专利名称：用于击打式打印机的液体油墨组合物和使用该组合物的油墨色带的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于击打式打印机如触针式打印机的油墨色带用的液体油墨组合物和使用这种液体油墨组合物油墨色带。
近来，所谓触针式打印机之类的击打式打印机(其中通过打印针撞击油墨色带进行打印)一般用作计算机、文字处理机等等用的打印装置。
用于击打式打印机油墨色带的常用液体油墨包括这样一种油墨，其中染料均匀溶解在油组分如高级脂肪酸、动物或植物油或表面活性剂中；以及另一种油墨，其中有机或无机颜料分散在油组分中且其中溶解染料。
近年来，由于办公室管理和体力劳动分布配管理的高度合理化，广泛推广了光学符阅读器(OCR)和条形码阅读器。把这种情况和其它因素结合考虑，要求上述用于油墨色带的油墨提供的打印图像在可见光区要有某一密度(以下称作“直观密度”)，而且相对于由用于这些阅读装置的半导体激光或类似物发出的900nm附近的近红外区中的光线，要能足够的密度。
为了适合这种需要，炭黑已用作极有用的着色剂。不过，含炭黑的油墨有一个缺点，具体地说，当油墨用于触针式打印机时，它显著磨损了其打印针。这种打印针的磨损已成为很大的问题，尤其是在击打式打印机要求的高速打印和高质量打印图像的现有条件下，所以必须最大限度地降低印点直径。
从抗磨损的尺度看，需要其中油溶性染料溶于油性物的上述染料型油墨。但是，由于油溶性染料一般对近红外区内光线几乎无吸收能力，所以这种染料型油墨不适于OCR装置等等。在这些染料型油墨中，一种采用用脂肪酸如油酸处理的染料的油墨涉及的问题是因脂肪酸的酸基造成的打印针腐蚀，尽管腐蚀度依打印针材质的不同而变化。此外，染料型油墨还涉及油墨使打印图像模糊的问题。
日本未审查专利公开号251578/1990提出了一种油性油墨，其中加有一种吸收近红外线的材料。不过，这种材料一般很昂贵，且由这种油墨得到的打印图像的直观密度不够，因此油墨在使用中受到限制。
日本未审查专利公开号246083/1986公开了一种油墨色带，其中使用了一种不太磨损打印针的有机颜料。不过，这样的有机颜料对近红外线一般具有较小的吸收能力，而且这种油墨限于OCR装置等等阅读的用途。
日本未审查专利公开号170481/1988公开了一种使用粒径低于规定值的炭黑降低打印针磨损的尝试。不过，这种具有小粒径的炭黑具有极大的表面积，所以很难分散炭黑。即使炭墨可以分散，但所得油墨的粘性增大，结果难以制备流动性良好的油墨组合物。此外，即使按规定使用微小粒径的炭黑时也有问题，即由于不稳定分散，其颗粒在贮存中再次附聚，结果得不到具有所需密度的打印图像，而且附聚的炭黑颗粒加速打印针磨损。所以，这种油墨不能显示出所需放果，不具有实用性。
另一方面，作为改进颜料分散性的技术，已提出多种颜料分散剂。在普通打印油墨领域，一些这样的分散剂已投入实际应用。例如，日本审查专利公告号34009/1979提出了通过羟基羧酸的脱水缩合制得的聚酯低聚物。英国专利号1,373,660提出了用胺化合物酰胺化上述聚酯低聚物制得的化合物。此外，美国专利号4,224,212叙述了通过将聚酯低聚物键合到聚亚烷基亚胺制得的化合物。
不过，用这些传统颜料分散剂作为上述具有微小粒径的炭黑(为击打式打印机用的油墨色带的油墨着色剂)用的分散剂产生了以下问题例如，聚酯低聚物或其酰胺化化合物分散微小炭黑的能力差。除了其磨损性外，这些化合物的季铵盐腐蚀打印针。美国专利号4,224,212介绍的分散剂，因所用聚亚烷基亚胺的分子量极高，使所得分散体的粘度提高到高于规定粘度，从而得不到具有所需流动性的油墨。
鉴于先有技术涉及的以上问题，本发明的一个目的是提供一种用于击打式打印机的液体油墨组合物，该组合物降低了击打式打印机的打印元件(如触针式打印机的打印针)的磨损和腐蚀，提供的打印图像不模糊；以及提供一种使用该液体油墨组合物的油墨色带。
本发明的另一目的是提供一种用于击打式打印机的液体油墨组合物，该组合物能提供足够的直观密度且适用于OCR装置之类的阅读装置。
在阅读了以下说明书之后，本发明的这些和其它目的将变得显而易见。
本发明提供了一种用于击打式打印机的液体油墨组合物，它包括一种染料和一种油性物质作为基本组分，该染料不溶于该油性物质且分散在该油性物质中。
按照这种液体油墨组合物的一个实施方案，该染料是尼格染料。
本发明还提供了一种用于击打式打印机的油墨色带，它包括一种织物色带基材和一种载于该织物色带基材中的液体油墨组合物，该液体油墨组合物包括一种染料和一种油性物质作为基本组分，该染料不溶于该油性物质并分散在该油性物质中。
按照这种油墨色带的一个实施方案，该染料是尼格染料。
本发明人发现，其中染料以微小状态稳定分散在油性物质中的油墨降低了击打式打印机的打印元件(如触针式打印机的打印针)的磨损和腐蚀性，且提供的打印图案不模糊；特别是使用尼格染料作为染料的油墨提供的打印图像甚至对近红外区内的光线也具有足够的密度，对OCR装置之类的阅读装置提供了良好的适应性。基于这些发现便完成了本发明。
按照本发明，用于击打式打印机的液体油墨组合物含有一种分散在一种油性物质中的染料，该油性物质不溶解该染料。该染料以在该油性物质中不溶的分散形式使用，从而防止了打印图像模糊。
由于本发明的油墨组合物不含任何脂肪酸如油酸，尽管它是含染料的油墨，但不会造成打印元件如打印针因脂肪酸的酸基造成的腐蚀。此外，染料(如尼格染料)的颗粒比颜料的颗粒更软，因此明显降低了打印元件如打印针的磨损。
多种染料可用作本发明的染料，包括尼格和油墨在内。
当尼格染料特别用作本发明油墨组合物中的染料时，所得油墨所提供的打印图像在OCR装置或类似物上具有良好的可读性，因为尼格染料尽管是染料但却能吸收近红外线。
具有较小极性的油性物质可用作不溶于前述染料的油性物质，它们包括石蜡油、聚丁烯和二酯油、如壬二酸二辛酯和癸二酸二辛酯。这些油性物质既可单独使用，也可混合使用。
为了将微小颗粒形式的染料稳定地分散在油性物质中，最好使用一种分散剂。普通颜料用的分散剂均可用作这种分散剂，对此没有特别限制，除非使用分散剂的主要目的是溶解该染料。分散剂的例子是聚酯型分散剂，卵磷酯(lecitin)和非离子表面活性剂。这些分散剂可单独使用，也可混合使用。
本发明的油墨组合物最好含有下面给出的用量的上述组分(以油墨组合物的总量计)。
组分 wt％染料 5-50染料分散剂5-50油性物质 10-90当染料的含量低于以上范围时，所得油墨的直观密度差。在使用尼格染料的情况下，当尼格染料的含量低于以上范围时，所得油墨在OCR装置之类的阅读装置上的可读性差。当染料的含量高于以上范围时，所得油墨不具有合适的流动性。当分散剂的含量低于以上范围时，染料不利于分散。当分散剂的含量高于以上范围时，易发生分散的染料颗粒附聚和油墨粘性过度增大等问题，结果得不到具有所需流动性的油墨。当油性物质的含量低于以上范围时，所得油墨不具有合适的流动性。当油性物质的含量高于以上范围时，染料的比例变得太低，导致直观密度低和在OCR装置或类似物上的可读性差。
从合适的流动性的角度看，本发明的油墨组合物最好具有100-4,000CP的粘度(于25℃测定，以下相同)。
本发明的油墨组合物中可进一步加入颜料、树脂或添加剂，如防腐剂或抗菌剂，除非它们有碍于本发明的目的。
通过用辊磨机、砂磨机等捏和上述组分，可制备本发明的油墨组合物。
适用作将用油墨组合物浸渍的织物色带基材是由尼龙6、尼龙66、聚酯、丝、棉或类似物制得的纺织品、基材最好具有约30-80g/m2基重。基材中所含的油墨组合物的量最好为约5-25g/m2。
以下通过实施例更详细地说明本发明。不用说，本发明不限于这些实施例，在不背离本发明的精神实质和范围内，可以做出多种改进和变型。
实施例1-4和对比例1-3按照表1所示各配方，将诸组分用3-辊磨机混合和捏和制备油墨。在实施例1-4的各油墨中，分散未经溶解的油墨。在对比例1的油墨中，溶解染料和分散炭黑。在对比例2和3的各油墨中，溶解染料。
测定由此得到的油墨的粘度并评价各油墨对打印机的腐蚀性。
用15g/m2用量的各油墨浸渍宽13mm、基重65g/m2的尼龙织物，由该织物制取长60米的Mbius带。在色带盒中装入Mobius带形式的油墨色带。
使用装有色带盒的24针触针式打印机(打印针高速钢，直径0.2mm)，进行打印以测定打印针的磨损量和打印图像的密度，评价OCR装置上打印图像的可读性。
前述试验方法如下。其结果如表1所示。
(1)油墨粘度采用Haake Co.，Ltd.Rotovisco粘度计测定油墨粘度。
(2)打印图像密度采用上述触针式打印机，在商业出售的连续纸片上进行打印，并用Macbeth制得的采用“A”滤光器(可见光范围)或“B”滤光器(近红外光范围)的PCM-II密度计测定所得图像的密度(PCS值)。
(3)OCR适应性根据用“B”滤光器(近红外光范围)测定的打印图像的密度来评价OCR适应性。
2良好1差(4)打印图像的模糊情况肉眼观察打印图像的模糊情况2观察不到图像模糊1观察到图像模糊(5)打印针磨损量使用上述触针式打印机，打印108点，之后评价打印针磨损量。
(6)油墨腐蚀性在85℃各油墨中浸入上述触针式打印机的打印针，历时72小时。电子显微镜(放大倍数X350)观测打印针表面以评价各油墨的腐蚀性。
3观测不到腐蚀2观测到轻微腐蚀1观测到严重腐蚀表1实施实施实施实施对比对比对比例1 例2 例3 例4 例1 例2 例3油墨配方(％(重量))尼格染料10 20 40 15 20油黑HBB(C.I.溶剂黑3)20 20炭黑10聚酯分散剂 10 20 30 20石蜡油 80 60 30 60 35 40 30油酸30 40脱水山梨醇表面活性剂10 50油墨粘度(cps/25℃) 200 1,500 3,000 1,500 1,500 1,500 2,000评价图像模糊情况2 2 2 2 2 1 1打印针磨损量(μm/108点)4 5 10 100 5 5打印针腐蚀情况 3 3 3 3 1 1 3打印图象密度A滤光器(可见光范围) 0.7 0.8 0.850.8 0.8 0.8 0.8B滤光器(近红外光范围) 0.6 0.7 0.750.4 0.7 0.7 0.4OCR适应性 2 2 2 1 2 2 1
用本发明的油墨组合物降低了击打式打印机的打印元件(如触针式打印机的打印针)的磨损和腐蚀，得到的打印图像不模糊。使用特别用尼格染料作为染料的油墨组合物提供的打印图像具有足够的直观密度，便于读取装置(如OCR装置)阅读。
除了实施例中所用的物质和成分外，在本说明书给出的实施例中可以使用其它物质和成分，以获得大体上相同的结果。
权利要求
1.一种用于击打式打印机的液体油墨组合物，它包括一种染料和一种油性物质作为基本成分，该染料不溶于该油性物质且分散在该油性物质中。
2.权利要求1的液体油墨组合物，其中染料是尼格染料。
3.一种用于击打式打印机的油墨色带，它包括一种织物色带基材和一种载于该织物色带基材中的液体油墨组合物，该液体油墨组合物包括一种染料和一种油性物质作为基本成分，该染料不溶于油性物质且分散在该油性物质中。
4.权利要求3的油墨色带，其中该染料是尼格染料。
全文摘要
一种用于击打式打印机的液体油墨组合物，它包括一种染料和一种油性物质作为基本成分，该染料不溶于该油性物质且分散在该油性物质中。还公开了使用这种液体油墨组合物的用于击打式打印机的油墨色带。使用这种液体油墨组合物降低了触针式打印机用的打印针的磨损和腐蚀。
文档编号C09D11/06GK1116638SQ9510548
公开日1996年2月14日 申请日期1995年5月9日 优先权日1994年5月10日
发明者合田等, 今西将介, 山田正太 申请人:富士高品印株式会社