CN108884341A - 静电墨水组合物 - Google Patents

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Abstract

本文中描述了包含载液、硬脂酸铝粒子和溶解在该载液中的硬脂酸铝结合剂的静电墨水组合物，其中该硬脂酸铝结合剂包含结合到硬脂酸铝粒子上的酸性结合基团。

Description

静电墨水组合物
发明背景
电子照相印刷法，有时称为静电印刷法，通常涉及在光导电表面上产生图像，将具有带电粒子的墨水施加到光导电表面上以使它们选择性结合到图像上，随后将带电粒子以图像形式转移到印刷基底上。
光导电表面可以在滚筒上并通常被称作光成像板（PIP）。用具有电势不同的图像区域与背景区域的静电潜像使光导电表面选择性带电。例如，可以使在液体载体中包含带电墨水粒子的静电墨水组合物与选择性带电的光导电表面接触。带电墨水粒子附着到潜像的图像区域上，而背景区域保持干净。随后将该图像直接转移到印刷基底（例如纸）上，或通过首先转移到中间转印件（其可以是软膨胀橡皮布）上，随后转移到印刷基底上，所述中间转印件常常被加热以熔合固体图像并蒸发液体载体。
发明详述
在公开和描述本公开的组合物、方法与相关方面之前，要理解的是，本公开不限于本文中公开的特定工艺特征和材料，因为此类工艺特征和材料可能有所改变。还要理解的是，本文中使用的术语用于描述特定实例的目的。该术语并非意在是限制性的，因为该范围意在受所附权利要求及其等同方案的限制。
要指出，除非上下文清楚地另行规定，本说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数对象。
本文中所用的“液体载体”、“载液”、“载体”或“载体连结料（carrier vehicle）”是指硬脂酸铝粒子、蜡粒子、电荷导向剂和/或其它添加剂可以分散在其中以形成液体静电墨水或电子照相墨水的流体。该液体载体可以包括各种不同试剂的混合物，如表面活性剂、助溶剂、粘度调节剂和/或其它可能的成分。
本文中所用的“静电墨水组合物”通常是指适用于静电印刷法（有时被称作电子照相印刷法）的墨水组合物，其可以为液体形式。该静电墨水组合物可以包括分散在液体载体中的可带电粒子（其如本文中所述）。
本文中所用的术语“不溶性树脂”通常用于指不溶于本文中所述静电墨水组合物的载液的树脂。在一些实例中，该不溶性树脂是热塑性聚合物。在一些实例中，不溶性树脂可以选自乙烯丙烯酸共聚物；乙烯甲基丙烯酸共聚物；乙烯乙酸乙烯酯共聚物；乙烯（80重量%至99.9重量%）和甲基丙烯酸或丙烯酸的烷基（例如C1至C5）酯（例如0.1重量%至20重量%）的共聚物；乙烯（例如80重量%至99.9重量%）、丙烯酸或甲基丙烯酸（例如0.1重量%至20.0重量%）和甲基丙烯酸或丙烯酸的烷基（例如C1至C5）酯（例如0.1重量%至20重量%）的共聚物；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的烷基酯的共聚物，其中烷基在一些实例中具有1至大约20个碳原子，如甲基丙烯酸甲酯(例如50重量%至90重量%)/甲基丙烯酸(例如0重量%至20重量%)/丙烯酸乙基己酯(例如10重量%至50重量%)）；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；乙烯-丙烯酸离聚物及其组合。本文中提到的不溶性树脂可以是选自以下的聚合物：Nucrel系列的调色剂（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 699™、Nucrel 599™、Nucrel 960™、Nucrel RX 76™、Nucrel 2806™、Bynell 2002、Bynell2014和Bynell 2020 (由E. I. du PONT出售)），Aclyn系列的调色剂（例如Aaclyn 201、Aclyn 246、Aclyn 285和Aclyn 295），以及Lotader系列的调色剂（例如Lotader 2210、Lotader 3430和Lotader 8200 (由Arkema出售)）。
本文中所用的“共聚物”是指由至少两种单体聚合的聚合物。
特定单体在本文中可以被描述为构成聚合物的一定重量百分比。这表明在该聚合物中由所述单体形成的重复单元构成该聚合物的所述重量百分比。
如果在本文中提及标准测试，除非另行说明，所提及的测试的版本是提交本专利申请时的最近版本。
本文中所用的“静电印刷”或“电子照相印刷”通常是指提供从光成像基底或板直接或经由中间转印件间接转移到印刷基底（例如纸基底）上的图像的方法。因此，该图像基本不吸收到其施加至的光成像基底或板中。此外，“电子照相印刷机”或“静电印刷机”通常是指能够实施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”是一种特定类型的电子照相印刷，其中在电子照相过程中使用液体墨水而非粉末调色剂。静电印刷法可能涉及对该电子照相墨水组合物施以电场，例如具有1000 V/cm或更大、在一些实例中1000 V/mm或更大的场强度的电场。
本文中所用的术语“大约”用于向数值范围端点提供灵活性，通过提供该灵活性，给定值可以略高于或略低于该端点。该术语的灵活性程度取决于特定变量。
如本文所用，为方便起见，可能在通用名单中陈述多个项目、结构要素、组成要素和/或材料。但是，这些名单应该像该名单的各成员作为单独和独特的成员单独确定的那样解释。因此，在没有相反指示的情况下，此类名单的任一成员不应仅基于它们出现在同一组中而被解释为同一名单中的任何其它成员的事实等同物。
浓度、量和其它数值数据在本文中可能以范围格式表示或呈现。要理解的是，这样的范围格式仅为方便和简要而使用，因此应灵活解释为不仅包括作为该范围的端点明确列举的数值，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，“大约1重量%至大约5重量%”的数值范围应被解释为不仅包括大约1重量%至大约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单个数值的范围。此外，无论该范围的宽度或所描述的特征如何，此类解释都应适用。
如本文中所用，除非另行说明，重量%值应视为是指墨水组合物中固体的重量/重量（w/w）百分比，不包括任何存在的载液的重量。
除非另行说明，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，提供了一种静电墨水组合物。该静电墨水组合物可以包含：
载液；
硬脂酸铝粒子；和
溶解在该载液中的硬脂酸铝结合剂，其中该硬脂酸铝结合剂包含结合到硬脂酸铝粒子上的酸性结合基团。
在一方面，提供了一种制备静电墨水组合物的方法。该方法可以包括在载液的存在下混合硬脂酸铝和包含酸性结合基团的硬脂酸铝结合剂以使硬脂酸铝与硬脂酸铝结合剂反应，使得酸性结合基团结合到硬脂酸铝上，其中该硬脂酸铝结合剂溶解在该载液中。
在一方面，提供了一种静电印刷方法，所述方法可以包括：
提供静电墨水组合物；
使该静电墨水组合物与表面上的静电潜像接触以产生显影的墨水图像；
将显影的墨水图像转移到印刷基底上，
该静电墨水组合物包含：
载液；
硬脂酸铝粒子；和
溶解在该载液中的硬脂酸铝结合剂，其中该硬脂酸铝结合剂包含结合到硬脂酸铝粒子上的酸性结合基团。
载液
该静电墨水组合物可以包含载液。在一些实例中，该静电墨水组合物包含分散在液体载体中的硬脂酸铝粒子和任选的蜡粒子。该液体载体可以包括或是烃、硅油、植物油等等。该液体载体可以包括例如可用作墨水粒子（例如蜡粒子）的介质的绝缘的、非极性的、非水性的液体。该液体载体可以包括具有超过大约109 ohm·cm的电阻率的化合物。该液体载体可以具有低于大约5，在一些实例中低于大约3的介电常数。该液体载体可以包括烃。该烃可以包括例如脂族烃、异构化脂族烃、支链脂族烃、芳族烃及其组合。该液体载体的实例包括例如脂族烃、异链烷烃化合物、链烷烃化合物、脱芳香烃化合物等等。特别地，该液体载体可以包括例如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出售）；Teclen N-16™、TeclenN-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出售）；IP Solvent 1620™和IP Solvent 2028™（各自由IDEMITSUPETROCHEMICAL CO., LTD.出售）；Amsco OMS™和Amsco 460™（各自由AMERICAN MINERALSPIRITS CORP.出售）；和Electron、Positron、New II、Purogen HF（100%合成萜烯）（由ECOLINK™出售）。
该液体载体可以构成该静电墨水组合物的大约20重量%至99.5重量%、在一些实例中该静电墨水组合物的50重量%至99.5重量%。该液体载体可以构成该静电墨水组合物的大约40至90重量%。该液体载体可以构成该静电墨水组合物的大约60重量%至80重量%。该液体载体可以构成该静电墨水组合物的大约90重量%至99.5重量%、在一些实例中该静电墨水组合物的95重量%至99重量%。
当印刷在印刷基底上时，该静电墨水组合物可以基本不含液体载体。在静电印刷过程中和/或此后，可以例如通过印刷过程中的电泳法和/或蒸发除去该液体载体，以便基本仅将固体转移到印刷基底上。基本不含液体载体可以是指印刷在印刷基底上的墨水含有小于5重量%的液体载体、在一些实例中小于2重量%的液体载体、在一些实例中小于1重量%的液体载体、在一些实例中小于0.5重量%的液体载体。在一些实例中，印刷在印刷基底上的墨水不含液体载体。
硬脂酸铝
该静电墨水组合物可以包含硬脂酸铝粒子。
本文中所用的术语“硬脂酸铝”是指十八酸的铝盐。硬脂酸铝可以包含单硬脂酸铝、二硬脂酸铝、三硬脂酸铝或其组合。在一些实例中，硬脂酸铝包含二硬脂酸铝、三硬脂酸铝或其组合。在一些实例中，硬脂酸铝包含二硬脂酸铝与三硬脂酸铝的组合。在一些实例中，该硬脂酸铝是VCA（可获自Sigma Aldrich）。
在一些实例中，硬脂酸铝粒子基本由硬脂酸铝组成或由硬脂酸铝组成。
在一些实例中，该静电墨水组合物中所含的硬脂酸铝粒子具有小于大约1 µm、例如小于大约0.5 µm的平均粒度（例如D50粒度分布），例如体积平均粒度。在一些实例中，该静电墨水组合物中所含的硬脂酸铝粒子具有大约0.05 µm或更大、例如大约0.1 µm或更大的平均粒度，例如体积平均粒度。在一些实例中，该静电墨水组合物中所含的硬脂酸铝粒子具有大约0.05 µm至大约1 µm、例如大约0.1 µm至大约0.5 µm、或大约0.1 µm至大约0.4 µm的平均粒度，例如体积平均粒度。该硬脂酸铝粒子的平均粒度（例如D50粒度分布）可以使用激光衍射，例如使用Malvern Masterizer 2000来测定。
在一些实例中，使用具有大于大约1 µm、例如大于大约2 µm、大于大约5 µm或大于大约10 µm的平均粒度（例如D50粒度分布），例如体积平均粒度的硬脂酸铝粒子制备该LEP静电墨水组合物。在一些实例中，用于制备该静电墨水组合物的硬脂酸铝粒子具有小于大约100 µm、例如小于大约50 µm的平均粒度，例如体积平均粒度。在一些实例中，用于制备该静电墨水组合物的硬脂酸铝粒子具有大约1 µm至大约100 µm、例如大约10 µm至大约50 µm的平均粒度，例如体积平均粒度。该硬脂酸铝粒子的平均粒度（例如D50粒度分布）可以使用激光衍射，例如使用Malvern Masterizer 2000来测定。用于制备该静电墨水组合物的硬脂酸铝粒子可以研磨以提供具有大约0.05 µm至大约1 µm、例如大约0.1 µm至大约0.5 µm、或大约0.1 µm至大约0.4 µm的平均粒度的硬脂酸铝粒子。
在一些实例中，该硬脂酸铝粒子构成该静电墨水组合物的固体的至少大约1重量%、例如该静电墨水组合物的固体的至少大约2重量%、该静电墨水组合物的固体的至少大约3重量%、该静电墨水组合物的固体的至少大约4重量%、或该静电墨水组合物的固体的至少大约5重量%。在一些实例中，该硬脂酸铝粒子构成该静电墨水组合物的固体的至多大约25重量%、例如该静电墨水组合物的固体的至多大约20重量%、该静电墨水组合物的固体的至多大约15重量%、该静电墨水组合物的固体的至少大约3重量%、或该静电墨水组合物的固体的至多大约13重量%。在一些实例中，该硬脂酸铝粒子构成该静电墨水组合物的固体的大约1重量%至大约20重量%、例如该静电墨水组合物的固体的大约5重量%至大约13重量%。
在一些实例中，该静电墨水组合物包含该组合物总重量的至少大约0.05重量%的硬脂酸铝粒子、在一些实例中该组合物总重量的至少大约0.1重量%的硬脂酸铝粒子。在一些实例中，该静电墨水组合物包含该组合物总重量的至多大约2重量%的硬脂酸铝粒子、例如该组合物总重量的至多大约1重量%的硬脂酸铝粒子、或该组合物总重量的至多大约0.5重量%的硬脂酸铝粒子。在一些实例中，该静电墨水组合物包含该组合物总重量的大约0.1重量%至大约1重量%的硬脂酸铝粒子、例如该组合物总重量的大约0.1重量%至大约0.5重量%的硬脂酸铝粒子。
在一些实例中，该静电墨水组合物按摩尔量计以大于硬脂酸铝结合剂的量的量包含硬脂酸铝。在一些实例中，该静电墨水组合物以使得硬脂酸铝对硬脂酸铝结合剂的摩尔比为至少大约1:1、例如大于大约1:1的量包含硬脂酸铝和硬脂酸铝结合剂。在一些实例中，该静电墨水组合物中硬脂酸铝对硬脂酸铝结合剂的摩尔比为大约10:1至大约1:1、例如大约5:1至大约1:1、或大约4:1至大约1:1。
硬脂酸铝结合剂
该静电墨水组合物可以包含硬脂酸铝结合剂。该硬脂酸铝结合剂可以包含用于与硬脂酸铝结合的酸性结合基团。在一些实例中，该静电墨水组合物包含含有结合到硬脂酸铝粒子上的酸性结合基团的硬脂酸铝结合剂。该硬脂酸铝结合剂可以溶解在该载液中。
该硬脂酸铝结合剂包含酸性结合基团。在一些实例中，该酸性结合基团可以是能与硬脂酸铝发生加成反应的任何酸性基团。该酸性结合基团可以选自诸如羧酸、磷酸、硫酸、次膦酸、膦酸、磺酸、亚磺酸或其衍生物的酸性基团。在一些实例中，该酸性结合基团包含羧酸、磷酸或其衍生物。
硬脂酸铝结合剂的实例包括DymerexTM（可获自Eastman）、Disperbky-118和Disperbky-106（可获自BYK Additives and Instruments）。
在一些实例中，该硬脂酸铝结合剂具有大约2000道尔顿或更小、例如大约1000道尔顿或更小、大约900道尔顿或更小、大约800道尔顿或更小、大约700道尔顿或更小、大约600道尔顿或更小、或大约500道尔顿或更小的分子量（Mw）。在一些实例中，该硬脂酸铝结合剂具有大约100至大约2000道尔顿、例如大约200至大约1000道尔顿的分子量。
在一些实例中，该硬脂酸铝结合剂包含烃尾基。可以选择该烃尾基以便与可能存在于该静电墨水组合物中的蜡粒子相容。该烃尾基可以包含或是烃基团，其可以是支链或直链的，并可以是未取代的。该烃尾基可以包含或是含有聚烯烃基团的烃基团，其可以选自聚乙烯基团、聚丙烯基团、聚丁烯基团。在一些实例中，该烃尾基可以含有聚异丁烯基团。该烃尾基可以含有10至100个碳、在一些实例中10至50个碳、在一些实例中10至30个碳。该烃尾基可以具有式P-L，其中P是或包含聚异丁烯基团，且L选自单键、(CH2)n，其中n为0至5、在一些实例中1至5，-O-和-NH-。
在一些实例中，该硬脂酸铝结合剂包含琥珀酰亚胺，例如该烃尾基可以进一步包含琥珀酰亚胺。
蜡粒子
在一些实例中，该静电墨水组合物包含蜡粒子。
在一些实例中，该蜡粒子的蜡具有大于大约120℃、例如大于大约130℃、或大于大约140℃的熔点。可以根据ASTM 3418测定该蜡粒子的熔点。
在一些实例中，该蜡粒子可以是具有大致球形形状的粒子，例如球形粒子。在一些实例中，球形粒子可以定义为非棒状或扁平（例如薄片状）的粒子。球形粒子可以是大致球形的和/或具有低纵横比。在一些实例中，该球形粒子的至少一部分具有1.5或更小、在一些实例中1.4或更小、在一些实例中1.3或更小、在一些实例中1.2或更小、在一些实例中1.1或更小的纵横比。粒子的纵横比可以使用扫描电子显微镜分析法，并通过测定粒子的最长尺寸与最短尺寸并用最长尺寸除以最短尺寸来测量。最长尺寸可以是粒子的最大Feret直径。最短尺寸可以是粒子的最小Feret直径。Feret直径可以描述为垂直于该方向的限制该物体的两个平行平面之间的距离。
该蜡粒子可以具有2 μm至7 μm的D50、在一些实例中3 μm至6 μm、在一些实例中4μm至6 μm的D50。该蜡粒子可以具有10 μm或更小的D90、在一些实例中6 μm至10 μm、在一些实例中7 μm至9 μm的D90，该D50和D90当使用激光衍射和体积分布在该液体载体中测量时，根据ISO13220。该D50和D90可以例如根据ISO13220使用激光衍射和体积分布在该液体载体中测得。该蜡粒子的D50和D90可以在向该静电墨水组合物的其它组分中添加液体载体中的蜡粒子之前在一定体积的液体载体中测得。该蜡粒子的D50和D90可以通过采取蜡粒子的一个批次（例如该批次为干燥形式）的样品并将其分散在一定体积的液体载体中并随后测量D50和D90来测得，蜡粒子的所述批次（例如为干燥形式）的剩余部分的至少一部分添加到浆料中。
该蜡粒子可以包含烃。该烃可以是聚烯烃，如聚丙烯或聚乙烯。该烃可以是乙烯或丙烯的均聚物。该烃可以是未取代的烃。未取代的烃可以定义为缺少官能团的烃，官能团定义为具有除氢和碳之外的原子的基团。未取代的烃可以定义为完全由氢和碳原子形成的烃。在一些实例中，该烃包含聚乙烯、基本由聚乙烯组成或由聚乙烯组成，其可以是高密度聚乙烯。该高密度聚乙烯可以具有至少0.93 g/cm3、在一些实例中至少0.94 g/cm3、在一些实例中至少0.95 g/cm3、在一些实例中至少0.95 g/cm3、在一些实例中至少0.96 g/cm3、在一些实例中至少0.97 g/cm3的密度。该高密度聚乙烯可以具有0.93 g/cm3至0.99 g/cm3的密度、在一些实例中0.93 g/cm3至0.98 g/cm3的密度、在一些实例中0.93 g/cm3至0.98 g/cm3的密度、在一些实例中0.93 g/cm3至0.97 g/cm3的密度、在一些实例中0.94 g/cm3至0.97 g/cm3的密度、在一些实例中0.95 g/cm3至0.97 g/cm3的密度、在一些实例中至少0.94g/cm3、在一些实例中至少0.95 g/cm3、在一些实例中至少0.95 g/cm3、在一些实例中至少0.96 g/cm3、在一些实例中至少0.97 g/cm3。
在一些实例中，该蜡粒子的至少一部分，在一些实例中该蜡粒子的全部，基本上由烃组成。换句话说，它们可以被认为是基本上完全由烃制成的固体粒子。合适的蜡粒子包括可获自Clariant的Ceridust 3610。
在一些实例中，该蜡粒子的至少一部分包含非烃核，其具有围绕该核的包含烃的壳。在一些实例中，该蜡粒子的至少一部分包含碳水化合物核，其具有包含烃的围绕该核的壳。该碳水化合物可以选自单糖或多糖。该单糖可以选自戊糖和己糖。该单糖可以选自核糖、阿拉伯糖、木糖、来苏糖、阿洛糖、阿卓糖、葡萄糖、甘露糖和半乳糖。多糖可以是二糖，即包含两个糖单元的分子的碳水化合物，或多糖，即包含三个或更多个糖单元的分子的碳水化合物。该二糖可以具有两个糖单元，其各自独立地选自核糖、阿拉伯糖、木糖、来苏糖、阿洛糖、阿卓糖、葡萄糖、甘露糖和半乳糖。该二糖可以选自蔗糖、乳果糖、乳糖、麦芽糖、海藻糖、纤维二糖和壳二糖。该多糖可以选自具有三个或更多个糖单元的糖，其各自独立地选自核糖、阿拉伯糖、木糖、来苏糖、阿洛糖、阿卓糖、葡萄糖、甘露糖和半乳糖。合适的蜡粒子包括可获自Clariant的Ceridust 8330TP。
在一些实例中，该蜡粒子包含脂肪酸酰胺，例如式R1C(O)NHCH2CH2NHC(O)R2的脂肪酸酰胺，其中R1和R2各自独立地为任选被取代的烷基，其具有至少7个碳原子、例如大约10至大约26个碳原子。在一些实例中，该蜡粒子包含乙撑双(硬脂酰胺)。合适的蜡粒子包括Micromide 520XF（可获自Micro powders inc.）。
在一些实例中，该烃具有至少120℃的滴点。该烃具有至少125℃的滴点。该滴点可以为120℃至140℃、在一些实例中120℃至135℃、在一些实例中125℃至135℃、在一些实例中125℃至130℃、在一些实例中大约128℃或129℃。可以根据ASTM D3954 – 15测量滴点。
该蜡粒子可以构成该静电墨水组合物的固体的至少50重量%、在一些实例中该静电墨水组合物的固体的至少55重量%、在一些实例中该静电墨水组合物的固体的至少60重量%、在一些实例中该静电墨水组合物的固体的至少65重量%、在一些实例中该静电墨水组合物的固体的至少75重量%。在一些实例中，该蜡粒子可以构成该静电墨水组合物的固体的60重量%至98重量%。
“该蜡粒子的至少一部分”可以是按数量计50%、在一些实例中按数量计至少80%、在一些实例中按数量计至少90%的量。
在一些实例中，该蜡粒子具有小于大约1 µm、例如小于大约0.5 µm的平均粒度（例如D50粒度分布），例如体积平均粒度。在一些实例中，该静电墨水组合物中所含的硬脂酸铝粒子具有大约0.05 µm或更大、例如大约0.1 µm或更大的平均粒度，例如体积平均粒度。在一些实例中，该静电墨水组合物中所含的硬脂酸铝粒子具有大约0.05 µm至大约1 µm、例如大约0.1 µm至大约0.5 µm、或大约0.1 µm至大约0.4 µm的平均粒度，例如体积平均粒度。该硬脂酸铝粒子的平均粒度（例如D50粒度分布）可以使用激光衍射，例如使用MalvernMasterizer 2000来测定。
在一些实例中，该蜡粒子不含树脂，例如不含不溶于该载体的树脂和/或不含熔点小于大约120℃、例如小于大约130℃、或小于大约140℃的树脂。在一些实例中，该静电墨水组合物不含树脂，例如不含不溶于该载体的树脂和/或不含熔点小于大约120℃、例如小于大约130℃、或小于大约140℃的树脂。
在一些实例中，该静电墨水组合物包含该组合物总重量的至少0.1重量%、在一些实例中至少1重量%、在一些实例中至少2重量%的蜡粒子。
在一些实例中，该静电墨水组合物包含该组合物总重量的至多10重量%的蜡粒子。
在一些实例中，该静电墨水组合物不含卤化化合物，如聚四氟乙烯。
在一些实例中，该静电墨水组合物基本不包含熔点小于大约140℃、例如小于大约135℃、小于大约130℃、小于大约125℃、小于大约120℃、小于大约115℃、小于大约110℃、小于大约105℃、或小于大约100℃的不溶性树脂。在一些实例中，该静电墨水组合物包含该组合物的总固体含量的小于10重量%的熔点小于大约140℃、例如小于大约135℃、小于大约130℃、小于大约125℃、小于大约120℃、小于大约115℃、小于大约110℃、小于大约105℃、或小于大约100℃的不溶性树脂。在一些实例中，该静电墨水组合物包含该组合物的总固体含量的小于5重量%的熔点小于大约140℃、例如小于大约135℃、小于大约130℃、小于大约125℃、小于大约120℃、小于大约115℃、小于大约110℃、小于大约105℃、或小于大约100℃的不溶性树脂。在一些实例中，该静电墨水组合物包含该组合物的总固体含量的小于1重量%的熔点小于大约140℃、例如小于大约135℃、小于大约130℃、小于大约125℃、小于大约120℃、小于大约115℃、小于大约110℃、小于大约105℃、或小于大约100℃的不溶性树脂。在一些实例中，该静电墨水组合物包含该组合物的总固体含量的小于0.5重量%的熔点小于大约140℃、例如小于大约135℃、小于大约130℃、小于大约125℃、小于大约120℃、小于大约115℃、小于大约110℃、小于大约105℃、或小于大约100℃的不溶性树脂。在一些实例中，该静电墨水组合物包含该组合物的总固体含量的小于0.1重量%的熔点小于大约140℃、例如小于大约135℃、小于大约130℃、小于大约125℃、小于大约120℃、小于大约115℃、小于大约110℃、小于大约105℃、或小于大约100℃的不溶性树脂。在一些实例中，该静电墨水组合物包含该组合物的总固体含量的小于0.01重量%的熔点小于大约140℃、例如小于大约135℃、小于大约130℃、小于大约125℃、小于大约120℃、小于大约115℃、小于大约110℃、小于大约105℃、或小于大约100℃的不溶性树脂。在一些实例中，该熔点根据ASTM D3418测定。
在一些实例中，该静电墨水组合物可以是基本不含颜料的基本无色的、澄清的或透明的组合物。在其中该静电墨水组合物基本不含颜料的实例中，它们可以用作附着力降低剂，例如在本文中所述的实例中，而不会对CMYK墨水产生进一步的消减效应（这会显著影响底印彩色图像的颜色）。
本文中所用的“基本不含颜料”用于描述其中该静电墨水组合物中小于1重量%的固体由着色剂构成、在一些实例中该静电墨水组合物中小于0.5重量%的固体由着色剂构成、在一些实例中该静电墨水组合物中小于0.1重量%的固体由着色剂构成、在一些实例中该静电墨水组合物中小于0.05重量%的固体由着色剂构成、在一些实例中该静电墨水组合物中小于0.01重量%的固体由着色剂构成的静电墨水组合物。
可以使用的蜡的实例是Micromide 520XF（可获自Micro powders inc.）、Ceraflour 1000和994（可获自BYK）、以及Ceridust 8330TP（可获自Clariant）。
电荷导向剂
在一些实例中，该静电墨水组合物包含电荷导向剂。可以将电荷导向剂添加到静电墨水组合物中以便在墨水粒子上提供足够的静电荷和/或在墨水粒子上保持足够的静电荷。该静电墨水组合物可以包含含有卵磷脂或基于硫酸盐的亲脂性部分的电荷导向剂。
在一些实例中，该电荷导向剂可以包含离子化合物，特别是脂肪酸的金属盐、磺基琥珀酸的金属盐、氧磷酸的金属盐、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、聚乙烯基吡咯烷酮、多元醇的有机酸酯等。该电荷导向剂可以选自但不限于油溶性石油磺酸盐（例如中性CalciumPetronate™、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（例如具有不饱和和饱和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。该磺酸可以包括但不限于烷基磺酸、芳基磺酸和烷基琥珀酸酯的磺酸。该电荷导向剂可以赋予静电墨水组合物的含树脂粒子负电荷或正电荷。
可以添加该电荷导向剂以便在墨水粒子上提供足够的静电荷和/或在墨水粒子上保持足够的静电荷，所述墨水粒子可以是包含该热塑性树脂的粒子。
在一些实例中，该静电墨水组合物包含含有简单盐的电荷导向剂。构成简单盐的离子可以全部是亲水性的。该简单盐可以包含选自Mg、Ca、Ba、NH4、叔丁基铵、Li+和Al+3或其任何亚组的阳离子。该简单盐可以包含选自SO4 2-、PO3-、NO3 -、HPO4 2-、CO3 2-、乙酸根、三氟乙酸根（TFA）、Cl-、BF4 -、F-、ClO4 -和TiO3 4-或其任何亚组的阴离子。该简单盐可选自CaCO3、Ba2TiO3、Al2(SO4)、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或其任何亚组。
在一些实例中，该静电墨水组合物包含含有通式MAn的磺基琥珀酸酯盐的电荷导向剂，其中M是金属，n是M的化合价，且A是通式（I）的离子：[R1-O-C(O)CH2CH(SO3 -)C(O)-O-R2]，其中R1和R2各自是烷基。在一些实例中，R1和R2各自是脂族烷基。在一些实例中，R1和R2各自独立地是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，所述脂族烷基包括超过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的至少一个是C13H27。在一些实例中，M是Na、K、Cs、Ca或Ba。
在一些实例中，该电荷导向剂包含至少一种成胶束盐和上述简单盐的纳米粒子。简单盐是不独自形成胶束的盐，尽管它们可与成胶束盐形成胶束的核。通式MAn的磺基琥珀酸酯盐是成胶束盐的一个实例。该电荷导向剂可以基本不含通式HA的酸，其中A如上所述。该电荷导向剂可以包含包封至少一些简单盐的纳米粒子的所述磺基琥珀酸酯盐的胶束。该电荷导向剂可以包含至少一些具有200纳米或更小和/或在一些实例中2纳米或更大的尺寸的简单盐的纳米粒子。
该电荷导向剂可以包含以下的一种、一些或全部：（i）大豆卵磷脂，（ii）磺酸钡盐，如碱性石油磺酸钡（BPP），和（iii）异丙基胺磺酸盐。碱性石油磺酸钡是21-26烃烷基的磺酸钡盐并可获自例如 Chemtura。一种示例性的异丙基胺磺酸盐是可获自Croda的十二烷基苯磺酸异丙基胺。
在一些实例中，该电荷导向剂构成静电墨水组合物的固体的大约0.001重量%至20重量%、在一些实例中0.01重量%至20重量%、在一些实例中0.01至10重量%、在一些实例中0.01重量%至1重量%。在一些实例中，该电荷导向剂构成静电墨水组合物的固体的大约0.001重量%至0.15重量%、在一些实例中0.001重量%至0.15重量%、在一些实例中静电墨水组合物的固体的0.001重量%至0.02重量%、在一些实例中静电墨水组合物的固体的0.1重量%至2重量%、在一些实例中静电墨水组合物的固体的0.2重量%至1.5重量%、在一些实例中静电墨水组合物的固体的0.1重量%至1重量%、在一些实例中静电墨水组合物的固体的0.2重量%至0.8重量%。
在一些实例中，该电荷导向剂以3 mg/g至20 mg/g、在一些实例中3 mg/g至15 mg/g、在一些实例中10 mg/g至15 mg/g、在一些实例中5 mg/g至10 mg/g的量存在（其中mg/g表示每克静电墨水组合物的固体的毫克数）。
制备静电墨水组合物的方法
该方法可以包括在载液的存在下混合硬脂酸铝和包含酸性结合基团的硬脂酸铝结合剂以使硬脂酸铝与硬脂酸铝结合剂反应，使得酸性结合基团结合到硬脂酸铝上，其中该硬脂酸铝结合剂溶解在该载液中。
在一些实例中，该硬脂酸铝与硬脂酸铝结合剂以使得硬脂酸铝对硬脂酸铝结合剂的摩尔比为至少大约1:1、例如大于大约1:1的量混合。在一些实例中，该静电墨水组合物中硬脂酸铝对硬脂酸铝结合剂的摩尔比为大约10:1至大约1:1、例如大约5:1至大约1:1、或大约4:1至大约1:1。
在一些实例中，该方法包括在载液的存在下研磨硬脂酸铝和硬脂酸铝结合剂以使硬脂酸铝与硬脂酸铝结合剂反应。在一些实例中，该研磨在搅拌的小型介质磨机（例如S1磨碎机）中进行。在一些实例中，研磨可以在大约20至60℃、例如大约25至40℃、或大约30℃的温度下进行。在一些实例中，研磨可以进行至少大约1小时、例如至少大约2小时、至少大约4小时、或大约8小时。在一些实例中，研磨可以进行大约4至大约12小时。在一些实例中，研磨可以在至少大约100 rpm、例如至少大约200 rpm、或大约250 rpm的速度下进行。在一些实例中，研磨可以在100 rpm至大约500 rpm的速度下进行。
在一些实例中，该方法包括向该静电墨水组合物中添加蜡粒子。在一些实例中，在硬脂酸铝和硬脂酸铝结合剂反应之后将蜡粒子添加到该静电墨水组合物中。
在一些实例中，该方法包括向该静电墨水组合物中添加电荷导向剂。
静电印刷方法
在一些实例中，该静电印刷方法可以包括：
提供静电墨水组合物；
使该静电墨水组合物与表面上的静电潜像接触以产生显影的墨水图像；
将显影的墨水图像转移到印刷基底上，
该静电墨水组合物包含：
载液；
硬脂酸铝粒子；和
溶解在该载液中的硬脂酸铝结合剂，其中该硬脂酸铝结合剂包含结合到硬脂酸铝粒子上的酸性结合基团。
在一些实例中，该方法包括通过使装饰材料与显影的墨水图像设置在其上的印刷基底接触而在印刷基底上形成装饰图像。在一些实例中，该装饰图像形成为印刷基底上显影的墨水图像的反转图像，例如由于显影的墨水图像降低了对装饰材料的附着力。在一些实例中，该装饰材料是用于在印刷基底上产生贴箔图像的贴箔材料。
在一些实例中，该方法可以包括提供包含载液、硬脂酸铝粒子、溶解在该载液中的硬脂酸铝结合剂和蜡粒子的静电墨水组合物，其中该硬脂酸铝结合剂包含结合到硬脂酸铝粒子上的酸性结合基团。
在一些实例中，在印刷基底上形成装饰图像包括加热该印刷基底。在一些实例中，将该印刷基底加热到大约60℃至大约130℃、例如大约80℃至大约120℃的温度。
在一些实例中，该方法可以包括提供包括粘合剂层的印刷基底。在一些实例中，将该显影的墨水图像转移到印刷基底上以形成设置在印刷基底上的粘合剂层上的显影的墨水图像。
在一些实例中，该粘合剂层可以包含熔点低于大约130℃、例如低于大约120℃、低于大约110℃、或低于大约100℃的树脂。在一些实例中，该粘合剂层包含本文中所述的不溶性树脂。在一些实例中，该不溶性树脂具有低于大约130℃、例如低于大约120℃、低于大约110℃、或低于大约100℃、例如大约60至大约100℃的熔点。可以根据ASTM D3418测定不溶性树脂的熔点。
在一些实例中，可以通过向印刷基底施加包含不溶性树脂的树脂组合物来形成该粘合剂层。在一些实例中，该树脂组合物包含本文中所述的不溶性树脂和载液。在一些实例中，该树脂组合物包含不溶性树脂、载液和电荷导向剂。在一些实例中，该树脂组合物可以是任何LEP印刷组合物，例如获自Hewlett-Packard Company的ElectroInk®。在一些实例中，该树脂组合物是着色的，例如包含着色剂，如青色、黑色、品红色或黄色着色剂。在一些实例中，该树脂组合物是无色的，例如基本不包含颜料。
在一些实例中，该树脂组合物可以液体静电印刷到印刷基底上以形成具有粘合剂层的印刷基底。
在一些实例中，形成装饰图像包括向印刷基底施加压力以促进装饰材料对印刷基底，例如对该印刷基底的粘合剂层的附着。在一些实例中，经由一系列辊对该印刷基底施加压力。在一些实例中，辊是辊式层压机，如GMP辊式层压机（GMP Korea）的一部分。
在一些实例中，将贴箔膜施加到印刷基底上以便向印刷基底施加贴箔材料以形成贴箔图像。在一些实例中，该贴箔膜是聚合物膜，如聚酯膜或基于Teflon®的膜。在一些实例中，该贴箔材料可以在贴箔膜与贴箔材料一起施加至该印刷基底之前施加到该贴箔膜上。在一些实例中，该贴箔膜具有200 μm或更小的厚度，在一些实例中，该聚合物膜具有100μm或更小的厚度，在一些实例中，该聚合物膜具有50 μm或更小的厚度。
在一些实例中，从印刷基底上移除该装饰材料（例如贴箔膜）以便留下装饰图像。在一些实例中，移除与显影图像（例如显影的墨水图像）接触的装饰材料，例如贴箔材料可以与该贴箔膜一起移除。
在一些实例中，该贴箔材料是金属材料。在一些实例中，该贴箔材料具有200 μm或更小的厚度，在一些实例中，该贴箔材料具有100 μm或更小的厚度，在一些实例中，该贴箔材料具有50 μm或更小的厚度，在一些实例中，该贴箔材料具有25 μm或更小的厚度。
在一些实例中，该方法包括冷却该印刷基底。在一些实例中，在冷却该印刷基底之后可以从包含该装饰图像的印刷基底上分离装饰材料，例如贴箔膜。
实施例
下面例示本文中描述的组合物与相关方面的实施例。由此，这些实施例不应视为限制本公开，而是仅教导如何制造本公开的组合物的实施例。
实施例1
通过在硬脂酸铝结合剂溶解于其中的Isopar L的存在下以1:1的摩尔比研磨硬脂酸铝（来自Sigma Aldrich的VCA）与硬脂酸铝结合剂（Dymerex聚合松香，可获自Eastman）来制备静电墨水组合物。研磨在S1磨碎机中在250 rpm下和30℃的温度下进行8小时。研磨的材料用额外的Isopar L稀释至0.5% NVS并随后与该墨水组合物总重量的1重量%的Micromide520XF蜡粒子（Micro powders inc.）混合以产生工作溶液。在印刷前，向该工作溶液中装入10 mg/g NCD（市售电荷导向剂，HP Imaging Agent）。在下表1中提供了该静电墨水组合物的配方。
表1
实施例1 静电墨水组合物 质量(g) 墨水组合物总重量的重量%
硬脂酸铝 (来自Sigma Aldrich的VCA) 9.5 0.27
铝结合剂 (来自Eastman的Dymerex聚合松香) 8 0.23
蜡粒子 (来自Micro powders inc.的Micromide 520XF) 35 1
载液 (来自Exxon Corporation的Isopar L) 3447.15 98.49
电荷导向剂 (HP Imaging Agent) 0.35 0.01
用于将上述静电墨水充电的电荷导向剂可以由异链烷烃（来自Exxon的lsopar®-L）中的大豆卵磷脂、碱性石油磺酸钡BBP、十二烷基苯磺酸异丙基胺、Oloa 1200（Chevron）、Oloa 1 1000（Chevron）制成。
实施例2
以与实施例1相同的方式制备静电墨水组合物，除了硬脂酸铝和硬脂酸铝结合剂以4:1的摩尔比混合。
包括可以在其上形成静电潜像的光导电构件和中间转印件的液体静电印刷设备（HP Indigo 7500印刷机）用于将实施例1的静电墨水组合物和树脂组合物（HP ElectroInk® 4.5）采用一次转印模式（one shot mode）印刷到纸张印刷基底上。在这种模式中，实施例1的静电墨水首先与液体静电印刷设备的光导电构件（PIP鼓）的表面上的静电潜像接触以形成显影的墨水图像。该显影的墨水图像随后转移到中间转印件（ITM）上，并在PIP鼓上形成另一静电潜像。该树脂组合物随后与PIP鼓上的静电潜像接触以形成显影的树脂图像，其随后转移到ITM上。该显影的墨水图像与显影的树脂图像随后由ITM转移到印刷基底上，使得显影的墨水图像设置在印刷基底上的显影的树脂图像上。
在印刷后，印刷基底在115℃和9米/分钟的速度下（使用GMP辊式层压机(GMPKorea)Dolphin系列）与金箔层压。金箔仅附着到在其上未形成显影的墨水图像的印刷基底的区域上。因此，本文中所述的静电墨水组合物降低了附着力。显影的墨水图像是透明和无色的，使得着色树脂组合物穿过该显影的墨水图像可见。当印刷实施例2的静电墨水组合物并如上所述装饰所得图像时实现了类似的结果。
通过耐刮擦试验检查实施例1和2的静电墨水的耐久性，该试验通过使用S-20碳化钨切削工具的Taber刮擦试验机551型号来进行。使用YMCK着色树脂组合物（可获自HPIndigo的ElectroInk 4.5）印刷具有YMCK分色顺序的400%静电墨水覆盖率的正方形印刷品，然后用由实施例1或实施例2的静电墨水组合物形成的图像来套印该样品。以相同的方式制备参考样品，除了该YMCK图像没有用由静电墨水组合物形成的图像套印。在旋转印刷品时，正方形印刷品被碳化钨切削工具刮擦，并在印刷基底上产生圆形损坏。目视并通过称重被该切削工具移除的墨水碎片对结果进行分析。发现当用实施例1或实施例2的静电墨水组合套印图像时，碎片的量减少了50%（通过划痕的厚度目视检测到差异）。因此，本文中所述的静电墨水组合物还表现出改善的耐久性。
本发明人已经发现，通过提供所要求保护的组合物，可以在无需存在不溶性树脂的情况下提供可带电的静电墨水组合物。
虽然已经参照某些实施例描述了静电墨水组合物、方法和相关方面，要理解的是，可以进行各种修改、改变、省略和取代而不背离本公开的精神。因此，静电墨水组合物、方法和相关方面意在仅受如下权利要求的范围限定。除非另行说明，任意从属权利要求的特征可与任意其它从属权利要求和任意其它独立权利要求的特征组合。

Claims (15)

1.静电墨水组合物，包含：
载液；
硬脂酸铝粒子；和
溶解在所述载液中的硬脂酸铝结合剂，其中所述硬脂酸铝结合剂包含结合到硬脂酸铝粒子上的酸性结合基团。
2.如权利要求1所述的组合物，其中硬脂酸铝的量按摩尔当量计大于或等于硬脂酸铝结合剂的量。
3.如权利要求2所述的组合物，其中硬脂酸铝对硬脂酸铝结合剂的摩尔比为大约10:1至大约1:1。
4.如权利要求1所述的组合物，其中所述硬脂酸铝结合剂具有小于大约2000的分子量（Mw）。
5.如权利要求1所述的组合物，其中所述硬脂酸铝结合剂的酸性结合基团衍生自羧酸或磷酸。
6.如权利要求1所述的组合物，进一步包含蜡粒子。
7.如权利要求1所述的组合物，其中所述组合物基本不包含熔点小于大约120℃的不溶性树脂。
8.如权利要求1所述的组合物，包含含有卵磷脂或基于硫酸盐的亲脂性部分的电荷导向剂。
9.制备静电墨水组合物的方法，所述方法包括在载液的存在下混合硬脂酸铝和包含酸性结合基团的硬脂酸铝结合剂以使硬脂酸铝与硬脂酸铝结合剂反应，使得酸性结合基团结合到硬脂酸铝上，其中所述硬脂酸铝结合剂溶解在所述载液中。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述硬脂酸铝与所述硬脂酸铝结合剂以使得硬脂酸铝对硬脂酸铝结合剂的摩尔比为至少大约1:1的量混合。
11.如权利要求9所述的方法，包括在载液的存在下研磨硬脂酸铝和硬脂酸铝结合剂以使硬脂酸铝与硬脂酸铝结合剂反应。
12.如权利要求9所述的方法，包括在硬脂酸铝与硬脂酸铝结合剂的反应之后向所述静电墨水组合物中添加蜡粒子。
13.静电印刷方法，包括：
提供静电墨水组合物；
使所述静电墨水组合物与表面上的静电潜像接触以产生显影的墨水图像；
将显影的墨水图像转移到印刷基底上，
所述静电墨水组合物包含：
载液；
硬脂酸铝粒子；和
溶解在所述载液中的硬脂酸铝结合剂，其中所述硬脂酸铝结合剂包含结合到硬脂酸铝粒子上的酸性结合基团。
14.如权利要求13所述的静电印刷方法，包括通过使装饰材料与显影的墨水图像设置在其上的印刷基底接触而在所述印刷基底上形成装饰图像。
15.如权利要求14所述的静电印刷方法，其中所述装饰图像是印刷基底上显影的墨水图像的反转图像。
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