不起泡的水性无粒子喷墨墨水组合物制造技术

可以使用水性无粒子喷墨墨水组合物将无色或彩色涂料喷墨到基底上，所述水性无粒子喷墨墨水组合物具有小于5厘泊的粘度，并以小于或等于20重量％的总量包括阴离子聚醚聚氨酯与阴离子丙烯酸类聚合物或阴离子苯乙烯‑丙烯酸类聚合物的组合。该组合物可以是无色的(不含着色剂)，或其可以含有合适的着色剂以提供彩色图像。该组合物还包括具有至少3和至多且包括5的亲水‑亲油平衡值的消泡剂，并且该消泡剂以至少0.15重量％和至多且包括1重量％的量存在。此类组合物可用于包括再循环设备和方法的喷墨印刷方法，并可以作为墨水组的一部分提供。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】不起泡的水性无粒子喷墨墨水组合物专利
本专利技术涉及水性无粒子喷墨墨水组合物、墨水组和使用它们提供喷墨图像的方法，特别是使用在再循环喷墨印刷设备中的此类组合物。在许多实施方案中，所述水性无粒子喷墨墨水组合物是无色的，意味着它们不含着色剂并可用于提供有光泽的图像。由于存在特定类型的消泡剂，所述水性无粒子喷墨墨水组合物在制造和使用过程中表现出降低的起泡。专利技术背景喷墨印刷系统通常具有两种类型：按需喷墨(DOD)印刷系统和连续喷墨(CIJ)印刷系统。喷墨印刷是用于将图像(诸如彩色图像)印刷到基底上的标准方法，其中从印刷装置将墨滴料流引导至合适的接收元件或基底的接收表面。墨滴料流的方向可以以电子方式进行控制，使得墨滴在该基底上印刷所需图像或信息，而无需印刷装置与被施加该墨水的接收表面之间接触。包含适于喷墨印刷的基底的物品包括但不限于用于消费品的容器、货币、汇票、信封、印有信头的信纸、身份证、彩票、银行卡、识别条、标签、小册子、标牌和其它公知的材料。按需喷墨印刷系统广泛用于家用或商用喷墨打印机以及较慢的商用印刷机，它们都已存在数十年。如名称暗示的那样，这种类型的喷墨印刷使用仅在数字控制器发信号通知时喷射墨滴的打印头。CIJ印刷系统通常包含两个主要组件，流体系统(包括再循环主要流体供应器或墨斗)和一个或多个打印头。墨水可以经由供应管线从再循环主要流体供应器泵送至歧管(manifold)，该歧管在足够的压力下将墨水分配至通常以线性阵列排列的多个孔口，以便令墨水料流从打印头的孔口流出。可以对打印头施加刺激以便令那些墨水料流形成尺寸和间隔均匀的液滴的料流，所述液滴以合适的方式偏转进入印刷或非印刷路径。可以使用液滴捕获器和返回管线使非印刷液滴返回到再循环主要流体供应器。与DOD印刷系统相反，CIJ印刷系统可以包括使用连续的墨滴料流，所述墨滴被分离以区分间隔开的印刷液滴和非印刷液滴。这种区分可以通过对液滴进行静电充电并使充电的液滴穿过电场来实现。充电的液滴被电荷场偏转，并被捕获和送回到墨斗。未充电的液滴打印在基底或接收材料上。当打印头以数字方式产生大小液滴时也可以实现这种区分。小的液滴被空气流偏转并送回到墨斗。受空气流影响较少的大的液滴打印到基底或接收材料上。一些可用的CIJ印刷设备和打印头制造例如描述在美国专利6,588,888(Jeanmaire等人)和6,943,037(Anagnostopoulos等人)中。市售的CIJ墨水大多数是水性染料基墨水，其显示许多问题。在此类染料基墨水中，在显微镜下观察不到粒子。尽管在染料基喷墨墨水领域存在许多新进展，此类墨水仍受困于诸如在涂布光泽纸上的光学密度低和耐光度不佳的缺陷。当水用作载体时，此类墨水通常还受困于耐水性差、耐蹭脏差和光泽不受控制。为了解决这许多问题，已经开发了颜料基墨水并并入商业CIJ系统，如上文引用的专利及其中引用的各种出版物中所述。此外，美国专利7,537,650(Szajewski等人)描述了含有彩色水性墨水(具有阳离子型着色剂或颜料)和含有阴离子聚合物或低聚物的基本无色的水性墨水的喷墨套件。此类墨水可以以基本重叠的方式施加。两种墨水通常均施加到接收元件的相同区域，以使墨水中阳离子和阴离子材料的混合在各种基底上提供更一致的单色密度，由此减少色彩间渗色和不均匀。通常，此类颜料基彩色墨水可以包含多种彩色颜料，可以根据特定应用和印刷系统的性能要求及所需印刷结果来选择它们。例如，此类颜料可以包括但不限于炭黑或其它黑色颜料、红色颜料、绿色颜料、蓝色颜料、橙色颜料、紫色颜料、品红色颜料、黄色颜料和青色颜料。通常期望使用此类颜料基墨水的印刷图像具有至少0.5的视觉密度。含有各种荧光颜料和任选地彩色非荧光颜料的无色或不可见的水性喷墨印刷机墨水组合物描述在美国专利8,349,211(Cai等人)和美国专利申请公开2014/0231674(Cook)中。已经将各种添加剂并入彩色和无色喷墨墨水组合物中以提供所需物理和化学性质。例如，在一些情况下，可以以少量包含消泡剂(或除泡沫剂或去沫剂)以降低生产或使用过程中起泡的倾向。已经观察到，当水性喷墨墨水组合物由再循环主要流体供应器提供并可能通过一个或更多个过滤器时，已知的具有低于3的亲水-亲油平衡值的消泡剂不足以保持起泡受控，因此，此类水性喷墨墨水组合物不能随意地用于此类再循环系统。起泡可导致再循环主要流体供应器的溢流和严重浪费。解决这一问题以便起泡在此类再循环喷墨系统中不成为问题是合乎需要的。专利技术概述本专利技术提供在25℃下具有小于5厘泊(0.005N-sec)的粘度的水性无粒子喷墨墨水组合物，并包含：具有至少50的酸值的阴离子聚醚聚氨酯和具有至少50的酸值的阴离子丙烯酸类聚合物或阴离子苯乙烯-丙烯酸类聚合物；其中所述阴离子聚醚聚氨酯对所述阴离子丙烯酸类聚合物或阴离子苯乙烯-丙烯酸类聚合物的重量比为1∶9至并包括9∶1，并且，基于所述水性无粒子喷墨墨水组合物的总重量，阴离子聚醚聚氨酯与阴离子丙烯酸类聚合物或阴离子苯乙烯-丙烯酸类聚合物的总量小于或等于20重量％，和具有至少3和至多且包括5的亲水-亲油平衡值的消泡剂，基于水性无粒子喷墨墨水组合物的总重量，所述消泡剂以至少0.15重量％和至多且包括1重量％的量存在。此类组合物可以是无色的(不含下述着色剂)或其可以是彩色的并含有一种或更多种如下所述的合适的非颗粒着色剂。本专利技术还提供喷墨印刷方法，包括：提供基底，从含有所述水性无粒子喷墨墨水组合物的再循环主要流体供应器将本专利技术的水性无粒子喷墨墨水组合物的任何实施方案喷墨到所述基底上。在一些实施方案中，此类方法可进一步包括：作为来自再循环主要流体供应器的连续料流供应所述水性无粒子喷墨墨水组合物，在喷墨过程中，将所述连续料流破碎成印刷墨滴和非印刷墨滴；知收集非印刷墨滴并将其送回再循环主要流体供应器。此外，本专利技术提供了包含至少以下个别墨水的墨水组：1)权利要求1的水性无粒子喷墨墨水组合物；和2)包含至少一种着色剂的水性彩色喷墨墨水组合物。由于存在具有至少3和至多且包括5的亲水-亲油平衡(HLB)值的独特的消泡剂，本专利技术的水性无粒子喷墨墨水组合物在使用过程中不易受到大量起泡的影响。如果用于水性无粒子喷墨墨水组合物的消泡剂具有低于3的亲水-亲油平衡(HLB)值，那么该水性无粒子喷墨墨水组合物倾向于在再循环过程中被滤除、无法在喷墨过程中形成明显的液滴、或表现出多个液滴的过度合并(附聚)。如果用于本专利技术的消泡剂具有大于5的HLB值，那么，在该喷墨印刷系统中再循环和过滤的过程中起泡的倾向过大。本专利技术提供许多优点。用于水性无粒子喷墨墨水组合物的特定消泡剂具有至少3和至多且包括5的HLB值，并存在消泡与过滤性质的平衡，以便该组合物可以容易地用于再循环喷墨印刷设备和系统以实现希望的墨水喷射，而没有不合意的浪费或再循环过滤器的堵塞。如上所述，已知的具有较低HLB值的消泡剂通过吸附到过滤介质上而被频繁地从制剂中除去，导致在此类再循环喷墨印刷系统中的起泡问题。用于本专利技术的消泡剂具有独特的溶解度平衡，以经受住重复过滤、在合理浓度下减少起泡、并允许喷墨液滴形成具有低的液滴聚结倾向。附图简述图1是用于评价下文在实施例中描述的某些水性无色无粒子喷墨墨水组合物的泡沫测试设备的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.在25℃下具有小于5厘泊(0.005N‑sec)的粘度的水性无粒子喷墨墨水组合物，并包含：具有至少50的酸值的阴离子聚醚聚氨酯和具有至少50的酸值的阴离子丙烯酸类聚合物或阴离子苯乙烯‑丙烯酸类聚合物；其中所述阴离子聚醚聚氨酯对所述阴离子丙烯酸类聚合物或阴离子苯乙烯‑丙烯酸类聚合物的重量比为1:9至并包括9:1，并且基于所述水性无粒子喷墨墨水组合物总重量，所述阴离子聚醚聚氨酯与所述阴离子丙烯酸类聚合物或阴离子苯乙烯‑丙烯酸类聚合物的总量小于或等于20重量％，和具有至少3和至多且包括5的亲水‑亲油平衡值的消泡剂，基于所述水性无粒子喷墨墨水组合物总重量，所述消泡剂以至少0.15重量％和至多且包括1重量％的量存在。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.18 US 15/2402131.在25℃下具有小于5厘泊(0.005N-sec)的粘度的水性无粒子喷墨墨水组合物，并包含：具有至少50的酸值的阴离子聚醚聚氨酯和具有至少50的酸值的阴离子丙烯酸类聚合物或阴离子苯乙烯-丙烯酸类聚合物；其中所述阴离子聚醚聚氨酯对所述阴离子丙烯酸类聚合物或阴离子苯乙烯-丙烯酸类聚合物的重量比为1:9至并包括9:1，并且基于所述水性无粒子喷墨墨水组合物总重量，所述阴离子聚醚聚氨酯与所述阴离子丙烯酸类聚合物或阴离子苯乙烯-丙烯酸类聚合物的总量小于或等于20重量％，和具有至少3和至多且包括5的亲水-亲油平衡值的消泡剂，基于所述水性无粒子喷墨墨水组合物总重量，所述消泡剂以至少0.15重量％和至多且包括1重量％的量存在。2.权利要求1的水性无粒子喷墨墨水组合物，其是水性无色无粒子喷墨墨水组合物。3.权利要求1的水性无粒子喷墨墨水组合物，其中所述消泡剂具有至少3和至多且包括4的亲水-亲油平衡值。4.权利要求1的水性无粒子喷墨墨水组合物，其中所述消泡剂以基于水性无粒子喷墨墨水组合物的总重量至少0.2重量％和至多且包括0.8重量％的量存在。5.权利要求1的水性无粒子喷墨墨水组合物，包含至少一种分子量为至少2,000和至多且包括10,000道尔顿的阴离子丙烯酸类聚合物或阴离子苯乙烯-丙烯酸类聚合物和至少一种分子量大于10,000道尔顿的阴离子丙烯酸类聚合物或至少一种阴离子苯乙烯-丙烯酸类聚合物的混合物。6.权利要求1的水性无粒子喷墨墨水组合物，其中所述阴离子聚醚聚氨酯与所述阴离子丙烯酸类聚合物或所述阴离子苯乙烯-丙烯酸类聚合物的总量为基于水性无粒子喷墨墨水组合物的总重量至少5重量％和至多且包括18重量％。7.权利要求1的水性无粒子喷墨墨水组合物，进一步以基于水性无粒子喷墨墨水组合物的总重量至多且包括1重量％的量包含改性聚硅氧烷。8....

【专利技术属性】
技术研发人员：BB卢西尔，DT莱恩汉，
申请(专利权)人：伊斯曼柯达公司，
类型：发明
国别省市：美国,US