專利名稱：用于噴墨記錄的墨水組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及墨水組合物。特別地，本發(fā)明涉及一種適用于噴墨記錄方法的墨水組合物，以及一種在其中不會(huì)發(fā)生由于產(chǎn)生細(xì)小氣泡而導(dǎo)致打印失敗的墨水組合物。
背景技術(shù)：
噴墨記錄方法是一種通過微小的噴嘴噴射墨滴以在諸如紙的記錄介質(zhì)上進(jìn)行打印的記錄方法。按照這種噴墨記錄方法，可以通過使用相對(duì)便宜的記錄裝置獲得高圖像品質(zhì)記錄，因此這種記錄方法在個(gè)人電腦的輸出裝置上已經(jīng)廣泛流行。特別地，能使照片圖像質(zhì)量等同于鹵化銀照片圖像質(zhì)量的噴墨打印機(jī)近來已經(jīng)被實(shí)現(xiàn)，并且保持打印物的性質(zhì)(耐水性、耐光性和耐氣性)也已經(jīng)得到極大改善。從而，它們作為數(shù)碼照相機(jī)輸出裝置的應(yīng)用已經(jīng)擴(kuò)展到作為鹵化銀照片的替代物。
為了實(shí)現(xiàn)照片圖像品質(zhì)和保持等同于鹵化銀照片的那些性能，墨水中的著色材料和諸如添加到墨水中的樹脂的添加物的改進(jìn)變得很重要。近來噴墨打印機(jī)使用的一些墨水中，使用了具有優(yōu)秀耐候性的顏料作為著色材料，并且，添加了樹脂或類似物用來改善打印介質(zhì)的耐磨性。一般來說，噴墨打印機(jī)用的墨水是水性墨水。當(dāng)使用顏料作為著色材料時(shí)，因?yàn)轭伭喜蝗苡谒?，必須使用化學(xué)處理顏料表面、在其上引入官能團(tuán)、并把顏料分散在水中的方法，或者使用把顏料與待用分散樹脂一起分散的方法。
進(jìn)一步，當(dāng)顏料用作水性墨水的著色材料時(shí)，添加的樹脂(例如樹脂乳液)的比率增加，并且將要添加到墨水中的增稠劑、水溶性溶劑(下文中也稱為水溶性有機(jī)溶劑)和添加物的選擇也變得特別重要。
在水性墨水組合物中，必須使用水、水溶性材料和親水的材料作為待用原料。然而，這些原料，即增稠劑、水溶性溶劑、添加物以及類似物，增強(qiáng)了墨水組合物的發(fā)泡能力和泡沫的穩(wěn)定性，并且氣泡保持很長(zhǎng)時(shí)間不會(huì)消失，這容易使打印失敗。具體而言，聚醚改性的基于硅氧烷的表面活性劑或者聚酯改性的基于硅氧烷的表面活性劑極大地增強(qiáng)了發(fā)泡能力。而且，眾所周知作為增稠劑的丙三醇和糖類，以及水溶性溶劑不適宜地增加泡沫穩(wěn)定性。
此外，氣體(例如氮?dú)夂脱鯕?在水中比在有機(jī)溶劑中更易溶解，因此長(zhǎng)時(shí)間放置、氣壓變化或者成泡核的存在會(huì)產(chǎn)生細(xì)小的氣泡。墨水組合物中產(chǎn)生的氣泡在記錄頭流動(dòng)，這導(dǎo)致打印失敗，例如墨水軌跡偏差、散射、噴嘴阻塞和噴嘴變細(xì)。
對(duì)于這個(gè)問題，就像下面的專利文獻(xiàn)1-3描述的那樣，有人提出添加基于硅氧烷的消泡劑、基于聚環(huán)氧烷的消泡劑或基于聚醚的消泡劑來降低發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性。然而，對(duì)于具有很高表面活性的基于聚醚的消泡劑或基于聚酯的消泡劑，僅僅這樣是不夠的。
因而，可以設(shè)想添加具有除去氣泡的性能的材料，也就是說微溶于水的材料，它通過破壞構(gòu)成泡沫的液體膜(消泡性)除去泡沫。
例如，下面的專利文獻(xiàn)4披露了一種由微乳液和一種顏料基噴墨墨水組合物構(gòu)成的噴墨墨水組合物，該微乳液包含一種水性顏料分散體、至少一種不溶于水的有機(jī)化合物、至少一種親水性的雙親材料和水；其中，該親水性的雙親材料以足以溶解一種不溶于水的有機(jī)化合物的量存在于微乳液中。用于這種噴墨墨水組合物中的水不溶有機(jī)化合物的具體例子包括大量的有機(jī)化合物，作為例子可以提及具有5個(gè)或更多碳原子的烷基醇。
專利文獻(xiàn)1JP-A-2002-322394專利文獻(xiàn)2JP-A-2003-105236專利文獻(xiàn)3JP-A-2004-292707專利文獻(xiàn)4JP-A-10-1627然而，當(dāng)不溶于水的成分在水性墨水組合物中增加時(shí)，用來溶解它們的雙親溶劑的量也增加，出于不同于氣泡產(chǎn)生的原因，會(huì)出現(xiàn)由于不溶性成分的沉淀或凝結(jié)而導(dǎo)致的墨水噴頭的噴射狀態(tài)惡化，這會(huì)造成在某些情況下的墨水軌跡偏差、噴嘴阻塞、墨水散射和一些類似缺陷。
專利文獻(xiàn)4中，不溶于水的成分添加的量以重量計(jì)為1％或1％以上，因此墨水噴射狀態(tài)的惡化取決于溶劑種類，導(dǎo)致容易產(chǎn)生軌跡偏差、散射、噴嘴阻塞、噴嘴變細(xì)和類似缺陷。具體而言，當(dāng)噴墨記錄頭充滿墨水，并且放置很長(zhǎng)時(shí)期根本不進(jìn)行打印時(shí)，這些現(xiàn)象變得很明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于實(shí)現(xiàn)高可靠性噴墨記錄的水性顏料墨水組合物，其中，墨水的噴射狀態(tài)不會(huì)惡化到導(dǎo)致墨水軌跡偏差、散射、噴嘴阻塞，噴嘴變細(xì)和類似缺陷的發(fā)生，因?yàn)榧词巩?dāng)墨水長(zhǎng)時(shí)期放置處于不進(jìn)行打印的狀態(tài)而在其中產(chǎn)生細(xì)小的空氣泡沫時(shí)，這些泡沫也會(huì)迅速消失。
從下面的描述中，本發(fā)明別的目的和效果將變得顯而易見。
本發(fā)明人已經(jīng)研究了包括打印品質(zhì)和打印特性的可靠性，例如用于噴墨記錄的水性顏料墨水組合物的噴射。結(jié)果，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了一種確保打印品質(zhì)以及保持良好噴射狀態(tài)的墨水組合物，因?yàn)榧词巩?dāng)產(chǎn)生細(xì)小的空氣泡沫時(shí)，特別是通過用它充滿普通噴墨打印機(jī)用的墨盒并且使它長(zhǎng)時(shí)期放置處于不進(jìn)行打印的狀態(tài)因而產(chǎn)生細(xì)小的空氣泡沫時(shí)，這些泡沫也會(huì)迅速消失。本發(fā)明正是基于這個(gè)發(fā)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明，上述目的可以通過采用下面的組成實(shí)現(xiàn)。
也就是說，本發(fā)明如下所述(1)包含至少一種顏料和一種水溶性溶劑的墨水組合物，其中，組合物包含以重量計(jì)含量為0.05-0.5％的具有4-6個(gè)碳原子的烷基醇；(2)(1)中所述的墨水組合物，其中水溶性溶劑是1，2-鏈烷二醇或丙三醇；(3)(2)中所述的墨水組合物，其中1，2-鏈烷二醇是1，2-己二醇；(4)(1)-(3)中任何一項(xiàng)所述的墨水組合物，其中具有4-6個(gè)碳原子的烷基醇是正烷基醇；(5)(4)中所述的墨水組合物，其中正烷基醇是1-己醇；(6)(1)-(5)中任何一項(xiàng)所述的墨水組合物，其中組合物進(jìn)一步包含表面活性劑；(7)(6)中所述的墨水組合物，其中表面活性劑是基于硅氧烷的表面活性劑；(8)(7)中所述的墨水組合物，其中基于硅氧烷的表面活性劑是聚醚改性的基于硅氧烷的表面活性劑；(9)(8)中所述的墨水組合物，其中聚醚改性的基于硅氧烷的表面活性劑具有下面的結(jié)構(gòu)
其中R1-R9分別獨(dú)立地表示C1-6烷基，j和k分別獨(dú)立地表示1或大于1的整數(shù)，EO表示乙烯氧基，PO表示丙烯氧基，并且m和n分別表示0或大于0的整數(shù)，條件是m+n是1或大于1的整數(shù)，并且方括號(hào)內(nèi)EO和PO的順序沒有限定以及EO和PO可以隨機(jī)排列或可以形成嵌段；(10)(1)-(9)中任何一項(xiàng)所述的墨水組合物，其中顏料是用樹脂分散的顏料；和(11)(1)-(10)中任何一項(xiàng)所述的墨水組合物，其中組合物進(jìn)一步包含糖醇。
通過組成上述的墨水組合物，打印品質(zhì)得以保證并且噴射狀態(tài)保持良好，因?yàn)榧词巩?dāng)產(chǎn)生細(xì)小的空氣泡沫時(shí)，特別是通過用它填充普通噴墨打印機(jī)用的墨盒并且使它長(zhǎng)時(shí)期放置處于不進(jìn)行打印的狀態(tài)因而產(chǎn)生細(xì)小的空氣泡沫時(shí)，這些泡沫也會(huì)迅速消失。
下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的用于噴墨記錄的墨水組合物。
本發(fā)明的墨水組合物包含顏料作為著色劑?？梢允褂萌魏螣o機(jī)和有機(jī)顏料。無機(jī)顏料包括通過諸如接觸法、加熱爐法和熱處理法的已知方法制備的碳黑，除此之外還有鈦氧化物和鐵氧化物。此外，作為有機(jī)顏料，可以使用偶氮顏料(包括偶氮色淀、不溶性偶氮顏料、濃縮偶氮顏料、螯合物偶氮顏料和類似物)，多環(huán)顏料(例如，酞菁顏料、苝顏料、紫環(huán)酮(perinone)顏料、蒽醌顏料、喹吖啶酮顏料、二嗪顏料、硫靛顏料、異吲哚啉酮顏料、喹諾酞酮顏料和類似物)，染料型螯合物顏料(例如，堿性染料型螯合物顏料，酸性染料型螯合物顏料和類似物)，硝基顏料，亞硝基顏料，苯胺黑和類似物。
作為碳黑，顏料的具體例子包括，Mitsubishi Chemical Corporation生產(chǎn)的No.2300、No.900、MCF88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No.2200B和類似物；Columbian Carbon Co.，Ltd.生產(chǎn)的Raven 5750、Raven5250、Raven 5000、Raven 3500、Raven 1255、Raven 700和類似物；CabotCorporation生產(chǎn)的Regal 400R、Regal 330R、Regal 660R、Mogul L、Mogul700、Monarch 800、Monarch 880、Monarch 900、Monarch 1000、Monarch1100、Monarch 1300、Monarch 1400和類似物；和Degussa AG生產(chǎn)的著色碳黑(Color Black)FW1、著色碳黑FW2、著色碳黑FW2V、著色碳黑FW18、著色碳黑FW200、著色碳黑S150、著色碳黑S160、著色碳黑S170、Printex 35、Printex U、Printex V、Printex 140U、Special Black 6、Special Black 5、Special Black4A、Special Black 4和類似物。
用于黃色墨水的顏料例子包括C.I.顏料黃(C.I.Pigment Yellow)1、2、3、12、13、14、16、17、73、74、75、83、93、95、97、98、109、110、114、128、129、138、150、151、154、155、180、185和類似物。
用于洋紅墨水的顏料例子包括C.I.顏料紅(C.I.Pigment Red)5、7、12、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、112、122、123、168、184、202、209和類似物。
用于青色墨水的顏料例子包括C.I.顏料藍(lán)(C.I.Pigment Blue)1、2、3、15:3、15:4、16、22和60。
按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，顏料的平均粒子尺寸優(yōu)選在10-200納米范圍內(nèi)，更優(yōu)選為大約50-大約150納米。
雖然顏料的添加量可以適當(dāng)確定，但是顏料的添加量?jī)?yōu)選以墨水組合物的重量計(jì)在0.1-20％范圍內(nèi)，更優(yōu)選以墨水組合物的重量計(jì)在1-10％范圍內(nèi)。
本發(fā)明里，優(yōu)選顏料以顏料分散體的形式添加到墨水組合物中，在顏料分散體里，顏料用分散劑分散。分散劑包括高分子分散劑和表面活性劑。
優(yōu)選的高分子分散劑的例子包括天然高分子，其具體例子包括蛋白質(zhì)，例如膠(glue)、明膠、酪蛋白和清蛋白；天然橡膠，例如阿拉伯樹膠和黃蓍膠；葡萄糖苷，例如皂角苷；藻酸和藻酸衍生物，例如藻酸丙二醇酯、三乙醇胺藻酸酯和藻酸銨；纖維素衍生物，例如甲基纖維素、羧甲基纖維素，羥乙基纖維素和乙基羥乙基纖維素等。
優(yōu)選的高分子分散劑的例子包括合成聚合物，其具體例子包括聚乙烯醇；聚乙烯吡咯烷酮；丙烯酸類樹脂，例如聚丙烯酸、丙烯酸-丙烯腈共聚物、丙烯酸鉀-丙烯腈共聚物的鉀鹽，乙酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚物和丙烯酸-丙烯酸烷基酯共聚物；苯乙烯-丙烯酸樹脂，例如苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物，苯乙烯-甲基丙烯酸-丙烯酸烷基酯共聚物，苯乙烯-α-甲基苯乙烯-丙烯酸共聚物和苯乙烯-α-甲基苯乙烯-丙烯酸-丙烯酸烷基酯共聚物；苯乙烯-馬來酸共聚物；苯乙烯-馬來酸酐共聚物；乙烯基萘-丙烯酸共聚物；乙烯基萘-馬來酸共聚物；基于乙酸乙烯酯的共聚物，例如乙酸乙烯酯-乙烯共聚物、乙酸乙烯酯-脂肪酸乙烯基乙烯酯共聚物、乙酸乙烯酯-馬來酸酯共聚物、乙酸乙烯酯-巴豆酸共聚物和乙酸乙烯酯-丙烯酸共聚物；和它們的鹽。當(dāng)然，特別優(yōu)選的是含羧基(優(yōu)選鹽的形式)共聚物(例如上述苯乙烯-丙烯酸樹脂、苯乙烯-馬來酸、苯乙烯-馬來酸酐、乙烯基萘-丙烯酸共聚物、乙烯基萘-馬來酸共聚物和乙酸乙烯酯-丙烯酸共聚物)、含疏水基單體和含親水基單體的共聚物和包含同時(shí)具有疏水基和親水基單體的聚合物。上述鹽的例子包括具有二乙基胺、氨、乙胺、三乙基胺、丙基胺、異丙基胺、二丙基胺、丁基胺、異丁基胺、三乙醇胺、二乙醇胺、氨基甲基丙醇、嗎啉和類似物的鹽。這些共聚物的重均分子量?jī)?yōu)選從3,000到30,000，更優(yōu)選從5,000到15,000。
此外，優(yōu)選作為分散劑的表面活性劑的例子包括陰離子表面活性劑，例如脂肪酸鹽、高級(jí)烷基二羧酸鹽、高級(jí)醇硫酸酯鹽、高級(jí)烷基磺酸鹽、高級(jí)脂肪酸和氨基酸的縮合物、磺基琥珀酸酯鹽、環(huán)烷酸鹽、液體脂肪油硫酸酯鹽和烷基烯丙基磺酸鹽；陽離子表面活性劑，例如脂肪酸胺鹽、季銨鹽、锍鹽和；非離子表面活性劑，例如聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基酯、脫水山梨糖醇烷基酯和聚環(huán)氧乙烷脫水山梨糖醇烷基酯；和類似物。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，當(dāng)將上述表面活性劑添加到墨水組合物中時(shí)，也起到表面活性劑的作用。
此外，本發(fā)明的墨水組合物還包含水溶性溶劑。雖然沒有具體限定，但是水溶性溶劑優(yōu)選1，2-鏈烷二醇和/或丙三醇。1，2-鏈烷二醇的具體例子包括1，2-乙二醇、1，2-丙二醇、1，2-丁二醇、1，2-戊二醇、1，2-己二醇、1，2-庚二醇、1，2-辛二醇和類似物。更優(yōu)選1，2-丙二醇、1，2-丁二醇、1，2-戊二醇和1，2-己二醇，最優(yōu)選1，2-己二醇。雖然1，2-鏈烷二醇的添加量可以適當(dāng)確定，但是優(yōu)選以重量計(jì)從大約1％到大約15％，更優(yōu)選以重量計(jì)從大約2％到大約10％。
另外，優(yōu)選低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑用作水溶性溶劑。低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑的例子包括甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、異丁醇、正戊醇和類似物。具體而言，優(yōu)選單羥基醇。低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑具有縮短墨水干燥所需時(shí)間的作用?；谀M合物的量，低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑的添加量?jī)?yōu)選以重量計(jì)為大約5％或更少，更優(yōu)選以重量計(jì)為大約2％或更少。
本發(fā)明的墨水組合物也可以進(jìn)一步包含含有高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑的濕潤(rùn)劑。優(yōu)選的高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑的例子包括多羥基醇，例如乙二醇、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、聚丙二醇、丙二醇、丁二醇、1，2，6-己三醇、硫代乙二醇(thioglycol)、己二醇、丙三醇、三羥甲基乙烷和三羥甲基丙烷；脲；2-吡咯烷酮；N-甲基-2-吡咯烷酮；1，3-二甲基-2-咪唑啉酮和類似物。這些溶劑可以單獨(dú)使用或者兩種或兩種以上混合使用。其中，優(yōu)選丙三醇、三甘醇單丁基醚、2-吡咯烷酮、乙二醇、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇，二甘醇單丁基醚和脲?；谀M合物的量，它們的添加量?jī)?yōu)選以重量計(jì)在大約1％到大約20％范圍內(nèi)，更優(yōu)選以重量計(jì)在大約5％到大約10％范圍內(nèi)。
此外，本發(fā)明的墨水組合物包含以重量計(jì)為0.05-0.5％的具有4-6個(gè)碳原子的烷基醇。按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，具有4-6個(gè)碳原子的烷基醇優(yōu)選正烷基醇(伯醇)，更優(yōu)選1-丁醇、1-戊醇或1-己醇。根據(jù)本發(fā)明人的研究結(jié)果，可以很清楚的知道，通過向墨水組合物添加上述范圍內(nèi)的烷基醇可以有效除去墨水里由于長(zhǎng)時(shí)期放置時(shí)產(chǎn)生的細(xì)小氣泡，因此打印穩(wěn)定性得到進(jìn)一步改善。
更進(jìn)一步，雖然還不確切的知道其中的原因，但是1，2-己二醇和正己二醇的結(jié)合使用能夠獲得最好的上述效果。
本發(fā)明的墨水組合物里，具有4-6個(gè)碳原子的烷基醇的添加量以重量計(jì)在0.05-0.5％范圍內(nèi)。當(dāng)具有4-6個(gè)碳原子的烷基醇的添加量以重量計(jì)少于0.05％時(shí)，上述墨水長(zhǎng)時(shí)期放置時(shí)的消泡效果降低。當(dāng)烷基醇的添加量以重量計(jì)超過0.5％時(shí)，分散體會(huì)不穩(wěn)定，并且顏料粒子聚集，因此在某些情況中墨水色彩發(fā)生變化導(dǎo)致打印物品色彩變化的缺點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，優(yōu)選本發(fā)明的墨水組合物包含作為表面活性劑的以下式(I)表示的化合物
在式(I)中R1-R9分別獨(dú)立地表示C1-6烷基，優(yōu)選甲基。j和k分別獨(dú)立地表示1或大于1的整數(shù)，優(yōu)選1或2。m和n分別表示0或大于0的整數(shù)，條件是m+n為1或大于1的整數(shù)，優(yōu)選為2-4。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，優(yōu)選滿足j＝k+1的化合物作為式(I)的化合物。進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，優(yōu)選其中所有R1-R9分別獨(dú)立地表示甲基，j表示2，k表示1，1表示1，m表示1或大于1的整數(shù)和n表示0的化合物作為式(I)的化合物。
雖然式(I)的化合物的添加量可以適當(dāng)確定，但是優(yōu)選以重量計(jì)為0.03-3％，更優(yōu)選以重量計(jì)為約0.1-約2％，最優(yōu)選以重量計(jì)為約0.3-約1％。
式(I)的化合物可以從商業(yè)上獲得，并且是可以利用它們的。例如，基于硅氧烷的表面活性劑BYK-345、BYK-346和BYK-348可以從Byk-ChemieJapan K.K.獲得。
本發(fā)明的墨水組合物進(jìn)一步包含水。作為所使用的水，可以使用純水，例如離子交換水、超濾水、反滲透水或蒸餾水，或者超純凈水。進(jìn)而，使用經(jīng)紫外輻射殺菌的水，添加過氧化氫或類似物是適合的，因?yàn)檫@樣可以防止墨水組合物長(zhǎng)時(shí)期存儲(chǔ)時(shí)產(chǎn)生霉菌或者細(xì)菌。
進(jìn)一步，本發(fā)明的墨水組合物也可以包含滲透劑。滲透劑的具體例子包括乙二醇醚和/或乙炔二醇(acetylene glycol)表面活性劑。
用于本發(fā)明的乙二醇醚的具體例子包括乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單丁基醚、乙二醇單甲基醚醋酸酯、二甘醇單甲基醚、二甘醇單乙基醚、二甘醇單正丙基醚、乙二醇單異丙基醚、二甘醇單異丙基醚、乙二醇單正丁基醚、乙二醇單叔丁基醚、二甘醇單正丁基醚、三甘醇單正丁基醚、二甘醇單叔丁基醚、1-甲基-1-甲氧基丁醇、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單叔丁基醚、丙二醇單正丙基醚、丙二醇單異丙基醚、丙二醇單正丁基醚、二丙二醇單正丁基醚、二丙二醇單乙基醚、二丙二醇單正丙基醚、二丙二醇單異丙基醚和類似物。這些可以單獨(dú)使用或者作為它們兩種或兩種以上的混合物使用?；谀M合物的量，二醇醚的添加量?jī)?yōu)選以重量計(jì)在1-20％范圍內(nèi)，更優(yōu)選以重量計(jì)在2-15％范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，優(yōu)選使用多羥基醇的烷基醚。具體而言，優(yōu)選使用乙二醇單乙基醚、乙二醇單丁基醚、二甘醇單甲基醚、二甘醇單乙基醚、二甘醇單丁基醚、三甘醇單甲基醚、三甘醇單乙基醚或三甘醇單丁基醚。更優(yōu)選三甘醇單丁基醚。雖然多羥基醇的烷基醚的添加量可以適當(dāng)?shù)拇_定，但是優(yōu)選以重量計(jì)為大約1％到大約10％，更優(yōu)選以重量計(jì)為大約3％到大約5％。
對(duì)于本發(fā)明的墨水組合物來說，也可以添加糖類。優(yōu)選的糖類具體例子包括單糖、二糖、低聚糖(包括三糖和四糖)和別的多糖，優(yōu)選葡萄糖、甘露糖、果糖、核糖、木糖、阿拉伯糖、半乳糖、醛糖酸、葡萄糖醇(山梨糖醇)、麥芽糖、纖維二糖、乳糖、蔗糖、海藻糖、麥芽三糖、木糖醇和類似物。這里用的術(shù)語“多糖”表示廣義范圍內(nèi)的糖類，應(yīng)該被理解為包括廣泛存在于自然界的物質(zhì)，例如褐藻酸、α-環(huán)糊精和纖維素。這些糖類的衍生物包括上述糖類的還原糖(例如，用通式HOCH2(CHOH)nCH2OH表示的糖醇，其中n表示2-5的整數(shù))、氧化糖(例如，醛糖酸和糖醛酸)、氨基酸、硫糖和類似物。具體而言，優(yōu)選糖醇，其具體例子包括麥芽糖醇、山梨糖醇和類似物。
基于墨水組合物的量，這些糖類的添加量?jī)?yōu)選以重量計(jì)為約1-約20％，更優(yōu)選以重量計(jì)為約3-約10％。
噴嘴防阻塞劑、防腐劑、抗氧化劑、電導(dǎo)調(diào)節(jié)劑、pH調(diào)節(jié)劑、粘度調(diào)節(jié)劑、表面張力調(diào)節(jié)劑、吸氧劑或類似物可以進(jìn)一步添加到本發(fā)明的墨水組合物中。
防腐劑和殺生物劑的例子包括苯甲酸鈉、五氯酚鈉、2-吡啶硫醇-1-氧化鈉、山梨酸鈉、脫氫乙酸鈉、1，2-二苯并噻唑啉-3-酮(Avecia生產(chǎn)的Proxel CRL、Proxel BDN、Proxel GXL、Proxel XL-2和Proxel TN)以及類似物。
進(jìn)一步，pH調(diào)節(jié)劑、增溶劑或抗氧化劑的例子包括胺類，例如二乙醇胺、三乙醇胺、丙醇胺和嗎啉、以及它們的改性產(chǎn)物；無機(jī)鹽，例如氫氧化鉀、氫氧化鈉和氫氧化鋰；氫氧化銨；氫氧化季銨，例如四甲基銨；碳酸鹽，例如碳酸鉀、碳酸鈉和碳酸鋰；磷酸鹽；N-甲基2-吡咯烷酮；脲化合物，例如脲、硫脲和四甲基脲；脲基甲酸酯類，例如脲基甲酸酯和甲基脲基甲酸酯；縮二脲類，例如縮二脲、二甲基縮二脲和四甲基縮二脲；以及L-抗壞血酸及其鹽。
實(shí)施例本發(fā)明將參照下面的實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)地舉例說明，但是本發(fā)明不應(yīng)被解釋為僅限于此。
墨水組合物制備例1將顏料、分散劑和離子交換水進(jìn)行混合并攪拌形成混合物，將其在帶有玻璃珠(尺寸為1.7毫米，混合物重量的1.5倍)的砂磨機(jī)(Yasukawa Seisakusho生產(chǎn))里分散2小時(shí)。其后，用分離器除去珠子得到顏料分散體。
然后，混入下列配合組分中除顏料和分散劑之外的各種添加物以制備完全溶解的墨水溶劑。
攪拌下，將上述顏料分散體逐步滴加到這種墨水溶劑中，滴加完畢后，在常溫下進(jìn)行混合攪拌30分鐘。用5微米的薄膜濾器過濾混合溶液以獲得墨水組合物。所得墨水組成如下所示。
實(shí)施例1C.I.顏料紅122(顏料) 1.0重量％苯乙烯-丙烯酸共聚物銨鹽(分散劑，平均分子量10,000) 1.0重量％丙三醇20.0重量％HS-500(Hayashibara Shoji Inc.，糖醇) 8.0重量％BYK 348(Byk-Chemie Japan K.K.，聚醚改性的基于硅氧烷的表面活性劑) 0.5重量％1，2-己二醇 5.0重量％三乙醇胺 1.0重量％1-丁醇0.2重量％離子交換水余量實(shí)施例2
C.I.顏料紅122 1.0重量％苯乙烯-丙烯酸共聚物銨鹽(分散劑，平均分子量10,000) 1.0重量％丙三醇20.0重量％HS-500(Hayashbara Shoji Inc.) 8.0重量％BYK 348(Byk-Chemie Japan K.K.)0.5重量％1，2-己二醇 5.0重量％三乙醇胺 1.0重量％2-丁醇0.2重量％離子交換水余量實(shí)施例3C.I.顏料紅122 1.0重量％苯乙烯-丙烯酸共聚物銨鹽(分散劑，平均分子量10,000) 1.0重量％丙三醇20.0重量％HS-500(Hayashibara Shoji Inc.)8.0重量％BYK 348(Byk-Chemie Japan K.K.)0.5重量％1，2-己二醇 5.0重量％三乙醇胺 1.0重量％1-戊醇0.2重量％離子交換水余量實(shí)施例4C.I.顏料紅122 1.0重量％苯乙烯-丙烯酸共聚物銨鹽(分散劑，平均分子量10,000) 1.0重量％丙三醇20.0重量％HS-500(Hayashibara Shoji Inc.)8.0重量％BYK 348(Byk-Chemie Japan K.K.)0.5重量％1，2-己二醇 5.0重量％三乙醇胺 1.0重量％2-戊醇0.2重量％離子交換水余量實(shí)施例5
C.I.顏料紅122 1.0重量％苯乙烯-丙烯酸共聚物銨鹽(分散劑，平均分子量10,000) 1.0重量％丙三醇20.0重量％HS-500(Hayashibara Shoji Inc.)8.0重量％BYK 348(Byk-Chemie Japan K.K.)0.5重量％1，2-己二醇 5.0重量％三乙醇胺 1.0重量％3-戊醇0.2重量％離子交換水余量實(shí)施例6C.I.顏料紅122 1.0重量％苯乙烯-丙烯酸共聚物銨鹽(分散劑，平均分子量10,000) 1.0重量％丙三醇20.0重量％HS-500(Hayashibara Shoji Inc.)8.0重量％BYK 348(Byk-Chemie Japan K.K.)0.5重量％1，2-己二醇 5.0重量％三乙醇胺 1.0重量％1-己醇0.2重量％離子交換水余量實(shí)施例7C.I.顏料紅122 1.0重量％苯乙烯-丙烯酸共聚物銨鹽(分散劑，平均分子量10,000) 1.0重量％丙三醇20.0重量％HS-500(Hayashibara Shoji Inc.)8.0重量％BYK 348(Byk-Chemie Japan K.K.)0.5重量％1，2-己二醇 5.0重量％三乙醇胺 1.0重量％1-己醇0.05重量％離子交換水余量實(shí)施例8
C.I.顏料紅1221.0重量％苯乙烯-丙烯酸共聚物銨鹽(分散劑，平均分子量10,000) 1.0重量％丙三醇 20.0重量％HS-500(Hayashibara Shoji Inc.) 8.0重量％BYK 348(Byk-Chemie Japan K.K.) 0.5重量％1，2-己二醇 5.0重量％三乙醇胺 1.0重量％1-己醇 0.10重量％離子交換水 余量實(shí)施例9C.I.顏料紅1221.0重量％苯乙烯-丙烯酸共聚物銨鹽(分散劑，平均分子量10,000) 1.0重量％丙三醇 20.0重量％HS-500(Hayashibara Shoji Inc.) 8.0重量％BYK 348(Byk-Chemie Japan K.K.) 0.5重量％1，2-己二醇 5.0重量％三乙醇胺 1.0重量％1-己醇 0.20重量％離子交換水 余量實(shí)施例10C.I.顏料紅1221.0重量％苯乙烯-丙烯酸共聚物銨鹽(分散劑，平均分子量10,000) 1.0重量％丙三醇 20.0重量％HS-500(Hayashibara Shoji Inc.) 8.0重量％BYK 348(Byk-Chemie Japan K.K.) 0.5重量％1，2-己二醇 5.0重量％三乙醇胺 1.0重量％1-己醇 0.50重量％離子交換水 余量比較實(shí)施例1
C.I.顏料紅122 1.0重量％苯乙烯-丙烯酸共聚物銨鹽(分散劑，平均分子量10,000) 1.0重量％丙三醇20.0重量％HS-500(Hayashibara Shoji Inc.)8.0重量％BYK 348(Byk-Chemie Japan K.K.)0.5重量％1，2-己二醇 5.0重量％三乙醇胺 1.0重量％乙醇 0.2重量％離子交換水余量比較實(shí)施例2C.I.顏料紅122 1.0重量％苯乙烯-丙烯酸共聚物銨鹽(分散劑，平均分子量10,000) 1.0重量％丙三醇20.0重量％HS-500(Hayashibara Shoji Inc.)8.0重量％BYK 348(Byk-Chemie Japan K.K.)0.5重量％1，2-己二醇 5.0重量％三乙醇胺 1.0重量％1-丙醇0.2重量％離子交換水余量比較實(shí)施例3C.I.顏料紅122 1.0重量％苯乙烯-丙烯酸共聚物銨鹽(分散劑，平均分子量10,000) 1.0重量％丙三醇20.0重量％HS-500(Hayashibara Shoji Inc.)8.0重量％BYK 348(Byk-Chemie Japan K.K.)0.5重量％1，2-己二醇 5.0重量％三乙醇胺 1.0重量％2-丙醇0.2重量％離子交換水余量比較實(shí)施例4
C.I.顏料紅1221.0重量％苯乙烯-丙烯酸共聚物銨鹽(分散劑，平均分子量10,000) 1.0重量％丙三醇 20.0重量％HS-500(Hayashibara Shoji Inc.) 8.0重量％BYK 348(Byk-Chemie Japan K.K.) 0.5重量％1，2-己二醇 5.0重量％三乙醇胺 1.0重量％CH-200(Dow Corning Toray Co.，Ltd.，基于硅氧烷的消泡劑) 0.05重量％離子交換水 余量比較實(shí)施例5C.I.顏料紅1221.0重量％苯乙烯-丙烯酸共聚物銨鹽(分散劑，平均分子量10,000) 1.0重量％丙三醇 20.0重量％HS-500(Hayashibara Shoji Inc.) 8.0重量％BYK 348(Byk-Chemie Japan K.K.) 0.5重量％1，2-己二醇 5.0重量％三乙醇胺 1.0重量％TSA 730(GE Toshiba Silicones Co.，Ltd.，基于硅氧烷的消泡劑) 0.05重量％離子交換水 余量比較實(shí)施例6C.I.顏料紅1221.0重量％苯乙烯-丙烯酸共聚物銨鹽(分散劑，平均分子量10,000) 1.0重量％丙三醇 20.0重量％HS-500(Hayashibara Shoji Inc.) 8.0重量％BYK 348(Byk-Chemie Japan K.K.) 0.5重量％1，2-己二醇 5.0重量％三乙醇胺 1.0重量％PF 751(Asahi Glass Co.，Ltd.，基于聚醚多元醇的消泡劑)0.05重量％離子交換水 余量比較實(shí)施例7
C.I.顏料紅122 1.0重量％苯乙烯-丙烯酸共聚物銨鹽(分散劑，平均分子量10,000)1.0重量％丙三醇 20.0重量％HS-500(Hayashibara Shoji Inc.) 8.0重量％BYK 348(Byk-Chemie Japan K.K.) 0.5重量％1，2-己二醇5.0重量％三乙醇胺 1.0重量％PF 752(Asahi Glass Co.，Ltd.，基于聚醚多元醇的消泡劑) 0.05重量％離子交換水 余量比較實(shí)施例8C.I.顏料紅122 1.0重量％苯乙烯-丙烯酸共聚物銨鹽(分散劑，平均分子量10,000)1.0重量％丙三醇 20.0重量％HS-500(Hayashibara Shoji Inc.) 8.0重量％BYK 348(Byk-Chemie Japan K.K.) 0.5重量％1，2-己二醇5.0重量％三乙醇胺 1.0重量％PF 753(Asahi Glass Co.，Ltd.，基于聚醚多元醇的消泡劑) 0.05重量％離子交換水 余量比較實(shí)施例9C.I.顏料紅122 1.0重量％苯乙烯-丙烯酸共聚物銨鹽(分散劑，平均分子量10,000)1.0重量％丙三醇 20.0重量％HS-500(Hayashibara Shoji Inc.) 8.0重量％BYK 348(Byk-Chemie Japan K.K.) 0.5重量％1，2-己二醇5.0重量％三乙醇胺 1.0重量％離子交換水 余量比較實(shí)施例10C.I.顏料紅122 1.0重量％
苯乙烯-丙烯酸共聚物銨鹽(分散劑，平均分子量10,000) 1.0重量％丙三醇 20.0重量％HS-500(Hayashibara Shoji Inc.) 8.0重量％BYK 348(Byk-Chemie Japan K.K.) 0.5重量％1，2-己二醇 5.0重量％三乙醇胺1.0重量％1-己醇 0.01重量％離子交換水 余量墨水組合物制備例2將顏料、苯乙烯-丙烯酸共聚物樹脂(酸值100，平均分子量10,000)，氫氧化鉀和水混合，并在帶有氧化鋯珠的砂磨機(jī)(Yasukawa Seisakusho生產(chǎn))里分散。其后，除去珠子，接著用過濾器離心過濾以除去粗糙顆粒。這樣就得到了顏料分散體。
將水性有機(jī)溶劑、表面活性劑、水和類似物加入到上述顏料分散體中，接著在25℃攪拌60分鐘。用5微米的薄膜濾器過濾混合溶液以獲得墨水組合物。所得墨水組合物如下所示。
實(shí)施例11C.I.顏料藍(lán)15:3 5.0重量％苯乙烯-丙烯酸共聚物(酸值100，平均分子量10,000) 2.0重量％1，2-己二醇 5.0重量％丙三醇 10重量％HS-500(Hayashibara Shoji Inc.，還原麥芽糖) 10重量％BYK 348(Byk-Chemie Japan K.K.) 0.5重量％三乙醇胺1.0重量％正丁醇 0.05重量％超純水 余量實(shí)施例12C.I.顏料紅122 4.0重量％苯乙烯-丙烯酸共聚物(酸值100，平均分子量10,000) 1.5重量％1，2-己二醇 5.0重量％
丙三醇 10重量％HS-500(Hayashibara Shoji Inc.，還原麥芽糖) 10重量％BYK 348(Byk-Chemie Japan K.K.) 0.5重量％三乙醇胺 1.0重量％正己烷 0.5重量％超純水 余量實(shí)施例13C.I.顏料藍(lán)15:3 5.0重量％苯乙烯-丙烯酸共聚物(酸值100，平均分子量10,000) 2.0重量％1，2-己二醇5.0重量％丙三醇 10重量％HS-500(Hayashibara Shoji Inc.，還原麥芽糖) 10重量％BYK 348(Byk-Chemie Japan K.K.) 0.5重量％三乙醇胺 1.0重量％2-戊醇 0.05重量％超純水 余量比較實(shí)施例11C.I.顏料藍(lán)15:3 5.0重量％苯乙烯-丙烯酸共聚物(酸值100，平均分子量10,000) 2.0重量％丙三醇 10重量％Olfin E1010(Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.) 1.0重量％三乙醇胺 1.0重量％乙醇 1.0重量％超純水 余量比較實(shí)施例12C.I.顏料紅122 4.0重量％苯乙烯-丙烯酸共聚物(酸值100，平均分子量10,000) 1.5重量％二甘醇單丁基醚 5.0重量％丙三醇 10重量％HS-300(Hayashibara Shoji Inc.，還原麥芽糖) 10重量％
Olfin E1010(Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.) 1.0重量％三乙醇胺 1.0重量％正己醇0.04重量％超純水余量比較實(shí)施例13C.I.顏料紅122 4.0重量％苯乙烯-丙烯酸共聚物(酸值100，平均分子量10,000)1.5重量％1，2-己二醇 5.0重量％丙三醇10重量％Olfin E1010(Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.) 1.0重量％三乙醇胺 1.0重量％正己醇1.0重量％超純水余量消泡性能測(cè)試分別稱量30克實(shí)施例1-10和比較實(shí)施例1-10描述的墨水組合物放入直徑(內(nèi)徑)37毫米、高度100毫米和容積110毫升的試樣瓶?jī)?nèi)。蓋上瓶蓋搖動(dòng)5秒鐘以形成泡沫。然后，測(cè)量產(chǎn)生的泡沫高度。在此之后，對(duì)試樣瓶進(jìn)行同樣地砂磨，經(jīng)過特定時(shí)間后再次測(cè)量泡沫的高度。
評(píng)估1消泡性能1實(shí)施例1-6和比較實(shí)施例1-8的評(píng)估指數(shù)如下所示A起泡操作60分鐘后泡沫高度≤10毫米，并且120分鐘后泡沫高度≤6毫米。
B起泡操作60分鐘后泡沫高度≤15毫米，并且120分鐘后泡沫高度≤10毫米。
C起泡操作60分鐘后泡沫高度≤20毫米，并且120分鐘后泡沫高度≤15毫米。
D起泡操作60分鐘后泡沫高度高于20毫米。
實(shí)施例1-6和比較實(shí)施例1-8的評(píng)估結(jié)果列于表1中。
表1

評(píng)估2消泡性能2實(shí)施例7-10和比較實(shí)施例9-10的評(píng)估指數(shù)如下所示AAA起泡操作后沒有立即觀察到泡沫。
AA起泡操作后泡沫的即時(shí)高度≤10毫米，15分鐘后泡沫高度≤5毫米，60分鐘后泡沫消失。
A起泡操作后泡沫的即時(shí)高度≤15毫米，15分鐘后泡沫高度≤10毫米，60分鐘后泡沫高度≤6毫米。
B起泡操作后泡沫的即時(shí)高度≤25毫米，15分鐘后泡沫高度≤20毫米，60分鐘后泡沫高度≤15毫米。
C起泡操作后泡沫的即時(shí)高度≤25毫米，15分鐘后泡沫高度高于20毫米，60分鐘后泡沫高度高于15毫米。
實(shí)施例7-10和比較實(shí)施例9-10的評(píng)估結(jié)果列于表2中。
表2

評(píng)估3打印穩(wěn)定性將Seiko Epson Corporation生產(chǎn)的用于噴墨打印機(jī)的墨水盒PM-4000PX分別充滿實(shí)施例11-13和比較實(shí)施例11-13描述的墨水組合物，然后裝在打印機(jī)上。在確定所有噴嘴都能噴射后，將墨盒在40℃的環(huán)境下放置一個(gè)月。在此放置以后，在空白紙上打印規(guī)則的線形圖案，直到墨水盒墨水用層。評(píng)估指數(shù)如下AA規(guī)則線完全沒有缺失和變細(xì)。
A在墨盒墨水尾端附近發(fā)生規(guī)則線變細(xì)，但是經(jīng)清洗它又能恢復(fù)。
B僅在墨盒墨水尾端附近發(fā)生規(guī)則線變細(xì)，但是即使經(jīng)清洗它也不能恢復(fù)。
C經(jīng)常發(fā)生點(diǎn)缺失。
評(píng)估4色彩評(píng)估用評(píng)估3中的方法在40℃的環(huán)境下放置一個(gè)月后，在PM照相紙(SeikoEpson Corporation生產(chǎn))上打印單色條圖案，直到墨水盒墨水用層。基于第一打印頁的色彩對(duì)一個(gè)墨盒中的最大色彩差異進(jìn)行評(píng)估。評(píng)估指數(shù)如下A一個(gè)墨盒中最大色彩差異(ΔE)小于3。
B一個(gè)墨盒中最大色彩差異(ΔE)從3到小于4。
C一個(gè)墨盒中最大色彩差異(ΔE)從4到小于5。
D一個(gè)墨盒中最大色彩差異(ΔE)大于等于5。
評(píng)估結(jié)果如下面的表3所示。
表3

雖然參照本發(fā)明的具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述，但是在未偏離本發(fā)明精神和范圍的情況下，對(duì)發(fā)明進(jìn)行各種變化和調(diào)整對(duì)熟悉本領(lǐng)域人員來說是顯而易見的。
本申請(qǐng)基于申請(qǐng)?zhí)枮镹o.2005-097591(2005年3月20日提交)和No.2005-283024(2005年9月28日提交)的日本專利，這些專利的內(nèi)容在此引入作為參考。
權(quán)利要求
1.一種墨水組合物，其包括至少一種顏料和可溶于水的溶劑，其中所述組合物包含0.05-0.5重量％的具有4-6個(gè)碳原子的烷基醇。
2.如權(quán)利要求1所述的墨水組合物，其中所述可溶于水的溶劑是1，2-烷基二醇或甘油。
3.如權(quán)利要求2所述的墨水組合物，其中所述1，2-烷基二醇是1，2-己二醇。
4.如權(quán)利要求1所述的墨水組合物，其中所述具有4-6個(gè)碳原子的烷基醇是正烷基醇。
5.如權(quán)利要求4所述的墨水組合物，其中所述正烷基醇是1-己醇。
6.如權(quán)利要求1所述的墨水組合物，其中所述組合物進(jìn)一步包含表面活性劑。
7.如權(quán)利要求6所述的墨水組合物，其中所述表面活性劑是基于硅氧烷的表面活性劑。
8.如權(quán)利要求7所述的墨水組合物，其中所述基于硅氧烷的表面活性劑是聚醚改性的基于硅氧烷的表面活性劑。
9.如權(quán)利要求8所述的墨水組合物，其中所述聚醚改性的基于硅氧烷的表面活性劑具有如下結(jié)構(gòu) 其中R1-R9各自獨(dú)立地代表C1-6烷基，j和k各自獨(dú)立地代表1或更大的整數(shù)，EO代表亞乙基氧基團(tuán)，PO代表亞丙基氧基團(tuán)，以及m和n各自代表0或更大的整數(shù)，前提是m+n是1或更大的整數(shù)，并且所述括號(hào)中的EO和PO的順序是非限制的，EO和PO可以隨機(jī)排列，或者形成嵌段。
10.如權(quán)利要求1所述的墨水組合物，其中所述顏料是以樹脂分散的顏料。
11.如權(quán)利要求1所述的墨水組合物，其中所述組合物進(jìn)一步包括糖醇。
全文摘要
本發(fā)明提供包含至少一種顏料和水溶性溶劑的墨水組合物，其中組合物包括以重量計(jì)為0.05－0.5％的具有4－6個(gè)碳原子的烷基醇。
文檔編號(hào)B41J2/01GK1847328SQ2006100820
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2006年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月30日
發(fā)明者小柳崇, 洼田和英, 中野景多郎, 竹本清彥 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社