CN107532021B - 含具有疏水表面的颜料粒子的墨水组合物 - Google Patents
含具有疏水表面的颜料粒子的墨水组合物 Download PDFInfo
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Abstract
在本文中的一个实例中提供一种液体电子照相墨水组合物。该组合物包含:包含聚合物的载体流体;各自包含非水性聚合物树脂和分布在所述聚合物树脂中的颜料粒子的墨水粒子;和电荷导向剂。该颜料粒子包含金属氧化物并具有疏水表面。该疏水表面包含下列至少一种:(i)附着到各颜料粒子上的纳米粒子,所述纳米粒子包含氧化物、磷酸盐和硝酸盐的至少一种;(ii)布置在各颜料粒子上的涂层,所述涂层包含氧化物、磷酸盐和硝酸盐的至少一种;和(iii)布置在各颜料粒子上的涂层,所述涂层包含聚合物和低聚物的至少一种。
Description
背景
数字印刷的一个实例是电子照相印刷。液体电子照相印刷或“LEP印刷”是电子照相印刷的一种具体类型,其中在该电子照相法中使用液体墨水或“LEP墨水”代替调色粉。
附图简述
提供附图以图示说明本公开中(下文简称为“本文中”,除非明确地另行指明)描述的主题的各种实例,其涉及用于3D印刷的组合物,特别是用于3D印刷的热分解材料,并且无意限制本主题的范围。附图不一定按比例。
图1是显示本文所述的墨水组合物的制造方法的一个实例中涉及的工艺的示意性流程图。
图2显示在一个实例中几种白色墨水组合物的相对于粒子电导率(“PC”)绘制的背景值(background)。
图3显示在一个实例中几种白色墨水组合物的相对于粒子电导率(“PC”)绘制的光学密度(“OD”)。
详述
“背景显影(background development)”是指在印刷(例如LEP印刷)法过程中一定量的颜料粒子没有沉积在预先指定的区域而是沉积在感光体和最终基底的背景区域中的现象。这些松散颜料粒子在混合过程中未结合到墨水粒子上,并且背景显影可造成图像退化。在一些情况下,背景墨水粒子也可能是没有正确带电的着色粒子(pigmentedparticles)。松散颜料粒子可造成墨水组合物中的墨水粒子带电不足。在这种情况下,墨水粒子没有携带最佳转印所需的电荷,由此导致沉积在光电导层的不带电区域上,这又可造成背景显影。
考虑到与背景显影有关的上述挑战,本发明人已经认识到和理解具有改性表面的颜料粒子的优点。下面是关于液体电子照相墨水组合物,特别是含具有疏水表面的颜料粒子的墨水组合物的各种实例的更详细描述。本文中描述的各种实例可以许多方式实施。
在这些实例的一个方面中提供一种液体电子照相墨水组合物,其包含:包含聚合物的载体流体;各自包含非水性聚合物树脂和分布在所述聚合物树脂中的颜料粒子的墨水粒子;和电荷导向剂;其中所述颜料粒子包含金属氧化物并具有疏水表面;且其中所述疏水表面包含下列至少一种:(i) 附着到各颜料粒子上的纳米粒子,所述纳米粒子包含氧化物、磷酸盐和硝酸盐的至少一种;(ii) 布置在各颜料粒子上的涂层,所述涂层包含氧化物、磷酸盐和硝酸盐的至少一种;和(iii) 布置在各颜料粒子上的涂层,所述涂层包含聚合物和低聚物的至少一种。
在这些实例的另一方面中提供一种液体电子照相墨水组合物,其包含:包含聚合物的非极性载体流体;各自包含非水性聚合物树脂和分布在所述聚合物树脂中的颜料粒子的墨水粒子;和电荷导向剂;其中所述颜料粒子包含二氧化钛并具有疏水表面;且所述液体电子照相墨水组合物具有大约100 pmho/cm2至大约300 pmho/cm2的粒子电导率。
在这些实例的另一方面中提供一种制造方法,其包括:在升高的温度下混合包含聚合物的非极性载体流体与至少一种非水性聚合物树脂以产生浆料,所述升高的温度为至少60℃;将所述浆料冷却至室温;和与颜料粒子一起碾磨所述冷却浆料以形成包含分散在所述载体流体中的墨水粒子的墨水组合物,所述墨水粒子包含分散在所述至少一种聚合物树脂中的颜料粒子;其中所述颜料粒子包含二氧化钛并具有疏水表面;且其中所述疏水表面包含下列至少一种:(i) 附着到各颜料粒子上的纳米粒子,所述纳米粒子包含氧化物、磷酸盐和硝酸盐的至少一种;(ii) 布置在各颜料粒子上的涂层,所述涂层包含氧化物、磷酸盐和硝酸盐的至少一种;和(iii) 布置在各颜料粒子上的涂层,所述涂层包含聚合物和低聚物的至少一种。
墨水粒子
本文所述的墨水组合物可包含许多合适的成分。例如,该墨水组合物可包含墨水粒子(在一些情况中被称作调色剂粒子)和将墨水粒子分散在其中的载体流体。墨水粒子可以是包含聚合物树脂(在一些情况中被称作粘合剂)和颜料粒子的复合材料。该墨水组合物还可包含分散在载体流体中的电荷导向剂。墨水粒子的聚合物树脂可促进电荷导向剂附着到墨水粒子上,由此使墨水粒子带电。
本文所述的墨水组合物的一种成分是墨水粒子。该墨水粒子可包含至少部分为该墨水组合物提供颜色的颜料粒子。在一个实例中,颜料是着色剂。该墨水组合物可具有任何颜色。在一个实例中,该墨水组合物是白色的。术语“白色”在涉及墨水组合物时可以是指各种色度的白色,包括例如不同颜色的浅色调 - 例如白色、象牙白、珍珠白等。
在该墨水粒子中,颜料粒子可分散在聚合物树脂(粘合剂)中。颜料粒子可以均匀或不均匀分布在聚合物树脂中。该聚合物树脂可以在LEP墨水的制造过程中包封颜料粒子。该聚合物树脂可以为印刷后的墨水膜提供结构完整性。根据用途,本文所述的聚合物树脂可以是指任何合适的聚合物树脂,如下述那些。
该墨水粒子可具有任何合适的几何形状。例如,该粒子可以是球形、椭圆形、立方形、圆柱形、尖刺形、线状、片状、薄片状等。该墨水粒子可具有不规则几何形状。在一个实例中,本文所述的墨水粒子是球形的。术语“球形”在本文中可包括完美球体或近球形的形状。术语“近球形”可以是指类似球体但不完全是球形,如具有偏离完美球形的相对较小量的不规则的形状。因此,球形粒子在本文中可以是指具有至少大约0.80 – 例如至少大约0.85、大约0.90、大约0.95或更高的球形度的粒子。该墨水粒子内的颜料粒子也可具有任何合适的几何形状,如本文中对墨水粒子描述的任何几何形状。颜料粒子可具有与墨水粒子相同的几何形状或它们可具有与墨水粒子不同的几何形状。
该墨水粒子可具有任何合适的尺寸。根据几何形状,术语“尺寸”在本文中可以是指长度、宽度、高度、直径等。此外,在涉及多个物体时,本文中描述的任何尺寸的值可以是指统计平均值。在一个实例中,该墨水粒子具有大约5微米至大约80微米 – 例如大约10微米至大约50微米、大约15微米至大约40微米、大约20微米至大约30微米等的平均直径。
墨水粒子可以以任何合适的量存在于墨水组合物中。例如,墨水粒子可以以大约1重量%至大约50重量% - 例如大约2重量%至大约40重量%、大约3重量%至大约30重量%、大约4重量%至大约20重量%、大约5重量%至大约10重量%等存在于墨水组合物中。其它含量值也有可能。在一个实例中,墨水粒子以大约1重量%至大约10重量% – 例如大约2重量%至大约8重量%、大约4重量%至大约6重量%等存在于墨水组合物中。
颜料粒子
该墨水粒子中的颜料粒子可具有任何合适的尺寸。颜料粒子的尺寸通常比墨水粒子小。在墨水粒子包含极少,如不含聚合物树脂的一个实例中,颜料粒子的尺寸与墨水粒子大致相同。在一个实例中,当总体上的墨水粒子具有上文提到的平均直径时,颜料粒子具有大约50纳米至大约600纳米 – 例如大约100纳米至大约300纳米、大约200纳米至大约250纳米等的平均直径。其它直径值也有可能。
该颜料粒子可包含任何合适的材料。所用材料的类型可取决于例如期望该颜料粒子提供的颜色。例如,该材料可包含至少一种陶瓷。该陶瓷可以是金属氧化物。该金属氧化物中的金属可以是例如过渡金属。该金属氧化物可包含二氧化钛、氧化铝和氧化锌的至少一种。在一个实例中,该金属氧化物包含二氧化钛。在一个实例中,该金属氧化物是二氧化钛且该墨水组合物是白色的。在另一实例中,该金属氧化物包含二氧化钛且该墨水组合物不是白色的。根据用途,可以使用其它类型的材料,包括其它类型的金属氧化物。
本文中提供的墨水粒子可根据用途具有任何合适水平的颜料载量(loading)。术语“颜料载量”可以是指墨水粒子中颜料粒子的平均含量。根据上下文,该含量可以是指体积百分比(“体积%”)或重量百分比(“重量%”)。在一个实例中,颜料载量是指墨水粒子中颜料粒子的平均重量%。在颜料粒子包含至少一种金属氧化物的一个实例中,关于所述至少一种金属氧化物各自的“颜料载量”是指所述至少一种金属氧化物各自在墨水粒子中的平均重量%。在颜料粒子包含仅一种类型的金属氧化物的一个实例中,整体墨水粒子的颜料载量是指这种金属氧化物在墨水粒子中的平均重量%。在一个实例中,颜料载量是指墨水粒子中二氧化钛的平均重量%。在一个实例中,墨水粒子中的金属氧化物的颜料载量小于墨水粒子的大约60重量%,如小于或等于大约55重量% – 例如小于或等于大约50重量%、大约40重量%、大约30重量%、大约20重量%或更低。在一个实例中,墨水粒子中的金属氧化物的颜料载量为大约8重量%至大约55重量% – 例如大约9重量%至大约50重量%,大约10重量%至大约40重量%,大约11重量%至大约30重量%,大约12重量%至大约20重量%等。在一个实例中,墨水粒子中的金属氧化物的颜料载量为大约12重量%至大约18重量%。在一个实例中,上述颜料载量是指白色墨水组合物的颜料载量。其它颜料载量值也有可能。例如,其它颜料载量值可用于墨水组合物的不同颜色。
本文所述的颜料粒子可在其结构方面改性以具有某些性质。改性的结构的一个实例是具有改性的表面性质,如表面化学、表面几何等的颜料粒子。该改性可涉及例如通过使另一材料附着到颜料粒子的表面上而改变颜料粒子的表面性质。这种材料可以是颗粒物,如粒子(例如纳米粒子)、涂层等。将这种材料添加到颜料粒子上可改变颜料粒子(包括附着后的这种材料)的表面以具有特定pH、疏水性等。本文所述的颜料粒子可具有为与墨水粒子中的聚合物树脂和/或墨水组合物中的电荷导向剂具有某些化学和/或物理相互作用而调节的表面性质。这种相互作用可影响颜料分散性质和电行为,和颜料粒子并入墨水粒子中。一般而言,颜料粒子充分并入墨水粒子中可导致背景显影值减小且墨水粒子的充分分散可提供改进的不透明度。
本文所述的颜料粒子可具有疏水表面。该颜料粒子的疏水表面可呈现至少一种下列形式:(i) 附着到各颜料粒子上的包含无机材料的纳米粒子;(ii) 布置在各颜料粒子上的包含无机材料的涂层;和(iii) 布置在各颜料粒子上的包含有机材料的涂层。要指出,该颜料粒子的表面可包含无机和有机材料的任何组合,只要该表面疏水。
(i)中纳米粒子和(ii)中的涂层的无机材料可包含任何合适的无机材料。该无机材料可包含氧化物、磷酸盐和硝酸盐的至少一种。该氧化物、磷酸盐和硝酸盐可以分别是指金属氧化物、金属磷酸盐和金属硝酸盐。该氧化物可以是二氧化硅、氧化铝、氧化锆、二氧化钛、氧化锡、氧化锌和氧化铈的至少一种。在一个实例中,该二氧化钛是水合二氧化钛。
该纳米粒子可以物理和/或化学附着到颜料粒子的表面上。例如,该纳米粒子可通过连接分子附着到该表面上。该纳米粒子可具有任何合适的几何形状,例如上文对颜料粒子描述的任何几何形状。例如,该纳米粒子可以是球形的。该纳米粒子可具有与颜料粒子相同或不同的几何形状。该纳米粒子可具有任何合适的尺寸。例如,该纳米粒子可具有大约1纳米至大约1000纳米 – 例如大约10纳米至大约800纳米、大约50纳米至大约600纳米、大约100纳米至大约400纳米、大约200纳米至大约300纳米等的平均粒度。其它尺寸值也有可能。该涂层可覆盖颜料粒子的至少一部分圆周,例如颜料粒子的整个圆周。该涂层可具有任何合适的厚度。该厚度可以例如为大约1纳米至1000纳米 – 例如大约20纳米至大约800纳米、大约50纳米至大约600纳米、大约80纳米至大约400纳米、大约100纳米至大约300纳米等。其它厚度值也有可能。
(iii)中的涂层的有机材料可包含任何合适的有机材料,例如聚合物、低聚物或两者。例如,该有机材料可以是多羟基化合物、聚胺和聚硅氧烷或上述任何材料的盐的至少一种。多羟基化合物在此可以是指任何合适的含有多个羟基官能团的聚合物分子 – 例如,具有两个羟基的分子是二醇,具有三个羟基的分子是三醇,等等。多羟基化合物的实例包括聚醚、聚酯、甘油、季戊四醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚(四亚甲基醚)二醇、羟基封端的聚丁二烯等。聚胺在此可以是指任何合适的含有具有孤电子对的碱性氮原子的聚合物分子。该胺可含有有机衍生物、无机衍生物或两者。该胺可以是脂族胺或芳胺。该胺可以是伯胺、仲胺、叔胺或环胺。聚硅氧烷(在一些情况中被称作“有机硅”)在此可以是指任何合适的含有元素硅以及元素碳、氢、氧和有时其它元素的聚合物分子。术语“元素”在此可以是指周期表中存在的化学符号。聚硅氧烷可由化学式 [R2SiO]n表示,其中n是正整数,且R是有机基团,如甲基、乙基或苯基。例如,该聚硅氧烷可含有无机硅-氧主链(⋯-Si-O-Si-O-Si-O-⋯)和连接到硅原子上的有机侧基,所述硅原子是四配位的。该聚硅氧烷–Si-O-可具有任何合适的链长、侧基和交联度。该聚硅氧烷可以是线性或支化的。例如,该聚硅氧烷可以是硅油,如聚二甲基硅氧烷(“PDMS”)或其变体(例如聚醚二甲基硅氧烷)。该聚硅氧烷可以是由支化笼状低聚硅氧烷形成的有机硅树脂,其具有通式RnSiXmOy,其中n、m和y是正整数;R是非反应性取代基,通常是Me或Ph;且X是官能团H、OH、Cl。在一个实例中,R在此是甲基官能团。
不受制于任何特定理论,但通过纳米粒子附着在表面上或至少部分涂布颜料粒子以使该表面疏水的颜料表面处理可充当聚合物树脂粘合剂的酸基和/或电荷导向剂材料(两者都在下文中进一步描述)的锚固点。相应地,在这种情况下,该改性疏水表面可使颜料粒子与粘合剂树脂更相容(与未改性表面相比)并改进所得墨水粒子与电荷导向剂分子的亲合力。这可带来在非极性载体流体中改进的(颜料和墨水粒子的)可分散性和颜料粒子并入墨水粒子中。在一个实例中,可分散性和颜料粒子并入墨水粒子中的改进导致降低印刷的墨水组合物中的背景显影值。
本文所述的具有改性表面的颜料粒子可以是市售产品。颜料粒子的实例包括Ti-Pure® R900(可获自DuPont Company, USA)、SACHTLEBEN R405(可获自Sachtleben ChemieGmbH, Germany)、Ti-Pure® R104(可获自DuPont Company, USA)和SACHTLEBEN R-405(可获自Sachtleben Chemie GmbH, Germany)。其它产品,包括本文中所列的任何产品的改性形式也有可能。
聚合物树脂
该聚合物树脂可充当将颜料粒子分散/分布在其中的基质。该聚合物树脂可以是任何合适的聚合物树脂材料或不同聚合物树脂材料的混合物。该聚合物树脂可以是指合成聚合物树脂或天然聚合物树脂。该聚合物树脂可包含热塑性聚合物。该聚合物树脂可包含共聚物。该聚合物树脂可包含任何合适微结构的共聚物。该聚合物树脂可包含无规共聚物。例如,该聚合物树脂可包含基于乙烯的聚合物树脂。例如,该聚合物树脂可包含或是含乙烯的无规共聚物。合适的基于乙烯的聚合物树脂的实例包括乙烯、甲基丙烯酸和丙烯酸的共聚物;乙烯和丙烯酸酯的共聚物;乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物;或这些共聚物的各种组合。当使用乙烯和丙烯酸酯的共聚物时,该丙烯酸酯可以是丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯或它们的各种组合。乙烯和丙烯酸酯的共聚物的一些市售实例包括DuPont Company,USA的Elvaloy® AC树脂。乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物的一些市售实例包括来自DuPontCompany, USA的ELVAX®树脂和BYNEL®树脂。
该聚合物树脂可包含任何合适的化学材料的共聚物。在一个实例中,该聚合物树脂包括乙烯酸共聚物;乙烯丙烯酸共聚物;甲基丙烯酸共聚物;乙烯乙酸乙烯酯共聚物;乙烯酸和烷基(alkyls)、丙烯酸和烷基、甲基丙烯酸和烷基的共聚物(所述烷基具有1至20个碳的碳链长,包括端点);甲基丙烯酸或丙烯酸的酯;聚乙烯;聚苯乙烯;全同立构聚丙烯(结晶);乙烯丙烯酸乙酯;聚酯;聚乙烯基甲苯;聚酰胺;苯乙烯/丁二烯共聚物;环氧树脂;丙烯酸系树脂(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烷基酯的共聚物,其中烷基为1至大约20个碳原子,如甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸乙基己酯);乙烯-丙烯酸酯三元共聚物;乙烯-丙烯酸酯;马来酸酐(“MAH”)或甲基丙烯酸缩水甘油酯(“GMA”)三元共聚物;低分子量乙烯-丙烯酸离聚物(即具有小于1000 amu的分子量的那些)或其组合。在一个实例中,该聚合物树脂包含NUCREL®或BYNEL®系列的聚合物(可获自DuPont Company,Wilmington, Delaware, USA) – 例如NUCREL® 403、NUCREL® 407、NUCREL® 609HS、NUCREL® 908HS、NUCREL® 1202HC、NUCREL® 30707、NUCREL® 1214、NUCREL® 903、NUCREL® 3990、NUCREL® 910、NUCREL® 925、NUCREL® 609、NUCREL® 599、NUCREL® 699、NUCREL® 960、NUCREL® RX 76、NUCREL® 2806;BYNEL® 2002、BYNEL® 2014或BYNEL® 2020;ACLYN®系列的聚合物(可获自Honeywell International, Inc., Morristown, New Jersey, USA) – 例如ACLYN® 201、ACLYN® 246、ACLYN® 285或ACLYN® 295;或LOTADER®系列的聚合物(可获自Arkema, Inc., King of Prussia, Pennsylvania, USA) – 例如LOTADER® 2210、LOTADER® 3430或LOTADER® 8200的至少一种。合适的聚合物树脂的另一实例是可获自Honeywell,USA的A-C®系列的树脂,如A-C® 5120。该聚合物树脂可具有至少一个官能团,如羧酸、酯、酰胺、胺、脲、酸酐、芳族基团或基于卤素的基团。本文所述的任何聚合物树脂可以独自或组合使用。
该聚合物树脂可根据用途在墨水粒子中具有任何含量值。例如,该聚合物树脂可以大于墨水粒子的大约40重量%,如大于或等于大约45重量% - 例如大于或等于大约50重量%、大约60重量%、大约70重量%、大约80重量%或更高。
电荷导向剂
为了用于LEP用途,可以使墨水粒子带电,例如在将该粒子并入调色剂之前。该带电可涉及使用至少一种电荷导向剂。电荷导向剂也可在LEP墨水中用于防止墨水粒子在载体流体中的不合意聚集。该电荷导向剂可以是天然电荷导向剂(“NCD”)。例如,该电荷导向剂可以是碱性电荷导向剂、酸性电荷导向剂或中性电荷导向剂。术语“电荷导向剂”可以是指在使用时促进墨水粒子带电,由此增强墨水粒子在LEP过程中的电泳迁移率的材料。在一个实例中,该电荷导向剂是碱性的,所述碱性电荷导向剂可与酸改性的墨水粒子反应以使该粒子带负电荷。换言之,可以利用电荷导向剂和酸改性的粒子表面之间的酸-碱反应(或相互作用)实现该粒子的带电。在另一实例中,该电荷导向剂是酸性的,所述酸性电荷导向剂可与碱改性的墨水粒子反应(或相互作用)以使该粒子带正电荷。可以通过电荷导向剂和碱改性的粒子表面之间的酸-碱反应(或相互作用)实现颜料粒子的带电。在实例中,该电荷导向剂是具有0的总净电荷的整体中性电荷导向剂。
该电荷导向剂可包含能在非极性载体流体中形成反胶束的小分子或聚合物。这样的电荷导向剂可以是无色的并可以倾向于分散或溶于载体流体中。该电荷导向剂可包含中性和不可离解单体或聚合物,例如聚异丁烯琥珀酰亚胺胺,其在一个实例中具有如下分子结构:
其中“n”是15至100的整数。
电荷导向剂的另一实例包括能够离解以形成电荷的可电离分子。这样的电荷导向剂的实例包括磺基琥珀酸二烷基酯的金属盐,磺基琥珀酸二-2-乙基己酯钠或磺基琥珀酸二辛酯盐。在一个实例中,磺基琥珀酸二辛酯盐的分子结构如下:
该电荷导向剂可以是市售产品。例如,该电荷导向剂可以是可购自Hewlett-Packard Company的HP Imaging Agent(HP Imaging Agent系列)。该电荷导向剂可包含含磺基琥珀酸根的分子。例如,该电荷导向剂可包含(a) 简单盐的纳米粒子;和(b) 通式MAn的磺基琥珀酸盐,其中M是金属,n是M的化合价,且A是通式(I):[R1-O-C(O)CH2CH(SO3)C(O)-O-R2]的离子,其中R1和R2各自是烷基。在这一实例中,该电荷导向剂材料基本不含通式(I)的酸,其中Rl和R2之一或两者是氢,且如果它们只有一个是氢,则另一个是烷基。该电荷导向剂可包含(a) 简单盐的纳米粒子;(b) 第一成胶束物质,即通式MAn的磺基琥珀酸盐,其中M是金属,n是M的化合价,且A是通式(I):[R1-O-C(O)CH2CH(SO3)C(O)-O-R2]的离子,其中R1和R2各自是烷基;和(c) 第二成胶束物质。上文提到的简单盐可包含Mg+2、Ca+2、Ba+2、NH4 +、叔丁基铵、Li+和Al+3形式或选自它们的任何亚组的阳离子。上文提到的简单盐可包含SO4 -2、PO4 -3、NO3-、HPO4 -2、CO3 -2、乙酸根、三氟乙酸根(TFA)、Cl-、Br-、I-、ClO4 -和TiO3 -4形式或选自它们的任何亚组的阴离子。例如,该盐可包括CaCO3、Ba2TiO3、Al2(SO4)3、Al(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或它们的任何亚组。
电荷导向剂的另一实例包括两性离子电荷导向剂,例如卵磷脂(例如大豆卵磷脂)。卵磷脂的分子结构如下显示:
也可以使用其它合适的电荷导向剂。
电荷导向剂的另一实例是磺酸盐。该磺酸盐可以是例如磺酸钡盐,如碱性石油磺酸钡(barium petronate)(“BBP”)。在一个实例中,碱性石油磺酸钡是具有21-26烃烷基的磺酸钡盐。该磺酸盐可以是胺盐,如异丙基胺磺酸盐(其也是磺酸盐)。在一个实例中,该异丙基胺磺酸盐是十二烷基苯磺酸异丙基胺。
上述电荷导向剂可以以任何组合使用。例如,可以使用卵磷脂、磺酸钡盐和异丙基胺磺酸盐的组合。一种或多种电荷导向剂可以以任何合适的量存在于该墨水组合物中。例如,电荷导向剂可以以至少大约1毫克电荷导向剂/克静电墨水组合物的固体(其缩写为mg/g) – 例如至少大约2 mg/g、大约5 mg/g、大约10 mg/g、大约15 mg/g、大约20 mg/g、大约25mg/g、大约50 mg/g、大约60 mg/g、大约80 mg/g、大约100 mg/g或更大的量存在。其它值也有可能。
载体流体
本文所述的墨水组合物的一种成分可以是载体流体。术语“载体流体”可以是指将墨水粒子分散在其中以形成墨水分散体的流体。在一个实例中,该载体流体充当墨水组合物中的其它成分,如墨水粒子的分散介质。载体流体可配制用于电子照相印刷以使该电子照相墨水具有适合这样的印刷的粘度和电导率。该载体流体可以是非极性的和基本非水性的 – 例如含有小于0.5重量%(wt %)水。在另一实例中,该烃可以是非水性的 – 即不含水。该载体流体可包含至少一种添加剂,如表面活性剂、有机溶剂、电荷控制剂、电荷导向剂、粘度改进剂、稳定剂、抗结垢剂(anti-kogation agents)等。
该载体流体可包含或是非极性载体。该载体流体可具有与上述任何聚合物树脂相同的组成。该载体流体的非极性载体可以是形成墨水浆料和/或最终墨水组合物的全程中使用的相同非极性载体。该载体流体可具有与该聚合物树脂不同的组成。非极性流体可以是指具有以下性质的流体:例如低气味、无色、选择性溶解能力、氧化稳定性、低电导率、低表面张力、合意润湿、可铺展性、低粘度、窄沸程、对金属的非腐蚀性、低凝固点、高电阻率、高界面张力、低汽化潜热和低光化学反应性。非极性载体的实例包括介电液体、非氧化性水不混溶液体(例如石油馏出物)、基于烃的载体(例如脂族(即直链/无环或环状)烃、支链脂族烃等)、硅油、大豆油、植物油、植物提取物等。在一个实例中,该非极性载体是具有6至14个碳原子的链烷或环烷(例如正己烷、庚烷、辛烷、十二烷、环己烷等)、叔丁基苯、2,2,4-三甲基戊烷或其组合。非极性载体流体的实例包括至少一种取代或未取代烃。该烃可以是直链、环状或支链的,并可以被任何合适的官能团取代。这样的烃的实例包括任何介电液体、非氧化性水不混溶液体、链烷烃、异链烷烃和油。链烷烃和异链烷烃的实例包括ISOPAR®系列(Exxon Mobil Corporation, Fairfax, Virginia, USA)中的那些,包括例如ISOPAR®-G、ISOPAR®-H、ISOPAR®-K、ISOPAR®-L或ISOPAR®-M。在另一些实例中,可用作非极性载体流体的其它烃包括SOLTROL®系列(可获自Chevron Phillips Chemical Company, TheWoodlands, Texas, USA)中的那些或SHELLSOL®(可获自Shell Chemicals, Eschborn,Delaware, USA)。
在一个实例中,该非极性载体流体包括任何具有大约6至大约100个碳原子(包括端点)的直链、支链和环状烷烃;具有6至14个碳原子(包括端点)的烃;具有6至14个碳原子(包括端点)的环烷(例如正己烷、庚烷、辛烷、十二烷、环己烷等);叔丁基苯;2,2,4-三甲基戊烷;异链烷烃;链烷烃;脂族烃;脱芳构化烃;卤代烃;环烃;官能化烃;或它们的组合。该烃可包括油,其实例可包括硅油、大豆油、植物油、植物提取物或其组合。该非极性载体流体中包括的烃可以是基本非水性的 – 即包含小于大约1重量%水 – 例如小于大约0.5重量%、大约0.2重量%或更低。在一个实例中,该烃不含水。本文所述的任何载体流体可以独自或组合使用。
墨水组合物
本文所述的液体墨水组合物可包含上述成分的任何合适的组合。在一个实例中,该墨水组合物可包含含有二氧化钛并具有疏水表面的颜料粒子。在一个实例中,疏水表面是包含氧化铝的纳米粒子附着到颜料粒子表面上和/或包含聚二甲基硅氧烷或聚醚二甲基硅氧烷的聚合物涂布颜料粒子的结果。在这一实例中,该墨水组合物包含包封颜料粒子的非水性聚合物树脂(如上述那些的任一种),如包含乙烯的无规共聚物,和包含链烷烃和/或异链烷烃的非极性载体流体。该墨水组合物还可包含含有卵磷脂、磺酸钡盐和异丙基胺磺酸盐的至少一种的电荷导向剂。成分的其它组合也有可能。
至少由于上述成分,本文所述的墨水组合物可具有许多合意的材料性质。例如,与具有未经如本文所述的颜料粒子的情况中的表面处理的颜料粒子的墨水组合物相比,本文所述的墨水组合物可具有相对较高的粒子电导率。可以通过任何合适的技术测量粒子电导率。例如,可以使用该粒子的低场电导率和高场电导率计算粒子电导率。在一个实例中,低场电导率与电荷导向剂量相关(例如成比例)。在一个实例中,高场电导率与使动态成像板(“PIP”)放电的总电导率相关。在一个实例中,粒子电导率与粒子浓度、粒子电荷和粒子迁移率的乘积相关。
本文所述的墨水组合物可具有至少大约50 pmho/cm2 – 至少大约80 pmho/cm2、大约100 pmho/cm2、大约120 pmho/cm2、大约140 pmho/cm2、大约160 pmho/cm2、大约180pmho/cm2、大约200 pmho/cm2、大约220 pmho/cm2、大约240 pmho/cm2、大约260 pmho/cm2、大约280 pmho/cm2、大约300 pmho/cm2或更高的粒子电导率。其它值也有可能。在一个实例中,粒子电导率为大约50 pmho/cm2至大约1000 pmho/cm2– 例如大约100 pmho/cm2至大约800pmho/cm2、大约140 pmho/cm2至大约500 pmho/cm2、大约180 pmho/cm2至大约400 pmho/cm2、大约200 pmho/cm2至大约300 pmho/cm2、大约220 pmho/cm2至大约250 pmho/cm2等。在一个实例中,粒子电导率为大约100 pmho/cm2至大约300 pmho/cm2。
本文所述的墨水组合物可用于任何合适类型的印刷。例如,该印刷可以是电子照相印刷。因此,在一个实例中,本文所述的墨水组合物是电子照相墨水组合物。术语“电子照相印刷”可以是指从光成像基底直接或经中间转印件间接转印图像的工艺。术语“电子照相印刷机”可以是指能够实施电子照相印刷的印刷机。该墨水组合物可以是墨水粒子的液体悬浮液。该墨水组合物可以是非水性液体。在一个实例中,“液体电子照相印刷”(或“LEP印刷”)是电子照相印刷的一种具体类型,其中在该电子照相方法中使用液体墨水(或LEP墨水)而非调色粉。在另一实例中,该墨水组合物包含或是Electroink®(可购自Hewlett-Packard Company)。
电子照相印刷技术可涉及在安装在成像板上的光电导体表面上形成潜像。在一些实例中,可以首先使该光电导体感光,在一个实例中通过用电晕放电充电,然后可以暴露于透过待复印的文件的正片投影的光。这可导致曝光区中的电荷消散和在光电导体上形成潜像。可随后通过将带相反电荷的调色剂粒子吸引到留在未曝光区域上的电荷上而将该潜像显影成完整图像。接着,可以将显影图像从光电导体转印到橡皮布上,其在一个实例中是围绕滚筒的织物增强的橡胶或聚合物片材,其在将调色剂转移到基底上之前可从光电导体接收调色剂。可以通过热、压力、它们的组合或任何其它合适的方法将图像从该橡皮布转印到有机或无机基底,如纸、塑料或其它合适的材料上,以产生印刷的最终图像。
制造/使用该墨水组合物
本文所述的墨水组合物可根据用途和所涉及的材料通过涉及任何合适工艺的方法制造。类似地,本文所述的墨水组合物可用于任何合适的用途,如本文所述的任何印刷方法。
该墨水组合物可通过合并至少墨水粒子,如本文所述的那些的任一种,电荷导向剂,如本文所述的那些的任一种和至少载体流体,如本文所述的那些的任一种制造。根据用途,该墨水组合物可通过并入附加成分,如至少一种添加剂,包括例如表面活性剂、有机溶剂、电荷控制剂、粘度改进剂、稳定剂和抗结垢剂制造。在一个实例中,该添加剂包括电荷控制剂、分散剂、增塑剂、聚合物、树脂、流变改性剂、盐、稳定剂、表面活性剂、可UV固化材料、粘度改进剂和表面活性剂的至少一种。添加剂可以以墨水组合物的大约0重量%至大约10重量%存在;其它值也有可能。
该制造方法可包括在升高的温度下混合包含聚合物的载体流体与至少一种聚合物树脂以产生浆料;冷却该浆料并与颜料粒子一起碾磨该冷却浆料以形成墨水组合物。载体流体、聚合物树脂、颜料粒子和墨水组合物可以是上述那些的任一种。该升高的温度可以是任何合适的温度,取决于所涉及的一种或多种材料。例如,该升高的温度可以高于室温 –例如至少大约40℃、大约60℃、大约80℃、大约100℃、大约120℃、大约140℃、大约160℃、大约180℃、大约200℃、大约250℃或更高。其它温度也有可能。
图1是显示制造本文所述的墨水组合物的方法的一个实例中涉及的工艺的流程图。该方法可包括在升高的温度下混合包含聚合物的非极性载体流体与至少一种非水性聚合物树脂以产生浆料,所述升高的温度为至少60℃(101)。该方法可进一步包括将所述浆料冷却至室温(102)。随后,该方法可进一步包括与颜料粒子一起碾磨所述冷却浆料以形成包含分散在所述载体流体中的墨水粒子的墨水组合物,所述墨水粒子包含分散在所述至少一种聚合物树脂中的颜料粒子(103)。
可以使用附加工艺。例如,该方法可进一步包括添加附加量的载体流体以调节墨水粒子的浓度以使墨水粒子以合意的含量值(如上述那些)存在于墨水组合物中。例如,制造该墨水组合物的方法可包括制备任何墨水组合物成分,包括墨水粒子,如本文所述的任何墨水粒子。在一个实例中,制备该墨水粒子的方法包括挤出原材料以形成挤出物,冷却该挤出物,和将冷却的挤出物成型以形成墨水粒子。
原材料可包括可用于制备该墨水粒子的任何合适的材料。例如,原材料可包含至少一种陶瓷。该陶瓷可以是复合材料。该陶瓷可包含至少一种金属氧化物,如本文所述的任何金属氧化物。在一个实例中,所述至少一种金属氧化物包含二氧化钛。在另一实例中,所述至少一种金属氧化物包含多种类型的金属氧化物,包括二氧化钛、氧化铝和氧化锌的至少一种。该原材料可包含至少一种聚合物树脂,如本文所述的任何聚合物树脂。在一个实例中,该聚合物树脂包含聚乙烯丙烯酸树脂和聚乙烯甲基丙烯酸树脂的混合物。该原材料可包含至少一种电荷导向剂,如本文所述的任何电荷导向剂。在一个实例中,该电荷导向剂是天然电荷导向剂。
可以将该聚合物树脂混合物熔融,然后将金属氧化物添加到该熔融树脂混合物中以形成挤出物;或可以将该树脂与金属氧化物一起(即在金属氧化物存在下)熔融。在一个实例中,将至少一种聚合物树脂熔融,然后将所述至少一种金属氧化物并入该熔融树脂中。
根据用途,包括所涉及的材料,该挤出可涉及适用于聚合物材料的任何挤出。例如,该挤出可涉及塑料/聚合物挤出。该挤出可以是例如热挤出、温挤出、冷挤出等。该挤出可以是例如吹胀薄膜挤出、片材/薄膜挤出、管材挤出、夹套挤出(over-jacketingextrusion)、共挤出等。至少根据所涉及的材料,该挤出可涉及任何合适的加工条件,包括旋转速度和温度。例如,该挤出可涉及至少大约50 rpm – 例如至少大约100 rpm、大约150rpm、大约200 rpm、大约250 rpm、大约300 rpm或更大的旋转速度。其它值也有可能。例如,该挤出可涉及至少大约60℃ – 例如至少大约80℃、大约100℃、大约120℃、大约140℃、大约160℃、大约180℃、大约200℃或更高的挤出温度。其它值也有可能。挤出条件的温度曲线(profile)可包括随时间改变的温度曲线,如升温和/或降温曲线。
可以冷却该挤出物以允许进一步加工。该冷却可涉及将该挤出物的温度从一个温度降至另一较低温度的任何合适的方法。该较低温度可以是任何合适的温度,如室温。例如,该冷却可涉及浴,如水浴。在将该挤出物冷却后,冷却的挤出物可经历额外加工,包括降低该挤出物的尺寸。尺寸降低可涉及任何合适的方法。例如,可以将冷却的挤出物成型为丸粒。该丸粒可具有任何几何形状。在一个实例中,该丸粒是圆柱形的。在一个实例中,该丸粒具有大约0.5毫米至大约10毫米 – 例如大约1毫米至大约8毫米、大约2毫米至大约6毫米、大约3毫米至大约4毫米等的平均直径。在一个实例中,该丸粒具有大约0.1毫米至大约2毫米 – 例如大约0.2毫米至大约1.6毫米、大约0.4毫米至大约1.2毫米、大约0.6毫米至大约0.8毫米等的平均长度。其它平均直径和长度值也有可能。
该丸粒可以被进一步加工,如以进一步降低其尺寸。这种进一步的尺寸降低可涉及任何合适的方法,取决于用途,如所涉及的材料。尺寸降低法的实例可包括碾磨、沉淀、均化、微流化等的至少一种。碾磨可涉及例如研磨。研磨可以是例如球磨。根据用途,如所涉及的材料,可以使用任何合适的碾磨条件以降低丸粒的尺寸。在使用研磨的一个实例中,将丸粒在珠磨机中在高于室温的温度下,如在大于或等于大约40℃ – 例如大于或等于大约50℃、大约60℃、大约70℃、大约80℃、大约90℃、大约100℃或更高的温度下碾磨。其它温度值也有可能。在使用研磨的一个实例中,将丸粒在珠磨机中碾磨小于或等于大约20小时 – 例如小于或等于大约18小时、大约16小时、大约14小时、大约12小时、大约10小时、大约8小时、大约6小时或更短的时间。在一个实例中,研磨时间为大约6小时至大约14小时 – 例如大约8小时至大约12小时等。其它研磨/碾磨时间也有可能。所得经碾磨的粒子可以是任何上述墨水粒子。例如,这些墨水粒子可以是球形或近球形的。这些粒子可具有本文中对墨水粒子描述的任何直径。
如上所述,可以将制成的墨水粒子与其它成分合并以形成墨水组合物。在一个实例中,将该墨水粒子在与其它墨水组合物成分(例如载体流体)合并成调色剂之前带电。在另一实例中,该墨水粒子通过与至少一种电荷导向剂共存于墨水组合物中而带电。该墨水组合物随后可用于各种用途。例如,可以将该墨水组合物印刷到基底上。可以使用任何合适的印刷技术。例如,该印刷可以是数字印刷。该数字印刷可以是例如LEP。
在印刷过程中,随着液体载体流体和/或墨水粒子的聚合物树脂变干(或固化),至少一些墨水粒子可互相连接。该连接可以是将墨水粒子熔合在一起以形成粒子团的形式;下面进一步描述该熔合。印刷条件可随印刷法而变。例如,该印刷法可涉及在基底上数字印刷该墨水组合物。该数字印刷可以在高于室温的温度下进行以促进墨水粒子的熔合和/或载体流体和/或(墨水粒子的)聚合物树脂的干燥。在一个实例中,印刷温度为大于或等于大约40℃ – 例如大于或等于大约50℃、大约60℃、大约70℃、大约80℃、大约90℃、大约100℃、大约120℃、大约140℃、大约160℃、大约180℃、大约200℃或更高。其它温度值也有可能。在数字印刷过程中,载体流体变干,因此墨水粒子可熔合以产生三维结构,如下文进一步描述的那些之一。
印刷的墨水组合物
可以印刷本文所述的墨水组合物以形成印刷的墨水组合物。该印刷的墨水组合物可以是布置在基底上的层的形式。该印刷可以是指电子照相印刷,如LEP。该基底可以是指适合将墨水组合物布置在其上的任何材料,且该印刷的墨水组合物可用于展示各种形式和/或图像,包括文本、图形、字符、图像或照片。基底可包含乙烯基介质、基于纤维素的纸介质、各种布材料、聚合物材料(其实例包括聚酯白色膜或聚酯透明膜)、照片纸(其实例包括在纸张的一面或两面上挤出的聚乙烯或聚丙烯)、金属、陶瓷、玻璃或它们的混合物或复合材料。
印刷的墨水层可具有任何合适的厚度。在一个实例中,该厚度足够大以允许在印刷的墨水组合物中存在足够数量的空腔以使印刷的墨水组合物具有合意的不透明度。例如,包含印刷的组合物的层可具有大于或等于大约2微米 – 例如大于或等于大约3微米、大约4微米、大约5微米、大约6微米、大约7微米、大约8微米、大约9微米、大约10微米或更大的厚度。在一个实例中,层厚度为大约2微米至大约6微米 – 例如3微米至大约5微米等。印刷的墨水组合物可具有与印刷前的墨水组合物不同的微结构。如下文进一步描述,本文所述的墨水组合物可以在印刷后为印刷的墨水组合物提供某些特性。
例如,与具有不含如本文所述的颜料的情况中的改性表面的颜料粒子的墨水组合物相比,该印刷的墨水组合物可具有相对较高的光学密度。可以使用任何合适的技术测量该材料的光学密度。在一个实例中,可以测量并如下计算光学密度(“OD”):
OD = - log [(反射光)/入射光]]。
本文所述的印刷的墨水组合物的光学密度可以为至少大约0.30 – 例如至少大约0.32、大约0.34、大约0.36、大约0.38、大约0.40、大约0.45或更高。
例如,与具有不含如本文所述的颜料的情况中的改性表面的颜料粒子的墨水组合物相比,该印刷的墨水组合物可具有相对较低的背景(显影)值。可以使用任何合适的技术测量该材料的背景值。例如,使用该材料和预设标准的光学密度之差测定背景值。本文所述的印刷的墨水组合物可具有小于大约0.05 – 例如小于或等于大约0.04、大约0.03、大约0.02、大约0.01或更低的背景值。
至少部分由于上述性质,本文所述的墨水组合物具有许多有益的性质,特别是在用于LEP时。例如,与具有未如本文所述的颜料那样改性的颜料粒子的其它类型的墨水组合物相比,本文所述的印刷的墨水组合物可具有较低背景值和较高光学密度。与具有未如本文所述的颜料那样改性的颜料粒子的其它类型的墨水组合物相比,本文所述的墨水组合物也可具有较高的粒子电导率。背景值的减小可改进印刷品的印刷品质(例如提高其不透明度)并可在透明基底上进行印刷时特别有益。另外,本文所述的墨水组合物中的背景显影值的减小可改善光电导体和印刷橡皮布的寿命和/或减少浪费的墨水。
非限制性实施例
材料和方法
在这一实施例中使用如下所述的方法制造七个样品。具体而言,各样品经历制备载体液体和聚合物粒子—糊状熔融树脂的浆料的过程,然后是碾磨过程。所有七个样品具有相同的聚合物树脂和载体流体但不同的白色二氧化钛颜料粒子。表1提供关于这七个样品中所用的颜料粒子的信息。氧化铝和二氧化硅是指附着到颜料表面的至少一部分上的纳米粒子或涂层,如各自的制造商所生产的。有机处理是指具有至少部分覆盖颜料表面的聚合物和/或低聚物的有机涂层,如各自的制造商所生产的。
在制备该浆料的过程中,在各样品中,将熔融聚合物树脂糊与Isopar®-L(可获自Exxon, USA)混合。在混合装置中,将该树脂和Isopar®-L在大约120-160℃的温度下混合。该树脂和Isopar®-L之间的重量/重量比为大约10-40%树脂和60-90% Isopar®-L。
表1: 二氧化钛颜料粒子
将载体液体Isopar®-L压缩(compressed)为总重量的大约60%-85%。各样品中所用的树脂是Nucrel® 699(来自DuPont, USA)、A-C® 5120(可获自Honeywell, USA)和Nucrel®925(来自DuPont, USA)的非水性混合物。Nucrel® 699与A-C® 5120的重量比为大约80:20。Nucrel® 699和Nucrel® 925总量为该白色混合物的总重量的大约10重量%-35重量%,且A-C® 5120为大约5-30重量%。
将这些成分在双行星式混合器,Ross混合器中在大约120℃至大约160℃的温度下混合大约1.5小时以产生载体液体和通过液体载体的溶剂化增塑的聚合物粒子的浆料。然后继续混合大约1.5小时,同时将该混合物冷却至室温。
在碾磨过程中,使用Attritor S1通过混合如表2中列出的配方生产白色静电墨水组合物。然后将上述浆料与表1中所述的二氧化钛颜料一起以60%固体总重量添加到1加仑超微磨碎机(Union Process 01 Attritor)中。将该材料在大约40℃下以250 rpm碾磨大约12小时。将温度降至40℃,并将该混合物碾磨另外10.5小时。在碾磨步骤完成后,各样品中的混合物包含分散在含Isopar®-L的载体液体中的具有低于大约6微米的平均直径的墨水粒子。在各样品中,加入少量Toyo, USA生产的青色颜料添加剂。在一些情况下,加入附加载体液体以提供具有所需固体调色剂粒子浓度 - 例如在这种情况中4.5%的(墨水粒子的)液体调色剂。
在各样品中,加入电荷导向剂(混合物)。电荷导向剂以至少mg/g(电荷导向剂/克静电墨水组合物的固体)的量存在。这一实施例中所用的电荷导向剂混合物包含卵磷脂和磺酸盐的组合。
表2: 下面描述配方组成:
结果
下表3显示这七个样品(根据所用颜料标记)各自的测得性质,包括背景(显影)值、不透明度和粒子电导率。图2显示这七个样品的相对于粒子电导率(单位pmho/cm2)绘制的背景显影值(δ OD)结果,且图3显示EI白色墨水的相对于粒子电导率(以pmho/cm2给出)绘制的不透明度结果。
表3. 这七个样品(根据所用颜料标记)各自的背景(显影)值、不透明度和粒子电
导率
颜料# | 颜料表面处理 | 背景值(min) | OD | PC |
1 | 亲水 | 0.11 | 0.27 | 48 |
2 | 亲水 | 0.06 | 0.3 | 77 |
3 | 亲水 | 0.05 | 0.29 | 84 |
4 | 疏水 | 0.04 | 0.31 | 115 |
5 | 疏水 | 0.025 | 0.33 | 148 |
6 | 疏水 | 0.04 | 0.4 | 184 |
7 | 疏水 | 0.01 | 0.38 | 215 |
据观察,具有疏水表面的颜料粒子产生具有比具有亲水表面的那些更合意的性质的墨水组合物。具体而言,与颜料#1-#3相比,颜料#4-#7具有较低背景值、较高光学密度和较高粒子电导率。不受制于任何特定理论,但相信,在颜料#4-#7中通过在表面上沉积氧化铝纳米粒子或/和用聚二甲基硅氧烷或聚醚二甲基硅氧烷(分别作为有机硅和改性有机硅的实例)涂布颜料表面而对颜料表面进行的疏水表面处理会充当粘合剂的酸基的锚固点,也充当电荷导向剂材料的锚固点。因此,该颜料粒子与粘合剂树脂和电荷导向剂分子更相容以实现和改进颜料粒子在非极性载体流体中的可分散性。可分散性和颜料并入墨水粒子中的改进降低背景显影值。
附加说明
应该认识到,上述概念的所有组合(条件是这样的概念不相互冲突)被视为本文中公开的本发明的主题的一部分。特别地,在本公开的最后出现的要求保护的主题的所有组合被视为本文中公开的本发明的主题的一部分。还应该认识到,本文中明确使用的也可出现在通过引用并入的任何公开中的术语应被赋予与本文中公开的特定概念最相符的含义。
除非清楚地作出相反的指示,本公开,包括权利要求书中所用的不定冠词“一个”和“一种”,应被理解为是指“至少一个/种”。本文所列的任何范围都包括端点。
本公开通篇所用的术语“基本”和“大约”用于描述和虑及小波动。例如,它们可以是指小于或等于±5%,如小于或等于±2%,如小于或等于±1%,如小于或等于±0.5%,如小于或等于±0.2%,如小于或等于±0.1%,如小于或等于±0.05%。
浓度、量和其它数值数据在本文中可以范围格式表示或呈现。这样的范围格式仅为方便和简要起见使用,因此应灵活解释为不仅包括作为该范围的界限明确列举的数值,还包括该范围内包含的所有独立的数值或子范围,就像明确列举各数值和子范围那样。例如,“1重量%(wt%)至5重量%”的数值范围应被解释为不仅包括1重量%至5重量%的明确列举的值,还包括在所示范围内的独立值和子范围。因此,在这一数值范围中包括独立值,如2、3.5和4,和子范围,如1-3、2-4和3-5等。这一原理同样适用于仅列举一个数值的范围。此外,无论该范围的宽度或所述特征如何,这样的解释都适用。
在本公开,包括权利要求书中,所有连接词,如“包含”、“包括”、“带有”、“具有”、“含有”、“涉及”、“容纳(holding)”、“由...构成”等被理解为是开放性的,即是指“包括但不限于”。只有连接词“由...构成”和“基本由...构成”应该是分别如United States PatentOffice Manual of Patent Examining Procedures, § 2111.03中阐述的封闭或半封闭连接词。
Claims (15)
1.一种液体电子照相墨水组合物,其包含:
包含聚合物的载体流体;
各自包含非水性聚合物树脂和分布在所述聚合物树脂中的颜料粒子的墨水粒子;和
电荷导向剂;
其中所述颜料粒子包含金属氧化物并具有疏水表面;且
其中所述疏水表面包含下列至少一种:
(i) 附着到各颜料粒子上的纳米粒子,所述纳米粒子包含氧化物、磷酸盐和硝酸盐中的至少一种;
(ii) 布置在各颜料粒子上的涂层,所述涂层包含氧化物、磷酸盐和硝酸盐中的至少一种;和
(iii) 布置在各颜料粒子上的涂层,所述涂层包含聚合物和低聚物中的至少一种,
其中所述电荷导向剂选自包含能在非极性载体流体中形成反胶束的小分子或聚合物的电荷导向剂、包含含磺基琥珀酸根的分子的电荷导向剂、两性离子电荷导向剂、磺酸盐电荷导向剂,和它们的任意组合。
2.权利要求1的液体电子照相墨水组合物,其中所述金属氧化物包含二氧化钛。
3.权利要求1的液体电子照相墨水组合物,其中(i)和(ii)的氧化物包含二氧化硅、氧化铝、氧化锆、二氧化钛、氧化锡、氧化锌和氧化铈中的至少一种。
4.权利要求1的液体电子照相墨水组合物,其中(iii)的聚合物包含多羟基化合物、聚胺和聚硅氧烷,或它们的盐中的至少一种。
5.权利要求1的液体电子照相墨水组合物,其中
(i)和(ii)的氧化物包含氧化铝;且
(iii)的聚合物包含聚二甲基硅氧烷或聚醚二甲基硅氧烷。
6.权利要求1的液体电子照相墨水组合物,其中所述液体电子照相墨水组合物具有大约100 pmho/cm2至大约300 pmho/cm2的粒子电导率。
7.权利要求1的液体电子照相墨水组合物,其中所述聚合物树脂包含含有乙烯的无规共聚物。
8.权利要求1的液体电子照相墨水组合物,其中所述载体流体包含非极性流体。
9.权利要求1的液体电子照相墨水组合物,其中所述电荷导向剂包含卵磷脂和磺酸盐中的至少一种。
10.一种液体电子照相墨水组合物,其包含:
包含聚合物的非极性载体流体;
各自包含非水性聚合物树脂和分布在所述聚合物树脂中的颜料粒子的墨水粒子;和
电荷导向剂;
其中
所述颜料粒子包含二氧化钛并具有疏水表面;且
所述液体电子照相墨水组合物具有大约100 pmho/cm2至大约300 pmho/cm2的粒子电导率,
其中所述电荷导向剂选自包含能在非极性载体流体中形成反胶束的小分子或聚合物的电荷导向剂、包含含磺基琥珀酸根的分子的电荷导向剂、两性离子电荷导向剂、磺酸盐电荷导向剂,和它们的任意组合。
11.权利要求10的液体电子照相墨水组合物,其中所述疏水表面包含下列至少一种:
(i) 附着到各颜料粒子上的纳米粒子,所述纳米粒子包含金属氧化物;和
(ii) 布置在各颜料粒子上的涂层,所述涂层包含聚合物和低聚物中的至少一种,所述聚合物和低聚物包含多羟基化合物、聚胺和聚硅氧烷,或它们的盐中的至少一种。
12.一种制品,其包含权利要求10的印刷的液体电子照相墨水组合物,其中所述印刷的墨水组合物具有小于大约0.05的背景值。
13.一种制品,其包含权利要求10的印刷的液体电子照相墨水组合物,其中所述印刷的墨水组合物具有至少大约0.3的光学密度。
14.一种制造液体电子照相墨水组合物的方法,其包括:
在升高的温度下混合包含聚合物的非极性载体流体与至少一种非水性聚合物树脂以产生浆料,所述升高的温度为至少60℃;
将所述浆料冷却至室温;
与颜料粒子一起碾磨所述冷却浆料以形成包含分散在所述载体流体中的墨水粒子的墨水组合物,所述墨水粒子包含分散在所述至少一种聚合物树脂中的颜料粒子;和
向所述墨水组合物中添加电荷导向剂;
其中所述颜料粒子包含二氧化钛并具有疏水表面;且
其中所述疏水表面包含下列至少一种:
(i) 附着到各颜料粒子上的纳米粒子,所述纳米粒子包含氧化物、磷酸盐和硝酸盐中的至少一种;
(ii) 布置在各颜料粒子上的涂层,所述涂层包含氧化物、磷酸盐和硝酸盐中的至少一种;和
(iii) 布置在各颜料粒子上的涂层,所述涂层包含聚合物和低聚物中的至少一种,
其中所述电荷导向剂选自包含能在非极性载体流体中形成反胶束的小分子或聚合物的电荷导向剂、包含含磺基琥珀酸根的分子的电荷导向剂、两性离子电荷导向剂、磺酸盐电荷导向剂,和它们的任意组合。
15.权利要求14的方法,其进一步包括向所述墨水组合物中加入附加量的非极性载体流体,以使所述墨水粒子为所述墨水组合物的4重量%至大约6重量%。
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