專利名稱：油墨組合物的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明總體上涉及可固化凝膠油墨，如輻射-固化凝膠油墨，及其在形成圖像中 的用途，如通過噴墨打印形成圖像。更具體地，本發(fā)明涉及淺青色輻射-固化凝膠油墨、制 備所述油墨的方法、以及用所述油墨形成圖像的方法。
背景技術(shù)：
噴墨打印系統(tǒng)和輻射-固化凝膠油墨是本領域已知的。然而，雖然已知的凝膠油 墨組合物已成功使用，仍然需要能夠用于形成更高質(zhì)量圖像的改進的凝膠油墨組合物。凝膠油墨顏色通常包括，例如青色、品紅色、黃色和黑色。然而，較淺顏色的凝膠油 墨組合物也是需要的。淺色油墨——與常用油墨組合——可獲得更高質(zhì)量的圖像，同時抑 制圖像質(zhì)量缺陷，如從低密度區(qū)域到高密度區(qū)域的色調(diào)(tone)范圍上的顆粒狀和斑點。然而，得到有效的淺色油墨并非只是簡單地制備常規(guī)著色劑的著色劑負荷減小的 油墨組合物。這是因為在例如低著色劑負荷的青色油墨和全著色劑負荷的青色油墨之間存 在顯著的色相差異。因此，需要開發(fā)輻射-固化凝膠油墨以獲得更高質(zhì)量圖像。

發(fā)明內(nèi)容
實施方案中，本發(fā)明通過提供一種淺青色輻射-固化凝膠油墨滿足并解決了這些 多種需要和問題，所述油墨包含至少一種可固化單體、至少一種有機膠凝劑、至少一種光 敏引發(fā)劑和一種著色劑，所述著色劑包含一種青色著色劑、一種吸收波長約500至約600nm 光的調(diào)整色相(hue)的著色劑、和任選地、一種吸收波長約400至約500nm光的調(diào)整暗調(diào) (shade)的著色劑。實施方案也包括制備所述油墨的方法以及用所述油墨形成圖像的方法。所述的改進以及其他改進是通過本文實施方案中描述的組合物和方法完成的。


圖1是一個b*對a*的圖——舉例說明未經(jīng)色相校正的淺青色凝膠油墨相對于標 稱青色凝膠油墨的目標半色調(diào)軌跡之間的色差。圖2是一個色度(C * )對亮度(L * )的圖——舉例說明未經(jīng)色相校正的淺青色凝 膠油墨相對于標稱青色凝膠油墨的目標半色調(diào)軌跡之間的色差。實施方案本發(fā)明不限于本文所描述的特定的實施方案，一些組分和方法可由普通技術(shù)人員 基于本發(fā)明作出改變。示例性的油墨組合物在滿足一般打印方法的需要的同時提供優(yōu)良的打印質(zhì)量。本 發(fā)明提供一種油墨組合物，其包含至少一種可固化單體、至少一種有機膠凝劑、至少一種光 敏引發(fā)劑和一種著色劑。在實施方案中，所述油墨組合物可包括一種任選的可固化蠟。所述著色劑包含一種青色著色劑、一種吸收波長約500至約600nm光的調(diào)整色相的著色劑和 一種任選的吸收波長約400至約500nm光的調(diào)整暗調(diào)的著色劑。輻射-固化凝膠油墨圖像形成系統(tǒng)通常在四個打印頭系統(tǒng)中具有青色、品紅色、 黃色和黑色油墨。在數(shù)字成像中，所述顏色的油墨一般通過以變化的濃度和組合打印網(wǎng)點 來使用，以形成所需的圖像。雖然網(wǎng)點自身通常是足夠小以至于其是不可見的，但是通過所 述網(wǎng)點生成的紋理是可見的，并且對于某些高質(zhì)量應用如打印高質(zhì)量照片而言可能是無法 接受的。除了令人不快的半色調(diào)紋理，即使是小水平的不均勻性也可以導致令人不快的可 見噪聲(noise)，諸如顆粒狀、斑點等。令人不快的可見紋理和噪聲可以通過使用淺色油墨 明顯減少。圖像質(zhì)量可通過加入一種、兩種或更多種另外的油墨以形成具有五個、六個或更 多個打印頭的系統(tǒng)而改善。一種將提供巨大價值并增加圖片質(zhì)量的油墨顏色是淺青色。淺 青色油墨可以使非常高質(zhì)量的圖像成為可能并且抑制圖像質(zhì)量缺陷，諸如從低密度區(qū)域到 高密度區(qū)域的色調(diào)范圍上的顆粒狀和斑點。然而，得到有效的淺色油墨并非只是簡單地制備全負荷油墨中使用的常規(guī)著色劑 的著色劑負荷減小的油墨組合物。在低著色劑負荷的青色油墨和全著色劑負荷的青色油墨 之間存在顯著的色相差異。其原因是導致穿過色調(diào)復制曲線(TRC)的顏色變化的不想要的 吸收。在實施方案中，不良吸收通過提供一種青色油墨而校正，其是用另外的著色劑調(diào)整暗 調(diào)以校正色相偏移，并因此使得TRC平滑，同時仍提供所需的淺青色。相比于之前的標準熱熔噴墨油墨，輻射-固化油墨的另一個優(yōu)點是噴射和膠凝溫 度降低。標準熱熔噴墨油墨必須是在非常高的溫度下噴射，而本發(fā)明公開的噴墨油墨組合 物可呈現(xiàn)為凝膠態(tài)和具有較低的噴射溫度。較低的凝膠溫度可以通過應用加熱而進一步促 進噴射油墨的光滑和平整。在本說明書和接下來的權(quán)利要求中，單數(shù)形式諸如“一”、“一個”和“該”包括復數(shù) 形式，除非另外清楚地指出。本文公開的所有范圍包括所有端點和中間數(shù)值，除非具體指 出。此外，提及應如下定義的許多術(shù)語術(shù)語“官能團”指例如以一種決定基團和其連接的分子的化學性質(zhì)的方式排列的 一群原子。官能團的實例包括鹵素原子、羥基基團、羧酸基團等等。術(shù)語“短鏈”指例如下述烴鏈，其中η代表鏈中的碳原子數(shù)目并且其中η是一個從 約1至約7的數(shù)字，諸如從約2至約5或從約3至約4的數(shù)字。術(shù)語“(可)固化”描述了例如一種可經(jīng)聚合作用固化的物質(zhì)，包括例如自由基 途徑，和/或其中聚合作用是通過使用一種輻射敏感的光敏引發(fā)劑被光引發(fā)的。術(shù)語“輻 射-固化”指例如暴露于輻射源時所有形式的固化，包括在光源和熱源下并且在或不在引 發(fā)劑的存在下。示例性的輻射-固化技術(shù)包括但不限于，用紫外(UV)光的固化(例如具有 200-400 nm的波長或更不可見的光，任選在光敏引發(fā)劑和/或感光劑存在下)，用電子束輻 射的固化(任選不在光敏引發(fā)劑存在下)，用熱固化的固化(在或不在高溫熱引發(fā)劑(其在 噴射溫度下可很大程度上是無活性的)的存在下)，及其合適的組合。如本文中使用的，術(shù)語“粘度”指一種復數(shù)粘度，其是通過一個能夠使樣本發(fā)生穩(wěn) 定的剪應變或小幅度的正弦形變的機械流變計提供的一般量度。在這種類型的儀器中，所 述剪應變是通過操作者對傳動器而施加的，并且樣本變形(轉(zhuǎn)矩)是通過換能器測量的?；蛘?，可使用一種應力控制儀器，在其中應用剪應力并測量所得的應變。所述流變儀提供在 不同的平板旋轉(zhuǎn)頻率ω下粘度的周期測量，而非例如毛細管粘度計的瞬時量度。交互的平 板流變儀能夠測量同相和異相流體對壓力或位移的響應。所述復數(shù)粘度n *定義為n * = η’-in”;其中n，=G”/ ，n” = G’/ 并且i為v-i?；蛘咭部墒褂弥豢梢詼y量瞬 時量度——例如毛細管粘度或剪切粘度——的粘度計?！叭芜x的”或“任選地”指，例如其中隨后描述的情況可發(fā)生或可不發(fā)生的情形，并 包括其中情況發(fā)生的情形和其中情況不發(fā)生的情形。術(shù)語“一個(種)或多個(種)”和“至少一個(種)”指例如在其中隨后描述的 情況中的一個發(fā)生的情形，和在其中隨后描述的情況中的多個發(fā)生的情形。單體在實施方案中，所述油墨組合物可包括一種或多種共聚單體。共聚單體的組合可 輔助膠凝劑物質(zhì)的增溶。共聚單體可選自任何合適的輻射-固化單體。在實施方案中，油墨組合物可包含一個第一共聚單體，由于膠凝劑物質(zhì)的溶解性 和膠凝性，可為諸如環(huán)氧聚酰胺復合膠凝劑，其可用于生成具有熱驅(qū)動和可逆凝膠相的包 含油墨載體的油墨組合物，其中油墨載體由可固化液態(tài)單體如UV-固化液態(tài)單體組成。所 述油墨組合物的凝膠相允許一個油墨小滴固定在接收基底上。組合物的可固化單體的實例包括丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯(如購自 Sartomer的SR-9003)、二甘醇雙丙烯酸酯、三甘醇雙丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、雙丙甘 醇二丙烯酸酯、三丙甘醇二丙烯酸酯、烷氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、丙烯酸異癸酯、丙烯 酸十三烷酯、丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、丙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸 酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、雙-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯 酸酯、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、丙氧基化三丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸異冰片酯、丙 烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、新戊二醇丙氧基化物甲基醚單丙烯酸酯、甲基丙烯酸異癸 酯、己內(nèi)酯丙烯酸酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸異辛酯、其混合物 等。作為相對非極性的單體，可提及(甲基)丙烯酸異癸酯、己內(nèi)酯丙烯酸酯、丙烯酸2-苯 氧基乙酯、(甲基)丙烯酸異辛酯和丙烯酸丁酯。此外，多官能的丙烯酸酯單體/低聚物不 止可用作反應稀釋劑，也可用作可增加固化圖像的交聯(lián)密度因而提高固化圖像的韌性的物 質(zhì)。術(shù)語“可固化單體”也想要包含可固化的低聚物，后者也可用于組合物中?？捎?于組合物中的合適的輻射-固化低聚物的實例具有低粘度，例如約50(^S至約10，OOOcPs, 諸如約75(3 至約7，SOOcI3S或約IOOcI3S至約δ,ΟΟΟο ^。所述低聚物的實例可包括可 購自 Sartomer Company, Inc.，Exeter, PA 的 CN549、CN131、CN131B、CN2285、CN 3100、 CN3105、CN132、CN133、CN 132，可購自 Cytec Industries Inc, Smyrna GA 的 EBECRYL 140、EBECRYL 1140、EBECRYL 40、EBECRYL 3200、EBECRYL 3201、EBECRYL 3212，可購自 Cognis Corporation，Cincinnati，OH 的 PH0T0MER 3660、PH0T0MER5006F、PH0T0MER 5429、 PH0T0MER 5429F，可購自 BASFCorporation，F(xiàn)lorham Park，NJ 的 LAR0MER PO 33F、LAR0MER PO 43F、LAR0MER PO 94F、LAROMER UO 35D、LAROMER PA9039V、LAROMER PO 9026V、LAROMER 8996,LAROMER 8765,LAROMER 8986，等等。作為多官能的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，可提及 季戊二醇四(甲基)丙烯酸酯、1，2_乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，6_己二醇二(甲基)
6丙烯酸酯、1，12-十二烷醇二(甲基)丙烯酸酯、三(2-羥基乙基)異氰脲酸酯三丙烯酸酯、 丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、三丙甘醇二丙烯酸酯、二丙甘醇二丙烯 酸酯、胺改性的聚醚丙烯酸酯(可作為PO 83 F、LR 8869，和/或LR 8889獲得(均可購自 BASF Corporation))、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油丙氧基化物三丙烯酸酯、二季戊四醇 五/六丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯(可作為SR 494購自Sartomer Co. Inc.)寸寸。在實施方案中，共聚單體可選自短鏈的烷基二醇二丙烯酸酯或醚二丙烯酸酯 (如丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯)，或選自具有短鏈烷基酯取代基的丙烯酸酯(如己內(nèi) 酯丙烯酸酯)，以及市售可得的產(chǎn)品CD536、CD 2777、CD585和CD586(可購自Sartomer Co. Inc.) ο在實施方案中，輻射-固化凝膠油墨組合物可包含一種或多種共聚單體，共聚單 體量的范圍是油墨重量的約10%至約80%，如約20%至約70%，或約30%至約60%。可固化的膠凝劑在實施方案中，凝膠油墨組合物可包含至少一種任選的有機膠凝劑。有機膠凝劑功能是在一個想要的溫度范圍內(nèi)顯著地增加油墨組合物和油墨載體 的粘度。特別地，膠凝劑在低于油墨組合物噴射的特定溫度的溫度下在油墨載體中形成半 固體凝膠。半固體凝膠相是作為一個動態(tài)平衡存在的物理凝膠，所述動態(tài)平衡由一個或多 個固體膠凝劑分子和一種液體溶劑組成。半固體凝膠相是分子組分通過非共價鍵合相互作 用——諸如氫鍵、范德華相互作用、芳香族非鍵合相互作用、離子鍵或配位鍵、倫敦色散力 等等——結(jié)合在一起的一個動態(tài)網(wǎng)絡集合，其在物理力(諸如溫度或機械攪拌)或化學力 (諸如PH或離子強度)的刺激下，可以在宏觀水平上可逆地自液體狀態(tài)轉(zhuǎn)變到半固體狀態(tài)。 當溫度在凝膠相轉(zhuǎn)變之上或之下變化時，所述油墨組合物在半固體凝膠狀態(tài)和液體狀態(tài)之 間熱可逆地轉(zhuǎn)換。這種半固體凝膠相和液相之間轉(zhuǎn)變的可逆循環(huán)可以在所述油墨組合物中 多次重復。一種或多種膠凝劑的混合物可用于實現(xiàn)相變轉(zhuǎn)化?？衫媚z凝劑的相轉(zhuǎn)變性質(zhì)在油墨噴射至基底后引起噴射的油墨組合物粘度的 快速增加。特別地，噴射的油墨小滴可在與油墨組合物的油墨噴射溫度相比較冷的溫度下 通過相變轉(zhuǎn)化作用固定在接收基底的位置上。在實施方案中，油墨組合物形成凝膠狀態(tài)時的溫度是低于油墨組合物的噴射溫度 的任意溫度，例如低于油墨組合物的噴射溫度約10°c或更多的任意溫度。在實施方案中，所 述凝膠狀態(tài)可以在約20°C至約85°C的溫度形成，諸如約30°C至約80°C，約40°C至約75°C， 約45°C至約70°C，如約65°C。從油墨組合物處于液體狀態(tài)的噴射溫度冷卻至油墨組合物轉(zhuǎn) 變?yōu)槟z狀態(tài)的凝膠轉(zhuǎn)變溫度時，油墨粘度有一個快速的并且巨大的增加。一些實施方案 的所述油墨組合物可顯示至少IO2 5倍的粘度增加。合適的膠凝劑可在油墨載體中快速并且可逆地使單體/低聚物成凝膠狀，并表現(xiàn) 出一個狹窄的相變轉(zhuǎn)化，例如在約20°C至約85°C的溫度范圍內(nèi)。在基底溫度(如約30°C至 約70°C )下，相對于噴射溫度下的粘度，示例性的油墨組合物的凝膠狀態(tài)應該表現(xiàn)出最小 102 5mPa · s，如103mPa · s的粘度增加。在具體的實施方案中，所述含膠凝劑的油墨組合物 在低于噴射溫度5°C至約10°C的溫度內(nèi)粘度快速增加并且最后達到一個IO4倍于噴射粘度 以上的粘度，例如約IO5倍于噴射粘度。
適用于油墨組合物的膠凝劑包括可固化膠凝劑，包括一種可固化酰胺、一種可固 化聚酰胺環(huán)氧丙烯酸酯組分和一種聚酰胺組分，由一種可固化環(huán)氧樹脂和一種聚酰胺樹脂 組成的一種可固化復合膠凝劑，其混合物等，如在美國專利申請12/474，946中公開的，該 專利申請通過引證的方式全文納入本說明書。組合物中包含膠凝劑使得組合物能夠施用在 基底上——例如在基底的一個或多個部分上和/或在之前于基底上形成的圖像的一個或多 個部分上——而不會對基底過度滲透，因為組合物的粘度隨著組合物在施用后冷卻而快速 增加。液體過度滲透至多孔基底(例如紙)上會導致不想要的基底不透明度降低?？晒袒?膠凝劑也可參與組合物的一種或多種單體的固化。當組合物用在具有硅氧烷或其他油類的基底上時，為改善潤濕，適用于組合物的 膠凝劑本質(zhì)上可為兩親性的。兩親性的指既具有極性部分也具有非極性部分的分子。例如， 膠凝劑可具有長的非極性烴鏈和極性酰胺鍵。適合使用的酰胺膠凝劑包括在美國專利申請公開號2008/012^14和美國專利 7，276，614和7，279，587中描述的那些，它們的全部公開內(nèi)容通過引證的方式納入本文。所述酰胺膠凝劑可為一種下列結(jié)構(gòu)式表示的化合物
權(quán)利要求
1.一種淺青色輻射-固化凝膠油墨，包含 至少一種可固化單體，至少一種有機膠凝劑， 至少一種光敏引發(fā)劑，和 一種著色劑，所述著色劑包含 一種青色著色劑，一種吸收波長約500至約600nm的光的調(diào)整色相的著色劑，和 任選地、一種吸收波長約400至約500nm的光的調(diào)整暗調(diào)的著色劑。
2.權(quán)利要求1的油墨，還包含所述調(diào)整暗調(diào)的著色劑。
3.權(quán)利要求1的油墨，其中所述青色著色劑吸收波長約600至約700nm的光。
4.權(quán)利要求1的油墨，其中所述青色著色劑包括至少一種選自以下的著色劑顏料藍 15:3、顏料藍15:4、顏料藍16、溶劑藍35、溶劑藍38、溶劑藍48、溶劑藍70和溶劑藍101。
5.權(quán)利要求1的油墨，其中所述青色著色劑存在的量為油墨重量的約0.05%至約6%。
6.權(quán)利要求1的油墨，其中所述調(diào)整色相的著色劑包括至少一種選自以下的著色劑 顏料藍61、顏料紅57:1、顏料紅81 2、顏料紅122、顏料紅184、顏料紅185、顏料紅238、顏料 紅沈9、溶劑紅49、溶劑紅52、溶劑紅151、溶劑紅155、溶劑紅172、溶劑紫13、溶劑藍97、溶 劑藍102、溶劑藍104、溶劑藍128。
7.權(quán)利要求1的油墨，其中所述調(diào)整色相的著色劑存在的量為油墨重量的約0.001重 量％至約1重量％。
8.權(quán)利要求2的油墨，其中所述調(diào)整暗調(diào)的著色劑包括至少一種選自以下的著色劑 顏料黃12、顏料黃17、顏料黃74、顏料黃83、顏料黃97、顏料黃139、顏料黃155、顏料黃180、 顏料橙2、顏料橙5、顏料橙38、顏料橙64、顏料紅4、顏料紅38、顏料紅66、顏料紅119、顏料 紅178、炭黑、溶劑黃16、溶劑黃93、溶劑黃104、溶劑黃163、溶劑黃141、溶劑紅111、溶劑黑 7、溶劑黑27、溶劑黑45和Cabot MogulE黑。
9.權(quán)利要求2的油墨，其中所述調(diào)整暗調(diào)的著色劑存在的量為油墨重量的約0.001重 量％至約0.6重量％。
10.權(quán)利要求1的油墨，其中所述淺青色油墨當以100%半色調(diào)區(qū)域覆蓋印刷時，與標 稱青色油墨以一種約15%至約70%半色調(diào)區(qū)域覆蓋的半色調(diào)區(qū)域覆蓋印刷時相比，具有 大體上相同的顏色。
11.一種制備淺青色輻射-固化凝膠油墨的方法，包括將至少一種可固化單體、至少一種有機膠凝劑、至少一種光敏引發(fā)劑和一種著色劑混 合形成混合物，所述著色劑包含 一種青色著色劑，一種吸收波長約500至約600nm的光的調(diào)整色相的著色劑，和 任選地、一種吸收波長約400至約500nm的光的調(diào)整暗調(diào)的著色劑； 將混合物加熱；將加熱的混合物冷卻形成一種凝膠油墨。
12.權(quán)利要求11的方法，其中所述混合物加熱至至少油墨載體的熔點。
13.一種形成圖像的方法，包括用一種輻射-固化凝膠油墨在基底上印刷圖像， 其中所述輻射-固化凝膠油墨至少包含一種青色油墨、一種品紅色油墨、一種黃色油墨和 一種淺青色油墨，并且所述淺青色油墨包含至少一種可固化單體、至少一種有機膠凝劑、至少一種光敏引發(fā) 劑，和一種著色劑，所述著色劑包含 一種青色著色劑，一種吸收波長約500至約600nm的光的調(diào)整色相的著色劑，和 任選地、一種吸收波長約400至約500nm的光的調(diào)整暗調(diào)的著色劑。
全文摘要
一種淺青色輻射-固化凝膠油墨，包含至少一種可固化單體、至少一種有機膠凝劑、至少一種光敏引發(fā)劑和一種著色劑。所述著色劑包含一種青色著色劑、一種吸收波長約500至約600nm的光的調(diào)整色相的著色劑，和任選地一種吸收波長約400至約500nm的光的調(diào)整暗調(diào)的著色劑。
文檔編號C09D11/00GK102127332SQ20111002317
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日
發(fā)明者B·基奧什科林, D·W·范貝希, E·N·達拉爾, J·沃斯尼克, K·A·莫法特, M·N·克雷蒂安, R·P·N·韋勒金, V·M·法魯希亞 申請人:施樂公司