[发明专利]大分子载色体(MMC)的反离子取代物,用于喷墨打印,包括织物用的,大幅面的，办公用的打印机

说明书

本发明涉及Hewlett-Packard’s DeskJet^打印机，大幅面打印机，织物用打印机热喷墨打印用的印墨成份。        

与其它通常与计算机连用的打印机相比，热喷墨打印机提供了一种低价、高质及噪音较小的打印机的选择。此类打印机在腔室中使用了一种电阻元件，该元件为印墨从喷室的进入提供了通路。喷室与印墨贮器相连。许多这样的电阻元件在打印头形成一种图形，此图形称初基点阵(Primitive)。每个电阻元件与喷嘴盘的喷嘴相连，通过啧嘴，印墨被喷到印刷介质上。打印头及印墨贮器构成喷墨笔。

操作中，每个电阻元件通过一电路与一个微处理器相连，载流信号引起一个或多个选择元件发热。热量使腔室中的印墨沸腾，通过喷嘴射向打印介质。许多这样的受热电阻件以一种特定的先后次序和一种给定的初基点阵，在介质上形成字母文字，进行区域性喷墨及提供其它打印功能。

用于热喷墨打印的印墨典型地包括一种色料及一种载体，载体常含有水以及其它表面张力较低的液体。

喷嘴(典型为直径50μm)要有坚固的耐受力，以保证印墨不堵塞喷嘴。此外，反复加热电阻元件会使元件玷污失效(中毒)，在墨盒寿命期内，电阻元件应经得住一千万次加热。此类中毒称为Kogation。印墨的成份必须与打印介质特别是纸有相互作用，能穿透它而不应有明显的扩散。最后，印墨的成份到纸上后应是抗污抗水的。

许多印墨具有一项或多项前述的性质。但几乎没有一种印墨组合物具备上述的所有性质，因为改进了一项性质常导致另一项性质变坏。因此，商业上的印墨代表了一种妥协，试图使印墨尽量达到上述每种性质的一种折衷。

因此，需继续研究印墨配方，改进其性质如降低Kogation及降低表面固结(即改进结皮性质)。其它需要改进的性质包括高的边界分辨率，高的光学密度，快的干燥时间，良好的抗水、耐污性质。所有这些性质的改进不应牺牲其它必须具备的性质。

按照本发明，提供了用于喷墨打印的印墨，其边界精度，光学密度，干燥时间，抗水及耐污性已被改进，Kogation及表面结皮性已经降低；这是由于应用了一种印墨，它含有一种载体及至少一种离子色料，此处所述的色料包含颜料颗粒，它的表面经处理而已被离子功能基团取代。处理的结果是大的颜料颗粒或大分子颜料颗粒成为水溶性的。这样处理的颗粒称为大分子载色体(Chromaphores，MMC)。离子颜料选自带有反离子的阴离子功能颜料颗粒和阳离子功能颜料颗粒，所说的反离子通过与另一种反离子的离子交换过程置换得来，这样制成的印墨具有改进的性质。

此外，本发明还提供了一种使用所述印墨及利用所述印墨性质的喷墨打印方法。

最后，本发明提供了一种使用带有离子交换产生的反电荷离子的颜料制备印墨的方法。       

已经比较清楚，水溶性染料被反电荷离子取代，将极大地影响用这些取代染料制成的印墨的打印行为和性质。例如，Direct Blak 199中的钠离子被四甲基铵离子取代，结果是改进了钠离子染料的结皮性质。见U.S.Patent 5026425及U.S.Patent 4994110(锂正离子)；5069718(钾正离子)以及4761180(四甲基铵正离子)，这些专利都涉及到水溶染料被其它反电荷离子取代的例子。

就本发明的实际应用而言，反离子取代物被应用于已功能化了的色料颗粒，颗粒的平均直径为0.005至12μm。如果色料颗粒的直径大于此范围，留在溶液中的色粒就太少，不适合本发明的实际应用。同样，假如色料粒颗粒太小，就缺乏适用于本发明的性质。这类色料是化学反应的结果，在反应中易受溶剂影响的功能基被反应，生成可溶性基团，导致色料溶于水。这样产生的大分子载色体是水溶的，溶解度类似于大家所熟悉的，商业上应用的水溶性酸性及碱性染料。

依赖于所选择的方法，载色体MMC可以是阴离子或阳离子。例如，酸性功能基如磺酸功能团可用发烟硫酸进行彻底磺化而产生，而羧酸基可从化学氧化或催化氧化反应产生。反之，碱性载色体包含有通过还原酰胺化反应产生的铵离子。不论是酸性的还是碱性的MMC，适当反离子恰如其分的取代可改进打印的品质如减少结皮、Kogation、毛刺及增加抗水性。打印物的总体质量通过反离子取代也得到了改进。

适用于本发明的色料，包括所有化学改性的水溶性颜料(黑色或其它颜色)。由化学改性而导致水溶性的颜料前体，包括所有的有机颜料。通过典型的化学方法，对于阴离子载色体产生的表面由羧酸盐和/或磺酸盐功能基组成，对于阳离子载色体则为铵离子功能基。就商业产品而言，阴离子载色体通常与钠阳离子有关，而阳离子载色体通常与氯离子或硫酸根阴离子有关。