专利名称：含聚乙二醇脂肪酸酯的喷墨墨水的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种喷墨墨水，特别是涉及一种含聚乙二醇脂肪酸酯的喷墨墨水。
喷墨打印技术已发展多年，这种打印机产品的优点主要是价格低、噪音低，且可提供高品质的全色系打印。此外，还可使用一般纸张、特殊的打印专用纸及专用投影片等多种载体。但是，它们在下述打印品质上仍有待加强及改善，包括增加打印速度、抑止墨滴荫开(bleed)、加强色料的光泽鲜艳度、耐水性(water-fastness)以及抗旋光性(light-fastness)等。其中以抑止墨滴荫开最有助于提高打印品质。
墨滴荫开是指喷墨通过墨水盒打印在纸上后，因墨滴本身无法有效凝聚，而通过载体纤维所产生的毛细现象。这种现象将导致墨滴向外扩散，或是渗透到另一颜色中，由此影响产品的打印品质。而为了抑止或减缓墨滴在载体上荫开的现象，需要在墨水配方中添加有效的表面活性剂(surfactant)，由此以改变墨水的表面张力或粘度(viscosity)，达到抑止墨滴荫开，提高打印品质的效果。
墨水干燥的速度是提高打印速度的关键之一，在喷墨打印技术中扮演了不可或缺的角色。一般，达到快干的方式大致分为挥发(evaporation)法与渗透(penetration)法两种。挥发的方法是在墨水配方中加入高挥发性的物质，但往往因为这种物质具有高挥发性，而易造成喷嘴阻塞，进而降低喷墨头的可靠度。因此，挥发法通常不被采用。此外，渗透法是在墨水配方中加入添加物质，以加强墨水对载体的渗透性，而达到快干的效果。
喷墨墨水的色料(colorant)，主要有染料(dye)及颜料(pigment)两类。一般而言，染料型墨水因具有较强的渗透性，所以其干燥的时间常小于一秒，而颜料型墨水则因颜料中的颗粒具有颗粒尺寸，而影响其渗透性，也因此使其干燥时间较长，常大于十秒。
此外，色料与墨水所呈现的色系有关。其中染料易溶于水，且呈现出较鲜艳的色彩，但通常缺乏良好的抗旋光性；且因其具有较佳的水溶性，所以相对而言使其无法拥有良好的耐水性；因而导致喷墨打印出的影像接触水分时，将使染料再一次溶解，而影响打印效果。为了改善该缺点，可在墨水配方中添加有效的有机化合物(organic compound)或树脂(resin)，用以增强色料与载体间的作用力，使色料更有效地附着于载体上，增加其耐水性。
有鉴于此，本发明的目的就是要提供一种喷墨墨水，该喷墨墨水可有效降低墨水的表面张力，加快墨滴干燥速度，且增加墨滴与载体间的附着力，以改进打印产品的耐水性，有效提高打印品质。
根据本发明的目的，提供一种喷墨墨水，其至少包括一种或一种以上的聚乙二醇脂肪酸酯，其中，应用于本发明的聚乙二醇脂肪酸酯中的聚乙二醇的分子量小于1500；一分散性颜料；以及一水性溶剂。其中，应用于本发明的聚乙二醇脂肪酸酯的添加量为约0.01％～15.0％(本说明书中皆指重量百分组成)，且选自下列族群所组成的集合，包括聚乙二醇单油酸酯，聚乙二醇双油酸酯，聚乙二醇单硬脂酸酯，聚乙二醇双硬脂酸酯，聚乙二醇单月桂酸酯，聚乙二醇双月桂酸酯，聚乙二醇单松油酸酯以及聚乙二醇双松油酸酯；应用于本发明的分散性颜料的添加量可约为1.0％～5.0％，其颗粒尺寸介于约0.001μm与1.0μm之间；应用于本发明的水性溶剂可以是水，其含量范围约为70.0％～90.0％。
此外，根据本发明的目的所提出的喷墨墨水还可以包括分散剂、附着剂、水溶性的有机溶剂、无机盐类、约0.1％～10.0％的表面活性剂、约0.1％～10.0％的保湿剂、杀菌剂、缓冲溶液以及具有抗旋光性、耐候性等的相关添加物。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一优选实施方案，详细说明如下优选实施方案依照本发明一优选实施方案的喷墨墨水至少包括，聚乙二醇脂肪酸酯(polyethylene glycol fatty acid ester)以及色料(colorant)，溶于水性溶剂(aqueoussolvent)中。优选地，本发明的喷墨墨水还包括表面活性剂(surfactants)、保湿剂(humectant)或杀菌剂(biocide)等。
本发明喷墨墨水配方中的聚乙二醇脂肪酸酯的优选添加量为约0.01％～15.0％(重量百分比)，并可为下列中任何一种或不限定数目的多种的组合，例如，聚乙二醇单油酸酯(polyethylene glycol mono-oleate(PEGMO))、聚乙二醇双油酸酯(polyethylene glycol di-oleate(PEGDO))、聚乙二醇单硬脂酸酯(polyethylene glycol mono-stearate(PEGMS))、聚乙二醇双硬脂酸酯(polyethylene glycol di-stearate(PEGDS))、聚乙二醇单月桂酸酯(polyetheneglycol mono-laurate(PEGML))、聚乙二醇双月桂酸酯(polyethene glycoldi-laurate(PEGDL))、聚乙二醇单松油酸酯(polyethylene glycolmono-tallate(PEGMT)以及聚乙二醇双松油酸酯(polyethylene glycoldi-tallate(PEGDT))等。其中聚乙二醇(polyethylene glycol；PEG)的分子量优选小于1500，例如PEG400DO，(表示PEGDO中PEG的分子量为400)。
在喷墨墨水配方中添加聚乙二醇脂肪酸酯，可有效降低颜料型墨水的表面张力，达到快干的效果；此外也可加强颜料对纸张载体的吸附能力，增加耐水性及耐磨性，提高打印的品质。
本发明的墨水配方中所包含的颜料采用颗粒尺寸较细小的分散性颜料(pigment)；其添加量可约为1.0％～10.0％，优选为约1.0％～5.0％。使用颜料可使墨水具有较佳的耐水性及抗旋光性，但一般需配合有效的分散剂及附着剂使用。为避免颜料凝结，产生沉淀，造成墨水盒喷头的阻塞，优选颜料颗粒尺寸介于约0.001μm与1.0μm之间。
本发明的喷墨墨水优选是溶于水性溶剂中，水性溶剂例如为水，其含量范围约为50.0％～95.0％，优选约为70.0％～90.0％。另外，本发明的喷墨墨水还可以包括几种水溶性的有机溶剂(organic solvent)和无机盐类(inorganicsalt)，用以加强墨水的渗透及分散(dispersion)特性。
此外，依照本发明的优选实施方案的喷墨墨水还可以添加一种或一种以上的表面活性剂，以调整墨水的粘度及表面张力，使墨水配方在添加了适当量的表面活性剂后，可调整至适当粘度范围以使供墨及喷墨顺利，并且适当的表面张力使墨滴不易荫开。此外，依照本发明的优选实施方案的喷墨墨水，添加的表面活性剂也具有分散和渗透的功能，可以加强溶质在墨水中的分散性，以及其对于纸张或其它载体的渗透性。可以添加于本发明的墨水中的表面活性剂，可以是阴离子(anionic)型、非离子(nonionic)型、阳离子(cationic)型，或两性(amphoteric)表面活性剂；其添加量可以小于15.0％，优选为约0.1％～10.0％。
本发明的喷墨墨水还可以添加保湿剂(humectant)。由于墨水盒喷头长时间曝露于大气环境当中，使得喷墨头处的墨水容易因挥发而产生沉淀物，导致喷墨头阻塞(clogging)，进而影响打印效果。添加保湿剂可以减缓墨水在喷墨头处的挥发速率，防止喷头阻塞的情形发生；优选的保湿剂为不易挥发的水溶性有机化合物，如乙二醇(ethylene glycol)、聚乙二醇、甘油(glycerol)等；保湿剂的添加量在10.0％以下，优选为约0.1％～10.0％。
此外，在本发明的喷墨墨水中，优选还可以添加杀菌剂(biocide)或缓冲溶液(buffer)。杀菌剂可以抑制细菌在墨水中滋长；另外，由于色料需在适当酸碱值(pH value)范围内，才能显出理想的色系，所以添加缓冲溶液有助于调节出所需的酸碱值。
如本领域的普通技术人员所公知的，喷墨墨水还可以添加具有抗旋光性、耐候性等的相关添加物，当然也可以应用于本发明的含聚乙二醇脂肪酸酯的喷墨墨水中。
为进一步了解本发明案，请参阅以下所例举的实施例，但是这些实施例并不是用来限定本发明。
实施例1本发明的实施例1的喷墨墨水优选至少包含以下成分分散性颜料 7.0％非离子型表面活性剂 9.0％保湿剂 7.5％水溶性有机溶剂 4.0％聚乙二醇脂肪酸酯 6.5％杀菌剂 0.5％去离子水 平衡用其中，聚乙二醇脂肪酸酯可包括下列任一种或一种以上的任意混合PEGMO、PEGDO、PEGMS、PEGDS、PEGMT、PEGDT、PEGML及PEGDL，如下表一所列的喷墨墨水2～12。聚乙二醇(polyethylene glycol；PEG)的分子量优选地小于1500。另外，喷墨墨水1，为对照组，没有添加任何聚乙二醇脂肪酸酯化合物。
墨水快干效果的测试，是在刚打印出的稿件上立刻覆盖上一空白纸张，观察墨水吸附在覆盖纸张上的多少来决定，吸附的墨水量愈多表示快干效果愈差。其程度可以分为最佳、佳、尚可、差四种。墨水耐水性的测试是在打印出的稿件上喷定量的水，在一定的时间点，观察墨水荫开的程度，荫开的墨水愈多表示耐水性愈差。其程度可以分为最佳、佳、尚可、差四种。
表一
注一⊙表示为最佳；○表示为佳；△表示为尚可；×表示为差。
发明效果由以上的结果可以清楚得知，本发明的含聚乙二醇脂肪酸酯的喷墨墨水，不论是含一种或含多种聚乙二醇脂肪酸酯，都有助于降低墨水组合物的表面张力，并有效改进颜料型墨水的快干效果。此外对于墨滴与纸张载体上间的附着力，也有明显效果，进而增进喷墨产品的耐水性。
综上所述，虽然本发明已如上描述了优选的实施方案(例)，但是它们并不是打算用来限定本发明，任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，都可以对本发明进行各种更动或润饰，因此本发明的保护范围应当以本发明的权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1.一种喷墨墨水，至少包括一聚乙二醇脂肪酸酯；一颜料；以及一溶剂。
2.如权利要求1所述的喷墨墨水，其中该聚乙二醇脂肪酸酯选自由聚乙二醇单油酸酯，聚乙二醇双油酸酯，聚乙二醇单硬脂酸酯，聚乙二醇双硬脂酸酯，聚乙二醇单月桂酸酯，聚乙二醇双月桂酸酯，聚乙二醇单松油酸酯以及聚乙二醇双松油酸酯所组成的族群中。
3.如权利要求1所述的喷墨墨水，其中该聚乙二醇脂肪酸酯的添加量为约0.01wt％～15.0wt％。
4.如权利要求1所述的喷墨墨水，其中该聚乙二醇脂肪酸酯的聚乙二醇的分子量小于1500。
5.如权利要求1所述的喷墨墨水，其中该颜料是一分散性颜料。
6.如权利要求5所述的喷墨墨水，其中该分散性颜料的颗粒尺寸介于约0.001μm与1.0μm之间。
7.如权利要求5所述的喷墨墨水，其中该分散性颜料的添加量约为1.0wt％～10.0wt％
8.如权利要求7所述的喷墨墨水，其中该分散性颜料的添加量约为1.0wt％～5.0wt％。
9.如权利要求5所述的喷墨墨水还包括一分散剂和一附着剂。
10.如权利要求1所述的喷墨墨水，其中该溶剂是一水性溶剂。
11.如权利要求10所述的喷墨墨水，其中该水性溶剂是水。
12.如权利要求10所述的喷墨墨水，其中该水性溶剂的含量范围约为50.0wt％～95.0wt％。
13.如权利要求12所述的喷墨墨水，其中该水性溶剂的含量范围约为70.0％wt～90.0wt％。
14.如权利要求10所述的喷墨墨水，还包括水溶性的有机溶剂和无机盐类。
15.如权利要求1所述的喷墨墨水，还包括一表面活性剂。
16.如权利要求15所述的喷墨墨水，其中该表面活性剂的添加量约为0.1％～10.0％。
17.如权利要求1所述的喷墨墨水，还包括一保湿剂。
18.如权利要求17所述的喷墨墨水，其中该保湿剂是一不易挥发的水溶性有机化合物。
19.如权利要求18所述的喷墨墨水，其中该不易挥发的水溶性有机化合物是乙二醇。
20.如权利要求18所述的喷墨墨水，其中该不易挥发的水溶性有机化合物是聚乙二醇。
21.如权利要求18所述的喷墨墨水，其中该不易挥发的水溶性有机化合物是甘油。
22.如权利要求17所述的喷墨墨水，其中该保湿剂的添加量约为0.1wt％～10.0wt％。
23.如权利要求1所述的喷墨墨水，还包括一杀菌剂。
24.如权利要求1所述的喷墨墨水，还包括一缓冲溶液。
25.如权利要求1所述的喷墨墨水，还包括一具有抗旋光性、耐候性等相关添加物。
全文摘要
一种喷墨墨水，至少包括聚乙二醇脂肪酸酯(polyethylene glycol fatty acid ester)、色料(colorant)、表面活性剂(surfactants)及保湿剂(humectant)。这种喷墨墨水在应用于喷墨技术中时，可有效降低墨水的表面张力(surfacetension)，加快墨滴的干燥速度，并增加墨滴与载体(medium)间的附着力，以改进打印产品的耐水性(water－fastness)，有效提高打印品质。
文档编号C09D11/10GK1393495SQ0111754
公开日2003年1月29日 申请日期2001年6月27日 优先权日2001年6月27日
发明者吕椬境, 沈昱璋, 佘怡璇, 钱嘉欣 申请人:明碁电通股份有限公司