喷墨油墨、喷墨记录方法和油墨记录物的制作方法_2

文档序号:9251961阅读:来源:国知局
、聚氧乙烯烷基胺、 烷基链烷醇酰胺、和聚亚烷基二醇(甲基)丙烯酸酯。其中优选地为聚氧乙烯烷基醚、聚氧 乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨糖醇脂肪酸酯和聚氧乙烯烷基胺。
[0054] 阴离子型表面活化剂的实例包括烷基硫酸酯盐、聚氧乙烯烷基醚硫酸盐、烷基苯 磺酸盐、a -烯属磺酸酯、牛磺酸甲酯、磺基琥珀酸酯、醚硫酸盐、醚碳酸盐、脂肪酸盐、萘磺 酸甲醛缩合物、烷基胺盐、季铵盐、烷基甜菜碱、和烷基胺氧化物。其中,优选地为聚氧乙烯 烷基醚硫酸盐和磺基琥珀酸酯。
[0055] 添加的表面活性剂的量相对于聚氨酯树脂的量优选地为按质量计0. 1 %至按质量 计30 %,更优选地为按质量计5 %至按质量计20%。当量为按质量计0. 1 %或更多时,表面 活性剂可充当分散剂。同时,以按质量计大于30%的量使用表面活性剂不是优选的,因为乳 化剂的过多的量,即大于形成聚氨酯树脂乳液所需量的量,显著恶化可粘附性和耐水性。此 外,在干燥涂层膜之后产生塑化或碎肩(breading),从而倾向于产生粘页。
[0056] 本发明使用的聚碳酸酯聚氨酯树脂颗粒可通过常规已知的制造方法获得。其一个 实例包括以下方法。
[0057] 具体地,在溶剂不存在的情况下或在有机溶剂存在的情况下,使聚碳酸酯多元 醇与聚异氰酸酯以当量比反应,以使得异氰酸酯基团过量存在,从而产生端异氰酸酯 (isocyanate-terminated)氨基甲酸乙醋预聚物。随后,端异氰酸醋氨基甲酸乙醋预聚物中 的阴离子基团任选地用中和剂中和,使得与增链剂反应,最后任选地去除体系中的有机溶 剂。
[0058] 可用的有机溶剂的实例包括酮类,如丙酮和甲基乙基酮;醚类,如四氢呋喃和二氧 杂环已烷;乙酸酯类,如乙酸乙酯和乙酸丁酯;腈类,如乙腈;和酰胺类,如二甲基甲酰胺、 N-甲基吡咯烷酮和N-乙基吡咯烷酮。这些可单独或组合使用。
[0059] 作为增链剂,可使用多胺类或其它含有活性氢原子的化合物。
[0060] 多胺类的实例包括二胺类,如乙二胺、1,2-丙二胺、1,6-己二胺、哌嗪、2, 5-二甲 基哌嗪、异佛尔酮二胺、4, 4'-二环己基甲烷二胺和1,4-环己烷二胺;多胺类,如二亚乙基 三胺、二亚丙基三胺和三亚乙基四胺;肼类,如肼、N,N'-二甲基肼、1,6-六亚甲基双肼; 二酰肼类,如丁二酸二酰肼、己二酸二酰肼、戊二酸二酰肼、癸二酸二酰肼和间苯二酸二酰 肼。
[0061] 其它含有活性氢原子的化合物的实例包括二元醇类,如乙二醇、二甘醇、三甘醇、 丙二醇、1,3-丙二醇、1,3- 丁二醇、1,4- 丁二醇、己二醇、蔗糖、亚甲基二醇、甘油和山梨醇; 酚类,如双酚A、4, 4' -二羟基联苯、4, 4' -二羟基二苯基醚、4, 4' -二羟基二苯砜、氢化双酚 A和氢醌;和水。这些可单独或组合使用,只要本发明的油墨的储存稳定性没有被破坏。
[0062] 本发明的油墨包含具有高耐热性的聚碳酸酯聚氨酯树脂颗粒,从而可通过经打印 后的加热干燥减少残余的溶剂来提高其粘合度。
[0063] 聚碳酸酯聚氨酯树脂颗粒的最低成膜温度可以不一定是等于或低于室温的温度。 然而,在加热干燥在打印之后进行的情况下,最低成膜温度优选地至少为等于或低于在打 印后加热油墨的温度的温度,且尤其优选地为充分低于加热油墨的温度的温度。例如,当在 60°C下加热油墨时,树脂的最低成膜温度优选地为0°C至55°C,更优选地为25°C至55°C。
[0064] 通常,最低成膜温度越低,成膜性能越好。然而,当最低成膜温度过低时,树脂的玻 璃化转变温度也降低,产生不令人满意的涂层膜强度。
[0065] 注意,最低成膜温度是指当将树脂乳液投射到金属板如铝上并随后加热时形成连 续透明膜的温度。在低于最低成膜温度的温度范围内,树脂乳液以白色粉末的形式存在。
[0066] 在形成涂层膜时,本发明中使用的聚碳酸酯聚氨酯树脂颗粒的表面硬度优选地为 100N/mm 2或更多,更优选地为120N/mm2至180N/mm2。落入上述范围内的表面硬度使得油墨 形成牢固的涂层膜,产生高耐刮伤性。
[0067] 可如下测量表面硬度。
[0068] 将聚碳酸酯聚氨酯树脂乳液施加至玻璃片上,从而具有10 y m的膜厚度,随后在 100°C下干燥30min,从而形成树脂膜。当用9. 8mN的载荷压入Berkovich压痕器时,通过微 表面硬度计(FISCHERSCOPE HM2000,Fischer Instruments K.K.的产品)测量所得树脂膜 的压痕深度,并根据IS014577-2002转换成马氏硬度。
[0069] 添加至油墨的聚碳酸酯聚氨酯树脂颗粒的量优选地为基于固含量按质量计0. 5% 至按质量计10%,更优选地为按质量计1 %至按质量计8%,进一步优选地为按质量计3% 至按质量计8%。当量为按质量计0.5%或更多时,涂层膜充分地在颜料上形成,产生所需 的图像不褪色性。当量为按质量计10%或更少时,由于过高的粘度,所得油墨不难喷射。
[0070] 聚碳酸酯聚氨酯树脂颗粒以树脂乳液的形式与其它油墨材料一同添加。如果有必 要,树脂乳液可包含例如,水溶性有机溶剂、防腐剂、匀染剂、抗氧化剂、光稳定剂和UV吸收 剂。
[0071] 本发明的油墨可包含除聚碳酸酯聚氨酯树脂颗粒之外的其它树脂颗粒。除聚碳酸 酯聚氨酯树脂颗粒之外的其它树脂颗粒的实例包括丙烯酸树脂颗粒、聚烯烃树脂颗粒、乙 酸乙烯树脂颗粒、氯乙烯树脂颗粒、氟树脂颗粒、聚醚树脂颗粒、和聚酯树脂颗粒。
[0072] 水溶性有机溶剂
[0073] 本发明中使用的水溶性有机溶剂应当包含按质量计50 %或更多的二醇化合物。本 文使用的"二醇化合物"是指在其化学结构中具有两个0H基团的化合物。二醇化合物的保 湿性比没有OH基团或只具有一个OH基团的化合物更高,因此显著促成所得油墨的喷射可 靠性。
[0074] 具有三个或更多个0H基团的化合物的分子间作用力过高,因此其通常具有极高 的沸点并显著破坏所得油墨的干燥性能。
[0075] 二醇化合物的实例包括乙二醇(bp :196°C )、丙二醇(bp :188°C )、1,2_ 丁二醇 (bp :194°C )、2, 3- 丁二醇(bp :183°C )、2-甲基-2, 4-戊二醇(bp :198°C )、二甘醇(bp : 244°C )、三甘醇(bp :287°C )、双丙甘醇(bp :230°C )、1,3-丙二醇(bp :214°C )、1,3-丁二 醇(bp :203°C )、1.4-丁二醇(bp :230°C )、2,2-二甲基-1,3-丙二醇(bp :208°C )、2-甲 基-1,3-丙二醇(bp :213°C )、1,2-戊二醇(bp :206°C )、2, 4-戊二醇(bp :201°C )、1,5-戊 二醇(bp :242°C )、1,6-己二醇(bp :250°C )、2-乙基-1,3-己二醇(bp :243°C )、1,2-己二 醇(bp :224°C )和2, 5-己二醇(bp :217°C )。这些可单独或组合使用。
[0076] 按质量计百分之五十或更多的本发明中使用的水溶性有机溶剂应当具有200°C 或更低的沸点。其实例包括乙二醇(bp : 196°C )、丙二醇(bp : 188°C )、1,2_ 丁二醇(bp : 194°〇、2,3-丁二醇〇^:183°〇、2-甲基-2,4-戊二醇〇^:198°〇、双丙甘醇单甲醚〇^ : 190°C )、丙二醇正丁醚(bp :171°C )、丙二醇叔丁醚(bp :153°C )、二甘醇甲醚(bp :194°C )、 乙二醇正丙醚(bp :150°C )、和乙二醇正丁醚(bp :171°C )。这些可单独或组合使用。
[0077] 水溶性有机溶剂的使用使得油墨在无孔基底上具有高干燥性能。
[0078] 丙二醇、2, 3- 丁二醇或其任何组合优选地用作具有200°C或更低的沸点的水溶性 有机溶剂,因为其与聚碳酸酯聚氨酯树脂颗粒相容,且其可获得具有更佳成膜性能的油墨。 因此上述优选的水溶性有机溶剂提高了涂层膜的光泽度。
[0079] 为了控制所得油墨的物理性质、防止油墨干燥、并提尚油墨的溶解稳定性,如果有 必要,可添加除了具有200°C或更低的沸点的水溶性有机溶剂之外的其它水溶性有机溶剂。
[0080] 其实例包括多元醇,如二甘醇、三甘醇、双丙甘醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、 1,4- 丁二醇、2, 2-二甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,2-戊二醇、2, 4-戊二醇、 1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2-乙基-1,3-己二醇、1,2-己二醇、和2,5-己二醇;多元醇烷 基醚,如双丙甘醇正丙醚、三丙二醇甲醚、三丙二醇正丙醚、丙二醇苯基醚、三甘醇甲醚、三 甘醇甲醚、三甘醇乙醚、二甘醇正己醚、和乙二醇苯基醚;含氮杂环化合物,如2-吡咯烷酮、 N-甲基吡咯烷酮和1-乙基-2-吡咯烷酮;氧杂环丁烷化合物,如3-乙基-3-羟甲基氧杂 环丁烷。
[0081] 其中,添加选自3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷、三丙二醇单甲醚和包含内酰胺结 构并具有200°C或更高的沸点的水溶性有机溶剂中的至少一种使得能够尤其是在无孔基底 上获得极佳的性能,如图像光泽度、耐刮伤性和耐乙醇性。进一步,当添加1-乙基-2-吡咯 烷酮作为包含内酰胺结构并具有200°C或更高的沸点的水溶性有机溶剂时,可获得极佳的 图像质量。
[0082] 注意,不包含具有高于250°C的沸点的水溶性有机溶剂的油墨的干燥性能得到进 一步提尚,其是有效的。
[0083] 颜料
[0084] 作为颜料,可使用无机颜料或有机颜料。
[0085] 无机颜料的实例包括通过已知方法如接触法、炉法和热法产生的二氧化钛、氧化 铁、碳酸钙、硫酸钡、氢氧化铝、钡黄、镉红、铬黄和炭黑。
[0086] 有机颜料的实例包括偶氮颜料(如偶氮色淀、不溶性偶氮颜料、缩合偶氮颜料、和 螯合偶氮颜料)、多环颜料(如,酞菁颜料、茈系颜料、二萘嵌苯酮(Perynone)颜料、蒽醌颜 料、喹吖啶酮颜料、二嗯嗪颜料、靛青颜料、硫靛蓝颜料、异吲哚酮颜料、和喹吖酮颜料)、染 料螯合物(如,碱性染料螯合物、和酸性染料螯合物)、硝基颜料、亚硝基颜料、和苯胺黑。
[0087] 在以上颜料中,优选地使用与溶剂具有良好亲和性的颜料。
[0088] 优选黑色颜料的具体实例包括炭黑(C. I.颜料黑7)如炉黑、灯黑、乙炔黑和槽黑; 金属,如铜、铁(C. I.颜料黑11);金属化合物如二氧化钛;和有机颜料如苯胺黑(C. I.颜料 黑1)。
[0089] 彩色颜料的实例包括:C. I.颜料黄1、3、12、13、14、17、24、34、35、37、42(氧化铁 黄)、53、55、81、83、95、97、98、100、101、104、108、109、110、117、120、138、150和153;(:.1.颜 料橙 5、13、16、17、36、43 和 51 ;C. I.颜料红 1、2、3、5、
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