液體電子照相油墨的制作方法
【專利說明】液體電子照相油墨
【背景技術(shù)】
[0001] 全球印刷市場處于從模擬印刷向數(shù)字印刷轉(zhuǎn)變的過程中。噴墨印刷和電子照相印 刷是數(shù)字印刷技術(shù)的兩個實例。液體電子照相（LEP)印刷是電子照相印刷的一個實例。LEP 印刷結(jié)合了激光印刷的靜電圖像產(chǎn)生與平版膠?。╫ffsetlithography)的橡皮布圖像轉(zhuǎn) 印技術(shù)。在LEP印刷的一個實例中，油墨圖像從相片成像板（即光電導體、感光鼓、感光器 等）靜電轉(zhuǎn)印至中間滾筒或輥，然后被轉(zhuǎn)印至所需介質(zhì)。
【附圖說明】
[0002] 通過參照下面的詳細描述和附圖，本公開內(nèi)容的實施例的特征和優(yōu)勢將變得明 顯，其中相似的附圖標記對應相似但可能不相同的組件。為簡潔起見，具有前述功能的附圖 標記或特征可以結(jié)合它們出現(xiàn)在其中的其它附圖來描述，或者可以不結(jié)合它們出現(xiàn)在其中 的其它附圖來描述。
[0003] 圖1是示出了液體電子照相油墨的實例的制造方法的實例的流程圖；及
[0004] 圖2是用于印刷本文所公開的液體電子照相油墨的實例的液體電子照相印刷體 系的不意圖。
【具體實施方式】
[0005] 本文所公開的油墨的實例適用于液體電子照相印刷機中。所述油墨包括乳膠包 封的鋁顏料顆粒，其表現(xiàn)出用于在所需印刷區(qū)域內(nèi)顯影而不會在不希望印刷的區(qū)域顯影的 足夠的導電性（例如，從約l〇pmho/cm至約500pmho/cm)。在非官能化的顏料顆粒（即裸 顏料，該裸顏料的表面不具有連接至其的額外的官能團）上包括乳膠層被認為會減少或 消除LEP印刷中殘余顏料的存在（例如，在二元油墨顯影劑/顯影（development)/顯影 (developing) (BID)單元、感光鼓和橡皮布滾筒上）。在非官能化的顏料顆粒上包括乳膠層 也會降低裸顏料與裸顏料的接觸，并提供存在于油墨中的顏料和樹脂顆粒之間所需的界面 相互作用。據(jù)信，這些特征通過產(chǎn)生具有低背景的印刷品而提高了印刷質(zhì)量。
[0006] 本文所公開的LEP油墨包括非極性載液、金屬顏料顆粒和樹脂顆粒。
[0007] 在本文所公開的實施例中，非極性載液是表現(xiàn)出諸如低介電常數(shù)、低氣味、無色、 選擇性溶解力、氧化穩(wěn)定性、低電導率、低表面張力、理想的潤濕性、延展性、低粘度、窄沸點 范圍、不腐蝕金屬、低凝固點、高電阻率、高界面張力、低蒸發(fā)潛熱和低光化反應性的疏水介 質(zhì)。此外，所選擇的載液具有低場電導率（例如，小于200pS/cm)，使其不會增加油墨的最終 導電率。
[0008] 在一個實施例中，非極性載液可選自基于烴的載體，例如脂族（直鏈/無環(huán)或環(huán) 狀）烴、支鏈脂族烴等。合適的烴載體的實例包括異鏈烷烴，例如可購自德克薩斯的休斯頓 的?？松梨诠镜呢璖OPAR?L或ISOPAR?V?？捎米鞣菢O性載液的其它的烴包括商 品名為SOLTROL?(可購自雪佛龍菲利浦化學公司）或SHELLSOL?(可購自殼牌化 學）的那些烴。如果介電常數(shù)適當?shù)氐停部梢允褂媒殡娨后w或非氧化水不混溶液體（例 如，石油餾出物）。在另一個實施例中，非極性載體為油，例如硅酮油、大豆油、植物油、植物 提取物等。要理解的是，可使用單一的烴載體或多種烴載體的組合，可使用單一的油或多種 油的組合，或者可使用（多種）烴和（多種）油的組合。
[0009] 所使用的非極性載液的量至少部分取決于所包含的金屬顏料微粒和樹脂顆粒的 量以及最終油墨的所需非揮發(fā)性固體含量。在一個實施例中，非揮發(fā)性固體含量范圍為油 墨的約0. 5 %至約50%。非極性載液可以以高達油墨的總wt. %的約99. 5wt. %的任意所需 量存在。在濃縮形式油墨的一個實施例中，可存在約l〇wt. %至約50wt. %的非極性載液。 在印刷過程中，可存在約0. 2wt. %至約4wt. %的非極性載液。
[0010] 金屬顏料顆粒包括非官能化的鋁顏料和直接接觸非官能化的鋁顏料表面的乳膠 層。乳膠層將非官能化的鋁顏料完全包封、鈍化等，從而覆蓋鋁顏料的裸表面。
[0011] 非官能化的鋁顏料是尚未受到添加官能團至表面的表面處理的裸鋁顏料。非官 能化的鋁顏料是未處理的鋁薄片、鋁珠或球形鋁顏料。非官能化的鋁顏料的實例可購自 Sigma_Aldrich、Alcoa或AlphaChemical。在一個實施例中，錯顏料為等于或大于99%的 純鋁，在其表面上包括氧化鋁層，并且不存在任何其它的樹脂。在另一個實施例中，鋁顏料 是一種合金。在包封前，非官能化的錯顏料的直徑范圍可為2ym至約20ym。由于包封過 程中發(fā)生的局部平坦化，可能希望使用在該范圍的下限的非官能化的鋁顏料。
[0012] 為了用乳膠層充分包封顏料，非官能化的鋁顏料經(jīng)受包封工藝（它的一個實施例 在下文描述）。乳膠層可為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度范圍為約60°C至約120°C的均聚物或雜聚物。 均聚物或雜聚物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度范圍也可為約75 °C至約90 °C。在一個實施例中，乳膠層由 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為約80°C的均聚物或雜聚物制成。
[0013] 均聚物（或雜聚物的疏水性組分）可由選自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙 烯酸丁酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙 烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸異冰片 酯、甲基丙烯酸硬脂酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸二甘醇酯、二甲基丙烯酸 三甘醇酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四 醇四甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯、苯乙烯、甲基苯乙烯、乙烯基芐基氯、丙烯腈和甲基丙烯腈 的單體形成。
[0014] 雜聚物可由至少兩種所列單體、或一種或多種所列單體的和親水單體（例如丙烯 酸或甲基丙烯酸）形成。雜聚物的實例包括苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙 烯腈作為疏水組分。這種示例雜聚物還可包括丙烯酸或甲基丙烯酸作為親水組分。在雜聚 物中，（多種）疏水組分構(gòu)成聚合物的約90%至約100%。在其它實施例中，疏水組分構(gòu)成 聚合物的至少95%或至少98%。雜聚物的另一個實例包括苯乙烯（57. 4wt. % )、丙烯酸 丁酯（20wt. % )、甲基丙烯腈（20wt. % )、甲基丙烯酸（2wt. % )和二甲基丙烯酸乙二醇酯 (0? 6wt. % ) 〇
[0015] 在一個實施例中，聚合所選擇的（多種）單體以形成所需的均聚物或雜聚物。所述 (多種）單體不是在金屬顏料顆粒的形成過程中原位聚合，而是在包封工藝之前聚合的。可 使用任意合適的聚合工藝。然后，在包封工藝中使用均聚物或雜聚物。在一個實施例中，在 包封工藝中所使用的均聚物或雜聚物存在于從聚合工藝殘留的水中。在另一個實施例中， 將水添加至均聚物或雜聚物。在又一個實施例中，用異鏈烷烴液體分散均聚物或雜聚物。當 使用時，異鏈烷烴液體可構(gòu)成高達分散體的80wt. %。
[0016]在另一個實施例中，均聚物或雜聚物是可商購的存在于溶液中的?？缮藤彽娜?膠顆粒的一些實例包括1^￥11￡2@系列（例如，：^丫11￡2?1824、^￥11￡2@1820和 RAYREZ?200)和RAY1COTE?系列（例如，RAYKOTE?1589)的苯乙稀丙稀酸乳膠 顆粒，所有這些都可購自南卡羅來納的切斯特的SpecialtyPolymers,Inc.。
[0017]包封工藝包括在預定的溫度下將非官能化的鋁顏料與包含乳膠顆粒的液體混合 預定的時間（如在圖1中的附圖標記1〇〇所示）。如上所述，所述液體可為水或異鏈烷烴液 體?；旌衔镏械娜槟z顆粒與非官能化的鋁顏料顆粒的比率范圍為約1:5至約1:1. 5。換句 話說，相對于非官能化的鋁顏料顆粒的量，乳膠顆粒的量的范圍為約20%至約150%。
[0018] 使用低剪切研磨工藝來混合非官能化的鋁顏料和乳膠顆粒。低剪切研磨工藝包括 輕微攪動或振動而不是劇烈振動。在一個實施例中，低剪切研磨工藝為球磨，這包括在小 珠的存在下振動或研磨組分。如一個實施例，將非官能化的鋁顏料和乳膠顆粒與不同尺寸 (例如，直徑約2mm至約5mm)的氧化錯或氧化紀珠于磨碎機中在約30rpm至約300rpm范圍 內(nèi)的旋轉(zhuǎn)頻率下和在約-l〇°C至約75°C范圍內(nèi)的溫度下混合，直至將非官能化的鋁顏料分 散。
[0019] 在混合所需時間量之后，將小珠和液體移除，留下乳膠包封的非官能化的鋁顏料 (即金屬顏料粒子），如圖1中附圖標記102所示。當用水作為所述液體時，可通過強制空 氣循環(huán)、冷凍干燥或另一類似技術(shù)將金屬顏料顆粒從水中分離。當用異鏈烷烴作為所述液 體時，可通過過濾或另一合適的技術(shù)將金屬顏料顆粒從異鏈烷烴液體中分離?？稍诜秶鸀?環(huán)境溫度（例如，約20°C)至約75°C的溫度下完成液體的移除。
[0020] 在用乳膠層包封非官能化的鋁顏料之后，所得的金屬顏料顆粒具有等于或小于 50ym的粒度，并且在約5ym至約15ym的粒度范圍呈現(xiàn)出基本平坦的形態(tài)?；酒教沟?形態(tài)是初始球形的幾何形狀在包封工藝中經(jīng)歷輕微平坦化的結(jié)果?？赏ㄟ^調(diào)整剪切力來實 現(xiàn)基本平坦的形態(tài)。例如，剪切力越高，用于使顏料至少部分平坦化的時間越短。通過非官 能化的鋁顏料的厚度和乳膠層的厚度來限定所述基本平坦的形態(tài)。在一個實施例中，金屬 顏料顆粒在非官能化的鋁顏料具有約50nm至約300nm范圍內(nèi)的厚度的部分和乳膠層具有 約50nm至約1，OOOnm范圍內(nèi)的厚度的部分呈現(xiàn)基本平坦的形態(tài)。在一個實施例中，當金屬 顏料顆粒的一部分具有基本平坦的形態(tài)時，顆粒的剩余部分接近球形或者是球形。據(jù)信，所 述平坦形態(tài)提供了所需的反射性能，這導致印刷品具有所需的動態(tài)色指數(shù)（flopindex)和 所需的銀色，并且球形形態(tài)使顆粒