CN110770308A - 油墨、油墨组、油墨容器、成像方法和成像装置 - Google Patents
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Abstract
油墨包含至少一种聚醚改性的硅氧烷化合物和至少一种脂族醇环氧烷化合物。
Description
技术领域
本发明涉及油墨、油墨组、油墨容器、成像方法和成像装置。
背景技术
喷墨记录方法适合于容易形成彩色图像。另外,其运行成本低廉,使得喷墨记录方法广泛而迅速地普及。在用于成像方法的油墨中,其中颜料微粒分散在水中的水性颜料油墨目前是吸引人的。该颜料具有与典型的商业印刷油墨中使用的着色材料相似的组成。因此,期望使用颜料的印刷物的质地接近商业印刷的质地。然而,因为油墨吸收缓慢,使用水性颜料油墨在商用印刷纸或出版印刷涂布纸上进行记录会导致珠化(beading)。
为了解决该问题,例如,在JP-2012-207202-A和JP-2014-94998-A中已经提出了包含水、水溶性有机溶剂、表面活性剂和着色材料的用于喷墨记录的油墨。作为水溶性有机溶剂,已使用在23℃和80%的相对湿度下具有按质量计30%或更大的平衡水分含量的多元醇和特定的酰胺化合物。另外,作为表面活性剂,使用基于硅酮的表面活性剂、含氟表面活性剂和基于乙炔二醇的表面活性剂中的至少一种。另外,为了增强油墨的消泡性,在 JP-2005-97597-A中提出了使用消泡剂来解决起泡问题。
如上所描述,为了在商业印刷纸或出版印刷涂布纸上形成高质量图像,已经提出了具有高粘度和高渗透性的油墨,其容易产生泡沫,导致填充性问题。为了解决该填充性问题,使用消泡剂。但是,其使用使得难以确保油墨的排出稳定性
[引用列表]
[专利文献]
[PTL 1]JP-2012-207202-A
[PTL 2]JP-2014-94998-A
[PTL 3]JP-2005-97597-A
发明内容
技术问题
典型的油墨无法优化根据最大气泡压力技术在15毫秒的表面寿命的动态表面张力与静态表面张力之间的关系。因此,油墨容易在喷墨头的喷嘴板的排斥油墨膜上润湿,从而由于油墨附着在喷嘴上而降低了排出稳定性。另外,对于使用基于硅酮的表面活性剂或含氟表面活性剂,油墨的表面张力变差,使得油墨倾向于产生泡沫。由于粘度增加,难以消泡。结果,当用油墨填充喷墨头时,泡沫残留在喷墨头液体室中,这导致不排出并且使得其难以确保连续的排出稳定性。
使用消泡剂以增强油墨的消泡性能的油墨包含分散物,该分散物可以分散在水中,同时将着色材料包封在聚合物中。它还包含基于乙炔二醇的表面活性剂和具有特定结构的乙烯氧基改性的硅酮化合物作为消泡剂。然而,由于消泡机理,该消泡剂不容易溶解于水性油墨中,使得它附着在例如油墨流路或喷墨头的喷嘴板上,这进一步降低了排出稳定性。
如上所描述,为了在商业印刷纸或出版印刷涂布纸上形成高质量图像,已经提出了具有高粘度和高渗透性的油墨。然而,这类油墨容易产生泡沫,导致填充性问题。为了解决该填充性问题,考虑到如上所述确保油墨的排出稳定性,使用消泡剂是不合适的。
本公开提供了在珠化和排出稳定性之间达到平衡的油墨。
问题解决方案
解决该问题的本公开的油墨包含至少两种表面活性剂,其为至少一种聚醚改性的硅氧烷化合物和至少一种脂族醇环氧烷化合物。
发明的有益效果
根据本公开,提供了油墨,其在珠化和排出稳定性之间达到平衡。
附图说明
[图1]
图1是根据本发明的实施方式图解油墨容器的油墨袋的实例的示意图。
[图2]
图2是图解油墨容器的实例的示意图,其在墨盒(cartridge)壳中容纳图1所图解的油墨袋。
[图3]
图3是根据本发明的实施方式图解喷墨记录装置的实例的透视图的图,其中油墨容器安装单元的盖是打开的。
[图4]
图4是根据本发明的实施方式图解喷墨记录装置的整个配置的示意图。
[图5]
图5是图解图3中所图解的喷墨记录装置的部分放大横截面的图。
具体实施方式
例如,本公开的方面如下。
1.油墨包含至少一种聚醚改性的硅氧烷化合物和至少一种脂族醇环氧烷化合物。
2.根据上述1的油墨,其中聚醚改性的硅氧烷化合物是选自由下面化学式III表示的化合物中的至少一个成员。
在化学式III中,m表示0或1至23的整数和n表示1至10的整数。a表示1至23 的整数和b表示0或1至23的整数。R表示氢原子或具有1至4个碳原子的烷基基团。
3.根据上述2的油墨,其中由化学式III表示的化合物由下面化学式VI至IX中任一个表示。
在化学式VI中,n表示2至17的整数。
在化学式VII,n表示2至17的整数。
在化学式VIII中,k表示1至2的整数,m表示0或1至5的整数,和n表示3至17 的整数。
在化学式IX中,k+m表示0或1至7的整数,l表示1至2的整数,和n表示2至 16的整数。
4.根据上述1的油墨,其中聚醚改性的硅氧烷化合物是选自由下面化学式X至XII表示的化合物中的至少一个成员。
在化学式X中,m表示1至8的整数,以及c和d每个独立地表示1至10的整数。 R2和R3每个独立地表示氢原子或具有1至4个碳原子的烷基基团。
在化学式XI中,e表示1至8的整数和R4表示氢原子或具有1至4个碳原子的烷基基团。
在化学式XII中,f表示1至8的整数。R5表示由下面化学式A表示的聚醚基团。
在化学式A中,g表示0或1至23的整数和h表示0或1至23的整数,不包括其中 g和h同时是0的情况。R6表示氢原子或具有1至4个碳原子的烷基基团。
5.根据上述1至4任一项的油墨,其中脂族醇环氧烷化合物是选自由下面化学式IV表示的化合物或由下面化学式XIV表示的化合物的至少一个成员。
在化学式IV,R表示具有8至13个碳原子的烷基基团,R1表示氢原子或甲基基团,和n表示2至12的整数。
在化学式XIV中,R2表示具有6至10个碳原子的脂族烃基团,n表示从0至6的数目,表示了环氧丙烷的平均加成数目,k表示从0至8的数目,表示了环氧乙烷的平均加成数目,并且环氧丙烷和环氧乙烷的总数目满足下面的关系:3≤n+k≤14。
6.根据上述1至5任一项的油墨,其中聚醚改性的硅氧烷化合物是选自由下面化学式 III表示的化合物的至少一个成员和脂族醇环氧烷化合物是选自由下面化学式IV表示的化合物的至少一个成员。
在化学式III中,m表示0或1至23的整数和n表示1至10的整数,a表示1至23 的整数和b表示0或1至23的整数,和R表示氢原子或具有1至4个碳原子的烷基基团。
在化学式IV中,R表示具有8至13个碳原子的烷基基团,R1表示氢原子或甲基基团,和n表示2至12的整数。
7.根据上述1至6任一项的油墨,其进一步包含至少一种具有8.96至11.79的溶解度参数的有机溶剂。
8.根据上述7的油墨,其中具有8.96至11.79的溶解度参数的有机溶剂是选自由下面化学式I表示的化合物或由下面化学式II表示的化学式的至少一个成员。
在化学式I中,R’表示具有4至6个碳原子的烷基基团,
在化学式II中,R”表示具有一或两个碳原子的烷基基团。
9.根据上述7或8的油墨,其中有机溶剂不包含在23℃和80%的相对湿度下具有30%或更多的平衡水分含量的多元醇。
10.根据上述1至9任一项的油墨,其中聚醚改性的硅氧烷化合物与脂族醇环氧烷化合物的质量比(聚醚改性的硅氧烷化合物/脂族醇环氧烷化合物)是10/90至50/50。
11.根据上述1至10任一项的油墨,其中聚醚改性的硅氧烷化合物占油墨的按质量计 0.01%至2%。
12.根据上述1至11任一项的油墨,其进一步包含选自由下面化学式V表示的化合物的至少一个成员。
在化学式V中,R1和R2每个独立地表示具有3至6个碳原子的烷基基团,R3和R4每个独立地表示具有一或两个碳原子的烷基基团,和n表示1至6的整数。
13.油墨组包含黄色油墨、品红油墨和青色油墨,其中每种油墨包含至少一种聚醚改性的硅氧烷化合物和至少一种脂族醇环氧烷化合物。
14.根据上述13的油墨组,其进一步包含黑色油墨,该黑色油墨包含至少一种聚醚改性的硅氧烷化合物和至少一种脂族醇环氧烷化合物。
15.油墨容器包含权利要求1至12中任一项的油墨。
16.成像方法包括排出权利要求1至12中任一项的油墨以记录图像。
17.成像装置包括上述1至12中任一项的油墨和配置为排出油墨以记录图像的排出装置。
上述1至12中任一项的油墨、上述13或14的油墨组、上述15的油墨容器、上述16 的成像方法和上述17的成像装置用于:
提供一种具有良好图像密度和排出稳定性的油墨,以在包括普通纸在内的普通印刷纸上记录具有减少的珠化的高品质图像。
具体地,在提高喷墨头的润湿性的同时,在向喷墨头填充油墨时不产生泡沫,因此该油墨不会因泡沫而喷嘴遗漏(喷嘴处无油墨排出)。
使用本公开的油墨,可以在包括普通纸在内的普通印刷纸上记录具有减少的珠化的高品质图像。再者,该油墨适合于喷墨头的初始填充性(液体腔室内的润湿性和产生泡沫的减少),并且有助于良好的排出稳定性和图像密度。
通过最大气泡压力技术测量,在25℃下,油墨在15毫秒的表面寿命下的动态表面张力优选为38mN/m或更小,或更优选为35mN/m。当动态表面张力为38mN/m或更小时,改善了在普通纸上的着色性和空隙的出现。当动态表面张力为35mN/m或更小时,在普通印刷纸上改善了润湿性和渗透性,从而减少了珠化和颜色渗出。
根据最大气泡压力技术,油墨在15毫秒的表面寿命下的动态表面张力可以在25℃下通过以下方法测量,例如,SITA_DynoTester(由SITA Messtechnik GmbH生产)。
在25℃下,油墨的静态表面张力优选为22mN/m或更大,并且更优选为24mN/m或更大。当静态表面张力为22mN/m或更大时,可以减少在喷墨头的喷嘴板排斥膜上的润湿,并且可以充分确保排出稳定性。因此,在开盖和连续排出期间可以减少喷嘴遗漏。此外,当静态表面张力为24mN/m或更大时,减少在喷墨头进行初始填充时油墨的起泡,从而增强初始填充性能和初始排出稳定性。可以使用例如全自动表面张力计(CBVP-Z,由Kyowa InterfaceScience Co.,Ltd.生产)在25℃下测量油墨的静态表面张力。
由于油墨的动态表面张力和静态表面张力之间的最佳平衡,提高了初始填充性能,并且油墨在开盖和连续排出期间具有出色的排出稳定性,不会造成喷嘴遗漏。此外,使用油墨可以在普通纸和普通印刷纸上获得高品质图像。
为了制备这种油墨,适合使用特定的表面活性剂,其是至少一种聚醚改性的硅氧烷化合物和至少一种脂族醇环氧烷化合物。
油墨
本公开的油墨包含至少两种表面活性剂。包含至少一种聚醚改性的硅氧烷化合物和至少一种脂族醇环氧烷化合物可在排出稳定性和消泡性能之间达到平衡。
另外,由于至少一种聚醚改性的硅氧烷化合物和至少一种脂族醇环氧烷化合物,油墨在记录介质上的润湿性得到充分保证。而且,油墨可迅速渗透油墨吸收性差的具有涂布层的涂布纸(诸如普通印刷纸),并且由于在油墨到达纸上后在干燥过程中颜料的快速团聚而增稠,从而减少了珠化。
表面活性剂
作为表面活性剂的一种,使用聚醚改性的硅氧烷化合物。具体地,聚醚改性的硅氧烷化合物优选为选自由化学式III表示的化合物的至少一个成员。
在化学式III中,m表示0或1至23的整数和n表示1至10的整数。a表示1至23 的整数和b表示0或1至23的整数。R表示氢原子或具有1至4个碳原子的烷基基团。
由下面化学式VI至IX表示的化合物是更优选的。
在化学式VI中,n表示2至17的整数。
在化学式VII中,n表示2至17的整数。
在化学式VIII中,k表示1至2的整数,m表示0或1至5的整数,和n表示3至17 的整数.
在化学式IX中,k+m表示0或1至7的整数,l表示1至2的整数,和n表示2至 16的整数。
包括聚醚改性的硅氧烷化合物作为表面活性剂使油墨不易在油墨头的喷嘴板的油墨排斥膜上被润湿。因此,可以防止由油墨附着在喷嘴上而引起的不良排出,以便提高排出稳定性。另外,可以在普通印刷纸(包括普通纸)上记录具有减少的珠化的高品质图像。
不管着色材料和有机溶剂的种类的组合如何,在保持分散稳定性、低动态表面张力、渗透性和流平性方面,不包括由化学式III表示的化合物的聚醚改性的硅氧烷化合物被表示为例如化学式X至XII中任一个。
在化学式X中,m表示1至8的整数,以及c和d每个独立地表示1至10的整数。 R2和R3每个独立地表示氢原子或具有1至4个碳原子的烷基基团。
在化学式XI,e表示1至8的整数和R4表示氢原子或具有1至4个碳原子的烷基基团。
在化学式XII中,f表示1至8的整数。R5表示由下面化学式A表示的聚醚基团。
在化学式A中,g表示0或1至23的整数和h表示0或1至23的整数,不包括其中 g和h同时是0的情况。R6表示氢原子或具有1至4个碳原子的烷基基团。
由化学式III表示的聚醚改性的硅氧烷化合物的具体实例包括但不限于由下面化学结构VI至XIII中任一个表示的化合物。
由化学式X表示的聚醚改性的硅氧烷化合物的具体实例包括但不限于由下面化学结构 XIV表示的化合物。
由化学式XI表示的聚醚改性的硅氧烷化合物的具体实例包括但不限于由下面化学结构XV表示的化合物。
由化学式XII表示的聚醚改性的硅氧烷化合物的具体实例包括但不限于由下面化学结构XVI至XVIII表示的化合物。
可以使用任何适当合成的聚醚改性的硅氧烷化合物以及市场上可买到的产品。
聚醚改性的硅氧烷化合物的合成方法没有特别限制,并且可以适当地选择以适合特定的应用。在JP-5101598-B、JP-5032325-B和JP-5661229-B中显示了实例。
具体地,聚醚改性的硅氧烷化合物可以通过(A)聚醚和(B)有机氢硅氧烷的氢化硅烷化反应获得。
作为组分(A)的聚醚表示由式-(CnH2nO)-表示的聚氧化烯共聚物,其中n表示2至4。
聚氧化烯共聚物单元优选地包括氧化乙烯单元-(C2H4O)-、氧化丙烯单元-(C3H6O)-、氧化丁烯单元-(C4H8O)-,或其混合物单元。氧化烯单元可以以任意方式放置并形成嵌段或无规共聚物结构。两者中,无规共聚物结构是优选的。更优选地,在无规聚合物中聚氧化烯包含氧化乙烯单元-(C2H4O)-和氧化丙烯单元-(C3H6O)-二者。
作为组分(B)的有机氢硅氧烷包含包括在一个分子中与硅结合的至少一个氢(SiH)的有机聚硅氧烷。有机聚硅氧烷的实例是任意数目的(R3SiO0.5)、(R2SiO)、(RSiO1.5)和(SiO2)或它们的组合,其中R独立地表示有机基团或烃基团。
当有机聚硅氧烷的(R3SiO0.5)、(R2SiO)和(RSiO1.5)中的R是甲基基团时,甲硅烷氧基单元表示为M、D和T单元。(SiO2)甲硅烷氧基单元表示为Q单元。
有机氢硅氧烷具有类似结构并且在甲硅烷氧基单元上存在至少一个SiH。
在有机氢硅氧烷中的基于甲基的甲硅烷氧基单元包括“MH”甲硅烷氧基单元(R2HSiO0.5)、“DH”甲硅烷氧基单元(RHSiO)、和“TH”甲硅烷氧基单元(HSiO1.5)。
在至少一个甲硅烷氧基单元包括SiH的条件下,有机氢硅氧烷可以包括任意数目的M、 MH、D、DH、T、TH、或Q甲硅烷氧基单元。
在氢化硅烷化反应中,使组分(A)和组分(B)反应。
对氢化硅烷化反应没有具体限制,并且其可适当地选择以适合特定应用。优选添加氢化硅烷化催化剂以进行氢化硅烷化反应。
对氢化硅烷化催化剂没有具体限制,并且可以适当选择以适合特定应用。具体实例包括但不限于铂、铑、钌、钯、锇或铱金属,其有机金属化合物及其组合。
基于组分(A)和组分(B)的质量,氢化硅烷化催化剂的含量优选为0.1至1,000ppm和更优选地为1至100ppm。
可以在不进行稀释或在溶剂存在下进行氢化硅烷化反应。优选在溶剂存在下。
溶剂的具体实例包括但不限于醇(例如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇和正丙醇),酮(例如丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮),芳族烃(例如苯、甲苯和二甲苯),脂族烃(例如,庚烷、己烷和辛烷),二醇醚(例如,丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇正丙醚和乙二醇正丁醚),卤化烃(例如,二氯甲烷、1,1,1-三氯乙烷、二氯甲烷和氯仿),二甲基亚砜,二甲基甲酰胺,乙腈,四氢呋喃,苯,矿物油和石脑油。
这些可以单独或组合使用。
用于氢化硅烷化反应的组分(A)和组分(B)的含量没有特别限制,并且可以适当地调节以适合特定的应用。用组分(A)中所有不饱和基团的含量与组分(B)中SiH的含量的摩尔比表示。相对于有机氢硅氧烷的SiH摩尔量,优选使用20摩尔%或更少的聚醚不饱和基团。更优选使用10摩尔%或更少的聚醚不饱和基团。
对氢化硅烷化反应没有特别限制,并且可以通过任何已知的分批法、半连续法或连续法进行。例如,可以使用活塞流反应器进行反应。
市场上可获得的聚醚改性的硅氧烷化合物的具体实例包括但不限于71ADDITIVE、74ADDITIVE、57ADDITIVE、8029ADDITIVE、8054ADDITIVE、8211ADDITIVE、8019ADDITIVE、8526ADDITIVE、FZ-2123和FZ-2191(全部由Dow Corning Toray Co.,Ltd. 生产),TSF4440、TSF4441、TSF4445、TSF4446、TSF4450、TSF4452和TSF4460(全部由Momentive PerformanceMaterials Inc.生产),SILFACE SAG002、SILFACE SAG003、 SILFACE SAG005、SILFACESAG503A、SILFACE SAG008和SILFACE SJM003(全部由 Nisshin Chemical Co.,Ltd.生产),TEGO Wet KL245、TEGO Wet 250、TEGO Wet 260、TEGO Wet 265、TEGO Wet 270和TEGO Wet280(全部由Evonik Industries AG生产),以及 BYK-345、BYK-347、BYK-348、BYK-375和BYK-377(全部由BYK Japan KK生产)。这些可以单独或组合使用。
在这些中,TEGO Wet 270(由Evonik Industries AG生产)和SILFACE SAG503A(由Nisshin Chemical Co.,Ltd.生产)是优选的。
其他表面活性剂优选为选自由下面化学式IV表示的化合物或由下面化学式XIV表示的化合物的脂族醇环氧烷化合物的成员。
在化学式IV中,R表示具有8至13个碳原子的烷基基团,R1表示氢原子或甲基基团,和n表示2至12的整数,
在化学式XIV中,R2表示具有6至10个碳原子的脂族烃基团,n表示0至6的数目,表示环氧丙烷的平均加成数目,k表示0至8的数目,表示环氧乙烷的平均加成数目,并且环氧丙烷和环氧乙烷的总数目满足下面的关系:3≤n+k≤14。
包括脂族醇环氧烷化合物作为表面活性剂使油墨不易在油墨头的喷嘴板的油墨排斥膜上被润湿。因此,可以防止由油墨附着在喷嘴上而引起的不良排出,以便提高排出稳定性。而且,增强了在喷墨头中的初始油墨填充,从而在初始油墨填充时提供了具有良好排出稳定性的理想油墨。
市场上可获得的由化学式IV表示的脂族醇环氧烷化合物的具体实例包括但不限于 Newcol NT-3、Newcol NT-5和Newcol 1310(由Nippon Nyukazai Co.,Ltd.生产),和NOIGEN XL-40、NOIGEN XL-41、NOIGEN XL-50、NOIGEN LF-40X、NOIGEN LF-41X、NOIGEN LF-42X、NOIGEN LF-60X、NOIGEN TDS-50、NOIGEN TDS-70、NOIGEN TDX-50、NOIGEN SD-30、DKSNL-30、DKS NL-40、NOIGEN ET-65、DKS NL-Dash403、DKS NL-Dash404、 NOIGEN LP-55、NOIGEN ET-106A、NOIGEN ET-69和NOIGEN ET-89(全部由DKS Co.Ltd. 生产)。
接下来,描述化学式XIV表示的脂族醇环氧烷化合物。
由化学式XIV表示的化合物的合成实例如下。
合成实施例1
加合物2-乙基-1-己醇与4摩的EO的加合物(A-1)的合成
将130份(1摩尔份)的2-乙基-1-己醇和1份(0.002摩尔份)的高氯酸九水合铝装入配备有搅拌器、加热冷却设备和滴液瓶(dripping bomb)的压密反应容器中。氮气置换后,将压密反应容器密封,加热至70℃,并在减压下脱水1小时。将***加热到80℃。以调节压力以保持在不大于0.2MPaG的方式在10小时内将88份(2摩尔份)的环氧乙烷(EO)滴加到反应容器中,然后在95℃下老化5小时。在冷却至70℃后,将10份吸附处理剂(Kyoward 600,由Kyowa Chemical Industry Co.,Ltd.生产)装入反应容器中,然后在70℃下搅拌1小时。之后,过滤吸附处理剂,从而得到2-乙基-1-己醇与2摩尔的EO的加合物(a-1)。将0.1 份的氢氧化钾添加至如此获得的(a-1)中,并将该***加热至70℃,然后在减压下脱水1 小时。将***加热到140℃。以调节压力以保持在不大于0.5MPaG的方式在3小时内将 88份(2摩尔份)的环氧乙烷(EO)滴入反应容器中,然后在140℃下老化2小时。
在冷却至70℃后,将10份吸附处理剂(Kyoward 600,由Kyowa Chemical IndustryCo., Ltd.生产)装入反应容器中,然后在70℃下搅拌1小时。然后,过滤吸附处理剂,从而得到2-乙基-1-己醇与4摩尔的EO的加合物(A-1)。
(A-1)由化学式XIV表示,其中R2是2-乙基-1-己基基团,和环氧烷的数目m(=环氧丙烷和环氧乙烷的数目)为4。
用气相色谱法在下列条件下测量未反应的醇的量。
装置类型:气相色谱GC-14B,由Shimadzu Corporation生产
检测器:FID柱:玻璃柱(内径=约3mm,长度=约2m)
柱填充剂:硅GE SE-30 5%
柱温:从90加热至280℃
加热速度:4℃/min
载气载气:氮气
样品:50%丙酮溶液
注入量:1μl
定量:具有比醇少2至3个碳原子的醇用作内参考材料,用于定量
合成实施例2
2-乙基-1-己醇与6摩尔的EO的加合物(A-2)的合成
将130份(1摩尔份)的2-乙基-1-己醇和1份(0.002摩尔份)的高氯酸九水合铝装入配备有搅拌器、加热冷却设备和滴液弹的压密反应容器中。随后,将压密反应容器加热至70℃,并在减压下脱水1小时。***加热到80℃。以调节压力以保持在不大于0.2MPaG的方式在10小时内将88份(2摩尔份)的环氧乙烷(EO)滴加到反应容器中,然后在95℃下老化5 小时。在冷却至70℃后,将10份吸附处理剂(Kyoward 600,由Kyowa Chemical Industry Co.,Ltd.生产)装入反应容器中,然后在70℃下搅拌1小时。之后,过滤吸附处理剂,从而得到 2-乙基-1-己醇与2摩尔的EO的加合物(a-2)。将0.2份的氢氧化钾添加至如此获得的(a-2)中。在氮气置换后,将该***加热至70℃,然后在减压下脱水1小时。将***加热到140 ℃。以调节压力以保持在不大于0.5MPaG的方式在5小时内将176份(4摩尔份)的环氧乙烷(EO)滴入反应容器中,然后在140℃下老化2小时。在冷却至70℃后,将10份吸附处理剂(Kyoward600,由Kyowa Chemical Industry Co.,Ltd.生产)装入反应容器中,然后在 70℃下搅拌1小时。然后,过滤吸附处理剂,从而得到2-乙基-1-己醇与6摩尔的EO的加合物(A-2)。
(A-2)由化学式XIV表示,其中R2是2-乙基-1-己基基团,和环氧烷的数目m(=环氧丙烷和环氧乙烷的数目)为6。
合成实施例3
3,5,5-三甲基-1-己醇与4摩尔的EO的加合物(A-3)的合成
除了将130份(1摩尔份)的2-乙基-1-己醇换为144份(1摩尔份)的3,5,5-三甲基-1-己醇以外,以与合成实施例1中相同的方式获得3,5,5-三甲基-1-己醇与4摩尔的EO的加合物 (A-3)。
(A-3)由化学式XIV表示,其中R2是3,5,5-三甲基-1-己醇基团,和环氧烷的数目m(=环氧丙烷和环氧乙烷的数目)为4。
合成实施例4:
3,5,5-三甲基-1-己醇与6摩尔的EO的加合物(A-4)的合成
除了将130份(1摩尔份)的2-乙基-1-己醇换为144份(1摩尔份)的3,5,5-三甲基-1-己醇以外,以与合成实施例2中相同的方式获得3,5,5-三甲基-1-己醇与6摩尔的EO的加合物 (A-4)。
(A-4)由化学式XIV表示,其中R2是3,5,5-三甲基-1-己醇基团,和环氧烷的数目m(=环氧丙烷和环氧乙烷的数目)为6。
合成实施例5:
癸醇与5摩尔的EO的加合物(A-5)的合成
除了将130份(1摩尔份)的2-乙基-1-己醇换为158份(1摩尔份)的癸醇以及将176份的 EO换为132份(3摩尔份)以外,以与合成实施例2中相同的方式获得癸醇与5摩尔的EO的加合物(A-5)。
(A-5)由化学式XIV表示,其中R2是癸基基团,和环氧烷的数目m(=环氧丙烷和环氧乙烷的数目)为5。
合成实施例6
癸醇与2摩尔的EO(EO 5mol/PO 1mol)的无规加合物(A-6)的合成
将158份(1摩尔份)的癸醇和1份(0.004摩尔份)的高氯酸九水合镁装入配备有搅拌器、加热冷却设备和滴液弹的压密反应容器中。随后,将压密反应容器加热至80℃,并在减压下脱水1小时。将***加热到95℃。以调节压力以保持在不大于0.2MPaG的方式在10 小时内将88份(2摩尔份)的环氧乙烷(EO)滴加到反应容器中,然后在95℃下老化5小时。在冷却至70℃后,将10份吸附处理剂(Kyoward 600,由Kyowa Chemical Industry Co.,Ltd. 生产)装入反应容器中,然后在70℃下搅拌1小时。之后,过滤吸附处理剂,从而得到癸醇与2摩尔的EO的加合物(a-6)。将0.5份的氢氧化钾添加至如此获得的(a-6)中,并将该***加热至95℃,然后在减压下脱水1小时。将***加热到140℃。以调节压力以保持在不大于0.5MPaG的方式在5小时内将220份(5摩尔份)的环氧乙烷(EO)和58份(1摩尔份) 的环氧丙烷的混合物滴入反应容器中,然后在140℃下老化2小时。在冷却至70℃后,将10份吸附处理剂(Kyoward 600,由Kyowa Chemical Industry Co.,Ltd.生产)装入反应容器中,然后在70℃下搅拌1小时。然后,过滤吸附处理剂,从而得到癸醇与2摩尔的EO(EO 5mol/PO 1mol)的无规加合物(A-6)。
(A-6)由化学式XIV表示,其中R2是癸基基团,和环氧烷的数目m(=环氧丙烷和环氧乙烷的数目)为8。
合成实施例7
1-壬醇与6摩尔的EO的加合物(A-7)的合成
除了将130份(1摩尔份)的2-乙基-1-己醇换为144份(1摩尔份)的壬醇以外,以与合成实施例2中相同的方式获得癸醇与6摩尔的EO的加合物(A-7)。
(A-7)由化学式XIV表示,其中R2是n-壬基基团,和环氧烷的数目m(=环氧丙烷和环氧乙烷的数目)为6。
合成实施例8
3,5,5-三甲基-1-己醇与4摩尔的PO的加合物(A-8)的合成
将144份(1摩尔份)的3,5,5-三甲基-1-己醇和0.5份(0.009摩尔份)的氢氧化钾装入配备有搅拌器、加热冷却设备和滴液弹的压密反应容器中。氮气置换后,将压密反应容器密封,加热至70℃,并在减压下脱水1小时。
将***加热到130℃。以调节压力以保持在不大于0.2MPaG的方式在10小时内将232 份(4摩尔份)的环氧丙烷(PO)滴加到反应容器中,然后在140℃下老化5小时。在冷却至70℃后,将10份吸附处理剂(Kyoward 600,由Kyowa Chemical Industry Co.,Ltd.生产)装入反应容器中。在70℃下搅拌1小时后,过滤吸附处理剂,从而得到3,5,5-三甲基-1-己醇与4摩尔的PO的加合物(A-1)。
(A-8)由化学式XIV表示,其中R2是3,5,5-三甲基-1-己醇基团,和环氧烷的数目m(=环氧丙烷和环氧乙烷的数目)为4。
合成实施例9
3,5,5-三甲基-1-己醇与3摩尔的PO和2摩尔的EO的加合物(A-9)的合成
将144份(1摩尔份)的3,5,5-三甲基-1-己醇和0.5份(0.009摩尔份)的氢氧化钾装入配备有搅拌器、加热冷却设备和滴液弹的压密反应容器中。氮气置换后,将压密反应容器密封,加热至70℃,并在减压下脱水1小时。
将***加热到130℃。以调节压力以保持在不大于0.2MPaG的方式在9小时内将174份(3摩尔份)的环氧丙烷(PO)滴加到反应容器中,然后在140℃下老化5小时。随后,以调节压力以保持在不大于0.5MPaG的方式在5小时内将88份(2摩尔份)的环氧乙烷(EO) 滴加到反应容器中,然后在140℃下老化2小时。在冷却至70℃后,将10份吸附处理剂 (Kyoward600,由Kyowa Chemical Industry Co.,Ltd.生产)装入反应容器中,随后在70℃下搅拌1小时后。然后,过滤吸附处理剂,从而得到3,5,5-三甲基-1-己醇与3摩尔的PO和2 摩尔的EO的加合物(A-9)。
(A-9)由化学式XIV表示,其中R2是3,5,5-三甲基-1-己醇基团,和环氧烷的数目m(=环氧丙烷和环氧乙烷的数目)为5。
在本公开中,作为表面活性剂的聚醚改性的硅氧烷化合物与脂族醇环氧烷化合物的比 (聚醚改性的硅氧烷化合物/脂族醇环氧烷化合物)优选为1/99至50/50,更优选地为10/90 至50/50,和进一步更优选地为20/80至40/60。
在1/99至50/50的范围内,可以在普通印刷纸(包括普通纸)上记录具有减少的珠化的高品质图像。再者,油墨适合于喷墨头的初始填充性(液体腔室内的润湿性和产生泡沫的减少),并且有助于良好的排出稳定性。
由于聚醚改性的硅氧烷化合物的比为1或更大,所以对于普通印刷纸(包括普通纸)珠化可被适当地减少。另外,当聚醚改性的硅氧烷化合物的比为50或更小时,可以获得高品质记录图像。再者,增强了喷墨头的初始填充性(液体腔室内的润湿性和产生泡沫的减少),由此充分确保排出稳定性。
除聚醚改性的硅氧烷化合物和脂族醇环氧烷化合物外,还可以组合使用含氟表面活性剂、基于硅酮的表面活性剂、基于乙炔二醇或基于乙炔醇的表面活性剂。
表面活性剂与整个油墨的比例优选为按质量计0.001%至5%,并且更优选为按质量计 0.5%至3%。当该比例为按质量计0.001%至5%时,油墨不易在油墨头的喷嘴板的油墨排斥膜上润湿。因此,可以防止由油墨附着到喷嘴板上而引起的不良排出,并且提高了排出稳定性。
有机溶剂
在本公开中,有机溶剂通常是指起溶剂作用的有机化合物。对于功能描述的制品,例如润湿剂或渗透剂,只要它们用作溶剂,它们就包括在有机溶剂中。
优选包含一种或多种具有8.96至11.79的溶解度参数的有机溶剂。包括具有8.96至 11.79的溶解度参数的有机溶剂使得其可以减少在普通印刷纸上珠化的发生。
溶解度参数(SP值)是指两者在彼此相互溶解容易程度的值。SP值由分子间吸引力表示,即内聚能密度(CED)的平方根。CED是蒸发1mL物品所需的能量的量。
溶解度参数(SP值)是由Hildebrand引入的常规溶液理论定义的,并且指两组分***溶液的溶解度。
存在关于SP值的计算方法的理论。在本公开中,使用了通用的Fedors方法。
根据Fedors方法,可以使用以下关系式B计算SP值。
SP值(溶解度参数)=(CED值)1/2=(E/V)1/2关系式B
在关系式B中,E表示分子内聚能(cal/mol)和V表示分子体积(cm3/mol)。再者,E和V分别有下面的关系式C和关系式D表示,其中Δei表示原子团的蒸发能和Δvi表示摩尔体积。
E=∑Δei 关系式C
V=∑Δvi 关系式D
作为计算方法和个体原子团的蒸发能Δei和摩尔体积Δvi的数据,可以使用“KOUBUNSHI KAGAKUKAI”出版的Imoto,Minoru,Basic theory of Attachment第五章中所示的数据。
另外,关于其中没有显示-CF3基团等的制品,可以参考R.F.Fedors,PolymerEng.Sci.14, 147(1974)。
作为具有8.96至11.79的溶解度参数(SP值)的有机溶剂,选自由下面化学式I表示的酰胺化合物和由下面化学式II表示的氧杂环丁烷化合物的至少一个成员是更优选的。
在化学式I中,R’表示具有4至6个碳原子的烷基基团,
在化学式II中,R”表示具有一或两个碳原子的烷基基团。
由化学式I表示的酰胺化合物的具体实例包括但不限于以下由化学结构I至III表示的化合物。
由以上图解的化学式II表示的氧杂环丁烷化合物的具体实例包括但不限于以下由化学结构IV和V表示的化合物。
作为有机溶剂,除了由化学式I表示的酰胺化合物和由化学式II表示的氧杂环丁烷化合物外,还优选使用具有11.8至14.0的溶解度参数(SP值)的多元醇和渗透剂。
具有11.8至14.0的溶解度参数(SP值)的多元醇的具体实例包括但不限于3-甲基-1,3- 丁二醇(SP值:12.05)、1,2-丁二醇(SP值:12.8)、1,3-丁二醇(SP值:12.75)、1,4-丁二醇(SP 值:12.95)、2,3-丁二醇(SP值:12.55)、1,2-丙二醇(SP值:13.5)、1,3-丙二醇(SP值:13.72)、 1,2-己二醇(SP值:11.8)、1,6-己二醇(hexanendiol)(SP值:11.95)、3-甲基-1,5-戊二醇(SP值: 11.8)、三甘醇(SP值:12.12)、和二甘醇(SP值:13.02)。这些可以单独或组合使用。
在这些中,3-甲基-1,3-丁二醇(SP值:12.05)、1,2-丁二醇(SP值:12.8)、1,3-丁二醇(SP 值:12.75)、1,4-丁二醇(SP值:12.95)、2,3-丁二醇(SP值:12.55)、1,2-丙二醇(SP值:13.5)、 1,3-丙二醇(SP值:13.72)是优选的。1,2-丁二醇(SP值:12.8)和1,2-丙二醇(SP值:13.5)是更优选的。
具有11.8至14.0的溶解度参数(SP值)的多元醇(多醇)、由化学式I表示的酰胺化合物、和由化学式II表示的氧杂环丁烷化合物的总和优选占油墨的总含量的按质量计30%至 60%。
当含量为按质量计30%或更大时,可以减少在普通印刷纸上的珠化和颜色之间的颜色渗出。当含量为按质量计60%或更少时,图像质量可以是优良的并且油墨粘度可以是适合的,这使得排除稳定性是优选的。
作为渗透剂,溶解度参数优选地为8.96至11.79。例如,具有8至11个碳原子的多醇化合物和二醇醚化合物是适合的。
在这些中,由化学式XIII表示的1,3-二醇化合物是优选的。
具体实例包括但不限于2-乙基-1,3-己二醇(SP值:10.6)、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇(SP 值:10.8)、2-乙基-2-甲基-1,3-丙二醇(SP值:11.65)、3,3-二甲基-1,2-丁二醇(SP值:11.49)、 2,2-二乙基-1,3-丙二醇(SP值:11.34)、2-甲基-2-丙基-1,3-丙二醇(SP值:11.34)、2,4-二甲基-2,4-戊二醇(SP值:11.05)、2,5-二甲基-2,5-己二醇(SP值:10.82)、和5-亚己基-1,2-二醇 (SP值:11.80)。这些中,2-乙基-1,3-己二醇(SP值:10.6)和2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇(SP值: 10.8)是特别优选的。
在化学式XIII中,R'表示甲基基团或乙基基团,R"表示氢或甲基基团,和R"'表示乙基基团或丙基基团。
其他多元醇化合物的具体实例包括但不限于2-乙基-2-甲基-1,3-丙二醇、3,3-二甲基 -1,2-丁二醇、2,2-二乙基-1,3-丙二醇、2-甲基-2-丙基-1,3-丙二醇、2,4-二甲基-2,4-戊二醇、 2,5-二甲基-2,5-己二醇、和5-亚己基-1,2-二醇。
渗透剂与整个油墨的比例优选为按质量计0.5至4%,并且更优选为按质量计1至3%。当该比例不小于按质量计0.5%时,油墨适当地渗透到介质中,这对图像质量具有良好的影响。相反,当含量为按质量计4%或更小时,油墨的初始粘度变得合适。
具有8.96至11.79的溶解度参数的有机溶剂与整个油墨的比例优选为按质量计20%或更大,更优选为按质量计20至60%。
当该比例为按质量计20%或更大时,普通印刷纸上的珠化被充分降低,从而增强了对颜色之间的颜色渗出的减少作用。当该比例不大于按质量计60%时,提高了图像质量并且油墨粘度变得适合,由此稳定排出。
有机溶剂优选不包含在23℃和80%的相对湿度下具有30%或更大的平衡水分含量的多元醇。
为了获得平衡水分含量,在干燥器中保留一个陪替式培养皿,在其上放置一克每种有机溶剂,其中使用氯化钾和氯化钠的饱和水溶液将温度和相对湿度分别保持在22至24℃和77%至83%。使用如下关系式计算平衡水分含量:
平衡水分含量(百分比)=[有机溶剂中吸收的水分含量/(有机溶剂的量+有机溶剂中吸收的水分含量)]×100。
如果有机溶剂包含在23℃和80%的RH下具有30%或更高的平衡水分含量多元醇,则油墨不易渗透到油墨吸收性差的具有涂布层的涂布纸中,例如普通印刷纸,以使得油墨在到达纸张后,油墨缓慢干燥,这可能导致珠化。
在例如JP-2012-207202-A和JP-2014-94998-A中使用在23℃和80%的RH下具有30%或更大的平衡水分含量的多元醇。
具体实例包括但不限于1,2,3-丁三醇(平衡水分含量:38%)、1,2,4-丁三醇(平衡水分含量:41%)、甘油(平衡水分含量:49%,SP值:16.38)、二甘油(平衡水分含量:38%)、三甘醇(平衡水分含量:39%,SP值:15.4),四甘醇(平衡水分含量:37%)、二甘醇(平衡水分含量:43%)、和1,3-丁二醇(平衡水分含量:35%)。
着色材料
优选使用水分散性颜料作为着色材料。染料可以组合使用以调节色调。但是,应在不影响耐候性的范围内使用。
水分散性颜料中的颜料典型地为有机颜料和无机颜料。
无机颜料的具体实例包括但不限于氧化钛、氧化铁、氧化钙、硫酸钡、氢氧化铝、钡黄、镉红、铬黄和炭黑。这些中,炭黑是优选的。
炭黑(颜料黑7)可以通过诸如接触法、炉法、热法等已知的方法制造。具体实例包括但不限于槽法炭黑、炉黑、气黑和灯黑。
市场上可得到的炭黑的实例是Black和具体实例包括但不限于Black Pearls 2000、Black Pearls 1400、BlackPearls 1300、Black Pearls 1100、Black Pearls 1000、Black Pearls 900、Black Pearls880、Black Pearls 800、 Black Pearls 700、Black Pearls 570、Black Pearls L、Elftex8、Monarch 1400、Monarch 1300、 Monarch 1100、Monarch 1000、Monarch 900、Monarch880、Monarch 800、Monarch 700、 Mogul L、Regal 330、Regal 400、Regal 660和Vulcan P(均可从Cabot Corporation获得), SENSIJET Black SDP100(可从SENSIENT获得),SENSIJET Black SDP 1000(可从 SENSIENT获得),以及SENSIJET Black SDP 2000(可从SENSIENT得到)。这些可单独或组合使用。
有机颜料的具体实例包括但不限于偶氮颜料、多环颜料、染料螯合物、硝基颜料、亚硝基颜料、和苯胺黑。这些中,偶氮颜料和多环颜料是优选的。
偶氮颜料的具体实例包括但不限于偶氮色淀、不溶性偶氮颜料、缩合偶氮颜料和螯合物偶氮颜料。多环颜料的具体实例包括但不限于酞菁颜料、苝颜料、苝酮颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二嗪颜料、靛蓝颜料、硫靛蓝颜料、异吲哚酮颜料和喹呋喃酮(quinofuranone)颜料。染料螯合物包括但不限于碱性染料型螯合物和酸性染料型螯合物。
有机颜料的具体实例包括但不限于C.I.颜料黄1、3、12、13、14、17、24、34、35、 37、42(黄色氧化铁)、53、55、74、81、83、95、97、98、100、101、104、108、109、110、 117、120、128、139、150、151、153、155、180、183、185和213;C.I.颜料橙5、13、 16、17、36、43、和51;C.I.颜料红1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2、48:2{永固红2B(Ca)}、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1(亮胭脂红6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、 81、83、88、101(胭脂)、104、105、106、108(镉红)、112、114、122(喹丫啶酮洋红)、 123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、185、190、193、209、和219; C.I.颜料紫1(罗丹明色淀)、3、5:1、16、19、23、和38;C.I.颜料蓝1、2、15(酞菁蓝)、 15:1、15:2、15:3(酞菁蓝)、16、17:1、56、60、和63;以及C.I.颜料绿1、4、7、8、10、 17、18、和36。
这些可单独或组合使用。
颜料的比表面积没有特别限制,并且可以适当选择以适合特定应用。例如,比表面积优选为10至1,500m2/g,更优选为20至600m2/g,和进一步更优选为50至300m2/g。
除非具有如此合适的表面积的颜料可用,否则可以通过对颜料使用例如球磨机、喷射磨机或超声波来减少颜料的大小或对其进行粉碎来获得相对小的粒径。
油墨中颜料的体积粒径(D50)优选地为10至200nm。
作为水分散性颜料,例如,以下是适合的:(1)表面活性剂分散颜料,其中颜料由表面活性剂分散;(2)树脂分散颜料,其中颜料由树脂分散;(3)树脂涂布的分散颜料,其中颜料的表面被树脂覆盖;和(4)自分散性颜料,其中向颜料的表面提供亲水基团。
这些中,在随时间的储存稳定性和在水蒸发时粘度增加的减少方面,以下是优选的:(3)树脂涂布的分散颜料,其中颜料的表面被树脂覆盖;和(4)自分散性颜料,其中向颜料的表面提供亲水基团。
作为上述(4)自分散性颜料的自分散性颜料,阴离子电荷的自分散性颜料是优选的。
阴离子官能团的具体实例包括但不限于-COOM、-SO3M、-PO3HM、-PO3M2、-CONM2、 -SO3NM2、-NH-C6H4-COOM、-NH-C6H4-SO3M、-NH-C6H4-PO3HM、-NH-C6H4-PO3M2、 -NH-C6H4-CONM2、和-NH-C6H4-SO3NM2。抗衡离子M的实例是碱金属离子和季铵离子。这些中,季铵离子是优选的。
季铵离子的具体实例包括但不限于四甲基铵离子、四乙基铵离子、四丙基铵离子、四丁基铵离子、四戊基铵离子、苄基三甲基铵离子、苄基三乙基铵离子、和四己基铵离子。这些中,四乙基铵离子、四丁基铵离子和苄基三甲基铵离子是优选的。这些中,四丁基铵离子是优选的。
如果使用具有亲水性官能团或季铵离子的自分散性颜料,那么在富水油墨或富有机溶剂油墨中都展示亲和力,以便颜料的分散稳定性可以推断保持稳定。
在这些自分散性颜料中,由于使用经谐(geminalbis)膦酸基团和谐膦酸盐基团中的至少一种改性的颜料的油墨在干燥后具有优异的再分散性,因此即使在长时间印刷设备不运行时喷墨头喷嘴周围的油墨水分蒸发,也不会发生堵塞。因此,可以通过简单的清洁操作维持良好的高品质印刷。
此外,由于这种油墨随时间具有良好的储存稳定性并且可以在水分蒸发期间阻止粘度增加,因此在喷墨头保持装置处的油墨固定性和排出可靠性非常优异。
由下面的化学结构i至化学结构iv表示膦酸基团和膦酸盐基团的具体实例。
在化学结构iii中,X+表示Li+、K+、Na+、NH4 +、N(CH3)4 +、N(C2H5)4 +、N(C3H7)4 +或 N(C4H9)4 +。
在化学结构iv中,X+表示Li+、K+、Na+、NH4 +、N(CH3)4 +、N(C2H5)4 +、N(C3H7)4 +或 N(C4H9)4 +。
颜料表面的重整(reforming)处理
以谐膦酸基团的情况作为实例,描述颜料表面的重整处理。例如,颜料可以通过下面的方法A或方法B进行重整。
方法A
在室温下,通过Silverson混合器(6,000rpm)将20g的炭黑、20mmol的由以下图解的化学结构v或化学结构vi表示的化合物和200mL的去离子水混合。当所获得的浆料的pH大于4时,添加20mmol的硝酸。30分钟后,将溶解在微量去离子高纯水中的20mmol 的亚硝酸钠缓慢添加到混合物中。此外,将所得物搅拌并加热至60℃以反应一小时后,获得重整的颜料,其中将由化学结构v或化学结构vi表示的化合物添加到炭黑中。之后,用NaOH水溶液将重整的颜料的pH调节为10。结果,在30分钟后获得重整的颜料分散物。此后,使用重整的颜料分散物和去离子水通过渗析膜超滤后,将所得物进行超声波分散,得到重整的颜料分散物,其中固体部分被浓缩。
方法B
将500g干燥的炭黑、1L的水和一摩尔由化学结构v或化学结构vi表示的化合物装入混合器(4L)(ProcessAll 4HV)中。接下来,将混合物以300rpm剧烈混合10分钟,同时将***保持在60℃。此后,在15分钟内添加20%的亚硝酸钠水溶液(1摩尔当量,相对于由化学结构v或化学结构vi表示的化合物),然后混合并搅拌3小时,同时将***保持在60℃。
此后,在用750mL的去离子水稀释的同时取出反应物后,使用如此所得重整的颜料分散物和高度去离子水通过渗析膜对所得物进行超滤,然后进行超声波分散,得到重整的颜料分散物,其中固体部分被浓缩。期望的是通过离心等去除过量的粗颗粒。
任选地,适合的是向由此获得的重整的颜料分散物添加pH调剂剂。作为pH调节剂,可以使用关于所述油墨规定的相同pH调节剂,其将在后面描述。这些中,Na+、N(CH3)4 +、 N(C2H5)4 +、N(C3H7)4 +、和N(C4H9)4 +是优选的。
在通过pH调节剂处理后,由化学结构v或化学结构vi表示的化合物至少部分转变为其盐(对应于化学结构iii或化学结构iv表示的化合物的化合物)。
作为上述(3)的颜料的表面涂布有树脂的树脂涂布颜料,其中颜料包含在聚合物颗粒中的聚合物乳液是优选的。
其中聚合物颗粒包含颜料的聚合物乳液意思是这样的乳液,其中颜料被包封在聚合物颗粒中或吸附在聚合物颗粒的表面上。在这种情况下,除非所有颜料对本发明有不利影响,否则不必将所有颜料都包封或吸附,并且一些颜料可以分散在乳液中。
形成聚合物乳液的聚合物(聚合物颗粒中的聚合物)的具体实例包括但不限于基于乙烯基的聚合物,、基于聚酯的聚合物、和基于聚氨酯的聚合物。这些中,特别优选使用基于乙烯基的聚合物和基于聚酯的聚合物,并且适合使用在JP-2000-53897-A和 JP-2001-139849-A中详述的聚合物。
在这种情况下,可以使用典型的有机颜料或其中无机颜料颗粒涂布有有机颜料或炭黑的复合颜料。可以通过包括在无机颜料的存在下使有机颜料析出的方法、包括将无机颜料和有机颜料机械混合并研磨的机械化学方法等来制造复合颜料。
任选地,可以在无机颜料和有机颜料之间提供由聚硅氧烷和烷基硅烷形成的有机硅烷化合物层,以提高它们之间的附着性。
有机颜料和无机颜料没有特别限定,可以从上述适当选择。
无机颜料颗粒与作为着色材料的有机颜料或炭黑的质量比优选为3:1至1:3,并且更优选为3:2至1:2。
当着色材料的比例小时,着色性能可能劣化。随着着色材料的比增加,透明度和饱和度可能会劣化。
这种其中无机颜料颗粒被有机颜料或炭黑覆盖的着色材料颗粒的合适的具体实例包括但不限于二氧化硅/炭黑复合材料、二氧化硅/酞菁复合材料(PB15:3)、二氧化硅/双偶氮黄色复合材料和二氧化硅/喹吖啶酮复合材料(PR122)(均由TODAKOGYO CORP.生产),因为它们的原生粒径较小。
当具有20nm的原生粒径的无机颜料颗粒被等量的有机颜料覆盖时,颜料的原生粒径为约25nm。如果使用合适的分散剂将颜料分散至原生粒径的程度,则可以制造具有25nm的分散粒径的超细颜料分散油墨。
对于复合材料,其表面上的有机颜料有助于分散。再者,由于复合材料中心设置的无机颜料的特征通过厚度为约2.5nm的有机颜料的薄层表现出来,因此需要适当选择能够同时稳定地分散有机颜料和无机颜料两者的颜料分散剂。
着色材料与整个油墨的比例优选为按质量计1%至15%,并且更优选为按质量计2%至 10质量%。当该比例为按质量计1%或更大时,油墨的着色性和图像密度提高。当该比例不大于按质量计15%时,油墨不会增稠,从而可以防止排出性能的劣化。就经济而言这也是优选的。
水
作为水,可以使用诸如去离子水、超滤水、反渗透水和蒸馏水等纯水和超纯水。
油墨中的水含量没有特别限制,并且可以根据特定应用进行选择。
其他组分
其他组分没有特别限制,并且可以适当地选择以适合特定的应用。例如,可以选择抑泡剂(消泡剂)、水分散性树脂、pH调节剂、防腐剂和杀菌剂、螯合剂、腐蚀抑制剂、抗氧化剂、紫外吸收剂、氧吸收剂和光稳定剂。
抑泡剂(消泡剂)
将微量的上述抑泡剂添加到油墨中以防止油墨中起泡。发泡是指液体形成包围空气的薄膜。油墨的诸如表面张力和粘度等特性会影响泡沫的形成。即,施加使液体的表面积尽可能最小的力。因此,诸如水等的具有高表面张力的液体从不或很少起泡。相反,具有高粘度和高渗透性的油墨由于其表面张力低而趋于起泡,使得由于液体的粘度而形成的泡沫易于保持并且不易破裂。
通常,这种抑泡剂局部降低泡沫膜的表面张力,或者不溶于发泡液体中的抑泡剂会散布在发泡剂的表面上以破坏泡沫。如果使用能够显着降低表面张力的聚醚改性的硅氧烷化合物作为油墨中的表面活性剂,使用具有前面机理的抑泡剂,则不可能局部降低泡沫膜的表面张力。因此,通常不使用这种抑泡剂。因此,代替使用不溶于发泡液的抑泡剂。结果,由于溶液中抑泡剂的溶解度,油墨的稳定性变差。
相反,尽管由下面化学式V表示的抑泡剂与聚醚改性的硅氧烷化合物相比,较少能够降低表面张力,但是与聚醚改性的硅氧烷化合物的相容性更好。因此,泡沫膜有效地吸收了抑泡剂,从而由于聚醚改性的硅氧烷化合物和抑泡剂之间的表面张力的差异,泡沫膜的表面局部变为不平衡状态,导致泡沫破裂。
使用由下面化学结构V表示的化合物作为抑泡剂。
在化学式V中,R1和R2每个独立地表示具有3至6个碳原子的烷基基团,R3和R4每个独立地表示具有一至二个碳原子的烷基基团,和n表示1至6的整数。
由化学式V表示的化合物的具体实例包括但不限于2,4,7,9-四甲基癸烷-4,7-二醇和 2,5,8,11-四甲基十二烷-5,8-二醇。这些中,考虑到泡沫产生的减少和与油墨的相容性, 2,5,8,11-四甲基十二烷-5,8-二醇是优选的。
抑泡剂与整个油墨的比例优选为按质量计0.01%至10%,更优选为按质量计0.1%至 5%。当该比例为按质量计0.01%或更大时,获得良好的消泡性。当不大于按质量计10%时,获得良好的消泡性,使得油墨性质(诸如粘度和粒径)变得合适。
水分散性树脂
上述水分散性树脂具有优异的成膜(成像)性、斥水性、耐水性和耐候性。因此,这些适用于要求良好的耐水性和高图像密度(良好着色性能)的图像记录。
水分散性树脂的具体实例包括但不限于基于缩合的合成树脂、基于加成的合成树脂和天然聚合物。这些可以单独使用或结合使用。
基于缩合的合成树脂的具体实例包括但不限于聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚环氧树脂、聚酰胺树脂、聚醚树脂、聚(甲基)丙烯酸树脂、丙烯酸-硅酮树脂和含氟树脂。
基于加成的合成树脂的具体实例包括但不限于聚烯烃树脂、基于聚苯乙烯的树脂、基于聚乙烯醇的树脂、基于聚乙烯基酯的树脂、基于聚丙烯酸的树脂和基于不饱和羧酸的树脂。
天然聚合物的具体实例包括但不限于纤维素、松香和天然橡胶。
这些中,含氟树脂和丙烯酸-硅酮树脂是优选的。
作为含氟树脂,包括氟烯烃单元的含氟树脂是优选的。这些中,由氟烯烃单元和乙烯基醚单元形成的含氟乙烯基醚树脂是更优选的。
对氟烯烃单元没有具体限制,并且其可以适当地选择以适合特定的应用。具体实例包括但不限于-CF2CF2-、-CF2CF(CF3)-和-CF2CFCl-。
对乙烯基醚单元没有具体限制,并且其可以适当地选择以适合特定的应用。例如,由以下化学结构等表示的化合物是合适的。
作为由氟烯烃单元和乙烯基醚单元形成的基于含氟乙烯基醚的树脂,优选其中氟烯烃单元和乙烯基醚单元交替地共聚的交替共聚物。
作为含氟树脂,可以使用任何适当合成的含氟树脂和市场上可得到的产品。
市场上可得到的产品的具体实例包括但不限于FLUONATE FEM-500、FEM-600、DICGUARD F-52S、F-90、F-90M、F-90N和AQUA FURAN TE-5A(全部由DIC COPORATION生产);和LUMIFLON FE4300、FE4500和FE4400、ASAHI GUARD AG-7105、 AG-950、AG-7600、AG-7000和AG-1100(全部由ASAHI GLASS CO.,LTD.生产)。
水分散性树脂可以用作均聚物或共聚以用作复合树脂。同样,任意单相结构型、核- 壳型和动力进给型乳液均适用。
作为水分散性树脂,可以使用具有自分散性的亲水性基团的水分散性树脂。可选地,可以使用不具有分散性但含有表面活性剂的树脂或具有亲水性基团的树脂。这些中,最合适的是由于聚酯树脂或聚氨酯树脂的离聚物或不饱和单体的乳化聚合或悬浮聚合获得的树脂颗粒的乳液。在不饱和单体的乳化聚合的情况下,由于树脂乳液是通过在水中添加不饱和单体、聚合引发剂、表面活性剂、链转移剂、螯合剂、pH调节剂等的反应而获得,因此,其易于获得水分散性树脂并改变树脂成分。由于可以容易地改变树脂组成,因此可以容易地获得目标性能。
不饱和单体的具体实例包括但不限于不饱和羧酸、单官能或多官能的(甲基)丙烯酸酯单体、(甲基)丙烯酸酰胺单体、芳族乙烯基单体、乙烯基氰基化合物单体、乙烯基单体、芳基化化合物单体、烯烃单体、二烯单体和具有不饱和碳的低聚物。这些可以单独或组合使用。当这些单体组合使用时,可以灵活地重整树脂性能。可以利用使用低聚物型聚合引发剂的聚合反应和接枝反应来重整树脂性能。
不饱和羧酸的具体实例包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富马酸和马来酸。
单官能(甲基)丙烯酸酯单体的具体实例包括但不限于甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸异戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸十二烷酯、甲基丙烯酸十八烷酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸 2-羟基丙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酰氧基乙基三甲基铵盐,3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸十二烷酯、丙烯酸十八烷酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苯甲酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯和丙烯酰氧基乙基三甲基铵盐。
多官能(甲基)丙烯酸酯单体的具体实例包括但不限于乙二醇二甲基丙烯酸、二甘醇二甲基丙烯酸、三甘醇二甲基丙烯酸、聚乙二醇二甲基丙烯酸、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸、 1,4-丁二醇二甲基丙烯酸、1,6-己二醇二甲基丙烯酸、新戊二醇二甲基丙烯酸、二丙二醇二甲基丙烯酸、聚丙二醇二甲基丙烯酸、聚丁二醇二甲基丙烯酸、2,2'-双(4-甲基丙烯酰氧基二乙氧基苯基)丙烷、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6- 己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,9-壬烷二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、2,2'-双(4-丙烯酰氧基丙氧基苯基)丙烷、2,2'-双(4-丙烯酰氧二乙氧基苯基)丙烷三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三丙烯酸酯、双三羟甲基四丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯。
(甲基)丙烯酸酰胺单体的具体实例包括但不限于丙烯酸酰胺、甲基丙烯酸酰胺、N,N- 二甲基丙烯酸酰胺、亚甲基双丙烯酸酰胺、和2-丙烯酸酰胺-2-甲基丙烷磺酸酯。
芳族乙烯基单体的具体实例包括但不限于苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、4-叔丁基苯乙烯、氯苯乙烯、乙烯基苯甲醚、乙烯基萘和二乙烯基苯。
乙烯基氰基化合物单体的具体实例包括但不限于丙烯腈和甲基丙烯腈。
乙烯基单体的具体实例包括但不限于乙酸乙烯酯、偏二氯乙烯、氯乙烯、乙烯基醚、乙烯基酮、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基磺酸及其盐、乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷。
芳基化化合物单体的具体实例包括但不限于芳基磺酸及其盐、芳基胺、芳基氯、二芳基胺和二芳基二甲基铵盐。
烯烃单体的具体实例包括但不限于乙烯和丙烯。
二烯单体的具体实例包括但不限于丁二烯和氯丁二烯。
具有不饱和碳的低聚物的具体实例包括但不限于具有甲基丙烯酰基的苯乙烯低聚物、具有甲基丙烯酰基的苯乙烯-丙烯腈低聚物、具有甲基丙烯酰基的甲基丙烯酸甲酯低聚物、具有甲基丙烯酰基的二甲基硅氧烷、和具有丙烯酰基的聚酯低聚物。
在与水分散性着色剂的混溶性方面,由于在强碱或强酸环境中水分散性树脂发生分子链断裂,诸如分散破坏和水解断裂,因此pH优选为4至12,更优选为6至11,并且进一步更优选为7至10。
水分散性树脂的体积平均粒径与液体分散体的粘度有关。如果组成相同,则随着粒径减小,相同固体部分的粘度增加。为了避免制造粘度过高的油墨,水分散性树脂的体积平均粒径优选为50nm或更大。
另外,具有几十微米大的粒径的颗粒比喷墨头的喷嘴孔的尺寸大。因此,该尺寸的颗粒不适合使用。当油墨中存在小于喷嘴口的大颗粒时,油墨的排出性会劣化。油墨中的水分散性树脂的体积平均粒径优选为200nm或更小,和更优选为150nm或更小,从而不降低油墨的排出性。
另外,优选的是,水分散性树脂具有在室温下将着色材料定影在纸上并形成膜的特征,以增强着色材料的定影能力(fixability)。因此,水分散性树脂的最低成膜温度(MFT)优选为 30℃或更低。另外,当水分散性树脂的玻璃化转变温度为-40℃或更低时,树脂膜的粘度增加,从而在所得的印刷物上发粘。因此,水分散性树脂的玻璃化转变温度优选为-30℃或更高。
水分散性树脂与整个油墨的比例以固体形式优选为按质量计0.5%至10%,并且更优选为按质量计1%至8%。
pH调节剂
对能够将油墨的pH从7调节至11而对油墨没有不利影响的pH调节剂没有具体限制。其可以适当地选择以适合特定的应用。具体实例包括但不限于醇胺、碱金属元素的氢氧化物、氢氧化铵、氢氧化和碱金属元素的碳酸盐。当pH在7到11的范围内时,没有溶解很多的喷墨头或供墨单元。因此,可以防止油墨的改性、泄漏、排出性能差等。
醇胺的具体实例包括但不限于二乙醇胺、三乙醇胺和2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇。
碱金属元素的氢氧化物的具体实例包括但不限于氢氧化锂、氢氧化钠和氢氧化钾。
氢氧化铵的具体实例包括但不限于氢氧化铵和氢氧化季铵。
碱金属元素的碳酸盐的具体实例包括但不限于碳酸锂、碳酸钠和碳酸钾。
防腐剂和杀菌剂
防腐剂和杀菌剂的具体实例包括但不限于乙酸脱氢钠、山梨酸钠、2-吡啶硫醇-1-氧化钠、苯甲酸钠和五氯苯酚钠。
螯合剂
螯合剂的具体实例包括但不限于乙二胺四乙酸钠、次氨基三乙酸钠、羟乙基乙二胺三乙酸钠、二亚乙基三胺四乙酸钠和5-氨基巴比妥二乙酸钠(uramil sodiumdiacetate)。
腐蚀抑制剂
腐蚀抑制剂的具体实例包括但不限于酸性亚硫酸盐、硫代硫酸钠、硫代乙醇酸锑、亚硝酸二异丙基铵、季戊四醇四硝酸酯和亚硝酸二环己基铵。
抗氧化剂
抗氧化剂的具体实例包括但不限于基于苯酚的抗氧化剂(包括基于受阻酚的抗氧化剂)、基于氨基的抗氧化剂、基于硫的抗氧化剂、和基于磷的抗氧化剂。
蜡
·聚乙烯蜡1:AQUACER 531,熔点为130℃,由BYK Japan KK生产
·聚乙烯蜡2:AQUACER 515,熔点为135℃,由BYK Japan KK生产
·聚乙烯蜡3:AQUACER 3RC1452,熔点为130℃,由BYK Japan KK生产
在添加蜡之前,将其用去离子水稀释,以使固体部分的浓度为按质量计30%。
制造油墨的方法
将着色材料、有机溶剂、表面活性剂和其他任选组分分散或溶解在水中,然后搅拌并混合以制造本公开的油墨。为了进行搅拌和混合,使用了诸如砂磨机、均质机、球磨机、油漆搅拌器、超声波分散装置、具有搅拌翼的搅拌器、电磁搅拌器、高性能和分散装置等装置。
油墨性质
油墨的性质没有特别限制,并且可以适当地选择以适合特定的应用。优选地,粘度、表面张力等在以下范围内。
在25℃下油墨的粘度优选为5至25mPa·S。更有选地,在25℃下油墨的粘度在6 至20mPa·S的范围内。当油墨粘度为5mPa·S或更大时,增强了印刷密度和文本质量。当油墨粘度为25mPa·S或更小时,适当确保了油墨排出性。
粘度可以在25℃下使用粘度计(RE-550L,由TOKI SANGYO CO.,LTD.制造)测量。
本公开的油墨可以适当地用于喷墨记录或喷雾印刷。
用于喷墨记录的油墨用于任何具有喷墨头的印刷机中,诸如压电元件型,其中,通过使用压电元件作为压力产生装置使形成油墨流路壁的振动板变形以按压油墨流路中的油墨从而排出墨滴,如JP-H2-51734-A中所描述;热型,其中,通过用加热元件加热油墨流路中的油墨来产生气泡,如JP-S61-59911-A中所描述;和静电型,其中在提供面对彼此的振动板和电极的同时通过用振动板和电极之间产生的静电力使形成油墨流路的壁面的振动板变形而引起的油墨流路中体积的变化而排出墨滴,如JP-H6-71882-A中所描述。
油墨组
优选的使用本公开的油墨构成油墨组。
构成该油墨组的所有黄色油墨、品红油墨和青色油墨优选包含至少一种聚醚改性的硅氧烷化合物和脂族醇环氧烷化合物中每个。此外,黑色油墨优选包含至少一种聚醚改性的硅氧烷化合物和脂族醇环氧烷化合物中每个。可以保持每个彩色头喷嘴的排出稳定性,而无需在用油墨填充头的时候进行初始恢复。
油墨盒
本公开的油墨盒将本公开的油墨容纳在油墨容器和其他任选的适当选择的构件中。
对油墨容器没有具体限制,可以选择任何形式、任何结构、任何尺寸和任何材料以适合特定应用。例如,可以适当使用包括由铝层压膜、塑料膜等制成的油墨袋(容器)的油墨容器。
接下来,参考图1和2详细描述油墨盒。图1是图解油墨盒的实例的图。图2是图解图1中图解的油墨盒的图,包括其壳体。
如图1中所图解,在油墨盒200中,通过油墨入口242向油墨袋241中填充上述用于喷墨记录的油墨。在抽空空气之后,通过熔合封闭油墨入口242。使用时,通过安装在喷墨记录装置上的针刺穿由橡胶材料制成的油墨出口243,以将油墨供应到装置中。
油墨袋241由包装材料制成,例如不具有透气性的铝层压膜。油墨袋241通常容纳在如图2所示的由塑料制成的盒壳体244中,并且可拆卸地附接到各种成像装置。
成像方法和成像装置
本公开的成像方法包括记录图像的油墨排出过程和其他适当选择的任选过程。
本公开的成像装置包括用于排出本公开的油墨以记录图像的油墨排出装置和其他适当选择的任选装置。
本公开的成像方法由本公开的成像装置执行,并且油墨排出过程适当地由墨排出装置进行。另外,其他过程由其他相应的装置适当地进行。
油墨排出过程和油墨排出装置
油墨排出过程包括排出本公开的油墨以在记录介质上形成图像。
油墨排出装置排出本公开的油墨以在记录介质上形成图像。对油墨排出装置没有具体限制。例如,可以适当地使用各种用于墨水排出的喷嘴。
用于油墨排出的能量例如由刺激产生装置产生。对刺激的选择没有具体限制。可以适当选择热(温度)、压力、振动和光,以适合特定的应用。这些可以单独或组合使用。这些中,热和压力是优选的。
刺激产生装置的具体实例包括但不限于加热器、加压装置、压电元件、振动器、超声振荡器、和光。更具体地,存在如压电元件的压电致动器,利用由使用诸如热元件的电热转换元件的液体的膜沸腾引起的相变的热致动器,使用由于温度变化而引起金属相变的形状记忆合金致动器,以及利用静电力的静电致动器。
对如何喷射油墨(排放)没有具体限制,其取决于刺激的种类等而不同。例如,在刺激是“热”的情况下,可以使用一种方法,其中与记录信号相对应的热能由例如热头施加,以在油墨中产生泡沫,和通过泡沫的压力将油墨以液滴的形式喷射并喷撒通过记录头的喷嘴孔。另外,在刺激是“压力”的情况下,例如,可以使用一种方法,其中将电压施加到附接到被称为压力腔室的位置的压电元件以使压电元件弯曲而接触压力腔室的体积,从而将油墨从记录头的喷嘴孔中以液滴的形式喷射和喷撒,该压力腔室位于记录头中油墨流路中。
其他过程和其他装置
其他任选的过程没有特别限制,并且可以适当地选择以适合特定的应用。实例是干燥过程和控制过程。
其他任选的装置没有特别限制,并且可以适当地选择以适合特定的应用。实例是干燥装置和控制装置。
干燥过程和干燥装置
干燥过程是加热和干燥用油墨在其上记录图像的记录介质。干燥过程由干燥装置执行。
干燥没有特别限制,并且可以适当地选择以适合特定的应用。例如,干燥可以通过红外干燥器、微波干燥器,辊式加热器、鼓式加热器或加热的空气进行。此外,还适合包括加热图像表面以使表面光滑并用加热器将图像定影至100至150℃的定影过程。
该定影过程提高了图像记录物的光泽度和定影能力。具有加热的镜面的辊、鼓式加热器等优选用作加热和定影装置,并且镜面(平滑部份)与图像形成面接触。考虑到图像质量、安全性和经济性,优选将定影辊加热到100至150℃。
控制过程和控制装置
上述控制过程用于控制每个过程,并且可以由控制装置适当地进行。
控制装置(控制器)没有特别限制,只要它可以控制每个装置的行为即可。可以适当地选择其以适合特定的应用。例如,诸如定序器和计算机的装置是优选的。
参照附图描述使用本公开的成像装置进行本发明的喷墨记录方法的一个实施方式。
图3所示的喷墨记录装置101具有容纳在其中放置记录介质的供纸盘102,安装在喷墨记录装置101中的排纸(ejection)盘103,该排纸盘103存储在其上记录(形成)图像的记录介质,以及油墨盒安装单元104。可以使用该供纸盘102供给各种记录介质。附图标记111 和112分别表示顶盖和前盖。
在油墨盒安装单元104的上表面布置有操作单元105,该操作单元105包括操作键、显示器等。油墨盒安装单元104包括可打开和关闭以拆卸和附接油墨盒200的油墨盒前盖115。
如图4和5所示,在喷墨记录装置101的内部,作为引导构件的导杆131横向地桥接左右侧的侧板上,和支柱132在主扫描方向上滑动地保持滑座133。主扫描电动机沿图5 中箭头所示方向移动滑座133。
滑座133具有记录头134,该记录头134包括四个喷墨记录头,这些喷墨记录头排出黄色(Y)、青色(C)、品红(M)和黑色(Bk)中每种颜色的墨滴,同时多个油墨排出孔以与主扫描方向交叉的方向上布置,同时墨滴排出方向向下。
作为构成记录头134的用于喷墨记录的头,可以使用具有能量产生装置以排出油墨的装置,诸如压电致动器诸如压电元件,利用由使用诸如热元件的电热转换元件的液体的膜沸腾引起的相变的热致动器,使用由于温度变化而引起金属相变的形状记忆合金致动器,以及利用静电力的静电致动器。
滑座133包括用于颜色的子槽135,以将每种颜色的油墨供应到记录头134。油墨经由油墨供应管从安装在油墨盒安装单元104上的油墨盒200供应并补充到子槽135。
用于供给装载在供纸盘102的纸张装载器(压力板)141上的纸张142的供纸单元包括半月形辊(供纸辊143),其将来自纸张装载器的纸张142一张一张地分离并供给;和分离垫 144,其由具有大的摩擦指数的材料制成并且面向供纸辊143布置同时被偏置朝向供纸辊 143。
在记录头134下方传送从供纸单元供给的纸张142的传送单元包括:传送带151,其静电吸附并传送纸张142;反向辊152,其传送经由导轨145从供纸单元传送的纸张142,同时与传送带151一起夹住纸张142;通过将基本上垂直向上传送的纸张142的传送方向改变大致90度而使纸张142在传送带151上跟踪的传送导轨153;前端压力辊155,其通过压力构件154朝向传送带151偏置;和充电辊156,其为传送带151的表面充电。
传送带151是环形带,其悬在传送辊157和拉伸辊158之间,并且可以在带传送方向上旋转。传送带151包括例如由树脂材料(诸如四氟乙烯和乙烯的共聚物(ETFE))制成,作为纸张吸附表面的顶层,其未经电阻处理,厚度约为40μm;和由与顶层相同的材料制成,并利用碳进行电阻处理的底层(中等电阻层,接地层)。
在传送带151的背侧,对应记录头134的印刷区域设置引导构件161。用于排出由记录头134记录图像的纸张142的排纸单元包括分离爪171,其将纸张142与传送带151分离;排纸辊172;和排纸辊173。排纸托盘103布置在排纸辊172的下方。
双面印刷供纸单元181以可拆卸和可附接的方式安装到喷墨记录装置101的背面。
双面印刷供纸单元181接收并反转通过传送带151反向旋转返回的纸张142,并将其再次供给至反向辊152和传送带151之间。在双面印刷供纸单元181的上表面提供有旁路供纸单元182。
在该成像装置(喷墨记录装置)中,纸张142被分离并从供纸单元基本上竖直向上被一张一张在导轨145的引导下供给并且在被夹在传送带151和反向辊152之间的同时被传送。此外,基底142的前端由传送导轨153引导,并被前端压力辊155按压压抵靠在传送带151上,从而将传送方向大致改变90度。
由于此时传送带151被充电辊156充电,因此纸张142被静电吸附到传送带151上并被转移。由于在移动滑座133的同时响应于图像信号而驱动记录头134,所以墨滴被排出到不运动的纸张142上,以一行的量记录图像,以及然后纸张142被以准备好用于下一行的记录的预定量传送。在接收到指示记录已完成或纸张142的后端已经到达图像记录区域的信号时,记录操作停止和纸张142被排出到排纸盘103。
当检测到子槽135中剩余的油墨的量即将用完时,预定量的油墨从油墨盒200补充到子槽135中。
在该喷墨记录装置中,当在油墨盒200中的油墨用完时,可以拆卸油墨盒200的底架并仅更换其中的油墨袋。此外,油墨盒200稳定地供应墨水,即使油墨盒200被放在侧面并通过正面加载安装。因此,即使堵塞喷墨记录装置101的上侧,例如将其放置在架上或在喷墨记录装置101的上表面放置物品,也可以容易地更换油墨盒200。
在本说明书中使用了滑座扫描仪的串联型(梭型),但是在具有线型头的线型图像记录装置中也是如此。
另外,本公开的成像装置和成像方法适当地适用于,特别是采用喷墨记录的记录***,诸如用于喷墨记录的印刷机、传真机、复印机、多功能机(印刷机/传真机/复印机)。
成像物质
本公开的成像物质由使用本公开的油墨在其上形成图像的记录介质配置。
记录介质
对记录介质没有具体限制,并且其可以适当地选择以适合特定的应用。例如,普通纸、光面纸、特种纸、布、薄膜、透明纸、普通印刷纸等是适合的。
成像物质拥有高品质图像,没有模糊,并且随着时间具有优异的稳定性,从而其可以适当地用于各种目的,如作为在其上记录图像等的参考。
这些中,就记录具有高品质(图像密度、饱和度、珠化、颜色渗出)和高光泽度且具有优异涂抹定影能力的图像而言,优选具有特定范围内的吸液性(liquid imbibition)的普通印刷纸。具体实例是在其至少一侧上具有涂布层的记录介质,并且具有涂布层的一侧优选具有通过动态扫描吸收测量计(DSA)测得的,在100ms的接触时间内2至35ml/m2的去离子水至记录介质的转移量和在400ms的接触时间内3至40ml/m2的去离子水至记录介质的转移量。
当使用具有去离子水的过少转移量的记录介质时,即使使用上述油墨,也趋向发生珠化(彼此相邻的点相互吸引使图像感觉粗糙的现象)和颜色渗出(颜色之间渗出)。当使用具有去离子水的过大转移量的记录介质时,记录后的墨点直径倾向于变得比期望的要小,从而实心图像可能不会被油墨填充。
这种动态扫描吸收测量计(DSA;Journal of JAPAN TAPPI,Vol.48,p88 to p92,1994 年5月出版,作者Kuga,Shigenori)可以在极短时间内准确地测量吸液量。根据以下方法,自动化进行使用该动态扫描吸收测量计的测量:(1)从毛细管中弯液面的移动直接读取液体的吸收速度;以及(2)利用吸入头螺旋扫描具有盘状形式的样品,同时根据预定模式自动改变扫描速度,以测量该单个样本的必要点数。至纸样品的供液头通过管与毛细管连接,并且毛细管中弯液面的位置由光学传感器自动读取。具体而言,使用动态扫描吸收测量计(K350系列D型,由Kyowa Seiko Inc.生产)测量去离子水的转移量。可以通过对各个接触时间段的接近接触时间中的转移量的测量结果进行插值来获得100ms的接触时间中的每个转移量。
市场上可以得到具有特定范围内的吸液性的普通印刷纸。
具体实例包括但不限于POD光泽涂层、OK TOP COAT+、OK KINFUJI+和SA KINFUJI+(由Oji Paper Co.,Ltd.生产),SUPER MI DUL、AURORA COAT和SPACE DX(由 Nippon PaperIndustries Co.,Ltd.生产),α哑光和μ涂层(αmatte andμcoat)(由Hoketsu Paper Co.,Ltd.生产),RAICHO ART和RAICHO SUPER ART(由Chuetsu Pulp&Paper Co.,Ltd. 生产),以及PEARL COAT N(由Mitsubishi Paper Mills Limited生产)。
成像、记录、印刷、打印等在本公开中表示相同含义。
同样,记录介质、介质、基底在本公开中具有相同含义。
实施例
接下来,参考实施例详细描述本公开,但并不限于此。
以水不溶性乙烯基聚合物覆盖的颜料分散体
作为水分散性颜料,使用以水不溶性乙烯基聚合物覆盖的颜料。为了获得该颜料的水分散体,将水不溶性乙烯基聚合物溶解在有机溶剂中。将颜料、水、中和剂和其他任选表面活性剂添加至溶液。在混合和揉捏后,任选地添加水以将所得物稀释并将有机溶剂蒸发掉以使其成水性。
水不溶性乙烯基聚合物的制造实施例1至6。
将20份甲基乙基酮、0.03份聚合链转移剂(2-巯基乙醇)和按质量计10%的表1所示的单体(以质量份表示)中每种混合,然后进行充分的氮置换,以获得液体混合物。
将表1所示的每种单体(以质量份表示)的其余部分(按质量计90%)放入滴液漏斗中。之后,将0.27份聚合链转移剂(2-巯基乙醇)、60份甲基乙基酮和1.2份2,2'-偶氮二(2-4-二甲基戊腈)放入滴液漏斗,然后混合并充分氮气置换,以获得液体混合物。
在氮气气氛中,将反应容器中的液体混合物搅拌并加热至75℃。在三个小时内将滴液漏斗中的液体混合物缓慢滴入反应容器中。滴加后,将如此获得的液体混合物的液体温度保持在75℃下2小时。此后,将其中0.3份2,2'偶氮二(2,4-二甲基戊腈)溶解在5份甲基乙基酮中的溶液添加至如此获得的液体混合物中,然后在75℃下进行两小时老化,和在 85℃下进行另两小时老化,以获得聚合物溶液。
将由此获得的聚合物溶液在减压下在105℃下部分干燥两小时以去除溶剂以进行分离。通过凝胶渗透色谱法,使用聚苯乙烯作为参比材料,和60mmol/L的磷酸与50mmol/L的含溴化锂的二甲基甲酰胺作为溶剂,测量质均分子量。
表1中所示每种化合物的细节如下。
*乙氧基聚乙二醇一甲基丙烯酸酯:在下面化学式XV中n是9、R1是甲基基团、R2是亚乙基基团和R3是乙基基团的单体。
*辛氧基聚乙二醇一甲基丙烯酸酯:在上述图解的化学式XV中n是6、R1是甲基基团、R2是亚乙基基团和R3是辛基基团的单体。
*辛氧基聚丙二醇·聚丙二醇一甲基丙烯酸酯:单体,在其中在上述图解的化学式XV 中,n是6(聚乙二醇摩尔的加合物的平均数是4,摩尔的聚丙二醇的摩尔加合物的平均数是),R1是甲基基团,R2是亚乙基基团和聚亚丙基基团,和R3是辛基基团,并且氧化乙烯基团和氧化乙烯丙烯基团被无规加成。
*月桂氧基聚乙二醇一甲基丙烯酸酯:在上述图解的化学式XV中n是4、R1是甲基基团、R2是亚乙基基团和R3是十二烷基基团的单体。
*硬脂氧基聚乙二醇一甲基丙烯酸酯:在上述图解的化学式XV中n是9、R1是甲基基团、R2是亚乙基基团和R3是十八烷基基团的单体。
*聚乙二醇一甲基丙烯酸酯:在上述图解的化学式XV中n是15、R1是甲基基团、R2是亚乙基基团和R3是氢原子的单体。
*甲基丙烯酸:GE-110(MMA),由MITSUBISHI GAS CHEMICAL COMPANY,INC 生产。
*甲基丙烯酸2-乙基己基:“Akuri Ester EH”,由Mitsubishi Rayon Co.,Ltd生产
*苯乙烯单体:苯乙烯单体,由NIPPON STEEL&SUMIKIN CHEMICAL CO.,LTD 生产。
*苯乙烯大分子:AS-6S(苯乙烯大分子),数均分子量为6,000,由TOAGOSEI CO.,LTD 制造。
表1
用水不溶性乙烯基聚合物覆盖的颜料分散体的制备实施例1至7。
将90份甲基乙基酮和预定量的中和剂(5N氢氧化钠水溶液)加入到77份以下溶液中,在该溶液中将在制造实施例1至6中获得的每种聚合物分别制备为与甲基乙基酮为50%,以中和甲基丙烯酸(中和度为90%)。之后,将370份去离子水和90份表2中所示颜料作为着色剂混合,然后用分散机(Microfluidizer M-140K,150MPa)通过20次(pass)。在炭黑Nipex 150的情况下,分散机的通过次数为5。
将100份去离子水加入到如此获得的水分散体中。搅拌后,在60℃减压去除甲基乙基酮。进一步部分除去水后,将所得物用配备有开口为5μm(乙酰纤维素膜,外径为2.5cm,由Sartorius Stedim Biotech GmbH生产)的注射器过滤器的25mL容积的无针注射器(由TERUMO CORPORATION生产)过滤,以去除粗颗粒。由此,获得固体部分为按质量计25%的水分散体。
表2
制备实施例8至11:表面重塑的颜料分散体的制备实施例
制备实施例8
表面重整的黑颜料分散体1的制备
用0.1N HCl水溶液使1kg的SENSIJET黑SDP2000的颜料分散体(固体部分:按质量计14.5%,由SENSIENT Corporation生产)进行酸沉积。接下来,用10%的四丁基氢氧化铵溶液(甲醇溶液)将颜料分散体的pH调节至9。30分钟过后,获得重整的颜料分散体。
随后,使用透析膜对由此获得的包含与羧酸基团、磺酸基团、羧酸四丁基铵盐和磺酸四丁铵盐中至少一种键合的颜料的重整颜料分散体和去离子水进行超滤。
而且,对所得物进行超声波分散,得到重整的颜料分散体,其中固体颜料部分浓缩至按质量计20%。
如通过粒径分布测定仪(NANOTRAC UPA-EX150,由NIKKISO CO.,LTD.生产)测量,由此得到的分散体的体积平均粒径为120nm。
制备实施例9
表面重整的品红颜料分散体1的制备
用0.1N HCl水溶液使1kg的SENSIJET SMART品红3122BA(颜料红122表面处理的分散体,固体部分:按质量计14.5%,由SENSIENT Corporation生产)进行酸沉积。接下来,用10%的四乙基氢氧化铵溶液将颜料分散体的pH调节至9。30分钟过后,获得重整的颜料分散体。
随后,使用透析膜对由此获得的包含与一个氨基苯甲酸基团或氨基苯甲酸四乙基铵盐键合的颜料的重整颜料分散体和去离子水进行超滤。而且,对所得物进行超声波分散,得到重整的颜料分散体,其中固体颜料部分浓缩至按质量计20%。
如通过粒径分布测定仪(NANOTRAC UPA-EX150,由NIKKISO CO.,LTD.生产)测量,由此得到的分散体的体积平均粒径为104nm。
制备实施例10
表面重整的青色颜料分散体组分1的制备
用0.1N HCl水溶液使1kg的SENSIJET SMART青色3154BA(颜料蓝15:4表面处理的分散体,固体部分:按质量计14.5%,由SENSIENT Corporation生产)进行酸沉积。接下来,用40%的苯甲基三甲基氢氧化铵溶液(甲醇溶液)将颜料分散体的pH调节至9。30分钟过后,获得重整的颜料分散体。
随后,使用透析膜对由此获得的包含与一个氨基苯甲酸基团或氨基苯甲酸苯甲基三甲基铵盐键合的颜料的重整颜料分散体和去离子水进行超滤。而且,对所得物进行超声波分散,得到重整的颜料分散体,其中固体颜料部分浓缩至按质量计20%。
如通过粒径分布测定仪(NANOTRAC UPA-EX150,由NIKKISO CO.,LTD.生产)测量,由此得到的分散体的体积平均粒径为116nm。
制备实施例11
表面重整的黄色颜料分散体1的制备
用0.1N HCl水溶液使1kg的SENSIJET SMART黄色3074BA(颜料黄74表面处理的分散体,固体部分:按质量计14.5%,由SENSIENT Corporation生产)进行酸沉积。
接下来,用10%的四丁基氢氧化铵溶液(甲醇溶液)将颜料分散体的pH调节至9。30分钟过后,获得重整的颜料分散体。
随后,使用透析膜对由此获得的包含与一个氨基苯甲酸基团或氨基苯甲酸四丁基铵盐键合的颜料的重整颜料分散体和去离子水进行超滤。而且,对所得物进行超声波分散,得到重整的颜料分散体,其中固体颜料部分浓缩至按质量计20%。
如通过粒径分布测定仪(NANOTRAC UPA-EX150,由NIKKISO CO.,LTD.生产)测量,由此得到的分散体的体积平均粒径为145nm。
接下来是添加到油墨中以赋予定影能力的树脂乳液的制造实施例。
树脂乳液的制造实施例1至5
树脂乳液1的制造
将作为单体(a1)的1.2份丙烯酸、作为单体(a2)的6份乙烯基三甲氧基硅烷(Sila-Ace 210,由CHISSO CORPORATION生产)和作为单体(a3)的35.5份甲基丙烯酸甲酯的混合物, 60.3质量份的丙烯酸2-乙基己酯,1.0份的丙烯酸酰胺,作为乳化剂的1.5份的AQUALONKH-20(反应性乳化剂,由DKS Co.Ltd.生产)和53.1份的去离子水通过分批式高速搅拌机(homomixer)进行乳化,以制备单体预乳液,其被放入滴液槽中.
如果直径为0.5μm或更大的颗粒的数目为5,000个/cm3或更多,则测量精度被劣化。因此,为了使直径为0.5μm或更大的颗粒的数目为约5,000个颗粒/cm3,将单体浓度为约60%的单体预乳液用蒸馏水稀释。如Accusizer(PARTICLE SIZING SYSTEMS,USA生产) 所测量,根据单体预乳液的计数方法,关于单体浓度为约按质量计0.002%的稀释的液体,单体预乳液的体积平均粒径为3.0μm。
将89.4份去离子水装入作为反应容器的四颈烧瓶(容量为2L)中,该四颈烧瓶配备有回流冷凝器、搅拌器、温度计、氮气引入管和通过其装入原料的入口。搅拌液体并加热至60 ℃,同时将氮气引入烧瓶中。之后,将0.5份作为烷基酚醚类反应性乳化剂的AQUALONKH-20(由DKS Co.Ltd.生产)添加到反应容器中,并同时向其添加6份按质量计5%的过硫酸铵(以下称为APS)(0.3份过硫酸铵)。
10分钟后,将5%APS水溶液添加到反应容器中,在5小时内将单体预乳液从滴液槽连续滴入反应容器中。再者,在5小时内,将6份按质量计5%的APS水溶液(0.3份过硫酸铵)从另一滴液槽不停地滴入到反应容器中。反应容器保持在70℃。
在滴液后,将所得物在70℃下老化3小时。之后,将所得物冷却至50℃并添加铵水,然后使用180目的聚酯布过滤。在150℃下干燥留在滤布上的附聚物20分钟。当基于单体、乳化剂和聚合引发剂的量获得时,附聚量(按质量计%)为按质量计0.1%。
过滤后对树脂乳液进行部分测量并取出,并在150℃下干燥20分钟。固体部分的浓度为按质量计39.5%。另外,树脂乳液的pH为8,粘度为50mPa·s。
对于尺寸为0.5μm或更大的颗粒,测量装置的极限为约5,000个颗粒/cm3或更小。因此,将过滤后的树脂乳液稀释至固体部分浓度为按质量计0.002%,以使其在该范围内。根据动态光散射法,使用microtrac UPA(由Leeds & Northrup生产),50%累积体积粒径(D50) 为130nm。
单独地,在过滤之后,将树脂乳液稀释至固体部分浓度为按质量计0.002%,并且对稀释的液体进行计数方法,以使用Accusizer(由PARTICLE SIZING SYSTEMS,USA生产)获得粒径为1.5μm或更大的超粗颗粒的数目。树脂乳液中具有1.5μm或更大粒径的超粗颗粒的数目为1.0×105个颗粒/cm3,换算后固体部分浓度为按质量计0.1%。
由不包括乙烯基三甲氧基硅烷的单体得到的玻璃化转变温度(以下称为理论Tg)为5 ℃。
树脂乳液2的制造
除了将制造实施例1中配方(recipe)改变为以下配方外,以与制造实施例1相同的方式制造树脂乳液2。
组成
如通过光散射方法所测量,由此获得的树脂乳液2的50%累积体积粒径(D50)为100nm。另外,由不包括乙烯基三甲氧基硅烷的单体得到的理论Tg为15℃。固体部分浓度为按质量计39.6%。
树脂乳液3的制造
除了将制造实施例1中配方改变为以下配方外,以与制造实施例1相同的方式制造树脂乳液3。
组成
如通过光散射方法所测量,由此获得的树脂乳液3的50%累积体积粒径(D50)为80nm。另外,由不包括乙烯基三甲氧基硅烷的单体得到的理论Tg为30℃。固体部分浓度为按质量计39.4%。
树脂乳液4的制造
除了将制造实施例1中配方改变为以下配方外,以与制造实施例1相同的方式制造树脂乳液4。
组成
如通过光散射方法所测量,由此获得的树脂乳液4的50%累积体积粒径(D50)为80nm。另外,由不包括乙烯基三甲氧基硅烷的单体得到的理论Tg为45℃。固体部分浓度为按质量计39.5%。
树脂乳液5的制造
除了将制造实施例1中配方改变为以下配方外,以与制造实施例1相同的方式制造树脂乳液5。
组成
如通过光散射方法所测量,由此获得的树脂乳液5的50%累积体积粒径(D50)为90nm。另外,由不包括乙烯基三甲氧基硅烷的单体得到的理论Tg为70℃。固体部分浓度为按质量计39.7%。
实施例1
油墨的制备
将15.00份由化学结构I表示的3-正丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺、20.00份1,2-丙二醇, 0.50份由化学式VI表示的聚醚改性的硅氧烷化合物和0.25份由化学式IV表示的脂族醇环氧烷化合物装入配备有搅拌器的容器中并搅拌30分钟,以获得均匀混合物。
随后,将0.05份防霉剂(Proxel GXL,由Lonza Group AG生产)、0.20份2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇,34.29份制备实施例1的表面重整的黑色颜料分散体和形成整100份的余量去离子水添加到均匀混合物中,并搅拌60分钟以获得均匀油墨。由此获得的油墨在增加的压力下用平均开口直径为1.2μm的聚偏二氯乙烯膜过滤器过滤,以去除粗颗粒和灰尘。
由此,制备实施例1的油墨。
实施例2
将20.00份1,2-丙二醇、20.00份1,2-丁二醇、4.00份2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、0.25 份由化学式VII表示的聚醚改性的硅氧烷化合物和0.25份由化学式IV表示的脂族醇环氧烷化合物装入配备有搅拌器的容器中并搅拌30分钟,以获得均匀混合物。
随后,将0.05份防霉剂(Proxel GXL,由Lonza Group AG生产)、0.20份2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇、34.29份制备实施例1的表面重整的黑色颜料分散体、12.63制造实施例2的树脂乳液2和形成整100份的余量去离子水添加到均匀混合物中,并搅拌60分钟以获得均匀油墨。随后,由此获得的油墨在增加的压力下用平均开口直径为1.2μm的聚偏二氯乙烯膜过滤器过滤,以去除粗颗粒和灰尘。由此,制备实施例2的油墨。
实施例3至18和比较实施例1至12
以与实施例1或实施例2相同的方式混合和搅拌表3-1至3-7中所示的有机溶剂、表面活性剂和消泡剂。随后,混合并搅拌表3-1至表3-5中所示的pH调节剂、着色材料(颜料分散体)和树脂乳液,以获得均匀油墨。
随后,由此获得的油墨在增加的压力下用平均开口直径为1.2μm的聚偏二氯乙烯膜过滤器过滤,以去除粗颗粒和灰尘。由此,制备实施例3至8和比较实施例1至12的油墨。
如表3-4中所示,在实施例16、17和18中使用分别根据合成实施例1、合成实施例6和合成实施例9的合成方法合成获得的2-乙基-1-己醇与4摩尔的EO的加合物(A-1)、癸醇与2摩尔的EO(5摩尔的EO/1摩尔的PO)的无规加合物(A-6)和3,5,5-三甲基-1-己醇与3 摩尔的EO和2摩尔的EO的加合物(A-9)作为表面活性剂。
表3-1
表3-2
表3-3
表3-4
表3-5
表3-6
表3-7
表3-1至3-7中所示缩写表示如下:
*有机溶剂(3-正丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺)由下面化学结构I表示:
*有机溶剂(3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷)由下面化学结构IV表示:
*表面活性剂Silface SAG002、Silface AG013、Silface SJM003和SilfaceSAG503A 为聚醚改性的硅氧烷化合物(按质量计100%的有效组分,由Nissin ChemicalCo.,ltd.生产)。
*表面活性剂BYK-348:聚醚改性的硅氧烷化合物(按质量计100%的有效组分,由BYK Japan KK.生产)。
*表面活性剂TEGO Wet 270:聚醚改性的硅氧烷化合物(按质量计100%的有效组分,由Evonik Industries AG生产)。
*表面活性剂Newcol NT-5:脂族醇环氧烷化合物(按质量计100%的有效组分,由Nippon Nyukazai Co.,Ltd.生产)。
*表面活性剂:NOIGEN XL-40:脂族醇环氧烷化合物(按质量计100%的有效组分,由DKS Co.Ltd.生产)。
*表面活性剂Newcol TDX-50:脂族醇环氧烷化合物(按质量计100%的有效组分,由Nippon Nyukazai Co.,Ltd.生产)。
*表面活性剂NOIGEN ET-65:脂族醇环氧烷化合物(按质量计100%的有效组分,由Nippon Nyukazai Co.,Ltd.生产)。
*表面活性剂:Surfynol 104E:乙炔二醇化合物(按质量计50%的有效组分,由Nisshin Chemical Co.,Ltd.生产)。
*PROXEL GXL:防霉剂,主要由1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(组分:按质量计20%,包含二丙二醇,由Lonza Group AG生产)组成。
*蜡1:AQUACER 531(氧化的聚乙烯蜡乳液,按质量计45%的有效组分,由BYKJapan KK.生产)。
*蜡2:AQUACER 515(氧化的聚乙烯蜡乳液,按质量计35%的有效组分,由BYKJapan KK.生产)。
*蜡3:AQUACER 3RC 1452(氧化的聚乙烯蜡乳液,按质量计32%的有效组分,由BYK Japan KK.生产)。
以下面的方式测量实施例1至18和比较实施例1至12中制备的油墨的性质。结果如表4中所示。
粘度的测量
在25℃下,通过粘度计(RE-550L,由TOKI SANGYO CO.,LTD.生产)测量油墨的粘度。
pH的测量
在25℃下,使用pH计(HM-30R型,由DKK-TOA CORPORATION生产)测量油墨的 pH。
动态表面张力的测量
如通过最大气泡压力技术所测量,在25℃下,通过SITA_DynoTester(由SITAMesstechnik GmbH生产)在15ms的表面寿命下测量本公开的油墨的动态表面张力。
静态表面张力
使用自动表面张力计(DY-300,由KYOWA INTERFACE SCIENCE Co.,Ltd.生产),在25℃下,测量每种油墨的静态表面张力。
泡沫产生性质和消泡性
使用泡沫产生和消泡性测试作为印刷机初始填充性能和维护性能的替代测试。
1.发泡性
将10ml的评估油墨装入100mL量筒中。之后,将量筒浸入10℃的热水箱中30分钟或更长时间,以稳定待评估油墨的液温。之后,将内径为1mm的注气管附接到量筒上,并将注气管的前端附接到距油墨底部5mm处。另外,将压力装置的气压设定为20gf/cm2,并在压力装置的阀打开后,用秒表在30秒时用量筒的刻度测量泡沫的高度。根据以下标准评估泡沫产生性。
实例:当刻度指示100mL时,记录为90mL{100-10(样品量)}
*如果泡沫的高度到达小于30秒,则舍弃该泡沫生产测试。
评估标准
A:泡沫高度:小于50mL
B:泡沫高度:50至90mL
C:泡沫高度到达100mL小于30秒
2.消泡性
在泡沫产生测试中,将空气吹入量筒中30秒后,迅速关闭压力装置的阀门,以观察泡沫自然消失,并在300秒时测量泡沫高度。
评估标准
A:在终止吹起后立即小于50mL
B:在300秒时小于50mL
C:在300秒时不小于50mL。
表4
成像
在22.5至23.5℃和45%至55%RH的环境中,使用成像装置(IPSiO GXe-5500,由RICOH CO.,LTD.生产),改变压电元件的驱动电压以排出相同量的油墨,从而将相同量的油墨附着在作为记录介质的OK topcoat+(重量:104.7g/m2,OJI PAPER CO.,LTD.生产) 上。
接下来,以如下方式评估实施例1至18和比较实施例1至12的性质。结果如表5所示。
图像密度
在作为记录介质的MyPaper(由RICOH CO.,LTD.)上印刷包含通过Microsoft Word2000准备的64点文本的“黑色正方形”的图表,并通过光谱密度计(X-Rite 939,由X-RiteInc.生产)测量印刷表面上黑色正方形部分的颜色并根据以下标准进行评估。所使用的印刷模式是:修改的模式,其中对于普通纸,“普通纸-标准快速”通过印刷机上安装的驱动程序在用户设置上修改为“无颜色校准”。
“黑色正方形”A是正方形描绘的黑色的文本(符号),由于没有可用的字符来表示它,因此不可避免地要使用它。
评估标准
A:黑色:1.25或更大,黄色:0.8或更大,品红:1.00或更大,青色:1.05或更大。
B:黑色:1.20至小于1.25,黄色:0.75至小于0.8,品红:0.95至小于1.00,青色:1.00至小于1.05。
C:黑色:1.15至小于1.20,黄色:0.70至小于0.75,品红:0.90至小于0.95,青色:0.95至小于1.00。
D:黑色:小于1.15,黄色:小于0.70,品红:小于0.95,青色:小于0.95。
珠化
将记录介质修改为OK TOP COAT+(重量:104.7g/m2,由OJI PAPER CO.,LTD.生产),并且使用的印刷模式通过印刷机上安装的驱动程序由“光面纸-美观”修改为“无颜色校准”。以与评估图像密度相同的方式印刷实心图像,以目视检查实心图像的浓度均匀性(珠化),并根据以下标准进行评估。
评估标准
A:根本没有
B:轻微观察到
C:适度观察到
D:显著观察到
由于黑色实心图像很难目视确认,因此用光学显微镜以40倍的放大倍率观察。
排出稳定性1:间歇排出评估
将由MICROSOFT WORD 2000创建的每种颜色的A4尺寸纸的面积比为5%的实心图像的图表连续印刷在MyPaper(由RICOH CO.,LTD.生产)上,同时运行长度为200张。观察印刷后每个喷嘴的油墨排出扰动,以根据以下标准评估排出稳定性。使用的印刷模式:修改的模式,其中对于普通纸,“普通纸-标准快速”通过印刷机上安装的驱动程序在用户设置上修改为“无颜色校准”。
评估标准
A:无排出扰动
B:观察到轻微排出扰动
C:观察到排出扰动或没有观察到排出。
排出稳定性2:喷嘴板油墨排斥时间
在22.5至23.5℃和45%至55%RH下的环境中,将50g每种油墨装入50mL烧杯中。取出成像装置(IPRIC GXe-5500,由RICOH CO.,LTD.生产)中使用的印刷头的喷嘴板,用镊子将其夹住,以315mm/min的速率浸入墨水中,并以相同的速率取出以根据以下标准测量来自喷嘴板的油墨排斥层的油墨排斥时间,并根据以下标准评估排出稳定性。喷嘴板的排斥油墨层为Optool DSX,由DAIKIN INDUSTRIES,Ltd生产。
评估标准
A:油墨排斥时间小于10秒
B:油墨排斥时间为10至小于30秒
C:油墨排斥时间为30至小于60秒
D:油墨排斥时间为60秒或更长。
如果油墨排斥时间长,则喷嘴板容易被油墨润湿,从而在连续排放评估中容易发生喷嘴遗漏。
初始填充性能
在未填充油墨的喷墨印刷机(IPSiO GXe-5500,由RICOH CO.,LTD.生产)中填充油墨。填充油墨后,立即基于印刷设置维护印刷喷嘴检查图案,以检查喷嘴遗漏并根据以下评估标准评估初始填充性能。
评估标准
A:无喷嘴遗漏
B:小于10个非排出喷嘴
C:10个或更多非排出喷嘴
定影能力I
将记录介质更改为OK TOP COAT+(重量:104.7g/m2,由OJI PAPER CO.,LTD.生产),并且使用的印刷模式通过印刷机上安装的驱动程序由“光面纸-快速”修改为“无颜色校准”,和印刷实心图像并用自然对流型干燥器干燥30秒,其中自然对流型干燥器的内部温度设置为100℃。之后,将实心图像摩擦掉20次,并在磨擦测试仪(Clockmeter,由TOYOSEIKI KOGYO CO.LTD.生产)中放回白纸(OK TOPCOAT+)。通过光谱密度计(X-Rite 939,由X-Rite Inc.生产)测量摩擦后的白纸上的污染物密度,以根据以下标准评估定影能力。从污染密度中排除记录介质的背景密度。
评估标准
A:小于0.1
B:0.1至小于0.3
C:0.3至小于0.5
D:0.5或更大
定影能力II
将记录介质更改为OK TOP COAT+(重量:104.7g/m2,由OJI PAPER CO.,LTD.生产),并且使用的印刷模式通过印刷机上安装的驱动程序由“光面纸-快速”修改为“无颜色校准”,和印刷实心图像并用自然对流型干燥器干燥10秒,其中自然对流型干燥器的内部温度设置为100℃。然后,将实心图像重叠在白纸OK TOPCOAT+上,并在25℃和50%RH的环境中在0.5kg/cm2的负载放置2小时。之后,将重叠的实心图像和白纸剥离,并目视观察转印到白纸上的实心图像的区域,以根据以下标准评估定影能力。
评估标准
A:未观察到转移
B:微小点图像转移
C:图像轻微转移
D:图像转移
表5
[参考标记列表]
101 喷墨记录装置
102 供纸盘
103 排纸盘
104 油墨盒安装单元
105 操作单元
111 顶盖
112 前盖
115 油墨盒前盖
131 导杆
132 支柱
133 滑座
134 记录头
135 子槽
141 纸张装载单元(压力板)
142 纸张
143 半月形辊(供纸辊)
144 分离垫
145 导轨
151 传送带
152 反向辊
153 传送导轨
154 压力构件
155 前端压力辊
156 充电辊
157 传送辊
158 拉伸辊
161 引导构件
171 分离爪
172 排纸辊
173 排纸辊
181 双面印刷供纸单元
182 旁路供纸单元
200 油墨盒
241 油墨袋
242 油墨入口
243 油墨出口
244 盒壳体。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种油墨,其包含:
至少一种聚醚改性的硅氧烷化合物;和
至少一种脂族醇环氧烷化合物,其中所述聚醚改性的硅氧烷化合物是选自由下面化学式III表示的化合物中的至少一个成员,
其中m表示0或1至23的整数和n表示1至10的整数,a表示1至23的整数和b表示0或1至23的整数,和R表示氢原子或具有1至4个碳原子的烷基基团。
2.根据权利要求1所述的油墨,其中由化学式III表示的所述化合物由下面化学式VI至IX中任一个表示,
其中n表示2至17的整数,
其中n表示2至17的整数,
其中k表示1至2的整数,m表示0或1至5的整数,和n表示3至17的整数,
其中k+m表示0或1至7的整数,l表示1至2的整数,和n表示2至16的整数。
3.根据权利要求1所述的油墨,其中所述聚醚改性的硅氧烷化合物是选自由下面化学式X至XII表示的化合物中的至少一个成员,
其中m表示1至8的整数以及c和d每个独立地表示1至10的整数,以及R2和R3每个独立地表示氢原子或具有1至4个碳原子的烷基基团,
其中e表示1至8的整数和R4表示氢原子或具有1至4个碳原子的烷基基团,
其中f表示1至8的整数,R5表示由下面化学式A表示的聚醚基团,
其中g表示0或1至23的整数和h表示0或1至23的整数,不包括其中g和h同时是0的情况,和R6表示氢原子或具有1至4个碳原子的烷基基团。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的油墨,其中所述脂族醇环氧烷化合物是选自由下面化学式IV表示的化合物或由下面化学式XIV表示的化合物的至少一个成员,
其中R表示具有8至13个碳原子的烷基基团,R1表示氢原子或甲基基团,和n表示2至12的整数,
其中R2表示具有6至10个碳原子的脂族烃基团,n表示从0至6的数目,表示了环氧丙烷的平均加成数目,k表示从0至8的数目,表示了环氧乙烷的平均加成数目,并且环氧丙烷和环氧乙烷的总数目满足下面的关系:3≤n+k≤14。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的油墨,其中所述聚醚改性的硅氧烷化合物是选自由下面化学式III表示的化合物的至少一个成员,
其中所述脂族醇环氧烷化合物是选自由下面化学式IV表示的化合物的至少一个成员,
其中m表示0或1至23的整数和n表示1至10的整数,a表示1至23的整数和b表示0或1至23的整数,和R表示氢原子或具有1至4个碳原子的烷基基团,
其中R表示具有8至13个碳原子的烷基基团,R1表示氢原子或甲基基团,和n表示2至12的整数。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的油墨,进一步包含至少一种具有8.96至11.79的溶解度参数的有机溶剂。
7.根据权利要求6所述的油墨,其中所述有机溶剂是选自由下面化学式I表示的化合物或由下面化学式II表示的化学式的至少一个成员,
其中R’表示具有4至6个碳原子的烷基基团,
其中R”表示具有1至2个碳原子的烷基基团。
8.根据权利要求6或7所述的油墨,其中所述有机溶剂不包含在23oC和80%的相对湿度下具有30%或更多的平衡水分含量的多元醇。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的油墨,其中所述聚醚改性的硅氧烷化合物与所述脂族醇环氧烷化合物的质量比(所述聚醚改性的硅氧烷化合物/所述脂族醇环氧烷化合物)是10/90至50/50。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的油墨,其中所述聚醚改性的硅氧烷化合物占所述油墨的按质量计0.01%至2%。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的油墨,进一步包含由下面化学式V表示的至少一种化合物,
其中R1和R2每个独立地表示具有3至6个碳原子的烷基基团,R3和R4每个独立地表示具有一或两个碳原子的烷基基团,和n表示1至6的整数。
12.一种油墨组,其包含:
黄色油墨;
品红油墨;和
青色油墨,
其中每种油墨包含至少一种聚醚改性的硅氧烷化合物和至少一种脂族醇环氧烷化合物,其中所述聚醚改性的硅氧烷化合物是选自由下面化学式III表示的化合物中的至少一个成员,
其中m表示0或1至23的整数和n表示1至10的整数,a表示1至23的整数和b表示0或1至23的整数,和R表示氢原子或具有1至4个碳原子的烷基基团。
13.根据权利要求12所述的油墨组,进一步包含黑色油墨,所述黑色油墨包含至少一种聚醚改性的硅氧烷化合物和
至少一种脂族醇环氧烷化合物。
14.一种油墨容器,其包含:
权利要求1至11中任一项所述的油墨,和
容纳所述油墨的容器。
15.一种成像方法,其包含:
排出权利要求1至11中任一项所述的油墨以记录图像。
16.一种成像装置,其包含:
权利要求1至11中任一项所述的油墨,和
油墨排出装置,其配置为排出所述油墨以记录图像。
17.一种油墨,其包含:
至少一种聚醚改性的硅氧烷化合物;和
至少一种脂族醇环氧烷化合物,
其中所述聚醚改性的硅氧烷化合物与所述脂族醇环氧烷化合物的质量比(所述聚醚改性的硅氧烷化合物/所述脂族醇环氧烷化合物)是10/90至50/50。
Claims (17)
1.一种油墨,其包含:
至少一种聚醚改性的硅氧烷化合物;和
至少一种脂族醇环氧烷化合物。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的油墨,进一步包含至少一种具有8.96至11.79的溶解度参数的有机溶剂。
8.根据权利要求7所述的油墨,其中所述有机溶剂是选自由下面化学式I表示的化合物或由下面化学式II表示的化学式的至少一个成员,
其中R’表示具有4至6个碳原子的烷基基团,
其中R”表示具有1至2个碳原子的烷基基团。
9.根据权利要求7或8所述的油墨,其中所述有机溶剂不包含在23oC和80%的相对湿度下具有30%或更多的平衡水分含量的多元醇。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的油墨,其中所述聚醚改性的硅氧烷化合物与所述脂族醇环氧烷化合物的质量比(所述聚醚改性的硅氧烷化合物/所述脂族醇环氧烷化合物)是10/90至50/50。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的油墨,其中所述聚醚改性的硅氧烷化合物占所述油墨的按质量计0.01%至2%。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的油墨,进一步包含由下面化学式V表示的至少一种化合物,
其中R1和R2每个独立地表示具有3至6个碳原子的烷基基团,R3和R4每个独立地表示具有一或两个碳原子的烷基基团,和n表示1至6的整数。
13.一种油墨组,其包含:
黄色油墨;
品红油墨;和
青色油墨,
其中每种油墨包含至少一种聚醚改性的硅氧烷化合物和至少一种脂族醇环氧烷化合物。
14.根据权利要求13所述的油墨组,进一步包含黑色油墨,所述黑色油墨包含至少一种聚醚改性的硅氧烷化合物和
至少一种脂族醇环氧烷化合物。
15.一种油墨容器,其包含:
权利要求1至12中任一项所述的油墨,和
容纳所述油墨的容器。
16.一种成像方法,其包含:
排出权利要求1至12中任一项所述的油墨以记录图像。
17.一种成像装置,其包含:
权利要求1至12中任一项所述的油墨,和
油墨排出装置,其配置为排出所述油墨以记录图像。
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