基于聚氨酯的粘合剂分散体的制作方法

文档序号:18599873发布日期:2019-09-03 22:32阅读:166来源:国知局

喷墨印刷是用于在各种介质,包括普通纸和照相纸上记录图像的常见印刷技术。喷墨印刷机通常利用热或机械振动形成墨滴。作为一个实例,热喷墨印刷机包括产生热的电阻器,其使墨盒上的墨水喷嘴中的墨水汽化以形成气泡。随着气泡膨胀,从墨水喷嘴推出一些墨水到所需介质上。所用墨水可包含着色剂和一些成分组合以实现所需印刷品质和/或印刷机性能。

详述

在喷墨印刷中,可以将聚氨酯分散体添加到喷墨墨水中以改进所得印刷品的耐久性。为了改进可机械加工性(mechability),之前已将聚氨酯粘合剂的量降至低于1重量%,但印刷图像倾向于具有不良的耐磨损性。

本文所述的一种或多种基于聚氨酯的粘合剂分散体的优点包括改进的可机械加工性和耐磨损性。

本文所用的“可机械加工性”是指印刷图像在印刷后立即摩擦时保持未损坏的能力。印刷机可包括介质辊,其可在印刷图像后不久(例如在几秒内)经过图像。可在升高的温度下的介质辊施加至印刷图像的应力可通过改变图像的光泽度、光学密度或膜均匀性损坏图像。介质辊还可通过除去墨水膜的片和/或暴露出裸介质损坏印刷图像。

本文所用的“耐磨损性”是指印刷图像在被一个或多个热辊摩擦时保持未损坏的能力。高耐磨损性意味着良好的耐久性性能。

当用于喷墨墨水组合物时,本文公开的基于聚氨酯的粘合剂分散体的实例表现出若干个合意特征,包括改进的耐刮擦性和耐磨损性。

基于聚氨酯的粘合剂分散体

在一些实例中,公开了一种基于聚氨酯的粘合剂分散体。该基于聚氨酯的粘合剂分散体包含水和聚氨酯。可将聚氨酯分散在水中。该聚氨酯可包含:

(a)多异氰酸酯;

(b)具有在链的一端含有两个羟基官能团并在链的相反端不含羟基的链的第一多元醇;

(c)具有在链两端含有两个羟基官能团的链的第二多元醇;

(d)具有两个羟基官能团的羧酸官能团;

(e)下式(1)所示的化合物

m(m+)n(x)-r-y(1)

其中

m是0或1;

m是金属;

n是2至10;

x是氨基,

r是c1至c18烷基、c6至c30芳族化合物或c4至c20脂族环状化合物,且

y是so3-或so3h

条件是当m是0时,y是so3h且当m是1时,y是so3-,和

(f)任选的,在其链的一端具有一个或两个羟基官能团或一个或两个氨基官能团的聚(乙二醇)均聚物或共聚物。

(a)一种或多种多异氰酸酯

在一些实例中,可以使用任何合适的多异氰酸酯。例如,可以使用具有平均2个或更多个异氰酸酯基团的多异氰酸酯。在一个实例中,该多异氰酸酯可以是独自或以两种或更多种的混合物使用的脂肪族、脂环族、芳脂族或芳族多异氰酸酯,以及它们的低聚产物。在一个实例中,多异氰酸酯是脂肪族多异氰酸酯或脂环族多异氰酸酯,它们任一种都具有降低的黄化趋势。

多异氰酸酯的一些实例包括己-1,6-二异氰酸酯(hdi)、2,2,4-三甲基-己二异氰酸酯(tmdi)、1,12-十二烷二异氰酸酯、2,4,4-三甲基-己二异氰酸酯、2-甲基-1,5-戊二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、二环己基甲烷-4,4-二异氰酸酯(h12mdi)及其组合。

基于聚氨酯的粘合剂分散体中的多异氰酸酯的量为基于聚氨酯的粘合剂分散体的总重量的大约20重量%至大约45重量%。在一个实例中,多异氰酸酯构成聚氨酯粘合剂的大约25重量%至大约35重量%。

(b)一种或多种第一多元醇

基于聚氨酯的粘合剂分散体中的组分(b)(即第一多元醇)的量可以为基于聚氨酯的粘合剂分散体的总重量的大约10重量%至大约70重量%。在一个实例中,组分(b)(即第一多元醇)可构成聚氨酯粘合剂的大约30重量%至大约60重量%。

第一多元醇(b)可包括任何具有在链的一端含有两个羟基并在链的相反端不含羟基的链的产品。第一多元醇具有大约500g/mol至大约5000g/mol的数均分子量(mn)。另外,第一多元醇具有大约-20℃至大约100℃的玻璃化转变温度(tg)。在一个实例中,玻璃化转变温度可为大约0℃至大约80℃。

第一多元醇可由单体在包含两个羟基官能团或两个羧酸官能团的硫醇存在下的自由基聚合形成。

不希望受制于理论,但第一多元醇可有助于改进喷墨墨水的开盖(decap),因为在多元醇的链的一端的羟基并入聚氨酯主链中,而在多元醇另一端的基团形成侧基或侧链,取决于使用哪种特定多元醇。第一多元醇可在水性墨水中分离(segregate),这使聚氨酯粘合剂在墨水载体中易分散(即更稳定)。第一多元醇也可有助于防止聚氨酯溶胀。

用于形成组分(b)的单体的一些实例包括丙烯酸的烷基酯或甲基丙烯酸的烷基酯,如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸2-氮丙啶基乙酯、丙烯酸氨基甲酯、丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸氨基丙酯、(甲基)丙烯酸氨基-正丁酯、(甲基)丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸n,n-二甲基氨基丙酯、(甲基)丙烯酸n,n-二乙基氨基乙酯和(甲基)丙烯酸n,n-二乙基氨基丙酯。

用于形成组分(b)的单体的另一些实例包括含酸基团的单体,如丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧乙酯、2-(甲基)丙烯酰基丙酸、巴豆酸和衣康酸。在另一实例中,用于形成组分(b)的单体可以是丙烯酰胺、丙烯酰胺衍生物、甲基丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺衍生物。丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺衍生物的一些实例包括羟乙基丙烯酰胺、n,n-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、n-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺和n-异丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺。

用于形成组分(b)的单体的另一些实例可以是苯乙烯或苯乙烯衍生物。苯乙烯衍生物的一些实例包括α-甲基苯乙烯、对-氨基苯乙烯和2-乙烯基吡啶。另外,用于形成组分(b)的单体可以是丙烯腈、偏二氯乙烯、含氟丙烯酸酯、含氟甲基丙烯酸酯、含硅氧烷的丙烯酸酯、含硅氧烷的甲基丙烯酸酯、乙酸乙烯酯或n-乙烯基吡咯烷酮。一些具体实例包括丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、丙烯酸1h,1h,3h-六氟丁酯、甲基丙烯酸1h,1h,3h-四氟丙酯、甲基丙烯酸1h,1h,5h-八氟戊酯、丙烯酸1h,1h,5h-八氟戊酯、聚(二甲基硅氧烷)、甲基丙烯酰氧基丙基封端的聚二甲基硅氧烷dms-r11(gelestchemicals制造)和(3-丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基丙基)封端的聚二甲基硅氧烷dms-u21(gelestchemicals制造)。要理解的是,可以使用对组分(b)所列的单体的任何组合。

用于形成组分(b)的硫醇的一些实例包括1,2-丙二醇(硫代甘油)、1-巯基-1,1-乙二醇、2-巯基-1,3-丙二醇、2-巯基-2-甲基-1,3-丙二醇、2-巯基-2-乙基-1,3-丙二醇、1-巯基-2,3-丙二醇、2-巯乙基-2-甲基-1,3-丙二醇和巯基乙酸。

在一个实例中,组分(b)可通过制备单体和硫醇在有机溶剂中的溶液形成。当使用两种单体的组合时,这两种单体可以以大约1∶1至大约9∶1的重量比存在。在一个实例中,甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸2-乙基己酯以分别9∶1的组合使用。当使用三种单体的组合时,这三种单体可以以大约1∶6.5∶2.5至大约7.5∶2∶0.5的比率存在。在一个实例中,甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸2-乙基己酯和甲基丙烯酸以分别7.5∶2∶0.5的组合使用。用于形成组分(b)的其它合适的单体组合的实例可见于实施例部分的表2。

在制备该溶液(包含单体和硫醇)后,可将该溶液置于惰性环境中。例如,可将氮气流引入通过该溶液以创造惰性环境。然后可以将该溶液在自由基引发剂存在下加热到合适的温度以聚合,并可以使该反应发生合适的时间。

自由基引发剂的实例包括偶氮型或过氧化物热引发剂。偶氮引发剂的实例包括偶氮双异丁腈(aibn)、4,4′-偶氮双(4-氰基戊酸)、1,1′-偶氮双(环己烷甲腈)、2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2′-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2′-偶氮双(2-甲基丙酸)二甲酯、2,2′-偶氮双(2-甲基丁腈)、2,2′-偶氮双(n-丁基-2-甲基丙酰胺)或其混合物。过氧化物引发剂的实例包括过氧化氢叔丁基、氢过氧化枯烯、2,4-戊二酮过氧化物、过氧化二枯基、2,5-双(叔丁基过氧基)-2,5-二甲基己烷、1,1-双(叔戊基过氧基)环己烷、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、2-丁酮过氧化物、过氧化苯甲酸叔丁酯、1,1-双(叔丁基过氧基)环己烷或其混合物。

聚合时间和温度可取决于所用一种或多种单体和一种或多种硫醇。在一个实例中,聚合温度可为大约50℃至大约120℃,并可使该反应发生大约6小时至大约12小时。在另一实例中,聚合温度可为大约65℃至大约90℃。

形成的第一多元醇可包含基于第一多元醇的总重量计大约2重量%至大约10重量%的硫醇。在一个实例中,硫醇可构成第一多元醇的总重量的大约5重量%。

(c)一种或多种第二多元醇

在一些实例中,第二多元醇(即组分(c))以基于聚氨酯的粘合剂分散体的总重量的大约8重量%至大约25重量%的量存在于基于聚氨酯的粘合剂分散体中。在一个实例中,组分(b)(即第一多元醇)构成聚氨酯粘合剂的大约10重量%至大约20重量%。

一种或多种第二多元醇可具有大约500g/mol至大约3000g/mol的数均分子量(mn)并具有连接在多元醇的各端的一个羟基。第二多元醇的实例包括聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚酯-聚碳酸酯多元醇或其混合物。

在一些实例中,第二多元醇可以是聚(丙二醇)、聚(四氢呋喃)、聚(碳酸酯)多元醇或其混合物。聚碳酸酯多元醇的实例包括来自kurarayco.ltd.的聚碳酸酯多元醇(例如c-590、c-1050、c-1090、c-2050、c-2090和c-3090)和来自ubeindustries,ltd.的聚碳酸酯二醇(例如uh-50、uh-100、uh-200、ph-5-、ph-100、ph-200和um90(1/3))。

(d)一种或多种羧酸官能团

组分(d)可以是具有两个羟基官能团的羧酸官能团。组分(d)在基于聚氨酯的粘合剂分散体中的量为基于聚氨酯总重量的1重量%至大约10重量%。在一个实例中,组分(d)构成聚氨酯粘合剂的大约2重量%至大约6重量%。

在用碱离子化后,组分(d)的存在有助于聚氨酯溶解或分散在水中的能力。如上所述,组分(d)可以是羧酸。在一些情况下,组分(d)包含两个或更多个羟基。组分(d)可具有大约500g/mol的数均分子量(mn)。组分(d)的实例可衍生自具有通式(ho)xq(cooh)y的羟基-羧酸,其中q是含有1至12个碳原子的直链或支链烃基,且x是2或3,且y是1至3。

组分(d)的实例可包括二羟甲基丙酸(dmpa)、二羟甲基丁酸(dmba)、丙氨酸、柠檬酸、酒石酸、乙醇酸、乳酸、苹果酸、二羟基马来酸、二羟基酒石酸或其混合物。

(e)一种或多种磺酸/磺酸盐胺化合物

在一些实例中,组分(e)可以是下式(1)所示的化合物

m(m+)n(x)-r-y(1)

其中

m是0或1;

m是金属;

n是2至10;

x是氨基,

r是c1至c18烷基、c6至c30芳族化合物或c4至c20脂族环状化合物,且

y是so3-或so3h

条件是当m是0时,y是so3h且当m是1时,y是so3-

在一些实例中,m是1;m是钠、钾、镁、钙或锂;n是2至4;x是氨基;r是c1至c8烷基;且y是so3-

在一些实例中,该磺酸盐或氨基烷基磺酸盐(即组分(e))可具有两个或更多个氨基官能团。在一些实例中,磺酸盐或氨基烷基磺酸盐(即组分(e))可具有2至10个氨基官能团。在一些实例中,磺酸盐或氨基烷基磺酸盐(即组分(e))可具有2至4个氨基官能团。在一些实例中,磺酸盐或氨基烷基磺酸盐(即组分(e))可具有2个氨基官能团。

可包含组分(e)的本文中公开的基于聚氨酯的粘合剂分散体改进包含该分散体的喷墨墨水的开盖性能和印刷可靠性,同时改进图像品质。组分(e)可以以基于聚氨酯的粘合剂分散体的总重量的大约1重量%至大约20重量%的量存在于基于聚氨酯的粘合剂分散体中。在一个实例中,组分(e)可以基于聚氨酯的粘合剂分散体的大约2重量%至大约20重量%的量存在。在另一实例中,组分(e)可以基于聚氨酯的粘合剂分散体的大约5重量%至大约15重量%的量存在。

组分(e)的一些实例包括乙二胺基乙磺酸或其盐、乙二胺基丙磺酸或其盐、5-氨基-2-(氨基甲基)-1-戊磺酸或其盐、2,3-二氨基-1-丙磺酸或其盐、3-[双(2-氨基乙基)氨基]-1-丙磺酸或其盐、2-[双(2-氨基乙基)氨基]-乙磺酸或其盐、2-[(2-氨基乙基)氨基]-1-丙磺酸或其盐、2-[[2-[(1-甲基乙基)氨基]乙基]氨基]-乙磺酸或其盐、2-[(2-氨基乙基)氨基]-1-戊磺酸或其盐或其混合物。

在一些实例中,组分(e)是下表1中所示的化合物。

表1

在一些实例中,组分(e)可以是2-[(2-氨基乙基)氨基]乙磺酸钠或二氨基乙基丙基磺酸钠。

(f)聚(乙二醇)的一种或多种均聚物或一种或多种共聚物

在一些实例中,组分(f)可以是具有一个羟基官能团或一个氨基官能团的聚(乙二醇)的均聚物或共聚物。在另一些实例中,组分(d)可以是在其链的一端具有两个羟基官能团或两个氨基官能团的聚(乙二醇)的均聚物或共聚物。

该聚(乙二醇)的均聚物或共聚物具有大约500g/mol至大约5,000g/mol的数均分子量(mn)。在另一实例中,该聚(乙二醇)的均聚物或共聚物具有大约500g/mol至大约3,000g/mol的数均分子量(mn)。组分(f)还具有大于30%v/v(聚(乙二醇)体积/水体积)的水溶解度。

与由包含不含组分(f)的其它类型的聚氨酯分散体的墨水在相同介质上形成的印刷图像的光泽度和光学密度相比时,包含组分(f)的本文中公开的基于聚氨酯的粘合剂分散体的实例可提高在介质上的印刷图像的光泽度和光学密度。这可部分归因于当包含组分(f)时,其防止基于聚氨酯的粘合剂分散体与下方的预处理固着流体反应,这否则会在将该墨水组合物施加到介质上时造成聚氨酯粘合剂不合意地凝结。因此,组分(f)使该基于聚氨酯的粘合剂分散体对预处理固着流体不敏感,由此防止不合意的聚氨酯凝结。由于该基于聚氨酯的粘合剂不与预处理固着流体强相互作用以造成凝结,该聚氨酯可在印刷时形成膜,这有利地影响印刷图像的光泽度和光学密度。

组分(f)在基于聚氨酯的粘合剂分散体中的量为基于聚氨酯的粘合剂分散体的总重量的0重量%至大约20重量%。在一个实例中,组分(f)可以基于聚氨酯的粘合剂分散体的大约5重量%至大约10重量%的量存在于基于聚氨酯的粘合剂分散体中。

可以使用任何具有一个或两个羟基和/或一个或两个氨基的聚(乙二醇)共聚物作为组分(f),只要该共聚物具有>大约30%v/v的水溶解度和合适的数均分子量。用于组分(f)的合适的共聚物的一些实例包括具有一个羟基官能团的聚(乙烯)和聚(乙二醇)的共聚物(例如其中m=1-10且n=5-50)、具有一个羟基官能团的聚(丙二醇)和聚(乙二醇)的共聚物,和具有一个氨基官能团的聚(乙二醇)和聚(丙二醇)的共聚物。具有一个氨基官能团的聚(乙二醇)和聚(丙二醇)的共聚物的一些市售实例包括m-1000(即其中x=19且y=3)和m-2070(即其中x=31且y=10)(两者都由huntsmanchemicals生产)。

组分(f)的另一些实例包括聚(乙二醇)均聚物,如单胺封端的聚(乙二醇)(即其中n=5-100),和聚(乙二醇)单烷基醚。聚(乙二醇)单烷基醚的实例包含具有c1至c8直链或支链烃的烷基,如甲基、乙基和丁基。聚(乙二醇)单烷基醚的实例包括聚(乙二醇)单甲基醚(即其中n=5-100)、聚(乙二醇)单乙基醚、聚(乙二醇)单丙基醚和聚(乙二醇)单丁基醚。

此外,也可使用任何在聚合物链的一端具有两个羟基或氨基的聚(乙二醇)均聚物作为组分(f),只要该均聚物具有>大约30%v/v的水溶解度和合适的数均分子量。作为一个实例,该均聚物可以是两个羟基封端的聚(乙二醇),其中两个羟基可位于链的一端。一种市售实例是ymertmn120(来自perstorp的线性二官能聚乙二醇单甲基醚)。

制备一种或多种基于聚氨酯的粘合剂分散体的一种或多种方法

在制备聚氨酯粘合剂分散体的方法的第一步骤的一个实例中,可将组分(a)、(b)、(c)和(d)在反应器中与有机溶剂(例如甲乙酮(mek)、四氢呋喃(thf)、乙酸乙酯、丙酮或其组合)和催化剂(例如二月桂酸二丁基锡、辛酸铋、新癸酸锌和1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷)混合。该反应器可以保持在恒定温度和干燥空气混合物下。可以混合组分并可使该聚合反应进行到%nco达到理论值。在一个实例中,反应时间可为大约4小时至大约14小时。在另一实例中,该聚合反应可在大约60℃下进行大约10小时以达到%nco的理论值。

在制备该聚氨酯聚合物的方法的第二步骤的一个实例中,然后可将组分(f)添加到组分(a)、(b)、(c)和(d)的聚合反应中。可以继续聚合直至%nco达到理论值。在这一步骤中,可以使该聚合反应进行大约1小时至大约4小时的时间。在一个实例中,该聚合反应可在60℃下进行4小时以达到%nco的理论值。

在制备该聚氨酯聚合物的方法的第三步骤的一个实例中,可以将组分(e)溶解在1当量碱和足量去离子水中以完全溶解组分(e)。该碱的一些实例包括氨、三甲胺、三乙胺、氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂。可将由组分(a)、(b)、(c)和(d)和在一些情况下(f)制成的聚合物溶液冷却到大约30℃至大约50℃的温度。可将组分(e)的水溶液在大约30℃至大约50℃的温度下剧烈混合至少大约30分钟下添加到来自第一步骤(如果不包含组分(f))或第二步骤(如果包含组分(f))的聚合物溶液中。

在制备包含组分(a)-(e)和任选(f)的聚氨酯聚合物的方法的第四步骤的一个实例中,可以在剧烈搅拌下将该聚氨酯溶液缓慢添加到包含碱的水中(例如经10分钟),或反之亦然。可以搅拌该混合物并可通过蒸馏除去有机溶剂以形成聚氨酯粘合剂分散体。在一个实例中,该基于聚氨酯的粘合剂分散体的酸值可为大约10mgkoh/g固体树脂至大约70mgkoh/g固体树脂或大约30mgkoh/g固体树脂至小于60mgkoh/g固体树脂。

一旦制备基于聚氨酯的粘合剂分散体,该分散体中的基于聚氨酯的粘合剂的粒度为大约10纳米至大约200纳米。在一个实例中,该聚氨酯粘合剂的粒度为大约10纳米至大约100纳米。

在一些实例中,该基于聚氨酯的粘合剂分散体可包含基于聚氨酯的粘合剂分散体的总重量的大约10重量%至大约95重量%水。

一种或多种喷墨墨水

包含本文中公开的基于聚氨酯的粘合剂分散体的喷墨墨水可包含在单盒墨水组或多盒墨水组(其可能包含或不包含预处理固着流体)中。在多盒墨水组中,可在任何数量的多种墨水中并入该聚氨酯粘合剂。

在一个实例中,本文中公开的喷墨墨水包含助溶剂(除存在的任何水外)、着色剂、水(其是主要溶剂)和本文所述的基于聚氨酯的粘合剂分散体。

一种或多种着色剂

本文所述的一种或多种喷墨墨水组合物中的一种或多种着色剂可包括无机颜料、有机颜料、染料及其组合。

该颜料可以是任何颜色,包括例如青色颜料、品红色颜料、黄色颜料、黑色颜料、紫色颜料、绿色颜料、棕色颜料、橙色颜料、紫色颜料、白色颜料、金属颜料(例如金色颜料、青铜色颜料、银色颜料或青铜色颜料)、珠光颜料或其组合。

合适的黄色有机颜料的实例包括c.i.颜料黄1、c.i.颜料黄2、c.i.颜料黄3、c.i.颜料黄4、c.i.颜料黄5、c.i.颜料黄6、c.i.颜料黄7、c.i.颜料黄10、c.i.颜料黄11、c.i.颜料黄12、c.i.颜料黄13、c.i.颜料黄14、c.i.颜料黄16、c.i.颜料黄17、c.i.颜料黄24、c.i.颜料黄34、c.i.颜料黄35、c.i.颜料黄37、c.i.颜料黄53、c.i.颜料黄55、c.i.颜料黄65、c.i.颜料黄73、c.i.颜料黄74、c.i.颜料黄75、c.i.颜料黄77、c.i.颜料黄81、c.i.颜料黄83、c.i.颜料黄93、c.i.颜料黄94、c.i.颜料黄95、c.i.颜料黄97、c.i.颜料黄98、c.i.颜料黄99、c.i.颜料黄108、c.i.颜料黄109、c.i.颜料黄110、c.i.颜料黄113、c.i.颜料黄114、c.i.颜料黄117、c.i.颜料黄120、c.i.颜料黄122、c.i.颜料黄124、c.i.颜料黄128、c.i.颜料黄129、c.i.颜料黄133、c.i.颜料黄138、c.i.颜料黄139、c.i.颜料黄147、c.i.颜料黄151、c.i.颜料黄153、c.i.颜料黄154、c.i.颜料黄167、c.i.颜料黄172、c.i.颜料黄180和c.i.颜料黄185。

合适的蓝色或青色有机颜料的实例包括c.i.颜料蓝1、c.i.颜料蓝2、c.i.颜料蓝3、c.i.颜料蓝15、颜料蓝15:3、c.i.颜料蓝15:34、c.i.颜料蓝15:4、c.i.颜料蓝16、c.i.颜料蓝18、c.i.颜料蓝22、c.i.颜料蓝25、c.i.颜料蓝60、c.i.颜料蓝65、c.i.颜料蓝66、c.i.瓮蓝4和c.i.瓮蓝60。

合适的品红色、红色或紫色有机颜料的实例包括c.i.颜料红1、c.i.颜料红2、c.i.颜料红3、c.i.颜料红4、c.i.颜料红5、c.i.颜料红6、c.i.颜料红7、c.i.颜料红8、c.i.颜料红9、c.i.颜料红10、c.i.颜料红11、c.i.颜料红12、c.i.颜料红14、c.i.颜料红15、c.i.颜料红16、c.i.颜料红17、c.i.颜料红18、c.i.颜料红19、c.i.颜料红21、c.i.颜料红22、c.i.颜料红23、c.i.颜料红30、c.i.颜料红31、c.i.颜料红32、c.i.颜料红37、c.i.颜料红38、c.i.颜料红40、c.i.颜料红41、c.i.颜料红42、c.i.颜料红48(ca)、c.i.颜料红48(mn)、c.i.颜料红57(ca)、c.i.颜料红57:1、c.i.颜料红88、c.i.颜料红112、c.i.颜料红114、c.i.颜料红122、c.i.颜料红123、c.i.颜料红144、c.i.颜料红146、c.i.颜料红149、c.i.颜料红150、c.i.颜料红166、c.i.颜料红168、c.i.颜料红170、c.i.颜料红171、c.i.颜料红175、c.i.颜料红176、c.i.颜料红177、c.i.颜料红178、c.i.颜料红179、c.i.颜料红184、c.i.颜料红185、c.i.颜料红187、c.i.颜料红202、c.i.颜料红209、c.i.颜料红219、c.i.颜料红224、c.i.颜料红245、c.i.颜料红286、c.i.颜料紫19、c.i.颜料紫23、c.i.颜料紫32、c.i.颜料紫33、c.i.颜料紫36、c.i.颜料紫38、c.i.颜料紫43和c.i.颜料紫50。

炭黑可以是合适的无机黑色颜料。炭黑颜料的实例包括mitsubishichemicalcorporation,japan制造的那些(例如炭黑no.2300、no.900、mcf88、no.33、no.40、no.45、no.52、ma7、ma8、ma100和no.2200b);columbianchemicalscompany,marietta,ga.制造的系列的各种炭黑颜料(例如5750、5250、5000、3500、1255和700);cabotcorporation,boston,mass.制造的black系列、系列、系列或系列的各种炭黑颜料(例如black880炭黑、400r、330r和660r);和evonikdegussacorporation,parsippany,n.j.制造的各种黑色颜料(例如colorblackfw1、colorblackfw2、colorblackfw2v、colorblackfw18、colorblackfw200、colorblacks150、colorblacks160、colorblacks170、35、u、v、140u、specialblack5、specialblack4a和specialblack4)。有机黑色颜料的一个实例包括苯胺黑,如c.i.颜料黑1。

绿色有机颜料的一些实例包括c.i.颜料绿1、c.i.颜料绿2、c.i.颜料绿4、c.i.颜料绿7、c.i.颜料绿8、c.i.颜料绿10、c.i.颜料绿36和c.i.颜料绿45。

棕色有机颜料的实例包括c.i.颜料棕1、c.i.颜料棕5、c.i.颜料棕22、c.i.颜料棕23、c.i.颜料棕25、c.i.颜料棕41和c.i.颜料棕42。

橙色有机颜料的一些实例包括c.i.颜料橙1、c.i.颜料橙2、c.i.颜料橙5、c.i.颜料橙7、c.i.颜料橙13、c.i.颜料橙15、c.i.颜料橙16、c.i.颜料橙17、c.i.颜料橙19、c.i.颜料橙24、c.i.颜料橙34、c.i.颜料橙36、c.i.颜料橙38、c.i.颜料橙40、c.i.颜料橙43和c.i.颜料橙66。

合适的金属颜料包括选自金、银、铂、镍、铬、锡、锌、铟、钛、铜、铝和任何这些金属的合金的金属。这些金属可以独自使用或与两种或更多种金属或金属合金组合使用。金属颜料的一些实例包括ro100、ro200和金-青铜颜料(可获自eckarteffectpigments,wesel,germany)。

在一些实例中,上述颜料可独自使用或以与彼此的任何组合使用。

喷墨墨水组合物中的一种或多种着色剂的总量为基于喷墨墨水组合物的总重量的大约0.1重量%至大约15重量%。在一些实例中,喷墨墨水组合物中的一种或多种着色剂的总量为基于喷墨墨水组合物的总重量的大约1重量%至大约8重量%。这些一种或多种着色剂的平均粒度可为大约80nm至大约400nm。

在分散体中的一种或多种着色剂

在本文中公开的实例中,该颜料可通过阴离子聚合物(即阴离子聚合分散剂)分散。该分散剂可以以该墨水组合物的总重量%的大约0.1重量%至大约5重量%的量存在。

在一个实例中,该分散剂可以是苯乙烯-丙烯酸型分散剂,如具有i)包含酸性单体的亲水单体,和ii)疏水单体的丙烯酸系分散剂。该分散剂的酸值可为大约120mg/g至大约300mg/g。要理解的是,该苯乙烯-丙烯酸型分散剂是水溶性的。

可用于该丙烯酸系分散剂的酸性单体可包括例如丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸(ethacrylicacid)、二甲基丙烯酸、马来酸酐、马来酸、乙烯基磺酸酯、氰基丙烯酸、乙烯基乙酸、烯丙基乙酸、次乙基(ethylidine)乙酸、次丙基(propylidine)乙酸、巴豆酸、富马酸、衣康酸、山梨酸、当归酸、肉桂酸、苯乙烯基丙烯酸、柠康酸、戊烯二酸、乌头酸、苯基丙烯酸、丙烯酰氧基丙酸、乌头酸、苯基丙烯酸、丙烯酰氧基丙酸、乙烯基苯甲酸、n-乙烯基琥珀酰胺酸、中康酸、甲基丙烯酰基丙氨酸、丙烯酰基羟基甘氨酸、磺乙基甲基丙烯酸、磺丙基丙烯酸、苯乙烯磺酸、磺乙基丙烯酸、2-甲基丙烯酰氧基甲-1-磺酸、3-甲基丙烯酰氧基丙-1-磺酸、3-(乙烯氧基)丙-1-磺酸、亚乙基二磺酸、乙烯基硫酸、4-乙烯基苯基硫酸、亚乙基膦酸、乙烯基磷酸、乙烯基苯甲酸、2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸及其组合。

可在丙烯酸系分散剂中聚合的疏水单体的实例可包括苯乙烯、对甲基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸硬脂醇酯、乙烯基苄基氯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸四氢糠酯、甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯、乙氧基化壬基酚甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十三烷基酯、烷氧基化丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异冰片酯及其组合。

一种或多种助溶剂

在一些实例中,喷墨墨水组合物中的助溶剂可包括脂族醇、芳族醇、三醇、二醇醚、聚(二醇)醚、内酰胺、甲酰胺类、乙酰胺类、长链醇、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、甘油、二丙二醇、二醇丁基醚、聚乙二醇、聚丙二醇、酰胺、醚、羧酸、酯、有机硫化物、有机亚砜、砜、醇衍生物、卡必醇、丁基卡必醇、溶纤剂、醚衍生物、氨基醇和酮。例如,助溶剂可包括具有30个或更少碳的脂族伯醇、具有30个或更少碳的芳族伯醇、具有30个或更少碳的脂族仲醇、具有30个或更少碳的芳族仲醇、具有30个或更少碳的1,2-二醇、具有30个或更少碳的1,3-二醇、具有30个或更少碳的1,5-二醇、乙二醇烷基醚、丙二醇烷基醚、聚(乙二醇)烷基醚、聚(乙二醇)烷基醚的更高级同系物、聚(丙二醇)烷基醚、聚(丙二醇)烷基醚的更高级同系物、内酰胺、取代的甲酰胺类、未取代的甲酰胺类、取代的乙酰胺类和未取代的乙酰胺类。

同样可用的某些助溶剂的具体实例包括但不限于乙内酰脲二醇(例如1,3-双-(2-羟乙基)-5,5-二甲基乙内酰脲)、1,(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮、1-(2-羟乙基)-2-咪唑啉酮、四乙二醇、1,2,6-己三醇、甘油、甘油丙氧基化物、1,5-戊二醇、乙氧基化甘油1(leg-1)、乙氧基化甘油7(leg-7)、2-甲基-2,4-戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2-乙基-2-羟甲基-1,3-丙二醇、二乙二醇、3-甲氧基丁醇、丙二醇单丁基醚、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮等,或其组合。

可以添加助溶剂以降低喷墨墨水中的水的蒸发速率,以使堵塞最小化,或提供例如与粘度、ph、表面张力、光学密度、色域、耐久性、开盖和印刷品质相关的其它改进的性质。

助溶剂可以大约1重量%至大约40重量%(基于喷墨墨水组合物的总重量计)的量存在于喷墨墨水组合物中,至少部分取决于喷射构造。

一种或多种表面活性剂

在一些实例中可将一种或多种表面活性剂添加到一种或多种喷墨墨水组合物中。喷墨墨水组合物中的表面活性剂可包括非离子型、阳离子型和/或阴离子型表面活性剂,其可以基于喷墨墨水组合物的总重量的大约0.1重量%至大约10重量%的量存在。在一些实例中,该喷墨墨水组合物可包含基于喷墨墨水组合物的总重量计大约0.1重量%至大约5重量%的量的表面活性剂。

在一些实例中,该喷墨墨水组合物可包含乙氧基化醇,如来自dowchemical制造的系列的那些(例如15s30或15s9);来自airproductsandchemicals,inc.制造的系列(例如104、440和465)和dynoltm系列(例如dynoltm360、dynoltm604和dynoltm607)的表面活性剂;氟化表面活性剂,如来自e.i.dupontdenemoursandcompany制造的系列(例如fso和fsn表面活性剂)的那些;烷氧基化表面活性剂,如evonik制造的wet510;omnova制造的氟化非离子型表面活性剂(例如pf159非离子型表面活性剂);或其组合。

聚山梨酯(polysorbate)表面活性剂可包括聚山梨酯20(或失水山梨醇聚氧乙烯(20)醚单月桂酸酯)、聚山梨酯40(或失水山梨醇聚氧乙烯(20)醚单棕榈酸酯)、聚山梨酯60(或失水山梨醇聚氧乙烯(20)醚单硬脂酸酯)、聚山梨酯80(或失水山梨醇聚氧乙烯(20)单油酸酯)等。但是,并非所有这些聚山梨酯都具有至少50重量%亲脂性油酸基团和具有小于15的hlb值。这些聚山梨酯表面活性剂的品牌名包括以商品名出售的那些。关于这些聚山梨酯的命名法,“聚氧乙烯”后的数字“20”是指在该分子中存在的氧亚乙基-(ch2ch2o)-基团总数。在“聚山梨酯”后的数字20、40、60或80涉及与聚氧乙烯失水山梨醇部分相关的脂肪酸类型。单月桂酸酯用20标示,单棕榈酸酯用40标示,单硬脂酸酯用60标示且单油酸酯用80标示。

同样可使用其它聚山梨酯,包括聚山梨酯85或85,其是失水山梨醇聚氧乙烯(20)醚三油酸酯;或聚山梨酯81或81,其是失水山梨醇聚氧乙烯(5)醚单油酸酯。85和81是油基型化合物并包含70重量%油酸。也可使用失水山梨醇聚氧乙烯醚二油酸酯。

可用的另一表面活性剂包括聚氧乙烯二醇醚。可用的示例性表面活性剂包括s、o、c和l型表面活性剂。也可使用synperonic表面活性剂。具体实例包括s10、s5、s15、s20、s2/93、s7、98/o20、o10、o2、o3、o5、c2、c7、c10、c20、l4/30、l9、l15、91-2.5、91-2.5、91-10或其混合物。

一种或多种添加剂

喷墨墨水组合物中的添加剂可选自抗结垢剂、ph调节剂、抗微生物剂、螯合剂、粘度改进剂、湿润剂、渗透剂、润湿剂、防腐剂、可喷射性添加剂、蜡及其混合物。

结垢是指在热喷墨印刷头的加热元件上的干燥墨水的沉积。包含一种或多种抗结垢剂以助于防止结垢积聚。抗结垢剂可包括阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性离子表面活性剂、两性表面活性剂或其混合物。上面给出表面活性剂的列表。在一些实例中,抗结垢剂可包括油基聚氧乙烯(3)醚磷酸酯(可作为o3a或n-3酸购得)或dextran500k。抗结垢剂可以喷墨墨水组合物的总重量的大约0.1重量%至大约3重量%的量存在于喷墨墨水组合物中。

在一些实例中可将一种或多种ph调节剂添加到喷墨墨水组合物中。一种或多种ph调节剂可包括氢氧化钠、氢氧化钾、氨、盐酸、硝酸、硫酸和(多)链烷醇胺,如三乙醇胺和2-氨基-2-甲基-1-丙醇(propaniol)或其混合物。

在一些实例中,该喷墨墨水组合物还可包含一种或多种抗微生物剂。合适的抗微生物剂包括杀生物剂和杀真菌剂。抗微生物剂的实例包括m20(即,活性成分是2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮)、b20(即,活性成分是1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)、amp(即,氨基-三-(亚甲基膦酸酯)、tris(即,三(羟甲基)硝基甲烷)及其混合物。一种或多种抗微生物剂的其它实例包括(ashlandinc.)、ucarcidetm或kordektm(dowchemicalco.)和(archchemicals)系列及其组合。

在一些实例中,可将螯合剂添加到喷墨墨水组合物中。这些螯合剂可用于赋予喷墨墨水组合物改进的稳定性特征并可包括直链脂族取代甘氨酸化合物的碱金属盐、碱土金属盐和铵盐。术语“直链脂族取代甘氨酸”是指其中甘氨酸的氨基已被直链脂族基团取代的甘氨酸化合物。在一些实例中,螯合剂可包括乙二胺四乙酸、次氮基三乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、羟基乙二胺三乙酸、二羟基乙基甘氨酸、亚氨基二乙酸和乙醇二甘氨酸的碱金属(例如钠)盐、碱土金属(例如钙)盐和铵盐。也可使用其它直链脂族取代甘氨酸化合物的类似的盐。

在一些实例中,可将粘度改进剂添加到喷墨墨水组合物中。粘度改进剂的实例包括脂族酮、硬脂酮、2-羟基苄基醇、4-羟基苄基醇、4-硝基苄基醇、4-羟基-3-甲氧基苄基醇、3-甲氧基-4-硝基苄基醇、2-氨基-5-氯苄基醇、2-氨基-5-甲基苄基醇、3-氨基-2-甲基苄基醇、3-氨基-4-甲基苄基醇、2(2-(氨基甲基)苯硫基)苄基醇、2,4,6-三甲基苄基醇、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇、2-氨基-1-苯基-1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1-苯基-1,3-丙二醇、2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇、3-叔丁基氨基-1,2-丙二醇、1,1-二苯基-1,2-丙二醇、1,4-二溴-2,3-丁二醇、2,3-二溴-1,4-丁二醇、2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇、1,1,2-三苯基-1,2-乙二醇、2-萘甲醇、2-甲氧基-1-萘甲醇、十氟二苯基甲醇、2-甲基二苯基甲醇、1-苯乙醇、4,4′-亚异丙基双(2-(2,6-二溴苯氧基)乙醇)、2,2′-(1,4-亚苯基二氧基)二乙醇、2,2-双(羟甲基)-2,2′,2″-次氮基三乙醇、二(三羟甲基丙烷)、2-氨基-3-苯基-1-丙醇、三环己基甲醇、三(羟甲基)氨基甲烷琥珀酸酯、4,4′-三亚甲基双(1-哌啶乙醇)、n-甲基葡糖胺或其混合物。

在一些实例中,本文所述的喷墨墨水组合物可含有高沸点水溶性有机溶剂,其可充当用于赋予喷墨墨水组合物保水性和润湿性质的润湿剂或湿润剂。这样的高沸点水溶性有机溶剂包括具有180℃或更高沸点的溶剂。具有180℃或更高沸点的水溶性有机溶剂的实例是乙二醇、丙二醇、二乙二醇、戊二醇、丙二醇、2-丁烯-1,4-二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、三丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基二醇、二丙二醇单乙基醚、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇、三乙二醇单甲基醚、四乙二醇、三乙二醇、二乙二醇单丁基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单甲基醚、三丙二醇、具有2000g/mol或更低的分子量的聚乙二醇、1,3-丙二醇、异丙二醇、异丁二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、甘油、赤藓醇、季戊四醇或其组合。

在一些实例中,该喷墨墨水组合物还可含有加速喷墨墨水组合物渗透到记录介质中的渗透剂。合适的渗透剂包括多元醇烷基醚(二醇醚)和/或1,2-烷基二醇。合适的多元醇烷基醚的实例是乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丁基醚、乙二醇单甲基醚乙酸酯、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、乙二醇单-正丙基醚、乙二醇单-异丙基醚、二乙二醇单-异丙基醚、乙二醇单-正丁基醚、二乙二醇单-正丁基醚、三乙二醇单-正丁基醚、乙二醇单-叔丁基醚、二乙二醇单-叔丁基醚、1-甲基-1-甲氧基丁醇、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单-叔丁基醚、丙二醇单-正丙基醚、丙二醇单-异丙基醚、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、二丙二醇单-正丙基醚、二丙二醇单-异丙基醚、丙二醇单-正丁基醚、二丙二醇单-正丁基醚或其组合。1,2-烷基二醇的实例可包括1,2-戊二醇、1,2-己二醇或其组合。该渗透剂也可选自直链烃二醇,如1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇及其组合。也可使用甘油作为渗透剂。

在一些实例中,该喷墨墨水组合物可含有防腐剂。防腐剂的具体实例可包括双氯酚、六氯酚、1,2-苯并噻唑啉-3-酮、3,4-异噻唑啉-3-酮或4,4-二甲基噁唑烷、烷基异噻唑啉酮、氯烷基异噻唑啉酮、苯并异噻唑啉酮、溴硝基醇、氯二甲苯酚或其混合物。

在一些实例中,该喷墨墨水组合物可包含可喷射性添加剂。可喷射性添加剂可包括eg-1(乙氧基化甘油;可获自vantagespecialtyingredients,inc.)。

在一些实例中,该喷墨墨水组合物可包含蜡。蜡乳液可购自许多供应商,例如keim-additec、lubrizol、michelman和bykchemie。可用于本发明的蜡乳液包括但不限于:lubrizol:liquilubetm411、liquilubetm405、liquilubetm488、liquilubetm443、liquilubetm454;michelman:me80825、me48040、me98040m1、me61335、me90842、me91240、ml160;keim-additec:e-521/20、e-7093、7095/1、e-8046、e-502v、e-842n:byk:2650、507、533、515、537、aquasliptm671、aquasliptm942。

一种或多种添加剂可以基于喷墨墨水组合物的总重量的大约0.1重量%至大约10重量%的总量单独或以各种组合添加到本文所述的喷墨墨水组合物中。

本文所述的喷墨墨水组合物还包含构成喷墨墨水组合物的余量的量的水(例如去离子水)。在一些实例中,水可以基于喷墨墨水组合物的总重量的大约30重量%至大约90重量%的量存在于喷墨组合物中。在另一些实例中,该喷墨墨水组合物可包含大约40重量%至大约85重量%水。在进一步实例中,该喷墨墨水组合物可包含大约50重量%至大约80重量%水。

使用基于聚氨酯的粘合剂分散体和/或一种或多种喷墨墨水

在一些实例中,公开了使用本文所述的基于聚氨酯的粘合剂分散体的方法。这种使用方法可包括将基于聚氨酯的粘合剂分散体添加到包含水、至少一种着色剂、至少一种助溶剂和至少一种表面活性剂的喷墨墨水组合物中。在一些实例中,使用基于聚氨酯的粘合剂分散体的方法可进一步任选包括将含有基于聚氨酯的粘合剂分散体的喷墨墨水组合物施加到介质基底上。

在制备墨水后,可以通过使用任何喷墨印刷机(例如热或压电)施加到介质上来使用该一种或多种墨水。在一个实例中,可以将该一种或多种墨水施加到涂布胶印介质上。涂布胶印介质可以是经过涂布以通过提供一定的表面光泽度、光滑度和降低的吸墨性来提供更好的图像品质的任何纸。市售涂布胶印介质的实例包括ultragloss(newpagecorp.)和(appletoncoatedllc)。在另一些实例中,该介质可以是涂布或未涂布的纸。该介质也可以是乙烯基或塑料材料。

在一些实例中,该介质或印刷表面可包括由纸、金属、塑料、织物或其组合制成的基底。在一些实例中,该介质或印刷表面可包括普通纸、微孔照相纸、涂布纸、光泽照相纸、半光泽照相纸、重磅粗糙纸、广告牌用纸、数码美术纸、压光纸(calendaredpapers)、乙烯基纸或其组合。

喷墨墨水可在喷墨墨水组中与预处理固着流体配对。在一些情况下,可以在将喷墨墨水印刷到介质上之前将预处理固着流体施加到该介质上。下面更详细描述预处理固着流体。

该预处理固着流体可适合湿压湿印刷在涂布胶印介质上。该预处理固着流体包含特定盐组合(在合意地低的含量下)、特定助溶剂和能够动态降低该预处理流体的表面张力的低hlb(亲水-亲油平衡)表面活性剂。在本文中公开的实例中,hlb可小于10。所选一种或多种盐、溶剂和表面活性剂一起可有利地促进网点增大(dotgain)和减轻线条边缘发毛(feathering)和颜料浮起(pigmentflotation),产生品质更高的文本印刷品。本文中公开的预处理固着流体的组成也表现出合意的笔(pen)可靠性。

如上文提到,本文中公开的预处理固着流体包含丙酸钙、泛酸钙、四乙二醇、低hlb表面活性剂、酸和余量水。在一些实例中,该预处理固着流体仅由这些组分构成,在另一些实例中,该预处理固着流体包含这些组分和抗微生物剂。

丙酸钙和泛酸钙的组合为预处理固着流体提供可使沉积在其上的墨水中的颜料或着色剂凝结并可控制颜料迁移/浮起的金属盐。丙酸钙可以以基于该预处理流体的总重量的大于4.5重量%至大约8.0重量%的量存在。泛酸钙可以以大约2.0重量%至15重量%或更低的量存在。在一个实例中,预处理固着流体可包含大约6.5重量%丙酸钙和大约4.8重量%泛酸钙。相信该金属盐的量足够高以实现所需固着作用而不会有害地影响笔可靠性。

该预处理固着流体还包含四乙二醇作为助溶剂。四乙二醇可以总共以大约0.1重量%至大约30重量%存在于预处理固着流体中。用量可至少部分取决于用于施加预处理固着流体的喷射构造。在一个实例中,所用四乙二醇的量为大约12重量%。

该预处理固着流体还包含低hlb表面活性剂。这种类型的表面活性剂能够动态控制,特别是降低预处理固着流体的表面张力。低hlb表面活性剂可为预处理流体(在其施加时)提供低于涂布胶印介质(在其上施加预处理固着流体)的表面能的表面张力。因此,预处理固着流体与介质之间的接触角为零(0),这能使预处理固着流体以水平方向(相对于介质表面)在介质表面上铺开并有效润湿和降低胶印涂布介质的表面能。

低hlb表面活性剂的实例是基于炔二醇化学品的可自乳化的润湿剂(例如se-f)或非离子、烷基苯基乙氧基化物和无溶剂表面活性剂(例如ga-211表面活性剂,a.k.a.ct-211,来自airproductsandchemicals,inc.)。低hlb表面活性剂以基于该预处理固着流体的总重量的大约0.01重量%至大约1.0重量%的量存在于预处理固着流体中。在一个实例中,表面活性剂的量为大约0.05重量%。相信用其它量和/或其它表面活性剂可能无法获得所需表面张力。

在一些实例中,该预处理固着流体也可包含抗微生物剂。可以添加一种或多种抗微生物剂,如杀生物剂和杀真菌剂以抑制有害微生物的生长。示例性抗微生物剂可包括(ashlandinc.)、(dowchemicalco.)和(archchemicals)系列及其组合。该预处理固着流体中的抗微生物剂的总量可以为大约0.05重量%至大约1重量%。在一个实例中,该预处理固着流体包含大约0.1重量%的杀生物剂。

该预处理固着流体的余量是水。此外,可以使用一种或多种缓冲剂将该预处理固着流体的ph调节到特定ph。合适的缓冲剂的一个实例是甲磺酸。在一些实例中,缓冲剂可以以足以缓冲该预处理固着流体的ph以使其为4.0至7.0的量使用。在一个实例中,使用甲磺酸将该预处理固着流体的ph调节至大约6.6。

如上所述,该预处理固着流体的表面张力低于胶印涂布介质的表面能以在将该预处理固着流体施加在胶印涂布介质的表面上时,预处理固着流体和胶印涂布介质之间的接触角为0。在一个实例中,该预处理固着流体的表面张力低于37达因/厘米。在另一实例中,该预处理固着流体的表面张力为大约30达因/厘米至大约33达因/厘米。在再一实例中,该涂布胶印介质的表面能为大约34达因/厘米至大约42达因/厘米,且该预处理固着流体的表面张力为大约33达因/厘米或更低。

可以使用任何合适的高速(例如大约50fpm至大约1000fpm)喷墨印刷装置,包括热喷墨印刷机或卷筒纸印刷机、压电喷墨印刷机或卷筒纸印刷机、连续喷墨印刷机或卷筒纸印刷机将预处理固着流体施加到介质上。

在一个实例中,施加到介质上的预处理固着流体的量为大约1gsm至大约7gsm。

在本文中公开的实例中,在介质上施加预处理固着流体后不进行干燥操作。相反,在预处理固着流体为湿的同时,将本文中公开的喷墨墨水沉积在介质上的预处理固着流体上。当使用多个墨水颜色时,要理解的是,所有墨水在之前沉积的层仍为湿的同时施加。也配制一种或多种墨水以通过喷墨印刷系统沉积。

预处理固着流体中存在的盐立即与墨水中存在的着色剂反应,以使颜料从墨水中沉淀(crash)出并将颜料固定在介质表面上。此外,施加的预处理固着流体为涂布胶印介质提供降低的表面能,这使沉积的一种或多种墨水的铺开程度低于表面能较高时的程度。这有助于渗色控制(bleedcontrol)和网点增大,并因此增强印刷品质属性。除由通过预处理固着流体中的盐即时固定墨水中的一种或多种着色剂获得的益处之外获得这一益处。

除非另行指明,上文描述的任何特征可与本文中描述的任何实例或任何其它特征组合。

在描述和要求保护本文中公开的实例时,除非上下文清楚地另行规定,单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数对象。

要理解的是,浓度、量和其它数值数据在本文中可能以范围格式表达或呈现。要理解的是,这样的范围格式仅为方便和简要起见使用,因此应灵活解释为不仅包括作为该范围的端点明确列举的数值,还包括该范围内包含的所有独立的数值或子范围,就像明确列举各数值和子范围那样。例如,“大约1重量%至大约5重量%”的数值范围应被解释为不仅包括大约1重量%至大约5重量%的明确列举的值,还包括在所示范围内的独立值和子范围。因此,在这一数值范围中包括独立值,如2、3.5和4,和子范围,如1-3、2-4和3-5等。这一原理同样适用于列举单个数值的范围。

说明书通篇提到“一个实例”、“一些实例”、“另一实例”、“一实例”等是指联系该实例描述的特定要素(例如特点、结构和/或特征)包括在本文中描述的至少一个实例中,并且可能存在或可能不存在于其它实例中。此外,要理解的是,除非上下文清楚地另行规定,对任何实例描述的要素可以以任何合适的方式组合在各种实例中。

除非另行指明,在本文中提到一组分的“重量%”是指作为包含该组分的整个组合物的百分比的该组分的重量。例如,在本文中提到例如分散在液体组合物中的固体材料如一种或多种聚氨酯或一种或多种着色剂的“重量%”应该是指该组合物中的这些固体的重量百分比,而非作为该组合物的总非挥发性固体百分比的固体量。

为进一步举例说明本公开,在本文中给出实施例。要理解的是,这些实施例用于举例说明并且不应被解释为限制本公开的范围。

如果在本文中提到标准试验,除非另行指明,要参考的试验版本是提交本专利申请时最新的版本。

除非另行指明,下列实施例中的所有量为重量%。

实施例

成分和缩写

-c:对比

-i:本发明

-m2070:是来自hunstmanchemical的聚(乙二醇-共聚-丙二醇)的共聚物

-bgda:是双酚a甘油酯二甲基丙烯酸酯

-bpae:双酚a乙氧基化物(mw290g/mol)

-cxp-2716:是来自covestro的聚碳酸酯多元醇

-ptmg1k:是mn=1000g/mol的聚(四氢呋喃)多元醇

-c-1090:是mn=1000g/mol的聚(碳酸酯)多元醇(来自kuraray)

-c-590:是mn=500g/mol的聚(碳酸酯)多元醇

-uh-50:是聚碳酸酯二醇

-placceltmcd205:是聚己内酯二醇

-ppg1k:是mn=1000g/mol的聚(丙二醇)

-taurine:是2-氨基乙磺酸

-eps:是二氨基乙基丙基磺酸钠(来自raschig)

-a-95:是二氨基乙基乙基磺酸钠(来自evonik)

-mma:是甲基丙烯酸甲酯

-ba:是丙烯酸正丁酯

-eha:是丙烯酸2-乙基己酯

-maa:是甲基丙烯酸

-tba:是丙烯酸叔丁酯

-tbma:是甲基丙烯酸叔丁酯

-bzma:是甲基丙烯酸苄酯

-va:是乙酸乙烯酯

-chma:是甲基丙烯酸环己酯

-thfm:是四氢呋喃甲基丙烯酸酯

-eoeoa:是丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯

-ppom-375:是聚(丙二醇)甲基丙烯酸酯(mw375g/mol)

-mpeg-480:是聚(环氧乙烷)甲基丙烯酸酯(mw480g/mol)

-tegma:是甲基三乙二醇甲基丙烯酸酯

-oe:是丙烯酸乙基乙氧基酯

-aibn:是偶氮双异丁腈

-dbtdl:是二月桂酸二丁基锡

-an:是丙烯腈

-ibm:是甲基丙烯酸异丁酯

-iba:是丙烯酸异丁酯

-sty:是苯乙烯

-tfma:是甲基丙烯酸四氢糠酯

-dmpa:是2,2-双(羟甲基)丙酸

-mehq:是氢醌单甲基醚

-daa:是丙烯酸2-(二甲基氨基)乙酯

-hdi:是己-1,6-二异氰酸酯

实施例1

下列实施例中所用的各种多元醇以相同方式合成。作为一个实例,如下合成多元醇-14:

1.在烧杯中混合450克mma、150克eha、30克硫代甘油、6克aibn和400克丙酮直至该溶液变均匀。

2.将该溶液用氮气吹扫20分钟。将配有机械搅拌器、冷凝器和氮气入口的2升四颈圆底烧瓶浸在恒温水浴中。

3.将含有单体(mma和eha)、硫醇(即硫代甘油)和2-2’-aibn的溶液泵入反应器(即烧瓶)中大约2小时。在加入该溶液后继续聚合大约8个小时。

4.获得粘性聚合物溶液。该粘性聚合物的数均分子量(mn)为1800g/mol。使用凝胶渗透色谱法计算该粘性聚合物的重均分子量(mw)为2400g/mol。%固体为65%。

5.使用下表2中所列的组分和量,以如对多元醇-14描述的类似方式制备其它各实例多元醇。

表2

对比例1

使用单氨基烷基磺酸盐使用下列步骤合成c-pu-1。

1.在2000毫升四颈圆底烧瓶中混合67.01克bgda,0.67克mehq,351.2克多元醇-14(ts73%),7.95克dmpa和200克丙酮。

2.将105.4克ipdi和20克丙酮添加到烧瓶中。

3.连接带有玻璃棒和teflon叶片的机械搅拌器。

4.连接冷凝器。

5.将该烧瓶浸在60℃的恒温浴中。

6.将该系统保持在干燥氮气覆盖下。

7.加入15滴dbtdl以引发聚合。

8.聚合在60℃下继续5小时。取出0.5克样品进行%nco滴定以确认反应。

9.将23.7克m2070和10克丙酮在烧杯中混合并添加至反应器中。5克丙酮用于冲洗残留单体。

10.聚合在60℃下继续12小时。

11.取出0.5克预聚物用于最终%nco滴定。理论%nco应为2.78%,但在此时为大约3.1%。

12.将浴温降至40℃。

13.将39.56克taurine,25.2克50%naoh和197.8克去离子水在烧杯中混合直至taurine完全溶解。

14.在40℃下在剧烈搅拌下经1-3分钟将taurine溶液添加到预聚物溶液中。温度保持在40至45℃大约30分钟。

15.将聚合物混合物分散至具有7.3克45%氢氧化钾的1755克去离子水中。在室温下继续搅拌60分钟。

16.将pu分散体经400目不锈钢筛过滤。在55℃下除去丙酮。将最终pu分散体经玻璃纤维滤纸过滤。

17.测得pu分散体粒度为30-35nm直径。pu分散体ph为7.2。测得pu分散体%固体为22.0重量%。

实施例2

使用二氨基烷基磺酸盐使用下列步骤合成i-pu-7。

1.在2000毫升四颈圆底烧瓶中混合31.64克kurarayc-590(mn1000g/mol),195.3克多元醇-14(ts70.1%),12.94克dmpa和188毫升丙酮。

2.将85.8克ipdi和20毫升丙酮添加到烧瓶中。

3.连接带有玻璃棒和teflon叶片的机械搅拌器。

4.连接冷凝器。

5.将该烧瓶浸在60℃的恒温浴中。

6.将该系统保持在干燥氮气覆盖下。

7.加入9滴dbtdl以引发聚合。

8.聚合在大约60℃下继续大约6小时。在6小时时取出0.5克样品进行%nco滴定。理论%nco应为5.01%。实际%nco为大约4.85%。

9.将浴温降至40℃。

10.添加50毫升丙酮以稀释预聚物溶液。

11.将61.15克a-95溶液(50%固体)和152.8克去离子水在烧杯中混合。

12.在40℃下在剧烈搅拌下经1-3分钟将a-95溶液添加到预聚物溶液中。将温度调节并保持在45℃大约30分钟。溶液变粘稠和半透明。

13.将12.02克koh(45%)和25.06克水在烧杯中混合并添加至预聚物溶液。将溶液混合大约2分钟。将温度升至大约50℃。

14.经大约30分钟将1012克去离子水泵入聚合物混合物中以保持分散体温度为大约40℃至大约45℃。在添加所有水后继续搅拌大约60分钟。

15.在55℃下除去丙酮。将最终pu分散体经400目玻璃纤维滤纸过滤。

16.测得pu分散体粒度为25.4nm(即直径)。测得pu分散体ph为9.95。测得pu分散体%固体为22.0重量%。测得pu分散体粘度为6.36cps。

实施例3

以与实施例2相同的方式使用下表3中概括的材料和量合成另外的基于聚氨酯的粘合剂分散体(即pu)。

表3

表3(续)

表3(续)

预测性实施例1

可以使用具有3至10个氨基的氨基烷基磺酸及其盐以与实施例2相同的方式合成另外的基于聚氨酯的粘合剂分散体(即pu)。

实施例4

使用来自上表3的各种基于聚氨酯的粘合剂分散体(pu-x;详细指定在表5中)如下表4中概述制备喷墨墨水组合物a-d。

表4

实施例5

测试喷墨墨水组合物的a-d的耐久性。

就印刷图像的可机械加工性和耐磨损性测试耐久性性能。可机械加工性是指印刷图像在干燥后立即用热介质辊摩擦时保持未损坏的能力。由于从热印刷图像传热而可在升高的温度下的介质辊对印刷图像施加的应力可通过改变图像的光泽度、光学密度或膜均匀性损坏图像或甚至除去墨水膜的片和/或暴露出裸介质。可机械加工性试验模拟这些印刷后条件并测定印刷图像是否足够耐久以承受介质辊施加的应力。

作为可机械加工性试验的一部分,通过将在大约100℃的温度下的金属辊滚过印刷图像将图像印刷在graph+基底上。使用1-5的等级将各印刷图像的损坏视觉评级,5表示没有可见损坏并且1表示印刷图像的严重损坏,其中除去完整墨水块并且裸介质可见。

还在250℃下进行热辊耐磨损性试验。本文提及的术语“耐磨损性”是指印刷图像在摩擦时保持未损坏的能力。

还测试各实施例和对比例墨水的耐久性性能。将各实施例和对比例墨水再次印刷在graph+基底和uwt基底上。

为了测试耐磨损性,用摩擦测试仪将各实施例和对比例墨水在graph+基底和uwt基底上的印刷品摩擦200次。另外,还用摩擦测试仪在250℃下将各实施例和对比例墨水在graph+基底和uwt基底上的印刷品摩擦5次。使用1-5的等级将各印刷品的损坏视觉评级,5表示没有可见损坏并且1表示完全擦除墨水膜。

表5

表5(续)

上表5中的结果显示在与taurine(即单氨基烷基磺酸盐)比较时,由eps和a-95(即二氨基烷基磺酸盐)制备的基于聚氨酯的粘合剂分散体表现出在可机械加工性和热辊耐磨损性方面更好的性能。

直接比较c-pu-7与i-pu-4、6和7,和c-pu-9与i-pu-1该改进甚至更显著。这两组具有相同的组成,除了用eps和a-95(即二氨基烷基磺酸盐)替代taurine(即单氨基烷基磺酸盐)。

表6

如上表6中所示,由二氨基烷基磺酸盐,例如eps和a-95制备的磺化pu分散体(i-pu-x)表现出比由单氨基烷基磺酸盐(例如taurine)制备的pu分散体更好的耐久性。不希望受理论限制,相信通过二氨基烷基磺酸盐制备的pu分散体是该改进的主要原因。

尽管已详细描述了若干实例,要理解的是,所公开的实例可以修改。因此,上文的描述应被视为是非限制性的。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1