[发明专利]喷墨打印机油墨组合物

说明书

本发明涉及用于喷墨打印机的油墨组合物，具体地说，是涉及包含在无水稀释剂中的颜料分散体的组合物。

其中墨滴在压力下被强制通过打印头的很小喷嘴的这类喷墨打印机对办公和一般工业应用日益引起人们的兴趣。在称之为“连续”打印机的一种打印机中，使连续产生的墨滴通过一充电区，在该充电区中各墨滴响应信号接受电荷并直接喷向待打印的底物上。墨滴通过使之发生偏移的电场，该偏移量取决于电荷和电场的强度。不需要在底物上形成印迹的墨滴通向旁路沟槽。用于这类打印机的油墨需要是导电的。在另一类称之为“按需着墨(drop-on-demand)”(DOD)的打印机中，仅当在打印过程中需要时，墨滴才从打印头的喷嘴中排出。按需着墨打印机可使用静电加速的喷墨或通过压力脉冲驱动而喷出的墨滴序列。在后一种DOD打印机中，每一墨滴分别借助压力脉冲从喷嘴中喷出，所述压力脉冲例如通过使用作用在通道内供至喷嘴的油墨上的压电传动机构而产生，或者通过随热脉冲而产生的汽泡而产生。用于这种打印机的油墨不需要是导电的，并且优选是非离子的并具有很低的导电率，例如具有至少10⁶ohmcm的电阻率。

在研究开发这些打印机的同时，已开发出了适用于它们的特定的油墨。

这些油墨需要符合许多标准。例如，它们必须能在不变质的情况下储存，特别是在正常的气候条件下没有明显的颜料颗料的沉淀或固化。另外，它们在正常的打印操作温度(通常为10-40℃)还必须完全是液体的，以便能使用适度的压力使其从打印喷嘴中喷出。在正常操作过程中，在静止期间，它们必须不会例如，由于稀释剂的蒸发、相分离、固化或被空气或水分侵袭等而使打印头喷嘴变坏，而且它们不应使围绕喷嘴锐孔周围的打印头区域润湿到以致于使打印头产生溢流的程度，这反过来又将导致误操作。为了确保不发生打印头湿润至不可接受的程度，业已发现，当在表面能为10±1mN.m^-1的表面上进行测量时，去湿速度至少为100微米/秒的油墨是人们所希望的。使用“表面物理化学”第351页所述的Zisman法(Adamson AW第三版，John Wiley & Sons 1976)，根据纯液体的静态接触角以临界表面张力来测量表面能。这种表面的一个例子被描述于1994年8月30日申请的英国专利申请9417445.5中。去湿速度及其测量的讨论，可参考Redon等人的文章，物理评论快讯(Physical ReviewLetters)，第66卷，第6期，1991年2月11日，第715-718页。当如上进行测量时，油墨的去湿速度优选至少200，更优选至少300，还优选至少1000微米/秒。

另外还发现，同样是十分重要的油墨的另一性能是其表面张力，所述表面张力优选在25℃下应为约22-36mN.m^-1，更优选应为24-32。

另外，所述油墨还必须能提供良好的印迹清晰度，而且由于涂料纸昂贵，因此，通常可接受的是，喷墨打印机油墨必须能在普通纸张上即非涂料纸上提供具有良好色密度的高清晰度的印迹。

良好的印迹清晰度质量尤其需要，(a)由油墨组合物迅速形成的实心彩色网点，(b)在纸张表面上油墨着色剂的浓度，(c)由墨滴在纸基表面上形成的彩色网点分布的控制，(d)限制一种色彩的油墨网点到邻近不同色彩网点的渗色，以及由墨滴形成的实心网点区域内颜色和色密度的均匀性。另外还优选的是，印迹不会由于水或光的作用而致变质。

上述许多标准限定了油墨的相反性能。例如，当降低粘度来增加流动性时，在油墨干燥之前墨滴在纸张表面上蔓延的危险增加。同样地，当通过降低稀释剂的挥发性而减少油墨在喷嘴中干燥的危险时，相反地需要迅速地帮助干燥基物上的墨滴。因此，使这些性能实现最佳化只是对它们的综合平衡。此外，还经常发现，为了使这些性能达到最佳化而改变油墨的组分常常会对其它希望的性能产生不利的影响。

因此，人们一直在探索改进的油墨，尤其是随着更小的喷嘴和更高清晰度图象形成的一直趋势。

现在，我们已开发出能满足或接近上述标准的油墨，并且该油墨能在长时间内恒定地产出优异质量的印迹，并使用其中喷嘴直径为50微米或甚至更小例如20微米或更小的打印头。

根据本发明，提供了一种包含分散于无水稀释剂中的颜料的喷墨打印机油墨，其中，稀释剂是包含脂族烃和一种极性组分的单相液体，所述脂族烃构成了大部分稀释剂(重量)，而极性组分只为油醇，或者是油醇与至少一种其他的极性液体相结合。