專利名稱：噴墨墨水的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴墨墨水。
背景技術(shù)：
對(duì)于噴墨系統(tǒng)的印刷機(jī)中使用的墨水，已經(jīng)提出了使用顏料的墨水來提高印刷質(zhì)量，例如防水性、耐光性，等等。特別地，可以迅速固化并且有機(jī)溶劑揮發(fā)最少及粘合性優(yōu)異的紫外線固化墨水(UV墨水)現(xiàn)在正引起極大的關(guān)注。
對(duì)于這種UV墨水，一種典型的例子是含有可自由基聚合的單體、光聚合引發(fā)劑和顏料的墨水。此外，已經(jīng)提出了一種含有可陽離子聚合的單體、光致陽離子生成劑和顏料的可光聚合UV墨水。由于含有UV墨水的墨水層在用光線照射時(shí)能夠立即非流化，因此可以可靠地獲得高質(zhì)量印刷品。在用于這種快干印刷的噴墨記錄裝置中，印刷頭直線排列以加速印刷，并通過在印刷面上單程移動(dòng)來進(jìn)行印刷。因此，由于出墨差錯(cuò)(ink discharging error)會(huì)導(dǎo)致在印刷面上產(chǎn)生線性印刷故障(遺漏)，必須盡可能防止這種出墨差錯(cuò)。也就是說，用于上述用途的墨水需要具有優(yōu)異的材料穩(wěn)定性以實(shí)現(xiàn)非常高的印刷準(zhǔn)確度和輸送穩(wěn)定性。
可陽離子聚合的墨水能夠克服可能由固化抑制引起的低靈敏性，固化抑制是由可自由基聚合的墨水的低粘合性和由氧的作用引起的。由于這種墨水具有高反應(yīng)性，其粘度之類的物理性質(zhì)本來就容易極大地波動(dòng)，因此該墨水是不穩(wěn)定的。其原因可歸結(jié)于下述事實(shí)——一旦由于各種因素(例如，熱，等等)生成活性物種時(shí)，這些活性物種不容易被去活化，從而導(dǎo)致墨水產(chǎn)生許多暗反應(yīng)。
此外，根據(jù)新近的研究，已經(jīng)明確，為了提高這些墨水的穩(wěn)定性，必須使墨水的狀態(tài)在宏觀及微觀上穩(wěn)定。例如，隨著顏料粒徑變小和顏料分散穩(wěn)定性變高，可以更有效地將墨水的印刷差錯(cuò)減至最小。不僅上述可陽離子聚合的墨水，在其中含有離子物質(zhì)(聚合引發(fā)劑、表面活性劑等等)的墨水與傳統(tǒng)可自由基聚合的墨水相比，由于其膠態(tài)分散體系中的鹽析和類似情況，通常也容易隨時(shí)間經(jīng)過而發(fā)生絮凝。因此，這些墨水的儲(chǔ)存穩(wěn)定性較差。當(dāng)墨水的反應(yīng)引起墨水的粘度、表面張力和彈力波動(dòng)時(shí)，這會(huì)導(dǎo)致墨水噴射形狀的擾動(dòng)、導(dǎo)致較差的印刷再現(xiàn)性，并且在最壞的情況下，會(huì)導(dǎo)致臨界狀況，例如墨水的缺陷輸出和墨水堵塞。因此，該問題是非常嚴(yán)重的。
對(duì)于確定顏料粒子分散穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)，盡管傳統(tǒng)上有時(shí)使用ζ(zeta)-電勢(shì)，但ζ-電勢(shì)的使用僅限于分散介質(zhì)是水性的情況。然而，在UV墨水中，當(dāng)使用前述可聚合單體時(shí)，除了采用通過調(diào)查顏料粒徑和墨水粘度隨時(shí)間的實(shí)際變化來確定分散穩(wěn)定性的方法外，沒有其它方式。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種噴墨墨水，在該墨水中顏料離子可以極好地分散，由此使得該墨水適合用作按需印刷用的紫外線固化型噴墨墨水。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種噴墨墨水，其包括含有有機(jī)分散劑、平均粒徑不超過200nm的黑色顏料和樹脂分散劑的顏料分散體，有機(jī)分散劑是由至少一種可聚合化合物形成的，且黑色顏料在此處的含量為有機(jī)分散劑的2至30wt％；和一種離子化合物；其中黑色顏料對(duì)有機(jī)分散劑的至少一種可聚合化合物的ζ-電勢(shì)被限定在-10mV至+100mV的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種噴墨墨水，其包括含有有機(jī)分散劑、平均粒徑不超過200nm的青色顏料和樹脂分散劑的顏料分散體，有機(jī)分散劑是由至少一種可聚合化合物形成的，且青色顏料在此處的含量為有機(jī)分散劑的2至30wt％；和一種離子化合物；其中青色顏料對(duì)有機(jī)分散劑的至少一種可聚合化合物的ζ-電勢(shì)被限定在+30mV至+100mV的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種噴墨墨水，其包括含有有機(jī)分散劑、平均粒徑不超過200nm的黃色顏料和樹脂分散劑的顏料分散體，有機(jī)分散劑是由至少一種可聚合化合物形成的，且黃色顏料在此處的含量為有機(jī)分散劑的2至30wt％；和一種離子化合物；其中黃色顏料對(duì)有機(jī)分散劑的至少一種可聚合化合物的ζ-電勢(shì)被限定在-15mV至+100mV的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種噴墨墨水，其包括含有有機(jī)分散劑、平均粒徑不超過300nm的白色顏料和樹脂分散劑的顏料分散體，有機(jī)分散劑是由至少一種可聚合化合物形成的，且白色顏料在此處的含量為有機(jī)分散劑的2至50wt％；和一種離子化合物；其中白色顏料對(duì)有機(jī)分散劑的至少一種可聚合化合物的ζ-電勢(shì)被限定在+40mV至+100mV的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)在下列描述中進(jìn)行闡釋，并且部分地根據(jù)該描述是顯而易見的，或者可以通過本發(fā)明的實(shí)踐獲知。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)可以通過下文特別指出的手段和組合來實(shí)現(xiàn)和獲得。


圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式

的印刷法中使用的噴墨記錄裝置的主要組件。
圖2是沿圖1所示之線A-A截取的截面圖；圖3顯示了由驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)射裝置產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的一個(gè)例子；圖4表示了實(shí)施例1的噴墨墨水中第二樹脂分散劑的添加量與zeta(ζ)電勢(shì)之間的關(guān)系；圖5表示了實(shí)施例1的噴墨墨水中第二樹脂分散劑的添加量與平均粒徑之間的關(guān)系；圖6表示了實(shí)施例1的噴墨墨水中第二樹脂分散劑的添加量與粘度之間的關(guān)系；圖7表示了實(shí)施例2的噴墨墨水中第二樹脂分散劑的添加量與ζ電勢(shì)之間的關(guān)系；
圖8表示了實(shí)施例2的噴墨墨水中第二樹脂分散劑的添加量與平均粒徑之間的關(guān)系；圖9表示了實(shí)施例2的噴墨墨水中第二樹脂分散劑的添加量與粘度之間的關(guān)系；圖10表示了實(shí)施例3的噴墨墨水中第二樹脂分散劑的添加量與ζ電勢(shì)之間的關(guān)系；圖11表示了實(shí)施例3的噴墨墨水中第二樹脂分散劑的添加量與平均粒徑之間的關(guān)系；圖12表示了實(shí)施例3的噴墨墨水中第二樹脂分散劑的添加量與粘度之間的關(guān)系；圖13表示了實(shí)施例4的噴墨墨水中第二樹脂分散劑的添加量與ζ電勢(shì)之間的關(guān)系；圖14表示了實(shí)施例4的噴墨墨水中第二樹脂分散劑的添加量與平均粒徑之間的關(guān)系；圖15表示了實(shí)施例4的噴墨墨水中第二樹脂分散劑的添加量與粘度之間的關(guān)系；圖16表示了實(shí)施例7的噴墨墨水中第二樹脂分散劑的添加量與ζ電勢(shì)之間的關(guān)系；圖17表示了實(shí)施例7的噴墨墨水中第二樹脂分散劑的添加量與平均粒徑之間的關(guān)系；圖18表示了實(shí)施例7的噴墨墨水中第二樹脂分散劑的添加量與粘度之間的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式
接下來，將如下解釋本發(fā)明的實(shí)施方式。
根據(jù)發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的噴墨墨水是可以通過用稀釋溶劑稀釋顏料分散體制備的墨水，所述的顏料分散體含有分散在有機(jī)分散劑中的顏料。更具體地，該噴墨墨水被設(shè)計(jì)成根據(jù)噴墨系統(tǒng)從記錄裝置的印刷頭中輸出。
對(duì)于在這種情況下可用的著色顏料，并沒有特別的限制，只要它們具有顏料所需的光學(xué)著色和染色性質(zhì)，并且它們的平均粒徑限定為不超過200nm。如果顏料的平均粒徑超過200nm，在從噴墨頭中出墨時(shí)產(chǎn)生輸出故障的可能性更高。因此，墨水中顏料的平均粒徑應(yīng)當(dāng)限定為不超過200nm。更優(yōu)選地，顏料的平均粒徑應(yīng)當(dāng)限定為不超過180nm。可以根據(jù)下列方法測(cè)定顏料的平均粒徑。首先，使用溶劑將墨水樣品稀釋至大約500倍體積。然后，通過動(dòng)態(tài)光散射法對(duì)稀釋的樣品進(jìn)行粒徑測(cè)量，由此使用累積量分析法計(jì)算累積平均粒徑。采用由此獲得的值作為顏料的平均粒徑。
對(duì)于在這種情況下可用的顏料的例子，它們包括例如光吸收顏料。光吸收顏料的具體例子包括炭黑、炭精和碳納米管之類的含碳顏料；鐵黑、鈷藍(lán)、氧化鋅、氧化鈦、氧化鉻和氧化鐵之類的金屬氧化物顏料；例如硫化鋅的硫化物顏料；酞菁顏料；由諸如金屬硫酸鹽、金屬碳酸鹽、金屬硅酸鹽和金屬磷酸鹽的鹽類形成的顏料；以及由諸如鋁粉、青銅粉和鋅粉的金屬粉末形成的顏料。
此外，還能使用有機(jī)顏料，包括，例如，染料螯合物；硝基顏料；苯胺黑和萘酚綠B之類的亞硝基顏料；棗紅10B、色淀紅4R和chromophthal紅之類的偶氮顏料(包括偶氮色淀、不溶性偶氮顏料、濃縮偶氮顏料、螯合偶氮顏料)；孔雀藍(lán)色淀和若丹明色淀之類的色淀顏料；酞菁藍(lán)之類的酞菁顏料；多環(huán)顏料(例如苝顏料、perinone顏料、蒽醌顏料、喹吖啶酮顏料、二氧雜環(huán)己烷顏料、硫靛顏料、異吲哚啉酮顏料、quinophthalene顏料、等等)；硫靛紅和陰丹酮藍(lán)之類的threne顏料；喹吖啶顏料；以及異吲哚啉酮顏料。
對(duì)于可以在黑色墨水中使用的顏料，可以使用如下炭黑，例如Raven 5750、Raven 5250、Raven 5000、Raven 3500、Raven 1255和Raven700(均可獲自Colombia Co.，Ltd.)；Regal 400R、Regal 330R、Regal660R、Mogul L、Monarch 700、Monarch 800、Monarch 880、Monarch900、Monarch 1000、Monarch 1100、Monarch 1300和Monarch 1400(均可獲自Cabot Co.，Ltd.)；No.2300、No.900、MCF88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No.2200B(均可獲自MitsubishiChemical Co.，Ltd.)；Color Black FW1、Color Black FW2、Color BlackFW2V、Color Black FW18、Color Black FW200、Color Black S150、ColorBlack S160、Color Black S170、Printex 35、Printex U、Printex V、Printex140U、Special Black 6、Special Black 5、Special Black 4A和Special Black4(均可獲自Dexa Co.，Ltd.)。
此外，對(duì)于可用在青色墨水中的顏料，其例子包括C.I.Pigment Blue15:3、C.I.Pigment Blue 15:34、C.I.Pigment Blue 16、C.I.Pigment Blue22、C.I.Pigment Blue 60、C.I.Pigment Blue 1、C.I.Pigment Blue 2、C.I.Pigment Blue 3、C.I.Vat Blue 4和C.I.Vat Blue 60。
對(duì)于可用在黃色墨水中的黃色顏料，其例子包括C.I.PigmentYellow 128、C.I.Pigment Yellow 129、C.I.Pigment Yellow 151、C.I.Pigment Yellow 154、C.I.Pigment Yellow 1、C.I.Pigment Yellow 2、C.I.Pigment Yellow 3、C.I.Pigment Yellow 12、C.I.Pigment Yellow 13、C.I.Pigment Yellow 14C、C.I.Pigment Yellow 16、C.I.Pigment Yellow 17、C.I.Pigment Yellow 73、C.I.Pigment Yellow 74、C.I.Pigment Yellow 75、C.I.Pigment Yellow 83、C.I.Pigment Yellow 93、C.I.Pigment Yellow 95、C.I.Pigment Yellow 97、C.I.Pigment Yellow 98、C.I.Pigment Yellow 114、C.I.Pigment Yellow 139、C.I.Pigment Yellow 150和Pigment Yellow 180。特別地，在這些黃色顏料中，更為優(yōu)選使用Pigment Yellow 180，因?yàn)槠鋵?duì)氧氣的抵抗力使得其幾乎不會(huì)褪色。
此外，作為色料組分，還可以使用白色顏料，例如天然粘土、鉛白、鋅白以及例如碳酸鎂的金屬碳酸鹽、例如鋇和鈦的金屬氧化物。含有白色顏料的液體墨水不僅可用于白色印刷，還可通過重寫用于印刷或下方圖像的修正。然而，在白色顏料的情況下，如果平均粒徑太小，不可能獲得顯色。另一方面，如果平均粒徑超過300nm，在從噴墨頭中輸出墨水時(shí)就更可能產(chǎn)生出墨故障。因此，白色顏料的平均粒徑應(yīng)當(dāng)限定為不超過300nm。
除了著色和染色性質(zhì)，還可以為這種情況下使用的顏料進(jìn)一步提供例如磁性、熒光性、電導(dǎo)性、介電性質(zhì)等的其它性質(zhì)。如果為顏料提供這些各種性質(zhì)，可以獲得具有各種功能的圖像。此外，顏料可以含有能夠有效地為墨水層提供更高的耐熱性或物理強(qiáng)度的粒子。
對(duì)于熒光顏料，不僅可以使用無機(jī)熒光材料，也可以使用有機(jī)熒光材料。對(duì)于無機(jī)熒光材料，其具體例子包括MgWO4、CaWO4、(Ca，Zn)(PO4)2:Ti+、Ba2P2O7:Ti、BaSi2O5:Pb2+、Sr2P2O7:Sn2+、SrFB2O3.5:Eu2+、MgAl16O27:Eu2+，以及諸如鎢酸鹽和硫酸鹽之類的無機(jī)酸鹽。對(duì)于有機(jī)熒光材料，其具體例子包括吖啶橙、氨基吖啶、奎吖因、苯胺基萘磺酸鹽衍生物、anthroyl羥基硬脂酸、金胺O、金霉素、花青染料(例如部花青和1，1’-二己基-2，2’-氧雜羧基花青)、丹?；酋０贰⒌Ｄ憠A、丹酰半乳糖苷、丹酰聯(lián)甲苯胺、例如丹磺酰氯的丹磺酰氯衍生物、二苯基己三烯、曙紅、ε-腺苷、菲啶溴紅、熒光黃、foamycine、4-苯甲?；０?4’-氨基芪-2，2’-磺酸、β-萘基triphosphicacid、氧雜菁染料、十八碳四烯酸衍生物、苝、N-苯基萘基胺、芘、藏紅O、熒光胺、熒光素異氰酸酯、7-氯硝基苯并-2-氧雜-1，3-二唑、丹酰氮丙啶、5-(碘代乙酰胺乙基)氨基萘-1-磺酸、5-碘代熒光素、N-(1-苯胺基萘基4)馬來酰亞胺、N-(7-二甲基-4-甲基cumanyl)馬來酰亞胺、N-(3-芘)馬來酰亞胺、曙紅-5-碘代乙酰胺、熒光素乙酸汞、2-[4’-(2”-碘代乙酰胺)]氨基萘-6-磺酸、曙紅、若丹明衍生物、有機(jī)電致發(fā)光染料、有機(jī)電致發(fā)光聚合物、有機(jī)電致發(fā)光晶體和樹枝狀化合物。
在按照本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式

的顏料分散體中，為了調(diào)節(jié)顏色，也可以加入染料作為其中顏料的一種輔助組分。例如，可以使用酸度和堿度低且對(duì)溶劑的溶解性極好的染料，例如偶氮染料、硫化(建筑材料)染料、分散染料、熒光增白劑和油溶性染料。其中，更優(yōu)選使用油溶性染料，例如偶氮染料、三芳基甲烷染料、蒽醌染料和吖嗪染料。此類油溶性染料的具體例子包括C.I.Slovent Yellow-2、6、14、15、16、19、21、33、56、61和80；Diaresin Yellow-A、F、GRN和GG；C.I.Slovent Violet-8、13、14、21和27；C.I.Disperse Violet-1；Sumiplast Violet RR；C.I.Slovent Blue-2、11、12、25和35；Diresin Blue-J、A、K和N；Orient Oil Blue-IIN、#603；和Sumiplast Blue BG。
上述這些顏料和染料可以單獨(dú)使用，或者兩種或多種混合使用，以提高吸光度、飽和度和色視覺。
有色顏料應(yīng)當(dāng)以2至30wt％的量加入到有機(jī)分散劑中。如果有色顏料的含量低于2wt％，當(dāng)使用所得材料作為隨后過程的著色材料時(shí)，難以確保充足的色密度。另一方面，如果有色顏料的含量超過30wt％，所得材料的穩(wěn)定性就會(huì)降低。因此，有色顏料與有機(jī)分散體的混合比更優(yōu)選被限定在3至27wt％的范圍內(nèi)。在白色顏料的情況下，其應(yīng)當(dāng)以2至50wt％的量加入到有機(jī)分散劑中。如果白色顏料的含量低于2wt％，當(dāng)使用所得材料作為隨后過程的著色材料時(shí)，難以確保充足的色密度。另一方面，如果有色顏料的含量超過50wt％，所得材料的穩(wěn)定性就會(huì)降低，由此產(chǎn)生問題。因此，白色顏料與有機(jī)分散體的混合比更優(yōu)選被限定在5至30wt％的范圍內(nèi)。
前述顏料粒子在噴墨墨水中的平均粒徑應(yīng)當(dāng)盡可能地小，這樣它們可以適當(dāng)?shù)貜膰娔^中輸出，并且其功能基本不會(huì)受阻。通常，顏料粒子的平均粒徑限定為不超過噴墨墨水通過其輸出的噴嘴孔徑的1/3，更優(yōu)選不超過大約1/10。順便提及，噴嘴孔徑的直徑通常不超過10μm，更優(yōu)選不超過5μm。因此，印刷用噴墨墨水中使用的顏料的優(yōu)選粒徑應(yīng)當(dāng)不超過0.3μm。因此，顏料的平均粒徑通常被限定在0.05至0.2μm的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式

中，使用樹脂分散劑使顏料粒子能夠均勻分散在有機(jī)分散劑中。這種樹脂分散劑能夠進(jìn)入顏料粒子和有機(jī)分散劑之間的界面，由此防止顏料粒子絮凝。這種樹脂分散劑還有助于提高顏料粒子與分散劑的親合力，由此防止顏料粒子沉降?；旧希梢允褂门c分散劑具有優(yōu)異親合力并具有空間分離力以防止顏料間絮凝的任何種類的樹脂作為樹脂分散劑。例如，可以使用含有乙烯基聚合物或共聚物、丙烯酸聚合物或共聚物、聚酯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚氨酯、氨基聚合物、含硅聚合物、含硫聚合物、含氟聚合物和環(huán)氧樹脂中的至少一種作為主要成分的樹脂組合物。這些樹脂分散劑可以在下列描述中稱作第一樹脂分散劑。
為了為分散劑提供更高的顏料粒子分散性，前述聚合物的末端優(yōu)選應(yīng)當(dāng)優(yōu)選具有優(yōu)異的粘合性和與顏料粒子的親合力。另一方面，聚合物主鏈應(yīng)當(dāng)優(yōu)選具有優(yōu)異的與分散劑的親合力并具有物理排斥力或靜電排斥力以防止與其它顏料粒子再絮凝。例如，前述聚合物應(yīng)當(dāng)優(yōu)選具有與分散劑相等的溶度參數(shù)(大約±5MPa1/2)、數(shù)百至數(shù)萬的分子量、大約10至200的聚合度和10℃至200℃的Tg。此外，前述聚合物應(yīng)當(dāng)優(yōu)選具有化學(xué)鍵(共價(jià)鍵、靜電力，等等)相對(duì)較高的末端，由此為其提供與顏料的親合力。當(dāng)前述聚合物分別由含有兩種或多種單體的共聚物構(gòu)成時(shí)，通?？梢詾榍笆鼍酆衔锾峁┣笆鰪?fù)合功能。對(duì)于這些聚合物，優(yōu)選使用嵌段共聚物。
盡管聚合物的前述末端并不僅限于一個(gè)，但通?？梢詫⑵湟虢又簿畚锏哪┒瞬糠只虼?lián)聚合物的末端部分。由此獲得的聚合物不僅具有強(qiáng)的鍵合力，還易于形成位阻，其可有效地抑制顏料粒子之間的再絮凝。
對(duì)于合成這種聚合物用的單體，可以使用苯乙烯和取代苯乙烯、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酰胺、馬來酸、馬來酸酐、馬來酸酯、衣康酸及其酯、羥基苯乙烯及其氫取代的衍生物，等等。此外，含有帶長鏈烷基、聚醚、聚碳酸酯、聚酯鏈等等的酯側(cè)鏈的單體有利于制造前述的串聯(lián)聚合物。
對(duì)于前述聚合物，可以使用下列化合物。它們包括，例如，通過二羥基化合物如聚(羥基鄰苯二甲酰氧代亞甲基-1，4-亞苯基亞甲基)和聚(1，4-環(huán)亞己基二亞甲基琥珀酸酯)與二羧酸之間的脫水縮合獲得的聚酯化合物；通過己二酸、二胺例如己二胺和二羧酸之間的縮合獲得的聚酰胺；通過環(huán)狀內(nèi)酯例如ε-己內(nèi)酰胺的開環(huán)反應(yīng)獲得的聚酰胺；Tg相對(duì)較低并且可通過四羧酸例如苯均四酸和脂肪族二胺之間的縮合獲得的一種聚酰胺；由脂肪族二異氰酸酯例如異佛爾酮二異氰酸酯與二羥基化合物之間的反應(yīng)獲得的聚氨酯樹脂；聚乙烯吡啶化合物；聚二甲基硅氧烷及其梯型聚合物；聚乙烯醇和乙烯基醚化合物；通過骨架相對(duì)剛性的環(huán)氧乙烷化合物的聚合獲得的聚醚聚合物。這些聚合物的末端可以被含有與顏料具有優(yōu)異親合力的官能團(tuán)的化合物封端。對(duì)于這種官能團(tuán)的具體例子，它們包括氨基、磷基等等。
此外，還優(yōu)選使用通過含有可聚合基團(tuán)的兩親性可聚合表面活性劑與交聯(lián)單體和/或單官能單體之間的聚合獲得的聚合物作為第一樹脂分散劑。對(duì)于可聚合表面活性劑的可聚合基團(tuán)，優(yōu)選使用不飽和烴基，例如乙烯基、烯丙基、丙烯?；⒓谆；⒈┗?、亞乙烯基、和1，2-亞乙烯基。這些基團(tuán)可以單獨(dú)使用或兩種或多種結(jié)合使用。對(duì)于可聚合表面活性劑的親水基團(tuán)，其可以根據(jù)分散劑進(jìn)行選擇。當(dāng)分散劑是水性時(shí)，優(yōu)選使用砜基、磺酸基、羧基、羰基、羥基及其鹽類中的至少一種。另一方面，當(dāng)分散劑是油性時(shí)，可以使用羧基及其酯、內(nèi)酯化合物、羰基和羥基。
為了提高顏料粒子的分散穩(wěn)定性，進(jìn)行顏料粒子的表面改性也是有效的。這種表面改性能夠有效提高第一樹脂分散劑與顏料粒子之間的結(jié)合。例如，當(dāng)可以牢固地結(jié)合代表分散劑末端一個(gè)典型例子的氨基的羰基或磺酸基連接到顏料粒子的部分表面上時(shí)，可以明顯提高顏料的分散穩(wěn)定性。使用這些官能團(tuán)進(jìn)行的顏料表面改性可以通過下述方法進(jìn)行——在該方法中，使用合適的氧化劑來氧化顏料粒子表面?；蛘?，還可以利用磺化劑的作用。對(duì)于可用于這種情況的磺化劑，可以使用硫酸、發(fā)煙硫酸、SO2、SO3及其衍生物，例如鹵代磺酸，和催化劑與稀土元素的組合物。還可以使用反應(yīng)性高的化合物作為磺化劑，例如含有磺酸基或乙烯基化合物的有機(jī)金屬化合物。
此外，還可以適當(dāng)?shù)夭捎盟固乩卓藸柊被岱磻?yīng)進(jìn)行顏料粒子的表面改性。在該反應(yīng)中，可以通過對(duì)經(jīng)過鹵化處理的顏料粒子應(yīng)用硫化鈉之類的鹽來進(jìn)行表面改性。通常，即使將與顏料具有高物理吸附的砜改性顏料(協(xié)合劑)吸附到顏料粒子表面上，也可以獲得幾乎相同的效果。與協(xié)合劑相比，表面已經(jīng)用磺化劑直接改性的表面改性顏料通常在顏料與磺酸基之間的結(jié)合力方面更為優(yōu)異并因此具有優(yōu)異的分散穩(wěn)定性。因此，更優(yōu)選使用磺化劑。然而，只要可以充分確保分散穩(wěn)定性，即使使用協(xié)合劑，考慮到操作簡易性和成本，也沒有理由拒絕它。
為了進(jìn)一步進(jìn)行更強(qiáng)的表面改性，優(yōu)選除了在樹脂分散劑與顏料粒子之間形成前述共價(jià)結(jié)合外，還進(jìn)行微囊化處理?？梢愿鶕?jù)任何已知方法制造微囊化顏料。例如，可以使用相分離法(凝聚)、浸沒干燥法(界面沉淀法)、噴霧干燥法、pancoating法、在液體中固化涂布法、界面聚合法、就地法和超聲破碎法。更具體地，可以使用日本專利公開(Kokai)第9-151342號(hào)(1997)中公開的制造陰離子微囊化顏料的方法或日本專利公開(Kokai)第10-316909號(hào)(1998)中描述的方法。
如果改性元素包括例如硫原子或磷原子，可以通過EDX之類的表面光譜分析法直接測(cè)量被官能團(tuán)改性的比率。在這種情況下，待測(cè)元素的含量應(yīng)當(dāng)優(yōu)選為顏料粒子表面組成的大約0.1％或更高。如果改性率太高，顏料的酸性會(huì)變得太強(qiáng)而使得顏料可以與分散劑反應(yīng)，從而可能加速顏料粒子的絮凝以及所得分散體的粘度增加。為了避免這種問題，改性率應(yīng)當(dāng)合意地限定為最多大約30％。不容易通過EDX測(cè)量的改性率，如使用羧酸或樹脂產(chǎn)生的覆蓋率，可以基于可通過吸附法測(cè)定的表面積和可由滴定法估算的改性基團(tuán)的數(shù)量而進(jìn)行估算。或者，可以通過熱解重量分析來估算改性率，這種分析可以進(jìn)行到不會(huì)導(dǎo)致顏料粒子分解的程度。
第一樹脂分散劑的合適混合比根據(jù)顏料種類的不同而改變。例如，在黑色顏料和青色顏料的情況下，第一樹脂分散劑的混合比被限定在顏料重量的10至30％的范圍內(nèi)。在黃色顏料的情況下，第一樹脂分散劑的混合比被限定在顏料重量的10至60％的范圍內(nèi)。此外，在白色顏料的情況下，第一樹脂分散劑的混合比被限定在顏料重量的5至30％的范圍內(nèi)。在上述任何情況下，如果第一樹脂分散劑的混合比過低，就難以獲得充分的效果。另一方面，如果第一樹脂分散劑的混合比過高，就會(huì)產(chǎn)生各種問題，噴墨用分散體的粘度急劇升高且分散體穩(wěn)定性降低，由此加速其絮凝。
通過使用合適的第一樹脂分散劑混合比，可以制造覆蓋有樹脂的顏料粒子。此外，通過使這些覆蓋有樹脂的顏料粒子以預(yù)定比率分散在有機(jī)分散劑中，可以獲得根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式用于制造噴墨墨水的顏料分散體。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中使用的有機(jī)分散劑主要是由可以在存在酸或自由基的情況下聚合的可聚合化合物形成的。辭句“分散劑主要由可聚合化合物形成”旨在包括“分散劑僅由可聚合化合物形成”的情況和“分散劑由可聚合化合物和不可避免地混在分散劑中的少量雜質(zhì)形成”的情況。這種“不可避免地混在分散劑中的少量雜質(zhì)”可以以最多占分散劑總重量的不超過10wt％的濃度存在于整個(gè)分散劑中。更優(yōu)選地，“不可避免地混在分散劑中的少量雜質(zhì)”的含量應(yīng)當(dāng)限定為一般不超過5wt％。如果雜質(zhì)含量超過該上限，當(dāng)溶劑中的殘余雜質(zhì)散逸到空氣氣氛中時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生環(huán)境安全性問題或者在固化材料內(nèi)部可能存在殘余雜質(zhì)的問題，并由此損害墨水的固化性質(zhì)。對(duì)于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中的分散劑，由于可以同時(shí)使用光-酸生成劑和離子化合物，最優(yōu)選使用可以在用在光-陽離子固化噴墨墨水中的酸的存在下聚合的化合物。還可以使用用在其它類型光固化型噴墨墨水中的可聚合化合物。順便提及，可酸聚合的化合物還被稱作光-陽離子可聚合化合物。
使用有機(jī)分散劑作為顏料分散體中分散顏料的分散介質(zhì)。通過使用類似的有機(jī)分散劑作溶劑，將顏料分散體稀釋以獲得根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的噴墨墨水。下面，將顏料分散體用的分散介質(zhì)作為主要主題加以論述。但是，也將闡述對(duì)噴墨墨水用的溶劑的解釋。
在存在酸的情況下發(fā)生交聯(lián)的可聚合化合物應(yīng)當(dāng)優(yōu)選粘度方面各自在50℃的溫度下表現(xiàn)出大約100cp(＝mPa·s)或更低的流度。對(duì)于這種化合物的具體例子，其包括分子量為1000或更低并含有環(huán)醚基團(tuán)如環(huán)氧基、氧雜環(huán)丁烷基和oxorane基的化合物。還可以再使用在側(cè)鏈上含有前述取代基的丙烯酸或乙烯基化合物；碳酸酯化合物；低分子三聚氰胺化合物；和含有能夠?qū)崿F(xiàn)陽離子聚合的乙烯基鍵的單體，例如乙烯基醚、乙烯基咔唑、苯乙烯衍生物、α-甲基苯乙烯衍生物和乙烯醇酯，其包括乙烯醇與丙烯酸或甲基丙烯酸的酯。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的顏料分散體應(yīng)當(dāng)優(yōu)選在25℃的溫度下粘度不超過100mPa·s(通常，分散劑的粘度為最多大約30mPa·s)，以使顏料分散體具體地可用于噴墨印刷。將前述顏料分散在預(yù)定分散劑中以將其粘度限定在前述范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，分散劑優(yōu)選應(yīng)當(dāng)選自在25℃下粘度不超過30mPa·s且在1大氣壓下沸點(diǎn)不低于150℃的化合物。當(dāng)考慮到光固化性質(zhì)時(shí)，優(yōu)選含有可陽離子聚合的化合物作為主要成分的分散劑。由于如上所述分散劑的粘度上限得以調(diào)整，可以提高顏料粒子的分散性并使墨水具有充分的流度。此外，由于如上所述分散劑的沸點(diǎn)下限得以調(diào)整，現(xiàn)在可以盡可能低地限制顏料分散體中有害的揮發(fā)性組分的含量。當(dāng)分散體粘度超過30mPa·s時(shí)，尤其是在分散劑用于制造噴墨墨水時(shí)，難以準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)出墨。
當(dāng)可以在酸的存在下聚合的可聚合化合物含有脂肪族骨架或脂環(huán)族骨架時(shí)，可以在與其它種類的組分一起使用可聚合化合物的時(shí)候提高噴墨墨水暴露于光線時(shí)的透明度。由此，可以為墨水層提供合適的熱塑性和墨水層固化后的再溶性(resolubility)。因此，可以提高敏感性、固化性、可轉(zhuǎn)移性(transferability)和維持性質(zhì)之類的各種性質(zhì)。尤其是，當(dāng)可聚合化合物由含脂環(huán)族骨架的環(huán)氧化合物形成時(shí)，除反應(yīng)性之外，還可能不僅為墨水提供更高的沸點(diǎn)，而且提供更低至一定程度的粘度。
只要限定用量，可以在分散劑中加入粘度相對(duì)較高的化合物，例如在常溫下為固體的化合物，由此構(gòu)成分散劑的一部分。當(dāng)分散劑中包含這種組分時(shí)，可以進(jìn)一步提高顏料粒子的分散性，同時(shí)，可以提高其固化之后墨水層的撓性。此外，當(dāng)在這種情況下使用價(jià)態(tài)相對(duì)較大且反應(yīng)性較高的化合物時(shí)，可以增強(qiáng)固化品的硬度和耐溶劑性。這種化合物的具體例子包括分子量為5000或更低并含有環(huán)醚基團(tuán)如環(huán)氧基、氧雜環(huán)丁烷基和oxorane基的化合物；在其側(cè)鏈上含有前述取代基的丙烯酸或乙烯基化合物；碳酸酯化合物；低分子三聚氰胺化合物；含有能夠?qū)崿F(xiàn)陽離子聚合的乙烯基鍵的單體，例如乙烯基醚、乙烯基咔唑、苯乙烯衍生物、α-甲基苯乙烯衍生物和乙烯醇酯，其包括乙烯醇與丙烯酸或甲基丙烯酸的酯；和由至少一種前述單體聚合獲得的低聚物。
此外，除了前述組分，分散劑還可以含有下列化合物。也就是，它們包括乙烯醇的均聚物或共聚物；含有酸-反應(yīng)性和脫氫縮合的OH基、COOH基、乙縮醛基等等且分子量為5000或更低的樹脂，例如酪蛋白和纖維素；分子量為5000或更低的聚碳酸酯樹脂；由聚酰胺酸、聚氨基酸或丙烯酸與在側(cè)鏈上含有可酸聚合雙鍵的乙烯基化合物之間的反應(yīng)得到的共聚物；由乙烯醇與在側(cè)鏈上含有可酸聚合雙鍵的乙烯基化合物之間的反應(yīng)得到的共聚物；和羥甲基化的三聚氰胺樹脂。
當(dāng)具體地制備具有下列組成的噴墨墨水時(shí)，至少50份(按重量計(jì))的溶劑應(yīng)當(dāng)由含有脂環(huán)族骨架和/或脂肪族骨架且粘度不超過50mPa·s且沸點(diǎn)不低于150℃的可酸聚合的化合物形成。在這種情況下，光-酸生成劑在墨水中的含量為每100份(按重量計(jì))可酸聚合的化合物對(duì)應(yīng)1至10份(按重量計(jì))，并使用顏料作為著色組分。
使用含脂環(huán)族骨架和/或脂肪族骨架的可酸聚合化合物，可以提高噴墨墨水暴露于光線時(shí)的透明度。由此，可以為墨水層提供合適的熱塑性和墨水層固化后的再溶性。因此，可以提高敏感性、固化性、可轉(zhuǎn)移性和維持性質(zhì)之類的各種性質(zhì)。尤其是，當(dāng)可酸聚合的化合物由含有脂環(huán)族骨架的環(huán)氧化合物形成時(shí)，除反應(yīng)性之外，還可能不僅為墨水提供更高的沸點(diǎn)，而且提供更低至一定程度的粘度。
由于可酸聚合的化合物在常溫及大氣壓下的粘度被限定為不超過50mPa·s，其可以為噴墨墨水提供充足的流度。此外，由于可酸聚合化合物的沸點(diǎn)被限定為不超過150℃，可以盡可能地降低噴墨墨水中揮發(fā)性組分的含量。
對(duì)于含有環(huán)氧基的可酸聚合化合物，可以使用含有烴基(其具有各自含有1至15個(gè)碳原子的二價(jià)脂肪族或脂環(huán)族骨架)的化合物，其中環(huán)氧基或脂環(huán)族環(huán)氧基連接到烴基的至少一個(gè)末端上。還可以使用含有二價(jià)基團(tuán)(其含有脂肪族鏈或脂環(huán)族骨架)的化合物，其中環(huán)氧基或脂環(huán)族環(huán)氧基連接到二價(jià)基團(tuán)的至少一個(gè)末端上。
當(dāng)使用符合前述條件的環(huán)氧化合物作為溶劑并以至少50份(按重量計(jì))的量包含在噴墨墨水溶劑中時(shí)，可以確保充分發(fā)揮其作用。順便提及，如果溶劑單獨(dú)由環(huán)氧化合物構(gòu)成，環(huán)氧化合物的含量應(yīng)當(dāng)優(yōu)選為噴墨墨水總重量的30wt％或更高，更優(yōu)選為噴墨墨水總重量的40wt％或更高。如果環(huán)氧化合物的含量低于30wt％，就會(huì)產(chǎn)生噴嘴的堵塞或者降低墨水的熱塑性。
盡管對(duì)引入到環(huán)氧化合物分子骨架上的環(huán)氧基的數(shù)量沒有特別的限制，但價(jià)數(shù)優(yōu)選限制為最多大約2至3，以便為墨水層提供撓性和其固化后的再溶性。通常，這些可酸聚合的化合物通常是由粘度低至1mPa·s至30mPa·s的化合物與粘度等于或高于前述范圍的化合物組成的混合物形成的。然而，如果這些低粘度化合物在墨水中的含量過高，就會(huì)干擾噴墨墨水的出墨或者提高墨水的揮發(fā)性。因此，這些低粘度化合物的含量應(yīng)當(dāng)優(yōu)選限制為最高90份(按重量計(jì))。
當(dāng)結(jié)合脂環(huán)族環(huán)氧化合物使用下列通式(3)所示的環(huán)氧化合物時(shí)，可以具體地提高印刷品的粘合和固化性質(zhì)。
R11-R12-(R11)j(3)在該通式(3)中，R11是縮水甘油醚基團(tuán)；R12是含有1至6個(gè)碳原子的亞烷基或羥基取代的亞烷基，或者含有脂環(huán)族或羥基取代的脂環(huán)族骨架和6至15個(gè)碳原子的亞烷基；j是1至3的整數(shù)。在前述通式(3)所示的化合物中，新戊二醇的二縮水甘油醚具有對(duì)酸的高度反應(yīng)性并因此是最優(yōu)選的。
對(duì)于前述脂環(huán)族環(huán)氧化合物的具體例子，它們包括脂環(huán)族環(huán)氧化合物，例如Celloxide 2021、Celloxide 2021A、Celloxide 2021P、Celloxide2081、Celloxide 2000和Celloxide 3000(均可獲自Daicel ChemicalIndustries Ltd.)；含有環(huán)氧基的(甲基)丙烯酸酯化合物，例如CyclomerA200和Cyclomer M100；含有甲基縮水甘油基的甲基丙烯酸酯，例如MGMA；代表低分子環(huán)氧化合物的縮水甘油；β-甲基表氯醇；氧化-α-蒎烯；含有12至14個(gè)碳原子的單環(huán)氧化-α-烯烴；含有16至18個(gè)碳原子的單環(huán)氧化-α-烯烴；環(huán)氧化大豆油，例如Dimac S-300K；環(huán)氧化亞麻籽油，例如Dimac L-500；和多官能環(huán)氧化合物，例如EpoleadGT301和Epolead GT401。
還可以使用脂環(huán)族環(huán)氧化物(例如Cylacure；Dow Chemical Co.，Ltd.U.S.)；被氫化和脂肪族化的低分子量酚化合物，其末端羥基被含有環(huán)氧基的基團(tuán)取代；多羥基脂肪族醇/脂環(huán)族醇的縮水甘油醚，例如乙二醇、丙三醇、新戊二醇、己二醇和三羥甲基丙烷；六氫鄰苯二甲酸的縮水甘油酯；和氫化芳香族多羥基羧酸的縮水甘油酯。
此外，為了改進(jìn)印刷圖像的耐化學(xué)性，墨水可以包括耐氣候性優(yōu)異且Tg高的透明液體環(huán)氧樹脂。這種樹脂的具體例子包括環(huán)氧化聚丁二烯，例如Epolead PB3600和PB 3600M(商標(biāo)，Daicel ChemicalIndustries.，Ltd.)；EHPE 3150；和EHPE3150CE(商標(biāo)，Daicel ChemicalIndustries.，Ltd.)。除了這些環(huán)氧樹脂，還可以加入內(nèi)酯改性的脂環(huán)族環(huán)氧樹脂，其例子包括Palcell GL61、GL62、G101、G102、G105、G401、G402、G403X(商標(biāo)，Daicel Chemical Industries.，Ltd.)，等等。
在這些化合物中，考慮到粘度和揮發(fā)性，Celloxide 2000、Celloxide3000和由氧化-α-蒎烯乙二醇、丙三醇、新戊二醇或己二醇改性得到的縮水甘油醚是更優(yōu)選的。特別地，從粘度和反應(yīng)性的角度考慮，由天然材料作為起始材料得到的二氧化苧烯(Celoxide 3000；產(chǎn)品名)也是優(yōu)選的。
可以使用下列其中使用脂環(huán)族環(huán)氧化物和脂肪族環(huán)氧化物的混合物作為溶劑的組合物而制備的噴墨墨水，在其墨水層固化后會(huì)具有優(yōu)異的硬度、粘合性和可轉(zhuǎn)移性，以及令人滿意的光敏性。更具體地，該噴墨墨水是由30至70份(按重量計(jì))含有類萜骨架或降冰片烷骨架的脂環(huán)族環(huán)氧化物作為可酸聚合的化合物；30至70份(按重量計(jì))的下述環(huán)氧化合物——其中至少兩個(gè)縮水甘油醚基團(tuán)含有碳原子數(shù)不超過6個(gè)的脂肪族骨架——作為可酸聚合的化合物；1至6份(按重量計(jì))的含有苯基锍骨架的六氟磷酸酯化合物作為光-酸生成劑；和1至10份(按重量計(jì))顏料作為著色組分形成的。
對(duì)于脂環(huán)族環(huán)氧化合物，可以使用(二)氧化苧烯、(二)氧二環(huán)庚烷和它們的取代化合物。對(duì)于含有碳原子數(shù)不超過6個(gè)的脂肪族骨架的環(huán)氧化合物，可以使用新戊二醇二縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、丙三醇二(三)縮水甘油基醚以及1，6-己二醇二縮水甘油醚。其中，苧烯(二)氧化物和新戊二醇二縮水甘油醚的組合是最優(yōu)選的。順便提及，如果脂肪族骨架中的碳原子數(shù)超過6個(gè)，則固化后墨水層的硬度、粘合性和可轉(zhuǎn)移性會(huì)降低。然而，即使脂肪族骨架中的碳原子數(shù)超過6個(gè)，也可以維持其墨水層硬化后的硬度，只要其結(jié)構(gòu)中含有脂環(huán)族骨架。在這種情況下，如果碳原子數(shù)限定為最多15個(gè)，則可以確保上述的類似性質(zhì)。這種化合物的具體例子是氫化雙酚A、縮水甘油醚化雙酚化合物。然而，由于這些化合物的粘度通常很高，優(yōu)選使用碳原子數(shù)不超過6個(gè)的環(huán)氧化合物。
對(duì)于可酸聚合的化合物(可光-陽離子聚合的化合物)，優(yōu)選使用二氧化苧烯、新戊二醇二縮水甘油醚、[1-乙基(3-氧雜環(huán)丁基)]甲基醚和含有包括乙烯基醚結(jié)構(gòu)的取代基的環(huán)醚化合物中的至少一種。使用這些化合物時(shí)，可以提高墨水的可固化性。
當(dāng)可酸聚合的化合物由上述環(huán)氧化合物的組合形成時(shí)，其固化后的墨水層能夠在低至50℃，優(yōu)選大約80℃的溫度下再流化，可以毫無問題地進(jìn)行墨水的定影和轉(zhuǎn)錄。在這種情況下，其固化后的墨水層可以再次溶于噴墨墨水中，或者使用由低沸點(diǎn)石油組分制成的有機(jī)溶劑如操作時(shí)較為安全的乙醇之類的低級(jí)醇和isoper。因此，現(xiàn)在可以抑制噴嘴堵塞的產(chǎn)生。即使噴嘴被堵塞，也可以輕易地克服，從而明顯有利于設(shè)備的維護(hù)。
印刷品所需的性質(zhì)可以根據(jù)其用途不同而變化。例如，當(dāng)印刷品被用于罐頭或PET瓶的外包裝，或者用于油性材料制成的容器的外包裝時(shí)，印刷品需要具有優(yōu)異的耐溶劑性。此外，為了應(yīng)付高速印刷，要求墨水高速固化。
為了應(yīng)付前述情況，可以在前述脂環(huán)族環(huán)氧化合物和脂肪族環(huán)氧化合物之外再加入含有酚羥基的化合物，例如雙酚A的縮水甘油醚化合物；酚式aligomer如酚醛清漆(phenol novolac)和聚羥基苯乙烯的縮水甘油醚化合物，；或常見的芳族環(huán)氧化合物，例如氧化苯乙烯。
此外，在要求進(jìn)行例如每分鐘數(shù)十米的高速印刷或者需要耐溶劑性的情況下，可以使用芳香族氧雜環(huán)丁烷化合物應(yīng)付該情況。然而，當(dāng)使用芳香族氧雜環(huán)丁烷化合物作為主要成分時(shí)，噴墨墨水的粘度明顯增加。為了克服這一問題，優(yōu)選另外加入脂環(huán)族或脂肪族環(huán)氧化合物和/或二價(jià)或多價(jià)的脂肪族或脂環(huán)族氧雜環(huán)丁烷化合物。這種脂肪族氧雜環(huán)丁烷化合物可以由在其部分脂肪族結(jié)構(gòu)中含有醚鍵的聚環(huán)氧烷結(jié)構(gòu)形成。對(duì)于芳香族或脂肪族氧雜環(huán)丁烷的混合量，考慮到所需的可轉(zhuǎn)移性和粘度，其優(yōu)選以0至40wt％的量使用。另一方面，考慮到耐溶劑性，芳香族或脂肪族環(huán)氧化合物的混合量優(yōu)選限定為不超過50wt％。此外，考慮到促進(jìn)墨水的固化，墨水中氧雜環(huán)丁烷化合物的總量優(yōu)選為至少40wt％或更高，而且，考慮到使墨水的固化硬度最佳，含有脂環(huán)族骨架和芳香族骨架的化合物的總量優(yōu)選為墨水的至少30wt％或更高。
如果這些化合物的混合量落在這些范圍之外，就會(huì)難以獲得能夠滿足固化速率、轉(zhuǎn)錄性能、出墨性能、耐溶劑性等之類所有性能的墨水。
當(dāng)印刷品需要抵抗高溶度溶劑時(shí)，芳香族氧雜環(huán)丁烷化合物的混合量可以升至超過前述范圍。由于這種升高的氧雜環(huán)丁烷化合物含量會(huì)導(dǎo)致墨水的粘度增加，需要使用例如在丙烯酸側(cè)鏈上含有氧雜環(huán)丁烷的化合物或乙烯基醚化合物的低粘度化合物混合物。
對(duì)于二價(jià)或多價(jià)的脂肪族或脂環(huán)族氧雜環(huán)丁烷化合物，其具體例子包括含有其中引入有至少一個(gè)含氧雜環(huán)丁烷的基團(tuán)的脂環(huán)族基團(tuán)的化合物，例如，二[1-乙基(3-氧雜環(huán)丁基)]甲基醚、3-乙基-3-(2-乙基己基氧甲基)氧雜環(huán)丁烷、[(1-乙基-3-氧雜環(huán)丁基)甲氧基]環(huán)己烷、雙[(1-乙基-3-氧雜環(huán)丁基)甲氧基]環(huán)己烷和雙[(1-乙基-3-氧雜環(huán)丁基)甲氧基]降冰片烷。也可以使用將3-乙基-3-羥甲基氧雜環(huán)丁烷之類的含氧雜環(huán)丁烷的醇脫氫縮合而成的含有脂肪族多羥基醇例如乙二醇、丙二醇和新戊二醇的醚化合物。
含有芳香族骨架的氧雜環(huán)丁烷化合物的具體例子包括1，4-雙[(1-乙基-3-氧雜環(huán)丁基)甲氧基]苯、1，3-雙[(1-乙基-3-氧雜環(huán)丁基)甲氧基]苯、4，4’-雙[(3-乙基-3-氧雜環(huán)丁基)甲氧基]聯(lián)苯以及酚醛清漆(novolac)氧雜環(huán)丁烷。
在這些化合物中，由于[1-乙基(3-氧雜環(huán)丁基)]甲基醚的粘度低，因此更優(yōu)選使用該化合物。在側(cè)鏈上含有氧雜環(huán)丁烷基團(tuán)的丙烯酸化合物或甲基丙烯酸化合物的使用還可以有效地抑制粘度升高，并獲得如同在氧雜環(huán)丁烷化合物的情況下的加速墨水固化的效果。
為了在提高印刷品的固化速度和耐溶劑性之外還提高固化硬度和降低墨水粘度，優(yōu)選在噴墨墨水中加入下列通式(4)所示的乙烯基醚化合物。這些乙烯基醚化合物可以單獨(dú)使用或兩種或多種結(jié)合使用。
與脂肪族二醇衍生物或環(huán)己烷二甲醇的亞甲基鍵合的乙烯基醚聚合物是公知的。由于顏料的存在極大地阻礙了這種乙烯基醚化合物的聚合反應(yīng)，將其作為墨水組分加入被認(rèn)為是困難的。然而，在下列通式(4)所示的乙烯基醚化合物中，乙烯基醚基團(tuán)直接鍵合到類萜骨架或芳香族骨架上。由于這種結(jié)構(gòu)，即使這種乙烯基醚化合物與顏料一起包含在墨水中，墨水也表現(xiàn)出優(yōu)異的固化性質(zhì)。
為了維持墨水的熱塑性，前述乙烯基醚化合物的混合量應(yīng)當(dāng)優(yōu)選限定為不超過噴墨墨水總重量的50wt％。然而，為了在一定程度上犧牲熱塑性的情況下確保更高的耐溶劑性和提高硬度，所有用作溶劑的可酸聚合的化合物均可以由這些乙烯基醚化合物構(gòu)成。
R13-R14-(R13)k(4)其中R13是選自乙烯基醚基團(tuán)、含有乙烯基醚骨架的基團(tuán)和羥基的基團(tuán)，其中至少一個(gè)R13是含有乙烯基醚骨架的基團(tuán)；R14是選自脂環(huán)族骨架、環(huán)醚化合物和含有芳香環(huán)的骨架的(p+1)-價(jià)基團(tuán)；p是包括0在內(nèi)的正整數(shù)。
對(duì)于(p+1)-價(jià)有機(jī)基團(tuán)R14的具體例子，它們包括含有苯環(huán)、萘環(huán)和聯(lián)苯環(huán)的(p+1)-價(jià)基團(tuán)；和由脂環(huán)族骨架例如環(huán)烷烴骨架、降冰片烷骨架、金剛烷骨架、三環(huán)癸烷骨架、四環(huán)十二碳烷骨架、類萜骨架或膽固醇骨架得到的(p+1)-價(jià)基團(tuán)。
更具體地，(p+1)-價(jià)有機(jī)基團(tuán)R14的具體例子包括含有脂環(huán)族多元醇或酚衍生物的化合物，例如環(huán)己烷(多元)醇、降冰片烷(多元)醇、三環(huán)癸烷(多元)醇、金剛烷(多元)醇、苯(多元)醇、萘(多元)醇、蒽(多元)醇和聯(lián)苯(多元)醇，其中這些多元醇中的羥基氫原子被乙烯基取代。還可以使用由多酚化合物組成的化合物，例如聚乙烯酚或酚醛清漆，其中其羥基的氫原子被乙烯基取代。即使上述這些化合物仍然殘留有一些羥基或構(gòu)成脂環(huán)族骨架的亞甲基被酮基部分取代，也不存在任何問題。這些取代的化合物在降低其揮發(fā)性方面可以是優(yōu)選的。
尤其是，由于環(huán)己基單乙烯基醚化合物的揮發(fā)性高，如果使用環(huán)己基單乙烯基醚化合物，至少其環(huán)己烷環(huán)應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地被氧化成環(huán)己酮環(huán)。
在這些化合物中，具有含乙烯基醚結(jié)構(gòu)的取代基的環(huán)醚化合物更為優(yōu)選。在可固化性方面，不僅含有五元環(huán)骨架而且具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的環(huán)醚骨架最為優(yōu)選。可以使用下述方法合成這種乙烯基醚化合物，其中使用相應(yīng)的醇化合物和例如乙酸乙烯酯的乙烯基醚源作為起始材料，通過使用例如氯化銥的催化劑來取代醇，以形成乙烯基醚(J.Am.Soc.Vol.124，No.8，1590-1591(2002))。
在上述這些化合物中，考慮到成本，各自含有在自然界中豐富存在的骨架如類萜骨架或降冰片烷骨架的環(huán)氧化合物、氧雜環(huán)丁烷化合物和乙烯基醚化合物更為優(yōu)選。
對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式使用的分散劑，可以使用可自由基聚合的化合物，而并非前述的可光-陽離子聚合的化合物。這種可自由基聚合的化合物可以與光-酸生成劑混合，以便將其用作光致固化噴墨墨水的溶劑。
對(duì)于可自由基聚合的化合物，可以使用公知的例如單丙烯酸、多丙烯酸或甲基丙烯酸酯化合物。對(duì)于單丙烯酸酯，優(yōu)選使用其酯側(cè)鏈上連有類萜骨架的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯化合物，因?yàn)檫@些單丙烯酸酯化合物具有優(yōu)異的安全性。
例如，可以適當(dāng)?shù)厥褂萌毡緦＠_(Kokai)08-82925(1996)中公開的丙烯酸化合物作為單體。對(duì)于這種丙烯酸化合物的具體例子，它們包括可通過含不飽和鍵的萜的雙鍵環(huán)氧化并隨即向其中加入丙烯酸或甲基丙烯酸而獲得的酯化合物，其中萜的具體例子包括月桂烯、蒈烯、羅勒烯、蒎烯、松萜、苧烯、莰烯、萜品油烯、三環(huán)烯、萜品烯、葑烯、水芹烯、樅油烯、檜萜、二戊烯、冰片烯、isopregol、香芹酮等等?；蛘?，也可以使用由丙烯酸或甲基丙烯酸與源自萜的醇得到的酯化合物，該源自萜的醇例如香茅醇、松蒎醇、香葉醇、phentylalcohol、橙花醇、冰片、異冰片、里哪醇、薄荷醇、萜品醇、苧醇、citroneral、紫羅酮、鳶尾酮、瓜菊醇、檸檬醛、蒎腦、環(huán)檸檬醛、香芹孟酮、驅(qū)蛔萜、藏花醛、piperithol、menthenemonol、二氫香芹酮、香芹醇、硬尾醇、淚柏醇、日柏酚(hinokiol)、鐵銹醇、桃柘酚、柳杉酚、法呢醇、綠葉醇、橙花叔醇、胡蘿卜醇、杜松醇、lantheol、桉葉油醇、植醇等等。為了附帶提高粘合力，也可以使用丙烯酸烷基酯、丙烯酸羥乙酯、或常見的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯化合物，例如其側(cè)鏈上連有脂環(huán)族環(huán)氧基的丙烯酸酯。
為了提高前述單體的反應(yīng)性，還可以使用多官能丙烯酸酯。例如，可以使用多羥基醇化合物的聚丙烯酸酯化合物、多羥基芳香醇的聚丙烯酸酯化合物、多羥基脂環(huán)醇的聚丙烯酸酯化合物和含有一個(gè)取代基的苯乙烯化合物。對(duì)于這些單體的具體例子，包括例如，乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、丙三醇、新戊醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇和乙烯基醇基低聚物的二-或聚丙烯酸酯化合物；氨基甲酸乙酯丙烯酸酯化合物；苯酚、甲酚、萘酚、雙酚、這些芳香族醇化合物的酚醛清漆基縮合化合物和乙烯基酚式低聚物的二-或聚丙烯酸酯化合物；和二-或多羥基化合物(其中這些醇被氫化，例如環(huán)己烷、氫化雙酚、十氫化萘脂環(huán)族化合物、萜基脂環(huán)族化合物、二環(huán)戊烷和三環(huán)癸烷基脂環(huán)族化合物)的二-或聚丙烯酸酯化合物。還可以適宜地使用下述化合物——其中用含乙烯基的基團(tuán)取代前述化合物的丙烯酸酯部分。
對(duì)于二羥基丙烯酸酯的具體例子，可以使用下列化合物。即它們包括1，4-丁二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、1，9-壬二醇二丙烯酸酯、2-正丁基-2-乙基-1，3-丙二醇二丙烯酸酯、二丙烯酸二丙二醇酯、二丙烯酸三丙二醇酯、二丙烯酸四乙二醇酯、二丙烯酸三乙二醇酯、二丙烯酸-3-甲基-1，5-戊二醇酯、二丙烯酸-2-甲基-1，8-辛二醇酯和二丙烯酸-1，9-壬二醇酯的混合物、二羥甲基三環(huán)癸烷二丙烯酸酯、二丙烯酸羥基特戊酸新戊二醇酯、二丙烯酸聚丁二醇酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙烯酸季戊四醇酯、三羥甲基丙烷加EO三丙烯酸酯、EO改性的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、己內(nèi)酯改性的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、加PO三丙烯酸甘油酯、丙氧基三丙烯酸甘油酯、三-丙烯?；跻一姿狨?、四丙烯酸季戊四醇酯、季戊四醇乙氧基四丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯以及氨基甲酸乙酯丙烯酸酯。
此外，也可以使用下列產(chǎn)品。即它們包括V#195、V#230、V#260、V#265、V#310HP、V#335HP、V#295、V#300、V#360、V#GPT、V#3PA和V#400(商品名；均可獲自O(shè)hsaka Yuki Kagaku Industries Ltd.)；HDODA、DPGDA、TPGDA、PEG300DA、PEG400DA、Ebecryl 11、IRR 214、TMPTA、PETIA、Ebecryl 160、Ebecryl 2047、OTA 480、Ebecryl53、Ebecryl 40(商品名；均可獲自Daicel UCB Co.，Ltd.)；Light Acrylate1.6HX-A、Light Acrylate 1.9ND-A、Light Acrylate BEPG-A、LightAcrylate 3EG-A、Light Acrylate 4EG-A、Light Acrylate 9EG-A、LightAcrylate 14EG-A、Light Acrylate NP-A、Light Acrylate MPD-A、LightAcrylate MOD-A、Light Acrylate DCP-A、Light Acrylate HPP-A、LightAcrylate PTMGA-250、Light Acrylate TMP-A、Light Acrylate PE-3A、Light Acrylate TMP-3EO-A、Light Acrylate 6EO-A和Light AcrylatePE-4A(商品名，均可獲自Kyouei Kagaku Co.，Ltd.)。
除了前述化合物，還可以使用在其取代基上含有烯烴結(jié)構(gòu)的化合物作為可自由基聚合物的化合物。通常，在其結(jié)構(gòu)中含有烯烴的脂肪族化合物聚合性很差，因此可以適宜地使用含有烯烴骨架或苯乙烯骨架(其含有變形結(jié)構(gòu)的環(huán)，例如5元環(huán))作為取代基的化合物。例如，優(yōu)選使用含有前述任何一系列的醇、馬來酸或降冰片烯骨架的單體化合物，以及含有苯乙烯或羥基苯乙烯(其中任何氫原子被轉(zhuǎn)化成含有其它種類脂肪族烴如類萜骨架的取代基)的單體化合物。
為了使用前述可自由基聚合的化合物作溶劑，優(yōu)選在噴墨墨水中包含光-自由基生成劑。對(duì)于光-自由基生成劑，可以使用米蚩酮和二苯甲酮之類的光-自由基聚合引發(fā)劑，它們可作為Irgacure或Darocure(商品名；Nagase Sangyo Co.，Ltd.)購得。
更具體地，光-自由基生成劑的具體例子包括二苯甲酮和苯乙酮衍生物或苯偶姻烷基醚或酯，例如α-羥基-或α-氨基苯乙酮、4-芳?；?1，3-dioxorane、芐基縮酮、2，2-二乙氧基苯乙酮、p-二甲基氨基苯乙酮、p-二甲基氨基苯基乙基酮、二苯甲酮、2-氯二苯甲酮、pp’-二氯二苯甲酮、pp’-雙二乙基氨基二苯甲酮、米蚩酮、芐基、苯偶姻、芐基二甲基縮酮、一硫化四甲基秋蘭姆、噻噸酮、2-氯噻噸酮、2-甲基噻噸酮、偶氮二異丁腈、苯偶姻過氧化物、二叔丁基過氧化物、1-羥基環(huán)己基苯基酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙-1-酮、甲基苯甲酰甲酸酯、苯偶姻異丙基醚、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻醚、苯偶姻異丁基醚、苯偶姻正丁基醚和苯偶姻正丙基；1-羥基-環(huán)己基-苯基酮、2-芐基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉代苯基)-丁酮-1，1-羥基-環(huán)己基-苯基-酮、2，2-二甲氧基-1，2-二苯基乙-1-酮、二(η5-2，4-環(huán)戊二烯-1-基)-二(2，6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)-苯基)鈦、二(2，4，6-三甲基苯甲?；?-苯基膦氧化物、2-甲基-1[4-(甲基硫代)苯基]-2-嗎啉代丙-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮(Darocure 1173)、二(2，6-二甲氧基苯甲?；?-2，4，4-三甲基-戊基膦氧化物、1-[4-(2-羥基乙氧基)-苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙-1-酮單?；⒀趸铩⒍；⒀趸?、二酰基膦氧化物或二茂鈦、熒光素、蒽醌、噻噸酮或呫噸酮、洛粉堿二聚物、三鹵甲基化合物或二鹵甲基化合物、活化的酯化合物和有機(jī)硼化合物。
這些光-自由基生成劑可以Irgacure 379、Irgacure 127、Irgacure 369和Irgacure 907(商品名；Ciba-Geigy Co.，Ltd.)的名稱購得。除了這些化合物，墨水中還可以包括二乙醇胺之類的聚合促進(jìn)劑。
將前述顏料分散體與離子化合物混合，然后用稀釋劑稀釋，由此獲得根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的噴墨墨水。
對(duì)于稀釋溶劑，可以使用上文已經(jīng)描述的有機(jī)分散劑。此外，對(duì)于離子化合物，可以使用可溶鹽或有機(jī)鹽(例如碳酸鹽)，其用于使墨水穩(wěn)定或包含在增稠劑、防流掛劑或消泡劑中。還可以使用要用作表面活性劑或分散劑的有機(jī)或無機(jī)鹽，例如金屬皂。離子化合物的混合量通常為噴墨墨水總重量的0.01至20wt％。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的噴墨墨水可以被視為光致固化液體墨水，其中最合適的是使用鎓鹽作為在受到光照時(shí)能夠生成酸的光-酸生成劑。由于鎓鹽化合物包括相對(duì)大量的有機(jī)鹽，鎓鹽化合物適合用作本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中的離子化合物。離子化合物還起到光-陽離子聚合引發(fā)劑的作用。
可用于這種情況的鎓鹽的例子是重氮鹽、鏻鹽、锍鹽和碘鎓鹽，其具有氟硼酸陰離子、六氟銻酸陰離子、六氟砷酸陰離子、三氟甲烷磺酸根陰離子、對(duì)甲苯磺酸根陰離子或?qū)ο趸妆交撬岣庪x子作為抗衡離子。
更具體地，可以使用下列化學(xué)式所示的下列化合物作為鎓鹽。

[C6H5FeUC6H5]PF6- [C6H5Fe+C6H5]PF6-
市售鎓鹽的具體例子是，例如，MPI-103(CAS.No.[87709-41-9]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、BDS-105(CAS.No.[145612-66-4]；MidoriKagaku Co.，Ltd.)、NDS-103(CAS.No.[110098-97-0]；Midori KagakuCo.，Ltd.)、MDS-203(CAS.No.[127855-15-5]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、DTS-102(CAS.No.[75482-18-7]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、DTS-103(CAS.No.[71449-78-0]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、MDS-103(CAS.No.[127279-74-7]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、MDS-105(CAS.No.[116808-67-4]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、MDS-205(CAS.No.[81416-37-7]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、BMS-105(CAS.No.[149934-68-9]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、TMS-105(CAS.No.[127820-38-6]；Midori Kagaku Co.，Ltd.)、UVACURE 1591(Daicel UCBCo.，Ltd.)、UVI-6992和6976(Dow Chemical Co.，Ltd.)、Esacure-1064(Lamberty Co.，Ltd.)；和Irgacure 250(Ciba-Geigy Co.，Ltd.)。
在前述鎓鹽中，锍鹽和碘鎓鹽的穩(wěn)定性更優(yōu)異。然而，已知的是，由于這些鎓鹽的制造方法，這些鎓鹽不可避免地由含有單價(jià)鹽(由單價(jià)陽離子和一種陰離子組成的鹽)和多達(dá)大約75％的不低于2價(jià)的鹽(例如由二價(jià)陽離子與兩種陰離子組成的鹽)的混合物形成，因此，市售的這些鎓鹽產(chǎn)品同樣是由這種鎓鹽混合物形成的。已知的是，當(dāng)噴墨墨水中含有多價(jià)鹽時(shí)，墨水的光敏波長能夠向波長較長的一側(cè)移動(dòng)，由此通常導(dǎo)致墨水的靈敏性變高。為了利用這一優(yōu)點(diǎn)，有時(shí)故意在墨水中加入不低于2-價(jià)的鹽。Uvacure 1591(Daicel UCB Co.，Ltd.)、UVI-6992和6976(Dow Chemical Co.，Ltd.)、Esacure-1064(Lamberty Co.，Ltd.)和Irgacure 250(Ciba-Geigy Co.，Ltd.)便是基于此原理制造的。然而，多價(jià)鹽會(huì)對(duì)噴墨墨水中使用的顏料分散體的絮凝穩(wěn)定性產(chǎn)生不好的影響，在需要細(xì)粒的情況下尤為如此。更具體地，多價(jià)鹽的使用會(huì)導(dǎo)致在顏料粒子和分散劑之間形成弱鍵，由此產(chǎn)生膠凝或絮凝。因此，將噴墨墨水中這些多價(jià)鹽的存在限制在盡可能最小的范圍內(nèi)，這樣通常能夠提高顏料的分散穩(wěn)定性以及噴墨墨水的輸送性能。
因此，一般而言，多價(jià)鎓鹽的含量應(yīng)當(dāng)優(yōu)選限定為不超過每種鎓鹽總重的20wt％。更優(yōu)選地，多價(jià)鎓鹽的含量應(yīng)當(dāng)限定為不超過5wt％。最優(yōu)選地，噴墨墨水中不含多價(jià)鎓鹽。
由于在前述鎓鹽中，芳基锍的氟磷酸鹽和芳基碘鎓的氟磷酸鹽在提高有色顏料的絮凝穩(wěn)定性方面非常優(yōu)異，優(yōu)選使用這些氟磷酸鹽。即使是在單價(jià)鎓鹽的情況下，如果分散劑變得不足，這些鹽也能夠隨時(shí)間逐漸代替用作分散劑的末端胺樹脂。因此，合意的是，鎓鹽的構(gòu)造應(yīng)當(dāng)使它們不容易轉(zhuǎn)移到顏料表面和分散劑末端之間的連接部分。這一點(diǎn)可以使用在其結(jié)構(gòu)中含有相對(duì)較大的取代基的鎓鹽化合物來實(shí)現(xiàn)。此外，由于位阻可以將顏料表面對(duì)離子的吸附降至最低，鎓鹽中的苯環(huán)應(yīng)當(dāng)優(yōu)選含有碳原子數(shù)為1至20的有機(jī)基團(tuán)。進(jìn)一步優(yōu)選的是不低于50％的苯環(huán)含有4至20個(gè)碳原子。如果以這種方式調(diào)節(jié)苯環(huán)，還可以在光-反應(yīng)過程中抑制分解物質(zhì)散逸到空氣中，除提高分散穩(wěn)定性外，還可以由此提高安全性。此外，由于這些化合物對(duì)溶劑具有更優(yōu)異的溶解性，也可以抑制墨水中的鹽沉淀現(xiàn)象。此外，可以有利地將數(shù)微米大的粒子的生成降至最低，而這種粒子的生成可能是出墨故障的一個(gè)原因。
由于單價(jià)鎓鹽的使用導(dǎo)致光敏波長轉(zhuǎn)移到波長較短的一側(cè)，含有單價(jià)鎓鹽的墨水會(huì)表現(xiàn)出光敏性降低的趨勢(shì)。當(dāng)單價(jià)鎓鹽在其結(jié)構(gòu)中包括在雜環(huán)基團(tuán)上含有VI族元素(例如硫或氧)或含有該元素作為連接基團(tuán)的芳族取代基時(shí)，則可以克服前述問題，因此包含這種芳族取代基是合意的。
如下列通式(1)或(2)所示的在其結(jié)構(gòu)中含有相對(duì)較大的有機(jī)基團(tuán)的鎓鹽在下列方面是有利的——其具有優(yōu)異的溶解穩(wěn)定性和分散穩(wěn)定性。

其中A-是氟磷酸根陰離子；R1、R2和R3可以相同或不同，并且其中至少一個(gè)是含有4至20個(gè)碳原子的有機(jī)基團(tuán)，剩余的是含有1至20個(gè)碳原子并含有氫原子的有機(jī)基團(tuán)；R4是二價(jià)的芳香族取代基或者其中含有VI原子的二價(jià)芳香族取代基。
對(duì)于引入到R1、R2和R3中的有機(jī)基團(tuán)的具體例子，它們包括含有4至20個(gè)碳原子的烷基，例如丙基、丁基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等等；含有4至20個(gè)碳原子的烷氧基，例如丙氧基、丁氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基等等；和含有4至20個(gè)碳原子和聚環(huán)氧乙烷骨架(其中將乙二醇脫氫縮合)的取代基。
對(duì)于引入到R4中的二價(jià)芳香族取代基的具體例子，它們包括含有亞苯基骨架的基團(tuán)，例如亞苯基和亞聯(lián)苯基；含有亞苯基硫化物骨架的基團(tuán)，例如亞苯基硫化物和亞苯基二硫化物；含有噻吩骨架的基團(tuán)，例如苯并亞噻吩基(benzothiophenylene)、亞噻吩基(thiophenylene)和二亞噻吩基(bithiophenylene)；和含有呋喃骨架的基團(tuán)，例如亞呋喃基(furanylene)和苯并亞呋喃基(benzofuranylene)。
已知前述鎓鹽能夠在光-反應(yīng)過程中抑制例如苯的有害副產(chǎn)物的產(chǎn)生。當(dāng)使用含有這些鎓鹽的分散體作為噴墨墨水時(shí)，在環(huán)境和安全性方面非常有利。
光-酸生成劑(離子化合物)在噴墨墨水中的混合量可以根據(jù)所用光-酸生成劑的酸生成效率和根據(jù)所加著色組分的量來適當(dāng)?shù)卮_定。在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)敏感性，以通過噴墨墨水中酸的作用聚合的所有溶劑的重量為100％，在噴墨墨水中加入1至10wt％，優(yōu)選2至8wt％，更優(yōu)選2至6wt％的光-酸生成劑。然而，鑒于要提高顏料的分散穩(wěn)定性并使管道和噴頭元件的腐蝕最小化，還有鑒于將光-酸生成劑的混合量降至大約2至4wt％的范圍，優(yōu)選與光-酸生成劑一起使用敏化劑。
對(duì)于敏化劑的具體例子，它們包括吖啶化合物、benzofuravins、苝、蒽、噻噸酮和激光染料。其中，由二氫化蒽(其中氫原子被有機(jī)基團(tuán)或噻噸酮衍生物取代)形成的化合物被認(rèn)為表現(xiàn)出優(yōu)異的作用。敏化劑(染料)的混合量通常可以是光-酸生成劑的20至100wt％，更優(yōu)選為30至60wt％。
如果光-酸生成劑的混合量低于溶劑重量的2wt％，噴墨墨水的敏感性就會(huì)降低。另一方面，如果光-酸生成劑的混合量超過10wt％，由于分散體變質(zhì)或由于分散劑的暗反應(yīng)，隨著時(shí)間經(jīng)過墨水粘度的升高就會(huì)變得明顯，因此不僅降低了墨水的被覆性能，還降低了光固化后墨水膜的硬度。此外，其還會(huì)導(dǎo)致對(duì)記錄裝置管道或噴頭元件的腐蝕。
前述鎓鹽可以與能夠產(chǎn)生另一種相對(duì)較強(qiáng)的酸的非極性光-酸生成劑一起使用。在這種情況下，鎓鹽的混合比可以降低，因此可以進(jìn)一步抑制顏料粒子隨時(shí)間的絮凝。對(duì)于這種非極性光-酸生成劑的具體例子，它們優(yōu)選地選自磺?；衔?、磺酸酯化合物、磺酰胺化合物和有機(jī)鹵素化合物。其中，能夠生成強(qiáng)酸(例如氟甲烷磺酸、鹽酸或溴酸)的化合物是優(yōu)選的。
更具體地，可以使用磺酰胺化合物(例如三氟甲烷磺酰胺或N-羥基萘二甲酰亞胺)和有機(jī)鹵化物(例如三嗪鹵化物化合物)。這些鎓鹽和非極性光-酸生成劑的混合量優(yōu)選分別為溶劑重量的0.3-2wt％和2-10wt％。
可以在本發(fā)明的噴墨墨水中加入胺和苯胺衍生物之類的堿性化合物。此外，可以在噴墨墨水中加入少量非離子或離子表面活性劑或抗靜電劑以提高顏料的分散性等。此外，可以在噴墨墨水中包含可用于原材料制備的有機(jī)溶劑，例如甲基乙基酮、丙二醇溶劑、乳酸乙酯、二甲苯，只要將它們的混合量限制在非常小的量。此外，為了獲得所需的印刷品，可以在印刷墨水中包含少量的有機(jī)溶劑。在這種情況下，考慮到安全性，合意的是使用水、醇和石油組分(例如isoper和萜)。
在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式在噴墨墨水中包含顏料分散體的情況下，根據(jù)顏料的種類將顏料粒子的ζ-電勢(shì)調(diào)節(jié)至不同的值。也就是說，在黑色顏料的情況下為-10mV或更高；在青色顏料的情況下為+30mV或更高；在黃色顏料的情況下為-15mV或更高；在白色顏料的情況下為+40mV或更高。更優(yōu)選地，在黑色顏料的情況下為正值；在青色顏料的情況下為+40mV或更高；在黃色顏料的情況下為-1mV或更高；在白色顏料的情況下為+50mV或更高。這些ζ-電勢(shì)值是相對(duì)于有機(jī)分散劑或相對(duì)于有機(jī)分散劑的至少一種組分的值。無論哪種顏料，ζ-電勢(shì)的上限均調(diào)節(jié)至不超過100mV。更優(yōu)選地，ζ-電勢(shì)的上限應(yīng)當(dāng)不超過80mV。本發(fā)明人通過在高溫條件下進(jìn)行的儲(chǔ)存試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)ζ-電勢(shì)落在該范圍以外時(shí)，粒徑和粘度均有升高，因此有害地降低了墨水的儲(chǔ)存性能。
可以使用非水溶劑和ELS-8000(Ohtsuka Denshi Co.，Ltd.)的測(cè)量元件通過電泳激光多普勒法進(jìn)行ζ-電勢(shì)的測(cè)量。然而，也可以通過其它類型的電泳法、超聲電勢(shì)法、電動(dòng)聲波法等等測(cè)量ζ-電勢(shì)。順便提及，由于在非水溶劑體系中進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)根據(jù)墨水的電泳淌度來測(cè)量ζ-電勢(shì)時(shí)可以使用休克爾公式。
此外，ζ-電勢(shì)的測(cè)量中使用的溶劑應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地選自顏料分散體中使用的分散劑和含有這些分散劑作為主要成分的溶劑。更具體地，前述可聚合化合物可以單獨(dú)使用，或者如果使用多種前述可聚合化合物的混合物，它們的混合比應(yīng)當(dāng)與它們?cè)谥苽淠畷r(shí)所用的相同。
ζ-電勢(shì)的測(cè)量應(yīng)當(dāng)優(yōu)選在通過化合物的混合制造墨水后至少24小時(shí)后進(jìn)行，更優(yōu)選至少3天后進(jìn)行。其原因在于，在將材料混合之后，通常需要大約3天來使分散劑或其它類型離子組分在顏料上的吸附穩(wěn)定到平衡狀態(tài)，由此使ζ-電勢(shì)能夠穩(wěn)定。
盡管其根據(jù)所用顏料的不同而不同，但當(dāng)僅測(cè)量這些組分時(shí)，前述顏料分散體中的顏料粒子的ζ-電勢(shì)落入-20至-5mV的范圍內(nèi)。更具體地，在黑色顏料的情況下為大約-30至-5mV；在青色顏料的情況下為大約-20至+20mV；在黃色顏料的情況下為大約-30至-15mV。為了適當(dāng)?shù)乜刂颇摩?電勢(shì)，在墨水中加入添加劑是合意的。
為了調(diào)節(jié)墨水的ζ-電勢(shì)以將其限定在上述合適的范圍內(nèi)，在墨水中加入具有堿性末端的樹脂聚合物分散劑作為第二樹脂分散劑是有效的。對(duì)于用作第二樹脂分散劑的聚合物分散劑，它應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地選自在其末端含有堿性基團(tuán)(例如氨基)并且與第一樹脂分散劑的親合力或多或少比較優(yōu)異的那些分散劑。作為第二樹脂分散劑，更優(yōu)選地選自能夠通過吸附或與離子化合物(下文將論述)的相互作用和通過其相對(duì)于完全覆蓋顏料粒子的第一樹脂分散劑的推斥力而產(chǎn)生分散穩(wěn)定性的那些分散劑。
對(duì)于滿足前述條件的第二樹脂分散劑，通?？梢允褂酶髯院邪被┒说木巯N、聚酯和環(huán)氧樹脂，但由于其與第一樹脂分散劑的組合，并不能明確地確定。更具體地，可以使用由數(shù)均分子量為500-50,000并在一個(gè)末端含有羧基的線型聚合物與含有一個(gè)仲氨基并具有5-200mgKOH/g的胺值且數(shù)均分子量為1,000-100,000的有機(jī)氨基化合物之間的反應(yīng)生成的聚環(huán)氧化合物。作為第二樹脂分散劑，還可以使用聚烯丙基胺衍生物，其可以由聚烯并胺與至少一種選自含自由羧基的聚酯、聚酰胺與酰胺的共縮合產(chǎn)物(聚酯酰胺)和酯與酰胺的共縮合產(chǎn)物(聚酯酰胺)的化合物之間的反應(yīng)生成。
還可以使用下列化合物作為第二樹脂分散劑。也就是說，它們可以是可由數(shù)均分子量為500-50,000并在一個(gè)末端含有羧基的化合物與含有一個(gè)仲氨基并具有5-200mgKOH/g的胺值且數(shù)均分子量為1,000-100,000的化合物之間的反應(yīng)生成的聚酯聚合物；可由聚酯與含有叔氨基和/或堿性含氮雜環(huán)基并具有10-200mgKOH/g的胺值且數(shù)均分子量為1,000-100,000的丙烯酸聚合物之間的反應(yīng)生成的聚酯聚合物。
如果這些分散劑的胺值太小，就不可能確保對(duì)顏料的充分吸附力。另一方面，如果這些分散劑的胺值太大，就會(huì)由于顏料粒子之間產(chǎn)生絮凝而難以提高分散性。
對(duì)于聚環(huán)氧化合物的具體例子，它們包括，例如，聚縮水甘油醚化合物，例如乙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚、新戊二醇二縮水甘油醚、1，6-己二醇二縮水甘油醚、glycelol聚縮水甘油醚、三羥甲基丙烷聚縮水甘油醚、二glycelol聚縮水甘油醚、聚glycelol聚縮水甘油醚、和山梨糖醇聚縮水甘油醚。此外，還可以使用含縮水甘油酯的丙烯酸聚合物，其可以由(甲基)丙烯酸縮水甘油酯與(甲基)丙烯酸縮水甘油酯以外的可聚合乙烯基單體之間的共聚反應(yīng)生成。在這種情況下，可以使用甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯作為前述的可聚合乙烯基單體。
對(duì)于前述第二樹脂分散劑的具體例子，市售的包括Ajisper PB711、Ajisper PBS21、Ajisper PB822、Ajisper PB411(均可購自AjinomotoFinetechno Co.，Ltd.)、PLAAD-ED221(Kusumoto Co.，Ltd.)和Solspers32000(Avecia)。
第二樹脂分散劑的混合量應(yīng)當(dāng)優(yōu)選被限定在顏料的2至60wt％的范圍內(nèi)。如果第二樹脂分散劑的混合量落在該范圍以外，就會(huì)難以獲得具有合適粘度并穩(wěn)定分散的分散體。也就是說，如果樹脂的含量太小，其分散穩(wěn)定性就會(huì)嚴(yán)重降低。另一方面，如果樹脂的含量太大，所得分散體就會(huì)變得粘稠，因此降低了墨水的輸送穩(wěn)定性，當(dāng)墨水用于噴墨系統(tǒng)時(shí)尤為如此。用于確保最佳ζ-電勢(shì)范圍的樹脂含量(重量)的優(yōu)選范圍可以根據(jù)顏料種類的不同而不同。
例如，在炭黑的情況下，其混合量應(yīng)當(dāng)優(yōu)選被限定在顏料重量的5至40wt％的范圍內(nèi)。在有色顏料的情況下，例如在黃色顏料的情況下，其混合量應(yīng)當(dāng)優(yōu)選被限定在顏料重量的15至60wt％的范圍內(nèi)；在青色顏料的情況下，其混合量應(yīng)當(dāng)優(yōu)選被限定在顏料重量的20至60wt％的范圍內(nèi)。當(dāng)以這種方式調(diào)節(jié)分散劑的混合量時(shí)，可以將墨水的ζ-電勢(shì)保持在前述合適的數(shù)值范圍內(nèi)。
在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的噴墨墨水的制造中，應(yīng)當(dāng)注意每種組分的混合順序。通常，離子化合物，尤其是含有多價(jià)鹽的離子化合物會(huì)降低膠態(tài)分散劑的穩(wěn)定性，由此產(chǎn)生鹽析和絮凝。當(dāng)加入第二樹脂分散劑時(shí)，離子化合物與第二樹脂分散劑發(fā)生反應(yīng)，由此能夠在顏料粒子表面產(chǎn)生穩(wěn)定的電荷。因此，能夠獲得穩(wěn)定的顏料分散體。因此，為了能夠充分發(fā)揮第二樹脂分散劑的作用，需要存在這種離子化合物。當(dāng)在墨水中加入第二樹脂分散劑但沒有同時(shí)加入離子化合物時(shí)，所得的分散體反而會(huì)變得不穩(wěn)定。在最壞的情況下，可能會(huì)產(chǎn)生絮凝，從而使液體完全凝固成凝膠狀材料。
即使在顏料粒子已經(jīng)被第一樹脂分散劑覆蓋之后單獨(dú)加入離子化合物，也不可能確保獲得足夠穩(wěn)定的分散狀態(tài)。類似地，即使在顏料粒子已經(jīng)被第一樹脂分散劑覆蓋之后單獨(dú)加入第二樹脂分散劑，也難以確保獲得足夠穩(wěn)定的分散狀態(tài)。
在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的噴墨墨水的制造中，第二樹脂分散劑和光-陽離子聚合引發(fā)劑應(yīng)當(dāng)優(yōu)選同時(shí)加入到顏料分散體中(在該分散體中，使用第一樹脂分散劑使顏料粒子分散)。由此，可以充分提高顏料粒子的分散穩(wěn)定性。即使第二樹脂分散劑與光-陽離子聚合引發(fā)劑沒有同時(shí)存在，在短時(shí)間內(nèi)也不會(huì)發(fā)生由分散不穩(wěn)定引起的顏料粒子絮凝。因此，第二樹脂分散劑和光-陽離子聚合引發(fā)劑如果可以在短時(shí)間內(nèi)合并在一起，就不必同時(shí)加到墨水中。更具體地，只要添加它們的時(shí)間差可以被限定在24小時(shí)內(nèi)，就不會(huì)發(fā)生顏料粒子的絮凝。
如上所述，通過在完成墨水組分的混合之后達(dá)到離子組分的吸附平衡的條件下將ζ-電勢(shì)調(diào)節(jié)至合適的范圍內(nèi)，就可以極大地提高墨水的穩(wěn)定性。此外，即使在墨水在65℃儲(chǔ)存過程中的平衡態(tài)下，也可以通過調(diào)節(jié)ζ-電勢(shì)值來提高墨水的穩(wěn)定性。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在常溫下相當(dāng)于一年儲(chǔ)存時(shí)間的加速試驗(yàn)可以通過將墨水在65℃的加熱條件下儲(chǔ)存10天來進(jìn)行?？梢栽O(shè)想，通過確保墨水在該加熱條件下的穩(wěn)定性，可以提高墨水的分散穩(wěn)定性。當(dāng)在65℃下進(jìn)行墨水的老化時(shí)，可以在24小時(shí)內(nèi)達(dá)到離子組分的吸附平衡，這樣24小時(shí)后的ζ-電勢(shì)應(yīng)當(dāng)優(yōu)選顯示為正值。其原因可以作如下解釋。也就是說，由于根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的噴墨墨水中離子組分的吸附，表面電勢(shì)變成正值。因此，即使在平衡態(tài)下，如果表面電勢(shì)是負(fù)值或0，則沒有充分表現(xiàn)出離子組分吸附的推斥作用。
這種ζ-電勢(shì)的控制可以通過加入前述第二樹脂分散劑來實(shí)現(xiàn)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的墨水含有顏料分散體、離子化合物、作為第二樹脂分散劑的樹脂聚合物分散劑；其中顏料分散體含有由至少一種可聚合化合物形成的有機(jī)分散劑、顏料和第一樹脂分散劑，并且顏料對(duì)有機(jī)分散劑中的至少一種可聚合化合物組分的ζ-電勢(shì)為正值。
可以通過下列方法制造該墨水。也就是，該方法包括下列步驟通過使用第一樹脂分散劑使顏料分散在有機(jī)分散劑中來獲得顏料分散體；在顏料分散體中加入離子化合物；加入第二樹脂分散劑；對(duì)所得混合物進(jìn)行老化。
順便提及，由于顏料粒子的表面電勢(shì)受到墨水中離子組分吸附的影響，可以通過適當(dāng)?shù)剡x擇離子化合物(例如光-陽離子聚合引發(fā)劑)的種類和混合量來進(jìn)行ζ-電勢(shì)的調(diào)節(jié)。
通過使用噴墨印刷頭(其中將墨水滴從印刷頭中噴到基材上)將根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的噴墨墨水用于記錄圖像。盡管對(duì)印刷頭的結(jié)構(gòu)沒有特定的限制，但當(dāng)在印刷頭的噴嘴部分或者在墨水供應(yīng)系統(tǒng)的墨水通道內(nèi)壁上提供電極(由此可以對(duì)墨水施加電場)時(shí)，墨水的效果變得更加突出。
施加在電極上的電壓反復(fù)波動(dòng)并且其速度可以為數(shù)kHz至數(shù)百kHz。因此，對(duì)墨水施加的電場使得具有表面電勢(shì)的顏料粒子振動(dòng)。即使在有機(jī)溶劑中，由對(duì)顏料粒子提供的表面電勢(shì)產(chǎn)生的電場也會(huì)引起遷移。因此，即使顏料粒子也會(huì)因電場振動(dòng)而發(fā)生振動(dòng)，由此抑制了顏料粒子的絮凝。
在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的噴墨墨水中，優(yōu)選對(duì)其加以控制以使顏料粒子表面能夠具有電勢(shì)。當(dāng)印刷頭的構(gòu)造為在其噴嘴部分或者在墨水供應(yīng)系統(tǒng)的墨水通道內(nèi)壁上提供電極以對(duì)墨水施加電場時(shí)，可以增強(qiáng)保持墨水輸送穩(wěn)定性的作用。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的噴墨墨水可用于下述記錄方法。也就是，該記錄方法包括下列步驟將噴墨墨水加入墨水供應(yīng)通道；從噴墨頭將噴墨墨水輸出到記錄介質(zhì)上；并通過對(duì)已經(jīng)輸出到記錄介質(zhì)上的噴墨墨水進(jìn)行光照或電磁輻射來固化噴墨墨水；其中通過選自墨水供應(yīng)通道和噴墨頭的至少一個(gè)位置上的電極對(duì)噴墨墨水施加電場。
接下來，將描述本發(fā)明中使用的噴墨頭。
圖1顯示了本發(fā)明中使用的噴墨記錄裝置的主要構(gòu)造。圖2顯示了沿圖1中線段AA截取的截面圖。
如圖1所示，噴墨頭1的構(gòu)造使得多個(gè)用于容納墨水的壓力室11被隔墻12分隔開，并在每個(gè)壓力室11中配備用于輸出墨水滴的噴嘴13。各個(gè)壓力室11的底部是由振動(dòng)板14形成的，在其下方裝有多個(gè)壓電元件15以對(duì)應(yīng)于各個(gè)壓力室11。提供振動(dòng)板14和壓電元件15以構(gòu)成傳動(dòng)裝置。壓電元件15與驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成裝置2的輸出端電連接。
噴墨頭1進(jìn)一步配有與各個(gè)壓力室11相連的常壓室16。墨水設(shè)計(jì)成從墨水供應(yīng)裝置(未顯示)通過墨水供應(yīng)口17注入常壓室16，由此能夠?qū)⒊菏?6、各個(gè)壓力室11和噴嘴13裝滿墨水。通過在壓力室11和噴墨13中裝入墨水，在噴墨13中產(chǎn)生墨水彎液面。
在常壓室16后面連有起到溫度檢測(cè)裝置作用的溫度傳感器18，從而可以檢測(cè)噴墨頭中墨水的溫度。將溫度傳感器18檢測(cè)到的溫度信號(hào)輸送至驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成裝置2。
在此處所示的噴墨頭1中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成裝置2產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)被輸送到壓電元件15時(shí)，用壓電元件15換置(displace)振動(dòng)板14，從而使壓力室11的容積波動(dòng)。由此，在壓力室11中產(chǎn)生壓力波并使墨水滴從噴嘴13輸出。噴嘴13中墨水彎液面的諧振期變得與壓力室11中墨水的亥姆霍茲諧振期相同。
當(dāng)通過墨水滴輸出數(shù)量進(jìn)行分級(jí)印刷時(shí)，單動(dòng)輸出的墨水滴的體積應(yīng)當(dāng)優(yōu)選盡可能小以獲得高質(zhì)量印刷。此外，當(dāng)壓力室11中墨水的亥姆霍茲諧振期變短時(shí)，墨水滴可以以更高的速度輸出。
由于可以通過降低壓力室11的容積來提高壓力室11中墨水的亥姆霍茲諧振期，應(yīng)當(dāng)優(yōu)選使壓力室11的容積足夠小。
圖3描繪了顯示從驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成裝置2發(fā)出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的一個(gè)例子的波形圖。該驅(qū)動(dòng)信號(hào)制定成使得單次驅(qū)動(dòng)脈沖由用于擴(kuò)大壓力室11容積的擴(kuò)大脈沖p1、空閑時(shí)間t和用于收縮壓力室11容積的收縮脈沖p2構(gòu)成。通過對(duì)這種驅(qū)動(dòng)脈沖的數(shù)量加以控制，來控制從噴嘴13輸出的液滴的數(shù)量，從而可以進(jìn)行分級(jí)印刷。在驅(qū)動(dòng)脈沖之間設(shè)定固定的延遲時(shí)間。
當(dāng)在前述的印刷頭上進(jìn)行印刷時(shí)，印刷頭的出墨部分變得與墨水等電勢(shì)。在使墨水進(jìn)入到墨水室中的過程中，存在有與墨水不等電勢(shì)的區(qū)域并通過電場對(duì)墨水施加振動(dòng)。進(jìn)行印刷測(cè)試以調(diào)查出墨穩(wěn)定性。在該測(cè)試中，使用具有300個(gè)噴嘴(各個(gè)直徑為40μm)的出墨頭，并以每小時(shí)5.5×109個(gè)點(diǎn)進(jìn)行印刷。以設(shè)定為4.8kHz的出墨頭驅(qū)動(dòng)頻率進(jìn)行印刷，并調(diào)查產(chǎn)生印刷錯(cuò)誤的頻率。
結(jié)果，產(chǎn)生印刷錯(cuò)誤的頻率為每小時(shí)大約兩次，因此印刷性能被認(rèn)為是穩(wěn)定的。
接下來，將參照具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)地解釋本發(fā)明。
(實(shí)施例1)根據(jù)下列配方制備黑色顏料分散體。
黑色顏料(PBK-7)10wt％第一樹脂分散劑(Avecia·Solsperse 32000)3wt％分散劑(Sakamoto YakuhinSR-NPG) 87wt％
在再循環(huán)型砂磨機(jī)中裝入直徑為0.3mm的小珠，并將這些原材料分散處理1小時(shí)以制備顏料分散體。通過使用該顏料分散體并根據(jù)下列配方，制備顏料濃度被調(diào)節(jié)至4wt％的墨水。
顏料分散體 35wt％溶劑(Sakamoto YakuhinSR-NPG) 13wt％溶劑(Towa GoseiOXT 221)43wt％敏化劑(Kawasaki KaseiUVS1331) 2wt％聚合引發(fā)劑(DAICEL KagakuUVACURE1591) 7wt％第二樹脂分散劑(Ajinomoto FinetechnoPB711)顏料的0-35wt％在將這些材料混合之前，首先在分散體中加入溶劑和敏化劑，然后將所得混合物在混合機(jī)中攪拌2小時(shí)。在敏化劑完全溶于其中后，在混合物中加入第二樹脂分散劑，此后立即在所得混合物中加入聚合引發(fā)劑并攪拌。使用1μm膜濾器對(duì)所得混合物進(jìn)行過濾以制造噴墨墨水。通過不同地改變第二樹脂分散劑的混合量，制備多種噴墨墨水。將由此獲得的墨水在規(guī)定條件下儲(chǔ)存，以測(cè)量這些墨水的ζ-電勢(shì)、HPPS平均粒徑和粘度，由此評(píng)測(cè)其儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
根據(jù)下列程序測(cè)定ζ-電勢(shì)。首先，在墨水在常溫下靜置5天后，使用對(duì)非水溶劑和ELS-800(Ohtsuka Denshi Co.，Ltd.)的測(cè)量元件通過電泳激光多普勒法測(cè)量墨水的電泳淌度。此外，使用休克爾公式，根據(jù)由此測(cè)得的電泳淌度來確定墨水的ζ-電勢(shì)。ζ-電勢(shì)測(cè)量中使用的溶劑是SR-NPG。第二樹脂分散劑的混合量與ζ-電勢(shì)之間的關(guān)系顯示在圖4中。圖4顯示可以通過添加第二樹脂分散劑來調(diào)節(jié)ζ-電勢(shì)。
第二樹脂分散劑的混合量與HPPS平均粒徑之間的關(guān)系顯示在圖5中。圖6顯示了第二樹脂分散劑的混合量與粘度之間的關(guān)系。當(dāng)完全沒有添加第二樹脂分散劑時(shí)，在65℃下將其儲(chǔ)存之后，平均粒徑和粘度二者均急劇增加，由此表明極差的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。從圖4中看出，在這種情況下ζ-電勢(shì)為-13mV。當(dāng)以5wt％或更高的量添加第二樹脂分散劑時(shí)，可以使平均粒徑和粘度穩(wěn)定。在這種情況下ζ-電勢(shì)為-10mV或更高。
(實(shí)施例2)使用與前述實(shí)施例1相同的顏料分散體，根據(jù)下列配方制備顏料濃度為4wt％的噴墨墨水。
顏料分散體 36wt％溶劑(Sakamoto YakuhinSR-NPG) 14wt％溶劑(DAICEL KagakuCelloxide 3000) 44wt％敏化劑(Kawasaki KaseiUVS1331) 1wt％聚合引發(fā)劑(DAICEL KagakuUVACURE1591) 5wt％第二樹脂分散劑(Ajinomoto FinetechnoPB711) 顏料的0-35wt％在將這些材料混合之前，首先在分散體中加入溶劑和敏化劑，然后將所得混合物在混合機(jī)中攪拌2小時(shí)。在敏化劑完全溶于其中后，在混合物中加入第二樹脂分散劑，此后立即在所得混合物中加入聚合引發(fā)劑并攪拌。使用1μm膜濾器對(duì)所得混合物進(jìn)行過濾以制造噴墨墨水。通過不同地改變第二樹脂分散劑的混合量，制備多種噴墨墨水。將由此獲得的墨水在規(guī)定條件下儲(chǔ)存，以測(cè)量這些墨水的ζ-電勢(shì)、HPPS平均粒徑和粘度，由此評(píng)測(cè)其儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
第二樹脂分散劑的混合量與ζ-電勢(shì)之間的關(guān)系顯示在圖7中。圖7顯示可以通過添加第二樹脂分散劑來調(diào)節(jié)ζ-電勢(shì)。
圖8顯示了第二樹脂分散劑的混合量與HPPS平均粒徑之間的關(guān)系。圖9顯示了第二樹脂分散劑的混合量與粘度之間的關(guān)系。當(dāng)完全沒有添加第二樹脂分散劑時(shí)，在65℃下儲(chǔ)存之后，平均粒徑和粘度二者均略有提高。然而，不超過20％的增量被認(rèn)為是可以接受的。當(dāng)以5wt％或更高的量添加第二樹脂分散劑時(shí)，其可以進(jìn)一步穩(wěn)定平均粒徑和粘度。在這種情況下ζ-電勢(shì)為-10mV或更高。
(實(shí)施例3)根據(jù)下列配方制備青色顏料分散體。
青色顏料(PB15:3)10wt％第一樹脂分散劑(Avecia·Solsperse 32000) 3wt％分散劑(Sakamoto YakuhinSR-NPG)87wt％
在再循環(huán)型砂磨機(jī)中裝入直徑為0.3mm的小珠，并將這些原材料分散處理1小時(shí)以制備顏料分散體。使用該顏料分散體并根據(jù)下列配方，制備顏料濃度被調(diào)節(jié)至5wt％的墨水。
顏料分散體 44wt％溶劑(Sakamoto YakuhinSR-NPG) 6wt％溶劑(Daicel KagakuCelloxide 3000)44wt％敏化劑(Kawasaki KaseiUVS1331)1wt％聚合引發(fā)劑(Daicel KagakuUVACURE1591) 5wt％第二樹脂分散劑(Ajinomoto FinetechnoPB711) 顏料的0-35wt％在將這些材料混合之前，首先在分散體中加入溶劑和敏化劑，然后將所得混合物在混合機(jī)中攪拌2小時(shí)。在敏化劑完全溶于其中后，在混合物中加入第二樹脂分散劑，此后立即在所得混合物中加入聚合引發(fā)劑并攪拌。使用1μm膜濾器對(duì)所得混合物進(jìn)行過濾以制造噴墨墨水。通過不同地改變第二樹脂分散劑的混合量，制備多種噴墨墨水。將由此獲得的墨水在規(guī)定條件下儲(chǔ)存，以測(cè)量這些墨水的ζ-電勢(shì)、HPPS平均粒徑和粘度，由此評(píng)測(cè)其儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
第二樹脂分散劑的混合量與ζ-電勢(shì)之間的關(guān)系顯示在圖10中。圖10顯示可以通過添加第二樹脂分散劑來調(diào)節(jié)ζ-電勢(shì)。
圖11顯示了第二樹脂分散劑的混合量與HPPS平均粒徑之間的關(guān)系。圖12顯示了第二樹脂分散劑的混合量與粘度之間的關(guān)系。當(dāng)?shù)诙渲稚┑幕旌狭勘幌薅ㄔ?至10wt％時(shí)，在65℃下儲(chǔ)存之后，平均粒徑和粘度二者均急劇增加，由此表明極差的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。從圖10中看出，在這種情況下ζ-電勢(shì)為-3mV至21mV。當(dāng)以35wt％或更高的量添加第二樹脂分散劑時(shí)，其可以使平均粒徑和粘度穩(wěn)定。在這種情況下ζ-電勢(shì)為45mV或更高。
(實(shí)施例4)根據(jù)下列配方制備黃色顏料分散體。
黃色顏料(PY-150) 10wt％
第一樹脂分散劑(Avecia·Solsperse 32000)3wt％第一樹脂分散劑(Avecia·Solsperse 22000)0.3wt％分散劑(Sakamoto YakuhinSR-NPG) 86.7wt％在再循環(huán)型砂磨機(jī)中裝入直徑為0.3mm的小珠，并將這些原材料分散處理1小時(shí)以制備顏料分散體。使用該顏料分散體并根據(jù)下列配方，制備顏料濃度被調(diào)節(jié)至5wt％的墨水。
顏料分散體 43wt％溶劑(Sakamoto YakuhinSR-NPG) 6wt％溶劑(Towa GoseiOXT 221)43wt％敏化劑(Kawasaki KaseiUVS1331) 2wt％聚合引發(fā)劑(Daicel KagakuUvacure1591) 6wt％第二樹脂分散劑(Ajinomoto FinetechnoPB711)顏料的0-55wt％在將這些材料混合之前，首先在分散體中加入溶劑和敏化劑，然后將所得混合物在混合機(jī)中攪拌2小時(shí)。在敏化劑完全溶于其中后，在混合物中加入第二樹脂分散劑，此后立即在所得混合物中加入聚合引發(fā)劑并攪拌。使用1μm膜濾器對(duì)所得混合物進(jìn)行過濾以制造噴墨墨水。通過不同地改變第二樹脂分散劑的混合量，制備多種噴墨墨水。將由此獲得的墨水在規(guī)定條件下儲(chǔ)存，以測(cè)量這些墨水的ζ-電勢(shì)、HPPS平均粒徑和粘度，由此評(píng)測(cè)其儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
第二樹脂分散劑的混合量與ζ-電勢(shì)之間的關(guān)系顯示在圖13中。圖13顯示可以通過添加第二樹脂分散劑來調(diào)節(jié)ζ-電勢(shì)。
第二樹脂分散劑的混合量與HPPS平均粒徑之間的關(guān)系顯示在圖14中。圖15顯示了第二樹脂分散劑的混合量與粘度之間的關(guān)系。當(dāng)?shù)诙渲稚┑幕旌狭勘幌薅ㄔ?至7wt％時(shí)，在65℃下儲(chǔ)存之后，平均粒徑和粘度二者均急劇增加，由此表明極差的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。從圖13中看出，在這種情況下ζ-電勢(shì)為-18mV至-15mV。當(dāng)?shù)诙渲稚┑幕旌狭吭O(shè)定為15wt％并且將ζ-電勢(shì)控制在-8mV時(shí)，平均粒徑和粘度二者均或多或少地增加，但是增量被認(rèn)為是可以接受的。當(dāng)以35wt％或更高的量添加第二樹脂分散劑時(shí)，其可以使平均粒徑和粘度穩(wěn)定。在這種情況下ζ-電勢(shì)為0mV或更高。此外，在65℃下儲(chǔ)存之后ζ-電勢(shì)也是0mV或更高。
(實(shí)施例5)根據(jù)如實(shí)施例3所述的相同程序制備四種青色墨水，只是改變第二樹脂分散劑的種類。順便提及，第二樹脂分散劑的混合量設(shè)定為35wt％。將由此獲得的墨水在65℃的溫度下儲(chǔ)存10天，以測(cè)定ζ-電勢(shì)和粒徑增加率。結(jié)果概括在下表1中。
表1

順便提及，在此處使用的第二樹脂分散劑中，PLAAD-ED221是聚合物分散劑(Kusumoto Kasei Co.，Ltd.)。PB821和PB822分別是聚合物分散劑(Ajinomoto Finetechno Co.，Ltd.)。
從表1的結(jié)果看出，每種分散劑均程度不同地有效，PB711(Ajinomoto Finetechno Co.，Ltd.)最為有效。
(實(shí)施例6)根據(jù)如實(shí)施例3所述的相同程序制備青色墨水，只是不添加聚合引發(fā)劑。第二樹脂分散劑的混合量設(shè)定為35wt％。當(dāng)由此獲得的墨水在65℃的溫度下儲(chǔ)存24小時(shí)時(shí)，分散體硬化成凝膠狀。當(dāng)將墨水在常溫下儲(chǔ)存一周后以5wt％的量在墨水中加入聚合引發(fā)劑時(shí)，粒徑的升高率為1.6倍或更高。
(實(shí)施例7)根據(jù)下列配方制備白色顏料分散體。
白色顏料(Ishihara Sangyo Co.，Ltd.氧化鈦) 40wt％第一樹脂分散劑(Avecia·Solsperse 21000) 4wt％
分散劑(Sakamoto YakuhinSR-NPG) 56wt％使用超聲波均化器(Nippon Seiki Co.，Ltd.US-300T，20kHz，300W)，將這些原材料分散處理20分鐘以制備顏料分散體。使用該顏料分散體并根據(jù)下列配方，制備顏料濃度被調(diào)節(jié)至28wt％的墨水。
顏料分散體46wt％溶劑(Sakamoto YakuhinSR-NPG)8wt％溶劑(Towa GoseiOXT 221) 34wt％敏化劑(Kawasaki KaseiUVS1331) 2wt％聚合引發(fā)劑(Daicel KagakuUvacure1591)5wt％第二樹脂分散劑(Ajinomoto FinetechnoPB711) 顏料的0-40wt％在將這些材料混合之前，首先在分散體中加入溶劑和敏化劑，然后將所得混合物在混合機(jī)中攪拌2小時(shí)。在敏化劑完全溶于其中后，在混合物中加入第二樹脂分散劑，此后立即在所得混合物中加入聚合引發(fā)劑并攪拌。使用1μm膜濾器對(duì)所得混合物進(jìn)行過濾以制造噴墨墨水。通過不同地改變第二樹脂分散劑的混合量，制備多種噴墨墨水。將由此獲得的墨水在規(guī)定條件下儲(chǔ)存，以測(cè)量這些墨水的ζ-電勢(shì)、HPPS平均粒徑和粘度，由此評(píng)測(cè)其儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
第二樹脂分散劑的混合量與ζ-電勢(shì)之間的關(guān)系顯示在圖16中。圖16顯示可以通過添加第二樹脂分散劑來調(diào)節(jié)ζ-電勢(shì)。
第二樹脂分散劑的混合量與HPPS平均粒徑之間的關(guān)系顯示在圖17中。圖18顯示了第二樹脂分散劑的混合量與粘度之間的關(guān)系。當(dāng)?shù)诙渲稚┑幕旌狭勘幌薅ㄔ?至10wt％時(shí)，在65℃下儲(chǔ)存之后，平均粒徑和粘度二者均急劇增加，由此表明極差的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。從圖16中看出，在這種情況下ζ-電勢(shì)為-4mV至36mV。當(dāng)以20wt％或更高的量添加第二樹脂分散劑時(shí)，其可以使平均粒徑和粘度穩(wěn)定。在這種情況下ζ-電勢(shì)為+50mV或更高。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，可以提供一種噴墨墨水，在該墨水中顏料離子可以極好地分散，并且該墨水適合用作按需印刷用的紫外線固化型噴墨墨水。
本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到其它優(yōu)點(diǎn)和修改。因此，本發(fā)明在較廣的方面并不限于此處所表示和描述的具體細(xì)節(jié)和代表性的實(shí)施方式。因此，可以在不脫離所附權(quán)利要求及其同等物所界定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種噴墨墨水，其特征在于包括含有有機(jī)分散劑、平均粒徑不超過200nm的黑色顏料和樹脂分散劑的顏料分散體，所述的有機(jī)分散劑是由至少一種可聚合化合物形成的，并且所述的黑色顏料含量為有機(jī)分散劑的2至30wt％；和一種離子化合物；其中所述黑色顏料對(duì)所述有機(jī)分散劑的至少一種可聚合化合物的ζ-電勢(shì)被限定在-10mV至+100mV的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的噴墨墨水，其特征在于所述黑色顏料的ζ-電勢(shì)是正值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的噴墨墨水，其特征在于所述的樹脂分散劑是由至少兩種分散劑構(gòu)成的，其中一種分散劑是由含有堿性末端的樹脂聚合物分散劑形成的，并且其加入量為顏料的2至60wt％，所述的樹脂聚合物分散劑具有5至200mgKOH/g的胺值，并且其數(shù)均分子量為1,000至100,000。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的噴墨墨水，其特征在于所述的有機(jī)分散劑包括至少一種可光-陽離子聚合的化合物，并且在25℃下粘度不超過30mPa·s，并且所述的離子化合物是光-陽離子聚合引發(fā)劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的噴墨墨水，其特征在于所述的可光-陽離子聚合的化合物是由選自二氧化苧烯、新戊二醇縮水甘油醚、[1-乙基(3-氧雜環(huán)丁基)]甲基醚和含有包括乙烯基醚結(jié)構(gòu)的取代基的環(huán)醚化合物中的至少一種形成的。
6.一種噴墨墨水，其特征在于包括含有有機(jī)分散劑、平均粒徑不超過200nm的青色顏料和樹脂分散劑的顏料分散體，所述的有機(jī)分散劑是由至少一種可聚合化合物形成的，所述的青色顏料含量為有機(jī)分散劑的2至30wt％；和一種離子化合物；其中所述青色顏料對(duì)所述有機(jī)分散劑的至少一種可聚合化合物的ζ-電勢(shì)被限定在+30mV至+100mV的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的噴墨墨水，其特征在于所述青色顏料的ζ-電勢(shì)是正值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的噴墨墨水，其特征在于所述的樹脂分散劑是由至少兩種分散劑構(gòu)成的，其中一種分散劑是由含有堿性末端的樹脂聚合物分散劑形成的，并且加入量為顏料的2至60wt％，所述的樹脂聚合物分散劑具有5至200mgKOH/g的胺值，并且其數(shù)均分子量為1,000至100,000。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的噴墨墨水，其特征在于所述的有機(jī)分散劑包括至少一種可光-陽離子聚合的化合物，并且在25℃下粘度不超過30mPa·s，并且所述的離子化合物是光-陽離子聚合引發(fā)劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的噴墨墨水，其特征在于所述的可光-陽離子聚合的化合物是由選自二氧化苧烯、新戊二醇縮水甘油醚、[1-乙基(3-氧雜環(huán)丁基)]甲基醚和含有包括乙烯基醚結(jié)構(gòu)的取代基的環(huán)醚化合物中的至少一種形成的。
11.一種噴墨墨水，其特征在于包括含有有機(jī)分散劑、平均粒徑不超過200nm的黃色顏料和樹脂分散劑的顏料分散體，所述的有機(jī)分散劑是由至少一種可聚合化合物形成的，并且所述的黃色顏料含量為有機(jī)分散劑的2至30wt％；和一種離子化合物；其中所述黃色顏料對(duì)所述有機(jī)分散劑的至少一種可聚合化合物的ζ-電勢(shì)被限定在-15mV至+100mV的范圍內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的噴墨墨水，其特征在于所述黃色顏料的ζ-電勢(shì)是正值。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的噴墨墨水，其特征在于所述的樹脂分散劑是由至少兩種分散劑構(gòu)成的，其中一種分散劑是由含有堿性末端的樹脂聚合物分散劑形成的，并且其加入量為顏料的2至60wt％，所述的樹脂聚合物分散劑具有5至200mgKOH/g的胺值，并且其數(shù)均分子量為1,000至100,000。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的噴墨墨水，其特征在于所述的有機(jī)分散劑包括至少一種可光-陽離子聚合的化合物，并且在25℃下粘度不超過30mPa·s，并且所述的離子化合物是光-陽離子聚合引發(fā)劑。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的噴墨墨水，其特征在于所述的可光-陽離子聚合的化合物是由選自二氧化苧烯、新戊二醇縮水甘油醚、[1-乙基(3-氧雜環(huán)丁基)]甲基醚和含有包括乙烯基醚結(jié)構(gòu)的取代基的環(huán)醚化合物中的至少一種形成的。
16.一種噴墨墨水，其特征在于包括含有有機(jī)分散劑、平均粒徑不超過300nm的白色顏料和樹脂分散劑的顏料分散體，所述的有機(jī)分散劑是由至少一種可聚合化合物形成的，并且所述的白色顏料含量為有機(jī)分散劑的2至50wt％；和一種離子化合物；其中所述白色顏料對(duì)所述有機(jī)分散劑的至少一種可聚合化合物的ζ-電勢(shì)被限定在+40mV至+100mV的范圍內(nèi)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的噴墨墨水，其特征在于所述白色顏料的ζ-電勢(shì)是正值。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的噴墨墨水，其特征在于所述的樹脂分散劑是由至少兩種分散劑構(gòu)成的，其中一種分散劑是由含有堿性末端的樹脂聚合物分散劑形成的，并且其加入量為顏料的2至60wt％，所述的樹脂聚合物分散劑具有5至200mgKOH/g的胺值，并且其數(shù)均分子量為1,000至100,000。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的噴墨墨水，其特征在于所述的有機(jī)分散劑包括至少一種可光-陽離子聚合的化合物，并且在25℃下粘度不超過30mPa·s，并且所述的離子化合物是光-陽離子聚合引發(fā)劑。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的噴墨墨水，其特征在于所述的可光-陽離子聚合的化合物是由選自二氧化苧烯、新戊二醇縮水甘油醚、[1-乙基(3-氧雜環(huán)丁基)]甲基醚和含有包括乙烯基醚結(jié)構(gòu)的取代基的環(huán)醚化合物中的至少一種形成的。
全文摘要
提供了一種噴墨墨水，其包括含有有機(jī)分散劑、平均粒徑不超過200nm的黑色顏料和樹脂分散劑的顏料分散體，有機(jī)分散劑是由至少一種可聚合化合物形成的，且其中黑色顏料的含量為有機(jī)分散劑的2至30wt％；和一種離子化合物。黑色顏料對(duì)有機(jī)分散劑的至少一種可聚合化合物的ζ－電勢(shì)被限定在－10mV至+100mV的范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)B41J2/01GK1824713SQ200610057
公開日2006年8月30日 申請(qǐng)日期2006年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月24日
發(fā)明者石橋充, 后河內(nèi)透, 清本博史, 秋山良造, 大津和彥, 川上由紀(jì)子, 廣木正士 申請(qǐng)人:東芝泰格有限公司