CN112513204A

CN112513204A - 用于改善干燥时间和打印头脱水性能的油墨添加剂

Info

Publication number: CN112513204A
Application number: CN201980049795.6A
Authority: CN
Inventors: 乔格南丹·普拉沙尔
Original assignee: Memjet Technology Ltd
Current assignee: Memjet Technology Ltd
Priority date: 2018-08-24
Filing date: 2019-08-08
Publication date: 2021-03-16
Anticipated expiration: 2039-08-08
Also published as: US20200062982A1; EP3820950B1; CN112513204B; EP3820950A1; US11466167B2; JP2021535940A; ES2910329T3; WO2020038726A1

Abstract

一种喷墨油墨，其包含：油墨载体；着色剂；二乙二醇C_3‑8烷基醚；具有式(I)的第一表面活性剂；以及与所述第一表面活性剂不同的第二表面活性剂，所述第一表面活性剂的存在量大于所述第二表面活性剂。

Description

用于改善干燥时间和打印头脱水性能的油墨添加剂

发明领域

本发明涉及一种喷墨油墨。其已经被开发主要用于改善打印在介质上的油墨的干燥时间，同时还改善打印头脱水性能(例如，开盖时间)。

发明背景

本发明的申请人已经开发了相当多的使用固定的

打印头的高速喷墨打印机，所述打印头延伸跨越介质宽度。相比之下，大多数其他类型的喷墨打印机利用横越所述介质宽度的扫描打印头。

相比于传统类型的喷墨打印头，高速页宽打印必然对于打印头的设计有另外的需求。喷嘴装置必须具有自冷却设计、高油墨再填充速率和高热效率。为此目的，本申请人已经开发了一系列热气泡形成式打印头，包括具有悬挂式电阻加热器元件的那些(如描述于例如US 6,755,509；US 7,246,886；US 7,401,910；和US 7,658,977中，这些专利的内容通过引用结合在此)以及具有嵌入式(“结合式”)电阻加热器元件的那些(如描述于例如US 7,377,623；US 7,431,431；US 9,950,527；US 9,283,756和US 9,994,017中，这些专利的内容通过引用结合在此)。

喷墨油墨需要平衡各种特性以控制多种不同的性能特征，如打印头寿命、喷嘴脱水、喷嘴再填充速率、干燥时间、打印质量和打印耐久性。在过去30年左右的时间里，油墨配制品化学家已经开发出用于调节油墨性能的配制品“工具(lever)”库。例如，颜料分散体、共溶剂、表面活性剂和其他油墨添加剂的变化可用于控制油墨性能。然而，通常情况是，试图通过改变油墨配制品来改善一种性能特征对另一种性能特征具有有害影响。因此，油墨配制品的目的是提供一种在给定的使用情况下具有可接受的特性平衡的油墨。

干燥时间是指油墨在打印后干燥所需的时间。在其中打印后介质纸张彼此上下堆叠的高速单张给纸打印系统中，干燥时间特别重要。此外，单张给纸介质供给机构通常包括一系列辊，用于沿着介质供给路径输送介质。油墨的干燥时间至少在某种程度上决定了介质供给路径的设计，并且特别是打印区下游的辊(例如，星形轮)的接近度。理想地，将下游辊尽可能地靠近打印区放置，以最大程度地控制介质通过打印区的移动。另一方面，在辊太靠近打印区的情况下，如果打印的油墨在与下游辊接触之前没有充分干燥，则通过辊的打印介质的不希望的标记(所谓的“轨迹标记”)会成为问题。因此，希望配制具有最短干燥时间的油墨，尤其是用于在光泽介质上打印。

尽管希望油墨在打印之后在介质上快速干燥，但矛盾的是，当油墨位于打印头的喷墨喷嘴中时，也希望油墨相对缓慢地干燥。灌注有油墨的喷墨喷嘴应优选准备好在致动时以预期的轨迹和液滴速度喷射油墨液滴。然而，如果在一段时间内不使用喷墨喷嘴，则喷嘴内的油墨粘度有通过水的蒸发而增加的趋势。油墨粘度的增加不希望地导致液滴方向性和/或液滴速度的损失，并且因此导致打印质量的损失。最坏的情况是，一段时间后喷墨喷嘴可能变得完全堵塞并且无法喷射。典型地，

打印机采用“保湿喷射”的策略，以在打印期间保持喷嘴正常。如果特定的喷嘴在预定的时间段内不使用，则无论被打印的实际图像内容如何，它都被指示喷射保湿喷射(参见，例如，US 9,434,156，其内容通过引用结合在此)。由于以预定的保湿模式的保湿喷射非常少，所以不是图像内容的一部分的另外的打印液滴实际上是人类肉眼无法检测到的。然而，仍然希望使保湿喷射的频率最小化以优化打印质量。此外，希望使打印头的“开盖”时间最小化，这是在没有外部维护干预的情况下喷嘴可以保持打开盖子的最大时间。如本文使用的，打印头的脱水性能是指可接受的打印质量(如通过标准化的测试图案判断)所需的最小保湿喷射(KWS)频率和/或打印头的开盖时间；较低的KWS频率或较长的开盖时间指示改善的打印头脱水性能。

US 6,638,350描述了二醇醚，如在喷墨油墨中用作渗透剂的二乙二醇丁基醚(丁基二甘醇)和二乙二醇己基醚(己基二甘醇)。

US 7,341,985描述了硫醚表面活性剂，其尤其适合用于涂料、油墨、表面清洁剂、显影液、金属加工液、漂洗助剂配制品、衣物洗涤剂、洗发剂、护发剂、防晒剂等。

发明概述

在第一方面，提供了一种喷墨油墨，其包含：

油墨载体；

二乙二醇C_3-8烷基醚；

具有式(I)的第一表面活性剂；以及

与所述第一表面活性剂不同的第二表面活性剂，

其中：

R⁴是C_4-20烷基；并且

R⁷选自由以下组成的组：H和CH₂OH(优选地，R⁷是H)。

根据第一方面的喷墨油墨有利地提供了优异的干燥时间，尤其是在光泽介质上，而同时提供了改善的打印头脱水性能。

优选地，二乙二醇C_3-8烷基醚选自由以下组成的组：二乙二醇单丁基醚、二乙二醇单戊基醚和二乙二醇单己基醚。

优选地，二乙二醇C_3-8烷基醚的量在0.5至10wt.％的范围内。优选地，二乙二醇C_3-8烷基醚的量大于第一表面活性剂的量并且大于第二表面活性剂的量。优选地，二乙二醇C_3-8烷基醚的量大于第一和第二表面活性剂的组合量。

优选地，油墨的表面张力在27至31mN/m、或优选28至30mN/m的范围内。

第二表面活性剂可以是非离子或阴离子表面活性剂。优选地，第二表面活性剂选自由以下组成的组：耙型单烷氧基化的硅酮表面活性剂、非离子的炔属表面活性剂和二(C_4-30烷基)磺基琥珀酸盐表面活性剂。

在一个实施例中，第二表面活性剂是具有式(II)的耙型单烷氧基化的硅酮化合物：

其中：

R³是具有式(III)的部分：

b是1、2、3、4或5；

c是1、2、3、4或5；

p是1、2、3、4或5；

q是0至200；

r是0至200；并且

q+r大于1。

更优选地，q≠0；r≠0。例如，q可以是1至10并且r可以是1至10。

优选地，第二表面活性剂的量在0.01至0.2wt.％或0.02至0.1wt.％的范围内。通常，第二表面活性剂的量为0.1wt.％或更少。

优选地，第一表面活性剂的量在0.1至2wt.％或0.2至1wt.％的范围内。

优选地，第一表面活性剂的量大于第二表面活性剂的量。在一些实施例中，第一表面活性剂与第二表面活性剂的比率在2:1至20:1或5:1至15:1的范围内。优选地，所述比率为至少5:1。

在优选的实施例中，第二表面活性剂具有式(IV)：

其中：

R⁵和R⁶各自独立地选自C_4-30烷基(优选C_6-20烷基)；并且

M是选自由以下组成的组的金属：Li、Na和K。

在一些实施例中，油墨可包含不同于第一和第二表面活性剂的第三表面活性剂。第三表面活性剂没有特别限制，并且例如可以选自由以下组成的组：耙型单烷氧基化的硅酮表面活性剂、非离子的炔属表面活性剂和二(C_4-30烷基)磺基琥珀酸盐表面活性剂，如本文所述。

典型地，第一和第二表面活性剂(或第一、第二和第三表面活性剂)的组合总量在0.05至2wt.％、或优选0.1至1wt.％的范围内。

在一些实施例中，油墨包含用于改善打印耐久性(例如，耐刮擦性和/或摩擦牢度)的耐久性添加剂。典型地，耐久性添加剂以范围从0.1至2wt.％的量存在。耐久性添加剂可以是例如聚合物树脂(例如丙烯酸类树脂)或ABA型双烷氧基化的硅酮化合物。ABA型双烷氧基化的硅酮化合物的实例包括具有式(V)的化合物：

其中：

a是1、2、3、4或5；并且

R¹和R²各自独立地是如上所述的具有式(III)的部分。

ABA型双烷氧基化的硅酮化合物的具体实例是道康宁公司(Dow Corning)添加剂8526。

本文使用的术语“烷基”是指直链和支链形式的烷基，典型地具有从1至30个碳原子。除非另有说明，否则烷基还可以被1、2或3个双键和/或三键中断。然而，术语“烷基”通常是指没有双键或三键中断的烷基。术语“烷基”通常是指非环状烷基，但是它也可以包括环烷基。

如本文使用的，术语“油墨”被认为意指可以从喷墨打印头打印的任何打印流体。油墨可以含有或可以不含有着色剂。因此，术语“油墨”可以包括常规的染料基或颜料基油墨、红外油墨、固色剂(例如预涂层和整理剂)、3D打印流体等。在提及流体或打印流体的情况下，这并不旨在限制本文“油墨”的含义。

具体实施方式

本发明的诸位发明人寻求以下问题的解决方案：改善在一系列打印介质上用于单张给纸打印机的喷墨油墨配制品。特别地，本发明的诸位发明人寻求一种满足优异的干燥时间和优异的打印头脱水性能的矛盾要求的油墨配制品。

最初，研究了已知渗透剂在有效减少干燥时间方面的作用。与不含这种渗透剂的类似配制品相比，发现包含二乙二醇单烷基醚(例如正丁基二甘醇)的配制品的干燥时间显著缩短。然而，打印头脱水性能似乎相对较差，并且研究了可替代的表面活性剂包在缩短干燥时间和改善打印头脱水性能方面的效果。

出人意料地，与其他表面活性剂相比，包含小分子硫醚表面活性剂(例如，由空气化工产品有限公司(Air Products and Chemicals,Inc.)制造的Dynol^TM 360)的表面活性剂包改善了干燥时间和打印头脱水性能。发现包含另外的小分子磺酸盐表面活性剂(例如，由毕克日本株式会社(BYK Japan K.K.)制造的BYK-3410)的表面活性剂包是最有效的，尽管含有可替代的另外的表面活性剂的表面活性剂包仍然比仅含有硫醚表面活性剂的表面活性剂包更有效。

不希望受理论的束缚，据信硫醚表面活性剂的快速扩散率或迁移率不仅增强了油墨渗透到打印介质中，从而减少了干燥时间，而且通过快速扩散机理有助于保持打印头中的水合喷嘴。使用另外的表面活性剂优化油墨表面张力进一步改善了油墨的整体性能。

着色剂

在本发明中使用的油墨典型地是染料基或颜料基油墨、优选颜料基油墨。

喷墨染料对于本领域技术人员而言将是众所周知的，并且本发明不限于任何具体类型的染料。通过举例，适用于本发明中的染料包括偶氮染料(例如食品黑2)、金属络合物染料、萘酚染料、蒽醌染料、靛蓝染料、碳鎓染料、醌-亚胺染料、呫吨染料、花青染料、喹啉染料、硝基染料、亚硝基染料、苯醌染料、萘醌染料、酞菁染料(包括萘酞菁染料)、以及金属酞菁染料(包括金属萘酞菁染料，如US 7,148,345中所描述的那些，其内容通过引用结合在此)。

合适的染料的实例包括：CI直接黑4、9、11、17、19、22、32、80、151、154、168、171、194以及195；CI直接蓝1、2、6、8、22、34、70、71、76、78、86、142、199、200、201、202、203、207、218、236以及287；CI直接红1、2、4、8、9、11、13、15、20、28、31、33、37、39、51、59、62、63、73、75、80、81、83、87、90、94、95、99、101、110、189、225以及227；CI直接黄1、2、4、8、11、12、26、27、28、33、34、41、44、48、86、87、88、132、135、142以及144；CI食品黑1以及2；CI酸性黑1、2、7、16、24、26、28、31、48、52、63、107、112、118、119、121、172、194以及208；CI酸性蓝1、7、9、15、22、23、27、29、40、43、55、59、62、78、80、81、90、102、104、111、185以及254；CI酸性黄1、3、4、7、11、12、13、14、19、23、25、34、38、41、42、44、53、55、61、71、76以及79；CI活性蓝1、2、3、4、5、6、7、8、9、13、14、15、17、18、19、20、21、25、26、27、28、29、31、32、33、34、37、38、39、40、41、43、44以及46；CI活性红1、2、3、4、5、6、7、8、11、12、13、15、16、17、19、20、21、22、23、24、28、29、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、49、50、58、59、63、64以及180；CI活性黄1、2、3、4、6、7、11、12、13、14、15、16、17、18、22、23、24、25、26、27、37以及42；CI活性黑1、3、4、5、6、8、9、10、12、13、14以及18；

Fast Cyan 2(富士胶片成像着色剂公司(Fujifilm Imaging Colorants))；

Fast Magenta 2(富士胶片成像着色剂公司)；

Fast Yellow 2(富士胶片成像着色剂公司)；以及

Fast Black 2(富士胶片成像着色剂公司)

适用于本发明中的常规颜料可以是无机颜料或有机颜料。常规颜料的实例是炭黑、镉红、钼红、铬黄、镉黄、钛黄、氧化铬、铬绿、钛钴绿、群青蓝、普鲁士蓝、钴蓝、二酮吡咯并吡咯、蒽醌、苯并咪唑酮、蒽嘧啶、偶氮颜料、酞菁颜料(包括萘菁颜料)、喹吖啶酮(uinacridone)颜料、异吲哚啉酮颜料、二噁嗪颜料、阴丹士林颜料、苝颜料、紫环酮(perinone)颜料、硫靛蓝颜料、喹酞酮颜料、以及金属络合物颜料。

合适的颜料的实例包括：Cyan COJ450(卡博特公司(Cabot))、D71C和D75C(金刚石分散体公司(Diamond Dispersions))；Magenta COJ465(卡博特公司)，D71M、D75M、D71PV19(金刚石分散体公司)，Hostajet Magenta E-PT VP2690以及Hostajet Magenta E5B-PTVP3565(科莱恩公司(Clariant))；Yellow COJ270和COJ470(卡博特公司)，或者D71Y、D71Y155、D75Y(金刚石分散体公司)以及Hostajet Yellow 4G-PT VP2669(科莱恩公司)；Black CW1、CW2、CW3(东方公司(Orient))或者COJ200、COJ300、COJ400(卡博特公司)或者SDP1000、SDP2000(森馨公司(Sensient))，或者D71K、D75K、D77K、D80K(金刚石分散体公司)以及Hostajet Black O-PT(科莱恩公司)；Red D71R(金刚石分散体公司)；Blue D71B(金刚石分散体公司)。

颜料可以是自分散的颜料，如表面改性的颜料。表面改性可以通过阴离子基团、阳离子基团或颜料表面的直接改性。典型的表面改性基团是羧酸根和磺酸根基团。然而，还可以使用其他表面改性基团，如阴离子磷酸根基团或阳离子铵基团。

合适的水性表面改性的颜料分散体的特定实例是

Black SDP-2000、SDP-1000和SDP-100(从森馨色素公司(Sensient Colors Inc.)可获得的)，以及

200、300、250C、260M和270Y(从卡博特公司可获得的)。

可替代地，颜料可以是常规的颜料分散体，其包括用于包封未改性的颜料颗粒的聚合物分散剂。合适的颜料分散体的实例及其制备描述于例如US 9,834,694中，其内容通过引用结合在此。

喷墨油墨中的颜料颗粒的平均粒度任选地在50至500nm的范围内。

颜料和染料可单独地或以其两种或更多种的组合用在喷墨油墨中。

油墨载体

在本发明中使用的油墨载体典型地是常规的水性油墨载体，其包含至少40wt％的水、至少50wt％的水或至少60wt％的水。通常，存在于喷墨油墨中的水的量是在40wt％至90wt％的范围内，或者任选地在50wt％至70wt％的范围内。

根据本发明的油墨可进一步包含共溶剂(包括保湿剂、渗透剂、润湿剂等)，表面活性剂，杀生物剂，螯合剂，pH调节剂，粘度调节剂等。

共溶剂典型地是水溶性有机溶剂。合适的水溶性有机溶剂包括C_1-4烷基醇，如乙醇、甲醇、丁醇、丙醇以及2-丙醇；亚烷基二醇，如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇和四乙二醇；二醇醚，如乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单正丙醚、乙二醇单异丙醚、二乙二醇单异丙醚、乙二醇单正丁醚、二乙二醇单正丁醚、三乙二醇单正丁醚、乙二醇单叔丁醚、二乙二醇单叔丁醚、1-甲基-1-甲氧基丁醇、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单叔丁醚、丙二醇单正丙醚、丙二醇单异丙醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单正丙醚、二丙二醇单异丙醚、丙二醇单正丁醚、以及二丙二醇单正丁醚；甲酰胺、乙酰胺、二甲基亚砜、山梨糖醇、脱水山梨糖醇、单乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯、三乙酸甘油酯、和环丁砜；或其组合。

可以用作共溶剂的其他有用的水溶性有机溶剂包括极性溶剂，如2-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、ε-己内酰胺、二甲基亚砜、吗啉、N-乙基吗啉、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮以及其组合。

所述喷墨油墨可以含有另一种高沸点水溶性有机溶剂作为共溶剂，所述共溶剂可以充当用于将保水性和润湿特性赋予给油墨组合物的润湿剂或保湿剂。高沸点水溶性有机溶剂的实例是2-丁烯-1,4-二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、三丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙基二醇、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇、三乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚、三丙二醇、具有2000或更低的分子量的聚乙二醇、1,3-丙二醇、异丙二醇、异丁二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、甘油、三羟甲基丙烷、赤藻糖醇、季戊四醇以及其组合。

其他合适的润湿剂或保湿剂包括糖(包括单糖、低聚糖和多糖)及其衍生物(例如麦芽糖醇、山梨糖醇、木糖醇、透明质酸盐、醛糖酸、糖醛酸等)。

所述喷墨油墨还可以含有用于促进水性油墨渗透进记录介质内的渗透剂(作为共溶剂之一)。合适的渗透剂包括多元醇烷基醚(二醇醚)和/或1,2-烷基二醇。合适的多元醇烷基醚的实例是乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、乙二醇单正丙醚、乙二醇单异丙醚、二乙二醇单异丙醚、乙二醇单正丁醚、二乙二醇单正丁醚、三乙二醇单正丁醚、乙二醇单叔丁醚、二乙二醇单叔丁醚、1-甲基-1-甲氧基丁醇、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单叔丁醚、丙二醇单正丙醚、丙二醇单异丙醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单正丙醚、二丙二醇单异丙醚、丙二醇单正丁醚、和二丙二醇单正丁醚。合适的1,2-烷基二醇的实例是1,2-戊二醇和1,2-己二醇。所述渗透剂还可以选自直链烃二醇，如1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、和1,8-辛二醇。还可以将甘油用作渗透剂。

如以上预示的，从改善干燥时间的观点来看，在油墨载体中包括二乙二醇单烷基醚，如二乙二醇单正丁基醚(正丁基二甘醇)。

典型地，存在于油墨中的共溶剂的总量是在约5wt％至60wt％、或任选地10wt％至50wt％的范围内。

如以上预示的，从改善干燥时间和改善打印头中的喷墨喷嘴的脱水性能的观点来看，在油墨载体中包括非离子硫醚表面活性剂(如具有式(I)的那些)。

所述喷墨油墨还可以含有一种或多种其他表面活化剂(“表面活性剂”)，如阴离子表面活化剂、两性离子表面活化剂、非离子表面活化剂或其混合物。有用的阴离子表面活化剂包括磺酸类型，如链烷磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸、酰基甲基牛磺酸、以及二烷基磺基琥珀酸；烷基硫酸酯盐、硫酸化油、硫酸化烯烃、聚氧乙烯烷基醚硫酸酯盐；羧酸类型，例如，脂肪酸盐、以及烷基肌氨酸盐；以及磷酸酯类型，如烷基磷酸酯盐、聚氧乙烯烷基醚磷酸酯盐、和甘油磷酸酯盐。阴离子表面活化剂的具体实例是二(C_6-30烷基)磺基琥珀酸钠盐、十二烷基苯磺酸钠、月桂酸钠、和聚氧乙烯烷基醚硫酸铵盐。

两性离子表面活化剂的实例包括N,N-二甲基-N-辛基胺氧化物、N,N-二甲基-N-十二烷基胺氧化物、N,N-二甲基-N-十四烷基胺氧化物、N,N-二甲基-N-十六烷基胺氧化物、N,N-二甲基-N-十八烷基胺氧化物和N,N-二甲基-N-(Z-9-十八烯基)-N-胺氧化物。

非离子表面活化剂的实例包括氧化乙烯加合物类型，如聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯烷基酯、以及聚氧乙烯烷基酰胺；多元醇酯类型，如甘油烷基酯、脱水山梨糖醇烷基酯、以及糖烷基酯；聚醚类型，如多元醇烷基醚；以及烷醇酰胺类型，如烷醇胺脂肪酸酰胺。非离子表面活化剂的具体实例是醚，如聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯十二烷基苯基醚、聚氧乙烯烷基烯丙基醚、聚氧乙烯油烯基醚、聚氧乙烯月桂基醚、以及聚氧化烯烷基醚(例如聚氧乙烯烷基醚)；以及酯，如聚氧乙烯油酸酯(polyoxyethylene oleate)、聚氧乙烯油酸酯(polyoxyethylene oleate ester)、聚氧乙烯二硬脂酸酯、脱水山梨糖醇月桂酸酯、脱水山梨糖醇单硬脂酸酯、脱水山梨糖醇单油酸酯、脱水山梨糖醇倍半油酸酯、聚氧乙烯单油酸酯、以及聚氧乙烯硬脂酸酯。

乙炔二醇表面活化剂，如2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇；乙氧基化的2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇；3,6-二甲基-4-辛炔-3,6-二醇或3,5-二甲基-1-己炔-3-醇，也可以被使用。可以在本发明中使用的非离子表面活性剂的具体实例是

465和

440(从空气化工产品有限公司可获得的)。

耙型烷氧基化的硅酮表面活性剂也可用于根据第一方面的配制品中。耙型乙氧基化的硅酮表面活性剂的具体实例是BYK-345、BYK-346和BYK-349(由毕克日本株式会社制造)，以及Silface^TM SAG-002、SAG-005、SAG-008、SAG-KB和SAG-503A(由日信化学工业株式会社(Nissin Chemical Industry Co.,Ltd.)制造)。

一种或多种表面活性剂典型地以范围从0.05wt％至2wt％或0.1wt％至1wt％的量存在于水性喷墨油墨中。

水性喷墨油墨还可以包含pH调节剂或缓冲剂，如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸锂、磷酸钠、磷酸钾、磷酸锂、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、草酸钠、草酸钾、草酸锂、硼酸钠、四硼酸钠、邻苯二甲酸氢钾、和酒石酸氢钾；氨；以及胺，如甲胺、乙胺、二乙胺、三甲胺、三乙胺、三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐、三乙醇胺、二乙醇胺、二乙基乙醇胺、三异丙醇胺、丁基二乙醇胺、吗啉、丙醇胺、4-吗啉乙磺酸和4-吗啉丙磺酸(“MOPS”)。当存在时，pH调节剂的量典型地是在从0.01至2wt.％或0.05至1wt.％的范围内。

水性喷墨油墨还可以包含杀生物剂，如苯甲酸、双氯酚、六氯酚、山梨酸、羟基苯甲酸酯、脱氢醋酸钠、1,2-苯噻唑啉-3-酮(“

GXL”，从奥麒化工公司(ArchChemicals,Inc.)可获得的)、3,4-异噻唑啉-3-酮或4,4-二甲基噁唑烷。当存在时，杀生物剂的量典型地是在从0.01至2wt.％或0.05至1wt.％的范围内。

水性喷墨油墨还可以含有螯合剂，如乙二胺四乙酸(EDTA)。

喷墨打印头

根据本发明的油墨主要用于与热喷墨打印头组合使用，尽管它们当然可以用于其他类型的打印头中。示例性类型的喷墨打印头描述于例如US9,950,527、US 9,283,756和US9,994,017中，这些专利中的每一个的内容通过引用结合在此。

实验部分

干燥时间摩擦测试

将折叠的正方形未打印介质在实心填充打印油墨的区域上摩擦五次。在打印后，以不同的间隔对摩擦表面相比于未摩擦表面的外观进行如下视觉分级：0＝不明显；1＝几乎不明显；2＝中度明显；3＝非常明显；4＝极其明显。

打印头脱水测试方法

所需的KWS：使用

打印头芯片打印标准测试图案。将每个喷嘴配置为以预定频率发射保湿喷射(KWS)，并分析测试图案的打印质量损失。所需的KWS指示在标准测试图案中保持可接受的打印质量的频率。较高的KWS频率指示喷嘴的脱水性能较差；较高的KWS频率指示喷嘴的脱水性能良好。

开盖时间：

打印头芯片被用于打印油墨液滴，并且打印停止预定的时间段。在预定的时间段之后，尝试从打印头芯片中的脱水喷嘴进行打印。测量可打印液滴之间的最大时间段(开盖时间)。较短的开盖时间指示喷嘴的脱水性能较差；较长的开盖时间指示喷嘴的脱水性能良好。

油墨配制品

如在表1中描述的配制水性颜料基油墨并且在使用之前过滤(0.2微米)。油墨组分以wt.％示出，并且所有油墨含有2ppm的铝离子(以硝酸铝形式)。

表1.用于干燥时间测试的油墨配制品

a.Emulgen^TM 120是聚氧乙烯月桂基醚，从花王株式会社(Kao Corporation)可获得的。

b.

104是非离子的炔属表面活性剂，从日信化学工业株式会社可获得的。

c.Silface^TM SAG-KB是耙型单烷氧基化的硅酮表面活性剂，从日信化学工业株式会社可获得的。

根据上述实验方案，在不同光泽介质上打印后，测试油墨1-3的干燥时间。结果在表2中示出。

表2.在光泽介质上的干燥时间测试

与不含有正丁基二甘醇的第一基准油墨(油墨1)相比，在油墨2和3中添加正丁基二甘醇显著地改善了在所有测试的光泽介质上的油墨干燥时间。

然后配制含有正丁基二甘醇和不同表面活性剂包的各种油墨(油墨4-12)，以评估不同表面活性剂包对干燥时间的影响。表3示出了用不同表面活性剂包配制的各种油墨。

表3.含有可替代的表面活性剂包的油墨配制品

e.

465是非离子乙氧基化的炔属表面活性剂，从空气化工产品有限公司可获得的。

f.Dynol^TM 360是根据式(I)的硫醚表面活性剂，从空气化工产品有限公司可获得的。

g.

KL-245是聚醚硅氧烷表面活性剂，从赢创工业集团(EvonikIndustries AG)可获得的。

h.

270是聚醚硅氧烷表面活性剂，从赢创工业集团可获得的。

i.BYK-3410是二辛基磺基琥珀酸钠盐，从毕克日本株式会社可获得的。

根据上述实验方案，在光泽介质上打印后，测试油墨4-12的干燥时间。将油墨4-14与第二基准油墨(油墨2)进行比较，并且结果在表4中示出。

表4.含有可替代的表面活性剂包的油墨配制品在光泽介质上的干燥时间测试

油墨9、10和12是在光泽介质上具有优异的干燥时间并且值得注意地，与第二基准配制品(油墨2)相比，具有改善的干燥时间的出色配制品。油墨9、10和12都含有Dynol^TM 360和第二表面活性剂(SAG-KB^TM或BYK-3410^TM)，其中油墨12总体上产生最佳的干燥时间结果。与基准配制品(油墨2)相比，仅含有Dynol^TM 360的油墨(油墨5)或仅含有BYK-3410的油墨(油墨11)表现得相对较差。与第二基准配制品(油墨2)相比，含有可替代的表面活性剂的油墨4、6、7和8都表现得相对较差。

最佳候选油墨(油墨9和12)与第二基准配制品(油墨2)一起用于打印头脱水测试。结果在表5中示出。

表5.候选油墨的打印头脱水性能

	油墨2	油墨9	油墨12
				所需的KWS	10Hz	7Hz	6Hz
开盖时间	30秒	120秒	120秒

显著地，在打印头脱水测试中，油墨9和13显著优于油墨2，需要低得多的保湿喷射(KWS)频率并且展现出显著更长的开盖时间(与油墨2相比4倍开盖时间)。因此得出结论，含有二乙二醇单烷基醚、第一非离子硫醚表面活性剂和第二表面活性剂的协同组合的油墨提供了优异的干燥时间和优异的打印头脱水性能的独特特征。使用磺基琥珀酸二烷基酯作为第二表面活性剂，油墨配制品在干燥时间和打印头脱水性能方面得到了优化。

当然，应当理解，仅以举例方式描述了本发明，并且在所附权利要求中限定的本发明的范围内可以进行细节的修改。

Claims

1.一种喷墨油墨，其包含：

油墨载体；

二乙二醇C_3-8烷基醚；

具有式(I)的第一表面活性剂；以及

以及

与所述第一表面活性剂不同的第二表面活性剂，

其中：

R⁴是C_4-20烷基；并且

R⁷选自由以下组成的组：H和CH₂OH。

2.如权利要求1所述的喷墨油墨，其中，所述油墨的表面张力在27至31mN/m的范围内。

3.如权利要求1所述的喷墨油墨，其中，所述第二表面活性剂选自由以下组成的组：耙型单烷氧基化的硅酮表面活性剂、非离子的炔属表面活性剂和二(C_4-30烷基)磺基琥珀酸盐表面活性剂。

4.如权利要求1所述的喷墨油墨，其中，所述第二表面活性剂的量在0.01至0.2wt.％的范围内。

5.如权利要求1所述的喷墨油墨，其中，所述第一表面活性剂的量在0.1至1wt.％的范围内。

6.如权利要求1所述的喷墨油墨，其中，所述第一表面活性剂的存在量大于所述第二表面活性剂。

7.如权利要求1所述的喷墨油墨，其中，所述第二表面活性剂是具有式(II)的耙型单烷氧基化的硅酮化合物：

其中：

R³是具有式(III)的部分：

-(CH₂)_pO-(C₂H₄O)_q-(C₃H₆O)_rH

(III)

b是1、2、3、4或5；

c是1、2、3、4或5；

p是1、2、3、4或5；

q是0至200；

r是0至200；并且

q+r大于1。

8.如权利要求1所述的喷墨油墨，其中，所述第二表面活性剂具有式(IV)：

其中：

R⁵和R⁶各自独立地选自C_4-30烷基；并且

M是选自由以下组成的组的金属：Li、Na和K。

9.如权利要求1所述的喷墨油墨，其中，所述第一和第二表面活性剂的组合总量在0.05至2wt.％的范围内。

10.如权利要求1所述的喷墨油墨，其中，所述油墨包含选自由以下组成的组的耐久性添加剂：聚合物树脂和ABA型双烷氧基化的硅酮化合物。

11.如权利要求1所述的喷墨油墨，其中，所述油墨载体包含水和一种或多种共溶剂。

12.如权利要求10所述的喷墨油墨，其中，所述共溶剂包括至少一种选自由以下组成的组的渗透剂：二醇醚和/或1,2-烷基二醇。

13.如权利要求10所述的喷墨油墨，其中，所述共溶剂包括以下中的至少一种：三乙二醇和甘油。