專利名稱：油墨組合物、使用它的記錄法及記錄圖像、油墨組和噴墨頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在噴墨記錄方法中適用的油墨組合物，采用該油墨組合物的記錄方法及記錄圖像，及油墨組(ink set)和噴墨頭(ink head)。
背景技術：
噴墨記錄方法是一種通過動能或熱能，使油墨組合物(下面也簡單地稱作“油墨”)液滴釋放并飛出，并使這樣的液滴附著在如紙等記錄材料上記錄圖像的方法。
此前，在噴墨記錄法(下面也稱作“噴墨用油墨”)中使用的油墨特性，可用表面張力或粘度之類的物理性質表示。人們曾試圖通過限定這些物理性質調節(jié)油墨的干燥性能或改進形成的圖像質量。
例如，有人提出這樣一種噴墨記錄方法，它通過包括表面張力作為參數(shù)的韋伯數(shù)，和包括粘度作為參數(shù)的雷諾數(shù)的乘積限定油墨液滴。讓韋伯數(shù)和雷諾數(shù)的乘積保持在一定范圍內，可實現(xiàn)高質量的圖像(參看日本已審查專利公告JP-B2 2968010)。還提出一種使用表面張力特定范圍油墨的噴墨記錄方法(參看日本已審查專利公告JP-B2 63-65034(1988))。
在JP-B2 2968010和JP-B2 63-65034所述技術中使用的表面張力，均是液體表面達到平衡狀態(tài)時的表面張力，即靜態(tài)表面張力。通常用作噴墨用油墨特性指數(shù)的表面張力也是靜態(tài)表面張力(例如Akio Kinoshita等人，“Tokushu Kinou Inki no Jissai Gijutu(具有特殊功能的油墨實用技術)”，普及版第1版，CMC Co.，1999年11月15日，第6～7頁)。按照這樣的方式，多數(shù)用表面張力中的靜態(tài)表面張力表示噴墨油墨的特性。
但是，僅僅用靜態(tài)表面張力還難以充分表示油墨的特性。
在用噴墨記錄方法記錄圖像的噴墨記錄設備中，油墨充滿噴墨頭的墨盒，油墨微滴以連續(xù)的方式從墨盒前端排出口排放，附著在記錄材料上，從而記錄圖像。當油墨連續(xù)排出時，與油墨微滴排出的同時，在排出口形成油墨的新生表面，即新的彎液面，并且，例如在排出口開始形成新產(chǎn)生表面時，在即將排出前、排出瞬間、飛出時、在油墨微滴落在記錄材料的瞬間，油墨微滴在紙等記錄材料中滲透等，油墨的表面張力不同。例如，排出口開始形成新生表面或油墨微滴滲透至紙等記錄材料過程中，這樣的緩慢移動狀態(tài)的表面張力，與排出時快速移動狀態(tài)的表面張力之間，時時都在改變。這里，緩慢移動狀態(tài)可以看作是靜止狀態(tài)，并且認為表面張力時時都從靜止狀態(tài)向動態(tài)改變。因此，為了充分表示噴墨用油墨的特性，有必要考慮動態(tài)表面張力，它是液體表面達到平衡態(tài)過程中的表面張力。
在各種參考文獻中都描述過動態(tài)表面張力的重要性。例如，Schwartz，J.對含水涂料靜態(tài)表面張力和動態(tài)表面張力進行了評價，指出動態(tài)表面張力是含水涂料形成涂層膜的重要因素，低動態(tài)表面張力可有效形成均勻優(yōu)良的涂層膜(參看“低動態(tài)表面張力在含水涂料中的重要性”)。
Medina，S.W.和Sutovich，M.N.對動態(tài)表面張力在高速打印中的重要性加以論述，提出靜態(tài)表面張力為液體表面達到平衡狀態(tài)時的表面張力，是有效表示油墨緩慢移動狀態(tài)時性能(如油墨微滴穿透紙等)的一個指數(shù)，但不是有效表示油墨快速移動狀態(tài)時性能(例如高速打印時)的一個指數(shù)。另一方面，他們提出動態(tài)表面張力是表示油墨中含有的表面活性劑向排出口連續(xù)產(chǎn)生新的油墨表面，或者向連續(xù)附著到記錄材料上的油墨微滴與記錄材料之間的界面的遷移能力的指標。即，表面活性劑因在油墨新形成表面上，或在油墨微滴與記錄材料之間的界面上被吸附而降低其表面張力，因此，向油墨新形成表面或向油墨微滴與記錄材料之間界面的遷移能力越高，快速移動狀態(tài)時油墨表面張力降低效果就越高，從而，油墨動態(tài)表面張力降低(參看“表面活性劑用于配制VOC Comoliant水基油墨”)。
還提出了一種適于噴墨記錄方法的油墨組合物，和一種利用該油墨組合物的記錄方法，該組合物的動態(tài)表面張力與粘度之間有一種確定的關系。該技術表明，在油墨組合物滿足[壽命0毫秒時的動態(tài)表面張力(dyne/cm)]+[粘度(cP)]＝42～49條件的范圍內，可獲得令人滿意的打印特性(參看日本已審查專利公告JP-B2 2516218)。
但是，在JP-B2 2516218號記載的技術中，用動態(tài)表面張力加粘度值的條件方程式，確定了動態(tài)表面張力，但由于動態(tài)表面張力和粘度值的單位不同，即量綱不同，所以，這樣的條件方程式值是毫無意義的。
該技術還表明，表面活性劑并不有助于動態(tài)表面張力的降低。但是，已知表面活性劑通常明顯有助于噴墨用油墨在墨盒內壁上的濕潤性或油墨在記錄材料上的性能，它不僅是油墨的主要成分，而且是控制動態(tài)表面張力的重要因素。例如，Schwartz，J.在前述“含水涂料中低動態(tài)表面張力的重要性”一文中，用某些表面活性劑改變靜態(tài)表面張力和動態(tài)表面張力，評定了它們對涂布膜形成的影響，指出動態(tài)表面張力的降低可有效降低涂布膜的收縮、涂膜孔洞的發(fā)生和其中截留的氣泡。
另外，該技術僅僅確定了動態(tài)表面張力，但沒有確定靜態(tài)表面張力。如上所述，在噴墨記錄方法中，油墨的表面張力時刻都在從動態(tài)向靜態(tài)改變，因此，需要充分代表噴墨用油墨的動態(tài)表面張力和靜態(tài)表面張力。
此外，該技術僅僅確定了快速移動狀態(tài)的動態(tài)表面張力，特別是0毫秒的動態(tài)表面張力，但沒有確定緩慢移動狀態(tài)的動態(tài)表面張力。如上所述，在噴墨記錄方法中，油墨的表面張力時常在緩慢移動狀態(tài)的表面張力與快速移動狀態(tài)的表面張力之間變化，所以，快速移動狀態(tài)的動態(tài)表面張力和緩慢移動狀態(tài)的動態(tài)表面張力兩者對于充分顯示噴墨用油墨的特性都是重要的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的是通過確定動態(tài)表面張力與靜態(tài)表面張力之間的關系，在用于噴墨記錄方法時提供一種具有優(yōu)良排出穩(wěn)定性的并提供高質量記錄圖像的組合物，使用該油墨組合物的記錄方法和記錄圖像，及油墨組(ink set)和噴墨頭(ink head)。
本發(fā)明的另一個目的是通過確定快速移動狀態(tài)的動態(tài)表面張力與緩慢移動狀態(tài)的動態(tài)表面張力之間的關系，在噴墨記錄方法中使用時提供一種具有優(yōu)良排出穩(wěn)定性的并提供高質量記錄圖像的油墨組合物，采用該組合物的記錄方法和記錄圖像，及油墨組和噴墨頭。
本發(fā)明提供一種油墨組合物，它至少含有一種著色劑和介質，其在溫度24～26℃下采用最大氣泡壓力法(maximum bubble pressure method)測定的動態(tài)表面張力和在溫度24～26℃下測定的靜態(tài)表面張力，滿足下式(1)的關系0≤[動態(tài)表面張力(mN/m)]-[靜態(tài)表面張力(mN/m)]≤7(mN/m)(1)根據(jù)本發(fā)明，把油墨組合物設計在溫度范圍為24～26℃下測定的動態(tài)表面張力與靜態(tài)表面張力之差保持在一定范圍內。在采用該噴墨記錄方法記錄圖像的噴墨記錄裝置中，在油墨組合物液滴連續(xù)排出時，在噴墨頭中墨盒前端設置的排出口，連續(xù)產(chǎn)生新的油墨組合物表面，從而油墨組合物移動是快速的，并且動態(tài)表面張力具有較大的影響。另一方面，在墨盒(inkchamber)中，油墨組合物排出后，可通過毛細管作用從油墨槽中補充減少的油墨組合物，其補充體積相應于因排出而減少的體積，因此油墨組合物移動緩慢，可以看成靜態(tài)，從而靜態(tài)表面張力具有很大的影響。即，由于動態(tài)表面張力和靜態(tài)表面張力都在排出時施加影響，所以，必需考慮動態(tài)表面張力與靜態(tài)表面張力的平衡，以便實現(xiàn)油墨組合物液滴的穩(wěn)定排出。另外，在通過油墨組合物液滴附著在記錄材料上而記錄圖像時，該油墨組合物還顯示，液滴落在記錄材料上時快速移動，但之后逐漸變慢，并且當記錄材料是吸收性材料時，油墨組合物滲透到記錄材料中。即，表面張力可從動態(tài)變?yōu)殪o態(tài)，并且如果動態(tài)表面張力與靜態(tài)表面張力的差較大，在記錄材料上的油墨組合物干燥需要很長的時間，從而產(chǎn)生污跡(blotting)。因此，如上所述，將動態(tài)表面張力與靜態(tài)表面張力之差保持在一定范圍內，如果使用噴墨記錄方法，可獲得一種油墨組合物，該組合物顯示出優(yōu)質的排出穩(wěn)定性和在記錄材料上抑制產(chǎn)生印跡，并提供高質量的記錄圖像。
另外，在本發(fā)明中，測定動態(tài)表面張力的氣泡頻率優(yōu)選是0.5～35Hz。
根據(jù)本發(fā)明，油墨組合物設計成氣泡頻率0.5～35Hz測定的動態(tài)表面張力與靜態(tài)表面張力之差是在一定范圍內。借此，可得到一種油墨組合物，在噴墨記錄方法中使用該組合物時，它顯示優(yōu)良的排出穩(wěn)定性并能抑制在記錄材料上產(chǎn)生印跡，從而可得到高質量的記錄圖像。
此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的靜態(tài)表面張力為20～50mN/m。
根據(jù)本發(fā)明，靜態(tài)表面張力是20～50mN/m。靜態(tài)表面張力小于20mN/m會導致過高的滲透性，從而油墨組合物在吸收性記錄材料上橫向擴散，形成的圖像輪廓顯得不清楚。另外，靜態(tài)表面張力超過50mN/m還會減少在記錄材料上的滲透性，從而降低干燥性。此外，該油墨組合物還顯示在墨盒內壁上的濕潤性降低，阻礙往油墨組合物向墨盒的供應，從而油墨組合物不能平穩(wěn)地充滿墨盒，不能穩(wěn)定地以液滴狀排出。因此，如上所述，將靜態(tài)表面張力保持在20～50mN/m，并使測定的動態(tài)表面張力與靜態(tài)表面張力之差保持在一定范圍內，可以得到一種油墨組合物，如果在噴墨記錄方法使用該組合物時，它顯示了優(yōu)良的排出穩(wěn)定性，并能抑制在記錄材料上產(chǎn)生印跡，從而得到高質量的記錄圖像。
此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是油墨組合物中包括水作為介質。
根據(jù)本發(fā)明，由于油墨組合物中含有作為介質的水，有可能抑制在記錄材料上產(chǎn)生印跡，改進干燥性能。
此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是油墨組合物還包括表面活性劑。
根據(jù)本發(fā)明，由于油墨組合物還含有表面活性劑，所以，很容易地控制動態(tài)表面張力和靜態(tài)表面張力。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的介質是包括乙二醇醚類(glycol ether)和/或多元醇類。
根據(jù)本發(fā)明，由于介質含有包括低蒸汽壓的乙二醇醚類和/或多元醇類，所以，可得到潤濕效果，從而改進排出穩(wěn)定性。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的著色劑包括染料。
根據(jù)本發(fā)明，由于著色劑包括染料，所以，可抑制排出口堵塞，從而改進排出穩(wěn)定性。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的著色劑包括顏料。
根據(jù)本發(fā)明，由于著色劑包括顏料，所以，有可能得到具有優(yōu)良的耐光性和抗水性的記錄圖像。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的著色劑包括具有親水基團的顏料。
根據(jù)本發(fā)明，由于著色劑包括具有親水基團的顏料，所以，可得到具有優(yōu)良耐光性和抗水性的記錄圖像。還有，由于顏料具有親水基團，所以，在含水油墨組合物中可呈穩(wěn)定分散狀態(tài)存在。因此，能抑制產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，可以得到一種能獲得具有優(yōu)質耐光性和抗水性的記錄圖像的油墨組合物，還不會降低排出穩(wěn)定性。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的表面活性劑包括非離子表面活性劑。
根據(jù)本發(fā)明，由于表面活性劑包括不易受到共存電解質影響的非離子表面活性劑，所以，動態(tài)表面張力與靜態(tài)表面張力之差可保持在一定范圍內，而不管油墨組合物中是否添加了電解質。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是含有臨界膠束濃度以上的表面活性劑。
根據(jù)本發(fā)明，所述表面活性劑的濃度為臨界膠束濃度或高于臨界膠束濃度。含有表面活性劑的溶液的表面張力隨著表面活性劑增加到臨界膠束濃度而降低，但在臨界膠束濃度或高于臨界膠束濃度則基本上保持不變。因此，如上所述，由于存在臨界膠束濃度或高于臨界膠束濃度的表面活性劑，有可能充分利用表面活性劑的作用，并通過表面活性劑控制動態(tài)表面張力和靜態(tài)表面張力值基本上保持不變，從而可得到具有均勻性質的油墨組合物。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，顏料包括C.I.顏料藍15:3和C.I.顏料藍15:4中的至少一種。
根據(jù)本發(fā)明，由于所述顏料包括C.I.顏料藍15:3和C.I.顏料藍15:4中的至少一種，所以，可得到一種能夠得到青色(cyan)發(fā)色性優(yōu)良的記錄圖像的油墨組合物。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，顏料包括至少一種選自C.I.顏料紅122、C.I.顏料紅209和C.I.顏料紫19的顏料。
根據(jù)本發(fā)明，由于顏料包括至少一種選自C.I.顏料紅122、C.I.顏料紅209和C.I.顏料紫19的顏料，所以，可得到一種能夠生成優(yōu)質品紅色記錄圖像的油墨組合物。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，顏料包括至少一種選自C.I.顏料黃74、C.I顏料黃138、C.I顏料黃150和C.I.顏料黃180的顏料。
根據(jù)本發(fā)明，由于顏料包括至少一種選自C.I.顏料黃74、C.I.顏料黃138、C.I.顏料黃150和C.I.顏料黃180的顏料，所以，可得到一種能夠生成優(yōu)質黃色記錄圖像的油墨組合物。
本發(fā)明還提供一種記錄方法，該方法是通過把油墨組合物附著在記錄材料上記錄圖像的記錄方法，其中所述油墨組合物是采用上述本發(fā)明的油墨組合物中的任一種。
根據(jù)本發(fā)明，通過使油墨組合物附著在記錄材料上記錄圖像的記錄方法中，利用了任何一種上述本發(fā)明的油墨組合物，從而能提供穩(wěn)定的高質量記錄圖像。
本發(fā)明還提供一種用于記錄圖像的記錄方法，該方法包含向油墨組合物加壓，使油墨組合物液滴排出，使液滴附著在記錄材料上，其中，油墨組合物是采用上述本發(fā)明的任何一種油墨組合物。
根據(jù)本發(fā)明，由于是向油墨組合物加壓，使油墨組合物液滴排出，液滴附著在記錄材料上記錄圖像的記錄方法，即，在噴墨記錄方法中，采用任何一種上述本發(fā)明的油墨組合物，從而能穩(wěn)定排出并提供穩(wěn)定的高質量記錄圖像。
另外，在本發(fā)明中，所述油墨組合物采用至少一種下列油墨組合物其中顏料包括C.I.顏料藍15:3和C.I.顏料藍15:4中至少一種的油墨組合物；其中顏料包括選自C.I.顏料紅122、C.I.顏料紅209和C.I.顏料紫19中至少一種顏料的油墨組合物，和其中顏料包括選自C.I.顏料黃74、C.I顏料黃138、C.I.顏料黃150和C.I.顏料黃180中至少一種顏料的油墨組合物。
根據(jù)本發(fā)明，由于油墨組合物使用了至少一種能得到青色發(fā)色性優(yōu)良的記錄圖像的油墨組合物，一種能得到品紅色發(fā)色性優(yōu)良的記錄圖像的油墨組合物和一種能得到黃色發(fā)色性優(yōu)良的記錄圖像的油墨組合物，所以，通過將上述三種油墨組合物疊加，可實現(xiàn)高密度黑色的記錄圖像。
本發(fā)明還提供一種采用上述記錄方法記錄的記錄圖像。
根據(jù)本發(fā)明，由于采用該記錄方法對圖像進行記錄，可以獲得高質量的記錄圖像。
本發(fā)明還提供一種油墨組(ink set)，它包括一種油墨組合物，其中顏料包括C.I顏料藍15:3和C.I.顏料藍15:4中的至少一種顏料；一種油墨組合物，其中顏料包括至少一種選自C.I.顏料紅122、C.I.顏料紅209和C.I.顏料紫19的顏料；和一種油墨組合物，其中顏料包括至少一種選自C.I.顏料黃74、C.I.顏料黃138、C.I.顏料黃150和C.I.顏料黃180的顏料。
根據(jù)本發(fā)明，由于油墨組包括一種能得到青色發(fā)色性優(yōu)良的記錄圖像的油墨組合物；一種品紅色發(fā)色性優(yōu)良的記錄圖像的油墨組合物和一種黃色發(fā)色性優(yōu)良的記錄圖像的油墨組合物，所以，通過將上述三種油墨組合物疊加，可實現(xiàn)高密度的黑色記錄圖像。
本發(fā)明還提供一種噴墨頭(ink head)，包括儲存上述任何一種本發(fā)明油墨組合物的油墨槽(ink tank)；墨盒(ink chamber)，有一個用于排出油墨組合物液滴的排出口和接收來自油墨槽的油墨組合物；隨施加電壓而產(chǎn)生形變的壓電元件，它配備在至少一部分墨盒中，從而對墨盒中所含的油墨組合物施加壓力；和向壓電元件施加電壓的電極。
根據(jù)本發(fā)明，噴墨頭通過油墨槽儲存本發(fā)明的任何油墨組合物；用墨盒盛放油墨槽提供的油墨組合物，該墨盒有排出油墨組合物液滴的排出口；用電極向壓電元件施加電壓；和使用隨施加電壓而產(chǎn)生應變的壓電元件對墨盒中所含的油墨組合物施加壓力，該壓電元件配備在至少一部分墨盒中。因此，可以獲得一種壓電式噴墨頭，這種噴墨頭能夠相應對壓電元件施加的電壓，從排出口排出油墨組合物液滴。還有，由于油墨槽儲存了本發(fā)明的任何一種油墨組合物，因此，油墨組合物液滴可以穩(wěn)定地從排出口排出。如采用這樣的噴墨頭，可以實現(xiàn)具有高可靠性的壓電式噴墨記錄裝置。
本發(fā)明還提供一種噴墨頭，包括儲存上述本發(fā)明任何一種油墨組合物的油墨槽；墨盒，它有排出油墨組合物液滴的排出口，并接收來自油墨槽的油墨組合物；配備在至少一部分墨盒中的發(fā)熱元件(heat generating member)，該元件適于加熱墨盒中的油墨組合物，在其中產(chǎn)生氣泡，從而向油墨組合物施加壓力；和為向發(fā)熱元件施加電壓而配備的電極。
根據(jù)本發(fā)明，噴墨頭通過油墨槽儲存本發(fā)明的任何一種油墨組合物；墨盒裝有來自于油墨槽的油墨組合物，墨盒有排出油墨組合物液滴的排出口；用電極向發(fā)熱元件施加電壓；并使用配備在至少一部分墨盒中的發(fā)熱元件加熱墨盒中的油墨組合物，產(chǎn)生氣泡，從而向油墨組合物施加壓力。因此，可以獲得一種熱噴墨式噴墨頭，它能響應對發(fā)熱元件施加的電壓，從排出口排出油墨組合物液滴。還有，由于油墨槽儲存了本發(fā)明的任何一種油墨組合物，油墨組合物液滴可以穩(wěn)定地從排出口排出。這樣的噴墨頭可以實現(xiàn)具有高可靠性的熱噴墨式噴墨記錄裝置。
本發(fā)明還提供一種油墨組合物液滴通過壓電式噴墨頭排出，附著在記錄材料上進行記錄的記錄圖像。
根據(jù)本發(fā)明，由于記錄圖像是油墨組合物液滴被壓電式噴墨頭排出，附著在記錄材料上形成的，該噴墨頭能如上所述穩(wěn)定地排出油墨組合物液滴，因此，可穩(wěn)定地獲得高質量的記錄圖像。
本發(fā)明還提供一種油墨組合物液滴通過熱噴墨式噴墨頭排出，附著在記錄材料上進行記錄的記錄圖像。
根據(jù)本發(fā)明，由于記錄圖像是油墨組合物液滴經(jīng)熱噴墨式噴墨頭排出，附著在記錄材料形成的，該噴墨頭能如上所述穩(wěn)定地排出油墨組合物液滴，因此可穩(wěn)定地獲得高質量的記錄圖像。
本發(fā)明提供一種油墨組合物，它至少含有一種著色劑和介質，其中在溫度24～26℃下采用最大氣泡壓力法測定的動態(tài)表面張力中，氣泡頻率為10Hz時的動態(tài)表面張力(σ10)與氣泡頻率為1Hz時的動態(tài)表面張力(σ1)之差d(＝σ10-σ1)滿足下式(2)0mN/m≤d≤7mN/m (2)根據(jù)本發(fā)明，油墨組合物設計成在溫度24～26℃下用最大氣泡壓力法測定的動態(tài)表面張力中，氣泡頻率為10Hz時的動態(tài)表面張力(σ10)和氣泡頻率為1Hz時的動態(tài)表面張力(σ1)之差d(＝σ10-σ1)在一定范圍內。在用噴墨記錄方法記錄圖像的噴墨記錄裝置中，在油墨組合物液滴連續(xù)排出時，在噴墨頭中的墨盒前端排出口連續(xù)產(chǎn)生油墨組合物的新表面，從而油墨組合物快速移動，并且對約10Hz的高頻率動態(tài)表面張力有大的影響，這種動態(tài)表面張力相應于快速移動狀態(tài)的動態(tài)表面張力。另一方面，在墨盒中，排出油墨組合物之后，通過毛細管作用從油墨槽中補充油墨組合物，其體積相應于排出所減少的量，因此油墨組合物緩慢移動，對約1Hz的低頻率動態(tài)表面張力有大的影響，該動態(tài)表面張力相應于緩慢移動狀態(tài)的動態(tài)表面張力。即，在排出時，由于高頻率的動態(tài)表面張力和低頻率的動態(tài)表面張力兩者的影響，所以，為了實現(xiàn)油墨組合物液滴的穩(wěn)定排出，必須考慮高頻率的動態(tài)表面張力與低頻率的動態(tài)表面張力的平衡。還有，在液滴附著在記錄材料上而記錄圖像時，該油墨組合物顯示了液滴落在記錄材料瞬間的快速移動，但之后逐漸變慢，當記錄材料是吸收性記錄材料時，油墨組合物慢慢滲透到記錄材料中。即，油墨組合物的動態(tài)表面張力，從快速移動狀態(tài)的動態(tài)表面張力變成緩慢移動狀態(tài)的動態(tài)表面張力，并且當高頻率的動態(tài)表面張力與低頻率的動態(tài)表面張力之差大時，記錄材料上的油墨組合物干燥需要較長的時間，從而產(chǎn)生印跡。過量滲透還會造成背面滲墨(rearpenetration)。因此，如上所述，將氣泡頻率為10Hz的動態(tài)表面張力(σ10)與氣泡頻率為1Hz的動態(tài)表面張力(σ1)之差d(＝σ10-σ1)設計在上述一定范圍內，借此，在噴墨記錄法中使用油墨組合物時，可能獲得排出穩(wěn)定性優(yōu)良的，并且能夠抑制記錄材料上的印跡，從而提供高質量的記錄圖像。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，氣泡頻率為10Hz時的動態(tài)表面張力(σ10)與氣泡頻率為1Hz時的動態(tài)表面張力(σ1)在20～70mN/m范圍內。
根據(jù)本發(fā)明，氣泡頻率為10Hz時的動態(tài)表面張力(σ10)和氣泡頻率為1Hz時的動態(tài)表面張力(σ1)在20～70mN/m范圍內。當σ10和σ1小于20mN/m時，對吸收性記錄材料的滲透性變得過高，從而附著到吸收性記錄材料上的油墨組合物從落點擴散到周圍區(qū)域，從而形成的圖像輪廓不清晰。當σ10和σ1超過70mN/m時，吸收性記錄材料的滲透力變得過低，從而在吸收性記錄材料上的干燥性降低。該油墨組合物還顯示了與墨盒內壁的潤濕性變差，阻礙了油墨組合物對墨盒的供給，從而油墨組合物難以平穩(wěn)地填充墨盒，并且，不能以液滴狀穩(wěn)定排出。另外，在墨盒前端的排出口難以形成具有期望形狀的油墨組合物的新產(chǎn)生表面，即難以控制彎液面，所以，不可能高速連續(xù)地排出油墨組合物液滴。因此，使氣泡頻率為10Hz時的動態(tài)表面張力(σ10)與氣泡頻率為1Hz時的動態(tài)表面張力(σ1)設計在20～70mN/m，并且σ10和σ1之差d(＝σ10-σ1)在上述的一定范圍內，在噴墨記錄法中使用該油墨組合物時，可以獲得排出穩(wěn)定性優(yōu)質的油墨組合物，并且它能抑制記錄材料上的印跡，從而提供高質量的記錄圖像。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，油墨組合物還包括表面活性劑。
根據(jù)本發(fā)明，由于油墨組合物還包括表面活性劑，所以，可以很容易地控制油墨組合物的動態(tài)表面張力，包括氣泡頻率為10Hz的動態(tài)表面張力(σ10)和氣泡頻率為1Hz的動態(tài)表面張力(σ1)。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，介質含有水。
根據(jù)本發(fā)明，由于介質含有水，所以，可以抑制吸收性記錄材料上出現(xiàn)印跡，改進干燥性。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，介質含有乙二醇醚類和多元醇類中的至少一種。
根據(jù)本發(fā)明，由于介質含有至少一種低蒸汽壓的乙二醇醚類和多元醇類，所以，可獲得潤濕效果并改進排出穩(wěn)定性。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，著色劑包括染料。
根據(jù)本發(fā)明，由于著色劑包括染料，從而可抑制噴嘴堵塞的發(fā)生，改進排出穩(wěn)定性。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是著色劑包括顏料。
根據(jù)本發(fā)明，由于著色劑包括顏料，從而可獲得具有優(yōu)良耐光性和抗水性的記錄圖像。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，著色劑包括具有親水基團的顏料。
根據(jù)本發(fā)明，著色劑包括具有親水基團的顏料。借此，可以獲得具有優(yōu)良耐光性和抗水性的記錄圖像。還由于顏料有親水基團，它可以穩(wěn)定地分散在含水的油墨組合物中。因此，能夠抑制噴嘴堵塞的發(fā)生，所以，不降低排出穩(wěn)定性而獲得具有優(yōu)良耐光性和抗水性的記錄圖像的油墨組合物。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，表面活性劑包括非離子類表面活性劑。
根據(jù)本發(fā)明，由于表面活性劑包括難以受到共存電解質影響的非離子類表面活性劑，所以，上述氣泡頻率為10Hz的動態(tài)表面張力(σ10)和氣泡頻率為1Hz的動態(tài)表面張力(σ1)的差d(＝σ10-σ1)可以保持在一定范圍內，而不管油墨組合物中是否添加了電解質。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，含有臨界膠束濃度或高于臨界膠束濃度的表面活性劑。
根據(jù)本發(fā)明，含有臨界膠束濃度或高于臨界膠束濃度的表面活性劑。含有表面活性劑的溶液的表面張力隨著表面活性劑增加到臨界膠束濃度而降低，但基本上在臨界膠束濃度或高于臨界膠束濃度保持恒定。因此，如上所述，由于存在著臨界膠束濃度或高于臨界膠束濃度的表面活性劑，所以，有可能充分利用表面活性劑的作用，并用該表面活性劑控制氣泡頻率為10Hz的動態(tài)表面張力(σ10)和氣泡頻率為1Hz的動態(tài)表面張力(σ1)，使其基本上保持不變，從而可得到具有均勻性質的油墨組合物。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，顏料包括C.I.顏料藍15:3和C.I.顏料藍15:4中的至少一種。
根據(jù)本發(fā)明，由于所述顏料包括C.I.顏料藍15:3和C.I.顏料藍15:4中的至少一種，所以，可得到一種青色發(fā)色性優(yōu)良的記錄圖像的油墨組合物。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，所述顏料包括至少一種選自C.I.顏料紅122、C.I.顏料紅209和C.I.顏料紫19的顏料。
根據(jù)本發(fā)明，由于所述顏料包括至少一種選自C.I.顏料紅122、C.I.顏料紅209和C.I.顏料紫19的顏料，所以，可得到品紅色發(fā)色性優(yōu)良的記錄圖像的油墨組合物。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，所述顏料包括至少一種選自C.I.顏料黃74、C.I.顏料黃138、C.I.顏料黃150和C.I.顏料黃180的顏料。
根據(jù)本發(fā)明，由于所述顏料包括至少一種選自C.I.顏料黃74、C.I.顏料黃138、C.I.顏料黃150和C.I.顏料黃180的顏料，所以，可得到一種黃色發(fā)色性優(yōu)良的記錄圖像的油墨組合物。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，所述顏料包括炭黑。
根據(jù)本發(fā)明，由于所述顏料包括炭黑，所以，可得到黑色發(fā)色性優(yōu)良的記錄圖像的油墨組合物。
本發(fā)明還提供一種通過把油墨組合物附著在記錄材料上記錄圖像的記錄方法，該方法的油墨組合物是上述本發(fā)明油墨組合物中的任何一種。
根據(jù)本發(fā)明，使油墨組合物附著在記錄材料上而記錄圖像的記錄方法，采用了上述本發(fā)明油墨組合物中的任何一種，從而能穩(wěn)定提供高質量的記錄圖像。
本發(fā)明還提供一種記錄圖像的記錄方法，該法通過向油墨組合物施壓，使油墨組合物液滴排出，將液滴附著在記錄材料上而記錄圖像的記錄方法，其中所用的油墨組合物是上述本發(fā)明油墨組合物中的任何一種。
根據(jù)本發(fā)明，向油墨組合物施壓，使油墨組合物液滴排出并且液滴附著在記錄材料上而記錄圖像的記錄方法，即噴墨記錄法，采用了上述本發(fā)明油墨組合物中的任何一種，從而能穩(wěn)定排出并提供高質量記錄圖像。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，該油墨組合物使用了至少一種下列油墨組合物其中所述顏料包括C.I.顏料藍15:3和C.I.顏料藍15:4中至少一種的油墨組合物，其中所述顏料包括至少一種選自C.I.顏料紅122、C.I.顏料紅209和C.I.顏料紫19的顏料的油墨組合物，其中所述顏料包括至少一種選自C.I.顏料黃74、C.I.顏料黃138、C.I.顏料黃150和C.I.顏料黃180顏料的油墨組合物。
根據(jù)本發(fā)明，該油墨組合物使用至少一種能夠得到青色發(fā)色性優(yōu)良的記錄圖像的油墨組合物、品紅色發(fā)色性優(yōu)良的記錄圖像的油墨組合物和黃色發(fā)色性優(yōu)良的記錄圖像的油墨組合物。因此，通過疊加上述三種油墨組合物，可以實現(xiàn)高密度的黑色記錄圖像。因此，使用上述三種油墨組合物可呈現(xiàn)各種色彩，從而可以提供發(fā)色性優(yōu)良的彩色記錄圖像。
另外，在本發(fā)明中，該油墨組合物使用至少一種下述油墨組合物其中所述顏料包括C.I.顏料藍15:3和C.I.顏料藍15:4中至少一種的油墨組合物，其中所述顏料包括至少一種選自C.I.顏料紅122、C.I.顏料紅209和C.I.顏料紫19的顏料的油墨組合物，其中所述顏料包括至少一種選自C.I.顏料黃74、C.I.顏料黃138、C.I.顏料黃150和C.I顏料黃180的顏料的油墨組合物，和其中顏料包括炭黑的油墨組合物。
根據(jù)本發(fā)明，油墨組合物使用了至少一種能生成優(yōu)質青色記錄圖像的油墨組合物、能生成優(yōu)質品紅色記錄圖像的油墨組合物、能生成優(yōu)質黃色記錄圖像的油墨組合物和一種能生成優(yōu)質黑色記錄圖像的油墨組合物。因此，通過把能生成優(yōu)質青色記錄圖像的油墨組合物、能生成優(yōu)質品紅色記錄圖像的油墨組合物和能生成優(yōu)質黃色記錄圖像的油墨組合物的3種油墨組合物疊加，可實現(xiàn)高密度的黑色記錄圖像。因此，采用在上述3種油墨組合物中加入能生成優(yōu)質黑色記錄圖像的油墨組合物的4種油墨組合物，可以呈現(xiàn)各種色彩，從而提供了具有生成優(yōu)良色彩的彩色記錄圖像。
本發(fā)明還提供一種采用上述記錄方法記錄的記錄圖像。
根據(jù)本發(fā)明，由于采用該記錄方法記錄圖像，所以，可得到高質量的記錄圖像。
本發(fā)明還提供一種油墨組，它包括一種油墨組合物，其中所述顏料包括C.I.顏料藍15:3和C.I.顏料藍15:4中的至少一種；一種油墨組合物，其中所述顏料包括至少一種選自C.I.顏料紅122、C.I.顏料紅209和C.I.顏料紫19的顏料；和一種油墨組合物，其中所述顏料包括至少一種選自C.I.顏料黃74、C.I.顏料黃138、C.I顏料黃150和C.I顏料黃180的顏料。
根據(jù)本發(fā)明，該油墨組包括一種能生成優(yōu)質青色記錄圖像的油墨組合物，一種能生成優(yōu)質品紅色記錄圖像的油墨組合物和一種能生成優(yōu)質黃色記錄圖像的油墨組合物。因此，通過將上述三種油墨組合物疊加可以實現(xiàn)高密度黑色的記錄圖像。即，含有上述3種油墨組合物的油墨組色彩平衡優(yōu)良。于是，通過采用包括上述3種油墨組合物的油墨組，可表現(xiàn)各種色彩，從而可提供形成優(yōu)質色彩的彩色記錄圖像。
本發(fā)明還提供一種油墨組，它包括一種油墨組合物，其中所述顏料包括C.I.顏料藍15:3和C.I.顏料藍15:4中的至少一種顏料；一種油墨組合物，其中所述顏料包括至少一種選自C.I.顏料紅122、C.I.顏料紅209和C.I.顏料紫19的顏料；一種油墨組合物，其中所述顏料包括至少一種選自C.I.顏料黃74、C.I.顏料黃138、C.I.顏料黃150和C.I顏料黃180的顏料；和一種油墨組合物，其中所述顏料包括炭黑。
根據(jù)本發(fā)明，油墨組包括一種能生成優(yōu)質青色記錄圖像的油墨組合物、一種能生成優(yōu)質品紅色記錄圖像的油墨組合物、一種能生成優(yōu)質黃色記錄圖像的油墨組合物和一種能生成優(yōu)質黑色記錄圖像的油墨組合物。因此，將上述能生成優(yōu)質青色記錄圖像的油墨組合物、能生成優(yōu)質品紅色記錄圖像的油墨組合物和能生成優(yōu)質黃色記錄圖像的油墨組合物等3種油墨組合物相疊加，可以實現(xiàn)高密度的黑色記錄圖像。因此，包括上述3種組合物的油墨組的色彩平衡優(yōu)良。因此，使用在上述3種油墨組合物中加入能生成優(yōu)質黑色記錄圖像的油墨組合物的包括4種油墨組合物的油墨組可表現(xiàn)各種色彩，從而可提供發(fā)色性優(yōu)良的彩色記錄圖像。
本發(fā)明還提供一種噴墨頭，它包括儲存上述任何一種本發(fā)明油墨組合物的油墨槽；油墨盒，其具有排出油墨組合物液滴的排出口并接收來自油墨槽的油墨組合物；對施加電壓產(chǎn)生形變的壓電元件，該壓電元件配備至少在一部分油墨盒中，從而往墨盒中的油墨組合物施加壓力；和往壓電元件施加電壓的電極。
根據(jù)本發(fā)明，噴墨頭通過油墨槽儲存了本發(fā)明任何一種油墨組合物，并通過具有排出油墨組合物液滴排出口的墨盒盛放從油墨槽供給的油墨組合物；通過電極向壓電元件施加電壓；通過壓電元件往墨盒中的油墨組合物施加壓力，該壓電元件隨施加的電壓而產(chǎn)生形變且配備在至少一部分墨盒中。因此，得到一種壓電式噴墨頭，根據(jù)施加到壓電元件上的電壓，從排出口排出油墨組合物液滴。還有，由于油墨槽儲存了本發(fā)明的任何一種油墨組合物，所以，油墨組合物液滴可穩(wěn)定地從排出口排出。如采用這樣的噴墨頭，可以實現(xiàn)具有高可靠性的壓電式噴墨記錄裝置。
本發(fā)明還提供一種噴墨頭，它包括儲存上述本發(fā)明的任何一種油墨組合物的油墨槽；墨盒，其具有排出油墨組合物液滴的排出口并接收來自油墨槽的油墨組合物；在至少一部分油墨盒中配備的發(fā)熱元件，該元件適于加熱墨盒中的油墨組合物，以便在其中產(chǎn)生氣泡，從而往油墨組合物施加壓力；和用于往發(fā)熱元件施加電壓而配備的電極。
根據(jù)本發(fā)明，噴墨頭通過油墨槽儲存了本發(fā)明的任何一種油墨組合物；通過具有排出油墨組合物液滴的排出口的墨盒盛放從油墨槽供給的油墨組合物；通過電極向發(fā)熱元件施加電壓；通過在至少一部分墨盒中配備的發(fā)熱元件加熱墨盒中的油墨組合物，以產(chǎn)生氣泡，從而往油墨組合物施加壓力。因此，得到了熱噴墨式噴墨頭，它根據(jù)施加于發(fā)熱元件的電壓，從排出口排出油墨組合物液滴。還有，由于油墨槽儲存了本發(fā)明的任何一種油墨組合物，所以，油墨組合物液滴可穩(wěn)定地從排出口排出。如采用這樣的噴墨頭，可以實現(xiàn)具有高可靠性的熱噴墨式噴墨記錄裝置。
本發(fā)明還提供一種把通過壓電式噴墨頭排出的油墨組合物液滴附著在記錄材料上而記錄的記錄圖像。
根據(jù)本發(fā)明，由于通過壓電式噴墨頭排出的油墨組合物液滴附著在記錄材料上，形成記錄圖像，所以，壓電式噴墨頭能夠如上述穩(wěn)定排出油墨組合物液滴，從而可穩(wěn)定地獲得高質量的記錄圖像。
本發(fā)明還提供一種熱噴墨式噴墨頭排出的油墨組合物液滴附著在記錄材料上所記錄的記錄圖像。
根據(jù)本發(fā)明，由于熱噴墨式噴墨頭排出的油墨組合物液滴附著在記錄材料上，形成記錄圖像，所以，熱噴墨式噴墨頭能夠如上述地穩(wěn)定排出油墨組合物液滴，從而，可穩(wěn)定地獲得高質量的記錄圖像。


從以下的詳細描述和附圖將更清楚地解釋本發(fā)明的目的、特點和優(yōu)勢。
圖1是本發(fā)明第2實施方案的噴墨頭結構簡化的分解立體圖；圖2是圖1所示的噴墨頭頂板結構的部分放大圖；圖3是從墨盒延伸方向觀察的圖1所示的噴墨頭的橫截面圖；圖4是本發(fā)明第3個實施方案的噴墨頭結構簡化的分解立體圖；圖5是圖4所示噴墨頭結構的部分平面圖；和圖6是油墨組合物液滴61從墨盒排出狀態(tài)的示意性橫截面圖。
具體實施例方式
參照下列附圖，詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方案。
本發(fā)明第1實施方案的油墨組合物至少包括一種著色劑和作為介質的有機溶劑，在測定溫度為24～26℃下采用最大氣泡壓力法測定的動態(tài)表面張力，和在溫度24～26℃下測定的靜態(tài)表面張力，滿足下式(1)的關系0≤[動態(tài)表面張力(mN/m)]-[靜態(tài)表面張力(mN/m)]≤7(mN/m) (1)以下將說明測定動態(tài)表面張力使用的最大氣泡壓力法。
最大氣泡壓力法是一種測定表面張力的方法，該方法是在液體中插入細管，由細管前端產(chǎn)生氣泡，從而在液體內形成液-氣界面，當氣泡內部與外部的壓差達到最大時，即當氣泡的半徑等于細管半徑r時，測定壓差值ΔP，然后，由該值求出表面張力σ的方法。表面張力σ從下式(A)求出。
σ＝ΔP·r/2 (A)氣泡頻率是每單位時間產(chǎn)生的氣泡數(shù)，通過改變氣泡頻率，可以得到表面張力的動態(tài)變化，即動態(tài)表面張力。通過測定動態(tài)表面張力，可評價液體的動態(tài)性質的變化。在該實施方案中，在氣泡頻率為0.5～35Hz范圍內測定動態(tài)表面張力。
例如，采用稱作di Nuit法的圓環(huán)法或懸浮板法(suspended plate method)等作為靜態(tài)表面張力的測定方法。在該實施方案中，采用懸浮板法測定靜態(tài)表面張力。
本實施方案的油墨組合物適于噴墨記錄法。在該噴墨記錄法中，往油墨組合物施壓，使油墨組合物液滴排出，將這樣的液滴附著在記錄材料上而記錄圖像。
在采用噴墨記錄法記錄圖像的噴墨記錄裝置中，在連續(xù)排出油墨組合物液滴時，通過噴墨頭內的墨盒前端設置的排出口，不間斷地產(chǎn)生油墨組合物的新表面，從而油墨組合物快速移動，動態(tài)表面張力的影響大。另一方面，在墨盒中，在油墨組合物排出后，由于毛細作用，油墨組合物從油墨槽中排出，排出量相應于因排出而減少的體積，從而油墨組合物緩慢移動，可以認為是靜態(tài)的，從而靜態(tài)表面張力有很大的影響。于是，由于動態(tài)表面張力和靜態(tài)表面張力兩者都對排出施加影響，為了達到油墨組合物液滴的穩(wěn)定排出，有必要考慮動態(tài)表面張力和靜態(tài)表面的平衡。油墨組合物液滴附著在記錄材料上而記錄圖像時，油墨組合物在液滴落在記錄材料的瞬間快速移動，但之后逐漸變慢。當記錄材料是吸收性記錄材料時，油墨組合物滲透到記錄材料中。即，由于表面張力由動態(tài)表面張力變?yōu)殪o態(tài)表面張力，所以，動態(tài)表面張力與靜態(tài)表面張力之差大，則要求油墨組合物在記錄材料上干燥時間較長，從而導致產(chǎn)生印跡或導致過分滲透，造成背面滲墨。
如上所述，本實施方案的油墨組合物通過使其根據(jù)最大氣泡壓力法在測定溫度24～26℃內測定的動態(tài)表面張力與在溫度24～26℃內測定的靜態(tài)表面張力滿足上式(1)，即在溫度24～26℃內測定的動態(tài)表面張力與靜態(tài)表面張力之差設計在某一定范圍內，從而可獲得一種應用于噴墨記錄法中的油墨組合物，該組合物顯示出優(yōu)良的排出穩(wěn)定性，并抑制記錄材料上出現(xiàn)印跡，從而提供高質量的記錄圖像。因此，在噴墨記錄法中使用本實施方案的油墨組合物，有可能達到穩(wěn)定排出，并穩(wěn)定地提供高質量記錄圖像。
以下將說明限制本實施方案油墨組合物設計范圍的原因。
如果在溫度24～26℃內測定的動態(tài)表面張力(mN/m)與靜態(tài)表面張力(mN/m)之差超過7mN/m，動態(tài)表面張力和靜態(tài)表面張力的平衡惡化，液滴則不能穩(wěn)定排出。而且記錄材料的干燥需要時間并產(chǎn)生印跡，從而使圖像質量變差。因此，選擇的范圍要等于或小于7mN/m。
如果在溫度24～26℃內測定的動態(tài)表面張力(mN/m)與靜態(tài)表面張力(mN/m)之差小于0mN/m，靜態(tài)表面張力變高，降低了油墨組合物對構成噴墨頭的組件的潤濕性，因此，油墨組合物填充墨盒變得困難。所以，選擇的范圍應等于或大于0mN/m。
含有至少一種著色劑和一種有機溶劑的油墨組合物的靜態(tài)表面張力優(yōu)選為20～50mN/m，更優(yōu)選為20～45mN/m。
當靜態(tài)表面張力小于20mN/m時，滲透性變得過高，造成油墨組合物在吸收性記錄材料上橫向擴散，從而生成的圖像輪廓不清晰。而靜態(tài)表面張力超過50mN/m時，往記錄材料的滲透性降低，從而干燥性降低。此外，油墨組合物和墨盒內壁的潤濕性降低，阻礙油墨組合物供給墨盒，并且使油墨組合物填充墨盒變得困難，從而油墨組合物液滴不能穩(wěn)定排出。因此，選擇的范圍是20～50mN/m。
至少含有一種著色劑和有機溶劑的油墨組合物的粘度，在測定溫度25℃時優(yōu)選等于或小于20mPa.s，更優(yōu)選等于或小于15mPa.s。在噴墨記錄法中使用時，當油墨組合物粘度超過20mPa.s時，油墨組合物液滴不能穩(wěn)定排出。因此，選擇的范圍等于或小于20mPa.s。
除了著色劑和有機溶劑之外，本實施方案的油墨組合物優(yōu)選含有作為介質的水。這樣的組合物可以抑制在記錄材料上出現(xiàn)印跡，改進干燥性。
油墨組合物中水的含量優(yōu)選為30～95重量％，更優(yōu)選為30～85重量％。當水含量小于30重量％時，有機溶劑的量增多，溶于水或可分散在水中的油墨添加劑的穩(wěn)定化困難。此外，當有機溶劑組分過度增加時，粘度明顯增加，最終超出油墨組合物適當?shù)恼扯确秶４送?，當水含量超過95重量％時，有機溶劑的量過少，從而不能保持油墨組合物的潤濕性。因此，其選擇的范圍是30～95重量％。
著色劑可以是染料、顏料或其混合物。染料或顏料可以是含有染料或顏料的物質，或其上附著染料或顏料的物質。
通過使用染料作為著色劑可抑制堵塞，從而改進排出的穩(wěn)定性。通過采用顏料作為著色劑還可獲得耐光性和抗水性優(yōu)良的記錄圖像。
為了在彩色噴墨記錄法中再現(xiàn)各種色彩，可以使用3種顏色的油墨組合物，它們是青色(縮寫為C)、品紅色(縮寫為M)和黃色(縮寫為Y)，通過將這些油墨組合物混合可表現(xiàn)各種色彩。但是，由于難以通過混合3種顏色而再現(xiàn)黑色，因此，通常使用黑色(縮寫為B)的油墨組合物來表現(xiàn)黑色。通過改變含有的著色劑的顏色，可以獲得青色、品紅色、黃色或黑色的油墨組合物。
對染料沒有特別的限制，但當油墨組合物含有水時，使用酸性染料、直接染料、活性染料或食用染料等水溶性染料是優(yōu)選的。在這些水溶性染料中，優(yōu)選使用抗水性、耐光性或安全性優(yōu)良的染料。
染料的具體實例可以舉出以下染料，但染料并不局限于這些實例。在以下實例中，用比色指數(shù)(簡稱C.I.)表示染料。
青色油墨組合物中使用的染料包括酸性染料，例如C.I.酸性藍7、9、29、45、92和249；直接染料，如C.I.直接藍1、2、6、15、22、25、71、76、79、86、90、98、163、165、199和202；活性染料，如C.I.活性藍1、2、7、14、15、23、32、38、41、63、80和95等。在這些染料中，優(yōu)選使用至少一種選自C.I.酸性藍7和9、和C.I.直接藍199的染料。
在品紅色油墨組合物中可使用的染料包括酸性染料，如C.I.酸性紅1、8、13、14、18、26、27、35、37、42、52、82、87、89、92、97、106、111、114、115、134、186、249、254和289；直接染料，如C.I.直接紅1、4、9、13、17、20、28、31、39、80、81、83、89、225和227，C.I.直接橙26、29、62和102；活性染料，如C.I.活性紅1、14、17、25、26、32、37、44、46、55、58、60、66、74、79、96、97、141、147、180和181等。在這些染料中，優(yōu)選使用至少一種選自C.I.酸性紅52和289、和C.I.活性紅58、141和180的染料。
在黃色油墨組合物中可使用的染料包括酸性染料，如C.I.酸性黃1、7、17、23、42、44、79和142；直接染料，如C.I.直接黃1、12、24、26、33、44、50、86、120、132、142和144；活性染料，如C.I.活性黃1、5、11、13、14、20、21、22、25、40、47、51、55、65和67等。在這些染料中，優(yōu)選使用至少一種選自C.I.酸性黃17和23、和C.I.直接黃86的染料。
在黑色油墨組合物中可使用的染料包括食用染料，如C.I.食用黑2；直接染料，如C.I.直接黑19、22、32、38、51、56、71、74、75、77、154、168和171；活性染料，如C.I.活性黑3、4、7、11、12和17等。在這些染料中，優(yōu)選至少使用一種C.I.食用黑2和C.I.直接黑154的染料。
在常溫下穩(wěn)定可溶的范圍內使用這些染料。由于每種染料這樣的范圍各不相同，所以，油墨組合物中染料含量沒有特別限定，但優(yōu)選為0.1～10重量％。
至于顏料，可使用任何一種在溶液中能分散的顏料，但使用耐光性或安全性方面優(yōu)良的顏料是優(yōu)選的。
顏料的具體實例可舉出以下顏料，但顏料并不局限于這些。在以下實例中，用顏色指數(shù)(C.I.)號表示顏料。
在青色油墨組合物中使用的顏料實例包括C.I.顏料藍1、2、15、16、17、21、22、60和64等。
在品紅色油墨組合物中使用的顏料實例包括C.I.顏料紅2、3、5、16、23、31、49、57、63、122和209，和C.I.顏料紫19等。
在黃色油墨組合物中使用的顏料實例包括C.I顏料黃1、2、3、5、12、74、138、150和180等。
在黑色油墨組合物中使用的顏料實例包括炭黑，如槽法炭黑、爐黑、熱炭黑或燈黑等。
在這些顏料中，在青色油墨組合物中優(yōu)選使用C.I.顏料藍15:3和顏料藍15:4中的至少一種顏料。對于品紅色油墨組合物，優(yōu)選至少使用一種選自C.I.顏料紅122、C.I.顏料紅209和C.I.顏料紫19的顏料。而對于黃色油墨組合物，優(yōu)選至少使用一種選自C.I.顏料黃74、C.I.顏料黃138、C.I.顏料黃150和C.I.顏料黃180的顏料。對于黑色油墨組合物，優(yōu)選使用至少一種選自上述炭黑的顏料。
通過使用這些顏料可獲得能實現(xiàn)各色發(fā)色性優(yōu)良的記錄圖像的油墨組合物。當使用這些顏料的青色、品紅色和黃色的3種油墨組合物組合成的油墨組時，通過把該3色油墨組合物疊加，可獲得高密度黑色記錄圖像，它接近于用黑色油墨組合物形成的記錄圖像。因此，不使用黑色油墨組合物也可以表現(xiàn)彩色。
當該油墨組合物含有水時，顏料優(yōu)選具有一種或多種親水基團，這些基因選自例如羧基、羥基、氨基和磺酸基等。這樣的親水基團可通過化學改性直接加到顏料表面上，或用具有這樣親水基團的聚合物覆蓋顏料表面通過親水化而導入。這樣的親水基團還可以是鹽。
具有親水基團的顏料可穩(wěn)定分散在含水的油墨組合物中。因此，通過使用具有親水基團的顏料作為著色劑，可抑制堵塞的發(fā)生，從而不損傷排出穩(wěn)定性而獲得耐光性和抗水性優(yōu)良的記錄圖像。
在常溫下，在可穩(wěn)定分散的范圍內使用這些顏料。由于每種顏料的這樣范圍各不相同，所以，油墨組合物中顏料含量沒有特別限定，但優(yōu)選是0.1～10重量％。
有機溶劑的具體實例，例如，可以舉出酰胺類，如二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺；多元醇類，如聚乙二醇、聚丙二醇、乙二醇、二甘醇、硫二甘醇(thiodiglycol)、丙二醇、三甘醇、1，5-戊二醇、1，4-丁二醇、1，2-己二醇、1，3-丙二醇、甘油及1，2，6-己三醇；多元醇的醚類，如甘醇醚類(glycol ether)，像乙二醇一甲醚、乙二醇一丁醚、二甘醇一甲醚、二甘醇一乙醚、三甘醇一丁醚、丙二醇一乙醚、四甘醇一甲醚及乙二醇一苯醚等；含硫化合物，如環(huán)丁砜或二甲基亞砜等；含氮化合物，如2-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮或ε-己內酰胺等；含氧化合物，如γ-丁內酯等；多官能化合物，如二甲基氨基乙醇、二乙基氨基乙醇、三乙醇胺或嗎啉等，但有機溶劑并不局限于這樣的實例。
在這些有機溶劑中，優(yōu)選使用甘醇醚類或多元醇類，因為這樣的溶劑具有低的蒸汽壓，當油墨組合物中含有這樣的溶劑時，得到了潤濕效果，從而改進排出穩(wěn)定性。在甘醇醚類中，更優(yōu)選使用二甘醇一丁醚、丙二醇一丁醚、三甘醇一丁醚或四甘醇一丁醚作為有機溶劑，它們在25℃時的蒸汽壓是0.01毫米汞柱或更低，并具有優(yōu)良的潤濕效果。在多元醇中，更優(yōu)選使用甘油、1，2-己二醇或1，5-戊二醇，它們在25℃時的蒸汽壓是0.01毫米汞柱或更低，并具有優(yōu)良的潤濕效果。
油墨組合物中有機溶劑的含量優(yōu)選為3～70重量％，更優(yōu)選為3～50重量％。當有機溶劑含量小于3重量％時，會導致油墨組合物迅速干燥，難以保持濕潤性。而當有機溶劑含量超過70重量％時，水溶性或水不分散性的油墨添加劑可能會不能穩(wěn)定地存在。此外，取決于所用溶劑的種類，粘度顯示出明顯的增加，并超出油墨組合物的適當粘度范圍。因此，選擇的范圍是3～70重量％。但是，當油墨組合物以水作為主要組分時，其含量優(yōu)選為3～40重量％，更優(yōu)選為3～30重量％。但當油墨組合物以水作為主要組分時，當有機溶劑含量超過40重量％時，盡管取決于所用著色劑的種類，仍導致印刷質量的降低和干燥時間的加長。因此，選擇的范圍是3～40重量％。
本實施方案的油墨組合物優(yōu)選進一步包括表面活性劑。這樣的構成可容易地控制上述動態(tài)表面張力和靜態(tài)表面張力。
表面活性劑可以是非離子類表面活性劑、陰離子類表面活性劑、陽離子類表面活性劑的任何一種或其組合。表面活性劑的類型，如非離子、陽離子或陰離子表面活性劑，應根據(jù)油墨組合物中含有的電解質種類進行選擇。例如，如果油墨組合物含有陰離子性物質，則使用非離子類或陰離子類表面活性劑。在這些表面活性劑中，非離子類表面活性劑是優(yōu)選的，因為它不易受到共存電解質的影響，能使動態(tài)表面張力和靜態(tài)表面張力的差保持在預定的范圍內，而不管油墨組合物是否添加了電解質。
非離子類表面活性劑的具體實例，可以舉出以下列通式(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)和(VI)表示的表面活性劑等，但非離子類表面活性劑并不限于這些實例。
HO(CH2CH2O)p(CH2CH2CH2O)q(CH2CH2O)rH(V) 在通式(I)中，m表示0～30的整數(shù)或分數(shù)；n表示0～30的整數(shù)或分數(shù)；m與n的和(m+n)表示0～30的整數(shù)或分數(shù)。
在通式(II)中，k表示11～13的整數(shù)或分數(shù)；l表示3～30的整數(shù)或分數(shù)。
在通式(III)中，h表示0～11的整數(shù)或分數(shù)；i表示0～11的整數(shù)或分數(shù)；j表示3～50的整數(shù)或分數(shù)；h與i的和(h+i)表示9～11的整數(shù)或分數(shù)。
在通式(IV)中，w表示0～11的整數(shù)或分數(shù)；x表示5～9的整數(shù)或分數(shù)；y表示2.5～5的整數(shù)或分數(shù)；z表示0～9的整數(shù)或分數(shù)；w與z的和(w+z)表示9～11的整數(shù)或分數(shù)。
在通式(V)中，p表示0～78的整數(shù)或分數(shù)；q表示2～15的整數(shù)或分數(shù)；r表示0～18的整數(shù)或分數(shù)。
在通式(VI)中，s與t的和(s+t)表示1～30的整數(shù)或分數(shù)，u與v的和(u+v)表示1～10的整數(shù)或分數(shù)。
在油墨組合物中優(yōu)選含有臨界膠束濃度或高于臨界膠束濃度的表面活性劑。含有表面活性劑的溶液的表面張力隨著表面活性劑增加到臨界膠束濃度而降低，但高于臨界膠束濃度基本上保持恒定。因此，使用上述臨界膠束濃度或高于臨界膠束濃度的表面活性劑時，可以充分發(fā)揮表面活性劑的作用，并且使由表面活性劑控制的動態(tài)表面張力和靜態(tài)表面張力基本上保持恒定值，從而獲得具有均勻性能的油墨組合物。
盡管各種表面活性劑的臨界膠束濃度不同，但對于任何一種非離子類表面活性劑、陰離子類表面活性劑和陽離子類表面活性劑，其臨界膠束濃度是約0.001～3重量％(測定溫度25℃)。
當著色劑中采用顏料時，本實施方案的油墨組合物優(yōu)選含有粘結劑樹脂。通過含粘結劑樹脂，可防止顏料從記錄材料上剝離。
作為粘結劑樹脂，可使用一種或多種選自聚酯樹脂、丙烯酸樹脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物樹脂和聚酯-丙烯酸共聚物樹脂等樹脂。
除了著色劑、有機溶劑、水、表面活性劑和粘結劑樹脂以外，本實施方案的油墨組合物還可含有其他添加劑，如防霉劑、pH值調節(jié)劑、螯合劑、防銹劑(antirusting agent)或紫外線吸收劑。
對于防霉劑，使用脫氫乙酸鈉、苯甲酸鈉或山梨酸鈉(sodium sorbinate)等是優(yōu)選的。
對于pH調節(jié)劑，使用三乙醇胺、氫氧化鈉、碳酸鈉、硝酸鈉或硝酸鉀等是優(yōu)選的。
例如，使用0.5～15重量％著色劑、3～70重量％有機溶劑、29～95重量％水和0.001～5重量％表面活性劑，可以得到一種油墨組合物，它至少含有一種著色劑和有機溶劑，并且其在溫度為24～26℃下采用最大氣泡壓力法測定的動態(tài)表面張力和在溫度為24～26℃下測定的靜態(tài)表面張力滿足上式(1)的關系。
圖1是說明構成本發(fā)明第2個實施方案的噴墨頭1的結構的分解立體圖，圖2是構成圖1所示噴墨頭1頂板10結構的局部放大圖。為了簡化與易于理解，圖2所示的驅動電極13在圖1中省略了。
噴墨頭1由以下部件構成壓電材料制成的頂板10，其具有底壁部11和多個隔板12；蓋板20，它裝在隔板12的上表面上；噴嘴板30，其設在具有多個排出口31的隔板12的一端；設在隔板12另一端的背面板(未顯示)；設在蓋板20上部具有開口部51的油墨槽50。多個隔板12以預定間距互相平行地配置在底壁部11上，由多個隔板12、底壁部11、蓋板20、噴嘴板30和背面板(未顯示)構成多個墨盒40。蓋板20，由與墨盒40相通的共用油墨供給道21和，連接共用油墨供應通道21和油墨槽50的開口部51的油墨供應管22形成。油墨槽50儲存著第1實施方案的油墨組合物60，油墨組合物60通過共用油墨供應通道21提供給各墨盒40。
如圖2所示，在面對著頂板10的底壁部1和多個隔板12的油墨室40表面上，形成往多個隔板12施加電壓的驅動電極13。構成多個隔板12的壓電材料沿箭頭70所示方向極化，從而多個隔板12起到壓電元件的作用。
這樣結構的噴墨頭1是壓電式噴墨頭，根據(jù)往作為壓電元件的多個隔板12施加的電壓，該壓電式噴墨頭能從排出口31排出油墨組合物60液滴。
在下文中將說明從墨盒40排出油墨組合物60時噴墨頭1的工作原理。圖3是從墨盒40延伸方向所看的圖1所示的噴墨頭1的橫截面圖。在下文中將說明從墨盒40b排出油墨組合物60時的運行情況。
當電壓未施加到構成墨盒40b的隔板12a和12b時，即在墨盒40b的驅動電極13b與鄰近墨盒40b的墨盒40a驅動電極13a之間，和在墨盒40b驅動電極13b與鄰近墨盒40b墨盒40c的驅動電極13c之間沒有產(chǎn)生電位差時，通過毛細作用從油墨槽50提供的油墨組合物60充滿墨盒40b。類似地，墨盒40a、40c也處于充滿油墨組合物60的狀態(tài)。
當往驅動電極13a和13c施加電壓時，在驅動電極13b與驅動電極13a之間，和在驅動電極13b與驅動電極13c之間產(chǎn)生了電位差，從而往構成墨盒40b的隔板12a和12b施加了電壓。該電壓在隔板12a和12b中分別沿箭頭71和72方向產(chǎn)生電場，這樣的電場在構成墨盒40b的隔板12a和12b中產(chǎn)生形變，從而在墨盒40b側產(chǎn)生凸起的變形。因此，產(chǎn)生了壓力波，對墨盒40中填充的油墨組合物60施加了很大的壓力，從而從圖1所示的排出口31排出油墨組合物60液滴。
當終止向驅動電極13a和13c施加電壓時，隔板12a和12b回到初始形狀，恢復墨盒40的初始體積，從而通過圖1所示的共用油墨供應通道21從油墨槽50提供相應于恢復的體積的油墨組合物，墨盒40b回到填充油墨組合物60的初始狀態(tài)。
如上所述，由于油墨槽50儲存了第4實施方案的油墨組合物60，這樣的油墨組合物60供給墨盒40，并從排出口31以液滴排出，所以，實施方案的噴墨頭1可穩(wěn)定地從排出口31排出油墨組合物60液滴。如采用這樣的噴墨頭，可實現(xiàn)具有高可靠性的壓電式噴墨記錄裝置，可穩(wěn)定得到高質量的記錄圖像。
在本實施方案中，構成墨盒40的隔板12用壓電材料制成，并起到壓電元件的作用，但并沒有對這樣的結構進行限制，還可以用非壓電材料制成構成墨盒的隔板，在隔板內部或外部安裝壓電元件也可。
圖4是簡略說明構成本發(fā)明第3實施方案的噴墨頭2的結構分解立體圖，圖5是圖4所示噴墨頭2結構的局部平面圖。為了簡化與易于理解，圖4所示蓋板20和油墨槽50在圖5中省略掉了。本實施方案的噴墨頭2與第2實施方案的噴墨頭1是相似的，因此用相同的數(shù)字表示相應的部件，解釋說明也將省略。
應注意，頂板100包括基板101和，在基板101上以預定的間隔互相平行地配置的多個隔板102和安裝在面對基板101的墨盒40的表面上的作為發(fā)熱體的加熱器103和，往加熱器103施加電壓的驅動電極104、105。
這樣結構的噴墨頭2是熱噴墨式噴墨頭，其能夠根據(jù)往作為發(fā)熱體的加熱器103施加的電壓，從排出口31排出油墨組合物60液滴。
在下文中，將說明在從墨盒40排出油墨組合物60時噴墨頭2的工作原理。圖6是說明從墨盒40排出油墨組合物60的液滴61的狀態(tài)圖。圖6示出噴墨頭2沿著剖面線I-I的剖面結構。
當未往加熱器103施加電壓時，其狀態(tài)與未向第2實施方案噴墨頭1中的隔板12施加電壓的狀態(tài)相似，墨盒40處于填充了油墨組合物60的狀態(tài)。
當驅動電極104和105往加熱器103施加電壓時，加熱器103產(chǎn)生熱量，加熱了墨盒40中填充的油墨組合物60，產(chǎn)生氣泡62。因此，產(chǎn)生壓力波，往墨盒40中填充的油墨組合物60施加很大的壓力，從而使油墨組合物60的液滴61從排出口31排出。
當終止往加熱器103施加電壓時，墨盒40中的油墨組合物60被冷卻，氣泡62消失，通過圖4所示的共用油墨供應通道21從油墨槽50供應油墨組合物60，其體積相應于恢復的體積，墨盒40回到填充了油墨組合物60的初始狀態(tài)。
與第2實施方案的噴墨頭1相同，本實施方案的噴墨頭2，由于油墨槽50儲存了第4實施方案的油墨組合物60a，而這樣的油墨組合物60a供給墨盒40，并從排出口31以液滴61a排出，因此，可從排出口31穩(wěn)定地排出油墨組合物60的液滴61a。如采用這樣的噴墨頭，可實現(xiàn)具有高可靠性的熱噴墨式噴墨記錄裝置，并能穩(wěn)定提供高質量的記錄圖像。
實施例下面將通過實施例進一步闡明本發(fā)明，但本發(fā)明并不受這些實施例的限制。在這些實施例中，圖像記錄也稱作打印或印刷。
<油墨組合物>
在制備油墨組合物的過程中，把著色劑、有機溶劑和表面活性劑的種類和數(shù)量以及粘結劑樹脂和水的含量如表1所示進行改變，以獲得滿足本發(fā)明重要條件的關系式(1)的實施例1～7的油墨組合物和不滿足本發(fā)明關系式(1)的比較例1～4的油墨組合物。在表1中，各欄值的單位用重量份表示，實施例1～7和比較例1～4的各個油墨組合物總量是100重量份。此外，在表1中，TEGBE表示三甘醇一丁醚；PEG400表示分子量為400的聚乙二醇；氟化表面活性劑1表示用下述化學式(VII)表示的表面活性劑；氟化表面活性劑2表示用下述化學式(VIII)表示的表面活性劑
在實施例1～7和比較例1～4中，采用如下方式測定油墨組合物的動態(tài)表面張力和靜態(tài)表面張力。
<動態(tài)表面張力>
在氣泡頻率0.5～35Hz時，用表面張力計(BP-4由Kyowa KaimenKagaku Co.生產(chǎn))進行測定。
<靜態(tài)表面張力>
用靜態(tài)表面張力計(CBVP-A3由Kyowa Kaimen Kagaku Co.生產(chǎn))進行測定。
表2示出實施例1～7和比較例1～4的各油墨組合物動態(tài)表面張力和靜態(tài)表面張力的測定值、用以下式(B)表示的d值和測定時的溫度和氣泡頻率。
d(mN/m)＝[動態(tài)表面張力(mN/m)]-[靜態(tài)表面張力(mN/m)] (B)
表1(其中R為余量)

表2

把得到的實施例1～7和比較例1～4的各油墨組合物填充至噴墨記錄裝置的油墨槽中，該噴墨記錄裝置是用市售噴墨記錄裝置(AJ2000由SharpKabushiki Kaisha生產(chǎn))經(jīng)改造得到的，以每分鐘7頁A4紙的打印速度，在由Sharp Kabushiki Kaisha生產(chǎn)的普通復印紙(商品名SF4AM3)上以打印密度5％連續(xù)打印。在該試驗中，當油墨槽空了時再填充油墨組合物，連續(xù)打印直到因油墨組合物液滴不能從噴嘴排出而不能再打印為止，計數(shù)直到這一刻完全打印的紙數(shù)量，求出可打印紙數(shù)，作為排出穩(wěn)定性的評價指標。如果可打印紙數(shù)超過200，評定為好(○)，如果紙數(shù)是150～200，評定為較好(△)，如果少于150，評定為差(×)。
此外，把實施例1～7和比較例1～4的各個油墨組合物填充至噴墨記錄裝置的油墨槽中，噴墨記錄裝置是市售噴墨記錄裝置(AJ2000由SharpKabushiki Kaisha生產(chǎn))經(jīng)改造得到的，在由Sharp Kabushiki Kaisha生產(chǎn)的普通復印紙(商品名SF4AM3)上打印特定的圖案，形成用于評價的圖像。評價圖像放置一天后，如果沒有印跡時，圖案線寬定為100，測定每個評價圖像的圖案線寬求出相對值，作為評價圖像質量的指標。如果線寬相對值小于150而且?guī)缀鯖]有印跡，結果就評為好(○)，如果相對線寬為150～250，有若干印跡，評定為較好(△)，如果相對線寬超過250，并有大量的印跡時，則評為差(×)。
這些評價結果列在表3中。
表3

在滿足本發(fā)明重要條件的關系式(1)的實施例1～7油墨組合物中，排出穩(wěn)定性和圖像質量都好。另一方面，在比較例1～4的油墨組合物中，動態(tài)表面張力與靜態(tài)表面張力的差大于7，而且超過了式(1)的范圍，排出穩(wěn)定性和圖像質量都差。
如上所述，通過如此設計以滿足關系式(1)，可得到一種油墨組合物，其用于噴墨記錄法時，顯示出優(yōu)良的排出穩(wěn)定性，并抑制記錄材料出現(xiàn)印跡，從而，提供高質量的記錄圖像。
<油墨組>
如表4所示，把實施例2～6和比較例1～3的油墨組合物作為青色、品紅色和黃色的油墨組合物加以混合，得到實施例油墨組1，其中青色油墨組合物含有C.I.顏料藍15:3和C.I.顏料藍15:4中至少一種顏料，品紅色油墨組合物含有至少一種選自C.I顏料紅122、209和C.I.顏料紫19的顏料，黃色油墨組合物含有至少一種選自C.I.顏料黃74、138、150和180的顏料；比較例油墨組1～3，其中所有青色、品紅色和黃色油墨組合物都含有不同于上述顏料的顏料；以及比較例油墨組4，其中所有的青色、品紅色和黃色油墨組合物含有不同于上述顏料的顏料。
表4

采用獲得的實施例油墨組1和比較例油墨組1～4的各個油墨組，在噴墨記錄裝置上，該噴墨記錄裝置是市售噴墨記錄裝置(AJ2000由SharpKabushiki Kaisha生產(chǎn))經(jīng)改造得到的，以青色、品紅色和黃色油墨組合物為1∶1∶1的打印比，在蠟光紙(商品名AJ-K4AG)上打印，從而形成黑色圖像。此外，實施例7的油墨組合物用作黑色油墨組合物，以獲得相同的圖像。
用分光光度計(X-Rite 938由X-Rite Inc.生產(chǎn))測定得到的圖像，得到L*a*b*色系(CIE1976)中的亮度指數(shù)L*和色度指數(shù)a*和b*。
以如下方法評價試驗結果。在用實施例7油墨組合物形成的黑色圖像中，色度指數(shù)a*和b*分別取作A1和B1，在用實施例油墨組1和比較例油墨組1～4形成的黑色圖像中，色度指數(shù)a*和b*分別取作A2和B2，求出由下式(C)表示的Δa*b*值，作為黑色再現(xiàn)性的評價指數(shù)Δa*b*＝{(A1-A2)2+(B1-B2)2}1*2(C)Δa*b*值等于或小于20(Δa*b*≤20)的情況評定為好(○)，而超過20(Δa*b*＞20)的情況評定為差(×)。評定結果列在表5中。
表5

表5表明，與用比較例油墨組1～4形成的黑色圖像相比，用實施例油墨組1形成的黑色圖像具有更高的密度，該密度接近于用實施例7油墨組合物形成的黑色圖像密度。
如上所述，含有C.I.顏料藍15:3和C.I.顏料藍15:4中至少一種顏料的青色油墨組合物，含有至少一種選自C.I.顏料紅122、209和C.I.顏料紫19的顏料的品紅色油墨組合物、和含有至少一種選自C.I.顏料黃74、138、150和180顏料的黃色油墨組合物，將這3種油墨組合物疊加可得到高密度的黑色圖像。
本發(fā)明第4實施方案的油墨組合物含有至少一種著色劑和介質，在測定溫度24～26℃內采用最大氣泡壓力法測定的動態(tài)表面張力中，氣泡頻率10Hz時的動態(tài)表面張力(σ10)和氣泡頻率1Hz時的動態(tài)表面張力(σ1)差d(σ10-σ1)滿足下式(2)0mN/m≤d≤7mN/m (2)以下將說明測定動態(tài)表面張力使用的最大氣泡壓力法。
最大氣泡壓力法是一種測定表面張力的方法，該方法是在液體中插入細管，由細管前端產(chǎn)生氣泡，從而在液體內形成液-氣界面，當氣泡內部與外部之間的壓差達到最大時，即當氣泡的半徑等于細管半徑r時，測定壓差值(ΔP)，然后從該值求出表面張力(σ)。表面張力(σ)由下式(A)求出。
σ＝ΔP·r/2(A)氣泡頻率是每單位時間產(chǎn)生的氣泡數(shù)，通過改變氣泡頻率，可以求出從緩慢移動狀態(tài)到快速移動狀態(tài)的動態(tài)表面張力。通過求出從緩慢移動狀態(tài)到快速移動狀態(tài)的動態(tài)表面張力，可以評價液體動態(tài)性質的變化。
本實施方案的油墨組合物，可在記錄材料上附著油墨組合物記錄圖像的記錄方法中采用，例如在噴墨記錄法或用像筆之類的手寫工具的記錄方法等中采用。使用本實施方案的油墨組合物可穩(wěn)定地得到高質量的記錄圖像。
在所述記錄方法中，本實施方案的油墨組合物，優(yōu)選用于噴墨記錄方法。該噴墨記錄方法通過向油墨組合物施加壓力，使油墨組合物液滴排出，這樣的液滴附著在記錄材料上記錄圖像。在噴墨記錄法中，使用本實施方案的油墨組合物能達到穩(wěn)定的排出，并穩(wěn)定地提供高質量的記錄圖像。
在使用噴墨記錄法記錄圖像的噴墨記錄裝置中，在連續(xù)排出油墨組合物液滴時，從安裝在噴墨頭中墨盒前端的排出口，不間斷地產(chǎn)生油墨組合物新的表面，所以，油墨組合物快速移動，在快速移動狀態(tài)，相當于動態(tài)表面張力的約10Hz高頻率時，動態(tài)表面張力的影響大。另一方面，在墨盒中，油墨組合物排出后，油墨槽通過毛細管作用提供油墨組合物，其供應量相當于排出所減少的體積，所以，油墨組合物運動緩慢，對與慢速運動動態(tài)表面張力對應的約1Hz低頻率時的動態(tài)表面張力影響大。因此，由于高頻率的動態(tài)表面張力和低頻率的動態(tài)表面張力都對排出施加影響，所以有必要考慮高頻率的動態(tài)表面張力與低頻率的動態(tài)表面張力的平衡，以便達到油墨組合物液滴穩(wěn)定排出。另外，通過油墨組合物液滴附著在記錄材料上而記錄圖像時，油墨組合物在液滴落在記錄材料上的瞬間快速移動，但之后逐漸變慢，當記錄材料是吸收性記錄材料時，油墨組合物慢慢滲透到記錄材料中。即，由于油墨組合物的動態(tài)表面張力，從快速移動狀態(tài)的動態(tài)表面張力改變?yōu)槁龠\動狀態(tài)的動態(tài)表面張力，高頻率的動態(tài)表面張力與低頻率的動態(tài)表面張力之差加大，油墨組合物在記錄材料上干燥時間加長，從而導致產(chǎn)生印跡或過分滲透，造成背面滲墨。
如上所述，本實施方案的油墨組合物設計成，在使用最大氣泡壓力法在測定溫度24～26℃內測定的動態(tài)表面張力中，氣泡頻率10Hz時的動態(tài)表面張力(σ10)與氣泡頻率1Hz時的動態(tài)表面張力(σ1)的差d(＝σ10-σ1)，使?jié)M足上式(2)，即使高頻率10Hz時的動態(tài)表面張力與低頻率1Hz時的動態(tài)表面張力之差在一定范圍內，所以，在噴墨記錄法中，使用本實施方案的油墨組合物時，可以獲得優(yōu)良的排出穩(wěn)定性，還能抑制記錄材料出現(xiàn)印跡，從而提供高質量記錄圖像的油墨組合物。
以下將說明限制本實施方案油墨組合物設計范圍的理由。
如果σ10與σ1之差d(＝σ10-σ1)超過7mN/m，高頻率時的動態(tài)表面張力和低頻率時的動態(tài)表面張力的平衡變差，液滴則不能穩(wěn)定排出。而且，記錄材料上的干燥需要時間，并產(chǎn)生印跡，從而使圖像質量變差。因此，選擇等于或小于7mN/m。
如果σ10與σ1之差d(＝σ10-σ1)小于0mN/m，低頻率時的動態(tài)表面張力變高，油墨組合物對構成噴墨頭的組件的潤濕性降低，油墨組合物充填墨盒變得困難。因此，選擇等于或大于0mN/m。
氣泡頻率10Hz的動態(tài)表面張力(σ10)和氣泡頻率1Hz的動態(tài)表面張力(σ1)優(yōu)選20～70mN/m，更優(yōu)選20～50mN/m。
當σ10和σ1小于20mN/m時，往吸收性記錄材料滲透的滲透性變得過高，所以，在吸收性記錄材料上附著時，油墨組合物從落點向周圍區(qū)域擴散，形成的圖像輪廓不清晰。而當σ10和σ1超過70mN/m時，往吸收性記錄材料滲透的滲透性變得過低，在吸收性記錄材料上的干燥性降低。此外，油墨組合物和墨盒內壁的潤濕性變差，阻礙了油墨組合物供應到墨盒中，油墨組合物難以填充至墨盒，所以，油墨組合物液滴不能穩(wěn)定排出。此外，設在墨盒前端的排出口中的油墨組合物新表面難以形成所希望的形狀，即難以控制彎液面，從而油墨組合物液滴連續(xù)高速地排出成為不可能。因此，選擇的范圍是20～70mN/m。
本實施方案的油墨組合物粘度，在25℃時優(yōu)選等于或小于20mPa·s，更優(yōu)選等于或小于15mPa·s。25℃時粘度超過20mPa·s的油墨組合物，在用于噴墨記錄法時，不能以油墨組合物液滴的形式穩(wěn)定排出。因此，選擇的粘度范圍是等于或小于20mPa·s。
對于介質，可使用水或有機溶劑等。
該介質優(yōu)選含有水。因而可以抑制在吸收性記錄材料上出現(xiàn)印跡，并改進了干燥性。
油墨組合物中的水含量優(yōu)選30～95重量％，更優(yōu)選30～85重量％。當水含量小于30重量％時，油墨組合物中有機溶劑量過大，使溶于水或分散在水中的油墨添加劑在油墨組合物中穩(wěn)定存在變得困難。此外，有機溶劑組分過量增加，會導致粘度明顯增加，最終會超出油墨組合物的適當粘度范圍。此外，當水含量超過95重量％時，會過度降低有機溶劑的量，從而不能保持油墨組合物的潤濕性。因此，其選擇的范圍是30～95重量％。
有機溶劑的具體實例，例如，可以舉出酰胺類，如二甲基甲酰胺及二甲基乙酰胺等；多元醇類，如聚乙二醇、聚丙二醇、乙二醇、二甘醇、硫二甘醇、丙二醇、三甘醇、1，5-戊二醇、1，4-丁二醇、1，2-己二醇、1，3-丙二醇、丙三醇及1，2，6-己三醇等；多元醇的醚類，如乙二醇醚類，像乙二醇一甲醚、乙二醇一丁醚、二甘醇一甲醚、二甘醇一乙醚、三甘醇一丁醚、丙二醇一乙醚、四甘醇一甲醚及乙二醇一苯醚等；含硫化合物，如環(huán)丁砜或二甲基亞砜等；含氮化合物，如2-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮或ε-己內酰胺等；含氧化合物，如γ-丁內酯等；多官能化合物，如二甲基氨基乙醇、二乙基氨基乙醇、三乙醇胺及嗎啉等，但有機溶劑并不局限于這些實例。這些有機溶劑可單獨使用，或兩種或多種混合使用。
在這些有機溶劑中，優(yōu)選使用乙二醇醚類或多元醇類，因為這樣的溶劑具有低的蒸汽壓，當油墨組合物中含有這樣的溶劑時，得到了潤濕性，從而改善排出的穩(wěn)定性，所以，介質優(yōu)選含有至少一種乙二醇醚類和多元醇類。在乙二醇醚類和多元醇類中，作為乙二醇醚類的二甘醇一丁醚、丙二醇一丁醚、三甘醇一丁醚或四甘醇一丁醚，或者作為多元醇類的丙三醇、1，2-己二醇或1，5-戊二醇，因為它們在25℃時的蒸汽壓為0.05毫米汞柱或更低，并具有優(yōu)良的潤濕作用，所以，采用它們作為介質是更優(yōu)選的。
油墨組合物中有機溶劑含量優(yōu)選3～70重量％，更優(yōu)選3～50重量％。有機溶劑含量小于3重量％時，會導致油墨組合物干燥迅速，難以保持濕潤性。而當有機溶劑的含量超過70重量％時，水溶性或水分散性添加劑在油墨組合物中不能穩(wěn)定地存在。此外，取決于所用有機溶劑的種類，粘度的增加明顯，并超出油墨組合物適當粘度范圍。因此，選擇的范圍是3～70重量％。但是，當油墨組合物含有水作為主要組分時，油墨組合物中有機溶劑含量優(yōu)選3～40重量％，更優(yōu)選3～30重量％。盡管取決于使用著色劑的種類，但當油墨組合物含有水作為主要組分、并且有機溶劑含量超過40重量％時，會導致所得到的記錄圖像的印刷質量下降，油墨組合物的干燥時間延長。因此，選擇范圍是3～40重量％。
著色劑可以采用染料、顏料或其混合物。染料或顏料可以是含有染料或顏料的物質或在其上附著染料或顏料的物質。
在著色劑中使用染料時可抑制堵塞的發(fā)生，從而改進排出的穩(wěn)定性。在著色劑中采用顏料時還可獲得耐光性和抗水性優(yōu)良的記錄圖像。
為了在彩色噴墨記錄法中重現(xiàn)各種色彩，使用了3種顏色的油墨組合物，它們是青色(縮寫為C)、品紅色(縮寫為M)和黃色(縮寫為Y)，通過這些油墨組合物的混合表現(xiàn)各種色彩。但是，由于通過3種色彩混合而難以重現(xiàn)黑色，因此，通常使用黑色(縮寫為B)油墨組合物來表現(xiàn)黑色。通過改變含有的著色劑的顏色，可以獲得青色、品紅色、黃色或黑色的油墨組合物。
對染料沒有特別的限制，但當油墨組合物含有水時，使用像酸性染料、直接染料、活性染料或食用染料之類的水溶性染料是優(yōu)選的。在這些水溶性染料中，優(yōu)選使用抗水性、耐光性或安全性優(yōu)良的染料。
染料的具體實例可以舉出以下染料，但染料并不局限于這些實例。在以下實例中，用比色指數(shù)(簡稱C.I.)號碼表示染料。
可在青色油墨組合物中使用的染料，例如，可以舉出酸性染料，如C.I.酸性藍7、9、29、45、92和249；直接染料，如C.I.直接藍1、2、6、15、22、25、71、76、79、86、90、98、163、165、199和202；活性染料，如C.I.活性藍1、2、7、14、15、23、32、38、41、63、80和95。在這些染料中，優(yōu)選至少使用一種選自C.I.酸性藍7和9、和C.I.直接藍199的染料。
作為品紅色油墨組合物中使用的染料，例如，可以舉出酸性染料，如C.I.酸性紅1、8、13、14、18、26、27、35、37、42、52、82、87、89、92、97、106、111、114、115、134、186、249、254和289；直接染料，如C.I.直接紅1、4、9、13、17、20、28、31、39、80、81、83、89、225和227，C.I.直接橙26、29、62和102；活性染料，如C.I.活性紅1、14、17、25、26、32、37、44、46、55、58、60、66、74、79、96、97、141、147、180和181等。在這些染料中，優(yōu)選至少使用一種選自C.I.酸性紅52和289、和C.I.活性紅58、141和180的染料。
作為黃色油墨組合物中使用的染料，例如，可以舉出酸性染料，如C.I.酸性黃1、7、17、23、42、44、79和142；直接染料，如C.I.直接黃1、12、24、26、33、44、50、86、120、132、142和144；活性染料，如C.I.活性黃1、5、11、13、14、20、21、22、25、40、47、51、55、65和67。在這些染料中，優(yōu)選至少使用一種選自C.I.酸性黃17和23、和C.I.直接黃86的染料。
作為黑色油墨組合物中使用的染料，例如，可以舉出食用染料，如C.I.食品黑2；直接染料，如C.I.直接黑19、22、32、38、51、56、71、74、75、77、154、168和171；活性染料，如C.I.活性黑3、4、7、11、12和17等。在這些染料中，優(yōu)選至少使用一種C.I.食用黑2和C.I.直接黑154。
在正常溫度下，在穩(wěn)定的可溶范圍內使用這些染料。由于每種染料這樣的范圍各不相同，因此，油墨組合物中染料含量沒有特別限定，但優(yōu)選0.1～10重量％。
至于顏料，可使用任何一種在溶液中可分散的顏料，但使用耐光性和抗水性優(yōu)良的顏料是優(yōu)選的。
顏料的具體實例包括以下顏料，但顏料并不局限于這些實例。在以下實例中，用染料的比色指數(shù)(C.I.)號碼表示。
作為青色油墨組合物中使用的顏料，例如，可以舉出C.I.顏料藍1、2、15、16、17、21、22、60和64等。
作為品紅色油墨組合物中使用的顏料，例如，可以舉出C.I.顏料紅2、3、5、16、23、31、49、57、63、122和209、和C.I.顏料紫19等。
作為黃色油墨組合物中使用的顏料，例如，可以舉出C.I.顏料黃1、2、3、5、12、74、138、150和180等。
作為黑色油墨組合物中使用的顏料，例如，可以舉出炭黑，例如槽法炭黑、爐黑、熱炭黑或燈黑等。
在這些顏料中，在青色油墨組合物中優(yōu)選使用C.I.顏料藍15:3和C.I.顏料藍15:4中至少一種。對于品紅色油墨組合物，優(yōu)選至少使用一種選自C.I.顏料紅122、C.I顏料紅209和C.I.顏料紫19的顏料。而對于黃色油墨組合物，優(yōu)選至少使用一種選自C.I.顏料黃74、C.I.顏料黃138、C.I顏料黃150和C.I.顏料黃180的顏料。對于黑色油墨組合物，優(yōu)選至少使用一種選自上述炭黑的顏料。使用這些顏料可獲得一種油墨組合物，它能生成青色、品紅色、黃色或黑色的優(yōu)質記錄圖像。
將使用這些優(yōu)選顏料的青色、品紅色和黃色3色油墨組合物疊加，即采用C.I.顏料藍15:3和C.I.顏料藍15:4中的至少一種顏料的青色油墨組合物；采用至少一種選自C.I.顏料紅122、C.I.顏料紅209和C.I.顏料紫19的品紅色油墨組合物；和采用至少一種選自C.I.顏料黃74、C.I.顏料黃138、C.I.顏料黃150和C.I.顏料黃180的黃色油墨組合物，可以獲得高密度的黑色記錄圖像，該圖像接近于用黑色油墨組合物形成的記錄圖像。即，含有上述3種油墨組合物的油墨組提供了優(yōu)良的色彩平衡。因此，使用含有這3種油墨組合物的油墨組，或4種油墨組合物的油墨組即這3種油墨組合物和一種使用炭黑的黑色油墨組合物的油墨組，可以表現(xiàn)各種色彩，從而可以提供發(fā)色性優(yōu)良的彩色記錄圖像。
當該油墨組合物含有水時，顏料優(yōu)選含有一種或多種選自例如羧基、羥基、氨基和磺酸基的親水基團。這樣的親水基團可通過化學改性直接加到顏料表面上，或用含有這樣親水基團的聚合物覆蓋顏料表面而加到顏料表面上，從而獲得親水性。這樣的親水基團還可以是鹽的形式。
含有親水基團的顏料可穩(wěn)定分散在含水的油墨組合物中。因此，在著色劑中使用有親水基團的顏料，可以抑制堵塞的發(fā)生，從而不損傷排出穩(wěn)定性而獲得耐光性和抗水性優(yōu)良的記錄圖像。
在常溫下在穩(wěn)定可分散范圍內使用這些顏料。由于每種染料這樣的范圍各不相同，所以，油墨組合物中顏料含量沒有特別限定，但優(yōu)選0.1～10重量％。
該實施方案的油墨組合物優(yōu)選還含有表面活性劑。因此，可以容易的控制油墨組合物的動態(tài)表面張力，其中包括氣泡頻率10Hz的動態(tài)表面張力(σ10)和氣泡頻率1Hz的動態(tài)表面張力(σ1)。
表面活性劑可以是非離子類表面活性劑、陰離子類表面活性劑、陽離子類表面活性劑或兩性離子表面活性劑的任何1種。根據(jù)油墨組合物中含有的電解質種類選擇表面活性劑類型，如非離子類、陽離子類及陰離子類表面活性劑。例如，如果油墨組合物含有陰離子性物質，則使用非離子類或陰離子類表面活性劑。這樣的表面活性劑可以混合使用。在這種情況下，表面活性劑的種類，例如非離子類、陰離子類或陽離子類表面活性劑，可以相同或不同。
在這些表面活性劑中，非離子類表面活性劑是優(yōu)選的，因為它不易受到共存電解質的影響，可使氣泡頻率10Hz的動態(tài)表面張力(σ10)和氣泡頻率1Hz的動態(tài)表面張力(σ1)之差d(＝σ10-σ1)保持在一定范圍內，而不管油墨組合物是否添加了電解質。
非離子類表面活性劑的具體實例，可以舉出以下列通式(IX)、(X)、(XI)、(XII)、(XIII)和(XIV)表示的表面活性劑等，但非離子類表面活性劑并不受到這些實例的限制。

在通式(IX)中，m表示0～30的整數(shù)或分數(shù)；n表示0～30的整數(shù)或分數(shù)；m及n的和(m+n)表示0～30的整數(shù)或分數(shù)。
在通式(X)中，k表示11～13的整數(shù)或分數(shù)；l表示3～30的整數(shù)或分數(shù)。
在通式(XI)中，h表示0～11的整數(shù)或分數(shù)；i表示0～11的整數(shù)或分數(shù)；j表示3～50的整數(shù)或分數(shù)；h及i的和(h+i)表示9～11的整數(shù)或分數(shù)。
在通式(XII)中，w表示0～11的整數(shù)或分數(shù)；x表示5～9的整數(shù)或分數(shù)；y表示2.5～5的整數(shù)或分數(shù)；z表示0～9的整數(shù)或分數(shù)；w及z的和(w+z)表示9～11的整數(shù)或分數(shù)。
在通式(XIII)中，p表示0～78的整數(shù)或分數(shù)；q表示2～15的整數(shù)或分數(shù)；r表示0～18的整數(shù)或分數(shù)。
在通式(XIV)中，s表示0～30的整數(shù)或分數(shù)；t表示0～30的整數(shù)或分數(shù)；但s和t的和(s+t)表示0～30的整數(shù)或分數(shù)。此外，u表示0～10的整數(shù)或分數(shù)；v表示0～10的整數(shù)或分數(shù)，但u及v的和(u+v)表示0～10的整數(shù)或分數(shù)。
在油墨組合物中優(yōu)選含有臨界膠束濃度或高于臨界膠束濃度的表面活性劑。含有表面活性劑的溶液的表面張力隨著表面活性劑增加直到臨界膠束濃度都在降低，但基本上在臨界膠束濃度之上保持恒定。因此，使用如上所述臨界膠束濃度或高于臨界膠束濃度的表面活性劑，有可能充分利用表面活性劑的作用，使由表面活性劑控制的氣泡頻率10Hz的動態(tài)表面張力和氣泡頻率1Hz的動態(tài)表面張力保持基本恒定的值，從而獲得具有均勻性能的油墨組合物。
盡管各種表面活性劑的臨界膠束濃度不同，但任何非離子類表面活性劑、陰離子類表面活性劑、陽離子類表面活性劑和兩性離子表面活性劑的臨界膠束濃度在25℃是約0.001～3重量％。
當著色劑中使用顏料時，本實施方案的油墨組合物優(yōu)選含有粘結劑樹脂。粘結劑樹脂的存在可防止顏料從記錄材料上剝離。
作為粘結劑樹脂，可使用一種或多種選自聚酯樹脂、丙烯酸樹脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物樹脂和聚酯-丙烯酸共聚物樹脂的樹脂。
除了著色劑、介質、表面活性劑和粘結劑樹脂以外，本實施方案的油墨組合物可進一步含有其他添加劑，如防霉劑、pH值調節(jié)劑、螯合劑、防銹劑或紫外線吸收劑。
對于防霉劑，使用脫氫乙酸鈉、苯甲酸鈉或山梨酸鈉等是優(yōu)選的。
對于pH調節(jié)劑，使用三乙醇胺、氫氧化鈉、碳酸鈉、硝酸鈉或硝酸鉀等是優(yōu)選的。
例如，使用0.5～15重量％著色劑、3～70重量％有機溶劑、29～95重量％水和0.001～5重量％表面活性劑可獲得一種油墨組合物，它含有至少一種著色劑和介質，并且其中在通過最大氣泡壓力法在溫度24～26℃測定的動態(tài)表面張力中，氣泡頻率10Hz的動態(tài)表面張力(σ10)和氣泡頻率1Hz的動態(tài)表面張力(σ1)滿足式(2)的差d(＝σ10-σ1)。
本發(fā)明第4實施方案的油墨組合物用于圖1～3所示噴墨頭1。由于油墨槽50儲存了上述第4實施方案的油墨組合物60a，這樣的油墨組合物60a供給墨盒40，并從排出口31以液滴狀排出，所以，本實施方案的噴墨頭1可穩(wěn)定地從排出口31排出油墨組合物60a液滴。這樣的噴墨頭可實現(xiàn)具有高可靠性的壓電式噴墨記錄裝置，可穩(wěn)定提供高質量的記錄圖像。
本發(fā)明第4實施方案的油墨組合物用于圖4～6所示噴墨頭2。與第2實施方案的噴墨頭1相同，由于油墨槽50儲存了第4實施方案的油墨組合物60a，而這樣的油墨組合物60a供給墨盒40，并從排出口31以液滴61a的形式排出，因此，本實施方案的噴墨頭2可從排出口31穩(wěn)定地排出油墨組合物60a液滴61a。這樣的噴墨頭可實現(xiàn)具有高可靠性的熱噴墨式噴墨記錄裝置，并能穩(wěn)定提供高質量記錄圖像。
實施例以下將通過實施例更詳細地闡明本發(fā)明，但本發(fā)明并不受這些實施例的限制。在這些實施例中，圖像記錄有時稱作打印或印刷。
<油墨組合物>
在制備油墨組合物時，如表6所示把著色劑、有機溶劑和表面活性劑的種類和含量，以及粘結劑樹脂和水的含量進行改變，以獲得實施例8～14的油墨組合物，其中氣泡頻率10Hz的動態(tài)表面張力(σ10)和氣泡頻率1Hz的動態(tài)表面張力(σ1)具有滿足式(2)的差d(＝σ10-σ1)，以及比較例5～8的油墨組合物，其中d不滿足式(2)。在表6中，各欄值的單位用重量份表示，實施例8～14和比較例5～8的各個油墨組合物總量分別是100重量份。此外，在表6中，TEGBE表示三甘醇一丁醚；PEG400表示分子量400的聚乙二醇；通式(IX)表示用通式(IX)表示的表面活性劑；通式(X)表示用通式(X)表示的表面活性劑；通式(XI)表示用通式(XI)表示的表面活性劑；通式(XII)表示用通式(XII)表示的表面活性劑；通式(XIII)表示用通式(XIII)表示的表面活性劑；氟類表面活性劑1表示用化學式(XV)表示的表面活性劑；氟類表面活性劑2表示用化學式(XVI)表示的表面活性劑。油墨組合物中表面活性劑濃度等于或高于實施例8～14和比較例5～7中臨界膠束濃度，但小于比較例8的臨界膠束濃度。
在氣泡頻率0.5～35Hz時，用表面張力計(BP-4由Kyowa KaimenKagaku Co.生產(chǎn))測定實施例8～14和比較例5～8的動態(tài)表面張力。
表7示出實施例8～14和比較例5～8的油墨組合物在氣泡頻率10Hz的動態(tài)表面張力(σ10)和在氣泡頻率1Hz的動態(tài)表面張力(σ1)之差d(mN/m)(＝σ10-σ1)和此時的測定溫度(℃)。
表6

R余量表7

按照如下方式評價所獲得實施例8～14和比較例5～8油墨組合物在用于噴墨記錄方法時的排出穩(wěn)定性和所得到記錄圖像的圖像質量。
<排出穩(wěn)定性>
把得到的實施例8～14和比較例5～8的油墨組合物分別填充至噴墨記錄裝置的油墨槽中，該噴墨記錄裝置是市售噴墨記錄裝置(AJ2000由SharpKabushiki Kaisha生產(chǎn))經(jīng)改造得到的，以致可以安裝如圖1所示的噴墨頭1，以A4紙每分鐘7頁的打印速度，以打印密度5％連續(xù)在Sharp KabushikiKaisha生產(chǎn)的普通復印紙(商品名SF4AM3)上打印。在該試驗中，當油墨槽空了時再填充油墨組合物，連續(xù)打印直到因油墨組合物液滴不能從噴嘴排出而不能再打印為止，計數(shù)直到這一刻完全打印的紙數(shù)量，求出可打印紙數(shù)，作為評價排出穩(wěn)定性的指數(shù)。如果可打印紙數(shù)超過200，評定為好(○)，如果數(shù)量是150～200，評定為較好(△)，如果少于150，評定為差(×)。
<圖像質量>
此外，把得到的實施例8～14和比較例5～8的油墨組合物分別填充至噴墨記錄裝置的油墨槽中，該噴墨記錄裝置是市售噴墨記錄裝置(AJ2000由Sharp Kabushiki Kaisha生產(chǎn))經(jīng)改造得到的，以致可以安裝圖1所示噴墨頭1，在Sharp Kabushiki Kaisha生產(chǎn)的普通復印紙(商品名SF4AM3)上打印特定的圖案，以獲得用于評價的圖像。把評價的圖像放置一天，圖案線寬設定為100，測定各個評價圖像的圖案線寬相對值，作為評價圖像質量的指數(shù)。如果相對線寬小于150而且?guī)缀鯖]有印跡，結果就評為好(○)；如果相對線寬為150～250，有若干印跡，評定為較好(△)；如果相對線寬超過250，并有大量印跡，則評為差(×)。
以上評價結果列在表8中。
表8

在實施例8～14的油墨組合物中，其中氣泡頻率10Hz的動態(tài)表面張力(σ10)與氣泡頻率1Hz的動態(tài)表面張力(σ1)之差d(＝σ10-σ1)滿足式(2)，其排出穩(wěn)定性和圖像質量都好。另一方面，在比較例5～8的油墨組合物中，它們的差d大于7，而且超過了式(2)的范圍，排出穩(wěn)定性和圖像質量為差或較好。
如上所述，如此設計使氣泡頻率10Hz的動態(tài)表面張力(σ10)與氣泡頻率1Hz的動態(tài)表面張力(σ1)之差d(＝σ10-σ1)滿足式(2)，有可能獲得一種用于噴墨記錄方法的油墨組合物，該組合物顯示出優(yōu)良的排出穩(wěn)定性，并抑制記錄材料上出現(xiàn)印跡，提供高質量記錄圖像。
<油墨組>
如表9所示，把實施例9～13和比較例5～7的油墨組合物混合起來作為青色、品紅色和黃色的油墨組合物，以得到含有C.I.顏料藍15:3和C.I.顏料藍15:4中的至少一種顏料的青色油墨組合物，含有至少一種選自C.I.顏料紅122、209和C.I.顏料紫19顏料的品紅色油墨組合物，含有至少一種選自C.I.顏料黃74、138、150和180顏料的黃色油墨組合物而構成實施例油墨組2；制得比較例油墨組5～7，其中青色、品紅色和黃色油墨組合物中的任何一種顏料不同于上述顏料；制得比較例油墨組8，其中所有的青色、品紅色和黃色油墨組合物含有的顏料不同于上述顏料。
表9

分別采用所得到的實施例油墨組2和比較例油墨組5～8，并用噴墨記錄裝置，該噴墨記錄裝置是市售噴墨記錄裝置(AJ2000由Sharp KabushikiKaisha生產(chǎn))經(jīng)改造得到的，以青色、品紅色和黃色油墨組合物1∶1∶1的打印比率，在蠟光紙(商品名AJ-K4AG)上打印，從而形成黑色圖像。此外，用實施例14的油墨組合物作為黑色油墨組合物，以獲得相同的圖像。
用分光光度計(X-Rite 938由X-Rite Inc.生產(chǎn))測定每個所得到的黑色圖像，得到L*a*b*色系(CIE1976)中的亮度指數(shù)L*和色度指數(shù)a*、b*。
按如下方法評價試驗結果。在用實施例14油墨組合物形成的黑色圖像中，色度指數(shù)a*和b*分別取作A1和B1，在用實施例油墨組2和比較例油墨組5～8形成的黑色圖像中，色度指數(shù)a*和b*分別取作A2和B2，求出用下式(C)表示的Δa*b*值，作為黑色再現(xiàn)性的評價指標Δa*b*＝{(A1-A2)2+(B1-B2)2}1/2(C)Δa*b*值等于或小于20(Δa*b*≤20)的情況評定為好(○)，而超過20(Δa*b*＞20)的情況評定為差(×)。評定結果列在表10中。
表10

表10表明，與比較例油墨組5～8中分別含有的3種油墨組合物疊加所形成黑色圖像相比，實施例油墨組2中含有的3種油墨組合物疊加所形成的黑色圖像具有更高密度，該密度接近于用實施例14油墨組合物所形成的黑色圖像的密度。因此，可以斷定，與比較例油墨組5～8相比，實施例油墨組2具有更好的黑色再現(xiàn)性和優(yōu)良的色彩平衡性。
如上所述，把含有C.I顏料藍15:3和C.I顏料藍15:4中的至少一種顏料的青色油墨組合物、含有至少一種選自C.I.顏料紅122、209和C.I.顏料紫19顏料的品紅色油墨組合物、和含有至少一種選自C.I.顏料黃74、138、150和180顏料的黃色油墨組合物加以疊加，可以得到具有優(yōu)良色彩平衡的油墨組。
在不脫離本發(fā)明精神或基本特征的前提下，可用其他各種方式具體實施。因此，可認為這些方案在各個方面都是說明性的而不是限制性的，本發(fā)明的范圍是由權利要求書而不是由上述說明書指明的，因此，屬于權利要求書范圍內的所有變化都包括在本發(fā)明范圍中。
權利要求
1.一種油墨組合物，至少含有一種著色劑、介質和表面活性劑，其中，在溫度24～26℃下采用最大氣泡壓力法測定的動態(tài)表面張力中，氣泡頻率為10Hz的動態(tài)表面張力(σ10)與氣泡頻率為1Hz的動態(tài)表面張力(σ1)之差d(＝σ10-σ1)滿足下式(2)0mN/m≤d≤7mN/m(2)
2.根據(jù)權利要求1所述的油墨組合物，其中，氣泡頻率為10Hz的動態(tài)表面張力(σ10)與氣泡頻率為1Hz的動態(tài)表面張力(σ1)的范圍是20～70mN/m。
3.根據(jù)權利要求1所述的油墨組合物，其中，介質含有水。
4.根據(jù)權利要求1所述的油墨組合物，其中，介質含有乙二醇醚類或多元醇類中的至少一種。
5.根據(jù)權利要求1所述的油墨組合物，其中，著色劑包括染料。
6.根據(jù)權利要求1所述的油墨組合物，其中，著色劑包括顏料。
7.根據(jù)權利要求3所述的油墨組合物，其中，著色劑包括具有親水基團的顏料。
8.根據(jù)權利要求1所述的油墨組合物，其中，表面活性劑包括非離子類表面活性劑。
9.根據(jù)權利要求1所述的油墨組合物，其中，含有等于或高于臨界膠束濃度的表面活性劑。
10.根據(jù)權利要求6所述的油墨組合物，其中，所述顏料包括C.I顏料藍15:3或C.I.顏料藍15:4的至少一種。
11.根據(jù)權利要求6所述的油墨組合物，其中，顏料包括至少一種選自C.I.顏料紅122、C.I顏料紅209和C.I.顏料紫19的顏料。
12.根據(jù)權利要求6所述的油墨組合物，其中，顏料包括至少一種選自C.I顏料黃74、C.I顏料黃138、C.I顏料黃150和C.I.顏料黃180的顏料。
13.根據(jù)權利要求6所述的油墨組合物，其中，所述顏料包括炭黑。
14.一種圖像記錄方法，包含將油墨組合物附著在記錄材料上，其中油墨組合物使用權利要求1所述的油墨組合物。
15.一種圖像記錄方法，包含向油墨組合物加壓，使油墨組合物液滴排出；以及將液滴附著在記錄材料上，其中油墨組合物使用權利要求1所述的油墨組合物。
16.根據(jù)權利要求14所述的記錄方法，其中，對于油墨組合物，至少使用權利要求10所述的油墨組合物、權利要求11所述的油墨組合物和權利要求12所述的油墨組合物。
17.根據(jù)權利要求15所述的記錄方法，其中，對于油墨組合物，至少使用權利要求10所述的油墨組合物、權利要求11所述的油墨組合物和權利要求12所述的油墨組合物。
18.根據(jù)權利要求14所述的記錄方法，其中，對于油墨組合物，至少使用權利要求10所述的油墨組合物、權利要求11所述的油墨組合物、權利要求12所述的油墨組合物和權利要求13所述的油墨組合物。
19.根據(jù)權利要求15所述的記錄方法，其中，對于油墨組合物，至少使用權利要求10所述的油墨組合物、權利要求11所述的油墨組合物、權利要求12所述的油墨組合物和權利要求13所述的油墨組合物。
20.一種記錄圖像，該圖像是采用權利要求14所述記錄方法記錄的。
21.一種記錄圖像，該圖像是采用權利要求15所述記錄方法記錄的。
22.一種油墨組，含有權利要求10所述的油墨組合物；權利要求11所述的油墨組合物；和權利要求12所述的油墨組合物。
23.一種油墨組，含有權利要求10所述的油墨組合物；權利要求11所述的油墨組合物；權利要求12所述的油墨組合物，和權利要求13所述的油墨組合物。
24.一種噴墨頭，包含儲存權利要求1所述油墨組合物的油墨槽；墨盒，它有一個用于排出油墨組合物液滴的排出口并接收來自油墨槽的油墨組合物；隨施加電壓而產(chǎn)生形變且配備在至少部分墨盒中的壓電元件，用于對墨盒中所含的油墨組合物施加壓力；和向壓電元件施加電壓的電極。
25.一種噴墨頭，包含儲存權利要求1所述油墨組合物的油墨槽；墨盒，它有一個用于排出油墨組合物液滴的排出口并接收來自油墨槽的油墨組合物供料；在至少部分墨盒中配備的發(fā)熱元件，該元件用于加熱墨盒中所含的油墨組合物，使其產(chǎn)生氣泡，從而向油墨組合物施加壓力；和向發(fā)熱元件施加電壓的電極。
26.一種記錄圖像，該圖像是通過將權利要求24所述噴墨頭排出的油墨組合物液滴附著在記錄材料上進行記錄的。
27.一種記錄圖像，該圖像是通過將權利要求25所述噴墨頭排出的油墨組合物液滴附著在記錄材料上進行記錄的。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種采用噴墨記錄法時，可以得到排出穩(wěn)定性優(yōu)良的，高質量的記錄圖像的油墨組合物，采用該組合物的記錄方法以及記錄圖像，油墨組和噴墨頭。油墨組合物(60)在溫度24～26℃下采用最大氣泡壓力方法測定的動態(tài)表面張力(mN/m)與靜態(tài)表面張力(mN/m)之差是0～7(mN/m)。油墨組合物儲存在噴墨頭(1)的噴墨槽(50)中，并且油墨組合物從油墨槽(50)供給有排出口(31)的油墨盒(40)，以及將電壓施加到由壓電材料制成的隔板(12)上，由隔板(12)往儲存在油墨槽(40)中的油墨組合物(60)施加壓力，從而從排出口(31)排出油墨組合物(60)液滴，該液滴附著在記錄材料上記錄圖像。
文檔編號C09D11/00GK1782001SQ200510131419
公開日2006年6月7日 申請日期2003年9月18日 優(yōu)先權日2002年9月18日
發(fā)明者加本貴則, 森本清文, 上原誠, 中津裕美, 木元正紀 申請人:夏普株式會社