RU2588245C2 - Чернила для струйной печати - Google Patents
Чернила для струйной печати Download PDFInfo
- Publication number
- RU2588245C2 RU2588245C2 RU2014147057/05A RU2014147057A RU2588245C2 RU 2588245 C2 RU2588245 C2 RU 2588245C2 RU 2014147057/05 A RU2014147057/05 A RU 2014147057/05A RU 2014147057 A RU2014147057 A RU 2014147057A RU 2588245 C2 RU2588245 C2 RU 2588245C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal oxide
- ink
- dispersant
- oxide particles
- particles
- Prior art date
Links
- 238000007639 printing Methods 0.000 title abstract description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 241
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 204
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 91
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 90
- 239000002612 dispersion media Substances 0.000 claims abstract description 52
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 52
- 229910003455 mixed metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 46
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims abstract description 16
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 21
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 claims description 18
- 239000002609 media Substances 0.000 claims description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 15
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 12
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims description 9
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 7
- 125000004435 hydrogen atoms Chemical class [H]* 0.000 claims description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 7
- 125000005372 silanol group Chemical group 0.000 claims description 7
- 230000003115 biocidal Effects 0.000 claims description 6
- 239000003139 biocide Substances 0.000 claims description 6
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 6
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 claims description 4
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-L CHEBI:8154 Chemical class [O-]P([O-])=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 3
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 claims description 3
- 229910017119 AlPO Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910002367 SrTiO Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000000996 additive Effects 0.000 claims description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N al2o3 Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 2
- 229910003440 dysprosium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GEZAXHSNIQTPMM-UHFFFAOYSA-N dysprosium(3+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Dy+3].[Dy+3] GEZAXHSNIQTPMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000036462 Unbound Effects 0.000 claims 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims 1
- 235000014692 zinc oxide Nutrition 0.000 claims 1
- RNWHGQJWIACOKP-UHFFFAOYSA-N zinc;oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Zn+2] RNWHGQJWIACOKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000976 ink Substances 0.000 abstract description 166
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract description 25
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 13
- SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N silanol Chemical compound [SiH3]O SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 229910003439 heavy metal oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 abstract description 2
- -1 that is Substances 0.000 description 33
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N TiO Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- 125000004432 carbon atoms Chemical group C* 0.000 description 13
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 13
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 13
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 12
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 12
- 239000004698 Polyethylene (PE) Substances 0.000 description 11
- 229920001451 Polypropylene glycol Polymers 0.000 description 9
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 9
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 6
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 6
- 229910052816 inorganic phosphate Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 6
- NJRWNWYFPOFDFN-UHFFFAOYSA-L phosphonate(2-) Chemical compound [O-][P]([O-])=O NJRWNWYFPOFDFN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 6
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 5
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M buffer Substances [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 5
- 230000001808 coupling Effects 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 5
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 5
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 4
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 4
- 150000005215 alkyl ethers Chemical class 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 4
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 4
- 239000006174 pH buffer Substances 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 150000003871 sulfonates Chemical class 0.000 description 4
- HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N 2-Pyrrolidone Chemical compound O=C1CCCN1 HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DMSMPAJRVJJAGA-UHFFFAOYSA-N Benzisothiazolinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)NSC2=C1 DMSMPAJRVJJAGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N Diethylene glycol Chemical class OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Tris Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 3
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 3
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N glycerine Chemical class OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- XXJWXESWEXIICW-UHFFFAOYSA-N 2-(2-Ethoxyethoxy)ethanol Chemical compound CCOCCOCCO XXJWXESWEXIICW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethanol Chemical compound CCCCOCCOCCO OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SXGZJKUKBWWHRA-UHFFFAOYSA-N 2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid Chemical compound [O-]S(=O)(=O)CC[NH+]1CCOCC1 SXGZJKUKBWWHRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-Ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NUFBIAUZAMHTSP-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxy-3-morpholin-4-ium-4-ylpropane-1-sulfonate Chemical compound OS(=O)(=O)CC(O)CN1CCOCC1 NUFBIAUZAMHTSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NECRQCBKTGZNMH-UHFFFAOYSA-N 3,5-dimethylhex-1-yn-3-ol Chemical compound CC(C)CC(C)(O)C#C NECRQCBKTGZNMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RZQXOGQSPBYUKH-UHFFFAOYSA-N 3-[[1,3-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)propan-2-yl]azaniumyl]-2-hydroxypropane-1-sulfonate Chemical compound OCC(CO)(CO)NCC(O)CS(O)(=O)=O RZQXOGQSPBYUKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FSVCELGFZIQNCK-UHFFFAOYSA-N Bicine Chemical compound OCCN(CCO)CC(O)=O FSVCELGFZIQNCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OWMVSZAMULFTJU-UHFFFAOYSA-N Bis-tris methane Chemical compound OCCN(CCO)C(CO)(CO)CO OWMVSZAMULFTJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000003746 Feathers Anatomy 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N HCl Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DVLFYONBTKHTER-UHFFFAOYSA-N MOPS Chemical compound OS(=O)(=O)CCCN1CCOCC1 DVLFYONBTKHTER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SEQKRHFRPICQDD-UHFFFAOYSA-N N-tris(hydroxymethyl)methylglycine Chemical compound OCC(CO)(CO)[NH2+]CC([O-])=O SEQKRHFRPICQDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane Chemical compound CCC(CO)(CO)CO ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003869 acetamides Chemical class 0.000 description 2
- 230000002429 anti-coagulation Effects 0.000 description 2
- 239000003146 anticoagulant agent Substances 0.000 description 2
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Substances OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 2
- GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N oxozirconium Chemical compound [Zr]=O GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001042 pigment based ink Substances 0.000 description 2
- 159000000001 potassium salts Chemical class 0.000 description 2
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 2
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N propylene glycol Substances CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000013772 propylene glycol Nutrition 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 2
- VQOIVBPFDDLTSX-UHFFFAOYSA-M sodium;3-dodecylbenzenesulfonate Chemical class [Na+].CCCCCCCCCCCCC1=CC=CC(S([O-])(=O)=O)=C1 VQOIVBPFDDLTSX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002888 zwitterionic surfactant Substances 0.000 description 2
- WSWCOQWTEOXDQX-MQQKCMAXSA-M (E,E)-sorbate Chemical class C\C=C\C=C\C([O-])=O WSWCOQWTEOXDQX-MQQKCMAXSA-M 0.000 description 1
- RPHBFMWEAJBPMR-LCYFTJDESA-N (Z)-2-(2-ethenylnaphthalen-1-yl)but-2-enedioic acid Chemical compound C1=CC=C2C(C(/C(O)=O)=C/C(=O)O)=C(C=C)C=CC2=C1 RPHBFMWEAJBPMR-LCYFTJDESA-N 0.000 description 1
- DTCCVIYSGXONHU-CJHDCQNGSA-N (Z)-2-(2-phenylethenyl)but-2-enedioic acid Chemical compound OC(=O)\C=C(C(O)=O)\C=CC1=CC=CC=C1 DTCCVIYSGXONHU-CJHDCQNGSA-N 0.000 description 1
- 150000000180 1,2-diols Chemical class 0.000 description 1
- 229940015975 1,2-hexanediol Drugs 0.000 description 1
- 229940031723 1,2-octanediol Drugs 0.000 description 1
- CYSGHNMQYZDMIA-UHFFFAOYSA-N 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinone Chemical compound CN1CCN(C)C1=O CYSGHNMQYZDMIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000000185 1,3-diols Chemical class 0.000 description 1
- ALQSHHUCVQOPAS-UHFFFAOYSA-N 1,5-Pentanediol Chemical compound OCCCCCO ALQSHHUCVQOPAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WDQFELCEOPFLCZ-UHFFFAOYSA-N 1-(2-hydroxyethyl)pyrrolidin-2-one Chemical compound OCCN1CCCC1=O WDQFELCEOPFLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 1-butoxybutane Chemical class CCCCOCCCC DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DUFKCOQISQKSAV-UHFFFAOYSA-N 2-(2-hydroxypropoxy)propan-1-ol Chemical class CC(O)COC(C)CO DUFKCOQISQKSAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SVTBMSDMJJWYQN-UHFFFAOYSA-N 2-Methyl-2,4-pentanediol Chemical compound CC(O)CC(C)(C)O SVTBMSDMJJWYQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940093475 2-ethoxyethanol Drugs 0.000 description 1
- ACERFIHBIWMFOR-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxy-3-[(1-hydroxy-2-methylpropan-2-yl)azaniumyl]propane-1-sulfonate Chemical compound OCC(C)(C)NCC(O)CS(O)(=O)=O ACERFIHBIWMFOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JQXYBDVZAUEPDL-UHFFFAOYSA-N 2-methylidene-5-phenylpent-4-enoic acid Chemical compound OC(=O)C(=C)CC=CC1=CC=CC=C1 JQXYBDVZAUEPDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QWGRWMMWNDWRQN-UHFFFAOYSA-N 2-methylpropane-1,3-diol Chemical compound OCC(C)CO QWGRWMMWNDWRQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JBVOQKNLGSOPNZ-UHFFFAOYSA-M 2-propan-2-ylbenzenesulfonate Chemical compound CC(C)C1=CC=CC=C1S([O-])(=O)=O JBVOQKNLGSOPNZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- MTNFAXLGPSLYEY-UHFFFAOYSA-N 3-(2-ethenylnaphthalen-1-yl)prop-2-enoic acid Chemical compound C1=CC=C2C(C=CC(=O)O)=C(C=C)C=CC2=C1 MTNFAXLGPSLYEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JSGVZVOGOQILFM-UHFFFAOYSA-N 3-methoxybutan-1-ol Chemical compound COC(C)CCO JSGVZVOGOQILFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JTXUAHIMULPXKY-UHFFFAOYSA-N 3-trihydroxysilylpropan-1-amine Chemical compound NCCC[Si](O)(O)O JTXUAHIMULPXKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GDCRYMZNGGCWEH-UHFFFAOYSA-N 3-trihydroxysilylpropanoic acid Chemical compound OC(=O)CC[Si](O)(O)O GDCRYMZNGGCWEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RKZIPFOHRUCGGS-UHFFFAOYSA-M 4,5-dihydroimidazole-1-carboxylate Chemical class [O-]C(=O)N1CCN=C1 RKZIPFOHRUCGGS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FEIQOMCWGDNMHM-UHFFFAOYSA-N 5-phenylpenta-2,4-dienoic acid Chemical compound OC(=O)C=CC=CC1=CC=CC=C1 FEIQOMCWGDNMHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N Betaine Natural products C[N+](C)(C)CC([O-])=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 240000007170 Cocos nucifera Species 0.000 description 1
- 229960002887 Deanol Drugs 0.000 description 1
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N Diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004140 HfO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 description 1
- 239000007993 MOPS buffer Substances 0.000 description 1
- UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N N-dimethylaminoethanol Chemical compound CN(C)CCO UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MVQVNTPHUGQQHK-UHFFFAOYSA-N Nicotinyl alcohol Chemical compound OCC1=CC=CN=C1 MVQVNTPHUGQQHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 229910020175 SiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- JNYAEWCLZODPBN-CTQIIAAMSA-N Sorbitan Chemical compound OCC(O)C1OCC(O)[C@@H]1O JNYAEWCLZODPBN-CTQIIAAMSA-N 0.000 description 1
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N Sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical class OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N Triethylene glycol Chemical class OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001414 amino alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001558 benzoic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 150000001733 carboxylic acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000003240 coconut oil Substances 0.000 description 1
- 235000019864 coconut oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 229940071118 cumenesulfonate Drugs 0.000 description 1
- 108010052897 dermorphin (1-4), Arg(2)-Sar(4)- Proteins 0.000 description 1
- 229940028356 diethylene glycol monobutyl ether Drugs 0.000 description 1
- 229940075557 diethylene glycol monoethyl ether Drugs 0.000 description 1
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- CCIVGXIOQKPBKL-UHFFFAOYSA-N ethanesulfonic acid Chemical compound CCS(O)(=O)=O CCIVGXIOQKPBKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N fumaric acid Chemical compound OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002314 glycerols Chemical class 0.000 description 1
- FHKSXSQHXQEMOK-UHFFFAOYSA-N hexane-1,2-diol Chemical compound CCCCC(O)CO FHKSXSQHXQEMOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004029 hydroxymethyl group Chemical group [H]OC([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible Effects 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011068 load Methods 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- HDUNVICUTAZXTE-UHFFFAOYSA-N methyl(3-trihydroxysilylpropoxy)phosphinic acid Chemical compound CP(O)(=O)OCCC[Si](O)(O)O HDUNVICUTAZXTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N o-xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AEIJTFQOBWATKX-UHFFFAOYSA-N octane-1,2-diol Chemical compound CCCCCCC(O)CO AEIJTFQOBWATKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 1
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 1
- 150000003961 organosilicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- CJJMLLCUQDSZIZ-UHFFFAOYSA-N oxobismuth Chemical class [Bi]=O CJJMLLCUQDSZIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atoms Chemical group O* 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229920000223 polyglycerol Chemical class 0.000 description 1
- 229920000151 polyglycol Polymers 0.000 description 1
- 239000010695 polyglycol Substances 0.000 description 1
- 229920002503 polyoxyethylene-polyoxypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 1
- 229920000137 polyphosphoric acid Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged Effects 0.000 description 1
- 150000003222 pyridines Chemical class 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001909 styrene-acrylic polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 description 1
- 239000003784 tall oil Substances 0.000 description 1
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 description 1
- 239000004034 viscosity adjusting agent Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к чернилам для струйной печати. Чернила включают пигмент в водной дисперсионной среде. Пигмент включает частицы оксида металла или смешанного оксида металла и множество прореагировавших молекул диспергатора, присоединенных к внешним поверхностям частиц с образованием на них покрытия. Прореагировавшие молекулы диспергатора присоединены к внешним поверхностям частиц оксида металла или смешанного оксида металла через их силанольную связывающую группу. Количественное содержание покрытия находится в диапазоне от примерно 10 мас. % до примерно 50 мас. % по отношению к мас. % частиц оксида металла или смешанного оксида металла. Предложенные чернила препятствуют агломерации частиц пигмента, образованию плотного осадка при осаждении и способны к повторному диспергированию с помощью простого встряхивания, что обеспечивает возможность использования в чернилах для струйной печати крупных и тяжелых металлооксидных частиц. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл., 4 пр.
Description
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0001] В состав некоторых водных чернил для струйной печати входят крупные частицы металлооксидного пигмента, то есть частицы, у которых эффективный размер частицы составляет больше чем 100 нм. Примеры таких чернил включают чернила на основе пигмента TiO2 и чернила на основе керамических пигментов. В некоторых случаях крупные частицы металлооксидного пигмента выпадают в осадок из водной среды чернил во время периода неиспользования, а в выпавшем осадке частицы агломерируются. Было обнаружено, что агломерация выпавших в осадок частиц пигмента влияет на долгосрочную пригодность к использованию чернил для струйной печати. Например, агломерированные частицы могут поставить под угрозу надежность работы струйного пера, например агломерированные частицы могут забивать сопла струйного пера во время печати.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0002] Признаки и преимущества примеров настоящего изобретения станут очевидными при обращении к последующему подробному описанию и чертежам, на которых одинаковые ссылочные позиции соответствуют аналогичным, хотя, возможно, и не идентичным компонентам. Для краткости, номера позиций или признаки, имеющие ранее описанную функцию, могут быть или не быть описаны в связи с другими чертежами, на которых они показаны.
[0003] На фигурах с 1A по 1C вместе схематично изображен пример способа изготовления пигмента, предназначенного для примера чернил для струйной печати по настоящему изобретению.
[0004] На фигурах 2A и 2B индивидуально схематично изображены примеры части частицы пигмента с прикрепленными к ее поверхности реакционно-способными молекулами диспергатора.
[0005] Фигура 3 представляет собой график, показывающий влияние агломерации частиц на гранулометрический состав непокрытых частиц металлооксидного пигмента в водной дисперсии чернил для струйной печати сразу после приготовления дисперсии и спустя четыре месяца после приготовления дисперсии.
[0006] Фигура 4 представляет собой график, показывающий влияние агломерации частиц на гранулометрический состав частиц металлооксидного пигмента примера чернил для струйной печати по настоящему изобретению сразу после приготовления дисперсии и спустя четыре месяца после приготовления дисперсии.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0007] Настоящее изобретение в целом относится к чернилам для струйной печати.
[0008] Примеры раскрытых здесь чернил для струйной печати включают пигмент, введенный в водную дисперсионную среду чернил. Пигмент включает частицы оксида металла и множество реакционно-способных молекул диспергатора, присоединенных к частицам оксида металла. Эти реакционно-способные молекулы диспергатора присоединены к частицам оксида металла посредством силанольных связывающих групп. В некоторых случаях дополнительные реакционно-способные молекулы диспергатора прикреплены к по меньшей мере некоторым из реакционно-способных молекул диспергатора, уже прикрепленных к частицам оксида металла. Эти дополнительные реакционно-способные молекулы диспергатора прикрепляются к молекулам диспергатора также посредством силанольных связывающих групп. Считается, что реакционно-способные молекулы диспергатора, прикрепленные к частицам оксида металла (то есть реакционно-способные молекулы диспергатора, которые либо непосредственно, либо опосредованно прикреплены к оксиду металла), образуют слой покрытия на поверхностях частиц оксида металла. Кроме того, полагают, что слой покрытия является относительно толстым. В одном примере предполагается, что этот слой толще, чем мономолекулярный слой.
[0009] Пигмент для чернил для струйной печати по настоящему изобретению включает покрытые частицы пигмента (то есть частицы оксида металла с прикрепленными к ним реакционно-способными молекулами диспергатора), по отдельности имеющие эффективный диаметр (предполагающий, что каждая частица не является правильной сферой) по меньшей мере 50 нм. В одном примере частицы оксида металла по отдельности имеют размер частицы (т.е. эффективный диаметр), составляющий в диапазоне от примерно 0,05 мкм (т.е. 50 нм) до примерно 5 мкм. В другом примере частицы оксида металла по отдельности имеют размер частицы, который составляет вплоть до примерно 3 мкм. Однако авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что скорость осаждения крупных частиц пигмента в чернилах для струйной печати по настоящему изобретению в значительной степени снижена, а агломерация частиц в осадке, образовавшемся в результате осаждения крупных частиц пигмента, практически полностью устранена. Считается, что это связано, по меньшей мере отчасти, с присутствием толстого слоя покрытия.
[0010] В качестве примера, частицы пигмента могут образовывать пушистый осадок в течение периода неиспользования чернил для струйной печати, и такие частицы можно повторно легко диспергировать в водной среде чернил для струйной печати, например, с помощью встряхивания, перемешивания и тому подобного. В одном примере принтер для печати чернилами может быть оснащен некоторого рода аппаратными средствами повторного диспергирования для встряхивания, перемешивания или т.п. чернил для струйной печати перед печатанием. В другом примере производителем чернил может быть рекомендовано, например, вынуть из принтера чернильный картридж, содержащий чернила, и затем путем ручного встряхивания чернильного картриджа повторно диспергировать частицы в водной среде чернил. Может быть рекомендовано периодически выполнять такое ручное встряхивание, например, перед каждым заказом на печать. Считается, что для раскрытых здесь чернил встряхивание принтером или встряхивание вручную пользователем достаточно для повторного диспергирования осадка частиц в среду чернил. Это отличается от других композиций чернил, содержащих крупные и тяжелые частицы пигмента, где агломерация осадка частиц необратима, и частицы не могут быть легко и/или без труда повторно диспергированы в водную среду принтером или вручную пользователем.
[0011] Кроме того, легкость повторного диспергирования частиц в водной среде раскрытых здесь чернил для струйной печати, в сущности, приводит к улучшенной надежности струйного распыления чернил струйным пером во время печатания чернилами для формирования отпечатка.
[0012] Далее будут описаны примеры чернил для струйной печати. Как ранее упоминалось, чернила для струйной печати включают в себя пигмент, введенный в водную дисперсионную среду чернил. Используемый в настоящем документе термин «водная дисперсионная среда чернил» относится к воде и, возможно, к одному или более растворителям для формирования дисперсионной среды, в которую вводится пигмент для образования примеров чернил для струйной печати. Водная дисперсионная среда чернил может в одном примере включать воду с одной или более добавками или без добавок. В другом примере водная дисперсионная среда чернил включает сочетание воды и одного или более других растворителей с одной или более добавками или без добавок. Некоторые примеры добавок, которые можно вводить в водную дисперсионную среду чернил, включают поверхностно-активные вещества (ПАВ), связующие, буферы pH, биоциды и их комбинации. Другие добавки, которые можно вводить в водную дисперсионную среду чернил, включают модификаторы вязкости и комплексообразователи. Кроме того, поскольку присоединяемый к частице оксида металла диспергатор также фактически используется в чернилах для струйной печати в качестве антикоагулянта, возможно, может оказаться не целесообразным включать дополнительный антикоагулянт в водную дисперсионную среду чернил.
[0013] В одном примере в водную дисперсионную среду чернил можно включать один или более растворителей с целью понижения скорости испарения воды и/или регулирования некоторых свойств чернил, таких как вязкость, pH и поверхностное натяжение. В случаях, когда растворитель(ли) используется/используются, он(они) присутствует/присутствуют в количественном диапазоне от примерно 5 мас. % до примерно 15 мас. % от массы чернил для струйной печати.
[0014] Примеры растворителей включают алифатические спирты (например, первичные алифатические спирты с 30 атомами углерода или менее и вторичные алифатические спирты с 30 атомами углерода или менее), ароматические спирты (например, первичные ароматические спирты с 30 атомами углерода или менее и вторичные ароматические спирты с 30 атомами углерода или менее), диолы (например, 1,2-диолы с 30 атомами углерода или менее, 1,3-диолы с 30 атомами углерода или менее и 1,5-диолы с 30 атомами углерода или менее), простые эфиры гликолей (например, алкиловые простые эфиры этиленгликоля и алкиловые простые эфиры пропиленгликоля), простые полигликолевые эфиры (например, простые алкиловые эфиры полиэтиленгликоля, высшие гомологи простых алкиловых эфиров полиэтиленгликоля, простые алкиловые эфиры полипропиленгликоля и высшие гомологи простых алкиловых эфиров полипропиленгликоля), лактамы, формамиды (например, замещенные и незамещенные формамиды), ацетамиды (например, замещенные и незамещенные ацетамиды), длинноцепочечные спирты, этиленгликоли, пропиленгликоли, диэтиленгликоли, триэтиленгликоли, глицерин, дипропиленгликоли, простые бутиловые эфиры гликолей, полиэтиленгликоли, полипропиленгликоли, амиды, простые эфиры, карбоновые кислоты, сложные эфиры, органосульфиды, органосульфоксиды, сульфоны, производные спиртов, простой моноэтиловый эфир диэтиленгликоля (т.е. CARBITOLTM от компании Dow Chemical Co.), простой монобутиловый эфир диэтиленгликоля (т.е. бутил CARBITOLTM от компании Dow Chemical Co.), 2-этоксиэтанол (т.е. CELLOSOLVE® от компании Dow Chemical Co.), производные простых эфиров, аминоспирты и кетоны. Некоторые конкретные примеры растворителей включают этоксилированный глицерин, 2-метил-1,3-пропандиол, 2-метил-2,4-пентандиол, 1,5-пентандиол, 2-пирролидон, 1-(2-гидроксиэтил)-2-пирролидон, 2-этил-2-гидроксиметил-1,3-пропандиол, диэтиленгликоль, 3-метоксибутанол, 1,3-диметил-2-имидазолидинон, 1,2-гександиол, 1,2-октандиол, 2,5-диметил-3-гексин-2,5-диол, триметилолпропан, 3-гексан-2,5-диол, сульфолан, 3-пиридилкарбинол и производные пиридина.
[0015] В качестве добавки водная дисперсионная среда чернил может включать pH буфер, т.е. химическое вещество, которое может быть использовано в чернилах для корректирования или иного регулирования значения pH чернил. Некоторые примеры pH буферов включают гидроксиды щелочных металлов и амины (например, гидроксид лития, гидроксид натрия и гидроксид калия), амины (например, триэтаноламин, диэтаноламин и диметилэтаноламин), соляную кислоту, лимонную кислоту и другие основания или кислоты, которые не мешают свойствам чернил, таким как оптическая плотность. Некоторые конкретные примеры pH буферов имеются в продаже от компании Sigma-Aldrich Co. (St. Louis, Missouri), и эти примеры включают 2-(N-морфолино)этансульфоновую кислоту (MES), 3-(N-морфолино)пропансульфоновую кислоту (MOPS), TRIZMA®, 2-[бис(2-гидроксиэтил)амино]-2-(гидроксиметил)-1,3-пропандиол(бис-трис), 3-(N-морфолино)-2-гидроксипропансульфоновую кислоту (MOPSO), 2-[[1,3-дигидрокси-2-(гидроксиметил)пропан-2-ил]амино]этансульфоновую кислоту (TES), 3-[[1,3-дигидрокси-2-(гидроксиметил)пропан-2-ил]амино]-2-гидроксипропан-1-сульфоновую кислоту (TAPSO), триэтаноламин (TEA), N-(2-гидрокси-1,1-бис(гидроксиметил)этил)глицин(TRICINE), [N,N-бис(2-гидроксиэтил)глицин] (BICINE), N-трис(гидроксиметил)метил-3-аминопропансульфоновую кислоту (TAPS) и N-(1,1-диметил-2-гидроксиэтил)-3-амино-2-гидроксипропансульфоновую кислоту (AMPSO) в форме кислоты или соли.
[0016] В одном примере в водную дисперсионную среду чернил может быть введен единственный буфер. В другом примере в дисперсионную среду чернил может быть введено сочетание двух или более буферов. Далее, в тех случаях, когда используется буфер или сочетание буферов, каждый буфер в отдельности может присутствовать в количественном диапазоне от примерно 0,01 мас. % до примерно 1,0 мас. % от массы чернил.
[0017] Биоцид также можно добавлять в водную дисперсионную среду чернил, например, чтобы препятствовать росту микроорганизмов в чернилах. Примеры биоцидов включают соли бензоата, соли сорбата, представитель ряда NUOSEPT®, доступного от Ashland Inc. (Covington, Kentucky), такого как NUOSEPT® 495, представитель ряда UCARCIDETM, доступного от Dow Chemical Co. (Midland, Michigan), такого как UCARCIDETM 25, представитель ряда VANCIDE®, доступного от RT Vanderbilt Co. (Norwalk, Connecticut), такого как VANCIDE® MZ-96, и представитель ряда PROXELTM, доступного от Arch Chemicals (Norwalk, Connecticut). Если используется биоцид, то в одном примере биоцид присутствует в количественном диапазоне от примерно 0,05 мас. % до примерно 0,2 мас. % от массы чернил для струйной печати.
[0018] Одно или более поверхностно-активных веществ (ПАВ) могут использоваться в водной дисперсионной среде чернил, и примеры ПАВ включают анионные ПАВ, неионные ПАВ и цвиттерионные ПАВ. Некоторые примеры анионных ПАВ включают натриевые или калиевые соли жирных кислот с прямой цепью, натриевые или калиевые соли жирных кислот кокосового масла, натриевые или калиевые соли жирных кислот талового масла, соли аминов, ацилированные полипептиды, линейные алкилбензолсульфонаты, высшие алкилбензолсульфонаты, бензол, толуол, ксилол, кумолсульфонат, лигносульфонаты, нефтяные сульфонаты, N-ацил-N-алкилтаураты, парафиновые сульфонаты, вторичные н-алкансульфонаты, альфа-олефиновые сульфонаты, сложные эфиры сульфоянтарной кислоты, алкилнафталиновые сульфонаты, изоэтионаты, соли сложного эфира серной кислоты, сульфированные полиоксиэтилированные прямоцепочечные спирты, сульфированные триглицеридные масла, сложные эфиры фосфорной и полифосфорной кислоты и перфторированные анионные ПАВ.
[0019] Некоторые примеры неионных ПАВ включают алкилфенолэтоксилаты, полиоксиэтиленаты, этоксилаты прямоцепочечных спиртов, полиоксиэтилированные полиоксипропиленгликоли, полиоксиэтилированные меркаптаны, длинноцепочечные сложные эфиры карбоновых кислот, глицериновые и полиглицериновые сложные эфиры природных и жирных кислот, пропиленгликоль, сорбит и полиоксиэтиленированные сложные эфиры сорбита, полиоксиэтиленовые сложные эфиры гликолей и полиоксиэтиленированные жирные кислоты, конденсаты алканоламина, алканоламиды, третичные ацетиленовые гликоли, полиоксиэтиленированные силиконы, N-алкилпирролидоны и алкилполигликозиды.
[0020] Некоторые примеры цвитерионных ПАВ включают бета-N-алкиламинопропионовые кислоты, N-алкил-бета-иминодипропионовые кислоты, имидазолинкарбоксилаты, N-алкилбетаины, оксиды аминов и сульфобетаины.
[0021] В одном примере, если ПАВ используется, то оно(они) присутствует/присутствуют в количественном диапазоне от примерно 0,01 мас. % до примерно 2,0 мас. % от массы чернил для струйной печати. В еще одном примере ПАВ присутствует/присутствуют в количественном диапазоне от примерно 0,1 мас. % до примерно 1 мас. % от массы чернил для струйной печати.
[0022] Дисперсионная среда чернил может дополнительно включать одно или более связующих, и эти связующие могут быть использованы для связывания чернил с носителем, на котором осуществляют печать чернилами. Связующее(ие), которые могут быть введены в водную дисперсионную среду чернил, имеет/имеют среднечисленную молекулярную массу, зависящую, по меньшей мере частично, от растворимости связующего в жидкой фазе чернил для струйной печати. В случае связующих, которые растворимы в дисперсионной среде чернил, связующие выбирают из тех, которые имеют среднечисленную молекулярную массу (MW) в диапазоне от примерно 200 MW до примерно 15000 MW. В случае связующих, которые нерастворимы в дисперсионной среде чернил (например, которые образуют эмульсию), связующие выбирают из тех, которые имеют среднечисленную молекулярную массу по меньшей мере 200 MW. Для нерастворимых связующих не существует определенного верхнего предела ограничения молекулярной массы. Связующее может быть выбрано из сложных полиэфиров, сложных полиэфиров-меланинов, сополимеров стирола-акриловой кислоты, сополимеров стирола-акриловой кислоты-алкилакрилатов, сополимеров стирола-малеиновой кислоты, сополимеров стирола-малеиновой кислоты-алкилакрилатов, сополимеров стирола-метакриловой кислоты, сополимеров стирола-метакриловой кислоты-алкилакрилатов, сополимеров стирола-неполных эфиров малеиновой кислоты, сополимеров винилнафталина-акриловой кислоты, сополимеров винилнафталина-малеиновой кислоты и их солей. В одном примере, если связующее(ие) используется/используются, то количество связующего(их) в чернилах составляет в диапазоне от примерно 0,1 мас. % до примерно 10 мас. % от массы чернил для струйной печати. В другом примере присутствующее в чернилах количество связующего(их) составляет в диапазоне от примерно 2 мас. % до примерно 6 мас. %.
[0023] Вода составляет остальное в дисперсионной среде чернил. В тех случаях, где дисперсионная среда чернил включает в себя воду и никаких растворителей, количество воды составляет от примерно 50 мас. % до примерно 99 мас. % от массы чернил. В тех случаях, где дисперсионная среда чернил включает в себя сочетание из воды и одного или более других растворителей, количество воды составляет в диапазоне от примерно 30 мас. % до примерно 98 мас. % от массы чернил.
[0024] Пигмент, который введен в водную дисперсионную среду чернил, может присутствовать в количественном диапазоне от примерно 1 мас. % до примерно 40 мас. % от массы чернил для струйной печати. Пигмент преимущественно включает частицы оксида металла и/или частицы смешанного оксида металла с множеством прикрепленных к их внешней поверхности реакционно-способных молекул диспергатора. Оксиды металла включают оксиды единственного элемента, в то время как смешанные оксиды металла включают оксиды нескольких элементов. Следует понимать, что реакционно-способные молекулы диспергатора покрывают поверхности частиц оксида металла и/или частиц смешанного оксида металла в статистически случайном процессе. Таким образом, как правило, большинство частиц оксида металла и/или частиц смешанного оксида металла могут быть покрыты реакционно-способными молекулами диспергатора, в то время как намного меньшее количество частиц оксида металла и/или частиц смешанного оксида металла могут оставаться непокрытыми или могут быть покрыты очень небольшим количеством (например, мас. %) реакционно-способных молекул диспергатора по отношению к другим покрытым частицам оксида металла и/или покрытым частицам смешанного оксида металла. Более того, следует понимать, что статистически случайный процесс может не применяться идеально и что возможно, что все частицы оксида металла и/или частицы смешанного оксида металла будут покрыты реакционно-способными молекулами диспергатора.
[0025] В одном примере частицы оксида металла являются белыми частицами, такими как частицы TiO2. В другом примере частицы оксида металла и/или частицы смешанного оксида металла выбраны из оксидов металла и/или смешанных оксидов металла, имеющих показатель преломления в диапазоне от примерно 1,6 до примерно 3,0, а в еще одном примере - оксидов металла и/или смешанных оксидов металла, имеющих показатель преломления в диапазоне от примерно 1,8 до примерно 2,8. Другие примеры оксидов металла или смешанных оксидов металла включают оксиды циркония (например, ZrO2), оксиды алюминия (например, Al2O3), оксиды гафния (например, HfO2), оксиды ниобия (например, Nb2O5), оксиды цинка (например, ZnO), оксиды диспрозия (Dy2O3), оксиды тантала (например, Ta2O5), оксиды иттрия (например, Y2O3), смешанные оксиды висмута (например, Bi12SiO20), смешанные оксиды свинца (например, PbTiO3), смешанные оксиды стронция (например, SrTiO3), смешанные оксиды циркония (например, ZrY2O5), смешанные оксиды алюминия (например, AlPO4), смешанные оксиды бария (например, BaTiO3) и т.д. Кроме того, размер каждой частицы оксида металла (с точки зрения эффективного диаметра, предполагая, что частицы оксида металла, скорее всего, не являются идеальными сферами) составляет в диапазоне от примерно 0,1 мкм до примерно 3 мкм, а в другом примере составляет в диапазоне от примерно 0,1 мкм до примерно 1 мкм. В еще одном примере размер каждой частицы оксида металла составляет в диапазоне от примерно 0,15 мкм до примерно 0,5 мкм.
[0026] Реакционно-способные молекулы диспергатора, которые присоединены (прикреплены) к частицам оксида металла и/или частицам смешанного оксида металла, растворимы в воде и являются молекулами, включающими гидрофильный сегмент и гидролизуемый алкоксисилановый фрагмент. В одном примере реакционно-способные молекулы диспергатора могут индивидуально включать единственный алкоксисилановый фрагмент, и этот алкоксисилановый фрагмент может быть присоединен к концевой части гидрофильного сегмента реакционно-способной молекулы диспергатора. В другом примере реакционно-способные молекулы диспергатора могут индивидуально включать один, два или, возможно, более алкоксисилановых фрагментов. Например, один алкоксисилановый фрагмент может быть расположен на концевой части гидрофильного сегмента, а другой(ие) алкоксисилановый(е) фрагмент/фрагменты может/могут быть расположен(ы) вдоль основной цепи гидрофильного сегмента. В другом случае гидрофильный сегмент может включать алкоксисилановый фрагмент, расположенный на каждой концевой части (например, один алкоксисилановый фрагмент на одном конце гидрофильного сегмента, а другой алкоксисилановый фрагмент на другом конце гидрофильного сегмента). В еще одном случае гидрофильный сегмент может включать алкоксисилановый фрагмент на одной концевой части, а другой алкоксисилановый фрагмент на другой концевой части, и еще один алкоксисилановый фрагмент, расположенный вдоль основной цепи гидрофильного сегмента. Считается, что реакционно-способные молекулы диспергатора могут включать более чем три алкоксисилановых фрагмента, и эти алкоксисилановые фрагменты могут распределяться вдоль основной цепи гидрофильного сегмента.
[0027] Гидрофильный сегмент молекул диспергатора позволяет обычно нерастворимому пигменту диспергироваться в водной дисперсионной среде чернил. Гидрофильный сегмент имеет молекулярную структуру с гидрофильными фрагментами, чтобы соответствующим образом диспергировать пигмент в водной дисперсионной среде чернил. Считается, что размер гидрофильного сегмента и, таким образом, размер молекул диспергатора влияет на i) толщину покрытия из молекул диспергатора, формируемого на частицах оксида металла и/или частицах смешанного оксида металла, и ii) антиагломерационный эффект частиц оксида металла и/или частиц смешанного оксида металла в осадке чернил. Например, у дисперсии, включающей в себя длинноцепочечные полимерные диспергаторы (например, простые полиэфиры, большие чем 5 килодальтон (кДа) до 10 кДа), вязкость будет больше, чем у дисперсии, которая включает в себя диспергаторы с более короткими длинами цепей (например, неорганический фосфат). Эта повышенная вязкость может вредно влиять на надежность струйного распыления чернил из чернильно-струйного пера (например, в результате закупоривания сопла и т.д.). Однако эти типы длинноцепочечных полимерных диспергаторов склонны образовывать более толстые покрытия на поверхности частиц оксида металла, и это более толстое покрытие может уменьшить или даже предотвратить агломерацию частиц из осадка, образовавшегося во время периода неиспользования дисперсии. С другой стороны, дисперсия, включающая в себя малые молекулы диспергатора (например, неорганический фосфат), не будет оказывать фактически никакого вредного влияния на вязкость дисперсии и, таким образом, никакого вредного влияния на надежность струйного распыления дисперсии чернильно-струйным пером. Короткие молекулы диспергатора, однако, не образуют нужное толстое покрытие на частицах оксида металла, и такие частицы склонны агломерироваться при оседании частиц из жидкой фазы дисперсии.
[0028] Реакционно-способные молекулы диспергатора, покрывающие частицы оксида металла и/или частицы смешанного оксида металла в случае примеров чернил для струйной печати по настоящему изобретению, включают гидрофильный сегмент, выбранный из такого, который ведет себя как малые молекулы диспергатора с точки зрения вязкости, но также позволяет молекулам диспергатора образовывать желательно толстые покрытия на соответствующих поверхностях частиц оксида металла. Было обнаружено, что благодаря толстому покрытию, сформированному на поверхностях частиц оксида металла, агломерацию можно уменьшить или даже исключить. Также было обнаружено, что вязкость дисперсии такова, что дисперсия может легко вытекать струей из струйного пера, включая пьезоэлектрические струйные перья и тепловые струйные перья. В одном примере гидрофильный сегмент реакционно-способных молекул диспергатора является более крупным, чем неорганический фосфат, но не столь большим, как полимерный диспергатор.
[0029] В одном примере гидрофильный сегмент реакционно-способных молекул диспергатора имеет среднечисленную молекулярную массу (MW), составляющую в пределах от примерно 150 до примерно 10000. В другом примере MW гидрофильного сегмента реакционно-способных молекул диспергатора находится в пределах от примерно 150 до примерно 5000. В еще одном примере MW гидрофильного сегмента реакционно-способных молекул диспергатора находится в пределах от примерно 150 до примерно 3000. В одном конкретном примере MW гидрофильного сегмента реакционно-способных молекул диспергатора составляет примерно 192, а в другом конкретном примере MW гидрофильного сегмента реакционно-способных молекул диспергатора составляет примерно 230. Некоторые примеры гидрофильного сегмента включают молекулы, содержащие водорастворимые цепи простых полиэфиров, таких как, например, полиэтиленгликоль (PEG) или сополимеры PEG и полипропиленгликоля (PPG), где отношение PEG к PPG больше чем или равно 1. Другие примеры гидрофильного сегмента включают молекулы на основе углерода, содержащие анионные разновидности, например фосфонат или карбоксилат.
[0030] Гидролизуемый алкоксисилановый фрагмент является алкоксисилановой группой, присоединенной к гидрофильному сегменту реакционно-способной молекулы диспергатора, причем такая алкоксисилановая группа может легко гидролизоваться при растворении в водной среде (например, в водной дисперсионной среде чернил) с получением силанольной группы. Алкоксисилановый фрагмент является неионным или анионным и имеет общую структуру -Si(OR)3, где R может быть H, CH3, C2H5 или любым из примеров, предусмотренных ниже для R4, R5 или R6. Считается, что алкоксисилановые фрагменты с тремя или более атомами углерода менее желательны, отчасти потому, что было обнаружено, что чем длиннее/больше длина цепи алкоксисиланового фрагмента, тем более замедляется скорость гидролиза алкоксисилана и снижается его способность реагировать с поверхностью частиц оксида металла и/или смешанного оксида металла.
[0031] Желательно, чтобы каждая реакционно-способная молекула диспергатора, в целом, представляла собой столь короткую молекулу, чтобы эта молекула вносила очень малый вклад, если вообще вносила, в вязкость чернил для струйной печати. В одном примере короткая молекула диспергатора включает менее чем 20 сегментов ПЭГ с алкоксисилановыми фрагментами простого полиэфира или равное этому количество. Это особенно правильно при высоком удельном содержании пигмента (например, более чем 20 мас. %) в чернилах для струйной печати. В одном примере количество реакционно-способных молекул диспергатора находится в пределах от примерно 9 мас. % по отношению к мас. % оксида металла и/или смешанного оксида металла до примерно 100 мас. % по отношению к мас. % оксида металла и/или смешанного оксида металла. В другом примере количество реакционно-способных молекул диспергатора находится в пределах от примерно 10 мас. % до примерно 50 мас. %, а в еще одном примере количество реакционно-способных молекул диспергатора находится в пределах от примерно 30 мас. % до примерно 50 мас. % по отношению к мас. % оксида металла и/или смешанного оксида металла. Упомянутые выше диапазоны могут в некоторых случаях включать избыток диспергатора, который может улучшить надежность струйного распыления. Используемый здесь термин "избыток" относится к количеству реакционно-способных молекул диспергатора, которые не присоединены к частицам оксида металла и остаются в жидкой фазе дисперсии (т.е. остаются в растворе). Считается, что надежность струйного распыления можно улучшить с помощью избытка молекул диспергатора, потому что кремнийорганические аппреты молекул диспергатора имеют функциональность (например, функциональность полиэтиленгликоля), которая химически подобна тем добавкам для струйной печати (например, LEG-1), которые часто включаются в составы чернил для струйной печати для улучшения надежности струйного распыления. В одном примере чернила для струйной печати могут содержать примерно 30 мас. % пигмента TiO2, причем реакционно-способные молекулы диспергатора составляют примерно 50 мас. % от пигмента TiO2.
[0032] В одном примере реакционно-способная молекула диспергатора i) водорастворима, ii) имеет гидролизуемый алкоксисилановый фрагмент, и iii) имеет гидрофильный сегмент, содержащий водорастворимую полиэфирную цепь или анионные гидрофильные группы, такие как карбоксилатные группы и/или фосфонатные группы.
[0033] Пример структуры реакционно-способной молекулы диспергатора представлен ниже структурой (I). Считается, что эта структура реакционно-способной молекулы диспергатора, при присоединении к частицам оксида металла и/или смешанного оксида металла, позволит чернилам для струйной печати (которые также называться дисперсией оксида металла) быть распыляемыми струей из струйной печатающей головки. Пример структуры (I) представлен так:
где R1, R2 и R3 являются гидроксильными группами, линейными алкоксигруппами или разветвленными алкоксигруппами. В некоторых примерах R1, R2 и R3 являются линейными алкоксигруппами, имеющими от 1 до 5 атомов углерода. Кроме того, в других примерах R1, R2 и R3 представляют собой -OCH3 или -OC2H5. R4 является водородом, линейной алкильной группой или разветвленной алкильной группой. В некоторых примерах R4 является алкильной группой, имеющей от 1 до 5 атомов углерода.
[0034] Кроме того, PE в алкоксисилановом диспергаторе структуры I является сегментом цепи олигомера простого полиэфира структурной формулы [(CH2)n-CH(R)-O]m, присоединенным к Si через связь Si-C, где n представляет собой целое число в диапазоне от 0 до 3, m представляет собой целое число, большее или равное 2, а R является H или цепочечной алкильной группой. R в олигомере простого полиэфира также может быть цепочечной алкильной группой, имеющей от 1 до 3 атомов углерода, такой как CH3 или C2H5. В некоторых примерах m представляет собой целое число в диапазоне от 2 до 30, а в других примерах m представляет собой целое число в диапазоне от 5 до 15. Сегмент цепи простого полиэфира PE может включать повторяющиеся звенья сегмента цепи PEG (-CH2CH2-O-) или комбинацию сегментов PEG и сегментов PPG (-CH2-CH(CH3)-O-). Считается, что полиэфирная цепь PE может включать повторяющиеся звенья одних только сегментов PPG, особенно, когда число сегментов PPG мало. Фактически PE образовывает гидрофильный сегмент диспергатора.
[0035] Другой пример структуры реакционно-способной молекулы диспергатора представлен ниже структурой (II):
где R5, R6 и R7 представляют собой водород, линейные алкильные группы или разветвленные алкильные группы. В некоторых примерах R5, R6, R7 являются линейными алкильными группами, имеющими от 1 до 3 атомов углерода в длине цепи, а в других примерах R5, R6 и R7 являются -CH3 или -C2H5. R8 может быть любым из описанных выше примеров R4, а PE является тем же самым, как описано выше для структуры I.
[0036] Еще один пример структуры реакционно-способной молекулы диспергатора представлен ниже структурой III:
где R9, R10 и R11 являются такими же, как R5, R6 и R7 соответственно из структуры II, представленной выше. (CH2)p является связывающей группой, где p представляет собой целое число в диапазоне от 3 до 8. Далее, R12 является таким же, как R8 из структуры II и R4 из структуры I, и PE является таким же, как PE из структур I и II.
[0037] Каждая из указанных выше структур является полиэфирной алкоксисилановой реакционно-способной молекулой диспергатора. Некоторые конкретные примеры полиэфирных алкоксисиланов, которые могут использоваться в качестве реакционно-способных молекул диспергатора, включают: (CH3O)3Si-(CH2CH2O)m-H, (CH3CH2O)3Si-(CH2CH2O)m-H, (CH3O)3Si-(CH2CH2O)m-CH3, (CH3CH2O)3Si-(CH2CH2O)m-CH3, (CH3O)3Si-(CH2CH2O)m-CH2CH3, (CH3CH2O)3Si-(CH2CH2O)m-CH2CH3, (CH3O)3Si-(CH2CH(CH3)O)m-H, (CH3CH2O)3Si-(CH2CH(CH3)O)m-H, (CH3O)3Si-(CH2CH(CH3)O)m-CH3 и (CH3CH2O)3Si-(CH2CH(CH3)O)m-CH3. Некоторые другие конкретные примеры полиэфирных алкоксисиланов, которые могут использоваться в качестве реакционно-способных молекул диспергатора, включают: HO(CH2CH2O)m-(CH2)3-Si(OCH3)3, HO(CH2CH2O)m-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3, CH3O(CH2CH2O)m-(CH2)3-Si(OCH3)3, CH3O(CH2CH2O)m-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3, C2H5O(CH2CH2O)m-(CH2)3-Si(OCH3)3, C2H5O(CH2CH2O)m-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3, HO(CH2CH(CH3)O)m-(CH2)3-Si(OCH3)3, HO(CH2CH(CH3)O)m-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3, CH3O(CH2CH(CH3)O)m-(CH2)3-Si(OCH3)3 и CH3O(CH2CH(CH3)O)m-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3. В любом из предыдущих примеров переменная m может быть целым числом, равным 2 или больше. В некоторых примерах m представляет собой целое число в диапазоне от 2 до 30, а в некоторых примерах m является целым числом в диапазоне от 5 до 15.
[0038] Следует понимать, что каждая частица оксида металла и/или смешанного оксида металла пигмента включает гидроксильные группы на своей поверхности, и эти гидроксильные группы естественно образуются по реакции частицы оксида металла и/или смешанного оксида металла и воды. Каждая из гидроксильных групп будет реагировать с силанольной связывающей группой реакционно-способной молекулы диспергатора, химически присоединяя или связывая реакционно-способную молекулу диспергатора к поверхности частицы оксида металла и/или смешанного оксида металла или с этой поверхностью, таким образом формируя пигмент. Пример способа изготовления пигмента для чернил для струйной печати далее будет описан здесь в сочетании с фигурами 1A-1C.
[0039] Обращаясь теперь к фигуре 1A, частицы оксида металла и/или смешанного оксида металла с присоединенными к ним гидроксильными группами и реакционно-способные молекулы диспергатора с алкоксисилановым фрагментом добавляют к водной среде M. Частицы оксида металла и/или смешанного оксида металла с присоединенными к ним гидроксильными группами показаны на фигурах как P-OH, где P - частица. Реакционно-способные молекулы диспергатора с алкоксисилановым фрагментом показаны на фигуре как D-Si(OR)3, где D - часть реакционно-способной молекулы диспергатора, включающая функциональность диспергатора (например, гидрофильный сегмент, включающий полиэфирную(ые) группу(ы), фосфонатную(ые) группу(ы) и т.д.), а Si(OR)3 - алкоксисилановый фрагмент, где R может быть H, CH3, C2H5 или любым из примеров, приведенных выше для R4, R5 или R6. Фактически, D-Si(OR)3 может представлять любую из представленных здесь структур I, II или III, где D включает сегмент PE.
[0040] Реакционно-способные молекулы диспергатора затем растворяются в водной среде M. Во время растворения алкоксисилановый фрагмент каждой из реакционно-способных молекул диспергатора гидролизуется внутри водной среды M. Гидролиз алкоксисиланового фрагмента дает силанольную группу (т.е. связывающую группу), присоединенную к функциональности диспергатора D. Эта стадия показана на фигуре 1B, где пример функциональности диспергатора D с присоединенной к нему силанольной группой показан как D-Si(OR)3, D-Si(OR)2OH, D-Si(OR)(OH)2 и D-Si(OH)3, которые все представляют частично и/или полностью гидролизованную алкоксисилановую группу. На фигуре 1B также показаны частицы с присоединенными к ним гидроксильными группами (т.е. P-OH).
[0041] Некоторые из силанольных групп (-SiOH) реагируют с гидроксильными группами (-OH) металлооксидных частиц P, химически связывая функциональность диспергатора D с металлооксидными частицами P (например, P-O-Si(OH)2-D), и это показано на фигуре 1C. Как правило, у молекул диспергатора на основе кремнийорганических аппретов (например, алкоксисиланов) атом кремния связан с тремя атомами кислорода (один из которых связан с частицей P), и этот атом кремния будет образовывать одинарную связь с атомом углерода функциональности диспергатора D (которая включает гидрофильный сегмент). Результат этих реакций включает прореагировавшую молекулу диспергатора (т.е. D+L), прикрепленную к внешней поверхности каждой из частиц P оксида металла и/или смешанного оксида металла. Пример этого показан на фигуре 2A.
[0042] В примере по фигуре 2A реакционно-способные молекулы диспергатора прореагировали и пять из функциональностей диспергатора D этих прореагировавших молекул диспергатора присоединены к поверхности 12 частицы через соответствующие силанольные связывающие группы L. Следует понимать, что число показанных на фигуре 2A прореагировавших молекул диспергатора (т.е. D+L) приведено просто в целях иллюстрации того, что прореагировавшие молекулы диспергатора присоединяются к частице P и что у частицы P может быть гораздо больше (или возможно меньше) прореагировавших молекул диспергатора, чем то, что показаны на фигуре 2, которые непосредственно присоединены к частице P. Например, частица P может иметь десятки, сотни или, возможно, тысячи прореагировавших молекул диспергатора D+L, которые непосредственно присоединены к поверхности 12 частицы. Считается, что число прореагировавших молекул диспергатора D+L, которые присоединяются к частице P, формируют толстое гидрофильное покрытие на частице P. Это покрытие полагают более толстым, чем монослой (мономолекулярный слой).
[0043] Кроме того, считается, что множество прореагировавших молекул диспергатора D+L, которые химически присоединены к поверхности 12 частицы, образует на ней гидрофильное покрытие. Как упоминалось ранее, считается, что это гидрофильное покрытие является относительно толстым (например, толще, чем монослой), и толщина покрытия становится причиной того, что пигмент 10 (который включает металлооксидную частицу P и покрытие из прореагировавших молекул диспергатора D+L) имеет размер частиц, который намного больше чем 100 нм. Это толстое покрытие может поэтому увеличить гидродинамический радиус частиц оксида металла и/или смешанного оксида металла, что уменьшает их эффективную плотность и скорость осаждения. Кроме того, не будучи связанным ни с какой теорией, считается, что присутствие толстого покрытия, образовавшегося на отдельных частицах оксида металла и/или смешанного оксида металла, предотвращает агломерацию частиц при оседании, и осадок получается относительно пушистым. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что пушистый осадок может быть легко повторно диспергирован в водной среде посредством некоторого встряхивания или перемешивания.
[0044] Возвращаясь к фигуре 1C, кратко, все частицы P, показанные в примере, изображенном на фигуре 1C, имели присоединенные к ним прореагировавшие молекулы диспергатора D+L. В некоторых случаях может быть возможным, что некоторые из частиц P могут иметь присоединенные к ним прореагировавшие молекулы диспергатора D+L, в то время как другие частицы P остаются непрореагировавшими. В силу этого некоторые прореагировавшие молекулы диспергатора D+L могут оставаться неприсоединенными в объеме жидкой фазы. Считается, однако, что при загрузке реакционно-способных молекул диспергатора в среду (например, от примерно 10 мас. % до примерно 100 мас. % по отношению к мас. % частиц оксида металла/смешанного оксида металла), число молекул диспергатора значительно превышает число частиц оксида металла/смешанного оксида металла в среде. Хотя бы по этой причине считается, что едва ли какая-либо из частиц оксида металла/смешанного оксида металла в среде будет оставаться непокрытой, и в объеме жидкой фазы будет оставаться минимальное количество прореагировавших молекул диспергатора D+L. Считается, что в описанных здесь примерах присутствие каких-любо неприсоединенных прореагировавших молекул диспергатора в чернилах не оказывает вредного влияния на вязкость чернил, и это особенно выгодно для струйной печати (например, тепловой струйной печати, пьезоэлектрической струйной печати и тому подобное).
[0045] В одном примере некоторые из прореагировавших молекул диспергатора D+L могут включать более чем одну силанольную связывающую группу L; например, по одной силанольной связывающей группе L на каждой концевой части функциональности диспергатора D. В этом примере функциональность диспергатора D может присоединяться к поверхности 12 частицы через одну из силанольных связывающих групп L и может присоединяться к смежной функциональности диспергатора D через другую силанольную связывающую группу L. Смежная функциональность диспергатора D может быть или не быть уже присоединенной к поверхности 12 частицы.
[0046] В одном примере пигмент может также включать множество дополнительных прореагировавших молекул диспергатора (смотри D'+L' на фигуре 2A), которые опосредованно присоединены к поверхности частицы (например, между дополнительной прореагировавшей молекулой диспергатора (D'+L') и поверхностью 12 частицы оксида металла образовалась прореагировавшая молекула диспергатора (D+L)). Эти дополнительные прореагировавшие молекулы диспергатора (D'+L') являются такими же, как прореагировавшие молекулы диспергатора (D+L), описанные выше. Должно быть понятно, что дополнительные прореагировавшие молекулы диспергатора (D'+L') становятся частью покрытия, образующегося на поверхности 12 частицы. В результате присутствия дополнительных прореагировавших молекул диспергатора (D'+L') считается, что образующееся на поверхности 12 частицы покрытие становится толще, чем тогда, когда поверхность частицы включает исключительно прореагировавшие молекулы диспергатора (D+L). Считается, например, что толщина покрытия, образованного прореагировавшими молекулами диспергатора (D+L) (например, которые могут связываться друг с другом, как показано на фигуре 2B) или сочетанием прореагировавших молекул диспергатора (D+L) и дополнительных прореагировавших молекул диспергатора (D'+L') (например, где D'+L' связывается с D+L; D'+L' связывается с другим D'+L', и т.д.), становится толще, чем монослой.
[0047] Снова обращаясь к примеру, изображенному на фигуре 2A, дополнительные прореагировавшие молекулы диспергатора обозначены как D'+L', и эти молекулы D'+L' в этом примере прикреплены к некоторым из прореагировавших молекул диспергатора D+L, которые уже прикреплены к поверхности 12 частицы. Пример, изображенный на фигуре 2A, также включает дополнительные прореагировавшие молекулы диспергатора D'+L', причем каждая прикреплена к соответствующей функциональности диспергатора D из прореагировавшей молекулы диспергатора D+L. Следует понимать, что пример, показанный на фигуре 2A, является иллюстративным и что число дополнительных прореагировавших молекул диспергатора D'+L' не ограничено. В одном примере многие другие дополнительные прореагировавшие молекулы диспергатора D'+L' могут присоединяться к другим функциональностям диспергатора D.
[0048] Дополнительные функциональности диспергатора D' присоединяются к функциональностям диспергатора D через силанольную связывающую группу L'. В одном примере силанольная связывающая группа L' расположена на концевой части дополнительной прореагировавшей молекулы диспергатора D'+L'. Хотя это не показано на фигуре 2A, считается, что другая дополнительная прореагировавшая молекула диспергатора может присоединяться к концу дополнительной прореагировавшей молекулы диспергатора D'+L', которая опосредованно присоединена к частице P, и так далее. Таким образом, на поверхности 12 частицы могут формироваться цепи прореагировавших молекул диспергатора.
[0049] Следует понимать, что дополнительные прореагировавшие молекулы диспергатора (например, D'+L') могут присоединяться к прореагировавшей молекуле диспергатора D+L или к дополнительной прореагировавшей молекуле диспергатора D'+L' везде, где есть силанольная связывающая группа L, L'. В случаях, когда силанольная связывающая группа L, L' расположена вдоль основной цепи функциональности диспергатора D/дополнительной функциональности диспергатора D', другая дополнительная прореагировавшая молекула диспергатора D'+L' может затем присоединиться к основной цепи функциональности диспергатора D/дополнительной функциональности диспергатора D', а не к ее концевой части. В случаях, когда прореагировавшая молекула диспергатора D+L/дополнительная прореагировавшая молекула диспергатора D'+L' включает несколько силанольных связывающих групп L, L', другая прореагировавшая молекула диспергатора может присоединиться к каждой силанольной связывающей группе L, L'. Таким образом, например, прореагировавшая молекула диспергатора D+L/дополнительная прореагировавшая молекула диспергатора D'+L', которая включает три силанольные связывающие группы L, L', может иметь три присоединенные к ней другие прореагировавшие молекулы диспергатора, то есть по одной прореагировавшей молекуле диспергатора, присоединенной к каждой из силанольных связывающих групп L, L'.
[0050] В другом примере дополнительная прореагировавшая молекула диспергатора D'+L' может присоединяться к двум смежным функциональностям диспергатора D, тем самым формируя мостиковую структуру. Этот пример показан на фигуре 2B, где пигмент 10' включает металлооксидную частицу P, имеющую множество функциональностей диспергатора D (включая D1 и D2), присоединенных к ее поверхности 12 через силанольные связывающие группы L. Пигмент 10' далее включает дополнительные функциональности диспергатора D1' и D2', присоединенные к некоторым из функциональностей диспергатора (например, D1 и D2 соответственно) через силанольную связывающую группу L1', L2'. В этом примере еще одна дополнительная прореагировавшая молекула диспергатора D3', L3' соединяет функциональность диспергатора D1 и дополнительную функциональность диспергатора D2'. Дополнительная функциональность диспергатора D3' присоединяется к смежным функциональностям диспергатора D1, D2' через силанольные связывающие группы L3', расположенные на каждой концевой части дополнительной функциональности диспергатора D3'.
[0051] Следует понимать, что каждая силанольная связывающая группа L, L' может образовывать до трех отдельных связей. Например, функциональность диспергатора D может использовать одну силанольную связывающую группу L, чтобы присоединиться к поверхности 12 частицы. Эта одна силанольная связывающая группа L может также присоединиться к двум другим функциональностям диспергатора D/дополнительным функциональностям диспергатора D'.
[0052] Хотя выше были описаны некоторые конфигурации прямого и косвенного прикрепления прореагировавших молекул диспергатора к поверхности частиц оксида металла и/или смешанного оксида металла, предполагается, что также могут иметь место и другие конфигурации.
[0053] Здесь также описан способ изготовления чернил для струйной печати. В этом способе пигмент 10, 10' приготавливают с использованием примеров способа, описанного выше с привязкой к фигурам 1A-1C. Пигмент 10, 10' затем вводят в водную дисперсионную среду чернил. Примеры водной дисперсионной среды чернил представлены выше.
[0054] Для дополнительной иллюстрации настоящего изобретения здесь приведены примеры. Следует понимать, что эти примеры приведены в иллюстративных целях и не должны истолковываться как ограничивающие объем настоящего изобретения.
ПРИМЕРЫ
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР 1
[0055] Водные чернила для струйной печати приготовили введением частиц оксида металла в водную дисперсионную среду чернил. К воде добавили примерно 12 мас. % частиц TiO2 и от примерно 1 мас. % до примерно 2 мас. % диспергатора полифосфоната натрия (где мас. % диспергатора полифосфоната натрия дан относительно мас. % частиц TiO2).
[0056] Частицы оксида металла были выбраны из частиц TiO2, имеющих размер частицы в пределах от примерно 150 нм до примерно 2 мкм. Значение объемной плотности частиц TiO2 в соответствии с литературными данными составляет примерно 4,2, что значительно выше, чем у водной дисперсионной среды чернил, которое составляет от примерно 1,0 до примерно 1,2. Было установлено, что сочетание высокой объемной плотности и большого размера частиц TiO2 увеличивало скорость осаждения пигмента в течение периода неприменения чернил для струйной печати. Было найдено, что частицы TiO2 осаждались из водной дисперсионной среды чернил в течение нескольких дней.
[0057] С помощью визуального наблюдения (и как иллюстрировано данными о величине частиц, обсуждаемыми ниже) также было найдено, что частицы TiO2 в осадке агломерировались и что агломерированные частицы уплотняли осадок (например, слой осадка кажется намного тоньше, когда частицы уплотнены, чем когда они не уплотнены). После печатания чернилами уплотненный осадок забивал каналы подачи чернил и/или жидкостную конструкцию системы струйной печати, что приводит к неустранимому закупориванию/засорению сопел струйного пера.
[0058] На фигуре 3 представлен график, показывающий влияние агломерации частиц на гранулометрический состав частиц TiO2 в водной дисперсионной среде чернил. В частности, на фигуре 3 представлена гистограмма, показывающая процент общей популяции присутствующих частиц (т.е. %-ный интервал) с определенным диапазоном размера частиц. Размер частицы у частиц TiO2 измеряли сразу после приготовления чернил, используя анализатор размера частиц NANOTRACK® (Microtrack Corp., Montgomeryville, Pennsylvania), и результаты измерений нанесли на график, показанный на фигуре 3. Средний размер частицы Mv у частиц TiO2 сразу после приготовления чернил определен равным примерно 233 нм. Чернила затем оставили на срок четыре месяца (или 120 дней), после которого размер частиц TiO2 замеряли снова. Эти данные также нанесли на график, показанный на фигуре 3. Средний размер частицы Mv у частиц TiO2 после четырех месяцев был значительно выше, чем средний размер частицы у частиц TiO2 сразу после приготовления чернил. Средний размер частицы Mv у частиц TiO2 после четырех месяцев определен равным примерно 680 нм. Это значительное увеличение размера частиц свидетельствует об агломерации частиц и уплотнении после четырехмесячного промежутка времени.
[0059] Также было обнаружено, что агломерированные частицы в чернилах для струйной печати нельзя повторно диспергировать в водной дисперсионной среде чернил простым перемешиванием. После только перемешивания и встряхивания, например, агломерированные частицы не могли быть повторно диспергированы в водной дисперсионной среде чернил как отдельные частицы TiO2.
ПРИМЕР 2
[0060] Другие водные чернила для струйной печати приготовили введением частиц оксида металла в водную дисперсионную среду чернил. Частицы оксида металла для этих чернил включали частицы TiO2, покрытые диспергатором полиэтиленгликолем, присоединенным через силанольную связывающую группу. Отношение частиц TiO2 к диспергатору составляло 10:1. Водная дисперсионная среда чернил, в которую были добавлены покрытые частицы TiO2, представлена в таблице 1 ниже:
| Таблица 1 | |
| Состав водной дисперсионной среды чернил для примера 2 | |
| Компоненты дисперсионной среды чернил | Количество (мас. %) |
| LEG-1 | 5,00 |
| 2-пирролидон | 9,00 |
| Trizma® Base | 0,20 |
| Proxel® GXL | 0,10 |
| Surfynol® 465 (Air Products, Allentown, PA) | 0,20 |
| Вода | До 100% |
[0061] У частиц TiO2 размер частицы был в пределах от примерно 150 нм до примерно 2 мкм, а объемная плотность пигмента, которую снова определяли, была значительно выше, чем у водной дисперсионной среды чернил. Было найдено, что покрытые частицы TiO2 этого примера осаждались из водной дисперсионной среды чернил в течение нескольких дней. Тем не менее, осадок, образовавшийся из чернил в этом примере, был намного толще (например, в 2-3 раза толще), чем осадок, образовавшийся из сравнительных чернил в примере 1. Более толстый осадок указывал на то, что покрытые частицы TiO2 не агрегировались и не уплотнялись, и их можно было повторно диспергировать в исходное состояние. Это утверждение было подтверждено, как описано ниже.
[0062] В отличие от сравнительного примера 1, частицы TiO2 в осадке в этом примере не агломерировались. Фигура 4 представляет собой график, показывающий влияние агломерации частиц на гранулометрический состав покрытых частиц TiO2 в водной дисперсионной среде чернил. В частности, фигура 4 представляет собой гистограмму, показывающую процент общей популяции присутствующих частиц (т.е. %-ный интервал) с определенным диапазоном размера частиц. Размер частицы у покрытых частиц TiO2 измеряли сразу после приготовления чернил и результаты измерений нанесли на график, показанный на фигуре 4. Средний размер частицы Mv у покрытых частиц TiO2 сразу после приготовления чернил определен равным примерно 260 нм. Чернила затем оставили на срок четыре месяца (или 120 дней), после которых размер покрытых частиц TiO2 замеряли снова. Эти данные также нанесли на график, показанный на фигуре 4. Средний размер частицы Mv у покрытых частиц TiO2 после четырех месяцев был примерно таким же, как и средний размер частицы у покрытых частиц TiO2 сразу после приготовления чернил. Средний размер частицы Mv у покрытых частиц TiO2 после четырех месяцев определен равным примерно 250 нм. Тот факт, что у покрытых частиц TiO2 не было значительного изменения среднего размера частицы, является свидетельством того, что никакой агломерации или уплотнения в осадке после четырех месяцев неиспользования чернил не происходило. Это находится в резком контрасте с результатами, показанными для сравнительных чернил на фигуре 3.
[0063] Также было найдено, что частицы, которые осели из жидкой фазы чернил для струйной печати в этом примере, могли быть повторно диспергированы в водной дисперсионной среде чернил путем простого перемешивания. После лишь перемешивания и встряхивания, например, частицы были повторно диспергированы в водной дисперсионной среде чернил.
ПРИМЕР 3
[0064] Приготовили водные чернила для струйной печати четырех видов (чернила 1, 2, 3 и 4), которые включали в себя покрытые наночастицы TiO2, введенные в водную дисперсионную среду чернил. Наночастицы TiO2 происходили из порошка наночастиц TiO2 (Ti-Pure R-900, доступного от компании E.I. du Pont de Nemours and Co., Wilmington, Delaware). Чернила 1 включали наночастицы TiO2, покрытые диспергатором с гидрофильным сегментом простого полиэфира (SILQUEST® A-1230, доступен от Momentive Performance Materials, Albany, New York), чернила 2 включали наночастицы TiO2, покрытые диспергатором с карбоксилированным гидрофильным сегментом (т.е. карбоксиэтилсилантриолом, динатриевой солью), чернила 3 включали наночастицы TiO2, покрытые диспергатором с аминогидрофильным сегментом (т.е. 3-аминопропилсилантриолом), а чернила 4 включали наночастицы TiO2, покрытые диспергатором с фосфонатным гидрофильным сегментом (т.е. 3-(тригидроксисилил)пропилметилфосфонатом, мононатриевой солью). Диспергаторы для чернил 2, 3 и 4 имеются в продаже от Gelest, Inc.(Morrisville, Pennsylvania).
[0065] Чтобы образовались соответствующие дисперсии, компоненты измельчали, используя измельчитель MiniCer Netzsch (доступный от Netzsch Fine Particle Technology, Exton, Pennsylvania). Чтобы образовались дисперсии для чернил 1, 3 и 4, использовали отношение диспергатора к частицам оксида металла примерно 0,13, а чтобы образовалась дисперсия для чернил 2, использовали отношение диспергатора к частицам оксида металла примерно 0,1. Каждая из полученных дисперсий содержала примерно 47 мас. % покрытых наночастиц TiO2, и средний размер частицы при измерении с использованием анализатора размера частиц NANOTRACK® (Microtrack Corp., Montgomeryville, Pennsylvania) был примерно равным 233 нм.
[0066] Соответствующие дисперсии были затем использованы для изготовления чернил 1, 2, 3 и 4. Каждые из чернил 1, 2, 3 и 4 включали примерно 12 мас. % покрытых наночастиц TiO2 (взятых из соответствующих дисперсий, обсужденных выше), 5 мас. % LEG-1, 9 мас. % 2-пирролидинона, 0,2 мас. % Trizma® Base, 0,1 мас. % Proxel® GXL, 0,2 мас. % Surfynol® 465, а остальное - вода.
[0067] Каждые из чернил 1, 2, 3 и 4 были протестированы для определения того, какой диспергатор, при нанесении на частицы TiO2, делал чернила для струйной печати более стабильными (т.е. проявляющими желаемую долгосрочную стабильность). Размер частицы Mv у покрытых частиц TiO2 измеряли сразу после приготовления чернил 1, 2, 3 и 4 и после продолжительного старения чернил 1, 2, 3 и 4 при повторном диспергировании пигмента путем встряхивания контейнера. Результаты измерений представлены ниже в таблице 2:
| Таблица 2 | |||||||||
| Влияние гидрофильных сегментов прореагировавших молекул диспергатора на долгосрочную стабильность чернил для струйной печати. | |||||||||
| Чернила | Функциональность диспер-гатора (т.е. Disp) | TiO2:Disp | Старе-ние, месяцы | Mv (нм) начальн. | Mv (нм) после |
Изменение, % Mv | D50 (нм) начальн. |
D50 (нм) после | Изменение, % D50 |
| 1 | полиэфир | 8:1 | 16 | 225 | 224 | -0,3% | 223 | 217,6 | -7,3% |
| 2 | карбоксил | 10:1 | 16 | 232 | 246 | 6% | 214 | 236 | 10,3% |
| 3 | три-амино | 8:1 | 13 | 233 | 330 | 41,5% | 228 | 319 | 40% |
| 4 | фосфонат | 8:1 | 8 | 233 | 232 | -0,4% | 227 | 224 | -1,4% |
[0068] В таблице 2 TiO2:Disp является отношением частиц TiO2 к диспергатору, Mv начальный относится к объемно-весовому среднему диаметру частицы сразу после формирования чернил, Mv после относится к объемно-весовому среднему диаметру частицы после старения чернил и % изменения относится к изменению в процентах между Mv начальным и Mv после. Кроме того, D50 начальный относится к масс-медианному диаметру частицы (т.е. среднему диаметру частиц по массе) сразу после формирования чернил, а D50 после относится к масс-медианному диаметру после старения чернил. Изменение в % D50 относится к процентному изменению между D50 начальным и D50 после.
[0069] Результаты в таблице 2 предполагают, что наиболее надежными диспергаторами являются алкоксисилановые диспергаторы, имеющие полиэфирный гидрофильный сегмент (т.е. полиэфирную функциональность) или фосфонатный гидрофильный сегмент (т.е. фосфонатную функциональность). Эти выводы могут быть сделаны, исходя из небольших % изменений (т.е. нет никакого увеличения размера частицы в пределах ошибки эксперимента), замеченных в величине объемно-весового среднего диаметра частицы и масс-медианном диаметре, которые продемонстрированы чернилами 1 и 4. Диспергатор с карбоксилатной функциональностью имеет небольшое увеличение размера частицы и, таким образом, также считается относительно надежным диспергатором для предотвращения агломерации и обеспечения возможности повторной диспергируемости. Считается, что диспергаторы с фосфонатными и карбоксилатными функциональностями обеспечивают комбинацию анионной и пространственной стабилизации (т.е. молекулы среднего размера, формирующие более толстые слои).
[0070] Хотя осаждение крупных (и, следовательно, тяжелых) металлооксидных частиц в водных чернилах для струйной печати нельзя устранить полностью, примеры раскрытых здесь чернил для струйной печати показывают, что покрытые частицы оксида металла/смешанного оксида металла не агломерируются и не образуют плотного осадка при осаждении и могут быть легко повторно диспергированы с помощью простого встряхивания. Другими словами, нет долгосрочного агломерирования частиц оксида металла/смешанного оксида металла чернил для струйной печати. Это позволяет использовать крупные и тяжелые металлооксидные частицы для чернил для струйной печати, которые пригодны для печатания из теплового чернильно-струйного пера.
[0071] Как упоминалось ранее, примеры раскрытых здесь чернил для струйной печати включают частицы пигмента, содержащие металлооксидные частицы с образовавшимся на их соответствующих поверхностях толстым слоем молекул диспергатора. Считается, что этот толстый слой молекул диспергатора ответственен, по меньшей мере частично, за антиагломерационный эффект частиц пигмента, которые оседают из жидкой фазы чернил для струйной печати в течение периода их неиспользования. Антиагломерационный эффект был найден, например, при использовании частиц пигмента, в том числе частиц TiO2, включающих толстый слой полиэфирно-алкоксисилановых диспергаторов, где каждая молекула диспергатора включала восемь гидрофильных сегментов PEG. Это показано выше в примере 2. Антиагломерационный эффект был также найден при использовании частиц пигмента с покрытием, образованным намного меньшими молекулами алкоксисилановых диспергаторов, такими как карбоксиэтил-алкоксисилановые диспергаторы, где каждая из этих молекул диспергатора имеет короткий, единственный гидрофильный сегмент. Это показано выше в примере 3. Таким образом, считается, что антиагломерационного эффекта можно добиться, несмотря на различия в длине цепи молекул диспергатора, при условии, что молекулы диспергатора образуют желательное толстое покрытие на соответствующих поверхностях ядер металлооксидных частиц и не оказывают вредного влияния на вязкость чернил для струйной печати, так что чернила могут выбрасываться струей из чернильно-струйного пера.
[0072] Далее, в силу того, что алкоксисилановый фрагмент может образовывать множественные связи (например, до трех связей), по меньшей мере одна из этих связей может быть использована для соединения молекулы диспергатора с другими алкоксисилановыми фрагментами, например, на других молекулах диспергатора. Таким образом, диспергаторы, имеющие меньшие молекулярные цепи, могут все еще образовывать толстые покрытия на ядрах металлооксидных частиц. Это отличается от малых молекул, которые не имеют алкоксисиланового фрагмента (например, неорганический фосфат), где молекула неорганического фосфата может связываться с ядром металлооксидной частицы, но при этом молекулы неорганического фосфата не могут связываться друг с другом и толстое покрытие не может быть образовано. Это подтверждается выше результатами примера 1.
[0073] Следует понимать, что приведенные здесь диапазоны включают сам указанный диапазон и любое значение или поддиапазон в пределах указанного диапазона. Например, диапазон от примерно 10 мас. % до примерно 50 мас. % должен трактоваться как включающий не только явно указанные пределы от примерно 10 мас. % до примерно 50 мас. %, но и включающим в себя отдельные значения, такие как 15 мас. %, 25 мас. %, 36 мас. % и так далее, и поддиапазоны, такие как от примерно 20 мас. % до примерно 40 мас. %, от примерно 30 мас. % до примерно 50 мас. %, и так далее. Кроме того, когда для описания некоторого значения используется термин "примерно", то он предназначается для того, чтобы охватить незначительные изменения (до +/-5%) от указанного значения.
[0074] Хотя выше были подробно описаны несколько примеров, специалистам в данной области будет очевидно, что описанные примеры могут быть модифицированы. Поэтому вышеприведенное описание следует считать неограничивающим.
Claims (15)
1. Чернила для струйной печати, содержащие:
водную дисперсионную среду чернил; и
введенный в водную дисперсионную среду чернил пигмент, включающий:
любые из частиц оксида металла или частиц смешанного оксида металла, причем каждая частица имеет внешнюю поверхность; и
множество прореагировавших молекул диспергатора, присоединенных к внешней поверхности каждой частицы с образованием на ней покрытия, причем это множество прореагировавших молекул диспергатора присоединены через силанольную связывающую группу прореагировавших молекул диспергатора;
при этом покрытие присутствует в количестве в диапазоне от примерно 10 мас.% до примерно 50 мас.% по отношению к мас.% любых из частиц оксида металла или частиц смешанного оксида металла.
водную дисперсионную среду чернил; и
введенный в водную дисперсионную среду чернил пигмент, включающий:
любые из частиц оксида металла или частиц смешанного оксида металла, причем каждая частица имеет внешнюю поверхность; и
множество прореагировавших молекул диспергатора, присоединенных к внешней поверхности каждой частицы с образованием на ней покрытия, причем это множество прореагировавших молекул диспергатора присоединены через силанольную связывающую группу прореагировавших молекул диспергатора;
при этом покрытие присутствует в количестве в диапазоне от примерно 10 мас.% до примерно 50 мас.% по отношению к мас.% любых из частиц оксида металла или частиц смешанного оксида металла.
2. Чернила для струйной печати по п. 1, при этом каждая из любых из частиц оксида металла или частиц смешанного оксида металла имеет размер частицы в диапазоне от примерно 0,1 мкм до примерно 1 мкм.
3. Чернила для струйной печати по п. 1, при этом любые из частиц оксида металла или частиц смешанного оксида металла выбраны из оксидов металлов или смешанных оксидов металлов, имеющих показатель преломления в диапазоне от примерно 1,6 до примерно 3,0.
4. Чернила для струйной печати по п. 1, при этом каждая из
множества прореагировавших молекул диспергатора включает гидрофильный сегмент, который позволяет пигменту диспергироваться в водной дисперсионной среде чернил.
множества прореагировавших молекул диспергатора включает гидрофильный сегмент, который позволяет пигменту диспергироваться в водной дисперсионной среде чернил.
5. Чернила для струйной печати по п. 1, при этом множество прореагировавших молекул диспергатора представляет собой продукт реакции множества реакционно-способных молекул диспергатора, выбранных из реакционно-способных диспергаторов, содержащих водорастворимые цепи простых полиэфиров, фосфонаты и карбоксилаты.
6. Чернила для струйной печати по п. 1, при этом оксиды металла выбраны из оксидов циркония, оксидов алюминия, оксидов гафния, оксидов ниобия, оксидов цинка, оксидов диспрозия, оксидов тантала и оксидов иттрия, или при этом смешанные оксиды металлов выбраны из Bi12SiO20, PbTiO3, SrTiO3, ZrY2O5, AlPO4 и BaTiO3.
7. Чернила для струйной печати по п. 1, при этом пигмент присутствует в количестве в диапазоне от примерно 1 мас.% до примерно 40 мас.% чернил для струйной печати.
8. Чернила для струйной печати по п. 1, при этом присутствие множества прореагировавших молекул диспергатора препятствует агломерации пигмента, так что пигмент способен к повторному диспергированию в водной дисперсионной среде чернил после осаждения пигмента с течением времени неиспользования чернил для струйной печати.
9. Способ изготовления пигмента, включающий:
добавление любых из частиц оксида металла или частиц смешанного оксида металла и реакционно-способных молекул
диспергатора к водной среде, причем каждая из любых из частиц оксида металла или частиц смешанного оксида металла включает гидроксильную группу, а каждая из реакционно-способных молекул диспергатора включает гидролизуемый алкоксисилановый фрагмент;
во время растворения реакционно-способных молекул диспергатора в водной среде гидролиз гидролизуемого алкоксисиланового фрагмента каждой из реакционно-способных молекул диспергатора внутри водной среды с образованием прореагировавших молекул диспергатора, каждая из которых включает силанольную группу; и
реагирование силанольной группы некоторых из прореагировавших молекул диспергатора с гидроксильной группой любых из частиц оксида металла или частиц смешанного оксида металла для связывания некоторых из прореагировавших молекул диспергатора с любыми из частиц оксида металла или частиц смешанного оксида металла.
добавление любых из частиц оксида металла или частиц смешанного оксида металла и реакционно-способных молекул
диспергатора к водной среде, причем каждая из любых из частиц оксида металла или частиц смешанного оксида металла включает гидроксильную группу, а каждая из реакционно-способных молекул диспергатора включает гидролизуемый алкоксисилановый фрагмент;
во время растворения реакционно-способных молекул диспергатора в водной среде гидролиз гидролизуемого алкоксисиланового фрагмента каждой из реакционно-способных молекул диспергатора внутри водной среды с образованием прореагировавших молекул диспергатора, каждая из которых включает силанольную группу; и
реагирование силанольной группы некоторых из прореагировавших молекул диспергатора с гидроксильной группой любых из частиц оксида металла или частиц смешанного оксида металла для связывания некоторых из прореагировавших молекул диспергатора с любыми из частиц оксида металла или частиц смешанного оксида металла.
10. Способ по п. 9, дополнительно включающий реагирование силанольной группы несвязанных прореагировавших молекул диспергатора с гидроксильной группой некоторых из прореагировавших молекул диспергатора, присоединенных к любым из частиц оксида металла или частиц смешанного оксида металла, для связывания несвязанных прореагировавших молекул диспергатора с некоторыми из прореагировавших молекул диспергатора.
11. Способ по п. 9, при этом гидролизуемый алкоксисилановый фрагмент реакционно-способных молекул диспергатора имеет формулу -Si(OR)3, где R представляет собой CH3 или C2H5.
12. Способ по п. 9, при этом реакционно-способные молекулы
диспергатора выбраны из:
i) структуры I:
где R1, R2 и R3 являются гидроксильными группами, линейными алкоксигруппами или разветвленными алкоксигруппами, R4 является водородом, линейной алкильной группой или разветвленной алкильной группой, и PE является сегментом цепи олигомера простого полиэфира структурной формулы [(CH2)n-CH(R)-O]m, где n представляет собой целое число в диапазоне от 0 до 3, m представляет собой целое число, большее чем или равное 2, а R представляет собой H или цепочечную алкильную группу;
ii) структуры II
где R5, R6 и R7 являются водородом, линейными алкильными группами или разветвленными алкильными группами, R8 является водородом, линейной алкильной группой или разветвленной алкильной группой, и PE является сегментом цепи олигомера простого полиэфира структурной формулы [(CH2)n-CH(R)-O]m, где n представляет собой целое число в диапазоне от 0 до 3, m представляет собой целое число, большее чем или равное 2, а R представляет собой Н или цепочечную алкильную группу; и
iii) структуры III:
где R9, R10 и R11 являются водородом, линейными алкильными группами или разветвленными алкильными группами, (CH2)p является связывающей группой, где p представляет собой целое число в диапазоне от 3 до 8, R12 является водородом, линейной алкильной группой или разветвленной алкильной группой, и PE является сегментом цепи олигомера простого полиэфира структурной формулы [(CH2)n-CH(R)-O]m, где n представляет собой целое число в диапазоне от 0 до 3, m представляет собой целое число, большее чем или равное 2, а R представляет собой Н или цепочечную алкильную группу.
диспергатора выбраны из:
i) структуры I:
где R1, R2 и R3 являются гидроксильными группами, линейными алкоксигруппами или разветвленными алкоксигруппами, R4 является водородом, линейной алкильной группой или разветвленной алкильной группой, и PE является сегментом цепи олигомера простого полиэфира структурной формулы [(CH2)n-CH(R)-O]m, где n представляет собой целое число в диапазоне от 0 до 3, m представляет собой целое число, большее чем или равное 2, а R представляет собой H или цепочечную алкильную группу;
ii) структуры II
где R5, R6 и R7 являются водородом, линейными алкильными группами или разветвленными алкильными группами, R8 является водородом, линейной алкильной группой или разветвленной алкильной группой, и PE является сегментом цепи олигомера простого полиэфира структурной формулы [(CH2)n-CH(R)-O]m, где n представляет собой целое число в диапазоне от 0 до 3, m представляет собой целое число, большее чем или равное 2, а R представляет собой Н или цепочечную алкильную группу; и
iii) структуры III:
где R9, R10 и R11 являются водородом, линейными алкильными группами или разветвленными алкильными группами, (CH2)p является связывающей группой, где p представляет собой целое число в диапазоне от 3 до 8, R12 является водородом, линейной алкильной группой или разветвленной алкильной группой, и PE является сегментом цепи олигомера простого полиэфира структурной формулы [(CH2)n-CH(R)-O]m, где n представляет собой целое число в диапазоне от 0 до 3, m представляет собой целое число, большее чем или равное 2, а R представляет собой Н или цепочечную алкильную группу.
13. Способ изготовления чернил для струйной печати, включающий:
приготовление пигмента способом по п. 9; и
введение пигмента в водную дисперсионную среду чернил.
приготовление пигмента способом по п. 9; и
введение пигмента в водную дисперсионную среду чернил.
14. Способ по п. 13, при этом водная дисперсионная среда чернил включает одно из i) воды или ii) воды и по меньшей мере одного растворителя.
15. Способ по п. 13, при этом водная дисперсионная среда чернил дополнительно включает по меньшей мере одну добавку, выбранную из поверхностно-активных веществ, связующих и биоцидов.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/US2012/034764 WO2013162513A1 (en) | 2012-04-24 | 2012-04-24 | Inkjet ink |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014147057A RU2014147057A (ru) | 2016-06-10 |
| RU2588245C2 true RU2588245C2 (ru) | 2016-06-27 |
Family
ID=
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018190848A1 (en) * | 2017-04-13 | 2018-10-18 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | White inks |
| US10829659B2 (en) | 2017-01-31 | 2020-11-10 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method of inkjet printing and fixing composition |
| US10876012B2 (en) | 2017-01-31 | 2020-12-29 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Inkjet printing system |
| US10883008B2 (en) | 2017-01-31 | 2021-01-05 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Inkjet ink set |
| US11001724B2 (en) | 2017-01-31 | 2021-05-11 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Inkjet ink composition and inkjet cartridge |
| US11401408B2 (en) | 2017-07-27 | 2022-08-02 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Polymer particles |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2318849C2 (ru) * | 2002-12-27 | 2008-03-10 | Кэнон Кабусики Кайся | Диспергируемый краситель и способ его получения и водные чернила, емкость для чернил, струйное записывающее устройство, способ струйной записи и записанные струйной записью изображения, получаемые при его применении |
| RU2357003C2 (ru) * | 2003-02-25 | 2009-05-27 | Шеметалл Гмбх | Способ нанесения покрытий на металлические поверхности смесью, содержащей по крайней мере два силана |
| US7592378B2 (en) * | 2004-06-21 | 2009-09-22 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Ink jet ink |
| RU2377264C1 (ru) * | 2008-10-06 | 2009-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" (ГНЦ ФГУП ГНИИХТЭОС) | Силиконовый композиционный материал |
| RU2388774C2 (ru) * | 2005-03-04 | 2010-05-10 | Инктек Ко., Лтд. | Проводящие чернила и способ их получения |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2318849C2 (ru) * | 2002-12-27 | 2008-03-10 | Кэнон Кабусики Кайся | Диспергируемый краситель и способ его получения и водные чернила, емкость для чернил, струйное записывающее устройство, способ струйной записи и записанные струйной записью изображения, получаемые при его применении |
| RU2357003C2 (ru) * | 2003-02-25 | 2009-05-27 | Шеметалл Гмбх | Способ нанесения покрытий на металлические поверхности смесью, содержащей по крайней мере два силана |
| US7592378B2 (en) * | 2004-06-21 | 2009-09-22 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Ink jet ink |
| RU2388774C2 (ru) * | 2005-03-04 | 2010-05-10 | Инктек Ко., Лтд. | Проводящие чернила и способ их получения |
| RU2377264C1 (ru) * | 2008-10-06 | 2009-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" (ГНЦ ФГУП ГНИИХТЭОС) | Силиконовый композиционный материал |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10829659B2 (en) | 2017-01-31 | 2020-11-10 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method of inkjet printing and fixing composition |
| US10876012B2 (en) | 2017-01-31 | 2020-12-29 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Inkjet printing system |
| US10883008B2 (en) | 2017-01-31 | 2021-01-05 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Inkjet ink set |
| US11001724B2 (en) | 2017-01-31 | 2021-05-11 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Inkjet ink composition and inkjet cartridge |
| WO2018190848A1 (en) * | 2017-04-13 | 2018-10-18 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | White inks |
| US11208570B2 (en) | 2017-04-13 | 2021-12-28 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | White inks |
| US11401408B2 (en) | 2017-07-27 | 2022-08-02 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Polymer particles |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2841511B1 (en) | Inkjet ink | |
| JP4804146B2 (ja) | 水系インク及びこれを用いたインクカートリッジ、インクジェット記録方法と記録物 | |
| JP5995396B2 (ja) | インクセット、インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置 | |
| US20070076071A1 (en) | Ink-jet inks and ink sets exhibiting reduced bleed, wicking, and/or halo effect and associated methods | |
| JP5911211B2 (ja) | インク、インクカートリッジ、及びインクジェット記録方法 | |
| WO2014065134A1 (ja) | インクジェット記録用メンテナンス液 | |
| KR20170139503A (ko) | 백색 안료 분산액 | |
| JP4521304B2 (ja) | 印刷品質及び信頼性が改善された顔料系インクジェットインク | |
| JP2014062267A (ja) | インク組成物 | |
| JP2018090822A (ja) | 水性の顔料分散液 | |
| WO2004094537A1 (ja) | 改質カーボンブラック分散液及びそれを含有する水性インキ | |
| JP2017001392A (ja) | インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置 | |
| RU2588245C2 (ru) | Чернила для струйной печати | |
| JP4597540B2 (ja) | 顔料分散系、顔料分散系収容体、画像形成体、及び画像形成方法 | |
| JP4473135B2 (ja) | トリス−アゾ染料を含むインクジェット式印刷用インク | |
| JP2024047576A (ja) | シラン化シリカ粒子を含む水性インクジェットインク | |
| JP4737725B2 (ja) | インクジェット記録用水性インク、インクカートリッジおよびインクジェット記録装置 | |
| WO2015023293A1 (en) | Ink compositions comprising surfactants having limited solubility | |
| JPWO2019151412A1 (ja) | インクセット及びインクジェット記録方法 | |
| WO2022184478A1 (en) | Inkjet inks for minimizing ghosting artefacts | |
| US7799122B2 (en) | Azo compounds | |
| JP4323153B2 (ja) | インク組成物およびインクジェット記録方法 | |
| JP4869507B2 (ja) | インクジェット記録用インク及び記録装置 | |
| JP2015203094A (ja) | 水性インク、インクカートリッジ、及びインクジェット記録方法 | |
| CN111108158B (zh) | 颜料组合物及其制造方法、以及水性油墨组合物 |