[发明专利]用于喷墨墨水的可辐射固化粘合剂分散体

说明书

用于喷墨墨水的可辐射固化粘合剂分散体的一个实例包含水和分散在水中的可辐射固化聚氨酯。该可辐射固化聚氨酯具有等于或小于5,000的重均分子量、小于25℃的玻璃化转变温度(T_g)和高于4.0的双键密度。该可辐射固化聚氨酯粘合剂分散体由下列组分形成：非芳族二异氰酸酯；多元醇；丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，所述丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯具有至少两个羟基官能团并具有丙烯酸酯官能团或甲基丙烯酸酯官能团；包含i)离子基团或ii)形成离子基团的基团的化合物；和其中丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，所述其它丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯具有羟基官能团或氨基官能团。

背景

除家庭和办公使用外，喷墨技术已扩展至高速商业和工业印刷。喷墨印刷是利用电子信号控制和指导墨滴或墨流沉积在介质上的非击打式印刷方法。一些商业和工业喷墨印刷机利用固定印刷头和活动基底卷筒纸(web)以实现高速印刷。现行喷墨印刷技术涉及通过热喷射、压电压力或振荡促使墨滴经小喷嘴喷到介质表面上。由于许多原因，包括低印刷机噪音、高速记录和多色记录能力，这种技术已成为在各种介质表面(例如纸)上记录图像的流行方式。

详述

在喷墨印刷中，可将聚氨酯分散体添加到喷墨墨水中以改进所得印刷品的耐久性。特别地，已加入可辐射固化聚氨酯以改进所得印刷品的耐划伤性和耐磨性。但是，已经发现，喷墨墨水中所用的聚氨酯的量和类型可能造成喷射性能和可靠性(例如喷嘴健康)方面的复杂状况。

这些复杂状况可包括墨水(其包含聚氨酯)的差开盖(decap)性能。本文提到的术语“开盖性能”是指喷墨墨水在长时间暴露在空气中时容易从印刷头中喷出的能力。作为在印刷机喷嘴不再正确喷射(fire)(可能由于闭塞、堵塞或来自喷嘴/喷射室的墨滴形成区的着色剂回退(retraction))之前印刷头保持无盖(uncapped)(即暴露在空气中)的时间量测量开盖时间。在要求喷射(spitting)以形成可接受的墨滴品质之前热喷墨笔可保持闲置和无盖的时长被称作开盖时间或第一滴开盖时间。另一开盖量度是在给定时间间隔下使喷墨笔健康所需的喷射数。降低的开盖时间会造成差的印刷可靠性。因此，提供可接受的第一滴品质的最长开盖时间或在任何给定开盖时间下所需的最少喷射数对任何给定墨水而言是合意的。

包含本文中公开的可辐射固化聚氨酯粘合剂分散体的本文中公开的喷墨墨水的实例表现出若干合意的特征，其中之一是改进的开盖性能。特别地，当喷墨墨水间断印刷并在印刷间隔之间存在闲置和无盖期时，在介质上获得健康的(即墨滴重量和位置)正常墨滴所需的喷射(滴)数降低，例如与包含其它类型的聚氨酯分散体的墨水比较时。

改进的开盖性能被认为至少部分归因于用于形成该聚氨酯粘合剂的特定异氰酸酯以及该聚氨酯粘合剂的低重均分子量(即≤5,000)。改进的开盖性能也可归因于该聚氨酯粘合剂的相对较小尺寸。例如，该聚氨酯粘合剂可以是具有大约20纳米至大约200纳米的平均直径的粒子形式。这些小粒子容易喷射，因此不会有害地影响喷嘴健康。再进一步，改进的开盖性能可至少部分归因于该可辐射固化聚氨酯粘合剂分散体的其它性质，包括玻璃化转变温度(T_g)、双键密度(即每1克干聚合物的双键毫当量数(10^-3当量)和酸值(例如mgKOH/1克聚合物)。这些性质也有助于该喷墨墨水具有分散稳定性、更快固化速度和形成耐久印刷品的能力。总体而言，包含本文中公开的可辐射固化聚氨酯粘合剂分散体的实例的喷墨墨水表现出改进的喷射性能和印刷可靠性。

包含本文中公开的可辐射固化聚氨酯粘合剂的可辐射固化喷墨墨水可包含在单墨盒(cartridge)墨水组或多墨盒墨水组中。在多墨盒墨水组中，可以在任何数量的多种墨水中并入该可辐射固化聚氨酯粘合剂。本文所用的术语“一种或多种墨水”和“墨水组合物”是指可辐射固化的喷墨墨水。

在一个实例中，本文中公开的喷墨墨水包含助溶剂、着色剂、表面活性剂、抗结垢(kogation)剂、光引发剂、所述可辐射固化聚氨酯粘合剂和余量水。在一些实例中，该喷墨墨水组合物由这些组分构成，而没有其它组分。作为一个实例，该喷墨墨水可不包含除本文中公开的可辐射固化聚氨酯粘合剂外的聚合物。