用于喷墨应用的胶乳包封微粒制造技术

本发明专利技术涉及胶乳包封微粒，所述胶乳包封微粒包括尺寸为３０ｎｍ－１５０ｎｍ的微粒和至少部分地包封所述微粒的胶乳。所述胶乳在室温下的表面介电常数可为２．０－３．０，所述胶乳包封微粒的堆密度可为０．９０ｇ／ｃｍ↑［３］－２．０ｇ／ｃｍ↑［３］或０．９０ｇ／ｃｍ↑［３］－１．１０ｇ／ｃｍ↑［３］。所述胶乳的表面可由非反应性表面活性剂和反应性表面活性剂改性。若使用反应性表面活性剂，则可以使用较宽范围的胶乳微粒。这些胶乳包封微粒可为用于喷墨油墨制剂的胶乳包封颜料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及用含胶乳油墨的喷墨打印。更具体来说，本专利技术涉及用于喷墨油墨应用的胶乳包封颜料。
技术介绍
在喷墨油墨化学中，大部分商业喷墨油墨为水基的。因此，在许多染料的情况下喷墨油墨的组分通常为水溶性的，或者在颜料的情况下喷墨油墨的组分通常为水可分散性的。此外，为了适应喷墨笔通常的高频率喷射和发射腔再填充过程，喷墨油墨具有低粘度(通常为5cps或更低)。已知各种聚合物包封颜料。然而，这些颜料的聚合物化学品通常与热喷墨打印头不兼容或有效用于热喷墨打印头。在笔发射腔的高热剪切条件下，这种组合物趋于聚结，引起喷嘴和油墨通道堵塞，或者这种组合物具有过度的玻璃化转变温度，妨碍室温打印薄膜形成。因此，在热喷墨油墨中加入这种聚合物包封颜料可引起笔的不可靠性或不良打印耐久性着色剂性能。经常还知道喷墨印刷品在暴露于水或高湿度中时具有不良耐久性。这是由于在水基油墨中使用水溶性和水可分散性的着色剂。通过加入某些喷墨相容性胶乳聚合物使喷墨油墨的水耐久性方面得到大大改善。当作为喷墨油墨的部分打印时，油墨的胶乳组分可在介质表面形成薄膜，将着色剂包埋在疏水性打印薄膜内并对其进行保护。然而，并非所有的着色剂在打印时都需要保护，尽管这样是最佳的。形成耐久薄膜的聚合物通常由堆密度为1.15g/cm3或更大量级的共聚物制成，这种共聚物的密度显然大于热喷墨油墨的主要组分水的密度。同样，常规胶乳颗粒通常设计为絮凝物，从而使胶乳沉淀可以容易地经摇晃或搅拌回分散状态而不出现聚结。胶乳漆的这种絮凝行为是众所周知的。不幸的是，这些常规教导并没有解决喷墨打印应用的独特需求。例如，喷墨笔的微通道进墨管容易被沉淀堵塞，尤其在笔长期保存或不使用的时候。这种沉淀不容易通过摇晃笔来再分散，因为流道变窄抑制了在笔结构的微通道中的充分混合。另外，用于喷墨的微通道可以长时间容纳一些准备用于发射的油墨，沉降的胶乳会进一步使微通道变窄。这样会导致喷墨笔由于微通道堵塞而故障。此外，在热喷墨笔的流体通道中微米级的沉降距离会使这个问题恶化。专利技术概述人们已认识到研制胶乳和微粒的组合会是有利的，其中使用喷墨相容性胶乳来包封微粒，例如颜料。另外还认识到，胶乳包封微粒可包含尺寸为30nm-150nm的微粒和至少部分地包封所述微粒的胶乳。所述胶乳在室温下的表面介电常数可为2.0-3.0，整个胶乳包封颜料的堆密度可为0.90g/cm3-2.0g/cm3。在供选的实施方案中，胶乳包封微粒可包含尺寸为30nm-150nm的微粒、至少部分地包封所述微粒的胶乳和共价附着胶乳表面的反应性表面活性剂。在更详细的实施方案中，喷墨油墨可包含油墨载体和分散于所述油墨载体中的胶乳包封颜料。所述胶乳包封颜料可包含尺寸为30nm-150nm的颜料和至少部分地包封所述颜料的胶乳。所述胶乳在室温下的表面介电常数可为2.0-3.0，整个胶乳包封颜料的堆密度可为0.90g/cm3-2.0g/cm3。在另一个实施方案中，喷墨油墨可包含油墨载体和分散于所述油墨载体中的胶乳包封颜料。所述胶乳包封颜料可包含尺寸为30nm-150nm的颜料、至少部分地包封所述颜料的胶乳和共价附着所述胶乳表面的反应性表面活性剂。本专利技术的其他特点和优点通过下面的详细描述变得显而易见，通过实例阐述本专利技术特点。优选实施方案详述在公开和描述本专利技术之前，需要理解的是本专利技术不限于本文所公开的具体方法步骤和材料，因为这些方法步骤和材料可以变化。还应该理解的是本文使用的术语仅仅是出于描述具体实施方案的目的。这些术语并不打算限制，因为本专利技术的范围倾向于仅仅受所附的权利要求和其等价物的限制。必须注意的是，如本说明书和所附的权利要求中使用的单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该、所述(the)”包括复数指示物，除非在上下文中另有明确申明。本文使用的“液体载体”或“油墨载体”是指在其中分散着色剂和/或胶乳包封微粒以形成本专利技术的喷墨油墨的流体。许多液体载体和载体组分在本领域中是已知的。典型的油墨载体可包括各种不同试剂(例如共溶剂、缓冲剂、杀生物剂、螯合剂、粘度调整剂和水)的混合物。术语“微粒”包括可由本专利技术实施方案的胶乳组合物包封的赋色颜料和其他可分散物质，例如陶瓷。可以使用的颜料包括自分散颜料和聚合物分散颜料。自分散颜料包括用电荷或聚合基团化学表面改性的那些。这种化学改性有助于颜料适当地和/或实质上保持分散在液体载体中。所述颜料还可为聚合物分散颜料，其在液体载体中利用分散剂(可以是聚合物或低聚物或表面活性剂)。所述颜料还可以利用物理涂层辅助颜料适当地和/或实质上保持分散于液体载体中。对于其他可使用的可分散物质，实例包括磁性颗粒、氧化铝、二氧化硅和/或其他陶瓷、金属或有机金属。“着色剂”可包括可用来赋予本专利技术实施方案的油墨载体颜色的染料和/或颜料。这种着色剂另外还可用在胶乳包封微粒中。在本文中，浓度、量和其他数字数据可以范围的格式表达或给出。应该理解的是这种范围格式是出于方便和简洁而使用，因此应该以灵活的方式去理解，即不但包括明确表述为该范围极限的数值，而且包括该范围内的所有单个数值或子范围，就像每个数值和子范围都明确表述一样。举例说明如下，浓度范围“0.1％重量-5％重量”应该理解为不但包括明确表述的浓度0.1％重量-5％重量，而且包括该所述范围内的单个浓度和子范围。因此，在该数值范围内包括的单个浓度是例如1％重量、2％重量、3％重量和4％重量，子范围例如0.1％重量-1.5％重量、1％重量-3％重量、2％重量-4％重量、3％重量-5％重量等。这个原则同样适用于仅仅一个数值表述的范围。例如，范围“小于5％重量”应该理解为包括0％重量和5％重量之间的所有数值和子范围。此外，实行这样的理解而不考虑范围的宽度或所描述的特征。本文使用的“有效量”是指足以获得所需效果的物质或试剂的至少最小量。例如“油墨载体”的有效量是为了形成油墨组合物同时保持有效喷墨所需性质的所要求的至少最小量。术语“freqcel”是指随着笔发射频率的增加，油墨液滴喷射速度的减少。液滴速度的下降可能是个问题，因为发射的液滴的轨迹改变可能降低在打印介质上的液滴位置准确度。不受限于一个具体理论，freqcel可能归因于在液滴成核期间表面活性剂在靠近笔发射腔处从胶乳上发生热剪切剥离。因为表面活性剂通常存在于喷墨油墨中以有助于分离颗粒，所以表面吸附或表面吸引的表面活性剂的减少可以促进更大的粒间吸引力。这可以使油墨粘度增加。更大的笔发射能可用来抵消这种现象，然而这些更高的粘度可以加剧泡沫滞留问题，众所周知其恶化freqcel性能。术语“decel”是指笔微通道内油墨流动阻力的增加，这进而减少了喷射的液滴体积。这种流动阻力可由油墨流变学的变化或通道堵塞引起，经常会导致笔发射腔内的油墨缺乏。术语“decap”是喷嘴可在堵塞之前保持多长时间的不使用状态以及需要多少次笔发射才能重新实现适当的液滴喷射的量度。术语“表面介电常数”和“体积介电常数”以及术语“堆密度”和“玻璃化转变温度”需要详细解释。下表1通过实例提供了可用来预测根据本专利技术的原理用于包封微粒的胶乳共聚物的体积介电常数或表面介电常数、堆密度和玻璃化转变温度的均聚物的某些均聚物值。这种预测可根据公认的Bicerano相关来进行，该相关报道于Pred本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种胶乳包封微粒，所述胶乳包封微粒包含：（ａ）尺寸为３０ｎｍ－１５０ｎｍ的微粒；和（ｂ）至少部分地包封所述微粒的胶乳，所述胶乳具有吸附在胶乳表面上的非反应性表面活性剂，或所述胶乳具有共价键合到胶乳表面的反应性表面活性剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：KD维森特，S加纳帕蒂雅潘，
申请(专利权)人：惠普开发有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]