ES2328566T3 - Tina acuosa, imagen impresa utilizando dicha tinta acuosa y metodo para formar dicha imagen. - Google Patents
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Abstract
Tinta acuosa que comprende un medio acuoso, un material colorante dispersable en agua disperso en el medio acuoso, una sustancia soluble en agua, y un disolvente orgánico que disuelve la sustancia soluble en agua, en la que la sustancia soluble en agua tiene una propiedad de formación de cristales, en la que la sustancia soluble en agua está contenida a una concentración de saturación o mayor con respecto al disolvente orgánico, en la que el material colorante dispersable en agua está contenido a una concentración no menor de 0,1% en masa y menor del 2% en masa, en la que la sustancia soluble en agua cristaliza cuando el contenido de agua en el medio acuoso disminuye, y el material colorante en estado disperso se agrega alrededor de los cristales de la sustancia soluble en agua como núcleo, y en la que la sustancia soluble en agua es, como mínimo, una seleccionada del grupo que comprende urea, etilen urea, sigma-caprolactona, succinimida, tiourea, dimetilolurea y 2-pirrolidona, y estos compuestos pueden estar sustituidos con, como mínimo, un sustituyente seleccionado de entre un grupo óxido de etileno, un grupo óxido de propileno, y un grupo alquilo.
Description
Tinta acuosa, imagen impresa utilizando dicha
tinta acuosa y método para formar dicha imagen.
La presente invención se refiere a una tinta
acuosa y una imagen impresa formada con la tinta. Más
específicamente, la presente invención se refiere a una tinta
acuosa que contiene, como mínimo, un material colorante dispersable
en agua, que tiene fiabilidad tal como una propiedad de no
pegajosidad satisfactoria, y es capaz de proporcionar una imagen
con calidad y solidez satisfactorias.
Convencionalmente, se han hecho diferentes
propuestas e informes para tintas acuosas que incluyen la tinta de
escritura manual y la tinta de chorros de tinta, para mejorar la
propiedad de no pegajosidad de la tinta (la tinta no forma o apenas
forma materia pegajosa) y para mejorar calidad y la solidez de la
materia impresa.
Convencionalmente, la tinta acuosa utiliza
materiales colorantes solubles en agua. Por lo tanto, la tinta
acuosa tiene una fiabilidad satisfactoria, tal como una propiedad de
no pegajosidad y estabilidad a largo plazo, y proporciona imágenes
impresas de calidad satisfactoria. Varias publicaciones se refieren
a tintas acuosas, por ejemplo, los documentos EP-A
1164175, EP-A 1088860,
JP-A-2002226750,
JP-A-2002363452, y
JP-A-2002363450. Particularmente,
el documento EP-A-1164175 da a
conocer una tinta para chorros de tinta que comprende
dietilenglicol, un material colorante, glicol y agua. Además, el
documento EP-A-1088860 da a conocer
una composición de tinta acuosa para impresoras de chorros de
tinta. Sin embargo, con esta tinta en muchos casos la solidez de la
imagen, por ejemplo, la solidez al agua y a la luz no es
satisfactoria.
Mientras tanto, para mejorar la solidez de la
imagen tal como solidez al agua y solidez a la luz, se han hecho
intentos en estos últimos años para utilizar un material colorante
tal como negro carbón y pigmentos orgánicos dispersados en una
tinta acuosa.
Estos materiales colorantes se utilizan en un
estado disperso en un sistema acuoso por la acción química o física
de un tensoactivo o de una resina. De este modo, cuando el pigmento
en un estado de dispersión estable se aplica a un medio de
impresión, se rompe el estado de dispersión estable y el pigmento
coagula, lo que proporciona materia impresa con buena solidez al
agua y solidez a la luz. Por otra parte, imprimiendo con dicha
tinta se tiende a reducir la saturación de la parte coloreada debido
a la coagulación del material colorante en el medio de impresión.
Además, cuando una tinta que contiene un material colorante
dispersable en agua se utiliza para un cabezal de chorros de tinta,
la evaporación del agua o del disolvente de la tinta tiene lugar
próxima la tobera del cabezal, lo que rompe el estado de dispersión
estable del material colorante provocando la coagulación del mismo.
De este modo, tendrá lugar la formación de pegajosidad y de
obstrucciones en la tobera.
Para solucionar los problemas mencionados
anteriormente, la solicitud de patente japonesa abierta a inspección
pública No. H08-231911 propone una tinta acuosa que
contiene una solución sólida obtenida disolviendo un material
colorante apenas soluble en agua o insoluble en agua en un líquido
fundido de un material soluble en agua que sea sólido a temperatura
normal, o partículas finas coloreadas preparadas haciendo la
solución sólida mencionada anteriormente partículas finas de un
diámetro de partícula suficientemente pequeño para que se dispersen
establemente en agua. Esta publicación describe que cuando la tinta
se aplica a un medio de impresión, la solución sólida penetra en el
material de impresión con agua, pero las partículas finas insolubles
en agua del material colorante coagulan en la superficie del medio
de impresión para proporcionar materiales impresos excelentes en
solidez al agua. Además, esta publicación describe que cerca de la
tobera del cabezal de chorros de tinta, el material colorante está
disuelto en una fase cristalina de la solución sólida, que impide la
precipitación del material colorante solo. De este modo, cuando la
tinta fresca se suministra de la parte posterior de la tobera
mediante una operación tal como aspiración, se solubilizan los
componentes sólidos, solucionando la pegajosidad.
En consideración a la estabilidad de las
partículas finas en la tinta utilizando el material colorante
finamente pulverizado como se describe anteriormente, es necesario
convertir el material colorante en partículas finas que tienen una
dimensión de, por ejemplo, 25 nm aproximadamente. Sin embargo, si el
material colorante se pulveriza finamente, el material colorante
difícilmente se adsorbe en la superficie del medio de impresión (es
decir, aumenta la permeabilidad de las partículas finas de material
colorante). De este modo, es difícil, en algunos casos, obtener una
elevada densidad de impresión. Además, aunque la propiedad de no
pegajosidad se puede mejorar por el uso de la solución sólida
mencionada anteriormente, dado que el secado avanza en la
proximidad de la tobera, el componente sólido de la solución sólida
se convierte en una masa dura. Como resultado, incluso si se lleva
a cabo una operación de recuperación por aspiración, difícilmente se
suministra tinta fresca desde la parte posterior de la tobera. En
el peor de los casos, la masa solidificada no se elimina aunque se
lleve a cabo una operación de recuperación por aspiración.
La presente invención se ha realizado para
solucionar los problemas mencionados anteriormente en una tinta
acuosa que contiene un material colorante, tal como un pigmento
dispersado en agua (a continuación, designado como material
colorante dispersable en agua). Por lo tanto, es un objetivo de la
presente invención dar a conocer una tinta acuosa de la que se
mejora su fiabilidad tal como la propiedad de no pegajosidad, que se
ha deseado en una tinta acuosa que contiene un material colorante
dispersable en agua, manteniendo completamente las ventajas de los
materiales colorantes dispersables, tales como elevada solidez y
elevada calidad de impresión. Es además un objetivo de la presente
invención dar a conocer una imagen impresa formada con esta tinta
acuosa.
Los objetivos mencionados anteriormente se
pueden conseguir mediante la presente invención tal como se describe
a continuación.
En una realización según la presente invención,
se da a conocer una tinta acuosa según la reivindicación 1. Además,
la tinta acuosa muestra un efecto más excelente por el hecho de que
la sustancia soluble en agua tiene una estructura de anillo. Por
otra parte, la tinta acuosa asegura además el efecto por tener un
disolvente orgánico que disuelve la sustancia soluble en agua y que
contiene la sustancia soluble en agua en una cantidad igual a la
concentración de saturación o mayor que la misma, con respecto al
disolvente orgánico. Específicamente, la sustancia soluble en agua
es etilen urea. Por otra parte, la tinta acuosa puede asegurar una
solidez excelente a la pegajosidad conteniendo un colorante soluble
en agua disuelto en la tinta acuosa. Además, la tinta acuosa puede
formar una imagen que contiene un pigmento a la vez que se obtiene
emisión fluorescente por contener un colorante fluorescente
disuelto en la tinta acuosa. Por otra parte, una imagen impresa
formada sobre un medio de impresión fibroso puede ser una imagen
poco convencional mediante la utilización de alguna de las tintas
acuosas. Posteriormente, según un método de formación de una imagen
caracterizado porque incluye: descargar cualquiera de las tintas
acuosas descritas anteriormente como gotas de tinta de un cabezal de
chorros de tinta; y aplicar la gota de tinta sobre un medio de
impresión para formar una imagen, la acción que por el siguiente
mecanismo se puede realizar de forma más precisa en el proceso de
fijar la gota de tinta.
En aún otra realización de la tinta acuosa según
la presente invención, la tinta acuosa comprende un medio acuoso,
un material colorante dispersado en el medio acuoso, un material
colorante soluble en agua, y una sustancia cristalina que es sólida
como sustancia simple en un ambiente de temperatura normal y que es
soluble en agua, en la que la sustancia cristalina cristaliza
cuando el contenido de agua en la tinta acuosa disminuye del estado
inicial donde se dispersa el material colorante y la sustancia
cristalina y el material colorante soluble en agua se disuelven en
la tinta, y el material colorante forma un agregado alrededor de un
cristal de la sustancia cristalina como núcleo.
Un material impreso según la presente invención
se obtiene aplicando una tinta acuosa descrita anteriormente sobre
un medio de impresión.
La figura 1 es una vista de una sección
transversal en una dirección longitudinal de un cabezal de un
aparato de impresión por chorros de tinta.
La figura 2 es una vista de una sección
transversal en una dirección longitudinal de un cabezal de un
aparato de impresión por chorros de tinta.
La figura 3 es una vista en perspectiva externa
de un multi-cabezal obtenido a partir de un cabezal
como se muestra en la figura 1.
La figura 4 es una vista en perspectiva
esquemática de una parte principal de un cabezal de eyección de
líquido.
La figura 5 es una vista conceptual de una parte
de un cabezal de eyección de líquido.
La figura 6 es una vista ampliada de un orificio
de eyección mostrado en la figura 5.
La figura 7 es una vista esquemática que ilustra
un estado de la tinta pegada a un orificio de eyección según se
muestra en la figura 6.
La figura 8 es una vista esquemática de las
partes principales en la figura 5.
La figura 9 es una vista esquemática que ilustra
la formación de agregados en la tinta según la presente
invención.
La figura 10 es una vista esquemática que
ilustra la formación de aglomerados de material colorante
dispersable en agua.
La figura 11 es una vista esquemática que
ilustra un estado de un agregado de un material colorante
dispersable en agua pegado a un medio de impresión.
La figura 12 es una vista esquemática que
ilustra un estado en el que los aglomerados de material colorante
dispersable en agua se forman cuando el material colorante
dispersable en agua y el material colorante soluble en agua se
utilizan en conjunto.
La figura 13 es una vista esquemática que
ilustra un estado en el que un material colorante soluble en agua
que tiene una solubilidad más elevada que la de un material
colorante dispersable en agua está presente en el disolvente de la
tinta en el que se forman agregados de material colorante
dispersable en agua alrededor de un núcleo cristalino.
La figura 14 es una vista esquemática que
ilustra un estado en el que los agregados de un material colorante
dispersable en agua según la presente invención se forman en la
tinta que contiene tanto el material colorante dispersable en agua
y un material colorante soluble en agua.
A continuación, la presente invención se
describirá detalladamente mostrando las realizaciones preferentes
para llevar a cabo la presente invención.
Inicialmente, se describe una tinta acuosa de la
presente invención, que tiene fiabilidad tal como propiedad
satisfactoria de no pegajosidad y además puede proporcionar
materiales impresos que tienen calidad y solidez
satisfactorias.
Los inventores de la presente invención
consideraron diferentes mecanismos y estudiaron diferentes
materiales colorantes y composiciones de tinta para mejorar la
fiabilidad tal como propiedad de no pegajosidad de una tinta
acuosa, utilizando un material colorante dispersable en agua, es
decir, un material colorante que se puede dispersar en agua o en un
medio acuoso que contiene agua como componente principal, asegurando
la calidad y la solidez de los materiales impresos. Como resultado,
se ha descubierto que, cuando una tinta acuosa contiene un material
colorante dispersable en agua y una sustancia cristalina que es
sólida en un ambiente de temperatura normal y una soluble en agua
como los componentes de la tinta, la sustancia cristalina cristaliza
cuando el contenido de agua se reduce y el material colorante
dispersable en agua se agrega alrededor de un cristal como núcleo.
En base al hecho de que una tinta acuosa de este tipo puede no tan
sólo proporcionar materiales impresos que tienen calidad
satisfactoria y solidez sino que además tiene fiabilidad mejorada
tal como propiedad de no pegajosidad, los inventores han completado
la presente invención.
Además, se ha descubierto que si una combinación
de materiales colorantes que incluyen, como mínimo, un material
colorante dispersable en agua y un material colorante soluble en
agua se utilizan en la tinta acuosa, la tinta puede formar un
material impreso que tiene los efectos anteriores mejorados y
propiedades satisfactorias de coloración. Cuando un material
colorante fluorescente se utiliza como el material colorante soluble
en agua, los materiales impresos formados con la tinta en un medio
de impresión muestran una intensidad y densidad fluorescente muy
mejorada en comparación con un material impreso formado con la tinta
fluorescente convencional. Además, esta tinta muestra excelentes
resultados cuando se utiliza en impresión por chorros de tinta.
Cuando se considera un sistema con el que una
tinta acuosa que utiliza un material colorante dispersable en agua
puede expresar alta fiabilidad tal como propiedad de no pegajosidad,
en base a diferentes propiedades, es común estudiar cómo reducir el
diámetro de partícula del material colorante dispersable en agua o
cómo seleccionar un agente de humectación que se pueda utilizar en
una gran cantidad para impedir la aglomeración de material
colorante. Además, cuando se estudian los medios para mejorar las
propiedades de coloración de un material impreso, se tiende a poner
atención en cómo disolver o dispersar un material colorante en la
tinta de manera uniforme y satisfactoria o en cómo seleccionar un
material colorante que tiene propiedades de coloración
satisfactorias. Generalmente, en base a estos estudios (es decir,
prevención de la aglomeración de un material colorante), se diseña
la tinta que tiene la propiedad satisfactoria de no pegajosidad y
propiedades de coloración satisfactorias.
A diferencia de las aproximaciones generales
mencionadas anteriormente, los inventores de la presente invención
estudiaron el estado de la tinta en la interfase
gas-líquido y el estado de la tinta aplicada en un
material de impresión utilizando diferentes tintas y materiales de
impresión actualmente en utilización. Como resultado, los
inventores de la presente invención observaron el hecho de que
cuando una tinta acuosa que utiliza un material colorante
dispersable en agua se deja en reposo, el material colorante
comienza a aglomerar debido al secado, etc., y finalmente se
aglomera completamente formando una red, de modo que la tinta
solidifica. Los inventores descubrieron además el hecho de que
tiene lugar una aglomeración similar en la tinta aplicada en un
medio de impresión. Además, éstos prestaron atención al hecho de
que, las tintas más propensas a provocar la aglomeración del
material colorante dispersable en agua (por ejemplo, tintas que
contienen una gran cantidad de material colorante dispersable en
agua o tintas de dispersabilidad inestable) forman más fácilmente
aglomeración del material colorante sobre la superficie del
material de impresión. En vista a lo mencionado anteriormente, los
inventores de la presente invención han estudiado estos temas
aparentemente en conflicto, es decir, cómo formar aglomeración fina
del material colorante dispersable en agua en la tobera que se rompa
fácilmente, y cómo producir eficientemente la aglomeración del
material colorante dispersable en agua en el medio de impresión.
Además, observando el comportamiento del
material colorante dispersable en agua en la tinta, los presentes
inventores observaron que cuando la tinta se evapora y se seca en un
recipiente, tal como un vaso de precipitados, el material colorante
dispersable en agua se aglomera en la superficie hidrofóbica del
recipiente (la interfase entre la tinta y el recipiente). Se asumió
que este fenómeno era debido a la interacción del material colorante
que sobrepasaba la concentración de saturación y se separaba en la
superficie del recipiente (la interfase
líquido-sólido) para mantener un estado estable del
material colorante dispersable en agua en la tinta. A diferencia de
un material colorante hidrofóbico, un material colorante dispersable
en agua tiene un grupo soluble en agua (grupo sulfónico, grupo
carboxílico, grupo fosfórico, o similares en un estado de ácido
libre). De este modo, el material colorante dispersable en agua no
precipita inmediatamente.
En base a lo mencionado anteriormente, los
inventores de la presente invención estudiaron el mecanismo y los
diferentes materiales para completar la presente invención.
Los inventores de la presente invención piensan
que el mecanismo por el que la tinta según la presente invención
muestra una fiabilidad notablemente mejorada, tal como propiedades
de solidez a la obstrucción y de no pegajosidad y proporciona
materiales impresos de alta calidad o propiedades de coloración
elevada, es tal como se describe a continuación.
La tinta según la presente invención está
generalmente en un estado estable en el que un material colorante
dispersable en agua, un medio líquido (un medio acuoso), y un
componente formador de cristales soluble en agua están mezclados.
El material colorante dispersable en agua se dispersa establemente
en agua con un tensoactivo, una resina, o similares según sea
necesario. Cuando esta tinta se deja reposar, se reduce el contenido
de agua en la tinta por evaporación, y la concentración del
componente formador de cristales soluble en agua en la tinta
alcanza a la concentración de saturación, de modo que el componente
formador de cristales comienza a precipitar como cristales. Al
mismo tiempo, la concentración del material colorante dispersable en
agua alcanza la concentración de saturación, de modo que el
material colorante dispersable en agua está en condiciones de
dispersión inestable y, por lo tanto, tiende a aglomerar.
Consiguiendo simultáneamente estas dos condiciones,
específicamente, un estado en el que la cristalización tiene lugar
en la tinta y un estado en el que el material colorante dispersable
en agua es inestable y tiende a aglomerar, el material colorante
dispersable en agua se agrega alrededor de los cristales como un
núcleo para formar agregados dispersados (figura 9). En la tinta en
este estado que contiene los agregados de material colorante
dispersable en agua formados alrededor de los cristales, se impide
la formación de una red (figura 10) de los materiales colorantes
dispersable en agua, que tendría lugar en una tinta convencional
que contiene el material colorante dispersable en agua. Dado que
los agregados de material colorante dispersable en agua formados
alrededor de los cristales difícilmente forman dicha red, los
agregados no forman la pegajosidad tenaz como hace cuando el
material colorante dispersable está solo. Como resultado, se mejora
la propiedad de no pegajosidad y la solidez a la obstrucción.
Además, dado que los agregados tienen un núcleo soluble en agua,
incluso si tiene lugar la obstrucción próxima a la tobera de un
cabezal de chorros de tinta, los agregados próximos a la tobera
obstruida serán eliminados fácilmente mediante una operación de
recuperación, tal como aspiración o presurización ejerciendo acción
externa e interna sobre los agregados.
Además, en la superficie del medio de impresión,
el contenido de agua de la tinta aplicada sobre el medio de
impresión se vuelve bajo con la evaporación y la permeación en el
medio de impresión, y se forman agregados de material colorante
dispersable en agua que tienen un núcleo cristalino, y al mismo
tiempo, el material colorante dispersable en agua interacciona
fuertemente con los constituyentes del medio de impresión, tales
como la fibra de celulosa, química y físicamente (figura 11). Como
resultado, se mejora la solidez de la imagen, tal como solidez al
agua.
Además, los inventores de la presente invención
descubrieron que cuando la tinta de la presente invención contiene
un material colorante dispersable en agua y un material colorante
soluble en agua como el material colorante de la tinta, la
propiedad de coloración y la propiedad de no pegajosidad de una
imagen impresa se mejoran adicionalmente. Se considera que la razón
es la siguiente. Cuando una tinta convencional que contiene un
material colorante dispersable en agua y un material colorante
soluble en agua se aplica sobre el medio de impresión y el
contenido de agua de la tinta se reduce y se forma una red del
material colorante dispersable en agua aglomerado en el proceso de
fijación (figura 12). Como resultado, no se obtiene una propiedad de
coloración satisfactoria. Sin embargo, según la presente invención,
el material colorante dispersable en agua se agrega alrededor de
los cristales del componente cristalino. De este modo, no se forma
una red del material colorante dispersable en agua y el material
colorante soluble en agua presente libre en la fase disolvente de la
tinta (figura 14) sirve para el desarrollo satisfactorio del color.
Se considera que la razón de la propiedad mejorada de no
pegajosidad es la siguiente. El efecto de amortiguación entre los
agregados del material colorante dispersable en agua agregados
alrededor de los cristales posibilita buenas condiciones de los
agregados. Además, cuando un material colorante soluble en agua
cuya solubilidad es más elevada que la del material colorante
dispersable en agua está presente en un disolvente de la tinta, el
material colorante dispersable en agua se agrega satisfactoriamente
alrededor de un núcleo cristalino debido a la diferencia de
solubilidad entre los dos materiales colorantes en la tinta (figura
13). Cuando un material colorante fluorescente se utiliza como
material colorante soluble en agua en la tinta de la presente
invención, esta tinta es especialmente efectiva para mejorar la
intensidad fluorescente de una imagen. Se considera que el material
colorante fluorescente está en un estado monomolecular y no entra
en aglomeración con el material colorante dispersable en agua de
manera semejante al material colorante soluble en agua descrito
anteriormente, de modo que se obtiene una elevada intensidad
fluorescente. En este caso, el contenido del material colorante
fluorescente debe ser menor que el que provoca la concentración de
extinción en un medio de impresión (por ejemplo, menor que el
contenido de material colorante fluorescente que provoca la
concentración de extinción en una composición de tinta acuosa de la
que se ha eliminado el agua). En la presente descripción, el
término "concentración de extinción" significa un fenómeno de
disminución de la intensidad fluorescente con un aumento en el
contenido de material colorante fluorescente.
Como se ha descrito anteriormente, la tinta
según la presente invención comprende, como mínimo, un medio acuoso,
un material colorante dispersable en agua, y un componente formador
de cristales como componentes de la tinta. Sin embargo, se puede
obtener un efecto más preferente, cuando se utiliza conjuntamente un
disolvente orgánico que disuelve el componente de formador de
cristales. Cuando este disolvente orgánico está contenido en la
tinta de la presente invención, el material colorante dispersable en
agua forma fácilmente un agregado que tiene un cristal como núcleo.
Con respecto a propiedad de no pegajosidad, la presencia de dicho
disolvente orgánico en la tinta permite la presencia independiente
en la tinta de agregados de material colorante dispersable en agua.
Preferentemente, el disolvente orgánico descrito anteriormente es un
disolvente que no es demasiado volátil en un ambiente de
temperatura normal, tal como glicerina o trietilenglicol. Además, si
el disolvente orgánico puede disolver además el material colorante
soluble en agua, se mejoran adicionalmente la propiedad de
coloración que incluye la propiedad fluorescente de un material
impreso. Esto es debido a que la utilización del disolvente
orgánico mencionado anteriormente asegura el estado de buena
disolución del material colorante soluble en agua.
\newpage
Además, con respecto a la relación entre el
disolvente orgánico y el componente formador de cristales, es
especialmente preferente que el contenido de componente formador de
cristales en la tinta sea la concentración de saturación o mayor,
respecto a la cantidad del disolvente orgánico seleccionado, debido
a la formación fácil de agregados del material colorante
dispersable en agua alrededor del componente formador de cristales
como núcleo. Por lo tanto, para la expresión del mecanismo de la
presente invención, es especialmente preferente que la
concentración de saturación del componente formador de cristales en
el disolvente orgánico no sea más elevada que la concentración de
saturación del mismo en agua en la tinta.
Además, si el contenido del componente formador
de cristales en la tinta no es mayor que la concentración de
saturación con agua en la tinta y no es menor que la concentración
de saturación con el disolvente orgánico utilizado en la tinta, se
puede obtener además la ventaja de la presente invención
satisfactoriamente. La razón es la siguiente. El componente
formador de cristales se disuelve satisfactoriamente en la tinta, y
la cristalización del componente formador de cristales en la tinta
tiene lugar rápidamente cuando los componentes evaporables se
evaporan.
A continuación, se hará una mayor descripción
con respecto a los componentes (por ejemplo, agua) en la tinta
según la presente invención que tienen un efecto obtenido por el
mecanismo mencionado anteriormente.
El significado "un material colorante
dispersable en agua forma un agregado alrededor de un cristal de un
componente formador de cristales cuando disminuye el contenido de
agua en una tinta acuosa" mencionado anteriormente es el
siguiente. En una tinta en la que el contenido de agua no ha
disminuido, los componentes de la tinta tales como un material
colorante dispersable en agua y un componente formador de cristales
soluble en agua, están presentes conjuntamente en la tinta. Cuando
disminuye el contenido de agua, el componente de formador de
cristales disuelto en la tinta cristaliza y se convierte en un
núcleo alrededor del que se forma un agregado de material colorante
dispersable en agua.
Además, es preferente que el material colorante
dispersable en agua forme agregados alrededor de los cristales
cuando el contenido de agua disminuya el 50% en peso o más debido a
la evaporación, etc. En la presente invención, es preferente que
los agregados se mantengan incluso si el 80% en peso o más de los
componentes de la tinta se pierden como resultado de la evaporación
o similar. En la presente invención, se puede obtener un efecto más
estable ajustando el contenido del componente formador de cristales
en el medio líquido de la tinta que incluye el disolvente orgánico
descrito anteriormente y el medio líquido de la tinta del que se ha
eliminado el agua de un modo que no es menor que la concentración
de saturación con respecto al disolvente orgánico. Es decir, se
obtiene satisfactoriamente un efecto de la presente invención cuando
el componente formador de cristales (especialmente preferentemente,
etilen urea) está contenido en la tinta en una proporción tal que
el contenido del componente formador de cristales está en la
concentración de saturación o mayor en el medio líquido orgánico
soluble en agua diferente del agua. Esto se hará comprensible en la
comparación de los ejemplos descrita posteriormente.
El material colorante dispersable en agua del
constituyente de la presente invención indica un material colorante
que no se dispersa ni se disuelve en agua por sí mismo, pero se
puede dispersar en agua mediante las funciones químicas y físicas
de un compuesto que tiene un grupo solubilizador en agua, tal como
tensoactivos y resinas. Por ejemplo, son preferentes pigmentos de
negro carbón tales como negro de horno, negro de lámpara, negro de
acetileno, y negro de canal, aquéllos que tienen un diámetro de
partícula primaria de 15 a 40 nm, un área de superficie específica
determinada por el método BET de 50 a 300 mm^{2}/g, una absorción
de aceite DBP de 40 a 150 ml/100 g, y componentes volátiles del 0,5
al 10%. Son ejemplos adicionales los pigmentos azo insolubles en
agua, les como Rojo de toluidina, Marrón de Toluidina, Amarillo
Hansa, Amarillo de Bencidina, y Rojo de Pirazolona; pigmentos azo
insolubles, tales como Rojo de Litol, Burdeos de Helio, Pigmento
Escarlata, y Rojo Permanente 2B; derivados de colorantes de cuba
tales como alizarina, indantorona, y marrón de tioíndigo; pigmentos
de ftalocianina tales como Azul de Ftalocianina, Verde de
Ftalocianina, y ftalocianina que contiene oro; pigmentos de
quinacridona tales como Rojo de Quinacridona y Magenta de
Quinacridona; pigmentos de perileno tales como Rojo de Perileno y
Escarlata de Perileno; pigmentos de isoindolinona tales como
Amarillo de Isoindolinona, y Naranja de Isoindolinona; pigmentos de
imidazolona tales como Amarillo de Bencimidazolona, Naranja de
Bencimidazolona, y Rojo de Bencimidazolona; pigmentos de pirantrona
tales como Rojo de Pirantrona y Naranja de Pirantrona; pigmentos de
tioíndigo; pigmentos azo condensados; pigmentos de tioíndigo;
pigmentos de dicetopirrolopirrol; Amarillo de Flavantrona; Amarillo
de Acilamida; Amarillo de Quinoftalona; Amarillo Azo de Níquel;
Amarillo Azometino de Cobre; Naranja de Perinona; Naranja de
Antrona; Rojo de Diantraquinonilo; y Violeta de Dioxacina.
Otros ejemplos de pigmentos orgánicos
(representados por los números del índice de color (C.I.)) incluyen
Pigmento Amarillo C.I. 12, 13, 14, 17, 20, 24, 55, 74, 83, 86, 93,
97, 98, 109, 110, 117, 120, 125, 128, 137, 138, 139, 147, 148, 150,
151, 153, 154, 155, 166, 168, 180, y 185; Pigmento Naranja C.I. 16,
36, 43, 51, 55, 59, 61, y 71; Pigmento Rojo C.I. 9, 48, 49, 52, 53,
57, 97, 122, 123, 149, 168, 175, 176, 177, 180, 192, 202, 209, 215,
216, 217, 220, 223, 224, 226, 227, 228, 238, 240, 254, 255, y 272;
Pigmento Violeta C.I. 19, 23, 29, 30, 37, 40, y 50; Pigmento Azul
C.I. 15, 15:1, 15:3, 15:4, 15:6, 22, 60, y 64; Pigmento Verde C.I. 7
y 36; y Pigmento Marrón C.I. 23, 25, y 26. Aunque pueden ser
utilizados pigmentos diferentes de los mencionados anteriormente,
son particularmente preferentes los Pigmentos Amarillos C.I. 13, 17,
55, 74, 93, 97, 98, 110, 128, 139, 147, 150, 151, 154, 155, 180, y
185; Pigmentos Rojos C.I. 122, 202, y 209; y Pigmentos Azules C.I.
15:3 y 15:4.
Un diámetro de partícula de volumen medio del
pigmento mencionado anteriormente es, preferentemente, 150 nm o
menor. Además, el contenido de material colorante dispersable en
agua en la tinta es de 0,1 a menor del 2% en masa, preferentemente
del 0,2, más preferentemente, del 0,3 a menor del 2% en masa para
mejorar la densidad de imagen y para ajustar preferentemente la
cantidad de material colorante dispersable en agua no incluido en
los agregados formados alrededor de los núcleos cristalinos, pero
sin que constituya limitación. Además, el material colorante
dispersable en agua puede utilizarse solo, o se pueden utilizar en
combinación dos o más tipos de los mismos.
Un agente dispersante para dispersar estos
materiales colorantes en la tinta no está limitado específicamente
siempre y cuando el agente sea soluble en agua y tenga la función de
dispersar un pigmento. Entre los ejemplos del agente dispersante se
incluyen: una resina tal como un copolímero de estireno-ácido
acrílico aleatorio o de bloques o un copolímero de estireno-ácido
maleico aleatorio o de bloques; y un tensoactivo no iónico o un
tensoactivo aniónico que es capaz de producir un estado dispersado
en agua por medio de un estado micelar o un estado de emulsión.
Entre los ejemplos específicos se incluyen un copolímero de bloques,
un copolímero aleatorio, un copolímero de injerto, y una sal de los
mismos obtenidos, como mínimo, de dos monómeros (de los que, como
mínimo, uno es un monómero hidrofílico) seleccionados entre
estireno, derivados de estireno, vinilnaftaleno, derivados de
vinilnaftaleno, un éster de alcohol alifático de ácido carboxílico
\alpha-\beta-etilénicamente
insaturado, ácido acrílico, derivados de ácido acrílico, ácido
maleico, derivados de ácido maleico, ácido itacónico, derivados de
ácido itacónico, ácido fumárico, derivados de ácido fumárico,
acetato de vinilo, vinil pirrolidona, acrilamida y derivados de los
mismos, y similares. De éstos, un agente dispersante especialmente
preferente para la práctica de la presente invención es un
copolímero de bloques. Esto es debido a que un material colorante
dispersable en agua obtenido a partir de un copolímero de bloques
tiene muy poca desigualdad entre los respectivos materiales
colorantes y, por lo tanto, proporciona fácilmente una tinta
estable.
Un copolímero de bloques puede tener una
estructura representada, por ejemplo, por AB, BAB, o ABC. Un
copolímero de bloques que tiene un bloque hidrofóbico y un bloque
hidrofílico y que tiene un tamaño de bloque equilibrado que
contribuye a la estabilidad de la dispersión es especialmente
ventajoso para la práctica de la presente invención. Se puede
incorporar un grupo funcional a un bloque hidrofóbico (un bloque al
que se enlaza el pigmento), de modo que se potencia una interacción
específica entre el agente dispersante y el pigmento para mejorar
la estabilidad de la dispersión. Además, un peso molecular promedio
en peso del polímero es menor de 30.000, preferentemente menor de
20.000, y más preferentemente de 2.000 a 10.000.
Además, se dan a conocer métodos de producción
de los polímeros en las solicitudes de patente japonesa abiertas a
inspección pública Nos. H05-179183,
H06-136311, H07-053841,
H10-87768, H11-043639,
H11-236502, y H11-269418.
Entre los ejemplos de monómeros hidrofóbicos
típicos que se pueden utilizar para los copolímeros de bloques se
incluyen, sin que constituyan limitación, los monómeros siguientes:
acrilato de bencilo, metacrilato de bencilo, metacrilato de metilo
(MMA), metacrilato de etilo (EMA), metacrilato de propilo,
metacrilato de n-butilo (BMA o NBMA), metacrilato
de hexilo, metacrilato de 2-etilhexilo (EHMA),
metacrilato de octilo, metacrilato de laurilo (LMA), metacrilato de
estearilo, metacrilato de fenilo, metacrilato de hidroxiletilo
(HEMA), metacrilato de hidroxipropilo, metacrilato de
2-etoxietilo, metacrilonitrilo, metacrilato de
2-trimetil siloxietilo, metacrilato de glicidilo
(GMA), metacrilato de p-tolilo, metacrilato de
sorbilo, acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de
propilo, acrilato de butilo, acrilato de hexilo, acrilato de
2-etilhexilo, acrilato de octilo, acrilato de
laurilo, acrilato de estearilo, acrilato de fenilo, metacrilato de
2-feniletilo, acrilato de hidroxietilo, acrilato de
hidroxipropilo, acrilonitrilo, acrilato de
2-trimetil siloxietilo, acrilato de glicidilo,
acrilato de p-tolilo, y acrilato de sorbilo. Son
monómeros hidrofóbicos preferentes el acrilato de bencilo,
metacrilato de bencilo, metacrilato de
2-feniletilo, metacrilato de metilo, metacrilato de
butilo, y metacrilato de 2-etilhexilo.
Preferentemente, un copolímero de bloques se produce mediante la
utilización de un homopolímero y un copolímero producido a partir
de los compuestos mencionados anteriormente (por ejemplo, un
copolímero de metacrilato de metilo y de metacrilato de
butilo).
Entre los ejemplos de monómeros hidrofílicos
típicos que se pueden utilizar para los copolímeros de bloques se
incluyen, sin que constituyan limitación, los monómeros siguientes:
ácido metacrílico (MAA), ácido acrílico, metacrilato de
dimetilaminoetilo (DMAEMA), metacrilato de dietilaminoetilo,
metacrilato de tert-butilaminoetilo, acrilato de
dimetilaminoetilo, acrilato de dietilaminoetilo, metacrilamida de
dimetilaminopropilo, metacrilamida, acrilamida, y dimetil
acrilamida. Preferentemente, se produce un copolímero de bloques
mediante la utilización de un homopolímero o de un copolímero de
ácido metacrílico, ácido acrílico, o metacrilato de
dimetilaminoetilo.
Un polímero que contiene un ácido se produce
directamente, o se produce a partir de un monómero bloqueado que
tiene un grupo de bloqueo que se eliminará después de la
polimerización. Ejemplos de monómeros bloqueados que generan ácido
acrílico o ácido metacrílico después de la eliminación de grupos de
bloqueo incluyen el metacrilato de trimetilsililo
(TMS-MAA), acrilato de trimetilsililo, metacrilato
de 1-butoxietilo, metacrilato de
1-etoxietilo, acrilato de
1-butoxietilo, acrilato de
1-etoxietilo, acrilato de
2-tetrahidropiranilo, y metacrilato de
2-tetrahidropiranilo.
Especialmente, al considerar la estabilidad a
largo plazo de la tinta en diferentes ambientes o un efecto
satisfactorio de la presente invención, es preferente un agente
dispersante que utiliza una resina y es especialmente preferente un
agente dispersante que utiliza una resina de copolímero de
bloques.
En caso de necesidad, se puede utilizar el
agente dispersante resinoso solo o se pueden utilizar en combinación
dos o más tipos de los mismos. El contenido de agente dispersante
de resina en la tinta es del 0,5 al 10% en masa, preferentemente
del 0,8 al 8% en masa, y más preferentemente del 1 al 6% en masa. Si
el contenido del agente dispersante es mayor que el intervalo,
puede ser difícil mantener la viscosidad deseada de la tinta.
La sustancia formadora de cristales que se
incorporará en la tinta según la presente invención es una sustancia
soluble en agua que es sólida como sustancia simple en ambientes de
temperatura normal y formas cristales aciculares o esféricos.
Cuando el contenido de agua de una solución acuosa de esta sustancia
disminuye por calentamiento o similar, tendrá lugar la
recristalización. La sustancia soluble en agua, como mínimo, es una
seleccionada del grupo que comprende urea, etilen urea,
\varepsilon-caprolactona, succinimida, tiourea,
dimetilolurea, y 2-pirrolidona. Estos compuestos
pueden estar sustituidos, como mínimo, con un sustituyente
seleccionado entre un grupo óxido de etileno, un grupo óxido de
propileno, y un grupo alquilo. Preferentemente, aquellos compuestos
tienen una estructura de anillo en vistas a la estabilidad del
componente cristalino en la tinta. En caso de necesidad, se puede
utilizar el componente formador de cristales solo o se pueden
utilizar en combinación dos o más tipos de los mismos. El
componente cristalino que es sólido en ambientes de temperatura
normal posibilita el efecto de la presente invención por
precipitación. El término mencionado anteriormente "ambientes de
temperatura normal" significa el intervalo de 20ºC a 25ºC, pero
en vistas a su capacidad operativa, el punto de fusión de un
componente formador de cristales que es sólido en ambientes de
temperatura normal es de 30ºC o superior, preferentemente de 60ºC o
superior, y más preferentemente de 120ºC o superior. Aunque un
contenido del componente formador de cristales en la tinta se puede
seleccionar de manera adecuada de acuerdo con el tipo de medio de
impresión, preferentemente, el contenido es del 1 al 30% en masa y
más preferentemente del 2 al 20% en masa en base a la masa total de
la tinta. Si el contenido es demasiado pequeño, puede no obtenerse
el efecto la presente invención. Si el contenido es demasiado
grande, la propiedad de descarga está afectada negativamente cuando
la tinta se utiliza para la impresión por chorros de tinta.
Cuando un material colorante soluble en agua se
utiliza conjuntamente para la tinta de la presente invención, un
material de este tipo significa que tiene, en su estructura, un
grupo soluble en agua tales como un grupo sulfónico, un grupo
carboxilo, un grupo fosfórico, un grupo hidroxilo, o un grupo amino
en un estado de ácido libre, y que es estable en agua sin ninguna
ayuda de un segundo componente tal como un tensoactivo o una resina.
Entre los ejemplos de materiales de este tipo se incluyen un
colorante directo, un colorante ácido, un colorante básico, y un
colorante de cuba. Entre los ejemplos específicos de colorante se
incluyen Negro Directo C.I. 168, Negro Directo C.I. 154, Amarillos
Directo C.I. 142, Amarillos Directo, C.I. 86, Rojo Directo C.I. 227,
Azul Directo C.I. 199, Amarillos Directo C.I. 142, Negro Directo
C.I. 195, y Negro Alimentario 1 y 2. Sin embargo, el material
colorante no está limitado a esos materiales. En caso de necesidad,
el material colorante soluble en agua se puede además utilizar solo
o se pueden utilizar en combinación dos o más tipos de los
mismos.
Aunque la cantidad de material colorante soluble
en agua mencionado anteriormente que va a ser utilizado no está
limitada específicamente, preferentemente, la cantidad es
generalmente del 0,1 al 15% en masa y, más preferentemente, del 0,1
al 10% en masa en base a la masa total de tinta.
Además, la función y el efecto de la presente
invención se expresan en el nivel más elevado con la utilización
conjunta de un colorante fluorescente soluble en agua. Cuando la
tinta según la presente invención se utiliza como tinta para
proporcionar un color fluorescente, es posible mejorar la intensidad
fluorescente, densidad, y solidez de la imagen, lo que ha sido
difícil de conseguir.
Como un compuesto fluorescente o material
colorante fluorescente que se utiliza como componente de la tinta
de la presente invención, es especialmente preferente uno que tiene
los siguientes grupos atómicos en su estructura.
Además, uno que tiene una estructura de xanteno,
tal como Rojo Ácido C.I. 52, Rojo Ácido C.I. 92, Rojo Ácido C.I.
289, o Amarillo Ácido C.I. 73, uno que tiene una estructura de
piranina, tal como Verde Disolvente 7, uno que tiene una estructura
de cumarina, tal como Amarillo Ácido C.I. 184, un colorante directo
que tiene propiedades fluorescentes, o un colorante fluorescente
soluble en agua que tiene la estructura siguiente y un derivado de
los mismos solubilizado en agua, tienen una capacidad de
proporcionar la función y el efecto más elevados de la presente
invención.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
En general, se puede utilizar además como
compuesto fluorescente, un agente blanqueador fluorescente, etc.
Por ejemplo, el contenido de colorante
fluorescente en la tinta es preferentemente del 0,01 al 30% en masa
y más preferentemente del 0,05 al 20% en masa en base a la masa
total de la tinta. Cuando los materiales impresos requieren la
propiedad fluorescente, el contenido de colorante fluorescente es
preferentemente uno que no provoca la concentración de extinción
(un fenómeno en el que la intensidad fluorescente se reduce cuando
el contenido del colorante fluorescente en la tinta sobrepasa un
determinado valor) cuando la impresión se realiza aplicando la
tinta de la presente invención en un medio de impresión. Cuando la
importancia principal se localiza en la mejora de la propiedad
fluorescente, el contenido especialmente preferentemente es el 3% en
masa o menor. Sin embargo, el contenido no está limitado a esos
intervalos en consideración a las propiedades de un medio de
impresión y de un material colorante fluorescente.
Como medio líquido para contener un componente
tal como un material colorante de dispersión, es preferente una
mezcla de agua y un disolvente orgánico soluble en agua. Entre los
ejemplos de disolvente orgánico soluble en agua se incluyen: amidas
tales como dimetilformamida y dimetilacetamida; cetonas tales como
acetona; éteres tales como tetrahidrofurano y dioxano;
polialquilenglicoles tales como polietilenglicol y
polipropilenglicol; alquilenglicoles, cada uno con un grupo
alquileno que tiene de 2 a 6 átomos de carbono, tales como
etilenglicol, propilenglicol, butilenglicol, trietilenglicol,
1,2,6-hexanotriol, tiodiglicol, hexilenglicol, y
dietilenglicol; glicerina; alquil éteres menores de alcoholes
polihídricos tales como etilenglicol monometil (o etil) éter,
dietilenglicol monometil (o etil) éter, y trietilenglicol monometil
(o etil) éter; compuestos amida cíclicos tales como
N-metil-2-pirrolidona,
1,3 dimetil-2-imidazolidinona,
trietanolamina, sulfolano, dimetil sulfóxido,
2-pirrolidona, y
\varepsilon-caprolactama; y compuestos de imida
tales como succinimida. Los compuestos anteriores se pueden
utilizar solos u opcionalmente en combinación de dos o más
compuestos.
El disolvente orgánico soluble en agua es un
disolvente orgánico que actúa como disolvente para el componente
formador de cristales mencionado anteriormente y se utiliza
preferentemente para realizar con mayor eficacia el objetivo de la
presente invención. Como ya se ha descrito, la tinta de la presente
invención que contiene dicho disolvente orgánico permite la
formación fácil de agregados de material colorante dispersable en
agua alrededor de los núcleos cristalinos y mejora la propiedad de
no pegajosidad, porque los agregados pueden estar presentes
independientemente en la tinta que contiene el disolvente orgánico
para la expresión efectiva de los agregados de material colorante
dispersable en agua. Entre los ejemplos preferentes de disolventes
se incluye uno que tiene un grupo hidroxilo como grupo hidrofílico,
tal como un alcohol o glicol de azúcar. Es preferente un disolvente
que no tiene un grupo polar, pero no es demasiado importante
mientras sea utilizado con otro disolvente orgánico que no tenga un
grupo polar como disolvente principal. Más preferentemente, el
disolvente tiene una temperatura de presión de vapor de 250ºC o
superior en ambientes atmosféricos normales.
Generalmente, el contenido de disolvente
orgánico soluble en agua mencionado anteriormente es preferentemente
del 1 al 40% en masa y más preferentemente del 3 al 30% en masa en
base a la masa total de la tinta.
Además, el contenido de agua en la tinta se
selecciona preferentemente en el intervalo de 30 a 95% en masa. Si
el contenido de agua es menor del 30% en masa, la solubilidad de un
componente soluble en agua puede no ser suficiente y la viscosidad
de la tinta aumenta. En cambio, si el contenido de agua es mayor del
95% en masa, la cantidad del componente que se evapora se hace
demasiado grande. De este modo, no se obtiene suficiente propiedad
de no pegajosidad.
Según la presente invención, se puede utilizar
un tensoactivo como componente de la tinta. Un tensoactivo
preferente es un tensoactivo no iónico que no tiene polaridad. Es
preferente que una solución acuosa del tensoactivo no iónico no
sufra separación de fase. Un tensoactivo no iónico que se separa en
fases en una solución acuosa no es preferente, dado que la tinta
resultante no es estable. Esto significa que es preferente utilizar
un tensoactivo que se disuelve o se dispersa aparentemente de forma
uniforme en agua, especialmente, un tensoactivo no iónico que forma
una emulsión en una solución acuosa. Además, se ha descubierto que,
preferentemente, la cantidad de tensoactivo no iónico en la tinta
no es mayor que la cantidad crítica para mantener un estado de la
emulsión en una solución acuosa, en vista de la estabilidad de la
tinta.
Un tensoactivo no iónico preferentemente
utilizado para la presente invención es uno que tiene HLB de 13 o
menor. Generalmente, si HLB es mayor de 13, la solubilidad en agua
aumenta y el tensoactivo tiende a mostrar propiedades de
disolvente. Como resultado, se afecta negativamente la
cristalización interfiriendo en la expresión del mecanismo de la
presente invención.
Específicamente, el contenido del tensoactivo no
iónico en la tinta según la presente invención es, preferentemente,
del 1% en masa o mayor y, más preferentemente del 1 al 20% en masa
en base a la masa total de la tinta. Si el contenido es menor del
1% en masa, las propiedades deseadas de permeabilidad o capacidad de
difusión de la tinta pueden no ser obtenidas en algunos casos de
formación de la imagen. Si el contenido es mayor del 20% en masa,
puede no obtenerse un equilibrio satisfactorio en la calidad de
impresión (por ejemplo, un equilibrio satisfactorio de las
diferentes propiedades que incluyen densidad de imagen, la propiedad
de fijación, y prevención de los bordes difusos ("hairy
bleeding")).
Entre los tensoactivos no iónicos que satisfacen
los requisitos mencionado anteriormente, como tensoactivo
especialmente preferente que sirve como componente que constituye la
tinta según la presente invención, se mencionan como ejemplo un
compuesto representado por la fórmula (I) como se indica a
continuación y los compuestos (II) a (VII) indicados a
continuación.
(En la fórmula (I) mencionada
anteriormente, A y B indican independientemente
C_{n}H_{2n-1} (n es un número entero de 1 a 10)
y X e Y respectivamente una unidad de óxido de etileno de anillo
abierto y/o una unidad de óxido de propileno de anillo
abierto.)
\hskip2cm
\vskip1.000000\baselineskip
\newpage
Además, un tensoactivo especialmente preferente
entre los tensoactivos no iónicos representados por la fórmula (I)
es un compuesto representado por la siguiente fórmula (VIII):
Además, en vistas a la estabilidad de la tinta,
es preferentemente un alcohol monohídrico utilizado conjuntamente
en la tinta según la presente invención. El alcohol monohídrico
impide el desarrollo y la proliferación de microbios, tales como
mohos, que pueden afectar a la obstrucción o similares. Además, dado
que el alcohol monohídrico tiene un efecto satisfactorio para la
evaporación o la permeación en un medio de impresión cuando la
tinta se aplica sobre el medio de impresión, el alcohol es efectivo
para proporcionar adicionalmente un efecto satisfactorio de la
presente invención. El contenido de alcohol monohídrico en la tinta
según la presente invención es del 0,1 al 20% en masa y,
preferentemente, del 0,5 al 10% en masa en base a la masa total de
la tinta. Entre los ejemplos específicos de alcohol monohídrico
utilizables como componente de la tinta para la presente invención
se incluyen etanol, alcohol isopropílico, y
n-butanol. Estos se pueden utilizar solos o, en
caso de necesidad, dos o más de los mismos se pueden utilizar en
combinación.
La tinta según la presente invención puede
contener además varios aditivos, tales como un disolvente orgánico
soluble en agua, un tensoactivo, agente anticorrosivo, un
antiséptico, un agente antimoho, un antioxidante, un antirreductor,
un acelerador de evaporación, un agente quelante, un polímero
soluble en agua, y un regulador de pH, en caso de necesidad.
La tinta según la presente invención tiene
preferentemente una tensión superficial de 40 dina/cm o menor. Esto
es debido a que, para el mecanismo de la presente invención como se
ha descrito anteriormente, es efectivo que las gotas se esparzan a
una determinada área después de imprimir. Además, el pH de la tinta
según la presente invención es, preferentemente, 6,5 o mayor en
vistas de la estabilidad de la tinta.
Además, según la tinta de la presente invención,
es preferente que varios iones de metal alcalino sean utilizados
conjuntamente como contraiones del material colorante. Cuando la
tinta se utiliza para la impresión por chorros de tinta, las
propiedades de estabilidad y capacidad de descargar de la tinta
mejoran si el material colorante y los contraiones de los mismos se
utilizan conjuntamente. Entre los ejemplos de iones de metal
alcalino se incluyen el Li^{+}, Na^{+}, y K^{+}.
Aunque la tinta acuosa según la presente
invención que tiene la constitución mencionada anteriormente puede
utilizarse como tinta para papelería general, la tinta acuosa es
especialmente ventajosa cuando se utiliza para la impresión por
chorros de tinta. Como métodos de impresión por chorros de tinta, se
mencionan como ejemplo un método de impresión que incluye aplicar
energía mecánica a la tinta para descargar una gota, y un método de
impresión por chorros de tinta que incluye aplicar energía térmica a
la tinta y descargar una gota mediante la formación de espuma de la
tinta. Preferentemente, la tinta de la presente invención es
especialmente aplicable al método de impresión por chorros de tinta
que descarga la tinta por un fenómeno de formación de espuma de la
tinta debido a energía térmica, y tiene las características de que
la descarga es extremadamente estable y que no se provoca un punto
satélite o similar. Sin embargo, en este caso, puede requerirse el
ajuste de propiedades térmicas (por ejemplo, calor específico,
coeficiente de dilatación térmica, y conductividad térmica).
Además, la tinta según la presente invención se
prepara deseablemente para que tenga una tensión superficial de 30
a 40 dina/cm y una viscosidad de 15 cP o menor, preferentemente de
10 cP o menor, y más preferentemente de 5 cP o menor a 25ºC como
propiedades físicas de la tinta en sí misma, para solucionar el
problema de la solidez al agua de la tinta en los materiales
impresos cuando la impresión se realiza en papel normal o similares,
y al mismo tiempo para mejorar la adaptación con el cabezal para la
impresión por chorros de tinta. Por consiguiente, para preparar la
tinta que tiene las propiedades físicas mencionadas anteriormente y
solucionar los problemas en papel normal, el contenido de agua en
la tinta según la presente invención es de 50% en masa o mayor y de
98% en masa o menor y, preferentemente, el 60% en masa o mayor y el
95% en masa o menor.
Entre los ejemplos del método y del aparato para
imprimir preferentes que utiliza la tinta según la presente
invención se incluyen un método y un aparato que incluyen: aplicar
energía térmica que corresponde a una señal de impresión a la tinta
en una cámara de un cabezal de impresión; y producir una gota por
medio de energía térmica.
Inicialmente, se muestra en las figuras 1, 2, y
3 un ejemplo de una configuración de un cabezal que es un
componente principal de un aparato de este tipo. La figura 1 es una
vista de una sección transversal de un cabezal (13) tomada a lo
largo de una trayectoria del flujo de tinta. La figura 2 es una
vista de una sección transversal tomada a lo largo de la línea
2-2 de la figura 1. El cabezal (13) se obtiene
enlazando una placa de vidrio, cerámica, o plástico que tiene una
ranura (14) a través de la que pasa la tinta y una cabezal térmico
(15). Aunque en la figura 1 se ejemplifica un cabezal de película
delgada, el cabezal térmico no está limitado al mismo. El cabezal
térmico (15) incluye: una película de protección (16) hecha de óxido
de silicio o similar; electrodos de aluminio (17-1)
y (17-2); una capa (18) de solidez generadora de
calor hecha de nicromo o similar; una capa (19) de almacenamiento
de calor; y un substrato (20) hecho de alúmina o similar y adaptado
para emitir calor.
Se hace que la tinta (21) alcance un orificio de
descarga (micro-orificio) (22) y se forma un menisco
(23) por presión de la tinta (21). Cuando la información de la
señal eléctrica se aplica a los electrodos de aluminio
(17-1) y (17-2), el cabezal térmico
(15) genera calor de forma abrupta calor de una región indicada por
el carácter n, de modo que una parte de la tinta que está en
contacto con esta región produce una burbuja que empuja hacia
adelante el menisco (23) bajo la presión de la burbuja, y finalmente
se descarga la tinta (21) como una gota fina de tinta (24), que se
expulsa del orificio de descarga (22) hacia un medio de impresión
(25).
La figura 3 es una vista en perspectiva externa
de un multi-cabezal preparado disponiendo varios
cabezales que tienen una configuración según se muestra en la
figura 1. El multi-cabezal se prepara enlazando
firmemente una placa de cristal (27) que tiene múltiples ranuras
(26), y un cabezal térmico (28) similar al descrito anteriormente
en referencia a la figura 1.
A continuación, la descripción detallada se hará
con respecto a un ejemplo específico de cabezal de eyección de
líquido mencionado anteriormente que se puede instalar en una
impresora por chorros de tinta utilizada en la presente
invención.
La figura 4 es una vista en perspectiva
esquemática de un parte principal de un cabezal de eyección de
líquido utilizado preferentemente para un aparato de impresión por
chorros de tinta según la presente invención. Las figuras 5 a 7 son
vistas frontales que ilustran cada una la forma de un orificio de
eyección del cabezal de eyección de líquido según se muestra en la
figura 4. En estas figuras, se omite un cableado eléctrico para el
accionamiento de un elemento convertidor electrotérmico o
similar.
En el cabezal de eyección de líquido del
presente ejemplo, se utiliza, por ejemplo, un substrato (934) hecho
de vidrio, cerámica, plástico, metal, o similares según se muestra
en la figura 4. Un material de substrato de este tipo no es la
esencia de la presente invención y el material no está limitado
específicamente siempre y cuando el material actúe como parte de un
elemento de formación de la trayectoria del flujo y tenga una
capacidad de funcionamiento como medio de un elemento generador de
energía de descarga de tinta y de una capa de material que forma
una trayectoria del flujo de líquido y un orificio de eyección
descritos posteriormente. Por lo tanto, en la presente invención,
la descripción se realizará con respecto al caso de utilizar un
substrato de silicio (una oblea). Se forma un orificio de eyección
de tinta en el substrato (934). Entre los ejemplos de métodos para
formar el orificio de eyección se incluyen un método de formación
utilizando luz láser y un método que incluye: hacer una placa de
orificios (935) (una placa de orificios de eyección) de una resina
fotosensible; y formar el orificio de eyección por medio de un
aparato de revelado, tal como un "Mirror Projection Aliner"
(MPA).
En la figura 4, el numeral de referencia (934)
indica un substrato que tiene un elemento convertidor electrotérmico
(931) (a continuación, designado además en algunos casos como
calentador) y un puerto de suministro (933) de la tinta definido
por un orificio pasante que tiene forma de ranura delgada como parte
común de las cámaras de líquido. Se dispone una línea de
calentadores (931) como medios generadores de energía térmica en un
intervalo del elemento convertidor electrotérmico de, por ejemplo,
300 dpi a cada lado del puerto de suministro (933) de la tinta en
una dirección longitudinal de modo que las líneas respectivas
conjuntamente forman un patrón en zig zag. Además, se forma una
pared de trayectoria del flujo de tinta (936) para formar una
trayectoria del flujo de tinta en el substrato (934). Además, se
dispone una placa (935) de orificio de eyección que tiene un
orificio de eyección (832) a la pared (936) de la trayectoria del
flujo de tinta.
En la figura 4, la pared (936) de la trayectoria
del flujo de tinta y la placa de orificio de eyección (935) se
muestran como componentes separados. Sin embargo, además es posible
formar simultáneamente la pared (936) de la trayectoria del flujo
de tinta y la placa (935) de orificio de eyección como componente
integrado formando la pared (936) de la trayectoria del flujo de
tinta en el substrato (934) mediante una técnica tal como el
revestimiento por rotación. En el presente ejemplo, el lado (935a)
de la superficie del orificio de eyección (superficie superior) de
la placa se somete a un tratamiento impermeable.
Además, como ejemplo de tamaños reales del
cabezal, una pared de partición (936a) que aísla hidrodinámicamente
las toberas adyacentes según se muestra en la figura 5 tiene una
anchura w de 14 \mum. Según se muestra en la figura 8, una cámara
(1337) de formación de burbuja formada por la pared (936) de la
trayectoria del flujo de tinta tiene N_{1} (anchura de la cámara
de formación de burbuja) de 33 \mum y N_{2} (longitud de la
cámara de formación de burbuja) de 35 \mum. El calentador (931)
tiene una longitud de 30 \mum y una anchura de 30 \mum y una
resistividad de 53 \Omega. La tensión de control de los mismos es
de 10,3 V. Además, se pueden utilizar una pared (936) de la
trayectoria del flujo de tinta y una pared de partición (936a) que
tiene una altura 12 \mum y una placa de orificio de eyección que
tiene un grosor de 11 \mum.
Según se muestra en la figura 4, entre las
secciones transversales de una parte (940) del orificio de eyección
que incluye un orificio de eyección (832) formado en la placa del
orificio de eyección, una sección transversal tomada a lo largo de
una dirección transversal a una dirección de la descarga de tinta
(la dirección del grosor de la placa de orificios -935-) tiene
sustancialmente una forma de estrella, según se muestra en la figura
6. La forma de estrella incluye seis partes salientes (832a) que
tienen respectivamente un borde de ángulo obtuso y seis partes
dentadas (832b) dispuestas alternativamente entre las partes
salientes (832a) y que tienen respectivamente un borde de ángulo
agudo. Es decir, se forman seis ranuras a lo largo de una dirección
del grosor de la placa de orificios (una dirección de eyección de
líquido) según se muestra en la figura 4, con la parte dentada
(832b) que está situada lejos del centro (O) del orificio de
eyección que sirve como parte superior de la ranura y con la parte
saliente (832a) adyacente a la parte dentada y localizada cerca del
centro (O) del orificio de eyección que sirve como parte de base de
la ranura.
En el cabezal de eyección de líquido
ejemplificado en las figuras, una sección transversal de la parte
(940) del orificio de eyección tomada a lo largo de una dirección
transversal a una dirección del grosor del mismo tiene una forma
obtenida mediante el solapamiento de dos triángulos equiláteros que
tienen un lado de 27 \mum mientras los triángulos respectivos
están girados relativamente 60 grados. Por consiguiente, T1 mostrado
en la figura 6 es 8 \mum. Los ángulos de todas las partes
salientes (832a) son respectivamente 120 grados y los ángulos de
todas las partes dentadas (832b) son respectivamente 60 grados.
Por consiguiente, el centro (O) del orificio de
eyección coincide con el centro de gravedad G de un polígono
formado conectando las partes centrales de las ranuras adyacentes
(es decir, el centro (de gravedad) de una figura obtenida
conectando la parte superior de la ranura y de dos partes de base
adyacentes a la misma) (véase la figura 6). El tamaño de abertura
del orificio de eyección (832) del presente ejemplo es 400
\mum^{2} y el tamaño de abertura de la parte de ranura (un área
de la figura obtenida conectando la parte superior de la ranura y
dos partes de base adyacentes a la misma) es aproximadamente 33
\mum^{2} por una parte de ranura.
La figura 7 es una vista esquemática que ilustra
a un estado en donde la tinta se pega al orificio de eyección
mostrado en la figura 6.
Además, es preferente que los medios de
recuperación, los medios auxiliares preliminares, o similares para
el cabezal de impresión se añadan a la configuración de un aparato
de impresión por chorros de tinta según la presente invención, de
modo que se puedan conseguir los efectos de la presente invención de
una manera más estable. Entre los ejemplos específicos de medios de
este tipo se incluyen medios de encapsulación, medios de limpieza,
medios de presurización o de succión, medios de calentamiento
preliminar tales como un miembro de conversión electrotérmico, otro
elemento de calentamiento, o la combinación de los mismos, con los
que se dota al cabezal de impresión. Es además efectivo para una
impresión estable llevar a cabo un modo de descarga preliminar en
el que se realiza la descarga aparte de la impresión.
A continuación, la presente invención se
describirá más detalladamente mostrando ejemplos y ejemplos
comparativos. A menos que se indique lo contrario, las partes y
porcentajes en los ejemplos son en base a masa.
Ejemplos 1 a 13 y ejemplos
comparativos 1 a
9
Ejemplo de producción
1
Inicialmente, se produjo un copolímero de
bloques de tipo AB que tiene un índice ácido de 250 y un peso
molecular promedio en número de 3.000 por un método convencional
utilizando metacrilato de bencilo y ácido metacrílico como materias
primas. El copolímero de bloques obtenido se neutralizó con una
solución acuosa de hidróxido potásico y se diluyó con agua
desionizada para preparar una solución acuosa homogénea de polímero
al 50%. Se mezclaron 180 g de la disolución de polímero, 100 g de
Azul Pigmento C.I. 15:3, y 220 g de agua desionizada, y la mezcla
se agitó mecánicamente durante 0,5 horas. A continuación, utilizando
un microfluidificador, la mezcla se trató haciéndola pasar a través
de una cámara de interacción cinco veces a una presión de fluido
de, aproximadamente, 10.000 psi (aproximadamente 70 MPa) para
obtener una dispersión. A continuación, la dispersión se sometió a
un tratamiento de centrifugación (a 12.000 rpm durante 20 minutos)
para eliminar los materiales no dispersados que incluían partículas
gruesas, para obtener la Dispersión 1. La Dispersión 1 obtenida de
este modo tenía una concentración de pigmento del 10% en masa y una
concentración de agente dispersante del 10% en masa.
Ejemplo de Producción
2
Se mezclaron 100 g de solución de polímero
utilizada en la Dispersión 1, 100 g de Rojo Pigmento C.I. 122, y
300 g de agua desionizada, y la mezcla se agitó mecánicamente
durante 0,5 horas. A continuación, utilizando un
microfluidificador, la mezcla se trató haciéndola pasar a través de
una cámara de interacción cinco veces a una presión de fluido de,
aproximadamente, 10.000 psi (aproximadamente 70 MPa) para obtener
una dispersión. A continuación la dispersión se sometió a un
tratamiento de centrifugación (a 12.000 rpm durante 20 minutos)
para eliminar los materiales no dispersados que incluían partículas
gruesas, para obtener la Dispersión 2. La Dispersión 2 obtenida de
este modo tenía una concentración de pigmento del 10% en masa y una
concentración de agente dispersante del 5% en masa.
Ejemplo de producción
3
Inicialmente, se produjo un copolímero de
bloques de tipo AB que tiene un índice ácido de 300 y un peso
molecular promedio en número de 4.000 por un método convencional
utilizando acrilato de bencilo y ácido metacrílico como materias
primas. Posteriormente, el copolímero de bloques obtenido se
neutralizó con una solución acuosa de hidróxido potásico y se
diluyó con agua desionizada para preparar una solución acuosa
homogénea de polímero al 50%. Se mezclaron 110 g de la disolución
de polímero, 100 g de Amarillo Pigmento C.I. 128, y 290 g de agua
desionizada, y la mezcla se agitó mecánicamente durante 0,5 horas. A
continuación, utilizando un microfluidificador, la mezcla se trató
haciéndola pasar a través de una cámara de interacción cinco veces a
una presión de fluido de, aproximadamente, 10.000 psi
(aproximadamente 70 MPa) para obtener una dispersión. A continuación
la dispersión se sometió a un tratamiento de centrifugación (a
12.000 rpm durante 20 minutos) para eliminar las partículas
gruesas, para obtener la Dispersión 3. La Dispersión 3 obtenida de
este modo tenía una concentración de pigmento del 10% en masa y una
concentración de agente dispersante del 6% en masa.
Ejemplo de producción
4
Inicialmente, se produjo un copolímero de
bloques de tipo ABC que tiene un índice ácido de 350 y un peso
molecular promedio en número de 5.000 por un método convencional
utilizando metacrilato de bencilo, ácido metacrílico y metacrilato
de etoxietilenglicol como materias primas. Posteriormente, el
copolímero de bloques obtenido se neutralizó con una solución
acuosa de hidróxido potásico y diluido con agua desionizada para
preparar una solución acuosa homogénea de polímero al 50%. Se
mezclaron 60 g de la disolución de polímero, 100 g de negro carbón,
y 340 g de agua desionizada, y la mezcla se agitó mecánicamente
durante 0,5 horas. A continuación, utilizando un
microfluidificador, la mezcla se trató haciéndola pasar a través de
una cámara de interacción cinco veces a una presión de fluido de,
aproximadamente, 10.000 psi (aproximadamente 70 MPa) para obtener
una dispersión. A continuación la dispersión se sometió a un
tratamiento de centrifugación (a 12.000 rpm durante 20 minutos)
para eliminar las partículas gruesas, para obtener la Dispersión 4.
La Dispersión 4 obtenida de este modo tenía una concentración de
pigmento del 10% en masa y una concentración de agente dispersante
del 3,5%.
Los componentes, tal como los indicados a
continuación, se mezclaron conjuntamente y se agitaron
suficientemente para disolverlos y/o para dispersarlos. A
continuación, la mezcla se sometió a filtración bajo presión
utilizando Fluoro Pore Filter (nombre comercial; fabricado por
Sumitomo Electric Industries, Ltd.) para preparar la tinta de cada
uno de los ejemplos y ejemplos comparativos.
Dispersión 2: 6,7%
Dispersión 3: 3,1%
Glicerina: 5%
Etilen urea (componente cristalino soluble en
agua): 7%
Alcohol isopropílico: 4%
Agua pura: 74,2%
\vskip1.000000\baselineskip
Dispersión 2: 7%
Violeta Directo C.I. 107: 0,5%
Glicerina: 5%
Etilen urea (componente cristalino soluble en
agua): 7%
Surfynol 465 (fabricado por Air Products):
1%
Agua pura: 79,5%
\vskip1.000000\baselineskip
Dispersión 1: 1%
Glicerina: 7%
Succinimida (componente cristalino soluble en
agua): 7%
Etanol: 1%
Agua pura: 84%
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Dispersión 2: 10%
Etilen glicol: 7%
Dietilen glicol: 7%
Urea (componente cristalino soluble en agua):
9%
Surfynol 465 (fabricado por Air Products):
1%
Agua pura: 66%
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Dispersión 4: 11%
Glicerina: 7%
Etilenglicol: 7%
Etilen urea (componente cristalino soluble en
agua): 9%
Surfynol 465 (fabricado por Air Products):
1%
Agua pura: 65%
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Dispersión 1: 5%
Ácido Rojo 94 C.I.: 0,5%
Glicerina: 7%
Etilen urea (componente cristalino soluble en
agua): 9%
Aducto de 40 (EO) del ácido esteárico: 0,05%
Aducto de 20 (EO) de cetilo: 1%
Surfynol 465 (fabricado por Air Products):
1%
Agua pura: 76,45%
\vskip1.000000\baselineskip
Dispersión 2: 6,7%
Ácido Rojo 92 C.I.: 0,5%
Glicerina: 7%
Etilen urea (componente cristalino soluble en
agua): 9%
Aducto de 40 (EO) del ácido esteárico: 0.05%
Aducto de 20 (EO) de cetilo: 1%
Surfynol 465 (fabricado por Air Products):
1%
Agua pura: 74,75%
\vskip1.000000\baselineskip
Dispersión 2: 6,7%
Ácido Rojo 92 C.I.: 1,0%
Glicerina: 7%
Dietil urea (componente cristalino soluble en
agua): 8%
Aducto de 40 (EO) del ácido esteárico: 0,05%
Aducto de 20 (EO) de cetilo: 1%
Agua pura: 76,25%
\vskip1.000000\baselineskip
Dispersión 2: 8%
Ácido Rojo 52 C.I.: 0,5%
Glicerina: 7%
Urea (componente cristalino soluble en agua):
8%
Aducto de 40 (EO) del ácido esteárico: 0,05%
Aducción 20 (EO) del cetilo: 1%
Agua pura: 75,45%
\vskip1.000000\baselineskip
Dispersión con tensoactivos de Pigmento Rojo
C.I. 122 (fabricado por Fuji-Shikiso, proporción de
pigmento a tensoactivo = 1:1): 2%
Diglicerina: 5%
1,3-Dietil urea (componente
cristalino soluble en agua): 9%
Laureato sódico: 0,5%
Alcohol isopropílico: 4%
Agua pura: 79,5%
\vskip1.000000\baselineskip
\global\parskip0.900000\baselineskip
Cabojet 300 (nombre comercial: fabricado por
Cabot): 10,0%
Glicerina: 5%
Trimetilolpropano: 5%
Etilen glicol: 5%
Etilen urea (componente cristalino soluble en
agua): 9%
Surfynol 465 (fabricado por Air Products):
1%
Surfynol 440 (fabricado por Air Products):
0,2%
Agua pura: 68,4%
\vskip1.000000\baselineskip
Cabojet 300 (nombre comercial: fabricado por
Cabot): 10,0%
Glicerina: 5%
Urea (componente cristalino soluble en agua):
10%
Aducto de 20 (EO) de Cetilo: 1%
Surfynol 465 (fabricado por Air Products):
1%
Surfynol 440 (fabricado por Air Products):
0,2%
Agua pura: 72,8%
\vskip1.000000\baselineskip
Dispersión 3: 12,5%
Diglicerina: 7%
Etilen urea (componente cristalino soluble en
agua): 5%
Laureato sódico: 0,5%
Alcohol isopropílico: 4%
Agua pura: 71,0%
\vskip1.000000\baselineskip
Dispersión 2: 6,7%
Glicerina: 9%
Alcohol isopropílico: 4%
Agua pura: 80,3%
\vskip1.000000\baselineskip
Dispersión 2: 6,7%
Dietilen glicol: 9%
Alcohol isopropílico: 4%
Agua pura: 80,3%
\global\parskip1.000000\baselineskip
Dispersión 3: 6,6%
Dietilen glicol: 9%
2-pirrolidona (componente
cristalino soluble en agua): 9%
Agua pura: 75,4%
\vskip1.000000\baselineskip
Dispersión 3: 7%
Glicerina: 7%
2-pirrolidona (componente
cristalino soluble en agua): 9%
Agua pura: 77%
\vskip1.000000\baselineskip
Dispersión 1: 5%
Etilen urea (componente cristalino soluble en
agua): 7%
2-pirrolidona (componente
cristalino soluble en agua): 9%
Agua pura: 79%
\vskip1.000000\baselineskip
Dispersión 1: 5%
Glicerina: 9%
Etilen urea (componente cristalino soluble en
agua): 5%
Agua pura: 81%
\vskip1.000000\baselineskip
Dispersión con tensoactivos de Pigmento Rojo
C.I. 122 (fabricado por Fuji-Shikiso, proporción del
pigmento a tensoactivo = 1:1): 2%
Diglicerina: 5%
2-pirrolidona (componente
cristalino soluble en agua): 9%
Alcohol isopropílico: 4%
Agua pura: 80,0%
\vskip1.000000\baselineskip
IJX 266 (nombre comercial: fabricado por Cabot):
2,0%
2-pirrolidona (componente
cristalino soluble en agua): 9%
Surfynol 465 (fabricado por Air Products):
1%
Agua pura: 88%
\vskip1.000000\baselineskip
Dispersión 2: 7%
Ácido Rojo C.I. 52: 0,5%
Dietilenglicol: 9%
Alcohol isopropílico: 4%
Agua pura: 79,5%
\vskip1.000000\baselineskip
Se colocaron 15 g de tinta de cada uno de los
ejemplos y ejemplos comparativos en una placa de Petri de vidrio y
se dejaron abiertas durante 1 mes en un ambiente a 50ºC.
Posteriormente, la tinta se observó visualmente y, a continuación,
mediante un microscopio estereoscópico (a un aumento de 165) para
ser evaluada en base a los criterios siguientes.
AA: La tinta tiene capacidad de flujo. Mediante
observación microscópica, los cristales se reconocen en la tinta y
se observan numerosos agregados de los materiales colorantes
dispersables en agua formados alrededor de los núcleos cristalinos
(un estado como el que se muestra en la figura 9).
A: La tinta tiene capacidad de flujo. Mediante
observación microscópica, los cristales se reconocen en la tinta y
se observa una pequeña cantidad de agregados de los materiales
colorantes dispersable en agua que tienen núcleos cristalinos (un
estado como el que se muestra en la figura 9).
B: La tinta tiene capacidad de flujo, pero
mediante observación microscópica, no se reconocen cristales en
la
tinta.
tinta.
C: La tinta no tiene capacidad de flujo. Además,
mediante observación microscópica, se reconoce una aglomeración de
los materiales colorantes dispersables en agua (un estado como el
que se muestra en la figura 10) que excede el área observada.
\vskip1.000000\baselineskip
Se colocó la tinta de cada uno de los ejemplos y
ejemplos comparativos en un recipiente de vidrio hermético y se
dejó durante 1 mes en un ambiente a 60ºC. Posteriormente, se observó
la tinta visualmente para ser evaluada por los criterios
siguientes.
A: No se observó sedimento o separación de los
componentes de la tinta.
B: Se observó separación en la interfase de la
tinta.
C: Se observó una gran cantidad de
sedimento.
\vskip1.000000\baselineskip
Se colocó la tinta de cada uno de los ejemplos y
ejemplos comparativos en un recipiente de vidrio hermético y se
dejó durante 1 mes en un ambiente a 60ºC, y después se dejó otro día
en un ambiente de temperatura normal. Posteriormente, se observó
visualmente la tinta y la capacidad de almacenamiento de la tinta se
evaluó en base a los criterios siguientes.
A: No se observó sedimento o materiales
suspendidos, ni separación de los componentes de la tinta.
B: Se observó una leve cantidad de sedimento o
materiales suspendidos.
C: Se observó separación en la interfase
vapor-líquido de la tinta.
D: Se observó una gran cantidad de
sedimento.
\vskip1.000000\baselineskip
Se colocaron 15 g de tinta de cada uno de los
ejemplos y ejemplos comparativos en una placa de Petri de vidrio y
se dejaron abiertas durante 1 mes en un ambiente a una temperatura
de 50ºC. Posteriormente, la tinta se evaluó en base a los criterios
siguientes:
AA: La tinta tenía una capacidad de flujo
satisfactoria;
A: La tinta tenía capacidad de flujo y estaba en
un estado líquido en su totalidad con una cierta viscosidad, pero
prácticamente sin problemas;
B: La tinta tenía poca capacidad de flujo y era
fibrosa, lo que afectaba negativamente a sus propiedades de
descarga; y
C: La tinta no tenía capacidad de flujo.
A continuación, se evaluó tinta de cada uno de
los ejemplos y ejemplos comparativos utilizando una impresora por
chorros de tinta BJF600 (nombre comercial: fabricado por Canon Inc.)
disponible comercialmente a demanda y de acuerdo con el proceso y
criterios siguientes. Los resultados se muestran en la tabla 2.
\vskip1.000000\baselineskip
Se cargó una cantidad de tinta prescrita en un
depósito de tinta para BJF600 y se imprimieron caracteres
alfanuméricos en papel de buena calidad disponible comercialmente
hasta que la tinta se consumió. Posteriormente, se comparó el
material impreso al inicio de la impresión y al final de la
impresión y se evaluaron las propiedades de descarga en base a los
criterios siguientes:
A: No se observó cambio;
B: Se observó un ligero deterioro de la
calidad;
C: Se observó deterioro sustancial de la calidad
o se observó fallo de la descarga.
\vskip1.000000\baselineskip
Se cargó una cantidad de tinta prescrita en un
depósito de tinta para BJF600 y se imprimieron caracteres
alfanuméricos en papel de buena calidad disponible comercialmente.
Posteriormente, se dejó a la impresora por chorros de tinta que
contenía la tinta durante 1 mes en un ambiente a 30ºC y, a
continuación, se imprimieron caracteres alfanuméricos en papel
continuo disponible en el comercio. Se comparó el material impreso
al inicio de la impresión y al final de la impresión y se evaluaron
las propiedades de obstrucción en base a los criterios
siguientes.
AA: La impresión se llevó a cabo de la misma
forma al inicio y al final de la impresión.
A: Aunque se observó un ligero fallo de la
descarga al inicio de la impresión, posteriormente se llevó a cabo
la impresión satisfactoria y, por lo tanto, prácticamente no hubo
problemas.
B: Tuvo lugar un fallo de descarga continuamente
desde el inicio hasta el final de la impresión.
C: La tinta no se descargó en absoluto y no pudo
realizarse la impresión.
\vskip1.000000\baselineskip
Una imagen de trabajo sólida del 50% se imprimió
en papel continuo disponible comercialmente en un ambiente a 23ºC y
HR del 50%. La intensidad fluorescente del producto impreso se midió
a una longitud de onda de excitación de 254 nm y una longitud de
onda de emisión de 600 nm (las condiciones en las que la intensidad
del material colorante utilizado en cada uno de los ejemplos y
ejemplos comparativos son medibles más fácilmente) utilizando un
aparato de medición de intensidad fluorescente
FP-750 (fabricado por Nihon Keikoh Kabushikikaisha
(deletreado de acuerdo con la pronunciación)). A continuación, la
intensidad fluorescente se evaluó en base a los siguientes
criterios:
A: Intensidad fluorescente \geq 400
B: 400 \geq Intensidad fluorescente \geq
350
C: 350 > intensidad fluorescente.
\vskip1.000000\baselineskip
Se realizó el mismo proceso que en la evaluación
1 en un ambiente a una temperatura baja y una humedad baja (15ºC y
10%) y la evaluación se llevó a cabo en base a los mismos criterios
que en la evaluación 1.
\vskip1.000000\baselineskip
Se cargó una cantidad de tinta prescrita en un
depósito de tinta para BJF600 y se imprimieron caracteres
alfanuméricos en papel continuo de tamaño A4 disponible
comercialmente. Los materiales impresos se dejaron durante 1 día en
un ambiente a temperatura normal y, a continuación, se sumergieron
en agua urbana durante 5 minutos. El cambio de los materiales
impresos se evaluó en base a los siguientes criterios.
AA: No se observó deterioro reconocible de los
caracteres alfanuméricos.
A: Aunque se reconocieron bordes difusos
alrededor de los caracteres alfanuméricos, éstos seguían siendo
legibles.
B: Los bordes difusos de la tinta eran notables
alrededor de los caracteres alfanuméricos y eran casi ilegibles.
C: Los caracteres alfanuméricos casi se borraron
del todo.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Como se ha descrito anteriormente, según la
presente invención, es posible proporcionar una tinta acuosa que
mejora la fiabilidad en términos de propiedad de no pegajosidad y
solidez a la obstrucción, que son defectos de una tinta acuosa
mientras toma una ventaja completa de las propiedades de solidez de
una tinta acuosa que utiliza un material colorante dispersable en
agua, y que tiene la capacidad de proporcionar materiales impresos
resultantes que tienen una calidad satisfactoria de impresión que
incluye las propiedades de coloración y ha mejorado su estabilidad
y fiabilidad. Además, según la presente invención, es además posible
proporcionar un método de impresión por chorros de tinta que
utiliza dicha tinta, materiales impresos formados por el método de
impresión, y un aparato que utiliza dicha tinta. Además, según la
presente invención, es posible proporcionar una tinta que elimina
con eficacia el deterioro con el tiempo de la intensidad
fluorescente de materiales impresos, un método de impresión por
chorros de tinta que utiliza dicha tinta, materiales impresos
formados por el método de impresión, y un aparato que utiliza dicha
tinta.
Claims (7)
1. Tinta acuosa que comprende un medio acuoso,
un material colorante dispersable en agua disperso en el medio
acuoso, una sustancia soluble en agua, y un disolvente orgánico que
disuelve la sustancia soluble en agua,
en la que la sustancia soluble en agua tiene una
propiedad de formación de cristales,
en la que la sustancia soluble en agua está
contenida a una concentración de saturación o mayor con respecto al
disolvente orgánico,
en la que el material colorante dispersable en
agua está contenido a una concentración no menor de 0,1% en masa y
menor del 2% en masa,
en la que la sustancia soluble en agua
cristaliza cuando el contenido de agua en el medio acuoso disminuye,
y el material colorante en estado disperso se agrega alrededor de
los cristales de la sustancia soluble en agua como núcleo, y
en la que la sustancia soluble en agua es, como
mínimo, una seleccionada del grupo que comprende urea, etilen urea,
\varepsilon-caprolactona, succinimida, tiourea,
dimetilolurea y 2-pirrolidona, y estos compuestos
pueden estar sustituidos con, como mínimo, un sustituyente
seleccionado de entre un grupo óxido de etileno, un grupo óxido de
propileno, y un grupo alquilo.
2. Tinta, según la reivindicación 1, en la que
la sustancia soluble en agua tiene una estructura anular.
3. Tinta, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 ó 2, en la que la sustancia soluble en agua es
etilen urea.
4. Tinta, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, que comprende además un colorante soluble en
agua disuelto en la tinta.
5. Tinta, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, que comprende además un colorante
fluorescente disuelto en la tinta.
6. Imagen impresa formada en un medio de
impresión fibroso, mediante la utilización de una tinta acuosa,
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.
7. Método de formación de una imagen que
comprende las etapas de:
descargar una tinta acuosa, según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 5, como una gota de tinta desde un cabezal
de chorros de tinta; y
aplicar la gota de tinta en un medio de
impresión para formar una imagen.
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