CN101503586A - 喷墨墨水组合物 - Google Patents

Abstract

一种喷墨墨水组合物，包括添加去离子水的油性墨水，其中油性墨水至少包括可溶于油的色料和有机溶剂。在本发明的一个实施例中，有机溶剂占墨水组合物的30％～90％，去离子水占墨水组合物的0.1％～35％。本发明的墨水组合物可包括杀菌剂、酸碱缓冲液和溶剂蒸发抑制剂，但优选不包括界面活性剂和树脂。

Description

喷墨墨水组合物

技术领域

本发明有关于一种墨水组合物，且特别是有关于一种喷墨装置用的墨水组合物。

背景技术

喷墨打印技术迄今已发展多年，其具有价格低、噪音低，且可提供不错的全色系打印质量的优点，并可使用一般纸张、特殊打印专用纸及专用投影片等不同的载体。

一般喷墨墨水依型态大致可分为水性墨水(water base ink)和油性墨水(oil base ink)。一般来说，使用水性墨水印刷的图案耐水性较差，反之，使用油性墨水印刷的图案可提供优良的耐水性及耐旋光性的优点。

对于彩色喷墨打印而言，优选的墨水组合，其墨水特性及印刷质量通常必需符合下面几点要求：

(1)墨水喷墨于载体上时，不会有羽化(feathering)和晕开(bleeding)现象产生。

(2)墨水喷墨于载体上时，具有快的干燥速度。

(3)墨水喷墨于载体上后，喷墨喷嘴口(nozzle)不会产生阻塞(clogging)现象。

(4)所使用的喷墨墨水需具有良好的储存稳定度(storage stability)。

(5)所使用的喷墨墨水在纸上，有良好的文字辨识度及分辨率表现。

(6)所使用的喷墨墨水需具有无毒的安全性(safe)。

然而，将传统油性墨水以热气泡式喷墨打印机(thermal bubble inkjetprinter)进行打印，要达到上述的第5项目标是不容易的，大部分的油性墨水在热气泡式墨头(thermal bubble printer head)上进行打印时，常有打印质量不佳、图片模糊的情形。这是因为油性墨水除可溶于油的染料(oil soluble dye)为固定成分(solid content)外，大部分为树脂(resin)、有机溶剂(solvent)、添加剂(additive)等液态溶液，因此油性墨水内存在大量的溶剂，当热气泡式喷墨嘴(nozzle)内的加热器(heater)运作生热，使墨水自身沸腾而产生气泡，利用气泡的压力，迫使墨水由喷嘴射出，由于溶剂性的墨水在热气泡式喷墨头内不容易起泡(bubbling)，如此使得含大量溶剂的油性墨水打印质量相对不佳。

发明内容

根据上述问题，本发明的目的为提供一种油性墨水组合物，可以热气泡式喷墨打印机打印出良好的打印质量。

本发明提供一种喷墨装置用的墨水组合物，包括添加去离子水的油性墨水(oil-based ink)，其中油性墨水至少包括可溶于油的(oil soluble)色料和有机溶剂。在本发明的一个实施例中，有机溶剂占墨水组合物的30％～90％，去离子水占墨水组合物的0.1％～35％。本发明的墨水组合物可包括杀菌剂、酸碱缓冲液和溶剂蒸发抑制剂，但优选不包括表面活性剂(Surfactant)和合成树脂。

具体实施方式

以下详细讨论本发明优选实施例，然而，根据本发明的概念，其可包括或运用于更广泛的技术范围。须注意的是，实施例仅用以揭示本发明制造和使用的特定方法，并不用以限定本发明。

以下讨论本发明一个实施例喷墨装置用的墨水组合物，其于油性墨水中添加去离子水(D.I.water)，油性墨水以可溶于油的色料和有机溶剂为主体，其中有机溶剂可占墨水组合物的30％～90％，有机溶剂优选占墨水组合物的50％～90％。在本发明一个实施例中，去离子水的优选含量为0.1％～35％，去离子水的更优选含量为3％～30％。

有机溶剂优选为极性溶剂，例如乙醇、甲醇、二甲基甲酰胺或乙醚。可溶于油的色料可包括可溶于油的染料及颜料(pigment)。可溶于油的染料与溶剂的兼容性较好，而使得打印后图案的防水性表现理想，颜料不论在色彩的亮度、色相和彩度上都不及染料的色彩鲜艳，而且颜料颗粒尺寸较大，又不容易均匀分散在溶液中时，需配合有效的分散剂(dispersant)及附着剂(binder)来改善凝结产生沉淀所造成墨盒喷头的阻塞的问题。因此，在本发明的优选实施例中，色料的选择是以色彩鲜艳且具高度防水性的可溶于油的染料为优选。请注意，本发明色料虽然优选为可溶于油的染料，但本发明不限于此，其也可以为颜料(优选添加分散剂及附着剂)，或其它色料。

在本发明一个实施例中，可溶于油的染料可包括黄色、红色、蓝色、黑色、青绿色(cyan)和洋红色(magenta)，举例来说，黄色的可溶于油的染料可以是Orient Chemical公司所生产的Oil Yellow 129、Oil Yellow 3G、Oil Yellow1101、Oil Yellow 1105。红色的可溶于油的染料可以是Orient Chemical公司所生产的Oil Red 5B、Oil Red RR、Valifast Red 1306。蓝色的可溶于油的染料可以是Orient Chemical公司所生产的Oil Blue 613、Oil Blue 2N、Oil Blue1603、Oil Blue BOS。黑色的可溶于油的染料可以是Orient Chemical公司所生产的Oil Black HBB、Oil Black BS、Oil Black 860、Oil Black 1802。请注意，单一颜色的可溶于油的染料个别含量优选为0.1％～10％。

另外，本发明的墨水组合物可另添加杀菌剂、酸碱缓冲液、整合剂、溶剂蒸发抑制剂和/或抗紫外线试剂(UV-blocker)。在表面活性剂方面，主要功能在于降低溶液的墨水表面张力(surface tension)，进而可以提升墨水保湿的功能，使供墨及喷墨顺利。在本发明一个实施例中可添加一种以上的表面活性剂，包含阴离子(anionic)型、阳离子(cationic)型、非离子(non-ionic)型或两性(amphoteric)的表面活性剂，其总添加量范围优选在20.0％以下。添加抗紫外线试剂(UV-blocker)是用以阻挡UV光的吸收进而增进色料的抗旋光性。添加杀菌剂是用以抑制细菌在墨水中滋长。添加分散剂是用以增加添加物在墨水中的分散能力。添加整合剂是用以防止结晶盐类的产生，造成凝集颗粒而阻塞墨盒的喷头。酸碱缓冲溶液的添加是使色料维持于适当酸碱值(pHvalue)范围内，以显出理想的色系。

此外，本发明的墨水组合物优选不含树脂及表面活性剂，其中不加树脂是防止树脂遇热时产生胶状而粘固喷孔造成阻塞。

以下揭示本发明实验，将实验组(example)搭配不同百分比的去离子水于油性墨水中，并与对照组(comparative example)的传统配方无添加去离水做打印质量的差别比较。

实验流程：本实验所使用的喷墨打印机为一般热气泡式喷墨打印机，本实验所使用的纸张为一般素面纸张(plan paper)，且本实验所使用的喷墨头起始打印温度为室温。本实验以各实施例的配方，打印质量对照表(KPH chart)一张，比较打印质量，以观察加入不同比例的去离子水于油性墨水中，随着去离子水的添加量对打印质量的影响。

本实验所打印的质量对照表上所显现的测试项目如下所述：

1.喷墨量(ink Loading)

喷墨量的分布均匀度及密实度表现作比较。

2.喷墨频率(inkjet Frequency)

当施加喷墨频率为5khz时的喷墨清晰度比较。

3.文字清晰度(writing dots clearness)

文字清晰度、辨识度在纸张上的表现比较。

4.颜色对比(color contrast)

颜色在白色纸张上的对比表现作比较。

实验组一

 

色料：可溶于油的染料(Orient公司所生产的Valifast Red3320)	5.5％
		有机溶剂：甲醇	83％
有机溶剂：二丙二醇单甲醚	9％
		杀菌剂	0.5％
去离子水	2％

实验组二

 

色料：可溶于油的染料(Orient公司所生产的Valifast Red3320)	5.5％
		有机溶剂：甲醇	81.4％
有机溶剂：二丙二醇单甲醚	9％
		杀菌剂	0.5％
去离子水	3.6％

实验组三

 

色料：可溶于油的染料(Orient公司所生产的Valifast Red3320)	5.0％
		有机溶剂：甲醇	79.6％
有机溶剂：二丙二醇单甲醚	8％
		杀菌剂	0.5％
去离子水	6.9％

实验组四

 

色料：可溶于油的染料(Orient公司所生产的Valifast Red3320)	4.3％
		有机溶剂：甲醇	70.5％
有机溶剂：二丙二醇单甲醚	8％
		杀菌剂	0.5％
去离子水	16.7％

实验组五

 

色料：可溶于油的染料(Orient公司所生产的ValifastRed3320)	5.0％
		有机溶剂：甲醇	66.5％
有机溶剂：二丙二醇单甲醚	8％
		杀菌剂	0.5％
去离子水	20％

对照组一

 

色料：可溶于油的染料(Orient公司所生产的Valifast Red3320)	8.5％
		有机溶剂：甲醇	82％
有机溶剂：二丙二醇单甲醚	9％
		杀菌剂	0.5％

实验结果(表1)

◎：整体表现最佳

○：整体表现次佳

△：整体表现正常

：整体表现不佳

×：整体表现最差

根据以上实验结果(表1)可发现，在一定比例内，当添加物的去离子水越多时，打印质量相对变好。

因此，根据本发明上述实施例，于油性墨水中添加去离子水，可提高墨水在喷墨头内的起泡率，产生较好的喷墨压力，提升打印质量。

虽然本发明已以优选实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰。因此，本发明的保护范围，当视所附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (21)

1.一种喷墨墨水组合物，包括：

油性墨水，至少包括可溶于油的色料和有机溶剂；及

去离子水。

2.根据权利要求1的喷墨墨水组合物，其中该有机溶剂占该墨水组合物的30％～90％。

3.根据权利要求1的喷墨墨水组合物，其中该有机溶剂占该墨水组合物的50％～90％。

4.根据权利要求1的喷墨墨水组合物，其中该有机溶剂为极性有机溶剂。

5.根据权利要求4的喷墨墨水组合物，其中该极性有机溶剂为乙醇、甲醇、二甲基甲酰胺或乙醚。

6.根据权利要求1的喷墨墨水组合物，其中该可溶于油的色料为可溶于油的染料。

7.根据权利要求6的喷墨墨水组合物，其中该可溶于油的染料包括黄色、红色、蓝色、黑色、青绿色和洋红色。

8.根据权利要求7的喷墨墨水组合物，其中该单一颜色的个别含量为0.1％～10％。

9.根据权利要求1的喷墨墨水组合物，其中该去离子水的含量为0.1％～35％。

10.根据权利要求1的喷墨墨水组合物，其中该去离子水的含量为3％～30％。

11.根据权利要求1的喷墨墨水组合物，还包括一种或多种杀菌剂、酸碱缓冲液和溶剂蒸发抑制剂。

12.根据权利要求1的喷墨墨水组合物，不包括表面活性剂和合成树脂。

13.根据权利要求1的喷墨墨水组合物，其中该可溶于油的色料为颜料，且该喷墨墨水组合物还包括分散剂和附着剂。

14.一种喷墨墨水组合物，包括：

油性墨水，其中该油性墨水中添加水。

15.根据权利要求14的喷墨墨水组合物，其中该添加水为去离子水。

16.根据权利要求14的喷墨墨水组合物，其中该油性墨水的有机溶剂占该墨水组合物的30％～90％。

17.根据权利要求14的喷墨墨水组合物，其中该油性墨水的有机溶剂占该墨水组合物的50％～90％。

18.根据权利要求15的喷墨墨水组合物，其中该去离子水的含量为0.1％～35％。

19.根据权利要求15的喷墨墨水组合物，其中该去离子水的含量为3％～30％。

20.根据权利要求14的喷墨墨水组合物，其中该油性墨水的染料包括黄色、红色、蓝色、黑色、青绿色和洋红色。

21.根据权利要求20的喷墨墨水组合物，其中该单一颜色的个别含量为0.1％～10％。