[发明专利]喷墨油墨组合物

说明书

背景

本发明一般涉及喷墨油墨组合物。

热喷墨打印机使用电阻器产生热量，从而使油墨气化形成气泡。随着气泡 膨胀，一些油墨从喷嘴喷出。在气泡破灭时产生真空，将更多的油墨从墨盒吸 到打印头中。

主要基于水的油墨通常在热喷墨打印机中使用性能不佳。性能不佳可能是 由于水的迅速蒸发常常导致喷嘴的可靠性差造成的(即由于水迅速蒸发导致干 燥的油墨硬皮堵塞喷嘴)。

主要为非水性溶剂基油墨(即由蒸气压比水高的溶剂制成的油墨)通常比 水性油墨在非吸收性基材上具有更短的干燥时间，这至少部分地是因为较高的 蒸气压和较低ΔH的蒸发值。但是，非水性溶剂基油墨可能是不合要求的。这 可能至少部分地是由于这类油墨中存在一定量的挥发性有机化合物，这类油墨 的潜在高挥发性，以及/或者这类油墨与粘合剂和聚合物的潜在不相容性。非水 性溶剂基油墨还限制了适于制造打印头的材料，因为一些溶剂可能破坏打印 头。

水性和溶剂基油墨的组合通常包括足够的低蒸气压/高沸点溶剂，以帮助 对喷嘴可靠性的控制。随着这些油墨中水的蒸发，溶剂往往留在喷射腔(firing chamber)中，以保持油墨中的着色剂和其它材料溶解。但是，通常用于获得喷 嘴可靠性的一定量的溶剂可能不容易蒸发，从而增加了在非吸收性基材上的干 燥时间。

发明详述

本发明所揭示的喷墨油墨组合物的实施方式是适用于按需热喷墨打印 (drop-on-demand thermal inkjet printing)和压电喷墨打印的主要基于水性的油 墨。本发明所揭示的喷墨油墨组合物有利地表现出良好的耐蹭脏性和/或耐磨 性，增强的开盖(decap)性能，良好的喷嘴正常状况，比只基于水的墨水更佳的 墨滴形成性和喷墨性，并且在打印到非吸收性介质上时干燥时间缩短(即无辅 助空气)。

文中所用的术语“开盖”指喷墨油墨在长时间接触空气后容易从打印头中 喷出的能力。油墨开盖时间是打印机喷嘴可能由于堵塞的原因而不能再正确喷 射之前油墨打印头保持开盖的时间。通常，由于失水、油墨结垢和/或染料在任 何喷嘴中和/或任何喷嘴周围结晶而在喷嘴中形成粘性栓塞物，可能导致喷嘴堵 塞。如果喷嘴被堵塞，则通过喷嘴的口喷出的墨滴可能出错，对打印质量造成 不利的影响。喷嘴的口还可能完全堵住，结果导致墨滴无法通过受影响的喷嘴。

不受限于任何理论，据信油墨中较多的水和较少量特定溶剂助剂的组合有 助于达到良好的喷嘴正常状况，良好的开盖性能和可靠的墨滴形成性/喷墨性， 基本上不会对油墨在非吸收性介质上的干燥时间造成不利的影响。还据信丙烯 酸胶乳有利于提高打印油墨干燥后的耐蹭脏性。

热喷墨油墨组合物的一个实施方式包括1，2-己二醇；溶剂；丙烯酸胶乳； 着色剂；分散剂；和余量的水。

通常，油墨组合物中1，2-己二醇的含量约为0.5重量％至2重量％。不受 限于任何理论，据信在油墨组合物被喷射后，喷嘴处于闲置状态，较少量的1，2- 己二醇能够集中在喷嘴中的空气-油墨界面处。据信这可能至少部分地是由于 1，2-己二醇被认为是具有亲水端和疏水端的准表面活性剂。还据信这种性质可 以明显降低失水的速率，从而基本防止喷嘴结皮，增强开盖性能和喷嘴可靠性。

在一个实施方式中，油墨组合物中溶剂的总浓度约为6重量％至10重量 ％。溶剂选自双丙甘醇单甲醚、四氢糠醇(也称为四氢-2-呋喃甲醇[97-99-4])、 丙二醇单丙醚和它们的组合。据信少量溶剂与1，2-己二醇的组合可以有利地促 进喷嘴状况的保持，而不会对打印时油墨的干燥时间造成不利的影响。此外， 据信少量溶剂可以获得可靠的墨滴形成性和喷墨性。

丙烯酸胶乳的含量约为1重量％至5重量％。丙烯酸胶乳的非限制性例子 包括具有表面酸基团的聚合物胶体微粒，该胶体微粒可以长时间保持稳定，往 往可以抵抗团聚。在美国专利申请第10/772,792号(作为美国专利申请第 2005/0176847号于2005年8月11日公开)中详细描述了这类聚合物胶体微粒 的例子，该专利申请的完整内容通过引用结合于此。

不受限于任何理论，据信在结合着色剂的同时，所述胶乳形成薄膜，从而 提高了油墨的耐蹭脏性。