油墨组合物、使用它的记录法及记录图像、油墨组和喷墨头制造技术

一种油墨组合物，至少包含：一种着色剂和介质，其中在温度２４～２６℃下采用最大气泡压力法测定的油墨组合物的动态表面张力和在温度２４～２６℃下测定的静态表面张力，满足下式（１）：　　　　０≤［动态表面张力（ｍＮ／ｍ）］－［静态表面张力（ｍＮ／ｍ）］≤７（ｍＮ／ｍ）　　　　（１）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
油墨组合物、使用它的记录法及记录图像、油墨组和喷墨头
本专利技术涉及在喷墨记录方法中适用的油墨组合物，采用该油墨组合物的记录方法及记录图像，及油墨组(ink set)和喷墨头(ink head)。
技术介绍
喷墨记录方法是一种通过动能或热能，使油墨组合物(下面也简单地称作“油墨”)液滴释放并飞出，并使这样的液滴附着在如纸等记录材料上记录图像的方法。此前，在喷墨记录法(下面也称作“喷墨用油墨”)中使用的油墨特性，可用表面张力或粘度之类的物理性质表示。人们曾试图通过限定这些物理性质调节油墨的干燥性能或改进形成的图像质量。例如，有人提出这样一种喷墨记录方法，它通过包括表面张力作为参数的韦伯数，和包括粘度作为参数的雷诺数的乘积限定油墨液滴。让韦伯数和雷诺数的乘积保持在一定范围内，可实现高质量的图像(参看日本已审查专利公告JP-B2 2968010)。还提出一种使用表面张力特定范围油墨的喷墨记录方法(参看日本已审查专利公告JP-B2 63-65034(1988))。在JP-B2 2968010和JP-B2 63-65034所述技术中使用的表面张力，均是液体表面达到平衡状态时的表面张力，即静态表面张力。通常用作喷墨用油墨特性指数的表面张力也是静态表面张力(例如Akio Kinoshita等人，“Tokushu Kinou Inki no Jissai Gijutu(具有特殊功能的油墨实用技术)”，普及版第1版，CMC Co.，1999年11月15日，第6～7页)。按照这样的方式，多数用表面张力中的静态表面张力表示喷墨油墨的特性。但是，仅仅用静态表面张力还难以充分表示油墨的特性。在用喷墨记录方法记录图像的喷墨记录设备中，油墨充满喷墨头的墨盒，油墨微滴以连续的方式从墨盒前端排出口排放，附着在记录材料上，从而记录图像。当油墨连续排出时，与油墨微滴排出的同时，在排出口形成油墨的新生表面，即新的弯液面，并且，例如在排出口开始形成新产生-->表面时，在即将排出前、排出瞬间、飞出时、在油墨微滴落在记录材料的瞬间，油墨微滴在纸等记录材料中渗透等，油墨的表面张力不同。例如，排出口开始形成新生表面或油墨微滴渗透至纸等记录材料过程中，这样的缓慢移动状态的表面张力，与排出时快速移动状态的表面张力之间，时时都在改变。这里，缓慢移动状态可以看作是静止状态，并且认为表面张力时时都从静止状态向动态改变。因此，为了充分表示喷墨用油墨的特性，有必要考虑动态表面张力，它是液体表面达到平衡态过程中的表面张力。在各种参考文献中都描述过动态表面张力的重要性。例如，Schwartz，J.对含水涂料静态表面张力和动态表面张力进行了评价，指出动态表面张力是含水涂料形成涂层膜的重要因素，低动态表面张力可有效形成均匀优良的涂层膜(参看“低动态表面张力在含水涂料中的重要性”)。Medina，S.W.和Sutovich，M.N.对动态表面张力在高速打印中的重要性加以论述，提出静态表面张力为液体表面达到平衡状态时的表面张力，是有效表示油墨缓慢移动状态时性能(如油墨微滴穿透纸等)的一个指数，但不是有效表示油墨快速移动状态时性能(例如高速打印时)的一个指数。另一方面，他们提出动态表面张力是表示油墨中含有的表面活性剂向排出口连续产生新的油墨表面，或者向连续附着到记录材料上的油墨微滴与记录材料之间的界面的迁移能力的指标。即，表面活性剂因在油墨新形成表面上，或在油墨微滴与记录材料之间的界面上被吸附而降低其表面张力，因此，向油墨新形成表面或向油墨微滴与记录材料之间界面的迁移能力越高，快速移动状态时油墨表面张力降低效果就越高，从而，油墨动态表面张力降低(参看“表面活性剂用于配制VOC Comoliant水基油墨”)。还提出了一种适于喷墨记录方法的油墨组合物，和一种利用该油墨组合物的记录方法，该组合物的动态表面张力与粘度之间有一种确定的关系。该技术表明，在油墨组合物满足[寿命0毫秒时的动态表面张力(dyne/cm)]+[粘度(cP)]＝42～49条件的范围内，可获得令人满意的打印特性(参看日本已审查专利公告JP-B2 2516218)。但是，在JP-B2 2516218号记载的技术中，用动态表面张力加粘度值的条件方程式，确定了动态表面张力，但由于动态表面张力和粘度值的单位不同，即量纲不同，所以，这样的条件方程式值是毫无意义的。该技术还表明，表面活性剂并不有助于动态表面张力的降低。但是，-->已知表面活性剂通常明显有助于喷墨用油墨在墨盒内壁上的湿润性或油墨在记录材料上的性能，它不仅是油墨的主要成分，而且是控制动态表面张力的重要因素。例如，Schwartz，J.在前述“含水涂料中低动态表面张力的重要性”一文中，用某些表面活性剂改变静态表面张力和动态表面张力，评定了它们对涂布膜形成的影响，指出动态表面张力的降低可有效降低涂布膜的收缩、涂膜孔洞的发生和其中截留的气泡。另外，该技术仅仅确定了动态表面张力，但没有确定静态表面张力。如上所述，在喷墨记录方法中，油墨的表面张力时刻都在从动态向静态改变，因此，需要充分代表喷墨用油墨的动态表面张力和静态表面张力。此外，该技术仅仅确定了快速移动状态的动态表面张力，特别是0毫秒的动态表面张力，但没有确定缓慢移动状态的动态表面张力。如上所述，在喷墨记录方法中，油墨的表面张力时常在缓慢移动状态的表面张力与快速移动状态的表面张力之间变化，所以，快速移动状态的动态表面张力和缓慢移动状态的动态表面张力两者对于充分显示喷墨用油墨的特性都是重要的。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是通过确定动态表面张力与静态表面张力之间的关系，在用于喷墨记录方法时提供一种具有优良排出稳定性的并提供高质量记录图像的组合物，使用该油墨组合物的记录方法和记录图像，及油墨组(ink set)和喷墨头(ink head)。本专利技术的另一个目的是通过确定快速移动状态的动态表面张力与缓慢移动状态的动态表面张力之间的关系，在喷墨记录方法中使用时提供一种具有优良排出稳定性的并提供高质量记录图像的油墨组合物，采用该组合物的记录方法和记录图像，及油墨组和喷墨头。本专利技术提供一种油墨组合物，它至少含有一种着色剂和介质，其在温度24～26℃下采用最大气泡压力法(maximum bubble pressure method)测定的动态表面张力和在温度24～26℃下测定的静态表面张力，满足下式(1)的关系：0≤[动态表面张力(mN/m)]-[静态表面张力(mN/m)]≤7(mN/m)-->                                      (1)根据本专利技术，把油墨组合物设计在温度范围为24～26℃下测定的动态表面张力与静态表面张力之差保持在一定范围内。在采用该喷墨记录方法记录图像的喷墨记录装置中，在油墨组合物液滴连续排出时，在喷墨头中墨盒前端设置的排出口，连续产生新的油墨组合物表面，从而油墨组合物移动是快速的，并且动态表面张力具有较大的影响。另一方面，在墨盒(inkchamber)中，油墨组合物排出后，可通过毛细管作用从油墨槽中补充减少的油墨组合物，其补充体积相应于因排出而减少的体积，因此油墨组合物移动缓慢，可以看成静态，从而静态表面张力具有很大的影响。即，由于动态表面张力和静态表面张力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油墨组合物，至少包含：一种着色剂和介质，其中在温度24～26℃下采用最大气泡压力法测定的油墨组合物的动态表面张力和在温度24～26℃下测定的静态表面张力，满足下式(1)：0≤[动态表面张力(mN/m)]-[静态表面张力(mN/m)]≤7(mN/m)                                            (1)2.根据权利要求1所述的油墨组合物，其中测定动态表面张力的气泡频率是0.5～35Hz。3.根据权利要求1所述的油墨组合物，其中静态表面张力的范围是20～50mN/m。4.根据权利要求1所述的油墨组合物，包含水作为介质。5.根据权利要求1所述的油墨组合物，还含有表面活性剂。6.根据权利要求1所述的油墨组合物，其中介质含有乙二醇醚类和/或多元醇类。7.根据权利要求1所述的油墨组合物，其中，着色剂包括染料。8.根据权利要求1所述的油墨组合物，其中，着色剂包括颜料。9.根据权利要求1所述的油墨组合物，其中，着色剂包括具有亲水基团的颜料。10.根据权利要求5所述的油墨组合物，其中，表面活性剂包括非离子类表面活性剂。11.根据权利要求5所述的油墨组合物，其中，含有至少为临界胶束浓度的表面活性剂。12.根据权利要求8所述的油墨组合物，其中，所述颜料包括C.I.颜料蓝15∶3或C.I.颜料蓝15∶4中的至少一种颜料。13.根据权利要求8所述的油墨组合物，其中，所述颜料包括至少一种选自C.I.颜料红122、C.I.颜料红209和C.I.颜料紫19的颜料。14.根据权利要求8所述的油墨组合物，其中，所述颜料包括至少一种选自C.I.颜料黄74、C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄150和C.I.颜料黄180的颜料。15.一种记录图像的记录方法，包含：将油墨组合物附着在记录材料上，其中，油墨组合物使用权利要求1所述的油墨组合物。16.一种记录图像的记录方法，包含：向油墨组合物加压，使油墨组合物液滴排出；和将液滴附着在记录材料上，其中油墨组合物使用权利要求1所述的油墨组合物。17.根据权利要求15所述的记录方法，其中，对于油墨组合物，至少使用权利要求12所述的油墨组合物、权利要求13所述的油墨组合物和权利要求14所述的油墨组合物。18.根据权利要求16所述的记录方法，其中，对于油墨组合物，至少使用权利要求12所述的油墨组合物、权利要求13所述的油墨组合物和权利要求14所述的油墨组合物。19.一种记录图像，采用权利要求15所述的记录方法记录的。20.一种记录图像，采用权利要求16所述的记录方法记录的。21.一种油墨组，含有：权利要求12所述的油墨组合物；权利要求13所述的油墨组合物；和权利要求14所述的油墨组合物。22.一种喷墨头，包含：储存权利要求1所述的油墨组合物的油墨槽；墨盒，有一个用于排出油墨组合物液滴的排出口并接收来自油墨槽的油墨组合物供料；随施加电压而产生形变且配备在至少一部分墨盒中的压电元件，从而对墨盒中的油墨组合物施加压力；和向压电元件施加电压的电极。23.一种喷墨头，包含：储存权利要求1所述油墨组合物的油墨槽；墨盒，它有一个用于排出油墨组合物液滴的排出口并接收来自油墨槽的油墨组合物供料；在至少一部分墨盒中配备的发热元件，该元件用于加热墨盒中的油墨组合物，使其产生气泡，从而向油墨组合物施加压力；和用于向发热元件施加电压的电极。24.一种记录图像，该图像是通过将权利要求22所述喷墨头排出的油墨组合物液滴附着在记录材料上而进行记录的。25.一种记录图像，该图像是通过将权利要求23所述喷墨头排出的油墨组合物液滴附着在记录材料上进行记录的。26.一种油墨组合物，至少含有一种着色剂和介质，其中，在温度24～26℃下采用最大气泡压力法测定的动态表面张力中，气泡频率为10Hz的动态表面张力(σ10)与气泡频率为1Hz的动态表面张力(σ1)之差d(＝σ10-σ1)满足下式(2)：0mN/m≤d≤7mN/m                 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：加本贵则，森本清文，上原诚，中津裕美，木元正纪，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：