静电喷墨墨水组合物制造技术

一种静电喷墨墨水组合物，该组合物包含：介电常数为１．５～２０、２５℃时的表面张力为１５～６０ｍＮ／ｍ的非水溶剂；不溶于非水溶剂的有色材料；以及可溶于非水溶剂的电荷控制剂，其中电荷控制剂包含一种半马来酸酰胺共聚物，该半马来酸酰胺共聚物含本发明专利技术所定义的通式（Ⅰａ）和（Ⅰｂ）代表的重复单元。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
静电喷墨墨水组合物
本专利技术涉及一种用于静电模式喷墨记录设备(将墨水喷射到转印介质，例如记录纸上形成文字或图像的记录设备)的墨水组合物和使用这种墨水的喷墨图像形成方法。具体而言，本专利技术涉及具有长期电荷稳定性的油性墨水。
技术介绍
将墨水喷射到记录介质上形成记录点而进行印刷的喷墨记录方法作为一种非碰撞记录方法引起了人们的兴趣，在非碰撞记录方法中很容易着色，而且可以直接在普通纸上进行记录，多种使用这种系统的打印机已经投入实际应用中。喷墨记录方法包括一个随选喷射系统和一个连续喷射系统，在例如Takeshi Agui等的Real Color Hard Copy，Sangyo Tosho Co.，Ltd.出版(1993)，Shin Ohno的Non-Impact Printing--Technologies andMaterials--，CMC，CMC Publishing Co.，Ltd.出版(1986)，以及Takeshi Amari的Inkjet Printer--Technologies and Materials--，CMC Publishing Co.，Ltd.出版(1998)中有该方法的描述。而且，连续型包括一种称作静电系统的记录系统(例如Sweet型和Hertz型)；而随选型包括称作压电系统的记录系统、剪切模式压电系统和热喷墨系统。至于随选型喷墨记录方法，已知的有称作静电加速型喷墨或者狭缝喷射的系统，例如在Susumu Ichinose和Yuji Ohba，Denshi Tsuhin GakkaiRombunshi，J66-C卷(No.1)，47页(1983)以及Tadayoshi Ohno和MamoruMizuguchi，Gazo Denshi Gakkaishi，10卷(No.3)，157页(1981)所述的系统。根据该系统，在多个记录电极和对电极上施加电压，记录电极放置在记录介质的对面，而对电极位于记录介质的背面，由于两个电极间产生的电势差异而对记录电极上的墨水产生静电力作用，从而将墨水喷射到记录-->介质上。其具体实施方案在例如JP-A-56-170，JP-A-56-4467和JP-A-57-151374中有描述。该系统中，使用长而窄的缝型墨水排出口取代常规的喷墨头喷嘴，该缝型墨水排出口的内壁上有多个记录电极，墨水装在该缝型墨盒内，在这些电极上选择性地施加电压，将邻近电极的墨水喷射到紧挨着狭缝的记录纸上进行记录。因此，没有墨水堵塞的担心，而且头的构造也简单，因而可以预期降低制造成本。此外，该系统是可用于实现所谓的纵向长头的一种方法，这种纵向长头具有这样的长度，能够在记录介质的宽度方向上覆盖很宽的范围。由这种静电加速型喷墨系统组成的随应(drop-on-demand)型彩色记录头的实例公开和报道于，例如JP-A-58-215253和Denshi Tsushin GakkaiRombunshi，Vol.J68-C，2，93-100页(1985)中。在这种静电加速型喷墨头中，适合使用含溶解在有机溶剂中的染料的油性墨水。尽管没有详细公开这种墨水的组成材料，根据Denshi TsushinGakkai Rombunshi，J68-C卷，2，93-100页(1985)中的实施例，使用的是具有如下物理属性数值的墨水：体积电阻系数(电阻率)为107～108Ωcm，表面张力为22mN/m，粘度为3.1～6.9cP。但是，这些油性墨水和其他喷墨系统中通常使用的水性墨水相比，表面张力要低一些，所以它们对记录纸的渗透性非常大。因此，特别是在普通纸上进行印刷时会遇到容易出现印刷密度降低，模糊和偏移之类的问题。另一方面，在JP-A-9-193389和JP-A-138493中公开了不使用缝型记录头的有色材料集中释放型静电系统。该系统中，有多个用于在墨水中的着色剂组分上施加静电力作用的独立电极，这些电极由控制电极基底、控制电极和凸起的墨水导向装置组成，控制电极基底由其中形成了透孔的绝缘基底组成，对应于透孔形成控制电极，墨水导向装置基本上位于透孔的中心位置，凸起的墨水导向装置表面上的墨水是通过表面张力作用被运送到墨滴喷射位置处，记录是通过在控制电极上施加规定电压、将墨滴喷射到记录介质上而进行的。在有色材料集中释放型静电喷墨系统中，有色材料颗粒通过电泳作用-->被集中在释放部分，因而墨滴是以有色材料高度浓缩状态射出的。因此，与上述系统不同，在这种静电喷墨系统中，墨水不是以大量所含墨水组成组分均一的液体组分状态释放的，而是以少量包含附聚有色材料的液体组分状态释放的，从而解决了上述问题。而且，使用颜料作为有色材料，与使用染料的常规喷墨头相比，在印刷图像的防水性和耐晒性方面可以获得有利的结果。在有色材料集中释放型静电喷墨系统中，为了获得良好的印刷特性，例如印刷密度高，不产生模糊和偏移，首先要求墨水的体积电阻率足够大。这样有可能使通过记录电极和对电极向墨水施加的电场能够到达有色材料颗粒。当墨水的体积电阻率低时，墨水被通过记录电极施加的电压注入电荷并带电。因此，由于静电排斥作用，墨水以含有大量液体组分的状态释放的趋势变强。其次，要求有色材料颗粒通过电泳以足够的速度集中到释放区。因此，要求有色材料颗粒带有足够的电量，即，有色材料颗粒必须具有高的正极性或负极性颗粒导电性。而且，考虑到释放性能并防止有色材料颗粒沉淀，据认为有色材料平均颗粒大小为约0.1～4μm的颗粒是优选的。具体而言，例如JP-A-9-193389公开了使用一种经过调整的墨水，通过将显影剂颗粒(至少含一种着色剂组分的固体树脂颗粒)分散在电阻率大于等于1010Ωcm的介电液体中，使墨水的电阻率大于等于108Ωcm，显影剂颗粒和介电液体之间的ζ电势大于等于60mV，其平均颗粒大小为0.01～5μm。这种墨水可以这样制备，例如使用如下体系制备有色材料分散体：使用体积电阻率大于等于1010Ωcm的烃基溶剂作为绝缘液体，用碳黑或有机颜料作为有色材料，颜料包含在由树脂或蜡组成的粘合剂内部或者表面上，另外加入分散剂和电荷控制剂，诸如金属皂。但是，JP-A-9-193389没有详细公开墨水的形成和制备方法，以及墨水物理属性数值的调节方法。还是会遇到如难以使有色材料颗粒的电荷长时间保持稳定的问题。JP-A-2001-139856中也公开了一种静电喷墨头墨水，这种墨水包含脂肪烃基溶剂体系的高电绝缘性分散介质，不溶于分散介质的有色材料，以及可溶于分散介质的丙烯酸酯聚合物和作为电荷控制剂的金属皂，JP-A-2001-139856还公开了控制有色材料电荷的方法。按照-->JP-A-2001-139856，可以通过含有可溶于分散介质的丙烯酸酯聚合物和金属皂的组合物，使有色材料颗粒具有高ζ电势。但是会遇到难以使有色材料颗粒(例如碳黑和有机颜料)的电荷长时间保持稳定的问题。尽管分散于脂肪烃基溶剂中的碳黑或有机颜料产生电荷的机理在许多方面还不清楚，但是可以认为在使用金属皂时，颜料极性的控制是根据选择性吸附模式决定的。即，油溶的金属皂被离解，解离的金属离子吸附在颜料颗粒上，使其带正电。另一方面，抗衡离子和金属皂一起形成了胶束结构，从而在分散体中作为负电荷使其稳定。但是，会遇到如下问题：由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电喷墨墨水组合物，该组合物包含：　　　　介电常数为１．５～２０、２５℃时的表面张力为１５～６０ｍＮ／ｍ的非水溶剂；　　　　不溶于非水溶剂的有色材料；和　　　　可溶于非水溶剂的电荷控制剂，　　　　其中电荷控制剂包含含有如下通式（Ⅰａ）和（Ⅰｂ）代表的重复单元的半马来酸酰胺共聚物：　　　　＊＊＊　　　　其中Ｘ↓［１］代表总共含１０个或１０个以上碳原子的烃基；Ｙ↓［１］和Ｙ↓［２］彼此可以相同或不同，各自代表氢原子或烷基；Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］彼此可以相同或不同，各自代表氢原子，脂肪基，脂环烃基，芳香基，或者杂环基；Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］可以和碳原子成环，含Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］的环可以含杂原子，前提条件是Ｘ↓［１］、Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］所含碳原子总数大于等于１４；Ｍ代表氢原子，金属原子，或者铵盐或有机碱的季盐。

【技术特征摘要】
JP 2003-2-21 2003-044500;JP 2003-2-27 2003-051020;1、一种静电喷墨墨水组合物，该组合物包含：介电常数为1.5～20、25℃时的表面张力为15～60mN/m的非水溶剂；不溶于非水溶剂的有色材料；和可溶于非水溶剂的电荷控制剂，其中电荷控制剂包含含有如下通式(Ia)和(Ib)代表的重复单元的半马来酸酰胺共聚物：其中X1代表总共含10个或10个以上碳原子的烃基；Y1和Y2彼此可以相同或不同，各自代表氢原子或烷基；R1和R2彼此可以相同或不同，各自代表氢原子，脂肪基，脂环烃基，芳香基，或者杂环基；R1和R2可以和碳原子成环，含R1和R2的环可以含杂原子，前提条件是X1、R1和R2所含碳原子总数大于等于14；M代表氢原子，金属原子，或者铵盐或有机碱的季盐。2、一种静电喷墨墨水组合物，该组合物包含：介电常数为1.5～20、25℃时的表面张力为15～60mN/m的非水溶剂；不溶于非水溶剂的有色材料；和可溶于非水溶剂的电荷控制剂，其中电荷控制剂包含含有如下通式(Ia’)和(Ib)代表的重复单元的半马来酸酰胺共聚物：其中X2是连接主链和原子团L的基团，代表-O-、-CH2OCO-、-OCO-或者-COO-；L代表脂肪基，前提条件是X2和L中所含碳原子总数大于等于12；Y1和Y2彼此可以相同或不同，各自代表氢原子或烷基；R1和R2彼此可以相同或不同，各自代表氢原子，脂肪基，脂环烃基，芳香基，或者杂环基；R1和R2可以和碳原子成环，含R1和R2的环可以含杂原子；M代表氢原子，金属原子，或者铵盐或有机碱的季盐。3、一种静电喷墨墨水组合物，该组合物包含：介电常数为1.5～20、25℃时的表面张力为15～60mN/m的非水溶剂；不溶于非水溶剂的有色材料；和可溶于非水溶剂的电荷控制剂，其中电荷控制剂包含能够溶解在非水溶剂中的聚合物，这种聚合物是通过如下反应获得的：含至少一种单体和马来酸酐组成单元的共聚物和一级氨基化合物反应，或者和一级氨基化合物及二级氨基反应，且这种聚合物是含有半马来酸酰胺组分和顺丁烯二酰亚胺组分为重复单元的聚合物。4、权利要求1的静电喷墨墨水组合物，其中墨水组合物在25℃时的体积电阻率大于等于108Ωcm，且墨水组合物中有色材料颗粒的颗粒电导率大于等于100pS/cm。5、权利要求2的静电喷墨墨水组合物，其中墨水组合物在25℃时的体积电阻率大于等于108Ωcm，且墨水组合物中有色材料颗粒的颗粒电导率大于等于100pS/cm。6、权利要求3的静电喷墨墨水组合物，其中墨水组合物在25℃时的体积电阻率大于等于108Ωc...

【专利技术属性】
技术研发人员：堀江诚治，逆井丰，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]