[发明专利]油墨

说明书

本发明涉及油墨、用于喷墨印刷的方法、喷墨油墨容器、油墨组(inkset)和喷墨打印机。

喷墨印刷是非击打式印刷技术，其中油墨液滴经过细喷嘴喷射在基材上，不使喷嘴与所述基材接触。基本上有三种类型的喷墨印刷：

i)连续喷墨印刷使用从喷嘴产生油墨液滴的连续流的增压油墨源。在距离喷嘴标称恒定距离通过热设备或静电设备引导油墨液滴。未成功偏转的那些液滴经由沟槽再循环至油墨储存器。

ii)按需滴墨（Drop-on-demand）喷墨印刷，其中油墨储存在墨盒中并且利用加压致动器(通常为热的或压电的)从打印头喷嘴发射。利用按需滴墨印刷仅产生印刷所需的液滴。

iii)再循环喷墨印刷，其中油墨连续在打印头内再循环并且(如按需滴墨印刷中)仅有印刷所需的液滴从喷嘴排出。

这些类型的喷墨印刷各自显示独特的挑战性。因此，在连续喷墨印刷中，需要监测和调整油墨活性溶剂以对抗在从喷嘴喷射但是未产生印刷图像的液滴飞行时间(即，在喷嘴喷射和沟槽再循环之间的时间)期间的溶剂蒸发，并且从排出过程由此去除过量空气(当再循环未使用的液滴时排入储存器中)。

在按需滴墨印刷中，油墨可长期保存在墨盒中，当它能劣化并形成沉淀时，其在使用中可阻塞打印头中的细喷嘴。这个问题对颜料油墨特别严重，其中悬浮的颜料颗粒可沉降出来。

再循环喷墨印刷避免了这些问题。因为油墨持续将其循环减少了颜料沉降的机会，和当油墨仅根据需要移出至喷嘴以形成图像时，溶剂蒸发最小化。

已发现，再循环喷墨打印机在工业部门有特别的效用。工业喷墨打印机需要在高速下工作。用于工业喷墨打印机的打印头最优具有多个以高密度排列的喷嘴，以便使得高生产率的单程印刷具有可接受的印刷分辨率。

极端需要用于全部类型喷墨印刷的油墨配方。尤其困难的是将油墨配制成能在这些高速单程打印头中工作。

因此，本发明提供了配制的颜料油墨，以便：

(i)在再循环打印头中不导致喷嘴堵塞；

(ii)通过比标准喷墨油墨更高的挥发性，使其快速干燥。这实质上为工业过程，因为其在低能量消耗(即低温印刷)下允许高的生产速度；

(iii)通过结合仔细选择的乳胶并优化油墨载体设计，给出高耐久性的图像；

(iv)未导致面板在打印头中润湿。

液体的润湿能力是它的表面张力相对于固体表面表面能的函数。因此，如果与液体分子彼此之间相比，液体分子对固体表面分子具有更强的吸引力(附着力比内聚力更强)，发生表面润湿。然而，如果与固体表面分子相比，液体中的分子彼此连结更强(内聚力比附着力更强)，则液体形成珠粒且不会润湿表面。液体在特定表面上的润湿度可通过测量放置在表面上液滴的接触角来测定。当接触角小于90°时，称为液体润湿表面。接触角越小，润湿度越大。

要设计出含有低成膜温度乳胶(在(ii)和(iii)中所需的)的不润湿打印头的挥发性油墨是有挑战性的。

因此，根据本发明的第一方面，提供一种油墨，所述油墨包含：

(a)0.1-10份的自分散颜料；

(b)5-15份聚合乳胶粘合剂，其具有10℃至-60℃的玻璃态转化温度；

(c)5-15份一种或多种极性有机溶剂，其在25℃下具有大于27.5的溶解度参数；

(d)0.1-3份炔属表面活性剂；

(e)0.001-5份生物杀灭剂；

(f)0-10份粘度调节剂；

(g)0-5份一种或多种有机溶剂，其在25℃下具有小于27.5的溶解度参数；

(h)0-5份的交联剂；和

(i)余量为水，至100份；

其中乳胶粘合剂与总有机溶剂的比率为1:3-3:1。

本文中所有的份数和百分比(除非另有说明)按重量计。

优选地，乳胶粘合剂与总有机溶剂的比率为1:2-2:1。

“自分散颜料”为当加入到液体介质时，能自由、快速和永久分散的颜料制剂。如果颜料在它的表面上携带有带电基团(直接或经由结合的聚合分散剂)，那么其优选具有反离子。

自分散颜料优选地出自颜色索引第三版（1971）和后续修订本以及其增刊，在标题为“颜料”的章节中所述的任意种类的颜料。