[发明专利]改性水溶彩色发色剂制备用于热喷墨打印的微乳化和胶束彩色墨水

说明书

技术领域

本发明是关于打印机，如Hewlett-Packard’s Desk Jet^打印机，用的热喷墨打印墨水组合物。

技术背景

相对于其他常用的计算机打印机，热喷墨打印机提供客户一种低价格、高质量并且相对无噪声的选择。这种打印机使用一种电阻元件，它被置于一个带外溢口的容器内，使从增压室进来的墨水外溢。增压室与一个墨水贮存室相连通。这样一簇电阻元件以特殊的方式，称之原型，被排列在打印头。每一件电阻元件与喷咀盘上一个喷咀相联，通过它，墨水被喷射到打印介质。打印头和贮存室联合构成一个喷墨笔。

在运行时，每个电阻元件通过一个导电的轨道与微处理器联接，微处理器的电流信号引起一个或多个选定的元件加热。加热使容器内的墨水形成泡并从容器内通过喷咀到打印介质。按此方式，“点着”给定的原型中的处于特定次序的几个电阻元件，就会在打印介质上形成某个字母，显现出色块，并提供其他打印能力。

用于热喷墨打印的喷墨墨水一般包括色料和一种载体，并且载体中通常包含水和相对低表面张力的液体。

喷咀的容限细小，一般直径50μm，要求墨水不堵塞喷咀，其二，在整个墨水筒使用寿命内，电阻元件要经受大约千万次“点火”，电阻元件重复“点火”可能产生电阻元件故障。最后，墨水组合物必须能与打印介质，特别是纸相互作用，渗入纸而不洇，并且墨水组合物在纸上应是耐擦拭和耐水的。

众所周知，许多墨水具有上述的一种或几种性质。很少有墨水组合物具有上述所有性质，因为某一种性质的改善往往带来另一种性质的下降。因此，许多商业已应用的墨水体现兼顾方案，即企图得到一种墨水，它显示出就上述的各种性质来说至少被证明都是恰当的。

因此，开发墨水配方的研究在继续进行，希望墨水的性质得到改进，如高边缘敏锐度、高光密度、快干燥时间、好耐水性和好耐擦拭性并且不牺牲其他必要的性能。

发明内容

根据本发明，提供了喷墨打印墨水，其中通过使用微乳化喷墨墨水，墨水的边缘敏锐度、光密度、干燥时间、耐水性和耐擦拭性被改进，提高了打印质量，减少晕圈效应和控制扩渗。当高表面张力的黑色墨水打印在紧相邻的低表面张力的彩色墨水旁时，晕圈效应就发生。两种墨水的界面之间存在一个黑色光密度空白区，因而出现晕圈影子。本发明降低了晕圈效应。

本发明的喷墨墨水包括：

(a)溶剂包括(1)至少一种基本水不溶的有机油，占大约0.1-50wt％，(2)至少一种有机共溶剂，占0-大约50wt％，(3)至少一种两亲物，占0-大约40wt％，和(4)至少一种高分子量胶体，占0-大约3wt％；

(b)至少一种化学改性的水溶色料，占大约0.5-20wt％；和

(c)配差额的水。上述所有的成分作为微乳化剂存在于墨水配方中，它给墨水配方以更好的性能。

此外，根据本发明，进一步提供一种喷墨打印的方法，该方法使用所公开的墨水并发挥该墨水的性质。

最后，还提供了制备本发明的喷墨墨水的方法，包括混合各种成分使其成为混合物和机械搅拌或声波处理该混合物使其形成微乳化墨水。

本发明的最优实施方案

按定义，传统的微乳化液由膨胀的胶束溶液组成。在本发明中，微乳化溶液被定义为一种稳定的、各向同性的溶液，它由油(基本不溶于水的有机化合物)、两亲物或表面活性剂、有机共溶剂和水组成。不管胶束是否相同，它们的浓度必须是足够高的，使期望的微乳化物理结构能形成。习惯上，这种最小胶束浓度被称之为临界胶束浓度(cmc)。如果溶液中的胶束浓度低于cmc，微乳化液将不能形成。不用参阅任何专业理论资料，水溶发色剂或色料在微乳化液中是溶于水相的事实是可推测到的。

微乳化液的应用改进了耐水性和耐擦拭性。此外，当色料以微乳化液形式提供时，一种墨水向另一种墨水扩渗更可控制并且晕圈效应也可降低。当微乳化液与打印介质接触时，微乳化液即破裂，墨水载体持续溶解色料的能力消失。因此，色料基本上是沉积在打印介质上的固体。

除非特别说明，所有浓度都以重量百分数表示。所有成分的纯度与一般商业喷墨墨水的实例一样。

在本发明的实施中所用的墨水的一般配方包括一种油(大约0.1-50wt％)、一种共溶剂(0-大约50wt％)、色料(大约0.5-20wt％)、两亲物(0-大约40wt％)、高分子量胶体(0-大约3wt％)和水。因此，墨水必须至少包括油、色料、共溶剂和水。