CN101171312A - 含有聚合物凝色剂的油墨系统 - Google Patents

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Abstract

一种喷墨油墨(160)组合物，该组合物包括：可喷射载体，分散于所述可喷射载体中的多种颜料固体，和分散于所述可喷射载体中的苯乙烯马来酸酐(SMA)半酯。

Description

含有聚合物凝色剂的油墨系统
相关申请
本申请是2004年3月22日提交的同时待审的第10/807,025号美国专利申请(其通过引用全部结合入本文)的部分继续申请，并根据35 U.S.C.§120要求其优选权。
背景技术
喷墨印刷已经成为在各种介质表面(特别是纸)记录图象的流行方法，其原因有很多，包括低的印刷机噪音、高速记录能力和多色彩记录。另外，可以对消费者而言相对低廉的价格获得喷墨印刷的这些优点。尽管在喷墨印刷中已经取得了巨大进步，但随着进步，消费者对更高速度、更高分辨率、全色图象生成、提高的稳定性等有增加的要求。
随着新喷墨油墨和印表引擎(print engines)的开发，在结合印刷表面或承印物评估油墨时，考虑几个传统特征。这些特征包括图象在所述表面上的边缘锐度(edge acuity)和光密度、光泽、黑色至彩色渗色(bleed)的控制、油墨在所述承印物上的干燥时间、与所述承印物的粘合力、油墨滴定位无偏差、全部墨点的存在、油墨干燥后对水和其他溶剂的抗耐性、长期贮存的稳定性和无记录材料(penmaterial)降解或喷嘴堵塞现象出现的长期可靠性。随着喷射更小体积液滴的印表引擎的出现，无材料降解或喷嘴堵塞现象出现的长期可靠性变得更加重要。尽管上述列举的特征例证了对改良的喷墨印刷而言有待优化的因素，但实现上述全部特征还存在困难。通常，旨在实现上述特征之一的油墨组分的加入能够妨碍另一特征得到实现。因此，用于喷墨印刷机的传统商品化油墨未能完全实现上述全部特征。
通常，已经使用低分子量的油墨添加剂(例如表面活性剂、渗透剂或挥发性油墨载体组分)来控制喷墨油墨的干燥时间性能。其他方法包括减少颜料载量或油墨流量。然而，这些技术中有许多经常导致印刷介质上低的光密度(OD)、差的印刷质量(例如边缘锐度)、斑点和/或复杂的印刷模式设计。
发明概述
在本系统和方法的一个方面中，喷墨油墨组合物包括可喷射载体、分散于所述可喷射载体中的多种颜料固体和分散于所述可喷射载体中的苯乙烯马来酸酐(SMA)半酯的盐形式。
另一实施方案中，用于在承印物上印刷图象的系统包括可喷射油墨和装载有所述可喷射油墨的印刷头，其中所述可喷射油墨包括可喷射载体，该载体包括水、自分散于所述可喷射载体中的多种颜料固体、分散于所述可喷射载体中的苯乙烯马来酸酐(SMA)半酯的盐形式。
附图简述
附图描述了本发明的各种实施方案并且是本说明书的一部分。所描述的实施方案仅是本发明的实施例，并不限制本发明的范围。
图1是简单的方块图，描述了根据本发明一个示例性实施方案的喷墨材料分配系统。
图2是条线图，描述了根据本发明一个示例性实施方案的许多油墨配方的去盖(decap)测试结果。
图3是条线图，描述了根据本发明一个示例性实施方案的许多油墨配方的渗色分数(bleed score)测试结果。
图4是条线图，描述了根据本发明一个示例性实施方案的许多油墨配方的光晕性能测试(halo performance test)结果。
图5是条线图，描述了根据本发明一个示例性实施方案的许多油墨配方的光密度和持久性的测试结果。
所有附图中，相同的引用数字指示相似但不必然相同的元件。
发明详述
本说明书公开了喷墨油墨系统，该系统含有至少一种自分散黑色颜料、至少一种聚合物凝色剂(binder)，并可以包括一组基于染料的彩色油墨。具体说，本示例性喷墨油墨系统包括的聚合物凝色剂为苯乙烯马来酸酐(SMA)半酯。根据本文公开的一个示例性实施方案，所述酯含有丁氧基乙基。该公开的油墨系统具有优良的TIJ适印性和以下结合的优点：改良的干燥时间、高光密度、多孔普通纸(porousplain paper)上的黑色至彩色渗色/光晕性能(bleed/halo performance)，且没有任何定影液体(fixer fluids)或活性油墨的印底色或加印(under-or over-printing)。下面将提供本喷墨油墨系统的进一步细节。
在公开和描述本系统和方法的具体实施方案之前，应该理解本系统和方法不限于本文公开的具体方法和材料，因为其可以在一定程度上改变。还应该理解本文使用的术语仅为描述具体实施方案的目的而使用，并不预期为限制性的，因为本系统和方法的范围将由所附权利要求及其等同替代来确定。
本说明书和所附权利要求书中使用的术语“液体载体”被定义为包括可用以携带色料(包括颜料)至承印物的液体组合物。液体载体是现有技术公知的，并且可根据本示例性系统和方法的实施方案使用广泛多样的液体载体组分。这种液体载体可以包括多种不同物质的混合物，包括但不限于表面活性剂、共溶剂、缓冲剂、抗微生物剂、粘性调节剂、螯合剂、稳定剂和水。所述液体载体还可以携带其他固体，例如聚合物、UV固化材料、增塑剂、盐等，尽管它们本质上不是液体。
本文使用的“颜料”指色料颗粒，该色料颗粒通常基本不溶于其中使用该色料颗粒的液体载体。
浓度、量和其他数据可以在本文以范围的形式出现。应该理解，使用这样的范围形式仅仅为了方便和简短，并应该灵活解释为不仅包括作为所述范围界限而明确提出的数值，而且包括涵盖于该范围内的所有单个数值或小范围，如同各个数值和小范围被明确提出一样。例如，约1％重量至约20％重量的重量范围应该解释为不仅包括明确提出的浓度界限1％重量至约20％重量，而且包括单个浓度(例如2％重量、3％重量、4％重量)和小范围(例如5％重量至15％重量、10％重量至20％重量)等。
本文使用的术语“渗色”指油墨进入相邻印刷油墨并与相邻印刷油墨混合的趋势。渗色通常发生在印刷油墨在承印物上完全干燥之前。渗色程度将取决于多种因素，一般而言，例如油墨的干燥速度、色料的聚集和油墨化学，以及其他可变因素。另外，本文使用的术语“光晕(halo)”的意思应该理解为黑色和彩色区域填充边缘附近的黑色缺失。光晕的产生是由于黑色油墨或颜料受彩色油墨排斥。进一步地，术语“去盖”的意思在这里和所附权利要求书中都应该理解为指喷墨油墨在暴露于空气后保持流动性的能力。在喷墨印刷过程中，印刷头保持开盖，油墨载体中的水蒸发，导致孔口中油墨组分稳定性的降低。这种情况可能导致差的液滴喷射和印刷缺陷。喷嘴降解是现有技术公知的，并且经常被称为“去盖(decap)”。该印刷缺陷可以通过许多不同的方式来校正，所述方式包括喷吐油墨滴(spitting drops of theink)。喷墨油墨的去盖性能指标为，当油墨暴露于空气一段时间后，消除归因于去盖的缺陷所需要的喷吐数目(numbers of spitting)，或者“回收喷吐数(number of spits to recovery)”。在比较两种油墨时，认为“回收喷吐数”较小的油墨具有较好的去盖性能。
在下述描述中，为解释的目的，提出了许多具体细节，以提供对用于喷墨油墨系统的本系统和方法的全面理解，所述喷墨油墨系统含有至少一种自分散的黑颜料、至少一种聚合物凝色剂和一组基于染料的彩色油墨。然而，对本领域技术人员显而易见的是本方法可以不需要这些具体细节而实施。本说明书中对“一个实施方案”或“实施方案”的引用，表示在所述实施方案中描述的具体特征、结构或特点包括在至少一个实施方案中。在本说明书各处出现的短语“在一个实施方案中”不必然都指同一个实施方案。
示例性结构
图1描述了示例性系统(100)，根据一个示例性实施方案，其可用以将基于颜料的喷墨油墨(160)应用至油墨接收介质(170)。如图1所示，本系统包括通过伺服机械装置(120)可控地连接至活动滑座(140)的计算设备(110)，所述活动滑座(140)上设置有喷墨分配器(150)。材料贮存器(130)也连接至所述活动滑座(140)，并由此连接至喷墨印刷头(150)。邻近喷墨分配器(150)放置许多滚轴(180)，所述喷墨分配器(150)用以选择性定位油墨接收介质(170)。虽然在描述本示例性系统(100)时，是将基于颜料的喷墨油墨(160)应用至油墨接收介质(170)上，但本系统和方法可用以借助本发明基于颜料的喷墨油墨来标记任何数目的物品。现在，将在下面进一步详细描述本示例性系统(100)的上述组件。
如图1所示，可控地连接至伺服机械装置(120)的计算设备(110)控制基于颜料的喷墨油墨(160)在油墨接收介质(170)上的选择性沉积。可以使用由计算设备(110)控制的程序来生成所需的图象或文本的表示。然后可以将该表示转化为伺服指令，然后将所述伺服指令存储于处理器可读介质(未显示)中。当通过计算设备(110)访问时，所述存储于处理器可读介质中的伺服指令可用以控制伺服机械装置(120)以及活动滑座(140)和喷墨分配器(150)。图1中描述的计算设备(110)可以是(但不限于)工作站、个人计算机、便携计算机、个人数字助理(PDA)或任何其他含有处理器的设备。
图1中描述的本印刷系统(100)的活动滑座(140)是可移动的材料分配器，该材料分配器可以包括任何数目的用以分配本发明基于颜料的喷墨油墨(160)的喷墨材料分配器(150)。活动滑座(140)可以由计算设备(110)控制，并可以通过例如构成伺服机械装置(120)的轴系统、带系统、链系统等可控地移动。在活动滑座(140)运转时，计算设备(110)可以告知使用者操作条件，并为使用者提供用户界面。
当在油墨接收介质(170)上印刷图象或文本时，计算设备(110)可控制地定位活动滑座(140)，并指导一个或多个喷墨分配器(150)将基于颜料的喷墨油墨以数字定位液滴形式选择性地分配于油墨接收介质(170)上的预定位置，从而生成期望的图象或文本。本印刷系统(100)使用的喷墨材料分配器(150)可以是用以实施本方法的任何类型的喷墨分配器，包括但不限于热驱动喷墨分配器、机械驱动喷墨分配器、静电驱动喷墨分配器、磁驱动分配器、压电驱动分配器、连续喷墨分配器等。
活动连接至喷墨材料分配器(150)的材料贮存器(130)在印刷前存放基于颜料的喷墨油墨(160)。材料贮存器可以是用以在印刷前密封基于颜料的喷墨油墨(160)的任何容器，并可以由任何材料构成，所述材料包括但不限于金属、塑料、复合材料或陶瓷。如图1所示，材料贮存器(130)可以与喷墨材料分配器(150)分开但活动地连接。或者，材料贮存器(130)可以与喷墨材料分配器(150)直接连接并构成其一部分。
图1还描述了本系统促进基于颜料的喷墨油墨(160)在油墨接收介质(170)上接收的组件。如图1所示，许多定位滚轴(180)可以在印刷操作过程中运送和/或定位固定油墨接收介质(170)。或者，如本领域公知的，在印刷过程中可以使用任何数目的带、滚轴、基质或其他运送设备来运送和/或定位固定油墨接收介质(170)。
本系统和方法提供了在普通纸上具有快速干燥时间和高印刷质量(例如，高光密度、减少的渗色、持续的良好适印性和系统可靠性、减少的误导喷出(misdirected firing)等)的喷墨油墨。现在，将在下面详细描述基于颜料的喷墨油墨(160)的形成和组成。
示例性组合物
加入本喷墨油墨系统的本示例性的基于颜料的喷墨油墨(160)含有自分散黑颜料、聚合物凝色剂、代表性的油墨载体和基于染料的彩色TIJ油墨。作为本配方的结果，所公开的油墨系统具有优良的TIJ适印性和以下结合的优点：改良的干燥时间、高光密度和多孔普通纸上优良的黑色至彩色渗色/光晕性能，且完全没有任何定影液体或活性油墨的印底色或加印。另外，还可以存在其他组分，包括但不限于盐、表面活性剂、抗微生物剂、缓冲剂、粘性调节剂、螯合剂、稳定剂、聚合物、UV固化材料、增塑剂等。本示例性喷墨油墨系统的单个组分将在下面进一步详细描述。
自分散颜料
如前所提到的，本喷墨油墨(160)含有自分散颜料。本文使用的术语“自分散颜料”的意思应广泛理解为无需分散帮助而能够分散于液体载体的任何颜料。“自分散颜料”通常是表面经过化学改性以使其可分散于液体载体的颜料。这些化学改性可以包括表面氧化和与含有可带电基团的小分子或聚合物的表面连接。自分散颜料可以是用于喷墨领域中的任何颜色。尽管可以使用任何颜色，但以示例性方式描述了黑色碳颜料，以有利地阐释本系统和方法的某些原理。
所述自分散黑颜料的底碳(base carbon)可以是几乎任何可获得的提供可接受的光密度和印刷特征的碳颜料。适合用于本系统和方法的底碳颜料包括但不限于碳黑、石墨、玻璃碳、木炭及其组合。在本系统和方法的一个方面中，所述碳颜料是碳黑颜料。这种碳黑颜料可通过各种已知方法(例如，槽法、接触法、炉法、乙炔法或热法)生产，并且可商业获自销售商(例如，Cabot Corporation、ColumbianChemicals Company、Degussa AG和E.I.DuPont de Nemours andCompany)。适当的碳黑颜料包括但不限于：Cabot颜料，例如MONARCH 1400、MONARCH 1300、MONARCH 1100、MONARCH1000、MONARCH 900、MONARCH 880、MONARCH 800、MONARCH700；Columbian颜料，例如RAVEN 7000、RAVEN 5750、RAVEN5250、RAVEN 5000和RAVEN 3500；Degussa颜料，例如Color BlackFW 200、RAVEN FW 2、RAVEN FW 2V、RAVEN FW 1、RAVEN FW18、RAVEN S160、RAVEN FW S 170、Special Black 6、Special Black5、Special Black 4A、Special Black 4、PRINTEX U、PRINTEX 140U、PRINTEX V和PRINTEX 140V；和可获自Dupont的TIPURE R-101。
在可接受的自分散黑颜料中，一些是可商业获得的。可商业获得的可接受的自分散黑颜料包括但不限于CAB-O-JET 200和CAB-O-JET 300。
通常，本系统和方法的碳黑颜料的尺寸可以从约5nm至约10μm，并且在一个方面中可以从10nm至约500nm，但只要所述颜料能保持分散并提供足够的颜色性质，则可以使用该范围外的尺寸。在本系统和方法的一个具体方面，选择示例性喷墨油墨系统中的颜料载量，以便能够获得合理高的光密度(OD)和良好的印刷质量。根据一个示例性实施方案，用于所公开的黑油墨系统的颜料载量范围为所述油墨重量的约1％至10％。根据另一示例性实施方案，颜料载量范围从约2％重量至约5％重量。
虽然上面一些细节中描述了黑颜料，但本系统和方法还可以使用其他颜料颜色。例如，可以使用的其他颜料包括但不限于来自Cabot的彩色颜料，例如CAB-O-JET 250C、CAB-O-JET 260M和CAB-O-JET270Y。
聚合物凝色剂
在本系统和方法的其他示例性方面中，可以包括用以调节油墨性质以改善印刷性能的凝色剂。适合用于本系统和方法的凝色剂通常具有约300g/摩尔至约50,000g/摩尔的分子量。非限制性实例包括：苯乙烯马来酸酐共聚物、苯乙烯丙烯酸共聚物、聚酯、聚酯-黑素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇及其醚、聚砜、聚酰胺、聚乙烯醚、聚氧化乙烯、苯乙烯-丙烯酰亚胺共聚物及其盐、二甲氨基二乙基丙烯酸酯、丙烯酸二烷基氨基乙酯和异丁烯酸二烷基氨基乙酯与苯乙烯或乙烯基醚的共聚物、苯乙烯-马来酰亚胺共聚物及其盐、苯乙烯-马来酸-丙烯酸烷基酯共聚物及其盐、乙烯基萘与丙烯酰亚胺或丙烯酰胺的共聚物及其盐、乙烯基萘(vinyl napthalend)-马来酰亚胺共聚物及其盐、乙烯基萘-马来酸共聚物及其盐。如果所述凝色剂是微粒分散形式，则不认为其是液体载体的部分，而认为其由液体载体携带。
如上所述，本喷墨油墨的一个示例性实施方案包括用以在保持所得到的喷墨油墨良好光密度的同时减少所述喷墨油墨干燥时间的聚合物凝色剂。根据一个示例性实施方案，所述聚合物凝色剂是苯乙烯马来酸酐(SMA)树脂的半酯。本文和所附权利要求书中使用的术语“SMA”可与任何苯乙烯马来酸共聚物互换使用。“SMA”还是来自Sartomer Company的商品化苯乙烯马来酸共聚物的商品名。
下式1描述了SMA基本树脂。如下式1所示，SMA基本树脂为一个或多个苯乙烯分子与马来酸酐分子结合而成的组合。
Figure S2006800157730D00091
根据本示例性实施方案，苯乙烯马来酸酐树脂的半酯通过SMA基本树脂的部分酯化而制备。换言之，苯乙烯马来酸酐半酯的合成是通过将醇与SMA基本树脂反应以生成酯链。如下式2所示，苯乙烯马来酸酐树脂的半酯同时含有酸酐和单酯/单羧酸官能性。SMA半酯通常表现出低熔化粘度、羧酸官能团典型的反应性、在许多有机溶剂中提高的溶解性和精制的聚合表面活性剂性质，包括通常与其他聚合和非聚合表面活性剂的更好的相容性。
如式2中所示，SMA半酯的分子组分的数目和排列可以改变。
在一个示例性实施方案中，R是烷基、苯基、烷基-取代的苯基、环烷基、醚或其混合物。
在另一示例性实施方案中，R是丁氧基乙基。
在另一示例性实施方案中，R是丙基。
在另一示例性实施方案中，“x”可以为1至25，“y”可以为0.1至9，“z”可以为0.1至9，且“n”可以为约1至25。
根据另一示例性实施方案，“x”可以为2至10，“y”可以为0.10至2，“z”可以为0.10至2，且“n”可以为约2至10。
许多SMA半酯可以固体和/或粉末形式经商业获得，并可使用碱将其转化为水溶液。可获得的商品级SMA半酯包括但不限于SMA1440、17352、2625、3840和31890。SMA 1440和2625分别是SMA与2-丁氧基乙醇(2-butoxyl ethanol)和丙醇生成的半酯。如下面将进一步讨论的，测试并比较了商品级SMA半酯。
除了上述SMA半酯外，还可以使用碱预处理聚合物凝色剂以生成其盐形式，以帮助所述凝色剂在水载体(例如在本示例性实施方案中使用的那些)中溶解。碱处理将导致酸酐部分的断裂和羧酸基团的中和。为在基于溶剂的油墨或含水量低的载体中应用，SMA半酯可以不经任何预处理而直接使用。用于中和SMA半酯的碱包括但不限于：碱金属和四烷基铵的氢氧化物，碱金属的碳酸盐或碳酸氢盐，和有机胺。还可以使用碱的混合物。或者，SMA半酯可以被添加入或溶解于含有一种或多种前述碱的液体载体中，也导致了酸酐部分的断裂。根据一个示例性实施方案，通过将SMA的阴离子聚合物半酯与带正电的抗衡离子相结合来生成SMA半酯的盐形式，所述抗衡离子例如铵离子(NH4+)、锂离子(Li+)、钠离子(Na+)、钾离子(K+)、铷离子(Rb+)、铯离子(Cs+)等。
根据一个示例性实施方案，基于SMA半酯的酸性酸酐形式，SMA半酯在所公开的含颜料的黑油墨中的浓度为约0.05％重量至10％重量。进一步地，所公开的SMA凝色剂的浓度范围可以从0.1至5％。
油墨载体
另外，本喷墨油墨包括油墨载体。根据一个示例性实施方案，所述油墨载体可以含有水和有机共溶剂、表面活性剂、缓冲剂和/或其他功能性添加剂以形成液体载体。
通常使用水制剂或液体载体制备本系统和方法的喷墨油墨组合物，所述水制剂或液体载体可以包括水、共溶剂、表面活性剂、缓冲剂、抗微生物剂、螯合剂、粘性调节剂、湿润剂和/或其他已知的添加剂。另外，所述油墨载体中可以存在凝色剂和固体，例如颜料固体和其他聚合物固体。在本系统和方法的一个示例性方面中，所述液体载体可以占喷墨油墨组合物的约70％重量至约99％重量。
如前所述，液体载体可用以携带颜料分散相和聚合物凝色剂，以及其他可存在于本示例性系统和方法的喷墨油墨组合物中的固体。更具体地说，所述液体载体可以包括水和5％重量至35％重量的总有机溶剂内含物以及其他任选的液体组分。
关于共溶剂内含物，用于本系统和方法的共溶剂包括但不限于脂族醇、芳香醇、二醇、乙二醇、咪唑、吡咯烷酮、乙二醇醚、聚(乙二醇)醚、甘油、醚、酯、有机硫氧化物、砜、醇衍生物、溶纤剂、醚衍生物、氨基醇和/或酮。例如，共溶剂可以包括但不限于30或更少个碳的脂肪族伯醇、30或更少个碳的芳香族伯醇、30或更少个碳的脂肪族仲醇、30或更少个碳的芳香族仲醇、30或更少个碳的1，2-二醇、30或更少个碳的1，3-二醇、30或更少个碳的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)烷基醚的高级同系物、聚(丙二醇)烷基醚、聚(丙二醇)烷基醚的高级同系物、内酰胺、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。
可在本系统和方法的实施中使用的共溶剂的具体实例包括但不限于1，5-戊二醇、2-吡咯烷酮、丙二醇n-丁基醚、Liponic乙二醇1(Liponic ethylene glycol 1)、Liponic乙二醇7(Liponic ethylene glycol7)、2-甲基-2，4-戊二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、2-乙基-2-羟甲基-1，3-丙二醇、二甘醇、3-甲氧基丁醇和1，3-二甲基-2-咪唑烷酮。可以添加共溶剂以降低所述油墨中水的蒸发速率，以使堵塞情况最小化或调节所述油墨的其他性质，例如粘度、pH、表面张力、光密度和印刷质量等。
本系统和方法的喷墨油墨组合物中还可任选地使用各种缓冲剂。代表性的缓冲剂可以包括但不限于已经广泛用于化学和生物科学的有机“生物缓冲剂”或无机缓冲剂。进一步地，所使用的缓冲剂应该在本系统和方法的实施中提供约6至约10、优选约7.5至约9.5的pH范围。如果使用，缓冲剂通常占所述喷墨油墨组合物的少于约10％重量。
在本系统和方法的另一示例性方面中，可使用各种抗微生物剂来抑制不希望的微生物的生长。适当抗微生物剂的几个实例包括但不限于苯甲酸盐、山梨酸盐、商品化产品和其他已知的抗微生物剂，所述商品化产品例如NUOSEPT(Nudex，Inc.，HuIs America的分部)、UCARCIDE(Union Carbide)、VANCIDE(RT Vanderbilt Co.)和PROXEL(ICI Americas)。通常，这种抗微生物剂占所述喷墨油墨组合物的少于约5％重量，且通常从约0.05％重量至约2％重量。
传统上，已经为许多原因向TIJ油墨添加了表面活性剂。例如，可以向TIJ油墨添加表面活性剂以调节油墨的界面性质，所述调节包括但不限于提高润湿质量、悬浮颗粒、控制泡沫和/或调节粘度。然而，传统的表面活性剂的加入量经常导致在印刷介质上低的光学密度、不希望的喷射频率反应(fring frequencies response)、差的印刷质量和环境影响问题。然而，与传统TIJ油墨相比较，由于上述SMA半酯聚合物凝色剂的优良性能，使喷墨油墨的表面活性剂部分可以显著降低的量使用或甚至在所公开的含黑颜料的油墨中可完全不含表面活性剂。该表面活性剂的减少通常导致相对改善的环境影响、更好的材料性能和提高的印刷可靠性。
彩色油墨
除了本喷墨油墨的上述组分外，本喷墨油墨还可以包括任何数的彩色油墨。作为黑油墨配方中所公开的SMA半酯凝色剂的结果，即使彩色油墨含有减少量的(或者没有)活性物质，也能获得优良的黑色至彩色渗色和光晕性能。彩色油墨中这些活性化学物质的减少改善了对环境的影响，提高了印刷可靠性和性能，并为彩色油墨提供了更大的配方灵活性。
实施例
下述实施例描述了目前最了解的系统和方法的实施方案。然而，应该理解以下仅是本系统和方法的原理的示例性或描述性应用。本领域技术人员可能设计出许多改变和替代的组合物、方法和系统，且不脱离本系统和方法的精神和范围。所附权利要求预期涵盖这样的改变和布置。因此，虽然上面已经具体描述了本系统和方法，但下述实施例提供了关于目前认为是本系统和方法最实用和优选的实施方案的进一步细节。
根据本实施例，使用下表1中描述的组分配制了一组油墨。所述油墨含有0％和约0.8％的SMA基本树脂或SMA半酯。
表1
    组分    WT％
    自分散颜料2-吡咯烷酮LEG-1Dantocol DHEN-二(羟乙基)甘氨酸Zonyl FSO(原样)SMA或SMA半酯水    4.07.03.05.00.200.007500.8余量
根据本实施例，表2中描述的SMA基本树脂或SMA半酯被加入表1所示的油墨配方。表2还描述了SMA基本树脂或SMA半酯的分子量和酸值。
表2
    组分     MW     酸值
    SMA 1000SMA 1440SMA 2625     550070009000     480185220
当加入上述油墨配方后，SMA作用类似于降低油墨表面张力的表面活性剂。SMA半酯(即SMA 1440和SMA 2625)甚至比其基本树脂更有效。
一经制备了所述油墨制剂，则将其装载入热喷墨笔(inkjetpens)，并进行飞墨去盖印刷(flying decap prints)以测量回收“喷吐”数，进行渗色印刷(bleed prints)，以8滴每300dpi进行干燥时间和光密度/持久性印刷，并使用跟踪滚轴(tracking roller)和抹污手指(smudging finger)在印刷后5秒钟、7秒钟和9秒钟进行干燥时间测定。对于上述测试，使用了达五种不同的普通介质，并报告了作为平均值的下述结果。
图2描述了去盖印刷的结果。与对照油墨(没有凝色剂)比较，SMA 1440和SMA 1000聚合物凝色剂的添加没有破坏去盖性能。
图3和4图解描述了含有约0.8％凝色剂的油墨的上述渗色和光晕印刷测试的结果。如图3和4中所描述的，以0-5的等级对分数(score)进行分级，0最差，5最好。与对照油墨相比较，所有含有SMA/半酯的油墨表现出了明显改善的渗色和光晕。SMA半酯一般具有比SMA基本树脂好得多的渗色和光晕分数。
图5描述了测试油墨的光密度性能。另外，图5还描述了测试油墨的抗水性能。图5描述的结果表明：虽然SMA 1000产生比对照油墨更高的OD，但其持久性能(以抗水性衡量)差。半酯(SMA 1440和SMA 2625)产生与对照类似的OD和可接受的抗水性(＜0.05)。
下表3列出了上述含有约0.8％SMA和SMA半酯的油墨的干燥时间。类似于渗色分数，SMA半酯的添加显著改善了干燥时间。
表3
    SMA类型     干燥时间(秒)
    无凝色剂SMA 1000SMA 1440SMA 2625     202099
结论，根据一个示例性实施方案，上述实施例说明了许多可由本示例性系统和方法提供的优点。更具体地说，所公开的含颜料的黑喷墨油墨在多孔普通纸上保持高光密度和良好印刷质量的同时具有改良的干燥时间。另外，所公开的含颜料的黑喷墨油墨具有优良的适印性，喷射性能和热喷墨笔中的可靠性。所公开的SMA聚合物还使得可以在所述含颜料的黑油墨中使用减少量的(或者不使用)表面活性剂或渗透剂而实现了配方灵活性，从而减少了油墨的总成本并降低了环境影响。当对基于染料的彩色油墨印刷时，公开的喷墨油墨系统中的SMA半酯聚合物还改良了渗色和光晕性能。最后，所公开的油墨系统的优良性能使得可以在彩色油墨中减少使用或完全不使用活性物质，从而改良了产品的环境影响和彩色油墨配方灵活性。
前述说明的提出仅是为了描述和说明本系统和方法的示例性实施方案。其不预期为穷尽性的或者将所述系统和方法限制于所公开的任何精确形式。根据上述教导，许多调整和改变是可能的。预期所述系统和方法的范围由下述权利要求所限定。

Claims (11)

1.一种油墨(160)，该油墨包括：
可喷射载体；
自分散于所述可喷射载体中的多种颜料固体；和分散于所述可喷射载体中的苯乙烯马来酸酐(SMA)半酯。
2.权利要求1的油墨(160)，其中所述SMA半酯具有结构：
Figure S2006800157730C00011
其中x为1至25；
y为0.1至9；
z为0.1至9；
n为1至25；且
R为烷基、苯基、烷基取代的苯基、环烷基、醚、丁氧基乙基或丙基或其混合物。
3.权利要求3的油墨(160)，其中x为2至10；y为0.1至2；z为0.1至2；且n为2至10。
4.权利要求1的油墨(160)，该油墨进一步包括用以与所述SMA半酯形成盐的抗衡离子。
5.权利要求4的油墨(160)，其中所述抗衡离子包括钠离子、钾离子、锂离子、铷离子、铯离子或铵离子中的一种。
6.权利要求1的油墨(160)，其中所述SMA半酯占所述油墨(160)的约0.05％重量至约10.0％重量。
7.权利要求1的油墨(160)，其中所述可喷射载体包括：
有机共溶剂；
表面活性剂；和
缓冲剂。
8.一种用于在承印物上印刷图象的系统，该系统包括：
可喷射油墨(160)；和
装载有所述可喷射油墨(160)的印刷头；
其中所述可喷射油墨(160)包括可喷射载体、自分散于所述可喷射载体中的多种颜料固体和分散于所述可喷射载体中的苯乙烯马来酸酐(SMA)半酯。
9.权利要求8的系统，其中所述SMA半酯具有结构：
Figure S2006800157730C00021
其中x为1至25；
y为0.1至9；
z为0.1至9；
n为1至25；
R为烷基、苯基、烷基取代的苯基、环烷基或醚基团。
10.权利要求8的系统，其中所述可喷射油墨(160)进一步包括用以与所述SMA半酯形成盐的抗衡离子。
11.权利要求8的系统，其中所述SMA半酯占所述可喷射油墨(160)的约0.05％重量至约10.0％重量。
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