть заменяют погружной мельницей или корзинной мельницей. В другом варианте реализации расплавление, смешивание и смачивание происходит в разных реакторах, а затем увлажненную смесь переносят в погружную мельницу.

[0031] Согласно вариантам реализации изобретения расплавление и смешивание на стадии (а), а также измельчение на стадии (b) выполняют в погружной мельнице или в горизонтальной мельнице.

[0032] Согласно вариантам реализации изобретения объединение на стадии (с) выполняют при помощи плунжерного гомогенизатора.

[0033] В некоторых вариантах реализации расплавление и смешивание на стадии (а), а также измельчение на стадии (b) выполняют в погружной мельнице, а объединение на стадии (с) выполняют при помощи плунжерного гомогенизатора. Преимущества, достигаемые при помощи предложенного способа, в том числе применение погружной мельницы согласно вариантам реализации изобретения - погружной мельницы Hockmeyer - для измельчения увлажненного пигмента, включают то, что для погружной мельницы необходима только одна емкость для операций диспергирования (смачивания) и измельчения пигмента. Следовательно, предложен упрощенный способ. Ранее измельчение увлажненного пигмента выполняли при помощи горизонтальной мельницы, для которой необходим питающий бак, питающий насос и соединительные патрубки для рециркуляции материалов между питающим баком и камерой измельчения. Кроме того, предложенный способ с применением погружной мельницы для стадий (а) и (b) имеет преимущество, которое заключается в том, что в погружной мельнице используют верхний привод для поддержки измельчающей корзины и вращения крыльчатки. Указанный способ может быть осуществлен при атмосферном давлении, и он не требует механического уплотнения приводного вала. Горизонтальная мельница работает при давлении до 100 psi и требует механического уплотнения приводного вала. Дополнительное преимущество предложенного способа заключается в том, что в погружной мельнице измельчение происходит внутри погружной корзины. Для небольших измельчающих корзин необходимы небольшие количества мелющей среды и меньшее количество энергии для достижения более высокой скорости крыльчатки.

[0034] Расплавление и смешивание сухого пигмента по меньшей мере с одним воском может быть осуществлено при помощи лопасти диспергирующего устройства с большим усилием сдвига или при помощи крыльчатки, установленной внутри реактора с рубашкой. Скорость вращения крыльчатки (об/мин), окружная скорость конца лопасти (футов в секунду) и температура могут быть любыми подходящими или требуемыми скоростями или температурой, согласно вариантам реализации изобретения - при температурах выше 100°С, выше 120°С, от 100 до примерно 170°С, от 110 до 170°С или от 110 до 160°С, при количестве оборотов в минуту от примерно 500 до примерно 5500 об/мин, или от 500 до примерно 5000 об/мин, или от 3000 до примерно 5200 об/мин, и при окружной скорости конца лопасти от 3 до 40 футов в секунду или от 23 футов в секунду до 40 футов в секунду.

[0035] Расплавление и смешивание сухого пигмента по меньшей мере с одним воском может быть осуществлено при любой подходящей или требуемой температуре. Согласно вариантам реализации изобретения расплавление и смешивание на стадии (а) выполняют при температуре от примерно 90 до примерно 170°С, или от примерно 100 до примерно 145°С, или от примерно 120 до примерно 140°С.

[0036] Расплавление и смешивание сухого пигмента по меньшей мере с одним воском может быть осуществлено в течение любого подходящего или требуемого времени. Согласно вариантам реализации изобретения расплавление и смешивание на стадии (а) выполняют в течение периода времени от примерно 0,1 до примерно 10 часов, или от примерно 4 до примерно 10 часов, или от примерно 5 до примерно 8 часов, или от примерно 6 до примерно 7 часов. В конкретном варианте реализации расплавление и смешивание на стадии (а) выполняют в течение периода времени от примерно 1 до примерно 4 часов.

[0037] Смешивание на стадии (а) может быть выполнено любым подходящим или требуемым способом. Согласно вариантам реализации изобретения смешивание на стадии (а) выполняют при помощи лопасти диспергирующего устройства, установленной на скорость вращения от примерно 500 до примерно 5500 оборотов в минуту, от примерно 1500 до примерно 4000 оборотов в минуту или от примерно 2000 до примерно 3000 оборотов в минуту.

[0038] Измельчение на стадии (b) может быть выполнено при помощи любого подходящего или требуемого способа. Согласно вариантам реализации изобретения измельчение на стадии (b) включает стадию размола. Для стадии измельчения (b) может быть использована погружная мельница или корзинная мельница. Корзинная мельница на боковине и на дне может содержать сита, имеющие подходящие отверстия, такие как отверстия размером 0,1 миллиметра, и может быть заполнена мелющей средой, такой как керамическая мелющая среда, согласно вариантам реализации изобретения - мелющая среда из сферических частиц оксида циркония диаметром 0,3 миллиметра. Корзинная мельница может быть оснащена шнеком для подачи расплавленных смешанных частиц пигмента и воска в мельницу. Центробежная сила, создаваемая ротором и мелющей средой, выдавливает суспензию через боковое и нижнее сито. Измельчение можно выполнять в течение любого подходящего или требуемого периода времени, согласно вариантам реализации изобретения - в течение нескольких часов, до достижения требуемого распределения частиц по размеру.

[0039] Для предложенных в настоящем документе способов может быть выбрана любая подходящая или требуемая мельница. Согласно вариантам реализации изобретения мельница может быть такой, как описано в патенте США 7559493, который включен в настоящий документ посредством ссылки в полном объеме. Согласно вариантам реализации изобретения предложенный в настоящем документе способ может быть осуществлен при помощи мельницы Hockmeyer HCPN Dispermill®, имеющейся в продаже у компании Hockmeyer Equipment Corporation, которая представляет собой микромельницу. Она представляет собой погружную мельницу, включая вертикальную корзинную мельницу, в которой для измельчения материалов, таких как, например, пигменты, используют мелющую среду. В дополнительных вариантах реализации мельница может представлять собой мельницу, описанную в патентах США 5184783; 5497948; 5820040; 7175118; 7559493; 7828234; 7883036; 7914200; 8182133; или 8376252; каждый из которых включен в настоящий документ посредством ссылки в полном объеме.

[0040] В головку погружной мельницы (корзинный узел) может быть введен любой подходящий или требуемый мелющий материал, такой как гранулы или дробь. Согласно вариантам реализации изобретения на стадии измельчения в мелющую головку помещают 40 миллилитров частиц оксида циркония диаметром 0,3 миллиметра.

[0041] Согласно вариантам реализации изобретения стадию измельчения (а) осуществляют при температуре от примерно 90 до примерно 170°С, или от примерно 100 до примерно 145°С, или от примерно 120 до примерно 140°С.

[0042] Стадию измельчения (b) можно выполнять в течение любого подходящего или требуемого периода времени, согласно вариантам реализации изобретения стадию измельчения (b) выполняют в течение периода времени от примерно 0,1 до примерно 8 часов, или от примерно 1 до примерно 8 часов, или от примерно 3 до примерно 6 часов, или от примерно 2 до примерно 4 часов. В конкретном варианте реализации расплавление и смешивание на стадии (а) выполняют в течение периода времени от примерно 0,1 до примерно 4 часов.

[0043] Измельченный концентрат пигмента стадии (b) можно использовать сразу или можно хранить для дальнейшего использования. Согласно вариантам реализации изобретения измельченный концентрат пигмента стадии (b) выгружают в алюминиевые лотки.

[0044] Стадия смешивания (с) может быть осуществлена любым подходящим или требуемым способом. Согласно вариантам реализации изобретения стадия смешивания (с) включает (1) предварительную гомогенизацию с последующей (2) гомогенизацией. Например, согласно вариантам реализации изобретения стадия смешивания (с) включает (1) предварительную гомогенизацию в течение периода времени от примерно 0,1 до примерно 1,5 часов при температуре от примерно 90 до примерно 170°С, при скорости от примерно 100 до примерно 1000 об/мин и при давлении от примерно 300 до примерно 1000 psi; с последующей (2) гомогенизацией в течение периода времени от примерно 0,5 до примерно 5 часов при температуре от примерно 90 до примерно 170 °С, при скорости от примерно 100 до примерно 1000 об/мин и при давлении от примерно 4000 до примерно 8000 psi.

[0045] Указанный способ может дополнительно включать (d) охлаждение дисперсии пигментированного воска до любой подходящей или требуемой температуры, (e) фильтрование дисперсии пигментированного воска; и (f) выгрузку дисперсии пигментированного воска.

[0046] Стадия охлаждения (d) может включать охлаждение дисперсии пигментированного воска до любой подходящей или требуемой температуры; согласно вариантам реализации изобретения - охлаждение до температуры от примерно 20 до примерно 50°С.

[0047] Стадия фильтрования (e) может быть осуществлена любым подходящим или требуемым способом. Согласно вариантам реализации изобретения фильтрование дисперсии пигментированного воска включает фильтрование через фильтр с размером отверстий от примерно 100 до примерно 300 микрометров. Согласно вариантам реализации изобретения дисперсию пигментированного воска можно фильтровать через 150-микронный нейлоновый фильтр при температуре от 20 до примерно 50°С.

[0048] Частицы дисперсии пигментированного воска обеспечивают пигментные дисперсии с мелкими частицами воска. Размер частиц пигментированного воска можно измерить при помощи любого количества подходящих приборов динамического светорассеяния, таких как Malvern Zetasizer. Например, можно контролировать Z-средний размер частиц в зависимости от времени для измерения стабильности частиц пигментов при их выдерживании при повышенных температурах, таких как примерно 120°С. Согласно вариантам реализации изобретения частицы пигментированного воска имеют Z-средний размер частиц от примерно 80 до примерно 300 нанометров, или от примерно 100 до примерно 250 нанометров, или от примерно 120 до примерно 230 нанометров, или от примерно 170 до примерно 230 нанометров.

[0049] Дисперсия пигментированного воска может находиться в композиции водных чернил в любом подходящем или требуемом количестве. Согласно вариантам реализации изобретения дисперсия пигментированного воска находится в композиции водных чернил в количестве от примерно 0 до примерно 70, или от примерно 10 до примерно 60, или от примерно 25 до примерно 45 процентов по массе в пересчете на общую массу композиции водных чернил. При использовании восковой дисперсии на основе красителя, указанная восковая дисперсия на основе красителя также может находиться в водных чернилах в любом подходящем или требуемом количестве. Согласно вариантам реализации изобретения дисперсия красящего воска находится в композиции водных чернил в количестве от примерно 0 до примерно 70, или от примерно 10 до примерно 60, или от примерно 25 до примерно 45 процентов по массе в пересчете на общую массу композиции водных чернил.

[0050] Композиции водных чернил содержат водный жидкий носитель. Общее количество жидкого носителя может быть обеспечено в любом подходящем или требуемом количестве. Согласно вариантам реализации изобретения жидкий носитель находится в композиции водных чернил в количестве от примерно 75 до примерно 97 процентов, или от примерно 80 до примерно 95 процентов, или от примерно 85 до примерно 95 процентов по массе в пересчете на общую массу композиции водных чернил.

[0051] Композиции чернил, предложенные в настоящем документе, могут состоять только из воды или могут содержать смесь воды и водорастворимого или смешивающегося с водой органического компонента, называемого сорастворителем, смачивающим реагентом или т.п. (далее сорастворитель), такого как спирты и производные спиртов, в том числе алифатические спирты, ароматические спирты, диолы, гликолевые эфиры, полигликолевые эфиры, длинноцепочечные спирты, первичные алифатические спирты, вторичные алифатические спирты, 1,2-спирты, 1,3-спирты, 1,5-спирты, простые алкиловые эфиры этиленгликоля, простые алкиловые эфиры пропиленгликоля, метоксилированный глицерин, этоксилированный глицерин, более высокие гомологи простых алкиловых эфиров полиэтиленгликоля и т.п., при этом конкретные примеры включают этиленгликоль, пропиленгликоль, диэтиленгликоли, глицерин, дипропиленгликоли, полиэтиленгликоли, полипропиленгликоли, триметилолпропан, 1,5-пентандиол, 2-метил-1,3-пропандиол, 2-этил-2-гидроксиметил-1,3-пропандиол, 3-метоксибутанол, 3-метил-1,5-пентандиол, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 2,4-гептандиол и т.п.; также подходящими являются амиды, простые эфиры, мочевина, замещенные мочевины, такие как тиомочевина, этиленмочевина, алкилмочевина, алкилтиомочевина, диалкилмочевина и диалкилтиомочевина, карбоновые кислоты и их соли, такие как 2-метилпентановая кислота, 2-этил-3-пропилакриловая кислота, 2-этилгексановая кислота, 3-этоксипропионовая кислота и т.п., сложные эфиры, органосульфиды, органосульфоксиды, сульфоны (такие как сульфолан), карбитол, бутилкарбитол, целлозольв, простые эфиры, простой монометиловый эфир трипропиленгликоля, производные простых эфиров, простые гидроксиэфиры, аминоспирты, кетоны, N-метилпирролидинон, 2-пирролидинон, циклогексилпирролидон, амиды, сульфоксиды, лактоны, полиэлектролиты, метилсульфонилэтанол, имидазол, 1,3-диметил-2-имидазолидинон, бетаин, сахара, такие как 1-дезокси-D-галактитол, маннитол, инозитол и т.п., замещенные и незамещенные формамиды, замещенные и незамещенные ацетамиды и другие водорастворимые или смешивающиеся с водой материалы, а также их смеси. Согласно вариантам реализации изобретения сорастворитель выбирают из группы, состоящей из этиленгликоля, N-метилпирролидинона, метоксилированного глицерина, этоксилированного глицерина и их смесей. При выборе в качестве жидкого носителя смесей воды и водорастворимых или смешивающихся с водой органических жидкостей диапазоны отношения воды к органической жидкости могут представлять собой любое подходящее или требуемое отношение, согласно вариантам реализации изобретения от примерно 100:0 до примерно 30:70, или от примерно 97:3 до примерно 40:60, или от примерно 95:5 до примерно 60:40. Неводный компонент жидкого носителя обычно служит в качестве смачивающего реагента или сорастворителя, имеющего более высокую точку кипения, чем точка кипения воды (100°С). Органический компонент связующего вещества, входящего в носитель чернил, может также служить для изменения поверхностного натяжения чернил, для изменения вязкости чернил, растворения или диспергирования красящего вещества и/или влияния на характеристики процесса сушки чернил.

[0052] В некоторых вариантах реализации изобретения сорастворитель выбирают из группы, состоящей из сульфолана, метилэтилкетона, изопропанола, 2-пирролидинона, полиэтиленгликоля и их смесей.

[0053] В других вариантах реализации изобретения композиция водных чернил содержит воду; два или более сорастворителей гликолевого типа; и водную субмикронную дисперсию воска, содержащую множество частиц красящего воска, содержащих красящую сердцевину, окруженную восковой оболочкой, при этом частицы красящего воска имеют распределение частиц по размеру от примерно 150 нанометров до менее примерно 300 нанометров. В некоторых вариантах реализации изобретения красящее вещество представляет собой пигмент. В конкретных вариантах реализации изобретения по меньшей мере один из гликолевых сорастворителей представляет собой глицерин. В конкретном варианте реализации сорастворители представляют собой глицерин и 1,3-пропандиол; и глицерин и 1,3-пропандиол находятся в соотношении от 6:1 до 1:2, соответственно. В другом конкретном варианте реализации сорастворители представляют собой глицерин и 1,3-пропандиол, и глицерин и 1,3-пропандиол находятся в соотношении от 2:1 до 5:1, соответственно, а общее количество сорастворителя составляет менее примерно 35 процентов по массе в пересчете на общую массу чернил и более 10 процентов по массе в пересчете на общую массу чернил.

[0054] Общее количество жидкого носителя может быть обеспечено в любом подходящем или требуемом количестве. Согласно вариантам реализации изобретения жидкий носитель находится в составе эластичной композиции в количестве от примерно 75 до примерно 97 процентов, или от примерно 80 до примерно 95 процентов, или от примерно 85 до примерно 95 процентов по массе в пересчете на общую массу композиции эластичных чернил.

[0055] Дисперсии пигментированного воска согласно настоящему изобретению могут содержать любой подходящий или требуемый красящий пигмент. Например, красящее вещество может представлять собой пигмент или краситель. В конкретных вариантах реализации изобретения красящее вещество представляет собой пигмент. В конкретном варианте реализации красящее вещество представляет собой пигмент, выбранный из группы, состоящей из пурпурного пигмента, голубого пигмента, желтого пигмента, черного пигмента, а также их смесей и комбинаций. Дисперсии пигментированного воска могут быть стабилизированы синергистами и диспергаторами.

[0056] Примеры подходящих пигментов включают PALIOGEN® фиолетовый 5100 (BASF); PALIOGEN® фиолетовый 5890 (BASF); HELIOGEN® зеленый L8730 (BASF); LITHOL® алый D3700 (BASF); SUNFAST® синий 15:4 (Sun Chemical); Hostaperm® синий B2G-D (Clariant); Hostaperm® синий B4G (Clariant); SPECTRA® PAC C синий 15:4 (Sun Chemical); перманентный красный P-F7RK; Hostaperm® фиолетовый BL (Clariant); LITHOL® алый 4440 (BASF); Bon красный C (Dominion Color Company); ORACET® розовый RF (BASF); PALIOGEN® красный 3871 K (BASF); SUNFAST® синий 15:3 (Sun Chemical); PALIOGEN® красный 3340 (BASF); SUNFAST® карбазол фиолетовый 23 (Sun Chemical); LITHOL® прочный алый L4300 (BASF); SUNBRITE® желтый 17 (Sun Chemical); HELIOGEN® синий L6900, L7020 (BASF); SUNBRITE® желтый 74 (Sun Chemical); SPECTRA® PAC C оранжевый 16 (Sun Chemical); HELIOGEN® синий K6902, K6910 (BASF); SUNFAST® маджента 122 (Sun Chemical); HELIOGEN® синий D6840, D7080 (BASF); судан синий OS (BASF); NEOPEN® синий FF4012 (BASF); PV прочный синий B2GO1 (Clariant); IRGALITE® синий GLO (BASF); PALIOGEN® синий 6470 (BASF); судан оранжевый G (Aldrich); судан оранжевый 220 (BASF); PALIOGEN® оранжевый 3040 (BASF); PALIOGEN® желтый 152, 1560 (BASF); LITHOL® прочный желтый 0991 K (BASF); PALIOTOL® желтый 1840 (BASF); NOVOPERM® желтый FGL (Clariant); желтый для струйной печати 4G VP2532 (Clariant); тонер желтый HG (Clariant); Lumogen® желтый D0790 (BASF); Suco желтый L1250 (BASF); Suco желтый D1355 (BASF); Suco прочный желтый D1355, D1351 (BASF); HOSTAPERM® розовый E 02 (Clariant); ганза бриллиантовый желтый 5GX03 (Clariant); перманентный желтый GRL 02 (Clariant); перманентный рубиновый L6B 05 (Clariant); FANAL® розовый D4830 (BASF); CINQUASIA® маджента (DU PONT); PALIOGEN® черный L0084 (BASF); пигмент черный K801 (BASF); и технический углерод, такой как REGAL 330™ (Cabot), Nipex 150 (Evonik), техуглерод 5250 и техуглерод 5750 (Columbia Chemical), и т.п., а также их смеси.

[0057] Дисперсии пигментированного воска могут содержать любой подходящий или требуемый воск. Воск может быть выбран в соответствии с требуемым готовым продуктом.

[0058] Согласно вариантам реализации изобретения воск выбирают из группы, состоящей из полиолефинов, карнаубского воска, рисового воска, канделильского воска, сумахового воска, масла жожоба, пчелиного воска, монтанного воска, озокерита, церезина, парафинового воска, микрокристаллического воска, воска Фишера-Тропша, стеарилстеарата, бегенилбегената, бутилстеарата, пропилолеата, глицерид-моностеарата, глицерид-дистеарата, тетрабегената пентаэритрита, моностеарата диэтилингликоля, дистеарата дипропиленгликоля, диглицерилдистеарата, триглицерилтетрастеарата, сорбитанмоностеарата, полиэтиленового воска, сложноэфирного воска, амидного воска, жирных кислот, жирных спиртов, жирных амидов и их комбинаций.

[0059] Следовательно, предложена водная субмикронная дисперсия пигментированного воска, содержащая множество частиц пигментированного воска, содержащих пигментную сердцевину, окруженную восковой оболочкой, при этом частицы пигментированного воска имеют распределение частиц по размеру от примерно 150 нанометров до менее примерно 300 нанометров.

[0060] Согласно вариантам реализации изобретения водная субмикронная дисперсия пигментированного воска содержит по меньшей мере 25 процентов по массе пигмента в пересчете на общую массу пигмента и воска в дисперсии пигментированного воска.

[0061] Водная субмикронная дисперсия пигментированного воска представляет собой низковязкую дисперсию, имеющую вязкость, примерно равную вязкости воды. Согласно вариантам реализации изобретения водная субмикронная дисперсия пигментированного воска имеет вязкость от примерно 1,2 до примерно 12 сантипуаз. Согласно вариантам реализации изобретения водные чернила имеют вязкость от примерно 1,2 до примерно 12 сантипуаз в температурном диапазоне от примерно 20°С до примерно 40°С.

[0062] Согласно вариантам реализации стабильная водная дисперсия пигмента, инкапсулированного в воске, полученная при помощи плунжерного гомогенизатора высокого давления, в различных вариантах реализации имеет D50 от при