白色喷墨墨水制造技术

白色喷墨墨水，其包含阴离子表面活性剂、白色颜料、胶乳颗粒和余量的水，所述阴离子表面活性剂的分子量少于10000。所述白色颜料具有i）密度少于3g/cm3；以及ii）在预定的时间段内基本恒定的颗粒尺寸。所述基本恒定的颗粒尺寸在约100nm至约300nm的范围内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】白色喷墨墨水
技术介绍
在家庭和办公应用之外，喷墨技术已经扩展到高速的、商业的和工业的印刷。喷墨印刷是一种无压印刷方法，其利用电子信号来控制并引导待沉积在介质上的液滴或墨水流。一些商业和工业的喷墨印刷机利用固定的打印头和一个移动的基底网以实现高速印刷。现有的喷墨打印技术包括以热喷、压电压力或振荡的方式驱动墨滴通过细小的喷嘴至介质的表面上。由于多种原因，包括低印刷机噪音、高速记录和多颜色记录的能力，这种技术已经成为一种在多种介质表面（例如纸张）上记录图像的常用方式。附图简要描述本公开的实施方案的特征和优点将通过参照下述详细描述和附图而显现，其中相同的附图标记对应相似的（尽管它们可能并不完全相同）组件。为了简明，具有在之前已描述的功能的附图标记或特征会或不会连同它们出现于其中的其他附图一起描述。图1是图解说明制造一种白色喷墨墨水的实例的方法的实施方案的流程图；图2是图解说明与多种不同的表面活性剂一起研磨的白色颜料的颗粒尺寸的图表；图3是图解说明白色颜料的颜料聚集稳定性的图表。专利技术详述已经发现一些用在喷墨印刷中的水性白色墨水困扰于分散不稳定性。据信，所述分散不稳定性可能是由于所使用的白色颜料的聚集和/或沉降所导致。作为一个实例，包含二氧化钛颗粒的白色墨水可能会显示出不稳定性。当使用更小尺寸（例如，低于50nm）的二氧化钛颗粒时其稳定性可能会提高；然而，更小的颗粒也可能导致不希望出现的白色墨水的不透明度下降。本文公开的白色喷墨墨水的实例展示出稳定性。“稳定性”是指白色颜料颗粒经历极少的（如果存在的话）聚集（即在预定的时间内白色颜料的颗粒尺寸基本保持一致）和沉降。不受任何理论限制，据信在白色喷墨墨水中使用的材料体系会在分散环境中的颜料颗粒间产生排斥力（例如静电排斥）。所述材料体系包含低密度（即少于3g/cm3）的白色颜料和阴离子表面活性剂，所述阴离子表面活性剂的分子量（数均）少于10000。据信阴离子表面活性剂与白色颜料的一种或多种表面基团（例如羟基）以下述方式相互作用：带负电荷的阴离子基团背离白色颜料颗粒的表面。带负电荷的阴离子基团的位置引起了白色颜料颗粒互相排斥，因此避免了附聚或者聚集成较大的颜料斑点。据信白色颜料颗粒的低密度有助于减少沉降。本文公开的白色喷墨墨水的实例展示出令人满意的白色不透明度（即，至少50%）。不透明度的百分比可以通过包含合适量的白色颜料填充以及胶乳颗粒来获得。通过作为光学隔离物的胶乳颗粒影响白色喷墨墨水的反光强度。作为在白色颜料间的隔离物的胶乳颗粒促进了颜料和胶乳间折射率的更大变化。这导致了光散射的增强和更高的不透明度。本文公开的白色喷墨墨水是水性墨水，其包含白色颜料、阴离子表面活性剂、胶乳颗粒和余量的水。在一些实例中，所述白色喷墨墨水不包含其他组分。在另一些实例中，所述白色喷墨墨水包含添加剂，例如荧光增白剂、杀生物剂、其他表面活性剂、助溶剂、和/或保湿剂。所述白色喷墨实例的各组分将会参照图1进一步描述，所述图1图解说明了制造白色喷墨墨水的方法10的实施方案。如图1所示，方法10开始于珠磨过程（附图标记12）。所述过程是为了得到以下的白色颜料颗粒而进行的，所述白色颜料颗粒具有的平均尺寸适合于得到白色不透明度并获得良好的可喷射性。在一个实例中，所需的白色颜料颗粒的平均颗粒尺寸在约200nm至约300nm的范围内。在珠磨之前，白色颜料颗粒可能是平均颗粒尺寸大于300nm的附聚物的形式。在一个实例中，所述颗粒附聚物可能会大于0.5μm。白色颜料选自一类白色填充颜料，所述白色填充颜料的有效密度少于3g/cm3。所述白色颜料的实例包括沉淀碳酸钙（PCC）、硅酸铝、氧化铝（即铝土）、用白色颜料（例如TiO2）的一个或多个薄层涂覆的云母基颜料，或其组合。在珠磨过程中，制备了水和所选的白色颜料的浆料。在一个实例中，所述浆料包含约25wt%的白色颜料颗粒和剩下余量的水。所述浆料可以含有约10wt%至约50wt%的白色颜料颗粒。将所述浆料与研磨介质混合，并将该混合物加入到珠磨机、磨碎机或其他类型的颗粒尺寸降低装置。珠磨机的一个例子是日本KotobukiIndustries制造的UAM015珠磨机。在一个实例中，使用100μm的二氧化锆（ZrO2）珠作为研磨介质。浆料与研磨介质的比率可以在约2:3（v/v）至约3:1（v/v）的范围内。接下来珠磨将以适当的条件（例如，速度、温度等）进行适当的时间来完成以获得所需的减少的颗粒尺寸。在一个实例中，该速度可以为约3000rpm，且温度可以在约10℃至约80℃的范围内。在一个实例中，研磨可以以每循环约5分钟至60分钟完成。在一个实例中，研磨循环为约30分钟。使用的循环次数可以取决于（至少部分取决于）白色颜料颗粒的原始尺寸和所需的减少的尺寸。在一个实例中，任何情况下都进行了1至4次循环。这一过程导致原始的白色颜料颗粒/附聚物解聚成分离的颗粒。例如，在珠磨中，研磨介质带来的碰撞使颜料附聚物粉碎为分离的颗粒，所述分离的颗粒具有的平均颜料颗粒尺寸为或低于300nm。在珠磨过程中，可以监测颗粒尺寸，例如通过动态光散射（DLS）和/或扫描电子显微镜（SEM）监测。珠磨完成后，珠磨介质通过例如筛网或一些其他适当的过滤器与白色颜料颗粒分离。如图1中附图标记14所示，所述浆料（现在包含了减少尺寸的白色颜料颗粒）用水稀释。在一个实例中，所述浆料被稀释至包含约5wt%的白色颜料颗粒。所述稀释的浆料可以包含约5wt%至约30wt%中任意含量的白色颜料颗粒。然后，选择用于白色喷墨墨水的阴离子表面活性剂，如附图标记16所示。如上所述，选择阴离子表面活性剂从而它能与白色颜料以所需的方式相互作用。更具体地，选择阴离子表面活性剂从而当阴离子表面活性剂与白色颜料颗粒混合时，表面活性剂会朝着分离的颜料颗粒移动并使自身附着在其表面上（通过物理吸附和/或化学吸附）。据信表面活性剂的阴离子基团使自身定向从而其负电荷背离颜料颗粒的表面。更进一步据信，这将在墨水环境中产生排斥力，以避免颗粒附聚。这使得白色颜料颗粒能随时间维持基本恒定的颗粒尺寸。在一个实例中，白色颜料以喷墨墨水总wt%的约5wt%至约30wt%的量存在。“基本一致的颗粒尺寸”是指白色颜料颗粒（在发生尺寸减少并引入喷墨墨水后）的平均颗粒尺寸在预定期间的时间内保持在一个预定的范围内或者低于一个预定的值。在一个实例中，颗粒尺寸维持在约100nm至约250nm的范围内。在另一个实例中，约90%的颗粒保持其尺寸基本一致。预定期间的时间可以为至少3个月于环境条件下（例如，温度为约20℃至约25℃）。在又一个实例中，在将白色颜料颗粒被引入白色喷墨墨水后，白色颜料颗粒的颗粒尺寸至少6天保持低于300nm或在200nm至300nm的范围内。适合的阴离子表面活性剂的实例具有的分子量少于10000。阴离子表面活性剂的一些具体的实例包括50%活性的不含烷基酚聚氧乙烯醚的水中聚合物分散剂（例如，英国Lubrizol,Ltd.生产的SOLSPERSE®46000）以及十二烷基硫酸钠(SDS)。在选择阴离子表面活性剂后，白色喷墨墨水接下来通过混合稀释的浆料和所述阴离子表面活性剂、胶乳颗粒和余量的水来制备。该过程显示于图1的附图标记18。可将阴离子表面活性剂、胶乳颗本文档来自技高网...

【技术保护点】
白色喷墨墨水，包含：阴离子表面活性剂，所述阴离子表面活性剂的分子量少于10000；白色颜料，所述白色颜料具有i）密度少于3g/cm3；以及ii）在预定的时间段内基本恒定的颗粒尺寸，所述基本恒定的颗粒尺寸在约100nm至约300nm的范围内；胶乳颗粒；和余量的水。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.白色喷墨墨水，包含：阴离子表面活性剂，所述阴离子表面活性剂的数均分子量少于10000；白色颜料，所述白色颜料具有i）密度少于3g/cm3；以及ii）在环境温度下至少3个月的时间段内在100nm至300nm范围内的颗粒尺寸；胶乳颗粒；和余量的水，其中所述白色颜料以喷墨墨水总wt%的5wt%至30wt%的量存在，并且其中所述阴离子表面活性剂以最多为白色颜料量的20%的量存在。2.如权利要求1所述的白色喷墨墨水，其中所述阴离子表面活性剂选自SOLSPERSE®46000和十二烷基硫酸钠。3.如权利要求1所述的白色喷墨墨水，其中所述白色颜料选自沉淀碳酸钙、硅酸铝、氧化铝、用二氧化钛涂覆的云母颜料，或其组合。4.如权利要求1所述的白色喷墨墨水，其中胶乳颗粒的量在相对于白色颜料wt%的2wt%至相对于白色颜料wt%的50wt%的范围内。5.如权利要求1所述的白色喷墨墨水，还含有荧光增白剂。6.制造白色喷墨墨水的方法，所述方法包括：珠磨浆料，所述浆料包含25wt%的白色颜料，所述白色颜料的密度少于3g/cm3；稀释所述浆料至包含5wt%的白色颜料；选择数均分子量少于10000的阴离子表面活性剂，所述阴离子表面活性剂将与白色颜料相互作用以使白色颜料在白色喷墨墨水中表现出在环境温度下至少3个月的时间段内在100nm至300nm范围内的颗粒尺寸；和使所述稀释的浆料与所选择的阴离子表面活性剂、胶乳颗粒和余量的水混合，其中所述白色颜料以喷墨墨水总wt%的5wt%至30wt%的量存在，并且其中所述阴离子表面活性剂以最多为白色颜料量的20%的量存在。7.如权利要求6所述的方法，其中选...

【专利技术属性】
技术研发人员：HT吴，HS汤姆，
申请(专利权)人：惠普发展公司，有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：美国;US