CN109715742A - 喷墨墨水 - Google Patents

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Abstract

喷墨墨水，包含溶剂；溶剂可溶性染料；该墨水的0.1重量％至1重量％的全氟聚醚；和该墨水的0.1重量％至2重量％的聚合物表面活性剂，其中该聚合物表面活性剂包含烷基域。

Description

喷墨墨水
发明背景
喷墨印刷是因多种原因用于在各种介质表面上记录图像的通用方法，所述原因包括低成本、低印刷机噪声、用于高速印刷的能力以及多色记录。喷墨印刷可以沉积多种墨水类型，包括颜料基水性墨水和染料基溶剂墨水。染料基溶剂墨水特别可用于在无孔基底上的喷墨印刷。沉积的墨水与介质的相互作用影响印刷材料的输出。如果墨水配制品与介质不相容的话，可能发生不佳的粘附、聚结、涂抹和变色。
附图概述
图1A和1B显示了使用对照墨水(图1A)和含有聚合物表面活性剂的墨水(图1B)以300×300点/英寸(DPI)印刷在未处理的BOPP上的数字4的放大图像。
图2显示了一组配制品的测试图案的图像，包括在顶部的对照墨水测试图案和在下面的三种聚合物表面活性剂掺杂墨水配制品。
发明详述
喷墨印刷涉及以受控的时限、速度和方向迫使墨滴从喷嘴中喷出。该墨滴撞击基底，载液被吸收或蒸发以使着色剂留在基底上，形成图像。当喷嘴未使用时，载液从喷嘴中蒸发可能导致墨水固体在喷嘴中积聚。这种积聚可能干扰喷嘴的正常运行。在某些情况下，积聚的残余物可能堵塞喷嘴。
喷射的液滴还与基底相互作用。基底具有影响沉积液滴行为的各种性质。一些基底是多孔的，例如纸张。纸张可以由互锁纤维的片材形成。纤维之间的间隙促使沉积在表面上的液滴渗透到纸张中。这降低了系统的自由能。
液滴-基底系统的自由能可以通过求和来建模：表面的表面能×表面的暴露表面积+印刷流体的表面积×流体的暴露表面积+表面-流体的界面能×印刷流体与表面之间的接触面积。熵促使该系统转向较低自由能的状态。
纸张表面因纤维而倾向于具有相对高的每单位面积的表面积。此外，纤维本身因存在具有暴露的极性基团的纤维素和类似材料而是相对高能量的。相反，一些基底具有相对低的表面积和低表面能，例如聚烯烃片材。塑料片材通常是材料的实心层而非纤维的集合。由此，每单位面积的塑料片材表面积远低于在类似纸张的高面积表面上发现的表面积。这种低表面积提供了较少的可以被流体覆盖的表面积以降低系统能量。
此外，由于构成表面的材料，聚烯烃表面具有相对低的表面能。聚烯烃表面由长的烷基聚合物链组成。这些链具有高度均匀的电位以及最低的极性。这提供了具有相对低表面能的表面。
改变聚烯烃表面润湿性的一种方法是在氧的存在下将其暴露于等离子体、火焰或电晕放电。这导致向聚合物中加入含氧基团。该氧可以在该聚合物中形成例如羟基、醚、羧基或酮基团。在表面上存在含氧基团提高了该聚烯烃的表面能。较高的表面能提高了润湿，并提高了能够与聚烯烃表面上的含氧基团偶联的物类的粘附性。
但是，当应用于印刷介质时，在聚烯烃表面上保持含氧物类存在困难。在使用或储存温度下聚烯烃通常高于其玻璃化转变温度(Tg)。因此，聚烯烃链是可移动的并参与重构。实际上，新形成的聚烯烃材料的氧化表面经时将被吸收到该聚合物中并被能量较低的未改性烃链替代。这种重构的时间范围取决于许多因素，包括：储存条件、特定的聚烯烃、在表面上形成的氧物类的密度、以及聚合物中链重量的分布。一个经验法则是表面改性的许多益处在24小时时丧失，并且任何设计为利用氧化聚烯烃表面的方法应在8小时内进行。
这些限制，尤其是等离子体暴露与施加印刷流体之间的短时间，使得提高聚烯烃表面润湿的方法成为一种挑战。另外的挑战包括难以在大的聚烯烃表面上获得均匀的等离子体场，例如在用于横幅的材料上。类似地，改性聚烯烃表面的不稳定性使得储存和分配更为昂贵。储存不稳定的印刷介质可能妨碍消费者使用。
在下面的说明书中，为了解释，描述了许多具体细节以提供对本系统与方法的透彻理解。但是，对本领域技术人员显而易见的是，本设备、系统和方法可以在没有这些具体细节的情况下实施。在本说明书中提及“一个实施方案”、“一个实例”或类似言语意味着结合该实例描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个实例中，但是不一定包括在其它实例中。说明书中的短语“在一个实例中”的各种情况或不同地方的类似短语不一定均指相同的实例。
浓度、量和其它数值数据可以以范围格式在本文中提出。该范围格式仅为方便和简要而使用，并且应灵活地解释为不仅包括作为范围边界明确列举的数字值，并且还包括该范围中涵盖的所有单个数字值或子范围，如同明确列举各数字值和子范围那样。例如，1重量％至20重量％的重量范围应解释为不仅包括明确列举的1重量％至20重量％的浓度边界，还包括单个的浓度如2重量％、3重量％、4重量％，和子范围如5重量％至15重量％、10重量％至20重量％等等。
除非另行说明，本说明书中及相关权利要求书中所有表达的浓度均就配制墨水而言。例如，该墨水包含50重量％至98重量％的溶剂的描述基于配制墨水。除非另行说明，所有表达的浓度是标准温度和压力(STP)下基于墨水的重量百分比(重量％)或每百万份的份数(ppm)。
印刷流体或墨水包含溶剂和着色剂。该着色剂可以包含染料和/或颜料。该溶剂溶解该着色剂，并在蒸发时该着色剂保留在基底上以提供所需的印刷或图案。
溶剂包括多种多样的化学物类，并包括：水；醇类，和非醇有机溶剂。各溶剂可以不同地与基底相互作用。基底可以通过其能量、粗糙度、孔隙率和/或其它性质来分类。如果溶剂具有高于基底的表面能，该溶剂将倾向于被该表面排斥。例如，如果该表面是具有低表面能的聚烯烃，那么沉积的墨水将倾向于形成珠状而不是扩散。
添加聚合物表面活性剂可以提高墨水在聚烯烃表面上的铺展。该聚合物表面活性剂利用两种相关现象提高了润湿。首先，该聚合物表面活性剂降低了该墨滴的表面能。其次，该聚合物表面活性剂降低了该聚烯烃表面与该墨滴之间的界面能。这些能量的降低促使该墨水铺展在聚烯烃表面上而不是形成珠状。
对本说明书及相关权利要求书而言，聚合物表面活性剂是具有烷基域和溶剂可溶性域的聚合物材料，其降低了该墨水与聚烯烃表面之间的界面能。
对本说明书及相关权利要求书而言，聚烯烃是其表面主要包含烷烃(烷基)链的聚合物。满足该定义的均质聚合物的一些实例包括：聚乙烯(PE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、取向聚丙烯(OPP)、双向拉伸聚丙烯(BOPP)、聚甲基戊烯(PMP)、聚丁烯-1(PB-1)、聚异丁烯(PIB)、乙烯-丙烯橡胶(EPR)、乙烯-丙烯-二烯单体(M级)橡胶(EPDM橡胶)。
另一实例是嵌段共聚物，其包括烷烃链段和第二链段，其在使用温度下低于第二链段的玻璃化转变温度(Tg)。第二链段的玻璃状嵌段可以倾向于在聚合物主体内形成交联；但是，因其较低的表面能和相对流动性，该嵌段聚合物的表面将主要由烷基链段组成。类似地，包括可能优先占据该表面的可移动烷基链段的结构上更复杂的聚合物形式满足所提供的定义。此类聚合物的一个实例是具有烷基侧基的刷状或梳状聚合物。虽然梳状聚合物具有含有第一官能的侧基，刷状聚合物具有来自相同主链原子的含有不同官能的侧基。例如，刷状聚合物可以具有硅酮主链，该主链具有交替的硅原子和氧原子，其中一部分硅主链原子具有独立连接到相同硅原子上的烷基链和聚醚链(或任意两个具有不同官能的侧基)。
该聚烯烃可以是均质或非均质材料。该聚烯烃可以是合适的聚烯烃在基底上的层或涂层，例如在纸张上的聚乙烯。与纯聚烯烃片材相比，此类复合结构可以具有更低的成本、更好的机械性能或其它益处。
喷墨墨水在沉积到未改性聚烯烃表面上存在挑战。未改性聚烯烃表面，例如聚乙烯和聚丙烯基表面，具有低表面能，其倾向于排斥具有较高表面能的印刷流体。研究发现，一些聚合物表面活性剂降低疏水性聚合物表面与醇基墨滴之间的界面能，并产生了在聚烯烃表面上增强的、受控的铺展。这一发现使得能够使用醇基墨水印刷到低能量聚烯烃表面上。醇基墨水可以具有比例如水基墨水更快的干燥时间。
在其它实例中，本说明书描述了一种喷墨墨水，其包含：溶剂；溶剂可溶性染料；该墨水的0.1重量％至1重量％的全氟聚醚；和该墨水的0.1重量％至2重量％的聚合物表面活性剂，其中该聚合物表面活性剂包含烷基域。
在其它实例中，本说明书还描述了一种喷墨墨水，其包含：该墨水的50重量％至98重量％的醇溶剂；可溶于该醇溶剂的染料；该墨水的0.1重量％至1重量％的全氟聚醚；和该墨水的0.1重量％至2重量％的非水溶性聚合物表面活性剂，其中该墨水包含不超过1重量％的水。
本说明书还描述了印刷到聚烯烃表面上的方法，该方法包括：将墨水沉积到聚烯烃表面上，其中该墨水包含：溶剂；溶剂可溶性染料；占该墨水的0.1重量％至1重量％的全氟聚醚；和聚合物表面活性剂，该聚合物表面活性剂占该墨水的0.1重量％至2重量％。
该墨水包含溶剂；着色剂；全氟聚醚；和聚合物表面活性剂。该墨水还可以包含其它组分，例如，一种或多种助溶剂、一种或多种非聚合物表面活性剂、一种或多种非全氟聚醚抗结垢剂和/或一种或多种喷射性添加剂。在本文中公开的一些实例中，该喷墨墨水的墨水载体可以包含一种或多种抗微生物剂、一种或多种杀生物剂、一种或多种粘度调节剂、用于pH调节的材料、多价螯合剂、防腐剂等等。
已经发现包含聚合物表面活性剂提高了印刷墨水的润湿。当该墨水沉积到聚烯烃上时这特别有用。
聚合物表面活性剂：已经发现多种材料可以充当有效的聚合物表面活性剂。这些材料包括溶剂相容域和聚烯烃相容域。在一个实例中，该聚合物表面活性剂是梳状聚合物。在另一实例中，该聚合物表面活性剂是刷状聚合物。
该聚合物表面活性剂可以具有聚醚域或多个聚醚域。在一个实例中，该聚醚域是聚环氧乙烷(PEO)，也称为聚乙二醇(PEG)。该聚醚域可以是聚环氧丙烷(PPO)，也称为聚丙二醇(PPG)。可以使用其它聚醚。但是，PEG和PPG聚合物的广泛可用性、它们超出其它聚醚结构的成本优势以及相对容易调整重复单元数量使得PEG和PPG在考虑该聚合物表面活性剂中的聚醚域时成为良好的选择。
该聚合物表面活性剂可以具有烷基域或多个烷基域。该烷基域是聚烯烃相容域的实例。该烷基域可以是直链的。该烷基域可以包括侧基。该烷基域可以是烷基侧基。
该聚合物表面活性剂可以具有硅酮域或多个硅酮域。该硅酮域可以是聚二甲基硅氧烷(PDMS)。该硅酮域可以是不具有连接到主链硅原子上的非甲基、非氧基团的纯PDMS。该硅酮域可以是官能化硅酮。该硅酮域可以是官能化PDMS。官能化硅酮可以包括官能团，例如羟基。该官能团可以直接连接到主链硅原子上。该官能团可以例如用短烷基链与主链硅原子间隔开。
该聚合物表面活性剂包括聚烯烃相容域和可溶于该墨水配制品的第二域。该聚合物表面活性剂的域可以帮助该聚合物表面活性剂降低墨水与聚烯烃表面之间的界面能。因为聚烯烃材料由于烷基聚合物的随机运动而倾向于经时重构其表面，该聚烯烃相容域可以经时并入聚烯烃基底，提高该聚合物表面活性剂与该聚烯烃表面之间的粘附性。
在一个实例中，该聚合物表面活性剂具有硅酮主链，其具有取代的侧醚链。每个硅可能存在超过一个取代的醚链。该醚链可以均具有相同长度或不同长度。该醚链可以在硅链上随机被取代。该醚链可以在各硅原子上或在每X个硅原子上，例如每两个硅原子上有规律地被取代。在另一实例中，可以在该主链的末端硅原子上进行取代，例如用更长链的烷基(例如C14)替代在其上发现的甲基。在一个实例中，末端硅原子具有单个非甲基取代，例如dimethyldecaoctane。在不同的实例中，末端硅原子具有多个非甲基取代。调整末端硅取代的长度与数量的能力能够很好地控制所得聚合物表面活性剂的HLB。
在一个实例中，该聚合物表面活性剂包括具有第一和第二组侧链的第一聚合物的主链。例如，该聚合物可以是聚醚，第一组侧链烷基和第二组侧链硅酮。在另一实例中，该侧链通过首先连接该侧基并随后形成主链而随机化。这些技术也可以与端基改性结合，在形成主链后对该聚合物表面活性剂提供额外的改性或性质。
该聚合物表面活性剂可以是嵌段共聚物。该嵌段共聚物可以包括两种不同单体的一个嵌段，其中各嵌段构成该聚合物表面活性剂的一个域。例如，该聚合物表面活性剂可以是在聚醚上的烷基基团，例如蓖麻油-PEG共聚物。该聚合物表面活性剂可以是连接到聚醚上的脂肪醇，例如具有PPG取代的鲸蜡醇或硬脂醇。该聚合物表面活性剂可以是具有聚醚取代的脂肪酸，例如具有PEG-20取代的油酸。
该聚合物表面活性剂还可以是具有多个单体的嵌段的嵌段共聚物。如果烷基嵌段由A表示，醚嵌段由E表示，则类似AEA、EAE、AEAE、(AE)n、AEn、EAn、AnEAn、EnAEn等等的组成均在该聚合物表面活性剂的预期范围内。由此，明确列举了刷状和梳状聚合物，但也列举了星形聚合物、支化聚合物和提供必要域的更复杂的结构。梳状、刷状和星形聚合物的官能鲁棒性可以在热喷射墨水方面提供益处，其中该墨水在喷射过程中暴露于沸腾温度。梳状、刷状和星形聚合物还在给定分子量下提供了更大的缠结。
在一个实例中，该聚合物表面活性剂的一个域选自在使用温度下低于其Tg或形成晶体结构的聚合物。此类聚合物可以提供所需表面能修改，虽然溶解，但是当该溶剂蒸发时，该聚合物表面活性剂可以与附着的连接材料一起自组织成玻璃状或结晶区域。类似的方法提供了聚醚聚氨酯的大部分功能强度和柔性。该结晶或玻璃状区域可以充当大的交联或锚定(例如类似硅酮橡胶中的二氧化硅)，而柔性域(例如烷基域)提供柔性，并降低所得沉积材料的刚性。
该聚合物表面活性剂可以占该墨水的0.0001重量％至10重量％。该聚合物表面活性剂可以占该墨水的0.1重量％至2重量％。该聚合物表面活性剂可以占该墨水的0.1重量％至1重量％。该聚合物表面活性剂可以占该墨水的0.2重量％至0.5重量％。这些重量百分比就未发射的墨水百分比而言。在一些溶剂在喷射和干燥过程中闪蒸后，其余组分的相对百分比将提高。
在一个实例中，该聚合物表面活性剂是聚醚硅氧烷共聚物。例如，该聚醚硅氧烷共聚物可以是来自Evonik Resource Efficiency GmbH的Glide或Foamex产品。实例包括Glide 410、Glide 432、Glide 440、Glide 450、Glide ZG 400、Foamex 840或Foamex842。
Glide 410是100％活性物含量(即基本无溶剂)的聚醚-硅氧烷共聚物，在25℃下的粘度为大约1850厘泊(cps)。其可溶于乙醇、三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)和乙酸丁酯。其不溶于水和石油溶剂油。
Glide 432是100％活性物含量的聚醚-硅氧烷共聚物，在25℃下的粘度为大约150cps。其可溶于乙醇和乙酸丁酯。其不溶于水、TPGDA和石油溶剂油。
Glide 440是100％活性物含量的聚醚-硅氧烷共聚物，在25℃下的粘度为大约400cps。其可溶于乙醇、TPGDA和乙酸丁酯。其部分可溶于水，形成浑浊但稳定的溶液。其不溶于石油溶剂油。
Glide 450是100％活性物含量的聚醚-硅氧烷共聚物，在25℃下的粘度为大约250cps。其可溶于乙醇、TPGDA和乙酸丁酯。其部分可溶于水，形成浑浊但稳定的溶液。其不溶于石油溶剂油。
Glide ZG 400是100％活性物含量的聚醚-硅氧烷共聚物，在25℃下的粘度为大约1000cps。其可溶于水、乙醇、TPGDA和乙酸丁酯。其不溶于石油溶剂油。列举的Glide配制品具有强流动促进和滑爽效果，但不是有效的消泡剂。
Foamex 840是100％活性物含量的无二氧化硅的聚醚-硅氧烷共聚物。其可溶于乙醇、乙酸丁酯和石油溶剂油。其部分可溶于TPGDA，形成浑浊但稳定的溶液。其不溶于水。其是强消泡剂。
Foamex 842是60％活性物含量的无二氧化硅的聚醚-硅氧烷共聚物。其在二丙二醇单甲醚中提供。其可溶于乙醇、乙酸丁酯、TPGDA和石油溶剂油。其不溶于水。其是强消泡剂。
该聚合物表面活性剂可以是聚醚改性的聚二甲基硅氧烷。例如，该聚合物表面活性剂可以是BYK Additives&Instruments，part of Altana的333或378。
333是一种聚醚改性的PDMS。其以小于3重量％挥发物供应。其与溶剂基墨水和水性墨水相容。其具有的1.04g/ml的密度。
378是一种聚醚改性的PDMS。其以小于4重量％挥发物供应。其与溶剂型、无溶剂和水性溶液相容。其具有1.440的折射率和1.02g/ml的密度。
该聚合物表面活性剂可以是不溶于水的硅酮烷基聚醚。例如，该聚合物表面活性剂可以是来自Siltech的产品。一些实例包括J208 612或J208 812。该聚合物表面活性剂可以是聚醚聚二甲基硅氧烷，例如T308-16。
J208 612是100％活性物含量的硅酮烷基聚醚。其是月桂基PEG-8聚二甲基硅氧烷。其具有1.07g/ml的密度和500cps的在25℃下的粘度。其具有大约3-4的亲水亲油平衡(HLB)。
J208 812是100％活性物含量的硅酮烷基聚醚。具体而言，其也是月桂基PEG-8聚二甲基硅氧烷。其具有1.07g/ml的密度和300cps的在25℃下的粘度。其具有大约2的HLB。
T308-16是100％活性物含量的硅酮烷基聚醚。其是鲸蜡基PEG/PPG-10/1聚二甲基硅氧烷。其具有0.94g/ml的密度和1000cps的在35℃下的粘度。其具有大约3的HLB。
通过以下一般结构描述该聚合物。
其中
该聚合物表面活性剂可以是聚马来酸酐-1-十八烯。例如，可获自Chevron-Phillips的和产品。其在室温下是固体材料，熔点为大约123℃。其含有小于1.5重量％的挥发物。在该聚合物表面活性剂中，主链包括含氧基团，并且十八烷链是侧基。
该聚合物表面活性剂可以是合适的非离子型聚合物。在一个实例中，该聚合物表面活性剂是可获自Croda的2206。该聚合物表面活性剂可以是非挥发性有机化合物(VOC)聚合分散剂。该材料被认为在低极性溶剂中分散材料方面特别有效。
该聚合物表面活性剂可以是丙烯酸类共聚物。例如，来自DSM Coating Resins的如B-731。B-731是一种固体甲基丙烯酸异冰片酯(iBMA)共聚物，平均分子量为56,000道尔顿。其可溶于石油溶剂油、芳烃、酯类、酮类和异丙醇。该固体具有1.04g/ml的密度和1的酸值。该固体具有小于1.5重量％的挥发物含量和大约56℃的Tg。其不溶于水。异冰片基侧基提供一个域，主链甲基丙烯酸酯提供第二域。
该聚合物表面活性剂可以是缩水甘油基官能丙烯酸类交联剂。该聚合物表面活性剂可以是丙烯酸类树脂。例如，来自Estron Chemical的N2513或N2513G(研磨版本)。这些是中等分子量的丙烯酸类树脂，具有45-55℃的Tg和小于1.5重量％的挥发物。
该聚合物表面活性剂可以是酚树脂。一个实例是来自Dianal America的7022，其是低分子量iBMA树脂。另一实例是来自Lawter，Inc的1111E。1111可溶于烃类、酮类、醇类和乙酸酯。其具有大约150℃的熔点，是纯酚树脂。其具有1.07g/ml的密度和大约75的酸值。
该聚合物表面活性剂可以是助溶剂可溶性聚酰胺树脂。例如来自Lawter，Inc的Flex1074。该树脂可以以100％固体获得，酸值不超过6。其具有大约110℃的熔点。其可溶于丙醇、丁醇和芳族有机物。
在一些实例中，该聚合物表面活性剂不溶于水。在另一实例中，该聚合物表面活性剂可以在水中具有很低的溶解度，在一个实例中该聚合物表面活性剂低于1000ppm可溶于水。该聚合物表面活性剂还可以充当分散剂。
溶剂：该溶剂可以占该墨水配制品的50重量％至98重量％。该溶剂可以占该墨水配制品的70重量％至90重量％。该溶剂可以占该墨水配制品的75重量％至80重量％。
该溶剂可以包含：水、一元短链醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸甲酯、1-甲氧基-2-丙醇、二乙二醇丁基醚和/或其混合物。在一个实施方式中，该溶剂溶液包含大约10重量％至20重量％的1-甲氧基-2-丙醇、10重量％至85重量％的一元短链醇和5重量％至80重量％的丙酮。
该溶剂可以是非水性溶剂。在一个实例中，该溶剂是乙醇。该溶剂可以是甲醇。该溶剂可以是醇类的混合物。该溶剂可以是包括非醇有机物的有机物类的混合物。
该溶剂可以是酮类。在一个实例中，该溶剂是丙酮。在另一实例中，该溶剂是环酮。取决于所选着色剂的溶解度要求，该酮类可以包括附加的含氧基团。
该溶剂可以是低分子量羧酸。在一个实例中，该溶剂包含选自甲酸、乙酸、丙酸、丁酸及其混合物的羧酸。该羧酸可以在溶液中中和以减少对基底和/或印刷头的损害。
该溶剂可以是低分子量有机物。在一个实例中，该溶剂包括液态直链烷烃如辛烷或壬烷。该溶剂在室温下为液体，但可以通过喷墨中的热敏电阻转变为气体。使用烷烃或类似液体可以增强沉积到聚烯烃膜中。与例如水或乙醇相比，烷烃还具有相对低的表面能，提高了在聚烯烃表面上的铺展。
该墨水可以基本不含水。例如，该墨水可以具有不超过1重量％的水浓度。该墨水可以具有不超过0.5重量％的水浓度。该墨水可以具有不超过1000ppm的水浓度。该墨水可以具有不超过200ppm的水浓度。
助溶剂：该墨水可以包含助溶剂。任何上述溶剂均可用作助溶剂。该助溶剂可以是酮类。该助溶剂可以占该墨水的5重量％至20重量％。该助溶剂可以占该墨水的5重量％至10重量％。一些合适的酮类包括丙酮和环己酮。该墨水可以包含多种助溶剂。在一个实例中，该墨水包含5重量％至10重量％的丙酮和5重量％至10重量％的环己酮。一种或多种酮助溶剂可共同占该墨水的14重量％至16重量％。
全氟聚醚：本发明人先前的公开内容已经讨论了全氟聚醚在喷墨墨水配制品中的益处。包含全氟聚醚提高了开盖时间。参见例如美国专利号9,017,467，其经此引用并入本申请。在一个实例中，该全氟聚醚是可获自Solvay Solexis的A10。
着色剂：该墨水含有着色剂。该着色剂可以包括一种染料或多种染料。该着色剂可以包括一种颜料或多种颜料。该着色剂可溶于该溶剂。该着色剂可溶于助溶剂。在一个实例中，该着色剂包括醇溶性染料和酮溶性染料。
在该墨水配制品中使用多种染料可以提供超出使用单一染料的益处。多种染料可以以较低的成本提供优异的性能。与单一染料相比，多种染料可以获得更明亮或更鲁棒的颜色。多种染料可以更好地调节次要性质，如印刷墨水中的光泽度。但是，使用多种染料可能在墨水配制中产生额外的困难。多种染料可以使用助溶剂来获得所需染料浓度。多种染料可以为该墨水配制品引入更多的不相容性，使可接受的储存条件变窄，或限制工艺范围。
合适的染料的实例包括可获自BASF的染料，如：Blue 670，C.I.溶剂蓝35；Black X60；和Orange 220。取决于溶剂和助溶剂，其它合适的染料包括油溶蓝N，可获自Aldrich Chemical Company，Inc.的C.I.溶剂蓝14，可获自Passaic Color&Chemical Company的油溶棕102；可获自Passaic Color&ChemicalCompany的油溶红234；可获自Ciba-Geigy的C.I.溶剂蓝48；Pink RF，可获自Ciba-Geigy的C.I.颜料红181；Black RL，可获自Ciba-Geigy的C.I.溶剂黑29；Orasol Red G，可获自Ciba-Geigy的C.I.溶剂红125；Orasol Yellow 2GLN，可获自Ciba-Geigy的C.I.溶剂黄88；Blue GLS，可获自Sandoz Chemicals的C.I.溶剂蓝44；Fire Red 3GLS PAT，可获自Sandoz Chemicals的C.I.溶剂红124；和Yellow RLS，C.I.溶剂黄83：1。来自BASF的系列染料，包括Black X55和Orange 247，以及系列染料，包括Valifast Black 3808，来自OrientalChemical Company，Ltd的C.I.溶剂黑29，也已发现表现良好。
此外，取决于所用的特定溶剂和助溶剂，可以使用溶剂可溶性染料；例如，下文中使用色指数(C.I.)通用名称描述的那些。黑色溶剂染料可以包括C.I.溶剂黑5、7、27、28、29、34、35、45、46和48。蓝色溶剂染料可以包括C.I.溶剂蓝4、5、6、35、38、48、59、67、70、104和136。紫色溶剂染料可以包括C.I.溶剂紫8、9、11、14和38。棕色溶剂染料可以包括C.I.溶剂棕1、3、5、20、42、43、44、48和52。橙色溶剂染料可以包括C.I.溶剂橙3、11、20、25、54、60、62、63、86、99和105。红色溶剂染料可以包括C.I.溶剂红1、23、29、49、119、122、125、127、130、132、135、149、160、164、168、169、172和233。黄色溶剂染料可以包括C.I.溶剂黄10、13、14、19、25、28、33、88、89、114、146和163。染料可以独立使用，或与其它染料、颜料和/或其它着色剂结合使用。该着色剂可以构成该墨水的2重量％至10重量％。在一个实例中，多种染料构成该墨水的4重量％至7重量％。
抗结垢剂：该墨水可以包含抗结垢剂。结垢是指干燥的墨水沉积在热喷墨(TIJ)印刷头的加热元件上。包含一种或多种抗结垢剂有助于防止结垢的积聚。合适的抗结垢剂的实例包括油醇聚醚-3-磷酸酯(可以作为O3A或N-3酸购自Croda Int.)或右旋糖酐500k。该抗结垢剂的其它实例包括HCE(来自Croda Int.的磷酸酯)、N10(来自Croda Int.的油醇聚醚-10-磷酸酯)或LFH(具有芳族锚定基团的聚合分散剂，酸形式，阴离子型，来自Clariant)等等。该抗结垢剂可以以该墨水的大约0.05重量％至大约2重量％的量存在于该喷墨墨水中。
杀生物剂：当使用杀生物剂时，杀生物剂的合适的量可以为该墨水的大约0.05重量％至大约0.5重量％。一种或多种杀生物剂的上限可以取决于杀生物剂的类型、其毒理效应和/或法规要求。例如，GXL(Arch Chemicals，Inc.，Norwalk，CT)的上限为0.2重量％。其它杀生物剂包括例如GXL、MLX(The DowChemical Co.)和/或CS-1246(The Dow Chemical Co.)；可获自HulsAmerica(Piscataway，N.J.)的95；可获自ICI Americas(Wilmington，Del.)的GXL；和可以以商品名250获自Union CarbideCompany(Bound Brook，N.J.)的戊二醛。
下面描述符合本公开的墨水的一种配制品。该配制品包含在乙醇溶剂中的两种酮助溶剂、全氟聚醚和该聚合物表面活性剂。
配方1：
将该配制品与不含该聚合物表面活性剂的对照配制品进行比较。在该对照物中，各组分的重量百分比通过该聚合物表面活性剂的重量百分比的倒数来按比例缩放。配方1与掺杂有不同聚合物表面活性剂的配方1进行比较。
用显微镜光学评估铺展结果。目视发现包含聚合物表面活性剂可以提高润湿。沉积的墨水液滴保持大致圆形并具有均匀的尺寸。相反，当不存在该聚合物表面活性剂时，聚烯烃表面上的液滴倾向于聚结成更大的液滴。这导致低劣的图像质量。聚结还导致不均匀的墨水厚度，这又导致了印刷墨水中的颜色强度变化。
还通过测量印刷墨水的测试图案的标准化光密度(KOD)来评估了各种配制品与对照物。该测量对背景进行校正并评估该墨水外观的均匀性，较高的值表示印刷材料中更好的外观和均匀性。
该Foamex 842在二丙二醇单甲醚中以60重量％的配制品提供。因此，包含0.5重量％的Foamex 842包括0.3重量％的该聚合物表面活性剂和0.2重量％的该溶剂。相反，提供不含溶剂的Fomex 840，因此0.5重量％对应于0.5重量％。这可以解释Foamex 840与Foamex 842相比提高的KOD和减少的聚结。Foamex 842似乎也具有较低分子量的聚合物表面活性剂，这意味着在给定重量下更大数量的分子以及更大的流动性和更少的缠结。这可以解释840和842之间印刷品质的优势。
这与来自Glide配制品的结果一致，其中Glide 432(cps 150)的较短的链具有比Glide ZG400(1000cps)的较长的链更高的KOD和更好的印刷品质。因此，使用具有适当域的较小分子可以提高印刷品质和KOD。这可能是由于在基底上沉积和固着该墨水之间较短的时间。在短时间范围内，活性物类的流动性可以调节其有效性。类似地，提高的浓度会提高表面上活性物类的浓度，并具有提高本体溶液中浓度的益处，这取决于表面何时变得有效饱和。
除了产生低劣的印刷品质和低劣的字符清晰度之外，液滴的聚结还提高了墨水的干燥时间。这是由于具有较厚的聚结墨水区域，其反过来需要较长的时间来干燥至无粘性条件。相反，如果该墨水在更大的区域上以更薄的层铺展，则干燥时间减少。干燥时间长可能会延缓系统印刷速度。通过在干燥时和将下一片介质放置在干燥墨水上之前包括附加的加热器或路径来处理印刷材料，长的干燥时间可能增加系统成本。
向墨水中添加聚合物表面活性剂可以减少开盖时间、降低机械摩擦耐久性和降低该墨水的光密度。这些因素与该聚合物表面活性剂所提供的印刷品质和其它益处相平衡。
图1A和1B显示了使用对照墨水(图1A)和含有聚合物表面活性剂的墨水(图1B)以300×300点/英寸(DPI)在未处理的BOPP上印刷的数字4的放大图像。在图1A中，使用了配方1的对照墨水。液滴显示出明显的固结。例如，该墨水聚集在印刷区域的边缘，几乎没有墨水留在印刷部分的中间。相反，图1B显示了在同一基底上印刷的相同图像；但是，该墨水掺杂有0.2重量％的J802-812。在图1B中，可以看到单个的液滴。由该墨水连接的一些相邻液滴没有从液滴中流出，留下如图1A中的裸露区域。
图2显示了一组配制品的测试图案的图像，包括顶部的对照墨水测试图案和下面的三种掺杂聚合物表面活性剂的墨水配制品。
从上到下的四种配制品描述在下表中：
通过观察方块测试图案在视觉上评估墨水均匀性和聚结。对于顶部的对照墨水，该墨水的聚结和印刷的亮度通常表明油墨的不良铺展。下面的第二样品含有0.5重量％的添加到对照物中的聚马来酸酐-1-十八烯。在测试方块中可见少量聚结。第三样品含有0.5重量％的聚马来酸酐-1-十八烯+0.4重量％的Silube J208 812。第三样品具有这四个样品中的最佳性能。测试方块的颜色是均匀的，在聚烯烃(BOPP)基底上没有聚结的迹象。底部的第四样品具有0.5％聚马来酸酐-1-十八烯和0.5％的Siltech F-20。测试方块显示出一定程度的聚结，该墨水暗度比第二和第三样本更浅。
基于这些测试结果，使用多种聚合物表面活性剂可以提供比单一聚合物表面活性剂配制品更高的润湿。但是，如样本4中可见，情况并非总是如此。
要理解的是，在本说明书描述的原理中存在大量变型。还要理解的是，描述的实施例作为实例给出，并非意在以任何方式限制权利要求的范围、适用性或结构。

Claims (15)

1.喷墨墨水，包含：
溶剂；
溶剂可溶性染料；
所述墨水的0.1重量％至1重量％的全氟聚醚；和
所述墨水的0.1重量％至2重量％的聚合物表面活性剂，其中所述聚合物表面活性剂包含烷基域。
2.权利要求1的墨水，其中所述聚合物表面活性剂占所述墨水的0.2重量％至0.5重量％。
3.权利要求1的墨水，其中所述墨水包含小于1重量％的水。
4.权利要求1的墨水，其中所述溶剂是醇。
5.权利要求1的墨水，其中所述溶剂包含乙醇。
6.权利要求1的墨水，其中所述聚合物表面活性剂在25℃下为液体，具有不超过750厘泊(cps)的粘度。
7.权利要求1的墨水，其中所述聚合物表面活性剂不溶于水。
8.权利要求1的墨水，其中所述聚合物表面活性剂包含硅酮和聚醚域。
9.权利要求8的墨水，其中所述聚合物表面活性剂是聚醚聚二甲基硅氧烷。
10.权利要求1的墨水，其中所述聚合物表面活性剂是聚马来酸酐-烯烃。
11.权利要求1的墨水，其中所述聚合物表面活性剂是缩水甘油基官能丙烯酸类交联剂。
12.权利要求1的墨水，其中所述聚合物表面活性剂选自：丙烯酸类树脂、丙烯酸类共聚物、酚树脂和聚酰胺树脂。
13.喷墨墨水，包含：
所述墨水的50重量％至98重量％的醇溶剂；
可溶于所述醇溶剂的染料；
所述墨水的0.1重量％至1重量％的全氟聚醚；和
所述墨水的0.1重量％至2重量％的非水溶性聚合物表面活性剂，
其中所述墨水包含不超过1重量％的水。
14.权利要求13的墨水，进一步包含占所述墨水的5重量％至25重量％的多种酮助溶剂。
15.印刷到聚烯烃表面上的方法，所述方法包括：
将墨水沉积到聚烯烃表面上，其中所述墨水包含：
溶剂；
溶剂可溶性染料；
占所述墨水的0.1重量％至1重量％的全氟聚醚；和
聚合物表面活性剂，所述聚合物表面活性剂占所述墨水的0.1重量％至2重量％。
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