專利名稱：供市售膠印介質(zhì)和膠印油墨使用的水性噴墨油墨的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及供市售膠印介質(zhì)和膠印油墨使用的水性噴墨油墨組合物。
背景技術(shù)：
近年來，計算機打印機技術(shù)已發(fā)展到可將極高分辨度圖像傳輸至包括不同類型紙在內(nèi)的各種介質(zhì)。一種特殊的印刷類型涉及響應(yīng)于數(shù)字信號使流體油墨小滴落在的表面上。通常是流體油墨落在或噴在表面上，而印刷設(shè)備和表面之間沒有物理接觸。不同系統(tǒng)之間將油墨沉積在印刷表面上的具體方法有區(qū)別。但是，兩種主要的方法包括連續(xù)油墨沉積和依令下滴(drop-on-demand)油墨沉積。
對于連續(xù)印刷系統(tǒng)，所用的油墨通?；诎滓彝?或乙醇在內(nèi)的溶劑。事實上是，連續(xù)印刷系統(tǒng)以油墨滴流形式運行，該滴流通過印刷機噴嘴被噴出和引導(dǎo)。另外與噴嘴緊鄰的靜電充電設(shè)備輔助引導(dǎo)油墨滴。如果油墨未用于所需要的印刷表面，則將其回收備用。對于依令下滴印刷系統(tǒng)，噴墨油墨通?；谒鸵叶肌Ｊ聦嵣显谑褂眠@些系統(tǒng)時，油墨滴被熱或壓力波從噴嘴推出。另外，所有的油墨滴被用來形成印刷圖像并且在需要時被噴出。
一般地，噴墨油墨可分為染料基或顏料基。染料基油墨通常利用一般是水基的液體著色劑來使介質(zhì)變?yōu)樘囟ǖ念伾?。由于其組成所致，染料基油墨通常不防水并且更易受UV光的影響。這導(dǎo)致經(jīng)過一段時間后的褪色或變色。為了得到最好的性能，該類型的油墨通常需要根據(jù)應(yīng)用來選擇適宜的介質(zhì)或基材。在許多情況下，如果介質(zhì)太致密或疏水，則油墨很難滲透并且滴落在表面上。相反地，如果介質(zhì)吸收性太強，點增大率(dot gain)太高會產(chǎn)生模糊的圖像。
顏料油墨通常利用固體著色劑來實現(xiàn)著色。在許多情況下，由顏料基油墨產(chǎn)生的曲線其線質(zhì)量和精確度通常優(yōu)于染料基油墨。對于顏料基油墨而言，固體顆粒粘附在基材表面上。一旦溶液中的水蒸發(fā)，則顆粒一般不會返回溶液，并且因此更防水。另外，顏料基油墨的防UV性能比染料基油墨好的多，這意味著更長時間后才產(chǎn)生可注意到的褪色。
盡管在某些領(lǐng)域中顏料油墨顯示出優(yōu)越的特性，但是，染料操作更干凈、提供更好的產(chǎn)物、提供更好的顆粒尺寸并且更容易過濾。因此，在普通應(yīng)用中，染料基油墨一直更為常用。另外，染料基油墨趨于色彩更鮮艷并且提供更加高度飽和的顏色。
有幾個原因使噴墨印刷已成為受歡迎的在表面、特別是在紙上記錄圖像的方式。這些原因中的一些包括低的印刷機噪音、高速記錄的能力和多色記錄。另外，以相對低的價格即可提供這些優(yōu)點。但是，盡管在噴墨印刷方面已有很大的改進，但伴隨著該改進的是增加了的印刷要求，例如更快的速度、更高的分辨度、全色圖像形成等。為此，當連同印刷表面或基材一起評價印刷機油墨時，有幾個要考慮的特征。這樣的特征包括表面圖像的邊緣清晰度(acuity)和光密度，基材上油墨的干燥時間、與基材的粘合性、油墨滴不發(fā)生偏離、所有的點都出現(xiàn)、干燥油墨防水和防其它溶劑、長期存放的穩(wěn)定性和長期不腐蝕或阻塞噴嘴的可靠性。盡管以上列舉的特性提供了值得去努力的目標，但是很難滿足上述所有特征。通常，試圖通過加入一種油墨組分來滿足上述之一的特征卻可能妨礙另一特征的實現(xiàn)。因此，大多數(shù)用于噴墨印刷機的市售油墨代表著一種折衷，以試圖實現(xiàn)至少適當?shù)捻憫?yīng)來滿足以上列舉的一些或所有要求。
用于噴墨印刷的紙通常包括高質(zhì)量或非木制的、設(shè)計為具有高油墨吸收能力的紙或具有涂覆的多孔表面的紙。這些紙的噴墨印刷效果好，因為油墨很容易被吸收而且很快干燥。但是，這些紙通常不能得到鮮明或清晰的圖像。
相反地，對于市售的膠版紙，無孔的光滑表面可為鮮明圖像提供好的印刷表面。但是，市售的膠印涂布紙與專門設(shè)計用于噴墨介質(zhì)的辦公室用普通紙或照相/光澤紙相比明顯不同。通常，構(gòu)成市售膠版紙其無孔光滑表面的涂層需要比標準紙更多的時間來使含水流體滲透。這是因為膠版紙通常必須發(fā)生擴散型吸附，而對于標準辦公室用紙和一些噴墨專用紙而言通常發(fā)生典型的毛細型吸收。另外，與專門設(shè)計用于噴墨油墨的紙涂層、例如水溶性聚合物比如聚乙烯醇相比，膠印涂層含有的聚合物、例如苯乙烯-丁二烯基聚合物更疏水。因此，由于膠印涂層通常疏水、滲透性差并且光滑無孔，所以這些涂層趨于與水基油墨有差的相互作用。另外，慣用的油墨溶劑比如乙二醇和二醇在這些涂層上的性能趨于變差，表現(xiàn)出長的干燥時間和差的擴散特性。
膠印介質(zhì)/油墨和水基噴墨油墨明顯不相容的原因是最初開發(fā)的膠印介質(zhì)、比如市售的膠版紙是供油基油墨使用。例如，涂覆的膠印介質(zhì)通常包括疏水組分比如乳膠粘合劑和/或各種疏水聚合物。為了解釋的目的而列出的用于膠印介質(zhì)的這種聚合物可以包括聚合物、共聚物和/或三元共聚物，選自聚苯乙烯、聚烯烴(聚丙烯、聚乙烯、聚丁二烯)、聚酯(PET)、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯和聚(馬來酸酐)。
由于市售的膠版紙?zhí)峁┝斯饣挠∷⒈砻?，并且可為專用紙?zhí)峁┙?jīng)濟且低價的替代物，因此提供用在包括紙和膠印油墨在內(nèi)的市售膠印介質(zhì)上的水基噴墨油墨是有用的。如果該配方會減少油墨噴嘴中油墨的變干則會特別有用。另外，如果這些噴墨油墨在膠印介質(zhì)上表現(xiàn)出包括優(yōu)良的文本和區(qū)域填充、半色調(diào)圖像(half tone images)最小的接合、優(yōu)良的光密度(OD)和邊緣清晰度、好的耐水性、好的抗污和防擦性能和好的耐光性等印刷性能，也是所希望的。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及用于在膠印介質(zhì)上進行噴墨印刷和膠印油墨的含水基油墨組合物。一個實施方式包括有效量的油墨著色劑和HLB值約4-14的非離子表面活性劑。可任選地加入其它的非離子表面活性劑、溶劑和粘合劑。另一個實施方式包括有效量的油墨著色劑、含量以重量計均各自約為0.01％-10％的至少兩種非離子表面活性劑和有效量的至少一種聚合粘合劑比如丙烯酸酯粘合劑。
發(fā)明詳述在公開和描述本發(fā)明之前，應(yīng)理解本發(fā)明不受本文所公開的具體工藝步驟和材料的限制，因為該工藝步驟和材料可在一定程度上有變化。也應(yīng)理解為本文所用的術(shù)語僅僅是為了描述特定實施方式。術(shù)語不是用來作限制性的，因為本發(fā)明的范圍僅受所附權(quán)利要求及其等同物的限定。
必須指出的是，在該說明書和所附權(quán)利要求書中，除非內(nèi)容另有明顯的指示，否則單數(shù)形式的“一”和“該”包括復(fù)數(shù)引用物。
“表面活性劑”是含有親水和疏水部分的化合物。因此，當將表面活性劑加入水或一些其它溶劑時，可降低體系的表面張力。一般地，利用表面活性劑的幾個目的包括潤濕、乳化、分散、發(fā)泡、沖洗或潤滑體系。
“HLB”或“親水/親脂平衡”是劃分表面活性劑的一種方式。具體地說，HLB標度范圍為0-40，其中低HLB的產(chǎn)品更易溶于油，而高HLB的產(chǎn)品更易溶于水。HLB是基于表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)而計算的數(shù)字，因此，它不是一個測量的參數(shù)。
據(jù)此，公開了用于在膠印介質(zhì)上進行噴墨印刷和膠印油墨的水性油墨組合物，它包括有效量的油墨著色劑和HLB值為約4-14的非離子表面活性劑。在一個實施方式中，可將有效量的第二非離子表面活性劑加入該組合物。第二非離子表面活性劑的HLB值可以是任何有功效的值。但是，優(yōu)選第二非離子表面活性劑也具有約4-14的HLB值。
如果使用一種非離子表面活性劑，則非離子表面活性劑的存在量以重量計可為0.01％-10％，優(yōu)選以重量計約為0.01％-5％，并且最優(yōu)選以重量計約為0.01％-2％。但是，如果使用兩種或多種非離子表面活性劑，則每種非離子表面活性劑的存在量可在此范圍內(nèi)。可利用的合適非離子表面活性劑包括烷氧基化辛基苯酚、烷基苯氧基聚(乙烯氧基)(etheleneoxy)乙醇、硅氧烷乙二醇共聚物包括聚環(huán)氧烷改性的聚二甲基硅氧烷、烷氧基化四甲基癸炔二醇、烷氧基化三甲基壬醇、聚氧乙烯醚、環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷共聚物、氟表面活性劑和非離子烷氧基化表面活性劑。優(yōu)選的上述烷氧基化物包括乙氧基化物和丙氧基化物。
非離子表面活性劑可通過幾種渠道獲得，包括商品名稱為TRITONSTM、IGEPALSTM、SILWETSTM、SURFYNOLSTM、TERGITOLSTM、BRIJSTM、PLURONICSTM、FLUORADSTM和ZONYLSTM的那些。
對于許多噴墨油墨而言，油墨著色劑優(yōu)選選自顏料和染料。但是，在任一種情況下，油墨著色劑的存在量以重量計應(yīng)為約0.01％-10％。在一個實施方式中，可使用丙烯酸酯粘合劑(水溶性或水可分散的丙烯酸酯聚合物)或其它功效等同的粘合劑，比如丙烯酸或甲基丙烯酸及其酯。優(yōu)選粘合劑的存在量以重量計約為0.01％-10％，并且優(yōu)選的分子量范圍可為1000-15000。
另外，也公開了用于在膠印介質(zhì)上進行噴墨印刷和膠印油墨的水性油墨組合物，它包括有效量的油墨著色劑；至少兩種非離子表面活性劑，每一種其存在量以重量計約為0.01％-10％；和有效量的至少一種粘合劑。在一個實施方式中，至少兩種非離子表面活性劑中的一種可具有約4-14的HLB值。在另一個實施方式中，至少兩種非離子表面活性劑中的兩種或多種可具有約4-14的HLB值。
盡管不需要對所用的油墨著色劑量(而不是有效量)進行具體的限定，但優(yōu)選油墨著色劑的存在量以重量計約為0.1％-10％。另外，該配方中可使用顏料和/或染料。例如，合適的油墨著色劑可以是被稱為CARBOJETTM300的自分散碳顏料。另外，也可使用比如本文整體參考引用其教導(dǎo)的專利US5356464和5709737中所述的那些油墨著色劑。在該實施方式中，粘合劑可優(yōu)選是丙烯酸酯粘合劑，丙烯酸、甲基丙烯酸及其酯和其組合。JONCRYLTM是可利用的市售丙烯酸類粘合劑。另外，其它水不溶性的單體可用作粘合劑。例如，粘合劑可由共聚單體比如苯乙烯和甲基丙烯酸丁酯組成。其它可利用的合適粘合劑包括聚酰胺、乙烯醇、乙酸乙烯酯、聚乙烯基吡咯烷酮、纖維素制品和聚氨酯。粘合劑的存在量以重量計應(yīng)約為0.01％-10％。另外，粘合劑的分子量可為約1000-15000。盡管具體討論了這些油墨和粘合劑，但是也可使用對于熱噴墨油墨最佳化的其它油墨著色劑和粘合劑。
為了得到好的效果也可在配方中加入溶劑。這樣的溶劑可包括醇和多羥基化的溶劑，包括甘油、乙二醇、乙二醇醚、吡咯烷酮及其組合。當使用這些溶劑中的一種或其它溶劑時，溶劑的存在量以重量計為0.5％-50％。另外，對于如上所述的其它實施方式，非離子表面活性劑可選自烷氧基化辛基苯酚、烷基苯氧基聚(烯氧基)乙醇、硅氧烷乙二醇共聚物包括聚環(huán)氧烷改性的聚二甲基硅氧烷、烷氧基化四甲基癸炔二醇、烷氧基化三甲基壬醇、聚氧乙烯醚、環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷共聚物、氟表面活性劑和非離子烷氧基化表面活性劑。
由于在典型的噴墨油墨配方中水是主要的成分，因此在現(xiàn)有技術(shù)中，膠印涂層與水性油墨的相互作用趨于變差。另外，典型的噴墨溶劑比如乙二醇和二醇在這些涂層上的性能變差，表現(xiàn)出長的干燥時間和差的擴散特性。在本發(fā)明之前，通常利用水不溶性溶劑(二甲苯或甲苯)和油墨配制劑中的油(亞麻子或大豆)在膠印介質(zhì)上印刷。因為這些成分與水不相容，從而很難從噴墨筆中噴出。通過按照本文配方將非離子表面活性劑加入含水基油墨，可改善膠印介質(zhì)上的干燥時間和擴散以及膠印油墨。另外，在噴墨筆中使用該配方的可靠性好。本文所公開的非離子表面活性劑的使用也減少了干燥油墨所需的熱量。由于膠版紙通常是疏水涂覆的，所以另外需要大量的熱來干燥油墨，這導(dǎo)致成本的增加和特定印刷設(shè)備尺寸的增大。通過利用非離子表面活性劑來改進油墨對所述涂層的滲透，除去紙表面的流體需要較少的熱量。由此實現(xiàn)了紙與紙之間油墨轉(zhuǎn)印的減少。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是節(jié)省成本并且方便消費者。市售的膠版紙通常與為了特定噴墨油墨而設(shè)計的專用介質(zhì)紙相比便宜得多且更容易獲得。由于本發(fā)明的噴墨油墨減少了在市售膠版紙上的干燥時間，因此總的印刷速度也可保持在可接受的水平。
實施例下面的實施例說明制備本發(fā)明噴墨油墨組合物的各種配方，并且提供了各種非離子表面活性劑之間以及與其它表面活性劑之間相比較得出的表明其效力的數(shù)據(jù)。不應(yīng)認為以下的實施例是對本發(fā)明的限制，應(yīng)該僅僅是基于目前的實驗數(shù)據(jù)教導(dǎo)人們?nèi)绾沃苽渥顬槭熘挠湍浞健?br> 實施例1通過混合以下以重量計的成分制備了噴墨油墨0.4％的乙氧基化三甲基壬醇、0.3％的乙氧基化四甲基癸炔二醇、2％的丙二醇正丙醚、8％的2-吡咯烷酮、5％的乙二醇、4％的自分散碳顏料、2％的丙烯酸酯粘合劑和余量的去離子水。
實施例2通過混合以下以重量計的成分制備了噴墨油墨配制劑0.3％的乙氧基化、0.3％的乙氧基化四甲基癸炔二醇、8％的2-吡咯烷酮、5％的聚乙二醇、6％的自分散碳顏料、2％的丙烯酸酯粘合劑和余量的去離子水。
實施例3通過混合以下以重量計的成分制備了噴墨油墨0.9％的非離子乙氧基化表面活性劑、0.3％的乙氧基化四甲基癸炔二醇、2％的丙二醇正丙醚、8％的2-吡咯烷酮、5％的乙二醇、4％的自分散碳顏料、1.5％的丙烯酸酯粘合劑和余量的去離子水。
實施例4通過混合以下以重量計的成分制備了噴墨油墨0.5％的乙氧基化三甲基壬醇、0.3％的乙氧基化四甲基癸炔二醇、0.15％的其它替代性乙氧基化四甲基癸炔二醇、8％的2-吡咯烷酮、5％的乙二醇、5％的聚乙二醇、4％的自分散碳顏料、2.5％的丙烯酸酯粘合劑和余量的去離子水。
實施例5為了作比較，通過混合以下以重量計的成分制備了噴墨油墨6％的2-吡咯烷酮、2％的1，6-己二醇、3％的聚乙二醇、3％的自分散碳顏料、1％的丙烯酸酯粘合劑和余量的去離子水。該實施例沒有加表面活性劑。
實施例6通過混合以下以重量計的成分制備了噴墨油墨0.3％的AerosolOT、6％的2-吡咯烷酮、2％的1，6-己二醇、3％的聚乙二醇、1％的丙二醇正丙醚、3％的自分散碳顏料、1％的丙烯酸酯粘合劑和余量的去離子水。
實施例7通過混合以下以重量計的成分制備了噴墨油墨0.3％的乙氧基化三甲基壬醇、0.3％的乙氧基化四甲基癸炔二醇、6％的2-吡咯烷酮、2％的1，6-己二醇、3％的聚乙二醇、3％的自分散碳顏料、1％的丙烯酸酯粘合劑和余量的去離子水。
實施例8通過混合以下以重量計的成分制備了噴墨油墨0.3％的硅氧烷乙二醇共聚物、0.3％的乙氧基化四甲基癸炔二醇、6％的2-吡咯烷酮、2％的1，6-己二醇、3％的聚乙二醇、1％的丙二醇正丙醚、3％的自分散碳顏料、1％的丙烯酸酯粘合劑和余量的去離子水。
實施例9通過混合以下以重量計的成分制備了噴墨油墨0.3％的乙氧基化表面活性劑、0.3％的乙氧基化四甲基癸炔二醇、6％的2-吡咯烷酮、2％的1，6-己二醇、1％的丙二醇正丙醚、3％的聚乙二醇、3％的自分散碳顏料、1％的丙烯酸酯粘合劑和余量的去離子水。
實施例10通過混合以下以重量計的成分制備了噴墨油墨0.3％的氟表面活性劑、0.3％的乙氧基化四甲基癸炔二醇、6％的2-吡咯烷酮、2％的1，6-己二醇、1％的丙二醇正丙醚、3％的聚乙二醇、3％的自分散碳顏料、1％的丙烯酸酯粘合劑和余量的去離子水。
實施例11通過混合以下以重量計的成分制備了噴墨油墨0.3％的乙氧基化三甲基壬醇、0.3％的乙氧基化四甲基癸炔二醇、6％的2-吡咯烷酮、2％的1，6-己二醇、3％的自分散碳顏料、1％的丙烯酸酯粘合劑和余量的去離子水。
對于實施例1-4和6-11，表面活性劑與顏料、溶劑和粘合劑的這些組合使其在用于膠印介質(zhì)和膠印油墨時可具有幾個優(yōu)點。表現(xiàn)出的一些優(yōu)點包括優(yōu)異的膠印介質(zhì)上的600×600和600×300點每英寸(dpi)文本和區(qū)域填充、膠印介質(zhì)上半色調(diào)圖像最小的接合、涂覆膠印介質(zhì)上優(yōu)異的光密度和邊緣清晰度、干燥時間好但同時減少油墨噴嘴中油墨的變干、好的耐水性、好的抗污和防擦性能以及好的耐光性。
實施例12表1-3示出了各種介質(zhì)上顯示出的印刷特性，這些介質(zhì)包括CAROLINATMCover、LUSTROTMLaser光澤紙(自S.D.Warren)、KROMCOTETM(自Champion papers)和UTOPIATMDull(AppletonPapers)。這些表中列出了實施例5-11。
表1-油墨在Carolina Cover上的印刷質(zhì)量和膠印油墨在Lustro Laser上的印刷質(zhì)量
在上表1中，利用了1-10的目視分級系統(tǒng)，其中1表示非常差的覆蓋度，而10表示優(yōu)異的覆蓋度。約6以上是可以接受的覆蓋度。實施例5說明了沒有使用非離子表面活性劑的噴墨油墨配方。含有兩種或多種非離子表面活性劑的噴墨油墨表現(xiàn)出的印刷質(zhì)量遠遠優(yōu)于沒有表面活性劑的油墨。
表2-油墨在印刷膠印介質(zhì)上的干燥時間
由上表2可以看出，含有兩種非離子表面活性劑的油墨在40％和100％印刷膠印介質(zhì)上其干燥時間都優(yōu)于不含表面活性劑的油墨。
表3-含有非離子表面活性劑的油墨和含有離子表面活性劑油墨的開蓋(decap)比較
當油墨筆保持開蓋30秒或更長時間時，通常會導(dǎo)致初始滴的損失。開蓋讀數(shù)通常用來確定該條件下可接受的參數(shù)。約6以下是不能接受的開蓋水平。實施例6-11表明在可接受的范圍之內(nèi)的噴墨油墨。
實施例13利用產(chǎn)生10微升小滴的吸液管將含表面活性劑的溶液置于各種市售膠印涂覆紙表面。產(chǎn)生小滴后，目測初始的潤濕/擴散和初始點尺寸。另外，還測量干燥時間。干燥時間定義為從將小滴置于介質(zhì)上開始、到由于滲透或蒸發(fā)而使所有流體自介質(zhì)表面視覺上消失為止所需要的時間。利用的三種膠印涂復(fù)紙是LUSTROTMLaser光澤紙、KROMCOTETM和UTOPIATMDull。在環(huán)境條件下進行測量。
在下列各表中，所述表面活性劑被包容在含有3重量％活性表面活性劑的各種30重量％的有機溶劑中。也包括作為對比的溶液，該溶液僅含水和30％溶劑而不含表面活性劑。由各表可以看出，許多低HLB的非離子表面活性劑溶液的干燥結(jié)果優(yōu)于對比樣和高HLB的非離子表面活性劑試樣值。另外，如表所示，在給定的表面活性劑種類中，低HLB的同系物通常性能優(yōu)于利用陰離子型(an)、兩性型(amp)和陽離子型(cat)表面活性劑的那些配方。
表4-在含30重量％二甲基丙酰胺和3重量％表面活性劑的溶液中包容的非離子表面活性劑的例子
非離子表面活性劑1A、1B-聚氧乙烯醚2A、2B、2C、2D、2E、2F-烷氧基化三甲基壬醇3A、3B-烷氧基化辛基苯酚4A、4B-烷基苯氧基聚(烯氧基)乙醇5A、5B、5C-硅氧烷乙二醇共聚物6A、6B、6C、6D-烷氧基化四甲基癸炔二醇表5-在含30重量％丙二醇正丙醚溶液和3重量％表面活性劑的溶液中包容的非離子表面活性劑的例子
非離子表面活性劑1A、1B-聚氧乙烯醚2A、2B、2C、2D、2E、2F-烷氧基化三甲基壬醇3A、3B-烷氧基化辛基苯酚4A、4B-烷基苯氧基聚(烯氧基)乙醇5A、5B、5C-硅氧烷乙二醇共聚物6A、6B、6C、6D-烷氧基化四甲基癸炔二醇由表4和5可以看出，許多類型比如陰離子型、陽離子型或兩性型表面活性劑的干燥和點增大率不如許多低HLB非離子表面活性劑有效。例如，烷基磺酸鹽(C14-C16烯磺酸鈉)、烷基苯磺酸鹽(N-十六烷基二苯基氧二磺酸鈉)、兩性甜菜堿(氧化胺)和丙氧基化胺(二乙銨)以及不加表面活性劑的配方通常不如使用低HLB非離子表面活性劑的配方效果好。
表6-在含30重量％2-吡咯烷酮和3重量％表面活性劑的溶液中包容的非離子表面活性劑的例子
表7-在含30重量％1，5-戊二醇和3重量％表面活性劑的溶液中包容的非離子表面活性劑的例子
表8-在含30重量％二甘醇和3重量％表面活性劑的溶液中包容的非離子表面活性劑的例子
表9-在含30重量％甘油和3重量％表面活性劑的溶液中包容的非離子表面活性劑的例子
如表6-9所示，HLB值小于12的兩種具體的非離子表面活性劑表現(xiàn)出的改進的干燥時間和可接受的點增大率優(yōu)于不加非離子表面活性劑的油墨配方。
實施例14通過混合以下以重量計的成分制備了噴墨油墨20％的2-吡咯烷酮、2％的Acid Red 52染料(Na鹽形式)和余量的去離子水。
實施例15通過混合以下以重量計的成分制備了噴墨油墨20％的2-吡咯烷酮、2％的Acid Red 52染料(Na鹽形式)、2％的乙氧基化三甲基壬醇和余量的去離子水。
實施例16通過混合以下以重量計的成分制備了噴墨油墨20％的2-吡咯烷酮、2％的Acid Red 52染料(Na鹽形式)、2％的乙氧基化三甲基壬醇和余量的去離子水。
實施例17通過混合以下以重量計的成分制備了噴墨油墨20％的2-吡咯烷酮、2％的Acid Red 52染料(Na鹽形式)、2％的非離子表面活性劑(烷基磺酸鹽)和余量的去離子水。
實施例18利用HP2000C打印機將來自實施例14-17的油墨打印在三種不同的膠印涂覆紙上。所用的三種膠印涂覆紙是LUSTROTMLaser光澤紙(自S.D.Warren)、KROMCOTETM(自Champion papers)和UTOPIATMDull(Appleton Papers)。在環(huán)境條件下測量干燥時間。通過四遍(four-pass)印刷模式印刷實心條狀圖案(尺寸約7英寸×0.5英寸)來測試每種油墨在涂覆膠印介質(zhì)上的干燥性能。該圖案的油墨密度是約96皮升/300點/英寸像素。完成該曲線后，在測定量的延時之后，將10張相同類型的涂覆介質(zhì)置于具有實心條狀圖案的紙上。測得的延時相應(yīng)于油墨完全干燥所需要的時間，這被定義為在堆放后沒有或極少有油墨轉(zhuǎn)印至所述10張涂覆介質(zhì)。下表10概括了對應(yīng)實施例14-17的每種油墨的干燥時間性能。
表10-各種噴墨油墨組合物干燥時間性能的比較
由上表可以看出，加入低HLB的非離子表面活性劑減少了延時。例如，使用低HLB的烷氧基化三甲基壬醇提供的干燥時間遠遠優(yōu)于沒有表面活性劑、有高HLB表面活性劑和陰離子表面活性劑(烷基磺酸鹽)的配方。
盡管引用特定的優(yōu)選實施方式描述了本發(fā)明，但熟知本領(lǐng)域的人員會體會到不背離本發(fā)明的實質(zhì)可作出許多變化、省略和替代。因此，本發(fā)明僅受以下權(quán)利要求范圍的限定。
權(quán)利要求
1.一種適用于在膠印介質(zhì)上進行噴墨印刷的水性油墨組合物，所述油墨組合物包括有效量的a)油墨著色劑；和b)HLB值約4-14的非離子表面活性劑。
2.權(quán)利要求1的水性油墨組合物，還包括HLB值約4-14的第二非離子表面活性劑。
3.權(quán)利要求1的水性油墨組合物，其中油墨著色劑選自顏料和染料，并且其中油墨著色劑的存在量以重量計約為0.1％-10％。
4.權(quán)利要求1的水性油墨組合物，其中非離子表面活性劑的存在量以重量計約為0.01％-10％。
5.權(quán)利要求2的水性油墨組合物，其中非離子表面活性劑和第二非離子表面活性劑各自的存在量以重量計約為0.01％-10％。
6.權(quán)利要求5的水性油墨組合物，其中非離子表面活性劑和第二非離子表面活性劑各自的存在量以重量計約為0.01％-2％。
7.權(quán)利要求2的水性油墨組合物，還包括存在量以重量計約為0.01％-10％的水溶性或水可分散的聚合粘合劑。
8.權(quán)利要求7的水性油墨組合物，其中粘合劑選自丙烯酸酯、聚酰胺、乙烯醇、乙酸乙烯酯、聚乙烯基吡咯烷酮、纖維素制品和聚氨酯及其組合。
9.權(quán)利要求8的水性油墨組合物，其中粘合劑是丙烯酸酯粘合劑。
10.權(quán)利要求1的水性油墨組合物，其中非離子表面活性劑選自烷氧基化辛基苯酚、烷基苯氧基聚(烯氧基)乙醇、硅氧烷乙二醇共聚物、聚環(huán)氧烷改性的聚二甲基硅氧烷、烷氧基化四甲基癸炔二醇、仲醇烷氧基化物、烷氧基化三甲基壬醇、聚氧乙烯醚、環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷共聚物、氟表面活性劑及其組合。
11.一種適用于在膠印介質(zhì)上進行噴墨印刷的水性油墨組合物，所述油墨組合物包括a)有效量的油墨著色劑；b)至少兩種非離子表面活性劑，每一種的存在量以重量計約為0.01％-10％；并且c)有效量的至少一種粘合劑。
12.權(quán)利要求11的水性油墨組合物，其中所述至少兩種非離子表面活性劑中的至少一種具有約4-14的HLB值。
13.權(quán)利要求12的水性油墨組合物，其中所述至少兩種非離子表面活性劑具有約4-14的HLB值。
14.權(quán)利要求11的水性油墨組合物，其中油墨著色劑是存在量以重量計約為0.1％-10％的顏料。
15.權(quán)利要求11的水性油墨組合物，其中油墨著色劑是存在量以重量計約為0.1％-10％的染料。
16.權(quán)利要求11的水性油墨組合物，其中粘合劑的存在量以重量計約為0.01％-10％，并且其中粘合劑選自丙烯酸酯、聚酰胺、乙烯醇、乙酸乙烯酯、聚乙烯基吡咯烷酮、纖維素制品和聚氨酯及其組合。
17.權(quán)利要求11的水性油墨組合物，其中所述至少兩種非離子表面活性劑各自的存在量以重量計約為0.01％-2％。
18.權(quán)利要求11的水性油墨組合物，還包括溶劑，該溶劑選自丙二醇醚、戊二醇、吡咯烷酮、乙二醇、聚乙二醇、甘油及其組合，其中所述溶劑的存在量以重量計約為0.5％-50％。
19.權(quán)利要求11的水性油墨組合物，其中至少兩種非離子表面活性劑中的每一種獨立地選自烷氧基化辛基苯酚、烷基苯氧基聚(烯氧基)乙醇、硅氧烷乙二醇共聚物、聚環(huán)氧烷改性的聚二甲基硅氧烷、烷氧基化四甲基癸炔二醇、仲醇烷氧基化物、烷氧基化三甲基壬醇、聚氧乙烯醚、環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷共聚物、氟表面活性劑及其組合。
20.權(quán)利要求11的水性油墨組合物，其中粘合劑的重均分子量為約1000-15000。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在膠印介質(zhì)上進行噴墨印刷和膠印油墨的含水基油墨組合物，其含有非離子表面活性劑的各種組合。該配方包括有效量的油墨著色劑和HLB值約4－14的非離子表面活性劑。可任選地加入其它的非離子表面活性劑、溶劑和粘合劑。在另一個配方中，公開了有效量的油墨著色劑、各自存在量以重量計約為0.01％－10％(優(yōu)選以重量計為0.01％－2％)的至少兩種非離子表面活性劑和有效量的至少一種粘合劑(如丙烯酸酯粘合劑)。
文檔編號C09D11/00GK1466615SQ01816505
公開日2004年1月7日 申請日期2001年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月28日
發(fā)明者S·岳, G·M·薩基相, M·L·蔡, Y·H·曹, H·A·杜毛克斯, S 岳, 曹, 杜毛克斯, 薩基相, 蔡 申請人:惠普公司, S·岳, G·M·薩基相, M·L·蔡, Y·H·曹, H·A·杜毛克斯