變色噴墨墨水組合物的制作方法
【專利摘要】噴墨墨水組合物包括占墨水組合物的60重量%至95重量%的量的有機溶劑、粘合劑樹脂、穩(wěn)定劑（其可由該粘合劑樹脂提供）和pH敏感染料。由該墨水組合物形成的圖像在接觸到水時從第一顏色變成第二顏色，其中第一顏色不同于第二顏色。
【專利說明】變色噴墨墨水組合物
[0001] 發(fā)明背景 本公開涉及變色噴墨墨水組合物和在衛(wèi)生用品上印刷的方法。
[0002] 已經(jīng)提出指示衛(wèi)生用品，即尿布或失禁墊中的濕度的方法。例如，在尿布外襯的內(nèi) 表面(或朝向身體的表面）可具有印刷信息，如動物圖形、字母數(shù)字或?qū)和?嬰兒或幼兒） 有吸引力的其它圖案。當尿布變濕且尿液到達外襯時，印刷信息中的圖形或圖案改變。圖 像的這種改變可被穿著者或照料者看見，由此指示需要更換尿布。
[0003] 為了充當有效的濕度標識，該印刷圖像需要合適地對穿著者具有吸引力，提供第 一圖像狀態(tài)并在失禁后提供視覺上可辨識的第二圖像狀態(tài)，其中狀態(tài)之一或兩者應表現(xiàn)出 高對比度。通常希望第二狀態(tài)比第一狀態(tài)的顏色深并更可見，以顯而易見需要采取行動。由 于在這種情況下第二狀態(tài)是失禁的正指示，該印刷圖像優(yōu)選不溶解掉，不恢復初始狀態(tài)并 保持邊界清晰和可辨識。第一狀態(tài)也需要非常穩(wěn)定并在失禁事件前不改變，即使暴露在例 如非常潮濕的環(huán)境中。
[0004] 目前，通過印刷膠狀組合物的熱熔涂布機提供從較淺變成較深圖像狀態(tài)的濕度標 識。由于輸出這些稠膠所需的噴嘴的相對較大的內(nèi)孔直徑，施加的圖像僅提供粗分辨率，無 法有效提供圖形或文本，且該標識的用膠量高于期望。用于施加濕度標識的另一技術是柔 性版接觸印刷。但是，柔版印刷機無法輸出具有數(shù)字可變信息(從一次印刷到下一次印刷改 變圖像的能力）的圖像，在生產(chǎn)線上需要相對較大的占用空間，因此由于不方便和集成成本 而不優(yōu)選。出于這些原因，柔性版印刷的衛(wèi)生用品通常在二次工藝中在大批量生產(chǎn)中預先 印刷，這增加制造的成本和復雜性。
[0005] 相反，噴墨印刷是一種公知技術，借此在印刷裝置和沉積印刷字符的基底之間不 接觸的情況下實現(xiàn)數(shù)字印刷。噴墨提供高分辨率、數(shù)字可變信息、輸出相對受控的流體劑量 的能力、低耗材使用、低VOC排放和易集成性的一般優(yōu)點。噴墨印刷可大致分成按需噴墨 (DOD)印刷和連續(xù)噴墨（CIJ)印刷。二進制陣列（Binary array)--CIJ噴墨印刷的一個 亞組--特別優(yōu)選，因為其與DOD印刷技術(特別在每個印刷頭基礎上）相比可以以極高生 產(chǎn)線速度印刷并使用表現(xiàn)出快干速率的溶劑基墨水，這能在常用的輪轉型生產(chǎn)線上實現(xiàn)極 快生產(chǎn)速度，同時也提供上述易集成性。
[0006] 一般而言，噴墨墨水組合物必須符合某些嚴格的要求才能與噴墨印刷系統(tǒng)兼容。 這些要求涉及流體的物理性質(zhì)(如粘度)、化學性質(zhì)(如組分的溶解度和相容性）和適當潤濕 基底的能力。此外，該墨水必須快干并抗抹污，并能無堵塞地通過噴墨嘴，允許以最低限度 的努力快速清理機器部件。用于噴墨墨水的快干耐用聚合物的選擇需要對這些性質(zhì)的充分 理論理解以及實證驗證它們的性能。二進制印刷還要求使用具有高度特異性的分子性質(zhì)集 合的聚合物。二進制陣列型CIJ通常還利用靜電機制控制墨滴定位并因此需要足夠?qū)щ姾?可充電的墨水組合物。目前，沒有提供如上所述的性能以及與所需印刷機的兼容性的變色 噴墨組合物。實際上，非常難配制具有低粘度、低固含量和高揮發(fā)性、還提供具有良好的環(huán) 境顏色穩(wěn)定性和快速變色的圖像的噴墨墨水。
[0007] 充當濕度標識的當前噴墨制劑依賴從印刷制品的表面洗掉墨水的機制。這些墨水 包括水溶性成分，并在它們與體液接觸后被洗掉時，圖像從較深色變成較淺的感知顏色。在 這樣的當前濕度標識中，通常甚至在長期接觸水后也沒有完全除去最終圖像，以產(chǎn)生不容 易被穿著者或照料者解讀的模糊和缺乏吸引力的外觀。
[0008] 因此，通常需要與現(xiàn)有技術方法相比能以更有吸引力的圖案、更陽性和安全的指 示終點、降低的材料用量在線施加有效的變色濕度標識并能夠容易集成的噴墨制劑和方 法。
[0009] 發(fā)明概述 本公開提供印刷充當衛(wèi)生用品上的濕度標識的圖像的方法。
[0010] 一方面,噴墨墨水組合物包括占墨水組合物的60重量％至95重量％的量的有機 溶劑、粘合劑樹脂、穩(wěn)定劑(其可由該粘合劑樹脂提供）和PH敏感染料。由該墨水組合物形 成的圖像在接觸到水時從第一顏色變成第二顏色，其中第一顏色不同于第二顏色。
[0011] 另一方面，在衛(wèi)生用品上印刷的方法包括用噴墨印刷機向衛(wèi)生用品的表面單程施 加墨水組合物的微滴以形成所需圖像。該墨水組合物包括占墨水組合物的60重量％至95 重量％的量的有機溶劑、粘合劑樹脂、穩(wěn)定劑(其可由該粘合劑樹脂提供）和PH敏感染料。 該圖像通過在接觸到水溶液時從第一顏色變成第二顏色而充當濕度標識，其中第一顏色不 同于第二顏色。
[0012] 附圖簡述 圖1是顯示某些實施例的顏色響應vs時間的曲線圖。
[0013] 圖2是顯示接觸到水之前的印刷圖像的照片。
[0014] 圖3是顯示接觸到水之后的印刷圖像的照片。
[0015] 發(fā)明詳述 本公開涉及變色墨水組合物和在衛(wèi)生用品，如嬰兒尿布、成人失禁墊或女性護墊上印 刷的方法。該墨水組合物可以用噴墨印刷機印刷以產(chǎn)生從初始顏色變成不同的最終顏色的 圖像。印刷的圖像旨在通過與尿或其它體液相互作用在指定時間后產(chǎn)生視覺可感知的從初 始顏色到終點顏色的變色而充當一次性尿布的濕度標識。最優(yōu)選的實施方案是從淺到深的 變色。該濕度標識圖像在接觸到水性體液時改變以指示該尿布或其它衛(wèi)生用品已變臟。這 種標識由此為穿著者或照料者提供需要更換該用品的視覺提示。該印刷方法優(yōu)選使用數(shù)字 噴墨印刷系統(tǒng)，特別是二進制陣列噴墨印刷機?？梢栽趩纬逃∷⒉襟E中輸出產(chǎn)生所需變色 的印刷圖像。
[0016] 利用噴墨印刷在印刷裝置與沉積印刷字符的基底不直接接觸的情況下施加本發(fā) 明的墨水。簡言之，噴墨印刷涉及以受控方式將墨滴流射向表面以使墨滴在該表面上形成 所需印刷圖像。這種非接觸印刷技術特別適合將字符施加到尿布之類的基底上。噴墨印刷 可大致分成按需噴墨（DOD)印刷和連續(xù)噴墨（CIJ)印刷。對大多數(shù)DOD印刷機而言，通過 兩種技術前提之一-通過壓電元件的移動或通過由被稱作熱噴墨（TIJ)的技術熱生成氣 泡-按需要從靜止流體狀態(tài)產(chǎn)生墨滴以形成基底上的圖像。相反，在CIJ印刷中，墨水連 續(xù)流過一個或多個噴嘴，也連續(xù)產(chǎn)生墨滴，只有一部分墨滴被用于形成圖像。在CIJ印刷 中，通常通過將各墨滴選擇性充電并利用電場或帶電表面使帶電墨滴偏轉或吸引帶電墨滴 而使墨滴離開連續(xù)流。例如，可以將印刷墨滴充電并偏轉以形成印刷圖像，并將不帶電墨滴 送回流槽。施加在各墨滴上的電荷相對量決定所得印刷墨滴在基底上的相對位置。對作為 CIJ技術的一個特定亞組的二進制陣列技術而言，通常將非印刷墨滴充電并向流槽偏轉，印 刷墨滴不充電。與DOD技術的情況一樣，該陣列中噴嘴的相對位置決定印刷墨滴的相對位 置。在CIJ印刷機中可借助其它手段和機制選擇和印刷墨滴，上文的描述的無意構成限制。
[0017] 后面提到的二進制陣列技術與其它噴墨印刷技術相比有若干優(yōu)點。與單噴嘴CIJ 技術相比，二進制陣列提供更好的印刷質(zhì)量，因為印刷墨滴的排布不依賴于將飛行中的這 些墨滴準確充電的能力。此外，由于潛在噴嘴陣列中的大量噴嘴孔，二進制陣列特別有利于 例如以高線速度印刷大型圖形或多行文本圖像。
[0018] 對于衛(wèi)生用品的生產(chǎn)，優(yōu)選在印刷頭的單次行程內(nèi)在基底的相同區(qū)域上沉積墨 水，且印刷機應容易并入現(xiàn)有生產(chǎn)線中?；贒OD壓電或TIJ技術的數(shù)字印刷機通常無法 在極高生產(chǎn)線速度下在單程內(nèi)施加足以實現(xiàn)高印刷顏色對比度的墨水體積。為了為圖像提 供對比度，CIJ或二進制陣列墨水可能每噴嘴每秒生成60, 000或甚至100, 000個或更多墨 滴。與按需噴墨相比，每墨滴和/或每印刷頭可輸出相對更大體積的墨水。如果需要，可通 過在基本同一物理點施加多個印刷墨滴來調(diào)節(jié)印刷點尺寸以增進印刷的顏色和對比度。此 夕卜，壓電DOD墨水通?；谟突蚱渌菗]發(fā)溶劑，因此在無孔或半多孔基底上不變干。TIJ 墨水通常是水基的并含有相當大量的非揮發(fā)溶劑，其仍不適合在無孔和半多孔塑料膜或非 織造材料上印刷。傳統(tǒng)的接觸印刷法，如柔版印刷在生產(chǎn)線上需要相對較大的占用空間，因 此通常由于不方便和集成成本而不優(yōu)選。
[0019] 由該墨水組合物形成的圖像在接觸到水或其它水溶液時從第一顏色變成第二顏 色，其中第一顏色不同于第二顏色。當印刷在無孔或半多孔材料，如塑料膜上時，印刷圖像 -在與水性流體相互作用之前或之后-應具有充足的可見性或?qū)Ρ榷群退桀伾?。該圖 像可以是通過Pantone?顏色空間或其它等效方法規(guī)定的任何合適的顏色。該濕度標識圖 像應該在接觸到水或體液時足夠快地變色以提供尿布或其它衛(wèi)生用品變臟的及時指示。在 直接接觸到水性流體，如尿后，該圖像在短時間(例如不到10分鐘，優(yōu)選不到2分鐘，最優(yōu)選 不到30秒）內(nèi)變色。表現(xiàn)出大于5的A E (如通過CIELAB L*a*b*測量法測得)，更優(yōu)選大 于10的A E的變色易被肉眼感知。該圖像還在變色事件的過程中和在事后不溶解掉并保 持清晰和輪廓分明。
[0020] 初始圖像還應足夠穩(wěn)定以甚至在如該用品在污損前的儲存或使用過程中預期的 那樣長時間暴露在高環(huán)境濕度水平下時也不容易降解(例如保持顏色穩(wěn)定)。例如，當印刷 圖像儲存在40°C和85%相對濕度的環(huán)境條件下時，該圖像優(yōu)選不會明顯變色(例如A E小 于4)。
[0021] 該墨水組合物包括有機溶劑、粘合劑樹脂、穩(wěn)定劑(其可由該粘合劑樹脂提供）和 pH敏感染料。該墨水組合物還可包括與變色機制相容的導電鹽。該墨水組合物可包括一種 或多種通常水不溶或不混溶的酸值為至少100的穩(wěn)定劑。
[0022] 在一個實施方案中，該墨水組合物包括一種或多種pH敏感染料，其與酸或堿反應 以改變顏色。該染料可選自暴露在水性環(huán)境中時在大約〇至大約15的pH范圍內(nèi)或更優(yōu)選 在3至9的pH范圍內(nèi)變色的那些。
[0023] 合適的染料的實例可選自溴化酚磺酞類。這些染料的實例包括但不限于，溴酚藍、 溴甲酚綠、溴甲酚紫、溴百里酚藍等。適合本發(fā)明的其它染料或染料類型是間甲酚紫、甲酚 紅、氯酚紅、吖啶、吖啶橙堿、間甲酚紫、四溴酚酞乙酯和四溴苯甲醛縮苯胺。該染料可以以 墨水組合物的0. 1重量％至10重量％，優(yōu)選0. 2重量％至5重量％，更優(yōu)選0. 3重量％至I 重量％的量存在。
[0024] 使用pH敏感染料提供不同的初始顏色和接觸水后的最終顏色不排除使用不參與 變色但旨在提供特定所需顏色的附加PH不敏感染料。
[0025] 該墨水組合物以該墨水組合物的大約50重量％至大約99重量％，優(yōu)選大約60重 量％至95重量％,更優(yōu)選70重量％至90重量％的重量百分比范圍含有一種或多種載體溶 齊U。有機溶劑的總量可以為任何合適的量，例如墨水組合物的60重量％或更多，70重量％ 或更多，或80重量％或更多的量。該載體溶劑優(yōu)選是有機溶劑。該有機溶劑更優(yōu)選是具有 大于大約0. 1，再更優(yōu)選大于1. 0的相對于乙酸正丁酯的相對蒸發(fā)速率的揮發(fā)性有機溶劑。 該有機溶劑選自酮、低階醇（即乙醇、異丙醇、正丙醇、叔丁醇、異丁醇、正丁醇)、碳酸酯（即 碳酸二甲酯)、二醇醚、酯、二醇醚乙酸酯及其混合物。該有機溶劑優(yōu)選選自C1-C4醇、(： 3-(：6酮 及其混合物。C3-C6酮的實例包括丙酮、甲乙酮、甲基正丙基酮和環(huán)己酮。C1-C 4醇的實例包 括甲醇、乙醇、1-丙醇、正丁醇和2-丙醇。該有機溶劑，特別是醇和酮能夠充分潤濕和滲透 半多孔和無孔基底表面，并提供如上文提到的快干墨水干燥時間。據(jù)信，但不受制于理論， 由于墨水滲透，與熱熔標識相比改進了外襯的朝外非印刷表面上的視覺可感知的對比。
[0026] 在特定實施方案中，該墨水組合物包括丙酮或丙酮和低階醇，如乙醇的共混物作 為有機溶劑。最優(yōu)選的溶劑是丙酮、乙醇及其混合物。在一個實施方案中，所用有機溶劑包 括丙酮和乙醇。丙酮可以以該墨水組合物的40重量％至99重量％，優(yōu)選50重量％至80重 量％的量存在。乙醇可以以該墨水組合物的〇. 1重量％至60重量％，優(yōu)選5重量％至35重 量％的量存在。
[0027] 該墨水組合物可包括用于粘附到無孔基底上并防止印刷圖像被水溶液和環(huán)境水 分溶解的粘合劑樹脂?？梢允褂枚嘤谝环N樹脂。該粘合劑樹脂可以以任何合適的量，例如以 該墨水組合物的0. 1%至30%，優(yōu)選0. 5%至25%，更優(yōu)選2%至15%的量存在?？梢允褂萌魏?合適的樹脂。該樹脂優(yōu)選完全可溶于該墨水組合物但基本不溶于水。合適的聚合物類別的 實例是丙烯酸樹脂、苯乙烯-丙烯酸樹脂、乙烯樹脂、乙烯醇縮丁醛、乙烯基吡咯烷酮、聚酰 胺、聚氨酯、酚醛樹脂、聚酮、甲醛、醇酸、醇酸酯、改性纖維素（即羥丙基纖維素)、纖維素酯、 纖維素醚和硝酸纖維素。優(yōu)選的具體實例包括纖維素酯，如纖維素乙酸丁酸酯和纖維素乙 酸丙酸酯。特別合適的固定樹脂是具有大約20, 000至120, 000道爾頓的分子量（Mw)和70 至180°C的玻璃化轉變溫度（Tg)的樹脂。該組合物可配制成與脈沖DOD (包括壓電和TIJ) 或連續(xù)噴墨印刷（CIJ)技術兼容。典型的DOD噴墨墨水具有大約3至35 cP的在25°C下的 粘度。典型的CIJ墨水具有大約1. 5至7 cP的粘度。
[0028] 用于連續(xù)噴墨法的墨水組合物應表現(xiàn)出大于200 microSiemens，更優(yōu)選大于500 microSiemens的溶液電導率。導電劑可以被定義為添加到墨水組合物中以提供可測得的電 導率的離子物類。優(yōu)選的導電劑是陽離子/陰離子對，其中基于堿土金屬、堿金屬（即Li+、 Na+、K+)、銨、烷基/芳基銨和烷基/芳基鱗等的陽離子選擇該鹽。該陽離子/陰離子對的典 型陰離子是鹵素離子、鹵代磷酸根(例如六氟磷酸根)、鹵代銻酸根、鹵代硼酸根、苯基硼酸 根、硝酸根、磷酸根、硫酸根、膦酸根、磺酸根、碳酸根、羧酸根、硫氰酸根、乙酸根、三氟甲磺 酸根、甲苯磺酸根等。通常僅添加提供剛好足夠的電導率的導電劑。在典型的墨水組合物 中，以該墨水組合物的0. 1至2. 5重量％的量提供導電劑。
[0029] 該墨水組合物還可包括占該墨水組合物的1重量％至30重量％的量的一種或多 種穩(wěn)定劑。該穩(wěn)定劑可以是可溶于該墨水的有意添加的酸性或堿性物類以向PH敏感染料 提供穩(wěn)定性，即其在溶液中或在干燥態(tài)下不會過早變色。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)酸穩(wěn)定劑增加了印刷圖 像對高環(huán)境濕度的耐受性，特別是在半多孔膜上印刷時。穩(wěn)定化酸的合適類型可包括無機 或有機酸。例如，無機酸可以是下列共軛堿陰離子的共軛酸類似物：磷酸根、膦酸根、硫酸 根、鹵素離子、碳酸根、硼酸根、磺酸根、硫氰酸根、檸檬酸根等。有機酸的合適實例是含有共 價鍵合到任何下列共軛堿的共軛酸類似物上的有機（C-H)部分的任何分子：乙酸根、磺酸 根、膦酸根、檸檬酸根等。有機酸可以是單體或聚合的，并且還可包括烷基脂族和/或芳族 酸。更具體地，合適的有機酸聚合物包括含有羧基或酐官能團的有機酸性聚合物，如苯乙 烯-丙烯酸、丙烯酸酯-丙烯酸(即甲基丙烯酸酯-丙烯酸或甲基丙烯酸)、酸性松香酯、苯乙 烯-馬來酸酐共聚物和酸性磺化聚合物，如磺化聚酯、磷酯等。有機酸優(yōu)選表現(xiàn)出大約1〇〇 至大約1000的酸值，更優(yōu)選150至500的酸值。堿性穩(wěn)定劑可以是任何無機或有機堿，包 括上列酸的共軛堿。
[0030] 不受制于理論，但相信，每分子的pH活性基團的相對數(shù)量高的酸提供良好的圖像 顏色穩(wěn)定性，其可改變?nèi)玖显诟稍锖蟮木植縋H環(huán)境。還相信，最佳穩(wěn)定劑是在干燥后基本 水不溶或不混溶并由此防止氣態(tài)水侵入的那些。具體的水不溶性實例包括含丙烯酸基團的 樹脂以及苯乙烯化單體，它們改進抗水性。最優(yōu)選的酸性聚合物具有500的最低平均分子 量（Mw)。其它具體的非聚合實例包括脂肪酸，如月桂酸、癸酸、油酸和肉豆蘧酸。
[0031] 該組合物還可包括一種或多種充當提高變色速率的變色促進劑的添加劑。此類組 分基本水可溶或水混溶，并包含固體或液體。為此，在溶劑基制劑中可以超過實現(xiàn)標稱溶液 電導率所需的量使用水溶性無機鹽。無意限制有效的鹽的范圍，但既水可溶又溶劑可溶的 鹽的具體實例是鋰鹽，如三氟甲磺酸鋰（FC-122)或硝酸鋰；含有四烷基/芳基銨陽離子的 鹽(即四丁基溴化銨、四丁基硝酸銨等)，和硫氰酸鹽，如硫氰酸鉀。例如，在丙酮/乙醇溶劑 基CIJ墨水中通常只需要大約0. 5重量％的FC-122。為了充當有效的變色促進劑，該墨水 組合物可包括占該墨水組合物的大于1重量％，更優(yōu)選大于2重量％的量的FC-122。
[0032] 合適的液體變色促進劑的實例包括非揮發(fā)的高度水混溶性有機溶劑，如甘醇 (glycols)(如丙二醇)，二醇（diols)，如己二醇，三醇，如甘油，或多元醇，如聚乙二醇、聚丙 二醇等。變色促進劑可以以該組合物的〇至10重量％的任何量存在于該制劑中。
[0033] 該墨水組合物還可包括一種或多種添加劑,例如表面活性劑和/或增塑劑以改進 在特定基底上的點清晰度?？梢允褂萌魏魏线m的表面活性劑，例如選自陰離子表面活性劑、 陽離子表面活性劑、非離子表面活性劑、聚合表面活性劑的表面活性劑。表面活性劑的實例 包括改性聚硅氧烷、烷基改性的聚氧化烯胺、烷基改性的丙氧基化(聚（氧丙烯））二胺、烷 基醚胺、壬基酚乙氧基化物、乙氧基化脂肪胺、氟化有機酸二乙醇胺鹽、烷氧基化乙二胺、烷 基改性的聚氧化乙烯、烷基改性的聚氧化烯、烷基磷酸酯乙氧基化物混合物、丙二醇的聚氧 化烯衍生物、聚氧乙基化脂肪醇和脂肪酸鹽。在任何實施方案中，表面活性劑可以以該墨水 組合物的大約〇. 001至大約2. 0%，優(yōu)選大約0. 02至大約1%，更優(yōu)選大約0. 03至大約0. 5% 的量存在。
[0034] 合適的增塑劑的實例包括鄰苯二甲酸酯增塑劑，例如鄰苯二甲酸烷基芐基酯、鄰 苯二甲酸丁基芐基酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二異丁酯、鄰苯二甲酸二環(huán)己酯、鄰 苯二甲酸二乙酯、間苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二丁酯和鄰苯二甲酸二甲酯，酯，如己二 酸二-(2-乙基己酯）、己二酸二異丁酯、三苯甲酸甘油酯、苯甲酸蔗糖酯、癸二酸二丁酯、馬 來酸二丁酯、聚丙二醇二苯甲酸酯、二苯甲酸新戊二醇酯、癸二酸二丁酯和偏苯三酸三正己 酯，磷酸酯，如磷酸三甲苯酯、磷酸二丁酯、檸檬酸三乙酯、檸檬酸三丁酯、檸檬酸乙酰基三 正丁酯、聚氨酯、聚丙烯酸類、乳酸酯和磺酰胺增塑劑，如可獲自Monsanto Co.，St. Louis, MO的Plasticizer 8,其是正乙基〇，/?-甲苯磺酰胺。在某些實施方案中，增塑劑可以以該墨 水組合物的大約0. 1至大約5. 0%，優(yōu)選大約0. 2至大約3. 0%，更優(yōu)選大約0. 25至大約2. 0% 的量存在。
[0035] 該墨水組合物可具有任何合適的粘度或表面張力。該墨水組合物在噴射時優(yōu)選具 有在25°C下1至10 cPs，優(yōu)選1. 5至7. 0 cPs，最優(yōu)選2. 5至5. 0 cPs的粘度。該墨水組合 物優(yōu)選具有在25 °C下大約20至大約50 mN HT1、大約21至大約40 mN HT1或大約22至大約 30 mN HT1的通過氣泡張力計法確定的表面張力。該墨水組合物的固含量(在25°C下）可以 等于或小于100重量％，更優(yōu)選小于40%，最優(yōu)選小于30重量％。通過聲波法測得的該墨水 的所得聲速優(yōu)選為1100至1600米/秒。
[0036] 該墨水組合物可通過任何合適的方法制備。例如，可以合并所選成分并在充分攪 拌下混合，將所得流體過濾以除去任何未溶解的雜質(zhì)。
[0037] 在一個實施方案中，本文所用的墨水組合物不是熱熔墨水組合物，后者是指可在 更高溫度下噴射但在25°C下表現(xiàn)出高于90%的固含量的墨水。尿布的現(xiàn)有從淺變深的變色 濕度標識大多是熱熔膠基組合物。類似的標識也用于成人失禁產(chǎn)品，因為這些提供高度可 見的顏色指示并穿過襠部，在此它們可在穿著者躺著時被照料者看見。通常從兩個或三個 大孔膠嘴施加熱熔條，其由于施膠機的分辨率限制而沉積相對簡單的條或點。這些低分辨 率圖案從產(chǎn)品營銷角度看遠不如噴墨制成的高分辨率圖像合意。在典型的熱熔體系中，向 各印刷制品施加大量的膠(通常>20毫克)，以致每個印刷制品的材料成本高于使用1/10或 更少的印刷材料量提供相等或更好性能的本方法。在另一實施方案中，本文中公開的墨水 組合物可作為熱熔組合物的一部分配制。
[0038] 如上所述，優(yōu)選實施方案是用以高生產(chǎn)速率印刷并容易集成到生產(chǎn)線中的二進制 陣列印刷機數(shù)字施加圖像。由于一個流體提供既對初始顏色又對最終顏色負責的染料，只 需要單個印刷頭或噴嘴組就可以單程輸出印刷圖像?？梢栽谳嗈D型一次性尿布生產(chǎn)過程的 組裝或包裝階段將圖像直接噴墨印刷到基底上，從而提供在生產(chǎn)流程中間改變圖像的靈活 性而不需要保持不同預印基底的庫存。
[0039] 用于施加墨水組合物以提供印刷圖像的印刷系統(tǒng)優(yōu)選是二進制陣列印刷系統(tǒng)，優(yōu) 選可獲自Videojet Technologies Inc的BX印刷機。合適的具體實例是Videojet ? BX6000 系列(單頭和雙頭版本)。BX印刷系統(tǒng)由于其設計在工業(yè)用途中提供許多可靠性優(yōu)勢。為了 在衛(wèi)生用品上印刷，希望能以至少100 dpi的分辨率(水平和垂直）印刷至少2英寸寬的圖 像。高速數(shù)字印刷法通常限于幾英寸的寬度。該印刷機優(yōu)選能在基底高速運動的同時以所 需印刷質(zhì)量印刷。例如，衛(wèi)生用品可以在印刷過程中以大于1000英尺/分鐘，或大于1500 英尺/分鐘，或大于1750英尺/分鐘，或大于2000英尺/分鐘的速度相對于噴墨印刷機運 動。二進制陣列印刷機能夠滿足這些應用規(guī)范。
[0040] 如上所述，該衛(wèi)生用品包括充當濕度標識的圖像。該圖像優(yōu)選從一種圖像顏色 變成不同的顏色圖像以指明該用品潮濕。在一個實施方案中，該圖像從較淺的圖像顏色 變成較深的更可見的圖像顏色以指明該用品潮濕。該印刷方法可用于任何類型的衛(wèi)生 用品。該衛(wèi)生用品（如尿布）可包括許多組成材料。例如，尿布可包括背層、頂層、采集層 (acquisition layer)和位于身體接觸表面與服裝接觸表面之間的吸收芯。背層的最外表 面可能構成服裝接觸表面，而頂層的最內(nèi)表面可能構成身體接觸表面。該背層通常用于圍 住吸收性組分并提供使用者可見的圖形的印刷基底。在本文中為清楚起見，其也被稱作外 襯。
[0041] 濕度標識圖像可位于或挨著組成材料(包括身體接觸表面和服裝接觸表面）的任 何表面上，只要該濕度標識從吸收制品的外部可見。位置的實例包括背層、頂層、采集層和 吸收芯。優(yōu)選的印刷表面是背層的內(nèi)表面。
[0042] 該墨水組合物可跨過這些制品構造中所用的一系列材料有效發(fā)揮作用。墨滴沉積 到其上的基底材料通常是塑料膜或非織造材料或復合層--其可以是含有機織或非織造 多孔材料和薄膜的多重膜或復合體結構。該多孔材料可包括纖維網(wǎng)絡或熔噴型松散網(wǎng)絡。 用于構造這些薄膜或?qū)拥牟牧峡裳苌蕴烊淮嬖诨蚝铣傻睦w維或其組合。
[0043] 特別有意義的基底是常用于增強整個尿布結構的性質(zhì)（即柔韌性、回彈性或透氣 性）的半多孔塑料膜。在高放大率下查看時，這種材料的表面往往表現(xiàn)出微孔網(wǎng)絡，具有大 致小于100微米的孔間空隙。在這些種類的薄膜上印刷時，本公開的墨水組合物良好附著 并可以在滲入微孔網(wǎng)絡后發(fā)揮作用。構造材料最通常是聚乙烯或聚丙烯，但也可以由任何 合適的塑料材料制成。該墨水通常在具有18至50 mN HT1表面能的基底上提供良好的印刷 質(zhì)量。
[0044] 該基底還可以是半透明無著色的，或包含顏料填料的半透明至不透明。所用填料 (如碳酸鈣或硫酸鋇)往往是PH活性的并特別由于污穢水溶液的pH在其經(jīng)過此類填料時可 能改變而可能影響使用PH敏感著色劑的任何濕度標識的性能。在一個任選實施方案中，在 此針對特定基底調(diào)節(jié)干燥的墨水組合物的堿接受度（basic receptivity)。可以例如通過 在特定條件集合下使已知量的基底暴露在蒸餾水下并分析水提出液的所得PH來表征堿性 或堿度。已知該水提出液的PH時，可以調(diào)節(jié)這一實施方案的墨水以提供用于具有不同堿度 的基底的印刷圖像。 實施例
[0045] 實施例1 使用包括Kx (NH4) yH(3_x_y)P04的緩沖液(緩沖液A)模擬尿液接觸。通過在2000毫升去 離子水中加入5克K3PO4并用85% H3PO4將該溶液滴定至pH=5. 0,制造該溶液。通過用濃氨 將該酸化溶液反滴定至pH = 6. 2,控制最終緩沖液pH。
[0046] 使用下表1中所列的組分制備墨水組合物。制備該制劑并使用用于噴墨印刷的普 通方法過濾。在25°C的溶液溫度下測量所有性質(zhì)。該墨水組合物具有適用于CIJ印刷的粘 度、聲速和溶液電阻率。
[0047]表 1
【權利要求】
1. 一種噴墨墨水組合物，其包含： 占墨水組合物的60重量％至95重量％的量的有機溶劑； 粘合劑樹脂； 至少一種穩(wěn)定劑，其可由所述粘合劑樹脂提供；和 pH敏感染料，其中由所述墨水組合物形成的圖像在接觸到水溶液時從第一顏色變成第 二顏色，其中第一顏色不同于第二顏色。
2. 權利要求1的噴墨墨水組合物，其中所述至少一種穩(wěn)定劑包含水不溶或不混溶的 酸。
3. 權利要求1的噴墨墨水組合物，其中所述至少一種穩(wěn)定劑包含酸性聚合物。
4. 權利要求1的噴墨墨水組合物，其中在不到10分鐘內(nèi)發(fā)生從第一顏色向第二顏色的 改變，且第一和第二顏色之間的AE大于10。
5. 權利要求1的噴墨墨水組合物，其中所述至少一種穩(wěn)定劑包含酸值為至少100的有 機酸。
6. 權利要求1的噴墨墨水組合物，其中所述至少一種穩(wěn)定劑包含脂肪酸。
7. 權利要求6的噴墨墨水組合物，其中所述脂肪酸選自油酸、肉豆蘧酸、苯甲酸及其混 合物。
8. 權利要求1的噴墨墨水組合物，其中所述pH敏感染料是溴化酚磺酞。
9. 權利要求8的噴墨墨水組合物，其中所述溴化酚磺酞選自溴酚藍、溴甲酚綠、溴甲酚 紫、溴百里酚藍及其混合物。
10. 權利要求1的噴墨墨水組合物，其中所述溶劑選自酮、醇及其混合物。
11. 權利要求10的噴墨墨水組合物，其中所述溶劑選自乙醇、丙酮及其混合物。
12. 權利要求1的噴墨墨水組合物，其中所述粘合劑樹脂基本不溶于水。
13. 權利要求1的噴墨墨水組合物，其中所述粘合劑樹脂是纖維素衍生物，包括纖維素 酯類和硝酸纖維素類。
14. 權利要求1的噴墨墨水組合物，其中所述粘合劑樹脂具有大約20, 000至120, 000 的重均分子量（Mw)和70至180°C的Tg。
15. 權利要求1的噴墨墨水組合物，其進一步包含變色促進劑。
16. 權利要求15的噴墨墨水組合物，其中所述變色促進劑選自表現(xiàn)出良好的溶劑和水 溶解度的鹽或非揮發(fā)水溶性或混溶性溶劑。
17. 權利要求15的噴墨墨水組合物，其中所述變色促進劑包含二醇、三醇、甘醇或多元 醇。
18. 權利要求1的噴墨墨水組合物，其進一步包含含有選自鋰、鈉、鉀及其混合物的陽 離子和選自硝酸根、三氟甲磺酸根、碘離子、溴離子、乙酸根及其混合物的陰離子的鹽導電 劑。
19. 權利要求1的噴墨墨水組合物，其中所述水溶液是尿。
20. 在衛(wèi)生用品上印刷的方法，其包括： 用噴墨印刷機向衛(wèi)生用品的表面單程施加墨水組合物的微滴以形成所需圖像， 其中所述墨水組合物包含： 占墨水組合物的60重量％至95重量％的量的有機溶劑； 粘合劑樹脂； 穩(wěn)定劑，其可由所述粘合劑樹脂提供；和pH敏感染料， 其中所述圖像通過在接觸到水溶液時從第一顏色變成第二顏色而充當濕度標識，其中 第一顏色不同于第二顏色。
21. 權利要求20的方法，其中所述有機溶劑包含酮、醇或其混合物。
22. 權利要求20的方法，其中所述圖像提供在印刷后在環(huán)境條件下穩(wěn)定的顏色。
23. 權利要求20的方法，其中所述噴墨印刷機是二進制陣列印刷機。
24. 權利要求20的方法，其中衛(wèi)生用品的所述表面包含塑料膜。
25. 權利要求20的方法，其中衛(wèi)生用品的所述表面包含微孔膜。
【文檔編號】C09D11/328GK104379685SQ201380031723
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年6月19日 優(yōu)先權日:2012年6月19日
【發(fā)明者】M.科茲, 朱林芳 申請人:錄象射流技術公司