阅读说明：本技术 用于连续喷墨应用的快干组合物 (Quick-drying compositions for continuous inkjet applications ) 是由 F.肖 G.邓 朱林芳 于 2018-04-12 设计创作，主要内容包括：本发明的实施方案涉及油墨组合物,其适用于印刷工业应用,例如连续喷墨印刷,包括超高速连续喷墨印刷。该油墨组合物使用挥发性C<Sub>5</Sub>酮(戊酮)溶剂(例如2-戊酮、3-戊酮或3-甲基-2-丁酮)作为主要溶剂或唯一溶剂,并且还包含粘合剂树脂和着色剂,但优选基本上不含丙酮、甲醇或甲基乙基酮,或在日本ISHL二级有机溶剂列表中列出的其它溶剂。优选的油墨组合物可以含有至多30%的乙醇、正丙醇或其它未列在日本ISHL二级有机溶剂列表中的溶剂,但优选基本上不含乙醇。(Embodiments of the present invention relate to ink compositions suitable for use in printing industry applications, such as continuous ink jet printing, including ultra high speed continuous ink jet printing. The ink composition uses a volatile C 5 Ketone (pentanone) solvents, such as 2-pentanone, 3-pentanone or 3-methyl-2-butanone, as the main or sole solvents, and further comprising adhesionA solvent resin and a colorant, but preferably is substantially free of acetone, methanol or methyl ethyl ketone, or other solvents listed in the japanese ish secondary organic solvent list. Preferred ink compositions may contain up to 30% ethanol, n-propanol or other solvents not listed in the japanese ish secondary organic solvent list, but are preferably substantially free of ethanol.)

用于连续喷墨应用的快干组合物

背景技术

在喷墨印刷中，实现印刷而无需印刷装置和其上沉积有印刷字符的基材之间相接触。简单地说，喷墨印刷涉及将墨滴流投射到表面上，并控制该流的方向（例如以电子方式），使得液滴在该表面上形成期望的印刷图像。这种非接触印刷技术非常适合于将字符施加到各种表面上，包括多孔和无孔表面。

通常，喷墨油墨组合物应满足某些要求以用于喷墨印刷操作。这些涉及粘度、电阻率、溶解度、组分的相容性和基材的可润湿性。此外，油墨应该是快干和抗拖尾的，应该能够通过喷墨喷嘴而不堵塞，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合的印刷图像，如本领域普通技术人员已知的，无孔基材对于实现图像粘合提出了挑战。

大多数连续喷墨(CIJ)油墨使用甲醇和/或甲基乙基酮(MEK)作为溶剂或主溶剂，因为这种油墨产生由于其挥发性而导致的快速干燥时间，良好的粘合性，并且因为甲醇和MEK是油墨中的粘合剂树脂和染料的良溶剂。然而，MEK和甲醇都在日本ISHL二级有机溶剂列表中，并且在日本不允许超过5重量%。因此，由于对它们的健康和安全顾虑和法规，例如VOC（挥发性有机化合物）和HAP （有害空气污染物）等等，已经尝试开发基于除MEK和甲醇以外的溶剂的油墨。在美国，MEK和甲醇都以VOC法规进行管控。甲醇作为HAP被管控。在欧洲，甲醇被列为有毒化学品，并且需要在标签上标出骷髅头和交叉骨头的符号。此外，甲醇列于欧洲油漆油墨油彩业理事会(CEPE)对印刷油墨和相关产品的排除列表中。因此，优选开发避免使用MEK和甲醇的油墨产品。

除了MEK和甲醇，用于喷墨油墨组合物的替代性建议溶剂包括丙酮、乙酸甲酯、二氧戊环和乙酸乙酯。然而，丙酮和乙酸甲酯对于喷墨印刷来说太易挥发，导致需要更高的配制消耗以及在热环境中更低的印刷机可靠性。二氧戊环和乙酸乙酯在提供油墨导电性方面不太有效，因此需要加入更多的导电剂，这导致油墨组合物对基材具有较差的粘合性。此外，所有这些溶剂仍然具有健康、安全和气味问题，特别是当在某些食品包装材料上印刷时。

已被用于喷墨组合物的1,2-二甲氧基乙烷不在日本ISHL二级有机溶剂列表中，但是实际上比MEK和许多其它溶剂具有更多的健康危害，所述MEK和许多其它溶剂被管控以保护工人的健康和安全。因此，这不是好的替代品。

其它油墨产品，例如VIDEOJET®V460基于乙醇，乙醇相对安全并且不在日本ISHL二级有机溶剂列表上。乙醇和正丙醇是喷墨油墨组合物更可接受的溶剂，因为它们具有低气味和相对低毒性。它们不受HAP的管控，并且并未包括在CEPE排除列表中。然而，乙醇和正丙醇对MEK基喷墨油墨中常用的许多树脂、染料和导电剂不具有非常好的溶解能力或相容性。因此，由于可以使用的粘合剂树脂、染料、导电剂的选择限制，开发满足油墨粘合性和油墨稳定性要求的乙醇和/或正丙醇油墨是更有挑战性的。在这方面，正丙醇比乙醇更难以使用，因为正丙醇对粘合剂树脂和染料的溶解能力更小。另外，乙醇油墨易吸水，尤其是在潮湿环境中，这在使用中产生其它问题并降低印刷机操作的可靠性，或者需要空气干燥器。乙醇溶剂油墨由于湿度而在某些地理区域中不是那么实用。此外，一些适用于乙醇基油墨组合物的树脂，例如酚醛树脂，不被认为是非常安全的，因为在使用酚醛粘合剂的油墨组合物中存在残余苯酚和痕量甲醛。当油墨从环境中吸水时，聚酰胺树脂具有从溶液中沉淀出来的趋势，这也导致不可靠的印刷机操作，尤其是在潮湿环境中。使用乙醇作为唯一的溶剂或甚至作为溶剂混合物的较小组分，也增加了油墨的干燥时间。另外，由于严格的关于酒精的进口法律，对于进口到某些国家和地区，含乙醇的油墨面临着困难和限制。因此，不含更危险的有机溶剂并且不含或基本上不含乙醇，但仍具有与传统的现有技术MEK油墨类似的粘合性和其它性质的油墨将是有利的。

因此，在本领域中需要连续喷墨油墨组合物，其满足能可靠印刷并对制造和使用该组合物的工人具有安全性的必要要求，并且满足它们在食品包装和食品制造环境中应用的必要要求。

发明内容

根据本发明实施方案的油墨组合物适用于各种油墨和印刷应用，优选工业应用中的连续喷墨印刷，并且使用了并非高度管控并比用于连续喷墨印刷的传统溶剂更安全的溶剂。这些组合物使用大于60重量%的挥发性C₅酮溶剂，并且避免使用显著量或相当数量在日本ISHL二级有机溶剂列表中的有机溶剂。

本发明的实施方案涉及油墨组合物，其包含(a)大于60重量%的一种或多种挥发性C₅酮溶剂；(b)一种或多种粘合剂树脂；和(c)一种或多种着色剂，其中所述油墨组合物基本上不含丙酮、甲醇或甲基乙基酮。在优选的实施方案中，一种或多种挥发性C₅酮溶剂选自2-戊酮、3-戊酮、3-甲基-2-丁酮及其混合物。

根据本发明的实施方案包括油墨组合物，其包含：(a)包含一种或多种挥发性C₅酮溶剂的溶剂，所述C₅酮溶剂以油墨组合物的大于60重量%存在；(b)一种或多种粘合剂树脂；和(c)一种或多种着色剂。本发明的优选实施方案包含上述(a)、(b)和(c)，其中所述油墨组合物包含小于5重量%的丙酮、甲醇、甲基乙基酮或其任意组合。此外，这些油墨组合物的某些优选实施方案还含有含量至多30%、或至多15%、或至多5%的乙醇、正丙醇或其组合。

高度优选的油墨组合物基本上不含丙酮、甲醇、乙醇或甲基乙基酮。

如上所述的油墨组合物优选的是其中所述一种或多种挥发性C₅酮溶剂选自2-戊酮(甲基丙基酮)、3-戊酮(二乙基酮)、3-甲基-2-丁酮(甲基异丙基酮)及其混合物的那些。最优选其中所述一种或多种挥发性C₅酮溶剂为3-甲基-2-丁酮(甲基异丙基酮)的油墨组合物。

另外，油墨组合物可以含有大于70重量%的一种或多种挥发性C₅酮溶剂或大于80重量%的一种或多种挥发性C₅酮溶剂。

本发明还包括如上所述的油墨组合物，其中所述一种或多种粘合剂树脂选自纤维素酯树脂、乙烯基树脂、改性松香酯树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚酯树脂及其混合物；更优选其中所述一种或多种粘合剂选自纤维素酯树脂、乙烯基树脂、聚酯树脂及其混合物；最优选其中纤维素酯树脂为乙酸丙酸纤维素树脂。优选的油墨组合物是其中所述一种或多种粘合剂树脂以油墨组合物的约5.0重量%至约13.0重量%的量存在的那些。

在根据本发明的某些实施方案中，所述一种或多种着色剂选自溶剂黑29、溶剂黑27及其混合物，并且优选所述一种或多种着色剂是溶剂黑29，例如ORASOL BLACK X55^TM、VALISFAST BLACK®3808和DL BLACK N36B^TM。

根据本发明的其它实施方案包括油墨组合物，其进一步包含一种或多种选自表面活性剂、增塑剂、粘合促进剂、导电剂、消泡剂及其混合物的添加剂。表面活性剂优选是聚环氧烷改性的聚硅氧烷。优选地，所述一种或多种表面活性剂以油墨组合物的约0.1重量%至约2.0重量%的量存在。

根据本发明的另外的实施方案包括在基材上连续喷墨印刷的方法，其包括：将如上所述的油墨组合物的液滴流引导到基材上，并使液滴干燥，以在基材上印刷图像。基材可以是多孔的、半多孔的或无孔的，例如选自非涂布纸、涂布纸、硬或软塑料、聚合物膜、金属和合金、玻璃和陶瓷的基材。

具体实施方式

1.定义

在描述本发明的上下文中（尤其是在所附权利要求的上下文中）使用的术语“一种”和“一个”和“所述”以及类似指代应被解释为覆盖单数和复数，除非本文另外指出或与上下文明显矛盾。术语“包括”、“具有”、“包含”和“含有”应被解释为开放式术语（即意味着“包括但不限于”），除非另有说明。除非本文另外指出，本文中列举的数值范围仅旨在用作单独地引用落入该范围内的每个单独的值的速记方法，并且每个单独的值被结合到说明书中，如同其在本文中被单独地列举一样。除非本文另外指出或在上下文中明显矛盾，否则本文描述的所有方法可以以任何适当的顺序执行。除非另外声明，否则本文提供的任何和所有示例或示例性语言（例如，“如”）的使用仅旨在更好地说明本发明，而不是对本发明的范围施加限制。说明书中的语言不应被解释为将任何未要求保护的要素指示为对于本发明的实践是必要的。

除非另外定义，否则本文所用的所有技术和科学术语均旨在具有与本发明提交时所属领域中通常理解的相同含义。尽管在本发明的实践或测试中可以使用与本文所述的那些类似或等同的各种方法和材料，但是下面描述了合适的方法和材料。然而，本领域技术人员应该理解，所用和描述的方法和材料是示例，并且可能不是仅有的适用于本发明的方法和材料。

此外，还应理解，由于测量受到固有的可变性的影响，本文中给出的任何温度、重量、体积、时间间隔、pH、盐度、体积摩尔浓度或重量摩尔浓度、范围、浓度和任何其他测量值，数量或数值表达应是近似的而不是确切的或关键的数字，除非另有相反的明文规定。因此，在适合本发明的情况下和如本领域技术人员所理解的，使用专利申请中常用的近似或相对术语和程度术语来描述本发明的各个方面是恰当的，这些术语例如：约、大约、基本上、本质上、基本上由…组成、包括以及有效量。除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与本领域普通技术人员通常理解的相同含义。

本文所使用的术语“喷墨（inkjet）”或“喷墨（ink jet）”是指喷墨印刷，一种通过将油墨小液滴推进到基材（如纸张、塑料、金属、玻璃等）上而产生图像的印刷类型。“连续喷墨”或“CIJ”方法被用于，例如产品和包装的标记和编码。在该方法中，泵将液体油墨组合物从储液器引导至喷嘴以产生连续的墨滴流，墨滴受到受控和可变静电场的影响，并因此在根据变化的静电场形成墨滴时带电。通过穿过另一个静电场，带电的墨滴被偏转到适当的位置，以在基材上印刷希望的图案，或者被回收到储液器以备将来使用。

在本发明油墨组合物中的溶剂或其他组分的上下文中，本文所用的短语“基本上没有”或“基本上无”是指优选在该组合物中不存在显著量或易检测量的所述组分的条件。“基本上无”或“基本上没有”可指低于本领域已知的常用检测方法的检测极限的量，或低于法规允许的该化合物的最大量，或低于5%，优选低于2%，低于1%或低于0.5%的量。优选地，该量是受管控化合物根据日本、欧洲和/或美国法规被接受的量。例如，对于日本ISHL 二级有机溶剂列表，列表中所有溶剂（如MEK、甲醇、丙酮和乙酸乙酯）在油墨中的总浓度不得超过5%。

然而，对于乙醇或正丙醇，如果在本发明油墨组合物中存在乙醇或正丙醇，则每种以所述油墨组合物重量的小于30%，且更优选以所述组合物重量的小于15%的量存在，以使其对应用性能（例如干燥时间和粘合性）没有重大影响。最优选的是，油墨不含或基本不含乙醇，以避免在进口到对酒精有严格法规的地理区域时遇到困难。

本文所用的术语“溶剂”是指其主要功能是溶解和携带油墨组合物的其他组分的组分。

本文所用的术语“着色剂”是指染料、颜料或赋予其他事物颜色或改变其色调的其他物质，并且可以指任何此类物质。着色剂包括黑色染料和其他颜色染料。

本文所用术语“挥发性”是指物质蒸发的趋势，其与该物质的蒸汽压相关。挥发性溶剂是指具有蒸发或进入气相的能力的溶剂。

本文所用的术语“添加剂”是指可添加到本发明油墨组合物中的任选组分。

本文所用的术语“粘合剂树脂”是指有助于使油墨组合物在印刷过程中粘附到其所应用的基材上的物质。通常，粘合剂是一种将其他材料保持在一起以形成有粘合力的整体或赋予粘合性能的材料。

本文中使用的缩写“MEK”是指甲基乙基酮，也称为丁酮。MEK是具有式CH₃C(O)CH₂CH₃的无色有机液体溶剂。本文使用的缩写“MPK”是指甲基丙基酮，也称为2-戊酮。MPK是具有式CH₃CH₂CH₂C(O)CH₃的有机液体溶剂。本文使用的缩写“MIPK”是指甲基异丙基酮，也称为3-甲基-2-丁酮。MIPK是具有式(CH₃)₂CHC(O)CH₃的有机液体溶剂。本文所用的缩写“DEK”是指二乙基酮，也称为3-戊酮。DEK是具有式CH₃CH₂C(O)CH₂CH₃的有机液体溶剂。

2. 概述

本文所述的油墨组合物使用一种或多种挥发性C₅酮（戊酮）溶剂，例如MPK、MIPK和DEK，以及一种或多种粘合剂树脂和着色剂。所述组合物还任选地包含其他添加剂，例如增塑剂、表面活性剂、导电剂、附加溶剂、粘合促进剂和/或消泡剂。

这些油墨组合物在粘合性和干燥时间方面表现良好，并可用于包括单喷嘴连续喷墨印刷在内的应用，也可用于多喷嘴连续喷墨或二元阵列印刷。本发明的油墨组合物不同于用于热喷墨（TIJ）印刷的油墨，因为它们不含润湿剂。TIJ油墨组合物通常含有润湿剂，含量至多30%。与使用其他有机溶剂（如1,2-二甲氧基乙烷和甲醇）或使用低于60%的挥发性C₅酮溶剂的油墨相比，本发明的油墨组合物具有优异的健康和安全性能，并且比含有超过30重量%乙醇的油墨具有更好的干燥时间和性能。

本发明的油墨组合物允许在日本使用，而无需必须使用昂贵的废气提取系统，该系统是典型CIJ油墨在超过受管控溶剂的某些阈值时所需的，并且与在日本为符合负面清单而开发的其他油墨相比，它还具有应用性能和健康/安全优势。需要符合日本的“工业安全和健康执行法案（Order for Enforcement Industrial Safety and Health Act）”，但还具有类似于常规MEK基CIJ油墨的应用性能的油墨组合物（CIJ油墨）。

3. 结果

根据本发明的实施方案生产了油墨组合物。获取市售油墨产品用于对比测试。在使用VideoJet®CIJ样品装置印刷后，对本发明产品进行了干燥时间测试。结果清楚表明，本发明组合物的干燥时间与使用MEK作为溶剂的油墨产品相当，优于乙醇基油墨。见实施例3。

在如上印刷之后，通过四个单独的试验（见实施例4）测试了油墨的粘合性。在拇指摩擦试验、PINK PEARL®橡皮擦试验、指甲划痕试验和胶带试验中，本发明组合物通常优于现有技术组合物或可与之相当。因此，本发明油墨适合于其预期用途，同时对制造和使用更为安全。

4. 发明的实施方案

本发明的油墨组合物可以具有任何合适的粘度或表面张力。在本发明的实施方案中，油墨组合物的粘度在25℃下在1 cP到10 cP的范围内，优选在2 cP到6 cP的范围内。油墨组合物的粘度优选在25℃下小于约10 cP，优选小于约6 cP。

本发明的油墨组合物优选在25℃下具有约20至约30 mN/m的表面张力。

本发明的油墨组合物优选在25℃下具有约500-2000 Ohm•cm或优选约900-1500Ohm•cm的电阻率。

根据本发明实施方案的喷墨油墨组合物优选在极端温度（如-15℃到62℃）下至少稳定数周时间（例如，4-6周）。

根据本发明的油墨组合物具有足够的挥发性，以产生快速干燥时间，以避免拖尾，从而产生良好的印刷产品，并允许高速印刷。喷墨印刷的信息的干燥时间优选小于10秒，更优选小于约2秒。

根据本发明实施方案的油墨组合物中使用的溶剂和溶剂混合物是C₅酮有机溶剂及其混合物。本发明的组合物包含至少60%的MPK、MIPK、DEK或其组合，并且基本上没有在日本ISHA中列为二级有机溶剂的溶剂。溶剂或溶剂混合物优选不包含日本、欧洲和/或美国的健康和安全法规不允许使用的有机溶剂。

日本ISHA中列为二级的有机溶剂包括丙酮、异丁醇、异丙醇、异戊醇（isopentylalcohol）（异戊醇（isoamylalcohol））、二***、乙二醇单***（Cellosolve^TM）、乙二醇单***乙酸酯（Cellosolve^TM乙酸酯）、乙二醇单正丁基醚（丁基Cellosolve^TM）、乙二醇单甲醚（甲基Cellosolve^TM）、邻二氯苯、二甲苯、甲酚、氯苯、乙酸异丁酯、乙酸异丙酯、乙酸异戊酯（isopentyl acetate）（乙酸异戊酯（isoamyl acetate））、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸正丙酯、乙酸正戊酯（n-pentyl acetate）（乙酸正戊酯（n-amyl acetate））、乙酸甲酯、环己醇、环己酮、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃，1,1,1-三氯乙烷（三氯乙烯）、甲苯、正己烷、1-丁醇、2-丁醇、甲醇、甲基乙基酮、甲基环己醇、甲基环己酮、甲基正丁基酮、苯乙烯（乙烯苯、乙烯基苯）和正己烷。同一体系下的一级有机溶剂包括氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、1,2-二氯乙烯、1,1,2,2-四氯乙烷、三氯乙烯和二硫化碳。三级有机溶剂包括汽油、煤焦油石脑油、石油醚、石油石脑油、石油苯、松节油和矿油精。

本发明的优选油墨组合物的实施方案包含至少一种粘合剂树脂，但是可以存在多种粘合剂树脂。所述组合物中的粘合剂树脂的量可由本领域技术人员确定，并且取决于所选择的一种或多种粘合剂树脂。粘合剂树脂的总量可以是任何合适的量。例如，所述一种粘合剂树脂或多种粘合剂树脂的组合可以以喷墨油墨组合物的约0.1%至约30%、优选约2%至约20%、更优选约4%至约15%的量存在。最优选的组合物含有约6%至约14%的粘合剂树脂。

可使用任何合适的粘合剂树脂，包括可溶的或可分散的粘合剂树脂。优选的粘合剂树脂可溶于组合物中的C₅酮溶剂或溶剂混合物。因此，优选的是，预期用于本发明的任何粘合剂树脂可溶于MEK、MIPK、DEK或其混合物。在某些实施方案中，油墨组合物可包含选自以下的一种或多种粘合剂树脂：丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、乙基纤维素树脂、聚氨酯树脂、改性松香树脂、酚醛树脂、改性酚醛树脂、聚酰胺、纤维素醚、纤维素酯（例如乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素（CAB）和乙酸丙酸纤维素（CAP））、硝酸纤维素树脂、聚马来酸酐、聚酯树脂、氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物（乙烯基树脂）、苯乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物、醛树脂、聚乙烯醇、苯乙烯和烯丙醇的共聚物、聚酮树脂及其任何组合。术语“丙烯酸树脂”包括丙烯酸类和/或烷基丙烯酸类的聚合物以及丙烯酸类和/或烷基丙烯酸类与其他单体（如苯乙烯和/或α-甲基苯乙烯）的共聚物。

某些实施方案优选包含选自纤维素酯树脂、乙烯基树脂、改性松香酯树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚酯树脂及其任何组合的一种或多种粘合剂树脂。在一个实施方案中，油墨组合物包含乙烯基树脂作为主要粘合剂，以及氢化松香树脂、CAP树脂或其混合物作为次要粘合剂。

丙烯酸树脂的实例包括苯乙烯-丙烯酸树脂，其可通过苯乙烯与丙烯酸单体（如丙烯酸或甲基丙烯酸），以及任选的丙烯酸烷基酯单体（如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙基酯、甲基丙烯酸羟乙基酯等）共聚制成。苯乙烯-丙烯酸树脂可以商购获得，商品名为JONCRYL®。JONCRYL®树脂的例子包括JONCRYL®555、586、678、680、682、683和67。JONCRYL®682是优选的树脂，其重均分子量为约1700，酸值为约238，软化温度为约105℃，玻璃化转变温度为约56℃。市售乙烯基树脂的例子有VINNOL®，其可从WACKER CHEMIE® AG获得；以及氯乙烯树脂（YMCA树脂），其可从苏州迪云化工有限公司获得。市售聚乙烯醇缩丁醛树脂的例子有：PIOLOFORM® BN18，其可从WACKERCHEMIE® AG购买； 以及MOWITAL® LP B16H，其可从KURARAY® America, Inc获得。市售CAP树脂的例子有：乙酸丙酸纤维素，其可从Eastman® Chemical获得。市售的改性松香酯的例子有SUPER ESTER^TM A-75，其可从ARAKAWA® Chemical获得；以及STAYBELITE® Ester10，其可从PINOVA®获得。

在优选实施方案中，油墨组合物不包含酚醛树脂作为粘合剂，因为优选的是油墨组合物不含或基本上不含醛，例如甲醛，它们是不希望的残余物，通常在醛衍生的酚醛树脂（例如热塑性酚醛树脂（novolaks） 和热固性酚醛树脂（resoles））中发现。甲醛是一种有毒的疑似致癌物质。人们认为，在树脂中经常发现的醛残余物还会对某些染料（例如偶氮染料）的颜色特性产生不利影响。基于油墨组合物的重量计，油墨组合物优选包含小于1%或小于0.5%的任何醛衍生的酚醛树脂。油墨组合物优选基本上不含醛衍生的酚醛树脂。

在另一个优选实施方案中，油墨组合物不包含聚酰胺树脂作为粘合剂。当油墨组合物从环境中吸收水分时，聚酰胺树脂有析出的倾向。基于油墨组合物的重量计，油墨组合物优选包含小于1%或小于0.5%的任何聚酰胺树脂。油墨组合物优选基本上不含聚酰胺树脂。

在又一个优选实施例中，油墨组合物不包含羟基芳香树脂作为粘合剂。基于油墨组合物的重量计，油墨组合物优选包含小于1%或小于0.5%的任何羟基芳香树脂。油墨组合物优选基本上不含羟基芳香树脂。

最优选的粘合剂树脂是乙酸丙酸纤维素（CAP）、STAYBELITE® Ester 10、聚乙烯醇缩丁醛（PVB）树脂、Dertophene^TM、VINNOL® E15/45M、TEGO® AddBond LTH及其组合。最优选的实施方案包含CAP、Staybellite ester 10和VINNOL® E15/45M，或包含CAP、Dertophene^TM和Vinnol E15/45M，或包含PVB和TEGO® AddBond LTH。

在本发明的任何实施方案中，所述油墨组合物包含至少一种着色剂。所述着色剂的存在量可以为喷墨油墨组合物重量的约0.1%到约12%，优选约1%到约10%，并且更优选约2%到约8%。

着色剂可以是适合印刷用途的任何着色剂或着色剂的组合。着色剂优选为染料。在本发明的一个实施方案中，使用一种或多种染料作为着色剂，所述染料选自酸性染料、碱性染料、溶剂染料、分散染料、媒染染料及其任何组合。溶剂染料的实例包括萘酚染料、偶氮染料、金属络合物染料、蒽醌染料、醌亚胺（quinoimine）染料、靛类染料、苯醌染料、碳鎓染料、萘醌染料、萘酰亚胺染料、酞菁染料和苝染料。

例如，根据本发明的某些实施方案的油墨组合物可以包含选自以下的一种或多种染料：C.I.溶剂黑3、C.I.溶剂黑5、C.I.溶剂黑7、C.I.溶剂黑22、溶剂黑26、C.I.溶剂黑27（如VALIFAST BLACK® 3840L）、C.I.溶剂黑29（如VALIFAST BLACK® 3808、ORASOL BLACKX55^TM和DL BLACK N36B^TM）、C.I.溶剂黑48及其任何组合。优选的溶剂染料为溶剂黑27（VALIFAST BLACK® 3840L）、溶剂黑29（ORASOL BLACK X55^TM）、溶剂黑29（VALIFAST BLACK® 3808）和溶剂黑29（DL BLACK N36B^TM）。

本发明的油墨组合物可以进一步包含一种或多种添加剂，如增塑剂、表面活性剂、消泡剂、粘合促进剂及其混合物。所述添加剂优选与所述油墨组合物可混溶，并且在印刷过程中将所述油墨施加于基材期间不与所述组合物相分离。

适用于本发明实施方案的增塑剂的示例包括PLASTICIZER #8®，其可从RIT-CHEM® Co., Inc获得。增塑剂添加剂的存在量可以为喷墨油墨组合物重量的约0.1%到约5%，或者优选约0.3%到约3%。

可使用的表面活性剂的实例包括含氟表面活性剂、硅氧烷、硅酮、硅醇、聚氧化烯胺、丙氧基化（聚氧丙烯）二胺、烷基醚胺、壬基酚乙氧基化物、乙氧基化脂肪胺、乙烯基吡咯烷酮与甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯的季铵化共聚物、氟化的有机酸二乙醇胺盐、烷氧基化乙二胺、聚环氧乙烷、聚氧化烯-聚亚烷基多胺胺、聚氧化烯-聚亚烷基聚亚胺、烷基磷酸酯乙氧基化物混合物、丙二醇的聚氧化烯衍生物和聚氧乙烯化脂肪醇，或它们的任何组合。合适的聚合物表面活性剂的优选具体实例是SILWET® L7622，可从GENERAL ELECTRIC®获得，其是硅酮表面活性剂。表面活性剂添加剂的存在量可以为喷墨油墨组合物重量的约0.01%到约1.0%，或者优选约0.02%到约0.5%。

所述油墨组合物还可以包含粘合促进剂。合适的粘合促进剂是硅烷，例如SILQUEST® WETLINK 78，其为缩水甘油基丙基二乙氧基甲基硅烷；SILQUEST® A-186SILANE，其为β-（3,4-环氧基环己基）乙基三甲氧基硅烷；以及SILQUEST® A-187 SILANE，其为γ-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷，所有这些都可以从GENERAL ELECTRIC®获得。粘合促进剂的存在量可以为油墨组合物重量的约0.1到约2%，优选约0.2到约1.0%，并更优选约0.5%。

油墨组合物优选包含少量水或不含水。优选水的存在量为喷墨油墨组合物重量的小于5%，更优选小于4%，甚至更优选小于2%，并且最优选小于1%。油墨组合物可含有某些其他有机溶剂（如乙醇和1-丙醇），这些溶剂并未列于日本ISHA二级有机溶剂列表中。具体地说，如果组合物包含日本ISHA二级有机溶剂列表中所列的一种或多种有机溶剂，则其存在量为油墨组合物重量的小于5%或小于1%，优选小于0.5%，更优选小于0.1%，甚至更优选小于0.01%，且最优选小于0.001%。对于并未列于日本ISHA二级有机溶剂列表中的除挥发性C₅酮溶剂（MPK、MIPK、DEK）以外的溶剂，其存在量小于30%，优选小于15%，更优选小于5%，且最优选为不含或基本上不含乙醇。优选的油墨组合物可含有其量小于日本、欧洲或美国的健康和安全法规可接受量的其他有机溶剂。最优选的是，所述油墨组合物不包含可检测的有机溶剂，如日本 ISHA二级列表中的甲醇、MEK或其他溶剂，或乙醇。

此外，被美国缉毒署列为潜在药物前体的溶剂也不是优选的。例如，出于这个原因，油墨组合物基本上也不含MEK和丙酮。

本发明的油墨组合物可以通过任何合适的方法制备。例如，所选成分可以合并并充分搅拌混合，并且得到的液体可以过滤以去除任何未溶解的杂质。

本发明还提供了一种在连续喷墨印刷机中在基材上印刷图像的方法，包括将本文所述的本发明的油墨组合物的任何实施方案的液滴流引导到基材上，并允许墨滴干燥，从而在基材上印刷图像。本领域中已知的任何连续喷墨印刷方法和设备预期将在本发明中使用。可根据本发明印刷任何合适的基材。合适基材的示例包括多孔基材，例如非涂布纸和纸板等；半多孔基材，例如水性涂布纸、粘土涂布纸、二氧化硅涂布纸、紫外线包涂（overcoated）纸、聚合物包涂纸和清漆包涂纸等；以及非多孔基材，例如塑料（例如，高密度聚乙烯、低密度聚乙烯）、聚合物膜等、金属和合金（例如钢、铝、黄铜等）、玻璃和陶瓷。纸张基材可以是薄片纸、纸卷或纸板。塑料、金属、玻璃和陶瓷基材可以是任何合适的形式，例如瓶子或容器、板、棒、圆筒等。纸基材可以是由纸或纸板制成的物品，包括薄片纸、纸卷或纸板。在某些实施方案中，印刷操作可在诸如乳制品工业的工业中执行，其中可能需要在印刷期间渗透湿表面。

由于根据相同或类似配方制成的油墨组合物的粘度的天然差异，因此在油墨制造过程中，产品故意制造得比所需浓度稍浓或比所需粘度稍高（更多的固体）。然后，可根据需要使用或多或少的额外溶剂对其进行稀释，以满足特定粘度范围的要求。

5. 实施例

应理解的是，本发明不限于所描述的具体举例说明的过程、组合物或方法，因为它们可改变。还应理解，在说明书中使用的术语仅用于描述特定版本或实施方案，并且不打算限制本发明的范围，其仅由所附权利要求限定。除非另有定义，否则本文使用的所有技术和科学术语与本领域普通技术人员通常理解的含义相同。尽管与本文描述的方法和材料类似或等同的任何方法和材料可用于本发明实施方案的实践或测试，但现在描述某些特定和优选的实施方案。本文提及的所有出版物均以引用方式并入其全部内容。本文中没有任何内容被解释为承认本发明无权由于在先发明而先于这些公开。

实施例1. 用于连续喷墨印刷的组合物

下面的油墨组合物1、2、3、4、5、6和7是用下面所示的组分制备的。

组分	功能	1	2	3	4	5	6	7
									MPK (%)	溶剂	77.2		84.2	88.6	86.8
MIPK (%)	溶剂		86.8				81.3	78.6
									CAP (%)	粘合剂树脂	0.9	1.2	1.1	2.3	1.2	1.8
Staybelite<sup>TM</sup> ester 10 (%)	粘合剂树脂	9.6		3.0
									聚乙烯醇缩丁醛(PVB)树脂 S-LEC BL (%)	粘合剂树脂							2.8
Dertophene<sup>TM</sup> (%)	粘合剂树脂		2.0			2.0
									VINNOL® E15/45M (%)	粘合剂树脂	2.9	3.8	3.7	2.0	3.8
TEGO® AddBond LTH (%)	粘合剂树脂						10.0	11.0
									SILWET® L7622 (%)	表面活性剂	0.5	0.1	0.5	0.2	0.1	0.1	0.1
BYK®-065 (%)	表面活性剂	0.9	0.5	0.9	0.9	0.5	0.5	0.5
									PLASTICIZER #8® (%)	增塑剂	0.5
VALIFAST® 3808 (%)	着色剂	7.5	5.6	6.6	6.0	5.6	6.3	7.0
									总量(%)		100	100	100	100	100	100	100
25℃下的粘度 (cP)		3.90	3.56	3.64	3.46	3.48	3.54	3.41
									25℃下的电阻率(Ohm•cm)		1425	969	1147	1286	1146	1255	1235

实施例2. 优选的连续喷墨油墨组合物

优选以下实施例的油墨组合物（1、2、3和7）。组合物2具有优异的干燥时间。见实施例3。组合物1、3和7具有优选的粘合特性。见实施例4。

实施例3. 油墨干燥时间

下表1中所示油墨组合物在指定的基材上的干燥时间测试如下。使用VIDEOJET®CIJ样品装置（XL制样机）用油墨在基材上印刷5 x 7矩阵的字母数字代码。印刷完成后，立即用手指轻轻擦拭代码，直至其干燥（无拖尾），从而进行测试。用秒表来测定干燥时间。三次干燥时间的平均值记录为油墨在特定基材上的干燥时间，四舍五入至最接近0.5秒增量。

下表中的比较例1（C1）是使用甲基乙基酮（MEK）作为溶剂的VIDEOJET®商用油墨产品。下表中的比较例2（C2）是市售的非MEK连续喷墨油墨产品，其不包含日本ISHL 二级有机溶剂列表中列出的有机溶剂，并且使用1,2-二甲氧基乙烷作为溶剂。下表中的比较例3（C3）是VIDEOJET®生产的乙醇基产品。其余的数字是指实施例1中的油墨组合物。HDPE=高密度聚乙烯；LDPE=低密度聚乙烯；PET=聚对苯二甲酸乙二醇酯；PP=聚丙烯；PVC=聚氯乙烯。

表1. 对比油墨的干燥时间

。

实施例4. 粘合性试验

如以下表2、表3、表4和表5所示，使用4个单独的试验测试油墨组合物与印刷表面的粘合性。方法如下。

对于拇指摩擦粘合性试验，使用Videojet CIJ样品装置（XL 101制样机）在基材上印刷了5x7矩阵的字母数字代码。在进行试验之前，使印刷的图像放置1分钟，此时，如下摩擦印刷的代码：以中等压力用干净的拇指单向移动跨过代码，每次摩擦（最多10次）试图覆盖代码的完全相同区域。记录改变或去除图像所需的摩擦次数，然后从1到6的分值分配一个数字。请参见表2中列出的分级分值。

对于PINK PEARL®橡皮擦试验、指甲划痕试验和胶带试验，在进行试验之前，使印刷的图像放置24小时。对于PINK PEARL®橡皮擦试验，将印刷的基材放置在坚硬表面上，使印刷的代码朝上，并用约3 kg的力将PINK PEARL®橡皮擦从左到右摩擦跨过印刷的字符。根据需要使用天平来校准所述力。记录改变或去除图像所需的摩擦次数，然后使用表3中列出的分级分值基于摩擦次数从1到6的分值分配一个数字。

对于指甲划痕试验，将印刷的基材放置在坚硬表面上，使印刷的代码朝上，并以中等压力使用拇指指甲沿代码从左到右划，每次划试图覆盖代码的完全相同区域。记录改变或去除图像所需的划痕数，然后使用表4中列出的分级分值根据划痕数从1到6的分值分配一个数字。

对于胶带测试，将印刷的基材放置在坚硬表面上，使印刷的代码朝上，并将胶带（3M SCOTCH®透明胶带# 600或等同物）施加在整个印刷的代码上，使用一个稳定（firm）（3kg）的摩擦，以使胶带表面变平，从而确保与印刷的表面完全接触。然后通过抓住自由端并以尽可能接近180°的角度将其迅速拉起（不急拉）回到其自身之上，从而去除胶带。评估代码和胶带并与未测试的代码进行比较。使用表5中列出的分级分值，基于代码的可辨认性和转移到胶带上的油墨量，从1到6的分值分配一个数字。

使用VIDEOJET®CIJ样品装置（XL101制样机）进行所有试验的印刷。拇指摩擦粘合性试验在印刷后1分钟进行；其余试验在印刷后24小时进行。

表2. 拇指摩擦粘合性试验

分级分值：6 =在10 x （x =摩擦的次数）之后印刷的代码没有变化；5 =在10 x之后印刷代码褪色（＜50%），所有字符都是可辨认的；4 =在10 x之后印刷代码的褪色（＞50%），所有字符都是可辨认的；3 =一些或所有字符在10 x之后是难以辨认的，但在5 x之后是可辨认的；2 =在5 x之后一些或所有字符是难以辨认的，但是在1 x之后是可辨认的；1 =在1 x之后一些或所有字符是难以辨认的。

表3. PINK PEARL®橡皮擦试验

分级分值：6 =在10 x （x =摩擦的次数）之后印刷的代码没有变化；5 =在10 x之后印刷代码褪色（＜50%），所有字符都是可辨认的；4 =在10 x之后印刷代码的褪色（＞50%），所有字符都是可辨认的；3 =一些或所有字符在10 x之后是难以辨认的，但在5 x之后是可辨认的；2 =在5 x之后一些或所有字符是难以辨认的，但是在1 x之后是可辨认的；1 =在1 x之后一些或所有字符是难以辨认的。

表4. 指甲划痕试验

分级分值：6 =在10 x （x =摩擦的次数）之后印刷的代码没有变化；5 =在10 x之后印刷代码褪色（＜50%），所有字符都是可辨认的；4 =在10 x之后印刷代码的褪色（＞50%），所有字符都是可辨认的；3 =一些或所有字符在10 x之后是难以辨认的，但在5 x之后是可辨认的；2 =在5 x之后一些或所有字符是难以辨认的，但是在1 x之后是可辨认的；1 =在1 x之后一些或所有字符是难以辨认的。

表5. 胶带试验

分级分值：6 =不向胶带转移并且印刷的代码没有可见的变化；5 =可忽略不计的向胶带转移仅在与未测试的印刷代码相比时才可辨别；4 =极小地向胶带转移（11-25%），但印刷的代码的所有字符都是可辨认的；3 =显著地向胶带转移（26-50%），但印刷的代码的所有字符都是可辨认的；2 =显著地向胶带转移（50-99%）；1 =完全地向胶带转移。

实施例5. 优选的油墨制剂

以下油墨是优选的组合物。如上所述在指定的基材上进行干燥时间和粘合性测试，并如上所述对每个试验进行分级。结果列于下表6。

组分	重量%
		甲基异丙基酮	79.60%
CAP 482-0.5	1.00%
		STAYBELITE® Ester 10	6.00%
PVB S LEC BL 10	3.50%
		SILWET® L7622	0.50%
BYK®-065	0.90%
		DL BLACK N36B<sup>TM</sup>	8.50%
总量	100.00%

表6. 试验结果

	干燥时间（秒）	拇指摩擦试验	PINK PEARL橡皮擦试验	指甲划痕试验	胶带试验
						HDPE	1.5	6.0	4.3	2.0	6.0
LDPE	1.5	6.0	6.0	3.0	5.0
						PET	1.5	6.0	5.0	6.0	6.0
PP	1.5	6.0	4.5	4.0	1.0
						PVC	1.5 - 2	6.0	6.0	6.0	6.0
铝	1.5	6.0	5.5	5.8	6.0
						钢	1.5	6.0	5.5	5.8	6.0
玻璃	1.5	6.0	4.3	5.0	5.0
						平均值	1.5 - 2	6.0	5.1	4.7	5.1

参考文献

下面列出参考文献，并且整个说明书通过引用整体结合于此。

1. 美国专利No. 8,142,559

2. 美国专利No. 8,414,695

3. 美国专利No. 8,632,630

4. 美国专利No. 9,249,326。