CN103124775B - 用于喷墨油墨的氧化物颜料分散体 - Google Patents

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Abstract

由无机氧化物的纳米尺寸颗粒和反应性分散剂组成的氧化物颜料分散体及基于所述分散体的喷墨油墨。

Description

用于喷墨油墨的氧化物颜料分散体
背景技术
喷墨印刷为非接触印刷工艺，其中，墨滴被从墨盒的印刷头射到印刷介质上以形成期望的图像。典型的印刷头具有多个直径在微米范围内的非常小的喷嘴。已将例如二氧化钛的金属氧化物在一些例如白色油墨的喷墨油墨制剂中用作颜料。白色油墨在透明和彩色表面印刷时可有用地提供良好的能见度。但是，不是所有的基于金属氧化物的油墨都能有效地用于喷墨印刷，因为它们不满足关于喷射能力和颜料可分散性的特定要求。 
附图说明
图1显示了具有聚乙二醇(PEG)链的反应性分散剂的结构。 
图2显示了图1中所示的反应性分散剂的水解。 
图3显示了水解的分散剂与金属氧化物表面的反应。 
具体实施方式
常规的基于具有高折射率和高密度的金属氧化物（例如二氧化钛或氧化锌）的油墨制剂通常包含具有在100nm至1.0μm范围内的粒径的颜料。通常认为这样的油墨为白色油墨。基于这样较大粒径的颜料的制剂常常具有严重的长期稳定性问题。金属氧化物的大而密的颗粒趋于在水性分散体中聚集、凝聚和沉淀。当这些油墨用于喷墨印刷时，颜料的沉淀可导致不可恢复的喷嘴堵塞和印刷质量的严重下降。 
其它一些喷墨应用可能需要用具有比油墨制剂，具体为白色油墨制剂，小得多的粒径的透明/清澈的金属氧化物分散体的印刷。具有在10-100nm纳米范围内的粒径的金属氧化物颜料可显示出显著水平的透明度。它们可被用作基于常规着色剂的油墨中的添加剂或用作用于常规印刷范围之外的应用中的专用喷墨油墨的首要组分。基于更小粒径的矿物颜料分散体(10～100nm)的制剂通常不具有严重的沉淀问题。然而，小颗粒金属氧化物颗粒分散体的喷墨油墨应用固有的可靠性问题包括由挥发性油墨组分的挥发（即“脱封堵”）引起的喷嘴堵塞，和在热喷 墨打印头的喷射腔内加热器表面的不可溶颜料外壳的形成。（后面的问题完全为热喷墨印刷应用所固有）。如文中所用，术语“脱封堵”是指由于油墨中挥发性溶剂的挥发，喷墨油墨趋于在喷墨印刷头喷射孔附近或内部的结壳。呈现出良好脱封堵的喷墨油墨不需要过多使用为了在合理的时间段内，例如数周或更多周内防止这类结壳（和许多喷墨油墨的情况一样）而设计的旋盖机制。去除挥发性组分经常造成由分散的金属氧化物颗粒的聚集和形成硬壳。壳的机械耐久性趋于随着金属氧化物粒径的减小而增加。该问题为压电喷墨印刷和热喷墨印刷技术所固有。在热喷墨印刷头中的每一次喷嘴喷射都涉及挥发性油墨组分在喷射腔中的部分蒸发。通过内置在喷射腔结构中的微加热元件（即电阻器）加热油墨。靠近电阻器表面的油墨层被快速加热到远高于液体油墨组分的沸点的温度。挥发性组分的蒸发导致形成气泡，因而导致一些油墨从喷射腔中喷出。非挥发油墨组分经常趋于在加热表面的喷射中沉淀。电阻器提高的温度（达到1000℃)可引起沉淀的组分相互间反应及与电阻器表面反应。这些相互作用可导致形成不溶性外壳。如果形成的外壳足够机械耐久（mechanically durable），并且在接下来对喷射腔的再填充中不被分散或去除，接下来的喷射就会增加外壳的厚度。最终，在电阻器表面集聚的外壳干扰喷射过程自身。增加的外壳起到热传导绝缘体的作用，防止油墨被快速加热，并干扰驱动气泡的形成，并且最终阻止油墨喷射。 
聚合物分散剂 
聚合物分散剂已经用于基于具有较大的粒径（大于100nm）的矿物颜料例如TiO2、ZnO或A1PO4的白色油墨制剂中。通过吸收通常具有阴离子功能的水溶性或部分水溶性聚合物或嵌段共聚物分散剂稳定分散体中的颗粒。这些聚合物分散剂不能完全消除沉淀，但是它们确实能防止形成非常稳定的颗粒聚集体。这样获得的油墨显示出“软沉淀”的现象，即沉淀的颗粒聚集体可易于再次被分散，并且没有在印刷头中不可恢复的喷嘴故障。 
具有聚合物分散剂的矿物颜料的一个主要的缺陷为粒径的范围被限于100nm至1.0μm，即产生具有显著的光散射/遮蔽现象的油墨制剂。可用相对少量的分散剂（小于1～3%的颜料固体）稳定较大颗粒的分散体和油墨。达到显著小的粒径需要高得多的分散剂/颜料(D/P)比，例如，将分散剂含量增加至颜料固体的100～200%。油墨中更高含量的聚合物分散剂将造成显著更高的油墨粘度。更高粘度的油墨具有喷射可靠性的困难，尤其是当来自较低的液滴体积印刷头构造时。分散体稳定效率随分散剂链长度的增加以及由此带来的分子量的增加而提高（直至特定的点）。然而，分散剂分子量的增加经常会导致分散体粘度的增加，这会 消极地影响喷射可靠性。 
无机阴离子分散剂 
用于金属氧化物颗粒的其它合适的分散剂为低聚性质和单体性质的某些无机阴离子分散剂，例如磷酸根和多磷酸根阴离子。多磷酸根已经被证实为用于将例如TiO2的金属氧化物由微米级粉碎至10～20nm的粒径的有效的分散剂。用无机阴离子分散剂将金属氧化物粉碎至小于100nm的粒径也需要相对高的分散剂:颜料(D/P)比。例如，用多磷酸钠将TiO2粉碎至20nm的粒径需要约0.5的D/P。遗憾的是，由于一些原因，在许多情况下用无机阴离子分散剂制备的精细金属氧化物颗粒（小于100nm的粒径）的分散体不适用于可靠的喷墨应用。挥发性组分的蒸发导致形成高粘度的阻塞，并且最终形成由分散体中小颗粒产生的固体外壳，并且因此堵塞喷嘴（脱封堵）。在印刷时，间歇的喷嘴堵塞造成差的液滴方向性，并严重降低印刷质量。基于这些分散体的油墨从热喷墨印刷头的连续喷射导致金属氧化物在电阻器表面的快速和不可逆的集聚的金属氧化物壳。在持续印刷中对电阻器表面的污染导致严重的和不可逆的印刷质量下降。 
新型氧化物颜料分散体 
本公开提供了一种当用于喷墨印刷，尤其是热喷墨印刷时，能够提供显著提高的喷射能力的氧化物颜料分散体。在一些实例中，本公开的氧化物颜料分散体包含无机氧化物颗粒，例如可由金属氧化物或半金属氧化物制成的无机氧化物。新型氧化物颜料分散体包含分散在水性载剂中的无机氧化物的纳米尺寸颗粒（“纳米颗粒”）和特定类型的反应性分散剂。所述氧化物纳米颗粒具有小于约150nm的平均粒径。在一些实施方式中，所述氧化物纳米颗粒具有5～150nm的粒径；在一些其它实施方式中为5～100nm；在另一些实施方式中为5～50nm。 
无机氧化物纳米颗粒可由金属氧化物颜料，例如金红石或锐钛矿晶体形态的二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化铝（A12O3)、氧化锆(ZrO2)、氧化铟(In2O3)、氧化铈(IV)(CeO2)等，或半金属氧化物颜料，例如二氧化硅制成。当将这些氧化物颜料研磨成小于100nm的精细粒径时，它们变成无色，并呈现高透明度。这样，文中公开的氧化物颜料分散体可用于形成无色或清澈的油墨，这些油墨当在印刷介质上印刷时是透明或半透明的。 
在其它一些实施方式中，无机氧化物纳米颗粒可由金属氧化物颜料，例如氧化铁制成。在一些实例中，氧化物可包含方铁矿、磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿、或它们的组合。众所周知，方铁矿表示氧化铁(II)形态，磁铁矿表示氧化铁(II,III)形态，并且赤铁矿和磁赤铁矿表示不同相的氧化铁(III)形态。磁铁矿和赤铁矿在水 性环境中对氧化稳定；然而，方铁矿(FeO)对氧化不稳定，并可容易地转变成Fe2O3或Fe3O4。在其它一些实例中，氧化物可包含铁磁无机氧化物纳米颗粒，例如磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)或其它含铁化合物。 
反应性分散剂 
反应性分散剂为包含亲水官能团的硅烷偶联剂。在一些实施方式中，反应性分散剂由下面的通式(I)表示： 
其中 
a)R1、R2和R3为羟基、直链或支链烷氧基。在一些实例中，R1、R2和R3的至少一种为直链或支链烷氧基。在另一些实例中，R1、R2和R3基团中的至少一种为烷氧基。在一些实例中，R1、R2和R3基团为小烷氧基，即具有1至5个碳原子。在其它一些实例中，R1、R2和R3基团为具有2至5个碳原子的直链烷氧基。在另一些其它实例中，R1、R2和R3基团为-OCH3或-OC2H5。 
b)PE为结构式为[(CH2)n-CH-R-O]m的聚醚低聚体链片段，其中n为0至3范围内的整数，其中m为大于或等于2的整数，并且其中R为H或链烷基。在其它一些实例中，R为具有1至3个碳原子的链烷基，例如CH3或C2H5。在一些实例中，虽然对聚醚链(PE)中聚醚单元的数目(m)没有严格的限制，但m为2至30的整数。在其它一些实例中，m为3至30的整数，在另一些其它实例中，m为5至15的整数。未联系任何理论，认为非常长的聚醚链片段可导致显著增加的油墨粘性和油墨喷射可靠性的消极后果，特别是在较小液滴体积的喷墨印刷头的情况下。因此，在一些实例中，为了与水性油墨相容，聚醚链为水溶性或亲水的。作为实例，聚醚链片段(PE)可为由聚乙二醇(PEG)的链片段(-CH2CH2-O-)、或聚丙二醇(PPG)的链片段-(CH2-CH(CH3)-O-)、或这两种类型的混合物组成的重复单元。在一些实施方式中，聚醚链片段(PE)包含PEG单元(-CH2CH2-O)。 
c)R4为氢、或直链或支链烷基。在一些实例中，R4为具有1至5个碳原子的烷基。未联系任何理论，认为R4的长度/尺寸必须足够小以便在水解状态下不产生不溶于水的分散剂分子。聚醚链的越长和越亲水，分散剂结构构对R4的长度/尺寸 的耐受性越高。 
在其它一些实施方式中，反应性分散剂为具有下面通式(II)的聚醚烷氧基硅烷分散剂： 
其中，R'、R"和R'"为在水性环境中不显著妨碍或防止烷氧基硅烷基团的水解的直链或支链烷基。在一些实例中，R'、R"和R'"为具有1至3个碳原子的链长度的直链烷基。在一些实例中，R'、R"和R'"为-CH3或-C2H5。 
R4和PE如上面通式(I)中所述；即PE为结构式为[(CH2)n-CH-R-O]m的聚醚低聚体链片段，其中n为0至3的整数，其中m为大于或等于2的整数，并且其中R为H或链烷基；并且R4为氢、或直链或支链烷基。在一些实例中，R4为CH3或C2H5。 
合适的聚醚烷氧基硅烷的实例包括： 
-HO(CH2CH2O)n’-Si(OCH3)3
-HO(CH2CH2O)n’-Si(OCH2CH3)3
-CH3O(CH2CH2O)n’-Si(OCH3)3
-CH3O(CH2CH2O)n’-Si(OCH2CH3)3
-C2H5O(CH2CH2O)n’-Si(OCH3)3
-C2H5O(CH2CH2O)n’-Si(OCH2CH3)3
-HO(CH2CH(CH3)O)n’-Si(OCH3)3
-HO(CH2CH(CH3)O)n’-Si(OCH2CH3)3
-CH3O(CH2CH(CH3)O)n’-Si(OCH3)3
-CH3O(CH2CH(CH3)O)n’-Si(OCH2CH3)3
其中，n'为等于或大于2的整数。 
在一些实例中，n'为2至30的整数，并且在其它一些实例中，n'为5至15的整数。 
具有聚乙二醇(PEG)聚醚链的反应性分散剂结构的实例示于图1中，其中，R为H、或直链或支链烷基，并且其中R'、R"和R'"为直链或支链烷基。 
聚醚烷氧基硅烷分散剂的商品的实例包括但不限于Momentive Performance  Materials制造的Silquest A-1230和Evonik/Degussa制造的4144。 
如图2所示，当聚醚烷氧基硅烷分散剂溶于水性环境中时，分散剂发生水解，烷氧基硅烷基团借以转变成活性硅烷醇基团。如图3所示，通过分散剂的水解产生的硅烷醇基团可与存在于金属氧化物表面上的羟基反应，并将聚醚链连接到分散的颗粒表面。 
反应性分散剂与氧化物颜料的重量比(D/P)取决于具体的氧化物粒径和分散剂的分子量。基于上述的氧化物颜料分散体的喷墨油墨在喷墨印刷中，即使在非常低的氧化物粒径(例如20～30nm)和高分散剂含量下(例如，D/P至多2.0)也显示出显著提高的喷射可靠性。氧化物颜料分散体的制备 
可通过在上述反应性分散剂的存在下粉碎具有大粒径(在微米范围)的可商购无机氧化物颜料直至获得期望的粒径来制备本公开的氧化物颜料分散体。被粉碎的起始分散体为具有达到氧化物颜料的百分之四十的重量百分比(wt％)的固体含量的水性分散体。在一些实例中，粉碎设备为珠磨机，它为能够使用具有小于1.0mm的直径的非常细的珠子作为研磨介质的湿碾机，例如Kotobuki Industries有限公司的Ultra-Apex珠磨机。可根据本领域技术人员已知调节球磨时间、转子速度和温度以获得期望的结果。 
由氧化物颜料分散体制备的喷墨油墨 
可通过使制备的氧化物颜料分散体与水性载体及常规的油墨组分混合以形成具有期望的氧化物颜料含量的水溶液，而由新型氧化物颜料分散体制备喷墨油墨。为形成可喷射喷墨油墨，氧化物颜料在油墨中的含量可在大于0wt％、至多35wt％的范围内。已经发现即使在高含量的氧化物颜料(例如10wt％至20wt％)的情况下，基于本公开的氧化物颜料分散体的喷墨油墨仍可提供良好的喷射可靠性，这与只有包含等于或小于10wt％的氧化物颜料才能保持良好的喷射可靠性的常规白色油墨不同。 
基于油墨组合物的总重量，在一些实例中，在最终油墨中氧化物颜料分散体的含量为约0.1wt％至约20wt％，在其它一些实例中，约0.2wt％至约15wt％，在另一些其它实例中，约0.5wt％至约10wt％。 
水性载体由水或水与一种或多种水溶性有机溶剂(所谓的共溶剂或保湿剂)的混合物组成。可用在油墨制剂中的共溶剂或保湿剂的种类包括但不限于脂族和芳族醇、二醇、二醇醚、聚二醇醚、己内酰胺、酰胺等。这样的化合物的实例包括脂族伯醇和仲醇、1,2-醇、1,5醇、乙二醇烷基醚、丙二醇醚、N-烷基己内酰胺、 未取代的己内酰胺、甲酰胺、乙酰胺和它们的衍生物。可使用溶剂具体的实例包括2-吡咯烷酮、1,5-戊二醇、三羟甲基丙烷、四甘醇、1,2-己二醇和LEG-1（乙氧基化甘油醚）。 
可选择地，油墨制剂还可包含表面活性剂。可用在油墨制剂中的一些表面活性剂可包括烷基和烷基苯基聚氧乙烯、聚氧乙烯二酯、聚氧乙烯嵌段共聚物、聚氧乙烯胺、取代的氧化胺等。制剂的余量可为纯化的水和/或本领域中已知的其它辅助载剂组分，例如杀菌剂、粘度调节剂、用于pH调节的缓冲剂、掩蔽剂等。关于各种可用在油墨制剂中的杀菌剂，杀真菌剂和抗微生物剂，合适的实例包括但不限于Tolcide PS75、Mergal V133、Proxel(ICI America)、Nuosept(Nudex,Inc.)。用于pH调节的缓冲剂的合适的实例包括（但不限于）有机碱和它们的盐，例如Trizma Base、MES等。 
基于重量，基于新型氧化物颜料分散体的示例性无色、半透明或透明油墨组合物具有下面的配方：1～10wt%的氧化物颜料、0～5wt%的表面活性剂、0～50t%的水溶性有机溶剂和水。 
新型氧化物颜料分散体的主要优点包括： 
a)当使用热喷墨和压电喷墨的打印头印刷时，在保持良好的喷嘴状态和抗堵塞坚固性的同时，能够获得小颜料粒径（例如约20～40nm粒径的无机氧化物）的稳定的分散体。 
b)与由小分子阴离子分散剂和阴离子聚合物分散剂，例如磷酸盐、柠檬酸盐、多磷酸盐、聚丙烯酸盐和聚甲基丙烯酸盐制成的分散体相比，具有更好的脱封堵性能。 
c)因为在长时间喷射中氧化物颜料分散体不在热喷墨电阻器上形成不可溶的外壳，所以没有由颜料在喷射电阻器表面的颜料结壳引起的印刷质量的快速下降。 
浓度、量和其它数据文中可表述或显示为范围的格式。应理解这样的范围格式仅为了方便和简洁而使用，因此应解释为不仅包含列举为范围界限的明确的数值，还包含在该范围内的所有的单个数值或子范围，如同明确列出了每个数值和子范围。作为说明，“约1wt%至约5wt%”的数值范围应解释为不仅包含约1wt%至约5wt%明确列出的数值，还包含在列出的范围内的单个数值和子范围。因此，包含在这个数值范围内的为单个数值，例如2、3.5和4，和子范围，例如1～3、2～4和3～5等。 
实施例 
下面的实施例说明本公开的目前众所周知的实施方式，并提供关于本公开的 目前认为最实际和最优选的实施方式的更多详情。但是，应理解其它可实践的实施方式也在本公开的范围内。 
实施例1： 
起始材料为TiO2（金红石）（DuPont的牌R-931）。未粉碎的材料在水中具有在2～5μm范围内的粒径。在水性分散体中粉碎TiO2粉末（12wt%的装载量）。将Momentive Performance Materials的Silquest A-1230用作分散剂。粉碎时分散剂/颜料的比为0.3。使用的粉碎装置为Kotobuki Industries有限公司的Ultra Apex Mill UAM-015，装载50μm的YTZ珠子。粉碎3小时后，TiO2的容重粒径(Mv)减小到115nm。 
实施例2 
起始材料为TiO2（金红石）（DuPont的牌R-931）。未粉碎的材料在水中具有在2～5μm范围内的粒径。在水性分散体中粉碎TiO2粉末（50wt%的装载量）。将Momentive Performance Materials的Silquest A-1230用作分散剂。粉碎时分散剂/颜料的比为0.5。使用的粉碎装置为Kotobuki Industries有限公司的Ultra Apex Mill UAM-015，装载50μm的YTZ珠子。粉碎8小时后，TiO2的容重粒径(Mv)减小到35nm。 
实施例3 
起始材料为TiO2（金红石）（Evonik Industries的P25）。在水性分散体中粉碎TiO2粉末（50wt%的装载量）。将Momentive Performance Materials的Silquest A-1230用作分散剂。粉碎时分散剂/颜料的比为0.5。使用的粉碎装置为Kotobuki Industries有限公司的Ultra Apex Mill UAM-015，装载50μm的YTZ珠子。粉碎3小时后，TiO2的容重粒径(Mv)减小到39nm。 
实施例4 
起始材料为TiO2（Tayca Corporation的MT-100HD）。在水性分散体中粉碎TiO2粉末（50wt%的装载量）。将Momentive Performance Materials的Silquest A-1230用作分散剂。粉碎时分散剂/颜料的比为0.5。使用的粉碎装置为Kotobuki Industries有限公司的Ultra Apex Mill UAM-015，装载50μm的YTZ珠子。粉碎5小时后，TiO2的容重粒径(Mv)减小到25nm。 
实施例5 
基于由Ti-Pure R931TiO2（来自DuPont）制造的TiO2分散体(Mv=35nm)与Silquest A-1230分散剂（来自Momentive Performance Materials）制备油墨，分散剂/颜料比(D/P)等于0.5。以重量百分比计，油墨具有下面的配方： 
产生的油墨包含4wt%的TiO2。 
在HP PhotoSmart8450打印机中用HP Black Print Cartridge94使用该油墨印刷打印头喷嘴状态检测图案。进行印刷直至装满的墨盒变干，并且没有观察到喷嘴状态的劣化。 
实施例6 
对比例 
基于由Ti-Pure R931（TiO2来自DuPont）制造的TiO2分散体(Mv=22nm)用多磷酸钠分散剂制备对照油墨，分散剂/颜料比等于0.5。以重量百分比计，油墨具有下面的配方： 
产生的油墨包含3.5wt%的TiO2。 
在HP PhotoSmart8450打印机中用HP Black Print Cartridge94通过印刷测试该对照油墨的喷射可靠性。在小于1分钟的喷射（印刷1页）后，热喷墨打印头完全不可运转，并且当印刷第一页结束时，未剩余状态良好的喷射喷嘴。该喷嘴故障是由严重的电阻器结壳引起的。 
提供本公开的各种实施方式的上述说明仅为说明和描述的目的。不旨在限于具体的形式和公开的示例性实施方式。在不背离本公开的精神和范围的情况下，本领域技术人员可想出许多的修改和替换的组合物、方法及系统。 

Claims (15)

1.一种氧化物颜料分散体，包含：
a.具有小于150nm的粒径的无机氧化物颗粒，和
b.下面通式(I)表示的反应性分散剂：
其中，R1、R2和R3为羟基、直链或支链烷氧基；PE为结构式为[(CH2)n-CH-R-O]m的聚醚低聚体链片段，其中n为0至3的整数，其中m为大于或等于2的整数，并且其中R为H或链烷基；并且其中R4为氢、或直链或支链烷基，
其中所述氧化物颜料分散体的分散剂/颜料的比为0.3至2.0。
2.如权利要求1所述的氧化物颜料分散体，其中，在所述通式(I)的反应性分散剂中，R1、R2和R3基团中的至少一种为直链或支链烷氧基。
3.如权利要求1所述的氧化物颜料分散体，其中，所述无机氧化物颗粒由金属氧化物或半金属氧化物制造。
4.一种氧化物颜料分散体，包含：
a.具有小于150nm的粒径的无机氧化物颗粒，和
b.下面通式(II)表示的反应性分散剂：
其中，R'、R"和R"′为直链或支链烷基；PE为结构式为[(CH2)n-CH-R-O]m的聚醚低聚体链片段，其中n为0至3的整数，其中m为大于或等于2的整数，并且其中R为H或具有1至3个碳原子的链烷基；并且其中R4为H、或具有1至5个碳原子的直链或支链烷基，
其中所述氧化物颜料分散体的分散剂/颜料的比为0.3至2.0。
5.如权利要求4所述的氧化物颜料分散体，其中，R'、R"和R"′为具有1至3个碳原子的链长度的直链或支链烷基。
6.如权利要求1或4所述的氧化物颜料分散体，其中，m为2至30的整数。
7.如权利要求1或4所述的氧化物颜料分散体，其中，R4为CH3或C2H5。
8.如权利要求1或4所述的氧化物颜料分散体，其中，PE为聚乙二醇(PEG)链片段(-CH2CH2-O-)m或聚丙二醇(PPG)链片段(-CH2-CH2-CH2-O-)m或它们的混合物。
9.如权利要求1或4所述的氧化物颜料分散体，其中，PE为PEG链(-CH2CH2-O-)m并且m为2至30的整数。
10.如权利要求4所述的氧化物颜料分散体，其中，所述无机氧化物颗粒由金属氧化物或半金属氧化物制成。
11.如权利要求1或4所述的金属氧化物颜料分散体，其中，所述无机氧化物颗粒具有在5nm至100nm范围内的粒径。
12.一种用于喷墨印刷的油墨，所述油墨通过混合权利要求1所述的氧化物颜料分散体和水性载剂形成，其中，金属氧化物颗粒在所述油墨中的量在大于0wt%并至多35wt%的范围内。
13.一种用于喷墨印刷的油墨，所述油墨通过混合权利要求4所述的氧化物颜料分散体和水性载剂形成，其中，金属氧化物颗粒在所述油墨中的量为大于0wt%并至多35wt%的范围内。
14.一种制造金属氧化物颜料分散体的方法，所述方法包含：混合金属氧化物颜料、水和反应性分散剂以形成起始水性分散体，所述反应性分散剂具有下面的通式II：
其中
a)R'、R"和R"′为直链或支链烷基；
b)PE为结构式为[(CH2)n-CH-R-O]m的聚醚低聚体链片段，其中n为0至3的整数，其中m为大于或等于2的整数，并且其中R为H或具有1至3个碳原子的链烷基；
c)R4为H、或具有1至5个碳原子的直链或支链烷基；
和粉碎所述水性起始分散体以减小所述金属氧化物颜料的粒径，其中所述氧化物颜料分散体的分散剂/颜料的比为0.3至2.0。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述粉碎在珠磨机中进行，所述珠磨机配备有作为研磨介质的具有小于1.0mm的细珠。
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8454737B2 (en) * 2011-09-12 2013-06-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Ink composition
KR101698941B1 (ko) * 2012-04-24 2017-01-23 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피. 잉크젯 잉크
US9017468B2 (en) 2012-04-25 2015-04-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Colorant dispersion for an ink
US20140170395A1 (en) * 2012-12-19 2014-06-19 Hewlett-Packard Development Company, Lp Durable metallic printing
WO2015134026A1 (en) * 2014-03-06 2015-09-11 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Non-newtonian inkjet inks
WO2015142335A1 (en) * 2014-03-20 2015-09-24 Hewlett-Packard Development Company, L.P. White ink
WO2015152863A1 (en) * 2014-03-31 2015-10-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Dispersed white inks
US10844233B2 (en) * 2014-09-26 2020-11-24 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Non-Newtonian photo-curable ink composition
WO2016048358A1 (en) 2014-09-26 2016-03-31 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Non-newtonian photo-curable ink composition
US10392523B2 (en) 2014-12-11 2019-08-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Non-Newtonian photo-curable ink composition
US10273374B2 (en) 2015-04-27 2019-04-30 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid sets for inkjet imaging
US10464341B2 (en) 2015-04-27 2019-11-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid sets for inkjet imaging
CN107429090B (zh) 2015-04-27 2021-04-27 惠普发展公司，有限责任合伙企业 白色颜料分散体
WO2016175738A1 (en) 2015-04-27 2016-11-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. White inks
US10167400B2 (en) 2015-04-27 2019-01-01 Hewlett Packard Development Company, L.P. White inks
EP3240839B1 (en) 2015-04-27 2021-07-14 Hewlett-Packard Development Company, L.P. White inks
WO2017014745A1 (en) 2015-07-20 2017-01-26 Hewlett-Packard Development Company, L.P. White inks
CN107636086B (zh) 2015-07-20 2021-04-02 惠普发展公司，有限责任合伙企业 白色墨水
CN107532024B (zh) 2015-07-20 2020-08-11 惠普发展公司，有限责任合伙企业 非牛顿白色墨水
CN107530965B (zh) 2015-07-24 2019-05-14 惠普发展公司有限责任合伙企业 三维(3d)打印
WO2017018987A1 (en) * 2015-07-24 2017-02-02 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Non-newtonian inkjet inks
US10875240B2 (en) 2015-07-24 2020-12-29 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Stabilizing liquid functional material for three- dimensional (3D) printing
WO2017048238A1 (en) * 2015-09-15 2017-03-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. White inks
US10093817B2 (en) * 2015-11-24 2018-10-09 Eastman Kodak Company Pigment dispersions and inkjet ink compositions
CN114478070A (zh) * 2022-01-17 2022-05-13 广东欧文莱陶瓷有限公司 一种数码金属面岩板的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5824144A (en) * 1997-04-11 1998-10-20 Engelhard Corporation Powder coating composition and method
US5852075A (en) * 1997-06-02 1998-12-22 E. I. Du Pont De Nemours And Company Surfactant system for ink jet inks for printing on hydrophobic surfaces
CN1488666A (zh) * 2002-08-08 2004-04-14 ������������ʽ���� 复合聚合物粒子及其制造方法
CN1759075A (zh) * 2003-03-11 2006-04-12 3M创新有限公司 光纤用涂料分散体
CN1824710A (zh) * 2005-02-14 2006-08-30 比克化学股份有限公司 经表面改性的纳米颗粒、其制备及用途
US7201795B2 (en) * 2001-02-21 2007-04-10 Seiko Epson Corporation Ink composition containing polyether-modified polysiloxane

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6613815B2 (en) 2001-02-02 2003-09-02 Xerox Corporation Inks comprising linear ABSCS′B′A′or BASCS′A′B′alkylene oxide/siloxane block copolymers
US7413599B2 (en) * 2004-08-26 2008-08-19 Eckart Gmbh & Co. Kg Coated pearlescent pigments with SiO2 and cerium oxide
US7241437B2 (en) * 2004-12-30 2007-07-10 3M Innovative Properties Company Zirconia particles
DE102005035309A1 (de) * 2005-07-28 2007-02-01 Degussa Ag Zubereitung, enthaltend ein UV-Strahlung absorbierendes Metalloxidpulver und ein Superspreitungsmittel
DE102006009130A1 (de) * 2006-02-24 2007-08-30 Eckart Gmbh & Co. Kg Wetterstabile Perlglanzpigmente auf Basis dünner Glasplättchen und Verfahren zu deren Herstellung
JP5207710B2 (ja) * 2007-11-19 2013-06-12 富士フイルム株式会社 記録媒体及びその製造方法、並びにインクジェット記録方法
JP2011518919A (ja) * 2008-04-25 2011-06-30 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 粒子の表面改質のためのプロセス
WO2009152296A1 (en) * 2008-06-12 2009-12-17 3M Innovative Properties Company End-capped curable resin sols
US8674048B2 (en) * 2009-07-02 2014-03-18 Dow Corning Corporation Method for chemically incorporating metal elements into polysiloxanes

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5824144A (en) * 1997-04-11 1998-10-20 Engelhard Corporation Powder coating composition and method
US5852075A (en) * 1997-06-02 1998-12-22 E. I. Du Pont De Nemours And Company Surfactant system for ink jet inks for printing on hydrophobic surfaces
US7201795B2 (en) * 2001-02-21 2007-04-10 Seiko Epson Corporation Ink composition containing polyether-modified polysiloxane
CN1488666A (zh) * 2002-08-08 2004-04-14 ������������ʽ���� 复合聚合物粒子及其制造方法
CN1759075A (zh) * 2003-03-11 2006-04-12 3M创新有限公司 光纤用涂料分散体
CN1824710A (zh) * 2005-02-14 2006-08-30 比克化学股份有限公司 经表面改性的纳米颗粒、其制备及用途

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