RU2574253C2 - Способ печати с использованием краски с разделяющимися фазами - Google Patents

Способ печати с использованием краски с разделяющимися фазами Download PDF

Info

Publication number
RU2574253C2
RU2574253C2 RU2012117420/05A RU2012117420A RU2574253C2 RU 2574253 C2 RU2574253 C2 RU 2574253C2 RU 2012117420/05 A RU2012117420/05 A RU 2012117420/05A RU 2012117420 A RU2012117420 A RU 2012117420A RU 2574253 C2 RU2574253 C2 RU 2574253C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
paint
temperature
ink
image
final image
Prior art date
Application number
RU2012117420/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012117420A (ru
Inventor
Пол Дж. МакКонвилл
Джоан Л. ЛИ
Питер Дж. ОДЕЛЛ
Сандра Дж. ГАРДНЕР
Original Assignee
Ксерокс Корпорэйшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ксерокс Корпорэйшн filed Critical Ксерокс Корпорэйшн
Publication of RU2012117420A publication Critical patent/RU2012117420A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2574253C2 publication Critical patent/RU2574253C2/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/382Contact thermal transfer or sublimation processes
    • B41M5/38207Contact thermal transfer or sublimation processes characterised by aspects not provided for in groups B41M5/385 - B41M5/395
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J11/00Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form
    • B41J11/0015Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form for treating before, during or after printing or for uniform coating or laminating the copy material before or after printing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/0057Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material where an intermediate transfer member receives the ink before transferring it on the printing material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/21Ink jet for multi-colour printing
    • B41J2/2107Ink jet for multi-colour printing characterised by the ink properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/382Contact thermal transfer or sublimation processes
    • B41M5/385Contact thermal transfer or sublimation processes characterised by the transferable dyes or pigments
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M2205/00Printing methods or features related to printing methods; Location or type of the layers
    • B41M2205/06Printing methods or features related to printing methods; Location or type of the layers relating to melt (thermal) mass transfer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M7/00After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Ink Jet (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу формирования красочного изображения краской с разделяющимися фазами. Способ включает нанесение краски с разделяющимися фазами на носитель при первой температуре, при которой указанная краска находится в расплавленном состоянии без разделения фаз. При этом краска с разделяющимися фазами включает кристаллический компонент и аморфный компонент из группы эфиров, указанных в описании. Полученное красочное изображение охлаждают до второй температуры, достаточной для начала кристаллизации по меньшей мере одного компонента указанной краски. Далее осуществляют воздействие давлением на красочное изображение на носителе, воспринимающем конечное изображение, и выдерживание краски до полной кристаллизации. Описывается также способ формирования красочного изображения указанной краской с разделяющимися фазами с использованием струйного печатающего устройства. Предложенный способ предусматривает фазы расплавления и кристаллизации краски с разделяющимися фазами, что обеспечивает достижение хороших характеристик равномерности, глянца и устойчивости к царапанию красочного изображения. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил., 3 табл., 3 пр.

Description

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Струйные печатающие устройства хорошо известны, и поэтому нет необходимости в подробном описании здесь таких устройств. Как указывается в патенте US 6,547,380, полное содержание которого вводится ссылкой в настоящую заявку, струйные печатающие системы можно разделить на два типа: непрерывная подача и "капля по требованию" (drop-on-demand). В струйных системах непрерывной подачи краски (чернила) подаются непрерывной струей под давлением по меньшей мере через одну дюзу или сопло. В устройстве обеспечивается нарушение струи, в результате чего она на определенном расстоянии от сопла разбивается на мельчайшие капельки. В точке разрушения струи капельки заряжаются в соответствии с сигналами цифровых данных и проходят через электростатическое поле, которое корректирует траекторию каждой капельки для направления ее в определенную точку материала для печати или в уловитель для рециркуляции. В системах "drop-on-demand" каждая капелька подается из сопла непосредственно в точку материала для печати в соответствии с сигналами цифровых данных. Капелька не формируется или не подается, пока не возникает необходимость ее нанесения на материал для печати.
Способы термографической струйной печати хорошо известны и описываются, например, в патентах US 4,601,777, 4,251,824, 4,410,899, 4,412,224 и 4,532,530, полное содержание которых вводится ссылкой в настоящую заявку. Для настоящего изобретения и вариантов его осуществления могут быть выбраны подходящие компоненты и особенности способов каждого из вышеуказанных патентов и их публикаций. Кроме того, в настоящей заявке указываются ссылками различные публикации, патенты и публикации патентных заявок. Содержание публикаций, патентов и публикаций патентных заявок, указанных в настоящей заявке, вводится в нее ссылкой для более полного раскрытия предшествующего уровня в области техники, к которой относится настоящее изобретение.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В изобретении предлагается способ, включающий: нанесение по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами в соответствии с заданным изображением на носитель, воспринимающий конечное изображение, для формирования красочного изображения, причем нанесение осуществляется при первой температуре, при которой указанная по меньшей мере одна краска с разделяющимися фазами находится в расплавленном состоянии без разделения фаз; осуществление охлаждения красочного изображения до второй температуры, достаточной для начала кристаллизации по меньшей мере одного компонента указанной по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами, которая содержит при второй температуре кристаллическую фазу и аморфную фазу; причем аморфная фаза указанной по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами по существу проникает в носитель, воспринимающий конечное изображение; и кристаллическая фаза указанной по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами по существу остается на поверхности носителя, воспринимающего конечное изображение; осуществление воздействия давлением на красочное изображение на носителе, воспринимающем конечное изображение; и выдерживание краски до полной кристаллизации.
Также предлагается способ, который включает: (1) обеспечение в струйном печатающем устройстве по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами; (2) осуществление нагрева указанной по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами до первой температуры, при которой указанная по меньшей мере одна краска находится в расплавленном состоянии без разделения фаз; (3) обеспечение выброса капелек указанной по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами в соответствии с заданным изображением на носитель, воспринимающий конечное изображение, причем носитель, воспринимающий конечное изображение, может быть промежуточным передаточным средством или носителем, воспринимающим конечное изображение; (4) осуществление охлаждения красочного изображения до второй температуры, достаточной для начала кристаллизации по меньшей мере одного компонента указанной по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами, которая содержит кристаллическую фазу и аморфную фазу; (5) дополнительно, перенос красочного изображения с промежуточного передаточного средства на носитель, воспринимающий конечное изображение (необязательная стадия); причем аморфная фаза указанной по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами по существу проникает в носитель, воспринимающий конечное изображение; и кристаллическая фаза указанной по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами по существу остается на поверхности носителя, воспринимающего конечное изображение; (6) воздействие давлением на красочное изображение на носителе, воспринимающем конечное изображение; и (6) выдерживание краски до полной кристаллизации.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фигура 1 - общая схема способа печати по настоящему изобретению;
фигура 2 - схематическое изображение краски, нанесенной на бумагу (слева), и соответствующая микрофотография (справа);
фигура 3 - микрофотографии, иллюстрирующие сравнительный способ печати (слева) и способ печати по настоящему изобретению (справа);
фигура 4 - микрофотография, иллюстрирующая частичное проникновение краски в верхнее покрытие, но не в бумагу;
фигура 5 - микрофотография, иллюстрирующая отсутствие проникновение краски в верхнее покрытие бумаги или в основной слой бумаги.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящей заявке описывается способ струйной печати с использованием краски с разделяющимися фазами, включающий: нанесение по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами в соответствии с заданным изображением на носитель, воспринимающий изображение (на промежуточный передающий носитель или непосредственно на носитель, воспринимающий конечное изображение), для формирования красочного изображения, причем нанесение осуществляется при первой температуре, при которой указанная по меньшей мере одна краска с разделяющимися фазами находится в расплавленном состоянии без разделения фаз; охлаждение красочного изображения до второй температуры, достаточной для начала кристаллизации по меньшей мере одного компонента указанной по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами, которая содержит при второй температуре кристаллическую фазу и аморфную фазу; дополнительно, перенос красочного изображения на носитель, воспринимающий конечное изображение, если это необходимо; воздействие давлением на красочное изображение на носителе, воспринимающем конечное изображение; и выдерживание краски до полной кристаллизации. В некоторых вариантах способ включает нанесение по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами в соответствии с заданным изображением на носитель, воспринимающий конечное изображение, для формирования красочного изображения, причем нанесение осуществляется при первой температуре, при которой указанная по меньшей мере одна краска с разделяющимися фазами находится в расплавленном состоянии без разделения фаз; охлаждение печатного изображения до второй температуры, достаточной для начала кристаллизации по меньшей мере одного компонента указанной по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами, которая при второй температуре содержит кристаллическую фазу и аморфную фазу; аморфная фаза указанной по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами по существу проникает в носитель, воспринимающий конечное изображение; и кристаллическая фаза указанной по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами по существу остается на поверхности носителя, воспринимающего конечное изображение; воздействие давлением на печатное изображение на носителе, воспринимающем конечное изображение; и выдерживание краски до полной кристаллизации.
Способ включает использование краски, которая может содержать одну фазу при температуре истечения струи из сопла и при охлаждении может содержать две фазы, из которых одна фаза кристаллическая и другая фаза аморфная, причем кристаллическая фаза имеет существенно меньшую подвижность по сравнению с раздельной аморфной фазой, и аморфная фаза может проникать в носитель, воспринимающий изображение, и в некоторых вариантах внутрь слоя верхнего покрытия бумаги, в то время как кристаллическая фаза остается почти вся или совершенно вся на верхнем слое без проникновения в него.
Способ представляет собой процесс прямой печати, причем одна или несколько красок с разделяющимися фазами наносятся непосредственно на носитель, воспринимающий конечное изображение, которым в некоторых вариантах является бумага. В схеме струйной печати непосредственно на бумаге краска попадает на бумагу по существу при температуре истечения струи из сопла (эта температура обычно находится в диапазоне от 100°С до 140°С). При охлаждении краски от указанной температуры в красках некоторых типов может происходить разделение фаз, причем один компонент чернил быстро кристаллизуется, в то время как другой компонент находится в аморфном состоянии. Аморфная фаза продолжает проникать в покрытие бумаги и может переносить достаточное количество красителя. Верхний слой кристаллического материала может представлять собой защитное покрытие с меньшей интенсивностью цвета, которое повышает стойкость изображения к механическим повреждениям.
Предлагаемый в настоящем изобретении способ предусматривает (1) "расплавленное" состояние одной краски с разделяющимися фазами или "расплавленное" состояние двух или более красок, которые становятся смесью цветных красок в зоне истечения струи, и (2) состояние кристаллизации одной или нескольких красок в зоне их нанесения. Фазы расплавления и кристаллизации обеспечивают стойкость к различным воздействиям печатного изображения на материалах с покрытием, также хорошие характеристики качества печати, такие как равномерность и глянец.
На фигуре 1 приведена схема способа по настоящему изобретению для печати красками с разделяющимися фазами. Способ 10 печати включает нанесение по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами в соответствии с заданным изображением на носитель 14, воспринимающий конечное изображение, для формирования красочного изображения 16а.
Способ описывается далее с указанием стадий 1, 2, 3 и 4, как показано на фигуре 1. Способ может включать стадию 1 подачу струи одной или нескольких красок с разделяющимися фазами головкой струйной печати на носитель, воспринимающий конечное изображение, которое в некоторых вариантах представляет собой бумагу, и в специальных вариантах - бумагу с покрытием. Температура носителя, воспринимающего конечное изображение, может быть выше температуры кристаллизации по меньшей мере одного кристаллического или кристаллизуемого компонента в краске с разделяющимися фазами. Краска с разделяющимися фазами находится в расплавленном состоянии, и разделение фаз в зоне истечения струи отсутствует. В некоторых вариантах процесс нанесения включает нанесение двух или нескольких красок разных цветов с разделяющимися фазами. В других вариантах процесс нанесения включает подачу струи по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами; и дополнительно процесс нанесения может включать подачу струи двух или нескольких красок разных цветов с разделяющимися фазами. Когда наносятся две или более красок с разделяющимися фазами, происходит смешивание красок, например, в зоне истечения струи.
Процесс нанесения по меньшей мере одной краски может осуществляться при любой подходящей температуре при условии, что краска находится в расплавленном состоянии без разделения фаз, например температура истекающей струи может находиться в диапазоне от 75°С до 180°С, от 90°С до 150°С, от 95°С до 140°С или от 100°С до 140°С.
На стадии 2 процесс продолжается выходом красочного изображения 16а из зоны падения струи в направлении, показанном на фигуре 1 стрелкой 18. Когда печатное изображение выходит из зоны падения струи (указывается обозначением 16b), начинается разделение краски (или красок) на фазы.
На стадии 3 печатное изображение 16b входит в зону раскатывания. Печатное изображение может быть охлаждено до второй температуры, достаточной для начала или ускорения кристаллизации по меньшей мере одного кристаллического или кристаллизуемого компонента по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами, причем при этой второй температуре по меньшей мере одна краска с разделяющимися фазами содержит кристаллическую фазу и аморфную фазу. Охлаждение может быть применено сначала, чтобы способствовать разделению фаз краски. Охлаждение может включать воздушное охлаждение, охлаждение за счет проводимости, охлаждение за счет испарения жидкости или сочетания указанных способов.
Охлаждение может осуществляться до любой подходящей температуры, при условии что температура достаточна для начала кристаллизации по меньшей мере одного кристаллического или кристаллизуемого компонента по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами, например охлаждение до второй температуры, которая находится в диапазоне от 0°С до 100°С, от 20°С до 80°С или от 25°С до 60°С.
На стадии 3 охлаждение сначала может быть применено к частично кристаллизованной краске печатного изображения 16с в зоне распределения для повышения или улучшения скорости кристаллизации.
После необходимой степени разделения фаз, что может быть определено по измеренной температуре и прошедшему времени, может быть осуществлено воздействие на красочное изображение 16с давления с помощью раскатывающего валика 20. Может осуществляться воздействие давлением для раскатывания краски и получения необходимого уровня блеска поверхности красочного изображения.
Воздействие давлением может включать любой подходящий или необходимый способ для раскатывания краски на носителе, воспринимающем конечное изображение, в течение любого подходящего или необходимого интервала времени. В некоторых вариантах используется давление в диапазоне от 3 фунт/дюйм2 до 5000 фунт/дюйм2, от 100 фунт/дюйм2 до 2500 фунт/дюйм2 или от 500 фунт/дюйм2 до 1200 фунт/дюйм2 в течение интервала времени, находящегося в диапазоне от 1 мс до 1000 мс, от 3 мс до 100 мс или от 5 мс до 50 мс. В специальных вариантах применение давления может включать обеспечение действия давлением в диапазоне от 100 фунт/дюйм2 до 1000 фунт/дюйм2 в течение интервала времени, находящегося в диапазоне от 1 мс до 10 мс.
Воздействие давлением может осуществляться таким образом, чтобы оно было достаточным для обеспечения конечного изображения с необходимым уровнем блеска поверхности. Необходимый уровень блеска поверхности может любым подходящим или необходимым уровнем блеска, измеренным любым подходящим или необходимым способом. Действие давлением для раскатывания краски на носителе, воспринимающем конечное изображение, может осуществляться таким образом, чтобы оно было достаточным для обеспечения конечного изображения с уровнем блеска поверхности в диапазоне от 10 до 50 единиц блеска Гарднера под углом 60 градусов и при температуре 60°С.
Для уменьшения вероятности отрыва краски способ может также включать использование разделительной смазки, такой как силиконовое масло, увлажняющий раствор, соединения масел с аминами и их сочетания.
Разделительная смазка может использоваться в любом подходящем или необходимом количестве в диапазоне от 0,1 мг до 50 мг, от 0,5 мг до 20 мг или от 1 мг до 10 мг на страницу формата А4. При контакте с краской непосредственно в зоне раскатывания краски может использоваться небольшое количество разделительной смазки, такое как 0,5 мг на страницу формата А4 для существенного снижения или исключения возможности отрыва краски.
После зоны раскатывания обеспечивается полное разделение фаз краски и формируется стойкая кристаллизованная поверхность. Конечное красочное изображение 16d хорошо сцепляется с носителем, воспринимающим конечное изображение, и характеризуется стойкостью к механическим воздействиям, таким как царапание.
Способ включает регулирование температуры носителя, воспринимающего конечное изображение, для управления скоростью кристаллизации по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами. Регулирование температуры носителя, воспринимающего конечное изображение, может осуществляться с использованием любого подходящего или необходимого способа в течение любого подходящего или необходимого интервала времени. В некоторых вариантах носитель, воспринимающий конечное изображение, представляет собой бумагу и поддерживается такая температура бумаги, при которой краски будут находиться на бумаге в расплавленном состоянии в зоне падения струи. В некоторых вариантах носитель, воспринимающий конечное изображение, представляет собой бумагу и поддерживается такая температура бумаги, при которой краски будут находиться на бумаге в расплавленном состоянии в зоне падения струи, в диапазоне от 25°С до 85°С. Нагрев бумаги может осуществляться перед, во время или после нанесения краски.
Способ может также включать регулирование температуры носителя, воспринимающего конечное изображение, в зоне нанесения краски для поддержания такой температуры носителя, воспринимающего конечное изображение, в зоне нанесения краски, которая будет выше температуры кристаллизации по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами, и в некоторых вариантах выше температуры кристаллизации по меньшей мере одного кристаллического или кристаллизуемого компонента краски с разделяющимися фазами. Нагрев до температуры, которая выше температуры кристаллизации, может включать нагрев до любой подходящей или необходимой температуры, которая выше температуры кристаллизации и зависит от выбранных конкретных материалов. В некоторых вариантах регулирование температуры носителя, воспринимающего конечное изображение, для поддержания носителя при температуре, которая превышает температуру кристаллизации, включает поддержание носителя при температуре, которая находится в диапазоне от 0°С до 150°С, от 15°С до 100°С или от 25°С до 60°С.
Регулирование температуры носителя, воспринимающего конечное изображение, может представлять собой нагрев. Регулирование температуры носителя, воспринимающего конечное изображение, в зоне нанесения краски для регулирования скорости кристаллизации по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами путем нагрева носителя, воспринимающего конечное изображение, включает использование ИК-излучения, нагрева за счет проводимости, нагрева теплоносителем или сочетаниями указанных способов.
Температура струи краски может быть повышена для обеспечения более горячей краски, чем это требуется в случае обычной струйной печати, путем нанесения по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами при третьей температуре, которая выше первой температуре и находится в диапазоне от 60°С до 180°С, от 80°С до 150°С или от 45°С до 125°С.
Время нахождения красочного изображения при повышенной температуре может регулироваться для получения необходимой степени разделения фаз в нескольких слоях краски. Предлагаемый способ включает также нанесение по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами при третьей температуре, превышающей первую температуру, при которой по меньшей мере одна краска с разделяющимися фазами находится в расплавленном состоянии без разделения фаз; и регулирование времени, в течение которого красочное изображение может находиться на носителе, воспринимающем конечное изображение, при третьей температуре для получения необходимой степени разделения фаз в нескольких слоях краски с разделяющимися фазами.
Для предлагаемого в настоящем изобретении способа может использоваться любая подходящая или необходимая краска с разделяющимися фазами. Краска с разделяющимися фазами может быть краской, которая находится в расплавленном состоянии без разделении фаз, то есть, представляет собой одну расплавленную жидкую фазу, при первой температуре, соответствующей температуре нанесения или температуре струи, и находится в состоянии, содержащем несколько фаз при второй температуре, которая достаточна для начала кристаллизации по меньшей мере одного компонента краски с разделяющимися фазами, причем при этой второй температуре краска с разделяющимися фазами содержит кристаллическую фазу и аморфную фазу. Краска с разделяющимися фазами может содержать по меньшей мере один компонент, который кристаллизуется при второй температуре, и по меньшей мере один компонент, который аморфен при второй температуре.
Кристаллический или кристаллизуемый компонент означает твердый материал, составляющие атомы, молекулы или ионы которого расположены, упорядоченно повторяясь, по всем трем пространственным направлениям.
Аморфный компонент означает твердый материал, который не имеет кристаллической структуры. То есть, хотя в этом случае может быть локальное упорядоченное расположение атомов или молекул, однако отсутствует их длинная упорядоченная структура.
Кристаллический компонент, выбранный для вариантов, рассматриваемых в настоящем описании, может быть любым подходящим кристаллическим компонентом, имеющим необходимые характеристики, который может смешиваться с выбранным аморфным компонентом. Кристаллический компонент может иметь любую подходящую или необходимую температуру плавления, которая может находиться в диапазоне от 65°С до 150°С, от 66°С до 145°С или от 67°С до 140°С. В частности, по меньшей мере один кристаллический компонент по настоящему изобретению имеет температуру плавления, не превышающую 150°С.
Кристаллический компонент может иметь любую подходящую или необходимую температуру кристаллизации, которая может находиться в диапазоне от 60°С до 140°С, от 65°С до 125°С или от 66°С до 120°С, и определяется способом дифференциальной сканирующей калориметрии при скорости изменения температуры 10°С/мин. В частности, по меньшей мере один кристаллический компонент по настоящему изобретению имеет температуру кристаллизации, которая находится в диапазоне от 65°С до 140°С.
Примеры кристаллических или кристаллизуемых компонентов приведены в Таблице 1.
Таблица 1
Соединение Структура Тплавл. (°С)* Ткрист. (°С)* η при 140°С (сП)** η при RT (сП)**
1
Figure 00000001
110 83 4,7 >106
2
Figure 00000002
98 71 2,9 >106
3
Figure 00000003
119 80 3,3 >106
4
Figure 00000004
125 75 3,0 >106
Необх. значения
<140°С >65°С <10 сП >106 сП
* Для измерений образцов использовался дифференциальный сканирующий калориметр Q1000 со скоростью изменения температуры 10°С/мин, от -50°С до 200°С до -50°С; указаны срединные точки.
** Для измерений образцов использовался вискозиметр RFS3 с регулируемым напряжением, снабженный пластиной нагрева, работающей на эффекте Пельтье, с диаметром параллельных пластинок - 25 мм. При измерениях использовался проход от высоких температур к низким, с приращениями температуры по 5°С, с временем выдержки (установления равновесия) 120 с между точками измерений и при постоянной частоте 1 Гц.
В качестве кристаллического компонента могут использоваться кристаллические ароматические моноэфиры, описанные в заявке US 13/095,028, кристаллические диэфиры, описанные в заявке US 13/095,555, кристаллические эфиры винной кислоты, описанные в заявке US 13/095,715, и кристаллические ароматические амиды, описанные в заявке US 13/095,770.
Кристаллический компонент может быть получен с использованием реакции эстерификации между соединением, имеющим гидроксильную группу, и соединением, имеющим карбоксильную группу карбоновой кислоты или хлорангидридную группу. Кристаллические компоненты также предлагаются на рынке.
Аморфные компоненты обеспечивают вязкость и придают полученному печатному изображению стойкость к внешним воздействиям. Нужные аморфные материалы имеют сравнительно низкую вязкость η (<102 сП, или от 1 сП до 100 сП, или от 5 сП до 95 сП) при температуре 140°С и очень высокую вязкость (>106 сП) при комнатной температуре (RT). Низкая вязкость при температуре 140°С обеспечивает широкий диапазон композиций, в то время как высокая вязкость при комнатной температуре придает полученным изображениям стойкость к внешним воздействиям. Аморфные материалы имеют Tg (температуру стеклования), и в измерениях дифференциальной сканирующей калориметрии не обнаруживают кристаллизации и пиков температуры плавления (10°С/мин, от -50 до 200°С до -50°С). Величины Tg обычно находятся в диапазоне от 10°С до 50°С, от 10°С до 40°С или от 10°С до 35°С для придания необходимой прочности и гибкости печатному изображению. Выбранные аморфные материалы имеют малый молекулярный вес (MW), например, менее 1000 г/моль, или от 100 г/моль до 1000 г/моль, или от 200 г/моль до 1000 г/моль, или от 300 г/моль до 1000 г/моль. При увеличенных молекулярных весах аморфные материалы, такие как полимеры, становятся более вязкими и прилипающими жидкостями при повышенных температурах, однако они имеют вязкости, которые слишком высоки для струйного истечения через пьезоэлектрические печатающие головки при требуемых температурах. Примеры аморфных материалов приведены в Таблице 2.
Таблица 2
Соединение Структура Тg (°С)* η при 140°С (сП)** MW (г/моль)
5
Figure 00000005
19 10 426,59
6
Figure 00000006
18 10 426,59
7
Figure 00000007
13 10 426,59
8
Figure 00000008
11 27 606,87
Необх. значения 10-50°С <100 сП <1000 г/моль
* Для измерений образцов использовался дифференциальный сканирующий калориметр Q1000 со скоростью 10°С/мин, от -50°С до 200°С до -50°С; указаны срединные точки.
** Для измерений образцов использовался вискозиметр RFS3 с регулируемым напряжением, имеющий пластину нагрева, работающую на эффекте Пельтье, и использующий параллельные пластинки диаметром 25 мм. При измерениях использовался проход от высоких температур к низким, с приращениями температуры по 5°С, с временем выдержки (установления равновесия) 120 с между точками измерений и при постоянной частоте 1 Гц.
Аморфный компонент может быть выбран среди соединений, описанных в заявках US 13/095,015, US 13/095,795 и US 13/095,784.
Аморфный компонент может быть получен в соответствии с описанием, приведенным в заявке US 13/095,015.
Содержание кристаллического компонента в краске со сменой фаз может находиться в диапазоне от 60 вес.% до 95 вес.%, или от 65 вес.% до 95 вес.%, или от 70 вес.% до 90 вес.% от общего веса кристаллического и аморфного компонентов. Содержание аморфного компонента в краске со сменой фаз может находиться в диапазоне от 5 вес.% до 40 вес.%, или от 5 вес.% до 35 вес.%, или от 10 вес.% до 30 вес.% от общего веса кристаллического и аморфного компонентов. В некоторых вариантах весовое отношение кристаллического компонента к аморфному компоненту может находиться в диапазоне от 60:40 до 95:5 (в процентах от суммарного веса кристаллического и аморфного компонентов). В других особых вариантах весовое отношение кристаллического компонента к аморфному компоненту может находиться в диапазоне от 65:35 до 95:5 или от 70:30 до 90:10 (в процентах от суммарного веса кристаллического и аморфного компонентов). Краски со сменой фаз могут также содержать красящие соединения в любом количестве, достаточном для придания необходимого цвета или оттенка, которое может находиться в диапазоне от 0,1 вес.% до 50 вес.% от веса краски. Может использоваться любое необходимое или эффективное красящее вещество, включая красители, пигменты и их смеси при условии, что красящее вещество может растворяться или диспергироваться в связующем компоненте краски. Композиции связующих компонентов красок со сменой фаз могут использоваться вместе с традиционными красящими материалами красок со сменой фаз, такими как красители, растворимые в органических средах, дисперсные красители, модифицированные кислотные красители, основные красители, сернистые красители, кубовые красители и им подобные.
Краски по настоящему изобретению могут также дополнительно содержать антиоксидант (необязательный компонент).
Компоненты красок со сменой фаз могут быть соединены с использованием перемешивания и нагрева для получения краски со сменой фаз. Компоненты краски могут перемешиваться с последующим нагревом смеси по меньшей мере до ее точки плавления, которая может находиться в диапазоне от 60°С до 150°С, от 80°С до 145°С или от 85°С до 140°С. Красящее вещество может быть добавлено до нагрева ингредиентов краски или после их нагрева. Когда выбранными красителями являются пигменты, расплавленная смесь может быть подвергнута диспергированию в мельнице, или в шаровой краскотерке, или в другом смесителе высокой мощности для диспергирования пигмента в связующем материале краски. Затем нагретая смесь может быть перемешана, например, в течение интервала времени, находящегося в диапазоне от 5 секунд до 30 минут и более, для получения по существу однородного расплава с последующим охлаждением краски до комнатной температуры (обычно 20-25°С). Краски являются твердыми при обычной температуре в помещении.
Композиции красок по настоящему изобретению обычно имеют вязкость расплава, которая может находиться в диапазоне от 1 сП до 14 сП при температурах истечения струи от 95°С до 150°С. В некоторых вариантах краска со сменой фаз по настоящему изобретению может иметь вязкость от 2 сП до 10 сП при температуре истечения струи, которая может находиться в диапазоне от 50°С до 140°С. В частности, краска со сменой фаз по настоящему изобретению может иметь вязкость менее 10 сП при температуре истечения струи, которая может находиться в диапазоне от 50°С до 140°С. В других вариантах краска со сменой фаз по настоящему изобретению может иметь вязкость от 0,5 сП до 10 сП при температуре истечения струи порядка 140°С.
Способ по настоящему изобретению включает: (1) обеспечение в струйном печатающем устройстве по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами; (2) осуществление нагрева указанной по меньшей мере одной краски до первой температуры, при которой указанная по меньшей мере одна краска находится в расплавленном состоянии без разделения фаз; (3) обеспечение выброса капелек указанной по меньшей мере одной краски в соответствии с заданным изображением на носитель, воспринимающий конечное изображение; (4) охлаждение красочного изображения до второй температуры, достаточной для начала кристаллизации по меньшей мере одного компонента указанной по меньшей мере одной краски, причем указанная по меньшей мере одна краска содержит кристаллическую фазу и аморфную фазу; аморфная фаза указанной по меньшей мере одной краски по существу проникает в носитель, воспринимающий конечное изображение; и кристаллическая фаза указанной по меньшей мере одной краски по существу остается на поверхности носителя, воспринимающего конечное изображение; (5) осуществление воздействия давлением на красочное изображение на носителе, воспринимающем конечное изображение; и (6) выдерживание краски до полной кристаллизации.
Способ в соответствии с настоящим изобретением включает: нанесение по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами в соответствии с заданным изображением на носитель, воспринимающий конечное изображение, для формирования красочного изображения, причем указанная по меньшей мере одна краска содержит по меньшей мере один кристаллический компонент, выбранный из соединений, указанных в Таблице 1, и по меньшей мере один аморфный компонент, выбранный из соединений, указанных в Таблице 2; нанесение осуществляется при первой температуре, при которой указанная по меньшей мере одна краска находится в расплавленном состоянии без разделения фаз; охлаждение красочного изображения до второй температуры, достаточной для начала кристаллизации по меньшей мере одного компонента указанной по меньшей мере одной краски, которая содержит при второй температуре кристаллическую фазу и аморфную фазу; осуществление воздействия давлением на печатное изображение на носителе, воспринимающем конечное изображение; и выдерживание краски до полной кристаллизации.
Может использоваться любой подходящий носитель или лист подходящего материала, включая простую бумагу, разлинованную бумагу для блокнотов, бумагу для печати документов, бумагу с покрытием, бумагу с покрытием на основе двуокиси кремния, бумагу с глянцевым покрытием, специализированную бумагу, бумагу с покрытием на основе карбоната кальция, мелованную бумагу (каолиновое покрытие), прозрачные материалы, ткани, текстильные изделия, пластмассы, полимерные пленки, неорганические носители, такие как металлы и дерево. В частном случае в качестве носителя для конечного изображения используется бумага с покрытием. В частном случае в качестве носителя для конечного изображения используется мелованная бумага.
В способе по настоящему изобретению используется носитель, воспринимающий конечное изображение, содержащий основной слой, слой верхнего покрытия, расположенный на первой поверхности основного слоя и, дополнительно, слой нижнего покрытия, расположенный на второй, противолежащей поверхности основного слоя; причем красочное изображение наносится на слой верхнего покрытия, и аморфная фаза указанной по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами по существу проникает в слой верхнего покрытия носителя, воспринимающего конечное изображение; и кристаллическая фаза указанной по меньшей мере одной краски по существу остается на поверхности слоя верхнего покрытия носителя, воспринимающего конечное изображение.
Строение красочного изображения на бумаге может играть важную роль в определении прочности изображения. Если краска глубоко впитывается в бумагу, то прочность изображения может определяться прочностью бумаги, поскольку изображение нельзя будет повредить, не повредив бумагу. Такая краска может давать заметное и неприемлемо проступающее изображение на обратной стороне бумаги. В способе по настоящему изобретению обеспечивается частичное проникновение краски с разделением фаз в бумаги с покрытием. Это происходит в результате впитывания краски тонким слоем покрытия на поверхности бумаги. Покрытие многих бумаг состоит из карбоната кальция и/или каолина с небольшим количеством полимерного связующего материала. В способе обеспечиваются характеристики, которые содействуют кристаллизации одного из компонентов краски. В некоторых композициях красок охлаждение может быть слишком быстрым для кристаллизующегося материала, в результате чего молекулам недостает подвижности для кристаллизации. Предлагаемый способ может включать поддержание промежуточной температуры, при которой молекулы будут иметь достаточную подвижность для кристаллизации, так что можно избежать слишком быстрого охлаждения. Аморфная фаза, которая проникает в покрытие бумаги, обычно выбирается таким образом, чтобы ее вязкость изменялась на порядки величины при изменении ее температуры от температуры истекающей струи до температуры в помещении. Температуры процесса печати могут подбираться в предлагаемом способе для задания степени проникновения аморфной фазы в покрытие бумаги. Параметры времени, температуры и давления подбираются для обеспечения необходимой степени раскатывания красочного изображения.
ПРИМЕРЫ
Пример 1
52,4 г соединения 3 Таблицы 1 соединяли с 22,5 г соединения 6 Таблицы 2 и перемешивали в течение 1 ч при температуре 140°С. Оставался тонкий осадок, так что основу краски фильтровали с использованием сита 5 мкм для формирования чистого раствора темно-желтого цвета. К полученному раствору добавляли 2,3 г красителя Orasol Blue GN и готовую краску перемешивали дополнительно в течение 1 ч при температуре 140°С. После этого краска хорошо фильтровалась через сито 5 мкм.
Краска Примера 1 использовалась для печати, осуществляемой по способу, схема которого приведена на фигуре 1. Краску Примера 1 загружали в модифицированный принтер Xerox® 8860. Краску расплавляли при температуре 115°С и струя капелек краски подавалась на глянцевую бумагу при температуре 55°С. Бумага с нанесенной краской транспортировалась ко второму модифицированному принтеру Xerox® 8860 для раскатывания. Принтер развивал давление порядка 800 фунт/дюйм2 при повышенной температуре 57,5°С для действия на красочное изображение при скорости протягивания, составляющей 1 лист бумаги формата "Letter" в секунду.
На фигуре 2 приведено схематическое изображение (левая часть) и микрофотография (правая часть), иллюстрирующие распределение краски Примера 1 на сечении бумаги с красочным изображением после печати по способу в соответствии с настоящим изобретением. Микрофотография сечения бумаги с красочным изображением фигуры 2 и другие микрофотографии, описанные ниже, были получены с использованием оптического микроскопа Axialplan компании Carl Zeiss, Inc. Схематическое изображение (слева), помогающее разобраться в микрофотографии (справа), демонстрирует проникновение краски в слой покрытия бумаги.
На фигуре 3 приведена микрофотография, иллюстрирующая сравнительный способ печати (слева), осуществляемый с использованием обычной краски (Xerox®, часть №108R00749), и микрофотография, иллюстрирующая способ печати по настоящему изобретению (справа) и краску, описанную в заявке US 13/095,043, Примеры 3а и 3b, Общее описание получения краски Oxazoline, которая была получена следующим образом.
А. Получение кристаллического компонента краски Oxazoline со сменой фаз
Figure 00000009
В реактор Parr объемом 1 л, снабженный сдвоенной турбинной мешалкой и дистилляционным аппаратом, загружали 200 г лауриновой кислоты, 92 г трис(гидроксиметил)аминометана и 0,45 г катализатора FASCAT® 4100. Содержимое реактора нагревали до 165°С в течение 2 часов, после чего температуру повышали до 205°С в течение 2 часов и в течение этого времени водный дистиллят собирался в приемнике дистилляционного аппарата. Затем давление в реакторе снижали до 1-2 мм ртутного столба на 1 час, после чего содержимое выгружали в контейнер и охлаждали до комнатной температуры. Затем осуществляли рафинирование полученного продукта путем растворения с небольшим нагревом в смеси этилацетата (2,5 части) и гексана (10 частей) с последующим охлаждением до комнатной температуры для кристаллизации чистого продукта в форме белого гранулированного порошка. Была определена пиковая температура плавления, равная 99°С. Реологические характеристики полученного материала определялись в диапазоне температур от 130°С до 40°С с использованием прибора RFS3 компании Rheometrics (частота колебаний - 1 Гц, диаметр параллельных пластин - 25 мм, растяжение - 200%). Была получена вязкость расплавленного материала при температуре 130°С порядка 8,2 сП, температура начала кристаллизации порядка 95°С, пиковая вязкость порядка 4,5×106 сП и пиковая температура кристаллизации порядка 85°С.
В. Получение аморфной связующей смолы для краски Oxazoline
Стадия I: Синтез димерного оксазолинового тетра-спиртового предшественника
Figure 00000010
В реактор Parr объемом 1 л, снабженный сдвоенной турбинной мешалкой и дистилляционным аппаратом, загружали (в порядке загрузки): 291 г 1,12-декандикарбоновой кислоты, 306,9 г трис(гидроксиметил)аминометана и 1,0 г катализатора FASCAT® 4100. Содержимое реактора нагревали до внутренней температуры 165°С в течение 2 часов, после чего температуру повышали до 205°С еще в течение 2 часов и в течение этого времени водный дистиллят собирался в приемнике дистилляционного аппарата. Затем давление в реакторе снижали примерно до 1-2 мм ртутного столба на 1 час, после чего содержимое выгружали в контейнер и охлаждали до комнатной температуры. Выход неочищенного продукта составил примерно 480 г очень твердой прозрачной смолы желтого цвет (80% чистоты по 1H-NMR). Продукт рафинировали путем растворения неочищенного соединения в кипящем метаноле, который затем фильтровали для удаления нерастворимого материала, после чего постепенно охлаждали до комнатной температуры для получения рекристаллизованного продукта. После вакуумной фильтрации и промывки холодным метанолом было получен очищенный продукт в форме белого гранулированного порошка с пиковой температурой плавления >170°С (получено с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии).
Стадия II: Получение аморфной связующей смолы, смеси оксазолиновых соединений
Figure 00000011
,
Figure 00000012
,
Figure 00000013
, и
Figure 00000014
В реактор Buchi объемом 1 л из нержавеющей стали, снабженный дистилляционным испарителем, 4-лопастной мешалкой и термопарой, загружали (в порядке загрузки): 30,4 г (0,075 молей) димерного оксазолинового тетра-спирта стадии I, 228, 2 г (1,50 молей) 4-метоксибензойной кислоты, 51,48 г (0,425 молей) трис(гидроксиметил)аминометана (98%) и 0,26 г (1,2 молей) катализатора FASCAT® 4100. Смесь нагревали до 160°С (температура теплоносителя в рубашке реактора) в атмосфере азота под давлением 50 кПа, без перемешивания. Затем после нагрева до указанной температуры начинали перемешивание, температуру постепенно в течение 30 минут повышали до 180°С и выдерживали смесь при этой температуре в течение 2 часов. В течение этого промежутка времени удалялся водный дистиллят реакции конденсации (10 г). Затем температуру теплоносителя в рубашке повышали до 190°С, и выдерживали смесь при этой температуре в течение 1 часа, при этом также удалялся водный дистиллят. В течение еще 1 часа выдерживали смесь при пониженном давлении 10 Торр, в результате чего выделялось еще 10 г водного дистиллята. После прекращения выхода водного дистиллята реакцию прекращали путем охлаждения до температуры 130°С, после чего продукт выгружали. Выход неочищенного продукта (смолы) составил 400 г, причем этот продукт, представляющий собой вязкую смолу светло-желтого цвета, которую использовали без дополнительного рафинирования. Реологические характеристики полученного материала определялись в диапазоне температур от 130°С до 40°С с использованием прибора RFS3 компании Rheometrics (частота колебаний - 1 Гц, диаметр параллельных пластин - 25 мм, растяжение - 200%). Вязкость полученного материала при температуре 130°С составила 75 сП, а при температуре 50°С - 1,5×105 сП.
В Таблице 3 приведены два примера композиций оксазолиновых красок.
Таблица 3
Пример 3а Пример 3b
Компонент Вес.% Вес.%
Кристаллический агент со сменой фаз А Оксазолиновое соединение
62,80 63,5
Аморфная связующая смола В Оксазолиновый материал
30,00 30,00
Модификатор вязкости (KEMAMIDE S-180 (Witco Corp., USA)
4,00 3,50
Naugard 445 (Chemtura, USA)
Антиоксидант 0,20 0,00
Orasol Blue GN (Ciba-Geigy, USA)
Краситель 3,00 3,00
*Вязкость при темп. 130°С (сП) 13,6 11,20
Хар-ки краски *Вязкость при темп. 60°С (сП) 4,6×106 5,4×107
Темп. начала кристаллизации (°С)(реологическ.) 78 88
Темп. плавления (°С) (ДСК**) 81,5 89
Темп-ра кристаллизации (°С) (ДСК**) 62 (малая) 66,5
54 (большая)
* Частота колебаний=1 Гц; диаметр параллельных пластин - 25 мм; ширина зазора=0,2 мм;
растяжение (%)=200 - 400, вязкости, независимые от напряжения, измеренные прибором RFS3 компании Rheometrics.
** Измерения с помощью ДСК (дифференциальной сканирующей калориметрии) выполнялись с использованием прибора Q1000 (ТА Instruments).
В реактор для смолы объемом 500 мл загружали (в порядке загрузки): аморфную оксазолиновую связующую смолу, полученную в соответствии с вышеприведенным п.В (30 вес.% от веса краски); расплавленное оксазолиновое кристаллическое соединение, полученное в соответствии с вышеприведенным п.А (62-64 вес.% от веса краски; см. композиции в Таблице 3); Kemamide® S-180, в качестве модификатора вязкости (3-4 вес.% от веса краски); NAUGARD 445®, в качестве антиоксиданта (); и краситель (Orasol Blue GN). Смесь нагревали при температуре 130°С теплоносителя в рубашке и перемешивали механически в течение 2 часов с использованием мешалки из нержавеющей стали (4 лопасти, повернутые на 90° относительно друг друга), работающей на скорости 175-250 об/мин. Затем перемешанную основу краски фильтровали при температуре 120°С с помощью фильтрационной установки компании K.ST через проволочную сетку из нержавеющей стали, 325×2300, 5 мкм (тип 304 SS), для удаления твердых частиц. Расплавленную смесь возвращали в котел объемом 500 мл для смолы и нагревали при температуре 130°С теплоносителя в рубашке с одновременным механическим перемешиванием. В основу краски добавляли краситель (6,0 г Orasol® Blue GN, 3 вес.% от веса краски) малыми порциями в течение 0,5 часа, при продолжающемся нагреве. После добавления всего красителя композицию краски перемешивали в течение 3-4 часов при температуре 130°С на скорости мешалки 275 об/мин для обеспечения однородности композиции краски. Затем композицию краски фильтровали еще раз при температуре 120°С через проволочную сетку из нержавеющей стали, 325×2300, разливали в формовочные лотки, где краска затвердевала при охлаждении до комнатной температуры. Теплофизические характеристики композиций красок определялись с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии, а реологические характеристики определялись с использованием прибора RFS3 компании Rheometrics.
Краску Примера 3а и сравнительную краску по отдельности загружали в модифицированный принтер Xerox® 8860. Каждую краску расплавляли при температуре 115°С, и струя капелек краски подавалась на глянцевую бумагу DCEG при температуре 55°С. Бумага с нанесенной краской транспортировалась ко второму модифицированному принтеру Xerox® 8860 для раскатывания. Принтер развивал давление порядка 800 фунт/дюйм2 при повышенной температуре 57,5°С для действия на красочное изображение при скорости протягивания, составляющей 1 лист бумаги формата "Letter" в секунду. Результат нанесения сравнительной краски, показанный слева на фигуре 3, показывает, что краска остается на поверхности бумаги. Результат нанесения краски по настоящему изобретению, показанный справа на фигуре 3, показывает, что краска проникает в слой верхнего покрытия бумаги.
На фигуре 4 приведена микрофотография бумаги с краской вышеописанного Примера 3а, нанесенной в соответствии с предложенным в изобретении способом. На фигуре 4 видно, что краска проникает частично в верхнее покрытие бумаги, но не проникает в саму бумагу.
На фигуре 5 приведена микрофотография изображения, напечатанного с использованием обычной краски (Xerox®, часть №108R00749), которая иллюстрирует отсутствие проникновения краски в верхнее покрытие бумаги.
Необходимо поддерживать краску с разделяющимися фазами в расплавленном состоянии в зоне раскатывания краски. Изображение было напечатано в соответствии со сравнительным способом, в котором сначала наносится первый слой голубой краски, и затем на него наносится второй слой пурпурной краски, причем носитель поддерживается при температуре, которая ниже температуры кристаллизации пурпурной и голубой краски. Второй слой краски наносится через 1 с после нанесения первого слоя краски, что достаточно для кристаллизации краски первого слоя. В этом случае изображение не проходит тест по царапанию из-за плохого сцепления первого и второго слоев красок. Измерение царапания изображения представляет собой тест, выполняемый с помощью царапающего штифта с кончиком, изогнутым под углом 15° к вертикали, который обеспечивает нагрузку 528 г, и этим кончиком штифта проводят по изображению со скоростью примерно 13 мм/с. Царапающий кончик аналогичен режущей кромке радиусного резца токарного станка с радиусом кривизны примерно 12 мм. При успешном результате испытания не наблюдается никакого отделения краски от изображения. В тесте верхний слой пурпурной краски был сцарапан, это означает, что не произошло коалесценции голубой и пурпурной краски.
Было напечатано изображение, в котором первая голубая краска и вторая пурпурная краска наносились одновременно в зоне падения струи на носитель изображения, когда материал обеих красок находится в расплавленном состоянии, в результате чего происходило смешивание, и затем напечатанное изображение охлаждалось, так что фазы красок разделялись в соответствии с предлагаемым в настоящем изобретении способом. Это изображение выдержало тест по царапанию красочного слоя. Это напечатанное изображение казалось более голубым по сравнению с напечатанным изображением, описанным в предыдущем абзаце, что дает основание полагать, что две краски смешались. В конечном изображении, напечатанном в соответствии с настоящим изобретением, не было видимых следов удаления краски при проведении теста по царапанию, включающему проведение царапающего штифта с кончиком, отогнутым под углом 15°, который проводят по конечному изображению с действующим усилием 528 г со скоростью 13 мм/с.

Claims (18)

1. Способ печати, включающий:
нанесение по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами в соответствии с заданным изображением на носитель, воспринимающий конечное изображение, с образованием красочного изображения, причем нанесение осуществляется при первой температуре, при которой указанная по меньшей мере одна краска с разделяющимися фазами находится в расплавленном состоянии без разделения фаз;
при этом по меньшей мере одна краска с разделяющимися фазами включает по меньшей мере один кристаллический компонент, выбранный из соединений формул:
Figure 00000015

где по меньшей мере одна краска с разделяющимися фазами включает по меньшей мере один аморфный компонент, выбранный из соединений формул:
Figure 00000016

Figure 00000017

осуществление охлаждения красочного изображения до второй температуры, достаточной для начала кристаллизации по меньшей мере одного компонента указанной по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами, которая содержит при второй температуре кристаллическую фазу и аморфную фазу;
осуществление воздействия давлением на красочное изображение на носителе, воспринимающем конечное изображение; и
выдерживание краски до полной кристаллизации.
2. Способ по п. 1, в котором нанесение включает нанесение двух или более красок с разделяющимися фазами двух или более разных цветов.
3. Способ по п. 1, в котором нанесение включает подачу струи по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами; и необязательно где нанесение включает подачу струи двух или более красок с разделяющимися фазами двух или более разных цветов.
4. Способ по п. 1, в котором нанесение происходит при первой температуре от 100°C до 140°C.
5. Способ по п. 1, в котором охлаждение включает охлаждение до второй температуры от 20°C до 80°C.
6. Способ по п. 1, в котором осуществление воздействия давлением включает воздействие высоким давлением в диапазоне от 100 фунт/дюйм2 до 1000 фунт/дюйм2 в течение интервала времени, находящегося в диапазоне от 1 мс до 10 мс.
7. Способ по п. 1, дополнительно включающий регулирование температуры носителя, воспринимающего конечное изображение, для управления скоростью кристаллизации указанной по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами.
8. Способ по 1, дополнительно включающий регулирование температуры носителя, воспринимающего конечное изображение, в зоне нанесения краски для поддержания такой температуры указанного носителя в зоне нанесения краски, которая выше температуры кристаллизации указанной по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами.
9. Способ по 1, дополнительно включающий регулирование температуры носителя, воспринимающего конечное изображение, в зоне нанесения краски для регулирования скорости кристаллизации по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами путем нагрева носителя, воспринимающего конечное изображение, с использованием ИК-излучения, нагрева за счет проводимости, нагрева теплоносителем или сочетаниями указанных способов.
10. Способ по п. 1, дополнительно включающий нанесение указанной по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами при третьей температуре, которая выше первой температуры, и находится в диапазоне от 60°C до 180°C.
11. Способ по 1, дополнительно включающий:
нанесение указанной по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами при третьей температуре, превышающей первую температуру, при которой указанная по меньшей мере одна краска с разделяющимися фазами находится в расплавленном состоянии без разделения фаз; и
регулирование времени, в течение которого красочное изображение может находиться на носителе, воспринимающем конечное изображение, при третьей температуре для получения необходимой степени разделения фаз в нескольких слоях краски с разделяющимися фазами.
12. Способ по п. 1, в котором носитель, воспринимающий конечное изображение, является бумагой с покрытием.
13. Способ по п. 1, в котором носитель, воспринимающий конечное изображение, содержит основной слой, слой верхнего покрытия, расположенный на первой поверхности основного слоя и, необязательно, слой нижнего покрытия, расположенный на второй, противолежащей поверхности основного слоя;
причем красочное изображение расположено на слое верхнего покрытия.
14. Способ по 1, дополнительно включающий использование разделительной смазки для уменьшения вероятности отрыва краски.
15. Способ по п. 1, в котором в конечном изображении нет видимых следов удаления краски при проведении теста по царапанию, включающему проведение царапающего штифта с кончиком, отогнутым под углом 15°, который проводят по конечному изображению с действующим усилием 528 г со скоростью 13 мм/с.
16. Способ печати, включающий:
(1) обеспечение в струйном печатающем устройстве по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами;
при этом по меньшей мере одна краска с разделяющимися фазами включает по меньшей мере один кристаллический компонент, выбранный из соединений формул:
Figure 00000018

Figure 00000019

где по меньшей мере одна краска с разделяющимися фазами включает по меньшей мере один аморфный компонент, выбранный из соединений формул:
Figure 00000020

(2) осуществление нагрева указанной по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами до первой температуры, при которой указанная по меньшей мере одна краска находится в расплавленном состоянии без разделения фаз;
(3) обеспечение выброса капелек указанной по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами в соответствии с заданным изображением на носитель, воспринимающий изображение, который является промежуточным передаточным средством или носителем, воспринимающим конечное изображение;
(4) осуществление охлаждения красочного изображения до второй температуры, достаточной для начала кристаллизации по меньшей мере одного компонента указанной по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами,
которая содержит кристаллическую фазу и аморфную фазу;
(5) необязательно, перенос красочного изображения с промежуточного передаточного средства на носитель, воспринимающий конечное изображение;
(6) осуществление воздействия давлением на красочное изображение на носителе, воспринимающем конечное изображение; и
(7) выдерживание краски до полной кристаллизации.
17. Способ по п. 16, дополнительно включающий регулирование температуры носителя, воспринимающего конечное изображение, для управления скоростью кристаллизации указанной по меньшей мере одной краски с разделяющимися фазами.
18. Способ по п. 16, в котором носитель, воспринимающий конечное изображение, содержит основной слой, слой верхнего покрытия, расположенный на первой поверхности основного слоя и, необязательно, слой нижнего покрытия, расположенный на второй, противолежащей поверхности основного слоя;
причем красочное изображение расположено на слое верхнего покрытия.
RU2012117420/05A 2011-04-27 2012-04-27 Способ печати с использованием краски с разделяющимися фазами RU2574253C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/095,038 US8690309B2 (en) 2011-04-27 2011-04-27 Print process for phase separation ink
US13/095,038 2011-04-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012117420A RU2012117420A (ru) 2013-11-10
RU2574253C2 true RU2574253C2 (ru) 2016-02-10

Family

ID=47007911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012117420/05A RU2574253C2 (ru) 2011-04-27 2012-04-27 Способ печати с использованием краски с разделяющимися фазами

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8690309B2 (ru)
JP (1) JP5758836B2 (ru)
CN (1) CN102756556B (ru)
BR (1) BR102012009835A2 (ru)
CA (1) CA2775430C (ru)
DE (1) DE102012206994A1 (ru)
MX (1) MX2012004760A (ru)
RU (1) RU2574253C2 (ru)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8308859B1 (en) 2011-04-27 2012-11-13 Xerox Corporation Phase change ink components and methods of making the same
EP2551123B1 (en) * 2011-07-26 2016-08-17 Seiko Epson Corporation Printing method, printed material and molded article
US8647423B2 (en) * 2012-04-26 2014-02-11 Xerox Corporation Phase change inks comprising fatty acids
US9528016B2 (en) * 2012-04-26 2016-12-27 Xerox Corporation Phase change inks comprising crystalline amides
US8647424B2 (en) * 2012-04-26 2014-02-11 Xerox Corporation Phase change inks comprising inorganic nucleating agents
US8894762B2 (en) * 2012-09-24 2014-11-25 Xerox Corporation Phase change ink comprising a polyhydroxyalkanoate compound
US9139746B2 (en) 2013-06-04 2015-09-22 Xerox Corporation Phase change ink compositions comprising mixtures of ester of tartaric acid and ester of citric acid as amorphous materials
US9168776B2 (en) * 2013-06-17 2015-10-27 Xerox Corporation Method of increasing ink crystallization
JP2016530119A (ja) * 2013-06-26 2016-09-29 オセ−テクノロジーズ ビーブイ 輻射線硬化性相変化インクの画像を適用するための方法
JP2016533929A (ja) * 2013-08-27 2016-11-04 オセ−テクノロジーズ・ベー・ヴエーOce’−Nederland Besloten Vennootshap Uv硬化性相変化インクを用いて画像を塗布する方法
US9422436B2 (en) * 2014-01-13 2016-08-23 Xerox Corporation Methods for producing inks
CN117246052B (zh) * 2023-11-20 2024-03-12 济南冠泽医疗器材有限公司 一种防黏连自助医用胶片打印设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0404493B1 (en) * 1989-06-22 1994-08-17 Xerox Corporation Hot melt ink compositions
US5593486A (en) * 1995-12-05 1997-01-14 Xerox Corporation Photochromic hot melt ink compositions
US5667568A (en) * 1996-03-29 1997-09-16 Xerox Corporation Hot melt ink compositions
US5698017A (en) * 1996-09-27 1997-12-16 Xerox Corporation Oxazoline hot melt ink compositions
US5700316A (en) * 1996-03-29 1997-12-23 Xerox Corporation Acoustic ink compositions
RU2343175C2 (ru) * 2004-06-28 2009-01-10 Кэнон Кабусики Кайся Водные чернила, набор чернил и способ формирования изображения

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2945658A1 (de) 1978-11-14 1980-05-29 Canon Kk Fluessigkeitsstrahl-aufzeichnungsverfahren
JPS56139970A (en) 1980-04-01 1981-10-31 Canon Inc Formation of droplet
JPS57102366A (en) 1980-12-18 1982-06-25 Canon Inc Ink jet head
US4490731A (en) 1982-11-22 1984-12-25 Hewlett-Packard Company Ink dispenser with "frozen" solid ink
US4532530A (en) 1984-03-09 1985-07-30 Xerox Corporation Bubble jet printing device
US4601777A (en) 1985-04-03 1986-07-22 Xerox Corporation Thermal ink jet printhead and process therefor
US5195430A (en) 1989-05-24 1993-03-23 Tektronix, Inc. Dual roller apparatus for pressure fixing sheet material
US5231135A (en) 1989-09-05 1993-07-27 Milliken Research Corporation Lightfast colored polymeric coatings and process for making same
US5389958A (en) 1992-11-25 1995-02-14 Tektronix, Inc. Imaging process
DE69323288T2 (de) * 1992-11-25 1999-06-02 Tektronix Inc Bildherstellungsverfahren
US5372852A (en) 1992-11-25 1994-12-13 Tektronix, Inc. Indirect printing process for applying selective phase change ink compositions to substrates
US5621022A (en) 1992-11-25 1997-04-15 Tektronix, Inc. Use of polymeric dyes in hot melt ink jet inks
NL1005174C2 (nl) * 1997-02-04 1998-08-06 Oce Tech Bv Inktsamenstelling voor een smeltbare inkt.
NL1008572C2 (nl) 1998-03-12 1999-09-14 Oce Tech Bv Inkjetprintinrichting en werkwijze voor het beeldmatig op een ontvangstmateriaal aanbrengen van hotmelt inkt alsmede hotmelt inkt en een combinatie van hotmelt inkt geschikt voor toepassing in een dergelijke inrichting en werkwijze.
US6312121B1 (en) 1998-09-11 2001-11-06 Xerox Corporation Ink jet printing process
US6221137B1 (en) * 1999-06-18 2001-04-24 Xerox Corporation Metal phthalocyanine colorants for phase change inks
NL1017049C2 (nl) 2001-01-08 2002-07-09 Ocu Technologies B V Inktsamenstelling voor een smeltbare inkt.
US6726755B2 (en) 2002-02-08 2004-04-27 Xerox Corporation Ink compositions containing phthalocyanines
US6472523B1 (en) 2002-02-08 2002-10-29 Xerox Corporation Phthalocyanine compositions
US6476219B1 (en) 2002-02-08 2002-11-05 Xerox Corporation Methods for preparing phthalocyanine compositions
NL1020682C2 (nl) 2002-05-27 2003-11-28 Oce Tech Bv Smeltbare inktsamenstelling.
US6673139B1 (en) 2002-06-27 2004-01-06 Xerox Corporation Phase change inks containing dimeric azo pyridone colorants
US6755902B2 (en) 2002-06-27 2004-06-29 Xerox Corporation Phase change inks containing azo pyridone colorants
US6713614B2 (en) 2002-06-27 2004-03-30 Xerox Corporation Dimeric azo pyridone colorants
US6576748B1 (en) 2002-06-27 2003-06-10 Xerox Corporation Method for making dimeric azo pyridone colorants
US6696552B2 (en) 2002-06-27 2004-02-24 Xerox Corporation Process for preparing substituted pyridone compounds
US6590082B1 (en) 2002-06-27 2003-07-08 Xerox Corporation Azo pyridone colorants
US6576747B1 (en) 2002-06-27 2003-06-10 Xerox Corporation Processes for preparing dianthranilate compounds and diazopyridone colorants
US6646111B1 (en) 2002-06-27 2003-11-11 Xerox Corporation Dimeric azo pyridone colorants
US6663703B1 (en) 2002-06-27 2003-12-16 Xerox Corporation Phase change inks containing dimeric azo pyridone colorants
US6958406B2 (en) 2002-09-27 2005-10-25 Xerox Corporation Colorant compounds
US7053227B2 (en) 2002-09-27 2006-05-30 Xerox Corporation Methods for making colorant compounds
US6821327B2 (en) 2002-09-27 2004-11-23 Xerox Corporation Phase change inks
CA2515507C (en) * 2003-02-28 2009-11-03 Polaroid Corporation Imaging system
US7271284B2 (en) 2005-11-30 2007-09-18 Xerox Corporation Process for making curable amide gellant compounds
US7381831B1 (en) 2007-04-04 2008-06-03 Xerox Corporation Colorant compounds
US7427323B1 (en) 2007-06-07 2008-09-23 Xerox Corporation Quinacridone nanoscale pigment particles
US20110059233A1 (en) 2009-09-04 2011-03-10 Xerox Corporation Method For Preparing Stabilized Metal Nanoparticles
US8506694B2 (en) * 2011-04-27 2013-08-13 Xerox Corporation Phase separation ink
US8840232B2 (en) * 2011-04-27 2014-09-23 Xerox Corporation Phase change ink

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0404493B1 (en) * 1989-06-22 1994-08-17 Xerox Corporation Hot melt ink compositions
US5593486A (en) * 1995-12-05 1997-01-14 Xerox Corporation Photochromic hot melt ink compositions
US5667568A (en) * 1996-03-29 1997-09-16 Xerox Corporation Hot melt ink compositions
US5700316A (en) * 1996-03-29 1997-12-23 Xerox Corporation Acoustic ink compositions
US5698017A (en) * 1996-09-27 1997-12-16 Xerox Corporation Oxazoline hot melt ink compositions
EP0832948B1 (en) * 1996-09-27 2001-12-05 Xerox Corporation Oxazoline hot melt ink compositions
RU2343175C2 (ru) * 2004-06-28 2009-01-10 Кэнон Кабусики Кайся Водные чернила, набор чернил и способ формирования изображения

Also Published As

Publication number Publication date
US8690309B2 (en) 2014-04-08
US20120274716A1 (en) 2012-11-01
CA2775430A1 (en) 2012-10-27
DE102012206994A1 (de) 2012-10-31
MX2012004760A (es) 2012-10-29
JP2012232579A (ja) 2012-11-29
JP5758836B2 (ja) 2015-08-05
CN102756556B (zh) 2015-08-19
CA2775430C (en) 2016-06-07
BR102012009835A2 (pt) 2014-05-20
CN102756556A (zh) 2012-10-31
RU2012117420A (ru) 2013-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2574253C2 (ru) Способ печати с использованием краски с разделяющимися фазами
JP5851924B2 (ja) 相分離インク
JP5490976B2 (ja) 相変化インキ
JP2001064556A (ja) 可融性インク用インク組成物及び前記インク組成物による被印刷体の印刷方法
RU2587173C2 (ru) Чернила с изменением фазы, содержащие кристаллические транс-коричные диэфиры и олигомеры аморфного изосорбида
JP6118163B2 (ja) 生体再生可能で迅速に結晶化する転相インク
EP0978548A1 (en) Ink composition for a meltable ink
EP0854177A1 (en) Ink compositions
JP6039488B2 (ja) 迅速に結晶化する相転移インクおよびその作成方法
KR101931388B1 (ko) 빠르게 결정화되는 결정질-비결정질 잉크 조성물 및 이의 제조 방법
KR20130121034A (ko) 결정성 아미드를 포함하는 상 변화 잉크
JP4553558B2 (ja) 易溶性インク組成物
JP2013227572A (ja) 迅速に固化する結晶性−非晶質インク
KR101939849B1 (ko) 유기 안료를 포함하는 상 변화 잉크
JP6223086B2 (ja) ポリヒドロキシアルカノエート化合物を含む転相インク
JP6086792B2 (ja) 芳香族ジエステル結晶性化合物を含む相変化インク
JP6348041B6 (ja) 新規な結晶性化合物を含む相変化インク
JP6165032B2 (ja) バイオ再生可能な、迅速に結晶化する転相インク
JP2014084463A (ja) 直鎖一級アルコールを含む転相インク
JP6109087B2 (ja) 結晶性−アモルファス混合物を含む相変化インク
EP2877543A1 (en) Hot melt ink composition, method for preparing a hot melt ink composition and use of a hot melt ink composition
JP6016703B2 (ja) 無機核化剤を含む相転移インク
JP2014133890A (ja) 相変化インクに使用するための非晶質材料

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180428