用于喷墨印刷的热致变色油墨组合物制造技术

在室温下为液体的用于喷墨印刷的热致变色油墨组合物包含：a)溶剂，包含一种或多种有机溶剂化合物；b)粘结剂，包含至少一种粘结树脂；c)耐热且耐水或蒸汽的颜料；d)热敏感且水或蒸汽敏感的染料；其中选择颜料和染料以使颜料的颜色和染料的颜色在色谱中互补，且其中所述热敏感且水或蒸汽敏感的染料在暴露于热和水或蒸汽二者时能够发生分解，使得油墨组合物或使用所述油墨组合物印刷的标记的颜色在暴露于热和水或蒸汽二者时变为耐热且耐水或蒸汽的颜料的颜色。通过将所述油墨组合物喷涂到该基材上来标记基材的方法，和提供有通过干燥和/或吸收所述油墨组合物所获得的标记的基材。使用所述油墨指示基材的灭菌或巴氏消毒或压热处理的方法。

【技术实现步骤摘要】
用于喷墨印刷的热致变色油墨组合物
本专利技术涉及用于标记所有类型的载体和物品的热致变色油墨组合物，其性质特别适合于在各种各样的载体、基材和物品、且尤其是柔性载体、基材和物品上进行喷墨标记或印刷，称为“喷墨”印刷或标记。根据本专利技术的油墨组合物特别适用于用偏转连续喷墨印刷技术进行标记、印刷。根据本专利技术的油墨组合物尤其适用于标记由有机聚合物制成、特别是由热塑性聚合物(“塑性材料”)诸如聚烯烃如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)制成；或由金属诸如铝制成，或由金属合金诸如钢制成的基材、载体和物品。根据本专利技术的油墨组合物特别适用于标记由有机聚合物制成、特别是由聚烯烃诸如聚乙烯或聚丙烯制成；或由金属诸如铝制成，或由金属合金诸如钢制成的瓶、包装、烧瓶或托盘。根据本专利技术的油墨组合物是热致变色油墨组合物，即，在热和水或蒸汽的影响下改变颜色的油墨组合物，换句话说，其是对热和潮湿敏感。因此，根据本专利技术的油墨组合物特别地可用作印刷物品、特别是包装的灭菌或巴氏消毒或压热处理(autoclaving)指示物，这些物品例如在灭菌或巴氏消毒或压热处理期间经受高温和潮湿条件。这样的包装例如是用于食品产品、药物产品、医疗产品和外科产品的包装。根据本专利技术的油墨组合物提供了获得显著耐摩擦并且耐受常规溶剂诸如乙醇、油脂与油和黏着物(adherent)的标记，即在遭受热和潮湿(例如在灭菌、巴氏消毒或压热处理(蒸煮)过程期间)之前以及之后成功地经受了用胶带的剥离试验的标记的可能性。>
技术介绍
喷墨印刷是一种众所周知的技术，其允许用信息高速印刷、标记或装饰所有类型的物品，而无需这些物品与印刷设备接触，所述信息可以随意更改，诸如条形码、保质期等，即使在非平面载体上也是如此。喷墨印刷、喷涂技术分为两种主要类型，即称为按需供墨(DropOnDemand)或DOD技术的技术，和称为连续喷墨(ContinuousInkJet，CIJ)技术的技术。使用按需供墨技术的喷射可以使用所谓的“气泡”喷墨、“压电”喷墨、“阀式”喷墨或者最后所谓的“热熔”(HM)或相变喷墨进行。在气泡喷墨的情况下，油墨在喷嘴附近蒸发并且这种蒸发造成位于使油墨蒸发的电阻器与喷嘴之间的少量油墨的喷射。在压电喷墨的情况下，由致动器引起的突然的压力变化引起墨滴的喷射，该致动器通过位于喷嘴附近的晶体或压电陶瓷的电激励来移动。在“热熔”喷墨的情况下，油墨不含溶剂并加热到高于其熔点。因此，“按需供墨”印刷可以在环境温度、室温下进行，压电喷墨、阀式喷墨或气泡喷墨就是这种情况；或在高温下进行，例如约60℃至130℃，所谓的热熔(HM)或相变喷墨就是这种情况。连续偏转喷墨喷射是将油墨在压力下送到含有压电晶体的腔体中，油墨从该腔体以射流形式通过孔口(喷嘴)逸出。以确定的频率振动的压电晶体在油墨射流中引起压力扰动，该油墨射流振荡并逐渐破碎成球形液滴。如果油墨是导电的，则放在射流路径上位于其破碎位置的称为“充电电极”的电极会为这些液滴提供静电荷。因此而带电荷的液滴在电场中偏转、偏离以使得能够印刷。将不带电荷、因此未偏转或偏离的液滴回收在沟槽中，油墨从该沟槽抽取、汲出并然后再循环到油墨回路。对于所有喷墨印刷技术和技艺，包括具有不带电荷液滴的二元连续偏离偏转液体喷墨印刷技术(称为“SPI”技术)，在油墨投射温度下油墨的粘度非常低，通常为1至10cPs(mPa.s)或15cPs或20cPs，因此所有这些使用油墨喷射、喷涂的印刷技术都可以描述为低粘度油墨沉积技术。油墨喷射、投射、喷涂确保在不必是平面的物品上以高运行速率实现非接触式标记，并可以随意更改信息。可以被喷涂、喷射(特别是在连续偏转喷墨印刷技术中)的油墨组合物必须满足该技术固有的许多标准，这些标准涉及(除其他因素外)粘度、在清洁用溶剂中的溶解度、成分的相容性、待标记载体的适当润湿等，以及在连续偏转偏离连续喷墨印刷技术的情况下的导电性。此外，这些油墨必须快速干燥，能够在喷嘴附近流动或保持静止不动而不堵塞喷嘴，喷射取向的稳定性好，以确保容易地清洁印刷头。当前在连续偏转偏离喷墨印刷技术中使用的油墨的成分是有机或无机、矿物产品；它们是在一种或多种或多或少挥发性有机溶剂化合物或水中的着色材料，诸如染料或颜料、树脂或粘结剂，任选的一种或多种赋予导电性的盐(通常称为导电性盐)，以及各种添加剂，诸如表面张力调节剂、表面活性剂诸如聚醚改性的聚硅氧烷。当前在按需供墨(DOD)型喷墨印刷技术中使用的油墨的组成中所用的成分也是有机或无机、矿物产品；在一种或多种或多或少挥发性有机溶剂化合物或水中的染料或颜料、树脂或粘结剂，其比例不同于用于连续偏转偏离喷墨印刷技术的油墨所用的那些，但对电导率无要求。在用于“热熔”(HM)喷墨印刷技术的油墨的情况下，油墨不含任何在环境温度下为液体的溶剂，但是它们包含在上述喷射、喷涂、投射温度下为液体的有机产品，诸如低分子量的蜡和树脂。通常选择这些具有低分子量的蜡和树脂，以使油墨在喷射、喷涂、投射温度下的粘度为2至25mPa.s。除了用于热熔喷墨印刷的油墨外，用于喷墨印刷的油墨的溶剂通常由以下混合物构成，所述混合物首先包含占大多数量的低粘度的挥发性溶剂化合物，以使标记能够非常快地干燥并将粘度调节所需值，例如1至10cPs(mPa.s)或15cPs或20cPs，其次包含粘度较高且挥发性较小的溶剂化合物，它们干燥较慢且量较少，以防止在印刷机关闭阶段期间油墨在喷嘴中变干。最常用的挥发性溶剂化合物是低分子量的醇、酮或酯。在这些溶剂化合物中，主要可以提到甲醇、乙醇、1-丙醇和2-丙醇、丙酮、甲基-乙基酮(“MEK”)、甲基异丁基酮、乙酸乙酯和四氢呋喃。特别是具有干燥阻滞剂功能的挥发性较小的溶剂化合物是最常见的酮诸如环己酮、二醇醚、醚和缩醛，诸如呋喃或二噁烷、二甲基甲酰胺或二甲基亚砜、内酯、N-甲基吡咯烷酮、二醇，以及甚至脂肪族烃或水，单独或与上述其他溶剂化合物组合使用。添加剂包括：-使干墨膜更具柔韧性(换言之使干墨膜软化)以改善油墨在被标记载体上的附着和内聚的增塑剂；-分散颜料的分散剂。取决于它们是否能离子化，还取决于溶剂的极性，这种分散剂通过空间效应和/或静电效应稳定颜料；-抑制某些盐引起的腐蚀的试剂，这些盐诸如下述赋予导电性的盐(称为导电性盐)，诸如氯化物；-保护油墨以防细菌和其他微生物繁殖的添加剂：这些包括特别适用于含水油墨的杀生物剂、杀细菌剂、杀真菌剂和其他添加剂；-表面张力调节剂、表面活性剂诸如聚醚改性的聚硅氧烷；-pH调节缓冲剂；-消泡剂。用于喷墨印刷的油墨还可以包括改变油墨的润湿或渗透能力的表面活化剂或表面活性剂，特别是改变或调节静态或动态表面张力的表面活化剂或表面活性剂，诸如由3M公司制造的Fluorad®FC430。此类产品可调节液滴冲击物的尺寸。由于这些产品，无论载体的性质、清洁度或整齐度如何，所有液滴的冲击本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.在室温下为液体的用于喷墨印刷的热致变色油墨组合物，包含：/na) 溶剂，其包含一种或多种有机溶剂化合物；/nb) 粘结剂，其包含至少一种粘结树脂；/nc) 耐热且耐水或蒸汽的颜料；/nd) 热敏感且水或蒸汽敏感的染料；/n其中选择颜料和染料以使颜料的颜色和染料的颜色在色谱中互补，并且其中所述热敏感且水或蒸汽敏感的染料在暴露于热和水或蒸汽二者时能够发生分解，使得油墨组合物的颜色或使用所述油墨组合物印刷的标记的颜色在暴露于热和水或蒸汽二者时变为所述耐热且耐水或蒸汽的颜料的颜色。/n

【技术特征摘要】
20191031 EP 19306420.11.在室温下为液体的用于喷墨印刷的热致变色油墨组合物，包含：
a)溶剂，其包含一种或多种有机溶剂化合物；
b)粘结剂，其包含至少一种粘结树脂；
c)耐热且耐水或蒸汽的颜料；
d)热敏感且水或蒸汽敏感的染料；
其中选择颜料和染料以使颜料的颜色和染料的颜色在色谱中互补，并且其中所述热敏感且水或蒸汽敏感的染料在暴露于热和水或蒸汽二者时能够发生分解，使得油墨组合物的颜色或使用所述油墨组合物印刷的标记的颜色在暴露于热和水或蒸汽二者时变为所述耐热且耐水或蒸汽的颜料的颜色。


2.根据权利要求1所述的油墨组合物，其中所述耐热且耐水或蒸汽的颜料选自颜色索引(C.I.)颜料。


3.根据权利要求1或2所述的油墨组合物，其中所述热敏感且水或蒸汽敏感的染料选自颜色索引(C.I.)溶剂染料，诸如金属络合物染料。


4.根据前述权利要求中任一项所述的油墨组合物，其中所述耐热且耐水或蒸汽的颜料的颜色是蓝色或绿色或红色，并且所述热敏感且水或蒸汽敏感的染料的颜色是红色或蓝色。


5.根据权利要求2所述的油墨组合物，其中所述耐热且耐水或蒸汽的颜料选自颜料蓝60和颜料蓝15:3。


6.根据权利要求3至5所述的油墨组合物，其中所述热敏感且水或蒸汽敏感的染料是溶剂红160。


7.根据前述权利要求中任一项所述的油墨组合物，其包含0.5至15％重量、优选1至10％重量、还优选1至5％重量的耐热且耐水或蒸汽的颜料。


8.根据前述权利要求中任一项所述的油墨组合物，其包含0.5至15％重量、优选1至10％重量、还优选1至5％重量的热敏感且水或蒸汽敏感的染料。


9.根据前述权利要求中任一项所述的油墨组合物，其中所述粘结树脂选自(甲基)丙烯酸树脂、乙烯基树脂、酮树脂、羟基芳族树脂例如酚树脂、纤维素树脂、苯乙烯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、苯乙烯-丙烯酸酯树脂、烷氧基硅烷树脂、酯树脂及其组合；优选地，所述粘结树脂选自乙酸乙烯酯/氯乙烯共聚物、酚树脂、纤维素树脂以及后者中的两种或更多种的组合。


10.根据前述权利要求中任一项所述的油墨组合物，其中所述粘结剂占油墨组合物总重量的0.1至50％重量、优选1至45％重量、还优选5至30％重量、更好地10至20％重量。


11.根据前述权利要求中的任一项所述的油墨组合物，其中所述溶剂占油墨组合物总重量的20至99％重量、优选30至95％重量，更优选30至90％重量，甚至更优选60至80％重量。


12.根据前述权利要求中的任一项所述的油墨组合物，其中溶剂中的所述有机溶剂化合物选自：醇，特别是低分子量醇，例如脂族醇诸如乙醇；酮，优选具有低分子量；亚烷基二醇醚；亚烷基二醇酯和亚烷基二醇醚的酯诸如乙酸酯；二甲基甲酰胺；N-甲基吡咯烷酮；缩醛；酯；线性或环状醚；脂族、环状或线性烃；芳族烃；和碳酸酯诸如碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯以及碳酸二甲酯和碳酸二乙酯；及它们的混合物。


13.根据前述权利要求中的任一项所述的油墨组合物，其中所述溶剂包括相对于溶剂总重量以重量计为大多数量(50％重量或更多)的一种或多种选自以下的溶剂化合物：具有3至10个碳原子的酮，诸如丙酮、丁酮(甲基-乙基...

【专利技术属性】
技术研发人员：JY·萨比斯，V·里奥，
申请(专利权)人：多佛欧洲有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH