液體組合物、組、液體盒、噴墨記錄方法和噴墨記錄裝置的製作方法

2023-06-07 19:09:11 3

專利名稱：液體組合物、組、液體盒、噴墨記錄方法和噴墨記錄裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及液體組合物、組(set)、液體盒、噴墨記錄方法和噴墨記錄裝置。
技術背景
已經研究了使用有機酸的液-液反應體系用於噴墨記錄方法。在使用有機酸的 液-液反應體系中，在用於記錄的記錄介質上使含有有機酸的液體組合物與含有在酸性 條件下能夠聚集的著色材料的墨接觸。當該墨與該液體組合物接觸時，該墨的pH變為酸 性，以致該著色材料聚集。已知如果在這種體系中通過熱能的作用反覆噴射用強鹼例如 氫氧化鉀對其pH進行了調節的液體組合物，可能發生噴射故障。這是因為強鹼溶解加熱 電阻器的保護層中的金屬和/或金屬氧化物，例如鉭和/或氧化鉭，因此侵蝕該保護層。
為了防止通過熱能的作用噴射的液體組合物中多價金屬離子引起的保護層的侵 蝕，日本專利公開No.2002-17^47提出了如下方法，其中將含有氨基的磺酸例如牛磺酸 添加到液體組合物中。
但是，本發明人已發現如果將上述專利文獻的方法應用於使用有機酸的液-液 反應體系，在滿足近年來所需的圖像質量的同時防止加熱電阻器的保護層的侵蝕非常困難。發明內容
根據本發明的方面，提供與含有著色材料的墨組合使用的液體組合物，通過熱 能的作用從記錄頭噴射該液體組合物，該記錄頭包括加熱電阻器，該加熱電阻器具有含 有金屬和金屬氧化物中至少一種並且與該液體組合物接觸的保護層。該液體組合物含 有具有羧基的有機酸、鹼金屬離子、具有磺酸基(sulfonate group)的有機酸、多價金屬 離子和水。
由以下對示例性實施方案的說明，本發明進一步的特點將變得清楚。具體實施方式

使用示例性實施方案對本發明的方面進一步說明。在以下說明中，可將含有有 機酸和其他物質的液體組合物表示為「含有離子」的液體組合物，因為該有機酸和其他 物質在該液體組合物中解離。
首先對加熱電阻器的保護層的侵蝕機理進行詳細說明。當加熱含有具有羧基的 有機酸和強鹼例如氫氧化鉀的液體組合物時，在保護層周圍的液體組合物中發生如下現 象。具體地，保護層周圍的液體組合物中一部分具有羧基的有機酸可能由於加熱電阻器 的熱而分解，或者可能在其分子內或在分子間脫水。例如，作為具有羧基的有機酸的戊 二酸，在約150°C的溫度(低於或等於加熱電阻器的最大溫度)下通過分子內羧基之間的 脫水而縮合為戊二酸酐。因此，損失了待通過強鹼中和的酸。因此，在加熱電阻器的保 護層的周圍產生過量的來源於沒有用於中和的強鹼例如氫氧化鉀的鹼金屬離子。推測過量的鹼金屬離子至少將加熱電阻器的保護層中含有的金屬或金屬氧化物，例如鉭或氧化 鉭溶解，因此侵蝕保護層。
當使用含有具有氨基的磺酸例如牛磺酸的液體組合物時，如上所述，上述專利 文獻中公開的方法能夠防止保護層的侵蝕，但不能滿足近年來所需的圖像質量。其原因 如下為了高效地抑制加熱電阻器的保護層中至少金屬或金屬氧化物的溶解，必須將相 當大量的牛磺酸添加到液體組合物中。不幸的是，具有氨基的磺酸例如牛磺酸通常在水 中具有低溶解性，而為了抑制加熱電阻器的保護層的溶解必須增加具有氨基的磺酸的溶 解性。例如，可以使液體組合物中有機酸含量減少，或者可以減少組合物中溶劑含量以 增加水含量。但是，如果減少有機酸含量，不能充分地生產高質量圖像(具有高光學密 度(opticaldensity))。如果也減少溶劑含量，不能滿足抗粘著性。因此在已知的方法中， 在滿足近年來所需的圖像質量的同時防止加熱電阻器的保護層的侵蝕非常困難。
本發明人發現在低於或等於加熱電阻器的最大溫度的溫度下磺酸基的熱分解和 脫水比羧基的熱分解和脫水更難實現。因此，本發明人向含有具有羧基的有機酸和來源 於強鹼例如氫氧化鉀的鹼金屬離子的液體組合物中添加具有磺酸基的化合物。結果，具 有磺酸基的化合物將加熱電阻器產生熱時加熱電阻器的保護層周圍的過量鹼金屬離子中 和。因此，變得能夠防止由強鹼引起的保護層的溶解。此外，已發現添加多價金屬離子 能夠在滿足圖像質量的同時防止加熱電阻器的保護層的侵蝕。換言之，在確保高光學密 度下防止保護層的侵蝕已變得可能，這在使用有機酸和具有氨基的磺酸例如牛磺酸的方 法中是不可能的。其原因可解釋如下
在此的說明將討論只含有具有羧基的有機酸作為反應劑的液體組合物A和含有 具有磺酸基的化合物和多價金屬離子的液體組合物B。液體組合物A含有具有酸緩衝能 力(acid buffer capacity)的有機酸。酸緩衝能力將液體組合物和墨的混合物的pH控制在 著色材料能夠聚集的範圍，因此使著色材料聚集。另一方面，液體組合物B利用陽離子 多價金屬離子和著色材料之間的陽離子/陰離子靜電相互作用形成聚集體。使用液體組 合物A中，含有著色材料的整個體系變為酸性，以致在混合物的整個體系中發生聚集。 另一方面，使用液體組合物B中，多價金屬離子作為聚集點發揮作用。因此，與液體組 合物B中相比，聚集更容易在液體組合物A中發生。因此，可能是液體組合物A與液體 組合物B相比能夠更快地使混合物中的著色材料聚集。
在含有兩種以不同速度使著色材料聚集的反應劑的液體組合物C中，各個反應 劑與著色材料彼此相互作用以形成著色材料的聚集體。本發明人假設在聚集過程中能夠 發生的以下現象(1)-(3)中的至少一個提供比單獨使用兩種反應劑中任一種時得到的光 學密度更高的光學密度。
(1)當液體組合物和含有著色材料的墨在記錄介質上混合時，在第一反應階段 中，具有羧基的有機酸和著色材料通過該有機酸的酸緩衝作用而締合。因此，立即使墨 中的著色材料締合以從液相分離。在第二反應階段中，多價金屬離子與在第一反應階段 中通過酸緩衝作用形成的著色材料的締合體一起形成更大的聚集體。由於將該聚集體保 持在記錄介質上而不是在記錄介質的纖維間穿過，光學密度可增加。
(2)當液體組合物和含有著色材料的墨在記錄介質上混合時，通過酸緩衝作用作 為具有更高聚集速度的反應劑的具有羧基的有機酸與著色材料締合以形成聚集體。在第一反應階段中，該聚集體將記錄介質的纖維之間的間隙填充。由於將第二反應階段中由 與多價金屬離子的作用形成的著色材料的聚集體沉積在以上形成的聚集體上，因此將第 二反應階段中形成的聚集體保持在記錄介質上而不是穿過記錄介質的纖維之間的間隙。 於是，光學密度可增加。
(3)在上述(1)或(2)的第二反應階段中與多價離子接觸的著色材料在保持溫和 聚集的狀態下在記錄介質上鋪展的同時形成聚集體。由於在記錄介質上較寬的區域使著 色材料聚集，能夠防止著色材料的非均勻性以增加整個圖像的光學密度。
在以上著色材料的聚集現象中，具有磺酸基的有機酸如何作用的機理不清楚。 但是，清楚的是具有磺酸的有機酸發揮有利的作用，原因是在以下實施例、只使用具有 羧基的有機酸的比較例和只使用多價金屬離子的比較例的結果中，實施例的圖像密度顯 著增加。本發明人假設具有磺酸基的有機酸有助於穩定多價金屬離子以致第二反應階段 有效地發生。
本發明人發現當含羧基的有機酸含量，相對於液體組合物的總質量，為3.0質 量％ -15.0質量％時，上述現象(1)-03)能夠更高效地發生。其原因可解釋如下
含羧基的有機酸的小於3.0質量％的含量，由於少量的羧基而不具有足夠的酸 緩衝能力，並因此不能充分地具有增加光學密度的效果。相反，含羧基的有機酸的大於 15.0質量％的含量，由於有機酸的過剩的酸緩衝能力而引起大部分著色材料局部聚集。 因此，可產生非均勻性，以致可能無法獲得足夠的光學密度。因此，如果含羧基的有機 酸含量在上述範圍之外，即使液體組合物同時含有有機酸和多價金屬離子，多價金屬離 子優先使著色材料聚集。因此，如上述(1)-03)中所述兩種反應劑彼此高效地相互作用 可能變得困難。
此外，本發明人發現考慮到與液體組合物接觸的著色材料的狀態，可將液體組 合物的pH控制在5.5以下。另一方面，如果液體組合物的pH太低，噴墨記錄裝置的部 件可被侵蝕。因此可以是液體組合物具有3.5以上的pH的情形。本文中提及的液體組 合物的pH是25°C下的值，並且能夠用常規的pH計測定。在下述的實施例中，使用pH 計(型號F-21，由Horiba製造)在25°C下測定pH。
相對於液體組合物的總質量，含羧基的有機酸含量為3.0質量％ -15.0質量％時 並且液體組合物的pH為3.5-5.5時，能夠獲得比預期高得多的光學密度。
液體組合物
現在對液體組合物的組分進行說明。液體組合物可以是無色、奶白色或白色以 不影響用墨記錄的圖像。特別地，可以是將液體組合物用水稀釋到50倍(基於質量) 時，其顯示在400nm-800nm的範圍內不具有峰的吸收譜。根據一個方面，這樣的液體組 合物可不含有著色材料。
含羧基的有機酸
本文中提及的有機酸是指具有酸性的有機化合物。在本發明的實施方案的液體 組合物中使用的含羧基的有機酸可以是其烷基鏈(不包括羧基的碳)具有3以下的碳數的 化合物。這樣的有機酸在水中的溶解度優異。含羧基的有機酸的實例包括一元羧酸，例 如甲酸、乙酸、丙酸和丁酸；二羧酸例如草酸、丙二酸、琥珀酸和戊二酸；和羥基羧酸 例如馬來酸和酒石酸。
從著色材料容易聚集的觀點出發，二羧酸可能比單羧酸更適合。原因不清楚， 但可至少部分解釋如下。可能當含羧基的有機酸與著色材料接觸時羧基的摩爾濃度與著 色材料的摩爾濃度之比越高，酸緩衝能力越高。因此，隨著羧基與著色材料的摩爾濃度 比增加，進一步促進著色材料由於酸而聚集。因此通過增加分子中羧基的數目能夠提高 反應性。但是，三價或更高價的羧酸，例如檸檬酸，可能在水中較難溶，因此能夠有利 地使用二羧酸。
液體組合物中使用的含羧基的有機酸通常是弱酸，並且該酸的強度能夠由酸解 離常數(pKa)表示。從有效地使著色材料聚集的觀點出發，在25°C的水中含羧基的有機 酸的pKa值可以是2.5-6.5。pKa小於2.5的含羧基的有機酸具有高酸度，並且可能侵蝕 噴墨記錄裝置的組件或部件。相反，pKa大於6.5的含羧基的有機酸具有低酸度，並且 不能使著色材料充分地聚集以得到充分的光學密度。根據對應於價態的羧基的數目，二 價或更高價的羧酸顯示出多階段的電離，並且具有多個酸解離常數pKa。如果含羧基的 有機酸具有多個pKa值，可以是所有pKa值在上述範圍內的情況。本文中所提及的pKa 是使用O.lmol/L的氫氧化鈉水溶液通過電位滴定測定的值。
多價金屬離子
本發明實施方案的液體組合物中使用的多價金屬離子可以是二價或更高價的金 屬離子。二價金屬離子的實例包括鹼土金屬，例如鈹、鎂、鈣、鍶、鋇和鐳的離子。三 價或更高價金屬離子的實例包括鋁、釔、鋯和鐵的離子以及其他過渡金屬離子。可以以 鹽的形式例如氫氧化物形式或氯化物鹽形式將多價金屬離子添加到液體組合物中並且可 通過解離而產生。添加具有磺酸基的有機酸的多價金屬鹽，更具體地鹼土金屬鹽作為多 價金屬離子可能是有利的。這種鹽在液體組合物中能夠容易地形成多價金屬離子。例 如，可以添加甲磺酸鈣。
本發明實施方案的液體組合物中多價金屬離子的量可以是 7.6X10"4mol-2.3X10"2mol, 相對於IOOg該液體組合物。 S卩，其可以為 1.5 X KT3m0I-U X 10_2mol。也可以是其為3.1 X KT3moIU X 10_3mol。如果多價金屬離子 的量小於7.6X10_4mol，相對於IOOg該液體組合物，由於少量的多價金屬離子，可能無 法獲得足夠的光學密度。相反，如果其大於2.3X10_2mol，相對於IOOg該液體組合物， 該液體組合物可能具有高粘度以致不能獲得足夠的噴射穩定性。
具有磺酸基的有機酸
具有磺酸基的水溶性有機酸能夠有利地用於本發明的實施方案中。儘管含有磺 酸基的有機酸可具有磺酸基以外的其他陰離子作為極性官能團，但只具有磺酸基作為極 性官能團的有機酸可有利地使用。含有磺酸基的有機酸的實例包括甲磺酸、乙磺酸和苯 磺酸。儘管含有多價金屬離子的有機酸和具有磺酸基的有機酸可分別地添加到液體組合 物中，但添加含有磺酸基的有機酸的多價金屬鹽是有利的。液體組合物中，至少部分含 有磺酸基的有機酸為離子形式。本發明的實施方案中，含有具有磺酸基的有機酸的液體 組合物包括這種狀態。液體組合物中使用的含有磺酸基的有機酸並不具有氨基。
根據一個方面，含有磺酸基的有機酸具有6.5以下的pKa。如果含有磺酸基的有 機酸具有多個極性官能團，給出多個pKa值。可以是所有的p^i值為6.5以下。
液體組合物中含有磺酸基的有機酸的量可以是3.6X 10_3mol-l.l X IO^mol,相對於IOOg該液體組合物。甚至可以是其為7.2X 10_3mol-5.4X 10_2mol。如果含有磺酸基的 有機酸的量小於3.6X10_3mol，相對於IOOg該液體組合物，由於少量的磺酸基，可能無 法將鹼組分充分地中和。相反，如果其大於5.4X10_2mol，相對於IOOg該液體組合物， 該液體組合物可能具有高粘度以致不能獲得足夠的噴射穩定性。
含有羧基的有機酸與含有磺酸基的有機酸之比
根據一個方面，含有羧基的有機酸含量(質量％ )與含有磺酸基的有機酸含量 (質量％)之比為0.3-5.0(基於質量)。如果該比率小於0.3，由於含有羧基的有機酸的 含量低，液體組合物不能充分地將含有著色材料的墨聚集，因此無法產生增加光學密度 的足夠效果。相反，如果含量比大於5.0，取決於其含量，含有磺酸基的有機酸的溶解度 降低，並且可能沉澱而在記錄頭中凝固。每種有機酸含量均是相對於液體組合物的總質 量的值，並且以酸的形式計算。
鹼金屬離子
鹼金屬離子的實例包括鋰離子、鉀離子和鈉離子。該鹼金屬離子可以以鹽的形 式例如氫氧化物形式添加到液體組合物，並且可以通過解離而產生。從容易處理的觀點 出發，例如，可添加鹼金屬離子的氫氧化物。例如，可添加氫氧化鉀或氫氧化鈉。
添加鹼金屬離子以將液體組合物的pH調節在適當的範圍內。根據一個方面，鹽 形式的鹼金屬離子的含量為0.1質量％-25.0質量％，相對於液體組合物的總質量。甚至 可以是其為0.5質量％ -20.0質量％。
水性介質
根據本發明實施方案的液體組合物可含有水或水性介質，該水性介質是水和水 溶性有機溶劑的混合物。可適合使用去離子水(離子交換水)。液體組合物中的水含量 可以是50.0質量％ -95.0質量％，相對於液體組合物的總質量。
液體組合物中水溶性有機溶劑含量可以是3.0質量％ -50.0質量％，相對於液體 組合物的總質量。可以使用任何通常在用於噴墨記錄方法的液體中使用的水溶性有機溶 劑。該水溶性有機溶劑的實例包括具有1-4範圍內的碳數的烷基醇、醯胺化合物、酮和 酮醇、醚、聚亞烷基二醇、二元醇、含有具有2-6的碳數的亞烷基的亞烷基二醇、由多 元醇衍生的烷基醚、烷基醚乙酸酯、和含氮化合物。這些水溶性有機溶劑可單獨使用或 者組合使用。
其他組分
液體組合物可進一步含有在室溫下為固體的水溶性有機化合物，例如脲、脲衍 生物、三羥甲基丙烷或三羥甲基乙烷。此外，可任選地添加其他添加劑例如表面活性 劑、pH調節劑、防鏽劑、防腐劑、殺真菌劑、抗氧化劑和抗還原劑以使液體組合物具有 適合的性能。
墨
墨著色材料
現在對與液體組合物組合使用的墨中的著色材料進行說明。該著色材料可以是 至少染料或顏料。在本發明的實施方案中，由於其堅牢性或其他性能，可有利地使用顏 料。可將顏料和染料組合使用。著色材料含量適當地為0.1質量％ -15.0質量％，甚至 可以為1.0質量％-10.0質量％，相對於墨的總質量。
染料
染料可無特別限制地選自已知的染料。染料的實例包括直接染料、酸性染料、 鹼性染料、分散染料和食用染料。可選擇將液體組合物與墨混合時聚集的染料。
顏料
顏料可無特別限制地選自已知的無機顏料和有機顏料。該顏料可以是使用聚合 作為分散劑分散的聚合物分散型(使用聚合物分散劑的聚合物分散顏料、由其表面用聚 合物塗布的顆粒組成的微膠囊化顏料、或聚合物結合的自分散顏料，其由具有與表面化 學鍵合的包括聚合物的有機基團的顏料顆粒組成)或其顆粒在表面具有親水性基團的自 分散型(自分散顏料)。可以將分散方法不同的兩種以上的顏料組合使用。
分散劑
如果將顏料用作墨的著色材料，可有利地使用聚合物分散顏料。在這種情況 下，分散劑可以是其陰離子基團用以將顏料在水性介質中穩定分散的物質。可以將任何 在已知墨中使用的聚合物用作分散劑。該分散劑的聚苯乙烯換算的重均分子量可以是 1,000-30,000,例如3,000-15,000，其中該聚苯乙烯換算的重均分子量通過凝膠滲透色譜 (GPC)測定。用作分散劑的聚合物的酸值可為50.0mgKOH/g-300.0mgKOH/g。根據一 個方面，該酸值可以是 100.0mgKOH/g-15.OmgKOH/g。
水性介質和其他組分
墨可含有水或水性介質，該水性介質是水和水溶性有機溶劑的混合物。墨中水 溶性有機溶劑含量可以是3.0質量％ -50.0質量％，相對於墨的總質量。以上如液體組合 物中使用的那些所述的水溶性有機溶劑能夠在墨中使用。可適合地使用去離子水(離子 交換水)。墨中的水含量可以是50.0質量％-95.0質量％，相對於墨的總質量。墨可含 有作為液體組合物中使用的添加劑所述的其他組分中的一些。
液體組合物和墨的組
根據本發明實施方案的液體組合物可與含有著色材料的墨組合用作組。該組 處於如下狀態將本發明實施方案的液體組合物和著色墨例如青色、品紅色、黃色、紅 色、綠色、藍色和黑色一起使用。對於組合到該組中的墨並無特別限制，只要該組包括 至少一種將其與液體組合物混合時能夠聚集的墨。根據本發明實施方案的組可以是一 體，其中將多個液體盒一體化；包括多個分離的液體盒的組；或包括液體盒和記錄頭的 單元。
噴墨記錄方法
根據本發明實施方案的噴墨記錄方法包括通過熱能的作用噴射液體組合物的步 驟。更具體地，該噴墨記錄方法可包括兩個步驟通過熱能的作用從記錄頭將液體組合 物噴射到記錄介質上的步驟A；和將墨施加到該記錄介質上的步驟B。步驟A可在步驟 B之間進行，或者步驟B可在先。
液體盒
根據本發明實施方案的液體盒包括存儲部分，在該存儲部分中容納有本發明實 施方案的液體組合物。
記錄單元
適用於用本發明實施方案的液體組合物記錄的記錄單元包括熱噴墨記錄頭，該熱噴墨記錄頭具有產生用於從噴射孔噴射該液體組合物的熱能的加熱電阻器；和存儲 部分，在該存儲部分中容納有該液體組合物。該加熱電阻器在其與液體組合物接觸的表 面上具有保護層，該保護層含有金屬和金屬氧化物中的至少一種。該金屬或金屬氧化物 的實例包括金屬，例如Ta、Zr、Ti、Ni、Al和W，和它們的金屬氧化物。本發明實施 方案的記錄單元可以是其中使液體盒和記錄頭一體化的單元。噴墨記錄裝置根據本發明實施方案的噴墨記錄裝置包括熱噴墨記錄頭，該熱噴墨記錄頭具 有產生用於噴射液體組合物的熱能的加熱電阻器；和存儲部分，在該存儲部分中容納有 該液體組合物。該記錄頭可包括記錄元件，該記錄元件具有液體組合物噴射孔的列和墨 噴射孔的列，或者可包括記錄元件，每個記錄元件具有液體組合物噴射孔的列或墨噴射 孔的列。從墨和液體組合物的可靠性的觀點出發，例如，從防止粘附的觀點出發，後者 的結構可能是有利的，因為通常的噴墨記錄裝置的記錄元件均設置有用於遮蓋的蓋。如 果液體盒具有對記錄頭施加負壓的結構，該液體盒可具有以下結構。可將吸收體設置在 液體盒的存儲部分中，或者該盒可包括柔性存儲袋和在能夠使該存儲袋的內容積擴大的 方向上向該存儲袋施加壓力的彈簧部分。實施例參照以下實施例和比較例對本發明的方面進一步詳細說明。但是，本發明並不 限於該實施例，除非脫離了本發明的範圍和精神。在以下說明中，顏料分散液、墨和液 體組合物的製備的說明中使用的「％」和「份」基於質量，除非另有規定。顏料分散液的製備根據以下程序製備顏料(炭黑)分散液通過在球磨機中將37.5份聚合物水 溶液、15.0份炭黑和47.5份水用氧化鋯珠粒混合來製備炭黑顏料分散液(顏料含量 15.0% ；聚合物含量7.5%;體積平均粒徑105nm)，該聚合物水溶液含有20.0%的用 1當量氫氧化鉀(KOH)中和的苯乙烯_(丙烯酸正丁酯)_丙烯酸聚合物(組成摩爾比 33 44 23 ；重均分子量5,000;酸值120.2mg KOH/g)。墨的製備將得到的炭黑顏料分散液與以下所示的其他組分混合併且充分攪拌。通過具有 1.2 μ m孔徑的醋酸纖維素過濾器(由Advantec製造)對該混合物進行壓濾以產生墨。將 該墨與如下製備的液體組合物組合為組。顏料分散液20.0%聚乙二醇600: 9.0%甘油6.0%Acetylenol E 100 (由 Kawaken Fine Chemical 生產)1.0%/K 64.0%液體組合物的製備通過將根據表1-3的組分充分地混合和攪拌來製備實施例和比較例的組合物。 通過具有0.45 μ m孔徑的醋酸纖維素過濾器(由Advantec製造)對每個混合物進行壓濾 以產生液體組合物。用8mol/L的氫氧化鉀(KOH)或氫氧化鈉(NaOH)的水溶液將pH 調節到表1-3中所示的值。在25°C下用由Horiba製造的pH計F_21測定得到的液體組合物的pH。表中所示的Acetylenol E 100是由Kawaken Fine Chemical生產的表面活性
劑。在50倍稀釋的液體組合物(基於質量)的吸光度測定中，實施例的每個液體組合物 在400nm_800nm的範圍內沒有顯示峰。評價保護層的侵蝕將得到的液體組合物裝載到噴墨記錄裝置(產品名PIXUSiP3300，由Canon 製造)中，該噴墨記錄裝置包括通過熱能的作用噴射墨和液體組合物的記錄頭。在以下 記錄條件下進行連續噴射試驗每滴的噴射量為5pL ；噴射頻率為15,000Hz ；噴射數為 3.0X108。在噴墨記錄裝置的記錄頭中，加熱電阻器的保護層由鉭和氧化鉭製成。連續 試驗後，通過聚焦離子束掃描電子顯微鏡(FIB-SEM，型號DB235，由FEI製造)觀察保 護層的截面。由下式計算加熱電阻器的保護層的殘留厚度保護層的殘留厚度(％) ={(連續噴射試驗後保護層的厚度)/(連續噴射試驗前 的保護層的厚度)}X 100評價標準如下，並且將結果示於表1-3中。在實施例的評價中，A表示結果處 於有利的水平，和B表示結果處於不可接受的水平。A保護層的殘留厚度為50%以上。B 保護層的殘留厚度小於50%。光學密度將所得墨和液體組合物裝載到噴墨記錄裝置(產品名PIXUSPro9500，由 Canon製造)，該噴墨記錄裝置包括通過熱能的作用噴射液體的記錄頭。在該噴墨記錄 裝置的記錄頭中，加熱電阻器的保護層由鉭和氧化鉭製成。該記錄頭具有兩個記錄元件 以致液體組合物和墨能夠從設置於不同記錄元件的各噴射孔列噴射。在以下條件下進 行記錄溫度為23°C，相對溼度為55%，記錄密度為4,800dpiX2,400dpi，和噴射量為 3.0pL。以150%的墨記錄負載(duty)和50%的液體組合物記錄負載在記錄介質上形成圖 像。評價中，100%的記錄負載是如下條件使用噴墨記錄裝置以600dpiX600dpi的分辨 率將四滴墨施加在l/600dpiX l/600dpi的單位區域中，其中每滴的體積為3.5pL。將液體 組合物施加於記錄介質上，隨後將墨施加於記錄介質上的液體組合物上。將得到的記錄 物在溫度23°C和相對溼度55%的條件下乾燥24小時。將得到的圖像用於評價。測定以上形成的圖像的光學密度。用光源為D50且視角為2°的分光光度計(產 品名Spectrolino，由Gretag Macbeth生產)測定光學密度。根據以下標準評價光學密 度。將結果示於表1-3。在光學密度的評價標準中，AA-B表示作為記錄物的光學密度， 結果處於有利的水平，C和D表示作為記錄物的光學密度，結果處於不可接受的水平。AA1.50≤光學密度
A 1.45≤光學密度< 1.50
B 1.40≤光學密度< 1.45
C 1.30≤光學密度< 1.40
D 光學密度< 1.30
表1液體組合物的組成和評價結果(單位
權利要求
1.液體組合物，其與含有著色材料的墨組合使用並且從記錄頭通過熱能的作用噴 射，該記錄頭包括具有保護層的加熱電阻器，該保護層與該液體組合物接觸並且含有金 屬和金屬氧化物中的至少一種，該液體組合物包括具有羧基的有機酸； 鹼金屬離子； 具有磺酸基的有機酸； 多價金屬離子；和 水。
2.根據權利要求1的液體組合物，其中該具有羧基的有機酸包括二羧酸。
3.根據權利要求1的液體組合物，其中該液體組合物的pH為3.5-5.5。
4.根據權利要求1的液體組合物，其中該具有羧基的有機酸的含量為3.0質量％-15.0 質量％，相對於該液體組合物的總質量。
5.根據權利要求1的液體組合物，其中該具有羧基的有機酸的含量與該具有磺酸基的 有機酸的含量之比為0.3-5.0，基於質量。
6.組，包括含有著色材料的墨；和權利要求1中所述的液體組合物。
7.液體盒，包括其中容納有權利要求1中所述的液體組合物的存儲部分。
8.噴墨記錄方法，包括通過熱能的作用噴射權利要求1中所述的液體組合物的步驟。
9.噴墨記錄裝置，包括其中容納有權利要求1中所述的液體組合物的存儲部分；和 從中噴射該液體組合物的記錄頭，該記錄頭包括加熱電阻器，該加熱電阻器具有與 該液體組合物接觸並且含有金屬和金屬氧化物中至少一種的保護層。
10.根據權利要求9的噴墨記錄裝置，其中該金屬包括鉭，和該金屬氧化物包括氧化鉭。
全文摘要
從記錄頭通過熱能的作用噴射與含有著色材料的墨組合使用的液體組合物，該記錄頭包括具有保護層的加熱電阻器，該保護層與該液體組合物接觸並且含有金屬和金屬氧化物中的至少一種。該液體組合物含有具有羧基的有機酸、鹼金屬離子、具有磺酸基的有機酸、多價金屬離子和水。
文檔編號B41J2/01GK102020887SQ201010283
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月10日 優先權日2009年9月10日
發明者山下知洋, 袴田慎一 申請人:佳能株式會社