CN109071985B

CN109071985B - 用于液体墨水的液体粘结剂

Info

Publication number: CN109071985B
Application number: CN201680084821.5A
Authority: CN
Inventors: M·严; Y-H·曹; M·韦弗; E·A·维辛亚克; J·R·沃斯勒; J·A·克拉布特里; G·萨尔基西安; Y·毕; M·A·卡巴尔诺瓦
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: 2021-12-28
Anticipated expiration: 2036-07-20
Also published as: EP3414294A1; EP3414294B1; CN109071985A; US10844236B2; EP3414294A4; WO2018017085A1; US20190136078A1

Abstract

用于包含小于1％活性物的量的蜡乳液的液体墨水的液体粘结剂的一个实例包含钙盐、蜡乳液、炔属表面活性剂、二醇和余量水。蜡乳液以大于0％活性物至大约2％活性物的量存在于液体粘结剂中。该液体粘结剂要用热喷墨印刷头在液体墨水下方数字印刷在基底上。

Description

用于液体墨水的液体粘结剂

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。

图1A和1B(分别)是本文中公开的液体墨水的一个实例的第一喷嘴健康图样和第二喷嘴健康图样的图示说明；

图2A和2B(分别)是本文中公开的液体墨水的另一实例的第一喷嘴健康图样和第二喷嘴健康图样的图示说明；

图3A和3B(分别)是本文中公开的液体墨水的再一实例的第一喷嘴健康图样和第二喷嘴健康图样的图示说明；

图4A和4B(分别)是本文中公开的液体墨水的再一实例的第一喷嘴健康图样和第二喷嘴健康图样的图示说明；

图5A和5B(分别)是本文中公开的液体墨水的再一实例的第一喷嘴健康图样和第二喷嘴健康图样的图示说明；且

图6A和6B(分别)是维护之前和之后的印刷头喷嘴的显微图像的图示说明。

详述

在热喷墨印刷中，可将蜡乳液添加到热喷墨墨水中以改进所得印刷膜的耐久性。特别地，蜡乳液可改进所得印刷膜的耐蹭污性和耐磨性。但是，将蜡乳液并入热喷墨墨水中可能导致热喷墨印刷喷嘴健康和可靠性的难题。例如，蜡乳液在热喷墨墨水中的存在可能导致制造用过滤器(manufacturing filters)和印刷机过滤器的堵塞。堵塞的过滤器可限制墨水流速并造成过滤器后端的压降。蜡乳液在热喷墨墨水中的存在还可能导致印刷头喷嘴中的附聚物形成。在印刷过程中，热喷墨印刷头喷嘴被加热并暴露于空气，这会导致挥发性墨水组分蒸发和印刷头喷嘴中的附聚物沉淀。印刷头喷嘴中的这样的附聚物可能妨碍正确的印刷头喷射并且可能需要运行停工期以可维护印刷头以除去附聚物。

在本文中公开了一种液体粘结剂，其包含特定量的蜡乳液。该液体粘结剂要用热喷墨印刷头在液体墨水下方数字印刷在基底上，所述液体墨水包含小于1％活性物的量的蜡乳液。“％活性物”代表特定组分(例如颜料、聚氨酯、蜡)的固体含量。该组分的原材料可以是乳液或分散体，并且添加到该液体粘结剂或液体墨水中的乳液或分散体的量足以实现该％活性物的固体含量(例如4克50％固体的蜡乳液包含在100克墨水中以获得2％活性物；2％*100克/50％固体＝4克)。

在液体粘结剂中并入蜡乳液能够降低原本为实现印刷膜耐久性的阈值水平而并入液体墨水中的蜡乳液的量。液体墨水中的蜡乳液量的降低能够改进分配液体墨水的热喷墨印刷喷嘴的健康和可靠性。例如，液体墨水中的蜡乳液量的降低可带来改进的可过滤性、减少的附聚物形成和热喷墨印刷喷嘴中的改进的附聚物可恢复性。

本文所用的术语“可过滤性”可指墨水能够通过过滤器的速率和/或在过滤器堵塞之前能够通过过滤器的墨水量。本文所用的“附聚物形成”可指在设定时期内积聚在印刷头喷嘴中的沉淀物的量。也如本文所用，“附聚物可恢复性”可指通过机械维护印刷头可从印刷头喷嘴中除去的沉淀物的量。维护可包括喷嘴喷吐(spitting)、用干聚酯织物擦拭、用水润湿的聚酯织物擦拭、用去离子水冲洗或其组合。

另外，当本文中公开的液体粘结剂和液体墨水一起使用时，合适量的蜡存在于所得印记中，并因此可实现可接受的耐久性水平。

其中并入蜡乳液的液体粘结剂能用热喷墨印刷喷嘴可靠印刷。不受制于任何理论，但相信，该液体粘结剂可以可靠印刷，即使其包含特定量的蜡乳液(例如大于0％活性物至大约2％活性物)，因为该液体粘结剂不包含颜料(例如颜料分散体)和/或粘合剂(例如聚氨酯分散体)。这不同于包含这两种组分之一或两者的液体墨水。由于该液体粘结剂不包含这些组分，不可溶固体的总量在液体粘结剂中低于例如包含这两种组分之一或两者的液体墨水中的总量。因此，液体粘结剂的可过滤性和分配液体粘结剂的热喷墨印刷喷嘴中的附聚物形成和附聚物可恢复性在可靠的热喷墨印刷可接受的水平下。

该液体粘结剂是液体并可包含在单墨盒组或多墨盒组中。在多墨盒组中，至少一个盒可包含该液体粘结剂，并且任何数量的其它盒可包含具有以小于1％活性物的量并入其中的蜡乳液的液体墨水。

在一个实例中，本文中公开的液体粘结剂包含蜡乳液、钙盐、炔属表面活性剂、二醇和余量水。在一些实例中，该液体粘结剂由这些组分构成并且没有其它组分。在另一些实例中，该液体粘结剂不包含颜料和聚合物粘合剂。

本文所用的术语“液体载体”和“载体”可以是指将蜡乳液和钙盐置于其中以形成液体粘结剂的液态流体。多种多样的液体载体可用于本公开的粘结剂。该液体载体可以仅包含水，或与各种附加组分的混合物组合的水。这些附加组分的实例可包括一种或多种炔属表面活性剂、一种或多种二醇、一种或多种附加助溶剂和/或一种或多种抗微生物剂。

该液体粘结剂的液体载体包含炔属表面活性剂。炔属表面活性剂可以大约0.25重量％至大约2重量％(基于该液体粘结剂的总重量％计)的量存在。在一个实例中，该炔属表面活性剂是非离子型的。炔属表面活性剂可包括炔二醇、烷氧基化炔二醇和其它炔属表面活性剂。一些具体实例包括2，7-二甲基-4-辛炔-3，6-二醇、7-十四炔-6，9-二醇、2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇、1，4-二甲基-1，4-双(2-甲基丙基)-2-丁炔-1，4-二基醚、它们的环氧乙烷或环氧丙烷缩合物或其组合。一些合适的市售炔属表面活性剂包括可获自AirProducts的

和DYNOL^TM表面活性剂。

如上文提到，该液体粘结剂的液体载体还包含二醇。该液体粘结剂的液体载体还可包含一种或多种附加助溶剂。二醇可以大约2重量％至大约20重量％(基于该液体粘结剂的总重量％计)的量存在。当该液体载体包含一种或多种附加助溶剂以及二醇时，存在于该液体粘结剂中的一种或多种附加助溶剂和二醇的总量可以为大约5重量％至大约20重量％(基于该液体粘结剂的总重量％计)。要理解的是，也可以使用在这些实例和范围外的其它量。

该液体载体还可包含一种或多种抗微生物剂。合适的抗微生物剂包括杀生物剂和杀真菌剂。示例性抗微生物剂可包括

(Ashland Inc.)、UCARCIDE^TM或KORDEK^TM(Dow Chemical Co.)和

(Arch Chemicals)系列及其组合。在一个实例中，该液体粘结剂可包含大约0.1重量％至大约0.25重量％的抗微生物剂总量。

如上文提到，蜡乳液包含在液体粘结剂中。蜡乳液可以以大于0％活性物至大约2％活性物(基于该液体粘结剂的总重量％计)的量存在于液体粘结剂中。这种重量百分比考虑了该液体粘结剂中存在的活性蜡的重量％，并且没有考虑该液体粘结剂中的蜡乳液的总重量％。因此，当蜡是乳液的一部分时，对蜡乳液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)。

在一个实例中，该蜡乳液中的蜡的熔点小于105℃或大于300℃。具有这样的熔点的蜡乳液中的蜡允许该液体粘结剂从热喷墨系统中喷射。如果该蜡乳液中的蜡具有105℃至300℃的熔点，该液体粘结剂可能无法喷射或可能造成热喷墨系统中的故障。合适的蜡乳液的实例包括低密度聚乙烯蜡乳液、石蜡乳液、巴西棕榈蜡乳液、聚四氟乙烯蜡乳液或其组合。

合适的蜡乳液可购自许多供应商，例如Lubrizol、Michelman、Keim-Additec和BYKChemie。本文中公开的实例中可用的蜡乳液包括：Lubrizol：LIQUILUBE^TM 411、LIQUILUBE^TM405、LIQUILUBE^TM 488、LIQUILUBE^TM 443、LIQUILUBE^TM 454；Michelman：ME80825、ME48040、ME98040M1、ME61335、ME90842、ME91240、ML160；Keim-Additec：

E-521/20、

E-7093、

7095/1、

E-8046、

E-502V、

E-842N：Byk：

8517、

2650、

507、

533、

515、

537、AQUASLIP^TM 671和AQUASLIP^TM 942。

该蜡乳液中的蜡的粒度也可影响液体粘结剂的可喷射性。本文所用的“粒度”是指基本球形粒子(即具有＞0.84的球形度的球形或近球形粒子)的直径或非球形粒子的平均直径(即跨过该粒子的多个直径的平均值)。该蜡的粒子的平均粒度可小于500纳米。

该蜡乳液还包含乳化剂以稳定蜡乳液。乳化剂可以以适合稳定蜡乳液的量存在。在一个实例中，用于稳定蜡乳液的乳化剂是非离子乳化剂。如果该乳化剂是阴离子乳化剂，该阴离子乳化剂易通过液体粘结剂中包含的钙盐的钙阳离子絮凝。如果该乳化剂是阳离子乳化剂，该阳离子乳化剂易通过钙盐的阴离子絮凝。另外，阳离子乳化剂可能与液体墨水不相容，因为阳离子乳化剂易与液体墨水的阴离子组分(例如阴离子聚合物分散剂)絮凝。因此，在液体粘结剂中的蜡乳液与液体墨水中的蜡乳液相同的实例中，可以使用非离子乳化剂而非阳离子乳化剂。非离子乳化剂的实例可包括乙氧基化醇和乙氧基化脂肪酯。

该液体粘结剂还包含钙盐。当液体粘结剂在液体墨水下方印刷在基底上时，钙盐使得液体粘结剂能够将液体墨水固定(例如防止其渗色)在基底上。钙盐可以大约5重量％至大约15重量％(基于该液体粘结剂的总重量％计)的量存在于液体粘结剂中。合适的钙盐的实例包括丙酸钙、泛酸钙、硝酸钙及其组合。

该蜡乳液可与钙盐和该液体载体的其它组分一起添加以形成液体粘结剂。该液体粘结剂的余量是水。

如上文提到，该液体粘结剂要用热喷墨印刷头在液体墨水下方数字印刷在基底上。该液体墨水包含小于1％活性物的量的蜡乳液。在一个实例中，该液体墨水包含颜料分散体、聚氨酯分散体、蜡乳液、醚助溶剂和余量水。在一些实例中，该液体墨水由这些组分构成并且没有其它组分。在另一些实例中，该液体墨水可包含不同和/或附加组分。

本文所用的“墨水载体”可以是指将颜料(例如颜料分散体)、聚氨酯(例如聚氨酯分散体)和蜡乳液置于其中以形成一种或多种液体墨水的液态流体。多种多样的墨水载体可与本公开的一种或多种墨水组一起使用。该墨水载体可以仅包含水，或与各种附加组分组合的水。这些附加组分的实例可包括一种或多种醚助溶剂、一种或多种附加助溶剂、一种或多种炔属表面活性剂、一种或多种磷酸酯表面活性剂、一种或多种保湿剂、一种或多种抗微生物剂和/或一种或多种抗结垢剂。

该墨水载体可包含醚助溶剂。该墨水载体还可包含一种或多种附加助溶剂。醚助溶剂可以大约2重量％至大约12重量％(基于该液体墨水的总重量％计)的量存在。当该墨水载体包含一种或多种附加助溶剂以及醚助溶剂时，存在于该液体墨水剂中的一种或多种附加助溶剂和醚助溶剂的总量可以为大约5重量％至大约20重量％(基于该液体墨水的总重量％计)。要理解的是，也可以使用在这些实例和范围外的其它量。

醚助溶剂的实例包括乙二醇烷基醚、丙二醇烷基醚和聚乙二醇烷基醚的更高级同系物(C₆-C₁₂)。二醇醚助溶剂可具有分子式R’-O-CH₂CH₂OH，其中R’是C₁-C₇直链、支链或环状烷基。在一些实例中，可以使用单一的二醇醚助溶剂。在另一些实例中，可以使用二醇醚助溶剂的组合。在一个具体实例中，该二醇醚可包含乙二醇单丁基醚。在另一些具体实例中，该二醇醚可包含三丙二醇甲基醚、二丙二醇丁基醚和/或丙二醇苯基醚。

该墨水载体还可包含一种或多种炔属表面活性剂和/或一种或多种磷酸酯表面活性剂。炔属表面活性剂可以大约0.25重量％至大约2重量％(基于该液体墨水的总重量％计)的量存在。液体墨水中的炔属表面活性剂可以是上文关于液体粘结剂中的炔属表面活性剂所列的任一表面活性剂。磷酸酯表面活性剂可以大约0.25重量％至大约2重量％(基于该液体墨水的总重量％计)的量存在。

在一些实例中，磷酸酯表面活性剂可以是脂肪醇或脂肪醇烷氧基化物的磷酸酯。在一个实例中，该表面活性剂可以是单酯和二酯的混合物，并可具有50至150的酸值。在另一实例中，该含磷酸酯的表面活性剂可以是CRODAFOS系列的。具体实例包括油基聚氧乙烯(3)醚磷酸酯、油基聚氧乙烯(10)醚磷酸酯、油基聚氧乙烯(5)醚磷酸酯、磷酸二油醇酯、ppg-5-十六烷基聚氧乙烯(10)醚磷酸酯、单磷酸C₉-C₁₅烷基酯、癸基聚氧乙烯(4)醚磷酸酯及其混合物。由商品名表示的其它具体实例包括CRODAFOS N3A、CRODAFOS N3E、CRODAFOSN10A、CRODAFOS HCE、CRODAFOS SG、ARLANTONE Map 950、MONOFAX 831、MONOFAS 1214、MONALUBE 215和ATLOX DP13/6。

保湿剂也可包含在该墨水载体中。合适的保湿剂的一个实例是

EG-1(LEG-1，甘油聚氧乙烯(26)醚，可获自Lipo Chemicals)。保湿剂的其它实例可包括多元醇，如1，2-己二醇、1，3-丙二醇、甘油、三-乙二醇和其组合。也可使用其它保湿剂。保湿剂可以以大约2重量％至大约12重量％(基于该液体墨水的总重量％计)的量添加到液体墨水中。

该墨水载体还可包含一种或多种抗微生物剂。适用于液体墨水的抗微生物剂包括用于液体粘结剂的任何上列抗微生物剂。在一个实例中，该液体墨水可包含大约0.1重量％至大约0.25重量％的抗微生物剂总量。在一些情况下，抗微生物剂可存在于添加到其它墨水组分中的颜料分散体中。

抗结垢剂也可包含在该墨水载体中。结垢是指在热喷墨印刷头的加热元件上的干燥墨水沉积。包含一种或多种抗结垢剂以助于防止结垢积聚。合适的抗结垢剂的实例包括油基聚氧乙烯(3)醚-磷酸酯(可作为CRODAFOS^TM O3A或CRODAFOS^TM N-3酸购得)或dextran500k。抗结垢剂的其它合适的实例包括CRODAFOS^TM HCE(来自Croda Int.的磷酸酯)、

N10(来自Croda Int.的油基聚氧乙烯(10)醚-磷酸酯)或

LFH(具有芳族锚定基团的聚合物分散剂，酸形式，阴离子型，来自Clariant)等。抗结垢剂可以以该液体墨水的总重量％的大约0.1重量％至大约1重量％的量存在于该液体墨水中。在本文中公开的实例中，抗结垢剂可改进液体墨水的可喷射性。

在本文中公开的一些实例中，该液体热喷墨墨水的墨水载体还可包含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(例如甘油聚氧乙烯(26)醚(LEG-1)，可获自Liponics)等。

该液体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，该液体墨水还包含着色剂。

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)在连续混合下缓慢添加到该颜料分散体中，以形成墨水组合物/液体墨水。

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、银色颜料或青铜色颜料)、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 Black4)。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)。

颜料的平均粒度可以为大约50纳米至大约200纳米。在一个实例中，平均粒度为大约80纳米至大约150纳米。

该液体墨水中的颜料分散体的总量为大约2％活性物至大约5％活性物(基于该液体墨水的总重量％计)。这种重量百分比考虑了该液体墨水中存在的活性颜料的重量％，并且没有考虑该液体墨水中的颜料分散体的总重量％。因此，当颜料是分散体的一部分时，对该颜料分散体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)。

如上文提到，在本文中公开的一些实例中，该颜料可借助阴离子聚合物(即阴离子聚合物分散剂)分散。该分散剂可以以该液体墨水的总重量％的大约0.1重量％至大约5重量％的量存在。

该液体热喷墨墨水还可包含聚氨酯。在一个实例中，聚氨酯存在于含水的聚氨酯分散体中。聚氨酯分散体以基于该液体墨水的总重量％的大约1％活性物至大约10％活性物的量存在于墨水中。这种重量百分比考虑了该液体墨水中存在的活性聚氨酯的重量％，并且没有考虑该液体墨水中的聚氨酯分散体的总重量％。因此，当聚氨酯是分散体的一部分时，对该聚氨酯分散体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)。该聚氨酯分散体可与颜料(例如颜料分散体)和墨水载体的组分一起添加以形成液体热喷墨墨水。

合适的聚氨酯的实例包括芳族聚醚聚氨酯、脂族聚醚聚氨酯、芳族聚酯聚氨酯、脂族聚酯聚氨酯、芳族聚己内酰胺聚氨酯、脂族聚己内酰胺聚氨酯、乙烯基-氨基甲酸酯杂化聚合物、丙烯酸系-氨基甲酸酯杂化聚合物、它们的共聚物及其组合。

如上文提到，该液体墨水包含小于1％活性物的量的蜡乳液。在一个实例中，该液体墨水基本不包含蜡乳液。在另一实例中，该液体墨水包含大约0.25％活性物至大约(在一些情况下小于)1％活性物(基于该液体墨水的总重量％计)的量的蜡乳液。这种重量百分比仍考虑该液体墨水中存在的活性蜡的重量％，并且没有考虑该液体墨水中的蜡乳液(其包含水)的总重量％。

并入液体墨水中的蜡乳液可以是上文关于并入液体粘结剂中的蜡乳液所列的任一蜡乳液。液体墨水中的蜡乳液中的蜡可具有与液体粘结剂中的蜡乳液中的蜡相同的熔点和/或粒度范围。液体墨水的蜡乳液中所用的乳化剂也可以是并入液体粘结剂的蜡乳液中的相同乳化剂。例如，用于稳定液体墨水中的蜡乳液的乳化剂可以是非离子乳化剂。如上文提到，如果该乳化剂是阳离子乳化剂，该阳离子乳化剂易通过液体墨水的阴离子组分絮凝。也如上文提到，阴离子乳化剂可能与液体粘结剂不相容，因为阴离子乳化剂可能与液体粘结剂中包含的钙盐的钙阳离子絮凝。因此，在液体粘结剂中的蜡乳液与液体墨水中的蜡乳液相同的实例中，可以使用非离子乳化剂而非阴离子乳化剂。在一个实例中，液体墨水中的蜡乳液与液体粘结剂中的蜡乳液相同。在另一实例中，液体墨水中的蜡乳液不同于液体粘结剂中的蜡乳液。

该蜡乳液可与聚氨酯(聚氨酯分散体)、颜料(例如颜料分散体)和墨水载体的其它组分一起添加以形成液体热喷墨墨水。该液体墨水的余量是水。

在制备液体粘结剂和液体墨水后，可以使用热喷墨印刷机将液体粘结剂和液体墨水施加到基底上。液体粘结剂可以直接数字印刷在基底上，并且可以在液体墨水上数字印刷液体墨水。该基底可以是涂覆或未涂覆纸。

在本文中还公开了一种喷墨印刷系统。在一个实例中，该喷墨印刷系统是热喷墨印刷系统。该喷墨印刷系统包括液体粘结剂和液体墨水。

该喷墨印刷系统的液体粘结剂可以是上述液体粘结剂。在一个实例中，该喷墨印刷系统的液体粘结剂包含钙盐、大于0％活性物至大约2％活性物的量的蜡乳液、炔属表面活性剂、二醇和余量水。在另一实例中，该喷墨印刷系统的液体粘结剂不包含颜料和聚合物粘合剂。

该喷墨印刷系统的液体墨水可以是上述液体墨水。在一个实例中，该喷墨印刷系统的液体墨水包含颜料分散体、聚氨酯分散体、0.25％活性物至大约(在一些情况下小于)1％活性物的量的蜡乳液、醚助溶剂和余量水。在另一实例中，该喷墨印刷系统的液体墨水进一步包含保湿剂、磷酸酯表面活性剂和炔属表面活性剂。液体墨水的蜡乳液和/或炔属表面活性剂可(分别)与液体粘结剂的蜡乳液和/或炔属表面活性剂相同或不同。

在本文中还公开了一种改进热喷墨印刷喷嘴健康和可靠性(例如通过可过滤性、附聚物形成和附聚物可恢复性测得)的方法。该方法包括在液体粘结剂组合物中并入大于0％活性物至大约2％活性物的蜡乳液和在液体墨水中并入大约0.25％活性物至大约(在一些情况下小于)1％活性物的蜡乳液。并入液体墨水中的蜡乳液可与并入液体粘结剂中的蜡乳液相同或不同。

该方法的液体粘结剂可以是在添加蜡乳液前的上述液体粘结剂。在一个实例中，向其中并入蜡乳液的液体粘结剂包含钙盐、炔属表面活性剂、二醇和水。

该方法的液体墨水可以是在添加蜡乳液前的上述液体墨水。在一个实例中，向其中并入蜡乳液的液体墨水包含颜料分散体、聚氨酯分散体、醚助溶剂和水。

在一个实例中，该方法可进一步包括从液体粘结剂中排除颜料和聚合物粘合剂。

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

用低密度聚乙烯蜡乳液制备液体热喷墨墨水的五个实施例。各实施例墨水除并入其中的蜡的活性量外具有相同的通用配方。这五种墨水各自中的蜡量显示在下表2中。除并入其中的蜡的活性量外，这五个实施例墨水的通用配方与所用各组分的重量％一起显示在表1中。颜料分散体(标作炭黑分散体)和聚氨酯分散体(标作PU分散体)的重量百分比代表％活性物，即最终配制物中存在的总颜料固体和总聚氨酯固体。

表1

测试各实施例墨水的可过滤性。为了测试可过滤性，将实施例墨水加载到60mLBecton Dickinson注射器中，其随后配备0.7μm聚丙烯微纤维注射器过滤器(Whatman制造)。该注射器随后在60psi下推下。

各实施例墨水中所含的蜡活性物的量、过滤各实施例墨水所耗的时间和一旦过滤器堵塞留下的墨水量显示在表2中。对于留下的墨水量，0值表明该过滤器没有堵塞。

表2

实施例墨水	蜡活性物(％)	过滤时间(s)	留下的墨水(g)
				MY-1652	0	25	0
MY-1653	0.25	35	0
				MY-1654	0.50	52	0
MY-1655	0.75	75	5
				MY-1656	1.00	55	17

如表2中所示，随着并入墨水中的蜡活性物的量增加，可过滤性降低。对于实施例墨水MY-1652、MY-1653、MY-1654和MY-1655，随着墨水中的蜡活性物的量增加，过滤墨水所耗的时间增加。过滤实施例墨水MY-1656所耗的时间仅少于MY-1655，因为过滤器更快堵塞。此外，具有最低量的蜡活性物的三个实施例墨水能够完全过滤而不堵塞过滤器。

也测试各实施例墨水的附聚物形成和附聚物可恢复性。为了测试附聚物形成，将实施例墨水加载到印刷头中。将印刷头去盖(uncapped)并在喷嘴向下的情况下储存在60℃炉中5小时。然后，对于各印刷头，通过命令印刷头的所有喷嘴喷射，印刷喷嘴健康图样。印刷头喷嘴中的附聚物的存在可能造成喷嘴未喷射，这反映在喷嘴健康图样中。

图1A显示实施例墨水MY-1652的喷嘴健康图样。图2A显示实施例墨水MY-1653的喷嘴健康图样。图3A显示实施例墨水MY-1654的喷嘴健康图样。图4A显示实施例墨水MY-1655的喷嘴健康图样。图5A显示实施例墨水MY-1656的喷嘴健康图样。

如图1A、2A、3A、4A和5A中所示，随着并入墨水中的蜡活性物的量增加，附聚物的形成增加。含有较高量的蜡活性物的实施例墨水在喷嘴健康图样上印刷较少墨水。

在印刷图1A、2A、3A、4A和5A中所示的喷嘴健康图样后，测试各实施例的附聚物可恢复性(即除去附聚物以使喷嘴能够喷射)。为了测试附聚物可恢复性，通过喷嘴喷吐、用干聚酯织物擦拭、用水润湿的聚酯织物擦拭和用去离子水冲洗的组合维护各印刷头。然后对各印刷头印刷第二喷嘴健康图样。从印刷头喷嘴除去附聚物导致较少的喷嘴未喷射情况，这反映在第二喷嘴健康图样中。

图1B显示实施例墨水MY-1652的第二喷嘴健康图样。图2B显示实施例墨水MY-1653的第二喷嘴健康图样。图3B显示实施例墨水MY-1654的第二喷嘴健康图样。图4B显示实施例墨水MY-1655的第二喷嘴健康图样。图5B显示实施例墨水MY-1656的第二喷嘴健康图样。

如图1B、2B、3B、4B和5B中所示，随着并入墨水中的蜡活性物的量增加，附聚物的可恢复性降低。尽管在含有较高量的蜡活性物的实施例墨水的第二喷嘴健康图样上印刷较少墨水(例如比较MY-1654、MY-1655和MY-1656与MY-1652和MY-1653)，但各墨水MY-1653、MY-1654、MY-1655、MY-1656的第二喷嘴健康图样好于各墨水的第一喷嘴健康图样。

图6A显示实施例墨水MY-1653在炉储存后的印刷头喷嘴的显微图像的图示说明，且图6B显示实施例墨水MY-1653在维护后的印刷头喷嘴的显微图像的图示说明。图6A表明印刷头喷嘴部分堵塞，且图6B表明印刷头喷嘴的堵塞减轻。

实施例2

用低密度聚乙烯蜡乳液制备液体粘结剂的三个实施例和液体热喷墨墨水的两个实施例。所用实施例墨水是上述MY-1653(0.25％蜡活性物)和MY-1654(0.50％蜡活性物)。各实施例粘结剂除并入其中的蜡活性物的量外具有相同的通用配方。除并入其中的蜡的活性量外，这三个实施例粘结剂的通用配方与所用各组分的重量％一起显示在表3中。

表3

组分	量(wt％)
		钙盐	10.8
炔属表面活性剂	0.2
		二醇助溶剂	12.0
水	余量

这三个实施例粘结剂各自中的蜡量显示在下表4中。也用与实施例粘结剂相同的通用配方制备对比粘结剂，除了对比粘结剂不含蜡乳液。

各实施例粘结剂与各实施例墨水一起使用以在RockTenn 3未涂覆(RT3)基底上印刷实心黑色图样。对比粘结剂也与各实施例墨水一起使用以在RT3基底上印刷实心黑色图样。

测试各印记的耐蹭污性和耐磨性。为了测试耐蹭污性，用RT3基底方块以圆形运动摩擦印记1个周期。测量该方块的L*。较高L*值指示较少墨水转移。为了测试耐磨性，用

2000^TM摩擦测试仪(Gardco制造)摩擦印记250次。对印记的损坏使用1-5标度视觉分级，5表明没有看见损坏，1表明墨水膜完全被刮掉。

各印记的耐蹭污性试验和耐磨性试验的结果显示在表4中。

表4

墨水中的蜡活性物(％)	粘结剂中的蜡活性物(％)	蹭污	磨损
				0.25	0	222	1
0.25	1.0	222	4
				0.25	1.5	222	4
0.25	2.0	222	4
				0.50	0	222	4
0.50	1.0	222	5
				0.50	1.5	222	5
0.50	2.0	222	5

如表4中所示，对于相同的实施例墨水，用实施例粘结剂制成的印记具有与用对比粘结剂(不包含蜡)制成的印记相比改进的耐久性。尽管实施例粘结剂和对比粘结剂的蹭污值相同，但实施例粘结剂的磨损值在实施例墨水MY-1653(含有0.25％蜡活性物)的情况下为4(与对比粘结剂的1相比)和在实施例墨水MY-1654(含有0.50％蜡活性物)的情况下为5(与对比粘结剂的4相比)。

因此，通过使用实施例粘结剂，该液体热喷墨墨水可含有较少蜡活性物以改进可过滤性、降低附聚物形成和改进附聚物可恢复性(如上文实施例1中所示)并保持耐久性的阈值水平。

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0.25重量％至大约2重量％的范围应被解释为不仅包括大约0.25重量％至大约2重量％的明确列举的界限，还包括独立值，如0.5重量％、1.25重量％、1重量％、1.55重量％等，和子范围，如大约0.35重量％至大约1重量％、大约0.5重量％至大约1.7重量％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％)。

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。

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.用于液体墨水的液体粘结剂，所述液体粘结剂包含：

钙盐；

以大于0%活性物至2%活性物的量存在的第一蜡乳液；

炔属表面活性剂；

二醇；和

余量水；

其中所述液体粘结剂要用热喷墨印刷头在所述液体墨水下方数字印刷在基底上，所述液体粘结剂不包含颜料和聚合物粘合剂，并且所述液体墨水包含小于1%活性物的量的第二蜡乳液。

2.如权利要求1中所述的液体粘结剂，其中：

所述钙盐以5重量%至15重量%的量存在；

所述炔属表面活性剂以0.25重量%至2重量%的量存在；且

所述二醇以2重量%至20重量%的量存在。

3.如权利要求1中所述的液体粘结剂，其中所述钙盐选自丙酸钙、泛酸钙、硝酸钙及其组合。

4.如权利要求1中所述的液体粘结剂，其中：

第一蜡乳液和第二蜡乳液各自选自低密度聚乙烯蜡乳液、石蜡乳液、巴西棕榈蜡乳液、聚四氟乙烯蜡乳液及其组合；且

第一蜡乳液中的蜡和第二蜡乳液中的蜡各自的熔点为下列之一：

小于105℃；或

大于300℃。

5.如权利要求1中所述的液体粘结剂，其中第一蜡乳液中的蜡和第二蜡乳液中的蜡各自的粒度小于500纳米。

6.喷墨印刷系统，其包含：

液体粘结剂，其包含：

钙盐；

以大于0%活性物至2%活性物的量存在的第一蜡乳液；

第一炔属表面活性剂；

二醇；和

余量水；和

液体墨水，其包含：

颜料分散体；

聚氨酯分散体；

以0.25%活性物至1%活性物的量存在的第二蜡乳液；

醚助溶剂；和

余量水；

其中所述液体粘结剂不包含颜料和聚合物粘合剂。

7.如权利要求6中所述的喷墨印刷系统，其中所述液体墨水进一步包含保湿剂、磷酸酯表面活性剂和第二炔属表面活性剂。

8.如权利要求7中所述的喷墨印刷系统，其中：

所述钙盐以5重量%至15重量%的量存在于液体粘结剂中；

所述第一炔属表面活性剂以0.25重量%至2重量%的量存在于液体粘结剂中；

所述二醇以2重量%至20重量%的量存在于液体粘结剂中；

所述颜料分散体以2%活性物至5%活性物的量存在于液体墨水中；

所述聚氨酯分散体以1%活性物至10%活性物的量存在于液体墨水中；

所述醚助溶剂以2重量%至12重量%的量存在于液体墨水中；

所述保湿剂以2重量%至12重量%的量存在于液体墨水中；

所述磷酸酯表面活性剂以0.25重量%至2重量%的量存在于液体墨水中；且

所述第二炔属表面活性剂以0.25重量%至2重量%的量存在于液体墨水中。

9.如权利要求6中所述的喷墨印刷系统，其中：

所述聚氨酯分散体选自芳族聚醚聚氨酯分散体、脂族聚醚聚氨酯分散体、芳族聚酯聚氨酯分散体、脂族聚酯聚氨酯分散体、芳族聚己内酰胺聚氨酯分散体、脂族聚己内酰胺聚氨酯分散体、乙烯基-氨基甲酸酯杂化聚合物分散体、丙烯酸系-氨基甲酸酯杂化聚合物分散体、它们的共聚物的分散体及其组合；且

所述钙盐选自丙酸钙、泛酸钙、硝酸钙及其组合。

10.如权利要求6中所述的喷墨印刷系统，其中第一蜡乳液和第二蜡乳液各自选自低密度聚乙烯蜡乳液、石蜡乳液、巴西棕榈蜡乳液、聚四氟乙烯蜡乳液及其组合；且

小于105℃；或

大于300℃。

11.如权利要求6中所述的喷墨印刷系统，其中所述喷墨印刷系统是热喷墨印刷系统。

12.改进热喷墨印刷喷嘴健康和可靠性的方法，所述方法包括：

在液体粘结剂组合物中并入大于0%活性物至2%活性物的第一蜡乳液，所述液体粘结剂组合物包含：

钙盐；

炔属表面活性剂；

二醇；和

余量水；和

在液体墨水中并入0.25%活性物至1%活性物的第二蜡乳液，所述液体墨水包含：

颜料分散体；

聚氨酯分散体；

醚助溶剂；和

余量水；

其中所述液体粘结剂不包含颜料和聚合物粘合剂。

13.如权利要求12中所述的方法，其中热喷墨印刷喷嘴健康和可靠性通过可过滤性、附聚物形成和附聚物可恢复性测得。