基于抗冷凝酮的喷墨油墨的制作方法

1.本发明涉及喷墨印刷及其油墨领域。特别地，本公开描述了在印刷时耐湿和冷凝同时保持优异性能的油墨和油墨制剂。2.背景技术：通常，喷墨油墨组合物应满足某些要求以可用于喷墨印刷操作。这些涉及粘度、电阻率、溶解度、组分的相容性和基材的润湿性。此外，油墨应该是快干且抗涂抹的，应该能够不堵塞地通过喷墨喷嘴，并且应该允许以最小的努力快速清洁机器部件。此外，喷墨组合物应提供在印刷后耐久的印刷图像，特别是在无孔基材上，如本领域普通技术人员已知的，这对在预期的基材上实现图像粘附提出了挑战。通常，喷墨油墨组合物应满足某些要求以可用于喷墨印刷操作。这些涉及粘度、电阻率、溶解度、组分的相容性和基材的润湿性。此外，油墨应该是快干且抗涂抹的，应该能够不堵塞地通过喷墨喷嘴，并且应该允许以最小的努力快速清洁机器部件。此外，喷墨组合物应提供与基材(特别是无孔基材)良好粘附的印刷图像，所述无孔基材如本领域普通技术人员已知的，对实现图像粘附提出了挑战。连续喷墨油墨组合物通常被配制成包含一种或多种溶剂、一种或多种着色剂和一种或多种粘附剂树脂。喷墨组合物还可以包含一种或多种表面活性剂、增塑剂、粘附促进剂、导电剂、消泡剂及其混合物。尽管cij油墨组合物在根据监管要求生产和使用时被制造为是安全的，仍然存在对在这些油墨中使用某些化学品(特别是溶剂)的关注。cij油墨的安全性和监管要求正变得更加严格。特定国家或地区的工业消费者经常受到他们可能输入到他们的工厂中并在他们的工厂中使用的化学品种类的日益增加的限制。使用有机溶剂的cij印刷也可以在工厂水平上通过voc(挥发性有机化合物)排放指导或对有害废物处理方式的限制来管理。取决于当地的限制规定，回收已经与油墨接触的包装材料也可能是更困难的。因此，对于工厂操作者，可能存在关于他们的cij油墨和与所述油墨接触的包装的安全性或可持续性的实际存在的或甚至未来的潜在关注。甲基乙基酮(mek)(其是最广泛使用的工业cij溶剂)由于其环境健康和安全性问题而受到越来越多的监管审查。例如，在日本工业安全和健康法下，mek在日本有机溶剂中毒预防的条例列表上。最近，欧洲化学品代理商已经要求测试mek的生殖毒性，结果待定。此外，mek是毒品前体，并受美国dea以及世界上许多其它国家的管制，使得进口和出口mek流体具有挑战性且昂贵。因此，mek对喷墨消费者施加潜在的高未来监管风险。酮(例如mek)已经被如此广泛地采用，因为它们是cij油墨的基本上良好的溶剂。作为替代，丙酮也已经被普遍使用，但是这是有限的，因为基于丙酮的油墨在储存期间易于损失过量的溶剂，并且在cij系统温度可能接近纯丙酮的沸点时的操作期间损失更多。在cij油墨系统中的喷射流回收期间，空气与油墨共混，并且所得挥发的溶剂可能通过来自油墨系统的通风而损失到局部环境中。cij印刷机通常采用包含相同溶剂或包括油墨中的每种挥发性溶剂的共混物的补充流体，以代替由于蒸发损失而从油墨中损失的溶剂。然而，丙酮的蒸发损失在某些条件下可能如此高，以致于从系统工程学的角度来看，足够快地补充补充物并维持稳定的内部系统压力和喷射稳定性可能是具有挑战性的。实际上，对于操作者，不断地补充补充物也因此是乏味的。由于高水平的补充流体消耗，环境负担也更高。因为cij技术是用于在全世界所有地区的工业环境中对产品进行标记和编码的主要技术，这些生产操作经常发生在非气候受控的环境中。因此，cij印刷机需要在非常宽的温度和湿度范围内工作。虽然当前cij系统在大多数应用中服务良好，但是使用模型在持续扩展。在极端环境下或接近极端环境下，喷墨印刷机可能变得更加不可靠，或者操作成本可能增加，例如，因为油墨中所使用的挥发性溶剂可能以更大的速率消耗。因此，本领域需要满足使用以及可靠印刷、环境健康和安全性的必需要求的连续喷墨油墨组合物，以及在使用期间具有较低的补充溶剂成本的连续喷墨油墨组合物。

背景技术

技术实现思路

1、因此，在某些实施方案中，本发明在此提供了cij油墨组合物，其使用高级酮(hok)溶剂而不是传统的基于mek的溶剂，所述传统的基于mek的溶剂由于毒性而被认为是有害的并且可能表现出强烈的气味或其它不期望的特性。具体地，本发明的实施方案包括一种连续喷墨油墨组合物，其包含含有至少5个碳原子的主要酮溶剂；至少一种具有大于200mg/m3的衍生无影响吸入水平的次要溶剂；第一纤维素树脂；第二聚氨酯树脂；任选地，第三树脂；和着色剂。具有大于200mg/m3的衍生无影响吸入水平的溶剂包括丙酮、乙醇、异丙醇、正丁醇和正丙醇。在实施方案中，所述油墨组合物可以由以下组成或基本上由以下组成：所述主要酮溶剂；所述至少一种次要溶剂；所述第一纤维素树脂；所述第二聚氨酯树脂；任选地，所述第三树脂；和所述着色剂。

2、在其它实施方案中，本发明涉及一种连续喷墨油墨组合物，其包含：基本上由含有至少5个碳原子的主要酮溶剂和选自丙酮、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇或其组合的至少一种次要溶剂组成的溶剂系统；第一纤维素树脂；第二聚氨酯树脂；任选地，第三树脂；和着色剂。在实施方案中，所述油墨组合物可以由以下组成或基本上由以下组成：所述主要酮溶剂；所述至少一种次要溶剂；所述第一纤维素树脂；所述第二聚氨酯树脂；任选地，所述第三树脂；和所述着色剂。

3、在某些优选的实施方案中，所述连续喷墨油墨组合物包含mpk作为所述主要酮溶剂和乙醇作为所述次要溶剂，其中mpk与乙醇的比率为约2.5:1至约15:1。优选地，mpk与乙醇的比率为约3:1至约6:1，更优选约4:1。本发明的实施方案还涉及如上所述的连续喷墨油墨组合物，其中所述主要酮溶剂占所述油墨组合物重量的至少约40％至约80％，优选所述油墨组合物重量的至少约50％至约70％，更优选所述油墨组合物重量的约60％。此外，在一些实施方案中，所述次要溶剂占所述油墨组合物重量的至多约50％，或所述油墨组合物重量的约20％或更少。在一些实施方案中，所述次要溶剂占所述油墨组合物重量的约5％至约50％之间，优选所述油墨组合物重量的约10％至约20％之间，更优选所述油墨组合物重量的约15％。

4、在本发明的优选的实施方案中，所述次要溶剂选自乙醇、正丙醇、异丙醇或其组合。优选地，所述次要溶剂是乙醇。

5、在优选的实施方案中，所述连续喷墨油墨组合物含有小于所述油墨组合物重量的5％的水。

6、在本发明的一些实施方案中，所述纤维素树脂是纤维素酯树脂。

7、在含有第三树脂的实施方案中，该树脂优选选自丙烯酸树脂、松香酯、萜烯酚醛树脂、有机硅树脂、甲苯磺酰胺树脂及其组合。在优选的实施方案中，所述第三树脂是有机硅树脂。

8、在一些实施方案中，聚氨酯树脂与其它树脂的组合的比率为1:4或更大。

9、在一些实施方案中，着色剂是导电染料。在一些实施方案中，所述连续喷墨油墨组合物基本上不含不是导电染料的导电剂。

10、本发明的某些实施方案包含至少100ppm的基于硅烷的粘附促进剂。本发明的某些实施方案包含表面活性剂或润湿剂。本发明的某些实施方案包含消泡剂。

11、在本发明的一些实施方案中，所述连续喷墨油墨组合物含有约15％和约30％或约8％至约20％的总油墨固体。

12、优选，根据权利要求1所述的连续喷墨油墨组合物在20℃至25℃下具有小于约5秒的印刷编码干燥时间。优选地，所述连续喷墨油墨组合物在25℃下具有1600ohms cm或更低的初始油墨电阻率。

13、本发明的优选的实施方案涉及一种连续喷墨油墨组合物，其包含：约60％的甲基丙基酮溶剂；约15％的乙醇；小于约2％的水；约6.5％的纤维素酯树脂；约5％的聚氨酯树脂；约9％的染料；约1.2％的硅烷粘附促进剂；和约0.1％的表面活性剂。

14、本发明的优选的实施方案涉及一种连续喷墨油墨组合物，其包含：所述油墨组合物重量的约50-75％的甲基丙基酮溶剂；所述油墨组合物重量的约10-20％的乙醇；小于所述油墨组合物重量的约2％的水；所述油墨组合物重量的约4-8％的纤维素酯树脂；所述油墨组合物重量的约2-8％的聚氨酯树脂；所述油墨组合物重量的约1-5％的有机硅树脂；所述油墨组合物重量的约6-12％的染料；所述油墨组合物重量的约0.5-2％的硅烷粘附促进剂；和所述油墨组合物重量的约0.1％的表面活性剂。在实施方案中，所述油墨组合物可以由以下组成或基本上由以下组成：甲基丙基酮溶剂；乙醇；纤维素酯树脂；聚氨酯树脂；第三有机硅树脂；染料；硅烷粘附促进剂和表面活性剂。

15、本发明的优选的实施方案涉及一种连续喷墨油墨组合物，其包含：所述油墨组合物重量的约60％的甲基丙基酮溶剂；所述油墨组合物重量的约15％的乙醇；小于所述油墨组合物重量的约2％的水；所述油墨组合物重量的约6％的纤维素酯树脂；所述油墨组合物重量的约5％的聚氨酯树脂；所述油墨组合物重量的约3％的有机硅树脂；所述油墨组合物重量的约9％的染料；所述油墨组合物重量的约1.2％的硅烷粘附促进剂；和所述油墨组合物重量的约0.1％的表面活性剂。在实施方案中，所述油墨组合物可以由以下组成或基本上由以下组成：甲基丙基酮溶剂；乙醇；纤维素酯树脂；聚氨酯树脂；第三有机硅树脂；染料；硅烷粘附促进剂和表面活性剂。