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相变油墨

阅读:105发布:2020-05-12

专利汇可以提供相变油墨专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 相变 油墨,包括至少一种下式的结晶组分,其中R1和R2可相同或不同,并且其中R1和R2各自彼此独立地为(i)烷基、(ii)芳烷基、(iii)烷芳基、或(iv)芳基,条件是R1和R2中至少一个为芳基,并且其中所述至少一种结晶组分的熔点为约65℃至约150℃;至少一种无定形组分;和一种任选的 着色剂 。,下面是相变油墨专利的具体信息内容。

1.一种相变油墨,包含
至少一种下式的结晶组分,
1 2 1 2
其中R和R 可相同或不同,并且其中R 和R 各自彼此独立地为(i)烷基,其可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的,并且其中所述烷基中可任选地存在杂原子,(ii)芳烷基,其可为取代的或未取代的芳烷基,其中芳烷基的烷基部分可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的,并且其中所述芳烷基的芳基部分或烷基部分中可任选地存在杂原子,(iii)烷芳基,其可为取代的或未取代的烷芳基,其中烷芳基的烷基部分可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的,并且其中所述烷芳基的芳基部分或烷基部分中可任选地存在杂原子,或(iv)芳基,其可为取代的或未取代的芳基,并且其中所述芳基中
1 2
可任选地存在杂原子,条件是R和R 中至少一个为芳基,并且其中所述至少一种结晶组分的熔点为65℃至150℃;
至少一种无定形组分,其中所述无定形组分是下式的化合物
3 4 5 3 4 5
其中R、R和R 可相同或不同,并且其中R 、R和R 各自彼此的独立地为(i)烷基,其可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的,并且其中所述烷基中可存在或可不存在杂原子;(ii)芳基,其可为取代的或未取代的,并且其中所述芳基中可存在或可不存在杂原子;(iii)芳烷基,其可为取代的或未取代的,其中芳烷基的烷基部分可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的,并且其中所述芳烷基的芳基部分或烷基部分中可存在或可不存在杂原子;或(iv)烷芳基,其可为取代的或未取代的,其中烷芳基的烷基部分可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的,并且其中所述烷芳基的芳基部分或烷基部分中可存在或可不存在杂原子;和
任选的着色剂
2.权利要求1的相变油墨,其中所述至少一种结晶组分的结晶温度大于65℃至小于
140℃。
3.权利要求1的相变油墨,其中所述相变油墨在140℃的喷射温度下的粘度为0.5至
10厘泊。
1 2
4.权利要求1的相变油墨,其中R 和R 中至少一个具有下式
1 2
其中 代表R和R 基团与化合物的连接点。
1 2
5.权利要求1的相变油墨,其中R 和R 均为芳基。
6.权利要求1的相变油墨,其中所述至少一种结晶组分是下式的化合物
7.权利要求1的相变油墨,其中结晶组分和无定形组分之比为60:40至95:5重量百分数,基于结晶和无定形组分的总的结合重量计。
3 4 5
8.权利要求1的相变油墨,其中R 、R和R 相同。
9.权利要求1的相变油墨,其中所述无定形组分为下式的化合物

说明书全文

相变油墨

[0001] 相关申请
[0002] 普通让与的美国专利申请号US13/095174(代理人卷号20100007,名称“Next-Generation Solid Inks From Novel Oxazoline Components,Developed for Robust Direct-to-Paper Printing”),随同此文件同时提交,其全文在此以援引的方式纳入本说明书
[0003] 普通让与的美国专利申请号US13/095221(代理人卷号20100008,名称“Oxazoline Derivation:Novel Components for a Next-Generation Robust Solid Ink”),随同此文件同时提交,其全文在此以援引的方式纳入本说明书。
[0004] 普通让与的美国专利申请号US13/095795(代理人卷号20100868,名称“Solid Ink Compositions Comprising Amorphous Esters of Citric Acid”),随同此文件同时提交,其全文在此以援引的方式纳入本说明书。
[0005] 普通让与的美国专利申请号US13/095038(序列号未颁,代理人卷号20101076-US-NP,名称“Print Process For Phase Separation Ink”),随同此文件同时提交,其全文在此以援引的方式纳入本说明书。
[0006] 普通让与的美国专利申请号US13/095555(代理人卷号20101094,名称“Phase Change Inks and Methods of Making the Same”),随同此文件同时提交,其全文在此以援引的方式纳入本说明书。
[0007] 普通让与的美国专利申请号US13/095591(代理人卷号20101139,名称“Phase Change Inks Components and Methods of Making the Same”),随同此文件同时提交,其全文在此以援引的方式纳入本说明书。
[0008] 普通让与的美国专利申请号US13/095784(代理人卷号201001140,名称“Solid Ink Compositions Comprising Amorphous Esters of Tartaric Acid”),随同此文件同时提交,其全文在此以援引的方式纳入本说明书。
[0009] 普通让与的美国专利申请号US13/095715(代理人卷号20101141,名称“Solid Ink Compositions Comprising Crystalline Esters of Tartaric Acid”),随同此文件同时提交,其全文在此以援引的方式纳入本说明书。
[0010] 普通让与的美国专利申请号US13/095770(代理人卷号20101142,名称“Phase Change Inks and Methods of Making the Same”),随同此文件同时提交,其全文在此以援引的方式纳入本说明书。
[0011] 普通让与的美国专利申请号US13/095681(代理人卷号20101266,名称“Solid Ink Compositions Comprising Crystalline-Amorphous Mixture”),随同此文件同时提交,其全文在此以援引的方式纳入本说明书。
[0012] 普通让与的美国专利申请号US13/095636(代理人卷号20101286,名称“Solid Ink Compositions Comprising Crystalline-Amorphous Mixture”),随同此文件同时提交,其全文在此以援引的方式纳入本说明书。
[0013] 普通让与的美国专利申请号US13/095015(序列号未颁,代理人卷号20101358-US-NP,名称“Solventless Reaction Process”),随同此文件同时提交,其全文在此以援引的方式纳入本说明书。

技术领域

[0014] 本文公开的是一种相变油墨,包括至少一种结晶组分,其中所述结晶组分的熔点为约65℃至约150℃;至少一种无定形组分;和任选的着色剂

背景技术

[0015] 喷墨设备是本领域中已知的,因此在此无需对这类设备进行大量描述。如美国专利号6,547,380(其全文在此以援引的方式纳入本说明书)所述,喷墨印刷系统通常有两种:连续流和按需滴注(drop-on-demand)。在连续流喷墨系统中,油墨以连续流的形式在压下通过至少一个喷孔或喷嘴射出。扰乱该连续流,使其在距离喷孔固定距离的地方分散成油墨滴。在分散点,使油墨滴根据数字数据信号带电并穿过调节每滴油墨轨迹的静电场以将其引导至再循环槽或记录介质上的特定位置。按需滴注系统中,根据数字数据信号将油墨滴由喷孔直接喷至记录介质上的一个位置。油墨滴只有将要置于记录介质上时才会形成或喷出。
[0016] 至少有三种按需滴注喷墨系统。一种按需滴注系统是压电设备,其具有作为其主要组件的油墨填充管道(channel)或通道(passageway),该通道一端有喷嘴而另一端附近有压电传感器以产生压力脉冲。另一种按需滴注系统也称为声波油墨印刷,其中声束对其冲击的物体施加辐射压力。例如,当声束冲击自由面,例如由下方冲击液体池的液体/空气界面时,施加在液体池表面的辐射压力可达到充分高的平以从池中释放出单个液滴,尽管存在表面张力的抑制力。对于给定量的输出功率,将声束集中在池表面或其附近会增强其施加的辐射压力。另外一种按需滴注系统也称为热喷墨或气泡喷射(bubble jet)系统,其产生高速油墨滴。这种按需滴注系统的主要组件是一端有喷嘴而喷嘴附近有发热电阻的油墨填充管道。代表数字信息的印刷信号在喷孔或喷嘴附近的各个油墨通道内的电阻层中产生电流脉冲,使邻近的油墨载体(通常是水)几乎瞬间蒸发并产生气泡。随着气泡膨胀,喷孔处的油墨随着泡沫膨胀作为推进的油墨滴而压出。
[0017] 在利用相变油墨或固体油墨直接印刷在基底或在中间转印部件上的压电喷墨设备的典型设计中,例如美国专利5,372,852(其全文在此以援引的方式纳入本说明书)所述的那种,图像通过在四至十八次基底(图像接收部件或中间转印部件)相对喷墨头的旋转(增量运动)过程中——即每次旋转之间印刷头相对于基底有一小段平移——适当地喷射有色油墨来施用。本方法简化了喷墨头设计,并且所述小量运动确保良好的油墨滴定位。在喷墨操作温度下,液体油墨滴由印刷设备喷出,并且当油墨滴直接地或经由加热过的中间转印带或鼓而接触记录基底的表面时,油墨迅速固化以形成固化油墨滴的预定图案。
[0018] 热喷墨过程是熟知的并记载于例如美国专利4,601,777、4,251,824、4,410,899、4,412,224和4,532,530,这些专利各自公开的全部内容在此以援引的方式纳入本说明书。
[0019] 如所注意到的,喷墨印刷法可使用室温下为固体而在升高的温度下为液体的油墨。这种油墨可称为热熔油墨或相变油墨。例如,美国专利4,490,731,其全文在此以援引的方式纳入本说明书,公开了用于分散固体油墨以在基底(例如纸)上印刷的装置。在使用热熔油墨的热喷墨印刷法中,固体油墨通过加热器在印刷装置中熔化并以类似于常规热喷墨印刷的方式以液体形式使用(即喷射)。一旦与印刷基底接触,熔化的油墨会迅速固化,使得着色剂基本保持在基底表面而不是通过毛细管作用被带进基底(例如,纸),由此获得比通常用液体油墨获得的更高的印刷密度。因此,喷墨印刷中相变油墨的优点为可消除处理过程中油墨的潜在溢出、具有宽范围的印刷密度和质量、具有最小的纸折皱或变形,以及能确保无限期的非印刷期而无喷嘴堵塞的危险,即使不盖住喷嘴也是如此。
[0020] 用于压电喷墨印刷的固体油墨已设计为可成功地以刺穿模式印刷,其中将油墨喷射在中间转印鼓上。在刺穿印刷法中,油墨从喷墨温度(宽泛地说,约75℃至不高于约180℃,并且通常为约110℃至约140℃)冷却至鼓温(通常为约50℃至约60℃),然后油墨以基本固相的形式压入纸基底中。这种方法提供了一些优点,包括鲜艳的图像、经济的喷射使用、和多孔纸间的基底宽容度(latitude)。然而,这种油墨设计在用于涂布纸时可存在一些问题。一般而言,油墨和印刷法不能提供足够的图像耐久性来响应纸处理应力
[0021] 目前可用的相变或固体油墨印刷法适于其想要的目的。然而仍然需要提供改进的性能的固体油墨和使用所述固体油墨方法,所述改进的性能包括改进的图像对纸张的粘附力、改进的图像永久性以及改进的对机械应力的稳固性。
[0022] 各篇前述美国专利和专利公开文本的适当组分和方法方面均可选择用于本公开的实施方案。此外,在本申请全文中,各篇公开文本、专利、和公开的专利申请均通过标识引述来援引。本申请中援引的公开文本、专利、和公开的专利申请在此以援引的方式纳入本公开以更全面地描述本发明所属技术领域的状态。

发明内容

[0023] 描述一种相变油墨,包含至少一种下式的结晶组分
[0024]
[0025] 其中R1和R2可相同或不同,并且其中R1和R2各自彼此独立地为(i)烷基,其可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的烷基,并且其中所述烷基中可任选地存在杂原子,(ii)芳烷基,其可为取代的或未取代的芳烷基,其中芳烷基的烷基部分可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的,并且其中所述芳烷基的芳基部分或烷基部分中可任选地存在杂原子,(iii)烷芳基,其可为取代的或未取代的烷芳基,其中烷芳基的烷基部分可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的,并且其中所述烷芳基的芳基部分或烷基部分中可任选地存在杂原子,或(iv)芳基,其可为取代的或未取代的芳基,并且其中所1 2
述芳基中可任选地存在杂原子,条件是R和R 中至少一个为芳基,并且其中所述至少一种结晶组分的熔点为约65℃至约150℃;至少一种无定形组分;任选的着色剂。
[0026] 同样描述了一种方法,包括将至少一种相变油墨以图像的方式置于最终图像接收基底上以形成油墨图像,其中布置在第一温度下进行,在该温度下所述至少一种相变油墨为熔融的未分离状态;其中所述至少一种相变油墨包含至少一种下式的结晶组分[0027]
[0028] 其中R1和R2可相同或不同,并且其中R1和R2各自彼此独立地为(i)烷基,其可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的烷基,并且其中所述烷基中可任选地存在杂原子,(ii)芳烷基,其可为取代的或未取代的芳烷基,其中芳烷基的烷基部分可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的,并且其中所述芳烷基的芳基部分或烷基部分中可任选地存在杂原子,(iii)烷芳基,其可为取代的或未取代的烷芳基,其中烷芳基的烷基部分可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的,并且其中所述烷芳基的芳基部分或烷基部分中可任选地存在杂原子,或(iv)芳基,其可为取代的或未取代的芳基,并且其中所1 2
述芳基中可任选地存在杂原子,条件是R和R 中至少一个为芳基,并且其中所述至少一种结晶组分的熔点为约65℃至约150℃;至少一种无定形组分;和任选的着色剂;将油墨图像冷却至足以引发所述至少一种结晶组分结晶的第二温度;任选地,施压于最终图像接收基底上的油墨图像;并且使油墨完全结晶。
[0029] 同样描述了一种方法,包括(1)向喷墨印刷装置中引入至少一种相变油墨;其中所述至少一种相变油墨包含至少一种下式的结晶组分
[0030]1 2 1 2
[0031] 其中R和R 可相同或不同,并且其中R 和R 各自彼此独立地为(i)烷基,其可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的烷基,并且其中所述烷基中可任选地存在杂原子,(ii)芳烷基,其可为取代的或未取代的芳烷基,其中芳烷基的烷基部分可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的,并且其中所述芳烷基的芳基部分或烷基部分可任选地存在杂原子,(iii)烷芳基,其可为取代的或未取代的烷芳基,其中烷芳基的烷基部分可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的,并且其中所述烷芳基的芳基部分或烷基部分中可任选地存在杂原子,或(iv)芳基,其可为取代的或未取代的芳基,并且其中所述1 2
芳基中可任选地存在杂原子,条件是R和R 中至少一个为芳基,并且其中所述至少一种结晶组分的熔点为约65℃至约150℃;至少一种无定形组分;和任选的着色剂;(2)将所述至少一种相变油墨加热至第一温度,该温度下所述至少一种相变油墨为熔融的未分离状态;
(3)使所述至少一种相变油墨的液滴以图像的方式喷射在图像接收基底上;(4)将油墨图像冷却至足以引发所述至少一种结晶组分结晶的第二温度,其中所述至少一种相变油墨包含一个结晶相和一个无定形相;(5)任选地,施压于图像接受基底上的油墨图像;和(6)使油墨完全结晶。
[0032] 本发明还提供以下优选实施方案:
[0033] 1.一种相变油墨,包含至少一种下式的结晶组分
[0034]
[0035] 其中R1和R2可相同或不同,并且其中R1和R2各自彼此独立地为(i)烷基,其可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的,并且其中所述烷基中可任选地存在杂原子,(ii)芳烷基,其可为取代的或未取代的芳烷基,其中芳烷基的烷基部分可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的,并且其中所述芳烷基的芳基部分或烷基部分中可任选地存在杂原子,(iii)烷芳基,其可为取代的或未取代的烷芳基,其中烷芳基的烷基部分可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的,并且其中所述烷芳基的芳基部分或烷基部分中可任选地存在杂原子,或(iv)芳基,其可为取代的或未取代的芳基,并且其中所述芳1 2
基中可任选地存在杂原子,条件是R和R 中至少一个为芳基,并且其中所述至少一种结晶组分的熔点为约65℃至约150℃;
[0036] 至少一种无定形组分;和
[0037] 任选的着色剂。
[0038] 2.实施方案1的相变油墨,其中所述至少一种结晶组分的结晶温度大于约65℃至小于约140℃。
[0039] 3.实施方案1的相变油墨,其中所述相变油墨在约140℃的喷射温度下的粘度为约0.5至约10厘泊。
[0040] 4.实施方案1的相变油墨,其中R1和R2中至少一个具有下式
[0041]
[0042] 其中 代表R1和R2基团与化合物的连接点。
[0043] 5.实施方案1的相变油墨,其中R1和R2均为芳基。
[0044] 6.实施方案1的相变油墨,其中所述至少一种结晶组分是下式的化合物[0045]
[0046] 7.实施方案1的相变油墨,其中结晶组分和无定形组分之比为约60∶40至约95∶5重量百分数,基于结晶和无定形组分的总的结合重量计。
[0047] 8.实施方案1的相变油墨,其中所述无定形组分是下式的化合物
[0048]
[0049] 其中R3、R4和R5可相同或不同,并且其中R3、R4和R5各自彼此的独立地为(i)烷基,其可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的,并且其中所述烷基中可存在或可不存在杂原子;(ii)芳基,其可为取代的或未取代的,并且其中所述芳基中可存在或可不存在杂原子;(iii)芳烷基,其可为取代的或未取代的,其中芳烷基的烷基部分可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的,并且其中所述芳烷基的芳基部分或烷基部分中可存在或可不存在杂原子;(iv)烷芳基,其可为取代的或未取代的,其中烷芳基的烷基部分可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的,并且其中所述烷芳基的芳基部分或烷基部分中可存在或可不存在杂原子。
[0050] 9.实施方案8的相变油墨,其中R3、R4和R5相同。
[0051] 10.实施方案8的相变油墨,其中所述无定形组分为下式的化合物
[0052]
[0053] 11.一种方法,其包括:
[0054] 将至少一种相变油墨以图像的方式置于最终图像接收基底上以形成油墨图像,其中布置在第一温度下进行,在该温度下所述至少一种相变油墨为熔融的未分离状态;其中所述至少一种相变油墨包含至少一种下式的结晶组分
[0055]
[0056] 其中R1和R2可相同或不同,并且其中R1和R2各自彼此独立地为(i)烷基,其可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的烷基,并且其中所述烷基中可任选地存在杂原子,(ii)芳烷基,其可为取代的或未取代的芳烷基,其中芳烷基的烷基部分可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的,并且其中所述芳烷基的芳基部分或烷基部分中可任选地存在杂原子,(iii)烷芳基,其可为取代的或未取代的烷芳基,其中烷芳基的烷基部分可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的,并且其中所述烷芳基的芳基部分或烷基部分中可任选地存在杂原子,或(iv)芳基,其可为取代的或未取代的芳基,并且其中所1 2
述芳基中可任选地存在杂原子,条件是R和R 中至少一个为芳基,并且其中所述至少一种结晶组分的熔点为约65℃至约150℃;至少一种无定形组分;和任选的着色剂;
[0057] 将油墨图像冷却至足以引发所述至少一种结晶组分结晶的第二温度;
[0058] 任选地,施压于最终图像接收基底上的油墨图像;
[0059] 使油墨完全结晶。
[0060] 12.实施方案11的方法,其中布置在约95℃至约150℃的第一温度下进行。
[0061] 13.实施方案11的方法,其中所述最终图像接收基底是涂布纸。
[0062] 14.实施方案11的方法,其中所述至少一种结晶组分的熔点为约65℃至小于约150℃;并且
[0063] 其中所述至少一种结晶组分的结晶温度大于约65℃至小于约140℃。
[0064] 15.实施方案11的方法,其中所述至少一种结晶组分是下式的化合物[0065]
[0066]
[0067] 16.一种方法,其包括:
[0068] (1)向喷墨印刷装置中引入至少一种相变油墨;
[0069] 其中所述至少一种相变油墨包含至少一种下式的结晶组分
[0070]
[0071] 其中R1和R2可相同或不同,并且其中R1和R2各自彼此独立地为(i)烷基,其可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的烷基,并且其中所述烷基中可任选地存在杂原子,(ii)芳烷基,其可为取代的或未取代的芳烷基,其中芳烷基的烷基部分可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的,并且其中所述芳烷基的芳基部分或烷基部分中可任选地存在杂原子,(iii)烷芳基,其可为取代的或未取代的烷芳基,其中烷芳基的烷基部分可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的,并且其中所述烷芳基的芳基部分或烷基部分中可任选地存在杂原子,或(iv)芳基,其可为取代的或未取代的芳基,并且其中所1 2
述芳基中可任选地存在杂原子,条件是R和R 中至少一个为芳基,并且其中所述至少一种结晶组分的熔点为约65℃至约150℃;至少一种无定形组分;和任选的着色剂;
[0072] (2)将所述至少一种相变油墨加热至第一温度,该温度下所述至少一种相变油墨为熔融的未分离状态;
[0073] (3)使所述至少一种相变油墨的液滴以图像的方式喷射在图像接收基底上;
[0074] (4)将油墨图像冷却至足以引发所述至少一种结晶组分结晶的第二温度,其中所述至少一种相变油墨包含一个结晶相和一个无定形相;
[0075] (5)任选地,施压于图像接受基底上的油墨图像;和
[0076] (6)使油墨完全结晶。
[0077] 17.实施方案16的方法,其中所述至少一种结晶组分的熔点为约65℃至小于约150℃;并且
[0078] 其中所述至少一种结晶组分的结晶温度大于约65℃至小于约140℃。
[0079] 18.实施方案16的方法,其中所述至少一种结晶组分是下式的化合物[0080]
[0081] 19.实施方案16的方法,其中使所述至少一种相变油墨以图像的方式喷出包括:
[0082] 使熔融油墨的液滴以图像的方式喷在中间转印部件上,并且将油墨以图像的方式从中间转印部件转移至最终记录基底上。
[0083] 20.实施方案16的方法,其中使至少一种相变油墨以图像的方式喷出包括:
[0084] 使熔融油墨的液滴以图像的方式直接喷在最终图像接收基底上。附图说明
[0085] 图1是阐明在苯甲酸2-酯的第一加热和冷却时热流量(W/g,y轴)与温度(℃,x轴)的关系图。
[0086] 图2是阐明在根据本发明制备的油墨的第一加热和冷却时热流量(W/g,y轴)与温度(℃,x轴)的关系图。
[0087] 图3是阐明根据本发明制备的油墨的复数粘度(厘泊(cps),y轴)与温度(℃,x轴)的关系图。

具体实施方式

[0088] 在一些实施方案中,本文描述的相变油墨包含一种油墨,其在相当于布置或喷墨温度的第一温度下为熔融的未分离状态,即熔融的液体单相,而在第二温度下为多相状态,其中所述第二温度足以引发相变油墨的至少一种组分结晶,并且其中在第二温度下相变油墨包含一个结晶相和一个无定形相。即,相变油墨可包含在第二温度下结晶的至少一种结晶组分和在第二温度下呈无定形状态的至少一种无定形组分。如本文所用的,结晶组分或可结晶组分是指固体材料,其组成原子、分子、或离子以有序重复的方式在三维空间中延伸。如本文所用的,无定形组分是指不显示结晶结构的固体材料。即,虽然原子或分子可为局部有序排列,但其不存在整体有序性。
[0089] 在其它实施方案中,描述了相变油墨的印刷方法,包括将至少一种相变油墨以图像的方式布置于最终图像接收基底上以形成油墨图像,其中布置在第一温度下进行,在该温度下至少一种相变油墨为熔融的未分离状态(即,为单相);将油墨图像冷却至足以引发相变油墨的至少一种结晶组分结晶的第二温度,其中在第二温度下至少一种相变油墨包含一个结晶相和一个无定形相;任选地,施压于最终图像接收基底上的油墨图像;并且使油墨完全结晶。
[0090] 本发明方法可用于任何合适的或所需的印刷应用。在一些实施方案中,所述方法为喷墨印刷法,其中将一种或多种相变油墨直接布置于最终图像接收基底上。在一些实施方案中,最终图像接收基底为纸。在喷墨印刷结构中,油墨在与喷墨温度基本相同的温度下冲击纸(其中喷墨温度通常为约100℃至约140℃)。随着油墨从喷墨温度冷却,某些油墨类型可表现出相分离,其中一种油墨组分快速结晶,而另一种油墨组分为无定形状态。无定形相连续渗入纸张涂层并可带有大量着色剂。在该方法中,晶体材料的上层可以作为增加图像对机械损失抗性的浅色增强防护涂层。
[0091] 本文的印刷方法能使(1)单相油墨的“熔融”状态或在喷墨区变成混合颜色油墨的两种或多种油墨的“熔融”状态,和(2)涂布区油墨的固体状态。熔融和固相使涂层介质上具有印刷稳固性。
[0092] 在一些实施方案中,本文的相变油墨含有直接用于纸印刷用途的结晶芳香族单体。本文的相变油墨可以包括至少一种下式的结晶组分
[0093]
[0094] 其中R1和R2可相同或不同,并且其中R1和R2各自彼此独立地为(i)烷基,其可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的烷基,并且其中所述烷基中可任选地存在杂原子,在一些实施方案中,其具有约1至约40个原子,约1至约20个碳原子,或约1至约10个碳原子,但数目可超出上述范围,(ii)芳烷基,其可为取代的或未取代的芳烷基,其中芳烷基的烷基部分可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的,并且其中所述芳烷基的芳基部分或烷基部分中可任选地存在杂原子,在一些实施方案中,其具有约4至约40个碳原子,约7至约20个碳原子,或约7至约12个碳原子,但数目可超出上述范围,(iii)烷芳基,其可为取代的或未取代的烷芳基,其中烷芳基的烷基部分可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的,并且其中所述烷芳基的芳基部分或烷基部分可任选地存在杂原子,在一些实施方案中,其具有约4至约40个碳原子,约7至约20个碳原子,或约7至约12个碳原子,但数目可超出上述范围,或(iv)芳基,其可为取代的或未取代的芳基,其中所述芳基中可任选地存在杂原子,具有约3至约40个碳原子,或约6至约20个碳原子,或1 2
约6至约10个碳原子,但数目可以超出这些范围,条件是R和R 中至少一个为芳基,并且其中至少一种结晶组分熔点为约65℃至约150℃;至少一种无定形组分;和任选的着色剂。
[0095] 本文选择用于实施方案的结晶组分可为任何合适的或所需结晶组分,所述结晶组分具有所需特性并与所选无定形组分混溶。结晶组分可具有任何合适的或所需的熔点。在一些实施方案中,本文结晶组分的熔点为约65至约150℃,约66至约145℃,或约67至约140℃。在一个具体实施方案中,本文至少一种结晶组分的熔点小于约150℃。
[0096] 结晶组分可具有任何合适的或所需的结晶温度。在一些实施方案中,借助差示扫描量热仪以10℃/分钟的速率测定,所述结晶组分的结晶温度为约60至140℃,约65至约125℃,或约66℃至120℃。在一个具体实施方案中,本文至少一种结晶组分的结晶温度为大于约65℃至小于约140℃。
[0097] 在某些实施方案中,本文的相变油墨包含一种下式的化合物
[0098]
[0099] 其中R1和R2中至少一个具有下式
[0100]
[0101] 其中 代表R1和R2基团与化合物的连接点。
[0102] 在某些实施方案中,R1和R2相同。在某些其它实施方案中,R1和R2均为芳基。
[0103] 在一些具体实施方案中,至少一种结晶组分是下式的化合物
[0104]
[0105] 结晶组分可通过任何合适的或所需的方法制备。例如,结晶组分可通过具有羟基的化合物与具有羧酸基团或酰氯基团的化合物之间进行酯化反应来制备。结晶组分还可为市售的,如购自TCI America。
[0106] 任何合适的或所需的无定形化合物均可用于本文的相变油墨,条件是其与所选结晶组分兼容。在一些实施方案中,无定形组分是下式的化合物
[0107]
[0108] 其中R3、R4和R5可相同或不同,并且其中R3、R4和R5各自独立地选自(i)烷基,其可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的,并且其中在所述烷基中可存在或不存在杂原子,其具有约1至约40,约1至约20,或约1至约10个碳原子,但碳原子数可超出上述范围;(ii)芳基,其可为取代的或未取代的,并且其中在所述芳基中可存在或不存在杂原子,其具有约3至约40,约6至约20,或约6至约10个碳原子,但碳原子数可超出上述范围;(iii)芳烷基,其可为取代的或未取代的,其中芳烷基的烷基部分可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的,并且其中在所述芳烷基的芳基部分或烷基部分可存在或不存在杂原子,其具有约4至约40,约7至约20,或约7至约12个碳原子,但碳原子数可超出上述范围;或(iv)烷芳基,其可为取代的或未取代的,其中烷芳基的烷基部分可为线性的或支化的、环状的或非环状的、取代的或未取代的、饱和的或不饱和的,并且其中在所述烷芳基的芳基部分或烷基部分可存在或不存在杂原子,其具有约4至约40,约7至约20,或约7至约12个碳原子,但碳原3 4 5
子数可超出上述范围。在一些实施方案中,R、R和R 相同。
[0109] 在一个具体实施方案中,无定形组分为下式的化合物
[0110]
[0111] 无定形组分可通过任何合适的或所需的方法制备。例如,无定形组分可如以下文件所述来制备:美国专利申请号US13/095015[未颁,代理人卷号20101358-US-NP],名称“Solventless Reaction Process”,其全文以援引的方式纳入本说明书。
[0112] 结晶组分可以以任何合适的或所需的量存在于相变油墨中。在一些实施方案中,结晶组分以约60至约95重量%,或约65至约95重量%,或约70至约90重量%的量来提供,基于结晶和无定形组分的总的结合重量计。
[0113] 无定形组分可以以任何合适的或所需的量存在于相变油墨中。在一些实施方案中,无定形组分以约5至约40重量%,或约5至约35重量%,或约10至约30重量%来提供,基于结晶和无定形组分的总的结合重量计。
[0114] 在一些实施方案中,结晶组分与无定形组分之比为约60∶40至约95∶5重量%,基于结晶和无定形组分的总的结合重量计。在一些更具体实施方案中,结晶组分与无定形组分的重量比为约65∶35至约95∶5,或约70∶30至约90∶10重量%,基于结晶和无定形组分的总的结合重量计。
[0115] 相变油墨可用任何合适的或所需的方法制备。例如,组分可在搅拌和加热下结合以形成相变油墨。相变油墨载体材料可以任何合适的或所需的顺序结合。例如,可将油墨载体的各组分混合在一起,之后将混合物至少加热至其熔点,例如约60℃至约150℃,约80℃至约145℃,约85℃至约140℃,但不受限制。着色剂可在油墨成分加热前或在油墨成分加热后加入。当颜料为所选着色剂时,可将熔融混合物在超微磨碎机或球磨机装置或其它高能混合装备中研磨以实现颜料在油墨载体中的分散。然后可搅拌加热的混合物,如约5秒至约30分钟或更多,以获得基本均一的、均匀熔体,然后将油墨冷却至环境温度(通常为约20℃至约25℃)。油墨在环境温度下为固体。
[0116] 相变油墨可进一步包含一种着色剂化合物。该任选的着色剂可在油墨中以任何所需的或有效的量存在以获得所需颜色或色调,在一些实施方案中为油墨重量的约0.1重量%至约50重量%。任何所需的或有效的着色剂均可使用,包括染料、颜料、其混合物等,条件是着色剂可溶解或分散于油墨载体中。相变载体组合物可与传统相分离油墨着色剂材料结合使用,如比色指数(C.I.)溶剂染料、分散染料、改性酸和直接染料、性染料、硫化染料、还原染料等。
[0117] 合适的染料的实例包括 Red 492(BASF); Red G(PylamProducts);Direct Brilliant Pink B(Oriental Giant Dyes);Direct Red 3BL(Classic Dyestuffs); Brilliant Red 3BW(Bayer AG);Lemon Yellow 6G(United
Chemie);Light Fast Yellow 3G(Shaanxi);Aizen Spilon Yellow C-GNH(Hodogaya Chemical);Bemachrome Yellow GD Sub(Classic Dyestuffs); Brilliant Yellow 4GF(Clariant);Cibanone Yellow 2G(Classic Dyestuffs); Black RLI(BASF); Black CN(Pylam Products);Savinyl Black RLSN(Clariant);
Pyrazol Black BG(Clariant); Black 101(Rohm&Haas);Diaazol Black
RN(ICI); Blue 670(BASF); Blue GN(Pylam Products);
Savinyl Blue GLS(Clariant); Fast Blue MBSN(Pylam Products);Sevron Blue
5GMF(Classic Dyestuffs); Blue 750(BASF);Keyplast Blue (Keystone
Aniline Corporation); Black X51(BASF);Classic Solvent Black
7(Classic Dyestuffs);Sudan Blue 670(C.I.61554)(BASF);Sudan Yellow146(C.I.12700)(BASF);Sudan Red 462(C.I.26050)(BASF);C.I.Disperse Yellow 238;Neptune Red Base NB543(BASF,C.I.Solvent Red 49); Blue FF-4012(BASF);
Black BR(C.I.Solvent Black 35)(Chemische Fabriek Triade BV);Morton Morplas Magenta 36(C.I.Solvent Red 172);金属酞菁着色剂,如公开于美国专利号6,221,137等,其公开的全部内容在此以援引的方式纳入本说明书。也可使用聚合染料,如美国专利
5,621,022和美国专利5,231,135中公开的那些,其各自公开的全文在此以援引的方式纳入本说明书,和市售的,如购自Milliken&Company的Milliken Ink Yellow 869、Milliken Ink Blue 92、Milliken Ink Red 357、Milliken Ink Yellow 1800、Milliken Ink Black
8915-67、未稀释(uncut)的 Orange X-38、未稀释(uncut)的
Blue X-17、Solvent Yellow 162、Acid Red 52,Solvent Blue 44和未稀释(uncut)的Violet X-80。
[0118] 颜料也是适用于相变油墨的着色剂。合适的颜料的实例包括Violet 5100(BASF); Violet 5890(BASF); Green
L8730(BASF); Scarlet D3700(BASE); Blue 15:4(Sun
Chemical); Blue B2G-D(Clariant); Blue B4G(Clariant);
Permanent Red P-F7RK; Violet BL(Clariant); Scarlet
4440(BASF);Bon Red C(Dominion Color Company); Pink RF(BASF);
Red 3871K(BASF); Blue 15:3(Sun Chemical);
Red 3340(BASF); Carbazole Violet23(Sun Chemical);
Fast Scarlet L4300(BASF); Yellow 17(Sun Chemical);
Blue L6900,L7020(BASF); Yellow 74(Sun Chemical);
PAC C Orange 16(Sun Chemical); Blue K6902、
K6910(BASF); Magenta 122(Sun Chemical); Blue D6840、
D7080(BASF);Sudan Blue OS(BASF); Blue FF4012(BASF);PV Fast Blue B2GO1(Clariant); Blue GLO(BASF); Blue6470(BASF);
Sudan Orange G(Aldrich);Sudan Orange 220(BASF); Orange
3040(BASF); Yellow 152、1560(BASF); Fast Yellow 0991
K(BASF); Yellow1840(BASF); Yellow FGL(Clariant);
Ink Jet Yellow4G VP2532(Clariant);Toner Yellow HG(Clariant);
Yellow D0790(BASF);Suco-Yellow L1250(BASF);Suco-Yellow D1355(BASF);
Suco Fast Yellow D1355、D1351(BASF); Pink E 02(Clariant);
Hansa Brilliant Yellow 5GX03(Clariant);Permanent Yellow GRL 02(Clariant);
Permanent Rubine L6B 05(Clariant); Pink D4830(BASF);
Magenta(DU PONT); Black L0084(BASF);Pigment Black K801(BASF);
和炭 黑,例如REGAL330TM(Cabot)、Nipex 150(Evonik)Carbon Black 5250和 Carbon Black5750(Columbia Chemical)等,及其混合物。
[0119] 油墨基中的颜料分散体可用增效剂和分散剂稳定。通常,合适的颜料可为有机材料或无机材料。基于磁性材料的颜料也是适于例如用于制备稳固的Magnetic Ink Character Recognition(MICR)油墨。磁性颜料包括磁性纳米颗粒,例如,磁性纳米颗粒。
[0120] 公开于以下文件的着色剂也是适宜的:美国专利6,472,523、美国专利6,726,755、美国专利6,476,219、美国专利6,576,747、美国专利6,713,614、美国专利
6,663,703、美国专利6,755,902、美国专利6,590,082、美国专利6,696,552、美国专利
6,576,748、美国专利6,646,111、美国专利6,673,139、美国专利6,958,406、美国专利
6,821,327、美国专利7,053,227、美国专利7,381,831和美国专利7,427,323,其各自公开的内容全文均以援引的方式纳入本说明书。
[0121] 着色剂可在相变油墨中以任何所需的或有效的量存在以获得所需的颜色或色调,例如,为油墨的约0.1至50重量%,油墨的约0.2至约20重量%,或油墨的约0.5至约10重量%。
[0122] 本发明公开的油墨还可任选地含有抗化剂。油墨组合物的任选抗氧化剂保护图像免于氧化,还在油墨制备方法的加热过程期间保护油墨组分免于氧化。合适的抗氧化剂的具体实例包括 524、 76、 445、和512(购自Uniroyal Chemical Company,Oxford,CT)、
1010(Ciba Geigy)、N,N’-亚己基二(3,5-二-叔-丁基-4-羟基氢化肉桂酰胺)( 1098,BASF)、2,2-二(4-(2-(3,5-二-叔-丁基-4-羟基氢化肉桂酰氧
基)乙氧基苯基)丙烷(TOPANOL- 购自Vertellus)、三(4-叔-丁基-3-羟基-2,
6-二甲基苄基)异氰尿酸酯(Aldrich)、2,2’-亚乙基二(4,6-二-叔-丁基苯基)氟代亚膦酸(ETHANOX- Albermarle Corporation)、二亚膦酸四(2,4-二-叔-丁基苯基)-4,4’-二苯酯(Aldrich 46)、季戊四醇四硬脂酸酯(TCI America)、三丁基亚膦酸铵(Aldrich)、2,6-二-叔-丁基-4-甲氧基苯酚(Aldrich)、2,4-二-叔-丁基-6-(4-甲氧基苄基)苯酚(Aldrich)、4-溴-2,6-二甲基苯酚(Aldrich)、4-溴-3,5-二二甲基苯酚(Aldrich)、4-溴-2-硝基苯酚(Aldrich)、4-(二乙基甲基)-2,5-二甲基苯酚(Aldrich)、3-二甲基氨基苯酚(Aldrich)、2-氨基-4-叔-戊基苯酚(Aldrich)、2,6-二(羟甲基)-对甲酚(Aldrich)、2,2’-亚甲基联苯酚(Aldrich)、5-(二乙基氨基)-2-亚硝基苯酚(Aldrich)、2,6-二氯-4-氟代苯酚(Aldrich)、2,6-二溴氟苯酚(Aldrich)、α-三氟-邻甲酚(Aldrich)、2-溴-4-氟苯酚(Aldrich)、4-氟苯酚(Aldrich)、4-氯苯基-2-氯-1,1,2-三-氟乙基砜(Aldrich)、3,4-二氟苯基乙酸(Adrich)、3-氟苯基乙酸(Aldrich)、3,5-二氟苯基乙酸(Aldrich)、2-氟苯基乙酸(Aldrich)、2,5-二(三氟甲基)苯甲酸(Aldrich)、2-(4-(4-(三氟甲基)苯氧基)苯氧基)丙酸乙酯(Aldrich)、二亚膦酸四(2,4-二-叔-丁基苯基)-4,4’-二苯酯(Aldrich)、4-叔-戊基苯酚(Aldrich)、
3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯乙醇(Aldrich)等、及其混合物。如果存在,任选的抗氧化剂在油墨中以任何所需的或有效的量存在,如为油墨的约0.01重量%至约20重量%。
[0123] 本发明公开的油墨也可任选地含有粘度改进剂。合适的粘度改进剂的实例包括脂肪族,如硬脂酮等。如果存在,任选的粘度改进剂可在油墨中以任何所需的或有效的用量存在,如油墨的约0.1至约99重量%。
[0124] 其它任选的油墨添加剂包括消泡剂、爽滑剂和匀染剂、澄清剂增粘剂粘合剂增塑剂等,为任何合适的或所需的量,如油墨的约0.1至约50重量%。
[0125] 本文的油墨组合物在喷墨温度下的熔体粘度为约1厘泊至约14厘泊,或约2厘泊至约13厘泊,或约3厘泊至约12厘泊,但熔体粘度可超出上述范围,在一些实施方案中,喷墨温度为约95℃至约150℃,约100℃至约145℃,约100℃至约140℃,或者不高于约150℃,但喷墨温度可超出上述范围。在一些实施方案中,本文的相变油墨在喷墨温度下的粘度为约1厘泊至小于约13厘泊,其中喷墨温度为约95℃至约140℃。在一个具体实施方案中,本文的相变油墨在喷墨温度下的粘度小于约13厘泊,其中喷墨温度为约95℃至约140℃。在另一个具体实施方案中,本文的相变油墨在约140℃的喷墨温度下的粘度为约0.5厘泊至约10厘泊。
[0126] 本文的方法包括将至少一种相变油墨以图像的方式布置于最终图像接收基底上以形成油墨图像,其中布置在第一温度下进行,在该温度下所述至少一种相变油墨为熔融的未分离状态;其中所述至少一种相变油墨包括至少一种下式的结晶组分
[0127]
[0128] 如本文所述,其中所述至少一种结晶组分的熔点为约65℃至约150℃;至少一种无定形组分;和任选的着色剂;将油墨图像冷却至足以引发至少一种结晶组分结晶的第二温度;任选地,施压于最终图像接收基底上的油墨图像;并且使油墨完全结晶。在一些实施方案中,在第一温度下布置相变油墨包括在约95℃至约150℃下布置。
[0129] 在另一些实施方案中,本文的方法包括(1)向喷墨印刷装置中引入至少一种相变油墨;其中所述至少一种相变油墨包含至少一种下式的结晶组分
[0130]
[0131] 如本文所述,其中所述至少一种结晶组分的熔点为约65℃至约150℃;至少一种无定形组分;和任选的着色剂;(2)将所述至少一种相变油墨加热至第一温度,在该温度下所述至少一种相变油墨为熔融的未分离状态;(3)使所述至少一种相变油墨的液滴以图像的方式喷在最终图像接收基底上;(4)将油墨图像冷却至足以引发所述至少一种结晶组分结晶的第二温度,其中所述至少一种相变油墨包含一个结晶相和一个无定形相;(5)任选地,施压于最终图像接受基底上的油墨图像;和(6)使油墨完全结晶。
[0132] 本文的相变油墨可用于直接印刷喷墨法的装置和间接(胶版)印刷喷墨应用。本发明公开的一个实施方案涉及一种方法,其包括将一种相分离油墨引入喷墨印刷装置中,熔化油墨,并且使熔融的油墨滴以图像的方式喷在记录基底上。直接印刷法公开于,例如美国专利5,195,430,其公开的全部内容在此以援引的方式纳入本说明书。在一些实施方案中,基底是一种最终记录片并且熔融的油墨滴以图像的方式直接喷在最终记录片上。
[0133] 本发明公开的另一个实施方案涉及一种方法,其包括将一种相分离油墨引入喷墨印刷装置中,熔化油墨,使熔融的油墨滴以图像的方式喷在中间转印部件上,并以图像的方式将油墨由中间转印部件转印至最终记录基底。在一个具体实施方案中,将中间转印部件加热至高于最终记录片但低于喷墨装置中熔融油墨温度的温度。在另一个具体实施方案中,将中间转印部件和最终记录片均加热;在该实施方案中,将中间转印部件和最终记录片均加热至低于印刷装置中熔融油墨温度的温度;在该实施方案中,中间转印部件和最终接受片的相对温度可(1)将中间转印部件加热至高于最终记录基底但低于印刷装置中熔融油墨温度的温度;(2)将最终记录基底加热至高于中间转印部件但低于印刷装置中熔融油墨温度的温度;或(3)将中间转印部件和最终记录片加热至大约相同的温度。胶版或间接印刷法还公开于,例如,美国专利5,389,958,其公开的全部内容在此以援引的方式纳入本说明书。在一个具体实施方案中,印刷装置使用压电印刷法,其中使油墨滴以图像的方式通过压电振动元件的摆动喷出。在一些实施方案中,将中间转印部件加热至高于最终记录片但低于印刷装置中熔融油墨温度的温度。
[0134] 本发明公开的油墨也可用于其它热熔印刷法,如热熔声波喷墨印刷、热熔热喷墨印刷、热熔连续流或偏转喷墨印刷等。本发明公开的相变油墨也可用于除热熔喷墨印刷法外的印刷法。
[0135] 可使用任何合适的基底或记录片,包括普通纸如 4200纸、Image Series纸、Courtland 4024DP纸、栅格笔记本纸、粘合纸、涂布
纸、二氧化涂布纸如Sharp Company二氧化硅涂布纸、JuJo纸、
Laserprint纸等,光泽涂布纸如 Digital Color Elite Gloss,Sappi Warren Papers 专业纸如 等、碳酸涂布纸、
粘土涂布纸、高岭粘土涂布纸等,透明材料、纤维、织物产品、塑料、聚合物薄膜、无机基底如金属和木材等。在一个具体实施方案中,最终图像接收基底为涂布纸。在另一个具体实施方案中,最终图像接收基底为粘土涂布纸。
[0136] 在一些实施方案中,本文的方法包括一种方法,其中最终图像接收基底包含基层,置于基层的第一表面上的顶部涂层;和任选地,置于基层的相对第二表面上的底部涂层;其中油墨图像置于顶部涂层上;其中至少一种相变油墨的无定形相基本渗入最终图像接收基底的顶部涂层中;并且其中至少一种相分离油墨的结晶相基本保持在最终图像接收基底的顶部涂层表面上。
[0137] 实施例
[0138] 提交以下实施例用于进一步定义本发明公开的各种物类。这些实施例仅欲用于示例而不欲用于限制本公开的范围。同样,份数和百分数以重量计,另作说明的除外。
[0139] 实施例1
[0140] 将0.6g下式的柠檬酸三薄荷酯
[0141]
[0142] 如附件1的美国专利申请序列号US13/095795(代理人卷号20100868-US-NP)所述制备,其全文以援引的方式纳入本说明书,其复数粘度为η,其中(η(>100℃)2 6
<10cps并且η(室温下)>10cps)和1.4g下式的苯甲酸2-萘酯
[0143]
[0144] (购自TCI America),于120℃以熔融状态搅拌合并,然后冷却至室温(约24℃)以获得油墨样品。油墨样品的结晶/无定形比为70/30重量%。结晶和无定形材料在该混合比下可良好的混溶。
[0145] 使用差示扫描量热仪(DSC)测定苯甲酸2-萘酯的热性能。图1显示出苯甲酸2-萘酯的第一个加热和冷却循环的DSC数据。
[0146] 使用差示扫描量热仪(DSC)测定实施例1的油墨样品的热性能。图2显示出实施例1的油墨样品的第一个加热和冷却循环的DSC数据。DSC数据在 差示扫描量热仪(TA Instruments)上以10℃/min的速率从-50℃至150℃至-50℃获得。
[0147] 实施例1的油墨样品的流变数据在购自TA Instruments(Rheometrics RFS-3)的可控应变流变仪上使用25mm平行板进行测定。以1Hz的频率从140℃至60℃进行温度扫描,其中每五度进行测量,各温度间的保温(soak)时间(平衡)为120秒,恒定频率为1Hz。图3阐明了实施例1的油墨的复数粘度(y轴,厘泊(cps))与温度(x轴,℃)的关系。
[0148] 实施例2
[0149] 含有着色剂的油墨样品的印刷性能
[0150] 向具有与上述实施例1相同配方的3.88g油墨样品中进一步加入3重量%(0.12g)的青色染料( Blue GN,Ciba),并于约130℃下用磁力搅拌器混合约30分钟,其在油墨中显示良好的溶解性。油墨用KPrinting Proofer(制造商为RK Print Coat Instrument Ltd.,Litlington,Royston,Heris,SG8 0OZ,U.K.)印刷于 Digital Color Elite Gloss,120gsm(DCEG)。将具有与垂直方向成15°的弯曲尖端的刮/凿机械手——并施加528g的重量——以约13mm/sec的速率横拉过图像,未见油墨从图片上移除。刮/凿尖端类似于曲率半径约为12mm的车床圆端切削钻。
[0151] 应理解,各种上述所公开的和其他的特征和功能或其替代物可有利地结合至许多其他不同的体系或应用中。此外各种目前无法预见的或未曾预料到的替代方案、修改方案、变化方案或改进方案可随后由本领域技术人员作出,也意欲将其包括在所附权利要求中。除非在权利要求中具体指出,权利要求中步骤或组分的任何特定的顺序、数目、位置、大小、形状、角度、颜色或材料都不应当从说明书或任何其他权利要求中暗示或纳入。
[0152] 附件1

技术领域

[0153] 本发明实施方案涉及相变油墨组合物,其特征是其在室温下为固体而在高温下熔化,在此温度下将熔化的油墨施用于基底上。这些固体油墨组合物可用于喷墨印刷。本发明实施方案涉及一种新的包含一种无定形组分、一种晶体材料和任选地一种着色剂的相变油墨组合物,以及其制备方法。

背景技术

[0154] 喷墨印刷方法可使用在室温为固体而在高温下为液体的油墨。这种油墨可称为固体油墨、热熔油墨、相变油墨等等。例如,美国专利4,490,731(其全部内容通过引证方式纳入本文中)公开了一种用于在记录介质(如纸)上印刷的分配固体油墨的设备。在使用热熔油墨的热喷墨印刷方法中,固体油墨通过印刷设备中的加热器熔化并作为一种液体以与常规热喷墨印刷相似的方式使用(喷射)。一经与印刷记录介质接触,熔化的油墨便快速固化,使得着色剂基本保留在记录介质的表面上而不会通过毛细管作用被带入记录介质(例如纸)中,从而使其印张的墨色密度(print density)比通常用液体油墨得到的更高。因此在喷墨印刷中相变油墨的优点是消除了油墨在处理过程中的潜在溢出、具有很宽范围的印张的墨色密度和印刷质量、最低限度的纸折皱或变形、以及可在非印刷的不定周期能够避免喷嘴堵塞的危险、甚至避免封盖喷嘴的危险。
[0155] 通常,相变油墨(有时称为“热熔油墨”)在环境温度下处于固相,但在喷墨印刷装置的高操作温度下以液相存在。在喷射温度下,液体油墨的液滴从印刷装置喷出,当油墨液滴——直接或者通过中间的加热转印带或鼓——接触到记录介质的表面时,它们快速固化形成一种固化油墨液滴的预定图案。
[0156] 用于彩色印刷的相变油墨通常包含一种与一种相变油墨相容性着色剂结合的相变油墨载体组合物。在一个具体实施方案中,通过油墨载体组合物与相容性减色法三原色着色剂(subtractive primary colorant)结合可形成一系列彩色相变油墨。该减色法三原色彩色相变油墨可包含四种组分染料或颜料,即,青色、品红色、黄色和黑色,但油墨不限于这四种颜色。这些减色法三原色彩色油墨可通过使用单一染料或颜料或者染料和颜料的混合物形成。例如,品红色可通过使用溶剂红染料的混合物得到或者一种复合黑色可通过混合几种染料得到。美国专利4,889,560、美国专利4,889,761和美国专利5,372,852(各文献的全部公开内容通过引证方式纳入本文中)教导了所用减色法三原色着色剂可包含来自比色指数(C.I.)溶剂染料、分散染料、改性酸和直接染料以及碱性染料种类的染料。着色剂也可包括颜料,如例如美国专利5,221,335所公开的,其全部公开内容通过引证方式纳入本文中。美国专利5,621,022(其全部公开内容通过引证方式纳入本文中)公开了一种具体种类的聚合物染料用于相变油墨组合物中的用途。
[0157] 因为相变油墨在运输、长期储存等过程中于室温下仍处于固相,所以相变油墨对于喷墨打印机是理想的。另外,极大地消除了与由于液体喷墨油墨的油墨蒸发而导致的喷嘴堵塞有关的问题,从而改进了喷墨印刷的可靠性。此外,在相变喷墨打印机中,油墨液滴直接施用至最终的记录介质(例如,纸、透明材料等)上,液滴一与记录介质接触就立即固化,使得防止了油墨沿着印刷介质迁移并且改进了墨点质量。
[0158] 虽然上述常规固体油墨技术能够成功地产生逼真的图像并提供喷射应用的经济性和在多孔纸上的基底宽容度,但是这种技术不能满足涂布的基底。因此,虽然已知的组合物和方法适合于它们的预定目的,但是仍然存在对于在涂布纸基底上成像或印刷的其他方法的需求。因此,需要发现用于固体油墨组合物的可选的组合物和未来印刷技术以向顾客提供在所有基底上均优良的图像质量。
[0159] 上述每篇美国专利和专利公开文本均通过引证方式纳入本文。此外,本发明实施方案的公开内容可选择上述每篇美国专利和专利公开文本的合适的组分和方法方面。

发明内容

[0160] 根据本文中举例说明的实施方案,本发明提供了一种新的固体油墨组合物,其包含由柠檬酸合成的无定形材料,适于喷墨印刷(包括在涂布纸基底上印刷)。
[0161] 特别地,本发明实施方案提供了一种相变油墨,其包含:一种无定形组分;和一种相变油墨载体,其中该无定形组分是一种具有下式的柠檬酸的酯:
[0162]
[0163] 其中R1、R2和R3各自彼此独立地,或者是说它们可相同或不同地,选自烷基,其中烷基部分可为直链、支链或环状的、饱和或不饱和的、取代或未取代的、具有约1至约40个碳原子,或者一种取代或未取代的芳香族或杂芳族基团,及其混合物。
[0164] 在其他实施方案中,本发明提供了一种相变油墨,其包含:一种无定形组分;和一种晶体相变油墨载体,其中该无定形组分是一种具有下式的柠檬酸的酯:
[0165]
[0166] 其中R1-OH、R2-OH和R3-OH各自彼此独立地,或者是说它们可相同或不同地,选自[0167]
[0168] 及其混合物。
[0169] 在另外的实施方案中,本发明提供了一种相变油墨,其包含:一种无定形组分;和一种相变油墨载体,其中该无定形组分通过在一种溶剂存在或不存在下将柠檬酸与至少一种醇反应得到。

具体实施方式

[0170] 在下述描述中,应理解在不脱离本文所公开的本发明实施方案的范围的情况下可使用其他实施方案并且可作出结构性和操作性改变。
[0171] 固体油墨技术拓宽了印刷生产能力和横跨许多市场的客户基础,并且通过有效整合印刷头技术、印刷方法和油墨材料而促进印刷应用的多样性。固体油墨的特征是在室温下为固体而在高温下熔化,在此温度下将熔化油墨施用至基底。如上文所述,虽然现有的油墨选择成功用于多孔纸基底,但这些选择对于涂布纸基底而言不总是令人满意。
[0172] 已发现在固体油墨制剂中使用晶体和无定形组分的混合物可提供牢固(robust)的油墨,和特别是,在未涂布和涂布纸上展示出牢固图像的固体油墨。对于晶体材料,小分子当固化时通常倾向于结晶并且低分子量有机固体通常为晶体。虽然晶体材料通常更硬并且更坚实(resistant),但是这种材料也更脆,使得由主要是晶体的油墨组合物制成的印刷稿件对损伤相当敏感。对于无定形材料,高分子量无定形材料(如聚合物)在高温下变成粘性和粘稠的液体,但是在高温下未显示出足够低的粘度。结果,聚合物在所需的喷射温度(≤140℃)无法从印刷头喷嘴喷出。因此,在本发明实施方案中,为得到更好的油墨性能,使用小分子形成无定形固体,但这些材料需要克服天然的结晶倾向。
[0173] 本发明实施方案提供了一种新型喷墨固体油墨组合物,其包含一种(1)晶体和(2)无定形组分的混合物,通常分别以约60∶40至约95∶5的重量比。在更具体的实施方案中,晶体与无定形组分的重量比为约65∶35至约95∶5,或者为约70∶30至约90∶10。在其他实施方案中,晶体与无定形组分分别以约1.5至约20或约2.0至约10的重量比混合。
[0174] 本发明实施方案提供了适用于固体油墨的无定形材料。无定形材料通过柠檬酸的酯化反应合成。这些材料显示出无结晶、在喷射温度(≤140℃,或约100至约140℃,或约2
105至约140℃)附近具有较低的粘度(≤10厘泊(cps),或约1至约100cps,或约5至
6
95cps)但是在室温下具有很高的粘度(>10cps)。在一些优选的实施方案中,无定形组分在约140℃的温度下的粘度为约1至约100cps。在一些优选的实施方案中,无定形组分
6
在室温下的粘度大于约10cps。在实施方案中,该无定形材料与一种晶体材料配制形成一种固体油墨组合物。该油墨组合物显示出良好的流变学特性(profile)。由该固体油墨组合物在涂布纸上通过K-proof制成的图像样品显示出优良的牢固性。
[0175] K-proofer是打印商店中的一种常用的测试设备。在此情况中,该proofer被改进为加热印刷板以熔化该固体油墨。所用K-proofer具有三个矩形凹版图案,每个大约为9.4x4.7cm。第一个矩形的单元密度(cell density)标称是100%,第二个80%,而第三个
60%。在实际中此K-proof板得到约5微米厚度(或高度)的薄膜(或像素)。将测试油墨摊铺于加热的凹版板上并且通过将刮墨刀经过板的表面、紧接着一个固定有一张测试纸橡胶辊经过板的表面而制得测试印刷品。随着纸辊的经过,油墨从凹版单元转印到纸上。
此外,使用柠檬酸作为一种酯基料具有额外的优点:成本低,并且来自潜在生物衍生(“绿色”)来源。
[0176] 在实施方案中,固体油墨组合物通过使用由柠檬酸和至少一种醇在酯化反应中合成的新的无定形材料得到。固体油墨组合物包含与一种晶体材料和一种着色剂结合的无定形材料。本发明实施方案包含平衡量的无定形和晶体材料以实现由液体至固体的快速相变并且便于得到坚固且牢固的印刷图像,同时保持所需水平的粘度。用这种油墨制得的印刷品证明优于市售可得的油墨,例如具有更好的抗划伤的牢固性。因此,已发现本发明的柠檬酸的酯——提供用于固体油墨的无定形组分——可产生具有良好的流变学特性并且满足喷墨印刷的多种要求的牢固油墨。
[0177] 在具体实施方案中,油墨组合物还包含一种着色剂,其可为一种颜料或染料,在油墨组合物中以至少约0.1重量%至约50重量%、或至少约0.2重量%至约20重量%、或约0.5重量%至约10重量%的量存在,基于油墨组合物的总重量计。在实施方案中,晶体材料以约60重量%至约95重量%、或约65重量%至约95重量%、或约70重量%至约90重量%的量存在,基于油墨组合物的总重量计。在实施方案中,无定形材料以约5重量%至约
40重量%、或约5重量%至约35重量%、或约10重量%至约30重量%的量存在,基于油墨组合物的总重量计。
[0178] 在实施方案中,所得固体油墨在约100至约140℃的喷射范围内的粘度为约5至约15cps,或约7至约14cps,或约8至约13cps。在实施方案中,固体油墨在室温下的粘度6
为约>10cps。在实施方案中,固体油墨的Tmelt为约65至约150℃、或约65至约135℃、约70至约130℃,并且Tcrys为约40至约140℃、或约45至约130℃、约50至约125℃,通过DSC以10℃/分钟的速率测得。
[0179] 本发明实施方案的油墨组合物包含一种柠檬酸三酯化合物的无定形组分。柠檬酸与多种醇反应得到如以下合成路线中所示的三酯,该合成路线示例说明了本发明实施方案的柠檬酸三酯化合物的制备。
[0180]
[0181] 该酯化反应由一步反应进行。在进行反应的十种不同的醇中,DL-薄荷醇被确定是形成稳定的无定形三酯的最好的材料。L-薄荷醇和叔丁基环己醇的三酯也以无定形的形式固化,但也部分地以结晶的形式固化。苯乙醇和环己醇的三酯在箱中结晶。其他合成的三酯在室温下是粘性液体。可用于本发明实施方案的合适的醇可选自烷基醇,其中该醇的烷基部分可为直链、支链或环状的、饱和或不饱和的、取代或未取代的、具有约1至约40个碳原子,或者一种取代或未取代的芳香族或杂芳族基团,及其混合物。在实施方案中,三或更多摩尔当量的醇可用于反应中以制备柠檬酸的三酯。如果使用二摩尔当量的醇,结果主要是二酯;并且如果使用一摩尔当量的醇,结果主要是单酯。
[0182]
[0183] 这些材料在喷射温度附近具有较低的粘度(≤102cps,或约1至约100cps,或约56
至95cps),但在室温下具有很高的粘度(>10cps)。在喷射范围(≤140℃,或约100至约140℃,或约105至约140℃)的低粘度提供了高的制剂宽容度。在室温下的高粘度使其具有牢固性。这些特征使得这种材料成为用于本发明实施方案的固体油墨的无定形组分的良好选择。
[0184] 实施方案的油墨可另外包括常规添加剂以利用与这些常规添加剂有关的已知功能。这些添加剂包括,例如至少一种抗氧化剂、消泡剂、增滑剂和流平剂、澄清剂、粘度调节剂、胶粘剂、增塑剂等等。
[0185] 油墨可任选地含有抗氧化剂以保护图像不被氧化并且也可保护油墨组分当在油墨储存器中以加热熔体存在时不发生氧化。合适的抗氧化剂的实例包括N,N′-六亚甲基双(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酰胺)(IRGANOX 1098,可购自BASF)、2,2-双(4-(2-(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酰氧基))乙氧基苯基)丙烷(TOPANOL-205,可购自Vertellus)、三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)异氰脲酸酯(Aldrich)、2,2′-亚乙基双(4,6-二叔丁基苯基)氟亚膦酸酯(ETHANOX-398,可购自Albermarle Corporation)、四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4′-联苯基二亚膦酸酯(Aldrich)、季戊四醇四硬脂酸酯(TCI America)、三丁基次磷酸铵(Aldrich)、2,6-二叔丁基-4-甲氧基苯酚(Aldrich)、2,4-二叔丁基-6-(4-甲氧基苄基)苯酚(Aldrich)、4-溴-2,6-二甲基苯酚(Aldrich)、4-溴-3,5-二二甲基苯酚(Aldrich)、4-溴-2-硝基苯酚(Aldrich)、4-(二乙基氨基甲基)-2,5-二甲基苯酚(Aldrich)、3-二甲基氨基苯酚(Aldrich)、2-氨基-4-叔戊基苯酚(Aldrich)、2,6-双(羟基甲基)-对甲酚(Aldrich)、2,2′-亚甲基二苯酚(Aldrich)、5-(二乙基氨基)-2-亚硝基苯酚(Aldrich)、2,6-二氯-4-氟苯酚(Aldrich)、
2,6-二溴氟苯酚(Aldrich)、α-三氟-邻甲酚-1(Aldrich)、2-溴-4-氟苯酚(Aldrich)、
4-氟苯酚(Aldrich)、4-氯苯基-2-氯-1,1,2-三氟乙基砜(Aldrich)、3,4-二氟苯基乙酸(Aldrich)、3-氟苯基乙酸(Aldrich)、3,5-二氟苯基乙酸(Aldrich)、2-氟苯基乙酸(Aldrich)、2,5-双(三氟甲基)苯甲酸(Aldrich)、2-(4-(4-(三氟甲基)苯氧基)苯氧基)丙酸乙酯(Aldrich)、四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4′-联苯基二亚膦酸酯(Aldrich)、
4-叔戊基苯酚(Aldrich)、3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯乙醇(Aldrich)、NAUGARD76、NAUGARD 445、NAUGARD 512以及NAUGARD 524(由Chemtura Corporation制造)等等,及其混合物。抗氧化剂,当存在时,可在油墨中以任何所需的或有效的量存在,如约0.25重量%至约10重量%的油墨或约1重量%至约5重量%的油墨。
[0186] 在实施方案中,此处所述的相变油墨组合物还包含一种着色剂。任何所需的或有效的着色剂可用于相变油墨组合物中,包括染料、颜料、其混合物等等,只要该着色剂可溶解或分散于油墨载体中。可选择任意染料或颜料,条件是它能够分散或溶解于油墨载体中并且与其他油墨组分相容。相变载体组合物可与以下常规相变油墨着色剂材料结合使用,所述常规相变油墨着色剂材料如比色指数(C.I.)溶剂染料、分散染料、改性酸和直接染料、碱性染料、硫化染料、还原染料等等。合适的染料的实例包括Neozapon Red 492(BASF);Orasol Red G(Pylam Products);直 接 亮 桃 红 B(Oriental Giant Dyes);直接红3BL(Classic Dyestuffs);色派诺(Supranol)亮红3BW(Bayer AG);柠檬黄6G(United Chemie);耐晒黄3G(Shaanxi);Aizen Spilon Yellow C-GNH(Hodogaya Chemical);Bemachrome Yellow GD Sub(Classic Dyestuffs);Cartasol Brilliant Yellow 4GF(Clariant);Cibanone Yellow 2G(Classic Dyestuffs);Orasol Black RLI(BASF);Orasol Black CN(Pylam Products);Savinyl Black RLSN(Clariant); 吡唑黑BG(Clariant);Morfast Black 101(Rohm&Haas);重氮盐黑RN(ICI);热塑塑料蓝670(BASF);Orasol Blue GN(Pylam Products);Savinyl Blue GLS(Clariant);Luxol Fast Blue MBSN(Pylam Products);Sevron 蓝 5GMF(Classic Dyestuffs);Basacid Blue 750(BASF);Keyplast Blue(Keystone Aniline Corporation);Neozapon Black X51(BASF);经典溶剂黑7(Classic Dyestuffs);苏丹蓝670(C.I.61554)(BASF);苏丹黄
146(C.I.12700)(BASF);苏丹红462(C.I.26050)(BASF);C.I.分散黄238;Neptune Red Base NB543(BASF,C.I.溶剂红49);Neopen Blue FF-4012(BASF);Lampronol Black BR(C.I.溶剂黑35)(ICI);Morton Morplas Magenta 36(C.I.溶剂红172);金属酞菁着色剂(如美国专利6,221,137中公开的那些,其全部内容通过引证方式纳入本文)等。也可使用聚合物染料(如例如美国专利5,621,022和美国专利5,231,135中公开的那些,其每篇全部公开内容通过引证方式纳入本文),并且其可从例如Milliken&Company作为Milliken Ink Yellow 869、Milliken Ink Blue 92、Milliken Ink Red 357、Milliken Ink Yellow 1800、Milliken Ink Black 8915-67、uncut Reactint Orange X-38、uncut Reactint Blue X-17、溶剂黄162、酸红52、溶剂蓝44和uncut Reactint Violet X-80购得。
[0187] 颜料也是用于相变油墨的合适着色剂。合适颜料的实例包括PALIOGEN Violet5100(BASF);PALIOGEN Violet 5890(BASF);HELIOGEN Green L8730(BASF);立索猩红D3700(BASF);SUNFAST Blue 15:4(Sun Chemical);Hostaperm Blue B2G-D(Clariant);
Hostaperm Blue B4G(Clariant);永久红P-F7RK;Hostaperm Violet BL(Clariant);立索 猩 红 4440(BASF);Bon Red C(Dominion Color Company);ORACET Pink RF(BASF);
PALIOGEN Red 3871K(BASF);SUNFAST Blue 15:3(Sun Chemical);PALIOGEN Red
3340(BASF);SUNFAST 咔 唑 紫 23(Sun Chemical);立 索 坚 牢 猩 红 L4300(BASF);
SUNBRITE Yellow 17(Sun Chemical);HELIOGEN Blue L6900、L7020(BASF);SUNBRITE Yellow 74(Sun Chemical);SPECTRA PAC C Orange 16(Sun Chemical);HELIOGEN Blue K6902、K6910(BASF);SUNFAST Magenta 122(Sun Chemical);HELIOGEN Blue D6840、D7080(BASF);苏 丹 蓝 OS(BASF);NEOPEN Blue FF4012(BASF);PV Fast Blue B2GO1(Clariant);IRGALITE Blue GLO(BASF);PALIOGEN Blue 6470(BASF);苏 丹橙G(Aldrich)、苏 丹 橙 220(BASF);PALIOGEN Orange 3040(BASF);PALIOGEN Yellow
152、1560(BASF);立索坚 牢黄0991K(BASF);PALIOTOL Yellow 1840(BASF);NOVOPERM Yellow FGL(Clariant);Ink Jet Yellow 4G VP2532(Clariant);色定黄HG(Clariant);
Lumogen Yellow D0790(BASF);Suco-Yellow L1250(BASF);Suco-Yellow D1355(BASF);
Suco Fast Yellow D1355、D1351(BASF);HOSTAPERM Pink E 02(Clariant);汉撒亮黄
5GX03(Clariant);永固黄GRL 02(Clariant);永固宝石红L6B 05(Clariant);法哪桃红 D4830(BASF);CINQUASIA Magenta(DU PONT);PALIOGEN Black L0084(BASF);颜 料TM
黑K801(BASF);和炭黑如REGAL 330 (Cabot)、Nipex 150(Evonik)炭黑5250和炭黑
5750(Columbia Chemical)等等,及其混合物。
[0188] 油墨基料中的颜料分散体可通过增效剂和分散剂稳定。通常,合适的颜料可为有机材料或无机材料。磁性材料基颜料也是合适的,例如用于制备牢固的磁性油墨文字识读(MICR)油墨。磁性颜料包括磁性纳米颗粒,例如铁磁性纳米颗粒。
[0189] 同样合适的还有公开于美国专利6,472,523、美国专利6,726,755、美国专利6,476,219、美国专利6,576,747、美国专利6,713,614、美国专利6,663,703、美国专利
6,755,902、美国专利6,590,082、美国专利6,696,552、美国专利6,576,748、美国专利
6,646,111、美国专利6,673,139、美国专利6,958,406、美国专利6,821,327、美国专利
7,053,227、美国专利7,381,831和美国专利7,427,323中的着色剂,各篇专利的全部公开内容通过引证方式纳入本文中。
[0190] 在实施方案中,使用了溶剂染料。适合于本文用途的溶剂染料的实例可包括醇溶性染料,因为它们与本文所公开的油墨载体相容。合适的醇溶性染料的实例包括Neozapon Red 492(BASF);Orasol Red G(Pylam Products);直 接 亮 桃 红 B(Global Colors);Aizen Spilon Red C-BH(Hodogaya Chemical);Kayanol Red 3BL(Nippon Kayaku);醇溶坚牢黄3G;Aizen Spilon Yellow C-GNH(Hodogaya Chemical);Cartasol Brilliant Yellow 4GF(Clariant);Pergasol Yellow 5RA EX(Classic Dyestuffs);Orasol Black RLI(BASF);Orasol Blue GN(Pylam Products);Savinyl Black RLS(Clariant);Morfast Black 101(Rohm and Haas);热塑塑料蓝670(BASF);Savinyl Blue GLS(Sandoz);Luxol Fast Blue MBSN(Pylam);Sevron蓝5GMF(Classic Dyestuffs);Basacid Blue750(BASF);
Keyplast Blue(Keystone Aniline Corporation);Neozapon Black 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.260501)(BASF),其混合物等等。
[0191] 该着色剂在相变油墨中可以任何所需的或有效的量存在以得到所需的颜色或色相,例如至少约0.1重量%的油墨至约50重量%的油墨,至少约0.2重量%的油墨至约20重量%的油墨,和至少约0.5重量%的油墨至约10重量%的油墨。
[0192] 在实施方案中,用于相变油墨的油墨载体可具有的熔点为约65℃至约150℃,例如约70℃至约140℃、约75℃至约135℃、约80℃至约130℃、或约85℃至约125℃,由例如差示扫描量热法以10℃/分钟的速率测得。此外,这些油墨在约140℃的温度的喷射粘度为约1cps至约13cps,如约2cps至约13cps,或约4cps至约12cps。
[0193] 在优选的实施方案中,本发明相变油墨中所述无定形组分以约5重量%至约40重量%的量存在,基于相变油墨的总重量计。
[0194] 在优选的实施方案中,本发明相变油墨中所述晶体/无定形的比例为约60/40至约95/5。
[0195] 在优选的实施方案中,本发明相变油墨中所述相变油墨载体以约60重量%至约95重量%的量存在,基于相变油墨的总重量计。
[0196] 在优选的实施方案中,本发明的相变油墨还包含一种选自颜料、染料或其混合物的着色剂。
[0197] 本发明还提供一种相变油墨,其包含:一种无定形组分;和一种相变油墨载体,其中该无定形组分通过在溶剂存在或不存在下将柠檬酸与至少一种醇反应得到。在一种优选实施方案中,所述溶剂选自戊烷、己烷、环己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、苯、甲苯、二甲苯、三甲苯,及其混合物。在另一种优选实施方案中,所述醇选自
[0198]
[0199] 及其混合物。
[0200] 该油墨组合物可通过任何所需的或合适的方法制备。例如,油墨载体的各组分可混合在一起,接着将该混合物加热至至少其熔点,例如约60℃至约150℃、80℃至约145℃和85℃至约140℃。着色剂可在油墨成分加热之前或之后加入。当颜料为所选的着色剂时,可将熔融混合物在一个超微磨碎机或球磨设备或其他高能混合设备中进行研磨以实现颜料在油墨载体中的分散。然后将加热的混合物搅拌约5秒至约30分钟或更长,以得到一种基本均匀、均一的熔体,随后将该油墨冷却至环境温度(通常为约20℃至约25℃)。该油墨在环境温度下为固体。在一个具体实施方案中,在形成过程中,将油墨以其熔融状态倒入模具中,然后使其冷却并固化以形成油墨棒(ink stick)。合适的油墨制备技术公开于美国专利7,186,762,其全部公开内容通过引证方式纳入本文。
[0201] 该油墨可用于直接印刷喷墨方法的设备中以及间接(胶印)印刷喷墨应用中。本文公开的另一个实施方案涉及这样一种方法,其包含:将一种本文公开的油墨装入一个喷墨印刷设备中,熔化该油墨并且使熔化油墨的液滴以一种成像的图案喷射到记录基底上。一种直接印刷方法也公开于,例如美国专利5,195,430中,其全部公开内容通过引证方式纳入本文中。本文公开的另一个实施方案涉及这样一种方法,其包含:将一种本文公开的油墨装入一个喷墨印刷设备中,熔化该油墨并且使熔化油墨的液滴以一种成像的图案喷射到一个中间转印部件,以及将以成像的图案的油墨从中间转印部件转印到最终的记录基底上。在一个具体实施方案中,将中间转印部件加热到高于最终记录纸张且低于印刷设备中的熔化油墨的温度。在另一个具体实施方案中,将中间转印部件和最终记录纸张均加热;
在此实施方案中,将中间转印部件和最终记录纸张均加热到低于印刷设备中的熔化油墨的温度;在此实施方案中,中间转印部件和最终记录纸张的相对温度可为(1)将中间转印部件加热到高于最终记录基底且低于印刷设备中的熔化油墨的温度;(2)将最终记录基底加热到高于中间转印部件且低于印刷设备中的熔化油墨的温度;或(3)将中间转印部件和最终记录纸张加热到大致相等的温度。一种胶印或间接印刷方法也公开于,例如美国专利
5,389,958中,其全部公开内容通过引证方式纳入本文中。在一个具体实施方案中,印刷设备使用了这样一种压电印刷方法,其中通过压电振动元件的振荡使得油墨液滴以成像的图案喷射。本文公开的油墨也可用在其他热熔印刷方法中,如热熔声动喷墨印刷、热熔热喷墨印刷、热熔连续流或偏转喷墨印刷等等。本文公开的相变油墨也可用于除热熔喷墨印刷方法以外的印刷方法中。
[0202] 可使用任何合适的基底或记录纸张,包括普通纸,如XEROX 4200纸、XEROX图像系列纸、Courtland 4024DP纸、划线的笔记本纸、证券纸;二氧化硅涂布纸如Sharp Company二氧化硅涂布纸、JuJo纸、HAMMERMILL LASERPRINT纸等等;光面涂布纸如XEROX Digital Color Elite Gloss、Sappi Warren Papers LUSTROGLOSS;特种纸如Xerox DURAPAPER等;透明材料、织物、纺织品、塑料、聚合物膜、无机记录介质如金属和木材等;透明材料、织物、纺织品、塑料、聚合物膜、无机基底如金属和木材等等。
[0203] 本文所述油墨在以下实施例中进一步阐述。所有份和百分比均以重量计,除非另有指明。
[0204] 应理解的是上文公开的多种和其他特征和功能、或其替代方案,可有利地结合为许多其他不同的体系或应用。而且,本领域技术人员随后可做出多种目前无法预知或无法预期的替代、修改、变化和改进方案,并且其也意欲为所附权利要求所涵盖。
[0205] 虽然以上描述涉及具体实施方案,但应理解的是可做出许多修改方案而不脱离其主旨。所附权利要求意在涵盖将落入本发明实施方案的真实范围和主旨内的这些修改方案。
[0206] 因此,目前所公开的实施方案的所有方面均被认为是示例性的而非限制性的,实施方案的范围由所附权利要求指明而不是前述描述指明。落入权利要求的等同的含义和范围内的所有变化都意欲包括于其中。
[0207] 实施例
[0208] 实施例阐述于下文中并且示例说明了可用于实施本发明实施方案的不同组合物和条件。所有比例均以重量比计,除非另有指明。但是,明显的是本发明实施方案可用许多种类的组合物实施并且根据上文公开内容以及下文所指出的公开内容而可具有许多不同的用途。
[0209] 实施例1
[0210] 材料的合成
[0211] 在例如柠檬酸三DL-薄荷酯(TMC)的典型合成中,将柠檬酸(20.0g,104mmol)、DL-薄荷醇(48.8g,312mmol)和二甲苯(250ml)加入一个装有迪安-斯脱克分水器(Dean-Stark trap)的500ml烧瓶中,得到悬浮液。加入对甲苯磺酸一水合物(0.396g,2.08mmol)并且将混合物回流21小时,通过共沸移除水。将反应混合物冷却至室温并用
10wt%KOH水溶液(1x)和盐水(2x)洗涤,然后用MgSO4干燥。在过滤和移除溶剂之后,将残留物在120℃搅拌下于真空下干燥,得到49.3g(产率:78%)无定形固体。将该样品通
1
过 H NMR波谱和酸值分析(16.34mg KOH/g)表征。合成路线示例如下:
[0212]
[0213] 固体油墨的制备
[0214] 选择1,6-己二醇-双(4-甲氧基苯甲酸)酯(CM)作为相变材料(mp=91℃)。晶体材料的合成如美国专利6,682,587中所述,其全部内容通过引证方式纳入本文。
[0215]
[0216] 无定形材料
[0217]
[0218] 晶体材料(CM)
[0219] TMC和晶体材料以熔融状态在120℃搅拌,然后冷却以得到油墨样品。油墨样品的晶体/无定形比例为70/30、50/50和30/70重量百分比。两种材料以那些混合比例均良好混溶。
[0220] 表1
[0221]样品 无定形(wt%) 晶体(wt%)
1 0 100
2 30 70
3 50 50
4 70 30
5 100 0
[0222] 所有的油墨在60至90℃之间的温度范围内展示出相变至>106cps,并且相变温度可通过改变晶体/无定形比例来调节。在140℃左右的粘度低于12cps。
[0223] 印刷性能
[0224] 向70/30(CM/TMC无定形)的油墨样品中另外加入3wt%的在油墨中展示出良好溶解性的青色染料(Ciba Orasol Blue GN)(油墨配方:无定形/晶体/染料=29.1/67.9/3(wt%))。使用一个K Printing Proofer(由RK Print Coat Instrument Ltd.,Litlington,Royston,Heris,SG8 0OZ,U.K.制造)将该油墨印刷到Xerox Digital Color Elite Gloss(DCEG),120gsm上。当一个带有与竖直方向成约15°角的弯曲尖端的刮擦/圆凿手指状物(施加528g的重量)以大约13mm/s的速率划过图像时,未见到油墨从图像上移除。刮擦/圆凿尖端类似于具有大约12mm的曲率半径的车床圆头切削钻头
[0225] 总结
[0226] 总的来说,本发明实施方案提供了为喷墨印刷开发的固体油墨制剂,其含有至少一种晶体材料和至少一种无定形材料。该油墨还可包括一种着色剂,如一种颜料或染料。该新的无定形材料由柠檬酸和至少一种醇(如薄荷醇)通过酯化反应合成。所得无定形材料具有提供牢固油墨的所需的物理特性。
[0227] 权利要求包括本文中所公开的教导和实施方案的变化方案、替代方案、修改方案、改进方案、等同方案和基本等同方案,包括那些目前无法预见或无法预期的方案,以及例如可由申请人/专利权人以及其它人所提出的方案。除非在权利要求中具体叙述,权利要求的步骤或组分的任何具体顺序、数目、位置、尺寸、形状、角度、颜色或材料都不应从说明书或任何其他权利要求中暗示或引出。
[0228] 本文所涉及的所有专利和申请的全部内容在此均具体地通过引证方式纳入本说明书中。
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