CN1760288A - 用于喷墨油墨的聚合物乳液 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及适用于喷墨油墨的聚合物乳液粘合剂。本发明更具体涉及由聚合物粘合剂乳液组成的喷墨油墨，所述乳液包含低含量的水溶性材料，还涉及喷墨油墨，该喷墨油墨包含具有低含量的水溶性材料的聚合物粘合剂乳液。

Description

用于喷墨油墨的聚合物乳液
技术领域
本发明涉及适用于喷墨油墨(ink jet ink)的聚合物乳液粘合剂(polymericemulsion binders)。本发明更具体涉及由聚合物粘合剂乳液(polymeric binderemulsions)组成的喷墨油墨，该乳液包含低含量的水溶性材料，还涉及喷墨油墨，该喷墨油墨包含具有低含量的水溶性材料的聚合物粘合剂乳液。
背景技术
某些喷墨油墨包含液体介质、颜料或染料之类的色料、有助于颜料在介质中分散并将色料固定在印刷品表面上的粘合剂或树脂。为了获得更耐久的印刷质量，特别是印刷油墨的色牢度、耐水性和耐磨性，人们关注制备含聚合物粘合剂的喷墨油墨，以提高印刷图像的耐水性和耐磨性。纸张或其它印刷介质通常会一定程度地吸收染料基色料，但是由于这些色料本身是水溶性的，无法提供良好的耐水性。颜料基油墨通常沉积在印刷介质的表面上，使其容易被水或磨损除去。结果，对于许多用途，这两种喷墨油墨的耐湿磨性和耐强光性都往往不足。已将聚合物粘合剂加入喷墨油墨组合物，以提高耐久性，改进印刷质量并减少洇色和洇纸。然而，含有这些粘合剂有时会增加印刷头的维修问题，包括堵塞喷嘴和kogation，即在加热器之上或周围形成膜。而且，聚合物可能影响喷墨油墨的流变性，还会在喷嘴板上形成膜，限制印刷操作的速度和精确性。向喷墨油墨组合物中加入聚合物还可能降低颜料乳液的稳定性，在使用热印刷头时，会妨碍气泡的形成。随着印刷机印刷速度的提高，要达到良好印刷操作性的问题的难度也在增加。
印刷外观是对印刷均匀性(同一页内和各页之间)、线条清晰度、洇纸和缺失或错向(misdirect)喷嘴外观的总体评价。在本文中，术语“印刷寿命”表示对印刷机性能的累积评价，所述印刷机性能包括印刷外观和均匀性、页复一页的打印质量和均匀性的寿命、喷嘴液滴缺失(drop out)、印刷头维修问题、停止印刷和重新开始印刷的能力。
EP-A-0869160揭示了一种包含色料、连接料和树脂乳液的喷墨油墨配方，所述树脂乳液在树脂乳液颗粒中包含离子型羧基，这些羧基使色料和树脂颗粒分离。所述树脂中“羧酸基团”的含量为1-40重量％，玻璃化温度为0-120℃。该树脂示例性的实施方式包括丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和(甲基)丙烯酸的共聚物，该共聚物包含3-20重量％的酸，玻璃化温度为53-95℃，粒度为63-235纳米，利用高玻璃化温度和低粒度。
US6541590B1揭示了基于可聚合表面活性剂(0.05-5重量％)和烯键式不饱和羧酸(4-5重量％)的组合的喷墨粘合剂。这种树脂的示例性实施方式包括(甲基)丙烯酸酯单体与羧酸单体的共聚物，所得产物的玻璃化温度为-40至120℃，分子量为10000-2000000道尔顿。该乳液胶乳颗粒的平均粒度为100-400纳米。
US6432192B1揭示了用超滤之类的提纯技术，除去金属离子之类的杂质和颜料合成过程中产生的其它不希望有的副产物。金属离子对喷射稳定性极为有害，尤其是当使用热喷墨印刷头进行喷墨时更是如此，金属离子还会使阴离子粘合剂失去稳定，特别是当用作所述喷墨油墨配方的成分时更是如此。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种包含聚合物乳液粘合剂、色料和载液的喷墨油墨，这种喷墨油墨表现出改进的印刷寿命和印刷外观特性。
因此，本发明提供了一种包含色料、液体介质和聚合物粘合剂乳液的喷墨油墨，所述聚合物包含作为聚合单元的一种或多种亲水单体，所述聚合物粘合剂乳液中亲水单体衍生单元的浆液(serum)分数不超过25重量％。本发明还提供了一种制备喷墨油墨的方法，该方法包括：(a)制备包含聚合物的聚合物粘合剂乳液，所述聚合物包含作为聚合单元的一种或多种亲水单体，(b)通过细滤法过滤所述聚合物粘合剂乳液，以降低亲水单体衍生单元的浆液分数，以及(c)将所述细滤的聚合物粘合剂乳液与色料和液体介质混合，配制所述喷墨油墨。
具体实施方式
相比亲水单体衍生单元浆液分数较高的类似的含聚合物乳液粘合剂的喷墨油墨，本发明的喷墨油墨有所改进。特别是已发现，由于减少了本发明油墨所用聚合物乳液粘合剂中亲水单体衍生单元的浆液分数，从而能提高光密度，并且还克服了困扰一些含聚合物乳液粘合剂的喷墨油墨的印刷寿命问题。
在制备聚合物乳液时，最好包含能够或不能带离子电荷的亲水单体，以提高乳液的稳定性和最终所配制产物(例如油墨、涂料、粘合剂)的稳定性。包含亲水单体的聚合物乳液合成产物包含能溶于水相或浆液相的材料。这种浆液相材料通常由未反应的亲水单体和至少是部分衍生自亲水单体的反应产物(即二聚体、低聚物和聚合物)组成。这些单元包含所述聚合物乳液中的浆液相材料，这些单元统称为“亲水单体衍生单元”。
目前已发现，这些浆液相材料的存在会对油墨的流变性能、kogation和喷嘴堵塞产生不利的影响，导致差的印刷寿命和印刷外观，从而造成差的图像质量。对本发明来说，所述亲水单体衍生单元的浆液分数，被定义为浆液相中的亲水单体衍生单元与聚合时加入的亲水单元的总量的比值，该比值可以百分数的形式表示。
本发明表明，通过制备具有低浆液分数的亲水单体衍生单元的聚合物粘合剂乳液，可以减小或消除当在喷墨油墨应用中使用所述粘合剂时，观察到的许多不利影响。
可通过检测所述乳液连续相中的酸含量，来测定含酸乳液聚合物中亲水单体衍生单元的浆液分数。所述亲水单体衍生单元的浆液分数还可包含除了酸官能单体之外的单体，例如酰胺官能单体、胺官能单体、羟基官能单体、乙酸官能单体、磷酸官能单体、硫官能单体、酸酐官能单体和聚(乙二醇)基甲醚(甲基)丙烯酸酯之类的含有聚(乙二醇)的单体。如果所述亲水单体衍生单元的浆液分数本身不是酸官能的，可使用能够定量测量亲水单体和包含所述亲水单体的水溶性材料的任意分析方法，来测定乳液中亲水单体衍生单元的浆液分数含量。这些方法包括，但不限于核磁共振波谱法或热解气相色谱质谱法。如果所述亲水单体是含氮单体，可使用定量测定氮的任意方法，例如基耶达氮测定法。
根据本发明，提供了一种包含色料、聚合物粘合剂乳液和液体介质的喷墨油墨组合物，其中所述聚合物粘合剂乳液所含的亲水单体衍生单元的浆液分数小于25重量％，或小于15重量％。
可通过本领域技术人员所知的，能够除去水溶性材料的任意细滤法，降低聚合物乳液中的亲水单体衍生单元的浆液分数，所述细滤法的实例为超滤、透析过滤(diafiltration)、透析、离子交换或反渗透。也可提高亲水单体的活性，使较高百分比的亲水单体结合在聚合物颗粒中，从而降低亲水单体衍生单元的浆液分数；或者通过在聚合反应后除去至少部分的水溶性材料来降低亲水单体衍生单元的浆液分数。
除了可用于稳定乳液聚合物的亲水单体以外，还可将包含一种或多种单体的其它合适的烯键式不饱和单体用作共聚单体，这些单体包括，但不限于：(甲基)丙烯酸烷基酯(其中的烷基为被例如羟基取代或乙酰乙酸基取代的，和未取代的C1-C50，较佳的是C1-C22，更佳的是C1-C18烷基)、苯乙烯和取代的苯乙烯、丙烯酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、氟代甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、取代的丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、取代的甲基丙烯酰胺及其组合。在所述丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯中，优选的单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙基己酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异丁烯酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯和(甲基)丙烯酸乙酰乙酸酯。这些单体最佳的是选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙基己酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异丁烯酯、苯乙烯、丙烯酰胺、丙烯酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟乙酯。适用于所述发明的其它烯键式不饱和单体，还可包括多烯键不饱和单体，例如二乙烯基苯、二乙烯基吡啶、乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二甘醇二乙烯基醚、甲基丙烯酸烯丙酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯、1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇200二丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二乙烯基甲基苯基硅烷、二甲基乙烯基二硅氧烷，以及它们的混合物。
优选的亲水单体包括一种或多种烯键式不饱和羧酸官能单体，其含量较佳的是占所加入单体总量的1-25重量％，更佳的是占1-15重量％。适用于所述发明的其它烯键式不饱和单体包括现有技术已知的聚(乙二醇)甲基醚(甲基)丙烯酸酯之类的稳定化单体(stablizing monomers)，或现有技术已知的例如US6541590B1中所述的那些单体之类的可聚合表面活性剂单体，或者它们的混合物。
如果本发明的喷墨油墨包含聚氨酯乳液，则所述亲水单体衍生单元的浆液分数。通常由以下两种物质的组合组成：一种物质是异氰酸酯官能材料与羟基官能材料反应得到的水溶性产物，另一种物质是水和部分反应的异氰酸酯官能反应物的水解反应产物。
用于本发明喷墨油墨的聚合物乳液粘合剂，还可包含基本不会改变上述性质的其它组分，包括，但不限于加工助剂，例如表面活性剂(乳化剂)、保护胶体、和本领域技术人员已知的其它稳定剂，例如包括但不限于无规、嵌段和接枝共聚物分散剂之类的聚合物分散剂，以及碱性组分和生物杀灭组分。合适的表面活性剂包括，例如十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二辛基磺基琥珀酸钠、以及全氟烷基磺酸铵、TritonTM X-100、TritonTM X-405和聚氧乙烯化聚丙二醇。
所述粘合剂优选包含玻璃化温度Tg至少为-40℃、或-35至约120℃、或-35至20℃的加聚物。Tg可由Fox公式来确定。聚合物粘合剂乳液所包含平均直径小到足以可从喷墨印刷头喷出的聚合物颗粒，其平均直径通常小于600纳米，或小于400纳米。所述粘合剂聚合物的粒度分布可以是单模态、双模态或多模态的。
可用于本发明的聚合物乳液粘合剂的分子量，可以是约5,000-2,000,000道尔顿，或50,000-1,000,000道尔顿。在本文中，分子量定义为重均分子量，可以用THF作溶剂，通过凝胶渗透色谱法测定。
粘合剂可加在油墨组合物中，较佳的是，加在包含例如颜料、粘合剂、和水介质的喷墨油墨组合物中。以油墨组合物的总重量为基准计，根据喷墨油墨印刷机和印刷头，粘合剂的含量可以为0.1-15重量％、或0.5-8重量％或1-5重量％。水性载体(aqueous carrier)可以是水；较佳的是去离子水。在一个实施方式中，以油墨组合物重量为基准计，所述水性载体的含量可以是约40-95重量％，或约55-80重量％，或约70-80重量％。要根据具体配制油墨的要求，例如所需的表面张力和粘度、所用的颜料、着色的油墨所要求的干燥时间、以及将印刷该油墨的基材类型，来选择使用本发明粘合剂的油墨组合物的合适混合物。
本发明的喷墨油墨还可包含水混溶性材料，例如湿润剂、分散剂、渗透剂、螯合剂、助溶剂、消泡剂、缓冲剂、生物杀伤剂、杀真菌剂、粘度调节剂、杀菌剂、表面活性剂、防卷缩剂、防洇色剂和表面张力调节剂，这些材料都是现有技术中已知的。有用的湿润剂包括羟基官能化合物，例如乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，4-环己烷二甲醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，8-辛二醇、1，2-丙二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、2，3-丁二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、平均分子量为200、300、400、600、900、1000、1500和2000的聚乙二醇、二丙二醇、平均分子量为425、725、1000和2000的聚丙二醇，以及如以下的化合物：2-吡咯烷酮、1-甲基-2-吡咯烷酮、1-甲基-2-哌啶酮、N-乙基乙酰胺、N-甲基丙酰胺、N-乙酰基乙醇胺、N-甲基乙酰胺、甲酰胺、3-氨基-1，2-丙二醇、2，2-硫代二乙醇、3，3-硫代二丙醇、四氢噻吩砜、丁二烯砜、碳酸亚乙酯、丁内酯、四氢糠醇、甘油、1，2，4-丁三醇、三甲基丙烷、羟泛醇、Liponic EG-1。优选的湿润剂是平均分子量为400-1000的聚乙二醇、2-吡咯烷酮、2，2-硫代二乙醇和1，5-戊二醇。优选的渗透剂包括正丙醇、异丙醇、1，2-己二醇和己基卡必醇。
本发明的油墨组合物还可包含另外的组分，包括但不限于加工助剂，例如其它(游离(free))表面活性剂、保护胶体、以及本领域技术人员已知的其它稳定剂。合适的表面活性剂包括，例如十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二辛基磺基琥珀酸钠、和全氟烷基磺酸铵、TritonTM X-100、TritonTM X-405与聚氧乙烯化聚丙二醇、以及EP-A-0882770中所述的表面活性剂之类的氟官能和硅官能表面活性剂。
可用于本发明方法的色料的实例，选自喷墨印刷中常用的颜料和染料。合适的有机颜料包括炭黑、偶氮化合物、酞菁颜料、喹吖啶酮颜料、蒽醌颜料、二噁嗪颜料、靛蓝颜料、硫靛颜料、perynone颜料、苝颜料和异二氢吲哚(isoindolene)。合适的无机颜料包括二氧化钛、氧化铁和其它金属粉末。颜料的用量通常由要制备油墨的所需性质决定。适用于本发明的颜料可包括分散的、自分散的聚合物或者它们的混合物。适用作本发明油墨色料的染料包括水溶性染料、分散染料和聚合物分散的染料，例如WO0250197Al和US6455611B1中所述的染料，以及它们的混合物。
以油墨中所有组分的总重量为基准计，色料的用量通常小于10重量％，典型的是在3-6重量％。较佳的是色料不溶于该液体介质。更佳的是所述色料为颜料。可将多种油墨结合形成一套(set)，例如一套青色、黄色、品红色和黑色，以及在喷墨油墨印刷中用作数套的已知颜色的任意组合。
湿润剂的用量由油墨的性质决定，以油墨中所有组分的总重量为基准计，湿润剂的用量可为1-30重量％，较佳的是5-15重量％。通常适合用来形成油墨的湿润剂的实例为：二元醇、聚乙二醇、甘油、乙醇胺、二乙醇胺、醇、糖类和吡咯烷酮。也可使用现有技术中已知的其它湿润剂。
合适的渗透剂的使用取决于油墨的具体用途。有用的实例包括吡咯烷酮和N-甲基-2-吡咯烷酮。
如果所述油墨使用消泡剂，消泡剂的用量通常为0.05-0.5重量％，更典型为0.1重量％。所需的量取决于制备所述油墨的颜料分散体组分所用的方法。可用于形成颜料水分散体的消泡剂是现有技术中众所周知的，可以从市场上购得，其实例包括Surfynol 104H和Surfynol DF-37(美国宾夕法尼亚州Allentown，AirProducts)
油墨中剩下的部分通常是水。以油墨中所有组分的总重量为基准计，水的量优选为45-90重量％，或55-80重量％。
可以通过现有技术中已知的用于制备这种组合物的任意方法来制备本发明的油墨组合物，例如用任意现有技术已知的方法，将组分一起混合、搅拌或搅动，以形成含水油墨。本发明油墨组合物的制备方法并不严格，只是油墨组合物应该是均一的。
下面列出了一种制备本发明油墨的方法，但是该方法并不限制为制备本发明油墨的方法：将水性载体、湿润剂、表面活性剂和渗透剂混合10分钟，或者直至混合均匀。将颜料与分散体以5∶1的比例研磨，制备颜料-分散体混合物，其中水中的总固体含量为20％。在对颜料的持续搅拌下，向颜料-分散体中缓慢加入水性载体/湿润剂/表面活性剂/渗透剂溶液。再搅拌10分钟，或直至混合均匀。在搅拌下向聚合物粘合剂中缓慢加入载体、颜料分散体、湿润剂、表面活性剂。持续搅拌10分钟或直至混合均匀。将所得的油墨的pH值调节到7.5-9.0(例如通过加入足量的20％的NH4OH)。用1微米的过滤器过滤。
预计本发明的油墨组合物包含任意必须的添加剂，以获得该油墨组合物最终用途所需的物理性能，这些添加剂包括如上讨论的螯合剂、缓冲剂、生物杀伤剂、杀真菌剂、抗氧化剂、流变改进剂、增稠剂、杀菌剂、表面活性剂、防卷缩剂、防洇色剂和表面张力调节剂。
实施例
参照以下实施例进一步描述本发明的一些实施方式：
酸单体衍生材料浆液分数的测定步骤
1.样品制备
用去离子水将17.5克胶乳稀释到35克，并用装有SL-50T转子的DuPontSorvall Super T-21离心机，在4℃、18500转/分钟的条件下离心2小时。离心之后，小心地滗出澄清的上层清液。用去离子水将17.5克上层清液稀释至30克。
2.用0.50N的HCl滴定30克样品：
用0.5N的KOH将稀释的上层清液的pH值调节到pH＝12，并使用RadiometerTTT 80滴定仪(购自Radiometer America)、RHM 84 Research pH计(购自Radiometer America)、和autoburette ABU80滴定***(购自Radiometer America)，用0.50N的HCl滴定该上层清液。酸滴定度＝体积(滴定曲线一阶导数两个峰之间的毫升数)×(0.5N)×((35-(17.5×胶乳的固体含量))/17.5。加入胶乳中的酸的总量(毫摩)＝17.5×(胶乳的固体含量)×(胶乳组合物中MAA的百分含量)×1000/86。酸单体衍生单元的清液分数百分数＝(酸滴定度/加入胶乳的酸的总量)×100。
接下来参照以下实施例进一步描述本发明的一些实施方式：
乳液1：根据以下步骤制备总组成522-EHA/43MMA/5.0MMA的加聚物：
将960克去离子水加入3升的烧瓶内，在氮气气氛下加热至85℃。另外制备由275克丙烯酸2-乙基己酯(52份)、227克甲基丙烯酸甲酯(43份)、27克甲基丙烯酸(5份)、8.2克AU-1表面活性剂(也称为NMS-1，13％，Stepan公司)和169克去离子水组成的单体乳液。在将该乳液加入反应釜之前，先向该反应釜内加入氨(22克2.6％的水溶液)、过硫酸铵(11克9.6％的溶液)和54纳米的丙烯酸类聚合物种子(22.5克22.8％的溶液)。然后在搅拌下，将所述单体乳液以3.3克/分钟的速度向该反应釜加入20分钟，同时还以0.2克/分钟的速度加入24.6克2.24％的过硫酸铵水溶液，随后分别以6.4克/分钟和0.20克/分钟的速度加入100分钟，并保持20分钟。然后将混合物冷却至60℃，向其加入2.6克0.15％的硫酸亚铁和0.008克Versene的混合物，然后加入3.2克4.4％的叔丁基过氧化氢(tBHP)和6.1克1.6％的甲醛合次硫酸氢钠(SFS)，保持20分钟，然后加入第二批相同份数的tBHP和SFS。然后将混合物冷却过滤，加入足够的29％的氨水将pH调节到8.0-9.0(最终的聚合物粘合剂中的聚合固体＝29.3重量％，平均直径273纳米，pH为8.5)。
乳液2：根据以下步骤制备总组成522-EHA/43MMA/5.0MMA的加聚物：
将2100克去离子水加入5升的烧瓶内，在氮气气氛下加热至85℃。另外制备由615克丙烯酸2-乙基己酯(52份)、507.5克甲基丙烯酸甲酯(43份)、59.84克甲基丙烯酸(5份)、6.7克TREM LF-40溶液(36％，Henkel公司)和402克去离子水组成的单体乳液。在将该乳液加入反应釜之前，先向该反应釜内加入8.94克溶于89.3克去离子水的29％的氨、溶于22.33克去离子水的2.46克过硫酸铵和50.24克22.8％的60纳米的丙烯酸类聚合物种子。然后在搅拌下，将所述单体乳液以6.92克/分钟的速度向该反应釜加入20分钟，同时还以0.45克/分钟的速度加入54.8克2.24％的过硫酸铵水溶液，随后分别以14.51克/分钟和0.45克/分钟的速度加入100分钟，并保持20分钟。然后将混合物冷却至60℃，向其加入8.7克0.1％的硫酸亚铁混合物，然后加入7.2克4.4％的叔丁基过氧化氢和13.62克1.6％的甲醛合次硫酸氢钠(SFS)，保持20分钟，然后加入第二批相同份数的tBHP和SFS。然后将混合物冷却过滤，加入足够的4％的氢氧化钾水溶液将pH调节到8.0-9.0(最终的聚合物粘合剂中的聚合固体＝27重量％，平均直径260纳米，pH为8.9)。
实施例1：透析的胶乳的制备
根据下述透析步骤，在一加仑储器内的两个独立的透析管内，对28克乳液1中所述的乳液进行处理。
实施例2：超滤的胶乳的制备
根据下述超滤方法，对2升乳液1中所述的乳液进行处理。
实施例3：超滤的胶乳的制备
根据下述超滤方法，对2升乳液2中所述的乳液进行处理。
实施例4：透析的胶乳的制备
根据下述透析步骤，在一加仑的储器中的两个独立的透析管内，对28克乳液2中所述的乳液进行处理。
胶乳的透析
按照如下所述对胶乳进行透析。
在一加仑的塑料瓶内装入去离子水，开始用磁力搅拌器低速搅拌。将透析膜(Spectra/Por CE，由Spectrum截断300,000MW，Rancho Dominguez，CA)切割成合适的长度，使该膜能够完全浸没在一加仑的瓶子内。在膜的一端折叠，将一种Spectra/Por CE密封物固定在这一端折叠的部分上。打开CE管，用医用滴管或小型注射器加入13-14克胶乳(通常足以充满约8-10英寸的膜管长度)。在装料的管的末端上折叠，用第二个密封夹密封。冲洗该装料的管，并将其放入一加仑的容器内。在此过程中，该1加仑的容器内的去离子水将变混浊，需要替换。每天替换去离子水直至其变澄清。当该过程结束(一加仑的容器内的去离子水不再混浊)后，再继续超滤2-3次替换水，然后拉出管子排空。
胶乳的超滤/透析过滤(diafiltration)
用购自Koch Industries，Wilmington，MA memberane的Romicon HF1.0-43-PM500对乳液进行超滤/透析过滤(UF/DF)，以减少可溶组分。为了超滤/透析过滤乳液，首先，以两份乳液：1份去离子水的比例稀释该乳液。以15磅/平方英寸(表压)的最大排出压力(head pressure)，泵送乳液通过膜使材料循环，沿膜长度的压降通常为5到7磅/平方英寸(表压)。在自来水逆流流动将渗透液冲至废水的情况下，(flushing the permeate to waste)，使膜渗透侧保持在常压附近。过滤期间，检测正在循环材料的体积，通过加入去离子水将稀释乳液保持在初始体积，从而补充浆液的损失。渗透过滤约2小时后，在使乳液继续循环通过膜时停止加入去离子水，从而使乳液重新达到其初始浓度。一旦乳液达到其初始的、未稀释的体积，便排干仪器回收乳液。用上述的滴定法来测定亲水单体衍生单元的浆液分数。以下显示了超滤之前和之后的乳液2的结果。
                             表1
         亲水单体衍生单元的浆液分数
  样品   亲水单体衍生单元的浆液分数
  乳液2   37％
  实施例3   8％
  实施例4   1％
应用数据
下述试验是用来显示，在喷墨油墨中使用具有减少的亲水单体衍生单元的浆液分数的聚合物粘合剂提高其印刷质量的效果。在各情况下，使用下述的油墨配方，将聚合物粘合剂配制到喷墨油墨中，并用Hewlett Packard Deskjet 890C打印机将该油墨施加在纸(Hewlett Packard Bright White喷墨纸)基材上。
               表2
            油墨配方
             喷墨油墨配方
  组分   重量
  N-甲基吡咯烷酮   6.4克
  聚乙二醇   4.0克
  AcryJet Black 357   24.8克
  丙二醇   4.8克
  Liponics EG-1   2.0克
  Surfynol 104E   0.4克
  聚合物粘合剂乳液   20.0克
  水   57.6克
  总计   120.0克
LiponicsTM EG-1是购自New Jersey，Lipo Chemicals的分散剂。
Surfynol 104E是购自PA，Air Products的分散剂。
AcryJet Black 357是购自PA，Philadelphia，Rohn and Haas公司的颜料分散体。
                            表3
                      试验样品的评价结果
  乳液→   对比乳液1  实施例1(透析的)  实施例2(超滤的)
  评价方法
  印刷寿命   良   优   优
  印刷寿命   ＜500页   ＞500页   ＞500页
  光密度   1.4   ＞1.5   ＞1.5
通过在HP895打印机上使用排干、清洗并重新装入用上述乳液制备的测试油墨的黑色墨盒(HP-45)，进行打印，对该油墨进行评价。测试打印的形式是黑色正文、黑色细线图形和黑色方块图形的组合。评价之前，使测试印刷品在环境条件下下干燥1小时。然后对测试印刷品的印刷外观、印刷寿命和光密度评级。
印刷外观是对印刷均匀性(同一页内和各页之间)、线条清晰度、洇纸和缺失或错向喷嘴外观的总体评价。印刷外观主要受印刷周期中在缺失或错向喷嘴的影响。通过检测印刷样品细线细部任意破坏的缺失情况、或方块图形中的缺行情况，将没有明显缺失或错向喷嘴的印刷样品评为优。将那些可读，但是在细线、正文文字和方块图形中具有明显破坏的印刷品评为良。用MacBeth 1200比色检验仪测量光密度。
通过对比墨盒所打印的第500页印刷品和前10页印刷品的印刷外观，来评价印刷寿命。该试验是连续打印500页相同的测试打印页，该测试打印页上包括黑色正文、黑色细线图形和黑色方块图形。视可觉察到的任何印刷外观质量降低都认为是失败，从而将印刷寿命评为＜500页。在打印500页后，如果油墨所打印的测试印刷品目视评价与初始印刷品一样好，则评为＞500页。在印刷寿命测试中，主要的失败方式是缺失或错向喷嘴的结果。

Claims (11)

1.一种喷墨油墨，包含色料、液体介质和聚合物粘合剂乳液，所述聚合物包含作为聚合单元的一种或多种亲水单体，所述聚合物粘合剂乳液中亲水单体衍生单元的浆液分数不超过25重量％。
2.如权利要求1所述的喷墨油墨，其亲水单体衍生单元的浆液分数不超过15重量％。
3.如权利要求1所述的喷墨油墨，其特征在于，所述亲水单体包含1-15重量％的一种或多种烯键式不饱和羧酸官能单体。
4.如权利要求1所述的喷墨油墨，其特征在于，所述色料不溶于所述液体介质。
5.一套油墨，包括青色、品红色和黄色，其中所述一套油墨中至少一种油墨是权利要求1的喷墨油墨。
6.一种制备喷墨油墨的方法，包括：
(a)制备含有聚合物的聚合物粘合剂乳液，所述聚合物包含作为聚合单元的一种或多种亲水单体，
(b)通过细滤法过滤所述聚合物粘合剂乳液，以降低亲水单体衍生单元的浆液分数，以及
(c)将所述细滤的聚合物粘合剂乳液与色料和液体介质混合，配制所述喷墨油墨。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述细滤法是以下方法的一种或多种：超滤、透析过滤、透析、离子交换、反渗透或者它们的组合。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，细滤之后，所述聚合物粘合剂乳液中亲水单体衍生单元的浆液分数不超过25重量％。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，细滤之后，所述聚合物粘合剂乳液中亲水单体衍生单元的浆液分数不超过15重量％。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述亲水单体包含1-25重量％的一种或多种烯键式不饱和羧酸官能单体。
11.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述色料不溶于所述液体介质。
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