專利名稱：噴墨油墨粘合劑及噴墨油墨組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于噴墨油墨的粘合劑組合物以及包含該粘合劑的噴墨油墨。具體地，本發(fā)明涉及一種包含聚合物顆粒水性分散體的噴墨油墨，其中的聚合物包含作為聚合單元的、以聚合物重量為基準(zhǔn)計(jì)占1重量％至20重量％的烯鍵式不飽和親水單體，所述聚合物的重均分子量為1000至50000，所述聚合物的玻璃化溫度(Tg)為-40℃至120℃。
背景技術(shù)：
當(dāng)噴墨油墨粘合劑結(jié)合到噴墨油墨中時，在各種油墨制劑中，都能夠提供濕磨耐蹭臟性和耐熒光筆蹭臟性(wet-rub smear resistance and resistanceto smearing by highlighter pen)。某些噴墨油墨粘合劑通過使用溶于噴墨油墨液體介質(zhì)中的可溶性聚合物樹脂而能夠提供耐濕磨和蹭臟性。可以使用的可溶性聚合物在分子量方面有所限制，因?yàn)榉肿恿吭黾訒?dǎo)致粘度上升，而這對于噴墨油墨的噴射性能是有害的。其它噴墨油墨粘合劑通過使用乳液聚合物來引入高分子量聚合物又不引起粘度大幅度增加來得到耐濕磨性和蹭臟性。迄今為止，在關(guān)于使用乳液聚合物的噴墨油墨的公開資料中已經(jīng)教導(dǎo)的是聚合物的分子量并非關(guān)鍵性因素。但是，對提高噴射流量的需求一直對印刷運(yùn)行過程中的噴墨油墨施加著壓力，對設(shè)計(jì)噴墨油墨的所有組分提出了更高的要求。
美國專利第6716912號中揭示了一種可用于耐水性噴墨油墨的聚合物粘合劑，其中粘合劑包括占聚合物約1重量％至約10重量％的酸性組分，Tg為約-20℃至約25℃，平均顆粒直徑為約250納米至約400納米，粒徑分布為基本上所有顆粒的直徑在130至145納米。由這些油墨所形成印跡的濕磨蹭臟或?qū)晒夤P的耐蹭臟性是極好的。所揭示的聚合物粘合劑的分子量不是關(guān)鍵性的，一般為10000至2000000道爾頓，優(yōu)選50000至1000000道爾頓。
因此，需要一種表現(xiàn)出良好印刷性能的噴墨油墨，特別是在改善耐濕磨和熒光筆蹭臟方面，而同時日益提高的噴墨油墨的噴射流量需求的這個范圍內(nèi)又能維持可接受的可靠性。當(dāng)本發(fā)明的噴墨粘合劑結(jié)合到噴墨油墨中時，可以得到此類性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種包含聚合物顆粒水性分散體的噴墨油墨粘合劑，所述聚合物包含作為聚合單元、以聚合物重量為基準(zhǔn)計(jì)占1重量％至20重量％的烯鍵式不飽和親水單體，所述聚合物的重均分子量不超過50000道爾頓，所述聚合物的玻璃化溫度(Tg)為-40℃至120℃。本發(fā)明還提供一種噴墨油墨，其包括(a)水性載體；(b)著色劑；和(c)包含聚合物顆粒水性分散體的聚合物粘合劑，所述聚合物包含作為聚合單元、以聚合物重量為基準(zhǔn)計(jì)占1重量％至20重量％的烯鍵式不飽和親水單體，所述聚合物的重均分子量不超過50000道爾頓，所述聚合物的玻璃化溫度(Tg)為-40℃至120℃。
具體實(shí)施例方式
術(shù)語“親水單體”是指在20-25℃時能以至少6.0重量％(以重量％為基準(zhǔn)，即每100克水中溶解的單體克數(shù))的量溶解于水中的單體。烯鍵式不飽和親水單體的例子包括，但不限于，(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酰胺、丙烯腈、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、單-和多-烯鍵式不飽和(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、乙烯基醇、以及它們那些在水中的溶解度至少為6.0重量％的衍生物。單體在水中的溶解度是已知的。例如，可從Polymer Handbook(第二版，J.Brandrup，E.H.Immergut，Editor，John Wiley&Sons)以及Merck Index(第7版，Merck&Co.，Inc.(Rahway，N.J.，U.S.A.)中可以得到這些數(shù)據(jù)。符合本發(fā)明溶解度要求的一些單體包括，但不限于
單體水中的溶解度(％，25℃)甲基丙烯酸2-羥基乙酯完全可溶丙烯酸 完全可溶丙烯酰胺20.4丙烯腈 7.3甲基丙烯酸 完全可溶丙烯酸羥乙酯完全可溶丙烯酸2，(2-乙氧基乙氧基)乙酯 完全可溶甲基丙烯酰胺10-20衣康酸 9.5巴豆酸 8.0優(yōu)選的本發(fā)明的聚合物包括作為聚合單元的以聚合物重量為基準(zhǔn)計(jì)占1重量％至20重量％、優(yōu)選3.5重量％至8重量％、更優(yōu)選4重量％至7重量％、最優(yōu)選3重量％至6重量％的烯鍵式不飽和親水單體。最優(yōu)選的烯鍵式不飽和親水單體是單烯鍵式不飽和酸單體。合適的酸單體包括，例如，丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、富馬酸、馬來酸、衣康酸一甲酯、富馬酸一甲酯、富馬酸一丁酯、乙烯基磺酸鈉和丙烯酰胺基丙烷磺酸。還包括在聚合反應(yīng)前、聚合反應(yīng)中或聚合反應(yīng)后形成酸單體的前體單體，諸如馬來酸酐和乙烯基磺酸鈉。優(yōu)選的酸單體是羧酸單體，諸如甲基丙烯酸、丙烯酸、以及它們的組合。
噴墨油墨粘合劑的聚合物還包括至少一種第二共聚烯鍵式不飽和單體，諸如(甲基)丙烯酸酯單體，其包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異癸酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯；(甲基)丙烯腈；(甲基)丙烯酰胺；N-取代的(甲基)丙烯酰胺；氨基-官能和脲基-官能單體；有乙酰乙酸酯-官能團(tuán)的單體；苯乙烯和取代的苯乙烯；丁二烯；氟(甲基)丙烯酸酯；乙烯、丙烯、α-烯烴如1-癸烯；乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯和其它乙烯基酯；以及乙烯基單體，諸如氯乙烯、1，1-二氯乙烯。
噴墨油墨粘合劑的聚合物的重均分子量(通過凝膠滲透色譜(GPC)測量)不超過100000道爾頓，優(yōu)選不超過50000道爾頓，更優(yōu)選不超過30000道爾頓，所有這些范圍的優(yōu)選下限為1000道爾頓。
以共聚物的干重為基準(zhǔn)計(jì)，噴墨油墨粘合劑的聚合物可含有0重量％至5重量％的共聚的多烯鍵式不飽和單體，諸如甲基丙烯酸烯丙酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、二甲基丙烯酸1，4-丁二醇酯、二甲基丙烯酸1，2-乙二醇酯、二丙烯酸1，6-乙二醇酯和二乙烯基苯。優(yōu)選的是不使用共聚的多烯鍵式不飽和單體。
噴墨油墨粘合劑的聚合物的玻璃化溫度(“Tg”)為-40℃至120℃，優(yōu)選-35℃至100℃，更優(yōu)選-35℃至40℃，最優(yōu)選-22℃至25℃。文中所用的玻璃化溫度是通過差示掃描量熱計(jì)(“DSC”)確定的。
油墨噴墨粘合劑常通過乳液聚合來制備。用來制備水性乳液聚合物的聚合方法是本領(lǐng)域眾所周知的。在乳液聚合過程中，可使用常規(guī)的表面活性劑，例如使用陰離子和/或陽離子乳化劑，諸如烷基、芳基或烷芳基硫酸或磷酸堿金屬鹽或銨鹽；烷基磺酸；硫代丁二酸鹽；脂肪酸；烯鍵式不飽和表面活性劑單體；以及乙氧化醇或酚。以單體的重量為基準(zhǔn)計(jì)，表面活性劑的使用量通常為0.1重量％至6重量％?？梢圆捎脽嵋l(fā)法或氧化還原引發(fā)法。在反應(yīng)過程中反應(yīng)溫度維持在低于100℃，除非使用了壓力反應(yīng)器。優(yōu)選反應(yīng)溫度在10℃至95℃之間，更優(yōu)選在20℃至90℃之間。單體混合物可以純態(tài)形式加入或作為水中的乳化物加入。單體混合物可在反應(yīng)過程中一次或多次加入或連續(xù)地、線性地或非線性地或以這些形式的組合方式加入，反應(yīng)的時間通常為60分鐘至140分鐘。
可使用常規(guī)的自由基引發(fā)劑，諸如過氧化氫、過氧化鈉、過氧化鉀、叔丁基過氧化氫、氫過氧化枯烯、過硫酸銨和/或過硫酸堿金屬、過硼酸鈉、過磷酸及其鹽、高錳酸鉀和過氧二硫酸銨或堿金屬鹽，以總單體的重量為基準(zhǔn)計(jì)，通常量為0.01重量％至3.0重量％?？梢允褂玫氖抢昧讼嗤囊l(fā)劑并配以合適的還原劑的氧化還原體系，其中合適的還原劑包括例如，甲醛次硫酸鈉、抗壞血酸、異抗壞血酸、含硫酸的堿金屬鹽和銨鹽如亞硫酸鈉、亞硫酸氫鹽、硫代硫酸鹽、次硫酸鹽、硫化物、氫硫化物或連二亞硫酸鹽、甲醛基二亞磺酸(formadinesulfinic acid)、羥基甲烷磺酸、丙酮亞硫酸鹽、乙醇胺之類的胺、乙醇酸、水合乙醇酸、乳酸、甘油酸、馬來酸、酒石酸以及前述各酸的鹽?？梢允褂玫氖谴呋趸€原反應(yīng)的鐵、銅、錳、銀、鉑、釩、鎳、鈀或鈷等的金屬鹽?？扇芜x地使用這些金屬的螯合劑。
鏈轉(zhuǎn)移劑可以用來降低所形成的聚合物的分子量和/或提供與通過任何(一種或多種)自由基生成引發(fā)劑所會得到的分子量分布不相同的分子量分布，例如鹵素化合物如四溴甲烷；烯丙基化合物；或硫醇如巰基乙酸烷酯、疏基鏈烷酸酯、C4-C22直鏈型或支化的烷基硫醇。一種或多種鏈轉(zhuǎn)移催化劑可以在整個反應(yīng)的大部分階段或全部階段、或在反應(yīng)階段的一個或多個有限部分中一次或多次加入或連續(xù)、線性或非線性加入。重均分子量為(通過凝膠滲透色譜(GPC)測量)1000至100000道爾頓，優(yōu)選1000至50000道爾頓，更優(yōu)選1000至30000道爾頓。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施方式中，聚合物顆粒的水性分散體通過在中和劑存在下進(jìn)行乳液聚合反應(yīng)來形成，以當(dāng)量為基礎(chǔ)，所述中和劑的使用量以單烯鍵式不飽和酸單體為基準(zhǔn)計(jì)為15％至75％。文中所述的“中和劑”指能夠與酸單體發(fā)生酸-堿反應(yīng)中的堿性物質(zhì)。合適的中和劑包括，例如，硬堿和軟堿，諸如銨、氫氧化鈉、碳酸鉀、碳酸鈉和碳酸氫鈉。優(yōu)選用硬堿作中和劑。反應(yīng)介質(zhì)的pH值通常在5至9之間。在另一個實(shí)施方式中，至少一半的聚合物(以重量計(jì))是在以聚合反應(yīng)階段中所用的單烯鍵式不飽和酸單體為基準(zhǔn)計(jì)為15當(dāng)量％至75當(dāng)量％的中和劑存在下形成的。
在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，聚合物顆粒的水性分散體可通過多級乳化聚合方法來制備，其中，至少有組分各不相同的兩級是以連續(xù)的方式聚合的。此方法可以形成至少兩個互不相容的聚合物組合物，因而導(dǎo)致在聚合物顆粒中至少形成兩相。此類顆粒由不同幾何形狀的兩相或多相所組成，例如核/殼或核/鞘顆粒、殼相未完全包裹住核相的核/殼顆粒、多核的核/殼顆粒、以及相互穿插型網(wǎng)狀顆粒。多級乳液聚合的各級可含有同樣的單體、表面活性劑、鏈轉(zhuǎn)移劑等，如以上針對聚合物所揭示的。在多級型聚合物顆粒的情況下，為了本發(fā)明目的，Tg通過Fox等式(T.G.Fox，Bull.Am.Physics Soc.，第1卷，第3期，第123頁(1956))來計(jì)算，這里詳細(xì)地說明了使用乳液聚合物的總體組成，而不考慮級數(shù)或相數(shù)，即，計(jì)算單體M1和M2的共聚物的Tg，1/Tg.(計(jì)算值)＝w(M1)/Tg(M1)+w(M2)/Tg(M2)其中，Tg(計(jì)算值)是計(jì)算的共聚物玻璃化溫度w(M1)是共聚物中單體M1的重量分?jǐn)?shù)w(M2)是共聚物中單體M2的重量分?jǐn)?shù)Tg(M1)是均聚物M1的玻璃化溫度Tg(M2)是均聚物M2的玻璃化溫度，所有的溫度單位為°K。
共聚物的玻璃化溫度可以在例如J.Brandrup和E.H.Immergut所著Interscience Publisher發(fā)行的“Polymer Handbook”中找到。
類似地，對于多級聚合物顆粒來說，酸單體的量應(yīng)該根據(jù)乳液聚合物的總組成來確定，而不需要考慮級數(shù)或相數(shù)。用來制備此類多級乳液聚合物的聚合技術(shù)在本領(lǐng)域是眾所周知的，例如，美國專利第4325856；4654397；和4814373號中。
聚合物顆粒的重量平均顆粒直徑通常為100納米至450納米，優(yōu)選140納米至400納米，更優(yōu)選200納米至350納米，由毛細(xì)管流體動態(tài)光散射(capillary hydrodynamic light scattering)(“CHDF”)來測量。在一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，體積平均顆粒直徑由動態(tài)光散射(“DLS”)來測試，至少比由CHDF測得的重量平均顆粒直徑大35納米，優(yōu)選至少大40納米，更優(yōu)選至少大45納米，最優(yōu)選至少大55納米。粒徑分布可以是無峰的、雙峰的或多峰的；優(yōu)選無峰的分布。
本發(fā)明的噴墨油墨包括噴墨油墨粘合劑、液體介質(zhì)(優(yōu)選主要是水，更優(yōu)選是去離子水)和著色劑，諸如染料、顏料或它們的組合物，優(yōu)選的是有機(jī)和無機(jī)顏料。以油墨的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，通常粘合劑以0.1重量％至10重量％、優(yōu)選0.5重量％至5重量％的量存在。水性載體可為水，優(yōu)選去離子水。以油墨的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，通常水性載體以40重量％至95重量％、優(yōu)選55重量％至80重量％、更優(yōu)選70重量％至80重量％的量存在。
噴墨油墨通常含有顏料。因?yàn)轭伭纤哂械奈锢硇再|(zhì)，基于顏料的油墨組合物有發(fā)生干蹭臟的傾向、耐濕磨性差、熒光筆耐性差(lowhighlighter resistance)。文中所用的術(shù)語“干蹭臟”指在印刷的基材上施加磨擦壓力，并測量由此產(chǎn)生的任何蹭臟。文中所用的術(shù)語“熒光筆耐性”是指用市場上可購得的熒光記號筆來對印刷的基材施加磨擦壓力，并測量由此產(chǎn)生的蹭臟；此類記號筆的例子是Sanford Corp.公司的MAJORACCENT牌熒光記號筆。
合適的顏料包括，例如，如含氮化合物、酞菁顏料、喹吖啶酮顏料、蒽醌顏料、二噁嗪顏料、靛藍(lán)顏料、碳黑、硫靛顏料、perynone顏料、苝顏料和異二氫吲哚(isoindolene)；無機(jī)顏料，諸如二氧化鈦、氧化鐵和金屬粉末。以油墨的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，通常著色劑的使用量小于10重量％，優(yōu)選為0.5重量％至10重量％，更優(yōu)選為0.5重量％至7重量％。優(yōu)選地，顏料的粒徑為0.05微米至5微米，更優(yōu)選不超過1微米，最優(yōu)選不超過0.3微米。
噴墨油墨可包括顏料分散劑。合適的聚合物分散劑是本領(lǐng)域中已知的，例如，美國專利5821283、美國專利52211334、美國專利5712338和美國專利5714538中所描述的。或者，可以使用所謂的自分散顏料或自分散顏料與帶有分散劑的顏料的混合物。所謂的自分散顏料或自分散型顏料是通過表面改性來產(chǎn)生的。此類顏料可以不同的方式進(jìn)行表面改性，這些改性方式包括，但不限于，用次氯酸堿鹽、臭氧和芳族磺酸加成的重氮鹽等來進(jìn)行處理。這些表面改性的顏料所具有的顯著性優(yōu)勢是在水性介質(zhì)中的自分散性，所以可在沒有相應(yīng)聚合物分散劑的情況下使用。表面改性在黑色和有色顏料上都可使用。
為了本發(fā)明的目的，聚合物分散劑的組成不是關(guān)鍵性的，只要能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的、可印刷的油墨即可。以油墨的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，聚合物分散劑的使用量通常為0.1重量％至5重量％。顏料分散體可通過將顏料、分散劑、水和任選的添加劑混合，并在例如臥式介質(zhì)碾磨機(jī)、立式介質(zhì)碾磨機(jī)和磨碎機(jī)中進(jìn)行碾磨來完成。
噴墨油墨還可包括，例如，濕潤劑、分散劑、滲透劑、螯合劑、緩沖劑、生物殺傷劑、殺真菌劑、殺細(xì)菌劑、表面活性劑、抗卷曲劑、抗泛水劑和表面張力改性劑。有用的濕潤劑包括乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，4-環(huán)己烷二甲醇、1，5-戊二醇、1，2-己二醇、1，6-己二醇、1，8-辛二醇、1，2-丙二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、2，3-丁二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、平均分子量為200、300、400、600、900、1000、1500和2000的聚乙二醇、二丙二醇、平均分子量為425、725、1000和2000的聚丙二醇、2-吡咯烷酮、1-甲基-2-吡咯烷酮、1-甲基-2-哌啶酮、N-乙基乙酰胺、N-甲基丙酰胺、N-乙?；掖及?、N-甲基乙酰胺、甲酰胺、3-氨基-1，2-丙二醇、2，2-硫代二乙醇、3，3-硫代二丙醇、四氫噻吩砜、丁二烯砜、碳酸亞乙酯、丁內(nèi)酯、四氫糠醇、甘油、1，2，4-丁三醇、三甲基丙烷、山梨糖醇、羥泛酸、Liponic EG-1。優(yōu)選的濕潤劑是平均分子量為400-1000的聚乙二醇、2-吡咯烷酮、2，2-硫代二乙醇和1，5-戊二醇。以油墨的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，濕潤劑的使用量為1重量％至30重量％，優(yōu)選5重量％至15重量％。優(yōu)選的滲透劑是1，2-C1-C4烷基二醇，諸如1，2-己二醇；N-丙醇；異丙醇；以及己基卡必醇。以油墨的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，滲透劑的使用量為0.1重量％至10重量％。
噴墨油墨可通過本領(lǐng)域已知的方法來制備，例如，通過將組分在一起混合、攪拌和攪動來制備。如果需要的話，噴墨油墨可還包括如螯合劑、緩沖劑、生物殺傷劑、殺真菌劑、殺細(xì)菌劑、表面活性劑、抗卷曲劑、抗泛水劑和表面張力改性劑等助劑。
可使用熱噴墨打印機(jī)或壓電式噴墨打印機(jī)將噴墨油墨施用到如紙張、乙烯基材料等基材上，這些可使用的打印機(jī)包括例如Lexmark 7000、Lexmark 5700、Lexmark Z32、Lexmark Z51、Lexmark Z-65、Lexmark 2050打印機(jī)、Epson Stylus 3000、C-82、C-84、(惠普)Hewlett-Packard DeskJet550、570、694C、698、894、895Ci和(佳能)Canon 750。油墨可以在環(huán)境溫度下干燥，或加熱到較高溫度干燥。
實(shí)施例用以下實(shí)施例來說明本發(fā)明。
實(shí)驗(yàn)方法熒光筆耐蹭臟測試是通過將一系列熒光筆在施有噴墨油墨的文本圖案上磨擦來進(jìn)行，并在分等級體系中將蹭臟程度與視覺標(biāo)準(zhǔn)樣品比較。印刷可靠性通過在Lexmark桌面打印機(jī)上打印了90頁紙后，在總共208個噴嘴中發(fā)火(firing)印刷頭噴嘴數(shù)來進(jìn)行測量；數(shù)值為6次測試的平均值。
文中的重量平均粒徑通過Matec型-2000CHDF測量系統(tǒng)根據(jù)CHDF法進(jìn)行測量的，使用的是C-202料盒(cartridge)和GR-500(2X)洗脫劑。CHDF儀器用標(biāo)稱的50、100、200、300、400、500、600和700納米聚苯乙烯柱標(biāo)準(zhǔn)(“NanosphereTM”標(biāo)準(zhǔn)樣，來自Duke Scientific Corp.，Palo Alto，CA，USA)使用“新S形擬合”程序(Matec CHDF-2000軟件，版本3.20)來進(jìn)行校準(zhǔn)。用去卷積計(jì)算方法計(jì)算粒徑以達(dá)到最大的分辨率。文中所述的“DLS”體積平均粒徑通過動態(tài)光散射法使用Microtrac的#UPA-150型設(shè)備(Microtrac Industries，Northborough，MA，美國)來進(jìn)行測量。
玻璃化溫度通過Q-1000 DSC型號的差示掃描量熱計(jì)(TA Instrument，美國特拉華州New Castle)在升溫速率為20℃/分鐘(在樣品在150℃預(yù)熱5分鐘后)的條件下對氮?dú)鈿夥罩械?6毫克樣品進(jìn)行測量來確定，使用“UniversalAnalysis”軟件(版本4.0)來計(jì)算轉(zhuǎn)化的中點(diǎn)。
文中所述的噴墨油墨粘合劑聚合物的重均分子量(“Mw”)通過使用凝膠滲透色譜(GPC)來確定，測試設(shè)備是Waters 410 RI型GPC設(shè)備(WatersAssociate，Milford，MA，美國)，測試的條件是40℃，在THF溶液中的流速為1.00立方厘米/分鐘，使用PLgel 5微米Mixed-C柱和PLgel 10微米Mixed-B柱，用窄分布的pSTY標(biāo)準(zhǔn)樣轉(zhuǎn)化為pMMA進(jìn)行校準(zhǔn)，使用折射率檢測器。重均分子量的單位為道爾頓。
文中所述的所有范圍皆包括端值在內(nèi)，重疊范圍內(nèi)的最大值和最小值可以合并。
文中所用物質(zhì)的縮寫NaPS＝過硫酸鈉KDDBS＝正十二烷基苯磺酸鉀(29％固體)MMA＝甲基丙烯酸甲酯MAA＝甲基丙烯酸BA＝丙烯酸丁酯2EHA＝丙烯酸2-乙基己酯DI水＝去離子水對比例A.噴墨油墨粘合劑的制備在將含有250克去離子緩沖水(0.558毫當(dāng)量緩沖劑/克水)和0.39克KDDBS的反應(yīng)器加熱到88℃后，加入6％的由280克水、3.45克KDDBS、191克MMA、90克BA、269克2EHA和27.5克MMA所組成的混合物，然后加入2.3克NaPS。將混合物在88℃維持10分鐘。然后，在70分鐘的時間內(nèi)將剩余的單體混合物加入。在單體加料完成后，將容器在88℃維持35分鐘，然后冷卻到70℃，并維持15分鐘，然后冷卻到50℃，隨后加入821克去離子水。將混合物進(jìn)一步冷卻到30℃，并用4％的KOH調(diào)節(jié)pH為8.5-9.0。然后通過100目和325目篩子過濾產(chǎn)物，得到最終樣品。樣品的固體百分含量為24.8％，粒徑為304納米(重量平均，CHDF)和392納米(體積平均，DLS)，Tg為-13℃(DSC)，Mw為477000。
對比例B.噴墨油墨粘合劑的制備將含有250毫升去離子緩沖水(0.558毫當(dāng)量緩沖劑/克水)和0.39克KDDBS的反應(yīng)器加熱到88℃，然后加入6％的由280克水、3.45克KDDBS、191克MMA、90克BA、269克2EHA、27.5克MMA和1.18克3-疏基丙酸丁酯所組成的混合物，然后加入2.3克NaPS。將該混合物在88℃維持10分鐘。然后，在70分鐘的時間內(nèi)將剩余的單體混合物加入。在單體加料完成后，將容器在88℃維持35分鐘，然后冷卻到70℃，并維持15分鐘，然后冷卻到50℃，隨后加入825克去離子水。將混合物進(jìn)一步冷卻到30℃，并用4％的KOH調(diào)節(jié)pH為8.5-9.0。然后通過100目和325目篩子過濾產(chǎn)物，得到最終樣品。樣品的固體百分含量為25.0％，平均粒徑為288納米(重量平均，CHDF)和403納米(體積平均，DLS)，Tg為-10℃(DSC)，Mw為185000。
實(shí)施例1.噴墨油墨粘合劑的制備將含有250毫升去離子緩沖水(0.558毫當(dāng)量緩沖劑/克水))和0.39克KDDBS的反應(yīng)器加熱到88℃，然后加入6％的由280克水、3.45克KDDBS、191克MMA、90克BA、269克2EHA、27.5克MMA和2.35克3-疏基丙酸丁酯所組成的混合物，然后加入2.3克NaPS。將該混合物在88℃維持10分鐘。然后，在70分鐘的時間內(nèi)將剩余的單體混合物加入。在單體加料完成后，將容器在88℃維持35分鐘，然后冷卻到70℃，并維持15分鐘，然后冷卻到50℃，隨后加入828克去離子水。將混合物進(jìn)一步冷卻到30℃，并用4％的KOH調(diào)節(jié)pH為8.5-9.0。然后通過100目和325目篩子過濾產(chǎn)物，得到最終樣品。樣品的固體百分含量為25.0％，平均粒徑為287納米(重量平均，CHDF)和366納米(體積平均，DLS)，Tg為-15℃(DSC)，Mw為89200。
實(shí)施例2.噴墨油墨粘合劑的制備將含有250毫升去離子緩沖水(0.558毫當(dāng)量緩沖劑/克水)和0.39克KDDBS的反應(yīng)器加熱到88℃，然后加入6％的由280克水、3.45克KDDBS、191克MMA、90克BA、269克2EHA、27.5克MMA和3.52克3-疏基丙酸丁酯所組成的混合物，然后加入2.3克NaPS。將該混合物在88℃維持10分鐘。然后，在70分鐘的時間內(nèi)將剩余的單體混合物加入。在單體加料完成后，將容器在88℃維持35分鐘，然后冷卻到70℃，并維持15分鐘，然后冷卻到50℃，隨后加入831克去離子水。將混合物進(jìn)一步冷卻到30℃，并用4％的KOH調(diào)節(jié)pH為8.5-9.0。然后通過100目和325目篩子過濾產(chǎn)物，得到最終樣品。樣品的固體百分含量為25.4％，平均粒徑為266納米(重量平均，CHDF)和350納米(體積平均，DLS)，Tg為-17℃(DSC)，Mw為73000。
實(shí)施例3.噴墨油墨粘合劑的制備將含有250毫升去離子緩沖水(0.558毫當(dāng)量緩沖劑/克水)和0.39克KDDBS的反應(yīng)器加熱到88℃，然后加入6％的由280克水、3.45克KDDBS、191克MMA、90克BA、269克2EHA、27.5克MMA和4.69克3-疏基丙酸丁酯所組成的混合物，然后加入2.3克NaPS。將該混合物在88℃維持10分鐘。然后，在70分鐘的時間內(nèi)將剩余的單體混合物加入。在單體加料完成后，將容器在88℃維持35分鐘，然后冷卻到70℃，并維持15分鐘，然后冷卻到50℃，隨后加入831克去離子水。將混合物進(jìn)一步冷卻到30℃，并用4％的KOH調(diào)節(jié)pH為8.5-9.0。然后通過100目和325目篩子過濾產(chǎn)物，得到最終樣品。樣品的固體百分含量為25.0％，平均粒徑為312納米(重量平均，CHDF)和421納米(體積平均，DLS)，Tg為-18℃(DSC)，Mw為65200。
實(shí)施例4.噴墨油墨粘合劑的制備將含有250毫升去離子緩沖水(0.558毫當(dāng)量緩沖劑/克水)和0.39克KDDBS的反應(yīng)器加熱到88℃，然后加入6％的由280克水、3.45克KDDBS、191克MMA、90克BA、269克2EHA、27.5克MMA和8.21克3-疏基丙酸丁酯所組成的混合物，然后加入2.3克NaPS。將該混合物在88℃維持10分鐘。然后，在70分鐘的時間內(nèi)將剩余的單體混合物加入。在單體加料完成后，將容器在88℃維持35分鐘，然后冷卻到70℃，并維持15分鐘，然后冷卻到50℃，隨后加入845克去離子水。將混合物進(jìn)一步冷卻到30℃，并用4％的KOH調(diào)節(jié)pH為8.5-9.0。然后通過100目和325目篩子過濾產(chǎn)物，得到最終樣品。樣品的固體百分含量為25.1％，平均粒徑為282納米(重量平均，CHDF)和403納米(體積平均，DLS)，Tg為-22℃(DSC)，Mw為25300。
實(shí)施例5.噴墨油墨粘合劑的制備將含有250毫升去離子緩沖水(0.558毫當(dāng)量緩沖劑/克水)和0.39克KDDBS的反應(yīng)器加熱到88℃，然后加入6％的由280克水、3.45克KDDBS、191克MMA、90克BA、269克2EHA、27.5克MMA和11.7克3-疏基丙酸丁酯所組成的混合物，然后加入2.3克NaPS。將該混合物在88℃維持10分鐘。然后，在70分鐘的時間內(nèi)將剩余的單體混合物加入。在單體加料完成后，將容器在88℃維持35分鐘，然后冷卻到70℃，并維持15分鐘，然后冷卻到50℃，隨后加入855克去離子水。將混合物進(jìn)一步冷卻到30℃，并用4％的KOH調(diào)節(jié)pH為8.5-9.0。然后通過100目和325目篩子過濾產(chǎn)物，得到最終樣品。樣品的固體百分含量為25.0％，平均粒徑為314納米(重量平均，CHDF)和404納米(體積平均，DLS)，Tg為-22℃(DSC)，Mw為25700。
實(shí)施例6.噴墨油墨的制備和評估用指定的噴墨油墨粘合劑制備下列噴墨油墨，并對其進(jìn)行評價，所得結(jié)果列于表6.1中。
油墨組合物4％著色劑(自分散碳黑)5％噴墨油墨粘合劑(以下所列)7.5％聚乙二醇4007.5％2-吡咯烷酮1.2％1，2-己二醇0.4％己基卡必醇去離子水表6.1.對噴墨油墨的評價

相對于包括對比例A-B的粘合劑的相應(yīng)油墨，特別是在高粘合劑負(fù)載(即5％))時，包括本發(fā)明實(shí)施例1-5的噴墨油墨粘合劑的噴墨油墨表現(xiàn)出更好的印刷可靠性和熒光筆耐受性。
權(quán)利要求
1.一種噴墨油墨粘合劑，其包含聚合物顆粒的水性分散體，所述聚合物包括作為聚合單元、以聚合物重量為基準(zhǔn)計(jì)占1重量％至20重量％的烯鍵式不飽和親水單體，所述聚合物的重均分子量不超過50000道爾頓，所述聚合物的玻璃化溫度(Tg)為-40℃至120℃。
2.如權(quán)利要求1所述的噴墨油墨粘合劑，其特征在于，所述聚合物的重均分子量為1000至30000道爾頓。
3.如權(quán)利要求1所述的噴墨油墨粘合劑，其特征在于，所述聚合物顆粒由動態(tài)光散射(DLS)測得的體積平均粒徑比由毛細(xì)管流體動態(tài)分離(capillary hydro-dynamic fractionation，CHDF)測得的重量平均粒徑大至少35納米。
4.如權(quán)利要求1所述的噴墨油墨粘合劑，其特征在于，所述聚合物顆粒由DLS測得的體積平均粒徑比由CHDF測得的重量平均粒徑大至少55納米。
5.如權(quán)利要求1所述的噴墨油墨粘合劑，其特征在于，所述烯鍵式不飽和親水單體是單烯鍵式不飽和酸性單體。
6.如權(quán)利要求5所述的噴墨油墨粘合劑，其特征在于，所述聚合物顆粒系通過在中和劑存在下乳液聚合來形成，其中所述中和劑的使用量以所述單烯鍵式不飽和酸性單體為基準(zhǔn)計(jì)為15當(dāng)量％至75當(dāng)量％。
7.如權(quán)利要求6所述的噴墨油墨粘合劑，其特征在于，所述中和劑是硬堿。
8.如權(quán)利要求1所述的噴墨油墨粘合劑，其特征在于，所述聚合物顆粒的重量平均粒徑為100納米至450納米。
9.一種噴墨油墨，其包括水性載體；著色劑；和聚合物粘合劑，其包含聚合物顆粒的水性分散體，所述聚合物包括作為聚合單元、以聚合物重量為基準(zhǔn)計(jì)占1重量％至20重量％的烯鍵式不飽和親水單體，所述聚合物的重均分子量不超過50000道爾頓，所述聚合物的玻璃化溫度(Tg)為-40℃至120C。
10.如權(quán)利要求9所述的噴墨油墨，其特征在于，所述著色劑是顏料。
11.如權(quán)利要求9所述的噴墨油墨，其特征在于，所述聚合物的重均分子量為1000道爾頓至30000道爾頓。
12.如權(quán)利要求9所述的噴墨油墨，其特征在于，所述聚合物顆粒由動態(tài)光散射(DLS)測得的體積平均粒徑比由毛細(xì)管流體動態(tài)分離(CHDF)測得的重量平均粒徑大至少35納米。
13.如權(quán)利要求9所述的噴墨油墨，其特征在于，所述聚合物顆粒由DLS測得的體積平均粒徑比由CHDF測得的重量平均粒徑大至少55納米。
14.如權(quán)利要求9所述的噴墨油墨，其特征在于，所述烯鍵式不飽和親水單體是單烯鍵式不飽和酸性單體。
15.如權(quán)利要求14所述的噴墨油墨，其特征在于，所述聚合物顆粒系通過在中和劑存在下乳液聚合來形成，其中所述中和劑的使用量以所述單烯鍵式不飽和酸性單體為基準(zhǔn)計(jì)為15當(dāng)量％至75當(dāng)量％。
16.如權(quán)利要求15所述的噴墨油墨粘合劑，其特征在于，所述中和劑是硬堿。
17.如權(quán)利要求9所述的噴墨油墨粘合劑，其特征在于，所述聚合物顆粒的重量平均粒徑為100納米至450納米。
全文摘要
提供一種噴墨油墨粘合劑，其包含聚合物顆粒的水性分散體，所述聚合物包括作為聚合單元、以聚合物重量為基準(zhǔn)計(jì)占1重量％至20重量％的烯鍵式不飽和親水單體，所述聚合物的重均分子量為1000至50000道爾頓，所述聚合物的玻璃化溫度(Tg)為－40℃至120℃。還提供一種包括該噴墨油墨粘合劑的噴墨油墨。
文檔編號B41J2/01GK1810896SQ200610004338
公開日2006年8月2日 申請日期2006年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月25日
發(fā)明者M·哈爾登－阿伯頓, G·M·雷恩, B·L·比奇, A·卡里洛, A·P·霍洛韋, A·M·皮爾遜 申請人:羅門哈斯公司