[发明专利]喷墨打印机用的油墨组合物

说明书

本发明涉及一种喷墨打印机用的油墨组合物，该组合物无论是用染料还是用色料均能有效地上墨，并且容易定影，以及打印后具有优异的耐水性和耐擦脏性(耐擦性)，还具有改进的贮存稳定性和优异的喷嘴湿润性(抗堵塞)。

喷墨打印是一种无压打印，比压印所产生的噪声小，并且比激光打印技术容易实现彩色打印。无压打印方法主要有连续喷墨方法和按需递墨方法(DOD)两种类型。在连续喷墨方法中，喷射方向由连续喷墨过程中改变电场来调节。喷出印墨微滴的DOD方法包括热泡喷墨方法和压电喷墨方法。热泡喷墨方法是通过加热使油墨蒸气产生气泡，结果由于压力升高而大量喷出。相反，压电喷墨方法采用压电串墨辊产生喷出油墨所需的压力。压电串墨辊由于通电而变形，从而产生压力使油墨释放。

另一方面，喷墨的油墨组合物基本成分包括作为发色剂的色料，和载体。彩色打印的喷墨油墨组合物应当具有适合于打印器械的物理性能，并应当在目标记录介质上容易定影或吸收，由此而产生所需的印刷品。具体说，喷墨打印的油墨组合物一般需要有下列条件并为此要使用各种添加剂：

(1)油墨组合物应具有适当的粘度和表面张力，从而产生高的光学密度、高墨点均匀度和高喷射稳定性。

(2)油墨组合物应当能快速干燥，不渗色。

(3)油墨组合物应当具有贮存稳定性。

(4)油墨组合物在色调、亮度和饱和度等性能上应当具有良好的颜色特征。

(5)油墨组合物应当与打印机头或与纸张或吊式投射膜相适应，也就是它应当具有耐擦脏性和耐水性。

现已提出许多途径用于开发改性的油墨组合物，如US 5,108,503；5,858,075；5,980,622；5,990,202；6,057,384；5,641,346；5,679,724；5,936,008；5,969,033；6,025,412；5,324,349；5,421,871；5,690,723；5,704,969；5,972,086；6,039,796；和6,095,645。现已公开了一种使用各种含氮杂环化合物来提高油墨组合物的贮存稳定性和喷嘴湿润性的方法，该含氮的杂环化合物为例如2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮。以上所列的美国专利说明书中公开了使用这些举例的含氮杂环化合物，解释了改进贮存稳定性、喷嘴湿润性和干燥时间的原因，如下所述。

含氮杂环化合物具有比水强的偶极矩。因此，这样的化合物通过与水之间的偶极-偶极相互作用从而达到在分子水平上与水混溶。然而，对于油墨组合物中所含发色剂的功能性含氮的杂环化合物比水具有更强亲和性，它使发色剂能溶于该组合物中，因而该发色剂能保持分散，当油墨组合物在贮存盒里保存时该发色剂不发生聚集和沉淀。

另一方面，当喷墨打印机暴露在空气中时，由于挥发性组分从油墨组合物蒸发，喷嘴会被堵塞，发生堵眼，喷嘴释放墨就成为问题。为避免该堵眼问题，要求油墨组合物有一定程度的湿润性。同时，油墨组合物应能快速干燥，这样，喷墨后的颜色-颜色之间的渗色减少且不会擦脏。与这些要求有关，含氮杂环化合物是亲水的并具有低蒸气压，以防止水的蒸发。因此，喷嘴即使长期暴露在空气中也能保持湿润，从而防止喷嘴堵眼。另外，含氮杂环化合物的表面张力低，使微小墨粒容易渗透进入多孔的纸中，因而该墨在纸上容易干燥。

但是，已公开的这些油墨组合物只是在染料作为发色剂时才具有高的贮存稳定性、对喷嘴的湿润性、和快速干燥的性能。至于色料基的油墨组合物，贮存稳定性就难以改善。这是因为色料与染料比较，含亲水官能团少，因此阻滞了其与存在的含氮杂环化合物的稳定反应。而染料基的油墨组合物，打印后的耐水性和耐擦脏性总是不能令人满意，所以降低了打印质量。

本发明的目的是提供一种喷墨打印机用的油墨组合物，该组合物在用染料作发色剂和用色料作发色剂时均具有高的贮存稳定性和喷嘴湿润性，以及喷墨后的优异的耐水性和耐擦脏性。