專利名稱：水基噴墨油墨、噴墨記錄方法、墨盒和噴墨記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水基噴墨油墨，噴墨記錄方法，墨盒和噴墨記錄裝置，和尤其涉及具有高噴射穩(wěn)定性和對由其形成的圖像的良好著色并適用于噴墨記錄的著色材料分散的水基油墨，和使用該油墨的噴墨記錄方法、墨盒和噴墨記錄裝置。
背景技術(shù)：
使用水溶性著色材料的水基油墨迄今常用作噴墨油墨。近年來，已經(jīng)注意到具有優(yōu)異的牢度性能如耐水牢度和耐候性的水不可溶著色材料，如顏料，并進行了各種嘗試。因為水不可溶著色材料不溶解在水中，使用包含這種著色材料的油墨作為非水油墨的方法得到采用。日本專利申請延遲公開No.2000-17211已經(jīng)提出了一種向其中加入聚氧乙烯蓖麻油的非水油墨。但對使用非水油墨作為噴墨油墨存在許多限制，甚至在安全角度上需要小心。因此需要開發(fā)一種使用水不可溶著色材料的水基油墨。為了使用水不可溶著色材料作為用于水基油墨的著色材料，需要將水不可溶著色材料穩(wěn)定地分散在水性介質(zhì)中，而且需要一種通過加入分散劑如聚合物或表面活性劑以將水不可溶著色材料均勻分散在水性介質(zhì)中而得到的著色材料分散的水基油墨。
如果這種著色材料分散的水基油墨用于噴墨記錄，嘗試使油墨中的水不可溶著色材料具有聚集功能和水非增溶功能，這樣提高油墨在紙上的固定能力和耐水牢度。但水不可溶著色材料在油墨中的分散穩(wěn)定性由于使水不可溶著色材料具有這些功能而下降，所涉及的問題是，水不可溶著色材料往往在儲存油墨過程中聚集而造成密度不勻和沉淀，而且在噴墨記錄裝置的孔處容易因為油墨干燥而產(chǎn)生堵塞以降低油墨的噴射穩(wěn)定性。因為水不可溶著色材料在記錄材料的表面上容易聚集，打印圖像也存在問題飽和度因為聚集顆粒所造成的光散射而極大地下降，這樣降低了油墨的顯色性能。
為了解決上述問題，已經(jīng)提出了一種包含聚氧亞烷基的油墨(參見日本專利申請延遲公開No H10-53741)。但所提出的油墨尚不能提高油墨的噴射穩(wěn)定性，而且在其中油墨組成極大地變化的情況，如其中當油墨用于噴墨記錄裝置時所通常造成的油墨在孔處集中的情況下，水不可溶著色材料在油墨中的分散穩(wěn)定性往往下降。因此，水不可溶著色材料極大地粘附到噴墨記錄裝置的噴嘴的外周部分，這樣容易出現(xiàn)噴射失敗和墨點錯排。因此，該油墨尚未達到滿足噴射穩(wěn)定性的水平。尤其對于不能頻繁進行噴墨噴嘴的清潔和回收操作的具有線記錄頭的噴墨記錄裝置，油墨噴射失敗和墨點錯排的出現(xiàn)成為大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明已針對上述問題而作出，其目的是提供一種可在所有情況下在長時間內(nèi)穩(wěn)定地記錄具有高牢度性能和優(yōu)異質(zhì)量的圖像的水基噴墨油墨(以下僅稱作“油墨”)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種可用于記錄具有優(yōu)異的牢度性能和質(zhì)量的圖像的噴墨記錄方法，和包含這種油墨的墨盒和噴墨記錄裝置。
本發(fā)明人為了達到上述目的已進行了深入研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這些問題可通過以下描述的本發(fā)明而解決。
根據(jù)本發(fā)明，因此提供了一種基本上包含水不可溶著色材料，水溶性有機溶劑，輔助組分和水的油墨，其中作為輔助組分至少含有聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油。
在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，水不可溶著色材料是顏料，且該顏料被聚合物分散劑分散。尤其是，更優(yōu)選的是，聚合物分散劑是至少由具有陰離子親水基團的單體，具有氧亞乙基基團的單體和具有憎水基團的單體形成的聚合物，而且氧亞乙基單元在聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油中的數(shù)目(A)與氧亞乙基單元在聚合物分散劑中的數(shù)目(B)的比率(A)/(B)落入0.1至5的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，含有聚乙二醇或聚丙二醇作為另一輔助組分。
在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，聚合物分散劑是一種包含由至少一種乙烯基醚組成的憎水嵌段和由至少一種乙烯基醚組成的親水嵌段的嵌段共聚物。在本發(fā)明中，更優(yōu)選的是，聚合物分散劑的親水嵌段包含由具有非離子親水基團的乙烯基醚組成的嵌段和由具有陰離子親水基團的乙烯基醚組成的嵌段，和聚合物分散劑按順序包含由憎水乙烯基醚組成的嵌段，由具有非離子親水基團的親水乙烯基醚組成的嵌段和由具有陰離子親水基團的親水乙烯基醚組成的嵌段。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種噴墨記錄方法，包括向油墨施加能量以噴射油墨，這樣將油墨施用到記錄材料上以進行記錄，其中油墨是任何一種上述油墨。在這種情況下，優(yōu)選的是，能量是熱能，記錄材料是在其至少一個表面上具有油墨接受涂層的記錄材料。
根據(jù)本發(fā)明，進一步提供了一種包括儲存油墨的儲墨部分的墨盒，其中油墨是任何一種上述油墨。
根據(jù)本發(fā)明，進一步提供一種噴墨記錄裝置，包括配有儲存油墨的儲墨部分的墨盒和用于噴射油墨的頭部分，其中油墨是任何一種上述油墨。
根據(jù)本發(fā)明，可提供具有高牢度性能和可在所有情況下在長時間內(nèi)穩(wěn)定地記錄具有優(yōu)異質(zhì)量的圖像的油墨，并進一步提供了一種可用于記錄具有優(yōu)異的牢度性能和質(zhì)量的圖像的噴墨記錄方法，和墨盒和噴墨記錄裝置。


圖1是用于說明墨盒結(jié)構(gòu)的模式圖。
圖2是用于說明噴墨記錄頭的結(jié)構(gòu)的模式圖。
圖3是噴墨記錄裝置的透視圖。
圖4是噴墨記錄裝置中的回收操作體系的示意圖。
圖5是說明另一示例性噴墨記錄頭的結(jié)構(gòu)的橫截面示意圖。
具體實施例方式
以下詳細描述本發(fā)明。
本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果基本上包含水不可溶著色材料、水溶性有機溶劑、輔助組分和水的油墨包含至少聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油作為輔助組分，那么這些油墨可在所有情況下穩(wěn)定地記錄具有高牢度性能和優(yōu)異質(zhì)量的圖像。
聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油具有對油墨中的水不可溶著色材料的良好親合性。因為聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油具有支鏈結(jié)構(gòu)，聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油具有對水不可溶著色材料的空間親合性。因此，聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油穩(wěn)定地存在于記錄材料表面上的水不可溶著色材料的顆粒之間，用于將著色材料固定到記錄材料的表面上，這樣提高打印圖像的耐磨性。另外，因為使用聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油的油墨防止水不可溶著色材料顆粒間的聚集，打印圖像的飽和度也難以下降，這樣油墨表現(xiàn)出良好的顯色性能。另外，因為聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油的氧亞乙基部分具有對水性介質(zhì)的強親合性，提高了水不可溶著色材料在水性介質(zhì)中的分散穩(wěn)定性以改進油墨的分散穩(wěn)定性和噴射穩(wěn)定性。
換句話說，聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油被認為適當?shù)胤乐顾豢扇苤牧项w粒間的聚集，這樣具有防止在記錄材料表面上顯色性能下降的作用。另外，聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油被認為具有對油墨介質(zhì)具有良好親合性的氧亞乙基基團，這樣水不可溶著色材料在油墨中的分散穩(wěn)定性可得到改進。
如果水不可溶著色材料是顏料，那么具有氧亞乙基基團的聚合物分散劑用作分散劑，且氧亞乙基在聚合物分散劑中的含量和氧亞乙基在聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油中的含量被控制在相應(yīng)的特定范圍內(nèi)，這樣用于聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油的聚合物分散劑所分散的水不可溶著色材料的親合性進一步提高了油墨的顯色性能。
聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油的這些作用防止著色材料分散的水基油墨因為水不可溶著色材料在記錄材料表面上聚集而降低顯色性能的缺點，提高油墨的長期儲存穩(wěn)定性和另外使油墨穩(wěn)定地噴射而不降低水不可溶著色材料的分散穩(wěn)定性，即使油墨的組成極大地變化，例如在該油墨用于噴墨記錄裝置時所通常造成的油墨在孔處集中的情形下。另外，因為聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油可防止水不可溶著色材料粘附到噴嘴的外周部分，甚至其噴墨噴嘴不能頻繁進行清潔和回收操作的具有線記錄頭的噴墨記錄裝置也難以出現(xiàn)噴射失敗和墨點錯排，這樣可在長時間內(nèi)實現(xiàn)良好的連續(xù)打印性能。
以下更詳細描述根據(jù)本發(fā)明的油墨的組分。
在根據(jù)本發(fā)明的油墨中使用的聚氧乙烯蓖麻油和聚氧乙烯硬化蓖麻油是通過將環(huán)氧乙烷分別與蓖麻油和由蓖麻油氫化得到的硬化蓖麻油縮合而得到的化合物。其中，具有表示為以下結(jié)構(gòu)式1的結(jié)構(gòu)的化合物和具有表示為以下結(jié)構(gòu)式2的結(jié)構(gòu)的化合物分別是理想的聚氧乙烯蓖麻油和聚氧乙烯硬化蓖麻油。
結(jié)構(gòu)式(1) 結(jié)構(gòu)式(2)
在結(jié)構(gòu)式中，l+m+n+x+y+z是10至100，優(yōu)選20至60。在此，本發(fā)明在這些范圍內(nèi)的值表示平均值，因為聚氧乙烯基團在聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油中的數(shù)目不是相等的。如果l+m+n+x+y+z的值小于10，聚氧乙烯蓖麻油和聚氧乙烯硬化蓖麻油對油墨介質(zhì)的親合性下降，這樣水不可溶著色材料在油墨中的穩(wěn)定性在某些情況下傾向下降。如果l+m+n+x+y+z的值超過100，聚氧乙烯蓖麻油和聚氧乙烯硬化蓖麻油對水不可溶著色材料的親合性下降，這樣對打印圖像的著色在某些情況下傾向下降。
作為這樣聚氧乙烯蓖麻油和聚氧乙烯硬化蓖麻油，除了市售產(chǎn)物，可優(yōu)選使用在堿催化劑的存在下通過氣相法或液相法按照本領(lǐng)域本身已知的工藝通過將氧化乙烯加成到蓖麻油或硬化蓖麻油上而制成的那些。對聚氧乙烯蓖麻油和聚氧乙烯硬化蓖麻油中的氧化乙烯數(shù)目的確定可通過NMR和IR對官能團的定性分析和定量分析和各種色譜分析而進行。這些聚氧乙烯蓖麻油和聚氧乙烯硬化蓖麻油可單個或按照其任何組合使用。聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油在油墨中的含量在優(yōu)選0.1至5％質(zhì)量，更優(yōu)選0.2至2％質(zhì)量的范圍內(nèi)。
任何著色材料可用作根據(jù)本發(fā)明的油墨中的水不可溶著色材料，只要它幾乎不溶解在水中。更具體地，它是一種在水中的溶解度優(yōu)選不高于0.5％質(zhì)量，更優(yōu)選不高于0.1％質(zhì)量的著色材料。這些著色材料包括油溶性染料，還原染料，分散染料和顏料，其中顏料是優(yōu)選的。
以下提及水不可溶著色材料的例子。但著色材料不限于此。
(油溶性染料)C.I.溶劑黃1、2、3、13、14、19、21、22、29、36、37、38、39、40、42、43、44、45、47、62、63、71、76、79、81、82、83∶1、85、86、88和151；C I.溶劑紅8、27、35、36、37、38、39、40、49、58、60、65、69、81、83∶1、86、89、91、92、97、99、100、109、118、119、122、127和218；C.I.溶劑藍14、24、25、26、34、37、38、39、42、43、44、45、48、52、53、55、59、67和70；和C.I.溶劑黑3、5、7、8、1.4、17、19、20、22、24、26、27、28、29、43和45。
(還原染料)C.I.還原黃2、4、10、20和33；C.I.還原橙1、2、3、5、7、9、13、15；C.I.還原紅1、2、10、13、15、16和61；C.I.還原藍1、3、4、5、6、8、12、14、18、20 19、20、29、35和41；和C.I.還原黑1、8、9、13、14、20、25、27、29、36、56、57、59和60。
(分散染料)C.I.分散黃5、42、83、93、99、198和224；C.I.分散橙29、49和73；C.I.分散紅92、126、145、152、159、177、181、206和283；和C.I.分散藍60、87、128、154、201、214、224、257、287和368。
(顏料)Raven 760 Ultra、Raven 1060 Ultra、Raven 1080、Raven 1100Ultra、Raven 1170、Raven 1200、Raven 1250、Raven 1255、Raven1500、Raven 2000、Raven 2500 Ultra、Raven 3500、Raven 5250、Raven 5750、Raven 7000、Raven 5000 ULTRAII和Raven 1190 ULTRAII(都是Columbian Cabon Japan Limited的產(chǎn)品)；Black Pearls L、MOGUL-L、Regal 400R、Regal 660R、Regal 330R、Monarch 800、Monarch880、Monarch 900、Monarch 1000、Monarch 1300、和Monarch 1400(都是Cabot公司的產(chǎn)品)；Color Black FW1、Color Black FW2、ColorBlack FW200、Color Black 18、Color Black 8160、Color Black S170、Special Black 4、Special Black 4A、Special Black 6、Special Black550、Printex 35、Printex 45、Printex 55、Printex 85、Printex95、Printex U、Printex 140U、Printex V和Printex 140V(都是DegussaCo.的產(chǎn)品)；No.25、No.33、No.40、No.45、No.47、No.52、No.900、No.970、No.2200B、No.2300、No.2400B、MCF-88、MA600、MA77、MA8、MA100、MA230和MA220(都是Mitsubishi Chemical公司的產(chǎn)品)；C.I.顏料黃3、12、13、14、17、20、24、74、83、86、93、95、97、109、110、117、120、125、128、137、138、147、148、150、151、153、154、166、168、175、180、183、184和185；C.I.顏料橙16、36、43、51、55、59、61和71；C.I.顏料紅9、12、48、49、52、53、57、97、122、123、149、168、175、176、177、180、184、192、202、215、216、217、220、223、224、226、227、228、238、240、254、255和272；C.I.顏料紫19、23、29、30、32、37、40和50；C.I.顏料藍15、15∶1、15∶2、15∶3、15∶4、15∶6、16、22、60和64；C.I.顏料綠7和36；C.I.顏料棕23、25和26；和C.I.顏料黑1、10、31和32。
水不可溶著色材料在根據(jù)本發(fā)明的油墨中的含量在基于油墨的總質(zhì)量優(yōu)選0.1至20％質(zhì)量，更優(yōu)選1.0至10％質(zhì)量的范圍內(nèi)。如果水不可溶著色材料的含量低于0.1％質(zhì)量，在某些情況下可能難以實現(xiàn)足夠的光學(xué)密度。如果含量超過20％質(zhì)量，往往出現(xiàn)在孔處的堵塞而造成噴射穩(wěn)定性下降等問題。在此，這些水不可溶著色材料可單獨或按照其任何組合使用。
用于根據(jù)本發(fā)明的油墨的水不可溶著色材料需要均勻分散在油墨中。因為用于本發(fā)明的水不可溶著色材料自身是幾乎不溶解在水中的著色材料，它們需要分散在油墨介質(zhì)中。用于將水不可溶著色材料分散在油墨介質(zhì)中的方法包括將親水基團加入著色材料的表面以使著色材料自己分散在油墨介質(zhì)中的方法，以及使用聚合物分散劑分散著色材料的方法。其中，使用通過使用顏料作為水不可溶著色材料和用該聚合物分散劑分散顏料而得到的分散體，因為打印圖像的著色得到進一步改進而優(yōu)選。
作為用于將親水基團引入到著色材料的表面的方法，可使用任何公知方法和新發(fā)明的方法。例如，可以使用公知方法如使用氧化劑(例如、硝酸、高錳酸鹽、重鉻酸鹽、次氯酸鹽、過硫酸銨、過氧化氫或臭氧)的氧化處理，使用偶聯(lián)劑如硅烷化合物的處理和等離子體處理，和其它的相對已知方法新發(fā)展的方法，而且這些方法也可結(jié)合使用。
作為使用聚合物分散劑分散水不可溶著色材料(顏料)的方法，可提及將水不可溶著色材料和聚合物分散劑相互捏合，將捏合產(chǎn)物加入預(yù)定液體介質(zhì)中以將其分散，并隨后加入用于稀釋的水和各種添加劑以制備分散液的方法。捏合機、輥磨機或類似物可用于水不可溶著色材料與聚合物分散劑的捏合，和施加超聲波、或分散機器如砂磨機或球磨機可用于分散。
作為優(yōu)選用于本發(fā)明的聚合物分散劑，可使用任何聚合物分散劑，只要它是具有親水單元和憎水單元的組合和用作水不可溶著色材料的分散劑的聚合物。其中，可優(yōu)選使用由具有陰離子親水基團的單體，具有氧亞乙基基團的單體和具有憎水基團的單體形成的聚合物。如果聚合物分散劑具有氧亞乙基基團，為使聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油的聚合物分散劑的親合性得到提高，氧亞乙基單元在聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油中的數(shù)目(A)與氧亞乙基單元的數(shù)目(B)的比率A/B，最好落入0.1至5，優(yōu)選0.2至2的范圍內(nèi)，表示。如果氧亞乙基單元在聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油中的數(shù)目相對氧亞乙基單元在聚合物分散劑中的數(shù)目而言低于0.1，那么水不可溶著色材料的分散穩(wěn)定性往往下降。如果氧亞乙基單元在油中的數(shù)目超過5，在某些情況下可造成打印圖像變差。因此該比率不優(yōu)選在以上范圍之外。在此，氧亞乙基單元在聚氧乙烯蓖麻油，聚氧乙烯硬化蓖麻油和分散劑中的數(shù)目是指氧亞乙基單元在它們中的每個分子中的數(shù)目。
這樣的聚合物分散劑包括，通過聚合乙烯基單體而得到的聚合物。其例子包括通過聚合至少一種選自具有烷基基團、苯基基團或類似物作為憎水基團的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，如甲基丙烯酸辛酯，甲基丙烯酸十二烷基酯和甲基丙烯酸芐基酯，和各種酯如巴豆酸酯，衣康酸酯，馬來酸酯和富馬酸酯的憎水單體，具有氧亞乙基基團的非離子親水單體，如三乙二醇甲基醚甲基丙烯酸酯或聚乙二醇乙基醚丙烯酸酯，和具有酸性基團的單體，如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、馬來酸或富馬酸而得到的聚合物。
其中，考慮到打印圖像的著色和水不可溶著色材料的分散穩(wěn)定性，聚合物分散劑最好是包含由至少一種乙烯基醚組成的憎水嵌段和由至少一種乙烯基醚組成的親水嵌段的嵌段共聚物，因為用于聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油的聚合物分散劑的親合性得到提高。尤其是，更優(yōu)選的是，聚合物分散劑的親水嵌段包含由具有包含至少氧亞乙基基團的非離子親水基團的乙烯基醚組成的嵌段和由具有陰離子親水基團的乙烯基醚組成的嵌段，和聚合物分散劑按順序地包含由憎水乙烯基醚組成的嵌段，由具有非離子親水基團(具有氧亞乙基基團)的親水乙烯基醚組成的嵌段和由具有陰離子親水基團的親水乙烯基醚組成的嵌段，因為用于聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油的聚合物分散劑的親合性得到進一步提高。
優(yōu)選用于本發(fā)明的聚合物分散劑優(yōu)選具有表示為以下通式(a)的重復(fù)單元結(jié)構(gòu)-(CH2-CH(OR1))- (a)作為具有憎水基團的嵌段，通式(a)中的R1表示脂族烴基團如烷基，鏈烯基，環(huán)烷基或環(huán)烯基基團，或其碳原子可被氮原子取代的芳族烴基團，如苯基、吡啶基、芐基、甲苯基、二甲苯基、烷基苯基、苯基亞烷基、聯(lián)苯或苯基吡啶基基團。芳族環(huán)上的氫原子也可被烴基團取代。R1優(yōu)選具有1至18個碳原子。
另外，R1也可表示為-CH2)m(O)n-R4。在此，R4表示脂族烴基團如烷基、鏈烯基、環(huán)烷基或環(huán)烯基基團、其碳原子可被氮原子取代的芳族烴基團(芳族環(huán)上的氫原子也可被烴基團取代)，如苯基、吡啶基、芐基、甲苯基、二甲苯基、烷基苯基、苯基亞烷基、聯(lián)苯或苯基吡啶基基團、-CHO、-CH2CHO、-CO-CH＝CH2、-CO-C(CH3)＝CH2、-CH2-CH＝CH2、-CH2-C(CH3)＝CH2、或-CH2-COOR5。這些基團中的氫原子可在化學(xué)上允許的情況下被鹵素原子如氟，氯和溴原子取代。R4優(yōu)選具有1至18個碳原子。R5是氫或烷基基團。m優(yōu)選為1至36，和n優(yōu)選為0或1。
關(guān)于由具有包含至少氧亞乙基基團的非離子親水基團的乙烯基醚組成的嵌段，通式(a)中的R1表示為-(CH(R2)-CH(R3)-O)p-R4。在該結(jié)構(gòu)式中，R2和R3相互獨立地是氫或甲基基團，和R4具有定義如上的相同的含義和表示脂族烴基團如烷基、鏈烯基、環(huán)烷基或環(huán)烯基基團、其碳原子可被氮原子取代的芳族烴基團(芳族環(huán)上的氫原子也可被烴基團取代)，如苯基、吡啶基、芐基、甲苯基、二甲苯基、烷基苯基、苯基亞烷基、聯(lián)苯或苯基吡啶基基團、-CHO、-CH2CHO、-CO-CH＝CH2、-CO-C(CH3)＝CH2、-CH2-CH＝CH2、-CH2-C(CH3)-CH2、或-CH2-COOR5。這些基團中的氫原子可在化學(xué)上允許的情況下被鹵素原子如氟，氯和溴原子取代。R4優(yōu)選具有1至18個碳原子。R5是氫或烷基基團。p優(yōu)選為1至18。
以上結(jié)構(gòu)式中的R1和R4的烷基和鏈烯基基團的例子包括甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、油基和亞油基基團，且環(huán)烷基和環(huán)烯基基團的例子包括環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)辛基和環(huán)己烯基基團。
關(guān)于由具有陰離子親水基團的乙烯基醚組成的嵌段，通式(a)中的R1是-CH2CH2CH2OCH2COOH、-CH2CH2COOH、-CH2COOH或-(CH(R2)-CH(R3)-O)p-R5-COOH。R2和R3具有定義如上的相同的含義，相互獨立地是氫或甲基基團，R5表示亞甲基，亞乙基或亞苯基基團，和p優(yōu)選為1至18。
以下說明構(gòu)成優(yōu)選用于本發(fā)明的聚合物分散劑的乙烯基醚單體(I-a至I-o)和聚合物分散劑(II-a至II-e)，但用于本發(fā)明的聚合物分散劑的聚乙烯基醚結(jié)構(gòu)不限于此。


另外，聚乙烯基醚的重復(fù)單元的數(shù)目1，m和n[在以上結(jié)構(gòu)(TI-a)至(II-e)中]相互獨立地優(yōu)選為1至10,000。在每種結(jié)構(gòu)(II-a)至(II-e)中，1+m+n的總數(shù)優(yōu)選為10至20,000。數(shù)均分子量其優(yōu)選為500至20,000,000，更優(yōu)選1,000至5,000,000，最優(yōu)選2,000至2,000,000。包含在油墨中的這些聚合物分散劑的比例優(yōu)選為0.1至20％質(zhì)量，更優(yōu)選0.5至10％質(zhì)量，基于油墨的整個質(zhì)量?？紤]到油墨的噴射穩(wěn)定性和儲存穩(wěn)定性，水不可溶著色材料與包含在油墨中的聚合物分散劑的質(zhì)量比率最好是100∶1至1∶2。
如果聚合物分散劑具有氧亞乙基基團，為使聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油的聚合物分散劑的親合性得到提高以進一步改進油墨在記錄材料表面上的固定能力和顯色性能，油墨中的聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油中的氧亞乙基單元的總數(shù)(a)與油墨中的該聚合物分散劑中的氧亞乙基單元的總數(shù)(b)的比率以a/b表示，理想地落入0.1至25，優(yōu)選0.5至10的范圍內(nèi)。在此，氧亞乙基單元的總數(shù)是指由所用的每種組分用量計算出的氧亞乙基單元的總數(shù)并表示為它們中的每個分子中的氧亞乙基單元的數(shù)目和該分子在油墨中的摩爾數(shù)(用量/分子量)的乘積。
對具有乙烯基醚型聚合物嵌段的共聚物(聚合物分散劑)的合成方法并不特別限定。但優(yōu)選使用通過Aoshima等人的陽離子活性聚合反應(yīng)(日本專利申請延遲公開No.11-322942和11-322866號)，或類似方法。通過使用陽離子活性聚合反應(yīng)方法，可合成各種聚合物如均聚物，由兩種或多種單體組成的共聚物，嵌段聚合物，接枝共聚物和梯度共聚物并使其鏈長(分子量)完全變得一致。另外，對于聚乙烯基醚，各種官能團可被引入其側(cè)鏈。
作為用于聚合物分散劑的陰離子親水基團的中和劑，可以使用任何中和劑，只要它可中和聚合物分散劑的陰離子親水基團和可溶于水。這種中和劑的例子包括堿金屬如鋰，鈉和鉀，胺如單乙醇胺和三乙醇胺，和氨，其中鋰或鈉是優(yōu)選的，因為水不可溶著色材料的穩(wěn)定性得到進一步提高。
(水溶性有機溶劑)作為用于根據(jù)本發(fā)明的油墨的水溶性有機溶劑，可以使用任何溶劑，只要它們是可溶于水的有機溶劑，也可使用由2或多種水溶性有機溶劑組成的混合溶劑。
優(yōu)選的水溶性有機溶劑的具體例子包括低級醇甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、仲丁醇和叔丁醇；二醇如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、1、2-丁二醇、1、3-丁二醇、1、4-丁二醇、硫二甘醇和1、4-環(huán)己烷二醇；三醇如甘油、1、2、4-丁烷三醇、1、2、6-己三醇和1、2、5-戊三醇；位阻醇如三羥甲基丙烷、新戊基二醇和季戊四醇；二醇醚如乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單異丙基醚、乙二醇單烯丙基醚、二乙二醇甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單丁基醚、三乙二醇單甲基醚、三乙二醇單乙基醚、丙二醇單甲基醚和二丙二醇單甲基醚；以及二甲基亞砜、甘油單烯丙基醚、N-甲基吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、γ-丁內(nèi)酯、1、3-二甲基咪唑烷酮、環(huán)丁砜、β-二羥基乙基脲、丙酮基丙酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、丙酮、二丙酮醇(diacetone alcohol)、四氫呋喃和二氧六環(huán)。
其中，優(yōu)選使用具有沸點120℃或更高的水溶性有機溶劑，因為油墨在孔處的濃縮得到預(yù)防。包含在油墨中的這些水溶性有機溶劑的比例優(yōu)選為5至50％質(zhì)量，更優(yōu)選10至30％質(zhì)量，基于油墨的整個質(zhì)量。
上述組分是用于根據(jù)本發(fā)明的噴墨記錄油墨的基本組分。但除了上述組分，也可加入各種輔助組分如表面活性劑、pH調(diào)節(jié)劑、抗氧化劑和防霉劑。其中，聚乙二醇或聚丙二醇優(yōu)選作為輔助組分被包含在油墨中，因為著色材料的分散穩(wěn)定性和油墨的噴射穩(wěn)定性得到進一步改進。作為這些聚乙二醇或聚丙二醇、聚乙二醇或聚丙二醇、落入10至30范圍內(nèi)的氧亞乙基或氧基亞丙基單元的數(shù)目是優(yōu)選的。另外，為使著色材料在長期儲存過程中的分散穩(wěn)定性和油墨的長期噴射穩(wěn)定性得到提高，聚乙二醇或聚丙二醇中的氧亞乙基或氧基亞丙基單元的數(shù)目(C)與聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油中的氧亞乙基單元的數(shù)目(A)的比率以C/A表示，最好落入0.1至2的范圍內(nèi)。
這些聚乙二醇或聚丙二醇在油墨中的含量優(yōu)選為0.5至10％質(zhì)量，更優(yōu)選1至5％質(zhì)量，基于油墨的整個質(zhì)量。尤其是，包含在油墨中的聚乙二醇或聚丙二醇中的氧亞乙基或氧基亞丙基單元的總數(shù)(c)最好落入2至20的范圍內(nèi)，以油墨中的氧亞乙基單元的總數(shù)(c)與包含在油墨中的聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油中的氧亞乙基單元的總數(shù)(a)的比率c/a表示，因為著色材料在長期儲存過程中的分散穩(wěn)定性，和油墨的長期噴射穩(wěn)定性得到進一步提高。
根據(jù)本發(fā)明的噴墨記錄方法特征在于，在一種包括向油墨施加能量以使油墨噴射的噴墨記錄方法中，使用根據(jù)本發(fā)明的上述油墨。作為能量，可使用熱能或機械能。但使用熱能的方法是優(yōu)選的。
在根據(jù)本發(fā)明的噴墨記錄方法中，對記錄材料沒有限制。但優(yōu)選使用在其至少一個表面上具有油墨接受涂層的記錄材料，如用于噴墨、明信片的所謂專用紙，用于膠片名片的紙，用于標簽的紙，瓦楞紙板和用于噴墨的膠片。作為具有涂層的記錄材料，理想的是在其至少一個表面上具有至少包含親水聚合物和/或無機多孔材料的油墨接受涂層的記錄材料具有。
利用根據(jù)本發(fā)明的油墨進行記錄的噴墨記錄裝置包括家用打印機，其中主要使用A4大小的紙，用于名片和卡片的打印機，用于商業(yè)用途的大尺寸打印機，和類似物。以下描述示例性優(yōu)選的噴墨記錄裝置。
圖1說明示例性墨盒100，其中儲存通過油墨加料管104被加料到打印頭的油墨。在此，參考文件數(shù)字101表示包含所要加料的油墨的油墨袋。其一端具有由氯化丁基橡膠制成的塞子102。針103被插入該塞子102中，這樣油墨袋101中的油墨被加料到在圖3中顯示的記錄頭(303，304，305或306)。用于接受廢油墨的吸墨元件也可被提供在墨盒內(nèi)。用于本發(fā)明的噴墨記錄裝置不限于其中記錄頭和墨盒被分開提供的如上所述的裝置，也可優(yōu)選使用其中這些元件被集成形成的設(shè)備。
圖2是用于說明用于該實施方案的噴墨記錄頭的結(jié)構(gòu)的模式圖。在每個噴嘴202中，提供其相應(yīng)的加熱器204，將規(guī)定的驅(qū)動脈沖由記錄頭驅(qū)動電路施加到加熱器204上，這樣加熱器被加熱以產(chǎn)生氣泡，并通過其作用將墨滴從噴射開口202中噴射。在此，加熱器204通過與半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝相同的技術(shù)在硅基材206上形成。參考文件數(shù)字201表示基板，203表示形成每個噴嘴202的噴嘴分隔壁，205表示用于將油墨加料到每個噴嘴202的共通液體腔，207表示面板。
圖3是說明根據(jù)該實施方案的記錄裝置的部分透視圖。記錄裝置300中的記錄材料302例如，由輥進紙單元301進紙并通過記錄裝置300機體所配有的傳輸單元連續(xù)傳輸。傳輸單元由傳輸馬達312、傳輸帶313等組成。記錄通過在記錄材料發(fā)成像位置在用于黑色的記錄頭303下經(jīng)過時開始從用于黑色的記錄頭303噴射黑色油墨，和選擇性地從用于青色、品紅色和黃色的記錄頭304、305和306按照該順序噴射相應(yīng)油墨以形成顏色圖像而進行。
記錄裝置300包括用于在暫停記錄的過程中蓋上相應(yīng)記錄頭的上蓋機構(gòu)311，用于將其相應(yīng)的油墨加料到記錄頭303至306的墨盒307至310，用于油墨加料和回收操作的泵單元(未示)，用于控制整個記錄裝置的控制板(未示)，和除了以上元件之外的其它物。
圖4是使用在該實施方案中，的噴墨記錄裝置中的回收操作系統(tǒng)的示意圖。當記錄頭303至306放下時，其油墨噴射開口形成表面與在上蓋機構(gòu)311內(nèi)的由氯化丁基橡膠形成的其相應(yīng)的蓋400緊密接觸，這樣可進行規(guī)定的回收操作。
回收操作系統(tǒng)中的油墨再循環(huán)電路部分包括作為基本元件的通過抽吸泵403等連接至墨盒100上的子罐401，其中將所要供給的油墨儲存在聚乙烯袋中；抽吸泵403，它被置于由聚氯乙烯形成的油墨加料管路409以及蓋400和子罐401之間的連接中以將來自上蓋機構(gòu)311的油墨收集到子罐401中；用于去除從蓋上收集的油墨中的灰塵等的過濾器405；通過油墨加料管路408連接和將油墨加料到用于記錄頭303至306的普通液體腔205的加壓泵402；將從記錄頭返回的油墨加料到子罐401的油墨加料管路407；和閥404a至404d。
在清潔記錄頭303至306時，回收閥404b關(guān)閉，并操作加壓泵402，這樣油墨在壓力下從子罐401加料到記錄頭并從噴嘴406強制排出。這樣排出噴嘴中的氣泡，油墨，灰塵和/或類似物。抽吸泵403用于將從上蓋機構(gòu)311內(nèi)的記錄頭排出的油墨收集到子罐401中。
作為采用機械能量的示例性優(yōu)選的噴墨記錄裝置，可提及按需型噴墨記錄裝置，包括具有多個噴嘴的形成噴嘴的基板，位置上與噴嘴相對的由壓電電材料和導(dǎo)電材料組成的壓力產(chǎn)生元件，和填充在壓力產(chǎn)生元件周圍的油墨，其中壓力產(chǎn)生元件被所施加的電壓移動以將微小的墨滴從噴嘴噴出。圖5給出了作為這種記錄裝置的主要部件的記錄頭的結(jié)構(gòu)。
該頭的組成為與油墨腔(未示)相通的油墨流路80、從中噴射具有所需體積的墨滴的孔板81、直接向油墨施加壓力的振動板82、連接至振動板82上和根據(jù)電信號進行移動的壓電電元件83、和與支撐體相適應(yīng)并在其上固定孔板81、振動板82等的基板84。
在圖5中，油墨流動通道80由光敏樹脂等形成?？装?1由金屬如不銹鋼或鎳形成，其噴射開口85通過電鑄，沖壓穿孔，或類似處理而形成。振動板82由金屬如不銹鋼，鎳或鈦的膜和高模量樹脂膜或類似物而形成。壓電電元件83由介電材料如鈦酸鋇或PZT形成。具有如上所述的這些結(jié)構(gòu)的記錄頭操作使得脈沖電壓被施加到壓電電元件83上以產(chǎn)生應(yīng)力而引起扭曲，連接至壓電電元件83上的振動板82因為應(yīng)力能而變形，因此油墨流動通道80中的油墨被垂直加壓以從孔板81的噴射開口85噴射油墨液滴(未示)，這樣進行記錄。
以下，本發(fā)明根據(jù)以下實施例詳細描述。但本發(fā)明不限于這些實施例。在此，用于以下實施例的所有的名稱“份數(shù)”和“％”是指質(zhì)量份和％質(zhì)量，除非明確指出。
實施例1[著色材料分散體I的制備]在300g具有pH 2.5的市售酸性炭黑“Monarch 1300”(商品名，Cabot Co.的產(chǎn)品)與1,000ml水充分混合之后，將450g次氯酸鈉滴加到所得混合物中，隨后在100至110℃下攪拌8小時。將如此得到的淤漿用水稀釋至濃度1/10，并用氫氧化鋰調(diào)節(jié)其pH，然后將如此處理的淤漿通過超濾膜脫鹽和濃縮至電導(dǎo)率0.2mS/cm，制備出具有顏料濃度10％的黑色著色材料分散體。在將該分散體進一步進行離心處理之后，將它濾過具有孔尺寸3μm的尼龍過濾器以去除粗顆粒，這樣得到黑色著色材料分散體。如此得到的著色材料分散體的ζ電位是-60mV。ζ電位通過電泳光散射方法(使用激光靜電計，“ELS-6000”，商品名；由OTSUKA ELECTRONICS有限公司制造)測定。


在將以上組分混合和充分攪拌之后，將所得混合物濾過具有孔尺寸3μm的微過濾器以得到預(yù)期油墨。
實施例2[聚合物分散劑A的制備]向配有回流管，滴液漏斗，溫度計和攪拌器的玻璃制的4-頸燒瓶中裝入300份甲基乙基酮，并在攪拌下加熱直至通過回流管穩(wěn)定地進行回流。此時的內(nèi)部溫度是84℃。將20份甲基丙烯酸叔辛酯，180份三乙二醇乙基醚丙烯酸酯，40份甲基丙烯酸和4份聚合反應(yīng)引發(fā)劑(“ABN-E”，商品名；Wako Pure Chemical Industries，Ltd.的產(chǎn)品)的混合溶液在相等速度下在180分鐘內(nèi)滴加至該溶液。在老化進行30分鐘之后，將100份甲基乙基酮和2份ABN-E的混合溶液在相等速度下在120分鐘內(nèi)滴加。在滴加完成之后，內(nèi)部溫度保持60分鐘并隨后降低，然后將100份甲基乙基酮加入反應(yīng)混合物以制備聚合物分散劑。在此，如此得到的聚合物分散劑的重均分子量是15,000，氧亞乙基單元在聚合物分散劑中的平均數(shù)目(B)是100。
在將以上制備的聚合物分散劑A和作為市售顏料的C.I.顏料藍15∶3的甲基乙基酮溶液裝入具有雙螺桿的捏合機和均勻捏合之后，在保持內(nèi)部溫度為80℃的同時降低壓力而蒸去溶劑。將如此得到的捏合產(chǎn)物利用雙輥成型為片材，將片材轉(zhuǎn)移至容器，并加入規(guī)定量的離子交換水和作為中和劑的氫氧化鈉。將所得混合物攪拌得到具有顏料濃度10％和聚合物分散劑濃度10％的著色材料分散體II。


在將以上組分混合和充分攪拌之后，將所得混合物濾過具有孔尺寸3μm的微過濾器以得到預(yù)期油墨。
實施例3[聚合物分散劑B的制備]向配有回流管，滴液漏斗，溫度計和攪拌器的玻璃制的4-頸燒瓶中裝入300份甲基乙基酮，并在攪拌下加熱直至通過回流管穩(wěn)定地進行回流。此時的內(nèi)部溫度是84℃。將34份甲基丙烯酸十八烷基酯，17份二甘醇甲基醚丙烯酸酯，40份甲基丙烯酸和4份聚合反應(yīng)引發(fā)劑(“ABN-E”，商品名；Wako Pure Chemical Industries，Ltd.的產(chǎn)品)的混合溶液在相等速度下在180分鐘內(nèi)滴加至該溶液。在老化進行30分鐘之后，將100份甲基乙基酮和2份ABN-E的混合溶液在相等速度下在120分鐘內(nèi)滴加。在滴加完成之后，內(nèi)部溫度保持60分鐘并隨后降低，然后將100份甲基乙基酮加入反應(yīng)混合物以制備聚合物分散劑。在此，如此得到的聚合物分散劑的重均分子量是12,000，和氧亞乙基單元在聚合物分散劑中的平均數(shù)目(B)是20。
在將以上制備的聚合物分散劑A和作為市售顏料的C.I.顏料藍15∶3的甲基乙基酮溶液裝入具有雙螺桿的捏合機和均勻捏合之后，在保持內(nèi)部溫度為80℃的同時降低壓力以蒸去溶劑。將如此得到的捏合產(chǎn)物利用雙輥成型為片材，將片材轉(zhuǎn)移至容器，并加入規(guī)定量的離子交換水和作為中和劑的氫氧化鈉。將所得混合物攪拌得到具有顏料濃度16％和聚合物分散劑濃度2％的著色材料分散體III。


在將以上組分混合和充分攪拌之后，將所得混合物濾過具有孔尺寸3μm的微過濾器以得到預(yù)期油墨。
實施例4[聚合物分散劑C的制備]由憎水嵌段和親水嵌段組成的AB型二嵌段共聚物的合成在將配有三通龍頭的玻璃容器的內(nèi)部用氮氣沖洗之后，將容器在氮氣氣氛下加熱至250℃以去除吸附水。在體系返回至室溫之后，加入12mmol異丁基乙烯基醚，16mmol乙酸乙酯，0.1mmol乙酸1-異丁氧基乙酯和11cm3甲苯。此時體系內(nèi)的溫度已經(jīng)達到0℃，加入0.2mmol倍半氯化乙基鋁以引發(fā)聚合反應(yīng)，這樣合成AD型二嵌段共聚物的嵌段A。
在利用凝膠滲透色譜(GPC)定期檢測分子量以確定嵌段A的聚合反應(yīng)完成之后，加入24mmol通過用三甲基氯硅烷甲硅烷基化2-(2-羥基乙氧基)乙基乙烯基醚的羥基基團而得到的乙烯基單體(嵌段B)以進行合成。聚合反應(yīng)的終止通過將氨/甲醇的0.3％溶液加入該體系而進行，并通過加入水而水解被三甲基氯硅烷甲硅烷基化的羥基基團。將二氯甲烷在反應(yīng)完成之后加入反應(yīng)混合物溶液中以稀釋該溶液，并將稀釋溶液用0.6N鹽酸洗滌3次并隨后用蒸餾水洗滌3次，然后通過蒸發(fā)器濃縮并干燥成固體。將如此得到的固體真空干燥以得到AB型二嵌段共聚物(聚合物分散劑C)。該化合物的確認利用NMR和GPC而進行。Mn是3.6×104，Mw/Mn是1.2。在此，氧亞乙基單元在聚合物分散劑中的平均數(shù)目是400。
將12份作為市售顏料的C.I.顏料藍15∶3與90.0份四氫呋喃混合，并將混合物加熱至40℃和充分攪拌以制備出溶液。在將該溶液加入溶解在90.0份四氫呋喃中的10.0份上述制備的聚合物分散劑C的溶液并混合之后 ，將78.0份水加入所得混合物。四氫呋喃隨后通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器而去除以得到具有顏料濃度12％和聚合物分散劑濃度10％的著色材料分散體IV。


在將以上組分混合和充分攪拌之后，將所得混合物濾過具有孔尺寸3μm的微過濾器以得到預(yù)期油墨。
實施例5[聚合物分散劑D的制備]由憎水嵌段和2親水嵌段組成的ABC型三嵌段共聚物的合成在將配有三通龍頭的玻璃容器的內(nèi)部用氮氣沖洗之后，將容器在氮氣氣氛下加熱至250℃以去除吸附水。在體系返回至室溫之后，加入12mmol正十八烷基乙烯基醚、16mmol乙酸乙酯、0.1mmol乙酸1-異丁氧基乙酯和11cm3甲苯。此時體系內(nèi)的溫度已經(jīng)達到0℃，加入0.2mmol倍半氯化乙基鋁以引發(fā)聚合反應(yīng)，這樣合成ABC型三嵌段共聚物的組分A。
在利用凝膠滲透色譜(GPC)定期檢測分子量以確定組分A的聚合反應(yīng)完成之后，加入25mmol 2-(2-(2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基)-乙氧基)乙基乙烯基醚(組分B)以繼續(xù)聚合反應(yīng)。在同樣利用GPC檢測分子量以確認組分B完成聚合反應(yīng)之后，加入12mmol通過用乙基基團酯化6-(2-乙烯基氧基乙氧基)己酸(組分C)的羧基基團而得到的乙烯基單體以進行合成。聚合反應(yīng)的終止通過將氨/甲醇的0.3％溶液加入該體系而進行，并使用氫氧化鈉/甲醇的溶液將被酯化的羧基基團水解成羧酸形式。隨后過程按照實施例4的相同方式進行以得到ABC型三嵌段共聚物(聚合物分散劑D)。該化合物的確認利用NMR和GPC而進行。Mn是3.7×104，Mw/Mn是1.2。在此，氧亞乙基單元在聚合物分散劑中的平均數(shù)目是100。
將12份作為市售顏料的C.I.顏料紅122與90.0份四氫呋喃混合，并將混合物加熱至40℃和充分攪拌以制備出均勻溶液。在將該溶液加入溶解在90.0份四氫呋喃中的8.0份上述制備的聚合物分散劑D的溶液中并混合之后，將80.0份鈉含量與用于聚合物分散劑中的陰離子親水基團的中和劑相當?shù)臍溲趸c水溶液加入所得混合物。四氫呋喃隨后通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器而去除以得到具有顏料濃度12％和聚合物分散劑濃度8％的著色材料分散體V。


在將以上組分混合和充分攪拌之后，將所得混合物濾過具有孔尺寸3μm的微過濾器以得到預(yù)期油墨。
實施例6[聚合物分散劑E的制備]由憎水嵌段和2種親水嵌段組成的ABC型三嵌段共聚物的合成ABC型三嵌段共聚物(聚合物分散劑E)按照實施例5的相同方式得到，只是2-(2-(2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基)-乙氧基)乙基乙烯基醚作為組分B的加入量改變?yōu)?mmol。該化合物的確認利用NMR和GPC而進行。Mn是3.3×104，Mw/Mn是1.1。在此，聚合物分散劑中的氧亞乙基單元的平均數(shù)目是30。
將10份作為市售顏料的C.I.顏料黃93與90.0份四氫呋喃混合，并將混合物加熱至40℃和充分攪拌以制備出均勻溶液。在將該溶液加入溶解在90.0份四氫呋喃中的10.0份上述制備的聚合物分散劑E的溶液中并混合之后，將80.0份鋰含量與用于聚合物分散劑中的陰離子親水基團的中和劑相當?shù)臍溲趸囁芤杭尤胨没旌衔铩Ｋ臍溥秽S后通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器而去除以得到具有顏料濃度10％和聚合物分散劑濃度10％的著色材料分散體VI。


在將以上組分混合和充分攪拌之后，將所得混合物濾過具有孔尺寸3μm的微過濾器以得到預(yù)期油墨。
實施例7[聚合物分散劑F的制備]由憎水嵌段和2種親水嵌段組成的ABC型三嵌段共聚物的合成ABC型三嵌段共聚物(聚合物分散劑F)按照實施例5的相同方式得到，只是2-(2-(2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基)-乙氧基)乙基乙烯基醚作為組分B加入的量被改變?yōu)?5mmol。該化合物的確認利用NMR和GPC而進行。Mn是3.8×104，Mw/Mn是1.3。在此，氧亞乙基單元在聚合物分散劑中的平均數(shù)目是140。
將16份作為市售顏料的炭黑(“MA100”，商品名；MitsubishiChemical公司的產(chǎn)品)與90.0份四氫呋喃混合，并將混合物加熱至40℃和充分攪拌以制備出均勻溶液。在將該溶液加入溶解在90.0份四氫呋喃中的4.0份上述制備的聚合物分散劑F的溶液中并混合之后，將80.0份鋰含量與用于聚合物分散劑中的陰離子親水基團的中和劑相當?shù)臍溲趸囁芤杭尤胨没旌衔?。四氫呋喃隨后通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器而去除以得到具有顏料濃度16％和聚合物分散劑濃度4％的著色材料分散體VII。


在將以上組分混合和充分攪拌之后，將所得混合物濾過具有孔尺寸3μm的微過濾器以得到預(yù)期油墨。
實施例8 將12份作為市售顏料的C.I.顏料藍15∶3與90.0份四氫呋喃混合，并將混合物加熱至40℃和充分攪拌以制備出溶液。在將該溶液加入溶解在90.0份四氫呋喃中的10.0份上述制備的聚合物分散劑G的溶液中并混合之后，將78.0份鋰含量與用于聚合物分散劑中的陰離子親水基團的中和劑相當?shù)臍溲趸囁芤杭尤胨没旌衔?。四氫呋喃隨后通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器而去除以得到具有顏料濃度12％和聚合物分散劑濃度10％的著色材料分散體VIII。


在將以上組分混合和充分攪拌之后，將所得混合物濾過具有孔尺寸3μm的微過濾器以得到預(yù)期油墨。
實施例9[著色材料分散體IX的制備]將12份作為市售顏料的C.I.顏料藍15∶3與90.0份四氫呋喃混合，并將混合物加熱至40℃和充分攪拌以制備出溶液。在將該溶液加入溶解在90.0份四氫呋喃中的4.0份在實施例8中得到的聚合物分散劑G的溶液中并混合之后，將84.0份鈉含量與用于聚合物分散劑中的陰離子親水基團的中和劑相當?shù)臍溲趸c水溶液加入所得混合物。四氫呋喃隨后通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器而去除以得到具有顏料濃度12％和聚合物分散劑濃度4％的著色材料分散體IX。


在將以上組分混合和充分攪拌之后，將所得混合物濾過具有孔尺寸3μm的微過濾器以得到預(yù)期油墨。
實施例10[著色材料分散體X的制備]將12份作為市售顏料的C.I.顏料藍15∶3與90.0份四氫呋喃在容器中混合，并將混合物加熱至40℃和充分攪拌以制備出溶液。在將該溶液加入溶解在90.0份四氫呋喃中的16.0份在實施例8中得到的聚合物分散劑G的溶液中并混合之后，將。72.0份鈉含量與用于聚合物分散劑中的陰離子親水基團的中和劑相當?shù)臍溲趸c水溶液加入所得混合物。四氫呋喃隨后通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器而去除以得到具有顏料濃度12％和聚合物分散劑濃度16％的著色材料分散體X。


在將以上組分混合和充分攪拌之后，將所得混合物濾過具有孔尺寸3μm的微過濾器以得到預(yù)期油墨。
對比例1[油墨11的制備]

在將以上組分混合和充分攪拌之后，將所得混合物濾過具有孔尺寸3μm的微過濾器以得到油墨。
對比例2[油墨12的制備]

在將以上組分混合和充分攪拌之后，將所得混合物濾過具有孔尺寸3μm的微過濾器以得到油墨。
對比例3[油墨13的制備]

在將以上組分混合和充分攪拌之后，將所得混合物濾過具有孔尺寸3μm的微過濾器以得到油墨。
對比例4[油墨14的制備]

在將以上組分混合和充分攪拌之后，將所得混合物濾過具有孔尺寸3μm的微過濾器以得到油墨。
對比例5

在將以上組分混合和充分攪拌之后，將所得混合物濾過具有孔尺寸3μm的微過濾器以得到油墨。
{評測}測試根據(jù)實施例1至10的油墨和根據(jù)對比例1至5的油墨的分散穩(wěn)定性，噴射性能，顯色性能和耐磨性。
在此，顯色性能，耐磨性和噴射性能通過將每種油墨裝入具有按需型多記錄頭的噴墨記錄裝置，P-660C11，(商品名；由Canon Finetech有限公司制造)而評估，所述記錄頭通過響應(yīng)記錄信號向油墨施加熱能而噴射油墨，以在光澤紙SP101(商品名；Canon Inc.的產(chǎn)品)上進行打印。結(jié)果，根據(jù)實施例的所有的油墨與根據(jù)對比EXAMPL的油墨相比在分散穩(wěn)定性和噴射穩(wěn)定性方面表現(xiàn)出良好的結(jié)果，如表1所示。根據(jù)實施例的所有的油墨在打印圖像的著色和耐磨性方面也具有良好的結(jié)果。
表1

*1氧亞乙基基團比率通過按照以下方式計算出聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油和聚合物分散劑之間的氧亞乙基基團比率而得到的值。
氧亞乙基基團比率(聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油中的氧亞乙基單元的數(shù)目)/(聚合物分散劑中的氧亞乙基單元的數(shù)目)。
*2分散穩(wěn)定性將每種油墨在100℃下加熱4小時以在加熱之后測試油墨的熱穩(wěn)定性。測定在加熱前后的顆粒直徑以按照以下等式確定顆粒直徑增加率(％)，這樣得到關(guān)于分散穩(wěn)定性的指數(shù)。顆粒直徑的測量利用動態(tài)光散射方法(使用激光顆粒直徑分析體系，PAR III，商品名；由OTSUKAELECTRONICS有限公司制造)而進行。評估標準如下。
顆粒直徑的％增加(％)＝[(在加熱之后的顆粒直徑)-(在加熱之前的顆粒直徑)]/(在加熱之前的顆粒直徑)×100A顆粒直徑增加率(％)低于5％；B顆粒直徑增加率(％)不低于5％，但低于10％；C顆粒直徑增加率(％)不低于10％，但低于30％；D顆粒直徑增加率(％)不低于30％。
*3間歇噴射穩(wěn)定性在每種油墨在60℃下儲存2個月之后，在15℃和10％濕度的環(huán)境下打印100％滿版圖像，并將打印品懸掛3分鐘。然后，再次打印100％滿版圖像以按照以下標準評估該圖像。
A沒有給出白條，打印正常進行；B在打印的起始部分稍微觀察到白條；C在整個圖像上觀察到白條；D圖像幾乎沒有打印上。
*4連續(xù)噴射穩(wěn)定性明信片大小的階度圖案在1,000頁光澤紙上連續(xù)打印以按照以下標準評估在第一千頁上的圖像是否出現(xiàn)墨點錯排和噴射失敗。
A沒有觀察到墨點錯排或噴射失敗，和打印正常進行；B沒有出現(xiàn)噴射失敗，但部分觀察到墨點錯排；C部分出現(xiàn)噴射失敗，在整個圖像上觀察到墨點錯排；D大量出現(xiàn)噴射失敗，在整個圖像上觀察到墨點錯排。
*5顯色性能圖像使用在60℃下儲存2月的油墨打印，并按照以下標準評估該圖像。
A沒有觀察到模糊，且飽和度高；B沒有觀察到模糊，且飽和度稍低；C觀察到模糊；D大量觀察到模糊，且飽和度也低。
*6耐磨性在打印品在打印之后放置至少12小時之后用自來水對打印表面噴霧，然后將Kimwipes放在打印表面上，并另外將500g/12.56cm的重物放在其上并往復(fù)運動5次。在此之后，按照以下標準評估在空白部分處的污染度和滿版圖像和/或字符打印部分的磨損。
A在空白部分上根本沒有觀察到污染，而且也沒有在滿版圖像和/或字符打印部分上觀察到磨損；B在空白部分上幾乎沒有觀察到污染，且在滿版圖像和/或字符打印部分沒有觀察到磨損；C在空白部分上稍微觀察到污染，并在滿版圖像和/或字符打印部分稍微觀察到磨損標記；D在空白部分上觀察到污染，且實心圖像-和/或字符-打印部分被部分磨損掉。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可提供一種可在所有情況下在長時間內(nèi)穩(wěn)定地記錄具有高牢度性能和優(yōu)異質(zhì)量的圖像的水基噴墨油墨。另外，可提供可用于記錄具有優(yōu)異的牢度性能和質(zhì)量的圖像的噴墨記錄方法和噴墨記錄裝置。
盡管本發(fā)明已根據(jù)本文公開的優(yōu)選的實施方案進行描述，但它不局限于所給出的細節(jié)且該申請意味著覆蓋為改進目的而可呈現(xiàn)的那些變型或變化或所附權(quán)利要求的范圍。
該申請要求2005年2月28日遞交的日本專利申請No.2005-053246的優(yōu)先權(quán)，在此將其整個公開內(nèi)容作為參考完全并入本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種水基噴墨油墨，基本上包含水不可溶著色材料，水溶性有機溶劑，輔助組分和水，其中作為輔助組分至少包含聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的水基噴墨油墨，其中水不可溶著色材料是顏料，顏料被聚合物分散劑分散。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的水基噴墨油墨，其中聚合物分散劑是至少由具有陰離子親水基團的單體，具有氧亞乙基基團的單體和具有憎水基團的單體組成的聚合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的水基噴墨油墨，其中氧亞乙基單元在聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油中的數(shù)目(A)與氧亞乙基單元在聚合物分散劑中的數(shù)目(B)的比率(A)/(B)落入0.1至5的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的水基噴墨油墨，其中進一步包含聚乙二醇或聚丙二醇作為另一輔助組分。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的水基噴墨油墨，其中聚合物分散劑是包含由至少一種乙烯基醚組成的憎水嵌段和由至少一種乙烯基醚組成的親水嵌段的嵌段共聚物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的水基噴墨油墨，其中聚合物分散劑的親水嵌段包含由具有非離子親水基團的乙烯基醚組成的嵌段和由具有陰離子親水基團的乙烯基醚組成的嵌段。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的水基噴墨油墨，其中聚合物分散劑按順序地包含由憎水乙烯基醚組成的嵌段，由具有非離子親水基團的親水乙烯基醚組成的嵌段和由具有陰離子親水基團的親水乙烯基醚組成的嵌段。
9.一種噴墨記錄方法，包括向油墨施加能量以噴射油墨，這樣將油墨施用到記錄材料上以進行記錄，其中油墨是根據(jù)權(quán)利要求1至8任何一項的水基噴墨油墨。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的噴墨記錄方法，其中能量是熱能。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的噴墨記錄方法，其中記錄材料是一種在其至少一個表面上具有油墨接受涂層的記錄材料。
12.一種墨盒，包括儲存油墨的儲墨部分，其中油墨是根據(jù)權(quán)利要求1至8任何一項的水基噴墨油墨。
13.一種噴墨記錄裝置，包括配有儲存油墨的儲墨部分的墨盒和用于噴射油墨的頭部分，其中油墨是根據(jù)權(quán)利要求1至8任何一項的水基噴墨油墨。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可在所有情況下在長時間內(nèi)穩(wěn)定地記錄具有高牢度性能和優(yōu)異質(zhì)量的圖像的水基噴墨油墨，和進一步提供一種可用于記錄具有優(yōu)異的牢度性能和質(zhì)量的圖像的噴墨記錄方法，和包含這種油墨的墨盒和噴墨記錄裝置。所述水基噴墨油墨主要包含水不可溶著色材料，水溶性有機溶劑，輔助組分和水，其中作為輔助組分至少包含聚氧乙烯蓖麻油或聚氧乙烯硬化蓖麻油。
文檔編號B41L25/12GK1827712SQ2006100093
公開日2006年9月6日 申請日期2006年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月28日
發(fā)明者山本智也, 上野鈴香, 橘由紀子 申請人:佳能精技股份有限公司