CN104583344A

CN104583344A - 喷墨油墨组合物

Info

Publication number: CN104583344A
Application number: CN201380045216.3A
Authority: CN
Inventors: 朱莉·克罗斯; 辛迪·查姆; 弗洛里·克劳丁·普莱斯
Original assignee: Domino Printing Sciences PLC
Current assignee: Domino Printing Sciences PLC
Priority date: 2012-11-02
Filing date: 2013-10-21
Publication date: 2015-04-29
Also published as: WO2014068280A1; US9670372B2; EP2914669B1; EP2914669A1; US20150291816A1

Abstract

一种喷墨油墨组合物，该组合物包含一种或多种挥发性有机溶剂和一种或多种着色剂，所述油墨的特征在于，其包含一种或多种润湿剂和萜烯酚醛树脂。

Description

喷墨油墨组合物

技术领域

本发明涉及喷墨油墨组合物，特别地，尽管不一定唯一地，本发明涉及用于热喷墨(TIJ)打印的组合物。

背景技术

在工业编码和标记编码领域中，日期和可追溯信息被直接应用在产品和/或产品包装上。为了在工业环境中在一致的基础上实现高质量的图像，对于喷墨油墨来说，具有长的开盖时间(decap time)是有利的。

开盖时间被定义为在空闲时打印头可以保持开盖且当重新开始打印时打印头仍然可以产生高质量编码的时间段。一些喷墨油墨受到喷嘴周围干燥的油墨影响而导致较差的开盖行为，因此导致打印质量变差。较差的开盖行为往往是由在油墨中的溶剂蒸发并留下非挥发性的材料而引起的，该非挥发性的材料至少部分地阻塞喷嘴，因此对喷射性能是有害的。

提高喷墨油墨的开盖性能的常用方法是将非挥发性的润湿剂添加到油墨中，以降低在喷嘴内油墨干燥的可能性。然而，这可能对油墨的干燥时间产生不利影响。

热喷墨(TIJ)打印是理想的编码和标记技术，因为它比该领域的竞争技术(例如连续喷墨)提供了明显更高的打印分辨率。然而，随着增加的对于食品包装使用柔性的塑料材料的趋势，针对油墨要求快速干燥且很好地附着在这些半多孔基材和无孔基材上。大多数市售的热喷墨油墨是水性的，因此，受到相当长的干燥时间和在半多孔基材或无孔基材上的较差的附着力的影响。因此，需要含有挥发性有机溶剂的TIJ油墨。

迄今为止刊登的技术揭示了各种添加剂的使用，以改善包括TIJ油墨的包含溶剂、着色剂、粘合剂和润湿剂的喷墨油墨的开盖行为。

国际(PCT)专利申请WO2011/041364公开了一种热喷墨油墨组合物，其包含挥发性有机溶剂、粘合剂树脂、染料、多达40％的使干燥时间降低的润湿剂和用于延长开盖时间的添加剂。该添加剂选自增塑剂、表面活性剂、脂肪烃、干性油和它们的混合物，所得到的油墨呈现出最长的开盖时间(10分钟)。

国际(PCT)专利申请WO2010/042105公开了开盖控制添加剂的用途，该添加剂在25℃下具有1mm Hg至5mm Hg的蒸汽压力，并且具有比油墨的碱性溶剂高的沸点，该添加剂选自1-甲氧基-2-丙醇、乳酸乙酯、叔丁醇、乙酸叔丁酯、1-丁醇和它们的组合物。在该申请中示例的油墨呈现出最长的开盖时间(5分钟)。

美国专利8182597公开了一种溶剂型喷墨油墨组合物，其包含至少50重量％的挥发性有机溶剂、着色剂、润湿剂、0.3重量％至8重量％的粘合剂树脂和不多于5重量％的水，其中，该油墨组合物适合于用在热喷墨打印机中，且具有至少60秒的开盖时间。此外，该专利中所示的最长开盖时间是5分钟。

美国专利8142559公开了一种热喷墨油墨，其包含一种或多种选自C₁-C₄的醇、C₃-C₆的酮和它们的混合物的挥发性有机溶剂，一种或多种润湿剂(其中，润湿剂以不多于30重量％的量存在)，一种或多种粘合剂树脂，和一种或多种染料，其中，该油墨组合物适合于用在热喷墨打印机中，且具有至少15秒的开盖时间。在该专利中所给出的实施例中，最长有效开盖时间被限制至60秒。

第0 501 406号欧洲专利公开了一种用于喷墨打印机的油墨，其包含油溶性染料、合成树脂和有机溶剂，其中，合成树脂含有萜烯-酚共聚物树脂和苯乙烯-丙烯酸共聚物树脂。萜烯-酚共聚物树脂和苯乙烯-丙烯酸共聚物树脂被包含以提供优异的喷射稳定性、优异的耐磨性、对于各种记录材料的附着性，特别地，提供优异的墨点铺展性和对于附着有蜡的记录材料和涂覆有含有蜡的涂覆组合物的记录材料的附着性。所描述的油墨适合于用在连续喷墨打印机中，在该环境中，由于油墨连续不断地循环，且在打印结束时，通常冲洗打印头以确保油墨不残留在喷嘴中，故开盖性能通常不是问题。并不奇怪的是，在EP 0 501 406中没有提及润湿剂，并且该专利也没有记载开盖性能。

发明内容

本发明的一个目的是克服或解决现有技术的喷墨油墨组合物的问题，或至少提供一种商业上有用的喷墨油墨组合物的替选物。替选的目的和/或另外的目的是提供一种喷墨油墨组合物，其与已知的喷墨油墨组合物相比制造更便宜和/或更高效。

优选地，如本文所描述的喷墨油墨组合物与已知的喷墨油墨组合物相比已改善了开盖性能(即，增加了开盖时间)。可替选地，如本文所描述的喷墨油墨组合物与可具有与已知的商业的喷墨油墨组合物相等的商业上有用的开盖时间。

优选地，用于热喷墨打印机的热喷墨油墨组合物将不仅展现出在无孔基材(如聚丙烯)上的大约小于5秒的干燥时间，而且还能够展现出至少1小时的开盖时间。

因此，在一方面，本发明提供了一种喷墨油墨组合物，其包含一种或多种挥发性有机溶剂和一种或多种着色剂，所述油墨的特征在于，其包含一种或多种润湿剂和萜烯酚醛树脂。

在本发明的另一方面，提供了萜烯酚醛树脂在喷墨油墨组合物，优选地，在热喷墨油墨组合物中作为增加开盖时间的添加剂的用途。

现将进一步描述本发明。在下面的段落中，本发明的不同方面被更加详细地限定。如此限定的每个方面可以与任何其它的一个或多个方面结合，除非明确地相反指示。特别是表示为优选的或有利的任何特征，可以与任何其它的表示为优选的或有利的一个或多个特征相结合。

优选地，所述油墨包含一种或多种粘合剂。

优选地，所述一种或多种粘合剂选自聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、松香酯树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚酯、酚醛树脂、乙烯基树脂、聚苯乙烯/聚丙烯酸酯共聚物、纤维素醚、硝酸纤维素树脂、聚马来酸酐、缩醛聚合物、聚苯乙烯/聚丁二烯共聚物、聚苯乙烯/聚甲基丙烯酸酯共聚物、磺化聚酯、醛树脂、聚羟基苯乙烯树脂和聚酮树脂以及它们中的两种或更多种的混合物。在一个实施方式中，该组合物不含有苯乙烯-丙烯酸共聚物树脂和/或聚乙烯醇缩丁醛树脂。在一个实施方式中，粘合剂由丙烯酸树脂组成或包含丙烯酸树脂。

优选地，所述一种或多种粘合剂按重量计以高达30％的量存在。

更优选地，所述一种或多种粘合剂按重量计以高达10％的量存在。

优选地，所述一种或多种挥发性有机溶剂按重量计以小于50％的量存在。基于组合物的总重量，所述一种或多种挥发性有机溶剂可以以按重量计小于45％、按重量计小于40％、或按重量计小于35％的量存在。

更优选地，所述一种或多种挥发性有机溶剂按重量计以5％至45％、或按重量计10％至40％的量存在。

优选地，所述一种或多种挥发性有机溶剂选自醇、酮、酯和醚以及它们的混合物。更优选地，所述一种或多种挥发性有机溶剂选自醇、酮、醚以及它们的混合物。

仍更优选地，所述一种或多种挥发性有机溶剂选自C₁-C₄的醇。更优选地，所述一种或多种挥发性有机溶剂选自C₂-C₄的醇。优选地，所述挥发性有机溶剂包含乙醇或由乙醇组成。

所述一种或多种挥发性有机溶剂可以包含甲基乙基酮或由甲基乙基酮组成。

优选地，所述一种或多种着色剂以按重量计0.1％至15％的量存在。更优选地，基于组合物的总重量，所述一种或多种着色剂以按重量计0.5％至10％的量存在。

优选地，所述一种或多种着色剂包含任何合适的染料和/或颜料。

优选地，所述一种或多种润湿剂以按重量计大于35％的量存在。基于组合物的总重量，所述一种或多种润湿剂可以以按重量计大于约40％或按重量计大于约45％的量存在。基于组合物的总重量，所述一种或多种润湿剂可以以按重量计大于约35％至按重量计约80％，或按重量计约40％至按重量计约70％，或按重量计约50％至按重量计约65％的量存在。

优选地，所述一种或多种润湿剂选自多元醇、乙二醇醚、乙二醇醚乙酸酯、双丙酮醇、2-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、乳酸乙酯、乳酸丁酯、碳酸丙烯酯、1,3-二甲基-2-咪唑烷二酮、和烷基酯以及它们的任意组合。

优选地，所述多元醇选自聚乙二醇、聚丙二醇、聚(乙烯-共-丙二醇)、三羟甲基丙烷、乙二醇、甘油、二乙二醇、三乙二醇、三丙二醇、四乙二醇、五乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丁二醇、三乙二醇、1,2,6-己三醇、硫二甘醇、己二醇、双-2-羟基乙醚、1,4-丁二醇、1,2-丁烯二醇、1,4-丁烯二醇、1,3-丁烯二醇、1,5-戊二醇、2,4-戊二醇、2,4-庚二醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇、1,12-十二二醇、1,4-环己二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,2-双(羟甲基)环己烷、1,2-双(羟乙基)-环己烷、3-甲基-1,5戊二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、新戊二醇、季戊四醇、山梨糖醇、甘露糖醇以及它们的任意组合。

优选地，所述乙二醇醚选自乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、三丙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、丙二醇正丙醚、丙二醇叔丁醚、丙二醇正丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇正丙醚、二丙二醇叔丁醚、二丙二醇正丁醚、三丙二醇正丙醚、三丙二醇叔丁醚、三丙二醇正丁醚、乙基溶纤剂、甲基溶纤剂、聚乙二醇单甲醚、聚丙二醇单甲醚、甲氧基三乙二醇、乙氧基三乙二醇、丁氧基三乙二醇、1-丁氧基乙氧基2-丙醇以及它们的任意组合。

优选地，乙二醇醚选自乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单丙醚、三丙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、聚烷基醚以及它们的任意组合。更优选地，乙二醇醚选自乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单丙醚、三丙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚以及它们的任意组合。

特别优选的润湿剂为丙二醇单甲醚。

可替选地或额外地，优选的润湿剂为1,1,2,2-四甲氧基乙烷。

在一个实施方式中，润湿剂选自聚烷基醚、乙二醇醚中的一种或多种以及它们的任意组合。优选地，润湿剂包含丙二醇单甲醚和/或1,1,2,2-四甲氧基乙烷或由丙二醇单甲醚和/或1,1,2,2-四甲氧基乙烷组成。

优选地，所述萜烯酚醛树脂包含蒎烯和酚(如苯酚或双酚)的共聚物。

优选地，所选的所述萜烯酚醛树脂的分子量在500至1000的范围内。

优选地，所述萜烯酚醛树脂包含蒎烯和酚的共聚物，例如以商标DertopheneT所售的蒎烯和酚的共聚物。

优选地，萜烯酚醛树脂具有小于约55℃的Tg值，更优选地，萜烯酚醛树脂具有范围从约40℃至约55℃的Tg值，仍更优选从约45℃至约50℃的Tg值，最优选近似约48℃的Tg值。玻璃转换温度(Tg)通常利用差示扫描量热法来测量。优选地，额外地或可替选地，基于萜烯酚醛树脂的总重量，萜烯酚醛树脂包含小于约46重量％的取代酚，更优选地，基于萜烯酚醛树脂的总重量，萜烯酚醛树脂包含约40重量％至约46重量％、或约42重量％至约45重量％的取代酚。酚是具有连接到芳香碳上的-OH基团的化合物，但当芳香环上的一个氢被可替选的化学物质(在这种情况下，该化学物质为萜烯分子)取代时，酚变成取代酚。可以从¹³C NMR光谱的分析中定量存在于材料中的取代酚的重量％。

优选地，所述萜烯酚醛树脂以按重量计高达30％的量存在。更优选地，所述萜烯酚醛树脂以按重量计高达20％的量存在，甚至更优选地，以按重量计高达10％的量存在。更优选地，基于组合物的总重量，喷墨油墨组合物包含按重量计小于约5％的萜烯酚醛树脂。仍更优选地，基于组合物的总重量，喷墨油墨组合物包含按重量计小于约3％、小于约2％、或小于或等于约1.5％的萜烯酚醛树脂。基于组合物的总重量，组合物优选包含按重量计0.5％至5％的萜烯酚醛树脂。更优选地，基于组合物的总重量，组合物优选包含按重量计1％至3％的萜烯酚醛树脂。发明人已惊奇地发现，在如此低的含量下，组合物的开盖时间可被增加，优选地没有不利地影响组合物的其他性能。例如，出乎意料地，发明人已发现，基于组合物的总重量，当萜烯酚醛树脂按重量计以优选地小于约5％或小于约3％、更优选地小于或等于约1.5％的这样的量存在时，组合物的粘度基本上不受影响。对于热喷墨油墨组合物特别重要的是，组合物的粘度不是太高。正如下面所概述的，通常地，本文所公开的热喷墨油墨组合物具有在25℃时小于约10mPa·s(毫帕·秒)、优选地小于约5mPa·s、更优选地小于约3mPa·s、最优选地小于约2mPa·s的粘度，例如，在25℃下，粘度为从约1mPa·s至4mPa·s或从约1mPa·s至约3mPa·s。如果热喷墨油墨组合物的粘度太高(即，在25℃下大于10mPa·s)，则难以从热喷墨油墨中实现良好的喷射行为。更优选地，在25℃下，粘度低于5mPa·s。

优选地，所述油墨还包含表面活性剂。

优选地，所述表面活性剂选自改性的聚硅氧烷、烷基改性的聚氧化烯胺、烷基改性的丙氧基化(聚(氧化丙烯))二元胺、烷基醚胺、壬基酚乙氧基化物、乙氧基化脂肪胺、氟化有机酸二乙醇胺盐、烷氧基化乙二胺、烷基改性的聚氧化乙烯、烷基改性的聚烯化氧、烷基磷酸盐乙氧基化物混合物、丙二醇的聚氧化烯衍生物、和聚氧乙基化脂肪醇。

更优选地，所述表面活性剂包含聚醚改性的聚二甲基硅氧烷。

优选地，所述表面活性剂以按重量计高达1％的量存在。

更优选地，所述表面活性剂以按重量计0.01％至0.5％的量存在。

优选地，所述油墨与热喷墨打印机的组件兼容。

以本发明可以被实施的方式，许多变型将其本身呈现于本领域的技术人员。以下的描述仅作为实施本发明的一个方法的说明，变型或等效物的描述的不足不应该被视为限制。在可能的情况下，特定元素的描述应该被视为包括其任何和所有的等效物，无论现在存在或在将来存在。

具体实施方式

方法的详细描述

本发明提供了一种热喷墨油墨组合物，其包含一种或多种挥发性有机溶剂和一种或多种着色剂。该油墨的特征在于，其还包含一种或多种润湿剂、萜烯酚醛树脂、可选地和一种或多种粘合剂。所得到的油墨适合于被直接应用在产品和/或产品包装上，以实现高质量的图像。

为了实现高质量的编码，重要的是油墨可以提供长的开盖时间，使得在打印机闲置期间之后可以打印高质量的编码。此外，用于工业标记和编码的热喷墨组合物应该展现出在半多孔基材或无孔基材上的短的干燥时间、在半多孔基材或无孔基材上的良好的附着力、和与热喷墨打印机的墨盒的组件的兼容性。

为了提高在无孔基材上的附着力，已知向喷墨油墨组合物中加入粘合剂。然而，众所周知的是，粘合剂的添加会大幅度地降低开盖时间。萜烯酚醛树脂在本领域中已知作为增粘剂来提高在无孔基材上的附着力。然而凭直觉地，人们也将预计萜烯酚醛树脂的添加会不利地影响开盖时间。因此，发明人惊奇地发现，尽管通过添加萜烯酚醛树脂实现了附着力的较小的改进，但观察到开盖时间的明显提高。

如本文所用的术语“开盖控制”，是指当长时间暴露在空气中时，喷墨油墨容易地从打印头喷出的能力。油墨开盖时间被测量为在打印机喷嘴可能由于堵塞或封堵而不再适当喷射之前喷墨打印头保持打开的时间量。通常，喷嘴可能通过粘性塞变得堵塞(即阻碍、缓慢)或封堵(即阻塞、基本上或完全封闭的)，该粘性塞由于水/溶剂的损失、油墨的结痂、和/或在任何喷嘴内和/或在任何喷嘴的周围染料的结晶而在喷嘴内形成。如果喷嘴已被堵塞，从喷嘴的孔口喷射的油墨液滴可被误导，这对打印质量具有不利的影响。当孔口被封堵时，它变为基本上阻塞或完全阻塞。作为被堵塞的喷嘴的结果，油墨液滴不能通过受影响的喷嘴。因此，用于测定喷嘴喷射失败的标准是存在油墨通过喷嘴的孔口以较小或较大的角度的误导、或者完全阻塞，其可以被精确地表示在通过喷嘴打印的介质上的打印图像。喷嘴的堵塞和封堵影响及其油墨打印性能可以通过多种方法来检测。在其最简单的形式中，一种方法包括使用打印头喷嘴打印给定的测试图案，以验证它们的工作状态。这之后是将喷嘴暴露在空气中预定的增加的时间段而不进行打印或喷出喷嘴。然后，所有的喷嘴第二次再打印给定的测试图案。然后将测试图案进行比较，以确定不佳的或故障的喷嘴的数量。打印头可保持打开而当打印恢复时仍然产生高质量编码且具有最少的故障喷嘴的最长时间段，被认为是油墨组合物的开盖时间。

在最糟糕的情况下，这种喷嘴堵塞或封堵导致喷嘴喷射完全失败。

为了评估测试图案的质量，2D数据矩阵编码被使用且利用LVS Integra 9505条形码校验机进行分析。A-C等级被认为是可接受的，而D、F或“无效的”指示低质量的编码。

干燥时间被定义为打印的编码在所选的基材上干燥所花费的时间。通过以所选的分辨率和以一秒的间隔，字符(通常X)在基材上的打印范围，来评估干燥时间，连续的字符通过戴有手套的手指擦拭，直到印迹不被抹掉。

通过将12μm的油墨刮涂膜(draw-down)制备在选择的基材上，然后使其彻底干燥过夜，来评估附着力。然后通过Sheen Cross Hatch Cutting Wheel(Sheen交叉影线切割轮)刻划油墨刮涂膜的表面，一条3M胶带(等级810)被牢固地附着在交叉影线区域的顶部上。胶带然后被移除，附着在一块白色卡片上。然后，图像分析软件被用来评估胶带的被附着在油墨刮涂膜上的部分的黑暗程度，给出有多少油墨被胶带去除的指示。使用0至246的数值范围，其中，0表示胶带是黑的，由于差的附着力，所有的油墨已被胶带去除，246表示由于油墨在基材上优异的附着力，没有油墨被去除。

可以根据两个方法来评估油墨与热喷墨打印机墨盒的组件的兼容性。一个方法包括将打印机墨盒填满油墨，在高温(40℃)和低温(5℃)下储存长达一年，然后在预定的时间范围进行打印测试以评估图像质量。如果在油墨和墨盒组件之间存在任何不兼容性，则看到图像质量下降。第二个方法包括进行浸泡测试，其中，在40℃下将墨盒的关键组件浸泡在油墨中4周，在这之后，评估质量或形状/尺寸的任何变化。不兼容性显示为质量或形状/尺寸的变化。

为了获得具有上文所讨论的特征的溶剂型油墨，公开了一种油墨配方，其包含一种或多种挥发性有机溶剂、一种或多种着色剂、一种或多种润湿剂、萜烯酚醛树脂、和可选的其它成分(如，粘合剂、表面活性剂和抗微生物剂)。术语着色剂是指可以对油墨提供颜色的任何物质。

本文所公开的喷墨油墨组合物特别用于按需滴定打印，例如热喷墨打印或压电喷墨打印。更特别地，如本文所述的喷墨油墨组合物用于热喷墨(TIJ)打印。

一种或多种挥发性有机溶剂选自醇、酮、酯和醚以及它们的混合物，优选地，选自C₁-C₄的醇，更优选地，选自C₂-C₄的醇，其示例为乙醇、1-丙醇和2-丙醇。有机溶剂被包含在配方中以快速蒸发获得短的干燥时间，且渗入半多孔基材或无孔基材以有助于提高附着力。优选的有机溶剂为乙醇，且可以以按重量计高达50％，优选按重量计5％至45％，或按重量计5％至40％的含量而存在。

在一个实施方式中，一种或多种挥发性有机溶剂选自醇、酮、醚以及它们的混合物，更优选地，它们选自醇、醚以及它们的混合物。仍更优选地，一种或多种挥发性有机溶剂选自一种或多种醇，例如，乙醇、1-丙醇、2-丙醇、正丁醇、仲丁醇、异丁醇、叔丁醇以及它们中的两种或更多种的混合物。出于与热喷墨墨盒的兼容性原因，这些溶剂是特别优选的。在一个实施方式中，一种或多种挥发性有机溶剂不是酯。在一个实施方式中，组合物不包含酯。

在本发明中可以使用任何合适的着色剂。着色剂可以包含任何合适的染料和/或颜料。着色剂是指可以对油墨提供颜色的任何物质。

可溶解在有机溶剂中的任何染料可被使用，且该染料选自通常用在油墨组合物、尤其是喷墨油墨配方中的染料，例如，但不一定受限于直接染料、酸性染料、碱性染料、食品级染料、碱性染料、活性染料、分散染料以及它们的混合物。

无机颜料和有机颜料可被用作颜料而没有特别限制。本文可用的无机颜料，除了氧化钛和铁氧化物以外，包括由已知的工艺例如接触工艺、炉熔工艺和热工艺产生的炭黑。本文可用的有机颜料包括(但不受限于)偶氮颜料(包括偶氮色淀、不溶性偶氮颜料、缩合偶氮颜料和螯合偶氮颜料)、多环颜料(例如，酞菁颜料、苝颜料、紫环酮颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二恶嗪颜料、硫靛颜料、异吲哚啉酮颜料和喹酞酮颜料)、染料型螯合颜料(例如，碱性染料型螯合颜料和酸性染料型螯合颜料)、硝基颜料、亚硝基颜料和苯胺黑。

优选地，基于组合物的总重量，着色剂(可以是颜料或染料)以按重量计0.1％至15％的量存在。更优选地，基于组合物的总重量，喷墨油墨组合物包含按重量计0.5％至10％的着色剂。

润湿剂是在蒸发过程期间维持油墨喷嘴附近的湿润环境，从而延长开盖时间的添加剂。然而，高含量的润湿剂也不利地影响干燥时间。

优选地，润湿剂的沸点大于150℃，大于200℃，或大于250℃，和/或相对蒸发率小于1.0，小于0.9，小于0.7，小于0.4，小于0.1，或小于0.01。润湿剂通常是具有一个或多个例如羟基、醚、酰胺、酯、酮和碳酸酯的极性官能团(例如，可以是两个相同的或不同的官能团，例如两个羟基，或一个羟基和一个醚基)的溶剂。优选地，一种或多种润湿剂选自多元醇、乙二醇醚、乙二醇醚乙酸酯、双丙酮醇、2-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、乳酸乙酯、乳酸丁酯、碳酸丙烯酯、1,3-二甲基-2-咪唑烷二酮(1,3-dimethyl-2-imidazolidindione)、和烷基酯以及它们的任意组合。

例如，多元醇选自聚乙二醇、聚丙二醇、聚(乙二醇-共-丙二醇)poly(ethylene-co-propylene glycol)、三羟甲基丙烷、乙二醇、甘油、二乙二醇、三乙二醇、三丙二醇、四乙二醇、五乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丁二醇、三乙二醇、1,2,6-己三醇、硫二甘醇、己二醇、双-2-羟基乙醚、1,4-丁二醇、1,2-丁烯二醇、1,4-丁烯二醇、1,3-丁烯二醇、1,5-戊二醇、2,4-戊二醇、2,4-庚二醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇、1,12-十二二醇、1,4-环己二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,2-双(羟甲基)环己烷、1,2-双(羟乙基)-环己烷、3-甲基-1,5戊二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、新戊二醇、季戊四醇、山梨糖醇、甘露糖醇以及它们的任意组合。

优选的润湿剂为乙二醇醚，例如乙二醇醚选自乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、三丙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、丙二醇正丙醚、丙二醇叔丁醚、丙二醇正丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇正丙醚、二丙二醇叔丁醚、二丙二醇正丁醚、三丙二醇正丙醚、三丙二醇叔丁醚、三丙二醇正丁醚、乙基溶纤剂、甲基溶纤剂、聚乙二醇单甲醚、聚丙二醇单甲醚、甲氧基三乙二醇、乙氧基三乙二醇、丁氧基三乙二醇、1-丁氧基乙氧基-2-丙醇以及它们的任意组合，并且优选地，乙二醇醚选自乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单丙醚、三丙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、可选地1,1,2,2-四甲氧基乙烷以及它们的任意组合。优选的润湿剂为丙二醇单甲醚或1,1,2,2-四甲氧基乙烷或两者的组合。

在现有技术中，已知润湿剂增加喷墨油墨的开盖时间；然而，已知过量的润湿剂增加喷墨油墨组合物的干燥时间。为此，通常以30重量％或更少的量使用润湿剂。在本发明的热喷墨油墨组合物中，已惊奇地发现，一种或多种润湿剂可以以大于35重量％，优选地大于40重量％的量存在，同时仍获得短的干燥时间。

用在本发明中的萜烯酚醛树脂优选地为萜烯(例如，α-蒎烯、β-蒎烯等)和酚(如苯酚、双酚等)的共聚物。优选地，萜烯酚醛树脂的分子量为500至1000。合适的市售的萜烯酚醛树脂为从Les Dérivés Résiniques&Terpéniques获得的Dertophene T，尽管用在本发明中的萜烯酚醛树脂不受限于该示例。萜烯酚醛树脂可以以按重量计高达30％，但优选地，以按重量计高达20％，更优选地，以按重量高达10％的量存在。

合适的粘合剂包含聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、松香酯树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚酯、酚醛树脂、乙烯基树脂、聚苯乙烯/聚丙烯酸酯共聚物、纤维素醚、硝酸纤维素树脂、聚马来酸酐、缩醛聚合物、聚苯乙烯/聚丁二烯共聚物、聚苯乙烯/聚甲基丙烯酸酯共聚物、磺化聚酯、醛树脂、聚羟基苯乙烯树脂和聚酮树脂以及它们中的两种或更多种的混合物。优选地，一种或多种粘合剂选自聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、松香酯树脂、丙烯酸树脂、聚酯、酚醛树脂、乙烯基树脂、聚苯乙烯/聚丙烯酸酯共聚物、纤维素醚、硝酸纤维素树脂、聚马来酸酐、缩醛聚合物、聚苯乙烯/聚丁二烯共聚物、聚苯乙烯/聚甲基丙烯酸酯共聚物、磺化聚酯、醛树脂、聚羟基苯乙烯树脂、聚酮树脂以及它们中的两种或更多种的混合物。基于组合物的总重量，喷墨油墨组合物可以包含按重量计高达30％的粘合剂。更优选地，基于组合物的总重量，喷墨油墨组合物包含按重量计高达10％的粘合剂。

可选地，喷墨油墨组合物可含有其他成分，如表面活性剂。合适的表面活性剂包含改性的聚硅氧烷、烷基改性的聚氧化烯胺、烷基改性的丙氧基化(聚(氧化丙烯))二元胺、烷基醚胺、壬基酚乙氧基化物、乙氧基化脂肪胺、氟化有机酸二乙醇胺盐、烷氧基化乙二胺、烷基改性的聚氧化乙烯、烷基改性的聚烯化氧、烷基磷酸盐乙氧基化物混合物、丙二醇的聚氧化烯衍生物、和聚氧乙基化脂肪醇。优选的表面活性剂是聚醚改性的聚二甲基硅氧烷。表面活性剂可以以高达1重量％，优选地以在0.01重量％至0.5重量％的范围内的量存在于喷墨油墨组合物中。

通常地，本文所公开的热喷墨油墨组合物具有在25℃时小于约10mPa·s、优选地小于约5mPa·s、更优选地小于约3mPa·s、更优选地小于约2mPa·s的粘度，例如，在25℃下，粘度为从约1mPa·s至4mPa·s或从约1mPa·s至约3mPa·s。粘度可以使用任何实验室粘度计(例如Brookfield粘度计，例如DV-II粘度计)来测量。

通常地，热喷墨油墨组合物在25℃时具有约20mN/m至约50mN/m、优选地约21mN/m至约35mN/m的表面张力。表面张力可以使用任何合适的测量仪器(例如KSV CAM 200测角计)来测量。

本文所述的热喷墨油墨组合物提供了长的开盖时间，使得在在打印机闲置的显著时段之后可以打印高质量的编码。例如，在25℃下，油墨具有至少1小时、优选地至少2小时、至少4小时、至少8小时、更优选地至少16小时的开盖时间。

此外，油墨具有下列特征中的一种或多种：在半多孔基材或无孔基材上的短的自行(unassisted)干燥时间，在半多孔基材或无孔基材上的良好的附着力，和与热喷墨打印机的墨盒的组件的兼容性。例如，根据打印分辨率，热喷墨油墨组合物在无孔基材(例如聚丙烯)上具有短于10秒、5秒或更短、或2秒或更短的无协助情况下的干燥时间。在多孔基材(例如纸板)上，实现更短的无协助情况下的干燥时间，例如短于1秒。

在优选的实施方式中，当用在热喷墨打印头中时，热喷墨油墨组合物具有至少1小时的开盖时间、和/或良好的附着力、和/或在无孔基材(例如聚丙烯)上的小于5秒的干燥时间。

优选地，如本文所述的喷墨油墨组合物为热喷墨油墨组合物。

在本发明的一个方面，提供了萜烯酚醛树脂在喷墨油墨组合物，优选地，在热喷墨油墨组合物中作为增加开盖时间的添加剂的用途。优选地，没有萜烯酚醛树脂的组合物的开盖时间小于添加有萜烯酚醛树脂的相同组合物的开盖时间(该组合物在所有其他方面是完全相同的)。

优选地，将萜烯酚醛树脂加入到喷墨油墨组合物中，使得基于喷墨油墨组合物的总重量，萜烯酚醛树脂以小于约10重量％，优选地小于约5重量％，或小于约3重量％，或小于或等于约1重量％的量存在于喷墨油墨组合物中。

在本发明的一个实施方式中，提供了一种包括如本文所述的油墨组合物的墨盒。

在本发明的另一个实施方式中，提供了喷墨打印方法，所述方法包括下列步骤：提供含有如本文所述的油墨组合物的墨盒，将油墨组合物的液滴喷出然后将液滴沉积在基材上以执行打印。根据本发明，任何合适的基材可以被打印。合适的基材的示例包括多孔基材例如未涂布的纸、半多孔基材例如含水涂布纸、粘土涂布纸、二氧化硅涂布纸、紫外线外涂布纸、聚合物外涂布纸和清漆外涂布纸、以及无孔基材例如硬塑料、聚合物膜、聚合物层压板、金属、金属箔层压板、玻璃和陶瓷。纸基材可以是薄纸、卷纸、或纸板。塑料基材、层压板基材、金属基材、玻璃基材和陶瓷基材可以是任一合适的形式，例如瓶子或容器、板、棒、圆柱体等形式。

在本发明的一个实施方式中，提供了包含通过本文所述的方法制得的印迹的基材或物品。

除非明确地相反指示，所有的百分比(％)是按重量计的百分比(％)，优选地是基于组合物的总重量的按重量计的百分比(％)。

当介绍本公开的成份或其优选实施方式时，冠词“一”，“一个”，“该”和“所述”意在表示存在一种或多种成份。术语“包括”、“包含”和“具有”是指包括在内的，并且表示可存在除了所列成份之外的附加成份。

前面的详细描述已通过解释和说明的方式提供，并且不旨在限制所附的权利要求的范围。在此所示的当前优选实施方式的许多变型对本领域的普通技术人员来说将是显而易见的，并保留在所附权利要求及其等同物的范围之内。

下面非限制性的实施例进一步说明本发明。

实施例

实施例1

将一组适于打印在半多孔基材或无孔基材上的热喷墨油墨采用表1所示的配方来制备。

表1

百分比(％)是基于组合物的总重量，按重量计的百分比(％)。

所用的丙烯酸粘合剂为甲基丙烯酸酯共聚物。染料为溶剂黑27。表面活性剂为BYK-333(聚醚改性的聚二甲基硅氧烷)。

为了评估开盖性能，将热喷墨墨盒装满各种油墨，以600x200dpi打印2D数据矩阵编码。然后布置每个墨盒，将喷嘴暴露在空气中预定的时间段而不进行打印或喷出喷嘴。在每个时间段之后，再次打印相同的2D数据矩阵编码。在每个测试点之后，利用LVS Integra 9505条形码校验机将2D数据矩阵编码分级。A-C等级被认为是可接受，而D、F或“无效的”指示低质量的编码。表2示出每种油墨的结果。

表2

表2中的数据示出，与对照油墨相比，将丙烯酸粘合剂加入到油墨组合物中(油墨2)导致更差的开盖行为。然而，当加入萜烯酚醛树脂(在该实例中为Dertophene T)时(油墨3)，观察到开盖时间的巨大改进，即使在喷嘴已经闲置且暴露于空气中16小时之后，仍得到高质量的编码。当丙烯酸粘合剂和萜烯酚醛树脂都包括在油墨组合物中时(油墨4)，也观察到延长的开盖时间。

为了测试丙烯酸粘合剂和萜烯酚醛树脂对附着力的影响，刮涂膜在聚丙烯基材上制备12μm的油墨刮涂膜，然后使其彻底干燥一夜。然后进行胶带附着力测试，其结果在附加于此的图1中可看到。进行附着力的视觉评估，此外，利用图像分析软件评估样本，其中，使用0至246的数值范围。0表示胶带是黑的，由于差的附着力，所有的油墨已被胶带去除，246表示由于油墨在基材上优异的附着力，没有油墨被去除。

表3

表3中的数据和图1中的图像表明，当单独使用丙烯酸粘合剂或萜烯酚醛树脂时，获得差的附着力，但当二者结合使用时，实现了附着力在无孔基材(例如聚丙烯)上的显著提高。

表4中的数据显示了当以两种不同的分辨率将油墨印在无孔基材(例如聚丙烯)上时，对于这两种油墨产生的干燥时间结果。

表4

表4中的数据表明，尽管喷墨油墨组合物含有大于30％(通常用在油墨喷墨中以防止干燥时间增加的最大含量)的润湿剂，仍获得短的无协助情况下的干燥时间。

实施例2

将适于打印在半多孔基材或无孔基材上的热喷墨油墨的另一实施例采用表5所示的配方来制备。

组分	油墨5
		乙醇/％	43.9
丙二醇单甲醚/％	37.1
		1,1,2,2-四甲氧基乙烷/％	11.4
表面活性剂/％	0.6
		丙烯酸粘合剂/％	0.5
Dertophene T/％	1.5
		染料/％	5

表5

丙烯酸粘合剂为甲基丙烯酸酯共聚物。染料为溶剂黑27。所用的表面活性剂为BYK-333和Tego Glide 440(聚醚硅氧烷共聚物)的组合。

利用上文描述的用于实施例1的方法来进行油墨5的开盖测量。结果被提供在下面的表6中。

表6

虽然上文已经详细地描述具体实施方式，但是对本领域技术人员来说将显而易见的是，所公开的实施方式可以在替选的热喷墨打印头中使用不同的油墨配方来改变。

Claims

1.一种喷墨油墨组合物，包含一种或多种挥发性有机溶剂和一种或多种着色剂，所述油墨的特征在于，所述油墨包含一种或多种润湿剂和萜烯酚醛树脂。

2.根据权利要求1所述的喷墨油墨，还包含一种或多种粘合剂。

3.根据权利要求2所述的喷墨油墨，其中，所述一种或多种粘合剂选自聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、松香酯树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚酯、酚醛树脂、乙烯基树脂、聚苯乙烯/聚丙烯酸酯共聚物、纤维素醚、硝酸纤维素树脂、聚马来酸酐、缩醛聚合物、聚苯乙烯/聚丁二烯共聚物、聚苯乙烯/聚甲基丙烯酸酯共聚物、磺化聚酯、醛树脂、聚羟基苯乙烯树脂和聚酮树脂以及它们中的两种或更多种的混合物。

4.根据权利要求3所述的喷墨油墨，其中，所述一种或多种粘合剂选自聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、松香酯树脂、丙烯酸树脂、聚酯、酚醛树脂、乙烯基树脂、聚苯乙烯/聚丙烯酸酯共聚物、纤维素醚、硝酸纤维素树脂、聚马来酸酐、缩醛聚合物、聚苯乙烯/聚丁二烯共聚物、聚苯乙烯/聚甲基丙烯酸酯共聚物、磺化聚酯、醛树脂、聚羟基苯乙烯树脂、聚酮树脂以及它们中的两种或更多种的混合物。

5.根据权利要求2、3或4所述的喷墨油墨，其中，所述一种或多种粘合剂按重量计以高达30％的量存在。

6.根据权利要求5所述的喷墨油墨，其中，所述一种或多种粘合剂按重量计以高达10％的量存在。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的喷墨油墨，其中，所述一种或多种挥发性有机溶剂以小于50重量％的量存在。

8.根据权利要求7所述的喷墨油墨，其中，所述一种或多种挥发性有机溶剂按重量计以5％至45％、或以5％至40％的量存在。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的喷墨油墨，其中，所述一种或多种挥发性有机溶剂选自醇、酮、酯和醚以及它们的混合物。

10.根据权利要求9所述的喷墨油墨，其中，所述一种或多种挥发性有机溶剂选自醇、酮、醚以及它们的混合物。

11.根据权利要求10所述的喷墨油墨，其中，所述一种或多种挥发性有机溶剂选自C₁-C₄的醇，更优选地，选自C₂-C₄的醇。

12.根据权利要求11所述的喷墨油墨，其中，所述挥发性有机溶剂包含乙醇或由乙醇组成。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的喷墨油墨，其中，所述一种或多种着色剂按重量计以0.1％至15％的量存在。

14.根据权利要求13所述的喷墨油墨，其中，基于所述组合物的总重量，所述一种或多种着色剂按重量计以0.5％至10％的量存在。

15.根据前述权利要求中任一项所述的喷墨油墨，其中，所述一种或多种着色剂包含任何合适的染料和/或颜料。

16.根据前述权利要求中任一项所述的喷墨油墨，其中，所述一种或多种润湿剂以大于35重量％的量存在。

17.根据前述权利要求中任一项所述的喷墨油墨，其中，所述一种或多种润湿剂选自多元醇、乙二醇醚、乙二醇醚乙酸酯、双丙酮醇、2-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、乳酸乙酯、乳酸丁酯、碳酸丙烯酯、1,3-二甲基-2-咪唑烷二酮和烷基酯以及它们的任意组合。

18.根据权利要求17所述的喷墨油墨，其中，所述多元醇选自聚乙二醇、聚丙二醇、聚(乙二醇-共-丙二醇)、三羟甲基丙烷、乙二醇、甘油、二乙二醇、三乙二醇、三丙二醇、四乙二醇、五乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丁二醇、三乙二醇、1,2,6-己三醇、硫二甘醇、己二醇、双-2-羟基乙醚、1,4-丁二醇、1,2-丁烯二醇、1,4-丁烯二醇、1,3-丁烯二醇、1,5-戊二醇、2,4-戊二醇、2,4-庚二醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇、1,12-十二二醇、1,4-环己二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,2-双(羟甲基)环己烷、1,2-双(羟乙基)-环己烷、3-甲基-1,5戊二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、新戊二醇、季戊四醇、山梨糖醇、甘露糖醇以及它们的任意组合。

19.根据权利要求17所述的喷墨油墨，其中，所述乙二醇醚选自乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、三丙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、丙二醇正丙醚、丙二醇叔丁醚、丙二醇正丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇正丙醚、二丙二醇叔丁醚、二丙二醇正丁醚、三丙二醇正丙醚、三丙二醇叔丁醚、三丙二醇正丁醚、乙基溶纤剂、甲基溶纤剂、聚乙二醇单甲醚、聚丙二醇单甲醚、甲氧基三乙二醇、乙氧基三乙二醇、丁氧基三乙二醇、1-丁氧基乙氧基2-丙醇以及它们的任意组合。

20.根据权利要求17所述的喷墨油墨，其中，所述乙二醇醚选自乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单丙醚、三丙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚以及它们的任意组合。

21.根据前述权利要求中任一项所述的喷墨油墨，其中，所述一种或多种润湿剂包含丙二醇单甲醚和/或1,1,2,2-四甲氧基乙烷、或由丙二醇单甲醚和/或1,1,2,2-四甲氧基乙烷组成。

22.根据前述权利要求中任一项所述的喷墨油墨，其中，所述萜烯酚醛树脂包含蒎烯和诸如苯酚或双酚的酚的共聚物。

23.根据前述权利要求中任一项所述的喷墨油墨，其中，所选的所述萜烯酚醛树脂具有范围在500至1000内的分子量。

24.根据前述权利要求中任一项所述的喷墨油墨，其中，所述萜烯酚醛树脂包含以商标Dertophene T出售的蒎烯酚醛树脂。

25.根据前述权利要求中任一项所述的喷墨油墨，其中，所述萜烯酚醛树脂按重量计以高达30％的量存在。

26.根据权利要求25所述的喷墨油墨，其中，所述萜烯酚醛树脂按重量计以高达20％，优选地按重量计以高达10％，更优选地按重量计以小于5％的量存在。

27.根据前述权利要求中任一项所述的喷墨油墨，还包含表面活性剂。

28.根据权利要求27所述的喷墨油墨，其中，所述表面活性剂选自改性的聚硅氧烷、烷基改性的聚氧化烯胺、烷基改性的丙氧基化(聚(氧化丙烯))二胺、烷基醚胺、壬基酚乙氧基化物、乙氧基化脂肪胺、氟化有机酸二乙醇胺盐、烷氧基化乙二胺、烷基改性的聚氧化乙烯、烷基改性的聚烯化氧、烷基磷酸盐乙氧基化物混合物、丙二醇的聚氧化烯衍生物、和聚氧乙基化脂肪醇。

29.根据权利要求28所述的喷墨油墨，其中，所述表面活性剂选自包含聚醚改性的聚二甲基硅氧烷。

30.根据权利要求27至29中任一项所述的喷墨油墨，其中，所述表面活性剂按重量计以高达1％的量存在。

31.根据权利要求30所述的喷墨油墨，其中，所述表面活性剂按重量计以0.01％至0.5％的量存在。

32.根据前述权利要求中任一项所述的喷墨油墨，所述喷墨油墨与热喷墨打印机的组件是兼容的。

33.根据前述权利要求中任一项所述的喷墨油墨，优选地，当用在热喷墨打印头中时，所述喷墨油墨具有至少1小时的开盖时间。

34.根据前述权利要求中任一项所述的喷墨油墨，优选地，当用在热喷墨打印头中时，所述喷墨油墨具有在无孔基材上的小于5秒的干燥时间，所述无孔基材例如为聚丙烯。

35.根据前述权利要求中任一项所述的喷墨油墨，其中，所述萜烯酚醛树脂具有小于55℃的T_g值。

36.根据前述权利要求中任一项所述的喷墨油墨，其中，基于所述萜烯酚醛树脂的总重量，所述萜烯酚醛树脂包含按重量计小于46％的取代酚。

37.萜烯酚醛树脂在喷墨油墨组合物中作为增加开盖时间的添加剂的用途。

38.根据权利要求37所述的用途，其中，基于所述喷墨油墨组合物的总重量，所述萜烯酚醛树脂以小于10重量％、优选地小于5重量％的量存在于所述喷墨油墨组合物中。

39.一种包含如在权利要求1至36中任一项所限定的喷墨油墨组合物的墨盒。

40.一种喷墨打印方法，包含下列步骤：提供含有如在权利要求1至36中任一项所限定的油墨组合物的墨盒；将所述油墨组合物的液滴喷出然后将所述液滴沉积在基材上以执行打印。

41.一种包含通过在权利要求40中所限定的方法制得的印迹的基材或物品。