[發(fā)明專(zhuān)利]固體噴墨油墨

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 95193871.1
• 申請(qǐng)日: 1995-07-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1069909C
• 公開(kāi)（公告）日: 2001-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L·利馬－馬科斯;S·L·尼科爾斯;T·M·勞森
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 特恩杰特有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C09D11/00
• 分類(lèi)號(hào): C09D11/00;C09D11/08;C09D11/10;C09D11/12
• 代理公司: 上海專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 陳文青

發(fā)明的領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油墨，尤其涉及室溫下為固體并適用于噴墨印刷裝置的油墨。

發(fā)明的背景

油墨通常是將染料溶解于其中的液體。油墨也可認(rèn)為是由液體和分散于其中的顆粒所組成。按這些油墨使用方法的類(lèi)型，確定了機(jī)用油墨和書(shū)寫(xiě)油墨的實(shí)際組合物有差異。

目前使用時(shí)，有兩種基本類(lèi)型的噴墨應(yīng)用技術(shù)。據(jù)知，第一種類(lèi)型為連續(xù)性噴墨，第二種類(lèi)型是脈沖式噴墨。

連續(xù)性噴墨體系中，施加靜壓力于液墨，使其穿過(guò)噴嘴，結(jié)果產(chǎn)生墨滴。噴嘴上可施加例如壓電振動(dòng)，引起有規(guī)則地噴射出液滴。在形成點(diǎn)部位，液滴可以是感應(yīng)電荷，接著穿過(guò)產(chǎn)生恒定靜電場(chǎng)的電極，引起這些液滴偏離。因此，控制所需液滴至基質(zhì)，并移離不需要的液滴。由于荷電的需求，油墨必須是導(dǎo)電的。此種油墨可以是以水或者溶劑為基體，著色劑可以是顏料或是可溶性染料。

在脈沖式噴墨體系中，在鄰近于噴射式噴嘴的油墨內(nèi)，借助所產(chǎn)生的壓力擾動(dòng)，僅按照需要形成液滴。壓力的施加可由壓電晶體或熱的作用產(chǎn)生，熱的作用中由電阻加熱器產(chǎn)生微泡。油墨通常是以水為基體，染料作為著色劑，該方法也并不排除采用溶劑及顏料。由于并不需要液滴帶電，不存在油墨導(dǎo)電性的特殊需求。

脈沖式體系的更具體實(shí)例是熱熔噴墨技術(shù)。該技術(shù)要求類(lèi)似于壓電液滴，不同之處是，室溫下油墨是固體，而在印刷頭處保持較高溫度，以致于在操作條件下油墨是液體。還有一方面，不需要適宜于某些設(shè)備性能標(biāo)準(zhǔn)的油墨導(dǎo)電性。

美國(guó)專(zhuān)利3,653,350(Berry，轉(zhuǎn)讓給Teletype)給出了熱融油墨的一個(gè)實(shí)例。該專(zhuān)利揭示了包括溶于山梨酸二酯內(nèi)染料的熱融油墨。所得的油墨有絕緣性，因?yàn)槠潆娮杪试?0⁸-10¹¹歐姆·厘米范圍內(nèi)。它們不含顆粒材料，更重要的是不含化學(xué)品來(lái)特定地改變油墨的荷電特征。因此，需要給紙基底后面的底印板施加10,000伏電壓來(lái)控制油墨滴的運(yùn)動(dòng)。

美國(guó)專(zhuān)利5,235,932(Lin，轉(zhuǎn)讓給Dataproducts)給出了熱融油墨的另一個(gè)實(shí)例。該專(zhuān)利揭示了包括導(dǎo)體顏料的熱融油墨，它可產(chǎn)生10²-10⁴歐姆·厘米的體積電阻率。

美國(guó)專(zhuān)利5,286,288(Tobias，轉(zhuǎn)讓給通用電器公司)給出了熱融油墨的又一個(gè)實(shí)例。讓該專(zhuān)利揭示的油墨導(dǎo)電，從而適用于連續(xù)的噴墨技術(shù)。導(dǎo)電率必須大于100微西門(mén)子/厘米，它相當(dāng)于體積電阻率不大于10⁴歐姆·厘米。

美國(guó)專(zhuān)利4,684,956(Ball，轉(zhuǎn)讓給Willet)給出了熱融油墨的再一個(gè)實(shí)例。該專(zhuān)利的重要進(jìn)展是用作噴墨操作墨滴的熱穩(wěn)定熱融油墨配方。該專(zhuān)利也指出了組合物能接受電荷的必要性，這可通過(guò)摻入更多的離子或極性材料再輔以濕潤(rùn)劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。它的目的是通過(guò)將油墨的導(dǎo)電率增加到至少1000微西門(mén)子/厘米(相當(dāng)于體積電阻率不大于10³歐姆·厘米)，使油墨轉(zhuǎn)化成為具有連續(xù)噴墨技術(shù)功能的油墨。

靜電噴墨是另一個(gè)技術(shù)，其特征在于在靜電場(chǎng)的影響下墨滴從噴射口落下。該靜電場(chǎng)作用在電極閥門(mén)和噴射口之間，油墨中的游離電荷被吸引到表面，當(dāng)靜電拉力超過(guò)油墨的表面張力時(shí)，就產(chǎn)生了墨滴。由于該技術(shù)依賴(lài)于游離電荷的吸引，因此要求油墨是導(dǎo)電的。

這里接受電荷的概念特別涉及連續(xù)噴墨印刷的要求。該技術(shù)涉及從油墨流的噴嘴處的油墨噴射，在噴嘴中壓電振動(dòng)器的作用下油墨流被分散成液滴。在油墨流分散成液滴處經(jīng)過(guò)一對(duì)電極，這使液滴感應(yīng)電荷。這只是在油墨的導(dǎo)電性足以使負(fù)電荷通過(guò)油墨流完全流回。因此，在此情況下，通過(guò)施加電場(chǎng)使總的墨滴帶有電荷。

據(jù)知，采用小型電機(jī)閥產(chǎn)生液滴的最終體系為閥噴射過(guò)程。實(shí)質(zhì)上這是一種微型噴射槍體系，這種體系比真正的噴墨技術(shù)產(chǎn)生大得多的液滴。液滴依靠機(jī)械產(chǎn)生，故不要求油墨的導(dǎo)電性。

由于液滴形成依賴(lài)于噴嘴直徑，所以從可達(dá)到的分辨率方面來(lái)說(shuō)，上述工藝受到限制。所用的最小噴嘴直徑范圍是7.5到10微米，它產(chǎn)生的液滴是14至20微米的數(shù)量級(jí)，在選定紙張上液滴轉(zhuǎn)化成30至40微米大小的圓點(diǎn)。而且，在這些小型噴嘴式噴射印刷機(jī)上所用的油墨是基于水溶性染料，因?yàn)轭伭匣挠湍珪?huì)引起噴嘴堵塞問(wèn)題。因此，排除了顏料配方的優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)主要是較佳的耐水性、耐曬性和較寬范圍的可供使用的顏色。