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1、(10)申请公布号 CN 103360865 A (43)申请公布日 2013.10.23 CN 103360865 A *CN103360865A* (21)申请号 201310057298.5 (22)申请日 2013.02.22 2012-078741 2012.03.30 JP C09D 11/10(2006.01) B41J 2/175(2006.01) B41J 2/01(2006.01) (71)申请人 株式会社理光 地址 日本东京 (72)发明人 长谷川慎 伏见宽之 (74)专利代理机构 北京纪凯知识产权代理有限 公司 11245 代理人 赵蓉民 陆惠中 (54) 发明名称 喷。
2、墨油墨、 包含喷墨油墨的墨盒、 利用喷墨墨 盒的喷墨记录设备和通过喷墨油墨形成的印刷品 (57) 摘要 喷墨油墨至少包括炭黑、 表面活性剂、 其侧链 具有聚氧化烯基团的聚醚改性硅油、 其主链具有 聚氧化烯基团的阴离子自乳化聚醚改性聚氨酯树 脂和水。喷墨油墨包含粒径不小于 0.5m、 量为 每5.0l500,000至2,000,000个的颗粒, 并且其 体均粒径 (D50) 为 80nm 至 120nm 以及 90% 累积粒 径 (D90) 为 160nm 至 200nm。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 27 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家。
3、知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书27页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103360865 A CN 103360865 A *CN103360865A* 1/1 页 2 1. 喷墨油墨, 包括 : 炭黑 ; 表面活性剂 ; 聚醚改性硅油, 其侧链具有聚氧化烯基团 ; 阴离子自乳化聚醚改性聚氨酯树脂, 其主链具有聚氧化烯基团 ; 和 水, 其中所述喷墨油墨包含粒径不小于 0.5m、 量为每 5.0l500,000 至 2,000,000 个的 颗粒, 并且其体均粒径 (D50) 为 80nm 至 120nm 以及 90% 累积粒径 (D90) 为 160nm 至 2。
4、00nm。 2.根据权利要求1所述的喷墨油墨, 其中所述炭黑是BET比表面积为100m2/g至400m2/ g 的气黑。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的喷墨油墨, 其中所述表面活性剂是萘磺酸的福尔马林缩 合物的钠盐, 其中所述萘磺酸的福尔马林缩合物包括萘磺酸的二聚物、 三聚物和四聚物, 所 述萘磺酸的二聚物、 三聚物和四聚物的总量基于所述福尔马林缩合物的总重量为按重量计 20% 至 80%, 并且其中所述表面活性剂被包括在所述喷墨油墨中, 其量基于 1 重量份炭黑为 0.01 重量份至 0.50 重量份。 4. 根据权利要求 1 至 3 中任一项所述的喷墨油墨, 其中所述喷墨油墨的粘度。
5、为 6.0 至 10.0mPas。 5. 墨盒, 包括 : 容器 ; 和 包含在所述容器中的根据权利要求 1 至 4 中任一项所述的喷墨油墨。 6. 喷墨记录设备, 包括 : 根据权利要求 5 所述的墨盒 ; 和 记录头, 用以喷射包含在所述墨盒中的所述喷墨油墨, 以在记录介质上形成油墨图像。 7. 印刷品, 包括 : 支撑体 ; 和 位于所述支撑体上的根据权利要求 1 至 4 中任一项所述的喷墨油墨的油墨图像。 权 利 要 求 书 CN 103360865 A 2 1/27 页 3 喷墨油墨、 包含喷墨油墨的墨盒、 利用喷墨墨盒的喷墨记录 设备和通过喷墨油墨形成的印刷品 发明领域 0001 。
6、本发明涉及喷墨油墨、 包含喷墨油墨的墨盒和利用喷墨墨盒的喷墨记录设备。此 外, 本发明涉及通过喷墨油墨形成的印刷品。 0002 发明背景 0003 喷墨图像形成方法相对于其他图像形成方法具有这样的优势 : 工艺简单 ; 全色图 像可相对容易生成 ; 以及高分辨率图像甚至可利用结构简单的喷墨记录设备生成。 0004 染料基油墨已被通常用作喷墨油墨, 其中水溶性染料溶于介质如水和水与有机溶 剂的混合溶剂中。这种染料基油墨具有这样的优势 : 油墨记录的图像颜色清晰, 但具有记 录图像的耐光性差的缺陷。 相反, 颜料基油墨的耐光性优于染料基油墨, 其中颜料如炭黑和 有机颜料分散在介质中, 因此颜料基油。
7、墨已被积极地研究。 但是, 颜料基油墨具有这样的缺 陷 : 油墨堵塞喷墨喷嘴的喷嘴堵塞问题与染料基油墨相比相对容易引起。 0005 颜料基油墨通常通过如下方法制备 : 所述方法包括制备初步分散体, 其中颜料 (着 色剂) 和分散剂初步分散在水性介质如水和醇中 ; 利用使用介质的分散装置如砂磨机使初 步分散体进行分散处理, 以制备分散体, 其中颜料颗粒具有预定粒径 ; 以及然后稀释分散体 以具有预定浓度, 从而制备油墨。 0006 水性颜料基油墨通常包括表面活性剂或水溶性树脂, 以分散通常具有疏水性的颜 料。 但是, 这种水性颜料基油墨对光和水的耐受性差。 因此, 为提高图像质量, 这种水性颜料。
8、 基油墨中通常包括能够形成膜的粒状树脂。 但是, 对于这种水性颜料基油墨, 其多种油墨组 分难以长期很好地分散在油墨中。 当试图通过利用大量分散剂如表面活性剂使这种细颗粒 在油墨中稳定地分散时, 其他问题容易发生 : 气泡在墨罐 (tank) 和记录头中形成 ; 以及图 像质量降低。此外, 为试图提高这种细颗粒的分散性, 已提出这样的技术 : 应用表面上具有 亲水性基团的颜料 ; 或将具有亲水性基团的树脂用于这种油墨。但是, 常常引起如下问题 : 这种亲水性基团引起树脂凝结, 从而使油墨的保存性降低。 0007 为解决这些问题, 已提出多种技术。 0008 例如, 提出了用于颜料基喷墨记录方法。
9、的记录介质, 其包括基底和位于基底上的 一个或多个油墨接收层, 其中油墨接收层的最外层包括凝结粒径为 150nm 至 500nm 的超细 无机颗粒, 同时包括凝结粒径为 1m 至 2m 的细颗粒, 其重量比为 5/95 至 50/50, 并且记 录介质的图像部分与记录介质的白色部分 (非图像部分) 的光泽度比被指定。其中描述了 视觉特性优良的喷墨油墨图像可在记录介质上生成。 此外, 公开了这样的喷墨记录材料 : 其 包括无色或浅色溶液, 该溶液包括电解质、 水溶性有机溶剂和水 ; 以及油墨, 该油墨包括可 在水中自分散的颜料、 阴离子化合物、 水溶性有机溶剂、 表面活性剂和水, 其中 1 升喷。
10、墨记 录材料中粒径不小于 0.5m 的颗粒数不小于 1x1011, 并且 1 升喷墨记录材料中粒径不小于 5m 的颗粒数不小于 1x109。其中描述了通过利用喷墨记录材料进行热喷墨记录方法, 可 生成具有图像密度、 定影性、 保存性和喷射稳定性的优良组合的图像。进一步, 公开了水性 喷墨油墨组合物, 其包括颜料其中至少 70% 的颜料颗粒的平均粒径小于 0.1m, 并且 说 明 书 CN 103360865 A 3 2/27 页 4 油墨组合物中其余颗粒的粒径为 0.1m 或更小、 水、 醛萘磺酸盐 (酯) 分散剂和 / 或砜溶剂。 其中描述了油墨组合物具有优良的稳定性并可生成高密度图像。 0。
11、009 但是, 上述喷墨油墨的分散稳定性不足。 具体地, 当容易被分散过程中的强烈碰撞 破坏的颜料用于油墨时, 所得油墨的分散稳定性差, 导致油墨的喷射稳定性 (即, 从喷墨记 录头喷出的油墨的稳定性) 降低。 0010 为提高喷射稳定性, 公开了这样的喷墨油墨 : 其包括润湿剂、 表面活性剂、 渗透剂 和水, 并且其中水蒸发速率、 由于水蒸发导致的油墨粘度的增加速率和油墨中着色剂的粒 径被指定。此外, 公开了这样的喷墨油墨组合物 : 其包括凝结剂、 水溶性溶剂、 表面活性剂 和水, 其中油墨的传导率和粘度的乘积被指定, 并且水溶性溶剂的表面张力也被指定。进 一步, 公开了这样的喷墨油墨 : 。
12、其中分散了涂覆有成膜树脂的颜料, 该成膜树脂具有羧基基 团, 其中树脂涂覆的颜料在其表面上具有季铵化羧基基团, 同时具有不大于 0.5m 的体均 粒径。 0011 但是, 为制备具有优良喷射稳定性并可生成具有图像密度、 视觉特性、 感观 (feeling) 及光泽度优良组合的高质量图像的喷墨油墨, 有必要改进这些油墨。 0012 进一步, 公开了这样的喷墨油墨用颜料分散体 : 其包括炭黑、 分散剂和水, 其中 5l 的分散体中包括的粗颗粒数不大于 1,000,000。其中描述了应用颜料分散体的油墨可 生成具有图像密度均匀度、 定影性和保存性优良组合的高质量图像。 0013 油墨有必要在连续喷墨。
13、记录中进一步提高喷射稳定性。 0014 由于这些原因, 发明人意识到, 对这样的喷墨油墨存在需求 : 所述喷墨油墨具有喷 射稳定性、 保存性和消泡性的优良组合并可生成具有图像密度、 视觉特性、 感观和光泽度优 良组合的高质量图像。 0015 发明概述 0016 作为本发明的一方面, 提供了这样的喷墨油墨 : 其至少包括炭黑、 表面活性剂、 其 侧链具有聚氧化烯基团的聚醚改性硅油、 其主链具有聚氧化烯基团的阴离子自乳化聚醚改 性聚氨酯树脂和水。 喷墨油墨包含粒径不小于0.5m、 量为每5.0l500,000至2,000,000 个的颗粒, 并且其体均粒径 (D50) 为80nm至120nm和90。
14、%累积粒径 (D90) 为160nm至200nm。 0017 作为本发明的另一方面, 提供了墨盒, 其包括容器 ; 和包含在容器中的上述喷墨油 墨。 0018 作为本发明的又一方面, 提供了喷墨记录设备, 其包括上述墨盒和喷射包含在墨 盒中的喷墨油墨的记录头。 0019 作为本发明的再一方面, 提供了印刷品, 其包括支撑体和位于支撑体上的上述喷 墨油墨的油墨图像。 0020 上述及其他方面、 特征和优势将在考虑下文结合附图对优选实施方式的描述后变 得明显。 0021 附图简述 0022 图 1 是示例本发明的喷墨油墨实例的示意性透视图 ; 0023 图 2 是示例图 1 所示喷墨油墨的示意性横。
15、截面图 ; 0024 图 3 是示例图 1 所示喷墨记录设备的喷墨记录头的局部放大平面图 ; 0025 图 4 是示例用于本发明墨盒的油墨袋的示意图 ; 和 说 明 书 CN 103360865 A 4 3/27 页 5 0026 图 5 是示例本发明的墨盒实例的示意图。 0027 发明详述 0028 本发明的喷墨油墨至少包括炭黑、 表面活性剂、 其侧链具有聚氧化烯基团的聚醚 改性硅油、 其主链具有聚氧化烯基团的阴离子自乳化聚醚改性聚氨酯树脂和水。喷墨油墨 包含粒径不小于 0.5m、 量为每 5.0l500,000 至 2,000,000 个的颗粒, 并且其体均粒径 (D50) 为 80nm 。
16、至 120nm 和 90% 累积粒径 (D90) 为 160nm 至 200nm。 0029 具有上述这种粒径D50和D90的常规喷墨油墨难以具有优良的喷射性同时生成高 密度图像。 本发明人发现, 通过向这种喷墨油墨添加聚醚改性硅油, 所得油墨甚至在用于连 续喷墨记录时仍具有优良的喷射性。这是因为这种聚醚改性硅油可防止喷墨油墨起泡。 0030 在本发明的喷墨油墨中, 5l 油墨中粒径不小于 0.5m 的相对粗颗粒的数量为 500,000 至 2,000,000, 优选 750,000 至 1,750,000, 更优选 1,000,000 至 1,500,000。当 5l油墨中包括的粒径不小于0。
17、.5m的相对粗颗粒的数量小于500,000时, 相对小颗粒大 量存在。在这种情况下, 这种小颗粒趋于凝结, 从而使喷墨油墨的保存性降低。相反, 当粗 颗粒的数量大于 2,000,000/5l 时, 趋于引起记录头喷嘴被油墨粗颗粒堵塞从而形成缺 陷性图像如白线遗漏 (omissions) 的喷嘴堵塞问题。 0031 本发明喷墨油墨的体均粒径 (D50, 即, 50% 累积粒径) 为 80nm 至 120nm, 优选 90nm 至 110nm。当体均粒径 D50 大于 120nm 时, 喷墨油墨的喷射稳定性趋于降低。相反, 当体均 粒径 D50 小于 80nm 时, 喷墨油墨中颜料的分散稳定性趋于。
18、降低, 从而使喷墨油墨的喷射稳 定性在油墨保存后降低。 0032 喷墨油墨的 90% 累积粒径 (D90) 为 160nm 至 200nm, 优选 160nm 至 180nm。当 90% 累积粒径 (D90) 小于 160nm 时, 喷墨油墨生成的图像的图像密度趋于降低, 并且喷墨油墨的 分散稳定性趋于降低, 从而使喷墨油墨的喷射稳定性在油墨保存后降低。 0033 在本申请中, 喷墨油墨的粗颗粒的数量、 体均粒径 D50 和 90% 累积粒径 (D90) 通过 下列方法测定。 0034 (1) 测定粒径不小于 0.5m 的粗颗粒数量的方法 0035 在下列条件下通过来自 PSS 的仪器 ACC。
19、USIZER708A 测量粗颗粒的数量。 0036 数据收集时间 : 60sec 0037 数量通道 (Number Channels) : 128 0038 稀释剂流速 : 60ml/min 0039 目标浓度 : 4,000 颗粒 /ml(Part/ml) 0040 样品数量 : 3 0041 样品之间的时间 : 1min 0042 背景阈 (Background Threshold) : 10 颗粒 /sec(Part/sec) 0043 (2) 粒径 D50 和 D90 0044 粒 径 D50 和 D90 由 油 墨 的 数 量 粒 径 分 布 曲 线 (number particl。
20、e diameter distribution curve)测定, 该数量粒径分布曲线通过来自 Nikkiso Co.,Ltd. 的仪器 MICROTRACK UPA150 在下列条件下获得。 0045 待测样品 : 0.1% 水性分散体 0046 颗粒 (Part) 折射率 : 1.86 说 明 书 CN 103360865 A 5 4/27 页 6 0047 颗粒 (Part) 密度 : 1.86(g/cm3) 0048 流体折射率 : 1.33 0049 下一步, 将描述本发明喷墨油墨的成分。 0050 本发明的喷墨油墨包括聚醚改性硅油。 在各种聚醚改性硅油中, 疏水值 (下文进行 定义。
21、) 为 0.40 至 1.5 的硅油是优选的。聚醚改性硅油的疏水值更优选为 0.40 至 1.2。 0051 疏水值 =A/B 0052 其中 A 表示聚醚改性硅油在 0 至 0.3ppm 范围内的 1H-NMR 谱积分值, 该波谱通过 利用四甲基硅烷 (TMS) 作为参照而获得 ; 和 B 表示在 3.5 至 4.0ppm 范围内的 1H-NMR 谱的 积分值。 0053 对此, 在 0 至 0.3ppm 范围内的积分值相应于与聚醚改性硅油的硅 (Si) 元素连接 的烷基 (即, 疏水部分) 的氢原子数, 并且在 3.5 至 4.0ppm 范围内的积分值相应于与聚醚改 性硅油的硅 (Si) 。
22、元素连接的亲水部分如聚氧化乙烯和聚氧化丙烯基团的氢原子数。 0054 疏水值其被定义为相应于疏水部分中氢原子数的A值与相应于亲水部分中氢 原子数的 B 值的比 (A/B)不小于 0.40, 聚醚改性硅油中疏水部分的数量增加, 从而聚 醚改性硅油趋于容易吸附在水不溶性树脂上, 从而可能亲水化水不溶性树脂的表面, 因此 防止油墨固着在防墨膜 (ink-repellent film) 上的油墨固着问题, 所述疏墨膜在记录头上 形成并且具有疏水性表面。对此, 积分值不包括参照物四甲基硅烷 (TMS) 峰和四甲基硅烷 的旋转边带峰的积分值。 0055 当疏水值小于 0.40 时, 聚醚改性硅油在水不溶性。
23、树脂上的吸附不足, 因此趋于引 起油墨固着问题。相反, 当疏水值大于 1.5 时, 聚醚改性硅油中亲水部分的百分比降低, 因 此几乎不产生亲水化效果 (即, 几乎不产生防止油墨固着问题发生的效果) 。 0056 1H-NMR 谱可通过来自 JEOL Ltd. 的仪器 JEOL JNM-A400FT NMR SYSTEM 获得。测 量在下列条件下进行。 0057 所用溶剂 : 氘化氯仿 (CDCl3) 0058 累积数量 : 128 0059 测量温度 : 室温 0060 当样品不溶于溶剂时, 溶剂可用另一溶剂如 DMSO、 DMF-d7(氘化 DMF) 、 THF-d8(氘 化 THF) 、 。
24、丙酮 -d6(氘化丙酮) 、 甲醇 -d4(氘化甲醇) 、 重氢或己烷 -d14(氘化己烷) 替代。 对此, 当溶剂被替代时, 依此顺序测试溶剂, 并使用能够溶解样品的溶剂。通过使该值四舍 五入至两个小数位而获得疏水值。 0061 用于本发明喷墨油墨的聚醚改性硅油具有这样的结构 : 二甲基聚硅氧烷的侧链中 包括聚氧化烯基团如得自环氧乙烷和环氧丙烷的基团。这种聚醚改性硅油有市场销售。这 种聚醚改性硅油的市售产品的具体实例包括来自 Dow Corning Toray Silicone Co.,Ltd. 的 L-7604 和来自 Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd. 的 KF-35。
25、3。 0062 这种聚醚改性硅油在喷墨油墨中的含量优选为按重量计 0.01% 至 3%, 更优选为按 重量计 0.1% 至 1%。 0063 本发明的喷墨油墨包括聚醚改性硅油作为必需组分。当油墨 (如下述比较实施例 8 的油墨) 中不包括这种聚醚改性硅油时, 油墨不能具有上述物理性质。 0064 下一步, 将描述本发明喷墨油墨的另一成分, 阴离子自乳化聚醚改性聚氨酯树脂。 说 明 书 CN 103360865 A 6 5/27 页 7 0065 用于本发明的喷墨油墨的聚氨酯树脂意为主链中具有聚氨酯骨架的聚合物, 在该 聚氨酯骨架中氨酯键被连接。在各种聚氨酯树脂中, 阴离子自乳化聚醚改性聚氨酯树。
26、脂用 于本发明的调色剂。由于这种阴离子自乳化聚醚改性聚氨酯树脂的主链具有亲水性基团, 阴离子自乳化聚醚改性聚氨酯树脂具有水分散性。 当使用除这种阴离子自乳化聚醚改性聚 氨酯树脂以外的阴离子自乳化聚氨酯树脂 (例如, 用于下文比较实施例 7 的聚碳酸酯聚氨 酯树脂) 时, 油墨不能具有上述物理性质。 0066 这种阴离子自乳化聚醚改性聚氨酯树脂可通过使二异氰酸酯化合物、 聚醚二醇化 合物和具有酸基团如羧酸基团和磺酸基团的二醇反应进行制备。 0067 这种二异氰酸酯化合物的具体实例包括脂肪族二异氰酸酯化合物, 如六亚甲基二 异氰酸酯和 2,2,4- 三甲基六亚甲基二异氰酸酯 ; 脂环族二异氰酸酯化。
27、合物, 如异佛尔酮二 异氰酸酯、 氢化苯二甲基二异氰酸酯、 1,4- 环己烷二异氰酸酯和 4,4 - 二环己基甲烷二异 氰酸酯 ; 芳香族脂肪族二异氰酸酯化合物, 如苯二甲基二异氰酸酯和四甲基二甲苯二异氰 酸酯 ; 芳香族二异氰酸酯化合物, 如甲代亚苯基二异氰酸酯和苯基甲烷二异氰酸酯 ; 和改 性二异氰酸酯, 其通过将上述二异氰酸酯化合物改性以包括碳二亚胺基团、 脲二酮基团或 脲酮亚胺基团进行制备。 0068 这种聚醚二醇化合物的具体实例包括聚乙二醇、 聚丙二醇、 聚四亚甲基醚二醇和 聚六亚甲基醚二醇。通过利用这种聚醚二醇化合物, 聚氨酯树脂几乎不引起由于在水中水 解导致的变性, 因此油墨可具。
28、有优良的保存稳定性。 0069 这种具有酸基团的二醇的具体实例包括二羟甲基乙酸、 二羟甲基丁酸、 二羟甲基 丙酸和二羟甲基酪酸。在这些二醇中, 二羟甲基丁酸是优选的。 0070 制备这种聚氨酯树脂的方法的具体实例包括溶液方法, 所述方法包括在具有低沸 点并且不可与异氰酸基团反应的溶剂中合成其末端具有异氰酸基团的预聚物, 利用多元醇 引入亲水性基团, 用水稀释反应产物以进行相变, 然后蒸馏掉溶剂以制备聚氨酯分散体 ; 和 预聚物方法, 但不限于此。 0071 当用预聚物方法合成这种聚氨酯树脂时, 可使用低分子量多羟基化合物。这种低 分子量多羟基化合物的具体实例包括上述用作聚醚二醇的二醇、 这种二。
29、醇的较低摩尔氧化 烯加合物、 三元醇如甘油、 三羟甲基乙烷和三羟甲基丙烷以及这种三元醇的较低摩尔氧化 烯加合物。 0072 这种聚氨酯树脂可以以金属盐如 Li、 Na 和 K 或有机胺盐如氨、 二甲基胺和 (单 -, 二 - 或三 -) 乙醇胺的形式应用。这些树脂可通过中和上述方法制备的聚氨酯进行制备。 0073 适当的碱用于中和反应, 以使期望的反离子形成。用于中和聚氨酯的碱的具体实 例包括烷基胺如丁胺和三乙胺、 烷醇胺如单乙醇胺, 二乙醇胺和三乙醇胺、 吗啉以及无机碱 如氨水和氢氧化钠。 0074 用于本发明的喷墨油墨的市售聚氨酯乳液的具体实例包括来自 Dai-ichi Kogyo Sei。
30、yaku Co.,Ltd.的SF110 ; 和来自Mitsui Chemicals Inc.的W-5025、 W-5661和W-6020。 0075 本发明喷墨油墨中包括的阴离子自乳化聚醚改性聚氨酯树脂优选其酸值为 40 至 100mgKOH/g。 0076 下一步, 将描述本发明喷墨油墨中包括的炭黑。 0077 喷墨油墨中包括的炭黑优选其 BET 比表面积为 100 至 400m2/g, 更优选 100 至 说 明 书 CN 103360865 A 7 6/27 页 8 300m2/g。 0078 此外, 通过利用高级结构颜料制备的炭黑可生成光密度较高的图像, 并且气黑具 有比炉黑高级的结构。
31、。BET 比表面积小于 100m2/g 的炭黑趋于具有低级结构。相反, BET 比 表面积大于 400m2/g 的炭黑趋于使所得喷墨油墨的粘度增加, 因为用于分散炭黑的表面活 性剂的量增加。炭黑的 BET 比表面积可通过氮吸附在炭黑表面上的 BET 方法测量。通过改 变燃烧条件, 可调节所得炭黑的 BET 比表面积。 0079 用于本发明的喷墨油墨的市售炭黑的具体实例包括来自 Mitsubishi Chemical Corp. 的 #10B、 #20B、 #30、 #40、 #44、 #45、 #45L、 #50、 #55、 #95、 #260、 #900、 #1000、 #2200B、 #2。
32、300、 #2350、 #2400B、 #2650、 #2700、 #4000B、 CF9、 MA8、 MA11、 MA77、 MA100、 MA220、 MA230、 MA600 和 MCF88 ;来 自 Cabot Corp. 的 MONARCH120、 700、 800、 880、 1000、 1100、 1300 和 1400、 MOGAL L 以及 REGAL99R、 250、 300R、 330R、 400R、 500 和 660R ; 以及来自 Degussa AG 的 PRINTEXA、 G、 U、 V、 55、 140U 和 140V、 SPECIAL BLACK4、 4A、。
33、 5、 6、 100 和 250 以及 COLOR BLACK FW1、 FW2、 FW2V、 FW18、 FW200、 S150、 S160 和 S170。 0080 本发明的喷墨油墨包括表面活性剂作为分散剂。 0081 适当的表面活性剂根据所用的炭黑进行选择。 用于喷墨油墨的阴离子表面活性剂 的具体实例包括烷基磺酸盐、 烷基苯磺酸盐、 烷基萘磺酸盐、 萘磺酸钠的福尔马林缩合物、 烷烃或烯烃磺酸盐、 烷基硫酸酯、 聚氧化乙烯烷基 (或烷基芳基) 醚硫酸酯、 烷基磷酸盐、 烷 基二苯基醚二磺酸盐、 醚羧酸盐 (酯) 、 烷基磺基琥珀酸盐、 - 磺基脂肪酸酯、 脂肪酸盐、 高 级脂肪酸和氨基酸的。
34、缩合产物以及环烷酸盐。在这些表面活性剂中, 芳香族磺酸盐如萘磺 酸钠的福尔马林缩合物是优选的。 0082 上述芳香族磺酸盐是具有磺酸基团的芳香族化合物, 其用碱性化合物中和。具有 磺酸基团的芳香族化合物的具体实例包括苯磺酸、 对甲苯磺酸、 萘磺酸和烷基萘磺酸, 以及 碱性化合物的具体实例包括烷基胺, 如丁胺和三乙胺 ; 烷醇胺, 如单乙醇胺、 二乙醇胺、 三乙 醇胺和三异丙醇胺 ; 及其他碱性化合物, 如吗啉、 氨水、 氢氧化钠、 氢氧化锂、 氢氧化钾、 氨基 甲基丙烷二醇、 氨基乙基丙烷二醇和胆碱, 此外, 缓冲剂如三羟基甲基氨基甲烷和优良的缓 冲剂也可用作碱性化合物。进一步, 芳香族磺酸的。
35、福尔马林缩合物的盐也可用作芳香族磺 酸盐。 0083 萘磺酸的福尔马林缩合物的钠盐是萘磺酸和甲醛的缩合物的钠盐, 并且不被具体 限制, 只要缩合物包括缩合单元作为重复单元。 0084 用于喷墨油墨的萘磺酸的福尔马林缩合物的钠盐优选具有这样的结构 : 萘磺酸的 福尔马林缩合物包括萘磺酸的二聚物、 三聚物和四聚物, 其总量基于福尔马林缩合物的总 重量为按重量计20%至80%。 当总量小于按重量计20%时, 难以使颜料分散在颜料分散体和 喷墨油墨中, 从而常常引起喷嘴堵塞问题。相反, 当总量大于按重量计 80% 时, 颜料分散体 和喷墨油墨趋于具有高粘度, 从而使其难以分散颜料。制备萘磺酸的福尔马林。
36、缩合物的钠 盐的方法被详细描述于 JP-2006-233210-A 中。二聚物、 三聚物和四聚物的总量可通过气相 色谱法进行测量。 具体地, 该方法包括使萘磺酸和甲醛进行缩合反应的缩合反应步骤 ; 向包 括缩合物的缩合反应产物添加亚硫酸盐的步骤 ; 和从反应产物去除水不溶性物质的步骤。 通过适当地控制缩合反应, 二聚物、 三聚物和四聚物的总量可得到控制。 0085 喷墨油墨中表面活性剂的含量基于喷墨油墨中包括的1份颜料优选为0.01至0.5 说 明 书 CN 103360865 A 8 7/27 页 9 重量份, 更优选 0.1 至 0.4 重量份, 以使分散在喷墨油墨中的颜料具有相对小的平均。
37、粒径。 当含量小于 0.01 重量份时, 难以使颜料理想地分散。相反, 当含量大于 0.5 重量份时, 所得 喷墨油墨的粘度趋于过度增加, 从而使其难以理想地进行喷墨记录。 0086 本发明的喷墨油墨优选包括润湿剂, 优选沸点不低于180C的润湿剂。 当喷墨油 墨中包括润湿剂时, 油墨的含水性和润湿性可被增强, 因此可防止当油墨长期保存时油墨 中的颜料 (炭黑) 凝结和油墨粘度增加的问题出现, 即喷墨油墨具有优良的保存稳定性。此 外, 甚至当使油墨在喷嘴前端静置同时暴露于空气时, 油墨可长期保持优良的流动性。 进一 步, 喷墨油墨在打印操作中或当打印操作在长期停止后开始时几乎不引起喷嘴堵塞问题。
38、, 即喷墨油墨具有优良的喷射稳定性。 0087 这种润湿剂的具体实例包括多元醇, 如乙二醇、 二乙二醇、 3- 甲基 -1,3- 丁二醇、 1,3- 丁二醇、 三乙二醇、 聚乙二醇、 1,5- 戊二醇、 1,6- 己二醇、 甘油、 1,2,6- 己三醇、 2- 乙 基 -1,3- 己二醇、 1,2,4- 丁三醇、 1,2,3- 丁三醇和 3- 甲基 -1,3,5- 戊三醇 (petriol) ; 多元 醇烷基醚, 如乙二醇单乙醚、 乙二醇单丁醚、 二乙二醇单甲醚、 二乙二醇单乙醚、 二乙二醇单 丁醚、 四乙二醇单甲醚和丙二醇单乙醚 ; 多元醇芳醚, 如乙二醇单苯醚和乙二醇单苄醚 ; 含 氮杂环。
39、化合物, 如2-吡咯烷酮、 N-甲基-2-吡咯烷酮、 N-羟基乙基-2-吡咯烷酮、 1,3-二甲 基咪唑啉酮、 - 己内酰胺和 - 丁内酯 ; 酰胺, 如甲酰胺、 N- 甲基甲酰胺和 N,N- 二甲基甲 酰胺 ; 胺, 如单乙醇胺、 二乙醇胺、 三乙醇胺、 单乙胺、 二乙胺和三乙胺 ; 含硫化合物, 如二甲 基亚砜、 环丁砜和硫代二乙醇 ; 碳酸丙烯酯和碳酸乙烯酯。这些润湿剂可单独或组合使用。 0088 在这些润湿剂中, 3- 甲基 -1,3- 丁二醇、 1,3- 丁二醇、 二乙二醇、 三乙二醇和甘油 是优选的, 因为可防止由于油墨干燥所引起的油墨堵塞喷嘴的喷嘴堵塞问题的发生 (即, 油 墨中。
40、的水蒸发引起的油墨喷射缺陷的发生) , 并且可记录具有优良图像质量的图像。 0089 本发明的喷墨油墨任选地包括渗透剂。其具体实例包括聚氧化乙烯烷基醚、 聚氧 化乙烯烷基苯醚、 聚氧化乙二醇酯、 聚氧化乙烯 / 聚氧化丙烯癸醚和非离子表面活性剂如 乙炔基表面活性剂、 硅氧烷基表面活性剂和含氟表面活性剂。 0090 上述非离子表面活性剂的市售产品的具体实例包括来自 Nikko Chemicals Co.,Ltd. 的 BT 系 列、 来 自 Sanyo Chemical Industries Ltd. 的 NONIPOL 系 列、 来 自 Takemoto Oil&Fats Co.,Ltd. 的。
41、 D- 或 P- 系列、 来自 Air Products and Chemicals Inc. 的 SURFYNOL 系列、 来自 Nissin Chemical Co.,Ltd. 的 OLFINE 系列、 来自 Nihon-Emulsion Co.,Ltd.的EMALEX DAPE系列、 来自Dow Corning Tray Silicone Co.,Ltd.的硅氧烷表面 活性剂和来自Neos Co.,Ltd.、 Sumitomo3M Ltd.、 Dupont和Daikin Industries Ltd.的含 氟表面活性剂。 0091 本发明的喷墨油墨任选地包括消泡剂。已知的消泡剂如有机硅消。
42、泡剂、 聚醚消泡 剂和脂肪酸消泡剂可单独或组合使用。 在这些消泡剂中, 有机硅消泡剂是优选的, 因为其具 有优良的泡沫破坏性。 有机硅消泡剂被分成油型消泡剂、 化合物型消泡剂、 乳液型消泡剂和 自乳化型消泡剂。 0092 上述化合物型有机硅消泡剂是油型消泡剂, 其中分散粒状物质如二氧化硅和氧化 铝以增强消泡能力。 0093 上述乳液型有机硅消泡剂是利用乳化剂增强在水中的分散性而制备的化合物型 有机硅消泡剂的 O/W 乳液。 说 明 书 CN 103360865 A 9 8/27 页 10 0094 上述自乳化型有机硅消泡剂包括硅油和二氧化硅, 并且当被水稀释时可容易地变 成 O/W 乳液。 0。
43、095 当含氟表面活性剂用于本发明的喷墨油墨时, 油墨趋于起泡, 因为油墨的表面张 力降低同时容易引起油墨干燥并固着于喷墨记录头上的防水膜的固着问题。 为防止这种起 泡和固着问题发生, 优选将油型有机硅消泡剂用于这种油墨。油型有机硅消泡剂具有这样 的优势 : 由于消泡剂不包括粒状物质 (如二氧化硅) , 即使当包括消泡剂的油墨过滤时消泡 能力也不降低, 这是因为没有物质通过过滤操作而从中去除 ; 所得油墨在油墨制备过程中 具有优良的处理性能, 因此容易扩大油墨生产规模。 0096 下一步, 将描述本发明的喷墨油墨的物理性质。喷墨油墨优选其粘度为 6.0 至 10.0mPas, 更优选 7.0 。
44、至 9.0mPas。当粘度大于 10.0mPas 时, 常常引起油墨喷射缺 陷。相反, 当粘度小于 6.0mPas 时, 通过油墨记录的图像的图像密度 (光密度) 常常减小, 因为油墨过度渗入记录介质如纸, 并且油墨中包括的颜料进入记录介质内部。在这种应用 中, 利用来自Toki Sangyo Co.,Ltd.的粘度计TVE-20L在23和55%RH的环境条件下测量 粘度。 0097 为控制油墨粘度, 例如, 应用这样的方法 : 其中调节上述这种润湿剂的添加量, 同 时平衡油墨的粘度和其他性质如喷射性和干燥性、 以及通过油墨生成的图像的图像质量。 0098 下一步, 将描述制备本发明的喷墨油墨。
45、的方法。任何已知的喷墨油墨制备方法可 用于制备本发明的喷墨油墨。例如, 可以使用下列方法。 0099 首先, 通过如下方法制备颜料分散体 : 包括利用搅拌器 (如具有叶片的搅拌器) 、 均 质器或无珠碾磨机预混合油墨组分混合物, 其至少包括炭黑、 表面活性剂和水, 并任选地包 括其他组分, 如水溶性有机溶剂 ; 然后利用分散装置如砂磨机、 球磨机、 DYNO MILL、 辊磨机、 NANOMIZER和均质器分散预混合的油墨组分以制备颜料分散体。 当聚氨酯树脂用于油墨时, 优选混合除聚氨酯树脂以外的油墨组分, 然后混合聚氨酯树脂与该混合物。这是因为, 当 聚氨酯树脂与其他油墨组分在最初混合时, 。
46、常常引起油墨组分凝结或油墨具有高粘度的问 题。 0100 下一步, 将颜料分散体与其他油墨组分混合。 对此, 向颜料分散体添加其他油墨组 分的方法和向其他油墨组分添加颜料分散体的方法均可使用。但是, 下列方法是优选应用 的, 因为可避免在油墨组分混合过程中由于凝结而引起的诸如粗颜料颗粒形成和颜料粒径 增加的问题。 0101 例如, 无粒径的油墨组分, 如第一水溶性有机溶剂 (甘油) 、 第二水溶性有机溶剂 (1,3- 丁二醇) 、 2- 乙基 -1,3- 己烷二醇、 聚氧化乙烯 (3 摩尔) 烷基 (C13) 醚乙酸钠盐、 2- 吡 咯烷酮、 聚醚改性硅油和水依此顺序进行添加, 以制备载体 (。
47、A) , 其中混合操作进行共 30 分 钟。下一步, 上述制备的颜料分散体和具有粒径的油墨组分如聚氨酯树脂依此顺序进行混 合以制备着色剂液体 (B) , 其中混合操作进行共 30 分钟。将由此制备的着色剂液体 (B) 加 入载体 (A) 中, 同时进行搅动, 并搅动混合物 1 小时以制备喷墨油墨。 0102 对此, 颜料分散体和 / 或喷墨油墨优选利用过滤器进行过滤处理或利用离心分离 机进行离心处理, 以从颜料分散体和 / 或喷墨油墨中去除粗颗粒, 使得所得喷墨油墨具有 优良的喷射稳定性。 0103 下一步, 将描述本发明的墨盒。 说 明 书 CN 103360865 A 10 9/27 页 。
48、11 0104 本发明的墨盒包括本发明的喷墨油墨、 其中包含喷墨油墨的容器以及如果需要任 选地包括其他元件。 0105 容器的形状、 结构、 尺寸和构成材料没有具体限制, 并被适当地确定。 例如, 可优选 使用由铝层压膜或树脂膜制成的油墨袋。 0106 将参考图 4 和 5 描述墨盒。 0107 图 4 示例油墨袋 241, 其是本发明墨盒中的油墨容器的实例, 图 5 示例墨盒 200, 其 是本发明墨盒的实例, 并且其中包括图 4 所示的油墨袋 241。 0108 如图 4 所示, 本发明的喷墨油墨从油墨入口 242 输送入油墨袋 241。在将空气从 油墨袋 241 排出后, 通过焊接或类似。
49、手段使油墨入口 242 闭合。当使用墨盒 240 时, 油墨袋 241 被安置在喷墨打印机中, 以使喷墨打印机的针插入油墨袋 241 的油墨出口 243。油墨袋 241 通常由对气体渗透性低的材料如包装材料 (例如, 铝层压膜) 制成。油墨袋 241 被包含 在盒壳体 244 中, 盒壳体 244 一般由塑料制成。所得墨盒 200 通常通过可拆卸地连接于各 种图像形成设备进行应用。 0109 本发明的墨盒 200 更优选被可拆卸地连接于喷墨记录设备。 0110 下一步, 将描述本发明的喷墨记录设备。 0111 本发明的喷墨油墨可用于喷墨打印机、 喷墨传真机装置、 喷墨复印机、 具有打印、 传真和复印功能中的两种或更多种的喷墨多功能产品。对此, 本发明的墨盒优选被连接于。