專利名稱：：噴墨油墨組合物的制作方法噴墨油墨組合物些且罔豕本發(fā)明一般涉及噴墨油墨組合物。能夠形成耐用膜(例如表現(xiàn)出耐熒光筆蹭臟(highlightersmear)和/或干擦(dryrub)減少)并且表現(xiàn)出良好的可靠性和良好的噴嘴狀況的噴墨油墨的配制是困難的。這至少部分是因為用于獲得良好的耐熒光筆蹭臟性的粘合劑的高分子量和/或疏水性質(zhì)使得粘合劑難以從噴墨打印頭中噴出。高分子量聚合物將促使開蓋噴嘴中的油墨粘度增大。疏水性粘合劑可能從溶液中沉淀，沉積在打印頭的電阻器上。這兩種效應(yīng)在某些情況下會減弱液滴噴射。能實現(xiàn)優(yōu)越的可靠性的親水性低分子量粘合劑往往只能略微地改善耐熒光筆蹭臟性和抗污性。因此，需要提供一種噴墨油墨組合物，該組合物基本上能同時提供增強的筆可靠性和增強的耐熒光筆蹭臟性，以及高光學(xué)密度、可接受的干燥時間和它們的組合。發(fā)明概述本發(fā)明揭示了一種噴墨油墨組合物。該組合物包含重均分子量約為50，000-500,000的聚氨酯材料。該聚氨酯材料以約0.2重量％至5重量％的有效量存在。該組合物還包含以約5重量％至20重量％的有效量存在的溶劑，和以約0.01重量％至3重量％的有效量存在的陰離子表面活性劑。該噴墨油墨組合物能夠表現(xiàn)出增強的開蓋(decap)性能。發(fā)明詳述噴墨油墨組合物的各實施方式引入了高分子量聚氨酯以縮短干燥時間和增強對紙上熒光筆蹭臟和濕蹭臟的耐受性，并且基本上不會降低筆可靠性或光學(xué)密度。在一個實施方式中，所述油墨組合物的指觸干燥時間(fingerdrytime)小于約10秒，在普通紙上的熒光筆蹭臟和濕蹭臟小于約50mOD。在此實施方式中，油墨組合物的黑光學(xué)密度(blackopticaldensity)大于約1.35。本發(fā)明揭示的油墨組合物還能夠提供增強的開蓋性能，良好的打印耐受性，良好的噴嘴狀況(nozzlehealth)和筆可靠性。文中所用的術(shù)語"開蓋"指噴墨油墨在長時間接觸空氣后容易從打印頭中噴出的能力。油墨開蓋時間是打印機噴嘴可能由于堵塞的原因而不能再正確噴射之前油墨打印頭保持開蓋的時間。通常，由于失水、油墨結(jié)垢、和/或染料在噴嘴中和/或噴嘴周圍結(jié)晶而在噴嘴中形成的粘性栓塞物可能導(dǎo)致噴嘴的堵塞。如果噴嘴被堵塞，則通過噴嘴的口噴出的墨滴可能出錯，對打印質(zhì)量造成不利的影響。噴嘴的口還可能完全堵住，結(jié)果導(dǎo)致墨滴無法通過受影響的噴嘴。通常測量的噴墨油墨開蓋時間包括短期開蓋時間和長期開蓋時間。短期開蓋時間通常決定在液滴質(zhì)量降低到用新鮮未開蓋的打印頭得到的質(zhì)量以下之前打印頭能夠保持開蓋的時間長短。各種打印/圖像缺陷可能是由于開蓋引起的液滴質(zhì)量下降而造成的。為了抵消開蓋影響，打印機工作通常需要空轉(zhuǎn)噴嘴以規(guī)律地將濺墨噴入廢物容器中，以避免打印缺陷。為了獲得良好的打印圖像質(zhì)量，同時保持或提高處理量和節(jié)省油墨，希望將短期開蓋保持盡可能長的時間，使用盡可能少的濺墨以恢復(fù)噴嘴。另一方面，長期開蓋時間決定在噴嘴不能通過打印機維護程序而恢復(fù)之前打印頭可以開蓋狀態(tài)儲存的時間長短。具體地，長期開蓋時間決定打印頭的性質(zhì)，例如儲存穩(wěn)定性。長期開蓋對于油墨是需要的，這樣噴嘴能夠長時間處于開蓋和閑置狀態(tài)，而打印頭仍然能夠通過維護而恢復(fù)使用。不受限于任何理論，本發(fā)明人相信所述油墨組合物的實施方式具有良好的開蓋性能，其原因至少部分地在于水溶性溶劑/溶劑混合物與陰離子表面活性劑的組合。本發(fā)明人還相信溶劑或溶劑混合物可以最大程度地降低聚氨酯使溶液粘度增加的趨勢，陰離子表面活性劑有助于促使聚氨酯從噴嘴區(qū)域排出并作為水蒸發(fā)物回到主體油墨中。噴墨油墨組合物的實施方式通常包含聚氨酯材料、溶劑和陰離子表面活性劑。應(yīng)理解油墨組合物中的所有物質(zhì)都以有效量存在，使得這種組合在打印時能夠?qū)崿F(xiàn)以下性質(zhì)中的至少一種增強的光學(xué)密度，縮短的干燥時間，增強的耐熒光筆蹭臟性，增強的耐濕蹭臟性，和/或它們的組合。還應(yīng)理解，油墨組合物中的物質(zhì)都以能增強開蓋性能的有效量存在。在一個實施方式，聚氨酯材料的重均分子量約為50,000-500,000。在一個實施方式中，聚氨酯的酸值約為10毫克KOH/克聚合物至150毫克KOH/克聚合物。在另一個實施方式中，聚氨酯的酸值約為50毫克KOH/克聚合物至70毫克KOH/克聚合物。聚氨酯材料以約0.2重量％至5重量％的有效量存在。本發(fā)明人還相信本發(fā)明所述的在很寬的分子量范圍(例如約10,000-500,000)內(nèi)的聚氨酯的性質(zhì)有利于縮短油墨組合物的干燥時間。此外，本發(fā)明人還相信文中所描述的聚氨酯的高分子量特征有利于油墨組合物的優(yōu)越的耐受性。溶劑可以是單獨一種溶劑或者兩種或更多種溶劑的組合。通常，溶劑以約5重量％至20重量％的有效量存在。在一個非限制性實施例中，該有效量約為5重量％至15重量％。適用于噴墨油墨組合物的溶劑的非限制性例子包括1,3-二(2-羥乙基)-5，5-二甲基乙內(nèi)酰脲；低分子量(例如，Mn=266)丙三醇丙氧基化物；2-羥乙基-2-咪唑烷酮(imidizolidinone)(S卩2-羥乙基-2-咪唑垸酮(imidizolidone));2-羥乙基-2-吡咯烷酮(即2-羥乙基-2-吡咯烷酮)；1，2，6-己三醇；D-山梨糖醇；1，4-二(2-羥乙基)-哌嗪；3-(N-嗎啉代)-l，2-丙二醇；低分子量甘油基聚氧乙基醚；低分子量(例如Ml^300)聚乙二醇；四甘醇；和/或它們的組合。油墨組合物中陰離子表面活性劑以約0.01重量％至3重量％的有效量存在。第一類(文中稱為"1類")合適的陰離子表面活性劑包括但不限于具有8-16個碳原子的碳鏈的垸基硫酸鹽(非限制性例子包括十二垸基硫酸鈉(sodiumlaurethsulfate)和月桂基硫酸鈉)、十二烷基苯磺酸鹽、N-月桂?；“彼猁}、聚(氧基-l,2-乙垸二基)和它們的組合。第二類(文中稱為"2類")合適的陰離子表面活性劑包括但不限于磷酸酯表面活性劑，其中每一種都具有以下結(jié)構(gòu)中的一種<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>式中尺=疏水性部分(例如，油基，壬基苯基等)，11=1-20的整數(shù)。如結(jié)構(gòu)式所示，磷酸酯表面活性劑具有一個疏水性尾部/部分(非限制性例子包括聚乙二醇油基單/二酯磷酸酯(其中之一可以商品名CrodafosN10A從位于新澤西州愛迪生的克勞德有限公司(Croda,Inc.locatedinEdison,NJ)購得)和聚乙二醇單(辛基苯基)磷酸酯等)；或多個疏水性尾部/部分(例如壬基苯酚乙氧基化的支鏈磷酸酯(非限制性例子是壬基苯酚乙氧基化物磷酸酯，可以商品名Phospholan9NP從位于荷蘭阿納姆的阿澤諾貝化學(xué)公司(AkzoNobelChemical,locatedinAmhem,Netherlands)購得))。合適的磷酸酯表面活性劑(2類)的其它非限制性例子是PPG-5-Ceteth-10磷酸酯(非限制性例子可以商品名CrodafosSG從克勞德有限公司(Croda，Inc.)購得)。應(yīng)理解，上述陰離子表面活性劑的鹽也適用于油墨組合物。油墨組合物的實施方式還包括著色劑、水、陰離子粘合劑(非限制性例子包括丙烯酸類粘合劑、苯乙烯丙烯酸類粘合劑等，和/或它們的組合)、和/或任何其它合適的添加劑。在一個實施方式中，著色劑是顏料和/或染料，其以約0.1重量％至6重量％的有效量存在。通常，油墨組合物中剩余的組分是水。，應(yīng)理解，油墨組合物的pH可根據(jù)需要調(diào)節(jié)。在一個實施方式中，油墨的pH約為7-10。應(yīng)理解，各種類型的添加劑可用于油墨組合物以針對具體應(yīng)用優(yōu)化油墨組合物的性質(zhì)。例如，在油墨組合物的一個實施方式中可以使用殺生物劑以抑制微生物的生長。殺生物劑的一個合適的非限制性例子是1，2-苯并異噻唑啉-3-酮(BIT)。油墨組合物中還可包含EDTA之類的螯合劑以基本消除重金屬雜質(zhì)(如果存在)可能造成的有害影響。根據(jù)特定最終應(yīng)用所希望和/或所需要的，可以使用緩沖溶液來控制油墨組合物的pH。在噴墨體系的一個實施方式中，在合適基材的至少一部分上施加噴墨油墨組合物的實施方式。應(yīng)理解，可以選擇任何適合在其上印刷標(biāo)記(例如字母數(shù)字標(biāo)記和/或圖形標(biāo)記)的基材。在一個實施方式中，基材是紙(非限制性例子包括普通復(fù)寫紙或其中具有回收纖維的紙)或相紙(非限制性例子包括在紙的一面或兩面上都具有擠出形成的聚乙烯或聚丙烯的紙)，和/或它們的組合。在一個實施方式中，基材沿著整個長度方向的厚度約為0.025毫米至0.5毫米?？梢酝ㄟ^任何合適的噴墨打印技術(shù)在基材上施加噴墨油墨組合物。這類噴墨打印技術(shù)的非限制性例子包括熱、聲(acoustic)和壓電噴墨打印。在一個實施方式中，在施加噴墨油墨組合物之前，先在基材上施加固定劑流體。不受限于任何理論，本發(fā)明人相信固定劑流體可以通過將著色劑和粘合劑保持在基材表面上而有利地促進獲得良好的打印質(zhì)量。合適的固定劑流體組分包括但不限于酸(非限制性例子包括有機酸)、鹽(非限制性例子包括二價或三價金屬鹽)、陽離子聚合物(非限制性例子包括具有季銨鹽的聚合物)和/或它們的組合。為了進一步說明本發(fā)明的實施方式，給出以下各實施例。應(yīng)理解，這些實施例是為了說明的目的給出，不應(yīng)理解為將本發(fā)明的范圍限制在所述具體實施方式中。實施例使用各種不同溶劑(示于表l)配制一組油墨。各油墨包含約8重量％的所選溶劑、約0.7重量X的Surfynol⑧SEF(非離子型表面活性劑，可購自位于賓夕法尼亞州的阿倫敦的空氣產(chǎn)品化學(xué)有限公司(AirProductsandChemicals,Inc.locatedinAllentown,PA))、約0.5重量％的CrodafosN3(陰離子表面活性劑，可購自位于新澤西州愛迪生的克勞德有限公司)、約0.1重量^的Zony應(yīng)FSO(非離子型含氟表面活性劑，可購自位于德國威爾明頓的杜邦公司(DupontlocatedinWilmington,DE))、約0.1重量％的ProxelGXL(殺生物劑，可購自位于康奈提格州諾沃克的愛馳化學(xué)有限公司(ArchChemicalsInc.locatedinNorwalk,CT))、約2重量％的分子量約為180,000的聚氨酯和0.1重量％的顏料。表l:包含不同溶劑的油墨的開蓋結(jié)，<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>應(yīng)理解，表1中的"開蓋分?jǐn)?shù)"指能使開蓋噴嘴恢復(fù)使得它們的噴射性質(zhì)(firingcharacteristics)基本與它們初始的出蓋性能(out-of-capperformance)相匹配的濺墨的數(shù)目。在出蓋后的不同時間進行測試，包括2秒，6秒，14秒和1分鐘。記錄在表l中的分?jǐn)?shù)是不同測試中濺墨的總和。應(yīng)理解，較低開蓋分?jǐn)?shù)的油墨比較高分?jǐn)?shù)的油墨具有更佳的開蓋性能。使用各種不同的表面活性劑(表2中所示)形成另一組油墨。各油墨包含約8重量X的溶劑(Dantoco1⑥D(zhuǎn)HE或1,2，6-己三醇)、約0.7重量％的SurfynolSEF、約0.5重量％的所選的陰離子表面活性劑、約0.1重量％的ZonylFSO、約0.1重量％的ProxelGXL、約2重量％的分子量約為180,000的聚氨酯和0.1重量％的顏料。表2:含有不同表面活'性劑的油墨的開蓋結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>應(yīng)理解，表2中的"凈開蓋分?jǐn)?shù)"指用于使開蓋噴嘴恢復(fù)使得它們的噴射性質(zhì)基本與它們初始的出蓋性能相匹配的濺墨的數(shù)目。在出蓋后的不同時間進行測試，包括2秒，6秒，14秒和1分鐘。記錄在表2中的分?jǐn)?shù)是不同測試中濺墨的總和。應(yīng)理解，較低開蓋分?jǐn)?shù)的油墨比較高分?jǐn)?shù)的油墨具有更佳的開蓋性能。通常1類和2類的表面活性劑(都如上文所定義)似乎提供更佳的開蓋性能。不屬于1類和2類的表面活性劑在表2中用'X'表示。使用不同的陰離子粘合劑(表3中所示)配制另一組油墨。各油墨包含約9%的1,2，6-己三醇、約0.7%的SurfynolSEF、約0.5%的CrodafosN3、約0.1%的ZonylFSO和約3%的自分散的黑色顏料。表3:含有不同陰離子粘合劑的油墨的光學(xué)密度、(耐)熒光筆蹭臟性和開蓋性<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>與用低分子量聚氨酯(PU-B)配制的第二油墨、無外加粘合劑的第三油墨和用Joncryl586(低分子量苯乙烯丙烯酸類樹脂)配制的第四油墨相比，用高分子量聚氨酯(PU-A)配制的第一油墨提供更佳的(耐)熒光筆蹭臟性能。表3中的黑光學(xué)密度和蹭臟數(shù)據(jù)是對四類普通辦公用紙的測試的平均值。"1次蹭臟"數(shù)據(jù)表示普通辦公熒光筆在紙上打印的區(qū)域涂抹一次造成的油墨向未打印的區(qū)域的轉(zhuǎn)移。"2次蹭臟"類似地表示普通熒光筆在紙上打印的區(qū)域涂抹兩次造成的油墨向未打印的區(qū)域的轉(zhuǎn)移，這兩次涂抹相當(dāng)迅速地連續(xù)進行。應(yīng)理解，蹭臟值越大表示越差的耐受性。應(yīng)理解，表3中的"凈開蓋分?jǐn)?shù)"指用于使開蓋噴嘴恢復(fù)使得它們的噴射性質(zhì)基本與它們初始的出蓋性能相匹配的濺墨的數(shù)目。在出蓋后的不同時間進行測試，包括2秒，6秒，14秒和1分鐘。記錄在表3中的分?jǐn)?shù)是不同測試中濺墨的總和。應(yīng)理解，較低開蓋分?jǐn)?shù)的油墨比較高分?jǐn)?shù)的油墨具有更佳的開蓋性能。油墨組合物和體系的實施方式有利地引入了高分子量聚氨酯以獲得增強的耐受性，同時還引入了特定的溶劑和表面活性劑組合以獲得增強的可操作性。雖然具體描述了若干實施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然知道可以修改所揭示的實施方式。因此，上述說明僅僅是示例性而非限制性的。權(quán)利要求1.一種噴墨油墨組合物，其包含重均分子量約為50,000-500,000的聚氨酯材料，該聚氨酯材料以約0.2重量％至5重量％的有效量存在；溶劑，其以約5重量％至20重量％的有效量存在；陰離子表面活性劑，其以約0.01重量％至3重量％的有效量存在；所述組合物能夠表現(xiàn)出增強的開蓋性能。2.如權(quán)利要求1所述的噴墨油墨組合物，其特征在于，所述溶劑選自1,3-二(2-羥乙基)-5,5-二甲基乙內(nèi)酰脲；低分子量丙三醇丙氧基化物；2-羥乙基-2-咪唑垸酮；2-羥乙基-2-吡咯垸酮；1,2,6-己三醇；D-山梨糖醇；1,4-二(2-羥乙基)-哌嗪；3-(N-嗎啉代)-l,2-丙二醇；甘油基聚氧乙基醚；低分子量聚乙二醇；四甘醇；和它們的組合。3.如權(quán)利要求1或2所述的噴墨油墨組合物，其特征在于，所述陰離子表面活性劑包括其鹽形式，所述陰離子表面活性劑選自具有8-16個碳原子的碳鏈的烷基硫酸鹽、十二烷基苯磺酸鹽、N-月桂酰基肌氨酸鹽、聚(氧基-l，2-乙烷二基)、具有單個疏水性尾部的磷酸酯表面活性劑、具有多個疏水性尾部的磷酸酯表面活性劑、和它們的組合。4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的噴墨油墨組合物，其特征在于，所述噴墨油墨組合物可以打印在基材上，所述打印的噴墨油墨組合物表現(xiàn)出選自以下的性質(zhì)增強的光學(xué)密度、縮短的干燥時間、增強的耐熒光筆蹭臟性、增強的耐濕蹭臟性和它們的組合。5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的噴墨油墨組合物，其特征在于，所述聚氨酯材料的酸值約為10毫克KOH/克聚合物至150毫克KOH/克聚合物。6.—種形成噴墨油墨組合物的方法，其包括將約0.2重量％至5重量％的重均分子量約為50,000至500,000的聚氨酯與約5重量％至20重量％的溶劑混合；將約0.01重量％至3重量％的陰離子表面活性劑與聚氨酯和溶劑的混合物混合；所述組合物增強了開蓋性能。7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，該方法還包括向所述混合物中加入約0.1重量％至6重量％的著色劑和余量的水。8.—種噴墨油墨體系，該體系包括基材；在基材的至少一部分上施加的噴墨油墨組合物，該噴墨油墨組合物包括重均分子量約為50,000-500,000的聚氨酯材料，該聚氨酯材料以約0.2重量％至5重量％的有效量存在；溶劑，其以約5重量％至20重量％的有效量存在；陰離子表面活性劑，其以約0.01重量％至3重量°/。的有效量存在；所述組合物能夠表現(xiàn)出增強的開蓋性能。9.如權(quán)利要求8所述的噴墨油墨體系，其特征在于，在基材和油墨組合物之間施加固定劑流體，所述固定劑流體選自鹽、酸、陽離子聚合物和它們的組合10.如權(quán)利要求8或9所述的油墨體系，其特征在于，所述溶劑選自1,3-二(2-羥乙基)-5,5-二甲基乙內(nèi)酰脲；低分子量丙三醇丙氧基化物；2-羥乙基-2-咪唑垸酮；2-羥乙基-2-吡咯垸酮；1,2,6-己三醇；D-山梨糖醇；1，4-二(2-羥乙基)-哌嗪；3-(N-嗎啉代)-l，2-丙二醇；甘油基聚氧乙基醚；低分子量聚乙二醇；四甘醇；和它們的組合；所述陰離子表面活性劑選自具有8-16個碳原子的碳鏈的烷基硫酸鹽、十二烷基苯磺酸鹽、N-月桂?；“彼猁}、聚(氧基-l,2-乙烷二基)、具有單個疏水性尾部的磷酸酯表面活性劑、具有多個疏水性尾部的磷酸酯表面活性劑、和它們的組合。全文摘要本發(fā)明揭示了一種噴墨油墨組合物，該組合物包含重均分子量約為50,000-500,000的聚氨酯材料，該聚氨酯材料以約0.2重量％至5重量％的有效量存在。該組合物還包含以約5重量％至20重量％的有效量存在的溶劑、以約0.01重量％至3重量％的有效量存在的陰離子表面活性劑。該組合物能夠表現(xiàn)出增強的開蓋性能。文檔編號C09D11/02GK101405356SQ200780010092公開日2009年4月8日申請日期2007年3月21日優(yōu)先權(quán)日2006年3月23日發(fā)明者C·施米德,G·薩卡斯安申請人:惠普發(fā)展公司，有限責(zé)任合伙企業(yè)