CN109071983B

CN109071983B - 喷墨墨水

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Publication number: CN109071983B
Application number: CN201680085113.3A
Authority: CN
Inventors: A·拉希米; G·萨尔基西安
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2016-07-20
Filing date: 2016-07-20
Publication date: 2021-06-15
Anticipated expiration: 2036-07-20
Also published as: WO2018017077A1; EP3414293A4; US20190177564A1; CN109071983A; US10829656B2; EP3414293A1

Abstract

用于胶印涂覆介质的喷墨墨水包含：水；着色剂；粘合剂，其是基于聚氨酯的分散体；助溶剂；和两种或更多种表面活性剂。第一表面活性剂具有在可水分散范围内或在疏水范围内的第一亲水亲油平衡(HLB)值且第二表面活性剂具有在疏水范围内的第二HLB值。第一表面活性剂和第二表面活性剂的组合用于将喷墨墨水的表面张力调节至低于要在其上印刷喷墨墨水的胶印涂覆介质的表面张力的值。

Description

喷墨墨水

背景

除家庭和办公使用外，喷墨技术已扩展至高速商业和工业印刷。喷墨印刷是利用电子信号控制和指导墨滴或墨流沉积在介质上的非击打式印刷方法。一些商业和工业喷墨印刷机利用固定印刷头和活动基底幅以实现高速印刷。现行喷墨印刷技术涉及通过热喷射、压电压力或振荡迫使墨滴经小喷嘴喷到介质表面上。由于许多原因，包括低印刷机噪音、高速记录和多色记录能力，这种技术已成为在各种介质表面(例如纸)上记录图像的流行方式。

附图简述

参照下列详述和附图，本公开的实例的特征将变得明显，其中相同附图标记对应于类似(尽管可能不相同)的组件。为简洁起见，具有之前已描述的功能的附图标记或特征可以或可以不联系出现它们的其它附图描述。

图1是描绘根据一个实例制备喷墨墨水的方法的流程图；

图2是根据实施例，含有不同表面活性剂组合的墨水的聚结的聚结分数(Y轴)和墨水覆盖百分比(X轴)的坐标曲线图；

图3A-3I是图示说明含有不同表面活性剂组合的一系列墨水的渗色控制的实例的黑白图像；且

图4A-4B是图示说明具有本文中公开的表面活性剂的示例性组合并具有不同聚氨酯分散体的两种墨水的渗色控制的实例的黑白图像。

详述

在喷墨印刷中，部分由于水性墨水的高表面能使该墨水能在未涂覆介质上良好铺展，水性墨水常用在未涂覆介质上。水性墨水也可合意地用于在涂覆胶印介质上印刷。但是，涂覆胶印介质可能是具有高不吸墨性的慢吸收介质(即着色剂倾向于留在介质表面上)。另外，涂覆胶印介质可能具有相对较低的表面能，且较高表面能的水性墨水可能无法良好铺展。因此，由水性墨水在涂覆胶印介质上形成的图像倾向于具有降低的图像品质属性，例如光泽度或光学密度。

对于最近开发的工业印刷机，如HP PageWide C500 Press等，渗色和聚结的控制和在高速下避免文本洇纸(feathering)可具有挑战性，尤其是在可能不适合快速吸收水性墨水的涂覆胶印介质上印刷时。本文所用的高速可指至少50fpm和最多1000fpm的印刷速度。

在理论上，预处理组合物可使涂覆胶印介质更适合用水性墨水印刷。预处理组合物通常是基本无色液体，其与着色剂和/或与墨水组合物的聚合物组分相互作用以使着色剂沉淀(即沉淀出(crash))或以其它方式将墨水组合物固定到印刷介质表面上。为了改进印刷特性和图像属性，在施加墨水组合物之前已在涂覆胶印介质上施加预处理固定液组合物。在随后施加墨水之前已将一些预处理固定液组合物施加到涂覆胶印介质上并干燥。这在介质表面上形成干燥的受墨类型的层。尽管这可合意地控制渗色，但所得印刷品的光泽度通常受损。

对于高速喷墨印刷，湿压湿印刷(即湿墨水沉积在湿预处理固定液上)例如可能合意，从而可进行在线印刷。湿压湿印刷也可允许使用其上不包含任何预处理固定液组合物并因此原本不适用于高速喷墨印刷的市售涂覆胶印介质。在对慢吸收印刷介质(即涂覆胶印介质)没有固定液的情况下，对颜料迁移没有控制，并造成渗色和文本洇纸。湿压湿印刷会在线提供固定液而非作为干燥的涂料组合物。湿压湿印刷中牵涉的化学复杂——部分归因于介质与预处理固定液组合物之间以及预处理固定液组合物与墨水之间的相互作用。此外，对于湿压湿印刷，涂覆胶印介质的慢吸收性质要求预处理固定液组合物与随后沉积的墨水具有高度(即立即)反应性以控制渗色和颜料浮色(floatation)(即网点增大)。可通过提高有机酸盐含量实现所需反应性；但是，已经发现较高的盐含量可导致由腐蚀引起的笔可靠性问题和导致形成耐久性差的印记。

根据本文中的教导，提供一种用于胶印涂覆介质的喷墨墨水。该喷墨墨水可具有以下组成，其包含：水；着色剂；粘合剂，其是基于聚氨酯的分散体；助溶剂；和两种或更多种表面活性剂——具有在可水分散范围内或在疏水范围内的第一亲水亲油平衡(HLB)值的第一表面活性剂和具有在疏水范围内的第二HLB值的第二表面活性剂。第一表面活性剂和第二表面活性剂的组合用于将喷墨墨水的表面张力调节至低于要在其上印刷喷墨墨水的印刷介质的表面张力的值。

本发明人已经发现，某些表面活性剂的这种组合可提供在利用高速印刷在涂覆胶印介质上印刷墨水时印记的图像品质(IQ；渗色和/或聚结的控制，和/或避免文本洇纸)的显著改进。例如，已经发现，一种或多种水溶性较低的表面活性剂(具有较低HLB值的表面活性剂)可与一种或多种水溶性较高的表面活性剂(具有较高HLB值的表面活性剂)组合用于墨水配制物中以实现带来改进的图像品质的墨水的表面张力。还已经发现，一种或多种水溶性较低的表面活性剂可与其它一种或多种水溶性较低的表面活性剂组合用于墨水配制物中以实现同样带来改进的图像品质的墨水的所需表面张力。

在用于非离子表面活性剂的HLB系统中，HLB值越低，该表面活性剂越亲脂(可油溶)，而HLB值越高，该表面活性剂越亲水(可水溶)。该HLB系统中的HLB值可为0至20或更大。略微更详细地就HLB值而言，具有0至6的值的表面活性剂被视为疏水(可油溶)，而具有6至12的值的表面活性剂被视为可水分散，且具有大于12的值的表面活性剂被视为亲水(可水溶)。会认识到，各种分类之间的分界有一定的模糊性；例如，可水分散和可水溶之间的界线可能不分明并可在10至12的范围内，取决于表面活性剂。

该表面活性剂组合有两种情况。在第一种情况中，在上述两种表面活性剂的混合物中，第一HLB值可大于大约6和小于大约12，而第二HLB值可小于大约6。在第二种情况中，在上述两种表面活性剂的混合物中，第一HLB值可小于大约6，而第二HLB值也可小于大约6。

在第一种情况中，第一表面活性剂(具有大于6和小于12的HLB值)可以基于喷墨墨水的总重量％的大约0.05重量％(wt％)至大约2重量％的量存在。第二表面活性剂(具有小于6的HLB值)也可以基于喷墨墨水的总重量％的大约0.05重量％至大约2重量％的量存在。这两种表面活性剂在喷墨墨水中的总浓度可在大约0.1重量％至大约4重量％的范围内。

在第二种情况中，第一表面活性剂(具有小于6的HLB值)可以基于喷墨墨水的总重量％的大约0.05重量％(wt％)至大约0.9重量％的量存在。第二表面活性剂(也具有小于6的HLB值)也可以基于喷墨墨水的总重量％的大约0.05重量％至大约0.9重量％的量存在。在这种情况下，这两种表面活性剂在喷墨墨水中的最大浓度可小于大约0.9重量％，以避免使用各自具有低水溶解度的两种表面活性剂的任何溶解度问题。

下表I列出可用于实施本教导的许多表面活性剂。在表I中列出表面活性剂的商品名、其类属描述、其化学名及其HLB值。

表I

*Poloxamer是由聚氧丙烯(聚(环氧丙烷))的中心疏水链与两侧的两个聚氧乙烯(聚(环氧乙烷))亲水链构成的非离子三嵌段共聚物。

基于表I中的表面活性剂的列表，会认识到，在本文中的教导的实践中所用的表面活性剂可各自选自炔二醇、烷基苯基乙氧基化物、乙氧基化炔二醇、仲醇乙氧基化物、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物和羟基硫醚。在一个具体实例中，第一表面活性剂可以是乙氧基化炔二醇(例如

440；HLB值＝8)且第二表面活性剂可以是羟基硫醚(例如

360；HLB值＝3-4)，这是第一种情况的一个实例。在另一具体实例中，第一表面活性剂可以是炔二醇(例如

104；HLB值＝4)且第二表面活性剂可以是羟基硫醚(例如

360；HLB值＝3-4)，这是第二种情况的一个实例。

在上文中指出，第一表面活性剂和第二表面活性剂的组合用于将喷墨墨水的表面张力调节至低于要在其上印刷喷墨墨水的印刷介质的表面张力的值。一般而言，要在其上印刷喷墨墨水的涂覆胶印介质的表面张力等于或大于40达因/厘米。因此，该喷墨墨水可具有小于40达因/厘米的表面张力。例如，该喷墨墨水的表面张力可在大约29达因/厘米至大约36达因/厘米的范围内。

本文所用的“墨水载体”可以是指将着色剂(例如着色剂分散体)和在一些情况下聚氨酯(例如聚氨酯分散体)置于其中以形成墨水的液态流体。多种多样的墨水载体可用于本公开的墨水组和方法。该墨水载体可以仅包含水，或与一种或多种不同试剂组合的水。这些试剂的实例可包括一种或多种助溶剂、一种或多种表面活性剂(除上述第一和第二表面活性剂组和外)、一种或多种抗微生物剂、一种或多种抗结垢剂、一种或多种粘度改进剂、一种或多种用于pH调节的材料、一种或多种螯合剂、一种或多种防腐剂、一种或多种可喷射性添加剂等。

该墨水载体可包含总共以大约2重量％至大约20重量％的量存在于墨水中的助溶剂，至少部分取决于用于印刷墨水的系统的喷射构造。在一个实例中，助溶剂以基于墨水的总重量％的大约10重量％的量存在于墨水中。要理解的是，也可使用在这一实例和范围外的其它量。可用的助溶剂的类型包括有机助溶剂，如脂族醇、芳族醇、二醇、二醇醚、聚二醇醚、2-吡咯烷酮类、己内酰胺类、甲酰胺类、乙酰胺类、甘醇类(glycols)和长链醇。这些助溶剂的实例包括脂族伯醇、脂族仲醇、1，2-醇、1，3-醇、1，5-醇、乙二醇烷基醚、丙二醇烷基醚、聚乙二醇烷基醚的更高级同系物(C₆-C₁₂)、N-烷基己内酰胺、未取代的己内酰胺类、取代和未取代的甲酰胺类、取代和未取代的乙酰胺类等。

在一些实例中，该助溶剂可选自1-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮(2HE2P)、甘油、四乙二醇、二-(2-羟乙基)-5，5-二甲基乙内酰脲、二丙二醇、二乙二醇乙基醚、三丙二醇甲基醚及其混合物。二-(2-羟乙基)-5，5-二甲基乙内酰脲可作为DANTOCOL^TM DHE获自Lonza Inc.(Allendale，NJ)。

也可存在可喷射性添加剂，其一个实例包括

EG-1(LEG-1)。LEG-1是可获自Advantage Specialty Ingredients(前身为Lipo Chemicals)(Warren，NJ)的甘油乙二醇的26摩尔乙氧基化物。LEG-1的浓度可在基于喷墨墨水的总重量％的大约0.05重量％至大约5重量％的范围内。

可将抗结垢剂(其可以是第三表面活性剂)添加到墨水中以减轻喷墨印刷过程中的结垢。结垢是指在热喷墨印刷头的加热元件上的干燥墨水沉积。可包含一种或多种抗结垢剂以助于防止结垢积聚。

该抗结垢剂/第三表面活性剂可以是聚氧乙烯(3)油基醚磷酸酯，其可作为CRODAFOS^TM N3(现为CRODAFOS^TM O3A)获自Croda Inc.(Edison，NJ)。如果使用这种抗结垢剂/表面活性剂，其可在基于喷墨墨水的总重量％的大约0.05重量％至大约2重量％的范围内存在。

作为上述抗结垢剂/第三表面活性剂的替代或除了上述抗结垢剂/第三表面活性剂外，可以使用表I中所列的一种或多种表面活性剂。要理解的是，这种表面活性剂补充上述第一和第二表面活性剂组合。该一种或多种附加表面活性剂可与第一和/或第二表面活性剂相同或不同。总表面活性剂组合取决于各表面活性剂的溶解度和需要多少以建立本文中提供的表面张力。作为一个实例，低HLB表面活性剂(小于大约5)具有差水溶解度(0.1％至1％)，因此当作为附加表面活性剂包含时，可增加较高HLB表面活性剂的量以实现合适的表面张力。

该喷墨墨水可以是任何颜色，如黑色、青色、品红色、黄色等。因此，除墨水载体外，该墨水组合物还包含着色剂。在一个实例中，该着色剂是阴离子分散颜料。在一个实例中，该阴离子分散颜料是包含水、颜料和分散该颜料的阴离子聚合物(即阴离子聚合物分散剂)的分散体。在一个实例中，该颜料分散体还可包含例如助溶剂，如2-吡咯烷酮。该颜料分散体可制备或购买，并且可以将该墨水的其它组分(例如载体组分，含或不含聚氨酯)在连续混合下缓慢添加到该颜料分散体中以形成喷墨墨水。

本文所用的“颜料”通常可包括有机或无机颜料着色剂、磁性粒子、氧化铝、二氧化硅和/或其它陶瓷、有机金属、金属微粒或将颜色引入墨水载体的其它不透明粒子。该颜料可以是任何颜色，包括例如青色颜料、品红色颜料、黄色颜料、黑色颜料、紫色颜料、绿色颜料、棕色颜料、橙色颜料、紫红颜料、白色颜料、金属颜料(例如金色颜料、青铜色颜料、银色颜料或金青铜颜料)、珠光颜料或其组合。

合适的蓝色或青色有机颜料的实例包括C.I.颜料蓝1、C.I.颜料蓝2、C.I.颜料蓝3、C.I.颜料蓝15、颜料蓝15：3、C.I.颜料蓝15：34、C.I.颜料蓝15：4、C.I.颜料蓝16、C.I.颜料蓝18、C.I.颜料蓝22、C.I.颜料蓝25、C.I.颜料蓝60、C.I.颜料蓝65、C.I.颜料蓝66、C.I.瓮蓝4和C.I.瓮蓝60。

合适的品红色、红色或紫色有机颜料的实例包括C.I.颜料红1、C.I.颜料红2、C.I.颜料红3、C.I.颜料红4、C.I.颜料红5、C.I.颜料红6、C.I.颜料红7、C.I.颜料红8、C.I.颜料红9、C.I.颜料红10、C.I.颜料红11、C.I.颜料红12、C.I.颜料红14、C.I.颜料红15、C.I.颜料红16、C.I.颜料红17、C.I.颜料红18、C.I.颜料红19、C.I.颜料红21、C.I.颜料红22、C.I.颜料红23、C.I.颜料红30、C.I.颜料红31、C.I.颜料红32、C.I.颜料红37、C.I.颜料红38、C.I.颜料红40、C.I.颜料红41、C.I.颜料红42、C.I.颜料红48(Ca)、C.I.颜料红48(Mn)、C.I.颜料红57(Ca)、C.I.颜料红57：1、C.I.颜料红88、C.I.颜料红112、C.I.颜料红114、C.I.颜料红122、C.I.颜料红123、C.I.颜料红144、C.I.颜料红146、C.I.颜料红149、C.I.颜料红150、C.I.颜料红166、C.I.颜料红168、C.I.颜料红170、C.I.颜料红171、C.I.颜料红175、C.I.颜料红176、C.I.颜料红177、C.I.颜料红178、C.I.颜料红179、C.I.颜料红184、C.I.颜料红185、C.I.颜料红187、C.I.颜料红202、C.I.颜料红209、C.I.颜料红219、C.I.颜料红224、C.I.颜料红245、C.I.颜料红286、C.I.颜料紫19、C.I.颜料紫23、C.I.颜料紫32、C.I.颜料紫33、C.I.颜料紫36、C.I.颜料紫38、C.I.颜料紫43和C.I.颜料紫50。

合适的黄色有机颜料的实例包括C.I.颜料黄1、C.I.颜料黄2、C.I.颜料黄3、C.I.颜料黄4、C.I.颜料黄5、C.I.颜料黄6、C.I.颜料黄7、C.I.颜料黄10、C.I.颜料黄11、C.I.颜料黄12、C.I.颜料黄13、C.I.颜料黄14、C.I.颜料黄16、C.I.颜料黄17、C.I.颜料黄24、C.I.颜料黄34、C.I.颜料黄35、C.I.颜料黄37、C.I.颜料黄53、C.I.颜料黄55、C.I.颜料黄65、C.I.颜料黄73、C.I.颜料黄74、C.I.颜料黄75、C.I.颜料黄77、C.I.颜料黄81、C.I.颜料黄83、C.I.颜料黄93、C.I.颜料黄94、C.I.颜料黄95、C.I颜料黄97、C.I.颜料黄98、C.I.颜料黄99、C.I.颜料黄108、C.I.颜料黄109、C.I.颜料黄110、C.I.颜料黄113、C.I.颜料黄114、C.I.颜料黄117、C.I.颜料黄120、C.I.颜料黄122、C.I.颜料黄124、C.I.颜料黄128、C.I.颜料黄129、C.I.颜料黄133、C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄139、C.I.颜料黄147、C.I.颜料黄151、C.I.颜料黄153、C.I.颜料黄154、C.I.颜料黄167、C.I.颜料黄172、C.I.颜料黄180和C.I.颜料黄185。

炭黑可以是合适的无机黑色颜料。炭黑颜料的实例包括Mitsubishi ChemicalCorporation，Japan制造的那些(例如炭黑No.2300、No.900、MCF88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100和No.2200B)；Columbian Chemicals Company，Marietta，Georgia制造的

系列的各种炭黑颜料(例如

5750、

5250、

5000、

3500、

1255和

700)；Cabot Corporation，Boston，Massachusetts制造的

系列、

系列或

系列的各种炭黑颜料(例如

400R、

330R、

660R、

E、

L和

410)；和Evonik Degussa Orion Corporation，Parsippany，New Jersey制造的各种黑色颜料(例如Color Black FW1、Color Black FW2、Color BlackFW2V、Color Black FW18、Color Black FW200、Color Black S150、Color Black S160、Color Black S170、

35、

U、

V、

140U、Special Black 5、Special Black 4A和Special Black 4)。有机黑色颜料的一个实例包括苯胺黑，如C.I.颜料黑1。

绿色有机颜料的一些实例包括C.I.颜料绿1、C.I.颜料绿2、C.I.颜料绿4、C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿8、C.I.颜料绿10、C.I.颜料绿36和C.I.颜料绿45。

棕色有机颜料的实例包括C.I.颜料棕1、C.I.颜料棕5、C.I.颜料棕22、C.I.颜料棕23、C.I.颜料棕25、C.I.颜料棕41和C.I.颜料棕42。

橙色有机颜料的一些实例包括C.I.颜料橙1、C.I.颜料橙2、C.I.颜料橙5、C.I.颜料橙7、C.I.颜料橙13、C.I.颜料橙15、C.I.颜料橙16、C.I.颜料橙17、C.I颜料橙19、C.I.颜料橙24、C.I.颜料橙34、C.I.颜料橙36、C.I.颜料橙38、C.I.颜料橙40、C.I.颜料橙43和C.I.颜料橙66。

合适的金属颜料可包括选自金、银、铂、镍、铬、锡、锌、铟、钛、铜、铝和任何这些金属的合金的金属。这些金属可独自使用或与两种或更多种金属或金属合金组合使用。金属颜料的一些实例包括

RO100、

RO200和

金-青铜颜料(可获自Eckart Effect Pigments，Wesel，Germany)。

该喷墨墨水中的颜料总量可为基于该墨水组合物的总重量％的大约1重量％至大约5重量％。颜料的平均粒度可以为大约80纳米至大约150纳米。

在本文中公开的实例中，该颜料可通过阴离子聚合物(即阴离子聚合物分散剂)分散。该分散剂可以以该墨水组合物的总重量％的大约0.1重量％至大约5重量％的量存在。

在一个实例中，该分散剂可以是苯乙烯-丙烯酸型分散剂，如具有i)包括酸性单体的亲水单体，和ii)疏水单体的丙烯酸系分散剂。该分散剂的酸值可为大约120mg/g至大约300mg/g。要理解的是，该苯乙烯-丙烯酸型分散剂是水溶性的。因此，在该墨水组合物中不存在胶乳聚合物。

可用于该丙烯酸系分散剂的酸性单体可包括例如丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、二甲基丙烯酸、马来酸酐、马来酸、乙烯基磺酸酯、氰基丙烯酸、乙烯基乙酸、烯丙基乙酸、乙叉基(ethylidine)乙酸、丙叉基(propylidine)乙酸、巴豆酸、富马酸、衣康酸、山梨酸、当归酸、肉桂酸、苯乙烯基丙烯酸、柠康酸、戊烯二酸、乌头酸、苯基丙烯酸、丙烯酰氧基丙酸、乌头酸、苯基丙烯酸、丙烯酰氧基丙酸、乙烯基苯甲酸、N-乙烯基琥珀酰胺酸、中康酸、甲基丙烯酰基丙氨酸、丙烯酰基羟基甘氨酸、磺乙基甲基丙烯酸、磺丙基丙烯酸、苯乙烯磺酸、磺乙基丙烯酸、2-甲基丙烯酰氧基甲-1-磺酸、3-甲基丙烯酰氧基丙-1-磺酸、3-(乙烯氧基)丙-1-磺酸、亚乙基二磺酸、乙烯基硫酸、4-乙烯基苯基硫酸、亚乙基膦酸、乙烯基磷酸、乙烯基苯甲酸、2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸及其组合。

可在丙烯酸系分散剂中聚合的疏水单体的实例可包括苯乙烯、对甲基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸硬脂醇酯、乙烯基苄基氯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸四氢糠酯、甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯、乙氧基化壬基酚甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十三烷基酯、烷氧基化丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异冰片酯及其组合。

此外，该喷墨墨水还可包含聚氨酯粘合剂。在一个实例中，该聚氨酯粘合剂存在于水分散体中。聚氨酯/聚氨酯粘合剂以基于喷墨墨水的总重量％的大于1重量％至大约20重量％的量存在于墨水中。在另一实例中，聚氨酯/聚氨酯粘合剂的量为基于喷墨墨水的总重量％的大约5重量％至大约20重量％或大于5重量％至大约15重量％。这种重量百分比考虑了该墨水组合物中存在的活性聚氨酯/聚氨酯粘合剂的重量％，并且没有考虑该喷墨墨水中的聚氨酯粘合剂分散体的总重量％。因此，当聚氨酯是该分散体的一部分时，对该聚氨酯/聚氨酯粘合剂给出的重量百分比没有考虑可能存在的任何其它组分(例如水)。该聚氨酯粘合剂分散体可以与着色剂(例如着色剂分散体)和墨水载体的组分一起添加以形成喷墨墨水。

该聚氨酯粘合剂分散体可通过合成聚氨酯溶液(即在有机溶剂中的聚氨酯聚合物)，然后在水中离子化和分散该聚氨酯溶液以形成聚氨酯粘合剂分散体而形成。所得聚氨酯粘合剂分散体包含水溶性/水分散性的聚氨酯聚合物。下面进一步论述各步骤。

该聚氨酯粘合剂可由下列组分形成：(a)多异氰酸酯；(b)具有在链的一端含有两个羟基官能团并在链的相反端不含羟基官能团的链的多元醇；和(c)具有小于500的数均分子量的醇或二醇或胺；和下列之一：(i)羧酸；(ii)具有一个氨基官能团的磺酸盐或磺酸；(iii)(i)和(ii)的组合；和(iv)(i)和在其链的一端具有一个或两个羟基官能团或一个或两个氨基官能团的聚(乙二醇)均聚物或共聚物的组合。

组分(a)在阴离子聚氨酯分散体内的量可为基于该分散体中的总树脂量的大约20重量％至大约60重量％。在一个实例中，组分(a)为大约30重量％至大约50重量％。

组分(a)可以是聚氨酯化学中常用的任何多异氰酸酯。一些合适的多异氰酸酯具有平均大约2个或更多个异氰酸酯基团。在一个实例中，该多异氰酸酯包含每分子平均大约2至大约4个异氰酸酯基团和大约5至20个碳原子(除氮、氧和氢外)。组分(a)可以是独自或作为两种或更多种的混合物使用的脂肪族、脂环族、芳脂族或芳族多异氰酸酯，以及它们的低聚产物。

合适的脂肪族多异氰酸酯的一些具体实例包括具有5至20个碳原子的α，ω-亚烷基二异氰酸酯，如六亚甲基-1，6-二异氰酸酯、1，12-十二烷二异氰酸酯、2，2，4-三甲基-六亚甲基二异氰酸酯、2，4，4-三甲基-六亚甲基二异氰酸酯、2-甲基-1，5-五亚甲基二异氰酸酯等。也可以使用具有少于5个碳原子的多异氰酸酯，但由于它们的相对较高挥发性，可能较不合意。在一个实例中，脂族多异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2，2，4-三甲基-六亚甲基二异氰酸酯(TDMI)、2，4，4-三甲基-六亚甲基二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯(HDI)。

合适的脂环族多异氰酸酯的一些具体实例包括二环己基甲烷二异氰酸酯(可作为DESMODUR^TM W购自Bayer Corp.)、异佛尔酮二异氰酸酯、1，4-环己烷二异氰酸酯、1，3-双-(异氰酸根合甲基)环己烷等。在一个实例中，脂环族多异氰酸酯选自二环己基甲烷二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯。

合适的芳脂族多异氰酸酯的一些具体实例包括间-四甲代苯二亚甲基二异氰酸酯、对-四甲代苯二亚甲基二异氰酸酯、1，4-苯二亚甲基二异氰酸酯、1，3-苯二亚甲基二异氰酸酯等。在一个实例中，选择四甲代苯二亚甲基二异氰酸酯。

合适的芳族多异氰酸酯的实例包括4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯及其异构体、萘二异氰酸酯及其低聚形式等。在一个实例中，选择甲苯二异氰酸酯。

组分(b)在阴离子聚氨酯分散体内的量可以为基于该分散体中的总树脂量的大约10重量％至大约50重量％。在一个实例中，组分(b)为大约15重量％至大约40重量％。

组分(b)是多元醇。本文所用的术语“多元醇”是指具有在链的一端含有两个羟基并在链的相反端不含羟基的链的任何产品。该多元醇可具有大约500至大约5000的数均分子量(M_n)。另外，该多元醇可具有大约-20℃至大约100℃的玻璃化转变温度(T_g)。在一个实例中，玻璃化转变温度在大约0℃至大约80℃的范围内。

该多元醇可以由单体在包含两个羟基官能团或两个羧酸官能团的硫醇存在下的自由基聚合形成。该多元醇可有助于改进喷墨墨水的开盖，因为在该多元醇的链的一端的羟基并入聚氨酯主链中，而在该多元醇的另一端的基团根据使用哪种具体多元醇而形成侧基或侧链。该多元醇在水性墨水中可能分离(segregate)，这使聚氨酯粘合剂易分散在墨水载体中(即更稳定)。该多元醇也有助于防止聚氨酯溶胀。

用于形成组分(b)的单体的一些实例包括丙烯酸的烷基酯或甲基丙烯酸的烷基酯，如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸2-吖丙啶基乙酯、丙烯酸氨基甲酯、丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸氨基丙酯、(甲基)丙烯酸氨基-正丁酯、(甲基)丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N，N-二甲基氨基丙酯、(甲基)丙烯酸N，N-二乙基氨基乙酯和(甲基)丙烯酸N，N-二乙基氨基丙酯。

用于形成组分(b)的单体的另一些实例包括含酸基的单体，如丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧乙酯、2-(甲基)丙烯酰基丙酸、巴豆酸和衣康酸。在另一实例中，用于形成组分(b)的单体可以是丙烯酰胺、丙烯酰胺衍生物、甲基丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺衍生物。丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺衍生物的一些实例包括羟乙基丙烯酰胺、N，N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺和N-异丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺。

用于形成组分(b)的单体的另一些实例可以是苯乙烯或苯乙烯衍生物。苯乙烯衍生物的一些实例包括α-甲基苯乙烯、对-氨基苯乙烯和2-乙烯基吡啶。另外，用于形成组分(b)的单体可以是丙烯腈、偏二氯乙烯、含氟丙烯酸酯、含氟甲基丙烯酸酯、含硅氧烷的丙烯酸酯、含硅氧烷的甲基丙烯酸酯、乙酸乙烯酯或N-乙烯基吡咯烷酮。一些具体实例包括丙烯酸2，2，2-三氟乙酯、丙烯酸1H，1H，3H-六氟丁酯、甲基丙烯酸1H，1H，3H-四氟丙酯、甲基丙烯酸1H，1H，5H-八氟戊酯、丙烯酸1H，1H，5H-八氟戊酯、聚(二甲基硅氧烷)、METHACRYLOXYPROPYL

DMS-R11(Gelest Chemicals制造)和ACRYLOXY

DMS-U21(Gelest Chemicals制造)。要理解的是，可以使用对组分(b)所列的单体的任何组合。

用于形成组分(b)的硫醇的一些实例包括1，2-丙二醇(硫甘油)、1-巯基-1，1-乙二醇、2-巯基-1，3-丙二醇、2-巯基-2-甲基-1，3-丙二醇、2-巯基-2-乙基-1，3-丙二醇、1-巯基-2，3-丙二醇、2-巯乙基-2-甲基-1，3-丙二醇和巯基乙酸。

在一个实例中，组分(b)可通过制备单体和硫醇在有机溶剂中的溶液形成。当使用两种单体的组合时，这两种单体可以以大约1∶1至大约9∶1的比率存在。在一个实例中，甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸2-乙基己酯以分别9∶1的组合使用。当使用三种单体的组合时，这三种单体可以以大约5∶4∶1至大约10∶8∶3的比率存在。在一个实例中，甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸2-乙基己酯和甲基丙烯酸以分别大约10∶8∶3的组合使用。

在制备该溶液(包含单体和硫醇)后，将该溶液置于惰性环境中。例如，可以将氮气流引入该溶液以创造惰性环境。然后可以将该溶液加热到适合聚合的温度，并使该反应发生合适的时间。聚合时间和温度取决于所用一种或多种单体和一种或多种硫醇。在一个实例中，聚合温度为大约50℃至大约90℃，并使该反应发生大约6小时。在另一实例中，聚合温度为大约70℃。

形成的多元醇可包含基于多元醇总重量％的大约2重量％至大约10重量％的硫醇。在一个实例中，硫醇可构成多元醇总重量％的大约5重量％。

本文所用的具体多元醇，在本文中被称作多元醇“A”，可通过合并甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸叔丁酯的50-50混合物与5重量％硫甘油制备。

该聚氨酯粘合剂分散体可进一步包含组分(c)。组分(c)包含醇或二醇或胺。该醇或二醇或胺具有小于500的数均分子量(M_n)。在一个实例中，组分(c)以基于该聚氨酯的总重量％的0重量％至大约20重量％的量存在。在另一实例中，组分(c)以大于0重量％至大约15重量％的量存在。

醇或二醇的一些实例包括甲醇、乙醇、1-丁醇、丙醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、1，4-环己二醇、环己烷-1，4-二甲醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、双酚A、双酚A乙氧基化物(BPAE，M_n＝492)、双酚A(2，3-二羟丙基)缩水甘油醚、双酚A双(3-氯-2-羟丙基)醚、双酚A双(2，3-二羟丙基)醚、双酚A丙氧基化物和4，4′-磺酰基二酚。胺的实例包括正-丁基胺和乙二胺。醇的进一步实例包括与1，6-己二醇和3-甲基-1，5-戊二醇一起的1，3-丁二醇二丙烯酸酯(BGDA)和碳酸二乙酯，可作为Kuraray C-590获自Kuraray Co.，Ltd.(Tokyo，Japan)。

在一些情况下，组分(i)也可用于形成聚氨酯。组分(i)是羧酸。组分(i)在该粘合剂分散体内的量为基于该聚氨酯的总重量％的0重量％至大约10重量％。在一个实例中，组分(i)构成该聚氨酯粘合剂的大约2重量％至大约6重量％。

在用碱离子化后，组分(i)的存在有助于聚氨酯溶解或分散在水中的能力。如上所述，组分(i)是羧酸。在一些情况下，组分(i)包含两个或更多个羟基。组分(i)可具有大约500的数均分子量(M_n)。组分(i)的实例可衍生自具有通式(HO)_xQ(COOH)_y的羟基-羧酸，其中Q是含有1至12个碳原子的直链或支链烃基，且x是2或3，且y为1至3。合适的羟基-羧酸的实例包括二羟甲基丙酸(DMPA)、二羟甲基丁酸(DMBA)、丙氨酸、柠檬酸、酒石酸、乙醇酸、乳酸、苹果酸、二羟基马来酸、二羟基酒石酸或其混合物。

现在转向组分(ii)，组分(ii)是具有一个氨基官能团的磺酸盐或磺酸。可包含组分(ii)的本文中公开的聚氨酯分散体改进包含该分散体的喷墨墨水的开盖性能和印刷可靠性，而不牺牲(并在一些情况下改进)图像品质。组分(ii)的一些实例包括牛磺酸、4-氨基甲苯-3-磺酸、苯胺-2-磺酸、磺胺酸、4-氨基-1-萘磺酸、3-氨基-4-羟基苯磺酸、2-氨基-1-萘磺酸、5-氨基-2-甲氧基苯磺酸、2-(环己基氨基)乙磺酸和3-氨基-1-丙磺酸。要理解的是，在一些实例中，组分(ii)除磺酸盐或磺酸外还具有最多一个羟基官能团。此外，组分(ii)不充当聚氨酯的扩链剂。

组分(iii)是组分(i)和(ii)的组合。

组分(iv)是组分(i)和具有一个羟基官能团或一个氨基官能团的聚(乙二醇)(例如聚(环氧乙烷))的均聚物或共聚物的组合。在另一些实例中，组分(iv)可以是组分(i)和在其链的一端具有两个羟基官能团或两个氨基官能团的聚(乙二醇)(例如聚(环氧乙烷))的均聚物或共聚物的组合。该聚(乙二醇)的均聚物或共聚物具有大约500至大约5,000的数均分子量(M_n)。在另一实例中，该聚(乙二醇)的均聚物或共聚物具有大约500至大约3,000的数均分子量(M_n)。该均聚物或共聚物还具有大于30％v/v的水溶解度(聚(乙二醇)体积/水体积)。具有一个氨基官能团的聚(乙二醇)和聚(丙二醇)的共聚物的一些市售实例包括

M-1000和

M-2070，两者都可获自Huntsman Chemicals(The Woodlands，Texas)。

表II列出可用于本文中公开的实例的两种聚氨酯分散体的组分。在表II中使用下列缩写：IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)、DMPA(2，2′-二羟甲基丙酸)和BGDA(1，3丁二醇二丙烯酸酯)。

M-2070可获自Huntsman Chemical。多元醇“A”由1∶1甲基丙烯酸甲酯：丙烯酸叔丁酯和5％硫甘油形成。

表II

该墨水组合物可进一步包含蜡，其可为印刷品提供对运输和正常处理/加工过程中的表面磨损的抵抗力(standoff)。当墨水中没有蜡时，可能降低印刷耐久性。也就是说，通过将蜡添加到墨水中，可以使运输磨损和/或干摩擦最小化。

如果存在蜡，其浓度可在基于喷墨墨水的总重量％的大约0.1重量％至大约1.5重量％的范围内。合适的蜡的一个实例是蜡乳液，如可获自The Lubrizol Corporation(Wickliffe，Ohio)的LIQUILUBE^TM 405，其是设计用于水性墨水的专门稳定化的大粒子蜡聚乙烯乳液。合适的蜡的另一实例是聚氟乙烯蜡。

该喷墨墨水可在喷墨墨水组中与预处理固定液配对。在一些情况下，可以在将喷墨墨水印刷到介质上之前将预处理固定液施加到介质上。现在更详细描述预处理固定液。

该预处理固定液可适合湿压湿印刷在涂覆胶印介质上。该预处理固定液通常可包含一种或多种钙盐、以足以使预处理固定液的pH为大约4.0至大约7.0的量存在的酸和余量水。更具体地，该预处理固定液可包含(除水外)特定盐组合(在合意地低的含量下)、特定助溶剂和能够动态降低该预处理液的表面张力的低HLB(亲水亲油平衡)表面活性剂。在本文中公开的实例中，该预处理固定液中所用的表面活性剂的HLB(即低HLB)小于6。在一个实例中，该预处理固定液包含丙酸钙和硝酸钙的混合物、特定助溶剂(例如四乙二醇、甘油等)、低HLB表面活性剂(例如

SE-F)(其可以与或不与高HLB表面活性剂(例如

GA-211)组合)、pH调节酸(例如甲磺酸)和余量水。在一些实例中，该预处理固定液仅由这些组分构成，在另一些实例中，该预处理固定液包含这些组分和抗微生物剂。

所选一种或多种盐、溶剂和表面活性剂一起可有利地促进网点增大和减轻洇纸和颜料浮色，以产生品质更高的文本印刷品。本文中公开的预处理固定液的组成也可表现出合意的笔可靠性，如改进的开盖时间。

本文中公开的预处理固定液包含一种或多种钙盐。钙盐的实例包括丙酸钙、硝酸钙和泛酸钙。钙盐的使用为预处理固定液提供可使沉积在其上的墨水中的颜料或着色剂凝结并可控制颜料迁移/浮色等的金属盐。总钙盐浓度可在基于预处理液的总重量％的大约1重量％至大约15重量％的范围内。相信该金属盐的量足够高以实现所需固定作用而不会不利地影响笔可靠性。

该预处理固定液还可包含四乙二醇作为助溶剂。四乙二醇可以总共以大约0.1重量％至大约30重量％存在于预处理固定液中。用量可以至少部分取决于用于施加预处理固定液的喷射构造。在一个实例中，所用四乙二醇的量为大约12重量％。

该预处理固定液还包含低HLB表面活性剂。这种类型的表面活性剂能够动态控制，特别是降低该预处理固定液的表面张力。低HLB表面活性剂可以为该预处理液(在其施加时)提供低于在其上施加该预处理固定液的涂覆胶印介质的表面能的表面张力。因此，预处理固定液和介质之间的接触角可为零度(0°)，这能使预处理固定液以水平方向(相对于介质表面)在介质表面上铺开并有效润湿和降低胶印涂覆介质的表面能。

低HLB表面活性剂的一个实例是基于炔二醇化学品的可自乳化的润湿剂(例如

SE-F)。该低HLB表面活性剂可以基于预处理固定液的总重量％的大约0.05重量％至大约1.5重量％的量存在于预处理固定液中。在一个实例中，该表面活性剂的量为大约0.05重量％。但是，如果低HLB表面活性剂的浓度在其高端，可能必须加入较高HLB表面活性剂，如非离子型烷基苯基乙氧基化物和无溶剂表面活性剂(例如

GA-211表面活性剂，a.k.a.

CT-211，来自Air Productsand Chemicals，Inc.)以助于溶解低HLB表面活性剂。相信用其它量和/或其它表面活性剂可能无法获得所需表面张力。

在一些实例中，该预处理固定液还可包含抗微生物剂。可以添加一种或多种抗微生物剂，如杀生物剂和杀真菌剂以抑制有害微生物的生长。示例性抗微生物剂可包括

(Ashland Inc.)、

或

(Dow Chemical Co.)和

(Arch Chemicals)系列及其组合。该预处理固定液中的抗微生物剂总量可为大约0.05重量％至大约1重量％。在一个实例中，该预处理固定液包含大约0.1重量％的杀生物剂。

该预处理固定液的余量可以是水。此外，可以使用一种或多种缓冲剂将该预处理固定液的pH调节至特定pH。合适的缓冲剂的一个实例是甲磺酸。在一些实例中，缓冲剂可以以足以缓冲该预处理固定液的pH以使其为4.0至7.0的量使用。在一个实例中，使用甲磺酸将该预处理固定液的pH调节至大约6.6。

要理解的是，该预处理固定液不包含任何胶乳聚合物。

图1描绘制备喷墨墨水的方法10。方法10包括测定要在其上印刷喷墨墨水的胶印涂覆介质的表面张力(附图标记12)，和将喷墨墨水的表面张力调节至低于该胶印涂覆介质的表面张力的值(附图标记14)。可以例如使用张力计或使用表面张力的试验流体指示器测量该介质的表面张力。

可通过第一表面活性剂和第二表面活性剂的组合调节喷墨墨水的表面张力。如上所述，该喷墨墨水可包含：水；着色剂；粘合剂；助溶剂；和两种或更多种表面活性剂。表面活性剂之一(第一表面活性剂)具有在可水分散范围内或在疏水范围内的第一亲水亲油平衡(HLB)值。另一表面活性剂(第二表面活性剂)具有在疏水范围内的第二HLB值。如上所述，第一表面活性剂和第二表面活性剂的组合用于将喷墨墨水的表面张力调节至低于要在其上印刷喷墨墨水的印刷介质的表面张力的值。在喷墨墨水的制备中，将上述组分组合在一起。

现在转向印刷方法的论述，要理解的是，该印刷介质可以是涂覆胶印介质。涂覆胶印介质是经涂覆以通过提供一定的表面光泽度、光滑度和降低的吸墨性提供更好的图像品质的任何纸。市售涂覆胶印介质的实例包括

Ultra Gloss(NewPage Corp.)和UTOPIA^TMDigital(Appleton Coated LLC)。

在该印刷方法的第一实例中，可以使用任何合适的高速(例如大约50fpm至大约1000fpm)喷墨印刷装置，包括热喷墨印刷机或卷筒纸印刷机、压电喷墨印刷机或卷筒纸印刷机、或连续喷墨印刷机或卷筒纸印刷机将该预处理固定液的一个实例直接施加到介质上。如上所述，该介质可以是任何类型的涂覆胶印介质，例如

Ultra Gloss介质。

当在印刷方法中使用预处理固定液时，施加到介质上的预处理固定液的量为大约1gsm至大约7gsm。

在该印刷方法的这一实例中，在介质上施加预处理固定液后不进行干燥操作。相反，在该预处理固定液湿的同时，将本文中公开的喷墨墨水沉积在其上具有预处理固定液的介质上。换言之，在将预处理固定液施加到介质上之后，可将喷墨墨水施加到涂布在该介质上的湿预处理固定液上。在使用多个墨水颜色时，要理解的是，所有墨水在之前沉积的层仍湿的同时施加。

可以使用本文中公开的用于施加预处理固定液的相同的合适高速喷墨印刷装置将墨水施加到预处理固定液上。要理解的是，在施加预处理固定液和墨水之间不进行干燥。

预处理固定液中存在的盐即时与墨水中存在的着色剂(例如阴离子分散颜料)反应，以使颜料从墨水中沉淀出(crash out)并将颜料固定在介质表面上。此外，施加的预处理固定液为涂覆胶印介质提供降低的表面能，这使一种或多种沉积墨水(其具有降低的表面张力)的铺开程度低于表面能较高时的铺开程度。这种改进的润湿有助于渗色控制和更好的网点增大，并因此增强至少光学密度和光泽度的印刷品质属性。除由通过预处理固定液中的盐即时固定墨水中的一种或多种着色剂获得的益处之外获得这一益处。基本上，调节墨水的表面张力以使颜料迁移最小化，但仍提供足够的网点增大。

在将预处理固定液和墨水施加到介质上之后，可以进行干燥操作。一个或多个干燥操作可以在环境温度下或使用加热装置(例如热灯、炉等)在加热下进行。例如，干燥操作可以在大约80℃下，或在一些实例中在大约100℃下，或在另一些实施例中在80℃下，然后在100℃下进行。

在喷墨墨水中使用特定的表面活性剂组合(一种表面活性剂具有6-12的HLB值或小于6的HLB值，另一表面活性剂具有小于6的HLB值)可导致：

使用表面活性剂的不同组合调节墨水的表面张力以实现介质无关性(mediaindependence)(在涂覆和未涂覆介质上的良好图像品质)的灵活性；

与水溶性表面活性剂混合的低或非水溶性表面活性剂的组合以润湿胶印印刷介质；

通过调节涂覆介质上的表面张力控制在高速下的渗色和/或聚结；

在涂覆介质上高速形成高品质文本；和/或

使墨水配制物中的表面活性剂浓度的量最小化以实现良好的图像品质。

为进一步举例说明本公开，在本文中给出实施例。要理解的是，这些实施例用于举例说明的目的而提供并且不应被解释为限制本公开的范围。

实施例

实施例1

制备一系列喷墨墨水(青色、品红色和黑色)。所有组合物具有下列共同组分：

5重量％聚氨酯粘合剂1或聚氨酯粘合剂2；

5重量％助溶剂-2HE2P；

0.5重量％CRODAFOS N3(抗结垢剂)；

1重量％LEG-1；

1重量％LIQUILUBE LL 405Wax；

x重量％总表面活性剂；和

余量水。

青色墨水包含2.25重量％的青色颜料。品红色墨水包含4.0重量％的品红色颜料。黑色墨水包含2.75重量％的黑色颜料。

下表III列出对于七种组合物，第一和第二表面活性剂各自的重量％和“x”的值，和不同的表面活性剂。

表III

图2图示说明通过表III中所列的各种表面活性剂组合控制聚结的结果。曲线20描绘对照墨水(一种表面活性剂)，曲线22描绘具有表面活性剂组合的墨水，其中两种表面活性剂都具有大于6的HLB值。其余曲线(曲线24-32)都描绘具有一种HLB值大于6的表面活性剂和另一种HLB值小于6的表面活性剂的墨水(曲线24-30)或具有HLB值都小于6的两种表面活性剂的墨水(曲线32)。曲线24-32所代表的墨水的表面张力在大约32达因/厘米至大约34达因/厘米的范围内。

通过以4％覆盖率至100％覆盖率(X轴)的一系列正方形印刷墨水，测量聚结。使用扫描仪测量各正方形中的白色空间。算法将该光学测量转化成聚结分数(Y轴)。相对较高的分数表明差聚结。

看到曲线26和32描绘的组合物具有最佳聚结。曲线26代表上文提到的特别合意的表面活性剂组合，

440和

360。曲线32代表上文提到的另一特别合意的表面活性剂组合，

104和

360。

其它考虑是渗色控制和文本洇纸。下表IV列出用于形成图3A-3I中的图像的墨水(具有上述共同组分)所用的表面活性剂组合。

表IV

图3A描绘具有与用于生成图2中的曲线20的对照墨水(一种表面活性剂)相同的配方的对照墨水的渗色控制和文本洇纸，且图3F和3G各自描绘具有表面活性剂组合(其中两种表面活性剂都具有大于6的HLB值)的墨水的渗色控制和文本洇纸。用于形成图3F中的图像的墨水具有与用于生成图2中的曲线22的墨水相同的配方。用于形成图3B中的图像的墨水具有与用于生成图2中的曲线28的墨水相同的配方；用于形成图3D中的图像的墨水具有与用于生成图2中的曲线30的墨水相同的配方；且用于形成图3H中的图像的墨水具有与用于生成图2中的曲线24的墨水相同的配方。

各图(图3B-3I)的标作“A”的部分是印刷在两道(swath)品红色墨水之间的一道青色墨水。但是，对于图3A(对照)，一道黑色墨水印刷在两道青色墨水之间(A’)且另一道黑色墨水印刷在两道品红色墨水之间(A”)。各图(图3A-3I)的标作“B#”的部分是印刷在双面涂覆介质(具有高不吸墨性的慢吸收印刷介质)上的青色墨水(B1)或品红色墨水(B2)。

从图2和3A-3I的检查一起看出，用一种HLB值大于6的表面活性剂和另一种HLB值小于6的表面活性剂配制的墨水(图3B(曲线28)、3C、3D(曲线30)、3E、3H(曲线24)和3I)与对照物(图3A(曲线20))和用两种HLB值大于6的表面活性剂配制的墨水(图3F(曲线22)和图3G)相比时，具有改进的聚结、渗色和/或文本洇纸。

例如，用于形成图3B的表面活性剂组合与对照物和用于形成图3F(曲线22)的表面活性剂组合相比时，具有改进的渗色控制和聚结(在高覆盖百分比下)。对于另一实例，用于形成图3C的表面活性剂组合与对照物和用于形成图3F和3G的表面活性剂组合相比时，具有改进的渗色控制。对于再一实例，用于形成图3D的表面活性剂组合与对照物和用于形成图3F(曲线22)的表面活性剂组合相比时，具有改进的渗色控制、文本洇纸和聚结。对于再一实例，用于形成图3E的表面活性剂组合与对照物和用于形成图3F和3G的表面活性剂组合相比时，具有改进的文本洇纸。再进一步，用于形成图3H的表面活性剂组合与用于形成图3F(曲线22)的表面活性剂组合相比时，具有改进的渗色控制和聚结。最后，用于形成图3I的表面活性剂组合与用于形成图3F的表面活性剂组合相比时，具有改进的文本洇纸。总体而言，结果表明使用本文中公开的表面活性剂组合可改进一种或多种图像品质。

实施例2

用

104和

360和聚氨酯粘合剂1制备实施例1的基础喷墨墨水组。制备另一组墨水，其中将聚氨酯粘合剂1换成聚氨酯粘合剂2。在后一组中，也略微改变表面活性剂组合，用

440替代

104。下表V显示组成和与其相关的图。这两组墨水的表面张力都在大约32达因/厘米至大约34达因/厘米的范围内。

表V

各图的标作“A1”的部分是印刷在两道青色墨水之间的一道黑色墨水。“A2”是印刷在两道品红色墨水之间的一道黑色墨水。“A3”是印刷在两道品红色墨水之间的一道青色墨水。A3是与图3A-3I中的A相同的印刷布置。各图的标作“B#”的部分是印刷在双面涂覆介质(具有高不吸墨性的慢吸收印刷介质)上的青色墨水(B1)或品红色墨水(B2)或黑色墨水(B3)。

从图4A-4B的检查可以看出，即使通过改变粘合剂、对表面活性剂组合作出小改变和调节表面张力也表现出在涂覆介质上对渗色的极好控制和高品质文本。

用于形成图4A中的图像的墨水具有与用于生成图2中的曲线32的墨水相同的表面活性剂组合；用于形成图4B中的图像的墨水具有与用于生成图2中的曲线26的墨水相同的表面活性剂组合。如上所述，这两种表面活性剂组合也表现出对聚结的极好控制。

总体而言，实施例1和2中的结果说明可以部分选择本文中公开的特定表面活性剂组合以实现一种或多种图像品质属性，如渗色控制、文本洇纸减轻和/或聚结的改进。

说明书通篇提到“一个实例”、“另一实例”、“一实例”等是指联系该实例描述的特定要素(例如特点、结构和/或特征)包括在本文所述的至少一个实例中，并且可以存在或不存在于其它实例中。此外，要理解的是，除非上下文清楚地另行规定，对任何实例描述的要素可以以任何合适的方式在各种实例中组合。

要理解的是，本文中提供的范围包括指定范围和在指定范围内的任何值或子范围。例如，大约50fpm至大约1000fpm的范围应被解释为不仅包括大约50fpm至大约1000fpm的明确列举的界限，还包括独立值，如75fpm、900fpm等，和子范围，如大约65fpm至大约850fpm等。此外，当使用“大约”描述值时，这意味着包括与指定值的轻微变化(最多+/-10％)。

在描述和要求保护本文中公开的实例时，除非上下文清楚地另行规定，单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数对象。

尽管已详细描述了若干实例，要理解的是，所公开的实例可以修改。因此，上文的描述应被视为非限制性的。

Claims

1.用于胶印涂覆介质的喷墨墨水，其包含：

水；

着色剂；

粘合剂，其是基于聚氨酯的分散体；

助溶剂；和

两种或更多种表面活性剂——具有在可水分散范围内或在疏水范围内的第一亲水亲油平衡（HLB）值的第一表面活性剂和具有在疏水范围内的第二HLB值的第二表面活性剂；

其中第一表面活性剂是乙氧基化炔二醇且第二表面活性剂是羟基硫醚或其中第一表面活性剂是炔二醇且第二表面活性剂是羟基硫醚；且

其中第一表面活性剂和第二表面活性剂的组合用于将喷墨墨水的表面张力调节至低于要在其上印刷喷墨墨水的胶印涂覆介质的表面张力的值。

2.如权利要求1中所述的喷墨墨水，其中第一HLB值大于6和小于12或小于6，且第一表面活性剂以基于喷墨墨水的总重量%的0.05重量%至2重量%的量存在；且其中第二HLB值小于6，且第二表面活性剂以基于喷墨墨水的总重量%的0.05重量%至2重量%的量存在，条件是当第一表面活性剂和第二表面活性剂的HLB值都低于6时，总表面活性剂浓度小于基于墨水的总重量%的0.9重量%。

3.如权利要求1中所述的喷墨墨水，其中所述喷墨墨水的表面张力小于40达因/厘米。

4.如权利要求3中所述的喷墨墨水，其中所述喷墨墨水的表面张力在29达因/厘米至36达因/厘米的范围内。

5.如权利要求1中所述的喷墨墨水，其中所述基于聚氨酯的分散体包含：

水；和

分散在水中的聚氨酯，所述聚氨酯由下列组分形成：

多异氰酸酯；

具有在链的一端含有两个羟基官能团并在链的相反端不含羟基的链并具有500至5,000的数均分子量的多元醇；

具有小于500的数均分子量的醇或胺；和下列之一：

i) 羧酸；

ii) 具有一个氨基官能团的磺酸盐或磺酸；

iii) i和ii的组合；和

iv) i和在其链的一端具有一个或两个羟基官能团或一个或两个氨基官能团的聚(乙二醇)均聚物或共聚物的组合。

6.如权利要求5中所述的喷墨墨水，其中所述具有小于500的数均分子量的醇为二醇。

7.如权利要求1中所述的喷墨墨水，其中所述助溶剂选自1-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮、甘油、四乙二醇、二-(2-羟乙基)-5,5-二甲基乙内酰脲、二丙二醇、二乙二醇乙基醚、三丙二醇甲基醚及其混合物。

8.如权利要求1中所述的喷墨墨水，其进一步包含第三表面活性剂以减轻喷墨印刷过程中的结垢，所述第三表面活性剂选自聚氧乙烯(3)油基醚磷酸酯、炔二醇、乙氧基化炔二醇、仲醇乙氧基化物、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物和羟基硫醚。

9.制备用于在胶印涂覆介质上印刷的喷墨墨水的方法，所述方法包括：

测定胶印涂覆介质的表面张力；和

将喷墨墨水的表面张力调节至低于所述胶印涂覆介质的表面张力的值，其中所述喷墨墨水包含下列的组合：

水；

着色剂；

粘合剂；

助溶剂；和

具有在可水分散范围内或在疏水范围内的第一亲水亲油平衡（HLB）值的第一表面活性剂和具有在疏水范围内的第二HLB值的第二表面活性剂；

其中通过第一表面活性剂和第二表面活性剂的组合实现所述喷墨墨水的表面张力的调节。

10.如权利要求9中所述的方法，其中第一HLB值大于6和小于12或小于6，且第一表面活性剂以基于喷墨墨水的总重量%的0.05重量%至2重量%的量存在；且其中第二HLB值小于6，且第二表面活性剂以基于喷墨墨水的总重量%的0.05重量%至2重量%的量存在，条件是当第一表面活性剂和第二表面活性剂的HLB值都低于6时，总表面活性剂浓度小于基于墨水的总重量%的0.9重量%。

11.如权利要求9中所述的方法，其中所述喷墨墨水的表面张力在29达因/厘米至36达因/厘米的范围内。

12.用于胶印涂覆介质的喷墨墨水组，其包含：

预处理固定液，其包含：

钙盐；

以足以使预处理固定液的pH为4.0至7.0的量存在的酸；和

余量水；和

喷墨墨水，其包含：

水；

着色剂；

粘合剂；

助溶剂；和

其中第一表面活性剂和第二表面活性剂的组合用于将喷墨墨水的表面张力调节至低于要在其上印刷喷墨墨水的印刷介质的表面张力的值。