專(zhuān)利名稱：噴墨記錄油墨的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴墨記錄油墨。
背景技術(shù)：
當(dāng)需要大量的印刷品副本(例如地方廣告和企業(yè)傳單的印刷副本)時(shí)，通常使用成形板印刷機(jī)以滿足這種需求。然而，近幾年來(lái)，隨著需求的多樣化，能夠快速?gòu)?fù)印并且能夠使庫(kù)存最小的按需式(on-demand)印刷機(jī)用得越來(lái)越多，逐漸代替了上述的傳統(tǒng)印刷機(jī)。關(guān)于這種按需式印刷機(jī)，由于噴墨印刷機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)高速和高質(zhì)量的印刷，因此人們冀望噴墨印刷機(jī)被用作按需式印刷機(jī)。
至于用噴墨印刷機(jī)以實(shí)現(xiàn)高清晰圖像印刷的技術(shù)，已知的方法以與成形板印刷機(jī)相同的方式使用溶劑型油墨或溶劑型液體調(diào)色劑，兩者都含有顏料和有機(jī)溶劑。然而，當(dāng)重復(fù)印刷一定次數(shù)之后，這項(xiàng)技術(shù)會(huì)導(dǎo)致有機(jī)溶劑揮發(fā)，且揮發(fā)的程度不可忽視。因此，如果使用這項(xiàng)技術(shù)，由這種有機(jī)溶劑揮發(fā)引起的環(huán)境污染問(wèn)題就會(huì)增加，這就有必要提供廢氣處理裝置或溶劑回收系統(tǒng)。
在這些情況下，作為可有效克服因使用有機(jī)溶劑而引起上述問(wèn)題的技術(shù)，感光油墨以及使用感光油墨的印刷機(jī)系統(tǒng)目前正受到注意。這一技術(shù)用到了感光油墨，它包括自由基聚合單體、光聚反應(yīng)的引發(fā)劑和顏料，這些都是必須成分，其中感光油墨被排放到印刷品的表面上，從而被快速地光固化。
由于光線的照射作用可以很容易地使由這種感光油墨形成的油墨層非流態(tài)化，因此使用這種印刷系統(tǒng)就有可能獲得質(zhì)量相對(duì)較高的印刷品。然而，這里所使用的油墨含有大量的致癌物質(zhì)(例如自由基-產(chǎn)生劑)，而且，被用作自由基聚合單體的揮發(fā)性丙烯酸衍生物對(duì)皮膚有很強(qiáng)的刺激性，而且有臭味。也就是說(shuō)，這種傳統(tǒng)的感光油墨需要小心處理。另外，油墨中的自由基聚合會(huì)由于空氣中氧氣的存在而受到很大的阻礙，同時(shí)，曝光光線被油墨中所含的顏料吸收。因此，在油墨層的深層區(qū)域，曝光量往往顯得不足。結(jié)果是，這種感光油墨對(duì)曝光光線的敏感性相對(duì)較低，因此在使用這種印刷系統(tǒng)時(shí)，為了獲得高質(zhì)量的印刷品就需要相當(dāng)復(fù)雜的曝光系統(tǒng)。
為了克服這些問(wèn)題，有人已經(jīng)提出了一種陽(yáng)離子固化型油墨，這種油墨通過(guò)活性能量束(例如紫外線或電子束)的照射而固化。尤其是用含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物作噴墨記錄油墨的主要試劑時(shí)，有可能獲得一種固化性能優(yōu)異的陽(yáng)離子固化型油墨。
然而，陽(yáng)離子光固化型油墨在噴墨時(shí)有一個(gè)共同的問(wèn)題，即在儲(chǔ)存期間油墨的粘度增加，因此無(wú)法確保油墨的穩(wěn)定排放。例如在使用時(shí)，陽(yáng)離子光固化型油墨從噴墨印刷頭排出，從而形成與記錄介質(zhì)表面上的預(yù)期圖像相應(yīng)的油墨層圖案，然后，生成的油墨層受到紫外線或電子束的照射，以固化油墨層而得到圖像。以這種方式得到的圖像在耐溶劑性方面存在不足，這樣，它可以很容易地被醇或丙酮溶解，因此，在使用陽(yáng)離子光固化型油墨時(shí)，會(huì)引起另外的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種噴墨記錄油墨，這種油墨的粘度低，而儲(chǔ)存穩(wěn)定性以及固化性能極佳，同時(shí)，它還能夠形成耐溶劑性極佳的圖像。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種噴墨記錄油墨，它包括光-酸產(chǎn)生劑，當(dāng)受到光的照射時(shí)，它能產(chǎn)生酸；著色劑；以及酸-可聚合溶劑，在酸存在下，它可以聚合；其中，相對(duì)于每100份重量的酸-可聚合溶劑，光-酸產(chǎn)生劑的含量不小于2.5份；而且酸-可聚合溶劑包括由下面的通式(1)代表的脂肪族環(huán)氧化合物和含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物R1-CH2-C(CH3)2-CH2-R1(1)(其中R1是縮水甘油醚基)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種噴墨記錄油墨，它包括光-酸產(chǎn)生劑，當(dāng)受到光的照射時(shí)，它能產(chǎn)生酸；著色劑；以及酸-可聚合溶劑，在酸存在下，它可以聚合；其中，相對(duì)于每100份重量的酸-可聚合溶劑，光-酸產(chǎn)生劑的含量不小于2.5份；而且酸-可聚合溶劑包括由下面的通式(1)代表的脂肪族環(huán)氧化合物和由下面的化學(xué)式(2)代表的含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物
R1-CH2-C(CH3)2-CH2-R1(1)(其中R1是縮水甘油醚基)， 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種噴墨記錄油墨，它包括光-酸產(chǎn)生劑，當(dāng)受到光的照射時(shí)，它能產(chǎn)生酸；著色劑；以及酸-可聚合溶劑，在酸存在下，它可以聚合；其中，相對(duì)于每100份的酸-可聚合溶劑，光-酸產(chǎn)生劑的重量含量不小于2.5份；而且酸-可聚合溶劑包括由下面的通式(1)代表的重量含量為70％-90％的脂肪族環(huán)氧化合物和由下面的化學(xué)式(3)代表的重量含量為10％-30％的含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物R1-CH2-C(CH3)2-CH2-R1(1)(其中R1是縮水甘油醚基)， 本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)將在下面的說(shuō)明書(shū)中加以解釋?zhuān)⑶铱梢詮恼f(shuō)明書(shū)中明顯看出或者通過(guò)實(shí)踐發(fā)明而了解到部分的目的和優(yōu)點(diǎn)?？梢酝ㄟ^(guò)下面特別指出的手段和組合來(lái)實(shí)現(xiàn)或得到本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
接下來(lái)，將詳細(xì)解釋本發(fā)明的各種實(shí)施例。
在如本發(fā)明的各實(shí)施例所述噴墨記錄油墨中，受到光照能夠產(chǎn)生酸的各種光-酸產(chǎn)生劑包括鎓鹽、重氮鹽、醌二疊氮化合物、有機(jī)鹵化物、芳香族磺酸化合物、二砜(bisulfone)化合物、磺?；衔铩⒒撬峄衔?、锍化合物、磺酰胺化合物、碘鎓化合物、磺酰重氮甲烷化合物以及這些化合物的混合物。
上述化合物的特殊例子包括三苯基锍三氟甲磺酸鹽、二苯基碘鎓三氟甲磺酸鹽、2，3，4，4-四羥基苯甲酮-4-萘醌二疊氮磺酸酯、4-N-苯基氨基-2-甲氧苯基重氮硫酸鹽、4-N-苯基氨基-2-甲氧苯基重氮對(duì)乙苯基硫酸鹽、4-N-苯基氨基-2-甲氧苯基重氮-2-萘基硫酸鹽、4-N-苯基氨基-2-甲氧苯基重氮苯基硫酸鹽、2，5-二乙氧基-4-N-4’-甲氧苯基羰基苯基重氮-3-羧基-4-羥苯基硫酸鹽、2-甲氧基-4-N-苯基苯基重氮-3-羧基-4-羥苯基硫酸鹽、二苯磺?；淄?、二苯磺?；氐淄椤⒍交?、α-甲基安息香甲苯磺酰酯、焦酚三甲磺酰酯、安息香甲苯磺酰酯、MPI-103(CAS.NO.[87709-41-9]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、BDS-105(CAS.NO.[1456112-66-4]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、NDS-103(CAS.NO.[110098-97-0]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、MDS-203(CAS.NO.[127855-15-5]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、焦酚三甲苯磺酰酯(CAS.NO.[20032-64-8]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、DTS-102(CAS.NO.[75482-18-7]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、DTS-103(CAS.NO.[71449-78-0]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、MDS-103(CAS.NO.[127279-74-7]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、MDS-105(CAS.NO.[116808-67-4]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、MDS-205(CAS.NO.[81416-37-7]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、BMS-105(CAS.NO.[149934-68-9]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、TMS-105(CAS.NO.[127820-38-6]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、NB-101(CAS.NO.[20444-09-1]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、NB-201(CAS.NO.[4450-68-4]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、DNB-101(CAS.NO.[114719-51-6]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、DNB-102(CAS.NO.[131509-55-2]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、DNB-103(CAS.NO.[132898-35-2]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、DNB-104(CAS.NO.[132898-36-3]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、DNB-105(CAS.NO.[132898-37-4]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、DAM-101(CAS.NO.[1886-74-4]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、DAM-102(CAS.NO.[28343-24-0]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、DAM-103(CAS.NO.[14159-45-6]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、DAM-104(CAS.NO.[130290-80-1]和CAS.NO.[130290-82-3]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、DAM-201(CAS.NO.[28322-50-1]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、CMS-105(Midori Kagaku Co.，Ltd.)、DAM-301(CAS.NO.[138529-81-4]；MidoriKagaku Co.，Ltd.)、SI-105(CAS.NO.[34694-40-7]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、NDI-105(CAS.NO.[133710-62-0]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、EPI-105(CAS.NO.[135133-12-9]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、以及UVACURE1591(DAICEL UCB Co.，Ltd.)。
優(yōu)選用鎓鹽作光-酸產(chǎn)生劑，用在這個(gè)例子中的鎓鹽的例子包括重氮鹽、鏻鹽、锍鹽，它們具有作為相反離子的氟硼酸陰離子、六氟銻酸陰離子、六氟砷酸陰離子、三氟甲烷磺酸鹽陰離子、對(duì)甲苯磺酸鹽陰離子、或?qū)ο趸妆交撬彡庪x子。尤其是，優(yōu)選的光-酸產(chǎn)生劑包括由下面的通式(4)和(5)代表的鎓鹽或三嗪鹵化物。就感光性和穩(wěn)定性而言，這些光-酸產(chǎn)生劑具有有利之處。
R9-C2+-R10 mA5-(5)其中R6、R7、R8、R9和R10分別代表芳基或具有硫族元素化物原子(chalcogenide atom)和芳基的官能團(tuán)；C1和C2分別代表芳基和硫族元素化物原子；A4和A5分別代表從包括PF6-、SbF6-、BF4-、AsF6-、CF3SO3-、C4F9SO3-和CH3SO3-在內(nèi)的基團(tuán)中選擇的陰離子；m和n分別代表整數(shù)。順便說(shuō)一句，術(shù)語(yǔ)“硫族元素化物原子”意指硫族元素原子和比硫族元素原子更正的其他原子。另外，“硫族元素原子(chalcogen atom)”意指包括硫、硒、碲、釙、和碘在內(nèi)的原子。
由上述通式(4)和(5)代表的鎓鹽的固化反應(yīng)性很高，并且在常溫下極其穩(wěn)定。因此，在光照射不到的條件下，鎓鹽能夠抑制記錄油墨的固化。
當(dāng)上述通式(4)和(5)代表的化合物被用作光-酸產(chǎn)生劑時(shí)，上述的硫族元素化物原子應(yīng)優(yōu)先從硫原子和碘原子中選擇，這是為了確保該試劑的熱穩(wěn)定性以及它對(duì)水的穩(wěn)定性。在這個(gè)例子中，陰離子物質(zhì)應(yīng)優(yōu)先由非有機(jī)酸構(gòu)成，尤其是由BF6-成，這是為了確保合適的酸度和熱穩(wěn)定性。另外，特別優(yōu)選的是使用具有苯锍骨干的六氟磷酸鹽化合物，這是為了提高光-酸產(chǎn)生劑的感光性。
如果需要，光-酸產(chǎn)生劑可能還含有感光染料。這種感光染料的例子包括吖啶化合物、benzofuravins、苝、蒽和激光染料。
當(dāng)奎寧二疊氮化合物被用作光-酸產(chǎn)生劑時(shí)，可以使用它的鹽，例如萘醌二疊氮磺酰氯和萘醌二疊氮磺酸鹽。
可用作光-酸產(chǎn)生劑的有機(jī)鹵化物意指能夠形成hydroacid鹵化物的化合物。這種鹵化物的例子例如在第3515552號(hào)、第3536489號(hào)和第3779778號(hào)美國(guó)專(zhuān)利以及第2243621號(hào)德國(guó)專(zhuān)利Laid-Open公開(kāi)中都有闡述。特別是第3515552號(hào)美國(guó)專(zhuān)利描述了四溴化碳、四(溴甲基)甲烷、四溴乙烯、1，2，3，4-四溴丁烷、三氯乙氧基乙醇、對(duì)碘苯酚、對(duì)溴苯酚、對(duì)碘聯(lián)苯、2，6-二溴苯酚、1-溴-2-萘酚、對(duì)溴苯胺、六氯對(duì)二甲苯、三氯乙酰苯胺、對(duì)溴二甲基苯胺、四氯四氫萘、α，α’-二溴二甲苯、α，α，α’，α’-四溴二甲苯、六溴乙烷、1-氯蒽醌、ω，ω，ω-三溴quinalizine、六溴環(huán)己烷、9-溴芴、二(五氯)環(huán)戊聯(lián)苯、聚偏二氯乙烯和2，4，6-三氯苯氧乙基乙烯醚。第3779778號(hào)美國(guó)專(zhuān)利說(shuō)明了六溴乙烷、α，α，α-三氯乙酰苯、三溴三氯乙烷和鹵甲基-S-三嗪。其中，優(yōu)選鹵甲基-S-三嗪，例如2，4-二(三氯甲基)-6-甲基-S-三嗪和2，4，6-三(三氯甲基)-S-三嗪。有機(jī)鹵化物的更優(yōu)選的例子包括由乙烯基鹵甲基-S-三嗪取代的那些有機(jī)鹵化物，這公開(kāi)在第3987037號(hào)美國(guó)專(zhuān)利中。這種乙烯基鹵甲基-S-三嗪化合物是一種光可分解的S-三嗪，它具有至少一個(gè)三鹵甲基基團(tuán)和一個(gè)通過(guò)至少一個(gè)烯屬的不飽和鍵與三嗪環(huán)共軛的基團(tuán)。
另外，也可以合適地用具有三嗪環(huán)的化合物作光-酸產(chǎn)生劑，該化合物的骨架中引入了乙烯基鹵甲基-S-三嗪化合物或三鹵甲烷。如果這種三嗪環(huán)帶有多達(dá)四個(gè)或更多的共軛雙鍵，那么光-酸產(chǎn)生劑的感光波長(zhǎng)就會(huì)移動(dòng)到較長(zhǎng)的波長(zhǎng)側(cè)。因此，如果用普通的高壓汞燈作光源，那么使用這種化合物就是最佳選擇。這種化合物的特殊例子包括具有萘取代基的三嗪和縮合的三嗪化合物。
另外，還可以適當(dāng)?shù)厥褂镁哂泄饨庑阅艿乃嵝怎プ鞴?酸產(chǎn)生劑。這類(lèi)酯的特殊例子包括鋁-硅烷醇的鄰硝基芐酯。
可以適當(dāng)選取記錄油墨中光-酸產(chǎn)生劑的混合比，這取決于光-酸產(chǎn)生劑的酸產(chǎn)生效率，還取決于著色組分的量。例如，當(dāng)著色組分在記錄油墨中的重量濃度約為5％時(shí)，以重量比來(lái)計(jì)，對(duì)每100份包括在噴墨記錄油墨中的酸-可聚合溶劑，光-酸產(chǎn)生劑的混合比一般可以限定在1-20份的范圍內(nèi)，更優(yōu)選的是5-14份。以包括在噴墨記錄油墨中的固體物質(zhì)的總重量來(lái)計(jì)，對(duì)每100份固體物質(zhì)，如果光-酸產(chǎn)生劑的混合比以重量計(jì)低于1份，那么噴墨記錄油墨的感光性就會(huì)降低。另一方面，如果光-酸產(chǎn)生劑的混合比以重量計(jì)超過(guò)20份，那么粘度隨油墨時(shí)間的增加而增加就會(huì)得到強(qiáng)化，從而會(huì)使油墨的涂布性能惡化，并使已經(jīng)光固化過(guò)的油墨薄膜的硬度降低。
至于在這個(gè)例子中用作著色組分的顏料，只要其具有顏料所需的光學(xué)著色和染色性能，就沒(méi)有什么特別的限制。在這個(gè)例子中所使用的顏料除了著色和染色性能之外還可以有其他性能，例如磁性、熒光性、傳導(dǎo)性、介電性能、等等。如果顏料具有這些各種各樣的性能，那么就有可能獲得具有各種功能的圖像。另外，顏料還可以含有這樣一種粉末，這種粉末能有效提供具有增加的耐熱性能或物理強(qiáng)度的油墨層。
至于用在這一例子中的顏料的實(shí)施例，例如，他們包括吸光顏料。這種吸光顏料的特殊例子包括含碳的顏料(例如炭黑、碳精和碳納米管)、金屬氧化物顏料(例如鐵黑、鈷藍(lán)、氧化鋅、氧化鈦、氧化鉻、和氧化鐵)、硫化物顏料(例如硫化鋅)、酞菁顏料、由鹽(例如金屬硫酸鹽、金屬碳酸鹽、金屬硅酸鹽、和金屬磷酸鹽)形成的顏料、以及由金屬粉末(例如鋁粉、青銅粉和鋅粉)形成的顏料。
另外，至于顏料的例子，例如，它們包括染料螯合劑(堿性染料螯合劑、酸性染料螯合劑、等等)、硝化顏料、苯胺黑、亞硝基顏料(包括萘酚綠B)、諸如波爾多10B、胭脂紅4R和顏料酞紅之類(lèi)的偶氮顏料(包括偶氮色淀、不可溶的偶氮顏料、濃縮的偶氮顏料、螯合的偶氮顏料)、色淀顏料(例如孔雀藍(lán)色淀和玫瑰精色淀)、酞菁顏料(例如酞菁藍(lán))、多環(huán)顏料(例如苝顏料、perinone顏料、蒽醌顏料、喹吖(二)酮顏料、二氧雜環(huán)乙烷顏料、硫靛顏料、異吲哚滿酮顏料、quinophthalene顏料、等)、threne顏料(例如硫靛紅和靛蒽醌)、喹吖啶顏料、以及諸如異吲哚滿酮顏料之類(lèi)的有機(jī)顏料。
至于可用于黑色油墨的顏料，其例子包括炭黑，例如Raven 5750、Raven5250、Raven 5000、Raven 3500、Raven 1255和Raven 700(Colombia Co.，Ltd.)；Regal 400R、Regal 330R、Regal 660R、Mogul L、Monarch 700、Monarch 800、Monarch 880、Monarch 900、Monarch 1000、Monarch 1100、Monarch 1300和Monarch 1400(Cabot Co.，Ltd.)；No.2300、No.900、MCF88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100和No.2200B(Mitsubishi Chemical Co.，Ltd.)；Color Black FW1、Color Black FW2、Color Black FW2V、Color Black FW18、Color Black FW200、Color Black S150、Color Black S160、Color Black S170、Printex 35、Printex U、Printex V、Printex 140U、Special Black 6、SpecialBlack 5、Special Black 4A、Special Black 4(Dexa有限公司)。
至于可用于黃色油墨的顏料，其例子包括Yellow 128、C.I.顏料黃129、C.I.顏料黃151、C.I.顏料黃154、C.I.顏料黃1、C.I.顏料黃2、C.I.顏料黃3、C.I.顏料12、C.I.顏料黃13、C.I.顏料黃14C、C.I.顏料黃16、C.I.顏料黃17、C.I.顏料黃73、C.I.顏料黃74、C.I.顏料黃75、C.I.顏料黃83、C.I.顏料黃93、C.I.顏料黃95、C.I.顏料黃97、C.I.顏料黃98、C.I.顏料黃114和C.I.顏料黃。
至于可用于品紅油墨的顏料，其例子包括C.I.顏料紅123、C.I.顏料紅168、C.I.顏料紅184、C.I.顏料紅202、C.I.顏料紅5、C.I.顏料紅7、C.I.顏料紅12、C.I.顏料紅48(Ca)、C.I.顏料紅48(Mn)、C.I.顏料紅57(Ca)、C.I.顏料紅57:1和C.I.顏料紅112。
另外，至于可用于青色油墨的顏料，其例子包括C.I.顏料藍(lán)15:3、C.I.顏料藍(lán)15:34、C.I.顏料藍(lán)16、C.I.顏料藍(lán)22、C.I.顏料藍(lán)60、C.I.顏料藍(lán)1、C.I.顏料藍(lán)2、C.I.顏料藍(lán)3、C.I.甕藍(lán)4和C.I.甕藍(lán)60。
另外，也可以使用白色顏料，例如天然瓷土，金屬碳酸鹽，例如鉛白、鋅白和碳酸鎂；金屬氧化物，例如鋇和鈦。含有白色顏料的記錄油墨不僅可以用在白色印刷中，也可以用在通過(guò)重寫(xiě)來(lái)修正印刷或基礎(chǔ)圖像上。
至于熒光顏料，既可以使用無(wú)機(jī)的熒光材料也可以使用有機(jī)的熒光材料。至于無(wú)機(jī)的熒光材料，其特別的例子包括MgWO4、CaWO4、WO4、(Ca，Zn)(PO4)2:Ti+、Ba2P2O7:Ti、BaSi2O5:Pb2+、Sr2P2O7:Sn2+、SrFB2O3:Eu2+、MgAl16O27:Eu2+、以及無(wú)機(jī)酸鹽(例如鎢酸鹽和硫酸鹽)。至于有機(jī)的熒光材料，其特別的例子包括吖啶橙、氨基吖啶、奎納克林、苯氨基萘磺酸酯的衍生物、anthroyl氧硬脂酸、金胺0、金霉素、花青染料(例如部花青和1，1’-二己基-2，2’-氧雜羰花青(oxacarbocyanine))、丹磺酰胺、丹磺酰膽堿、丹磺酰半乳糖苷、丹磺酰聯(lián)甲苯胺、丹磺酰氯衍生物(例如丹磺酰氯)、聯(lián)苯六三烯、曙紅、ε-腺苷、溴乙非啶、熒光素、foamycine、4-苯甲酰胺-4’-氨基氏-2，2’-磺酸、β-萘基triphosphic酸、oxonol顏料、十八碳四烯酸酸衍生物、苝、N-苯基萘基胺、芘、藏紅染料0、熒光胺、熒光素異氰酸酯、7-氯硝基苯基-2-氯雜-1，3-二唑、丹磺酰氮丙啶、5-(碘代乙酰胺乙基)氨基萘-1-磺酸、5-碘代熒光素、N-(1-苯胺基萘4)馬來(lái)酰亞胺、N-(7-二甲基-4-甲基cumanyl)馬來(lái)酰亞胺、N-(3-芘)馬來(lái)酰亞胺、曙紅-5-碘代乙酰胺、熒光素乙酸汞、2-[4’-(2”-碘代乙酰胺)]氨基萘-6-磺酸、曙紅、玫瑰精衍生物、有機(jī)EL染料、有機(jī)EL聚合物、有機(jī)EL晶體和dendrimer。
至于用于強(qiáng)化油墨層的耐熱性和物理強(qiáng)度的粉末，其例子包括鋁和硅的氧化物或氮化物、填料和碳化硅。為了提供具有導(dǎo)電性的油墨層，油墨還可以含有導(dǎo)電的碳顏料、碳纖維，或銅、銀、銻和其他貴金屬的粉末。氧化鐵粉末和磁鐵粉末是用于提供具有磁性的油墨層。也可以將介電常數(shù)高的金屬氧化物粉末(例如氧化鉭或氧化鈦)混到記錄油墨中。
也可以將作為顏料輔助成分的染料混入到油墨中。例如，一般使用酸度和堿度低而在環(huán)氧樹(shù)脂中的溶解性極好的染料，例如偶氮染料、硫化(建筑材料)染料、分散染料、熒光增白劑和油溶性染料。其中，優(yōu)選使用油溶性染料，例如偶氮染料、三芳基甲烷染料、蒽醌染料和吖嗪染料。這些油溶性染料的特殊例子包括C.I.Slovent黃-2、6、14、15、16、19、21、33、56、61和80；diaresin黃-A、F、GRN和GG；C.I.Slovent紫-8、13、14、21和27；C.I.分散紫-1；Sumiplast紫RR；C.I.Slovent藍(lán)-2、11、12、25和35；Diresin藍(lán)-J、A、K和N；東方油藍(lán)-IIN，#603；以及Sumiplast藍(lán)BG。
上述的這些顏料和燃料可以單獨(dú)使用，也可以兩個(gè)或多個(gè)結(jié)合起來(lái)使用。為了強(qiáng)化吸光性、飽和度和顏色的視覺(jué)效果，這些顏料和染料可以結(jié)合起來(lái)使用。另外，為了強(qiáng)化顏料的分散性能，可對(duì)顏料進(jìn)行處理以將他們和聚合物粘合劑混合，或?qū)⑵渲瞥晌⒛z囊。
根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例，油墨中著色劑組分的含量以重量計(jì)優(yōu)選被限定在1-25％的范圍內(nèi)。如果著色劑組分的含量以重量計(jì)低于1％，那么顏色密度就會(huì)太低。另一方面，如果著色劑細(xì)分的含量以重量計(jì)高于25％，那么油墨的排出性能就會(huì)惡化。
著色劑組分(例如顏料)和粉末組分的平均粒徑應(yīng)該盡可能地小。一般來(lái)說(shuō)，著色劑組分(例如顏料)和粉末組分的平均粒徑可以被限制為不大于噴嘴開(kāi)口直徑的1/3，更優(yōu)選為不大于約1/10，記錄油墨通過(guò)噴嘴開(kāi)口被排出。順便說(shuō)一句，噴嘴開(kāi)口的直徑通常不大于10μm，更優(yōu)選不大于5μm。因此，如果印刷油墨中用到著色劑組分和粉末組分，那么它們的優(yōu)選粒徑應(yīng)該不大于0.35μm。
為了強(qiáng)化顏料的分散性能等，根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例，噴墨記錄油墨可以含有少量的分散劑，例如非離子型或離子型表面活性劑和抗靜電劑。另外，也可以適當(dāng)?shù)厥褂眯再|(zhì)與上述的表面活性劑相似的聚合物型分散劑，例如丙烯酸和乙烯醇。然而，如果希望使用陽(yáng)離子分散劑作分散劑，那么建議選擇那些酸度低于羧酸的，因?yàn)橐恍╆?yáng)離子分散劑會(huì)促進(jìn)暗反應(yīng)以使油墨固化。另外，由于堿性強(qiáng)的分散劑和染料不僅僅可以使油墨的感光性能惡化，而且能促進(jìn)暗反應(yīng)以使油墨固化。因此這些分散劑和染料應(yīng)該從性質(zhì)上接近中性或非離子型的化合物中選擇。
至于有酸存在時(shí)可以發(fā)生聚合的溶劑，可以使用常溫常壓條件下粘度小于等于30mPa.s且沸點(diǎn)等于或高于150℃、更優(yōu)選的是沸點(diǎn)等于或高于180℃的化合物。
根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例，酸-可聚合溶劑應(yīng)該含有特殊的脂肪族環(huán)氧化合物和氧雜環(huán)丁烷化合物。當(dāng)酸-可聚合溶劑含有特殊的脂肪族環(huán)氧化合物時(shí)，噴墨記錄所用油墨的粘度可以降低，并且油墨的保存期限可以延長(zhǎng)。
至于脂肪族環(huán)氧化合物，可以使用由下面的化學(xué)式(1)代表的新戊基乙二醇二縮水甘油基醚。通過(guò)加入新戊基乙二醇二縮水甘油基醚可以大大增加油墨的穩(wěn)定性和固化性能。根據(jù)下面將要討論的含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物的種類(lèi)，可以適當(dāng)確定脂肪族環(huán)氧化合物在酸-可聚合溶劑中的含量。
R1-CH2-C(CH3)2-CH2-R1(1)(其中R1是縮水甘油醚基)。
另一方面，含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物能夠促進(jìn)和加速油墨的固化，因此可以加速油墨層的固化。因此，在每分鐘需要印刷幾十米的高速印刷條件下，含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物的作用會(huì)變得特別顯著。
含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物的特殊例子包括1，4-二[(1-乙基-3-氧雜環(huán)丁烷基)甲氧基]苯、1，3-二[(1-乙基-3-氧雜環(huán)丁烷基)甲氧基]苯、4，4’-二[(3-乙基-3-氧雜環(huán)丁烷基)甲氧基]聯(lián)苯、苯酚酚醛氧雜環(huán)丁烷、氧雜環(huán)丁烷基silsesquioxane、Allonoxetane OXT-101和OXT-102(Toa Gosei Co.，Ltd.)、1，4-二[(1-乙基-3-氧雜環(huán)丁烷基)甲氧基]環(huán)己烷、1，4-二[(3-乙基-3-氧雜環(huán)丁烷基)甲氧基]環(huán)己烷、1，2-二[(1-乙基-3-氧雜環(huán)丁烷基)甲氧基]降冰片烷、具有至少2個(gè)氧雜環(huán)丁烷基團(tuán)的脂肪族或脂環(huán)族環(huán)氧化合物、以及其側(cè)鏈上具有氧雜環(huán)丁烷基團(tuán)的丙烯酸或甲基丙烯酸化合物。
尤其要說(shuō)的是，可用下面的化學(xué)式(2)代表的二[1-乙基-(3-氧雜環(huán)丁烷基)]甲醚(DOX)的固化性能極佳，且粘度低，因此優(yōu)選使用它。
當(dāng)由上述的通式(1)代表的脂肪族環(huán)氧化合物和由上述的化學(xué)式(2)代表的含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物結(jié)合使用時(shí)，以酸-可聚合溶劑的總重量為基礎(chǔ)，環(huán)氧化合物的含量以重量計(jì)應(yīng)該優(yōu)選限定在20％-80％的范圍內(nèi)。如果環(huán)氧化合物的含量落在這個(gè)范圍之外，那么所得到的油墨的耐溶劑性、固化性能和儲(chǔ)存穩(wěn)定性就會(huì)下降，考慮到油墨的耐溶劑性，以酸-可聚合溶劑的總重量為基礎(chǔ)，脂肪族環(huán)氧化合物的含量以重量計(jì)應(yīng)該優(yōu)選限定在25％-75％的范圍內(nèi)。
另外，可以優(yōu)先使用可用下面的化學(xué)式(3)代表的1，4-二{[(3-乙基-3-氧雜環(huán)丁烷基)甲氧基]甲基}苯(XDO)，因?yàn)檫@種XDO能夠增加硬度和耐溶劑性。
(其中n代表從1到3之間的整數(shù))當(dāng)由上述的通式(1)代表的脂肪族環(huán)氧化合物和由上述的化學(xué)式(3)代表的含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物(XDO)結(jié)合使用時(shí)，以酸-可聚合溶劑的總重量為基礎(chǔ)，環(huán)氧化合物的含量以重量計(jì)應(yīng)該優(yōu)選限定在70％-90％的范圍內(nèi)。如果環(huán)氧化合物的含量落在這個(gè)范圍之外，那么所得到的油墨的耐溶劑性和固化性能就會(huì)下降，并且油墨會(huì)變得太粘而無(wú)法從噴墨頭輕松排出。
以酸-可聚合溶劑的總重量為基礎(chǔ)，脂肪族環(huán)氧化合物和含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物的總量以重量計(jì)優(yōu)選不應(yīng)低于90％。以酸-可聚合溶劑的總重量為基礎(chǔ)，如果這些化合物的總量以重量計(jì)低于90％，則所得到的油墨的耐溶劑性、粘度和感光性就會(huì)惡化。
也可以把這兩種含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物(DOX)和(XDO)結(jié)合起來(lái)使用。在這一例子中，以酸-可聚合溶劑的總重量為基礎(chǔ)，由上述的化學(xué)式(2)代表的含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物的含量以重量計(jì)優(yōu)選應(yīng)該被限定20％-80％的范圍內(nèi)；而以酸-可聚合溶劑的總重量為基礎(chǔ)，由上述的化學(xué)式(3)代表的含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物的含量以重量計(jì)優(yōu)選應(yīng)該被限定10％-30％的范圍內(nèi)。如果這些環(huán)氧化合物的含量落在這些范圍之外，那么所得到的油墨的耐溶劑性和固化性能就會(huì)下降，并且油墨會(huì)變得太粘而無(wú)法從噴墨頭輕松排出。
以酸-可聚合溶劑的總重量為基礎(chǔ)，只要添加量以重量計(jì)被限定在10％的范圍內(nèi)，另一種陽(yáng)離子可聚合化合物可以作為溶劑的一部分被加入到酸-可聚合溶劑中。例如，一種分子量相對(duì)較高且在常溫下為固態(tài)的化合物可以被加入到酸-可聚合溶劑中。除了上述的脂肪族環(huán)氧化合物和含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物之外，當(dāng)這種化合物被額外包括在酸-可聚合溶劑中時(shí)，油墨層固化之后的撓性和顏料的分散性可以得到加強(qiáng)。另外，當(dāng)化合價(jià)大且反應(yīng)性高的化合物被用作這種化合物時(shí)，可以得到硬度以及耐溶劑性都被加強(qiáng)的固化產(chǎn)品。
這種化合物特別優(yōu)選的例子包括那些分子量不大于5000且具有環(huán)醚基(例如環(huán)氧基、氧雜環(huán)丁烷基、oxolane基)的化合物，這些環(huán)醚基通過(guò)長(zhǎng)鏈烷基被連接到這些化合物上；在其側(cè)鏈上具有上述取代基的丙烯酯或乙烯基化合物；碳酸酯類(lèi)化合物；低分子量的黑色素化合物；乙烯醚；乙烯咔唑；苯乙烯衍生物；α-甲基苯乙烯衍生物；具有陽(yáng)離子可聚合乙烯鍵的單體，例如乙烯醇酯(例如乙烯醇和丙烯酸、甲基丙烯酸之間的酯)；以及由單體等聚合而得到的低聚體。
更特別的是，可以使用下面的化合物。
例如，可以使用脂環(huán)族環(huán)氧化合物，例如Celloxide 2021、Celloxide 2021A、Celloxide 2021P、Celloxide 2081、Celloxide 2000和Celloxide 3000(DAICELCHEMICAL INDUSTRIES LTD.)；具有環(huán)氧基的(甲基)丙烯酸酯化合物，例如Cyclomer A200和Cyclomer M100；具有甲基縮水甘油基基團(tuán)的甲基丙烯酸酯，例如MGMA；代表低分子量環(huán)氧化合物的縮水甘油；β-甲基表氯醇；α-氧化蒎烯；具有12-14個(gè)碳原子的α-單環(huán)氧化石蠟；具有16-18個(gè)碳原子的α-單環(huán)氧化石蠟；環(huán)氧化的大豆油，例如Dimac S-300K；環(huán)氧化的亞麻油，例如DimacL-500；以及多功能的環(huán)氧化合物，例如Epolead GT301和Epolead GT401。
也可以使用脂環(huán)族環(huán)氧化合物(例如Cylacure；Dow Chemical Co.，Ltd.，美國(guó))；低分子量的加氫的脂肪化的苯酚化合物，且其末端的羥基由具有環(huán)氧基的基團(tuán)取代；以及六氫鄰苯二甲酸或加氫的芳香族多元羧酸的縮水甘油醚。另外，為了提高印刷圖像的化學(xué)穩(wěn)定性，油墨例如可以包括環(huán)氧化的聚丁二烯，例如Epolead PB3600和PB360M(商標(biāo)，DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES LTD.)；或抗風(fēng)化性能極佳且Tg高的透明的液體環(huán)氧樹(shù)脂，例如EHPE3150和EHPE3150CE(商標(biāo)，DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES LTD.)。除了這些環(huán)氧樹(shù)脂之外，也可以加入內(nèi)酯改性的脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂，其例子包括Placcell GL61、GL62、G101、G102、G105、G401、G402、G403X、等等。
除了提高油墨層的固化速率之外，當(dāng)希望降低油墨的粘度時(shí)，優(yōu)選向油墨中另外加入乙烯醚化合物。也就是說(shuō)，當(dāng)乙烯醚化合物加入到油墨中時(shí)，油墨的固化速率可以提高，而油墨的揮發(fā)性不會(huì)過(guò)分增加，同時(shí)，油墨的粘度可以降低。
至于這種乙烯醚化合物，可以使用具有乙烯基的化合物，乙烯基通過(guò)醚鍵連接到包括苯環(huán)、萘環(huán)、聯(lián)苯環(huán)在內(nèi)的(p+1)價(jià)的基團(tuán)上；或者連接到從環(huán)烷骨架、降冰片烷骨架、金剛烷骨架、三環(huán)癸烷骨架、四環(huán)十二烷骨架、萜類(lèi)化合物骨架、以及膽固醇骨架衍生得到的(p+1)價(jià)的基團(tuán)上。更特別的是，可以使用環(huán)己烷、降冰片烷、三環(huán)癸烷、金剛烷、苯或萘的聚乙烯醚化的化合物。
為了防止油墨的耐溶劑性和感光性遭到破壞，以酸-可聚合溶劑的總重量為基礎(chǔ)，上述添加劑的含量以重量計(jì)應(yīng)優(yōu)選限制在最多10％。
另外，只要可防止油墨的耐溶劑性、粘度和感光性遭到破壞，下面的化合物都可以添加到油墨中。也就是說(shuō)，油墨還可以含有乙烯醇的均聚物或共聚物；具有羥基、羧基、乙縮醛基等的酸反應(yīng)/脫氫濃縮樹(shù)脂，其分子量等于或小于5000，例如干酪素和纖維素；分子量等于或小于5000的聚碳酸酯樹(shù)脂；由聚胺酸、聚氨基酸或丙烯酸和其側(cè)鏈上具有酸可聚合雙鍵的乙烯化合物之間的反應(yīng)衍生得到的共聚物；由乙烯醇和其側(cè)鏈上具有酸可聚合雙鍵的乙烯化合物之間的反應(yīng)衍生得到的共聚物；以及羥甲基三聚氰胺樹(shù)脂。
當(dāng)這些化合物被包含在油墨中時(shí)，可以為油墨層提供撓性和可分解性，或者可以增強(qiáng)油墨層的固化性能。
根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例，噴墨記錄油墨還可以包含自由基可聚合的化合物。使用自由基可聚合的化合物可有效地使印刷表面的強(qiáng)堿性(如果有)或酸(如果有)對(duì)顏料或?qū)τ∷⒈砻娴挠绊懡抵磷钚?。這種自由基可聚合的化合物的例子包括，例如，丙烯酸單體、甲基丙烯酸單體、苯乙烯單體、以及這些單體的具有多個(gè)以乙烯為基礎(chǔ)的可聚合的基團(tuán)的化合物。其中，CEL2000(商標(biāo)，DAICELCHEMICAL INDUSTRIES LTD.)、甲基丙烯酸縮水甘油酯、以及具有自由基可聚合性質(zhì)和陽(yáng)離子可聚合性質(zhì)的化合物(例如從乙烯醇和丙烯酸、甲基丙烯酸、等衍生得到的酯化合物)具有如下優(yōu)點(diǎn)這些化合物不僅可以放射聚合而且可以陽(yáng)離子聚合。在這個(gè)例子中，放射聚合的引發(fā)劑(例如稱為Irgacure(商標(biāo))和苯甲酮的Michler’s酮)、或光交聯(lián)型放射產(chǎn)生劑(例如疊氮化合物)可以和上述的自由基可聚合化合物一起加入到油墨中。這一技術(shù)也可以用在這樣的例子中油墨層在固化之后需要有極佳的化學(xué)穩(wěn)定性。
根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例，在制備噴墨記錄油墨時(shí)，一般希望所制備的油墨不含有任何揮發(fā)性成分，例如水和有機(jī)溶劑。然而，制備原材料時(shí)所用的有機(jī)溶劑(例如甲乙酮、丙二醇基溶劑和乳酸乙酯)會(huì)有一定的量不可避免地包含在原材料中。另外，如果噴墨記錄裝置帶有例如排氣機(jī)構(gòu)或溶劑回收機(jī)構(gòu)，那么溶液中就會(huì)有少量的有機(jī)溶劑，以獲得所想要的印刷品。在這一例子中，為安全起見(jiàn)，優(yōu)選用水、醇(例如乙醇、丙醇)或石油組分(例如isoper或萜烯)。
如上所述，如本發(fā)明的各實(shí)施例所述噴墨記錄油墨的成像性能主要取決于化學(xué)放大機(jī)理。也就是說(shuō)，光-酸產(chǎn)生劑由于光的照射而生成酸，所生成的酸因加熱而擴(kuò)散，從而使酸充當(dāng)交聯(lián)反應(yīng)或分解反應(yīng)的催化劑。因此，在該化學(xué)放大型記錄油墨的例子中，堿離子的存在會(huì)成為油墨感光性惡化的原因。因此，不僅是在制備記錄油墨的過(guò)程中而且在生產(chǎn)每一組分的過(guò)程中都應(yīng)該注意防止記錄油墨被大量的堿離子污染。
為了加強(qiáng)油墨粘度的穩(wěn)定性，如本發(fā)明的各實(shí)施例所述噴墨記錄油墨應(yīng)該優(yōu)選含有作為粘度穩(wěn)定劑的堿性化合物和/或調(diào)節(jié)堿度的化合物。如果碳黑被用作著色組分，那么這些黏度穩(wěn)定劑的效果就會(huì)被進(jìn)一步提高。而且，由于堿性化合物能夠同時(shí)有效地保護(hù)記錄裝置的噴墨頭的內(nèi)部和油墨管道的金屬部分不被酸腐蝕，因此在如本發(fā)明的各實(shí)施例所述各種噴墨記錄油墨中優(yōu)選使用堿性化合物。
至于堿性化合物，可以使用各種無(wú)機(jī)的堿性材料和有機(jī)的堿性材料，這些材料能夠溶解在當(dāng)酸存在時(shí)可聚合的溶劑中。然而，考慮到溶解性，更優(yōu)選使用有機(jī)的堿性材料。這些有機(jī)堿性材料的例子包括氨化合物、銨化合物、取代的或未取代的烷基胺、取代的或未取代的芳基胺、吡啶、嘧啶、和具有雜環(huán)骨架的有機(jī)胺(例如咪唑)。這類(lèi)有機(jī)堿性材料的更特殊的例子包括n-己胺、十二烷胺、苯胺、二甲胺、二苯胺、三苯胺、二氮雜雙環(huán)辛烷(diazabicyclooctane)、二氮雜環(huán)十八烷、3-苯基吡啶、4-苯基吡啶、二甲基吡啶、2，6-二-t-丁基吡啶、和磺酰肼(例如4-甲基苯磺酰肼、4，4’-氧雙(苯磺酰肼)和1，3-苯磺酰肼)。銨化合物也可以用作堿性化合物。這些堿性化合物可以單獨(dú)使用，也可以兩種或多種結(jié)合起來(lái)使用。
然而，如果堿性很強(qiáng)的堿性化合物(例如咪唑)被用在這一例子中，那么隨時(shí)間的進(jìn)行會(huì)發(fā)生聚合反應(yīng)，另外，也可能發(fā)生其他的副反應(yīng)，例如光-酸產(chǎn)生劑的分解反應(yīng)。另一方面，如果堿性很弱的堿性化合物被用在這一例子中，那么通過(guò)添加堿性化合物就很難充分保證穩(wěn)定油墨粘度的效果。例如，在溫度為25℃且堿性化合物在合適的水溶液中時(shí)，堿性化合物的堿電離常數(shù)pKb優(yōu)選應(yīng)大于或等于4。然而，如果某種堿性化合物的pKb大于11，那么這種化合物就無(wú)法表現(xiàn)出穩(wěn)定油墨粘度的效果。能夠滿足上述條件的堿性化合物的例子為吡啶衍生物、苯胺衍生物、氨基萘衍生物、其他種類(lèi)的含氮的雜環(huán)化合物及其衍生物。
吡啶衍生物的特殊例子包括2-氟吡啶、3-氟吡啶、2-氯吡啶、3-氯吡啶、3-苯吡啶、2-苯吡啶、2-甲酸吡啶、2-(2’-吡啶基)吡啶、3-乙酰吡啶、2-溴吡啶、3-溴吡啶、2-碘吡啶、3-碘吡啶、和2，6-二-叔-丁基吡啶。
苯胺衍生物的特殊例子包括苯胺、4-(對(duì)苯甲酰氨)苯胺、4-芐基苯胺、4-氯-N，N-二甲基苯胺、3，5-二溴苯胺、2，4-二氯苯胺、N，N-二甲基苯胺、N，N-二甲基-3-硝基苯胺、N-乙基苯胺、2-氟苯胺、3-氟苯胺、4-氟苯胺、2-碘苯胺、N-甲基苯胺、4-甲基硫代苯胺、2-溴苯胺、3-溴苯胺、4-溴苯胺、4-溴-N，N-二甲基苯胺、2-氯苯胺、3-氯苯胺、4-氯苯胺、3-氯-N，N-二甲基苯胺、3-硝基苯胺、4-硝基苯胺、2-甲氧基苯胺、3-甲氧基苯胺、二苯胺、2-聯(lián)苯胺、o-甲苯胺、m-甲苯胺、對(duì)甲苯胺、3，3’-二氨基二苯基砜、4，4’-二氨基二苯基砜、以及4，4’-雙(4-氨苯氧基)二苯基砜。
氨基萘衍生物的特殊例子包括，例如，1-氨-6-羥基萘、1-萘胺、2-萘胺、二乙基氨基萘、以及N-甲基-1-萘胺。
其他種類(lèi)的含氮的雜環(huán)化合物及其衍生物的特殊例子包括，例如，噌啉、3-乙酰哌啶、吡嗪、2-甲基吡嗪、甲基氨吡嗪、噠嗪、2-氨嘧啶、2-氨-4，6-二甲基嘧啶、2-氨-5-硝基嘧啶、2，4，6-三氨基-1，3，5-三嗪、吡咯、吡唑、1-甲基吡唑、1，2，4-三唑、吲唑、苯并三唑、喹唑啉、喹啉、3-氨基喹啉、3-溴喹啉、8-羧基喹啉、3-羥基喹啉、6-甲氧基喹啉、5-甲基喹啉、喹喔啉、噻唑、2-氨基噻唑、3，4-二吖吲哚、嘌呤、8-吖嘌呤、中氮茚。
考慮到粘度穩(wěn)定性、揮發(fā)性、堿度和低的副反應(yīng)，在它們中間，特別優(yōu)選使用苯胺衍生物作上述的堿性化合物。
然而，由于上述的苯胺衍生物的堿度相對(duì)較低，因此它和具有氧雜環(huán)丁烷基且本身一般呈堿性的單體結(jié)合起來(lái)使用不是優(yōu)先的選擇。優(yōu)先從氧雜環(huán)丁烷化合物中選擇，氧雜環(huán)丁烷化合物是一種高堿度的化合物，25℃時(shí)其pKb被限定在3-7的范圍內(nèi)。例如，可以合適地使用具有脂肪骨架的胺或具有脂環(huán)骨架的胺之類(lèi)的堿性化合物。
如本發(fā)明的各實(shí)施例所述油墨繼曝光之后被加熱，堿性化合物的揮發(fā)度優(yōu)選應(yīng)該盡可能地低。更特別的是，堿性化合物在常壓下的沸點(diǎn)優(yōu)選應(yīng)該等于或大于150℃，更優(yōu)選的是等于或大于180℃。
在不犧牲油墨的感光性的情況下，為了確保油墨的粘度穩(wěn)定效果，以記錄油墨中光-酸產(chǎn)生劑的總摩爾量為基礎(chǔ)，堿性化合物或堿度調(diào)節(jié)化合物的含量以摩爾比計(jì)優(yōu)選應(yīng)該被限定在1-30％的范圍內(nèi)。更優(yōu)選的是，以光-酸產(chǎn)生劑為基礎(chǔ)，堿性化合物或堿度調(diào)節(jié)化合物的含量以摩爾比計(jì)應(yīng)該被限定在2-15％的范圍內(nèi)。
優(yōu)選使用光照或輻射可使之分解的感光的堿性化合物，由于感光的堿性化合物能夠使感光性的退化降至最小，這一點(diǎn)會(huì)伴隨堿性化合物的添加而發(fā)生。這類(lèi)感光的堿性化合物的優(yōu)選實(shí)施例包括锍化合物、碘鎓化合物。
這類(lèi)锍化合物的特別優(yōu)選的實(shí)施例包括醋酸三苯基锍、氫氧化三苯基锍、苯酚三苯基锍、氫氧化三-(4-甲苯基)锍、醋酸三-(4-甲苯基)锍、苯酚三-(4-甲苯基)锍、氫氧化二苯基碘鎓、醋酸二苯基碘鎓、苯酚二苯基碘鎓、氫氧化二-(4-t-丁苯基)碘鎓、醋酸二-(4-t-丁苯基)碘鎓、苯酚二-(4-t-丁苯基)碘鎓、苯硫基取代的醋酸三苯基锍、以及苯硫基取代的氫氧化三苯基锍。
除了上述的堿性化合物之外，也可以將其他種類(lèi)的堿性化合物添加到油墨中。另外，如果鎓鹽被用作光-酸產(chǎn)生劑，那么光-酸產(chǎn)生劑優(yōu)選應(yīng)該從種類(lèi)與堿性化合物類(lèi)似的那些化合物中選擇。例如，如果光-酸產(chǎn)生劑和堿性化合物都有锍化合物或碘鎓化合物構(gòu)成，那么在感光性和保存穩(wěn)定性方面就會(huì)取得極佳的效果。
接下來(lái)，還將參照特別實(shí)施例進(jìn)一步解釋本發(fā)明。順便要說(shuō)的是，下面的例子不是為了將本發(fā)明的范圍限定在本發(fā)明的技術(shù)思想內(nèi)。
(油墨的制備)在制備黑顏色的組分時(shí)，起初炭黑和丙烯酸樹(shù)脂(分散劑)放在一起捏制以制備成混合物，然后向該混合物中加入200ppm的非離子表面活性劑(sumitomo3M Co.，Ltd.)，從而得到黑著色組分。
光-酸產(chǎn)生劑用的是以重量計(jì)含有50％锍鹽(ESACURE 1064，Lamberty Co.，Ltd.)的碳酸異丙烯酯的溶液。
制備油墨時(shí)所用的特殊化合物(像脂肪族環(huán)氧化合物、含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物和脂環(huán)族環(huán)氧化合物)如下脂肪族環(huán)氧化合物SR-NPG(Sakamoto Yakuhin Co.，Ltd.)新戊二醇二縮水甘油醚；SR-16H(Sakamoto Yakuhin Co.，Ltd.)1，6-己二醇二縮水甘油醚；SR-2EG(sakamoto Yakuhin Co.，Ltd.)二甘醇二縮水甘油醚；含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物OXT-221(Toa Gosei Co.，Ltd.)二[1-乙基-3-(氧雜環(huán)丁烷基)]甲醚(DOX)；OXT-121(Toa Gosei Co.，Ltd.)1，4-二{[(3-乙基-3-氧雜環(huán)丁烷基)甲氧基]甲基}苯(XDO)；脂環(huán)族環(huán)氧化合物Celloxide 3000(DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES LTD.)；Celloxide 2021(DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES LTD.)。
這些組分根據(jù)下面的表1-3所示的配方混合在一起而得到油墨樣品。特別要說(shuō)的是，在制備這些油墨樣品時(shí)，著色組分、含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物、脂肪族環(huán)氧化合物和脂環(huán)族環(huán)氧化合物根據(jù)每一個(gè)配方混合在一起，然后用顏料混合器進(jìn)行4個(gè)小時(shí)的分散處理。之后，將光-酸產(chǎn)生劑添加到該分散系中并輕輕攪拌，直到光-酸產(chǎn)生劑完全溶解。然后用孔徑為1微米的薄膜過(guò)濾器壓濾所得到的混合物，從而得到噴墨記錄所用的油墨樣品。
在下面的表1-3中所示的數(shù)字代表混合量(重量配比)。至于光-酸產(chǎn)生劑，其含量由碳酸異丙烯酯溶液的質(zhì)量表不。因此，光-酸產(chǎn)生劑(锍鹽)的實(shí)際含量與這些表中所示數(shù)字的1/2相對(duì)應(yīng)。
表1

在上表1所示的樣品(I-1)到(I-17)中，著色組分的含量以重量計(jì)總共被定為5份，而光-酸產(chǎn)生劑的含量以重量計(jì)總共被定為8份。SR-NPG、SR-16H和SR-2EG(每個(gè)代表一種脂肪族環(huán)氧化合物)、DOX和XDO(每個(gè)代表一種含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物)以及C3000和C2021(每個(gè)代表一種脂環(huán)族環(huán)氧化合物)的混合比各不相同，以獲得噴墨記錄所用的各種油墨。
表2

通過(guò)改變SR-NPG(代表一種脂肪族環(huán)氧化合物)和DOX(代表一種含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物)的混合比、并通過(guò)改變光-酸產(chǎn)生劑(ESACURE)的含量即可制得上表2所示的樣品(II-1)到(II-12)。
表3

通過(guò)改變SR-NPG(代表一種脂肪族環(huán)氧化合物)和XDO(代表一種含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物)的混合比、并通過(guò)改變光-酸產(chǎn)生劑(ESACURE)的含量即可制得上表3所示的樣品(III-1)到(III-12)。
(油墨性能的評(píng)價(jià))用下面的方法測(cè)定這些油墨中每一種的粘度、保存期限、固化性能和耐溶劑性，結(jié)果總結(jié)在下表4-6中。
粘度使用E型粘度計(jì)(Toki Sangyo Co.，Ltd.)，可測(cè)得這些油墨在25℃時(shí)的粘度。在噴墨記錄油墨從噴墨頭排出的例子中，如果油墨的粘度太高，就需要為噴墨頭提供一個(gè)排出機(jī)構(gòu)。結(jié)果會(huì)使得噴墨頭的尺寸或能耗增加。不難相像，加熱噴墨頭可以降低從噴墨頭中排出的油墨的粘度。然而在這種情況下，需要為噴墨頭提供加熱裝置?？紤]到這些問(wèn)題，希望噴墨記錄油墨的粘度在25℃時(shí)不高于50mPa.s。
保存期限各油墨樣品在高溫儲(chǔ)存條件(儲(chǔ)存溫度60℃，儲(chǔ)存時(shí)間72小時(shí))下受到加速試驗(yàn)，從而測(cè)定出儲(chǔ)存前后油墨的粘度。油墨的粘度用E型粘度計(jì)(Toki SangyoCo.，Ltd.)在25℃時(shí)測(cè)定。根據(jù)儲(chǔ)存前后油墨粘度的測(cè)定結(jié)果，根據(jù)下面的公式測(cè)得儲(chǔ)存之后油墨粘度的增加比(％)。
(儲(chǔ)存后油墨的粘度-儲(chǔ)存前油墨的粘度)/儲(chǔ)存前油墨的粘度×100根據(jù)上述的加速試驗(yàn)測(cè)得的油墨粘度的增加比需要被限定不超過(guò)20％。在陽(yáng)離子固化型UV油墨的例子中，即使在油墨儲(chǔ)存期間，由光-酸產(chǎn)生劑分解而產(chǎn)生的酸也可以引發(fā)油墨的聚合反應(yīng)，從而使油墨的粘度隨時(shí)間而增加。由于油墨粘度的變化速率與已經(jīng)排出的油墨滴的體積的變化速率大體上成正比，因此油墨粘度的任何增加都會(huì)導(dǎo)致油墨滴體積的增加。因此，與用粘度還未增加的油墨形成的圖像相比，如果使用由于儲(chǔ)存而導(dǎo)致粘度已經(jīng)增加的油墨來(lái)形成圖像，那么圖像的亮度就會(huì)下降。然而，如果根據(jù)加速試驗(yàn)測(cè)得的油墨粘度的增加比被限定在不超過(guò)20％，那么就可以假定在25℃的溫度下已經(jīng)儲(chǔ)存三個(gè)月的油墨的粘度的增加比在+20％之內(nèi)，因此可以假定這樣的油墨具有足夠的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
固化性能使用噴墨頭在25m/min的印刷速度下在用作記錄介質(zhì)的PET薄膜(厚度為100微米)上形成實(shí)地圖像(圖像的亮度1.2-1.8)。隨后使用紫外燈(Fusion Co.，Ltd.，D燈泡，照明度約2500mW/cm2)用紫外光照射實(shí)地圖像。隨后再在100℃的溫度下加熱實(shí)地圖像1小時(shí)，從而得到固化的油墨薄膜。用劃痕實(shí)驗(yàn)(鉛筆試驗(yàn))(JIS K 5600-5-4)來(lái)評(píng)價(jià)所得到的固化的油墨薄膜的鉛筆硬度。在這個(gè)例子中，油墨薄膜的鉛筆硬度優(yōu)選應(yīng)該等于或大于F。
耐溶劑性根據(jù)上述的相同的方法，形成固化的油墨薄膜，并用浸有乙醇的藥棉摩擦薄膜表面10次，以測(cè)定固化的油墨薄膜的耐溶劑性。對(duì)試驗(yàn)后的圖像的殘余比進(jìn)行視覺(jué)評(píng)價(jià)，并根據(jù)下面的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷。順便要說(shuō)的是，以圖像的原始面積為基礎(chǔ)，圖像的殘余面積優(yōu)選應(yīng)該等于或大于70％。
小于原始圖像的70％ 0分不小于原始圖像的70％1分原始圖像被基本保留 2分表4

表5

表6

如表4所示，發(fā)現(xiàn)油墨中同時(shí)添加有脂肪族環(huán)氧化合物(SR-NPG)和含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物(DOX)的所有樣品(即(I-1)到(I-6)號(hào)樣品)包括粘度、保存期限、固化性能和耐溶劑性在內(nèi)的所有性能都令人滿意。除了脂肪族環(huán)氧化合物和含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物之外，(I-14)號(hào)樣品還含有以重量計(jì)不大于10份的脂環(huán)族環(huán)氧化合物，該樣品也表現(xiàn)出與(I-1)到(I-6)號(hào)樣品幾乎相同的效果。
如果脂肪族環(huán)氧化合物(SR-NPG)和含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物(DOX)都添加到油墨中，只要脂肪族環(huán)氧化合物(SR-NPG)的含量以重量計(jì)被限定在70-90％的范圍內(nèi)((I-7，I-8和I-9)號(hào)樣品)，那么就有可能提供一種包括粘度、保存期限、固化性能和耐溶劑性在內(nèi)的所有性能都令人滿意的油墨。根據(jù)(I-10)和(I-11)號(hào)樣品的結(jié)果認(rèn)為，如果脂肪族環(huán)氧化合物(SR-NPG)的含量以重量計(jì)小于70％，那么油墨的粘度就會(huì)過(guò)高，以致油墨難于從噴墨頭中排出。
正如從樣品(I-15)的結(jié)果所看到的那樣，即使兩種含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物(DOX)和(XDO)結(jié)合使用，所得到的效果也完全相同。
然而，即使用(DOX)作含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物，如果用SR-16H或SR-2EG作脂肪族環(huán)氧化合物，那么所得到的固化的油墨薄膜的鉛筆硬度就會(huì)偏低，并且其固化性能也不足(I-12，I-13)。
另外，如果油墨的配方中只加入含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物和脂環(huán)族環(huán)氧化合物，而不加入脂肪族環(huán)氧化合物，那么就有可能得到包括粘度、保存期限、固化性能和耐溶劑性在內(nèi)的所有性能都令人滿意的油墨。更特別的是，當(dāng)用C2021作脂環(huán)族環(huán)氧化合物時(shí)，油墨的粘度會(huì)變得過(guò)高，以至于油墨無(wú)法從噴墨頭中排出(I-16)。另外，當(dāng)用C3000作脂環(huán)族環(huán)氧化合物時(shí)，油墨粘度的增加比就會(huì)變得極高，從而補(bǔ)償了油墨保存期限的不足(I-17)。
從表5和表6的結(jié)果可以清楚地看出，只要光-酸產(chǎn)生劑(ESACURE)的含量以重量計(jì)被限定在5-14％的范圍內(nèi)，那么無(wú)論往油墨中加入哪種含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物，都有可能得到包括粘度、保存期限、固化性能和耐溶劑性在內(nèi)的所有性能都令人滿意的油墨。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可以提供一種噴墨記錄油墨，其粘度低，并且儲(chǔ)存穩(wěn)定性以及書(shū)畫(huà)性能極佳，同時(shí)能夠形成耐溶劑性極佳的圖像。
本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員不難發(fā)現(xiàn)其他的優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)。因此，本發(fā)明的更寬的方面未限定的特別詳細(xì)，也未限定為這里所示和所述有代表性的實(shí)施例。因此，只要不背離由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等價(jià)物所限定的一般的發(fā)明概念的思想或范圍，就可以對(duì)本發(fā)明作出各種改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種噴墨記錄油墨，包括光-酸產(chǎn)生劑，當(dāng)受到光的照射時(shí)，它能產(chǎn)生酸；著色劑；以及酸-可聚合溶劑，在酸存在下，它可以聚合；其特征在于相對(duì)于每100份重量的所述酸-可聚合溶劑，所述光-酸產(chǎn)生劑的含量以重量計(jì)不小于2.5份；而且所述酸-可聚合溶劑包括由下面的通式(1)代表的脂肪族環(huán)氧化合物和含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物R1-CH2-C(CH3)2-CH2-R1(1)(其中R1是縮水甘油醚基)。
2.如權(quán)利要求1所述的油墨，其特征在于所述光-酸產(chǎn)生劑包括由下面的通式(4)和(5)代表的鎓鹽或三嗪鹵化物 R9-C2+-R10 mA5-(5)其中R6、R7、R8、R9和R10分別代表芳基或具有硫族元素化物原子和芳基的官能團(tuán)；C1和C2分別代表芳基和硫族元素化物原子；A4和A5分別代表從包括PF6-、SbF3-、BF4-、AsF6-、CF3SO3-、C4F9SO3-和CH3SO3-在內(nèi)的基團(tuán)中選擇的陰離子；m和n分別代表整數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的油墨，其特征在于相對(duì)于每100份重量的酸-可聚合溶劑，所述光-酸產(chǎn)生劑的混合比以重量計(jì)被限定在1-20份的范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的油墨，其特征在于所述著色劑組分在油墨中的含量以重量計(jì)被限定在1-25％的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的油墨，其特征在于所述含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物是由下面的化學(xué)式(2)代表的化合物
6.如權(quán)利要求5所述的油墨，其特征在于所述光-酸產(chǎn)生劑是鎓鹽，所述著色劑組分是顏料，由通式(1)代表的脂肪族環(huán)氧化合物在所述酸-可聚合溶劑中的含量以重量計(jì)被限定在25％-75％的范圍內(nèi)，而由通式(2)代表的含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物在所述酸-可聚合溶劑中的含量以重量計(jì)被限定在25％-75％的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的油墨，其特征在于所述酸-可聚合溶劑包括由所述通式(1)代表的重量含量為70％-90％的脂肪族環(huán)氧化合物和由下面的通式(3)代表的重量含量為10％-30％的含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物
8.如權(quán)利要求7所述的油墨，其特征在于所述光-酸產(chǎn)生劑是鎓鹽，而所述著色劑組分是顏料。
9.如權(quán)利要求1所述的油墨，其特征在于所述含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物包括由所述化學(xué)式(2)代表的化合物和由所述化學(xué)式(3)代表的化合物。
10.如權(quán)利要求9所述油墨，其特征在于以所述酸-可聚合溶劑的總重量為基礎(chǔ)，由所述化學(xué)式(2)代表的所述含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物的含量以重量計(jì)被限定在20％-80％的范圍內(nèi)，而以所述酸-可聚合溶劑的總重量為基礎(chǔ)，由所述化學(xué)式(3)代表的所述含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物的含量以重量計(jì)被限定在10％-30％的范圍內(nèi)。
11.一種噴墨記錄油墨，包括光-酸產(chǎn)生劑，當(dāng)受到光的照射時(shí)，它能產(chǎn)生酸；著色劑；以及酸-可聚合溶劑，在酸存在下，它可以聚合；其特征在于相對(duì)于每100份重量的所述酸-可聚合溶劑，所述光-酸產(chǎn)生劑的含量以重量計(jì)不小于2.5份；而且所述酸-可聚合溶劑包括由下面的通式(1)代表的脂肪族環(huán)氧化合物和由下面的化學(xué)式(2)代表的含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物R1-CH2-C(CH3)2-CH2-R1 (1)(其中R1是縮水甘油醚基)，
12.如權(quán)利要求11所述的油墨，其特征在于所述光-酸產(chǎn)生劑是鎓鹽，所述著色劑組分是顏料，由通式(1)代表的脂肪族環(huán)氧化合物在所述酸-可聚合溶劑中的含量以重量計(jì)被限定在25％-75％的范圍內(nèi)，而由通式(2)代表的含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物在所述酸-可聚合溶劑中的含量以重量計(jì)被限定在25％-75％的范圍內(nèi)。
13.如權(quán)利要求11所述的油墨，其特征在于所述光-酸產(chǎn)生劑包括由下面的通式(4)和(5)代表的鎓鹽或三嗪鹵化物 R9-C2+-R10 mA5-(5)其中R6、R7、R8、R9和R10分別代表芳基或具有硫族元素化物原子和芳基的官能團(tuán)；C1和C2分別代表芳基和硫族元素化物原子；A4和A5分別代表從包括PF6-、SbF6-、BF4-、AsF6-、CF3SO3-、C4F9SO3-和CH3SO3-在內(nèi)的基團(tuán)中選擇的陰離子；m和n分別代表整數(shù)。
14.如權(quán)利要求11所述的油墨，其特征在于相對(duì)于每100份重量的酸-可聚合溶劑，所述光-酸產(chǎn)生劑的混合比以重量計(jì)被限定在-20份的范圍內(nèi)。
15.如權(quán)利要求11所述的油墨，其特征在于所述著色劑組分在油墨中的含量以重量計(jì)被限定在1-25％的范圍內(nèi)。
16.一種噴墨記錄油墨，包括光-酸產(chǎn)生劑，當(dāng)受到光的照射時(shí)，它能產(chǎn)生酸；著色劑；以及酸-可聚合溶劑，在酸存在下，它可以聚合；其特征在于相對(duì)于每100份重量的所述酸-可聚合溶劑，所述光-酸產(chǎn)生劑的含量以重量計(jì)不小于2.5份；而且所述酸-可聚合溶劑包括由下面的通式(1)代表的重量含量為70％-90％的脂肪族環(huán)氧化合物和由下面的化學(xué)式(3)代表的重量含量為10％-30％的含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物R1-CH2-C(CH3)2-CH2-R1(1)(其中R1是縮水甘油醚基)，
17.如權(quán)利要求16所述的油墨，其特征在于所述光-酸產(chǎn)生劑是鎓鹽，而所述著色劑組分是顏料。
18.如權(quán)利要求16所述的油墨，其特征在于所述光-酸產(chǎn)生劑包括由下面的通式(4)和(5)代表的鎓鹽或三嗪鹵化物 R9-C2+-R10 mA5-(5)其中R6、R7、R8、R9和R10分別代表芳基或具有硫族元素化物原子和芳基的官能團(tuán)；C1和C2分別代表芳基和硫族元素化物原子；A4和A5分別代表從包括PF6-、SbF6-、BF4-、AsF6-、CF3SO3-、C4F9SO3-和CH3SO3-在內(nèi)的基團(tuán)中選擇的陰離子；m和n分別代表整數(shù)。
19.如權(quán)利要求16所述的油墨，其特征在于相對(duì)于每100份重量的酸-可聚合溶劑，所述光-酸產(chǎn)生劑的混合比以重量計(jì)被限定在1-20份的范圍內(nèi)。
20.如權(quán)利要求16所述的油墨，其特征在于所述著色劑組分在油墨中的含量以重量計(jì)被限定在1-25％的范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種噴墨記錄油墨，它包括一種受到光照時(shí)能產(chǎn)生酸的光－酸產(chǎn)生劑、一種著色劑和一種在酸存在時(shí)可以聚合的酸－可聚合溶劑。其中，相對(duì)于每100份重量的酸－可聚合溶劑，光－酸產(chǎn)生劑的含量以重量計(jì)不小于2.5份，而且酸－可聚合溶劑包括由下面的通式(1)代表的脂肪族環(huán)氧化合物和含氧雜環(huán)丁烷環(huán)的化合物R1－CH(其中R1是縮水甘油醚基)。
文檔編號(hào)C03C17/00GK1648182SQ20041001049
公開(kāi)日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2004年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月28日
發(fā)明者廣木正士, 后河內(nèi)透, 大津和彥, 秋山良造, 石橋充 申請(qǐng)人:東芝泰格有限公司