[发明专利]用于在基底上形成图像的喷墨印刷工艺、喷墨油墨的油墨组

说明书

一种喷墨印刷工艺和油墨组，用于通过将油墨组的多于一种喷墨油墨施加在基底上而在基底上形成图像，所述多于一种喷墨油墨至少包含第一油墨和第二油墨，每种油墨包含：颜料；用于分散颜料的嵌段共聚物分散剂，其中嵌段共聚物分散剂包含第一嵌段和第二嵌段；其中第二嵌段使用至少一种单体M₂形成，该单体M₂选自由甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯组成的组，其中单体M₂是用于锚定至颜料的锚定单体。

发明领域

本发明的领域涉及用于通过在基底上施加多于一种喷墨油墨在基底上形成图像的喷墨印刷工艺。本发明的领域还涉及根据本发明的用于在基底上形成图像的喷墨油墨的油墨组(ink set)。

背景

通过在基底上施加多于一种喷墨油墨在基底上形成图像的喷墨印刷工艺通常是已知的。用于工业印刷应用的喷墨油墨主要使用颜料作为着色剂，除了在纺织工业中仍然经常使用基于反应性染料的喷墨油墨。颜料是固体材料，其在喷墨油墨载体中还保持为固体，这与实际上溶解在载体介质中的染料相对照。颜料颗粒被精细地分散在油墨中并且具有纳米级尺寸。典型的喷墨印刷工艺使用3种或4种颜色的喷墨油墨来产生多色图像。典型的颜色是青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)和黑色(K)。CMY彩色喷墨油墨通常由有机颜料制成，其中一些包含在络合物中的金属原子，而K油墨使用通常由炭黑制成的有机颜料。颜料粉末在商业上不是作为纳米颗粒获得，而是在合成工艺期间形成的颜料颗粒的团聚体和聚集体。颜料的团聚体和聚集体需要变得较小，并且通常将通过研磨、碾磨或将团聚体和聚集体破碎的其他技术来达到纳米级尺寸。颜料粉末颗粒的颗粒尺寸减小通常是在载体介质中进行，所述载体介质将在之后的阶段中被用于油墨中。使颜料颗粒较小的这样的工艺步骤通常在比最终油墨中更高的颜料浓度完成，并且于是被称为颜料分散。

如上文讨论的，颜料被机械地破碎成30nm-300nm的尺寸，这需要通过添加分散剂(或表面活性剂)来稳定化，以物理地和/或静电地防止颜料重新团聚。典型地，这是物理化学现象，因为在颜料表面和分散剂之间不存在化学键，所述分散剂可以是聚合物分散剂(例如，无规共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物)或表面活性剂。

有时共价结合的化学品还可以被用于水基油墨中的颜料颗粒稳定化，但这大多是非常昂贵的生产工艺。

用于制备稳定的颜料分散体的已知方法是基于无规聚合的分散剂：它们被用于模拟油墨中，例如用于柔性版印刷，但还用于喷墨油墨中。典型地，无规聚合物由两种单体组成，其中一种单体是更亲颜料的 (pigmentophilic)，并且另一种单体是与载体液体更相容的，或者可以说是亲基质的(matrixophilic)。这些单体在聚合物中随机地散开，因此没有预先定义聚合物结构(即单体序列)。因此，许多聚合物将具有能够使液体中的颜料颗粒稳定化的有利的结构，但还存在非活性群体，该非活性群体具有用于稳定化的“坏的”结构(例如，没有足够的颜料锚，彼此之间不够靠近，太少的亲基质基团)。这些级分通常不被吸附或者容易解吸，产生不稳定的分散体。

包含疏水性嵌段和亲水性嵌段的嵌段共聚物分散剂已经在许多喷墨油墨专利中被公开。US 5859113(DU PONT)公开了一种具有聚合物A链段和聚合物B链段的AB嵌段共聚物分散剂。

已经提出了多种聚合物分散剂，但颜料的分散稳定性，特别是在喷墨中的颜料的分散稳定性，仍然需要另外的改善。为了一致的图像品质，喷墨油墨需要分散稳定性，该分散稳定性能够处理例如在向客户运输或储存油墨期间的高温(高于60℃)以及在使用期间喷墨油墨的分散介质的变化，诸如水的蒸发和水溶性有机溶剂的增加的浓度，或添加功能性聚合物 (functional polymer)以改善油墨在基底上的附着力、干燥、防水性或耐划痕性。

在工业喷墨工艺中，对可用于喷墨印刷的颜料分散体的稳定性的要求也在增加，特别是在较高的喷射频率、较小的液滴形成、较高的喷射温度和/或更多要求的单程印刷应用中。