CN101125975A - 喷墨记录用墨水组合物 - Google Patents

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CN101125975A CNA2007100850063A CN200710085006A CN101125975A CN 101125975 A CN101125975 A CN 101125975A CN A2007100850063 A CNA2007100850063 A CN A2007100850063A CN 200710085006 A CN200710085006 A CN 200710085006A CN 101125975 A CN101125975 A CN 101125975A
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Abstract

一种喷墨记录用墨水组合物，更具体地，一种减少印刷图像的色彩之间的渗色，并改善印刷图像的耐干擦和湿擦性的喷墨记录用墨水组合物。该墨水组合物包括烃氧基化物类化合物和酰胺化合物。

Description

喷墨记录用墨水组合物
本申请要求于2006年8月14日在韩国知识产权局(KIPO)提交的韩国专利申请No.10-2006-0076727的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及一种喷墨记录用墨水组合物。更具体地，本发明涉及一种喷墨记录用墨水组合物，其显示所印刷图像的色彩之间的渗色减少，且印刷图像的耐干擦和湿擦性(dry and wet rub fastness)得到改善。
背景技术
一般而言，在喷墨印刷领域，着色剂通过选择性吸收或反射可见光来显示其自身的颜色，它们被分类为染料和颜料。染料被用于所有需要染色的材料，如纤维，皮革，毛皮和纸张，从而提供相当强的牢固性以承受日常洗涤，摩擦，等等。颜料是颗粒状的着色物质，通过物理方式(如粘附，等等)直接附着在需要染色的材料表面，从而提供其自身颜色。
染料溶于溶剂如水中，但颜料通常不溶于溶剂。因此，将颜料颗粒均匀分散于溶液从而稳定地保持该分散状态而不发生再次聚集是十分重要的。
水溶性染料型墨水具有非常出色的长期贮存稳定性，能够保持均匀性，具有清晰的颜色和亮度，但耐水性，耐光性等方面较差。另一方面，颜料型墨水具有高的光学密度(OD)，良好的耐水性和耐光性，并且色彩间的渗色极少，但色彩清晰度和长期贮存稳定性与染料型墨水相比较差。另外，使用颜料型墨水印刷的图像的耐干擦和湿擦性弱。此外，在使用染料或颜料进行彩色印刷(多色印刷)时，在各种颜色界面之间出现渗色，由此降低了图像的清晰度。
美国专利5,172,133和5,529,616披露的喷墨印刷用墨水组合物包含颜料，水溶性树脂和特定的醇，通过降低着色剂在接受体如纸张上的活动性来改善耐擦性和耐褪色性。但是，喷墨印刷用墨水组合物通过喷嘴喷射，因此应当具有低粘度。墨水组合物中所使用的聚合物粘合剂的用量是有限制的。故所使用的聚合物粘合剂的用量不足以将颜料颗粒粘在接收体顶部，不能提供令人满意的耐擦性和耐褪色性。美国专利6,946,023披露的墨水组合物包括乙二醇和胺(吡咯烷酮)以改善拖尾现象(smearing)。尽管使用乙二醇降低了着色剂的活动性，耐擦性的改善效果并不明显。
作为通过降低着色剂在受体上的迁移性而提高耐擦性和耐褪色性的另外方法，已经披露了螯合金属离子的方法(美国专利No.4,694,302)、采用阳离子和阴离子反应的方法(美国专利No.5,623,294)和采用聚合物反应的方法(美国专利No.5,629,359)。然而，螯合金属离子的方法由于每一墨水组分和含于墨水中的金属离子的反应而因此难以获得长期储存稳定性，并且采用阳离子和阴离子反应的方法由于基质和离子的反应以及墨水组分间的反应而因此也具有差的性能。同样，除了难以获得长期储存稳定性之外，采用聚合物反应的方法由于未反应的单体而因此对环境造成影响并且另外需要固化装置和固化时间。
发明内容
本发明提供一种墨水组合物，通过改善耐褪色性如耐擦性和抗渗色性等等，所印刷的图像的质量得到改善。
根据本发明的一个方面，提供一种墨水组合物，包括：
由下式1表示的烃氧基化物类化合物(oxylate-based compound)；
由下式2表示的酰胺化合物；
着色剂；和
溶剂。
式1
Z4-nC(R1)n
此处，Z是
Figure A20071008500600071
其中R2和R3各自独立地选自：键，取代或未取代的C2-C20亚烷基，取代或未取代的C2-C20亚杂烷基，取代或未取代的C6-C30亚芳基，取代或未取代的C6-C30亚杂芳基，取代或未取代的C2-C20亚链烯基，取代或未取代的C2-C20亚杂链烯基，取代或未取代的C5-C30亚环烷基，取代或未取代的C7-C30亚芳烷基，羰基和羧基；X和Y各自独立为0或者1到40的整数。
R1选自氢原子，卤素原子，羟基，氨基，硝基，氰基，取代或未取代的C1-C20烷基，取代或未取代的C2-C20链烯基，取代或未取代的C1-C20烷氧基，取代或未取代的C1-C20烷基磺酰胺基团(alkylsulfoneamide group)，取代或未取代的C6-C20芳基磺酰胺基团(arylsulfoneamide group)，取代或未取代的C1-C20酰氨基，C1-C20烷基脲基，C6-C20芳基脲基，C2-C20烷氧基羰基，C2-C20烷氧基羰基氨基，氨基甲酰基，氨磺酰基，磺基及其盐，羧基及其盐，取代或未取代的C2-C20羟基烷氧基烷基，取代或未取代的C3-C20二烷基氨基烷基，取代或未取代的C6-C20吡啶基烷基，取代或未取代的C5-C20吡啶基，取代或未取代的C6-C20咪唑基，肼基，腙基，取代或未取代的C5-C30环烷基，取代或未取代的C6-C30芳基，取代或未取代的C7-C30芳烷基，取代或未取代的C1-C20杂烷基，取代或未取代的C2-C20亚杂链烯基，取代或未取代的C5-C20杂芳基，取代或未取代的C6-C20杂芳基烷基，取代或未取代的C6-C20杂芳基链烯基，或者取代或未取代的C3-C20杂环烷基，和
n是0或者1到3的整数。
式2
此处，X和Y各自独立地为：键，取代或未取代的C1-C8亚烷基，取代或未取代的C1-C8亚杂烷基，取代或未取代的C2-C8亚链烯基，取代或未取代的C2-C8亚杂链烯基，羰基，羧基，-O-，-S-，或-NH-；以及
R4和R5各自独立地选自氢原子，卤素原子，羟基，氨基，硝基，氰基，取代或未取代的C1-C20烷基，取代或未取代的C2-C20链烯基，取代或未取代的C1-C20烷氧基，取代或未取代的C1-C20烷基磺酰胺基团，取代或未取代的C6-C20芳基磺酰胺基团，取代或未取代的C1-C20酰氨基，C1-C20烷基脲基，C6-C20芳基脲基，C2-C20烷氧基羰基，C2-C20烷氧基羰基氨基，氨基甲酰基，氨磺酰基，磺基及其盐，羧基及其盐，取代或未取代的C2-C20羟基烷氧基烷基，取代或未取代的C3-C20二烷基氨基烷基，取代或未取代的C6-C20吡啶基烷基，取代或未取代的C5-C20吡啶基，取代或未取代的C6-C20咪唑基，肼基，腙基，取代或未取代的C5-C30环烷基，取代或未取代的C6-C30芳基，取代或未取代的C7-C30芳烷基，取代或未取代的C1-C20杂烷基，取代或未取代的C2-C20亚杂链烯基，取代或未取代的C5-C20杂芳基，取代或未取代的C6-C20杂芳基烷基，取代或未取代的C6-C20杂芳基链烯基，或者取代或未取代的C3-C20杂环烷基；或者R4与Y连接形成环状基团，稠合环状基团，或双键，R5与X连接形成环状基团，稠合环状基团，或双键。
根据本发明的另一方面，提供包括至少两种根据本发明实施方式制备的墨水组合物的多色墨水组。
根据本发明的另一方面，提供包括根据本发明实施方式制备的多色墨水组的喷墨记录装置用墨盒。
根据本发明的另一方面，提供包括根据本发明的当前实施方式制备的墨盒的喷墨记录装置。
从下列披露本发明各种实施方式的本发明的详细描述中，本发明的这些和其他方面将变得更加显而易见。
附图说明
参考附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述，本发明的上述及其他特征和优势将更为明显。
图1是包括含有本发明实施方式的墨水组合物的墨盒的喷墨记录装置的立体图；和
图2是根据本发明的实施方式，含有墨水组合物的墨盒的剖视图。
具体实施方式
在下文中，将参考显示本发明示例性实施方式的附图对本发明进行更全面地描述。然而，本发明可以许多不同的形式来表现，而不应认为仅受限于在此给出的实施方式。相反，提供这些实施方式将使得本发明的公开彻底而完全，并将本发明的构思充分传达给本领域的技术人员。
根据本发明的实施方式，墨水组合物包括：
下式1表示的烃氧基化物类化合物；
下式2表示的酰胺化合物；
着色剂；和
溶剂。
式1
Z4-nC(R1)n
此处，Z是其中R2和R3各自独立地选自键，取代或未取代的C2-C20亚烷基，取代或未取代的C2-C20亚杂烷基，取代或未取代的C6-C30亚芳基，取代或未取代的C6-C30亚杂芳基，取代或未取代的C2-C20亚链烯基，取代或未取代的C2-C20亚杂链烯基，取代或未取代的C5-C30亚环烷基，取代或未取代的C7-C30亚芳烷基，羰基和羧基；X和Y各自独立为0或者1到40的整数。
R1选自氢原子，卤素原子，羟基，氨基，硝基，氰基，取代或未取代的C1-C20烷基，取代或未取代的C2-C20链烯基，取代或未取代的C1-C20烷氧基，取代或未取代的C1-C20烷基磺酰胺基团，取代或未取代的C6-C20芳基磺酰胺基团，取代或未取代的C1-C20酰氨基，C1-C20烷基脲基，C6-C20芳基脲基，C2-C20烷氧基羰基，C2-C20烷氧基羰基氨基，氨基甲酰基，氨磺酰基，磺基及其盐，羧基及其盐，取代或未取代的C2-C20羟基烷氧基烷基，取代或未取代的C3-C20二烷基氨基烷基，取代或未取代的C6-C20吡啶基烷基，取代或未取代的C5-C20吡啶基，取代或未取代的C6-C20咪唑基，肼基，腙基，取代或未取代的C5-C30环烷基，取代或未取代的C6-C30芳基，取代或未取代的C7-C30芳烷基，取代或未取代的C1-C20杂烷基，取代或未取代的C2-C20亚杂链烯基，取代或未取代的C5-C20杂芳基，取代或未取代的C6-C20杂芳基烷基，取代或未取代的C6-C20杂芳基链烯基，或者取代或未取代的C3-C20杂环烷基，n是0或者1到3的整数。
式2
Figure A20071008500600111
此处，X和Y各自独立地为：键，取代或未取代的C1-C8亚烷基，取代或未取代的C1-C8亚杂烷基，取代或未取代的C2-C8亚链烯基，取代或未取代的C2-C8亚杂链烯基，羰基，羧基，-O-，-S-，或-NH-；以及
R4和R5各自独立为氢原子，卤素原子，羟基，氨基，硝基，氰基，取代或未取代的C1-C20烷基，取代或未取代的C2-C20链烯基，取代或未取代的C1-C20烷氧基，取代或未取代的C1-C20烷基磺酰胺基团，取代或未取代的C6-C20芳基磺酰胺基团，取代或未取代的C1-C20酰氨基，C1-C20烷基脲基，C6-C20芳基脲基，C2-C20烷氧基羰基，C2-C20烷氧基羰基氨基，氨基甲酰基，氨磺酰基，磺基及其盐，羧基及其盐，取代或未取代的C2-C20羟基烷氧基烷基，取代或未取代的C3-C20二烷基氨基烷基，取代或未取代的C6-C20吡啶基烷基，取代或未取代的C5-C20吡啶基，取代或未取代的C6-C20咪唑基，肼基，腙基，取代或未取代的C5-C30环烷基，取代或未取代的C6-C30芳基，取代或未取代的C7-C30芳烷基，取代或未取代的C1-C20杂烷基，取代或未取代的C2-C20亚杂链烯基，取代或未取代的C5-C20杂芳基，取代或未取代的C6-C20杂芳基烷基，取代或未取代的C6-C20杂芳基链烯基，或者取代或未取代的C3-C20杂环烷基，或者R4与Y连接形成环状基团，稠合环状基团，或双键，R5与X连接形成环状基团，稠合环状基团，或双键。
当根据本发明当前实施方式的墨水组合物包括式1表示的烃氧基化物类化合物时，烃氧基化物类化合物与纤维素(一种纸的成分)强烈结合，使得在纸张上进行印刷时墨水不能渗透纸张，这是因为烃氧基化物类化合物具有放射状结构而非线型结构。所以，墨水组合物中包含的着色剂无法渗入纸张，因此能够保持高的光密度(OD)。此外，式1表示的具有放射状结构的烃氧基化物类化合物被置于纸张的表面上，在其端部具有羟基(-OH)基团，通过氢键增强与着色剂的相互作用。因此，着色剂可以附着在纸张表面，从而通过减少着色剂在纸张表面的活动性来增强耐久性如耐擦性和抗渗色性。
式2表示的酰胺化合物能够具有共振(resonance)结构，由于其极性高而容易带电。即，由于式2表示的酰胺化合物有两个酰胺基，该酰胺化合物的氧原子具有阴离子特性，而邻近氧原子的碳原子和氮原子具有离域(delocalized)的阳离子特性。这些离域的阳离子与颜料和纸张表面的阴离子静电结合。结果，由于减少了纸张表面的着色剂的活动性，耐久性和抗渗色性得到提高。特别是，根据本发明实施方式由式2表示的酰胺化合物有两个酰胺基，从而足够的离域阳离子能够与颜料和纸张表面的阴离子形成更强的静电结合。
当根据本发明当前实施方式的墨水组合物包括多元醇时，酰胺化合物共振结构中的阴离子性氧原子与多元醇中的羟基通过氢键结合而稳定，因而能够保持酰胺化合物的阴离子性。在保持阴离子特性的同时，酰胺化合物中氮原子和碳原子保持阳离子特性，从而能够改进纸张表面的颜料活动性降低的效果。
式1表示的烃氧基化物类化合物的实例可以包括甘油丙氧基化物，三甲基丙烷丙氧基化物，季戊四醇丙氧基化物，季戊四醇乙氧基化物，甘油乙氧基化物，三甲基丙烷乙氧基化物，双酚A丙氧基化物，新戊二醇丙氧基化物，新戊二醇乙氧基化物，季戊四醇丙氧基化物/乙氧基化物及其混合物，但不限于此。
根据本发明当前实施方式的墨水组合物，可以包括约0.1-20重量份，更优选约1-10重量份的式1表示的烃氧基化物类化合物，基于100重量份的墨水组合物。当式1表示的烃氧基化物类化合物的用量低于0.1重量份时，墨水会渗透进纸张很深，因此无法得到高的光密度。另外，通过氢键与着色剂的相互作用减弱，活动性增加，导致耐久性降低。另一方面，当式1表示的烃氧基化物类化合物的用量高于20重量份时，着色剂的溶解性会降低。
式2表示的酰胺化合物的实例可以包括式3表示的1H-嘧啶-2，4-二酮，式4表示的二氢-嘧啶-2，4-二酮，式5表示的哌嗪-2，5-二酮，式6表示的四氢咪唑-2，4-二酮，式7表示的5-甲基-四氢咪唑-2，4-二酮，式8表示的1-甲基-四氢咪唑-2，4-二酮，及其混合物，但不限于此。
式3
式4
Figure A20071008500600132
式5
式6
Figure A20071008500600134
式7
Figure A20071008500600135
式8
Figure A20071008500600141
根据本发明当前实施方式的墨水组合物可以包括约0.1-20重量份，更优选约1-10重量份的式2表示的酰胺化合物，基于100重量份的墨水组合物。当式2表示的酰胺化合物的用量低于0.1重量份时，纸张表面的着色剂的活动性增加，导致耐久性和抗渗色性降低。另一方面，当式2表示的酰胺化合物的用量高于20重量份时，粘度增加，喷墨效率降低。
用于墨水组合物的着色剂可以是染料和颜料，任何通常用于本领域的着色剂均可使用，不受限制。可以使用的着色剂包括可以溶解和分散于水中的染料，可以通过分散剂稳定分散于水中的颜料，无需分散剂而能够稳定分散于水中的自分散型颜料，及其混合物。
着色剂中的染料的实例可以包括食用黑染料、食用红染料、食用黄染料、食用蓝染料，酸性黑染料、酸性红染料、酸性蓝染料、酸性黄染料，直接黑染料、直接蓝染料、直接黄染料，蒽醌染料，单偶氮染料，重氮染料和酞菁衍生物，但不限于此。着色剂中的颜料的实例可以包括碳黑，石墨，玻璃碳(vitreous carbon)，活性炭，活性碳，蒽醌，酞菁蓝，酞菁绿，重氮，单偶氮，皮蒽酮，二萘嵌苯，喹吖啶酮和靛蓝颜料，自分散型颜料的实例可以包括Orient Chemical的cabojet系列，CW系列，但不限于此。
着色剂的用量基于100重量份的墨水组合物可以为约0.1-15重量份，更优选约1-10重量份。当着色剂的用量低于0.1重量份时，着色性能不好。另一方面，当着色剂的用量高于20重量份时，墨水组合物的制造成本会提高。
溶剂可以是水基溶剂，也可以包括至少一种有机溶剂。溶剂的用量基于100重量份的墨水组合物可以为约70-90重量份。当溶剂的用量低于70重量份时，墨水组合物的粘度会增加得过高而使得喷墨效率降低。另一方面，当溶剂的用量高于90重量份时，墨水组合物的表面张力增加，从而使得喷墨效率降低。
包含于溶剂中的有机溶剂可以包括选自以下的至少一种溶剂：醇、酮、酯、多元醇、含氮化合物、含硫化合物，例如二甲基亚砜、四甲基砜、或硫代甘醇。
有机溶剂可以是醇，如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇和异丁醇；酮，如丙酮、甲乙酮、二乙酮和双丙酮醇；酯，如乙酸甲酯、乙酸乙酯和乳酸乙酯；多元醇，如乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、丁二醇、1，4-丁二醇、1，2，4-丁三醇、1，5-戊二醇、1，2，6-己三醇、己二醇、丙三醇、甘油乙氧基化物和三甲基丙烷乙氧基化物。
用作有机溶剂的一元醇控制墨水的表面张力，并提高记录介质如专业或非专业用纸的渗透性和成点特性(dot formation property)，以及印刷图像的干燥性能。多元醇及其衍生物不容易蒸发，墨水的凝固点降低，故能够提高墨水的贮存稳定性，避免喷嘴阻塞。
有机溶剂中包括的含氮化合物的实例可以包括2-吡咯烷酮和N-甲基-2-吡咯烷酮，含硫化合物的实例可包括二甲基亚砜、四甲基砜和硫代甘醇。
当有机溶剂与水基溶剂一起使用时，以100重量份的水为基准，有机溶剂的用量可以是约0.1-130重量份。当有机溶剂的用量低于0.1重量份时，墨水蒸发过快而导致墨水稳定性降低。当有机溶剂的用量高于130重量份时，墨水组合物的粘度增加过高，喷墨效率降低。
根据本发明当前实施方式的墨水组合物还可以包括各种添加剂以提高墨水组合物的性能。更具体地，墨水组合物可以包括至少一种选自下列的成分：润湿剂，分散剂，表面活性剂，粘度改进剂，pH值调节剂，以及抗氧化剂。添加剂的用量以100重量份的墨水组合物为基准，可以是约0.1-20重量份，更优选约0.1-10重量份。
为获得根据本发明当前实施方式的墨水组合物的优化条件，墨水组合物的表面张力在20℃下可以为约15-70达因/cm，更优选为约25-55达因/cm。墨水组合物的粘度可以为约1.5-20cps，更优选为约1.5-3.5cps。
可以制备包括至少两种根据本发明当前实施方式制备的墨水组合物的多色墨水组。多色墨水组可以在喷墨记录装置的墨水接收单元或喷墨打印机的墨盒中使用。根据本发明的实施方式的喷墨记录装置可包括：通过加热墨水组合物而产生的蒸汽压来喷射墨滴的热头(thermal head)，使用压电设置喷射墨滴的压电头，可拆卸头，或固定头。此外，喷墨记录设备可以是扫描式打印机(scanning type printer)或阵列式打印机，且可用于台式计算机(desktop)、纺织和工业用途。描述喷墨记录装置的性能仅为了说明的目的，喷墨记录装置的用途不限于此。
用于本发明的取代基可以定义如下。
术语“烷基”表示具有约1-20个碳原子，优选约1-10个碳原子，更优选约1-6个碳原子的饱和的、一价、直链或支链烃基。烷基可以被至少一个卤素取代基任意取代。烷基的实例可以包括甲基、乙基、丙基、2-丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、十二烷基、氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、氯甲基、二氯甲基、三氯甲基、碘甲基和溴甲基。
术语“链烯基”表示具有一个或多个碳-碳双键以及约2-20个碳原子，优选约2-10个碳原子，更优选约2-6个碳原子的一价、直链或支链烃基。链烯基可以通过碳-碳双键中的碳原子或饱和的碳原子与主链结合。链烯基可以被至少一个卤素取代基任意取代。链烯基的实例可以包括乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、戊烯基、5-己烯基和十二烯基。
术语“环烷基”表示具有约5-30个碳原子的碳环、饱和或非饱和、非芳族、一价、单环、双环或三环烃基。环烷基可以被至少一个卤素取代基任意取代。环烷基的实例可以包括环丙基、环丁基、环戊基、环戊烯基、环己基、环己烯基、环庚基、环辛基、十氢萘基、金刚烷基和降冰片基(即，二环[2.2.1]-庚-5-烯基)。
术语“芳基”指具有约6-30个碳原子，优选约6-18个碳原子的碳环、一价、单环，双环或三环芳族烃基。芳基可以被至少一个卤素取代基任意取代。芳基的芳族部分只包括碳原子。芳基的实例可以包括苯基、萘基和芴基。
术语“芳烷基”表示其中烷基的至少一个氢原子被芳基取代的烷基，芳烷基可以被至少一个卤素取代基任意取代。芳烷基的实例可以包括苄基、二苯甲基和三苯甲基。
术语“链炔基”表示具有一个或多个碳-碳三键以及约2-20个碳原子，优选约2-10个碳原子，更优选约2-6个碳原子的一价直链或支链烃基。链炔基可以通过碳-碳三键中的碳原子或饱和的碳原子与主链结合。链炔基可以被至少一个卤素取代基任意取代。链炔基的实例可以包括乙炔基和丙炔基。
术语“亚烷基”表示具有约1-20个碳原子，优选约1-10个碳原子，更优选约1-6个碳原子的饱和的、二价、直链或支链烃基。亚烷基可以被至少一个卤素取代基任意取代。亚烷基的实例可以包括亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基和亚己基。
术语“亚链烯基(alkenylene)”表示具有一个或多个碳-碳双键以及约2-20个碳原子，优选约2-10个碳原子，更优选约2-6个碳原子的二价、直链或支链烃基。亚链烯基可以通过碳-碳双键中的碳原子或饱和的碳原子与主链结合。亚链烯基可以被至少一个卤素取代基任意取代。
术语“亚环烷基”表示具有约5-30个碳原子的碳环、饱和或非饱和、非芳族、二价、单环、双环或三环烃基。亚环烷基可以被至少一个卤素取代基任意取代。亚环烷基的实例可以包括亚环丙基(cyclopropylene group)和亚环丁基(cyclobutylene group)。
术语“亚芳基”表示具有约6-30个碳原子，优选约6-18个碳原子的碳环、二价的、单环、双环或三环芳族烃基。亚芳基可以被至少一个卤素取代基任意取代。亚芳基的实例可以包括亚苯基。
术语“亚芳烷基(aralkylene)”表示其中烷基中的至少一个氢原子被芳基取代的二价基团，亚芳烷基可以被至少一个卤素取代基任意取代。亚芳烷基的实例可以包括亚苄基。
术语“亚链炔基(alkynylene)”表示具有一个或多个碳-碳三键以及约2-20个碳原子，优选约2-10个碳原子，更优选约2-6个碳原子的二价直链或支链烃基。亚链炔基可以通过碳-碳三键的碳原子或饱和的碳原子与主链结合。亚链炔基可以被至少一个卤素取代基任意取代。亚链炔基的实例可以包括亚乙炔基和亚丙炔基。
术语“杂烷基”表示其中烷基主链中的至少一个碳原子被杂原子如氮，硫，氧或磷取代的烷基。
术语“杂芳基”表示其中芳环中的至少一个碳原子被杂原子如氮，硫，氧或磷取代的芳基。
术语“键”表示通过化学键简单结合而没有任何取代基的化学连接。
图1是根据本发明实施方式的喷墨记录装置的立体图。
参见图1，喷墨记录装置包括容纳墨水组合物的墨盒11，所述墨水组合物包含着色剂和类似着色剂的添加剂。打印机盖8与图1的打印机主体13相连。移动闩10的啮合部分从孔7中伸出。当打印机盖8被关闭时移动闩10与固定闩9相配合，且固定闩9与打印机盖8的内侧偶连。在相应于从孔7中伸出的移动闩10的啮合部分的区域，打印机盖8具有凹陷14。设置墨盒11使得墨水能够喷射到从墨盒11的下部通过的纸张3上。
图2是容纳有依据本发明实施方式的墨水组合物的喷墨打印机墨盒100的剖视图。参见图2，喷墨打印机墨盒100包括含有墨水储槽112的墨盒主体110、覆盖墨水储槽112顶部的内盖114，和外盖116，该外盖116与内盖114以预定间隔分开布置，用于密封墨水储槽112和内盖114。
墨水储槽112由垂直隔离壁123分隔成第一腔室124和第二腔室126。在第一腔室124与第二腔室126之间的垂直隔离壁123的下部形成墨水通道128。墨水被充入第一腔室124，海绵129和第二腔室126中。内盖114中的通气孔126A与第二腔室126对齐。
将过滤器140设置于第二腔室126的下部，以过滤墨水中的杂质和微小气泡，从而避免打印头130的喷射孔被阻塞。钩142形成于过滤器140的边缘区域并连接到竖管132的顶部。由此，墨水从墨水储槽112通过打印头130的喷射孔以液滴的形式喷射到打印介质上。
在下文中，将参考下面的实施例对本发明做更全面地描述。下面的实施例只是用于说明，并不意图限定本发明的范围。
墨水组合物的制备
按照下述步骤混合着色剂、水、有机溶剂和添加剂，在搅拌器中充分搅拌混合物30分钟以上以获得均匀的混合物。然后混合物经0.45μm孔径的过滤器过滤，得到墨水组合物。
实施例1
Raven 5250(Columbian Co.制造)  4.5重量份
甘油                           7.5重量份
二甘醇                         8.0重量份
甘油丙氧基化物                 4.0重量份
1H-嘧啶-2，4-二酮              4.0重量份
水(去离子水)                   72.0重量份
实施例2
Regal 330(Cabot Co.制造)        4.5重量份
甘油                            7.5重量份
二甘醇                          8.0重量份
三羟甲基丙烷丙氧基化物          4.0重量份
二氢-嘧啶-2，4-二酮             4.0重量份
水(去离子水)                    72.0重量份
实施例3
Basacid Rot 495(BASF制造)       4.5重量份
甘油                            7.5重量份
二甘醇                          8.0重量份
季戊四醇丙氧基化物              4.0重量份
哌嗪-2，5-二酮                  4.0重量份
水(去离子水)                    72.0重量份
实施例4
Yellow GGN(Spectra制造)         4.5重量份
甘油                            7.5重量份
二甘醇                          8.0重量份
季戊四醇丙氧基化物/乙氧基化物   4.0重量份
1-四氢咪唑-2，4-二酮            4.0重量份
水(去离子水)                    72.0重量份
实施例5
Basacid Rot 495(BASF制造)       4.5重量份
甘油                            7.5重量份
二甘醇                          8.0重量份
季戊四醇丙氧基化物              4.0重量份
5-甲基-四氢咪唑-2，4-二酮       4.0重量份
水(去离子水)                    72.0重量份
实施例6
Basacid Rot 495(BASF制造)        4.5重量份
甘油                             7.5重量份
二甘醇                           8.0重量份
季戊四醇丙氧基化物               4.0重量份
1-甲基-四氢咪唑-2，4-二酮        4.0重量份
水(去离子水)                     72.0重量份
比较例1
Raven 5250(Columbian Co.制造)    4.5重量份
甘油                             7.5重量份
二甘醇                           8.0重量份
水(去离子水)                     80.0重量份
比较例2
Regal 330(Cabot Co.制造)         4.5重量份
甘油                             7.5重量份
二甘醇                           8.0重量份
水(去离子水)                     80.0重量份
比较例3
Basacid Rot 495(BASF制造)        4.5重量份
甘油                             7.5重量份
二甘醇                           8.0重量份
水(去离子水)                     80.0重量份
比较例4
Yellow GGN(Spectra制造)          4.5重量份
甘油                             7.5重量份
二甘醇                           8.0重量份
水(去离子水)                     80.0重量份
耐擦性实验
将根据实施例1-6和对比实施例1-4制备的墨水组合物重新灌粘到墨盒M-50(三星公司制造)，然后借助打印机(MJC-3300p，三星公司制造)分别使用上述墨水组合物打印2×10cm条形图像。将所得的图像经24小时干燥，然后当使用测试机擦拭图像5次时，将条形图的转印图像的光密度(OD)与擦拭前的条形图图像的光密度(OD)进行比较，以百分比表示。结果评估如下并列于下表1中。
A＝(转印图像的OD/原始条形图的OD)×100(％)
◎：A＜15
○：15≤A＜30
△：30≤A≤45
×：A＞45
抗渗色性测试
将根据实施例1-6和对比实施例1-4制备的墨水组合物重新灌装到墨盒M-50(三星公司制造)，然后借助打印机(MJC-3300p，三星公司制造)使用彩色墨水打印每种墨水组合物的测试图案。30分钟后，以两种相邻颜色间的边界线为基准，用显微镜测量出现颜色混合的点划线的位置(评估标准：参见美国专利5,854,307)。
5：边界线未出现颜色混合。
4：出现相应于1点直径宽的颜色混合。
3：出现相应于2点直径宽的颜色混合。
2：出现相应于3点直径宽的颜色混合。
1：出现相应于4点或以上直径宽的颜色混合。
表1
    耐擦性     抗渗色性
    实施例1     ◎     5
    实施例2     ○     4
    实施例3     ○     5
    实施例4     ◎     5
    实施例5     ○     5
    实施例6     ◎     5
    比较例1     △     3
    比较例2     △     2
    比较例3     ×     2
    比较例4     △     3
如表1所示，由于本发明的墨水组合物包括烃氧基化物类化合物和酰胺化合物，通过降低着色剂的活动性和提高着色剂对纸张的附着性，墨水组合物能够使所印刷图像颜色之间的渗色减到最小，并提高耐擦性，以获得优异的耐褪色性。
本发明的墨水组合物使所印刷图像颜色之间的渗色减到最小，提高耐擦性，改善所印刷图像的质量，因而该墨水组合物可以广泛应用于喷墨墨水，印刷墨水，涂料，纺织品印刷，造纸，化妆品生产，陶瓷工业，等等。
尽管参照本发明的示例性实施方式具体显示和描述了本发明，但是本领域中普通技术人员应当理解，在不偏离权利要求书所限定的本发明的精神和范围的前提下，可以做出形式和细节上的各种变化。

Claims (15)

1.一种墨水组合物，包括：
由下式1表示的烃氧基化物类化合物；
由下式2表示的酰胺化合物；
着色剂；和
溶剂：
式1
 Z4-nC(R1)n
其中，Z是其中R2和R3各自独立地选自：键，取代或未取代的C2-C20亚烷基，取代或未取代的C2-C20亚杂烷基，取代或未取代的C6-C30亚芳基，取代或未取代的C6-C30亚杂芳基，取代或未取代的C2-C20亚链烯基，取代或未取代的C2-C20亚杂链烯基，取代或未取代的C5-C30亚环烷基，取代或未取代的C7-C30亚芳烷基，羰基和羧基；X和Y各自独立为0或者1到40的整数；
R1选自：氢原子，卤素原子，羟基，氨基，硝基，氰基，取代或未取代的C1-C20烷基，取代或未取代的C2-C20链烯基，取代或未取代的C1-C20烷氧基，取代或未取代的C1-C20烷基磺酰胺基团，取代或未取代的C6-C20芳基磺酰胺基团，取代或未取代的C1-C20酰氨基，C1-C20烷基脲基，C6-C20芳基脲基，C2-C20烷氧基羰基，C2-C20烷氧基羰基氨基，氨基甲酰基，氨磺酰基，磺基及其盐，羧基及其盐，取代或未取代的C2-C20羟基烷氧基烷基，取代或未取代的C3-C20二烷基氨基烷基，取代或未取代的C6-C20吡啶基烷基，取代或未取代的C5-C20吡啶基，取代或未取代的C6-C20咪唑基，肼基，腙基，取代或未取代的C5-C30环烷基，取代或未取代的C6-C30芳基，取代或未取代的C7-C30芳烷基，取代或未取代的C1-C20杂烷基，取代或未取代的C2-C20亚杂链烯基，取代或未取代的C5-C20杂芳基，取代或未取代的C6-C20杂芳基烷基，取代或未取代的C6-C20杂芳基链烯基，和取代或未取代的C3-C20杂环烷基，及
n是0或者1到3的整数，和
式2
Figure A2007100850060003C1
其中，X和Y各自独立地选自：键，取代或未取代的C1-C8亚烷基，取代或未取代的C1-C8亚杂烷基，取代或未取代的C2-C8亚链烯基，取代或未取代的C2-C8亚杂链烯基，羰基，羧基，-O-，-S-，或-NH-；以及
R4和R5各自独立地选自氢原子，卤素原子，羟基，氨基，硝基，氰基，取代或未取代的C1-C20烷基，取代或未取代的C2-C20链烯基，取代或未取代的C1-C20烷氧基，取代或未取代的C1-C20烷基磺酰胺基团，取代或未取代的C6-C20芳基磺酰胺基团，取代或未取代的C1-C20酰氨基，C1-C20烷基脲基，C6-C20芳基脲基，C2-C20烷氧基羰基，C2-C20烷氧基羰基氨基，氨基甲酰基，氨磺酰基，磺基及其盐，羧基及其盐，取代或未取代的C2-C20羟基烷氧基烷基，取代或未取代的C3-C20二烷基氨基烷基，取代或未取代的C6-C20吡啶基烷基，取代或未取代的C5-C20吡啶基，取代或未取代的C6-C20咪唑基，肼基，腙基，取代或未取代的C5-C30环烷基，取代或未取代的C6-C30芳基，取代或未取代的C7-C30芳烷基，取代或未取代的C1-C20杂烷基，取代或未取代的C2-C20亚杂链烯基，取代或未取代的C5-C20杂芳基，取代或未取代的C6-C20杂芳基烷基，取代或未取代的C6-C20杂芳基链烯基，和取代或未取代的C3-C20杂环烷基，或者R4与Y连接形成环状基团，稠合环状基团，或双键，R5与X连接形成环状基团，稠合环状基团，或双键。
2.权利要求1的墨水组合物，其中式1表示的化合物选自甘油丙氧基化物，三甲基丙烷丙氧基化物，季戊四醇丙氧基化物，季戊四醇乙氧基化物，甘油乙氧基化物，三甲基丙烷乙氧基化物，双酚A丙氧基化物，新戊二醇丙氧基化物，新戊二醇乙氧基化物，季戊四醇丙氧基化物乙氧基化物及其混合物。
3.权利要求1的墨水组合物，其中式1表示的烃氧基化物类化合物的用量基于100重量份的墨水组合物为约1～20重量份。
4.权利要求1的墨水组合物，其中式2表示的酰胺化合物选自：式3表示的1H-嘧啶-2，4-二酮，式4表示的二氢-嘧啶-2，4-二酮，式5表示的哌嗪-2，5-二酮，式6表示的四氢咪唑-2，4-二酮，式7表示的5-甲基-四氢咪唑-2，4-二酮，式8表示的1-甲基-四氢咪唑-2，4-二酮，及其混合物，
式3
Figure A2007100850060004C1
式4
Figure A2007100850060004C2
式5
式6
Figure A2007100850060004C4
式7
式8
Figure A2007100850060005C2
5.权利要求1的墨水组合物，其中式2表示的酰胺化合物的用量基于100重量份的墨水组合物约为1～20重量份。
6.权利要求1的墨水组合物，其中着色剂的用量基于100重量份的墨水组合物约为0.1～15重量份。
7.权利要求1中的墨水组合物，其中溶剂选自水基溶剂，有机溶剂，和水基溶剂与有机溶剂的混合物。
8.权利要求1中的墨水组合物，其中溶剂的用量基于100重量份的墨水组合物约为70～90重量份。
9.权利要求7中的墨水组合物，其中有机溶剂包含至少一种选自以下的溶剂：醇、酮、酯、多元醇、含氮化合物、含硫化合物，例如二甲基亚砜、四甲基砜、或硫代甘醇。
10.权利要求7的墨水组合物，其中溶剂包含1 00重量份的水基溶剂和约0.1～130重量份的有机溶剂。
11.权利要求1的墨水组合物，其中墨水组合物的表面张力在20℃下为15～70达因/cm。
12.权利要求1的墨水组合物，其中墨水组合物的粘度为1.5～20cps。
13.包含至少一种权利要求1的墨水组合物的多色墨水组。
14.喷墨记录装置用的墨盒，其包含权利要求13的多色墨水组。
15.一种喷墨记录装置，其包含权利要求14的墨盒。
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Open date: 20080220