[发明专利]含水油墨及其应用

说明书

本发明涉及一种含水油墨及其应用。

含水油墨在喷墨打印或彩色喷射打印中使用，其中墨滴或着色剂被施用到所要打印的纸上。为此，可以使用其中将一种或多种染料溶解于溶剂的液体油墨，或在环境温度下为固体并在其上熔化的着色剂。为了得到墨滴形式的打印图像，将液体油墨利用静电或磁场或压电力计量并转向。例如在压电领域中，墨滴通过压电力产生。在气泡喷射领域中，墨滴利用溶剂挥发时产生的压力而转向到纸上。

用于这些体系的油墨必须立即渗透到所要打印的材料中(这种渗透也称作油墨吸收)，这样它们就不会弄脏。这可通过选择溶剂而实现。

通常，油墨包含具有各种性能的溶剂的溶剂混合物以获得所需效果。这些溶剂必须相互相容，换句话说，它们必须可溶于或可乳化于基础溶剂，这样就不会出现任何相分离作用。如果出于生态或经济原因而选择水作为溶剂，那么所用的其它溶剂就必须水可溶或可乳化。如果油墨包含能够加速渗透作用的渗透剂，那么该油墨就被所要打印的材料迅速吸收。如果将给定量的溶剂如水渗透到基材中所需的时间根据渗透剂的量作图，那么所得曲线就具有一个渗透时间最小值，称作t_最小。为了达到这种最小渗透时间，要求渗透剂的量最小，称作极限浓度。t_最小越小且极限浓度越低，那么所讨论的渗透剂就相应更加有利。

最小渗透时间受该组合物中其它组分，尤其是其它存在的溶剂的影响。例如，油墨通常在溶剂混合物中包含一种或多种能够抑制油墨在喷嘴处干燥并因此造成喷嘴结壳的高沸点溶剂。所述这种高沸点溶剂如上所述必须与基础溶剂相容，因此可水溶或可乳化于含水油墨，它改变了油墨的渗透特性，换句话说，高沸点溶剂越极性并因此越可水溶，极限浓度就变得越低但渗透时间变得更长，更具体地说程度递增。但随着极性的升高，该油墨的渗透能力下降，因为它尤其取决于涉及所要打印材料的润湿能力，而且苯之类的非极性溶剂可相对水之类的极性溶剂更好地润湿纸表面。因此，需要找到一种高沸点溶剂，它一方面具有足够极性而水可溶，另一方面它不会过多防碍渗透。

已知含水油墨通常使用包含二醇作为高沸点溶剂和乙二醇醚作为渗透促进剂的溶剂混合物。但这些已知油墨配方的缺点在于，对于许多种类的纸，例如在使用回收纸和微施胶纸时，它们使油墨在宽度方向上流动，造成油墨沿着纸纤维变成一缕缕(也称作污染或羽化)，这对打印图像有不利影响。

这些已知油墨配方的另一缺点在于它们所得到的字符对比度不好，因为大部分染料通过溶剂被传输到纸中，这样在纸的表面上只能看见留下非常少量的染料。因此，这些已知油墨不太适用于打印可机读的字符和条形码。

其中可机读性和短渗透时间(由于生产速率高)成为重要因素的一个应用领域是自动邮资盖印机。迄今的自动邮资盖印机体系根据邮政规定而主要利用红色或红色荧光油墨来操作。它们也无需可机读。如果使用荧光油墨，只需确定能否在254纳米的激发波长下产生580-640纳米的红色荧光。

在自动化过程中，目前正在检查、盖邮戳、分拣和邮政递送领域中使用更有效的技术。为此在自动邮资盖印机中需要使用一维和／或二维条形码，以清楚地确认邮戳。但它们不能使用迄今用于自动邮资盖印机的油墨而制成可机读形式。

对于以前已知的油墨，喷墨打印所需的性能不能得到优化。已知油墨要么渗透时间过长，没有足够的渗透能力，例如从US-A-5106416得知的那些油墨，要么它们得到具有低对比度的羽化打印品，例如从US-A-5630867和US-A-5674314中得知的那些油墨。已知油墨的另一例子公开于US-A-5681381和US-A-5674314。

本发明的一个目的是提供一种具有良好渗透能力的含水油墨，由其可在彩色喷射或喷墨打印机上得到高分辨率的高对比图像，而字符不会在其打印品上发生羽化。尤其是，本发明的一个目的是提供一种适合用彩色喷射或喷墨打印机打印可机读字符和条形码，而且还可用于自动邮资盖印机的油墨。

该目的可通过一种含水油墨而实现，其中包含一种或多种染料、至少一种具有直链或支链C₃-C₈-烷基链和2-4个羟基的烷醇、至少一种具有结构式R-C(OH)-COOH的α-羟基羧酸的C₁-C₆-烷基酯，其中R为H或直链或支链C₁-C₆-烷基残基、以及可能的其它助剂，其中余量为水。