[发明专利]基于结构化乙烯基聚合物分散剂的交联颜料分散体

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请根据35U.S.C.§119，要求2009年11月23日提交的美国临时申请序列号61/263625的优先权。

发明背景

本公开涉及固体颗粒的新型稳定的含水分散体、用于生产稳定的颗粒含水分散体的交联聚合物分散剂、制备它们的方法以及它们在喷墨油墨中的用途。

固体颗粒的含水分散体是本领域已知的并已被用于多种应用中，例如用于印刷（尤其是喷墨印刷）的油墨；用于车辆、建筑、路标等的水性油漆和其它涂层制剂；化妆品；药物制剂；等等。例如，颜料颗粒通常不溶于水性油墨连接料中；通常需要使用分散剂例如聚合物分散剂或表面活性剂，以在水性油墨连接料中制备颜料的稳定分散体。

本公开的应用涉及油墨（打印液体），其可用于文具例如水性圆珠笔、钢笔和毡头笔；热喷墨式、压电式喷墨式等连续立即响应型喷墨打印机；以及使用所述油墨的喷墨印刷方法。

本领域已致力于改善分散体的稳定性，以便颗粒在限定的一系列条件下不太可能从连接料中沉淀出来。当前改善分散体稳定性的努力包括改进用于制备分散体的方法、开发新型分散剂、以及探究分散剂与颗粒之间以及分散剂与水性油墨连接料之间的相互作用。虽然大部分努力在改善分散体稳定性方面具有一般性的应用，但是发现其中的一些努力在具体应用中不具有实用性。例如，用于喷墨印刷应用的颜料分散体具有非常独特并且苛刻的要求。包含颜料分散体的油墨组分不仅在贮藏中，而且在反复喷墨循环过程中保持稳定是关键性的。

持续需要用于喷墨油墨应用的高度稳定的较高品质和不同特性的油墨。虽然聚合物分散剂的改善显著地有助于改善喷墨油墨，但是当前分散剂仍不向油墨提供必要的稳定性、光密度和新兴的喷墨应用所需的色度。本发明通过提供由结构化乙烯基聚合物分散剂保持稳定的分散体而满足了该需求，所述分散剂具有与交联剂交联的可交联部分。

发明概述

在第一方面，本公开提供了包含固体颗粒和结构化乙烯基聚合物分散剂的含水分散体，其中所述结构化乙烯基聚合物分散剂包含至少一个亲水性链段和至少一个疏水性链段，所述亲水性链段包含至少一个可交联部分，其中所述可交联部分与基本上不溶于水性油墨连接料中的交联剂交联。

通常，所述固体颗粒选自着色剂例如颜料或不溶性染料、填料例如二氧化硅、金属颗粒、药物活性化合物、聚合物颗粒和中空玻璃球。

发明详述

本公开的含水分散体包含固体颗粒和交联的结构化乙烯基聚合物分散剂。而且，所述喷墨油墨包含水性油墨连接料和含水分散体。这些油墨向图像提供必要的稳定性、光密度和用于新兴的喷墨应用所需的色度。

含水分散体：

固体颗粒：

虽然本公开需要固体颗粒，但是固体颗粒的类型和组成并不是特别关键的，并且将主要取决于含水分散体的最终用途应用。根据定义，固体颗粒至少基本上不溶于液体载体（通常为水）中。除了一般的限制之外，所述固体颗粒可为有机的、无机的或它们的混合物。适宜的固体颗粒实例包括着色剂例如颜料和不溶性染料、填料例如二氧化硅、金属颗粒、药物活性化合物、聚合物颗粒、中空玻璃球等。最适宜的固体颗粒是着色剂，尤其是颜料和不溶性染料。

可选择单独的或组合形式的多种有机颜料和无机颜料来制备含水分散体和喷墨油墨。如本文所用，术语“颜料”是指不溶性着色剂。分散的颜料颗粒足够小，以使得油墨自由流动通过喷墨印刷装置，尤其是通过通常具有约10微米至约50微米直径范围的喷射喷嘴处。所述粒度还对含水分散体稳定性具有影响，这在喷墨油墨的整个寿命期间至关重要。细微颗粒的布朗运动原理有助于颗粒避免絮凝。还期望使用小颗粒以达到最大颜色强度和光泽度。固体颗粒的可用粒度范围通常为约0.003微米至约15微米。通常，分散的颜料粒度范围为约0.003微米至约1微米，更典型约0.003微米至约0.9微米，还更典型约0.004微米至约0.5微米，并且最典型约0.004微米至约0.2微米。

一种或多种所选颜料可以干燥形式或润湿形式使用。例如，颜料通常在含水介质中制得，并且所得颜料以水湿压饼形式获得。在压饼形式中，所述颜料附聚没有达到其干燥形式的程度。因此，在油墨制备过程中水湿压饼形式的颜料需要的去附聚作用少于干燥形式的颜料所需的去附聚作用。代表性的商业干燥颜料列于美国专利No.5,085,698中。