[发明专利]喷墨印刷

说明书

发明领域

本发明涉及喷墨印刷、尤其是热敏喷墨印刷，并且涉及适用于 热敏喷墨印刷的组合物。

背景技术

喷墨印刷工艺分为两种主要类型：连续工艺和按需喷墨(drop-on- demand)(DOD)工艺。连续工艺使用导电油墨以产生带电油墨液滴 流，并经电场作用使其偏转到基材的适当部位。在DOD工艺中，通 过压电激励器的振动(压电喷墨印刷中)或者通过加热油墨形成蒸发的 气泡(热敏喷墨印刷中，其亦称压泡喷墨印刷)，将单个油墨液滴从打 印头的喷嘴排出。热敏喷墨印刷优于压电印刷，打印机和打印头的 成本更低且印刷工艺可获得更好的分辨率。

喷墨油墨需满足多项要求，包括：

1.粘度必须适当。就DOD油墨而言，相对于压电印刷，热印刷 对油墨具有更多的限制，因为其通常要求油墨的粘度在打印头工作 温度(一般为35-85℃)下低于4mPa·s，以便能够进行热敏喷墨印刷， 所述粘度通常等同于在室温(25℃)下低于12mPa·s的粘度。在本说明 书中，除另有说明外，所有粘度值均为25℃下的值。

2.油墨不得引起不可接受水平的印刷喷嘴塞堵或阻塞。

3.油墨不得在打印头的使用期内，在热敏喷墨打印头的喷射加 热器处导致沉积物的累积(称为沉淀过程(kogation process))达到不可 接受的水平。

4.油墨应在储存过程中保持稳定，不产生物质沉降或凝结。

5.所得到的印刷品需满足使用领域所需的特性，可具有包括： 耐水、耐划伤、耐久、不收缩、不产生裂纹、柔软、光密度(着色油 墨)、沉积均一等相关性能。

常规热敏喷墨打印头通常需使用高百分比(大于50％重量)水或挥 发性有机溶剂的油墨，以实现有效的喷墨印刷。由于水通常是有机 化合物的不良溶剂且表面张力过高而不能润湿许多塑料基材，因此 尽管其可降低粘度和挥发性，不会增加排放、毒性或气味，其也并 非为用于涂料和油墨递送的理想溶剂。然而，与常规的溶剂型油墨 相比，水性油墨需要相应更长的干燥时间，因此影响最大印刷速 率。

提高印刷速度常常意味着喷墨油墨应如愿地更快地干燥，以使 最终的印刷品在堆叠时不会产生污迹。缩短干燥时间的油墨可通过 例如使用挥发性溶剂替代液体介质中的至少一部分水而获得。然 而，溶剂型油墨由于易燃而具有潜在的危险性，同时对环境会产生 影响。

然而，由于含水量更低而干燥时间更短的油墨常常导致当打印 机没有进行印刷时，油墨易于在喷嘴中干燥。油墨在喷嘴中干燥易 于造成在一段时间的闲置后难于再次正常印刷。喷嘴会被阻塞、发 生间歇性喷墨或不正常喷墨，更具体地称为decap的操作性问题。

已知诸如乙醇或丁酮(MEK)等溶剂可改善(缩短)干燥时间，这是 因为这些物质的蒸气压高于水，因此蒸发得更快。而且，与水的表 面张力(72dynes/cm)相比，这些溶剂的表面张力小于25dynes/cm，使 得所述溶剂在非多孔基材上具有更优秀的湿润特性，并且增加对表 面的粘附。

本领域已知有多种用于喷墨印刷工艺的油墨。一般而言，本领 域所使用的喷墨油墨为水性油墨，包含较大量的水、保湿剂和/或助 溶剂以及着色剂。通过选择特定的表面活性剂、保湿剂、着色剂或 其它组分，可调节所得油墨的印刷特性。

尽管现在可获得许多喷墨油墨，它们一般不会在满足以上所有 要求的同时，还在家庭和办公室使用的各种各样的白纸上获得优异 的印刷质量。特别是，需要这些喷墨油墨对半多孔基材和非多孔基 材具有粘附力。

为了提供在非多孔基材上具有可接受的粘附力，同时保持其它 所需特性的染料基(dye-based)和颜料基(pigment-based)喷墨油墨，已 经进行了大量的工作。然而，仍然存在对于具有所有上述所需特性 的油墨的需求。

最近，行业上对热敏喷墨油墨的兴趣集中于研发固化性油墨制 剂，更具体是辐射固化性或热固化性油墨制剂，其中采用UV(紫外) 或红外灯或其组合以获得高固化速率。这些设备的使用必然减少用 于从油墨除去溶剂的消耗时间的工序，从而提高生产速度，特别在 诸如mailing和addressing工业印刷工艺中更是如此。