專利名稱：含有可相互交聯(lián)的乳膠顆粒的噴墨油墨的制作方法
含有可相互交聯(lián)的乳膠顆粒的噴墨油墨
背景技術(shù)：
噴墨打印已成為在不同介質(zhì)表面，特別是紙張和照片介質(zhì)基材，上記錄圖像的流行方式有多種原因。這些原因中的一些包括較低的打印機(jī)噪音、高速記錄的能力和彩色記錄的能力。另外，消費(fèi)者可通過(guò)相對(duì)低廉的價(jià)格獲取這些優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于噴墨油墨化學(xué)來(lái)說(shuō)，多數(shù)可商購(gòu)噴墨油墨都是水性的。因此它們的組分通常是水溶性的，例如很多染料；或水分散性的，例如顏料。另外，噴墨油墨的低粘度適用于在熱噴墨架構(gòu)中非常普遍的高頻噴射和發(fā)射腔填充過(guò)程。由于噴墨油墨應(yīng)用已發(fā)展，因此需要通過(guò)不斷研究和發(fā)展的努力繼續(xù)尋求這種打印系統(tǒng)的改進(jìn)。


結(jié)合附圖，本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)由以下詳細(xì)說(shuō)明將為明顯，附圖和以下說(shuō)明里示例性方式一起描述本申請(qǐng)的特征，且其中圖1為實(shí)施例4中描述的對(duì)照油墨樣品的玻璃清潔劑測(cè)試(window c 1 eaner test)結(jié)果的圖片；圖2為實(shí)施例中描述的對(duì)照油墨樣品的干摩擦測(cè)試結(jié)果的圖片；圖3為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，實(shí)施例2中所述含有可相互交聯(lián)的乳膠顆粒的油墨樣品的玻璃清潔劑測(cè)試結(jié)果的圖片；且圖4為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，實(shí)施例2中所述含有可相互交聯(lián)的乳膠顆粒的油墨樣品的干摩擦測(cè)試結(jié)果的圖片?，F(xiàn)將對(duì)所述示例性實(shí)施方式進(jìn)行描述，且文中將使用特定語(yǔ)言對(duì)其進(jìn)行描述。然而，應(yīng)理解的是不會(huì)由此限制本發(fā)明的范圍。
具體實(shí)施例方式在對(duì)本發(fā)明進(jìn)行公開和描述之前，應(yīng)理解的是，本發(fā)明并不局限于此處所公開的特定的流程步驟和材料，因?yàn)樵摿鞒滩襟E和材料會(huì)在一定程度上可變化。還應(yīng)理解的是，此處所用術(shù)語(yǔ)僅僅是為了描述特定的實(shí)施方式。該術(shù)語(yǔ)不起到限制的作用，因?yàn)楸景l(fā)明的保護(hù)范圍僅由所附的權(quán)利要求和其等價(jià)物限定。必須注意的是，除非另作清楚說(shuō)明，本說(shuō)明書及所附權(quán)利要求中所用的單數(shù)形式 “一個(gè)(a/an)”、“一種(a/an)”、“該(the) ” 包含復(fù)數(shù)指代。如文中所用，“液體載劑”、“載劑”或“液體介質(zhì)”是指可分散或溶解本公開的著色劑以形成噴墨油墨的液體。液體載劑在本領(lǐng)域是已知的，而根據(jù)本公開的實(shí)施方式可使用多種油墨載劑。該油墨載劑可包含多種不同試劑的混合物，該試劑包括但不限于，表面活性齊 、有機(jī)溶劑和共溶劑、緩沖劑、抗微生物劑、粘度調(diào)節(jié)劑、螯合劑、穩(wěn)定劑、抗沉積劑和水。 盡管不是液體載劑本身的一部分，但除了著色劑以外，液體載劑還可攜帶固體添加劑，如聚合物、乳膠、UV固化材料、增塑劑、鹽等。另外，術(shù)語(yǔ)“水性液體載劑”或“水性載劑”是指包含水作為溶劑的液體載劑。如文中所用，“液體載劑組分”是指液體載劑中的任何溶劑、共溶劑和/或液體。如文中所用，“著色劑”可包括染料、顏料和/或其它可懸浮或溶解在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式制備的油墨載劑中的顆粒。染料通常為水溶性，因此可被應(yīng)用于一些實(shí)施方式中。 然而，顏料也可用于其它實(shí)施方式?？捎玫念伭习ㄗ苑稚㈩伭虾途酆衔锓稚㈩伭?。自分散顏料包括被小分子、聚合物基團(tuán)或電荷化學(xué)表面改性過(guò)的顏料。該化學(xué)改性有助于顏料在液體載劑中分散和/或基本保持分散。聚合物分散顏料包括用單獨(dú)的添加劑分散的顏料，該添加劑可為例如液體載劑中和/或顏料中利用物理涂層有助于顏料在液體載劑中分散和/或基本保持分散的聚合物、低聚物或表面活性劑。如文中所用，“顏料”通常包括顏料著色劑、磁性微粒、氧化鋁、二氧化硅和/或其它陶瓷、金屬有機(jī)化合物或其它不透明顆粒，不論該顆粒是否提供顏色。因此，盡管本說(shuō)明主要例舉了顏料著色劑的應(yīng)用，然而術(shù)語(yǔ)“顏料”可更廣泛地用于不僅僅描述顏料著色劑，還描述其它顏料，例如金屬有機(jī)化合物、氧化物、鐵氧體、陶瓷等。然而，在一個(gè)特定的實(shí)施方式中，該顏料為顏料著色劑。如文中所用，“染料”是指通常為水溶性的單個(gè)化合物、復(fù)合物或分子。如文中所用，“烷基”通常是指低級(jí)烷基脂族碳鏈。例如，低級(jí)烷基脂族碳鏈可含有1至8個(gè)碳原子。需要理解的是該碳鏈可為直鏈或支鏈。另外，“取代的烷基”是指可被雜原子或本領(lǐng)域已知的基團(tuán)取代的“烷基”基團(tuán)。如文中所用，Tg為根據(jù)公式計(jì)算出的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度共聚物Tg = l/(ffa/ (TgA) +Wb/ (TgB) +...)，其中Wa =單體A在共聚物中的重量分?jǐn)?shù)，而TgA為單體A的均聚物 Tg值，Wb =單體B的重量分?jǐn)?shù)，而TgB為單體B的均聚物Tg值，以此類推。如文中所用，“去除”是指在打印后導(dǎo)致油墨中含有的可相互交聯(lián)的乳膠顆粒交聯(lián)后從噴墨油墨中除去液體載劑或一種或多種液體載劑組分?？赏ㄟ^(guò)蒸發(fā)、吸收和/或加熱除去。另外，任何包含共沸效應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)/作用都可幫助上述除去。另外，“部分去除”是指油墨中含有的可相互交聯(lián)的乳膠顆粒的交聯(lián)過(guò)程中存在至少一些液體載劑或一種或多種液體載劑組分的“去除”。如文中所用，術(shù)語(yǔ)“約”通過(guò)表示給定值可“略高于”或“略低于”端點(diǎn)來(lái)提供數(shù)值范圍端點(diǎn)的靈活性。該術(shù)語(yǔ)的靈活性程度可根據(jù)特定變量確定，并在本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識(shí)范圍內(nèi)以根據(jù)其經(jīng)驗(yàn)和此處相關(guān)說(shuō)明確定。如文中所用，為了方便起見(jiàn)，將一系列物質(zhì)、結(jié)構(gòu)元素、組合元素和/或材料在同一列表中表示。然而，在詮釋該列表時(shí)應(yīng)將列表內(nèi)每個(gè)元素分別看作獨(dú)立和獨(dú)特的元素對(duì)待。因此，除非另作說(shuō)明，否則不能僅僅因?yàn)樗鼈儽涣性谕唤M中就認(rèn)為該列表中的每個(gè)元素都與同一列表中的其它元素本質(zhì)上相同。濃度、含量及其他數(shù)值在此可以范圍格式提供。應(yīng)理解這樣的范圍格式僅僅為了方便和簡(jiǎn)潔使用，并應(yīng)被靈活地解釋為不僅包括作為范圍限度明確列舉的數(shù)值，還包括上述范圍包含的所有單個(gè)數(shù)值或子范圍，就如每個(gè)數(shù)值和子范圍均被明確列舉。例如，約 Iwt %至約5wt%的數(shù)值范圍應(yīng)被解釋為不僅包括明確列舉的Iwt %至約5wt%的數(shù)值，還包括在所述范圍內(nèi)的單個(gè)數(shù)值和子范圍。因此，單個(gè)數(shù)值如2、3. 5和4，及子范圍如1 3、 2 4和3 5等均包括在該數(shù)值范圍內(nèi)。同樣的原則適用于僅僅列舉一個(gè)數(shù)值的范圍。
6另外，無(wú)論特征的范圍寬度是否被描述，以上解釋都適用。已知在噴墨油墨中使用可相互交聯(lián)的乳膠顆粒可提供持久的噴墨圖像。據(jù)此，本發(fā)明涉及到使用含有可相互交聯(lián)的乳膠顆粒的噴墨油墨的組合物、方法和系統(tǒng)。需要注意的是，在討論本組合物、相關(guān)方法或相關(guān)系統(tǒng)時(shí)，該討論被認(rèn)為適用于每個(gè)實(shí)施方式，而不管其是否在該實(shí)施方式的正文中被清楚討論過(guò)。因此，舉例來(lái)說(shuō)，在討論噴墨油墨中的可相互交聯(lián)的乳膠顆粒時(shí)，該可相互交聯(lián)的乳膠顆粒也可適用于形成噴墨油墨打印的方法，反之亦然。記住這些定義和上述討論后，噴墨油墨可包含液體載劑、分散或溶解在液體載劑中的著色劑、分散在液體載劑中的可相互交聯(lián)的乳膠顆粒和顆粒間交聯(lián)劑?？上嗷ソ宦?lián)的乳膠顆?？砂琲)至少一種疏水性單體；ii)至少一種酸性單體；iii)至少一種包含至少一個(gè)酮基的可相互交聯(lián)的單體；該可相互交聯(lián)的單體具有通式 其中Rl為H或CH3 ;X為二價(jià)雜原子連接基團(tuán)或鍵，Y為二價(jià)雜原子連接基團(tuán)，R2 為二價(jià)連接基團(tuán)，R3為二價(jià)連接基團(tuán)，R4為烷基、芳基、取代的烷基或取代的芳基基團(tuán)；和 iv)顆粒內(nèi)交聯(lián)劑。另外，可相互交聯(lián)的乳膠顆?？蓛?nèi)部交聯(lián)，并可在將噴墨油墨在基材上打印及在至少部分去除液體載劑或液體載劑組分時(shí)形成顆粒間交聯(lián)的乳膠聚合物膜。形成噴墨油墨打印的方法可包含打印文中所述的任一噴墨油墨組合物，和在至少部分去除液體載劑或液體載劑組分時(shí)形成顆粒間交聯(lián)和顆粒內(nèi)交聯(lián)的乳膠聚合物膜。噴墨油墨打印系統(tǒng)可包括基材、文中所述的任何噴墨油墨組合物和噴墨打印機(jī)， 該打印機(jī)具有容納噴墨油墨組合物的容器和用于將噴墨油墨組合物噴射到基材上的噴墨打印頭。另外，可配制噴墨油墨組合物，以便在將噴墨油墨組合物打印在基材上后及在至少部分去除液體載劑或液體載劑組分時(shí)形成顆粒間交聯(lián)和顆粒內(nèi)交聯(lián)的乳膠聚合物膜。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，可相互交聯(lián)的單體可為具有乳膠顆粒中存在的可與噴墨油墨組合物中的顆粒間交聯(lián)劑反應(yīng)的基團(tuán)的單體。在一個(gè)實(shí)施方式中，適宜的可相互交聯(lián)的單體包括具有酮基的單體。因此，可相互交聯(lián)的單體的通用結(jié)構(gòu)如下所述
權(quán)利要求
1.一種噴墨油墨組合物，所述組合物含有a)液體載劑；b)分散或溶解在液體載劑中的著色劑；c)分散在所述液體載劑中的可相互交聯(lián)的乳膠顆粒，所述可相互交聯(lián)的乳膠顆粒包含i)至少一種疏水性單體，ii)至少一種酸性單體，iii)至少一種包含至少一個(gè)酮基并具有以下通式的可相互交聯(lián)的單體
2.如權(quán)利要求1所述的噴墨油墨組合物，其中所述可相互交聯(lián)的乳膠顆粒以在約 0. 5wt%至約40wt%的范圍內(nèi)的含量存在于所述油墨組合物中，并具有約-40°C至約125°C 的范圍內(nèi)的Tg。
3.如權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的噴墨油墨組合物，其中所述至少一種疏水性單體占所述單體的至多98wt%，并選自由甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、 甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸異冰片酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸異冰片酯、苯乙烯和它們的混合物組成的組中；其中所述至少一種酸性單體占所述單體的約0. 至約30wt%，并選自由丙烯酸、 甲基丙烯酸、衣康酸、馬來(lái)酸、乙烯基苯甲酸及它們的混合物組成的組中；其中所述至少一種可相互交聯(lián)的單體占所述單體的約0. Iwt %至約25wt%，并選自由 2-(甲基丙烯酰氧基)乙基乙酰乙酸酯、二丙酮丙烯酰胺及它們的混合物組成的組中；且其中所述顆粒內(nèi)交聯(lián)劑占所述單體的約0. Iwt%到約25wt%，并選自由乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、雙(丙烯酰胺基)乙烯及它們的混合物組成的組中。
4.如權(quán)利要求2至3中任一項(xiàng)所述的噴墨油墨組合物，其中所述顆粒間的交聯(lián)劑選自己二酸二酰胼、乙二胺、丙二胺、乙二胺、二乙撐三胺、三乙撐四胺、丙二胺、Mw為約400至約 500, 000的聚乙烯亞胺或它們的混合物。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的噴墨油墨組合物，其中所述至少部分去除是由于所述液體載劑或液體載劑組分在環(huán)境條件下蒸發(fā)或由于加熱所述液體載劑或液體載劑組分而產(chǎn)生。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的噴墨油墨組合物，其中所述可相互交聯(lián)的乳膠顆粒在所述油墨組合物中的含量為約3wt%至約6wt%，且所述可相互交聯(lián)的乳膠顆粒的Tg 在約15°C至約45°C的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的噴墨油墨組合物，其中所述可相互交聯(lián)的乳膠顆粒在所述可相互交聯(lián)的乳膠顆粒的表面上含有至少10%的所述可相互交聯(lián)的單體，以在所述可相互交聯(lián)的乳膠顆粒的表面上提供交聯(lián)點(diǎn)。
8.一種形成噴墨油墨印刷物的方法，包括打印權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的噴墨油墨組合物；和在至少部分去除所述液體載劑或液體載劑組分時(shí)，形成顆粒間交聯(lián)和顆粒內(nèi)交聯(lián)的乳膠聚合物膜。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中相對(duì)于包括除了不是顆粒間和顆粒內(nèi)同時(shí)交聯(lián)但其它皆相同的乳膠聚合物膜的噴墨油墨印刷物，所述噴墨油墨印刷物具有更好的耐久性，所述更好的耐久性包括在熒光涂抹牢度、耐摩擦性、濕污牢度、耐溶劑性上的改進(jìn)或它們的組I=I ο
10.如權(quán)利要求8至9中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述可相互交聯(lián)的乳膠顆粒在油墨組合物中的含量為約3wt%至約6wt%，且所述可相互交聯(lián)的乳膠顆粒的Tg在約15°C至約 45°C之間。
11.如權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述部分去除是由蒸發(fā)或加熱引起的。
12.—種噴墨打印系統(tǒng)，包括a)基材；b)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的噴墨油墨組合物；和c)噴墨打印機(jī)，所述噴墨打印機(jī)含有容納噴墨油墨組合物的容器和用于將所述噴墨油墨組合物噴射到基材上的噴墨打印頭；其中所述噴墨油墨組合物經(jīng)配制為在將所述噴墨油墨組合物打印到基材上后并在至少部分去除所述液體載劑或液體載劑組分時(shí)形成顆粒間交聯(lián)和顆粒內(nèi)交聯(lián)的乳膠聚合物薄膜。
13.如權(quán)利要求12所述的噴墨打印系統(tǒng)，其中所述基材為無(wú)孔的。
14.如權(quán)利要求12至13中任一項(xiàng)所述的噴墨打印系統(tǒng)，其中所述可相互交聯(lián)的乳膠顆粒在所述油墨組合物中的含量為約3wt%至約6wt%，且所述可相互交聯(lián)的乳膠顆粒的Tg 在約15°C至約45°C的范圍內(nèi)。
15.如權(quán)利要求12至14中任一項(xiàng)所述的噴墨打印系統(tǒng)，其中所述至少一種疏水性單體占所述單體的至多98wt%，并選自由甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、 甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸異冰片酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸異冰片酯、苯乙烯和它們的混合物組成的組中；其中所述至少一種酸性單體占所述單體的約0. 至約30wt%，并選自由丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、馬來(lái)酸、乙烯基苯甲酸及它們的混合物組成的組中；其中所述至少一種可相互交聯(lián)的單體占所述單體的約0. 至約25wt%，并選自由 2-(甲基丙烯酰氧基)乙基乙酰乙酸酯、二丙酮丙烯酰胺及它們的混合物組成的組中；且其中所述顆粒內(nèi)交聯(lián)劑占所述單體的約0. 到約25wt%，并選自由乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、雙(丙烯酰胺基)乙烯及它們的混合物組成的組中。
全文摘要
本發(fā)明涉及組合物、方法和含有包含液體載劑、分散或溶解在液體載劑中的著色劑、分散在液體載劑中的可相互交聯(lián)的乳膠顆粒和顆粒間交聯(lián)劑的噴墨油墨的系統(tǒng)。可相互交聯(lián)的乳膠顆?？珊兄辽僖环N疏水性單體；至少一種酸性單體；至少一種包含至少一個(gè)酮基的可相互交聯(lián)的單體；具有通式1所述結(jié)構(gòu)的可相互交聯(lián)的單體。另外，在打印后及去除至少部分液體載劑或液體載劑組分時(shí)，可相互交聯(lián)的乳膠顆?？蓛?nèi)部交聯(lián)以形成顆粒相互交聯(lián)的乳膠聚合物膜。
文檔編號(hào)C09D11/00GK102471619SQ200980160964
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2009年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月18日
發(fā)明者S·嘎納帕西亞潘, 胡·T·恩加, 霍華德·S·湯姆 申請(qǐng)人:惠普開發(fā)有限公司