CN103241024B - 喷墨记录方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的名称是喷墨记录方法。喷墨记录方法包括向记录介质喷射喷墨油墨以在记录介质上形成油墨图像。该喷墨油墨包括颜料、水、表面活性剂和具有式(1)CH3OCH2CH2CON(CH3)2的化合物,并且任选地包括具有式(2)CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CON(CH3)2的化合物。喷墨记录方法满足关系16≤γcosθ≤26,其中γ表示喷墨油墨的表面张力,单位是mN/m;而θ表示在记录介质上滴加2.5μl体积的喷墨油墨滴之后0.1秒测量的喷墨油墨与记录介质的接触角,单位是度。
Description
技术领域
本发明涉及喷墨记录方法。
背景技术
由于喷墨打印机具有低成本并且可以轻易地产生彩色图像,所以喷墨打印机已经迅速普及。近来,对能够产生高质量图像的喷墨打印机存在需求。
对于喷墨油墨,公开了水性油墨组合物,其包括颜料、水、有机溶剂、树脂和用于喷墨油墨组合物的表面张力调节剂。就该点而言,油墨组合物的有机溶剂是具有下式的化合物:
R1OCH2CH2CONR2R3
其中R1表示具有1至8个碳原子的烷基,并且R2和R3中每个独立地表示氢原子、具有1至6个碳原子的烷基、或者具有1至6个碳原子并在其中包括醚键的烷基。
基于油墨组合物的重量,水和有机溶剂的总含量是按重量计从10%至49%。
然而,油墨组合物难以在普通纸上形成具有高图像密度并且不包括模糊字符图像的图像。具体而言,当通过这种油墨组合物形成高密度图像时,字符图像模糊。相较而言,当通过这种油墨组合物形成不模糊的字符图像时,图像密度低。
由于这些原因,发明人意识到需要一种喷墨记录方法,通过该方法可以在普通纸上形成高密度图像而不形成模糊的字符图像。
发明内容
作为本发明的一个方面,提供了喷墨记录方法,其包括向记录介质喷射喷墨油墨以在记录介质上形成油墨图像。该喷墨油墨包括颜料、水、表面活性剂和具有下式(1)的化合物:
CH3OCH2CH2CON(CH3)2 (1)
该喷墨油墨任选地包括具有下式(2)的另一种化合物:
CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CON(CH3)2 (2)
该喷墨记录方法满足下列关系:
16≤γcosθ≤26
其中γ表示喷墨油墨的表面张力,单位是mN/m;而θ表示在记录介质上滴加2.5μl体积的喷墨油墨滴之后0.1秒测量的喷墨油墨与记录介质的接触角,单位是度。
当结合附图考虑优选实施方式的下列描述时,上述及其它的方面、特征和优势将变得清楚。
附图说明
图1是图示说明用在本发明喷墨记录方法中的喷墨记录装置的透视图;
图2是图1所示喷墨记录装置的侧视图;
图3是图示说明图1所示喷墨记录装置的喷墨记录头的局部放大图;并且
图4是图示说明图1所示喷墨记录装置的墨盒的示意图。
具体实施方式
将通过参考附图描述本发明的喷墨记录方法的实施方式。
本发明的喷墨记录方法包括向记录介质喷射喷墨油墨以在记录介质上形成图像。
喷墨油墨包括具有式(1)的化合物(即,3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺)或者具有式(1)的化合物与具有式(2)的另一种化合物(即,3-正丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺)的组合、以及颜料、水和表面活性剂。
当喷墨油墨的表面张力是γ[mN/m]以及在记录介质上滴加体积2.5μl的喷墨油墨滴之后0.1秒测量的喷墨油墨与记录介质的接触角是θ[°]时,优选地满足下列关系:
16≤γcosθ≤26
当γcosθ少于16时,在普通纸上形成的图像的图像密度趋于降低。当γcosθ大于26时,在普通纸上趋于形成模糊的字符图像。
在该申请中,用来自Kyowa Interface Science Co.,Ltd.的自动表面张力计CBVP-Z在25℃和50%RH下测量喷墨油墨的表面张力γ。
此外,用来自Data Physics Corp的自动接触角测量仪器OCAH200在25℃和50%RH下测量接触角θ。
一般而言,下面的Lucas-Washburn等式被公知为表示液体渗透的等式。
L=(rγcosθ·t/2η)1/2
其中L表示液体的渗透深度、r表示毛细管半径、t表示时间、η表示液体的粘度、γ表示液体的表面张力、并且θ表示液体的接触角。从该等式清楚可见随着γcosθ增加,液体渗透得更深,而随着γcosθ减小,液体渗透深度更小。
由于用于本发明喷墨记录方法的喷墨油墨包括3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺或者3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺与3-正丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺的组合,可以控制γcosθ以便落在16至26的范围内。
就该点而言,用于本发明喷墨记录方法的普通纸可以包括用过的纸和/或上胶剂。
化合物(1)3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺具有216℃的相对高沸点、在23℃和80%RH下按质量计39.2%的相对高平衡含水率、以及在25℃下1.4mPa·s的相对低粘度。此外,由于化合物(1)可以轻易溶解在水中,产生的喷墨油墨的粘度可以降低。由于化合物(2)3-正丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺也具有相对低的粘度,产生的喷墨油墨的粘度也可以降低。此外,化合物(1)以及化合物(1)和(2)的组合可增强喷墨油墨在普通纸上的润湿性。
喷墨油墨中3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺和3-正丁氧基-N,N-二甲基丙酰的总含量一般是按重量计从10%至20%,并且优选地按重量计从18%至20%。当总含量少于按重量计10%或者大于按重量计20%时,由喷墨油墨形成的图像的图像密度趋于降低。
喷墨油墨中所含的表面活性剂没有特别限制,只要该表面活性剂可改进油墨的流平性。用作表面活性剂的适合材料包括含氟表面活性剂、硅氧烷表面活性剂、以及阴离子表面活性剂、非离子型表面活性剂。这些表面活性剂可单独或结合使用。在这些表面活性剂之中,含氟表面活性剂是优选的。
在这种含氟表面活性剂中具有氟原子的碳原子数量一般从2至16,优选地从4至16。当具有氟原子的碳原子数量少于2时,产生的油墨的流平性趋于劣化。当数量大于16时,产生的油墨的喷射特性趋于劣化。
含氟的阴离子表面活性剂的具体实例包括全氟烷基磺酸、全氟烷基磺酸的盐、全氟烷基羧酸、全氟烷基羧酸的盐、全氟烷基磷酸酯的盐、以及在其侧链中具有全氟烷氧基的聚氧化烯醚的硫酸酯的盐。
这些含氟的阴离子表面活性剂的抗衡离子的具体实例包括锂离子、钠离子、钾离子、铵离子、单乙醇铵离子、二乙醇铵离子和三乙醇铵离子。
在这些含氟的阴离子表面活性剂中,具有下式(1)-(4)之一的化合物是优选的。
在式(1)中,Rf表示具有下式(A)或(B)的基团。
在式(1)中,A表示具有下式之一的基团。
-SO3 -M+、-COO-M+和-PO3 -M+
其中M+表示质子、锂离子、钠离子、钾离子、铵离子、单乙醇铵离子、二乙醇铵离子和三乙醇铵离子。
(Rf’O)nPO(O-M+)m (2)
在式(2)中,M+如上定义,n是从3至10的整数,并且Rf表示具有下式(C)的基团。
F(CF2CF2)nCH2CH2- (C)
Rf’SCH2CH2COO-M+ (3)
在式(3)中,M+如上定义,并且Rf’表示具有上述式(C)的基团。
Rf’SO3 -M+ (4)
在式(4)中,M+如上定义,并且Rf’表示具有上述式(C)的基团。
含氟的非离子型表面活性剂的具体实例包括全氟烷基磷酸酯、全氟烷基氧化乙烯加合物、以及在其侧链中具有全氟烷氧基的聚氧化烯醚。在这些化合物之中,在其侧链中具有全氟烷氧基的聚氧化烯醚是优选的,因为几乎不发泡。
在这些聚氧化烯醚化合物之中,具有下式(5)-(7)之一的化合物是优选的。
CF3CF2(CF2CF2)mCH2CH2O(CH2CH2O)nH (5)
其中m是0或者从1至10的整数,并且n是0或者从1至40的整数。
RfO(CH2CH2O)nH (6)
其中Rf表示具有上述式(A)或(B)的基团,并且n是从5至20的整数。
Rf’O(CH2CH2O)nH (7)
其中Rf’表示具有上述式(C)的基团,并且n是从1至40的整数。
也可以优选地使用具有下式(8)的含氟的两性表面活性剂。
其中,Rf表示具有上述式(A)或(B)的基团。
此外,也可以优选地使用具有下式(9)或(10)的低聚物型含氟两性表面活性剂。
在式(9)中,M+如上定义,Rf”表示具有下式(D)的基团:
F(CF2CF2)nCH2- (D)
其中n是从1至4的整数。
在式(10)中,Rf”表示具有上述式(D)的基团,并且k、m和n中每个独立地是从1至10的整数。
可以使用市售的含氟表面活性剂。其具体实例包括Asahi Glass Co.,Ltd.制造的SARFRON S-111、S-112、S-113、S-121、S-131、S-132、S-141和S-145;Sumitomo3M Ltd.制造的FLUORAD FC-93、FC-95、FC-98、FC-129、FC-135、FC-170C、FC-430和FC-431;DIC Corp.制造的MEGAFACE F-470、F-1405和F-474;Du Pont制造的ZONYLTBS、FSP、FSA、FSN-100、FSN、FSO-100、FSO、FS-300和UR;Neos Co.,Ltd.制造的FT-110、FT-250、FT-251、FT-400S、FT-150和FT-400SW;和Om Nova Solutions,Inc.制造的POLYFOX PF-151N;以及Daikin Industries,Ltd.制造的UNIDYNE DSN-403N。
上述用在喷墨油墨中的硅氧烷表面活性剂没有特别限制。适合的用作硅氧烷表面活性剂的材料包括侧链被改性的聚二甲基硅氧烷、两端被改性的聚二甲基硅氧烷、一端被改性的聚二甲基硅氧烷、以及两端和侧链都被改性的聚二甲基硅氧烷。在这些表面活性剂之中,优选的是聚醚改性的硅氧烷表面活性剂,其具有作为改性基团的聚氧乙烯基团或聚氧乙烯聚氧丙烯基团。
在聚醚改性的硅氧烷表面活性剂之中,具有下式(11)的化合物是优选的。
X=-R(C2H4O)a(C3H6O)bR′
在式(11)中,R表示亚烷基,R’表示烷基,并且m、n、a和b中的每个独立地是整数。
这种聚醚改性的硅氧烷表面活性剂的市售产品的具体实例包括来自Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.的KF-618、KF-642和KF-643。
任何已知的阴离子表面活性剂可用于喷墨油墨,并且优选地使用聚氧乙烯烷基醚乙酸盐、十二烷基苯磺酸盐、月桂酸盐和聚氧乙烯烷基醚硫酸盐。
任何已知的非离子型表面活性剂可用于喷墨油墨,并且优选地使用聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基酯、聚氧乙烯失水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯烷基胺和聚氧乙烯烷基酰胺。
基于喷墨油墨的总重量,喷墨油墨中这种表面活性剂的含量优选是按重量计0.01%至3%,更优选地按重量计0.5%至2%。当该含量按重量计少于0.01%时,喷墨油墨的流平性几乎不增强。相较而言,当该含量按重量计大于3%时,图像密度趋于降低。
有机颜料和无机颜料可用作包含在喷墨油墨中的颜料。就该点而言,染料可与颜料结合使用以调节油墨的色调。
无机颜料的具体实例包括但不限于二氧化钛、氧化铁、碳酸钙、硫酸钡、氢氧化铝、钡黄、镉红、铬黄和炭黑。
炭黑的制备方法没有特别限制,并且例如,可使用接触法、炉法(furnace method)和热法(thermal method)。
有机颜料的具体实例包括但不限于偶氮颜料,比如偶氮色淀、不溶性偶氮颜料、缩合偶氮颜料、以及螯合偶氮颜料;多环颜料,比如酞菁染料、苝系颜料、芘酮(perinone)颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二嗪颜料、靛蓝颜料、硫靛蓝颜料、异吲哚啉酮颜料和喹酞酮颜料;螯合染料,比如碱性染料型螯合物和酸性染料型螯合物;硝基颜料、亚硝基颜料和苯胺黑。在这些颜料中,偶氮颜料和多环颜料是优选的。
颜料的颜色没有特别限制,并且使用一种或多种颜料用于形成黑色和彩色,使得产生的油墨具有目标颜色。
黑色颜料的具体实例包括炭黑(即,C.I.颜料黑7),比如炉法炭黑、气黑、灯黑、乙炔黑和槽法炭黑;金属比如铜和铁的粉末(即,C.I.颜料黑11);金属氧化物,比如二氧化钛;和有机颜料如苯胺黑(即,C.I.颜料黑1)。
彩色颜料的具体实例包括C.I.颜料黄1、3、12、13、14、17、24、34、35、37、42(氧化铁黄)、53、55、74、81、83、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、128、138、150、151、153和183;C.I.颜料橙5、13、17、36、43和51;C.I.颜料红1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2、48:2(永固红2B(Ca))、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1(亮胭脂红6B)、60:1.63:1、63:2、64:1、81、83、88、101(氧化铁红)、104、105、106、108(镉红)、112、114、122(喹吖啶酮品红色)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、185、190、193、209和219;C.I.颜料紫1(若丹明色淀)、3、5:1、16、19、23和38;C.I.颜料蓝1、2、15(酞菁蓝)、15:1、15:2、15:3(酞菁蓝)、16、17:1、56、60和63;以及C.I.颜料绿1、4、7、8、10、17、18和36。
喷墨油墨中所含的颜料优选地是具有自分散特性的颜料,其可以分散在水中而不需用颜料分散剂。这种具有自分散特性的颜料在下文中称作自分散颜料。
具有0.01μm至0.16μm的体积平均粒径(D50)的自分散颜料优选地用于喷墨油墨。
优选地使用在其表面具有离子基团(阴离子或阳离子基团)的自分散颜料。
自分散颜料的阴离子基团的具体实例包括但不限于-COO-M+、-SO3 -M+、-PO3H-M+和-PO3 2-M+ 2,其中M+表示质子、碱金属离子、铵离子或有机铵离子。
碱金属离子的具体实例包括锂、钠和钾离子。
有机铵离子的具体实例包括一至三甲铵离子、一至三乙铵离子和一至三甲醇铵离子。
用于在颜料表面形成这种阴离子基团的方法的具体实例包括:使用次氯酸钠对颜料进行氧化处理的方法;使颜料磺化的方法;以及用重氮盐与颜料反应的方法。
自分散颜料的阳离子基团的具体实例包括但不限于下列季铵基团。
这些季铵基团与抗衡离子结合地使用。
具有结合这种阳离子基团的表面的炭黑(即,自分散炭黑)优选地用于本发明中使用的喷墨油墨。
用于制备在其表面上具有阳离子基团的炭黑的方法没有特别限制。例如,可以使用用溴化3-氨基-N-乙基吡啶处理炭黑表面的方法。
这些自分散颜料可以具有这样的构型,以便这种离子基团通过在其间的基团与颜料的表面结合。这种中间基团的具体实例包括具有1至12个碳原子的烷基、取代的或未取代的苯基、以及取代的或未取代的萘基。
通过在其间的基团与这种自分散颜料表面结合的离子基团没有特别限制,并且例如,可以使用具有下式的基团:
-CH2CH2COO-M+,
其中M+表示碱金属离子或者季铵离子,
-R-SO3 -M+,
其中R表示亚苯基,并且M+表示碱金属离子或者季铵离子,以及
-CH2CH2CH2CH2CH2NH3 +X-,
其中X-表示卤素离子。
可以用分散剂将颜料分散在喷墨油墨中。用作分散剂的适合材料包括阴离子表面活性剂,以及具有10至20的HLB的非离子表面活性剂。
这些阴离子表面活性剂的具体实例包括但不限于聚氧乙烯烷基醚乙酸盐、烷基苯磺酸盐(例如,NH4、Na和Ca盐)、烷基二苯醚二磺酸盐(例如,NH4、Na和Ca盐)、二烷基琥珀酸磺酸钠、萘磺酸的福尔马林缩合物的钠盐、聚氧乙烯多环苯基醚的硫酸酯的盐(例如,NH4和Na盐)、月桂酸盐、聚氧乙烯烷基醚磺酸盐和油酸盐。在这些阴离子表面活性剂之中,二辛基磺基琥珀酸钠和聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚磺酸的铵盐(NH4)是优选的。
上述具有10至20的HLB值的非离子表面活性剂的具体实例包括但不限于聚氧乙烯烷基醚、聚氧化烯烷基醚、聚氧乙烯多环苯基醚、失水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺和炔二醇。在这些表面活性剂中,聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯-β-萘基醚、聚氧乙烯失水山梨糖醇一油酸酯和聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚是优选的。
基于喷墨油墨中所含的按重量计1份的颜料,这种颜料分散剂以按重量计0.01至1份的量包含在喷墨油墨中,优选为按重量计0.10至0.50份。当这种颜料分散剂的添加量少于0.01份时,其通常难以精细分散颜料。相较而言,当添加量大于1份时,往往造成洇色问题,因为彼此相邻的不同颜色图像在其边界部分混合。
分散颜料的方法没有特别限制。例如,可以使用一种方法,其包括将分散剂溶解在水中,对其添加颜料,并随后用分散机将混合物分散。这种分散机的具体实例包括但不限于高速搅拌器,比如均化器;使用球介质的分散机,比如珠磨机和球磨机;使用剪切力的分散机,比如辊磨机;以及超声分散机。
在执行分散操作之后,优选地用过滤器或离心分离器过滤产生的分散体,以便从中去除粗颗粒。
分散在水中(油墨中)的颜料颗粒优选地具有不大于150nm的体积平均粒径(D50),更优选地不大于100nm。当体积平均粒径(D50)大于150nm时,喷墨油墨的喷射稳定性趋于劣化。
颜料分散其中或者颜料粘附其上的颗粒树脂也可用作喷墨油墨中所含的颜料。
构成颗粒树脂的树脂的具体实例包括但不限于乙烯基树脂、聚酯树脂和聚氨酯树脂。在这些树脂之中,乙烯基树脂和聚酯树脂是优选的。这些树脂的具体实例包括通过引用并入本文的JP-2000-53897-A和JP-2001-139849中所述的树脂。
用在本发明中的喷墨油墨可包括湿润剂。
这种湿润剂的具体实例包括多元醇,比如乙二醇、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、聚丙二醇、1,3-丁二醇、3-甲基-1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2-乙基-1,3-己二醇、丙三醇、1,2,6-己三醇、1,2,3-丁三醇、1,2,4-丁三醇和3-甲基-1,3,5-戊三醇;多元醇的烷基醚,比如乙二醇单乙基醚、乙二醇单丁基醚、二甘醇单甲基醚、二甘醇单乙基醚、二甘醇单丁基醚、四甘醇单乙基醚和丙二醇单乙基醚;多元醇的芳基醚,比如乙二醇单苯基醚和乙二醇单苄基醚;含氮的无环化合物,比如2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-羟乙基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基咪唑烷酮、ε-己内酰胺和γ-丁内酯;酰胺,比如甲酰胺、N-甲基甲酰胺和N,N-二甲基甲酰胺;胺,比如单乙醇胺、二乙醇胺和三乙胺;含硫化合物,比如二甲基亚砜、环丁砜和硫二甘醇;碳酸异丙烯酯和碳酸亚乙酯。在这些湿润剂之中,3-甲基-1,3-丁二醇、1,3-丁二醇和丙三醇是优选的。
喷墨油墨中这种湿润剂的含量一般为按重量计10%至40%。当该含量少于按重量计10%或大于按重量计40%时,喷墨油墨的喷射稳定性趋于劣化。
优选的是,用在本发明中的喷墨油墨进一步包括作为渗透剂的具有8至11个碳原子的多元醇和/或具有8至11个碳原子的多元醇醚。
喷墨油墨中所含的渗透剂优选地在25℃具有按重量计0.2%至5.0%的水溶解度,并且优选地使用在25℃具有按重量计4.2%的水溶解度的2-乙基-1,3-己二醇或者在25℃具有按重量计2.0%的水溶解度的2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇。
其它具有8至11个碳原子的多元醇的具体实例包括脂族二醇,比如2-乙基-2-甲基-1,3-丙二醇、3,3-二甲基-1,2-丁二醇、2,2-二乙基-1,3-丙二醇、2-甲基-2-丙基-1,3-丙二醇、2,4-二甲基-2,4-戊二醇、2,5-二甲基-2,5-己二醇和5-己-1,2-二醇。
其它具有8至11个碳原子的多元醇的具体实例包括二甘醇单苯基醚、乙二醇单苯基醚、乙二醇单芳基醚、二甘醇单丁基醚、丙二醇单丁基醚和四甘醇氯苯基醚。
此外,低级醇如乙醇也可用作渗透剂。
喷墨油墨中这种渗透剂的含量一般为按重量计0.1%至4.0%。当该含量少于按重量计0.1%时,往往造成洇色问题。相较而言,当该含量大于按重量计4.0%时,喷墨油墨的喷射稳定性趋于劣化并且由喷墨油墨记录的图像的图像密度趋于降低。
喷墨油墨可以进一步包括水分散性树脂。
这种水分散性树脂存在于水中作为乳液,比如单相结构型乳液、核壳型乳液和幂级加料型(power feed type)乳液。
用作这种水分散性树脂的树脂的具体实例包括缩合型合成树脂,比如聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚醚树脂、聚(甲基)丙烯酸树脂、丙烯酸-硅氧烷树脂和含氟树脂;加成型合成树脂,比如聚烯烃树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯醇树脂、聚乙烯基酯树脂、聚丙烯酸树脂和不饱和羧酸树脂;天然聚合物,比如纤维素树脂、松香和天然橡胶。这些树脂可单独或结合使用。在这些树脂之中,聚氨酯树脂、丙烯酸-硅氧烷树脂和含氟树脂是优选的。
在含氟树脂之中,具有氟代烯烃单元的含氟树脂是优选的,具有氟代烯烃单元和乙烯基醚单元的含氟树脂是更优选的,并且氟代烯烃和乙烯基醚的交替共聚物是更加优选的。
氟代烯烃单元的具体实例包括但不限于-CF2CF2-、-CF2CF(CF3)-和-CF2CFCl-。
乙烯基醚单元的具体实例包括具有下列式的基团,但没有特别限制。
这种水分散性含氟树脂的市售产品的具体实例包括由DICCorporation制造的FLUONATE FEM-500和FEM-600、DICGUARDF-52S、F-90、F-90M和F-90N以及AQUA FURAN TE-5A;以及由ASAHI GLASS CO.,LTD.制造的LUMIFLON FE4300、FE4500和FE4400以及ASAHI GUARD AG-7105、AG-950、AG-7600、AG-7000和AG-1100。
喷墨油墨中所含的水分散性树脂可以是均聚物或共聚物。
这种水分散性树脂被用作具有自分散性的树脂分散在水中的水性树脂分散体,或者使用表面活性剂将树脂分散在水中的水性树脂分散体。在这些水性树脂分散体中,可以优选地使用通过乳液聚合或悬浮聚合聚酯树脂和聚氨酯树脂的离子交联聚合物、或不饱和单体制备的树脂分散体。
当通过乳液聚合不饱和单体制备树脂乳液时,通常使用将组分比如不饱和单体、聚合引发剂、乳化剂、链转移剂、螯合剂、pH控制剂在水中反应的方法。因此,可容易制备水性树脂分散体。
用于制备水性树脂分散体的不饱和单体的具体实例包括不饱和羧酸,比如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富马酸和马来酸;单官能(甲基)丙烯酸酯,比如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸异戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基丙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酰氧基乙基三甲基铵盐、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯和丙烯酰氧基乙基三甲基铵盐;多官能(甲基)丙烯酸酯,比如二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸二甘醇酯、二甲基丙烯酸三甘醇酯、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯、二甲基丙烯酸1,3-丁二醇酯、二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯、二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯、二甲基丙烯酸新戊二醇酯、二甲基丙烯酸一缩二丙二醇酯、二甲基丙烯酸聚丙二醇酯、二甲基丙烯酸聚丁二醇酯、2,2’-双(4-甲基丙烯酰氧基二乙氧基苯基)丙烷、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三甲基丙烯酸酯、二丙烯酸聚乙二醇酯、二丙烯酸三甘醇酯、二丙烯酸1,3-丁二醇酯、二丙烯酸1,4-丁二醇酯、二丙烯酸1,6--己二醇酯、二丙烯酸新戊二醇酯、二丙烯酸1,9-壬二醇酯、二丙烯酸聚丙二醇酯、2,2’-双(4-丙烯酰氧基丙氧基苯基)丙烷、2,2’-双(4-丙烯酰氧基二乙氧基苯基)丙烷、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四丙烯酸酯、四丙烯酸季戊四醇酯和六丙烯酸二季戊四醇酯;(甲基)丙烯酰胺单体,比如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、亚甲基二丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸;芳族乙烯基单体,比如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、4-叔丁基苯乙烯、氯苯乙烯、乙烯基苯甲醚、乙烯基萘和二乙烯基苯;乙烯基氰基单体,比如丙烯腈和甲基丙烯腈;乙烯基单体,比如乙酸乙烯酯、偏二氯乙烯、氯乙烯、乙烯基醚、乙烯基酮、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基磺酸及其盐、乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷;烯丙基化合物,比如烯丙基磺酸及其盐、烯丙胺、烯丙基氯、二烯丙基胺和二烯丙基二甲基铵盐;烯烃比如乙烯和丙烯;二烯化合物,比如丁二烯和氯丁二烯;以及具有不饱和碳的低聚物,比如具有甲基丙烯酰基的苯乙烯低聚物、具有甲基丙烯酰基的苯乙烯-丙烯腈低聚物、具有甲基丙烯酰基的甲基丙烯酸甲酯低聚物、具有甲基丙烯酰基的二甲基硅氧烷低聚物和具有丙烯酰基的聚酯低聚物。这些单体可单独或结合使用。
喷墨油墨的pH在25℃一般优选为4至12,并且从与水分散性着色剂的混溶性的观点,pH更优选为6至11,并且更加优选为7至9。当pH小于4或大于12时,其中所含的水性树脂分散体往往被破坏或经受分子链切割比如水解。
上述水性树脂分散体的体积平均粒径(D50)一般不小于50nm。当体积平均粒径(D50)小于50nm时,水性树脂分散体的粘度趋于过度增加,使得产生的喷墨油墨的粘度增加。此外,水性树脂分散体的体积平均粒径(D50)一般不大于200nm,并且优选地不大于150nm。当体积平均粒径(D50)大于200nm时,产生的喷墨油墨的喷射稳定性趋于劣化。
喷墨油墨中包含这种水性树脂分散体以增强油墨中着色剂对于记录介质比如纸的固定能力。因此,水性树脂分散体优选地具有不高于30℃的最小成膜温度(MFT)。
水性树脂分散体的水分散性树脂优选地具有不低于-40℃的玻璃化转变温度。当玻璃化转变温度低于-40℃时,产生的树脂膜变粘,并因此产生的油墨图像趋于具有粘着性。
基于喷墨油墨的重量,喷墨油墨中这种水分散性树脂的干基含量一般为按重量计1%至15%,并且优选为2%至7%。
用在本发明中的喷墨油墨可进一步包括其它组分,比如pH控制剂、防腐剂/抗菌剂、螯合剂、防锈剂、抗氧化剂和紫外线吸收剂。
pH控制剂没有特别限制,只要pH控制剂能够将喷墨油墨的pH控制在7至11的pH范围内。其具体实例包括醇胺,比如二乙醇胺、三乙醇胺和2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇;碱金属氢氧化物,比如氢氧化锂、氢氧化钠和氢氧化钾;铵氢氧化物,比如氢氧化铵和氢氧化季铵;氢氧化物,比如氢氧化季以及碱金属的碳酸盐,比如碳酸锂、碳酸钠和碳酸钾。
防腐剂/抗菌剂的具体实例包括脱氢乙酸钠、山梨酸钠、2-吡啶巯基-1-氧化物的钠盐、苯甲酸钠和五氯苯酚的钠盐。
螯合剂的具体实例包括乙二胺四乙酸钠、次氨基三乙酸钠、羟乙基乙二胺三乙酸钠、二亚乙基三胺五乙酸钠(sodiumdiethylenetriaminepentaacetate)和2-氨基丙二酰脲二乙酸钠。
防锈剂的具体实例包括但不限于酸式亚硫酸盐、硫代硫酸钠、硫代二甘醇酸铵、亚硝酸二异丙基铵、四硝酸季戊四醇酯和亚硝酸二环己基铵。
抗氧化剂的具体实例包括但不限于酚型抗氧化剂,比如丁基化羟基苯甲醚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸硬脂酸酯、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、3,9-双{1,1-二甲基-2-[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯酚)丙酸基]乙基}-2,4,8-10-四螺[5,5]十一烷、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯和四[亚甲基-3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]甲烷;胺型抗氧化剂,比如苯基-β-萘胺、ɑ-萘胺、N,N’-二仲丁基-对苯二胺、吩噻嗪、N,N’-二苯基-对苯二胺、2,6-二叔丁基-对甲酚、2,6-二叔丁基苯酚、2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚、丁基羟基苯甲醚、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、四[亚甲基-3-(3,5-二叔丁基-4-二羟基苯基)丙酸]甲烷和1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷;含硫的抗氧化剂,比如3,3’-硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸二硬脂酯、硫代二丙酸月桂基硬脂酯、3,3’-硫代二丙酸二肉豆蔻酯、β,β’-硫代二丙酸二硬脂酯、2-巯基苯并咪唑和二月桂基硫醚(dilaurylsulfide);以及含磷的抗氧化剂,比如亚磷酸三苯酯、亚磷酸十八烷基酯、亚磷酸三异癸酯、三硫代亚磷酸三月桂酯和亚磷酸三壬苯酯。
紫外线吸收剂的具体实例包括二苯甲酮型紫外线吸收剂,比如2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正十二烷氧基二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮;苯并三唑型紫外线吸收剂,比如2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-4’-辛氧基苯基)苯并三唑和2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑;水杨酸酯型紫外线吸收剂,比如水杨酸苯基酯、水杨酸对叔丁基苯酯和水杨酸对辛基苯酯;氰基丙烯酸酯型紫外线吸收剂,比如2-氰基-3,3’-二苯基丙烯酸乙酯、2-氰基-3-甲基-3-(对甲氧基苯基)丙烯酸甲酯和2-氰基-3-甲基-3-(对甲氧基苯基)丙烯酸丁酯;以及镍络合物盐型紫外线吸收剂,比如双(辛基苯基)硫化镍、2,2’-硫代双(4-叔辛基高铁酸酯)-正丁胺镍(II)、2,2’-硫代双(4-叔辛基高铁酸酯)-2-乙基己胺镍(II)和2,2’-硫代双(4-叔辛基高铁酸酯)三乙醇胺镍(II)。
用于喷射喷墨油墨的方法没有特别限制,并且例如,可以使用对喷墨记录头中的油墨施加刺激(能量)以从喷墨记录头喷射油墨的方法。
就该点而言,喷墨记录头优选地具有这样的构造,以便液体室、耐流体部分、振动板和喷嘴的至少一个包含硅或镍。
喷嘴优选地具有不大于30μm的直径,并且更优选地从1μm至20μm。
施加到喷墨油墨的刺激没有特别限制,并且其具体实例包括热(温度)、压力、振动、光及其组合。在这些刺激之中,热和压力是优选的。
当刺激是热时,根据图像信息信号,使用电阻器对喷墨记录头中的油墨施加热能以在油墨中形成气泡,从而通过气泡的压力将记录头中的油墨从喷嘴喷射出。
当刺激是压力时,对粘附到喷墨记录头内油墨流动路径中存在的压力室的压电元件施加电压,以使压电元件弯曲,从而降低压力室的体积,使得喷墨油墨从喷嘴喷射出。
从喷嘴喷射出的喷墨油墨滴的体积一般是3×10-15至40×10-15m3(即,3至40pl)。
喷射的油墨液滴的速度一般是5至20m/s。
压电元件的振动频率一般不小于1kHz。
通过喷射的油墨液滴记录的图像分辨率一般不小于300dpi(每英寸点数)。
本发明的喷墨记录方法优选地包括使用控制器比如程序装置和计算机进行控制。
在其上形成油墨图像的记录介质没有特别限制,并且其具体实例包括普通纸、特种纸、布、膜、OHP片和通用打印纸。
本发明的喷墨记录方法可应用于喷墨打印机、喷墨传真机、喷墨复印机、喷墨打印机/传真/复印机多功能产品以及类似的喷墨记录装置。
用于本发明喷墨记录方法的喷墨记录装置在图1中图示说明。
参考图1,喷墨记录装置100包括:记录纸张输送托盘101,在其上放置一叠记录纸张;复印托盘102,在其上堆积了承载图像的记录纸张;以及墨盒放置部分103,墨盒200可拆卸地连接在其上。在墨盒放置部分103的上表面上,放置操作部分104,其包括操作键、显示器等等。墨盒放置部分103具有能够打开和关闭的前盖103a,使得墨盒200可以连接到墨盒放置部分103或从其拆卸。
如图2和3所示,导杆105和支撑物106可滑动地支撑滑座107,所述导杆和支撑物由喷墨记录装置100的两个侧板(未显示)支撑,使得滑座107通过主扫描发动机(未显示)在主扫描方向A移动,以便执行扫描操作(即,图像形成操作)。
在滑座107上提供喷墨记录头,其包括四个喷墨记录头108,其中每个都具有在与主扫描方向A垂直的方向上排列的多个喷嘴,用于向下喷射黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)或黑色(k)油墨滴。
四个喷墨记录头108中的每个都包括用于喷射油墨滴的能量发生器。能量发生器的具体实例包括但不限于压电致动器(例如,压电装置);热致动器,其利用由于用电热装置比如电阻器使液体膜沸腾而引起油墨的相变来喷射油墨滴;形状记忆合金致动器,其利用由于温度变化造成的金属相变;以及静电致动器,其利用静电力。
此外,在滑座107上提供用于对记录头108供应彩色喷墨油墨的子槽109。设置到墨盒放置部分103上的墨盒200中的彩色喷墨油墨通过各自的油墨供应管(未显示)供应到各自的子槽109。
喷墨记录装置包括用于输送在纸张装载部分(压板)101a上放置的记录纸张P的记录纸张供应器(supplier)。记录纸张供应器包括纸张输送辊110和分离衬垫111,分离衬垫111面向纸张输送辊110同时偏向纸张输送辊并且其由具有高摩擦系数的材料制成,以从纸张装载部分101a逐张输送记录纸张P。
喷墨记录装置进一步包括用于向位于喷墨记录头108下方的图像记录区域输送记录纸张P的输送器(feeder),该记录纸张P已经通过记录纸张供应器沿导轨112输送。该输送器包括输送带113,其用于输送记录纸张P同时静电吸引记录纸张;计数辊114(counter roller),其用于输送从记录纸张供应器沿导轨112输送的记录纸张P,同时与输送带113一起夹住记录纸张P;变向导轨115,其用于将基本垂直输送的记录纸张P的方向改变大约90°的角度,使得记录纸张P与输送带113接触,从而进行输送;压辊117,其通过施压元件116偏向输送带113;以及充电辊118,其使输送带113的表面充电。
输送带113是环形带,其通过输送辊119和张力辊120被紧紧拉伸以便在记录纸张输送方向B旋转。此外,导向元件121布置在输送带113下方以面向记录区域,在该区域中图像通过喷墨记录头108被记录在记录纸张P上。
输送带113的材料和结构没有特别限制。例如,输送带113由第一层(即最上层)和第二层(即,中电阻层或接地层)组成,第一层静电地吸引记录纸张P并且由厚度大约40μm的树脂层(比如,未控制其静电阻力的四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE))制成,第二层由与第一层几乎相同的材料制成,除了其中含有炭黑以便第二层具有中电阻。
喷墨记录装置100进一步包括纸张排出器,用于将在其上承载图像的记录纸张P从装置的主体排出。纸张排出器包括分离拣选器(separation pick)122,其用于将记录纸张P从输送带113分离;以及排出辊123和124,其用于朝向位于排出辊123下方的复印托盘102排出记录纸张P。
双面复印单元125可拆卸地连接到喷墨记录装置100主体的后面。双面复印单元125接收通过反向地旋转输送带113输送到双面复印单元的记录纸张P,并且将记录纸张P再次输送到计数辊114和输送带113之间的夹区,以便在记录区域中通过喷墨记录头108在记录纸张P的背面上形成另一个图像。
在双面复印单元125的上方提供手动纸张输送器126,通过该输送器可以将记录纸张手动输送至喷墨记录装置100。
接下来,将描述喷墨记录装置100的图像形成操作。
通过记录材料供应器逐张供应记录纸张P。以基本垂直的方向如此输送的记录纸张P通过导轨112引导至输送带113和计数辊114之间的夹区。通过变向导轨115引导记录纸张P,使得纸张的方向改变大约90°的角度。记录纸张P随后通过输送带113输送同时通过压辊117向输送带挤压。
由于输送带113通过充电辊118充电,所以记录纸张P通过输送带113输送同时静电粘附至其上。然后,滑座107在主扫描方向A移动,同时根据图像信号驱动喷墨记录头108,从而喷射喷墨油墨滴以在记录纸张P的表面上形成图像的一行,记录纸张P在图像形成操作中是停止的。在记录图像的一行之后,以预定的长度输送记录纸张P,并进行接下来的图像形成操作以在记录材料纸张P的表面上形成图像的另一行。通过重复图像形成操作,在记录材料纸张P的表面上形成图像。当喷墨记录装置100接收到图像记录操作结束或者记录纸张P的后缘到达记录区域的信号时,喷墨记录装置停止图像形成操作,并且纸张排出器将在其上承载有图像的记录纸张P排出到复印托盘102。
当检测到子槽109中的油墨基本耗尽时(即,检测到油墨的近端),从相应的墨盒200供应预定量的油墨到子槽109。
当墨盒200中的油墨耗尽时,可能的是,在拆卸墨盒之后,用新的墨袋(ink bag)替换墨盒中的墨袋,并随后将墨盒200再装上以连接到喷墨记录装置100。即使当墨盒200被放置以便从如图1图示的喷墨记录装置100的正面是垂直的时,墨盒200中的油墨也可稳定地供应到相应的子槽109。因此,即使当墨盒由于空间限制(例如,装置放置在架子中或者在装置的上表面上放置物体的情况下)不能从喷墨记录装置100的上侧放置时,墨盒200也可容易更换。
在上文中,已经通过参考连续型(往返型)喷墨记录装置——其中滑座在主扫描方向扫描——描述了本发明的喷墨记录方法。然而,本发明的喷墨记录方法没有限制,并且可用于使用线型喷墨记录头的喷墨记录装置。
如图4中图示说明的,墨盒200具有这样的构造,以便如上所述含有这种喷墨油墨的墨袋201放置在塑料盒202中,并且能够可拆卸地连接到喷墨记录装置100。
墨袋201由诸如铝层压膜和树脂膜的材料制成。喷墨油墨从入口201a注入墨袋201中。在从墨袋201排出空气之后,通过焊接等将入口201a闭合。墨袋201具有橡胶制成的油墨出口201b。当使用墨袋201时,墨袋被放置在喷墨记录装置中,使得喷墨记录装置的针插入墨袋201的油墨出口201b,并且因此可将墨袋201中的油墨输送至子槽109。
一般性地描述了本发明之后,通过参看本文仅为阐明目的提供而非意欲限制的一些具体实施例,可以获得进一步理解。在以下实施例的描述中,除非另外说明,数值表示按份数的重量比。
实施例
1.自分散性黑色颜料分散体的制备
将九十(90)克具有150m2/g CTAB比表面积和100ml/100g DBP吸油量的炭黑加入至3,000ml的2.5N的硫酸钠水溶液中,并且将混合物加热至60℃,同时通过以300rpm的速度旋转的搅拌器搅拌10小时以进行反应。过滤反应产物,并且将获得的炭黑与氢氧化钠水溶液混合以中和炭黑,随后用纯水和渗析膜超滤。
在用纯水洗涤炭黑之后,将炭黑干燥。将干燥的炭黑在纯水中分散,同时充分搅拌以制备自分散性黑色颜料的分散体,其具有按重量计30%的固体含量。当用Nikkiso Co.,Ltd.的粒径分布测量仪器NANOTRACK UPA-EX150测量体积平均粒径时,如此制备的炭黑颜料分散体具有103nm的体积平均粒径(D50)。
2.包含品红色颜料的颗粒树脂分散体的制备
(1)树脂溶液的制备
在配备有机械搅拌器、温度计、氮气输送管、回流管和滴液漏斗的1升烧瓶内的空气被氮气置换之后,将下列组分装入其中以制备混合物。
将混合物加热至65℃。
然后,将下列组分混合,并且用滴液漏斗在2.5小时内将混合物滴入烧瓶中。
其后,用滴液漏斗在0.5小时内将0.8g偶氮双二甲基戊腈和18.0g甲基·乙基酮的混合物滴入烧瓶中。
在烧瓶中的反应产物以65℃老化1小时之后,将0.8g偶氮双二甲基戊腈加入烧瓶中,并将混合物进一步老化1小时。其后,将364.0g甲基·乙基酮加入烧瓶中。
因此,制备了800g具有按重量计50%的固体含量的树脂溶液。
(2)包含品红色颜料的颗粒树脂分散体的制备
通过搅拌混合下列组分。
用辊磨机捏合该混合物。将如此制备的糊状物加入200g纯水中,并将混合物充分搅拌。其后,用蒸发器将甲基·乙基酮和水从混合物中蒸馏出以制备分散体。进一步,用具有5.0μm平均孔径的聚偏二氟乙烯膜过滤器压滤分散体以去除粗颗粒。因此,制备了包含品红色颜料的颗粒树脂分散体,其具有按重量计15%的颜料含量和按重量计20%的固体含量。分散体中含品红色颜料的树脂的体积平均粒径(D50)为127nm。
3.包含青色颜料的颗粒树脂分散体的制备
重复上述含品红色颜料的树脂分散体的制备过程,除了将所述颜料(C.I.颜料红122)替换为青色颜料(C.I.颜料蓝15:3)以制备含青色颜料的树脂分散体。分散体中颗粒树脂的体积平均粒径(D50)为93nm。
4.包含黄色颜料的颗粒树脂分散体的制备
重复上述含品红色颜料的树脂分散体的制备过程,除了将所述颜料(C.I.颜料红122)替换为黄色颜料(C.I.颜料黄74)以制备含黄色颜料的树脂分散体。分散体中颗粒树脂的体积平均粒径(D50)为76nm。
5.喷墨油墨1的制备
将下列组分混合。
将混合物搅拌1小时。
然后,将5.00份来自Showa Denko K.K.的具有37.2%固体含量的丙烯酸-硅氧烷树脂乳液POLYSOL ROY6312加入混合物中,并将混合物搅拌1小时。进一步,将30.00份上面制备的自分散性炭黑颜料分散体和0.10份自乳化型硅氧烷消泡剂(来自Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.的KM-72F,其包含按重量计100%的活性组分)加入混合物中,并将混合物搅拌1小时。用具有5.0μm平均孔径的聚偏二氟乙烯膜过滤器压滤混合物以去除粗颗粒。因此,制备了喷墨油墨1。喷墨油墨1具有7.9mPa·s的粘度和23.7mN/m的表面张力。
就该点而言,用来自Toki Sangyo Co.,Ltd.以50rpm旋转的粘度计RE-80L在25℃测量油墨的粘度。用来自Kyowa Interface Science Co.,Ltd.的全自动表面张力计CBVP-Z在25℃和50%RH下测量油墨的表面张力。
6.喷墨油墨2的制备
将下列组分混合。
将混合物搅拌1小时。
然后,将5.00份来自Showa Highpolymer Co.Ltd.的具有按重量计50%固体含量的丙烯酸-硅氧烷树脂乳液AP-4710加入混合物中,并将混合物搅拌1小时。进一步,将30.00份上面制备的自分散性炭黑颜料分散体和0.10份自乳化型硅氧烷消泡剂(来自Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.的KM-72F,其包含按重量计100%的活性组分)加入混合物中,并将混合物搅拌1小时。用具有5.0μm平均孔径的聚偏二氟乙烯膜过滤器压滤混合物以去除粗颗粒。因此,制备了喷墨油墨2。喷墨油墨2具有8.1mPa·s的粘度和23.7mN/m的表面张力。
7.喷墨油墨3的制备
将下列组分混合。
将混合物搅拌1小时。
然后,将5.00份来自Showa Denko K.K.的具有37.2%固体含量的丙烯酸-硅氧烷树脂乳液POLYSOL ROY6312加入混合物中,并将混合物搅拌1小时。进一步,将30.00份上面制备的自分散性炭黑颜料分散体和0.10份自乳化型硅氧烷消泡剂(来自Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.的KM-72F,其包含按重量计100%的活性组分)加入混合物中,并将混合物搅拌1小时。用具有5.0μm平均孔径的聚偏二氟乙烯膜过滤器压滤混合物以去除粗颗粒。因此,制备了喷墨油墨3。喷墨油墨3具有7.8mPa·s的粘度和25.9mN/m的表面张力。
8.喷墨油墨4的制备
将下列组分混合。
将混合物搅拌1小时。
然后,将5.00份来自Showa Highpolymer Co.Ltd.的具有50%固体含量的丙烯酸-硅氧烷树脂乳液AP-4710加入混合物中,并将混合物搅拌1小时。进一步,将30.00份上面制备的包含品红色颜料的颗粒树脂分散体和0.10份自乳化型硅氧烷消泡剂(来自Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.的KM-72F,其包含按重量计100%的活性组分)加入混合物中,并将混合物搅拌1小时。用具有5.0μm平均孔径的聚偏二氟乙烯膜过滤器压滤混合物以去除粗颗粒。因此,制备了喷墨油墨4。喷墨油墨4具有7.9mPa·s的粘度和24.7mN/m的表面张力。
9.喷墨油墨5的制备
将下列组分混合。
将混合物搅拌1小时。
然后,将5.00份来自Showa Denko K.K.的具有37.2%固体含量的丙烯酸-硅氧烷树脂乳液POLYSOL ROY6312加入混合物中,并将混合物搅拌1小时。进一步,将30.00份上面制备的包含青色颜料的颗粒树脂分散体和0.10份自乳化型硅氧烷消泡剂(来自Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.的KM-72F,其包含按重量计100%的活性组分)加入混合物中,并将混合物搅拌1小时。用具有5.0μm平均孔径的聚偏二氟乙烯膜过滤器压滤混合物以去除粗颗粒。因此,制备了喷墨油墨5。喷墨油墨5具有7.4mPa·s的粘度和23.4mN/m的表面张力。
10.喷墨油墨6的制备
将下列组分混合。
将混合物搅拌1小时。
然后,将5.00份来自Showa Highpolymer Co.Ltd.的具有50%固体含量的丙烯酸-硅氧烷树脂乳液AP-4710加入混合物中,并将混合物搅拌1小时。进一步,将30.00份上面制备的包含黄色颜料的颗粒树脂分散体和0.10份自乳化型硅氧烷消泡剂(来自Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.的KM-72F,其包含按重量计100%的活性组分)加入混合物中,并将混合物搅拌1小时。用具有5.0μm平均孔径的聚偏二氟乙烯膜过滤器压滤混合物以去除粗颗粒。因此,制备了喷墨油墨6。喷墨油墨6具有8.0mPa·s的粘度和25.3mN/m的表面张力。
11.喷墨油墨7的制备
将下列组分混合。
将混合物搅拌1小时。
然后,将5.00份来自Showa Denko K.K.的具有37.2%固体含量的丙烯酸-硅氧烷树脂乳液POLYSOL ROY6312加入混合物中,并将混合物搅拌1小时。进一步,将30.00份上面制备的自分散性炭黑分散体和0.10份自乳化型硅氧烷消泡剂(来自Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.的KM-72F,其包含按重量计100%的活性组分)加入混合物中,并将混合物搅拌1小时。用具有5.0μm平均孔径的聚偏二氟乙烯膜过滤器压滤混合物以去除粗颗粒。因此,制备了喷墨油墨7。喷墨油墨7具有3.5mPa·s的粘度和29.0mN/m的表面张力。
12.喷墨油墨8的制备
将下列组分混合。
将混合物搅拌1小时。
然后,将5.00份来自Showa Highpolymer Co.Ltd.的具有50%固体含量的丙烯酸-硅氧烷树脂乳液AP-4710加入混合物中,并将混合物搅拌1小时。进一步,将30.00份上面制备的自分散性炭黑颜料分散体和0.10份自乳化型硅氧烷消泡剂(来自Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.的KM-72F,其包含按重量计100%的活性组分)加入混合物中,并将混合物搅拌1小时。用具有5.0μm平均孔径的聚偏二氟乙烯膜过滤器压滤混合物以去除粗颗粒。因此,制备了喷墨油墨8。喷墨油墨8具有7.8mPa·s的粘度和33.5mN/m的表面张力。
如此制备的喷墨油墨1-8对于下列性质进行评估。
1.接触角
用来自Data Physics Corp.的自动接触角测量仪器OCAH200在25℃和50%RH下测量喷墨油墨的接触角θ。具体而言,将2.5μl油墨滴在普通纸上,并用该仪器在0.1秒之后测量油墨滴的接触角。就该点而言,将来自NBS Ricoh Business Expert,Ltd.的称作普通纸1的MYPAPER、来自Daio Paper Corp.的称作普通纸2的再生纸100和来自International Paper Company的称作普通纸3的HAMMERMILL FOREMP用作普通纸。
2.表面张力
用来自Kyowa Interface Science Co.,Ltd.的自动表面张力计CBVP-Z在25℃和50%RH下测量喷墨油墨的表面张力γ。
该结果在下表1中示出。
表1
实施例1-21和比较实施例1-3
用来自Ricoh Co.,Ltd.的喷墨打印机IPSIO G717在23.5±0.5℃和50±5%RH的环境条件下在普通纸1-3的每个上形成每种喷墨油墨的油墨图像。就该点而言,控制打印机的压电元件的驱动电压,以便粘附到普通纸上的油墨量相同。
评估项目及其图像形成操作如下。
1.图像密度
使用油墨1-8的每种在普通纸1-3的每个上形成用Microsoft Word2000制成的一份图表,其具有64点大小的实心方形。用来自X-Rite Inc.的密度计X-Rite939测量实心方形图像的图像密度。就该点而言,印刷模式被设定为这样的模式,其为改动的“普通纸–标准且快速”模式以便不使用连接在打印机上的驱动器进行颜色补偿。
将图像密度如下分级。
○(良好): 对于黑色图像,不低于1.2
对于黄色图像,不低于0.8
对于品红色图像,不低于1.0
对于青色图像,不低于1.0
△(可接受):对于黑色图像图像,不低于1.15且低于1.2
对于黄色图像图像,不低于0.75且低于0.8
对于品红色图像图像,不低于0.95且低于1.0
对于青色图像图像,不低于0.95且低于1.0
×(差): 对于黑色图像,低于1.15
对于黄色图像,低于0.75
对于品红色图像,低于0.95
对于青色图像,低于0.95
2.字符图像的模糊化
使用油墨1-8的每种在普通纸1-3的每个上形成用Microsoft Word2000制成的一份图表,其具有12点大小的字符图像。就该点而言,印刷模式被设定为这样的模式,其为改动的“普通纸标准且快速”模式以便不使用连接在打印机上的驱动器进行颜色补偿。
视觉地观察这些份图表以确定字符图像是否模糊。将模糊化如下分级。
○(良好):字符图像不模糊
△(可接受):字符图像轻度模糊
×(差):字符图像模糊
评估结果在下表2-4中示出。
表2
X含量*:3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺含量
Y含量**:3-正丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺含量
表3
表4
从表2-4清楚可见实施例1-21的喷墨记录方法可以在普通纸上产生高密度图像而不造成模糊化。相较而言,由于γcosθ(比较实施例1-3中为26.9mN/m、28.7mN/m和28.6mN/m)大于26,所以比较实施例1-3的方法形成了模糊的图像。
鉴于上述教导,本发明另外的改型和变化是可能的。因此应当理解,在所附权利要求书的范围内可以不同于本文具体描述的实践本发明。
Claims (10)
1.喷墨记录方法,其包括
向记录介质喷射喷墨油墨以在所述记录介质上形成油墨图像,
其中所述喷墨油墨包括颜料、水、表面活性剂和具有下式(1)的化合物:
CH3OCH2CH2CON(CH3)2 (1),并且
其中所述喷墨记录方法满足下列关系:
16≤γcosθ≤26
其中γ表示所述喷墨油墨的表面张力,单位是mN/m;而θ表示在所述记录介质上滴加2.5μl体积的喷墨油墨滴之后0.1秒测量的所述喷墨油墨与所述记录介质的接触角,单位是度。
2.根据权利要求1所述的喷墨记录方法,其中所述喷墨油墨包括具有下式(2)的另一种化合物:
CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CON(CH3)2 (2)。
3.根据权利要求1或2所述的喷墨记录方法,其中所述表面活性剂是含氟表面活性剂。
4.根据权利要求2所述的喷墨记录方法,其中所述喷墨油墨包括总量为按重量计10%至按重量计20%的所述具有式(1)的化合物和所述具有式(2)的化合物。
5.根据权利要求1所述的喷墨记录方法,其中所述喷墨油墨包括量为按重量计10%至按重量计20%的所述具有式(1)的化合物。
6.根据权利要求4或5所述的喷墨记录方法,其中所述表面活性剂是含氟表面活性剂。
7.根据权利要求1或2所述的喷墨记录方法,其中所述颜料是具有自分散性的颜料。
8.根据权利要求1或2所述的喷墨记录方法,其中所述喷墨油墨进一步包括丙三醇、1,3-丁二醇和3-甲基-1,3-丁二醇的至少一种。
9.根据权利要求1或2所述的喷墨记录方法,其中所述喷墨油墨进一步包括具有8至11个碳原子的多元醇和具有8至11个碳原子的多元醇醚的至少一种。
10.根据权利要求9所述的喷墨记录方法,其中所述喷墨油墨包括具有8至11个碳原子的多元醇,并且其中所述多元醇包括2-乙基-1,3-己二醇或2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇。
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