油墨组合物制造技术

本发明专利技术涉及用于喷墨印刷机的含水油墨组合物，它包括含水载体，着色剂，聚合物分散剂，及特别的共溶剂混合物，而此混合物包含Ｃ↓［２］－Ｃ↓［８］端链烷二醇并包含选自聚乙二醇类材料及多醇／环氧烷缩合物的第二组分。此油墨组合物显示优异的稳定性，对使用它的印刷机显示良好的操作性能，并显示优异的光密度和印刷性能。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
油墨组合物本专利技术是Kappele等人于1996年6月20日申请的序号为08/667,268专利号为5656071的美国专利申请的部分继续，而后者又是Kappele等人于1995年12月26日申请的序号为08/577962的申请(现已放弃)的部分继续。本专利技术涉及用于喷墨印刷机的油墨组合物。喷墨印刷是通过从喷咀往纸或别的印刷介质喷上油墨而完成的。油墨会以各种方式被驱至介质上。例如，在静电印刷中，油墨被静电场从喷嘴驱向介质。在另一种称作挤压管的喷黑印刷方法中，在油墨喷嘴中使用压电元件。电引起的压电元件变形使油墨由喷嘴被泵向印刷介质。在另一种称作热喷墨或鼓泡喷墨印刷的喷墨印刷方法中，通过在喷嘴中形成膨胀蒸汽相气泡而将油墨由喷嘴驱向印刷介质。这些各种各样的印刷方法在Durbeck和Sherr编辑的“Output Hard Copy Devices[输出硬件复制装置]”AcademicPress，1988作了描述(特别见第13章，题目为“喷墨印刷”)。用于喷墨印刷机的油墨组合物通常含去离子水，水溶或水可混有机溶剂及着色剂。通常，此着色剂是可溶性染料。不幸的是，含可溶性染料的油墨会存在很多问题，例如水坚牢度差，光坚牢度差，因溶剂挥发和染料溶解度变化和染料结晶而引起的喷道阻塞，印刷质量差包括油墨渗出和成羽毛状，差的热稳定性，化学不稳定性，及易于氧化。把用于油墨配方中的可溶性染料换成不溶性颜料可以克服很多这些问题。通常，当与染料相比时，颜料具有优越的性能，特别是在水坚牢度，光坚牢度，热稳定性，氧化稳定性及与涂过/处理过的纸及普通纸的相容性方面。然而，因为颜料在油墨组合物中不溶解，因此，必须作为分散体加入而引起一大堆问题。油墨的稳定性在维持性能的均一及保证在使用间隙颜料不堵塞油墨的喷出方面是很关键的。当然，基于稳定性及成本的理由，理想的是在油墨组合物中使用最少必要量的颜料。然而，减少油墨组合物-->中的颜料量会导致图像的光密度差。此外，因为为保证必要稳定性需要组份平衡，所以亦为重要的是，在喷墨印刷机中的应用，应保证组合物具有合适的粘度，及良好印刷性能例如良好的水坚牢度，光坚牢度，及当用于纸上时跑逸及羽毛化减少。很难开发一种能使这些性能均好的油墨配方。在平衡优化这些常常是对抗的性能的尝试中，一般的途径是调整油墨组合物中的分散剂及溶剂体系。然而，在本专利技术之前，还设有一种不需使用特别聚合物分散剂而能优化所有这些性能的配方。Martrick等人的在1993.1.19出版的美国专利5180425描述了一种包括含水载体介质。颜料分散体及多醇/环氧烷共溶剂的喷墨油墨组合物，据报这些油墨使喷墨印刷机具有长的功能寿命，并使不能成膜。Liponic EG-1是所公开的优选共溶剂中的一种。其他可用于此专利技术的可选溶剂包括聚乙二醇。Wickramanayke等人的在1994.4.12公开的美国专利5302197描述了包含颜料分散体、含水载体介质及共溶剂混合物的含水喷墨油墨组合物，而共溶剂混合物又包括多醇/环氧烷缩合物及环状酰胺衍生物。据报导Liponic EG-1是适用作多醇/环氧烷缩合物组份。Chan等人的于1994.6.29出版的欧洲专利申请603469描述了一些喷墨油墨，它包含含水载体介质，特别定义的烷基多醇醚共溶剂及颜料分散体(用分散剂稳定了的颜料颗粒)。据报这些油墨在粘度，表面张力，耐喷嘴堵塞，印刷质量，光稳定性及耐抹耐水方面作了良好的平衡。在所公开的专利技术中可以使用的溶剂包括1，2，3-丁三醇。Ohta等人的于1986.7.1公开的美国专利4597794描述了一种用于喷墨印刷方法的油墨配方，据说它形成清楚图像和具有良好的物理性能。具体公开的用于油墨的溶剂包括聚乙二醇及1，2，6-己三醇。业已发现，在含有不溶颜料分散体的含水油墨组合物中，使用非常特别的含有C2-C8端链烷二醇或其混合物以及(a)低分子量聚乙二醇或相关化合物，或(b)多醇/环氧烷缩合物，产生了优化性能的独特综合。具体地说，这些组合物在稳定性，光密度(甚至当只用少量颜料时也如此)，粘度，印刷性能(在印件上油墨的水坚牢性，低羽毛化，低跑逸)以及印刷机运作问题(即在印刷机使用间隙期间印机喷墨堵塞减少)这些方面具-->有优异性能。上面讨论过的专利没有一份描述过或建议过本专利技术的特别共溶剂混合物。因此，本专利技术的目的是提供一种包含非常特别共溶剂体系的喷墨印刷机用的改进的着色油墨组合物本专利技术的其它目的和优点从下面的公开中将变得很清楚。本专利技术涉及一种适用于喷墨印刷机的含水油墨组合物，它包含：(a)约0.01～20.0％不溶性着色剂；(b)约0.001～40.0％该着色剂用的聚合物分散剂；(c)约40.0％～99.0％含水载体；及(d)约1.0～75.0％共溶剂混合物，它包含(1)C2-C8端链烷二醇或其混合物，及(2)选自由下面材料组成的一个组的材料：(i)分子量为约200～5000的聚乙二醇，聚(乙)(丙)二醇；(ii)具有下列通式的多醇/环氧烷缩合物：式中X是H或C1-C6烷基，R是H，C1-C6烷基或CH2O(CH2CH2O)eH，b是0或1，a+d+f(c+e)是约2～100，而f是约1～6；及(iii)它们的混合物；其中重量比(1)∶(2)为约95∶5至约5∶95。除非另有指出，这里所用的百分数和比例均指“重量”。除非另有指出，所有分子量均指数均分子量。C2-C8端链烷二醇限定为指在每端具有羟基的二醇例如具有通式：HO-CH2(CH2)tCH2-OH的链烷二醇，式中t是约0～6。本专利技术涉及适用于喷墨印刷机的含水油墨组合物。这些组合物含有着色剂例如不溶性颜料(例如炭黑、溶蓝(cyan)、品红或黄色颜料)，用于此-->颜料的聚合物分散剂(此颜料及分散剂在组合物中以分散体存在)，含水载体，及特别定义的共溶剂混合物。这些必需成份的每一种以及也可含有的成分将详述如下。在本专利技术的组合物中所包含的聚合物分散剂数量为最终组合物的约0.001％～40.0％，优选为约0.25％～10.0％，最优选为约0.5％～5.0％。适用于本专利技术的聚合物分散剂包括任何在本领域公知适用于喷墨油墨制备中作为分散剂的阴离子、阳离子及非离子的聚合物。这种材料的例子在Shor等人的在1994年5月10日出版的美国专利5310778中作了描述，这里把它化作参考文献。这类聚合物分散剂可以是均聚物，共聚物，支化聚合物或接枝聚合物。它们可以是无规或嵌段共聚物。AB，BAB和ABC嵌段共聚合物代表适用于本专利技术的聚合物分散剂的一种类型。优选的AB，BAB和ABC嵌段共聚物是由至少一种丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯，以及胺取代丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体衍生的。优选的AB和BAB嵌段共聚物及其制法在Ma等人于在1992年2月4日出版的美国专利5085698中作了描述，这里把它收作参考文献。适用于本专利技术的聚合物分散剂通常包含疏水的和亲水的聚合物链段，疏水链段倾向于与油墨组合物中的颜料颗粒结合，而亲水链倾向于被液态油墨介质溶剂化，因而起着通过立体机理和/或离子机理而使分散体稳定的作用。用于本专利技术的聚合物稳定剂的优选类别包括包含有亲水聚合物链段和疏水聚合物链段的嵌段或接枝共聚物，而疏水聚合物链段又包括水解稳定的甲硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于喷墨印刷机的含水油墨组合物，它包含：（ａ）约０．１％～约２０．０％重量的着色剂；（ｂ）约０．００１％～约４０．０％重量的该着色剂用的聚合物分散剂；（ｃ）约４０．０％～９９．０％重量的含水载体；及（ｄ）约１．０～约６ ０．０％重量的共溶剂混合物，它包含：（１）Ｃ↓［２］～Ｃ↓［６］端链烷二醇或其混合物，及（２）选自由下面材料组成的一个组的材料：（ｉ）分子量为约２００～５０００的聚乙二醇及混合的聚（乙）（丙）二醇；（ｉｉ）具有下列通式的多醇 ／环氧烷的缩合物：＊＊＊式中Ｘ是Ｈ或Ｃ↓［１］～Ｃ↓［６］烷基，Ｒ是Ｈ，Ｃ↓［１］～Ｃ↓［６］烷基或ＣＨ↓［２］Ｏ（ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］Ｏ）↓［ｅ］Ｈ，ｂ是０或１，ａ＋ｄ＋ｆ（ｃ＋ｅ）是约２～１００，而ｆ是约１～６；及（ｉｉ ｉ）它们的混合物；其中重量比（１）∶（２）为约９５∶５至约５∶９５。

【技术特征摘要】
US 1997-5-21 8599011.一种适用于喷墨印刷机的含水油墨组合物，它包含：(a)约0.1％～约20.0％重量的着色剂；(b)约0.001％～约40.0％重量的该着色剂用的聚合物分散剂；(c)约40.0％～99.0％重量的含水载体；及(d)约1.0～约60.0％重量的共溶剂混合物，它包含：(1)C2～C6端链烷二醇或其混合物，及(2)选自由下面材料组成的一个组的材料：(i)分子量为约200～5000的聚乙二醇及混合的聚(乙)(丙)二醇；(ii)具有下列通式的多醇/环氧烷的缩合物：式中X是H或C1～C6烷基，R是H，C1～C6烷基或CH2O(CH2CH2O)eH，b是0或1，a+d+f(c+e)是约2～100，而f是约1～6；及(iii)它们的混合物；其中重量比(1)∶(2)为约95∶5至约5∶95。2.根据权利要求1的油墨组合物，其中共溶剂混合物包含：(1)C2～C8端链烷二醇或它混合物；及(2)一种选自由下面材料所组成的一个组的材料：(i)分子量为约200～5000的聚乙二醇；(ii)多醇/环氧烷缩合物，其中X是氢，R是氢，b是0，f是1，而a+d+f(c+e)是26；及(iii)它们的混合物。3.根据权利要求2的油墨组合物，它含约1.0％～75.0％该共溶剂混合物。4.根据权利要求3的油墨组合物，其中在此共溶剂混合物中，组分(i)是分子量为约200～1000的聚乙二醇。5.根据权利要求4的油墨组合物，其中共溶剂混合物是1，3-丙二醇与分子量为约200～1000的聚乙二醇的混合物。6.根据权利要求4的油墨组合物，其中重量比(1)∶(2)为约40∶60至约60∶40。7.根据权利要求1的油墨组合物，其中聚合物分散剂选自由下列物质所组成的一个组：式中x+y为约20～200，z为约1～10，而R为C6～C36烷基或式中R1是C4～C20烷基；式中x+y为约20～200，z为约1～10(无规分布)，n为约2～40，而R2为烷基或芳基；式中x+y为约20～200，z为约1～10(无规分布)，R3为H或CH3，R4为H，CH3或OCH3，而n为约10～60；及式中y为约6～20，x为约1～5，而R为C6-C30烷基。8.根据权利要求7的油墨组合物，其中含水载体是水或水与选自由下列物质组成的一个组的有机溶剂的混合物：乙二醇，1，2，6-己三醇，硫代二甘醇，己二醇，二甘醇，戊二醇，己二醇，丙二醇月桂酸酯，甘油，乙二醇单甲醚，乙二醇单乙醚，二甘醇甲醚，二甘醇乙醚，三甘醇单甲醚，三甘醇单乙醚，甲醇，乙醇，丙醇，丁醇，丙酮，四氢呋喃，二噁烷，乙酸乙酯，环丁砜类，内酯类，内酰胺类，以及它们的混合物。9.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：WD卡普勒，AM比尔森，
申请(专利权)人：莱克斯马克国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]