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本申请是2018年10月26日提交的申请号16/171,433的部分继续申请,其内容以引用方式并入本文。

参考以下共同未决的专利申请,这些专利申请的公开内容均以引用方式并入本文:

由Sowinski、Bugner和Cook同日提交的标题为“Inkjet Ink and Ink Sets”的美国序列号16/171,432(Eastman Kodak Company代理人案卷号K002245/JLT);

由Cook和Sowinski同日提交的标题为“Fluid Sets for Inkjet PrintingMethods”的美国序列号16/171,446(Eastman Kodak Company代理人案卷号K002252/JLT);以及

由Sowinski、Cook和Bugner同日提交的标题为“Methods of Inkjet Printing”的美国序列号16/171,455(Eastman Kodak Company代理人案卷号K002253/JLT)。

技术领域

本专利申请涉及带有印刷图形的吸收制品,例如女性卫生衬垫、一次性尿布、一次性训练裤和成人失禁裤以及被设计成紧贴身体穿着的衬垫。更具体地,本发明涉及其中用于印刷此类图形的水基油墨被配制成不含传统防腐剂的此类产品,该传统防腐剂对于与个人卫生产品结合使用可被认为是不期望的。

背景技术

一次性吸收制品诸如女性卫生衬垫、一次性尿布、一次性训练裤以及成人失禁衬垫和裤常常包括视觉特征,诸如出于装饰性或功能性目的而位于一个或多个表面上的印刷元件。装饰性和/或功能性印刷的图像、设计、符号、包括文字与数字的词语或信息(“图形”)可印刷到形成此类产品的一个或多个材料层的表面上,以增强消费者吸引力和/或使用体验。对于需要相对高速吞吐量的制造方法,优选的印刷方法通常包括喷墨或连续喷墨(CIJ)印刷方法。

用于通过喷墨或CIJ方法印刷此类图形的油墨可为水基的或有机溶剂基的。有机溶剂基油墨通常在印刷期间和/或印刷后包含并排放挥发性有机化合物(VOC)。为了减少VOC排放并满足日益严格的规定,当使用此类油墨时可能需要VOC处理和减排系统。这些系统可能需要大量的资金投入,并且可能无法完全消除该问题。

另选地,可使用水基油墨。然而,如果不采取对策,典型的水基油墨制剂可支持微生物(水性细菌、酵母和/或霉菌)的生长,并因此易于被微生物污染。因此,可商购获得的制剂通常包含在储存油墨并且等待用于印刷期间有效地抑制微生物生长的防腐剂。

然而,对于与消费者个人产品结合使用,此类防腐剂中的许多正变得越来越不受一些监管机构和/或倡导组织的欢迎。此外,消费者市场正变得越来越意识到化妆品和个人产品中传统防腐剂的存在,并且正发展对不包括它们的产品的偏好。

因此,目前存在对适用于喷墨或CIJ印刷方法的水基油墨制剂的未满足的需要,该水基油墨制剂基本上不含传统防腐剂,同时具有通过抑制微生物生长来保存和/或增强货架期并提供或保持合适的稳定性和与喷墨印刷设备一起使用所需的其他平衡的特征。

附图说明

图1为女性卫生衬垫形式的吸收制品的示例的平面图,面向穿着者的表面面对观察者。

图2为女性卫生衬垫形式的吸收制品的示例的平面图,面向外的表面面对观察者。

图3为沿图1中所示的线3-3截取的图1中所示的吸收制品的部件的示意性分解侧向横截面。

具体实施方式

以下讨论涉及本公开的设想内的各种示例性实施方案,并且虽然一些实施方案对于特定用途可能是期望的,但所公开的实施方案不应被解释或以其他方式被认为限制本文的权利要求的范围。本领域的普通技术人员将理解,以下公开具有比在任何实施方案的讨论中明确描述的更广泛的应用。

本公开设想使用基本上不含传统防腐剂的油墨来将图形印刷到吸收制品诸如女性卫生衬垫、一次性尿布和训练裤、一次性成人失禁裤和衬垫等的组成材料层中的一者或多者上。

除非另外指明,否则本文中用于定义水性有机颜料分散体、水性喷墨油墨组合物和本文提及的其他材料的各种组分的单数形式“一个”、“一种”和“该”旨在包括一种或多种组分(即,包括多个指代物)。

本文未明确定义的每个术语应被理解为具有本领域技术人员通常接受的含义。如果术语的构造将使其在其上下文中无意义或基本上无意义,则该术语应被解释为具有标准字典含义。

除非另外明确说明,否则本文指定的各种范围内的数值的使用被认为是近似值,如同所述范围内的最小值和最大值之前均有词语“约”一样。这样,在所述范围之上和之下的轻微变化对于实现与该范围内的值基本上相同的结果可能是有用的。此外,这些范围的公开内容旨在作为包括范围的最小值与最大值之间的每个值以及端点的连续范围。

“非织造材料”、“非织造幅材”或“非织造幅材材料”为由天然纤维、纺丝的合成聚合物纤维或长丝、或它们的组合形成的织物幅材,其中该纤维或长丝既不织造也不针织在一起,而是通过粘结图案、通过粘合剂或粘结剂、通过机械缠结或它们的组合而固结并保持在一起成为连贯的幅材。

如本文所用,参数“酸值”(也称为酸价)被定义为中和1g酸性聚合物所需的氢氧化钾毫克(mg)。

根据本公开的在水性有机颜料分散体和水性喷墨油墨组合物中的术语“水性”是指水含量基于溶剂的总量计大于60重量%。因此,水为水性介质中的主要溶剂。

油墨和流体动态粘度可通过熟知技术中的任一种来测量。优选的方法包括测量通过毛细管粘度计中的毛细管的质量流的时间,或者使用例如滚球粘度计测量通过流体的落球速度。毛细管流动粘度计和采用滚球技术的可商购获得的Anton Paar自动微粘度计(AMVn)均可用于测量本文所报告的动态粘度。本文所公开的所有油墨动态粘度值均是在约24℃至26℃处在重力诱导的剪切下测量。应当理解,所述值被记录为厘泊(cP)或毫帕秒(mPa-sec),并且1cP=10

Wilhelmy板法是熟知的用于测量液体油墨或服务流体在固体界面处的静态表面张力的技术。该技术涉及悬挂在天平上的已知尺寸的板,该板通常选自粗糙的铂合金。使该板与感兴趣的溶液接触,并且向该板施加垂直力,以在溶液与板之间形成液体弯月面。根据公式(1)给出所得表面张力:

(1)σ=F/L cos(θ)

其中σ为液体的表面张力,F为作用在天平上的力(毫牛顿/米),L为以毫米为单位的板的润湿长度,并且θ为板与溶液之间的接触角。

通常,粗糙化的铂导致非常接近零的接触角,并且θ的余弦变为1。该方法的完整理论处理可见于例如“A Method for Determining Surface and Interfacial TensionUsing a Wilhelmy Plate”,Colloid and Polymer Science,255(7),第675-681页。许多可商购获得的用于测量表面张力的仪器是已知的,然而,用于报告本公开所示的表面张力值的仪器为Krü ss K10ST型张力计。

用于根据本公开的各种实施方案中的颜料着色剂一般可能不是自分散的,这意味着它们需要结合到颜料颗粒表面的一些部分上的一种或多种有机聚合物颜料分散剂的存在以保持它们悬浮于水性介质中。

术语“水溶性”和“水可溶性”是指1质量份的溶质材料在25℃处可溶解于少至小于1质量份(即,更易溶解的溶质)和多至1,000质量份(即,较难溶解的溶质)的蒸馏水中以提供均匀且视觉上澄清的溶液。

术语“溶剂-表面活性剂”是指这样的化合物或化合物的组合,其为用于干燥“油墨”的有效溶剂,并且为在海平面处具有小于200℃的沸点并且能够降低流体表面张力和自聚集的挥发性溶剂。下文提供了此类化合物的进一步细节。

为了阐明与聚合物相关的任何术语的定义,应当参考由国际纯粹与应用化学联合会(“IUPAC”)出版的“Glossary of Basic Terms in Polymer Science”,PureAppl.Chem.68,2287-2311(1996)。然而,本文明确阐述的任何定义应被视为控制性的。聚合物可由烯键式不饱和可聚合单体使用自由基聚合或酸催化聚合方法制备,或通过合适的缩合单体(例如二醇和二异氰酸酯)使用已知的缩聚方法进行反应制备。

除非另外指明,否则术语“聚合物”和“聚合物的”是指均聚物和共聚物两者,各自具有使用凝胶渗透色谱法(聚苯乙烯标准)测量的所述重量分布平均分子量(M

术语“共聚物”是指沿聚合物主链以无规顺序或预定顺序(例如,嵌段)衍生自两种或更多种不同单体的聚合物。即,每种共聚物包含至少两个具有不同化学结构的重复单元。

术语“主链”是指聚合物中可附接多个侧基的原子链。此类主链的示例是由一种或多种烯键式不饱和可聚合单体的聚合获得的“全碳”主链。然而,其他主链可包括杂原子,其中聚合物通过缩合反应或一些其他方式形成。

图1-图3描绘了女性卫生衬垫形式的吸收制品10的示例,其可包括顶片14、接合到顶片14的液体不可渗透的底片16、以及包封在它们之间的吸收芯结构18。吸收制品及其部件层中的每个具有在穿着期间面向穿着者的面向穿着者的表面和在穿着期间背离穿着者的面向外的表面。通常,顶片14为在穿着期间最靠近穿着者的部件层,并且底片16为在穿着期间最远离穿着者的部件层。

吸收制品10可包括一个或多个印刷图形元件26。图形元件26可被印刷在顶片14的面向身体的表面或面向衣服的表面上,使得它们易于被看见。附加图形元件26可印刷在吸收制品10的任何层上,并且印刷在任何层的面向穿着者的表面或面向外的表面中的任一者或两者上。附加图形元件26可印刷在底片16的面向身体侧上、第二顶片(未示出)的面向身体侧上、吸收芯结构18的面向身体侧上、或吸收芯结构18的面向身体侧的一部分上。在一些示例中,图形元件26可印刷在顶片14上,印刷在其面向穿着者的表面或面向外的表面上。对于相对半透明或透明的顶片组成材料,可能期望将图形元件印刷在其面向外(即,内部)的表面上,使得油墨将受到保护而免于摩擦接触和磨损,以及可能导致的图形元件的视觉质量劣化。类似地,对于相对半透明或透明的底片材料,可能期望将图形元件印刷在其面向穿着者(即,内部)的表面上,使得油墨将受到保护而免于摩擦接触和磨损,以及可能导致的图形元件的视觉质量劣化。

图形元件可体现图像、设计、装饰、符号、字母数字式字符或可见信息内容的任何所需组合,并且可在制品或其层部件上具有图案、布置、尺寸、对准和位置/布置的任何所需组合。图形元件可被印刷成任何单一颜色或不同颜色的任何组合或不同颜色的单个元件。

图形元件可覆盖印刷表面的总表面积的任何比例,从0%至100%。图形元件可包括以总表面积的任何比例的背景颜色进行印刷,其中限定的图形元件被印刷以赋予前景视觉印象。

吸收制品也可具有常常出现在当前市售的女性卫生衬垫中的附加特征,包括有时被识别为“护翼”的特征、第二顶片、流体采集层、以及/或者被设计成吸收芯结构18的部件和/或促进整个吸收芯结构的流体传输和分配的其他层。同样,卫生巾的顶片14可具有本领域已知的各种任选特征。例如,顶片14可具有形成于其中以引导流体流动的一个或多个通道、穿过其中以促进流体移动穿过其中的孔、以及位于其上或穿过其中可见的印刷信号形式的图形元件26,该可见信号被印刷在顶片或下面层上以用于功能和美观效果。

顶片14可由广泛的材料制造,诸如织造材料和非织造材料;聚合材料诸如开孔成形热塑性膜、开孔塑料膜和液压成形的热塑性膜;多孔泡沫;网状泡沫;网状热塑性膜;和热塑性稀松布。合适的织造材料和非织造材料可包括天然纤维(例如,木浆、棉纤维或其他植物纤维(纤维素))、合成纤维(例如聚合物纤维,诸如聚酯、聚丙烯或聚乙烯纤维)或得自天然纤维与合成纤维的组合。在一些示例中,顶片可由疏水性纤维材料制成,或经处理以赋予亲水性,从而促进流体移动穿过顶片。如果顶片由疏水性材料制成,则顶片的至少一个(例如面向穿着者或面向外)的表面可被处理以赋予亲水性,使得流体将更快地透过顶片转移。这减小了身体流出物流离顶片而不是渗透过顶片并被吸收芯结构吸收的可能性。在一些示例中,顶片可通过向其施加表面活性剂而变得亲水。用表面活性剂处理顶片的合适方法包括用含有表面活性剂的溶液喷涂顶片材料或将材料浸入表面活性剂溶液中。

顶片可由开孔成形膜形成或包括开孔成形膜。开孔成形膜有时可能需要用于形成顶片,因为它们可透过身体流出物但不吸收,并且具有降低的允许液体回流并重新润湿穿着者皮肤的趋势。因此,与身体接触的成形膜的表面保持干燥,从而减小了弄脏身体的可能性,并且为穿着者创造更舒适的感觉。合适的成形膜描述于US 3,929,135;US 4,324,246;US 4,342,314;US 4,463,045;和US 5,006,394中。

吸收芯结构18可包括任何吸收构件,该吸收构件一般为可压缩的、适形的、对穿着者的皮肤无刺激的,并且能够吸收和保留体液。吸收芯结构可被制造成多种尺寸和形状(例如,矩形、沙漏形、T形、不对称形等),并且由通常用于一次性套穿衣服和其他吸收制品的多种液体吸收材料(诸如一般称为透气毡的粉碎木浆)制成。其他合适的吸收材料的示例包括绉纱纤维素填料;包括共成形的熔喷聚合物;化学硬化、改性或交联的纤维素纤维;薄纸,包括薄纸包裹物和薄纸层合物;吸收泡沫(例如,高内相乳液(HIPE)泡沫);吸收海绵;超吸收聚合物;吸收胶凝材料;或任何等同材料或材料的组合。

吸收芯结构18的构型和构造可变化(例如,吸收芯结构可具有变化的厚度区、亲水梯度、超吸收梯度、或更低的平均密度和更低的平均基重采集区);或可包括一个或多个层或结构)。此外,吸收芯结构的尺寸和吸收容量也可变化,以适应从婴儿直至成人范围内的穿着者。然而,吸收芯结构的总吸收容量应当与吸收制品的设计载荷和预期用途相适应。

吸收芯结构可包括其他任选部件。一种此类任选部件为芯包裹物,即部分或完全围绕芯的材料,通常但不总是非织造材料。合适的芯包裹物材料包括但不限于纤维素、亲水改性的非织造材料、穿孔膜以及它们的组合。

底片16可包括液体不可透过的膜。底片在其上的普通和/或平衡压力下可为液体(例如,体液)不可透过的,并且可由薄聚合物膜制成。在一些示例中,底片可被形成为蒸气可透过的,以便允许水蒸气在穿着期间从制品内逸出,从而促进穿着舒适性和皮肤健康。在一些示例中,微孔聚乙烯膜可用于形成底片。合适的微孔聚乙烯膜由Mitsui ToatsuChemicals,Inc.(Nagoya,Japan)制造,并且以PG-P商品名销售。

另一种用于底片的合适的材料可为具有约0.012mm(0.50密耳)至约0.051mm(2.0密耳)厚度的液体不可渗透的热塑性膜,例如包括聚乙烯或聚丙烯。底片可被制造成具有约5g/m2至约35g/m2的基重。此外,可使用其他柔性的液体不可渗透的材料来形成底片。本文所用“柔性”是指顺应性的并且容易适形于穿着者身体的大致形状和轮廓的材料。

在一些示例中,底片16可由液体不可透过的聚合物膜的膜层16a和底片非织造层16b的层合物形成。如上所述,聚合物膜可被制造成蒸气可透过的。可期望膜层赋予液体不可渗透性,同时可期望非织造层赋予底片柔软的布状外观和/或触感。

底片可邻近吸收芯结构的面向外的表面定位,并且可通过本领域已知的任何合适的附接装置接合到其上或接合到顶片。例如,底片可通过均匀连续的粘合剂层、图案化的粘合剂层或一系列分开的粘合剂线、螺线或点固定到吸收芯结构或围绕吸收芯结构周边的顶片上。示例性的,但非限制性的粘合剂,包括由H.B.Fuller Company(St.Paul,Minn.,U.S.A.)制造并以HL-1358J销售的粘合剂。包括粘合剂长丝的开放式图案网络的合适的附接装置的示例公开于US 4,573,986中。另一种合适的包括若干被盘绕成螺旋图案的粘合剂长丝线的附接装置由US 3,911,173、US 4,785,996和US4,842,666中所示的设备和方法图示说明。另选地,附接装置可包括加热(热)粘结件、压力粘结件、超声粘结件、动态机械粘结件、或任何其他合适的附接装置或这些附接装置的组合。

可使用一种或多种包含水性有机颜料分散体的油墨组合物将图形元件26印刷到任何部件层的一个或两个表面上,如下所述。

通常的做法是提供单独包裹在包裹物内的女性卫生产品诸如女性卫生衬垫和棉塞,以便使使用者能够方便地例如在手提包中携带产品的单件或小供应品。包裹物有助于保护产品在此类携带和使用前的任何处理期间免受污垢或水分的污染。在一些示例中,此类包裹物可由聚合物膜、由聚合物树脂纺成的纺丝纤维的非织造幅材、或此类膜和非织造幅材的层合物形成。本文另外设想,可使用一种或多种包含水性有机颜料分散体的油墨组合物将图形元件印刷到此类包裹物(或其层)的任何表面上,如下所述。因此,本文所用术语“吸收制品产品”被认为包括任何此类包裹物。

该一种或多种油墨组合物各自可包含颜料分散体,该颜料分散体由与聚合物分散剂或聚合物粘合剂缔合的颜料着色剂颗粒组成。

(a)本公开设想内的聚合物分散的颜料着色剂可单独使用,或以两种或更多种不同聚合物分散的颜料着色剂的组合使用,以提供任何期望的颜色或色调。例如,可将聚合物分散的炭黑颜料与不同的聚合物分散的有色有机颜料在相同的水性颜料分散体或水性喷墨油墨组合物中混合。聚合物分散的颜料着色剂的确切选择将取决于期望的具体应用、性能、颜色再现性和图像稳定性。可用的聚合物分散颜料着色剂的示例描述于US 5,026,427;US 5,141,556;US 5,160,370;和US 5,169,436中,这些专利的公开内容均以引用方式并入本文。

可用有机聚合物分散的可用颜料着色剂包括但不限于偶氮颜料、单偶氮颜料、双偶氮颜料、偶氮颜料色淀、β-萘酚颜料、萘酚AS颜料、苯并咪唑酮颜料、双偶氮缩合颜料、金属络合物颜料、异吲哚啉酮和异吲哚啉颜料、喹吖啶酮颜料、多环颜料、酞菁颜料、二萘嵌苯和周酮颜料、硫靛颜料、蒽嘧啶酮颜料、黄烷士酮颜料、蒽嵌蒽二酮颜料、二噁嗪颜料、三芳基碳鎓颜料、喹酞酮颜料、二酮吡咯并吡咯颜料、二氧化钛、氧化铁和炭黑。代表性的可用黄色、黑色、绿色、棕色、红色、品红色、青色、蓝色、橙色和紫色颜料着色剂描述于US 8,173,215的第7栏(第48行)至第8栏(第5行)中,该专利的公开内容以引用方式并入本文。

可用的颜料着色剂可使用本领域熟知的合适的聚合物分散剂(如上所述)伴随或分散。代表性的可用有机聚合物分散剂可由至少一种阴离子亲水单体(诸如丙烯酸或甲基丙烯酸单体或它们的组合)和例如至少一种由具有含12个或更多个碳原子的脂肪链的疏水性甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯单体构成的单体制备,如例如US 2007/0043144中所述,该专利的公开内容以引用方式并入本文。可用的有机聚合物分散剂的进一步细节,包括可用的单体重复单元、单体量和M

许多可用的有机聚合物分散剂为由至少一种上述阴离子亲水性单体形成的阴离子丙烯酸类聚合物,该阴离子亲水性单体具有至少500道尔顿但小于100,000道尔顿,并且更可能至多并包括15,000道尔顿、或至多并包括10,000道尔顿的重均(M

用于颜料着色剂的一种或多种有机聚合物分散剂可以对于本领域技术人员而言显而易见的量存在,这取决于水性介质、所选择的有机颜料和水性喷墨油墨组合物的其他组分。

除了聚合物分散剂之外,非离子或阴离子表面活性剂也可与颜料着色剂一起存在,如本领域已知的。这种类型的代表性材料包括但不限于十二烷基硫酸钠或油基甲基牛磺酸钠,如例如US 8,173,215(如上所述)的第7栏(第15-23行)中所述。

每种可用的聚合物分散的颜料着色剂的粒度如下。

各种聚合物分散的颜料着色剂的粒度是指大致球形颜料颗粒的近似直径或非球形颗粒的近似最大特征尺寸。更具体地,在实践中确定具有与颗粒相同体积的球体的直径(即,等效球体直径)。根据本公开的着色的着色剂中的每一种的期望中值粒径(或第50百分位粒径)可小于300nm、小于150nm、小于70nm、或甚至小于60nm,使得颗粒体积的50%由直径小于所示直径的颗粒构成。此外,根据本公开的每种聚合物分散的颜料着色剂的总初级颗粒的至少95%具有小于500nm、小于300nm、小于150nm、或甚至小于110nm的粒径。这是指第95百分位粒径,其为分级的粒度分布,使得有机颜料颗粒体积的95%由直径小于所示直径的颗粒提供。粒度(或颗粒体积)可使用常规的动态激光散射粒度分析仪容易地测量。用于分析和报告纳米颗粒尺寸的仪器技术有用地描述于由National Institute of Standardsand Technology(“NIST”)出版的“Particle Size Characterization”,SpecialPublication 960-1,93-139(2001)。

本公开设想内的(b)组合物可由一种或多种由以下结构(I)表示的化合物组成或包括一种或多种由以下结构(I)表示的化合物:

HO-CH

(I)

其中R是取代或未取代的苯基或者取代或未取代的苯氧基。例如,R可为未取代的苯基或未取代的苯氧基。也可使用由结构(I)表示的化合物的混合物。

因此,2-苯氧基乙醇和2-苯基乙醇中的任一者或两者可根据本发明有利地用于上述优点。2-苯氧基乙醇也称为乙二醇苯基醚、乙二醇单苯基醚和1-羟基-2-苯氧基乙烷,并且可以DOWANOL PhE、DOWANOL EPh或DOWANOL EP得自各种商业来源。2-苯基乙醇也称为苯基乙醇;2-苯基乙-1-醇;苯乙醇;β-羟基乙基苯;苯乙醇;β-苯基乙醇;以及苄基甲醇,并且可得自各种商业来源。

水性介质诸如水和任何水混溶性有机溶剂可以任何期望的量存在,该量将提供期望的粘度和其他物理特性以供储存或使用水性颜料分散体来制备水性喷墨油墨组合物。

根据本公开的水性颜料分散体可由本领域常用的任何方法制备,并且通常涉及两个步骤:(a)分散或研磨步骤,用于将一种或多种颜料着色剂的聚集体破碎成初级颗粒,其中初级颗粒被定义为颗粒体系中可识别的最小细分;以及(b)稀释步骤,其中通过添加水性介质和任何其他添加剂来稀释得自步骤(a)的颜料着色剂分散体。研磨细节描述于例如US8,173,215(如上所述)的第6栏(第58行)至第7栏(23)中。

根据本公开的水性喷墨油墨组合物通常可具有通常小于或等于5厘泊(5mPa-sec)、或至少1厘泊(1mPa-sec)且至多并包括3厘泊(3mPa-sec)的动态粘度,所有这些均使用滚球粘度计或毛细管粘度计和已知程序在25℃处测量。

水性喷墨油墨组合物通常也可具有至少7.5且至多并包括11、或更可能至少8且至多并包括9的pH。当水性喷墨油墨组合物用于具有镍或镀镍设备部件的硬件中时,可添加抗蚀剂诸如2-或5-甲基-1-H-苯并三唑的钠盐,并且可将pH调节至至少10且至多并包括11。如果使用由硅制成的印刷头进行喷墨印刷,则水性喷墨油墨组合物的pH值可被调节到至少7.5且至多并包括10、或至少8且至多并包括9.5。

根据本公开的水性喷墨油墨组合物可包含一种或多种(a)聚合物分散的颜料着色剂,该颜料着色剂的总量为基于水性喷墨油墨组合物的总重量计至少0.9重量%且至多并包括6重量%、或至少1.5重量%且至多并包括5重量%。可用的聚合物分散的颜料着色剂和可用的粒度参数如上所述。如果需要,可使用两种或更多种聚合物分散的颜料着色剂,以在所得的喷墨印刷图像中提供期望的色调或颜色。

由一种或多种由结构(I)表示的化合物组成的上述(b)组合物以基于水性喷墨油墨组合物的总重量计至少0.5重量%且至多并包括2重量%、或甚至至少1重量%且至多并包括1.8重量%的总量存在于水性喷墨油墨组合物中。

本公开所设想的水性喷墨油墨组合物可包含(c)选自水溶性湿润剂、共溶剂、以及水溶性湿润剂和共溶剂两者的一种或多种化合物。当使用标准滚球、毛细管或纺丝板粘度计在25℃处测量时,共溶剂通常可为粘度大于1厘泊(1mPa-sec)并且甚至可超过40厘泊(40mPa-sec)的水溶性或水混溶性有机溶剂。可使用与本文所确定的其他要求相容的喷墨领域已知的任何水溶性湿润剂或共溶剂。虽然可使用单独的湿润剂,但可使用两种或更多种湿润剂的混合物,其中每一种均赋予有用的特性。代表性湿润剂描述于例如US 9,828,513中,该专利的公开内容以引用方式并入本文,并且包括以下类别的化合物,诸如(1)一元醇;(2)多元醇;(3)衍生自多元醇的低级一烷基醚和二烷基醚;(4)含氮化合物,诸如脲、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮和1,3-二甲基-2-咪唑啉酮;以及(5)含硫化合物,诸如2,2'-硫代二乙醇、二甲基亚砜和四亚甲基砜。此类化合物中还包括可用的共溶剂。

该一种或多种(c)湿润剂、共溶剂或湿润剂和共溶剂两者可以小于20重量%、或至少0.5重量%、或至少1重量%且至多并包括15重量%、或至少3重量%且至多并包括10重量%的量存在,所有均基于水性喷墨油墨组合物的总重量计。高度优选的一种或多种(c)湿润剂、共溶剂、或湿润剂和共溶剂两者的水平为至少4重量%且至多8重量%。

一种或多种(d)补充抗微生物剂也可存在于水性喷墨油墨组合物中,并且此类材料不同于上文所述并由结构(I)表示的(b)组合物。代表性材料包括但不限于碘代丙炔基氨基甲酸丁酯(CAS 55406-53-6)、吡罗克酮乙醇胺盐(CAS 68890-66-4)、2,4-二氯苄醇(CAS1777-82-8)、硼酸(CAS 10043-35-3)和衍生自硼酸的一价和二价金属离子盐、以及这些材料的组合。一种或多种补充抗微生物剂的可用量为基于水性喷墨油墨组合物的总重量计至少0.01重量%且至多并包括3重量%。

本公开所设想的水性喷墨油墨组合物还可包含一种或多种阴离子聚氨酯,这些阴离子聚氨酯各自具有至少50、或至少60且至多并包括150、或甚至至少55且至多并包括90的酸值,所述酸性聚合物更详细地描述于下文中。

另选地或除了阴离子聚氨酯之外,水性喷墨油墨组合物还可包含一种或多种阴离子非芳族丙烯酸类或阴离子苯乙烯-丙烯酸类聚合物,这些聚合物各自具有至少50、或至少120且至多并包括240、或甚至至少160且至多并包括220的酸值,所述酸性聚合物更详细地描述于下文中。如果需要,可使用两种或更多种此类材料的混合物。

这两种类型的阴离子聚合物的代表性示例描述于例如US 8,430,492(其公开内容以引用方式并入本文)和9,783,553(如上所述)中。特别可用的阴离子聚氨酯包含聚醚二醇单元,并且可被确定为聚醚聚氨酯。此类阴离子聚醚聚氨酯通常可具有至少10,000道尔顿且至多并包括30,000道尔顿、或至少15,000道尔顿且至多并包括25,000道尔顿的分子量(M

可用的水溶性或水分散性阴离子聚醚聚氨酯可如例如US 2008/0207811的[0045]-[0049]中所述来制备,该专利的公开内容以引用方式并入本文。阴离子聚醚聚氨酯中的酸性基团可使用一价无机碱(诸如碱金属氢氧化物)或有机胺(诸如二甲基乙醇胺)至少部分且至多100%地中和(转化成盐)。

可用于本公开目的的阴离子非芳族丙烯酸类聚合物和阴离子苯乙烯-丙烯酸类聚合物的示例也描述于US 2008/207811(如上所述)的[0061]中。可用的阴离子苯乙烯-丙烯酸类聚合物的示例可包括以商标JONCRYL(BASF Corp.)、TRUDOT(以前可购自MeadWestvaco Co.)和VANCRYL(Allnex USA,Inc.)商购获得的那些。

此类阴离子聚合物的可用量可为基于水性喷墨油墨组合物的总重量计至多并包括15重量%、或至多并包括10重量%。阴离子聚合物的特别可用的量范围为至少1重量%且至多并包括5重量%,包括用作颜料分散剂的阴离子非芳族丙烯酸类聚合物和阴离子苯乙烯-丙烯酸类聚合物。

此外,改性聚硅氧烷可存在于水性喷墨油墨组合物中。此类材料的示例包括基于乙氧基化或丙氧基化硅氧烷的“表面活性剂”,其可以商标SILWET(CL Witco)和BYK(BykChemie)诸如BYK 348和381以及Dow Corning DC67、DC57、DC28、DC500W和DC51商购获得。还可使用非硅氧烷表面活性剂,包括但不限于阴离子、阳离子、非离子或两性表面活性剂,诸如可以SURFYNOL表面活性剂(Evonik Corp.)商购获得的那些,包括SURFYNOL 440和465炔二醇表面活性剂。此类材料的可用量对于本领域的技术人员而言是显而易见的。所选择的表面活性剂的特别可用的量描述于US 8,455,570中,该专利的公开内容以引用方式并入本文。

在水性喷墨油墨组合物中包含一种或多种“促进剂”可能是有用的,以潜在地增强由结构(I)表示的化合物在(b)组合物中的有效性。此类材料通常为烷烃二醇,各自具有至少7个碳原子且至多并包括12个碳原子,并且具体地具有至少7个碳原子且至多并包括10个碳原子。可单独或组合用作促进剂的代表性可用化合物包括但不限于1,7-庚二醇、1,2-庚二醇、2-乙基-1,3-己二醇、1,2-辛二醇、3,6-辛二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、1,2-壬二醇、1,10-癸二醇、1,12-十二烷二醇以及对于本领域技术人员而言显而易见的其他化合物。就这一点而言,1,2-辛二醇是特别可用的。

一种或多种促进剂可以基于水性喷墨油墨组合物的总重量计小于或等于1.5重量%、或小于或等于1.25重量%的总量存在于水性喷墨油墨组合物中。最小量可为至少0.3重量%。

无色荧光着色剂(染料或颜料)也可以对于本领域技术人员显而易见的量存在于水性喷墨油墨组合物中,并且此类化合物的示例描述于US2014/231674中,该专利的公开内容以引用方式并入本文。

可以对于本领域技术人员显而易见的量存在于水性喷墨油墨组合物中的其他添加剂包括但不限于:除了上述那些之外的用于调节组合物表面张力的表面活性剂,包括但不限于TERGITOL 15-S和TMN系列非离子表面活性剂、BRIJ系列非离子表面活性剂;TRITON系列非离子表面活性剂、ZONYL含氟表面活性剂;PLURONIC非离子表面活性剂;TETRONIC非离子表面活性剂、SILWET非离子表面活性剂和SURFYNOL非离子表面活性剂,以及US 8,173,215(如上所述)的第10栏第64行至第11栏第14行中提及的各种阴离子和阳离子表面活性剂;增稠剂;导电性增强剂;干燥剂;耐水剂;粘度调节剂;pH缓冲剂;止泡剂;润湿剂;抗蚀剂;止泡剂和消泡剂(诸如SURFYNOL DF-110L、PC、MD-20和DF-70);UV辐射吸收剂;抗氧化剂;和可以商标TINUVIN(BASF Corp.)和IRGANOX(BASF Corp.)获得的光稳定剂,以及US 8,455,570(如上所述)的第17栏(第11-36行)中所述的其他添加剂。此类材料的可用量对于使用常规实验的本领域技术人员而言将是显而易见的。

水通常以合适的量诸如基于水性喷墨油墨组合物的总重量计至少75重量%或至少80重量%并且通常不超过90重量%作为主要水性介质存在于每种水性喷墨油墨中。

本文所述的每种水性喷墨油墨组合物可通过如下方式制备:将合适的聚合物分散的颜料着色剂分散于水中,并以合适的量混入其他所述的材料,诸如由结构(I)表示的(b)化合物、(c)湿润剂或共溶剂、以及任何助剂、促进剂、补充抗微生物剂和附加材料。

本公开设想了油墨组,并且它们可包括两种或更多种水性喷墨油墨组合物,其中每一种包含至少一种可见的聚合物分散的颜料着色剂(如上所述)以提供期望的颜色或色调。例如,油墨组可包括可用的水性喷墨油墨组合物,该水性喷墨油墨组合物可具有不同的色调或“颜色”,诸如橙色、红色、紫色、绿色、青色、黄色、黑色、品红色、棕色、粉红色和蓝色的各种色调,并因此包含适于提供期望色调的一种或多种合适的聚合物分散的颜料着色剂。通过适当使用和配制合适的聚合物分散的颜料着色剂,可提供任何期望的色调,例如使用已知的a*和b*CIELAB值定义的色调。水性“白色”喷墨油墨组合物也可用于某些情况,并且可包含在油墨组中。多种有机和无机颜料可单独或组合地用于如上所述的水性喷墨油墨组合物中,并且它们可具有如上所述的期望颜料粒度。聚合物分散的颜料着色剂可以如上所述用于根据本公开的水性喷墨油墨组合物的合适的量存在。

除了聚合物分散的颜料着色剂之外,油墨组中的水性有色喷墨油墨组合物中的一种或多种可包含本领域熟知的一种或多种水溶性染料,例如如US 8,455,570(如上所述)的第12栏(第4-55行)中所述。

油墨组中的水性喷墨油墨组合物可与上述那些相同或不同地配制。

如上所述,使用合适的碱和缓冲体系,油墨组中的每种水性有色喷墨油墨组合物可具有至少7.5且至多并包括11、或至少8且至多并包括10的期望pH。

此外,每种水性有色喷墨油墨组合物可具有在25℃处测量的至少1厘泊(1mPa-sec)但小于5厘泊(5mPa-sec)的合适的动态粘度。

油墨组中的水性喷墨油墨组合物中的每一种独立地包含(具有相同或不同的):(a)基于水性喷墨油墨组合物的总重量计至少0.9重量%且至多并包括6重量%的量的聚合物分散的颜料着色剂(如上所述);(b)由如上所述由结构(I)表示的化合物组成的组合物;以及(c)至少一种水溶性湿润剂、共溶剂、或水溶性湿润剂和共溶剂的组合,所有这些均如上所述并以上述量存在。

例如,根据本公开的油墨组可具有以下具体类型的水性喷墨油墨组合物中的两种或更多种:

(i)包含聚合物分散的青色颜料着色剂的水性喷墨油墨组合物,

(ii)包含聚合物分散的品红色颜料着色剂的水性喷墨油墨组合物,

(iii)包含聚合物分散的黄色颜料着色剂的水性喷墨油墨组合物,以及(iv)包含聚合物分散的黑色颜料着色剂的水性喷墨油墨组合物。

在许多油墨组中,可存在所有四种(i)至(iv)水性喷墨油墨组合物。

在一些实施方案中,根据本公开的油墨组还可包含无颗粒无色喷墨组合物(或水性无颗粒流体),例如如US 8,764,161(如上所述)中所述,该专利的公开内容以引用方式并入本文。此类组合物在本领域中可被称为“流体”,并且可具有各种目的或功能,诸如印刷头维护、储存、冲洗或清洁,或用作补足流体。此类流体的细节在引用的专利中提供,该专利的公开内容以引用方式并入本文。“无颗粒”是指此类组合物不有意包含任何类型、无色或有色的颗粒或颜料。可用的此类流体的更多细节在下文对单独的水性无颗粒“流体组”的讨论中提供。

此类无颗粒无色喷墨组合物还可包含由上述结构(I)表示的化合物组成的(b)组合物,该化合物可与包含聚合物分散的颜料着色剂的油墨组中的两种或更多种水性喷墨油墨组合物中所用的那些相同或不同。例如,此类无颗粒无色喷墨组合物可包含基于无颗粒无色喷墨组合物的总重量计至少0.5重量%且至多并包括2重量%的量的2-苯氧基乙醇、2-苯基乙醇、或2-苯氧基乙醇和2-苯基乙醇两者[当R为结构(I)中的2-苯基或2-苯氧基时]。

喷墨印刷图像的耐久性、光泽度和其他特性可通过施加无色聚合物外涂层组合物而得到改善,该无色聚合物外涂层组合物可被视为根据本公开的水性无颗粒喷墨组合物。此类组合物的示例在US 7,219,989中提供。为了实现与CIJ印刷相关的高喷墨印刷速度和吞吐量,此类外涂层组合物可使用与分配“有色”水性喷墨油墨组合物的液滴形成喷嘴的一个或多个印刷头串联后的CIJ印刷头来施加。关于此类应用的更多细节在US 8,173,215(如上所述)的第17栏(第16-48行)中提供。

可为油墨组的一部分的附加水性无颗粒喷墨组合物(或油墨)包括US 2018/0051184中所述的那些,其可被喷墨印刷以提供无色或有色涂层,该公布的公开内容以引用方式并入本文。此类组合物可至少包含一种或多种如上所述的阴离子聚醚聚氨酯或阴离子丙烯酸类或苯乙烯-丙烯酸类聚合物,以及合适的止泡剂或消泡剂以降低发泡倾向。此类水性无颗粒喷墨组合物还可包含具有由如上所述的结构(I)定义的化合物的(b)组合物。

油墨组中存在的每种组分或组合物,无论是有色的还是无色的,均可包含对于本领域技术人员来说显而易见的各种其他添加剂(例如消泡剂、表面活性剂、导电性增强剂、干燥剂、耐水剂、螯合剂、增稠剂、抗结垢剂、稳定剂和缓冲剂)。

水性无颗粒流体可被设计并用于本公开所设想的各种目的。这些水性无颗粒流体中的每一种通常独立地具有在25℃处小于或等于5厘泊(5mPa-sec)的动态粘度,例如如使用滚球粘度计或毛细管粘度计和标准程序测量的。这些水性无颗粒流体中的每一种有意地不包含无色或其他形式的颗粒,并且可用于喷墨印刷方法中的各种目的或功能,如下所述。

如果需要,可将具有相同或不同目的的两种或更多种此类水性无颗粒流体结合到“流体组”中以用于商业化。另选地,水性无颗粒流体中的一种或多种可包含在上述油墨组内。

每种水性无颗粒流体可独立地具有广泛类似于上述水性喷墨油墨组合物的即至少5且至多且包括11的pH。可使用US 8,764,161(如上所述)的第11栏(第58行)至第12栏(第26行)中的教导来控制每种水性无颗粒流体的pH。在一些实施方案中,pH为至少10且至多并包括11,并且可通过一种或多种碱的存在来控制,如下所述。

根据本公开的水性无颗粒流体可独立地基本上由(b)组合物组成,该组合物由一种或多种由如上定义的结构(I)表示的化合物组成。流体组中的单独的水性无颗粒流体可具有相同或不同的(b)组合物。(b)组合物中的一种或多种化合物,例如其中R为2-苯基或2-苯氧基的那些,可以基于水性无颗粒流体的总重量计至少0.5重量%且至多并包括2重量%的量存在于水性无颗粒流体中。

在一个具体实施方案中,水性无颗粒流体除了它们的(b)组合物之外可具有不同的一般组成,并且适用于两种或更多种不同的印刷服务功能。例如,“补足”水性无颗粒流体可用于从油墨罐中的水性喷墨油墨组合物中恢复蒸发的溶剂并使该组合物返回至先前的着色剂浓度。此类水性无颗粒流体通常基本上仅由上述(b)组合物组成。然而,此类水性无颗粒流体可能附加包含湿润剂、共溶剂、补充抗微生物剂、表面活性剂、促进剂或它们的任何组合,如下文更详细地描述。例如,此类水性无颗粒流体还可有利地包含在油墨再循环期间因蒸发而损失的任何挥发性有机溶剂、或用于减轻由于二氧化碳吸收所致的碳酸形成而引起的pH漂移的弱有机碱(例如,链烷醇胺)。由于确定油墨在油墨罐中的相对浓度的连续喷墨印刷机流体系统方法旨在测量油墨的离子电导率(或另选地其电阻率),因此不期望的是利用由重复的补足物添加而累积的贡献来实质上改变恢复的油墨流体特性和离子库存。因此,希望使例如有机溶剂、湿润剂、pH和离子导电性调节添加剂、聚合物化合物、表面活性剂和止泡剂的补足水性无颗粒流体含量最小化。

“维护”水性无颗粒流体、印刷头清洁剂和储存流体可用于再溶解、再分散或溶解在喷嘴板喷嘴上和其周围形成的干燥油墨沉积物,并妨碍喷墨平直度和喷墨稳定性。然后其可用于吹扫印刷头油墨通道和外表面以冲掉油墨。水性无颗粒流体还适于保持润湿零件在长期储存之后准备好有效启动,但冲洗、清洁和储存的各种印刷头和流体系统维护功能可根据需要通过专门的单独的水性无颗粒流体来实现。

除了(b)组合物之外,根据本公开的印刷头清洁剂和储存水性无颗粒流体还可有利地包含有机溶剂,该有机溶剂改善流体载体(水)在干燥水性喷墨油墨组合物的沉积物中渗透和溶剂化干燥颜料颗粒的有效性。它可附加包含任选的添加剂,包括但不限于增溶剂、共溶剂、粘度调节剂、碱、酸、pH缓冲剂、螯合剂、分散剂、水溶性或水分散性聚合物、抗蚀剂、粘度调节剂、渗透剂、润湿剂、止泡剂和消泡剂。用于干燥的水性喷墨油墨组合物的有效溶剂可选自降低动态表面张力的共溶剂的类别(在本领域中也称为渗透剂),其中降低动态表面张力的极性共溶剂也被认为是功能性表面张力改性剂(即,其被适宜地称为“溶剂-表面活性剂”,其为具有能够降低流体表面张力并能够自聚集的两亲性组合物的低分子量挥发性溶剂。基于摩尔和质量分数,此类溶剂-溶剂是在降低平衡表面张力方面比传统表面活性剂更低效的表面改性剂。用于去除干燥的水性喷墨油墨组合物的溶剂-表面活性剂有利地包含非对称的多元醇或衍生自多元醇的单烷基醚。衍生自多元醇的低级(C

增大的流体pH可有益于去除干燥的水性喷墨油墨组合物,并且任选地用有机碱提高印刷头清洁剂水性无颗粒流体pH,该有机碱诸如用羟基取代的脂族胺(例如,链烷醇胺),包括单乙醇胺、二乙醇胺、3-氨基-1-丙醇、N-甲基乙醇胺、N-苄基-N-甲基乙醇胺、2-(2-氨基乙氧基)乙醇、N,N-二甲基-2-(2-氨基乙氧基)乙醇、N-甲基二乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺和三乙醇胺。高pH水性无颗粒流体可具有至少10且至多并包括11的pH。

被污染的印刷头零件的润湿对于成功的清洁是至关重要的。如果使用足够的溶剂-表面活性剂,则可能不需要附加的动态或静态表面张力调节剂。否则,可包含表面活性剂。这些类型的代表性化合物描述于US 8,764,161(如上所述)的第12栏(第27-62行)中,该专利的公开内容以引用方式并入本文。一种或多种在本质上可为阴离子、阳离子、两性或非离子的表面活性剂可以基于水性无颗粒流体的总重量计至少0.01重量%且至多并包括10重量%的量存在于水性无颗粒流体中。虽然可有效地采用用于以大表面活性剂扩散率(surface age)控制表面张力的任何试剂,但表面活性剂有利地具有低于约1,000道尔顿的重量归一化分子量。虽然由于水合作用的聚集水可使带电表面活性剂在水性流体中具有较慢的扩散,这有效地增加了它们的结合质量,但可用的非离子表面活性剂有利地具有高于350道尔顿、高于400道尔顿或甚至高于500道尔顿的分子量,以确保在本体油墨中的缓慢扩散,以便允许对静态或平衡表面张力的不同控制。合适的非离子表面活性剂的示例包括但不限于直链或仲醇乙氧基化物(诸如购自Dow Chemical Company的TERGITOL 15-S和TERGITOL TMN系列化合物和得自Croda International Plc.的BRIJ系列化合物)、乙氧基化烷基酚(诸如得自Dow Chemical Company的TRITON系列化合物)、含氟表面活性剂(诸如得自DuPont的ZONYL化合物;和得自3M的FLUORAD化合物)、脂肪酸乙氧基化物、脂肪酰胺乙氧基化物、乙氧基化和丙氧基化嵌段共聚物(诸如得自BASF Corp.的PLURONIC和TETRONIC系列化合物)、基于乙氧基化和丙氧基化硅氧烷的表面活性剂(诸如得自Momentive的SILWET系列化合物)、烷基多苷(诸如得自BASF Corp.的GLUCOPON化合物)和炔二醇聚环氧乙烷表面活性剂(诸如得自Evonik Corp.的SURFYNOL系列化合物)。聚合物表面活性剂可为水溶性的或水分散性的,这部分取决于它们聚集的趋势。适用于分散颜料和再分散干燥水性喷墨油墨化合物的可用表面活性剂共混物为ZETASPERSE 1600(Evonik Corp.)。

此外,苯乙烯-丙烯酸型聚合物可用于印刷头清洁剂和储存流体中。水溶性或水分散性聚合物组分可与上述用作颜料着色剂的聚合物分散剂或结合到水性喷墨油墨组合物中的阴离子聚合物的聚合物相同或相似。此类材料存在于水性喷墨油墨组合物中以改善喷墨印刷图像的物理耐久性,或改善组合物的其他特性,诸如齿轮泵介导的再循环过滤的胶态稳定性。例如,此类水溶性或水分散性聚合物组分可为具有衍生自相应烯键式不饱和可聚合单体的亲水性和疏水性重复单元的无规或嵌段共聚物。它们可为主要衍生自苯乙烯单体和(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸酯单体的“丙烯酸类”和“苯乙烯-丙烯酸类”。一些可用的水溶性或水分散性聚合物组分可来源于US 8,764,161(如上所述)的第7栏(第24行)至第8栏(第55行)中提供的各种单体和教导。其他可用的(3)水溶性或水分散性聚合物化合物可为具有聚(环氧乙烷)链段的水溶性聚合物和水分散性聚氨酯,例如,如US8,764,161(如上所述)的第10栏(第24-46行)中所述。如果需要,可使用两种或更多种相同或不同类别的这些材料的混合物。

一种或多种水溶性或水分散性聚合物组分可以至多并包括20重量%、或至少0.2重量%且至多并包括10重量%、或甚至至少0.5重量%且至多并包括8重量%的量、或更可能以至少2重量%且至多并包括5重量%的量独立地存在于每种水性无颗粒流体中,所有均基于水性无颗粒流体的总重量计。

用于印刷头清洁和储存服务的水性无颗粒流体有利地包含湿润剂、共溶剂或两者,以促进在不印刷的延长的时间段之后喷墨印刷启动。可使用喷墨领域中已知的并且与本文所述的其他要求相容的任何水溶性湿润剂或共溶剂。水溶性是指所用湿润剂或共溶剂和水的混合物足够均匀并且不经历自发的相分离。虽然可使用单独的湿润剂或共溶剂,但可用的水性无颗粒流体组合物可使用两种、三种或更多种湿润剂和共溶剂的混合物,其中每一种均赋予可用的特性。用于水基油墨组合物中的湿润剂和共溶剂的代表性示例包括(1)醇,诸如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、异丁醇、糠醇和四氢糠醇;(2)多元醇,诸如乙二醇、二(乙二醇)、三(乙二醇)、四(乙二醇)、丙二醇、二(丙二醇)、平均分子量在200至约5000道尔顿范围内的聚(乙二醇)(特别是聚(乙二醇)-400(平均M

每种水性无颗粒流体还可包含用于(b)组合物中的一种或多种化合物的一种或多种促进剂,以潜在地增强由结构(I)表示的化合物的有效性。如上所述,此类促进剂通常为烷烃二醇,各自具有至少7个碳原子且至多并包括12个碳原子,并且具体地具有至少7个碳原子且至多并包括10个碳原子。可单独或组合用作促进剂的代表性可用化合物如上所述。就这一点而言,1,2-辛二醇特别可用作促进剂。

一种或多种促进剂可以基于水性喷墨油墨组合物的总重量计小于或等于1.5重量%、或小于或等于1.25重量%的总量存在于每种水性无颗粒流体中。最小量可为至少0.3重量%。

一种或多种(d)补充抗微生物化合物也可独立地存在于流体组中的每种水性无颗粒流体中,并且此类材料不同于上述(b)组合物。代表性材料包括但不限于碘代丙炔基氨基甲酸丁酯(CAS 55406-53-6)、吡罗克酮乙醇胺盐(CAS 68890-66-4)、2,4-二氯苄醇(CAS1777-82-8)、硼酸(CAS 10043-35-3)和衍生自硼酸的一价和二价金属离子盐、以及这些材料中的任何材料的组合。该一种或多种补充抗微生物剂的可用量为基于水性无颗粒流体的总重量计至少0.01重量%且至多并包括3重量%。

关于可用于喷墨印刷的各种方法和设备的细节在许多出版物中提供,但如最好理解的,本领域均没有描述使用具有由上文定义的结构(I)表示的化合物的(b)组合物来进行此类方法或根据本发明实现的优点。

根据本公开的方法可通过首先提供用于印刷的合适的基底来进行。任何单独的基底将都应具有所理解的至少一个具有“可印刷”区域的表面,可使用合适的设备和方法将水性喷墨油墨组合物喷墨到该区域上。

合适的基底本质上通常为平面的,具有两个相对的表面或支撑侧,其中一个或两个表面或支撑侧可被喷墨印刷以提供相同或不同的图像。基底可具有单个“层”或地层,或者由相同或不同材料构成的多个层或地层构成。在一些示例中,基底具有主要材料,诸如涂覆有或层叠有一种或多种其他类型的材料诸如聚合物涂层的纤维素材料。

可喷墨印刷的基底可包括用于形成如本文所述的吸收制品的部件的各种聚合物膜、非织造织物和吸收泡沫。基底可为透明的、半透明的或不透明的,并且其可被提供用于刚性或半刚性片材、切割或连续的膜或幅材、或卷绕卷筒形式的喷墨印刷。

可通过使用已用组合物预处理以提高所得图像的质量的基底来改善喷墨印刷有色图像的耐久性和其他特性。该预处理通常在将基底结合到喷墨印刷设备(诸如连续喷墨印刷设备)中之前进行,但在一些情况下,可在用一种或多种水性喷墨油墨组合物喷墨印刷之前在设备内预处理基底。可预处理基底的一个或两个相对表面(平面侧),或者可预处理一个支撑表面而相对的支撑表面保持未处理。

例如,可用包含水溶性多价金属离子盐的预处理组合物预处理基底,该水溶性多价金属离子盐诸如但不限于包含一种或多种多价阳离子(包括钙、镁、钡、锌和铝阳离子)的盐,其中钙和镁阳离子是特别有用的。提供此类阳离子的可用多价金属阳离子盐的示例是本领域已知的,因为可用的盐可由技术人员确定。此类预处理程序和组合物的细节在例如US 9,067,448中提供,该专利的公开内容以引用方式并入本文。

根据本公开的水性喷墨油墨组合物[如上所述具有所需的粘度和所有(a)聚合物分散的颜料着色剂、由结构(I)化合物组成的(b)组合物以及(c)化合物]可从合适的印刷头以受控方式喷墨印刷到基底的至少一个表面上,以在基底的该表面上提供喷墨印刷图像。

虽然根据本公开的水性喷墨油墨组合物可用于一种或多种DOD印刷系统,但当使用CIJ印刷方法和设备时,优点可特别明显。存在本领域中已知的若干CIJ印刷方法,并且本公开不设想对任何特定CIJ方法的限制。然而,出于本公开的目的,可能存在某些CIJ方法,这些方法可能比其他方法更有用。一般来讲,此类CIJ方法可使用通过一个或多个印刷头(包括喷嘴)喷射的一种或多种水性喷墨油墨组合物,并且未印刷的水性喷墨油墨组合物被收集并多次再循环通过印刷系统,直到其用尽。此外,CIJ印刷系统可能结合有补足系统。此类CIJ方法和设备的细节在例如US 8,173,215(如上所述)中提供。

因此,在大多数CIJ喷墨印刷方法中,根据本公开的每种水性喷墨油墨组合物可作为水性喷墨油墨组合物的连续流从仅专用于其的主流体供应源喷射或印刷,该连续流被分裂成印刷液滴和非印刷液滴两者。每种水性喷墨油墨组合物的非印刷液滴可使用合适的收集装置诸如“捕集器”来收集,并且返回到其相应的主流体供应源。可单独使用单一(第一)水性喷墨油墨组合物,或与一种或多种具有与第一水性喷墨油墨组合物相同或不同“颜色”或色调的“附加”水性喷墨油墨组合物组合来实施整个场景。然后以选定的序列喷墨印刷多种水性喷墨油墨组合物,该序列可以受控方式由特定软件和数字输入控制,以在基底的表面上提供多色喷墨印刷图像。

此外,水性“无色”或水性无颗粒组合物或流体(如上所述)的喷墨印刷可与“有色”水性喷墨油墨组合物的喷墨印刷同时或依次进行。例如,根据US 2018/0051184,可将无色漆或保护性涂层施加在单色或多色喷墨印刷图像上。

如本文所暗示的,可根据本公开设计用于此类方法中的每种水性喷墨油墨组合物、水性无色组合物、或水性无颗粒组合物的流体以包含所述的(a)一种或多种聚合物分散的颜料着色剂(仅用于水性喷墨油墨组合物)、所述的由结构(I)定义的化合物组成的(b)组合物和所述的(c)化合物。然而,在根据本公开的方法中使用的任何此类水性组合物还可包含均不同于(b)组合物的一种或多种(d)补充抗微生物化合物。

可用的CIJ印刷方法和设备可包括补足系统,该补足系统测量油墨电阻率并且例如在US 5,526,026(其公开内容以引用方式并入本文)和EP 0597628B1中有所描述。采用其他油墨浓度感测装置的可用CIJ印刷方法和设备在US 7,221,440(其公开内容以引用方式并入本文)以及EP 0571784B1和EP 1,013,450B1中有所公开。

在一个实施方案中,基本补足如下进行:流体系统包含油墨电阻率测量单元,当水性喷墨油墨组合物被再循环通过系统的包括印刷头的油墨处理部分时,水性喷墨油墨组合物通过该油墨电阻率测量单元。计算装置确定油墨电阻率单元的电阻。逻辑和控制单元响应于计算装置控制水性喷墨油墨组合物从补充“油墨”供应源的转移和水性无颗粒流体(“载体流体”)从补足载体流体供应源到系统主流体供应源的转移,以保持水性喷墨油墨组合物中的期望电阻率。水性喷墨油墨组合物的体积由浮阀位置监测,并且当预定体积已耗尽时,该预定体积由来自补充“油墨”供应源的水性喷墨油墨组合物或由来自补足载体流体供应源的载体流体替换。

因此,第一水性喷墨油墨组合物和任何附加水性喷墨油墨组合物可分别用第一水性喷墨油墨组合物和任何附加水性喷墨油墨组合物补足,后者中的每一种基本上由相同或不同的上述(a)、(b)和(c)组分并且尤其是相同或不同的由上述结构(I)定义的化合物组成的(b)组合物组成。

在其他示例中,根据本公开的方法还可包括用具有在25℃处小于或等于5厘泊(5mPa-sec)的动态粘度的水性无颗粒流体补足主流体供应源,该水性无颗粒流体可基本上由以下组成:相同或不同的存在于第一水性喷墨油墨组合物中的(b)组合物,如上所述。

此类水性无颗粒流体还可包含如上所述的与(b)组合物不同的(d)补充抗微生物化合物。例如,(d)补充抗微生物化合物可为碘代丙炔基氨基甲酸丁酯、吡罗克酮乙醇胺盐、2,4-二氯苄醇、硼酸、或这些化合物的组合。

用于补足的水性无颗粒流体还可包含基于水性喷墨油墨组合物的总重量计小于或等于1.5重量%的量的用于一种或多种(b)化合物的一种或多种促进剂,该促进剂中的每一种是具有至少7个碳原子且至多并包括12个碳原子的烷烃二醇。例如,促进剂可为1,2-辛二醇。

在一些实施方案中,根据本公开的方法可使用由连续流体流形成的多个印刷液滴来执行,并且体积与印刷液滴不同的非印刷液滴通过液滴偏转装置转向到用于收集和再循环的“槽”中。关于此类CIJ印刷系统和设备的细节提供于例如US 6,588,888;US 6,554,410;US 6,682,182;US 6,793,328;US 6,866,370;US 6,575,566;US 6,517,197;和US2002/0202054中,这些专利的公开内容以引用方式并入本文。

在其他实施方案中,水性喷墨油墨组合物可使用如下设备来印刷:该设备能够通过向流体流不对称地施加热来控制所形成的印刷液滴和非印刷液滴的方向,该不对称施加热引发液滴破裂并且用于引导所得液滴,如例如US 6,079,821和US 6,505,921中所述,这两者的公开内容以引用方式并入本文。用于CIJ印刷的可用搅拌、加热供应、印刷头和流体过滤装置在例如US 6,817,705中有所描述,该专利的公开内容以引用方式并入本文。

US 8,764,161(如上所述)的图1中提供了CIJ印刷系统的简单示意图。

此外,在一些实施方案中,根据本公开的方法还可包括:

停止所述第一水性喷墨油墨组合物的所述喷墨印刷;

将水性无颗粒流体(如上所述)从维护流体供应源递送至所述印刷头;以及

从所述印刷头喷射所述水性无颗粒流体以从所述印刷头吹扫所述第一水性喷墨油墨组合物,

其中所述水性无颗粒流体具有如使用滚球粘度计测量的在25℃处小于或等于5厘泊(5mPa-sec)的动态粘度,并且基本上由以下组成:

相同或不同的存在于第一水性喷墨油墨组合物中的(b)组合物,如上所述。

此类水性无颗粒流体还可包含基于水性无颗粒流体的总重量计小于或等于15重量%的一种或多种选自水溶性湿润剂、共溶剂、以及水溶性湿润剂和共溶剂两者的化合物。

此外,其还可包含基于水性无颗粒流体的总重量计小于或等于1.5重量%的量的用于(b)组合物的一种或多种促进剂,所述促进剂中的每一种是具有至少7个碳原子且至多并包括12个碳原子的烷烃二醇。

在这一系列步骤中使用的水性无颗粒流体可被认为是“维护流体”,其用于以选定的间隔或当印刷作业完成或由于某种原因中断时清洁印刷头。维护流体可在印刷头中储存一段时间,并且随后可重新开始将第一水性喷墨油墨组合物或附加水性喷墨油墨组合物从主流体供应源和任何其他相应的流体供应源递送至相应的印刷头,以用于新的印刷程序。

US 8,764,161(如上所述)中提供了关于以这种方式使用水性无颗粒组合物作为维护流体的进一步细节。

在根据本公开的一些实施方案中,一种使用连续喷墨印刷机系统印刷图像的方法,可包括:

提供基底(如上所述);

提供具有多个喷嘴的喷射模块,该多个喷嘴包括与包含第一水性喷墨油墨组合物的主流体供应源流体连通的喷嘴(根据US 9,010,909中的教导,此类设备对于本领域的技术人员将是显而易见的,该专利的公开内容以引用方式并入本文);

在第一水性喷墨油墨组合物通过与主流体供应源流体连通的喷嘴喷射的同时,通过响应于时变电信号的液滴激励,引起第一水性喷墨油墨组合物的液滴形成(根据US 9,010,909中的教导,用于执行该功能的设备对本领域的技术人员而言将是显而易见的);

提供包括液滴接触面的捕集器(根据US 9,010,909(如上所述)中的教导,为本领域技术人员已知的);

使用偏转机构使第一水性喷墨油墨组合物的至少一些液滴偏转到捕集器的液滴接触面上,同时允许第一水性喷墨油墨组合物的其他液滴通过捕集器并沉积到基底的表面上(根据US 9,010,909(如上所述)中的教导,为本领域的技术人员已知的);以及

使水性喷墨油墨组合物的接触液滴接触面的液滴沿液滴接触面流动(根据US 9,010,909(如上所述)中的教导,为本领域的技术人员已知的),

其中该第一水性喷墨油墨组合物具有在25℃处小于或等于5厘泊(5mPa-sec)的动态粘度,并且基本上由以下组成:

(a)一种或多种聚合物分散的颜料着色剂(如上所述),该一种或多种聚合物分散的颜料着色剂的总量为基于水性喷墨油墨组合物的总重量计至少0.9重量%且至多并包括6重量%;

(b)由一种或多种由以下结构I表示的化合物组成的组合物(如上所述):

HO-CH

(I)

其中R是取代或未取代的苯基或者取代或未取代的苯氧基,所述组合物的总量基于所述水性喷墨油墨组合物的总重量计为至少0.5重量%且至多并包括2重量%;

(c)基于水性喷墨组合物的总重量计小于或等于15重量%的一种或多种选自水溶性湿润剂、共溶剂、以及水溶性湿润剂和共溶剂两者的化合物(如上所述),

其中所述一种或多种聚合物分散的颜料着色剂中的每一种具有小于70nm的第50百分位粒径和小于150nm的第95百分位粒径,所有粒径均使用动态光散射粒度分析仪测量。

在一些实施方案中,在所述方法中使用的第一水性喷墨油墨组合物的至少一些液滴(偏转的液滴)小于第一水性喷墨油墨组合物的其他液滴(非偏转且沉积的液滴)。

在其他实施方案中,第一水性喷墨油墨组合物的至少一些液滴(偏转的液滴)大于第一水性喷墨油墨组合物的其他液滴(非偏转且沉积的液滴)。

此外,根据本公开的用于连续喷墨(CIJ)印刷的方法可包括:

向连续喷墨印刷机(如本领域已知)的主流体供应源供应第一水性喷墨油墨组合物(如上所述),该第一水性喷墨油墨组合物具有在25℃处小于或等于5厘泊(5mPa-sec)的动态粘度,并且基本上由以下组成:

(a)一种或多种聚合物分散的颜料着色剂(如上所述),该一种或多种聚合物分散的颜料着色剂的总量为基于水性喷墨油墨组合物的总重量计至少0.9重量%且至多并包括6重量%;

(b)由一种或多种由以下结构I表示的化合物组成的组合物(如上所述):

HO-CH

(I)

其中R是取代或未取代的苯基或者取代或未取代的苯氧基,所述组合物的总量基于所述水性喷墨油墨组合物的总重量计为至少0.5重量%且至多并包括2重量%;

(c)基于水性喷墨组合物的总重量计小于或等于15重量%的一种或多种选自水溶性湿润剂、共溶剂、以及水溶性湿润剂和共溶剂两者的化合物(如上所述),

其中所述一种或多种聚合物分散的颜料着色剂中的每一种具有小于70nm的第50百分位粒径和小于150nm的第95百分位粒径,所有粒径均使用动态光散射粒度分析仪测量;

从液滴发生器机构(如本领域已知的)喷射所述第一水性喷墨油墨组合物的连续液滴流;

响应于从控制机构接收到的电信号,在用于使基底成像的印刷液滴和被收集并返回到所述主流体供应源的非印刷液滴之间进行选择,这两种类型的液滴均来自所述第一水性喷墨油墨组合物;以及

根据主流体供应源中的第一水性喷墨油墨组合物的电阻率来补足主流体供应源。如上所述,补足可使用补足第一水性喷墨油墨组合物或补足水性无颗粒流体来实现。

附加的CIJ印刷工艺和有用的CIJ设备的细节描述于例如US 8,585,189;US 8,651,632;US 8,696,094;US 8,888,256;和US 9,969,178中,这些专利的公开内容以引用方式并入本文。

所得喷墨印刷制品(或印刷基底)可在吸收制品的至少一个支撑表面上具有单色或多色图像。

在以下制备和实施例中,颜料分散体报告的颜料含量基于最终分散体中原样着色剂的重量百分比。

水性喷墨油墨和服务流体组合物的制备聚合物分散剂和添加剂制备:

在代表性过程中,向配备有机械搅拌器、回流冷凝器和气体入口的5升三颈圆底烧瓶装入225g的1-甲氧基-2-丙醇,并用氮气鼓泡。在搅拌下添加Akzo-Nobel Chemicals,Inc.引发剂PERKADOX AMBN-GR(1.9g)。向反应物贮存器中装入225g的1-甲氧基-2-丙醇、23.4g的1-十二烷硫醇、203.5g的甲基丙烯酸苄酯、165.0g的甲基丙烯酸硬脂酯和181.5g的甲基丙烯酸,并通过氮气吹扫使溶液脱气。添加PERKADOX AMBN-GR(7.7g)并混入其中。将反应器温度升至77℃,并且在360分钟期间内以约2.3ml/min速率从贮存器泵送反应物。然后将反应混合物在约77℃处搅拌至少12小时。用N,N-二甲基乙醇胺中和所得聚合物至完全并搅拌45分钟。将反应混合物用2,580g水稀释,并通过Pall Corp.ULTIPLEAT聚丙烯筒式过滤器过滤。聚合物分散剂P-1的最终聚合物溶液具有约20重量%固体的浓度,并且其pH为8.6。聚合物的重均分子量为9,070道尔顿。

以与P-1类似的方式制备聚合物分散剂P-2,不同的是90%的酸在中和步骤期间与氢氧化钾反应,而不是与一当量的N,N-二甲基乙醇胺反应。聚合物分散剂P-2的最终聚合物溶液具有约17重量%固体的浓度。

将具有77:23的单体重量比和约137的酸值的甲基丙烯酸苄酯-甲基丙烯酸共聚物用氢氧化钾中和90%以提供水性溶液。聚合物添加剂P-3的最终聚合物溶液具有约25重量%固体的浓度。

将BASF Dispersions&Pigments North America JONCRYL HPD 696(重均分子量M

在配备有温度计、搅拌器、水冷凝器、氮气入口和真空出口的50升圆底烧瓶中放入1,454.4g的TERATHANE 2000聚醚二醇、670.5g的2,2-双(羟甲基)丙酸、313.2g的1,4-丁二醇和3,771g的乙酸乙酯。将温度调节至65℃,并且当获得均匀溶液时,添加1,840.9g的异佛尔酮二异氰酸酯,随后添加184g的乙酸乙酯。将温度升至78℃并保持22小时,以完成反应。然后将反应混合物用86g的2-丙醇稀释,之后用467.9g的N,N-二甲基乙醇胺中和。在高剪切下,添加18kg的蒸馏水,随后通过真空蒸馏去除有机溶剂。将所得水分散体过滤,并且测定为具有约25重量%的非挥发性固体浓度和约8.0的pH值。通过尺寸排阻色谱法发现聚氨酯分散体的重均分子量(M

向包含四个挡板的2.5加仑(9.46升)、9英寸(22.9cm)直径和12英寸(30.5cm)深的双壁不锈钢混合容器中添加水(1,000g)和聚合物分散剂P-1的溶液(1,000g的19.9重量%溶液)。将由Charles Ross&Son Co.HSM-100LH-2型高剪切搅拌器驱动的标称4英寸(10.2cm)环型分散器叶轮(Hockmeyer Equipment Corp.D-Blade)在混合容器底部上方2英寸(5.1cm)处居中,并且开始搅拌。将Cabot Corp.BLACK PEARLS 900炭黑颜料(500g)缓慢结合到流体中。缓慢添加包含平均粒径为50μm的聚苯乙烯树脂(衍生自苯乙烯和二乙烯基苯/乙基乙烯基苯混合物的共聚物)珠粒的研磨介质(3,000g),同时增加叶轮速度。将混合物在25–35℃的内部温度处以约19m/sec的叶轮叶片末端速度研磨约20小时。定期取出样品,稀释并过滤以通过Microtrac,Inc.NANOTRAC NPA 150动态光散射粒度分析仪测定粒度。当研磨完成时,将分散体/介质研磨混合物用水(1,667g)溶液进一步稀释至约12重量%的最终颜料浓度、约4.8重量%的包含抗衡离子的聚合物分散剂浓度和约4,167g的理论分散体批料尺寸。移除叶轮并通过过滤将分散体与研磨介质分离。最终通过0.3-μm移除效率Pall Corp.PROFILE II深度过滤器过滤获得约4kg的分散体,约80%的收率。如由NANOTRACNPA 150动态光散射粒度测定仪表征的,体积加权的第50百分位粒度分布直径为约55nm,并且第95百分位粒度分布直径为约99nm。

以与颜料分散体KD-1类似的方式制备品红色颜料分散体MD-1,不同的是使用BASFDispersions&Pigments North America CINQUASIA Magenta D 4500 J代替炭黑颜料。所得分散体具有约12重量%的颜料和6.1重量%的聚合物分散剂(包含抗衡离子)。如由NANOTRAC NPA 150动态光散射粒度测定仪表征的,体积加权的中值粒度为约16nm,并且第95百分位粒度分布直径为约59nm。

以与颜料分散体KD-1类似的方式制备青色颜料分散体CD-1,不同的是以3.75:1的比率使用颜料蓝15:4和颜料绿7代替炭黑颜料,并且在存在Lubrizol Corp.SOLSPERSE12000和聚合物添加剂P-3的情况下使用聚合物分散剂P-2代替P-1。所得分散体具有约12重量%的颜料和8.5重量%的聚合物分散剂(包含抗衡离子)。如由NANOTRAC NPA 150动态光散射粒度测定仪表征的,体积加权的第50百分位粒度分布直径为约28nm,并且第95百分位粒度分布直径为约86nm。

向包含四个挡板的10加仑(37.85升)、13英寸(33cm)直径和17英寸(43.2cm)深的双壁不锈钢混合容器中添加2,560g水和2,400g的15%的聚合物分散剂P-2溶液。将由Hockmeyer HBI-7.5-11-99型高剪切搅拌器驱动的标称6英寸(15.2cm)环型分散器叶轮(Hockmeyer Equipment Corp.D-Blade)在混合容器底部上方3英寸(7.6cm)处居中,并且开始搅拌。将Sun Chemical Co.颜料黄74(1,200g)缓慢添加到流体中。缓慢添加包含衍生自苯乙烯和二乙烯基苯/乙基乙烯基苯混合物的平均粒径为50μm的聚合物珠粒的研磨介质(7,200g),同时增加叶轮速度。将混合物在25–30℃的内部温度处以约20米/秒的叶轮叶片末端速度研磨约20小时。将分散体/介质混合物用水(6,000g)进一步稀释至约12重量%的最终颜料浓度和约4.1重量%的聚合物添加剂P-2浓度。移除叶轮并通过过滤将分散体与研磨介质分离。最终通过0.3μm颗粒移除等级Pall Corp.PROFILE II深度过滤器过滤产生约10.6kg的分散体。如通过NANOTRAC NPA 150动态光散射粒度测定仪测定的,分散体的体积加权的第50百分位粒度分布直径为约11nm,并且第95百分位粒度分布直径为约16nm。

连续喷墨油墨和服务流体组合物的制备:

通过以下表I中报告的相对比例混合各组分,使用颜料分散体KD-1来制备黑色着色的CIJ水性喷墨油墨组合物K-A(E)。在代表性程序中,通过使用以约1,000rpm旋转的2英寸(5.1cm)叶轮将各组分单独添加到30升交联的高密度聚乙烯平底罐中以提供良好的混合,从而混合15.0kg的水性喷墨油墨组合物。按以下功能组分顺序加入各成分(如果这样指出):水、酸或酸溶液、胺-酸盐溶液、湿润剂和有机共溶剂、胺碱、金属抗蚀剂、防腐剂或杀生物剂、溶剂-表面活性剂、可溶性偶氮染料、颜料分散体、表面活性剂和止泡剂。在各成分添加之间将水性喷墨油墨组合物混合约2分钟,然后在最终添加表面活性剂或止泡剂之后将其搅拌1小时。将水性喷墨油墨组合物通过Pall Corp.0.2μm有效孔径ULTIPOR N66筒式过滤介质以约0.5升/分钟/英寸(0.2升/分钟/厘米)的介质速率进行过滤。所得水性喷墨油墨组合物中的颜料颗粒具有体积加权的53nm的第50百分位粒度和79nm的第95百分位粒度、约8.6的pH、1.14mS/cm的电导率、在25℃处1.60mPa-sec的动态粘度、在25℃处1.035g/cm

通过以类似于对水性喷墨油墨组合物K-A所述的方式以下表II中所示的相对比例混合各组分,由颜料分散体CD-1制备水性青色CIJ喷墨油墨组合物C-A至C-C。这些喷墨油墨组合物表现出下表III中报告的物理特性。

通过以类似于对水性黑色喷墨油墨K-A所述的方式以下表IV中报告的相对比例混合各组分,由颜料分散体MD-1制备水性品红色CIJ喷墨油墨组合物M-A至M-C。这些水性品红色喷墨油墨组合物表现出下表V中报告的物理特性。

通过以类似于对水性喷墨油墨组合物K-A所述的方式以下表VI中报告的相对比例混合各组分,由颜料分散体YD-1制备水性黄色CIJ喷墨油墨组合物Y-A(E)。

该水性喷墨油墨组合物中的颜料颗粒具有体积加权的12nm的第50百分位粒度和31nm的第95百分位粒度,如由NANOTRAC NPA 150动态光散射粒度仪表征的。它还具有约8.4的pH、2.26mS/cm的电导率、在25℃处1.62mPa-sec的动态粘度、在25℃处1.020g/cm

通过以类似于针对水性黑色喷墨油墨组合物K-A所述的方式以相对比例混合下表VII中所示的各组分来制备CIJ补足流体R-A(E)和R-B(E)。这些水性无颗粒流体表现出下表VIII中所示的物理特性。

通过以类似于针对水性黑色喷墨油墨组合物K-A所述的方式以相对比例混合下表IX中的各组分来制备CIJ印刷头清洁剂和储存流体S-A(C)和S-B(E)。这些水性无颗粒流体表现出下表X中所示的物理特性。

采用特定微生物的培养菌株对上述水性喷墨油墨组合物进行十次挑战防腐效力测试。将测试生物体单独培养至已知浓度的菌落形成单位(CFU),然后将它们混合在一起并接种到50克水性喷墨油墨组合物测试样品中。以指定的时间间隔测试接种的样品。通过用10μl充分混合的样品在胰蛋白胨大豆琼脂板上划线并温育来评估接种物的存活群体。使用下表XI中所示的生长等级记录微生物的存在。将每个样品重新接种并在研究过程中评估至多十次,同时观察样品的物理外观的任何变化。

*TNTC意指“太多而不能计数”

下表XII报告了先前所述的水性喷墨油墨组合物(“油墨”)的10个挑战生长等级测试结果,其中将原样组合物中微生物的初始基线生长等级测定为“1”。用“R-OH”标识的栏表示样品中不存在或存在溶剂-表面活性剂2-苯氧基乙醇(PhE)或2-苯基乙醇(PEA)。

表XII中所示的结果显示,在最初几次接种后,在对比组合物(“油墨”)C-A(C)和M-A(C)中观察到相当多的微生物生长(高菌落计数)。表XII中的数据还揭示,本发明组合物(“油墨”)C-B(E)和M-B(E)中2-苯氧基乙醇(PhE)或本发明组合物(“油墨”)C-C(E)、M-C(E)、Y-A(E)和K-A(E)中2-苯基乙醇(PEA)的存在导致在所有十个挑战中微生物生长最小或不可检测。

以与水性喷墨油墨组合物相同的方式,采用相同的特定微生物的培养菌株对水性无颗粒流体进行十次挑战防腐效力测试。下表XIII示出了这些流体的10次挑战生长等级测试结果,其中将原样流体中微生物的初始基线生长等级测定为“1”。用“R-OH”标识的栏表示流体中不存在或存在溶剂-表面活性剂2-苯氧基乙醇(PhE)或2-苯基乙醇(PEA)。

表XIII中报告的结果显示,在最初几次接种后,在本发明的补足流体R-A(E)和R-B(E)中观察到显著的微生物生长(增加的菌落计数),但预期该结果优于仅由水构成而无任何溶剂-表面活性剂的补足流体。表XIII中的结果还显示,实际上在包含溶剂-表面活性剂二乙二醇单丁醚作为干燥油墨清洁剂的对比印刷头清洁和储存流体S-A(C)中未观察到微生物生长;仅挑战编号7产生3的显著生长等级。然而,在本发明的印刷头清洁和储存流体S-B(E)中2-苯氧基乙醇(PhE)的存在在整个所有十个挑战中产生不可检测的微生物生长。

应当理解,上述油墨和流体制剂的实施方案可适当地抵抗污染性微生物的生长,而不含任何显著量的(即,基本上不含)常用的防腐剂,诸如异噻唑啉酮化合物和甲醛释放化合物(如2-溴-2-硝基丙烷-1,3-二醇;六亚甲基四胺氯烯丙基氯)和目前由欧洲化学局(ECHA)(欧盟机构)公布的“批准的活性物质列表”(第95条列表)中所列的杀生物剂。

在代表性程序中,向连续喷墨印刷测试台固定装置的油墨贮存器中装入本发明的水性青色喷墨油墨组合物C-C(E)。进行排空、冲洗和用C-C(E)填充油墨贮存器和流体管线的重复循环,以确保新组合物不被设备中的现有油墨污染。该固定装置由以下元件组成:(1)流体系统,该流体系统能够:(a)将组合物(“油墨”)加压超过60psid(0.41MPa),从而产生至多约2升/分钟的油墨体积流速;(b)将加压油墨递送至连续喷墨印刷头液滴生成器;(c)在真空下将未印刷的油墨返回到流体系统油墨贮存器;(d)通过电阻率测量检测油墨贮存器油墨浓度,并且如果油墨因水蒸发而浓缩,则用本发明的补足流体R-B(E)补足油墨,并且如果油墨因印刷使用而耗尽但处于正确的浓度,则替代地将更多的水性喷墨油墨组合物C-C(E)添加到油墨贮存器中;(e)为印刷头提供本发明的印刷头清洁和储存流体S-B(E)以冲洗喷嘴和管道系统,以便在因干燥油墨积聚而结垢之后恢复准确的印刷,并且关闭系统以在显著的持续时间内安全储存;(2)真空滚筒,该真空滚筒能够支撑多孔介质(例如,未涂覆的自由纸片)或非多孔介质(例如,涂覆或未涂覆的聚合物膜)的片材,并且使其以与控制单元同步的精确速度连续旋转,以模拟卷筒形式的印刷基底的幅材传输;(3)连续喷墨印刷头PIC盒组件,该盒组件包括:(a)KODAK PROSPER压力喷射模块,该模块具有形成油墨液滴的MEMS硅基液滴生成器和当印刷机不印刷图像文件时或当即使正在印刷图像文件但未以给定像素印刷时捕集非印刷液滴的Coanda槽;(b)非印刷液滴偏转设备,其产生与由正和负空气管道组件提供的液滴帘相交的区域,以将那些液滴引导到Coanda槽,以及(c)到油墨贮存器的油墨返回管线,以及(4)印刷控制器,其(a)控制印刷滚筒速度并根据馈送到喷射模块的数据使滚筒位置同步,并且还(b)将电信号传输到喷射模块CMOS电路,该电路使用喷嘴板加热器脉冲图案通过最优波形将光栅处理图像渲染成逐像素油墨流激励指令,以根据需要产生在印刷基底表面像素位置处递送的油墨的非印刷捕集液滴和印刷液滴。

该流体系统使用Micropump Inc.MICROPUMP系列GJ-N23DB380A齿轮泵,以在喷嘴板处以约65psid(0.45MPa)的压降将油墨递送通过包含0.45μm标称有效孔径ULTIPOR GF-HV玻璃纤维介质的Pall Corp.一次性过滤器组件囊式过滤器DFA4201ZU0045,这产生约20m/s的均匀液滴速度。根据系统说明书,连续地调节流体系统齿轮泵速度设置,以在喷射模块处提供并保持恒定的流体压力,从而均匀地产生期望的液滴速度。确定用于正确喷射和精确油墨补足所需的系统参数设置,并记录到称为“inkdex”的计算机文件中,以便能够在其他系统诸如双联配有生产KODAK PROSPER S10压印系统的卷筒纸印刷机上印刷。偏转的非印刷油墨液滴被捕获在Coanda槽上并在真空下返回到流体系统油墨罐中。印刷机以非印刷液滴捕集模式的持续操作导致水性油墨溶剂载体的逐渐蒸发。如果基于油墨电阻率测定,油墨浓度变得大于约5%,则通过向油墨中添加水性无颜料的补足液流体将油墨浓度保持在原始油墨浓度的约5%内。测试目标是这样的光栅图像,其被处理成对于每个像素位置,在测试基底的适当传输速度处以对高达约1,000FPM速度的600×600像素/英寸(ppi)(236×236像素/厘米(ppcm))可寻址性产生数字印刷信号指令。将NewPage STERLINGUltra Gloss纸和/或未涂覆的未处理的自由纸片(例如,International Paper 20-lb(75g/m

根据本公开的实施方案已在上文展示用于采用气流液滴偏转机构、热液滴激励装置和由硅制造的喷嘴板的连续喷墨印刷机系统中。然而,根据本公开的其他实施方案也可用于使用静电液滴偏转机构、压力调制或振动体激励装置以及由其他类型的材料制造的喷嘴板的连续喷墨印刷机系统中。静电偏转可以是包括分离的液滴充电和液滴偏转电极的类型,或者可以是在单个电极中结合两种功能的类型。

吸收制品的幅材部件(例如,非织造幅材材料和膜材料)可用根据上文所述配制的油墨印刷,并且印刷可通过根据上文所述的方法来执行。预期用根据上文所述配制的油墨进行印刷将产生具有干油墨沉积物的成品,干油墨沉积物构成期望的印刷图形元件,其中干油墨沉积物将具有存在的可检测量的抗微生物剂。预期油墨沉积物中存在的可检测量可为约1至约1,000毫克/平方米(mgsm)含量的承载印刷区域的幅材基底,或为约10mgsm至约900mgsm的含量,或为约20mgsm至约800mgsm的含量,或为约30mgsm至约600mgsm的含量,或为约40mgsm至约500mgsm的含量。(出于本文的目的,“印刷区域”包括承载印刷物的任何区域,但印刷物不需要是邻接的或连续的,也不需要覆盖整个区域以限定印刷区域。例如,如果基底具有围绕基底的表面布置的视觉上离散且独立的印刷图形元件,则承载印刷图形元件中的一个或多个印刷图形元件的全部或一部分的基底的任何部分为“印刷区域”,并且基底的不带有印刷元件的部分的任何部分为未印刷区域。因此,区域是否为“印刷区域”可取决于所考虑区域的尺寸和/或位置。)

还已发现,使用根据上文所述配制的一种或多种油墨进行印刷可相对于成品具有持久的抗微生物效果。已发现,印刷在此类制剂的油墨中的区域将趋于支持较少的微生物生长或无微生物生长,或甚至具有活性抗微生物/抗生素效果,这可被认为是个人护理/个人卫生产品诸如尿布、训练裤、女性卫生产品和成人失禁产品所期望的。该效果至少部分地反映在应用下述微生物敏感性测量方法的结果中。因此,设想使用根据上文所述配制的一种或多种油墨来实现此类效果。

本公开设想(但不一定限于)至少以下实施方案以及它们的组合,并且在技术人员从本公开的教导内容可理解的程度上设想特征的其他组合:

1.一种吸收制品,包括:面向穿着者的液体可透过的顶片;面向外的液体不可透过的底片;和设置在所述顶片和所述底片之间的吸收芯结构,其中所述制品的组成材料的表面包括带有油墨组合物沉积物的印刷区域,所述油墨组合物包含一种或多种由以下结构I表示的化合物:

HO-CH2-CH2-R

(I)

其中R是取代或未取代的苯基或者取代或未取代的苯氧基。

2.根据实施方案1所述的吸收制品,其中所述结构I化合物以约1mgsm至约1,000mgsm,更优选地约10mgsm至约900mgsm,甚至更优选地约20mgsm至约800mgsm,甚至更优选地约30mgsm至约600mgsm,并且还更优选地约40mgsm至约500mgsm的量存在于所述印刷区域中。

3.根据实施方案1或2中任一项所述的吸收制品,其中所述印刷区域在14天的细菌计数差值大于所述组成材料的未印刷区域在14天的细菌计数差值。

4.根据实施方案1或2中任一项所述的吸收制品,其中所述印刷区域在14天的细菌计数差值比所述组成材料的未印刷区域在14天的细菌计数差值大至少约0.3。

5.根据实施方案1或2中任一项所述的吸收制品,其中所述印刷区域在14天的细菌计数差值比所述组成材料的未印刷区域在14天的细菌计数差值大至少约1.0。

6.根据实施方案1或2中任一项所述的吸收制品,其中所述印刷区域在28天的细菌计数差值大于所述组成材料的未印刷区域在28天的细菌计数差值。

7.根据实施方案1或2中任一项所述的吸收制品,其中所述印刷区域在28天的细菌计数差值比所述组成材料的未印刷区域在28天的细菌计数差值大至少约0.3。

8.根据实施方案3至5中任一项所述的吸收制品,其中所述印刷区域在28天的细菌计数差值比所述组成材料的未印刷区域在28天的细菌计数差值大至少约1.0。

9.一种吸收制品产品,包括:面向穿着者的液体可透过的顶片;面向外的液体不可透过的底片;和设置在所述顶片和所述底片之间的吸收芯结构,其中所述制品的组成材料的表面包括带有油墨组合物沉积物的印刷区域,所述油墨组合物包含一种或多种由以下结构I表示的化合物:

HO-CH2-CH2-R

(I)

其中R是取代或未取代的苯基或者取代或未取代的苯氧基;

其中所述印刷区域在14天的细菌计数差值大于所述组成材料的未印刷区域在14天的细菌计数差值。

10.根据实施方案9所述的吸收制品,其中所述印刷区域在14天的细菌计数差值比所述组成材料的未印刷区域在14天的细菌计数差值大至少约0.3。

11.根据实施方案9所述的吸收制品,其中所述印刷区域在14天的细菌计数差值比所述组成材料的未印刷区域在14天的细菌计数差值大至少约1.0。

12.根据实施方案9所述的吸收制品,其中所述印刷区域在28天的细菌计数差值大于所述组成材料的未印刷区域在28天的细菌计数差值。

13.根据实施方案9所述的吸收制品,其中所述印刷区域在28天的细菌计数差值比所述组成材料的未印刷区域在28天的细菌计数差值大至少约0.3。

14.根据实施方案9所述的吸收制品,其中所述印刷区域在28天的细菌计数差值比所述组成材料的未印刷区域在28天的细菌计数差值大至少约1.0。

15.根据前述实施方案中任一项所述的吸收制品,其中所述一种或多种结构(I)化合物选自2-苯氧基乙醇;2-苯基乙醇;乙二醇苯基醚;乙二醇单苯基醚;1-羟基-2-苯氧基乙烷;苯乙醇;2-苯基乙-1-醇;苯乙醇;β-羟基乙基苯;β-苯基乙醇;苄基甲醇、以及它们的组合。

16.根据实施方案1至15中任一项所述的吸收制品,其中所述沉积物包含不同于所述结构(I)组合物的第二补充抗微生物剂。

17.根据实施方案16所述的吸收制品,其中所述第二补充抗微生物剂选自碘代丙炔基氨基甲酸丁酯、吡罗克酮乙醇胺盐、硼酸、2,4-二氯苄醇、或衍生自硼酸的金属离子盐、或这些化合物的组合。

18.根据前述实施方案中任一项所述的吸收制品,其中所述沉积物还包含阴离子聚氨酯、阴离子非芳族丙烯酸类聚合物、阴离子苯乙烯-丙烯酸类聚合物、或此类材料中的两种或更多种的组合,这些材料中的每一种均具有至少50的酸值。

19.根据前述实施方案中任一项所述的吸收制品,其中所述沉积物还包含用于一种或多种结构(I)化合物的一种或多种促进剂,所述促进剂中的每一种为具有至少7个碳原子且至多并包括12个碳原子的烷烃二醇。

20.根据权利要求19所述的吸收制品,其中所述促进剂是1,2-辛二醇。

21.根据前述实施方案中任一项所述的吸收制品,其中R是未取代的苯基或未取代的苯氧基。

22.根据前述实施方案中任一项所述的吸收制品,其中所述沉积物基本上不含异噻唑啉酮化合物和甲醛释放化合物。

23.根据实施方案22所述的吸收制品,其中所述沉积物基本上不含2-溴-2-硝基丙烷-1,3-二醇和/或六亚甲基四胺氯烯丙基氯。

24.根据前述实施方案中任一项所述的吸收制品,其中所述印刷区域由所述顶片的面向身体侧、所述顶片的面向外的侧、设置在所述顶片和所述底片之间的第二顶片的面向身体侧、所述底片的面向身体侧、和所述底片的面向外的表面中的任一个或多个构成。

存在于承载印刷图形的吸收制品的幅材材料组分的区域中的油墨中感兴趣的有机化合物可使用本领域的技术人员已知的痕量分析技术来检测和量化。因此,以下方法将被认为是可使用的一种非排他性的任选方法。

包括印刷区域的感兴趣的幅材材料的样品以下文所指定的面积量从吸收制品上切下。(如果从一个吸收制品上切下的感兴趣的样品部分提供的材料量不足以进行分析,则可切出并一起分析来自附加等同吸收制品的对应的样品部分。)

感兴趣的有机化合物可溶于其中的溶剂用于从样品部分化学提取分析物。然后使用也具有化学选择性的技术诸如GC-MS(/MS)或LC-MS(/MS)针对感兴趣的有机化合物对溶剂进行定量分析。(如果使用基于MS的技术,则稳定同位素标记的分析物通常用作内标。)基于所测得的切除的样品部分的面积和用于化学提取感兴趣的化合物的溶剂的体积,将通过定量分析确定存在于溶剂中的感兴趣的化合物的浓度用于计算每单位表面积切除的样品部分中存在的感兴趣的化合物的量。如果检测到感兴趣的化合物,则结果为感兴趣的化合物的阳性检测,并且将其含量报告为一个或多个样品部分的以毫克/平方米(mgsm)为单位的至少两位有效数字。

例如,为了分析具有印刷区域的幅材材料样品中存在的2-苯氧基乙醇(感兴趣的化合物),可从一个或多个受试吸收制品上切下总共4cm

微生物敏感性测试(MST)方法用于测量与暴露于从一个或多个制品切除的感兴趣的基底区域的生长培养基相关的微生物响应。该方法使用美国药典51号抗微生物效能测试(United States Pharmacopoeia<51>Antimicrobial Effectiveness Testing),并且更具体地遵循2类产品的程序和细菌攻击。

将具有感兴趣的区域的组分幅材材料的正方形样品(1cm×1cm)无菌地从吸收制品上切下并转移到无菌容器中。(如果感兴趣的区域小于1cm×1cm,则可获取来自总共构成1cm

大肠杆菌(ATTC No.8739)用作测试用生物体。根据美国药典51系列制备种菌悬浮液,并在无菌0.85%NaCl(w/vol)盐水溶液中稀释至推荐浓度。将上述样品与100mL稀释的种菌一起置于密封的无菌容器中。将包含样品和稀释的种菌的密封无菌容器涡旋30秒。将接种的样品保存在22.5±2.5℃下,直至取样用于平板接种。

在用于平板接种和测量的取样时,将密封的无菌容器的内容物在匀化器(诸如Stomacher 400 Circulator,Seward Ltd.,West Sussex,UK,或等同物)中以260rpm匀化2分钟。根据需要使用液体生长培养基(以实现1:100、1:1000稀释等)进行连续1:10稀释以实现有意义的平板计数。对100mm直径的培养皿进行板计数,并且板的理想CFU读数介于25和250之间。导致原始CFU读数落在允许范围内的最低稀释因子理想地用于计算存活者的CFU/mL。

在没有温育期的情况下,在接种后立即测量起始细菌计数,并将其定义为大肠杆菌的测量浓度(单位为CFU/mL)。在14天的细菌计数被定义为在温育14天测量的大肠杆菌存活者的浓度(以CFU/mL计)。在28天的细菌计数被定义为在温育28天测量的大肠杆菌存活者的浓度(以CFU/mL计)。

使用起始细菌计数和在14天的细菌计数,将在14天的细菌计数差值定义为

并且报告精确至十分之一。使用起始细菌计数和在28天的细菌计数,将在28天的细菌计数差值定义为

并且报告精确至十分之一。

***

本文所公开的量纲和/或值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反,除非另外指明,否则每个此类量纲或值旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围两者。例如,公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。

本文所公开的作为范围端值的值不应被理解为严格限于所引用的精确数值。相反,除非另外指明,每个数值范围旨在表示所引用的值以及该范围内的任何整数值和混合数值。例如,公开为“1至10”的范围旨在包括1、2、3、4、5、6、7、8、9和10,以及例如但不限于1.012、2.3、5.45、8.391、9.9999等。

本发明的具体实施方式中所引用的所有文件的相关部分均以引用方式并入本文;对于任何文件的引用均不应当被解释为承认其是有关本发明的现有技术。当本文件中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文件中相同术语的任何含义或定义相冲突时,应当服从在本文件中赋予该术语的含义或定义。

尽管已用具体实施方案来说明和描述了本发明,但对于本领域的技术人员显而易见的是,在不背离本发明的精神和保护范围的情况下可作出许多其他的变化和修改。因此,本文旨在于所附权利要求中涵盖属于本发明范围内的所有此类变化和修改。

相关技术
  • 具有以无防腐剂油墨印刷的图形的吸收制品及其制造方法
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技术分类

06120112803868