水性可分散聚合物墨水的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开设及在基底如纸、塑料、金属或其它可印刷材料上印刷图像的墨水。特别 地，本公开设及特别适于成像或喷射到中间基底上的水性可分散聚合物墨水。
【背景技术】
[0002] 常规的水性热喷墨或压电水性墨水已经发现会造成折皱、弯曲和/或透印，该在 普通纸上打印时很容易看出，特别是如果墨水中的水量超过50重量％。同样，在非多孔基 底上印刷需要具有渗入的粘合剂的专用墨水制剂W及干燥系统，该常常会限制印刷速度并 提高了每次打印的成本。
[0003] 许多方法已经用于扩大水性墨水的印刷范围，包括在基底上使用疏水性和/或凝 结的底涂层。使用底涂层提高了印刷系统的成本和复杂性，并且不能普遍适用于所有类型 的基底，包括普通纸和涂布纸。
【发明内容】
[0004] 需要设计为在多种基底上提供改善的印刷品质的水基墨水组合物。还需要一经静 置无需揽拌并且在对其上印刷该墨水的基底进行最小加热的情况下能够成膜的改善的墨 水。此外，需要在低墨水制造成本下在多种基底上实现优异的印刷性能的印刷技术。
[0005] 提供了包含作为纳米尺寸粒子的可分散聚合物或聚合物共混物的高固含量水性 墨水。水基墨水降低了墨水成本，扩展了市场应用，而纳米尺寸粒子能实现高图像性能、薄 图像层，并在使用中间漉或带时改善可转移性。根据实施方案的墨水的可分散聚合物自聚 结W在干燥时形成坚固的膜。
[0006] 提供了墨水基数字印刷的方法。在一个实施方案中，方法可包括在具有胶印结构 的墨水基数字印刷系统中将低水含量水性墨水的薄膜施加到中间成像构件上。低水含量可 W定义为低于75重量％、或低于60重量％、或低于50重量％的水。方法可包括从喷墨或 压电系统将低水含量水性墨水的薄膜直接施加到基底上。
[0007] 在一个实施方案中，用于使用中间基底的可变数据胶印或喷墨打印方法的墨水组 合物或墨水浓缩物可W包括纳米粒子聚合物或纳米粒子聚合物的共混物，其中该聚合物或 该共混物的聚合物在低于l〇〇°C的温度下是水分散性的；并且总固含量为大约25%或更大 的量。在一个实施方案中，总固含量是25%至大约50%的量。在另一个实施方案中，总固 含量大于50 %。在另一个实施方案中，该墨水是水稀释的，并且总固含量是大约4%至大约 25%的量。
[000引在一个实施方案中，该聚合物或共混物包含选自横化苯己締、苯己締、横化聚醋、 駿基-聚醋、聚醋、横化苯己締、苯己締、二醇、多官能二醇、醇、多官能醇、酸和盐的组分。该 聚合物或该聚合物共混物的聚合物可W具有5000至20, 000的分子量。在一个实施方案中， 该聚合物或该聚合物共混物的聚合物可W包含在20至50°C的温度下W小于10%的量可溶 于水且W小于30%的量可溶于非水性液体载体的部分。
[0009] 在一个实施方案中，该纳米粒子聚合物或该共混物的聚合物在高于70至95°C的 温度下可W是基本可溶的。在另一个实施方案中，该聚合物或该聚合物共混物的聚合物可 W包括不饱和官能团。该不饱和官能团可W包括助溶剂，该助溶剂具有大约15达因/厘米 至大约40达因/厘米的表面张力，该助溶剂选自醇、二醇、烷基化咯烧酬、异丙醇、酬类甲基 己基酬、氨基醇和DMSO。
[0010] 在一个实施方案中，该纳米粒子聚合物的尺寸可W小于1微米，或小于500纳米， 或小于200纳米，或小于20纳米或是形成双峰或=峰分布的纳米粒子的混合物。在一个实 施方案中，该墨水的固含量可W包括W下的一种或其混合物；纳米粒子聚合物树脂、无机粒 子、二氧化娃、颜料、盐、二糖巧、缓冲剂或湿润剂。
[0011] 在一个实施方案中，墨水组合物可W包含粒度为5至200纳米的自分散颜料，其中 该颜料是化学改性的或树脂包覆的。固含量可W包括形成纳米粒子聚合物的包覆自分散颜 料的树脂。在另一个实施方案中，该墨水组合物可W包括表面活性剂。在一个实施方案中， 用于包覆颜料的树脂可W是颜料与包覆树脂合并重量的9%至66%。
[0012] 在一个实施方案中，该墨水组合物在20°C至50°C的温度范围内可W具有大约10 厘泊至大约1，000,000厘泊的墨水粘度。在另一个实施方案中，该墨水组合物在l〇°C至大 约90°C的温度下在损失0至80%液体载体后可W具有10,000厘泊至1，000,000,000厘泊 的墨水粘度。
[0013] 在一个实施方案中，墨水粘度在20°C至50°C的温度范围内可W为大约2厘泊至大 约10厘泊。在一个实施方案中，该聚合物或聚合物共混物可W具有大约50°c至大约90°C 的临界相分离温度。
[0014] 在一个实施方案中，该墨水的表面张力在25°C下或在20至50°C温度范围内为15 至40达因/厘米。在一个实施方案中，密度范围可W是大约0. 95至1. 3或1. 1至1. 2克 /毫升。
[0015] 在一个实施方案中，使用高固含量墨水印刷的方法可W包括将具有纳米粒子聚合 物或纳米粒子聚合物共混物的墨水施加到中间转印构件上，其中该聚合物或该共混物的聚 合物是水分散性的；并且固含量是大约5重量％至大约50重量％的量。在该方法中，中间 转印构件可W具有大约18达因/厘米至大约25达因/厘米的表面张力。在一个实施方案 中，该中间转印构件可W包括有机娃或氣代有机娃。
[0016] 在一个实施方案中，方法可W包括在高于上临界相分离温度的墨水温度下施加该 墨水，上临界相分离温度为大约30°C至大约50°C;冷却在该中间转印构件上的墨水；和将 该墨水从中间转印构件转印到可印刷基底上。该基底可W是墨水基数字印刷系统的成像构 件。在一个实施方案中，施加可W包括形成具有大约15达因/厘米至大约40达因/厘米 的表面张力的薄膜。在另一个实施方案中，该方法可W包括在施加前用水稀释该墨水，由此 该墨水的固含量小于25重量％，或为5重量％至25重量％，该施加进一步包括从喷墨打印 头喷射稀释的墨水。
[0017] 本文中描述了示例性实施方案。但是可W预见的是，该示例性实施方案的范围与 精神涵盖包含本文中所述系统的特征的任何系统。
【附图说明】
[001引图1显示了相关技术的墨水基数字印刷系统的侧视图；
[0019] 图2显示了相关技术的水性墨水转印定影（transfix)印刷系统的侧视图；
[0020] 图3显示了使用根据实施方案的高固含量墨水印刷的方法。
【具体实施方式】
[0021] 示例性实施方案意在覆盖可W包括在本文中所述装置与系统的精神与范围内的 所有替代、修改和等同物。
[0022] 与数量结合使用的修饰语"大约"包含所述值并具有由上下文规定的含义（例如 其至少包括与特定数量的测量相关的误差度）。当用于特定值时，其也应当视为公开了该 值。
[0023] 参照附图W适于理解实施方案的墨水、方法与系统。在附图中，类似的附图标记在 通篇中用于标记相似或相同的元件。
[0024]根据实施方案的水性墨水适于使用网纹漉和喷墨墨水输送子系统的墨水基数字 印刷，并还通常有利地适于喷墨打印。根据实施方案的水性墨水是可福射固化的，并且可W 配制为可喷射的，并可用于采用加热干燥子系统的喷墨系统。此外，根据实施方案的水性墨 水可用于包括间接印刷或胶版印刷的墨水基数字印刷。
[0025]例如，在本文中描述了具有用于实施方案的墨水的网纹漉墨水输送子系统的墨水 基数字印刷系统。2011年4月27日由Stowe等人提交的题为"Vari油leDataLithography System"的美国专利申请号13/095, 714( "714申请"）在图1中描述了用于墨水基数字印 刷的示例性可变数据光刻系统。该里提供了对图1中显示的示例性系统100的一般描述。 关于图1的示例性系统100中所示单个部件和/或子系统的另外的细节可W在714申请中 找到。
[0026] 如图1中所示，该示例性系统100可W包括成像构件110。图1中显示的实施方案 中的成像构件110是鼓，但是该示例性描述不应解释为排除其中该成像构件110包括鼓、板 或带或另一目前已知或今后开发的构造的实施方案。该可重复成像的表面可W由尤其包括 例如通常称为有机娃（包括聚二甲基硅氧烷（PDM巧