CN109844042B - 喷墨打印系统 - Google Patents
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Abstract
本文描述了一种喷墨打印系统，其包括：包括阳离子聚合物和预处理载体的水性预处理流体；水性喷墨油墨组合物，其包括包含(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酰胺聚合物或共聚物的胶乳聚合物、颜料和油墨载体；以及水性喷墨外涂层组合物，其包括包含(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酰胺聚合物或共聚物的胶乳聚合物、蜡和外涂层载体。
Description
背景技术
使用水性油墨的喷墨打印越来越多地用于在无孔柔性和刚性介质上打印以用于标牌和其他打印应用。人们认识到，无孔介质上的水性油墨的喷墨打印与用于传统多孔纸基介质的喷墨应用基本上不同。在多孔纸上，油墨干燥主要通过油墨渗透到介质孔结构中发生，并且图像质量方面的控制与油墨到介质中的渗透率紧密相关。因此，渗透率的优化用于比如光密度和颜色之间渗色的属性。在无孔介质上，油墨不渗透到介质中，即着色剂保留在介质表面上，并且由于润湿和油墨在无孔表面上迁移而导致的图像质量缺陷更难以控制，尤其是在高打印速度下。
水性油墨在无孔基板上的耐久性提出了挑战。油墨需要润湿并粘附在各种基板上，具有良好的耐磨性和耐刮擦性，抵抗水、清洁液和溶剂的侵蚀，并具有良好的户外耐候性。通过掺入通过乳液聚合制备的某些喷墨相容胶乳聚合物分散体，水性喷墨油墨的耐久性具有很大的改善。当作为喷墨油墨的一部分打印时，油墨的胶乳组分可在介质表面上形成膜，捕获并保护疏水性打印膜内的着色剂。
附图说明
图1是用于打印方法的示例的打印系统的示意图。
具体实施方式
在公开和描述本公开的胶乳聚合物、油墨组合物、方法和相关方面之前，应理解本公开不限于本文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稍微变化。还应理解，本文使用的术语用于描述特定示例的目的。这些术语不意图是限制性的，因为本发明的范围意图受所附权利要求及其等同物限制。
应注意，如本说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式的“一(a)”、“一(an)”和“所述”包括复数指代，除非上下文另有明确说明。
如本文所使用的，“共聚物”是指由至少两种单体聚合的聚合物。
本文可以将某种单体描述为构成聚合物的一定重量百分比。这表明由聚合物中的所述单体形成的重复单元构成聚合物的所述重量百分比。
如果本文提及标准测试，除非另有说明，否则所提及的测试的版本是在提交本专利申请时最新的。
如本文所使用的，术语“约”用于通过提供给定值可略高于或略低于端点来为数值范围端点提供灵活性。该术语的灵活程度可由特定变量决定。
如本文所使用的，“胶乳”、“胶乳聚合物”或“胶乳颗粒”是指由单个单体合成的聚合物质，其可以分散在液体载体中形成胶乳分散体。术语“胶乳”通常是指液体和分散在液体中的聚合物颗粒。然而，当在油墨中配制胶乳(即包括胶乳聚合物颗粒的胶乳分散体)时，液体成为油墨的液体载体的一部分，因此，胶乳聚合物可以基于在液体载体中保持分散的胶乳颗粒或胶乳聚合物固体来描述。
术语“单体乳液”是指在液相(aqueous phase)或水相(water phase)中乳化的有机单体或单体混合物。一旦有机单体或单体混合物聚合，就形成胶乳聚合物分散体。
术语“胶乳聚合物分散体”或“胶乳分散体”包括胶乳颗粒以及其中分散有胶乳颗粒的水性介质两者。更具体地，胶乳分散体是液体悬浮液，其包括液体(比如水和/或其他液体)和尺寸(平均粒径)为20nm至500nm(优选100nm至300nm)，且重均分子量为约10,000Mw至2,000,000Mw(优选约100,000Mw至300,000Mw)的聚合物颗粒。这样的聚合物颗粒可包括多个单体，这些单体通常是无规聚合的，并且也可以是交联的。当交联时，分子量甚至可以高于上面引用的分子量。平均粒径(例如体积或强度加权平均粒径)可通过动态光散射测定。
当术语“无孔”是指基板(比如介质基板)时，包括可具有相对差的透水性和吸收性的表面。乙烯基、聚丙烯、聚乙烯和其他塑料片或膜、金属、涂布的胶印介质、玻璃、某些木材和其它类似的基板被认为是无孔的。术语“无孔介质”是指在小于0.5秒的接触时间下Bristow测试小于2ml/m2的打印介质。Bristow测试在本领域中是已知的，并总结如下。将具有限定尺寸的测试试样附于光滑轮缘上，轮子以限定的恒定速度自由旋转，与固定的测试流体施加器接触，该测试流体施加器以限定的压力压靠测试试样。测试流体施加器由附于1×15mm测试流体输送槽上方的测试溶液储存室组成，该槽定位成使得长尺寸垂直于轮缘的旋转方向，并且平行于轮轴。将限定量的测试流体通过流体贮存器放置到流体输送槽上。使附有测试试样的轮以恒定速度旋转，使测试溶液施加器与旋转的测试试样接触，并在限定的压力下保持原位。将测试流体从测试溶液施加器转移到带形式的测试样品上，该带的宽度由施加器槽宽度控制，约为15mm，并且该带的长度与在限定的测试条件下测试流体与测试试样相互作用的吸收特性有关。每单位面积测试试样吸收的液体量由最初放置在施加器中的测试流体的体积和由转移的测试流体在测试试样上产生的带的平均宽度和长度来计算。可用于液体吸收的时间由最初放置在施加器中的测试流体的体积和施加器几何形状来计算。
如本文所使用的，“油墨载体”是指其中放置胶乳聚合物和颜料以形成油墨的液体流体。油墨载体可包括各种不同试剂的混合物，包括，例如，表面活性剂、溶剂、共溶剂、缓冲剂、杀生物剂、粘度调节剂、螯合剂、稳定剂、保湿剂和水。
术语“开盖(decap)”是测量打印喷嘴可以保持不活动多长时间才堵塞以及需要多少喷墨架构发射以重新建立适当的墨滴喷射。
术语“(甲基)丙烯酸酯”在本领域中是公知的，是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯两者。例如，“(甲基)丙烯酸环己酯”是指丙烯酸环己酯和/或甲基丙烯酸环己酯。同样，术语“脂环族(甲基)丙烯酸酯单体”表示脂环族丙烯酸酯单体和/或脂环族甲基丙烯酸酯单体；并且术语“芳族(甲基)丙烯酸酯单体”表示芳族丙烯酸酯单体和/或芳族甲基丙烯酸酯单体。
术语“(甲基)丙烯酰胺”在本领域中是公知的，是指丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺。例如，术语“脂环族(甲基)丙烯酰胺单体”表示脂环族丙烯酰胺单体和/或脂环族甲基丙烯酰胺单体；并且术语“芳族(甲基)丙烯酰胺单体”表示芳族丙烯酰胺单体和/或芳族甲基丙烯酰胺单体。
如本文所使用的，为方便起见，可以在共同列表中呈现多个项目、结构要素、组成要素和/或材料。但是，这些列表应该被解释为好像列表中的每个成员都被单独识别为独立且唯一的成员。因此，在没有相反的指示下，不应仅基于它们呈现在共同组中而将此类列表中的个体成员解释为事实上等同于同一列表中的任何其他成员。
浓度、量和其他数值数据可以以范围格式在本文中表达或呈现。应理解，这样的范围格式仅仅是为了方便和简洁而使用，因此应该灵活地解释为不仅包括明确列举作为范围的端点的数值，而且还包括所有单独的数值或包含在该范围内的子范围，好像每个数值和子范围被明确地列举一样。作为说明，“约1wt％至约5wt％”的数值范围应解释为不仅包括明确列举的约1wt％至约5wt％的值，而且还包括指示范围内的单个值和子范围。因此，包括在该数值范围内的是比如2、3.5和4的单个值以及比如1～3、2～4和3～5等的子范围。同样的原则适用于列举单个数值的范围。此外，无论范围的广度或所描述的特性如何，都应该应用这种解释。
除非另有说明，否则本文所述的任何特征可与本文所述的任何方面或任何其他特征组合。
本发明人已发现本文所述的打印系统提供具有改进的耐久性以及保持喷墨油墨组合物的颜色的喷墨打印图像。本发明人还发现，使用本文所述的打印系统可以改善打印头的可靠性(例如，开盖性能)和流体效率。
在一方面，提供了一种喷墨打印系统，包括：
水性预处理流体，该水性预处理流体包括阳离子聚合物和预处理载体；
水性喷墨油墨组合物，该水性喷墨油墨组合物包括胶乳聚合物、颜料和油墨载体；以及
水性喷墨外涂层组合物，该水性喷墨外涂层组合物包括胶乳聚合物、蜡和外涂层载体。
在一方面，提供了一种喷墨打印系统，包括：
水性预处理流体，该水性预处理流体包括阳离子聚合物和预处理载体；
水性喷墨油墨组合物，该水性喷墨油墨组合物包括包含(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酰胺聚合物或共聚物的胶乳聚合物、颜料和油墨载体；以及
水性喷墨外涂层组合物，该水性喷墨外涂层组合物包括包含(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酰胺聚合物或共聚物的胶乳聚合物、蜡和外涂层载体。
在一方面，提供了一种打印方法，包括：
提供无孔基板；
将包括阳离子聚合物和预处理载体的水性预处理流体施加到无孔基板上以形成预处理层；
将包括胶乳聚合物、颜料和油墨载体的水性油墨组合物喷墨打印到无孔基板上以形成油墨层；以及
将包括胶乳聚合物、蜡和外涂层载体的水性外涂层组合物喷墨打印到无孔基板上以形成外涂层。
在一方面，提供了一种打印方法，包括：
提供无孔基板；
将包括阳离子聚合物和预处理载体的水性预处理流体施加到无孔基板上，以形成设置在无孔基板上的预处理层；
将包括胶乳聚合物、颜料和油墨载体的水性油墨组合物喷墨打印到无孔基板上，以形成设置在预处理层上的油墨层；以及
将包括胶乳聚合物、蜡和外涂层载体的水性外涂层组合物喷墨打印到无孔基板上，以形成设置在油墨层上的外涂层。
喷墨打印系统
本文所述的是一种喷墨打印系统，包括：
水性预处理流体，包括：阳离子聚合物和预处理载体；
水性喷墨油墨组合物，包括：胶乳聚合物、颜料和油墨载体；以及
水性喷墨外涂层组合物，包括：胶乳聚合物、蜡和外涂层载体。
在一些示例中，油墨组合物的胶乳聚合物与外涂层组合物的胶乳聚合物不同。
水性预处理流体
水性预处理流体包括阳离子聚合物和预处理载体。在一些示例中，水性预处理流体包括阳离子聚合物、预处理载体和表面活性剂。
阳离子聚合物
如本文所使用的，术语“阳离子聚合物”是指其中特定离子本质上是阳离子的离子聚合物，例如，季铵化多胺。聚合阳离子聚合物，也称为阳离子聚电解质，可含有胍官能团或完全季铵化的铵官能团，比如季铵化多胺共聚物。在一些示例中，由于室外暴露的泛黄问题，阳离子聚合物不含伯铵或仲铵官能团，比如聚丙烯胺或聚乙烯亚胺。通常，阳离子聚合物的重均分子量(Mw)允许在25℃下如在Brookfield粘度计上测量的粘度小于25cP。典型的Mw小于500,000，例如小于50,000。在一些示例中，阳离子聚合物可具有高电荷密度以改善固定效率。因此，阳离子电荷密度可以高于1000微克当量/克阳离子官能团，例如高于4000微克当量/克。在一些示例中，水性预处理流体包括的阳离子聚合物的量以水性预处理流体总重量计在约0.1wt％至约25wt％，例如0.5wt％至约10wt％，例如0.5wt％至约5wt％，或约1wt％至约2.5wt％的范围内。
可以使用的阳离子聚合物的类别包括，例如，季铵化多胺、双氰胺聚阳离子、二烯丙基二甲基氯化铵共聚物、季铵化二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯聚合物、季铵化乙烯基咪唑聚合物、烷基胍聚合物、烷氧基化聚乙烯亚胺，以及它们的混合物。应理解，可以使用一种或多种聚阳离子，并且可以使用聚阳离子的任何期望的组合。阳离子聚电解质的一个或多个离子可以与硝酸根、乙酸根、甲磺酸根或其他阴离子进行离子交换。合适的阳离子聚合物的示例是
FL2350，一种衍生自表氯醇和二甲胺的季铵化多胺，可从SNF Inc.商购获得。
表面活性剂
水性预处理流体可包括非离子、阳离子和/或阴离子表面活性剂。在一些示例中，表面活性剂存在的量以预处理流体的总重量计范围可以为0.01wt％至10wt％，例如0.01wt％至5wt％。通常使用阳离子和非离子表面活性剂，因为许多阴离子表面活性剂在阳离子聚合物存在下会产生溶解性问题。例如，合适的表面活性剂可选自烷基聚环氧乙烷、烷基苯基聚环氧乙烷、聚环氧乙烷嵌段共聚物、炔属聚环氧乙烷、聚环氧乙烷(二)酯、聚二甲基硅氧烷共聚醇、氟代烷基聚环氧乙烷等。在一些示例中，水性预处理流体可包括阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、含氟表面活性剂、硅酮表面活性剂，以及它们的混合物。在一些示例中，水性预处理流体可包括非离子硅酮和/或含氟表面活性剂。
添加剂
在一些示例中，水性预处理流体可包括添加剂，比如杀生物剂(比如NuoseptTM(Nudex TM Inc.)、UcarcideTM(Union carbide CorpTM)、VancideTM(R.T.VanderbiltTMCo.)、ProxelTM(LonzaTM)，及它们的组合)、粘度调节剂、用于调节pH的材料、螯合剂(比如EDTA(乙二胺四乙酸))、防腐剂等。
预处理载体
水性预处理流体包括预处理载体。在一些示例中，预处理载体包括水和共溶剂。在一些示例中，水性预处理流体包括的共溶剂的量以预处理流体总重量计为约1wt％至约50wt％，例如预处理流体的约1wt％至约40wt％，或预处理流体总重量的约5wt％至约30wt％。
在一些示例中，预处理载体包括沸点范围为160℃至250℃的共溶剂。在一些示例中，预处理载体包括沸点范围为170℃至220℃，例如170℃至215℃的共溶剂。
在一些示例中，共溶剂可选自有机共溶剂，包括脂族醇、芳族醇、二醇、二醇醚、聚二醇醚、己内酰胺、甲酰胺、乙酰胺和长链醇。在一些示例中，共溶剂可选自伯脂族醇、仲脂族醇、1,2-醇、1,3-醇、1,4-醇、1,5-醇、乙二醇烷基醚、丙二醇烷基醚、聚乙二醇烷基醚的高级同系物(C8-C12)、吡咯烷酮、N-烷基己内酰胺、未取代的己内酰胺、取代和未取代的甲酰胺、取代和未取代的乙酰胺，及它们的组合。
在一些示例中，共溶剂选自脂族醇，例如伯脂族醇、仲脂族醇或叔脂族醇。脂族醇可以是二醇。在一些示例中，共溶剂是含有10个碳或更少个碳(例如8个碳或更少个碳或者6个碳或更少个碳)的脂族醇。在一些示例中，第一溶剂是脂族醇，其为含有10个碳或更少个碳(例如8个碳或更少个碳或者6个碳或更少个碳)的二醇。
在一些示例中，共溶剂选自包括以下的组：1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、乙二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇和1,3-丙二醇。在一些示例中，共溶剂选自包括以下的组：1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、乙二醇、2-甲基-2,4-戊二醇和1,3-丁二醇。在一些示例中、第一溶剂选自由以下组成的组：1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、乙二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇和1,3-丙二醇。在一些示例中、共溶剂选自由以下组成的组：1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、乙二醇、2-甲基-2,4-戊二醇和1,3-丁二醇。在一些示例中，共溶剂是1,2-丁二醇。
在一些示例中，水性预处理流体包括：
以预处理流体的总重量计，约0.1wt％至约25wt％的阳离子聚合物；和
预处理载体，该预处理载体包括水和以预处理流体总重量计约1wt％至约50wt％的共溶剂，该共溶剂的沸点在约170℃至约215℃的范围内。
水性喷墨油墨组合物
水性喷墨油墨组合物包括胶乳聚合物、颜料和油墨载体。
喷墨油墨组合物的胶乳聚合物
喷墨油墨组合物包括胶乳聚合物。
胶乳聚合物可使用本领域已知的许多方法中的任何一种制备，包括但不限于乳液聚合技术，其中共聚单体在乳液的不连续相中分散和聚合。胶乳也可以是通过本领域技术人员已知的其他技术制备的聚合物分散体。
胶乳中使用的单体可以是乙烯基单体。在一些示例中，形成胶乳聚合物的单体选自乙烯基单体、丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸酯单体、苯乙烯单体、乙烯、氯乙烯、偏二氯乙烯、马来酸酯、富马酸酯、衣康酸酯及它们的组合。在一些示例中，形成胶乳聚合物的单体可包括丙烯酸乙酯；甲基丙烯酸乙酯；丙烯酸苄酯；甲基丙烯酸苄酯；丙烯酸丙酯；甲基丙烯酸丙酯；丙烯酸异丙酯；甲基丙烯酸异丙酯；丙烯酸丁酯；甲基丙烯酸丁酯；丙烯酸己酯；甲基丙烯酸己酯；甲基丙烯酸十八烷基酯；丙烯酸十八烷基酯；甲基丙烯酸月桂酯；丙烯酸月桂酯；丙烯酸羟乙酯；甲基丙烯酸羟乙酯；丙烯酸羟己酯；甲基丙烯酸羟己酯；丙烯酸羟基十八烷基酯；甲基丙烯酸羟基十八烷基酯；甲基丙烯酸羟基月桂酯；丙烯酸羟基月桂酯；丙烯酸苯乙酯；甲基丙烯酸苯乙酯；丙烯酸6-苯己酯；甲基丙烯酸6-苯己酯；丙烯酸苯基月桂酯；甲基丙烯酸苯基月桂酯；甲基丙烯酸3-硝基苯基-6-己酯；3-硝基苯基-18-十八烷基丙烯酸酯；乙二醇二环戊基醚丙烯酸酯；乙烯基乙基酮；乙烯基丙基酮；乙烯基己基酮；乙烯基辛基酮；乙烯基丁基酮；丙烯酸环己酯；甲氧基硅烷；丙烯酰氧基丙基乙基二甲氧基硅烷；三氟甲基苯乙烯；丙烯酸三氟甲酯；甲基丙烯酸三氟甲酯；丙烯酸四氟丙酯；甲基丙烯酸四氟丙酯；甲基丙烯酸七氟丁酯；丙烯酸异丁酯；甲基丙烯酸异丁酯；丙烯酸2-乙基己酯；甲基丙烯酸2-乙基己酯；丙烯酸异辛酯；甲基丙烯酸异辛酯；及它们的组合。
在一些示例中，胶乳聚合物由选自以下的单体形成：苯乙烯、甲基丙烯酸C1至C8烷基酯、丙烯酸C1至C8烷基酯，甲基丙烯酸乙二醇酯和二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、丙烯酸及它们的组合。可以使用的胶乳聚合物的示例包括使用苯乙烯、甲基丙烯酸己酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸的单体乳液制备的那些，它们共聚合以形成胶乳。
在一些示例中，形成胶乳聚合物的单体包括酸单体，比如(甲基)丙烯酸单体。可在形成胶乳中聚合的酸性单体包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、二甲基丙烯酸、马来酸酐、马来酸、乙烯基磺酸酯、氰基丙烯酸、乙烯基乙酸、烯丙基乙酸、次乙基乙酸、次丙基乙酸、巴豆酸、富马酸、衣康酸、山梨酸、当归酸、肉桂酸、苯乙烯基丙烯酸、柠康酸、戊烯二酸、乌头酸、苯丙烯酸、丙烯酰氧基丙酸、乌头酸、苯丙烯酸、丙烯酰氧基丙酸、乙烯基苯甲酸、N-乙烯基琥珀酰胺酸、中康酸、甲基丙烯酰丙氨酸、丙烯酰羟基甘氨酸、磺乙基甲基丙烯酸、磺丙基丙烯酸、苯乙烯磺酸、磺基乙基丙烯酸、2-甲基丙烯酰氧基甲烷-1-磺酸、3-甲基丙烯酰氧基丙烷-1-磺酸、3-(乙烯氧基)丙烷-1-磺酸、乙烯磺酸、乙烯基硫酸、4-乙烯基苯基硫酸、乙烯膦酸、乙烯基磷酸、乙烯基苯甲酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸、它们的组合、它们的衍生物，以及它们的混合物。
在一些示例中，胶乳聚合物包括(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酰胺聚合物或共聚物。在一些示例中，胶乳聚合物包括(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酸酯共聚物。(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酰胺共聚物除了其他组分(如其他乙烯基单体组分)以外，还可以包含(甲基)丙烯酸酯/(甲基)丙烯酰胺组分。例如，胶乳聚合物可包括(甲基)丙烯酸酯单体和另一种乙烯基单体的共聚物，例如选自以下的另一种乙烯基单体：苯乙烯、甲基丙烯酸C1至C8烷基酯、丙烯酸C1至C8烷基酯、甲基丙烯酸乙二醇酯和二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、丙烯酸及它们的组合。例如，胶乳聚合物可包括(甲基)丙烯酰胺单体和另一种乙烯基单体的共聚物，例如选自以下的另一种乙烯基单体：苯乙烯、甲基丙烯酸C1至C8烷基酯、丙烯酸C1至C8烷基酯、甲基丙烯酸乙二醇酯和二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、丙烯酸及它们的组合。
在一些示例中，胶乳聚合物包括(甲基)丙烯酸酯聚合物(其为包括(甲基)丙烯酸酯单体的聚合物)或(甲基)丙烯酸酯共聚物(其为包括(甲基)丙烯酸酯单体的共聚物)。在一些示例中，胶乳聚合物包括包含(甲基)丙烯酸酯单体的(甲基)丙烯酸酯共聚物。
在一些示例中，(甲基)丙烯酸酯单体选自脂族(甲基)丙烯酸酯单体、芳族(甲基)丙烯酸酯单体及它们的组合。
在一些示例中，脂族(甲基)丙烯酸酯单体包括线性脂族(甲基)丙烯酸酯单体和/或脂环族(甲基)丙烯酸酯单体。
在一些示例中，线性(甲基)丙烯酸酯单体包括(甲基)丙烯酸烷基酯单体(例如(甲基)丙烯酸C1至C8烷基酯单体)。在一些示例中，线性(甲基)丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸烷基酯单体(例如，甲基丙烯酸C1至C8烷基酯单体)。在一些示例中，线性(甲基)丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸烷基酯单体(例如，甲基丙烯酸C1至C8烷基酯单体)和丙烯酸烷基酯单体(丙烯酸C1至C8烷基酯单体)。
在一些示例中，胶乳聚合物包括包含(甲基)丙烯酸烷基酯单体(例如，(甲基)丙烯酸C1至C8烷基酯单体)和苯乙烯单体的共聚物。在一些示例中，胶乳聚合物包括包含(甲基)丙烯酸烷基酯单体(例如，(甲基)丙烯酸C1至C8烷基酯单体)、苯乙烯单体和(甲基)丙烯酸单体的共聚物。
在一些示例中，胶乳聚合物包括(甲基)丙烯酰胺聚合物(其为包含(甲基)丙烯酰胺单体的聚合物)或(甲基)丙烯酰胺共聚物(其为包含(甲基)丙烯酰胺单体的共聚物)。在一些示例中，胶乳聚合物包括包含(甲基)丙烯酰胺单体的(甲基)丙烯酰胺共聚物。
在一些示例中，(甲基)丙烯酰胺单体选自脂族(甲基)丙烯酰胺单体、芳族(甲基)丙烯酰胺单体及它们的组合。
在一些示例中，脂族(甲基)丙烯酰胺单体包括线性脂族(甲基)丙烯酰胺单体和/或脂环族(甲基)丙烯酰胺。
在一些示例中，线性(甲基)丙烯酰胺单体包括烷基(甲基)丙烯酰胺单体(例如C1至C8烷基(甲基)丙烯酰胺单体)。在一些示例中，线性(甲基)丙烯酰胺单体包括烷基甲基丙烯酰胺单体(例如，C1至C8烷基甲基丙烯酰胺单体)。在一些示例中，线性(甲基)丙烯酰胺单体包括烷基甲基丙烯酰胺单体(例如，C1至C8烷基甲基丙烯酰胺单体)和烷基丙烯酰胺单体(C1至C8烷基丙烯酰胺单体)。
在一些示例中，胶乳聚合物包括包含烷基(甲基)丙烯酰胺(例如C1至C8烷基(甲基)丙烯酰胺)和苯乙烯单体的共聚物。在一些示例中，胶乳聚合物包括包含烷基(甲基)丙烯酰胺(例如C1至C8烷基(甲基)丙烯酰胺单体)、苯乙烯单体和(甲基)丙烯酸单体的共聚物。
在一些示例中，胶乳聚合物包括包含脂环族(甲基)丙烯酸酯单体或脂环族(甲基)丙烯酰胺单体的共聚物。
本发明人已发现在本文所述的喷墨油墨组合物中采用包含脂环族(甲基)丙烯酸酯单体或(甲基)丙烯酰胺单体的胶乳聚合物提供了关于在各种各样的打印基板上和粘附于各种各样的打印基板的胶乳聚合物的固化的进一步改善。
在一些示例中，胶乳聚合物包括包含芳族(甲基)丙烯酸酯单体或芳族(甲基)丙烯酰胺单体的共聚物。
术语“脂环族”和“芳族”是本领域技术人员公知的。
在一些示例中，胶乳聚合物衍生自包括脂环族单体和芳族单体的组合物，其中脂环族单体包括脂环族(甲基)丙烯酸酯单体或脂环族(甲基)丙烯酰胺单体，并且芳族单体包括芳族(甲基)丙烯酸酯单体或芳族(甲基)丙烯酰胺单体。例如，胶乳聚合物可包括脂环族单体和芳族单体的共聚物，其中脂环族单体包括一种或多种包含脂环族(甲基)丙烯酸酯单体或脂环族(甲基)丙烯酰胺单体的单体，并且芳族单体包括一种或多种包含芳族(甲基)丙烯酸酯单体或芳族(甲基)丙烯酰胺单体的单体。例如，胶乳聚合物可包括包含脂环族单体单元(例如脂环族(甲基)丙烯酸酯和/或脂环族(甲基)丙烯酰胺单元)和芳族单体单元(例如芳族(甲基)丙烯酸酯和/或芳族(甲基)丙烯酰胺单元)的共聚物。
本发明人已发现在本文所述的喷墨油墨组合物中采用包括包含脂环族单体(比如脂环族(甲基)丙烯酸酯单体或脂环族(甲基)丙烯酰胺单体)与芳族单体(比如芳族(甲基)丙烯酸酯单体或芳族(甲基)丙烯酰胺单体)的组合的共聚物的胶乳聚合物，提供了关于在各种各样的打印基板上和粘附于各种各样的打印基板的胶乳聚合物的固化的进一步改善。
在一些示例中，脂环族单体包括脂环族(甲基)丙烯酸酯单体或脂环族(甲基)丙烯酰胺单体。在一些示例中，脂环族单体包括脂环族(甲基)丙烯酸酯单体。脂环族(甲基)丙烯酸酯单体是包括脂环族部分与(甲基)丙烯酸酯部分直接或间接键合的单体(该键合例如通过碳链；例如取代或未取代的碳链，例如饱和或不饱和的碳链，比如C1-12碳链，例如C1-10碳链、C1-6碳链或C1-4碳链，其中一个或多个碳原子可被杂原子取代，比如氧、氮或硫，例如，氧)。在一些示例中，脂环族单体包括脂环族(甲基)丙烯酰胺单体。脂环族(甲基)丙烯酰胺单体是包括脂环族部分与(甲基)丙烯酰胺部分直接或间接键合的单体(该键合例如通过碳链；例如饱和或不饱和的碳链，比如C1-12碳链，例如取代或未取代的碳链，例如C1-10碳链、C1-6碳链或C1-4碳链，其中一个或多个碳原子可被杂原子取代，比如氧、氮或硫，例如，氧)。
在一些示例中，脂环族部分包括五元至十二元脂族环，例如具有5～12个碳原子的碳环(例如C5-C12环)，或五元至十二元杂脂族环。在一些示例中，脂环族部分包括C5-C12环，C5-C12环可以是单环(比如环戊基、环己基或环庚基团)或双环(比如十氢化萘)。在一些示例中，脂环族部分包括五元至十元脂族环，例如六元至十元脂族环。
在一些示例中，脂环族部分包括具有5～10个碳原子的碳环(例如C5-C10环)。在一些示例中，脂环族部分包括具有6～10个碳原子的碳环(例如C6-C10环)。
在一些示例中，脂环族部分包括取代基，比如烷基、杂烷基、烷氧基、羟基、脂环族或芳族取代基。在一些示例中，脂环族部分包括取代基，比如烷基(例如C1-12烷基，例如C1-10烷基、C1-6烷基、C1-4烷基或甲基)、芳基(例如C5-12芳基，例如C5-10芳基)、杂烷基(例如C1-12杂烷基(比如含醚基团)，例如C1-10杂烷基、C1-6杂烷基、C1-4杂烷基(例如C1-4醚))。在一些示例中，脂环族部分是可选地取代的脂环族部分，例如可选地被C1-12烷基取代。
在一些示例中，芳族单体包括芳族(甲基)丙烯酸酯单体或芳族(甲基)丙烯酰胺单体。在一些示例中，芳族单体包括芳族(甲基)丙烯酸酯单体。芳族(甲基)丙烯酸酯单体是包括芳族部分与(甲基)丙烯酸酯部分直接或间接键合的单体(该键合例如通过碳链；例如取代或未取代的碳链，例如饱和或不饱和的碳链，比如C1-12碳链，例如C1-10碳链、C1-6碳链或C1-4碳链，其中一个或多个碳原子可被杂原子取代，比如氧、氮或硫，例如，氧)。在一些示例中，芳族单体包括芳族(甲基)丙烯酰胺单体。芳族(甲基)丙烯酰胺单体是包括芳族部分与(甲基)丙烯酰胺部分直接或间接键合的单体(该键合例如通过碳链；例如取代或未取代的碳链，例如饱和或不饱和的碳链，比如C1-12碳链，例如C1-10碳链、C1-6碳链或C1-4碳链，其中一个或多个碳原子可被杂原子取代，比如氧、氮或硫，例如，氧)。
在一些示例中，芳族部分包括五元至十二元芳环，例如具有6～12个碳原子的芳族碳环(例如C6-C12环)，或者五元至十二元杂芳环。在一些示例中，芳族部分包括C5-C12芳环，C5-C12芳环可以是单个芳环(例如苄基或苯基)，或双环芳环(例如萘基)。在一些示例中，芳族部分包括五元至十元芳环，例如六元至十元芳环。
在一些示例中，芳族部分包括具有6～10个碳原子的芳族碳环(例如C6-C10芳环)。
在一些示例中，芳族部分包括取代基，比如烷基、杂烷基(包括含醚基团)、烷氧基、羟基、脂环族或芳族取代基。在一些示例中，芳族部分包括取代基。在一些示例中，芳族部分可以被烷基(例如C1-12烷基，例如C1-10烷基、C1-6烷基、C1-4烷基或甲基)、芳基(例如C5-12芳基，例如C5-10芳基)、杂烷基(例如C1-12杂烷基(比如含醚基)，例如C1-10杂烷基、C1-6杂烷基、C1-4杂烷基(例如C1-4醚))取代。在一些示例中，芳族部分可选地被取代，例如可选地被C1-12烷基取代。
在一些示例中，脂环族单体是具有式(I)的脂环族单体
其中，
R1是H或甲基；
Z是O或NR2，其中R2是H、烷基或X'；
Y是键或碳链，其中碳链的一个或多个碳原子可以被杂原子(比如氧、硫或氮)取代；
X和X'独立地是脂环族部分。
在一些示例中，R2是烷基，例如C1-12、C1-10、C1-6或C1-4烷基(例如甲基或乙基)。在一些示例中，R2是可选地取代的烷基。在一些示例中，R2是H、可选地取代的烷基或X'。在一些示例中，R2是H或X'。在一些示例中，R2是H。
在一些示例中，Y是键或者饱和或不饱和的碳链。在一些示例中，Y是键或C1-12碳链，例如C1-10碳链、C1-6碳链或C1-4碳链。在一些示例中，由Y表示的碳链的一个或多个碳原子被选自氧、硫和氮的杂原子取代。在一些示例中，Y是键。
在一些示例中，X是五元至十二元环，例如具有5～12个碳原子的碳环(例如C5-C12环)，或者五元至十二元杂脂族环。在一些示例中，X是C5-C12单环(比如环戊基、环己基或环庚基)或双环(例如十氢化萘)。
在一些示例中，X是具有5～10个碳原子的碳环(例如C5-C10环)。在一些示例中，X是具有6～10个碳原子的碳环(例如C6-C10环)。
在一些示例中，X被例如烷基、烷氧基、羟基、杂烷基、脂环族或芳族取代基取代。在一些示例中，X被烷基(例如C1-12烷基，例如C1-10烷基、C1-6烷基、C1-4烷基或甲基)、芳基(例如C5-12芳基，例如C5-10芳基)、杂烷基(例如C1-12杂烷基(例如含醚基团)，例如C1-10杂烷基、C1-6杂烷基、C1-4杂烷基(例如C1-4醚))取代。在一些示例中，X是可选地被取代的，例如可选地被C1-12烷基取代。
在一些示例中，X'是具有5～12个碳原子的碳环(例如C5-C12环)或五元至十二元杂脂族环。在一些示例中，X'是C5-C12单环(比如环戊基、环己基或环庚基)或双环(例如C6或C10稠合环，比如十氢化萘)。
在一些示例中，X'是具有5～10个碳原子的碳环(例如C5-C10环)。在一些示例中，X'是具有6～10个碳原子的碳环(例如C6-C10环)。
在一些示例中，X'被例如烷基、烷氧基、羟基、杂烷基、脂环族或芳族取代基取代。在一些示例中，X'被烷基(例如C1-12烷基，例如C1-10烷基、C1-6烷基、C1-4烷基或甲基)、芳基(例如C5-12芳基，例如C5-10芳基)、杂烷基(例如C1-12杂烷基(比如含醚基团)，例如C1-10杂烷基、C1-6杂烷基、C1-4杂烷基(例如C1-4醚))取代。在一些示例中，X'是可选地被取代的，例如可选地被C1-12烷基取代。
在一些示例中，例如当Z是NR2且R2是X'时，X和X'可以是相同的。
脂环族单体的示例包括：丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸甲基环己酯、甲基丙烯酸甲基环己酯、丙烯酸三甲基环己酯、甲基丙烯酸三甲基环己酯和其它脂环族甲基丙烯酸酯单体和脂环族丙烯酸酯单体，包括十氢萘酚、氢化双酚A和F的酯衍生物。在一些示例中，胶乳聚合物包括以胶乳聚合物的固体总重量计至少约50wt％的脂环族单体，例如以胶乳聚合物的固体总重量计至少约55wt％，或至少约60wt％的脂环族单体。
在一些示例中，胶乳聚合物包括以胶乳聚合物的固体总重量计至多约95wt％的脂环族单体，例如以胶乳聚合物的固体总重量计至多约90wt％的脂环族单体。
在一些示例中，胶乳聚合物包括以胶乳聚合物的固体总重量计约50wt％至约90wt％，例如约60wt％至约90wt％的脂环族单体。
在一些示例中，芳族单体是具有式(II)的芳族单体
其中，
R1是H或甲基；
Z是O或NR2，其中R2是H、烷基或W'；
Y是键或碳链，其中碳链的一个或多个碳原子可以被杂原子(比如氧、硫或氮)取代；
W和W'独立的是芳族部分。
在一些示例中，R2是烷基，例如C1-12、C1-10、C1-6或C1-4烷基(例如甲基或乙基)。在一些示例中，R2是可选地取代的烷基。在一些示例中，R2是H、可选地取代的烷基或W'。在一些示例中，R2是H或W'。在一些示例中，R2是H。
在一些示例中，Y是键或者饱和或不饱和的碳链。在一些示例中，Y是键或C1-12，例如C1-10、C1-6或C1-4碳链。在一些示例中，由Y表示的碳链的一个或多个碳原子被选自氧、硫和氮的杂原子取代。在一些示例中，Y是键。
在一些示例中，W是五元至十二元芳环，例如具有6～12个碳原子的碳环(例如C6-C12芳环)，或者五元至十二元杂芳环。在一些示例中，W包括C5-C12芳环，C5-C12芳环可以是单个芳环(例如苄基或苯基)或双环芳环(例如稠合C6或C10芳环，例如萘基)。在一些示例中，W是五元至十元芳环，例如六元至十元芳环。
在一些示例中，W是具有6～10个碳原子的芳族碳环(例如C6-C10芳环)。
在一些示例中，W被取代，例如W可以被烷基(例如C1-12烷基，例如C1-10烷基、C1-6烷基、C1-4烷基或甲基)、芳基(例如C5-12芳基，例如C5-10芳基)、杂烷基(例如C1-12杂烷基(比如含醚基团)，例如C1-10杂烷基、C1-6杂烷基、C1-4醚)取代。在一些示例中，W是可选地被取代的，例如可选地被C1-12烷基取代。
在一些示例中，W'是五元至十二元芳环，例如具有6～12个碳原子的碳环(例如C6-C12芳环)，或者五元至十二元杂芳环。在一些示例中，W'包括C6-C12芳环，C6-C12芳环可以是单个芳环(例如苄基或苯基)或双环芳环(例如稠合C6或C10芳环，例如萘基)。在一些示例中，W'是五元至十元芳环，例如六元至十元芳环。
在一些示例中，W'是具有6～10个碳原子的芳族碳环(例如C6-C10芳环)。
在一些示例中，W'被取代，例如W'可以被烷基(例如C1-12烷基，例如C1-10烷基、C1-6烷基、C1-4烷基或甲基)、芳基(例如C5-12芳基，例如C5-10芳基)、杂烷基(例如C1-12杂烷基(比如含醚基团)，例如C1-10杂烷基、C1-6杂烷基、C1-4醚)取代。在一些示例中，W'是可选地被取代的，例如可选地被C1-12烷基取代。
在一些示例中，例如当Z是NR2且R2是W'时，W和W'可以是相同的。
芳族单体的示例包括：甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、甲基丙烯酸苯基丙酯、丙烯酸苯基丙酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苯乙酯、丙烯酸苯乙酯、甲基丙烯酸二苯甲酯、丙烯酸二苯甲酯、甲基丙烯酸N-苄酯、丙烯酸N-苄酯、N,N-二苯基甲基丙烯酰胺、N,N-二苯基丙烯酰胺、甲基丙烯酸萘酯、丙烯酸萘酯、甲基丙烯酸苯酯和丙烯酸苯酯。
在一些示例中，胶乳聚合物包括以胶乳聚合物的固体总重量计至少约1wt％的芳族单体，例如以胶乳聚合物的固体总重量计至少约2wt％，或至少约5wt％的芳族单体。
在一些示例中，胶乳聚合物包括以胶乳聚合物的固体总重量计至多约35wt％的芳族单体，例如以胶乳聚合物的固体总重量计至多约30wt％、至多约25wt％、或至多约20wt％的芳族单体。
在一些示例中，胶乳聚合物包括以胶乳聚合物的固体总重量计约1wt％至约35wt％的芳族单体，例如以胶乳聚合物的固体总重量计约2wt％至约30wt％、或约5wt％至约25wt％的芳族单体。
在一些示例中，衍生胶乳聚合物的组合物还包括(甲基)丙烯酸烷基酯。在一些示例中，衍生胶乳聚合物的组合物包括甲基丙烯酸烷基酯单体。在一些示例中，衍生胶乳聚合物的组合物包括丙烯酸烷基酯单体。在一些示例中，衍生胶乳聚合物的组合物包括丙烯酸烷基酯单体和甲基丙烯酸烷基酯单体。在一些示例中，(甲基)丙烯酸烷基酯可以是(甲基)丙烯酸C1-8烷基酯。
在一些示例中，胶乳聚合物包括(甲基)丙烯酸烷基酯组分。在一些示例中，胶乳聚合物还包括甲基丙烯酸烷基酯组分。在一些示例中，胶乳聚合物还包括丙烯酸烷基酯组分。在一些示例中，胶乳聚合物还包括丙烯酸烷基酯组分和甲基丙烯酸烷基酯组分。
在一些示例中，胶乳聚合物包括约0wt％至约10wt％，例如约0.1wt％至约10wt％的(甲基)丙烯酸烷基酯，例如甲基丙烯酸甲酯。
在一些示例中，胶乳聚合物包括由(甲基)丙烯酸烷基酯单体、脂环族单体和芳族单体形成的共聚物。在一些示例中，胶乳聚合物包括由(甲基)丙烯酸烷基酯单体、(甲基)丙烯酸、脂环族单体和芳族单体形成的共聚物。在一些示例中，胶乳聚合物包括由(甲基)丙烯酸、脂环族单体和芳族单体形成的共聚物。
在一些示例中，衍生胶乳聚合物的组合物还包括酸单体，例如(甲基)丙烯酸单体或羧酸单体。在一些示例中，衍生胶乳聚合物的组合物还包括(甲基)丙烯酸。例如，组合物可包括0wt％至约15wt％、约0.1wt％至约15wt％、例如约0.25wt％至约10wt％、或约0.25wt％至约6wt％的(甲基)丙烯酸。在一些示例中，衍生胶乳聚合物的组合物还包括甲基丙烯酸。例如，组合物可包括0wt％至约15wt％、约0.1wt％至约15wt％、例如约0.25wt％至约10wt％、或约0.25wt％至约6wt％的量的甲基丙烯酸。
在一些示例中，衍生胶乳聚合物的组合物还包括(甲基)丙烯酸烷基酯单体和/或(甲基)丙烯酸。在一些示例中，衍生胶乳聚合物的组合物还包括(甲基)丙烯酸烷基酯单体和(甲基)丙烯酸。
在一些示例中，胶乳聚合物基本上不含苯乙烯组分。例如，胶乳聚合物可包括以胶乳聚合物的固体总重量计小于约5wt％的苯乙烯，例如以胶乳聚合物的固体总重量计小于约4wt％、小于约3wt％、小于约2wt％、小于约1wt％、小于约0.5wt％或小于约0.1wt％的苯乙烯。在一些示例中，胶乳聚合物不含苯乙烯组分。
在一些示例中，胶乳聚合物可以通过将单体组分与可共聚的表面活性剂(例如来自
AR系列或
BC系列的表面活性剂，例如，
BC-10、BC-30、KH-05或KH-10)共聚形成胶乳分散体来制备。
在一些示例中，胶乳聚合物通过将单体作为水乳液与引发剂组合来制备。在一些示例中，可使用任何合适的聚合物引发剂。在一些示例中，引发剂可选自过硫酸盐，比如金属过硫酸盐或过硫酸铵。在一些示例中，引发剂可选自过硫酸钠、过硫酸铵或过硫酸钾。
在一些示例中，胶乳聚合物的玻璃化转变温度为约20℃或更高，例如约30℃或更高，约40℃或更高，约45℃或更高，或约50℃或更高。
在一些示例中，胶乳聚合物的玻璃化转变温度为至多约100℃，例如至多约95℃，至多约90℃，至多约80℃，或至多约70℃。
在一些示例中，胶乳聚合物的玻璃化转变温度在约20℃至约100℃的范围内，例如约30℃至约90℃，约50℃至约90℃，或约55℃至约70℃的范围内。
胶乳聚合物的玻璃化转变温度(Tg)可以使用形成胶乳聚合物的共聚物的每种单体的均聚物的Tg，使用Fox公式(T.G.Fox,Bull.Am.Physics Soc.，第1卷，第3期，第123页(1956))估算。构成胶乳聚合物的共聚物的每种单体的每种均聚物的最大Tg可以取自文献值(例如，如“Polymer Handbook”，由J.Brandrup,E.H.Immergut和E.A.Grulke编辑，WileyPublishers，第4版中列出的)。胶乳聚合物的玻璃化转变温度也可以根据ASTM D3418使用DSC(差示扫描量热法)确定。
在一些示例中，喷墨油墨组合物包括以组合物总重量计至多约35wt％的颜料和胶乳聚合物固体，例如以组合物总重量计至多约30wt％、约25wt％或至多约20wt％的颜料和胶乳聚合物固体。
在一些示例中，喷墨油墨组合物包括以组合物总重量计约0.5wt％至约35wt％的颜料和胶乳聚合物固体，例如以组合物总重量计约1wt％至约30wt％，约1wt％至约25wt％，或约2wt％至约20wt％的颜料和胶乳聚合物固体。本发明人已发现，具有总量在这些范围内的颜料和胶乳聚合物固体的组合物可适用于喷墨打印，例如适用于热喷墨打印。
在一些示例中，喷墨油墨组合物包括以组合物总重量计至少约3wt％的胶乳聚合物，例如以组合物总重量计至少约5wt％的胶乳聚合物。在一些示例中，喷墨油墨组合物包括以组合物总重量计至多约25wt％的胶乳聚合物，例如以组合物总重量计至多约20wt％，或至多约15wt％的胶乳聚合物。在一些示例中，喷墨油墨组合物包括以组合物总重量计约3wt％至约25wt％，例如约5wt％至约25wt％的胶乳聚合物。
颜料
喷墨油墨组合物包括颜料。
术语“颜料”可包括根据本发明的实施方式的可悬浮或分散在液体载体中的颗粒状可分散着色剂。颜料本身可以是自分散颜料或非自分散颜料。
术语“颜料”可包括根据本发明的实施方式的可悬浮或分散在液体载体中的颗粒状可分散着色剂。颜料本身可以是自分散颜料或非自分散颜料。
颜料可包括黑色颜料、白色颜料、青色颜料、品红色颜料、黄色颜料等。合适的无机颜料包括例如炭黑。然而，其他无机颜料可以是合适的，比如氧化钛、钴蓝(CoO-Al2O3)、铬黄(PbCrO4)和氧化铁。合适的有机颜料包括，例如，包括重氮颜料和单偶氮颜料的偶氮颜料、多环颜料(例如，酞菁颜料，比如酞菁蓝和酞菁绿、苝颜料、芘酮颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二恶嗪颜料、硫靛颜料、异吲哚满酮颜料、皮蒽酮颜料和喹酞酮颜料)、不溶性染料螯合物(例如碱性染料型螯合物和酸性染料型螯合物)、硝基颜料、亚硝基颜料等。酞菁蓝的代表性示例包括铜酞菁蓝及其衍生物(颜料蓝15)。喹吖啶酮的代表性示例包括颜料橙48、颜料橙49、颜料红122、颜料红192、颜料红202、颜料红206、颜料红207、颜料红209、颜料紫19和颜料紫42。蒽醌的代表性示例包括颜料红43、颜料红194(芘酮红)、颜料红216(溴化皮蒽酮红)和颜料红226(皮蒽酮红)。苝的代表性示例包括颜料红123(朱红色)、颜料红149(猩红色)、颜料红179(栗色)、颜料红190(红色)、颜料紫19、颜料红189(黄色阴影红)和颜料红224。硫靛的代表性示例包括颜料红86、颜料红87、颜料红88、颜料红181、颜料红198、颜料紫36和颜料紫38。杂环黄的代表性示例包括颜料黄1、颜料黄3、颜料黄12、颜料黄13、颜料黄14、颜料黄17、颜料黄65、颜料黄73、颜料黄74、颜料黄151、颜料黄117、颜料黄128和颜料黄138、颜料黄155、颜料黄83和颜料黄213。这样的颜料可从许多来源以粉末或压块形式商购获得，该来源包括BASFTM Corporation、EngelhardTM Corporation和Sun ChemicalTM Corporation。
可以使用的黑色颜料的示例包括碳颜料。碳颜料可以是几乎任何可商购获得的提供可接受的光学密度和打印特性的碳颜料。适用于本系统和方法的碳颜料包括但不限于炭黑、石墨、玻璃碳、木炭及它们的组合。这样的碳颜料可以通过各种已知方法制造，比如通道法、接触法、熔炉法、乙炔法或热法，并且可以从比如CabotTM Corporation、ColumbianChemicals Company、Degussa AGTM和E.I.DuPontTM de Nemours and Company的供应商处商购获得。合适的炭黑颜料不限制地包括：Cabot颜料，比如MONARCHTM1400、MONARCHTM1300、MONARCHTM1100、MONARCHTM1000、MONARCHTM900、MONARCHTM880、MONARCHTM800、MONARCHTM700、CAB-O-JETTM200、CAB-O-JETTM300、REGALTM、BLACK PEARLS、ELFTEXTM、MOGULTM和VULCANTM颜料；Columbian颜料比如RAVENTM7000、RAVENTM5750、RAVENTM5250、RAVENTM5000和RAVENTM3500；Degussa颜料比如Color Black FW200、RAVENTMFW 2、RAVENTMFW 2V、RAVENTMFW1、RAVENTMFW 18、RAVENTMS160、RAVENTMFW S170、Special BlackTM6、Special BlackTM5、Special BlackTM4A、Special BlackTM4、PRINTEXTMU、PRINTEXTM140U、PRINTEXTMV和PRINTEXTM140V。
类似地，各种各样的有色颜料可与喷墨油墨组合物一起使用，因此以下列表不旨在限制。例如，有色颜料可以是蓝色、棕色、青色、绿色、白色、紫色、品红色、红色、橙色、黄色，以及它们的混合物。以下有色分散体可获自CabotTMCorp.CABO-JETTM250C、CABO-JETTM260M和CABO-JETTM270Y。以下有色颜料可获自BASFTMCorp.：PALIOGENTMOrange、PALIOGENTMOrange 3040、PALIOGENTMBlue L 6470、PALIOGENTMViolet 5100、PALIOGENTMViolet 5890、PALIOGENTMYellow1520、PALIOGENTMYellow 1560、PALIOGENTMRed3871K、PALIOGENTMRed 3340、HELIOGENTMBlue L 6901F、HELIOGENTMBlue NBD 7010、HELIOGENTMBlue K7090、HELIOGENTMBlue L 7101F、HELIOGENTMBlue L6900、L7020、HELIOGENTMBlue D6840、HELIOGENTMBlue D7080、HELIOGENTMGreen L8730、HELIOGENTMGreenK 8683和HELIOGENTMGreen L 9140。以下颜料可获自Ciba-Geigy Corp.：CHROMOPHTALTMYellow 3G、CHROMOPHTALTMYellow GR、CHROMOPHTALTMYellow 8G、IGRAZINTMYellow 5GT、IGRALITETMRubine 4BL、IGRALITETMBlue BCA、MONASTRALTMMagenta、MONASTRALTMScarlet、MONASTRALTMViolet R、MONASTRALTMRed B和MONASTRALTMVioletMaroon B。以下颜料可获自Heubach GroupTM：DALAMARTMYellow YT-858-D和HEUCOPHTHALTMBlue G XBT-583D。以下颜料可获自Hoechst Specialty ChemicalsTM：Permanent Yellow GR、Permanent Yellow G、Permanent Yellow DHG、Permanent YellowNCG-71、Permanent Yellow GG、Hansa Yellow RA、Hansa Brilliant Yellow 5GX-O2、Hansa Yellow-X、NOVOPERMTMYellow HR、NOVOPERMTMYellow FGL、Hansa Brilliant Yellow10GX、Permanent Yellow G3R-01、HOSTAPERMTMYellow H4G、HOSTAPERMTMYellow H3G、HOSTAPERMTMOrange GR、HOSTAPERMTMScarlet GO、HOSTAPERMTMPink E、Permanent RubineF6B和HOSTAFINETM系列。以下颜料可获自Mobay Corp.：QUINDOTMMagenta、INDOFASTTMBrilliant Scarlet、QUINDOTMRed R6700、QUINDOTMRed R6713和INDOFASTTMViolet。以下颜料可获自Sun Chemical Corp.：L74-1357Yellow、L75-1331Yellow和L75-2577Yellow。颜料的其他示例可包括Normandy Magenta RD-2400、Permanent Violet VT2645、Argyle Green XP-111-S、Brilliant Green Toner GR 0991、Sudan Blue OS、PV Fast Blue B2GO1、Sudan III、Sudan II、Sudan IV、Sudan Orange G、Sudan Orange 220、Ortho Orange OR 2673、Lithol Fast Yellow 0991K、PaliotolYellow 1840、Lumogen Yellow D0790、Suco-Gelb L1250、Suco-Yellow D1355、Fanal PinkD4830、Cinquasia Magenta、Lithol Scarlet D3700、Toluidine Red、Scarlet forThermoplast NSD PS PA、E.D.Toluidine Red、Lithol Rubine Toner、Lithol Scarlet4440、Bon Red C、Royal Brilliant Red RD-8192、Oracet Pink RF、Lithol Fast ScarletL4300和white TIPURE R-101.这些颜料可获自商业来源，比如Hoechst CelaneseCorporationTM、Paul Uhlich、BASF、American HoechstTM、Ciba-GeigyTM、AldrichTM、DuPontTM、Ugine Kuhlman of CanadaTM、Dominion Color CompanyTM、MagruderTM和MathesonTM。其他合适的有色颜料的示例描述于Colour Index，第3版(The Society ofDyers and Colourists，1982)中。
在一些示例中，喷墨油墨组合物包括以组合物总重量计至少约0.1wt％的颜料，例如，以组合物总重量计至少约0.3wt％的颜料。在一些示例中，喷墨油墨组合物包括以组合物总重量计至多约30wt％的颜料，例如，以组合物总重量计至多约20wt％的颜料，或以组合物总重量计至多约15wt％的颜料。在一些示例中，喷墨油墨组合物包括以组合物总重量计约0.1wt％至约30wt％，例如0.3wt％至约30wt％的颜料。
在一些示例中，喷墨油墨组合物包括一定量的颜料和一定量的胶乳聚合物，使得颜料的量与胶乳的量的重量比在约0.1:15至10:5的范围内。
油墨载体
喷墨油墨组合物的油墨载体包括水。当胶乳聚合物乳液与油墨载体的第一和第二溶剂组合时，可以将油墨载体的水或一部分水引入油墨载体。在一些示例中，可以将额外的水添加到喷墨油墨组合物中。
喷墨油墨组合物包括水。在一些示例中，喷墨油墨组合物包括以组合物总重量计至少约20wt％，例如至少约30wt％，至少约40wt％，或至少约50wt％的水。在一些示例中，喷墨油墨组合物包括以组合物总重量计至多约90wt％的水，例如至多约85wt％，至多约80wt％，或至多约75wt％的水。在一些示例中，喷墨油墨组合物包括的水的量为以喷墨油墨组合物总重量计约20wt％至约85wt％，例如约30wt％至约80wt％，约40wt％至约80wt％，或约50wt％至约75wt％的水。
在一些示例中，油墨载体包括水和共溶剂(例如共溶剂的共混物)。在一些示例中，喷墨油墨组合物包括的共溶剂的量为以组合物总重量计至少约1wt％，例如至少约5wt％，或至少约10wt％。在一些示例中，喷墨油墨组合物包括的共溶剂的量为以组合物总重量计至多约50wt％，例如至多约40wt％，或至多约35wt％。在一些示例中，喷墨油墨组合物包括的共溶剂的量为以组合物总重量计约1wt％至约50wt％，例如以组合物总重量计约5wt％至约40wt％，或约10wt％至约35wt％。
在一些示例中，油墨载体包括沸点为160℃至285℃的共溶剂。在一些示例中，油墨载体包括沸点为170℃至250℃，例如170℃至220℃，或170℃至215℃的共溶剂。在一些示例中，油墨载体包括沸点为约215℃或更低的共溶剂。
在一些示例中，共溶剂可选自有机共溶剂，包括脂族醇、芳族醇、二醇、二醇醚、聚二醇醚、己内酰胺、甲酰胺、乙酰胺和长链醇。在一些示例中，共溶剂可选自伯脂族醇、仲脂族醇、1,2-醇、1,3-醇、1,4-醇、1,5-醇、乙二醇烷基醚、丙二醇烷基醚、聚乙二醇烷基醚的高级同系物(C6-C12)、吡咯烷酮、N-烷基己内酰胺、未取代的己内酰胺、取代和未取代的甲酰胺、取代和未取代的乙酰胺，及它们的组合。
在一些示例中，共溶剂包括沸点为约215℃或更低的第一溶剂和沸点为至少约220℃的第二溶剂。
在一些示例中，喷墨油墨组合物的油墨载体包括沸点为约212℃或更低，例如约210℃或更低，例如约205℃或更低的第一溶剂。在一些示例中，第一溶剂的沸点为至少约170℃，例如至少约175℃，至少约180℃，或至少约185℃。在一些示例中，第一溶剂的沸点在约170℃至约215℃的范围内。在一些示例中，第一溶剂的沸点为约180℃至约215℃，例如约185℃至约215℃，或约185℃至约210℃。
在一些示例中，第一溶剂选自脂族醇，例如伯脂族醇、仲脂族醇或叔脂族醇。脂族醇可以是二醇。在一些示例中，第一溶剂是含有10个碳或更少个碳，例如8个碳或更少个碳或6个碳或更少个碳的脂族醇。在一些示例中，第一溶剂是脂族醇，其为含有10个碳或更少个碳，例如8个碳或更少个碳或6个碳或更少个碳的二醇。
在一些示例中，第一溶剂选自包括以下的组：1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、乙二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇和1,3-丙二醇。在一些示例中，第一溶剂选自包括以下的组：1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、乙二醇、2-甲基-2,4-戊二醇和1,3-丁二醇。在一些示例中，第一溶剂选自由以下组成的组：1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、乙二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇和1,3-丙二醇。在一些示例中，第一溶剂选自由以下组成的组：1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、乙二醇、2-甲基-2,4-戊二醇和1,3-丁二醇。在一些示例中，第一溶剂是1,2-丁二醇。
在一些示例中，喷墨油墨组合物包括以组合物总重量计至少约1wt％的第一溶剂，例如，以组合物总重量计至少约5wt％，至少约10wt％，或至少约15wt％的第一溶剂。
在一些示例中，喷墨油墨组合物包括以组合物总重量计至多约40wt％的第一溶剂，例如以组合物总重量计至多约30wt％，或至多约20wt％的第一溶剂。
在一些示例中，喷墨油墨组合物包括的第一溶剂的量为以组合物总重量计约1wt％至约40wt％，例如以组合物总重量计约5wt％至约40wt％，约10wt％至约30wt％，或约15wt％至约20wt％。
在一些示例中，喷墨油墨组合物的油墨载体包括沸点为至少约220℃，例如至少约225℃的第二溶剂。在一些示例中，第二溶剂的沸点至多约285℃，例如至多约280℃。在一些示例中，第二溶剂的沸点在约220℃至约285℃的范围内，例如约225℃至约285℃的范围内。
在一些示例中，第二溶剂选自：醇(包括脂族醇和芳族醇)、酯、二醇醚、二烷撑二醇和三烷撑二醇、酰胺、内酰胺和砜。在一些示例中，溶剂选自：脂族醇(包括伯、仲和叔脂族醇、包括二醇)、芳族醇、酯、二醇烷基醚(比如烷撑二醇烷基醚，包括二烷撑二醇烷基醚、三烷撑二醇烷基醚和四烷撑二醇烷基醚)、二醇芳基醚(比如烷撑二醇芳基醚，包括二烷撑二醇芳基醚和三烷撑二醇芳基醚)、二烷撑二醇和三烷撑二醇、内酰胺(比如2-吡咯烷酮)和砜(比如环丁砜)。
在一些示例中，第二溶剂选自：含有20个碳或更少个碳的脂族醇(例如含有10个碳或更少个碳的脂族醇)、含有20个碳或更少个碳的酯(例如含有12个碳或更少个碳的酯)、含有20个碳或更少个碳的二醇烷基醚，比如烷撑二醇烷基醚(例如含有12个碳或更少个碳，或10个碳或更少个碳的酯)、含有20个碳或更少个碳的二醇芳基醚，比如烷撑二醇芳基醚(例如含有12个碳或更少个碳，或10个碳或更少个碳的酯)(比如含有20个或更少个碳的二醇苯基醚(例如烷撑二醇苯基醚))、内酰胺和环状砜。
在一些示例中，第二溶剂选自包括以下的组：乙二醇2-乙基己基醚、二丙二醇正丁醚、二乙二醇正丁醚、丙二醇苯醚、2-吡咯烷酮、三丙二醇甲醚(比如DowanolTMTPM)、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯、柠檬酸三乙酯、三丙二醇正丙醚、三丙二醇正丁醚(比如DowanolTMTPnB)、四乙二醇二甲醚和二丙二醇苯醚。在一些示例中，第二溶剂选自包括以下的组：2-吡咯烷酮、三丙二醇甲醚和三丙二醇正丁醚。
在一些示例中，喷墨油墨组合物包括以组合物总重量计至少约0.1wt％的第二溶剂，例如以组合物总重量计至少约0.5wt％，至少约1wt％，至少约1.5wt％，或约2wt％的第二溶剂。
在一些示例中，喷墨油墨组合物包括以组合物总重量计至多约8wt％的第二溶剂，例如以组合物总重量计至多约5wt％，至多约3wt％，或约2wt％的第二溶剂。
在一些示例中，喷墨油墨组合物包括的第二溶剂的量为以组合物总重量计0wt％至约8wt％，例如以组合物总重量计约0.1wt％至约8wt％，约0.5wt％至约8wt％，约0.5wt％至约5wt％，或约0.5wt％至约4wt％。
其他添加剂
油墨载体还可包括各种适用于喷墨油墨组合物的附加组分，该附加组分选自：表面活性剂(例如，合适的表面活性剂可选自烷基聚环氧乙烷、烷基苯基聚环氧乙烷、聚环氧乙烷嵌段共聚物、炔属聚环氧乙烷、聚环氧乙烷(二)酯、聚环氧乙烷胺、质子化聚环氧乙烷酰胺、聚二甲基硅氧烷共聚醇、氟代烷基聚环氧乙烷、取代的氧化胺等，当存在时表面活性剂的量可以为0.01wt％至10wt％)、缓冲剂、杀生物剂(比如NuoseptTM(NudexTMInc.)、UcarcideTM(Union carbide CorpTM.)、VancideTM(R.T.VanderbiltTMCo.)、ProxelTM(LonzaTM)，及它们的组合)、粘度调节剂、螯合剂(比如EDTA(乙二胺四乙酸))、稳定剂、润湿剂和保湿剂。在一些示例中，这些其他添加剂可以以0wt％至20wt％的总量存在。
在一些示例中，水性喷墨油墨组合物包括：
以组合物总重量计，约2wt％至约15wt％的胶乳聚合物，该胶乳聚合物包括(甲基)丙烯酸酯单体或(甲基)丙烯酰胺单体，可选地包括脂环族(甲基)丙烯酸酯单体或脂环族(甲基)丙烯酰胺单体；
以组合物总重量计，约0.5wt％至约10wt％的颜料；和
油墨载体。
在一些示例中，水性喷墨油墨组合物包括：
以组合物总重量计，约2wt％至约15wt％的胶乳聚合物，该胶乳聚合物包括(甲基)丙烯酸酯单体或(甲基)丙烯酰胺单体，可选地包括脂环族(甲基)丙烯酸酯单体或脂环族(甲基)丙烯酰胺单体；
以组合物总重量计，约0.5wt％至约10wt％的颜料；和
油墨载体，该油墨载体包括水和以组合物总重量计约1wt％至50wt％的共溶剂，其中共溶剂包括沸点为约170℃至约215℃的有机溶剂。
在一些示例中，水性喷墨油墨组合物包括：
以组合物总重量计，约2wt％至约15wt％的胶乳聚合物，该胶乳聚合物包括(甲基)丙烯酸酯单体或(甲基)丙烯酰胺单体，可选地包括脂环族(甲基)丙烯酸酯单体或脂环族(甲基)丙烯酰胺单体；
以组合物总重量计，约0.5wt％至约10wt％的颜料；和
油墨载体，该油墨载体包括水和以组合物总重量计约1wt％至50wt％的共溶剂，其中共溶剂包括沸点为约170℃至约215℃的溶剂；和沸点为约220℃或更高的溶剂。
水性喷墨外涂层组合物
水性喷墨外涂层组合物包括胶乳聚合物、蜡和外涂层载体。
外涂层组合物的胶乳聚合物
在一些示例中，水性喷墨外涂层组合物包括包含(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酰胺聚合物或共聚物的胶乳聚合物。在一些示例中，水性喷墨外涂层组合物包括包含(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物的胶乳聚合物。
在一些示例中，胶乳聚合物包括(甲基)丙烯酸酯/(甲基)丙烯酰胺聚合物或共聚物。在一些示例中，胶乳聚合物包括(甲基)丙烯酸酯/(甲基)丙烯酰胺共聚物。例如，胶乳聚合物可包括(甲基)丙烯酸酯/(甲基)丙烯酰胺单体和另一种乙烯基单体的共聚物，例如选自以下的另一种乙烯基单体：苯乙烯、甲基丙烯酸C1至C8烷基酯、丙烯酸C1至C8烷基酯、甲基丙烯酸乙二醇酯和二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、丙烯酸及它们的组合。
在一些示例中，外涂层组合物的胶乳聚合物包括线性(甲基)丙烯酸酯单体或线性(甲基)丙烯酰胺单体。术语“线性”用于指包括与非环状部分连接的(甲基)丙烯酸酯/(甲基)丙烯酰胺部分的单体。在一些示例中，线性(甲基)丙烯酸酯单体或线性(甲基)丙烯酰胺单体可以是线性脂族(甲基)丙烯酸酯/(甲基)丙烯酰胺单体。
在一些示例中，线性(甲基)丙烯酸酯/(甲基)丙烯酰胺单体包括(甲基)丙烯酸烷基酯/烷基(甲基)丙烯酰胺单体(例如(甲基)丙烯酸C1至C8烷基酯单体/C1至C8烷基(甲基)丙烯酰胺单体)。
在一些示例中，胶乳聚合物包括包含甲基丙烯酸烷基酯单体(例如甲基丙烯酸C1至C8烷基酯单体)的线性(甲基)丙烯酸酯单体。在一些示例中，胶乳聚合物包括甲基丙烯酸烷基酯单体(例如，甲基丙烯酸C1至C8烷基酯单体)和丙烯酸烷基酯单体(丙烯酸C1至C8烷基酯单体)。在一些示例中，胶乳聚合物包括甲基丙烯酸烷基酯单体(例如，甲基丙烯酸C1至C8烷基酯单体)。在一些示例中，聚合物胶乳包括甲基丙烯酸烷基酯单体(例如，甲基丙烯酸C1至C8烷基酯单体)和丙烯酸烷基酯单体(丙烯酸C1至C8烷基酯单体)。
在一些示例中，胶乳聚合物包括包含烷基甲基丙烯酰胺单体(例如，C1至C8烷基甲基丙烯酰胺单体)的线性(甲基)丙烯酰胺单体。在一些示例中，胶乳聚合物包括烷基甲基丙烯酰胺单体(例如，C1至C8烷基甲基丙烯酰胺单体)和烷基丙烯酰胺单体(C1至C8烷基丙烯酰胺单体)。在一些示例中，胶乳聚合物包括烷基甲基丙烯酰胺单体(例如，C1至C8烷基甲基丙烯酰胺单体)。在一些示例中，聚合物胶乳包括烷基甲基丙烯酰胺单体(例如，C1至C8烷基甲基丙烯酰胺单体)和烷基丙烯酰胺单体(C1至C8烷基丙烯酰胺单体)。
在一些示例中，胶乳聚合物包括包含(甲基)丙烯酸烷基酯单体(例如，(甲基)丙烯酸C1至C8烷基酯单体)和苯乙烯单体的共聚物。在一些示例中，胶乳聚合物包括包含(甲基)丙烯酸烷基酯单体(例如，(甲基)丙烯酸C1至C8烷基酯单体)、苯乙烯单体和(甲基)丙烯酸单体的共聚物。
在一些示例中，胶乳聚合物包括包含烷基(甲基)丙烯酰胺单体(例如C1至C8烷基(甲基)丙烯酰胺单体)和苯乙烯单体的共聚物。在一些示例中，胶乳聚合物包括包含烷基(甲基)丙烯酰胺单体(例如C1至C8烷基(甲基)丙烯酰胺单体)、苯乙烯单体和(甲基)丙烯酸单体的共聚物。
在一些示例中，胶乳聚合物包括(甲基)丙烯酸甲酯单体，例如包括(甲基)丙烯酸甲酯单体的共聚物。
在一些示例中，胶乳聚合物包括甲基(甲基)丙烯酰胺单体，例如包括甲基(甲基)丙烯酰胺单体的共聚物。
在一些示例中，喷墨外涂层组合物包括以喷墨外涂层组合物总重量计至多约30wt％的胶乳聚合物。在一些示例中，喷墨外涂层组合物包括以喷墨外涂层组合物总重量计至多约25wt％的胶乳聚合物。在一些示例中，喷墨外涂层组合物包括以喷墨外涂层组合物总重量计至多约20wt％的胶乳聚合物。在一些示例中，喷墨外涂层组合物包括以喷墨外涂层组合物总重量计至多约15wt％的胶乳聚合物。
在一些示例中，喷墨外涂层组合物包括以喷墨外涂层组合物总重量计至少约1wt％的胶乳聚合物。在一些示例中，胶乳喷墨油墨组合物包括以喷墨外涂层组合物总重量计至少约2wt％的胶乳聚合物。在一些示例中，喷墨外涂层组合物包括以喷墨外涂层组合物总重量计至少约5wt％的胶乳聚合物。在一些示例中，喷墨外涂层组合物包括以喷墨外涂层组合物总重量计至少约8wt％的胶乳聚合物。
在一些示例中，喷墨外涂层组合物包括以喷墨外涂层组合物总重量计约1wt％至约35wt％的胶乳聚合物。在一些示例中，喷墨外涂层组合物包括以喷墨外涂层组合物总重量计约2wt％至约30wt％的胶乳聚合物。在一些示例中，喷墨外涂层组合物包括以喷墨外涂层组合物总重量计约5wt％至约25wt％的胶乳聚合物。在一些示例中，喷墨外涂层组合物包括以喷墨外涂层组合物总重量计约5wt％至约20wt％的胶乳聚合物。在一些示例中，喷墨外涂层组合物包括以喷墨外涂层组合物总重量计约5wt％至约15wt％的胶乳聚合物。在一些示例中，喷墨外涂层组合物包括以喷墨外涂层组合物总重量计约5wt％至约12wt％的胶乳聚合物。在一些示例中，喷墨外涂层组合物包括以喷墨外涂层组合物总重量计约5wt％至约8wt％的胶乳聚合物。
在一些示例中，胶乳聚合物的玻璃化转变温度为至多约90℃，例如至多约75℃。胶乳聚合物的玻璃化转变温度可根据ASTM D3418通过DSC(差示扫描量热法)确定。
在一些示例中，胶乳聚合物的玻璃化转变温度为约20℃或更高，例如约30℃或更高，约40℃或更高，约45℃或更高，或约50℃或更高。
在一些示例中，胶乳聚合物的玻璃化转变温度为至多约100℃，例如至多约95℃，至多约90℃，至多约80℃，或至多约70℃。
在一些示例中，胶乳聚合物的玻璃化转变温度在约20℃至约100℃，例如约30℃至约90℃，约50℃至约90℃，或约55℃至约70℃的范围内。
胶乳聚合物的玻璃化转变温度(Tg)可以使用形成胶乳聚合物的共聚物的每种单体的均聚物的Tg，使用Fox公式(T.G.Fox,Bull.Am.Physics Soc.，第1卷，第3期，第123页(1956))估算。构成胶乳聚合物的共聚物的每种单体的每种均聚物的最大Tg可以取自文献值(例如，如“Polymer Handbook”，由J.Brandrup,E.H.Immergut和E.A.Grulke编辑，WileyPublishers，第4版中列出的)。胶乳聚合物的玻璃化转变温度也可以根据ASTM D3418使用DSC(差示扫描量热法)确定。
蜡
水性喷墨外涂层组合物包括蜡。
在一些示例中，蜡可具有范围为60℃至110℃的熔点。通常，蜡的粒径范围可以为50nm至600nm。在一些示例中，蜡的粒径范围可以为200nm至300nm。在一些示例中，外涂层组合物中蜡存在量的范围为以外涂层组合物总重量计0.25wt％至5wt％。在一些示例中，蜡的存在量为0.5wt％至4wt％，在一些示例中，为约1wt％至约3wt％。
蜡可以提供为蜡乳液。蜡乳液可从许多供应商商购获得，例如Keim-Additec、Lubrizol、Michelman和BYK Chemie。可用于本发明的蜡乳液包括但不限于：Lubrizol：LiquilubeTM411、LiquilubeTM405、LiquilubeTM488、LiquilubeTM443、LiquilubeTM454；Michelman：ME80825、ME48040、ME98040M1、ME61335、ME90842、ME91240、ML160；Keim-Additec：
E-521/20、
E-7093、
7095/1、
E-8046、
E-502V、
E-842N；Byk：
2650、
507、
533、
515、
537、AquaslipTM671、AquaslipTM942。
外涂层载体
外涂层载体可包括水和共溶剂。外涂层载体的共溶剂可以如喷墨油墨组合物的共溶剂所描述的。
打印方法
本文描述了一种打印方法，包括：
提供无孔基板；
将包括阳离子聚合物和预处理载体的水性预处理流体施加到无孔基板上以形成预处理层；
将包括包含(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物的胶乳聚合物、颜料和油墨载体的水性油墨组合物喷墨打印到无孔基板上以形成油墨层；和
将包括包含(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物的胶乳聚合物、蜡和外涂层载体的水性外涂层组合物喷墨打印到无孔基板上以形成外涂层。
在一些示例中，该方法包括加热设置在基板上的预处理层、油墨层和外涂层以固化胶乳聚合物，以形成设置在基板上的胶乳聚合物膜。
在一些示例中，该方法包括
将水性预处理流体施加到无孔基板上以形成设置在无孔基板上的预处理层；
将水性油墨组合物喷墨打印到无孔基板上以形成设置在预处理层上的油墨层；和
将水性油墨组合物喷墨打印到无孔基板上以形成设置在油墨层上的外涂层。
在一些示例中，该方法可包括以任何顺序将水性预处理流体、水性油墨组合物和水性油墨组合物施加到无孔基板上。在一些示例中，水性预处理流体、水性油墨组合物和水性油墨组合物可以顺序施加到无孔基板上。
在一些示例中，将水性预处理流体喷墨打印到无孔打印基板上。
下面提到的“打印的组合物”包括(例如，以任何顺序形成)在打印基板上的预处理层、油墨层和外涂层。
在一些示例中，打印方法包括固化胶乳聚合物，例如在打印基板(例如无孔打印基板)上固化胶乳聚合物(例如油墨组合物的胶乳聚合物和外涂层组合物的胶乳聚合物)。胶乳聚合物的固化在打印基板的表面上形成胶乳膜。在打印基板上固化胶乳聚合物以形成胶乳膜改善了使用本文所述的喷墨打印系统打印的图像的耐久性。
在一些示例中，预处理、油墨和外涂层载体包括水和共溶剂(例如共溶剂的共混物)。为了使胶乳聚合物(油墨组合物的胶乳聚合物和外涂层组合物的胶乳聚合物)固化，首先应从打印的组合物中蒸发水，然后应从打印的组合物中蒸发至少部分共溶剂(例如，第一溶剂和第二溶剂(如果存在))，使得胶乳聚合物颗粒紧密接触。一旦胶乳聚合物颗粒紧密接触(由于水和共溶剂的至少部分蒸发)，胶乳聚合物颗粒可通过相邻胶乳聚合物颗粒之间的聚合物链的混合作用而聚结以固化胶乳聚合物，以形成胶乳聚合物膜。为了使胶乳聚合物固化，温度必须高于胶乳聚合物的最低成膜温度(MFFT)。存在的颜料颗粒保留在打印的组合物中，并在胶乳聚合物固化时嵌入胶乳聚合物膜内。
在从打印的喷墨油墨组合物中除去共溶剂之前，水从打印的组合物中蒸发，因为水具有比共溶剂更高的挥发性(例如更低的沸点)。
在一些示例中，共溶剂包括如本文所述的第一溶剂和第二溶剂。在这样的实施例中，第一溶剂在第二溶剂之前蒸发或至少部分蒸发，这也是由于第一溶剂与第二溶剂相比具有更高的挥发性。在水已蒸发并且第一溶剂至少部分蒸发后，第二溶剂保留在打印的组合物中。
本发明人已发现，在打印的组合物中存在沸点低于约215℃的共溶剂(例如第一溶剂)，允许打印的组合物的快速干燥，以通过打印系统实现高产量。本发明人已发现，在水蒸发和第一溶剂至少部分蒸发之后，保留在打印的组合物中的打印的组合物中的第二溶剂的存在确保在胶乳聚合物固化期间保持较低的胶乳聚合物的MFFT。
在一些示例中，固化胶乳聚合物包括从打印的组合物中蒸发水。在一些示例中，固化胶乳聚合物包括从打印的组合物中蒸发水和至少一部分共溶剂。水和至少一部分共溶剂的蒸发允许打印的组合物中的胶乳聚合物颗粒聚结成膜(“固化”)。通过提供热和/或气流可以在打印系统中促进蒸发。加热可以是导电的、辐射的或对流的。气流可包括平行气流或对撞气流。在一些示例中，加热油墨层以蒸发水(例如水和至少一部分共溶剂)包括加热打印的组合物，使得打印基板的温度保持低于打印基板发生变形(例如翘曲)的温度。例如，加热油墨层使得打印基板达到低于约70℃，例如约65℃或更低的温度。
在一些示例中，固化胶乳聚合物包括从打印的组合物中蒸发基本上所有的水，例如蒸发至少约95wt％，例如至少约99wt％，或至少约99.5wt％的在作为打印的组合物被打印的喷墨油墨组合物中包括的水。在一些示例中，固化胶乳聚合物包括从油墨层中蒸发所有水，使得在打印的组合物中没有水残留。
在一些示例中，固化胶乳聚合物包括从打印的组合物中蒸发至少一部分共溶剂，其包括蒸发作为打印的组合物被打印的预处理组合物、喷墨油墨组合物和外涂层组合物的主要量的共溶剂，例如蒸发至少约80wt％，至少约90wt％，至少约95wt％，或至少约99wt％的作为打印的组合物被打印的预处理组合物、喷墨油墨组合物和外涂层组合物中包括的共溶剂。
在一些示例中，固化胶乳聚合物包括加热胶乳聚合物，使得胶乳聚合物颗粒聚结形成胶乳聚合物膜。形成胶乳聚合物膜发生在从打印的组合物中蒸发水和至少部分蒸发共溶剂后。形成胶乳聚合物膜可包括将打印的组合物加热至大于打印的组合物中胶乳聚合物的MFFT的温度。在一些示例中，形成胶乳聚合物膜包括将打印的组合物加热至大于打印的组合物中胶乳聚合物的MFFT的温度和低于可以引起打印基板变形的温度的温度。
在一些示例中，打印方法包括选择喷墨油墨组合物，使得胶乳聚合物的MFFT低于可以引起打印基板变形的温度。图1是打印系统100的示意图，该打印系统100包括位于打印系统100的打印区域110中的喷墨打印机115和位于打印系统100的固化区域120中的干燥器125。打印基板可以沿着箭头A所示的路径输送通过打印系统100，使得打印基板首先被送至打印区域110，在打印区域110中将预处理组合物、喷墨油墨组合物和外涂层组合物通过喷墨打印机115(例如，从包括多个喷墨墨盒的喷墨墨盒，多个喷墨墨盒包括上述预处理组合物、喷墨油墨组合物和外涂层组合物)喷墨打印到打印基板上，以在打印基板上形成打印的组合物。然后可以在打印区110中加热设置在打印基板上的打印的组合物(例如打印区中的空气温度可以在10℃和90℃之间的范围内)，使得水可以从打印的组合物中蒸发。然后可以将打印基板输送到固化区120，在固化区120加热打印的组合物(例如，打印区中的空气温度可以在10℃和140℃之间)并且将空气吹到打印基板上(如箭头C)所示，使得共溶剂至少部分地从打印的组合物中蒸发，并将胶乳聚合物加热至高于打印的组合物中胶乳聚合物的MFFT的温度。在一些示例中，打印系统100包括风扇130，用于在打印基板上吹空气穿过打印区域110，以从打印的组合物中蒸发水。
实施例
以下说明本文所述的组合物、系统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，而是仅适当地教导如何制备本公开的组合物的实施例。
以下实施例中提及的胶乳A是胶乳聚合物，其包括主要由如下制备的聚(甲基丙烯酸环己酯)组成的共聚物。在机械搅拌下将水(258g)加热至80℃。在80℃下，将胶乳种子(5.4g；67nm粒径)加入反应器中。在80℃下，加入溶解在水中的过硫酸钾(0.87g)(4％溶液)。在300分钟内向该混合物中加入：由水(39g)、可共聚表面活性剂(
BC-10)(7.6g)、甲基丙烯酸环己酯(172g)、甲基丙烯酸苯氧基乙酯(25.2g)和甲基丙烯酸(8.7g)构成的水乳液。使用高温(80℃)，然后在70℃下用(17.5g)5％抗坏血酸溶液和5％(12.6g)叔丁基氢过氧化物溶液还原残余单体。冷却至接近环境温度后，用稀氢氧化钾将pH调节至8；加入适合喷墨的水性杀生物剂。所得丙烯酸胶乳为以胶乳乳液总重量计35％固体；粒径0.22μm(使用MicrotracTM Nanotrac Wave II测定的粒径)；粘度(在25℃下)小于50cp。
以下实施例中提及的胶乳B是胶乳聚合物，其包括主要由如下制备的聚(甲基丙烯酸甲酯)组成的共聚物：在机械搅拌下将水(116g)加热至77℃。在77℃下，加入溶解在水中的过硫酸钾(0.30g)(4％溶液)。在77℃下，将胶乳种子(4.4g；67nm粒径)加入反应器中。在300分钟内向该混合物中加入由水(28.2g)、选自
BC-10、BC-30、KH-05或KH-10的可共聚表面活性剂(1.5g)、甲基丙烯酸甲酯(91.1g)、苯乙烯(24.1g)、丙烯酸丁酯(4.8g)和甲基丙烯酸(0.6g)构成的水乳液。如关于胶乳A所述还原残余单体。冷却至接近环境温度后，用稀氢氧化钾将pH调节至8；加入适合喷墨的水性杀生物剂。所得丙烯酸胶乳为以胶乳乳液总重量计31％固体；粒径0.22pm；粘度小于50cp。
以下实施例中提及的预处理组合物包括2.45wt％的阳离子聚合物(FloquatTMFL2350)、20wt％的1,2-丁二醇、2.31wt％的表面活性剂，余量为水。
在下表1和2中所示的实施例中使用的油墨载体含有15wt％的1,2-丁二醇、3wt％的2-吡咯烷酮、2wt％的DowanolTM TPM(三丙二醇甲醚)、0.7wt％的DowanolTM TPnB(三丙二醇正丁醚)和水，其中每种溶剂的量由组合物的总重量提供，每种组合物(包括指定组分)的余量为水。
在下表1和2中所示的实施例中使用的外涂层载体含有18wt％的1,2-丁二醇、5wt％的2-吡咯烷酮、2wt％的DowanolTM TPM(三丙二醇甲醚)、1.3wt％的DowanolTM TPnB(三丙二醇正丁醚)和水，其中每种溶剂的量由组合物的总重量提供，每种组合物(包括指定的组分)的余量是水。
以下实施例中的“凹槽PP”是指
3mm凹槽聚丙烯介质。
喷墨打印系统按照下表1的规定生产。每个喷墨打印系统用于通过将预处理流体施加到打印基板(刚性聚丙烯)上而在打印基板上打印图像，以形成设置在打印基板上的预处理层。然后将喷墨油墨组合物喷墨打印到设置在打印基板上的预处理层上以形成设置在预处理层上的油墨层。然后将外涂层组合物喷墨打印到油墨层上以形成设置在油墨层上的外涂层。在打印喷墨油墨组合物和外涂层载体期间，加热打印基板以及设置在其上的层以从打印层蒸发水。然后将层状组合物在固化区中进一步干燥以蒸发水和溶剂并固化胶乳聚合物。相对于其中未使用外涂层的实施例，喷墨打印系统对打印基板的粘附性、打印基板上的打印图像的耐摩擦性以及干层压板对打印基板上的打印图像上的粘附性(该试验没有打印外涂层)连同打印头可靠性(开盖性能)和打印到打印基板上的总打印系统的流体水平提供在下表1中。
使用如ASTM D3359-09中所定义进行的交叉影线胶带粘附性测试来测量粘附性，除了使用Intertape Polymer GroupTM 515965胶带代替PermacelTM P99测试胶带。表2中提供的数字1-5是指在该测试之后根据以下标度从每个样品中去除的胶乳油墨的量：
测试标度：0＝0％去除
1＝<5％去除
2＝5-15％去除
3＝15-35％去除
4＝35-65％去除
5＝>65％去除
使用配备有尖端覆盖有聚酯布的丙烯酸摩擦计的
线性磨耗机型号5750测量Windex 
窗户清洁剂和70％异丙醇耐摩擦性。将布浸入摩擦液中，并将打印的图像用600g压力摩擦5次。损伤曲线和擦拭物清洁度按以下标度分级：
开盖通过如下测量：从喷墨打印头打印组合物然后等待7秒，然后计算使喷嘴恢复到完全正常(如通过查看打印线正常状况(密度和轨迹)测量)所需的喷射次数(打印头发射)。
表1
表1中提供的结果表明，如本文所述的包括预处理流体、喷墨油墨组合物和喷墨外涂层组合物的喷墨打印系统提供改善的基板粘附性。耐摩擦性、打印头可靠性。与比较例3的系统相比，本文所述的系统还提供了改善的流体效率，该比较例3与实施例2的系统在打印图像中提供类似的固体含量。与比较例1的系统相比，实施例2的系统仅需要额外的20％流体就使固体含量增加50wt％。
本发明人已发现，通过提供其中在外涂层组合物中提供蜡滑动助剂的系统而不是油墨组合物，允许使用较少量的蜡来提供所需的耐久性，并且这样的系统还表现出对打印基板的改善的粘附性。
实施例4和5的喷墨打印系统如下表2中所指定提供，并如上文对实施例1至3的系统所述打印在打印基板上。将实施例4和5的系统打印到刚性聚丙烯上，并如上所述测试粘附性和耐摩擦性。还将实施例4和5的系统打印到柔性乙烯基基板上，并用70％异丙醇(IPA)摩擦其上的打印图像。
表2
表2中提供的结果表明，与外涂层组合物相比，通过在油墨组合物中使用不同的胶乳聚合物可以改善打印系统的耐化学性。例如，本发明人已发现与在油墨中单独含有(甲基)丙烯酸烷基酯或脂环族甲基丙烯酸酯胶乳，或在单独的油墨流体中含有两种胶乳类型的共混物的油墨相比，在油墨组合物中使用衍生自包括脂环族(甲基)丙烯酸酯单体(比如甲基丙烯酸环己酯)的组合物的胶乳聚合物，并且在外涂层组合物中使用衍生自包括(甲基)丙烯酸烷基酯单体(比如甲基丙烯酸甲酯)的组合物的胶乳聚合物，提供了对无孔基板(比如聚丙烯)的改善的粘附性，并且还提供了改善的耐化学性。
下表3示出包括黑色、青色、品红色、黄色、浅品红色和浅青色油墨组合物的喷墨打印系统的实施例，已发现其在各种各样的打印基板上提供改善的粘附性、耐久性、耐化学性。“OC”用于表示外涂层组合物，且“PT”用于表示预处理流体的组合物。
表3
虽然已经参考某些示例描述了打印系统、组合物、方法和相关方面，但是应当理解，在不脱离本公开的精神的情况下，可以进行各种修改、改变、省略和替换。因此，旨在仅由以下权利要求的范围限制油墨组合物、方法和相关方面。除非另有说明，否则任何从属权利要求的特征可以与任何其他从属权利要求和任何其他独立权利要求的特征组合。
Claims (11)
1.一种喷墨打印系统，包括：
水性预处理流体，所述水性预处理流体包括阳离子聚合物和预处理载体；
水性喷墨油墨组合物，所述水性喷墨油墨组合物包括胶乳聚合物、颜料和油墨载体，其中所述水性喷墨油墨组合物的所述胶乳聚合物衍生自由脂环族(甲基)丙烯酸酯单体、芳族(甲基)丙烯酸酯单体和酸单体组成的组合物；以及
水性喷墨外涂层组合物，所述水性喷墨外涂层组合物包括胶乳聚合物、蜡和外涂层载体，其中所述水性喷墨外涂层组合物的所述胶乳聚合物衍生自由(甲基)丙烯酸烷基酯单体、苯乙烯单体和(甲基)丙烯酸单体组成的组合物。
2.根据权利要求1所述的喷墨打印系统，其中所述水性喷墨油墨组合物的所述胶乳聚合物衍生自由(甲基)丙烯酸环己酯单体、芳族(甲基)丙烯酸酯单体和酸单体组成的组合物，并且所述水性喷墨外涂层组合物的所述胶乳聚合物衍生自由(甲基)丙烯酸甲酯单体、苯乙烯单体和(甲基)丙烯酸单体组成的组合物。
3.根据权利要求1所述的喷墨打印系统，其中水性预处理流体包括：
以所述预处理流体总重量计，0.1wt%至25wt%的阳离子聚合物；和
预处理载体，所述预处理载体包括水和以所述预处理流体总重量计1wt%至50wt%的共溶剂，所述共溶剂的沸点在170℃至215℃的范围内。
4.根据权利要求1所述的喷墨打印系统，其中所述水性喷墨油墨组合物包括：
以所述水性喷墨油墨组合物总重量计，2wt%至30wt%的胶乳聚合物；
以所述水性喷墨油墨组合物总重量计，0.5wt%至25wt%的颜料；和
油墨载体。
5.根据权利要求1所述的喷墨打印系统，其中所述水性喷墨油墨组合物包括：
以所述水性喷墨油墨组合物总重量计，2wt%至25wt%的胶乳聚合物；
以所述水性喷墨油墨组合物总重量计，0.5wt%至30wt%的颜料；和
油墨载体，所述油墨载体包括水和以所述水性喷墨油墨组合物总重量计1wt%至50wt%的共溶剂，其中所述共溶剂包括沸点在170℃至215℃的范围内的有机溶剂。
6.根据权利要求1所述的喷墨打印系统，其中所述水性喷墨外涂层组合物包括2wt%至15wt%的胶乳聚合物。
7.根据权利要求6所述的喷墨打印系统，其中所述水性喷墨外涂层组合物进一步包括：
0.25wt%至5wt%的蜡；和
外涂层载体。
8.根据权利要求1所述的喷墨打印系统，其中，
所述水性预处理流体包括：
以所述预处理流体总重量计，0.1wt%至25wt%的阳离子聚合物；和
预处理载体，所述预处理载体包括水和以所述预处理流体总重量计1wt%至50wt%的共溶剂，所述共溶剂沸点在170℃至215℃的范围内；
所述水性喷墨油墨组合物包括：
以所述水性喷墨油墨组合物总重量计2wt%至30wt%的胶乳聚合物；
以所述水性喷墨油墨组合物总重量计0.5wt%至25wt%的颜料；和
油墨载体；并且
所述水性喷墨外涂层组合物包括：
2wt%至15wt%的胶乳聚合物；
0.25wt%至5wt%的蜡；和
外涂层载体。
9.一种打印方法，包括：
提供无孔基板；
将包括阳离子聚合物和预处理载体的水性预处理流体施加到所述无孔基板上，以形成设置在所述无孔基板上的预处理层；
将包括胶乳聚合物、颜料和油墨载体的水性油墨组合物喷墨打印到所述无孔基板上，以形成设置在所述预处理层上的油墨层，其中所述水性喷墨油墨组合物的所述胶乳聚合物衍生自由脂环族(甲基)丙烯酸酯单体、芳族(甲基)丙烯酸酯单体和酸单体组成的组合物；以及
将包括胶乳聚合物、蜡和外涂层载体的水性外涂层组合物喷墨打印到所述无孔基板上，以形成设置在所述油墨层上的外涂层，其中所述水性喷墨外涂层组合物的所述胶乳聚合物衍生自由(甲基)丙烯酸烷基酯单体、苯乙烯单体和(甲基)丙烯酸单体组成的组合物。
10.根据权利要求9所述的打印方法，其中所述方法包括加热设置在所述基板上的所述预处理层、所述油墨层和所述外涂层以固化所述胶乳聚合物，以形成设置在所述基板上的胶乳聚合物膜。
11.根据权利要求9所述的打印方法，其中将所述水性预处理流体喷墨打印到所述无孔基板上。
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