CN103975029A - 油墨组合物 - Google Patents
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Abstract
油墨组合物，该油墨组合物包含着色剂、助溶剂以及选自油酸、亚油酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸和它们的组合中的酸。该油墨组合物进一步包含锂和水。防蒸发层在打开不使用的过程中，在喷嘴的孔中的空气和所述油墨组合物之间的界面处形成，从而减少水从所述油墨组合物中的蒸发。
Description
背景技术
本公开一般涉及油墨组合物。喷墨打印或记录系统通常用作在印刷介质如纸上产生图像的有效方式。一般来说，油墨液滴通过喷墨系统以高速从喷嘴喷射在印刷介质上，以在印刷介质上产生图像。
在长时间暴露于空气中后，喷嘴可被粘性堵塞物阻塞，所述粘性堵塞物是在任何一个喷嘴内和/或周围由于例如失水、油墨的结壳和/或着色剂的结晶而在喷嘴内形成的。如果喷嘴已经堵塞，通过喷嘴的孔喷射出的油墨液滴会错向，这会不利地影响打印质量。所述孔还会变成完全堵住，结果油墨液滴不能通过受影响的喷嘴。
附图说明
通过参考以下详细说明和附图，本公开的实施例的特征和优点会变得显而易见，其中相似的附图标记相应于相似的、尽管也许未必相同的组件。为了简明起见，具有前述功能的附图标记或特征也许或者未必结合它们所出现的其它附图进行描述。
图1为包含文中公开的油墨组合物实施例的打印盒的实施例的放大的、剖面的、截面的、透视的部分示意图；
图2为说明了根据本公开的实施例的方法的实施例的流程图；
图3说明了对比油墨(油墨A)和根据本公开的实施例的油墨(油墨B)在6秒开盖时间和9秒开盖时间时的开盖图；
图4说明了油墨A和油墨B在4秒开盖时间时喷射在页面上(SoP)的开盖性能；
图5为描述油墨A和油墨B随时间的累积质量损失的图；
图6为显示油墨A的着色剂从喷嘴孔缩回的喷嘴孔的600倍放大图(使用光学显微镜)；
图7为显示喷嘴孔中的油墨B和覆盖孔中油墨B的防蒸发层的实施例的喷嘴孔的600倍放大图(使用光学显微镜)；
图8为邻近图6中所示的喷嘴孔的油墨通道的600倍放大图，显示了油墨A的着色剂从喷嘴孔缩回；和
图9为邻近图7中所示的喷嘴孔的油墨通道的600倍放大图，显示了在油墨通道中的油墨B。
具体实施方式
本文公开的油墨组合物的实施例显示出理想的打印可靠性和开盖性能(从而保持良好的喷嘴正常状态)。
这里所指的术语“开盖性能”是指喷墨油墨在长时间暴露于空气中后，容易从打印头中喷射出的能力。开盖时间测量为打印机喷嘴可能由于阻塞、堵塞或着色剂从喷嘴/喷射室的液滴形成区域缩回而不再正常喷射之前打印头可保持开盖的时间量。在喷射前热喷墨笔可以保持不使用和打开以形成可接受质量油墨液滴的所需要的时间长度称为开盖时间，或者第一液滴开盖时间。另一个开盖度量标准为在具体时间间隔得到笔正常状态所需要的喷射数量。任意给定油墨都期望会产生可接受的第一液滴质量的最长开盖时间或在任意给定开盖时间时所需要的最少喷射数量。
通常，由于水从油墨配方中蒸发，油墨中有机组分的百分比增加。由于油墨在有机助溶剂和其它的非挥发性组分中变得更加富集，所以其中强烈亲水的着色剂(例如分散的颜料)被拉回/缩回进入大部分的水相中。
本公开的实施例以有效的和划算的方式控制颜料缩回度/率。这里所指的颜料缩回为“颜料油墨载体分离”(PIVS)。
由于颜料油墨在喷墨打印头中干燥，可出现快速的PIVS(例如，在约1至4秒内)，这可导致喷嘴和/或油墨通道内基本上不含着色剂。同样地，由于闲置(开盖)时间太短，通常是不需要快速的PIVS。为了解决PIVS，喷墨打印机可强制打印头在一段闲置时间后定期喷射在专用吸收垫/集墨装置上(例如，在给定频率时每喷嘴的预定数量的喷射可保持打印过程中闲置喷嘴的喷嘴正常状态)。喷射的速度基本上被PIVS的速度控制。非常频繁的喷射通常是不希望的，因为在喷射过程中消耗油墨，而且减慢打印。
相反地，慢速的PIVS(例如，从约大于4秒至约60秒)通常有利于打印头运行，例如，当打印头保存在开盖位置时，因为它阻止喷嘴的不希望堵塞或着色剂从喷嘴的缩回。而且，在一些情况下，可期望打印系统显示出非常慢的PIVS(例如，从大于1分钟至几小时)。
而且，根据本公开的油墨组合物的实施例还为染料类油墨提供改善的开盖性能。至于目前所知的颜料类油墨和染料类油墨，由于水蒸发，在一些情况下粘性堵塞物会形成在喷嘴中。随后的油墨液滴将肯定通过该粘性堵塞物射出，并且因此，最初少数液滴不能喷射/适当地喷射到喷嘴之外。取决于所述油墨，在几个喷射活动后可出现成功的喷出。相反地，本公开的所述油墨组合物的实施例好像防止该粘性堵塞物的形成(在颜料类油墨或染料类油墨中)，并控制PIVS(在颜料类油墨中)。
本文公开的所述油墨组合物的实施例包括提供优异开盖性能的组分。所述组分的实施例包括锂，和选自油酸(一个顺式双键)、亚油酸(两个顺式双键)、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸和它们的组合中的酸(例如，脂肪酸表面活性剂)。
所述脂肪酸表面活性剂具有羧酸酯头和长的烷基尾。羧酸酯基团看来有助于促成良好的开盖；例如，在所述油墨中包含油醇好像导致差的开盖性能。另外，所述烷基尾具有一个或两个顺式双键。根据本公开已发现相应的完全饱和脂肪酸或具有反式双键的饱和脂肪酸通常不提供增强开盖性能的相同益处。因此，本公开的所述油墨组合物的实施例不包括选自硬脂酸(具有18个碳的完全饱和脂肪酸)、反油酸(油酸的反式异构体)、亚麻酸(三个顺式双键)、具有少于11个碳的碳链的直链(相对于支链)饱和脂肪酸、和具有多于13个碳的碳链的直链饱和脂肪酸、以及它们的组合中的酸。
在一个实施例中，所选择的酸为十二烷酸(也被称为月桂酸)。月桂酸比油酸具有许多益处(这些益处在一些情况下是期望的)。例如，可商购到更纯的月桂酸(>99％，而油酸为70％-80％)。月桂酸的锂盐比油酸的锂盐具有更高的溶解度。由于月桂酸比油酸具有更低的分子量，所以对于相同的摩尔需要更少的月桂酸。两种酸都是源自于天然植物/动物源并且同样廉价。
根据本公开的所述油墨组合物的实施例进一步包含着色剂(例如，一种或更多种的着色剂)、助溶剂(例如，一种或更多种的助溶剂)和水。
所述油墨组合物的实施例的pH通常在约7至约11的范围内。可期望所述油墨组合物具有碱性pH，为在从大于7至12范围内的任何值。当所得油墨组合物的初始pH为酸性、中性或接近中性的碱性(例如，具有7.1至8的pH值)时，可期望调节所得油墨组合物的pH至碱性或更碱性的pH。可加入任意适合的碱来调节pH，只要加入的碱不干扰所述油墨组合物的其它所期望的性质。适合的碱的一些实施例包括NaOH或KOH。所加入碱的量至少部分取决于所述油墨组合物的初始pH和所述油墨组合物所期望的最终pH。在实施例中，调节pH至约9，并且加入适量的碱直到获得该pH。
可理解的是所述油墨组合物的实施例的各种组分可以任意适合的量存在。在实施例中，着色剂以所述油墨组合物总重量百分比的约2wt％至约7wt％范围的量存在；所述助溶剂以所述油墨组合物总重量百分比的约10wt％至约30wt％范围的量存在；所述酸以所述油墨组合物总重量百分比的约0.1wt％至约1.0wt％范围的量存在；所述锂以约50ppm至约400ppm的量存在；并且所述组合物的余量(多达100wt％)为水。
未预料并且偶然发现，本公开的所述油墨组合物的实施例在打开不使用的过程中，在喷嘴的孔中的空气和所述油墨组合物之间的界面处形成防蒸发层，从而减少水从所述油墨组合物中的蒸发。在本油墨组合物的实施例中，观察到(用光学显微镜)到经过约2秒的打开不使用形成所述防蒸发层。然而，据信所述层的形成开始早于2秒的打开不使用。
可理解的是所述锂可作为溶液中的离子或作为所述酸的锂盐存在于所述组合物中。可以其多种盐的形式将所述锂加入所述油墨组合物中，例如氯化锂、溴化锂、碘化锂、氢氧化锂、醋酸锂、苯甲酸锂、硝酸锂或它们的组合。然而，通常不需要碳酸锂；因为在一些情况下它会降低开盖性能。
而且，其它碱金属，例如钠和钾，可存在于所述油墨组合物的实施例中。然而，可理解的是所述锂有助于形成防蒸发层；而可存在的其它碱金属对防蒸发层的形成没有帮助，也不阻碍防蒸发层的形成。
可理解的是所述着色剂可选自自分散的颜料、聚合物分散的颜料、染料和它们的组合。
一些适合的自分散的碳黑和聚合物分散的颜料商购自E.I.du Pont de Nemours andCo.(威尔明顿，特拉华)，Sensient科技公司(密尔沃基，威斯康星州)和Cabot公司(波士顿，马萨诸塞州)。本油墨组合物的实施例可使用任意适合的染料。
碳黑可用作本油墨组合物的实施例中的着色剂。例如，可使用的碳黑为灯黑、炉黑或气黑类型。可将这些碳黑制成水分散的：通过氧化，通过碳黑工艺或通过后碳黑加工处理(例如，经过臭氧化)；经过碳黑表面与水溶性或天然分散的小分子、低聚物或者聚合物材料(例如，对氨基苯甲酸，由诸如丙烯酸或甲基丙烯酸及其酯的单体制成的丙烯酸类低聚物或聚合物，和/或聚氨酯低聚物或聚合物)的反应。这些碳黑还可通过前述的丙烯酸、甲基丙烯酸或聚氨酯组合物的低聚物或聚合物的吸附而制成在水中分散的。碳黑可进一步通过用由例如丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯、苯乙烯或乙酸乙烯酯组成的胶乳聚合物包覆颜料而制成分散的。这些材料可通过在诸如羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯或环氧乙烷衍生物的聚合物中包含多种官能团而制成分散的。
可使用对颜色或化学成分无限制的其它颜料，其它颜料的一些实施例包括PY74、PY155、PY128、PY185、PR122、PR254、PR178、PV19、PB15:2、PB15:3和PB15:4。这些着色剂也可以通过多种方法例如小分子、低聚物或聚合物附着，通过低聚物或聚合物材料的吸附，或通过包覆(例如对碳黑的描述)而制成在水中分散的。
所述助溶剂可包括合适的溶剂，例如，2-吡咯烷酮，1-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮，二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、1-(2-羟乙基)-2-咪唑烷酮、二-(2-羟乙基)-5,5-二甲基乙内酰脲(商购的DHE来自Lonza有限公司，Allendale，NJ)、三乙二醇单乙醚、四乙醇二甲醚、聚氧乙基甘油醚(例如，乙氧基化甘油，如EG-7(LEG-7)，商购于Lipo Chemicals有限公司，Paterson，N.J.)或它们的组合。
溶剂的一些实施例不适合用作用于所述油墨组合物的实施例的助溶剂，这些溶剂包括2-乙基-2-羟甲基-1,3-丙二醇(EHPD)(也被称为三羟甲基丙烷)和甘油CAS#56-81-5。
本公开的所述油墨组合物的实施例可进一步包括选自非离子表面活性剂、生物杀灭剂、聚氨酯粘结剂、丙烯酸酯聚合物粘结剂和它们的组合中的添加剂。
当使用非离子表面活性剂时，所述非离子表面活性剂的适合的量可为约0.1wt％至约2wt％。适合的非离子表面活性剂的实施例包括基于炔属二醇的化学物质的非离子表面活性剂(例如， 和购自Air Products andChemicals有限公司，Allentown，PA)和仲醇乙氧基化物(例如，TERGITOLTM15-S-7和TERGITOLTM15-S-9m，购自陶氏化学公司，Midland，Ml)
当使用生物杀灭剂时，所述生物杀灭剂的适合的量可为约0.05wt％至约0.5wt％。可理解的是，生物杀灭剂的上限可取决于生物杀灭剂的种类以及它的毒理效应和/或规定要求。例如，PROXELTMGXL(Arch Chemicals有限公司，Norwalk，CT)的上限为0.2wt％。适合的生物杀灭剂包括，例如，PROXELTMGXL、KORDEKTMMLX(陶氏化学公司)和/或BIOBANTMCS-1246(陶氏化学公司)。
所述聚氨酯粘结剂的一些适合的实施例包括具有约30至约90的酸值和约2000至约200,000的分子量的聚氨酯粘结剂。在实施例中，所述聚氨酯粘结剂具有55的酸值和约18,000的分子量。可理解的是，所用的助溶剂和所用的助溶剂的量可至少部分取决于所述聚氨酯粘结剂是否包含在所述油墨组合物的实施例中。作为一个实施例，可选择所述助溶剂以帮助所述聚氨酯粘结剂分散于全部所述油墨组合物中。作为另一个实施例，所用的聚氨酯粘结剂的量可对开盖性能具有不利作用，于是可选择所述助溶剂以抵消这种不利作用。在包含所述聚氨酯粘结剂的实施例中，可使用两种助溶剂，例如二-(2-羟乙基)-5,5-二甲基乙内酰脲和1-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮。
虽然所述助溶剂的选择可不同于聚氨酯粘结剂的选择，但在丙烯酸酯型聚合物也可用作本油墨组合物的实施例中的添加剂。适合的丙烯酸酯聚合物可由具有约2000至200,000的分子量和约30至约80的酸值的聚合物组成。适合的单体的一些实施例包括丙烯酸、甲基丙烯酸以及丙烯酸和甲基丙烯酸的酯。
参照图1，10通常描述打印盒。打印盒10包括外壳12(其可包括一个或多个不同材料的层)，外壳12操作性地连接于储存室14，储存室14含有本文公开的所述油墨组合物20的实施例。流体路径/油墨通道连接储存室14至流体喷射器16。在热喷墨打印盒中，流体喷射器16为产生热量以蒸发油墨组合物20的加热元件，加热元件产生气泡，气泡膨胀将油墨组合物20(以液滴22的形式)从与流体喷射器16对齐的喷嘴18的孔26中推出。虽然显示了单个流体喷射器16和喷嘴18，但可理解的是单个打印盒10可包括多个(例如，400个或一些其它期望的数量)流体喷射器16和喷嘴18。虽然没有显示，但可理解的是打印盒20包括完整的电路，电路将信号(例如，来自能够运行合适的计算机可读指令的处理器)按路线发送至期望的流体喷射器16和喷嘴18，以从其中喷射油墨液滴22从而在期望的介质上产生图像。
如上所述，油墨组合物20的实施例在打开不使用的过程中，在喷嘴18的孔26中的空气和油墨组合物20之间的界面I处形成防蒸发层(图7和9中显示标记为30)，从而减少水从油墨组合物20中的蒸发。
参照图2，100通常描述用于改善根据本公开的油墨组合物的实施例的开盖的方法的实施例。如图框102中所描述，方法100的实施例包括选择油酸、亚油酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸或它们的组合中的任意酸。如图框104中所描述，所述方法进一步包括将所选择的油酸、亚油酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸或它们的组合并入混合物中。所述混合物包括着色剂、助溶剂、锂和水。如上面所看到的那样，所述油墨组合物的实施例在打开不使用的过程中形成防蒸发层30。
已经配制了在显示慢速的PIVS(例如，从约大于4秒至约60秒)时具有良好质量性能的本公开的所述油墨组合物的实施例。已经配制了在显示非常慢速的PIVS(例如，从约大于60秒至数小时)时具有良好质量性能的本公开的所述油墨组合物的其它实施例。在具有防蒸发层30的本油墨组合物的实施例中，在约24小时的打开不使用后，观察到令人满意的液滴喷射。
本文提供了实施例以便进一步说明本公开。可理解的是提供这些实施例是出于说明的目的而不应解释为限制本公开的范围。
实施例1
配制含有如下面表1所示的组分的两种油墨，对比油墨(油墨A)和根据本公开的实施例的油墨(油墨B)。对于油墨B，以锂的氢氧化物的形式加入锂。每个所述油墨配方的余量为水。
表1
| 组分(wt％) | 油墨A(对比) | 油墨B |
| 自分散的炭黑颜料 | 3 | 3.5 |
| 聚氨酯粘合剂 | 0.7 | 0.7 |
| 2-吡咯烷酮 | 12.5 | 12.5 |
| Dantocol DHE | 9 | 9 |
| 油酸 | 0.15 | 0.16 |
| Surfynol465 | 0.2 | 0.2 |
| Proxel GXL | 0.2 | 0.2 |
| 锂 | 无 | 160ppm |
评价不同打印系统的两个类型的开盖性能。一些打印系统允许从将要打印的页面喷射到容器中(“传统的”开盖)。另一类型喷射液滴(以保持打印正常状态)在页面上(“喷射在页面上”(SoP))，并且因此应该被限制以保持打印质量。两者分别在图3和4中表示。图3说明了在图左边的对比油墨(油墨A)和在图右边的油墨(油墨B)在6秒开盖时间(顶部)和9秒开盖时间(底部)时的开盖图。图4说明油墨A(顶部)和油墨B(底部)在4秒开盖时间时喷射在页面上(SoP)的开盖性能；
在图3中，将油墨A和B填入HP940墨盒中，并且用HP Officejet Pro8000系列打印机打印喷嘴检查图案。所述喷嘴检查图案由字母、黑色区域和在打印头中的单独喷嘴打印的短线组成。油墨A和B的图案用于评价缺失或错向的线，该缺失或错向的线表明具有从特定喷嘴喷出的问题。对于油墨A，在6和9秒后1至2个喷嘴缺失或错向；而对于油墨B，在6和9秒后似乎没有喷嘴缺失或错向。
在图4中，将油墨A和B填入HP940墨盒中，并且用HP Officejet Pro8000系列打印机打印喷嘴检查图案。在测试开始之前，预先准备好喷嘴，并且进行喷嘴检查图案以确保所有喷嘴都可接受地喷射。在页面上的每个扫描过程中，喷墨笔打印出间隔约十六分之一英寸的151个垂直线的图案(包括初始0秒参照线)。每个垂直线通过全部的喷嘴喷射一个液滴而形成。因此，每条线为一个液滴宽和约半英寸高，对应于排列在打印头上的所述喷嘴的长度。每个扫描的第一个垂直线为在第一时间从每个喷嘴喷射出的第一液滴，在4秒开盖时间后打印第二条线，在另外4秒开盖时间后打印第三条线，所有151条线都如此。由此可见，对比油墨A显示出最多的喷嘴缺失或未喷出；而油墨B似乎显示出所有喷嘴喷射正常。
实施例2
将油墨A或B分别双倍填入HP88喷墨笔中(根据实施例1配制)，并且保持打开且随时间称重。如图5中显示的图中可见，实施例油墨B的质量损失远小于对比油墨A的损失。
而且，油墨B在超过一小时没有显示可见的PIVS。
实施例3
将油墨A和B分别填入HP940墨盒中。对于油墨A，在擦拭所述喷嘴以重置所述油墨后需约10分钟拍摄图6和8的这些光学显微镜图像，然而通过该技术在几分钟内可看见明显的PIVS形成。对于油墨B，在擦拭后需约1.5小时拍摄图7和9这些光学显微镜图像。各自的光学显微镜图像拍的是喷嘴孔和各自的油墨通道/路径。在图6和8中可见，对比油墨A显示出颜料油墨载体分离(PIVS)，导致着色剂从喷嘴区域移到主体(储存室)后。然而，由图7和9可见，可以看见顶层(防蒸发层30)。防蒸发层30看来可防止或很大程度上减慢PIVS，这从在喷嘴孔中以及在各自的油墨通道/路径中看见的黑色油墨可明显看出。
实施例4
配制含有如随后两个图表所示的组分的根据本公开的品红色染料类油墨组合物的实施例。除了以下显示的组分之外，加入油酸和锂(以其氢氧化物的形式)。摩尔比为约4mol锂比1mol油酸。所述油墨配方的余量为水。AR52为酸性红色染料，且M700为品红色染料。
| 组分 | 目标(wt％) |
| 2-吡咯烷酮–100％活性 | 5.0 |
| 1,6--己二醇 | 9.0 |
| 1-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮 | 9.0 |
| Surfynol CT-111 | 0.16 |
| Dowfax2A1 | 0.32 |
| Zonyl FSN | 0.50 |
| MOPS(3-(N-吗啉基)丙磺酸)缓冲液 | 0.10 |
| EDTA二钠盐 | 0.0075 |
| Proxel GXL | 0.10 |
所述实施例品红色油墨组合物在12秒的打开不使用后似乎在喷嘴上没有显示粘性堵塞物的形成。虽然没有视觉上确认该实施例样品组合物，但是从测试数据上显示经过约2秒的打开不使用防蒸发层已经开始形成。在传统开盖测试中出现成功的油墨液滴喷出(良好质量的第一液滴)而没有喷嘴损失/错向多达约12秒；并且在4秒SoP开盖测试中出现成功的油墨液滴喷出(良好质量的第一液滴)而没有喷嘴损失/错向多达约10分钟。可以推断出根据本公开的染料类油墨组合物的实施例显示出本文描述的改善的开盖性能。
不受理论束缚，据信选自油酸、亚油酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸和它们的组合中的脂肪酸的锂盐，在空气-水界面(如图1中示意性显示的“I”和随后的说明)处形成单层或较厚的层，从而很大程度上减少水蒸发。虽然作为保护层，但是在孔26上的这个“软”盖经喷射活动很容易地喷射出。已经显示含有上述脂肪酸的锂盐的油墨似乎没有发生PIVS。进一步据信，锂离子(与其它碱金属离子相反)为合适的尺寸以作为拉链而保持在空气-水界面I处的脂肪酸的单层/层。钠、钾和其它碱金属似乎太大而不能以该方式有效发挥作用。
由表2可见，不同脂肪酸的pKa差别不能说明在开盖性能上的显著差别。如果与不合适的脂肪酸(例如，硬脂酸和亚麻酸等)一起使用，锂不提供良好的开盖(锂为与表2中所示的结果测试的饱和脂肪酸一起使用的碱金属)。
表2
| 酸 | pKa | 开盖 |
| 硬脂酸 | 10.15 | 差 |
| 反油酸 | 9.95 | 差 |
| 油酸 | 9.85 | 良好 |
| 亚油酸 | 9.24 | 良好 |
| 亚麻酸 | 8.28 | 差 |
可能的平衡
Li+合适的脂肪酸脂肪酸锂盐防蒸发层
有过量的锂、过量的脂肪酸或两者，该平衡可向右进行(有助于防蒸发层的形成)。所有的量通常取决于所述分子、所述溶剂、所述颜料量以及聚合物类型和量。已制备锂和脂肪酸比为4:1、1:2和2:2的本油墨组合物的不同实施例，1相当于在所述油墨混合物中大约7.1X10-3摩尔浓度。以上讨论的油墨B的摩尔比为每摩尔酸具有4摩尔锂。这些实施例的每一个都显示出优异的开盖性能。例如，在数分钟的传统开盖测试中获得良好质量的第一液滴；此外，在一些实施例中，在4秒SoP开盖测试中多达约10分钟获得良好质量的液滴。虽然以氢氧化物(或以其它阴离子的锂盐)加入高含量的锂，但是该比似乎没有上限，pH可变得非常高。
更进一步据信，当限制性面积为约40-50平方埃(在防蒸发层中锂阳离子与相邻的羧酸酯基团配合。参见以下表3和4。具有一个或两个顺式双键的脂肪酸具有该限制性面积；而那些具有三个或更多顺式双键的脂肪酸具有更大的限制性面积。所述饱和脂肪酸和反式脂肪酸具有比这小得多的限制性面积。据信硬脂酸和反油酸可不会很好地工作，因为烷基尾的本质允许有效的填充，该填充降低溶解度和/或防止沿所述油墨空气界面的有效层的形成。另一方面，油酸酯和亚油酸酯具有合适的限制性面积(或阴影面积)以适应所述锂离子。此外，硬脂酸锂和反油酸锂具有非常差的溶解度，使得这些脂肪酸盐通常比较不理想。例如钠离子和钾离子的其它碱金属离子在配位羧酸酯时不如锂那么好。
表3
表4
如参照以下结构说明，十一烷酸锂(C11)和十二烷酸锂(C12)显示出优异的开盖。虽然不如C11和C12直链饱和酸好，十三烷酸也显示出良好的开盖。其它链长(除C11、C12和C13之外)的直链饱和脂肪酸不利于开盖。
如本文公开的所述油墨组合物的实施例形成的防蒸发层30减慢从喷嘴中的蒸发，因此减慢或防止在颜料油墨中的颜料油墨载体分离(PIVS)，或者减慢或防止染料类油墨的蒸发。防蒸发层30还防止喷射室中油墨的粘度增加，因此防止粘性堵塞物的形成。这导致良好的开盖性能。
本公开的所述油墨组合物的实施例为喷墨油墨的良好开盖提供简单、普通和容易检测的配方，极大地改善了第一液滴喷出打印性能的质量。所显示的开盖性能的改善延长了开盖时间至数分钟或更多(与通常小于4秒的典型开盖时间相比)，因此实现更有效的打印系统和改善的生产量。本组合物的实施例还与自分散的和聚合物分散的颜料油墨以及染料类油墨共同很好地工作。
可理解的是本文提供的范围包括指定范围和指定范围内的任意值或子范围。例如，约10wt％至约30wt％的范围应该被解释为不仅包括明确叙述的界限约10wt％至约30wt％，而且还包括单个值，例如12.5wt％、22wt％等，以及子范围，例如约15wt％至约28wt％、约11wt％至约13wt％等。而且，当使用“约”描述一个值时，这是指包括设定值的微小差异(多达+/-5％)。
当这里指出分子量，可理解的是指出的所述分子量规定为道尔顿(Da)。
此外，可理解的是在说明书和权利要求书中，“一个”和“一种”以及其它单数的使用也包括复数。
虽然已经详细描述了若干实施例，但是对本领域技术人员显而易见的是，可以对所公开的实施例进行改进。因此，应该认为以上描述是非限制性的。
Claims (15)
1.一种油墨组合物，包括：
着色剂；
助溶剂；
酸，所述酸选自油酸、亚油酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸和它们的组合中；
锂；以及
水
其中，所述油墨组合物在打开不使用的过程中，在喷嘴的孔中的空气和所述油墨组合物之间的界面处形成防蒸发层，从而减少水从所述油墨组合物中的蒸发。
2.如权利要求1所述的油墨组合物，不包括除了锂以外的碱金属盐以形成所述防蒸发层。
3.如权利要求1所述的油墨组合物，不包括选自硬脂酸、反油酸、亚麻酸、具有少于11个碳的碳链的直链饱和脂肪酸、和具有多于13个碳的碳链的直链饱和脂肪酸，以及它们的组合中的酸。
4.如权利要求1所述的油墨组合物，其中所选择的酸为十二烷酸。
5.如权利要求1所述的油墨组合物，所述油墨组合物的pH值在约7至约11的范围内。
6.如权利要求1所述的油墨组合物，其中，所述着色剂选自自分散的颜料、聚合物分散的颜料、染料和它们的组合。
7.如权利要求1所述的油墨组合物，其中，所述助溶剂包括2-吡咯烷酮，1-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮，二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、1-(2-羟乙基)-2-咪唑烷酮、二-(2-羟乙基)-5,5-二甲基乙内酰脲、三乙二醇单乙醚、四乙醇二甲醚、聚氧乙基甘油醚或它们的组合。
8.如权利要求1所述的油墨组合物，进一步包括选自非离子表面活性剂、生物杀灭剂、聚氨酯粘结剂、丙烯酸酯聚合物粘结剂和它们的组合中的添加剂。
9.如权利要求1所述的油墨组合物，其中，
所述着色剂以约2wt％至约7wt％范围的量存在；
所述助溶剂以约10wt％至约30wt％范围的量存在；
所述酸以约0.1wt％至约1.0wt％范围的量存在；
所述锂以约50ppm至约400ppm的量存在；且
所述组合物的余量为水。
10.一种打印盒，包括：
储液室；
流体喷射器，所述流体喷射器与所述储液室流体连通；
喷嘴，所述喷嘴与所述流体喷射器流体连通；
油墨组合物，所述油墨组合物存在于所述储液室中，所述油墨组合物包括：
约2wt％至约7wt％的着色剂；
约10wt％至约30wt％的助溶剂；
约0.1wt％至约1.0wt％的酸，所述酸选自油酸、亚油酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸和它们的组合中；
约50ppm至约400ppm的锂；和
余量的水；以及
防蒸发层，所述防蒸发层存在于在喷嘴的孔中的空气和所述油墨组合物之间的界面处，所述防蒸发层在打开不使用的过程中形成，从而减少水从所述油墨组合物中的蒸发。
11.如权利要求10所述的打印盒，其中，所述油墨组合物不包括除了锂以外的碱金属盐以形成所述防蒸发层，并且其中所述油墨组合物不包括选自硬脂酸、反油酸、亚麻酸、具有少于11个碳的碳链的直链饱和脂肪酸、和具有多于13个碳的碳链的直链饱和脂肪酸，以及它们的组合中的酸。
12.如权利要求10所述的打印盒，其中，
所述着色剂选自自分散的颜料、聚合物分散的颜料、染料和它们的组合；且
所述助溶剂选自2-吡咯烷酮，1-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮，二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、1-(2-羟乙基)-2-咪唑烷酮、二-(2-羟乙基)-5,5-二甲基乙内酰脲、三乙二醇单乙醚、四乙醇二甲醚、聚氧乙基甘油醚和它们的组合。
13.如权利要求10所述的打印盒，其中，所述油墨组合物进一步包括选自非离子表面活性剂、生物杀灭剂、聚氨酯粘结剂、丙烯酸酯聚合物粘结剂和它们的组合中的添加剂。
14.一种改善油墨组合物的开盖的方法，所述方法包括：
选择油酸、亚油酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸或它们的组合中的任意酸；和
将所选择的油酸、亚油酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸或它们的组合并入混合物中，所述混合物包括：
着色剂；
助溶剂；
锂；和
水；
其中，所述油墨组合物在打开不使用的过程中，在喷嘴的孔中的空气和所述油墨组合物之间的界面处形成防蒸发层，从而减少水从所述油墨组合物中的蒸发。
15.如权利要求14所述的方法，其中，选择所述油酸、亚油酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸或它们的组合代替选自硬脂酸、反油酸、亚麻酸、具有少于11个碳的碳链的直链饱和脂肪酸、和具有多于13个碳的碳链的直链饱和脂肪酸以及它们的组合中的酸；并且其中所述油酸、亚油酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸或它们的组合以约0.1wt％至约1.0wt％范围的量并入。
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