專利名稱：用于擊打式打印機(jī)的液體油墨組合物和使用該組合物的油墨色帶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于擊打式打印機(jī)如觸針式打印機(jī)的油墨色帶用的液體油墨組合物和使用這種液體油墨組合物油墨色帶。
近來(lái)，所謂觸針式打印機(jī)之類的擊打式打印機(jī)(其中通過(guò)打印針撞擊油墨色帶進(jìn)行打印)一般用作計(jì)算機(jī)、文字處理機(jī)等等用的打印裝置。
用于擊打式打印機(jī)油墨色帶的常用液體油墨包括這樣一種油墨，其中染料均勻溶解在油組分如高級(jí)脂肪酸、動(dòng)物或植物油或表面活性劑中；以及另一種油墨，其中有機(jī)或無(wú)機(jī)顏料分散在油組分中且其中溶解染料。
近年來(lái)，由于辦公室管理和體力勞動(dòng)分布配管理的高度合理化，廣泛推廣了光學(xué)符閱讀器(OCR)和條形碼閱讀器。把這種情況和其它因素結(jié)合考慮，要求上述用于油墨色帶的油墨提供的打印圖像在可見光區(qū)要有某一密度(以下稱作“直觀密度”)，而且相對(duì)于由用于這些閱讀裝置的半導(dǎo)體激光或類似物發(fā)出的900nm附近的近紅外區(qū)中的光線，要能足夠的密度。
為了適合這種需要，炭黑已用作極有用的著色劑。不過(guò)，含炭黑的油墨有一個(gè)缺點(diǎn)，具體地說(shuō)，當(dāng)油墨用于觸針式打印機(jī)時(shí)，它顯著磨損了其打印針。這種打印針的磨損已成為很大的問(wèn)題，尤其是在擊打式打印機(jī)要求的高速打印和高質(zhì)量打印圖像的現(xiàn)有條件下，所以必須最大限度地降低印點(diǎn)直徑。
從抗磨損的尺度看，需要其中油溶性染料溶于油性物的上述染料型油墨。但是，由于油溶性染料一般對(duì)近紅外區(qū)內(nèi)光線幾乎無(wú)吸收能力，所以這種染料型油墨不適于OCR裝置等等。在這些染料型油墨中，一種采用用脂肪酸如油酸處理的染料的油墨涉及的問(wèn)題是因脂肪酸的酸基造成的打印針腐蝕，盡管腐蝕度依打印針材質(zhì)的不同而變化。此外，染料型油墨還涉及油墨使打印圖像模糊的問(wèn)題。
日本未審查專利公開號(hào)251578/1990提出了一種油性油墨，其中加有一種吸收近紅外線的材料。不過(guò)，這種材料一般很昂貴，且由這種油墨得到的打印圖像的直觀密度不夠，因此油墨在使用中受到限制。
日本未審查專利公開號(hào)246083/1986公開了一種油墨色帶，其中使用了一種不太磨損打印針的有機(jī)顏料。不過(guò)，這樣的有機(jī)顏料對(duì)近紅外線一般具有較小的吸收能力，而且這種油墨限于OCR裝置等等閱讀的用途。
日本未審查專利公開號(hào)170481/1988公開了一種使用粒徑低于規(guī)定值的炭黑降低打印針磨損的嘗試。不過(guò)，這種具有小粒徑的炭黑具有極大的表面積，所以很難分散炭黑。即使炭墨可以分散，但所得油墨的粘性增大，結(jié)果難以制備流動(dòng)性良好的油墨組合物。此外，即使按規(guī)定使用微小粒徑的炭黑時(shí)也有問(wèn)題，即由于不穩(wěn)定分散，其顆粒在貯存中再次附聚，結(jié)果得不到具有所需密度的打印圖像，而且附聚的炭黑顆粒加速打印針磨損。所以，這種油墨不能顯示出所需放果，不具有實(shí)用性。
另一方面，作為改進(jìn)顏料分散性的技術(shù)，已提出多種顏料分散劑。在普通打印油墨領(lǐng)域，一些這樣的分散劑已投入實(shí)際應(yīng)用。例如，日本審查專利公告號(hào)34009/1979提出了通過(guò)羥基羧酸的脫水縮合制得的聚酯低聚物。英國(guó)專利號(hào)1,373,660提出了用胺化合物酰胺化上述聚酯低聚物制得的化合物。此外，美國(guó)專利號(hào)4,224,212敘述了通過(guò)將聚酯低聚物鍵合到聚亞烷基亞胺制得的化合物。
不過(guò)，用這些傳統(tǒng)顏料分散劑作為上述具有微小粒徑的炭黑(為擊打式打印機(jī)用的油墨色帶的油墨著色劑)用的分散劑產(chǎn)生了以下問(wèn)題例如，聚酯低聚物或其酰胺化化合物分散微小炭黑的能力差。除了其磨損性外，這些化合物的季銨鹽腐蝕打印針。美國(guó)專利號(hào)4,224,212介紹的分散劑，因所用聚亞烷基亞胺的分子量極高，使所得分散體的粘度提高到高于規(guī)定粘度，從而得不到具有所需流動(dòng)性的油墨。
鑒于先有技術(shù)涉及的以上問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于擊打式打印機(jī)的液體油墨組合物，該組合物降低了擊打式打印機(jī)的打印元件(如觸針式打印機(jī)的打印針)的磨損和腐蝕，提供的打印圖像不模糊；以及提供一種使用該液體油墨組合物的油墨色帶。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于擊打式打印機(jī)的液體油墨組合物，該組合物能提供足夠的直觀密度且適用于OCR裝置之類的閱讀裝置。
在閱讀了以下說(shuō)明書之后，本發(fā)明的這些和其它目的將變得顯而易見。
本發(fā)明提供了一種用于擊打式打印機(jī)的液體油墨組合物，它包括一種染料和一種油性物質(zhì)作為基本組分，該染料不溶于該油性物質(zhì)且分散在該油性物質(zhì)中。
按照這種液體油墨組合物的一個(gè)實(shí)施方案，該染料是尼格染料。
本發(fā)明還提供了一種用于擊打式打印機(jī)的油墨色帶，它包括一種織物色帶基材和一種載于該織物色帶基材中的液體油墨組合物，該液體油墨組合物包括一種染料和一種油性物質(zhì)作為基本組分，該染料不溶于該油性物質(zhì)并分散在該油性物質(zhì)中。
按照這種油墨色帶的一個(gè)實(shí)施方案，該染料是尼格染料。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，其中染料以微小狀態(tài)穩(wěn)定分散在油性物質(zhì)中的油墨降低了擊打式打印機(jī)的打印元件(如觸針式打印機(jī)的打印針)的磨損和腐蝕性，且提供的打印圖案不模糊；特別是使用尼格染料作為染料的油墨提供的打印圖像甚至對(duì)近紅外區(qū)內(nèi)的光線也具有足夠的密度，對(duì)OCR裝置之類的閱讀裝置提供了良好的適應(yīng)性?；谶@些發(fā)現(xiàn)便完成了本發(fā)明。
按照本發(fā)明，用于擊打式打印機(jī)的液體油墨組合物含有一種分散在一種油性物質(zhì)中的染料，該油性物質(zhì)不溶解該染料。該染料以在該油性物質(zhì)中不溶的分散形式使用，從而防止了打印圖像模糊。
由于本發(fā)明的油墨組合物不含任何脂肪酸如油酸，盡管它是含染料的油墨，但不會(huì)造成打印元件如打印針因脂肪酸的酸基造成的腐蝕。此外，染料(如尼格染料)的顆粒比顏料的顆粒更軟，因此明顯降低了打印元件如打印針的磨損。
多種染料可用作本發(fā)明的染料，包括尼格和油墨在內(nèi)。
當(dāng)尼格染料特別用作本發(fā)明油墨組合物中的染料時(shí)，所得油墨所提供的打印圖像在OCR裝置或類似物上具有良好的可讀性，因?yàn)槟岣袢玖媳M管是染料但卻能吸收近紅外線。
具有較小極性的油性物質(zhì)可用作不溶于前述染料的油性物質(zhì)，它們包括石蠟油、聚丁烯和二酯油、如壬二酸二辛酯和癸二酸二辛酯。這些油性物質(zhì)既可單獨(dú)使用，也可混合使用。
為了將微小顆粒形式的染料穩(wěn)定地分散在油性物質(zhì)中，最好使用一種分散劑。普通顏料用的分散劑均可用作這種分散劑，對(duì)此沒有特別限制，除非使用分散劑的主要目的是溶解該染料。分散劑的例子是聚酯型分散劑，卵磷酯(lecitin)和非離子表面活性劑。這些分散劑可單獨(dú)使用，也可混合使用。
本發(fā)明的油墨組合物最好含有下面給出的用量的上述組分(以油墨組合物的總量計(jì))。
組分 wt％染料 5-50染料分散劑5-50油性物質(zhì) 10-90當(dāng)染料的含量低于以上范圍時(shí)，所得油墨的直觀密度差。在使用尼格染料的情況下，當(dāng)尼格染料的含量低于以上范圍時(shí)，所得油墨在OCR裝置之類的閱讀裝置上的可讀性差。當(dāng)染料的含量高于以上范圍時(shí)，所得油墨不具有合適的流動(dòng)性。當(dāng)分散劑的含量低于以上范圍時(shí)，染料不利于分散。當(dāng)分散劑的含量高于以上范圍時(shí)，易發(fā)生分散的染料顆粒附聚和油墨粘性過(guò)度增大等問(wèn)題，結(jié)果得不到具有所需流動(dòng)性的油墨。當(dāng)油性物質(zhì)的含量低于以上范圍時(shí)，所得油墨不具有合適的流動(dòng)性。當(dāng)油性物質(zhì)的含量高于以上范圍時(shí)，染料的比例變得太低，導(dǎo)致直觀密度低和在OCR裝置或類似物上的可讀性差。
從合適的流動(dòng)性的角度看，本發(fā)明的油墨組合物最好具有100-4,000CP的粘度(于25℃測(cè)定，以下相同)。
本發(fā)明的油墨組合物中可進(jìn)一步加入顏料、樹脂或添加劑，如防腐劑或抗菌劑，除非它們有礙于本發(fā)明的目的。
通過(guò)用輥磨機(jī)、砂磨機(jī)等捏和上述組分，可制備本發(fā)明的油墨組合物。
適用作將用油墨組合物浸漬的織物色帶基材是由尼龍6、尼龍66、聚酯、絲、棉或類似物制得的紡織品、基材最好具有約30-80g/m2基重?；闹兴挠湍M合物的量最好為約5-25g/m2。
以下通過(guò)實(shí)施例更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。不用說(shuō)，本發(fā)明不限于這些實(shí)施例，在不背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)，可以做出多種改進(jìn)和變型。
實(shí)施例1-4和對(duì)比例1-3按照表1所示各配方，將諸組分用3-輥磨機(jī)混合和捏和制備油墨。在實(shí)施例1-4的各油墨中，分散未經(jīng)溶解的油墨。在對(duì)比例1的油墨中，溶解染料和分散炭黑。在對(duì)比例2和3的各油墨中，溶解染料。
測(cè)定由此得到的油墨的粘度并評(píng)價(jià)各油墨對(duì)打印機(jī)的腐蝕性。
用15g/m2用量的各油墨浸漬寬13mm、基重65g/m2的尼龍織物，由該織物制取長(zhǎng)60米的Mbius帶。在色帶盒中裝入Mobius帶形式的油墨色帶。
使用裝有色帶盒的24針觸針式打印機(jī)(打印針高速鋼，直徑0.2mm)，進(jìn)行打印以測(cè)定打印針的磨損量和打印圖像的密度，評(píng)價(jià)OCR裝置上打印圖像的可讀性。
前述試驗(yàn)方法如下。其結(jié)果如表1所示。
(1)油墨粘度采用Haake Co.，Ltd.Rotovisco粘度計(jì)測(cè)定油墨粘度。
(2)打印圖像密度采用上述觸針式打印機(jī)，在商業(yè)出售的連續(xù)紙片上進(jìn)行打印，并用Macbeth制得的采用“A”濾光器(可見光范圍)或“B”濾光器(近紅外光范圍)的PCM-II密度計(jì)測(cè)定所得圖像的密度(PCS值)。
(3)OCR適應(yīng)性根據(jù)用“B”濾光器(近紅外光范圍)測(cè)定的打印圖像的密度來(lái)評(píng)價(jià)OCR適應(yīng)性。
2良好1差(4)打印圖像的模糊情況肉眼觀察打印圖像的模糊情況2觀察不到圖像模糊1觀察到圖像模糊(5)打印針磨損量使用上述觸針式打印機(jī)，打印108點(diǎn)，之后評(píng)價(jià)打印針磨損量。
(6)油墨腐蝕性在85℃各油墨中浸入上述觸針式打印機(jī)的打印針，歷時(shí)72小時(shí)。電子顯微鏡(放大倍數(shù)X350)觀測(cè)打印針表面以評(píng)價(jià)各油墨的腐蝕性。
3觀測(cè)不到腐蝕2觀測(cè)到輕微腐蝕1觀測(cè)到嚴(yán)重腐蝕表1實(shí)施實(shí)施實(shí)施實(shí)施對(duì)比對(duì)比對(duì)比例1 例2 例3 例4 例1 例2 例3油墨配方(％(重量))尼格染料10 20 40 15 20油黑HBB(C.I.溶劑黑3)20 20炭黑10聚酯分散劑 10 20 30 20石蠟油 80 60 30 60 35 40 30油酸30 40脫水山梨醇表面活性劑10 50油墨粘度(cps/25℃) 200 1,500 3,000 1,500 1,500 1,500 2,000評(píng)價(jià)圖像模糊情況2 2 2 2 2 1 1打印針磨損量(μm/108點(diǎn))4 5 10 100 5 5打印針腐蝕情況 3 3 3 3 1 1 3打印圖象密度A濾光器(可見光范圍) 0.7 0.8 0.850.8 0.8 0.8 0.8B濾光器(近紅外光范圍) 0.6 0.7 0.750.4 0.7 0.7 0.4OCR適應(yīng)性 2 2 2 1 2 2 1
用本發(fā)明的油墨組合物降低了擊打式打印機(jī)的打印元件(如觸針式打印機(jī)的打印針)的磨損和腐蝕，得到的打印圖像不模糊。使用特別用尼格染料作為染料的油墨組合物提供的打印圖像具有足夠的直觀密度，便于讀取裝置(如OCR裝置)閱讀。
除了實(shí)施例中所用的物質(zhì)和成分外，在本說(shuō)明書給出的實(shí)施例中可以使用其它物質(zhì)和成分，以獲得大體上相同的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種用于擊打式打印機(jī)的液體油墨組合物，它包括一種染料和一種油性物質(zhì)作為基本成分，該染料不溶于該油性物質(zhì)且分散在該油性物質(zhì)中。
2.權(quán)利要求1的液體油墨組合物，其中染料是尼格染料。
3.一種用于擊打式打印機(jī)的油墨色帶，它包括一種織物色帶基材和一種載于該織物色帶基材中的液體油墨組合物，該液體油墨組合物包括一種染料和一種油性物質(zhì)作為基本成分，該染料不溶于油性物質(zhì)且分散在該油性物質(zhì)中。
4.權(quán)利要求3的油墨色帶，其中該染料是尼格染料。
全文摘要
一種用于擊打式打印機(jī)的液體油墨組合物，它包括一種染料和一種油性物質(zhì)作為基本成分，該染料不溶于該油性物質(zhì)且分散在該油性物質(zhì)中。還公開了使用這種液體油墨組合物的用于擊打式打印機(jī)的油墨色帶。使用這種液體油墨組合物降低了觸針式打印機(jī)用的打印針的磨損和腐蝕。
文檔編號(hào)C09D11/06GK1116638SQ9510548
公開日1996年2月14日 申請(qǐng)日期1995年5月9日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月10日
發(fā)明者合田等, 今西將介, 山田正太 申請(qǐng)人:富士高品印株式會(huì)社