非牛顿喷墨墨水制造技术

本公开内容提供了非牛顿喷墨墨水和相关的方法。在一个实例中，非牛顿喷墨墨水可包含以基于所述非牛顿喷墨墨水的总重量计0.1重量%‑10重量%的量的低分子量有机胶凝剂；以基于所述非牛顿喷墨墨水的总重量计0.05重量%‑20重量%的量的盐；和有机溶剂。此外，所述低分子量有机胶凝剂和所述盐可形成结构化网络并且所述喷墨墨水可具有在25℃的温度下的100cps‑10,000cps的粘度和在50℃的温度下的1cps‑10cps的粘度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景喷墨印刷系统的使用近年来已得到急剧增长。这种增长可以归因于印刷分辨率和总体印刷品质的实质性改进加上成本的明显下降。现在的喷墨印刷机以比仅仅几年前可用的同类产品低得多的成本为许多商业、商务和家庭应用提供可接受的印刷品质。尽管它们最近取得了成功，但是深入研究和开发工作继续朝向改进喷墨印刷品质，同时进一步为消费者降低成本。当点的精确图案从被称为“印刷头”的液滴产生装置喷射到印刷介质上时，形成喷墨图像。在喷墨记录中通常使用的墨水通常由主要为水性流体中的水溶性有机溶剂(湿润剂等)、表面活性剂和着色剂组成。当记录是在“普通纸张”上进行时，沉积的着色剂保留了一些流动性，这可以表现在差的出血(bleed)、边缘锐度、发毛(feathering)和/或低劣的光学密度/色度(由于纸张上的渗透)。这些特征对文字和图像品质产生负面影响。一些系统包括使用经涂覆的纸张或在用涂覆喷墨墨水印刷之前立即涂覆纸张。这样的涂料通常含有各种组分如定影剂(fixer)以降低着色剂流动性。然而，这样的系统可能是昂贵的，可能降低印刷品质，并且可能由于介质通常与墨水相匹配而受到限制。附图的简要说明本公开内容的附加特征和优点将通过下面的详细说明结合附图来变得明确，所述详细说明和附图通过实例的方式一起示图说明该技术的特征；并且，其中：图1是根据本公开内容的一个实例的非牛顿喷墨凝胶墨水、非凝胶墨水以及对比墨水的光学密度对墨水通量的曲线图；图2是根据本公开内容的一个实例的方法的流程图；和图3是根据本公开内容的一个实例方法的流程图。现在将参考所示的示例性实施方案，并且特定的语言将在本文中使用以描述该实施方案。然而，应当理解不旨在因此限制本公开内容的范围。详细说明可以制备非牛顿喷墨墨水，其中所述墨水的粘度可以通过允许经由喷墨技术印刷墨水同时在印刷时实现优异的粘度的物理力来操纵。值得注意的是，印刷后的结构化网络的改善可允许本专利技术的非牛顿喷墨墨水提供比通过传统的牛顿喷墨墨水获得的更好的光学密度和其它性质。根据本公开内容的实例涉及可用于标准喷墨印刷系统的非牛顿喷墨墨水。本专利技术的非牛顿喷墨墨水可以被喷墨印刷，因为使用印刷系统内的热控制(例如，热喷墨印刷头)降低了所述非牛顿喷墨墨水的粘度。一旦离开所述印刷头，所述非牛顿喷墨墨水的粘度经由非牛顿喷墨墨水中的结构化网络的自组合而迅速增加，例如在30秒内。通常，所述结构化网络可在所述非牛顿喷墨墨水中的低分子量有机胶凝剂和盐之间进行组合。应当注意，当讨论本专利技术的组合物和方法时，这些讨论中的每一个可以被认为适用于这些实施​​方案中的每一个，无论它们是否在该实施方式的上下文中被明确讨论。因此，例如，在讨论非牛顿喷墨墨水中使用的低分子量有机胶凝剂时，这样的低分子量有机胶凝剂也可用在制造非牛顿喷墨墨水的方法和/或印刷非牛顿喷墨墨水的方法中，反之亦然。还应当注意，当提到“墨水”或“喷墨墨水”时，这并不推断出着色剂是必然存在的。如本文所定义，墨水可以不含着色剂或可替代地包含着色剂。通常，当用于印刷应用时，记录介质和/或喷墨墨水可具有各种添加剂和涂层以提供可接受的品质。然而，在一些实例中，使用本专利技术的非牛顿喷墨墨水可以消除对一些层的需要，可以消除昂贵的添加剂，和/或可以消除在某些介质纸张/墨水中使用的材料的量。根据上述考虑，非牛顿喷墨墨水可包​​含以基于所述非牛顿喷墨墨水的总重量计0.1重量%-10重量%的量的低分子量有机胶凝剂；以基于所述非牛顿喷墨墨水的总重量计0.05重量%-20重量%的量的盐；和有机溶剂。此外，所述低分子量有机胶凝剂和所述盐可以形成结构化网络，并且所述喷墨墨水可具有在25℃的温度下的100cps-10,000cps的粘度和在50℃的温度下的1cps-10cps的粘度。在一个实例中，所述粘度在环境温度下可以高于10,000cps，例如20,000cps，100,000cps或甚至500,000cps，然后随着温度升高而显著降低。值得注意的是，加热剪切的添加可以改变(例如降低)本专利技术的墨水的粘度曲线。如本文所用，“结构化网络”是指在非牛顿喷墨墨水中通过所述低分子量有机胶凝剂和盐经由静电相互作用和/或物理相互作用来形成的三维结构，其中所述三维结构取决于机械力和/或热力或根据机械力和/或热力发生。这样的机械力和/或热力，例如剪切能或热能，削弱了所述结构化网络，使得粘度基于施加的力的量而变化，如本文所讨论。在一个实例中，所述结构化网络可以不含聚合物，因为所述三维结构不含聚合物。然而，这样的实例并不排除聚合物存在于所述非牛顿喷墨墨水中，或者甚至被捕获(trap)或包含在所述结构化网络内。例如，本专利技术的非牛顿喷墨墨水可以进一步包含聚合表面活性剂作为所述三维结构的一部分(但可以存在于这样的结构中)。在另一实例中，所述结构化网络可以是凝胶。关于本专利技术描述，当它涉及“非牛顿”时，非牛顿流体是一种其中粘度随着施加的力(例如热)的变化而变化，导致不能明确限定粘度的流体。因此，在一个方面中，本专利技术的非牛顿流体可以通过增加流体的温度来变稀。通常，在喷墨印刷应用中，墨水在喷墨装置的流体容器和印刷头之间移动。在这些应用中，本专利技术的非牛顿喷墨墨水可以在流体容器处、在流体容器和印刷头之间或在印刷头中被加热，从而降低粘度，允许喷墨印刷然后迅速冷却和在记录介质上的结构化网络改造。在对于许多观察者而言并不直观的这些非牛顿喷墨墨水的一个方面中，当墨水不移动通过该系统时或当墨水未被加热时，着色剂如分散的颜料(其甚至可以是大和致密的颜料)显示出很少或没有沉降在流体容器或印刷头中。当很少或没有动压施加到墨水以使其移动通过该系统时或当没有热量施加到墨水时，所述墨水具有粘稠一致性。然而，当将正常量的动压(〜至少10,000帕斯卡)施加到墨水以使其移动通过喷墨系统时或当将墨水加热到50℃时，所述墨水粘度变化的程度更类似于纯水，例如从1至5cps。因此，当这样的墨水从喷墨流体分配装置的流体容器中以高频率喷射时，所述墨水的动态粘度处于不干涉喷墨系统的喷射过程的低水平。通常，当墨水不移动或未被加热时，沉降被完全阻止或放缓多个数量级。本专利技术的结构化网络可以通过存在于形成圆柱形纤维的低分子量有机胶凝剂中的芳族基团的π-π堆叠来形成。因此，在一个实例中，当所述结构在其化学构型中可基本为平面时，可以发生堆叠。添加溶解的盐可以屏蔽低分子量有机胶凝剂物质之间的排斥性(repulsive)静电荷，并允许它们相互作用。这样的相互作用可以包括随着氢键结合导致纤维形成的π-π芳族堆叠。阳离子盐也可以起到加强主要在记录介质上的纤维或结构化网络的作用。因此，包含附加钙离子的一些经处理的纸，例如ColorLok®纸，可以与使用所述低分子量有机胶凝剂形成的纤维相互作用。在加热时，所述纤维可以分离形成离散域，从而最大限度地减少纤维之间的相互作用并由此降低粘度。在足够的加热之后，可以将所述纤维分解到低分子量有机胶凝剂的单体单元。在所述“单体”的形式中，可以预期粘度是相当低的，因为结构的尺寸小很多。通常，所述结构化网络包含低分子量有机胶凝剂。如本文所用，“低分子量有机胶凝剂”是指在有机溶剂和/或水的存在下能够与溶解的盐形成三维结构以形成结构化网络的有机分子或低聚物。如本本文档来自技高网...

【技术保护点】
非牛顿喷墨墨水，其包含：低分子量有机胶凝剂，以基于所述非牛顿喷墨墨水的总重量计0.1重量%‑10重量%的量；盐，以基于所述非牛顿喷墨墨水的总重量计0.05重量%‑20重量%的量；和有机溶剂；其中，所述低分子量有机胶凝剂和所述盐形成结构化网络，并且其中所述喷墨墨水具有在25℃的温度下的100cps‑10,000cps的粘度和在50℃的温度下的1cps‑10cps的粘度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.非牛顿喷墨墨水，其包含：低分子量有机胶凝剂，以基于所述非牛顿喷墨墨水的总重量计0.1重量%-10重量%的量；盐，以基于所述非牛顿喷墨墨水的总重量计0.05重量%-20重量%的量；和有机溶剂；其中，所述低分子量有机胶凝剂和所述盐形成结构化网络，并且其中所述喷墨墨水具有在25℃的温度下的100cps-10,000cps的粘度和在50℃的温度下的1cps-10cps的粘度。2.权利要求1的非牛顿喷墨墨水，其中所述低分子量有机胶凝剂选自氨基酸、肽、环肽、具有保护基团的氨基酸、具有保护基团的肽、具有保护基团的环肽及其混合物。3.权利要求1的非牛顿喷墨墨水，其中所述盐为羧酸的盐。4.权利要求1的非牛顿喷墨墨水，其中所述结构化网络不含聚合物。5.权利要求1的非牛顿喷墨墨水，其中所述有机溶剂是选自乙基羟基丙二醇(EHPD)、甘油、1,5-戊二醇、乙二醇、三乙二醇及其混合物的网络参与性溶剂；或者所述有机溶剂是选自2-吡咯烷酮、1,2-戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇(MPDIOL)、1,2-己二醇及其混合物的网络非参与性溶剂。6.权利要求1的非牛顿喷墨墨水，其中所述有机溶剂包括仅网络参与性溶剂或网络参与性溶剂和网络非参与性溶剂的混合物。7.权利要求1的非牛顿喷墨墨水，其中所述低分子量有机胶凝剂以基于所述非牛顿喷墨墨水的总重量计1重量%-5重量%的量存在，并且所述盐以基于所述非牛顿喷墨墨水的总重量计1重量%-10重量%的量存在。8.权利要求1的非牛顿喷墨墨水，其中所述有机溶剂以基于所述非牛顿基于凝胶的喷墨墨水的总重量计5重量%-50重量%的...

【专利技术属性】
技术研发人员：R阿达米克，V贾库贝克，JP希尔德斯，
申请(专利权)人：惠普发展公司，有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：美国;US