采用可食用墨水的喷墨打印的制作方法
【专利说明】米用可食用墨水的喷墨打印
[0001] 本发明广泛涉及打印方法。具体地讲，本发明涉及采用可食用墨水打印的方法。本 发明一方面涉及利用喷墨打印装置将可食用墨水印到材料上。该材料可以是可食用材料。 墨水可包含色素、至少30wt. %水、至少25wt. %碳水化合物甜味剂，并且无二醇和三醇。本 发明的另一方面是通过将可食用墨水打印在材料上的方法可得到的打印食品。
[0002] 喷墨打印技术是在各种表面上打印数字图像的可信、快速和方便的方法。其具有 作为美化食品的方法的巨大潜能，因为其可产生高质量的图像，而不需要接触食品的着色 剂板或其他敷料器，它们可致使易碎食品损坏或者出现污染风险。喷墨打印的一个优点是 通过发送不同的电子信号到打印头上，可以简单地变化打印的图像，保证要在连续食品上 打印不同的图像，并由此产生不同视觉样式的产品。当生产打印的季节性产品系列，并调整 文本用于多种语音市场时，图像的快速变化还方便生产转换。
[0003] 然而，食品表面的喷墨打印不是非常普通的。喷墨的墨需要具有特殊物理性质，以 在打印头和在打印表面上都发挥良好作用。困难的是完全从食品级材料制备墨水，该墨水 具有适当的粘性、表面张力、耐擦性（smear resistance)、溶解度、稳定性和干燥时间。
[0004] 墨水的表面张力是测定液滴形成，以及一旦接触在底物上涂布的主要因素。虽然 存在多种可用于非食用应用的色素载体材料，具有不同的表面张力特性，但是对于可食用 墨水，选择是有限的。水具有低粘度和高表面张力，当将水用作喷墨墨水的着色剂载体时， 其可产生差的打印质量。基于水的墨水通常是与疏水表面不相容的，所述疏水表面例如糖 包衣甜食（sugar panned confectionery)诸如Smarties?糖包衣巧克力豆上包被的錯。 含水墨水的高表面张力使"润湿"底物更加困难。为了缓解所述问题，可加入表面活性剂， 以降低含水墨水的表面张力。然而，所述表面活性剂具有稳定泡沫形成的缺点。墨水中的 任何气泡通过阻止打印头的液滴形成、使液滴导向错误或者影响液滴离开打印头的速率， 可降低打印质量。
[0005] W02006/023615描述利用丙二醇（丙烷-1，2-二醇）作为载体，加入表面活性剂， 以调节表面张力。可将甘油（丙烷-1,2, 3-三醇）用于可食用喷墨墨水制剂中，以增加粘 度，以及作为湿润剂，避免喷嘴干燥。US7842319公开喷墨墨水，其包含食品级染料；至少大 约90wt. %丙烷-1，2-二醇、丙烷-1，2, 3-三醇或其混合物，以及不超过大约5wt. %的水。 可将更高沸点的二醇用作载体，尤其当在高的喷射温度下完成喷墨打印时。US20100166934 描述丁烧_1，3-二醇和聚乙二醇在可食用墨水制剂中的用途。
[0006] 尝试和配制粘附至疏水表面的可食用的基于水的喷墨墨水的一个方法是向墨水 中加入胶粘剂。W02004/081126描述喷墨墨水，其含有作为主要成分的水；可食用粘合剂系 统例如与聚乙烯吡咯烷酮组合的虫胶；胶粘剂例如糊精或阿拉伯胶，以及染料着色剂。然 而，所述墨水还包含丙二醇（丙烷-1，2-二醇）、异丙醇和丁醇，以降低表面张力，保证有效 打印，以及以减少墨水的干燥时间。US5711791描述连续喷墨墨水，其中载体是乙醇/水混 合物，并且其中加入湿润剂例如磷脂酰胆碱，以允许在疏水表面上打印。然而，由于乙醇的 易燃性，含有乙醇的墨水特别是含有高水平乙醇的墨水例如其中将乙醇用作载体不总是需 要的。在各种宗教饮食法规中，乙醇也是禁止的。
[0007] 另一种在具有疏水表面的材料上打印的方法是修饰表面，并使其更适合于特定墨 水。例如EP1526780描述用大极性基于水的釉料修饰可食用材料的表面，以改善通常用于 喷墨打印的低粘度墨水的打印。然而，所述增加生产的复杂性，并可产生其他问题，例如基 于水的釉料在潮湿条件下更易于失去其光泽。
[0008] 因此，通常配制墨水，以工作于特定类型的表面上。在打印不同材料的工厂，操作 一系列不同的墨水，以适应各种表面类型，增加复杂性，并由此增加成本。能采用可用于各 种不同表面的可食用喷墨墨水打印是有利的。
[0009] 许多消费者更愿意选择仅包含本身在制备食品中使用的成分的可食用产品，因此 制造者通常尽可能努力减少产品中食品添加剂的数量。因此，能够利用仅包含熟悉的成分 (所谓的"厨房食品柜"成分）的喷墨墨水在可食用材料上打印是有利的。类似地，能够利 用仅包含熟悉的成分的喷墨墨水在与食品接触的材料上打印是有利的，特别是存在墨水转 移至食品的风险时。对于美化食品，仅利用要被打印的食品中已经包含的成分是更好的。具 体地讲，存在能够利用不包含三醇例如丙烷-1，2, 3-三醇或者二醇例如丙烷-1，2-二醇的 喷墨墨水组合物打印的需求。
[0010] 本发明的目标是改善现有技术的状况，并提供克服至少一些上述的不便的改善的 解决方案，或者至少提供有用的替代方案。本说明书中对现有技术文献的任何提及不被认 为是承认所述现有技术是广泛已知的或者形成本领域普通的一般知识的一部分。如本说明 书中所用的，词"包含"、"包括"和类似的词不应以排他的或穷尽的意义理解。换言之，它们 预期意指"包括，但不限于"。通过独立的权利要求书的主题实现本发明的目的。从属权利 要求书进一步发展本发明的思想。
[0011] 因此，在第一方面，本发明提供在材料上打印的方法，所述方法包含利用喷墨打印 装置，将可食用墨水施用至材料上，其中墨水包含着色剂，至少30wt. %水、至少25wt. %碳 水化合物甜味剂，并且墨水是无二醇和三醇的。第二方面，本发明涉及通过将食品进行本发 明的方法可得到的打印食品。
[0012] 常规墨水在不同表面表现不同。这归因于许多因素，但是墨水的表面张力起重要 作用。击打底物的表面后，墨滴正常扩散或收缩，这取决于墨水的表面张力是比底物的表面 能量高或低。少量扩散可能是有利的，产生均匀的图像，但是如果液滴扩散太多，图像将变 得不清楚。具有比底物表面能量低的表面张力的墨滴将开始在材料表面扩散。随着墨水扩 散，墨水还变干，从而达到这样的点：墨水已干燥至其增加的粘度阻止其再扩散的程度。在 多孔表面上，墨水还扩散到底物里。相反，具有比底物表面能量更高的表面张力的墨水将趋 向于在底物表面移动并混乱（ball-up)。随着墨滴变干，与表面接触的墨水面积减小。墨滴 的所述收缩是不希望的，因为其导致降低的图像光学密度。因此，通常配制特定的墨水，以 工作于特定类型的表面。具有不同表面能量的底物通常需要不同的墨水，以达到良好的质 量结果。防止液滴扩散或收缩的一种方法是加入挥发性溶剂，以便墨水快速干燥。然而，在 可食用材料中，挥发性溶剂不总是合乎需要的。
[0013] 本发明人令人吃惊地发现通过在墨水配方中包括至少25wt. %的碳水化合物甜味 剂，利用喷墨打印机，能够将它们成功打印在一系列不同的表面上。本发明的方法能在各种 表面；疏水和亲水表面（多孔或非多孔的）上，产生质量良好的图像。不管所用的不同类型 表面，发现墨滴的大小和形状在干燥时不显著变化。不希望受理论束缚，本发明人认为一旦 接触，碳水化合物甜味剂使墨水粘附至底物表面上，起非常像胶水的作用。由于碳水化合物 甜味剂溶解而产生的粘度增加，防止干燥期间，墨滴太多地扩散或收缩。
[0014] 然而，当溶解于水中时，已知碳水化合物甜味剂引起测量的表面张力的增加 [A. Docoslis等人，Colloids and Surfaces B:Biointerfaces 19(2)，147-162(2000)]。打 印头的墨水的表面张力是关键性的。如果表面张力太低，那么喷嘴表面将溢流，但是如果表 面张力太高，那么打印头将不喷墨。通常，将二醇和三醇用于降低墨水的表面张力，以保证 成功打印。本发明人惊奇地发现：通过利用本发明方法中的墨水制剂，在无需墨水中的二醇 和三醇的情况下，打印头中墨滴形成还是可接受的，并得到良好质量的图像。
[0015] 当利用无二醇和三醇的墨水，尝试喷墨打印时，遇到的问题是喷头的墨水干燥，尤 其是当将打印机暂停一段时间时。所述干燥的墨水引起堵塞。二醇和三醇作为湿润剂，降 低墨水在打印头干燥的风险。本发明人惊奇地发现：本发明方法的墨水中碳水化合物甜味 剂和水的存在避免打印头干燥的问题。本发明人发现：本发明方法在操作方面可能是一致 和可靠的，而不需要修改打印头或者不引起维护问题。
[0016] 因此，本发明可提供用于装饰可食用材料的合乎需要的方法，例