專利名稱：噴墨記錄油墨和使用該噴墨記錄油墨的噴墨記錄裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及噴墨記錄油墨和噴墨記錄裝置，其提供高圖像密度的圖像，具有極好的油墨噴射穩(wěn)定性和極好的油墨存儲穩(wěn)定性。
背景技術：
與其它印刷方法相比，噴墨記錄方法提供容易的彩色印刷，因為其包含更簡單的工藝。并且，盡管構(gòu)造簡單，但是噴墨記錄方法具有能夠生產(chǎn)高分辨率圖像的益處。作為噴墨記錄油墨，使用基于染料的油墨，其中各種類型的水溶性染料溶解在水中或水和有機溶劑的混合物中。雖然這種基于染料的油墨色調(diào)銳度極好，但其具有耐光性差的缺點。同時，與基于染料的油墨相比，基于顏料的油墨——炭黑和各種類型的有機顏料分散其中——耐光性優(yōu)越，因此深入地進行基于顏料的油墨的研究。然而，與基于染料的油墨相比，基于顏料的油墨更可能造成噴嘴堵塞。顏料油墨通常如下制備。將著色材料和分散劑初步地分散在水溶劑中以制備分散產(chǎn)物。之后，通過介質(zhì)型分散混合器(media-type disperser)將分散產(chǎn)物分散至預定的程度，隨后稀釋至預定的濃度。基于水的顏料油墨通常包含表面活性劑和水溶性樹脂，以在其中分散疏水顏料，但用這種油墨得到的圖像的可靠性極低。因此，根據(jù)一些公開的技術，將可成膜的樹脂細粒加入油墨中，目的是提高圖像的質(zhì)量。然而，難以保持多個組分長時間地處于很好且穩(wěn)定地分散遍及油墨的狀態(tài)。因此，當大量使用分散劑比如表面活性劑以便穩(wěn)定地分散這種細粒時，麻煩地出現(xiàn)問題。具體地，問題例如是油墨罐和/或噴墨頭(inkjet head)內(nèi)可能產(chǎn)生氣泡，這可能造成圖像質(zhì)量的下降。同樣地，為了提高分散性，已經(jīng)對將顏料表面改變?yōu)橛H水基的方法的有效性或者使用含親水基的樹脂的有效性進行了研究。然而，雖然當單獨使用時給定的組分可能是穩(wěn)定的，但組合使用數(shù)個不同的組分有問題地造成分散穩(wěn)定性下降以及存儲穩(wěn)定性下降。PTLl至3提出表面處理的顏料油墨，其產(chǎn)生極好的印刷質(zhì)量，并且具有極好的噴射穩(wěn)定性和存儲穩(wěn)定性，或僅具有極好的噴射穩(wěn)定性。PTL4提出油墨組件(ink set)，其可以保持油墨穩(wěn)定的噴射性能。為了獲得印刷圖像的高圖像密度，PTL5公開了一種方法，其中使用含有水不溶性著色劑和小于著色劑顆粒的帶電樹脂準粒子的油墨；PTL6公開了一種方法，其中使用含有DBP吸油量被最佳化的可自分散顏料的油墨；以及PTL7公開了一種方法，其中使用炭黑的水性分散液，其含有已經(jīng)被表面改性為具有7至18的HLB值的炭黑，和在其分子結(jié)構(gòu)中具有乙炔骨架的非離子表面活性劑。而且，PTL8公開了含有基于乙炔二醇(acetyleneglycol)的表面活性劑的水性油墨。出于穩(wěn)定油墨的分散狀態(tài)的目的，PTL9公開了將水可分散樹脂分散在水中的方法，該樹脂在其分子中具有羧基和非離子親水基；PTL10公開了一種方法，其中使水溶性聚合物和表面活性劑的極性相同，或向其中加入非離子表面活性劑(nonion) ；PTL11公開了一種方法，控制水性記錄液以便含離子著色劑的聚酯樹脂和著色劑的親水基具有相同的極性；以及PTL12公開了一種方法，其中控制分散的顏料和分散的樹脂顆粒以具有相同的極性。此外，PTL13公開了使用二聚表面活性劑作為分散劑的印刷油墨。此外，PTL14中描述了水性噴墨油墨組合物，其包含顏料分散液、醛萘磺酸鹽(aldehyde naphthalene sulfonate)分散劑和/或至少一種砜溶劑，其中顏料顆粒分散液包含這樣的顏料顆粒，該顏料顆粒的粒度分布是使得分散液中至少70%的顆粒具有小于O. Iym的直徑，而其它顆粒具有等于或大于O. I μ m的直徑。PTL15提出了由含有顏料、聚合分散劑和非離子表面活性劑的水介質(zhì)形成的記錄液。另外，PTL16和17中提出將AB或BAB嵌段共聚物用作顏料的分散劑。PTL18中公開了使用特定的顏料、水溶性樹脂和溶劑。作為不使用分散劑而將顏料分散的方法，PTL19公開了一種方法，其中將包含水溶 性基團的取代基引入炭黑；PTL20公開了一種方法，其中將水溶性單體或類似物聚合在炭黑表面上；PTL21公開了一種酸處理炭黑的方法；以及PTL22公開了一種方法，其中通過使用含有酸處理的炭黑以及由丙烯酸、苯乙烯和α-甲基苯乙烯形成的三元共聚物的油墨獲得防水性和噴射穩(wěn)定性。此外，PTL23提出了含有平均粒徑為30nm至200nm的分散顆粒的噴墨記錄液。雖然常規(guī)的油墨液已經(jīng)成功地用彩色顏料油墨提供高圖像密度，但黑色顏料油墨尚未實現(xiàn)提供足夠的圖像密度，而且在這方面還沒有提供令人滿意的黑色顏料油墨。PTL24至26公開提出了一個例子,其中每個具有直徑為大約O. 05mm至大約1.0mm的珠粒用于珠磨(bead mill)分散,但形成的分散體的分散穩(wěn)定性不足。此外，PTL27公開了將陰離子表面活性劑用作分散劑，并且這種表面活性劑的分子量優(yōu)選是1，000 ^ 30，000。然而，形成的油墨液不具有足夠的分散穩(wěn)定性，并且存在問題，以至在使用顏料——其不耐分散期間引起的影響——的情況下油墨液損失其分散穩(wěn)定性，并且因此油墨液具有差的噴射穩(wěn)定性。引用列表專利文獻PTLl :日本專利申請?zhí)卦S公開(JP-A)號2007-186642PTL2 JP-A 號 2006-282781PTL3 JP-A 號 2005-105227PTL4 JP-A 號 2007-119551PTL5 JP-A 號 2006-008858PTL6 JP-A 號 2002-003767PTL7 JP-A 號 2006-219584PTL8 JP-A 號 2004-123904PTL9 JP-A 號 05-239392PTLlO JP-A 號 08-283633PTLll JP-A 號 2000-063727PTL12 JP-A 號 2001-081366PTL13 :日本未審查申請公布(JP-A)號2003-509571
PTL14 JP-A 號 08-333531PTLl5 JP-A 號 56-147871PTL16 U. S.專利號 5，085，698PTL17 U. S.專利號 5，221，334PTL18 U. S.專利號 5，172，133PTL19 :U. S.專利號 5，571，311PTL20 JP-A 號 08-081646 PTL21 JP-A 號 08-003498PTL22 JP-A 號 09-194775PTL23 JP-A 號 2000-144028PTL24 JP-A 號 2005-281691PTL25 JP-A 號 2005-314528PTL26 JP-A 號 2006-188626PTL27 日本專利(JP-B)號 3625595發(fā)明概述技術問題本發(fā)明旨在提供噴墨記錄油墨和噴墨記錄裝置，其提供高圖像密度的圖像，并且具有極好的油墨噴射穩(wěn)定性和油墨流體穩(wěn)定性。問題解決方案用于解決上述問題的方法如下<1>噴墨記錄油墨，其包含炭黑；表面活性劑；水；水溶性有機溶劑；和由陰離子自乳化聚醚氨酯樹脂(聚醚型聚氨酯樹脂)形成的顆粒；其中炭黑包含表面已經(jīng)用陰離子表面活性劑處理的第一炭黑和已經(jīng)用樹脂聚合物涂布的第二炭黑，其中第一炭黑與第二炭黑的質(zhì)量比為10/90至90/10，并且其中陰離子表面活性劑是萘磺酸甲醛縮合物。<2>根據(jù)〈1>的油墨，其中第一炭黑具有50nm至IOOnm的平均粒徑(D5tl),以及第二炭黑具有IOOnm至150nm的平均粒徑(D5tl)。<3>根據(jù)〈1>或〈2>中任意一項的油墨，其中水溶性有機溶劑是2-乙基-1，3_己二醇，并且油墨中所含的2-乙基-1，3-己二醇的量是按質(zhì)量計O. 1%至按質(zhì)量計10%。〈4>根據(jù)〈1>至〈3>中任意一項的油墨，其中陰離子自乳化聚醚氨酯樹脂具有40mgK0H/g 至 120mgK0H/g 的酸值?！?>墨盒，其包含容器；和存放在該容器中的〈1>至〈4>中任意一項所限定的噴墨記錄油墨。<6>噴墨記錄裝置，其包含
噴墨單元，其被配置用于對<1>至〈4>中任意一項所限定的噴墨記錄油墨施加刺激以噴射油墨為射流(jets)以便記錄圖像。<7>噴墨記錄方法，其包含對〈1>至〈4>中任意一項所限定的噴墨記錄油墨施加刺激以噴射油墨為射流以便記錄圖像。發(fā)明的有利效果本發(fā)明解決本領域的上述各種問題，并且提供噴墨記錄油墨和噴墨記錄裝置，其提供高圖像密度的圖像，并且具有極好的油墨噴射穩(wěn)定性和油墨流體穩(wěn)定性。實施方式的描述
本發(fā)明的噴墨記錄油墨包含炭黑、表面活性劑、水、水溶性有機溶劑以及每個都由陰離子自乳化聚醚氨酯樹脂形成的顆粒，其中炭黑包含表面已經(jīng)用陰離子表面活性劑處理的第一炭黑和已經(jīng)用樹脂聚合物涂布的第二炭黑；第一炭黑與第二炭黑的質(zhì)量比為10/90至90/10，并且陰離子表面活性劑是萘磺酸甲醛縮合物。通過在油墨中結(jié)合使用表面已經(jīng)用陰離子表面活性劑處理的第一炭黑和已經(jīng)用樹脂聚合物涂布的第二炭黑，提高了生成圖像的圖像密度以及油墨的噴射穩(wěn)定性和流體穩(wěn)定性。然而，僅僅通過混合這兩種類型的炭黑，難以獲得充分展現(xiàn)圖像密度、噴射穩(wěn)定性和流體穩(wěn)定性中每個效果的油墨。在本發(fā)明中，表面已經(jīng)用陰離子表面活性劑處理的第一炭黑與已經(jīng)用樹脂聚合物涂布的第二炭黑的質(zhì)量比為10/90至90/10。通過以這種方式調(diào)節(jié)第一炭黑與第二炭黑的質(zhì)量比，圖像密度、噴射穩(wěn)定性和流體穩(wěn)定性都可以期望地達到。其質(zhì)量比優(yōu)選是30/70至70/30。當噴墨記錄油墨具有這種優(yōu)選比例的第一炭黑與第二炭黑的質(zhì)量比時，噴墨記錄油墨的噴射穩(wěn)定性隨著第一炭黑的比例增加進一步增強，并且生成圖像的圖像密度隨著第二炭黑的比例增加進一步提聞。將表面已經(jīng)用陰離子表面活性劑處理的第一炭黑分散在水中的分散液趨于造成炭黑顆粒的沉降。然而，這可以通過將第一炭黑的粒徑調(diào)節(jié)到50nm至IOOnm的范圍加以防止。在第一炭黑具有這種小粒徑的情況下，形成的噴墨記錄油墨容易滲透入紙張中，這是不期望的。因此，本發(fā)明人已實現(xiàn)了提供噴墨記錄油墨，其通過將已經(jīng)用樹脂聚合物涂布的第二炭黑的平均粒徑(D5tl)調(diào)節(jié)到IOOnm至150nm的范圍均實現(xiàn)生成圖像的高圖像密度、油墨的噴射穩(wěn)定性和油墨的流體穩(wěn)定性。炭黑的平均粒徑(D5tl)可被測量，例如，在23°C和55%RH環(huán)境下使用粒度分析器(UPA,由 NIKKIS0 CO.，LTD.制造)。當用陰離子表面活性劑表面處理的第一炭黑的粒徑小時，即50nm至IOOnm的范圍，油墨的分散穩(wěn)定性趨于低。為了應對該問題，將水性聚氨酯樹脂和作為陰離子表面活性劑的萘磺酸甲醛縮合物加入噴墨記錄油墨。通過對油墨添加這些材料，獲得極好的油墨分散穩(wěn)定性，并且可實現(xiàn)生成圖像的圖像密度、油墨的噴射穩(wěn)定性和油墨的流體穩(wěn)定性而不削弱油墨的分散穩(wěn)定性。使用由陰離子自乳化聚醚氨酯樹脂形成的顆粒作為水性聚氨酯樹脂可以實現(xiàn)獲得極好的分散穩(wěn)定性、圖像密度、噴射穩(wěn)定性和流體穩(wěn)定性?；谫|(zhì)量，相對于I份的第一炭黑，第一炭黑的分散液(陰離子表面活性劑和第一炭黑分散在水中的分散液)優(yōu)選地包含O. I份至2份的表面活性劑。相對于I份的第一炭黑，分散液中表面活性劑更優(yōu)選的量為O. 25份至I份。使用該量的表面活性劑可實現(xiàn)將第一炭黑的平均粒徑(D5tl)控制在上述的范圍中。因此，可以提供噴墨記錄油墨，其提供生成圖像的高圖像密度、極好的噴射穩(wěn)定性和流體穩(wěn)定性。當表面活性劑的量相對于I份的第一炭黑小于O. I份時，可能達不到上述的效果，并且第一炭黑的分散液(陰離子表面活性劑和第一炭黑分散在水中的分散液)和產(chǎn)生的油墨可能具有差的存儲穩(wěn)定性，其趨于造成噴嘴的堵塞。當表面活性劑的量超過2份時，第一炭黑的分散液的粘度和產(chǎn)生的油墨的粘度過高，因此可能難以使用這種油墨在噴墨系統(tǒng)中進行印刷。雖然使用萘磺酸甲醛縮合物作為表面活性劑用于處理第一炭黑的表面是本發(fā)明的特征，但是當萘磺酸甲醛縮合物中萘磺酸的二聚體、三聚體和四聚體的總量少于20%時，由于分散性下降，因為顏料分散液和油墨的差的存儲穩(wěn)定性，趨于發(fā)生噴嘴堵塞。同樣地，當萘磺酸甲醛縮合物中萘磺酸的二聚體、三聚體和四聚體的量超過80%時，分散變得難以 進行。例如，以下列方式獲得第一炭黑或第二炭黑分散在水中的分散液。具體地，炭黑、分散劑、水以及任選地使用的各種添加劑通過珠磨機(bead mill)分散，例如分散混合器，比如 DYNOMILL KDL 型(由 K. K. SHINMARU ENTERPRISES CORPORATION 制造)、AGITATORMILLLMZ (由 ASHIZAWA FINETECH LTD.制造)或 SC MILL (由 MITSUI MINING K. K.制造)。在珠磨機中分散之后，產(chǎn)生的分散產(chǎn)物進一步用無珠磨機(bead-less mill)分散，比如高速剪切力型 CLEAR SS5 (由 MTECHNIQUE CO.，LTD 制造)、CABITR0N CD1010 (由 EUROTECH, LTD 制造)、MODULE DR2000 (由 K. K. SHINMARU ENTERPRISES CORPORATION 制造)、薄膜旋轉(zhuǎn)(thin-film rotation)型 T.K.FILMIX(由 T0KUSHUKIKAK0UGY0U K. K.制造)、超高壓沖擊型 ALTEMIZER (由 SUGINO MACHINE LTD.制造)或 NANOMIZER (由 Y0SHIDA KIKAICO.，LTD 制造)。通過在分散混合器處理之前的階段用均化器或類似物預處理粗顆粒，可使顆粒分布更加銳化，這產(chǎn)生圖像密度和噴射穩(wěn)定性的提高。獲得的用在本發(fā)明中的分散液(用陰離子表面活性劑表面處理的第一炭黑分散在水中的第一分散液，和用樹脂聚合物涂布的第二炭黑分散在水中的第二分散液)可以特別適用于噴墨記錄用的顏料油墨。用在分散混合器中的珠粒通常是陶瓷珠粒，并且一般而言使用鋯球。珠粒的直徑優(yōu)選地是0. 05mm或更小,更優(yōu)選地是0. 03mm或更小。第一炭黑的平均初級粒徑是10. Onm至30. Onm,優(yōu)選地是15. Onm至20. Onm,并且
第一炭黑的BET表面積是100m2/g至400m2/g,優(yōu)選地是150m2/g至300m2/g。第一炭黑的平均初級粒徑可以通過借助電子顯微鏡拍攝第一炭黑的顆粒，并且從照片上顆粒的粒徑和數(shù)量計算平均初級粒徑，進行測量。此外，第一炭黑的BET表面積可以通過根據(jù)BET理論的氮吸附進行測量。因為由于是具有小的平均初級粒徑的高結(jié)構(gòu)，第一炭黑易受分散期間沖擊的破壞，因此將用在上述分散混合器中的珠粒的直徑設定在超過0. 05mm將由于珠粒之間的強沖擊能量破壞結(jié)構(gòu)，這又導致獲得的炭黑分散液穩(wěn)定性損失。因此，優(yōu)選的是所用的珠粒具有O. 05mm或更小的直徑。噴墨記錄油墨的一個特征是與用樹脂聚合物涂布的第二炭黑的第二分散液結(jié)合使用第一炭黑的第一分散液。用樹脂聚合物涂布的第二炭黑一般被稱作膠囊顏料(capsulepigment)，即用樹脂涂布的顏料。通過用樹脂層對顏料表面賦予親水特性，已經(jīng)出于將顏料分散在水中的目的研發(fā)了膠囊顏料。用于涂布第二炭黑的樹脂聚合物的實例包括聚酰胺、聚氨酯、聚酯、聚脲、環(huán)氧樹月旨、聚碳酸酯、尿素樹脂、蜜胺樹脂、酚醛樹脂、多糖、明膠、阿拉伯樹膠、葡萄糖、酪蛋白、蛋白質(zhì)、天然橡膠、羧聚乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、纖維素、乙基纖維素、甲基纖維素、硝化纖維素、羥乙基纖維素、乙酸纖維素、聚乙烯、聚苯乙烯、(甲基)丙烯酸聚合物或共聚物、(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物、(甲基)丙烯酸_(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯_(甲基)丙烯酸共聚物、苯乙烯-馬來酸共聚物、藻酸鈉、脂肪酸、石蠟、蜂蠟、水乳化蠟(water wax)、硬化牛油、巴西棕櫚蠟和白蛋白。 在上述聚合物中，還可使用具有陰離子基團比如羧基或磺基的有機聚合物。其非離子有機聚合物的實例包括聚乙烯醇、單甲基丙烯酸聚乙二醇酯、單甲基丙烯酸聚丙二醇酯、單甲基丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯及其(共)聚合物；和陽離子開環(huán)聚合物，比如2-g唑啉。用在本發(fā)明中的顏料分散液(第一炭黑分散在水中的第一分散液和第二炭黑分散在水中的第二分散液)相對于每個分散液的總量，每個優(yōu)選地具有按質(zhì)量計5%至按質(zhì)量計50%的顏料濃度。當顏料的濃度按質(zhì)量計小于5%時，產(chǎn)率降低。當其濃度按質(zhì)量計超過50%時，產(chǎn)生的炭黑(顏料)分散液的粘度過高，因此可能難以將炭黑分散在水中。炭黑可以選自適當合成的那些或者商品。其商品的實例包括#10B、#20B、#30、#33、#40、#44、#45, #45L、#50、#55、#95、#260、#900、#1000、#2200B、#2300、#2350、#2400B、#2650、#2700、#4000B、CF9、MA8、MA11、MA77、MA100、MA220、MA230、MA600 和 MCF88(這些產(chǎn)品由 MITSUBISHI CHEMICAL CORPORATION 制造)！MONARCH 120、MONARCH 700、MONARCH 800、MONARCH 880、MONARCH 1000、MONARCH 1100、MONARCH 1300、M0NARCH1400、M0GAL· L、REGAL·99R、REGAL 250R、REGAL 300R、REGAL330R、REGAL 400R、REGAL 500R 和 REGAL 660R(這些產(chǎn)品 CAB0TC0RP0RATI0N 制造)；以及 PRINTEX A、PRINTEX G、PRINTEX U、PRINTEX V、PRINTEX55,PRINTEX 140U,PRINTEX 140V、SPECIALBLACK 4,SPECIAL BLACK 4A,SPECIAL BLACK 5、SPECIALBLACK 6、SPECIAL BLACK 100、SPECIAL BLACK 250、C0L0RBLACK Fff UC0L0R BLACKFff2,COLOR BLACK Fff2V,C0L0RBLACK Fff18,COLOR BLACK FW200、COLOR BLACK SI50,COLORBLACK S160和COLOR BLACK S170 (這些產(chǎn)品由DE⑶SSACo.制造)。這些可以單獨或組合使用。兩種或更多種表面活性劑可以結(jié)合用在本發(fā)明的噴墨記錄中，條件是這些表面活性劑不對形成的油墨的特征造成不利影響。這些結(jié)合使用的表面活性劑的具體實例包括非離子表面活性劑，比如BT系列(由Nikko Chemicals Co. , Ltd.制造)；N0NYP0L系列(由 Sanyo Chemical Industries 制造)；D-系列和 P-系列(由 Takemoto Oil&Fat Co. , Ltd.制造)；SURFYN0L系列(由 Air Productsand Chemicals, Inc.制造)；OLFINE 系列(由 Nissin Chemical Industry Co. , Ltd.制造)、EMALEX DAPE系列(由Nihon-Emulsion Co. , Ltd.制造)、娃氧燒表面活性劑(例如，由Dow Corning Toray Co. , Ltd.制造的娃氧燒表面活性劑)和含氟表面活性劑(例如，由NEOS COMPANY LIMITED、Sumitomo3M LimitecUDuPont 和 Daikin Industries, Ltd.制造的含氟表面活性劑)。噴墨記錄油墨可以根據(jù)本領域已知的常規(guī)方法進行制備。例如，通過混合和攪拌炭黑、水、水溶性有機溶劑、表面活性劑等的分散液、通過過濾器過濾混合物，或用離心分離器去除粗顆粒，以及任選地脫氣來制備噴墨記錄油墨。相對于油墨的總量,油墨中炭黑的濃度優(yōu)選地是按質(zhì)量計1%至按質(zhì)量計20%。當油墨的濃度按質(zhì)量計小于1%時，生成圖像的圖像密度低，因而在產(chǎn)生的印刷品上可能未達到逼真性(vividness)。當其濃度按質(zhì)量計超過按質(zhì)量計20%時,產(chǎn)生的油墨的粘度趨于聞，并且同樣地廣生的油墨容易造成噴嘴的堵塞。根據(jù)預期目的沒有任何限制地適當?shù)剡x擇水溶性有機溶劑。其實例包括多元醇，比如乙二醇、二甘醇、1，3- 丁基乙二醇、3-甲基-1，3- 丁基乙二醇、三甘醇、聚乙二醇、聚丙 二醇、1，5-戍二醇、1，6-己二醇、甘油、1，2，6-己二醇、2_ 乙基-I, 3-己二醇、1，2，4- 丁二醇、1，2，3-丁三醇和3-甲基-1，3，5-戊三醇(petriol);多元醇烷基醚，比如乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、二甘醇單甲醚、二甘醇單乙醚、二甘醇單丁醚、四甘醇單甲醚和丙二醇單乙醚；多元醇芳醚，比如乙二醇單苯醚和乙二醇單芐醚；含氮雜環(huán)化合物，比如2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-羥乙基-2-吡咯烷酮、1，3-二甲基咪唑啉酮、ε -己內(nèi)酰胺和Y-丁內(nèi)酯；酰胺，比如甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N，N-二甲基甲酰胺；胺，比如單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、單乙胺、二乙胺和三乙胺；含砜化合物，比如二甲基亞砜、環(huán)丁砜和硫代二乙醇；以及其它，比如碳酸異丙烯酯和碳酸亞乙酯。這些可以單獨或組合使用。它們之中，1，3- 丁基乙二醇、二甘醇、三甘醇和甘油是尤其優(yōu)選的，因為使用這些中的任一種防止由于干燥的油墨造成的噴嘴堵塞，也就是，防止由于水分蒸發(fā)而造成的噴射故障，并且提高生成圖像的圖像密度。相對于油墨的總量,水溶性有機溶劑的量優(yōu)選地是按質(zhì)量計0%至按質(zhì)量計50%,更優(yōu)選地是按質(zhì)量計5%至按質(zhì)量計40%,更加優(yōu)選地是按質(zhì)量計10%至按質(zhì)量計35%。由于本發(fā)明的噴墨記錄油墨包含2-乙基-1,3-己二醇(EHD)，所以油墨的滲透性提高，并且因為顏料保留在記錄介質(zhì)表面上，產(chǎn)生的油墨防止洇色(bleeding)。因此，可以獲得具有高圖像密度并且不造成透印的印刷圖像。除此之外，因為結(jié)合上述顏料混合物(第一炭黑和第二炭黑)使用EHD，油墨的噴射穩(wěn)定性增強。油墨中所含的2-乙基-1，3-己二醇(EHD)的量優(yōu)選地是按質(zhì)量計O. 1%至按質(zhì)量計10. 0%,更優(yōu)選地是按質(zhì)量計I. 5%至按質(zhì)量計5. 0%。當其量按質(zhì)量計小于O. 1%時,未能表現(xiàn)EHD的充分影響。當其量按質(zhì)量計超過10. 0%時，因為EHD自身具有低溶解性，油墨的可靠性可能降低。本發(fā)明的噴墨記錄油墨包含由陰離子自乳化聚醚氨酯樹脂形成的顆粒。例如，通過使多元醇比如乙二醇與二異氰酸酯比如雙官能異氰酸酯反應，可以合成陰離子自乳化聚醚氨酯樹脂。此外，可結(jié)合上述內(nèi)容使用官能團比如羧基、氨基等用于合成，并且通過結(jié)合使用這些官能團，可以獲得各種特征的陰離子自乳化聚醚氨酯。可以通過調(diào)節(jié)所用的官能團(羧基、氨基)控制陰離子自乳化聚醚氨酯樹脂的酸值。例如，其酸值可以通過增加羧基的數(shù)量而升高。陰離子自乳化聚醚氨酯的酸值優(yōu)選地是40mgK0H/g至120mgK0H/g。當其酸值小于40mgK0H/g時，產(chǎn)生的油墨具有差的存儲穩(wěn)定性。當其酸值超過120mgK0H/g時，產(chǎn)生的油墨的粘度高，其降低油墨的噴射穩(wěn)定性。當被添加到油墨中時，陰離子自乳化聚醚氨酯樹脂尤其優(yōu)選地用于獲得所得形成的圖像的極好的防水性和定影能力，并且賦予噴墨記錄油墨極好的存儲穩(wěn)定性。
在JP-A 號 2009-067907、2009-173805 和 2009-161726 中公開了使用陰離子自乳化聚醚氨酯樹脂作為噴墨記錄油墨的組分。對于本發(fā)明的噴墨記錄油墨，可以添加各種添加劑，以及水。例如，可將水溶性有機介質(zhì)添加到本發(fā)明的噴墨記錄油墨，并且這種水溶性有機介質(zhì)的實例包括醇，比如甲醇、乙醇、I-丙醇和2-丙醇；多元醇，比如乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇和甘油；吡咯烷酮衍生物，比如N-甲基吡咯烷酮和2-吡咯烷酮；酮，比如丙酮和甲基乙基酮；以及鏈烷醇胺，比如單乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺。此外，上述的添加劑包括各種表面活性劑，比如非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和兩性表面活性劑；以及防腐劑。以上述方式獲得的噴墨記錄油墨可達到其保濕能力和潤濕能力，因此，噴墨記錄油墨可以實現(xiàn)極好的存儲穩(wěn)定性，而不造成著色材料的聚集或者增加其粘度，即使噴墨記錄油墨被長期儲存。此外，噴墨記錄油墨可長期保持其流動性而不干燥和固結(jié)，即使噴墨記錄油墨被暴露在噴墨打印機噴嘴的邊緣，等等。另外，噴墨記錄油墨廣生極好的噴射穩(wěn)定性，而不在印刷期間或者在暫時中斷之后重新啟動印刷操作時造成噴嘴堵塞。本發(fā)明的噴墨記錄油墨適合于在存放油墨的墨盒中使用，如稍后提及的。此外，本發(fā)明的噴墨記錄油墨可以通過借助于噴墨記錄裝置噴射到記錄介質(zhì)比如紙張上形成圖像，如稍后解釋的。(墨盒)本發(fā)明的墨盒包含容器，以及存放在該容器中的本發(fā)明的噴墨記錄油墨。在沒有任何限制的情況下，根據(jù)預期目的適當?shù)剡x擇容器的結(jié)構(gòu)、尺寸、材料等等。其優(yōu)選的實例包括容納由鋁層壓膜、樹脂膜或類似物形成的油墨袋(ink bag)的容器，和塑料箱。本發(fā)明的墨盒在其中存放本發(fā)明的噴墨記錄油墨，并且可以可拆卸地安裝在各種記錄裝置中。尤其優(yōu)選的是本發(fā)明的墨盒可拆卸地安裝在本發(fā)明的噴墨記錄裝置中，將在下面進行解釋。(噴墨記錄裝置和噴墨記錄方法)本發(fā)明的噴墨記錄裝置包含配置用于對本發(fā)明的噴墨記錄油墨施加刺激以噴射油墨為射流以便記錄圖像的噴墨單元，并且如果必要可以進一步包含其它單元。本發(fā)明的噴墨記錄方法包含對本發(fā)明的噴墨記錄油墨施加刺激以噴射油墨為射流以便記錄圖像，并且如果必要可以進一步包含其它步驟。作為噴墨單元，有連續(xù)噴墨單元和按需噴墨單元。按需噴墨單元的實例包括壓電系統(tǒng)、熱系統(tǒng)和靜電系統(tǒng)的那些。它們之中，壓電系統(tǒng)和熱系統(tǒng)的噴墨單元是尤其優(yōu)選的。壓電系統(tǒng)使用壓電元件作為壓力發(fā)生單元，壓力發(fā)生單元被配置用于壓縮油墨流動通道內(nèi)的油墨以改變構(gòu)成油墨流動通道壁的振動板的形狀，以便改變油墨流動通道內(nèi)的體積，從而噴射油墨的液滴(參見JP-A號02-51734)。熱系統(tǒng)使用熱元件以加熱油墨流動通道內(nèi)的油墨以形成氣泡，從而噴射油墨的液滴(參見 JP-A 號 61-59911)。靜電系統(tǒng)使用構(gòu)成油墨流動通道壁的振動板和面向振動板提供的電極。靜電系統(tǒng)使用振動板和電極之間產(chǎn)生的靜電力以改變振動板的形狀，以便改變油墨流動通道內(nèi)的體積，從而噴射油墨的液滴(參見JP-A號06-71882)。例如，通過刺激發(fā)生單元可以產(chǎn)生刺激。在沒有任何限制的情況下，根據(jù)預期目的適當?shù)剡x擇刺激，其實例包括熱量(溫度)、壓力、振動和光。這些可以單獨或組合使用。它們之中，作為使用的刺激，熱和壓力是優(yōu)選的。刺激發(fā)生單元的實例包括加熱裝置、壓縮裝置、壓電元件、振動發(fā)生裝置、超聲波振蕩器和光。其具體實例包括壓電致動器，比如壓電元件；熱致動器，其利用流體通過 電-熱轉(zhuǎn)換元件比如熱元件的薄膜沸騰引起的相變；形狀記憶合金致動器，其利用由于溫度改變引起的金屬相變；以及使用靜電力的靜電致動器。噴墨記錄油墨的噴射的實施方式?jīng)]有特別限制，并且根據(jù)施加的刺激而變化。例如，在刺激是熱的情況下，對應于記錄信號的熱能例如通過熱敏頭被施加到記錄頭(recording head)中的噴墨記錄油墨,噴墨記錄油墨由于施加的熱能而產(chǎn)生氣泡,產(chǎn)生的氣泡增加壓力，并且通過這種壓力，噴墨記錄油墨的液滴從記錄頭的噴嘴口噴射。在刺激是壓力的情況下，例如，電壓被施加到記錄頭的油墨流動通道內(nèi)的連接至被稱作壓力室的區(qū)域的壓電元件，從而使壓電元件彎曲，因此壓力室內(nèi)的體積降低，以便噴墨記錄油墨的液滴從記錄頭的噴嘴口噴射。當通過存放本發(fā)明的噴墨記錄油墨的本發(fā)明的噴墨記錄裝置在記錄介質(zhì)上記錄圖像時，由油墨形成的記錄物根據(jù)需要提供在記錄介質(zhì)上。此外，可以通過更換墨盒本身提供嗔墨記錄油墨。實施例以下將參考實施例具體解釋本發(fā)明，但這些實施例不應被理解為以任何方式限制本發(fā)明的范圍。注意，下面實施例中的“份數(shù)(一份或多份)”都基于質(zhì)量。<顏料分散體平均粒徑的測量>通過粒度分析器(UPA 150EX,由NIKKIS0 CO.，LTD.制造)測量顏料分散液中顆粒的體積平均粒徑(D50)。(實施例I至15和比較實施例I至8)用表2中呈現(xiàn)的實施例I至15和比較實施例I至8的各自配方制備噴墨記錄油墨。然后這些油墨中的每個都攪拌I小時，隨后通過具有O. Sym孔徑的膜過濾器過濾，從而制備No. I至No. 23的噴墨記錄油墨。注意，EHD是2-乙基-1，3-己二醇的縮寫。[制備用陰離子表面活性劑表面處理的第一炭黑的分散體](第一分散體)-分散體(A)-(配方) 炭黑，NIPEX150-IQ200 份(由DE⑶SSACO.制造，氣黑)
·萘磺酸鈉甲醛縮合物(Pionin A-45-PN,由 Takemoto Oil&Fat Co. , Ltd.制造) 50 份(萘磺酸的二聚體、三聚體和四聚體的總量30%) 蒸懼水750份在預混合上述的成分之后，通過珠磨分散混合器(UAM-015,由KotobukiIndustries Co. , Ltd.制造)將混合物分散15分鐘,該混合器使用每個具有O. 03mm直徑的鋯珠(密度6.03X10_6g/m2)、以lOm/s的圓周速度和30°C的流體溫度。其后，分散體通過離心分離器(Model-3600,由KUBOTA Corporation制造)進行離心分離以去除粗顆粒，以便獲得用陰離子表面活性劑表面處理的炭黑的分散體(A)，其具有75nm的平均粒徑。 -分散體(B)-以與分散體(A)同樣的方式獲得分散體(B),條件是將分散的持續(xù)時間從15分鐘改為30分鐘，并且將用陰離子表面活性劑表面處理的炭黑的平均粒徑改為50nm。-分散體(C)-以與分散體(A)同樣的方式獲得分散體(C),條件是將分散的持續(xù)時間從15分鐘改為10分鐘，并且將用陰離子表面活性劑表面處理的炭黑的平均粒徑改為lOOnm。[制備用樹脂聚合物涂布的第二炭黑的分散液](第二分散體)-分散體(D)-在用氮氣充分置換配備有機械攪拌器、溫度計、氮氣引入管、回流管和滴液漏斗的IL燒瓶的內(nèi)部氣氛之后，加入11. 2g苯乙烯、2. 8g丙烯酸、12. Og甲基丙烯酸月桂酯、4. Og甲基丙烯酸聚乙二醇酯、4. Og苯乙烯大分子單體(商品名AS-6，由T0UAG0USEI CO.，LTD制造)和O. 4g巰基乙醇，并且加熱至65°C。之后，用2. 5小時將100. 8g苯乙烯、25. 2g丙烯酸、108. Og甲基丙烯酸月桂酯、36. Og甲基丙烯酸聚乙二醇酯、60. Og甲基丙烯酸羥基乙酯、36. Og苯乙烯大分子單體(商標名稱AS-6,由T0UAG0U CO.，LTD制造)、3· 6g巰基乙醇、2. 4g偶氮二甲基(戊腈)和18g甲基乙基酮的混合溶液逐滴加入燒瓶。在逐滴添加完成后，用0. 5小時將0. Sg偶氮二甲基(戊腈)和18g甲基乙基酮的混合溶液逐滴加入燒瓶。之后在65°C將生成的混合物熟化I小時。其后，將0. Sg偶氮二甲基(戊腈)加入燒瓶，然后熟化I小時。在反應完成后，向其中加入364g甲基乙基酮，從而制備800g具有按質(zhì)量計50%濃度的聚合物溶液。在充分攪拌28g上述制備的聚合物溶液、26g炭黑、13. 6g lmol/L的氫氧化鉀溶液，20g甲基乙基酮和30g離子交換水之后，用三輥研磨機將生成物捏合。生成的糊狀物被加入200g離子交換水中，然后充分攪拌。其后，用蒸發(fā)器將甲基乙基酮和水蒸發(fā)掉，并將生成物預混合，之后通過珠磨分散器(UAM-015,由Kotobuki Industries Co. , Ltd.制造)分散15分鐘，使用每個具有0. 03mm直徑的鋯珠(密度6. 03 X 10 Vm2)、以10m/S的圓周速度和30°C的流體溫度。然后所得分散體通過離心分離器(Model-3600，由KUBOTACorporation制造)進行離心分離以去除粗顆粒,從而獲得涂布樹脂聚合物的炭黑的分散體(D)，其具有125nm的平均粒徑。-分散體(E)-以與分散體(D)同樣的方式獲得分散體(E),條件是將分散的持續(xù)時間從15分鐘改為20分鐘，并且將涂布樹脂聚合物的炭黑的平均粒徑改為100nm。
-分散體(F)-以與分散體(D)同樣的方式獲得分散體(F),條件是將分散的持續(xù)時間從15分鐘改為10分鐘，并且將涂布樹脂聚合物的炭黑的平均粒徑改為150nm。-分散體(G)-以與分散體(A)同樣的方式獲得分散體(G),條件是將用在分散體(A)中的分散劑(萘磺酸鈉甲醛縮合物)改為HITENOL 18E(陰離子表面活性劑，由DAI-ICHI KOGYOSEIYAKU CO.，LTD.制造)。-分散體(H)-以與分散體(A)同樣的方式獲得分散體(H)，條件是將用在分散體(A)中的分散劑(萘磺酸鈉甲醛縮合物)改為由下面通式(I)表示的化合物。
權利要求
1.嗔墨記錄油墨，其包含 炭黑； 表面活性劑； 水； 水溶性有機溶劑；和 由陰離子自乳化聚醚氨酯樹脂形成的顆粒； 其中所述炭黑包含表面已經(jīng)用陰離子表面活性劑處理的第一炭黑和已經(jīng)用樹脂聚合物涂布的第二炭黑，其中所述第一炭黑與所述第二炭黑的質(zhì)量比為10/90至90/10，并且 其中所述陰離子表面活性劑是萘磺酸甲醛縮合物。
2.根據(jù)權利要求I所述的油墨，其中所述第一炭黑具有50nm至IOOnm的平均粒徑(D50)，并且所述第二炭黑具有IOOnm至150nm的平均粒徑(D5tl)。
3.根據(jù)權利要求I或2中任意一項所述的油墨，其中所述水溶性有機溶劑是2-乙基-1，3-己二醇，并且所述油墨中所含的2-乙基-1，3-己二醇的量是按質(zhì)量計O. 1%至按質(zhì)量計10%。
4.根據(jù)權利要求I至3中任意一項所述的油墨，其中所述陰離子自乳化聚醚氨酯樹脂具有 40mgK0H/g 至 120mgK0H/g 的酸值。
5.墨盒，其包含 容器；和 存放在所述容器中的權利要求I至4中任意一項限定的所述噴墨記錄油墨。
6.噴墨記錄裝置，其包含 噴墨單元，其被配置用于對權利要求I至4中任意一項限定的所述噴墨記錄油墨施加刺激以噴射油墨為射流以便記錄圖像。
7.噴墨記錄方法，其包含 對權利要求I至4中任意一項限定的所述噴墨記錄油墨施加刺激以噴射油墨為射流以便記錄圖像。
全文摘要
噴墨記錄油墨，其包含炭黑；表面活性劑；水；水溶性有機溶劑；和由陰離子自乳化聚醚氨酯樹脂形成的顆粒，其中炭黑包含表面已經(jīng)用陰離子表面活性劑處理的第一炭黑和已經(jīng)用樹脂聚合物涂布的第二炭黑，其中第一炭黑與第二炭黑的質(zhì)量比為10/90至90/10，并且其中陰離子表面活性劑是萘磺酸甲醛縮合物。
文檔編號B41J2/01GK102858890SQ2011800215
公開日2013年1月2日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權日2010年4月30日
發(fā)明者長谷川慎, 伏見寬之 申請人:株式會社理光