利用非特异离子、pH和胶体作用防黑色-彩色渗色制造技术

喷墨油墨系列包括（ａ）微乳状液基黑色油墨（其中所述色料为水不溶性的黑色塑料）已经通过加入以形成大分子发色团的官能团被化学上改性以便赋予其水溶性和（ｂ）至少一种非黑色（深蓝、黄或品红）油墨（它是典型的含水染料基油墨）及增加所述非黑色油墨离子强度的试剂，并包括无机盐或有机酸；所述有机酸用于调节该非黑色油墨的ｐＨ到低于５。所述非黑色油墨可选包含也已经经过化学改性的水不溶性非黑色颜料。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
利用非特异离子、pH和胶体作用防黑色-彩色渗色本专利技术涉及用于印刷机例如Hewlett-Packard’s Desk Jet印刷机的热喷墨印刷的油墨组成。热喷墨印刷机提供低成本、高质量和较之一般用于计算机的其它类型的印刷机无噪音的选择。这类印刷机在带有供由增压室引入的油墨的出口的喷混室(chamber)中使用电阻元件。该增压室与供贮存油墨的储槽相连。大多数的这类电阻元件以特有的方式称为基元(primitive)布置在打印头内。使该电阻元件与漏板(nozzleplate)中的喷嘴相联系，经喷嘴使油墨喷在打印介质上。打印头和储槽的整体组件包括喷墨笔。在运行当中，使每个电阻元件经导电记录器(conductive trace)与微信息处理机相连，在微处理机中，携带的电流信号使一个或多个选择的元件加热。该加热过程使在喷混室中的油墨产生气泡，使油墨经喷嘴喷射到打印介质上。同样，以特定顺序，在一定基元当中，加热许多这样的电阻元件，形成字母数字字符，完成区域填充(area-fills)并提供其它在介质上的打印功能。用于热喷墨印刷的喷墨油墨一般包括色料和载体，该载体一般含有水和其它相对低表面张力的液体。喷嘴(一般50mm直径)的紧密度容限要求所述油墨不堵塞喷嘴。此外，反复加热电阻元件(就油墨筒的使用寿命而言，它们必须耐受约一千万次加热)能产生电阻元件上的污垢。最后，所述油墨组-->成必须能与打印介质尤其纸相互作用，渗入纸中，而不过分散开，及该油墨组成应该在纸上耐涂抹和耐水。在市售热喷墨彩色印刷机例如可从Hewlett-Packard公司购买的DeskJet印刷机中，通过按不同比例混合黄色、品红色和深兰色油墨，获得色谱。混合一套彩色油墨得到的色谱称为该成套油墨的全色域(color gamut)。该全色域总是逊于理论上应达到的色谱。达不到理论上应达到色谱的一个原因是某种油墨出现在打印介质上时，其强度不能有效地提高到高于某一特定的水平。因为理论色谱需要特定色料具有比能传给该打印介质更高的强度，所以，理论色谱中各种彩色不能产生出来。增加所述色料的光密度可以增加可达到的特定彩色的强度，它导致更大的全色域。当出现在打印介质上时，色料的光密度取决于一些因素，包括该色料在油墨中的浓度和可以传递到该介质上的油墨体积。在油墨中该色料的浓度一般不能任意提高以便增加在纸张上的强度而不损失所述油墨制剂的其它重要性能。使全色域降低的另一原因是所述色料的一部分渗入打印介质中，尤其当该介质为纸时更是如此。当该现象出现时，在打印区域内色料的视在强度低于根据供给打印介质表面色料用量所能预期的强度。缓解该问题的方法是确保该色料能保留在纸张表面上或换言之，控制该色料渗入纸张纤维中。具有上述一种或多种性能的油墨是公知的。然而，具有上述所有性能的油墨组成几乎还没有，因为在一种性能方面的改进常常导致另一种性能的降低。因而，市场上使用的油墨代表一种折衷办法，即试图得到能至少适当体现上述每一种性能的油墨。近年来，由于使用彩色喷墨印刷机的不断增加，已经进行了减轻-->不同色彩油墨间渗色的研究。已经采用许多方法，包括(1)加盐，(2)加有机酸，及(3)微乳状液油墨。这类方法使用大分子发色团(MMCs)(它们是离子型色料)作为色料。所述离子型色料包括水不溶性颜料，其表面被处理以在其上用离子官能团(酸性的或碱性的)替换。该处理使大分子颜料颗粒产生水溶性。这类处理后的颗粒被称为大分子发色团(MMCs)。加盐导致盐析作用，其依据为加盐例如氯化钠到溶液中，显著增加所述溶液的化学势，主要是离子强度。当具有高电荷的颗粒例如大分子发色团(MMCs)在具有较高离子强度的不同溶液的界面接触时(例如，MMC在一种低离子强度溶液和另一种高离子强度溶液中)，然后，发生盐析作用，它使MMCs迅速絮凝。此时，MMCs在溶液中沉淀，从而防止渗透入相邻区域。加入有机酸产生有限的溶解效应，其依据为：当有机酸以合适的量在彩色油墨中出现时，该有机酸主要提高pH和溶液的离子强度。在所述界面接触的过程中，将阴离子MMCs转变为其游离酸，认为它们的水溶性小于其离子形式，特别在羧酸盐化的MMCs情况下更是如此。这类MMCs迅速自溶液中沉淀，从而减轻渗透进入相邻区域。其中MMCs与两亲物和表面活性剂有关的微乳状液油墨公开于美国专利5106416(授权予John R. Moffatt等人)，美国专利5116409(授权予John R.Moffatt)(在此，所述MMCs为水溶性染料)以及美国专利5531816(授权予Palitha Wickramanayake)(在此，所述MMCs为水不溶性颜料)。继续进行开发已经改善其性能的油墨组成的研究，例如低渗透性、高边缘敏锐度、高光密度、快速干燥时间、良好的耐水性和良好-->的耐涂抹性，而不牺牲其它必需性质的性能。根据本专利技术，提供用于喷墨印刷的喷墨油墨系列，其中通过使用黑色微乳状液基的喷墨油墨连同无论是染料基或是颜料基的彩色油墨(与所述黑色油墨相比它们增加了离子强度)，改善了油墨的渗色、边缘敏锐度、光密度、干燥时间、耐水性和耐涂抹性。在所述彩色油墨和黑色改性的颜料基油墨之间的相互作用提高了印刷质量，降低了晕圈效应并控制了渗透。当具有包括表面张力的不同化学势的两种油墨彼此相邻被印刷时，出现所述晕圈效应。在所述两种油墨的界面，有明显的光密度的消耗，导致出现“晕圈”。本专利技术减轻这种晕圈效应。适用于本专利技术的实施的色料包括所有化学改性的水溶性颜料。化学改性方法不同于常规的颜料分散体，它们要求助溶添加剂例如两亲聚合物和同类的表面活性剂以使水不溶性色料溶解。在含水溶液中，所述化学改性的发色团具有优越的水溶性而不需要使用助溶添加剂例如两亲聚合物和表面活性剂。印刷到印刷介质上的由这类水溶性发色团制备的黑色油墨显示与一般在Laser Jet调色剂和油墨中发现的同样高的黑色光密度。本专利技术的黑色喷墨油墨包括：(a)含有基本为水不溶性的有机油、至少一种第一有机助溶剂、至少一种第一两亲物和可选高分子量的胶体的载体；(b)通过水不溶性的有机发色团(颜料)的化学改性制备的基本水溶性的色料；和(c)水。以上所有成分以微乳状液存在于所述油墨组成中，该微乳状液赋予该-->油墨组成改善的性质。所述彩色喷墨油墨包括：(a)含有0-约50％(重量)的至少一种第二有机助溶剂和0-约40％(重量)的至少一种第二两亲物的第二载体；(b)约0.5-20％(重量)的至少一种非黑色色料(深蓝、黄、品红)，主要包括染料、颜料或MMC；(c)用于增加所述彩色油墨的离子强度的试剂例如无机盐或有机盐；和(d)余量水。此外，也根据本专利技术，提供使用所公开的油墨和利用该油墨性质的喷墨印刷的方法。根据定义，标准的微乳状液由溶液中溶胀的胶束组成。在本专利技术中，微乳状液定义为由油(基本为水不溶性有机化合物)、两亲物/表面活性剂、有机助溶剂和水组成的稳定的、各向同性的溶液。无论所述胶束的一致性，它们必须以足够高的浓度存在，以便形成所需物理结构的微乳状液。一般而言，该最低微乳状液浓度称为临界微乳状液浓度(cmc)。如果溶液中胶束的浓度低于该cmc，不能形成微乳状液。不同意任何特定的理论，推测水溶性的发色团或色料溶解在这些微乳状液的水相中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于喷墨印刷机的含有至少两种油墨的喷墨油墨系列： （ａ）黑色、大分子发色团基油墨包括： （ｉ）第一种载体包含（１）约０．１－５０％（重量）的至少一种基本为水不溶性的有机油，（２）约０－约５０％（重量）的至少一种第一有机助溶剂，（３）０－约４０％（重量）的至少一种第一两亲物，和（４）０－约３％（重量）的至少一种高分子量胶体； （ｉｉ）约０．５－２０％（重量）的主要由来自化学处理黑色颜料的水溶性、黑色大分子发色团所组成的至少一种黑色色料；和 （ｉｉｉ）余量水； 其中所述第一种油墨以所述成分的微乳状液存在，和 （ｂ）至少一种第二、非黑色油墨含有： （ｉ）含有０－约５０％（重量）的至少一种第二有机助溶剂和０－约４０％（重量）的至少一种第二两亲物的第二载体； （ｉｉ）约０．５－２０％（重量）的至少一种非黑色色料主要包括水溶性彩色染料或化学改性的、水溶性彩色颜料； （ｉｉｉ）用于增加所述非黑色油墨的离子强度的试剂；和 （ｉｖ）余量水。

【技术特征摘要】
US 1997-3-24 8219521.用于喷墨印刷机的含有至少两种油墨的喷墨油墨系列：(a)黑色、大分子发色团基油墨包括：(i)第一种载体包含(1)约0.1-50％(重量)的至少一种基本为水不溶性的有机油，(2)约0-约50％(重量)的至少一种第一有机助溶剂，(3)0-约40％(重量)的至少一种第一两亲物，和(4)0-约3％(重量)的至少一种高分子量胶体；(ii)约0.5-20％(重量)的主要由来自化学处理黑色颜料的水溶性、黑色大分子发色团所组成的至少一种黑色色料；和(iii)余量水；其中所述第一种油墨以所述成分的微乳状液存在，和(b)至少一种第二、非黑色油墨含有：(i)含有0-约50％(重量)的至少一种第二有机助溶剂和0-约40％(重量)的至少一种第二两亲物的第二载体；(ii)约0.5-20％(重量)的至少一种非黑色色料主要包括水溶性彩色染料或化学改性的、水溶性彩色颜料；(iii)用于增加所述非黑色油墨的离子强度的试剂；和(iv)余量水。2.权利要求1的喷墨油墨系列，它包括一种黑色、大分子发色团基油墨和三种非黑色油墨：深蓝色、黄色和品红色。3.权利要求1的喷墨油墨系列，其中所述色料(黑色或非黑色)为(a)阴离子及选自碱金属离子、碱土金属离子、取代的铵离子和未取代的铵离子的相反离子，或(b)阳离子及选自卤化物、硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、磺酸盐、羧酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐、硼酸盐、四硼酸盐、四氟硼酸盐、甲磺酸盐、甲苯磺酸盐、亚磷酸盐、膦酸盐、六氟膦酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：JW常，JR莫法特，
申请(专利权)人：惠普公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]