專利名稱：噴墨記錄用墨水組合物、墨盒及記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于噴墨記錄的噴墨記錄用墨水組合物、墨盒以及記錄裝置。
例如，在特開平10-212439號(hào)公報(bào)、特開平11-293167號(hào)公報(bào)、特開平11-315231號(hào)公報(bào)和特開2000-178494號(hào)公報(bào)中，都提出了在墨水中含有水解性硅烷化合物(有機(jī)硅化合物)來提高在記錄介質(zhì)上形成的圖像的耐水性的方案。這樣，通過在墨水中含有硅烷化合物，在墨滴附著在記錄介質(zhì)上水分(溶劑)蒸發(fā)而向記錄介質(zhì)內(nèi)浸透時(shí)，在該記錄介質(zhì)上殘留的硅烷化合物發(fā)生縮聚反應(yīng)，發(fā)生了此縮聚反應(yīng)的硅烷化合物把色料包圍起來。結(jié)果，即使在記錄介質(zhì)上的圖像被水浸濕，也能夠防止色料溶解于水。
但是發(fā)現(xiàn)，含有上述水解性硅烷化合物的耐水墨水，如果在高溫(比如40°以上)下長(zhǎng)時(shí)間放置，就會(huì)產(chǎn)生在水中不溶或難溶的凝聚物?？梢哉J(rèn)為這是由于在墨水中增強(qiáng)了色料和硅烷化合物緩慢地發(fā)生的相互作用，硅烷化合物包圍住色料而發(fā)生凝聚。產(chǎn)生的此凝聚物，在由安裝在噴墨頭上的噴嘴噴出時(shí)，招致噴出的不良。
本發(fā)明的墨水組合物是含有色料、保濕劑、水和在無水狀態(tài)下能夠發(fā)生縮聚反應(yīng)的水溶性物質(zhì)的噴墨記錄用墨水組合物。此墨水組合物特別含有凝聚穩(wěn)定劑。
“凝聚穩(wěn)定劑”包括具有使難溶物或不溶物容易溶解于水中的能力的物質(zhì)。從此能力的觀點(diǎn)出發(fā)，可以把凝聚穩(wěn)定劑稱為“溶解穩(wěn)定劑”。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，在此墨水組合物中含有凝聚穩(wěn)定劑。此凝聚穩(wěn)定劑使由于色料和水溶性物質(zhì)相互作用在上述墨水中產(chǎn)生的難溶物或不溶物容易溶解于水。因此，可防止墨水組合物在高溫下長(zhǎng)時(shí)間放置產(chǎn)生凝聚物。
這樣的墨水組合物，以墨滴的形式附著在記錄介質(zhì)上時(shí)，由于水分(含有凝聚穩(wěn)定劑)蒸發(fā)并浸透到記錄介質(zhì)內(nèi)，水溶性物質(zhì)就發(fā)生反應(yīng)。由此，此縮聚反應(yīng)物包圍住色料。這樣，就避免了由上述墨滴形成的記錄介質(zhì)上的圖像被水浸了而把色料溶解于水中，確保了圖像的耐水性。
上述凝聚穩(wěn)定劑，也可以是在由比如包圍住色料的水溶性物質(zhì)形成的難溶物或不溶物的周圍成為膠束結(jié)構(gòu)的水溶性有機(jī)化合物群。在此情況下，此膠束結(jié)構(gòu)具有疏水部分向著內(nèi)側(cè)(即難溶物或不溶物的一側(cè))，親水部分向著外側(cè)(即水相一側(cè))的結(jié)構(gòu)。
更具體說，作為這樣的凝聚穩(wěn)定劑，可以舉出多元醇單烷基醚或多元醇二烷基醚。也可以舉出水溶性一元醇或水溶性二元醇作為凝聚穩(wěn)定劑的一個(gè)例子。而且上述凝聚穩(wěn)定劑也可以是吡咯烷酮系化合物。
上述凝聚穩(wěn)定劑也可以是烷醇胺類，特別可以是尿素。在墨水中含有此類物質(zhì)時(shí)，就能夠防止在墨水中產(chǎn)生凝聚物。
上述水溶性物質(zhì)，優(yōu)選為水解性硅烷或者其部分水解物。這就是說，從提高墨水耐水性這一點(diǎn)看，水解性硅烷或其部分水解物是非常優(yōu)選的。
本發(fā)明的墨盒是裝有噴墨記錄用墨水的墨盒。上述墨水組合物含有色料、保濕劑、水和在無此水的狀態(tài)下發(fā)生縮聚反應(yīng)的水溶性物質(zhì)以及凝聚穩(wěn)定劑。
本發(fā)明的記錄裝置是裝有噴墨記錄用墨水組合物、且把此墨水組合物噴在記錄介質(zhì)上的記錄裝置。上述墨水組合物含有色料、保濕劑、水和在無此水的狀態(tài)下能夠發(fā)生縮聚反應(yīng)的水溶性物質(zhì)以及凝聚穩(wěn)定劑。
圖2是噴墨式記錄裝置的噴墨頭的部分仰視圖。
圖3是圖2的III-III線的剖視圖。
圖4是圖2的IV-IV線剖視圖。
圖5是表示墨水中的凝聚穩(wěn)定劑結(jié)構(gòu)的模型圖。
此噴墨頭1支持固定在支架31上。在此支架31上安裝了在圖上省略了的支架電機(jī)。上述噴墨頭1和支架31都由此支架電機(jī)帶動(dòng)由主掃描方向(

圖1和圖2所示的X方向)上伸展的支架軸32導(dǎo)引在其方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
上述記錄紙41夾在由圖上省略的輸送電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)著驅(qū)動(dòng)二個(gè)輸送輥42之間。記錄紙41通過此輸送電機(jī)和各輸送輥42在上述噴墨頭1的下側(cè)沿著與上述主掃描方向相垂直的副掃描方向(圖1和圖2所示的Y方向)輸送。
這樣，此記錄裝置A由上述支架31、支架軸32和支架電機(jī)、以及各輸送輥42和輸送電機(jī)組成，使得噴墨頭1和記錄紙41能夠相對(duì)移動(dòng)。
上述噴墨頭1如圖2～圖4所示，具備形成有多個(gè)壓力室用凹部3的噴墨頭本體2。此噴墨頭本體2的各凹部3具有用于供給墨水的供給口3a和用于噴出墨水的噴出口3b。各凹部3在該噴墨頭本體2的上面順著上述主掃描方向開口，相互地在上述副掃描方向上以大致等間隔的狀態(tài)并排設(shè)置。上述各凹部3的開口的全長(zhǎng)設(shè)定約為1250μm，寬度設(shè)定約為130μm。而且，上述各凹部3的開口的兩端部略呈半圓形的形狀。
上述各凹部3的側(cè)壁部由大約200μm厚的感光性玻璃制的壓力室零件6構(gòu)成。各凹部3的底壁部由在此壓力室零件6的下面粘接固定的墨水流路零件7構(gòu)成。墨水流路零件7由6塊薄不銹鋼薄板層疊而成。在此墨水流路零件7內(nèi)，形成多個(gè)小孔71、一個(gè)供給用墨水流路11和多個(gè)噴出用墨水流路12。各個(gè)小孔71連接著上述各凹部3的供給口3a。供給用墨水流路11在上述副掃描方向上伸展，與各個(gè)小孔71相連接。各噴出用墨水流路12與上述各凹部3的噴出口3b相連接。
上述各個(gè)小孔71是在墨水流路零件7中板厚比其他幾塊都薄的從上數(shù)第二塊不銹鋼薄板上形成的。其直徑設(shè)定為大約38μm。上述供給用墨水流路11連接著上述墨盒35。由此墨盒35向供給用墨水流路11中供給墨水。
在上述墨水流路零件7的下面，粘接固定著由不銹鋼制造的噴嘴板8。在噴嘴板8上形成向記錄紙41上面噴出墨滴用的多個(gè)噴嘴14，噴嘴板8的下面用疏水膜8a包覆著。噴嘴14在噴墨頭1的下面，沿著上述副掃描方向排成并列狀。各噴嘴14連接著上述噴出用墨水流路12，通過此噴出用墨水流路12分別連接著上述凹部3的噴出口3b。而且，上述各噴嘴14都由噴嘴直徑向前端側(cè)縮小的錐部和與該錐部的前端側(cè)連續(xù)地設(shè)置的直線部構(gòu)成。此直線部的噴嘴直徑設(shè)定為大約20μm。
在上述噴墨頭本體2的各凹部3的上側(cè)分別設(shè)置有壓電執(zhí)行元件21。此各壓電執(zhí)行元件21具有Cr制振動(dòng)板22。振動(dòng)板22以粘接固定于上述噴墨頭本體2的上面的狀態(tài)，塞住該噴墨頭本體2的各凹部3，與該凹部3一起構(gòu)成壓力室4。此振動(dòng)板22與整個(gè)壓電執(zhí)行元件21形成一體，與下面敘述的全壓電元件23一同起著共同電極的作用。
上述各壓電執(zhí)行元件21具有由鈦酸鋯酸鉛(PZT)制成的壓電元件23和Pt制個(gè)別電極24。壓電元件23分別通過Cu制的中間層25設(shè)置于在振動(dòng)板22的上述壓力室4相反的面(上面)上與壓力室4相對(duì)應(yīng)的部分(與凹部3開口相對(duì)向的部分)。個(gè)別電極24分別連接在各壓電元件23的與上述振動(dòng)板22相反的面(上面)。此各個(gè)別電極24與振動(dòng)板22一起，在各壓電元件23上施加電壓(驅(qū)動(dòng)電壓)。
上述振動(dòng)板22、各壓電元件23、各個(gè)別電極24以及各中間層25都是由薄膜形成的。振動(dòng)板22的厚度設(shè)定為大約6μm，各壓電元件23的厚度設(shè)定為8μm以下(比如大約3μm)，個(gè)別電極24的厚度設(shè)定為大約0.2μm，而各中間層25的厚度設(shè)定為大約3μm。
上述各壓電執(zhí)行元件21，通過其振動(dòng)板22和各個(gè)別電極24在各壓電元件23上施加驅(qū)動(dòng)電壓，致使該振動(dòng)板22的與壓力室4對(duì)應(yīng)的部分(凹部3的開口部分)變形。由此通過噴出口3b由噴嘴14噴出該壓力室4中的墨水。即，在振動(dòng)板22和個(gè)別電極24之間施加脈沖電壓時(shí)，由于此脈沖電壓的上升，壓電元件23通過壓電效應(yīng)在與其厚度相垂直的橫向收縮。與此相反，振動(dòng)板22、個(gè)別電極24以及中間層25都不收縮。因此，由于雙金屬效應(yīng)，振動(dòng)板22的與壓力室4相對(duì)應(yīng)的部分變形，向著壓力室4一側(cè)彎曲成凸起的形狀。由于此彎曲變形使壓力室4內(nèi)的壓力升高，在此壓力下，壓力室4內(nèi)的墨水就經(jīng)由噴出口3b以及噴出用墨水流路12由噴嘴14壓出。而且，由于上述脈沖電壓的下降，壓電元件23伸長(zhǎng)，振動(dòng)板22的與壓力室4相對(duì)應(yīng)的部分恢復(fù)到原來的形狀。此時(shí)，由上述噴嘴14壓出的墨水在墨水流路12中被拉斷，以墨滴(比如3p1)的形狀噴射到記錄紙41上。此墨滴在記錄紙41的紙面上附著成點(diǎn)狀。當(dāng)上述振動(dòng)板22由凸起變形的狀態(tài)恢復(fù)到原來形狀時(shí)，通過供給用墨水流路11和供給口3a由上述墨盒35向壓力室4內(nèi)填充墨水。施加到各壓電元件23上的脈沖電壓也可以不是如上所述的推拉型的。比如也可以是由第一電壓降低至比該第一電壓更低的第二電壓，然后再上升到第一電壓的拉推型的脈沖電壓。
在使噴墨頭1和支架31在主掃描方向上由記錄紙41的一端到另一端以大致一定的速度移動(dòng)時(shí)，每隔規(guī)定時(shí)間(比如50μs左右驅(qū)動(dòng)的頻率是20kHz)就在上述各壓電元件23上施加驅(qū)動(dòng)電壓。但是，在噴墨頭1到達(dá)在記錄紙41上不落上墨滴的位置時(shí)，就不施加電壓。由此，墨滴就落在記錄紙41的規(guī)定位置上。當(dāng)完成一輪掃描的記錄時(shí)，輸送電機(jī)和各輸送輥42就把記錄紙41在副掃描方向上送進(jìn)一定的規(guī)定量。然后噴墨頭1和支架31再次一邊在主掃描方向上移動(dòng)，一邊噴出墨滴，進(jìn)行新一輪的掃描記錄。通過反復(fù)進(jìn)行此動(dòng)作，就在整張記錄紙41上形成希望的圖像。
(墨水組合物)在上述記錄裝置A中使用的墨水組合物，含有色料(染料或顏料)、在上述噴墨頭1的噴嘴14等當(dāng)中抑制干燥的保濕劑、水和作為在沒有水的狀態(tài)下發(fā)生縮聚反應(yīng)的水溶性物質(zhì)的水解性硅烷或其部分水解物(有機(jī)硅化合物)。
上述染料可以是任何染料，優(yōu)選水溶性酸性染料或直接染料。
上述顏料優(yōu)選是如下的顏料。即，作為黑色顏料來說，適宜的是用偶氮鹽處理碳黑表面所得到的顏料、或使聚合物進(jìn)行接枝聚合并進(jìn)行表面處理的顏料。
作為有色顏料來說，優(yōu)選用萘磺酸鹽的甲醛縮合物、木質(zhì)磺酸、磺基琥珀酸二辛酯、聚氧化乙烯烷基胺或脂肪酸酯等表面活性劑處理過的顏料。具體地說，在藍(lán)綠(cyan)顏料中，可舉出比如顏料藍(lán)15∶3、顏料藍(lán)15∶4或者酞菁鋁等，在品紅(magenta)顏料中，可舉出比如顏料紅122或顏料紫19等。作為黃色顏料來說，可舉出比如顏料黃74、顏料黃109、顏料黃110或顏料黃128等。
上述保濕劑優(yōu)選是甘油、1，3-丁二醇等多元醇或者2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮等水溶性氮雜環(huán)化合物。
上述有機(jī)硅化合物，是在由上述噴墨頭1的噴嘴14噴出的墨滴附著在記錄紙41上、水分(溶劑)蒸發(fā)而浸透至記錄紙41內(nèi)的時(shí)候在上述記錄紙41上發(fā)生縮聚反應(yīng)而包圍住色料的化合物。由此，即使用水浸潤(rùn)記錄紙41上的圖像，也能夠防止色料溶出到水中，從而提高此圖像的耐水性。
優(yōu)選的有機(jī)硅化合物，是含有帶氨基的有機(jī)基團(tuán)的烷氧基硅烷和不含氨基的烷氧基硅烷的水解反應(yīng)物。其他優(yōu)選的有機(jī)硅化合物，是含有氨基的水解性硅烷與有機(jī)單環(huán)氧化合物反應(yīng)的水解性硅烷和不含氮原子的水解性硅烷通過水解而得到的有機(jī)硅化合物。
在本實(shí)施方式的墨水組合物中，還含有凝聚穩(wěn)定劑。此凝聚穩(wěn)定劑具有使難溶物或不溶物容易溶解于水的作用。
此凝聚穩(wěn)定劑可以是多元醇單烷基醚類、多元醇二烷基醚類、醇類、吡咯烷酮類、二元醇類、醇胺類或尿素。
其中，作為多元醇單烷基醚類，可以舉出如下具體例子。
二乙二醇單正丁基醚、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單正丙基醚、二乙二醇單異丙基醚、二乙二醇單異丁基醚、二乙二醇單叔丁基醚、乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單正丙基醚、乙二醇單異丙基醚、乙二醇單叔丁基醚、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、二丙二醇單正丙基醚、二丙二醇單異丙基醚、二丙二醇單異丁基醚、二丙二醇單叔丁基醚、二丙二醇單正丁基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單正丙基醚、丙二醇單異丙基醚、丙二醇單叔丁基醚、三乙二醇單正丁基醚、三乙二醇單甲基醚、三乙二醇單乙基醚、三乙二醇單正丙基醚、三乙二醇單異丙基醚、三乙二醇單異丁基醚、三乙二醇單叔丁基醚。
作為多元醇二烷基醚類，具體可舉出乙二醇二甲基醚以及乙二醇乙基甲基醚。
作為水溶性一元醇，具體可舉出乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、異丁醇、叔丁醇以及三氟乙醇。
作為水溶性二元醇，具體可舉出丙二醇、二丙二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、2-甲基-1，3-丁二醇以及2，2’-硫撐二乙醇。
作為醇胺，具體可舉出一乙醇胺、二乙醇胺以及三乙醇胺。
作為吡咯烷酮類化合物，具體可舉出2-吡咯烷酮以及N-甲基-2-吡咯烷酮。
本實(shí)施方式的墨水組合物含有色料、保濕劑、水、水解性硅烷或其部分水解物(在沒有水的狀態(tài)下進(jìn)行縮聚反應(yīng)得到的水溶性物質(zhì))。因此，在使用此墨水組合物并通過記錄裝置A在記錄紙41上形成圖像時(shí)，當(dāng)在記錄紙41上附著墨滴時(shí)，由保濕劑和水組成的溶劑就浸透到此記錄紙41內(nèi)。由此，硅烷化合物發(fā)生縮聚反應(yīng)，使發(fā)生了此縮聚反應(yīng)的硅烷化合物包圍住色料。因此即使水浸濕記錄紙41上的圖像，也能夠防止色料溶出到該水中。
在本實(shí)施方式的墨水組合物中還含有凝聚穩(wěn)定劑。因此，在含有硅烷化合物的耐水墨水在高溫下長(zhǎng)時(shí)間放置時(shí)，通過此凝聚穩(wěn)定劑，使通常產(chǎn)生的難溶或不溶于水的物質(zhì)容易溶解于水。其結(jié)果，可防止在墨水中產(chǎn)生凝聚物。即，如圖5所示，在墨水組合物9中，由于色料9和硅烷化合物92之間相互作用慢慢地加強(qiáng)，硅烷化合物92就包圍住色料91形成難溶物或不溶物。當(dāng)上述凝聚穩(wěn)定劑是多元醇單烷基醚類、多元醇二烷基醚類、醇類、吡咯烷酮類或二元醇類時(shí)，上述凝聚穩(wěn)定劑93在這些難溶物或不溶物的周圍，形成疏水部分向內(nèi)、親水部分向外的膠束結(jié)構(gòu)。由此，就使上述難溶物或不溶物容易溶解于水。這樣就防止了在墨水組合物9中產(chǎn)生凝聚物。當(dāng)此凝聚穩(wěn)定劑是烷醇胺類或尿素時(shí)，這類物質(zhì)是否形成膠束結(jié)構(gòu)的具體機(jī)理還不明確，但即使在高溫下長(zhǎng)時(shí)間放置墨水，也不會(huì)產(chǎn)生凝聚物。推測(cè)此類物質(zhì)會(huì)有助于使硅醇基穩(wěn)定化。
因此，本實(shí)施方式的墨水組合物提高了儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
在此，當(dāng)上述凝聚穩(wěn)定劑是醇類時(shí)，如在下面的實(shí)施例中所示，即使其含量比較小時(shí)，也能夠得到很充分的凝聚穩(wěn)定效果。
作為凝聚穩(wěn)定劑，在上述的物質(zhì)之中，將互相不同的兩種或多種物質(zhì)混合，可得到同樣的效果。
在本實(shí)施方式中，作為在沒有水的狀態(tài)下能夠發(fā)生縮聚反應(yīng)的水溶性物質(zhì)，在墨水組合物中含有水解性硅烷化合物，但水溶性物質(zhì)不限于此。水溶性物質(zhì)，只要在由噴墨頭1的噴嘴14噴出的墨滴附著在記錄紙41上，而當(dāng)水分(溶劑)蒸發(fā)而浸透至記錄紙41內(nèi)時(shí)發(fā)生縮聚反應(yīng)而包圍住色料，可以是任何物質(zhì)。
下面說明涉及本實(shí)施方式的具體實(shí)施的實(shí)施例。
首先，制作由以下組成(各組合物的含量是質(zhì)量百分率)所形成的23種噴墨記錄用墨水組合物(實(shí)施例1～實(shí)施例23)。實(shí)施例1～15的墨水組合物，所含的凝聚穩(wěn)定劑的種類不同。實(shí)施例16～23的墨水組合物，凝聚穩(wěn)定劑的含量不同。
在上述實(shí)施例1～實(shí)施例23的全部墨水組合物中，都含有作為保濕劑的甘油。
在上述實(shí)施例1～實(shí)施例23的全部墨水組合物中，都含有作為色料的染料(酸性黑2)。
而作為在沒有水的狀態(tài)下會(huì)發(fā)生縮聚反應(yīng)的水溶性物質(zhì)，在實(shí)施例1～23的全部實(shí)施例當(dāng)中的墨水組合物中，都含有有機(jī)硅化合物。此有機(jī)硅化合物(A)是按照特開平10-212439號(hào)公報(bào)中所述的合成法并通過以下方法制作的。即，在室溫下向加入至反應(yīng)容器中的120g(6.67mo1)水中一滴一滴地滴加0.2mol的H2NCH2CH2HNCH2CH2CH2Si(OCH3)3和0.1mol的Si(OCH3)4的混合物，在全部滴加后，在60℃下反應(yīng)1hr。
(實(shí)施例1)酸性黑25％甘油 10％有機(jī)硅化合物(A)5％純水 70％二乙二醇單丁基醚 10％(實(shí)施例2)酸性黑25％甘油 10％有機(jī)硅化合物(A)5％純水 70％三乙二醇單丁基醚 10％(實(shí)施例3)酸性黑25％甘油 10％有機(jī)硅化合物(A)5％純水 70％乙二醇二甲基醚 10％(實(shí)施例4)酸性黑25％甘油 10％有機(jī)硅化合物(A)5％純水 70％1-丙醇 10％(實(shí)施例5)酸性黑25％甘油 10％有機(jī)硅化合物(A)5％純水 70％2-丙醇 10％(實(shí)施例6)酸性黑25％甘油 10％有機(jī)硅化合物(A)5％純水 70％三氟乙醇 10％(實(shí)施例7)酸性黑25％甘油 10％有機(jī)硅化合物(A)5％純水 70％2-丁氧基乙醇 10％(實(shí)施例8)酸性黑25％甘油 10％有機(jī)硅化合物(A)5％純水 70％2-吡咯烷酮 10％(實(shí)施例9)酸性黑25％甘油 10％有機(jī)硅化合物(A)5％純水 70％N-甲基-2-吡咯烷酮 10％(實(shí)施例10)酸性黑25％甘油 10％有機(jī)硅化合物(A)5％純水 70％二乙醇胺 10％(實(shí)施例11)酸性黑25％甘油 10％有機(jī)硅化合物(A)5％純水 70％三乙醇胺 10％(實(shí)施例12)酸性黑25％甘油 10％有機(jī)硅化合物(A)5％純水 70％1，3-丁二醇10％(實(shí)施例13)酸性黑25％甘油 10％有機(jī)硅化合物(A)5％純水 70％1，2-丁二醇10％(實(shí)施例14)酸性黑25％甘油 10％有機(jī)硅化合物(A)5％純水 70％2，2’-硫撐二乙醇 10％(實(shí)施例15)酸性黑25％甘油 10％有機(jī)硅化合物(A)5％純水 70％尿素 10％(實(shí)施例16)酸性黑25％甘油 10％有機(jī)硅化合物(A)5％純水 75％二乙二醇單丁基醚 5％(實(shí)施例17)酸性黑25％甘油 10％有機(jī)硅化合物(A)5％純水 73％二乙二醇單丁基醚 7％(實(shí)施例18)酸性黑25％甘油 10％有機(jī)硅化合物(A)5％純水 65％二乙二醇單丁基醚 15％(實(shí)施例19)酸性黑25％甘油 10％有機(jī)硅化合物(A)5％純水 60％二乙二醇單丁基醚 20％(實(shí)施例20)酸性黑25％甘油 10％有機(jī)硅化合物(A) 5％純水 50％二乙二醇單丁基醚 30％(實(shí)施例21)酸性黑2 5％甘油 10％有機(jī)硅化合物(A) 5％純水 79％1-丙醇1％(實(shí)施例22)酸性黑2 5％甘油 10％有機(jī)硅化合物(A) 5％純水 75％1-丙醇5％(實(shí)施例23)酸性黑2 5％甘油 10％有機(jī)硅化合物(A) 5％純水 50％1-丙醇30％接著，為了進(jìn)行比較，制作由以下組成(各組合物的含量是質(zhì)量百分率)所形成的三種墨水(比較例1～3)。
(比較例1)在比較例1的墨水組合物中含有上述的有機(jī)硅化合物(A)。
酸性黑25％甘油 10％有機(jī)硅化合物(A)5％純水80％(比較例2)在比較例2的墨水組合物中所含的有機(jī)硅化合物(B)，是按照特開平11-293267號(hào)公報(bào)中所述的合成法并通過以下方法制作的。即，在室溫下向加入至反應(yīng)容器中的120g(6.67mol)水中一滴一滴地滴加0.2mol的(CH3)2NCH2CH2CH2Si(OCH3)3和0.1mol的CH3Si(OCH3)3的混合物，全部滴加完后，在60℃下反應(yīng)1hr。
酸性黑25％甘油 10％有機(jī)硅化合物(B)5％純水80％(比較例3)在比較例3的墨水組合物中所含的有機(jī)硅化合物(C)，是按照特開平11-315231號(hào)公報(bào)中所述的合成法并通過以下方法制作的。即，向加入至反應(yīng)容器中的100g(0.56mol)的H2NCH2CH2CH2Si(OCH3)3中一滴一滴地滴加49g(0.66mol)的2，3-環(huán)氧-1-丙醇，全部滴加完后，在80℃下攪拌5hr，得到使氨基和環(huán)氧基反應(yīng)而成的水解性硅烷(C-1)。然后向新的反應(yīng)容器中一滴一滴地滴加由120g(6.67mol)水、50.6g(0.2mol)的上述水解性硅烷(C-1)和15.2g(0.1mol)的Si(OCH3)4的混合物，全部滴加完后，在60℃下反應(yīng)1hr。
酸性黑25％甘油 10％有機(jī)硅化合物(C)5％純水 80％然后，對(duì)上述實(shí)施例1～23和比較例1～3的各墨水組合物進(jìn)行儲(chǔ)存穩(wěn)定性的試驗(yàn)。在此儲(chǔ)存穩(wěn)定性試驗(yàn)中，把各墨水裝滿螺旋管瓶，成為密封系統(tǒng)，在70℃下放置500hr后，先用目測(cè)觀察確認(rèn)墨水中有無凝聚物產(chǎn)生。在需要進(jìn)行詳細(xì)判斷的情況下，使上述墨水通過具有0.45微米孔徑的過濾器，確認(rèn)有無凝聚物產(chǎn)生。儲(chǔ)存穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果示于表1中?！啊稹北硎静话l(fā)生凝聚，“×”表示有凝聚發(fā)生。
表1

由此結(jié)果可以確認(rèn)，比較例1～3的各墨水組合物由目視就能夠看到凝聚物產(chǎn)生。與此相反，實(shí)施例1～23的各個(gè)墨水組合物，無論目視還是過濾都沒有凝聚物產(chǎn)生。
然后，對(duì)上述實(shí)施例1～23以及比較例1～3的各墨水組合物進(jìn)行耐水性試驗(yàn)。此耐水性試驗(yàn)使用上述各墨水組合物，在市售的打印機(jī)(與上述實(shí)施方式同樣由壓電執(zhí)行元件噴出墨水，但壓電元件的厚度比上述實(shí)施方式更厚)，在普通紙(商品名“Xerox 4024”施樂公司制造)上形成圖像，在形成圖像后立即將用紙浸入純水中，然后在室溫下放置干燥，檢查圖像是否產(chǎn)生洇痕。其結(jié)果示于上述表1中，在表中，沒有洇痕用“○”表示，有洇痕用“×”表示。
由此結(jié)果可以看出，實(shí)施例1～23和比較例1～3的墨水組合物在圖像上都不產(chǎn)生洇痕，都具有良好的耐水性。
再對(duì)上述實(shí)施例1～23和比較例1～3進(jìn)行噴出穩(wěn)定性試驗(yàn)。在此噴出穩(wěn)定性試驗(yàn)中，在把上述各墨水組合物由噴墨頭以規(guī)定量的墨滴噴出時(shí)，檢查在記錄紙上是否形成規(guī)定的形狀和尺寸的墨滴。其結(jié)果示于上述表1中，在表中，“○”表示良好的狀態(tài)，“×”表示不好的狀態(tài)。
由此結(jié)果可以看出，實(shí)施例1～23和比較例1～3的各墨水組合物都具有良好的噴出穩(wěn)定性。
再者，雖然沒有作為實(shí)施例表示，但可以確認(rèn)，相對(duì)于上述各實(shí)施例1～23的墨水組合物，將有機(jī)硅化合物(A)更換為有機(jī)硅化合物(B)或有機(jī)硅化合物(C)的各墨水組合物也可以具有與上述各實(shí)施例1～23同樣的儲(chǔ)存穩(wěn)定性、耐水性和噴出穩(wěn)定性。還確認(rèn)，在把上述各實(shí)施例1～23的墨水組合物中所含的染料(酸性黑2)更換成其他染料或顏料(包括顏色不同的染料或顏料)的各墨水組合物也具有與上述實(shí)施例1～23同樣的儲(chǔ)存穩(wěn)定性、耐水性和噴出穩(wěn)定性。
因此，含有色料、保濕劑、水、在沒有此水的狀態(tài)下發(fā)生縮聚反應(yīng)的水溶性物質(zhì)和凝聚穩(wěn)定劑的墨水組合物，不但能夠獲得耐水性和噴出穩(wěn)定性，還能夠提高儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.一種噴墨記錄用的墨水組合物，其特征在于含有色料；保濕劑；水；在沒有此水的狀態(tài)下進(jìn)行縮聚反應(yīng)的水溶性物質(zhì)；凝聚穩(wěn)定劑。
2.如權(quán)利要求1所述的墨水組合物，其特征在于凝聚穩(wěn)定劑是多元醇單烷基醚。
3.如權(quán)利要求1所述的墨水組合物，其特征在于凝聚穩(wěn)定劑是多元醇二烷基醚。
4.如權(quán)利要求1所述的墨水組合物，其特征在于凝聚穩(wěn)定劑是水溶性一元醇。
5.如權(quán)利要求1所述的墨水組合物，其特征在于凝聚穩(wěn)定劑是水溶性二元醇。
6.如權(quán)利要求1所述的墨水組合物，其特征在于凝聚穩(wěn)定劑是吡咯烷酮類化合物。
7.如權(quán)利要求1所述的墨水組合物，其特征在于凝聚穩(wěn)定劑是烷醇胺類。
8.如權(quán)利要求1所述的墨水組合物，其特征在于凝聚穩(wěn)定劑是尿素。
9.如權(quán)利要求1的墨水組合物，其特征在于水溶性物質(zhì)是水解性硅烷或其部分水解物。
10.一種裝有噴墨記錄用墨水組合物的墨盒，其特征在于所述墨水組合物含有色料；保濕劑；水；在沒有此水的狀態(tài)下進(jìn)行縮聚反應(yīng)的水溶性物質(zhì)；凝聚穩(wěn)定劑。
11.一種裝有噴墨記錄用墨水組合物、并將該墨水組合物噴出至記錄介質(zhì)上的記錄裝置，其特征在于所述墨水組合物含有色料；保濕劑；水；在沒有此水的狀態(tài)下進(jìn)行縮聚反應(yīng)的水溶性物質(zhì)；凝聚穩(wěn)定劑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種噴墨記錄用墨水組合物，在含有色料、保濕劑、水、和在沒有此水的狀態(tài)下進(jìn)行縮聚反應(yīng)的水溶性物質(zhì)的噴墨記錄用墨水組合物中含有凝聚穩(wěn)定劑。由此使由色料和水溶性物質(zhì)形成的難溶物或不溶物容易溶解于水，防止在墨水中形成凝聚物。
文檔編號(hào)C09D11/00GK1461781SQ03138359
公開日2003年12月17日 申請(qǐng)日期2003年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月29日
發(fā)明者荒瀨秀和, 曾我真守 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社