專利名稱：含聚乙二醇脂肪酸酯的噴墨墨水的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種噴墨墨水，特別是涉及一種含聚乙二醇脂肪酸酯的噴墨墨水。
噴墨打印技術已發展多年，這種打印機產品的優點主要是價格低、噪音低，且可提供高品質的全色系打印。此外，還可使用一般紙張、特殊的打印專用紙及專用投影片等多種載體。但是，它們在下述打印品質上仍有待加強及改善，包括增加打印速度、抑止墨滴蔭開(bleed)、加強色料的光澤鮮艷度、耐水性(water-fastness)以及抗旋光性(light-fastness)等。其中以抑止墨滴蔭開最有助于提高打印品質。
墨滴蔭開是指噴墨通過墨水盒打印在紙上后，因墨滴本身無法有效凝聚，而通過載體纖維所產生的毛細現象。這種現象將導致墨滴向外擴散，或是滲透到另一顏色中，由此影響產品的打印品質。而為了抑止或減緩墨滴在載體上蔭開的現象，需要在墨水配方中添加有效的表面活性劑(surfactant)，由此以改變墨水的表面張力或粘度(viscosity)，達到抑止墨滴蔭開，提高打印品質的效果。
墨水干燥的速度是提高打印速度的關鍵之一，在噴墨打印技術中扮演了不可或缺的角色。一般，達到快干的方式大致分為揮發(evaporation)法與滲透(penetration)法兩種。揮發的方法是在墨水配方中加入高揮發性的物質，但往往因為這種物質具有高揮發性，而易造成噴嘴阻塞，進而降低噴墨頭的可靠度。因此，揮發法通常不被采用。此外，滲透法是在墨水配方中加入添加物質，以加強墨水對載體的滲透性，而達到快干的效果。
噴墨墨水的色料(colorant)，主要有染料(dye)及顏料(pigment)兩類。一般而言，染料型墨水因具有較強的滲透性，所以其干燥的時間常小于一秒，而顏料型墨水則因顏料中的顆粒具有顆粒尺寸，而影響其滲透性，也因此使其干燥時間較長，常大于十秒。
此外，色料與墨水所呈現的色系有關。其中染料易溶于水，且呈現出較鮮艷的色彩，但通常缺乏良好的抗旋光性；且因其具有較佳的水溶性，所以相對而言使其無法擁有良好的耐水性；因而導致噴墨打印出的影像接觸水分時，將使染料再一次溶解，而影響打印效果。為了改善該缺點，可在墨水配方中添加有效的有機化合物(organic compound)或樹脂(resin)，用以增強色料與載體間的作用力，使色料更有效地附著于載體上，增加其耐水性。
有鑒于此，本發明的目的就是要提供一種噴墨墨水，該噴墨墨水可有效降低墨水的表面張力，加快墨滴干燥速度，且增加墨滴與載體間的附著力，以改進打印產品的耐水性，有效提高打印品質。
根據本發明的目的，提供一種噴墨墨水，其至少包括一種或一種以上的聚乙二醇脂肪酸酯，其中，應用于本發明的聚乙二醇脂肪酸酯中的聚乙二醇的分子量小于1500；一分散性顏料；以及一水性溶劑。其中，應用于本發明的聚乙二醇脂肪酸酯的添加量為約0.01％～15.0％(本說明書中皆指重量百分組成)，且選自下列族群所組成的集合，包括聚乙二醇單油酸酯，聚乙二醇雙油酸酯，聚乙二醇單硬脂酸酯，聚乙二醇雙硬脂酸酯，聚乙二醇單月桂酸酯，聚乙二醇雙月桂酸酯，聚乙二醇單松油酸酯以及聚乙二醇雙松油酸酯；應用于本發明的分散性顏料的添加量可約為1.0％～5.0％，其顆粒尺寸介于約0.001μm與1.0μm之間；應用于本發明的水性溶劑可以是水，其含量范圍約為70.0％～90.0％。
此外，根據本發明的目的所提出的噴墨墨水還可以包括分散劑、附著劑、水溶性的有機溶劑、無機鹽類、約0.1％～10.0％的表面活性劑、約0.1％～10.0％的保濕劑、殺菌劑、緩沖溶液以及具有抗旋光性、耐候性等的相關添加物。
為使本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉一優選實施方案，詳細說明如下優選實施方案依照本發明一優選實施方案的噴墨墨水至少包括，聚乙二醇脂肪酸酯(polyethylene glycol fatty acid ester)以及色料(colorant)，溶于水性溶劑(aqueoussolvent)中。優選地，本發明的噴墨墨水還包括表面活性劑(surfactants)、保濕劑(humectant)或殺菌劑(biocide)等。
本發明噴墨墨水配方中的聚乙二醇脂肪酸酯的優選添加量為約0.01％～15.0％(重量百分比)，并可為下列中任何一種或不限定數目的多種的組合，例如，聚乙二醇單油酸酯(polyethylene glycol mono-oleate(PEGMO))、聚乙二醇雙油酸酯(polyethylene glycol di-oleate(PEGDO))、聚乙二醇單硬脂酸酯(polyethylene glycol mono-stearate(PEGMS))、聚乙二醇雙硬脂酸酯(polyethylene glycol di-stearate(PEGDS))、聚乙二醇單月桂酸酯(polyetheneglycol mono-laurate(PEGML))、聚乙二醇雙月桂酸酯(polyethene glycoldi-laurate(PEGDL))、聚乙二醇單松油酸酯(polyethylene glycolmono-tallate(PEGMT)以及聚乙二醇雙松油酸酯(polyethylene glycoldi-tallate(PEGDT))等。其中聚乙二醇(polyethylene glycol；PEG)的分子量優選小于1500，例如PEG400DO，(表示PEGDO中PEG的分子量為400)。
在噴墨墨水配方中添加聚乙二醇脂肪酸酯，可有效降低顏料型墨水的表面張力，達到快干的效果；此外也可加強顏料對紙張載體的吸附能力，增加耐水性及耐磨性，提高打印的品質。
本發明的墨水配方中所包含的顏料采用顆粒尺寸較細小的分散性顏料(pigment)；其添加量可約為1.0％～10.0％，優選為約1.0％～5.0％。使用顏料可使墨水具有較佳的耐水性及抗旋光性，但一般需配合有效的分散劑及附著劑使用。為避免顏料凝結，產生沉淀，造成墨水盒噴頭的阻塞，優選顏料顆粒尺寸介于約0.001μm與1.0μm之間。
本發明的噴墨墨水優選是溶于水性溶劑中，水性溶劑例如為水，其含量范圍約為50.0％～95.0％，優選約為70.0％～90.0％。另外，本發明的噴墨墨水還可以包括幾種水溶性的有機溶劑(organic solvent)和無機鹽類(inorganicsalt)，用以加強墨水的滲透及分散(dispersion)特性。
此外，依照本發明的優選實施方案的噴墨墨水還可以添加一種或一種以上的表面活性劑，以調整墨水的粘度及表面張力，使墨水配方在添加了適當量的表面活性劑后，可調整至適當粘度范圍以使供墨及噴墨順利，并且適當的表面張力使墨滴不易蔭開。此外，依照本發明的優選實施方案的噴墨墨水，添加的表面活性劑也具有分散和滲透的功能，可以加強溶質在墨水中的分散性，以及其對于紙張或其它載體的滲透性。可以添加于本發明的墨水中的表面活性劑，可以是陰離子(anionic)型、非離子(nonionic)型、陽離子(cationic)型，或兩性(amphoteric)表面活性劑；其添加量可以小于15.0％，優選為約0.1％～10.0％。
本發明的噴墨墨水還可以添加保濕劑(humectant)。由于墨水盒噴頭長時間曝露于大氣環境當中，使得噴墨頭處的墨水容易因揮發而產生沉淀物，導致噴墨頭阻塞(clogging)，進而影響打印效果。添加保濕劑可以減緩墨水在噴墨頭處的揮發速率，防止噴頭阻塞的情形發生；優選的保濕劑為不易揮發的水溶性有機化合物，如乙二醇(ethylene glycol)、聚乙二醇、甘油(glycerol)等；保濕劑的添加量在10.0％以下，優選為約0.1％～10.0％。
此外，在本發明的噴墨墨水中，優選還可以添加殺菌劑(biocide)或緩沖溶液(buffer)。殺菌劑可以抑制細菌在墨水中滋長；另外，由于色料需在適當酸堿值(pH value)范圍內，才能顯出理想的色系，所以添加緩沖溶液有助于調節出所需的酸堿值。
如本領域的普通技術人員所公知的，噴墨墨水還可以添加具有抗旋光性、耐候性等的相關添加物，當然也可以應用于本發明的含聚乙二醇脂肪酸酯的噴墨墨水中。
為進一步了解本發明案，請參閱以下所例舉的實施例，但是這些實施例并不是用來限定本發明。
實施例1本發明的實施例1的噴墨墨水優選至少包含以下成分分散性顏料 7.0％非離子型表面活性劑 9.0％保濕劑 7.5％水溶性有機溶劑 4.0％聚乙二醇脂肪酸酯 6.5％殺菌劑 0.5％去離子水 平衡用其中，聚乙二醇脂肪酸酯可包括下列任一種或一種以上的任意混合PEGMO、PEGDO、PEGMS、PEGDS、PEGMT、PEGDT、PEGML及PEGDL，如下表一所列的噴墨墨水2～12。聚乙二醇(polyethylene glycol；PEG)的分子量優選地小于1500。另外，噴墨墨水1，為對照組，沒有添加任何聚乙二醇脂肪酸酯化合物。
墨水快干效果的測試，是在剛打印出的稿件上立刻覆蓋上一空白紙張，觀察墨水吸附在覆蓋紙張上的多少來決定，吸附的墨水量愈多表示快干效果愈差。其程度可以分為最佳、佳、尚可、差四種。墨水耐水性的測試是在打印出的稿件上噴定量的水，在一定的時間點，觀察墨水蔭開的程度，蔭開的墨水愈多表示耐水性愈差。其程度可以分為最佳、佳、尚可、差四種。
表一
注一⊙表示為最佳；○表示為佳；△表示為尚可；×表示為差。
發明效果由以上的結果可以清楚得知，本發明的含聚乙二醇脂肪酸酯的噴墨墨水，不論是含一種或含多種聚乙二醇脂肪酸酯，都有助于降低墨水組合物的表面張力，并有效改進顏料型墨水的快干效果。此外對于墨滴與紙張載體上間的附著力，也有明顯效果，進而增進噴墨產品的耐水性。
綜上所述，雖然本發明已如上描述了優選的實施方案(例)，但是它們并不是打算用來限定本發明，任何本領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，都可以對本發明進行各種更動或潤飾，因此本發明的保護范圍應當以本發明的權利要求所界定的范圍為準。
權利要求
1.一種噴墨墨水，至少包括一聚乙二醇脂肪酸酯；一顏料；以及一溶劑。
2.如權利要求1所述的噴墨墨水，其中該聚乙二醇脂肪酸酯選自由聚乙二醇單油酸酯，聚乙二醇雙油酸酯，聚乙二醇單硬脂酸酯，聚乙二醇雙硬脂酸酯，聚乙二醇單月桂酸酯，聚乙二醇雙月桂酸酯，聚乙二醇單松油酸酯以及聚乙二醇雙松油酸酯所組成的族群中。
3.如權利要求1所述的噴墨墨水，其中該聚乙二醇脂肪酸酯的添加量為約0.01wt％～15.0wt％。
4.如權利要求1所述的噴墨墨水，其中該聚乙二醇脂肪酸酯的聚乙二醇的分子量小于1500。
5.如權利要求1所述的噴墨墨水，其中該顏料是一分散性顏料。
6.如權利要求5所述的噴墨墨水，其中該分散性顏料的顆粒尺寸介于約0.001μm與1.0μm之間。
7.如權利要求5所述的噴墨墨水，其中該分散性顏料的添加量約為1.0wt％～10.0wt％
8.如權利要求7所述的噴墨墨水，其中該分散性顏料的添加量約為1.0wt％～5.0wt％。
9.如權利要求5所述的噴墨墨水還包括一分散劑和一附著劑。
10.如權利要求1所述的噴墨墨水，其中該溶劑是一水性溶劑。
11.如權利要求10所述的噴墨墨水，其中該水性溶劑是水。
12.如權利要求10所述的噴墨墨水，其中該水性溶劑的含量范圍約為50.0wt％～95.0wt％。
13.如權利要求12所述的噴墨墨水，其中該水性溶劑的含量范圍約為70.0％wt～90.0wt％。
14.如權利要求10所述的噴墨墨水，還包括水溶性的有機溶劑和無機鹽類。
15.如權利要求1所述的噴墨墨水，還包括一表面活性劑。
16.如權利要求15所述的噴墨墨水，其中該表面活性劑的添加量約為0.1％～10.0％。
17.如權利要求1所述的噴墨墨水，還包括一保濕劑。
18.如權利要求17所述的噴墨墨水，其中該保濕劑是一不易揮發的水溶性有機化合物。
19.如權利要求18所述的噴墨墨水，其中該不易揮發的水溶性有機化合物是乙二醇。
20.如權利要求18所述的噴墨墨水，其中該不易揮發的水溶性有機化合物是聚乙二醇。
21.如權利要求18所述的噴墨墨水，其中該不易揮發的水溶性有機化合物是甘油。
22.如權利要求17所述的噴墨墨水，其中該保濕劑的添加量約為0.1wt％～10.0wt％。
23.如權利要求1所述的噴墨墨水，還包括一殺菌劑。
24.如權利要求1所述的噴墨墨水，還包括一緩沖溶液。
25.如權利要求1所述的噴墨墨水，還包括一具有抗旋光性、耐候性等相關添加物。
全文摘要
一種噴墨墨水，至少包括聚乙二醇脂肪酸酯(polyethylene glycol fatty acid ester)、色料(colorant)、表面活性劑(surfactants)及保濕劑(humectant)。這種噴墨墨水在應用于噴墨技術中時，可有效降低墨水的表面張力(surfacetension)，加快墨滴的干燥速度，并增加墨滴與載體(medium)間的附著力，以改進打印產品的耐水性(water－fastness)，有效提高打印品質。
文檔編號C09D11/10GK1393495SQ0111754
公開日2003年1月29日 申請日期2001年6月27日 優先權日2001年6月27日
發明者呂椬境, 沈昱璋, 佘怡璇, 錢嘉欣 申請人:明碁電通股份有限公司