[发明专利]包含分散剂和粘合剂的颜料基油墨配方及其制备方法

说明书

背景

近年来，喷墨打印系统在办公室和家庭中的应用迅速发展。这种发展可以归因于喷墨打印机成本的显著降低和印刷分辨力和总印刷质量的显著提高。虽然印刷质量明显提高，但是仍然需要继续研究和开发以提高喷墨图像的持久性，因为这种性质仍然达不到其它印刷和摄像技术产生的图像的持久性。对喷墨打印要求的不断提高使得必须生产高质量、高持久性和高耐久性的图像，同时保持合理的成本。

在照片介质上形成的染料基喷墨图像已经达到了卤化银(AgX)图像质量。但是，随着对图像持久性和耐久性需要的增加，颜料型油墨(pigmented ink)成为理所当然的选择，特别是对于高速印刷和多孔光泽介质。但是，图像质量、热喷墨(TIJ)笔可靠性和耐擦性是使用颜料型油墨遇到的挑战。图像质量的缺陷包括低光泽、较差的光泽均一性、高浊度、擦金(bronzing)、聚结和普通纸上较低的色域。笔可靠性问题可包括封盖储存时间，笔保持喷嘴中无油墨栓塞的能力(″破皮(decap)″)，气泡引起的喷出(nozzle out)、电阻器寿命和结垢(kogation)。耐擦性也是颜料型油墨遇到的挑战，因为颜料停留在介质表面上，而不同于染料基油墨渗入介质涂层中。

但是，仍然需要具有稳定性、低粘度、与多种溶剂和纸类相容、并且能够产生高光泽、均一区域填充和颗粒状减少的图像的颜料基油墨。

附图简要说明

参考以下附图可以更好地理解文中揭示的许多方面。附图中的组分不一定需要按比例绘制。

图1是本发明揭示的油墨组合物的一个实施方式的示意图。

图2是设置在基材上的油墨组合物的一个实施方式的示意图。

发明详述

已经幸运的且出乎意料的发现依据本发明的实施方式的新油墨组合物有利地表现出所需的性质，例如低粘度、更佳的破皮性和优越的气泡容忍性。另外，描述了包封的颜料、配方以及制备包封的颜料和配方的方法。当所揭示的包封颜料的示例性实施方式用于油墨配方时，产生具有高光泽、高均一性、均匀的区域填充和/或降低的颗粒性的图像。与其它颜料体系相比，所揭示的包封颜料/粘合剂体系的实施方式具有高稳定性和低粘度，没有渗墨现象和聚结现象，并且与多种溶剂和纸类相容。

所揭示的油墨配方包含颜料型油墨的分散体，其包含至少一种用于颜料的聚合物包封分散试剂(分散剂)和至少一种在水性载色体中的粘合剂。使用的颜料可包括黑色、青色、品红色和黄色；以及其它颜色。分散剂可以是与粘合剂具有相同化学结构的共聚物，但是其单体的确切比例、分子量和酸值可与粘合剂不同。

分散剂可以是例如作为包封树脂的苯乙烯-丙烯酸类共聚物。可以对树脂的玻璃化转变温度、分子量和酸值进行设计，从而实现紧密包封。紧密包封使颜料油墨具有低粘度、改善的封盖结果和优越的气泡容忍性。包封树脂或包封剂物理吸附到颜料上。包封剂优选以某种方式结合到颜料上，而不是结合到其本身，或者简单地以溶液形式存在。

如图1所示，油墨组合物10的实施方式包括包封了颜料P的聚合物包封剂B和分散在整个载色体16中的聚合物粘合剂F。在一个实施方式中，聚合物粘合剂F是不包封颜料P的游离的聚合物粘合剂。考虑到当聚合物包封剂B和游离的聚合物粘合剂F在化学上是相似的时候，油墨组合物10的粘度可以降低。不受限于任何理论，相信这种粘度降低部分地是由于加入了化学类似的游离聚合物粘合剂F，它们可以明显减少包封剂B和载色体16之间的静电和/或电空间(electrosteric)相互作用。

文中所用的“水性载色体”指其中放入了颜料/着色剂P从而形成油墨组合物10的载色体16。油墨载色体在本领域是已知的，有许多种油墨载色体可用于本发明的组合物、体系和方法的实施方式。这类水性载色体16可包括溶剂，包括但不限于二醇、酰胺、吡咯烷酮和/或类似溶剂，以及/或者它们的混合物，溶剂的含量约为0.01-20重量％，或者约0.01-7重量％，或者约0.01-4重量％。水性载色体16还可以任选地包含一种或多种水溶性表面活性剂/两性物质，其含量约为0-5重量％，或者约为0.1-2重量％。在本发明揭示的实施方式中，水性载色体16中的其余部分通常是水。