喷墨墨水的制作方法

专利名称：喷墨墨水的制作方法
技术领域：
本发明涉及喷墨墨水。
背景技术：
对于喷墨系统的印刷机中使用的墨水，已经提出了使用颜料的墨水来提高印刷质量，例如防水性、耐光性，等等。特别地，可以迅速固化并且有机溶剂挥发最少及粘合性优异的紫外线固化墨水(UV墨水)现在正引起极大的关注。
对于这种UV墨水，一种典型的例子是含有可自由基聚合的单体、光聚合引发剂和颜料的墨水。此外，已经提出了一种含有可阳离子聚合的单体、光致阳离子生成剂和颜料的可光聚合UV墨水。由于含有UV墨水的墨水层在用光线照射时能够立即非流化，因此可以可靠地获得高质量印刷品。在用于这种快干印刷的喷墨记录装置中，印刷头直线排列以加速印刷，并通过在印刷面上单程移动来进行印刷。因此，由于出墨差错(ink discharging error)会导致在印刷面上产生线性印刷故障(遗漏)，必须尽可能防止这种出墨差错。也就是说，用于上述用途的墨水需要具有优异的材料稳定性以实现非常高的印刷准确度和输送稳定性。
可阳离子聚合的墨水能够克服可能由固化抑制引起的低灵敏性，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。由于这种墨水具有高反应性，其粘度之类的物理性质本来就容易极大地波动，因此该墨水是不稳定的。其原因可归结于下述事实——一旦由于各种因素(例如，热，等等)生成活性物种时，这些活性物种不容易被去活化，从而导致墨水产生许多暗反应。
此外，根据新近的研究，已经明确，为了提高这些墨水的稳定性，必须使墨水的状态在宏观及微观上稳定。例如，随着颜料粒径变小和颜料分散稳定性变高，可以更有效地将墨水的印刷差错减至最小。不仅上述可阳离子聚合的墨水，在其中含有离子物质(聚合引发剂、表面活性剂等等)的墨水与传统可自由基聚合的墨水相比，由于其胶态分散体系中的盐析和类似情况，通常也容易随时间经过而发生絮凝。因此，这些墨水的储存稳定性较差。当墨水的反应引起墨水的粘度、表面张力和弹力波动时，这会导致墨水喷射形状的扰动、导致较差的印刷再现性，并且在最坏的情况下，会导致临界状况，例如墨水的缺陷输出和墨水堵塞。因此，该问题是非常严重的。
对于确定颜料粒子分散稳定性的标准，尽管传统上有时使用ζ(zeta)-电势，但ζ-电势的使用仅限于分散介质是水性的情况。然而，在UV墨水中，当使用前述可聚合单体时，除了采用通过调查颜料粒径和墨水粘度随时间的实际变化来确定分散稳定性的方法外，没有其它方式。

发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种喷墨墨水，在该墨水中颜料离子可以极好地分散，由此使得该墨水适合用作按需印刷用的紫外线固化型喷墨墨水。
按照本发明的一个方面，提供了一种喷墨墨水，其包括含有有机分散剂、平均粒径不超过200nm的黑色颜料和树脂分散剂的颜料分散体，有机分散剂是由至少一种可聚合化合物形成的，且黑色颜料在此处的含量为有机分散剂的2至30wt％；和一种离子化合物；其中黑色颜料对有机分散剂的至少一种可聚合化合物的ζ-电势被限定在-10mV至+100mV的范围内。
根据本发明的另一方面，提供了一种喷墨墨水，其包括含有有机分散剂、平均粒径不超过200nm的青色颜料和树脂分散剂的颜料分散体，有机分散剂是由至少一种可聚合化合物形成的，且青色颜料在此处的含量为有机分散剂的2至30wt％；和一种离子化合物；其中青色颜料对有机分散剂的至少一种可聚合化合物的ζ-电势被限定在+30mV至+100mV的范围内。
根据本发明的再一方面，提供了一种喷墨墨水，其包括含有有机分散剂、平均粒径不超过200nm的黄色颜料和树脂分散剂的颜料分散体，有机分散剂是由至少一种可聚合化合物形成的，且黄色颜料在此处的含量为有机分散剂的2至30wt％；和一种离子化合物；其中黄色颜料对有机分散剂的至少一种可聚合化合物的ζ-电势被限定在-15mV至+100mV的范围内。
根据本发明的再一方面，提供了一种喷墨墨水，其包括含有有机分散剂、平均粒径不超过300nm的白色颜料和树脂分散剂的颜料分散体，有机分散剂是由至少一种可聚合化合物形成的，且白色颜料在此处的含量为有机分散剂的2至50wt％；和一种离子化合物；其中白色颜料对有机分散剂的至少一种可聚合化合物的ζ-电势被限定在+40mV至+100mV的范围内。
本发明的其它目的和优点在下列描述中进行阐释，并且部分地根据该描述是显而易见的，或者可以通过本发明的实践获知。本发明的目的和优点可以通过下文特别指出的手段和组合来实现和获得。


图1示意性地显示了根据本发明的一个具体实施方式

的印刷法中使用的喷墨记录装置的主要组件。
图2是沿图1所示之线A-A截取的截面图；图3显示了由驱动信号发射装置产生的驱动信号的一个例子；图4表示了实施例1的喷墨墨水中第二树脂分散剂的添加量与zeta(ζ)电势之间的关系；图5表示了实施例1的喷墨墨水中第二树脂分散剂的添加量与平均粒径之间的关系；图6表示了实施例1的喷墨墨水中第二树脂分散剂的添加量与粘度之间的关系；图7表示了实施例2的喷墨墨水中第二树脂分散剂的添加量与ζ电势之间的关系；
图8表示了实施例2的喷墨墨水中第二树脂分散剂的添加量与平均粒径之间的关系；图9表示了实施例2的喷墨墨水中第二树脂分散剂的添加量与粘度之间的关系；图10表示了实施例3的喷墨墨水中第二树脂分散剂的添加量与ζ电势之间的关系；图11表示了实施例3的喷墨墨水中第二树脂分散剂的添加量与平均粒径之间的关系；图12表示了实施例3的喷墨墨水中第二树脂分散剂的添加量与粘度之间的关系；图13表示了实施例4的喷墨墨水中第二树脂分散剂的添加量与ζ电势之间的关系；图14表示了实施例4的喷墨墨水中第二树脂分散剂的添加量与平均粒径之间的关系；图15表示了实施例4的喷墨墨水中第二树脂分散剂的添加量与粘度之间的关系；图16表示了实施例7的喷墨墨水中第二树脂分散剂的添加量与ζ电势之间的关系；图17表示了实施例7的喷墨墨水中第二树脂分散剂的添加量与平均粒径之间的关系；图18表示了实施例7的喷墨墨水中第二树脂分散剂的添加量与粘度之间的关系。
具体实施例方式
接下来，将如下解释本发明的实施方式。
根据发明的一个实施方式的喷墨墨水是可以通过用稀释溶剂稀释颜料分散体制备的墨水，所述的颜料分散体含有分散在有机分散剂中的颜料。更具体地，该喷墨墨水被设计成根据喷墨系统从记录装置的印刷头中输出。
对于在这种情况下可用的着色颜料，并没有特别的限制，只要它们具有颜料所需的光学着色和染色性质，并且它们的平均粒径限定为不超过200nm。如果颜料的平均粒径超过200nm，在从喷墨头中出墨时产生输出故障的可能性更高。因此，墨水中颜料的平均粒径应当限定为不超过200nm。更优选地，颜料的平均粒径应当限定为不超过180nm。可以根据下列方法测定颜料的平均粒径。首先，使用溶剂将墨水样品稀释至大约500倍体积。然后，通过动态光散射法对稀释的样品进行粒径测量，由此使用累积量分析法计算累积平均粒径。采用由此获得的值作为颜料的平均粒径。
对于在这种情况下可用的颜料的例子，它们包括例如光吸收颜料。光吸收颜料的具体例子包括炭黑、炭精和碳纳米管之类的含碳颜料；铁黑、钴蓝、氧化锌、氧化钛、氧化铬和氧化铁之类的金属氧化物颜料；例如硫化锌的硫化物颜料；酞菁颜料；由诸如金属硫酸盐、金属碳酸盐、金属硅酸盐和金属磷酸盐的盐类形成的颜料；以及由诸如铝粉、青铜粉和锌粉的金属粉末形成的颜料。
此外，还能使用有机颜料，包括，例如，染料螯合物；硝基颜料；苯胺黑和萘酚绿B之类的亚硝基颜料；枣红10B、色淀红4R和chromophthal红之类的偶氮颜料(包括偶氮色淀、不溶性偶氮颜料、浓缩偶氮颜料、螯合偶氮颜料)；孔雀蓝色淀和若丹明色淀之类的色淀颜料；酞菁蓝之类的酞菁颜料；多环颜料(例如苝颜料、perinone颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二氧杂环己烷颜料、硫靛颜料、异吲哚啉酮颜料、quinophthalene颜料、等等)；硫靛红和阴丹酮蓝之类的threne颜料；喹吖啶颜料；以及异吲哚啉酮颜料。
对于可以在黑色墨水中使用的颜料，可以使用如下炭黑，例如Raven 5750、Raven 5250、Raven 5000、Raven 3500、Raven 1255和Raven700(均可获自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(均可获自Cabot Co.，Ltd.)；No.2300、No.900、MCF88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No.2200B(均可获自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(均可获自Dexa Co.，Ltd.)。
此外，对于可用在青色墨水中的颜料，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。
对于可用在黄色墨水中的黄色颜料，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。特别地，在这些黄色颜料中，更为优选使用Pigment Yellow 180，因为其对氧气的抵抗力使得其几乎不会褪色。
此外，作为色料组分，还可以使用白色颜料，例如天然粘土、铅白、锌白以及例如碳酸镁的金属碳酸盐、例如钡和钛的金属氧化物。含有白色颜料的液体墨水不仅可用于白色印刷，还可通过重写用于印刷或下方图像的修正。然而，在白色颜料的情况下，如果平均粒径太小，不可能获得显色。另一方面，如果平均粒径超过300nm，在从喷墨头中输出墨水时就更可能产生出墨故障。因此，白色颜料的平均粒径应当限定为不超过300nm。
除了着色和染色性质，还可以为这种情况下使用的颜料进一步提供例如磁性、荧光性、电导性、介电性质等的其它性质。如果为颜料提供这些各种性质，可以获得具有各种功能的图像。此外，颜料可以含有能够有效地为墨水层提供更高的耐热性或物理强度的粒子。
对于荧光颜料，不仅可以使用无机荧光材料，也可以使用有机荧光材料。对于无机荧光材料，其具体例子包括MgWO4、CaWO4、(Ca，Zn)(PO4)2:Ti+、Ba2P2O7:Ti、BaSi2O5:Pb2+、Sr2P2O7:Sn2+、SrFB2O3.5:Eu2+、MgAl16O27:Eu2+，以及诸如钨酸盐和硫酸盐之类的无机酸盐。对于有机荧光材料，其具体例子包括吖啶橙、氨基吖啶、奎吖因、苯胺基萘磺酸盐衍生物、anthroyl羟基硬脂酸、金胺O、金霉素、花青染料(例如部花青和1，1’-二己基-2，2’-氧杂羧基花青)、丹酰磺酰胺、丹酰胆碱、丹酰半乳糖苷、丹酰联甲苯胺、例如丹磺酰氯的丹磺酰氯衍生物、二苯基己三烯、曙红、ε-腺苷、菲啶溴红、荧光黄、foamycine、4-苯甲酰基酰胺-4’-氨基芪-2，2’-磺酸、β-萘基triphosphicacid、氧杂菁染料、十八碳四烯酸衍生物、苝、N-苯基萘基胺、芘、藏红O、荧光胺、荧光素异氰酸酯、7-氯硝基苯并-2-氧杂-1，3-二唑、丹酰氮丙啶、5-(碘代乙酰胺乙基)氨基萘-1-磺酸、5-碘代荧光素、N-(1-苯胺基萘基4)马来酰亚胺、N-(7-二甲基-4-甲基cumanyl)马来酰亚胺、N-(3-芘)马来酰亚胺、曙红-5-碘代乙酰胺、荧光素乙酸汞、2-[4’-(2”-碘代乙酰胺)]氨基萘-6-磺酸、曙红、若丹明衍生物、有机电致发光染料、有机电致发光聚合物、有机电致发光晶体和树枝状化合物。
在按照本发明的一种具体实施方式

的颜料分散体中，为了调节颜色，也可以加入染料作为其中颜料的一种辅助组分。例如，可以使用酸度和碱度低且对溶剂的溶解性极好的染料，例如偶氮染料、硫化(建筑材料)染料、分散染料、荧光增白剂和油溶性染料。其中，更优选使用油溶性染料，例如偶氮染料、三芳基甲烷染料、蒽醌染料和吖嗪染料。此类油溶性染料的具体例子包括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。
上述这些颜料和染料可以单独使用，或者两种或多种混合使用，以提高吸光度、饱和度和色视觉。
有色颜料应当以2至30wt％的量加入到有机分散剂中。如果有色颜料的含量低于2wt％，当使用所得材料作为随后过程的着色材料时，难以确保充足的色密度。另一方面，如果有色颜料的含量超过30wt％，所得材料的稳定性就会降低。因此，有色颜料与有机分散体的混合比更优选被限定在3至27wt％的范围内。在白色颜料的情况下，其应当以2至50wt％的量加入到有机分散剂中。如果白色颜料的含量低于2wt％，当使用所得材料作为随后过程的着色材料时，难以确保充足的色密度。另一方面，如果有色颜料的含量超过50wt％，所得材料的稳定性就会降低，由此产生问题。因此，白色颜料与有机分散体的混合比更优选被限定在5至30wt％的范围内。
前述颜料粒子在喷墨墨水中的平均粒径应当尽可能地小，这样它们可以适当地从喷墨头中输出，并且其功能基本不会受阻。通常，颜料粒子的平均粒径限定为不超过喷墨墨水通过其输出的喷嘴孔径的1/3，更优选不超过大约1/10。顺便提及，喷嘴孔径的直径通常不超过10μm，更优选不超过5μm。因此，印刷用喷墨墨水中使用的颜料的优选粒径应当不超过0.3μm。因此，颜料的平均粒径通常被限定在0.05至0.2μm的范围内。
在本发明的一个具体实施方式

中，使用树脂分散剂使颜料粒子能够均匀分散在有机分散剂中。这种树脂分散剂能够进入颜料粒子和有机分散剂之间的界面，由此防止颜料粒子絮凝。这种树脂分散剂还有助于提高颜料粒子与分散剂的亲合力，由此防止颜料粒子沉降。基本上，可以使用与分散剂具有优异亲合力并具有空间分离力以防止颜料间絮凝的任何种类的树脂作为树脂分散剂。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、聚酰亚胺、聚氨酯、氨基聚合物、含硅聚合物、含硫聚合物、含氟聚合物和环氧树脂中的至少一种作为主要成分的树脂组合物。这些树脂分散剂可以在下列描述中称作第一树脂分散剂。
为了为分散剂提供更高的颜料粒子分散性，前述聚合物的末端优选应当优选具有优异的粘合性和与颜料粒子的亲合力。另一方面，聚合物主链应当优选具有优异的与分散剂的亲合力并具有物理排斥力或静电排斥力以防止与其它颜料粒子再絮凝。例如，前述聚合物应当优选具有与分散剂相等的溶度参数(大约±5MPa1/2)、数百至数万的分子量、大约10至200的聚合度和10℃至200℃的Tg。此外，前述聚合物应当优选具有化学键(共价键、静电力，等等)相对较高的末端，由此为其提供与颜料的亲合力。当前述聚合物分别由含有两种或多种单体的共聚物构成时，通常可以为前述聚合物提供前述复合功能。对于这些聚合物，优选使用嵌段共聚物。
尽管聚合物的前述末端并不仅限于一个，但通常可以将其引入接枝共聚物的末端部分或串联聚合物的末端部分。由此获得的聚合物不仅具有强的键合力，还易于形成位阻，其可有效地抑制颜料粒子之间的再絮凝。
对于合成这种聚合物用的单体，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、马来酸、马来酸酐、马来酸酯、衣康酸及其酯、羟基苯乙烯及其氢取代的衍生物，等等。此外，含有带长链烷基、聚醚、聚碳酸酯、聚酯链等等的酯侧链的单体有利于制造前述的串联聚合物。
对于前述聚合物，可以使用下列化合物。它们包括，例如，通过二羟基化合物如聚(羟基邻苯二甲酰氧代亚甲基-1，4-亚苯基亚甲基)和聚(1，4-环亚己基二亚甲基琥珀酸酯)与二羧酸之间的脱水缩合获得的聚酯化合物；通过己二酸、二胺例如己二胺和二羧酸之间的缩合获得的聚酰胺；通过环状内酯例如ε-己内酰胺的开环反应获得的聚酰胺；Tg相对较低并且可通过四羧酸例如苯均四酸和脂肪族二胺之间的缩合获得的一种聚酰胺；由脂肪族二异氰酸酯例如异佛尔酮二异氰酸酯与二羟基化合物之间的反应获得的聚氨酯树脂；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；通过骨架相对刚性的环氧乙烷化合物的聚合获得的聚醚聚合物。这些聚合物的末端可以被含有与颜料具有优异亲合力的官能团的化合物封端。对于这种官能团的具体例子，它们包括氨基、磷基等等。
此外，还优选使用通过含有可聚合基团的两亲性可聚合表面活性剂与交联单体和/或单官能单体之间的聚合获得的聚合物作为第一树脂分散剂。对于可聚合表面活性剂的可聚合基团，优选使用不饱和烃基，例如乙烯基、烯丙基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯基、亚乙烯基、和1，2-亚乙烯基。这些基团可以单独使用或两种或多种结合使用。对于可聚合表面活性剂的亲水基团，其可以根据分散剂进行选择。当分散剂是水性时，优选使用砜基、磺酸基、羧基、羰基、羟基及其盐类中的至少一种。另一方面，当分散剂是油性时，可以使用羧基及其酯、内酯化合物、羰基和羟基。
为了提高颜料粒子的分散稳定性，进行颜料粒子的表面改性也是有效的。这种表面改性能够有效提高第一树脂分散剂与颜料粒子之间的结合。例如，当可以牢固地结合代表分散剂末端一个典型例子的氨基的羰基或磺酸基连接到颜料粒子的部分表面上时，可以明显提高颜料的分散稳定性。使用这些官能团进行的颜料表面改性可以通过下述方法进行——在该方法中，使用合适的氧化剂来氧化颜料粒子表面。或者，还可以利用磺化剂的作用。对于可用于这种情况的磺化剂，可以使用硫酸、发烟硫酸、SO2、SO3及其衍生物，例如卤代磺酸，和催化剂与稀土元素的组合物。还可以使用反应性高的化合物作为磺化剂，例如含有磺酸基或乙烯基化合物的有机金属化合物。
此外，还可以适当地采用斯特雷克尔氨基酸反应进行颜料粒子的表面改性。在该反应中，可以通过对经过卤化处理的颜料粒子应用硫化钠之类的盐来进行表面改性。通常，即使将与颜料具有高物理吸附的砜改性颜料(协合剂)吸附到颜料粒子表面上，也可以获得几乎相同的效果。与协合剂相比，表面已经用磺化剂直接改性的表面改性颜料通常在颜料与磺酸基之间的结合力方面更为优异并因此具有优异的分散稳定性。因此，更优选使用磺化剂。然而，只要可以充分确保分散稳定性，即使使用协合剂，考虑到操作简易性和成本，也没有理由拒绝它。
为了进一步进行更强的表面改性，优选除了在树脂分散剂与颜料粒子之间形成前述共价结合外，还进行微囊化处理。可以根据任何已知方法制造微囊化颜料。例如，可以使用相分离法(凝聚)、浸没干燥法(界面沉淀法)、喷雾干燥法、pancoating法、在液体中固化涂布法、界面聚合法、就地法和超声破碎法。更具体地，可以使用日本专利公开(Kokai)第9-151342号(1997)中公开的制造阴离子微囊化颜料的方法或日本专利公开(Kokai)第10-316909号(1998)中描述的方法。
如果改性元素包括例如硫原子或磷原子，可以通过EDX之类的表面光谱分析法直接测量被官能团改性的比率。在这种情况下，待测元素的含量应当优选为颜料粒子表面组成的大约0.1％或更高。如果改性率太高，颜料的酸性会变得太强而使得颜料可以与分散剂反应，从而可能加速颜料粒子的絮凝以及所得分散体的粘度增加。为了避免这种问题，改性率应当合意地限定为最多大约30％。不容易通过EDX测量的改性率，如使用羧酸或树脂产生的覆盖率，可以基于可通过吸附法测定的表面积和可由滴定法估算的改性基团的数量而进行估算。或者，可以通过热解重量分析来估算改性率，这种分析可以进行到不会导致颜料粒子分解的程度。
第一树脂分散剂的合适混合比根据颜料种类的不同而改变。例如，在黑色颜料和青色颜料的情况下，第一树脂分散剂的混合比被限定在颜料重量的10至30％的范围内。在黄色颜料的情况下，第一树脂分散剂的混合比被限定在颜料重量的10至60％的范围内。此外，在白色颜料的情况下，第一树脂分散剂的混合比被限定在颜料重量的5至30％的范围内。在上述任何情况下，如果第一树脂分散剂的混合比过低，就难以获得充分的效果。另一方面，如果第一树脂分散剂的混合比过高，就会产生各种问题，喷墨用分散体的粘度急剧升高且分散体稳定性降低，由此加速其絮凝。
通过使用合适的第一树脂分散剂混合比，可以制造覆盖有树脂的颜料粒子。此外，通过使这些覆盖有树脂的颜料粒子以预定比率分散在有机分散剂中，可以获得根据本发明的一个实施方式用于制造喷墨墨水的颜料分散体。
在本发明的一个实施方式中使用的有机分散剂主要是由可以在存在酸或自由基的情况下聚合的可聚合化合物形成的。辞句“分散剂主要由可聚合化合物形成”旨在包括“分散剂仅由可聚合化合物形成”的情况和“分散剂由可聚合化合物和不可避免地混在分散剂中的少量杂质形成”的情况。这种“不可避免地混在分散剂中的少量杂质”可以以最多占分散剂总重量的不超过10wt％的浓度存在于整个分散剂中。更优选地，“不可避免地混在分散剂中的少量杂质”的含量应当限定为一般不超过5wt％。如果杂质含量超过该上限，当溶剂中的残余杂质散逸到空气气氛中时，就会产生环境安全性问题或者在固化材料内部可能存在残余杂质的问题，并由此损害墨水的固化性质。对于本发明的一个实施方式中的分散剂，由于可以同时使用光-酸生成剂和离子化合物，最优选使用可以在用在光-阳离子固化喷墨墨水中的酸的存在下聚合的化合物。还可以使用用在其它类型光固化型喷墨墨水中的可聚合化合物。顺便提及，可酸聚合的化合物还被称作光-阳离子可聚合化合物。
使用有机分散剂作为颜料分散体中分散颜料的分散介质。通过使用类似的有机分散剂作溶剂，将颜料分散体稀释以获得根据本发明的一个实施方式的喷墨墨水。下面，将颜料分散体用的分散介质作为主要主题加以论述。但是，也将阐述对喷墨墨水用的溶剂的解释。
在存在酸的情况下发生交联的可聚合化合物应当优选粘度方面各自在50℃的温度下表现出大约100cp(＝mPa·s)或更低的流度。对于这种化合物的具体例子，其包括分子量为1000或更低并含有环醚基团如环氧基、氧杂环丁烷基和oxorane基的化合物。还可以再使用在侧链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；和含有能够实现阳离子聚合的乙烯基键的单体，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，其包括乙烯醇与丙烯酸或甲基丙烯酸的酯。
根据本发明的一个实施方式的颜料分散体应当优选在25℃的温度下粘度不超过100mPa·s(通常，分散剂的粘度为最多大约30mPa·s)，以使颜料分散体具体地可用于喷墨印刷。将前述颜料分散在预定分散剂中以将其粘度限定在前述范围内。根据本发明的一个实施方式，分散剂优选应当选自在25℃下粘度不超过30mPa·s且在1大气压下沸点不低于150℃的化合物。当考虑到光固化性质时，优选含有可阳离子聚合的化合物作为主要成分的分散剂。由于如上所述分散剂的粘度上限得以调整，可以提高颜料粒子的分散性并使墨水具有充分的流度。此外，由于如上所述分散剂的沸点下限得以调整，现在可以尽可能低地限制颜料分散体中有害的挥发性组分的含量。当分散体粘度超过30mPa·s时，尤其是在分散剂用于制造喷墨墨水时，难以准确地实现出墨。
当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环族骨架时，可以在与其它种类的组分一起使用可聚合化合物的时候提高喷墨墨水暴露于光线时的透明度。由此，可以为墨水层提供合适的热塑性和墨水层固化后的再溶性(resolubility)。因此，可以提高敏感性、固化性、可转移性(transferability)和维持性质之类的各种性质。尤其是，当可聚合化合物由含脂环族骨架的环氧化合物形成时，除反应性之外，还可能不仅为墨水提供更高的沸点，而且提供更低至一定程度的粘度。
只要限定用量，可以在分散剂中加入粘度相对较高的化合物，例如在常温下为固体的化合物，由此构成分散剂的一部分。当分散剂中包含这种组分时，可以进一步提高颜料粒子的分散性，同时，可以提高其固化之后墨水层的挠性。此外，当在这种情况下使用价态相对较大且反应性较高的化合物时，可以增强固化品的硬度和耐溶剂性。这种化合物的具体例子包括分子量为5000或更低并含有环醚基团如环氧基、氧杂环丁烷基和oxorane基的化合物；在其侧链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；含有能够实现阳离子聚合的乙烯基键的单体，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，其包括乙烯醇与丙烯酸或甲基丙烯酸的酯；和由至少一种前述单体聚合获得的低聚物。
此外，除了前述组分，分散剂还可以含有下列化合物。也就是，它们包括乙烯醇的均聚物或共聚物；含有酸-反应性和脱氢缩合的OH基、COOH基、乙缩醛基等等且分子量为5000或更低的树脂，例如酪蛋白和纤维素；分子量为5000或更低的聚碳酸酯树脂；由聚酰胺酸、聚氨基酸或丙烯酸与在侧链上含有可酸聚合双键的乙烯基化合物之间的反应得到的共聚物；由乙烯醇与在侧链上含有可酸聚合双键的乙烯基化合物之间的反应得到的共聚物；和羟甲基化的三聚氰胺树脂。
当具体地制备具有下列组成的喷墨墨水时，至少50份(按重量计)的溶剂应当由含有脂环族骨架和/或脂肪族骨架且粘度不超过50mPa·s且沸点不低于150℃的可酸聚合的化合物形成。在这种情况下，光-酸生成剂在墨水中的含量为每100份(按重量计)可酸聚合的化合物对应1至10份(按重量计)，并使用颜料作为着色组分。
使用含脂环族骨架和/或脂肪族骨架的可酸聚合化合物，可以提高喷墨墨水暴露于光线时的透明度。由此，可以为墨水层提供合适的热塑性和墨水层固化后的再溶性。因此，可以提高敏感性、固化性、可转移性和维持性质之类的各种性质。尤其是，当可酸聚合的化合物由含有脂环族骨架的环氧化合物形成时，除反应性之外，还可能不仅为墨水提供更高的沸点，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温及大气压下的粘度被限定为不超过50mPa·s，其可以为喷墨墨水提供充足的流度。此外，由于可酸聚合化合物的沸点被限定为不超过150℃，可以尽可能地降低喷墨墨水中挥发性组分的含量。
对于含有环氧基的可酸聚合化合物，可以使用含有烃基(其具有各自含有1至15个碳原子的二价脂肪族或脂环族骨架)的化合物，其中环氧基或脂环族环氧基连接到烃基的至少一个末端上。还可以使用含有二价基团(其含有脂肪族链或脂环族骨架)的化合物，其中环氧基或脂环族环氧基连接到二价基团的至少一个末端上。
当使用符合前述条件的环氧化合物作为溶剂并以至少50份(按重量计)的量包含在喷墨墨水溶剂中时，可以确保充分发挥其作用。顺便提及，如果溶剂单独由环氧化合物构成，环氧化合物的含量应当优选为喷墨墨水总重量的30wt％或更高，更优选为喷墨墨水总重量的40wt％或更高。如果环氧化合物的含量低于30wt％，就会产生喷嘴的堵塞或者降低墨水的热塑性。
尽管对引入到环氧化合物分子骨架上的环氧基的数量没有特别的限制，但价数优选限制为最多大约2至3，以便为墨水层提供挠性和其固化后的再溶性。通常，这些可酸聚合的化合物通常是由粘度低至1mPa·s至30mPa·s的化合物与粘度等于或高于前述范围的化合物组成的混合物形成的。然而，如果这些低粘度化合物在墨水中的含量过高，就会干扰喷墨墨水的出墨或者提高墨水的挥发性。因此，这些低粘度化合物的含量应当优选限制为最高90份(按重量计)。
当结合脂环族环氧化合物使用下列通式(3)所示的环氧化合物时，可以具体地提高印刷品的粘合和固化性质。
R11-R12-(R11)j(3)在该通式(3)中，R11是缩水甘油醚基团；R12是含有1至6个碳原子的亚烷基或羟基取代的亚烷基，或者含有脂环族或羟基取代的脂环族骨架和6至15个碳原子的亚烷基；j是1至3的整数。在前述通式(3)所示的化合物中，新戊二醇的二缩水甘油醚具有对酸的高度反应性并因此是最优选的。
对于前述脂环族环氧化合物的具体例子，它们包括脂环族环氧化合物，例如Celloxide 2021、Celloxide 2021A、Celloxide 2021P、Celloxide2081、Celloxide 2000和Celloxide 3000(均可获自Daicel ChemicalIndustries Ltd.)；含有环氧基的(甲基)丙烯酸酯化合物，例如CyclomerA200和Cyclomer M100；含有甲基缩水甘油基的甲基丙烯酸酯，例如MGMA；代表低分子环氧化合物的缩水甘油；β-甲基表氯醇；氧化-α-蒎烯；含有12至14个碳原子的单环氧化-α-烯烃；含有16至18个碳原子的单环氧化-α-烯烃；环氧化大豆油，例如Dimac S-300K；环氧化亚麻籽油，例如Dimac L-500；和多官能环氧化合物，例如EpoleadGT301和Epolead GT401。
还可以使用脂环族环氧化物(例如Cylacure；Dow Chemical Co.，Ltd.U.S.)；被氢化和脂肪族化的低分子量酚化合物，其末端羟基被含有环氧基的基团取代；多羟基脂肪族醇/脂环族醇的缩水甘油醚，例如乙二醇、丙三醇、新戊二醇、己二醇和三羟甲基丙烷；六氢邻苯二甲酸的缩水甘油酯；和氢化芳香族多羟基羧酸的缩水甘油酯。
此外，为了改进印刷图像的耐化学性，墨水可以包括耐气候性优异且Tg高的透明液体环氧树脂。这种树脂的具体例子包括环氧化聚丁二烯，例如Epolead PB3600和PB 3600M(商标，Daicel ChemicalIndustries.，Ltd.)；EHPE 3150；和EHPE3150CE(商标，Daicel ChemicalIndustries.，Ltd.)。除了这些环氧树脂，还可以加入内酯改性的脂环族环氧树脂，其例子包括Palcell GL61、GL62、G101、G102、G105、G401、G402、G403X(商标，Daicel Chemical Industries.，Ltd.)，等等。
在这些化合物中，考虑到粘度和挥发性，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缩水甘油醚是更优选的。特别地，从粘度和反应性的角度考虑，由天然材料作为起始材料得到的二氧化苧烯(Celoxide 3000；产品名)也是优选的。
可以使用下列其中使用脂环族环氧化物和脂肪族环氧化物的混合物作为溶剂的组合物而制备的喷墨墨水，在其墨水层固化后会具有优异的硬度、粘合性和可转移性，以及令人满意的光敏性。更具体地，该喷墨墨水是由30至70份(按重量计)含有类萜骨架或降冰片烷骨架的脂环族环氧化物作为可酸聚合的化合物；30至70份(按重量计)的下述环氧化合物——其中至少两个缩水甘油醚基团含有碳原子数不超过6个的脂肪族骨架——作为可酸聚合的化合物；1至6份(按重量计)的含有苯基锍骨架的六氟磷酸酯化合物作为光-酸生成剂；和1至10份(按重量计)颜料作为着色组分形成的。
对于脂环族环氧化合物，可以使用(二)氧化苧烯、(二)氧二环庚烷和它们的取代化合物。对于含有碳原子数不超过6个的脂肪族骨架的环氧化合物，可以使用新戊二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、丙三醇二(三)缩水甘油基醚以及1，6-己二醇二缩水甘油醚。其中，苧烯(二)氧化物和新戊二醇二缩水甘油醚的组合是最优选的。顺便提及，如果脂肪族骨架中的碳原子数超过6个，则固化后墨水层的硬度、粘合性和可转移性会降低。然而，即使脂肪族骨架中的碳原子数超过6个，也可以维持其墨水层硬化后的硬度，只要其结构中含有脂环族骨架。在这种情况下，如果碳原子数限定为最多15个，则可以确保上述的类似性质。这种化合物的具体例子是氢化双酚A、缩水甘油醚化双酚化合物。然而，由于这些化合物的粘度通常很高，优选使用碳原子数不超过6个的环氧化合物。
对于可酸聚合的化合物(可光-阳离子聚合的化合物)，优选使用二氧化苧烯、新戊二醇二缩水甘油醚、[1-乙基(3-氧杂环丁基)]甲基醚和含有包括乙烯基醚结构的取代基的环醚化合物中的至少一种。使用这些化合物时，可以提高墨水的可固化性。
当可酸聚合的化合物由上述环氧化合物的组合形成时，其固化后的墨水层能够在低至50℃，优选大约80℃的温度下再流化，可以毫无问题地进行墨水的定影和转录。在这种情况下，其固化后的墨水层可以再次溶于喷墨墨水中，或者使用由低沸点石油组分制成的有机溶剂如操作时较为安全的乙醇之类的低级醇和isoper。因此，现在可以抑制喷嘴堵塞的产生。即使喷嘴被堵塞，也可以轻易地克服，从而明显有利于设备的维护。
印刷品所需的性质可以根据其用途不同而变化。例如，当印刷品被用于罐头或PET瓶的外包装，或者用于油性材料制成的容器的外包装时，印刷品需要具有优异的耐溶剂性。此外，为了应付高速印刷，要求墨水高速固化。
为了应付前述情况，可以在前述脂环族环氧化合物和脂肪族环氧化合物之外再加入含有酚羟基的化合物，例如双酚A的缩水甘油醚化合物；酚式aligomer如酚醛清漆(phenol novolac)和聚羟基苯乙烯的缩水甘油醚化合物，；或常见的芳族环氧化合物，例如氧化苯乙烯。
此外，在要求进行例如每分钟数十米的高速印刷或者需要耐溶剂性的情况下，可以使用芳香族氧杂环丁烷化合物应付该情况。然而，当使用芳香族氧杂环丁烷化合物作为主要成分时，喷墨墨水的粘度明显增加。为了克服这一问题，优选另外加入脂环族或脂肪族环氧化合物和/或二价或多价的脂肪族或脂环族氧杂环丁烷化合物。这种脂肪族氧杂环丁烷化合物可以由在其部分脂肪族结构中含有醚键的聚环氧烷结构形成。对于芳香族或脂肪族氧杂环丁烷的混合量，考虑到所需的可转移性和粘度，其优选以0至40wt％的量使用。另一方面，考虑到耐溶剂性，芳香族或脂肪族环氧化合物的混合量优选限定为不超过50wt％。此外，考虑到促进墨水的固化，墨水中氧杂环丁烷化合物的总量优选为至少40wt％或更高，而且，考虑到使墨水的固化硬度最佳，含有脂环族骨架和芳香族骨架的化合物的总量优选为墨水的至少30wt％或更高。
如果这些化合物的混合量落在这些范围之外，就会难以获得能够满足固化速率、转录性能、出墨性能、耐溶剂性等之类所有性能的墨水。
当印刷品需要抵抗高溶度溶剂时，芳香族氧杂环丁烷化合物的混合量可以升至超过前述范围。由于这种升高的氧杂环丁烷化合物含量会导致墨水的粘度增加，需要使用例如在丙烯酸侧链上含有氧杂环丁烷的化合物或乙烯基醚化合物的低粘度化合物混合物。
对于二价或多价的脂肪族或脂环族氧杂环丁烷化合物，其具体例子包括含有其中引入有至少一个含氧杂环丁烷的基团的脂环族基团的化合物，例如，二[1-乙基(3-氧杂环丁基)]甲基醚、3-乙基-3-(2-乙基己基氧甲基)氧杂环丁烷、[(1-乙基-3-氧杂环丁基)甲氧基]环己烷、双[(1-乙基-3-氧杂环丁基)甲氧基]环己烷和双[(1-乙基-3-氧杂环丁基)甲氧基]降冰片烷。也可以使用将3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷之类的含氧杂环丁烷的醇脱氢缩合而成的含有脂肪族多羟基醇例如乙二醇、丙二醇和新戊二醇的醚化合物。
含有芳香族骨架的氧杂环丁烷化合物的具体例子包括1，4-双[(1-乙基-3-氧杂环丁基)甲氧基]苯、1，3-双[(1-乙基-3-氧杂环丁基)甲氧基]苯、4，4’-双[(3-乙基-3-氧杂环丁基)甲氧基]联苯以及酚醛清漆(novolac)氧杂环丁烷。
在这些化合物中，由于[1-乙基(3-氧杂环丁基)]甲基醚的粘度低，因此更优选使用该化合物。在侧链上含有氧杂环丁烷基团的丙烯酸化合物或甲基丙烯酸化合物的使用还可以有效地抑制粘度升高，并获得如同在氧杂环丁烷化合物的情况下的加速墨水固化的效果。
为了在提高印刷品的固化速度和耐溶剂性之外还提高固化硬度和降低墨水粘度，优选在喷墨墨水中加入下列通式(4)所示的乙烯基醚化合物。这些乙烯基醚化合物可以单独使用或两种或多种结合使用。
与脂肪族二醇衍生物或环己烷二甲醇的亚甲基键合的乙烯基醚聚合物是公知的。由于颜料的存在极大地阻碍了这种乙烯基醚化合物的聚合反应，将其作为墨水组分加入被认为是困难的。然而，在下列通式(4)所示的乙烯基醚化合物中，乙烯基醚基团直接键合到类萜骨架或芳香族骨架上。由于这种结构，即使这种乙烯基醚化合物与颜料一起包含在墨水中，墨水也表现出优异的固化性质。
为了维持墨水的热塑性，前述乙烯基醚化合物的混合量应当优选限定为不超过喷墨墨水总重量的50wt％。然而，为了在一定程度上牺牲热塑性的情况下确保更高的耐溶剂性和提高硬度，所有用作溶剂的可酸聚合的化合物均可以由这些乙烯基醚化合物构成。
R13-R14-(R13)k(4)其中R13是选自乙烯基醚基团、含有乙烯基醚骨架的基团和羟基的基团，其中至少一个R13是含有乙烯基醚骨架的基团；R14是选自脂环族骨架、环醚化合物和含有芳香环的骨架的(p+1)-价基团；p是包括0在内的正整数。
对于(p+1)-价有机基团R14的具体例子，它们包括含有苯环、萘环和联苯环的(p+1)-价基团；和由脂环族骨架例如环烷烃骨架、降冰片烷骨架、金刚烷骨架、三环癸烷骨架、四环十二碳烷骨架、类萜骨架或胆固醇骨架得到的(p+1)-价基团。
更具体地，(p+1)-价有机基团R14的具体例子包括含有脂环族多元醇或酚衍生物的化合物，例如环己烷(多元)醇、降冰片烷(多元)醇、三环癸烷(多元)醇、金刚烷(多元)醇、苯(多元)醇、萘(多元)醇、蒽(多元)醇和联苯(多元)醇，其中这些多元醇中的羟基氢原子被乙烯基取代。还可以使用由多酚化合物组成的化合物，例如聚乙烯酚或酚醛清漆，其中其羟基的氢原子被乙烯基取代。即使上述这些化合物仍然残留有一些羟基或构成脂环族骨架的亚甲基被酮基部分取代，也不存在任何问题。这些取代的化合物在降低其挥发性方面可以是优选的。
尤其是，由于环己基单乙烯基醚化合物的挥发性高，如果使用环己基单乙烯基醚化合物，至少其环己烷环应当优选地被氧化成环己酮环。
在这些化合物中，具有含乙烯基醚结构的取代基的环醚化合物更为优选。在可固化性方面，不仅含有五元环骨架而且具有交联结构的环醚骨架最为优选。可以使用下述方法合成这种乙烯基醚化合物，其中使用相应的醇化合物和例如乙酸乙烯酯的乙烯基醚源作为起始材料，通过使用例如氯化铱的催化剂来取代醇，以形成乙烯基醚(J.Am.Soc.Vol.124，No.8，1590-1591(2002))。
在上述这些化合物中，考虑到成本，各自含有在自然界中丰富存在的骨架如类萜骨架或降冰片烷骨架的环氧化合物、氧杂环丁烷化合物和乙烯基醚化合物更为优选。
对于根据本发明的一个实施方式使用的分散剂，可以使用可自由基聚合的化合物，而并非前述的可光-阳离子聚合的化合物。这种可自由基聚合的化合物可以与光-酸生成剂混合，以便将其用作光致固化喷墨墨水的溶剂。
对于可自由基聚合的化合物，可以使用公知的例如单丙烯酸、多丙烯酸或甲基丙烯酸酯化合物。对于单丙烯酸酯，优选使用其酯侧链上连有类萜骨架的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯化合物，因为这些单丙烯酸酯化合物具有优异的安全性。
例如，可以适当地使用日本专利公开(Kokai)08-82925(1996)中公开的丙烯酸化合物作为单体。对于这种丙烯酸化合物的具体例子，它们包括可通过含不饱和键的萜的双键环氧化并随即向其中加入丙烯酸或甲基丙烯酸而获得的酯化合物，其中萜的具体例子包括月桂烯、蒈烯、罗勒烯、蒎烯、松萜、苧烯、莰烯、萜品油烯、三环烯、萜品烯、葑烯、水芹烯、枞油烯、桧萜、二戊烯、冰片烯、isopregol、香芹酮等等。或者，也可以使用由丙烯酸或甲基丙烯酸与源自萜的醇得到的酯化合物，该源自萜的醇例如香茅醇、松蒎醇、香叶醇、phentylalcohol、橙花醇、冰片、异冰片、里哪醇、薄荷醇、萜品醇、苧醇、citroneral、紫罗酮、鸢尾酮、瓜菊醇、柠檬醛、蒎脑、环柠檬醛、香芹孟酮、驱蛔萜、藏花醛、piperithol、menthenemonol、二氢香芹酮、香芹醇、硬尾醇、泪柏醇、日柏酚(hinokiol)、铁锈醇、桃柘酚、柳杉酚、法呢醇、绿叶醇、橙花叔醇、胡萝卜醇、杜松醇、lantheol、桉叶油醇、植醇等等。为了附带提高粘合力，也可以使用丙烯酸烷基酯、丙烯酸羟乙酯、或常见的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯化合物，例如其侧链上连有脂环族环氧基的丙烯酸酯。
为了提高前述单体的反应性，还可以使用多官能丙烯酸酯。例如，可以使用多羟基醇化合物的聚丙烯酸酯化合物、多羟基芳香醇的聚丙烯酸酯化合物、多羟基脂环醇的聚丙烯酸酯化合物和含有一个取代基的苯乙烯化合物。对于这些单体的具体例子，包括例如，乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、丙三醇、新戊醇、三羟甲基丙烷、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、双酚、这些芳香族醇化合物的酚醛清漆基缩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-或多羟基化合物(其中这些醇被氢化，例如环己烷、氢化双酚、十氢化萘脂环族化合物、萜基脂环族化合物、二环戊烷和三环癸烷基脂环族化合物)的二-或聚丙烯酸酯化合物。还可以适宜地使用下述化合物——其中用含乙烯基的基团取代前述化合物的丙烯酸酯部分。
对于二羟基丙烯酸酯的具体例子，可以使用下列化合物。即它们包括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、二羟甲基三环癸烷二丙烯酸酯、二丙烯酸羟基特戊酸新戊二醇酯、二丙烯酸聚丁二醇酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙烯酸季戊四醇酯、三羟甲基丙烷加EO三丙烯酸酯、EO改性的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、己内酯改性的三羟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-丙烯酰基氧乙基磷酸酯、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，也可以使用下列产品。即它们包括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；均可获自Ohsaka 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；均可获自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，均可获自Kyouei Kagaku Co.，Ltd.)。
除了前述化合物，还可以使用在其取代基上含有烯烃结构的化合物作为可自由基聚合物的化合物。通常，在其结构中含有烯烃的脂肪族化合物聚合性很差，因此可以适宜地使用含有烯烃骨架或苯乙烯骨架(其含有变形结构的环，例如5元环)作为取代基的化合物。例如，优选使用含有前述任何一系列的醇、马来酸或降冰片烯骨架的单体化合物，以及含有苯乙烯或羟基苯乙烯(其中任何氢原子被转化成含有其它种类脂肪族烃如类萜骨架的取代基)的单体化合物。
为了使用前述可自由基聚合的化合物作溶剂，优选在喷墨墨水中包含光-自由基生成剂。对于光-自由基生成剂，可以使用米蚩酮和二苯甲酮之类的光-自由基聚合引发剂，它们可作为Irgacure或Darocure(商品名；Nagase Sangyo Co.，Ltd.)购得。
更具体地，光-自由基生成剂的具体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-羟基-或α-氨基苯乙酮、4-芳酰基-1，3-dioxorane、苄基缩酮、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’-双二乙基氨基二苯甲酮、米蚩酮、苄基、苯偶姻、苄基二甲基缩酮、一硫化四甲基秋兰姆、噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、偶氮二异丁腈、苯偶姻过氧化物、二叔丁基过氧化物、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙-1-酮、甲基苯甲酰甲酸酯、苯偶姻异丙基醚、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻醚、苯偶姻异丁基醚、苯偶姻正丁基醚和苯偶姻正丙基；1-羟基-环己基-苯基酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1，1-羟基-环己基-苯基-酮、2，2-二甲氧基-1，2-二苯基乙-1-酮、二(η5-2，4-环戊二烯-1-基)-二(2，6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)-苯基)钛、二(2，4，6-三甲基苯甲酰基)-苯基膦氧化物、2-甲基-1[4-(甲基硫代)苯基]-2-吗啉代丙-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮(Darocure 1173)、二(2，6-二甲氧基苯甲酰基)-2，4，4-三甲基-戊基膦氧化物、1-[4-(2-羟基乙氧基)-苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙-1-酮单酰基膦氧化物、二酰基膦氧化物、二酰基膦氧化物或二茂钛、荧光素、蒽醌、噻吨酮或呫吨酮、洛粉碱二聚物、三卤甲基化合物或二卤甲基化合物、活化的酯化合物和有机硼化合物。
这些光-自由基生成剂可以Irgacure 379、Irgacure 127、Irgacure 369和Irgacure 907(商品名；Ciba-Geigy Co.，Ltd.)的名称购得。除了这些化合物，墨水中还可以包括二乙醇胺之类的聚合促进剂。
将前述颜料分散体与离子化合物混合，然后用稀释剂稀释，由此获得根据本发明的一个实施方式的喷墨墨水。
对于稀释溶剂，可以使用上文已经描述的有机分散剂。此外，对于离子化合物，可以使用可溶盐或有机盐(例如碳酸盐)，其用于使墨水稳定或包含在增稠剂、防流挂剂或消泡剂中。还可以使用要用作表面活性剂或分散剂的有机或无机盐，例如金属皂。离子化合物的混合量通常为喷墨墨水总重量的0.01至20wt％。
根据本发明的一个实施方式的喷墨墨水可以被视为光致固化液体墨水，其中最合适的是使用鎓盐作为在受到光照时能够生成酸的光-酸生成剂。由于鎓盐化合物包括相对大量的有机盐，鎓盐化合物适合用作本发明的一个实施方式中的离子化合物。离子化合物还起到光-阳离子聚合引发剂的作用。
可用于这种情况的鎓盐的例子是重氮盐、鏻盐、锍盐和碘鎓盐，其具有氟硼酸阴离子、六氟锑酸阴离子、六氟砷酸阴离子、三氟甲烷磺酸根阴离子、对甲苯磺酸根阴离子或对硝基甲苯磺酸根阴离子作为抗衡离子。
更具体地，可以使用下列化学式所示的下列化合物作为鎓盐。

[C6H5FeUC6H5]PF6- [C6H5Fe+C6H5]PF6-
市售鎓盐的具体例子是，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.)。
在前述鎓盐中，锍盐和碘鎓盐的稳定性更优异。然而，已知的是，由于这些鎓盐的制造方法，这些鎓盐不可避免地由含有单价盐(由单价阳离子和一种阴离子组成的盐)和多达大约75％的不低于2价的盐(例如由二价阳离子与两种阴离子组成的盐)的混合物形成，因此，市售的这些鎓盐产品同样是由这种鎓盐混合物形成的。已知的是，当喷墨墨水中含有多价盐时，墨水的光敏波长能够向波长较长的一侧移动，由此通常导致墨水的灵敏性变高。为了利用这一优点，有时故意在墨水中加入不低于2-价的盐。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，多价盐会对喷墨墨水中使用的颜料分散体的絮凝稳定性产生不好的影响，在需要细粒的情况下尤为如此。更具体地，多价盐的使用会导致在颜料粒子和分散剂之间形成弱键，由此产生胶凝或絮凝。因此，将喷墨墨水中这些多价盐的存在限制在尽可能最小的范围内，这样通常能够提高颜料的分散稳定性以及喷墨墨水的输送性能。
因此，一般而言，多价鎓盐的含量应当优选限定为不超过每种鎓盐总重的20wt％。更优选地，多价鎓盐的含量应当限定为不超过5wt％。最优选地，喷墨墨水中不含多价鎓盐。
由于在前述鎓盐中，芳基锍的氟磷酸盐和芳基碘鎓的氟磷酸盐在提高有色颜料的絮凝稳定性方面非常优异，优选使用这些氟磷酸盐。即使是在单价鎓盐的情况下，如果分散剂变得不足，这些盐也能够随时间逐渐代替用作分散剂的末端胺树脂。因此，合意的是，鎓盐的构造应当使它们不容易转移到颜料表面和分散剂末端之间的连接部分。这一点可以使用在其结构中含有相对较大的取代基的鎓盐化合物来实现。此外，由于位阻可以将颜料表面对离子的吸附降至最低，鎓盐中的苯环应当优选含有碳原子数为1至20的有机基团。进一步优选的是不低于50％的苯环含有4至20个碳原子。如果以这种方式调节苯环，还可以在光-反应过程中抑制分解物质散逸到空气中，除提高分散稳定性外，还可以由此提高安全性。此外，由于这些化合物对溶剂具有更优异的溶解性，也可以抑制墨水中的盐沉淀现象。此外，可以有利地将数微米大的粒子的生成降至最低，而这种粒子的生成可能是出墨故障的一个原因。
由于单价鎓盐的使用导致光敏波长转移到波长较短的一侧，含有单价鎓盐的墨水会表现出光敏性降低的趋势。当单价鎓盐在其结构中包括在杂环基团上含有VI族元素(例如硫或氧)或含有该元素作为连接基团的芳族取代基时，则可以克服前述问题，因此包含这种芳族取代基是合意的。
如下列通式(1)或(2)所示的在其结构中含有相对较大的有机基团的鎓盐在下列方面是有利的——其具有优异的溶解稳定性和分散稳定性。

其中A-是氟磷酸根阴离子；R1、R2和R3可以相同或不同，并且其中至少一个是含有4至20个碳原子的有机基团，剩余的是含有1至20个碳原子并含有氢原子的有机基团；R4是二价的芳香族取代基或者其中含有VI原子的二价芳香族取代基。
对于引入到R1、R2和R3中的有机基团的具体例子，它们包括含有4至20个碳原子的烷基，例如丙基、丁基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等等；含有4至20个碳原子的烷氧基，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个碳原子和聚环氧乙烷骨架(其中将乙二醇脱氢缩合)的取代基。
对于引入到R4中的二价芳香族取代基的具体例子，它们包括含有亚苯基骨架的基团，例如亚苯基和亚联苯基；含有亚苯基硫化物骨架的基团，例如亚苯基硫化物和亚苯基二硫化物；含有噻吩骨架的基团，例如苯并亚噻吩基(benzothiophenylene)、亚噻吩基(thiophenylene)和二亚噻吩基(bithiophenylene)；和含有呋喃骨架的基团，例如亚呋喃基(furanylene)和苯并亚呋喃基(benzofuranylene)。
已知前述鎓盐能够在光-反应过程中抑制例如苯的有害副产物的产生。当使用含有这些鎓盐的分散体作为喷墨墨水时，在环境和安全性方面非常有利。
光-酸生成剂(离子化合物)在喷墨墨水中的混合量可以根据所用光-酸生成剂的酸生成效率和根据所加着色组分的量来适当地确定。在本发明一个实施方式中，根据敏感性，以通过喷墨墨水中酸的作用聚合的所有溶剂的重量为100％，在喷墨墨水中加入1至10wt％，优选2至8wt％，更优选2至6wt％的光-酸生成剂。然而，鉴于要提高颜料的分散稳定性并使管道和喷头元件的腐蚀最小化，还有鉴于将光-酸生成剂的混合量降至大约2至4wt％的范围，优选与光-酸生成剂一起使用敏化剂。
对于敏化剂的具体例子，它们包括吖啶化合物、benzofuravins、苝、蒽、噻吨酮和激光染料。其中，由二氢化蒽(其中氢原子被有机基团或噻吨酮衍生物取代)形成的化合物被认为表现出优异的作用。敏化剂(染料)的混合量通常可以是光-酸生成剂的20至100wt％，更优选为30至60wt％。
如果光-酸生成剂的混合量低于溶剂重量的2wt％，喷墨墨水的敏感性就会降低。另一方面，如果光-酸生成剂的混合量超过10wt％，由于分散体变质或由于分散剂的暗反应，随着时间经过墨水粘度的升高就会变得明显，因此不仅降低了墨水的被覆性能，还降低了光固化后墨水膜的硬度。此外，其还会导致对记录装置管道或喷头元件的腐蚀。
前述鎓盐可以与能够产生另一种相对较强的酸的非极性光-酸生成剂一起使用。在这种情况下，鎓盐的混合比可以降低，因此可以进一步抑制颜料粒子随时间的絮凝。对于这种非极性光-酸生成剂的具体例子，它们优选地选自磺酰基化合物、磺酸酯化合物、磺酰胺化合物和有机卤素化合物。其中，能够生成强酸(例如氟甲烷磺酸、盐酸或溴酸)的化合物是优选的。
更具体地，可以使用磺酰胺化合物(例如三氟甲烷磺酰胺或N-羟基萘二甲酰亚胺)和有机卤化物(例如三嗪卤化物化合物)。这些鎓盐和非极性光-酸生成剂的混合量优选分别为溶剂重量的0.3-2wt％和2-10wt％。
可以在本发明的喷墨墨水中加入胺和苯胺衍生物之类的碱性化合物。此外，可以在喷墨墨水中加入少量非离子或离子表面活性剂或抗静电剂以提高颜料的分散性等。此外，可以在喷墨墨水中包含可用于原材料制备的有机溶剂，例如甲基乙基酮、丙二醇溶剂、乳酸乙酯、二甲苯，只要将它们的混合量限制在非常小的量。此外，为了获得所需的印刷品，可以在印刷墨水中包含少量的有机溶剂。在这种情况下，考虑到安全性，合意的是使用水、醇和石油组分(例如isoper和萜)。
在根据本发明的一个实施方式在喷墨墨水中包含颜料分散体的情况下，根据颜料的种类将颜料粒子的ζ-电势调节至不同的值。也就是说，在黑色颜料的情况下为-10mV或更高；在青色颜料的情况下为+30mV或更高；在黄色颜料的情况下为-15mV或更高；在白色颜料的情况下为+40mV或更高。更优选地，在黑色颜料的情况下为正值；在青色颜料的情况下为+40mV或更高；在黄色颜料的情况下为-1mV或更高；在白色颜料的情况下为+50mV或更高。这些ζ-电势值是相对于有机分散剂或相对于有机分散剂的至少一种组分的值。无论哪种颜料，ζ-电势的上限均调节至不超过100mV。更优选地，ζ-电势的上限应当不超过80mV。本发明人通过在高温条件下进行的储存试验发现，当ζ-电势落在该范围以外时，粒径和粘度均有升高，因此有害地降低了墨水的储存性能。
可以使用非水溶剂和ELS-8000(Ohtsuka Denshi Co.，Ltd.)的测量元件通过电泳激光多普勒法进行ζ-电势的测量。然而，也可以通过其它类型的电泳法、超声电势法、电动声波法等等测量ζ-电势。顺便提及，由于在非水溶剂体系中进行测量，当根据墨水的电泳淌度来测量ζ-电势时可以使用休克尔公式。
此外，ζ-电势的测量中使用的溶剂应当优选地选自颜料分散体中使用的分散剂和含有这些分散剂作为主要成分的溶剂。更具体地，前述可聚合化合物可以单独使用，或者如果使用多种前述可聚合化合物的混合物，它们的混合比应当与它们在制备墨水时所用的相同。
ζ-电势的测量应当优选在通过化合物的混合制造墨水后至少24小时后进行，更优选至少3天后进行。其原因在于，在将材料混合之后，通常需要大约3天来使分散剂或其它类型离子组分在颜料上的吸附稳定到平衡状态，由此使ζ-电势能够稳定。
尽管其根据所用颜料的不同而不同，但当仅测量这些组分时，前述颜料分散体中的颜料粒子的ζ-电势落入-20至-5mV的范围内。更具体地，在黑色颜料的情况下为大约-30至-5mV；在青色颜料的情况下为大约-20至+20mV；在黄色颜料的情况下为大约-30至-15mV。为了适当地控制墨水的ζ-电势，在墨水中加入添加剂是合意的。
为了调节墨水的ζ-电势以将其限定在上述合适的范围内，在墨水中加入具有碱性末端的树脂聚合物分散剂作为第二树脂分散剂是有效的。对于用作第二树脂分散剂的聚合物分散剂，它应当优选地选自在其末端含有碱性基团(例如氨基)并且与第一树脂分散剂的亲合力或多或少比较优异的那些分散剂。作为第二树脂分散剂，更优选地选自能够通过吸附或与离子化合物(下文将论述)的相互作用和通过其相对于完全覆盖颜料粒子的第一树脂分散剂的推斥力而产生分散稳定性的那些分散剂。
对于满足前述条件的第二树脂分散剂，通常可以使用各自含有氨基末端的聚烯烃、聚酯和环氧树脂，但由于其与第一树脂分散剂的组合，并不能明确地确定。更具体地，可以使用由数均分子量为500-50,000并在一个末端含有羧基的线型聚合物与含有一个仲氨基并具有5-200mgKOH/g的胺值且数均分子量为1,000-100,000的有机氨基化合物之间的反应生成的聚环氧化合物。作为第二树脂分散剂，还可以使用聚烯丙基胺衍生物，其可以由聚烯并胺与至少一种选自含自由羧基的聚酯、聚酰胺与酰胺的共缩合产物(聚酯酰胺)和酯与酰胺的共缩合产物(聚酯酰胺)的化合物之间的反应生成。
还可以使用下列化合物作为第二树脂分散剂。也就是说，它们可以是可由数均分子量为500-50,000并在一个末端含有羧基的化合物与含有一个仲氨基并具有5-200mgKOH/g的胺值且数均分子量为1,000-100,000的化合物之间的反应生成的聚酯聚合物；可由聚酯与含有叔氨基和/或碱性含氮杂环基并具有10-200mgKOH/g的胺值且数均分子量为1,000-100,000的丙烯酸聚合物之间的反应生成的聚酯聚合物。
如果这些分散剂的胺值太小，就不可能确保对颜料的充分吸附力。另一方面，如果这些分散剂的胺值太大，就会由于颜料粒子之间产生絮凝而难以提高分散性。
对于聚环氧化合物的具体例子，它们包括，例如，聚缩水甘油醚化合物，例如乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、1，6-己二醇二缩水甘油醚、glycelol聚缩水甘油醚、三羟甲基丙烷聚缩水甘油醚、二glycelol聚缩水甘油醚、聚glycelol聚缩水甘油醚、和山梨糖醇聚缩水甘油醚。此外，还可以使用含缩水甘油酯的丙烯酸聚合物，其可以由(甲基)丙烯酸缩水甘油酯与(甲基)丙烯酸缩水甘油酯以外的可聚合乙烯基单体之间的共聚反应生成。在这种情况下，可以使用甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯作为前述的可聚合乙烯基单体。
对于前述第二树脂分散剂的具体例子，市售的包括Ajisper PB711、Ajisper PBS21、Ajisper PB822、Ajisper PB411(均可购自AjinomotoFinetechno Co.，Ltd.)、PLAAD-ED221(Kusumoto Co.，Ltd.)和Solspers32000(Avecia)。
第二树脂分散剂的混合量应当优选被限定在颜料的2至60wt％的范围内。如果第二树脂分散剂的混合量落在该范围以外，就会难以获得具有合适粘度并稳定分散的分散体。也就是说，如果树脂的含量太小，其分散稳定性就会严重降低。另一方面，如果树脂的含量太大，所得分散体就会变得粘稠，因此降低了墨水的输送稳定性，当墨水用于喷墨系统时尤为如此。用于确保最佳ζ-电势范围的树脂含量(重量)的优选范围可以根据颜料种类的不同而不同。
例如，在炭黑的情况下，其混合量应当优选被限定在颜料重量的5至40wt％的范围内。在有色颜料的情况下，例如在黄色颜料的情况下，其混合量应当优选被限定在颜料重量的15至60wt％的范围内；在青色颜料的情况下，其混合量应当优选被限定在颜料重量的20至60wt％的范围内。当以这种方式调节分散剂的混合量时，可以将墨水的ζ-电势保持在前述合适的数值范围内。
在根据本发明的一个实施方式的喷墨墨水的制造中，应当注意每种组分的混合顺序。通常，离子化合物，尤其是含有多价盐的离子化合物会降低胶态分散剂的稳定性，由此产生盐析和絮凝。当加入第二树脂分散剂时，离子化合物与第二树脂分散剂发生反应，由此能够在颜料粒子表面产生稳定的电荷。因此，能够获得稳定的颜料分散体。因此，为了能够充分发挥第二树脂分散剂的作用，需要存在这种离子化合物。当在墨水中加入第二树脂分散剂但没有同时加入离子化合物时，所得的分散体反而会变得不稳定。在最坏的情况下，可能会产生絮凝，从而使液体完全凝固成凝胶状材料。
即使在颜料粒子已经被第一树脂分散剂覆盖之后单独加入离子化合物，也不可能确保获得足够稳定的分散状态。类似地，即使在颜料粒子已经被第一树脂分散剂覆盖之后单独加入第二树脂分散剂，也难以确保获得足够稳定的分散状态。
在根据本发明的一个实施方式的喷墨墨水的制造中，第二树脂分散剂和光-阳离子聚合引发剂应当优选同时加入到颜料分散体中(在该分散体中，使用第一树脂分散剂使颜料粒子分散)。由此，可以充分提高颜料粒子的分散稳定性。即使第二树脂分散剂与光-阳离子聚合引发剂没有同时存在，在短时间内也不会发生由分散不稳定引起的颜料粒子絮凝。因此，第二树脂分散剂和光-阳离子聚合引发剂如果可以在短时间内合并在一起，就不必同时加到墨水中。更具体地，只要添加它们的时间差可以被限定在24小时内，就不会发生颜料粒子的絮凝。
如上所述，通过在完成墨水组分的混合之后达到离子组分的吸附平衡的条件下将ζ-电势调节至合适的范围内，就可以极大地提高墨水的稳定性。此外，即使在墨水在65℃储存过程中的平衡态下，也可以通过调节ζ-电势值来提高墨水的稳定性。本发明人已经发现，在常温下相当于一年储存时间的加速试验可以通过将墨水在65℃的加热条件下储存10天来进行。可以设想，通过确保墨水在该加热条件下的稳定性，可以提高墨水的分散稳定性。当在65℃下进行墨水的老化时，可以在24小时内达到离子组分的吸附平衡，这样24小时后的ζ-电势应当优选显示为正值。其原因可以作如下解释。也就是说，由于根据本发明的一个实施方式的喷墨墨水中离子组分的吸附，表面电势变成正值。因此，即使在平衡态下，如果表面电势是负值或0，则没有充分表现出离子组分吸附的推斥作用。
这种ζ-电势的控制可以通过加入前述第二树脂分散剂来实现。
如上所述，根据本发明的一个实施方式的墨水含有颜料分散体、离子化合物、作为第二树脂分散剂的树脂聚合物分散剂；其中颜料分散体含有由至少一种可聚合化合物形成的有机分散剂、颜料和第一树脂分散剂，并且颜料对有机分散剂中的至少一种可聚合化合物组分的ζ-电势为正值。
可以通过下列方法制造该墨水。也就是，该方法包括下列步骤通过使用第一树脂分散剂使颜料分散在有机分散剂中来获得颜料分散体；在颜料分散体中加入离子化合物；加入第二树脂分散剂；对所得混合物进行老化。
顺便提及，由于颜料粒子的表面电势受到墨水中离子组分吸附的影响，可以通过适当地选择离子化合物(例如光-阳离子聚合引发剂)的种类和混合量来进行ζ-电势的调节。
通过使用喷墨印刷头(其中将墨水滴从印刷头中喷到基材上)将根据本发明的一个实施方式的喷墨墨水用于记录图像。尽管对印刷头的结构没有特定的限制，但当在印刷头的喷嘴部分或者在墨水供应系统的墨水通道内壁上提供电极(由此可以对墨水施加电场)时，墨水的效果变得更加突出。
施加在电极上的电压反复波动并且其速度可以为数kHz至数百kHz。因此，对墨水施加的电场使得具有表面电势的颜料粒子振动。即使在有机溶剂中，由对颜料粒子提供的表面电势产生的电场也会引起迁移。因此，即使颜料粒子也会因电场振动而发生振动，由此抑制了颜料粒子的絮凝。
在根据本发明的一个实施方式的喷墨墨水中，优选对其加以控制以使颜料粒子表面能够具有电势。当印刷头的构造为在其喷嘴部分或者在墨水供应系统的墨水通道内壁上提供电极以对墨水施加电场时，可以增强保持墨水输送稳定性的作用。
根据本发明的一个实施方式的喷墨墨水可用于下述记录方法。也就是，该记录方法包括下列步骤将喷墨墨水加入墨水供应通道；从喷墨头将喷墨墨水输出到记录介质上；并通过对已经输出到记录介质上的喷墨墨水进行光照或电磁辐射来固化喷墨墨水；其中通过选自墨水供应通道和喷墨头的至少一个位置上的电极对喷墨墨水施加电场。
接下来，将描述本发明中使用的喷墨头。
图1显示了本发明中使用的喷墨记录装置的主要构造。图2显示了沿图1中线段AA截取的截面图。
如图1所示，喷墨头1的构造使得多个用于容纳墨水的压力室11被隔墙12分隔开，并在每个压力室11中配备用于输出墨水滴的喷嘴13。各个压力室11的底部是由振动板14形成的，在其下方装有多个压电元件15以对应于各个压力室11。提供振动板14和压电元件15以构成传动装置。压电元件15与驱动信号生成装置2的输出端电连接。
喷墨头1进一步配有与各个压力室11相连的常压室16。墨水设计成从墨水供应装置(未显示)通过墨水供应口17注入常压室16，由此能够将常压室16、各个压力室11和喷嘴13装满墨水。通过在压力室11和喷墨13中装入墨水，在喷墨13中产生墨水弯液面。
在常压室16后面连有起到温度检测装置作用的温度传感器18，从而可以检测喷墨头中墨水的温度。将温度传感器18检测到的温度信号输送至驱动信号生成装置2。
在此处所示的喷墨头1中，当驱动信号生成装置2产生的驱动信号被输送到压电元件15时，用压电元件15换置(displace)振动板14，从而使压力室11的容积波动。由此，在压力室11中产生压力波并使墨水滴从喷嘴13输出。喷嘴13中墨水弯液面的谐振期变得与压力室11中墨水的亥姆霍兹谐振期相同。
当通过墨水滴输出数量进行分级印刷时，单动输出的墨水滴的体积应当优选尽可能小以获得高质量印刷。此外，当压力室11中墨水的亥姆霍兹谐振期变短时，墨水滴可以以更高的速度输出。
由于可以通过降低压力室11的容积来提高压力室11中墨水的亥姆霍兹谐振期，应当优选使压力室11的容积足够小。
图3描绘了显示从驱动信号生成装置2发出的驱动信号的一个例子的波形图。该驱动信号制定成使得单次驱动脉冲由用于扩大压力室11容积的扩大脉冲p1、空闲时间t和用于收缩压力室11容积的收缩脉冲p2构成。通过对这种驱动脉冲的数量加以控制，来控制从喷嘴13输出的液滴的数量，从而可以进行分级印刷。在驱动脉冲之间设定固定的延迟时间。
当在前述的印刷头上进行印刷时，印刷头的出墨部分变得与墨水等电势。在使墨水进入到墨水室中的过程中，存在有与墨水不等电势的区域并通过电场对墨水施加振动。进行印刷测试以调查出墨稳定性。在该测试中，使用具有300个喷嘴(各个直径为40μm)的出墨头，并以每小时5.5×109个点进行印刷。以设定为4.8kHz的出墨头驱动频率进行印刷，并调查产生印刷错误的频率。
结果，产生印刷错误的频率为每小时大约两次，因此印刷性能被认为是稳定的。
接下来，将参照具体实施例进一步详细地解释本发明。
(实施例1)根据下列配方制备黑色颜料分散体。
黑色颜料(PBK-7)10wt％第一树脂分散剂(Avecia·Solsperse 32000)3wt％分散剂(Sakamoto YakuhinSR-NPG) 87wt％
在再循环型砂磨机中装入直径为0.3mm的小珠，并将这些原材料分散处理1小时以制备颜料分散体。通过使用该颜料分散体并根据下列配方，制备颜料浓度被调节至4wt％的墨水。
颜料分散体 35wt％溶剂(Sakamoto YakuhinSR-NPG) 13wt％溶剂(Towa GoseiOXT 221)43wt％敏化剂(Kawasaki KaseiUVS1331) 2wt％聚合引发剂(DAICEL KagakuUVACURE1591) 7wt％第二树脂分散剂(Ajinomoto FinetechnoPB711)颜料的0-35wt％在将这些材料混合之前，首先在分散体中加入溶剂和敏化剂，然后将所得混合物在混合机中搅拌2小时。在敏化剂完全溶于其中后，在混合物中加入第二树脂分散剂，此后立即在所得混合物中加入聚合引发剂并搅拌。使用1μm膜滤器对所得混合物进行过滤以制造喷墨墨水。通过不同地改变第二树脂分散剂的混合量，制备多种喷墨墨水。将由此获得的墨水在规定条件下储存，以测量这些墨水的ζ-电势、HPPS平均粒径和粘度，由此评测其储存稳定性。
根据下列程序测定ζ-电势。首先，在墨水在常温下静置5天后，使用对非水溶剂和ELS-800(Ohtsuka Denshi Co.，Ltd.)的测量元件通过电泳激光多普勒法测量墨水的电泳淌度。此外，使用休克尔公式，根据由此测得的电泳淌度来确定墨水的ζ-电势。ζ-电势测量中使用的溶剂是SR-NPG。第二树脂分散剂的混合量与ζ-电势之间的关系显示在图4中。图4显示可以通过添加第二树脂分散剂来调节ζ-电势。
第二树脂分散剂的混合量与HPPS平均粒径之间的关系显示在图5中。图6显示了第二树脂分散剂的混合量与粘度之间的关系。当完全没有添加第二树脂分散剂时，在65℃下将其储存之后，平均粒径和粘度二者均急剧增加，由此表明极差的储存稳定性。从图4中看出，在这种情况下ζ-电势为-13mV。当以5wt％或更高的量添加第二树脂分散剂时，可以使平均粒径和粘度稳定。在这种情况下ζ-电势为-10mV或更高。
(实施例2)使用与前述实施例1相同的颜料分散体，根据下列配方制备颜料浓度为4wt％的喷墨墨水。
颜料分散体 36wt％溶剂(Sakamoto YakuhinSR-NPG) 14wt％溶剂(DAICEL KagakuCelloxide 3000) 44wt％敏化剂(Kawasaki KaseiUVS1331) 1wt％聚合引发剂(DAICEL KagakuUVACURE1591) 5wt％第二树脂分散剂(Ajinomoto FinetechnoPB711) 颜料的0-35wt％在将这些材料混合之前，首先在分散体中加入溶剂和敏化剂，然后将所得混合物在混合机中搅拌2小时。在敏化剂完全溶于其中后，在混合物中加入第二树脂分散剂，此后立即在所得混合物中加入聚合引发剂并搅拌。使用1μm膜滤器对所得混合物进行过滤以制造喷墨墨水。通过不同地改变第二树脂分散剂的混合量，制备多种喷墨墨水。将由此获得的墨水在规定条件下储存，以测量这些墨水的ζ-电势、HPPS平均粒径和粘度，由此评测其储存稳定性。
第二树脂分散剂的混合量与ζ-电势之间的关系显示在图7中。图7显示可以通过添加第二树脂分散剂来调节ζ-电势。
图8显示了第二树脂分散剂的混合量与HPPS平均粒径之间的关系。图9显示了第二树脂分散剂的混合量与粘度之间的关系。当完全没有添加第二树脂分散剂时，在65℃下储存之后，平均粒径和粘度二者均略有提高。然而，不超过20％的增量被认为是可以接受的。当以5wt％或更高的量添加第二树脂分散剂时，其可以进一步稳定平均粒径和粘度。在这种情况下ζ-电势为-10mV或更高。
(实施例3)根据下列配方制备青色颜料分散体。
青色颜料(PB15:3)10wt％第一树脂分散剂(Avecia·Solsperse 32000) 3wt％分散剂(Sakamoto YakuhinSR-NPG)87wt％
在再循环型砂磨机中装入直径为0.3mm的小珠，并将这些原材料分散处理1小时以制备颜料分散体。使用该颜料分散体并根据下列配方，制备颜料浓度被调节至5wt％的墨水。
颜料分散体 44wt％溶剂(Sakamoto YakuhinSR-NPG) 6wt％溶剂(Daicel KagakuCelloxide 3000)44wt％敏化剂(Kawasaki KaseiUVS1331)1wt％聚合引发剂(Daicel KagakuUVACURE1591) 5wt％第二树脂分散剂(Ajinomoto FinetechnoPB711) 颜料的0-35wt％在将这些材料混合之前，首先在分散体中加入溶剂和敏化剂，然后将所得混合物在混合机中搅拌2小时。在敏化剂完全溶于其中后，在混合物中加入第二树脂分散剂，此后立即在所得混合物中加入聚合引发剂并搅拌。使用1μm膜滤器对所得混合物进行过滤以制造喷墨墨水。通过不同地改变第二树脂分散剂的混合量，制备多种喷墨墨水。将由此获得的墨水在规定条件下储存，以测量这些墨水的ζ-电势、HPPS平均粒径和粘度，由此评测其储存稳定性。
第二树脂分散剂的混合量与ζ-电势之间的关系显示在图10中。图10显示可以通过添加第二树脂分散剂来调节ζ-电势。
图11显示了第二树脂分散剂的混合量与HPPS平均粒径之间的关系。图12显示了第二树脂分散剂的混合量与粘度之间的关系。当第二树脂分散剂的混合量被限定在0至10wt％时，在65℃下储存之后，平均粒径和粘度二者均急剧增加，由此表明极差的储存稳定性。从图10中看出，在这种情况下ζ-电势为-3mV至21mV。当以35wt％或更高的量添加第二树脂分散剂时，其可以使平均粒径和粘度稳定。在这种情况下ζ-电势为45mV或更高。
(实施例4)根据下列配方制备黄色颜料分散体。
黄色颜料(PY-150) 10wt％
第一树脂分散剂(Avecia·Solsperse 32000)3wt％第一树脂分散剂(Avecia·Solsperse 22000)0.3wt％分散剂(Sakamoto YakuhinSR-NPG) 86.7wt％在再循环型砂磨机中装入直径为0.3mm的小珠，并将这些原材料分散处理1小时以制备颜料分散体。使用该颜料分散体并根据下列配方，制备颜料浓度被调节至5wt％的墨水。
颜料分散体 43wt％溶剂(Sakamoto YakuhinSR-NPG) 6wt％溶剂(Towa GoseiOXT 221)43wt％敏化剂(Kawasaki KaseiUVS1331) 2wt％聚合引发剂(Daicel KagakuUvacure1591) 6wt％第二树脂分散剂(Ajinomoto FinetechnoPB711)颜料的0-55wt％在将这些材料混合之前，首先在分散体中加入溶剂和敏化剂，然后将所得混合物在混合机中搅拌2小时。在敏化剂完全溶于其中后，在混合物中加入第二树脂分散剂，此后立即在所得混合物中加入聚合引发剂并搅拌。使用1μm膜滤器对所得混合物进行过滤以制造喷墨墨水。通过不同地改变第二树脂分散剂的混合量，制备多种喷墨墨水。将由此获得的墨水在规定条件下储存，以测量这些墨水的ζ-电势、HPPS平均粒径和粘度，由此评测其储存稳定性。
第二树脂分散剂的混合量与ζ-电势之间的关系显示在图13中。图13显示可以通过添加第二树脂分散剂来调节ζ-电势。
第二树脂分散剂的混合量与HPPS平均粒径之间的关系显示在图14中。图15显示了第二树脂分散剂的混合量与粘度之间的关系。当第二树脂分散剂的混合量被限定在0至7wt％时，在65℃下储存之后，平均粒径和粘度二者均急剧增加，由此表明极差的储存稳定性。从图13中看出，在这种情况下ζ-电势为-18mV至-15mV。当第二树脂分散剂的混合量设定为15wt％并且将ζ-电势控制在-8mV时，平均粒径和粘度二者均或多或少地增加，但是增量被认为是可以接受的。当以35wt％或更高的量添加第二树脂分散剂时，其可以使平均粒径和粘度稳定。在这种情况下ζ-电势为0mV或更高。此外，在65℃下储存之后ζ-电势也是0mV或更高。
(实施例5)根据如实施例3所述的相同程序制备四种青色墨水，只是改变第二树脂分散剂的种类。顺便提及，第二树脂分散剂的混合量设定为35wt％。将由此获得的墨水在65℃的温度下储存10天，以测定ζ-电势和粒径增加率。结果概括在下表1中。
表1

顺便提及，在此处使用的第二树脂分散剂中，PLAAD-ED221是聚合物分散剂(Kusumoto Kasei Co.，Ltd.)。PB821和PB822分别是聚合物分散剂(Ajinomoto Finetechno Co.，Ltd.)。
从表1的结果看出，每种分散剂均程度不同地有效，PB711(Ajinomoto Finetechno Co.，Ltd.)最为有效。
(实施例6)根据如实施例3所述的相同程序制备青色墨水，只是不添加聚合引发剂。第二树脂分散剂的混合量设定为35wt％。当由此获得的墨水在65℃的温度下储存24小时时，分散体硬化成凝胶状。当将墨水在常温下储存一周后以5wt％的量在墨水中加入聚合引发剂时，粒径的升高率为1.6倍或更高。
(实施例7)根据下列配方制备白色颜料分散体。
白色颜料(Ishihara Sangyo Co.，Ltd.氧化钛) 40wt％第一树脂分散剂(Avecia·Solsperse 21000) 4wt％
分散剂(Sakamoto YakuhinSR-NPG) 56wt％使用超声波均化器(Nippon Seiki Co.，Ltd.US-300T，20kHz，300W)，将这些原材料分散处理20分钟以制备颜料分散体。使用该颜料分散体并根据下列配方，制备颜料浓度被调节至28wt％的墨水。
颜料分散体46wt％溶剂(Sakamoto YakuhinSR-NPG)8wt％溶剂(Towa GoseiOXT 221) 34wt％敏化剂(Kawasaki KaseiUVS1331) 2wt％聚合引发剂(Daicel KagakuUvacure1591)5wt％第二树脂分散剂(Ajinomoto FinetechnoPB711) 颜料的0-40wt％在将这些材料混合之前，首先在分散体中加入溶剂和敏化剂，然后将所得混合物在混合机中搅拌2小时。在敏化剂完全溶于其中后，在混合物中加入第二树脂分散剂，此后立即在所得混合物中加入聚合引发剂并搅拌。使用1μm膜滤器对所得混合物进行过滤以制造喷墨墨水。通过不同地改变第二树脂分散剂的混合量，制备多种喷墨墨水。将由此获得的墨水在规定条件下储存，以测量这些墨水的ζ-电势、HPPS平均粒径和粘度，由此评测其储存稳定性。
第二树脂分散剂的混合量与ζ-电势之间的关系显示在图16中。图16显示可以通过添加第二树脂分散剂来调节ζ-电势。
第二树脂分散剂的混合量与HPPS平均粒径之间的关系显示在图17中。图18显示了第二树脂分散剂的混合量与粘度之间的关系。当第二树脂分散剂的混合量被限定在0至10wt％时，在65℃下储存之后，平均粒径和粘度二者均急剧增加，由此表明极差的储存稳定性。从图16中看出，在这种情况下ζ-电势为-4mV至36mV。当以20wt％或更高的量添加第二树脂分散剂时，其可以使平均粒径和粘度稳定。在这种情况下ζ-电势为+50mV或更高。
根据本发明的一个方面，可以提供一种喷墨墨水，在该墨水中颜料离子可以极好地分散，并且该墨水适合用作按需印刷用的紫外线固化型喷墨墨水。
本领域技术人员容易想到其它优点和修改。因此，本发明在较广的方面并不限于此处所表示和描述的具体细节和代表性的实施方式。因此，可以在不脱离所附权利要求及其同等物所界定的本发明的精神和范围的情况下进行各种修改。
权利要求
1.一种喷墨墨水，其特征在于包括含有有机分散剂、平均粒径不超过200nm的黑色颜料和树脂分散剂的颜料分散体，所述的有机分散剂是由至少一种可聚合化合物形成的，并且所述的黑色颜料含量为有机分散剂的2至30wt％；和一种离子化合物；其中所述黑色颜料对所述有机分散剂的至少一种可聚合化合物的ζ-电势被限定在-10mV至+100mV的范围内。
2.根据权利要求1的喷墨墨水，其特征在于所述黑色颜料的ζ-电势是正值。
3.根据权利要求1的喷墨墨水，其特征在于所述的树脂分散剂是由至少两种分散剂构成的，其中一种分散剂是由含有碱性末端的树脂聚合物分散剂形成的，并且其加入量为颜料的2至60wt％，所述的树脂聚合物分散剂具有5至200mgKOH/g的胺值，并且其数均分子量为1,000至100,000。
4.根据权利要求1的喷墨墨水，其特征在于所述的有机分散剂包括至少一种可光-阳离子聚合的化合物，并且在25℃下粘度不超过30mPa·s，并且所述的离子化合物是光-阳离子聚合引发剂。
5.根据权利要求4的喷墨墨水，其特征在于所述的可光-阳离子聚合的化合物是由选自二氧化苧烯、新戊二醇缩水甘油醚、[1-乙基(3-氧杂环丁基)]甲基醚和含有包括乙烯基醚结构的取代基的环醚化合物中的至少一种形成的。
6.一种喷墨墨水，其特征在于包括含有有机分散剂、平均粒径不超过200nm的青色颜料和树脂分散剂的颜料分散体，所述的有机分散剂是由至少一种可聚合化合物形成的，所述的青色颜料含量为有机分散剂的2至30wt％；和一种离子化合物；其中所述青色颜料对所述有机分散剂的至少一种可聚合化合物的ζ-电势被限定在+30mV至+100mV的范围内。
7.根据权利要求6的喷墨墨水，其特征在于所述青色颜料的ζ-电势是正值。
8.根据权利要求6的喷墨墨水，其特征在于所述的树脂分散剂是由至少两种分散剂构成的，其中一种分散剂是由含有碱性末端的树脂聚合物分散剂形成的，并且加入量为颜料的2至60wt％，所述的树脂聚合物分散剂具有5至200mgKOH/g的胺值，并且其数均分子量为1,000至100,000。
9.根据权利要求6的喷墨墨水，其特征在于所述的有机分散剂包括至少一种可光-阳离子聚合的化合物，并且在25℃下粘度不超过30mPa·s，并且所述的离子化合物是光-阳离子聚合引发剂。
10.根据权利要求9的喷墨墨水，其特征在于所述的可光-阳离子聚合的化合物是由选自二氧化苧烯、新戊二醇缩水甘油醚、[1-乙基(3-氧杂环丁基)]甲基醚和含有包括乙烯基醚结构的取代基的环醚化合物中的至少一种形成的。
11.一种喷墨墨水，其特征在于包括含有有机分散剂、平均粒径不超过200nm的黄色颜料和树脂分散剂的颜料分散体，所述的有机分散剂是由至少一种可聚合化合物形成的，并且所述的黄色颜料含量为有机分散剂的2至30wt％；和一种离子化合物；其中所述黄色颜料对所述有机分散剂的至少一种可聚合化合物的ζ-电势被限定在-15mV至+100mV的范围内。
12.根据权利要求11的喷墨墨水，其特征在于所述黄色颜料的ζ-电势是正值。
13.根据权利要求11的喷墨墨水，其特征在于所述的树脂分散剂是由至少两种分散剂构成的，其中一种分散剂是由含有碱性末端的树脂聚合物分散剂形成的，并且其加入量为颜料的2至60wt％，所述的树脂聚合物分散剂具有5至200mgKOH/g的胺值，并且其数均分子量为1,000至100,000。
14.根据权利要求11的喷墨墨水，其特征在于所述的有机分散剂包括至少一种可光-阳离子聚合的化合物，并且在25℃下粘度不超过30mPa·s，并且所述的离子化合物是光-阳离子聚合引发剂。
15.根据权利要求14的喷墨墨水，其特征在于所述的可光-阳离子聚合的化合物是由选自二氧化苧烯、新戊二醇缩水甘油醚、[1-乙基(3-氧杂环丁基)]甲基醚和含有包括乙烯基醚结构的取代基的环醚化合物中的至少一种形成的。
16.一种喷墨墨水，其特征在于包括含有有机分散剂、平均粒径不超过300nm的白色颜料和树脂分散剂的颜料分散体，所述的有机分散剂是由至少一种可聚合化合物形成的，并且所述的白色颜料含量为有机分散剂的2至50wt％；和一种离子化合物；其中所述白色颜料对所述有机分散剂的至少一种可聚合化合物的ζ-电势被限定在+40mV至+100mV的范围内。
17.根据权利要求16的喷墨墨水，其特征在于所述白色颜料的ζ-电势是正值。
18.根据权利要求16的喷墨墨水，其特征在于所述的树脂分散剂是由至少两种分散剂构成的，其中一种分散剂是由含有碱性末端的树脂聚合物分散剂形成的，并且其加入量为颜料的2至60wt％，所述的树脂聚合物分散剂具有5至200mgKOH/g的胺值，并且其数均分子量为1,000至100,000。
19.根据权利要求16的喷墨墨水，其特征在于所述的有机分散剂包括至少一种可光-阳离子聚合的化合物，并且在25℃下粘度不超过30mPa·s，并且所述的离子化合物是光-阳离子聚合引发剂。
20.根据权利要求19的喷墨墨水，其特征在于所述的可光-阳离子聚合的化合物是由选自二氧化苧烯、新戊二醇缩水甘油醚、[1-乙基(3-氧杂环丁基)]甲基醚和含有包括乙烯基醚结构的取代基的环醚化合物中的至少一种形成的。
全文摘要
提供了一种喷墨墨水，其包括含有有机分散剂、平均粒径不超过200nm的黑色颜料和树脂分散剂的颜料分散体，有机分散剂是由至少一种可聚合化合物形成的，且其中黑色颜料的含量为有机分散剂的2至30wt％；和一种离子化合物。黑色颜料对有机分散剂的至少一种可聚合化合物的ζ－电势被限定在－10mV至+100mV的范围内。
文档编号B41J2/01GK1824713SQ200610057
公开日2006年8月30日 申请日期2006年2月23日 优先权日2005年2月24日
发明者石桥充, 后河内透, 清本博史, 秋山良造, 大津和彦, 川上由纪子, 广木正士 申请人:东芝泰格有限公司