[发明专利]基于聚氨酯的粘结剂分散体

说明书

背景技术

除了家庭和办公室用途之外，喷墨技术已经扩展至高速、商用和工业印刷。喷墨印刷是非冲击式印刷方法，其利用电信号来控制并引导待沉积在介质上的墨滴或墨水流。一些商用和工业喷墨印刷机利用固定印刷头和移动基材卷筒纸从而实现高速印刷。现有的喷墨印刷技术涉及通过热喷射、压电压力或振荡迫使墨滴通过小喷嘴至介质的表面上。该技术已成为在多种介质表面(例如纸)上记录图像的一种受到欢迎的方式，这是由于许多原因，包括低印刷机噪音、能够高速记录和多颜色记录。

详细描述

在喷墨印刷中，可以将聚氨酯分散体添加至喷墨墨水从而改进所得印刷品的耐久性。特别地，添加聚氨酯以改进所得印刷品的刮擦和磨损耐性。但是，已发现，在喷墨墨水中使用的聚氨酯的量和类型可能导致喷墨性能和可靠性(例如喷嘴健康)方面的并发问题。

这些并发问题可能包括差的墨水(其包括聚氨酯)开盖性能。例如，许多包括多于1％的聚氨酯粘结剂的墨水展现出差的开盖性能。如本文中所指的术语“开盖性能”是指喷墨墨水在长时间暴露于空气时容易从印刷头喷出的能力。开盖时间被测量为在喷嘴可能由于来自喷嘴/发射室的液滴形成区域的着色剂的堵塞、阻塞或退回而导致不再恰当发射之前，印刷头可能保持未封盖(即暴露于空气)的时间的量。将在需要喷吐以形成可接受品质的墨滴之前热喷墨笔能够保持未使用和未封盖的时间长度称为开盖时间或者第一液滴开盖时间。另一开盖度量是在特定时间间隔下为获得笔的健康所需的喷吐数量。降低的开盖时间会导致差的印刷可靠性。因此，对于任意给定的墨水而言，期望的是可以给出可接受的第一液滴品质的最长开盖时间或者在任意给定的开盖时间下所需的最少喷吐数量。

本文中公开的喷墨墨水的实例(其包括本文中公开的聚氨酯粘结剂分散体)展现出多种期望的特征，其中之一为改进的开盖性能。特别地，当在以印刷间隔之间的空闲和未封盖期间形式的间隔下印刷喷墨墨水时，例如与包括其他类型的聚氨酯分散体的墨水相比，降低了在介质上获得健康(即液滴重量和位置)正常的液滴所需的喷吐(液滴)数量。

改进的开盖性能据信至少部分由于用于形成聚氨酯粘结剂的特定多元醇。多元醇在聚合物链的一个末端包括两个羟基基团，并且在聚合物链的相反末端不包括羟基基团。在一些实例中，该多元醇替代了在典型的聚氨酯中使用的在聚合物链的两个末端都具有羟基基团的多元醇类型。本文中公开的一部分多元醇侧接于聚氨酯骨架，并且聚氨酯在聚合后具有梳状结构。羟基基团可以成为聚氨酯骨架的一部分，并且多元醇的残留部分(即在多元醇的另一末端的基团)成为侧基或者侧分支。这与被替代的多元醇相反，其通常将整个多元醇并入聚合物链的骨架而没有任何部分的多元醇形成侧基或侧链。在本文中公开的实例中，已发现甚至在高粘结剂负载的情况下，在至少使用该多元醇时，也得到了改进的开盖性能。

改进的开盖性能也可能由于聚氨酯粘结剂的相对小的尺寸。例如，聚氨酯粘结剂可以呈具有约10nm至约200nm的平均直径的颗粒的形式。这些小颗粒可以被容易地喷射，并且由此不会有害地影响喷嘴健康。还进一步，改进的开盖性能可能至少部分由于聚氨酯粘结剂分散体的其他特性，包括酸值(例如弱酸和强酸基团两者的总和，其具有mgKOH/1克聚合物的单位)。这些特性还可以助于具有分散稳定性和形成耐久的印刷品的能力的喷墨墨水。总而言之，包括本文中公开的聚氨酯粘结剂分散体的实例的喷墨墨水展现出改进的喷射性能和印刷可靠性。

另外，改进的开盖性能导致可接受品质的墨滴的应用。在本文中公开的实例中，当聚氨酯粘结剂用具有一个氨基官能团的磺酸盐或磺酸、和/或特定的聚(乙二醇)的均聚物或共聚物形成时，图像的品质(即光学密度和光泽度)可以进一步得到改进。还进一步，当喷墨墨水(包括聚氨酯粘结剂分散体)与预处理固着剂流体结合时，得到改进的图像品质。

包括本文中公开的聚氨酯粘结剂的喷墨墨水可以被包括在单墨盒墨水套装或者多墨盒墨水套装(其可以包括或者不包括预处理固着剂流体)中。在多墨盒墨水套装中，任意数量的多种墨水可以具有在其中并入的聚氨酯粘结剂。

在一个实例中，本文中公开的喷墨墨水包括共溶剂(除存在的任何水之外)、着色剂、表面活性剂、聚氨酯粘结剂、和余量的水(其为主溶剂)。在一些实例中，喷墨墨水组合物由这些组分构成而不具有其他组分。作为一个实例，喷墨墨水可以排除不同于本文中公开的聚氨酯粘结剂的聚合物。在其他实例中，喷墨墨水组合物可以包括其他组分，例如可喷射性添加剂、和抗结垢剂。