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CN108368362A - 静电墨水组合物 - Google Patents

静电墨水组合物 Download PDF

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CN108368362A
CN108368362A CN201580085249.XA CN201580085249A CN108368362A CN 108368362 A CN108368362 A CN 108368362A CN 201580085249 A CN201580085249 A CN 201580085249A CN 108368362 A CN108368362 A CN 108368362A
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resin
pigment
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CN201580085249.XA
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E.马索德
R.古斯利切尔
A.赫恩
E.舍莱夫
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Original Assignee
Hewlett Packard Indigo BV
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Publication date
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Abstract

本文公开了液体静电墨水组合物,其包含含有涂布有二氧化钛和附加金属氧化物的云母的颜料。

Description

静电墨水组合物
背景
电子照相印刷法,有时被称为静电印刷法,通常涉及在光电导表面上生成图像、将具有带电粒子的墨水施加到光电导表面上以使它们选择性结合到图像上,然后将带电粒子以图像形式转移到印刷基底上。
光电导表面可以在滚筒上并常被称作光成像板(PIP)。用含有具有不同电势的图像区和背景区的静电潜像使光电导表面选择性带电。例如,可以使在液体载体中包含带电调色剂粒子的静电墨水组合物与选择性带电的光电导表面接触。带电调色剂粒子附着到潜像的图像区上,而背景区保持干净。然后将图像直接转移到印刷基底(例如纸)上,或者通过首先转移到中间转印件(其可以是软膨胀橡皮布(soft swelling blanket),通常将其加热以熔融固体图像和蒸发液体载体)上,随后转移到印刷基底上,由此将图像转移到印刷基底(例如纸)上。
附图简述
图1是用于印刷静电墨水组合物的液体电子照相(LEP)印刷装置的实例的示意图。
详细描述
在公开和描述本公开的组合物、方法和相关方面之前,要理解的是,本公开不限于本文中公开的特定工艺特征和材料,因为这样的工艺特征和材料可有所改变。还要理解的是,本文中所用的术语用于描述特定实例的目的。这些术语无意构成限制,因为范围旨在受所附权利要求及其等同方案限制。
要指出,除非上下文中清楚地另行规定,如本说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数对象。
如本文所用的“液体载体”、“载体”或“载体媒介(carrier vehicle)”是指可将聚合物树脂、颜料、电荷导向剂和/或其它添加剂分散在其中以形成液体静电墨水或电子照相墨水的流体。液体载体可以包括多种不同试剂,如表面活性剂、助溶剂、粘度改进剂和/或其它可能的成分的混合物。
如本文所用的“静电墨水组合物”通常是指通常适用于静电印刷法(有时被称作电子照相印刷法)的可以是液体形式的墨水组合物。静电墨水组合物可以包含分散在液体载体(其可以如本文中所述)中的树脂和颜料的可带电粒子。
如本文所用的“共聚物”是指由至少两种单体聚合的聚合物。
如本文所用的“熔体流动速率”通常是指在指定温度和负载下(通常报告为温度/负载,例如190℃/2.16 kg)树脂通过具有限定尺寸的孔口的挤出速率。流动速率可用于区分等级或提供材料由于模制而降解的量度。在本公开中,根据ASTM D1238-04c StandardTest Method for Melt Flow Rates of Thermoplastics by Extrusion Plastometer测量“熔体流动速率”。如果指定特定聚合物的熔体流动速率,除非另有说明,其是不存在静电组合物的任何其它组分的单独的聚合物的熔体流动速率。
如本文所用的“酸度”、“酸值”或“酸价”是指中和1克物质的以毫克计的氢氧化钾(KOH)的质量。可以根据标准技术,例如如ASTM D1386所述测量聚合物的酸度。如果指定特定聚合物的酸度,除非另有说明,其是不存在液体调色剂组合物的任何其它组分的单独的聚合物的酸度。
如本文所用的“熔体粘度”通常是指在给定剪切应力或剪切速率下剪切应力与剪切速率的比。通常使用毛细管流变仪进行测试。将塑料装料在流变仪筒中加热并用柱塞迫使其通过模头。取决于设备,通过恒定力或在恒定速率下推动柱塞。一旦系统达到稳态操作即进行测量。使用的一种方法是测量在140℃下的布氏粘度,单位为mPa-s或厘泊。在一些实例中,可以使用流变仪,例如来自Thermal Analysis Instruments的市售AR-2000流变仪,使用几何结构25毫米钢板-标准钢平行板,并得到在120℃、0.01 hz剪切速率下的板对板(plate over plate)流变学等温线来测量熔体粘度。如果指定特定聚合物的熔体粘度,除非另有说明,其是不存在静电组合物的任何其它组分的单独的聚合物的熔体粘度。
某一单体在本文中可能被描述为构成聚合物的特定重量百分比。这是指该聚合物中由所述单体形成的重复单元构成聚合物的所述重量百分比。
如果在本文中提到标准试验,除非另有说明,否则要参考的试验版本是提交本专利申请时的最新版本。
如本文所用的“静电印刷”或“电子照相印刷”通常是指提供从光成像基底或板直接或经由中间转印件间接转移到印刷基底,例如纸基底上的图像的方法。因此,该图像基本不被吸收到其施加至的光成像基底或板中。另外,“电子照相印刷机”或“静电印刷机”通常是指能够实施如上所述的电子照相印刷或静电印刷的那些印刷机。“液体电子照相印刷”是一种特定类型的电子照相印刷,其中在电子照相法中采用液体墨水而非调色粉。静电印刷法可涉及对电子照相墨水组合物施以电场,例如具有1000 V/cm或更大,在一些实例中为1000 V/mm或更大的场强度的电场。
如本文所用的术语“约”用于为数值范围端点提供灵活性,其中给定值可以略高于或略低于该端点。这一术语的灵活度可取决于特定变量。
如本文所用,为方便起见,可能在通用列表中呈现多个项目、结构要素、组成要素和/或材料。但是,这些列表应该如同该列表的各成员作为单独和独特的成员逐一规定的那样解释。因此,如果没有作出相反的指示,这样的列表的任一成员不应仅基于它们出现在同一组中而被解释为同一列表中的任何其它成员的事实等同物。
浓度、量和其它数值数据在本文中可能以范围格式表示或呈现。要理解的是,这样的范围格式仅为方便和简要起见而使用,因此应灵活解释为不仅包括作为该范围的端点明确列举的数值,还包括该范围内涵盖的所有个体的数值或子范围,就如同明确列举各数值和子范围那样。例如,“约1重量%至约5重量%”的数值范围应解释为不仅包括明确列举的约1重量%至约5重量%的值,还包括在所示范围内的独立值和子范围。因此,在这一数值范围中包括独立值,如2、3.5和4,以及子范围,如1-3、2-4和3-5等。这一原理同样适用于列举单个数值的范围。此外,无论范围的宽度或所述特征如何,这样的解释应该都适用。
如本文所用,除非另有说明,重量%值被视为是指墨水组合物中固体的重量比重量(w/w)百分比,并且不包括存在的任何载体流体的重量。
除非另行规定,本文中描述的任何特征可以与本文中描述的任何方面或任何其它特征组合。
在一个方面,提供液体静电墨水组合物。所述液体静电墨水组合物可以包含:
包含涂布有二氧化钛和附加金属氧化物的云母的颜料;
树脂;和
载体液体。
在另一方面,提供用于制备静电墨水组合物的方法。所述方法可以包括:
提供包含涂布有二氧化钛和附加金属氧化物的云母的颜料;和
将所述颜料、树脂和载体液体组合以形成静电墨水组合物。
在另一方面,提供静电印刷方法。所述方法可以包括:
提供液体静电墨水组合物,其包含:
包含涂布有二氧化钛和附加金属氧化物的云母的颜料;
树脂;和
载体液体;
使所述液体静电墨水组合物与表面上的静电潜像接触以产生显影图像;和
将显影图像转移到印刷基底上。
本发明人已经发现,提供包含含有涂布有二氧化钛和附加金属氧化物的云母的颜料的液体静电墨水组合物可用于提供金色液体静电墨水组合物。通过提供这样的静电墨水组合物,本发明人已经发现可以提供金色液体静电墨水组合物,而不使用导电金属颜料。
静电墨水组合物
液体静电墨水组合物可以是包含金色颜料的金色液体静电墨水组合物。液体静电墨水组合物可以包含含有涂布有二氧化钛和附加金属氧化物的云母的金色颜料。
颜料
静电墨水组合物包含含有涂布有二氧化钛和附加金属氧化物的云母的颜料。附加金属氧化物是不同于二氧化钛的金属氧化物。
如本文所用的术语“云母”是指基于云母的矿物,例如硅酸盐,例如铝硅酸盐,其具有基本扁平的形态。基于云母的矿物可以是合成云母或天然云母。在一些实例中,云母是天然云母,例如白云母。
云母可以作为具有约5至25µm的长度(术语“长度”是指薄片的最长尺寸)的薄片提供。在一些实例中,薄片可以具有约100至约1500nm,在一些实例中,约100至约500nm,在一些实例中,约500nm至约1000nm的厚度。静电组合物中的云母薄片的长度可以小于25µm,在一些实例中小于15µm,在一些实例中小于10µm,在一些实例中小于5µm。在一些实例中,云母薄片可以具有约2至约25µm,在一些实例中约2至约20µm的长度,在一些实例中,这些薄片涂布有二氧化钛和附加金属氧化物。
在一些实例中,颜料包含至少约20 重量%云母,在一些实例中至少约25 重量%云母,在一些实例中至少约28 重量%云母。在一些实例中,颜料包含高达约60 重量%云母,在一些实例中高达约55 重量%云母,在一些实例中高达约50 重量%云母,在一些实例中高达约45 重量%云母,在一些实例中高达约40 重量%云母,在一些实例中高达约38 重量%云母。在一些实例中,颜料包含25 重量%至55 重量%云母,在一些实例中28 重量%至38 重量%云母。
在一些实例中,颜料包含涂布有二氧化钛和附加金属氧化物的云母,其中颜料包含至少约20 重量%二氧化钛,在一些实例中至少约30 重量%二氧化钛,在一些实例中至少约40 重量%二氧化钛,在一些实例中至少约45 重量%二氧化钛,在一些实例中至少约50 重量%二氧化钛,在一些实例中至少约55 重量%二氧化钛。在一些实例中,颜料包含高达约70重量%二氧化钛,在一些实例中约65 重量%二氧化钛。在一些实例中,颜料包含20 重量%至约70 重量%二氧化钛,在一些实例中55 重量%至65 重量%二氧化钛。
在一些实例中,颜料包含涂布有氧化硅(SiO2)的云母。在一些实例中,云母涂布有氧化硅、二氧化钛和附加金属氧化物。
在一些实例中,颜料包含涂布有氧化硅层(在其上布置二氧化钛层)的云母。附加金属氧化物可以布置在二氧化钛层上,所述二氧化钛层可以布置在位于云母,例如云母薄片上的氧化硅层上。
在一些实例中,附加金属氧化物包含氧化铁(例如氧化铁(III))。在一些实例中,附加金属氧化物包含氧化铁和二氧化锡。在一些实例中,附加金属氧化物包含氧化铁和二氧化锆。在一些实例中,附加金属氧化物包含氧化铁、二氧化锡和二氧化锆。在一些实例中,附加金属氧化物包含与二氧化锡和/或二氧化锆组合的氧化铁。
在一些实例中,颜料包含氧化铁(例如氧化铁(III))作为附加金属氧化物或附加金属氧化物之一。在一些实例中,颜料包含大于约5 重量%氧化铁,在一些实例中大于8 重量%氧化铁,在一些实例中约9 重量%氧化铁或更多,在一些实例中大于10 重量%氧化铁,在一些实例中大于12 重量%氧化铁。在一些实例中,颜料包含高达约40 重量%氧化铁,在一些实例中高达约35 重量%氧化铁,在一些实例中高达约30 重量%氧化铁,在一些实例中高达约20 重量%氧化铁,在一些实例中高达约18 重量%氧化铁,在一些实例中高达约16 重量%氧化铁。在一些实例中,颜料包含8 重量%至40 重量%氧化铁,在一些实例中12 重量%至16重量%氧化铁。
在一些实例中,颜料包含二氧化锆。在一些实例中,颜料包含高达约5 重量%二氧化锆,在一些实例中高达约3 重量%二氧化锆,在一些实例中高达约2 重量%二氧化锆。
在一些实例中,颜料包含二氧化锡。在一些实例中,颜料包含大于约0.01 重量%二氧化锡,在一些实例中大于约0.05 重量%二氧化锡,在一些实例中大于约0.1 重量%二氧化锡,在一些实例中大于约0.5 重量%二氧化锡。在一些实例中,颜料包含高达约5 重量%二氧化锡,在一些实例中高达约2 重量%二氧化锡,在一些实例中高达约1 重量%二氧化锡。
在一些实例中,颜料包含20至55 重量%云母,20至70 重量%二氧化钛,和5至40 重量%氧化铁(例如氧化铁(III))。在一些实例中,颜料包含20至55 重量%云母,20至70 重量%二氧化钛,15至40 重量%氧化铁和量小于2 重量%的二氧化锡。
在一些实例中,颜料包含28 重量%至38 重量%云母,55 重量%至65 重量%二氧化钛,12 重量%至16 重量%氧化铁(例如氧化铁(III)) 或由其组成。在一些实例中,颜料包含28 重量%至38 重量%云母,55 重量%至65 重量%二氧化钛,12 重量%至16 重量%氧化铁和量少于1 重量%的二氧化锡或由其组成。
在一些实例中,颜料包含重量比为约1:1至约10:1,在一些实例中约1.1:1至约10:1,在一些实例中约2:1至约10:1,在一些实例中约3:1至约8:1,在一些实例中约3:1至约6:1,在一些实例中约3.5:1至约5.5:1,在一些实例中约1.1:1至约5.5:1的二氧化钛和氧化铁(例如氧化铁(III))。
在一些实例中,颜料包含含有涂布有二氧化钛和附加金属氧化物的云母的颜料粒子。在一些实例中,颜料包含涂布有二氧化钛和附加金属氧化物的云母核。在一些实例中,颜料包含含有涂布有二氧化钛和附加金属氧化物的云母核的颜料粒子。在一些实例中,颜料包含含有涂布有二氧化硅、二氧化钛和附加金属氧化物的云母核的颜料粒子。
在一些实例中,静电墨水组合物的颜料粒子具有小于约25µm的长度,例如约5µm至约25µm,在一些实例中约2µm至约25µm,在一些实例中约2µm至约20µm的长度。颜料粒子的长度用于表示颜料粒子的最长尺寸。
除非另有说明,使用Malvern Mastersizer 2000激光衍射根据如操作手册中所述的标准程序测定颜料粒子和/或云母薄片的粒子尺寸(例如长度)。
在一些实例中,颜料可以选自Iriodin® 323 WNT、Iriodin® 303 WNT、Iriodin® 327 fine star gold、Iriodin® 302 WII (全部可获自Merck)和Iridesium 3325 (可获自Jiang Su Pritty Pearlescent Pigments Co., Ltd)。
树脂
静电墨水组合物包含树脂,其可以是热塑性树脂。热塑性聚合物有时被称为热塑性树脂。树脂可以涂布颜料。在一些实例中,树脂涂布颜料,使得形成具有颜料核和在其上的树脂外层的粒子。树脂外层可以部分或完全涂布颜料。
在一些实例中,静电墨水组合物可以包含含有颜料和树脂的墨水粒子。
树脂通常包含聚合物。在一些实例中,树脂的聚合物可以选自乙烯丙烯酸共聚物;乙烯甲基丙烯酸共聚物;乙烯乙酸乙烯酯共聚物;乙烯(例如80重量%至99.9重量%)和甲基丙烯酸或丙烯酸的烷基(例如C1至C5)酯(例如0.1重量%至20重量%)的共聚物;乙烯(例如80重量%至99.9重量%)、丙烯酸或甲基丙烯酸(例如0.1重量%至20.0重量%)和甲基丙烯酸或丙烯酸的烷基(例如C1至C5)酯(例如0.1重量%至20重量%)的共聚物;聚乙烯;聚苯乙烯;全同立构聚丙烯(结晶);乙烯丙烯酸乙酯;聚酯;聚乙烯基甲苯;聚酰胺;苯乙烯/丁二烯共聚物;环氧树脂;丙烯酸类树脂(例如丙烯酸或甲基丙烯酸和至少一种丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯的共聚物,其中烷基在一些实例中具有1至约20个碳原子,如甲基丙烯酸甲酯(例如50重量%至90重量%)/甲基丙烯酸(例如0重量%至20重量%)/丙烯酸乙基己酯(例如10重量%至50重量%));乙烯-丙烯酸酯三元共聚物;乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐(MAH)或甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)三元共聚物;乙烯-丙烯酸离聚物及其组合。
在一些实例中,聚合物是烯烃单体和具有酸性侧基的单体的共聚物。在一些实例中,烯烃单体是乙烯或丙烯单体。在一些实例中,具有酸性侧基的单体是丙烯酸单体或甲基丙烯酸单体。在一些实例中,静电墨水组合物包含含有烯烃单体和选自丙烯酸和甲基丙烯酸的单体的共聚物的聚合物树脂。
树脂可以包含具有酸性侧基的聚合物。具有酸性侧基的聚合物可具有50 mg KOH/g或更大的酸度,在一些实例中60 mg KOH/g或更大的酸度,在一些实例中70 mg KOH/g或更大的酸度,在一些实例中80 mg KOH/g或更大的酸度,在一些实例中90 mg KOH/g或更大的酸度,在一些实例中100 mg KOH/g或更大的酸度,在一些实例中105 mg KOH/g或更大的酸度,在一些实例中110 mg KOH/g或更大,在一些实例中115 mg KOH/g或更大。该具有酸性侧基的聚合物可具有200 mg KOH/g或更小,在一些实例中190 mg或更小,在一些实例中180mg或更小,在一些实例中130 mg KOH/g或更小,在一些实例中120 mg KOH/g或更小的酸度。可以使用标准程序,例如使用ASTM D1386中描述的程序测量聚合物酸度(以mg KOH/g来测量)。
树脂可包含聚合物,在一些实例中为具有低于约60克/10分钟,在一些实例中约50克/10分钟或更低,在一些实例中约40克/10分钟或更低,在一些实例中30克/10分钟或更低,在一些实例中20克/10分钟或更低,在一些实例中10克/10分钟或更低的熔体流动速率的具有酸性侧基的聚合物。在一些实例中,粒子中所有具有酸性侧基和/或酯基团的聚合物各自独立地具有低于90克/10分钟,80克/10分钟或更低,在一些实例中80克/10分钟或更低,在一些实例中70克/10分钟或更低,在一些实例中70克/10分钟或更低,在一些实例中60克/10分钟或更低的熔体流动速率。
具有酸性侧基的聚合物可具有约10克/10分钟至约120克/10分钟,在一些实例中约10克/10分钟至约70克/10分钟,在一些实例中约10克/10分钟至40克/10分钟,在一些实例中20克/10分钟至30克/10分钟的熔体流动速率。具有酸性侧基的聚合物可具有在一些实例中约50克/10分钟至约120克/10分钟,在一些实例中60克/10分钟至约100克/10分钟的熔体流动速率。
在一些实例中,具有酸性侧基的聚合物具有大于约120克/10分钟,在一些实例中大于约200克/10分钟,在一些实例中大于约300克/10分钟,在一些实例中大于约400克/10分钟的熔体流动速率。在一些实例中,具有酸性侧基的聚合物具有约450克/10分钟的熔体流动速率。
在一些实例中,具有酸性侧基的聚合物具有小于约500克/10分钟的熔体流动速率。
在一些实例中,具有酸性侧基的聚合物具有约150克/10分钟至约600克/10分钟的熔体流动速率。在一些实例中,具有酸性侧基的聚合物具有约200克/10分钟至约500克/10分钟的熔体流动速率。
在一些实例中,具有酸性侧基的聚合物构成树脂的至少50 重量%,在一些实例中至少60 重量%,在一些实例中至少80 重量%,在一些实例中至少90 重量%。在一些实例中,具有酸性侧基的聚合物具有大于约200克/10分钟的熔体流动速率,在一些实例中大于约200克/10分钟至约500克/10分钟的熔体流动速率,并构成树脂的至少50 重量%,在一些实例中至少60 重量%,在一些实例中至少80 重量%,在一些实例中至少90 重量%。
可以使用标准程序,例如如ASTM D1238所述测量熔体流动速率。
酸性侧基可以是游离酸形式或可以是阴离子形式并与一个或多个抗衡离子缔合,所述抗衡离子通常为金属抗衡离子,例如选自碱金属,如锂、钠和钾;碱土金属,如镁或钙;和过渡金属,如锌的金属。具有酸性侧基的聚合物可以选自树脂,如乙烯和丙烯酸或甲基丙烯酸的烯属不饱和酸的共聚物;及其离聚物,如用金属离子(例如Zn、Na、Li)至少部分中和的甲基丙烯酸和乙烯-丙烯酸或甲基丙烯酸共聚物,如SURLYN ®离聚物。包含酸性侧基的聚合物可以是乙烯和丙烯酸或甲基丙烯酸的烯属不饱和酸的共聚物,其中丙烯酸或甲基丙烯酸的烯属不饱和酸构成该共聚物的5重量%至约25重量%,在一些实例中构成该共聚物的10重量%至约20重量%。
树脂可以包含两种不同的具有酸性侧基的聚合物。这两种具有酸性侧基的聚合物可具有可落在上文提到的范围内的不同酸度。树脂可以包含具有50 mg KOH/g至110 mgKOH/g的酸度的具有酸性侧基的第一聚合物和具有110 mg KOH/g至130 mg KOH/g的酸度的具有酸性侧基的第二聚合物。
树脂可以包含两种不同的具有酸性侧基的聚合物:具有约10克/10分钟至约50克/10分钟的熔体流动速率和50 mg KOH/g至110 mg KOH/g的酸度的具有酸性侧基的第一聚合物和具有约50克/10分钟至约120克/10分钟的熔体流动速率和110 mg KOH/g至130 mgKOH/g的酸度的具有酸性侧基的第二聚合物。第一和第二聚合物可以不含酯基团。
树脂可以包含两种不同的具有酸性侧基的聚合物:作为乙烯(例如92至85重量%,在一些实例中约89重量%)和丙烯酸或甲基丙烯酸(例如8至15重量%,在一些实例中约11重量%)的共聚物具有80至110 g/10分钟熔体流动速率的第一聚合物和作为乙烯(例如约80至92重量%,在一些实例中约85重量%)和丙烯酸(例如约18至12重量%,在一些实例中约15重量%)的共聚物具有低于第一聚合物的熔体粘度的第二聚合物,第二聚合物例如具有15000泊或更低的熔体粘度,在一些实例中10000泊或更低,在一些实例中1000泊或更低,在一些实例中100泊或更低,在一些实例中50泊或更低,在一些实例中10泊或更低的熔体粘度。可以使用标准技术测量熔体粘度。可以使用流变仪,例如来自Thermal AnalysisInstruments的市售AR-2000流变仪,使用几何结构25毫米钢板-标准钢平行板,并得到在120℃、0.01 hz剪切速率下的板对板流变学等温线来测量熔体粘度。
在任何上述树脂中,具有酸性侧基的第一聚合物与具有酸性侧基的第二聚合物的比率可以为约10:1至约2:1。在另一实例中,该比率可以为约6:1至约3:1,在一些实例中为约4:1。
树脂可以包含具有15000泊或更低的熔体粘度,在一些实例中10000泊或更低,在一些实例中1000泊或更低,在一些实例中100泊或更低,在一些实例中50泊或更低,在一些实例中10泊或更低的熔体粘度的聚合物;所述聚合物可以是如本文所述具有酸性侧基的聚合物。树脂可以包含具有15000泊或更高,在一些实例中20000泊或更高,在一些实例中50000泊或更高,在一些实例中70000泊或更高的熔体粘度的第一聚合物;在一些实例中,树脂可包含具有低于第一聚合物的熔体粘度,在一些实例中15000泊或更低的熔体粘度,在一些实例中10000泊或更低,在一些实例中1000泊或更低,在一些实例中100泊或更低,在一些实例中50泊或更低,在一些实例中10泊或更低的熔体粘度的第二聚合物。树脂可以包含具有高于60000泊,在一些实例中60000泊至100000泊,在一些实例中65000泊至85000泊的熔体粘度的第一聚合物;具有15000泊至40000泊,在一些实例中20000泊至30000泊的熔体粘度的第二聚合物和具有15000泊或更低的熔体粘度,在一些实例中10000泊或更低,在一些实例中1000泊或更低,在一些实例中100泊或更低,在一些实例中50泊或更低,在一些实例中10泊或更低的熔体粘度的第三聚合物;第一聚合物的实例是Nucrel 960(来自DuPont),第二聚合物的实例是Nucrel 699(来自DuPont),第三聚合物的实例是AC-5120(来自Honeywell)。第一、第二和第三聚合物可以是如本文中所述的具有酸性侧基的聚合物。可以使用流变仪,例如来自Thermal Analysis Instruments的市售AR-2000流变仪,使用几何结构25毫米钢板-标准钢平行板,并得到在120℃、0.01 hz剪切速率下的板对板流变学等温线来测量熔体粘度。
如果树脂包含单一类型的树脂聚合物,则该树脂聚合物(排除静电墨水组合物的任何其它组分)可具有6000泊或更高的熔体粘度,在一些实例中8000泊或更高的熔体粘度,在一些实例中10000泊或更高的熔体粘度,在一些实例中12000泊或更高的熔体粘度。如果树脂包含多种聚合物,则该树脂的所有聚合物可以一起形成具有6000泊或更高的熔体粘度,在一些实例中8000泊或更高的熔体粘度,在一些实例中10000泊或更高的熔体粘度,在一些实例中12000泊或更高的熔体粘度的混合物(排除静电墨水组合物的任何其它组分)。可以使用标准技术测量熔体粘度。可以使用流变仪,例如来自Thermal AnalysisInstruments的市售AR-2000流变仪,使用几何结构25毫米钢板-标准钢平行板,并得到在120℃、0.01 hz剪切速率下的板对板流变学等温线来测量熔体粘度。
树脂可包含两种不同的具有酸性侧基的聚合物,其选自乙烯和甲基丙烯酸或丙烯酸的烯属不饱和酸的共聚物;及其离聚物,如用金属离子(例如Zn、Na、Li)至少部分中和的甲基丙烯酸和乙烯-丙烯酸或甲基丙烯酸共聚物,如SURLYN ®离聚物。树脂可以包含(i)第一聚合物,其是乙烯和丙烯酸或甲基丙烯酸的烯属不饱和酸的共聚物,其中丙烯酸或甲基丙烯酸的烯属不饱和酸构成该共聚物的8重量%至约16重量%,在一些实例中构成该共聚物的10重量%至16重量%;和(ii)第二聚合物,其是乙烯和丙烯酸或甲基丙烯酸的烯属不饱和酸的共聚物,其中丙烯酸或甲基丙烯酸的烯属不饱和酸构成该共聚物的12重量%至约30重量%,在一些实例中构成该共聚物的14重量%至约20重量%,在一些实例中构成该共聚物的16重量%至约20重量%,在一些实例中构成该共聚物的17重量%至19重量%。
在一些实例中,树脂基本由乙烯和甲基丙烯酸的共聚物组成。在一些实例中,乙烯和甲基丙烯酸的共聚物的甲基丙烯酸构成共聚物的约8 重量%至约12 重量%,在一些实例中构成共聚物的约9 重量%至约11 重量%,在一些实例中构成共聚物的约10 重量%。
在一个实例中,树脂构成静电墨水组合物的固体的约5至90重量%,在一些实例中约5至80重量%。在另一实例中,树脂构成静电墨水组合物的固体的约10至60重量%。在另一实例中,树脂构成静电墨水组合物的固体的约15至40重量%。在另一实例中,树脂构成静电墨水组合物的固体的约60至95重量%,在一些实例中80至90重量%。
树脂可以包含如上所述的具有酸性侧基的聚合物(其可以不含酯侧基)和具有酯侧基的聚合物。具有酯侧基的聚合物在一些实例中是热塑性聚合物。具有酯侧基的聚合物可进一步包含酸性侧基。具有酯侧基的聚合物可以是具有酯侧基的单体和具有酸性侧基的单体的共聚物。该聚合物可以是具有酯侧基的单体、具有酸性侧基的单体和不含任何酸性侧基和酯侧基的单体的共聚物。具有酯侧基的单体可以是选自酯化丙烯酸或酯化甲基丙烯酸的单体。具有酸性侧基的单体可以是选自丙烯酸或甲基丙烯酸的单体。不含任何酸性侧基和酯侧基的单体可以是烯烃单体,包括例如乙烯或丙烯。酯化丙烯酸或酯化甲基丙烯酸可以分别是丙烯酸的烷基酯或甲基丙烯酸的烷基酯。丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯中的烷基可以是具有1至30个碳,在一些实例中1至20个碳,在一些实例中1至10个碳;在一些实例中选自甲基、乙基、异丙基、正丙基、叔丁基、异丁基、正丁基和戊基的烷基。
具有酯侧基的聚合物可以是具有酯侧基的第一单体、具有酸性侧基的第二单体和第三单体(其是不含任何酸性侧基和酯侧基的烯烃单体)的共聚物。具有酯侧基的聚合物可以是(i)具有酯侧基的第一单体,其选自酯化丙烯酸或酯化甲基丙烯酸,在一些实例中选自丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯、(ii)具有酸性侧基的第二单体,其选自丙烯酸或甲基丙烯酸和(iii)第三单体(其是选自乙烯和丙烯的烯烃单体)的共聚物。第一单体可构成该共聚物的1重量%至50重量%,在一些实例中5重量%至40重量%,在一些实例中构成该共聚物的5重量%至20重量%,在一些实例中构成该共聚物的5重量%至15重量%。第二单体可构成该共聚物的1重量%至50重量%,在一些实例中构成该共聚物的5重量%至40重量%,在一些实例中构成该共聚物的5重量%至20重量%,在一些实例中构成该共聚物的5重量%至15重量%。在一个实例中,第一单体构成该共聚物的5重量%至40重量%,第二单体构成该共聚物的5重量%至40重量%,且第三单体构成该共聚物的剩余重量。在一个实例中,第一单体构成该共聚物的5重量%至15重量%,第二单体构成该共聚物的5重量%至15重量%,且第三单体构成该共聚物的剩余重量。在一个实例中,第一单体构成该共聚物的8重量%至12重量%,第二单体构成该共聚物的8重量%至12重量%,且第三单体构成该共聚物的剩余重量。在一个实例中,第一单体构成该共聚物的约10重量%,第二单体构成该共聚物的约10重量%,且第三单体构成该共聚物的剩余重量。具有酯侧基的聚合物可选自Bynel ®类的单体,包括Bynel 2022和Bynel2002,它们可获自DuPont®。
具有酯侧基的聚合物可构成树脂中的树脂聚合物的总量,例如具有酸性侧基的一种或多种聚合物和具有酯侧基的聚合物的总量的1重量%或更多。具有酯侧基的聚合物可以构成树脂中的树脂聚合物的总量的5重量%或更多,在一些实例中构成树脂中的树脂聚合物的总量的8重量%或更多,在一些实例中构成树脂中的树脂聚合物的总量的10重量%或更多,在一些实例中构成树脂中的树脂聚合物的总量的15重量%或更多,在一些实例中构成树脂中的树脂聚合物的总量的20重量%或更多,在一些实例中构成树脂中的树脂聚合物的总量的25重量%或更多,在一些实例中构成树脂中的树脂聚合物的总量的30重量%或更多,在一些实例中构成树脂中的树脂聚合物的总量的35重量%或更多。具有酯侧基的聚合物可以构成树脂中的树脂聚合物的总量的5重量%至50重量%,在一些实例中构成树脂中的树脂聚合物的总量的10重量%至40重量%,在一些实例中构成树脂中的聚合物的总量的15重量%至30重量%。
具有酯侧基的聚合物可具有50 mg KOH/g或更高的酸度,在一些实例中60 mgKOH/g或更高的酸度,在一些实例中70 mg KOH/g或更高的酸度,在一些实例中80 mg KOH/g或更高的酸度。具有酯侧基的聚合物可具有100 mg KOH/g或更低,在一些实例中90 mgKOH/g或更低的酸度。具有酯侧基的聚合物可具有60 mg KOH/g至90 mg KOH/g,在一些实例中70 mg KOH/g至80 mg KOH/g的酸度。
具有酯侧基的聚合物可具有约10克/10分钟至约120克/10分钟,在一些实例中约10克/10分钟至约50克/10分钟,在一些实例中约20克/10分钟至约40克/10分钟,在一些实例中约25克/10分钟至约35克/10分钟的熔体流动速率。
在一个实例中,树脂的一种或多种聚合物可以选自Nucrel系列的调色剂(例如Nucrel 403™、Nucrel 407™、Nucrel 609HS™、Nucrel 908HS™、Nucrel 1202HC™、Nucrel 30707™、Nucrel 1214™、Nucrel 903™、Nucrel 3990™、Nucrel 910™、Nucrel925™、Nucrel 699™、Nucrel 599™、Nucrel 960™、Nucrel RX 76™、Nucrel 2806™、Bynell 2002、Bynell 2014和Bynell 2020(由E. I. du PONT出售))、Aclyn系列的调色剂(例如Aaclyn 201、Aclyn 246、Aclyn 285和Aclyn 295)和Lotader系列的调色剂(例如Lotader 2210、Lotader 3430和Lotader 8200(由Arkema出售))。
在一些实例中,颜料构成静电墨水组合物的固体的一定重量%,例如1重量%至60重量%,并且静电墨水组合物的固体的剩余重量%由树脂和在一些实例中存在的任何其它添加剂形成。其它添加剂可以构成静电墨水组合物的固体的10重量%或更少,在一些实例中静电墨水组合物的固体的5重量%或更少,在一些实例中静电墨水组合物的固体的3重量%或更少。在一些实例中,树脂可以构成静电墨水组合物的固体的5重量%至99重量%,在一些实例中静电墨水组合物的固体的50重量%至90重量%,在一些实例中静电墨水组合物的固体的70重量%至90重量%。墨水组合物的固体的剩余重量%可以是颜料和在一些实例中可以存在的任何其它添加剂。
载体液体
静电墨水组合物可以包含液体载体。在一些实例中,静电墨水组合物包含可以分散在液体载体中的包含树脂的墨水粒子。液体载体可以包括或是烃、硅油、植物油等。液体载体可以包括例如可用作墨水粒子,即包含树脂和在一些实例中颜料的墨水粒子的介质的绝缘、非极性非水液体。液体载体可以包括具有超过约109 ohm•cm的电阻率的化合物。液体载体可以具有低于约5,在一些实例中低于约3的介电常数。液体载体可以包括烃。烃可以包括例如脂族烃、异构化脂族烃、支链脂族烃、芳烃及其组合。液体载体的实例包括例如脂族烃、异链烷烃化合物、链烷烃化合物、脱芳构化烃化合物等。特别地,液体载体可包括例如Isopar-G™、Isopar-H™、Isopar-L™、Isopar-M™、Isopar-K™、Isopar-V™、Norpar 12™、Norpar 13™、Norpar 15™、Exxol D40™、Exxol D80™、Exxol D100™、Exxol D130™和Exxol D140™ (各自由EXXON CORPORATION销售);Teclen N-16™、Teclen N-20™、Teclen N-22™、Nisseki Naphthesol L™、Nisseki Naphthesol M™、NissekiNaphthesol H™、#0 Solvent L™、#0 Solvent M™、#0 Solvent H™、Nisseki lsosol300™、Nisseki lsosol 400™、AF-4™、AF-5™、AF-6™和AF-7™ (各自由NIPPON OILCORPORATION销售);IP Solvent 1620™和IP Solvent 2028™ (各自由IDEMITSUPETROCHEMICAL CO., LTD.销售);Amsco OMS™和Amsco 460™ (各自由AMERICAN MINERALSPIRITS CORP.销售);和Electron、Positron、New II、Purogen HF (100%合成萜烯) (由ECOLINK™销售)。
液体载体可构成静电墨水组合物的约20重量%至99.5重量%,在一些实例中静电墨水组合物的50重量%至99.5重量%。液体载体可构成静电墨水组合物的约40重量%至90重量%。液体载体可构成静电墨水组合物的约60重量%至80重量%。液体载体可构成静电墨水组合物的约90重量%至99.5重量%,在一些实例中静电墨水组合物的95重量%至99重量%。
当在印刷基底上印刷时,静电墨水组合物可以基本不含液体载体。在静电印刷过程中和/或之后,可以例如通过印刷期间的电泳法和/或蒸发除去液体载体,使得基本仅将固体转移到印刷基底上。基本不含液体载体可以是指印刷在印刷基底上的墨水包含小于5重量%液体载体,在一些实例中小于2重量%液体载体,在一些实例中小于1重量%液体载体,在一些实例中小于0.5重量%液体载体。在一些实例中,印刷在印刷基底上的墨水不含液体载体。
电荷导向剂
在一些实例中,静电墨水组合物包含电荷导向剂。可以将电荷导向剂添加至静电墨水组合物中以在墨水粒子上赋予和/或保持足够的静电荷。在一些实例中,电荷导向剂可以包含离子化合物,特别是脂肪酸的金属盐、磺基琥珀酸酯的金属盐、磷氧酸(oxyphosphate)的金属盐、烷基苯磺酸的金属盐、芳族羧酸或磺酸的金属盐、以及两性离子化合物和非离子化合物,如聚氧乙基化烷基胺、卵磷脂、聚乙烯基吡咯烷酮、多元醇的有机酸酯等。电荷导向剂可以选自但不限于油溶性石油磺酸盐(例如中性Calcium Petronate™、中性BariumPetronate™和碱性Barium Petronate™)、聚丁烯琥珀酰亚胺(例如OLOA™ 1200和Amoco575)以及甘油酯盐(例如具有不饱和及饱和的酸取代基的磷酸化单甘油酯和二甘油酯的钠盐)、磺酸盐包括但不限于磺酸的钡、钠、钙和铝盐。磺酸可以包括但不限于烷基磺酸、芳基磺酸和烷基琥珀酸酯的磺酸。电荷导向剂可以在静电墨水组合物的含树脂的粒子上赋予负电荷或正电荷。
可以添加电荷导向剂以在墨水粒子上赋予和/或保持足够的静电荷,所述墨水粒子可以是包含热塑性树脂的粒子。
在一些实例中,静电墨水组合物包含含有简单盐的电荷导向剂。构成简单盐的离子全部是亲水的。简单盐可以包含选自Mg、Ca、Ba、NH4、叔丁基铵、Li+和Al+3,或选自其任意子集的阳离子。简单盐可以包含选自SO4 2-、PO3 -、NO3 -、HPO4 2-、CO3 2-、乙酸根、三氟乙酸根(TFA)、Cl-、BF4 -、F-、ClO4 -和TiO3 4-,或选自其任意子集的阴离子。该简单盐可以选自CaCO3、Ba2TiO3、Al2(SO4)、Al(NO3)3、Ca3(PO4)2、BaSO4、BaHPO4、Ba2(PO4)3、CaSO4、(NH4)2CO3、(NH4)2SO4、NH4OAc、叔丁基溴化铵、NH4NO3、LiTFA、Al2(SO4)3、LiClO4和LiBF4,或其任意子集。
在一些实例中,静电墨水组合物包含含有通式MAn的磺基琥珀酸酯盐的电荷导向剂,其中M是金属,n是M的化合价,A是具有通式(I): [R1-O-C(O)CH2CH(SO3 -)C(O)-O-R2]的离子,其中R1和R2各自是烷基。在一些实例中,R1和R2各自是脂族烷基。在一些实例中,R1和R2各自独立地为C6-25烷基。在一些实例中,所述脂族烷基是直链的。在一些实例中,所述脂族烷基是支链的。在一些实例中,所述脂族烷基包含具有超过6个碳原子的直链。在一些实例中,R1和R2是相同的。在一些实例中,R1和R2中的至少一个是C13H27。在一些实例中,M是Na、K、Cs、Ca或Ba。
在一些实例中,电荷导向剂包含至少一种形成胶束的盐和如上所述的简单盐的纳米粒子。简单盐是本身不形成胶束的盐,但它们可形成具有形成胶束的盐的胶束的核。通式MAn的磺基琥珀酸酯盐是形成胶束的盐的一个实例。电荷导向剂可以基本不含通式HA的酸,其中A如上所述。电荷导向剂可以包含包围至少一些简单盐的纳米粒子的所述磺基琥珀酸酯盐的胶束。电荷导向剂可以包含至少一些具有200纳米或更小和/或在一些实例中2纳米或更大的尺寸的简单盐的纳米粒子。
电荷导向剂可以包含以下的一种、一些或全部:(i)大豆卵磷脂,(ii)磺酸钡盐,如碱性石油磺酸钡(BPP),和(iii)磺酸异丙胺盐。碱性石油磺酸钡是21-26烃烷基的磺酸钡盐,并且可以获自例如Chemtura。磺酸异丙胺盐的实例是十二烷基苯磺酸异丙胺,其可获自Croda。
在一些实例中,电荷导向剂构成该静电墨水组合物的固体的约0.001重量%至20重量%,在一些实例中0.01重量%至20重量%,在一些实例中0.01至10重量%,在一些实例中0.01重量%至1重量%。在一些实例中,电荷导向剂构成该静电墨水组合物的固体的约0.001重量%至0.15重量%,在一些实例中0.001重量%至0.15重量%,在一些实例中构成该静电墨水组合物的固体的0.001重量%至0.02重量%,在一些实例中构成该静电墨水组合物的固体的0.1重量%至2重量%,在一些实例中构成该静电墨水组合物的固体的0.2重量%至1.5重量%,在一些实例中构成该静电墨水组合物的固体的0.1重量%至1重量%,在一些实例中构成该静电墨水组合物的固体的0.2重量%至0.8重量%。
在一些实例中,电荷导向剂以3 mg/g至20 mg/g,在一些实例中3 mg/g至15 mg/g,在一些实例中10 mg/g至15 mg/g,在一些实例中5 mg/g至10 mg/g (其中mg/g是指mg/g静电墨水组合物的固体)的量存在。
其它添加剂
静电墨水组合物可以包含一种或多种其它添加剂。所述一种或多种其它添加剂可以在方法的任何阶段添加。所述一种或多种其它添加剂可以选自电荷辅助剂、蜡、表面活性剂、粘度改进剂、和相容性添加剂。蜡可以是不相容蜡。如本文所用,“不相容蜡”可以是指与树脂不相容的蜡。具体地,在将墨水膜例如从中间转印件(其可以是加热的橡皮布)转移至印刷基底过程中和之后,将树脂熔融混合物在印刷基底上冷却时,蜡相与树脂相分离。
在一些实例中,静电墨水组合物包含电荷辅助剂。当存在电荷导向剂时,电荷辅助剂可以促进粒子的带电。如本文中所述方法可以涉及在任意阶段添加电荷辅助剂。电荷辅助剂可以包括例如石油磺酸钡、石油磺酸钙、环烷酸的钴盐、环烷酸的钙盐、环烷酸的铜盐、环烷酸的锰盐、环烷酸的镍盐、环烷酸的锌盐、环烷酸的铁盐、硬脂酸的钡盐、硬脂酸的钴盐、硬脂酸的铅盐、硬脂酸的锌盐、硬脂酸的铝盐、硬脂酸的锌盐、硬脂酸的铜盐、硬脂酸的铅盐、硬脂酸的铁盐、金属羧酸盐(例如,三硬脂酸铝、辛酸铝、庚酸锂、硬脂酸铁、二硬脂酸铁、硬脂酸钡、硬脂酸铬、辛酸镁、硬脂酸钙、环烷酸铁、环烷酸锌、庚酸锰、庚酸锌、辛酸钡、辛酸铝、辛酸钴、辛酸锰和辛酸锌)、亚油酸(lineolate)钴、亚油酸锰、亚油酸铅、亚油酸锌、油酸钙、油酸钴、棕榈酸锌、树脂酸钙、树脂酸钴、树脂酸锰、树脂酸铅、树脂酸锌、甲基丙烯酸-2-乙基己酯-共聚-甲基丙烯酸钙和铵盐的AB二嵌段共聚物、丙烯酰氨基甘醇酸烷基酯烷基醚(alkyl acrylamidoglycolate alkyl ether)的共聚物(例如,丙烯酰氨基甘醇酸甲酯甲醚-共聚-乙酸乙烯酯)和一水合羟基双(3,5-二叔丁基水杨酸)铝酸盐(hydroxy bis(3,5-di-tert-butyl salicylic) aluminate monohydrate)。在一个实例中,电荷辅助剂是或包含二硬脂酸铝或三硬脂酸铝。在一些实例中,电荷辅助剂是VCA(三硬脂酸和棕榈酸铝盐,可获自Sigma Aldrich)。
电荷辅助剂可以以该静电墨水组合物的固体的约0.1至5重量%,在一些实例中约0.1至1重量%,在一些实例中约0.3至0.8重量%,在一些实例中以该静电墨水组合物的固体的约1重量%至3重量%,在一些实例中以该静电墨水组合物的固体的约1.5重量%至2.5重量%的量存在。
电荷辅助剂可以以少于静电墨水组合物的总固体的5.0重量%的量,在一些实例中少于4.5重量%的量,在一些实例中少于4.0重量%的量,在一些实例中少于3.5重量%的量,在一些实例中少于3.0重量%的量,在一些实例中少于2.5重量%的量,在一些实例中以静电墨水组合物的固体的约2.0重量%或更少的量存在。
在一些实例中,静电墨水组合物进一步包含多价阳离子与脂肪酸阴离子的盐例如作为电荷辅助剂。多价阳离子与脂肪酸阴离子的盐可以充当电荷辅助剂。多价阳离子在一些实例中可以是二价或三价阳离子。在一些实例中,多价阳离子选自周期表中的第2族、过渡金属以及第3族和第4族。在一些实例中,多价阳离子包括选自Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al和Pb的金属。在一些实例中,该多价阳离子是Al3+。脂肪酸阴离子可以选自饱和或不饱和的脂肪酸阴离子。脂肪酸阴离子可以选自C8至C26脂肪酸阴离子,在一些实例中选自C14至C22脂肪酸阴离子,在一些实例中选自C16至C20脂肪酸阴离子,在一些实例中选自C17、C18或C19脂肪酸阴离子。在一些实例中,脂肪酸阴离子选自辛酸阴离子、癸酸阴离子、月桂酸阴离子、肉豆蔻酸阴离子、棕榈酸阴离子、硬脂酸阴离子、花生酸阴离子、山嵛酸阴离子和蜡酸阴离子。
该电荷辅助剂,其可以例如是或包含多价阳离子和脂肪酸阴离子的盐,可以以该静电墨水组合物的固体的0.1重量%至5重量%的量存在,在一些实例中以该静电墨水组合物的固体的0.1重量%至2重量%的量存在,在一些实例中以该静电墨水组合物的固体的0.1重量%至2重量%的量存在,在一些实例中以该静电墨水组合物的固体的0.3重量%至1.5重量%的量存在,在一些实例中以该静电墨水组合物的固体的约0.5重量%至1.2重量%的量存在,在一些实例中以该静电墨水组合物的固体的约0.8重量%至1重量%的量存在,在一些实例中以该静电墨水组合物的固体的约1重量%至3重量%的量存在,在一些实例中以该静电墨水组合物的固体的约1.5重量%至2.5重量%的量存在。
生产静电墨水组合物的方法
还提供形成静电墨水组合物,例如金色静电墨水组合物的方法。所述方法可以包括:
提供包含涂布有二氧化钛和附加金属氧化物的云母的颜料;和
将颜料、树脂和载体液体组合以形成静电墨水组合物。
在一些实例中,形成静电墨水组合物的方法包括组合树脂和颜料以形成墨水粒子和将墨水粒子分散在载体液体中以形成静电墨水组合物。
在一些实例中,形成墨水粒子包括在载体液体存在下研磨树脂和颜料。在一些实例中,在载体液体和电荷辅助剂例如VCA存在下研磨树脂和颜料。在一些实例中,然后可以将附加载体液体添加至组合物。在一些实例中,所述方法包括将电荷导向剂添加至包含分散在载体液体中的墨水粒子的组合物中。
印刷方法和印刷基底
还提供静电印刷方法,所述方法包括:
提供如本文所述的液体静电墨水组合物,
使静电墨水组合物与表面上的静电潜像接触以产生显影图像,
将显影图像转移到印刷基底上,在一些实例中经由中间转印件转移。
在一些实例中,在其上形成或显影静电(潜)像的表面可以在旋转件,例如滚筒形式的旋转件上。在其上形成或显影静电(潜)像的表面可以形成光成像板(PIP)的一部分。该方法可涉及使静电墨水组合物在固定电极和旋转件之间经过,所述旋转件可以是具有在其上有静电(潜)像的表面的元件或与在其上有静电(潜)像的表面接触的元件。在固定电极和旋转件之间施加电压,使得粒子附着到旋转件的表面。如果存在,中间转印件可以是旋转柔性元件,其可以被加热至例如80℃至160℃的温度。
本公开还提供可根据本文所述的方法生成的静电墨水组合物。还可以提供具有印刷在其上的如本文所述的和/或可根据本文所述的方法生成的静电墨水组合物的印刷基底。
印刷基底可以是任何合适的基底。基底可以是能在其上印刷图像的任何合适的基底。基底可以包括选自有机或无机材料的材料。该材料可包括天然聚合物材料,例如纤维素。该材料可以包括合成聚合物材料,例如由烯烃单体形成的聚合物,包括例如聚乙烯和聚丙烯,和共聚物,例如苯乙烯-聚丁二烯。在一些实例中,聚丙烯可以是双向拉伸聚丙烯。该材料可以包括金属,其可以是片材形式。该金属可以选自或由例如铝(Al)、银(Ag)、锡(Si)、铜(Cu)、其混合物制成。在一个实例中,基底包括纤维素纸。在一个实例中,纤维素纸涂布有聚合物材料,例如由苯乙烯-丁二烯树脂形成的聚合物。在一些实例中,纤维素纸具有用聚合物材料结合至其表面(在印刷墨水之前)的无机材料,其中无机材料可以选自例如高岭土或碳酸钙。在一些实例中,基底是纤维素印刷基底,例如纸。在一些实例中,纤维素印刷基底是经涂布的纤维素印刷基底。在一些实例中,可以在将静电墨水组合物印刷在印刷基底上之前,将底漆涂布在印刷基底上。
图1显示可用于印刷如本文所述的静电墨水组合物的液体电子照相(LEP)印刷装置的示意图。可以将包含图形、文字和图像的任何组合的图像通信至LEP印刷装置1。根据图示说明的实例,为了印刷静电墨水组合物,首先,光充电单元2将均匀静电荷沉积到光成像滚筒4上,然后光充电单元2的激光成像部分3将光成像滚筒4上的图像区域的所选部分中的静电荷消散以留下静电潜像。静电潜像是代表待印刷的图像的静电荷图案。然后通过二元墨水显影器(BID)单元6将静电墨水组合物转移到光成像滚筒4上。BID单元6将静电墨水组合物的均匀膜呈现在光成像滚筒4上。静电墨水组合物的树脂组分可以借助施加至BID单元中的静电墨水组合物的合适的电势带电荷。带电荷的树脂组分由于静电图像区域上的合适的电势被吸引至光成像滚筒4上的静电潜像(第一转移)。静电墨水组合物不附着至未带电的非图像区域并在静电潜像的表面上形成图像。然后光成像滚筒4在其表面上具有显影的静电墨水组合物图像。
然后借助在光成像滚筒4和中间转印件(ITM)8之间施加的合适的电势将图像从光成像滚筒4转移到ITM8,使得带电荷静电墨水组合物被吸引至ITM8(第二转移)。然后在转移至印刷基底10之前,将图像在ITM8上干燥和熔合。
在第一和第二转移之间,静电墨水组合物图像的固体含量增加并且静电墨水组合物熔合在ITM8上。例如,在第一转移之后,沉积在ITM8上的静电墨水组合物图像的固体含量通常为约20%,通过第二转移,图像的固体含量通常为约80-90%。该干燥和熔合通常通过使用升高的温度和空气流辅助干燥实现。在一些实例中,ITM8是可加热的。
实施例
下文举例说明本文所述的组合物和相关方面的实施例。因此,这些实施例不应被视为限制本公开,而仅是教导如何制备本公开的组合物的实施例。
实施例1—金色静电墨水组合物的制备
材料
来自Dupont的Nucrel® 699—乙烯和甲基丙烯酸的共聚物,用标称11重量%甲基丙烯酸制备。
Honeywell AC-5120- 乙烯-丙烯酸共聚物,酸值为112-130 KOH/g。
Isopar L – 异链烷烃油,由EXXON制造。
VCA –三硬脂酸和棕榈酸铝盐,可获自Sigma Aldrich。
金色颜料– IRIDESIUM – 3325 (金色),可获自Jiang Su Pritty PearlescentPigments Co., Ltd (组成:28-38重量%云母,55-65重量%二氧化钛,12-16重量% 氧化铁,少于1重量%二氧化锡;粒度范围5-25 µm)。
电荷导向剂:NCD–具有以下组分的天然电荷导向剂(i)天然大豆卵磷脂,(ii)碱性石油磺酸钡,和(iii)十二烷基苯磺酸胺盐,组分(i)、(ii)和(iii)以6.6%:9.8:3.6%的重量比存在。
通过在双行星混合装置(Ross混合器- 型号DPM-2,获自Charles Ross & SonCompany –Hauppauge, NY)中在载体液体(Isopar L)存在下在120℃至160℃和70 rpm下以31重量%NVS将树脂Nucrel® 699和AC-5120 (4:1重量比)混合3小时形成糊料。3小时后,停止加热并继续混合直至成分达到室温。
然后将糊料添加至可获自Union Process Co. (Akron, Ohio)的0-S超微磨碎机批料研磨机的1升陶瓷内衬罐,所述罐具有下表1所示量的金色颜料、电荷辅助剂(VCA)。添加Isopar L以在研磨机中产生20重量%NVS。在40℃,250 rpm下进行研磨并且超微磨碎机中的所有材料为230g。
表1
材料 全部固体的重量%
树脂Nucrel®699和AC-5120 混合物(4:1) 58
金色颜料 40
VCA 2
通过添加Isopar L以稀释研磨材料由研磨材料制备3重量%NVS工作分散体。将电荷导向剂(NCD)以5.5mg/1g Isopar添加至3重量%NVS工作分散体以产生液体电子照相(LEP)墨水组合物。
使用Indigo 5000系列印刷机将LEP墨水组合物印刷在纸印刷基底上以产生金色印刷图像。
实施例2
如实施例1所述制备金色LEP墨水组合物,除了使用的树脂是来自Dupont的Nucrel®599(乙烯和甲基丙烯酸的共聚物,采用标称10重量%甲基丙烯酸制备),其代替实施例1中使用的Nucrel® 699和AC-5120树脂。
使用Indigo 5000系列印刷机将LEP墨水组合物印刷在纸印刷基底上以产生金色印刷图像。
本发明人还已使用颜料Iriodin® 302 (可获自Merck,颜料组成:43重量%云母,46重量%二氧化钛,9重量%氧化铁,2重量%二氧化锆)代替Iridesium 3325制备与上述实施例1和2所述那些类似的LEP墨水组合物。也使用Indigo 5000系列印刷机印刷这些附加LEP墨水组合物以产生金色印刷图像。
本发明人发现本文所述的静电墨水组合物可用于提供具有真实金色的图像。
本发明人还发现颜料中所用二氧化钛与氧化铁的比率可影响由静电墨水组合物产生的图像的颜色。例如,发现上述实施例中使用的颜料提供静电墨水组合物,所述静电墨水组合物提供具有真实金色的图像。
尽管已参考某些实施例描述了静电墨水组合物、方法和相关方面,但应认识到可以做出各种修改、变化、省略和替代而不背离本公开的精神。因此意图是静电墨水组合物、方法和相关方面仅受以下权利要求的范围限制。除非另有说明,任何从属权利要求的特征可以与任何其它从属权利要求和任何其它独立权利要求的特征组合。

Claims (15)

1.液体静电墨水组合物,其包含:
包含涂布有二氧化钛和附加金属氧化物的云母的颜料;
树脂;和
载体液体。
2.根据权利要求1的组合物,其中所述附加金属氧化物包含氧化铁。
3.根据权利要求1的组合物,其中所述附加金属氧化物包含氧化铁和二氧化锡。
4.根据权利要求1的组合物,其中所述附加金属氧化物包含与二氧化锡和/或二氧化锆组合的氧化铁。
5.根据权利要求1的组合物,其中所述附加金属氧化物包含氧化铁并且二氧化钛与氧化铁的重量比为约1:1至约10:1。
6.根据权利要求1的组合物,其包含含有树脂和颜料的墨水粒子。
7.根据权利要求1的组合物,其中所述颜料包含含有涂布有二氧化钛和附加金属氧化物的云母的颜料粒子,所述颜料粒子具有小于约25 µm的最长尺寸。
8.根据权利要求1的组合物,其中所述树脂包含具有酸性侧基的聚合物。
9.根据权利要求1的组合物,其中所述树脂包含烯烃单体和选自丙烯酸和甲基丙烯酸的单体的共聚物。
10.根据权利要求1的组合物,其中所述颜料包含:
20至55重量%云母;
20至70重量%二氧化钛;和
5至40重量%氧化铁。
11.根据权利要求1的组合物,其中所述颜料包含:
20至55重量%云母;
20至70重量%二氧化钛;
5至40重量%氧化铁;和
量最多为2重量%的二氧化锡。
12.生产静电墨水组合物的方法,所述方法包括:
提供包含涂布有二氧化钛和附加金属氧化物的云母的颜料;和
将所述颜料、树脂和载体液体组合以形成静电墨水组合物。
13.根据权利要求12的方法,其包括将树脂和颜料组合以形成墨水粒子和将所述墨水粒子分散在载体液体中以形成静电墨水组合物。
14.根据权利要求13的方法,其包括在载体液体存在下研磨树脂和颜料以形成墨水粒子。
15.静电印刷方法,其包括:
提供液体静电墨水组合物,其包含:
包含涂布有二氧化钛和附加金属氧化物的云母的颜料;
树脂;和
载体液体;
使液体静电墨水组合物与表面上的静电潜像接触以产生显影图像;和
将显影图像转移至印刷基底。
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