油墨組合物、制備該油墨組合物的方法及其用途、水溶性樹脂及其在油墨組合物中的用途
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種乳膠油墨組合物，該乳膠油墨組合物包含水溶性樹脂。本發(fā)明還涉及一種適于乳膠油墨組合物的水溶性樹脂，該水溶性樹脂包含主鏈和穩(wěn)定化基團，其中該穩(wěn)定化基團能夠形成氫鍵。本發(fā)明進一步涉及水溶性樹脂在乳膠油墨組合物中的用途。
【專利說明】油墨組合物、制備該油墨組合物的方法及其用途、水溶性樹 脂及其在油墨組合物中的用途
[0001] 本發(fā)明涉及油墨組合物。本發(fā)明進一步涉及制備該油墨組合物的方法和該油墨組 合物的用途。本發(fā)明還涉及水溶性樹脂、制備該水溶性樹脂的方法和該水溶性樹脂在油墨 組合物中的用途。
[0002] 發(fā)明背景 包含水和水分散性樹脂的油墨組合物是本領(lǐng)域已知的。這些油墨組合物也被稱為乳膠 油墨組合物。可以使用噴墨打印裝置通過噴射這些油墨的液滴將這些油墨的液滴施加于接 收介質(zhì)上。通常，除了分散性樹脂和水之外，乳膠油墨進一步包含著色劑，如顏料。水充當(dāng) 該油墨組合物的其他組分的載體（vehicle)。然而，水可以從該乳膠油墨組合物蒸發(fā)。一旦 已經(jīng)將油墨液滴施加于接收介質(zhì)上形成圖像，可能期望水從油墨蒸發(fā)。另一方面，當(dāng)油墨仍 然在打印頭中時，可能不期望水蒸發(fā)。例如，水蒸發(fā)可能導(dǎo)致該油墨組合物的各組分沉淀， 例如樹脂或著色劑的沉淀。這些固體的沉淀可能導(dǎo)致噴嘴堵塞，從而降低噴墨打印裝置的 噴墨性能。因此，期望防止固體從油墨組合物沉淀。已知通過(部分地）將水換成水溶性助 溶劑可以減少油墨載體的蒸發(fā)。這些水溶性助溶劑可能具有低揮發(fā)性，從而使該載體蒸發(fā) 得更慢并且該油墨組合物保持穩(wěn)定更長一段時間。然而，盡管改變油墨載體的組合物可能 減慢蒸發(fā)，但該載體可能仍然蒸發(fā)，導(dǎo)致噴嘴堵塞，其可能導(dǎo)致噴嘴故障。一旦所述載體蒸 發(fā)，則油墨組合物的固體顆粒不再穩(wěn)定。因此，在油墨載體蒸發(fā)之后，不再可能重新分散油 墨組合物的固體組分。因此，所述油墨組合物的固體顆粒的沉淀可能是不可逆的。此外，包 含水溶性助溶劑的油墨載體必須在打印之后被除去。相比于具有基本上水性載體的油墨， 施加具有低揮發(fā)性的助溶劑可能提高干燥印刷品所需的能量，和/或可能使將有孔接收介 質(zhì)用于吸收助溶劑成為必需。另外，助溶劑的蒸發(fā)可能導(dǎo)致形成從健康、安全和環(huán)境角度考 慮不期望的蒸氣。
[0003] 因此，本發(fā)明的目的是提供減緩上述問題的乳膠油墨組合物。
[0004] 發(fā)明概述 在油墨組合物中實現(xiàn)本發(fā)明的目的，該油墨組合物包含： a) 水； b) 水分散性樹脂； c) 著色劑； d) 水溶性樹脂，該水溶性樹脂包含主鏈和穩(wěn)定化基團，該穩(wěn)定化基團能夠形成分子間 氫鍵。
[0005] 水分散性樹脂 考慮到著色劑對記錄介質(zhì)的固定性，根據(jù)本發(fā)明的噴墨油墨可以含有水分散性樹脂。 該水分散性樹脂也可以稱為乳膠樹脂。作為水分散性樹脂，具有優(yōu)異的膜形成性（圖像形成 性）并具有高拒水性、高防水性和高耐氣候性的水分散性樹脂可用于具有高防水性和高圖 像密度(高顏色發(fā)揮性）的記錄圖像中。
[0006] 水分散性樹脂的實例包括縮合合成樹脂、加成合成樹脂（additionsynthetic resins)和天然聚合物化合物。
[0007] 合成樹脂的實例包括聚酯樹脂、聚氨酯樹脂、聚環(huán)氧化物樹脂、聚酰胺樹脂、聚醚 樹脂、聚（甲基）丙烯酸樹脂、丙烯?；╝cryl)-硅酮樹脂、氟基樹脂。
[0008] 加成合成樹脂的實例包括聚烯烴樹脂、聚苯乙烯基樹脂、聚乙烯醇基樹脂、聚乙烯 酯基樹脂、聚（甲基）丙烯酸基樹脂、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物樹脂和不飽和羧酸基樹脂。 [0009] 所述天然聚合物化合物的實例包括纖維素、松香、和天然橡膠。
[0010] 用于本發(fā)明的水分散性樹脂可以由具有水溶性官能團如羧基或磺基的樹脂構(gòu)成。 水分散性樹脂的實例由至少一種如下物質(zhì)構(gòu)成：乙酸乙烯酯樹脂、苯乙烯-丁二烯樹脂、氯 乙烯樹脂、丙烯酸-苯乙烯樹脂、丁二烯樹脂、苯乙烯樹脂或其可以是這些樹脂的混合物。
[0011] 可商購的水分散性樹脂乳液的實例包括Joncryl537和7640 (苯乙烯-丙烯 酸樹脂乳液，由JohnsonPolymerCo.，Ltd?制造），MicrogelE-1002 和E-5002 (苯乙 烯-丙烯酸樹脂乳液，由NipponPaintCo.，Ltd?制造），Voncoat4001 (丙烯酸樹脂乳 液，由DainipponInkandChemicalsCo.，Ltd?制造），Voncoat5454 (苯乙烯-丙烯酸 樹脂乳液，由DainipponInkandChemicalsCo.，Ltd?制造），SAE-1014 (苯乙烯-丙 烯酸樹脂乳液，由ZeonJapanCo.，Ltd?制造），JurymerET-410 (丙烯酸樹脂乳液，由 NihonJunyakuCo.，Ltd?制造），AronHD-5 和A-104 (丙烯酸樹脂乳液，由ToaGosei Co.，Ltd?制造），SaibinolSK-200 (丙烯酸樹脂乳液，由SaidenChemicalIndustry Co.，Ltd?制造），和ZaiktheneL(丙烯酸樹脂乳液，由SumitomoSeikaChemicals Co.，Ltd?制造），DSMNeoresins的丙烯酸共聚物乳液，例如NeoCryl產(chǎn)品生產(chǎn)線，特別是 丙烯酸苯乙烯共聚物乳液NeoCrylA-662,NeoCrylA-1131,NeoCrylA-2091,NeoCryl A-550, NeoCrylBT-101, NeoCrylSR-270, NeoCrylXK-52, NeoCrylXK-39, NeoCryl A-1044,NeoCrylA-1049, NeoCrylA-IHO, NeoCrylA-1120, NeoCrylA-1127, NeoCryl A-2092,NeoCrylA-2099,NeoCrylA-308,NeoCrylA-45,NeoCrylA-615,Neocryl A-633, NeoCrylBT-24, NeoCrylBT-26, NeoCrylBT-26, NeoCrylXK-15, NeoCryl X-151, NeoCrylXK-232, NeoCrylXK-234, NeoCrylXK-237, NeoCrylXK-238-NeoCryl )(K-86，NeoCryl)(K-90和NeoCrylM-95,AlberdingkBoleyGmbH的丙烯酸共聚物乳液，AlberdingkBoleyGmbH的苯乙烯-丙烯酸共聚物乳液或可獲自AlberdingkBoleyGmbH 的聚酯-聚氨酯樹脂，如Alberdingk?U6100，U6150,U8001,U9150,U9370,U9380, U9700,U9800,UC90,UC150,UC300,UC300VP或UC310 樹脂。然而，水分散性樹脂乳液 不限于這些實例。
[0012] 所述水分散性樹脂可以用于均聚物、共聚物或復(fù)合樹脂的形式，并且可以使用具 有單相結(jié)構(gòu)或核-殼結(jié)構(gòu)的全部水分散性樹脂和由動力-進料乳液聚合制備的那些。
[0013]作為水分散性樹脂，能夠使用具有親水性基團和自分散能力的樹脂本身，并且樹 脂本身不具有分散能力，但對其而言，采用表面活性劑和具有親水性基團的另外的樹脂賦 予分散能力。在這些樹脂中，通過聚酯樹脂或聚氨酯樹脂的離聚物的乳化或懸浮聚合獲得 的樹脂細粒的乳液是最適合使用的。在不飽和單體的乳化的情況下，通過使向其中加入不 飽和單體、聚合引發(fā)劑、表面活性劑、鏈轉(zhuǎn)移劑、螯合劑和pH調(diào)節(jié)劑的水反應(yīng)獲得樹脂乳 液。因此，可以容易地獲得水分散性樹脂，并且容易地獲得期望的性質(zhì)，因為樹脂組分可以 改變。
[0014] 作為不飽和單體，不飽和羧酸、單官能或多官能（甲基）丙烯酸酯單體、（甲基）丙 烯酰胺單體、芳族乙烯基單體、乙烯基氰基化合物單體、乙烯基單體、烯丙基化合物單體、烯 烴單體、二烯單體和具有不飽和碳的低聚物可以單獨地或組合地使用。通過合并這些單體， 可以靈活地改變性質(zhì)或所得樹脂。所得樹脂的性質(zhì)也可以采用低聚物型聚合引發(fā)劑通過聚 合反應(yīng)或接枝反應(yīng)改變。
[0015] 不飽和羧酸的實例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富馬酸和馬來酸。
[0016] 單官能（甲基）丙烯酸酯單體的實例包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基 丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸異 戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸癸酯、甲 基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基 丙烯酸芐酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基丙酯、甲 基丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酰氧基乙基三甲基銨鹽、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲 氧基硅烷、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸 正戊酯、丙烯酸異戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸癸酯、丙烯 酸十二烷基酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸芐酯、丙烯酸縮水甘 油酯、丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丙酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯和丙烯酰氧基乙基 二甲氧基銨鹽。
[0017] 多官能（甲基）丙烯酸單體的實例包括二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸 二乙二醇酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯、二甲基丙烯酸1，3-丁 二醇酯、二甲基丙烯酸1，4-丁二醇酯、二甲基丙烯酸1，6-己二醇酯、二甲基丙烯酸新戊 二醇酯、二甲基丙烯酸二丙二醇酯、二甲基丙烯酸聚丙二醇酯、二甲基丙烯酸聚丁二醇酯、 2, 2'-雙（4-甲基丙烯酰氧基二乙氧基苯基）丙烷、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羥甲 基乙烷三甲基丙烯酸酯、二丙烯酸聚乙二醇酯、二丙烯酸三乙二醇酯、二丙烯酸1，3-丁二 醇酯、二丙烯酸1，4- 丁二醇酯、二丙烯酸1，6-己二醇酯、二丙烯酸新戊二醇酯、二丙烯酸 1，9-壬二醇酯、二丙烯酸聚丙二醇酯、2, 2'-雙（4-丙烯酰氧基丙氧基苯基）丙烷、2, 2'-雙 (4-丙烯酰氧基二乙氧基苯基）丙烷、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三丙烯酸 酯、四羥甲基甲烷三丙烯酸酯、二三羥甲基四丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四丙烯酸酯、四丙烯 酸季戊四醇酯、和六丙烯酸二季戊四醇酯。
[0018] (甲基）丙烯酰胺單體的實例包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰 胺、亞甲基-雙-丙烯酰胺、和2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸。芳族乙烯基單體的實例包 括苯乙烯、甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、4-叔丁基苯乙烯、氯苯乙烯、乙烯基苯甲醚、乙烯基萘 和二乙烯基苯。
[0019] 乙烯基氰基化合物單體的實例包括丙烯腈和甲基丙烯腈。
[0020] 乙酰基單體的實例包括乙酸乙烯酯、偏二氯乙烯、乙烯醚、乙烯酮、乙烯基吡咯烷 麗、乙稀基橫酸或其鹽、乙稀基二甲氧基娃燒、和乙稀基二乙氧基娃燒。
[0021] 烯丙基化合物單體的實例包括烯丙基磺酸或其鹽、烯丙基胺、烯丙基氯、二烯丙基 胺、和二烯丙基二甲基銨鹽。
[0022] 烯烴單體的實例包括乙烯和丙烯。二烯單體的實例包括丁二烯和氯丁二烯。
[0023] 具有不飽和碳原子的低聚物的實例包括具有甲基丙烯?；谋揭蚁┑途畚铩⒕哂?甲基丙烯?；谋揭蚁?丙烯腈低聚物、具有甲基丙烯?；募谆┧峒柞サ途畚?、具 有甲基丙烯酰基的二甲基硅氧烷低聚物、和具有丙烯?；木埘サ途畚?。
[0024] 基于油墨總重量計，本發(fā)明的油墨組合物中添加的水分散性樹脂的含量可以為1 -40重量％，并且其可以優(yōu)選為1. 5 - 30重量％，并且其可以更優(yōu)選為2 - 25重量％。 甚至更優(yōu)選地，相對于總油墨組合物，作為固含量，所述噴墨油墨中含有的水分散性樹脂的 量可以為2. 5重量％至15重量％,甚至更優(yōu)選為3重量％至7重量％。注意到,可以通過僅 將油墨組合物的水分散性組分如水分散性樹脂部分和水分散性著色劑部分與噴墨油墨分 離的方法確定所述噴墨油墨的固含量。另外，當(dāng)將顏料用作水分散性著色劑時，所得噴墨油 墨的的質(zhì)量降低比率通過熱質(zhì)量分析評價，從而使其能夠測量著色劑部分和水分散性樹脂 部分之間的質(zhì)量比。在著色劑為重金屬原子和分子骨架中含有的無機顏料或含金屬的有機 顏料或含金屬的染料的情況下，該著色劑的固體內(nèi)容物部分可以通過熒光X射線分析或通 過TGA測定。
[0025] 水分散性樹脂的平均粒徑（D50)可以優(yōu)選為10nm-Iym，其可以更優(yōu)選為2 -500nm，并且其可以還更優(yōu)選為10 - 200nm，并尤其優(yōu)選地其可以為20 - 200nm。當(dāng)平均 粒徑（D50)小于2nm時，改善圖像品質(zhì)或提高圖像的轉(zhuǎn)移特性中的顯著效果不能是完全出 乎意料的，即使發(fā)生聚集。
[0026] 水分散性樹脂的平均粒徑（D50)可以與分散體液體的粘度相關(guān)。在水分散性樹脂 具有相同組成的情況下，粒徑越小，同樣固含量下的粘度可能越高。
[0027] 當(dāng)平均粒徑（D50)大于Iiim時，來自噴墨頭的油墨的噴出特性或油墨的儲存穩(wěn) 定性可能劣化。為了不損害油墨噴出穩(wěn)定性，水分散性樹脂的平均粒徑（D50)可以優(yōu)選為 200nm或更小，并優(yōu)選為150nm或更小。
[0028]另外，對于聚合物顆粒的顆粒尺寸分布沒有具體限制，聚合物顆粒具有寬顆粒尺 寸分布或聚合物顆粒具有單分散型的顆粒尺寸分布是可能的。
[0029] 在一種實施方案中，兩種或更多種水分散性樹脂可以組合用于油墨中。
[0030] 著色劑 著色劑可以提供具有顏色的油墨組合物。該著色劑可以為顏料或染料。該染料可以溶 解于油墨組合物和/或乳膠樹脂中?；蛘撸撝珓┛梢詾轭伭?。該顏料可以不溶解于油 墨組合物中。該顏料可以分散于油墨組合物中。或者，染料和顏料的混合物可以用作著色 劑。
[0031] 可用于本發(fā)明的顏料的實例包括常規(guī)已知的那些而無任何限制。顏料的實例沒有 具體限定，但優(yōu)選為偶氮、偶氮甲堿、甲川、二苯甲烷、三苯甲烷、喹吖二酮、蒽醌、二萘嵌苯、 靛藍、喹酞酮、異吲哚啉酮、異吲哚啉、吖嗪、噁嗪、噻嗪、二噁嗪、噻唑、酞菁、或二酮基吡咯 并吡咯著色劑。
[0032] 例如，示例了用于黑色油墨和有色油墨的無機顏料和有機顏料。這些顏料可以單 獨地或組合地使用。作為無機顏料，除了二氧化鈦、氧化鐵、碳酸鈣、硫酸鋇、氫氧化鋁、鋇 磺、鎘紅和鉻黃之外，還可以使用通過已知方法如接觸法、熔爐法和熱法制造的炭黑。
[0033] 作為有機顏料，可以使用偶氮顏料(包括偶氮色淀、不溶性偶氮顏料、縮合顏料、螯 合偶氮顏料等)、多環(huán)顏料(例如酞菁顏料、二萘嵌苯顏料、perynone顏料、蒽醌顏料、喹吖二 酮顏料、二噁嗪顏料、靛藍顏料、硫靛顏料、異吲哚啉酮顏料和喹酞酮顏料)、染料螯合物(例 如堿性染料型螯合物、和酸性染料型螯合物)、硝基顏料、亞硝基顏料、苯胺黑。其中，具有與 水的高親和力的顏料是特別優(yōu)選使用的。
[0034] 優(yōu)選可使用的具體顏料列于下文。
[0035] 品紅或紅色顏料的實例包括：C.I.顏料紅1，C.I.顏料紅2，C.I.顏料紅3， C.I.顏料紅5，C.I.顏料紅6，C.I.顏料紅7，C.I.顏料紅15，C.I.顏料紅16， C.I.顏料紅17，C.I.顏料紅22，C.I.顏料紅23，C.I.顏料紅31，C.I.顏料紅 38，C.I.顏料紅 48:1，C.I.顏料紅 48:2 (永久紅 2B(Ca))，C.I.顏料紅 48:3，Cl. 顏料紅48:4，C.I.顏料紅49:1，C.I.顏料紅52:2;C.I.顏料紅53:1，C.I.顏料紅 57:1 (亮洋紅 6B)，C.I.顏料紅 60:1，C.I.顏料紅 63:1，C.I.顏料紅 64:1，C.I. 顏料紅81.C.I.顏料紅83，C.I.顏料紅88，C.I.顏料紅101(鐵丹），C.I.顏料 紅104，C.I.顏料紅106，C.I.顏料紅108 (鎘紅），C.I.顏料紅112，C.I.顏料紅 114，C.I.顏料紅122 (喹吖二酮品紅），C.I.顏料紅123，C.I.顏料紅139，C.I. 顏料紅44，C.I.顏料紅146，C.I.顏料紅149，C.I.顏料紅166，C.I.顏料紅168， C.I.顏料紅170，C.I.顏料紅172，C.I.顏料紅177，C.I.顏料紅178，C.I.顏料 紅179，C.I.顏料紅185，C.I.顏料紅190，C.I.顏料紅193，C.I.顏料紅209， C.I.顏料紅219andC.I.顏料紅222，C.I.顏料紫1 (羅丹明色淀），C.I.顏料紫 3，C.I.顏料紫5:1，C.I.顏料紫16，C.I.顏料紫19，C.I.顏料紫23和C.I.顏料 紫38。
[0036] 橙色或黃色顏料的實例包括：C.I.顏料黃1，C.I.顏料黃3，C.I.顏料黃 12，C.I.顏料黃13，C.I.顏料黃14，C.I.顏料黃15，C.I.顏料黃15:3，C.I.顏 料黃17，C.I.顏料黃24，C.I.顏料黃34，C.I.顏料黃35，C.I.顏料黃37，C.I. 顏料黃42 (黃色氧化鐵），C.I.顏料黃53，C.I.顏料黃55，C.I.顏料黃74，C.I. 顏料黃81，C.I.顏料黃83，C.I.顏料黃93，C.I.顏料黃94，C.I.顏料黃95， C.I.顏料黃97，C.I.顏料黃98，C.I.顏料黃100，C.I.顏料黃101，C.I.顏料 黃104，C.I.顏料黃408，C.I.顏料黃109，C.I.顏料黃110，C.I.顏料黃117， C.I.顏料黃120，C.I.顏料黃128，C.I.顏料黃138，C.I.顏料黃150，C.I.顏料 黃151，C.I.顏料黃153andC.I.顏料黃183;C.I.顏料橙5，C.I.顏料橙13， C.I.顏料橙16，C.I.顏料橙17，C.I.顏料橙31，C.I.顏料橙34，C.I.顏料橙 36，C.I.顏料橙43，和C.I.顏料橙51。
[0037] 綠色或藍綠色顏料的實例包括：C.I.顏料藍1，C.I.顏料藍2，C.I.顏料藍 15，C.I.顏料藍15:1，C.I.顏料藍15:2，C.I.顏料藍15:3 (酞菁藍），C.I.顏料 藍16，C.I.顏料藍17:1，C.I.顏料藍56，C.I.顏料藍60，C.I.顏料藍63，C.I. 顏料綠1，C.I.顏料綠4，C.I.顏料綠7，C.I.顏料綠8，C.I.顏料綠10，C.I.顏 料綠17，C.I.顏料綠18和C.I.顏料綠36。
[0038] 除了上述顏料之外，當(dāng)需要紅色、綠色、藍色或中間顏色時，優(yōu)選單獨地使用以下 顏料或使用其組合?？墒褂玫念伭系膶嵗ǎ篊.I.顏料紅209，224，177，和194， C.I.顏料橙43，C.I.甕紫3，C.I.顏料紫19，23，和37，C.I.顏料綠36，和7， C.I.顏料藍15:6。
[0039] 此外，黑色顏料的實例包括：C.I.顏料黑1，C.I.顏料黑6，C.I.顏料黑7 和C.I.顏料黑11?？捎糜诒景l(fā)明的黑色油墨顏料的具體實例包括炭黑（例如爐黑、燈黑、 乙炔黑和槽法炭黑）；（C.I.顏料黑7)或金屬基顏料（例如銅、鐵（C.I.顏料黑11)， 和二氧化鈦；和有機顏料（例如苯胺黑（C.I.顏料黑1)。
[0040] 所述顏料可以是或不是自分散性顏料。所述自分散性顏料可以在不存在另外的分 散劑的情況下在水中顯示出水分散性?？梢詫⒆苑稚⑿蕴峁┙o顏料，例如通過在顏料表面 上存在至少一個親水性基團。
[0041] 或者，所述顏料可以不是自分散性的。在這種情況下，所述顏料可以通過涂布具有 分散性聚合物的顏料而具有分散能力。例如，可以采用陰離子聚合物、陽離子聚合物或兩性 離子聚合物涂布所述顏料?；蛘?，或另外，所述顏料可以采用包含酸性基團或堿性基團的聚 合物涂布。在后者的情況下，分散性可以取決于油墨的pH，并且可以通過調(diào)節(jié)介質(zhì)的pH來 適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)。例如，可以使用顏料在油墨組合物中的分散能力的從屬性以在打印之后將來 自油墨組合物的顏料沉淀在接收介質(zhì)上，以將顏料壓住在接收介質(zhì)上。這樣可以改善打印 品質(zhì)。例如可以通過調(diào)節(jié)接受介質(zhì)的pH或通過將底溶液施加在接收介質(zhì)上調(diào)節(jié)pH。
[0042] 水溶性樹脂 根據(jù)本發(fā)明的油墨組合物可以包含水溶性樹脂。該水溶性樹脂可以包含主鏈。該主鏈 可以為水溶性主鏈。該水溶性主鏈可以包含水溶性聚合物鏈或水溶性低聚物鏈。水溶性聚 合物鏈的實例為聚醚聚合物鏈，如聚乙二醇（PEG)、聚丙二醇（PPG)或乙二醇-丙二醇共聚 物、低聚物或聚合物吡咯烷酮鏈、低聚物或聚合物乙烯基吡咯烷酮鏈、低聚物或聚合物乙烯 醇鏈、寡糖鏈或多糖鏈。寡聚糖鏈的實例為低聚葡萄糖鏈、低聚果糖鏈、低聚半乳糖鏈、低聚 核糖鏈和低聚木糖鏈。多糖鏈的實例包括淀粉鏈、纖維素鏈、殼質(zhì)鏈和果膠鏈。乙二醇-丙 二醇共聚物的實例為乙二醇-丙二醇嵌段共聚物，如Pluronic?聚合物。所述水溶性聚合物 鏈可以包含線性鏈、支化鏈或其混合物。所述水溶性樹脂可以進一步包含穩(wěn)定化基團。所 述主鏈可以提供具有水溶性的水溶性樹脂。此外，所述主鏈可以充當(dāng)連接基和間隔基以連 接可以存在于所述水溶性樹脂內(nèi)的穩(wěn)定化基團并將這些穩(wěn)定化基團隔開。
[0043] 所述穩(wěn)定化基團能夠形成分子間氫鍵。該穩(wěn)定化基團可以包含氫鍵受體或氫鍵供 體或其組合。例如，該穩(wěn)定化基團可以包含胺基，如仲胺基、羥基官能團、酰胺基或酯基。這 些基團包含至少一個氫鍵供體或氫鍵受體，并能夠形成分子間氫鍵。
[0044] 所述穩(wěn)定化基團可以包含環(huán)基。環(huán)基的存在為穩(wěn)定化基團提供剛性。優(yōu)選地，至 少兩個氫鍵供體和氫鍵受體為環(huán)基的一部分。環(huán)基的剛性可以在彼此之間的預(yù)定位置保持 氫鍵供體和氫鍵受體。因此，在穩(wěn)定化基團中存在環(huán)基可以改善分子間氫鍵的強度。穩(wěn)定 化基團的非限定實例為谷氨酸酯基、5-吡咯烷酮甲酸酯基、水楊酸酯基、氨基酸基、山梨糖 醇酯、單糖基，如葡萄糖基、果糖基、木糖基、半乳糖基、核糖基和脫氧核糖基、或二糖基，如 蔗糖基、麥芽糖基和乳糖基。
[0045] 所述水溶性樹脂可以進一步包含橋連基。該橋連基可以將水溶性樹脂的主鏈連接 至穩(wěn)定化基團。
[0046] 在一種實施方案中，所述水溶性樹脂包含水溶性主鏈，其中所述主鏈基本上由聚 乙二醇鏈，聚丙二醇鏈，聚乙二醇-丙二醇鏈，聚吡咯烷酮鏈，聚乙烯基吡咯烷酮鏈， 聚乙烯醇鏈或多糖鏈構(gòu)成；并且其中所述水溶性樹脂進一步包含能夠形成分子間氫鍵的穩(wěn) 定化基團，該穩(wěn)定化基團包含2-吡咯烷酮部分，水楊酸部分，谷氨酸酯部分，5-吡咯烷 酮甲酸酯部分，單糖部分或二糖部分。
[0047] 可以獨立地選擇所述水溶性主鏈和所述穩(wěn)定化基團。優(yōu)選地，所述穩(wěn)定化基團和 所述主鏈?zhǔn)遣煌模捶€(wěn)定化基團與主鏈或主鏈單元不同。例如如果所述穩(wěn)定化基團包含 葡萄糖基團，則該骨架不包含葡萄糖部分。
[0048] 在一種實施方案中，所述水溶性樹脂包含水溶性主鏈，其中該主鏈基本上由聚乙 二醇鏈，聚丙二醇鏈，聚乙二醇-丙二醇鏈，聚吡咯烷酮鏈，聚乙烯基吡咯烷酮鏈或聚 乙烯醇鏈構(gòu)成；并且其中所述水溶性樹脂進一步包含能夠形成分子間氫鍵的穩(wěn)定化基團， 該穩(wěn)定化基團包括2-吡咯烷酮部分，水楊酸部分，谷氨酸酯部分或5-吡咯烷酮甲酸酯 部分。
[0049] 在另外的實施方案中，所述水溶性主鏈基本上由聚乙二醇鏈，聚丙二醇鏈或聚乙 二醇-丙二醇鏈構(gòu)成，所述水溶性樹脂進一步包含穩(wěn)定化基團，該穩(wěn)定化基團包含2-吡咯 烷酮部分或水楊酸部分。
[0050] 所述水溶性樹脂能夠與水形成氫橋。然而，當(dāng)水從油墨蒸發(fā)時，沒有更多的水可以 形成氫橋?；蛘撸龇€(wěn)定化基團可以在穩(wěn)定化基團之間形成分子間氫鍵，從而可以形成可 溶性樹脂分子的網(wǎng)。油墨組合物的其他組分，如顏料顆?；蚍稚⑿詷渲念w粒，可以并入可 溶性樹脂分子的網(wǎng)中。不想受任何理論束縛，據(jù)信由水溶性樹脂提供的位阻塊可以防止或 至少減緩著色劑和/或聚合物可分散的樹脂顆粒的不可逆凝聚。所述水溶性樹脂可以在水 蒸發(fā)之后形成基質(zhì)。著色劑顆粒和/或水分散性樹脂顆粒可以在由水溶性樹脂提供的基質(zhì) 中穩(wěn)定。包含顏料和分散性樹脂的顆粒的可溶性樹脂分子的基質(zhì)可以形成固體膜。因此， 通過將油墨組分，如顏料顆?；蚍稚⑿詷渲w粒并入可溶性樹脂分子的網(wǎng)中，可以通過固 體膜中的可溶性樹脂分子的網(wǎng)將這些顆粒穩(wěn)定化。因此，當(dāng)水已經(jīng)從油墨組合物蒸發(fā)時，可 溶性樹脂分子的網(wǎng)可以穩(wěn)定化這些顆粒?？扇苄詷渲肿又g的氫鍵可以為可逆鍵。這意 味著分子間氫鍵可以破壞并隨后再次形成。而且，當(dāng)將能夠形成氫橋的組分添加至可溶性 樹脂分子的網(wǎng)時，可以在該組分和形成網(wǎng)的可溶性樹脂分子之間形成氫鍵。該組分可以為 例如水。當(dāng)將水加入通過可溶性樹脂分子形成的網(wǎng)中時，可溶性樹脂分子之間的分子間氫 鍵可以（部分地)被水溶性樹脂分子和水之間的氫鍵替換。包含可溶性樹脂分子的網(wǎng)從而可 以被部分破壞，并且可溶性樹脂可以重新溶解于水中。而且，所述顆粒，如顏料顆粒和水分 散性樹脂顆粒可以重新分散于水中。因此，可以形成穩(wěn)定的分散體?？傊?，包含穩(wěn)定化基團 的可溶性樹脂能夠使油墨可逆地干燥。
[0051] 在噴墨打印機中，水和任選地其他溶劑從油墨組合物蒸發(fā)可能導(dǎo)致油墨組合物的 固體組分如顏料顆?；蚍稚⑿詷渲w粒的沉淀。因此，當(dāng)溶劑通過噴墨打印機的孔口蒸發(fā) 時，例如當(dāng)孔口為非活性時，固體油墨組分可以在噴嘴周圍沉淀并堵塞孔口。例如通過使用 濕巾擦拭噴嘴區(qū)域，包含水溶性樹脂的根據(jù)本發(fā)明的油墨組合物能夠使固體組分重新溶解 或重新分散。因此，堵塞孔口可以成為可逆的。這樣可以改善打印穩(wěn)定性和打印頭的壽命。
[0052] 此外，將水溶性樹脂添加至油墨可以降低卷紙。
[0053] 在一種實施方案中，所述水溶性樹脂為基本上非晶質(zhì)的。如果水溶性樹脂結(jié)晶，則 可溶性樹脂晶體可以形成獨立的相，并且較少的可溶性樹脂將存在于油墨組合物的液相中 以使水分散性樹脂顆粒和/或顏料顆粒穩(wěn)定化?；衔锏慕Y(jié)晶可以取決于多個參數(shù)，其中 一個是化合物的結(jié)晶度。另外，非限定性相關(guān)參數(shù)為例如溫度、介質(zhì)的極性和存在于介質(zhì)中 的其他組分的量。如果所述水溶性樹脂為結(jié)晶組分，則所述水溶性樹脂可以從油墨組合物 結(jié)晶，取決于條件。所述水溶性樹脂的結(jié)晶度可以通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)計樹脂結(jié)構(gòu)而適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)。 例如，通過選擇具有多分散性的主鏈，樹脂的結(jié)晶度可以降低。例如水溶性樹脂的主鏈可以 具有I.O至3.O的多分散性。例如，所述水溶性樹脂可以具有I. 1至2. 5的多分散性。另 夕卜，主鏈的化學(xué)性質(zhì)可以影響所述水溶性樹脂的結(jié)晶度。如果主鏈具有不規(guī)則形狀，存在于 油墨組合物中的水溶性樹脂的主鏈可能不堆積并因此所述水溶性樹脂可能不結(jié)晶。如果樹 脂的主鏈為聚合物或低聚物，主鏈的形狀的（不）規(guī)則度可以通過選擇構(gòu)成主鏈的一個合 適的單體或多個合適單體適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)。在主鏈包含多個單體單元的情況下，主鏈的形狀的 不規(guī)則度可能由主鏈中不同的單體單元的不規(guī)則順序?qū)е?。或者，主鏈的形狀不?guī)則度可 以通過將立體分子，優(yōu)選立體碳原子構(gòu)造至主鏈中而增加。立體碳原子具有四個取代基。如 果存在四個不同的取代基，則存在兩個可能的構(gòu)象，其中取代基可以在碳原子周圍的空間 排布。如果包含立體碳原子的組分不是光學(xué)純的，則兩種構(gòu)象都存在。兩種構(gòu)象的存在可 以為主鏈提供不規(guī)則形狀，降低包含主鏈的水溶性樹脂的結(jié)晶度。多個立體碳原子的存在 甚至可以進一步增加主鏈形狀的不規(guī)則度，從而進一步降低包含所述主鏈的水溶性樹脂的 結(jié)晶度。
[0054]不僅所述骨架可以包含立體碳原子，而且所述穩(wěn)定化基團和/或連接基也可以包 含立體碳原子以降低水溶性樹脂的結(jié)晶度。
[0055]在一種實施方案中，所述水溶性樹脂具有250g/mol- 5000g/mol，優(yōu)選300g/mol- 4000g/mol，更優(yōu)選 350g/mol- 3000g/mol的數(shù)均分子量（Mn)。在1 低于 250 g/mol的情況下，所述水溶性樹脂可以為揮發(fā)性的并可以從油墨組合物中蒸發(fā)。當(dāng)水溶性樹 脂蒸發(fā)時，所述噴墨組合物，尤其其固體組分當(dāng)水溶性樹脂蒸發(fā)時，通過所述水溶性樹脂可 能不再穩(wěn)定。在Mn高于5000g/mol的情況下，則油墨組合物中水溶性樹脂的混溶性可以 降低并且粘度可以增大。
[0056]在一種實施方案中，所述水溶性樹脂可以相對于總油墨組合物的Iwt%至30wt% 的量存在于所述油墨組合物中。優(yōu)選地，所述水溶性樹脂可以相對于總油墨組合物的3wt% 至20wt%的量存在于所述油墨組合物中。如果所述水溶性樹脂在油墨組合物中的量過低， 則在水或水/助溶劑混合物蒸發(fā)之后，水分散性組分，如水分散性樹脂和任選地水分散性 顏料可能不再適當(dāng)?shù)胤€(wěn)定。如果水溶性樹脂在所述油墨組合物中的量過高，則打印圖像的 強度和/或防水性可能降低。
[0057]在一種實施方案中，包含水溶性樹脂的油墨組合物和該水分散性樹脂是可固化 的。例如，包含水溶性樹脂的油墨組合物和該水分散性樹脂可以是可熱固化的。在已經(jīng)將油 墨施加于接收介質(zhì)之后，溶劑例如水可以從油墨組合物蒸發(fā)并且該油墨組合物可以干燥。 當(dāng)干燥的油墨組合物稍后與水接觸時，油墨組分可以重新溶解或重新分散，并且圖像可以 從接收介質(zhì)除去。當(dāng)水溶性可固化樹脂是可固化的時，在被施加于接收介質(zhì)之后該油墨固 化，該水溶性樹脂可能放寬（loose)其水溶解性，并且可以獲得防水圖像。該防水圖像由于 其防水性而可以適合戶外應(yīng)用。例如可以通過輻射如UV或通過加熱進行固化。固化也稱 為融合。
[0058]根據(jù)本發(fā)明的水溶性樹脂可以滿足如下所示的通式：
【權(quán)利要求】
1. 一種油墨組合物，其包含： a) 水； b) 水分散性樹脂； c) 著色劑； d) 水溶性樹脂，該水溶性樹脂包含主鏈和穩(wěn)定化基團，該穩(wěn)定化基團能夠形成分子間 氫鍵。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的油墨組合物，其中該水溶性樹脂能夠在水蒸發(fā)之后形成基質(zhì)，其 中基質(zhì)一所述水溶性樹脂和所述著色劑被穩(wěn)定化。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的油墨組合物，其中該水溶性樹脂的主鏈為水溶性主鏈。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的油墨組合物，其中該水溶性樹脂包含聚醚主鏈，優(yōu)選[_CH2CH20_] n 或[-CH2CH (CH3) 0-] n主鏈或其組合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的油墨組合物，其中該水溶性樹脂為基本非晶質(zhì)的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5的油墨組合物，其中該水分散性樹脂和該水溶性樹脂是可固化 的。
7. 制備根據(jù)權(quán)利要求1的油墨組合物的方法，該方法包括如下步驟： 〇 提供水溶性樹脂 。 提供水 °提供著色劑 提供包含該水分散性樹脂的分散體 。 混合該水溶性樹脂、水、該著色劑和該水分散性樹脂的分散體。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的油墨組合物用于使用噴墨打印裝置將圖像打印到圖像接收介質(zhì) 上的用途。
9. 適用于根據(jù)權(quán)利要求1的油墨組合物的水溶性樹脂，該樹脂包含水溶性主鏈，該水 溶性主鏈基本上由聚乙二醇鏈、聚丙二醇鏈或聚乙二醇-丙二醇鏈構(gòu)成，該水溶性樹脂進 一步包含穩(wěn)定化基團，該穩(wěn)定化基團包含2-吡咯烷酮部分或水楊酸部分。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的水溶性樹脂，其中該穩(wěn)定化基團通過橋連基偶聯(lián)至所述主鏈，該 橋連基選自：酰胺橋連基、氨酯橋連基、氨基甲酸酯橋連基或酯橋連基。
11. 制備根據(jù)權(quán)利要求8-9任一項的水溶性樹脂的方法，該方法包括如下步驟： a) 提供主鏈前體，該水溶性樹脂前體包含水溶性主鏈，該水溶性主鏈基本上由聚乙二 醇鏈，聚丙二醇鏈或聚乙二醇-丙二醇鏈構(gòu)成； b) 提供穩(wěn)定化基團前體，該穩(wěn)定化基團前體包含穩(wěn)定化基團，該穩(wěn)定化基團包含 2_吡咯烷酮部分或水楊酸部分； c) 將所述主鏈前體與該穩(wěn)定化基團前體偶聯(lián)，從而形成所述水溶性樹脂。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9或10的水溶性樹脂在油墨組合物中的用途。
【文檔編號】B41M5/00GK104284951SQ201380023991
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月9日
【發(fā)明者】P.R.馬基伊斯, J.P.莫恩, F.L.E.M.蘇倫, R.格魯圖塞, R.范哈梅恩, P.O.科林, M.A.M.里恩 申請人:奧西-技術(shù)有限公司