專利名稱：相變油墨的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在此公開了熱熔或相變油墨及其使用方法。更具體地，在此公開了特別適用于具有降低能量要求的相變油墨噴墨打印工藝的熱熔或相變油墨。
背景技術(shù)：
盡管已知的組合物和方法適于它們希望的目的，但仍需要可以在低于約125℃的溫度下噴射的相變油墨；需要可以采用降低的能量要求噴射的相變油墨；需要采用較不昂貴打印頭噴射的相變油墨；需要能夠改進(jìn)油墨的熱穩(wěn)定性的相變油墨，該熱穩(wěn)定性表現(xiàn)為當(dāng)在打印機(jī)中加熱時(shí)隨時(shí)間的顏色穩(wěn)定性；需要能夠改進(jìn)打印機(jī)可靠性的相變油墨；需要能夠?qū)崿F(xiàn)從備用模式快速恢復(fù)時(shí)間的相變油墨；需要能夠?qū)崿F(xiàn)采用“瞬動(dòng)”模式印刷的相變油墨；需要在降低的印刷溫度下顯示所需粘度值的相變油墨；需要能夠?qū)崿F(xiàn)上述優(yōu)點(diǎn)和也顯示良好印刷特性，如貫穿性能(包括抖動(dòng)和實(shí)心填充脫落性能)、可接受的噴射可靠性、折疊和起皺性能、光澤、顏色強(qiáng)度、在備用模式之后的恢復(fù)等的相變油墨；需要產(chǎn)生具有改進(jìn)硬度的圖像的相變油墨；需要產(chǎn)生具有改進(jìn)光澤的圖像的相變油墨；需要顯示降低的滲出的相變油墨，滲出是其中一些油墨成分遷移到固體油墨條表面并在油墨條表面在打印機(jī)內(nèi)部聚集的問題，粘性”滲出物”逐漸排出到底部并可能引起油墨條難以在打印機(jī)中的油墨加載架上滑動(dòng)；需要當(dāng)在紙襯底上印刷時(shí)產(chǎn)生具有降低透視的圖像的相變油墨；需要顯示打印頭的降低堵塞同時(shí)顯示所有上述優(yōu)點(diǎn)的相變油墨；需要能夠?qū)崿F(xiàn)相變油墨噴墨打印頭的降低備用溫度而不導(dǎo)致打印頭堵塞或在恢復(fù)到可操作噴射溫度時(shí)無需清除的相變油墨；需要具有所需低凝固點(diǎn)的相變油墨；需要當(dāng)中間轉(zhuǎn)印元件在所需高溫度下時(shí)從中間轉(zhuǎn)印元件有效轉(zhuǎn)印到最終記錄襯底，以能夠?qū)崿F(xiàn)有效轉(zhuǎn)印元件冷卻，這允許有效加熱轉(zhuǎn)印器和避免來自通過油墨使中間轉(zhuǎn)印元件過熱而自動(dòng)使打印機(jī)停工，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)在所需低溫度下噴射油墨的相變油墨；和需要當(dāng)仍然熱的印刷物在沿打印機(jī)中的導(dǎo)引架通過時(shí)顯示所需高染污溫度，由此降低油墨沿這些導(dǎo)引架的累積的相變油墨，該累積以后可轉(zhuǎn)印到空白紙上。

發(fā)明內(nèi)容
在此公開了包括油墨載體和著色劑的相變油墨組合物，該油墨適用于間接印刷工藝，其中將油墨從打印頭噴射到加熱的中間轉(zhuǎn)印元件上和隨后從中間轉(zhuǎn)印元件轉(zhuǎn)印到最終記錄襯底上，其中(a)當(dāng)油墨保持在約125℃或更低的溫度時(shí)油墨可以從打印頭噴射到中間轉(zhuǎn)印元件上；(b)油墨可以從保持在約100℃或更低的備用溫度的打印機(jī)噴射而不用清除；和(c)油墨的內(nèi)聚故障溫度為至少約56℃。


圖1是對(duì)于不同平均峰值分子量值的聚乙烯蠟和費(fèi)托蠟獲得的高溫凝膠滲透色譜曲線的再現(xiàn)，在″y″軸顯示樣品中存在的不同分子量的分子的相對(duì)數(shù)量和在″x″軸顯示保留時(shí)間。
具體實(shí)施例方式
在此公開如下實(shí)施方案。
方案1.相變油墨組合物，包括油墨載體和著色劑，該油墨適用于間接印刷工藝，其中將油墨從打印頭噴射到加熱的中間轉(zhuǎn)印元件上和隨后從中間轉(zhuǎn)印元件轉(zhuǎn)印到最終記錄襯底上，其中(a)當(dāng)油墨保持在約125℃或更低的溫度時(shí)油墨可以從打印頭噴射到中間轉(zhuǎn)印元件上；(b)油墨可以從保持在約100℃或更低的備用溫度的打印頭噴射而不用清除；和(c)油墨的內(nèi)聚故障溫度為至少約56℃。
方案2.根據(jù)方案1的油墨組合物，其中當(dāng)油墨保持在約120℃或更低的溫度時(shí)油墨可以從打印頭噴射到中間轉(zhuǎn)印元件上。
方案3.根據(jù)方案1的油墨組合物，其中當(dāng)油墨保持在約115℃或更低的溫度時(shí)油墨可以從打印頭噴射到中間轉(zhuǎn)印元件上。
方案4.根據(jù)方案1的油墨組合物，其中當(dāng)油墨保持在約113℃或更低的溫度時(shí)油墨可以從打印頭噴射到中間轉(zhuǎn)印元件上。
方案5.根據(jù)方案1的油墨組合物，其中油墨可以從保持在約95℃或更低的備用溫度的打印頭噴射而不用清除。
方案6.根據(jù)方案1的油墨組合物，其中油墨可以從保持在約90℃或更低的備用溫度的打印頭噴射而不用清除。
方案7.根據(jù)方案1的油墨組合物，其中油墨的內(nèi)聚故障溫度為至少約60℃。
方案8.根據(jù)方案1的油墨組合物，其中油墨的內(nèi)聚故障溫度為至少約65℃。
方案9.根據(jù)方案1的油墨組合物，其中油墨的峰值熔點(diǎn)不高于約160℃。
方案10.根據(jù)方案1的油墨組合物，其中油墨的峰值熔點(diǎn)不高于約140℃。
方案11.根據(jù)方案1的油墨組合物，其中油墨的峰值熔點(diǎn)不高于約100℃。
方案12.根據(jù)方案1的油墨組合物，其中油墨的開始熔點(diǎn)不低于約50℃。
方案13.根據(jù)方案1的油墨組合物，其中油墨的開始熔點(diǎn)不低于約52℃。
方案14.根據(jù)方案1的油墨組合物，其中油墨的開始熔點(diǎn)不低于約55℃。
方案15.根據(jù)方案1的油墨組合物，其中油墨在噴射溫度下的熔體粘度不大于約30厘泊。
方案16.根據(jù)方案1的油墨組合物，其中油墨在噴射溫度下的熔體粘度不大于約20厘泊。
方案17.根據(jù)方案1的油墨組合物，其中油墨在噴射溫度下的熔體粘度不大于約15厘泊。
方案18.根據(jù)方案1的油墨組合物，其中油墨在約110℃的粘度為約7-約15厘泊。
方案19.根據(jù)方案1的油墨組合物，其中油墨在約115℃的粘度為約7-約15厘泊。
方案20.根據(jù)方案1的油墨組合物，其中油墨在約120℃的粘度為約7-約15厘泊。
方案21.根據(jù)方案1的油墨組合物，其中油墨載體包括(i)支化三酰胺和(ii)聚乙烯蠟。
方案22.根據(jù)方案1的油墨組合物，其中油墨載體包括(i)支化三酰胺和(ii)費(fèi)托蠟。
方案23.相變油墨組合物，包括油墨載體和著色劑，該油墨適用于間接印刷工藝，其中將油墨從打印頭噴射到加熱的中間轉(zhuǎn)印元件上和隨后從中間轉(zhuǎn)印元件轉(zhuǎn)印到最終記錄襯底上，其中(a)當(dāng)油墨保持在約120℃或更低的溫度時(shí)油墨可以從打印頭噴射到中間轉(zhuǎn)印元件上；(b)油墨可以從保持在約95℃或更低的備用溫度的打印頭噴射而不用清除；和(c)油墨的內(nèi)聚故障溫度為至少約60℃。
方案24.相變油墨組合物，包括油墨載體和著色劑，該油墨適用于間接印刷工藝，其中將油墨從打印頭噴射到加熱的中間轉(zhuǎn)印元件上和隨后從中間轉(zhuǎn)印元件轉(zhuǎn)印到最終記錄襯底上，其中(a)當(dāng)油墨保持在約115℃或更低的溫度時(shí)油墨可以從打印頭噴射到中間轉(zhuǎn)印元件上；(b)油墨可以從保持在約90℃或更低的備用溫度的打印頭噴射而不用清除；和(c)油墨的內(nèi)聚故障溫度為至少約65℃。
方案25.根據(jù)方案1的油墨組合物，其中油墨可滿足要求(a)和(b)而不大于約2％故障噴射。
方案26.根據(jù)方案1的油墨組合物，其中油墨可滿足要求(a)和(b)而不大于約1％故障噴射。
方案27.根據(jù)方案1的油墨組合物，其中油墨可滿足要求(a)和(b)而不大于約0.5％故障噴射。
方案28.根據(jù)方案1的油墨組合物，其中油墨可滿足要求(a)和(b)而不大于約0.25％故障噴射。
在此公開的油墨組合物適于在相變噴墨打印機(jī)中噴射。相變噴墨打印可以由直接和間接印刷工藝進(jìn)行。在此公開的一個(gè)實(shí)施方案涉及一種方法，該方法包括向噴墨打印設(shè)備中引入在此公開的油墨，熔融油墨，和引起熔融油墨小滴以成像圖案噴射到記錄襯底上。直接打印工藝也公開于例如美國專利5,195,430。在直接印刷工藝中，將油墨直接噴射到最終記錄襯底，如紙、透明材料等上。在具體的實(shí)施方案中，在此公開的油墨組合物特別適于在膠版印刷轉(zhuǎn)印或間接印刷模式中印刷，例如在美國專利5,389,958和5,372,852中所述。在此公開的另一個(gè)實(shí)施方案涉及一種方法，該方法包括向噴墨打印設(shè)備中引入在此公開的油墨，熔融油墨，引起熔融油墨小滴以成像圖案噴射到中間轉(zhuǎn)印元件上，和將油墨以成像圖案從中間轉(zhuǎn)印元件轉(zhuǎn)印到最終記錄襯底上。在具體的實(shí)施方案中，將中間轉(zhuǎn)印元件加熱到高于最終記錄片溫度和低于打印設(shè)備中熔融油墨溫度的溫度。在另一個(gè)具體的實(shí)施方案中，加熱中間轉(zhuǎn)印元件和最終記錄片兩者；在此實(shí)施方案中，變化是可能的如將中間轉(zhuǎn)印元件加熱到高于最終記錄片溫度的溫度，將中間轉(zhuǎn)印元件加熱到低于最終記錄片溫度的溫度，和將中間轉(zhuǎn)印元件加熱到基本等于最終記錄片溫度的溫度。在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，打印設(shè)備采用壓電印刷工藝，其中以成像圖案由壓電振動(dòng)元件的擺動(dòng)引起油墨小滴噴射。在此公開的油墨也可用于其它熱熔打印工藝，如熱熔聲學(xué)噴墨打印、熱熔噴墨打印、熱熔連續(xù)流或偏向噴墨打印等。在此公開的相變油墨也可用于熱熔噴墨打印工藝以外的打印工藝。
可以使用任何合適的襯底或記錄片，包括普通紙如XEROX4024紙、XEROX圖像系列紙、Courtland 4024 DP紙、分格筆記本紙、證券紙、二氧化硅涂覆的紙如Sharp Company二氧化硅涂覆的紙、JuJo紙、HAMMERMILL LASERPRINT紙等，透明材料，織物，紡織品產(chǎn)品，塑料，聚合物膜，無機(jī)襯底如金屬和木材等。
在此公開的油墨組合物可以在相變油墨噴墨打印機(jī)中在所需的低噴射溫度下噴射。此特性能夠降低噴墨打印機(jī)的能量消耗，節(jié)約成本，由于使油墨經(jīng)歷隨時(shí)間降低的溫度而改進(jìn)顏色穩(wěn)定性，由于打印機(jī)在較低的溫度下操作而改進(jìn)打印機(jī)的可靠性，和打印機(jī)從備用模式快速恢復(fù)的時(shí)間。
在此公開的油墨可以在各種實(shí)施方案中在125℃或更低、120℃或更低、115℃或更低、或113℃或更低的噴射溫度下噴射，盡管噴射溫度可以在這些范圍以外。
“在125℃或更低噴射溫度噴射”表示當(dāng)油墨在打印機(jī)中在標(biāo)準(zhǔn)操作模式期間時(shí)(與在升溫模式期間相反)，油墨可以噴射而不大于2％故障噴射。在各種具體實(shí)施方案中油墨可以噴射而不大于1、0.5或0.25％故障噴射。對(duì)于此處的目的，用于確定油墨是否通過或未通過此測試的測試設(shè)備是XEROXPHASER8400相變油墨噴墨打印機(jī)，該打印機(jī)在制造商為該打印機(jī)指定的油墨的類似運(yùn)輸條件下設(shè)定的滴落質(zhì)量(drop mass)和電壓下操作?？梢杂杀绢I(lǐng)域技術(shù)人員通過改進(jìn)此機(jī)器的硬件或軟件而改進(jìn)由此打印機(jī)噴射的油墨溫度。用于定量化故障噴射百分比的印刷物包括對(duì)于每種顏色實(shí)心填充和抖動(dòng)填充的半英寸到一英寸完全寬度區(qū)域(25％、50％和75％)。故障噴射百分比是在10個(gè)印刷頁內(nèi)平均的每總噴射數(shù)的故障噴射數(shù)目。
許多固體噴墨打印機(jī)加熱中間轉(zhuǎn)印元件、油墨和最終記錄片以保證圖像適當(dāng)轉(zhuǎn)印到最終記錄片上。中間轉(zhuǎn)印元件加熱器典型地加熱中間轉(zhuǎn)印元件和單獨(dú)的打印頭加熱器加熱其中包含油墨的打印頭。這些加熱器在較高溫度下消耗較多功率，并且功率消耗在操作溫度下最高。降低加熱器的功率允許各組件在非活性期間冷卻，但這樣反過來增加系統(tǒng)的再啟動(dòng)時(shí)間，因?yàn)橛湍椭虚g轉(zhuǎn)印元件均需要恢復(fù)它們的操作溫度。此外，在具體溫度下，典型地接近油墨固化的溫度，打印頭可能需要清除以保證所有噴射再填充和準(zhǔn)備打印而沒有對(duì)圖像質(zhì)量的任何負(fù)面影響。
環(huán)境敏感和市場規(guī)則現(xiàn)在需要辦公室設(shè)備，如復(fù)制機(jī)和多功能設(shè)備是能量更有效的。對(duì)于辦公產(chǎn)品的這種政府規(guī)則或要求在美國目前由稱為“Energy Star Program”的規(guī)則覆蓋，而在歐洲和其它地方由各種其它相似的程序覆蓋。這種相似程序包括”New BlueAngel”(德國)、“Energy Conservation Law”(日本)、“Nordic Swan”(北歐)和“Swiss Energy Efficiency Label”(瑞士)。這些環(huán)境程序以及市場(制造商/消費(fèi)者)提出降低的功率消耗水平要求和進(jìn)入這些模式的必須時(shí)間。這些降低的功率消耗模式，如備用、低功率、功率節(jié)省器、能量節(jié)省器、休眠等在功率水平中有變化并且比在“準(zhǔn)備”模式中消耗更少的功率，但比在“關(guān)閉”模式時(shí)大。當(dāng)機(jī)器處于滿足這些環(huán)境程序和/或市場要求所需要的降低功率消耗模式時(shí)，恢復(fù)時(shí)間增加。從這些顯著降低的功率消耗水平及時(shí)和令人滿意地恢復(fù)回到操作溫度對(duì)于消費(fèi)者是重要的，但可能是困難的。
在此公開的油墨組合物可以在相變油墨噴墨打印機(jī)中采用所需的低備用溫度印刷。備用溫度是打印機(jī)保持油墨同時(shí)處于“能量節(jié)省器”模式的溫度，并且按定義能夠返回到較高的操作溫度而不要求清除。如需要油墨可以保持在較低溫度以節(jié)省能量成本，但然后要求打印頭的清除以清理固化油墨的噴射。由于與需要低噴射溫度相似的原因，此特性是需要的。低備用溫度降低功率消耗和降低油墨蒸煮。它們也可潛在增加可靠性和降低滴落質(zhì)量漂移。
在此公開的油墨可以在各種實(shí)施方案中保持在100℃或更低、95℃或更低、或90℃或更低的備用溫度下，盡管備用溫度可以在這些范圍以外。
“從保持在約100℃或更低的備用溫度下的打印機(jī)噴射而不用清除”表示油墨可以在此溫度下在打印機(jī)中保持至少1周的時(shí)間和隨后在它的操作噴射溫度下噴射而不需要任何清除和具有不大于2％的故障噴射。在各種具體的實(shí)施方案中油墨可以噴射而不大于1、0.5或0.25％故障噴射。對(duì)于此處的目的，用于確定油墨是否通過或未通過此測試的測試設(shè)備是XEROXPHASER8400相變油墨噴墨打印機(jī)，該打印機(jī)在制造商為該打印機(jī)指定的油墨的類似運(yùn)輸條件下設(shè)定的滴落質(zhì)量和電壓下操作?？梢杂杀绢I(lǐng)域技術(shù)人員通過改進(jìn)此機(jī)器的硬件或軟件而改進(jìn)由此打印機(jī)噴射的油墨的備用溫度。用于定量化故障噴射百分比的印刷物包括對(duì)于每種顏色實(shí)心填充和抖動(dòng)填充的半英寸到一英寸完全寬度區(qū)域(25％、50％和75％)。故障噴射百分比是在10個(gè)印刷頁內(nèi)平均的每總噴射數(shù)的故障噴射數(shù)目。在從備用恢復(fù)之后立即形成生印刷物而不用清除打印頭。
當(dāng)用于其中將油墨噴射到加熱的中間轉(zhuǎn)印元件上的間接印刷工藝時(shí)，可以將在此公開的油墨組合物噴射到保持在所需高溫下的中間轉(zhuǎn)印元件上并從保持在所需高溫下的中間轉(zhuǎn)印元件轉(zhuǎn)印。由于增加的中間轉(zhuǎn)印元件溫度促進(jìn)相對(duì)于環(huán)境的需要的溫度梯度以轉(zhuǎn)印足夠的熱量，使得可以達(dá)到持續(xù)印刷，此特性可能是所需的。更具體地，熱量僅從熱體輸送到冷體，并且傳熱的數(shù)量與兩者之間的溫度差大致成比例。因此，如果溫差越大，傳熱越快。更快的印刷物速度在中間轉(zhuǎn)印元件上放置更多的油墨和因此要求中間轉(zhuǎn)印元件冷卻得更多。因此，如果在中間轉(zhuǎn)印元件和環(huán)境溫度之間的溫度差不足夠大，則中間轉(zhuǎn)印元件冷卻不足夠快速以保持它的操作溫度。因此，需要更高的中間轉(zhuǎn)印元件溫度以能夠通過暴露于環(huán)境溫度而達(dá)到更快速冷卻元件。
當(dāng)將油墨噴射到保持在超過它們內(nèi)聚故障溫度的溫度下的中間轉(zhuǎn)印元件上時(shí)，由于油墨中的內(nèi)部內(nèi)聚鍵比油墨和中間轉(zhuǎn)印元件之間的內(nèi)聚鍵弱，油墨不合適地從中間轉(zhuǎn)印元件轉(zhuǎn)印到最終記錄襯底上。油墨在中間轉(zhuǎn)印元件上分裂開，導(dǎo)致僅一些油墨轉(zhuǎn)印到最終記錄襯底上而剩余的油墨保留在中間轉(zhuǎn)印元件上。因此，盡管需要更高的中間轉(zhuǎn)印元件溫度，但不能將中間轉(zhuǎn)印元件加熱到高于油墨內(nèi)聚故障溫度的溫度。典型地，中間轉(zhuǎn)印元件可以加熱到在或略微低于相變油墨內(nèi)聚故障溫度的溫度，在一個(gè)具體的實(shí)施方案中比油墨的內(nèi)聚故障溫度低4-10℃。
在此公開的油墨的內(nèi)聚故障溫度在各種實(shí)施方案中為至少56℃、60℃或65℃，盡管內(nèi)聚故障溫度可以在這些范圍以外。
“至少56℃的內(nèi)聚故障溫度”表示當(dāng)位于中間轉(zhuǎn)印元件上，隨后轉(zhuǎn)印油墨到最終襯底上時(shí)，油墨可以保持在此溫度下，其中油墨完全轉(zhuǎn)印到最終襯底，與油墨分裂開和一些油墨保持在中間轉(zhuǎn)印元件上相反。對(duì)于此處的目的，用于確定油墨是否通過或未通過此測試的測試設(shè)備是XEROXPHASER8400相變油墨噴墨打印機(jī)，該打印機(jī)在制造商為該打印機(jī)指定的油墨的類似運(yùn)輸條件下設(shè)定的滴落質(zhì)量和電壓下操作并且最終記錄襯底的溫度設(shè)定在類似運(yùn)輸?shù)臈l件下?？梢杂杀绢I(lǐng)域技術(shù)人員通過改進(jìn)硬件或軟件而改進(jìn)此打印機(jī)的中間轉(zhuǎn)印元件溫度。用于定量化內(nèi)聚故障溫度的印刷物包括對(duì)于每種顏色實(shí)心填充的一英寸到二英寸完全寬度區(qū)域。在每個(gè)測試的轉(zhuǎn)鼓溫度下，印刷一個(gè)圖像隨后為空白片。為通過內(nèi)聚故障測試，空白片不包含可見油墨(可歸因于來自噴射的伴生體的一些分離的片段靠近實(shí)心填充邊緣的可能性除外)。內(nèi)聚故障溫度是在空白頁上顯示可見斷裂溫度的第一溫度。
在此公開的油墨組合物在各種實(shí)施方案中的峰值熔點(diǎn)不低于50℃、60℃或70℃，和峰值熔點(diǎn)在各種實(shí)施方案中不高于160℃、140℃或100℃，盡管峰值熔點(diǎn)可以在這些范圍以外。
在此公開的油墨組合物在各種實(shí)施方案中的開始熔點(diǎn)不低于50℃、52℃或55℃，和開始熔點(diǎn)在各種實(shí)施方案中不高于75℃、72℃或69℃，盡管開始熔點(diǎn)可以在這些范圍以外。
在此公開的油墨組合物通常在噴射溫度(在各種實(shí)施方案中不低于75℃、85℃或95℃，和在各種實(shí)施方案中不高于150℃或120℃，盡管噴射溫度可以在這些范圍以外)下的熔體粘度在各種實(shí)施方案中不大于30、20或15厘泊，和在各種實(shí)施方案中不小于2、5或7厘泊，盡管熔體粘度可以在這些范圍以外。在另一個(gè)具體的實(shí)施方案中，在110、115和/或120℃的溫度下油墨的粘度為7-15厘泊。
在此公開的油墨組合物可以為任何所需或有效的成分，該成分能夠使油墨滿足規(guī)定的特性。例如，顯示規(guī)定的特性的油墨的一個(gè)實(shí)施方案包括(a)著色劑和(b)相變油墨載體，該載體包括(i)支化三酰胺和(ii)聚乙烯蠟。顯示規(guī)定的特性的油墨的另一個(gè)實(shí)施方案包括(a)著色劑和(b)相變油墨載體，該載體包括(i)支化三酰胺和(ii)費(fèi)托蠟。
支化三酰胺例如公開于美國專利6,860,930。
在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，支化三酰胺具有下式 其中x、y和z每個(gè)獨(dú)立地表示亞丙氧基重復(fù)單元的數(shù)目和x+y+z是5-6，并且其中p、q和r每個(gè)彼此獨(dú)立地是表示重復(fù)-(CH2)-單元數(shù)目的整數(shù)和在各種實(shí)施方案中是至少15、20或26，和在各種實(shí)施方案中不大于60、55或45，盡管p、q和r的值可以在這些范圍以外。三酰胺組合物通常作為材料的混合物獲得，其中p、q和r每個(gè)是組合物中峰值平均鏈長的數(shù)目，而不是其中每個(gè)分子具有相同的p、q和r值的均勻組合物，并且必須理解，在混合物中，一些單個(gè)鏈可以比給定的數(shù)目更長或更短。
三酰胺在油墨中以任何所需或有效數(shù)量存在，在各種實(shí)施方案中為載體的至少2、5或10wt％，和在各種實(shí)施方案中不大于載體的50、40或35wt％，盡管數(shù)量可以在這些范圍以外。
聚乙烯蠟在一個(gè)具體的實(shí)施方案中由高溫凝膠滲透色譜測量的平均峰值分子量在各種實(shí)施方案中為至少350、400或470，和在各種實(shí)施方案中不大于730、700或600，盡管平均峰值分子量可以在這些范圍以外。
聚乙烯蠟的多分散性(通過將重均分子量除以數(shù)均分子量確定)在一個(gè)實(shí)施方案為至少1.0001，和在各種實(shí)施方案中不大于1.500、1.400、1.300、1.200、1.100或1.050，盡管其可以在這些范圍以外。
聚乙烯蠟的峰值熔點(diǎn)(如由差示掃描量熱法(DSC)測定)在一個(gè)具體實(shí)施方案中為至少50℃、60℃或70℃，和在各種實(shí)施方案中不大于130℃、125℃或120℃，盡管峰值熔點(diǎn)可以在這些范圍以外。
聚乙烯蠟的開始熔點(diǎn)(如由差示掃描量熱法(DSC)測定)在一個(gè)具體實(shí)施方案中為至少50℃、52℃或55℃，和在各種實(shí)施方案中不大于71℃、70℃或69℃，盡管開始熔點(diǎn)可以在這些范圍以外。
聚乙烯蠟的熔融范圍定義為如ASTM D3418-03中定義的終點(diǎn)熔點(diǎn)和開始熔點(diǎn)之間的差值，在各種實(shí)施方案中為至少5℃、8℃或10℃，和在各種實(shí)施方案中不大于40℃、35℃或30℃，盡管熔融范圍可以在這些范圍以外。
聚乙烯蠟的凝固點(diǎn)(如由差示掃描量熱法(DSC)測定)在一個(gè)具體實(shí)施方案中為至少40℃、50℃或55℃，和在各種實(shí)施方案中不大于80℃、75℃或70℃，盡管凝固點(diǎn)可以在這些范圍以外。
費(fèi)托蠟可以由氫氣和一氧化碳混合物制備，使蒸汽通過熱煤獲得該混合物。合成可以采用金屬催化劑在高溫和壓力下進(jìn)行。它們是合成烴，與天然烴相反。它們與由乙烯(CH2＝CH2)的聚合制備的聚乙烯蠟的不同在于聚乙烯蠟傾向于是完全線性的，而費(fèi)托蠟傾向于在其中具有一定程度的支化。由于此支化，與完全線性聚乙烯蠟相比，費(fèi)托蠟傾向于在一定程度上是較少結(jié)晶的和一些程度上較不硬。
在此公開的油墨中包括的費(fèi)托蠟由高溫凝膠滲透色譜測量的平均峰值分子量在各種實(shí)施方案中為至少300、375或400，和在各種實(shí)施方案中不大于800、750或700，盡管平均峰值分子量可以在這些范圍以外。
費(fèi)托蠟的多分散性(通過將重均分子量除以數(shù)均分子量確定)在各種實(shí)施方案為至少1.001、1.005或1.010，和在各種實(shí)施方案中不大于3、2.5或2，盡管多分散性可以在這些范圍以外。
費(fèi)托蠟的峰值熔點(diǎn)(如由差示掃描量熱法(DSC)測定)在各種實(shí)施方案中為至少50℃、55℃或60℃，和在各種實(shí)施方案中不大于105℃、100℃或95℃，盡管峰值熔點(diǎn)可以在這些范圍以外。
費(fèi)托蠟的開始熔點(diǎn)(如由差示掃描量熱法(DSC)測定)在各種實(shí)施方案中為至少40℃、45℃或50℃，和在各種實(shí)施方案中不大于105℃、100℃或95℃，盡管開始熔點(diǎn)可以在這些范圍以外。
費(fèi)托蠟的熔融范圍定義為如ASTM D3418-03中定義的終點(diǎn)熔點(diǎn)和開始熔點(diǎn)之間的差值，在各種實(shí)施方案中為至少5℃、8℃或10℃，和在各種實(shí)施方案中不大于40℃、30℃或25℃，盡管熔融范圍可以在這些范圍以外。
費(fèi)托蠟的凝固點(diǎn)(如由差示掃描量熱法(DSC)測定)在各種實(shí)施方案中為至少40℃、50℃或55℃，和在各種實(shí)施方案中不大于90℃、88℃或85℃，盡管凝固點(diǎn)可以在這些范圍以外。
聚乙烯蠟或費(fèi)托蠟在一個(gè)具體實(shí)施方案中在110℃的粘度在各種實(shí)施方案中為至少3、4或4.5厘泊，和在各種實(shí)施方案中不大于10、9或8厘泊，盡管粘度可以在這些范圍以外。
”平均峰值分子量”表示聚乙烯蠟或費(fèi)托蠟(盡管包括式-(CH2)n-的分子的混合物，其中n是表示重復(fù)-CH2-單元數(shù)目的整數(shù))具有的分子分布使得分子相對(duì)數(shù)量對(duì)保留時(shí)間或分子量的圖顯現(xiàn)為鐘形曲線，其中鐘形曲線的峰值表示平均峰值分子量。相反，具有不同平均峰值分子量值的聚乙烯蠟或費(fèi)托蠟，盡管它們可包含“n”值重疊的材料，具有不同的特性。
圖1中顯示對(duì)于一些聚乙烯蠟和一些費(fèi)托蠟由高溫凝膠滲透色譜采用Polymer Labs 220HT系統(tǒng)使用折光率檢測，流動(dòng)相1，2，4-三氯苯，和兩個(gè)Polymer 3μm Mixed-E分離柱得到的分子量測量值。將整個(gè)系統(tǒng)和樣品溶液在注入之前加熱到140℃。使用用于校準(zhǔn)的聚乙烯標(biāo)準(zhǔn)物表征分子量。一種材料(PE 500)是聚乙烯蠟，購自BakerPetrolite，Tulsa，OK，是POLYWAX500(PE 500)。也測量的是聚乙烯蠟，購自Baker Petrolite，Tulsa，OK，是POLYWAX655(PE655)。也測量的是聚乙烯蠟，購自Baker Petrolite，Tulsa，OK，分子量為655(PE 655)。也測量的(PE-C)是聚乙烯蠟，購自BakerPetrolite，Tulsa，OK，相似于POLYWAX500但由蒸餾除去最低15％分子量級(jí)分和最高15％分子量級(jí)分兩者。此蒸餾可以如例如在美國專利出版物2005/0130054中所述進(jìn)行。也測量的(FT-B)是費(fèi)托蠟，從Sasol Wax Americas，Inc.以SASOLWAXC80購得，該蠟由蒸餾分級(jí)。也測量的(FT-C)是費(fèi)托蠟，購自Sasol Wax Americas，Inc.，該蠟相似于SASOLWAXC80但由蒸餾除去最低9％分子量級(jí)分。也測量的(FT-D)是費(fèi)托蠟，購自Sasol Wax Americas，Inc.，該蠟相似于SASOLWAXC80但由蒸餾除去最低20％分子量級(jí)分。也測量的(FT-E)是費(fèi)托蠟，購自Sasol Wax Americas，Inc.，該蠟相似于SASOLWAXC80但由蒸餾除去最低30％分子量級(jí)分。



如由高溫凝膠滲透色譜測量，這些蠟由高溫凝膠滲透色譜測量的峰值平均分子量(Mp)、數(shù)均分子量(Mn)、重均分子量(Mw)和多分散性(MWD)如下

這些蠟的高溫凝膠滲透色譜數(shù)據(jù)的峰值熔點(diǎn)(℃，由差示掃描量熱法使用DUPONT 2100量熱計(jì)根據(jù)ASTM D 3418-03測量)、開始熔點(diǎn)(℃，由差示掃描量熱法測量)、在110℃的粘度(厘泊，使用Rheometric Scientific DSR-2000錐板粘度計(jì)測量)和凝固點(diǎn)(℃，由差示掃描量熱法測量)如下

---＝未測量或測定蠟的熔融液體清晰度由如下方式評(píng)價(jià)在玻璃廣口瓶中熔融蠟的樣品并在烘箱中在各種溫度下保持它們，隨后通過肉眼檢查它們隨時(shí)間的清晰度對(duì)沉淀物的存在。結(jié)果如下

結(jié)果清楚地表明，除去低分子量級(jí)分和高分子量級(jí)分兩者的蠟的優(yōu)點(diǎn)在于甚至在11天之后在其中也不形成沉淀物。認(rèn)為濁度指示引起打印頭堵塞的沉淀物的存在，該堵塞導(dǎo)致通過噴墨打印頭中絲網(wǎng)過濾器的油墨流量的降低，該流量降低反過來引起弱或缺失噴射。
從在此公開的油墨中的聚乙烯蠟中除去一些最低分子量級(jí)分和一些最高分子量級(jí)分，在各種實(shí)施方案中從其中除去至少最低5、7.5、10、12.5或15％分子量級(jí)分，和在各種實(shí)施方案中從其中除去至少最高5、7.5、10、12.5或15％分子量級(jí)分，盡管從其中除去的數(shù)量可以在這些范圍以外。
在一些具體的實(shí)施方案中，從在此公開的油墨中的費(fèi)托蠟中除去一些最低分子量級(jí)分，在各種實(shí)施方案中從其中除去至少最低5、7.5、10、12.5、15、20、25、30或35％分子量級(jí)分，盡管從其中除去的數(shù)量可以在這些范圍以外。
最低分子量級(jí)分和最高分子量級(jí)分可以從聚乙烯或費(fèi)托蠟中由任何所需或有效方法除去，包括(但不限于)在美國專利出版物2005/0130054中描述的蒸餾方法。
如上所述，用于產(chǎn)生費(fèi)托蠟的費(fèi)托工藝與用于產(chǎn)生聚乙烯蠟的乙烯聚合工藝的不同之處在于費(fèi)托工藝傾向于在獲得的材料中產(chǎn)生更多的支化。13C和1H NMR光譜用于測量一些費(fèi)托和聚乙烯蠟中的支化程度和側(cè)-OH基團(tuán)的數(shù)目。將樣品溶于氘代苯并且13C NMR光譜在Bruker Avance 400NMR分光儀上在78℃獲得。此外，進(jìn)行DEPT(由極化轉(zhuǎn)移的無扭曲增強(qiáng))試驗(yàn)以區(qū)別CH、CH2和CH3碳以幫助光譜認(rèn)定。1H NMR光譜測量對(duì)相同的樣品在Bruker Avance 500NMR分光儀上在78℃進(jìn)行。結(jié)果如下

聚乙烯蠟在油墨中以任何所需或有效數(shù)量存在，在各種實(shí)施方案中為載體的至少10、15或20wt％，和在各種實(shí)施方案中不大于載體的95、90或85wt％，盡管數(shù)量可以在這些范圍以外。
費(fèi)托蠟在油墨中以任何所需或有效數(shù)量存在，在各種實(shí)施方案中為載體的至少1、3或5wt％，和在各種實(shí)施方案中不大于載體的99、97或95wt％，盡管數(shù)量可以在這些范圍以外。
合適相變油墨載體材料的另外例子是單酰胺、四酰胺、其混合物等。合適脂肪酰胺油墨載體材料的具體例子包括硬脂基硬脂酰胺，如KEMAMIDE S-180，購自Crompton Corporation，Greenwich，CT等。在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，單酰胺在油墨載體中存在的數(shù)量在各種實(shí)施方案中為載體的至少0.01、2或5wt％，和在各種實(shí)施方案中不大于載體的90、80或70wt％，盡管數(shù)量可以在這些范圍以外。
也合適作為相變油墨載體材料的是異氰酸酯衍生的樹脂和蠟，如氨基甲酸酯異氰酸酯衍生的材料、脲異氰酸酯衍生的材料、氨基甲酸酯/脲異氰酸酯衍生的材料、其混合物等。
在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，油墨可包含從如下物質(zhì)的反應(yīng)獲得的聚氨酯樹脂二當(dāng)量ABITOLE氫化樅醇(購自Hercules Inc.，Wilmington，DE)和一當(dāng)量異佛爾酮二異氰酸酯，如在美國專利5,782,966的實(shí)施例1中所述制備。當(dāng)存在時(shí)，此樹脂在油墨中存在的數(shù)量在各種實(shí)施方案中為油墨載體的至少1、2、3、4或5wt％，和在各種實(shí)施方案中不大于油墨載體的80、70或60wt％，盡管數(shù)量可以在這些范圍以外。
在另一個(gè)具體的實(shí)施方案中，油墨可包含作為三當(dāng)量硬脂基異氰酸酯和甘油類醇的加合物的聚氨酯樹脂，該加合物如在美國專利6,309,453的實(shí)施例4中所述制備。當(dāng)存在時(shí)，此樹脂在油墨中存在的數(shù)量在各種實(shí)施方案中為油墨載體的至少0.1、0.5或1wt％，和在各種實(shí)施方案中不大于油墨載體的40、35或30wt％，盡管數(shù)量可以在這些范圍以外。
油墨載體在相變油墨中以任何所需或有效數(shù)量存在，在各種實(shí)施方案中為油墨的至少0.1、50或90wt％，和在各種實(shí)施方案中不大于油墨的99、98或95wt％，盡管數(shù)量可以在這些范圍以外。
相變油墨也可包含著色劑。相變載體組合物可以與相變油墨著色劑材料如染料索引(C.I.)溶劑染料、分散染料、改性酸性和直接染料、堿性染料、硫染料、還原(Vat)染料等結(jié)合使用。
著色劑在相變油墨中以任何所需或有效數(shù)量存在以獲得所需的顏色或色調(diào)，在各種實(shí)施方案中為油墨的至少0.1、0.2或0.5wt％，和在各種實(shí)施方案中不大于油墨50、20或10wt％，盡管數(shù)量可以在這些范圍以外。
油墨也可任選地包含抗氧劑。油墨組合物的任選抗氧保護(hù)圖像以免發(fā)生氧化并且也保護(hù)油墨組分以免在油墨制備工藝的加熱部分期間發(fā)生氧化。合適抗氧劑的具體例子包括NAUGUARD524、NAUGUARD76和NAUGUARD512(購自Uniroyal ChemicalCompany，Oxford，CT)、IRGANOX1010(購自Ciba Geigy)等。當(dāng)存在時(shí)，任選的抗氧劑在油墨中以任何所需或有效數(shù)量存在，在各種實(shí)施方案中為油墨的至少0.01、0.05或0.1wt％，和在各種實(shí)施方案中不大于油墨的20、5或3wt％，盡管數(shù)量可以在這些范圍以外。
油墨組合物可以由任何所需或合適的方法制備。例如，可以將油墨成分一起混合，隨后加熱到在一個(gè)實(shí)施方案中至少100℃，和在一個(gè)實(shí)施方案中不高于140℃的溫度，盡管溫度可以在這些范圍以外，和攪拌直到獲得均勻的油墨組合物，隨后冷卻油墨到環(huán)境溫度(典型地20-25℃)。油墨在環(huán)境溫度下為固體。在具體的實(shí)施方案中，在形成工藝期間，將處于其熔融狀態(tài)的油墨傾入模具和然后允許冷卻和固化以形成油墨條。
實(shí)施例I油墨組合物由如下方法制備。將除著色劑以外的所有油墨成分加入到不銹鋼燒杯中。然后將獲得的混合物在110℃在烘箱中一起熔融，隨后通過在溫度受控罩中在110℃攪拌0.3小時(shí)而共混。然后向此混合物中加入著色劑。在攪拌另外2小時(shí)之后，將這樣形成的油墨通過受熱的MOTT設(shè)備(從Mott Metallurgical獲得)使用Whatman #3濾紙?jiān)?5磅每平方英寸的壓力下過濾。將這樣形成的過濾的相變油墨傾入模具和允許固化以形成油墨條。油墨從如下成分制備Polywax 500，Mp＝572，Mn＝516，Mw＝570，Mwd＝1.10，由HT-GPC測量(POLYWAX 500，購自Baker Petrolite，Tulsa，OK)；窄分子量分布聚乙烯蠟(PE-C)，相似于POLYWAX 500但被蒸餾以除去15％較低分子量級(jí)分和15％較高分子量級(jí)分，Mp＝582，Mn＝562，Mw＝579，MWD＝1.03，如由HT-GPC測定(購自BakerPetrolite，Tulsa，OK)；費(fèi)托(FT-B)蠟，從Sasol Wax Americas，Inc.以SASOLWAXC80購得，Mp＝558，Mn＝565，Mw＝588，MWD＝1.04，由HT-GPC測量；費(fèi)托蠟(FT-C)，購自Sasol Wax Americas，Inc.，該蠟相似于SASOLWAXC80但由蒸餾除去最低9％分子量級(jí)分，Mp＝620，Mn＝619，Mw＝635，MWD＝1.03，由HT-GPC測量；費(fèi)托蠟(FT-D)，購自Sasol Wax Americas，Inc.，該蠟相似于SASOLWAXC80但由蒸餾除去最低20％分子量級(jí)分，Mp＝631，Mn＝627，Mw＝643，MWD＝1.03，由HT-GPC測量；費(fèi)托蠟(FT-E)，購自Sasol WaxAmericas，Inc.，該蠟相似于SASOLWAXC80但由蒸餾除去最低30％分子量級(jí)分，Mp＝637，Mn＝630，Mw＝646，MWD＝1.03，由HT-GPC測量；下式的支化三酰胺 其中p、q和r每個(gè)的平均值為約35，如在美國專利6,860,930的實(shí)施例II中所述制備；硬脂基硬脂酰胺蠟(KEMAMIDES-180，購自Crompton Corporation，Greenwich，CT)；KE-100樹脂(氫化松香(松香)酸的甘油三酯，購自Arakawa Chemical Industries(USA)Inc.，Chicago，IL)；聚氨酯樹脂，它是三當(dāng)量硬脂基異氰酸酯和甘油類醇的加合物，如在美國專利6,309,453的實(shí)施例4中所述制備；NAUGUARD445抗氧劑(購自Uniroyal Chemical Co.，Middlebury，CT)；青色著色劑，如在美國專利6,472,523的實(shí)施例V-XI中公開；和十二烷基苯磺酸(DDBSA，Bio-soft S-100，購自Stepan Company，Elwood，IL)。對(duì)于每種油墨在下表中列出油墨每種成分以wt％計(jì)的數(shù)量

提供油墨1用于對(duì)比目的。
油墨特性油墨的各種特性由Rheometrics錐板粘度計(jì)測量并示于下表中。粘度(η，厘泊)在110℃測量。使用基于溶液中油墨測量的光譜攝影過程，對(duì)于青色和黃色油墨在甲苯中溶解油墨而對(duì)于品紅色油墨在正丁醇中溶解油墨，和使用Perkin Elmer Lambda 2S UV/VIS分光光度計(jì)測量吸光度而測定光譜強(qiáng)度。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)由動(dòng)態(tài)機(jī)械分析使用Rheometrics Solid Analyzer(RSA II)測量。峰值熔點(diǎn)(MP)和峰值凝固點(diǎn)(FP)由差示掃描量熱法(DSC)使用DUPONT2100量熱計(jì)測量。

如數(shù)據(jù)所示，這些油墨的峰值熔點(diǎn)是80℃并且其大多數(shù)的粘度在110℃接近10.6，這表明它們適于在105-115℃的溫度下噴射。光譜強(qiáng)度確認(rèn)青色著色劑的良好溶解性。此外，由從其中除去15％較低分子量級(jí)分和15％較高分子量級(jí)分的聚乙烯蠟制備的油墨和由費(fèi)托蠟C80制備的油墨4顯示所需的低凝固點(diǎn)，能夠設(shè)定打印機(jī)備用溫度在更低設(shè)定值下和因此能夠?qū)崿F(xiàn)低能量消耗。認(rèn)為這些油墨的降低凝固點(diǎn)歸因于聚乙烯蠟的較高分子量級(jí)分的除去。在XEROXPHASER8400打印機(jī)中油墨1和2的內(nèi)聚故障溫度、中間轉(zhuǎn)印設(shè)定點(diǎn)溫度、最小噴射溫度和最小備用溫度見下表。為了比較的目的，也對(duì)為XEROXPHASER8400打印機(jī)和XEROXPHASER360打印機(jī)提供的商業(yè)青色油墨測量了這些特性，并也在下表中示出。

---＝未測量如數(shù)據(jù)所示，油墨2、4、5、6和7顯示至少56℃或更高的所需高內(nèi)聚故障溫度和125℃或更低的所需低噴射溫度兩者。油墨2也顯示所需低的最小備用溫度。盡管未測量油墨4、5、6和7的最小備用溫度，但相信這些油墨也具有所需低的最小備用溫度。
備用溫度評(píng)價(jià)油墨1和2以及為XEROXPHASER8400打印機(jī)提供的商業(yè)青色油墨的最小備用溫度。將油墨各自引入XEROXPHASER8400打印機(jī)，其后將打印機(jī)置于功率節(jié)省模式過夜和經(jīng)過周末的時(shí)間。其后，產(chǎn)生印刷物并由這樣產(chǎn)生的印刷物在各種功率節(jié)省器溫度下確定填充噴射物的百分比。結(jié)果如下
從此數(shù)據(jù)，可以得出的結(jié)論是，最小備用溫度對(duì)于8400油墨是104℃，對(duì)于油墨1是92℃，和對(duì)于油墨2是88℃。
權(quán)利要求
1.相變油墨組合物，包括油墨載體和著色劑，該油墨適用于間接印刷工藝，其中將油墨從打印頭噴射到加熱的中間轉(zhuǎn)印元件上和隨后從中間轉(zhuǎn)印元件轉(zhuǎn)印到最終記錄襯底上，其中(a)當(dāng)油墨保持在約125℃或更低的溫度時(shí)油墨可以從打印頭噴射到中間轉(zhuǎn)印元件上；(b)油墨可以從保持在約100℃或更低的備用溫度的打印頭噴射而不用清除；和(c)油墨的內(nèi)聚故障溫度為至少約56℃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的油墨組合物，其中油墨載體包括(i)支化三酰胺和(ii)聚乙烯蠟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的油墨組合物，其中油墨載體包括(i)支化三酰胺和(ii)費(fèi)托蠟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的油墨組合物，其中油墨可滿足要求(a)和(b)而不大于約2％故障噴射。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的油墨組合物，其中油墨可滿足要求(a)和(b)而不大于約1％故障噴射。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的油墨組合物，其中油墨可滿足要求(a)和(b)而不大于約0.5％故障噴射。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的油墨組合物，其中油墨可滿足要求(a)和(b)而不大于約0.25％故障噴射。
全文摘要
公開了包括油墨載體和著色劑的相變油墨組合物，該油墨適用于間接印刷工藝，其中將油墨從打印頭噴射到加熱的中間轉(zhuǎn)印元件上和隨后從中間轉(zhuǎn)印元件轉(zhuǎn)印到最終記錄襯底上，其中(a)當(dāng)油墨保持在約125℃或更低的溫度時(shí)油墨可以從打印頭噴射到中間轉(zhuǎn)印元件上；(b)油墨可以從保持在約100℃或更低的備用溫度的打印頭噴射而不用清除；和(c)油墨的內(nèi)聚故障溫度為至少約56℃。
文檔編號(hào)B41J2/01GK1974685SQ200610163168
公開日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月30日
發(fā)明者T·J·斯恩德, B·吳, P·A·王, D·R·蒂特林頓, J·W·小托馬斯, R·R·布里德格曼, M·H·坦南特 申請(qǐng)人:施樂公司