白色墨水制造技术

本公开提供了白色墨水，所述白色墨水包含水性墨水载体；5重量％至50重量％的白色金属氧化物颜料，其具有100nm至2,000nm的平均粒度；0.02重量％至2重量％的阴离子低分子量聚合物，其具有3,000Mw至50,000Mw的重均分子量和基于干聚合物重量计高于100mg KOH/g的酸值；和2重量％至30重量％的胶乳微粒，其具有0℃至130℃的玻璃化转变温度。此外，白色金属氧化物颜料由具有基于干聚合物重量计不高于100mg KOH/g的酸值的非离子型或主要为非离子型的分散剂来分散。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】白色墨水
技术介绍
喷墨印刷系统的使用近年来急剧增长。这种增长可归因于印刷分辨率和整体印刷品质上的显著改善以及成本上的明显降低。当前的喷墨印刷机以比仅仅几年前可以获得的可比产品更低的成本为许多商业、企业和家庭应用提供可接受的印刷品质。尽管它们近来取得了成功，但研究和开发工作还在继续进行以便在各种各样的不同应用中改善喷墨印刷品质。当精确的点图案由称为“印刷头”的墨滴生成装置喷出到印刷介质上时，形成喷墨图像。通常用于喷墨记录的墨水有时由在主要为水性的流体中的水溶性有机溶剂、表面活性剂和着色剂组成。关于着色剂的使用，某些颜料在实现某些期望的性质方面可能比其它颜料更具有挑战性。例如，墨水不透明度、耐久性和均匀性在某些情况下可能是一个挑战。附图概述从下面的详述中将明显地看出本公开的附加特征和优点，所述详述结合附图一起通过举例的方式阐明了技术的特征；并且其中：图1描绘了其中与在其上印刷白色喷墨墨水同时或临在其上印刷白色喷墨墨水之前在介质基底上数字印刷阳离子聚合物的实例，并且其中根据本公开的实例制备白色喷墨墨水；图2描绘了其中在其上(数字涂施或通过模拟涂施)印刷白色喷墨墨水之前将阳离子聚合物施加到介质基底上的实例，并且其中根据本公开的实例制备白色喷墨墨水；图3描绘了根据本公开的实例热熔合如图1或2中所描述的那样印刷的图像的实例；图4描绘了在介质基底上热熔合之后的印刷制品，例如图3中所示的那种制品；图5是使用对照墨水进行的垂直滴落试验的图像；和图6是使用根据本公开的实例制备的墨水进行的垂直滴落试验的图像。现在将参照所图解的某些实例，并且本文中将使用特定语言来描述它们。然而要理解的是，并非由此意在限制本公开的范围。专利技术详述本公开涉及白色墨水，即可以由各种类型的喷墨印刷头喷射，但是特别友好地用于热喷墨印刷头的水基白色喷墨墨水。这些墨水，在借助于固色剂(fixer)涂层或固色剂墨水的某些情况下，不仅可以印刷在多孔介质上，而且可以有效地印刷在更具有挑战性的非多孔聚合物介质上。据此，已经认识到，使用非离子型或主要为非离子型的分散剂，可以分散并有效地由热喷墨印刷头喷射白色金属氧化物颜料(例如氧化锌、二氧化钛如金红石或锐钛矿、氧化锆等等)。不幸的是，这些类型的分散体在非多孔基底上干燥时还往往产生厚度不均匀的涂层，这最终导致品质低劣的印刷品。由此，本公开的实质是制备基于非离子稳定化的白色金属氧化物颜料分散体的喷墨墨水制剂，并向该制剂中引入相对少量的水溶性阴离子聚合物(除了分散剂之外)。一旦经过配制，这些白色墨水在与(通过喷墨涂施或模拟涂施)施加至介质基底的阳离子固色剂层一起印刷时表现良好。由此，本文中描述的白色墨水制剂可以喷射到经预处理或基本同时处理的介质表面上。在印刷表面上混合白色墨水与阳离子固色剂导致在混合的液相中基本上立刻形成聚电解质复合物(PEC)。PEC是在带有相反电荷的溶解的聚合物链之间形成的缔合复合物(associationcomplexes)，并且在本案中，例如包含溶解在白色墨水中的阴离子聚合物和溶解在固色剂中的阳离子聚合物。更详细地说，PEC因带有相反电荷的聚离子之间的静电相互作用而形成。通过聚酸和聚碱相互作用形成的PEC通常仅最低程度地受溶解介质的pH变化的影响，并且它们的形成可以导致在整个混合的墨水/固色剂液相中阳离子聚合物链与阴离子聚合物链的连续固定交缠，提高了有效粘度。由此，PEC的形成有效地冻结墨水/固色剂混合物，并阻止在印刷品干燥过程中可能发生的通常是颜料层不均匀的特征的颜料移动。根据本公开的实例，本公开的白色墨水制剂可以包含水性墨水载体(vehicle)和5重量％至50重量％的白色金属氧化物颜料，所述白色金属氧化物颜料具有100nm至2,000nm的平均粒度。所述白色金属氧化物颜料可以由具有基于干聚合物重量计不高于100mgKOH/g的酸值的非离子型或主要为非离子型的分散剂来分散。白色墨水可以进一步包含0.02重量％至2重量％的阴离子低分子量聚合物，其具有3,000Mw至50,000Mw的重均分子量和基于干聚合物重量计高于100mgKOH/g的酸值。该墨水还可以包含2重量％至30重量％的胶乳微粒，所述胶乳微粒具有0℃至130℃的玻璃化转变温度。在另一实例中，制造白色墨水的方法可以包括将水基载体(carrier)中的白色金属氧化物颜料与非离子型或主要为非离子型的分散剂一起研磨以形成白色金属氧化物颜料分散体，其中非离子型或主要为非离子型的分散剂限定为具有基于干聚合物重量计不高于100mgKOH/g的酸值。此外，该方法可以包括将以下成分与白色金属氧化物颜料分散体混合：水、有机共溶剂、具有3,000Mw至50,000Mw的重均分子量和基于干聚合物重量计高于100mgKOH/g的酸值的阴离子低分子量聚合物、和胶乳微粒，由此形成白色墨水。在另一实例中，白色热喷墨墨水可以包含水性喷墨墨水载体、TiO2颜料、和阴离子低分子量聚合物。TiO2颜料可以以10重量％至35重量％存在并且可以具有150nm至500nm的平均粒度。TiO2颜料还可以由具有基于干聚合物重量计不高于30mgKOH/g的酸值的非离子型或主要为非离子型的分散剂来分散。阴离子低分子量聚合物可以以0.02重量％至2重量％存在并且可以具有3,000Mw至50,000Mw的重均分子量以及基于干聚合物重量计高于150mgKOH/g的酸值。这些白色墨水可以用于在各种介质基底(包括光滑的聚合物(非多孔)介质基底)上形成白色图像，并且可以与涂布在介质表面上的固色剂组合印刷。例如，可以将含有阳离子聚合物的固色剂施加至介质基底并且可以将其配制以使得其阳离子聚合物与阴离子低分子量聚合物相互作用以固定白色金属氧化物颜料。在这些实例的每一个中，存在与包含阴离子低分子量聚合物(例如3,000Mw至50,000Mw，或3,000Mw至25,000Mw，或4,000Mw至10,000Mw)以及更主导浓度的白色金属氧化物颜料相关的若干优点。阴离子低分子量聚合物的添加提供了与可能存在于介质基底上、或作为待(数字)印刷的固色剂流体的一部分或以其它方式施加(模拟涂施)在介质基底上的阳离子聚合物的相对强至非常强的静电相互作用。这些阴离子低分子量聚合物的负电荷和相对低的重量提供了在光滑的聚合物表面上固定相对厚的墨水层以进行干燥和/或随后的热熔合，而同时不会过度提高墨水的粘度，例如通常低于附加的2cps的途径。图1描绘了一个实例，其中在临施加本公开的喷墨墨水之前(或基本同时)施加数字印刷的固色剂。图2描绘了一个实例，其中在施加喷墨墨水之前将固色剂施加至介质基底。这后一实例中的固色剂同样可以通过数字印刷来施加，或者可替代地通过模拟涂施，例如辊涂、帘式涂布、刮涂、Meyer棒涂或适用于在印刷基底上制造固色剂薄层的任何其它涂布方法等来施加。如图1和2中所示，喷墨印刷装置30适应于在介质基底40上数字印刷白色喷墨墨水10，并在一些实例中数字印刷固色剂组合物20。该介质基底可以是光滑的非多孔聚合物基底，这种基底以其它方式难以以高图像品质和高耐久性印刷。具体而言，图1显示了由印刷装置数字印刷的固色剂组合物，图2显示了以数字方式或通过模拟涂布方法预施加到介质基底上的固色剂组合物。在两种实例中，白色喷本文档来自技高网...

【技术保护点】
白色墨水，包含：水性墨水载体；5重量％至50重量％的白色金属氧化物颜料，所述白色金属氧化物颜料具有100nm至2,000nm的平均粒度，并由具有基于干聚合物重量计不高于100mg KOH/g的酸值的非离子型或主要为非离子型的分散剂来分散；0.02重量％至2重量％的阴离子低分子量聚合物，所述阴离子低分子量聚合物具有3,000Mw至50,000Mw的重均分子量和基于干聚合物重量计高于100mg KOH/g的酸值；和2重量％至30重量％的胶乳微粒，所述胶乳微粒具有0℃至130℃的玻璃化转变温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.白色墨水，包含：水性墨水载体；5重量％至50重量％的白色金属氧化物颜料，所述白色金属氧化物颜料具有100nm至2,000nm的平均粒度，并由具有基于干聚合物重量计不高于100mgKOH/g的酸值的非离子型或主要为非离子型的分散剂来分散；0.02重量％至2重量％的阴离子低分子量聚合物，所述阴离子低分子量聚合物具有3,000Mw至50,000Mw的重均分子量和基于干聚合物重量计高于100mgKOH/g的酸值；和2重量％至30重量％的胶乳微粒，所述胶乳微粒具有0℃至130℃的玻璃化转变温度。2.权利要求1的白色墨水，其中所述白色金属氧化物颜料包括二氧化钛微粒、氧化锌微粒、氧化锆微粒、或其组合。3.权利要求1的白色墨水，其中所述白色金属氧化物颜料具有150nm至500nm的平均粒度。4.权利要求1的白色墨水，其中所述阴离子低分子量聚合物以0.05重量％至0.9重量％存在。5.权利要求1的白色墨水，其中所述阴离子低分子量聚合物具有4,000Mw至10,000Mw的重均分子量。6.权利要求1的白色墨水，其中所述白色金属氧化物颜料与胶乳微粒以6∶1至1∶3的重量比存在于所述白色墨水中。7.权利要求1的白色墨水，其中所述胶乳微粒具有40℃至130℃的玻璃化转变温度。8.权利要求1的白色墨水，其中所述非离子型分散剂具有基于干聚合物重量计为30mgKOH/g或更低的酸值。9.权利要求1的白色墨水，其中所述非离子型或主要为非离子型的分散剂是亲水性烷氧基硅烷分散剂、具有低聚物长度范围聚醚链的可水解的硅烷偶联剂、或梳型结构的低至中等程度支链共聚物，所述梳型结构具有聚醚侧链和连接至其主链的酸性锚定基团。10.权利要求1的白色墨水，其中所述白色墨水是热...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·J·布鲁因斯马，V·卡斯珀奇克，T·W·巴特勒，
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