CN101622318B - 连续偏转喷墨技术的喷墨印刷油墨组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在室温下是液体的通过连续偏转喷墨技术用于喷墨印刷的油墨，该油墨含有：-粘合剂；-一种或多种染料和/或颜料；和-溶剂，其中：-相对于油墨组合物总重量，溶剂含有至少10wt％的至少一种非环状缩醛，和至少5wt％的能够使油墨中存在的可离子化物质解离的一种或多种其它有机化合物。

Description

连续偏转喷墨技术的喷墨印刷油墨组合物
技术领域
本发明涉及一种用于标记任何类型的载体(support)、底材(或基底，substrate)和物体的油墨组合物，其中该油墨组合物的性质特别适合于通过所谓的“连续偏转喷墨(continuous deflected jet)”技术对各种不同类型的载体、底材(或基底)和物体实施液体喷墨打印或标记，无论它们是多孔的还是无孔的。
背景技术
喷墨印刷是一种公知的技术，利用这种技术能够将根据需要变化的信息，如条形码、销售截止日期等以高速印刷、标记或装饰在各种类型的物体上，而不需使这些物体与印刷设备接触，这些操作甚至在不平滑载体上也能实施。
喷墨印刷系统可分成两种主要类型：“按需滴墨”(DOD)型和“连续式喷墨”(CIJ)型。
我们尤其感兴趣的是后一种技术，对连续偏转喷墨技术(continuous deflected jet technique)更加特别感兴趣。
通过偏转式连续喷墨喷涂包括在压力下将油墨输送到包含压电晶体的空腔中，油墨以喷射形式通过喷口(喷嘴)从空腔中逸出。该压电晶体以预定频率振动，使喷墨中产生压力波动，喷墨进行振荡，并逐渐分裂为球形的墨滴。如果油墨是导电性的，在喷墨发生分裂的地方，借助放置在喷射轨迹上的电极，就可以使这些墨滴带上静电荷。因此带电的墨滴在电场中发生偏转而能够进行印刷。而不带电的墨滴就不会发生偏转，它们被回收到沟槽中，在那里油墨被吸取然后回收到油墨回路中。
这种类型的连续喷墨喷涂确保了在不必是平滑的物品上以高速运转进行无接触式标记，并可以根据需要改变信息。
该技术尤其适合于生产线上工业产品的标记和标识(有效期，序列号、批号、条形码等)，或用于邮政编码邮政信件和包裹。
“按需滴墨式(drop on demand)”喷墨喷涂(jet spraying)可以通过“液泡(bubble)”喷墨喷涂，或通过“压电”喷墨喷涂来实现。在第一种情况下，油墨在喷嘴附近被雾化，而且这种雾化会导致位于使油墨雾化的电阻与喷嘴之间的少量油墨喷射。在第二种情况下，压力的突然变化(该变化是受到压电陶瓷或压电晶体的电刺激而运动并位于喷嘴附近的致动器而产生的)，导致油墨液滴的喷射。
适合于连续偏转喷墨喷涂的油墨组合物必须满足一些与本技术有关的固有标准，尤其对于黏度、电导率、在清洁用溶剂中的溶解度、组分的相容性、待标记的载体的适当润湿等。
另外，这些油墨必须是能够速干的，能够在喷嘴附近流动或保持静止而不会堵塞它，而且喷墨要具有高定向稳定性，同时还使得可以便于清洁打印头。
组成用于连续偏转式喷墨类型的喷墨印刷的现有油墨的成分是无机或有机产品；它们是着色物质(dyestuff)，例如染料或颜料，树脂或粘合剂，它们在一种或多种或多或少的挥发性溶剂中或在水中，可选地还有一种或多种导电性盐，以及各种添加剂。
组成用于按需滴墨式类型的喷墨印刷的现有油墨的成分也是无机或有机产品；染料或颜料，树脂或粘合剂，它们在一种或多种或多或少的挥发性溶剂中或在水中，在比例上与偏转式连续喷墨印刷使用的不同，但不需要具备导电性。
着色物质称为“染料或颜料”，这取决于它们在所使用的溶剂中是否分别是可溶的或不溶的。
因此，性质为不可溶性的颜料被分散，并且可以是透明的或不透明的。它们为油墨赋予颜色、不透明性，或者特定的光学特性，如荧光特性(参见专利或专利申请US-A-4 153 593、US-A-4 756758、US-A-4 880 465、EP-A-O 289 141、US-A-5 395 432、GB-A-2 298713)。在某些情况下，染料自身也赋予油墨足够的电导率，以至于无需添加导电性盐。已知名称为C.I.溶剂黑(C.I.Solvent Black)27、29、35和45的染料就属于这类染料。
粘结剂或树脂是绝大部分固体和聚合化合物，它们的选择是根据其在所选溶剂中的溶解性和其与染料、其他添加剂的相容性，还有尤其要根据其一旦干燥就有助于油墨薄膜生成的特性。
它们的首要作用是能够为油墨提供对载体或特定载体，例如无孔载体的最大粘附性。它们还使得可以赋予油墨在喷墨时可形成液滴的适合黏度，并使油墨、甚至获得的标记具有足够的抵抗物理和/化学腐蚀的性能。
添加剂包括：
—增塑剂，其可软化干油墨膜并且可以改善油墨在所标记的载体上的附着力和粘合力；
—分散剂，其能够使颜料分散。这种分散剂可以根据其是否可电离或根据溶剂的极性，通过空间效应和/或通过静电效应来稳定颜料；
—抑制由某些提供电导率的盐(如氯化物)诱导的腐蚀性的试剂(参见文献EP-A-O 5107 52、US-A-5 102 458)；
—添加剂，其保护油墨避免滋生细菌和其它微生物它们是抗微生物剂、杀菌剂、杀真菌剂等和尤其用于含水油墨中的添加剂；
—pH-调节缓冲剂(参见EP-A-O 735 120)；和
—消泡剂。
喷墨油墨也可以包含改变油墨润湿或渗透能力的表面活性剂(参见专利US-5 395 431)，尤其是那些改变或调节静态或动态表面张力的表面活性剂，例如购自3M公司的Fluorad FC 430。这些产品使液滴的滴落(impact)尺寸均衡化。因此，液滴的滴落都具有相同的直径，不论载体的性质、洁净度或平坦度如何。
在用于连续偏转喷墨印刷的油墨的情况下，添加剂也包括可选地一种或多种导电性盐。
可选的导电性盐为油墨静电偏转提供所需的导电性。关于这方面信息可以参考文献US-A-4 465 800。然而，还应该注意的是，在一些情况下，颜料已经赋予油墨足够导电性，就不必添加导电性盐了。
在赋予导电性的盐中，在油墨的溶剂介质中可以被电离、溶解和离解的任何种类的物质都可以应用。
对于主要溶剂为水的油墨，对油墨导电性的贡献通常对于溶于水的大部分产品是电离物质不会存在问题。
然而，含水介质并不认为是广泛的各种制剂，因为水的溶剂化能力有限，而且水的蒸发速率太慢以致于不能适应喷墨的高速打印环境。而且，各种对聚合物和染料具有高溶解能力的有机溶剂可以配制成快干的和对各种类型载体具有优异附着力的油墨。
另一方面，在这些有机介质中，仅在溶剂充分解离时，也就是说当其介电常数和其偶极矩足够高之时才可能导电。当属这种情况时，就有必要找到一种阳离子和阴离子在该介质中均可充分溶解的盐。
最常见的这些油墨的溶剂是由混合物组成，其一方面含有，一般占主要用量的低粘度挥发溶剂，以使标记能够非常迅速地变干并将粘度调节到所需的值，例如从2mPa.s调节到10mPa.s；另一方面，还含有干得较慢的粘度更大且挥发性较差的溶剂，其用量较少，用以防止油墨在打印设备关机期间在喷嘴中变干。
所使用的挥发性溶剂经常是低分子量的醇类、酮类或酯类溶剂，例如在专利US-A-4 567 213、US-A-5 637 139和US-A-6 814 791中所指出的那些。
在这些溶剂之中，主要提到的是甲醇、乙醇、1-丙醇和2-丙醇、丙酮、甲基乙基酮(MEK)、甲基异丙基酮、甲基丙基酮、甲基异丁基酮、乙酸乙酯、乙酸甲酯和二氧戊烷(或二噁烷，dioxolane)。
在专利US-A-6 869 986中引述了1，3-二氧戊烷作为喷墨打印用油墨的溶剂组分。二氧戊烷可以占油墨总重量的10wt％至85wt％。
挥发性较差的溶剂，尤其是具有延迟变干作用的溶剂，最常见的是酮类，如在文献US-A-4 024 096和US-A-4 567 213中引述的环己酮，在文献US-A-4 155 767中提到的乙二醇醚、醚类、呋喃和二氧戊烷，二甲基甲酰胺或二甲亚砜(US-A-4 155 895)，内酯(EP-A-O034 881)，N-甲基吡咯烷酮(EP-A-O 735 120)，二醇(WO-A-96 23844)，以及甚至是另外具有油膜渗透作用的脂族烃(US-A-4 166044)，或者单独地或是其它溶剂、以上引述的溶剂的组合的水，对于这类文献可以参考US-A-4 153 593、GB-A-2 277 094和FR-A-2460 982。
一般而言，用于连续偏转喷墨喷涂的油墨的主要的或占优势溶剂必须满足一定的标准，尤其是：
—它们的挥发性应足以使被标记的载体上的油墨速干，但挥发性也不应太大而使印刷机上的油墨蒸发得太快，尤其是在关机期间，由此能够使之在长时间关机之后再启动时具有良好的质量；
—它们对油墨粘合剂、染料或颜料分散体以及待印刷的载体的溶剂化能力，必须使其能够为油墨上赋予良好的附着力；
—在该油墨是用于连续偏转喷墨印刷的油墨时，占优势的或主要溶剂(以及次要溶剂，其含量较少)必须具有使离子物质保持解离的能力，例如为油墨赋予电导率的盐；
—其对个体健康的影响，即其毒性、有害性、刺激性和可燃性，必须降低；
—它们必须能够可选地保持油墨可选地预想被摄取、并且无菌；以及
—它们还必须尽可能地是非亲水性的，以使其不会当油墨在连续偏转喷墨打印机中的再循环期间加速从环境湿度中吸收水分。因为水几乎总是在破坏由有机溶剂中的亲水树脂获得的油墨膜的抗性。
目前常用的用于连续偏转喷墨打印的油墨中的所谓主要的或占优势的溶剂均未同时满足所有上述标准。
因而，甲醇有毒，且溶剂化能力一般；乙醇挥发性不足，乙酸乙酯和其他乙酸酯类具有极端强烈的气味，这在许多应用中是不可接受的缺陷；丙酮挥发性太强且闪点太低(-18℃)；甲基乙基酮(MEK)具有足够的溶解性和良好的溶剂化能力，但其是一种刺激剂，具有区别性的气味且非常易燃(闪点为-9℃)，而且在某些国家的法规中甚至是禁用的；四氢呋喃(THF)比甲基乙基酮挥发性更高，因为其沸点比甲基乙基酮低10℃，其闪点(-17℃)几乎低于所有的酮类，其能够生成爆炸性过氧化物，其是一种类似于甲乙酮的刺激剂并且含有超过25％四氢呋喃的油墨必须标识为刺激物。
因此，对于适用于连续偏转喷墨打印的油墨组合物还存在未满足的需要，其中溶剂同时满足以上提及的所有标准，并且由此所需性能转移至油墨，同时根据毒性和环境保护的条件，特别是满足法规条件。
干燥时间尽可能接近甲基乙基酮而又无其缺点的油墨也将是有利的。
还存在对适宜的油墨，尤其是适用于连续偏转喷墨印刷技术的油墨的需求，该油墨使得可以使具有不同表面特性的所有种类物品的标记都能够速干，并且同时还赋予标记优异的质量和均匀度，不论该物品是多孔的还是无孔的。
此外，该油墨必须产生表现出好的附着力和耐化学侵蚀的能力的标记；并且通常具备用于连续喷墨技术的喷墨打印机油墨通常需要的所有特性：粘度、电阻率等。
另外，该油墨必须具有尽可能高的干燥速度，才能容许实施高速标记。
换句话说，该油墨必须同时具备速干、不堵塞喷嘴和由此甚至在长时间持续关闭的之后也能快速启动的性质。
因此，本发明的目的是提供一种实现以上所指出的其中所有要求的适用于连续偏转喷墨打印的油墨组合物，其满足了以上提及的标准和要求，且并不具有现有技术的油墨组合物的欠缺、限制、缺陷和缺点，并克服了现有技术中的组合物尤其是对于其中含有的溶剂的性能存在的问题。
根据本发明，通过连续偏转喷墨技术用于喷墨印刷的油墨组合物实现了上述目的和其它目的，该油墨组合物在室温下是液体，包含：
—粘合剂；
—一种或多种染料和/或颜料；和
—溶剂；
其中：
—所述溶剂包含相对于油墨总重量至少10wt％的至少一种非环状缩醛，和至少5wt％的一种或多种能够使油墨中存在(发现)的可离子化物质解离的其它有机化合物。
术语“室温”一般被理解为是指5℃至30℃的温度，优选10℃至25℃的温度，更优选15℃至24℃的温度，更好地是20℃至23℃的温度。当然应该理解油墨在大气压力下是液态的。
所述非环状缩醛一般选自甲醛缩二乙醇、甲醛缩二甲醇、乙醛缩二乙醇、乙醛缩二甲醇(或二甲基乙缩醛，dimethylacetal)及它们的混合物。在前述化合物中，甲醛缩二乙醇是优选的。
为了消除对甲醛缩二乙醇精确性质的任何歧义，其属于缩醛类，并具有以下别名：
乙氧基甲基乙基醚；
1，1-二乙氧基甲烷；
甲烷，二乙氧基-；
乙烷，1，1′-[亚甲基二(氧)]二-；
二乙基甲醛(diethylformal)；
甲醛二乙基缩醛。
甲醛缩二乙醇的经验式为C5H12O2，且CAS登记号为[462-95-3]。
其结构式如下：
Figure G2008800049059D00091
甲醛缩二甲醇具有以下别名：
甲氧基甲基甲醚；
1，1-二甲氧基甲烷；
甲烷，二甲氧基-；
二甲基甲醛；
甲醛二甲基缩醛。
甲醛缩二甲醇的经验式为C3H8O2，且CAS登记号为[109-87-5]。
其结构式如下：
CH3OCH2OCH3。
乙醛缩二乙醇具有以下别名：
1，1-二乙氧基乙烷；
乙醛二乙基缩醛。
乙醛缩二乙醇的经验式为C6H14O2，且CAS登记号为[105-57-7]。
其结构式如下：
Figure G2008800049059D00101
乙醛缩二甲醇具有以下别名：
1，1-二甲氧基乙烷；
乙醛二甲基缩醛。
乙醛缩二甲醇的经验式为C4H10O2，且CAS登记号为[534-15-6]。
其结构式如下：
Figure G2008800049059D00111
这些非环状缩醛溶剂主要用作有机化学中需要非质子溶剂的反应的反应介质。它们也用作萃取溶剂，或者作为有机合成中乙氧基甲基化剂。它们也用于粘合剂、防腐剂或脱漆剂(paint stripper)的配方中。
美国专利6 911 293公开了包含基于缩醛或缩酮的能够用于制造半导体的显微光刻法的光敏组合物。该专利并未涉及任何油墨，更不用说喷墨印刷的特定油墨。
美国专利5 576 406公开了能够通过阳离子聚合反应聚合的组合物，其中溶剂是缩醛(如甲醛缩二乙醇)并且指出这样的组合物可以用作液体涂料或粉末涂料的配方。并未提及这些组合物在用于喷墨印刷的油墨和特定油墨中的用途。
美国专利4 155 767描述了用于喷墨印刷的油墨组合物。具体而言，该文献中的B型组合物是无粘结剂的喷墨印刷油墨，其含有15％～20％的THF；10％～35％的水；6％～25％的脂肪族醇；25％～75％(或20％～65％)的环状或脂族酮、醛、未明确指出其精确性质的缩醛、醚或酯；1％至17％的电解质；6％至17％的表面活性剂和0.5％至5％的染料。
在第6栏提及的B型油墨组合物不包含缩醛。
对于该文献实施例1的B配方同样如此。
本发明是基于出人意料的发现，即非环状缩醛，尤其是甲醛缩二乙醇，使油墨的配方特别适用于连续喷墨喷涂，且其蒸发速率高于单独基于乙醇的类似组合物的蒸发速率，该蒸发速率接近于甲基乙基酮的蒸发速率，而甲醛缩二乙醇的沸点却比乙醇沸点高8℃。同样出人意料的是，我们观察到通过使用非环状缩醛，优选以上列出的4种缩醛，特别优选甲醛缩二乙醇代替一些(或部分)甲基丙基酮可以使基于甲基丙基酮的油墨的蒸发速率增加。
而且，根据本发明所使用的非环状缩醛，特别是以上所列的四种非环状缩醛，尤其是甲醛缩二乙醇，在挥发性上比环状缩醛有利，因此蒸发速率提高。
确实，在油墨组合物中所面临的问题，对于连续偏转喷墨印刷而言是极端特殊的，以至于甚至可能能够在适用于其它技术的油墨组合物的类似的解决方案也不能立即和直接地转用于连续喷墨印刷的油墨组合物中。
更不必说非环状缩醛，如所述的4种缩醛尤其是甲醛缩二乙醇在甚至更远(remote)的组合物如涂料组合物(与油墨组合物不同，其必然是不透明的)或如粘合剂组合物或防腐溶液中的可选用途，绝对不会得出诸如甲醛缩二乙醇的非环状缩醛可以适用于油墨中的非常特定的用途，甚至更具体而言是连续偏转喷墨印刷的油墨中的用途的结论。
根据已知的组合物，从诸多现有的有机溶剂中选择非环状缩醛甚至更具体而言甲醛缩二乙醇可以使得油墨满足以上提及的，尤其是有关溶剂性质的所有标准、条件和需求并不是显而易见的。诸如甲醛缩二乙醇的非环状缩醛用于这种油墨组合物中在现有技术中既没有公开也没有暗示指出。
通过使用非环状缩醛，尤其是甲醛缩二乙醇能够满足由连续喷墨喷涂的油墨组合物溶剂性质限定的标准和条件。因此，对于甲醛缩二乙醇：
—其沸点为88℃，尽管沸点稍高，接近于乙醇和甲基乙基酮的沸点；和
—25℃时的蒸气压为80mbar，非常接近于乙醇76mbar的蒸气压。
蒸汽压和沸点值是快速蒸发速率的良好指征。
其溶解大多数聚合物的能力对于获得对大多数待标记的载体的良好附着力也是非常有利的。
—其能够完全溶解聚羟基苯乙烯、酚醛树脂、丙烯酸树脂、松香及其一些衍生物，酮和醛树脂，更一般而言，能够完全溶解与能够溶解于乙醇的那些树脂相同。
—其能够溶解染料，尤其是C.I.溶剂染料的能力与乙醇的溶解能力一样好。
甲醛缩二乙醇是一种可燃性产品，闪点为-5℃，但其是无害的，也无刺激性。其味道既不强烈，也不会令人不愉快。
与以下物质相比，甲醛缩二乙醇是更为有利的：
—甲醇，有毒且所具有的溶剂化能力较低；
—乙酸乙酯，或其它乙酸酯，其味道更强烈；
—丙酮，挥发性太高，闪点非常低(-18℃)；以及
—甲基乙基酮，属于刺激剂，闪点较低(-9℃)，亲水性太强。
由于采用了非环状缩醛，如以上所提及的4种缩醛，尤其是甲醛缩二乙醇，根据本发明，出人意料的是，配制真正不含甲基乙基酮且由此不会产生后者的固有缺点但同时又几乎具有甲基乙基酮所有优点的油墨是可能的。
具体而言，根据本发明的油墨由于采用非环状缩醛尤其是采用甲醛缩二乙醇而具有高度的稳定性。
甲醛缩二乙醇的另一个最特定的优点是其与水和乙醇形成富水共沸物(water-rich azeotrope)。因此，在印刷循环中油墨蒸发期间，富水共沸物的蒸发会有利地有助于去除打印机交联期间油墨从环境中吸收的水分。甲醛缩二乙醇对水的低亲合力将会增强油墨不从环境空气中吸收水分的能力。
根据本发明的油墨组合物，更具体而言是其中所含的溶剂，另外含有相对于油墨总重量至少5wt％的另一种有机化合物—也就是说是不同于诸如甲醛缩二乙醇的非环状缩醛的有机化合物—其能够解离可离子化物质，尤其是盐且特别是导电性盐，这种盐在连续偏转喷墨喷涂印刷的油墨中在多数情况下都是需要的。
在特定情况下，如果诸如甲醛缩二乙醇的非环状缩醛用作单一溶剂，其解离能力、效能(power)是不够的。这就是为什么其必须根据本发明与第二种溶剂组合使用以获得必要的电导率，尤其是其用于连续喷墨印刷时更是如此。
这样的组合，不能采用任何不利地影响以上提及的诸如甲醛缩二乙醇的非环状缩醛的有利性质的方式，因为其制成连续偏转喷墨喷涂打印油墨的优选用途提供必要的解离能力，特别是使之能够解离连续偏转喷墨喷涂印刷的油墨中多数情况下都需要的导电性盐。
换句话说，可以说诸如甲醛缩二乙醇的非环状缩醛与离子的解离溶剂组合，同时提供了对塑料或橡胶材料的附着力、连续偏转喷墨喷涂的“喷涂能力”和蒸发速率，并同时保留了油墨膜的良好形成性能。
优选地，根据本发明的组合物相对于组合物总重量含有10wt％至85wt％，更优选35wt％至50wt％的至少一种非环状缩醛，如甲醛缩二乙醇、甲醛缩二甲醇、乙醛缩二乙醇、乙醛缩二甲醇或它们的两种或多种的混合物。
优选地，根据本发明的组合物相对于所述其它有机化合物组合物的总重量含有5wt％至70wt％，更优选10wt％至40wt％的所述其它有机化合物。
所采用的溶剂的总量一般占组合物总重量的30wt％至95wt％，优选50wt％至90wt％。
除了诸如甲醛缩二乙醇的非环状缩醛之外的所述其它组成溶剂部分的有机化合物选自例如醇类，尤其是低分子量醇，例如脂肪醇；酮类，优选低分子量酮；亚烃基二醇醚；亚烃基二醇酯和亚烃基二醇醚酯，如乙酸酯；二甲基甲酰胺；N-甲基吡咯烷酮；酯类；直链醚或环醚；脂族、环状或非环状烃，例如直链或支链的烃；芳香烃或非芳香烃；碳酸酯，如碳酸丙二酯、碳酸乙二酯以及碳酸二甲酯和碳酸二乙酯；以及所有本领域技术人员所公知的其能够使能离子化或解离成离子的物质(可离子化的物质，例如盐)解离的化合物；及它们的混合物。当在其中存在所述物质时，具有解离这些物质的能力的化合物一般应该理解成能够产生导电溶液的液体化合物。
优选地，组成部分溶剂的所述其它(一种或多种)有机化合物是挥发性低于诸如甲醛缩二乙醇的非环状缩醛的有机溶剂。
相对于仅含有诸如甲醛缩二乙醇的非环状缩醛作为溶剂的油墨，优选这种或这些化合物另外具有溶解油墨其它成分尤其是粘结剂、染料、添加剂等的性能，和/或减缓油墨蒸发的能力。
醇类优选选自具有1至5个碳原子的直链或支链脂肪醇，如甲醇、变性或非变性乙醇(这取决于所使用的国家的强制性规范)、1-丙醇、2-丙醇、正丁醇、2-丁醇、叔丁醇等。
酮类优选选自具有3至10个碳原子的酮，如丙酮、丁酮(甲基乙基酮)、2-戊酮(甲基丙基酮)、3-甲基-2-丁酮(甲基异丙基酮)和4-甲基-2-戊酮(甲基异丁基酮)。
亚烃基二醇醚一般选自亚烃基链中含有1至10个碳原子的亚烃基二醇的单烃基(C1至C6烃基)醚或二烃基(C1至C6烃基)醚；优选该亚烃基二醇是乙二醇或丙二醇，如甲氧基丙醇。
二醇酯和二醇醚酯优选选自由二醇和二醇醚与具有1至6个碳原子的饱和脂肪羧酸(如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和己酸)形成的酯。
举例而言，可以提及的是丙二醇甲醚乙酸酯、二乙二醇丁醚乙酸酯等。
酯类优选选自具有1至10个碳原子的醇的低分子量酯，如甲酸酯、乙酸酯、丙酸酯或丁酸酯。
醚类优选选自低分子量的醚，如二氧戊烷或四氢呋喃。
已经观察到，溶剂包含，优选由甲醛缩二乙醇和丙酮溶剂组成，即甲醛缩二乙醇和丙酮溶剂的组合，相对于溶剂重量，优选的比例为10wt％至90wt％例如50wt％的甲醛缩二乙醇和90wt％～10wt％例如50wt％的丙酮；或甲醛缩二乙醇和甲基丙基酮，优选比例相同(90/10例如50～10/90例如50)；或者溶剂包含，优选由甲醛缩二乙醇和甲基异丙基酮的溶剂组成，优选比例相同(90/10例如50～10/90例如50)，出人意料地获得了特别快速变干的油墨。
根据本发明的油墨组合物还含有粘结剂，该粘结剂包含一种或多种聚合物和/或树脂。
这些聚合物和/或树脂优先选自(甲基)丙烯酸、乙烯基树脂、酮树脂、酚醛树脂、纤维素树脂、苯乙烯树脂和环氧树脂；聚氨酯、苯乙烯-丙烯酸酯以及它们的两种或多种的组合。
这些树脂的实例如下：
对于丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂和苯乙烯丙烯酸酯，有Johnson Polymer的
Figure G2008800049059D00171
Rohm & Haas的和Atochem的
Figure G2008800049059D00174
或Zeneca的
Figure G2008800049059D00175
对于乙烯基树脂，有Vianova的
Figure G2008800049059D00176
Union Carbide的
Figure G2008800049059D00177
或Wacker的
Figure G2008800049059D00178
对于酮树脂，产品由Huls和BASF提供，例如Huls的所谓的AP和SK树脂和BASF的
Figure G2008800049059D00179
对于酚醛树脂，产品由Vianova以商标名
Figure G2008800049059D001710
提供。
在纤维素树脂中，如硝化纤维素、乙基纤维素、乙酰丙酸或乙酰丁酸纤维素，例如可以提及的是由Hercules(AQUALON)和Eastman提供的产品。
在环氧树脂中，可以提及的是由Shell提供的
Figure G2008800049059D00181
或CIBA(或Huntsman)提供的ARALDITE。
在聚氨酯中，可以提及的是Mitchanol的
Figure G2008800049059D00182
相对于油墨组合物总重量，根据本发明的油墨组合物中粘结剂的比例一般为0.1wt％～40wt％，优选0.5wt％～30wt％，更优选1wt％～25wt％，以及更好的是3wt％～20wt％。
另外，该油墨组合物可以含有一种或多种增塑剂(对于粘结剂的树脂或聚合物而言)，例如，选自本领域技术人员公知的增塑剂并选择其起到含有一种或多种聚合物和/或树脂的粘结剂的功能，作为增塑剂，可以提及的有，例如，热塑性聚氨酯。
缩醛如甲醛缩二乙醇的溶剂化能力使得能够容易地将这种增塑化合物引入到本发明的组合物中。
相对于油墨组合物总重量，(一种或多种)增塑剂的量一般为至少0.05wt％，优选0.1wt％至20wt％。
根据本发明的组合物还包含一种或多种染料和/或颜料。
染料和/或颜料可以选自本领技术人员已知的适用于所需用途的任何染料或颜料；这些颜料或染料中的一些在上文中已经提到。
这些颜料还包括色淀(1akes)。
它们一般选自已知名称为“C.I.溶剂染料(C.I.Solvent Dyes)”和“C.I.颜料(C.I.Pigments)”的染料和颜料。以最常见的颜料和染料的实例为C.I.溶剂黑(C.I.Solvent Black)27，29、C.I.溶剂黑7、C.I.溶剂黑35，45、C.I.溶剂蓝(C.I.Solvent Blue)70、C.I.溶剂红(C.I.Solvent Red)124、颜料蓝(Pigment Blue)60或颜料蓝15的分散体。
染料和/或颜料的用量一般占油墨组合物总重量的0.1wt％～20wt％，优选3wt％～10wt％。
由于缩醛尤其是甲醛缩二乙醇能够大量溶解染料，特别是能溶解大量的荧光染料，因此能够获得特定的荧光油墨，也就是说在微弱的UV辐照下是可见的油墨。
另外，除了当另一种成分本身是一种解离时能够提供导电性并能为油墨提供足够的电导率的盐以至于无需添加有效的导电性盐的情况之外，能够通过连续偏转喷墨喷涂的根据本发明的油墨组合物一般可以含有至少一种导电性盐。
这是因为油墨不得不通过连续喷墨喷涂施用时，其在液态时必须具有足够的电导率，一般在20℃要大于或等于300μS/cm，优选大于500μS/cm，更优选约500～2000μS/cm或更大(20℃)。
为油墨提供连续喷墨喷涂所必需的电导率的产品是可离子化的化合物，如盐。在油墨中已经存在的染料(由于颜料和溶剂不能为这些油墨提供电导率)为油墨提供了足够的电导率以至于无需添加有效的导电性盐。这些染料无疑是盐：对于以上提及的已知名为“C.I.溶剂黑(C.I.Solvent Black)”27、29、35和45的化合物就属于这种情况。
然而，油墨组合物中经常有必要包含导电性盐，严格地说是不同于染料的导电性盐，这些导电性盐一般选自碱金属如锂、钠和钾的盐；碱土金属如镁和钙的盐；以及简单铵盐或季铵盐；这些盐可以是卤化物(氯化物、溴化物、碘化物、氟化物)、高氯酸盐、硝酸盐、硫氰酸盐、甲酸盐、乙酸盐、硫酸盐、磺酸盐、丙酸盐、三氟乙酸盐、三氟甲磺酸盐(三氟-甲磺酸盐)、六氟磷酸盐、六氟锑酸盐、四氟硼酸盐、苦味酸盐和羧酸盐等的形式。
如果有必要的话，这些导电性盐因此可以存在于油墨组合物中以赋予油墨组合物上述电导率；优选其用量为占油墨组合物总重量的0.1wt％～20wt％，更优选0.1wt％～10wt％，而更佳的是0.1wt％～5wt％。
根据本发明的组合物可以另外含有一种或多种选自改善这些组分中一些组分的溶解性、印刷质量、附着力，或控制油墨在各种载体上的润湿的化合物。
例如，(一种或多种)添加剂能够选自消泡剂、化学稳定剂、UV稳定剂；表面活性剂，如FC 430、抑制盐蚀的稳定剂；杀细菌剂和杀真菌剂和杀生物剂，以及pH-调节缓冲剂等。
添加剂的用量非常低，一般小于或等于5％，有时低至0.01％，这取决于它们是否是消泡剂、稳定剂或表面活性剂。
本发明的另一目的是通过将诸如以上描述的油墨组合物喷墨到这些物体、底材(或基底)或载体上以标记例如多孔或无孔材料的底材、载体或物体的方法。
该标记过程经由连续偏转喷墨技术通过喷墨印刷来实施。
本发明的另一个主题是设置有经过如上述描述的油墨组合物干燥后所获得的标记的底材、物体或载体(例如多孔或无孔)。
这些底材可以例如由金属如铝或钢(饮料罐)；玻璃(玻璃瓶)；陶瓷；含纤维素的材料如纸，可选地涂层或光面的抛光纸，木板或木材；合成聚合物(“塑料”)尤其是以膜形式的聚合物，如PVC、PET、聚烯烃，如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)；“有机玻璃(Plexiglas)”；织物制成，或由任何其它无孔或多孔材料制成；或者由前述材料中的几种的复合材料制成。
优选底材由纸构成，如普通白纸、牛皮纸(Kraft paper)或“票证纸”(“bond”paper)。
具体而言，这种底材可以选自邮政物件，如信纸、信封、邮包、包裹和邮戳；身份文件如身份证和护照、纸币、支票、股票、证书、债券、运输单据、门票(entry ticket)、塑料包装膜，例如用于邮政递送的杂志和其它报纸的，等等。
在所有底材上都能够获得质量优良的标记或印刷图像，甚至是孔率很低的底材，甚至是在表面非常不平的底材上也是如此。
阅读了通过以举例说明和非限制性的实施例的方式给出的本发明以下实施方式之后，将会更好地理解本发明。
实施例
根据本发明的以下油墨组合物通过将表I中所提及的产品按照所示比例混合而制备。该表也给出了所获得的油墨的粘度和电导率。
表I
Figure G2008800049059D00221
(1)Rohm & Haas的PARALOID B66
(2)Vianova的酚醛清漆型酚醛树脂(
Figure G2008800049059D00222
PN 320)
(3)Wacker的VINNOL H14/36
(4)Clariant的TELAJET NOIR NS
(5)Orient Chemical的OIL BLACK 860
(6)Ciba的ORASOL NOIR RLI
(7)Bayer的MACROLEX YELLOW 6G
(8)Bayer的MACROLEX RED H
(9)Bayer的MACROLEX BLUE 3R
(10)Tego Chemie的TEGOGLIDE 410
所有的百分数都是重量百分数。
根据本发明，由表I中的每一种油墨组合物得到的膜都是非常扭结(torque)(紧)且光滑的，对绝大多数载体的附着很好。
因此所制备的油墨在由
Figure G2008800049059D00231
制造的Jaime 1000 Series 4型连续偏转喷墨打印机上进行测试，所有油墨得到的打印质量都非常好。
实施例1
所生产的油墨是黑色油墨，由于其具有其非常优异的附着力，因此主要适用于对各类用于包装的载体。
甲醛缩二乙醇的溶剂化能力能够使溶剂黑29溶解。
实施例2
该油墨是黑色油墨，是由于甲醛缩二乙醇能够溶解溶剂黑27型染料。
实施例3至7
这些黑色油墨对PVC型载体具有特别好的附着力。
由于存在甲醛缩二乙醇而获得优良的稳定性。
实施例2至6
因为采用了甲基异丙基酮和甲醛缩二乙醇的溶剂组合，这些多用途黑色油墨变干特别迅速。
除了实施例7的油墨外，根据欧洲立法，所制备的所有油墨都仅可标识为F＝“高度可燃的”。
这些油墨既不归为“XI”(刺激剂)类，也不归为“XN ”(有害的)类。

Claims (35)

1.一种在室温下是液体的通过连续偏转喷墨技术用于喷墨印刷的油墨组合物，所述油墨组合物含有：
-粘合剂；
-一种或多种染料和/或颜料；和
-溶剂，
其中：
相对于所述油墨组合物的总重量，所述溶剂含有至少10wt％的至少一种非环状缩醛，和10wt％至70wt％的能够使所述油墨中存在的可离子化物质解离的一种或多种其它有机化合物，其中，所述非环状缩醛选自甲醛缩二乙醇、甲醛缩二甲醇、乙醛缩二乙醇、乙醛缩二甲醇以及它们的混合物，
其中，所述其它有机化合物选自醇；酮；亚烃基二醇醚；亚烃基二醇酯和亚烃基二醇醚酯；二甲基甲酰胺；N-甲基吡咯烷酮；酯；直链醚或环醚；脂族的环状或非环状烃；芳香烃或非芳香烃；碳酸酯；以及已知具有能够使可离子化物质离解以及可选地具有溶解所述油墨组合物的其它成分和/或减慢所述油墨挥发的性能的所有化合物；以及它们的混合物。
2.根据权利要求1所述的油墨组合物，相对于所述组合物的总重量，含有10wt％至85wt％的至少一种非环状缩醛。
3.根据权利要求1所述的油墨组合物，相对于所述油墨组合物的总重量，含有10wt％至40wt％的所述其它有机化合物。
4.根据权利要求1所述的油墨组合物，其中，所述其它化合物选自具有1至5个碳原子的直链或支链脂肪醇；具有3至10碳原子的酮；亚烃基链上含有1至10个碳原子的亚烃基二醇的单(C1至C6烃基)醚或二(C1至C6烃基)醚；以及具有1至6个碳原子的饱和脂肪羧酸的二醇酯和二醇醚酯。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的油墨组合物，其中，所述溶剂含有甲醛缩二乙醇与丙酮的组合、或甲醛缩二乙醇与甲基丙基酮的组合，或甲醛缩二乙醇与甲基异丙基酮的组合。
6.根据权利要求1所述的油墨组合物，其中，所述粘合剂含有一种或多种聚合物。
7.根据权利要求6所述的油墨组合物，其中，所述聚合物选自(甲基)丙烯酸树脂、乙烯基树脂、酮树脂、酚醛树脂、纤维素树脂、苯乙烯树脂和环氧树脂、聚氨酯、苯乙烯和丙烯酸酯共聚物，以及它们两种或多种的组合。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的油墨组合物，相对于所述油墨组合物的总重量，含有0.1wt％至40wt％的粘合剂。
9.根据权利要求1所述的油墨组合物，另外包含用量为占所述油墨的总重量至少0.05wt％的一种或多种增塑剂。
10.根据权利要求1所述的油墨组合物，其中，所述染料和/或颜料选自已知名称为“C.I.溶剂染料”和“C.I.颜料”的染料和颜料。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的油墨组合物，相对于所述油墨组合物的总重量，含有0.1wt％至20wt％的染料和/或颜料。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的油墨组合物，所述组合物在20℃在液态时的电导率大于300μS/cm。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的油墨组合物，另外含有至少一种用量占所述油墨组合物的总重量0.1wt％至20wt％的导电性盐。
14.根据权利要求13所述的油墨组合物，其中，所述导电性盐选自卤化物、高氯酸盐、硝酸盐、硫氰酸盐、甲酸盐、乙酸盐、磺酸盐、丙酸盐、三氟乙酸盐、三氟甲磺酸盐、六氟磷酸盐、六氟锑酸盐、四氟硼酸盐、苦味酸盐、羧酸盐和硫酸盐形式的碱金属和碱土金属的盐、以及季铵盐。
15.根据权利要求1所述的油墨组合物，另外含有选自消泡剂、化学稳定剂、UV稳定剂、表面活性剂、盐腐蚀抑制剂；杀细菌剂、杀真菌剂和杀生物剂，以及pH调节缓冲剂中的一种或多种添加剂。
16.根据权利要求1所述的油墨组合物，相对于所述组合物的总重量，含有35wt％至50wt％的至少一种非环状缩醛。
17.根据权利要求1所述的油墨组合物，其中，所述亚烃基二醇酯和亚烃基二醇醚酯是乙酸酯；所述脂族的环状或非环状烃是直链或支链的烃；所述碳酸酯是碳酸丙二酯，碳酸乙二酯以及碳酸二甲酯和碳酸二乙基酯。
18.根据权利要求4所述的油墨组合物，其中，所述直链或支链脂肪醇是甲醇、变性或非变性乙醇、1-丙醇、2-丙醇、正丁醇、2-丁醇、叔丁醇，所述亚烃基二醇是乙二醇和丙二醇。
19.根据权利要求5所述的油墨组合物，其中，所述溶剂由甲醛缩二乙醇与丙酮的组合、或甲醛缩二乙醇与甲基丙基酮的组合，或甲醛缩二乙醇与甲基异丙基酮的组合构成。
20.根据权利要求8所述的油墨组合物，相对于所述油墨组合物的总重量，含有0.5wt％至30wt％的粘合剂。
21.根据权利要求8所述的油墨组合物，相对于所述油墨组合物的总重量，含有1wt％至25wt％的粘合剂。
22.根据权利要求8所述的油墨组合物，相对于所述油墨组合物的总重量，含有3wt％至20wt％的粘合剂。
23.根据权利要求9所述的油墨组合物，另外包含用量为占所述油墨的总重量0.1wt％至20wt％的一种或多种增塑剂。
24.根据权利要求11所述的油墨组合物，相对于所述油墨组合物的总重量，含有3wt％至10wt％的染料和/或颜料。
25.根据权利要求12所述的油墨组合物，所述组合物在20℃在液态时的电导率大于或等于500μS/cm。
26.根据权利要求12所述的油墨组合物，所述组合物在20℃在液态时的电导率为500至2000μS/cm。
27.根据权利要求13所述的油墨组合物，另外含有至少一种用量占所述油墨组合物的总重量0.1wt％至10wt％的导电性盐。
28.根据权利要求2所述的油墨组合物，相对于所述油墨组合物的总重量，含有10wt％至40wt％的所述其它有机化合物。
29.一种通过连续偏转喷墨技术将油墨组合物喷墨印刷到物体上以对物体进行标识的方法，其特征在于，喷涂的所述油墨组合物是权利要求1至28中任一项所述的油墨组合物。
30.一种物体，其特征在于，其具有通过由权利要求1至28中任一项所述的油墨组合物变干和/或吸附而获得的标记。
31.根据权利要求30所述的物体，其特征在于，所述物体由无孔或多孔材料制成。
32.根据权利要求31所述的物体，其特征在于，所述物体由金属、玻璃、陶瓷、含有纤维素的材料、合成聚合物、织物制成；或由几种前述材料的复合物制成。
33.根据权利要求32所述的物体，其特征在于，所述金属是铝、钢，所述含有纤维素的材料是纸、木板、木材，所述合成聚合物是PVC、PET、聚烯烃。
34.根据权利要求33所述的物体，其特征在于，所述合成聚合物是膜的形式。
35.根据权利要求33所述的物体，其特征在于，所述含有纤维素的材料是涂层或蜡光纸。
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