專利名稱：具有光澤度提高性聚合物的顏料化噴墨油墨的制作方法
具有光澤度提高性聚合物的顏料化噴墨油墨
背景技術(shù)：
對(duì)于在常規(guī)印刷介質(zhì)上的噴墨印刷來說，顏料化噴墨油墨傾向于具有某些優(yōu)于染料基油墨的優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)中的一些是印刷圖像的光和臭氧牢度以及在多孔照相介質(zhì)上良好的性能。但是，這里存在著與使用顏料化噴墨油墨相關(guān)的挑戰(zhàn)，例如不足的光澤度和缺少足夠的刮擦耐久性，特別是在某些類型的介質(zhì)例如多孔照相紙上更是如此。現(xiàn)有技術(shù)的提高噴墨印刷圖像光澤度和耐久性的努力通常包括涂覆該印刷介質(zhì)或者將聚合物粘合劑加入到油墨中。雖然聚合物粘合劑可以提高一些油墨的光澤度和耐久性，但是這里對(duì)于可加入到油墨中的聚合物的量存在一定的限制，以防止因?yàn)橛湍后w的粘度變得過高，而導(dǎo)致油墨不能從熱噴墨筆中容易的噴射。這里一直渴望開發(fā)一種顏料化噴墨油墨，其具有良好的光澤度和刮擦耐久特性。

發(fā)明內(nèi)容
符號(hào)和命名
下面的說明書和權(quán)利要求中整體使用的某些術(shù)語指的是具體的系統(tǒng)成分。如本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的那樣，印刷工藝公司會(huì)用不同的名稱來指代一個(gè)成分。本發(fā)明不打算區(qū)分成分名稱而非功能之間的差異。在下面的討論和權(quán)利要求中，術(shù)語“包括”和“包含”是以開放端點(diǎn)方式使用的，并因此應(yīng)當(dāng)解釋為表示“包括但不限于…”。作為此處使用的，“高酸值聚合物”指的是酸值為175和更高的聚合物。聚合物的酸值定義為完全中和Ig該聚合物中的酸性基團(tuán)所需的氫氧化鉀(KOH)的mg數(shù)。作為此處使用的，“顏料”指的是一種著色劑粒子，其典型的基本不溶于它用于其中的液體載色體中。提到“顏料粒子”時(shí)還可以包括具有一種或多種附著的染料分子的顏料粒子?！邦伭匣鶉娔湍被蛘摺邦伭匣湍敝傅氖沁@樣的油墨，其包括一種或多種可用于噴墨印刷系統(tǒng)的顏料?！坝∷D像”或者“印刷物”指的是已經(jīng)沉積或者記錄(例如通過噴墨)到油墨接受表面例如多孔照相介質(zhì)上的油墨。術(shù)語“液體載色體”定義為包括這樣的液體組合物，其可用于攜帶著色劑(包括顏料)，用于印刷介質(zhì)(例如照相介質(zhì))。液體載色體是本領(lǐng)域公知的，并且廣泛的多種液體載色體成分可用于本發(fā)明的系統(tǒng)和方法中。這樣的液體載色體可以包括一種或多種的多種不同的試劑，包括但不限于表面活性劑，助溶劑，潤濕劑，緩沖劑，生物殺滅劑，粘度改進(jìn)劑， 螯合劑，穩(wěn)定劑和水。雖然本身不是液體，但是該液體載色體也可以帶有其他固體例如聚合物，UV可固化材料，增塑劑，鹽，和其他常規(guī)噴墨油墨成分。術(shù)語“多孔”定義為包括其中具有多個(gè)孔的結(jié)構(gòu)或者材料，流體和較小的顆?？纱┻^和/或停留在所述孔中。流體(例如顏料基噴墨油墨等)轉(zhuǎn)移到印刷介質(zhì)的多孔油墨接受表面之中和穿過其中可以經(jīng)由物理現(xiàn)象來進(jìn)行，該物理現(xiàn)象通常與包括毛細(xì)管作用等的多孔材料有關(guān)。
表面“光澤度”定義為它接近于鏡子狀表面的程度。它是在等于或者接近于入射角的反射角時(shí)反射的光量的度量。光澤度可以通過光澤度單位(gu)，在幾個(gè)角度(例如20°， 30°，45°，60°，75°和80° )從曲面法線來測(cè)量。光澤度計(jì)可以用來測(cè)量樣品在不同角度的光澤度。BI-Gardner micro-TRI-光澤度計(jì)是這樣的儀器的一個(gè)例子。“刮擦耐久性”指的是印刷油墨抵抗損害的能力，該損害是由于刮擦、擦拭或者其他直接接觸印刷圖像的方法而引起的?！八味取敝傅氖侨?ISO 標(biāo)準(zhǔn)號(hào) ISO/DIS189;35 "Imaging materials 一 Colour images on paper prints _ Methods for determining and specifying indoor water resistance”所定義的耐水性。“水牢度”指的是當(dāng)曝露于水時(shí)，耐構(gòu)成印刷圖像的著色劑移動(dòng)的能力。100%水牢度是印刷圖像的著色劑不移動(dòng)。水牢度是如下來測(cè)量的通過將水以 45度的斜角滴到印刷樣品上，并且測(cè)量著色劑從印刷區(qū)域向未印刷區(qū)域的移動(dòng)所引起的光密度變化的量。“頻率響應(yīng)”指的是所用的噴墨油墨和噴墨機(jī)構(gòu)在噴墨油墨發(fā)射速度(例如單位時(shí)間發(fā)射的滴)方面的性能。通常，高于具體噴墨油墨和噴墨機(jī)構(gòu)的使用預(yù)期的噴嘴發(fā)射頻率例如會(huì)通過產(chǎn)生錯(cuò)誤導(dǎo)向的油墨滴和其他不期望的特性而產(chǎn)生更差的印刷性能。按照目前的標(biāo)準(zhǔn)，高于大約12 kHz的發(fā)射頻率被認(rèn)為是快速的印刷頻率。濃度、量和其他數(shù)據(jù)可以在此以一定的范圍格式來提出。應(yīng)當(dāng)理解這樣的范圍格式僅僅是為了使用方便和簡要，并且應(yīng)當(dāng)靈活的解釋為不僅包括所述范圍的界限明確表示的數(shù)值，而且如果每個(gè)數(shù)值和亞范圍被明確表示，則還包括處于該范圍中的全部單個(gè)數(shù)值或者亞范圍。例如大約lwt%_大約20wt%的重量范圍應(yīng)當(dāng)解釋為不僅包括lwt%_大約 20wt%的明確表示的濃度界限，而且還包括單個(gè)濃度例如2wt%，3wt%，#t%，和亞范圍例如 5wt%-15wt%, 10wt%-20wt%,等等。術(shù)語“大約”當(dāng)指的是數(shù)值或者范圍時(shí)，其目的是包括由可在進(jìn)行測(cè)量時(shí)發(fā)生的試驗(yàn)誤差所形成的值。下面的討論涉及本發(fā)明的不同的實(shí)施方案。雖然一種或多種的這些實(shí)施方案會(huì)是優(yōu)選的，但是所公開的實(shí)施方案不應(yīng)當(dāng)解釋或者用作對(duì)本發(fā)明(包括權(quán)利要求)的范圍的限制。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解下面的說明具有廣泛的應(yīng)用，并且任何實(shí)施方案的討論僅僅意味著該實(shí)施方案是示例性的，而非打算宣布將本發(fā)明(包括權(quán)利要求)的范圍限制到該實(shí)施方案。高酸值聚合物分散的顏料粒子的一些示例性的實(shí)施方案當(dāng)用于可噴射油墨配方時(shí)，在多孔印刷介質(zhì)上產(chǎn)生了高光澤度，光澤度均勻性和耐刮擦性的圖像，并且在某些實(shí)施方案中還具有良好的水牢度。聚合物附著的顏料
任何合適的顏料(用于為油墨賦色和用于附著到此處所述的聚合物)被用于制造該聚合物附著的顏料。例如，該顏料可以包含有機(jī)或者無機(jī)顏料粒子，包括黑色顏料，白色顏料， 青色顏料，品紅顏料，黃色顏料等等。合適的無機(jī)顏料的例子是二氧化鈦，鈷藍(lán)(CoO-Al2O3)， 鉻黃O^CrO4)和氧化鐵。合適的有機(jī)顏料包括例如炭黑，偶氮顏料，包括雙偶氮顏料和單偶氮顏料，多環(huán)顏料(例如酞菁顏料例如酞菁藍(lán)和酞菁綠，茈顏料，蒽醌顏料，喹吖酮顏料， 二嗪顏料，硫靛顏料，異吲哚啉酮顏料，皮蒽酮顏料，和喹諾酞酮顏料)，不溶性染料螯合劑(例如堿性染料類型螯合劑和酸性染料類型螯合劑)，硝基顏料，亞硝基顏料，二并蒽酮顏料例如PR168，等等。酞菁藍(lán)和綠代表性的例子包括銅酞菁藍(lán)，銅酞菁綠及其衍生物(顏料藍(lán)15和顏料綠36)。喹吖酮代表性的例子包括顏料橙48，顏料橙49，顏料紅122，顏料紅192，顏料紅202，顏料紅206，顏料紅207，顏料紅209，顏料紫19和顏料紫42。蒽醌代表性的例子包括顏料紅43，顏料紅194 (Perinone Red)，顏料紅177，顏料紅216 (溴化皮蒽酮紅)和顏料紅2 (皮蒽酮紅)。茈代表性的例子包括顏料紅123 (Vermillion)，顏料紅 149 (Scarlet)，顏料紅179 (Maroon)，顏料紅190 (Red)，顏料紅189 (黃色色調(diào)紅)和顏料紅 224。硫靛藍(lán)代表性的例子包括顏料紅86，顏料紅87，顏料紅88，顏料紅181，顏料紅198，顏料紫36，和顏料紫38。雜環(huán)黃代表性的例子包括顏料黃1，顏料黃3，顏料黃12，顏料黃13， 顏料黃14，顏料黃17，顏料黃65，顏料黃73，顏料黃74，顏料黃90，顏料黃110，顏料黃117， 顏料黃120，顏料黃128，顏料黃138，顏料黃150，顏料黃151，顏料黃155和顏料黃213。這樣的顏料是以粉末或者壓餅的形式，由許多來源市售的，包括BASF Corporation, Engelhard Corporation 禾口 Sun Chemical Corporation。彩色顏料的其他例子是 CABO-JET250C，CABO-JET260M,和 CABO-JET270Y(Cabot Corp.) ；PALI0GEN Orange, PALIOGEN Orange 3040，PALI0GEN Blue L6470, PALI0GEN Violet 5100， PALI0GEN Violet 5890， PALI0GEN Yellow 1520， PALI0GEN Yellow 1560， PALIOGEN Red 3871K, PALIOGEN Red 3340, HELIOGEN Blue L6901F, HELIOGEN Blue NBD7010, HELI0GEN Blue K7090, HELI0GEN Blue L7101F, HELI0GEN Blue L6900, L7020, HELIOGEN Blue D6840, HELI0GEN Blue D7080, HELI0GEN Green L8730, HELI0GEN Green K8683 禾口 HELI0GEN Green L9140(BASF Corp) ；CHR0M0PHTAL Yellow 3G, CHR0M0PHTAL Yellow GR,CHR0M0PHTAL Yellow 8G,1GRAZIN Yellow 5GT,IGRALITE Rubine4BL,IGRALITE Blue BCA, M0NASTRAL Magenta, M0NASTRAL Scarlet, MONASTRAL Violet R, M0NASTRAL Red B 禾口 MONASTRAL Violet Maroon B(Ciba-Geigy Corp.) ；DALAMAR Yellow YT-858—D 禾口 HEUC0PHTHAL Blue G XBT-583D(Heubach Group) ；Permanent Yellow GR, Permanent Yellow G, Permanent Yellow DHG, Permanent Yellow NCG-71, Permanent Yellow GG, Hansa Yellow RA, Hansa Brilliant Yellow 5GX-02， Hansa Yellow-X, N0V0PERM Yellow HR, N0V0PERM Yellow FGL, Hansa Brilliant YellowlOGX, Permanent Yellow G3R-01, H0STAPERM Yellow H4G,H0STAPERM Yellow H3G,H0STAPERM Orange GR,H0STAPERM Scarlet GO, H0STAPERM Pink E, Permanent Rubine F6B，和 HOSTAFINE 系列(Hoechst Specialty Chemicals) ；QUINDO Magenta, IND0FAST Brilliant Scarlet, QUINDO RedR6700, QUINDO RedR6713,和 IND0FAST Violet(Mobay Corp.) ；L74—1357 Yellow, L75-1331 Yellow 禾口 L75-2577 Yellow (Sun Chemical Corp.)。用于噴墨油墨的彩色顏料的其他例子是Normandy Magenta RD-2400, Permanent Violet VT2645,Argyle Green XP-111-S,Brilliant Green Toner GR0991, Sudan Blue OS, PV Fast Blue B2G01, Sudan III, Sudan II, Sudan IV, Sudan Orange G，Sudan 0range220, Ortho Orange 或者 2673，Lithol Fast Yellow 0991K, Paliotol Yellowl840, Lumogen Yellow D0790, Suco-Gelb L1250, Suco-Yellow D1355, Fanal Pink D4830,Cinquasia Magenta,Lithol Scarlet D3700,Toluidine Red,Scarlet for Thermoplast NSD PS PA,E.D. Toluidine Red,Lithol Rubine Toner, Lithol Scarlet 4440,Bon Red C,Royal Brilliant Red RD-8192,Oracet Pink RF，禾口Lithol Fast Scarlet L4300(市售自不同的已知商業(yè)來源，例如 Hoechst Celanese Corporation, Paul Uhlich,BASF, American Hoechst, Ciba-Geigy, Aldrich, DuPont, Ugine Kuhlman of Canada, Dominion Color Company, Magruder 禾口 Mathesori)。合適的黑色顏料是炭黑，石墨，玻璃碳，木炭及其組合。這樣的碳顏料可以通過多種已知方法來制造，例如窯爐方法，接觸方法，爐法，乙炔法，或者熱法，并且市售自這樣的廠家例如Cabot Corporation, Columbian Chemicals Company,Degussa AG,禾口Ε· I. DuPont de Nemours and Company。合適的炭黑顏料包括但不限于Cabot顏料例如M0NARCH1400， M0NARCH1300, M0NARCH1100, M0NARCH1000, M0NARCH900, M0NARCH880, M0NARCH800, M0NARCH700,CAB-O-JET200,CAB-O-JET300, REGAL,Black PEARLS,ELFTEX，MOGUL 和 VULCAN 顏料；Columbian 顏料例如 RAVEN7000，RAVEN5750, RAVEN5250, RAVEN5000 和 RAVEN3500 ； Degussa 顏料例如炭黑 FW200，RAVEN Fff2, RAVEN Fff 2V, RAVEN Fffl, RAVEN FW18, RAVEN S160, RAVEN Fff S170，特黑 6，特黑 5，特黑 4A，特黑 4，PRINT EX U, PRINT EX140U, PRINT EX V和raiNT EX140V，獲自Dupont。上面所列的顏料包括未改性的顏料微粒，小分子附著的顏料微粒和聚合物分散的顏料微粒?？蛇x擇的，幾乎可以使用任何市售碳顏料，只要它為所選擇的應(yīng)用提供可接受的光密度和印刷特性就行。在許多實(shí)施方案中，顏料粒子的體積平均直徑是大約IOnm-大約10 Mm，并且在一些情況中，該平均直徑是大約IOnm-大約500nm，雖然處于這些范圍之外的尺寸也可以使用，只要所選擇的顏料粒子提供足夠的顏色性能，并且聚合物附著的顏料粒子可在油墨組合物中保持分散就行。在一些實(shí)施方案中，顏料占噴墨油墨組合物的大約0. 1-大約10.0 重量％的量，并且在某些實(shí)施方案是大約lwt%-大約5wt%。高酸值聚合物是共價(jià)連接的或者它們是物理或者化學(xué)吸附到顏料上的，該顏料可以是黑色或者彩色顏料，來將該顏料分散到油墨載色體中。高酸值聚合物的一個(gè)例子是聚丙烯酸(PAA)。其他合適的高酸值聚合物包括IS0BAM，異丁烯和馬來酸酐的共聚物；苯乙烯馬來酸酐(SMA)共聚物；和SMA1000MA (Sartomer Company)，其是苯乙烯和馬來酸酐的1 :1比例的共聚物，并且部分的酸酐基團(tuán)用甲胺處理來形成酰胺。用其他胺類似的處理苯乙烯馬來酸酐共聚物將產(chǎn)生相應(yīng)的酰胺改性的聚合物，其在此處所公開的方法中也會(huì)是有用的。ISOBAM聚合物中的馬來酸酐基團(tuán)也可以用甲胺或者其他烷基胺來類似處理，來形成相應(yīng)的酰胺改性的聚合物。其他合適的聚合物是甲基乙烯基醚與馬來酸酐或者丙烯酸的共聚物，和甲基丙烯酸或者馬來酸酐的均聚物。數(shù)均分子量(Mn) 2000-5000和重均分子量(Mw) 5000-15000的聚合物被用于許多實(shí)施方案中，雖然在一些情況中，可以使用這個(gè)分子量范圍之外的聚合物。在一些實(shí)施方案中，該高酸值聚合物占噴墨油墨組合物的大約 0. 05-大約15. 0重量％的量，在某些實(shí)施方案中是大約0. 4wt%-大約3. 0wt%的量。附著到或者吸附到顏料上的聚合物的酸值是至少175，目的是為噴墨油墨提供良好的光澤度和刮擦耐久性。該聚合物酸值的上限取決于該聚合物的性質(zhì)。例如，聚丙烯酸 (PAA)的酸值是大約780，SMA1000MA的酸值是大約240。在一些應(yīng)用中，該高酸值聚合物是使用下面兩種化學(xué)方法之一而附著到顏料表面上
I.APSES/PEHA/聚合物。將4_(氨基苯基磺酰基)乙基硫酸鹽(APSEQ重氮化，并且偶合到顏料表面上。將五亞乙基六胺(PEHA)加入到APSES中，然后將該聚合物共軛到PEHA 的胺基上。這種通用的技術(shù)是本領(lǐng)域已知的，并且描述在例如US專利No. 6723783中。
II. ABA/聚合物。將4_氨基芐基胺(ABA)重氮化，并且偶合到顏料表面上。在另一端上的芐基胺被用于與聚合物上的羧基反應(yīng)。這種通用的技術(shù)是本領(lǐng)域已知的，并且描述在例如US專利申請(qǐng)公開No. 20030205171中。含有該聚合物附著的顏料的噴墨油墨
適于與此處所述的表面處理的印刷介質(zhì)一起使用的顏料化噴墨油墨可以另外的包括制備噴墨油墨領(lǐng)域中已知的任何合適的載色體或者添加劑。它們的一些包括水，有機(jī)助溶劑，染料基著色劑，PH緩沖劑，粘度改進(jìn)劑，抗菌劑和表面活性劑。在不同的油墨配方中， 緩沖劑的量是例如大約0. 05-8重量％，大約0. 05-5重量％或者大約0. 1-3. 5重量％，基于該油墨配方。所選擇的緩沖劑的PKa可以例如是大約5. 5-11. 0，或者大約6. 0-10. 0，或者 7. 5-9. 5，或者大約7. 0-9. 5。在一些實(shí)施方案中，該緩沖劑是硼酸鹽緩沖劑。硼酸鹽緩沖劑的例子包括硼酸鈉，硼酸鉀，硼酸鋰，硼酸銨及其組合。硼酸鹽緩沖劑仍然的其他例子(其可用于緩沖該噴墨油墨)包括三乙醇胺硼酸鹽，二乙醇胺硼酸鹽，乙醇胺硼酸鹽及其組合。 在一些配方中，該油墨配方是用四甲基硼酸銨來緩沖的。在一些情況中油墨的PH可以緩沖到大約PH8. 8，其對(duì)應(yīng)于高于例如用SMA1000MA穩(wěn)定的分散體的羧基基團(tuán)的pKa2. 2個(gè)pH 單位。理論上，所述聚合物的羧基基團(tuán)將在PH8.8及以上時(shí)完全去質(zhì)子化。類似的，用聚丙烯酸(PAA)和J0NCRYL683穩(wěn)定的分散體的羧基基團(tuán)的pKa分別是大約6. 5和7. 3。如果該油墨緩沖到高于聚合物穩(wěn)定的顏料分散體的羧基的PKa 1-2個(gè)pH單位或者更高，則該羧基基團(tuán)將全部去質(zhì)子化，并且為油墨提供良好的穩(wěn)定性。
圖1表示了一種示例性的含水形式的聚合物連接的顏料粒子10，在其中通過一種或多種高酸值聚合物分子14例如連接到顏料12上的SMA1000MA，來將顏料12分散和穩(wěn)定到水溶液中。在每個(gè)聚合物分子14中，沿著該聚合物分子長度間隔開的每個(gè)暗橢圓代表了氫鍵合基團(tuán)16 (例如酰胺基團(tuán))。圖1中每個(gè)較小的、淺色的橢圓代表了聚合物分子14上帶有負(fù)電荷的基團(tuán)18(例如羧酸根基團(tuán))。六邊形苯結(jié)構(gòu)20代表了苯乙烯部分。在水溶液中，水分子能夠用酰胺基團(tuán)溶劑化該羧酸鹽負(fù)電荷以及氫鍵，因此防止了在相同或者不同的顏料粒子上的兩個(gè)聚合物鏈彼此接觸。在圖1中，圓(虛線)代表了當(dāng)聚合物連接的顏料粒子10分散到含水噴墨油墨載色體中時(shí)其水合的球。圖1和2是示意圖，并且不是按照尺寸比例繪制的。與作為對(duì)照的含有相同顏料的油墨相比(該顏料是通過附著其他聚合物(例如 J0NCRYL683)來分散的)，用上述高酸值聚合物附著的顏料分散體制成的代表性的噴墨印刷樣品被證實(shí)具有更高的、更均勻的光澤度和刮擦耐久性。一種示例性的油墨組合物包含分散在水基載色體中的3 - 4%(重量)的顏料(不包括附著的聚合物)。噴墨印刷
含有上述聚合物附著的顏料的噴墨油墨適于與任何噴墨印刷機(jī)一起使用，該印刷機(jī)使用任何按需滴落或者連續(xù)噴墨工藝，例如熱噴墨或者壓電噴墨工藝，如本領(lǐng)域已知的那樣。 所選擇的噴墨印刷機(jī)可以是具有快速印刷頻率的印刷機(jī)。任何合適的多孔印刷介質(zhì)(其富含來自硅醇基團(tuán)、含水的氧化鋁基團(tuán)和/或季銨離子的正電荷)可以用于印刷上述聚合物附著的顏料。圖2是在經(jīng)由噴墨沉積到多孔印刷介質(zhì)30，并且在印刷介質(zhì)30的油墨接受性表面 32上干燥來形成帶有圖像的膜25之后，示例性的一組圖1的SMA100MA-連接的顏料粒子10
8接受性表面32富含來自硅醇基團(tuán)、含水的氧化鋁基團(tuán)和/或季銨離子的正電荷。當(dāng)水排入該多孔油墨接受性表面或者層32中，和/或蒸發(fā)時(shí)，該羧酸鹽基團(tuán)18的負(fù)電荷與介質(zhì)上的正電荷通過離子對(duì)相互作用來進(jìn)行相互作用。該離子對(duì)相互作用是在圖 2用虛線表示。與印刷到多孔介質(zhì)上的許多其他顏料基圖像相比，這產(chǎn)生了高和均勻光澤度的印刷圖像。不希望受限于任何具體理論，據(jù)信在形成上述離子對(duì)相互作用的同時(shí)，當(dāng)水從油墨滴中除去時(shí)，在相鄰聚合物鏈上的氫鍵合的酰胺基團(tuán)16在它們之間形成了 H-H鍵。因?yàn)樗且环N優(yōu)異的氫鍵給體，以及受體 ，一旦它從噴射墨滴中除去時(shí)，相鄰聚合物鏈之間的 H-H相互作用占優(yōu)勢(shì)。這產(chǎn)生了具有提高的耐久性和光澤度均勻性的干燥膜。該氫鍵合的酰胺基團(tuán)與疏水性苯乙烯基團(tuán)(在圖2中表示為六邊形苯環(huán))相鄰。一旦膜25干燥，這些疏水性基團(tuán)防止了水達(dá)到氫鍵合位置。結(jié)果，還提高了印刷樣品的水牢度。如上所述，所選擇的印刷介質(zhì)富含正電荷(例如硅醇基團(tuán)和季銨離子或者質(zhì)子化的氧化鋁基團(tuán))，其可用于與高酸值聚合物上配對(duì)的帶負(fù)電荷的基團(tuán)進(jìn)行離子配對(duì)。該印刷介質(zhì)具有適于接受噴墨圖像的任何構(gòu)造。在許多情況中，它是作為沿著它的整個(gè)長度的任何合適尺寸和厚度的平片來配置的，用于噴墨印刷裝置。例如，在一些情況中，該介質(zhì)的厚度是大約0. 025mm-大約0. 5mm。在一些例子中，該介質(zhì)例如是層合的或者擠出的，具有油墨不能透過的層例如聚乙烯。在一些例子中，該介質(zhì)在兩個(gè)面上都具有油墨不能透過的層。


本發(fā)明的一些方面可以通過參考下面的附圖而更好的理解。該附圖中的元件不必按照尺寸比例繪制。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方案，分散在噴墨油墨中的含水的聚合物附著的顏料粒子的示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方案，在除水后沉積在印刷介質(zhì)上的圖1的一組聚合物附著的顏料粒子的示意圖。
實(shí)施例實(shí)施例1 含有PAA-顏料的油墨
油墨是由在簡單載色體中的青色和品紅顏料分散體(分別是3和4%的顏料添加量) 制成。對(duì)于每個(gè)顏色來說，將通過附著高酸值聚(丙烯酸)(PAA)而分散的顏料用作測(cè)試樣品，并且將通過附著J0NCRYL683而分散的那些用作對(duì)照樣品。將該分散體如下來制備成油墨，其中所示的百分比是重量單位的。顏料3或者4% 載色體
二甘醇
1,2-己二醇4% 甘油5% LEG-I 5% TERGIT0L15S7 1% ZONYL FSO 0.2%PROXEL GXL :0.2% 余量的水
LEG-I是來自Lipo Chemicals的乙氧化的甘油，并且也稱作GLYCERETH-26。 TERGIT0L15S7是獲自Dow Chemicals的仲醇乙氧化的非離子表面活性劑。ZONYL FSO是來自DuPont的非離子乙氧化的氟表面活性劑。PROXEL是1，2_苯并異噻唑啉-3-酮(BIT)， 其是噴墨油墨中常用的一種生物殺滅劑。PAA和J0NCRYL油墨大致的pH是大約9. 2-9. 4， SMA1000MA油墨是大約pH9. 9。將該油墨填充到三色印刷墨筒中，并且使用HP DESKJET6540 印刷機(jī)印刷到多孔照相介質(zhì)(HP Advanced Photo Paper Glossy)上。它們的20°光澤度是在印刷物干燥了很長時(shí)間后(典型的一整夜)測(cè)量的。與此同時(shí)還通過主觀試驗(yàn)來評(píng)價(jià)了它們的耐指甲刮擦性。該測(cè)試結(jié)果和油墨中顏料與聚合物的比例匯總在表1中。表 權(quán)利要求
1.一種噴墨油墨，其在液體載色體中包含聚合物分散的顏料粒子，其中所述聚合物的酸值是至少大約175，并且包含這樣的聚合物分子，該聚合物分子具有陰離子基團(tuán)和形成氫鍵的基團(tuán)，該陰離子基團(tuán)被配置到所述聚合物分子上來允許在除去所述的液體載色體時(shí)， 所述陰離子基團(tuán)與印刷介質(zhì)上的陽離子基團(tuán)相結(jié)合，該形成氫鍵的基團(tuán)被配置到每個(gè)所述的聚合物分子來允許在除去所述的液體載色體時(shí)，所述的形成氫鍵的基團(tuán)與其他所述的聚合物分子成對(duì)相互作用。
2.權(quán)利要求1的油墨，其中所述聚合物分散的顏料粒子包含附著到每個(gè)顏料粒子上的至少一種所述的聚合物分子。
3.權(quán)利要求1的油墨，其中所述聚合物分散的顏料粒子包含物理或者化學(xué)吸附到每個(gè)顏料粒子上的至少一種聚合物分子。
4.權(quán)利要求1的油墨，其中所述陰離子基團(tuán)包含羧酸鹽、磺酸鹽、硫酸鹽、膦酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽、酚鹽、硫醇鹽或者其任意組合。
5.權(quán)利要求1的油墨，其中所述聚合物的重均分子量是大約2000-大約15000。
6.權(quán)利要求1的油墨，其中所述聚合物包含甲基乙烯基醚與下面物質(zhì)的共聚產(chǎn)物馬來酸酐或者丙烯酸，或者馬來酸酐和丙烯酸二者。
7.權(quán)利要求1的油墨，其中所述聚合物包含甲基丙烯酸或者馬來酸酐的聚合產(chǎn)物。
8.權(quán)利要求1的油墨，其中所述聚合物包含1:1摩爾比的苯乙烯和馬來酸酐的共聚產(chǎn)物，其中該聚合物中一半的初始羧酸基團(tuán)被用甲胺轉(zhuǎn)化成為相應(yīng)的酰胺。
9.權(quán)利要求1的油墨，其中所述聚合物包含1:1摩爾比的苯乙烯和馬來酸酐的共聚產(chǎn)物，其中該聚合物中一半的初始羧酸基團(tuán)被用乙胺轉(zhuǎn)化成為相應(yīng)的酰胺。
10.權(quán)利要求1的油墨，其中所述聚合物包含異丁烯和馬來酸酐的共聚產(chǎn)物，其中該聚合物中的部分的初始羧酸基團(tuán)被用甲胺或者乙胺轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的酰胺。
11.權(quán)利要求1的油墨，其中所述聚合物的酸值是至少200。
12.權(quán)利要求1的油墨，其中所述聚合物分散的顏料粒子包含附著到所述粒子上的至少一種染料分子。
13.一種噴墨印刷系統(tǒng)，其包含油墨接受介質(zhì)，該介質(zhì)包含表面，該表面包括陽離子基團(tuán)；權(quán)利要求1的噴墨油墨；和噴墨印刷機(jī)，其被配置用于將所述的油墨噴射到所述的介質(zhì)上。
14.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中所述陽離子表面基團(tuán)包含銨基、硅醇或者質(zhì)子化的氧化鋁基團(tuán)、或者它們?nèi)我獾慕M合。
15.一種提高噴墨印刷圖像的耐刮擦性的方法，其包括將權(quán)利要求1的噴墨油墨噴射到噴墨油墨接受介質(zhì)上，來在所述的介質(zhì)上形成濕印刷圖像；和干燥該濕圖像，來在所述的介質(zhì)上形成含有所述圖像的耐刮擦膜。
16.一種提高噴墨印刷圖像的耐刮擦性的方法，其包括將權(quán)利要求2的噴墨油墨噴射到噴墨油墨接受介質(zhì)上，來在所述的介質(zhì)上形成濕印刷圖像；和干燥該濕圖像，來在所述的介質(zhì)上形成含有所述圖像的耐刮擦膜。
17.一種提高噴墨印刷圖像的耐刮擦性和水牢度的方法，其包括將權(quán)利要求1的噴墨油墨沉積到包含油墨接受層的印刷介質(zhì)上，來在所述的介質(zhì)上形成濕印刷圖像，該油墨接受層包括所述的陽離子基團(tuán)；和從該濕印刷圖像上除去所述液體載色體，來提供具有提高的耐刮擦性和水牢度的印刷圖像。
18.權(quán)利要求17的方法，其中所述噴墨油墨包含聚合物分散的顏料粒子，其中所述的至少一種聚合物分子附著到所述至少一種顏料上。
19.權(quán)利要求16的方法，其中附著到所述至少一種顏料上的所述至少一種聚合物分子包含物理或者化學(xué)吸附到每個(gè)所述顏料粒子上的至少一種聚合物分子。
20.權(quán)利要求17的方法，其中在所述介質(zhì)上的所述膜包含最小40gu的20°光澤度值。
全文摘要
公開了一種噴墨油墨，其在液體載色體中包含聚合物分散的顏料粒子，其中該聚合物的酸值是至少大約175，并且包含具有陰離子基團(tuán)和形成氫鍵的基團(tuán)的聚合物分子。該陰離子基團(tuán)和形成氫鍵的基團(tuán)被配置到該聚合物分子的每個(gè)上，從而當(dāng)液體載色體干燥和/或被吸收到介質(zhì)中時(shí)，允許該陰離子基團(tuán)與印刷介質(zhì)上的陽離子基團(tuán)相結(jié)合，以及允許相鄰聚合物分子上的該形成氫鍵的基團(tuán)彼此成對(duì)相互作用。
文檔編號(hào)C09D11/00GK102257079SQ200880132420
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2008年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月18日
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