胶乳和相关的喷墨油墨制造技术

本公开提供喷墨油墨和相关的方法。在一个实例中，喷墨油墨可包括油墨载剂、蜡乳化液和胶乳微粒。所述胶乳微粒可包括多个混合在一起的离散的聚合物链，所述离散的聚合物链包括：Tg低于50℃的低Tg聚合物链和Tg在50℃或以上的高Tg聚合物链。另外，高Tg聚合物链的Tg可比低Tg聚合物链的Tg高至少50℃。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】胶乳和相关的喷墨油墨
技术介绍
符号和其它平面艺术应用的数字喷墨印刷正日益取代丝网印刷和其它类似的印刷技术。用于大篇幅印刷的数字油墨提供良好的图像质量、耐久性和持久性。虽然许多在使用的油墨为溶剂基的，但是近年来致力于用水基油墨取代溶剂基油墨。许多介质基底为非多孔的涂料纸或聚合物膜如乙烯基膜。水性油墨在非多孔介质上的耐久性提出了挑战。油墨需要润湿并粘附至宽范围的基底，具有良好的耐磨损性和抗划伤性，抵抗水、清洁液和溶剂的侵袭，并具有良好的户外耐气候性。通过并入由乳液聚合制成的某些喷墨相容胶乳聚合物分散体，水性喷墨油墨的耐久性已经有了很大改善。当作为喷墨油墨的一部分进行印刷时，油墨的胶乳组分可以在介质表面上形成膜，截留并保护疏水印刷膜内的着色剂。这是说，虽然胶乳微粒可改善印刷品的耐久性，但当它们通过热喷墨印刷头进行印刷时经受严峻的热剪切条件，导致喷嘴可靠性问题。此外，这些聚合物趋于随着时间的推移从油墨中沉淀出来，因此，在许多储存条件中往往是不稳定的。因此，继续需要提供具有改善的稳定性和耐久性的胶乳微粒，其用于在多种介质类型上进行印刷并具有各种印刷体系结构。具体实施方式已经认识到，喷墨油墨可包括使用胶乳微粒(该胶乳微粒旨在使用非聚氨酯组分模拟聚氨酯结构)连同蜡乳化液一起，以提供优异的印刷耐久性特性。据此，本文描述的喷墨油墨组合物和相关方法可包括混合的低Tg聚合物链(strands)和高Tg聚合物链，以提供独特的胶乳结构。应该注意的是，当讨论本专利技术油墨和方法时，这些讨论的每一个可被认为是适用于这些实施方式中的每一个，无论其是否明确地在那个实施方式的上下文中讨论。因此，例如，在讨论喷墨油墨中的胶乳微粒时，该胶乳微粒也可用于制造喷墨油墨的方法中，反之亦然。一般而言，聚氨酯胶乳微粒在包括优异的抗划伤性的印刷应用中提供期望的特性。然而，已经认识到，喷墨油墨可包括蜡和制造的非聚氨酯胶乳微粒，该制造的非聚氨酯胶乳微粒具有模拟聚氨酯分散微粒的结构，从而在不使用聚氨酯材料的情况下提供优异的抗划伤性。为此，本专利技术的专利技术人已经发现，通过合成具有混合的低Tg聚合物链和高Tg聚合物链的乙烯基胶乳微粒，乙烯基单体可用于模拟在聚氨酯聚合物中发现的软微区和硬微区，并且这种胶乳微粒可以和提供优异印刷结果的最小量的蜡乳化液一起配制到喷墨油墨中。鉴于以上，喷墨油墨可包括油墨载剂、蜡和胶乳微粒。一般而言，胶乳微粒可包括多个混合在一起的离散的(discrete)聚合物链，包括Tg低于50℃的低Tg聚合物链和Tg在50℃或以上的高Tg聚合物链。另外，在一个实例中，高Tg聚合物链的Tg可比低Tg聚合物链的Tg高至少50℃。喷墨油墨也可包括着色剂。在一方面中，着色剂可为颜料。在一个具体的方面中，颜料可赋予油墨色彩。一般而言，本专利技术的喷墨油墨包括蜡。蜡乳化液从许多销售商商购可得，例如Keim-Additec、Lubrizol、Michelman和BYKChemie。用于本专利技术的蜡乳化液包括但不限于：Lubrizol:LiquilubeTM411、LiquilubeTM405、LiquilubeTM488、LiquilubeTM443、LiquilubeTM454；Michelman:ME80825、ME48040、ME98040M1、ME61335、ME90842、ME91240、ML160；Keim-Additec:E-521/20、E-7093、7095/1、E-8046、E-502V、E-842N:Byk:2650、507、533、515、537、AquaslipTM671、AquaslipTM942。在一个实例中，蜡可具有范围为60℃至110℃的熔点。一般而言，蜡可具有范围为50nm至600nm的粒径。在一个实例中，蜡可具有范围为200nm至300nm的粒径。一般而言，蜡可以以范围为0.25wt％至5wt％的浓度存在于油墨中。在一个实例中，蜡可以以范围为0.5wt％至1.5wt％存在。另外，蜡乳化液可与高酸性丙烯酸分散剂和水胶体相容。通过相容，可使用本专利技术的蜡而不引起分散剂/水胶体尤其在长期的一段时间(在环境温度下的数周/月或在升高的温度下如40至65℃的数天/周)后的聚集或沉淀。通过增加蜡的粒径、蜡的相分离或以比缺乏不稳定的材料更快的速率乳油化(creaming)，不相容性可多方面地显露。如本文讨论的，胶乳微粒可包括多个混合在一起的离散的聚合物链，包括Tg低于50℃的低Tg聚合物链和Tg在50℃或以上的高Tg聚合物链。高Tg聚合物链的Tg可比低Tg聚合物链的Tg高至少50℃，且低Tg聚合物链的折射率可在高Tg聚合物链的折射率的1％以内。特别地，通过匹配聚合物链的折射率，本专利技术的胶乳微粒可提供优异的光泽度和雾度。如本文所用，“胶乳微粒”或“胶乳”是指在液体中分散的离散的聚合物颗粒。在一个实例中，胶乳微粒可分散在液体载剂中以形成油墨。在一方面中，油墨可为喷墨油墨并可进一步包括着色剂。低Tg聚合物链可由多种共聚单体制备。该多种共聚单体一般包括2种或更多种单体。高Tg聚合物链可由与制备低Tg聚合物链时使用的相同单体但以不同的比例制备。在一个实例中，低Tg聚合物链可由两种单体以80:20至50:50的比例范围聚合，且高Tg聚合物链可由相同的单体以40:60至5:95的比例范围聚合。软聚合物链与硬聚合物链的比例可从50:50至10:90变化。改变比例可提供不同的Tg。通过使用相同的共聚单体，聚合物链可具有类似的折射率；通过使用三种共聚单体，聚合物的折射率可以以甚至更大的精确度控制，同时控制Tg。在一个实例中，低Tg聚合物链的折射率可在高Tg聚合物链的折射率的1％以内。在一方面中，低Tg聚合物链的折射率可在高Tg聚合物链的折射率的0.5％以内。另外，可以选择多种共聚单体以在聚合时具有在另一组共聚单体的折射率的1％以内的折射率，或在一方面中，在聚合时具有在另一组共聚单体的折射率的0.5％以内的折射率。一般而言，低Tg聚合物链和高Tg聚合物链具有不同的Tg以使所得胶乳微粒提供类似于聚氨酯颗粒的硬微区和软微区。在一个实例中，低Tg聚合物链的Tg可低于20℃。在一方面中，Tg可低于0℃。在另一个实例中，高Tg聚合物链的Tg可为90℃或以上。在一方面中，Tg可高于100℃。另外，低Tg聚合物链和高Tg聚合物链之间Tg的差异一般为至少50℃。在一个实例中，差异可为至少70℃。在一方面中，差异可为至少90℃，在另一方面中，可为至少100℃。在本专利技术聚合物链中使用的单体可为乙烯基单体。在一个实例中，单体可选自由以下单体组成的组中：乙烯基单体、丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸酯单体、苯乙烯单体、乙烯、氯乙烯、偏二氯乙烯、马来酸酯、富马酸酯、衣康酸酯、其组合物和其混合物。在一方面中，单体可包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和苯乙烯。另外，单体可包括亲水单体和疏水单体，亲水单体包括酸单体。在形成高Tg和低Tg聚合物链时可聚合的单体包括但不限于苯乙烯、对甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸十八烷酯、甲基丙烯酸十八烷酯、甲基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷墨油墨，包括：油墨载剂；蜡乳化液；和胶乳微粒，所述胶乳微粒包括多个混合在一起的离散的聚合物链，所述离散的聚合物链包括：Tg低于50℃的低Tg聚合物链，和Tg在50℃或以上的高Tg聚合物链；其中所述高Tg聚合物链的Tg比所述低Tg聚合物链的Tg高至少50℃。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种喷墨油墨，包括：油墨载剂；蜡乳化液；和胶乳微粒，所述胶乳微粒包括多个混合在一起的离散的聚合物链，所述离散的聚合物链包括：Tg低于50℃的低Tg聚合物链，和Tg在50℃或以上的高Tg聚合物链；其中所述高Tg聚合物链的Tg比所述低Tg聚合物链的Tg高至少50℃；其中所述低Tg聚合物链的单体的平均折射率在所述高Tg聚合物链的单体的平均折射率的1％以内。2.权利要求1所述的喷墨油墨，其中所述蜡乳化液具有60℃至110℃范围内的熔点。3.权利要求1所述的喷墨油墨，其中所述蜡乳化液以0.2wt％至5wt％的浓度范围存在于所述油墨中，并且其中所述蜡乳化液具有50nm至600nm尺寸范围内的蜡颗粒。4.权利要求1所述的喷墨油墨，其中所述蜡乳化液以0.5wt％至1.5wt％的浓度范围存在于所述油墨中，并且其中所述蜡乳化液具有200nm至300nm尺寸范围内的蜡颗粒。5.权利要求1所述的喷墨油墨，其中所述油墨载剂包括水和沸点为160℃至250℃的共溶剂，所述共溶剂以1wt％至40wt％的量存在；并且其中所述油墨载剂包括不多于3wt％的非挥发性共溶剂和不多于5wt％的挥发性共溶剂。6.权利要求1所述的喷墨油墨，其中所述低Tg聚合物链由多种共聚单体制备，并且所述高Tg聚合物链由相同的共聚单体以不同的比例制备。7.权利要求6所述的喷墨油墨，其中所述多种共聚单体被选择为具有在另一组共聚单体的平均折射率的1％以内的平均折射率。...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴维·迈克尔·英格尔，菲利普·C·卡戈勒，保罗·约瑟夫·布鲁斯马，马克斯·耶，
申请(专利权)人：惠普发展公司，有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：美国;US