[发明专利]具有喷射助剂的喷墨用墨组合物

说明书

发明领域

本发明涉及喷墨用墨组合物和利用含有水、炭黑自分散颜料和特定的聚合物喷射助剂组分的墨的印刷方法。

发明背景

喷墨印刷是通过响应数字数据信号，以逐像素方式，将墨滴沉积到图像记录元件，产生印刷图像的无压方法。有多种方法可用于控制墨滴在图像记录元件上沉积以产生期望的印刷图像。在一种被称作按需滴落喷墨的方法中，单个墨滴如所需要地被喷射到图像记录元件上以形成期望的印刷图像。在按需滴落印刷中控制墨滴喷射的通常方法包括压电换能器和热气泡形成。在另一种被称作连续喷墨的方法中，液滴的连续流以成图像的方式(image-wise manner)被充电和偏斜到图像记录元件表面上，而未成像的液滴被捕捉和返回到墨池。喷墨打印机已发现了从桌面文件和照相-质量成像到短版印刷(short run printing)和工业加标签的跨市场的广泛应用。

各种喷墨打印机中使用的墨可被分为染料基或颜料基。染料是溶解于载体介质的着色剂。颜料是不溶解于载体介质的着色剂，但是以小颗粒的形式分散或悬浮。这些小颗粒可通过使用不同的分散剂如表面活性剂、低聚物或聚合物而稳定，抵抗絮凝和沉降，或它们可被直接官能化以提供自分散特性。在任何一种情况中，载体介质在室温可以是液体或固体。通常使用的载体介质包括水、水和有机共溶剂的混合物和高沸腾溶剂，如烃、酯、酮、醇和醚。

颜料基喷墨用墨常常较染料基喷墨用墨更优选，因为在颜料基墨通常观察到优良的图像稳定性。自分散颜料反过来常常较表面活性剂分散的、低聚物分散的或聚合物分散的颜料更优选，因为它们对许多种墨配方和环境保持条件具有更大的稳定性。当需要高密度和清晰图像如用于文本和图形印刷时，通常使用自分散颜料，并且当在普通纸（plain papers）（即不是特别设计以提供照相质量图像的纸）上印刷时自分散颜料尤其有用。

用于喷墨印刷的自分散颜料已通过许多不同的方法制备。美国专利号5,554,739；5,803,959；和5,922,118公开了利用重氮化合物的颜料表面的共价官能化。美国专利号5,609,671；5,718,746；6,099,632；和7,232,480描述了通过次氯酸盐氧化方法制备的阴离子自分散颜料。美国专利号6,852,156描述了通过臭氧氧化制备的阴离子颜料。

不同类型的自分散颜料中，具有高度表面官能化的那些在喷墨图像印刷中提供优势。美国专利公开号2007/0028800公开了具有至少0.5mEq/g的电荷当量的自分散颜料，其已被羧化物官能化。美国专利号5,861,447和美国专利公开号2008/0206465公开了具有大于11重量百分比挥发性表面官能团的自分散颜料。

在普通纸上喷墨印刷的关键特性包括普通纸上印刷文件的高印刷密度、清晰的文本质量和高的印刷耐久性如高的耐水、耐摩擦和耐更加亮的涂污。同样重要的是对于许多种普通纸的印刷质量均一性。在普通纸上的喷墨印刷性能对纸的种类非常敏感。纸的种类反过来受纸配方（例上胶剂种类和量、填料种类和量等）、制造工艺和纸浆变化的影响。高度期望具有这样的墨组成，其可提供优良和均匀的具有低的纸-纸变化性的印刷质量。另外，墨的喷射性能同样重要。这包括，例如，形成稳定的滴、在期望的发射频率的强有力的喷射、和保持喷射性能例如在延长的打印头生命周期期间不变的滴落速度。虽然当用于喷墨用墨时自分散颜料具有许多优点，但是它们也存在缺点。例如，自分散颜料墨特别易于涂污，尤其在文本图像的标记中使用的更加亮的标记物方面。因此，含有自分散颜料的墨至今还不能提供欲用于普通纸上的喷墨用墨的所有期望特性。