墨水组合物、打印机、以及墨水组合物的喷射方法技术

本发明专利技术提供墨水组合物、打印机、以及从流体喷射头喷射在25℃下具有高于约1Pa‑sec的粘度的水性流体的方法。所述墨水组合物、打印机及方法包含水性流体，所述水性流体含有水性载剂成分、以所述水性流体的总重量计介于约8wt.％至约25wt.％范围内的固体粒子、以及流变改质剂。对流体喷射头上的喷射加热器施加的达时间周期的加热器脉冲信号，足以从与所述喷射加热器相关联的流体喷射喷嘴喷溅流体，且足以对所述流体进行切变，从而将所述流体的粘度从高于约1Pa‑sec降低至低于约0.1Pa‑sec。接着，对所述喷射头上的喷射加热器施加的激发信号，实现从所述喷射头进行的稳态流体喷射。

【技术实现步骤摘要】
墨水组合物、打印机、以及墨水组合物的喷射方法
本专利技术涉及可靠地将流体喷出至基底上、喷出至空气中或气体中、喷出至液体中、或喷出至固体材料上的方法，且具体来说，本专利技术涉及墨水组合物、打印机、以及用于提高使用流体热喷射头来喷出流体的流体量的可靠性的方法。
技术介绍
使用水性墨水的喷墨技术，在喷出表现出牛顿流体动力学行为(Newtonianfluiddynamicbehavior)的流体时，得到非常好的理解。然而，含有高固体量的流体配方，在不喷射流体的时间段之后的初始流体喷射启动步骤期间，尤其麻烦。举例来说，喷墨墨水可含有例如着色剂和/或颜料等高密度粒子，所述高密度粒子可能会从主体流体快速地沉降于流体喷射头中。这种高密度粒子的沉降会造成浓度梯度，从而使流体喷射头的微观流动特征中的流体密度及粘度显著增大。因此，这种流体在喷头喷射喷嘴或喷头闲置一段时间时通常将无法从喷头喷射，因此会导致流体喷射的不良启动、不良流体喷射，且在着色剂和/或颜料的情形中，会导致不良的色彩一致性。尽管可对主体流体进行搅拌或晃动来提高流体中的粒子的分散度，然而这种搅拌或晃动对流动特征区域及喷射头中的喷嘴无效。因此，从喷射头进行含有高固体量的流体的初始喷射是一个挑战。“高固体量”意指含有约8wt.％至约25wt.％固体粒子的流体配方。这种流体可用于例如化妆品用墨水应用的墨水配方中，且因此可具有相对高的非挥发性粒子随时间沉降速率及在25℃下高于约1Pa-sec的粘度。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种墨水组合物、一种打印机以及一种从流体喷射头喷射在25℃下具有高于约1Pa-sec的粘度的水性流体的方法。所述墨水组合物、所述打印机及所述方法包括水性流体，所述水性流体含有水性载剂成分、以所述水性流体的总重量计介于约8wt.％至约25M.％范围内的固体粒子、以及流变改质剂。对流体喷射头上的喷射加热器施加的达时间周期的加热器脉冲信号足以从与所述喷射加热器相关联的流体喷射喷嘴喷溅流体且足以对所述流体进行切变，从而将所述流体的25℃下的粘度从高于约1Pa-sec降低至低于约0.1Pa-sec。接着对所述喷射头上的喷射加热器施加的激发信号实现从所述喷射头进行的稳态流体喷射。在一个实施例中，提供一种墨水组合物，所述墨水组合物包含：水性载剂成分；颜料，其中所述颜料具有：以所述墨水组合物的总重量计，介于约8wt.％至约25wt.％范围内的含量；以及流变改质剂，其中所述流变改质剂具有：约30wt.％的固体含量且pH低于约4，且所述流变改质剂能够有效地提供伪塑性特性给所述墨水组合物。再一实施例提供一种打印机，所述打印机含有喷射头，包括喷射喷嘴以及喷射加热器，其中，所述喷射头喷出墨水组合物，所述墨水组合物包括：水性载剂成分；颜料，其中所述颜料具有：以所述墨水组合物的总重量计，介于约8wt.％至约25wt.％范围内的含量；以及流变改质剂，其中所述流变改质剂具有：约30wt.％的固体含量且pH低于约4，且所述流变改质剂能够有效地提供伪塑性特性给所述墨水组合物；其中，通过对所述打印机的所述喷射头上的所述喷射加热器施加的、达时间周期的加热器脉冲信号，而足以从与所述喷射加热器相关联的所述喷射喷嘴喷溅所述墨水组合物，且足以对所述墨水组合物进行切变，从而将所述墨水组合物的在25℃下的粘度从高于约1Pa-sec降低至低于约0.1Pa-sec；并且，其中，对所述喷射头上的所述喷射加热器施加的激发信号，实现所述墨水组合物从所述喷射头的稳态喷射。又一实施例中提供一种从喷射头喷射墨水组合物的方法。所述方法包括：提供所述墨水组合物，所述墨水组合物包括：水性载剂成分；颜料，其中所述颜料具有：以所述墨水组合物的总重量计，介于约8wt.％至约25wt.％范围内的含量；以及流变改质剂，其中所述流变改质剂具有：约30wt.％的固体含量且pH低于约4，且所述流变改质剂能够有效地提供伪塑性特性给所述墨水组合物；对所述喷射头上的喷射加热器施加加热器脉冲信号达时间周期，而足以从与所述喷射加热器相关联的喷射喷嘴喷溅所述墨水组合物，且足以对所述墨水组合物进行切变，从而将所述墨水组合物的在25℃下的粘度从高于约1Pa-sec降低至低于约0.1Pa-sec；以及对所述喷射头上的所述喷射加热器施加激发信号，在此期间发生从所述喷射头进行的稳态喷射。在一实施例中，所述墨水组合物在25℃下具有粘度，当对所述墨水组合物进行切变时，所述粘度从约1Pa-sec减小至小于约0.1Pa-sec。在一实施例中，所述流变改质剂具有：以所述墨水组合物的总重量计，介于约0.2wt.％至约0.6wt.％范围内的含量。在某些实施例中，所述流变改质剂是固体含量为约30wt.％且pH低于约4的碱性可膨胀丙烯酸类聚合物乳液。在其他实施例中，以所述水性流体或墨水的总重量计，所述水性流体或墨水含有以重量计约0.2％至约1.0％的所述流变改质剂。在某些实施例中，所述流变改质剂提供伪塑性喷墨墨水配方，当进行切变时，所述伪塑性喷墨墨水配方在25℃下的粘度从约1Pa-sec减小至低于约0.1Pa-sec。在下文中，这种流体可被称为“触变”流体。这种流体可由触变指数表征。触变指数表示触变程度且由流体的静态粘度对流体的动态粘度的比率来确定。在某些实施例中，所述加热器脉冲信号处于介于约2KHz至约5KHz的频率达三秒至五秒的时间段。在其他实施例中，加热器脉冲信号具有：约200纳秒(nsec)至约400nsec的预加热脉冲、约1200nsec的死时间、及介于约900nsec至约1000nsec范围内的激发脉冲。在某些实施例中，所述加热器脉冲信号能够有效地提供所述喷射头的流动特征内所述墨水组合物的介于约2×106/秒至约3×106/秒范围内的切变速率。在其他实施例中，在不存在用于降低所述墨水组合物的粘度的预加热脉冲的情况下，起始所述墨水组合物的墨水喷射。上述方法尤其适合于在喷射头已闲置或未使用达一段时间时具有高固体含量的流体的初始喷射。这种流体通常含有趋于使固体保持悬浮的增稠剂或乳化剂。然而，这种增稠剂或乳化剂趋于在使粒子在流体中保持悬浮的同时大大增加流体的粘度。因此，由于喷射头中的流体特征的大小及这种流体的高粘度，难以在长的闲置时间之后对喷射头进行重新填充。上述实施例使得能够启动并持续进行喷射头喷射这种流体的操作，而无需可能对流体有害及可能会加快喷嘴中或喷嘴上的流体变干进而造成喷嘴堵塞的预加热脉冲或步骤。附图说明通过结合附图参照对示例性实施例的详细说明，各实施例的其他优点将变得显而易见，其中在以下所有的几个附图中，相同的参考字符指示相同或相似的元件：图1是热流体喷射头的一部分的未按比例绘制的平面示意图。图2是图1所示热流体喷射头的一部分的未按比例绘制的剖视图。图3是流体喷射头的流动特征及流体室的未按比例绘制的平面图。图4是示出在10天之后含有传统高固体量流体的罐与根据本专利技术含有流变改质剂的流体的罐从底部到顶部的固体含量变化的曲线图。图5是根据本专利技术的流体组合物的粘度随切变速率改变的的曲线估计。图6是对照流体及根据本专利技术的流体的粘度随切变速率改变的曲线表示图。[元件符号的说明]10：热流体喷射头12：基底14：喷嘴板16、18：槽20：加热器电阻器22：喷嘴24：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种墨水组合物，其特征在于，包含：水性载剂成分；颜料，其中所述颜料具有：以所述墨水组合物的总重量计，介于约8wt.％至约25wt.％范围内的含量；以及流变改质剂，其中所述流变改质剂具有：约30wt.％的固体含量且pH低于约4，且所述流变改质剂能够有效地提供伪塑性特性给所述墨水组合物。

【技术特征摘要】
2016.08.09 US 15/2320591.一种墨水组合物，其特征在于，包含：水性载剂成分；颜料，其中所述颜料具有：以所述墨水组合物的总重量计，介于约8wt.％至约25wt.％范围内的含量；以及流变改质剂，其中所述流变改质剂具有：约30wt.％的固体含量且pH低于约4，且所述流变改质剂能够有效地提供伪塑性特性给所述墨水组合物。2.根据权利要求1所述的墨水组合物，其特征在于，所述墨水组合物在25℃下具有粘度，当对所述墨水组合物进行切变时，所述粘度从约1Pa-sec减小至小于约0.1Pa-sec。3.根据权利要求1或2所述的墨水组合物，其特征在于，所述流变改质剂具有：以所述墨水组合物的总重量计，介于约0.2wt.％至约0.6wt.％范围内的含量。4.一种打印机，其特征在于，包括：喷射头，包括喷射喷嘴以及喷射加热器，其中，所述喷射头喷出墨水组合物，所述墨水组合物包括：水性载剂成分；颜料，其中所述颜料具有：以所述墨水组合物的总重量计，介于约8wt.％至约25wt.％范围内的含量；以及流变改质剂，其中所述流变改质剂具有：约30wt.％的固体含量且pH低于约4，且所述流变改质剂能够有效地提供伪塑性特性给所述墨水组合物，其中，通过对所述打印机的所述喷射头上的所述喷射加热器施加的、达时间周期的加热器脉冲信号，而足以从与所述喷射加热器相关联的所述喷射喷嘴喷溅所述墨水组合物，且足以对所述墨水组合物进行切变，从而将所述墨水组合物的在25℃下的粘度从高于约1Pa-sec降低至低于约0.1Pa-sec，且其中，对所述喷射头上的所述喷射加热器施加的激发信号，实现所述墨水组合物从所述喷射头的稳态喷射。5.根据权利要求4所述的打印机，其特征在于，所述流变改质剂具有：以所述墨水组合物的总重量计，介于约0.2wt.％至约0.6wt.％范围内的含量。6.根据权利要求4或5所述的打印机，其特征在于，所述加热器脉冲信号处于约2KHz至约5KHz的频率达三秒至五秒的时间段。7.根据权利要求4至6任一项所述的打印机，其特征在于，所述加热器脉冲信号具有：约200纳秒至约400nsec的预加热脉冲、约1200...

【专利技术属性】
技术研发人员：安杰·K·苏塔尔，山姆·诺拉萨科，
申请(专利权)人：船井电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP