CN1786090B - 多相低能量凝胶油墨组合物 - Google Patents

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Abstract

油墨组合物包括着色剂、聚合物胶乳如三元共聚物胶乳，非必要的可分散聚合物、分散剂如磺化聚酯和液体载体如水。油墨组合物在环境温度下是稳定的液体，但在加热或去除一部分液体载体时成为凝胶。

Description

多相低能量凝胶油墨组合物
技术领域
本发明总体上涉及油墨组合物，并更特别地涉及多相低能量凝胶油墨组合物。甚至更特别地，本发明涉及包含着色剂、胶乳、多元醇和/或二醇、分散剂如磺化聚酯和液体载体如水的油墨组合物。
背景技术
通常，相变油墨(有时称为″热熔油墨″和/或″凝胶油墨″)在环境温度下为固相，但在喷墨打印设备，如压电喷墨打印设备的高操作温度下以液相存在.在喷射操作温度下，从打印设备喷射液体油墨的小滴，并且当油墨小滴直接或通过中间加热的转印带或转鼓与记录衬底的表面接触时，它们快速固化或固定以形成固化油墨滴的预定图案.相变油墨也用于其它印刷技术，如凹版印刷，例如在美国专利5,496,879和德国专利公开DE 4205636AL和DE 4205713AL中公开的那样.
可以认为凝胶油墨是特定类型的相变油墨。在凝胶油墨中，油墨组合物在低温下通常以稳定的常常是液体的组合物存在，但在高温下和/或当从油墨中除去水时形成具有非常高粘度的溶液.发生的相变类型是从稳定的液体到更高粘度的凝胶基体，该基体仍然包含液体组分.因此，凝胶油墨可用于在加热的衬底上印刷，或当使用加热设备，如辐射加热器或熔凝器时可用于在较低温度衬底上印刷.
用于彩色打印的相变油墨典型地包括相变油墨载体组合物，该组合物与相变油墨相容性着色剂结合.在具体的实施方案中，可以通过结合油墨载体组合物与相容性减色主着色剂形成一系列着色相变油墨.减色主着色相变油墨可包括四种组分染料，即青色料、品红色料、黄色料和黑色料，尽管油墨不限于这四种颜色.这些减色主着色油墨可以通过使用单一染料或染料混合物形成.例如，品红色料可以通过使用溶剂红染料混合物获得或者复合黑色料可以通过混合几种染料获得。美国专利4,889,560，4,889,761和5,372,852教导所用的减色主着色剂可包括来自染料索引(C.I.)溶剂染料、分散染料、改性酸性和直接染料及碱性染料类别的染料。着色剂也可包括颜料，例如在美国专利5,221,335中公开的那样，美国专利5,621,022公开了具体类别聚合物染料在相变油墨组合物中的用途.
相变油墨也用于诸如邮政标记、工业标记和标签的应用，以及用于包括特种应用的办公室和生产印刷应用两者.
由于它们在运输、长期贮存等期间在室温下为固相，因此对于喷墨打印机相变油墨是理想的.此外，由于液体喷墨油墨的油墨蒸发所引起的喷嘴堵塞的相关问题被极大地消除，由此改进喷墨打印的可靠性.另外，在其中将油墨小滴直接施加到最终记录衬底(例如纸、透明材料等)上的相变喷墨打印机中，小滴在与衬底接触时立即固化，以便防止油墨沿印刷介质的迁移并改进点质量.
适于用作相变油墨载体组合物的组合物是已知的.公开这种材料的参考文献的一些代表性例子包括美国专利3,653,932、4,390,369、4,484,948、4,684,956、4,851,045、4,889,560、5,006,170、5,151,120、5,372,852和5,496,879、欧洲专利公开0187352和0206286、德国专利公开DE 4205636AL和DE 4205713AL和PCT专利申请WO94/04619。合适的载体材料可包括石蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡、酯蜡、脂肪酸和其它蜡状材料、含脂肪酰胺的材料、磺酰胺材料、从不同天然来源(例如妥尔油松香和松香酯)制备的树脂性材料和许多合成树脂、低聚物、聚合物和共聚物.
尽管已知的组合物和方法适用于它们希望的目的，但仍需要适于喷墨打印工艺，如压电喷墨打印工艺等的相变和其它油墨.此外，需要可以在比目前已知的相变油墨低的温度下喷射，由此能够降低能量的使用和油墨改进的热稳定性的油墨.另外，需要在喷射温度下显示理想的低粘度，由此能够增加喷射频率的油墨.另外，需要产生具有理想的低摩擦系数，由此当将含有在其上印刷的油墨的衬底通过复印机中的自动文件处理器时改进性能和也改进图像的触感及在一些情况下改进干燥拖影特性的油墨.也需要产生具有降低的堆叠高度的图像的油墨.此外，需要产生具有改进耐划痕性的图像的油墨.另外，需要产生具有改进观感和触感特性的油墨.另外，需要产生具有改进性能和韧性特性的图像的油墨.也需要适于高速打印，由此能够处理和生产印刷应用的油墨.
例如，尽管存在这些各种各样的油墨设计，然而仍然需要改进的油墨组合物。特别地，需要改进的油墨组合物以提供改进的印刷物性能，如在各种印刷物衬底上的持久性和稳健性、改进的光学密度，较少的通透观感(showthrough)(即从印刷衬底的相对侧的外观)等。
发明内容
特别地，通过一种油墨组合物提供了以上各种需要和/或其它需要，该组合物包括：
着色剂；
聚合物胶乳；
非必要的可分散聚合物；
聚酯；和
液体载体.
具体实施方式
本发明的相变油墨包含相变载体体系或组合物.典型地设计相变载体组合物用于直接印刷模式或间接或胶版印刷转印系统.相变载体组合物通常能够使油墨组合物从在低温下的稳定液体组合物变化到在更高温度下或当除去水和/或溶剂时的更高粘度的凝胶组合物.
在直接印刷模式中，在一个实施方案中相变载体组合物包含一种或多种材料，该材料能够使相变油墨(1)当在直接印刷到记录衬底之后冷却到环境温度时，在最终记录衬底(如纸、透明材料等)上施加均匀厚度的薄膜，(2)是延伸性的同时保持足够的柔韧性使得在衬底上施加的图像在弯曲时不断裂，和(3)具有高程度的耐晒牢度、色度、透明性和热稳定性.
在胶版印刷转印或间接印刷模式中，在一个实施方案中相变载体组合物不仅仅显示直接印刷模式所需的特性，而且显示用于这种系统所需的某些流体和机械性能，例如在美国专利5,389,958中所述.
本发明的油墨组合物通常包括着色剂、胶乳、多元醇和/或二醇、分散剂如磺化聚酯和液体载体如水.
用于形成油墨组合物的胶乳优选是聚合物胶乳.在实施方案中，优选聚合物胶乳是共聚物或优选三元共聚物胶乳.在其中胶乳是三元共聚物胶乳的实施方案中，三元共聚物优选由单体单元以下式的嵌段或优选无规组合组成：
Figure S051D3902320051230D000041
其中A、B和C表示单体单元，m、n和p表示无规三元共聚物各单体单元的摩尔分数，每个R1独立地是氢或甲基，对应于丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体，R2是1-约10个碳原子的取代或未取代烷基链如甲基、乙基、丙基、丁基，或取代或未取代苯基；和R3是具有一个或多个氧原子的烷氧基，如环氧乙烷、含有2-约10或-约20个环氧乙烷单元的聚环氧乙烷或环氧丙烷.
在三元共聚物的以上通式中，A、B和C优选是(甲基)丙烯酸酯类单体，它们可以是取代或未取代的.在此使用的(甲基)丙烯酸酯用于表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；因此，(甲基)丙烯酸甲酯表示丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯.优选，A表示(甲基)丙烯酸苯酯，B表示(甲基)丙烯酸烷氧基酯，其中烷氧基是-C-C-(O-C-C)3，和C表示酸性(甲基)丙烯酸酯如丙烯酸或甲基丙烯酸.
在三元共聚物的以上通式中，n、m和p表示各聚合物单元的摩尔百分比.每个n、m和p独立地是约0.1-约99.9mol％，它们的和n+m+p为100，且优选n是约30-50mol％，m是约10-50mol％和p是约1-约5mol％，条件是m、n和p的和是三元共聚物的100mol％。三元共聚物的数均分子量为约5000-约50,000和重均分子量为约10,000-约250,000g/mol.
优选以三元共聚物在合适液体如水中的悬浮液或胶乳的形式提供胶乳.可以采用例如约10或20％-约60或70％的固体含量提供胶乳，尽管约30-约40％，或约36％是优选的.
油墨组合物也非必要地包括可分散聚合物，或湿润剂，它们通常可用于改进在打印头喷嘴的水保留性以改进喷射功能性，特别是在打印头长时间空置之后.这种可分散聚合物的例子包括但不限于二醇和甘油引发的聚醚三醇.具体的例子包括例如丙氧基化多元醇，如
Figure S051D3902320051230D000042
CP450多元醇(平均分子量为450的甘油丙氧基化聚醚三醇)和
Figure S051D3902320051230D000051
CP300多元醇(平均分子量为300的甘油丙氧基化聚醚三醇).在实施方案中优选的可分散聚合物是购自DowChemical Co.，Midland，密歇根州的
Figure S051D3902320051230D000052
370。认为
Figure S051D3902320051230D000053
370是一种或多种如下基团：
Figure S051D3902320051230D000054
和基于此(购自Dow Chemical Co.，Midland，Mich.)中心基团的任何其它可能的单-，二-，三-和四价基团的混合物，其中a、b、c、d、e、f和g每个均是表示环氧乙烷重复单元数目的整数并且原材料(其中所有的端基由羟基封端)的分子量是约1,040。
油墨组合物也优选包含分散剂和/或表面活性添加剂以协助在液体载体中分散其它油墨组分。可以使用的分散剂的例子包括但不限于水溶性聚合物，如聚乙烯醇、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠和聚甲基丙烯酸钾；阴离子表面活性剂，如十二烷基苯磺酸钠、十八烷基硫酸钠、油酸钠、月桂酸钠和硬脂酸钾；阳离子表面活性剂，如月桂基乙酸胺、硬脂基乙酸胺和月桂基甲基氯化铵；两性表面活性剂，如月桂基二甲基氧化胺；非离子表面活性剂，如聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚和聚氧乙烯烷基胺；无机盐，如磷酸三钙、氢氧化铝、硫酸钙、碳酸钙和碳酸钡；其混合物等.在一些优选的实施方案中，分散剂是聚酯，优选磺化聚酯.
在实施方案中，可以采用提供稳定作用的数量或更高的数量加入选择用于油墨组合物的聚合物或高分子量分散剂。因此，例如可以采用比稳定油墨所需高的比例加入组分，由此用作粘度改性剂。
当聚酯用作分散剂时，聚酯分散剂最优选是磺化聚酯.磺化聚酯可以由任何合适的酸和醇形成.优选，聚酯衍生自一种或多种对苯二甲酸酯和一种或多种二醇。例如，聚酯可以衍生自例如包括三种二醇组分的反应。在本文最优选的实施方案中，聚酯是衍生自对苯二甲酸二甲酯、二甲基5-磺基间苯二甲酸钠、丙二醇、二甘醇和二丙二醇的反应的磺化聚酯.
可用于本发明的磺化聚酯的另外例子包括在美国专利5,593,807和5,945,245中说明的那些，例如包括钠磺化聚酯，并且更具体地，聚酯如聚(1，2-亚丙基-钠代5-磺基间苯二甲酸酯)、聚(亚新戊基-钠代5-磺基间苯二甲酸酯)、聚(二亚乙基-钠代5-磺基间苯二甲酸酯)、共聚(1，2-亚丙基-钠代5-磺基间苯二甲酸酯)-共聚-(1，2-亚丙基-对苯二甲酸酯-邻苯二甲酸酯)、共聚(1，2-亚丙基-二亚乙基-钠代5-磺基间苯二甲酸酯)-共聚-(1，2-亚丙基-二亚乙基-对苯二甲酸酯-邻苯二甲酸酯)、共聚(亚乙基-亚新戊基-钠代5-磺基间苯二甲酸酯)-共聚-(亚乙基-亚新戊基-对苯二甲酸酯-邻苯二甲酸酯)和共聚(丙氧基化双酚A)-共聚-(丙氧基化双酚A-钠代5-磺基间苯二甲酸酯).
在实施方案中磺化聚酯可以由如下通式，或其无规共聚物表示，其中n和p链段是分开的.
Figure S051D3902320051230D000061
其中R是具有例如2-约25个碳原子的亚烷基，如亚乙基、亚丙基、亚丁基、氧亚烷基、二环氧乙烷等；R′是具有例如约6-约36个碳原子的亚芳基，如亚苄基、双亚苯基、双(烷氧基)亚双酚基(bisphenolene)等；X表示合适的抗衡离子，如碱金属如钠；并且p和n表示各无规重复链段的摩尔百分比，使得总体聚合物包含约10-约20,000个重复链段。碱磺基聚酯具有例如约1,500-约50,000克每摩尔的数均分子量(Mn)和约6,000克每摩尔-约150,000克每摩尔的重均分子量(Mw)，该分子量由凝胶渗透色谱和使用聚苯乙烯作为标准物测量。优选，选择以上通式中的n和p以表示约1-约99，如约3或约5-约95或约97的摩尔百分比，使得n+p＝100.优选，在实施方案中，n是约96mol％而p是约4mol％。
油墨组合物也包括液体载体.液体载体可包括水或溶剂如二醇或多元醇或水与水溶性助溶剂的共混物的一种或多种.如果使用增溶剂第三助溶剂生产均相载体，则也可以使用在水中具有有限溶解度的助溶剂。液体载体有助于保证油墨组合物在室温(典型地约20℃)下为稳定液态，但在加热时和/或在去除一些水或液体含量时转变成凝胶态.如果需要，液体载体可以为完全水、完全二醇和/或多元醇(可以在胶乳组分中存在的任何水除外)，或水和二醇和/或多元醇的组合。
当包括二醇和/或多元醇时，挑选选择的液体或液体混合物以与其它油墨组分相容，并且该液体或液体混合物在性质上可以是极性或非极性的.合适液体的具体例子包括极性液体如二醇醚、酯、酰胺、醇等，具体的例子包括丁基卡必醇、三丙二醇单甲基醚、1-苯氧基-2-丙醇、邻苯二甲酸二丁酯、癸二酸二丁酯、1-十二烷醇等，以及其混合物.其它合适的例子包括乙二醇、二甘醇、三甘醇、二羟甲基丙酸、蔗糖、聚四亚甲基二醇(MW<约3000)、聚丙二醇(MW<约3000)、聚酯多元醇(MW<约3000)、聚乙二醇(MW<约3000)、季戊四醇、三乙醇胺、甘油、1，6-己二醇、N-甲基-N，N-二乙醇胺、三羟甲基丙烷、N，N，N′，N′-四(2-羟丙基)乙二胺等.在一些优选的实施方案中，采用二甘醇。
液体载体组分在油墨中以任何所需或有效的数量存在.在一个实施方案中，液体载体组分存在的数量为油墨的约5-约60wt％；在另一个实施方案中液体载体组分存在的数量为油墨的约10-约55wt％；并且在又一个实施方案中液体载体组分存在的数量为油墨的约20-约50wt％.然而，如果需要，可以使用这些范围以外的数量.
油墨组合物也包含着色剂，优选可自分散的着色剂。任何所需或有效的着色剂可用于油墨，包括染料、颜料、其混合物等，条件是着色剂可以在油墨载体中溶解或分散.载体组合物可以与常规油墨着色剂材料，如染料索引(C.I.)溶剂染料、分散染料、改性酸性和直接染料、碱性染料、硫染料、Vat染料等结合使用.合适染料的例子包括Neozapon红492(BASF)、Orasol红G(Ciba-Geigy)、直接亮粉B(Crompton & Knowles)、Aizen Spilon红C-BH(HodogayaChemical)、Kayanol红3BL(Nippon Kayaku)、Levanol亮红3BW(Mobay Chemical)、Levaderm柠檬黄(Mobay Chemical)、醇溶坚牢黄3G、Aizen Spilon黄C-GNH(Hodogaya Chemical)、SiriusSupra黄GD 167、Cartasol亮黄4GF(Sandoz)、Pergasol黄CGP(Ciba-Geigy)、Orasol黑RLP(Ciba-Geigy)、Savinyl黑RLS(Sandoz)、Dermacarbon 2GT(Sandoz)、Pyrazol黑BG(ICI)、Morfast黑Conc.A(Morton-Thiokol)、Diaazol黑RN Quad(ICI)、Orasol蓝GN(Ciba-Geigy)、Savinyl蓝GLS(Sandoz)、Luxol蓝MBSN(Morton-Thiokol)、Sevron蓝5GMF(ICI)、Basacid蓝750(BASF)、Neozapon黑X51[C.I.溶剂黑，C.I.12195](BASF)、苏丹蓝670[C.I.61554](BASF)、苏丹黄146[C.I.12700](BASF)、苏丹红462[C.I.26050](BASF)、来自Crompton and Knowles的Intratherm黄346、C.I.分散黄238、Neptune红Base NB543(BASF，C.I.溶剂红49)、来自BASF的Neopen蓝FF-4012、来自ICI的Lampronol黑BR(C.I.溶剂黑35)、Morton Morplas品红36(C.I.溶剂红172)、金属酞菁着色剂如在美国专利6,221,137中公开的那些，该文献的公开内容在此完全引入作为参考，等等。也可以使用聚合物染料，例如在美国专利5,621,022和5,231,135中公开的那些，和例如购自Milliken&Company的Milliken油墨黄869、Milliken油墨蓝92、Milliken油墨红357、Milliken油墨黄1800、Milliken油墨黑8915-67、未切割反应物橙X-38、未切割反应物蓝X-17和未切割反应物紫X-80.
颜料也是用于油墨的合适着色剂.合适颜料的例子包括紫调色剂VT-8015(Paul Uhlich)、Paliogen紫5100(BASF)、Paliogen紫5890(BASF)、永久紫VT2645(Paul Uhlich)、Heliogen绿L8730(BASF)、Argyle绿XP-111-S(Paul Uhlich)、亮绿调色剂GR0991(Paul Uhlich)、立索猩红D3700(BASF)、甲苯胺红(Aldrich)、用于Thermoplast NSD PS PA的猩红(Ugine Kuhlmann，加拿大)、E.D.甲苯胺红(Aldrich)、立索玉红调色剂(Paul Uhlich)、立索猩红4440(BASF)、Bon红C(Dominion Color Company)、Royal亮红RD-8192(Paul Uhlich)、Oracet粉RF(Ciba-Geigy)、Paliogen红3871K(BASF)、Paliogen红3340(BASF)、立索坚牢猩红L4300(BASF)、Heliogen蓝L6900，L7020(BASF)、Heliogen蓝K6902，K6910(BASF)、Heliogen蓝D6840，D7080(BASF)、苏丹蓝OS(BASF)、Neopen蓝FF4012(BASF)、PV坚牢蓝B2G01(American Hoechst)、Irgalite蓝BCA(Ciba-Geigy)、Paliogen蓝6470(BASF)、苏丹III(红橙)(Matheson，Colemen Bell)、苏丹II(橙)(Matheson，Colemen Bell)、苏丹橙G(Aldrich)、苏丹橙220(BASF)、Paliogen橙3040(BASF)、Ortho橙OR2 673(Paul Uhlich)、Paliogen黄152、1560(BASF)、立索坚牢黄0991 K(BASF)、Paliotol黄1840(BASF)、Novoperm黄FGL(Hoechst)、永久黄YE 0305(Paul Uhlich)、Lumogen黄D0790(BASF)、Suco-黄L1250(BASF)；Suco-黄D1355(BASF)、Suco坚牢黄D1355，D1351(BASF)、Hostaperm粉E(American Hoechst)、Fanal粉D4830(BASF)、Cinquasia品红(Du Pont)、Paliogen黑L0084(BASF)、颜料黑K801(BASF)、和炭黑如REGAL(Cabot)、炭黑5250、炭黑5750(Columbia Chemical)、IJX-157(Cabot)等.
对于诸如邮政标记或工业标记和标签应用除减色主色料以外的其它油墨色料是所需的，并且本发明适用于这些需求。另外，红外(IR)或紫外(UV)吸收染料也可引入用于诸如产品″不可见″编码或标记应用的油墨中.这种红外和紫外吸收染料的例子公开于例如美国专利5,378,574、5,146,087、5,145,518、5,543,177、5,225,900、5,301,044、5,286,286、5,275,647、5,208,630、5,202,265、5,271,764、5,256,193、5,385,803和5,554,480中.
着色剂在油墨中以任何所需或有效的数量存在以获得所需的颜色或色调.典型地，着色剂在油墨存在的数量为油墨的至少约0.1wt％，优选为油墨的至少约0.2wt％，且更优选为油墨的至少约0.5wt％，并且典型地不大于油墨的约50wt％，优选不大于油墨的约20wt％，和更优选不大于油墨的约10wt％。然而，依赖于具体的印刷需求，该数量可以在这些范围以外。
油墨组合物的最终固体含量优选大于约10wt％。有利地，油墨组合物的固体含量可大于约15wt％，并且甚至更优选大于约20wt％.油墨组合物的最终水含量也优选小于约80wt％.有利地，油墨组合物的水含量可小于约70wt％，且甚至更优选小于约60wt％.
在实施方案中，选择油墨组合物中固体添加剂的比例以提供油墨组合物，该组合物在高于环境温度的高温下提供从液态到凝胶态的相转变。因此，例如油墨组合物在不低于约30℃，且优选不低于约40℃或不低于约50℃的温度下显示从液态到凝胶态的相转变。
油墨组合物可以由任何所需或合适的方法制备。例如，可以将油墨成分混合在一起，随后加热到在一个实施方案中至少约50℃的温度，和在一个实施方案中不高于约100℃的温度，尽管温度可以在这些范围以外，并搅拌直到获得均相油墨组合物，随后冷却油墨到环境温度(典型地约20-约25℃).
在优选的实施方案中，将除胶乳以外的油墨组合物组分混合在一起，随后通过混合加入胶乳以得到最终的油墨组合物.因此，例如可以通过首先混合着色剂、多元醇和/或二醇、分散剂如磺化聚酯和液体载体如水，随后在搅拌下加入胶乳制备油墨组合物.在实施方案中，在将剩余的油墨组分混合在一起之后加入胶乳，因为一些胶乳在分散油墨组分如磺化聚酯所需的更高温度下不稳定.然而，在特定的胶乳显示高温稳定性的情况下，可以采用不同的顺序结合油墨组分，如通过在单一步骤中将所有的组分混合在一起.
如此形成的油墨组合物在室温(典型地约20℃)下为稳定的液态，但在加热时和/或在去除一些水或液体含量时转变成凝胶态.例如，在实施方案中，油墨组合物在60℃下的粘度为约2-约30mPa.s并优选约3-约15mPa.s，而在室温下的粘度为约1.5-约4mPa.s以上(higher)，典型地为约2mPa.s以上。
上述油墨组合物可以有利地用于形成图像的方法，该方法包括喷射油墨组合物的小滴以在衬底上形成图像；并将该图像定影到该衬底上.在该方法中，所述喷射包括将油墨组合物的小滴喷射到加热的中间转印元件上以形成图像，并从该加热的中间转印元件将所述图像转印到衬底上；所述定影包括在一定温度下熔凝、在一定压力下熔凝和采用辐射熔凝器熔凝中的至少一种。
上述的油墨组合物可以有利地用于打印工艺，特别是压电打印工艺.打印工艺通常包括将以上油墨组合物引入到喷墨打印设备中，如需要加热油墨，并引起加热的油墨小滴以成像式图案喷出到记录衬底上.在一个具体的实施方案中，打印设备采用压电打印工艺，其中通过压电振动元件的振荡以成像式图案引起油墨小滴喷出。上述的油墨也可用于其它喷墨打印工艺，如声学喷墨打印、热喷墨打印、连续流或偏离喷墨打印等.油墨组合物也可用于喷墨打印工艺以外的打印工艺，包括热转印打印工艺等.
以上油墨组合物可用于直接打印喷墨工艺的设备，其中当将加热的油墨小滴以成像式图案喷出到记录衬底上时，记录衬底是最终的记录衬底.油墨组合物也可用于间接(胶版)打印喷墨应用，其中当将油墨小滴以成像式图案喷出到记录衬底上时，记录衬底是中间转印元件并随后将成像式图案油墨从中间转印元件转印到最终的记录衬底上.另一个实施方案涉及下述方法，该方法包括将上述油墨组合物引入到喷墨打印设备中，加热油墨，引起油墨小滴以成像式图案喷出到中间转印元件上，并将成像式图案中的油墨从中间转印元件转印到最终的记录衬底上.胶版或间接打印工艺也公开于例如美国专利5,389,958、5,099,256和4,538,156中。
在一个实施方案中，在将油墨图像放置到最终衬底上之后，由直接印刷工艺或间接印刷工艺，通过在油墨处于凝胶态的温度下，即在油墨的凝胶点和熔点之间的温度下对图像施加熔凝元件而使如此形成的图像经历熔凝.当最终的记录衬底是多孔的，如纸等时，由于它能够控制油墨进入最终衬底的渗透程度并可有助于降低油墨图像在最终记录衬底的相对表面上的通透观感，此实施方案是特别合适的。在具体的实施方案中，打印工艺是直接打印工艺，其中将油墨小滴直接从打印设备喷出到最终衬底上，随后在低于油墨凝胶点但高于油墨熔点的温度下将图像熔凝到最终衬底上.直接打印工艺公开于例如美国专利5,195,430、4,745,420、4,889,761和5,761,597中。
在另一个实施方案中，在将油墨图像放置到最终衬底上之后，由直接打印工艺或由间接打印工艺，在油墨处于液态的温度下，即在高于油墨凝胶点的温度下使如此形成的图像经历熔凝.当最终的记录衬底是非多孔的，如透明材料等时，由于在高于油墨凝胶点以上的温度下的熔凝可使油墨流动和/或适当地吸收到非多孔最终记录衬底上，此实施方案是特别合适的.在具体的实施方案中，打印工艺是间接打印工艺，其中将熔融油墨的小滴直接从打印设备喷出到最终衬底上，随后在高于油墨凝胶点的温度下将图像熔凝到最终衬底上。间接打印工艺公开于例如美国专利5,195,430、4,745,420、4,889,761和5,761,597中.
熔凝可以是任何所需或有效的方法，如电子照相领域中通常已知的那些.一种方法需要对待熔凝图像施加熔凝元件。在具体的实施方案中，加热熔凝元件。熔凝元件可以为任何所需或合适的构型，如转鼓或辊、带或网、平表面或压盘等.熔凝元件可以由任何所需或合适的方法加热，如通过在熔凝元件中或附近布置加热器等.非必要地，可以在熔凝之前将液体如熔凝器油的层施加到熔凝器元件上.可以通过任何所需或合适的方法，如通过使最终的记录衬底通过由熔凝元件和背面元件形成的间隙而将熔凝元件施加到图像上，该熔凝元件可以为任何所需或有效的构型，如转鼓或辊、带或网、平表面或压盘等.熔凝可以在任何所需或有效的间隙压力下，在一个实施方案中至少约5磅每平方英寸，在另一个实施方案中至少约250磅每平方英寸，和在又一个实施方案中至少约500磅每平方英寸，及在一个实施方案中不大于约2,000磅每平方英寸，在另一个实施方案中不大于约1,000磅每平方英寸，和在另一个实施方案中不大于约850磅每平方英寸下进行，尽管压力可以在这些范围以外.
也可以采用其它熔凝方法，如辐射熔凝(其中在没有压力下施加热量)、微波辐射、闪光熔凝(例如在美国专利4,788,123中所述，该文献的公开内容在此完全引入作为参考)、随后通过任何所需方法施加热量的冷压熔凝等.
参考如下实施例和对比例更详细地说明本发明，但本发明不应当解释为限于此.在如下的实施例和对比例中，除非另外说明，所有的＂份＂按重量给出.
实施例1-3：高粘度油墨的制备
制备一系列高粘度油墨组合物.通过混合炭黑(购自Cabot的IJX-157，15％溶液)、购自Dow Chemicals的Voranol 370、购自Aldrich的二甘醇和磺化聚酯形成油墨组合物.磺化聚酯具有如下通式：
Figure S051D3902320051230D000131
其中R是丙二醇、二甘醇和二丙二醇的混合物，n是96mol％而p是4mol％。
在将组分均匀混合在一起之后，在采用磁力搅拌器搅拌的同时加入三元共聚物胶乳(36％溶液).三元共聚物胶乳包含如下通式的无规三元共聚物：
Figure S051D3902320051230D000132
其中A是(甲基)丙烯酸苯酯，B是(甲基)丙烯酸烷氧基酯，其中烷氧基是·C-C-(O-C-C)3，C是(甲基)丙烯酸酯，n是约30-50mol％，m是约10-50mol％和p是约1-约5mol％。
以下是以重量百分比为单位的油墨组合物的具体组成：
 
实施例1 实施例2 实施例3
炭黑 35 35 35
 
Voranol 370 9.6 0 3.8
二甘醇 26.5 30 38.1
磺化聚酯 19.1 20 20
胶乳 9.8 15 13.1
油墨组合物的最终固体含量为约15wt％。
油墨组合物在环境温度下是稳定液体，但在高温(约60℃)下形成高粘度凝胶.使用牵伸测试技术测试油墨组合物以获得光学密度和通透观感数值.此牵伸测试通常用于模拟打印的图像.牵伸测试使用水平牵伸板和2.5牵伸棒。将小体积的油墨放置在纸上的塑料片上，并随后将牵伸棒在油墨和光纸上辊压使得将一致的油墨层施加到纸上。光学密度和通透观感使用GretagMacbeth SpectroScan测量.光学密度是油墨在纸前侧上发黑程度的量度，其中理想的油墨的光学密度高于1.4。通透观感是油墨将纸背侧弄黑程度的量度，其中理想的油墨的通透观感小于0.13。油墨组合物的通透观感、光学密度和粘度测量值见下表：
 
通透观感 光学密度 粘度(150/s，60℃)(mPa.s) 粘度(150/s，25℃)(mPa.s)
实施例1 0.186 1.09 4.3 6.3
实施例2 0.129 1.38 4.0 6.0
实施例3 0.183 1.09 3.8 5.8
尽管使用牵伸测试获得以上的数据，但期望当在常规打印机，如压电喷墨打印机中喷射时油墨组合物在普通纸上显示良好的光学密度和最小的通透观感.
实施例4-9：多相凝胶油墨的制备
如在实施例1-3中那样，采用不同比例的组分制备一系列高粘度凝胶油墨组合物.使用的磺化聚酯和三元共聚物胶乳与用于实施例1-3的相同.
通过混合炭黑(购自Cabot的IJX-157，干燥)、购自DowChemicals的Voranol 370、水和磺化聚酯(30％溶液)形成油墨组合物。在将组分均匀地混合在一起之后，在采用磁力搅拌器搅拌的同时加入三元共聚物胶乳(36％溶液).
以下是以重量百分比为单位的油墨组合物的具体组成：
 
实施例4 实施例5 实施例6 实施例7 实施例8 实施例9
炭黑 5.3 5.2 5.2 5.3 5.3 5.2
Voranol370 26.5 26.2 28.1 26.5 17.9 9.9
水 12.6 18.2 24.4 12.6 21.2 29.8
磺化聚酯 18.2 18.0 17.9 18.2 18.3 18.1
油墨组合物的最终固体含量为约25wt％.
油墨组合物在环境温度下是稳定的液体，但在高温(>约35℃且优选大于50℃)下形成高粘度凝胶。使用如上所述的牵伸试验测试油墨组合物以使用压电喷墨打印机模拟喷射.获得的印刷图像在普通纸上显示良好的光学密度和最小的通透观感.油墨组合物的通透观感，光学密度和粘度测量值见下表：
 
光学密度 通透观感
实施例4 1.74 0.128
实施例5 1.51 0.134
实施例6 1.36 0.142
实施例7 1.74 0.128
实施例8 1.29 0.132
实施例9 1.23 0.121

Claims (1)

1.一种油墨组合物，包括：
着色剂；
聚合物胶乳；
非必要的可分散聚合物；
分散剂；和
液体载体，
其中聚合物胶乳是三元共聚物胶乳，和
其中分散剂由下式代表：
Figure FSB00000229217100011
或其无规共聚物表示，其中n和p链段是分开的，其中R是具有2-25个碳原子的亚烷基，R′是具有6-36个碳原子的亚芳基，X表示抗衡离子，并且p和n表示各无规重复链段的摩尔百分比，使得总体聚合物包含10-20,000个重复链段。
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