專利名稱：具高色度的多色染料組合及噴墨墨水組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種具高色度的多色染料組合，以及含有此種染料組合的噴墨墨水組合物。
背景技術(shù)：
一般而言，對于彩色噴墨列印的要求，必需具有寬廣的色彩范圍和理想的混合配色，如藍色或紅色。洋藍色墨水(cyanink)，洋紅色墨水(magentaink)，黃色墨水(yellow ink)和黑色墨水(black ink)，這樣的組合稱為第一級染料組合色料(primary dye-set)。第二級染料組合(secondary dye-set)是指不包含第一級染料組合色料，卻經(jīng)由第一級染料組合色料的混合配色而成的其他顏色。
事實上，對于彩色噴墨列印而言，一較佳的墨水組合，其墨水特性及印刷品質(zhì)必需符合下面幾點要求耐磨(good crusting resistance)，穩(wěn)定(goodstability)，獨特的粘度(proper viscosity)，獨特的表面張力(proper surfacetension)，高色彩飽和度(high color saturation)，低暈開性(little color-to-colorbleed)，干燥時間短(rapid dry time)等。而且當使用在噴墨列印機時，不會于噴嘴上造成凝聚(kogation)影響列印品質(zhì)，或噴墨于一般紙張(plain paper)上時，可如同噴墨在特殊用紙一樣的品質(zhì)。
色彩的表示方法依實際色物體的搜集與否分為兩大表色系統(tǒng)，一為顯色系統(tǒng)(color appearance system)主要是依據(jù)實際色物體的搜集給予有系統(tǒng)的排列及描述而得的系統(tǒng)，例如Ostwald表色系統(tǒng)，Munsell表色系統(tǒng)，德國DIN表色系統(tǒng)等。另一為混色系統(tǒng)(color mixing system)不是基于實際色物體所歸納的系統(tǒng)，而是基于三原色光能混合出許多色彩所歸納的系統(tǒng)，到目前為止最重要的混色系統(tǒng)是以儀器測量色彩的CIE系統(tǒng)。舉例來說，Munsell表色系統(tǒng)是由美國畫家Munsell所創(chuàng)制，是利用三屬性-色相(hue)，明度(value)，色度(chroma)-來描寫色彩的最有名的系統(tǒng)。CIE系統(tǒng)的色刺激(為X，Y，Z三刺激質(zhì))與色彩的感覺是由光源，物體，觀測者三要素合并所造成的，其色域是利用L*，a*，b*此三值來定義，L*表示色彩的亮度(lightness ofa color)，a*和b*則代表色彩的色相(hue)和色度(chroma)。a*的范圍從表示綠色的-a到表示紅色的+a，b*的范圍則是從表示藍色的-b到表示黃色的+b。CIE系統(tǒng)并且于1976年的推薦中加入了色相角度和色度(hueangle，h°；chroma，C*)(方程式1與2)。在CIELAB的色域中，色差(ΔE)是指在兩個色樣之間的顏色差別度(方程式3)。ΔE差越多，表示兩色樣間顏色差異越大。
h°＝tan-1(b*/a*) 方程式1C*＝(a*2+b*2)1/2方程式2ΔE＝(ΔL*2+Δa*2+Δb*2)1/2方程式3所以，一個理想的墨水組合進行噴墨列印影像時，必須能夠提供最佳的色彩特征，譬如合宜的色相和高色度。
對于噴墨列印而言，一般所知，若墨水中僅使用單一色料，常易造成噴墨口的阻塞(plugging)，所以通常會添加多種保濕劑，但卻容易造成干燥速度緩慢，且抗水性差。例如1986年，U.S.Pat.No.4,631,085，1987年，U.S.Pat.No.4,731,113，1988年，U.S.Pat.No.4,737,190，其墨水都是單一色料必須添加保濕劑以防止凝集。1999年，U.S.Pat.No.5,925,177中，一種特別的墨水組合物，包括酸性黃色染料23(acidic yellow 23)，尿素(urea)，水。添加尿素可以防止黃色染料發(fā)生結(jié)晶而阻塞噴墨頭的問題。
對于彩色噴墨列印機而言，通常包括了洋紅色墨水(magenta ink)，洋藍色墨水(cyan ink)，黃色墨水(yellow ink)和黑色墨水(black ink)，共四色墨水，其中大多使用水溶性的色料(water-base dye)為主。最近幾年則有洋紅色墨水(magenta ink)，洋藍色墨水(cyan ink)，黃色墨水(yellow ink)，黑色墨水(blackink)，淺洋紅墨水(light magenta ink)和淺洋藍墨水(light cyan ink)，共六色墨水，或再加上淺黃色墨水(light yellow ink)，形成共七色墨水。這些墨水，其組成包括一種以上的水溶性的染料，水，有機溶劑，及其他添加物。然而，此類水溶性的染料墨水，在列印后影像的防水性及抗光性上很差。
所以，近年來開始大量開發(fā)防水性及抗光性佳的顏料墨水，其包含了一種以上的顏料，水，有機溶劑，及其他添加物。利用顏料為色料的噴墨墨水，在影像的防水性及抗光性上，比水溶性的染料墨水優(yōu)異。顏料雖然擁有較佳的防水性及抗光性，但卻必須配合適當?shù)姆稚?dispersant)與附看劑，再加上顏料具有較大的顆粒尺寸(particle size)，故更易發(fā)生沉淀與凝集，而阻塞噴墨頭，降低列印品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一就是提供一種具高色度的水溶性多色染料組合以及多色噴墨墨水組合物。
本發(fā)明的目的之二就是提供一種新穎的水溶性洋藍色染料組合色料以及洋藍色噴墨墨水組合物。
本發(fā)明的目的之三就是提供一種新穎的水溶性洋紅色染料組合色料以及洋紅色噴墨墨水組合物。
為達上述目的，本發(fā)明的水溶性洋藍色染料組合色料包括直接性藍色染料199(direct blue 199)，酸性藍色染料9(acid blue 9)及直接性藍色染料87(direct blue 87)。
本發(fā)明的水溶性洋紅色染料組合色料包括活性紅色染料158(reactivered 158)，活性紅色染料159(reactive red 159)，酸性紅色染料92(acid magenta92)。
本發(fā)明的高色度的水溶性多色染料組合色料(dye set)包括(1)直接性藍色染料199(direct blue 199)，酸性藍色染料9(acid blue 9)，直接性藍色染料87(direct blue 87)；(2)活性紅色染料158(reactive red 158)，活性紅色染料159(reactive red 159)，酸性紅色染料92(acid magenta 92)；以及(3)酸性黃色染料23(acid yellow 23)，直接性黃色染料86(direct yellow 86)。
本發(fā)明的噴墨墨水組合物是包含上述色料與一水溶液媒介物，以及其它常用的添加劑，包括但不限于有機溶劑、表面活性劑、酸堿緩沖液、螯合劑、殺菌劑、保濕劑、防腐劑、抗紫外線試劑等。根據(jù)本發(fā)明所得的墨水組合物，除了具有極佳的抗光性和防水性之外，更呈現(xiàn)出寬大的色域和高品質(zhì)的色彩影像。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下


圖1是本發(fā)明實施例的三色墨水的染料組合色料，將其噴墨于一般紙張的色域圖。
圖2是比較例1的三色墨水染料組合色料，將其噴墨于一般紙張的色域圖。
圖3是比較例2的三色墨水染料組合色料，將其噴墨于一般紙張的色域圖。
圖4是比較例3的三色墨水染料組合色料，將其噴墨于一般紙張的色域圖。
圖5是實施例與比較例1～3的三色墨水染料組合色料的色域?qū)Ρ葓D。
具體實施例方式
本發(fā)明所使用的染料組合色料包含(1)洋藍色染料組合色料直接性藍色染料199(direct blue 199)，酸性藍色染料9(acid blue 9)，直接性藍色染料87(direct blue 87)；(2)洋紅色染料組合色料活性紅色染料158(reactive red 158)，活性紅色染料159(reactive red 159)，酸性紅色染料92(acid magenta 92)；以及(3)黃色染料組合色料酸性黃色染料23(acid yellow 23)，直接性黃色染料86(direct yellow 86)。
在本發(fā)明的墨水組合物中，上述各個染料的添加量均約為0.1～10重量％(以墨水總重量為基準)，較佳為2～5重量％。
本發(fā)明的墨水組合物中包含一水溶液媒介物。此水溶性媒介物除了水之外，尚可包含至少一種水溶性或與水互溶的有機溶劑，例如環(huán)己烷(cyclohexane)，甲醇(methanol)，乙醇(ethanol)，乙二醇(ethylene glycol)，二乙二醇(diethylene glycol)，三乙二醇(triethylene glycol)，聚乙二醇(polyethylene glycol)，丙二醇(propylene glycol)，丁二醇(butylenes glycol)，戊二醇(pentylene glycol)或己二醇(hexylene glycol)或多元醇等等。有機溶劑的添加量約0.1～20重量％，較佳約0.1～10重量％。
本發(fā)明的墨水組合物可還包含一種或一種以上的表面活性劑，其總添加量范圍約0.01～30重量％，較佳約0.1～10重量％。適用于本發(fā)明的表面活性劑包括陰離子型、陽離子型、非離子型，或兩性的表面活性劑。常用的表面活性劑例如有2-丙醇(2-propanol)、二-1，2-丙二醇(di-1，2-propyleneglycol)、2-吡咯烷酮(2-pyrrolidone)、N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone)、2，4，7，9-四甲基-5-壬炔-4，7-二醇(2，4，7，9-tetramethyl-5-decyne-4，7-diol)、1，1，1-三羥甲基丙烷(1，1，1-trimethylolpropane)，聚乙二醇(polyethandiol)、聚丙二醇(polypropandiol)、環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷共聚合物(EO/PO copolymer)、環(huán)氧丁烷/環(huán)氧乙烷共聚合物(BO/EO copolymer)、磺基琥珀酸二辛基酯納(sodiumdioctyl sulfosuccinate)、乙二醇的氧化烯加合物(alkylene oxide adduct ofacetylene glycol)、聚丁基樹脂(polybutyl resin)、纖維素衍生物(cellulosederivative)、苯乙烯/丙烯酸的共聚合樹脂(styrene/acrylic copolymer resin)、順丁烯二酸/苯乙烯的共聚合物(maleic acid/styrene copolymer)或一種同時含有親水性官能基(hydrophilic segment)與親油性官能基(hydrophobic segment)的聚合物(polymer)等等。
商業(yè)上可取得的表面活性劑例如有A-102(來自CYTEC)，LF-4(來自CYTEC)，1，3-BG(來自KYOWA)，OG(來自KYOWA)，BEPG(來自KYOWA)，PD-9(來自KYOWA)，EP-810(來自AIR PRODUCT)，CT-141(來自AIRPRODUCT)，CT-151(來自AIR PRODUCT)，OT-75(來自CYTEC)，GPG(來自CYTEC)，OT-70PG(來自CYTEC)等。
本發(fā)明的墨水組合物可還包含一保濕劑。保濕劑通常采用較低揮發(fā)性的液體來減少蒸發(fā)作用，且同時對于主溶液要有很好的相溶性，可以改善墨水匣噴嘴處的墨水因揮發(fā)而產(chǎn)生沉淀物或結(jié)晶物，導致噴頭阻塞的情形。典型使用在噴墨墨水中的保濕劑是采用聚乙二醇，二乙二醇或甘油等，其添加量范圍約0.1～30重量％，較佳約0.1～15重量％。
本發(fā)明的墨水組合物可還包含一酸堿緩沖劑。酸堿性的緩沖溶液(buffer)的添加，則由于色料需要適當酸堿值(pH value)范圍內(nèi)，才能顯出理想的色系。適當?shù)乃釅A性緩沖溶液例如二羥乙基胺(diethanolamine)，三羥乙基胺(triethanolamine)，堿金屬類氫氧化物(hydroxides of alkali metals)，例如氫氧化鋰(lithium hydroxide)，氫氧化鈉(sodium hydroxide)和氫氧化鉀(potassiumhydroxide)。銨類氫氧化物(ammonium hydroxide)，堿金屬類堿酸鹽(carbonatesof alkali metals)，例如碳酸鋰(lithium carbonate)，碳酸鈉(sodium carbonate)和碳酸鉀(potassium carbonate)。
本發(fā)明的墨水組合物可還包含一螯合劑。螯合劑(Chelation agent)的添加可以防止結(jié)晶鹽類的產(chǎn)生，避免凝集顆粒而阻塞墨水匣的噴頭。適當?shù)尿蟿┌ㄓ幸叶匪拇姿徕c(sodium ethylenediaminetetraacetate)，氨三醋酸鈉(trisodium nitrilotriacetate)，羥乙基乙二胺三醋酸鈉(hydroxyethylethylenediamine trisodium acetate)，二亞乙三基胺五醋酸鈉(diethylenetriaminopentasodium acetate)和尿咪醋酸鈉(uramil disodium acetate)。
此外，在本發(fā)明的墨水配方中，還可加入抗紫外線試劑(UV-blocker)，以阻擋UV光的吸收進而增進色料的抗光性；添加殺菌劑(biocide)、防腐劑等，以抑制細菌在墨水中滋長；添加分散劑(Dispersant)，增加添加物在墨水中的分散能力。
本發(fā)明所提供具高色度與色域的墨水組合物，使用在熱汽泡式噴墨列印機，不但分別具有極佳的抗光性和防水性，且有獨特的粘度和表面張力，同時更呈現(xiàn)出寬大的色域和高品質(zhì)的色彩影像，而大大提升列印品質(zhì)。
實施例本發(fā)明所提供的組合色料的三色墨水組合物，包含了(以下％為重量％)(1)1.0％直接性藍色染料199(direct blue 199)(來自科萊恩)1.0％酸性藍色染料9(acid blue 9)(來自科萊恩)1.0％直接性藍色染料87(direct blue 87)(來自orient)4.0％PEG 200(polyethylene glycol 700)(來自U.C.C.)4.0％2-吡咯烷酮(2-pyrrolidone)(來自ISP)4.0％2-乙基-2-(羥甲基)-1，3-丙二醇(來自Lancaster)2.0％表面活性劑13-S-5(來自中日合成)2.0％表面活性劑13-S-7(來自中日合成)3.0％表面活性劑OT-75(來自KYOWA)0.5％表面活性劑465(來自air product)1.0％1，4-丁二醇(來自Lancaster)1.0％1，6-己二醇(來自Lancaster)0.5％殺菌劑SL-700(來自KYOWA)去離子水(2)2.0％活性紅色染料158(reactive red 158)(來自拜耳)
0.5％活性紅色染料159(reactive red 159)(來自拜耳)1.0％酸性紅色染料(acid magenta 92)(來自orient)4.0％PEG 200(polyethylene glycol 700)(來自U.C.C.)4.0％2-吡咯烷酮(2-pyrrolidone)(來自ISP)4.0％2-乙基-2-(羥甲基)-1，3-丙二醇(來自Lancaster)2.0％表面活性劑13-S-5(來自中日合成)2.0％表面活性劑13-S-7(來自中日合成)3.0％表面活性劑OT-75(來自KYOWA)0.5％表面活性劑465(來自air product)1.0％1，4-丁二醇(來自Lancaster)1.0％1，6-己二醇(來自Lancaster)0.5％殺菌劑SL-700(來自KYOWA)去離子水(3)3.5％的酸性黃色染料(acid yellow 23)(來自拜耳)0.7％直接性黃色染料(direct yellow 86)(來自拜耳)4.0％PEG 200(polyethylene glycol 700)(來自U.C.C.)4.0％2-吡咯烷酮(2-pyrrolidone)(來自ISP)4.0％2-乙基-2-(羥甲基)-1，3-丙二醇(來自Lancaster)2.0％表面活性劑13-S-5(來自中日合成)2.0％表面活性劑13-S-7(來自中日合成)3.0％表面活性劑OT-75(來自KYOWA)0.5％表面活性劑465(來自air producet)1.0％1，4-丁二醇(來自Lancaster)1.0％1，6-己二醇(來自Lancaster)0.5％殺菌劑SL-700(來自KYOWA)去離子水將上述的三色墨水組合物噴墨于市售一般紙張的色域顯示于圖1。所使用的紙張為市售一般紙張(plain paper)，所使用的噴墨列印機為市售專用噴墨列印機。
比較例1～3比較例1～3為提供對照實驗的組合色料的三色墨水組合物，分別來自于市售惠普(Hewlett-Packard)C6578彩色墨水匣的墨水(比較例1)、愛普生(Epson)193彩色墨水匣的墨水(比較例2)、利盟(Lexmark)12A1980彩色墨水匣的墨水(比較例3)。
將上述市售彩色墨水匣的墨水噴墨于市售一般紙張的色域顯示于圖2～4。所使用的紙張為市售一般紙張(plain paper)，所使用的噴墨列印機為市售專用噴墨列印機。
圖5為實施例與比較例1～3的色域?qū)Ρ葓D。由圖5可知，本發(fā)明的噴墨墨水組合物可提供寬大的色域，優(yōu)于市售的彩色墨水匣。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視后附的權(quán)利要求所界定者為準。
權(quán)利要求
1.一種水溶性洋紅色染料組合色料，包含活性紅色染料158，活性紅色染料159，及酸性紅色染料92。
2.一種洋紅色噴墨墨水組合物，適用于提供噴墨墨水的洋紅色系色彩，其包含活性紅色染料180，酸性紅色染料52，直接性紅色染料75；及媒介物，該媒介物包含水溶液。
3.如權(quán)利要求2所述的洋紅色噴墨墨水組合物，其包含0.1～10重量％活性紅色染料180，0.1～10重量％酸性紅色染料52及0.1～10重量％直接性紅色染料75。
4.如權(quán)利要求2所述的洋紅色噴墨墨水組合物，其中該水溶液媒介物的含量為50～95重量％
5.如權(quán)利要求2所述的洋紅色噴墨墨水組合物，其中還包含至少一添加劑，該添加劑是擇自下列所組成的族群有機溶劑、表面活性劑、酸堿緩沖液、螯合劑、殺菌劑、保濕劑、防腐劑及抗紫外線試劑。
6.如權(quán)利要求5所述的洋紅色噴墨墨水組合物，其中包含0.1～20重量％的有機溶劑。
7.如權(quán)利要求5所述的洋紅色噴墨墨水組合物，其中包含0.01～30重量％的表面活性劑。
8.如權(quán)利要求5所述的洋紅色噴墨墨水組合物，其中包含0.1～30重量％的保濕劑。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種具有高色度和色域的多色染料組合色料，適用于彩色噴墨列印。該染料組合色料包含(1)直接性藍色染料199，酸性藍色染料9，直接性藍色染料87。(2)活性紅色染料158，活性紅色染料159，酸性紅色染料92。(3)酸性黃色染料23，直接性黃色染料86。此種染料組合色料使用在熱汽泡式噴墨列印機，不但分別具有抗光性和防水性性質(zhì)外，且有獨特的粘度和表面張力，更是具有寬大的色域和高品質(zhì)的色彩影像，而大大提升列印品質(zhì)。
文檔編號B41J2/01GK1613929SQ2004100852
公開日2005年5月11日 申請日期2002年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月23日
發(fā)明者佘怡璇, 錢嘉欣, 林郁庭 申請人:明基電通股份有限公司