用于连续偏转的喷墨印刷特别是在由有机聚合物组成的基底上的油墨组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种油墨组合物，其性质特别适用于液体喷射标记或印刷，且最特别 地用于连续偏转的喷墨标记、印刷。
[0002] 根据本发明的油墨组合物可用于标记各种类型的基底、支撑物和物体。
[0003] 根据本发明的油墨组合物特别适用于标记由有机聚合物，特别地是热塑性聚合物 ("塑料"），例如聚烯烃类例如聚乙烯（PE)类或聚丙烯（PP)类，或聚（对苯二甲酸乙二醇 酯）（PET)组成的基底、支撑物和物体。根据本发明的油墨组合物特别适用于标记由有机聚 合物，特别是聚烯烃类，例如聚乙烯类或聚丙烯类组成的瓶子或塞子。
[0004] 根据本发明的油墨组合物使能够得到耐久的标记，所述耐久的标记尤其是耐摩擦 和耐普通溶剂例如乙醇，且是粘附的，即通过胶带剥离试验。
[0005] 喷墨印刷是众所周知的技术，它允许高速下各种物体的印刷、标记和装饰，且在这 些物体和印刷装置间无任何接触，其信息可任意改变，例如条形码、保质期等，即使在非平 面的支撑物上。
[0006] 喷墨印刷技术分为两个主要类型，即：已知为"按需喷墨"（DOD)的技术，和已知为 "连续喷墨"（CIJ)的技术。
[0007] 我们对后者的技术尤其感兴趣，且更具体地在连续偏转的喷墨印刷技术。
[0008] 连续偏转的喷墨喷涂、印刷在于将加压的油墨发送至含压电晶体的腔内，所述油 墨以喷射的形式通过孔（喷嘴）从所述腔内逃离。
[0009] 所述压电晶体，以确定的频率振动，导致喷墨中的压力扰动，所述喷墨震荡并逐渐 分解为球形滴状物或液滴。如果油墨是导电的，沿着被打破的喷射的路径放置的电极能够 给予这些滴状物静电电荷。以这种方式带电的液滴在电场中偏转，并允许印刷。未带电的 且因此不偏转的滴状物在凹槽、沟中回收，其中油墨被吸收，并然后回收至油墨回路。
[0010] 该以喷射形式的油墨喷涂形式提供了以高生产线速度在不一定是平的（flat)、平 面的（planar)物体上无接触标记，具有任意改变信息的可能性。
[0011] 本技术特别适用于在生产线上工业产品的标记和识别（保质期、序列号、批号、条 形码等）。
[0012] 使用连续偏转的喷墨技术，适用于喷涂和印刷的油墨组合物必须满足该技术的固 有标准，涉及，在其它元素中，黏度、导电率、在用于清洁的溶剂中的溶解度、成分的相容性、 被标记的支撑物的符合要求的润湿性。
[0013] 通过连续偏转的油墨喷射技术用于印刷的油墨组合物必须满足的特定的和重要 的标准首先源自当各信息中印刷符号数目少时油墨消耗低的事实，其次源自喷射是连续的 且油墨在喷涂前被再循环多次的事实。因此，当未偏转的滴状物被吸收时，油墨与环境空气 接触，且它可吸收周围环境水分或与空气中的氧气接触，且可通过该方式被改性。
[0014] 尽管该情况，在储存和当在印刷机中循环时，油墨必须保持它的基本性质。
[0015] 最后，这些油墨必须快速干燥，能够通过喷嘴而不阻塞喷嘴，具有极好的喷射方向 稳定性，且也允许印刷头的容易清洁。
[0016] 组成用于通过连续偏转的喷墨技术印刷的现有油墨的成分是有机和矿物产品；这 些是着色剂（dyestuffs)，例如染料（dyes)或颜料，树脂或粘合剂，在一种或多种具有或多 或少挥发性的溶剂中，或水中，任选地一种或多种导电性盐和多种添加剂。
[0017] 这些染料根据它们是否分别溶于或不溶于所使用的溶剂中称为"染料或颜料"。
[0018] 天然不溶的颜料，因此是分散的和可能是或可能不是不透明的。它们给予 油墨它的颜色、它的不透明性或特别的光学性质，例如荧光性（参见专利或专利申请 US-A-4, 153, 593、US-A-4, 756, 758、US-A-4, 880, 465、EP-A-O 289 141、US-A-5, 395, 432、 GB-A-2 298 713)。在某些情况下，所述染料也自己给予油墨充足的导电性以使不需要添加 导电盐。已知名称为C. I.溶剂黑27、29、35和45的染料符合该情况。
[0019] 粘合剂或树脂在多数情况下通常是一种或多种固体或聚合物，且它们的选择取决 于在选定溶剂中的溶解度和它们与染料和其它添加剂的相容性，但也且尤其根据在干燥 时它们赋予所述油墨膜的性能（参见专利或专利申请US-A-4,834,799、GB-A-2 286 402、 US-A-5, 594, 044、US-A-5, 316, 575, W0-A-96/23844, W0-A-95/29287)。
[0020] 它们的主要功能是在尽可能多的支撑物上，或特定的支撑物例如非多孔性支撑物 上赋予油墨粘附性。它们也能使油墨被给予充足的黏度用于来自喷射的滴状物的形成，且 它们赋予油墨，更确切地说所得到的标记，大多数它的耐物理和/或化学侵害的性能，特别 是耐摩擦牢度、耐胶带（"Scotch"?)剥离性或耐其它普通溶剂例如乙醇的性能。
[0021] 这些油墨的溶剂最常见由含如下物质的混合物组成：一方面，主要的大量的挥发 性且弱粘性的溶剂，以允许非常快的标记的干燥和调整黏度至所需的值，例如2-10mPa. S， 和，另一方面，更少量的干燥更缓慢的较大粘性且较小挥发性的溶剂，以便在当印刷设备不 运行、关闭时的阶段中阻止油墨在喷嘴中干燥（参见，专利或专利申请US-A-4, 155, 767、 W0-A-92 14794、W0-A-92 14 795 和 US-A-4,260,531)。
[0022] 最经常使用的挥发性溶剂是低分子量的醇类、酮类或酯类，如在专利 旧4-4,567,213和旧4-5,637，139中所示的。在这些溶剂中，可提及基本的甲醇、乙醇、 1-丙醇和2-丙醇、丙酮、甲基乙基酮（"MEK"）、甲基异丁基酮、乙酸乙酯和四氢呋喃。
[0023] 较小挥发性的溶剂（其作用特别是延缓干燥）是最普通的酮类，例如环己酮，乙 二醇醚，其在文件US-A-4, 024, 096和US-A-4, 567, 213中提到，醚和缩醛类，例如呋喃或二 氧六环，其在文件US-A-4, 155,767中提到，二甲基甲酰胺或二甲亚砜（US-A-4, 155,895)， 内酯（ΕΡ-Α-0 034 881)，N-甲基吡咯烷酮（ΕΡ-Α-0 735 120)，二醇类（W0-A-96 23844)， 甚至脂肪烃（US-A-4166044)，或水，单独或与其他上述溶剂组合；在这一点上，将参考文件 US-A-4，153,593、GB-A-2 277 094 和 FR-A-2 460 982。
[0024] 通常，用于偏转的连续喷墨喷涂、印刷的油墨的主要（main)或多数、主要 (predominant)溶剂必须满足一些标准，特别地：
[0025] -它们的挥发性对于油墨在被标记的支撑物上的快速干燥是足够的，但不能太大， 以使其在印刷机中不太快挥发，特别地在印刷机不运行期间；
[0026] -它们的溶剂粉末，对于油墨的粘合剂、染料或颜料分散体，且对于将被印刷的支 撑物，必须能够使干燥油墨被赋予符合要求的粘附性；
[0027] -它们对于人类健康的影响，即他们的毒性、有毒性、刺激特性和可燃性，必须是较 小的、受限的；
[0028] -它们必须能够使可能旨在被摄取的油墨保持无菌；
[0029] -最后，它们必须能够保持赋予油墨导电率的离子种类例如盐类溶解和离解。
[0030] 任何导电的盐（salt)或盐类（salts)给予油墨静电偏转所需的导电性。在这一 点上可参考文件US-A-4, 465, 800。
[0031] 所述添加剂包括使颜料分散的分散剂，修改油墨粉末润湿或穿透能力的表面活性 剂（US-A-5, 395, 431)，尤其是修改或调节静态或动态表面张力的那些，例如来自公司3M的 Fluorad FC 430,抑制由赋予上述导电性的盐类引起的腐蚀的试剂（参见文件EP-A-O 510 752、US-A-5, 102, 458)，或其它保护油墨抗细菌或其它微生物增殖的添加剂：这涉及灭微生 物剂、杀细菌剂、杀真菌剂等，其特别用于含水、pH-调节缓冲剂（参见EP-A-O 735 120)、防 沫剂的油墨中。
[0032] 此外，产品如食品、药物和医用品的可追溯性需要多种信息印刷在这些产品的包 装上。
[0033] 在饮料瓶，或化妆品产品包装，和特别地塑料塞、帽或瓶，例如由聚烯烃类和特别 地由聚乙烯制备，上的标记的附加造成特别难以解决的问题，尤其是当标记必须不仅抵抗 含在这些包装中含有的液体，也要抵抗使用者不可避免的摩擦。
[0034] 为了确保生产的可追溯性，瓶子通常在填充后立即将相应的信息标记在塞子、帽 或瓶子的底部，或在任何其它位置。
[0035] 连续偏转的喷墨技术，是使用0)2激光标记，用于在这些弯曲表面上高速标记各种 信息的最适当的技术。
[0036] 对于这样的应用，用于连续偏转的喷射印刷和沉积标记的油墨必须满足特定的要 求，尤其是如下要求：
[0037] -当生产速率高时，所述油墨必须非常快速地干燥；
[0038] -所述标记必须在包装例如瓶子的内容物被消费的全部时间期间耐消费者触摸；
[0039] -所述标记必须耐含在包装内的液体，例如醇溶液；
[0040] -所述标记必须耐摩擦；
[0041] -所述标记必须是粘附的。
[0042] 为了测试标记的粘附性，最通常使用已知为" Scotch?测试"的胶带测试。它包括 将胶带应用于标记，然后去除该胶带。当标记保持在物体上且不转移至胶带上则所述测试 是积极的。
[0043] 为得到满意的由油墨组合物得到的标记物的粘附性和耐久性，其中所述油墨组合 物通过喷墨而喷涂在由有机聚合物尤其是塑料形成的基底例如包装上，且特别地喷涂在由 聚烯烃类，例如由聚乙烯类或聚丙烯类形成的基底上，目前需要对所述基底应用表面处理， 例如烧毛处理或电晕处理，和/或需要在所述油墨组合物中包括卤代化合物，尤其是氯代 化合物例如以氯乙烯为基础的