喷墨油墨的制作方法

文档序号:15303005发布日期:2018-08-31 20:35阅读:309来源:国知局

本发明涉及一种喷墨油墨,包含着色剂、第一树脂、第二树脂、氨基硅烷和有机溶剂,其中第二树脂是苯乙烯马来酸酐,并且第二树脂不同于第一树脂。油墨可以用于标记在其上具有冷凝物的基材和/或可回收物品,在所述可回收物品中必须去除编码以使得能够重新使用物品。



背景技术:

由连续喷墨打印机产生的油墨液滴的选择性带电和偏转是用于标记多种基材的技术。同时,阀喷射式喷墨油墨技术是用于标记各种基材的技术。油墨在关闭的喷嘴或阀后面保持受到压力。当阀门打开很短时间时,油墨以液滴出现,并受到朝向打印表面或基材的压力的推动。因此,只有在称为按需喷墨式打印中才需要产生液滴。

使用这些方法产生的打印物必须是持久的,并且具有良好的附着力和耐磨性性质。由于它们的快速干燥时间以及它们在弯曲表面上产生清晰标记的能力,这种油墨通常用于高速饮料生产线。

还期望这种制剂具有良好的热稳定性性质,使得在油墨储存期间或在打印机操作期间,物理性质(例如粘度和粒度)不显著变化。需要这种热稳定性(在热环境和冷环境中)以确保可靠的打印机运行,从而可以保证所有用户环境中可接受的打印品质和基材上的性能。

由于在潮湿环境中填充冷却的产品,饮料行业中使用的基材在其表面上具有冷凝物层是常见的。不但在这种表面上提供清晰且持久的标记,而且编码还必须在浸入冷水中(如果产品被冷却)以及暴露于潮湿环境(热和冷)下仍然存在。然而,在重新使用瓶子的区域,必须通过碱洗过程容易地去除打印物。待用这种油墨标记的产品可以是各种颜色;因此为了使标记可见,可以期望使用不透明的颜色。

虽然二氧化钛通常用于喷墨制剂以提供高水平的不透明度,但与该颜料相关的沉降和磨损性质可以导致喷墨打印机中的可靠性问题。在wo00/63305中已经考虑了沉降和耐磨性,通过使用橙色颜料以获得具有高不透明度的有色编码。然而,wo00/63305中描述的油墨在湿表面上的性能差,不适合用于冷却饮料生产线。us2005/0090579涉及不透明的喷墨油墨,用于通过使用颜料标记在深色基材(例如可回收玻璃瓶)上。特别地,该文献描述了不透明有机颜料与酸性丙烯酸树脂和多胺的联用。尽管解决了提供在深色玻璃基材上具有良好附着力的可见编码的问题,但没有提及如何提供关于上述沉降和磨损问题稳定的油墨。

在us5596027中概述了多胺与酸性树脂和中空微球的联用用于制备适用于标记其中编码会经受潮湿环境和/或冰水或冷凝物的基材的油墨。微球也被列举为不透明的试剂。us5596027没有描述能够使其油墨具有饮料生产场所所需的快速干燥时间的方法。在wo99/43760中教导了基于多胺、酸性树脂和有机溶剂的快速干燥喷墨组合物的制备。虽然考虑了基于染料的着色剂和基于颜料的着色剂,但没有教导如何获得具有高不透明度的有色编码。

在本领域中已经描述了实现在玻璃基材(具有冷凝物层和不具有冷凝物层)上的良好附着力以及良好耐水性的其他方法。us5693127试图通过烷氧基硅烷聚亚烷基亚胺玻璃助粘剂与丙烯酸粘合剂的联用以解决该问题。us5744519描述了使用具有羟基或羧基官能化聚合物的环氧树脂。在us5652286中描述了使用柔性热塑性聚氨酯。

因此,提供改进的或可比较的喷墨油墨将是期望的。特别地,期望提供一种更热稳定的喷墨油墨或可比较地热稳定的喷墨油墨,其适合于在饮料行业中常用的加工过程中在物品上产生持久的编码。

本发明的一个目的是克服或解决现有技术的油墨的问题,或至少提供商业上有用的油墨的替代物。替代的和/或附加的目的是提供比已知喷墨油墨更热稳定的和/或更有附着力的和/或更快干燥的喷墨油墨。



技术实现要素:

在本发明的第一方面,提供一种喷墨油墨,包含:

着色剂;

第一树脂;

第二树脂;

氨基硅烷;和

有机溶剂;

其中,第二树脂是苯乙烯马来酸酐,并且第二树脂不同于第一树脂。

本发明人出人意料地发现,在喷墨油墨中掺入第一树脂、苯乙烯马来酸酐和氨基硅烷提供了热稳定的油墨,所述油墨可以具有高不透明度并且可以不需要使用二氧化钛作为颜料。因此,该油墨适用于标记在行业(例如饮料行业)中常用的物品。例如,油墨可以特别地适用于标记在其上具有冷凝物的基材和/或用在可回收的玻璃瓶上,在所述可回收的玻璃瓶中必须去除编码以使得能够重新使用瓶。

现在将进一步描述本发明。在以下段落中,更详细地定义了本发明的不同方面。所定义的各个方面可以与任意其他方面组合,除非明确有相反的指示。特别地,作为优选或者有利的特征而指出的任何特征可以与作为优选或者有利的特征而指出的任意其他特征组合。

在本发明的另一方面,提供了包含如本文描述的油墨的墨盒。

在本发明的另一方面,提供了一种将油墨打印到物品上的方法,该方法包括:

提供如本文描述的油墨;和

将油墨喷墨打印到物品表面的至少一部分上。

在本发明的另一方面,提供了一种制备如本文描述的油墨的方法,该方法包括在有机溶剂中混合:

着色剂;

第一树脂;

第二树脂;

氨基硅烷;和

任选地,盐;

其中,第二树脂是苯乙烯马来酸酐,并且第二树脂不同于第一树脂。

在整个说明书且特别在实施例中呈现出根据本发明的装置和方法的其他优选实施方式。

具体实施方式

除非本文中另有定义,否则结合本发明所使用的科技术语应具有本领域普通技术人员通常理解的含义。术语的含义和范围应该是清楚的,然而,如果存在任何潜在的歧义,则本文提供的定义优先于任何字典定义或外来的定义。

如本文所用的,术语“有机官能化氨基硅烷”是指用氨基官能化的基于硅的分子,利用具有不同碳长度的有机间隔物使所述氨基与硅原子间隔开。

如本文所用的,术语“苯乙烯马来酸酐”是由苯乙烯单体和马来酸酐单体制成的共聚物,并且包括聚合物、例如苯乙烯马来酸酐树脂的部分单酯。

在本发明的一个实施方式中,提供一种喷墨油墨,包含:

着色剂;

第一树脂;

第二树脂;

氨基硅烷;和

有机溶剂;

其中,第二树脂是苯乙烯马来酸酐,并且第二树脂不同于第一树脂。

由于在潮湿环境中填充冷却产品,因此饮料行业中使用的基材会在其表面上具有冷凝物。冷凝物会在基材需要在上面打印标记之前或之后形成。因此,如果标记将被打印在基材上、快速干燥并且在需要的时间段内保持清晰(在该时间期间,基材会经受(进一步)潮湿气氛或浸没在热液体或冷液体中,所述液体例如水),则需要专门的油墨。该油墨还必须符合某些行业标准,并且可以需要通过使用碱洗以容易地去除,以便可以重新使用基材。在热或冷、潮湿气氛中打印在基材上的现有技术方法和/或打印物必须是持久的但可去除的、具有良好碱可洗性的现有技术方法包括使用酸性丙烯酸树脂和多胺;酸性树脂和中空微球;多胺、酸性树脂和有机溶剂;烷氧基硅烷聚亚烷基亚胺玻璃助粘剂和丙烯酸粘合剂;具有羟基或羧基官能化聚合物的环氧树脂;或柔性热塑性聚氨酯。上文讨论了这些油墨的缺点。

为了解决这些问题,现在本发明人出人意料地发现,在喷墨油墨中掺入第一树脂、苯乙烯马来酸酐和氨基硅烷提供了适合在热或冷、潮湿环境中用于基材(例如玻璃和塑料)上的热稳定油墨。由于其高的热稳定性,油墨容易储存而不会在喷墨油墨打印过程中造成困难。例如,诸如油墨的粘度、过滤时间和粒度的性质在很大程度上保持不变。此外,油墨可以具有高不透明度,并且可以不需要使用二氧化钛作为颜料。在打印时,油墨快速干燥,并且提供持久和/或清晰的标记,所述标记具有良好的耐磨性、耐浸水性和耐冷却性。油墨也表现出良好的碱可洗性。

本发明的油墨包含着色剂。可以使用任何合适的着色剂。适用于本发明的着色剂包括颜料、染料及其组合。合适的染料包括但不限于ci溶剂黄79、ci溶剂黄83:1、ci溶剂黄29、ci溶剂黄79、ci溶剂黄81、ci溶剂黄82、ci溶剂黄151、ci溶剂蓝44、ci溶剂蓝70、ci溶剂蓝45、ci溶剂蓝67、ci溶剂蓝5、ci溶剂蓝136、ci溶剂蓝15、ci溶剂红8、ci溶剂红18、ci溶剂红68、ci溶剂红89、ci溶剂红91、ci溶剂红119、ci溶剂红112、ci溶剂红122、ci溶剂红118、ci溶剂红125、ci溶剂红130、ci溶剂红132、ci溶剂红160、ci溶剂红233、ci溶剂黑3、ci溶剂黑27、ci溶剂黑28、ci溶剂黑29、及其一种或多种的组合。

优选地,着色剂是颜料。更优选地,颜料是不透明的颜料。可以使用任何合适的不透明颜料。

优选地,为了提供不透明性,颜料应该具有适当的平均粒度以能够散射可见光。因此,优选地,不透明颜料的平均粒度为约0.1μm至约1.0μm,更优选约0.1μm至约0.8μm,或约0.1μm至约0.6μm,或约0.1μm至约0.5μm,最优选约0.1μm至约0.4μm。

平均粒度可以使用zetasizernanozs粒度仪来测量(例如,通过在甲基乙基酮中将浓缩油墨稀释3倍)。

优选地,颜料是有机颜料或无机颜料。合适的无机颜料包括二氧化钛和炭黑。

优选地,颜料是有机颜料,更优选不透明的有机颜料。合适的不透明有机颜料包括ci颜料红176、ci颜料红254、ci颜料红255、ci颜料红272、ci颜料红254、ci颜料橙64、ci颜料橙73、ci颜料黄83、ci颜料黄138、ci颜料黄139、ci颜料黄151、ci颜料黄154、ci颜料蓝15:2、ci颜料蓝15:3、ci颜料蓝15:4、ci颜料绿3、ci颜料紫23和ci颜料紫37。优选地,颜料选自由ci颜料黄139、ci颜料红272、ci颜料橙64及其一种或多种的组合组成的组。最优选地,颜料是ci颜料黄139。

着色剂以任何合适的量存在。优选地,着色剂以油墨重量的约2%至约25%的量存在。更优选地,着色剂以以下量存在:油墨重量的约5%至约25%、或油墨重量的约10%至约20%、或油墨重量的约12.5%至约20%。还更优选地,着色剂以油墨重量的约15%至约20%的量存在。最优选地,着色剂以油墨重量的约16%至约18%的量存在。

另外,和/或替代地,优选地,油墨不含二氧化钛和/或炭黑。

优选地,油墨还包含盐。可以使用任何合适的盐,优选可溶于油墨溶剂体系中的任何盐,所述盐可以赋予大于500μscm-1、或550μscm-1、或优选大于600μscm-1的电导率。

更优选地,盐是一种或多种疏水性导电剂。疏水性导电剂在水中不具有溶解性或具有低溶解性,例如在25℃下在水中的溶解度为约0.5重量%或更低,优选在25℃下的溶解度为约0.1重量%或更低。可以使用任何合适的疏水性导电剂。疏水性导电剂的实例包括铵盐或鏻盐、以及硼酸盐和磷酸盐。优选地,疏水性导电剂包含选自由四烷基铵、四芳基铵、四烷基鏻、四芳基鏻及其任何组合组成的组的阳离子,以及选自由六氟磷酸盐、四氟硼酸盐、四烷基硼酸盐、四芳基硼酸盐及其任意组合组成的组的阴离子。

合适的盐包括四丁基六氟磷酸铵、四丙基六氟磷酸铵、四乙基六氟磷酸铵、四甲基六氟磷酸铵、四丁基四苯基硼酸铵、四丁基硼酸四丁基铵、四丁基四氟硼酸铵、四丙基四氟硼酸铵、四乙基四氟硼酸铵、四甲基四氟硼酸铵、四丁基溴化铵、四乙基氯化铵、四丁基硝酸铵、四丁基乙酸铵、三氟甲磺酸锂、硫氰酸钾、六氟磷酸钾、及其任意组合。

优选地,盐选自由四丁基溴化铵、四乙基氯化铵、四丁基硝酸铵、四丁基乙酸铵、三氟甲磺酸锂、硫氰酸钾、六氟磷酸钾、四丁基六氟磷酸铵及其一种或多种的组合组成的组。最优选地,盐是四丁基六氟磷酸铵(tbaf6)。

如果存在的话,盐可以以任何合适的量存在。优选地,盐以油墨重量的0%至约5%的量存在。更优选地,盐以以下量存在:油墨重量的约0.1%至约5%、或油墨重量的约0.5%至约3%、或油墨重量的约1%至约2.5%。最优选地,盐以油墨重量的约1.5%至约2%的量存在。

不希望受到理论的束缚,认为所述量的该盐可以帮助实现喷墨流内墨滴的选择性带电和偏转。

在一个实施方式中,喷墨油墨是阀喷射式喷墨油墨。

当喷墨油墨是阀喷射式喷墨油墨时,优选地,油墨不含盐。

油墨包含第一树脂。第一树脂不同于第二树脂,即第一树脂不具有与第二树脂相同的化学组成。特别地,第一树脂不是苯乙烯马来酸酐。第一树脂可以在有机溶剂中是可溶解的或可分散的。第一树脂可以是酸性树脂和/或非酸性树脂。合适的非酸性树脂包括聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、硝酸纤维素、聚酯、聚酮、聚氨酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸异丁酯。

优选地,第一树脂是酸性树脂。可以使用任何合适的酸性树脂,例如具有羧基、磺酸基或膦酸基的聚合物,优选具有羧基的聚合物。

当第一树脂是酸性树脂时,所述酸性树脂可以具有任何合适的酸值,例如,酸值是约60mgkoh/g树脂至约250mgkoh/g树脂、优选约60mgkoh/g树脂至约200mgkoh/g树脂。更优选地,酸性树脂的酸值是约75mgkoh/g树脂至约150mgkoh/g树脂,或约90mgkoh/g树脂至约130mgkoh/g树脂。最优选地,酸性树脂的酸值是约100mgkoh/g树脂至约120mgkoh/g树脂。

酸性树脂可以通过本领域通常已知的方法制备,例如通过使用合适的催化剂使单体或单体混合物聚合。单体混合物可以包含仅酸性单体或者一种或多种酸性单体和一种或多种非酸性(中性)单体。例如,苯乙烯和丙烯酸的混合物可以使用氧化还原催化剂聚合,所述氧化还原催化剂例如过硫酸铵-过氧化氢或芬顿试剂(硫酸亚铁-过氧化氢)。酸性基团(例如羧基)的数量可以通过控制单体混合物中单体的相对量来调节。替代地,酸性树脂可以由具有酯官能团的树脂生成。

优选地,酸性树脂是丙烯酸树脂。丙烯酸树脂是本领域已知的。丙烯酸树脂可以是均聚物或共聚物。优选地,丙烯酸树脂是苯乙烯丙烯酸共聚物,更优选苯乙烯丙烯酸mma/bma共聚物和苯乙烯丙烯酸mma/ema共聚物中的一种或多种。例如,一种特别优选的丙烯酸树脂是joncryl(rtm)586。

优选地,第一树脂的重均分子量(mw)是约1000至约100000,更优选约1000至约75000,或约1000至约60000,或约1500至约50000。还更优选地,第一树脂的重均分子量(mw)是约1500至约30000,或约1500至约25000,或约1500至约20000,或约2000至约15000,或约2500至约10000,或约3000至约8000,或约3500至约7000。最优选地,第一树脂的重均分子量(mw)是约4000至约5000。

第一树脂可以以任何适合的量使用,例如当第一树脂是酸性树脂时,以适合于提供残酸功能(residualacidfunction)的量使用。优选地,第一树脂以油墨重量的约2.5%至约25%的量存在。更优选地,第一树脂以以下量存在:油墨重量的约5%至约25%,或油墨重量的约10%至约25%,或油墨重量的约12.5%至约25%,或油墨重量的约15%至约25%,或油墨重量的约17.5%至约25%,或油墨重量的约18%至约24%,或油墨重量的约19%至约23%。最优选地,第一树脂以油墨重量的约21%至约22%的量存在。

不希望受到理论的束缚,认为所述量的该第一树脂可以有助于实现可靠的打印机内性能、以及当与氨基硅烷联用时在湿基材和干基材上的良好持久性,所述湿基材和干基材例如湿玻璃基材或塑料基材和干玻璃基材或塑料基材。

替代地,优选地,当喷墨油墨是阀喷射式喷墨油墨时,第一树脂以油墨重量的约2.5%至约25%的量存在。更优选地,第一树脂以以下量存在:油墨重量的约5%至约25%,或油墨重量的约10%至约20%,或油墨重量的约11%至约16%,或油墨重量的约12%至约15%。最优选地,第一树脂以油墨重量的约13%至约14%的量存在。

油墨包含第二树脂,所述第二树脂是苯乙烯马来酸酐。第二树脂不同于第一树脂,即第二树脂不具有与第一树脂相同的化学组成。

苯乙烯马来酸酐是本领域已知的,并且可以使用任何合适的苯乙烯马来酸酐。第二树脂(苯乙烯马来酸酐)可以在有机溶剂中是可溶解的或可分散的。优选地,苯乙烯马来酸酐是苯乙烯马来酸酐的部分单酯。

第二树脂(苯乙烯马来酸酐)可以具有任何合适的酸值,例如酸值是约50mgkoh/g树脂至约250mgkoh/g树脂,优选约100mgkoh/g树脂至约250mgkoh/g树脂。更优选地,第二树脂的酸值是约125mgkoh/g树脂至约225mgkoh/g树脂。最优选地,第二树脂的酸值是约150mgkoh/g树脂至约200mgkoh/g树脂。

优选地,第二树脂的重均分子量(mw)是约2000至约20000。更优选地,第二树脂的重均分子量(mw)是约2000至约15000,或约2000至约15000,或约2000至约12000,或约3000至约11000,或约4000至约10000,或约5000至约9000,或约6000至约8000。最优选地,第二树脂具有约6500至约7500的重均分子量(mw)。

优选地,第二树脂以油墨重量的约0.5%至约10%的量存在。更优选地,第二树脂以以下量存在:油墨重量的约0.5%至约9%,或油墨重量的约0.5%至约8%,或油墨重量的约0.5%至约7%,或油墨重量的约0.5%至约6%,或油墨重量的约0.5%至约5%,或油墨重量的约1%至约4%,或油墨重量的约1%至约3%。最优选地,第二树脂以油墨重量的约1.5%至约2.5%的量存在。

不希望受到理论的束缚,认为所述量的该第二树脂(苯乙烯马来酸酐)促进第一树脂、氨基硅烷和着色剂之间的相容性和稳定性,同时保持油墨的重要性能、例如碱可洗性。

替代地,优选地,当喷墨油墨是阀喷射式喷墨油墨时,第二树脂以油墨重量的约0.5%至约10%的量存在。更优选地,第二树脂以以下量存在:油墨重量的约0.5%至约8%,或油墨重量的约0.5%至约5%,或油墨重量的约0.5%至约3%,或油墨重量的约0.5%至约2%。最优选地,第二树脂以油墨重量的约1.0%至约1.5%的量存在。

油墨包含氨基硅烷。氨基硅烷是本领域众所周知的,可以使用任何合适的氨基硅烷。优选地,氨基硅烷是有机官能化氨基硅烷。优选地,氨基硅烷选自由3-氨丙基三甲氧基硅烷、二氨基三甲氧基硅烷、三氨基三甲氧基硅烷、双臂(dipodal)氨基三甲氧基硅烷、低聚烷基氨基硅烷及其两种或更多种的混合物组成的组。更优选地,氨基硅烷选自由烷基氨基硅烷低聚物、三氨基三甲氧基硅烷及其组合组成的组。

优选地,氨基硅烷以油墨重量的约0.25%至约5%的量存在。更优选地,氨基硅烷以油墨重量的约0.25%至约2.5%、或约0.25%至约2%、或约0.25%至约1.5%的量存在。最优选地,氨基硅烷以油墨重量的约0.5%至约1%的量存在。

不希望受到理论的束缚,认为指定量的氨基硅烷(例如有机官能化氨基硅烷)可以有助于促进油墨在基材(例如湿玻璃和塑料)上的附着。

替代地,优选地,当喷墨油墨是阀喷射式喷墨油墨时,氨基硅烷以油墨重量的约0.1%至约5%的量存在。更优选地,氨基硅烷以以下量存在:油墨重量的约0.1%至约2.5%,或油墨重量的约0.1%至约1.0%,或油墨重量的约0.1%至约0.5%。最优选地,氨基硅烷以油墨重量的约0.2%至约0.4%的量存在。

油墨包含有机溶剂。有机溶剂是本领域已知的,任何合适的有机溶剂都可以用作油墨载体。优选地,使用具有低沸点的有机溶剂和/或这种溶剂的混合物作为主要油墨载体。少量的高沸点溶剂也可以与低沸点溶剂组合使用。合适的有机溶剂的实例包括酮,例如丙酮、甲基乙基酮(mek)、二乙基酮、甲基异丁基酮、以及环己酮;酯,例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸叔丁酯、乙酸戊酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丙酯、乳酸异丙酯、乳酸正丁酯、以及乙酸甲氧基丙酯;醇,例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、正戊醇、以及正己醇;二醇,例如乙二醇、丙二醇、甘油、以及二甘醇;二醇醚,例如甲氧基丙醇、乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、溶纤剂、二甘醇二甲基醚、以及二甘醇二乙基醚;酰胺;以及前述的两种或多种的混合物。更优选地,有机溶剂选自由丙酮、甲基乙基酮、甲基丙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、乙醇、正丁醇、正丙醇、异丙醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸丙酯、乙酸己酯、碳酸二甲酯、丁酸异丁酯及其一种或多种的组合组成的组。还更优选地,有机溶剂是酮。最优选地,有机溶剂是甲基乙基酮。

油墨中可以存在任何合适量的有机溶剂或有机溶剂混合物、包括共溶剂。优选地,有机溶剂以以下量存在:油墨重量的约30%至约94.75%,更优选油墨重量的约50%至约94.75%,或油墨重量的约50%至约90%,或油墨重量的约50%至约80%,或油墨重量的约50%至约70%。最优选地,有机溶剂以油墨重量的约50%至约60%的量存在。替代地,优选地,有机溶剂补足余量至100重量%。

替代地,优选地,当喷墨油墨是阀喷射式喷墨油墨时,有机溶剂以以下量存在:油墨重量的约30%至约94.75%,更优选油墨重量的约50%至约94.75%,或油墨重量的约60%至约90%,或油墨重量的约60%至约80%,或油墨重量的约60%至约75%。最优选地,有机溶剂以油墨重量的约65%至约70%的量存在。替代地,优选地,有机溶剂补足余量至100重量%。

本发明的喷墨油墨可以任选地包含共溶剂。例如,甲基乙基酮可以与共溶剂(例如乙酸甲氧基丙酯或乙醇)组合使用。如果使用共溶剂,则以小于主溶剂的量使用所述共溶剂。例如,以共溶剂的量的约2倍、约3倍、约4倍、约5倍、或约更多倍的量使用主溶剂。如果甲基乙基酮是主有机溶剂,例如乙醇可以用作共溶剂。

油墨还可以包含一种或多种(另外的)导电剂、一种或多种其他添加剂和一种或多种其他着色剂。例如,本文所述的喷墨油墨还可以包含一种、两种、三种或更多种添加剂,例如保湿剂、消泡剂、助粘剂、增塑剂、分散剂和/或表面活性剂。

油墨可以包含保湿剂以在打印期间以及在油墨储存期间防止油墨在打印头上干燥。保湿剂通常是具有高沸点的亲水性溶剂,所述高沸点优选高于100℃、更优选150℃至250℃。可以使用本领域已知的任何合适的保湿剂。合适的保湿剂的实例包括二醇,例如乙二醇、丙二醇、甘油、双甘油、以及二甘醇;二醇醚,例如乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、丙二醇甲基醚、溶纤剂、二甘醇单乙基醚(卡必醇)、二甘醇二甲基醚、以及二甘醇二乙基醚;二烷基亚砜,例如二甲基亚砜;以及其他溶剂,例如环丁砜和n-甲基吡咯烷酮。保湿剂可以以以下量存在:油墨重量的约0%至约10%,或油墨重量的约0.1%至约8%,优选油墨重量的约1%至约5%。

油墨可以包含消泡剂以防止油墨在其制备期间以及在打印期间发泡。可以使用任何合适的消泡剂,例如聚硅氧烷消泡剂。消泡剂可以以任何合适的量存在,例如以以下量存在:油墨重量的0%至约1%,或油墨重量的约0.01%至约0.8%,优选以油墨重量的约0.1%至约0.5%的量。

油墨还可以包含合适的助粘剂(例如另一种硅烷)以进一步改善打印的标记对玻璃基材的附着力。合适的硅烷的实例是3-环氧丙氧基-丙基甲基-二甲氧基-硅烷。助粘剂可以以任何合适的量存在,例如油墨重量的0%至约3%,或油墨重量的约0.01%至约2.5%,优选以油墨重量的约0.1%至约2%的量,更优选以油墨重量的约0.25%至约1.5%的量。

油墨还可以包含增塑剂以进一步增强打印的标记的性能、例如持久性。可以使用任何合适的增塑剂。例如,可以使用rit-cizer8,其是从rit-chem公司可购得的n-乙基甲苯磺酰胺的邻-位、对-位混合物。增塑剂可以以任何合适的量存在,例如以以下量存在:油墨重量的0%至约3%,或油墨重量的约0.01%至约2.5%,优选以油墨重量的约0.1%至约2%的量,更优选以油墨重量的约0.5%至约1.5%的量。

油墨可以进一步包含表面活性剂以优化油墨的润湿和/或干燥特性。可以使用任何合适的表面活性剂,例如氟代脂肪族聚合物酯和聚环氧烷烃改性的聚二甲基硅氧烷。合适的表面活性剂的实例包括silwet(rtm)l-7622,其是从位于康涅狄格州丹伯里的osispecialtiesinc.可购得的聚环氧乙烷改性的聚二甲基硅氧烷;以及fc430,其是从3m公司可购得的氟代脂肪族聚合物酯。表面活性剂可以以任何合适的量存在于油墨组合物中,例如以以下量:油墨重量的0%至约2%,或油墨重量的约0.01%至约1%,优选地以油墨重量的约0.05%至约0.5%的量。

油墨还可以包含分散剂、例如聚合物分散剂,以增强颜料稳定性或降低沉降速度。可以使用超分散剂,其是含有对颜料具有亲和性的基团的聚合物分散剂。超分散剂的实例是从德克萨斯州威尔明顿的avecia可购得的solsperse(rtm)38500。超分散剂的其他实例是本领域已知的,例如参见wo00/63305。分散剂可以以任何合适的量使用,例如以以下量:油墨重量的0%至约5%,或油墨重量的约0.1%至约3%,并且优选地以油墨重量的约0.5%至约2%的量。

优选地,油墨在25℃下的粘度是约2cp至约10cp,或约2.5cp至约8cp,或约3cp至约6cp。更优选地,油墨在25℃下的粘度是约3.5cp至约5.5cp。可以使用粘度计、例如brookfielddv-ii+粘度计或流变仪测量油墨的粘度。

优选地,油墨的电导率(σ)大于约500μs/cm,或大于约550μs/cm,更优选大于约600μs/cm。替代地,优选地,油墨的电导率(σ)是约500μs/cm至约5000μs/cm,或约550μs/cm至约3000μs/cm,或约600μs/cm至约2000μs/cm,或约650μs/cm至约1800μs/cm。可以例如使用从edtinstruments可购得的ba380电导仪来测量油墨的电导率。

提供具有上述粘度和/或电导率的油墨是有利的,因为这些性质用于连续喷墨技术是特别适宜的。

替代地,优选地,当喷墨油墨是阀喷射式喷墨油墨时,油墨在25℃下的粘度是约0.1cp至约2cp,或约0.5cp至约2cp,或约1cp至约2cp。更优选地,油墨在25℃下的粘度是约1.5cp至约1.8cp。优选地,当喷墨油墨是阀喷射式喷墨油墨时,油墨的表面张力大于约20达因/厘米。提供具有上述粘度和/或表面张力的油墨是有利的,因为这些性质用于阀喷射式喷墨技术是特别适宜的,特别是关于调节油墨通过喷嘴的喷射是特别适宜的。

优选地,当喷墨油墨是阀喷射式喷墨油墨时,油墨的电导率(σ)是约10ms/cm至约1000ms/cm,或约10ms/cm至约500ms/cm,或约20ms/cm至约200ms/cm,或约30ms/cm至约100ms/cm。更优选地,油墨的电导率(σ)是约30ms/cm至约50ms/cm。

替代地,在本发明的一个实施方式中,提供了一种喷墨油墨,其基本上由以下组成、或由以下组成:

着色剂;

第一树脂;

第二树脂;

氨基硅烷;

有机溶剂;和

任选地,盐;

其中,第二树脂是苯乙烯马来酸酐,并且第二树脂不同于第一树脂。

优选地,喷墨油墨包含以下、基本上由以下组成、或由以下组成:

着色剂,以约2%至约25%的量;

第一树脂,以约2.5%至约25%的量;

第二树脂,以约0.5%至约10%的量;

氨基硅烷,以约0.25%至约5%的量;

有机溶剂,以约94.75%至约30%的量;和

任选地,盐,以约0%至约5%的量;

其中,第二树脂是苯乙烯马来酸酐,并且第二树脂不同于第一树脂。

在本发明的一个实施方式中,提供了包含如本文所述的油墨的墨盒。

在本发明的一个实施方式中,提供了包含如本文所述的油墨的沉积物。

在本发明的一个实施方式中,提供了包含如本文所述的沉积物的物品。

优选地,物品包括饮品包装和/或食品包装。

在本发明的一个实施方式中,提供了将油墨打印到物品上的方法,该方法包括:

提供如本文描述的油墨;和

将油墨喷墨打印到物品表面的至少一部分上。

在本发明的另一个实施方式中,提供了将油墨阀喷射打印到物品上的方法,该方法包括:

提供如本文描述的油墨;和

将油墨阀喷射喷墨打印到物品表面的至少一部分上。

该表面的至少一部分可以在其上具有冷凝物或可以在其上不具有冷凝物,即如本文所述的油墨在适当地标记干的基材或物品或湿的基材或物品时是有效的。在一个优选的实施方式中,物品表面的至少一部分在其上具有冷凝物。

该方法可以应用于任何合适的物品。合适的物品的实例包括包含玻璃、金属、层压制品、陶瓷、塑料、纸板和/或纸的物品。塑料、层压制品、金属、玻璃和陶瓷物品可以是任何合适的形式,例如瓶子或容器、板、棒(rod)、圆柱体等的形式。优选地,物品包含玻璃,例如钠钙玻璃、硼硅玻璃、铝硅玻璃、铅玻璃和硼酸盐玻璃。玻璃可以在其上包含涂层或可以不含涂层。

在一个优选的实施方式中,物品包含饮品包装和/或食品包装。更优选地,物品包含玻璃瓶或塑料瓶,更优选玻璃瓶。

在另一个优选的实施方式中,物品包括电缆、电线或电子设备的组件,例如电池盒、印刷电路板(pcb)或显示屏。

如本文所述的喷墨油墨组合物可以通过将所需成分组合并将它们在合适的混合装置、例如搅拌器中混合而制备。得到的产物可以过滤。

在本发明的一个实施方式中,提供了一种制备如本文描述的油墨的方法,该方法包括在有机溶剂中混合:

着色剂;

第一树脂;

第二树脂;

氨基硅烷;和

任选地,盐;

其中,第二树脂是苯乙烯马来酸酐,并且第二树脂不同于第一树脂。

当介绍本公开的要素或其优选实施方式时,冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示存在一个或多个要素。术语“包含”、“包括”和“具有”旨在表示是包括在内的,且表示除了所列举的要素外还存在其他要素。

上文的详细描述已经通过解释和说明的方式提供,且不旨在限制所附权利要求的范围。本文示出的目前优选的实施方式的许多变型对于本领域普通技术人员将是明显的,且保持在所附权利要求以及其等同物的范围内。

下文的非限制性实施例进一步举例说明本发明。

测试方法

打印样品使用装有60μm喷嘴或75μm喷嘴的dominoa系列+打印样品装备生成。采用通常用于装瓶软饮料和啤酒的一系列玻璃瓶。

对具有冷凝物层的一系列不同类型玻璃瓶评估湿玻璃上编码的耐磨性。为了产生湿表面,通过将基材在冷冻机中储存20分钟来沉积薄的冷凝物层,从而当它们被取出时在表面上形成薄的水分层。在从冷冻机取出后立即制造打印样品并且允许干燥三秒,然后通过用手指摩擦来评估编码的持久性并使用表1中的标准评分。

使用加热至74℃的johnsondiversryspectakg的5%溶液(在去离子水中稀释),确定碱洗液去除编码的能力。将打印的样品浸入溶液中5分钟,在龙头下彻底冲洗,肉眼评估编码去除并使用表1中的标准评分。

为了评估编码耐浸水性,在进行耐磨性测试之前,将打印的编码在去离子水中浸没1小时,并使用表1中的标准评分。

为了确定耐冷却性,将玻璃瓶上的打印样品在冰箱中储存1小时和1天。从冰箱取出后立即评估编码的耐磨性,并使用表1中的标准评分。

表1:评估编码性能的评分系统

测量油墨样品的粘度、过滤时间和粒度以示出热稳定性。使用装有ul适配器的brookfielddv-e粘度计在25℃下测量粘度,通过测量通过1μm玻璃纤维过滤器过滤15ml油墨所花费的时间长度测量过滤时间,以及使用zetasizernanozs粒度仪(在mek中将浓缩油墨稀释3倍)测量粒度。在制备之后和在60℃储存之后首先测量油墨的性质。

实施例

表2中所示的制剂1是热稳定喷墨油墨的实例,其包含苯乙烯丙烯酸共聚物(joncryl(rtm)586)、有机官能化氨基硅烷(dynasylantriamo)和苯乙烯马来酸酐的部分单酯(sma(rtm)1440f)的组合,并且在玻璃基材上具有良好的持久性、耐水性和碱可洗性。表3中示出油墨的热稳定性,表4中示出在玻璃基材上的性能。

表2:制剂1

表3:制剂1在60℃下储存后的粘度、过滤时间和粒度数据

表4:制剂1在不同玻璃基材上的性能

如表3所示,制剂1的粘度、过滤时间和粒度在初始降低(这认为与材料的溶解度增加有关)之后,在12周期间保持稳定,所测量的任何性质都没有显著变化。

在5种不同基材上测量制剂1的耐磨性、碱可洗性、耐浸水性和耐冷却性,并示于表4中。在所有测试中,在所有基材上均可以见到好至很好的性能。

使用制剂2至制剂5作为在高温下储存时稳定油墨性质的sma树脂的实例。表5显示制剂详情,表6显示在60℃储存之后测量的物理性质。

表5:制剂2至制剂5

表6:在60℃下储存后制剂2至制剂5的粘度、过滤时间和粒度数据

在不含有苯乙烯马来酸酐(sma(rtm)1440f)的制剂(制剂2、制剂3和制剂5)中,观察到粘度和粒度的不希望的增加以及在过滤测试期间1μm过滤器的堵塞,这表明产品内的热不稳定性。对于含有sma树脂的制剂(制剂4),在粘度和粒度初始下降之后(如制剂1中所示),在老化时性质保持稳定,并且该制剂没有见到过滤器堵塞的证据。

表7中所示的制剂6是热稳定的阀喷射式喷墨油墨的实例,其包含苯乙烯丙烯酸共聚物(joncryl(rtm)586)、有机官能化氨基硅烷(dynasylantriamo)和苯乙烯马来酸酐的部分单酯(sma(rtm)1440f)的组合,并且在玻璃基材上具有良好的持久性、耐水性和碱可洗性。表8示出热稳定的阀喷射式喷墨打印的适用性。

表7:制剂6

表8。

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