包含聚氨酯的油墨组合物制造技术

根据一个方面，油墨组合物包含着色剂、峰值平均分子量范围为约25,000g/mol至约35,000g/mol的聚氨酯以及溶剂。所述油墨组合物的总固体含量按重量计小于约12％，且其着色剂与聚氨酯的重量比在约1:1和1:2之间。

Ink composition comprising polyurethane

According to one aspect, the ink composition comprises a colorant, a polyurethane having a peak average molecular weight range of about 25000g/mol to about 35000g/mol and a solvent. The total solids content of the ink composition is less than about 12% by weight, and the weight ratio between the colorant and the polyurethane is between about 1:1 and 1:2.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求申请日为2014年6月26日，专利技术名称为“包含聚氨酯的油墨组合物”的美国临时专利申请No.62/017,804的优先权。本申请引用上述专利申请的全文。联邦资助研究或研发情况不适用。序列表不适用。
本专利技术主要涉及油墨组合物，更具体地，涉及用于能够高速印刷的印刷系统中的喷墨油墨组合物。
技术介绍
喷墨打印技术提供了具有不同容量的打印机。有三种主要的喷墨技术：热喷墨技术，即气泡喷墨技术、压电喷墨技术以及连续喷墨技术。在每一技术中，微小的墨水液滴被发射(即，喷射)到页面上。在热喷墨打印机中，热源使墨水蒸发以产生气泡。膨胀的气泡导致形成液滴，并且液滴从打印头喷出。压电技术采用位于墨水贮存器后部的压电晶体。改变电位用于在晶体中引起振动。晶体的前后运动能够为一滴液滴吸入足够的墨水并将该墨水喷射到纸上。在连续喷墨系统中，喷嘴连续地发射，并且与每个喷嘴相关联的电极将液滴偏转到沟槽，以在喷嘴不打印时收集液滴。当喷嘴要打印时，电极被停用并且液滴将传递到基板。高速彩色喷墨打印的质量通常低于平版印刷和凹版印刷的质量。此外，最快的喷墨打印机的速度通常比平版印刷或凹版印刷机慢得多。传统的水基喷墨印刷也存在受纸上水基油墨放置的影响。使用水基油墨可使纸张浸透，并可能导致打印纸幅起皱和变形，并且纸幅也可能由于不慎暴露于潮湿环境而容易损坏。为了控制这些现象，喷墨打印机使用某些专门的纸或涂层。这些纸通常比用于商业印刷的传统幅材贵得多。此外，当喷墨技术用于彩色打印时，可以增加油墨覆盖率和水饱和度。这主要归功于用于生成彩色图像的四色处理。四色处理包括将青色、品红色、黄色和黑色(即，CMYK)墨水以不同的量沉积在页面上以产生特定的印刷颜色。因此，如果需要全部四种颜色以产生所需的印刷颜色，页面的一些部分可以具有多达四层的墨。作为印刷所需颜色所需的各种油墨的总印刷液滴体积的结果，由喷墨打印机印刷的点可能扩散并产生模糊图像。通过精细平衡配方组分来控制液滴扩散或增加，以优化液滴铺展或生长从而得到所需的印刷液滴重叠，而没有模糊性或交互色彩油墨的混合。更进一步地，与用于传统平版印刷或凹版印刷的油墨相比，用于喷墨打印机的油墨趋于更昂贵。然而，通过精确的配方控制，精细控制点滴生长和油墨与纸基材的相互作用可以降低与使用喷墨型油墨相关的总成本，从而可以在不牺牲最终打印质量的情况下利用喷墨打印技术非常有利的多变特性。因此，在一些情况下，使用高速喷墨印刷比使用平版印刷或凹版印刷更合适。在这种情况下，就需要图像在幅材上具有长期耐用性。长期耐用性指的是油墨保留在最终印刷产品上并抵抗由印后工艺接触水引起的潜在损害、突出标记以及其他对打印文档的机械磨损的能力。另外，纸张类型被分组为未涂布纸和涂布纸，两种纸对水基喷墨油墨具有不同的孔隙率，其中涂布纸有较低的孔隙率水平以及对水基喷墨油墨较低的吸收速率。结果是，就前面列出的性质而言，与没有涂层的喷墨印刷纸相比，在涂布纸上的喷墨图像的长期耐久性质量倾向于更低。短期耐久性是最终的一个挑战，其通过印刷系统对即时印刷中的纸张运动或传送至关重要的。通过打印系统的纸张折叠和形成的步骤可能会因剪切力和各种打印系统硬件间的接触而损坏新打印的喷墨图像。例如在印刷过程中，当幅材通过高速印刷机的连续滚筒和/或其它元件移动时，油墨倾向于被剪切应力干扰。可使油墨在纸张上快速凝固并且在打印系统中对涂抹或位移具有即时抵抗性的配方设计将是有利的。总结根据一个方面，油墨组合物包含着色剂、峰值平均分子量范围为约10,000g/mol至约40,000g/mol的聚氨酯以及溶剂。所述油墨组合物的总固体含量按固体计小于约15％，且其着色剂与聚氨酯的重量比在约2:1和1:2之间。根据另一个方面，适合用于喷墨打印头的油墨组合物包含按固体计约2.0％至约7.5％的着色剂、约1.0％至约9.3％的峰值平均分子量范围为约10,000g/mol至约40,000g/mol的聚氨酯以及溶剂。根据另一个方面，使用喷墨打印头进行打印的方法，包括将油墨组合物喷射到基材上的步骤，其中所述油墨组合物包含峰值平均分子量范围在约10,000g/mol至约40,000g/mol的聚氨酯。根据进一步的另一个方面，一种用于喷墨打印操作的装置，其包括外壳，安装在外壳内部的一系列喷嘴以及外壳内与喷嘴连通的油墨。所述油墨包含峰值平均分子量范围在约25,000g/mol至约35,000g/mol的聚氨酯。在考虑以下详细描述和附图后，其它方面和优点将变得显而易见，其中在整个说明书中相同的附图标记表示相同的结构。详细描述油墨组合物包含着色剂、峰值平均分子量范围为约10,000g/mol至约40,000g/mol的聚氨酯以及溶剂。所述油墨组合物的总固体含量按重量计小于约15％，且其着色剂与聚氨酯的重量比在约2:1和1:2之间。这种油墨组合物适合用于高速印刷系统。打印介质，例如幅材，纸张或其它基材，以大于约50ft/min的速度移动通过纸幅，优选大于约300ft/min，更优选在约500和约1,000ft/min之间。所述油墨组合物的粘度满足可使油墨组合物施加到使用喷墨打印头的基材上。所述粘度可为约1.0至20.0厘泊(cP)，优选约4.0cP至约6.0cP，尽管优选的粘度可能部分取决于所使用的喷墨印刷头的要求。所述聚氨酯用作粘合剂以稳定打印介质上的着色剂。众所周知，高分子量提供给终产品增强的长期耐用性。令人惊讶地发现具有相对低分子量的聚氨酯是可喷射的，并具有即时的耐用性，同时还具有可接受水平的长期耐用性。即时耐用性是指喷射的油墨组合物快速结合到纸幅并穿过高速印刷机而不转移到印刷机的元件和/或沉积在墨盒的油墨喷嘴上的能力。峰值平均和重均分子量使用标准凝胶渗透色谱(GPC)测定。本申请的聚氨酯具有约10,000g/mol至约40,000g/mol，优选约30,000g/mol的峰值平均分子量(Mp)。所述酸值指中和1克物质或组合物所需的氢氧化钾(KOH)的毫克数。一个组合物的酸值可以通过合适的国际标准测定，如ASTMD664。为了测定组合物的酸值，用已知浓度的氢氧化钾溶液和作为颜色指示剂的酚酞滴定已知量的溶解在有机溶剂中的样品。本专利技术中所述油墨组合物中聚氨酯的酸值在约15和约25之间。尽管可以使用其他的聚氨酯，适合用于本申请油墨组合物中的聚氨酯包括EssentialIndustries(Racine,WI)生产的R4289和R2650聚氨酯。所述着色剂可为市售可得的任何常见的色素或染料。合适的着色剂的例子包括但不限于炭黑着色剂，如卡博特公司(CabotCorp.，波士顿，马萨诸塞州)生产的IJX1996；品红着色剂，如卡博特公司(CabotCorp.，波士顿，马萨诸塞州)生产的Cab-Q-Jet465；青色着色剂，如卡博特公司(CabotCorp.，波士顿，马萨诸塞州)生产的Cab-O-Jet450或者452；或者黄色着色剂，如卡博特公司(CabotCorp.，波士顿，马萨诸塞州)生产的Cab-O-Jet470。所述油墨组合物的总固体含量少于总重量的约15％。所述油墨组合物包含按固体计约2.0％至约7.5％的着色剂和约1.0％至约9.3％的聚氨酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油墨组合物，其包含着色剂、峰值平均分子量范围为约10,000g/mol至约40,000g/mol的聚氨酯以及溶剂；其特征在于，所述油墨组合物的总固体含量按固体计小于约15％，且其着色剂与聚氨酯的重量比在约2:1和1:2之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.26 US 62/017,8041.一种油墨组合物，其包含着色剂、峰值平均分子量范围为约10,000g/mol至约40,000g/mol的聚氨酯以及溶剂；其特征在于，所述油墨组合物的总固体含量按固体计小于约15％，且其着色剂与聚氨酯的重量比在约2:1和1:2之间。2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述着色剂的用量按固体计为约2.0％至约7.5％。3.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述聚氨酯的用量按固体计为约1.0％至约9.3％。4.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述聚氨酯的峰值平均分子量范围为约25,000g/mol至约35,000g/mol。5.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述溶剂为水。6.如权利要求5所述的组合物，其特征在于，所述溶剂还包含湿润剂。7.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包含至少一种表面活性剂。8.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包含粘度调节剂。9.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物的粘度为约1至约20cP。10.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述聚氨酯的酸值为约15至约...

【专利技术属性】
技术研发人员：劳伦斯·A·皮隆，索佩·罗斯，黃怒濤，埃德加多·洛佩兹，凯文·J·胡克，
申请(专利权)人：RR当纳利父子公司，
类型：发明
国别省市：美国;US