噴墨墨水的制作方法
【專利摘要】噴墨墨水，包括結(jié)合入水性墨水載體的顏料。顏料包括金屬氧化物和/或混合金屬氧化物顆粒和結(jié)合到顆粒外表面以在外表面上形成包覆層的多個反應的分散劑分子。反應的分散劑分子通過反應的分散劑分子的硅烷醇連接基團結(jié)合到金屬氧化物和/或混合金屬氧化物顆粒上。相對于金屬氧化物和/或混合金屬氧化物顆粒的wt％，包覆層存在的量為從大約10wt％-大約50wt％。
【專利說明】噴墨墨水背景
[0001]一些水性噴墨墨水由大的金屬氧化物顏料顆粒；即有效粒度大于10nm的顆粒配制的。這樣的墨水的例子包括T12顏料基墨水和陶瓷顏料基墨水。在某些情況下，大的金屬氧化物顏料顆粒在非使用期間從墨水的水性介質(zhì)沉淀出來，以及該顆粒在沉淀物中附聚。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)沉淀顏料顆粒的附聚影響噴墨墨水的長期可使用性。例如，附聚的顆粒可能損害噴墨筆的噴射可靠性，例如在打印期間附聚的顆?？赡茏枞麌娔P的噴嘴。
附圖簡要說明
[0002]通過參考下面的詳細說明和附圖本公開的實施例的特征和優(yōu)點將變得顯而易見，其中類似的標號相應于類似的(盡管可能不是相同的)組分。為簡潔起見，可以或者不可以結(jié)合其出現(xiàn)的其它【專利附圖】

【附圖說明】具有前述功能的標號或特征。
[0003]圖1A-1C—起示意性的描述了制備用于本公開噴墨墨水的實施例的顏料的方法的一個實施例。
[0004]圖2A和2B單獨地示意性的描述了包含結(jié)合到其表面的反應性分散劑分子的部分顏料顆粒的實施例。
[0005]圖3是圖表，顯示了分散體制備之后即刻，以及分散體制備之后四個月，顆粒附聚對水性噴墨墨水分散體中未包覆金屬氧化物顏料顆粒的粒度分布的影響。
[0006]圖4是圖表，顯示了對分散體制備之后即刻，以及分散體制備之后四個月，顆粒附聚對本公開的噴墨墨水的實施例的金屬氧化物顏料顆粒的粒度分布的影響。
詳細說明
[0007]本公開大體上涉及噴墨墨水。
[0008]這里所公開的噴墨墨水的例子包括引入水性墨水載體(ink vehicle)的顏料。顏料包括金屬氧化物顆粒和多個結(jié)合到金屬氧化物顆粒上的反應性分散劑分子。這些反應性分散劑分子通過硅烷醇連接基團結(jié)合到金屬氧化物顆粒上。在某些情況下，另外的反應性分散劑分子結(jié)合到至少一些已經(jīng)結(jié)合到金屬氧化物顆粒上的所述反應性分散劑分子上。這些另外的反應性分散劑分子同樣通過硅烷醇連接基團結(jié)合到所述分散劑分子上。據(jù)信結(jié)合到金屬氧化物顆粒上的反應性分散劑分子(即，直接或者間接結(jié)合到金屬氧化物上的反應性分散劑分子)在金屬氧化物顆粒表面形成包覆層。進一步據(jù)信該包覆層相對厚。在一個實施例中，據(jù)信該層比單層厚。
[0009]用于本公開噴墨墨水的顏料包括單獨的具有至少50nm有效直徑(假定每個顆粒不是完美球形)的包覆顏料顆粒(即，具有結(jié)合到其上的反應性分散劑分子的金屬氧化物顆粒)。在一個實施例中，金屬氧化物顆粒單獨的具有大約0.05 μ m(即50nm)-大約5 μ m的粒度(即有效直徑)。在另一實施例中，金屬氧化物顆粒單獨的具有最大大約3μπι的粒度。然而，本公開的發(fā)明人令人驚奇的發(fā)現(xiàn)本公開的噴墨墨水中大的顏料顆粒的沉淀率顯著減低，以及由大的顏料顆粒的沉淀形成的沉淀物中顆粒附聚基本上完全消失。據(jù)信這是由于(至少部分上)厚的包覆層的存在。
[0010]在一個實施例中，在噴墨墨水的非使用期顏料顆?？梢孕纬膳钏?fluffy)沉淀物，以及這樣的顆?？梢匀菀椎脑俜稚⒂趪娔乃越橘|(zhì)中，例如通過搖振、攪拌，或諸如此類的方式。在一個實例中，打印墨水的打印機可以配置有用于在打印之前搖振、攪拌等噴墨墨水的某些類型的再分散硬件。在另一個實例中，可以通過例如墨水生產(chǎn)商推薦從打印機移除包含墨水的墨盒，以及然后人工搖振該墨盒以把顆粒再分散入墨水的水性介質(zhì)中?？梢酝扑]的是周期性的進行這種手工的搖振，比如在每次打印工作之前。據(jù)信，對于此處公開的墨水，通過打印機的搖振或者通過使用者的手工的搖振足以把顆粒沉淀物再分散入墨水的介質(zhì)中。這不像其它的含有大的和重的顏料顆粒的墨水組合物，其中顆粒沉淀物的附聚是不可逆的，以及通過打印機或者通過使用者手工不能容易的和/或不費力的把顆粒再分散于水性介質(zhì)中。
[0011]此外，此處公開的顆粒在噴墨墨水的水性介質(zhì)中的容易的再分散在打印墨水形成印刷品期間實際上導致改善的噴墨筆噴射可靠性。
[0012]這里現(xiàn)在將要說明嗔墨墨水的實例。如如所述，嗔墨墨水包含引入水性墨水載體的顏料。如這里所用，術(shù)語“水性墨水載體”指水和可能一種或多種溶劑，用來形成顏料引入其中的載體以形成噴墨墨水的實例。在一個實例中，水性墨水載體可以包括帶有或不帶有一種或多種添加劑的水。在另一個實例中，水性墨水載體包含水和一種或多種其它溶劑的組合，帶有或不帶有一種或多種添加劑。可以引入水性墨水載體中的添加劑的一些例子包括表面活性劑、粘合劑、PH緩沖劑、殺生物劑、以及其組合?？梢砸胨阅d體中的其它添加劑包括粘度調(diào)節(jié)劑和螯合劑。另外，由于要結(jié)合到金屬氧化物顆粒的分散劑還可以作為抗結(jié)垢劑有效的用于噴墨墨水中，因此可能不適宜在水性墨水載體中包含額外的抗結(jié)垢劑。
[0013]在一個實施例中,水性墨水載體可以包括一種或多種溶劑來降低水的揮發(fā)速率和/或控制墨水的特定性能，比如粘度、pH和表面張力。在使用溶劑的情況下，溶劑存在的量為噴墨墨水的大約5wt % -大約15wt%。
[0014]溶劑的例子包括脂肪族醇類(例如30個碳或更少的伯脂肪族醇類和30個碳或更少的仲脂肪族醇類)、芳香族醇類(例如30個碳或更少的伯芳香族醇類和30個碳或更少的仲芳香族醇類)、二元醇類(例如30個碳或更少的1，2_ 二元醇類，30個碳或更少的1，3- 二元醇類和30個碳或更少的1，5_ 二元醇類)、二醇醚類(例如乙二醇烷基醚類和丙二醇烷基醚類)、聚(二醇)醚類(例如聚(乙二醇)烷基醚類、聚(乙二醇)烷基醚類的高級同系物、聚(丙二醇)烷基醚類、以及聚(丙二醇)烷基醚類的高級同系物)、內(nèi)酰胺類、甲酰胺類(例如取代的或未取代的甲酰胺類)、乙酰胺類(例如取代的或未取代的乙酰胺類)、長鏈醇類、乙二醇類、丙二醇類、二乙二醇類、三乙二醇類、甘油、二丙二醇類、二醇丁基醚類、聚乙二醇類、聚丙二醇類、酰胺類、醚類、羧酸類、酯類、有機硫化物類、有機亞砜類、砜類、醇衍生物、二乙二醇單乙基醚(即CARBITOL?，The Dow Chemical C0.)、二乙二醇單丁基醚(即丁基 CARBITOL?，The Dow Chemical C0.)、2_ 乙氧基乙醇(即CELLOSOLVE?，The Dow Chemical C0.)、醚衍生物、氨基醇類以及酮類。溶劑的一些具體例子包括乙氧基化甘油、2-甲基-1，3-丙二醇、2-甲基-2，4-戊二醇、1，5_戊二醇、2-吡咯烷酮、1-(2-羥乙基)-2_吡咯烷酮、2-乙基-2-羥甲基-1，3-丙二醇、二乙二醇、3-甲氧基丁醇、1，3_ 二甲基-2-咪唑啉酮、1，2-己二醇、1，2-辛二醇、2，5- 二甲基-3-己炔-2，5- 二醇、三羥甲基丙烷、3-己炔-2，5- 二醇、環(huán)丁砜、3-吡啶甲醇、以及吡啶衍生物。
[0015]作為添加劑，水性墨水載體可以包括pH緩沖劑，即可用于墨水中來調(diào)節(jié)或者另外控制墨水的pH的化學物。pH緩沖劑的一些例子包括堿金屬和胺的氫氧化物類(例如，氫氧化鋰、氫氧化鈉和氫氧化鉀)、胺類(例如三乙醇胺、二乙醇胺和二甲基乙醇胺)、氫氯酸、檸檬酸、和不影響墨水性能諸如光密度的其它堿類或酸類。PH緩沖劑的一些具體例子可商業(yè)獲自Sigma-Aldrich公司(圣路易斯，密蘇里)，以及這些例子包括以酸或鹽形式的2-(N-嗎啉代)乙磺酸(MES)、3-(N-嗎啉代)-2-丙磺酸(MOPS)、TRIZMA?、2_[雙(2-羥乙基)氨基]-2-(羥甲基)-1，3_丙二醇(Bis-Tris)、3_(N-嗎啉代)-2-羥基丙磺酸(MOPSO)、2-[[1，3_ 二羥基-2-(羥甲基)丙-2-基]氨基]乙磺酸(TES)、3_[[1，3-二羥基-2-(羥甲基)丙-2-基]氨基]-2-羥基丙烷-1-磺酸(TAPSO)、三乙醇胺(TEA)、N-(2-羥基-1，1-雙(羥甲基)乙基)甘氨酸(TRICINE)、[N，N-雙(2-羥乙基)甘氨酸](BICINE)、N-三(羥甲基)甲基-3-氨基丙磺酸(TAPS)，以及N-(1，1-二甲基-2-羥乙基)-3-氨基-2-羥基丙烷磺酸(AMPSO)。
[0016]在一個實例中，可以把單一的緩沖劑引入水性墨水載體中。在另一個實施例中，可以把兩種或更多種緩沖劑的組合引入墨水載體中。另外，在使用緩沖劑或者緩沖劑的組合的情況下，每個單獨緩沖劑可以存在的量為墨水的大約0.01wt% -大約1.0wt%。
[0017]還可以把殺生物劑加入到水性墨水載體中，例如來抑制墨水中微生物的生長。殺生物劑的例子包括苯甲酸鹽、山梨酸鹽、可獲自Ashland公司(Covington,肯塔基州)的NUOSEPT?:族系的成員諸如NUOSEPT?495、可獲自 The Dow Chemical C0.(Midland,密歇根)的UCARCIDE?族系的成員諸如UCARCIDE?25、的可獲自RT Vanderbilt公司(Norwalk,康涅狄格)的VANCIDE?:族系的成員諸如VANCIDE?MZ-96、以及可獲自Arch Chemicals (Norwalk,康涅狄格)的PR0XEL?族系的成員。如果使用殺生物劑,在一個實施例中，殺生物劑存在的量為噴墨墨水的大約0.05wt% -大約0.2wt%。
[0018]一種或多種表面活性劑可以用于水性墨水載體中，以及表面活性劑的例子包括陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、以及兩性離子表面活性劑。陰離子表面活性劑的一些例子包括直鏈脂肪酸的鈉或鉀鹽、椰子油脂肪酸的鈉或鉀鹽、妥爾油脂肪酸的鈉或鉀鹽、胺鹽類、酰化多肽類、線性烷基苯磺酸鹽類、高級烷基苯磺酸鹽類、苯、甲苯、二甲苯、異丙基苯磺酸鹽、木素磺化鹽類、石油磺酸鹽類、N-?；?正烷基?；撬猁}類、石蠟磺酸鹽類、仲正烷基磺酸鹽類、α -烯烴磺酸鹽類、磺基琥珀酸酯類、烷基萘磺酸鹽類、isoeth1nates、硫酸酯鹽類、硫酸化聚氧乙烯化直鏈醇類、硫酸化甘油三酯油類、磷酸酯類和多磷酸酯類、以及全氟化陰離子表面活性劑。
[0019]非離子表面活性劑的一些例子包括烷基酚乙氧基化物類、聚氧乙烯化物類(polyoxyethylenates)、直鏈醇乙氧基化物類、聚氧乙烯化聚氧丙烯二醇類、聚氧乙烯化硫醇類、長鏈羧酸酯類、天然和脂肪酸的甘油基和聚甘油基酯類、丙二醇、山梨醇和聚氧乙烯化山梨醇酯類、聚氧乙烯二醇酯類和聚氧乙烯化脂肪酸類、烷醇胺縮合物類、烷醇酰胺類、叔炔二醇類、聚氧乙烯化有機硅、N-烷基吡咯烷酮類，以及烷基聚糖苷類。
[0020]兩性離子表面活性劑的一些例子包括β-N-烷基氨基丙酸類、N-烷基-β-亞氨基二丙酸類、咪唑啉羧酸酯類、N-烷基甜菜堿類、胺氧化物類、以及磺基甜菜堿類(sulfobetaines)。
[0021]在一個實例中，如果使用表面活性劑，表面活性劑存在的量為噴墨墨水的大約0.01wt% -大約2.0wt%。在又一個實施例中，表面活性劑存在的量為噴墨墨水的大約
0.1wt% -大約 Iwt%。
[0022]墨水載體可以進一步包括一種或多種粘合劑，以及這些粘合劑可用來把墨水粘合到墨水要打印到其上的介質(zhì)上。可以引入墨水載體的粘合劑的數(shù)均分子量至少部分取決于粘合劑在噴墨墨水的液體相中的溶解性。對于可溶于墨水載體的粘合劑，粘合劑選自數(shù)均分子量(MW)為大約200MW-大約15000MW的那些。對于不溶于墨水載體的粘合劑(例如其形成乳液)，粘合劑選自數(shù)均分子量為至少200MW的那些。對于不可溶的粘合劑，分子量上限沒有限定。粘合劑可以選自聚酯類、聚酯-三聚氰胺類、苯乙烯-丙烯酸共聚物類、苯乙烯-丙烯酸-丙烯酸烷基酯共聚物類、苯乙烯-馬來酸共聚物類、苯乙烯-馬來酸-丙烯酸烷基酯共聚物類、苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物類、苯乙烯-甲基丙烯酸-丙烯酸烷基酯共聚物類、苯乙烯-馬來酸半酯共聚物類、乙烯基萘-丙烯酸共聚物類、乙烯基萘-馬來酸共聚物類、以及其鹽類。在一個實例中，如果使用粘合劑，墨水中粘合劑的量為噴墨墨水的大約0.lwt% -大約1wt%。在另一個實例中，墨水中粘合劑存在的量為大約2wt% -大約6wt%。
[0023]水補足墨水載體的余量。在其中墨水載體包括水而沒有溶劑的情況下，水的量為墨水的大約50wt% -大約99wt%。在其中墨水載體包括水與一種或多種其它溶劑的組合的情況下，水的量為墨水的大約30wt% -大約98wt%。
[0024]引入水性墨水載體的顏料可以存在的量為噴墨墨水的大約lwt% -大約40wt%。顏料主要包括具有多個結(jié)合到其外表面的反應性分散劑分子的金屬氧化物顆粒和/或混合金屬氧化物顆粒。金屬氧化物包括單一元素的氧化物，而混合金屬氧化物包括多種元素的氧化物。應理解反應性分散劑分子以統(tǒng)計學隨機工藝包覆金屬氧化物顆粒和/或混合金屬氧化物顆粒的表面。這樣，典型的大部分金屬氧化物顆粒和/或混合金屬氧化物顆?？梢员环磻苑稚┓肿影?，而相對少得多的量的金屬氧化物顆粒和/或混合金屬氧化物顆?？赡鼙３治幢话不蛘呖赡芟鄬τ谄渌驳慕饘傺趸镱w粒和/或包覆的混合金屬氧化物顆粒來說被很少量(例如，的反應性分散劑分子包覆。還應理解統(tǒng)計學隨機工藝可能不完美施加，以及有可能所有金屬氧化物顆粒和/或混合金屬氧化物顆粒被反應性分散劑分子包覆。
[0025]在一個實例中，金屬氧化物顆粒是白色顆粒，比如T12顆粒。在另一個實例中，金屬氧化物顆粒和/或混合金屬氧化物顆粒選自折射率為大約1.6-大約3.0的金屬氧化物和/或混合金屬氧化物，以及在另一個實例中，金屬氧化物和/或混合金屬氧化物的折射率為大約1.8-大約2.8。金屬氧化物和/或混合金屬氧化物的其它例子包括鋯的氧化物(例如ZrO2)、鋁的氧化物(例如Al2O3)、鉿的氧化物(例如HfO2)、鈮的氧化物(例如Nb2O5)、鋅的氧化物(例如ZnO)、鏑的氧化物(例如Dy2O3)、鉭的氧化物(例如Ta2O5)、釔的氧化物(例如Y2O3)、鉍的混合氧化物(例如Bi12S12tl)、鉛的混合氧化物(例如PbT13)、鍶的混合氧化物(例如SrT13)、鋯的混合氧化物(例如ZrY2O5)、鋁的混合氧化物(例如AlPO4)、鋇的混合氧化物(例如BaT13)等等。另外，每個金屬氧化物顆粒的尺寸(在有效直徑方面，假定金屬氧化物顆粒最可能不是完美球形)為大約0.1 μ m-大約3 μ m，以及在另一個實例中，范圍為大約0.1 μ m-大約I μ m。在又一個實施例中，每個金屬氧化物顆粒的尺寸為大約0.15 μ m -大約 0.5 μ m。
[0026]結(jié)合到金屬氧化物顆粒和/或混合金屬氧化物顆粒的反應性分散劑分子是水溶性的，以及是包括親水鏈段和可水解烷氧基硅烷部分的分子。在一個實例中，反應性分散劑分子可以各自包括單個烷氧基硅烷部分，以及此烷氧基硅烷部分可以結(jié)合到反應性分散劑分子的親水鏈段的末端。在另一個實例中，反應性分散劑分子可以各自包括一個、兩個、或可能多個烷氧基硅烷部分。例如，一個烷氧基硅烷部分可以位于親水鏈段的末端，以及其它烷氧基硅烷部分(們)可以沿著親水鏈段的骨架定位。在另一種情況下，親水鏈段可以包括位于每個末端的烷氧基硅烷部分(例如一個烷氧基硅烷部分在親水鏈段的一端以及另一個烷氧基硅烷部分在親水鏈段的另一端)。在又一種情況下，親水鏈段可以包括在一個末端的烷氧基硅烷部分、在另一個末端的另一個烷氧基硅烷部分，以及沿著親水鏈段的骨架定位的又一個烷氧基硅烷部分。據(jù)信反應性分散劑分子可以包含超過三個烷氧基硅烷部分，以及這些烷氧基硅烷部分可以沿著親水鏈段的骨架分布。
[0027]分散劑分子的親水鏈段使得通常不可溶的顏料被分散于水性墨水載體中。親水鏈段包括具有親水部分的分子結(jié)構(gòu)以適于把顏料分散于水性墨水載體中。據(jù)信親水鏈段的大小，以及因此分散劑分子的大小影響i)形成于金屬氧化物顆粒和/或混合金屬氧化物顆粒上的分散劑分子包覆層的厚度，以及ii)墨水沉淀物中金屬氧化物顆粒和/或混合金屬氧化物顆粒的抗附聚效果。例如，與包括具有較短鏈長度的分散劑(例如無機磷酸鹽)的分散體相比，包括長鏈聚合物分散劑(例如大于5千道爾頓(kDa)-1OkDa的聚醚)的分散體具有更聞的粘度。此更聞的粘度可以有害的影響來自噴墨筆的墨水噴射可罪性(例如通過噴嘴阻塞等)。然而，這些類型的長鏈聚合物分散劑趨向于在金屬氧化物顆粒表面上形成較厚的包覆層，以及此較厚的包覆層可以減少或者甚至阻止來自在分散體的非使用期間形成的沉淀物的顆粒的附聚。另一方面，包括小分散劑分子(例如無機磷酸鹽)的分散體實際上對于分散體的粘度沒有有害影響，以及因此對于通過噴墨筆的分散體的噴射可靠性沒有有害影響。然而，短分散劑分子在金屬氧化物顆粒上不形成期望的厚包覆層，以及當顆粒從分散體的液相沉淀出來時該顆粒趨向于附聚。
[0028]要包覆到用于本公開噴墨墨水實例的金屬氧化物顆粒和/或混合金屬氧化物顆粒上的反應性分散劑分子包括親水鏈段，該鏈段選自在粘度方面行為像小分散劑分子，而且能夠使分散劑分子在金屬氧化物顆粒的各自表面上形成理想厚度的包覆層。由于形成于顆粒表面上的厚包覆層，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以使得金屬氧化物顆粒附聚減少或者甚至消失。還發(fā)現(xiàn)分散體粘度使得可以容易的從包括壓電噴墨筆和熱噴墨筆的噴墨筆噴射分散體。在一個實例中，反應性分散劑分子的親水鏈段大于無機磷酸鹽，但是不如聚合物分散劑大。
[0029]在一個實例中，反應性分散劑分子的未水鏈段的數(shù)均分子量(MW)為大約150-大約10，000。在另一個實例中，反應性分散劑分子的親水鏈段的MW為大約150-大約5，000。在又一個實例中，反應性分散劑分子的親水鏈段的MW為大約150-大約3，000。在一個具體實例中，反應性分散劑分子的親水鏈段的MW為大約192，以及在另一個具體實例中，反應性分散劑分子的親水鏈段的MW為大約230。親水鏈段的一些例子包括含有水溶性聚醚鏈的分子，舉例來說，例如聚乙二醇(PEG)、或其中PEG與聚丙二醇(PPG)的比率大于或等于I的PEG和PPG的共聚物。親水鏈段的其它例子包括含有的陰離子物類諸如膦酸根或羧酸根的碳基分子。
[0030]可水解烷氧基硅烷部分是結(jié)合到反應性分散劑分子的親水鏈段的烷氧基硅烷基團，其中當溶解于水性環(huán)境時(例如在水性墨水載體中)該烷氧基硅烷基團容易水解以產(chǎn)生硅烷醇基團。烷氧基硅烷部分是非離子的或者陰離子的，以及具有通式結(jié)構(gòu)-Si (OR)3,其中R可以是H、CH3> C2H5、或者下面針對R4、R5或R6提供的例子中任何之一。據(jù)信具有三個或更多碳的烷氧基硅烷部分比較不令人滿意，部分因為已經(jīng)發(fā)現(xiàn)烷氧基硅烷部分的較長/較大鏈長度減緩了烷氧基硅烷的水解速度以及降低了其與金屬氧化物和/或混合金屬氧化物顆粒表面的反應性。
[0031]令人滿意的是總體上每個反應性分散劑分子是短分子，因此該分子對噴墨墨水粘度貢獻(就算真的有，也)非常小。在一個實例中，短分散劑分子包括少于或等于20個帶有聚醚烷氧基硅烷部分的PEG鏈段。在噴墨墨水的高顏料載荷(例如大于20Wt%)下這是特別確切的。在一個實例中，反應性分散劑分子的量為相對于金屬氧化物和/或混合金屬氧化物的wt%的大約9?〖％到相對于金屬氧化物和/或混合金屬氧化物的wt%的大約10wt%。在另一個實施例中，相對于金屬氧化物和/或混合金屬氧化物的wt%，反應性分散劑分子的量為大約1wt % -大約50wt%,以及在又一個實施例中，反應性分散劑分子的量為大約30wt% -大約50wt%。在某些情況下上述范圍可以包括可以改善噴墨的噴射可靠性的過量的分散劑。如這里所用，術(shù)語“過量”指不結(jié)合到金屬氧化物顆粒上以及保留在分散體的液相中(即保留在溶液中)的反應性分散劑分子的量。據(jù)信通過分散劑分子的過量可以改善噴射可靠性，因為分散劑分子的硅烷偶聯(lián)劑具有官能團(例如聚乙二醇官能團)，該官能團在化學上類似那些常引入噴墨墨水配制劑來改善噴射可靠性的噴墨添加劑(例如LEG-1)。在一個實例中，噴墨墨水可包含大約30被％的T12顏料，其中反應性分散劑分子構(gòu)成T12顏料的大約50wt%。
[0032]在一個實例中，反應性分散劑分子是i)水溶性的，ii)具有可水解烷氧基硅烷部分，以及iii)具有親水鏈段，該鏈段包含水溶性聚醚鏈或陰離子親水基團諸如羧酸根基團和/或膦酸根基團。
[0033]通過下面的結(jié)構(gòu)(I)給出反應性分散劑分子的結(jié)構(gòu)的例子。據(jù)信當結(jié)合到金屬氧化物和/或混合金屬氧化物顆粒時，此反應性分散劑分子結(jié)構(gòu)能夠使得從噴墨打印頭可噴射噴墨墨水(其也可稱為金屬氧化物分散體)。例子結(jié)構(gòu)(I)為:

R1



I
R2-S1- (PE) — R4



I

R3

(結(jié)構(gòu)I)
其中R1、!?2和R3是羥基、線性烷氧基、或者枝化烷氧基。在一些實例中，R1、!?2和R3是具有1-5個碳原子的線性烷氧基。在又其它實例中，R1、R2和R3是-OCH3或-0C2H5。R4是氫、線性烷基、或者枝化烷基。在一些實例中，R4是具有1-5個碳原子的烷基。
[0034]另外，烷氧基硅烷分散劑結(jié)構(gòu)I中PE是結(jié)構(gòu)式[(CH2) n-CH (R) -O] m的聚醚低聚物鏈段，通過S1-C鍵結(jié)合到Si上，其中η是0-3的整數(shù)，m是大于或等于2的整數(shù)，以及R是H或鏈烷基。聚醚低聚物中的R還可以是具有1-3個碳原子的鏈烷基，比如CH3或C2H5。在一些實例中，m是2-30的整數(shù)，以及在其它實施例中，m是5-15的整數(shù)。聚醚鏈段PE可以包括PEG鏈段(-CH2CH2-O-)的重復單元，或者PEG鏈段和PPG (-CH2CH(CH3)-O-)鏈段的組合。據(jù)信聚醚鏈PE可以僅僅包括PPG鏈段，特別是當PPG鏈段的數(shù)目很小時。同樣地，PE構(gòu)成了分散劑的親水鏈段。
[0035]通過下面的結(jié)構(gòu)(II)給出反應性分散劑分子結(jié)構(gòu)的另一個例子:
【權(quán)利要求】
1.嗔墨墨水，其包含: 水性墨水載體；和 引入所述水性墨水載體的顏料，該顏料包含: 任何金屬氧化物顆?；蚧旌辖饘傺趸镱w粒，每個顆粒具有外表面；以及 結(jié)合到所述每個顆粒的外表面以在其上形成包覆層的多個反應的分散劑分子，該多個反應的分散劑分子通過該反應的分散劑分子的硅烷醇連接基團結(jié)合； 其中相對于任何金屬氧化物顆?；蚧旌辖饘傺趸镱w粒的Wt %,所述包覆層存在的量為大約1wt % -大約50wt%。
2.如權(quán)利要求1限定的噴墨墨水，其中每個所述任何金屬氧化物顆?；蚧旌辖饘傺趸镱w粒具有大約0.1 μ m-大約I μ m的粒度。
3.如權(quán)利要求1限定的噴墨墨水，其中所述任何金屬氧化物顆?；蚧旌辖饘傺趸镱w粒選自折射率為大約1.6-大約3.0的金屬氧化物或混合金屬氧化物。
4.如權(quán)利要求1限定的噴墨墨水，其中所述多個反應的分散劑分子的每個包含能使所述顏料可分散于所述水性墨水載體中的親水鏈段。
5.如權(quán)利要求1限定的噴墨墨水，其中所述多個反應的分散劑分子是多個反應性分散劑分子的反應產(chǎn)物，該反應性分散劑分子選自包含水溶性聚醚鏈、膦酸鹽和羧酸鹽的反應性分散劑。
6.如權(quán)利要求1限定的噴墨墨水，其中所述金屬氧化物選自鋯的氧化物、鋁的氧化物、鉿的氧化物、鈮的氧化物、鋅的氧化物、鏑的氧化物、鉭的氧化物和釔的氧化物，或者其中混合金屬氧化物選自 Bi12Si02Q、PbTi03、SrT13> ZrY2O5, AlPO4 和 BaTi03。
7.如權(quán)利要求1限定的噴墨墨水，其中所述顏料存在的量為所述噴墨墨水的大約Iwt % -大約 40wt %。
8.如權(quán)利要求1限定的噴墨墨水，其中所述多個反應的分散劑分子的存在防止顏料的附聚，使得在噴墨墨水的非使用期間在顏料沉淀時所述顏料可再分散于該水性墨水載體中。
9.制備顏料的方法，包括: 把任何金屬氧化物顆?；蚧旌辖饘傺趸镱w粒以及反應性分散劑分子添加到水性介質(zhì)中，每個所述任何金屬氧化物顆?；蚧旌辖饘傺趸镱w粒包含羥基，以及每個所述反應性分散劑分子包含可水解的烷氧基硅烷部分； 在反應性分散劑分子溶于水性介質(zhì)期間，在水性介質(zhì)中水解每個所述反應性分散劑分子的可水解的烷氧基硅烷部分，水解形成反應的分散劑分子，每個反應的分散劑分子包含硅烷醇基團；以及 使一些所述反應的分散劑分子的硅烷醇基團與所述任何金屬氧化物顆?；蚧旌辖饘傺趸镱w粒的羥基反應，以使一些所述反應的分散劑分子鍵合到所述任何金屬氧化物顆粒或混合金屬氧化物顆粒。
10.如權(quán)利要求9限定的方法，進一步包括使未鍵合的反應的分散劑分子的硅烷醇基團與鍵合到所述任何金屬氧化物顆?；蚧旌辖饘傺趸镱w粒的一些所述反應的分散劑分子的羥基反應，以使該未鍵合的反應的分散劑分子鍵合到一些所述反應的分散劑分子。
11.如權(quán)利要求9限定的方法，其中所述反應性分散劑分子的可水解的烷氧基硅烷部分具有分子式-Si (OR) 3，其中R是CH3或C2H5。
12.如權(quán)利要求9限定的方法，其中所述反應性分散劑分子選自: i)結(jié)構(gòu)1:
其中R1、R2和R3是羥基、線性烷氧基、或者支化烷氧基，R4是氫、線性烷基或者支化烷基，以及PE是結(jié)構(gòu)式[(CH2)n-CH(R) -OJffl的聚醚低聚物鏈段，其中η是0_3的整數(shù)，m是大于或等于2的整數(shù)，以及R是H或鏈烷基； ii)結(jié)構(gòu)II:
其中R5、R6和R7是氫、線性烷基、或者支化烷基，R8是氫、線性烷基或者支化烷基，以及PE是結(jié)構(gòu)式[(CH2)n-CH(R)-O]m的聚醚低聚物鏈段，其中η是0_3的整數(shù)，m是大于或等于2的整數(shù)，以及R是H或鏈烷基；以及 iii)結(jié)構(gòu)III:
其中R9、^和R11是氫、線性烷基或者支化烷基，(CH2)p是連接基團，其中P是3-8的整數(shù)，R12是氫、線性烷基或者支化烷基，以及PE是結(jié)構(gòu)式[(CH2)n-CH(R)-O]m的聚醚低聚物鏈段，其中η是0-3的整數(shù)，m是大于或等于2的整數(shù)，以及R是H或鏈烷基。
13.制備噴墨墨水的的方法，包括: 通過權(quán)利要求9的方法制備顏料；以及 把該顏料引入水性墨水載體中。
14.如權(quán)利要求13限定的方法，其中所述水性墨水載體包含i)水或者ii)水和至少一種溶劑之一。
15.如權(quán)利要求13限定的方法，其中所述水性墨水載體另外包含選自表面活性劑、粘合劑和殺生物劑的至少一種添加劑。
【文檔編號】C09D11/326GK104136555SQ201280068791
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月24日
【發(fā)明者】V·卡斯佩奇克, C·J·魯?shù)? V·賈庫貝克 申請人:惠普發(fā)展公司，有限責任合伙企業(yè)