CN106232741B - 聚合物包封的金属油墨颗粒和金属电子照相油墨 - Google Patents

Abstract

在用于制造聚合物包封的金属油墨颜料颗粒的方法的一个实施例中，将一层透明树脂分散体布置在柔性衬底上。使所述树脂分散体层大体上干燥，并形成基底树脂层。将浆料布置在所述基底树脂层上。所述浆料包含分散在非水载体中的金属颜料颗粒和聚合物颗粒。将所述浆料干燥以形成金属颜料‑聚合物片材。将另一层透明树脂分散体布置在所述金属颜料‑聚合物片材上并干燥。形成涂布树脂层。所述金属颜料‑聚合物片材及所述基底树脂层和涂布透明树脂层形成具有包封在基底树脂层和涂布透明树脂层之间的金属颜料颗粒的三层膜。

Description

聚合物包封的金属油墨颗粒和金属电子照相油墨

背景技术

全球的印刷市场在从模拟印刷向数字印刷转变的过程中。电子照相印刷为数字印刷技术的一个实例。电子照相印刷是指一种提供油墨图像的方法，所述方法将油墨图像从光成像板静电转印到中间滚筒或辊上，然后热转印到衬底上；或者指一种其中油墨图像被从光成像板直接静电转印到衬底上的方法。在一个实施例中，光成像板是用于显现图像的硬拷贝的光电导表面。该光电导表面选择性地带有静电潜像，所述静电潜像具有图像区域和背景区域。在一个实施例中，使包含在载液中的带电的调色剂颗粒的液体油墨与选择性带电的光电导表面接触。带电调色剂颗粒粘附到潜像的图像区域，而背景区域保持不含油墨。使硬拷贝材料(例如纸或其他印刷衬底)与光电导表面直接或间接接触以便转印潜像。电子照相印刷的变型利用在光感受器上或在介电材料上形成静电潜像的不同方法。在电子照相印刷中使用的油墨包括纯色油墨、透明油墨以及金属油墨。

附图说明

参照以下详细说明和附图，本公开实施例的特征和优点将变得显而易见，在附图中，相似的参考数值对应相似、尽管未必相同的组件。为简明起见，具有在前描述功能的参考数值或特征可能未必会结合出现了它们的其他附图进行描述。

图1为示出了用于测量包括金属颜料的印刷品的随角异色指数(flop index)的照射角和逆定向反射角的图；

图2为示出了用于制造聚合物包封的金属油墨颜料颗粒的方法的一个实施例的流程图；

图3A和3B分别为聚合物包封的金属油墨颜料颗粒的一个实施例的半透视图和沿着图3A的线3B-3B截取的颗粒的横截面视图；

图4为经由本文所公开的方法的一个实施例形成的聚合物包封的金属油墨颜料颗粒的横截面的扫描电子显微照片(SEM)图像；

图5A为硅衬底上的聚合物包封的金属油墨颜料颗粒的SEM图像；并且

图5B至5F为图5A中所示的示例性聚合物包封的金属油墨颜料颗粒的能量色散X射线光谱学(EDS)光谱。

发明详述

本文所公开的方法的实施例产生了聚合物包封的(即聚合物结合的)金属油墨颜料颗粒，其适用于LEP油墨和印刷工艺中。本文所公开的工艺产生了微米大小的金属颜料，其被透明树脂聚合物钝化或与其连接。认为由本文所公开的一种或多种方法产生的金属颜料的聚合物包封作用使暴露的金属颜料表面的范围最小化。暴露的金属颜料表面的最小化抑制了金属颜料的电导率，且认为这又最小化或防止颜料与下述的直接接触：i)在LEP印刷引擎的二元油墨显影单元中的导电涂刷辊，和ii)在LEP印刷引擎的光电导体上的带电区域。这类直接接触的最小化或避免允许LEP印刷过程期间包封的金属颜料颗粒的选择性静电转印。认为暴露的金属颜料表面在油墨的非水载体中提供了导电通路，这抵消了两种带电表面之间的电势并且造成金属颜料颗粒的非期望的显影(这在印刷品的背景中导致了非期望的高随角异色指数和光密度)。使用本文所公开的方法，抑制了金属油墨的放电，并且大体上避免了金属颜料向印刷品背景的转印。由此使得LEP数字印刷机能够在最优条件下操作，同时还获得了在背景中具有相对较低(<1)的随角异色指数和相对较少金属油墨的印刷品。

随角异色指数是金属颜色当其通过整个视角范围倾斜时的亮度变化的量度。用于测量随角异色指数的方法包括例如在β＝45°下照射含有金属颜料的印刷油墨并且在例如三个逆定向反射角μ_as＝15°、45°及110°下测量亮度L*(μ_as)。用于计算随角异色指数(FI)的方程式如下所示：

图1示出了x-y平面和关于x-y平面测量的照射角(β＝45°)。图1还示出了等于15°、45°及110°的照射角的逆定向反射角(μ_as)。这些角度中的每一个都是从经鉴定为μ_as＝0°的角度起计算，其是照射角的逆定向反射测量角。

另外，在存在带电试剂(即电荷引导剂)和电场的情况下，聚合物包封的金属油墨颜料颗粒在电介质中展现流动性。因而，包含聚合物包封的金属油墨颜料颗粒的油墨可适用于其他应用如显示器中。

现参看图2，示出了用于形成聚合物包封的金属油墨颜料颗粒的方法100的一个实施例。如参考数值102所示，透明树脂分散体被布置在柔性衬底上。如本文所用，“柔性”意思是柔韧的或挠性的并且能够卷起和铺开，而不会例如断裂或破裂。柔性衬底的使用允许本文所公开的一种或多种方法以辊对辊工艺进行。柔性衬底的实例包括聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)等。

应理解，透明树脂分散体可被直接或间接地布置在柔性衬底的表面上。当间接地布置在柔性衬底上时，聚合脱模层可定位或成形于柔性衬底的表面上，并且透明树脂分散体可被布置在聚合物脱模层的表面上。

如本文中进一步论述，聚合物脱模层用作将柔性衬底从其上所形成的三层膜上脱下的牺牲层。聚合物脱模层的移除不应不利地影响柔性衬底(其可再使用)或三层膜(其被进一步加工以形成颜料颗粒)。柔性衬底和三层膜都不是水溶性的，且因此已发现水溶性聚合物可有利地用于形成聚合物脱模层。水溶性聚合物可为水溶性均聚物或水溶性共聚物。水溶性聚合物的一些具体实例包括聚(乙烯醇)(PVA)、聚环氧乙烷(即聚氧乙烯或聚乙二醇)、聚丙烯酰胺、聚乙烯酰亚胺(PEI)等。

水溶性聚合物可溶于水中以形成牺牲材料的溶液。可使用任何合适的技术将此牺牲材料涂布在柔性衬底的表面上。合适的涂布工艺的实例包括刮涂、气刀涂布、计量杆涂布、施胶压榨涂布、旋涂、幕涂等。牺牲材料可涂布至约0.1μm至约5μm范围内的厚度。牺牲材料的厚度可影响随后的涂布和脱模质量和/或脱模速度。

在涂布于柔性衬底上之后，牺牲材料可暴露于干燥过程以形成聚合物脱模层。干燥过程从牺牲材料中除去了几乎所有的水。因而，大体上干燥了聚合物脱模层。“大体上干燥”意思是驱除、挥发或蒸发了具体材料或层中存在的至少90％的溶剂。在一些情况下，去除了95％或更多的溶剂。因而，在一些实施例中，较少百分比的溶剂可在干燥之后保留在聚合物脱模层中。在其他情况下，聚合物脱模层被完全干燥(即100％溶剂除去)。用于干燥牺牲材料的温度将部分取决于用于溶解水溶性聚合物的溶剂。在一些实施例中，干燥温度可在约95℃至约105℃的范围内。

干燥可使用合适的加热机制实现。运行加热机制以加速牺牲材料(或暴露于干燥的任何其他材料/层)的干燥。加热可使用热风、红外线加热等实现。可使用任何合适的加热机制，包括烘箱、热风干燥器和/或红外线灯。在一个实施例中，干燥时间应和辊对辊加工机的速度相匹配，以便不延长制造时间。

回头参考步骤102，将透明树脂分散体布置在柔性衬底上(或布置在形成在柔性衬底上的聚合物脱模层上)。透明树脂分散体包括分散在合适的非水载体中的透明聚合物。应理解，透明树脂分散体不包括颜料，并且可称为“白色”分散体。

在一个实施例中，用于透明树脂分散体的透明聚合物是热塑性树脂。热塑性树脂的实例包括基于乙烯的聚合树脂、乙基乙酸乙烯酯共聚物(如可获自E.I.du Pont deNemours&Co.的家族的那些)、聚对苯二甲酸丁二醇酯、甲基丙烯酸树脂或其组合。也可使用其他热塑性树脂，如基于聚丙烯的聚合树脂。

合适的基于乙烯的聚合树脂包括聚乙烯、具有羧酸官能团的乙烯共聚物(例如，乙烯和甲基丙烯酸和/或丙烯酸的共聚物)、乙烯和丙烯酸酯的共聚物、乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物、或其不同的组合。具有羧酸官能团的乙烯共聚物的一些实例包括可获自E.I.duPont de Nemours&Co.的ELVAX家族的那些，如ELVAX II 5720和ELVAX II 5610。当利用乙烯和丙烯酸酯的共聚物时，丙烯酸酯可为丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯或其组合。乙烯和丙烯酸酯的共聚物的一些可商购获得的实例包括来自E.I.du Pont de Nemoursand Company的AC树脂。也可使用乙烯丙烯酸乙酯，并且一些可商购获得的实例包括可获自Union Carbide的家族的那些(例如DPD 6169、DPDA6182Natural及DTDA 9169)。乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物的一些可商购获得的实例包括来自E.I.du Pont de Nemours and Company的树脂和树脂或来自Union Carbide的DQDA 6479Natural 7和DQDA 6832Natural 7。

合适的甲基丙烯酸树脂的实例包括家族的那些，包括聚甲基丙烯酸丁酯(2044等级)、聚甲基丙烯酸甲酯(2028等级)、以及聚甲基丙烯酸甲酯(2041等级)，所有都可获自E.I du Pont de Nemours&Co。

其他合适的树脂包括来自E.I.du Pont de Nemours and Company的树脂(乙烯和甲基丙烯酸或丙烯酸的共聚物)、以及来自Honeywell的及热塑性树脂。

聚合物可以在约15wt％至约40wt％透明树脂分散体范围内的量存在。在另一实施例中，聚合物可以在约20wt％至约25wt％透明树脂分散体范围内的量存在。

透明树脂分散体的非水载体可为任何合适的非极性液体。应理解的是，为透明树脂分散体选择的非水载体也可以是在整个过程中使用的相同的非水载体(例如，以形成浆料并且形成最终油墨)。通常，所述非水载体具有以下特性：如低气味、缺乏颜色、选择性溶解力、氧化稳定性、低电导率、低表面张力、期望的湿润性、铺展性、低粘度、窄沸点范围、对金属无腐蚀性、低凝固点、高电阻率、高界面张力、低汽化潜热以及低/或光化学反应性。

非水载体的实例包括电介质液体、非氧化性与水不混溶的液体(例如石油馏分)、基于烃的载体(例如脂族-即直链/非环状或环状烃、支链脂族烃等、去芳香化烃、卤代烃、官能化烃等)、硅油、大豆油、植物油、植物提取物等。官能化烃包括用醇、酸、酯、醚、酮等官能化的烃)。

在一个实施例中，非水载体是具有6至14个碳原子的烷烃或环烷烃(例如正己烷、庚烷、辛烷、十二烷、环己烷等)、叔丁基苯或2,2,4-三甲基戊烷。在另一实施例中，非水载体选自链烷烃和异链烷烃。异链烷烃的实例包括在家族的那些(Exxon MobilCorp.)，包括G、H、K、L、M、V、12、13、15、D40、D80、D100、D130以及D140。可用作非水载体的其他烃包括具有商品名称(可获自Chevron Phillips Chemical Company)或(可获自Shell Chemicals)的那些。非极性载体的更进一步实例包括N-16、N-20、N-22、NISSEKIL、NISSEKIM、NISSEKIH、Solvent H、Solvent L、Solvent M、NISSEKI300、NISSEKI400、AF-4、AF-5、AF-6及AF-7(所有都可获自Nippon Oil Corp.,Tokyo,JP)；IP Solvent 1620和IP Solvent 2028(两者都可获自Idemitsu Petrochemical Co.,Ltd.,Tokyo,JP)；OMS和460(两者都可获自American Mineral Spirits Co.,Los Angeles,CA)；以及Electron、Positron、New II及Purogen HF(所有都可获自Ecolink Co.,Tucker,GA)。

可单独使用所列非水载体中的任一种，或者也可使用两种或更多种所列非水载体的组合。在透明树脂分散体中使用的非水载体的量可在约60wt％至约85wt％透明树脂分散体的范围内。

在一些实施例中，透明树脂分散体还可包含电荷引导剂(即电荷/带电试剂)。在这些实施例中，应理解额外的电荷引导剂也可在印刷之前加入印刷机中。电荷引导剂可在形成最终的金属LEP油墨时加入，而不包括在透明树脂分散体中。因此，在一些其他实施例中，透明树脂分散体可能不包括电荷引导剂。此实施例在下文中进一步描述。

电荷引导剂可为含有电荷的任何油溶性或可分散的低分子量(即小于1000amu)分子或低聚物。电荷引导剂可为带正电的、带负电的或可为两性离子(即，在不同位置处具有正电荷和负电荷的中性分子)。电荷可能是由于存在特定的官能团，如磺酸酯、硫酸酯、酰胺、碳酸酯、磷酸酯、膦酸酯、硝酸酯、硼酸酯等。

在最终的油墨(在下文中进一步论述)中，电荷引导剂附着于包封的金属颜料颗粒/与包封的金属颜料颗粒结合并且给予其以电荷。合适的电荷引导剂的实例包括硬脂酸铝、卵磷脂、油溶性石油磺酸盐(例如，中性磺化环烷酸钙、中性磺化环烷酸钡及碱性磺化环烷酸钡)、聚丁烯琥珀酰亚胺(例如OLOA 1200)、甘油酯盐(例如，具有不饱和的与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(例如，磺酸的钡、钠、钙及铝盐)、磷氧酸金属盐或其混合物/组合。磺酸可包括烷基磺酸(例如烷基苯磺酸)、芳基磺酸、烷基琥珀酸盐的磺酸及其混合物/组合。

电荷引导剂的量将至少部分取决于最终油墨的低场和高场电导率。在一个实施例中，电荷引导剂可以在约1mg/g存在于最终油墨中的非挥发性固体至约20mg/g存在于最终油墨中的非挥发性固体范围内的量添加。在另一实施例中，电荷引导剂可以在约2mg/g存在于最终油墨中的非挥发性固体至约10mg/g存在于最终油墨中的非挥发性固体范围内的量添加。在又一实施例中，电荷引导剂可构成约1％的最终油墨组合物。

透明树脂分散体在柔性衬底上的直接或间接布置可使用先前对于牺牲材料所述的任何合适的涂布工艺实现。

在直接或间接地涂布于柔性衬底上之后，透明树脂分散体可暴露于干燥过程以形成基底树脂层，如参考数值104所示。干燥过程从透明树脂分散体中除去了几乎所有的非水载体。因而，大体上干燥基底树脂层(即至少95％的非水载体被除去)。在一个实施例中，从透明树脂分散体中除去超过98％的非水载体以形成基底树脂层。

干燥可如先前所述使用合适的加热机制实现。用于干燥透明树脂分散体的温度将部分取决于为透明树脂分散体选择的非水载体。部分取决于期望的干燥速度，用于干燥透明树脂分散体的温度可在约90℃至约130℃的范围内。

应理解可涂布足够的透明树脂分散体以使得所生成的基底树脂层具有在约2μm至约5μm范围内的厚度。

然后可将浆料布置在基底树脂层上，如图2的参考数值106所示。浆料包含分散在非水载体中的金属颜料颗粒和聚合物颗粒。

金属颜料颗粒可包括以规则或不规则形状球体、薄片等形式的颗粒。金属颜料的实例包括铝薄片、铝银元、金属氧化物颜料(例如二氧化钛颜料、氧化铁薄片等)、复合金属颜料(例如金属氧化物涂布的金属颜料、二氧化硅涂布的金属颜料等等)或其组合。

应理解，在整个过程中可以保持金属颜料颗粒的初始形态。举例来说，如果颗粒的初始形态类似于扁平杆或纤维，那么在透明树脂中包封金属颜料颗粒之后，颜料的形态仍将类似于扁平杆或纤维。金属颜料颗粒的初始长度在约5μm至约10μm的范围内，并且初始厚度在约50nm至约200nm的范围内。

可在浆料中使用的金属颜料颗粒的量至少部分地取决于待形成的油墨的总非挥发性固体含量。在一个实施例中，相对于油墨的总非挥发性固体含量，最终的油墨可包含约5wt％至约50wt％范围内的量的金属颜料。在另一实施例中，相对于油墨的总固体含量，最终的油墨可包含约15wt％至约35wt％范围内的量的金属颜料。在实施例中，浆料中的金属颜料浓度为约30wt％，但取决于所需涂层厚度，此可进一步被稀释以实现最终油墨中的所需金属颜料浓度。

聚合物颗粒可由本文对于透明树脂分散体所述的任何热塑性聚合物形成。在一个实施例中，浆料的聚合物颗粒是与透明树脂分散体的透明树脂相同类型的聚合物。在透明树脂分散体和浆料中使用相同类型的聚合物可有利地增加金属颜料颗粒与树脂层(即，如下所述的基底树脂层和涂布树脂层)之间的黏附。在另一实施例中，浆料的聚合物颗粒不同于透明树脂分散体的透明树脂。在此实施例中，聚合物颗粒可为丙烯酸聚合物或表面活性剂。当聚合物颗粒不同于透明树脂分散体中的透明树脂时，可能需要选择在处理温度(例如约90℃至约130℃)下将软化或部分熔化的聚合物颗粒。

聚合物颗粒具有小于10μm的平均粒度(例如直径)。在一个实施例中，聚合物颗粒具有5μm±3μm的粒度。在另一实施例中，聚合物颗粒具有范围在约100nm至约3μm内的粒度。

可在浆料中使用的聚合物颗粒的量，以浆料的总wt％计，范围是约5wt％至约50wt％。

浆料的非水载体是非极性液体，其可选自以上所鉴别的透明树脂分散体的非水载体的实例中的任何一种。在一个实施例中，透明树脂分散体的非水载体与浆料的非水载体相同(例如，两种非水载体都是L)。在另一实施例中，透明树脂分散体的非水载体与浆料的非水载体不同(例如，透明树脂分散体的非水载体可为L，而浆料的非水载体可为N-16)。只要干燥之后沉积层的湿润性和/或表面相容性适于下一个分散体/浆料/等的沉积，那么可选择任何非水载体。

在一个实施例中，非水载体构成浆料的其余部分。在另一实施例中，非水载体占总浆料wt％的约5wt％至约50wt％。

浆料在基底树脂层上的布置可使用先前对于牺牲材料所述的任何合适的涂布工艺实现。应理解真空沉积技术不用于沉积浆料。在涂布工艺期间，金属颜料颗粒通常自身对齐以使它们的长度大体上平行于(例如，30°的平行内)柔性衬底的表面平面。

在涂布于基底树脂层上之后，浆料可暴露于干燥过程以形成金属颜料-聚合物片材，如参考数值108所示。在干燥过程期间，浆料中的聚合物颗粒粘附到基底树脂层中的透明树脂上。干燥过程还从浆料中除去几乎所有的非水载体。因而，大体上干燥金属颜料-聚合物片材(除去了至少90％，且在一些情况下，超过98％的非水载体)。

干燥可如先前所述使用合适的加热机制实现。用于干燥浆料的温度将部分取决于为浆料选择的非水载体。部分取决于期望的干燥速度，用于干燥浆料的温度可在约90℃至约130℃的范围内。

金属颜料-聚合物片材可能不是连续膜，并且可包含沿基底树脂层散布的不连续的金属颗粒和聚合物颗粒。

如图2中的参考数值110所示，将另一层先前所述的透明树脂分散体布置在金属颜料-聚合物片材上。本文所述的任何涂布技术都可用于沉积另一层透明树脂分散体。应理解的是，完成涂布以使得金属颜料-聚合物片材的金属颜料的任何暴露表面被另一层透明树脂分散体覆盖。

在涂布于金属颜料-聚合物片材上之后，透明树脂分散体可暴露于干燥过程以形成涂布树脂层，如参考数值112所示。在干燥过程期间，新近布置的透明树脂至少粘附至金属颜料-聚合物片材中的聚合物颗粒，且还可部分粘附至基底树脂层中的透明树脂。干燥过程还从透明树脂分散体中除去几乎所有的非水载体。因而，大体上干燥涂布树脂层(除去了至少90％，且在一些情况下，超过98％的非水载体)。

干燥可如先前所述使用任何合适的加热机制实现。用于干燥另一层透明树脂分散体的温度将部分取决于为透明树脂分散体选择的非水载体。部分取决于期望的干燥速度，用于干燥另一层透明树脂分散体的温度可在约90℃至约130℃的范围内。

应理解可涂布足够的透明树脂分散体以使得所生成的涂布树脂层具有在约2μm至约5μm范围内的厚度。

合起来，基底树脂层、金属颜料-聚合物片材及涂布树脂层形成具有包封在基底树脂层和涂布透明树脂层之间的金属颜料颗粒的三层膜。所述三层膜可暴露于额外处理以获得期望尺寸的颗粒。

当使用聚合脱模层时，额外的处理步骤可包括通过溶解聚合物脱模层从柔性衬底中除去三层膜。聚合物脱模层是水溶性，且因此，水可用于除去聚合物脱模层。在一个实施例中，将其上形成有基底树脂层、金属颜料-聚合物片材及涂布树脂层的柔性衬底置于水浴中。在水浴中，聚合物脱模层将溶解。聚合物脱模层的溶解从柔性衬底上脱下三层膜。由于柔性衬底和三层膜都不会不利地受水的影响，所以这两个组分都可以在聚合物脱模层溶解之后使用。

可清洁和再使用柔性衬底。例如，可使用同一柔性衬底重复方法100。

三层膜可随后被添加到本文所公开的非水载体的任何实施例中以形成分散体混合物，且将分散体混合物暴露于研磨。研磨从三层膜中形成聚合物包封的金属油墨颜料颗粒，并且还形成备用的LEP糊状物。由于研磨形成LEP糊状物，所以将选择所需量的三层膜和在分散体混合物中的非水载体以使得所生成的糊状物具有按重量计约15％至约40％范围的非挥发性固体含量。

本文所公开的研磨工艺可为低剪切研磨工艺。低剪切研磨涉及搅拌分散体混合物持续预定的时间。搅拌可在低于50℃的任何温度下进行或控制在所述温度下。期望基底和涂布树脂层保持为固体，且因此研磨温度一般最好低于基底和涂布树脂层的熔点。

分散体混合物的搅拌可使用在小于或等于1kHz的低搅拌频率下发生的轻微振荡处理完成。低搅拌频率可低至1Hz(0.001kHz)。本文所公开的搅拌处理不同于高剪切处理，如微流化，当在树脂存在下进行时其倾向于分解颜料并改变其形态。振荡处理的轻微性还通过利用其中移动部分物理上不接触分散体混合物的设备进行振荡而实现。以此方式，搅拌处理是非冲击式处理。

在一个实施例中、分散体混合物的搅拌可通过使用枢轴振荡、轨道振荡、旋转振荡、气动振荡或其组合振荡混合物来实现。振荡可例如通过以下操作来实现：人用手抓住含有分散体混合物的容器，然后将容器(以符合小于或等于1kHz的振荡频率的非猛烈方式)左右移动、前后移动、旋转移动等以便进行分散体混合物的均化。在另一实施例中，可将容器置于设定在低频率(再次，小于或等于1kHz)的搅拌器上，并且通过搅拌器均化分散体混合物。可在珠磨工具中使用研磨介质，如磨珠，只要其适于低剪切处理。也可使用用于低剪切处理的机械混合工具。

应理解，均化仅通过搅拌实现。换言之，不使用其他处理步骤来均化分散体混合物。进一步应理解，在分散体混合物的均化完成之后形成金属LEP糊状物。可在均化期间添加额外的非水性载体以便形成最终的可印刷LEP油墨。

分散体混合物的均化的完成可通过目测确定。例如，三层膜是银色的并且非水载体是澄清的。当不再能在其中混合有三层膜和非水载体的容器内看到三层膜的不连续片时，认为均化已完成。可在以下情况下完成目测：当通过透明容器注视振荡/搅拌期间的分散体混合之时或者通过定期停止振荡/搅拌并打开容器来看看是否仍有三层膜的任何不连续片残留。扫描电子显微术(SEM)也可用于表征。

研磨导致形成金属LEP糊状物，其包含聚合物包封的金属油墨颜料颗粒。经由本文所公开的方法100的一个实施例形成的聚合物包封的金属油墨颜料颗粒的一个实施例以参考数值10示于图3A(透视图)和3B(横截面图)中。

图3A和3B中所示的聚合物包封的金属油墨颜料颗粒10是完全包封的金属油墨颜料颗粒。聚合物包封的金属油墨颜料颗粒10包含夹在基底树脂层12与涂布树脂层16之间的金属颜料颗粒12。

如图3B中所示，聚合物包封的金属油墨颜料颗粒10的高度是涂布树脂层16的厚度T₁加上金属颜料颗粒12的厚度加上基底树脂层14的厚度T₂。在一个实施例中，聚合物包封的金属油墨颜料颗粒10的总厚度(由用于高度的“H”表示)在约4μm至约10μm的范围内。聚合物包封的金属油墨颗粒10的宽度W与金属颜料颗粒12的初始长度大致相同。宽度W由于沿着金属颜料颗粒10的一侧或两侧的基底和/或树脂涂布层14、16而稍微有所增加。在一个实施例中，聚合物包封的金属油墨颜料颗粒10的总宽度W在约7μm至约8μm的范围内。在一个实施例中，所生成的聚合物包封的金属油墨颜料颗粒10具有在约1:1至约1:5范围内的纵横比H:W(高度:宽度或者厚度:长度)。应理解，可通过改变基底和/或涂布树脂层14、16的厚度T₂、T₁和/或通过选择具有较大或较小长度和/或厚度的金属颜料颗粒12来改变纵横比。

聚合物包封的金属油墨颜料颗粒10包括展现最终的可印刷LEP油墨的期望特性的组分。例如，金属颜料颗粒12提供所需颜色，在基底和涂布树脂层14、16中的透明树脂提供所需的可分配性，并且电荷引导剂(当包括在透明树脂分散体中时)提供所需电荷。

为了制备最终的可印刷油墨，可将额外的非水载体添加到金属LEP糊状物中，其包含聚合物包封的金属油墨颜料颗粒10。所添加的非水载体的量可至少部分取决于最终LEP油墨的所需总非挥发性固体。在一个实施例中，金属LEP糊状物被稀释到约1％至约3％NVS用于印刷。金属LEP糊状物的稀释可在印刷过程期间进行。

当电荷引导剂不包括在透明树脂分散体中时，电荷引导剂可以先前描述的量添加到最终的可印刷油墨中。

所形成的金属电子照相油墨(即最终的可印刷油墨)包含非水载体和存在于非水载体中的聚合物包封的金属油墨颜料颗粒10。金属电子照相油墨的实例包含金属颜料颗粒12，其含量在约5wt％油墨中的总非挥发性固体至约50wt％油墨中的总非挥发性固体的范围内；透明树脂(以基底和涂布树脂层14、16的形式)，其含量在约50wt％油墨的总非挥发性固体至约95wt％油墨的总非挥发性固体的范围内；与包封颜料10每一个的表面结合的电荷引导剂；并且其余是非水载体。

可印刷油墨可例如使用任何合适的液体电子照相印刷机在任何合适的介质上印刷以形成印刷品。认为印刷品可使用最佳印刷条件(对于具体打印机来说)形成而不会在背景中生成具有高随角异色指数的印刷品。更确切些，使用包含聚合物包封的金属油墨颜料颗粒10的本文所公开的油墨形成的印刷品认为具有等于或小于1且在一些情况下，等于或小于0.5的背景随角异色指数。这至少部分归因于金属颜料颗粒12被包封在树脂层14、16内并且颗粒12的电导率受到抑制。

此外，认为印刷品本身的随角异色指数期望地较高(例如在约5至约20范围内)。这至少部分归因于聚合物包封的金属油墨颜料颗粒10内的金属颜料12与印刷介质对齐(即，长度大体上与其上被印刷的介质的表面平面平行)。总体上，本文所公开的最终可印刷LEP油墨展现关于油墨显影、背景污染及可转印性的所需性能。

为了进一步说明本公开，在本文中给出实施例。应理解的是，此实施例是出于说明性目的提供且不应被视为限制本公开的范围。

实施例

将一层水溶性聚合物(聚(乙烯醇))作为牺牲材料涂布在干净的柔性聚酰亚胺衬底上。在约95℃至约105℃范围内的温度下热干燥牺牲材料之后，将一层在L中的聚乙烯树脂分散体涂布于其上，并且加热至干燥或接近完全干燥。将包含铝薄片或分散的铝颗粒和L的浆料涂布在这层聚乙烯树脂上并在高温(约100℃至约110℃)下干燥以形成金属颜料-聚合物片材。将另一层聚乙烯树脂分散体涂布在金属-颜料聚合物片材上并加热至干燥。由此在柔性衬底上的聚合物脱模层上形成三层膜。

获取三层膜的横截面的扫描电子显微照片。此SEM示于图4中。三层膜的总厚度在约8μm至约10μm的范围内。

将三层膜浸入水浴中以溶解聚合物脱模层并将三层膜从柔性衬底上分离。将三层膜干燥并在L中研磨以形成包含聚合物包封的金属油墨颜料颗粒的金属LEP糊状物。

用额外的L稀释LEP糊状物以形成NVS在按重量计约0.1％至约0.5％范围内的油墨。在Q/m单元纸试样中用此油墨进行初步的Q/m测试。显影的纸试样显出了期望的金属外观。

将用于Q/M测试的稀释样品滴注流延到硅衬底上，然后在室温下干燥。使用能量色散X射线光谱仪(EDS)/SEM表征保留在硅衬底上的聚合物包封的金属油墨颜料颗粒。

图5A为在硅衬底18上的聚合物包封的金属油墨颜料颗粒10的SEM。图5B至5F是硅(图5B)、铝(图5C)、碳(图5D)、氧(图5E)及氟(图5F)的EDS/SEM元素映射图像的黑白版本。在整个元素映射图像中，亮白点表示存在特定的元素。

在图5B中，硅的元素映射表示该元素存在于衬底18所位于之处并且不存在于聚合物包封的金属油墨颜料颗粒10所位于之处。这归因于聚合物包封的金属油墨颜料颗粒10不含硅。

在图5C中，铝的元素映射表示大部分该元素存在于聚合物包封的金属油墨颜料颗粒10中。这归因于铝薄片存在于每个聚合物包封的金属油墨颜料颗粒10的中心处。

图5D至5F证实聚合物包封的金属油墨颜料颗粒10中存在透明树脂。所用的靛蓝树脂包含碳、氧及氟。大部分的碳和氧存在于聚合物包封的金属油墨颜料颗粒10中(图5D对于碳且图5E对于氧)。虽然氟不如碳和氧那么集中，但最亮的点处于与颗粒10相同的位置(比较图5A和5F)。

截面元素映射(未示出)也证实了颗粒的三层膜结构，因为碳和氧集中在外部，而铝集中在中心附近。

总体上，元素映射证实了三层膜几何结构包括由树脂层包封的金属颜料。树脂层将金属颜料锁在聚合物网络内。这有利地使金属LEP油墨保持不含未涂布的金属颜料，由此可导致LEP印刷过程中非期望的背景显影。此外，树脂层提高了油墨颗粒10的介电击穿强度。

在整个说明书中，“一个实施例”、“另一实施例”、“实施例”等等是指结合该实施例描述的特定要素(例如特点、结构和/或特征)包括在本文所述的至少一个实施例中，而且可以存在或不存在于其他实施例中。另外，应理解除非上下文另外清楚地指出，对于任何实施例所述的要素可以任何合适的方式在不同的实施例中组合。

应理解，本文所提供的范围包括所述范围和在所述范围内的任何值或子范围。举例来说，约2μm至约5μm的范围应被解释为不仅包括约2μm至约5μm的明确叙述的界限，而且包括各个值，如3μm、4.25μm、2.5μm等，及子范围，如约2.1μm至约4.9μm，约2.25μm至约3.75μm等。此外，当利用“约”来描述值时，此意思是包括所述值的微小变化(至多+/-10％)。

除非上下文另外清楚指出，在描述和要求本文所公开的实施例时，单数形式“一个(a/an)”和“该(the)”包括复数指示物。

虽然已详细描述了若干实施例，但是对本领域技术人员显而易见的是可以修改所公开的实施例。因此，以上描述将被视为非限制性的。

Claims (16)

1.一种用于制造聚合物包封的金属油墨颗粒的方法，所述方法包括：

将一层透明树脂分散体布置在柔性衬底上；

使所述树脂分散体层大体上干燥，由此形成基底树脂层；

将浆料布置在所述基底树脂层上，所述浆料包含分散在非水载体中的金属颜料颗粒和聚合物颗粒；

使所述浆料干燥，由此形成金属颜料-聚合物片材；

将另一层透明树脂分散体布置在所述金属颜料-聚合物片材上；以及

使所述另一层干燥，由此形成涂布树脂层；

由此所述金属颜料-聚合物片材及所述基底树脂层和涂布透明树脂层形成具有包封在基底树脂层和涂布透明树脂层之间的所述金属颜料颗粒的三层膜。

2.如权利要求1所述的方法，其中：

在将所述透明树脂分散体层布置在所述柔性衬底上之前，所述方法还包括：

将牺牲材料布置在所述柔性衬底上；和

使所述牺牲材料干燥，由此在所述柔性衬底上形成聚合脱模层；以及

将所述透明树脂分散体布置在位于所述柔性衬底上的所述聚合脱模层上。

3.如权利要求2所述的方法，还包括将在其上具有所述聚合脱模层和所述三层膜的所述柔性衬底暴露于水，由此溶解所述聚合脱模层并将所述三层膜从所述柔性衬底上脱下。

4.如权利要求3所述的方法，还包括在另一非水载体中研磨所脱下的三层膜，由此在所述另一非水载体中由所述三层膜形成所述聚合物包封的金属油墨颜料颗粒。

5.如权利要求4所述的方法，其中研磨是经由珠磨工具或机械混合工具在小于50℃的温度下实现的。

6.如权利要求3所述的方法，还包括重复使用所述柔性衬底以制造更多的聚合物包封的金属油墨颜料颗粒。

7.如权利要求2所述的方法，其中：

所述柔性衬底为聚酰亚胺；并且

所述牺牲材料选自由以下组成的组：聚乙烯醇、聚环氧乙烷及聚乙烯酰亚胺。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述柔性衬底具有在其上形成的聚合脱模层，其中将所述透明树脂分散体布置在所述聚合脱模层上，并且其中在形成所述三层膜之后，所述方法还包括：

将所述聚合脱模层溶解于水中，由此将所述三层膜从所述柔性衬底上脱下；以及在另一非水载体中研磨所脱下的三层膜，由此在所述另一非水载体中由所述三层膜形成所述聚合物包封的金属油墨颜料颗粒。

9.如权利要求8所述的方法，其中研磨是经由低剪切研磨工艺在小于50℃的温度下实现的。

10.如权利要求1所述的方法，其中：

所述金属颜料颗粒选自由以下组成的组：铝薄片、金属氧化物颜料、复合金属颜料或其组合；并且

所述浆料的所述聚合物颗粒和所述透明树脂分散体的所述透明树脂是由同一类型的聚合物形成的。

11.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述金属颜料颗粒为铝银元，并且

所述浆料的所述聚合物颗粒和所述透明树脂分散体的所述透明树脂是由同一类型的聚合物形成的。

12.如权利要求1所述的方法，还包括将电荷引导剂添加到所述透明树脂分散体中。

13.一种金属电子照相油墨，其包含：

非水载体；

存在于所述非水载体中的聚合物包封的金属油墨颜料颗粒，所述聚合物包封的金属油墨颜料颗粒包含：

金属颜料颗粒；和

基底树脂层和涂布透明树脂层，具有包封在其之间的金属颜料颗粒；以及

与每一个金属颜料的表面关联的电荷引导剂；

每个无孔聚合物包封的金属油墨颗粒具有在1:1至1:5范围内的纵横比，所述纵横比为高:宽，

其中所述聚合物包封的金属油墨颜料颗粒是通过以下步骤形成的：

将一层透明树脂分散体布置在柔性衬底上；

使该树脂分散体层大体上干燥，由此形成所述基底透明树脂层；

将浆料布置在所述基底透明树脂层上，所述浆料包含金属颜料颗粒和分散在另一非水载体中的聚合物颗粒；

使所述浆料干燥，由此形成金属颜料-聚合物片材；

将另一层透明树脂分散体布置在所述金属颜料-聚合物片材上；

使所述另一层干燥，由此形成涂布透明树脂层；

由此所述金属颜料-聚合物片材和所述基底树脂层和涂布透明树脂层形成具有包封在所述基底树脂层和涂布透明树脂层之间的金属颜料颗粒的三层膜；

从所述衬底上移除所述三层膜；以及

在所述非水载体中研磨所述三层膜。

14.如权利要求13所述的金属电子照相油墨，其中：

所述金属颜料颗粒选自由以下组成的组：铝薄片、金属氧化物颜料、复合金属颜料或其组合；并且

所述基底树脂层和涂布透明树脂层选自由以下组成的组：聚乙烯、乙基乙酸乙烯酯共聚物、具有羧酸官能团的乙烯共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯、乙烯丙烯酸乙酯、乙烯-乙酸乙烯酯以及甲基丙烯酸树脂。

15.如权利要求13所述的金属电子照相油墨，其中：

所述金属颜料颗粒为铝银元；并且

所述基底树脂层和涂布透明树脂层选自由以下组成的组：聚乙烯、乙基乙酸乙烯酯共聚物、具有羧酸官能团的乙烯共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯、乙烯丙烯酸乙酯、乙烯-乙酸乙烯酯以及甲基丙烯酸树脂。

16.如权利要求13所述的金属电子照相油墨，其中待用所述油墨形成的印刷品在背景区域中具有等于或小于1的随角异色指数。