白色墨水制造技术

本公开提供一个实例，其中白色墨水可包含水性墨水连结料和5重量％至60重量％的白色絮凝着色剂团块。所述白色絮凝着色剂团块可包含白色金属氧化物颜料、氧化铝涂层和与氧化铝涂布的颜料的表面缔合的聚合物分散剂。所述白色金属氧化物颜料可具有100纳米至2,000纳米的平均粒度。所述白色金属氧化物颜料上的氧化铝涂层可形成氧化铝涂布的颜料，其中所述氧化铝涂层主要是氧化铝，且白色金属氧化物颜料含量/氧化铝含量可以为按重量计99∶1至9∶1。

Ivory Ink

The present disclosure provides an example in which white ink contains a water-based ink link and a white flocculant mass of 5 weight to 60 weight%. The white flocculant coloring mass can contain white metal oxide pigments, alumina coatings and polymer dispersants which are surface association with alumina coated pigments. The white metal oxide pigment can have an average size of 100 nanometers to 2000 nanometers. The alumina coating on the white metal oxide pigment can form alumina coated pigments, wherein the alumina coating is mainly alumina, and the content of white metal oxide pigment / alumina content can be 99 to 1 to 9: 1 by weight.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】白色墨水背景喷墨印刷系统的使用近年来已急剧增长。这种增长可归因于印刷分辨率和整体印刷品质的合意性以及成本的显著降低。当今的喷墨印刷机在比仅几年前可供应的可比较的产品低的成本下为许多商业、商务和家庭应用提供可接受的印刷品质。尽管它们最近取得成功，研究和开发的努力仍继续在各种不同应用中推进喷墨印刷品质，但仍然存在挑战。附图简述从结合附图作出的下列详述中可看出本公开的附加特征和优点，所述详述和附图一起举例说明本技术的特征。图1A描绘分散的白色金属氧化物颜料，且图1B描绘采用白色金属氧化物颜料，如TiO2在短时间内出现的典型沉降；图1C描绘一种示例性白色金属氧化物颜料，如TiO2，其具有被根据本公开的实例的两种不同类型的聚合物分散剂的致密层涂布的阳离子氧化铝表面；图1D描绘根据本公开的实例制备的分散的白色金属氧化物颜料，且图1E描绘根据本公开的实例随时间经过发生的沉降以从其形成絮凝物；图2描绘在介质基底上印刷白色喷墨墨水的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配制物且其中该白色喷墨墨水根据本公开的实例制备的实例；图3描绘在介质基底上印刷(数字或通过模拟施加)白色喷墨墨水之前将阳离子聚合物施加到介质基底上且其中该白色喷墨墨水根据本公开的实例制备的实例；图4描绘热干燥和熔合如根据本公开的实例的图2或3中所述的印刷的图像的实例；图5描绘在根据本公开的实例热熔合在介质基底上后的印刷制品，如图4中所示的印刷制品；图6是描述根据本公开的实例制造白色墨水的方法的流程图；图7是描绘根据本公开的实例pH对氧化铝涂层的影响的图；图8是描绘根据本公开的实例制备的白色颜料分散体作为浓度的函数的非牛顿性质的图；图9是描绘用于根据本公开的实例制备非牛顿白色墨水的另一分散体的非牛顿特性的图；且图10是描绘用于根据本公开的实例制备非牛顿白色墨水的另一分散体的非牛顿特性的图，以及根据本公开的实例由其制备的非牛顿白色墨水。现在将提及本文举例说明的某些技术实例，并且在本文中将使用具体语言描述它们。但是要理解的是，无意由此限制本公开的范围。详述本公开涉及白色墨水，包括基于水的白色喷墨墨水，其可从各种类型的喷墨印刷头喷射，但也可特别友好地用于热喷墨印刷头。在一些情况下，这些墨水借助固着剂(fixer)涂层或固着剂墨水，不仅可印刷在多孔介质上，还有效印刷在更具挑战性的无孔聚合物介质上。某些颜料的印刷在实现一些合意的性质方面可能比其它颜料更具挑战性。例如，与黑色、品红色或青色墨水相比，白色墨水更难实现与白色外观对应的墨水不透明度。另外，高着色剂载量(loads)和大颜料粒度会造成堵塞喷墨印刷头和其它微通道的沉降。更具体地，高堆积密度和较大粒度的组合倾向于造成基于水的喷墨墨水配制物中的颜料的高沉降速率，并且这些较大和较致密的颜料可极快形成沉降物，例如在几天内。一旦已形成沉降物，重力倾向于造成紧密压实或胶结的沉降物，这对再悬浮非常具有挑战性，堵塞印刷头和微通道等。延长的搅拌或摇振可能不足以分散(breakdown)沉降物中的聚集粒子以疏通堵塞的通道和使沉降的墨水恢复其初始可用状态。此外，不可逆的颜料沉降也会降低印刷品质，因为不可再分散的颜料沉降物的形成降低剩余的墨水液体部分中的体相(bulk)颜料浓度，损害印刷不透明度。在更极端的情况下，在无法实现再悬浮的方式下的沉降甚至会使墨水基本透明。本公开的白色墨水解决与使用相对较大和致密的白色金属氧化物颜料粒子的白色墨水的系统可靠性和印刷不透明度性能相关的问题。举例而言，具有例如100纳米至2000纳米、150纳米至750纳米或200纳米至500纳米的相对较大粒度的白色金属氧化物颜料，如TiO2的高堆积密度可用于提供高不透明度性能。但是，高堆积密度，例如对金红石形式而言大约4.2，和大粒度也会造成低粘度基于水的喷墨墨水配制物中的颜料的快速沉降。更具体地，TiO2粒子(见图1A)容易附聚，造成难以散开的沉降物(见图2B)，例如形成具有极强粒间内聚力的层。这会堵塞供墨系统和喷墨印刷头的流体通路，以使印刷装置在几天内不可运行。由于难以完全消除大致密粒子在低粘度环境中的沉降，降低沉降速率或允许以产生更容易再悬浮的沉降物的方式发生沉降提供了良好的解决方案。例如，如图1C中所示，显示用附着两种不同类型的聚合物分散剂，即具有阴离子或酸性锚定基团的梳型结构的吸附的非离子或主要非离子聚合物分散剂16a以及阴离子分散剂16b的致密层的阳离子氧化铝表面14涂布一种示例性白色金属氧化物颜料12，如TiO2。尽管显示两种分散剂，但要指出，许多实例可以用仅一种分散剂或多于两种分散剂制备。因此，根据本公开的实例，白色金属氧化物颜料可以用氧化铝处理以形成涂层，并且经涂布的颜料可以进一步用聚合物分散剂分散(见图1D)，其不阻止重力沉降，而是提供形成在轻微搅动或摇振下容易再悬浮的颜料的松散絮凝物(见图1E)的条件。基本上，通过与聚合物分散剂一起研磨氧化铝涂布的白色金属氧化物颜料，氧化铝涂层从白色金属氧化物颜料上部分碎裂并且通过与其缔合的聚合物分散剂进一步悬浮该复合粒子(由初始颜料和二氧化硅涂层的碎片构成)。这允许颜料在水性墨水连结料(vehicle)中更受控地失稳定。通过允许弱缔合的胶体粒子发生沉降(作为松散絮凝体(flocs)或絮凝物)，可以形成容易再悬浮而不会永久堵塞喷墨印刷头和/或流体通道的低密度蓬松沉降物。因此，当沉降时，形成白色金属氧化物颜料的更良性絮凝物(而非不可恢复的紧密堆积的颜料)。此外，颜料表面上的氧化铝涂层也可以与通常也存在于墨水中的胶乳粒子协作以充当白色金属氧化物颜料粒子之间的低n间隔物(spacer)，由此增强白色印刷不透明度。术语“氧化铝”通常是指各种形式的氧化铝和氢氧化铝氧化物(aluminumhydroxideoxide)。据此，本公开涉及白色墨水，其包含水性墨水连结料和5重量％至60重量％的白色絮凝着色剂团块。所述白色絮凝着色剂团块可包含白色金属氧化物颜料、氧化铝涂层和与氧化铝涂布的颜料的表面缔合的聚合物分散剂。所述白色金属氧化物颜料可具有100纳米至2,000纳米的平均粒度，且所述白色金属氧化物颜料上的氧化铝涂层形成氧化铝涂布颜料，其中所述氧化铝涂层主要是氧化铝，且其中白色金属氧化物颜料含量/氧化铝含量为按重量计99∶1至9∶1，和在一个实例中按重量计49∶1至47∶3。术语“主要是氧化铝”是指该涂层中的氧化铝多于任何其它金属或半金属。例如，如果该涂层包含二氧化硅，在该涂层中存在的氧化铝按重量计多于二氧化硅。在一个实例中，该白色墨水可包含5重量％至50重量％白色金属氧化物颜料、0.05重量％至10重量％在氧化铝涂层中的氧化铝和0.005重量％至5重量％聚合物分散剂。在另一实例中，该白色金属氧化物颜料可包括二氧化钛颗粒、氧化锌颗粒、氧化锆颗粒或其组合。在再一实例中，该白色墨水进一步包含具有-20℃至130℃的玻璃化转变温度的胶乳颗粒，例如2重量％至30重量％。在另一实例中，该聚合物分散剂可包含具有阴离子锚定基团和基于干聚合物重量计不高于100mgKOH/g的酸值的非离子或主要非离子分散剂。该聚合物分散剂在一些实例中可进一步包含具有基于干聚合物重量计高于100mgKOH/g的酸值本文档来自技高网...

【技术保护点】
白色墨水，其包含：水性墨水连结料；5重量％至60重量％的白色絮凝着色剂团块，其包含：具有100纳米至2,000纳米的平均粒度的白色金属氧化物颜料，涂布在所述白色金属氧化物颜料上以形成氧化铝涂布的颜料的氧化铝涂层，其中所述氧化铝涂层主要是氧化铝，且其中白色金属氧化物颜料含量/氧化铝含量为按重量计99∶1至9∶1，和与氧化铝涂布的颜料的表面缔合的聚合物分散剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.白色墨水，其包含：水性墨水连结料；5重量％至60重量％的白色絮凝着色剂团块，其包含：具有100纳米至2,000纳米的平均粒度的白色金属氧化物颜料，涂布在所述白色金属氧化物颜料上以形成氧化铝涂布的颜料的氧化铝涂层，其中所述氧化铝涂层主要是氧化铝，且其中白色金属氧化物颜料含量/氧化铝含量为按重量计99∶1至9∶1，和与氧化铝涂布的颜料的表面缔合的聚合物分散剂。2.权利要求1的白色墨水，其中白色金属氧化物颜料含量/氧化铝含量为按重量计49∶1至47∶3。3.权利要求1的白色墨水，其中所述氧化铝涂层进一步包含二氧化硅。4.权利要求1的白色墨水，其中所述白色墨水包含5重量％至50重量％白色金属氧化物颜料、0.05重量％至10重量％在氧化铝涂层中的氧化铝和0.005重量％至5重量％聚合物分散剂。5.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颗粒、氧化锌颗粒、氧化锆颗粒或其组合。6.权利要求1的白色墨水，其中所述白色墨水进一步包含具有-20℃至130℃的玻璃化转变温度的胶乳颗粒。7.权利要求1的白色墨水，其中所述聚合物分散剂包含具有阴离子锚定基团和基于干聚合物重量计不高于100mgKOH/g的酸值的非离子或主要非离子分散剂。8.权利要求7的白色墨水，其中所述聚合物分散剂进一步包含具有基于干聚合物重量计高于100mgKOH/g的酸值的阴离子分散剂。9.权利要求1的白色墨水，其中所述白色墨水在搅动状态下以使白色着色剂从白色絮凝着色剂团块中再悬浮。10.权利要求1的白色墨水，其中所述白色墨水如在25℃下在10s-1剪切速率下测得的粘度比在1000s-1剪切速率下测得的粘度高至少20％所定义是非牛顿的。11.制造白色墨水的方法，其包括：在基于水的载体中研磨用氧化铝涂布的白色金属氧化物颜料和聚合物分散剂以形成含有悬浮...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·卡斯帕奇克，P·J·布鲁因斯马，M·A·巴雷托，
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