CN101090950A - 基于两性颜料分散体的低颜料负荷量油墨黑色到彩色渗色性能的恢复 - Google Patents

Abstract

在本发明系统和方法的一个方面，颜料－基油墨(160)包括酸性颜料－基油墨制剂和小于5％重量的颜料负荷，其中两性分散剂使所述颜料维持分散在所述酸性颜料－基油墨制剂中，其中两性分散剂具有等电点，和其中两性分散剂具有比酸性颜料－基油墨制剂的pH高的等电点。

Description

基于两性颜料分散体的低颜料负荷量油墨黑色到彩色渗色性能的恢复

相关申请

[0001]本申请是2004年10月28日递交的申请顺序号10/975,705的部分继续申请，该申请通过引用整体结合到本文中。

背景

[0002]近年来，办公室和家庭使用的喷墨印刷系统显著增长。该增长可归因于墨喷印刷机成本的大幅度下降和印刷分辨率以及整体印刷质量的实质性改善。因为印刷质量已经显著改善，研究与开发朝着喷墨图象的持久性与其它印刷和照相技术看齐的方向继续努力。在维持成本效益的同时，喷墨印刷的持续需求导致了对产生高质量、高持久性和高耐用性图象的需求。

[0003]特别是，当不同颜色的油墨紧挨着彼此印刷在证券纸、复印纸和其它媒介上时，会导致渗色。当印刷纸的表面和纸内有颜色混合时，就会发生渗色。

[0004]在墨喷印刷中，清晰点阵从被称为印刷头的墨滴生成装置喷射出来，在印刷介质上形成喷墨图象。典型的喷墨印刷头具有一排位于喷嘴板上的精确成形的喷嘴，所述喷嘴附着于喷墨印刷头阵列。通过用一个或多个油墨储存器的流体交流，所述喷墨印刷头阵列与接收和选择性喷射液体油墨的发射室阵列结合，所述液体油墨包括溶解和/或分散于液体溶媒的颜料和/或染料。传统上，使用约4-5％的颜料负荷量以达到期望的性能。较低的负荷量一般会导致可靠性增强和较低的油墨成本，但一般也伴随关于一个或多个属性的性能丧失。

概述

[0005]在本发明系统和方法的一个方面，颜料-基油墨包括酸性颜料-基油墨制剂和小于5％重量的颜料负荷，其中两性分散剂使所述颜料维持分散在所述酸性颜料-基油墨制剂中，其中两性分散剂具有等电点，和其中两性分散剂具有高于酸性颜料-基油墨制剂pH的等电点。

[0006]在另一个实施方案中，形成颜料-基油墨的方法包括两性分散碳颜料，将两性分散的碳颜料维持在酸性pH值下，将两性分散的碳颜料掺入油墨溶媒中以形成油墨，其中两性分散的碳颜料形成小于5％重量的油墨。

附图简述

[0007]附图阐述了本发明系统和方法的各种实施方案，是本说明书的一部分。所阐述的实施方案仅是本发明系统和方法的实施例，并不限定本发明的范围。

[0008]图1是按照一个示例性实施方案，举例说明喷墨材料分配系统的简单方框图。

[0009]图2是按照一个示例性实施方案，举例说明形成本发明颜料-基黑色油墨的方法和对照染料-基油墨将其印刷的方法流程图。

[0010]在所有的附图中，相同的引用数字指示相似的但不一定是同样的元件。

详述

[0011]本说明书公开了两性颜料分散体，其表现出改善的黑色到彩色渗色的性能。按照本文公开的一种示例性实施方案，通过制备具有低颜料浓度和良好光密度特征和良好黑色到彩色渗色特征的黑色油墨，降低了油墨的相对成本，同时改善了其可靠性。将在以下进一步详述中提供本发明两性颜料分散体、它的制剂及其用途的更详细资料。

[0012]在公开和描述本发明系统和方法的具体实施方案之前，应理解本发明系统和方法不限于本文公开的具体方法和材料，因此可以在某种程度上改变。也应理解本文使用的术语仅用于描述具体实施方案的目的，而无意限定，因为本发明系统和方法的范围将只由权利要求及其等同权利要求来限定。

[0013]当用于本说明书和权利要求书时，术语″液体溶媒″定义为包括可用于将包括颜料的着色剂携带到基体的液体组合物。液体溶媒为本领域技术人员所熟知，可以按照本发明示例性系统和方法的实施方案来使用各种液体溶媒组分。这种液体溶媒可包括各种不同试剂的混合物，所述试剂包括但不限于表面活性剂、共溶剂、缓冲剂、杀菌剂、粘度调节剂、螯合剂、稳定剂和水。虽然本身不是液体，但是液体溶媒也可以携带其它固体，例如聚合物、紫外固化材料、增塑剂、盐等。

[0014]此外，当用于本文和权利要求书时，术语″两性″应理解为是指在一类pH条件下能够带正电荷，而在不同类pH条件下也能够带负电荷的物质。

[0015]另外，当用于本文和权利要求书时，术语″等电点″应被理解为分子不带净电荷时的pH值。

[0016]此外，当用于本文时，词组″黑色到彩色渗色″应理解为是指黑色油墨紧接着彩色油墨印刷的情况。由于黑色油墨的颜料侵入彩色油墨的空间，黑色油墨和彩色油墨之间的边界经常变的参差不齐。这种黑色油墨对彩色油墨空间的侵入称为黑色到彩色渗色。这和术语″渗色″在其它情形的使用不同，在其它情形下，上下文中经常将″渗色″定义为沿着纸纤维的单色油墨。

[0017]在本文中可以范围的形式提供浓度、数量及其它数据。应理解这种范围形式只是为了方便和简洁而使用，且应该灵活地解释为不仅包括由范围限定而明确叙述的数值，而且也包括包含在该范围内的所有单个数值或者子范围，就好象明确地叙述了每个数值和子范围一样。例如，约1％重量-约20％重量的重量范围应该解释为不仅包括明确叙述的1％重量-约20％重量浓度限度，而且也包括单个浓度如2％重量、3％重量、4％重量，和子范围例如5％-15％重量、10％-20％重量等。

[0018]在以下描述中，为了说明目的，阐明了许多具体细节，以便提供对用于制备和使用两性颜料分散体的本发明系统和方法的彻底理解，所述两性颜料分散体表现出改善的黑色到彩色渗色性能。然而，对于本领域的技术人员来讲，没有这些具体细节也可以实施本发明方法是显而易见的。本说明书提及″一种实施方案″或″实施方案″是指将关于实施方案描述的具体特征、结构或特性包括在至少一种实施方案中。词组″在一种实施方案中″在本说明书中不同地方出现，不必都是指同一实施方案。

示例结构

[0019]图1举例说明了按照一种示例性实施方案，可用于将本发明颜料-基喷墨油墨(160)施用于油墨接收基体(170)的示例性系统(100)。如图1所示，本发明系统包括计算装置(110)，该装置通过伺服机构(120)与可移动托架(140)可控制连接，所述托架上放置有喷墨分配器(150)。如图所示，许多材料储存器(130、135)与可移动托架(140)连接在一起，从而与喷墨印刷头(150)连接在一起。可在接近喷墨分配器(150)的位置装配许多辊(180)，用来有选择地放置油墨接收基体(170)。该示例系统(100)的上述组件将在下面进一步详述。

[0020]如图1所示，与伺服机构(120)可控制连接的计算装置(110)，控制喷墨油墨(160)选择性放置到油墨接收基体(170)上。可以使用计算装置(110)所运行的程序，来形成兼具黑色和彩色部分的所期望图象或文本的表示。然后，此表示可以转变为存储在处理器可读介质(未显示)中的伺服指令。当计算装置(110)访问时，存储在处理器可读介质中的指令可用于控制伺服机构(120)以及可移动托架(140)和喷墨分配器(150)。图1所示的计算装置(110)可以是，但决不限于工作站、个人电脑、膝上型电脑、数码照相机、个人数字助理(PDA)或任何其它含处理器的装置。

[0021]图1所示的本发明印刷系统(100)的可移动托架(140)是可移动材料分配器，所述分配器可包括用于分配喷墨油墨(160)装配的任何数目的喷墨材料分配器(150)。可通过计算装置(110)来控制可移动托架(140)，并且可通过例如轴系统、带系统、链系统等来控制移动该托架，以弥补伺服机构(120)。当可移动托架(140)运转时，计算装置(110)可以告知用户运转条件，也可以为用户提供用户界面。

[0022]图1也举例说明了促进在油墨接收基体(170)上接收颜料-基喷墨油墨(160)的本发明系统组件。如图1所示，许多定位辊(180)可以在印刷操作期间传送和/或定位固定油墨接收基体(170)。或者本领域熟知，在印刷操作期间，任何数目的带、辊、基体或其它传送装置可用于传送和/或定位固定油墨接收基体(170)。

[0023]此外，当在油墨接收基体(170)上印刷图象或文本时，计算装置(110)可以控制可移动托架(140)的位置，并引导一个或多个喷墨分配器(150)以数字编址液滴的形式，将喷墨油墨有选择地分配到油墨接收基体(170)的预定位置，从而形成所期望的图象或文本。本发明印刷系统(100)所使用的喷墨材料分配器(150)可以是用来实施本发明方法而装配的任何类型的喷墨分配器，包括但不限于热启动的喷墨分配器、机械启动的喷墨分配器、静电启动的喷墨分配器、磁力启动的分配器、压电启动的分配器、连续的喷墨分配器等。

[0024]流动连接到一个或多个喷墨材料分配器(150)的材料储存器(130、135)将各种喷墨油墨(160)存放并供应到一个或多个喷墨材料分配器中。材料储存器可以是用来在印刷之前密封颜料基喷墨油墨(160)而装配的任何容器。按照一种示例性实施方案，第一个材料储存器(130)包含黑色酸性的两性分散的颜料油墨。此外，按照本发明示例性实施方案，第二个材料储存器(135)包含阴离子彩色油墨。虽然图1举例说明了第一个材料储存器(130)和第二个材料储存器(135)将油墨供应到同一个喷墨材料分配器(150)，但是按照一种示例性实施方案，每个材料储存器(130、135)可将油墨独立供应到分开的喷墨材料分配器。下面将提供黑色酸性的两性分散的颜料油墨及相关的阴离子彩色油墨的制剂及用途的更详细资料。

示例性组合物

两性分散的颜料油墨

[0025]按照一种示例性实施方案，本发明示例性系统和方法的黑色酸性的两性分散的颜料油墨可包括但决不限于颜料-基油墨，其中颜料用两性分散剂分散。按照一种示例性实施方案，两性颜料油墨是酸性的(在分散剂上有净正电荷)。此外，按照一种示例性实施方案，两性分散的颜料油墨可包括溶媒、溶剂、盐、缓冲剂、杀菌剂、表面活性剂和/或它们的组合。下面将进一步详述上述每种组分。

[0026]如上所述，两性分散的颜料油墨制剂包括但不限于颜料-基油墨，所述颜料-基油墨包含用两性分散剂分散的颜料。按照一种示例性实施方案，两性分散的颜料油墨制剂的颜料可包括但不限于黑色的自分散颜料。

[0027]更尤其是，所述自分散黑色颜料的基质碳可以几乎是任何市场可购买的碳颜料，所述碳颜料提供可接受的光密度和印刷特性。适用于本发明系统和方法的基质碳颜料包括但决不限于炭黑、石墨、玻璃碳、木炭及其组合。在本发明系统和方法的一个方面，碳颜料是炭黑颜料。这种炭黑颜料可以通过各种已知方法例如槽法、接触法、炉法、乙炔法或热法制备，和可购自这些供应商如CabotCorporation、Columbian Chemicals Company、Degussa AG和E.I.DuPontde Nemours and Company。合适的炭黑颜料包括但决不限于Cabot颜料例如MONARCH 1400、MONARCH 1300、MONARCH 1100、MONARCH 1000、MONARCH 900、MONARCH 880、MONARCH800、MONARCH 700；Columbian颜料例如RAVEN 7000、RAVEN5750、RAVEN 5250、RAVEN 5000和RAVEN 3500；Degussa颜料例如Color Black FW 200、RAVEN FW 2、RAVEN FW 2V、RAVEN FW1、RAVEN FW 18、RAVEN S160、RAVEN FW S170、Special Black 6、Special Black 5、Special Black 4A、Special Black 4、PRINTEX U、PRINTEX 140U、PRINTEX V和PRINTEX 140V；以及可自Dupont得到的TIPURE R-101。

[0028]按照一种示例性实施方案，美国专利第5,707,432号、第5,630,868号、第5,571,311号、第5,554,739号和第6,723,783号描述了本发明黑色自分散颜料和连接官能化基团的方法，所有专利通过引用结合到本文中。具体地讲，仅作为实例黑色颜料可包括但不限于得自Cabot的颜料：Monarch1400、Monarch1300、Monarch1100、Monarch1000、Monarch900、Monarch880、Monarch800和Monarch700。按照一种示例性实施方案，颜料-基油墨可以包括很低水平的颜料。更特别是，按照一种示例性实施方案，本发明颜料-基油墨可以包括占颜料-基油墨制剂约0.5-3％重量的变化量的颜料。更特别是，按照一种示例性实施方案，本发明颜料-基油墨可以包括约2-3％重量的颜料，没有经受显著的光密度降低并改善彩色渗色性能。

[0029]按照本发明示例性实施方案，将两性分散剂结合到上述黑色颜料中。一般而言，两性分散剂包括化合物例如但不限于含可质子化基团和可电离酸基的化合物。可以适当地选择可质子化基团和可电离酸基以及这些基团的比例，以获得所期望特性的分散剂。按照本发明示例性实施方案，两性分散剂包含可电离酸基，该酸基提供比酸性颜料-基油墨制剂的pH高的等电点。当用于本文时，等电点是分散剂的特性，由分散剂上的基团和可质子化基团和/或可电离酸基的比例决定。氨基酸是一类能用作分散剂的示例性化合物。特别是，合适的氨基酸包括但决不限于精氨酸，和琥珀酸酐与聚乙烯亚胺(PEI)的反应产物。此外，可以按适当的比例分别使用含可质子化基团的化合物和含可电离酸基的化合物，以分散颜料。

[0030]按照一种示例性实施方案，两性分散的颜料可以占颜料-基油墨制剂约0.5-5％重量、占颜料-基油墨制剂约1-5％重量和占颜料-基油墨制剂约2-4％重量的量，存在于本发明示例性颜料油墨制剂中。

[0031]如前所述，本发明颜料-基油墨制剂为酸性的，pH为约3-6.5。更特别是，按照一种示例性实施方案，本发明颜料-基油墨制剂的pH维持在约4-6的酸性pH。此外，按照本发明示例性实施方案，两性分散剂具有高于颜料-基油墨的酸性pH的等电点，允许本发明自分散颜料-基油墨稳定。

[0032]此外，按照一种示例性实施方案，颜料-基油墨制剂包括溶媒。按照一种示例性实施方案，溶媒与两性分散剂相容，并且至少使用足够的溶媒以便溶解或分散颜料-基油墨制剂的组分，同时提供良好的喷墨性，从而满足期望的功能特性和特征。溶媒可以包括许多溶媒化合物，包括但决不限于水、有机溶剂及其组合。

[0033]更特别是，按照一种示例性实施方案，有机溶剂可包括但不限于30个或少于30个碳的脂族伯醇、30个或少于30个碳的芳族伯醇、30个或少于30个碳的脂族仲醇、30个或少于30个的芳族仲醇、30个或少于30个碳的1，2-二醇、30个或少于30个碳的1，3-二醇、30个或少于30个碳的1，5-二醇、乙二醇烷基醚、丙二醇烷基醚、聚(乙二醇)烷基醚、聚(乙二醇)烷基醚的高级同系物、聚(丙二醇)烷基醚、聚(丙二醇)烷基醚的高级同系物、内酰胺、取代甲酰胺、未取代甲酰胺、取代乙酰胺和未取代乙酰胺。

[0034]尤其是，溶剂可包括但不限于乙氧基化甘油、2-甲基-1，3-丙二醇、2-甲基-2，4-戊二醇、1，5-戊二醇、2-吡咯烷酮、1-(2-羟基乙基)-2-吡咯烷酮、2-乙基-2-羟甲基-1，3-丙二醇、二甘醇、3-甲氧基丁醇和1，3-二甲基-2-咪唑烷酮。溶剂也可包括但不限于1，2-己二醇、1，2-辛二醇、2，5-二甲基-3-己炔-2，5-二醇、三羟甲基丙烷、3-己炔(hexnye)-2，5-二醇、环丁砜、3-吡啶甲醇及其它吡啶衍生物。此外，溶剂可赋予本发明颜料-基油墨所期望的特征。更尤其是，可以加入溶剂，来降低油墨喷射中水的蒸发速率，将堵塞或油墨的其它特性如粘度、pH、表面张力、光密度和印刷质量降到最低程度。

[0035]此外，可以使用各种杀菌剂，来抑制本发明黑色颜料油墨中不需要微生物的生长。按照一种示例性实施方案，选择用于本发明黑色颜料油墨的杀菌剂，以便在酸性条件下与分散体相容。

[0036]可包含在本发明颜料油墨制剂中的非离子型表面活性剂可包括但不限于烷基酚乙氧基化物、聚氧乙烯化物、直链醇乙氧基化物、聚氧乙烯化聚氧化丙二醇、聚氧乙烯化硫醇、长链羧酸酯、天然的和脂肪酸的甘油酯和聚甘油酯、丙二醇、山梨糖醇和聚氧乙烯化山梨糖醇酯、聚氧乙烯二醇酯和聚氧乙烯化脂肪酸、烷醇胺缩合物、烷醇酰胺、叔炔二醇、聚氧乙烯化聚硅氧烷、N-烷基吡咯烷酮和烷基聚苷。

[0037]选择溶媒如表面活性剂、杀菌剂、缓冲剂及其它添加剂的所有离子成分，以便它们在所选pH范围内携带与着色剂相似的电荷。否则，可能导致不期望的相互作用致使油墨不稳定。

[0038]图2举例说明了按照一种示例性实施方案，形成和使用上述黑色两性分散的颜料油墨的方法。如图2所示，示例性形成方法首先从将上面鉴别的颜料两性分散开始(步骤200)。如所述，通过许多将官能化基团连接到颜料中的已知方法，可以将两性分散剂结合到上述黑色颜料。

[0039]因为鉴别的颜料是两性分散的(步骤200)，因此颜料维持在酸性pH(步骤210)。按照一种示例性实施方案，通过加入许多酸性pH调节剂包括但不限于硝酸、盐酸和硫酸，颜料分散体可以维持在酸性pH。

[0040]黑色酸性、两性分散的颜料一旦形成，它们即与许多其它材料组合，以配制低颜料浓度的黑色油墨(步骤220)。如前所述，低颜料浓度的黑色油墨可包括溶媒、溶剂、盐、缓冲剂、杀菌剂、表面活性剂和/或它们的组合。此外，黑色酸性两性分散的颜料可以相对低的浓度存在于所得到的油墨中。例如，按照一种示例性实施方案，颜料可以占所得到油墨约0.5-3.5％重量的浓度存在。

[0041]除上述材料外，黑色油墨也可以包括少于约1％重量的阳离子树脂(步骤230)。按照一种示例性实施方案，阳离子树脂可包括但决不限于乙烯亚胺聚合物、二烯丙胺聚合物等。尤其是，按照一种示例性实施方案，包含在黑色颜料油墨中的阳离子树脂可包括聚乙烯亚胺(PEI)。

[0042]除阳离子树脂外，还可以将许多上述酸性pH调节剂加到黑色油墨中，以维持酸性pH(步骤240)。按照这种示例性实施方案，黑色油墨的pH可维持在酸性状态，以保证两性分散的颜料在溶液中保持稳定地分布。

[0043]当酸性两性分散的黑色颜料-基油墨形成时，然后该油墨可对照阴离子彩色油墨印刷(步骤250)。下面详细描述阴离子彩色油墨的示例性制剂。

阴离子彩色油墨

[0044]如所述，第二个材料储存器(135)可包含但决不限于阴离子染料-基油墨和/或阴离子颜料-基油墨。一般地讲，用于喷墨印刷的染料-基油墨和颜料-基油墨可用于实施本发明示例性系统和方法。彩色油墨可以包括许多水溶性酸和直接染料。仅仅是为了解释目的，而不是限制，下面提出适用于该目的的一些示例性着色剂。阴离子彩色油墨制剂的颜色可包括但不限于蓝色、黑色、棕色、青色、绿色、白色、紫罗兰色、洋红色、红色、橙色、黄色及其混合色。

[0045]按照一种示例性实施方案，掺入彩色油墨制剂中的颜料可包括但不限于来自BASF的颜料：Paliogen橙、Heliogen蓝L 6901 F、Heliogen蓝NBD 7010、Heliogen蓝K 7090、Heliogen蓝L 7101 F、Paliogen蓝L 6470、Heliogen绿K 8683和Heliogen绿L 9140；来自Ciba-Geigy的颜料：Chromophtal黄3G、Chromophtal黄GR、Chromophtal黄8G、Irgrazin黄5GT、Irgralite玉红4BL、Monastral洋红、Monastral猩红、Monastral紫罗兰R、Monastral红B和Monastral紫罗兰Maroon B；来自Degussa的颜料：Printex U、PrintexV、Printex 140U和Printex 140V；来自DuPont的颜料：TipureR-101；来自Heubach的颜料：Dalamar黄YT-858-D和Heucophthal蓝GXBT-583D；来自Hoechst的颜料：永久黄GR、永久黄G、永久黄DHG、永久黄NCG-71、永久黄GG、Hansa黄RA、Hansa亮黄5GX-02、Hansa黄X、Novoperm黄HR、Novoperm黄FGL、Hansa亮黄10GX、永久黄G3R-01、Hostaperm.RTM.黄H4G、Hostaperm黄H3G、Hostaperm橙GR、Hostaperm猩红GO和永久玉红F6B；来自Mobay的颜料：Quindo洋红、Indofast亮猩红、Quindo红R6700、Quindo红R6713和Indofast紫罗兰；来自Sun Chem的颜料：L74-1357黄、L75-1331黄和L75-2577黄。

[0046]类似地，如果第二个材料储存器(135；图1)掺入水性彩色染料，所述水性彩色染料可包括但不限于磺酸盐染料和羧酸盐染料，具体地说，就是那些通常用于墨喷印刷的染料。具体的实例包括但决不限于磺基若丹明B(磺酸盐)、酸性蓝113(磺酸盐)、酸性蓝29(磺酸盐)、酸性红4(磺酸盐)、孟加拉玫瑰红(羧酸盐)、酸性黄17(磺酸盐)、酸性黄29(磺酸盐)、酸性黄42(磺酸盐)、吖啶黄G(磺酸盐)、硝基蓝氯化四唑一水合物或硝基BT、若丹明6G、若丹明123、若丹明B、异氰酸若丹明B、番红O、天青B、天青B曙红盐(Eosinate)、碱性蓝47、碱性蓝66、硫代叶酸T(Thioflacin)(碱性黄1)和槐黄0(碱性黄2)，所有染料均可购自Aldrich Chemical Company。

[0047]另外，包含在第二个材料储存器(135；图1)中的彩色油墨可包括溶媒、溶剂、盐、缓冲剂、杀菌剂、表面活性剂和/或它们的组合。当用于本文时，通过阴离子彩色油墨掺入的溶剂可包括但不限于水溶性有机溶剂。所述水溶性有机溶剂可包括但不限于脂族醇、芳族醇、二醇、二醇醚、聚(二醇)醚、内酰胺、甲酰胺、乙酰胺、长链醇、乙二醇、丙二醇、二甘醇、三甘醇、甘油、一缩二丙二醇、乙二醇丁醚、聚乙二醇、聚丙二醇、酰胺、醚、羧酸、酯、有机硫化物、有机亚砜、砜、醇衍生物、卡必醇、丁基卡必醇、溶纤剂、醚衍生物、氨基醇和酮。

[0048]按照一种示例性实施方案，溶剂可包括但不限于30个或少于30个碳的脂族伯醇、30个或少于30个碳的芳族伯醇、30个或少于30个碳的脂族仲醇、30个或少于30个碳的芳族仲醇、30个或少于30个碳的1，2-二醇、30个或少于30个碳的1，3-二醇、30个或少于30个碳的1，5-二醇、乙二醇烷基醚、丙二醇烷基醚、聚(乙二醇)烷基醚、聚(乙二醇)烷基醚的高级同系物、聚(丙二醇)烷基醚、聚(丙二醇)烷基醚的高级同系物、内酰胺、取代甲酰胺、未取代甲酰胺、取代乙酰胺和未取代乙酰胺。

[0049]尤其是，溶剂可包括但不限于乙氧基化甘油、2-甲基-1，3-丙二醇、2-甲基-2，4-戊二醇、1，5-戊二醇、2-吡咯烷酮、1-(2-羟基乙基)-2-吡咯烷酮、2-乙基-2-羟甲基-1，3-丙二醇、二甘醇、3-甲氧基丁醇和1，3-二甲基-2-咪唑烷酮。溶剂也可包括但不限于1，2-己二醇、1，2-辛二醇、2，5-二甲基-3-己炔-2，5-二醇、三羟甲基丙烷、3-己炔(hexnye)-2，5-二醇、环丁砜、3-吡啶甲醇及其它吡啶衍生物。此外，可以加入溶剂，来降低油墨喷射中水的蒸发速率，将堵塞或油墨的其它特性如粘度、pH、表面张力、光密度和印刷质量降到最低程度。

[0050]此外，如果将杀菌剂掺入到阴离子彩色油墨中，杀菌剂可包括但不限于苯甲酸盐、山梨酸盐、商品如NUOSEPT(Huls America的分公司Nudex，Inc.)、UCARCIDE(Union Carbide)、VANCIDE(RTVanderbilt Co.)、PROXEL(ICI Americas)及其他杀菌剂。

[0051]类似地，非离子型表面活性剂可包括但不限于烷基酚乙氧基化物、聚氧乙烯化物、直链醇乙氧基化物、聚氧乙烯化聚氧化丙二醇、聚氧乙烯化硫醇、长链羧酸酯、天然的和脂肪酸的甘油酯和聚甘油酯、丙二醇、山梨糖醇和聚氧乙烯化山梨糖醇酯、聚氧乙烯二醇酯和聚氧乙烯化脂肪酸、烷醇胺缩合物、烷醇酰胺、叔炔二醇、聚氧乙烯化聚硅氧烷、N-烷基吡咯烷酮和烷基聚苷。

[0052]应注意，选择溶媒的离子组分如表面活性剂、杀菌剂、缓冲剂及其他添加剂，以便它们在选择的pH范围内携带与阴离子着色剂相似的电荷。否则，可导致不期望的相互作用，从而致使油墨不稳定。

[0053]如前所述，按照一种示例性的实施方案，第二个油墨储存器(135)包含的彩色油墨具有碱性pH。按照这种示例性的实施方案，彩色油墨是碱性的，pH值为约7.5-10，和约7.5-9。

[0054]再回到图2，可以对照阴离子彩色油墨印刷酸性两性分散的黑色颜料-基油墨(步骤250)。更特别是，当对照阴离子彩色油墨印刷时，酸性颜料-基油墨制剂的pH与阴离子彩色油墨的pH相反。从而，一旦两种制剂相互邻近放置，由于它们的电荷相反，边界处的两性分散剂被吸引到另一种油墨制剂的着色剂中。由于两种制剂相互吸引，两性分散剂达到或者接近它的等电点。也就是说，两种制剂一起接触时，边界的pH接近中间pH，也就是接近两性分散剂的等电点。当接近两性分散剂的等电点时(例如等电点之前的约1个pH单位)，用两性分散剂分散的黑色颜料变得不稳定，自溶液沉淀析出，也称为“突然析出(crashing out)”。当颜料突然析出或在溶液中不再电荷稳定时，它的流动性就不如原来分散时。结果，黑色到彩色的渗色停止在两种油墨之间的界面。

[0055]除上述黑色到彩色的渗色停止机理外，相对于那些不使用两性分散剂的制剂，使用含有两性分散剂的颜料-基油墨制剂时，可以获得高的光密度。尤其是，如上所述，与具有较高颜料质量的制剂的光密度相比，颜料量减少的油墨制剂显示出几乎没有至没有光密度下降。结果，两性分散的颜料-基油墨制剂可以包括比常规分散剂颜料油墨制剂相对较少量的颜料，从而降低油墨制备成本，增加印刷头可靠性。按照一种示例性的实施方案，以颜料-基油墨计，颜料可以低到2％重量，而不会显示出光密度下降。

实施例

[0056]按照第一种示例性实施方案，将两性分散体配制成为颜料负荷量为约3.5％的两种油墨。此外，按照本发明示例性系统和方法的教授，受试分散体维持在酸性pH，以便分散体为阳离子的。当试验时，对照油墨不含具有等电点的两性分散剂，而受试油墨含浓度为约0.1-2％重量的聚乙烯亚胺(PEI)作为具有等电点的两性分散剂。

[0057]一旦产生，对照两种染料基彩色油墨(KR6和KR8)，两种油墨进行渗色试验。按照渗色试验，根据15-30的单位较少线性范围来定量渗色，30分表示不好的抗渗色性，25分表示好的抗渗色性，20分表示很好的抗渗色性，15分表示优异的抗渗色性。当对照两种染料基彩色油墨印刷时，受试油墨和对照油墨的渗色分数列于下表1中。

	对照油墨(不含PEI 600)	受试油墨(含1％PEI 600)
			KR6	24	18
KR8	19	14

表1

[0058]如上表1所示，当分别对照两种染料基彩色油墨KR6和KR8印刷时，含具有等电点的两性分散剂的受试油墨显示出很好和优异的抗渗色性。此外，如所示，含具有等电点的两性分散剂的受试油墨显示出比对照油墨明显更好的渗色性能。

[0059]最后，按照一种示例性实施方案，上述实施例举例说明了可由本发明示例性系统和方法提供的许多益处。更尤其是，所公开的着黑色的油墨制剂和方法改善了黑色到彩色的渗色性能，考虑到了黑色油墨中颜料数量的减少，并维持光密度质量。

[0060]前述说明书仅为举例说明和描述本发明系统和方法的示例性实施方案而提供。其无意穷尽或限定本发明系统和方法到任何公开的精确形式。按照上述教授可以进行许多修改和变化。本发明系统和方法的范围将由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种喷墨装置，所述装置包含：

酸性颜料-基油墨(160)制剂，所述颜料-基油墨(160)制剂包括浓度占所述颜料-基油墨(160)为约0.5-5.0％重量的颜料和结合到所述颜料的两性分散剂，所述两性分散剂具有等电点；和

碱性彩色油墨制剂，其中所述两性分散剂的所述等电点在所述酸性颜料-基油墨的pH与所述碱性彩色油墨的pH之间。

2.权利要求1的喷墨装置，其中所述两性分散剂选自含有可质子化基团和可电离酸基的化合物。

3.权利要求1的喷墨装置，所述装置还包含溶媒，所述溶媒选自水和有机溶剂。

4.权利要求1的喷墨装置，其中所述酸性颜料-基油墨(160)制剂包含自分散黑色颜料。

5.权利要求1的喷墨装置，其中所述碱性彩色油墨制剂包含油墨，该油墨选自颜料-基油墨(160)和染料-基油墨。

6.权利要求1的喷墨装置，其中装配所述颜料-基油墨(160)制剂，以提供基本上等于颜料浓度超过4％重量的颜料-基油墨(160)的光密度。

7.一种颜料-基油墨(160)制剂，所述制剂包含：

酸性颜料-基油墨，其中所述颜料-基油墨(160)包含少于4％重量的颜料；和

分布在所述颜料-基油墨(160)制剂中的两性分散剂，其中所述两性分散剂带电荷，和其中所述两性分散剂选自含有可质子化基团和可电离酸基的化合物，其中所述两性分散剂具有等电点，和其中所述两性分散剂具有比所述酸性颜料-基油墨(160)的pH高的等电点。

8.一种印刷方法，所述方法包括：

提供分配系统，该系统包括：

酸性颜料-基油墨(160)制剂，所述颜料-基油墨(160)制剂包括浓度占所述颜料-基油墨(160)为约0.5-5.0％重量的颜料和与所述颜料结合的两性分散剂，所述两性分散剂具有等电点，和

碱性彩色油墨制剂，其中所述两性分散剂的所述等电点在所述酸性颜料-基油墨的pH与所述碱性彩色油墨的pH之间；

将所述碱性彩色油墨制剂分配到油墨接受介质(170)上；

将所述酸性颜料-基油墨制剂分配到所述已分配的碱性彩色油墨制剂的邻近位置；

其中配置所述酸性颜料-基油墨制剂，以提供基本上等于颜料-基油墨(160)的光密度，所述颜料-基油墨(160)的颜料浓度超过4％重量；和

其中所述酸性颜料-基油墨制剂和所述碱性彩色油墨制剂之间的油墨渗色被基本上阻止。

9.一种印刷机系统，所述系统包括：

喷墨材料分配器(150)；

流动连接到所述喷墨材料分配器(150)的第一个油墨存储器(130)，所述第一个油墨存储器(130)含有酸性颜料-基油墨制剂，所述颜料-基油墨制剂包括浓度占所述颜料-基油墨制剂为约0.5-5.0％重量的颜料和与所述颜料结合的两性分散剂，所述两性分散剂具有等电点；和

流动连接到所述喷墨材料分配器(150)的第二个油墨存储器(135)，所述第二个油墨存储器(135)含有碱性彩色油墨制剂，其中所述两性分散剂的所述等电点在所述酸性颜料-基油墨的pH与所述碱性彩色油墨的pH之间。

10.一种形成颜料-基油墨(160)的方法，所述方法包括：

将碳颜料两性分散；

使所述两性分散的碳颜料维持在酸性pH；和

将所述两性分散的碳颜料掺入油墨溶媒中，形成油墨，其中所述两性分散的碳颜料形成小于4％重量的所述油墨。

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