专利名称：无颜色互渗颜料型喷墨墨水组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一组喷墨墨水，尤其是一组在铜版纸或数码打样纸上打印没有颜色互渗现象的颜料型喷墨墨水组。
背景技术：
随着新兴印刷市场的发展，喷墨印刷的应用越来越广泛。喷墨印刷方式避免了传统印刷材料浪费，喷墨印刷可以在最终印刷材料上快速、优质而准确地输出，喷墨印刷在数码CAD、数码影像、数码打样、艺术品复制、GIS (地理信息系统)领域和广告设计等领域都具有重要地位。为了精确并准确地控制喷墨墨滴，以及输出高品质的图像，不但要求高精度的喷墨打印设备，还要求具有较好储存稳定性和喷射稳定性的墨水，同时还要求具有吸墨性的输出介质相适应。评价喷墨印刷品品质的因素一般有解析度、颜色互渗、色阶、色彩还原性、点质量、 线条质量等，其中颜色互渗、点质量和线条质量都与墨水的品质有直接关系。表面张力是反映墨水特性的一个重要的参数，表面张力会影响墨水在墨盒和墨水通道中的润湿性，墨水润湿其接触表面的速度又会影响墨水供给速率，从而直接影响打印速度；墨水的表面张力还会影响墨滴所产生墨点的直径和墨点的形状；墨水的表面张力还会影响到墨水对打印介质的润湿情况，从而影响打印介质对墨水的吸收时间，即墨水的干燥时间；墨水的表面张力过低，会造成墨水在打印机喷头处铺展，大量墨水铺展堆积在喷头处当再次打印时会造成漏墨、飞墨等不良打印；墨水的表面张力过高，会造成墨水供给速率不足，当高速打印时会发生打印断线。因此喷墨墨水的表面张力必须保持在一定范围之内。当喷墨打印彩色图像时会发生几种颜色的墨水几乎同时被喷在介质上某一微小区域，由于墨滴渗透到介质内需要一定时间，因此会有不同颜色墨滴在介质上某一微小区域内短暂停留的现象，在介质上这一微小区域内如果有不同颜色墨滴重叠，且不同颜色墨滴的表面张力差距过大，就会造成颜色互渗现象，打印的图像轮廓就会模糊不清。为此研究墨水的表面张力及不同颜色墨水的表面张力差值对提高打印质量、加快打印速率等方面有着积极的意义。中国专利200810082351. 6用于喷墨记录的墨组和喷墨记录方法中公开了一种防止颜色互渗的方法一组喷墨墨水，黑色墨与黄色墨的表面张力差为2达因/厘米以下，且黄色墨的表面张力低于黑色墨的表面张力；其中黑色墨的表面张力是39达因/厘米 40 达因/厘米；其中黄色墨和具有最低表面张力的彩色墨之间的表面张力差是4达因/厘米以下；中国专利200810082351. 6通过控制墨水及墨水间的表面张力差来防止颜色互渗现象的发生，并没有针对数码打样纸对墨水特性进行控制。中国专利200480018883. 3涉及一种喷墨记录方法和喷墨打印机，其中所述每一种颜色的墨水使用表面张力为25 45达因/厘米的墨水；中国专利200780001950. 4中也涉及了一种喷墨记录用墨水，其中该墨水的表面张力在25 35达因/厘米；上述两个专利虽然提出了对每种墨水表面张力的要求，但没有涉及并控制不同颜色墨水之间表面张力高低的关系，因此不能有效解决不同颜色墨水颜色互渗的问题。解决不同颜色墨水间颜色互渗的问题还可以选择与墨水组相适应的打印介质。当使用具有多孔性的树脂涂布相纸，如爱普生、乐凯、三菱公司的光泽照片纸，可以有效避免不同颜色墨水间的颜色互渗问题，使用这类介质时对墨水的表面张力不需要严格控制即可获得较好打印质量。然而这类打印介质价格较贵，目前印刷领域广泛使用的是铜版纸及数码打样纸，铜版纸主要是用于传统印刷，其表面光洁平整、平滑度高、光泽度好，且价格低于多孔性相纸，但吸墨性差；数码打样纸纸基较薄，其涂层厚度也与多孔型喷墨相纸不完全相同。使用铜版纸或数码打样纸打印时，由于其吸墨性差喷墨墨滴在介质上会有较长时间停留，可能会发生颜色互渗现象，通过控制墨水及墨水间的表面张力可以实现降低或消除颜色互渗问题。
发明内容
本发明的目的在于提供无颜色互渗颜料型喷墨墨水组，减少喷墨墨水颜色互渗现象的发生，尤其是当喷墨墨水在铜版纸或数码打样纸上打印时可以有效避免颜色互渗，提高打印质量，通过控制喷墨墨水的表面张力可以实现本发明的技术效果。本发明的技术方案在于无颜色互渗颜料型喷墨墨水组，包括青色(C)墨水、淡青色(LC)墨水、品红(M)墨水、淡品红(LM)墨水、黄色⑴墨水、黑色(PK)墨水、淡黑(LK)墨水和淡淡黑(LLK)墨水，其特征在于每种墨水的配方含有质量份数为1 40%的保湿剂，质量份数为0. 5 5%的高分子聚合物，质量份数为0. 1 的pH调节剂，质量份数为1 50%的色浆，质量份数为0. 1 2%的表面活性剂，其它组分为去离子水；通过调节配方中表面活性剂的用量使得上述无颜色互渗颜料型喷墨墨水组中的墨水表面张力满足下列条件(1) 25达因/厘米<每个墨水的表面张力< 38达因/厘米；(2) ST (PK)-ST (M) > _5达因/厘米，其中ST (PK)表示黑色墨水的表面张力，ST (M) 表示品红色墨水的表面张力。为了避免品红色墨水和青色墨水间的颜色互渗，无颜色互渗颜料型喷墨墨水组中的墨水表面张力除满足上述两个条件还满足-1达因/厘米< ST(M)-ST(C) < 3达因/厘米，其中ST(M)表示品红色墨水的表面张力，ST(C)表示青色墨水的表面张力。上述无颜色互渗颜料型喷墨墨水组墨水配方中的保湿剂可以选择2-吡咯酮、丙三醇、乙二醇、二乙二醇、三甘醇、正丙醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、三羟甲基丙烷、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、2-吡咯酮、1，2，6-己三醇、季戊四醇、尿素等其中的一种或两种及其以上组合。上述无颜色互渗颜料型喷墨墨水组墨水配方中的高分子聚合物，具体可以选择丙烯酸类、苯乙烯-丙烯酸类、聚氨酯类、聚酯类、松香或改性松香类、有机硅类和聚烯烃蜡乳液等高分子聚合物，高分子聚合物的重均分子量Mw应大于5000，玻璃化温度Tg应大于 50°C，采用巴斯夫公司的 Joncryl HPD696 (Tg = 88, Mw = 16000), Joncryl 611 (Tg =50，Mw = 8100)、Joncryl 678 (Tg = 85，Mw = 8600)、Joncryl HPD71 (Tg = 128，Mw = 17250)、Joncryl HPD196(Tg = 85,Mw = 9200)、Joncryl67(Tg = 73,Mw = 12500)、Joncryl HPD690 (Tg = 102，Mw = 16500) Joncryl678 (Tg = 85，Mw = 8600)。
上述无颜色互渗颜料型喷墨墨水组墨水配方中的pH调节剂采用氨水、三乙胺、二
乙醇胺、三乙醇胺、氢氧化钠、氢氧化钾。上述无颜色互渗颜料型喷墨墨水组墨水配方中的表面活性剂为炔二醇类表面活性剂、有机硅类表面活性剂或者其它类型的具有调节表面张力的物质；所说的炔二醇类表面活性剂采用空气化工公司的 Surfynol 420、Surfynol 440、Surfynol 465、Surfynol 485、Surfynol2502、Surfynol 104E ；所说的有机硅类表面活性剂采用毕克化学公司的 BYK345、BYK346、BYK347、BYK348。上述无颜色互渗颜料型喷墨墨水组墨水配方中的青色色浆采用卡博特公司的 Cabot-0-Jet450C,品红色色浆采用卡博特公司的Cabot-0-Jet465M、黄色色浆采用卡博特公司的CabOt-0-Jet470Y，黑色色浆采用卡博特公司的科莱恩公司的Black 0Ρ_Τ。本发明中墨水的表面张力使用美国科尔帕默(Cole-Parmer)公司的静态表面张力仪测试。本发明中测试使用的打印机为Epson Stylus Pro 7880C，使用的测试软件为EFI 公司的Colorproof XF RIP软件；打印样张为软件提供的InkLimitChannel_IO. tif 和 QualityControl_IO. tif图像；判定颜色互渗的方法是观察上述打印样张，如果发生如附图1所示情况，两种墨水的边界模糊不清并有明显的毛刺出现即认为有颜色互渗现象发生，如附图2所示两种墨水的边界清晰并没有明显的毛刺出现即认为无颜色互渗现象发生；测试用纸为乐凯公司的水晶照片纸和上海易利卡公司的fesiColor 313数码打样纸。本发明的优越性采用本发明所述的方法可以获得一组打印无颜色互渗现象的颜料型喷墨墨水，特别是可以在铜版纸或数码打样纸上获得良好打印质量的颜料型喷墨墨水，从而扩展了颜料型喷墨墨水组的纸张适应性；本发明针对压电式喷头和数码打样纸对每个墨水的表面张力、黑色墨水和品红色墨水的表面张力差及品红色墨水和青色墨水的表面张力差都做了详细研究和精确控制，因此可使墨水组在数码打样纸上打印时获得良好印刷质量。
图1为有颜色互渗颜料型喷墨墨水组效果图；当打印的两种相邻颜色色块边界模糊，并有明显毛刺，认为是发生了颜色互渗。图2为无颜色互渗颜料型喷墨墨水组效果图；当打印的两种相邻颜色色块边界清晰，没有明显毛刺，则认为没有颜色互渗发生。
具体实施例方式本发明中涉及以下符号，每个符号的含义为ST (PK) -ST (C)表示黑色墨水与青色墨水表面张力的差值；ST (PK) -ST (LC)表示黑色墨水与淡青色墨水表面张力的差值；ST(PK)-ST(M)表示黑色墨水与品红色墨水表面张力的差值；ST(PK)-ST(LM)表示黑色墨水与淡品红色墨水表面张力的差值；ST (PK) -ST (Y)表示黑色墨水与黄色墨水表面张力的差值；ST (PK) -ST (LK)表示黑色墨水与淡黑色墨水表面张力的差值；
ST (PK) -ST (LLK)表示黑色墨水与淡淡黑色墨水表面张力的差值；ST(M)-ST(C)表示品红色墨水与青色墨水表面张力的差值。选择具有不同表面张力的颜料型喷墨墨水组成喷墨墨水组，将墨水填充到Epson Stylus Pro 7880C 打印机上，使用 EFI 公司的 Colorproof XF RIP 软件，在 EasiColor 313 数码打样纸上分别打印 hkLimitChannel_IO. tif 和 QualityControl_IO. tif 图像。实施例1制备本发明实施例1所涉青色墨水的步骤为把质量分数为4%的2-吡咯酮，质量分数为12%的丙三醇，质量分数为的巴斯夫公司Joncryl 67，质量分数为0. 2 %的氢氧化钠和质量分数为40%去离子水混合均勻，之后加入质量分数为20%的卡博特公司 Cabot-O-Jet 450C色浆，待再次混合均勻后加入毕克化学公司的BI348调节墨水的表面张力为33.2。制备本发明实施例1所涉淡青色墨水的步骤为把质量分数为4%的2-吡咯酮，质量分数为12%的丙三醇，质量分数为的巴斯夫公司Joncryl 67，质量分数为0. 2 %的氢氧化钠和质量分数为50%去离子水混合均勻，之后加入质量分数为10%的卡博特公司 Cabot-0-Jet450C色浆，待再次混合均勻后加入毕克化学公司的BI348调节墨水的表面张力为31. 2。制备本发明实施例1所涉品红色墨水的步骤为把质量分数为4%的2-吡咯酮，质量分数为12%的丙三醇，质量分数为的巴斯夫公司Joncryl 67，质量分数为0. 2 %的氢氧化钠和质量分数为40%去离子水混合均勻，之后加入质量分数为20%的卡博特公司 Cabot-0-Jet465M色浆，待再次混合均勻后加入毕克化学公司的BI348调节墨水的表面张力为；34.0。制备本发明实施例1所涉淡品红色墨水的步骤为把质量分数为4%的2-吡咯酮， 质量分数为12%的丙三醇，质量分数为的巴斯夫公司Joncryl 67，质量分数为0. 2%的氢氧化钠和质量分数为50%去离子水混合均勻，之后加入质量分数为10%的卡博特公司 Cabot-0-Jet465M色浆，待再次混合均勻后加入毕克化学公司的BI348调节墨水的表面张力为33. 2。制备本发明实施例1所涉黄色墨水的步骤为把质量分数为4%的2-吡咯酮，质量分数为12%的丙三醇，质量分数为的巴斯夫公司Joncryl 67，质量分数为0. 2 %的氢氧化钠和质量分数为40%去离子水混合均勻，之后加入质量分数为20%的卡博特公司 Cabot-O-Jet 470Y色浆，待再次混合均勻后加入毕克化学公司的BI348调节墨水的表面张力为33.6。制备本发明实施例1所涉黑色墨水的步骤为把质量分数为4%的2-吡咯酮，质量分数为12%的丙三醇，质量分数为的巴斯夫公司Joncryl 67，质量分数为0. 2%的氢氧化钠和质量分数为40%去离子水混合均勻，之后加入质量分数为20%的科来恩公司Black OP-T色浆，待再次混合均勻后加入毕克化学公司的BI348调节墨水的表面张力为34. 8。制备本发明实施例1所涉淡黑色墨水的步骤为把质量分数为4%的2-吡咯酮，质量分数为12%的丙三醇，质量分数为的巴斯夫公司Joncryl 67，质量分数为0. 2 %的氢氧化钠和质量分数为50%去离子水混合均勻，之后加入质量分数为10%的科来恩公司 Black OP-T色浆，待再次混合均勻后加入毕克化学公司的BI348调节墨水的表面张力为31.9。制备本发明实施例1所涉淡淡黑色墨水的步骤为把质量分数为4%的2-吡咯酮， 质量分数为12%的丙三醇，质量分数为的巴斯夫公司Joncryl 67，质量分数为0. 2 % 的氢氧化钠和质量分数为去离子水混合均勻，之后加入质量分数为5%的科来恩公司 Black OP-T色浆，待再次混合均勻后加入毕克化学公司的BI348调节墨水的表面张力为
32.O。比较例1至比较例5的实施方式与实施例1完全一致，区别在于通过毕克化学公司的Β (348表面活性剂调节墨水的表面张力满足表1中的数值。表1不同墨水的表面张力
权利要求
1.无颜色互渗颜料型喷墨墨水组，包括青色墨水、淡青色墨水、品红墨水、淡品红墨水、 黄色墨水、黑色墨水、淡黑墨水和淡淡黑墨水，其特征在于每种墨水的配方均含有质量份数为1 40 %的保湿剂，质量份数为0. 5 5 %的高分子聚合物，质量份数为0. 1 1 %的PH 调节剂，质量份数为1 50%的色浆，质量份数为0. 1 2%的表面活性剂，其它组分为去离子水；通过调节配方中表面活性剂的用量使得上述无颜色互渗颜料型喷墨墨水组中的墨水表面张力满足下列条件(1)25达因/厘米<每个墨水的表面张力< 38达因/厘米；(2)黑色墨水的表面张力-品红色墨水的表面张力)>-5达因/厘米。
2.根据权利要求1所说的无颜色互渗颜料型喷墨墨水组，其特征在于无颜色互渗颜料型喷墨墨水组中的墨水表面张力除满足上述两个条件还满足-1达因/厘 米< 品红色墨水的表面张力-青色墨水的表面张力< 3达因/厘米。
3.根据权利要求1所说的无颜色互渗颜料型喷墨墨水组，其特征在于所说的保湿剂选择2-吡咯酮、丙三醇、乙二醇、二乙二醇、三甘醇、正丙醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、三羟甲基丙烷、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、2_吡咯酮、1， 2,6-己三醇、季戊四醇或尿素其中的一种或两种及其以上组合。
4.根据权利要求1所说的无颜色互渗颜料型喷墨墨水组，其特征在于所说的高分子聚合物，选择丙烯酸类、苯乙烯-丙烯酸类、聚氨酯类、聚酯类、松香或改性松香类、有机硅类和聚烯烃蜡乳液高分子聚合物；高分子聚合物的重均分子量Mw应大于5000，玻璃化温度Tg 应大于 50°C，采用巴斯夫公司的 Joncryl HPD696、Joncryl 611、Joncryl 678、Joncryl HPD 71、Joncryl HPD196、Joncryl 67、Joncry1HPD690、Joncryl 678。
5.根据权利要求1所说的无颜色互渗颜料型喷墨墨水组，其特征在于所说的PH调节剂采用氨水、三乙胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氢氧化钠、氢氧化钾。
6.根据权利要求1所说的无颜色互渗颜料型喷墨墨水组，其特征在于所说的表面活性剂为炔二醇类表面活性剂、有机硅类表面活性剂或者其它类型的具有调节表面张力的物质；所说的炔二醇类表面活性剂采用空气化工公司的Surfynol 420、Surfynol 440、 Surfynol465、Surfynol 485,Surfynol 2502、Surfynol 104E ；所说的有机硅类表面活性剂采用毕克化学公司的 BYK345、BYK346、BYK347、BYK348。
7.根据权利要求1所说的无颜色互渗颜料型喷墨墨水组，其特征在于所说的色浆是青色色浆、品红色色浆、黄色色浆、黑色色浆，其中青色色浆采用卡博特公司的 Cabot-0-Jet450C,品红色色浆采用卡博特公司的Cabot-0-Jet465M、黄色色浆采用卡博特公司的CabOt-0-Jet470Y，黑色色浆采用卡博特公司的科莱恩公司的BlackOP-T。
全文摘要
无颜色互渗颜料型喷墨墨水组，其特征在于每种墨水的配方均含有质量份数为1～40％的保湿剂，质量份数为0.5～5％的高分子聚合物，质量份数为0.1～1％的pH调节剂，质量份数为1～50％的色浆，质量份数为0.1～2％的表面活性剂，其它组分为去离子水；墨水表面张力满足下列条件(1)25达因/厘米＜每个墨水的表面张力＜38达因/厘米；(2)黑色墨水的表面张力-品红色墨水的表面张力)＞-5达因/厘米。优越性本发明对每个墨水的表面张力、黑色墨水和品红色墨水的表面张力差及品红色墨水和青色墨水的表面张力差都做了详细研究和精确控制，因此可使墨水组在数码打样纸上打印时获得良好印刷质量。
文档编号C09D11/02GK102532983SQ20101061577
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者刘小波, 王文杰 申请人:天津兆阳纳米科技有限公司