具有的改进的喷墨打印图像颜色和稳定性的油墨和底印流体组合物制造技术

本发明专利技术公开了阳离子底印流体和阴离子油墨组合物的组合，它们在喷墨打印图像中共同实现改进的颜色质量和图像稳定性。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
具有的改进的喷墨打印图像颜色和稳定性的油墨和底印流体组合物专利
本专利技术涉及底印流体在喷墨打印中的用途，更具体地说，涉及结合起来在打印图像的颜色和稳定性方面获得改进的油墨和底印流体的化学组合物。专利技术背景喷墨打印体系的应用近年来急剧增长。该增长可归因于在打印分辨率和总体打印质量上的显著改进以及在成本上的明显降低。目前的喷墨打印机以比只是几年前可得的可比产品低一个数量级的成本为许多商业、企业和家庭应用提供可接受的打印质量。尽管已有目前的成功，  但深入研究和开发工作在继续进行以提高喷墨打印质量，同时进一步降低对于消费者的成本。当精确图案的墨点由称作″打印头″的液滴生成设备喷射到打印介质上时，形成喷墨图像。常用于喷墨记录的油墨通常由主要为含水流体中的水溶性有机溶剂(润湿剂等)、表面活性剂和着色剂组成。如果记录在″普通纸″上进行，沉积的着色剂保持一些移动性，这可表现出不好的渗色、边缘锐度、洇润和差的光密度/色度(由于纸的穿透)。这些特点不利地影响文本和图像质量。水基油墨的蒸发率低且它们主要通过吸附到纸中而干燥。油墨的吸附时间取决于许多因素，如墨滴尺寸，纸网孔尺寸，油墨粘度，和油墨在纸上的扩展系数(即，纸的表面张力减去油墨的表面张力和纸-油墨界面的界面张力)。尤其对于高印量打印机，减少油墨干燥时间明显有意义。但缩短干燥时间通常以损失图像质量为代价。因此，将表面活性剂加入油墨可明显降低渗透时间。但这降低了图像的光密度/色度和边缘锐度以及由于着色剂在纸的法线和横向方向上的渗透而最终导致透印问题。因此需要分离纸上的着色剂和油墨载体使得染料留在表面上，同时载体被迅速吸附。为此已采用各种方案。已有限成功地利用了差式染料溶解度，即，使用在油墨中可溶但在纸上不溶的染料。这些方案利用染料溶解度和在油墨进入纸中时尤其由pH变化所造成的-->其它化学变化。染料溶解度还随着水或其它溶剂由介质蒸发而改变。这些方案的另一缺陷在于，它们要求染料接近其在油墨中的溶解度极限。如果油墨接近其溶解度极限，会难免产生主要归因于去封(decap)和结垢的可靠性问题。由于在喷墨打印机中需要越来越低的墨滴重量，这些可靠性问题变得更加难以用常规方法加以解决。为了解决这些问题，在已经描述的方法中，具有用于降低着色剂移动性的成分的″固色剂″溶液在沉积油墨之前沉积到纸上。按照描述，成像油墨的这种″底印″使用了包含酸、盐和有机抗衡离子和聚电解质的组合物。底印定义为刚好在施用油墨之前将透明液体施用到纸上。该想法在于在油墨之前施用″单独的反应性组分″以提高耐水牢度。″反应性组分″与存在于油墨中的反应物反应，产生一种粘结着色剂并使其耐水的聚合物。双官能酰基氯和双官能胺作为可能的反应对给出。但酰基氯是非常反应性的且需要非水油墨载体。反应对的另一例子包括共同形成凝胶的在铝盐存在下的羧甲基纤维素。该反应与第一种相比更为良性，但缺陷在于，即使不存在多价离子，羧甲基纤维素溶液也具有高粘度。这使其难以用于喷墨。在其它公开文件中，底印的想法已进一步发展。已经建议使用阳离子″液体组合物″，如聚烯丙基胺用于阴离子染料的底印，以获得广泛地与染料基体系整体反应的固色剂。该固色剂适度地提高耐水牢度、边缘锐度和渗色，但不能获得本专利技术所取得的色度和/或光密度改进。还已经公开了用于颜料的宽种类的底印液体，包括聚合物胶乳、硅石、矾土和氧化钛颗粒、聚合物树脂、缓冲溶液、和无机盐。所有的这些底印液体通过各种机理使颜料分散体不稳定。结果，颜料基本上沉淀在纸的表面上，同时载体被迅速吸附。已经描述了使用水溶性染料和底印固色剂的另一体系。固色剂包含配体配合的金属离子(金属离子与结合的配体)。用于该体系的油墨包含本身可以是染料的阴离子组分。该油墨也可在油墨中包含聚合物粘度改性剂。所公开的特定聚合物粘度改性剂是乙炔二醇的环氧乙烷加成物，即一种不同于本专利技术的不与固色剂强烈相互作用的中性聚合物。所公开的另一体系使用分散的颜料着色剂并在油墨中需要乙二醇-->醚助溶剂。这不同于使用水溶性染料着色剂而几乎没有助溶剂限制的本专利技术体系。另一公开体系使用分散的颜料(颜料和用于分散颜料的水溶性树脂)。它没有教导这种水溶性聚合物可用作水溶性染料基体系中的″粘结剂″，而且实际上由于浓度增加、放电稳定性差、和阻塞而将粘结剂状聚合物称作不受欢迎的。专利技术概述本专利技术涉及一种喷墨打印装置，包括：至少一个包括含有至少一种阳离子组分的底印固色剂流体的打印头部分，和至少一个包括含有至少一种阴离子组分的油墨组合物的打印头部分；其中，当油墨组合物和固色剂流体混合在一起形成混合物时，该混合物是无定形粘稠流体，该粘稠流体的粘度大于油墨组合物。本专利技术进一步涉及一种染料基喷墨油墨组合物，包含：至少一种阴离子组分，其中，当油墨组合物和包含至少一种阳离子组分的固色剂流体混合在一起形成混合物时，该混合物是无定形粘稠流体，该粘稠流体的粘度大于油墨。另外本专利技术涉及一种底印固色剂流体，包含：至少一种阳离子组分，其中，当固色剂流体和包含至少一种阴离子组分的喷墨油墨组合物混合在一起形成混合物时，该混合物是无定形粘稠流体，该粘稠流体的粘度大于油墨。另外，本专利技术涉及一种喷墨打印方法，该方法包括步骤：a)在介质的某个位置喷射包含至少一种阳离子组分的底印固色剂流体；b)在介质的该位置上喷射包含至少一种阴离子组分的油墨组合物；其中当油墨组合物和固色剂流体混合在一起形成混合物时，该混合物是无定形粘稠流体，该粘稠流体的粘度大于油墨组合物。附图简述图1是比较实施例1的C-1青色油墨(包含各种粘结剂)与底印流体相互作用的图。IV-1包含空白粘结剂组合物，IV-2包含SMA-1000H粘结剂，IV-3包含SMA-2000H粘结剂，和IV-4包含SMA-3000H粘结剂。图2是比较实施例1的M-1青色油墨(包含各种粘结剂)与底印流体-->相互作用的图。IV-1包含空白粘结剂组合物，IV-2包含SMA-1000H粘结剂，IV-3包含SMA-2000H粘结剂，和IV-4包含SMA-3000H粘结剂。图3是比较实施例1的Y-1青色油墨(包含各种粘结剂)与底印流体相互作用的图。IV-1包含空白粘结剂组合物，IV-2包含SMA-1000H粘结剂，IV-3包含SMA-2000H粘结剂，和IV-4包含SMA-3000H粘结剂。图4是比较C-1，M-1和Y-1油墨光谱在复合黑色基质中的反射光谱的图。IV-1是非粘结剂油墨，而IV-2包含SMA-1000H，IV-3包含SMA-2000H，和IV-4包含SMA-3000H粘结剂。注：反射光谱中的值越低，吸光率越大且着色越有效。图5是比较实施例2的C-1青色油墨(包含各种粘结剂)与底印流体相互作用的图。IV-1包含空白粘结剂组合物，IV-2包含SMA-1000H粘结剂，IV-3包含SMA-2000H粘结剂，和IV-4包含SMA-3000H粘结剂。图6是比较实施例2的M-1青色油墨(包含各种粘结剂)与底印流体相互作用的图。IV-1包含空白粘结剂组合物，IV-2包含SMA-1000H粘结剂，IV-3包含SMA-2000H粘结剂，和IV-4包含SMA-3000H粘结剂。图7是比较实施例2的Y-1青色油墨(包含各种粘结剂)与底印流体相互作用的图。IV-1包含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷墨打印装置，包括：包括包含至少一种阳离子组分的底印固色剂流体的至少一个打印头部分和包括包含至少一种阴离子组分的油墨组合物的至少一个打印头部分；其中，当油墨组合物在打印在介质上的固色剂流体之上打印在介质上时，该油墨组合物和固色剂 流体共同形成无定形粘稠流体，该粘稠流体的粘度大于油墨组合物。

【技术特征摘要】
US 2000-10-30 09/702,1851.一种喷墨打印装置，包括：包括包含至少一种阳离子组分的底印固色剂流体的至少一个打印头部分和包括包含至少一种阴离子组分的油墨组合物的至少一个打印头部分；其中，当油墨组合物在打印在介质上的固色剂流体之上打印在介质上时，该油墨组合物和固色剂流体共同形成无定形粘稠流体，该粘稠流体的粘度大于油墨组合物。2.权利要求1的装置，其中所述阴离子组分包括至少一种阴离子粘结剂。3.权利要求2的装置，其中所述至少一种阴离子粘结剂包括具有至少一个配位基团的聚合物。4.权利要求3的装置，其中所述至少一个配位基团选自乙二胺四乙酸、乙酰丙酮化物、马来酸酐、丙烯酸盐和其组合。5.权利要求3的装置，其中聚合物包括苯乙烯。6.权利要求4的装置，其中阴离子粘结剂包括水解的苯乙烯马来酸酐。7.权利要求1的装置，其中阴离子组分包括具有阴离子官能团的染料。8.权利要求7的装置，其中具有阴离子官能团的染料选自具有非极性基团的磺化染料、具有可质子化基团的染料、具有羧基的染料和具有膦酸盐基团的染料。9.权利要求1的装置，其中油墨组合物还包含低分子量亲水化合物。10.权利要求9的装置，其中低分子量亲水化合物选自无机盐和低级醇。11.权利要求1的装置，其中所述至少一种阳离子组分包括阳离子聚合物。12.权利要求11的装置，其中阳离子聚合物是选自R1R2R3R4N+；R1R2R3R4P+和R1R2R3R4As+的聚电解质，其中R可以是H、烷基或其它有机取代基。13.权利要求12的装置，其中聚电解质包含支化或线性聚合物链。14.权利要求11的装置，其中阳离子聚合物随着选自钙离子、铝离子、钡离子、锶离子、锌离子，镁离子和钛离子的非聚合阳离子而变化。15.权利要求12的装置，其中阳离子聚合物是四取代的铵盐。16.权利要求1的装置，其中所述至少一种阳离子组分包括选自钙离子、铝离子、钡离子、锶离子、锌离子、镁离子和钛离子的非聚合阳离子。17.一种染料基喷墨油墨组合物，包含：至少一种阴离子组分，其中，当油墨组合物在包含至少一种阳离子组分的底印固色剂流体之上打印在介质上时，该打印油墨组合物和底印固色剂流体在介质上共同形成无定形的粘稠流体，该混合物是一种无定形粘稠流体，粘度大于油墨；其中，当油墨组合物在底印固色剂流体之上打印在介质上时，该油墨组合物和固色剂流体共同形成无定形粘稠流体，该粘稠流体的粘度大于油墨组合物。18.权利要求17的喷墨油墨组合物，其中阴离子组分包括至少一种阴离子粘结剂。19.权利要求18的喷墨油墨组合物，其中所述至少一种阴离子粘结剂包括具有至少一个配位基团的聚合物。20.权利要求19的喷墨油墨组合物，其中所述至少一个配位基团选自乙二胺四乙酸、乙酰丙酮化物、马来酸酐、丙烯酸盐和其组合。21.权利要求19的喷墨油墨组合物，其中聚合物包括苯乙烯。22.权利要求20的喷墨油墨组合物，其中阴离子粘结剂包括水解的苯乙烯马来酸酐。23.权利要求17的喷墨油墨组合物，其中所述至少一种染料包含阴离子官能团。24.权利要求23的喷墨油墨组合物，其中所述具有阴离子官能团的至少一种染料选自具有非极性基团的磺化染料、具有可质子...

【专利技术属性】
技术研发人员：S李，GW拜尔斯，AS卡波尔诺夫，MH科瓦尔斯基，AK查特吉，KA普拉萨德，DM舒特，
申请(专利权)人：惠普公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]