[发明专利]用于连续喷墨印刷的油墨

说明书

发明背景

本发明涉及一种油墨，该油墨适合并被指定用于连续喷墨印刷，它含有的主要液体组分是水。

所谓连续喷墨印刷法是借助连续产生的液滴进行喷墨印刷，该方法广泛地用于生产专业的标准拷贝。该方法的优点主要是，在足够高的印刷速度(由于高液滴速度而产生的)下，具有高清晰度。液滴速度是每秒钟能够产生的液滴数，它通常高达100,000Hz，即每秒钟100,000个液滴。

在该方法中，形成连续的液滴流，以可控制的方式使液滴偏离该液滴流，并使其碰击想要印刷的表面，和/或剩余的液滴偏离壁表面，由此流入收集器。油墨以所期望的液滴频率通过微小的喷嘴(该喷嘴机械地连接在压电振荡元件上)被压出。结果，由喷嘴喷出的油墨流以可控制的方式分离成液滴。在喷嘴上施加电压，以使液滴带电，然后可以以任何所期望的方式通过电场(液滴通过的电场)的作用影响它们的流轨。

适合于该印刷法的油墨必须满足两个特殊条件：所产生的液滴必须能够带有足够的电荷；从其产生点开始到预定的行程结束，其飞行路线和速度必须能以非常精确的方式预测。

水基油墨通常只满足第一个条件。因为最简单的情况是只通过打开和关闭电场来控制印刷机，当关闭电场时，液滴对着目标物(即要印刷的基质)，当打开电场时，液滴对着所挡着的屏蔽网，这将确保电场的作用最小，即液滴的电荷最少，而且当电场关掉时，其飞行路线足够地精确；水的高偶极矩显示了优越性。

必须能够精确地预测液滴在飞行路程中的位置，因为，例如在目标物上印刷位置将是蜿蜒的，在液滴形成时，每一个液滴就已被指定了预定的目标点。因此，为了在预定的位置分别产生或防止印刷点，必须分别把每一个液滴精确地引导到目标物上，或使其偏向壁和屏蔽物的方向。在开发该印刷技术的过程中发现，通常水还可以满足该要求。结果开发出了含有溶解染料的水基油墨。然而，此类油墨的缺点是，水溶性染料的选择非常有限，许多应用所要求的条件只有水不溶的颜料或染料才能满足。下面此类染料和颜料称为“不溶着色剂”。

尤其是对于高清晰度(彩色)印刷(其中，使用了高液滴速度)，液滴控制的偏差使印刷结果产生明显的不足。当表面的颜色深度或多或少是由细网点丝网(每个网点都是由一个单独的液滴产生的)控制时，该缺陷特别明显。在该情况下，如果液滴的控制不理想，将产生清晰可见的污点。

发明概要

本发明的主要目的是提供适合高清晰度连续喷墨印刷的印刷油墨，该油墨含有主要液体组分水、至少一种选自颜料和水不溶性染料的分散的颗粒着色剂和至少一种选自非离子表面活性剂，用于调节粘度聚合物，且有两个端羟基或羧基的聚合物，甘油，α-果糖和干燥阻滞剂的添加剂。本发明油墨的特征在于，基本上所有的添加剂的重均分子量都低于约20,000。在油墨含有的主要添加剂(first additives)中，能够形成氢桥的氢原子(尤其是羟基或氨基氢)占分子中原子数的约5％以上，该添加剂重均分子量低于约1,000。另外，该着色剂的颗粒的粒度分布是，颗粒总数的10％以下大于200nm，该总数的3％以下大于300nm。

在这以前已经试配了用于连续喷墨印刷的油墨(其中含有分散的不溶着色剂)；然而，结果完全不能令人满意。油墨液滴具有非常不规则的速度分布，因此不能充分精确地预测它们在流轨中的位置是否偏离，如果不是完全不能使用的，所产生的该实事也至少使印刷图象变模糊。由该发现可以断定，分散形式的不溶物的加入如此严重地妨碍了喷射的油墨分离成液滴，以致于此类油墨基本不适合用于连续喷墨印刷。

然而，本发明人的努力研究表明，该问题主要不是因为不溶性分散颗粒的存在；相反，用于分散油墨(即含有分散在其中的有色颜料或染料的油墨)的基础组合物在加入有待分散的着色剂之前就已经显示了这种不令人满意的特性。由此可以断定，该问题取决于分散体系的印刷油墨中通常或必要的不同添加剂。另外，研究表面通常所加入的表面活性物质(表面活性剂)、用于调节粘度的聚合物、和消泡剂是造成油墨消极特性的主要原因。从这种观点出发，进一步研究表面，一方面分子量大于约10,000的聚合物添加剂严重地损害了基础组合物的性质，当分子量大于20,000时，它们使此类组合物成为实际上是不能用的。另外，能够形成氢桥的基团尤其是羟基和氨基强烈地使该限制变为更低的分子量。还发现在适当的程度上含有可以形成氢桥的氢原子的物质只能以低分子物(例如，分子量高达约1,000)存在，为的是不过多地损害适用性。