CN102666746B

CN102666746B - 含有抗结垢剂的喷墨油墨组合物

Info

Publication number: CN102666746B
Application number: CN200980162531.8A
Authority: CN
Inventors: 保罗·泰勒
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2029-12-21
Also published as: CN102666746A; EP2516562A1; JP2013515132A; US20120249661A1; IN2012DN00714A; BR112012012317A2; EP2516562B1; US20160068699A1; EP2516562A4; WO2011078842A1; JP5613777B2; US9187664B2

Abstract

公开了油墨组合物和使用该油墨组合物的方法。实例油墨组合物包含喷墨载剂、约0.1wt%至约10wt%的着色剂、约0.01wt%至约10wt%的抗结垢剂，和约0.01wt%至约6wt%的由通式（I）表示的水溶性组分。

Description

含有抗结垢剂的喷墨油墨组合物

背景技术

近年来，归因于打印分辨率和总体打印质量的大幅改善加上成本的可观减少，喷墨印刷系统的使用显著增加。尽管它们最近的成功，但深入的研发工作仍继续向改善喷墨印刷质量，同时进一步为消费者降低成本。

通过喷墨印刷，当精确图形的点由液滴产生装置，被称为打印头，被喷射到印刷介质上时，就形成了所需的打印图案。打印头具有一列位于喷嘴板上并附着于喷墨印刷头基材的精密形成的喷嘴。该喷墨印刷头基材包含一排喷射室（fire chamber），喷射室通过与一个或多个油墨储存器流体连通来接收喷墨油墨。每个喷射室具有一个被称为喷射电阻的电阻元件，与喷嘴相对设置，因此油墨可在喷射电阻与喷嘴之间聚集。每个电阻元件通常为一层电阻材料，尺寸为约35μm x 35μm。打印头由被称为打印墨盒或喷墨笔的外包装支撑和保护。一旦对特定的电阻元件通电，喷墨油墨的液滴被从喷嘴喷向印刷介质。通常由微处理器控制油墨液滴的喷射在印刷介质上形成字母数字和其它符号，微处理器的信号由电路（electrical traces）转移至电阻元件。直径通常为10μm至40μm的喷嘴的小尺寸要求油墨不能堵塞喷嘴。然而，设计在印刷墨盒的寿命中可经受数百万次喷射的电阻元件的重复喷射导致电阻元件被残留物污染及喷笔性能的降低。这种残留物的积聚被称为结垢。从而，文中所用的术语“结垢”是指残留物或污垢（koga）在喷墨笔中的电阻元件表面的积聚。

为了形成高质量的图案，喷墨油墨需要与喷墨笔和印刷介质相容。另外，油墨需要能经过喷墨孔而不会堵塞孔板。

喷墨油墨通常包含一种或多种溶解或分散在水性油墨载体中的着色剂，并且还可含有抗结垢组分。这样的抗结垢组分被用于抵消结垢效应。然而，这样的组分在油墨组合物中趋于不稳定并经常沉淀。这种沉淀现象会导致容易堵塞打印头喷嘴的沉积现象。

当离开孔的油墨液滴在每个孔周围的孔板上留下微量的油墨时发生油墨堵塞。喷墨油墨聚集在孔板的外表面上或与孔的边缘相邻的坑中。这种堵塞发生在窄喷嘴的前端，因此油墨喷射的方向和量变得不稳定。这种堵塞效果导致油墨液滴的大小和速度变化极大，因此得到清楚的记录变得不可能，而且妨碍了喷墨印刷。因而该现象导致差的印刷性能。

堵塞在油墨中自然地发生，然而，该现象由于油墨组合物中的一些组分，如抗结垢组分的沉淀变得更为突出，再者，当金属离子污染了油墨组合物时该现象也会变得突出。

因此经常产生配置不具有结垢效应且不会导致打印机的喷嘴堵塞的油墨组合物的挑战；换言之，该组合物可与喷墨印刷技术一起有效使用并提供良好的图像打印性能。

附图说明

为了更好地理解本公开，以下将参照附图仅通过非限制性实施例来描述一些实施方式，其中：

图1为表示根据本公开的实施方式的油墨组合物的油墨液滴速度与油墨液滴/喷嘴的关系的比较图。

图2为表示根据本公开的实施方式的油墨组合物的平均过滤时间与钙含量的关系的比较图。

发明详述

除非另外提及，本公开的实施方式将使用合成有机化学、油墨化学、介质化学、印刷化学等技术，这些技术在本领域技术范围内。这些技术在文献中被充分解释。以下实施例被提出以向本领域普通技术人员提供如何执行所述方法和使用此处公开并要求的组合物的完整公开和说明。已做出努力以保证关于数字（如含量、温度等）的准确，但一些错误和偏差也应被解释。除非另外提及，温度按℃，并且压力为大气压或邻近大气压。标准温度和压力被定义为20℃和1个大气压。除非另外提及，粘度以cP表示，并在25℃的温度下测量。

在详细描述本公开的实施方式之前，需要理解的是，除非另外提及，本公开不限于文中公开的特定材料和方法，它们自身可在一定程度上变化。还需要理解的是，文中所用术语仅用于描述特定实施方式的目的，而非旨在限制，因为本发明的范围仅由所附的权利要求及其等价形式来限定。

在本说明书及在所附权利要求中，将使用以下术语：除非文中另作清楚说明，单数形式的“一个（a）”、“一种（an）”、“该（the）”包含复数指代物。因此，例如，参照“一个载体”包含多个载体。当术语“约”和“大概”涉及数值或范围时，旨在包含由在进行测量时可能出现的实验误差所产生的数值。文中浓度、含量及其它数值数据可以范围格式出现。需要理解的是，该范围格式仅为方便和简洁而使用，应被灵活解释为不仅包含作为范围极限明确列举的数值，还应包含包含在该范围内的所有单个数值和子范围，就如每个数值与子范围均被明确列举。例如，约1重量百分比（wt%）至约20重量百分比（wt%）的重量范围应被解释为不仅包含被明确列举的1wt%至大约20wt%的浓度极限，还应包含单个浓度，如2wt%、3wt%、4wt%，和子范围，如5wt%至15wt%、10wt%至20wt%等。

如文中所用，“图像”是指通过可见或不可见油墨组合物沉积到材料或基材上的标记、记号、符号、图片、指示和/或外观。图像的实例可包括字母、词、数字、字母-数字符号、标点、正文、线条、下划线、加亮区等。

在一些实施方式中，喷墨油墨组合物包含喷墨载体、约1重量百分比至约10重量百分比的着色剂、约0.01重量百分比至约10重量百分比的抗结垢剂和约0.01重量百分比至约6重量百分比的水溶性组分。该水溶性组分由下面的通式（I）表示，其中R¹和R²独立地为n为1至5的C_nH_2n；其中R³为H或n为1至4的C_nH_2n；其中R⁴为H、COOH或n为1至4的C_nH_2n；和其中R⁵为H、COOH、OH、H、n为1至4的C_nH_2nCOOH或n为1至4的C_nH_2n。

在一些实施方式中，油墨组合物为喷墨油墨印刷组合物。此处，喷墨组合物是指非常适合用在喷墨装置和喷墨印刷过程中的组合物。换言之，该油墨组合物适用于喷墨油墨印刷。

同样观察到油墨组合物通常趋于受电阻的结垢影响，导致打印头寿命的缩短和在打印头寿命的早期打印质量的下降。通常使用抗结垢成分来避免该结垢问题。然而，含有这样的抗结垢成分的油墨趋于遭受堵塞的问题。实际上，未结合任何理论，人们相信抗结垢元素与金属离子反应，并产生不溶性盐，该不溶性盐沉淀并填满打印头的过滤器，而最终堵住油墨向喷嘴的流动。

在一些实施方式中，本公开的喷墨油墨组合物减少了可能发生在内部油墨通道、喷射室或喷嘴中的堵塞现象。本公开的组合物在油墨的过滤性能（即可易于过滤油墨）上具有良好的效果。该性能反映了该油墨组合物的抗堵塞效果。在油墨循环系统中通常使用小网孔过滤器以防止上述在狭窄的喷嘴部分中的堵塞。然而，该设计遇到了过滤器堵塞的问题。从而，通过减少堵塞效应，本公开的组合物因此提高了油墨组合物的过滤性能。从而，在一些实施方式中，该组合物提供了避免过滤性能问题和/或潜在的喷嘴堵塞问题的方法。

在一些实施方式中，如文中所公开，抗结垢剂和水溶性组分的存在减少了油墨组合物中存在的多价金属离子（如钙）的含量。未结合任何理论，人们相信组分与钙结合的效率反映了油墨组合物的抗堵塞效果和过滤特性。

另外，常用的抗结垢和抗堵塞组分通常会侵蚀性腐蚀暴露于油墨中的硅材料的表面，因而包括了大部分热喷墨模具（die）表面。

在一些实施方式中，油墨组合物对硅表面侵蚀性较小，因而在油墨组合物中发现较少的硅残留物。因此，油墨组合物不损害打印头的模具上的硅。因此，在一些实施方式中，该组合物提供了一种在不会侵蚀热喷墨笔打印头的同时，减少由于自由金属离子的存在导致的系统的影响的方法。因此，在一些实施方式中，油墨组合物在对硅表面的侵蚀最小化的同时，呈现与良好的抗堵塞性能结合的良好的抗结垢性能。

另外，本公开的组合物呈现改善的印刷特性。实际上，结垢和堵塞问题趋于降低液滴速度和液滴重量，并趋于降低液滴喷射的效率。在喷墨笔寿命中液滴重量的减少降低了喷墨油墨在印刷介质上的色彩饱和度或光学密度，因此降低了打印质量。此外，在喷墨笔寿命中液滴重量的减少降低了印刷介质上液滴位置的精确性，因此降低了打印质量。因而，通过减少结垢和堵塞现象，文中公开的组合物具有改进的打印特性。因而，作为实例，上述油墨组合物提高了液滴速度，且作为另外的实例，提高了液滴喷射的效率。

在一些实施方式中，本公开涉及到延长用于喷墨记录方法的喷墨印刷头的使用寿命的方法，该方法包含从孔中排出油墨，其中该油墨含有：喷墨载体，约0.1至约10重量百分比的着色剂、约0.01至约10重量百分比的抗结垢剂和约0.01至约6重量百分比的水溶性组分，如此处所限定。

在一些实施方式中，油墨组合物的pH可根据所需变化。在一些实施方式中，油墨的pH根据所用着色剂的类型，在约3至约11的范围内。在一个实施例中，所述油墨的pH为约5至约9，且在另一个实施例中，为约5.5至约7.5。油墨组合物的pH可通过加入有机或无机酸或碱，即pH调节剂来调节。常规的pH调节剂包括无机酸，如盐酸、磷酸和硫酸。常规的有机酸包括甲烷磺酸、醋酸和乳酸。常规的无机碱包括碱金属氢氧化物和碳酸盐。在一些实施方式中，pH调节剂为氢氧化铵。可使用任何适宜量的pH调节剂。在一个实施例中，pH调节剂的用量为组合物重量的约0.1至约1重量百分比，且在另一个实施例中，其用量为组合物重量的约0.3至约0.7重量百分比。

在一些实施方式中，为了实现所需的流变特性，油墨组合物在25℃下测量，具有在约1.0至约10cps的范围内的粘度，且在其它实施方式中，为约1.0至约7.0cps。如以上所指出的，如本领域技术人员已知，可方便地调整油墨组合物的粘度，例如通过粘合剂树脂、有机溶剂、蜡及其它试剂的用量和分子量的适当选择。

在一些实施方式中，喷墨油墨组合物包含由通式（I）表示的水溶性组分：

其中R¹和R²独立地为n为1至5的C_nH_2n；其中R³为H或n为1至4的C_nH_2n；其中R⁴为H、COOH或n为1至4的C_nH_2n；和其中R⁵为H、COOH、OH、H、n为1至4的C_nH_2nCOOH或n为1至4的C_nH_2n。

在一些实施方式中，水溶性组分具有通式（I），其中：R¹和R²独立地为n为1的C_nH_2n；其中R³为H或n为1的C_nH_2n；其中R⁴为H、COOH或n为1的C_nH_2n；和其中R⁵为H、COOH、OH、H、n为1或2的C_nH_2nCOOH或n为1或2的C_nH_2n。

在一些实施方式中，水溶性组分具有通式（I），其中R¹和R²为n为1的C_nH_2n；其中R³为H；其中R⁴为COOH和其中R⁵为n为2的C_nH_2nCOOH。

在一些实施方式中，水溶性组分具有通式（I），其中R¹和R²为n为1的C_nH_2n；其中R³为H；其中R⁴为H和其中R⁵为n为1的C_nH_2nOH。

在另一些实施方式中，水溶性组分具有通式（I），其中R¹和R²为n为1的C_nH_2n；其中R³为H；其中R⁴为n为1的C_nH_2n；和其中R⁵为n为1的C_nH_2nOH。

在一些实施方式中，由上述通式（I）表示的水溶性组分的含量为油墨组合物的总重量的约0.01至约6重量百分比。在一些实施例中，由以上通式（I）表示的水溶性组分的含量为油墨组合物的总重量的约0.10至约2重量百分比。

在一些实施方式中，喷墨油墨组合物包含抗结垢剂。作为抗结垢剂，此处是指任何防止或减少结垢效应的任何组分。用在油墨组合物中的抗结垢剂可为阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、两性表面活性剂或它们的混合物。

如文中所用，术语“两性表面活性剂”是指同时包含阳离子基团和阴离子基团的表面活性剂。如果两性表面活性剂存在于酸性环境中，该两性表面活性剂具有阳离子基团，而两性表面活性剂在碱性环境中具有阴离子基团。在等电点（IEP）上时，该两性表面活性剂由于同时存在阳离子基团和阴离子基团具有整体的中性电荷。

如文中所用，术语“两性离子表面活性剂”是指同时包含阴离子基团和阳离子基团因而具有中性电荷的表面活性剂。两性离子表面活性剂与两性表面活性剂的不同在于两性离子表面活性剂的电荷对pH的变化不敏感。

在一些实施方式中，抗结垢剂为阴离子表面活性剂。在另一些实施方式中，抗结垢剂具有中性电荷。就这一点而言，抗结垢剂可为非离子型、两性型、或两性离子型。在一些实施方式中，油墨组合物具有中性pH，使得抗结垢剂具有整体的中性电荷。

在一些实施方式中，抗结垢剂为含磷酸盐/酯的表面活性剂，如磷酸酯表面活性剂。磷酸酯表面活性剂的实例包括，但不限于，商品名称为

和

的可商购表面活性剂，它们可分别从Witco公司（Middlebury,Conn.）、Clariant GmbH（Frankfurt，德国）、Cook Composites and Polymers有限公司（Kansas City，Mo.）、Kao Specialties Americas有限责任公司（HighPoint，Nalco）、Croda股份有限公司（Parsippay，N.J.）、DeForest Enterprises股份有限公司（Boca Raton，Fla.）和DeForest Enterprises股份有限公司（BocaRaton，Fla.）购得。可使用的磷酸酯表面活性剂的实例包括，但不限于，

N-3 Acid、

9NP、

CS 121、

CS 131、

CS 141、

CS 1361、

LPKN、

320、

330、

8028、

BL-2PK、

4P、

6MPNa、

8DNP、9NP、30NP或

CAS-MF。此外，可使用这些磷酸酯表面活性剂的混合物。

在本公开的一些实施方式中，喷墨油墨组合物包含作为抗结垢剂的含磷酸盐/酯的表面活性剂。在一些其它实施方式中，抗结垢剂为磷酸酯表面活性剂。在另一些的实施方式中，抗结垢剂为脂肪醇烷氧基化物表面活性剂的磷酸酯。在一些实施方式中，脂肪醇烷氧基化物的磷酸酯为单酯和双酯的混合物。在另一些实施方式中，脂肪醇烷氧基化物的磷酸酯具有50至150范围内的酸值。在一些实施方式中，抗结垢剂为乙氧基化的单油烯基磷酸酯。

抗结垢剂可为油醇聚醚-3-磷酸酯、壬基酚乙氧基化物磷酸酯、壬基酚乙氧基化物磷酸酯的盐、有机磷酸酯、脂族磷酸酯、磷酸酯化壬基苯氧基聚乙氧基乙醇或乙基己醇乙氧基化的磷酸酯的盐（2EH-2EO）。在其它实施方式中，抗结垢剂选自由油醇聚醚-3-磷酸酯、油醇聚醚-10-磷酸酯、油醇聚醚-5-磷酸酯、磷酸二油烯基酯、ppg-5-鲸蜡醇聚醚-10-磷酸酯、C₉-C₁₅烷基单磷酸酯、癸醇聚醚-4-磷酸酯和它们的混合物组成的组中。在其它实施方式中，喷墨油墨组合物包含作为抗结垢剂的具有下面通式（II）的化合物，其中n为0至15。

抗结垢剂的实例包括可由Croda股份有限公司得到的

系列表面活性剂，如

N3A、

N3E、

N10A、

HCE和

SG。含磷酸盐/酯表面活性剂的其它实例包括可由Croda股份有限公司得到的

Map 950；可由Mona Industries得到的

831、

1214；可由Croda股份有限公司得到的

215和DP13/6。

在一些实施方式中，抗结垢剂的含量为油墨组合物的总重量的约0.01至约10重量百分比（wt%）。在一些实施例中，抗结垢剂的含量为约0.2至约3重量百分比。在其它实施例中，抗结垢剂的含量为油墨组合物的总重量的约0.4至约1重量百分比。

油墨组合物包含一种或多种给予所印刷的信息所需颜色的着色剂。如文中所用，“着色剂”包括染料、颜料和/或其它可悬浮或溶解在油墨载体中的颗粒。

着色剂体系的含量为油墨组合物的约0.1至约10重量百分比（wt%），在一些实施例中含量为约1至约6重量百分比，在其它实施例中，含量为约1至约4重量百分比。着色剂通常以产生所需的对比度和可读性需要的量存在。

在一些实施方式中，根据本公开，油墨包含作为着色剂的颜料。如文中所用，“颜料”是指在它在其中使用的液体载剂里基本上不溶的着色剂颗粒。颜料可使用单独的分散剂分散，或可使分散剂接合到颜料的表面上而自分散。

如文中所用，“自分散的”通常是指已被分散剂官能化，如将分散剂化学接合到颜料的表面上的颜料。分散剂可为小分子或聚合物或低聚物。分散剂可被接合到这样的颜料上以使电荷界定颜料外壳，从而产生减少颜料颗粒在液体载剂中的团聚作用的排斥性质。另一个分散炭黑的方法为对碳进行表面处理（例如使用臭氧）以在碳自身的表面上产生带电官能团。

根据本公开的实施方式可使用的颜料同时包括自分散颜料和分散颜料，如被没有与其表面共价接合的单独的分散剂分散的颜料。如果是自分散，则分散剂通常以前体形式制备，然后该前体被接合到颜料上以对颜料表面进行化学改性。在一些实施方式中，可使用各种前体材料，例如对氨基苯甲酸、间苯二甲酸、三羧酸、羧酸基、磺酰基、磷酸酯、它们的低聚物、聚合物和异构体，将分散剂附着到颜料上。

如上所述，根据本公开的实施方式可使用颜料着色剂。具体地，如果使用黑色，则黑色颜料可为提供可接受的光学密度和印刷特性的任何可商购的黑色颜料。该黑色颜料可使用各种已知方法制造，如槽法、接触法、炉法、乙炔法或热法，并可由如Cabot公司、Columbian Chemicals公司、Evonik、Mitsubishi和E.I.Dupont de Nemours公司的经销商商购。例如，可商购的炭黑颜料包括Color Black FW 200、Color Black FW 2V、Color Black FW1、ColorBlack FW 18、Color Black FW S 160、Color Black FW S 170、包括95、85、75、55、45、300、35、25、200、12的Printex和包括4A、4、5、6、550、350、250的Special Blacks;BP1100、BP900、BP800、M1100、M900、M800、Monarch1400、Monarch 1300、Monarch 1000、Monarch 900、Monarch 880和Monarch700;Cab-O-Jet 200和Cab-O-Jet 300;Raven 2500ultra、Raven 2000、Raven7000、Raven 5750、Raven 5250、Raven 5000和Raven 3500；45B和它们的混合物。

除了黑色，还可使用其它颜料着色剂，如青色、品红色、黄色、蓝色、橙色、绿色、粉色等。合适的有机颜料包括，例如，包括双偶氮颜料和单偶氮颜料的偶氮颜料、多环颜料（例如酞菁颜料，如酞菁蓝和酞菁绿的、苝颜料、紫杉酮（perynone）颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二噁嗪颜料、硫靛颜料、异吲哚啉酮颜料、皮蒽酮颜料和喹酞酮（quinophthalone）颜料），不溶性染料的螯合物（如碱性染料型螯合物和酸性染料型螯合物）、硝基颜料、亚硝基颜料、蒽嵌蒽醌颜料如PR168等。酞菁蓝和酞菁绿的代表性实例包括铜酞菁蓝、铜酞菁绿及其衍生物（Pigment Blue 15和Pigment Green 36）。喹吖啶酮的代表性实例包括Pigment Orange 48、Pigment Orange 49、PigmentRed 122、Pigment Red 192、Pigment Red 202、Pigment Red 206、Pigment Red209、Pigment Violet 19和Pigment Violet 42。蒽醌的代表性实例包括PigmentRed 43、Pigment Red 194、Pigment Red 177、Pigment Red 216和Pigment Red226。苝的代表性实例包括Pigment Red 123、Pigment Red 190、Pigment Red 189和Pigment Red 224。硫准靛（thioindigoids）的代表性实例包括Pigment Red 86、Pigment Red 87、Pigment Red 198、Pigment Violet 36和Pigment Violet 38。杂环黄的代表性实例包括Pigment Yellow 1、Pigment Yellow 12、PigmentYellow 13、Pigment Yellow 14、Pigment Yellow 17、Pigment Yellow 73、PigmentYellow 90、Pigment Yellow 110、Pigment Yellow 117、Pigment Yellow 120、Pigment Yellow 128、Pigment Yellow 138、Pigment Yellow 150、Pigment Yellow151、Pigment Yellow 155和Pigment Yellow 213。这些染料可以粉末、压饼或分散体的形式从多个来源购得。

本公开的颜料大小可为约5nm至约10μm；在另一个实施例中，颜料的大小可为10nm至约500nm，尽管如果颜料可保持分散并提供合适的印刷性能，可使用在该范围外的大小。

在一些实施方式中，油墨可包含染料作为着色剂。适用于油墨组合物的制备中的染料包括，但不限于，黄色染料如C.I.Yellow 19（C.I.13900A）、C.I.Yellow 21（C.I.18690）、C.I.Yellow 61、C.I.Yellow 80、FD&C Yellow#5等，橙色染料如C.I.Orange 1（C.I.11920）、C.I.Orange 37等，红色染料如C.I.Solvent Red 8、C.I.Red 81、C.I.Solvent Red 82等，粉色染料如DiaresinPink M（Mitsubishi Chemical Industries有限公司）等，紫色染料如C.I.SolventBlue 11等，蓝色染料如C.I.Solvent Blue 2、C.I.Solvent Blue 11等，黑色染料如C.I.Solvent Black 3、Acid Black 123等。一些颜料和染料可以方便的分散体形式商购，并可用在根据本公开的实施方式的油墨组合物的制备中。在一些实施方式中，油墨包含染料和颜料的混合物作为着色剂。

如文中所用，“液体载剂”是指包括用于将包括颜料的着色剂运载到基材的任何液体组合物。根据本公开的实施方式可使用各种液体载剂组分。这样的液体载剂可包含多种不同试剂的混合物，包括但不限于，其它表面活性剂、溶剂和共溶剂、缓冲液、抗微生物剂、粘度调节剂和水。在一些实施方式中，液体载剂为喷墨液体载剂。

在一些实施方式中，有机溶剂为液体载剂的一部分。有机溶剂通常用于提高组合物中可能存在的树脂或着色剂的溶解度或分散性。可使用任何合适的有机溶剂。有机溶剂的合适种类的实例包括极性溶剂，如酰胺、酯、酮、内酯和醚。合适的有机溶剂的实例由此包括N-甲基吡咯烷酮（NMP）、二甲基亚砜、环丁砜和乙二醇醚类。在一些实施方式中，溶剂为2-吡咯烷酮或2-吡咯烷酮的衍生物，如1-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮。在另外一些实施方式中，液体载剂包括多种溶剂。

作为实例，溶剂的用量为油墨组合物的约0.1至约30重量百分比，而在其它实施方式中，其用量为油墨组合物的约8至约25重量百分比。

在一些实施方式中，上述油墨组合物包含水。在一些实施方式中，水被用作组合物的油墨载体并为液体载剂的一部分。通常，水补足油墨组合物的余量，其含量可为整个组合物的约40至约90重量百分比，在一些实施方式中为约50至约80重量百分比。为了防止喷墨头被水中所溶的盐堵塞，可在制备油墨组合物中使用去离子水。

除了水，可在油墨组合物中使用各种类型的试剂来优化用于特定应用的油墨组合物的性能。例如，油墨组合物还可包含任何数目的缓冲剂和/或抗微生物剂。可使用任何数目的公知的缓冲液以在油墨体系内建立所需的pH水平。另外，在一些实施方式中，使用各种抗微生物剂以抑制不良微生物的生长。合适的抗微生物剂的几个实例包括，但不以任何形式局限于，苯甲酸盐、山梨酸盐、商业产品如

（ISP）、

（Dow）、

（RTVanderbilt公司）和

（Avecia）、

MLX（Rohm and Haas）和其它已知抗生物剂。该抗生物剂的含量可为低于油墨组合物的约5重量百分比。在一些实施方式中，抗生物剂以油墨组合物的约0.05至约2重量百分比表示的含量被包括。

关于表面活性剂的更具体方面，喷墨油墨组合物可基本上不含除了抗结垢剂的含磷酸盐/酯表面活性剂以外的表面活性剂。然而，某些第二表面活性剂也可使用，并可包括标准水溶性表面活性剂，如烷基聚环氧乙烷、烷基苯基聚环氧乙烷、聚环氧乙烷（PEO）嵌段共聚物、乙炔型PEO、PEO酯、PEO胺、PEO酰胺、二甲基硅油共聚多元醇（dimethicone copolyols）、乙氧基化的表面活性剂、含氟表面活性剂以及它们的混合物。在一个实例中，含氟表面活性剂可用作第二表面活性剂。在其它实例中，可使用仲醇的乙氧基化的表面活性剂。如果使用第二表面活性剂，其含量可为喷墨油墨组合物的约0.001至约10重量百分比，且在另一个实例中可为约0.001至约0.1重量百分比。

在一些实施方式中，油墨组合物可含有乳胶。乳胶包含乳胶颗粒及乳胶微粒分散在其中的水性介质。乳胶为包含液体（例如水和/或其它液体）及约20nm至约500nm大小的聚合物颗粒的液体悬浮液。作为实例，聚合物颗粒在液体中的含量可为约0.5至约20重量百分比。这样的聚合物颗粒可包括通常无规聚合的多种单体，并可交联。

任何可商购的乳胶聚合物，包括自分散的乳胶聚合物和官能化的乳胶聚合物，都可用于本公开的油墨中。可使用任何已知的一些乳液聚合技术制备乳胶聚合物，其中共聚单体在乳液的不连续相中分散并聚合。常用的单体包括丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟己酯、甲基丙烯酸羟己酯、丙烯酸羟基十八烷基酯、甲基丙烯酸羟基十八烷基酯、甲基丙烯酸羟基月桂酯、丙烯酸羟基月桂酯、丙烯酸苯乙酯、甲基丙烯酸苯乙酯、丙烯酸6-苯基己酯、甲基丙烯酸6-苯基己酯、丙烯酸苯基月桂酯、甲基丙烯酸苯基月桂酯、3-硝基苯基-6-己基甲基丙烯酸酯、3-硝基苯基-18-十八烷基丙烯酸酯、乙二醇二环戊醚丙烯酸酯、乙烯基乙基酮、乙烯基丙基酮、乙烯基己基酮、乙烯基辛基酮、乙烯基丁基酮、丙烯酸环己酯、甲氧基硅烷、丙烯酰氧基丙基二乙基二甲氧基硅烷（acryloxypropyhiethyl-dimethoxysilane）、三氟甲基苯乙烯、丙烯酸三氟甲酯、甲基丙烯酸三氟甲酯、丙烯酸四氟丙酯、甲基丙烯酸四氟丙酯、甲基丙烯酸七氟丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸异辛酯。

作为实例，本公开的油墨组合物可用于在热环境中在表面上形成印刷图像的方法中。该方法包含将油墨组合物的液滴流射向表面上以形成所需的印刷图像。可通过任何合适的喷墨印刷技术将喷墨油墨组合物置于基材上。这样的喷墨印刷技术的非限制性实例包括热喷墨印刷、声学喷墨印刷和压电喷墨印刷。在一些实施方式中，油墨被用于热喷墨印刷机中。

在延长的时间周期内喷墨印刷的方法的实例包括喷射喷墨油墨到介质基材上，其中喷墨油墨包含：油墨载剂、约0.1至约10重量百分比的着色剂、约0.01至约10重量百分比的抗结垢剂和约0.01至约6重量百分比的水溶性组分。这样的水溶性组分由通式（I）表示：

延长喷墨印刷头的使用寿命的方法的实例包括将油墨从孔中排出，其中该油墨包含喷墨载剂、约0.1至约10重量百分比的着色剂、约0.01至约10重量百分比的抗结垢剂、和约0.01至约6重量百分比的如上定义的水溶性组分。

在延长的时间周期内喷墨印刷的方法的另一个实例包括喷射喷墨油墨到介质基材上，其中喷墨油墨包含：喷墨载剂、约0.1至约10重量百分比的着色剂、约0.01至约10重量百分比的抗结垢剂，该抗结垢剂具有通式（II），其中n为0至15：

和约0.1至约6重量百分比的由通式（I）表示的水溶性组分：

其中R¹和R²为n为1的C_nH_2n；R³为H；R⁴为H；和R⁵为n为1的C_nH_2nOH。

如此处公开的，抗结垢剂和水溶性组分的组合的引入减少了电阻器的结垢现象，另外，改善或甚至基本上消除了可能在内油墨通道、喷射室或印刷头的喷嘴发生的堵塞现象。该油墨组合物的使用从而总体上延长了装载该油墨的喷墨笔（特别是热喷墨笔）的寿命。

在一些关于多孔表面的实施方式中，使用本公开的实施方式的油墨组合物在多孔和无孔表面上印刷图像。在其它实施方式中，基材为纸（其非局限性实例包括普通复印纸或其中具有再生纤维的纸）或照片纸（其非局限性实例包括在纸的一面或双面上挤压聚乙烯或聚丙烯），和/或它们的组合。在一些实施方式中，基材具有沿基本上整个长度的在约0.025mm和约0.5mm的范围内的厚度。在一些实施方式中，印刷表面可为任何涂有塑料的介质（如在户外标识中所用）和临摹介质（tracing media）（用于建筑制图）。

如文中所用，“图像”是指可见或不可见油墨组合物沉积到基材上的标记、记号、符号、图片、指示和/或外观。图像的实例可包括字母、词、数字、字母-数字符号、标点、正文、线条、下划线、加亮区等。

在其它实施方式中，用在喷墨装置中的油墨包括，至少，品红色、青色、黄色和黑色油墨。也可使用包含无色颗粒并不包含着色剂的无色油墨组合物。

以下实施例说明本公开的最为公知的实施方式。然而，应理解的是，以下仅仅是对本发明原理的应用的举例或说明。只要不脱离本发明的精神和范围，本领域中技术人员可对组合物、方法和系统作出许多修改和替代。所附权利要求书意在包括这样的改动和配置。因此，尽管以上对本发明进行了具体描述，以下实施例进一步提供了有关目前认为是最实用和优选的本发明的实施方式的细节。

实施例1：油墨配方

如下根据表A制备油墨组合物。所有数字代表每种组分占油墨组合物的总重量的重量百分比。油墨配方G和H为对比油墨。

表A

SEF为可购自Air Product的表面活性剂。

683为可购自Johnson Wax的丙烯酸树脂。

GXL为可购自Zeneca的抗微生物剂。

N-3可购自Croda股份有限公司。

EG-1为可购自DowCorning的表面活性剂。

MLX为可购自Rohm and Haas的抗微生物剂。EDG和

45S可购自AkzoNobel公司。

M可购自BASF公司。

实施例2：油墨组合物的结垢性能

评估油墨组合物的减少结垢的效果。将喷墨油墨配方A、G和H载入3个不同的热喷墨结构中，并为与液滴重量的稳定状态相关的基线读数最初喷射。每种油墨组合物以每喷嘴2亿滴通过其各自的打印结构打印。用于该特定研究的喷嘴大小为约20微米。

通过测量在喷射大量体积的油墨后保持的液滴速度和/或液滴重量来确定结垢性能。使用多个重复笔进行结垢测试以得到平均结果。

确定油墨组合物A、G和H的每种在0、1百万、1千万、5千万、1亿和2亿液滴/喷嘴的液滴速度（DV），以m/s表示。结果在下表B中表示并在图1中说明。

表B

每喷嘴的液滴（百万）	组合物H	组合物G	组合物A
				1	8.7	11.2	11.2
10	3.1	11.3	11.1
				50	3.1	11.1	11.0
100	2.7	11.2	10.8
				200	2.5	11.1	10.8

如图1所示，对照油墨组合物H显示没有或少量结垢的性能。在喷射1千万液滴/喷嘴的过程中观察到了液滴速度的显著降低。相反，油墨组合物A和G表现出良好的结垢性能。

实施例3：油墨组合物的可过滤性能

分析表A中配方的可过滤特征。可过滤性能表示油墨组合物的抗堵塞优势，即不堵塞喷嘴及位于打印头上的过滤器的能力。

通过将15g每种油墨通过1μm孔径的过滤器评估每种油墨的过滤时间。然后将金属盐溶液（Ca²⁺）掺入油墨中。认为这样的钙的加入促进堵塞滤器的沉淀物的形成。可过滤性表示油墨堵塞的趋势，过滤时间越低，抗堵塞效果越好。结果被总结在图2中所示的表中。

该结果说明抗结垢剂与由通式（I）表示的水溶性组分的组合导致油墨组合物不出现堵塞效应。

以上描述仅用于说明并描述本发明的示例性实施方式。尽管这里描述了某些示例方法、组合物、设备与制造物，但本专利的涵盖范围并不限于此。相反，该专利涵盖所有字面或等效原则的权利要求范围内的方法、设备和制造物。