专利名称：单批胶乳油墨组合物和方法
单批胶乳油墨组合物和方法背景
有多个原因使喷墨打印已变成在 各种介质表面上，尤其在纸和照相介质底基上，记录图象的流行法。其中部分原因包括打印机噪音低，能高速记录和能彩色记录。此外，这些优点能以对消费者较低的价格获得。关于喷墨油墨化学，大多数商品喷墨油墨都是水基的。因此，它们的成分一般是水溶性的，如在诸多染料的情况下，或是水可分散的，如在颜料的情况下。此外，喷墨油墨具有适应热喷墨结构普遍的高频喷射和点火室再灌注工艺的低粘度。随喷墨油墨应用的进展，通过正在进行的研发努力，不断寻求对这类打印体系的改进。附图
简沭
从以下详述，结合附图一两者都通过举例说明本发明的特点，本发明的其它特点和优点将显而易见；其中
图I是按照本发明实施方案的单批胶乳喷墨油墨(a single batch latex ink-jetink)的透射电镜(TEM)图像；和图2是对比油墨的TEM图像。下面将参考所示的典型实施方案并用本文的特定语言来描述之。但应理解无意以此来限制本发明的范围。发明详沭
在公开并阐述本发明之前，应理解，本公开不限于本文所公开的特定工艺步骤和材料，因为这类工艺步骤和材料可稍加变化。还应理解，本文所用的术语仅用来描述特定实施方案。无意使这些术语成为限定性的，因为旨在使本公开的范围仅受所附权利要求及其等代体的限制。必须指出，如本说明书和所附权利要求中所用，单数形式“一”和“这”包括复数事物在内，除非上下文中另有清楚的说明。如本文所用，“液态载色体”、“载色体”或“液态介质”是指能使本公开的着色剂分散或溶解在其中而形成喷墨油墨的流体。液态载色体是本领域熟知的，而且可按照本公开的实施方案使用很多种油墨载色体。这类油墨载色体可包括多种不同试剂的混合物，包括但不限于，表面活性剂、有机溶剂和助溶剂、缓冲剂、生物杀伤剂、粘度改性剂、螯合剂、稳定齐Li、抗-kogation剂和水。除着色剂外，液态载色体还可含固体添加剂，如聚合物、胶乳、UV可固体材料、增塑剂、盐等，虽然它们本身并非部分液态载色体。此外，术语“含水液态载色体”或“含水载色体”是指包括水为溶剂的液态载色体。如本文所用，“颜料” 一般包括颜料着色剂、磁颗粒、氧化铝、氧化硅和/或其它陶瓷、有机金属化合物或其它不透明颗粒，不论这些颗粒是否赋色。因此，虽然本公开主要列举颜料着色剂的应用，但术语“颜料”可更广泛地用来描述不仅颜料着色剂，还有其它颜料，如有机金属化合物、铁氧体、陶瓷等。但在一个具体实施方案中，颜料是颜料着色剂。如本文所用，Tg是用Fox方程计算的玻璃化转变温度共聚物的Tg=I八Wa/ (TgA) +Wb/(TgB)+…)，其中Wa=共聚物中单体A的重量分数，TgA是单体A的均聚物的Tg值，Wb=单体B的重量分数，TgB是单体B的均聚物的Tg值，等。如本文所用，“被取代”是指化合物或部分中的氢原子被另一个原子如碳链或杂原子(其是被称作取代基的部分基团)所取代。“取代基”包括，例如，烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、链稀基、稀氧基、块基、块氧基、硫烧基、硫稀基、硫块基和硫芳基。如本文所用“杂原子”是指氮、氧、磷或硫。术语“齒”和“卤素 ”是指氟、氯、溴或碘取代基。术语“环状”是指具有脂环或芳环结构，它们可以是，或也可以不是被取代的，而且可以包括，或也可以不包括，一个或多个杂原子。环结构包括单环结构、双环结构和多环结构。术语“脂环”用来指脂环部分，而非芳环部分。如本文所用，“烷基”是指支化、未支化或环状的饱和烃基，它们一般，虽然未必，含，例如，I 约50个碳原子，或I 约40个碳原子，或I 约30个碳原子。烷基包括，但不限于，例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、辛基和癸基，以及环烷基，例如，环戊基和环己基。术语“低级烷基”是指具有I 6个碳原子的烷基。术语“高级烷基”是指具有6个以上碳原子，例如，含7 约50个碳原子，或7 约40个碳原子，或7 约30个或更多个碳原子的烷基。如本文所用“取代烷基”是指被一个或多个取代基所取代的烷基。术语“杂烷基”是指其中至少一个碳原子被杂原子所取代的烷基。如未另加说明，则术语“烷基”包括未取代烷基、取代烷基、低级烷基和杂烷基。如本文所用“芳基”是指含一个芳环或多个稠合在一起、直接连接或间接连接的芳环(从而不同的芳环键合在亚甲基或亚乙基部分的同一基团上)的基团。本文所述的芳基可含有，但不限于，5 约50个碳原子,或5 约40个碳原子,或5 约30个或更多碳原子。芳基包括，例如，苯基、萘基、蒽基、菲基、联苯基、二苯醚、二苯胺和苯酮。术语“取代芳基”是指包含一个或多个取代基的芳基。术语“杂芳基”是指其中至少一个碳原子被杂原子所取代的芳基。如未另加说明，则术语“芳基”包括未取代芳基、取代芳基和杂芳基。如本文所用，术语“约”，被用来对数值范围端点提供灵活性，方法是使一个给定值可“略大于”或“略小于”端点值。该术语的灵活程度可取决于特定变量并可在本领域技术人员的知识范围内，根据经验和本文的相关描述来确定。如本文所用，为方便起见，可以在通用表内给出很多物品、结构元件、组成元素和/或材料。但是，应把这些表看成恰如表内的每个成员都被独立地鉴定为单独和独特的成员。因此，不应仅根据它们存在于通用组内而未指示不同点就把该表内的任何一个成员看成是同一表内任何其它成员的实际等同体。本文中，浓度、用量和其它数值都可以范围形式表示或给出。应理解，用这类范围形式仅是为了简便，并因此应被灵活地解释为不仅包括明确列出为范围极限的数值，而且还包括该范围内所包括的所有一个个数值或次范围，恰如已明确列出了每个数值和次范围一样。例如，数值范围“约I wt% 约5 wt%”应解释为不仅包括已明确列出的约I wt% 约5 wt%的数值,而且还包括所示范围内的一个个数值和次范围。因此,在该数值范围内包括2，3，5和4之类的一个个值和I 3、2 4和3 5等的次范围。该同一原则也适用于仅列出一个数值的范围。此外，不论所述范围或特性的宽度，这种解释也应适用。现已认识到，通过控制胶乳的尺寸和被包封颜料的尺寸可以在不牺牲性能的前提下制成单批胶乳喷墨油墨。实现上述尺寸控制的方法是，使胶乳颗粒和被包封颜料在目标尺寸参数内并排除特定量目标尺寸参数以外的胶乳颗粒和被包封颜料。此外，还已认识到，本方法提供远高于现有方法的效率，因为本方法无需多个分离反应，或无需在油墨制造前得到胶乳颗粒和/或被包封颜料。因此，本公开的目标是组 合物和方法，其中要改变聚合的至少一个反应条件才能提供单批胶乳喷墨油墨。该组合物和方法使所形成的胶乳颗粒和被包封颜料具有特定的尺寸参数。须指出，当讨论本方法和相关组合物时，这类讨论中的每一项都能被认为适用于这些实施方案中的每一个，不论在那个实施方案中是否已明确讨论了它们。因此，例如，在讨论在制造单批胶乳喷墨油墨的方法中所用的单体时，该单体也能用于喷墨油墨组合物，反之亦然。在一个实施方案中，制造单批胶乳喷墨油墨的方法可包括在溶剂内乳化颜料和单体以及以足以包封颜料和足以形成单独胶乳颗粒的反应条件来聚合单体，从而形成单批胶乳喷墨油墨。此外，该方法可提供含少于约O. 5 wt%的直径等于或小于50 nm的胶乳颗粒，含约I wt% 约10 wt%的直径为约100 nm 约250 nm的胶乳颗粒，以及含约3 wt% 约5 wt%的被包封颜料的单批胶乳喷墨油墨。此外，本公开提供用本文所述的任何方法所制成的喷墨油墨。本方法和组合物不同于本领域内已有的那类方法一分别合成被包封颜料和胶乳颗粒，然后用适当的材料将它们组合起来以形成喷墨油墨。具体地说，能实施本方法来形成被包封颜料和胶乳，它们在任选地与其它载色液组分配方时，就能进行直接喷墨；即单批月父乳喷墨油墨。一般，为了提供单批胶乳喷墨油墨，可改变几个反应条件中的至少一个。能影响包封和胶乳颗粒形成的多个反应条件包括改变分散剂的存在量，改变粘度，改变表面活性剂用量和/或改变聚合的引发剂用量。因此，已认识到，制造具有允许直接喷墨的特定尺寸分布的单批胶乳喷墨油墨而无需单独地从被包封颜料制造胶乳是本领域的重大进展。在一个实施方案中，足以包封颜料和足以形成具有本文所讨论的单独胶乳颗粒尺寸分布的胶乳颗粒的反应条件是减少聚合的引发剂用量如下加入第一份量引发剂以引发聚合，然后在聚合期间加入第二份量引发剂，第二份量引发剂要在至少I h内加入，以及其中第二份量占所加引发剂总量的至少30%。在另一个实施方案中，第二份量可占所加引发剂总量的至少40%。在又一个实施方案中，第二份量可在至少3 h内加入。在另一个实施方案中涉及的反应条件与乳液粘度相关，而且在有些实施方案中，可以在约40 cP 约70 cP范围内，而对比油墨具有更传统的约25 cP的乳液粘度。也就是说，应理解，该粘度未必为所有的胶乳提供能喷墨的尺寸分布。而本方法则能为胶乳颗粒和被包封颜料的任何具体组合进行裁制。但是，用对比油墨提供必要反应条件的客观确定；即反应条件可以是以上列出的能把对比油墨的胶乳和被包封颜料的尺寸分布变成单批月父乳喷墨油墨的尺寸分布，从而使单批I父乳喷墨油墨是可喷墨的那些。除上述尺寸分布外，在一个实施方案中，单批胶乳喷墨油墨可含少于约O. I ￥丨％的直径等于或小于50 nm的胶乳颗粒并含约3 wt% 约6 wt%的直径约100 nm 约250 nm的胶乳颗粒。在另一个实施方案中，胶乳颗粒可含少于约5 wt%的直径大于约500 nm的胶乳颗粒。对于单批胶乳喷墨油墨，聚合物与颜料的重量百分数之比可以是至少3:1。在一个实施方案中，聚合物与颜料的重量百分数之比可以是至少5:1。此外，被包封颜料的尺寸与胶乳颗粒的尺寸之比可以是3:1 1:3。在一个实施方案中，该比值可以是约2:1。本方法可包括多个分散和乳化步骤。在一个实施方案中，颜料和单体的分散可包括加入分散剂。在另一个实施方案中，乳液的形成可包括加入水和表面活性剂。此外，可以用微流体化法来形成乳液。在一个发明点中，微流体化的液体剪切压力可以是1，000 30, 000 psi。在另一个实施方案中，可以用声处理法来形成乳液。一旦聚合结束，就可将单批胶乳喷墨油墨贮存备用。在一个实施方案中，单批胶乳喷墨油墨在贮存前可以被滤过10 Mm筛目。在另一个实施方案中，单批胶乳喷墨油墨在贮存前可以被滤过I Mm筛目。单批胶乳喷墨油墨的pH值可以是约8 约9。
本文所述的胶乳颗粒一般都从胶乳单体聚合，如本领域所知，或者在被包封颜料的情况下，包括聚合的胶乳单体。在一个实施方案中，单体可包括线形脂族、支化脂族或环脂族丙烯酸酯。在另一个实施方案中，被包封颜料和胶乳颗粒可包括至少一种亲水单体和一种疏水单体。在一个实施方案中，线形脂族丙烯酸酯、支化脂族丙烯酸酯或环脂族丙烯酸酯可包括，但不限于，丙烯酸乙酯、丙酯、异丁酯、丁酯、叔丁酯、戊酯、己酯、庚酯、辛酯、壬酯、癸酯、十二烷酯、十八烷酯、2-乙基己酯、月桂酯、环己酯和叔丁基环己酯。也可用这类单体与含杂原子的官能化单体的混合物来提高和细调所期望的胶乳性能。这些单体可包括，但不限于，丙烯酸2-羟乙酯、2-羟丙酯、2-羟丁酯、二甲基氨基乙酯、缩水甘油酯、丁二醇酯、2-羧乙酯、2-乙氧基乙酯；二甘醇甲醚、乙二醇甲醚、乙二醇苯基醚丙烯酸酯；丙烯酸2-(4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基)乙酯、2-( 二烷基氨基)乙酯、2-( 二烷基氨基)丙酯、2-[ [ ( 丁基氨基)擬基]-氧基]乙酯、2-轻基-3-苯氧基丙酯、3，5，5-二甲基己酯、3_(三甲氧基甲硅烷基)丙酯、3-磺基丙酯；二甘醇-2-乙基己醚丙烯酸酯、丙烯酸二季戊四醇五_/六乙基2-(三甲基甲硅烷基甲基)酯、乙基-2-(三甲基甲硅烷基甲基)酯、烷基氰基酯；乙二醇二环戊烯基醚丙烯酸酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富马酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、丙烯酰胺基丙烯酸、甲基丙烯酸丙烯酰胺基乙(或丙)酯、4-乙烯基吡啶输卤化物和含尿烷、酰胺、氨基甲酸酯、羧酸酯、碳酸酯、嘧啶酮、脲和异硫脲的任何单体。疏水单体可以至多98 wt%，例如，在一个实施方案中，50 wt% 98 wt%的量存在于聚合物内。可被聚合成胶乳颗粒和被包封颜料的疏水单体包括，但不限于，苯乙烯、对甲基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸硬脂酯、氯化乙烯苄、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸四氢糠酯、甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯、乙氧基化壬基酚甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十三烷基酯、丙烯酸烷氧基化四氢糠酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异冰片酯、它们的组合、衍生物和混合物。亲水单体可以至多10 wt%，例如，在一个实施方案中，O. 5 wt% 10 wt%的量存在于聚合物内。在另一个实施方案中，亲水单体可以3 wt% 7 wt%的量存在。适用的亲水单体包括含可离子化官能团或是聚合后能形成离子电荷的那些以及能与水形成氢键或能在水中被溶剂化的那些。在一个实施方案中，亲水单体可以是阴离子亲水单体、非离子亲水单体和阳离子亲水单体。因此，亲水单体可包括，但不限于，丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、二甲基丙烯酸、马来酸酐、琥珀酐、乙烯基磺酸酯、氰基丙烯酸、亚甲基丙二酸、乙烯基乙酸、烯丙基乙酸、次乙基乙酸、次丙基乙酸、巴豆酸、富马酸、衣康酸、山梨酸、当归酸、肉桂酸、苯乙烯基丙烯酸、柠康酸、戊烯二酸、乌头酸、苯基丙烯酸、丙烯酰氧基丙酸、乌头酸、苯基丙烯酸、丙烯酰氧基丙酸、乙烯基苯甲酸、N-乙烯基琥珀酰胺酸、中康酸、甲基丙烯酰基丙氨酸、丙烯酰基羟基甘氨酸、磺乙基甲基丙烯酸、磺丙基丙烯酸、磺酸、苯磺酸、磺乙基丙烯酸、2-甲基丙烯酰氧基甲-I-磺酸、3-甲基丙 烯酰氧基丙-I-磺酸、3-(乙烯氧基)丙-I-磺酸、亚乙基磺酸、乙烯基硫酸、4-乙烯基苯基硫酸、亚乙基膦酸、乙烯基磷酸、乙烯基苯甲酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基-I-丙磺酸、甲基丙烯酸3-磺丙酯、聚乙二醇的共聚物、聚(乙二醇)、聚(丙二醇)、乙二醇的共聚物、丙二醇的共聚物、甲酰胺、N-乙烯基甲酰胺、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、水溶性羟基取代的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、羟基乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯、甲基丙烯酸乙基三甘醇酯、丙烯酰胺，及它们的混合物。在另一个实施方案中，亲水单体可以是酸单体。因此，酸单体可选自下列一组丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、二甲基丙烯酸、马来酸酐、琥珀酐、乙烯基磺酸酯、氰基丙烯酸、亚甲基丙二酸、乙烯基乙酸、烯丙基乙酸、次乙基乙酸、次丙基乙酸、巴豆酸、富马酸、衣康酸、山梨酸、当归酸、肉桂酸、苯乙烯基丙烯酸、柠康酸、戊烯二酸、乌头酸、苯基丙烯酸、丙烯酰氧基丙酸、乌头酸、苯基丙烯酸、丙烯酰氧基丙酸、乙烯基苯甲酸、N-乙烯基琥珀酰胺酸、中康酸、甲基丙烯酰基丙氨酸、丙烯酰基羟基甘氨酸、磺乙基甲基丙烯酸、磺丙基丙烯酸、磺酸、苯磺酸、磺乙基丙烯酸、2-甲基丙烯酰氧基甲-I-磺酸、3-甲基丙烯酰氧基丙-I-磺酸、3_(乙烯氧基)丙-I-磺酸、亚乙基磺酸、乙烯基硫酸、4-乙烯基苯基硫酸、亚乙基膦酸、乙烯基磷酸、乙烯基苯甲酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基-I-丙磺酸，它们的组合和它们的衍生物。酸单体可以至多约O. I wt% 约30 wt%的量存在于聚合物内。可用于聚合物的酸单体包括，但不限于，丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、二甲基丙烯酸、马来酸酐、马来酸、乙烯基磺酸酯、氰基丙烯酸、乙烯基乙酸、烯丙基乙酸、次乙基乙酸、次丙基乙酸、巴豆酸、富马酸、衣康酸、山梨酸、当归酸、肉桂酸、苯乙烯基丙烯酸、柠康酸、戊烯二酸、乌头酸、苯基丙烯酸、丙烯酰氧基丙酸、乌头酸、苯基丙烯酸、丙烯酰氧基丙酸、乙烯基苯甲酸、N-乙烯基琥珀酰胺酸、中康酸、甲基丙烯酰基丙氨酸、丙烯酰基羟基甘氨酸、磺乙基甲基丙烯酸、磺丙基丙烯酸、苯磺酸、磺乙基丙烯酸、2-甲基丙烯酰氧基甲-I-磺酸、3-甲基丙烯酰氧基丙-I-磺酸、3_(乙烯氧基)丙-I-磺酸、亚乙基磺酸、乙烯基硫酸、4-乙烯基苯基硫酸、亚乙基膦酸、乙烯基磷酸、乙烯基苯甲酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基-I-丙磺酸，它们的组合，它们的衍生物和它们的混合物。此外，聚合可包括加入交联剂。在一个实施方案中，交联剂可选自下列一组二乙烯苯；二甲基丙烯酸乙二醇酯；二丙烯酸1，3-丁二醇酯；二丙烯酸1，4-丁二醇酯；二丙烯酸1，6-己二醇酯；二丙烯酸乙二醇酯、甘油1，3- 二甘油酸酯二丙烯酸酯；季戍四醇二丙烯酸酯单硬脂酸酯；1，6-己二醇乙氧基化物二丙烯酸酯；1，6-己二醇丙氧基化物二丙烯酸酯；双酚A乙氧基化物二丙烯酸酯；双酚A丙氧基化物二丙烯酸酯；二丙烯酸二甘醇酯；二丙烯酸聚(乙二醇)酯；二丙烯酸聚(丙二醇)酯、二丙烯酸四甘醇酯；及它们的混合物。
聚合一般都将包括引发剂。例如，单体混合物也可含油溶性引发剂，如偶氮二异丁腈、偶氮二(环己腈)、过氧化苯甲酰，和它们的混合物。此外，胶乳颗粒和被包封颜料的Tg可以在约-40°C 约125°C范围内。在一个实施方案中，Tg可以在约15°C 约45°C范围内。如前讨论，该范围包括次范围在内。例如，胶乳颗粒和被包封颜料的Tg可以是约(TC 约75°C，约(TC 约45°C，约15°C 约75°C，约20°C 约40°C，等等。除本文所述的具体胶乳颗粒和被包封颜料外，还可改变本方法和组合物来包括已知的喷墨油墨材料和添加剂。在一个实施方案 中，单批I父乳喷墨油墨可包括有机助溶剂。能用的助溶剂类可包括有机助溶剂，包括脂肪醇、芳香醇、二醇、乙二醇醚、聚乙二醇醚、己内酰胺、甲酰胺、乙酰胺和长链醇。这类化合物的实例包括伯脂肪醇、仲脂肪醇、1，2-二醇、1，3- 二醇、1，5- 二醇、乙二醇烷基醚、丙二醇烷基醚、聚乙二醇烷基醚的高级同系物(C6 C12)、N-烷基己内酰胺、未取代己内酰胺、取代和未取代甲酰胺、取代和未取代乙酰胺，等等。可用溶剂的实例包括三羟甲基丙烷、2-吡咯烷酮和1，5-戊二醇。此外，须指出，本文所述的胶乳颗粒和被包封颜料还可靠加入表面活性剂而被进一步稳定化。因此，在一个实施方案中，胶乳颗粒和被包封颜料还可包含在聚合工艺期间加入反应性表面活性剂。反应性表面活性剂一般含有能共价键合到聚合物颗粒表面的疏水部分。此外，这类反应性表面活性剂可以在聚合期间通过适当的有机基团，如乙烯基，被加进，从而使胶乳颗粒和被包封颜料的表面含反应性表面活性剂。反应性表面活性剂一般含有能使胶乳颗粒和被包封颜料更好地分散和/或稳定化在含水介质内的亲水基团。亲水基可以是阴离子基、阳离子基、非离子基或两性离子基。例如，适用的阴离子基包括磺酸酯、磷酸酯和羧酸酯基；适用的阳离子基包括胺基；和适用的非离子基包括聚环氧乙烷、咪唑基和酰氨基。因此，在一个实施方案中，反应性表面活性剂可以是官能化的丙烯酸乙二醇酯，包括来自Rhodia的SIP0MER 系列表面活性剂。反应性表面活性剂的其它非限定性实例包括可获自日本Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co.，Ltd.的HITEN0L (聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸铵)和N0IGEN (聚氧乙烯烷基苯基醚)反应性表面活性剂；可获自Henkel的TREMs(磺基琥珀酸酯)；和可获自荷兰Uniqema的MAXEMUL (阴离子磷酸酯)反应性表面活性剂。以上列出的一些材料的适用级别可包括HITENOL BC-20,NOIZEN RN_30、TREM LT-40和MAXEMUL 6106和 6112。也可以用一种或多种表面活性剂，如油墨配方领域内的技术人员所知，而且可以是烷基聚环氧乙烷、烷基苯基聚环氧乙烷、聚环氧乙烷嵌段共聚物、炔属聚环氧乙烷、聚环氧乙烷(二)酯、聚环氧乙烷胺、质子化聚环氧乙烷胺、质子化聚环氧乙烷酰胺、二甲基硅氧烷共聚醇、取代氧化胺，等等。如果配方中包括表面活性剂，则其加入量可以在O. 01 wt% 10.0被％范围内。须指出被描述为可用于油墨的表面活性剂不必与乳化期间所用的表面活性剂相同或与前面被描述为粘附在胶乳颗粒和被包封颜料表面的相同，但许多同类表面活性剂能用于任一目的。与本公开的配方一致，为特定应用，可以用多种其它添加剂来优化油墨组合物的性能。这类添加剂的实例是为抑制有害有机微生物生长而加入的那些。这类添加剂可以是油墨配方中常用的生物杀伤剂、杀真菌剂和其它微生物剂。适用微生物剂的实例包括，但不限于，NUOSEPT (Nudex, Inc.)、UCARCIDE (Union carbide Corp.)、VANCIDE (R.T. Vanderbilt Co.)、PROXEL⑨(ICI America)和它们的组合。为消除重金属杂质的不良影响，可包括螯合剂，如EDTA(乙二胺四乙酸)，为控制油墨的pH值，可以用缓冲溶液。例如，可以用O wt% 2.0 wt%0也可以存在粘度改性剂和缓冲剂以及本领域技术人员已知的其它添加剂来按需要改变油墨的性能。这类添加剂的存在量可以是O wt% 20. O wt%0本公开的喷墨油墨组合物也可 适用于多类记录介质的底基，包括但不限于乙烯基介质、纤维素基纸介质、多种布料、聚合物材料(其非限定性实例包括聚酯白膜或聚酯透明膜)、相纸(其非限定性实例包括挤塑在纸的一面或两面的聚乙烯或聚丙烯)、金属和/或它们的混合物或复合材料。适用金属材料的非限定性实例是由，例如，铝、银、锡、铜、它们的合金和或它们的混合物中至少之一所制成的箔状金属。下列实施例说明目前已知的本组合物、体系和方法的多个实施方案。但应理解，以下仅是本组合物、体系和方法的原理应用的典型或说明性实例。本领域的技术人员能在不偏离本体系和方法的精神和范围的前提下设计很多改进和替代组合物、方法和体系。所附权利要求意在包括这类改进和安排。因此，虽然上面已具体地描述了本组合物、体系和方法，但下列实施例结合目前认为可接受的实施方案作出更详细的说明。实施例I一单批胶乳喷墨油墨
制备单批胶乳喷墨油墨如下用机械搅拌法混合10 mL单体(苯乙烯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸(40:55:5))和O. 25 g AIBN和5 g BASF D7086青色颜料。然后，仍用机械混合法将所得糊料分散进含I. 5 g十二烷基硫酸钠的脱气去离子水溶液(200 mL)，直至获得均勻悬浮液。在10，000 psi压力下以200 mL/min的速率使所得悬浮液进一步微流体化(Micro- fluidics M110-Y) 15 min。将稳定化的乳液收集进配置有磁搅拌棒和冷凝器的反应容器内，然后在氩流下加热到80°C。聚合2 h，然后在3 h内使过硫酸钾水溶液(15 mL水中0.2 g)通过加料漏斗滴加至反应中。使聚合再进行3 h，直至耗尽所有的单体。让刚形成的胶乳油墨冷却到室温，然后在该室温溶液中加入饱和氢氧化钾，同时搅拌，直至PH值达到8. 5。然后使该胶乳经20 Mffl铝目过筛进贮瓶待用。实施例2—对比油墨
制备含实施例I的组分的单批喷墨油墨，但未连续地加进过硫酸钾，得到具有较高百分数较小胶乳颗粒的对比油墨。实施例3—数据
实施例I的油墨含有较实施例2的对比油墨更大的胶乳颗粒，而且，实施例I的油墨是不经改性即可喷墨的。具体地说，实施例I的油墨所含的大多数胶乳颗粒的直径为100nm 250 nm，如图I所示，而对比油墨是不可喷墨的，因为存在大量直径等于或小于50 nm的胶乳颗粒，如图2所示。虽然已参考某些优选实施方案描述了本公开，但本领域的技术人员将会理解，可以在不偏离本公开精神的前提下作诸多改进、变更、删略和替代。因此意在使本发明仅受下列权利要求范围的限制。
权利要求
1.制造单批胶乳喷墨油墨的方法，包括 在溶剂内乳化颜料和单体，以形成乳液；和 使单体聚合，反应条件要足以包封颜料并足以形成单独的胶乳颗粒，从而形成包含少于约O. 5 wt%的直径等于或小于50 nm的胶乳颗粒,包含约I wt% 约10 wt%的直径约100 nm 约250 nm的胶乳颗粒和包含约3 wt% 约5 wt%的被包封颜料的单批胶乳喷墨油墨。
2.权利要求I的方法，其中足以包封颜料并足以形成单独胶乳颗粒的反应条件是减少聚合的引发剂用量，其通过如下进行加入第一份量引发剂以引发聚合，然后在聚合期间加入第二份量引发剂，第二份量引发剂要在至少I h内加入以及其中第二份量占所加引发剂总量的至少30%。
3.权利要求I 2中任何一项的方法，其中单批胶乳喷墨油墨含少于约O.I wt%的直径等于或小于50 nm的胶乳颗粒并含约3 wt% 约6 wt%的直径约100 nm 约250 nm的胶乳颗粒。
4.权利要求I 3中任何一项的方法，其中聚合物与颜料之重量比为至少3:1。
5.权利要求I 4中任何一项的方法，其中胶乳颗粒含低于约5wt%的直径大于约500nm的胶乳颗粒。
6.权利要求I 5中任何一项的方法,其中单批胶乳喷墨油墨在使用前被滤过10Mm筛目。
7.权利要求I 6中任何一项的方法，还包括用1，000 30，000剪切压力的微流体化法形成乳液。
8.权利要求I 7中任何一项的方法，还包括通过加入分散剂来分散颜料和单体。
9.权利要求I 8中任何一项的方法，其中所述乳液包括水和表面活性剂。
10.权利要求I 9中任何一项的方法，其中所述单体包括线形脂族、支化脂族或环脂族丙烯酸酯。
11.权利要求I 10中任何一项的方法，其中被包封颜料和胶乳颗粒包括至少一种亲水单体和一种疏水单体。
12.权利要求I 11中任何一项的方法，其中聚合步骤包括加入交联剂。
13.权利要求I 12中任何一项的方法，其中单批胶乳喷墨油墨包括有机助溶剂。
14.权利要求I 13中任何一项的方法，其中被包封颜料的尺寸与胶乳颗粒的尺寸之比是2:1 1:2。
15.用权利要求I 14中任何一项的方法所制成的喷墨油墨。
全文摘要
本公开提供涉及单批胶乳喷墨油墨的方法和组合物。在一个实施方案中，制造单批胶乳喷墨油墨的方法可包括在溶剂内乳化颜料和单体，和用足以包封颜料并足以形成单独胶乳颗粒的条件聚合单体，从而形成单批胶乳喷墨油墨。该油墨可含少于约0.5wt%的直径等于或小于50nm的胶乳颗粒，可含约1wt%～约10wt%的直径约100nm～约250nm的胶乳颗粒并可含约3wt%～约5wt%的被包封颜料。
文档编号B41J2/01GK102712823SQ200980162727
公开日2012年10月3日 申请日期2009年12月4日 优先权日2009年12月4日
发明者D.P-Y.春, H.T.吴 申请人:惠普发展公司，有限责任合伙企业