水性喷墨打印油墨的制作方法
【技术领域】
[0001] 本文公开了一种水性喷墨打印油墨，其含有纳米颜料化或染料化蜡颗粒以改善释 放和光泽性质并且其适合与广泛的颜色和打印介质一起使用。
【背景技术】
[0002] 喷墨打印技术常常包括油墨向转印定影带或鼓上的喷射、然后是压力下油墨向打 印介质如纸上的转印。这常被称为转印或转印定影喷墨打印。喷墨打印技术还常包括油墨 直接向打印介质上的喷射，例如直接到纸的打印。
[0003] 除包括润滑剂、溶剂和粘结剂在内的其它成分外，针对转印或直接喷墨打印技术 配制的油墨还可包含分散为具有小于约150纳米的"平均"颗粒或液滴尺寸D50的染料或 颜料的水性分散体并且其使用分散剂来稳定化。"平均"颗粒或液滴尺寸通常以d5。表示，或 者定义为在粒度分布的中值下的体积中值粒度值，其中所述分布中50 %的颗粒大于d5。粒 度值，而所述分布中其它50%的颗粒小于d5。值。平均粒度可通过采用光散射技术来推断 粒度的方法如动态光散射测量。颗粒直径指如源自透射电子显微镜所生成或来自动态光散 射测量的颗粒图像的不连续层的单个液滴的长度。
[0004] 颜料通常比水重并往往附聚和沉降，除非通过分散剂稳定它们。
[0005] 伴随针对转印定影打印技术设计油墨的挑战包括获得油墨向转印定影带或鼓的 所需油墨附着和释放。为获得所需的附着和释放性能，可使用不粘打印版，即"毯"，并施加 一层淀粉，即"皮"，并且在喷墨之前向转印定影带或鼓设置甘油。
[0006] 伴随针对直接到纸的打印技术设计油墨的挑战包括与向可能亲水或疏水的不同 打印介质（包括涂布纸、未涂布纸或塑料）上打印相关的挑战。
【发明内容】
[0007] 描述了一种水性油墨组合物，所述组合物包含水、共溶剂和水性亚微米着色剂蜡 分散体，所述水性亚微米着色剂蜡分散体包含多个着色剂蜡颗粒，所述着色剂蜡颗粒包含 被蜡壳包围的着色剂芯，其中所述着色剂蜡颗粒呈现出约150纳米至小于约300纳米的粒 度分布；其中所述水性亚微米着色剂蜡分散体通过以下步骤形成：(a)熔化和混合干着色 剂与至少一种蜡以形成着色剂浓缩物，其中所述着色剂浓缩物含至少25重量％的着色剂； (b)碾磨步骤（a)的着色剂浓缩物以形成经碾磨的着色剂浓缩物；（c)合并（b)的经碾磨的 着色剂浓缩物与水并分散以形成着色剂蜡分散体；其中步骤（a)的熔化和混合与步骤（b) 的碾磨在浸泡介质磨机或卧式磨机中进行；并且其中步骤（c)的合并使用活塞均质器进 行。
[0008] 还描述了一种水性油墨组合物，所述组合物包含水、两种或更多种二醇类型的共 溶剂以及水性亚微米蜡分散体，所述水性亚微米蜡分散体包含多个着色剂蜡颗粒，所述着 色剂蜡颗粒包含被蜡壳包围的着色剂芯，其中所述着色剂蜡颗粒呈现出约150纳米至小于 约300纳米的粒度分布，其中所述水性亚微米着色剂蜡分散体通过以下步骤形成：(a)熔化 和混合干着色剂与至少一种蜡以形成着色剂浓缩物，其中所述着色剂浓缩物含至少25重 量％的着色剂；(b)碾磨步骤（a)的着色剂浓缩物以形成经碾磨的着色剂浓缩物；(c)合并 (b)的经碾磨的着色剂浓缩物与水并分散以形成着色剂蜡分散体；其中步骤（a)的熔化和 混合与步骤（b)的碾磨在浸泡介质磨机或卧式磨机中进行；并且其中步骤（c)的合并使用 活塞均质器进行。
[0009] 还描述了一种使用水性油墨组合物进行水性喷墨打印的方法，所述方法包括向喷 墨打印装置中引入水性油墨组合物；其中所述水性油墨组合物包含水、共溶剂和水性亚微 米着色剂蜡分散体，所述水性亚微米着色剂蜡分散体包含多个着色剂蜡颗粒，所述着色剂 蜡颗粒包含被蜡壳包围的着色剂芯，其中所述着色剂蜡颗粒呈现出约150纳米至小于约 300纳米的粒度分布；其中所述水性亚微米着色剂蜡分散体通过以下步骤形成：(a)熔化 和混合干着色剂与至少一种蜡以形成着色剂浓缩物，其中所述着色剂浓缩物含至少25重 量％的着色剂；(b)碾磨步骤（a)的着色剂浓缩物以形成经碾磨的着色剂浓缩物；(c)合并 (b)的经碾磨的着色剂浓缩物与水并分散以形成着色剂蜡分散体；其中步骤（a)的熔化和 混合与步骤（b)的碾磨在浸泡介质磨机或卧式磨机中进行；并且其中步骤（c)的合并使用 活塞均质器进行；使油墨的小滴以成像的图案喷射到中间转印构件上；任选地，加热图像 以部分或完全地移除溶剂；和使油墨以成像的图案从中间转印构件转印到最终记录基底； 或使油墨的小滴以成像的图案直接喷射到最终图像接收基底上。
【附图说明】
[0010] 图1为根据本发明的一种颜料化蜡分散体的透射电子显微镜图像。
[0011]图2为根据本发明的一种颜料化蜡分散体的透射电子显微镜图像。
[0012]图3为流变图，示出了根据本发明的一种水性油墨组合物的剪切粘度（y轴）_剪 切速率（x轴）。
[0013] 图4为流变图，示出了根据本发明的一种水性油墨组合物的剪切粘度（y轴）_剪 切速率（x轴）。
[0014] 图5为流变图，示出了根据本发明的一种水性油墨组合物的剪切粘度（y轴）-剪 切速率（x轴）。
[0015] 图6为用根据本发明的一种水性油墨组合物在相纸基底上打印的打印点的图像。
[0016] 图7为用根据本发明的一种水性油墨组合物在Xerox忠DigitalColor EliteGl〇SS?;纸基底上打印的打印点的图像。
[0017] 图8为用根据本发明的一种水性油墨组合物在Xerox? 4200纸基底上打印的打 印点的图像。
[0018] 图9为用根据本发明的一种水性油墨组合物在相纸基底上打印的打印线的图像。
[0019] 图10为用根据本发明的一种水性油墨组合物在Xerox⑧DigitalColor EliteGk)ss_?.纸基底上打印的打印线的图像。
[0020] 图11为用根据本发明的一种水性油墨组合物在Xerox骨4200纸基底上打印的打 印线的图像。
[0021] 图12为打印点的图像，示出了用根据本发明的一种水性油墨组合物在相纸基底 上打印的圆度。
[0022] 图13为打印点的图像，示出了用根据本发明的一种水性油墨组合物在Xerox⑧ DigitalColorEliteG10SS⑧纸基底上打印的圆度。
[0023] 图14为打印点的图像，示出了用根据本发明的一种水性油墨组合物在Xerox? 4200纸基底上打印的圆度。
【具体实施方式】
[0024] 本发明描述含有颜料化或染料化蜡颗粒的水性喷墨油墨组合物。
[0025] 本文的水性油墨组合物包含颜料化蜡分散体。在实施例中，水性油墨组合物包含 D50为约140纳米至约220纳米的蜡封装颜料的分散体。所述蜡分散体可使用高压活塞均 质器制备。在实施例中，颜料化蜡分散体包含美国专利申请序列号14/256937 (代理人案号 20130505-US-NP)中描述的那些。在实施例中，颜料化蜡分散体为水性亚微米颜料化蜡分散 体，其包含多个颜料化蜡颗粒，所述颜料化蜡颗粒包含被蜡壳包围的颜料芯，其中所述颜料 化蜡颗粒呈现出150纳米至小于300纳米的粒度分布。
[0026] 颜料化蜡分散体可通过包括以下步骤的方法制备：(a)熔化和混合干颜料与至少 一种蜡以形成颜料浓缩物，其中所述颜料浓缩物含至少25重量％的颜料；(b)碾磨步骤（a) 的颜料浓缩物以形成经碾磨的颜料浓缩物；（c)合并（b)的经碾磨的颜料浓缩物与水并分 散以形成颜料化蜡分散体，其包含多个颜料化蜡颗粒，所述颜料化蜡颗粒包含被蜡壳包围 的颜料芯，其中所述颜料化蜡颗粒呈现出150纳米至小于约300纳米的粒度分布；其中步骤 (a)的熔化和混合与步骤（b)的碾磨在浸泡介质磨机中进行；并且其中步骤（c)的合并使 用活塞均质器进行。
[0027] 制备颜料化蜡分散体的本发明方法包括：(a)熔化和混合干颜料与至少一种蜡以 形成颜料浓缩物，其中所述颜料浓缩物含至少25重量％的颜料；(b)碾磨步骤（a)的颜料 浓缩物以形成经碾磨的颜料浓缩物；和（c)合并（b)的经碾磨的颜料浓缩物与水并分散以 形成颜料化蜡分散体，其包含多个颜料化蜡颗粒，所述颜料化蜡颗粒包含被蜡壳包围的颜 料芯，其中所述颜料化蜡颗粒呈现出约150纳米至小于约300纳米的粒度分布；其中步骤 (a)的熔化和混合与步骤（b)的碾磨在浸泡介质磨机中进行；并且其中步骤（c)的合并使 用活塞均质器进行。所述颜料化蜡颗粒具有约80至约300纳米或约100至约250纳米或 约170至约230纳米的平均粒度。在某些实施例中，其中所述颜料化蜡颗粒呈现出约150 至小于约230纳米或约150至小于约200纳米的粒度分布。在实施例中，颜料化蜡颗粒具 有约200纳米的Z均粒度。平均粒度可以任何合适或所需的方式测量，例如使用N