專利名稱：具有改進(jìn)的快速定向脫封堵性能并且基于帶芳基三羧基的顏料的油墨的制作方法
具有改進(jìn)的快速定向脫封堵性能并且 基于帶芳基三羧基的顏料的油墨
優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)描述
在公開(kāi)和描述本發(fā)明的具體實(shí)施方案之前，應(yīng)當(dāng)理解的是本發(fā)明不 限于本文公開(kāi)的具體工藝和材料，所述工藝和材料本身可以在一定程度 上變化。還應(yīng)當(dāng)理解的是這里所用的術(shù)語(yǔ)僅僅用于描述具體實(shí)施方案， 并不旨在起限制作用，本發(fā)明的范圍將僅僅由所附的權(quán)利要求和其等同 內(nèi)容限定。
在本發(fā)明的描述和權(quán)利要求中，使用以下術(shù)語(yǔ)。
單數(shù)形式的"一"、"一個(gè)"和"一種"包括復(fù)數(shù)情況，除非另有 說(shuō)明。因此，例如"一種顏料"包括一種或多種這些材料。
在本文使用的"連接料(vehicle)"表示油墨連接料或液體連接料， 包括可以用于將著色劑帶入基質(zhì)中的液體組合物。液體連接料是本領(lǐng)域 公知的，可以根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案使用許多油墨連接料。這些油 墨連接料可以包括各種不同試劑的混合物，包括但不限于表面活性劑、 溶劑、助溶劑、緩沖劑、殺微生物劑、粘度改進(jìn)劑、螯合劑、穩(wěn)定劑和 水。在一些實(shí)施方案中，連接料也可以帶有其它固體(與著色劑不同) 作為一部分連接料，例如聚合物、可UV固化的材料、增塑劑、膠乳顆 粒等。
"快速定向(slewing)"表示噴墨機(jī)構(gòu)或噴墨筆在活動(dòng)模式下(例如 處于未封堵(uncapped)的狀態(tài))并且處于油墨液滴噴射之間的時(shí)間。通 常，液滴噴到基質(zhì)上產(chǎn)生圖象的過(guò)程是在噴墨機(jī)構(gòu)處于未封堵的狀態(tài)的 同時(shí)進(jìn)行的。但是，每個(gè)噴嘴不是總是在開(kāi)始出現(xiàn)封堵的時(shí)間段內(nèi)噴墨。 因此，未成像的小滴噴出以保持在成像活動(dòng)之間噴嘴是新鮮的。因此， 給定噴墨油墨在給定噴墨機(jī)構(gòu)或噴墨筆中的快速定向脫封堵時(shí)間越長(zhǎng)， 在成像過(guò)程中浪費(fèi)的油墨就越少，印刷機(jī)的產(chǎn)量越高。
"抗快速定向脫封堵性助溶劑"可以包括加入油墨連接料中并起到 改進(jìn)快速定向脫封堵性能的作用的那些助溶劑，例如增加液滴噴射之間 的時(shí)間。它們通常是具有高低蒸汽壓和優(yōu)異水混合性的溶劑。
在本文使用的術(shù)語(yǔ)"著色的，，當(dāng)用于噴墨油墨時(shí)，表示非黑色的油墨組合物。例如，典型的著色油墨組合物包括青色、品紅、黃色以及它 們的混合物。
本文使用的術(shù)語(yǔ)"顏料"表示著色劑粒子，其至少基本不溶于所用 的油墨連接料中。
本文使用的術(shù)語(yǔ)"官能化"表示具有經(jīng)由共價(jià)鍵化學(xué)連接的化合物 的顏料粒子。這與具有經(jīng)由離子鍵或其它較弱分子間力連接的化合物的 顏料粒子不同比。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，帶有芳基三羧基的顏料是被 芳基三羧基官能化的顏料，芳基三羧基是例如芳基三羧酸基團(tuán)和/或芳基 三羧酸鹽基團(tuán)。
當(dāng)使用"芳基三羧基"(包括芳基三羧酸和/或芳基三羧酸鹽)時(shí)， 應(yīng)當(dāng)理解的是"三，，表示在共用的芳基上存在至少三個(gè)羧基。因此，三 羧基包括四羧基、五羧基等，其中這些官能團(tuán)各自包括在共用的芳基上 存在的至少三個(gè)羧基。進(jìn)一步應(yīng)當(dāng)理解的是芳基可以是任何單個(gè)芳基， 例如苯、萘、聯(lián)苯等。任何在兩個(gè)芳基之間的間隔原子將被認(rèn)為是多芳 基。換句話說(shuō)，如果存在多芳基，則為了用作上述定義的芳基三羧基， 多芳基中的至少 一個(gè)應(yīng)當(dāng)包括至少三個(gè)羧基。
本文使用的術(shù)語(yǔ)"滲料(bleed)，，表示油墨進(jìn)入并與鄰近印刷的油 墨混合的趨勢(shì)。滲料通常在鄰近印刷的油墨在基材上完全干燥之前發(fā) 生。滲料的程度將取決于各種因素，例如油墨的干燥速度、油墨的化學(xué) 性質(zhì)，例如是否存在反應(yīng)性或非反應(yīng)性的滲料控制機(jī)制，以及基材的類 型等。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，滲料可以在不使用反應(yīng)性油墨機(jī)制 的情況下降低，雖然也可以使用反應(yīng)性油墨機(jī)制。
術(shù)語(yǔ)"暈(halo)"或"暈效應(yīng)，，表示會(huì)在黑色和著色油墨的界面上 出現(xiàn)的白色或灰色帶，這是由于液體或著色劑遷移導(dǎo)致的。
"芯吸作用(wickmg)"表示油墨從圖象沿著紙纖維遷移，從而形 成粗糙邊緣。兩種印刷油墨之間的更粗糙的邊緣或界面表示芯吸作用增 加。
本文使用的術(shù)語(yǔ)"羧基"或"羧基基團(tuán)"表示羧酸基團(tuán)(COOH) 或其羧酸鹽(COOM)。對(duì)于所述鹽合適的反離子(M)可以包括堿金 屬，例如鈉、鋰或鉀；帶正電的胺，例如NH/、 (CH3)4N+、 ( CH3)
3朋4+等。
濃度、用量和其它數(shù)據(jù)可以在這里用范圍方式表示。應(yīng)當(dāng)理解的是這些范圍僅僅是為了方便簡(jiǎn)潔的目的，應(yīng)當(dāng)靈活地解釋為不僅包括作為 范圍限值明確指出的數(shù)值，而且包括所有在此范圍內(nèi)涵蓋的各個(gè)數(shù)值或 子范圍。例如，約1-約20重量％的范圍應(yīng)當(dāng)解釋為不僅包括明確說(shuō)明的
濃度范圍1-約20%，而且包括單個(gè)濃度例如2%、 3%、 4%,以及子范圍 例如5-15%、 10-20%等。
在油墨領(lǐng)域中，通常希望所有印刷在基材上的油墨液滴看起來(lái)基本 彼此相似，從而獲得高品質(zhì)的圖象。與此目的抗?fàn)幍膬?nèi)在因素是油墨不 能在成像過(guò)程中連續(xù)地從噴墨機(jī)構(gòu)中噴射，即，在每個(gè)噴射序列之間的 印刷孔隙未封堵時(shí)有快速定向時(shí)間。當(dāng)未封堵時(shí)，油墨傾向于部分由于 噴射機(jī)構(gòu)的小孔徑而非?？焖俚亟Y(jié)硬皮(cmst)。這種現(xiàn)象稱為快速定 向脫封堵。
當(dāng)噴墨油墨在印刷孔處開(kāi)始結(jié)硬皮時(shí)，能達(dá)到的印刷質(zhì)量下降。已 經(jīng)知道，當(dāng)噴射筆不印刷在目標(biāo)基材上時(shí)，在快速定向期間出現(xiàn)的封堵 可以基本上通過(guò)系統(tǒng)地以"濺墨(spitting)"過(guò)程形式噴射筆來(lái)防止， 從而保持印刷孔是新鮮的。這種分開(kāi)方法浪費(fèi)了 一定量的噴墨油墨和時(shí) 間。換句話說(shuō)，為了當(dāng)筆處于活動(dòng)印刷模式時(shí)保持噴墨筆孔新鮮和能用 于印刷，筆將浪費(fèi) 一些油墨和時(shí)間以避免孔被封堵。
因此， 一般知道與基于黑色油墨的染料相比，基于顏料的油墨能提 供更好的光學(xué)密度和文本印刷質(zhì)量。特別是，以特定官能化顏料為基礎(chǔ) 的噴墨油墨能獲得優(yōu)異的圖象質(zhì)量，但是一些類型油墨的快速定向脫封
堵時(shí)間不利地太低。特別是被芳基三羧基表面官能化(共價(jià)連接)的顏 料，更特別地是被3,4,5-苯三羧酸或3,4,5-苯三羧酸鹽官能化的顏料能提 供優(yōu)異的圖象質(zhì)量，但是通常當(dāng)作為噴墨油墨組合物配制時(shí)導(dǎo)致低的快 速定向脫封堵時(shí)間。根據(jù)此問(wèn)題，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到通過(guò)包括高載荷的2-吡咯 烷酮，快速定向脫封堵時(shí)間可以顯著增加，且不會(huì)顯著降低印刷質(zhì)量。 高載荷表示至少12重量％。更具體地說(shuō)，12-約25重量％的2-吡咯烷酮 載荷提供了可接受的結(jié)果。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，2-吡咯烷酮的載荷 可以是約16重量％。
根據(jù)這些發(fā)現(xiàn)，噴墨油墨組合物可以含有具有共價(jià)連接的芳基三羧 基的顏料；至少12重量％的抗快速定向脫封堵性助溶劑，選自2-吡咯烷 酮、衍生化的2-吡咯烷酮以及它們的混合物；以及液體連接料。
在另 一個(gè)實(shí)施方案中，提高噴墨油墨機(jī)構(gòu)的快速定向時(shí)間且不顯著脫封堵的方法可以包括提供噴墨油墨，將噴墨油墨放入噴墨機(jī)構(gòu)中，調(diào) 節(jié)噴墨機(jī)構(gòu)以允許在噴射之間至少3秒的快速定向且不需要在所述快速 定向期間封堵此機(jī)構(gòu)。噴墨油墨可以含有具有共價(jià)連接的芳基三羧基的
顏料；至少12重量％的抗快速定向脫封堵性助溶劑，選自2-吡咯烷酮、 衍生化的2-吡咯烷酮以及它們的混合物；以及液體連接料。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，在降低的快速定向脫封堵情況下印刷高質(zhì)量 圖象的體系可以包括噴墨油墨，以及設(shè)計(jì)用于當(dāng)噴墨機(jī)構(gòu)未封堵且沒(méi)有 活動(dòng)成像時(shí)以至少3秒的間隔噴射噴墨油墨的非成像液滴的噴墨機(jī)構(gòu)。 噴墨油墨可以含有具有共價(jià)連接的芳基三羧基的顏料；至少12重量％ 的抗快速定向脫封堵性助溶劑，選自2-吡咯烷酮、衍生化的2-吡咯烷酮 以及它們的混合物；以及液體連接沖牛。
如上所述，與許多其它相似的顏料相比，芳基三羧基官能化的顏料 提供在普通紙上的優(yōu)異文本印刷質(zhì)量和光學(xué)密度。其具有在高產(chǎn)量和印 刷質(zhì)量方面的優(yōu)異性能。雖然這種顏料已經(jīng)用于許多常規(guī)印刷過(guò)程，例 如與噴墨成像不同的應(yīng)用中，但是還沒(méi)有成功地用于噴墨領(lǐng)域，因?yàn)槊?封堵性差。例如，使用更傳統(tǒng)噴墨連接料的顏料的脫封堵時(shí)間是小于1 秒，這對(duì)于典型的商業(yè)噴墨印刷機(jī)而言是不能接受的。換句話說(shuō)，雖然 這種顏料可以在其它不具有對(duì)于噴墨機(jī)構(gòu)內(nèi)固有存在的相同要求的應(yīng) 用中容易地使用，但是這不是將已知的油墨連接料用于另 一個(gè)噴墨印刷 領(lǐng)域、將此顏料加入連接料中的簡(jiǎn)單過(guò)程，除非其能使用噴墨印刷機(jī)構(gòu) 印刷。實(shí)際上并不是這種情況，因?yàn)榇嬖谂c這種特定類型顏料相關(guān)的顯 著快速定向脫封堵問(wèn)題。高載荷的2-吡咯烷酮已經(jīng)解決了這種固有問(wèn) 題。
與芳基三羧基連接的顏料可以幾乎是任何可從商業(yè)獲得的顏料，其 提供可接受的印刷特性。在一個(gè)實(shí)施方案中，基礎(chǔ)顏料是炭黑顏料。適 用于本發(fā)明的炭黑顏料包括但不限于炭黑、石墨、玻璃^_、木炭和它們 的混合物。在本發(fā)明的一個(gè)方面，碳顏料是炭黑顏料。這些炭黑顏料可 以通過(guò)各種已知的方法生產(chǎn)，例如通道法、接觸法、爐式法、乙炔法或 熱法，并且可以從各種銷售商處獲得，例如Cabot Corporation, Columbian Chemicals Company, Degussa AG 禾口 E.I. DuPont de Nemours and Company 。合適的炭黑顏料包括但不限于Cabot顏料，例如MONARCH 1400, MONARCH 1300, MONARCH 1100, MONARCH 1000, MONARCH900, MONARCH 880, MONARCH 800, MONARCH 700, BP-700, CAB-O-JET 200和CAB-O-JET 300; Columbian顏料，例如RAVEN 7000, RAVEN 5750, RAVEN 5250, RAVEN 5000和RAVEN 3500; Degussa顏 料，例如Color Black FW 200, RAVEN FW 2, RAVEN FW 2V1 RAVEN FW 1 , RAVEN FW 18, RAVEN S 160, RAVEN FW SI70, Special Black 6, Special Black 5, Special Black 4A, Special Black 4, PRINTEX U, PRINTEX 140U, PRINTEX V和PRINTEX 140V;以及TIPURE R-101, 從Dupont獲得。通常，本發(fā)明的炭黑顏料可以是約10nm到約IO微米 直徑，在一個(gè)方面直徑是10-約500nm,但是如果顏料可以保持分散并 提供足夠的著色性能，則也可以使用在此范圍之外的尺寸。通常，基礎(chǔ) 碳通過(guò)芳基三羧基共價(jià)連接，從而能分散在含水連接料中。雖然受用炭 黑顏料是本發(fā)明實(shí)施方案的一個(gè)例子，但是在另一個(gè)實(shí)施方案中，基礎(chǔ) 顏料可以是著色顏料?？梢允褂玫闹A(chǔ)顏料包括但不限于青色、品 紅、黃色和其它次級(jí)顏色，例如紅色、橙色、綠色、藍(lán)色和紫色。
這些化學(xué)連接的芳基三羧基分散劑不僅向油墨組合物賦予改進(jìn)的 分散性能，而且貢獻(xiàn)高程度的黑色和顏色滲料控制，減少芯吸作用，改 進(jìn)暈效應(yīng)，和改進(jìn)的總體圖象邊緣精確性。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到這 些芳基三羧基可以以酸形式存在或也可以以其鹽形式存在，這取決于噴 墨油墨組合物中的組分。在本發(fā)明的一個(gè)詳細(xì)方面，分散劑可以具有以 下化學(xué)結(jié)構(gòu)(式I),其中"*"表示與碳顏料連接的點(diǎn)，直接連接或通 過(guò)已知的間隔基連接，如下所示
*-Ar-(C00M)n 式I
其中Ar是芳基，n是至少3,例如3-5， M是H或單價(jià)陽(yáng)離子，例如Na+、 K+、 Li+，或帶正電的有機(jī)物質(zhì),例如NH,、 ( CH3) 4N+或(CH3) 3NH,。 可以制備和與黑色顏料根據(jù)式I連接的示例性結(jié)構(gòu)如下所示HOOC COOH
HOOC COOH
COOH
HOOC COOH
COOH
COOH
HOOC C〇〇H
COOH
COOH
HOOC COOH
COOH
COOH
COOH
HOOC
HOOC COOH
HOOC C〇〇H
COOH
H〇OC
HOOC COOH
/廣COOH CO〇H
HOOC COOH
COOH
HOOC COOH
應(yīng)當(dāng)注意的是，所有上述例子是芳基三羧基，因?yàn)樗鼈兏髯栽诠餐?的芳基上包括至少三個(gè)上述定義的羧基。也應(yīng)該注意的是上面顯示的聯(lián) 苯基被認(rèn)為是單個(gè)芳基，因?yàn)樵趦蓚€(gè)苯基之間沒(méi)有間隔原子。此外，雖 然所有上述例子是處于羧酸狀態(tài)，但是應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到每個(gè)羧酸的H可以被 單價(jià)陽(yáng)離子代替，形成它們的鹽，如式I所示。進(jìn)一步如上所示，在式 I中定義的官能團(tuán)可以與炭黑顏料表面使用氨基或反應(yīng)性連接的其它機(jī)理連接。例如，1-氨基3,4,5-苯三羧酸可以用于將3,4,5-苯三羧酸連接到 顏料表面上，得到l-顏料-3,4,5-苯三羧酸。在此實(shí)例中，氨基可以用作 離去基團(tuán)，其促進(jìn)與顏料的連接。也就是說(shuō)，這些分散劑可以通過(guò)任何 公知的方法被官能化到碳顏料上。例如，美國(guó)專利5,554,739和 5,707,432，各自引入這里供參考，公開(kāi)了使用二唑鎩鹽官能化碳材料的 方法。
在本發(fā)明的一個(gè)詳細(xì)方面，官能化顏料包含約1-約20重量％的噴 墨油墨組合物，并通常含有約2-約6重量％的噴墨油墨組合物。當(dāng)使用 噴墨油墨印在本發(fā)明的噴墨油墨上時(shí)，可以使用著色或黑色的顏料或染 料。顏料在這些次級(jí)油墨中的重量比例可以大約與上述官能化碳顏料相 同，或任何其它本領(lǐng)域公知的濃度。當(dāng)在著色噴墨油墨中使用著色染料 印在含芳基三羧基的噴墨油墨上時(shí)，染料可以通常以1-約10重量％存在 于噴墨油墨中。
關(guān)于這里描述的液體或油墨連接料，所述組分一般對(duì)于基于顏料的 噴墨油墨和基于染料的噴墨油墨而言。因此，對(duì)于兩種油墨討論的程度，
這些連接料的討論適用于兩種類型的油墨。
本發(fā)明的噴墨油墨組合物通常在含水配料或油墨連接料中制備，包 括水、助溶劑、表面活性劑、緩沖劑、殺微生物劑、螯合劑、粘度改進(jìn) 劑、濕潤(rùn)劑、粘合劑和/或其它添加劑。在本發(fā)明的一個(gè)方面，油墨連接 料可以含有約70-約98重量％的噴墨油墨組合物。此外，除連接料的液 體之外，固體也可以分散在液體連接料中，例如聚合物、可光固化的材 料、增塑劑、膠乳顆粒等。
如上所述，助溶劑可以包括在本發(fā)明的噴墨組合物中。適用于本發(fā) 明的助溶劑包括水溶性有機(jī)溶劑，但不限于脂族醇、芳族醇、二醇、二 醇醚、聚二醇醚、內(nèi)酰胺、甲酰胺、乙酰胺、長(zhǎng)鏈醇、乙二醇、丙二醇、 二甘醇、三甘醇、甘油、雙丙甘醇、二醇丁基醚、聚乙二醇、聚丙二醇、 酰胺、醚、羧酸、酯、有機(jī)硫化物、有機(jī)亞砜、砜、醇衍生物、卡必醇、 丁基卡必醇、溶纖劑、醚4汙生物、氨基醇和酮。例如，助溶劑可以包括 具有30個(gè)或更少碳的脂族伯醇，具有30個(gè)或更少碳的芳族伯醇，具有 30個(gè)或更少碳的脂族仲醇，具有30個(gè)或更少碳的芳族仲醇，具有30個(gè) 或更少^友的1 ,2-二醇，具有30個(gè)或更少^友的1,3-二醇，具有30個(gè)或更 少碳的1,5-二醇，乙二醇烷基醚，丙二醇烷基醚，聚(乙二醇)烷基醚，聚(乙二醇)烷基醚的高級(jí)同系物，聚(丙二醇)烷基醚，聚(丙二醇)烷基醚 的高級(jí)同系物，內(nèi)酰胺，取代的甲酰胺，未取代的甲酰胺，取代的乙酰 胺和未取代的乙酰胺。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選使用的助溶劑的具體例子包括但
不限于1,5-戊二醇，2-吡咯烷酮，2-乙基-2-羥基曱基-l ,3-丙二醇，二甘醇, 3-甲氧基丁醇和1 ,3-二曱基-2-咪唑烷酮?？梢约尤胫軇┮越档陀湍?中水的揮發(fā)程度，從而使堵塞或油墨的其它性能最小，例如粘度、pH、 表面張力、光學(xué)密度和印刷質(zhì)量。助溶劑的濃度可以是約0-約50重量％, 在一個(gè)實(shí)施方案中是約15-約40重量％。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，液體 連接料可以包括至少12重量％的2-吡咯烷酮。在另一個(gè)實(shí)施方案中，2-吡咯烷酮的用量可以是12-20重量％。在另一個(gè)實(shí)施方案中，2-吡咯烷 酮的用量可以是14-18重量％。 2-吡咯烷酮的高載荷可以但 f又作為非書(shū)f 生化的2-吡咯烷酮存在(與其它任選的助溶劑一起)；僅僅作為衍生化的 2-吡咯烷酮存在，例如1-甲基-2-。比咯烷酮，3-甲基-2-p比咯烷酮，4-甲基-2-吡咯烷酮， 5-曱基-2-p比咯烷酮，l-乙基-2-口比咯烷酮，3-乙基-2-p比咯烷酮，4-乙基-2-口比咯烷酮，5-乙基-2-p比咯烷酮，5-(羥基曱基)-2-吡咯烷酮，l-(2-羥 基乙基)-2-吡咯烷酮等；或作為2-吡咯烷酮和衍生化2-吡咯烷酮的混合 物。
各種緩沖劑也可以任選用于本發(fā)明的噴墨油墨組合物中。典型的緩 沖劑包括pH控制劑，例如無(wú)機(jī)和有機(jī)緩沖劑。
在本發(fā)明的另 一個(gè)方面，各種殺微生物劑可以用于抑制不需要的微
血酸鹽、工業(yè)產(chǎn)品，例如NUOSEPT (Nudex, Inc., a division of Huls America), UCARCIDE (Union Carbide), VANCIDE (RT Vanderbilt Co.)和 PROXEL (ICI Amencas)以及其它已知的殺樣i生物劑。這些殺樣i生物劑一 般占噴墨油墨組合物的小于約5重量％, —般是約0.1-約0.25重量％。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，可以包括粘合劑以將著色劑固定在基材 上。適用于本發(fā)明的粘合劑一^:具有約100-約50,000g/mol的分子量。 非限定性例子包括聚酯、聚酯-蜜胺、苯乙烯/丙烯酸共聚物、苯乙烯/丙 烯酸/丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯/馬來(lái)酸共聚物、苯乙烯/馬來(lái)酸/丙烯 酸烷基酯共聚物、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/馬來(lái)酸半酯共聚物、乙烯基萘/丙烯酸共聚物、 乙烯基萘/馬來(lái)酸共聚物，以及它們的鹽。在本發(fā)明的一個(gè)方面，噴墨油墨組合物可以包括表面活性劑。這些 表面活性劑可以包括標(biāo)準(zhǔn)水溶性表面活性劑，例如烷基聚氧化乙烯、烷
基苯基聚氧化乙烯、聚氧化乙烯(PEO)嵌段共聚物、乙炔PEO、 PE〇 酯、PEO胺、PEO酰胺和二曱基聚硅氧烷共聚多元醇。如果使用的話， 表面活性劑可以占噴墨油墨組合物的約0.01-約10重量％。也可以使用 非離子、陰離子和/或兩親性表面活性劑的各種組合。
在本發(fā)明的另 一 個(gè)方面，含有式I顏料的著色顏料油墨可以在上述 黑色油墨中所述的連接料中制備。彩色油墨包括但不限于青色、品紅、 黃色和其它次級(jí)顏色，例如紅色、橙色、綠色、藍(lán)色和紫色。
實(shí)施例
以下實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的最優(yōu)選實(shí)施方案。但是，應(yīng)當(dāng)理解的是以 下僅僅是說(shuō)明本發(fā)明的原理。許多改進(jìn)和代替性組合物、方法和體系可 以由本領(lǐng)域技術(shù)人員在不偏離本發(fā)明精神和范圍的情況下建議。所附的 權(quán)利要求用于覆蓋這些改進(jìn)和安排。因此，雖然上面已經(jīng)詳細(xì)描述了本 發(fā)明，但是以下實(shí)施例更詳細(xì)地提供了與之相關(guān)的最實(shí)際和最優(yōu)選的本 發(fā)明實(shí)施方案。
實(shí)施例1-油墨連接料的制備
根據(jù)表1制備兩種噴墨油墨連接料，如下所示:
組分油墨連接料類型1油墨連接料類型2
2-吡咯烷酮10重量％16重量％
i脫封堵友好性助溶劑10重量％4重量％
2其它助溶劑2重量％2重量％
氟化表面活性劑0.0075重量％0.0075重量％
乙炔分散劑0.15重量％0.15重量％
三(羥基甲基)氨基曱烷0.10重量％0.10重量％
苯乙烯聚合物分散劑0.70重量％0.70重量％
水余量余量
1高沸點(diǎn)助溶劑，它們能溶解于水中，包括在本領(lǐng)域中用于改進(jìn)脫封堵 性能的助溶劑。例子包括甘油、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、雙丙甘醇、
三丙甘醇、Dantocol DHE、乙基羥基曱基丙二醇、1,2-戊二醇、1- (2-羥基乙基)-2-咪唑烷酮、N-甲基嗎啉-N-氧化物、四甘醇、2-甲基-1,3-丙二醇，它們的混合物等。
2通常用于熱噴墨油墨領(lǐng)域中的標(biāo)準(zhǔn)助溶劑。例子包括脂(liponics)乙 氧基化二醇-1等。
實(shí)施例2-快速定向脫封堵性能
快速定向脫封堵性能實(shí)驗(yàn)使用各種印刷配料進(jìn)行，其含有具有式I 結(jié)構(gòu)的顏料和油墨連接料類型1以及油墨連接料類型2,通過(guò)允許在印 刷具有粗糙邊緣的細(xì)線之前出現(xiàn)多個(gè)預(yù)定快速定向時(shí)間(例如1秒、2 秒、3秒等)實(shí)現(xiàn)。由于脫封堵通常引起堵塞或噴孔的錯(cuò)誤噴射，當(dāng)出 現(xiàn)封堵時(shí)，線質(zhì)量顯著降低。每種印刷特性進(jìn)行比較以確定是否達(dá)到可 接受的印刷質(zhì)量。任何在線斷裂處方面注意到的缺陷被認(rèn)為是失敗。快 速定向脫封堵時(shí)間通過(guò)評(píng)價(jià)具有可接受的印刷質(zhì)量的線與具有不可接 受的印刷質(zhì)量的線比較來(lái)確定。例如，如果線在快速定向5秒后具有可 接受的印刷質(zhì)量，并且在快速定向6秒后具有不可接受的印刷質(zhì)量，則 快速定向脫封堵時(shí)間是5秒。
在油墨連接料類型1和油墨連接料類型2的各種油墨之間比較快速 定向脫封堵時(shí)間，發(fā)現(xiàn)油墨連接料類型1的快速定向脫封堵時(shí)間一般小 于1秒，而油墨連接料類型2的快速定向脫封堵時(shí)間一般是約8秒或更 長(zhǎng)。通過(guò)提高將在噴墨油墨中2-吡咯烷酮的載荷從10重量％提高到16 重量％,顯著提高了快速定向脫封堵時(shí)間，這是出乎預(yù)料的，因?yàn)榇酥?溶劑與許多脫封堵友好性助溶劑相比具有較高的蒸汽壓。換句話說(shuō)，2-
吡咯烷酮一般不被認(rèn)為是能顯著提高快速定向脫封堵性能的溶劑，但是 通過(guò)將其含量提高到非常高的載荷(代替更多的常規(guī)快速定向脫封堵溶 劑)，實(shí)現(xiàn)了顯著的改進(jìn)，即從小于1秒提高到8秒。另外，由于在噴 墨油墨組合物中包括這種高載荷的2-吡咯烷酮，沒(méi)有顯著的圖象質(zhì)量或 其它性能的變差。
實(shí)施例3-芳基單羧基-、芳基二羧基-和聚合物連接的顏料的快速定 向脫封堵性能
按照上述使用各種在油墨連接料類型1和油墨連接料類型2中含有 芳基單羧基-、芳基二羧基-和聚合物連接的顏料的油墨配料按照上述進(jìn)行快速定向脫封堵性能實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)這些油墨的快速定向脫封堵性能是至 少6秒。對(duì)于油墨連接料類型1和油墨連接料類型2，沒(méi)有觀察到脫封 堵性能的差異。這表明對(duì)于聚合物連接的顏料和其中在共同的芳基上具
有小于三個(gè)羧基的顏料類型而言，脫封堵性能所需的2-吡咯烷酮不是必要的。
應(yīng)當(dāng)理解的是上述安排是說(shuō)明本發(fā)明的原理和應(yīng)用。雖然本發(fā)明已經(jīng) 如上通過(guò)附圖
和示例性實(shí)施方案說(shuō)明，但是許多改進(jìn)和代替性安排可以 由本領(lǐng)域技術(shù)人員在不偏離本發(fā)明精神和范圍的情況下建議。對(duì)于本領(lǐng) 域技術(shù)人員而言，顯然可以在不偏離本發(fā)明精神和范圍的情況下進(jìn)行許 多改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種噴墨油墨組合物，其含有(a)具有與之共價(jià)連接的芳基三羧基的顏料；(b)至少12重量％的抗快速定向脫封堵性助溶劑，其選自2-吡咯烷酮、衍生化的2-吡咯烷酮以及它們的混合物；以及(c)液體連接料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的噴墨油墨，其中芳基三羧基是芳基三羧酸、苯 三羧基、萘三羧基、聯(lián)苯三羧基、芳基四羧基、芳基五羧基，或在3,4,5-苯三羧酸的1-位上連接有顏料的3,4,5-苯三羧酸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的噴墨油墨，其中芳基三羧基是具有鈉、鋰、鉀 或帶正電的胺作為其反離子的鹽。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的噴墨油墨，其中顏料是炭黑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的噴墨油墨，其中抗快速定向脫封堵性助溶劑基 本由2-吡咯烷酮組成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的噴墨油墨，其中抗快速定向脫封堵性助溶劑的 用量是12-25重量％。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的噴墨油墨，其中噴墨油墨組合物允許快速定向 脫封堵至少5秒，且沒(méi)有顯著降低印刷質(zhì)量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的噴墨油墨，其中噴墨油墨組合物允許快速定向 脫封堵至少8秒，且沒(méi)有顯著降低印刷質(zhì)量。
9. 一種在降低的快速定向脫封堵情況下印刷高質(zhì)量圖象的體系，其 包含(a) 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的噴墨油墨；和(b) —種噴墨機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)用于當(dāng)噴墨機(jī)構(gòu)被脫封堵時(shí)并且不進(jìn)行 活動(dòng)成像時(shí)，以至少5秒的間隔噴射不產(chǎn)生圖象的噴墨油墨液滴。
10. —種在無(wú)明顯脫封堵的情況下提高噴墨機(jī)構(gòu)的快速定向時(shí)間的 方法，包4舌(a) 提供根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的噴墨油墨；(b) 將所述噴墨油墨放入噴墨機(jī)構(gòu)中；和(c) 設(shè)計(jì)噴墨機(jī)構(gòu)以允許在噴射之間至少5秒的快速定向，且不 需要在所述快速定向期間封堵噴墨機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明描述了用于噴墨印刷的組合物、體系和方法，其具有改進(jìn)的快速定向脫封堵時(shí)間，所述組合物含有具有與之共價(jià)連接的芳基三羧基的顏料；至少12重量％的抗快速定向脫封堵性助溶劑，選自2-吡咯烷酮、衍生化的2-吡咯烷酮以及它們的混合物；以及液體連接料。
文檔編號(hào)C09D11/00GK101321833SQ200680045019
公開(kāi)日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2006年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者D·郭, K·-K·尤, X·陳 申請(qǐng)人:惠普開(kāi)發(fā)有限公司