專利名稱：墨水、利用墨水的墨水噴射記錄工藝及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于墨水噴射記錄的墨水，一種利用墨水的墨水噴射記錄工藝，及其設(shè)備。
作為用于墨水噴射記錄的墨水，迄今為止眾所周知的并使用的制備方法是，在一種包括水或水和一種有機溶劑的液體介質(zhì)中，溶解或分散各種類型的染料或顏料。
通常向上述的傳統(tǒng)墨水中加入作為保水劑的尿素，尿素衍生物，硫脲或硫脲衍生物。(日本專利申請公開公告№.57-74372，№。56-4488，№.3-234775，№。4-85375和№.4-332777)。這樣的尿素，尿素衍生物，硫脲和硫脲衍生物改善了染料在各種溶劑中的溶解性，于是用作溶解助劑(日本專利申請公開公告№.2-173168)。它們也有效地提高了噴射質(zhì)量和改善噴射性能(日本專利申請公開公告№.1-203483，№。62-1765，№.62-74973和№.56-88473，和日本專利公告№。57-31759，№。60-42834和№。1-6236)，并且用作PH值保持劑，以改善儲存穩(wěn)定性(日本專利申請公開公告№。1-203483，№。62-1765，№。62-74973和№.56-88473，以及日本專利公告№.57-31759和№.1-6236)。
但是，許多染料，由于因尿素分解而產(chǎn)生的銨離子而引起團聚，結(jié)果，當(dāng)已加入尿素的墨水被長期儲存后，因染料的團聚會產(chǎn)生沉淀，從而在墨水噴射記錄裝置的墨水噴射出口或墨水送入管上引起堵塞。在墨水含有一種顏料的情形下，因尿素的分解而產(chǎn)生的氨離子和用于顏料的分散劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而導(dǎo)致顏料的團聚，結(jié)果墨水噴射記錄裝置的墨水噴射出口或墨水送入管會堵塞。另外，不管何種類型的顏料，因分解而產(chǎn)生的氨腐蝕金屬構(gòu)件，氨的氣味令使用者不舒服。近來，主要在采用微溶于水的染料的情形中，已發(fā)現(xiàn)加入尿素促進了一種現(xiàn)象，其中在PH值約為4的強酸性紙上進行印刷(根據(jù)JIS-P8133測定PH值)，導(dǎo)致印刷字符光澤的增加，并且由于光的反射，黑色具有金色外觀。(即青銅色現(xiàn)象或者青銅色)。
考慮到這樣的問題，已研究了有關(guān)加入了尿素的墨水配方，這樣的研究旨在改善保水性，通過大幅度提高外加溶劑的量(具有高熔點的極性溶劑)，加入一種羥基胺作為PH值保持劑，加入一種P-甲苯磺酰胺環(huán)氧乙烷加成產(chǎn)品作為染料溶解助劑，并且當(dāng)使用含有一種顏料的墨水時，通過提高分散劑對顏料的比例來避免團聚現(xiàn)象。
但是，大量使用有機溶劑，加入一種羥基胺或一種P-甲苯磺酰胺環(huán)氧乙烷加成產(chǎn)品，并且提高分散劑對顏料的比例，會帶來下列問題。
大量加入極性溶劑會導(dǎo)致墨水與記錄介質(zhì)之間存在小的接觸角，從而導(dǎo)致線條邊緣發(fā)毛，或者導(dǎo)致OD(光學(xué)密度)的下降，使得印刷質(zhì)量極糟。也會導(dǎo)致墨水的粘度增加，使得噴射性能變差。
加入P-甲苯磺酰胺環(huán)氧乙烷加成產(chǎn)品，可有效地避免青銅色現(xiàn)象。但是，正如大量加入極性溶劑一樣，這會導(dǎo)致墨水與記錄介質(zhì)之間存在小的接觸角，從而導(dǎo)致線條邊緣發(fā)毛，或者導(dǎo)致OD(光學(xué)密度)的下降，使得印刷質(zhì)量極差。這也會導(dǎo)致墨水中的氣泡，使噴射性能變差。
加入一種羥基胺例如三乙醇胺，二乙醇胺或單乙醇胺可以消除在墨水儲存過程中染料或顏料的團聚問題，以及青銅色現(xiàn)象問題。但是，由于它們的強堿性，即使加入大約5%(重量)，墨水的PH值便會高達11至12，結(jié)果，與墨水液體接觸的各種構(gòu)件的成份，可能會從構(gòu)件中溶解出，從而導(dǎo)致墨水性質(zhì)的變化，以致噴射失敗或者墨水泄漏。這也會導(dǎo)致墨水放置精度降低，使得印刷質(zhì)量變差。許多黑色染料給出極差的色調(diào)，在這樣的情形下，當(dāng)多色印刷時，差的色調(diào)導(dǎo)致圖象質(zhì)量下降。另外，胺也有其缺點，其特殊的氣味令使用者非常不舒服。
當(dāng)使用含有顏料的墨水時，墨水的粘度隨著分散劑對顏料的比例的增加而增加，結(jié)果根據(jù)沉積速度的Stokes方程得出的沉積速度下降，并且團聚過程也變慢。于是，克服了因染料的團聚而引起的沉淀現(xiàn)象。但是，由于墨水的粘度增加，墨水的噴射性能變差。特別地，在墨水噴射記錄中，當(dāng)通過熱能的作用噴射墨滴而進行記錄時，會存在另一個問題，即墨水中有機物濃度的提高，使得熱分解的有機物粘在加熱構(gòu)件上，阻礙了液滴形成氣泡。
同時，盡管與用于墨水噴射記錄的墨水無關(guān)，日本專利公告№.61-55552公開了一種用于書寫工具的記錄墨水，它含有一種保水劑和一種用作溶解助劑的特殊的尿素化合物。但是，如用于書寫工具，例如常用的自來水筆和毛筆(feltpen)的墨水相比，用于墨水噴射記錄的墨水要求更為嚴(yán)格的性能，為的是均勻的墨水液滴必須穩(wěn)定地從精密的噴口中噴出，歷經(jīng)一段長時間或者一段短時間。于是，當(dāng)上述的特定的尿素化合物加入到高PH值的墨水中，并且所得到的墨水用于墨水噴射記錄時，不會獲得好的噴射效果，可能會噴射失敗等等。特別地，在利用熱能的墨水噴射記錄過程中，這種現(xiàn)象顯著地發(fā)生，對印刷有顯著的影響，例如，由于噴射質(zhì)量下降而引起的噴射速率的降低或印刷密度的下降所導(dǎo)致的圖象扭曲。
本發(fā)明的目的在于提供ⅰ)一種具有優(yōu)越的長期儲存穩(wěn)定性的墨水，它具有良好的保水性，噴射穩(wěn)定性，高的染料溶解性能，以及PH值保持能力，比得上那些通常用于墨水噴射記錄的墨水，向該墨水中可加入任何尿素或硫脲及其衍生物，而且不會產(chǎn)生因染料或顏料的團聚而導(dǎo)致的沉淀，ⅱ)利用該墨水的墨水噴射記錄工藝，以及ⅲ)利用該墨水的設(shè)備。
本發(fā)明的另一目的是提供ⅰ)一種墨水，它既不會引起青銅色現(xiàn)象也不會引起線條邊緣發(fā)毛，當(dāng)使用黑墨水時，它可以給出理想的黑色調(diào)，并且獲得具有高密度的清晰良好的圖象，ⅱ)利用該墨水的墨水噴射記錄工藝，以及ⅲ)利用該墨水的設(shè)備。
通過下述的發(fā)明可以達到上述目的。
本發(fā)明提供一種含有記錄劑和能夠溶解或分散記錄劑的液體介質(zhì)的墨水，所說的墨水包括下式所代表的化合物，并且PH值不小于7至小于10。
R1R2NCONHCH2CH2OH這里R1和R2分別代表H或CnH2nOH，其中n是2或3，條件是R1和R2不同時是H。
本發(fā)明還提供一種圖象形成工藝，它包括使墨水粘在一種記錄介質(zhì)上以形成一種圖象，這里所說的墨水包括一種記錄劑，一種能夠溶解或分散記錄劑的液體介質(zhì)，以及一種由下式所表示的化合物，并且PH值不小于7至小于10。
R1R2NCONHCH2CH2OH其中R1和R2分別代表H或CnH2nOH，這里n是2或3，條件是R1和R2不同時是H。
本發(fā)明也提供一種墨水噴射記錄工藝，它包括以墨水液滴形式噴射墨水，以完成記錄，這里所說的墨水包括一種記錄劑，一種能夠溶解或分散記錄劑的液體介質(zhì)，以及一種由下式所表示的化合物，并且PH值不小于7至小于10。
R1R2NCONHCH2CH2OH其中R1和R2分別代表H或CnH2nOH，這里n是2或3，條件是R1和R2不同時是H。
本發(fā)明還提供一種墨水噴射記錄裝置，它包括容納墨水的墨水儲存器，以及一個用于以墨水液滴的形式噴射墨水的頭組合體，所說的墨水如上所述。
本發(fā)明進一步還提供一種墨水盒，它包括容納墨水的墨水儲存器，所說的墨水如上所述。
本發(fā)明進一步又提供一種墨水噴射記錄裝置，它包括一個記錄單元，該記錄單元包括一個容納墨水的墨水儲存器，以及一個用于以墨水液滴的形式噴射墨水的頭組合體，所說的墨水如上所述。
本發(fā)明進一步又提供一種墨水噴射記錄裝置，它包括一個墨水盒，其中包括一個容納墨水的墨水儲存器，以及一個用于以墨水液滴的形式噴射墨水的記錄頭，所說的墨水如上所述。


圖1為墨水噴射記錄裝置的頭組合體的橫截面示意圖。
圖2為墨水噴射記錄裝置的頭組合體的垂直截面示意圖。
圖3是一個多頭的透視圖，它包括圖1和圖2所示的頭。
圖4是墨水噴射記錄裝置的一個實施例的透視圖。
圖5是一個墨水盒的垂直截面圖。
圖6是一個墨水盒(或記錄單元)的透視圖。
在用于墨水噴射記錄的墨水中，本發(fā)明人研制了一種墨水，可同時滿足上述各種要求。結(jié)果發(fā)現(xiàn)了非常優(yōu)越的效果，如果該墨水含有由上述化學(xué)式所表示的尿素衍生物，并且PH值控制在不小于7至小于10，既不會產(chǎn)生青銅色現(xiàn)象，也不會有線條邊緣毛須，并且可獲得良好的保水性和噴射穩(wěn)定性，于是完成了本發(fā)明。
特別地，當(dāng)使用一種顏料時，本發(fā)明顯著地有效。
本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)墨水中含有2-氧代-噁唑烷酮以及由上述化學(xué)式所表示的尿素衍生物時，尿素衍生物的穩(wěn)定性可以改善，并且長期儲存穩(wěn)定性和噴射性能也會進一步提高，于是，本發(fā)明人完成了本發(fā)明。
特別地，當(dāng)R1和R2中的任何一個是H時，本發(fā)明顯著地有效。
作為本發(fā)明的主要特征，尿素衍生物由下述化學(xué)式表示R1R2NCONHCH2CH2OH其中R1和R2分別代表H或CnH2nOH，這里n是2或3，條件是R1和R2不同時是H。
特別指明，尿素衍生物包括下述R1是H，并且R2是CH2CH2OH;
R1是CH2CH2OH，并且R2是CH2CH2OH;R1是H，并且R2是CH2CH2CH2OH;以及R1是CH2CH2CH2OH，并且R2是CH2CH2CH2OH。
其中，特別優(yōu)選的是1，3-雙(β-羥乙基)脲素。
由上述化學(xué)式所表示的本發(fā)明尿素衍生物，其結(jié)構(gòu)類似于尿素，在分子中有兩個或三個具有強親水性的羥基原子團(-OH)。于是，它的保水性比具有良好保水性的尿素更大。通過水解也產(chǎn)生鏈烷醇胺，但是速率比尿素低。所產(chǎn)生的鏈烷醇胺與水和其它溶劑有良好的相容性，也用作溶解助劑用于直接染料。它的熔點高，蒸發(fā)困難。于是，可以認(rèn)為很少會發(fā)生因染料或顏料的團聚或者墨水的干燥而引起的噴射失敗，可以獲得優(yōu)越的保水性等等性能。
由于該化合物很少釋放水，也可以避免青銅色現(xiàn)象。
由上述化學(xué)式所表示的尿素衍生物，在墨水中的含量優(yōu)選為0.1-10%(重量)，更優(yōu)選為1-10%(重量)，它取決于色料的質(zhì)量和類型或者記錄方法。若用量小于0.1%(重量)，則不能防止墨水在噴嘴尖端處固化。另一方面，若用量大于10%(重量)，則會導(dǎo)致差的噴射性能。
以下敘述上述化學(xué)式所示的本發(fā)明尿素衍生物的合成方法本發(fā)明的尿素衍生物可以從結(jié)構(gòu)考慮，通過將環(huán)氧乙烷加成在尿素上而合成。但是，在實踐中，不用這樣的方法合成。這是因為環(huán)氧乙烷通常是氣態(tài)的，而尿素是固態(tài)的，于是，在合成進行之前，尿素必須被熔融或形成一種溶液。但是，尿素是可熱分解的，因此不適合熔融。另外，在能夠溶解尿素的極性溶劑中，例如給予質(zhì)子的水，丙三醇或乙二醇中，在與環(huán)氧乙烷的加成反應(yīng)之前，尿素與極性溶劑發(fā)生反應(yīng)。另一方面，非質(zhì)子型極性溶劑，例如N-甲基吡咯烷酮或二甲基甲酰胺不能溶解尿素。于是通過環(huán)氧乙烷與尿素的加成反應(yīng)來進行合成是不普通的。在本發(fā)明中，根據(jù)日本專利公告№.49-33933的方法，將2-氧代-噁唑烷酮和單乙醇胺，例如單丙醇胺，二乙醇胺或二丙醇胺進行混合，混合物在120℃-130℃的油浴中進行加熱20分鐘。接著冷卻使之固化，然后用丙酮結(jié)晶，得到1，3-雙(β-羥乙基)脲，1-γ-羥丙基-3-(β-羥乙基)脲，1，1-雙-(β-羥乙基)-3-(β-羥乙基)脲或1，1-雙-(γ-羥丙基)-3-(β-羥乙基)脲。
本發(fā)明的墨水必須控制PH值的范圍在7和10之間。PH值小于7的墨水是不優(yōu)選的，因為它會導(dǎo)致堵塞或者噴射性能的陡然降低。PH值為10或者更大的墨水也是不優(yōu)選的，因為它會導(dǎo)致噴射性能降低或者導(dǎo)致進入與墨水液體接觸的構(gòu)件的腐蝕。PH值可以用已知方法調(diào)節(jié)，例如，通過控制色料或液體介質(zhì)的含量，以及本發(fā)明的尿素衍生物的含量，并且外加緩沖劑。
本發(fā)明的墨水含有一種色料(一種記錄劑)以及能夠溶解或分散色料的液體介質(zhì)。
對本發(fā)明的色料沒有特殊的限制。
作為染料，優(yōu)選酞菁型，呫噸型，三苯甲烷型，蒽醌型，單偶氮型，二偶氮型，三偶氮型和四偶氮型染料，它們用于書寫工具和墨水噴射記錄裝置。特別地，作為黑色偶氮染料，優(yōu)選具有下述式Ⅰ式Ⅱ的結(jié)構(gòu)的染料
并且R1和R2分別代表-H，-NH2，
或-SO3M;R3，R4和R5分別代表-H，-SO3H，-SO3M，-COOH，-COOM，-OH，-NH2或
;R6和R7分別代表-H，-OCH3，-CH3，-NH2或-NHCOCH3;以及R8代表-H，-SO3H或-SO3M，這里M代表堿金屬原子，銨或胺。
W2-N＝N-X2-N＝N-Y2-N＝N-Z2[Ⅱ]
Z2代表
R9和R10分別代表-H，-Cl，-NH2，-CH3，-SO3M，-NHCOCH3或-NHCONH2;R11和R12分別代表-H或OCH3;R13代表-H或-SO3M;R14，R15和R16分別代表-H，-OH，-SO3M或-NH2;R17，R18和R19分別代表-H，-OH，-NH2，-SO3H，-SO3M，-OCH3或-NHCONH2，這里M代表堿金屬原子，銨或胺。
特別指明，具有下述結(jié)構(gòu)的染料是優(yōu)選的。墨水中染料的含量可按記錄方法的不同而變化。在通常情況下，染料的用量優(yōu)選不超過10%(重量)，更優(yōu)選不超過6%(重量)，以墨水的總重量為基。
作為顏料，可以利用黑色顏料，包括碳黑№.2300，№.900，MCF88，№.33，№.40，№.45，№.52，MA7，MA8和＃2200B(以上產(chǎn)品均可以從MitsubishiChemicalIndustriesLimited購得)，RAVEN1255(可從ColumbianCarbonJapanLimited購得)，REGAL330R，REGAL660R和MOGULL(可從CABOTCorp.購得)，ColorBlackFW18，ColorBlackS170，ColorBlackS150，Printex35和PrintexU(可從DegussaJapanCo.，Ltd.購得)，以及用于本發(fā)明目的再制顏料。墨水中顏料的含量隨記錄方法而變化。在一般情況下，顏料的用量優(yōu)選的是從3%(重量)至12%(重量)，更優(yōu)選的是從3%(重量)至7%(重量)，以墨水的總重量為基。
當(dāng)顏料用作色料時，所用的分散劑可以包括苯乙烯/丙烯酸共聚物，苯乙烯/丙烯酸/烷基丙烯酸酯共聚物，苯乙烯/馬來酸共聚物，苯乙烯/馬來酸/烷基丙烯酸酯共聚物，苯乙烯/甲基丙烯酸共聚物，苯乙烯/甲基丙烯酸/烷基丙烯酸酯共聚物，苯乙烯/馬來酸半酯共聚物，乙烯基萘/丙烯酸共聚物以及乙烯基萘/馬來酸共聚物，或者它們的鹽。分散劑的含量優(yōu)選的是0.3%(重量)至2%(重量)，以墨水的總重量為基。
除了水之外，本發(fā)明的墨水可以優(yōu)選地含有作為液體介質(zhì)組份的下述保水劑，溶解助劑和分散穩(wěn)定劑，包括烷乙二醇，其中的烷基含有2至6個碳原子，例如乙二醇，二乙二醇，三乙二醇，硫二乙二醇，1，2，6-己三醇以及丙二醇;聚烷醇例如聚乙二醇，聚丙二醇;醇胺例如單乙醇胺，二乙醇胺和三乙醇胺;非質(zhì)子極性溶劑例如二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，二甲基亞砜和四氫噻吩砜(Sulgolane);多羥基醇的低級烷基醚，例如乙二醇單甲基或一乙基醚;二乙二醇單甲基或一乙基醚，以及三乙二醇單甲基或一乙基醚;丙三醇，甲酰胺，2-吡咯烷酮，N-甲基吡咯烷酮，以及山梨醇。以墨水的總重量為基，它們在墨水中的含量，優(yōu)選的是在5%-60%(重量)的范圍內(nèi)。
當(dāng)本發(fā)明的墨水用于墨水噴射記錄時，可以摻入一種烷基醇，例如甲醇，乙醇，丙醇或丁醇，這可以使噴射性能得到進一步改善，并且更為有效。這些烷基醇含量優(yōu)選的是從3%(重量)至10%(重量)，以墨水的總重量為基。
除了上述的組份之外，本發(fā)明的墨水進一步地含有2-氧代-噁唑烷酮在組合物中。
在本發(fā)明中，以本發(fā)明的上述化學(xué)式所代表的尿素衍生物為基，2-氧代-噁唑烷酮的含量優(yōu)選的是從0.5%(重量)至30%(重量)。
當(dāng)2-氧代-噁唑烷酮的用量小于0.5%(重量)時，它不起作用，當(dāng)它的用量大于30%(重量)時，則它對噴射性能起有害作用。
本發(fā)明的墨水可以任選地含有一種緩沖劑。所需的緩沖劑可以是本技術(shù)領(lǐng)域中公知的，包括醋酸/醋酸鹽，檸檬酸/檸檬酸鹽，琥珀酸/琥珀酸鹽，硼酸/硼酸鹽和磷酸/磷酸鹽。
該墨水必要時還含有各種添加劑，例如表面活性劑，防塵劑，anticeptic，抗菌劑，抗氧化劑，和水溶性聚合物。
本發(fā)明的記錄工藝，其特征在于使用上述的墨水，特別優(yōu)選地，是應(yīng)用于墨水噴射記錄，不消說，該記錄工藝也可應(yīng)用于通常的書寫工具。在墨水噴射記錄中，本工藝特別優(yōu)選地應(yīng)用于這樣類型的墨水噴射記錄工藝，其中利用熱能形成氣泡而噴出墨水。
本發(fā)明的墨水使得能夠形成具有理想色調(diào)的良好記錄，甚至在通常的平紙上，即，纖維暴露在記錄表面的記錄介質(zhì)。
本發(fā)明的墨水特別優(yōu)選地用于墨水噴射記錄中，其中通過熱能的作用，通過噴射墨滴而進行記錄。不用說，它也可用于通常的書寫工具。
利用本發(fā)明的墨水，適用于進行記錄的裝置可以包括這樣一種裝置，其中，相應(yīng)于記錄信號的熱能給予記錄頭內(nèi)部所容納的墨水，結(jié)果，，通過熱能的作用產(chǎn)生墨滴。
圖1，圖2和圖3表明記錄頭結(jié)構(gòu)的實例，它是該裝置的主要部件。
記錄頭13是這樣形成的，將具有墨水通道的玻璃，陶瓷或塑料片或其類似物粘接在熱記錄中所用的加熱頭15上(圖上只表明記錄頭，但是，粘結(jié)處是不受限制的)。加熱頭15包括保護膜16，它由氧化硅或其類似物所形成;鋁電極17-1和17-2;加熱電阻層18，它由鎳鉻合金或其類似物所形成;熱收集層19;以及具有良好熱消散性能的基片20。
墨水21從噴口22(一個精密的開口)噴射出，并且通過壓力，形成一個彎月形23(未畫出)。
于是，依照電極17-1和17-2的電信號，在熱頭15中由n表示的區(qū)域中突然產(chǎn)生熱，結(jié)果在與該區(qū)域接觸的墨水21中產(chǎn)生氣泡。所產(chǎn)生的壓力排出彎月形23，并且墨水21以記錄微滴24的形式從噴口22中射出，飛向記錄介質(zhì)25。圖3表明一個多頭的外觀，它包括如圖1所示的多個排列的頭。多頭是這樣制備的，將具有多通路26的玻璃板27;粘結(jié)在類似于圖1所示的頭的加熱頭28上。
圖1是頭13的截面圖，沿著墨水流動方向切開，圖2是沿圖1中的A-B線切開的截面圖。
圖4表示一個墨水噴射記錄裝置的實例，其中并入了一個這樣的頭。
在圖4中，編號61表示一個葉片(blade)，用作懸臂形式的刮墨部件，其中的一端是靜止端，為葉片夾持部件所夾持。葉片61安裝在某區(qū)域的鄰近位置上，在該區(qū)域中，記錄頭形成記錄。在本實施例中，葉片以這樣一種形式夾持，它突出至記錄頭移動所經(jīng)過的路線。編號62表示一個蓋帽(Cap)，它安裝在鄰近葉片61的原始位置上，如此構(gòu)造使得它所移動的方向垂直于記錄頭所移動的方向，并且與噴口的表面相接觸以完成加帽。編號63表示一個墨水吸收器，它與葉片61相連接，并且，類似于葉片61，它以這樣一種形式夾持，結(jié)果它突出至記錄頭移動所經(jīng)過的路線。上述的葉片61，蓋帽62和吸收器63構(gòu)成了噴射復(fù)位組合體(ejectionreotorationassembly)64，其中葉片61和吸收器63從墨水噴射開口表面除去水，灰塵或類似物。
編號65表示具有噴射能發(fā)生裝置的記錄頭，它將墨水噴射到記錄介質(zhì)上，記錄介質(zhì)放置在噴口表面的對面，噴口表面安裝在噴口上，以完成記錄。編號66表示一個盒，記錄頭65安裝在上面并可被移動。盒66與指示軸67滑動連接。盒66的一部分與由馬達68所驅(qū)動的傳動帶69相連接。于是，盒66可以沿著指示67移動，記錄頭65可以從記錄區(qū)域移動到鄰近的區(qū)域。
編號51表示一個送紙部件，記錄介質(zhì)插入其中，以及52是一個由馬達驅(qū)動的送紙滾筒(未畫出)。在這樣的構(gòu)造下，記錄介質(zhì)被送入到記錄頭的噴口表面的對面的位置上，并且，隨著記錄的進行，它從安裝在紙輸出滾筒上的紙輸出部分被送出。
在上述結(jié)構(gòu)中，當(dāng)記錄頭65回復(fù)到其原來的位置，即，在完成記錄之后，并且葉片61突出至移動路線時，噴射復(fù)位組合體64的蓋帽62從記錄頭65的移動路線上退回。結(jié)果，記錄頭65的噴口表面被刮拭。當(dāng)蓋帽62與記錄頭65的噴口表面相接觸時，完成加帽，蓋帽62以這樣一條路線移動，使它突出至記錄頭的移動路線上。
當(dāng)記錄頭65從其原始位置移動到記錄開始的位置時，蓋帽62和葉片61在同一個位置上，在此位置，噴口表面被刮拭。結(jié)果，記錄頭65的噴口表面在運動的這個時刻也被刮拭。
記錄頭至其原始位置的上述運動不僅在完成記錄或噴射復(fù)原的時候進行，而且也在記錄頭為記錄而在記錄區(qū)域之間移動時進行，在此過程中，它以給定的間隔，移至鄰近每個記錄區(qū)域的原始位置，相應(yīng)于這種運動，噴口表面被刮拭。
圖5是墨水盒的一個實例，用45表示，它容納墨水，通過象管這樣的墨水送入部件，將墨水送入到記錄頭中。這里編號40表示墨水儲存器，它容納送入的墨水，舉例來說如墨水袋。它的頂端安裝了用橡膠制成的澆口塞42。一根針體(未畫出)可插入到該澆口塞42中，結(jié)果墨水儲存器的墨水可送入到記錄頭中。編號44表示一個接受廢墨水的吸收器。在本發(fā)明中，優(yōu)選的是墨水儲存器用聚烯烴制成，特別優(yōu)選地，它用聚乙烯制成，其表面與墨水相接觸。
本發(fā)明所用的墨水噴射記錄裝置不限于如上所述的裝置，其中頭和墨水盒可分開安裝，一種整體結(jié)構(gòu)如圖6所示的裝置也可優(yōu)先地使用。
在圖6中，編號70表示一個記錄單元，其中墨水儲存器容納墨水，舉例來說，類似一個墨水吸收器。記錄單元是如此構(gòu)造的，在這樣的墨水吸收器中的墨水以墨滴形式從具有多個噴口的頭71中噴出，在本發(fā)明中，墨水吸收器的材料，優(yōu)選的是聚氨酯。
編號72表示一個空氣通道開口，通過它盒的內(nèi)部與大氣相通。
記錄裝置70可用來取代圖4中所示的記錄頭，它可拆卸地安裝在盒66上。
實施例本發(fā)明由下面的實例和對照實例來描述。如無特別聲明，下面的“份數(shù)”均指“重量份數(shù)”。
實例1至10和對照實例1至3按照下述配方，所有的組份被混合和攪拌。然后測是PH值，并且根據(jù)情況調(diào)節(jié)PH值。然后制備墨水，每種墨水的PH值和評價的結(jié)果如表1所示。
(實例1)1＃染料3份二乙二醇10份異丙醇3份1，3-雙(β-羥乙基)脲5份離子交換水79份用檸檬酸/檸檬酸鈉(1∶9)溶液來調(diào)節(jié)PH值。
(實例2)1＃染料3份二乙二醇10份異丙醇3份1-單-8-羥丙基-3-單-(β-羥乙基)脲5份離子交換水79份用檸檬酸/檸檬酸鈉(1∶9)溶液來調(diào)節(jié)pH值。
(實例3)1＃染料3份二乙二醇10份異丙醇3份1，3-雙-(β-羥乙基)脲1份2-氧代-噁唑烷酮0.005份離子交換水83份用檸檬酸/檸檬酸鈉(1∶9)溶液來調(diào)節(jié)pH值。
(實例4)6＃染料3份
2-吡咯烷酮10份異丙醇3份1，3-雙-(β-羥乙基)脲10份2-氧代-噁唑烷酮3份離子交換水71份用檸檬酸/檸檬酸鈉(1∶9)溶液來調(diào)節(jié)pH值。
(實例5)7＃染料3份三乙二醇10份異丙醇3份1，3-雙-(β-羥乙基)脲3份2-氧代-噁唑烷酮0.3份離子交換水80.7份用檸檬酸/檸檬酸鈉(1∶9)溶液來調(diào)節(jié)pH值。
(實例6)5＃染料3份聚乙二醇3005份N-甲基吡咯烷酮5份異丙醇3份1，3-雙-(β-羥乙基)脲4份2-氧代-噁唑烷酮0.4份離子交換水79.6份用檸檬酸/檸檬酸鈉(1∶9)溶液來調(diào)節(jié)pH值。
(實例7)1＃染料3份丙三醇5份二甲基亞砜5份異丙醇3份1，3-雙-(β-羥乙基)脲3份2-氧代-噁唑烷酮0.3份10%Surfy-nol(商標(biāo);非離子表面活性劑，可從AircoChemicals和Plastico購得)1份離子交換水79.7份用檸檬酸/檸檬酸鈉(1∶9)溶液來調(diào)節(jié)pH值。
(實例8)18＃染料3份乙二醇5份二甲基甲酰胺5份異丙醇3份1-單-8-羥丙基-3-單-(β-羥乙基)脲5份2-氧代-噁唑烷酮1.5份離子交換水77.5份用檸檬酸/檸檬酸鈉(1∶9)溶液來調(diào)節(jié)pH值。
(實例9)1＃染料3份二乙二醇10份異丙醇3份
1-單-β-羥基乙基-3，3-雙(β-羥乙基)脲5份2-氧代-噁唑烷酮0.5份離子交換水78.5份用檸檬酸/檸檬酸鈉(1∶9)溶液來調(diào)節(jié)pH值。
(實例10)6＃染料3份2-吡咯烷酮10份異丙醇3份1-單-β-羥乙基-3，3-雙-(-羥丙基)脲5份2-氧代-噁唑烷酮0.5份離子交換水78.5份用檸檬酸/檸檬酸鈉(1∶9)溶液來調(diào)節(jié)pH值。
(對照實例1)1＃染料3份二乙二醇10份異丙醇3份尿素5份離子交換水79份(對照實例2)4＃染料10份乙二醇10份硫代二乙二醇5份異丙醇3份1，3-雙-(β-羥乙基)脲10份
10%Surfy-nol溶液1份離子交換水61份(對照實例3)1＃染料3份二乙二醇10份異丙醇3份1，3-雙-(β-羥乙基)脲5份離子交換水79份用檸檬酸/檸檬酸鈉(1∶9)溶液來調(diào)節(jié)pH值。
評價方法-青銅色的發(fā)生-由男女20個人直觀地評價，由于光的反射印刷字符是否有光澤。用噴墨印刷機進行印刷(商標(biāo)名BJ130，由CanonInc.制造)。
0點見到青銅色的人1點沒有見到青銅色的人-儲存穩(wěn)定性-100ml的墨水放在一個100ml的玻璃瓶中，該瓶由ShotCo.生產(chǎn)。該瓶在60℃的熱靜力室中直立放置3個月，然后倒過來，蓋子朝下，檢驗在瓶子的底部是否看到任何沉積物(沉淀)。
AA根本無沉淀A看見一點沉淀C看見沉淀-色調(diào)-
使用由MurakamiSikisaiGijutsuKenkyusho所制造的高速分光光度計CA-35，色差由下式確定
其中a＊和b＊分別是根據(jù)JIS Z-8729所測定的值，a＊代表紅色調(diào)，b＊代表蘭色調(diào)。
值接近0，即是黑色調(diào)。獲得理想的黑色調(diào)特別在下述范圍內(nèi)a＊2+b＊2≤2]]>-保水性-噴墨印刷機的墨盒(商標(biāo)名BJ10V，由CanonInc.制造)充滿了墨水，并且進行初始印刷。然后，將裝有墨水的盒取出記錄裝置體之外，在室溫下(25℃)放置3天，然后放回到記錄裝置中，以檢查復(fù)位操作(restoration)后的印刷狀況。
AA在復(fù)位操作一次或更少時，正常印刷是可能的。
A在復(fù)位操作三次或更小時，正常印刷是可能的。
C在復(fù)位操作四次或更多時，正常印刷是可能的，或者正常印刷根本不可能，而與進行多少次復(fù)位操作無關(guān)。
-pH值-檢查了墨水制備的當(dāng)時，以及它在60℃下儲存3個月后的pH值的變化。用pH值計HORIBAM-12(HoribaLtd.制造)。測定pH值。
-氣味-檢查了墨水的任何氣味。
-噴射穩(wěn)定性-噴墨印刷機(商標(biāo)名BJ10V，由CanonInc制造)的盒中充滿了墨水，并且進行初始印刷。然后，裝有墨水的盒拿出記錄裝置體之外，并且其記錄溶液噴射出口用膠帶粘貼，進一步加帽以固定膠帶。該墨盒在60℃下放置3個月，然后放回到記錄裝置中。在復(fù)位操作之后，進行印刷，直至墨水用光，以檢查噴射性能。
A墨水從所有的噴射出口中噴出，直至墨水用光，印刷是可行的，印刷字符的質(zhì)量與儲存之前無差別。
C一些噴射出口的墨水噴射失敗，或者，雖然墨水從所有的噴射出口噴射，但印刷字符的質(zhì)量比儲存之前差很多。
作為記錄介質(zhì)，使用NP-SK，可從Sanyo-KokusakuPulpCo，Ltd.購得。
實例11-20和對照實例4至6按照下述配方和方法制備分散劑，然后按照下述墨水配方制備墨水。測定PH值，根據(jù)情況調(diào)節(jié)之。每種墨水的pH值和評價的結(jié)果見表2。
(實例11)制備顏料分散劑苯乙烯/丙烯酸/丁基丙烯酸鹽共聚物(酸值116;平均分子量3700)5份1，3-雙-(β-羥乙基)脲1.4份離子交換水68.6份二乙二醇5份混合上述組份，將該混合物在水浴中加熱至70℃，以完全溶解樹脂組份。向得到的溶液中，加入15份為實驗再生產(chǎn)的碳黑(MCF88，可從MitsubishiChemicalIndustriesLimited購得)，和5份異丙醇，接著預(yù)混合30分鐘，然后在下列條件下進行分散處理。
分散機砂磨機(由IgarashiKikaiK.K.制造)研磨介質(zhì)直徑為1mm的ZrO2珠研磨介質(zhì)裝載量50%(體積)研磨時間3小時進一步進行離心分離(12000rpm，20分鐘)以除去顆粒。于是，即制備成分散劑。
制備墨水上述分散劑30份二乙二醇10份異丙醇3份1，3-雙-(β-羥乙基)脲1份2-氧代-噁唑烷酮0.005份離子交換水56份(實例12)制備顏料分散劑苯乙烯/丁基丙烯酸酯共聚物(酸值120;平均分子量6100)2份1，3-雙-(β-羥乙基)脲0.6份離子交換水70.4份二乙二醇5份混合上述組份，將該混合物在水浴中加熱至70℃，以完全溶解樹脂組分。向得到的溶液中，加入15份為實驗再生產(chǎn)的碳黑(MOGULL，可從CABOTCorp.購得)，和7份乙二醇，接著預(yù)混合30分鐘，然后在下列條件下進行分散處理。
分散機砂磨機(由IgaraohiKikaiK.K.制造)研磨介質(zhì)直徑為1mm的玻璃珠研磨介質(zhì)裝載量50%(體積)研磨時間3小時進一步進行離心分離(12000rp，20分鐘)以除去粗粒。于是，即制備成分散劑。
制備墨水上述分散劑30份三乙二醇10份乙醇5份1，3-雙-(β-羥乙基)脲10份2-氧代-噁唑烷酮3份離子交換水42份用檸檬酸/檸檬酸鈉(1∶9)溶液調(diào)節(jié)pH值。
(實例13)制備顏料分散劑苯乙烯/丙烯酸/乙基丙烯酸共聚物(酸值138;
平均分子量5600)4份1，3-雙-(β-羥乙基)脲1.5份離子交換水69.5份二乙二醇5份混合上述組分，將該混合物在水浴中加熱至70℃，以完全溶解樹脂組分。向得到的溶液中，加入15份為實驗再生產(chǎn)的碳黑(MCF88，可從MitsubishiChemicalInduotrcalLimited購得)，和5份的乙醇，接著預(yù)混合30分鐘，然后在下列條件下進行分散處理。
分散機砂磨機(由IgaraohiKikaiK.K.制造)研磨介質(zhì)直徑為1mm的玻璃珠研磨介質(zhì)裝載量50%(體積)研磨時間3小時進一步離心分離(12000rpm，20分鐘)以除去顆粒。于是，即制備成分散劑。
制備墨水上述分散劑30份丙三醇5份乙二醇5份異丙醇5份1-單-γ-羥丙基-3-單-(β-羥乙基)脲5份2-氧代-噁唑烷酮0.3份離子交換水51.7份用檸檬酸/檸檬酸鈉(1∶9)溶液調(diào)節(jié)pH值。
(實例14)與實例11完全相同的分散劑30份二乙二醇10份異丙醇5份1，3-雙-(β-羥乙基)脲4份2-氧代-噁唑烷酮0.4份離子交換水50.6份用檸檬酸/檸檬酸鈉(1∶9)溶液調(diào)節(jié)pH值。
(實例15)與實例12完全相同的分散劑30份二乙二醇5份四氫噻吩砜5份乙醇5份1，3-雙-(β-羥乙基)脲3份2-氧代-噁唑烷酮0.3份離子交換水50.7份10%Surfy-nol溶液1份用檸檬酸/檸檬酸鈉(1∶9)溶液調(diào)節(jié)PH值。
(實例16)與實例13完全相同的分散劑30份聚乙二醇3005份二甲基甲酰胺5份異丙醇5份1-單-γ-羥丙基-3-單-(β-羥乙基)脲5份2-氧代-噁唑烷酮1.5份離子交換水48.5份用檸檬酸/檸檬酸鈉(1∶9)溶液調(diào)節(jié)pH值。
(實例17)與實例11完全相同的分散劑30份三乙二醇10份異丙醇5份1-單-β-羥丙基-3，3-雙-(β-羥乙基)脲5份2-氧代-噁唑烷酮1份離子交換水49份用檸檬酸/檸檬酸鈉(1∶9)溶液調(diào)節(jié)pH值。
(實例18)與實例12完全相同的分散劑30份二乙二醇5份2-吡咯烷酮5份乙醇5份1-單-β-羥丙基-3，3-雙-(γ-羥丙基)脲5份2-氧代-噁唑烷酮1份離子交換水49份用檸檬酸/檸檬酸鈉(1∶9)溶液調(diào)節(jié)pH值。
(實例19)與實例11完全相同的分散劑30份二乙二醇10份異丙醇3份1，3-雙-(β-羥乙基)尿素5份離子交換水52份用檸檬酸/檸檬酸鈉(1∶9)溶液調(diào)節(jié)pH值。
(實例20)與實例11完全相同的分散劑30份二乙二醇10份異丙醇3份1-單-γ-羥丙基-3-單-(β-羥乙基)脲5份離子交換水52份用檸檬酸/檸檬酸鈉(1∶9)溶液調(diào)節(jié)pH值。
(對照實例4)與實例11完全相同的分散劑30份二乙二醇10份異丙醇5份離子交換水50份尿素5份(對照實例5)與實例11完全相同的分散劑30份二乙二醇10份異丙醇3份1，3-雙-(β-羥乙基)脲20份離子交換水37份(對照實例6)與實例11完全相同的分散劑30份二乙二醇10份異丙醇3份1，3-雙-(β-羥乙基)脲5份離子交換水52份用檸檬酸/檸檬酸鈉(1∶9)溶液調(diào)節(jié)pH值。
用本發(fā)明的墨水進行墨水噴射記錄，印刷字符沒有青銅色現(xiàn)象，并且即使在長期儲存后，墨水也無沉淀。也可獲得優(yōu)良的保水性，和噴射穩(wěn)定性以及對染料的高溶解性，墨水的pH值變化很小，比得上或者優(yōu)于那些含尿素或者含硫脲的墨水。在使用黑墨水的情形下，可以獲得理想的黑色圖象，并且也可以獲得具有高圖象密度的清晰優(yōu)良的圖象。
實例21-23按照下述配方，所有的組份被混合和攪拌。然后測定pH值，并且根據(jù)情況調(diào)節(jié)pH值。然后制備墨水，每種墨水的pH值和評價的結(jié)果如表3所示。
(實例21)具有下述結(jié)構(gòu)的黃色染料3份
二乙二醇10份異丙醇3份1，3-雙(β-羥乙基)脲5份離子交換水79份用檸檬酸/檸檬酸鈉(1∶9)溶液調(diào)節(jié)pH值。
(實例22)具有下述結(jié)構(gòu)的深紅色染料3份
二乙二醇10份異丙醇3份1，3-雙(β-羥乙基)脲5份離子交換水79份用檸檬酸/檸檬酸鈉(1∶9)溶液調(diào)節(jié)PH值。
(實例23)具有下述結(jié)構(gòu)的蘭綠色染料3份
二乙二醇10份異丙醇3份1，3-雙(β-羥乙基)脲5份離子交換水79份用檸檬酸/檸檬酸鈉(1∶9)溶液調(diào)節(jié)PH值。
(實例24)使用實例1的黑色墨水，實例21的黃色墨水，實例22的深紅色墨水，以及實例23的蘭綠色墨水，進行顏色記錄。結(jié)果，獲得了高質(zhì)量的彩色圖象。
表1
(1)起始，(2)三個月后＊氨的氣味＊＊注意到無青銅色現(xiàn)象的人數(shù)表2
＊氨的氣味表權(quán)利要求
1.一種墨水，它含有一種記錄劑，以及一種能夠溶解或分散記錄劑的液體介質(zhì)，其中所說的墨水包括由下述化學(xué)式所表示的化合物，并且PH值不低于7至小于10，R1R2NCONHCH2CH2OH其中R1和R2分別表示H或CnH2nOH，這里n是2或3，條件是R1和R2不同時是H。
2.按照權(quán)利要求1的墨水，其中所說的墨水含有2-氧代-噁唑烷酮。
3.按照權(quán)利要求2的墨水，其中所說的2-氧代-噁唑烷酮的含量，以上述化學(xué)式所代表的所說的化合物的重量為基，為0.5%(重量)至30%(重量)。
4.按照權(quán)利要求1的墨水，其中由上述化學(xué)式所代表的化合物是1，3-雙-(β-羥乙基)脲。
5.按照權(quán)利要求1的墨水，其中所說的記錄劑包括一種顏料。
6.按照權(quán)利要求1的墨水，其中所說的記錄劑包括一種染料。
7.按照權(quán)利要求1的墨水，其中所說的記錄劑包括一種染料，選自由酞菁染料，呫噸染料，三苯甲烷染料，蒽醌染料，單偶氮染料，二偶氮染料，三偶氮染料和四偶氮染料所組成的組。
8.按照權(quán)利要求1的墨水，其中所說的記錄劑包括由式Ⅰ或Ⅱ所代表的染料
和R1和R2分別代表-H，-NH2，
或-SO3M;R3，R4和R5分別代表-H，-SO3H，-SO3M，-COOH，-COOM，-OH，-NH2或
;R6和R7分別代表-H，-OCH3，-CH3，-NH2或-NHCOCH3;以及R8代表-H，-SO3H或-SO3M，這里M代表一個堿金屬原子，銨或者胺，或者W2-N＝N-X2-N＝N-Y2-N＝N-Z2[Ⅱ]
R9和R10分別代表-H，-Cl，-NH2，-CH3，-SO3M，-NHCOCH3或-NHCONH2;R11和R12分別代表-H或OCH3;R13代表-H或-SO2M;R14，R15和R16分別代表-H，-OH，-SO3M或-NH2;R17，R18和R19分別代表-H，-OH，-NH2，-SO3H，-SO3M，-OCH3或-NHCONH2，其中M代表一個堿金屬原子，銨或者胺。
9.按照權(quán)利要求1的墨水，其中所說的液體介質(zhì)包括水和一種有機溶劑。
10.按照權(quán)利要求1的墨水，其中所說的液體介質(zhì)包括一種有機溶劑，選自由甲醇，乙醇，丙醇和丁醇所組成的組。
11.一種將墨水粘結(jié)到記錄介質(zhì)上以形成圖象的一種圖象形成工藝，其中所說的墨水包括一種記錄劑，一種能夠溶解或分散記錄劑的液體介質(zhì)，以及由下述化學(xué)式所表示的化合物，并且PH值不小于7至小于10。R1R2NCONHCH2CH2OH其中R1和R2分別表示H或CnH2nOH，這里n是2或3，條件是R1和R2不同時是H。
12.按照權(quán)利要求11的圖象形成工藝，其中所說的記錄介質(zhì)具有一個記錄表面，纖維暴露在其上面。
13.一種以墨滴形式噴射墨水以完成記錄的墨水噴射記錄工藝，其中所說的墨水包括一種記錄劑，一種能夠溶解或分散記錄劑的液體介質(zhì)，以及由下述化學(xué)式所表示的化合物，并且PH值不小于7至小于10，R1R2NCONHCH2CH2OH其中R1和R2分別表示H或CnH2nOH，這里n是2或3，條件是R1和R2不同時是H。
14.按照權(quán)利要求13的墨水噴射記錄工藝，其中所說的記錄工藝中，將熱能作用在墨水上，以噴射出墨滴。
15.按照權(quán)利要求13的墨水，其中所說的墨水包括2-氧代-噁唑烷酮。
16.按照權(quán)利要求15的墨水，其中所說的2-氧代-噁唑烷酮的含量，以上述化學(xué)式所代表的所說的化合物的重量為基，為0.5%(重量)至30%(重量)。
17.一種墨水噴射記錄裝置，它包括一個容納墨水的墨水儲存器，以及一個以墨滴形式噴射墨水的頭組合體，其中所說的墨水是按照權(quán)利要求1至10中任何一項權(quán)利要求的墨水。
18.按照權(quán)利要求17的墨水噴射記錄裝置，其中所說的頭組合體包括一個頭，其中熱能作用在墨水上以噴射出墨滴。
19.一種墨水盒，它包括容納墨水的墨水儲存器，其中所說的墨水是按照權(quán)利要求1至10中任何一項權(quán)利要求的墨水。
20.一種墨水噴射記錄裝置，它包括一個記錄單元，記錄單元包括一個容納墨水的墨水儲存器，以及一個以墨滴形式噴射墨水的頭組合體，其中所說的墨水是按照權(quán)利要求1至10中任何一項權(quán)利要求的墨水。
21.按照權(quán)利要求20的墨水噴射記錄裝置，其中所說的頭組合體包括一個頭，其中熱能作用在墨水上以噴射出墨滴。
22.一種墨水噴射記錄裝置，它包括一個墨水盒，墨水盒包括一個容納墨水的墨水儲存器，以及一個以墨滴形式噴射墨水的頭組合體，其中所說的墨水是按照權(quán)利要求1至10中任何一項權(quán)利要求的墨水。
23.按照權(quán)利要求22的墨水噴射記錄裝置，它具有一個墨水送入組合體，它將墨水盒中所容納的墨水送入到所說的記錄頭中。
24.按照權(quán)利要求22或23的墨水噴射記錄裝置，其中所說的記錄頭包括一個頭，其中熱能作用在墨水上以噴射出墨滴。
全文摘要
本發(fā)明提供一種墨水，它含有一種記錄劑，以及一種能夠溶解或分散記錄劑的液體介質(zhì)，其中所說的墨水包括一種由下述化學(xué)式所表示的化合物，并且pH值不小于7至小于10。R
文檔編號B41M5/00GK1078731SQ9310568
公開日1993年11月24日 申請日期1993年5月12日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月13日
發(fā)明者下村雅子, 野口弘道 申請人:佳能株式會社