喷墨油墨组合物制造技术

用于喷墨打印的分散油墨，它是稳定的并且能够在普通纸上产生长期的良好的打印效果，而无需中断打印来进行打印头的清洗。它包括一种含有非极性成分的稀释剂、颜料和用来使颜料在稀释剂中的分散体稳定的稳定剂，其极性溶解度参数大于０但不大于７．０ＭＰａ↑［１／２］，在表面能为１０±１ｍＮ．ｍ↑［－１］的表面上测得的反润湿速率至少为１００μｍ／秒。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
喷墨油墨组合物本专利技术涉及用于喷墨打印机的油墨组合物，尤其涉及包括稀释剂、颜料和用来稳定颜料在稀释剂中的分散体的分散剂的组合物(下文称为分散油墨)。分散油墨的一个问题是获得稳定的组合物，同时用喷墨打印机打印时还要能够产生清晰的印迹、可接受的光密度和基本上不洇色。用这类分散油墨在喷墨打印机中进行连续打印的再一个问题是喷出的少量小滴的尾部往往与小滴分离并聚集在紧挨着喷嘴的喷嘴板的该区域表面。一般来说，假定板的表面能足够的低，则油墨便会简单地退入喷嘴中，并作为下个小滴的一部分而喷出；然而，随着小滴喷射频率的增加，油墨在随后的小滴喷射之前退回的机会便很小，从而在喷嘴板的表面形成大片残余油墨，其尺寸会增加直至灰尘或其它污染物能够被吸附到如此润湿的喷嘴板上的水平，干扰了小滴喷射无法可靠地操作打印机。打印不得不中断，只有通过清洁打印头例如擦洗或更严重的情况下更换打印头才能解决这一问题。在增加每单位喷嘴板的喷嘴的数目时，该问题会进一步恶化，因而减少了喷嘴的间距。尽管该问题可以通过降低喷嘴板表面的表面张力(例如通过选择适宜的表面材料或进行表面处理)在一定程度上得到解决，但这可能是不适当的溶液，因为作为油墨的基础的稀释剂基本上是非极性的，例如基于碳氢化合物稀释剂的油墨。这类极性稀释剂可以方便地用来形成油墨，因为它降低或避免了在打印系统(例如打印机体、打印盒、胶水和打印介质)中的材料相容性的问题。因而，本专利技术的问题是提供稳定的基于非极性溶剂例如碳氢化合物的分散油墨，当用喷墨打印头打印时它应当产生可以可接受的光密-->度的清晰印迹，使打印机不必中断打印操作来清洗或更换打印头而增加连续操作的时间。EP-A-0454872描述了一种分散油墨，其着色成分的粒度不小于0.01微米并且分散介质包括表面张力不超过50达因/厘米(25℃)的液体，其中当油墨组合物沉积在图象记录材料上时，分散介质立即从着色成分中分离出来。给出了含有极性溶剂的油墨和含有非极性溶剂的油墨的例子。没有给出极性和非极性溶剂的混合物的例子。该油墨被描述为能够产生清晰轮廓的圆点并且不会沿着纸张的纤维渗透。然而，没有讨论油墨的反润湿特性，即使是最好的油墨在70℃下存放也会在三个月内沉淀。根据本专利技术，我们发现该问题可以通过提供稳定的喷墨油墨组合物而得以解决，该油墨包含以非极性成分为主要成分的稀释剂、颜料和用来使颜料在稀释剂中的分散体稳定的稳定剂，所述组合物的极性溶解度参数大于0但不大于7.0MPa1/2，在表面能为10±1mN.m-1的表面上的反润湿速率至少为100μm/秒。所需的极性溶解度参数通过在稀释剂中加入少量极性液体或极性液体的混合物而得到。对于用于大约在室温下打印的油墨来说，分散剂的粘度最好小于60mPas(用Bohlin C.S.流变仪，在30℃下用CP4/40测定系统测定)，不大于30mPaS更好。然而，对于用于在高于室温下打印的油墨来说，更高的粘度是可以接受的。本文中的极性溶解度参数是指按照Hansen，C.M.和Skaarup，K.，Journal of Paint Technology，39 No.51，pp.511-514(1967)的方法获得的值，该方法在下文中有详细描述：Patton，T.C.＂Paint Flow&PigmentDispersion＂2nd Ed.，Wiley Interscience，1979。表面能(也称为临界表面张力)是用Zisman的方法(见＂PhysicalChemistry of Surfaces＂，Page 351 ff，Adamson AW，3rd Edition，JohnWiley&Sons 1976所述)测定的。其中测定多种液体的在表面上的接触角的余弦。将数据对液体的表面张力作图，临界表面张力定义为外延-->曲线给出一致的接触角的余弦值时的表面张力。用于测量的适宜的液体是1-辛醇、乙-1，2-二醇、正辛烷和正己烷，但也可以使用其它的液体。用Kruss K12张力计测定两面都涂有选择用来提供所需的10±1mN.m-1表面能的矩形聚合物片浸在选定的液体中向下的力。接触角的余弦C＝F/[2η(w+t)]，其中w和t是涂覆的聚酰亚胺矩形片的宽度和厚度，η是表面张力，F是向下的力(经过对聚酰亚胺的重量及其浮力进行校正后)。本专利技术的反润湿速率测定的适宜表面可以从一步法氟代硅烷涂料组合物来制备，它包括甲基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷和1H，1H，2H，2H-全氟辛基甲基三乙氧基硅烷。下面是获得如此表面的一个实例，将30份乙醇、0.9份冰乙酸、2.0份己醇和5份盐酸(0.01摩尔/立方厘米)一起混合，然后将5份甲三乙氧基硅烷、0.5份3-氨基丙基三乙氧基硅烷和0.5份1H，1H，2H，2H-全氟辛基三乙氧基硅烷加到该混合物中。然后将如此形成的溶液陈化2天，使硅化合物水解。用大约1摩尔/立方厘米NaOH洗涤Upilex-R聚酰亚胺，用水充分漂洗，用洁静的抹布擦干，用计量棒(meter bar)将陈化的溶液涂覆到该片的表面上，形成大约4微米厚的湿涂层。将涂覆的片静置5分钟，然后置于95℃的烘箱中潮湿的气氛中3小时。所得氟代硅烷的涂层厚度为0.6微米左右。Upilex-R可以从日本的Ube Chemical Company获得。Upilex是本专利技术指定的一个或多个地区的注册商标。关于反润湿速率及其测定的讨论，可以参见下面的文章：Redon等人，Physical Review Letters，Vol 66，No.6，11 Febmary 1991，第715-718页。一般来说，油墨的反润湿速率越高，需要中断打印操作来清洗和更换打印头的频度就越低。在表面能为10±1mN.m-1的表面上测定时，油墨的反润湿速率以至少300μm/秒为宜，至少500μm/秒更好，至少1000μm/秒最好。-->如上所述，本专利技术特别涉及稀释剂的主要部分(以重量计)为非极性(例如基于碳氢化合物的稀释剂)的油墨。稀释剂的特别优选的实例是其中碳氢化合物成分主要选自脂族烃(可以单独使用或混合使用)的那些，并且可以包括例如来自天然或合成碳氢化合物混合物的分馏的馏出物。可以用于本专利技术的油墨的基于碳氢化合物的溶剂的实例是去芳香化的石油馏出物，例如Exxsol D100，Exxsol D120和ExxsolD140(均可从Exxon获得)、正链烷烃例如Norpaer 13和Norpar 15(均可从Exxon获得)、异链烷烃例如Isopar M和Iaopar V(均可从Exxon获得)和白油例如Somentor32(Exxon的产品)。必要时也可以使用单一的链烷烃。根据本专利技术，稀释剂也包括少量极性液体或极性液体的混合物，以便获得不超过7.0MPa1/2的极性溶解度参数。这就可以达到为获得所需的反润湿速率最小值所要求的稀释剂与大多数分散剂的相容性水平。极性溶解度参数最好不超过5，更优选不超过2或2.5MPa1/2。可以使用的极性有机液体的实例是酯、醚、酮、醇及其混合物；然而，所述极性液体的性质和浓度应使得所得混合物与碳氢化合物为单一相。在本专利技术的一个实施方案中，稀释剂包括脂族烃(或脂族烃的混合物)与少量(最好占整本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稳定的喷墨油墨组合物，它包含以非极性成分为主要成分（以重量计）的稀释剂、颜料和用来使颜料在稀释剂中的分散体稳定的稳定剂，所述组合物的极性溶解度参数大于０但不大于７．０ＭＰａ↑［１／２］，在表面能为１０±１ｍＮ．ｍ↑［－１］的表面上的反润湿速率至少为１００μｍ／秒。

【技术特征摘要】
GB 1994-10-24 9421395.61.一种稳定的喷墨油墨组合物，它包含以非极性成分为主要成分(以重量计)的稀释剂、颜料和用来使颜料在稀释剂中的分散体稳定的稳定剂，所述组合物的极性溶解度参数大于0但不大于7.0MPa1/2，在表面能为10±1mN.m-1的表面上的反润湿速率至少为100μm/秒。2.权利要求1所述的组合物，其表面张力小于30mN.m-1。3.权利要求1或2所述的组合物，其特征在于稀释剂的非极性成分包括脂族烃或脂族烃的混合物。4.权利要求3所述的组合物，其特征在于稀释剂包括选自醇、醚、酯、酮及其混合物的极性有机液体。5.权利要求4所述的组合物，其特征在于极性有机液体选自脂族醇、二元醇、聚二元醇、二元醇和聚二元醇的醚、烷氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：MCA格里芬，JP塔特姆，J伍兹，
申请(专利权)人：萨尔有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]