專利名稱：包括自交聯(lián)膠乳顆粒的噴墨油墨的制作方法
包括自交聯(lián)膠乳顆粒的噴墨油墨
背景技術(shù)：
有多個(gè)原因使噴墨打印已變成在各種介質(zhì)表面上，尤其紙和照相介質(zhì)基底上記錄圖象的流行法。部分原因包括打印機(jī)噪音低，能高速記錄和能彩色記錄。此外，這些優(yōu)點(diǎn)能以對(duì)消費(fèi)者較低的價(jià)格獲得。關(guān)于噴墨油墨化學(xué)，大多數(shù)商品噴墨油墨都是水基的。因此，它們的成分，在諸多染料的情況下，一般都是水溶性的，或在顏料的情況下，是水可分散的。此夕卜，噴墨油墨具有適應(yīng)熱噴墨結(jié)構(gòu)普遍的高頻噴射和點(diǎn)火室再灌注工藝的低粘度。隨噴墨油墨應(yīng)用的進(jìn)展，通過正在進(jìn)行的研發(fā)努力，不斷尋求對(duì)這類打印體系的改進(jìn)。附圖簡述
從以下舉例說明本發(fā)明特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)的詳述和附圖，本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見。

圖1是實(shí)施例3中所述對(duì)比油墨樣品的潔窗劑試驗(yàn)(上)和干擦試驗(yàn)(下)結(jié)果的照片；
圖加是實(shí)施例2中所述含自交聯(lián)膠乳顆粒的油墨樣品的潔窗劑試驗(yàn)結(jié)果的照片。圖2b是實(shí)施例2中所述含自交聯(lián)膠乳顆粒的油墨樣品的干擦試驗(yàn)結(jié)果的照片。下面將參考所示的典型實(shí)施方案并用本文的特定語言來描述之。但應(yīng)理解無意以此來限制本發(fā)明的范圍。發(fā)明詳述
在公開并闡述本發(fā)明之前，應(yīng)理解，本公開不限于本文所公開的特定方法步驟和材料， 因?yàn)檫@類方法步驟和材料可稍加變化。還應(yīng)理解本文所用的術(shù)語僅用來描述特定實(shí)施方案。無意使這些術(shù)語成為限定性的，因?yàn)橹荚谑贡竟_的范圍僅受所附權(quán)利要求及其等代體的限制。必須指出，如本說明書和所附權(quán)利要求中所用，單數(shù)形式“一”和“這”包括復(fù)數(shù)事物在內(nèi)，除非上下文中清楚地說明。如本文所用，“液態(tài)載色體”、“載色體”或“液態(tài)介質(zhì)”是指能使本公開的著色劑分散或溶解在其中而形成噴墨油墨的液體。液態(tài)載色體是本領(lǐng)域熟知的，而且可按照本發(fā)明的實(shí)施方案使用很多種液態(tài)載色體。這類油墨載色體可包括多種不同試劑的混合物，包括但不限于，表面活性劑、有機(jī)溶劑和助溶劑、緩沖劑、生物殺傷劑、粘度改性劑、螯合劑、穩(wěn)定齊IJ、抗-kogation劑和水。除著色劑外，液態(tài)載色體還可含固體添加劑，如聚合物、膠乳、UV 可固體材料、增塑劑、鹽等，雖然它們本身并非部分液態(tài)載色體。此外，術(shù)語“含水液態(tài)載色體”或“含水載色體”是指包括水為溶劑的液態(tài)載色體。如本文所用，“液態(tài)載色體組分”是指存在于液態(tài)載色體內(nèi)的任何溶劑、助溶劑和/ 或液體。如本文所用，“著色劑，，可包括可懸浮或溶解在按照本發(fā)明實(shí)施方案制成的液態(tài)載色體內(nèi)的染料、顏料和/或其它顆粒物。染料一般是水溶性的，因此，在有些實(shí)施方案中很合用。但是，在其它實(shí)施方案中也可以用顏料。能用的顏料包括自分散顏料和用外加分散
4劑分散的，如聚合物分散的標(biāo)準(zhǔn)顏料。自分散顏料包括已用小分子、聚合基團(tuán)或電荷化學(xué)表面改性過的那些?；瘜W(xué)改性有助于顏料變成和/或基本保持分散在液態(tài)載色體內(nèi)。顏料也可以用可以是，例如，聚合物、齊聚物或表面活性劑的獨(dú)立添加劑被分散在液態(tài)載色體內(nèi)和 /或在用物理涂布法促進(jìn)顏料變成和/或基本保持分散在液態(tài)載色體內(nèi)的顏料內(nèi)。如本文所用，“顏料” 一般包括顏料著色劑、磁顆粒、氧化鋁、氧化硅和/或其它陶瓷、有機(jī)金屬化合物或其它不透明顆粒，不論這些顆粒是否賦色。因此，雖然本公開主要列舉顏料著色劑的應(yīng)用，但術(shù)語“顏料”可更廣泛地用來描述不僅顏料著色劑，還有其它顏料， 如有機(jī)金屬化合物、鐵氧體、陶瓷等。但在一個(gè)具體實(shí)施方案中，顏料是顏料著色劑。如本文所用，“染料”是指使油墨著色且一般是水溶性的單獨(dú)化合物、配合物或分子。該術(shù)語還包括影響油墨總體顏色但它們本身并非主色的染料。例如，黑油墨可包含一種或多種黑色染料，但也可含能呈更中性黑色的黃色染料。如本文所用，Tg是用Fox方程計(jì)算的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度共聚物的Tg=l/(Wa/ (TgA) + WV(TgB)+…)，其中Wa=共聚物中單體A的重量分?jǐn)?shù)，TgA是單體A的均聚物的Tg值，Wb= 單體B的重量分?jǐn)?shù)，TgB是單體B的均聚物的Tg值，等。如本文所用，“消耗”是指，打印后，來自噴墨油墨的液態(tài)載色體或一種或多種載色體組分的喪失，由此導(dǎo)致存在于油墨內(nèi)的自交聯(lián)膠乳顆粒發(fā)生交聯(lián)。喪失的原因可以是揮發(fā)、吸收和/或加熱。此外，包括共沸效應(yīng)在內(nèi)的任何化學(xué)反應(yīng)/相互作用都會(huì)促進(jìn)這種喪失。此外“部分消耗”是指，在油墨內(nèi)所含自交聯(lián)膠乳顆粒的交聯(lián)期間，至少部分液體載色體或一種或多種液體載色體組分仍存在(有些因消耗而失去)的消耗。當(dāng)提到“粒內(nèi)和粒間”交聯(lián)的膠乳聚合物薄膜時(shí)，是指與至少一部分顆粒同時(shí)發(fā)生與單個(gè)顆粒的交聯(lián)和相鄰顆粒的交聯(lián)。當(dāng)提到“對(duì)比”噴墨油墨或噴墨打印件時(shí)，它定義為包括本公開的噴墨油墨或噴墨打印件的所有成分，但在油墨的情況下，不包括自交聯(lián)膠乳顆粒，或在打印件的情況下，不包括粒內(nèi)和粒間自交聯(lián)的膠乳聚合物薄膜。而油墨或打印件中的其它一切都相似，例如，其它單體含量的比例是成正比的，膠乳的濃度是成比例的，等等。如本文所用，術(shù)語“約”用來對(duì)數(shù)值范圍端點(diǎn)提供靈活性，做法是使一個(gè)給定值可以比端點(diǎn)“略大一點(diǎn)，，或“略小一點(diǎn)”。該術(shù)語的靈活程度取決于特定變量且在本領(lǐng)域技術(shù)人員知識(shí)范圍內(nèi)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和本文的相關(guān)描述來決定。如本文所用，為方便起見，可以在通用表內(nèi)給出很多零件、結(jié)構(gòu)元件、組合元件和/ 或材料。但是，應(yīng)把這些表看成恰如表內(nèi)的每個(gè)成員都被獨(dú)立地鑒定為分立和獨(dú)特的成員。 因此，不應(yīng)僅根據(jù)它們存在于通用組內(nèi)而未指示不同點(diǎn)就把該表內(nèi)的任何成員都看成同一表內(nèi)任何其它成員的實(shí)際等同體。本文中，濃度、用量和其它數(shù)值都能以范圍形式表示或給出。應(yīng)理解，使用這類范圍形式僅是為了簡便，所以它們應(yīng)被靈活地解釋為不僅包括明確列為范圍端點(diǎn)的數(shù)值，而且包括該范圍內(nèi)所包括的所有一個(gè)個(gè)數(shù)值或次范圍，恰如明確列出了每個(gè)數(shù)值和次范圍一樣。例如，數(shù)值范圍“約1 wt% 約5 wt%”應(yīng)被解釋為不僅包括明確列出的約1 wt% 約 5襯％的值，而且還包括該所示范圍內(nèi)的一個(gè)個(gè)數(shù)值和次范圍。因此，在該數(shù)值范圍內(nèi)包括 2，3，5和4之類的各值和1 3、2 4和3 5等的次范圍。該同一原則也適用于僅列出一個(gè)數(shù)值的范圍。此外，不論所述范圍或特性的寬度，這種解釋也應(yīng)適用。
已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，在某些噴墨油墨打印體系中使用自交聯(lián)膠乳顆粒能提供耐久的噴墨圖象。因此，本公開涉及在噴墨油墨應(yīng)用中使用自交聯(lián)膠乳顆粒的組合物、方法和體系。須指出，當(dāng)討論本公開的組合物、相關(guān)方法或相關(guān)體系時(shí)，這些討論中的每一項(xiàng)都能被認(rèn)為適用于這些實(shí)施方案中的每一個(gè)方案，不論在那個(gè)實(shí)施方案的內(nèi)容中是否明確地討論了它們。因此，例如，在討論噴墨油墨中所存在的自交聯(lián)膠乳顆粒時(shí)，這種自交聯(lián)膠乳顆粒也能用于形成噴墨油墨打印件的方法中，反之亦然。考慮了這些定義和上述討論，則噴墨油墨可包含液態(tài)載色體、分散或溶解在液態(tài)載色體內(nèi)的著色劑和分散在液態(tài)載色體內(nèi)的自交聯(lián)膠乳顆粒。自交聯(lián)膠乳顆粒可包含i) 至少一種疏水單體， )至少一種酸單體，和iii)至少一種自交聯(lián)單體；所述至少一種自交聯(lián)單體包括至少一個(gè)酮基并具有如下通式
權(quán)利要求
1.噴墨油墨組合物，包含a)液態(tài)載色體；b)分散或溶解在液態(tài)載色體內(nèi)的著色劑；和c)分散在液態(tài)載色體內(nèi)的自交聯(lián)膠乳顆粒，該自交聯(lián)膠乳顆粒包含 i )至少一種疏水單體， )至少一種酸單體，和iii)至少一種自交聯(lián)單體，所述至少一種自交聯(lián)單體包括至少一個(gè)酮基并具有如下通式
2.權(quán)利要求1的噴墨油墨組合物，其中Y是環(huán)結(jié)構(gòu)，該環(huán)結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)雜原子，具有如下一般式之一
3.權(quán)利要求1 2中任何一項(xiàng)的噴墨油墨組合物，其中自交聯(lián)單體選自下列一組甲基丙烯酸四氫糠酯、甲基丙烯酸羥乙酯和它們的混合物。
4.按照權(quán)利要求1 3中任何一項(xiàng)的噴墨油墨組合物，其中自交聯(lián)膠乳顆粒在油墨組合物內(nèi)的存在量為約0. 5 wt% 約40 wt%，Tg為約-40°C 約125°C。
5.權(quán)利要求1 4中任何一項(xiàng)的噴墨油墨組合物，其中至少一種疏水單體占單體的至多98 wt%且選自下列一組甲基丙烯酸甲酯、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、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸異冰片酯、乙酸乙烯酯、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、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸異冰片酯、 苯乙烯，以及它們的混合物；其中至少一種酸單體占單體的約0. 1 wt% 約30 wt%且選自下列一組丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、馬來酸、乙烯基苯甲酸，它們的衍生物和它們的混合物；和其中至少一種自交聯(lián)單體占單體的約0. 1 wt% 約25 wt%且選自下列一組甲基丙烯酸四氫糠酯、甲基丙烯酸羥乙酯和它們的混合物。
6.權(quán)利要求1 5中任何一項(xiàng)的噴墨油墨組合物，其中自交聯(lián)膠乳顆粒在油墨組合物內(nèi)的存在量為約3 wt% 約6 wt%以及自交聯(lián)膠乳顆粒的Tg為約15°C 約45°C，和膠乳顆粒。
7.權(quán)利要求1 6中任何一項(xiàng)的噴墨油墨組合物，其中至少部分消耗是因液態(tài)載色體或液態(tài)載色體組分在室溫條件下的揮發(fā)或因液態(tài)載色體或液態(tài)載色體組分的加熱造成的。
8.形成噴墨油墨打印件的方法，包括在基底上打印權(quán)利要求1 7中任何一項(xiàng)的噴墨油墨組合物；和在來自打印在基底上的噴墨油墨組合物的液態(tài)載色體或液態(tài)載色體組分至少部分消耗時(shí)，形成粒內(nèi)和粒間交聯(lián)的膠乳聚合物薄膜。
9.權(quán)利要求8的方法，其中噴墨油墨打印件的耐久性，較之不包括粒內(nèi)和粒間交聯(lián)的膠乳聚合物薄膜的對(duì)比噴墨打印件，提高了。
10.權(quán)利要求9的方法，其中耐久性的提高包括在熒光筆不褪色性、耐擦性、濕不褪色性和耐溶劑性等各方面的改進(jìn)。
11.權(quán)利要求8 10中任何一項(xiàng)的方法，其中自交聯(lián)膠乳顆粒在油墨組合物中的存在量為約0.5 wt% 約40 wt%，以及其中自交聯(lián)膠乳單體選自下列一組甲基丙烯酸四氫糠酯、甲基丙烯酸羥乙酯和它們的混合物。
12.權(quán)利要求8 11中任何一項(xiàng)的方法，其中部分消耗是因液態(tài)載色體或液態(tài)載色體組分在室溫條件下的揮發(fā)，或因液態(tài)載色體或液態(tài)載色體組分的加熱造成的。
13.噴墨打印體系，包含a)基底；b)權(quán)利要求1 7中任何一項(xiàng)的噴墨油墨組合物；和c)噴墨打印機(jī)，包括含噴墨油墨組合物的儲(chǔ)罐和設(shè)計(jì)成把噴墨油墨組合物噴至基底上的噴墨打印頭；其中噴墨油墨組合物被配制到在將噴墨油墨組合物打印到基底上后以及在液態(tài)載色體或液態(tài)載色體組分的至少部分消耗時(shí)形成粒內(nèi)和粒間交聯(lián)的膠乳聚合物薄膜。
14.權(quán)利要求13的噴墨打印體系，其中自交聯(lián)膠乳顆粒在油墨組合物內(nèi)的存在量為約 3 wt% 約6 wt%以及自交聯(lián)膠乳顆粒的Tg為約15°C 約45°C，和膠乳顆粒。
15.權(quán)利要求13 14中任何一項(xiàng)的噴墨打印體系，其中自交聯(lián)單體選自下列一組甲基丙烯酸四氫糠酯、甲基丙烯酸羥乙酯和它們的混合物。
全文摘要
本公開涉及包括噴墨油墨的組合物、方法和系統(tǒng)，所述噴墨油墨包含液態(tài)載色體、分散或溶解在液態(tài)載色體內(nèi)的著色劑和分散在液態(tài)載色體內(nèi)的自交聯(lián)膠乳顆粒。自交聯(lián)膠乳顆粒在自交聯(lián)膠乳顆粒的表面可以有至少0.1wt%自交聯(lián)單體，其提供自交聯(lián)膠乳顆粒表面上的交聯(lián)點(diǎn)，并能在將噴墨油墨打印在基底上之后以及在液態(tài)載色體或液態(tài)載色體組分至少部分貧化時(shí)形成粒內(nèi)和粒間交聯(lián)的膠乳聚合物薄膜。
文檔編號(hào)C09D11/00GK102459475SQ200980161115
公開日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者S. 湯姆 H., T. 吳 H., 加納帕蒂亞潘 S. 申請(qǐng)人:惠普發(fā)展公司，有限責(zé)任合伙企業(yè)