[发明专利]包含噁唑啉的固态相变油墨组合物

说明书

背景技术

本实施方案涉及了相变或固态油墨组合物，其特征在于，其在室温下是固态而在高温下熔化，在所述高温下将熔化的油墨应用到基材上。这些固态油墨组合物可用于喷墨印刷。本实施方案涉及一种新的固态相变油墨组合物，其包含一种结晶噁唑啉化合物、来源于多元醇的一种无定形组分和任选的着色剂，以及其制备方法。

固态相变油墨（也称作“相变油墨”和“热熔油墨”）已被用于各种液体沉积技术。固态相变油墨在常温下是固态形式，但在喷墨印刷设备的高操作温度下以液态形式存在。在喷墨操作温度下，油墨的液滴从打印设备喷出，当油墨液滴——直接或是通过中间的加热转印带或鼓——接触到记录基材表面时，所述油墨迅速固化形成固化油墨液滴的预定图案。相变油墨也已经被用在其他的打印技术中，例如凹版印刷，例如公开于美国专利5，496,879和德国专利文献DE 4205636AL和DE 4205713AL，公开的部分以引用形式全部纳入本说明书中。

固态油墨也已经被应用于例如邮政标记、工业和办公室标记、标签、以及用在快速三维物体成形中。

固态油墨适合用于喷墨打印机，因为它们在室温例如20℃到约35℃下保持固态形式，方便于船运和油墨处理，使其能够长期储存并便于使用。此外，由于其它基于水或溶剂的液态喷墨油墨的蒸发而导致的喷嘴堵塞相关问题可以大大去除，因此，显著提高了喷墨印刷的可靠性。而且，在油墨液滴直接应用到最终记录基材上（例如，纸，透明材料等）的固态喷墨打印机中，液滴接触到基材时立即固化，因此阻止了油墨沿打印介质移动，并提高了图像质量。

喷墨打印系统通常是两种类型：如美国专利No.6,547,380中描述的一样，分为连续流(continuous stream)和按需喷墨(drop on demand)。美国专利Nos.5,195,430和6,547,380的全部公开内容以引用的形式纳入本说明书中。

按需喷墨系统至少有三种类型。一种按需喷墨系统是一种压电式装置，其具有一个油墨填充通道或过道作为其主要组成部分，所述通道或过道在一端有一个喷嘴而靠近另一端处有压电式转换器来制造电压脉冲。另一种按需喷墨系统已知为超声油墨打印。还有一种按需喷墨系统已知为热油墨打印，或起泡喷墨，并产生高速液滴。

在利用固态油墨的典型压电式喷墨装置的设计中，无论直接打印到基材上或打印到中间转印元件上，例如美国专利No.5,372,852；7，063,410和7,448,719中所描述的——它们都以引用的形式全部纳入本说明书中——液态油墨液滴在印刷头操作温度下从打印装置喷出。当油墨液滴——直接或通过中间加热的转印带或鼓——接触到记录基材的表面时它们快速固化形成固化油墨液滴的预设图案。

许多通常用于喷墨打印机的固态油墨包括作为油墨载体（或油墨基质）的（半）结晶蜡和聚合物蜡。结晶蜡和其它功能型蜡组分能够使油墨急剧熔化，并实现从熔融液态到固态的窄的相变转化。蜡组分也降低了打印图像的摩擦系数，这有助于打印文件穿过玻璃压板和其他打印机子系统自动进料。这种蜡基的固态喷墨油墨提供了生动的彩色图像。

在典型系统中，这些结晶蜡油墨在中间转印元件上部分冷却，然后按压到接收图像的介质（例如纸）的上面。转熔的动作铺展图像液滴，提供更丰富的色彩和更低的堆积高度。固态油墨的低流动性也防止在纸张上透印。

然而，结晶蜡的使用会给打印图像造成一些限制。传统的结晶蜡是非极性烃聚合物和脂肪族分子，其通过弱的、非共价的范德华力相互吸引。这种蜡通常与纸基底具有差的粘合性，因为对于极性更高的纸吸引力低。这种油墨和基材的分子间力和极性的不匹配使蜡基的固态打印易受机械破坏，如磨损和折皱，导致了较差的图像牢固度和较低的图像质量。此外，这些油墨组分的非极性常与通常在市面有售的染料和颜料存在兼容性问题，导致了需要定制设计着色剂来确保在油墨载体中有好的可溶性或分散性，以及良好的长时间热稳定性来防止着色剂降解或着色剂迁移。因此需要比蜡基油墨具有更高极性以及与多种纸基材有良好亲和力的新型固态油墨组合物。同时也需要具有更高极性并且与市售着色剂和油墨添加剂具有良好兼容性的新型固态油墨组合物。此外也需要这种新型油墨组合物与蜡基固态油墨相比在纸基材上具有改良的耐久力。