CN105793364B - 静电墨水组合物 - Google Patents

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Abstract

本文中公开了包含树脂和导电颜料的静电墨水组合物，其中树脂包含由烯烃单体、丙烯酸酯单体和马来酸酐单体形成的共聚物，在一些实例中，其中所述丙烯酸酯单体构成共聚物的至少约8 wt%。本文中还公开了印刷基材，其具有印刷在其上的包含树脂和导电颜料的静电墨水，其中树脂包含由烯烃单体、丙烯酸酯单体和马来酸酐单体形成的共聚物，在一些实例中，其中所述丙烯酸酯单体构成共聚物的至少约8 wt%。

Description

静电墨水组合物
背景
静电印刷方法通常涉及在光导的（photoconductive）表面上生成图像，将具有带电颗粒的墨水施加至光导的表面，使得它们选择性地与图像结合，并且然后以图像的形式将带电颗粒转移至印刷基材。光导的表面通常在圆筒上，并且通常被称为光成像印版(PIP)。光导的表面被选择性地加载有具有带不同电势的图像区域和背景区域的潜在的静电图像。例如，可以使包含在载体液体中的带电的调色剂颗粒的静电墨水组合物与选择性带电的光导的表面接触。该带电的调色剂颗粒粘附至潜像的图像区域，然而背景区域保持干净。然后，将图像直接转移至印刷基材(例如纸)，或更常见地，通过首先转移至中间转移构件（intermediate transfer member），并且然后转移至印刷基材，所述中间转移构件可以是软膨胀橡皮布（soft swelling blanket）。该方法的变体使用不同方式以用于在感光体或电介质材料上形成静电潜像。
详细描述
在公开和描述静电墨水组合物的实例和相关的方面之前，将理解的是本公开内容不限于本文中公开的特定的方法步骤和材料，因为这样的方法步骤和材料可以在某种程度上改变。还将理解的是本文中使用的术语用于描述特定的实例的目的。该术语不意在是限制性的，因为意在通过所附的权利要求书及其等同内容来限制范围。
应注意的是除非上下文另有明确指出，否则如本说明书和所附的权利要求书中所用的单数形式“a（一个）”，“an（一种）”和“the（该）”包括复数的指代对象。
如本文中所用，“液体载体”、“载体液体”、“载体”或“载体连接料”指的是其中可以使聚合物、颗粒、着色剂、电荷引导剂（charge director）和/或其它添加剂分散以形成液体静电墨水或电子照相墨水的流体。液体载体可以包括各种不同试剂如表面活性剂、助溶剂、粘度调节剂和/或其它可能的成分的混合物。
如本文中所用，“静电墨水组合物”通常指的是可以液体形式的墨水组合物，其通常适合用于静电印刷工艺，有时称为电子照相印刷工艺。该静电墨水组合物可以包含在液体载体(可以如本文中所述的)中分散的树脂的可带电的颗粒(可以如本文中所述的)。
如本文中所用，“颜料”通常包括颜料着色剂、磁性颗粒、氧化铝、二氧化硅和/或其它陶瓷或有机金属化合物，不论这样的颗粒物是否赋予颜色。因此，尽管本说明书主要举例说明了颜料着色剂的用途，但是术语“颜料”可以更普遍地用于不仅描述颜料着色剂，而且还描述其它颜料如有机金属化合物、铁氧体、陶瓷等。
如本文中所用，“共聚物”指的是由至少两种单体聚合的聚合物。
某种单体可以在本文中被描述为构成聚合物的一定重量百分比。这表明聚合物中由所述单体形成的重复单元构成聚合物的所述重量百分比。
如果本文中提及标准测试，除非另有说明，所提及的测试的版本是提交本专利申请时最近的版本。
如本文中所用，“静电(地)印刷”或“电子照相(地)印刷”通常指的是提供从光成像基材或印版直接转移或经由中间转移构件间接转移至印刷基材(例如纸基材)的图像的工艺。如此，图像基本上不被吸收到其上施加该图像的光成像基材或印版中。此外，“电子照相印刷机”或“静电印刷机”通常指能够进行如上所述的电子照相印刷或静电印刷的那些印刷机。“液体电子照相印刷”是电子照相印刷的具体类型，其中在电子照相工艺中使用液体墨水而不是粉末调色剂。静电印刷工艺可以涉及使静电墨水组合物经受电场，例如具有1000V/cm或更大的场强的电场，在一些实例中场强为1000 V/mm或更大。
如本文中所用，术语“约”用于通过假定给出值可以略高于或略低于端点来为数值范围端点提供灵活性。该术语的灵活性的程度可以通过特定的变量来指示，并且将在本领域中技术人员的知识范围内，以基于经验和本文中相关的描述来确定。
如本文中所用，多个项目、结构要素、组成要素、和/或材料为了方便起见可以呈现于共同的列表中。然而，这些列表应该被解释为如同该列表的每个成员是作为单独的且唯一的成员独立地确认的。因此，在没有相反指示的情况下，不应当仅基于它们呈现于共同的组中，就将这种列表中的个体成员解释为同一列表中任何其他成员的实际等同物。。
本文中可以范围的形式表述或呈现浓度、量和其它数值数据。将理解的是这样的范围形式仅仅为了方便和简洁而使用，并且因此应该被灵活地解释为不仅包括作为范围界限的所明确列举的数值，而且还包括涵盖在该范围内的所有个体数值或子范围，如同每个数值和子范围被明确列举。作为举例说明，“约1重量%至约5重量%”的数值范围应该被解释为不仅包括明确列举的约1重量%至约5重量%的值，而且还包括所指范围内的个体值和子范围。因此，包括在该数值范围中的为个体值如2、3.5和4，和子范围如1至3、2至4和3至5等。该相同的原则适用于列举单个数值的范围。此外，无论范围的宽度或描述的特征如何，这样的解释均应该适用。
除非另有说明，本文中描述的任何特征可以与本文中描述的任何方面或任何其它特征组合。
在一方面，提供了包含树脂和导电颜料的静电墨水组合物，其中树脂包含由烯烃单体、丙烯酸酯单体和马来酸酐单体形成的共聚物。
在另一方面，提供了印刷基材，所述印刷基材具有印刷在其上的包含树脂和导电颜料的静电墨水，其中树脂包含由烯烃单体、丙烯酸酯单体和马来酸酐单体形成的共聚物。
在一些实例中，提供了包含树脂和导电颜料的静电墨水组合物，其中树脂包含由烯烃单体、丙烯酸酯单体和马来酸酐单体形成的共聚物，其中丙烯酸酯单体构成共聚物的至少约8 wt%。在一些实例中，提供了包含液体载体和颗粒的液体静电墨水组合物，所述颗粒包含分散在液体载体中的树脂和导电颜料，其中树脂包含由烯烃单体、丙烯酸酯单体和马来酸酐单体形成的共聚物，并且在一些实例中，其中丙烯酸酯单体构成共聚物的至少约8wt%。
在一些实例中，提供了印刷基材，所述印刷基材具有印刷在其上的包含树脂和导电颜料的静电墨水，其中树脂包含由烯烃单体、丙烯酸酯单体和马来酸酐单体形成的共聚物，其中丙烯酸酯单体构成共聚物的至少约8 wt%。
为了简洁起见，由烯烃单体、丙烯酸酯单体和马来酸酐单体形成的共聚物在本文中可以被称为第一共聚物。这不意味着存在任何其它的共聚物，尽管如果需要的话，可能存在其它的共聚物，如下面所述的那样。在一些实例中，丙烯酸酯单体构成第一共聚物的至少约8 wt%。在一些实例中，丙烯酸酯单体构成第一共聚物的至少约12 wt%；在一些实例中，构成第一共聚物的至少约16 wt%；在一些实例中，构成第一共聚物的至少约20 wt%。该第一单体可以是烯烃单体、丙烯酸酯单体和马来酸酐单体的无规共聚物。
在一些实例中，丙烯酸酯单体构成第一共聚物的约8 wt%至约35 wt%，和在一些实例中，马来酸酐单体构成第一共聚物的约0.5 wt%至约5 wt%，和在一些实例中，共聚物的剩余wt%为烯烃单体。
在一些实例中，丙烯酸酯单体构成第一共聚物的约8 wt%至约35 wt%，马来酸酐单体构成第一共聚物的约0.5 wt%至约5 wt%，且共聚物的剩余wt%为烯烃单体。
在一些实例中，第一共聚物中的烯烃单体选自乙烯和丙烯。在一些实例中，第一共聚物中的烯烃单体为乙烯。
在一些实例中，丙烯酸酯单体构成第一共聚物的约8 wt%至约35 wt%，烯烃（马来酸酐）单体构成第一共聚物的约0.5 wt%至约5 wt%，且第一共聚物的剩余wt%为烯烃单体，所述烯烃单体为乙烯。
在一些实例中，第一共聚物具有如通过差示扫描量热法测量的55至110℃的熔融温度。在一些实例中，第一共聚物具有如通过差示扫描量热法测量的60至100℃的熔融温度。在一些实例中，第一共聚物具有如通过差示扫描量热法测量的65至95℃的熔融温度。
在一些实例中，第一共聚物中的丙烯酸酯单体为丙烯酸烷基酯，其中烷基选自C1至C5烷基。在一些实例中，丙烯酸烷基酯的烷基选自甲基、乙基、丙基和丁基。
在一些实例中，在第一共聚物中，丙烯酸酯单体选自丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯和丙烯酸丁酯，并且烯烃单体为乙烯。
在一些实例中，第一共聚物是乙烯、丙烯酸甲酯和马来酸酐的无规三元共聚物，并且在一些实例中，其具有如通过差示扫描量热法测量的72℃至82℃的熔融温度。
在一些实例中，第一共聚物是乙烯、丙烯酸丁酯和马来酸酐的无规三元共聚物，并且在一些实例中，其具有如通过差示扫描量热法测量的86 ℃至96 ℃的熔融温度。
在一些实例中，第一共聚物是乙烯、丙烯酸乙酯和马来酸酐的无规三元共聚物，并且在一些实例中，其具有如通过差示扫描量热法测量的60 ℃至70 ℃的熔融温度。
在一些实例中，印刷在印刷基材上的静电墨水组合物和/或静电墨水还包含由乙烯和选自甲基丙烯酸和丙烯酸的单体形成的共聚物。为了简洁起见，由乙烯和选自甲基丙烯酸和丙烯酸的单体形成的聚合物在本文中可以被称为第二共聚物。
在一些实例中，选自甲基丙烯酸和丙烯酸的单体构成第二共聚物的8 wt%至20wt%，并且在一些实例中，乙烯构成第二共聚物的剩余wt%。
在一些实例中，第一共聚物和第二共聚物以5:95至95:5的wt%/wt%相对量存在于静电墨水组合物中。在一些实例中，第一共聚物和第二共聚物以10:90至90:10的wt%/wt%相对量存在于静电墨水组合物中。在一些实例中，第一共聚物和第二共聚物以5:95至50:50，在一些实例中以5:95至40:60，在一些实例中以5:95至30:70，在一些实例中以5:95至20:80，在一些实例中以5:95至15:85的wt%/wt%相对量存在于静电墨水组合物中。
在一些实例中，静电墨水组合物包含颗粒(其可以被称为可带电的颗粒)，所述颗粒包含第一共聚物和导电颜料以及第二共聚物(如果存在)。在一些实例中，第一共聚物和第二共聚物(如果存在)可以在导电颜料上形成涂层，并且在一些实例中，涂层部分或完全覆盖导电颜料。在一些实例中，静电墨水组合物包含颗粒，所述颗粒包含第一共聚物和导电颜料以及第二共聚物(如果存在)，并且该颗粒悬浮在液体载体（其可为如本文中所述的）中。在一些实例中，静电墨水组合物包含颗粒，所述颗粒包含第一共聚物和导电颜料以及第二共聚物(如果存在)，并且该颗粒为干燥的、可流动的形式。
在本申请中，导电颜料表示电传导的颜料。在一些实例中，导电颜料包括金属或碳。金属可以是以元素形式的金属或两种或更多种金属的合金。导电颜料可以包括选自铝、锡、过渡金属的金属，和它们中任一种或多种的合金。过渡金属可以选自例如锌、铜、银、金、镍、钯、铂和铁。可以使用的合金包括但不限于黄铜、青铜、钢和铬合金。
在本文的任何方面中，导电颜料可以具有任何三维形状。在一些实例中，导电颜料为选自薄片、球体、棒、或它们的近似物的形式。在本申请中，薄片可以是具有比其它两个维度小的第一维度(其可以被称为厚度)的形状。在一些实例中，薄片具有至少0.01 µm的厚度，在一些实例中具有至少0.05 µm的厚度，在一些实例中具有至少0.05 µm的厚度，在一些实例中具有至少0.1 µm的厚度，在一些实例中具有至少0.15 µm的厚度，在一些实例中具有至少0.18 µm的厚度。在一些实例中，薄片具有1 µm或更小的厚度，在一些实例中具有0.8 µm或更小的厚度，在一些实例中具有0.5 µm或更小的厚度，在一些实例中具有0.4 µm或更小的厚度，在一些实例中具有0.3 µm或更小的厚度。
在一些实例中，薄片具有在垂直于厚度的方向上测量的至少1 µm的直径，在一些实例中具有至少2 µm的直径，在一些实例中具有至少3 µm的直径，在一些实例中具有至少4µm的直径，在一些实例中具有至少5 µm的直径，在一些实例中具有至少6 µm的直径，在一些实例中具有至少7 µm的直径，在一些实例中具有至少8 µm的直径。在一些实例中，薄片具有在垂直于厚度的方向上测量的50 µm或更小的直径，在一些实例中具有40 µm或更小的直径，在一些实例中具有30 µm或更小的直径，在一些实例中具有20 µm或更小的直径，在一些实例中具有15 µm或更小的直径。
在一些实例中，导电颜料具有n:1的直径(在垂直于厚度的方向上测量的)与其厚度的纵横比，其中n至少为2，在一些实例中至少为5，在一些实例中至少为10，在一些实例中至少为20，在一些实例中至少为30，在一些实例中至少为35。在一些实例中，导电颜料具有n:1的直径(在垂直于厚度的方向上测量的)与其厚度的纵横比，其中n为100或更小，在一些实例中n为80或更小，在一些实例中n为70或更小，在一些实例中n为60或更小，在一些实例中n为50或更小。
在一些实例中，导电颜料构成静电墨水组合物中固体的50 wt%或更小，在一些实例中构成静电墨水组合物中固体的40 wt%或更小，在一些实例中构成静电墨水组合物中固体的35 wt%或更小，在一些实例中构成静电墨水组合物中固体的30 wt%或更小，在一些实例中构成静电墨水组合物中固体的15 wt%或更小。在一些实例中，导电颜料构成静电墨水组合物中固体的12 wt%或更小，在一些实例中构成10 wt%或更小，在一些实例中构成8 wt%或更小。在一些实例中，导电颜料构成静电墨水组合物中固体的1 wt%或更大，在一些实例中构成2 wt%或更大，在一些实例中构成4 wt%或更大，在一些实例中构成6 wt% 或更大，在一些实例中构成8 wt%或更大。在一些实例中，导电颜料构成静电墨水组合物中固体的10wt%至50 wt%，在一些实例中构成静电墨水组合物中固体的10 wt%至40 wt%，在一些实例中构成静电墨水组合物中固体的15 wt%至35 wt%。
液体载体
静电墨水组合物可以包含液体载体。通常，液体载体可以充当静电墨水组合物中其它组分的分散介质。例如，液体载体可以包含或为烃、硅油、植物油等。液体载体可以包括但不限于绝缘的、非极性的、非水性的液体，其可以用作调色剂颗粒的介质。液体载体可以包括具有超过约109 ohm-cm的电阻率的化合物。液体载体可以具有低于约5，在一些实例中低于约3的介电常数。液体载体可以包括但不限于烃。所述烃可以包括但不限于脂族烃、异构化的脂族烃、支链脂族烃、芳族烃及其组合。液体载体的实例包括但不限于脂族烃、异链烷烃化合物、链烷烃化合物、脱芳构化烃化合物等。特别地，液体载体可以包括但不限于Isopar-G™、Isopar-H™、Isopar-L™、Isopar-M™、Isopar-K™、Isopar-V™、Norpar 12™、Norpar 13™、Norpar 15™、Exxol D40™、Exxol D80™、Exxol D100™、Exxol D130™和Exxol D140™ (各自由EXXON CORPORATION销售)；Teclen N-16™、Teclen N-20™、Teclen N-22™、Nisseki Naphthesol L™、Nisseki Naphthesol M™、NissekiNaphthesol H™、#0 Solvent L™、#0 Solvent M™、#0 Solvent H™、Nisseki lsosol300™、Nisseki lsosol 400™、AF-4™、AF-5™、AF-6™和AF-7™ (各自由 NIPPON OILCORPORATION销售)；IP Solvent 1620™和IP Solvent 2028™ (各自由 IDEMITSUPETROCHEMICAL CO., LTD.销售)；Amsco OMS™和Amsco 460™ (各自由 AMERICANMINERAL SPIRITS CORP.销售)；和Electron、Positron、New II、Purogen HF (100% 合成萜烯) (由ECOLINK™销售)。
液体载体可以构成静电墨水组合物的约20wt%至99.5wt%，在一些实例中构成静电墨水组合物的50wt%至99.5wt%。液体载体可以构成静电墨水组合物的约40 wt%至90 wt%。液体载体可以构成静电墨水组合物的约60 wt%至80 wt%。液体载体可以构成静电墨水组合物的约90wt%至99.5wt%，在一些实例中构成静电墨水组合物的95wt%至99wt%。
当在印刷基材上印刷时，墨水可以基本上不含液体载体。在静电印刷过程中和/或之后，可以除去液体载体，例如通过印刷期间的电泳过程和/或蒸发，使得基本上仅固体被转移至印刷基材。基本上不含液体载体可以表明印刷在印刷基材上的墨水包含小于5 wt%的液体载体，在一些实例中包含小于2 wt%的液体载体，在一些实例中包含小于1 wt%的液体载体，在一些实例中包含小于0.5 wt%的液体载体。在一些实例中，印刷在印刷基材上的墨水不含液体载体。
树脂
静电墨水组合物可以包含热塑性树脂，为了简洁起见其在本文中将被称为“树脂”。热塑性树脂可以包含本文中描述的第一共聚物，并且在一些实例中，包含本文中描述的第二共聚物。热塑性聚合物有时被称为热塑性树脂。热塑性树脂可以包覆导电颜料。除第一和第二聚合物之外，树脂可以包含其它聚合物，所述聚合物可以选自乙烯或丙烯(例如80 wt%至99.9 wt%)和甲基丙烯酸或丙烯酸的烷基(例如C1至C5)酯(例如0.1 wt%至20wt%)的共聚物；乙烯(例如80 wt%至99.9 wt%)、丙烯酸或甲基丙烯酸(例如0.1 wt%至20.0wt%) 和甲基丙烯酸或丙烯酸的烷基(例如C1至C5) 酯 (例如0.1 wt%至20 wt%)的共聚物；乙烯或丙烯 (例如70 wt%至99.9 wt%)和马来酸酐(例如0.1 wt%至30 wt%)的共聚物；聚乙烯；聚苯乙烯；等规聚丙烯(晶态)；乙烯乙烯丙烯酸乙酯的共聚物；聚酯；聚甲基苯乙烯(polyvinyl toluene)；聚酰胺；苯乙烯/丁二烯共聚物；环氧树脂；丙烯酸类树脂(例如丙烯酸或甲基丙烯酸和至少一种丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯的共聚物，其中烷基可以具有1至约20碳原子，例如甲基丙烯酸甲酯 (例如50%至90%)/甲基丙烯酸 (例如0 wt%至20wt%)/丙烯酸乙基己酯 (例如10 wt%至50 wt%))；甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)三元共聚物；乙烯-丙烯酸离聚物及其组合物。
第一共聚物可以选自由Arkema销售的Lotader族树脂(例如Lotader 3430、3410和4700)。
本文中提及的其它共聚物可以选自例如Nucrel族树脂(例如由DuPont®销售的Nucrel 403™、Nucrel 407™、Nucrel 609HS™、Nucrel 908HS™、Nucrel 1202HC™、Nucrel 30707™、Nucrel 1214™、Nucrel 903™、Nucrel 3990™、Nucrel 910™、Nucrel925™、Nucrel 699™、Nucrel 599™、Nucrel 960™、Nucrel RX 76™、Nucrel 2806™)和Bynell 2002、Bynell 2014和Bynell 2020 (由DuPont®销售))。
所述树脂可以构成静电墨水组合物中的固体和/或印刷在印刷基材上的墨水的约5wt%至90 wt%，在一些实例中约50 wt%至80 wt%。
电荷引导剂和电荷辅助剂
静电墨水组合物可以包含电荷引导剂。生产静电油墨组合物可以涉及在任何阶段添加电荷引导剂。可以添加电荷引导剂以在可以包覆导电颜料的树脂上赋予正极性或负极性的电荷。树脂可以包覆导电颜料，并且这样的颗粒在本文中可以被称为可带电的颗粒。在一些实例中，电荷引导剂可以选自离子化合物，例如脂肪酸的金属盐、磺基琥珀酸酯的金属盐、磷氧酸的金属盐、烷基-苯磺酸的金属盐、芳族羧酸或磺酸的金属盐，以及两性离子和非离子化合物，例如聚氧乙基化烷基胺、卵磷脂、聚乙烯吡咯烷酮、多元醇的有机酸酯等。在一些实例中，电荷引导剂选自但不限于油溶性石油磺酸盐(例如中性Calcium Petronate™、中性Barium Petronate™和碱性Barium Petronate™)、聚丁烯琥珀酰亚胺(例如OLOA™1200和Amoco 575)和甘油酯盐(例如具有不饱和的和饱和的酸取代基的磷酸化甘油单酯和甘油二酯的钠盐)、磺酸盐(包括但不限于磺酸的钡、钠、钙和铝盐)。所述磺酸可以包括但不限于烷基磺酸、芳基磺酸和琥珀酸烷基酯的磺酸(例如参见WO 2007/130069)。在一些实例中，电荷引导剂在可带电的颗粒上赋予负电荷。在一些实例中，电荷引导剂在可带电的颗粒上赋予正电荷。
在一些实例中，电荷引导剂包含通式[R1’-O-C(O)CH2CH(SO3 -)C(O)-O-R2’]的磺基琥珀酸酯部分，其中R1’和R2’各自为烷基。在一些实例中，电荷引导剂包含简单盐的纳米颗粒和通式MAn的磺基琥珀酸酯盐，其中M为金属，n为M的价态，并且A为通式[R1’-O-C(O)CH2CH(SO3 -)C(O)-O-R2’]的离子，其中R1’和R2’各自为烷基，或如在WO2007130069中发现的其它电荷引导剂，通过引用其全部内容将其并入本文。如WO2007130069中所述，通式MAn的磺基琥珀酸酯盐是胶束形成性（micelle forming）盐的一个实例。电荷引导剂可以基本上不含或不含通式HA的酸，其中A如上所述。电荷引导剂可以包含包封至少一些纳米颗粒的所述磺基琥珀酸酯盐的胶束。电荷引导剂可以包含至少一些具有200 nm或更小的尺寸的纳米颗粒，在一些实例中尺寸为2 nm或更大。如WO2007130069中所述，简单盐是自身不形成胶束的盐，然而它们可以与胶束形成性盐形成胶束的核。构成简单盐的离子全部是亲水的。所述简单盐可以包含选自Mg、Ca、Ba、NH4、叔丁基铵、 Li+和Al+3，或其任意子集的阳离子。所述简单盐可以包含选自SO4 2-、PO3-、NO3 -、HPO4 2-、CO3 2-、醋酸根、三氟醋酸根 (TFA)、Cl-、Bf、F-、ClO4 -和TiO3 4-，或其任意子集的阴离子。所述简单盐可以选自CaCO3、Ba2TiO3、Al2(SO4)、A1(NO3)3、Ca3(PO4)2、BaSO4、BaHPO4、Ba2(PO4)3、CaSO4、(NH4)2CO3、(NH4)2SO4、NH4OAc、叔丁基溴化铵、NH4NO3、LiTFA、Al2(SO4)3、LiClO4和LiBF4，或其任意子集。电荷引导剂可以进一步包含碱性石油磺酸钡 (BBP)。
在式[R1’-O-C(O)CH2CH(SO3 -)C(O)-O-R2’]中，在一些实例中，R1’和R2’各自为脂族烷基。在一些实例中，R1’和R2’各自独立地为C6-25烷基。在一些实例中，所述脂族烷基是直链的。在一些实例中，所述脂族烷基是支链的。在一些实例中，所述脂族烷基包括多于6个碳原子的直链。在一些实例中，R1’和R2’是相同的。在一些实例中，R1’和R2’中的至少一个为C13H27。在一些实例中，M 为Na、K、Cs、Ca或Ba。式[R1’-O-C(O)CH2CH(SO3 -)C(O)-O-R2’]和/或式MAn可以是如在WO2007130069的任何部分中所定义的。
电荷引导剂可以包含(i)大豆卵磷脂，(ii)磺酸钡盐，例如碱性石油磺酸钡(BPP)，和(iii)异丙胺磺酸盐。碱性石油磺酸钡是21-26烃烷基的磺酸钡盐，并且其可以得自例如Chemtura。异丙胺磺酸盐的实例为十二烷基苯磺酸异丙胺，其可获自 Croda。
在一些实例中，电荷引导剂构成静电墨水组合物的固体的约0.001wt%至20wt%，在一些实例中构成0.01wt%至20wt%，在一些实例中构成0.01wt%至10wt%，在一些实例中构成0.01wt%至1wt%。在一些实例中，电荷引导剂构成静电墨水组合物的固体的约0.001wt%至0.15 wt%，在一些实例中构成0.001wt%至0.15 wt%，在一些实例中构成静电墨水组合物的固体的0.001wt%至0.02 wt%。
静电墨水组合物可以包含电荷辅助剂。在电荷引导剂存在时，电荷辅助剂可以促进颗粒的充电。本文描述的方法可以涉及在任何阶段添加电荷辅助剂。
电荷引导剂或电荷辅助剂可以包括但不限于石油磺酸钡、石油磺酸钙、环烷酸的钴盐、环烷酸的钙盐、环烷酸的铜盐、环烷酸的锰盐、环烷酸的镍盐、环烷酸的锌盐、环烷酸的铁盐、硬脂酸的钡盐、硬脂酸的钴盐、硬脂酸的铅盐、硬脂酸的锌盐、硬脂酸的铝盐、硬脂酸的锌盐、硬脂酸的铜盐、硬脂酸的铅盐、硬脂酸的铁盐、羧酸金属盐(例如三硬脂酸铝、辛酸铝、庚酸锂、硬脂酸铁、二硬脂酸铁、硬脂酸钡、硬脂酸铬、辛酸镁、硬脂酸钙、环烷酸铁、环烷酸锌、环烷酸锰、庚酸锌、辛酸钡、辛酸铝、辛酸钴、辛酸锰和辛酸锌)、亚麻酸（lineolate）钴、亚麻酸锰、亚麻酸铅、亚麻酸锌、油酸钙、油酸钴、棕榈酸锌、树脂酸钙、树脂酸钴、树脂酸锰、树脂酸铅、树脂酸锌、甲基丙烯酸2-乙基己酯-共聚-甲基丙烯酸钙盐和铵盐的AB二嵌段共聚物、丙烯酰胺乙醇酸烷基酯烷基醚的共聚物(例如丙烯酰胺乙醇酸甲酯甲基醚-共聚-醋酸乙烯酯)，和羟基双(3,5-二叔丁基水杨酸)铝酸盐一水合物。在一个实例中，电荷辅助剂为或包含二硬脂酸铝或三硬脂酸铝。电荷辅助剂可以静电墨水组合物的固体的约0.1wt%至5 wt%的量存在，在一些实例中约0.1wt%至1wt% ，在一些实例中约0.3wt%至 0.8wt%。
在一些实例中，可带电的颗粒还包含多价阳离子和脂肪酸阴离子的盐。多价阳离子和脂肪酸阴离子的盐可以充当电荷引导剂和/或电荷辅助剂。在一些实例中，多价阳离子可以是二价或三价阳离子。在一些实例中，多价阳离子选自元素周期表中的第2族、过渡金属和第3族和第4族。在一些实例中，多价阳离子包括选自Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al和Pb的金属。在一些实例中，多价阳离子为Al3+。脂肪酸阴离子可以选自饱和或不饱和脂肪酸阴离子。脂肪酸阴离子可以选自C8 至C26脂肪酸阴离子，在一些实例中C14至C22脂肪酸阴离子，在一些实例中C16至C20 脂肪酸阴离子，在一些实例中C17、C18 或C19脂肪酸阴离子。在一些实例中，脂肪酸阴离子选自辛酸阴离子、癸酸阴离子、月桂酸阴离子、肉豆蔻酸阴离子、棕榈酸阴离子、硬脂酸阴离子、花生酸阴离子、山嵛酸阴离子和蜡酸阴离子。
在一些实例中，可带电的颗粒还包含多价阳离子和脂肪酸阴离子的盐，并且在一些实例中，组合物还包含选自磺基琥珀酸酯的金属盐、磷氧酸的金属盐、烷基-苯磺酸的金属盐、芳族羧酸或磺酸的金属盐，以及两性离子和非离子化合物如聚氧乙基化烷基胺、卵磷脂、聚乙烯吡咯烷酮和多元醇的有机酸酯的电荷引导剂。在一些实例中，可带电的颗粒还包含多价阳离子和脂肪酸阴离子的盐，并且该组合物还包含选自油溶性石油磺酸盐(例如中性Calcium Petronate™、中性Barium Petronate™和碱性Barium Petronate™)、聚丁烯琥珀酰亚胺(例如OLOA™ 1200和Amoco 575)、和甘油酯盐(例如具有不饱和的和饱和的酸取代基的磷酸化甘油单酯和甘油二酯的钠盐)、磺酸盐(包括但不限于磺酸的钡、钠、钙和铝盐)的电荷引导剂。在一些实例中，可带电的颗粒还包含多价阳离子和脂肪酸阴离子的盐，并且该组合物还包含选自通式[R1’-O-C(O)CH2CH(SO3 -)C(O)-O-R2’]的磺基琥珀酸酯部分的电荷引导剂，其中R1’和R2’各自为烷基，其可如上文所述。
电荷引导剂或电荷辅助剂（其例如可为或包含多价阳离子和脂肪酸阴离子的盐）可以静电墨水组合物的固体的0.1 wt%至5 wt%的量存在，在一些实例中以静电墨水组合物的固体的0.1 wt%至2 wt%的量存在，在一些实例中以静电墨水组合物的固体的0.1 wt%至2wt%的量存在，在一些实例中以静电墨水组合物的固体的0.3 wt%至1.5 wt%的量存在，在一些实例中以静电墨水组合物的固体的约0.5 wt%至1.2 wt%的量存在，在一些实例中以静电墨水组合物的固体的约0.8 wt%至1 wt%的量存在。
其它添加剂
静电墨水组合物可以包含一种添加剂或多种添加剂。可以在生产静电墨水组合物的任何阶段添加一种添加剂或多种添加剂。该一种添加剂或多种添加剂可以选自蜡、表面活性剂、生物杀灭剂、有机溶剂、粘度调节剂、pH调整材料、螯合剂、防腐剂、相容性添加剂、乳化剂等。所述蜡可以是不相容的蜡。如本文中所用，“不相容的蜡”可指与树脂不相容的蜡。具体地，在将墨水膜转移至印刷基材(例如从中间转移构件，其可以为经加热的橡皮布)期间和之后，在冷却印刷基材上的树脂熔融的混合物时蜡相与树脂相分离。
印刷方法和印刷基材
还提供了电子照相印刷如本文中所述的静电墨水组合物的方法，其中墨水组合物包含颗粒，所述颗粒包含树脂和导电颜料的颗粒，所述颗粒可以分散于液体载体中，该方法包括：
在表面上形成潜在的静电图像；
使表面与静电墨水组合物接触，使得至少一些颗粒粘附至表面以在表面上形成经显影的调色剂图像，并且将调色剂图像转移至印刷基材。
(潜在的)静电图像形成或显影在其上的表面可以在旋转构件上，所述旋转构件例如为圆筒的形式。(潜在的)静电图像形成或显影在其上的表面可以形成光成像印版(PIP)的一部分。所述方法可以涉及在固定电机和旋转构件之间传递本发明的静电墨水组合物，所述旋转构件可以是具有在其上有(潜在的)静电图像的表面的构件，或与其上具有(潜在的)静电图像的表面接触的构件。在固定电极和旋转构件之间施加电压，使得颗粒粘附至旋转构件的表面。中间转移构件(如果存在)可以是旋转柔性的构件，其可以被加热至例如80至160℃的温度。
印刷基材可以是任何合适的基材。基材可以是能够具有印刷在其上的图像的任何合适的基材。该基材可以包含选自有机或无机材料的材料。该材料可以包括天然聚合物材料，例如纤维素。该材料可以包括合成聚合物材料，例如由烯烃单体形成的聚合物(包括但不限于聚乙烯和聚丙烯)，和共聚物如苯乙烯-聚丁二烯。在一些实例中，聚丙烯可以是双向拉伸的聚丙烯。该材料可以包括金属，其可以片材形式。该金属可以选自或由例如铝 (Al)、银(Ag)、锡(Sn)、铜(Cu)及其混合物制成。在一个实例中，基材包括纤维素纸。在一些实例中，用聚合物材料如由苯乙烯-丁二烯树脂形成的聚合物涂覆纤维素纸。在一些实例中，纤维素纸具有用聚合物材料与其表面结合(在用墨水印刷之前)的无机材料，其中所述无机材料可以选自例如高岭土或碳酸钙。在一些实例中，基材是纤维素印刷基材，例如纸。在一些实例中，纤维素印刷基材是经涂覆的纤维素印刷品。
实施例
下文例示了本文中描述的静电墨水组合物和其它方面的实施例。因此，这些实施例不应该视作对本公开内容的限制，而是仅是为了教导如何实施本公开内容的实施例。
在以下实施例中使用的“Lotader”树脂(由Arkema制造)是具有以下通式的乙烯/丙烯酸酯/马来酸酐共聚物：
其中x、y、z和t为1或更大。上式自身可以是共聚物中的重复单元。树脂通常为乙烯、丙烯酸酯和马来酸酐单体的无规共聚物。
Lotoder® 4210树脂是乙烯、丙烯酸丁酯和马来酸酐的无规三元共聚物。其具有如通过差示扫描量热法测量的102 ℃的熔融温度。
Lotoder® 3430树脂是乙烯、丙烯酸甲酯和马来酸酐的无规三元共聚物。其具有如通过差示扫描量热法测量的77 ℃的熔融温度。
Lotoder® 3410树脂是乙烯、丙烯酸丁酯和马来酸酐的无规三元共聚物。其具有如通过差示扫描量热法测量的91 ℃的熔融温度。
Lotoder® 4700树脂是乙烯、丙烯酸乙酯和马来酸酐的无规三元共聚物。其具有如通过差示扫描量热法测量的65 ℃的熔融温度。
在以下实施例中使用的树脂“F”为Dupont Nucrel® 699，其是乙烯和甲基丙烯酸的共聚物。
在以下实施例中使用的树脂“ACE”为Honeywell A-C® 5120，其是乙烯和丙烯酸的共聚物。
树脂“F”和“ACE”可以作为混合物使用，并且被称为树脂“F/ACE”。
在以下实施例中，“Isopar”为Isopar™ L流体，其由ExxonMobil生产并且CAS号为64742-48-9。
在下面的实施例中，铝薄片具有8μm直径和0.2μm厚度(来自Schlenk, Ge的#12541)。
对比实施例1(基于F/ACE的墨水)
将铝薄片与树脂(Nucrel 699，其可获自Dupont，和A-C 5120，其可获自Honeywell，以70:30的相对重量：重量比)，和其它添加剂：可获自Riedel de-Haan的3%的二硬脂酸铝(有时称为VCA)和来自Lunbrizol的分散剂LUB6406(以10%的量存在)添加至研磨室(S1 - Union Process)。然后将研磨室中的混合物在35℃下研磨5小时(在研磨期间，混合物包含18wt%的非挥发性固体，混合物的剩余液体部分为Isopar液体)。在研磨之后，然后用另外的Isopar将所得的经碾磨的组合物稀释成2 wt%固体，其为带电的工作分散体(working dispersion)。铝薄片是以25 wt%的颗粒负载存在。
对比实施例2(基于Lotader的墨水)
如实施例1中所述制备墨水，除了用Lotader 4210树脂替代Nucrel 699和A-C5120树脂。铝薄片再次以25 wt%的颗粒负载存在。
使用扫描电子显微照片检查印刷了墨水的区域的(A)以25%颗粒负载的对比实施例1；和(B)以25%颗粒负载的对比实施例2的墨水的印刷样品的薄膜。观察到的是相比于对比实施例1的墨水，对比实施例2的墨水给出了优异的薄膜，然而在对比实施例2的墨水的情况下观察到某种程度的胶凝。这样的胶凝增加了墨水的粘度，但是可以改进印刷区域的薄膜形成。与对比实施例1相比，这样的图像区域的薄膜覆盖导致对比实施例2的墨水的印刷样品的增强的金属外观。
表1显示出对比实施例1和对比实施例2的墨水之间基本印刷参数(图像光密度、动态指数和背景光密度)的比较。对比实施例2的墨水产生具有好得多的金属外观和更少背景的银质印刷品。
表1
对比实施例1 对比实施例2
图像光密度 0.5 0.64
动态指数 6.7 11
总背景(BKG)光密度 0.09 0.06
用于说明背景水平的参数是背景处黄色的ΔE。金属印刷之后的黄色印刷收集橡皮布上的背景，并且因此包含金属印刷的总背景。(在选定的工作点中)显示出在黄色的变化(ΔE)和金属输出的水平(动态指数)之间存在相关性。对比实施例2的墨水在保持金属外观的同时显示出背景减少了50%。
测试在使用实施例2的墨水时对于背景减少的两种可能的解释。
颜料和树脂之间更好的润湿
检查(A)以35%颗粒负载的对比实施例1和(B)以25%颗粒负载的实施例2的金属墨水的扫描电子显微照片。观察到的是对比实施例2的墨水具有树脂在颜料上更好的接触和扩散，其产生了更均质的膜和更低水平的“游离颜料”，这导致更低的背景。
充电和背景
对于对比实施例1和对比实施例2的墨水，还检查来自具有颗粒电荷(PC)的纸的∆OD的变化。将背景测量为纸的∆OD。观察到的是背景生成强烈依赖于墨水充电(inkcharging)，较低的背景依赖于较低的PC。
对比实施例3-5和实施例6-11
观察到Lotader 4210树脂与Isopar的组合产生凝胶。由于墨水粘度的增加，这样的凝胶化可以损害墨水在BID (二元墨水显影(binary ink development))单元中的功能性。胶凝化水平可以通过使用不同的Lotader等级来改进，所述不同的Lotader等级在树脂中具有不同比率的酯(y)和马来酸酐(t)。在表2中显示了这样的等级和酯与马来酸酐的比率。
表2
Lotader等级 wt%y wt%t
4210 6.5 3.6
3430 16 3
3410 18 3
4700 29 1.3
不同水平的酯和马来酸酐影响产物墨水的胶凝化和粘度，如下文将关于墨水的粘度所显示的。
还发现使凝胶化作用最小化的进一步路线是将Lotader树脂与Nucrel 699(DuPont)[树脂“F”]和AC5120(Honeywell)[树脂“ACE”]组合，所述Nucrel 699和AC5120是分别具有甲基丙烯酸部分和丙烯酸部分的聚乙烯树脂，其降低了凝胶化作用。
为了在静电印刷机上得到更好的性能，以及在低背景(由于低PC)下的更好的金属外观，一个目的是降低粘度。发现由于凝胶化作用，Lotader 4210导致非常高的粘度值。因此，获得了非常大的粒度，至于金属外观，观察到高的动态指数和相对低的背景。
根据对比实施例1的方法配制其它的静电墨水组合物，除了以括号中的比率(如果适用)使用表3中使用的树脂组合物。
表3显示Lotader 4210与“F”树脂以不同比率的混合不提供任何益处，并且粘度依然非常高。之后，为了降低粘度和PC值，用新的Lotader等级(并且与F树脂混合)进行实验。使用Lotader 4700的这些实施例中的一些具有显著更低的粘度和PC值，如表3中所示。
表3
实施例 树脂制剂 光密度 动态指数 背景光密度 PS 颗粒电荷 粘度(Cp)
对比实施例1 基于F/ACE的墨水 0.45 6.27 0.22 7.15 177 300
对比实施例2 100% Lotader 4210 0.64 11 0.19 8.7 90 1900
对比实施例3 Lotader 4210:F (70:30) 0.48 8 0.17 8.691 105 1850
对比实施例4 Lotader 4210:F (50:50) 0.4 5 0.14 7.731 126 1350
实施例 5 100% Lotader 3410 0.65 11.4 0.16 18.48 48 410
实施例 6 Lotader 3410:F (70:30) 0.6 8 0.2 12.13 343 350
实施例 7 Lotader 3410:F/ACE (50:50) 0.57 8 0.19 8.39 171 390
实施例 8 F:Lotader 4700 (90:10) 0.44 7 0.18 7.734 90 20
实施例 9 F:Lotader 4700 (80:20) 0.48 6.7 0.18 9.521 34 100
实施例 10 F: Lotader 4700 (70:30) 0.45 5.7 0.17 9.132 331 200
尽管已经参照某些实施方案描述了组合物和有关的方面，但是本领域技术人员将意识到在不违背本公开内容的精神的情况下，可以进行各种改进、改变、省略和替代。因此，意图由以下权利要求的范围来限定所述组合物和有关的方面。任何从属权利要求的特征可以与任何其它从属权利要求和任何独立权利要求的特征组合。

Claims (13)

1.静电墨水组合物，其包含树脂和导电颜料，其中树脂包含由烯烃单体、丙烯酸酯单体和马来酸酐单体形成的共聚物，其中丙烯酸酯单体构成共聚物的至少8 wt%，其中所述导电颜料包括选自铝、锡、过渡金属的金属，和它们中任一种或多种的合金，并且所述静电墨水组合物还包含由乙烯和选自甲基丙烯酸和丙烯酸的单体形成的共聚物。
2.根据权利要求1的静电墨水组合物，其中所述丙烯酸酯单体构成共聚物的至少12wt%。
3.根据权利要求1的静电墨水组合物，其中所述丙烯酸酯单体构成共聚物的至少16wt%。
4.根据权利要求1的静电墨水组合物，其中所述丙烯酸酯单体构成共聚物的至少20wt%。
5.根据权利要求1的静电墨水组合物，其中所述丙烯酸酯单体构成共聚物的8 wt%至35wt%。
6.根据权利要求5的静电墨水组合物，其中所述马来酸酐单体构成共聚物的0.5 wt%至5 wt%，并且共聚物的剩余wt%为烯烃单体。
7.根据权利要求6的静电墨水组合物，其中所述烯烃单体为乙烯。
8.根据权利要求1的静电墨水组合物，其中所述丙烯酸酯单体为丙烯酸烷基酯，其中所述烷基选自C1至C5 烷基。
9.根据权利要求8的静电墨水组合物，其中所述丙烯酸烷基酯的烷基选自甲基、乙基、丙基和丁基。
10.根据权利要求1的静电墨水组合物，其中所述选自甲基丙烯酸和丙烯酸的单体构成所述由乙烯和选自甲基丙烯酸和丙烯酸的单体形成的共聚物的8 wt%至20 wt%。
11.根据权利要求1的静电墨水组合物，其中所述由烯烃单体、丙烯酸酯单体和马来酸酐单体形成的共聚物，和由乙烯和选自甲基丙烯酸和丙烯酸的单体形成的共聚物以20:80至80:20的wt%/wt%相对量存在。
12.根据权利要求1的静电墨水组合物，其中所述导电颜料为薄片的形式。
13.印刷基材，其具有印刷在其上的包含树脂和导电颜料的静电墨水，其中树脂包含由烯烃单体、丙烯酸酯单体和马来酸酐单体形成的共聚物，其中丙烯酸酯单体构成共聚物的至少8 wt%，其中所述导电颜料包括选自铝、锡、过渡金属的金属，和它们中任一种或多种的合金，并且所述静电墨水还包含由乙烯和选自甲基丙烯酸和丙烯酸的单体形成的共聚物。
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