專利名稱：顏料黑和在油墨組內(nèi)的稀釋染料油墨的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于印刷寬范圍的色強(qiáng)度和色彩的油墨組(ink set)，以及黑色部件，用于數(shù)碼、彩色照片的噴墨印刷。
背景技術(shù)：
隨著日益強(qiáng)調(diào)使用噴墨技術(shù)生成照片圖像，近來主要的焦點(diǎn)集中在用于光印刷的特定印刷體系上。為此，數(shù)個噴墨制造商引入了能使用6、7或多至8種顏色打印的打印機(jī)，以生成照片真實(photo-realistic)的噴墨打印機(jī)，所述噴墨打印機(jī)顯示出優(yōu)良的印刷質(zhì)量和永久性(archivability)。
這典型地通過添加一個或多個含有稀釋的青色和洋紅色，和任選地黑色油墨的光墨盒(cartr idge)到已有的青色、洋紅和黃色(CMY)油墨組內(nèi)而實現(xiàn)。每一墨盒基于或者染料基油墨技術(shù)或者基于顏料基油墨技術(shù)。
典型地，在其中染料油墨和顏料油墨一起在油墨組內(nèi)使用的情況下，兩種油墨的不相容性可以忽略不計或者認(rèn)為是所需的。通常染料油墨和顏料油墨處于獨(dú)立的墨盒內(nèi)。當(dāng)油墨不相容時，它們沒有一起流動，且在使用標(biāo)準(zhǔn)油墨的印刷操作中，防止這種一起流動(常常稱為滲色)是所需的。當(dāng)顏料油墨與另一油墨不相容時，顏料去穩(wěn)定并從油墨液體中沉降，這將避免滲色。
對于一些應(yīng)用來說，主要在白紙上使用的著色的黑色油墨優(yōu)于染料基黑色油墨。顏料，例如常規(guī)的炭黑的不相容性使得一旦它被印刷在紙張上，則顏料不那么可能遷移。這一質(zhì)量提供在白紙上提高的耐水性，并允許生成與染料基油墨相比，具有提高的邊緣分辨率的文本和圖片。
另一方面，染料基彩色油墨典型地顯示出比顏料基對應(yīng)物亮得多的色彩和高得多的抗污性。結(jié)果，在一些應(yīng)用中，它們常常是優(yōu)選的。
取決于應(yīng)用，這些各種特征必需常常折衷平衡，這是因為要求特定的印刷頭含有僅僅顏料基或染料基油墨，以避免兩種油墨之間的不相容性。
本發(fā)明提供油墨組，其中可打印全色，同時兩種染料基色料和顏料黑處于單一的印刷頭內(nèi)。
發(fā)明公開本發(fā)明在同一印刷頭內(nèi)使用兩種稀釋的染料基油墨，例如稀釋的青色和洋紅油墨，與聚合物分散的著成黑色的油墨的結(jié)合物。它也可應(yīng)用到其它油墨結(jié)合物上。具體地說，含有四種油墨，亦即染料基CMY和著成黑色的油墨的印刷頭也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的印刷頭與全強(qiáng)度油墨，例如CMY油墨一起在一個或多個獨(dú)立的印刷頭內(nèi)使用。這允許全色打印圖像，具體地說數(shù)碼照片。所得圖像具有染料著色劑的強(qiáng)烈色彩效果和顏料黑的令人愉悅的深色效果以及良好的圖像清晰度。
廣而言之，本發(fā)明是至少兩種稀釋的(低強(qiáng)度)染料基油墨和分散的顏料黑油墨的油墨組。另外，本發(fā)明是包含在單一的噴墨印刷頭內(nèi)的獨(dú)立的隔室中的這種油墨組，其中在該印刷頭內(nèi)的所有油墨與黑色油墨相容。本發(fā)明還包括獨(dú)立于印刷頭的全強(qiáng)度色彩的染料組，其具有至少兩個稀釋的染料基油墨和分散劑分散的顏料黑。
本發(fā)明的稀釋的油墨的光學(xué)密度典型地為相應(yīng)的全強(qiáng)度油墨的光學(xué)密度的小于或等于60％(相應(yīng)的油墨是類似或相同色彩(色彩)的油墨)。典型的稀釋的油墨具有油墨重量的0.6％或更少的染料含量作為基本著色劑。本發(fā)明的顏料典型地是標(biāo)準(zhǔn)炭黑，其中分散劑是可具有各種形式的聚合物。自分散的炭黑是已知的。這些可增加總的密度，和本發(fā)明的顏料油墨也可以是自分散的炭黑與聚合物分散的炭黑的混合物。
附圖簡述使用附圖描述本發(fā)明，其中

圖1是可含有本發(fā)明的油墨的優(yōu)選的例舉印刷頭(其中省去蓋子)的頂部剖視圖，和圖2是圖1的印刷頭的底部剖視圖。
優(yōu)選實施方案的詳細(xì)說明本發(fā)明描述了在同一印刷頭內(nèi)同時使用染料基油墨和顏料基油墨。這一技術(shù)的優(yōu)勢是顯著的。在這一體系的優(yōu)點(diǎn)當(dāng)中，最主要的是能在各種介質(zhì)上產(chǎn)生優(yōu)化的印刷且不需要購買特殊的印刷頭以供各種應(yīng)用。另外，這一技術(shù)不要求消費(fèi)者物理地改變印刷頭以實現(xiàn)最佳的結(jié)果。
為了在同一印刷頭內(nèi)實現(xiàn)顏料和染料的這一聯(lián)姻，需要控制所有油墨的配方。為此，油墨的數(shù)個特征被鑒定為對于在這一體系內(nèi)合適的功能來說是必需的。來自于染料基油墨與顏料基油墨的相互作用的主要擔(dān)心是因在染料基油墨內(nèi)的組分使顏料分散液去穩(wěn)定。
盡管在油墨內(nèi)的染料分子可引起一些問題，但在體系內(nèi)的其它組分更成問題。鎂或其它金屬的多價鹽被加入到染料基油墨內(nèi)，為的是通過防止?jié)B色改進(jìn)印刷質(zhì)量。為了確保著色油墨的功能不受損害，需要在不使用這些鹽的情況下，優(yōu)化染料基油墨。另一方面，常常通過添加膠乳粘合劑來配制著色油墨，以便改進(jìn)抗污性。這些分散劑也對染料基油墨去穩(wěn)定敏感，且應(yīng)當(dāng)避免，以便確保從印刷頭中噴射的油墨的合適功能。
在轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的美國專利No.6646024B2中公開了通常與本發(fā)明一致的黑色油墨。一種油墨是聚合物分散的炭黑和自分散的炭黑的混合物，和這種混合物是與本發(fā)明一致的油墨。在轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的美國專利No.6652634中公開了與本發(fā)明一致的分散劑。
下表詳述了本發(fā)明例舉的油墨的具體實例。在表中使用下述縮寫ProJet Cyan 1-商業(yè)銷售的青色染料，該染料著色劑是在水溶液內(nèi)的直接藍(lán)199。
洋紅染料-以下描述了代表性洋紅染料。
其中M1包括Cu、Ni、Fe或Cr，和M包括-H、-Na、-Li、-K或任選取代的銨離子。
Hampene Na 3T-商業(yè)銷售的乙二胺四乙酸三鈉(或者被稱為ETDA三鈉)，一種螯合劑。
Proxel GXL-在噴墨油墨中常用的商業(yè)銷售的殺蟲劑。
TEA-三乙醇胺，一種緩沖劑。
BES-商業(yè)銷售的N，N-雙(2-羥乙基)牛碘酸(tuarine)或N，N-雙(2-羥乙基)-2-氨基乙烷硫酸，一種緩沖劑。
SIL WET 7600-商業(yè)銷售的碳、直鏈甲基多乙基氧基丙基硅氧烷，一種表面活性劑。
2-P-2-吡咯烷酮，一種共溶劑。
TMP-三羥甲基丙烷，一種共溶劑。
EG4-四甘醇，一種共溶劑。
PEG400-分子量為400的聚乙二醇，一種共溶劑。
油墨配方1稀釋的青色染料

油墨配方2稀釋的洋紅染料

油墨配方3代表性顏料黑

油墨配方4代表性全強(qiáng)度染料

油墨配方1、2和3代表兩種稀釋的、低密度油墨和本發(fā)明的黑色油墨。這些低密度油墨與黑色油墨相容。典型地，黑色油墨有時強(qiáng)度被稀釋，但可具有全強(qiáng)度。也可包括其它稀釋的彩色油墨。
油墨配方4代表與本發(fā)明有關(guān)的全強(qiáng)度油墨。與本發(fā)明有關(guān)的其它全強(qiáng)度油墨具有洋紅染料、黑色染料，且可具有其它著色劑。對于本發(fā)明來說，全強(qiáng)度油墨本身的新穎性不是必需的。
圖1和2基于轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的美國專利No.5926195的說明。所示的墨盒是可與本發(fā)明一起使用的印刷頭的例示。如圖1所示，印刷頭1具有三個腔室3、5和7，其中兩種稀釋的彩色油墨和一種顏料黑油墨仔細(xì)地保持在其內(nèi)。類似地，在獨(dú)立的墨盒內(nèi)，三個腔室3、5和7各自含有不同顏色的全強(qiáng)度油墨。圖2所示的孔隙9、11和13允許在每一腔室內(nèi)的油墨留在腔室內(nèi)以供印刷。每一孔隙9、11和13獨(dú)立地流體互連腔室3、5和7之一。廣泛的做法是，印刷頭1具有熱芯片或其它油墨排放裝置(未示出)，它們從孔隙9、11和13中接收油墨，并在待成像的介質(zhì)上以小點(diǎn)或者象素形式施加到油墨上。
油墨從相同側(cè)且通常從靠近在一起的位置流出印刷頭1(在圖2中，側(cè)面具有孔隙9、11和13)。此外，在未使用的過程中，使印刷頭處于出口端被蓋住以防止油墨蒸發(fā)的位置處。因此，在典型的印刷頭內(nèi)的油墨容易在腔室，例如腔室3、5和7之間進(jìn)行油墨的某些適度轉(zhuǎn)移。根據(jù)本發(fā)明，稀釋的油墨必需與可轉(zhuǎn)移越過印刷頭的適量的黑色油墨相容。
實驗數(shù)據(jù)表明了前述稀釋的染料基油墨和顏料基油墨的混合物的穩(wěn)定性。以各種比例混合兩種油墨(一種黑色)并在60℃下儲存24小時。然后測量所得液體的粒度。在這一實驗中，所觀察到的任何粒度增加表明不穩(wěn)定。在青色色油墨中存在鹽(Mg(NO3)2)導(dǎo)致這一試驗中大得多的粒度增長。
第二試驗測量在同一印刷頭內(nèi)用染料基青色色油墨污染著色的黑色油墨的影響。在墨盒進(jìn)行苛刻的印刷條件之后，測量損壞的黑色噴嘴的數(shù)量。對于這一實驗來說，使用在沒有添加膠乳粘合劑情況下配制的聚合物分散的著成黑色的油墨。如在粒度試驗中一樣，在這些青色色油墨內(nèi)使用相同含量的鹽(Mg(NO3)2)。在苛刻印刷之后，在青色色油墨內(nèi)存在鹽引起損壞的黑色噴嘴數(shù)量顯著增加。
權(quán)利要求
1.一種用于噴墨印刷的油墨組，它包括對于每一獨(dú)立的腔室，在具有出孔的噴墨印刷頭內(nèi)，在所述腔室內(nèi)的至少三種獨(dú)立的油墨，在所述腔室內(nèi)的所述油墨容易發(fā)生來自其它所述腔室的油墨的某種適度進(jìn)入，所述油墨組包括在第一個所述腔室內(nèi)的第一顏色的第一稀釋彩色油墨，在第二個所述腔室內(nèi)的第二顏色的第二稀釋彩色油墨，和在第三個所述腔室內(nèi)含分散于水中的黑色顏料的黑色油墨，當(dāng)所述黑色油墨適量時，所述第一油墨和所述第二油墨與所述黑色油墨相容。
2.權(quán)利要求1的油墨組，其中所述第一稀釋的彩色油墨和所述第二稀釋的彩色油墨總的彩色染料含量為油墨重量的0.6％或更低。
3.一種油墨組，它包括基本上由含量為所述第一油墨重量的0.6％或更低的作為第一顏色的著色劑的染料組成的第一含水油墨，基本上由含量為所述第二油墨重量的0.6％或更低的作為第二顏色的著色劑的染料組成的第二含水油墨，和含炭黑的含水黑色油墨。
4.權(quán)利要求3的油墨組，其中所述炭黑通過聚合物分散劑分散在所述黑色油墨內(nèi)。
5.一種用于噴墨印刷的油墨組，它包括具有染料作為著色劑的第一全強(qiáng)度彩色油墨，具有染料作為著色劑的第二全強(qiáng)度彩色油墨，具有染料作為著色劑的第三全強(qiáng)度彩色油墨，具有染料作為著色劑的第一稀釋的彩色油墨，具有染料作為著色劑的第二稀釋的彩色油墨，和含分散的黑色顏料的黑色油墨，其中當(dāng)所述黑色油墨適量時，所述第一稀釋的彩色油墨和所述第二稀釋的顯色油墨與所述黑色油墨相容。
6.權(quán)利要求5的油墨組，其中所述第一稀釋的彩色油墨、所述第二稀釋的彩色油墨和所述黑色油墨包含在第一印刷頭的獨(dú)立腔室內(nèi)，各腔室具有出孔，所述第一全強(qiáng)度彩色油墨、所述第二全強(qiáng)度彩色油墨和所述第三全強(qiáng)度彩色油墨在獨(dú)立于所述第一印刷頭的至少一個印刷頭內(nèi)。
7.權(quán)利要求5的油墨組，其中所述第一稀釋的彩色油墨中的所述著色劑和所述第二稀釋的彩色油墨中的所述著色劑各自具有產(chǎn)生光學(xué)密度小于60％具有相應(yīng)顏色的所述全強(qiáng)度油墨之一的光學(xué)密度的含量。
8.權(quán)利要求6的油墨組，其中所述第一稀釋的彩色油墨中的所述著色劑和所述第二稀釋的彩色油墨中的所述著色劑各自具有產(chǎn)生光學(xué)密度小于60％具有相應(yīng)顏色的所述全強(qiáng)度油墨之一的光學(xué)密度的含量。
全文摘要
油墨組包括例如稀釋的青色色染料基油墨，洋紅色染料基油墨和通過聚合物分散劑分散的炭黑的黑色油墨。配制染料油墨以便不使黑色油墨去穩(wěn)定。較寬的油墨組是與印刷全色照片所使用的全強(qiáng)度青色色、洋紅色和黃色油墨結(jié)合的前述油墨。稀釋油墨和黑色油墨處于同一印刷頭內(nèi)。
文檔編號C09D11/00GK1942535SQ200580011201
公開日2007年4月4日 申請日期2005年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月20日
發(fā)明者S·H·麥凱恩, J·M·梅德利 申請人:萊克斯馬克國際公司