專利名稱：油墨組合物、油墨組及成像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油墨組合物、油墨組以及成像方法。
背景技術(shù)：
利用噴墨法的記錄方法可通過(guò)從設(shè)置在噴頭處的多個(gè)噴嘴孔噴射出墨滴而在各種記錄介質(zhì)上記錄高質(zhì)量圖像。因此，利用噴墨法的記錄方法得到廣泛應(yīng)用。顏料被廣泛用作著色劑，著色劑是油墨中所含的組分 之一。在用于油墨的顏料中，碳黑被廣泛用作黑色顏料。另外，將除碳黑之外的其它顏料(如，青色顏料)與碳黑(以下可簡(jiǎn)稱為“CB”)一起使用的技術(shù)也是已知的。具體而言，例如，已經(jīng)公開(kāi)了含有碳黑(CB)、除CB之外的顏料(如，青色顏料)、以及氨基甲酸乙酯樹(shù)脂的顏料分散水性記錄液(例如，參見(jiàn)日本專利申請(qǐng)公開(kāi)(JP-A)No. 2004-285344)。另外，已經(jīng)公開(kāi)了含有包含碳黑的聚合物顆粒的用于噴墨記錄的水性油墨(例如，參見(jiàn) JP-A No. 2009-144007)。然而，由于油墨中的溶劑組分的蒸發(fā)，含有顏料的顏料油墨可能稠化并逐漸固化。一旦顏料油墨固化，就很難再溶解。因此，當(dāng)稠化或固化的油墨粘附到噴頭的噴嘴頭部分等處并逐漸沉積于其上時(shí)，噴嘴孔可能變窄或可能導(dǎo)致阻塞，從而導(dǎo)致油墨噴射方向的偏離或不噴射等問(wèn)題。當(dāng)粘附的油墨已經(jīng)發(fā)生沉積時(shí)，難以通過(guò)采用噴口蓋、擦拭單元等維持其性能，結(jié)果，隨時(shí)間的推移，圖像形成性劣化。關(guān)于上述方面，已經(jīng)提出了采用用于洗滌附著油墨的液體的方法，例如，已經(jīng)公開(kāi)了一種噴墨記錄用的維護(hù)液，其包含不溶或微溶于水的樹(shù)脂溶解溶劑、以及保濕劑(例如，參見(jiàn)JP-A No. 2007-169314)。據(jù)說(shuō)采用這樣的維護(hù)液時(shí)，不太容易發(fā)生噴射不穩(wěn)定、噴嘴堵
塞等故障。另外，在包含顏料的油墨中，通常使用用于分散顏料的分散劑，作為分散劑，已知有聚乙烯基吡咯烷酮。例如，已經(jīng)公開(kāi)了一種用于水性記錄的油墨，其含有聚乙烯基吡咯烷酮作為聚合物分散劑，還含有顏料、樹(shù)脂乳液等(例如，參見(jiàn)JP-A No. 4-356570和日本專利No. 3000853)。

發(fā)明內(nèi)容
然而，在含有碳黑、選自青色顏料或品紅色顏料中的至少一種顏料、以及聚合物組分(如，樹(shù)脂顆?；蛳?的油墨組合物中，隨時(shí)間的推移，可能發(fā)生青色或品紅色從黑色基色中分離的情況。在下文中將這種現(xiàn)象稱為“隨時(shí)間推移的顏色分離”或簡(jiǎn)稱為“顏色分
南”
1 O另外，在為了(例如)改善所形成的圖像的耐刮擦性或防止剝離而在油墨中包含聚合物組分(如，樹(shù)脂顆?；蛳?的組合物中，特別容易發(fā)生油墨的固化或沉積。由于這個(gè)原因，只通過(guò)傳統(tǒng)技術(shù)，例如施用含樹(shù)脂溶解溶劑或保濕劑的維護(hù)液或者進(jìn)行擦拭(下文中，該操作可簡(jiǎn)稱為“維護(hù)”)，不足以達(dá)到除去效果，油墨隨時(shí)間推移可沉積在噴嘴處，當(dāng)噴射暫停后重啟時(shí)導(dǎo)致噴嘴不噴墨或者噴射偏離頻繁發(fā)生。另外，在將碳黑加入到上述組分中的情況下，由于碳黑包含硬顆粒，當(dāng)反復(fù)進(jìn)行維護(hù)時(shí)，墨頭表面或者可以設(shè)置在墨頭表面上的非潤(rùn)濕層(例如，含氟的有機(jī)液體排斥材料層)可能會(huì)被損壞，導(dǎo)致噴嘴不噴墨或噴射偏離頻繁發(fā)生。另外，含有聚乙烯基吡咯烷酮作為顏料分散劑的油墨傾向于具有較高含量的聚乙稀基批略燒麗。然而，在包含聚合物組分(如，樹(shù)脂顆粒或 蠟)的組合物中，在聚乙烯基吡咯烷酮的含量聞的情況下，油墨的液體粘度增加并且更容易發(fā)生噴嘴堵塞。隨著油墨變桐，油墨的沉積量隨時(shí)間而增加，結(jié)果，當(dāng)暫停噴射后重啟噴射時(shí)或者反復(fù)進(jìn)行維護(hù)后重啟噴射時(shí)，容易發(fā)生不噴射或噴射偏離。本發(fā)明基于上述問(wèn)題而進(jìn)行，旨在實(shí)現(xiàn)以下方面。即，本發(fā)明的一個(gè)方面在于提供一種油墨組合物，該油墨組合物含有碳黑、青色顏料或品紅色顏料中的至少一種顏料、以及聚合物組分，并且采用該油墨組合物可抑制隨時(shí)間推移的顏色分離，另外，當(dāng)暫停噴射后重啟噴射時(shí)或反復(fù)進(jìn)行維護(hù)后重啟噴射時(shí)，不噴射或噴射偏離的現(xiàn)象被抑制；本發(fā)明還在于提供一種油墨組；并且還提供一種成像方法，采用該方法可抑制圖像缺陷(如，圖像空白(image void)),并且在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)可穩(wěn)定地形成高分辨率圖像。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種油墨組合物，該油墨組合物含有碳黑；選自由青色顏料和品紅色顏料組成的組中的至少一種顏料；占所述組合物總量的大于或等于0. 01質(zhì)量％而小于I. 00質(zhì)量％的選自由聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇和聚乙二醇組成的組中的至少一者；非水溶性或基本上非水溶性的樹(shù)脂顆粒、非水溶性或基本上非水溶性的蠟顆粒、或它們的混合物；以及水。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種油墨組，該油墨組含有第一方面所述的油墨組合物；以及含有凝集成分的處理液，所述凝集成分在與所述油墨組合物接觸時(shí)形成凝集體。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種成像方法，該方法包括通過(guò)噴墨法將第一方面所述的油墨組合物或者第二方面所述的油墨組中所含的油墨組合物從噴頭噴射至記錄介質(zhì)上，其中所述噴頭設(shè)置有多個(gè)噴射液滴的噴嘴孔，每個(gè)所述噴嘴孔具有包括含有硅原子的膜的內(nèi)表面。根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種油墨組合物，該油墨組合物含有碳黑、青色顏料或品紅色顏料中的至少一者、以及聚合物組分，并且采用該油墨組合物可抑制隨時(shí)間推移的顏色分離，另外，當(dāng)暫停噴射后重啟噴射時(shí)或反復(fù)進(jìn)行維護(hù)后重啟噴射時(shí)，不噴射或噴射偏離的現(xiàn)象被抑制；還可以提供一種油墨組。另外，根據(jù)本發(fā)明，還可以提供一種成像方法，采用該成像方法可抑制圖像缺陷(如，圖像空白)，并且在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)可穩(wěn)定地形成高分辨率圖像。
具體實(shí)施例方式以下對(duì)本發(fā)明所述的油墨組合物、油墨組、以及采用它們的成像方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。<油墨組合物和油墨組〉
本發(fā)明的油墨組合物(下文中也稱為“油墨”)含有碳黑；選自由青色顏料和品紅色顏料組成的組中的至少一種顏料；占所述組合物總量的大于或等于0.01質(zhì)量％而小于I. 00質(zhì)量％的選自由聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇和聚乙二醇組成的組中的至少一者；非水溶性或基本上非水溶性的樹(shù)脂顆粒、非水溶性或基本上非水溶性的蠟顆粒、或它們的混合物；以及水。如果需要，本發(fā)明的油墨組合物還可含有一種或多種其它組分。通常，例如，從改善色調(diào)、改善顏色再現(xiàn)性等的角度來(lái)說(shuō)，除作為黑色顏料的碳黑(CB)之外，還可向黑色油墨組合物中加入青色顏料或品紅色顏料中的至少一者作為顏料。
然而，含有碳黑、選自青色顏料或品紅色顏料中的至少一種顏料、以及聚合物組分(如，樹(shù)脂顆粒或蠟)的油墨組合物，可能會(huì)發(fā)生隨時(shí)間推移的顏色分離，在該現(xiàn)象中，隨時(shí)間的推移青色或品紅色中的至少一者從黑色基色中分離。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)向含有碳黑、選自青色顏料或品紅色顏料中的至少一種顏料、以及聚合物組分的油墨組合物中加入相對(duì)少量的聚乙烯基吡咯烷酮(下文中簡(jiǎn)稱為PVP)、聚乙烯醇(下文中簡(jiǎn)稱為PVA)或聚乙二醇(下文中簡(jiǎn)稱為PEG)中的至少一者，能夠抑制隨時(shí)間推移的顏色分離，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。即，采用本發(fā)明所述構(gòu)成的油墨組合物，能夠抑制隨時(shí)間推移的顏色分離。通常，在通過(guò)噴墨法而將墨滴滴到記錄面上的成像方法中，噴射油墨時(shí)油墨容易粘附到噴射孔附近(例如，排列在噴嘴板上的噴嘴孔)，并且所粘附的油墨容易成為固著物質(zhì)。特別是，在采用通過(guò)向含顏料的水性油墨液中加入非水溶性或基本上非水溶性的樹(shù)脂顆?；蛘叻撬苄曰蚧旧戏撬苄缘南烆w粒中的至少一者(下文中稱為“樹(shù)脂顆粒等”)而制得的液體組合物的情況下，由于油墨液中樹(shù)脂顆?；蛳烆w粒的沉淀和沉積，與不含樹(shù)脂顆粒等的情況相比，粘附并固化的物質(zhì)的量更大，并且該粘附并固化的物質(zhì)傾向于更快增長(zhǎng)。因此，當(dāng)反復(fù)進(jìn)行油墨噴射和噴射暫停以持續(xù)形成圖像時(shí)，固著物質(zhì)可能增長(zhǎng)并隨時(shí)間推移使噴嘴孔變窄，從而導(dǎo)致噴射偏離，其中噴出的墨滴滴在不同于預(yù)期位置的位置上；還導(dǎo)致噴嘴堵塞，這導(dǎo)致發(fā)生不噴射的現(xiàn)象。本發(fā)明中，通過(guò)含有相對(duì)少量的聚乙烯基吡咯烷酮(下文中簡(jiǎn)稱為PVP)、聚乙烯醇(下文中簡(jiǎn)稱為PVA)或聚乙二醇(下文中簡(jiǎn)稱為PEG)中的至少一者，不易發(fā)生油墨固著物質(zhì)在噴嘴孔附近的沉積，即使當(dāng)油墨發(fā)生粘附時(shí)，通過(guò)擦拭等可容易地除去粘附的油墨。據(jù)猜測(cè)其原因如下。即，PVP等吸附到噴嘴孔附近的噴頭表面(孔的外表面；例如噴嘴板的板表面)、或孔內(nèi)油墨通道的內(nèi)壁表面(壁表面)，從而據(jù)猜測(cè)，由于PVP等的吸附，樹(shù)脂顆粒或蠟顆?？晌缴先サ陌灞砻婊蚩變?nèi)壁表面的吸附位點(diǎn)減少了。通過(guò)具有上述構(gòu)成，當(dāng)反復(fù)進(jìn)行油墨噴射和噴射暫停而進(jìn)行圖像形成時(shí)，可抑制油墨噴射偏離和不噴射，并且可抑制圖像缺陷(如，圖像空白)，結(jié)果，在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)可穩(wěn)定地形成高分辨率圖像。另外，由于在粘附狀態(tài)下油墨幾乎不固化，并且粘附的油墨不易增長(zhǎng)變?yōu)楣袒癄顟B(tài)，因此油墨表現(xiàn)出優(yōu)異的維護(hù)性。另外，通常在采用含有碳黑和樹(shù)脂顆粒等的油墨的情況下，由于碳黑含有硬顆粒，當(dāng)反復(fù)進(jìn)行維護(hù)時(shí)，噴墨頭的表面(設(shè)置有孔一側(cè)的表面)或非潤(rùn)濕層(例如，含氟的有機(jī)液體排斥材料層，其可以位于噴墨頭表面)可能發(fā)生劣化，導(dǎo)致容易發(fā)生噴嘴不噴射或噴射偏尚。就此而言，由于本發(fā)明的油墨組合物含有PVP、PVA或PEG中的至少一者，因此可抑制油墨粘附和沉積在噴墨頭，并且可提供優(yōu)異的維護(hù)性，結(jié)果，反復(fù)進(jìn)行維護(hù)后的噴嘴不噴射和噴射偏離現(xiàn)象可被抑制。另外，由于本發(fā)明的油墨組合物含有PVP、PVA或PEG中的至少一者，非潤(rùn)濕層表面處的油墨防水性增強(qiáng)，從而可降低粘附的油墨或維護(hù)殘?jiān)牧?，從而能減少維護(hù)活動(dòng)的頻率。另外，也可抑制由于與油墨長(zhǎng)時(shí)間接觸而導(dǎo)致的非潤(rùn)濕層表面的劣化。結(jié)果，通過(guò)采用本發(fā)明的油墨組合物，能夠改善可以設(shè)置于噴墨頭表面的非潤(rùn)濕層的耐久性。如上所述，可以設(shè)置于噴墨頭表面(設(shè)置有孔的一側(cè)的表面)上的非潤(rùn)濕層采用了(例如)含氟的有機(jī)液體排斥材料層。更具體而言，如日本國(guó)家階段申請(qǐng)公開(kāi)No. 2008-544852的第0028段所述，非潤(rùn) 濕層的例子為采用具有一端被-CF3基團(tuán)封端并且另一端被-SiCl3基團(tuán)封端的碳鏈的分子而形成的層。這里“具有一端被-CF3基團(tuán)封端并且另一端被-SiCl3基團(tuán)封端的碳鏈的分子”優(yōu)選為具有碳氟化合物鏈的分子，并且更優(yōu)選為十三氟-1，1，2，2-四氫辛基三氯硅烷(FOTS)或1H，1H，2H，2H-全氟癸基三氯硅烷(FDTS)中的至少一種。本發(fā)明中，相對(duì)于總的油墨組合物，以預(yù)定的比例采用相對(duì)少量的PVP、PVA或PEG中的至少一者，并且所述PVP、PVA或PEG中的至少一者具有抑制油墨粘附和固化的功能、以及在聯(lián)用多種顏料種類的情況下長(zhǎng)時(shí)間地抑制著色劑顏色分離的功能。(碳黑)本發(fā)明中碳黑的例子包括采用已知方法(如，接觸法、爐法或加熱法)制備的碳黑。其具體例子包括爐法碳黑、熱法燈黑(thermallamp black)、乙炔碳黑和槽法碳黑。碳黑的具體例子包括但不限于RAVEN7000、RAVEN 5750、RAVEN 5250、RAVEN5000ULTRA II、RAVEN 3500、RAVEN 2000、RAVEN 1500、RAVEN 1250、RAVEN 1200、RAVEN1190ULTRA II、RAVEN 1170、RAVEN 1255、RAVEN 1080、RAVEN 1060 和 RAVEN700 (均為商品名，由 Columbian Chemicals 公司制備)、REGAL 400R、REGAL 330R、REGAL 660R、MOGULL、BLACK PEARLS L、MONARCH 700、MONARCH 800、MONARCH 880、MONARCH 900、MONARCH1000、MONARCH 1100、MONARCH 1300 和 M0NARCH1400 (均為商品名，由 Cabot 公司制備)、COLOR BLACK FffU COLOR BLACK Fff2, COLOR BLACK Fff2V, COLOR BLACK 18、COLOR BLACKFW200、COLOR BLACK S 150、COLOR BLACKS 160, COLOR BLACK S170、PRINTEX 35、PRINTEXU、PRINTEXV、PRINTEX 140U、PRINTEX 140V、SPECIAL BLACK 6、SPECIALBLACK 5、SPECIALBLACK 4A 和 SPECIAL BLACK 4(均為商品名，由 Evonik-Degussa GmbH 制備)以及 No. 25、No. 33、No. 40、No. 45、No. 47、No. 52、No. 900、No. 2200B、No. 2300、MCF-88、MA600、MA7、MA8和MA 100 (均為商品名，由Mitsubishi Chemical公司制備)。油墨組合物中可含有上述的一種碳黑、或者兩種或多種碳黑。在本發(fā)明的油墨組合物中，相對(duì)于油墨組合物的總固體含量，碳黑的含量?jī)?yōu)選為0. 5質(zhì)量％至5. 0質(zhì)量并且更優(yōu)選為I. 0質(zhì)量％至3. 0質(zhì)量％。當(dāng)相對(duì)于油墨組合物的總固體含量，碳黑的含量大于或等于0.5質(zhì)量％時(shí)，可以容易地維持所需的碳黑密度。另外，當(dāng)相對(duì)于油墨組合物的總固體含量，碳黑的含量小于或等于5.0質(zhì)量％時(shí)，可進(jìn)一步抑制維護(hù)時(shí)在噴嘴表面產(chǎn)生刮痕，并且，當(dāng)相對(duì)于油墨組合物的總固體含量，碳黑的含量小于或等于3.0質(zhì)量％時(shí)，可減少由于長(zhǎng)期噴射引起的噴嘴部磨損。
另外，優(yōu)選碳黑以下述自分散型顏料的形式、或下述樹(shù)脂被覆顏料的形式包含在油墨組合物中。這種情況下，作為自分散型顏料或樹(shù)脂被覆顏料的碳黑的含量的優(yōu)選范圍與上述相同。(青色顏料)本發(fā)明的青色顏料的例子包括C. I.顏料藍(lán)1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:34、16、17:1、22、25、56和60、以及C. I.甕藍(lán)4、60和63。優(yōu)選(銅)酞菁顏料，特別優(yōu)選C. I.顏料藍(lán)15:3。油墨組合物中可以僅含有一種青色顏料、或者可以含有兩種或多種青色顏料。(品紅色顏料)本發(fā)明的品紅色顏料的例子包括C. I.顏料紅48、57、122、184、188和202、C. I.紫19、以及它們的固溶體。優(yōu)選喹吖酮顏料及其固溶體，并且特別優(yōu)選C. I.顏料紅122和C. I.顏料紫19。油墨組合物中可僅含有一種品紅色顏料、或者可含有兩種或多種品紅色顏料。本發(fā)明的油墨組合物中青色顏料或品紅色顏料中的至少一種的含量?jī)?yōu)選為以下范圍。S卩，在青色顏料的情況下，相對(duì)于碳黑的總量，青色顏料的含量?jī)?yōu)選為I質(zhì)量％至50質(zhì)量％?？紤]到打印亮度變化的彩色油墨圖像時(shí)抑制色調(diào)的改變，其含量?jī)?yōu)選為5質(zhì)
量％至40質(zhì)量％。另外，在品紅色顏料的情況下，相對(duì)于碳黑的總量，品紅色顏料的含量?jī)?yōu)選為I質(zhì)量％至70質(zhì)量％?？紤]到打印亮度變化的彩色油墨圖像時(shí)抑制色調(diào)的改變，其含量?jī)?yōu)選為5質(zhì)量％至60質(zhì)量％?？紤]到減少圖像中的條紋或不均勻度，本發(fā)明的油墨組合物優(yōu)選含有青色顏料和品紅色顏料。這種情況下，其優(yōu)選含量與前述的優(yōu)選含量相同。另外，優(yōu)選的是，青色顏料或品紅色顏料以下述自分散型顏料的形式、或下述樹(shù)脂被覆顏料的形式包含在油墨組合物中。這種情況下，作為自分散型顏料或樹(shù)脂被覆顏料的青色顏料或品紅色顏料的含量的優(yōu)選范圍與上述的優(yōu)選范圍相同。(其它顏料)如果需要，本發(fā)明的油墨組合物可含有一種或多種除上述以外的其它顏料(其它顏料)。其它顏料可為有機(jī)顏料或無(wú)機(jī)顏料。有機(jī)顏料的例子包括偶氮顏料、二重氮顏料、偶氮色淀顏料、喹吖酮顏料、茈顏料、蒽醌顏料、多環(huán)顏料、螯合染料、硝基顏料、亞硝基顏料和苯胺黑。無(wú)機(jī)顏料的例子包括氧化鈦、氧化鐵、碳酸鈣、硫酸鋇、氫氧化鋁、鋇黃、鎘紅和鉻黃。(自分散型顏料或樹(shù)脂被覆顏料)本發(fā)明中，優(yōu)選的是碳黑、青色顏料或品紅色顏料中的至少一者(更優(yōu)選為所有碳黑、青色顏料和品紅色顏料)各自為自分散型顏料，或者碳黑、青色顏料或品紅色顏料中的至少一者的表面的至少一部分(更優(yōu)選為各碳黑、青色顏料和品紅色顏料的表面的至少一部分)各自被非水溶性樹(shù)脂被覆。本說(shuō)明書中，表面的至少一部分被非水溶性樹(shù)脂被覆的顏料(碳黑、青色顏料或品紅色顏料)也稱為“樹(shù)脂被覆顏料”。由于自分散型顏料和樹(shù)脂被覆顏料均具有自分散性，因此在不使用顏料分散劑的情況下這些顏料也能夠分散在油墨組合物中。本發(fā)明中，通過(guò)使用自分散型顏料或樹(shù)脂被覆顏料，油墨組合物中所包含的PVP、PVA或PEG中的至少一者用作顏料分散劑的現(xiàn)象得到抑制。因此，利用自分散型顏料或樹(shù)脂被覆顏料，更有效地實(shí)現(xiàn)了通過(guò)使用PVP、PVA或PEG中至少一者所帶來(lái)的各種效果，例如抑制顏色分離、抑制不噴射、抑制噴射偏離等。-自分散型顏料_ 自分散型顏料為這樣的顏料，其經(jīng)處理后在顏料表面上具有選自由-C00H、-CH0、-OH、-SO3H及其鹽組成的組中的一個(gè)或兩個(gè)以上官能團(tuán)(賦予分散性的基團(tuán))，并且為在不采用單獨(dú)的分散劑的情況下就可均一分散在水性油墨組合物中的顏料。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“分散在”是指在不使用分散劑的情況下自分散型顏料穩(wěn)定地存在于水中的狀態(tài)，并且不只限于分散的狀態(tài)，還包括溶解的狀態(tài)。在含自分散型顏料的油墨組合物中，所含有的PVP、PVA或PEG (如下所述，它們無(wú)助于顏料的分散)能有效地抑制不噴射和噴射偏離，而且還具有高分散性。另外，通過(guò)含有PVP,PVA或PEG，使油墨組合物的粘度合適，從而可加入大量的顏料。相應(yīng)地，在很長(zhǎng)一段時(shí)間中可穩(wěn)定地形成具有優(yōu)異的色濃度的高分辨率圖像。關(guān)于自分散型顏料的制備方法，根據(jù)物理處理(如，真空等離子體處理)或化學(xué)處理，可通過(guò)使官能團(tuán)或含官能團(tuán)的分子化學(xué)鍵合(例如，配位、接枝等)到顏料等的表面而獲得自分散型顏料。例如，可由JP-A No. 8-3498所描述的方法來(lái)獲得自分散型顏料。另外，也可利用自分散型顏料的市售商品。其優(yōu)選的例子包括由Orient ChemicalIndustries有限公司生產(chǎn)的MICROJET系列(商品名)，以及由Cabot公司生產(chǎn)的CAB-O-JET系列(商品名)。考慮到當(dāng)采用下述處理液時(shí)通過(guò)與凝集成分反應(yīng)而改善油墨凝集性和耐刮擦性，自分散型顏料優(yōu)選為在顏料表面上具有羧基(-C00H)的自分散型顏料。 考慮到改善油墨的儲(chǔ)存穩(wěn)定性和抑制噴嘴堵塞，自分散型顏料的平均粒度優(yōu)選為IOnm至300nm,并且更優(yōu)選為40nm至150nm。考慮到獲得高密度以及油墨組合物的液體穩(wěn)定性，油墨組合物中自分散型顏料的含量?jī)?yōu)選為I質(zhì)量％至15質(zhì)量％，并且考慮到增強(qiáng)噴射穩(wěn)定性，更優(yōu)選為2質(zhì)量％至10質(zhì)量％。本發(fā)明中，優(yōu)選的是，陰離子聚合物共價(jià)鍵合的顏料作為自分散型顏料，而當(dāng)采用這種顏料時(shí)，油墨的持續(xù)噴出性(在連續(xù)噴射時(shí)的噴出性能)可以得到改善。陰離子聚合物共價(jià)鍵合的顏料具有至少一種陰離子聚合物和顏料，其中所述陰離子聚合物共價(jià)鍵合到該顏料上。陰離子聚合物共價(jià)鍵合的顏料(下文中也稱為“陰離子聚合物鍵合型顏料”或“聚合物改性顏料”)為無(wú)需使用額外的分散劑就能夠分散在包含于油墨中的水性介質(zhì)中的顏料。顏料可為將被氧化劑氧化從而在其表面上引入離子基團(tuán)和/或能被離子化的基團(tuán)的碳制品等。以這種方式制備的氧化顏料在其表面上具有氧元素程度更高的基團(tuán)。氧化劑的例子包括但不限于氧氣；臭氧；過(guò)氧化物，如過(guò)氧化氫；過(guò)硫酸鈉，以及含鉀的過(guò)硫酸鹽；次齒酸鹽，如次氯酸鈉；氧化性酸，如硝酸；高氯酸鈉；氮氧化物，包括NO2 ;含過(guò)渡金屬的氧化劑,如高錳酸鹽、四氧化鋨、或氧化鉻；以及硝酸鈰銨。也可使用氧化劑的混合物，具體而言，氣體形式的氧化劑(如，氧和臭氧等)的混合物。為了引入離子基團(tuán)或能被離子化的基團(tuán)，也可使用采用了表面改性法(如，磺?；?的改性顏料。作為自分散型顏料的碳黑可為含有碳相和含硅類相的多相凝集體，或包括碳相和含金屬類相的多相凝集體。當(dāng)含硅類和/或含金屬類被認(rèn)為是包含在碳相凝集體中時(shí)，可將包含碳相和含硅類相的多相凝集體看作硅處理的碳黑凝集體，并且可將包含碳相和含金屬類相的多相凝集體看作金屬處理的碳黑凝集體。多相凝集體的范圍不包括離散的碳黑凝集體和離散的氧化硅或金屬凝集體的混合物。相反，可用作碳黑的多相凝集體在凝集體的表面上或附近(但是位于凝集體表面)和/或凝集體內(nèi)部包括至少一個(gè)含硅區(qū)域或含金屬區(qū)域。因此，凝集體包括至少兩相，其中之一為碳并且另一為含硅類、含金屬類、或含硅類和含金屬類兩者兼有。與硅烷偶聯(lián)劑一樣，含硅類相(其可為凝集體的一部分)不結(jié)合到碳黑凝集體上，而實(shí)際上與碳相一樣為凝集體的一部分。金屬處理的碳黑為至少包括碳相和含金屬類相的凝集體。含金屬類包括含鋁、鋅、鎂、 丐、鈦、銀、鈷、鎳、錯(cuò)、錫、鋪、鉻、釹、鉛、締、鋇、銫、鐵或鑰的化合物。含金屬類相可分散在凝集體的至少一部分中，并且為凝集體固有的一部分。金屬處理的碳黑可包括多于一種的含金屬類相。金屬處理的碳黑可包括含硅類相和/或含硼類相。這些多相凝集體的制備的細(xì)節(jié)參見(jiàn)美國(guó)專利No. 5，830, 930、5，877，238和6，028，127，國(guó)際公開(kāi) WO 96/37547 和美國(guó)專利 No. 6，017，980,5, 904，762 和 6，057，387。在WO 96/37547中描述了氧化硅被覆的碳制品可用作顏料。另外可采用任意的氧化硅被覆顏料。如在上述的金屬處理的碳黑或多相凝集體的情況下，對(duì)于該被覆顏料，可采用具有能夠與覆膜、氧化硅或金屬相反應(yīng)的官能團(tuán)的偶聯(lián)劑以賦予顏料所需的或預(yù)期的功能性。通過(guò)氮吸收測(cè)量的BET表面積值根據(jù)顏料所需的特性會(huì)有變化，并且顏料可具有較寬范圍的BET表面積。例如，碳黑顏料的BET表面積可為約10m2/g至約2，000m2/g，約10m2/g至約l，000m2/g,或約50m2/g至約500m2/g。本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的是，當(dāng)顆粒結(jié)構(gòu)一樣時(shí)，較大的表面積對(duì)應(yīng)于較小的顆粒尺寸。優(yōu)選較大的表面積，并且當(dāng)不能馬上用于預(yù)期的應(yīng)用時(shí)，如果需要，可對(duì)顏料采用常規(guī)的尺寸減小技術(shù)或粉碎技術(shù)(如，研磨介質(zhì)、氣流磨、微流體化或超聲波處理)，以將顏料的顆粒尺寸減小到較小的顆粒尺寸。碳黑可具有約10mL/100g至約1，OOOmL/lOOg的結(jié)構(gòu)，或約40mL/100g至約200mL/100g 的結(jié)構(gòu)。在陰離子聚合物鍵合型顏料中，至少一種陰離子基團(tuán)或能夠轉(zhuǎn)化為陰離子形式的基團(tuán)被鍵合到至少一種聚合物上(即，鍵合到顏料上)。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“能夠轉(zhuǎn)化為陰
離子形式的基團(tuán)”是指能被離子化為陰離子的基團(tuán)。例如，陰離子基團(tuán)或能夠轉(zhuǎn)化為陰離子形式的基團(tuán)可以為酸性基團(tuán)或酸性基團(tuán)的鹽。該酸性基團(tuán)可以為有機(jī)酸的衍生物，如羧基、羥基、磺酸基、硫酸基或磷酸基。陰離子基團(tuán)或能夠轉(zhuǎn)化為陰離子形式的基團(tuán)可在記錄介質(zhì)表面上提供與定影劑液和陰離子聚合物鍵合型顏料之間的凝集反應(yīng)有關(guān)的官能團(tuán)。
對(duì)包含于陰離子聚合物鍵合型顏料中的聚合物不作特別限定，其例子可包括聚苯乙烯、苯乙烯/丙烯酸共聚物、苯乙烯/丙烯酸酯共聚物、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸乙酯、苯乙烯/ 丁二烯共聚物、丁二烯共聚物、聚氨酯、丙烯腈/ 丁二烯共聚物、氯丁二烯共聚物、交聯(lián)丙烯酸樹(shù)脂、交聯(lián)苯乙烯樹(shù)脂、偏二氟乙烯、苯并胍胺樹(shù)脂、聚乙烯樹(shù)脂、聚丙烯樹(shù)脂、苯乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯/丙烯酰胺共聚物、丙烯酸異丁酯、丙烯酸正丁酯、醋酸乙烯酯、丙烯酰胺、聚乙烯醇縮醛、松香樹(shù)脂、偏二氯乙烯樹(shù)脂、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯酯/丙烯酸共聚物和氯乙烯樹(shù)脂。以陰離子聚合物鍵合型顏料的質(zhì)量計(jì)，顏料上可載有的聚合物的量為約20%至約30%。由下述的改性顏料，采用包括聚合至少一種可聚合單體的方法可制備聚合物改性顏料。聚合物基團(tuán)可為各種不同類型聚合物(例如，均聚物、無(wú)規(guī)共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物、支化共聚物或交替共聚物)的基團(tuán)。
通常有三種方法可用于制備具有至少一種聚合物基團(tuán)鍵合的顏料。這些方法稱為“接枝到(onto grafting) ”、“通過(guò)接枝(throughgrafting) ”和“從接枝(from grafting) ”方法。“從接枝”方法一般包括在具有至少一種可聚合基團(tuán)鍵合于其上的改性顏料的存在下將單體聚合。鍵合的聚合物可以在空間上防止增長(zhǎng)的聚合物鏈到達(dá)顏料表面上的可聚合基團(tuán)，因而，鍵合的聚合物的存在可抑制進(jìn)一步鍵合。應(yīng)該指出的是，“從接枝”方法通常包括在顏料表面上產(chǎn)生引發(fā)點(diǎn)，并從該引發(fā)點(diǎn)直接將單體聚合。優(yōu)選通過(guò)“從接枝”方法來(lái)制備聚合物改性顏料?？刹捎帽绢I(lǐng)域已知的任意的“從接枝”方法。例如，聚合物改性顏料可通過(guò)“從”具有至少一種可轉(zhuǎn)移原子或基團(tuán)并且與至少一種可聚合單體鍵合的顏料的聚合過(guò)程來(lái)進(jìn)行制備。可供選擇的是，可采用常規(guī)的自由基聚合，其中至少一種可聚合單體“從”具有鍵合在其上的引發(fā)基團(tuán)的顏料來(lái)聚合。優(yōu)選的是，通過(guò)采用下述的聚合過(guò)程來(lái)制備聚合物改性顏料，其中所述聚合過(guò)程包括從其上鍵合有至少一種可轉(zhuǎn)移原子或基團(tuán)的顏料將至少一種可聚合單體聚合。該聚合過(guò)程的例子包括原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)、穩(wěn)定自由基(SFR)聚合和可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移(RAFT)聚合，以及離子聚合(如，基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合(GTP))。通常在聚合過(guò)程中，具有相對(duì)較低的固定濃度的增長(zhǎng)鏈末端可能與終止?fàn)顟B(tài)的鏈末端有關(guān)，但這并不必需。當(dāng)鏈處于終止?fàn)顟B(tài)的情況下，鏈末端包含可轉(zhuǎn)移原子或基團(tuán)。終止?fàn)顟B(tài)下的鏈末端可通過(guò)失去可轉(zhuǎn)移原子或基團(tuán)而轉(zhuǎn)換為改性鏈末端。ATRP, SFR和RAFT為活性自由基聚合方法，其用于采用含有可轉(zhuǎn)移自由基的原子或基團(tuán)的引發(fā)劑從自由基聚合性單體制備聚合物材料。在這些聚合方法中，轉(zhuǎn)移基團(tuán)的類型相互不同。例如，ATRP聚合通常涉及鹵素基團(tuán)的轉(zhuǎn)移。關(guān)于ATRP方法在(例如)文獻(xiàn) ACSSymposium Series 768、文獻(xiàn) Handbook of Radical Polymerization (K.Matyjaszewski, T. P.(編者)ffiIey-Interscience, Hoboken2002)、以及文獻(xiàn) Journalof the American Chemical Society 1995,1175614 (作者M(jìn)atyjaszewski)中有詳細(xì)描述。SFR聚合通常涉及穩(wěn)定的自由基基團(tuán)(如，硝?；?的轉(zhuǎn)移。關(guān)于氮氧化物調(diào)控聚合在(例如)文獻(xiàn) Handbook of Radical Polymerization (K. Matyjaszewski, T. P. Davis (編者):Wiley_Interscience, Hoboken 2002)第10章中有詳細(xì)描述。盡管在(例如)文獻(xiàn)Accounts of Chemical Research 2004,37 (5),312-325(C. L. McCormick和 A. B. Lowe)中示出了許多其它基團(tuán)，但是在文獻(xiàn)Macromolecules 1998，31 (16)，5559 (Chiefari等)中描述的RAFT方法中，轉(zhuǎn)移基團(tuán)為(例如)硫羰基硫代基團(tuán)。從這個(gè)角度而言，RAFT方法與氮氧化物調(diào)控聚合不同。在比較這些方法時(shí)，GTP為由含離子化可轉(zhuǎn)移原子或基團(tuán)(如，甲硅烷基(例如，三甲基硅烷基))的引發(fā)劑將陰離子或陽(yáng)離子可聚合單體聚合的聚合技術(shù)。關(guān)于 GTP 方法在(例如)文獻(xiàn) Journal of the American ChemicalSociety 1983,105 (17),5706-5708 (Webster 等)和文獻(xiàn) Encyclopediaof Polymer Science and Engineering1987，7，580-588 (Webster)中有詳細(xì)描述。-樹(shù)脂被覆顏料-在上述的樹(shù)脂被覆顏料中，不需要顏料顆粒的整個(gè)表面都被被覆，顏料可以為顆粒表面的至少一部分被被覆的狀態(tài)。通過(guò)這種形式，顏料顆?？梢砸苑浅Ｐ〉念w粒直徑的形式存在，并且可以在分散后獲得高的分散穩(wěn)定性。相應(yīng)地，在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，可以穩(wěn)定地形成具有優(yōu)異色濃度的高分辨率圖像。非水溶性樹(shù)脂的優(yōu)選例子包括[I]含有下式⑴所示重復(fù)單元(a)和具有離子基團(tuán)的重復(fù)單元(b)的聚合物；以及[2]含有衍生自含成鹽基團(tuán)單體(C)的構(gòu)成單元和衍生自苯乙烯類大分子單體(d)和/或疏水單體(e)的構(gòu)成單元的聚合物。其中，優(yōu)選[I]的聚合物。關(guān)于聚合物[2]在JP-A No. 2009-84501第0012至0031段中有詳細(xì)描述。這里，術(shù)語(yǔ)“非水溶性”是指當(dāng)在25°C下聚合物與水性介質(zhì)混合時(shí)，溶解在水性介質(zhì)中的聚合物的量小于或等于10質(zhì)量％ (其表述為相對(duì)于與水性介質(zhì)混合的總聚合物的質(zhì)量比)。下文中，對(duì)含有下式(I)所示重復(fù)單元(a)和具有離子基團(tuán)的重復(fù)單元(b)的[I]聚合物進(jìn)行詳細(xì)描述。該聚合物含有至少一種由下式(I)所示的重復(fù)單元以及至少一種具有離子基團(tuán)的重復(fù)單元，并且如果需要還可包含一種或多種其它結(jié)構(gòu)單元，如除了式(I)所示的重復(fù)單元之外的其它疏水性重復(fù)單元(其它疏水重復(fù)單元)或者具有非離子官能團(tuán)的親水性重復(fù)單元?！词?I)所示的重復(fù)單元(a)>式⑴
權(quán)利要求
1.一種油墨組合物，含有 碳黑； 選自由青色顏料和品紅色顏料組成的組中的至少一者； 占所述組合物總量的大于或等于0. Ol質(zhì)量％而小于I. OO質(zhì)量％的選自由聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇和聚乙二醇組成的組中的至少一者； 非水溶性或基本上非水溶性樹(shù)脂顆粒、非水溶性或基本上非水溶性蠟顆粒、或者它們的任意混合物；以及 水。
2.權(quán)利要求I所述的油墨組合物，其中選自由所述碳黑、所述青色顏料和所述品紅色顏料組成的組中的至少一者均各自獨(dú)立地為自分散型顏料、或者為至少一部分表面被非水溶性樹(shù)脂被覆的顏料。
3.權(quán)利要求I所述的油墨組合物，還含有聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物。
4.權(quán)利要求I所述的油墨組合物，其中通過(guò)相轉(zhuǎn)移乳化法，將選自由所述碳黑、所述青色顏料和所述品紅色顏料組成的組中的至少一者的表面的至少一部分用非水溶性樹(shù)脂被覆。
5.權(quán)利要求I所述的油墨組合物，其中所述樹(shù)脂顆粒為自分散性樹(shù)脂顆粒。
6.權(quán)利要求I所述的油墨組合物，其中所述樹(shù)脂顆粒包括在有機(jī)溶劑中合成的樹(shù)脂，并且該樹(shù)脂顆粒為分散體的形式，在該分散體中，所述樹(shù)脂中的部分或所有陰離子基團(tuán)被中和，并且含有水作為連續(xù)相。
7.權(quán)利要求I所述的油墨組合物，其中所述蠟顆粒為選自由石蠟、石蠟衍生物、巴西棕櫚蠟、以及它們的混合物組成的組中的至少一種顆粒。
8.權(quán)利要求I所述的油墨組合物，其中在溫度為25°C時(shí)，所述油墨組合物的pH為7.5至 10. O。
9.權(quán)利要求I所述的油墨組合物，還包含選自由尿素和尿素衍生物組成的組中的至少一者。
10.一種油墨組，含有 權(quán)利要求I至9中任意一項(xiàng)所述的油墨組合物；以及 含有凝集成分的處理液，所述凝集成分在與所述油墨組合物接觸時(shí)形成凝集體。
11.一種成像方法，包括 通過(guò)噴墨法將權(quán)利要求I至9中任意一項(xiàng)所述的油墨組合物從噴頭噴射至記錄介質(zhì)上，其中所述噴頭設(shè)置有多個(gè)噴射液滴的噴嘴孔，每個(gè)所述噴嘴孔都具有包括含硅原子膜的內(nèi)表面。
12.權(quán)利要求11所述的成像方法，其中所述油墨組合物通過(guò)壓電噴墨法被噴射。
13.權(quán)利要求11所述的成像方法，還包括將含凝集成分的處理液施加到記錄介質(zhì)上，其中所述凝集成分在與所述油墨組合物接觸時(shí)形成凝集體。
14.權(quán)利要求13所述的成像方法，還包括對(duì)在噴射所述油墨組合物以及施加所述處理液后所形成的圖像進(jìn)行加熱，從而將該圖像定影在所述記錄介質(zhì)上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種油墨組合物，其含有碳黑；選自由青色顏料和品紅色顏料組成的組中的至少一者；占所述組合物總量的大于或等于0.01質(zhì)量％而小于1.00質(zhì)量％的選自由聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇和聚乙二醇組成的組中的至少一者；非水溶性或基本上非水溶性的樹(shù)脂顆粒、非水溶性或基本上非水溶性的蠟顆粒、或它們的任意混合物；以及水。本發(fā)明還公開(kāi)了油墨組和成像方法。
文檔編號(hào)C09D11/12GK102643568SQ20121002027
公開(kāi)日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月17日
發(fā)明者大石康史, 西塔亮 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社