專利名稱：：噴墨油墨組合物的制作方法噴墨油墨組合物背景本發明一般涉及噴墨油墨組合物。熱噴墨打印機使用電阻器產生熱量，從而使油墨氣化形成氣泡。隨著氣泡膨脹，一些油墨從噴嘴噴出。在氣泡破滅時產生真空，將更多的油墨從墨盒推到打印頭中。主要基于水的油墨通常在熱噴墨打印機中使用性能不佳。使用性能不佳可能是由于水的迅速蒸發常常導致噴嘴的可靠性差造成的(即由于水迅速蒸發導致干燥的油墨硬皮堵塞噴嘴)。主要為非水性溶劑基油墨(即由蒸氣壓比水高的溶劑制成的油墨)通常比水性油墨在非吸收性基材上具有更短的干燥時間，這至少部分地是因為較高的蒸氣壓和較小的蒸發值的潛熱。但是，非水性溶劑基油墨可能是不合要求的。這可能至少部分地是由于這類油墨中存在的一定量的揮發性有機化合物，這類油墨的潛在高揮發性，以及/或者這類油墨與粘合劑和聚合物的潛在不相容性。非水性溶劑基油墨還限制了適于制造打印頭的材料，因為一些溶劑可能破壞打印頭。用于按需噴墨打印(drop-on-demandinkjetprinting)水性和溶劑基油墨的組合通常包括足夠的低蒸氣壓/高沸點溶劑以幫助對噴嘴可靠性的控制。隨著這些油墨中水的蒸發，溶劑往往留在噴射腔(firingchamber)中，以保持油墨中的著色劑和其它材料溶解。但是，通常用于獲得噴嘴可靠性的一定量的溶劑可能不容易蒸發，從而增加了在非吸收性基材上的干燥時間。發明詳述本發明所揭示的噴墨油墨組合物的實施方式主要是適用于熱噴墨打印和壓電噴墨打印的水性基油墨。本發明所揭示的噴墨油墨組合物有利地表現出良好的耐蹭臟性和/或耐磨性，增強的開蓋(decap)性能，良好的噴嘴正4常狀況，比只基于水的墨水更佳的墨滴形成性和噴墨性，并且在打印到非吸收性介質上時干燥時間縮短(即無輔助的干燥(例如空氣干燥))。文中所用的術語"開蓋"指噴墨油墨在長時間接觸空氣后容易從打印頭中噴出的能力。油墨開蓋時間以打印機噴嘴可能由于堵塞或塞住而不再正常噴射之前油墨打印頭保持開蓋的時間測量。通常，由于失水、油墨結皮、禾口/或染料在任何噴嘴中和/或其周圍結晶而在噴嘴中形成的粘性栓塞物可能使噴嘴變成堵塞/塞住。如果噴嘴被塞住，則通過噴嘴孔噴出的墨滴可能方向出錯，對打印質量造成不利的影響。噴嘴孔還可能變成完全堵住，結果導致墨滴無法通過受影響的噴嘴。不受限于任何理論，據信油墨中較多的水和少量特定溶劑的組合有助于達到良好的噴嘴正常狀況，良好的開蓋性能和可靠的墨滴形成性/噴墨性，基本上不會對油墨在非吸收性介質上的干燥時間造成不利的影響。還據信特定溶劑和分散劑之間的相互作用有助于獲得良好的耐蹭臟性和/或耐磨性。噴墨油墨組合物的一個實施方式包括1，2-己二醇；溶劑；含氟表面活性劑；顏料；分散劑；和水。在其它實施方式中，噴墨油墨組合物還包含染料。通常，油墨組合物中1,2-己二醇的含量約為0.5重量％至1重量％。不受限于任何理論，據信在油墨組合物被噴射后，噴嘴處于閑置狀態，較小量的1，2-己二醇能夠集中在噴嘴中的空氣-油墨界面處。據信這可能至少部分地是由于1，2-己二醇被認為是具有親水端和疏水端的準表面活性劑。還據信這種性質可以明顯降低失水的速率，從而基本防止噴嘴結皮，增強開蓋性能和噴嘴可靠性。在一個實施方式中，油墨組合物中溶劑的總濃度約為3重量％至8重量％。因此，如果存在溶劑的組合，則總量等于或小于約8重量％。溶劑優選自雙丙酮醇、2,3-丁二醇、1,3,5-三噁垸、己二醇和它們的組合。溶劑或溶劑組合的非限制性例子包括約1重量％的己二醇和約4重量％的2,3-丁二醇；約8重量％的雙丙酮醇；或約5重量％的2,3-丁二醇。據信少量溶劑與1,2-己二醇的組合可以有利地幫助保持噴嘴正常狀況，而不會對油墨的干燥時間造成不利的影響。此外，據信少量溶劑可以獲得可靠的墨滴形成性和噴墨性。含氟表面活性劑的含量約為0.1重量％至2.0重量％。在一個實施方式中，油墨組合物中含氟表面活性劑的含量約為1.0重量％。合適的含氟表面活性劑的非限制性例子是ZonylFSO(—種乙氧基化的非離子型含氟表面活性劑，可商購自位于美國特拉華州威爾明頓的杜邦公司(DupontlocatedinWilmington,DE)、ZonylFSA(—種水溶性羧酸鋰陰離子型含氟表面活性劑，可商購自杜邦)、ZonylFSN(—種非離子型含氟表面活性劑，可商購自杜邦)、Zonyl⑧FSP(—種水溶性陰離子型磷酸鹽含氟表面活性劑，可商購自杜邦)、Novec②4430(—種含氟表面活性劑，可商購自位于明尼蘇達州圣保羅的3M公司(3MlocatedinSt.Paul,MN))、Novec4432(—種非離子型含氟表面活性劑，可購自3M公司)、Novec4434(—種水溶性非離子型含氟表面活性劑，可商購自3M公司)、Polyfox136A(—種陰離子型水分散性含氟表面活性劑，可商購自位于美國南卡羅來納州切斯特的奧姆諾伐溶液公司(OMNOVASolutionsInc.,locatedinChester,SC))、Polyfox15IN(一種非離子型水分散性含氟表面活性劑，可商購自奧姆諾伐溶液公司)和Polyfox156A(—種陰離子型水分散性含氟表面活性劑，可商購自奧姆諾伐溶液公司)。不受限于任何理論，據信含氟表面活性劑有助于明顯防止在非吸收性基材上打印的油墨形成珠粒(這可能增加干燥時間，降低清晰度)。噴墨油墨組合物還包含顏料。通常，顏料的含量約為2重量％至6重量％。顏料可以是非離子型顏料、陽離子型顏料、陰離子型顏料和/或它們的組合。文中所用的術語"顏料"指基本不溶于所用的液體載色體的著色劑顆粒。合適的顏料包括自分散的顏料和非自分散的顏料。自分散的顏料包括那些已經通過電荷或聚合物基團在表面進行過化學改性的顏料。該化學改性有助于顏料變成和/或基本上保持分散在液體載色體中。非自分散的顏料使用在液體載色體中或物理涂布在顏料表面上的獨立且不相連的分散劑(例如聚合物、低聚物或表面活性劑等)。一些合適的顏料的非限制性例子包括顏料黑1、顏料紅(PR)122、顏料6黃(PY)74、顏料藍(PB)15:4或它們的組合。在一個實施方式中，顏料是自分散的陰離子型顏料。對顏料前體進行化學改性，使該前體具有水分散性。這類改性包括引入羧酸根和/或磺酸根官能度。在一個實施方式中，陰離子型顏料與Na+、Li+、K+和NH4+陽離子結合，但是在本發明中可以使用任何合適的抗衡離子。自分散顏料的一個非限制性例子是CAB-O-JET300，可從位于麻薩諸塞州波士頓的卡博特公司(CabotCorporationlocatedinBoston,MA)購f尋。合適的黑色顏料的例子包括瑞翁(Raven)7000、瑞翁5750、瑞翁5250、瑞翁5000和瑞翁3500(所有這些都可從位于美國佐治亞州瑪利埃塔的哥倫比亞化學品公司(ColumbianChemicas，Co.locatedinMarietta,GA)購得)。合適的黑色顏料的其它例子包括色黑(ColorBlack)FW200、色黑FW2、色黑FW2V、色黑FW1、色黑FW18、色黑S160、色黑S170、特種黑(SpecialBlack)6、特種黑5、特種黑4A和特征黑4(所有這些都來自位于新澤西州帕西潘尼的德固薩公司(DegussaCorp.locatedinParsippany，NJ))。許多彩色顏料能夠通過連接有機基團而得到改性。合適的彩色顏料類型包括但不限于蒽醌、酞菁藍、酞菁綠、重氮、單偶氮、皮蒽酮、茈、雜環黃、喹吖啶酮和(硫)靛。酞菁藍的非限制性例子包括銅酞菁藍及其衍生物(例如PB15)。喹吖啶酮的例子包括但不限于顏料橙(PO)48、P049、PR122、PR192、PR202、PR206、PR207、PR209、顏料紫(PV)19、PV42或它們的組合。蒽醌的非限制性例子包括PR43、PR194(皮爾紅(perinonered))、PR216(溴化的皮蒽酮紅(pyrathronered))、PR226(皮蒽酮紅)或它們的組合。茈顏料的例子包括但不限于PR123(朱紅)、PR149(猩紅)、PR179(栗色)、PR190(紅)、PR189(帶黃的紅色(yellowshadered))、PR224或它們的組合。硫靛的非限制性例子包括PR86、PR87、PR88、PR181、PR198、PV36、PV38或它們的組合。合適的雜環黃顏料的例子包括但不限于PY117、PY138或它們的組合。其它合適的彩色顏料的例子描述在ColourIndex,第3版(TheSocietyofDyersandColourists,1982)中。本文所述顏料是合適的顏料的例子；但是，應理解其它顏料也適用于噴墨油墨組合物的實施方式。噴墨油墨組合物的實施方式包括分散劑。分散劑有助于顏料的分散。據信分散劑還與特定的溶劑相互作用，導致增強耐磨性/耐蹭臟性。通常，分散劑的含量為顏料重量的約0.4重量％至0.6重量％。適用于油墨組合物的實施方式的一類分散劑包括那些具有苯乙烯/丙烯酸共聚物樹脂的分子骨架的分散劑。通常，分散劑的酸值大于或等于ioo，分子量等于或小于20,000。合適的分散劑的具體例子包括那些由位于新澤西州弗羅漢公園的巴斯夫公司(BASFCorp.,locatedinFlorhamPark,NJ)制造的商品名如下的分散劑Joncryl680(分子量4,900，酸值215)、Joncryl682(分子量1,700，酸值238)、Joncryl586(分子量4,600，酸值108)、Joncryl683(分子量8，000，酸值160)、Joncryl678(分子量8,500，酸值215)、Joncryl671(分子量17，250，酸值214)或它們的組合。在一個實施方式中，噴墨油墨組合物還包含染料。染料可以是陽離子型和/或陰離子型的。合適的染料的非限制性例子包括酸性紅(acidred)52Na、酸性紅289、酸性藍7、酸性藍9、酸性黃73、ProjetK820或它們的組合°合適的染料的其它例子包括但不限于直接黃(directyellow)86;酸性紅289;直接藍41;直接藍53;直接藍199;直接黑168;直接黃132;可購自羅得島州考文垂的克萊瑞特(ClariantlocatedinCoventry,RI)的Duasyn系列染料；直接黑168;活性黑(reactiveblack)31;直接黃157;活性黃37;酸性黃23;活性紅180;直接紅28;酸性紅52;酸性紅91;酸性黑l;酸性綠3;酸性綠5;酸性綠50;直接藍199;酸性藍l;酸性藍9;酸性藍34;酸性藍90;酸性藍93;酸性藍104;活性紅4;活性紅56;酸性紅92;或它們的組合。合適的染料的其它非限制性例子包括直接紅227、酸性黃17、黃色調(YellowShade)16948(所有都可購自位于新澤西州埃爾姆伍德公園的特瑞肯顏色公司(TriconColorsInc.,locatedinElmwoodPark,NJ));PergasolYellowCGP,OrasolBlackRL(汽巴嘉基(Ciba-Geigy))，OrasolBlackRLP(所有都可購自位于美國紐約州塔利頓的汽巴專業化學品公司(CibaSpecialtyChemicals,locatedinTarrytown,NY));Levafix亮黃(BrilliantYellow)E-GA，LevafixYellowE2RA，LevafixBlackEB，LevafixBlackE-2G，LevafixBlackP-36A，LevafixBlackPN-L，Levafix亮紅(BrilliantRed)E6BA和Levafix亮藍(BrilliantBlue)EFFA(所有都可購自位于德國法蘭克福的DT公司(DyStarTextilfarbenGmbH，locatedinFrankfurt,Germany));ProcionTurquoisePA，ProcionTurquoiseHA，ProcionTurquoiseHo5G，ProcionTurquoiseH-7G,ProcionRedMX-5B,ProcionRedH8B(活性紅31)，ProcionRedMX8BGNS，ProcionRedG，ProcionYellowMX-8G，ProcionBlackH-EXL，ProcionBlackP—N，ProcionBlueMX-R，ProcionBlueMX-4GD，ProcionBlueMX-G和ProcionBlueMX-2GN(所有這些都可購自DT公司(DyStarTextilfarbenGmbH))。本文所述染料是合適的染料的例子；但是，應理解其它染料也適用于噴墨油墨組合物的實施方式。應理解，染料可以與顏料在顏色上匹配(例如品紅染料與品紅顏料)。或者，染料和顏料可以是不同的顏色(例如，品紅顏料和青色染料)。染料的含量約為0.5重量％至2重量％。據信染料增加了各種形式的介質上打印的油墨的色度和飽和度，由此增強了打印的文字的清晰度。噴墨油墨組合物的其余物質可以是水。通常，噴墨油墨組合物中至少80%是水。噴墨油墨組合物的形成實施方式包括提供或制備油墨載色體(即溶劑、水和表面活性劑)，向其中加入有效量的顏料和/或染料。在使用噴墨油墨組合物的實施方式的方法的實施方式中，在至少一部分基材上施加油墨組合物，形成圖象。施加的油墨組合物的量至少部分地取決于所需的將要形成的圖象。所述圖象可以包括文字數字標記、圖解標記或它們的組合。合適的噴墨打印技術的非限制性例子包括熱噴墨打印或壓電噴墨打印。合適的打印機包括便攜式熱噴墨打印機或壓電噴墨打印機(比如，手提式打印機、可安裝在手臂上的打印機、可安裝在手腕上的打印機等)、桌上型熱噴墨打印機或壓電噴墨打印機、或它們的組合。當在非吸收性基材上施加噴墨油墨的實施方式時，干燥時間等于或小于約10秒。應理解，干燥時間可以略有不同，至少部分地取決于字體和打印密度。合適的非吸收性基材(其中的一些還可以是非多孔性基材)的例子包括但不限于乙烯基和其它塑料片或膜，金屬，帶有涂層的膠印介質，一些木材，玻璃，和/或類似材料，和/或它們的組合。這些基材的一些具體的非限制性例子包括聚丙烯帶、聚酯帶、聚乙烯袋、耐水封套、鋁箔、其它可由聚乙烯和/或高密度聚乙烯形成的基材、和/或它們的組合。應理解，本文所揭示的噴墨油墨組合物的實施方式還可打印在吸收性基材上。這類基材的非限制性例子包括但不限于普通紙張、微孔相紙、涂層紙、光澤相紙、半光澤相紙、重無光紙、光澤廣告紙、數字美術紙、日歷紙、乙烯基紙或它們的組合。為了進一步說明本公開的實施方式，本文給出實施例。應該理解，提供該實施例是為了舉例說明，不應將其解釋成限制公開的實施方式的范圍。實施例制備三種不同的油墨組合物。其中的兩種油墨(油墨配方1和2)表示本公開的實施方式，另一種油墨(油墨配方3)是在無1,2-己二醇的情況下用不同溶劑形成的比較例樣品。所述配方如下表l所示。表1:油墨配方<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>使用熱噴墨打印機將油墨配方物打印在各種非吸收性介質和普通紙上。無輔助的干燥時間列于表2。通過用軟布或薄棉紙擦拭打印的文字來測量干燥時間。以24點(pt)字體打印文字，以25%損耗打印點圖形。表2:在不同介質上油墨配方的干燥時間結果<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>通常，"<5秒"表示在0-1秒測試時打印的油墨會蹭臟，但是在5-6秒時不會蹭臟。"<10秒"表示在5秒時打印的油墨會蹭臟，但是在IO秒時不會蹭臟。應理解，所述時間可以在+/-1秒的范圍內。如表2所示，在打印到非吸收性基材上時，油墨配方1和2的干燥時間比油墨配方3短。盡管我們詳細地描述了幾個實施方式，但是，對本領域的技術人員顯而易見的是公開的實施方式是可以修改的。因此，以上的描述是示例性的而不是限制性的。權利要求1.一種打印系統，其包括打印機；和用于通過打印機打印到基本非吸收性基材上的噴墨油墨，該噴墨油墨具有在打印到基本非吸收性基材上時縮短的干燥時間，所述噴墨油墨包含選自雙丙酮醇、2，3-丁二醇、1，3，5-三噁烷、己二醇和它們的組合的溶劑，所述溶劑的含量約為3重量％至8重量％；含量約為0.5重量％至1重量％的1，2-己二醇；含量約為0.1重量％至2.0重量％的含氟表面活性劑；含量約為3重量％至6重量％的顏料；分散劑；和水。2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述基本非吸收性基材選自聚丙烯帶、聚酯帶、聚乙烯袋、耐水封套、鋁箔、玻璃、聚乙烯基材、高密度聚乙烯基材和它們的組合。2.如權利要求l所述的系統，其特征在于，所述基本非吸收性基材選自聚丙烯帶、聚酯帶、聚乙烯袋、耐水封套、鋁箔、玻璃、聚乙烯基材、高密度聚乙烯基材和它們的組合。3.如權利要求l和2中任一項所述的系統，其特征在于，所述噴墨油墨還包含約0.5重量％至2重量％的染料。4.如權利要求1至3中任一項所述的系統，其特征在于，所述打印機選自便攜式熱噴墨打印機、桌上型熱噴墨打印機、便攜式壓電噴墨打印機、桌上型壓電噴墨打印機和它們的組合。5.如權利要求1至4中任一項所述的系統，其特征在于，當所述噴墨油墨組合物施加到所述基本非吸收性基材上時，所施加的噴墨油墨組合物的表面基本上具有耐蹭臟性。6.如權利要求1至5中任一項所述的系統，其特征在于，所述分散劑的含量為顏料重量的約0.4重量％至0.6重量％。7.—種噴墨油墨組合物，其包含選自雙丙酮醇、2,3-丁二醇、1，3,5-三噁烷、己二醇和它們的組合的溶劑，所述溶劑的含量約為3重量％至8重量％;含量約為0.5重量％至1重量％的1，2-己二醇；含量約為0.1重量％至2.0重量％的含氟表面活性劑；含量約為2重量％至6重量％的顏料；分散劑；和水。8.如權利要求7所述的噴墨油墨組合物，其還包含約0.5重量。/^至2重量0/^的染料。9.如權利要求7或8所述的噴墨油墨組合物，其特征在于，當將所述噴墨油墨組合物施加到基本非吸收性基材上時，具有以下特征中的至少一個噴墨油墨組合物的干燥時間明顯縮短；所施加的噴墨油墨組合物的表面基本具有耐蹭臟性；或它們的組合。10.如權利要求7至9中任一項所述的噴墨油墨組合物，其特征在于，所述分散劑的含量為顏料重量的約0.4重量％至0.6重量°%。全文摘要一種噴墨油墨組合物，其包含約3重量％至8重量％的選自雙丙酮醇、2，3-丁二醇、1，3，5-三噁烷、己二醇和它們的組合的溶劑。所述組合物還包含約0.5重量％至1重量％的1，2-己二醇；約0.1重量％至2.0重量％的含氟表面活性劑；約3重量％至6重量％的顏料；分散劑；和水。文檔編號C09D11/00GK101506319SQ200780031410公開日2009年8月12日申請日期2007年7月26日優先權日2006年8月25日發明者L·J·羅利申請人:惠普發展公司，有限責任合伙企業