用于连续偏转式喷墨印刷的油墨组合物的制作方法

专利名称：用于连续偏转式喷墨印刷的油墨组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于标记所有类型的承印物和印刷品的油墨组合物，其中该油墨的性质尤其适合于液体喷射标记或印刷，并且本发明尤其适合于多种多孔及无孔承印物的连续偏转式喷墨标记。
这种油墨组合物特别适用于信件和邮包的标记或盖销，尤其是邮票的标记或盖销。
背景技术：
喷墨印刷是一种公知的技术，利用这种技术能够以高速对所有类型的物品，以及诸如条形码、销售截止日期等能够根据需要发生变化的信息进行印刷、标记或装饰，并且不需要使这些物品与印刷装置接触，甚至在不平滑的承印物上也可以进行。
将喷墨印刷系统分为两种主要的类型“按需滴墨”(DOD)或“连续喷墨”(CJ)。
我们对后一种工艺更感兴趣，更确切地说，我们对连续偏转式喷墨工艺更感兴趣。
通过连续偏转式喷射进行的喷涂包括在压力下将油墨输送到包含压电晶体的空腔中，油墨以射流形式通过喷口(喷嘴)从空腔中逸出。该压电晶体以已知频率振动，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。借助位于喷墨发生分裂的喷射轨迹上的电极，如果油墨是导电的，那么静电荷就可以传递到这些墨滴中。通过这种方式，带有电荷的墨滴在电场中发生偏转而进行印刷。
这种类型的油墨喷涂确保了在未必是平滑的物品上以高运转速度进行的无接触式(遥控式)标记，并能够根据需要改变信息。
适合于连续偏转式喷涂的油墨组合物必须满足这种工艺固有的某些标准，其中涉及到粘度、电导率、在洗涤溶剂中的溶解度、各组分的相容性、进行标记的承印物的正确润湿等等。
此外，这种油墨必须能够迅速变干，能够在通过喷嘴时不会将其堵塞，并且必须具有很高的喷射方向稳定性，同时使得易于对印刷头进行清洗。
组成目前用于连续偏转式喷墨印刷的油墨的组分为可溶解在一种或多种强或弱挥发性溶剂或水中的有机或无机产物、诸如染料或颜料的着色剂、树脂或粘合剂，必要时还包括一种或多种导电性盐和各种添加剂。
可能的导电性盐赋予油墨静电偏转所需的导电性。关于这一主题的更多信息可从US专利A 4465800中找到。
添加剂包括表面活性剂，它能够改变油墨的润湿或渗透能力(US A 5395431)，特别是那些可改变或调整静表面张力或动表面张力的表面活性剂，例如3M公司的FluoradFC 430；可抑制由于前文提及的盐所引发的腐蚀的试剂(参见，欧洲专利A 0510752和USA 5102458)；或者甚至可保护油墨不发生细菌和其他微生物繁殖的添加剂，例如生物杀伤剂、灭菌剂、杀真菌剂和其他试剂，它们尤其对含水油墨有用处；pH调节缓冲液(参加，专利EP A 0735120)和消泡剂。
着色剂已知的有“染料或颜料”，这取决于它们在所用的溶剂中是可溶的还是不可溶的。
因此，就其本性而言不可溶的颜料是分散的，并且可以是或不是不透明的。它们赋予油墨颜色、不透明性或特殊的光学性质，例如荧光(参见，专利或专利申请US A 4153593、US A 4756758、USA 4880465、EPA 0289141、US A 5395432和GB A 2298713)。在某些情况中，染料自身就可赋予油墨足够的导电性，使得无需加入导电性盐。名称为C.I.溶剂黑27、29、35和45的染料就属于这一类。
一般而言，粘合剂或树脂大部分是固体和聚合物或多种化合物，对其的选择应根据它们在所选溶剂中的溶解度以及它们与染料和其他添加剂的相容性来进行，但也要并且是最重要的，根据它们给予变干的油墨膜的性质来决定(参见，专利或专利申请US A4834799、GB A 2286402、US A 5594044、US A 5316575、WO A96/23844和WO A 95/29287)。
它们的主要功能是赋予油墨与最多数承印物或特定承印物(例如，无孔承印物)的粘结力。它们还能给予油墨足够的粘度，以从喷射形成墨滴，并且，它们赋予油墨，确切地说是赋予所形成的标记基本的抵抗物理和/或化学浸蚀的性能。
这些油墨的溶剂大部分都由一种混合物组成，该混合物包含一方面，大部分的挥发性和低粘性溶剂，目的是使标记迅速变干，并将粘度调整到期望值，例如2-10mPa·s；以及，另一方面，少部分的高粘性和低挥发性溶剂，这些溶剂干得很慢，目的是防止在印刷机不工作期间油墨在喷嘴中干涸(参见，专利或专利申请US A4155767、WO A 92/14794、WO A 92/14795和US A 4260531)。
如美国专利A 4567213和A 5637139中所指出的，使用最多的挥发性溶剂为低分子量醇、酮或酯。这些溶剂的具体例子为甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、丙酮、甲乙酮(“MEK”)、甲基异丁酮、乙酸乙酯、以及四氢呋喃。
美国专利A 4210566披露了一种大部分以乙酸正丙酯为基本成分的油墨。
四氢呋喃在美国专利A 4155767中得以引用，作为用于喷墨印刷的油墨的溶剂的主要组分(40-85％)。
美国专利A 4166044披露了一种不含粘合剂的油墨，其中，溶剂包括水(10-35％)、醇(6-25％)和有机化合物，例如，该有机化合物通常从环醚中进行选择。这种油墨显示出所有与水的存在相关联的缺点。
最后，日本专利A 63-06316披露了一种喷墨油墨组合物，其中，溶剂由水与从包括1，3-二氧戊环的14种其他化合物中选择的另一溶剂混和而得。
低挥发性溶剂的功能特别是延缓干涸，通常为诸如环己酮这样的酮、乙二醇醚(引自美国专利A 4024096和A 4567213)、诸如四氢呋喃或二噁烷这样的缩醛(引自美国专利A 4155767)、二甲基甲酰胺或二甲亚砜(US A 4155895)、内酯(EP A 0034881)、N-甲基吡咯烷酮(EPA 0735120)、乙二醇(WO A 96/23844)、甚至为脂族烃，其另外具有渗入油膜的能力(US A4166044)、或者甚至单独的水或者水与上文所引的其他溶剂的结合。这个发明的更多信息可在专利US A 4153593、GB A 2277094和FR A 2460982中找到。
总的来说，用于连续偏转式喷射的油墨的主要或多数溶剂必须满足某些标准。具体而言
-它们必须具有足够的挥发性，以使油墨在进行标记的承印物上迅速干涸，但又必须不能太多，以确保它们不会在印刷机中蒸发太快；-它们对于油墨粘合剂、染料或颜料分散体，以及对于将要进行印刷的承印物的溶解本领必须使得它们能够给予油墨良好的粘结力；-它们必须具有保持解离的形式，离子形式(盐类)赋予油墨导电性；-它们对人体健康的影响，或者换而言之，它们的毒性、有害性、刺激性和可燃性必须很小；-它们必须能够在无菌条件下保持被设计成可摄取的油墨。
目前用于连续偏转式喷墨印刷的油墨的主要或多数溶剂中还没有一个能同时满足上述的所有标准。
像这样，甲醇具有毒性，并且溶解能力差；乙醇挥发性不够，并且其溶解能力也不够强；乙酸乙酯和其他的乙酸酯具有非常强烈的气味，这在很多应用中都是难以克服的缺陷；丙酮的挥发性太强，其闪点也很低(-18℃)；甲乙酮(“MEK”)具有足够的溶解度和优良的溶解本领，但它具有刺激性、气味强烈，并且高度易燃，其闪点为-9℃，除此之外，它甚至被某些国家的法规禁用；四氢呋喃(THF)的挥发性强于甲乙酮，由于其沸点为10℃，低于甲乙酮的沸点，其闪点为-17℃，差不多与丙酮的闪点一样低，因此它能够形成易爆炸的过氧化物，它具有类似于甲乙酮的刺激性，含有超过25％的四氢呋喃的油墨必须被标为刺激品。
由于其可燃性，大多数上面提及的溶剂(甲醇、乙醇、甲乙酮、乙酸乙酯、丙酮)对于所有的美国NFPA(“国家防火协会”)的参考标准来说，都具有“＞2”的等级。
因此，需要(目前尚未实现)一种尤其适合于连续偏转式喷墨印刷的油墨组合物，特别是信件和其他的邮品，其中，溶剂可同时满足上述的标准，其结果是，油墨被赋予所需的性能，同时满足了要求，尤其是关于毒性、可燃性和环保方面的法规要求。
如果有一种溶剂能够溶解染料和其他的组分，而同时给予油墨、特别是在底材上的不可擦除性，尤其是邮票上的不可擦除性，将引起人们的关注。
还存在着这样一种需求，即需要一种油墨，其尤其适合于连续偏转式喷墨印刷，并允许具有不同表面性质(多孔和无孔)的所有类型的物品的快速标记。
这种油墨还必须生成显示出好的粘结性和好的耐化学浸蚀性的标记，总的来说，所产生的标记必须展现出用于喷墨印刷机的油墨所要求的所有性能，例如粘度、电阻率等等，尤其是用于使用连续喷射工艺的印刷机的油墨所要求的性能。
这种油墨还必须能够高速标记甚至是不够疏松的物品，同时获得优良的印刷品质。
最后，这种油墨必须具有所要求的、关于利用该油墨在邮品、信件和邮票上实现的印刷的不可擦除性的性能(尤其是各个国家的邮政部门所要求的)。

发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种油墨组合物，其尤其适合于连续偏转式喷墨印刷，同时实现上述的所有需求，满足上述的标准和要求，不显示出现有技术的油墨组合物的不足、局限、缺陷、和缺点，并且克服现有技术组合物的尤其与其所含溶剂的性质有关的问题。
这个以及其他的目的由根据本发明的用于连续偏转式喷墨印刷的油墨组合物而得以实现，该油墨组合物在室温下为液态，并且包含-粘合剂；-一种或多种染料和/颜料；以及-溶剂；在该组合物中，所述溶剂包含重量百分比大于70％(相对于油墨的总重量)的碳酸丙烯酯，和重量百分比小于10％的水。
对于室温，通常将其理解为5-30℃的温度，优选为10-25℃，更优选为15-24℃，最优选为20-23℃。很容易理解，该油墨在大气压力下是液态的。
碳酸丙烯酯被注册为CAS号108-32-7，其结构式如下所示
根据本发明的油墨是一种特殊的用于连续偏转式喷墨印刷的油墨，其主要包含特定比例的特定溶剂，但很少有或没有水，并且在室温下为液态。
没有现有技术文献披露了一种具有所有这些特殊性质的油墨。
本发明基于这样的意外发现，即碳酸丙烯酯使得尤其适合于连续偏转式喷射的油墨的配方成为可能，并且可以不用向配方中添加水或者可以显著增强导电性所必需的离子离解的其他溶剂。
在现有技术中，通常加入水以辅助盐的离解；根据本发明，令人惊讶的是，该油墨组分包含很少或者没有水，然而借助于碳酸丙烯酯的离解作用而具有足够的导电性。
具体而言，根据本发明已经证实，令人十分惊讶的是，碳酸丙烯酯这种溶剂的溶解本领和渗透本领使得尤其适合用于盖销信件和邮品的油墨组合物的配方成为可能，同时能够导电，因此，能够通过连续喷射进行喷涂，即使在它包含少量或没有水的情况下。
令人彻底惊讶的是，尽管碳酸丙烯酯的挥发性较低，并且其干涸速度也很慢，但由于其很强的渗透能力，它使得根据本发明的油墨组合物能够用于甚至是不够疏松的物品、尤其是由纤维素制成的底材，例如构成信件、邮品和邮票的纸张或纸板的高速印刷。
非常令人惊奇的是，具有与碳酸丙烯酯一样低的挥发性的溶解确保了高印刷速度，确切地说，这与预期地正好相反；由于碳酸丙烯酯很强的渗透能力，因此，包括碳酸丙烯酯的油墨也具有很强的渗透进底材的能力，这使得高速印刷成为可能。
对于已知的组合物，没有很明显地领会到，从多种现有的有机溶剂中选择出碳酸丙烯酯(而且是以特定的比例)能够产生一种能够满足上述的所有标准、要求和需要的油墨，尤其是联系到溶剂的性质时。
与此相反的是，在本技术领域中，即在喷墨印刷技术领域中，存在着一种流传甚广的强烈偏见，即抵制将碳酸丙烯酯作为溶剂，不仅因为其挥发性较低，而且它具有很高的极性。
因此，本发明通过使用碳酸丙烯酯(propylene carbonate)作为用于喷墨印刷的油墨，并且是很高比例的碳酸丙烯酯，从而克服了本技术领域中的普遍偏见。
碳酸丙烯酯只有在当具有增塑作用(US A 6558770和US6460957)或者作为共溶剂(US A 6555168和US A 6533408)或作为电解液(US A 6501587)、作为渗透剂(US A 6568795、US A6554418、US A 6534566、US A 6527844、US A 6527387)或者作为基于分散聚合物(乳胶)的系统的聚结促进剂(US A 6559245)时被引用到。
因此，根据发明的特定比例的碳酸丙烯酯在与本发明的、尤其用于连续偏转式喷墨印刷的油墨组合物相类似的低含水量油墨组合物中的应用在现有技术中既没有进行披露，也没有被提出。事实上，大多数现有技术的专利或专利申请仅仅提到将碳酸丙烯酯作为水基油墨中的添加物进行使用。
例如-美国专利US A 4281329涉及一种“记录液体介质”，其专门用于“按需滴墨”类型的装置中。该文献中未曾提及或说到这种介质可用于其他装置，尤其没提到可用于连续偏转式喷墨印刷装置。
这种介质包括作为主要组分的通式为(A)和(B)的碳酸的酯。
这些化学式，尤其是描述碳酸的环酯的化学式(B)，涵盖了相当大量的化合物。第5-8栏引用了48种具体化合物的例子。
这些例子中使用到了碳酸丙烯酯，但经常是与大量的水结合使用，并且被用于“按需滴墨”型的装置中。高于根据本发明的70％的特定临界比例没有被引用。
该文献中没有包括导致在无水油墨和用于连续偏转式喷墨印刷的特殊油墨中使用化学式为(B)的化合物、更不用说碳酸丙烯酯的暗示。
该文献中没有关于已经被本发明的发明人所证实的碳酸丙烯酯的出乎意料的性能的暗示，尤其没有与其很强的渗透能力有关的暗示，而这种能力使得碳酸丙烯酯尤其适合用于连续偏转式喷墨印刷的油墨。
换而言之，美国专利A 4281329要求保护的油墨组合物包括小于等于(高达)99.5％的碳酸丙烯酯和染料，但不包括粘合剂，但该专利没能解释什么组分有可能获得连续喷射所必需的导电性。此外，例子中的油墨都包括不能忽略含量的水，这些油墨中没有哪一个显示出了可通过连续喷射进行喷涂的能力。相反，它们只能通过“按需滴墨”喷射进行喷涂。
-美国专利B1 6432184涉及一种油墨组合物，其包括染料、可以为碳酸丙烯酯的媒介物、以及必须的光稳定剂、称为“防卷曲”剂的化合物和聚(二烷基二烯丙基氯化铵)。这种油墨组合物主要用于声学喷墨印刷装置。没有给出具体的使用包括碳酸丙烯酯的油墨的例子，并且也没有提到这种油墨能够用于连续喷墨印刷机。
此外，没有指出碳酸丙烯酯的比例与性能的联系。
事实上，这些油墨中存在的前述强制性化合物，尤其是聚(二烷基二烯丙基氯化铵)使得它们完全不适合用于连续喷墨印刷机。
换而言之，美国专利A 6432184要求保护一种油墨，该油墨包括连同光稳定剂和“防卷曲”组分一起的碳酸丙烯酯，加上二烯丙基二烷基卤化物，该卤化物带有使油墨尤其对于黑色金属具有腐蚀性的风险，因此，不能用于工业上的连续喷墨印刷机。该专利没有给出任何包括碳酸丙烯酯的任何实际例子。
-美国专利B1 6444020披露了一种偶氮染料和一种包括所述染料的喷墨印刷油墨。
碳酸丙烯酯在多种溶剂中被引用，但没有引用使用它的油墨的例子。
此外，该文献没有指出这些油墨通常可用于连续偏转式喷射工艺，更没有指出包括碳酸丙烯酯的油墨具有根据本发明的出乎意料的优点，并且尤其适合于连续偏转式喷射工艺。最后，没有提到必需的碳酸丙烯酯的特定比例。
换而言之，美国专利A 6444020披露了一种喷墨油墨，其中，碳酸丙烯酯(propylene carbonate)仅仅可用来溶解一种特殊的染料，但它没有披露这种配方是否或怎样能通过连续偏转式喷射工艺来进行喷涂。它也没有披露该组合物如何能具有足够的导电性。没有给出支持碳酸丙烯酯的用途的例子。
-美国专利A 6086661涉及一种用于喷墨印刷的含水油墨组合物，该组合物包括季铵化合物、液体媒介物、光稳定化合物、光稳定抗氧化剂、盐、抗微生物剂和染料。
媒介物以重量百分比为5-70％的含量存在，具体来说，它可以是碳酸丙烯酯。然而，该文献既没有披露、也没有暗示碳酸丙烯酯与用于连续喷墨印刷的油墨相结合而获得的根据本发明的出乎意料的优点和有益效果；此外，它没有指出这些优点可通过大于70％的重量百分比的特定比例的碳酸丙烯酯而获得。
此外，该文献的组合物既不包括树脂也不包括聚合物。
换句话说，美国专利A 6086661披露了一种油墨，包括小于等于70％的媒介物，该媒介物可以是碳酸丙烯酯，还包括有机或无机盐、染料、“防卷曲”试剂、光稳定剂、抗微生物剂和季咪唑鎓盐、季鏻或季铵盐。该组合物既不包括树脂，也不包括聚合物。
-美国专利A 5593486和A 5122187披露了“热熔性”油墨组合物，因此，在室温时其为固态，可将碳酸丙烯酯用作“推进剂”。因此，这种固体油墨在室温时不能用于连续喷射。
与现有技术的组合物对比，根据本发明的油墨组合物包括非常低的水含量，相对于油墨的总重量来说，其重量百分比小于10％，优选为小于5％，更加优选的是其重量百分比小于1％。
根据本发明的油墨组合物可以认为基本上不含水(水含量为0％)。
事实上，所存在的水分仅仅是以杂质形式包含在油墨的各种组分中的游离水。因此，水含量与所选组分的杂质成反比。
根据本发明的油墨组合物中低的水含量或没有水有利于高速印刷，对于高速印刷来说，很高的蒸发速度是必需的。
对于用于连续喷射的油墨组合物的溶剂的性能所限定的标准和要求可通过碳酸丙烯酯来满足。例如-其沸点为230℃，闪点为123℃，因此不应将其归类为运输法规意义上的易燃产品；必须指出的是，由于这个原因，整个组合物的闪点通常高于60℃。
-其挥发度为0.01(乙酸丁酯的挥发度等于1)，这是很低的。
由于其具有很高的极性，因此它溶解大多数聚合物的能力相对较差。它对聚合物的溶解能力与其他易挥发溶剂的溶解能力不一样，例如甲乙酮。然而，它能完全溶解例如酮类树脂、酚醛树脂，尤其是纤维素树脂等的聚合物。
同样令人惊讶的是，尽管碳酸丙烯酯对于聚合物的溶解能力较低，然而，它使喷墨油墨的配方成为可能，从而确保了高品质的不可擦除的印刷。
因此，碳酸丙烯酯可溶解用作油墨粘合剂的大量树脂或聚合物，并且确保了与将要进行标记的承印物的粘结力。
它对于染料，尤其使C.I.溶剂染料类型的染料的溶解能力极佳。
碳酸丙烯酯是一种不易燃的产品，并且没有毒性，也不具有刺激性。
此外，碳酸丙烯酯对于所有的美国NFPA(“国家防火协会”)的参考标准都被评级为“＜2”。碳酸丙烯酯的气味非常微弱，几乎感觉不到，并且不会令人感到不快。
根据本发明的基本方面，根据本发明的油墨产生的标记、印刷和盖销根据不同国家的邮政服务机构的最严格的标准是不可擦除的。为了这些目的而使用包含碳酸丙烯酯的油墨在现有技术中既没有提到，也没有进行暗示。
借助于碳酸丙烯酯，可以制定出油墨的配方，该油墨在连续偏转式喷墨印刷中产生的功用使得不用添加一种流体(油墨的挥发性馏分化合物)来保持粘度和组合物的恒定。本领域技术人员通常称这种类型的流体为“补偿油墨”或添加剂，或者称作辅助溶剂。
因此，碳酸丙烯酯优于迄今为止在用于连续喷射的油墨组合物中所使用得最多的主要溶剂。
事实上，碳酸丙烯酯比以下物质更具优越性-甲醇，它具有毒性；-乙醇，它易于挥发，并且更加易燃；-乙酸乙酯或其他乙酸酯，它们具有非常强烈的气味；-丙酮，它太易挥发，且闪点非常低(-18℃)；-甲乙酮，它具有刺激性，且闪点也很低(-9℃)。
此外，由于其易燃性，上面引用的所有溶剂针对NFPA的参考标准都被评级为“＞2”。
根据本发明的油墨组合物的特征还在于，碳酸丙烯酯相对于油墨的总重量来说，其特定比例高于70％的重量百分比。
已经证实，如果根据本发明的油墨组合物要具有此处所述的所有效果和优点的话，那么这个比例非常关键，尤其是涉及标记的质量和不可擦除性。
因此，根据本发明的组合物包括重量百分比大于70％的碳酸丙烯酯，优选大于80％，更加优选大于85％，最优选为重量百分比大于90％的碳酸丙烯酯。
此外，该组合物通常最多包括重量百分比为97％的碳酸丙烯酯，优选最多为95％。
因此，碳酸丙烯酯的优选含量范围例如为重量百分比90-95％。
优选地，根据本发明的组合物通常包括重量百分比小于等于(up to)20％的一种或多种其他不同于碳酸丙烯酯的有机溶剂，优选重量百分比为5-15％。
所述形成不同于碳酸丙烯酯的溶剂部分的其他有机溶剂从以下化合物选择醇，尤其是例如脂族醇的低分子量醇；酮；亚烷基二醇醚及其酯，例如乙酸酯；二甲亚砜；N-甲基吡咯烷酮；以及除了碳酸丙烯酯以外的碳酸酯，例如碳酸亚乙酯和碳酸二甲酯和碳酸二乙酯；及其混合物。
一般而言，这些其他的不同于碳酸丙烯酯的有机溶剂的含量这样进行选择，使得整个组合物的闪点保持在60℃以上。
优选地，所述形成溶剂部分的其他有机化合物为有机溶剂，其挥发度高于碳酸丙烯酯的挥发度。
优选地，这种或这些其他溶剂额外地具有溶解油墨的其他组分的性质，尤其是溶解粘合剂、着色剂、添加剂等的性质。
优选地，醇类从包含1-5个碳原子的直链或支链脂族醇中选择，例如甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、正丁醇、2-丁醇、叔丁醇等。
优选地，酮类从包含3-10个碳原子的酮中进行选择，例如丙酮、丁酮(甲乙酮)、2-戊酮(甲丙酮)和4-甲基-2-戊酮(甲基异丁基酮)。
亚烷基二醇醚从亚烷基链中包含1-10个碳原子的亚烷基二醇的单-(C1-C6)-甲基或二-(C1-C6)-甲基醚中选择。优选为乙二醇醚或丙二醇醚，例如甲氧基丙醇。
优选地，乙二醇醚酯从包含1-6个碳原子的饱和脂族羧酸的酯中选择，例如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和己酸。
作为例子，可引用乙酸甲氧基丙酯、二乙二醇丁醚醋酸酯(butyldiglycol acetate)等。
根据本发明的油墨组合物还包含粘合剂，它包括一种或多种聚合物和/或树脂。
优选地，这些聚合物和/或树脂从(甲基)丙烯酸树脂、乙烯树脂、酮树脂、酚醛树脂、纤维素树脂、苯乙烯树脂和环氧树脂、聚氨基甲酸酯、苯乙烯丙烯酸酯和上述两种或多种的结合。
这些树脂的例子如下对于丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂和苯乙烯丙烯酸酯树脂，有JOHNSON聚合物公司的Joncryl树脂、ROHN & HAAS公司的Acryloid树脂、ATOCHEM公司的SMA树脂、或者ZENECA的Neocryl树脂。
对于乙烯树脂而言，有VIANOVA公司的Hostaflex树脂、UNION CARBIDE的Vinylite树脂或WACKER的Vinnol树脂。
对于酮树脂而言，有HULS和BASF公司提供的产品，例如HULS的标明为AP和SK的树脂，和BASF的LAROPAL°树脂。
对于酚醛树脂而言，有VIANOVA公司提供的产品，名称为ALNOVOL。
在纤维素树脂中，例如硝化纤维素、乙基纤维素和纤维素丙酸乙酯或纤维素丁酸乙酯，可列举出Aqualon或EASTMAN公司提供的产品。
在环氧树脂中，可列举出SHELL公司提供的Epikote树脂或CIBA的Araldite树脂。
在聚氨基甲酸酯中，可列举出MITCHANOL公司的Surkopak树脂。
根据本发明的油墨组合物中的粘合剂的比例通常为重量百分比0.1-30％，优选为1-25％，更优选为3-20％。
该油墨组合物额外地包括一种或多种(粘合剂的树脂或聚合物的)增塑剂，例如，可从本领域技术人员所已知的增塑剂中选择，也可作为所用粘合剂的功能进行选择，该粘合剂包括一种或多种聚合物和/或树脂。可列举出的增塑剂的例子为热塑性聚氨基甲酸酯。
由于碳酸丙烯酯的溶解本领，很容易将这种增塑化合物加入到本发明的组合物中。
所存在的增塑剂的比例通常为0.1-20％的重量百分比。
染料和/或颜料可以从适合于预期用途并且本领域技术人员所已知的所有染料或颜料中进行选择。这些颜料或染料中的某一些已经在上文中列举出。
它们通常可从名称为“C.I.溶剂染料”和“C.I.颜料“的染料和颜料中进行选择。
作为最常用的颜料和染料的例子，可列举出C.I.溶剂黑29、C.I.溶剂黑7、C.I.溶剂黑28、C.I.溶剂黑35、C.I.溶剂蓝70、C.I.溶剂红124和颜料蓝60或者颜料蓝15的分散体。
染料和/或颜料的总含量通常的重量百分比范围为组合物的0.05-25％，优选为1-20％，更优选为3-10％。
由于碳酸丙烯酯溶解较高含量染料的能力高于溶解普通溶剂的能力，特别是染料对水抵抗力最强，因此可能在具体为荧光染料的情况下获得特殊的荧光油墨，或者换句话说，能够获得在微弱的UV照明下可视的油墨。
此外，如果需要的话，根据本发明的组合物可包括至少一种导电性盐。
事实上，由于根据本发明的油墨可通过连续喷射而得到应用，它必须具有足够的导电性，通常应大约300μS/cm(在20℃下)，优选为500-200μS/cm(在20℃下)或更高的级别。
与其他溶剂相比较，碳酸丙烯酯通过辅助油墨中包含的离子离解而有利于导电，因此，导电性盐的用量可以减小(参见下文)。
由于赋予油墨连续喷涂所必需的导电性的产品为例如盐的可离解化合物，因此油墨中已经存在的染料可给予油墨足够的导电性，从而不需要适当地添加导电性盐这就是已经列举出的名称为“C.I.溶剂黑27、29、35和45”的化合物的情况。
然而，油墨组合物经常需要包括一种不同于染料的导电性盐，其通常从碱金属、碱土金属和单铵或季胺的盐中进行选择，可以具有的形式为卤化物(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、丙酸盐、六氟磷酸盐、六氟锑酸盐等。
因此，如果需要的话，油墨组合物中存在的这些导电性盐可赋予油墨前述的导电性它们的含量优选为重量百分比0.1-20％，更优选为0.1-10％，最优选为0.1-5％。
根据本发明的组合物可以额外包括一种或多种添加剂，其可从能够提高某些这种组分的溶解度以及印刷质量、粘结力或者甚至是油墨更好地润湿不同承印物的控制的化合物中进行选择。
可以从以下化合物中选择添加剂，例如消泡剂、化学稳定剂、UV稳定剂、如FluoradFC 430的表面活性剂、用于稳定抵御盐的腐蚀的试剂、灭菌剂、杀真菌剂和生物杀伤剂、pH调节缓冲液等。
所用添加剂的比例很低，通常低于或等于5％，并且有时低到了0.01％，这取决于它们是消泡剂、稳定剂或是表面活性剂。
本发明的另一目的为一种用于通过将如上所述的油墨组合物喷涂到物品上来标记物品(例如多孔或无孔物品)的方法。通过连续偏转式喷射工艺可实现这种标记。
本发明的又一目的在于一种带有通过使如上所述的油墨组合物变干而获得的标记的如多孔或无孔的底材或承印物(printingstock)。
这种底材可以是例如铝的金属、钢(饮料罐)、玻璃(玻璃瓶)、陶瓷、或者诸如纸、纸板或木材的含纤维素的材料、诸如PVC或PET的合成聚合物(“塑料”)、诸如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)的聚烯烃、“有机玻璃”或者任意其他无孔或多孔物质或者多种前述材料的组合物。
根据本发明的优选应用为邮品、信件和包裹的标记、印刷或盖销。因此，底材可以是包含纤维素的底材，优选为主要或全部由纤维素制成的底材，例如纸(可能经过涂布、蜡光、或者处理的纸)或纸板。在其上进行盖销或印刷的底材可以是邮票或其他正式张贴物(更为确切地说，若它已被涂到如邮品、包裹、或信件上，则其表面保持自由状态并且被露出)。
所有的底材上都能获得精良的标记和印刷质量，即使是那些孔隙率很低的底材。
在根据本发明的优选应用中，可获得精良质量的邮品或信件的印刷、标记和盖销。例如，无论邮票的表面质量如何(光滑的、蜡光的等等)，都能获得高质量的盖销。
此外，根据本发明的组合物的基本优点，在诸如邮品、信件，尤其是邮票的底材上获得的标记、印刷或盖销是不可擦除的。
对于不可擦除，通常可以理解为所进行的印刷、标记或盖销基本上不能从例如邮品、信件或邮票的底材上除去，即使通过在各种水溶液和有机溶液中长时间的浸渍(指的是几小时或几天，例如24小时)也不能除去，例如软化水、例如乙醇和甲醇的醇类、甲乙酮、己烷、甲苯、二甲亚砜、pH为11的碱性水溶液、8％的漂白剂和消毒剂溶液，等等。
具体实施例方式
通过阅读下面对本发明的实施例的描述，可以更好地理解本发明，本发明的实施例通过示意性和非限定性的实施例的方式给出。
以下根据本发明的油墨组合物通过将表I中提及的产品以所指示的比例进行混和而制备。所得到的油墨的粘度和导电率同时列举出来。
表I


如表I所示，根据本发明的组合物不包含重量百分比大于4％的水，这看起来是由于水是作为不可避免的杂质而存在的。
这些实施例中的每一个都能获得稳定的油墨。
用这种方式制备的油墨在7系列型的Imaje印刷机中进行测试，并能获得精良质量的印刷。
在邮票上实施的印刷至少与邮票的油墨自身一样对所有类型的水溶液和有机溶液具有抵抗性，例如软化水、甲醇、乙醇、甲乙酮、己烷、甲苯、二甲基甲酰胺、pH为11的碱性水溶液和8％的水性漂白剂和消毒剂溶液(8％的Javel水溶解于水)。
根据本发明的实施例1至实施例5的油墨通过Jaime1000型的Imaje印刷机中的油墨喷射而喷涂到美国邮票上。
所印刷的信息为沿直线的连续点。
邮票如下所示美国37美分(“星条旗”)23美分(“乔治华盛顿”)37美分(“生日快乐”)37美分(“美国蝙蝠”)37美分(“中国新年2003”)
3美分(“星星”)即使经过长时间的浸渍之后，不同的水溶液和有机溶剂中没有一个能够溶解掉标记，而不对邮票自身造成损坏。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于在室温下是液态的用于连续偏转式喷墨印刷的油墨组合物，包括粘合剂；一种或多种染料和/或颜料；以及溶剂；其中，所述溶剂包括相对于所述油墨总重量的重量百分比大于70％的碳酸丙烯酯，和重量百分比小于10％、优选小于5％、更优选小于1％、并且最优选为0％的水。
2.根据权利要求1所述的油墨组合物，包括重量百分比超过80％的碳酸丙烯酯，优选为重量百分比大于85％、并且更优选为重量百分比大于90％的碳酸丙烯酯。
3.根据权利要求1和2中任一权利要求所述的油墨组合物，包括重量百分比最高为97％的碳酸丙烯酯，所述碳酸丙烯酯的最高重量百分比优选为95％。
4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的油墨组合物，其中，闪点高于60℃。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的油墨组合物，包括重量百分比小于等于20％、优选为5-15％的一种或多种不同于碳酸丙烯酯的其他有机溶剂。
6.根据权利要求5所述的油墨组合物，其中，所述有机溶剂从醇；酮；亚烷基二醇醚及其酯，例如乙酸酯；二甲亚砜；N-甲基吡咯烷酮；以及不同于碳酸丙烯酯的碳酸酯，例如碳酸亚乙酯和碳酸二甲酯和碳酸二乙酯；及其混合物中进行选择。
7.根据权利要求6所述的油墨组合物，其中，所述其他有机溶剂从包含1-5个碳原子的直链或支链脂族醇；包含3-10个碳原子的酮；亚烷基链中包含1-10个碳原子的亚烷基二醇的单-(C1-C6)-甲基或二-(C1-C6)-甲基醚中选择，例如乙二醇醚和丙二醇醚；及其包含1-6个碳原子的饱和脂族羧酸的酯中进行选择。
8.根据权利要求6或7所述的油墨组合物，其中，所述有机溶剂的含量以使得所述组合物的闪点高于60℃的方式进行选择。
9.根据前述权利要求中任一权利要求所述的油墨组合物，其中，所述粘合剂包括一种或多种树脂或聚合物。
10.根据权利要求9所述的油墨组合物，其中，所述树脂和/或聚合物从(甲基)丙烯酸树脂、乙烯树脂、酮树脂、酚醛树脂、纤维素树脂、苯乙烯树脂和环氧树脂、聚氨基甲酸酯、苯乙烯丙烯酸酯及其两种或多种的结合中进行选择。
11.根据前述权利要求中任一权利要求所述的油墨组合物，包括重量百分比0.1-30％、优选为1-25％、更优选为3-20％的粘合剂。
12.根据前述权利要求中任一权利要求所述的油墨组合物，额外地包括一种或多种重量百分比为0.1-20％的增塑剂。
13.根据前述权利要求中任一权利要求所述的油墨组合物，其中，所述染料和/或颜料从名称为“C.I.溶剂染料”和“C.I.颜料”的染料和颜料中进行选择，例如，C.I.溶剂黑29、C.I.溶剂黑7、C.I.溶剂黑28、C.I.溶剂黑35、C.I.溶剂蓝70、C.I.溶剂红124和颜料蓝60或者颜料蓝15的分散体。
14.根据前述权利要求中任一权利要求所述的油墨组合物，包括重量百分比为0.05-25％、优选为1-20％、更优选为3-10％的染料和/或颜料。
15.根据前述权利要求中任一权利要求所述的油墨组合物，额外地包括至少一种重量百分比为0.1-20％、优选为0.1-10％、更优选为0.1-5％的导电性盐。
16.根据权利要求15所述的油墨组合物，其中，所述导电性盐从碱金属、碱土金属和单铵或季胺的盐中进行选择，可以具有的形式为卤化物、高氯酸盐、硝酸盐、硫氰酸盐、甲酸盐、乙酸盐、硫酸盐、丙酸盐、六氟磷酸盐、六氟锑酸盐、和丙酸盐。
17.根据前述权利要求中任一权利要求所述的油墨组合物，具有的导电率20℃下大于300μS/cm，优选为500-2000μS/cm。
18.根据前述权利要求中任一权利要求所述的油墨组合物，额外地包括一种或多种添加剂，其可从消泡剂、化学稳定剂、UV稳定剂、表面活性剂、用于抑制盐的腐蚀的试剂、杀菌剂、杀真菌剂和生物杀伤剂、以及pH调节缓冲液等中选择。
19.一种借助于连续偏转式喷射工艺通过将油墨喷涂到底材上进行标记物品的方法，其特征在于，所述喷涂的油墨为根据权利要求1至18中任一权利要求所述的油墨组合物。
20.一种底材，其特征在于，其带有通过干燥根据权利要求1至18中任一权利要求所述的油墨组合物而获得的标记。
21.根据权利要求20所述的底材，其特征在于，所述底材为例如铝的金属、钢、玻璃、陶瓷、诸如可经过涂布或蜡光处理的纸、纸板或木材的含纤维素材料、诸如PVC或PET的合成聚合物(“塑料”)、诸如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)的聚烯烃、“有机玻璃”或者任意其他无孔或多孔物质或者多种前述材料的组合物。
22.根据权利要求21所述的底材，其为邮品、信件、包裹或邮票。
全文摘要
本发明提供了一种用于在室温下是液态的用于连续偏转式喷墨印刷的油墨组合物，包括粘合剂；一种或多种染料和/或颜料；以及溶剂；其中，所述溶剂包括相对于油墨的总重量的重量百分比大于70％的碳酸丙烯酯，和重量百分比小于10％、优选小于5％、更优选为小于1％、并且最优选为0％的水。
文档编号C09D11/02GK1629228SQ20041009142
公开日2005年6月22日 申请日期2004年11月22日 优先权日2003年11月21日
发明者让-伊夫·萨比斯, 皮埃尔·德圣-罗曼 申请人:伊梅杰公司