专利名称：黑色墨水组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种黑色墨水组合物，特别是一种不含表面活性剂的黑色墨水组合物。
背景技术：
喷墨打印技术是一种非撞击式打印技术(non-impact printing),其技术特性需求包含需提供鲜明(sharp)、无毛边(non-feathering)的图像，具有良好的水洗牢度(water-fastness)、日光牢度(light-fastness)、光学密度(optical density),快干与储存稳定性佳，打印流畅性佳，不阻塞喷头(non-clogging)等等。一般而言，墨水的表面张力和黏度，对于喷墨的射出速度、墨滴的间隔距离、墨滴大小和嗔墨时墨滴流的稳定有很大的影响。颜料型嗔墨墨水应用于嗔墨打印系统时，全部是通过使用表面活性剂来控制表面张力。例如，美国专利US 6，695，443揭示一种墨水配方，同时含有阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂；美国专利US 6，737，449揭示一种配方，同时含有乙炔乙二醇(acetylene glycol)表面活性剂,但上述专利所添加的表面活性剂不易分解且污染环境，增加自然界的负担。在建议添加表面活性剂的已知技术中，美国专利US 6，004，389揭露一种墨水配方，同时含有聚氧乙基甘油醚(polyoxyethyl glycerinether)化合物，包括二乙二醇单丁醚(diethylene glycol mono-n-butyl ether)、三乙二醇单丁醚(triethylene glycol mono-n-butyl ether)、丙二醇单丁醚(propylene glycolmono-n-butyl ether)或二丙二酉享单丁醚(dipropylene glycol mono-n-butyl ether),但所述专利所添加的聚氧乙基甘油醚含量大于3重量％，且实际上需搭配表面活性剂使用，然而，根据所述专利的教导添加聚氧乙基甘油醚，却使墨水更容易渗入打印纸中，造成墨滴容易在纸基材上晕开而模糊，影响打印图像质量。因此,如何有效解决墨水易渗入打印基质中造成打印图像晕开|旲糊等问题，是目前亟欲解决的课题。
发明内容
为实现上述及其他目的，本发明提供一种黑色墨水组合物，包括(A)自分散性黑色颜料；(B)以所述组合物总重量计，小于I重量％的二醇醚类(glycol ether)化合物；
(C)溶剂；以及(D)水。本发明的自分散性黑色颜料指碳黑(carbon black) (Color Index颜料黑7,也称为PBk7)，且所述碳黑经处理而键结有至少一种选自羰基、羧基、羟基、磺酰基、或其盐的官能团。此外，不同于需添加非离子型表面活性剂、乙氧基化非离子型氟表面活性剂或含 硅表面活性剂的上述专利墨水组合物，本发明的黑色墨水组合物不含表面活性剂，不会对生物及环境造成危害。相对地，本发明的黑色墨水组合物主要通过二醇醚类化合物实现本发明的目的，其中，所述二醇醚类化合物选自乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、三乙二醇单丁醚、三乙二醇单甲醚、二乙二醇单甲醚及二丙二醇甲醚中的一种或多种。此外，所述二醇醚类化合物占所述黑色墨水组合物的O. I至I重量％，以使所述组合物的表面张力范围介于 47 至 54mN/m。本发明的黑色墨水组合物具有相对较高的表面张力，可有效解决已知墨水的过度渗透，改善打印效果，提升图像质量，其次，本发明使用的二醇醚类化合物除可调整表面张力外，也可湿润喷头，使所述墨水与喷头更为相容，还使墨水具有快干及维持墨水的稳定性等优点。
具体实施例方式以下通过特定的具体实施例说明本发明实施方式，该领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易了解本发明的优点及功效。本发明还可通过其它不同的实施方式实施或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明所揭示的精神下赋予不同的修饰与变更。
本发明提供一种黑色墨水组合物，包括㈧自分散性黑色颜料；⑶以所述组合物总重量计，小于I重量％的二醇醚类(glycol ether)化合物；(C)溶剂；以及⑶水。前述黑色墨水组合物中，可使用的黑色颜料可为任何市面上能购得的碳黑颜料，适用于本发明的碳黑颜料例如哥伦比亚(Columbian Chemicals Company)、三菱、德固萨(Evonik Degussa)公司购得的碳黑，且所述碳黑经处理而键结有至少一种选自羰基、羧基、羟基、磺酰基、或其盐中的官能团。一般而言，所用黑色颜料的含量，以组合物总重量计，为I至10重量％,优选3至6重量％。本发明黑色墨水组合物中，还可包括渗透剂、保湿剂或其混合物。适用的渗透剂包含但非限于N-甲基吡咯烷酮、1，3- 丁二醇，并可选自由前述化合物所组成的组中的一种或多种。而适用的保湿剂的实例，较常见的为甘油、二甘醇。本发明黑色墨水组合物中所用的渗透剂的含量，以组合物总重量计，可为2至20重量％，优选5至20重量％，更优选5至15重量％。当使用的渗透剂为N-甲基吡咯烷酮时，用量可为5至15重量％ ;当使用的渗透剂为1,3- 丁二醇时,用量可为2至10重量优选2至8重量%。本发明黑色墨水组合物中所用的保湿剂的含量，以组合物总重量计，可为2至10重量％，尤其当使用的保湿剂为甘油时，其含量优选2至8重量％ ;当使用的保湿剂为二甘醇，所用的含量可为5至20重量％,优选10至18重量％。为实现本发明的目的，所述黑色墨水组合物中含有小于I重量％的二醇醚类化合物，其中，所述二醇醚类化合物选自乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、三乙二醇单丁醚、三乙二醇单甲醚、二乙二醇单甲醚及二丙二醇甲醚中的一种或多种，并优选乙二醇单丁醚(ethylene glycol mono-butyl ether)。就含量而言,本发明的黑色墨水组合物含有至少约0. I重量％的二醇醚类化合物，另一方面，所调配的黑色墨水组合物的表面张力范围介于 47 至 54mN/m。本发明的黑色墨水组合物中，除上述成分外，余量为水，通常，水是一般使用的水，例如可以是纯水、去离子水或蒸馏水。本发明的黑色墨水组合物还可包括其他添加剂。所述添加剂例如可为杀菌剂，例如钮西柏(NUOSEPT ；NudeX, Inc.，a division of Huls A merical 所售)、优卡赛(UCARCIDE ；Union Carbide 所售)、凡赛(VANCIDE ；RTVanderbiItCo.所售)及普若西乐(PROXEL XL2 ;ICIAmericas 所售)。添加剂并非必须添加，可以视实际需要添加或不添加，添加剂的浓度范围亦无特殊限制。当添加杀菌剂时，用量优选O. I至O. 5重量％。以下通过特定的具体实施例进一步说明本发明的特点与功效，但非用于限制本发明的范畴。实施 例制备例黑色墨水组合物的配制以下根据表I及表2所示墨水组成分的含量，分别于室温下搅拌混合，制得本发明的黑色墨水组合物实施例I至28。墨水的各组成成分的量的单位为重量百分比)。表I墨水组合物的成分
权利要求
1.一种黑色墨水组合物，包括 (A)自分散性黑色颜料； (B)小于I重量％的二醇醚类化合物； (C)溶剂；以及 (D)水。
2.如权利要求I所述的黑色墨水组合物，其特征在于，所述黑色颜料为碳黑。
3.如权利要求I所述的黑色墨水组合物，其特征在于，所述二醇醚类化合物为选自由乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、三乙二醇单丁醚、三乙二醇单甲醚、二乙二醇单甲醚及二丙二醇甲醚所组成的组中的一种或多种。
4.如权利要求3所述的黑色墨水组合物，其特征在于，所述二醇醚类化合物占所述黑色墨水组合物的O. I至I重量％。
5.如权利要求I所述的黑色墨水组合物，其特征在于，进一步包括渗透剂、保湿剂或其混合物。
6.如权利要求5所述的黑色墨水组合物，其特征在于，所述渗透剂包括选自由N-甲基吡咯烷酮及1，3_ 丁二醇所组成的组中的一种或多种。
7.如权利要求5所述的黑色墨水组合物，其特征在于，所述保湿剂包括选自由甘油及二甘醇所组成的组中的一种或多种。
8.如权利要求I所述的黑色墨水组合物，其特征在于，所述组合物的表面张力范围介于 47 至 54mN/m。
9.如权利要求8所述的黑色墨水组合物，其特征在于，所述黑色墨水组合物不含表面活性剂。
10.如权利要求9所述的黑色墨水组合物，所述二醇醚类化合物为选自由乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、三乙二醇单丁醚、三乙二醇单甲醚、二乙二醇单甲醚及二丙二醇甲醚所组成的组中的一种或多种。
全文摘要
一种黑色墨水组合物，包括(A)自分散性黑色颜料；(B)小于1重量％的二醇醚类化合物；(C)溶剂；以及(D)水。本发明的颜料型黑色墨水组合物，不含表面活性剂，可用于喷墨打印系统，对于墨水在喷头材料间的相容性良好，提升墨水润湿性及墨水快干功能，使打印图像良好且打印质量稳定。
文档编号C09D11/02GK102653645SQ20111006000
公开日2012年9月5日 申请日期2011年3月3日 优先权日2011年3月3日
发明者李建文, 林文琴, 林顺德, 陈建铭 申请人:台湾永光化学工业股份有限公司