CN101899238B - 制备含有分散剂和增效剂的着色相变油墨的方法 - Google Patents

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Abstract

一种制备相变油墨组合物的方法，包括向带有搅拌元件的设备中加入至少一种颜料、至少一种分散剂和至少一种增效剂；在升高的温度下以一个搅拌速率操作所述设备来润湿所述至少一种颜料以获得油墨浓缩剂；以及混合所述油墨浓缩剂和一种油墨载体以获得所述油墨组合物。所述设备可以是挤出机、磨碎机等。所述方法允许降低油墨中包括的分散剂的量。

Description

制备含有分散剂和增效剂的着色相变油墨的方法
技术领域
本文描述的是一种制备包含一种油墨载体和至少一种颜料的相变油墨组合物的方法，其中所述油墨组合物在室温下基本呈固态且包括至少一种分散剂和至少一种增效剂。所述分散剂和增效剂使得颜料充分分散在固体相变油墨组合物中而不会不利地影响油墨的硬度。所述相变油墨适用于喷墨印刷方法。
本发明取得的优势包括使用至少一种分散剂和至少一种增效剂使油墨非常稳定，如通过测量置于高温(例如100℃)下一段较长时间(例如1周)后的油墨的粒径测得的。此外，稳定油墨中颜料所需的分散剂——特别是在室温下为液态或膏状的分散剂——的量可在不牺牲油墨稳定性的条件下降低，从而也可降低操作期间和用随后印刷的油墨印刷图像时油墨的粘度。
背景技术
喷墨印刷方法可使用在室温——例如从约20℃至约27℃——下呈固态且在升高的喷射温度——例如从约60℃至约150℃——下呈液态的油墨。这样的油墨通常被称为热熔油墨或相变油墨。
在使用相变油墨的喷墨印刷方法中，在印刷装置中用加热器将基本上为固体的油墨融化，并作为液体以与常规液体喷墨印刷类似的方式喷射。一旦接触到印刷基质——所述印刷基质可以是中间转印基质如铝鼓或者是接收基质如纸张或透明材料——融化的油墨就迅速凝固，如所期望地以使着色剂基本保留在基质表面、而不会通过毛细作用进入基质(例如纸张)内部的速度凝固，从而得到比通常液体油墨更高的印刷密度。因此喷墨印刷中使用相变油墨的优点有：几乎没有或没有油墨组分蒸发；消除了在处理过程中油墨溢出的潜在可能；印刷密度和印刷品质的范围广；纸张折皱或扭曲减到最小；可具有无限制的无印刷期——即使不盖住喷嘴——而不存在堵塞喷嘴的危险。
美国专利申请公布文本No.2008/0098929——其全部内容通过引用的方式纳入本文——描述了一种含有油墨载体、至少一种着色剂、至少一种三酰胺和至少一种双聚氨酯的相变油墨。所述至少一种三酰胺和至少一种双聚氨酯可有助于在非极性油墨载体中分散着色剂，例如颜料如炭黑。
美国专利申请公布文本No.2008/0098927——其全部内容通过引用的方式纳入本文——描述了一种包含油墨载体、分散剂和颜料颗粒的着色相变油墨组合物。所述油墨可抵抗熔体中颜料颗粒的大量聚集和沉降并且甚至当置于冻融循环时亦如此。
美国专利No.7,407,539——其全部内容通过引用的方式纳入本文——描述了一种包含(a)着色剂和(b)相变油墨载体的相变油墨，所述载体包含(i)支链三酰胺和(ii)平均峰值分子量从约350至约730、多分散度从约1.03至约3.0、不对称分子量分布倾向高分子量端的聚乙烯蜡。
美国专利No.7,293,868——其全部内容通过引用的方式纳入本文——描述了包括一种或多种辐射固化油溶组分和一种或多种热溶剂的油墨组合物，以及制备所述油墨组合物的方法和使用所述油墨组合物的方法。
美国专利No.6,860,930——其全部内容通过引用的方式纳入本文——描述了一种包含(a)着色剂和(b)含聚酰胺的载体的相变油墨组合物，其中所述载体的聚酰胺组分包含至少约10重量％的支链三酰胺。
固体油墨通常使用染料作着色剂。某些染料非常昂贵，占了相当部分的油墨成本，可能会具有较差的耐光性、染料迁移/渗色问题和/或较差的溶解性。颜料比染料便宜得多，并提供极好的颜色和热稳定性，以及改进的着色剂抗迁移性质。
在相变油墨中，可使用分散剂辅助稳定油墨颜料在油墨载体中的分散。为有效稳定颜料，使用较高的分散剂负载，例如油墨的5重量％或更高的负载量。然而，分散剂的较高负载可能不利地影响油墨硬度，导致油墨具有较软和粘的特性。用这种油墨形成的印刷品在图像形成过程中可能会发生较高概率的粘着和转印至使用的转移鼓上。尽管减少分散剂的量可避免油墨不合乎需要的软化，但油墨中颜料可能不会充分稳定，产生可不利地影响喷射可靠性的其他潜在问题如长期油墨稳定性。
需要的是一种包括不软且不粘的稳定着色油墨体系的相变油墨组合物，以及一种制备所述油墨的方法。
发明内容
本发明实现了这些和其他目标，其中，在实施方案中公开的是一种制备相变油墨组合物的方法，该方法包含：向带有搅拌元件的设备中加入至少一种颜料、至少一种分散剂和至少一种增效剂；在升高的温度下以一个搅拌速率操作所述设备来润湿所述至少一种颜料以获得油墨浓缩剂；以及将所述油墨浓缩剂与一种油墨载体混合以获得所述油墨组合物。
在另外的实施方案中，描述的是一种制备相变油墨组合物的方法，该方法包含：向挤出机中加入至少一种颜料和至少一种增效剂；操作所述挤出机来润湿和剪切所述至少一种颜料；在所述润湿和剪切所述至少一种颜料的操作之后，向挤出机中加入所述至少一种颜料的至少一种分散剂；挤出以获得一种挤出物；和将所述挤出物与一种油墨载体进行均化以获得所述油墨组合物。
在另外的实施方案中，描述的是一种制备含有降低量的用于颜料的分散剂的相变油墨组合物的方法，该方法包含：确定含有至少一种颜料和至少一种分散剂、但不含增效剂的油墨组合物中的分散剂的量；降低分散剂的量以使所述油墨组合物包括约10重量％至约90重量％的所述分散剂；向带有搅拌元件的设备中加入油墨组合物的至少一种颜料和至少一种降低量的分散剂，以及至少一种增效剂；在升高的温度下以一个搅拌速率操作所述设备来润湿所述至少一种颜料以获得油墨浓缩剂；以及将所述油墨浓缩剂与一种油墨载体混合以获得含有降低量的分散剂的油墨组合物。
具体实施方式
本发明的相变油墨在约20℃至约27℃的温度——例如室温——下基本呈固态，尤其在低于约40℃的温度下基本呈固态。然而，一旦加热所述油墨就会改变状态，并且在喷射温度下呈熔融态。因此所述油墨在适于喷墨印刷的升高的温度——例如从约50℃至约150℃的温度——下具有约1至约40厘泊(cP)例如约5至约15cP或约8至约12cP的粘度。
在这点上，本发明的油墨可被认为是低能油墨。低能油墨在低于约40℃的温度下呈固态，且在约50℃至约150℃——如约70℃至约130℃或约60℃至约130℃——的喷射温度下具有约5至15cP的粘度。所述油墨在较低温度下喷射，因此需要较低量的喷射能量。
可使用任意合适的油墨载体。通常，相变油墨包含一种蜡基载体。
载体中的蜡可在油墨中起相变剂的作用。具体地，油墨通过在室温下呈固态而在喷射温度下呈熔融态进行相变。因此，在其从喷射温度(例如约75℃至约150℃)冷却至基质温度(例如约20℃至约65℃)时，蜡促进油墨粘度和硬度的升高。
如本发明使用的，术语蜡包括，例如，天然蜡、改性天然蜡、合成蜡和复合蜡。天然蜡可以是植物、动物或矿物来源的。改性蜡是已被化学处理以改变其特征和性质的天然蜡。合成蜡通过化学品的反应或聚合制备。复合蜡是各种蜡或蜡与树脂或加入其中的其他化合物的混合物。
合适的蜡可包括石蜡，烯烃如聚甲烯、聚乙烯和聚丙烯，微晶蜡，酯蜡，脂肪酸和其他含蜡材料，含脂肪酰胺的材料，磺酰胺材料，由不同天然原料(例如浮油松香和松香酯)制备的树脂材料，以及多种合成树脂，低聚物，聚合物，以及它们的共聚物和混合物。
合适的相变蜡包括聚乙烯蜡，包括端位为羟基的聚乙烯蜡如具有CH3-(CH2)nCH2OH结构的碳链的混合物(其中具有混合的链长n，其中平均链长在约16至约50的范围内)和具有类似平均链长的直链低分子量聚乙烯的混合物。这种蜡的合适实例包括，例如，UNILIN 350、UNILIN 425、UNILIN 550和UNILIN 700。所有这些蜡均是可从Baker-Petrolite商购的。
合适的具体油墨载体的实例包括，例如，乙烯/丙烯共聚物，如可从Baker Petrolite商购的具有下面通式的那些
其中x是从约1至约200——如从约5至约150或从约12至约105——的整数。这些物质可具有从约60℃至约150℃——如从约70℃至约140℃或从约80℃至约130℃——的熔点，和从约100至约5,000——如从约200至约4,000或从约400至约3,000——的数均分子量(Mn)。这种共聚物的市售实例包括，例如，从Baker-Petrolite购得的POLYWAX系列的蜡。
蜡的结晶能力有助于其总体硬度，这会赋予油墨强度。结晶程度可通过调节蜡的支链化程度(即不规则度)控制。高度直链的聚乙烯链通常生成高度结晶的硬质材料。油墨硬度也直接取决于蜡质组分的分子量，如较高分子量蜡得到相对较硬和潜在较耐用的油墨。
其他合适的相变蜡包括醇蜡，例如氢化蓖麻油、1-十八烷醇、1，10-癸二醇和1，12-十二烷二醇。可用作本发明的相变蜡的单官能醇的其他实例包括1-十四烷醇、1-十五烷醇、1-十六烷醇、1-十七烷醇、1-十九烷醇、1-二十烷醇、1-二十三烷醇、1-二十四烷醇、1-二十五烷醇、1-二十六烷醇、1-二十七烷醇、1-二十八烷醇、1-二十九烷醇、1-三十烷醇、1-三十二烷醇、1-三十三烷醇、1-三十四烷醇。合适的还有格尔伯特(Guerbet)醇如2-十四烷基-1-十八烷醇、2-十六烷基-1-二十烷醇、2-十八烷基-1-二十二烷醇、2-十九烷基-1-二十三烷醇、2-二十烷基二十四烷醇，以及它们的混合物。合适的二元醇包括1，8-辛二醇、1，9-壬二醇、1，13-十三烷二醇、1，14-十四烷二醇、1，15-十五烷二醇、1，16-十六烷二醇、1，17-十七烷二醇、1，18-十八烷二醇、1，19-十九烷二醇、1，20-二十烷二醇、1，22-二十二烷二醇、1，25-二十五烷二醇和它们的混合物。
其他合适的相变蜡包括羧酸蜡，例如，UNICID350、UNICID425、UNICID550和UNICID700。所有这些蜡均是可从Baker-Petrolite商购的。
可使用的聚氨酯蜡的实例包括异氰酸酯和醇的反应产物。合适的异氰酸酯的实例包括单异氰酸酯、二异氰酸酯、三异氰酸酯、二异氰酸酯的共聚物、三异氰酸酯的共聚物、多异氰酸酯(具有三个以上的异氰酸酯官能团)等，以及它们的混合物。单异氰酸酯的实例包括异氰酸正十八烷酯；异氰酸十六烷酯；异氰酸辛烷酯；异氰酸正丁酯和异氰酸叔丁酯；异氰酸环己酯；异氰酸金刚烷酯；异氰酸基乙酸乙酯；异氰酸乙氧羰基酯；异氰酸苯酯；异氰酸-α-甲基苯甲酯；异氰酸-2-苯基环丙酯；异氰酸苯甲酯；异氰酸-2-乙基苯酯；异氰酸苯甲酰酯；异氰酸间甲苯酯和异氰酸对甲苯酯；异氰酸-2-硝基苯酯、异氰酸-3-硝基苯酯或异氰酸-4-硝基苯酯；异氰酸-2-乙氧基苯酯；异氰酸-3-甲氧基苯酯；异氰酸-4-甲氧基苯酯；4-异氰酸基苯甲酸乙酯；异氰酸-2，6-二甲基苯酯；异氰酸-1-萘酯；异氰酸(萘基)乙酯等；以及它们的混合物。二异氰酸酯的实例包括异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)；甲苯二异氰酸酯(TDI)；二苯基甲烷-4，4′-二异氰酸酯(MDI)；氢化二苯基甲烷-4，4′-二异氰酸酯；四甲基二甲苯二异氰酸酯(TMXDI)；六亚甲基-1，6-二异氰酸酯(HDI)；萘-1，5-二异氰酸酯；3，3′-二甲氧基-4，4′-联苯基二异氰酸酯；3，3′-二甲基-4，4′-二甲基-4，4′-二苯基二异氰酸酯；二异氰酸亚苯酯；4，4′-联苯基二异氰酸酯；三甲基-1，6-二异氰酸基己烷；四亚甲基二甲苯二异氰酸酯；4，4′-亚甲基二(2，6-二乙基苯基异氰酸酯)；1，12-二异氰酸基十二烷；1，5-二异氰酸基-2-甲基戊烷；1，4-二异氰酸基丁烷；二异氰酸酯和亚环己基二异氰酸酯的二聚物及其异构体；HDI的脲二酮二聚物等；以及它们的混合物。三异氰酸酯或它们的等价物的实例包括TDI的三羟甲基丙烷三聚物等；TDI、HDI、IPDI的异氰脲酸酯三聚物等；和TDI、HDI、IPDI等的缩二脲三聚物；以及它们的混合物。具有更高异氰酸酯官能度的物质的实例包括TDI/HDI的共聚物等，和MDI低聚物，以及它们的混合物。
在实施方案中，蜡用一种或多种可固化部分进行官能化，所述可固化部分包括，例如，乙烯基醚；环氧化物，如脂环族环氧化物、脂肪族环氧化物、和缩水甘油基环氧化物；氧杂环丁烷；(甲基)丙烯酸酯，即丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯等。
可用作油墨载体的蜡材料的其他实例描述于，例如，美国专利No.6,860,930中，该专利的全部内容通过引用的方式纳入本文。
油墨载体也可包括脂肪酰胺，如单酰胺、四酰胺、它们的混合物等，例如描述于美国专利No.6,858,070中的脂肪酰胺，该专利的全部内容通过引用纳入本文。合适的单酰胺的熔点可至少约50℃，例如从约50℃至约150℃，但所述熔点可高于或低于这些温度。合适单酰胺的具体实例包括，例如，伯单酰胺和仲单酰胺。合适的伯酰胺的一些实例有硬脂酰胺，如可从Witco Chemical Company购得的KEMAMIDE S和可从Croda购得的CRODAMIDE S；山萮酰胺/花生酰胺(arachidamide)，如可从Witco购得的KEMAMIDE B和可从Croda购得的CRODAMIDEBR；油酰胺，如可从Witco购得的KEMAMIDE U和可从Croda购得的CRODAMIDE OR；工业级油酰胺，如可从Witco购得的KEMAMIDE O、可从Croda购得的CRODAMIDE O和可从Uniqema购得的UNISLIP 1753；芥酸酰胺，如可从Witco购得的KEMAMIDE E和可从Croda购得的CRODAMIDE ER。合适的仲酰胺的一些实例有山萮基山萮酰胺，如可从Witco购得的KEMAMIDE EX666；硬脂基硬脂酰胺如可从Witco购得的KEMAMIDE S-180和KEMAMIDEEX-672；硬脂基芥酸酰胺，如可从Witco购得的KEMAMIDE E-180和可从Croda购得的CRODAMIDE 212；芥基芥酸酰胺，如可从Witco购得的KEMAMIDE E-221；油基棕榈酰胺，如可从Witco购得的KEMAMIDE P-181和可从Croda购得的CRODAMIDE 203；以及芥基硬脂酰胺，如可从Witco购得的KEMAMIDE S-221。另外合适的酰胺物质包括KEMAMIDE W40(N，N′-亚乙基双硬脂酰胺)、KEMAMIDEP181(油基棕榈酰胺)、KEMAMIDE W45(N，N′-thylene双硬脂酰胺)和KEMAMIDE W20(N，N′-亚乙基双油酰胺)。
用于相变油墨的合适油墨载体组分的另外实例包括松香酯，如甘油松香酸酯(KE-100)；聚酰胺；二聚酰胺；脂肪酰胺，包括ARAMIDC；环氧树脂，如可从Riechold Chemical Company购得的EPOTUF37001；液体石蜡；液体微晶蜡；费托(Fischer-Tropsch)蜡；聚乙烯醇树脂；多元醇；纤维素酯；纤维素醚；聚乙烯吡啶树脂；脂肪酸；脂肪酸酯；聚磺酰胺，包括KETJENFLEX MH和KETJENFLEX MS80；苯甲酸酯，如可从Velsicol Chemical Company购得的BENZOFLEXS552；邻苯二甲酸酯增塑剂；柠檬酸酯增塑剂；马来酸酯增塑剂；聚乙烯吡咯烷酮共聚物；聚乙烯吡咯烷酮/聚乙酸乙烯酯共聚物；酚醛清漆树脂，如可从Occidental Chemical Company购得的DUREZ 12 686；以及天然产物蜡，如蜂蜡、蒙通蜡(monton wax)、小烛树蜡、GILSONITE(American Gilsonite Company)等；直链伯醇与直长链酰胺或脂肪酰胺的混合物，如含有约6至约24个碳原子的那些，包括PARICIN 9(丙二醇单羟基硬脂酸酯)、PARICIN 13(甘油单羟基硬脂酸酯)、PARICIN15(乙二醇单羟基硬脂酸酯)、PARICIN 220(N(2-羟乙基)-12-羟基硬脂酰胺)、PARICIN 285(N，N′-亚乙基-二-12-羟基硬脂酰胺)、FLEXRICIN 185(N，N′-亚乙基-二-蓖麻油酰胺)等。另外，合适的油墨载体材料有含有从约4至约16个碳原子的直长链砜，如二苯基砜、正戊基(arnyl)砜、正丙基砜、正戊基砜、正己基砜、正庚基砜、正辛基砜、正壬基砜、正癸基砜、正十一烷基砜、正十二烷基砜、正十三烷基砜、正十四烷基砜、正十五烷基砜、正十六烷基砜、氯苯基甲基砜等。
油墨载体可构成油墨的约25重量％至约99.5重量％，例如油墨的约30重量％至约90重量％或约50重量％至约75重量％。
所述油墨也可在其中包括至少一种酰胺树脂，如三酰胺、四酰胺或其他更高级酰胺树脂。所述酰胺树脂可用作油墨颜料的分散剂。本发明使用的合适三酰胺包括直链三酰胺，所述直链三酰胺为其中所有三个酰胺基团包含在同一烃骨架内的分子。直链三酰胺的实例包括具有下式的那些三酰胺：
R可以为含有约1至约200个碳原子如约25至150个碳原子或约30至约100个碳原子的任意烃。
直链三酰胺还可包括其中三个酰胺基团包含在同一烃骨架内的那些，尽管分子的普通描述表明酰胺基团位于不同支链。这种三酰胺的一个实例可用下式表示：
其也可被描述为：
在实施方案中，三酰胺也可为支链三酰胺。合适的支链三酰胺的实例包括美国专利No.6,860,930公开的那些三酰胺，该专利的全部内容通过引用的方式纳入本文。美国专利No.6,860,930中公开的任意支链三酰胺均适用于本发明。适用于本发明的支链三酰胺的实例包括具有下式的那些：
和美国专利No.6,860,930中公开的等。在这种支链三酰胺中，R1和R2可以为(i)亚烷基(包括直链的、支链的、饱和的、不饱和的、环状的、取代的和未取代的亚烷基，且其中所述亚烷基中可存在或不存在杂原子如氧、氮、硫、硅、磷等)，其含有约3个碳原子至约200个碳原子，如约15个碳原子至约150个碳原子或约21个碳原子至约100个碳原子，但碳原子数可超出这些范围；(ii)亚芳基(包括未取代的和取代的亚芳基，且其中所述亚芳基中可存在或不存在杂原子如氧、氮、硫、硅、磷等)，其含有约6个碳原子至约200个碳原子，如约10个碳原子至约150个碳原子或约14个碳原子至约100个碳原子，但碳原子数可超出这些范围；(iii)芳基亚烷基(包括未取代的和取代的芳基亚烷基，其中芳基亚烷基的烷基部分可为直链的、支链的、饱和的、不饱和的、和/或环状的，且其中在芳基亚烷基的烷基部分和芳基部分之一或在二者中可存在或不存在杂原子如氧、氮、硫、硅、磷等)，其含有约7个碳原子至约200个碳原子，如约8个碳原子至约150个碳原子或约9个碳原子至约100个碳原子，但碳原子数可超出这些范围，如亚苯甲基等；或(iv)烷基亚芳基(包括未取代的和取代的烷基亚芳基，其中烷基亚芳基的烷基部分可为直链的、支链的、饱和的、不饱和的、和/或环状的，且其中在烷基亚芳基的烷基部分和芳基部分之一或在二者中可存在或不存在杂原子如氧、氮、硫、硅、磷等)，其含有约7个碳原子至约200个碳原子，如约8个碳原子至约150个碳原子或约9个碳原子至约100个碳原子，但碳原子数可超出这些范围，如亚甲苯基等。Ra、Rb、Rc、Rg、Rh、Ri、Rk、Rp和Rq每个可以独立地为(i)氢原子；(ii)烷基(包括直链的、支链的、饱和的、不饱和的、环状的、取代的和未取代的烷基，且其中所述烷基中可存在或不存在杂原子如氧、氮、硫、硅、磷等)，在实施方案中其含有约1个碳原子至约200个碳原子，如约6个碳原子至约150个碳原子或约10个碳原子至约100个碳原子，但碳原子数可超出这些范围；(iii)芳基(包括未取代的和取代的芳基，且其中所述芳基中可存在或不存在杂原子如氧、氮、硫、硅、磷等)，其含有约6个碳原子至约200个碳原子，如约10个碳原子至约150个碳原子或约14个碳原子至约100个碳原子，但碳原子数可超出这些范围；(iv)芳基烷基(包括未取代的和取代的芳基烷基，其中芳基烷基的烷基部分可为直链的、支链的、饱和的、不饱和的、和/或环状的，且其中在芳基烷基的烷基部分和芳基部分之一或在二者中可存在或不存在杂原子如氧、氮、硫、硅、磷等)，其含有约6个碳原子至约200个碳原子，如约7个碳原子至约150个碳原子或约8个碳原子至约100个碳原子，但碳原子数可超出这些范围，如苯甲基等；或(v)烷基芳基(包括未取代的和取代的烷基芳基，其中烷基芳基的烷基部分可为直链的、支链的、饱和的、不饱和的、和/或环状的，且其中在烷基芳基的烷基部分和芳基部分之一或在二者中可存在或不存在杂原子如氧、氮、硫、硅、磷等)，其含有约6个碳原子至约200个碳原子，如约7个碳原子至约150个碳原子或约8个碳原子至约100个碳原子，但碳原子数可超出这些范围，如甲苯基等。Rd、Re和Rf每个可以独立地为(i)上述的烷基；(ii)上述的芳基；(iii)上述的芳基烷基；或(iv)上述的烷基芳基。
所述酰胺树脂以油墨的约0.5重量％至约40重量％——如约5重量％至约18重量％或约8重量％至约13重量％——的量存在于油墨中。在实施方案中，使用的酰胺树脂可以超出这些范围的量存在，也可包括更高级酰胺，如四酰胺、五酰胺等。
油墨组合物中可包括一种或多种聚氨酯树脂。合适的聚氨酯树脂描述于，例如，美国专利No.6,309,453中，该专利的全部内容通过引用的方式纳入本文。
所述聚氨酯可以以油墨的约0.5重量％至约40重量％——如约1重量％至约8重量％或约1.5重量％至约5重量％——的量存在于油墨中。
实施方案的油墨还可包括常规添加剂以利用与这种常规添加剂相关的已知功能。添加剂的实例简单介绍于下。
增塑剂可包括在油墨中，并可包括，例如，季戊四醇四苯甲酸酯，市售形式为BENZOFLEX S552(Velsicol Chemical Corporation)；柠檬酸三甲酯(trimethyl titrate)，市售形式为CITROFLEX 1(MonflexChemical Company)；N，N-二甲基油酰胺，市售形式为HALCOMIDM-18-OL(C.P.Hall Company)；邻苯二甲酸苄酯，市售形式为SANTICIZER 278(Ferro Corporation)等，其可加入油墨载体中，可占油墨的油墨载体组分的约1至100％。增塑剂可以起油墨载体作用，或者可以用作为通常为极性的油墨推进剂和通常为非极性的油墨载体提供相容性的试剂。
所述油墨还可包括任选的粘度改进剂，如(1)2-羟基苯甲醇、(2)4-羟基苯甲醇、(3)4-硝基苯甲醇、(4)4-羟基-3-甲氧基苯甲醇、(5)3-甲氧基-4-硝基苯甲醇、(6)2-氨基-5-氯苯甲醇、(7)2-氨基-5-甲基苯甲醇、(8)3-氨基-2-甲基苯甲醇、(9)3-氨基-4-甲基苯甲醇、(10)2(2-(氨基甲基)苯硫基)苯甲醇、(11)2，4，6-三甲基苯甲醇、(12)2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇、(13)2-氨基-1-苯基-1，3-丙二醇、(14)2，2-二甲基-1-苯基-1，3-丙二醇、(15)2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇、(16)3-叔丁基氨基-1，2-丙二醇、(17)1，1-二苯基-1，2-丙二醇、(18)1，4-二溴-2，3-丁二醇、(19)2，3-二溴-1，4-丁二醇、(20)2，3-二溴-2-丁烯-1，4-二醇、(21)1，1，2-三苯基-1，2-乙二醇、(22)2-萘甲醇、(23)2-甲氧基-1-萘甲醇、(24)十氟二苯基甲醇、(25)2-甲基二苯基甲醇、(26)1-苯乙醇、(27)4，4′-异亚丙基二(2-(2，6-二溴苯氧基)乙醇)、(28)2，2′-(1，4-亚苯基二氧)二乙醇、(29)2，2-二(羟基甲基)-2，2′，2″-氮川三乙醇、(30)二(三羟甲基丙烷)、(31)2-氨基-3-苯基-1-丙醇、(32)三环己基甲醇、(33)三(羟基甲基)氨基甲烷琥珀酸酯、(34)4，4′-亚丙基二(1-哌啶乙醇)、(35)N-甲基葡糖胺、(36)木糖醇，或它们的混合物。如果存在，所述粘度改进剂可以以任意有效量——如油墨的约30重量％至约55重量％或油墨的约35重量％至约50重量％——存在于油墨中。
所述油墨可任选地包含抗氧化剂以保护图像不被氧化，也可保护油墨组分在以热融体存在于印刷机中时不被氧化。合适的抗氧化剂的实例包括(1)N，N′-六亚甲基二(3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺)(IRGANOX1098，可从Ciba-Geigy Corporation购得)、(2)2，2-二(4-(2-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰氧基))乙氧基苯基)丙烷(TOPANOL-205，可从ICI America Corporation购得)、(3)三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苯甲基)异氰脲酸酯(CYANOX 1790，41，322-4，LTDP，AldrichD12，840-6)、(4)2，2′-亚乙基二(4，6-二叔丁基苯基)氟亚膦酸酯(ETHANOX-398，可从Ethyl Corporation购得)、(5)四(2，4-二叔丁基苯基)-4，4′-二苯基二亚膦酸酯(ALDRICH 46，852-5；硬度值90)、(6)季戊四醇四硬脂酸酯(TCI America #PO739)、(7)次磷酸三丁基铵(Aldrich 42，009-3)、(8)2，6-二叔丁基-4-甲氧基苯酚(Aldrich25，106-2)、(9)2，4-二叔丁基-6-(4-甲氧基苯甲基)苯酚(Aldrich23，008-1)、(10)4-溴-2，6-二甲基苯酚(Aldrich 34，951-8)、(11)4-溴-3，5-二甲基苯酚(Aldrich B6，420-2)、(12)4-溴-2-硝基苯酚(Aldrich30，987-7)、(13)4-(二乙基氨基甲基)-2，5-二甲基苯酚(Aldrich14，668-4)、(14)3-二甲基氨基苯酚(Aldrich D14，400-2)(15)2-氨基-4-叔戊基苯酚(Aldrich 41，258-9)、(16)2，6-二(羟基甲基)-对甲酚(Aldrich 22，752-8)、(17)2，2′-亚甲基二苯酚(Aldrich B4，680-8)、(18)5-(二乙基氨基)-2-亚硝基苯酚(Aldrich 26，951-4)、(19)2，6-二氯-4-氟苯酚(Aldrich 28，435-1)、(20)2，6-二溴氟苯酚(Aldrich26，003-7)、(21)α-三氟-间甲酚(Aldrich 21，979-7)、(22)2-溴-4-氟苯酚(Aldrich 30，246-5)、(23)4-氟苯酚(Aldrich F1，320-7)、(24)4-氯苯基-2-氯-1，1，2-三氟乙基砜、(Aldrich 13，823-1)、(25)3，4-二氟苯基乙酸(Aldrich 29，043-2)、(26)3-氟苯基乙酸(Aldrich 24，804-5)、(27)3，5-二氟苯基乙酸(Aldrich 29，044-0)、(28)2-氟苯基乙酸(Aldrich20，894-9)、(29)2，5-二(三氟甲基)苯甲酸(Aldrich 32，527-9)、(30)乙基-2-(4-(4-(三氟甲基)苯氧基)苯氧基)丙酸酯(Aldrich25，074-0)、(31)四(2，4-二叔丁基苯基)-4，4′-二苯基二亚膦酸酯(Aldrich46，852-5)、(32)4-叔戊基苯酚(Aldrich 15，384-2)、(33)3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯乙基醇(Aldrich 43，071-4)、NAUGARD 76、NAUGARD 445、NAUGARD 512、和NAUGARD 524(UniroyalChemical Company生产)等，以及它们的混合物。如果存在，所述抗氧化剂可以以任意需要或有效量——如油墨的约0.25重量％至约10重量％或油墨的约1重量％至约5重量％——存在于油墨中。
所述油墨也可任选地包含UV吸收剂。所述任选的UV吸收剂主要保护形成的图像不被UV降解。合适的UV吸收剂的具体实例包括(1)2-溴-2′，4-二甲氧基苯乙酮(Aldrich 19，948-6)、(2)2-溴-2′，5′-二甲氧基苯乙酮(Aldrich 10，458-2)、(3)2-溴-3′-硝基苯乙酮(Aldrich34，421-4)、(4)2-溴-4′-硝基苯乙酮(Aldrich 24，561-5)、(5)3′，5′-二乙酰氧基苯乙酮(Aldrich 11，738-2)、(6)2-苯基磺酰基苯乙酮(Aldrich34，150-3)、(7)3′-氨基苯乙酮(Aldrich 13，935-1)、(8)4′-氨基苯乙酮(Aldrich A3，800-2)、(9)1H-苯并三唑-1-乙腈(Aldrich 46，752-9)、(10)2-(2H-苯并三唑-2-基)-4，6-二叔戊基-苯酚(Aldrich 42，274-6)、(11)1，1-(1，2-乙烷-二基)双(3，3，5，5-四甲基哌嗪酮)(可从GoodrichChemicals购得)、(12)2，2，4-三甲基-1，2-氢喹啉(可从Mobay Chemical购得)、(13)2-(4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基)乙基丙烯酸酯、(14)2-十二烷基-N-(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)琥珀酰亚胺(可从AldrichChemical Co.，Milwaukee，Wis.购得)、(15)2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基/β-四甲基-3，9-(2，4，8，10-四氧-螺(5，5)-十一烷)二乙基-1，2，3，4-丁烷四羧酸酯(可从Fairmount购得)、(16)N-(对乙氧基羰基苯基)-N′-乙基-N′-苯基甲脒(formadine)(可从Givaudan购得)、(17)6-乙氧基-1，2-二氢-2，2，4-三甲基喹啉(可从Monsanto Chemicals购得)、(18)2，4，6-三-(N-1，4-二甲基戊基-4-亚苯基二氨基)-1，3，5-三嗪(可从Uniroyal购得)、(19)2-十二烷基-N-(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)琥珀酰亚胺(可从Aldrich Chemical Co.购得)、(20)N-(1-乙酰基-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-2-十二烷基琥珀酰亚胺(可从Aldrich Chemical Co.购得)、(21)(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基/β-四甲基-3，9-(2，4，8，10-四氧-螺-(5，5)十一烷)二乙基)-1，2，3，4-丁烷四羧酸酯(可从Fairmount购得)、(22)(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶)-1，2，3，4-丁烷四羧酸酯(可从Fairmount购得)、(23)二丁基二硫代氨基甲酸镍(可作为UV-Chek AM-105从Ferro购得)、(24)2-氨基-2′，5-二氯二苯甲酮(Aldrich 10，515-5)、(25)2′-氨基-4′，5′-二甲氧基苯乙酮(Aldrich 32，922-3)、(26)2-苯甲基-2-(二甲基氨基)-4′-吗啉代丙基苯基甲酮(Aldrich 40，564-7)、(27)4′-苯甲基氧-2′-羟基-3′-甲基苯乙酮(Aldrich 29，884-0)、(28)4，4′-双(二乙基氨基)二苯甲酮(Aldrich 16，032-6)、(29)5-氯-2-羟基二苯甲酮(Aldrich C4，470-2)、(30)4′-哌嗪基苯乙酮(Aldrich 13，646-8)、(31)4′-哌啶基苯乙酮(Aldrich 11，972-5)、(32)2-氨基-5-氯二苯甲酮(Aldrich A4，556-4)、(33)3，6-双(2-甲基-2-吗啉代丙酰基)-9-辛基咔唑(Aldrich 46，073-7)等，以及它们的混合物。
如果存在，所述任选的添加剂可单独或结合地以任意需要或有效量——如油墨的约1重量％至约10重量％或油墨的约3重量％至约5重量％——存在于油墨中。
本发明公开的油墨可包含任意合适的颜料。合适颜料的实例包括，例如，PALIOGEN Violet 5100(可从BASF购得)；PALIOGEN Violet5890(可从BASF购得)；HELIOGEN Green L8730(可从BASF购得)；LITHOL Scarlet D3700(可从BASF购得)；SUNFAST Blue 15:4(可从Sun Chemical购得)；HOSTAPERM Blue B2G-D(可从Clariant购得)；HOSTAPERM Blue B4G(可从Clariant购得)；Permanent RedP-F7RK；HOSTAPERM Violet BL(可从Clariant购得)；LITHOLScarlet 4440(可从BASF购得)；Bon Red C(可从Dominion ColorCompany购得)；ORACET Pink RF(可从Ciba购得)；PALIOGENRed 3871 K(可从BASF购得)；SUNFAST Blue 15:3(可从Sun Chemical购得)；PALIOGEN Red 3340(可从BASF购得)；SUNFAST CarbazoleViolet 23(可从Sun Chemical购得)；LITHOL Fast Scarlet L4300(可从BASF购得)；SUNBRITE Yellow 17(可从Sun Chemical购得)；HELIOGEN Blue L6900、L7020(可从BASF购得)；SUNBRITE Yellow74(可从Sun Chemical购得)；SPECTRA PAC C Orange 16(可从Sun Chemical购得)；HELIOGEN Blue K6902、K6910(可从BASF购得)；SUNFAST Magenta 122(可从Sun Chemical购得)；HELIOGENBlue D6840、D7080(可从BASF购得)；Sudan Blue OS(可从BASF购得)；NEOPEN Blue FF4012(可从BASF购得)；PV Fast Blue B2GO1(可从Clariant购得)；IRGALITE Blue BCA(可从Ciba购得)；PALIOGEN Blue 6470(可从BASF购得)；Sudan Orange G(可从Aldrich购得)；Sudan Orange 220(可从BASF购得)；PALIOGENOrange 3040(BASF)；PALIOGEN Yellow 152、1560(可从BASF购得)；LITHOL Fast Yellow 0991K(可从BASF购得)；PALIOTOLYellow 1840(可从BASF购得)；NOVOPERM Yellow FGL(可从Clariant购得)；Ink Jet Yellow 4G VP2532(可从Clariant购得)；Toner Yellow HG(可从Clariant购得)；Lumogen Yellow D0790(可从BASF购得)；Suco-Yellow L1250(可从BASF购得)；Suco-YellowD1355(可从BASF购得)；Suco Fast Yellow Dl 355、Dl 351(可从BASF购得)；HOSTAPERM Pink E 02(可从Clariant购得)；Hansa BrilliantYellow 5GX03(可从Clariant购得)；Permanent Yellow GRL 02(可从Clariant购得)；Permanent Rubine L6B 05(可从Clariant购得)；FANAL Pink D4830(可从BASF购得)；CINQUASIA Magenta(可从DU PONT购得)；PALIOGEN Black L0084(可从BASF购得)；Pigment Black K801(可从BASF购得)；以及炭黑如REGAL 330TM(可从Cabot购得)、Nipex 150(可从Degussa购得)、Carbon Black 5250和Carbon Black 5750(可从Columbia Chemical购得)等，以及它们的混合物。
在实施方案中，所述颜料可构成油墨的约0.5重量％至约40重量％，如油墨的约1重量％至约8重量％或约1.5重量％至约6重量％。适用于本发明的颜料包括具有平均粒径为约15nm至约300nm——如约30nm至约200nm或约50nm至约150nm——的颗粒。
将颜料加入固体相变油墨组合物时有一些问题。通常的油墨组合物含有多种可能妨碍颜料稳定的相对非极性组分。同时，有机颜料可为各向异性的且具有较低极性，这可使得很难在油墨中稳定颜料颗粒。使用中的低粘度和高温度需要一种充分固定(如被吸附、被共价或离子连接、或被接枝)至颜料颗粒表面的分散剂，以使所述分散剂的至少一部分与低极性载体相容。
通常，液体基介质中的颜料颗粒易于絮凝，除非使用合适的稳定机制。在非水体系中，这可以通过在颜料颗粒表面上吸附一个全部或部分溶于油墨介质的分子来实现，该分子防止或至少抑制颜料颗粒彼此过于接近而使得它们相互作用和絮凝。为使油墨分散体取得良好的热稳定性，分散剂须强缔合至颜料表面，这样在升高的温度下老化时分散剂就不会从颜料表面解吸。加入合适的增效剂有助于强化颜料/分散剂的相互作用。
所述增效剂包含能够固定、或吸附至颜料颗粒表面的极性基团。所述增效剂可不溶于大部分油墨载体，但可溶于一部分油墨载体。
将增效剂缔合至颜料颗粒的合适的极性基团的实例包括以下官能团，如胺、酰胺、酯、磺酸酯、羧酸、羟基基团、酸酐、氨基甲酸酯、脲和盐基团如季铵盐、它们的结合物等。所述极性基团将增效剂固定至颜料颗粒，从而使所述增效剂例如被吸附、连接或接枝至颜料颗粒。所述极性基团可以以任意合适的方式——如氢键、共价或离子键、酸碱反应、范德华相互作用等——适当地固定或吸附至颜料颗粒。
适用于本发明的增效剂的具体实例包括，但不局限于，例如从Lubrizol获得的SOLSPERSE5000(一种铜酞菁衍生物)，其例如最好作为蓝色、绿色或黑色颜料使用；从Lubrizol获得的SOLSPERSE12000，其例如最好作为蓝色、绿色或黑色颜料使用；从Lubrizol获得的SOLSPERSE22000，用于黄色、橙色或红色颜料；从Ciba-Geigy获得的EFKA6745，最好用于蓝色或黑色颜料；和从Ciba-Geigy获得的EFKA6750，最好用于黄色、橙色或红色颜料。
在实施方案中，所述油墨组合物以油墨组合物中的颜料的约0.1重量％至约50重量％——例如油墨组合物中颜料的约0.15重量％至约10重量％或油墨组合物中的颜料的约0.5至约5重量％——的量包括至少一种增效剂。适量的增效剂足以允许稳定油墨中颜料所需分散剂的量与油墨中不存在增效剂的方案相比降低，例如降低了不含增效剂时的分散剂的约10至约90重量％的量，例如不含增效剂时的分散剂的约30至约80重量％的量，或例如不含增效剂时的分散剂的约60至约75重量％的量。油墨组合物中分散剂的量没有特别限制，可以为例如油墨组合物中的颜料的约0.1重量％至约50重量％。如上所述，油墨组合物中分散剂的量可通过使用增效剂而降低。这在其中分散剂较粘的情况下是特别有利的，因为降低粘性分散剂的量降低了总体油墨的粘性，其可使得对中间转印元件或图像接收表面粘性较低。然而，由于增效剂的使用，降低的分散剂的量不会不利地影响油墨组合物中一种或多种颜料的稳定性。
因此，在本发明的方法中，可以通过以下方式制备具有降低量的颜料分散剂的相变油墨组合物：确定含有至少一种颜料和至少一种分散剂、但不含增效剂的油墨组合物中分散剂的量；以及降低分散剂的量使油墨组合物以约10重量％至约90重量％的量包括分散剂。油墨组合物中分散剂量的确定可通过任意合适的方法实现，例如包括已知的分析方法、获悉现有组合物构成、计算待用油墨组合物的理论分散剂量等。
因此所述增效剂是可强吸附至颜料的含极性基团的固体。另一方面，所述分散剂可溶于或至少大部分溶于大部分油墨载体。一部分分散剂与增效剂强烈地相互作用，以使增效剂/分散剂结合物强缔合到颜料表面。因此增效剂和分散剂的结合物允许颜料被有效地分散于固体油墨介质中，并且所述分散剂的负载可按需要降低同时在升高的温度下随时间维持粒径稳定。当在升高的温度(例如在120℃下30天后)下老化之后颜料粒径生长限制在低于或等于15％时，着色的油墨被认为是稳定的。
因此所述分散剂包含可溶于油墨载体的其自身的至少一部分，所述部分包括至少一个对增效剂有亲和力的官能团。总体上，所述分散剂部分或全部溶于所述介质，但分散剂的至少一个官能团与所述增效剂强烈相互作用，其中所述增效剂强缔合至颜料表面。分散剂的可溶部分延伸到油墨介质中并提供阻挡层从而防止或抑制颜料颗粒的絮凝。
所述分散剂通常包含与增效剂相互作用的极性官能团，并且其一部分与油墨载体相容。极性官能团可以以任意合适的方式与增效剂合适地相互作用，所述合适的方式例如氢键、共价键、酸碱反应、范德华相互作用等。合适的极性基团的实例包括以下官能团如胺、酰胺、酯、磺酸酯、羧酸、羟基基团、酸酐、氨基甲酸酯、脲和盐基团如季铵盐等。与油墨载体相容的分散剂的部分的实例包括以下基团如烷基和烷氧基基团，其可以是直链的或支链的、饱和的或不饱和的等，并且可具有例如约1至约50个碳原子的链长。
合适的分散剂的具体实例有聚酯分散剂，如美国专利No.6,702,884和美国专利No.6,841,590中公开的那些，所述专利的全部内容通过引用的方式纳入本文。分散剂可包括SOLSPERSE16000、SOLSPERSE28000、SOLSPERSE32500、SOLSPERSE38500、SOLSPERSE39000、SOLSPERSE54000、SOLSPERSE17000、SOLSPERSE17940、SOLSPERSE13240、SOLSPERSE19000，以及它们的混合物。
合适的聚酯分散剂的实例公开于美国专利No.3,996,059中，该专利的全部内容通过引用的方式纳入本文。所述分散剂可以为下式的聚酯
其中每个R1为亚烷基，包括直链的、支链的、饱和的、不饱和的、环状的、取代的和未取代的亚烷基，所述亚烷基包含至少8个碳原子，如约8至约40个碳原子或约8至约20个碳原子，但所述个数可超出这些范围；X为(i)氧原子，或(ii)通过氧或氮原子与至少2个碳原子连接到羰基上的亚烷基；R2为(i)氢，或者(ii)伯、仲或叔胺，或它们与酸的盐，或季铵盐基团；且n为一个代表重复基团个数的整数，例如为约2至约20或约2至约10。
合适的分散剂的其他实例包括聚亚烷基琥珀酰亚胺分散剂，如美国专利No.6,858,070中公开的那些，所述专利的全部内容通过引用的方式纳入本文。分散剂可包括可从Chevron Oronite Company购得的Chevron Oronite OLOA11000、OLOA11001、OLOA11002、OLOA11005、OLOA371、OLOA375、OLOA411、OLOA4500、OLOA46001、OLOA8800、OLOA8900、OLOA9000、OLOA9200等，以及它们的混合物。从Byk-Chemie获得的其他合适的分散剂包括例如BYK P-105，一种不饱和聚羧酸；BYK 9076，一种高分子量共聚物的烷基铵盐；BYK 9077；Disperbyk 108，一种羟基官能的羧酸酯；Disperbyk 116，一种丙烯酸酯共聚物；Disperbyk 140，一种酸聚合物的烷基铵盐在乙酸2-甲氧基-1-甲基乙酯中的溶液；Disperbyk 168，一种高分子量嵌段共聚物在二羧酸酯中的溶液；Disperbyk 2000，一种改性丙烯酸酯聚合物在乙酸甲氧基丙酯中的溶液；Disperbyk 2001，一种改性丙烯酸酯聚合物在乙酸甲氧基丙酯、丁基乙二醇和甲氧基丙醇的混合物中的溶液。
一些分散剂含于挥发性溶剂(获自供应商)中，因此可能不适于直接用于某些混合装置。这些分散剂可被预处理来除去挥发性溶剂以使活性组分分散剂可任选地被用于需要的混合设备中。挥发性溶剂可以通过在高温下加热分散剂被除去，例如在用于混合过程前于120℃(任选在真空下)除去挥发性溶剂。
在实施方案中，一种想要的油墨组合物包括约40至约60重量％的聚乙烯蜡，约8至约18重量％的三酰胺树脂，约10至约20重量％的脂肪酰胺例如硬脂基硬脂酰胺，约5至约15重量％的松香酯，约0.01至约3重量％的抗氧化剂例如NAUGARD 445，约1至约7重量％的聚氨酯树脂(描述于美国专利No.6,309,453的实施例4中)，约0.5至约15重量％的颜料，约0.5至约15重量％的分散剂和约0.01至约3重量％的增效剂。
在实施方案中，所述油墨可通过以下步骤进行制备：在合适的混合装置如挤出机、捏合机、磨碎机等中以浓缩剂形式制备所述颜料，以进行接下来的稀释(let down)，以及例如通过与油墨载体的其他组分高剪切混合例如均化进行处理。
在实施方案中，在挤出过程中，将油墨制剂的增效剂、颜料和极性树脂例如三酰胺树脂在进料至挤出机前一起以粉末形式混合。尽管三酰胺树脂可被认为是一种或多种颜料的分散剂，但该阶段的混合可任选不含分散剂。生成的挤出物可然后与其他油墨成分一起被加工形成相变油墨。挤出机中的内含物可然后在约30℃至约150℃——如约50℃至约100℃或约60℃至约90℃——的升高的温度和在约5RPM至约600RPM——如在约25RPM至约300RPM或在约40RPM至约150RPM——下混合。该混合为剪切颜料颗粒提供了必要的扭矩，使得增效剂固定到颜料表面上。然后，在挤出过程中较后部分，或在实施方案中在油墨制备过程中，可将分散剂加入所述混合物。挤出所述内含物形成颜料的挤出物，其中剪切的颜料已被树脂、增效剂和/或分散剂润湿。
与挤出过程独立地，例如在约80℃至约150℃——如约80℃至约140℃——的温度下，混合油墨载体的其他组分，例如至少包括蜡组分。
所述挤出物和混合的油墨载体组分然后通过搅拌或高剪切混合——例如使用均化器或高速搅拌器等——进行处理以形成稳定的着色的固体相变油墨。本公开内容在选择制备油墨浓缩剂期间所用的油墨组分方面不受限制。例如，在一些实施方案中，在制备油墨浓缩剂期间增效剂和分散剂均可存在。在其他实施方案中，可能需要在加入分散剂前向颜料和/或浓缩剂中加入增效剂。如本发明中使用的，所述油墨浓缩剂是指例如没有油墨载体成分的颜料成分的浓缩剂。
在另外的实施方案中，挤出物与其余的油墨载体组分的混合可在一个或多个步骤中进行。例如，均化可包括使用油墨的一种或多种相对极性组分和挤出物的第一均化过程，以及其中将第一均化过程的产物与油墨的一种或多种相对非极性组分中的至少一种混合的第二均化过程。油墨的相对极性组分可包括，但不局限于，脂肪酰胺(例如KEMAMIDES180)，和松香酯如甘油松香酸酯(例如KE-100)。油墨的相对非极性组分可包括，但不局限于，蜡如聚乙烯蜡。两个均化过程均可以在相同或不同温度——例如约60℃至约150℃，或约80℃至约120℃的温度——下进行。
当然，也可使用其他方法形成所述油墨。例如，分散剂可以存在于其中了加入颜料的混合物中，随后在制备浓缩剂或者制备油墨本身期间加入增效剂。这也可使颜料在油墨载体中足够稳定地分散，特别是当增效剂比分散剂对颜料表面有更强的亲和力的情况下。
此外，处理的其他方式既可用于制备油墨浓缩剂也可用于制备油墨本身。例如，所述油墨浓缩剂或油墨可以以任意合适的工具——包括机械或磁力搅拌器、高速混合器、磨碎机、均化器、超声仪(sonificator)、微射流机等——使用或不用任选的研磨介质(如不锈钢球、瓷片等)进行搅拌或混合。
在实施方案中，磨碎机可如下使用。油墨浓缩剂可使用任意磨碎机通过例如加热磨碎机到例如约80℃至约180℃的高温下进行制备。用按需预融化的油墨树脂如三酰胺树脂、分散剂和任选的添加剂的混合物给磨碎机进料。向搅拌的混合物中加入颜料和增效剂。按需将这些物质以允许颜料适度地快速混入所述混合物中的速度计量加入磨碎机。然后以例如约100RPM至约500RPM——如约200RPM至约300RPM——的速度将混合物搅拌足够的时间，例如约4至约30小时，如约10至约18小时，同时维持磨碎机的高温。之后，向混合物中加入任意其余的油墨成分，例如包括KE100、KEMAMIDE S-180、聚氨酯树脂、NAUGARD445、聚乙烯蜡等。期望剩余的油墨成分被预融化，例如在与混合物几乎相同的温度预融化，并将融化的溶液缓慢倒入搅拌的油墨浓缩剂。
形成的油墨可通过任意合适的方法过滤，例如通过在约90℃至约150℃的温度下用筛网过滤。所制备的油墨的过滤可使用绝对标称值为例如6微米或1微米的各种深度的过滤器——例如尼龙、聚砜和玻璃纤维过滤器——进行。
本发明公开的油墨在约100℃至约130℃(如约110℃至约120℃)、在约10-2至约104 s-1(如约10-1至约103 s-1)的剪切速率下可表现出牛顿特性。
相变油墨喷射方法是公知的且描述于例如美国专利No.4,601,777、4,251,824、4,410,899、4,412,224和4,532,530中，所述专利的全部公开内容通过引用的方式纳入本文。
喷墨设备在现有技术中是已知的。如美国专利No.6,547,380(该专利的全部内容通过引用的方式纳入本文)中记载，喷墨印刷系统通常有两种类型：连续流型(continuous stream)和按需喷出型(drop-on-demand)。在连续流型喷墨系统中，油墨在压力下通过至少一个孔或喷嘴以连续的液流喷出。扰动该液流，使其在离孔一个确定距离处破裂为液滴。在破裂点，液滴根据数字信号带电，并经过调节每个液滴的轨迹的静电场从而将其引导至再循环沟槽或记录介质的特定位置。在按需喷出型系统中，液滴按照数字信号从孔中直接喷至记录介质上的一个位置。只有需要将液滴置于记录介质上时才形成和喷出液滴。对于非水性油墨有不同类型的按需喷出型喷墨系统。一类按需喷出型喷墨系统是这样一种压电设备，其主要部件为油墨填充通道或过道，在所述通道或过道的一端有喷嘴，另一端附近有产生压力脉冲的压电换能器。另一类按需喷出型系统被称为声动油墨印刷。已知声束撞击到物体时会对物体产生辐射压力。这样，当声束从下面撞击到一池液体的自由表面(即液/气界面)时，对池的表面产生的辐射压力会达到足够高的水平，从而从池中释放出单个液滴，尽管存在表面张力的约束力。将声束集中在池的表面上或池的表面附近会加强给定输入能量产生的辐射压力。
印刷图像可以使用本发明所述油墨通过以下方式形成：将所述油墨加入一种喷墨设备，例如声动喷墨设备或压电喷墨设备；加热所述油墨至合适的喷射温度；以及同时将熔融墨滴以图案方式喷射至基质如中间转印介质上或者直接喷射至纸张或透明材料上，其可被认为是图像。所述油墨通常包含在至少一个储存器内，该储存器通过任意合适的进料设备连接至喷墨头的喷射通道或孔以进行喷墨。在喷射过程中，可以通过任意合适的方法将喷墨头加热至油墨的喷射温度。因此相变油墨从固态转化为熔融态以备喷射。在一种常规设计的压电喷墨设备中，在基质——例如图像接收元件或中间转印元件——绕喷墨头旋转(增量运动)(就是在旋转每一圈的过程中印刷头相对于基质都有小平移)四至十八周的过程中，通过适当地喷射彩色油墨来形成图像。这种方法简化了印刷头的设计，上述小位移也保证了良好的液滴对准效果。
所述油墨可也用于间接(胶印)印刷喷墨应用，其中当将熔融墨滴以成图像的图案喷射至记录基质上时，所述记录基质为中间转印元件，且成图像的图案的油墨随后被从中间转印元件转移至最终记录基质，如纸张或透明材料。
现通过下列实施例进一步说明上述实施方案。
实施例1
使用制备油墨浓缩剂的磨碎机来制备油墨，总结如下。油墨浓缩剂1如下制备：将装有1/8英寸不锈钢球的Szegvari 01磨碎机加热至120℃，并装入包含三酰胺树脂6(113.4g)、SOLSPERSE13240(通过在高温下真空除去SOLSPERSE13240中的甲苯)(21.0g)、和NAUGARD 445(0.25g)的预融化混合物。向搅拌的混合物中缓慢加入HOSTAPERM Blue B4G(21.0g)，然后加入SOLSPERSE5000(0.42g)作为增效剂。在250RPM的速度和120℃的温度下搅拌所述混合物16小时。将KE100(36.0g)、KEMAMIDE S-180(40.5g)、聚氨酯树脂(12.0g)、NAUGARD 445(0.25g)、和聚乙烯蜡(156.0g)的稀溶液在120℃下预融化。然后将融化的稀溶液缓慢倒入搅拌的油墨浓缩剂(55.7g)，再在120℃下搅拌1小时。
过滤油墨，然后立即将少量油墨置于玻璃池中，用于用MalvernZetaSizer进行粒径测量。将所述池储存在120℃的烘箱中；在30天内的多个时间进行粒径测量。当在120℃下老化30天之后，如果粒径生长限制在低于15％，油墨被认为是稳定的。然后对剩余的经过滤的油墨进行凝固，以形成用于Xerox固体喷墨印刷机上印刷质量评价的墨块。当没有油墨粘附在转印鼓(transfuse drum)或随后的记录介质如纸张上时，得到良好的印刷质量。
实施例2
油墨2使用与实施例1相同的方法制备，但不加增效剂。
实施例3
油墨3使用与实施例1相同的方法制备，但使用减量的SOLSPERSE13240(13.7g)。
实施例4
挤出步骤(4.1)：在LITTLEFORD M5混合器中以0.8安培将下列比例的粉末材料混合30分钟：900g三酰胺树脂(美国专利No.7,407,539中描述的支链三酰胺树脂)、137.63g从Clariant获得的HOSTAPERM Blue B4G颜料、和2.92g SOLSPERSE5000增效剂(从Lubrizol获得的铜酞菁衍生物，据信是一种磺化铜酞菁蓝色颜料的脂肪胺盐)。然后将混合粉末以10lb/hr的速度给Warner & Pfeiderer ModelZSK30双螺杆挤出机进料。挤出机桶维持在60℃，螺杆的旋转速度保持在150rpm。接着向挤出机中进料137.63g的SOLSPERSE17000分散剂(在独立的进料口)以进一步挤出。产生的挤出物(A)准备与其他油墨成分在均化步骤中混合。
均化步骤(4.2)：在一个4L的烧杯(A)中融化并搅拌混合挤出物A(439.86g)、420g从Crompton Corp.获得的KEMAMIDE S180、289.82g从Arakawa Chemical Industries Ltd.获得的KE100树脂和4.18g从Crompton Corp.获得的NAUGARD N445。在120℃下、在IKAUltra-Turrax T50均化器中将融化的混合成分均化18分钟。在另一个4L的烧杯(B)中，在120℃下融化1635.92g从Baker Petrolite获得的聚乙烯蜡(平均峰值分子量为约350至约730、多分散度为约1.03至约3.0、不对称分子量分布倾向高分子量端的聚乙烯蜡，如美国专利No.7,407,539中所记载)和96.83g美国专利No.6,309,453的实施例4中描述的聚氨酯树脂一小时。向烧杯(A)中加入烧杯(B)中的融化成分。对产生的烧杯(A)中的油墨成分再均化18分钟。在120℃下用1微米的筒式过滤器过滤所述油墨并冷却所述油墨形成固体着色相变油墨。
实施例5
实施与实施例4中相同的步骤，但不使用SOLSPERSE5000。
实施例6
挤出步骤：实施与上述实施例4中的挤出步骤(4.1)相同的步骤，除了使用减量的SOLSPERSE17000(89.5g)。
实施例7
实施与上述实施例6相同的方法，除了用从Degussa获得的NIPEX150替换HOSTAPERM B4G。
实施例8
在120℃下融化89.5g的SOLSPERSE17000与900g三酰胺树脂和137.6g的HOSTAPERM蓝色颜料30分钟。生成的固体混合物在冷却至室温后再与2.92g的SOLSPERSE5000增效剂在LITTLEFORDM5混合器中混合30分钟。然后将混合粉末以10lb/hr的速度进料至Warner & Pfeiderer Model ZSK30双螺杆挤出机。挤出机桶维持在60℃，螺杆的旋转速度保持在150rpm。然后如均化步骤4.2将生成的挤出物与其他油墨成分均化。
实施例9
实施与上述实施例6相同的方法，除了将SOLSPERSE5000增效剂(0.9g)与S180、KE100和NAUGARD N445在(4.2)的均化步骤中而不是在挤出步骤中一起融化混合。
总结于表1的是关于在120℃下老化30天后的粒径稳定性和印刷品粘度方面的相对油墨性能。
表1-油墨粒径热稳定性和印刷的粘度质量
  实施例   方法   油墨稳定性  印刷质量
  123456789   磨碎磨碎磨碎挤出和均化挤出和均化挤出和均化挤出和均化挤出和均化挤出和均化   稳定        粘不稳定      粘稳定        不粘稳定        粘不稳定      粘稳定        不粘稳定        不粘稳定        不粘稳定        不粘
上述实施例中增效剂与降低的分散剂负载的效果从120℃下老化30天后增强的粒径稳定性以及降低油墨在转印鼓和图像印刷品上的粘度方面均可看出。
应当理解的是，各种上述公开的以及其他的特征和功能或它们的替代物可按需要与许多其他不同的体系或应用相结合。此外，各种目前无法预见或无法预料到的它们的替代、修正、变化或改进可由本领域技术人员随后获得，并也意欲由随后的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种制备相变油墨组合物的方法，包含
向带有搅拌元件的设备中加入至少一种颜料、至少一种可溶于所述油墨组合物的一种油墨载体中的分散剂和至少一种不可溶于所述油墨载体的固体增效剂；
在升高的温度下以搅拌速率操作所述设备来润湿所述至少一种颜料以获得油墨浓缩剂；以及
混合所述油墨浓缩剂和所述油墨载体以获得所述油墨组合物，
其中所述油墨载体包括至少一种蜡，不溶于所述至少一种蜡且包括至少一个官能团、能吸附至所述至少一种颜料表面的至少一种增效剂，和至少一种含有溶于所述至少一种蜡的部分的分散剂。
2.权利要求1的方法，其中所述带有搅拌元件的设备是挤出机，且其中所述升高的温度为从30℃至150℃，并且所述搅拌为从5RPM至600RPM。
3.权利要求1的方法，其中所述带有搅拌元件的设备是磨碎机，且其中所述升高的温度为从80℃至180℃，并且所述搅拌为从100RPM至500RPM。
4.权利要求1的方法，其中所述方法还包含通过在从90℃至150℃的温度下混合油墨载体的组分在与油墨浓缩剂混合之前形成油墨载体。
5.权利要求1的方法，其中所述油墨载体包含至少一种蜡和至少一种聚氨酯树脂。
6.一种制备相变油墨组合物的方法，包含
向挤出机中加入至少一种颜料和至少一种不可溶于所述油墨组合物的一种油墨载体的固体增效剂；
操作所述挤出机来润湿和剪切所述至少一种颜料；
在所述润湿和剪切所述至少一种颜料的操作之后，向挤出机中加入用于所述至少一种颜料的至少一种分散剂，所述至少一种分散剂可溶于所述油墨载体；
挤出以获得一种挤出物；以及
将所述挤出物和所述油墨载体进行均化以获得所述油墨组合物。
7.权利要求6的方法，其中所述来润湿和剪切所述至少一种颜料的操作在从45℃至100℃的温度下实施，所述挤出在从30℃至150℃的温度以5RPM至600RPM实施，以及所述均化在从90℃至150℃的温度下进行。
8.权利要求6的方法，其中所述经润湿和剪切颜料的操作的混合物还包括三酰胺树脂。
9.一种制备含有降低量的颜料分散剂的相变油墨组合物的方法，包含
确定由至少一种颜料和至少一种可溶于所述油墨组合物的一种油墨载体的分散剂构成、但不含固体增效剂的油墨组合物中的分散剂的量；
降低分散剂的量以使所述油墨组合物包括10重量%至90重量%的分散剂，基于所述不含固体增效剂的油墨组合物中的分散剂的量计；
向带有搅拌元件的设备中加入油墨组合物的至少一种颜料和至少一种降低量的分散剂，以及至少一种不可溶于所述油墨载体的固体增效剂；
在升高的温度下以搅拌速率操作所述设备来润湿所述至少一种颜料以获得油墨浓缩剂；和
将所述油墨浓缩剂和所述油墨载体进行混合以获得含有降低量分散剂的油墨组合物。
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