用于最小化重影伪影的喷墨油墨制造技术

一种喷墨油墨，其包含：油墨载体；聚合物；表面活性剂包，其含有具有在5至10的范围内的HLB值的乙氧基化的炔属非离子表面活性剂；和ABA型双烷氧基化的硅酮化合物。所述油墨具有在26至31mN/m的范围内的表面张力。在26至31mN/m的范围内的表面张力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于最小化重影伪影的喷墨油墨
专利

[0001]本专利技术涉及一种喷墨油墨。其开发主要是为了最小化热喷墨打印头中的结垢，尤其是在新的打印头的初始预烧期期间导致降低的图像强度的结垢。
[0002]专利技术背景
[0003]本专利技术的申请人已经开发了相当多的使用固定的打印头的高速喷墨打印机，所述打印头延伸跨越介质宽度。相比之下，大多数其他类型的喷墨打印机利用横越所述介质宽度的扫描打印头。
[0004]与传统类型的喷墨打印头相比，高速页宽打印必然对于打印头的设计有另外的需求。喷嘴装置必须具有自冷却设计、高油墨再填充速率和高热效率。为此目的，本申请人已经开发了一系列热气泡形成式打印头，包括具有悬挂式电阻加热器元件的那些(如描述于例如US 6,755,509；US 7,246,886；US 7,401,910；和US 7,658,977中，这些专利的内容通过引用并入本文)以及具有嵌入式(“结合式”)电阻加热器元件的那些(如描述于例如US 7,377,623；US 7,431,431；US 9,950,527；US 9,283,756和US 9,994,017中，这些专利的内容通过引用并入本文)。
[0005]喷墨油墨需要平衡各种特性以控制多种不同的性能特征，如打印头寿命、喷嘴脱水、喷嘴再填充速率、干燥时间、打印质量和打印耐久性。在过去30年左右的时间里，油墨配制品化学家已经开发出用于调节油墨性能的配制品“工具(lever)”库。例如，颜料分散体、共溶剂、表面活性剂和其他油墨添加剂的变化可用于控制油墨性能。然而，通常情况是，试图通过改变油墨配制品来改善一种性能特征对另一种性能特征具有有害影响。因此，油墨配制品的目的是提供一种在给定的使用情况下具有可接受的特性平衡的油墨。
[0006]热喷墨喷嘴装置尤其对油墨特性要求很高。产生非常高的温度和压力的MEMS喷嘴腔室内的恶劣环境对油墨提出了更高的要求。对于含有聚合物分散剂的颜料基油墨来说，油墨与电阻加热器元件之间的相互作用典型地导致结垢
‑
描述颜料和/或聚合物颗粒在加热器元件上的沉积的术语。结垢程度，以及随之发生的打印质量的变化，受到油墨配制品和加热器元件的表面特征两者的影响。结垢典型地导致被传送到油墨的能量减少，导致液滴喷射速度降低(有时在本领域中称为
‘
减速
’
)和/或液滴体积更小，这典型地表现为在打印图像中较低的图像强度(如通过L*值所测量)。
[0007]结垢可能是永久的
‑
在打印头的寿命内逐渐地集聚；短暂的
‑
在打印期间暂时地沉积在加热器元件上，并且然后在打印作业之间重置；或半永久的
‑
在打印头的初始
‘
预烧
’
期内沉积和重新分散，直至打印头中的所有喷墨喷嘴都具有相对稳定的液滴喷射特征。典型地，所有三种类型的结垢相互作用并且在某种程度上影响对于任何给定打印作业的打印头的性能。
[0008]如本文所用，术语
‘
重影
’
或
‘
重影伪影
’
用于描述在打印头的初始预烧期内(典型地1至5000万次喷射)展现出较低的L*值的类型的半永久的结垢。打印图像中所谓的重影伪影的程度取决于新的打印头中的喷嘴使用。如果在初始期期间(例如当打印实心竖直杆时)仅使用一组喷嘴，则那组喷嘴将倾向于比未使用的喷嘴具有相对更多的结垢。相应地，当随
后使用打印头的所有喷嘴打印连续色调图像时，与初始未使用的喷嘴相比，初始使用的具有相对更多的结垢那组喷嘴将在打印连续色调图像中展现出较低的L*值(借助于较低的液滴体积)。这表现为
‘
重影
’
伪影，由此初始使用的喷嘴的
‘
重影
’
在打印连续色调图像中以较低的L*值(即较低的图像强度)的形式可见。奇怪的是，这一趋势随着时间推移而逆转，由此初始使用的喷嘴组恢复到一定程度(推测通过半永久的结垢中的至少一些的重新分散)，并且初始未使用的喷嘴经历其预烧期。数百万次喷射(例如1至5000万次喷射)后，打印头中的所有喷嘴通常达到稳定状态，从而具有相对一致的液滴体积和L*值。然后，打印头中的所有喷嘴将典型地在其数十亿液滴喷射的寿命内持续执行。
[0009]如上所述的，除了油墨特征以外，结垢也可能受到加热器元件的表面特征的影响。例如，加热器表面上的微观表面污染物可以作为结垢沉积的种子。2020年6月1日提交的美国申请号16/889,734(其内容通过引用并入本文)描述了一种晶圆处理工艺，该工艺最小化了微观无机污染物对MEMS结构的污染。
[0010]尽管晶圆处理工艺的改善可以有助于减轻所谓的
‘
重影
’
伪影，但是仍然需要通过改善油墨配制品来最小化此类伪影。
[0011]热喷墨打印头中的最小化结垢的现有技术方法通常集中于磷酸盐和相关盐的使用，据信其有助于排斥加热器表面上的结垢物种。例如，US8,770,736、US 6,592,657和US 6,533,851(转让给惠普公司(Hewlett
‑
Packard Company))描述了磷酸酯表面活性剂、膦酸和膦酸酯盐用于减少结垢的用途。类似地，US 6,902，264(转让给佳能株式会社(Canon Kabushiki Kaisha))描述了多磷酸用于减少结垢的用途。然而，磷酸盐型添加剂在使聚合物分散体不稳定方面是不利的。分散体的不稳定化典型地导致颜料的絮凝和长期储存问题。
[0012]US 5,169,437(转让给惠普公司)描述了乙氧基化的甘油保湿剂用于在热喷墨打印头中减少结垢的用途。
[0013]尽管某些现有技术的添加剂对于减少一些热喷墨打印头中的永久结垢可以是有效的，但是还未发现此类添加剂在减少导致如上所述的所谓的“重影”伪影的结垢的类型方面特别有效。
[0014]因此，期望提供一种油墨，其最小化在打印头的初始“预烧”期期间由半永久的和/或短暂的结垢引起的打印伪影。进一步希望的是此类油墨含有不会干扰油墨特性的整体平衡的成分。

技术实现思路

[0015]在第一方面，提供了一种喷墨油墨，其包含：
[0016]油墨载体；
[0017]聚合物；
[0018]表面活性剂包，其包含具有在5至10的范围内的HLB值的乙氧基化的炔属非离子表面活性剂；以及
[0019]具有式(I)的ABA型双烷氧基化的硅酮化合物：
[0020][0021]其中：
[0022]a是1、2、3、4或5；
[0023]R1和R2各自独立地是具有式(II)的部分：
[0024][0025]p是1、2、3、4或5；
[0026]q是0至200；
[0027]r是0至200；
[0028]q+r大于1；并且
[0029]油墨的表面张力在26至31mN/m的范围内。
[0030]根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种喷墨油墨，其包含：油墨载体；聚合物；表面活性剂包，其包含具有在5至10的范围内的HLB值的乙氧基化的炔属非离子表面活性剂；以及具有式(I)的ABA型双烷氧基化的硅酮化合物：其中：a是1、2、3、4或5；R1和R2各自独立地是具有式(II)的部分：
‑
(CH2)
p
O
‑
(C2H4O)
q
‑
(C3H6O)
r
H(II)p是1、2、3、4或5；q是0至200；r是0至200；q+r大于1；并且所述油墨的表面张力在26至31mN/m的范围内。2.如权利要求1所述的喷墨油墨，其中，所述乙氧基化的炔属非离子表面活性剂和所述具有式(I)的ABA型双烷氧基化的硅酮化合物的总量是至少1wt.％。3.如权利要求1所述的喷墨油墨，其进一步包含两性离子化合物。4.如权利要求3所述的喷墨，其中，所述两性离子化合物是甘氨酸。5.如权利要求1所述的喷墨油墨，其中，所述聚合物包括苯乙烯
‑
丙烯酸聚合物。6.如权利要求1所述的喷墨油墨，其中，所述乙氧基化的炔属非离子表面活性剂具有在7至9的范围内的HLB值。...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔格南丹，
申请(专利权)人：马姆杰特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：