专利名称：喷墨组合物的制作方法
技术领域：
本发明总的来说涉及喷墨打印和喷墨油墨组合物，具体说，涉及使用一种按需喷墨(drop-on-demand，即DOD)打印机的喷墨打印和适用于这种打印机的油墨组合物。
喷墨打印是一种众所周知的技术。采用这种技术，打印设备与沉积打印字符的基质之间无需接触就可完成打印。简单地说，喷墨打印涉及的技术是将微滴墨流喷射到某一表面上并控制墨流方向以便使油墨微滴在该表面上形成所需的打印图象。这种非接触式打印技术非常适用于在包括多孔和非多孔表面的各种表面上打印字符。
关于各种喷墨打印技术的文章可参阅下述出版物Kuhn等人Scientific American(科学美国)，4月，1979，162-178；和Keeling；Phys.Technol.(物理技术)，12(5)，196-303(1981)。各种喷墨设备描述于下列美国专利中3,060,429、3,298,030、3,373,437、3,416,153和3,673,601。
一般而言，喷墨油墨组合物必须满足喷墨打印操作中有用的某些严格要求。这些要求涉及粘度、电阻率、溶解性、各组分的相容性和基质的可湿性。此外，该油墨必须是快干和抗抹的，必须能通过油墨喷嘴而不会造成堵塞，而且必须允许只需花最小的力量就能快速清洁机器部件。
目前有两种类型的喷墨打印机，即连续流喷墨打印机和DOD喷墨打印机。在连续喷墨打印机中，油墨微滴连续地从喷嘴射出，不管是否要执行打印操作。油墨微滴根据打印信息数据带电荷，并且当它们通过恒定高压电场时依其上所带电荷的量而发生偏离。这样发生偏离的油墨微滴就沉积在记录表面上，而未使用的油墨微滴测被引向一个定向沟槽用于循环。由于该油墨微滴连续流过喷嘴，因此油墨干固和堵塞喷嘴的危险很小。
在DOD喷墨打印机中，打印头包含许多单个油墨通道。当要在记录表面上产生某一字符时，油墨微滴就从这些通道中的某些通道射出。因此，只有形成字符的那些油墨微滴才被发射出来。此外，该喷墨打印机的操作可以中断不同的时间周期，以适应例如操作者或工厂时间安排的需要，这种周期例如可以是几小时，一昼夜、一个周末或更长的时间。由于没有连续的油墨微滴流通过喷嘴，因此在非打印间隔期间由于油墨暴露于空气中使喷嘴孔中的油墨干固而产生一些问题。油墨干固导致固体物如树脂和着色剂沉淀在喷嘴孔中，造成喷嘴堵塞。此时正常或通常的保养程序，如清洗，例如对墨盒施加轻微压力以压出被堵塞的喷嘴中的少量油墨，是几乎或根本不起作用的，因为喷嘴可能变成永久性或不可逆的堵塞了。
已经有人提出用某些溶液来减轻这个问题，但却缺乏令人满意的溶液。例如，已经制备了包含大量的一种或多种湿润剂或高沸点溶剂如二醇类化合物的喷墨油墨组合物，以减少在喷嘴孔的蒸发损失。然而，这类油墨不适用于在非多孔基质上打印，因为它们要花过长的时间才能在这样的基质上干燥，因而不适于达到快速打印。
美国专利4,228,442公开了一种改进的打印机。因此该，442号专利公开了一种包含一个小室的喷墨打印头，所述小室布置在与喷嘴孔相邻的位置，且其中含有液体油墨溶剂。一个吸收材料部件这样布置，使其一端放在该含溶剂的小室上，并被引向喷嘴前面的区域，用以载带周围的液体和蒸气，以便在喷嘴孔上提供富集溶剂的气氛，以防止油墨干燥。当然这种方法用现有的打印机而不先进行改进的话是无法实现的。
美国专利5,781,214公开了一种通过使用一种油墨组合物来防止喷嘴堵塞的方法，这种组合物由下列组分构成(a)一种挥发性有机溶剂，(b)一种或多种吸湿性和低挥发性组分，该组分选自下列一组多元醇、二醇的醚类、乙醇胺类、酰胺、氯化钙和氯化镁，和(c)一种着色剂。该油墨组合物还可以包含水和粘合剂树脂作为补充成分。该方法的操作依赖于周围大气中存在湿气。按照该专利，吸湿性的盐吸收大气中的湿气，而湿气反过来又有助于这种盐保留在喷嘴尖上的溶液中，并起着阻止或妨碍溶剂进一步蒸发的作用。该方法有其局限性。例如，由于该方法依赖于周围大气中存在的条件，因此无堵塞时间间隔就取决于大气条件。因此，在干或热的大气条件中，无堵塞时间间隔就会大大缩短。
上述情况说明需要一种适用于DOD打印机的喷墨油墨组合物。还需要一种允许喷墨打印机有延长的非打印时间间隔而又不堵塞喷嘴，能进行操作的喷墨油墨组合物。还需要一种当打印在非多孔基质上时，能提供良好打印质量和短的印件干燥时间的喷墨油墨组合物。还需要一种适用于在塑料、金属和玻璃基质上印上具有良好附着力的图象的喷墨组合物。
按照本发明提供了一种包含一种挥发性有机溶剂、一种油、一种或多种粘合剂树脂和一种着色剂的喷墨组合物。
本发明还提供一种在基质上进行喷墨打印的方法，包含将由按照本发明的喷墨组合物形成的微滴墨流喷射到该基质上，并控制微滴方向以便使微滴在该基质上形成所要求的打印图象。
本发明还提供一种减少喷嘴孔堵塞的方法，所述堵塞是由于在非打印期间挥发性溶剂从喷嘴孔上的油墨组合物中蒸发而造成的。用于该方法的油墨组合物包含一种在非打印期间能在喷嘴孔上形成一个连续油相或界面层的油。该界面层能防止挥发性溶剂从油墨组合物中进一步蒸发，因而减少了固体物质的形成和伴随的喷嘴堵塞。
下面叙述本发明的优选实施方案。
本发明提供一种适用于喷墨打印机的喷墨组合物，该组合物具有下列1个或多个优点，即当打印在非多孔基质上时该油墨能快速干燥；该油墨操作时不会使喷嘴堵塞；该油墨能产生良好的图象质量；以及印制的图象对各种基质，包括诸如玻璃之类的非多孔基质、涂布的纸张、金属和塑料等具有良好的附着力。
本发明的喷墨组合物包含一种挥发性有机溶剂，一种油，优选一种非吸湿性油，一种或多种能溶于该挥发性有机溶剂中的粘合剂树脂，和一种着色剂。该油优选是一种低挥发性或非挥发性油。更优选的是该油在该有机溶剂中具有有限的溶解度。该粘合剂树脂能溶于该有机溶剂中，而且也能溶于该有机溶剂和该油的混合物中；但是，该粘合剂树脂不溶于单独的油中。优选着色剂是一种能溶于有机溶剂、有机溶剂和粘合剂树脂的溶液、以及有机溶剂、粘合剂树脂和油的溶液中的染料。着色剂优选不溶于单独的油中。
该喷墨组合物是一种单相液体，由于挥发性有机溶剂蒸发的结果，该液体在喷嘴孔上分成两相。本发明基于下述发现油起着阻碍溶剂进一步蒸发的作用从而防止了喷嘴堵塞。在非打印期间，挥发性有机溶剂在喷嘴上蒸发，从而在其中形成一个油、粘合剂树脂和着色剂的高浓度区域。一旦油的浓度达到其在该挥发性有机溶剂中的溶解度极限，该油就以细胶囊形式从该溶液中分离出来。这些胶囊聚在一起在喷嘴孔中形成细小油滴。然后这些油滴中的2个或更多个油滴聚集在一起形成较大的油滴以减少表面积。当有机溶剂继续蒸发时，随着油浓度的增加，油滴不断聚集，直至在喷嘴中，即在空气/油墨的界面上形成一个连续油相为止。油滴聚集的速率取决于有机溶剂蒸发的速率以及油在有机溶剂中的溶解性。
该油相在喷嘴孔外的空气和喷嘴内的油墨之间形成一个边界层。不溶于该油中的粘合剂树脂和着色剂从该油中分离出来并流回到喷嘴通道中以保持浓度平衡。油和溶剂之间的界面斥力阻碍溶剂达到喷嘴孔。这种阻碍作用能防止溶剂在喷嘴孔上进一步蒸发。因此，喷嘴上不存在固体物，且不堵塞。
本发明的喷墨组合物所提供的优点在于DOD喷墨打印机可以操作，而不会使喷嘴堵塞。采用本发明的油墨组合物可以实现72小时以及长达300小时或更长的非打印间隔时间。采用本发明油墨组合物的某些实施方案，遵从正常的保养程序如清洗喷嘴，DOD油墨打印机可以以1500小时的非打印间隔时间进行操作，而不会使喷嘴堵塞。可以通过对油墨贮槽施以轻微的压力，例如挤压墨盒来进行清洗。
此外，本发明的油墨组合物所提供的优点还在于印制图象能快速干燥。例如，可以在非多孔基质上获得小于10秒的油墨干燥时间。这是对由于存在大量诸如二醇之类的高沸点溶剂致使干燥速度慢的DOD油墨组合物的一个重要改进。高沸点二醇赋予油墨组合物高表面张力数值，因而使得它们不适用在某些非多孔基质上。同时附着力和打印质量也差。与此相反，本发明的油墨组合物不含或基本上不含高沸点溶剂，如二醇类化合物。本发明油墨组合物的相当低的表面张力所提供的优点在于在非多孔基质上，如塑料上的打印质量大大提高。
本发明的油墨组合物适用于按需喷墨喷墨打印机，其粘度在25℃时为约3厘泊至约50厘泊。本发明的油墨组合物配制时也可以包含，例如一种导电性增强剂，以便适用于连续喷墨打印机。对用于连续喷墨打印体系而言，喷墨组合物通常具有如下特性(1)25℃时粘度为约1.6～7.0厘泊；(2)电阻率为约50～约2000欧姆-厘米；以及(3)音速为约1100～约1700米/秒。
各成分的详细描述和本发明油墨组合物的制备方法以及本发明的优点和特点说明如下。
有机溶剂本发明的喷墨组合物包含一种或多种挥发性有机溶剂。任何适合的挥发性有机溶剂或其混合物均可使用。例如当使用多于一种粘合剂树脂而且这些粘合剂树脂中有一种树脂在一种溶剂中的溶解度有限时，就希望使用混合溶剂。此外，优选使用能提供所需蒸发速率的溶剂或其混合物，因为油墨在基质上，尤其在非多孔基质上的干燥时间在很大程度上受该溶剂的挥发性或蒸发速率的控制。
虽然在选择溶剂时溶剂的挥发性是要考虑的一个重要的和希望的性质。但是过分的挥发性是不希望的，因为这可能会对油墨的性能产生不利的影响，例如，可能引起过多的或增加的喷嘴堵塞。因此，优选的是使用相对蒸发速率为约0.1或更高，更优选约0.3～约5.0的溶剂，其中以乙酸正丁酯的蒸发速率为标准蒸发速率1.0。各种溶剂的相对蒸发速率可以从，例如Chemical Manufacturers AssociationSolvents Council的出版物得到，Arlington，VA。
可以使用任何一种适合的挥发性溶剂，例如醇类、酯类、酮类、酰胺、醚类、二醇醚类以及卤化物。优选的溶剂是醇类、酯类、酮类、二醇醚类和二醇醚酯类。特别优选的是低级醇类、酯类和酮类。适合的醇的一个例子是乙醇。二醇醚的例子包括1-甲氧基-2-丙醇和正丙氧基丙醇、酮类的具体例子是丙酮。优选的酯类是乙酸乙酯。
1-甲氧基-2-丙醇的相对蒸发速率为0.9，乙醇的相对蒸发速率为1.7，丙酮的相对蒸发速率为7.0。为得到所要求的蒸发速率，可以使用有机溶剂的混合物。例如可以使用1-甲氧基-2-丙醇和一种第二溶剂的混合物。例如可以使用含有1-甲氧基-2-丙醇和一种选自下列一组中的溶剂的混合物正丙氧基丙醇、乙酸1-甲氧基-2-丙基酯和乙酸乙酯。
典型地，挥发性有机溶剂的存在量为该喷墨组合物重量的约20％-约90％，优选约60％-约85％。当使用挥发性有机溶剂的混合物，例如1-甲氧基-2-丙醇和一种第二溶剂的混合物时，该第二溶剂的用量典型地为该喷墨组合物重量的至多约50％，优选至多约40％，更优选为该喷墨组合物重量的约10％-约30％。
油本发明的喷墨组合物含有一种油，优选一种低挥发性或不挥发的油，更优选一种非吸湿性油。这种油最好只吸收大气中非常少量的水分。适合的油的例子包括石油润滑油、非干性油和半干性油。任何合适的油均可使用。这种油的初始沸点优选为约300°F～约800°F，更优选约400°F～约600°F。这种油的50％沸点优选为约450°F～约900°F，更优选为约500°F～约800℃。这种油的平均分子量优选为约200～约900。这种油对粘合剂树脂和着色剂几乎没有，优选根本没有溶解性或亲和性。
油在决定油墨组合物的性能中起着重要作用。如上面所讨论的，随着挥发性溶剂在喷嘴孔上的蒸发，油经受相分离。相分离的速率或速度必须小心控制。一方面，相分离太快时会加速产生油墨不稳定性问题。另一方面，相分离太慢时会阻碍粘合剂树脂和着色剂迁移到喷嘴内部的富有机溶剂相中。相分离的速率可通过小心选择油在有机溶剂中的溶解性来控制。例如油在有机溶剂中应具有有限的或低的溶解性，典型地低于挥发性有机溶剂重量的约20％，优选为挥发性有机溶剂重量的约2％～约20％，更优选约4％～约10％。
适合的油的例子芳香族油、石蜡油、提取的石蜡油、环烷油、提取的环烷油、加氢处理轻油混合物、加氢处理轻油和重油的混合物、植物油、植物油衍生物，以及这些油的组合。适合的商品油的例子包括白油，例如MAGIESOLTM52和MAGIESOL60，伊利诺斯州，法兰克林帕克市的Magie Bros.油品公司(Pennzoil Products)产，加氢处理轻环烷馏出物，例如N-60-HTINKOLTM(Magie Bros.)，以及加氢处理轻质和重质环烷馏出物的混合物，例如N-100-HT INKOL(Magie Bros.)。
适合的油的其它例子包括TELURATM商标工业工艺油，可得自得克萨斯州，休斯敦，埃克森公司。芳香族油的例子包括TELURA126和127，环烷油的例子包括TELURA 315、323、330和343提取环烷油的例子是TELURA417，石蜡油的例子包括TELURA516和521，以及提取石蜡油的例子包括TELURA607、612、613和619。环烷油的例子包括TUFFLOTM商标操作油，可得自埃克森公司，和HYDROCALTMII环烷基楚油，可得自路易斯安娜州，普林斯顿的Calumet Lubricant(润滑油)公司。植物油衍生物的一个例子是AGRISOLVTMH，可从伊利诺斯州，北布鲁克市的Lawter国际公司得到。
油的存在量典型地最多为喷墨组合物重量的约8％，优选为喷墨组合物重量的约1％～约8％，更优选为约2％～约5％。
粘合剂树脂本发明的喷墨组合物包含一种或多种粘合剂树脂。任何适合的粘合剂树脂均可使用，但其中至少一种粘合剂树脂是成膜树脂。粘合剂树脂提供对基质，尤其非多孔基质的附着力。粘合剂树脂溶于挥发性有机溶剂以及有机溶剂和油的混合物中。粘合剂树脂不溶于或基本上不溶于油中。
粘合剂树脂的分子量在对油墨组合物性能的贡献中具有重要的意义。粘合剂树脂必须具有足以形成一种坚固膜的分子量，但分子量又不能过高。例如，随着有机溶剂在非打印间隔期间在喷嘴孔上蒸发，在该区域中粘合剂树脂的浓度就增大。粘合剂树脂必须不随着其浓度的增加而沉淀在喷嘴孔上。相反，粘合剂树脂必须能迁移到喷嘴内部并成为其中油墨组合物的一部分。由于粘合剂树脂的迁移(或扩散)和溶解性与其分子量有关，因此粘合剂树脂的分子量必须不能过高。例如，粘合剂树脂的重均分子量可为约500,000或更低，优选约100,000或更低，更优选小于约30,000。
适合的粘合剂树脂的例子包括聚酮树脂、聚乙酸乙烯酯、聚氨酯、烃类树脂以及聚乙烯醇缩醛树脂。聚酮树脂可以通过使酮与醛进行缩合来制备。例如，环己酮可以与甲醛缩生成一种聚酮树脂。适合的聚酮树脂的例子包括从环己酮和甲醛生产的KRUMBHAARTMK-1717HMP、K-1717和K-3107树脂，可得自WI州，Kenosha市的Lawter国际公司。烃树脂的一个例子是热塑性树脂，NEVEXTM100，得自宾夕法尼亚州，匹兹堡市的Neville化学公司。聚乙烯醇缩醛树脂可通过聚乙烯醇与醛缩合来制备。例如，聚乙烯醇缩丁醛可通过聚乙烯醇与丁醛缩合来制备。适合的聚乙烯醇缩丁醛树脂的例子包括BUTVARTM树脂，可从孟山都公司(St.Louis，MO)得到，和PIOLOFORMTM树脂，可从德国，Burghausen市的Wacker化学公司得到。
粘合剂树脂在喷墨组合物中的存在量最多为喷墨组合物重量的约50％，优选为喷墨组合物重量的约2％～约30％，更优选为约10％～约20％。
着色剂喷墨组合物包含一种或多种赋予打印信息所要求颜色的着色剂。任何一种能溶于或能分散于油墨组合物中的染料、颜料或色淀均可使用。特别优选的是染料。
适用于制备喷墨组合物的染料的例子包括，但不限于溶剂染料。适合的染料的例子包括C.I.溶剂黑3、7和29(Orient化学公司)，C.I.溶剂黑13(Tricon Color公司)，C.I.溶剂黑70(Ciba公司)和C.I.溶剂红125(Crompton&Knowles Colors公司)。染料也可以是聚合的。例如，可以使用聚合染料，如MILLIJETTM黑40、MILLIJET红17、MILLIJET橙31、MILLIJET紫82、MILLIJET黄26和MILLIJET兰28(Milliiken化学公司)。着色剂可以以适当的量使用，例如用量可为喷墨组合物重量的约0.05％～约20％，优选为约0.5％～约15％，更优选为约3％～约10％。
表面活性剂本发明的喷墨组合物可以进一步包含一种表面活性剂。表面活性剂可以改善油墨组合物的性能，例如提供改善的墨点清晰度。可以使用任何适合的表面活性剂，包括聚硅氧烷、硅氧烷、丙烯酸类化合物以及含氟脂族聚酯。硅氧烷的具体例子是聚酯改性的聚二甲基硅氧烷，可从Wallingford，CT的美国BYK-化学公司以BYKTM333得到。本发明的喷墨组合物的表面张力优选为约26达因/厘米～约34达因/厘米。较低的表面张力使得该油墨特别适用于在非多孔基质如塑料上打印。
喷墨组合物中表面活性剂的存在量最多可为油墨组合物重量的约5％，优选为油墨组合物重量的约0.05％～约1％，更优选为约0.1％～约0.5％。
本发明的喷墨组合物可以包含额外的一些成分以改善其性能。例如，该喷墨组合物可以包含一种提高打印质量的添加剂。这种添加剂的例子包括二醇和吡咯烷酮。这种添加剂的优选例子是二甘醇和N-甲基吡咯烷酮。该添加剂可以以任何适合的量加入，例如最多为喷墨组合物重量的约6％，优选为喷墨组合物重量的约2％～约4％。
下列实施例进一步说明本发明。酮树脂，K-1717HMP(Lawter国际公司)15.5聚酮树脂，K-3107(Lawter国际公司) 1.5溶剂红125(Crompton&Knowles Colors)4.0聚酯改性的聚二甲基硅氧烷(BYK333，BYK化学，0.1USA)提取的石蜡油(埃克森公司) 3.0二甘醇(Ashland化学公司) 2.0100.0用一台有代表性的DOD喷墨打印机将该油墨组合物打印在包括玻璃、不锈钢、铝、聚乙烯、聚酯、聚苯乙烯和聚氯乙烯在内的各种非多孔基质上。发现印制的图象的干燥时间小于10秒。该图象具有优异的擦不掉性能。该喷墨打印机操作时不堵塞喷嘴。
实施例3本实施例说明适用于DOD喷墨打印机的本发明的另一种黑色喷墨组合物的制备。下列成分按所列次序合并，然后进行混合直到所有固体组分溶解为止。将所形成的混合物过滤以除去任何颗粒物并回收该油墨组合物。
成分重量％1-甲氧基-2-丙醇(Ashland化学公司) 68.8聚酮树脂，K-1717 HMP(Lawter国际公司) 16.5聚酮树脂，K-3107(Lawter国际公司) 2.5溶剂黑29(Orient化学公司) 5.1聚酯改性的聚二甲基硅氧烷(BYK333，BYK化学，0.1USA)TUFFLO操作环烷油(埃克森公司) 3.0N-甲基吡咯烷酮(ISP) 4.0100.0用一台有代表性的DOD喷墨打印机将该油墨组合物打印在包括玻璃、不锈钢、铝、聚乙烯、聚酯、聚苯乙烯和聚氯乙烯在内的各种非多孔基质上。发现印制的图象的干燥时间小于10秒。该图象具有优异的擦不掉性能。该喷墨打印机操作时不堵塞喷嘴。
实施例4本实施例说明适用于DOD喷墨打印机的本发明的又一种黑色喷墨组合物的制备。下列成分按所列次序合并，然后进行混合直到所有固体组分溶解为止。将所形成的混合物过滤以除去任何颗粒物并回收该油墨组合物。
成分重量％乙醇(Ashland化学公司)15.01-甲氧基-2-丙醇(Ashland化学公司) 53.4聚酮树脂，K-1717HMP(Lawter国际公司) 17.0聚酮树脂，K-3107(Lawter国际公司) 3.0溶剂黑29(Orient化学公司) 4.5聚酯改性的聚二甲基硅氧烷(BYK333，BYK化学，0.1USA)技术级白油(Pennzoil Products) 4.0二甘醇(Ashland化学公司) 3.0100.0用一台有代表性的DOD喷墨打印机将该油墨组合物打印在包括玻璃、不锈钢、铝、聚乙烯、聚酯、聚苯乙烯和聚氯乙烯在内的各种非多孔基质上。发现印制的图象的干燥时间小于10秒。该图象具有优异的擦不掉性能。该喷墨打印机操作时不堵塞喷嘴。
实施例5本实施例说明适用于DOD喷墨打印机的本发明的另一种红色喷墨组合物的制备。下列成分按所列次序合并，然后进行混合直到所有固体组分溶解为止。将所形成的混合物过滤以除去任何颗粒物并回收该油墨组合物。
成分重量％1-甲氧基-2-丙醇(Ashland化学公司) 68.7聚酮树脂，K-1717HMP(Lawter国际公司) 17.5聚酮树脂，K-3107(Lawter国际公司) 3.7溶剂红125(Crompton&Knowles Colors)4.0聚酯改性的聚二甲基硅氧烷(BYK333，BYK化学，0.1USA)加氢处理轻质和重质环烷油混合物(Pennzoil Products) 4.0二甘醇(Ashland化学公司)2.0100.0用一台有代表性的DOD喷墨打印机将该油墨组合物打印在包括玻璃、不锈钢、铝、聚乙烯、聚酯、聚苯乙烯和聚氯乙烯在内的各种非多孔基质上。发现印制的图象的干燥时间小于10秒。该图象具有优异的擦不掉性能。该喷墨打印机操作时不堵塞喷嘴。
实施例6本实施例说明适用于DOD喷墨打印机的本发明的又另一种黑色喷墨组合物的制备。下列成分按所列次序合并，然后进行混合直到所有固体组分溶解为止。将所形成的混合物过滤以除去任何颗粒物并回收该油墨组合物。
成分 重量％乙醇(Ashland化学公司) 13.01-甲氧基-2-丙醇(Ashland化学公司) 54.0聚酮树脂，K-1717HMP(Lawter国际公司)18.5聚酮树脂，K-3107(Lawter国际公司)2.5溶剂黑29(Orient化学公司)4.9聚酯改性的聚二甲基硅氧烷(BYK333，BYK化学， 0.1USA)植物油衍生物(AGRISOLVH，Lawter国际公司) 3.0二甘醇(Ashland化学公司) 4.0100.0用一台有代表性的DOD喷墨打印机将该油墨组合物打印在包括玻璃、不锈钢、铝、聚乙烯、聚酯、聚苯乙烯和聚氯乙烯在内的各种非多孔基质上。发现印制的图象的干燥时间小于10秒。该图象具有优异的擦不掉性能。该喷墨打印机操作时不堵塞喷嘴。
实施例7本实施例说明适用于DOD喷墨打印机的本发明的另一种黑色喷墨组合物的制备。下列成分按所列次序合并，然后进行混合直到所有固体组分溶解为止。将所形成的混合物过滤以除去任何颗粒物并回收该油墨组合物。
成分 重量％1-甲氧基-2-丙醇(Ashland化学公司) 68.5烃树脂，NEVEX 100(Neville化学公司)4.8聚酮树脂，K-1717HMP(Lawter国际公司) 15.6溶剂黑29(Orient化学公司) 4.5聚酯改性的聚二甲基硅氧烷(BYK333，BYK化学，0.1USA)石蜡油(埃克森公司)2.0二甘醇(Ashland化学公司) 4.5100.0用一台有代表性的DOD喷墨打印机将该油墨组合物打印在包括玻璃、不锈钢、铝、聚乙烯、聚酯、聚苯乙烯和聚氯乙烯在内的各种非多孔基质上。发现印制的图象的干燥时间小于10秒。该图象具有优异的擦不掉性能。该喷墨打印机操作时不堵塞喷嘴。
实施例8本实施例说明按照本发明使用一种聚合物染料(MILLIJET黑40)的黑色喷墨组合物的制备。下列成分按所列次序合并，然后进行混合直到所有固体组分溶解为止。将所形成的混合物过滤以除去任何颗粒物并回收该油墨组合物。
成分重量％1-甲氧基-2-丙醇(Ashland化学公司)74.4聚酮树脂，K-1717HMP(Lawter国际公司) 8.0聚酮树脂，K-3107(Lawter国际公司) 2.5MILLIJET黑40(Milliken化学公司) 8.0聚酯改性的聚二甲基硅氧烷(BYK333，BYK化学， 0.1USA)提取的石蜡油(埃克森公司) 2.5N-甲基吡咯烷酮(ISP) 4.5100.0用一台有代表性的DOD喷墨打印机将该油墨组合物打印在包括玻璃、不锈钢、铝、聚乙烯、聚酯、聚苯乙烯和聚氯乙烯在内的各种非多孔基质上。发现印制的图象的干燥时间小于10秒。该图象具有优异的擦不掉性能。打印机喷嘴按正常保养程序在每1500小时非打印间隔后进行清洗，进行喷墨打印时不堵塞喷嘴。
实施例9本实施例说明按照本发明使用一种聚合物染料(MILLIJET兰28)的兰色喷墨组合物的制备。下列成分按所列次序合并，然后进行混合直到所有固体组分溶解为止。将所形成的混合物过滤以除去任何颗粒物并回收该油墨组合物。
成分 重量％1-甲氧基-2-丙醇(Ashland化学公司) 59.4正丙氧基丙醇(Ashland化学公司)10.0聚酮树脂，K-1717HMP(Lawter国际公司) 15.0聚酮树脂，K-3107(Lawter国际公司) 2.5MILLIJET黑28(Milliken化学公司)8.0聚酯改性的聚二甲基硅氧烷(BYK333，BYK化学，0.1USA)技术级白油(Pennzoil Products) 3.0二甘醇(Ashland化学公司) 2.0100.0用一台有代表性的DOD喷墨打印机将该油墨组合物打印在包括玻璃、不锈钢、铝、聚乙烯、聚酯、聚苯乙烯和聚氯乙烯在内的各种非多孔基质上。发现印制的图象的干燥时间小于10秒。该图象具有优异的擦不掉性能。打印机喷嘴按正常保养程序在每1500小时非打印间隔后进行清洗，进行喷墨打印时不堵塞喷嘴。
实施例10本实施例说明按照本发明的另一种黑色喷墨组合物的制备。下列成分按所列次序合并，然后进行混合直到所有固体组分溶解为止。将所形成的混合物过滤以除去任何颗粒物并回收该油墨组合物。
成分 重量％1-甲氧基-2-丙醇(Ashland化学公司) 63.4乙酸1-甲氧基-2-丙酯(联合碳化物公司) 20.0聚乙烯醇缩丁醛，PLIOLOFORM LL 4150(Wacker化4.5学公司)IOSOL黑(溶剂黑13，Tricon Color公司) 5.0聚酯改性的聚二甲基硅氧烷(BYK333，BYK化学，0.1USA)石蜡油(埃克森公司)2.0二甘醇(Ashland化学公司) 5.0100.0用一台有代表性的DOD喷墨打印机将该油墨组合物打印在包括玻璃、不锈钢、铝、聚乙烯、聚酯、聚苯乙烯和聚氯乙烯在内的各种非多孔基质上。发现印制的图象的干燥时间小于10秒。该图象具有优异的擦不掉性能。该喷墨打印机操作时不堵塞喷嘴。
实施例11本实施例说明按照本发明的另一种黑色喷墨组合物的制备。下列成分按所列次序合并，然后进行混合直到所有固体组分溶解为止。将所形成的混合物过滤以除去任何颗粒物并回收该油墨组合物。
成分 重量％1-甲氧基-2-丙醇(Ashland化学公司) 58.9乳酸乙酯(Riba公司) 10.0聚酮树脂，K-1717HMP(Lawter国际公司) 13.5聚酮树脂，K-3107(Lawter国际公司) 2.5油墨860(溶剂黑3，Orient化学公司) 5.0聚酯改性的聚二甲基硅氧烷(BYK333，BYK化学，0.1USA)提取的石蜡油(埃克森公司) 5.0N-甲基吡咯烷酮(ISP) 5.0100.0用一台有代表性的DOD喷墨打印机将该油墨组合物打印在包括玻璃、不锈钢、铝、聚乙烯、聚酯、聚苯乙烯和聚氯乙烯在内的各种非多孔基质上。发现印制的图象的干燥时间小于10秒。该图象具有优异的擦不掉性能。该喷墨打印机操作时不堵塞喷嘴。
权利要求
1.一种喷墨组合物，其中包含一种挥发性有机溶剂、一种油、一种或多种溶于所述挥发性有机溶剂中的粘合剂树脂，和一种着色剂。
2.按照权利要求1的喷墨组合物，其中所述挥发性有机溶剂相对于蒸发速率为1.0的乙酸正丁酯标准而言，其蒸发速率为0.1或更高。
3.按照权利要求2的喷墨组合物，其中所述挥发性有机溶剂相对于蒸发速率为1.0的乙酸正丁酯标准而言，其蒸发速率为0.3～5.0。
4.按照权利要求1或权利要求2或权利要求3的喷墨组合物，其中所述着色剂包含一种染料。
5.按照权利要求4的喷墨组合物，其中所述染料不溶于或基本上不溶于所述油中。
6.按照前述权利要求中任何一项的喷墨组合物，其中所述的油的溶解度为所述挥发性有机溶剂重量的2％～20％重量。
7.按照前述权利要求中任何一项的喷墨组合物，其中所述粘合剂树脂不溶于或基本上不溶于所述油中。
8.按照前述权利要求中任何一项的喷墨组合物，其中所述粘合剂树脂的重均分子量为500,000或更低。
9.按照权利要求8的喷墨组合物，其中所述粘合剂树脂的重均分子量为30,000或更低。
10.按照前述权利要求中任何一项的喷墨组合物，其中所述挥发性有机溶剂选自下列一组醇类、酮类、酯类、醚类、二醇醚类、二醇醚酯类以及它们的组合。
11.按照权利要求10的喷墨组合物，其中所述挥发性有机溶剂选自下列一组乙醇、1-甲氧基-2-丙醇、正丙氧基丙醇、乙酸1-甲氧基-2-丙酯、乙酸乙酯以及它们的组合。
12.按照前述权利要求中任何一项的喷墨组合物，其中所述粘合剂树脂选自下列一组聚酮树脂、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、烃树脂、聚乙烯醇缩丁醛，以及它们的组合。
13.按照前述权利要求中任何一项的喷墨组合物，其中所述的油选自石油润滑油、非干性油或半干性油。
14.按照权利要求1～12中任何一项的喷墨组合物，其中所述的油选自下列一组芳香族油、石蜡油、提取的石蜡油、环烷油、提取的环烷油、加氢处理轻油混合物、加氢处理轻油和重油的混合物、植物油、植物油衍生物，以及这些油的组合。
15.按照前述权利要求中任何一项的喷墨组合物，其中所述的油具有300°F～800°F的初始沸点。
16.按照权利要求15的喷墨组合物，其中所述的油具有400°F～600°F的初始沸点。
17.按照前述权利要求中任何一项的喷墨组合物，其中所述的油具有450°F～900°F的50％沸点。
18.按照权利要求17的喷墨组合物，其中所述的油具有500°F～800°F的50％沸点。
19.按照前述权利要求中任何一项的喷墨组合物，其中所述的油的平均分子量为200～900。
20.按照权利要求4的喷墨组合物，其中所述染料选自由C.I.溶剂黑3、7、13、29和70，以及C.I.溶剂红125组成的一组。
21.按照权利要求4的喷墨组合物，其中所述染料是一种聚合物染料。
22.按照前述权利要求中任何一项的喷墨组合物，其中进一步包含一种表面活性剂。
23.按照权利要求22的喷墨组合物，其中所述表面活性剂是一种硅氧烷。
24.按照权利要求23的喷墨组合物，其中所述硅氧烷是一种聚酯改性的聚二甲基硅氧烷。
25.按照前述权利要求中任何一项的喷墨组合物，其中进一步包含一和二醇或一种吡咯烷酮添加剂。
26.按照权利要求25的喷墨组合物，其中所述添加剂是二甘醇或N-甲基吡咯烷酮。
27.按照权利要求1的喷墨组合物，其中所述的油是一种非吸湿性油。
28.一种在基质上进行喷墨打印的方法，包含将油墨微滴喷射到所述基质上，并控制所述微滴的方向，使得该微滴能在该基质上形成所要求的打印图象，其中所述油墨微粒是由按照前述权利要求中任何一项的喷墨组合物形成的。
29.按照权利要求28的方法，其中所述基质是一种非多孔基质。
30.按照权利要求28或权利要求29的方法，其中所述打印是以按需喷墨(drop-on-demand)模式进行的。
31.一种用一种按需喷墨喷墨打印机进行打印的方法，包含将一种喷墨组合物的微滴流通过一个或多个喷嘴孔喷射到一种基质上，其中所述喷墨组合物包含一种能在非打印间隔期间在喷嘴孔上形成一个连续油相的油。
32.一种减少喷墨打印机中喷嘴孔堵塞的方法，包含用一种含有在非打印间隔期间能在喷嘴孔外面的空气和喷嘴孔内的油墨之间形成一个边界层的一种油的喷墨组合物进行打印。
33.按照权利要求31或权利要求32的方法，其中所述喷嘴孔在打印前进行清洗。
34.按照权利要求31或权利要求32或权利要求33的方法，其中所述喷墨组合物是一种按照权利要求1～27中任何一项所述的喷墨组合物。
全文摘要
本发明提供一种喷墨组合物,其中包含一种挥发性有机溶剂、一种或多种溶于该挥发性有机溶剂中的粘合剂树脂,和一种着色剂。该油墨组合物是快干的,对非多孔基质具有优异的附着力。使用该油墨组合物的打印机,如按需喷墨打印机即使在长的非打印间隔期间后仍能进行操作而不会堵塞喷嘴。本发明还提供一种减少喷墨打印机中喷嘴孔堵塞的方法,包含用一种含有在非打印间隔期间能在喷嘴孔外面的空气和喷嘴孔内的油墨之间形成一个起边界层作用的连续油相的一种油的油墨组合物进行打印。本发明进一步提供一种在基质上进行喷墨打印的方法,包括将本发明油墨组合物的油墨微滴喷射到该基质上,并控制所述微滴的方向,使得该微滴能在该基质上形成所要求的打印图象。
文档编号B41J2/01GK1332773SQ998152
公开日2002年1月23日 申请日期1999年11月4日 优先权日1998年11月6日
发明者W·K·邹, X·王, C·伍德科克, Q·Q·董, F·肖 申请人:马科尼数据系统公司