[发明专利]连续喷墨油墨组合物

说明书

本发明的实施方案涉及适用于印刷工业中的应用的油墨组合物，所述印刷工业中的应用例如包括超高速连续喷墨印刷的连续喷墨印刷。所述油墨组合物使用挥发性有机溶剂、着色剂和一种或多种粘结剂树脂，所述粘结剂树脂包括为甲阶酚醛树脂的树脂，其中所述油墨组合物不含甲醇、卤素、卤代化合物和双酚A。所述油墨组合物的甲阶酚醛树脂优选含有小于0.1重量%的游离甲醛。包括所述甲阶酚醛树脂的所述一种或多种粘结剂树脂的存在量可以为所述油墨组合物的约5重量%至约30重量%。

背景

在喷墨印刷中，印刷是在印刷装置和其上沉积有印刷字符的基材之间不接触的情况下完成的。简而言之，连续喷墨(CIJ)印刷包括将油墨液滴的流投射到表面上并例如以电子的方式控制该流的方向，使得液滴在表面上形成所需印刷图像。这种非接触印刷技术非常适合将字符施加到包括多孔表面和无孔表面的各种表面上。

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。这些涉及组分的粘度、电阻率、溶解度、相容性和基材的可湿性。此外，油墨应该是快干且抗涂抹的，应该能够通过喷墨喷嘴而不会堵塞，并且应该允许以最小的努力快速清洁机器组件。另外，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，如本领域普通技术人员所知，这对实现图像粘合提出了挑战。

连续喷墨(CIJ)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结剂树脂。喷墨组合物还可以包含一种或多种表面活性剂、增塑剂、粘合促进剂、导电剂、消泡剂及其混合物。一些市售可得的油墨包含酚醛树脂作为粘结剂树脂。酚醛树脂通过双官能单体(醛)与官能度大于2的单体(苯酚、取代的苯酚或酚的组合)的逐步增长聚合获得。有2种类型的酚醛树脂：酚醛清漆(Novolac)和甲阶酚醛树脂。酚醛清漆型酚醛树脂是热塑性的。甲阶酚醛树脂型酚醛树脂在高温下发生交联反应，并对无孔基材（如玻璃、聚合物膜、铝和钢铁）显示出良好的粘合性。固化的喷墨图像还具有优异的耐化学性和耐划伤性。

在一些生产线印刷操作期间，可以对已经用油墨标记的无孔基材进行加热以固化基材上的油墨以便粘合。酚醛树脂在这方面是有效的，因为它们发生上述交联反应，其促进了固化和对无孔基材的粘合。然而，在商业油墨中，这些酚醛树脂中的一些具有0.3重量%或更多的游离甲醛，根据欧洲分类标签和包装(European Classification Labeling andPackaging, CLP)条例，将酚醛树脂归类为1B类致癌物。

一些商业的可热固化的连续喷墨油墨使用甲醇作为溶剂或主要溶剂，因为这样的油墨由于其挥发性、良好的粘合性而产生快速干燥的时间，并且因为甲醇是油墨中的粘结剂树脂和导电剂的良好溶剂。然而，甲醇被认为是一种有毒物质，其可能由于吸入而引起健康问题，尤其是如果暴露在延长的时间段内发生。

一些油墨组合物组分如粘结剂树脂和导电剂及其他添加剂包括卤素或卤代化合物。一些卤素如氟和氯，尤其是气态形式，是极其有毒的。另外，在电气和电子工业中的许多行业中需要无卤素的材料。在一些商业的可热固化的喷墨油墨的酚醛树脂中可以发现的另一种潜在的化合物是双酚A (BPA)，其作为酚醛树脂中未反应的游离单体存在。这种化合物的安全性已由几家政府和FDA研究。双酚A是2类生殖毒素。尽管含有少于0.3%双酚A的油墨不被认为是生殖毒素，但由于过去双酚A广泛用于金属罐涂料和婴儿瓶，所以它作为内分泌干扰物已获得差的名誉，且现在在EU被禁用。FDA最近也已经修改了其食品添加剂规定，不再提供BPA在奶瓶和婴儿配方包装中的用途。

因此，尽管在规定的要求内制造和使用时制造CIJ油墨组合物是安全的，但在这些油墨中关于某些化学品的使用的担忧仍然存在。当印刷油墨在生产线印刷期间经受高温时，尤其如此。因此，本领域需要连续喷墨油墨组合物，其满足可靠印刷和对制造和使用所述组合物的工人安全的必要要求。

发明内容