专利名称：用于邮政印刷的蓝色油墨的制作方法
用于邮政印刷的蓝色油墨
背景技术：
邮寄信封上的蓝色邮戳(即标记)已经在包括法国、德国、芬兰、奥地利、瑞士、比利时和西班牙的全世界很多国家用作邮资已付的证明。包括英国和中国的其他几个国家也正变更为蓝色邮戳。这些邮戳包含可机读的信息，例如二维(2-D)条码，通常以高速通过喷墨打印而印制。2-D条码使邮件的自动分类成为可能，这是因为大量信息能够以高密度记录。在一些实例中，为了使印制的戳记能够被诸如光学扫描仪和2-D条码读取器的邮政机器有效地读出，印制的戳记须为高对比度图像。因此，很多国家都对严格的高对比度制定有要求。一种油墨符合一个国家的邮戳规范或许是容易的，但是一种油墨满足多数或者所有国家的邮政需求却比较困难。
图I显示了用根据示例性实施方式的蓝色油墨配方印制的示例性邮政条码。图2为水牢度测试后图I的邮政条码的部分详解图。图3为用对比的蓝色油墨印制然后经过水牢度测试的邮政条码的部分详解图。
发明内容
由于全世界邮政当局所制定的严格的可读性要求，需要将较深的蓝色油墨用于印制邮戳和条码。一些可商购的蓝色油墨包含青色和品红色颜料的混合物。该蓝色油墨不够深而不能满足由德国邮政当局-德国邮政(Deutsche Post)规定对具有印制于内部的偏灰色(offset gray)的无纸衆白信封的标记对比度(SymboI Contrast)标准(>70%)。用诸如由Label Vision Systems 提供的 Integra 9500 Offline Print 5 Verification System 的条码检验装置通过确定信封和条码之间的最大反射差来测量标记对比度。这些颜料类的蓝色油墨还存在很多由颜料沉淀、短保质期和颜色不均引起的可靠性问题。水牢度也是一些蓝色油墨的问题。某些可商购的染料类蓝色油墨无法通过由法国邮政当局-法国邮政(LaPoste)规定的水牢度测试，即使它们可以通过德国邮政规范的图像对比度标准(>70%)。大多数油墨为水溶性的，因此，如果印制的材料变湿了，水溶性油墨容易再次溶解而导致流动的图像(running image)。在湿度高的环境中，也会发生油墨移动。“水牢度”指印制的图像与水接触时油墨抗移动的能力。在一些实施方式中，此处公开了一种蓝色油墨配方，所述蓝色油墨配方包含蓝色颜料、黑色染料和用于运送颜料和染料到印刷介质的水性载体，其中蓝色颜料与黑色染料的重量比在50:1至2:1的范围内。在一些实施例中，所述蓝色颜料为分散于整个水性载体中的聚合物封装的蓝色颜料。在一些实施例中，在所述蓝色油墨配方中所述蓝色颜料的浓度以重量百分比(wt%)计在2. 0wt%至5. 0wt%的范围内；在另一些实施例中在3. 0wt%至4. 5wt°/c^9范围内，且在又一些实施例中在3. 8界七％至4. 2wt%的范围内。在一些实施例中，所述黑色染料的浓度在0. 0^^%至I. 2 七％的范围内，在另一些实施例中在0. 05 七％至0. 8wt%的范围内，且在又一些实施例中在0. 06wt%至0. 4wt%的范围内。实验已经显示，蓝色颜料和黑色染料的这些浓度在高图像对比度、水牢度和“开盖(decap)”时间(即喷墨打印头可以保持打开和空闲且仍旧可以适当地喷射油墨滴的时间)方面产生了期望的结果。在一些实施方式中，所述蓝色油墨配方可以进一步包括游离的的聚合粘合剂。此处公开的所述蓝色油墨配方适用于喷墨打印装置以产生并应用邮资已付证明，即数字邮票。所述蓝色油墨配方用于克服由很多国家制定的蓝色邮戳规定方面的挑战，如高对比度、总体可读性和水牢度。此外，所述蓝色油墨配方旨在使其能被全世界接收用于蓝色邮戳/条码。所述蓝色油墨配方满足了由德国的德国邮政制定的最难办的条码对比度要求，同时满足了由法国的法国邮政制定的最严格的水牢度要求。蓝色颜在一些实施方式中，所述油墨配方中的蓝色颜料采取分散颗粒的形式，所述分散颗粒足够小而可以使油墨在喷墨打印装置中自由流动，特别是在具有10微米至50微米范围内的直径的喷嘴中。粒径对于颜料分散体的稳定性也有影响。微小颗粒的布朗运动可以有助于防止颗粒絮凝。小颗粒通常对最大色强度以及对打印头可靠性和维修能力而言是理 想的。在一些实施例中，粒径范围约为O. 005微米至I微米。在另一些实施例中，所述颜料粒径应该为O. 005至O. 5微米，在又一些实施例中为O. 010至O. 3微米和O. 010至O. 15微米。在一些实施方式中，所述蓝色颜料颗粒用聚合物至少部分封装，所述聚合物包括苯乙烯共聚物、丙烯酸或丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸或甲基丙烯酸酯共聚物、马来酸酐共聚物及其组合。在一些实施例中，所述共聚物为苯乙烯-丙烯酸共聚物(或其酯)或苯乙烯-丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物(或其酯)。合适的共聚物可以具有任意可行的平均分子量，但在一些实施例中，可以为5，OOOMw至20，OOOMw,或5000Mw至15，OOOMw,或8，OOOMw至ll，000Mw。在一些实施例中，所述封装聚合物可以为具有100至220mg KOH/g的酸值的共聚物，或者在另一些实施例中，具有150至200mg KOH/g的酸值。在一些实施例中，所述封装聚合物与颜料的重量比(R/P)可以在O. I至I. O的范围内；在另一些实施例中，在O. 2至O. 4的范围内。所述封装聚合物(也被称为分散剂)可以被物理吸收于所述颜料颗粒上，以便向颜料颗粒提供若干电荷，从而产生减少颜料颗粒在液体载体内结块的一些相斥性。在一些实施例中，通过在液体介质中将所述蓝色颜料与能够封装颜料的聚合物混合形成聚合物封装的蓝色颜料以形成颜料分散体，然后所述分散体经过粉碎以使颜料粒径减少至期望的水平。如本领域公知的，油墨的可见色质可以用几种色彩空间系统中的任意一种表征，如Munsell或CIELAB。关于Munsell色彩空间，用三种术语定义某个色彩，即色调(H)、色值(V)和色度(C)。关于CIELAB色彩空间，用三种术语定义色彩，L'a*和b'关于CIELAB系统，L*定义了色彩的亮度且在O (黑色)至100 (白色)的范围内。L*是很暗的具有低L*值的色度的良好测量方式。此外，术语a*和b*可以用于定义色彩的色调和色度，其中a*的在负数(绿色)至正数(红色)的范围内而b*在负数(蓝色)至正数(黄色)的范围内。如本领域技术人员所知，其他术语H (色调角)和Cf (色度)被用于进一步描述某个色彩。H。通过下式计算H=tarf1 (b*/a*)其中H以度为单位；如果H〈0，则加360°，如果H彡360，则减360°。
Cf通过下式计算、/( O2，(b *)2在一些实施方式中，所述蓝色油墨配方旨在根据以下色彩规范在印刷介质上产生蓝角·
1111. LeI ·亮度(L*)在30至65之间；a*在-12至5的范围内；
b*在-20至-60的范围内；色度(C*)在22至45之间；色调角(H)在255至275度之间。在一些实施例中，为达到上述色彩规范目标，蓝色颜料为具有以下通用结构式(I)的酞菁铜颜料结构式(I)
权利要求
1.一种用于邮政印刷的蓝色油墨，所述蓝色油墨包含 蓝色颜料、黑色染料和水性载体，其中蓝色颜料与黑色染料的重量比在50:1至2:1的范围内， 其中所述蓝色颜料选自由具有以下通用结构式(I)的酞菁铜颜料和具有以下通用结构式(II)的蒽醌颜料组成的组中 结构式(I) 结构式(II)
2.如权利要求I所述的蓝色油墨，其中所述蓝色颜料的含量在2.0wt%至5. 0wt%的范围内，且所述黑色染料的含量在以O. 01wt%至I. 2wt%的范围内。
3.如权利要求I所述的蓝色油墨，其中所述蓝色颜料用聚合物至少部分封装。
4.如权利要求3所述的蓝色油墨，其中所述封装聚合物具有5，OOOMw至20，OOOMw的平均分子量，和100至220mg KOH/g的酸值。
5.如权利要求3所述的蓝色油墨，其中封装聚合物与蓝色颜料的重量比(R/P)在O.I至I. O的范围内。
6.如权利要求3所述的蓝色油墨，其中所述聚合物为苯乙烯-丙烯酸共聚物。
7.如权利要求I所述的蓝色油墨，其中所述黑色染料选自具有以下通用结构式(III)或(IV)的偶氮染料 结构式(III)
8.如权利要求I所述的蓝色油墨进一步包含聚合粘合剂。
9.如权利要求I所述的蓝色油墨，在印刷介质上提供了具有以下根据CIELAB系统的色彩规范的蓝色色彩 亮度(L*)为30至65之间； a*为-12至5之间； b*为-20至-60之间； 色度(C*)为22至45之间； 色调角(H。)为255至275度之间。
10.如权利要求I所述的蓝色油墨，其中所述水性载体包含水、至少一种水溶性的或易溶于水的有机溶剂和至少一种表面活性剂的混合物。
11.一种用于邮政印刷的蓝色油墨，所述蓝色油墨包含 蓝色颜料、黑色染料和水性载体，其中蓝色颜料与黑色染料的重量比在50:1至2:1的范围内， 其中所述蓝色颜料为具有以下通用结构式(I)的酞菁铜颜料 结构式(I)
12.如权利要求11所述的蓝色油墨，其中所述蓝色颜料的含量2.0wt%至5. 0wt%的的范围内，且所述黑色染料的含量在O. 01wt%至I. 2wt%的范围内。
13.如权利要求11所述的蓝色油墨，其中所述蓝色颜料用具有5，OOOMw至20，OOOMw的平均分子量和100至220mg KOH/g的酸值的聚合物至少部分封装。
14.如权利要求13所述的蓝色油墨，其中所述封装聚合物为苯乙烯-丙烯酸共聚物。
15.如权利要求13所述的蓝色油墨，其中封装聚合物与蓝色颜料的重量比(R/P)在O.I至1. O的范围内。
全文摘要
一种用于邮政印刷的蓝色油墨，所述蓝色油墨包含蓝色颜料、黑色染料和水性载体，其中蓝色颜料与黑色染料的重量比在50:1至2:1的范围内。所述蓝色颜料为酞菁铜颜料或蒽醌颜料，且黑色染料为偶氮染料。
文档编号C09B47/04GK102892845SQ201080066858
公开日2013年1月23日 申请日期2010年6月16日 优先权日2010年6月16日
发明者Z·马, 罗伯特·F·利特, 彼得·C·莫里斯 申请人:惠普发展公司，有限责任合伙企业