水溶性黑色墨水 (1)技术领域
本发明是为一种黑色颜料墨水，尤指一种适用于高阶喷墨打印机的水溶性黑色墨水。
(2)背景技术
近年来随着个人电脑普及与互联网快速成长，喷墨打印机也几乎已是目前个人电脑设备中必备的产品。对一般的使用者来说，一台基本型的喷墨打印机，就足以应付其一般文件的需求。然而除了打印机本身的功能外，墨水、耗材、打印用纸的选择，以及使用方式将会决定打印的品质以及打印机是否可以长期使用。
传统喷墨打印机墨水选用的黑色色料多为水溶性染料，而水溶性染料优点是易于水中分散，在生产处理加工上也比较容易。因水溶性染料再溶性极佳，所以不会有喷头干涸结皮导致喷孔阻塞而无法打印的问题发生；但也由于其水溶性染料的再溶性极佳，所以当墨水喷印到纸张之后容易遇到水而使字体模糊，虽然这可以藉由改变染料的结构来提高其在纸张上的水坚牢度，但仍无法达到百分之百的效果。
当黑色色料选用水溶性颜料时，该墨水便具有极佳的耐水性，且以现今黑色颜料的分散技术已十分成熟，所以该墨水中的水溶性颜料亦具有相当的稳定度。但对于水中分散的颜料而言，其具有一特性，即不论颜料于水中的稳定度为何，水中的颜料均会随着放置时间的增长而发生絮凝现象，而若絮凝物质增加则将使得颜料粒径逐渐变大而沉淀。又当含有该水溶性颜料的墨水应用于流道及喷孔孔径都小于30微米(30μm)的喷墨头上时，一旦阻塞则会造成整个喷头阻塞或损坏而影响打印品质，所以选用适当的墨水组成物来提高储放及使用时的稳定性是必需的。
因此，如何发展一种可避免上述缺点，并提高品质稳定度的水溶性黑色墨水，实为目前迫切需要解决的问题。
(3)发明内容
本发明的主要目的是提供一种应用于喷墨打印机地水溶性黑色墨水，其藉由一特定比例的有机混合溶剂的加入，用以提高该黑色墨水稳定性，并防止喷头结皮及增加打印品质。
为达上述目的，本发明提供一种水溶性黑色墨水，其是由(1)水溶性颜料，1～10％；(2)界面活性剂，0.01～5％；(3)防腐剂，0.1～1％；(4)有机溶剂，10～40％；以及(5)去离子水所组成。其中该有机溶剂还包含具有杂环类的酮类及具有1～5个碳的直链单醇化合物的醇类，依特定比例调配而成，在本实施例中以1∶2的特定比例调配为最佳效果。在实际应用上，该具有杂环类的酮类可选自一吡咯酮、一甲基吡咯酮、一吡咯酮类化合物或其混合物；而该醇类则可选自具有1～5个碳的直链单醇化合物、直链双醇化合物或其混合物。当然该界面活性剂是为一非离子型或一两性离子型界面活性剂。
为更清楚理解本发明的目的、特点和优点，下面将结合附图对本发明进行详细说明。
(4)附图说明
图1是揭示本发明水溶性黑色墨水的基本构成成份重量分率图。
(5)具体实施方式
本发明是为一种应用于水溶性黑色墨水的有机混合溶剂，以下实施例虽以喷墨打印机的黑色墨水来说明本发明有机混合溶剂的应用技术，然而可应用本发明技术的黑色墨水并不限于喷墨打印机的水溶性黑色墨水，任何适用下述技术特征的黑色墨水，在此皆可并入参考。
请参阅图1，其是揭示本发明水溶性黑色墨水的基本构成成份重量分率图。如图1所示，该水溶性黑色墨水，是由(1)水溶性颜料，1~10％；(2)界面活性剂，0.01~5％；(3)防腐剂，0.1~1％；(4)有机溶剂，10~40％；以及(5)去离子水所组成。其中该有机溶剂则是由一具有杂环类的酮类及一具有1~5个碳的直链单醇化合物的醇类，依特定比例调配而成，在本实施例中以1∶2的特定比例调配为最佳效果。在实际应用上，该具有杂环类的酮类可为选自一吡咯酮、一甲基吡咯酮、一吡咯酮类化合物或其混合物；而该醇类则可选自具有1~5个碳的直链单醇化合物、直链双醇化合物或其混合物。当然该界面活性剂是为一非离子型或一两性离子型界面活性剂。
然而在前述的组成物中，该水溶性颜料是为一已分散完成的高浓度黑色颜料，如TMB-300、TMB-800、CAB-O-JET 200、CAB-O-JET300、Hostafine BlackO-PT及Acryjet Black-357等，为一商品化材料，可于市场中轻易购得。而所添加的少量界面活性剂，其功能则在于使墨水打印到纸张上时可以让颜料与纸张间的附着力提高，增加耐水性。如前所述，其来源可选用非离子型或两性离子型界面活性剂，例如Surfonyl 440、Surfonyl 465、Pannox 19、Pannox122A、ABLUTER CPS…等。由于该界面活性剂同为一已商品化的材料，故于此不再详述。
本发明主要藉由一具有杂环的酮类与一具有1~5个碳的直链单醇化合物的醇类，依1∶2的特定比例调配而成，并以10％~40％的重量比加入水溶性黑色墨水内，用以提高水溶性黑色墨水的稳定度，并防止喷头结皮及增加打印品质。为进一步说明本发明的技术内容，请参考下列实施例说明。
实施例I
依下列成份组成配制本发明的水溶性墨水：
TMB-300 5％
吡咯酮(2-Pyrrolidinone) 10％
1，5-Pentanediol 20％
Pannox 19 0.02％
防腐剂 0.1％
去离子水 其它
不同于习知的水溶性黑色墨水配方，本实施例的黑色墨水还包含有一酮类(吡咯酮，2-Pyrrolidinone)及一醇类(1，5-Pentanediol)，依1∶2的重量比，添加于该黑色墨水，占该墨水总重的30％。其中该吡咯酮与该1，5-Pentanediol的化学结构式如下所示：
吡咯酮(2-Pyrrolidinone) 1，5-Pentanediol
依特定比例所调配的有机混合溶剂，加入原水溶性黑色墨水内，便可达到提高水溶性黑色墨水的稳定度，并防止喷头结皮及增加打印品质等功效。
实施例II
本发明另一实施例，可依下列成份组成配制本发明的水溶性墨水：
CAB-O-JET 300 5％
吡咯酮(2-Pyrrolidinone) 10％
1，4-Butanediol 10％
Isopropanediol 10％
Surfynol 465 0.2％
防腐剂 0.1％
去离子水 其它
同样地，相较于习知的水溶性黑色墨水配方，本实施例的黑色墨水还包含有一酮类(吡咯酮，2-Pyrrolidinone)及一醇类(1，4-Butanediol及Isopropanediol)，依1∶2的重量比，添加于该黑色墨水，占该墨水总重的30％。其中该吡咯酮与该1~5碳的直链有机醇类(1，4-Butanediol及Isopropanediol)的化学结构式如下所示：
吡咯酮(2-Pyrrolidinone) 1，4-Butanediol
Isopropanediol
依特定比例所调配的有机混合溶剂，加入原水溶性黑色墨水内，便可达到提高水溶性黑色墨水的稳定度，并防止喷头结皮及增加打印品质等功效。
实施例III
本发明另一实施例，则依下列成份组成配制本发明的水溶性墨水：
Hostafine Black O-PT 5％
吡咯酮(2-Pyrrolidinone) 5％
甲基吡咯酮 5％
1，5-Pentanediol 20％
Surfynol 465 0.02％
防腐剂 0.1％
去离子水 其它
同样地，相较于习知的水溶性黑色墨水配方，本实施例的黑色墨水还包含有一酮类(吡咯酮，2-Pyrrolidinone及甲基吡咯酮，1-Methylpyrrolidinone)及一醇类(1，5-Pentanediol)，依1∶2的重量比，添加于该黑色墨水，占该墨水总重的30％。其中该酮类(吡咯酮，2-Pyrrolidinone及甲基吡咯酮，1-Methylpyrrolidinone)与该1~5碳的直链醇类(1，5-Pentanediol)的化学结构式如下所示：
吡咯酮(2-Pyrrolidinone) 1，5-Pentanediol
甲基吡咯酮
依特定比例所调配的有机混合溶剂，加入原水溶性黑色墨水内，便可达到提高水溶性黑色墨水的稳定度，并防止喷头结皮及增加打印品质等功效。
综上所述，本发明应用于水溶性黑色墨水的有机混合溶剂，主要是藉由一酮类与一醇类，依一特定比例调配而成，以提高水溶性黑色墨水的稳定度。由于本发明的有机混合溶剂，以10％~40％的重量比加入水溶性黑色墨水内，而有机混合溶剂的加入，并不影响黑色墨水原有的耐水性。此外，有机混合溶剂具有提高墨水稳定性、防喷头结皮及增加打印品质等功能。而且有机混合溶剂的加入更可避免该墨水中分散的颜料，因随存放的时间增长而产生絮凝现象，使颜料粒径因絮凝作用而逐渐变大而沉淀，甚至阻塞整个喷头而影响印列品质。再则，本发明有机混合溶剂的配置可以即有的吡咯酮类及短链醇类依1∶2的比例轻易配制完成，十分简单。