專利名稱：噴墨打印機(jī)用多色組合墨水的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是噴墨打印機(jī)用墨水，特別彩色噴墨印刷技術(shù)領(lǐng)域。
在眾多的國內(nèi)外的專利報(bào)道中有過許多種阻止黑色墨水與彩色墨水間的滲色方法。如一種通過在打印機(jī)上增加加熱的壓紙軸，但這樣會(huì)增加打印機(jī)的制造成本；又如使用特殊的打印紙，而這種打印紙比普通打印紙貴，這種通過提高打印成本來減少滲色的辦法通常是行不通的。題目為“減少噴墨墨水的洇色”的US5116409報(bào)道了通過表面活性劑超過其鄰界膠束濃度的用量來實(shí)現(xiàn)滲色控制的方法；題為“利用兩性表面活性劑和陽離子染料以減輕洇色”的US5106416是通過加入表面活性劑來實(shí)現(xiàn)噴墨打印墨水滲色控制的方法，但現(xiàn)在已知加入表面活性劑來實(shí)現(xiàn)滲色控制會(huì)導(dǎo)致邊緣銳度的降低，影響打印質(zhì)量。US5198023提出加入金屬離子沉淀劑來減少滲色的方法，但加入多價(jià)離子對(duì)許多染料都不穩(wěn)定，從而限制了噴墨墨水的配制。題為“用對(duì)pH敏感的染料來減輕洇色”的US5181045和題為“快干型無洇色的噴墨墨水組合物”的US5565022都提供利用染料本身的性質(zhì)來實(shí)現(xiàn)對(duì)相鄰打印墨水間的滲色控制，但這又限制了配制墨水的著色劑的使用，而通常選擇一套良好的配色組合性、耐光、耐水而又同時(shí)滿足以上要求的染料是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上所述可以看出現(xiàn)有技術(shù)存在技術(shù)上的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種配料靈活、成本低廉、便于實(shí)施、適應(yīng)愈來愈嚴(yán)格的環(huán)保要求、不犧牲墨水的邊緣銳度，能有效減少甚至防止相鄰墨水間的滲色、獲得高質(zhì)量打印圖形圖像輸出的噴墨打印機(jī)用多色組合墨水。
將高分子聚合物(以下簡稱聚合物)用于噴墨打印機(jī)配制中以改善其性能是相當(dāng)普遍的。如US5324349是將一種糖化物或多羥基化合物加到顏料基墨水中以改善其光密度、干燥速度、耐磨擦性能以及防噴嘴堵塞；日本佳能公司在中國申請(qǐng)專利91102091中用加入1，2，6-己三醇加聚物調(diào)整墨水性能；申請(qǐng)?zhí)柺?9109030的中國專利(洛陽石化聚丙烯公司)則是加入聚酰胺樹脂改善墨水性能；US4531976主張將兩種混溶性不相同的組分用到含有與每一種都相溶的溶劑的墨水配方中以改善墨水的表面張力的方法；但用高分子化合物的加入來防止相鄰墨水間的滲色在這些專利中沒有涉及或者沒有能從方法上解決阻止相鄰墨水間的滲色問題。
本發(fā)明的噴墨打印機(jī)用多色墨水是由3～6種顏色組成，在各色墨水中引入不同種類的水溶性聚合物，利用這些聚合物在溶液狀態(tài)時(shí)，聚合物分子間的差異來實(shí)現(xiàn)分子誘導(dǎo)相分離作用以阻止打印的相鄰噴墨墨水間的滲色。具體地說是在多色噴墨墨水的每一種獨(dú)立顏色的墨水中含有一種或一種以上水溶性聚合物，且各種顏色墨水間所使用的聚合物不同，利用其物理化學(xué)性質(zhì)的差異，可以確保當(dāng)任兩色獨(dú)立顏色墨水滴在打印紙上相接觸時(shí)產(chǎn)生相分離而加速沉降并同時(shí)提高干燥速度，來實(shí)現(xiàn)減少或防止兩種相鄰墨水間的滲色的發(fā)生。因而打印彩色圖形圖像之間界限分明，沒有因滲色產(chǎn)生那種多余的“合成色界”，可以得到高質(zhì)量的打印件。能起到這種分子誘導(dǎo)相分離作用的聚合物是分子量為300～40000的水溶性非離子聚合物或離子聚合物，如聚蔗糖、磺化石蠟、高碳醇與環(huán)氧乙烷加成產(chǎn)物、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、丙烯酸或甲基丙烯酸及其酯或鹽的聚合物、聚乙二醇、聚氨酯、改性淀粉、纖維素醚、甲殼素、黃原膠、聚合有取代基或無取代基的不飽和二元酸及其酯或鹽等。常用的是分子量為4000～20000的聚乙二醇、聚蔗糖、聚丙烯酰胺、改性淀粉、纖維素醚、聚合有取代基或無取代基的不飽和二元酸及其酯或鹽、聚乙烯基吡咯烷酮、黃原膠、甲殼素等，其中最優(yōu)選的是磷酸酯淀粉、含磷聚馬米酸、纖維素醚、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮和黃原膠等。
本發(fā)明采用的著色劑對(duì)著色基的選擇可不加限制，這是由于沒有使用大量的酸、堿或金屬離子，這樣就大幅度提高了墨水色基的選擇靈活性?？梢允侨玖稀㈩伭匣蚱渌猩珶o機(jī)物的分散體，并經(jīng)過壬基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇月桂酸酯的潤濕處理。適合于本發(fā)明的著色劑以染料為宜，大部分的酸性黑、黃、紅、藍(lán)，直接黑、黃、紅、藍(lán)，活性紅、黃、藍(lán)、黑，以及食品紅、食品黑等染料為好。除此以外，本發(fā)明還基于保存的需要加入紫外線吸收劑以增強(qiáng)其耐光性，加入殺菌劑防霉變質(zhì)以利長期保存，加入擴(kuò)散劑防止保存中的絮凝，加催干劑以提高墨水干燥速度，加入螯合劑以加強(qiáng)墨水的分散穩(wěn)定性、加入流平擴(kuò)散劑以調(diào)節(jié)墨水在紙上的流動(dòng)速率，以及打印墨水常用的其他助劑(如少量表面活性劑以平衡墨水的表面張力等)。本發(fā)明所用的流平分散劑是由2-吡咯烷酮、NP-10、戊二醛、一縮乙二醇和水組成，其配方(W％)為2-吡咯烷酮 30～60NP-10 5～15戊二醛 0.5～2.0一縮二醇20～40水 余量本發(fā)明所加入的螯合劑為由20～50％乙醇酸、50～80％EDTA(W％)混合構(gòu)成。
本發(fā)明的墨水的pH值為7～11，以8～10為優(yōu)。
本發(fā)明的多色組合墨水的每一顏色墨水都含有如下組分(W％)著色劑 1.0～8.0消泡劑 0.05～0.20殺菌劑 0.05～0.20擴(kuò)散劑 0～1.00催干劑 1.0～10.0流平分散劑 3.0～30.0紫外線吸收劑 0.01～1.00螯合劑 0.05～1.50分子誘導(dǎo)相分離劑 0.5～12.0pH調(diào)節(jié)劑 0.1～1.0純水 余量在實(shí)踐過程中，含如下組分(W％)的墨水較優(yōu)著色劑 1.0～6.0消泡劑 0.05～0.20殺菌劑 0.05～0.20擴(kuò)散劑 0～0.5催干劑 3.0～8.0流平分散劑 5.0～20.0紫外線吸收劑 0.50～0.10螯合劑 0.05～1.50分子誘導(dǎo)相分離劑 2.0～10.0pH調(diào)節(jié)劑 0.1～0.8純水 余量本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有突出的優(yōu)點(diǎn)為(1)將分子誘導(dǎo)相分離技術(shù)成功應(yīng)用到噴墨打印機(jī)用的多色墨水中，以水溶性聚合物間的差異，使得不同顏色墨水接觸時(shí)之間誘發(fā)相分離而實(shí)現(xiàn)對(duì)滲色的控制，由于聚合物的加入調(diào)整了色基在打印介質(zhì)上移動(dòng)速率，因而可以使噴墨打印機(jī)輸出高質(zhì)量的圖形圖像；(2)在沒有使用大量酸、堿或金屬離子由于滲色控制的前提下，大幅度提高墨水色基的選擇靈活性，許多在現(xiàn)有技術(shù)無法使用的色基可以在本發(fā)明中使用；(3)降低了表面活性劑的用量可降低墨水的生產(chǎn)成本；(4)聚合物的使用可使墨水粘接力增強(qiáng)，因而耐水性能好，同時(shí)打印紙上的皺紋減少，從而降低了彩色圖形圖像輸出時(shí)對(duì)打印紙的要求；(5)本發(fā)明所使用的聚合物大都是對(duì)環(huán)境“友好”化合物，無腐蝕無毒害，生產(chǎn)和使用均十分安全，同時(shí)也降低了廢棄墨盒對(duì)環(huán)境的污染。
圖2是

圖1中1-7的放大，更詳細(xì)說明了藍(lán)黃墨水間的滲色被控制的情況。
2、NOFO、AMARSA為臺(tái)灣三化實(shí)業(yè)有限公司產(chǎn)品品牌(下同)。
3、KATHONL為美國羅門哈斯(Rohm&Haas)公司產(chǎn)品品牌(下同)。
4、思創(chuàng)100SP為大連思創(chuàng)公司產(chǎn)品品牌(下同)，其中含有2-吡咯烷酮 50％NP-1010％戊二醛 1％一縮乙二醇 30％水 9％5、CHA-50含有乙醇酸50％，EDTA 50％。
產(chǎn)品pH8.7～9.4，六色墨水在噴墨打印機(jī)上使用，打印彩色圖形色彩鮮艷，各色間界限分明，質(zhì)量很好。
實(shí)例二 噴墨打印機(jī)用六色組合墨水墨水所含組分如下(其中組分均是該色噴墨墨水總組成的重量百分含量)

注思創(chuàng)105SP組成為2-吡咯烷酮 55％NP-10 8％戊二醛 1％一縮乙二醇 27％水 9％。
打印彩色圖形色彩鮮艷，各顏色間界限分明，質(zhì)量很好。實(shí)例三 噴墨打印機(jī)用四色墨水墨水所含組分如下(其組分均為該色墨水組成的重量百分含量)

注CHA-40組成為乙醇酸40％，EDTA60％。打印彩色圖形質(zhì)量很好。實(shí)例四 噴墨打印機(jī)用三色墨水墨水所含組分如下(其組分均為該墨水組成的重量百分含量)

注思創(chuàng)95SP組成為2-吡咯烷酮40％NP-10 13％戊二醛1.8％一縮乙二醇35.2％水10.0％。使用中打印彩色圖形的色彩鮮艷，基本無洇色。
實(shí)例五 噴墨打印機(jī)用六色墨水墨水所含組分(其組分為該色墨水組成的重量百分含量)

注CHA-30組成為乙醇酸30％，EDTA70％。在噴墨打印中使用彩色圖像色彩艷麗，各色界限分明。
實(shí)例六 噴墨打印機(jī)用六色墨水墨水所含組分如下(其組分為該色墨水組成的重量百分含量)

使用中噴墨打印機(jī)打印出來彩色圖像色彩間分明，質(zhì)量很好。
實(shí)例七 噴墨打印機(jī)用六色墨水其組成如下(其組成為該色墨水組成的重量百分含量)

使用中打印件色彩艷麗、無滲色、質(zhì)量優(yōu)。
實(shí)例八 噴墨打印機(jī)用六色墨水墨水所含組分如下(其組分為該色墨水組成的重量百分含量)

打印圖形、圖像色彩好、色界清、質(zhì)量好。
權(quán)利要求
1.一種噴墨打印機(jī)用多色組合墨水，其特征為由3～6種顏色組成，pH為7～11，各色墨水滴在紙上相接觸時(shí)能夠發(fā)生分子相分離加速沉降以減少或防止相互滲色，各色墨水所含組分及其重量百分含量為著色劑 1.0～8.0消泡劑 0.05～0.20殺菌劑 0.05～0.20擴(kuò)散劑 0～1.00催干劑 1.0～10.0流平分散劑 3.0～30.0紫外線吸收劑0.01～1.00螯合劑 0.05～1.50分子誘導(dǎo)相分離劑0.5～12.0pH調(diào)節(jié)劑0.1～1.0純水余量其中所述著色劑為染料、顏料或其他有色無機(jī)物的分散體，并經(jīng)過壬基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇月桂酸酯的潤濕處理，其吸收強(qiáng)度在200～4000；擴(kuò)散劑為N，N-二甲基甲酰胺；流平分散劑為由30～60％2-吡咯烷酮、5～15％NP-10、0.5～2.0％戊二醛、20～40％一縮乙二醇與余量水組成；螯合劑為由20～50％乙醇酸、50～80％EDTA組成；分子誘導(dǎo)相分離劑為分子量300～40000的水溶性離子或非離子高分子聚合物，如聚蔗糖、磺化石蠟、高碳醇與環(huán)氧乙烷的加成物、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、丙烯酸或甲基丙烯酸及其酯或鹽的聚合物、聚乙二醇、聚氨酯、改性淀粉、纖維素醚、甲殼素、黃原膠、聚合有取代基或無取代基的不飽和二元酸及其酯或鹽；各色墨水用不同的上述一種或一種以上的水溶高分子聚合物，任兩色基水相之間均可以發(fā)生分子誘導(dǎo)相分離；pH調(diào)節(jié)劑為堿金屬的氫氧化物、氨水、碳酸氫鈉、碳酸鈉、三乙醇胺、乙醇酸、醋酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印機(jī)用多色組合墨水，其特征為所述著色劑為染料類，其類型如下黑色為酸性黑、直接黑、活性黑、食品黑；黃色為酸性黃、直接黃、活性黃；紅色為酸性紅、直接紅、活性紅、食品紅；藍(lán)色為酸性藍(lán)、直接藍(lán)、活性藍(lán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印機(jī)用多色組合墨水，其特征為所述的流平分散劑是由50％2-吡咯烷酮、10％NP-10、1％戊二醛、30％一縮乙二醇和9％水組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印機(jī)用多種組合墨水，其特征為所述分子誘導(dǎo)相分離劑是分子量4000～20000聚乙二醇、聚蔗糖、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚乙二醇、改性淀粉、纖維素醚、聚乙烯基吡咯烷酮、黃原膠、甲殼素。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印機(jī)用多色組合墨水，其特征為所述的pH調(diào)節(jié)劑為堿金屬氫氧化物、氨水、三乙醇胺、醋酸中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求，1，2，3，4或5所述的噴墨打印機(jī)用多色組合墨水，其特征為六色組合墨水，其pH為8～10，各色墨水含有如下組分，其重量百分含量為著色劑 1.0～6.0消泡劑 0.05～0.20殺菌劑 0.05～0.20擴(kuò)散劑 0～0.5催干劑 3.0～8.0流平分散劑 5.0～20.0紫外線吸收劑0.05～0.10螯合劑 0.50～1.50分子誘導(dǎo)相分離劑2.0～10.0pH調(diào)節(jié)劑0.1～0.8純水余量其中，所述pH調(diào)節(jié)劑為三乙醇胺、氫氧化鋰中一種；所述螯合劑為50％乙醇酸與50％EDTA組成；所述分子誘導(dǎo)相分離劑是分子量為4000～20000的磷酸脂淀粉、含磷聚馬來酸、纖維素醚、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮和黃原膠，每色墨水用其中一種或二種。
全文摘要
一種噴墨打印機(jī)用多色組合墨水，每色墨水均含有著色劑、分子誘導(dǎo)相分離劑、流平分散劑、螯合劑、pH調(diào)節(jié)劑、以及消泡、殺菌、催干等添加劑。各色墨水是使用不同的相分離劑，使得不同顏色墨水滴在打印紙上接觸時(shí)之間誘發(fā)相分離而加速沉降以減少或防止各色之間的滲色，從而得到高質(zhì)量的彩色圖形或圖相。分子誘導(dǎo)相分離劑為分子量300～40000的水溶性高分子聚合物，不同的這種高聚物其化學(xué)、物理性質(zhì)差異很大，確保之間發(fā)生誘導(dǎo)相分離作用。本發(fā)明大幅提高墨水色基的選擇靈活性，以往難以使用的著色劑可獲利用。另外這種組合墨水還具有降低成本、耐水性好、無腐蝕、不毒害、不污染環(huán)境。
文檔編號(hào)C09D11/02GK1478829SQ03108890
公開日2004年3月3日 申請(qǐng)日期2003年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月3日
發(fā)明者張連斌, 曲作祥 申請(qǐng)人:大連思創(chuàng)信息材料有限公司