[发明专利]水不溶性非离子型接枝共聚物粘合剂

说明书

本申请为1998年7月22日递交的同时待审的美国申请第09/120,608号(标题为“Water Insoluble Non-Ionic Graft Copolymers”)的部分连续申请。

本发明涉及喷墨油墨(ink jet inks)，更具体地说，本发明涉及含有可溶于含水载色剂但基本上不溶于水中的非离子型接枝共聚物的喷墨油墨。接枝共聚物特别可用作含水着色喷墨油墨组合物中的成膜粘合剂并提供改进的稳定性、持久性以及耐水性。

出于多种原因，各种含水分散体被广泛用作涂料组分，如油漆和油墨。虽然这些含水分散体较其溶剂基的配对物(counterparts)具有明显的环境有益性，但分散体的含水性质却产生了一些独特的缺点。例如，含水分散体中的各种组分在载色剂(大部分情况下为水)中必须是可溶的或可分散的。因此，涂料对于水或高湿度很敏感，使得其不适用于许多种计划中的应用。为了解决这个问题，人们开发了一系列作为粘合剂的聚合物。当将这些粘合剂加入到涂料组合物中时希望它们能起成膜剂的功用以便当涂料干燥或固化时能有效地将涂料各种组分、特别是用于这种涂料中的颜料颗粒粘合在一起。使用一种适宜的粘合剂可以显著地改善涂料的某些性能，如防涂抹、抗磨性、防水和抗洗性(washing)(即洗涤剂)。

在选择用于油墨、特别是喷墨油墨应用的粘合剂方面还存在着另一种挑战。喷墨油墨打印是一种数字打印形式，其中油墨液滴响应来自例如电脑的电子信号从打印头的针孔或喷嘴中喷出(即射出)。喷墨打印的例子包括热喷墨打印、压电喷墨打印、连续喷墨打印和气刷(air brush)打印。

虽然油漆和其他涂料应用可以各种方式进行施用，但喷墨油墨必须通过从打印头的针孔中喷出或喷射出油墨小液滴来进行施用。此外，油墨的配制还必须使得其在打印头的组件(如用于热喷墨打印头中的电阻)上不会形成薄膜，在针孔板上不会捣密(puddle)和不会风干且堵塞针孔板上的开孔。另外，喷墨油墨比油漆或类似的涂料应用具有窄得多的粘度容限。因此，与其他涂料相比，配制喷墨油墨显得更为困难，特别是对粘合聚合物的要求更高。例如，可将油漆配制成含有30-40％(重量)的粘合聚合物，但对于当今打印头技术而言油墨无法忍受超过约20％(最大理论值)的粘合聚合物，并且在大多数先有技术当中粘合剂的含量不能超过油墨组合物重量的约2-4％。

主要由于其较低的价格、速度和宁静操作使喷墨打印、特别是热形式和压力形式的喷墨打印在过去十年中在家庭办公室(homeoffice)、小办公室及个人打印机应用方面已变得相当地普遍。近年来，更因各种能提供高质量(接近照相水平)色彩和图形性能的系统(打印机、软件、媒介和油墨)的引入使喷墨打印更进一步普及。随着喷墨技术性能的提高，这种技术的使用范围已扩展至其他市场领域，如在大型和超大型版本(format)方面的应用。一般而言，术语“大型版本”和“超大型版本”用来指一类采用特定尺寸媒介进行操作的打印机。例如，大型版本通常用来指采用最小尺寸不小于17英寸的媒介的打印机，而超大型版本通常用来指采用最小尺寸不小于60英寸的媒介的打印机。这种打印机的用途有旗帜、标志、展览、海报、广告牌以及各种用于服装的纺织印刷、纤维品、装饰用布、墙纸和其他类似的应用。

在大型和超大型版本(为方便起见统称为“大型版本”)的应用中使用喷墨印刷具有各种重要的优点，与更传统的类似印刷方法相比它并不限于节省许多少量生产。但它也具有缺点。例如，用于这些用途的各种类型的最终产品可能会经历以下因素的考验：户外使用(如广告牌或天蓬(awning)应用)、刷洗(如服装应用)、摩擦(如汽车内部纤维品)等，因此与办公室或家庭打印应用通常所需的性能相比需要更高水平的耐光性、耐水性、耐洗性和抗磨性。虽然最近在提高喷墨油墨的耐光性及耐水性方面取得了许多方面的改进，但由于采用了颜料色料，因而在本领域中存在改进喷墨油墨抗擦性、抗磨性和耐洗性方面的需求。