采用可食用墨水的噴墨打印的制作方法
【專利說明】米用可食用墨水的噴墨打印
[0001] 本發(fā)明廣泛涉及打印方法。具體地講，本發(fā)明涉及采用可食用墨水打印的方法。本 發(fā)明一方面涉及利用噴墨打印裝置將可食用墨水印到材料上。該材料可以是可食用材料。 墨水可包含色素、至少30wt. %水、至少25wt. %碳水化合物甜味劑，并且無二醇和三醇。本 發(fā)明的另一方面是通過將可食用墨水打印在材料上的方法可得到的打印食品。
[0002] 噴墨打印技術(shù)是在各種表面上打印數(shù)字圖像的可信、快速和方便的方法。其具有 作為美化食品的方法的巨大潛能，因為其可產(chǎn)生高質(zhì)量的圖像，而不需要接觸食品的著色 劑板或其他敷料器，它們可致使易碎食品損壞或者出現(xiàn)污染風(fēng)險。噴墨打印的一個優(yōu)點是 通過發(fā)送不同的電子信號到打印頭上，可以簡單地變化打印的圖像，保證要在連續(xù)食品上 打印不同的圖像，并由此產(chǎn)生不同視覺樣式的產(chǎn)品。當生產(chǎn)打印的季節(jié)性產(chǎn)品系列，并調(diào)整 文本用于多種語音市場時，圖像的快速變化還方便生產(chǎn)轉(zhuǎn)換。
[0003] 然而，食品表面的噴墨打印不是非常普通的。噴墨的墨需要具有特殊物理性質(zhì)，以 在打印頭和在打印表面上都發(fā)揮良好作用。困難的是完全從食品級材料制備墨水，該墨水 具有適當?shù)恼承?、表面張力、耐擦性（smear resistance)、溶解度、穩(wěn)定性和干燥時間。
[0004] 墨水的表面張力是測定液滴形成，以及一旦接觸在底物上涂布的主要因素。雖然 存在多種可用于非食用應(yīng)用的色素載體材料，具有不同的表面張力特性，但是對于可食用 墨水，選擇是有限的。水具有低粘度和高表面張力，當將水用作噴墨墨水的著色劑載體時， 其可產(chǎn)生差的打印質(zhì)量?；谒哪ǔＪ桥c疏水表面不相容的，所述疏水表面例如糖 包衣甜食（sugar panned confectionery)諸如Smarties?糖包衣巧克力豆上包被的錯。 含水墨水的高表面張力使"潤濕"底物更加困難。為了緩解所述問題，可加入表面活性劑， 以降低含水墨水的表面張力。然而，所述表面活性劑具有穩(wěn)定泡沫形成的缺點。墨水中的 任何氣泡通過阻止打印頭的液滴形成、使液滴導(dǎo)向錯誤或者影響液滴離開打印頭的速率， 可降低打印質(zhì)量。
[0005] W02006/023615描述利用丙二醇（丙烷-1，2-二醇）作為載體，加入表面活性劑， 以調(diào)節(jié)表面張力?？蓪⒏视停ū?1,2, 3-三醇）用于可食用噴墨墨水制劑中，以增加粘 度，以及作為濕潤劑，避免噴嘴干燥。US7842319公開噴墨墨水，其包含食品級染料；至少大 約90wt. %丙烷-1，2-二醇、丙烷-1，2, 3-三醇或其混合物，以及不超過大約5wt. %的水。 可將更高沸點的二醇用作載體，尤其當在高的噴射溫度下完成噴墨打印時。US20100166934 描述丁燒_1，3-二醇和聚乙二醇在可食用墨水制劑中的用途。
[0006] 嘗試和配制粘附至疏水表面的可食用的基于水的噴墨墨水的一個方法是向墨水 中加入膠粘劑。W02004/081126描述噴墨墨水，其含有作為主要成分的水；可食用粘合劑系 統(tǒng)例如與聚乙烯吡咯烷酮組合的蟲膠；膠粘劑例如糊精或阿拉伯膠，以及染料著色劑。然 而，所述墨水還包含丙二醇（丙烷-1，2-二醇）、異丙醇和丁醇，以降低表面張力，保證有效 打印，以及以減少墨水的干燥時間。US5711791描述連續(xù)噴墨墨水，其中載體是乙醇/水混 合物，并且其中加入濕潤劑例如磷脂酰膽堿，以允許在疏水表面上打印。然而，由于乙醇的 易燃性，含有乙醇的墨水特別是含有高水平乙醇的墨水例如其中將乙醇用作載體不總是需 要的。在各種宗教飲食法規(guī)中，乙醇也是禁止的。
[0007] 另一種在具有疏水表面的材料上打印的方法是修飾表面，并使其更適合于特定墨 水。例如EP1526780描述用大極性基于水的釉料修飾可食用材料的表面，以改善通常用于 噴墨打印的低粘度墨水的打印。然而，所述增加生產(chǎn)的復(fù)雜性，并可產(chǎn)生其他問題，例如基 于水的釉料在潮濕條件下更易于失去其光澤。
[0008] 因此，通常配制墨水，以工作于特定類型的表面上。在打印不同材料的工廠，操作 一系列不同的墨水，以適應(yīng)各種表面類型，增加復(fù)雜性，并由此增加成本。能采用可用于各 種不同表面的可食用噴墨墨水打印是有利的。
[0009] 許多消費者更愿意選擇僅包含本身在制備食品中使用的成分的可食用產(chǎn)品，因此 制造者通常盡可能努力減少產(chǎn)品中食品添加劑的數(shù)量。因此，能夠利用僅包含熟悉的成分 (所謂的"廚房食品柜"成分）的噴墨墨水在可食用材料上打印是有利的。類似地，能夠利 用僅包含熟悉的成分的噴墨墨水在與食品接觸的材料上打印是有利的，特別是存在墨水轉(zhuǎn) 移至食品的風(fēng)險時。對于美化食品，僅利用要被打印的食品中已經(jīng)包含的成分是更好的。具 體地講，存在能夠利用不包含三醇例如丙烷-1，2, 3-三醇或者二醇例如丙烷-1，2-二醇的 噴墨墨水組合物打印的需求。
[0010] 本發(fā)明的目標是改善現(xiàn)有技術(shù)的狀況，并提供克服至少一些上述的不便的改善的 解決方案，或者至少提供有用的替代方案。本說明書中對現(xiàn)有技術(shù)文獻的任何提及不被認 為是承認所述現(xiàn)有技術(shù)是廣泛已知的或者形成本領(lǐng)域普通的一般知識的一部分。如本說明 書中所用的，詞"包含"、"包括"和類似的詞不應(yīng)以排他的或窮盡的意義理解。換言之，它們 預(yù)期意指"包括，但不限于"。通過獨立的權(quán)利要求書的主題實現(xiàn)本發(fā)明的目的。從屬權(quán)利 要求書進一步發(fā)展本發(fā)明的思想。
[0011] 因此，在第一方面，本發(fā)明提供在材料上打印的方法，所述方法包含利用噴墨打印 裝置，將可食用墨水施用至材料上，其中墨水包含著色劑，至少30wt. %水、至少25wt. %碳 水化合物甜味劑，并且墨水是無二醇和三醇的。第二方面，本發(fā)明涉及通過將食品進行本發(fā) 明的方法可得到的打印食品。
[0012] 常規(guī)墨水在不同表面表現(xiàn)不同。這歸因于許多因素，但是墨水的表面張力起重要 作用。擊打底物的表面后，墨滴正常擴散或收縮，這取決于墨水的表面張力是比底物的表面 能量高或低。少量擴散可能是有利的，產(chǎn)生均勻的圖像，但是如果液滴擴散太多，圖像將變 得不清楚。具有比底物表面能量低的表面張力的墨滴將開始在材料表面擴散。隨著墨水擴 散，墨水還變干，從而達到這樣的點：墨水已干燥至其增加的粘度阻止其再擴散的程度。在 多孔表面上，墨水還擴散到底物里。相反，具有比底物表面能量更高的表面張力的墨水將趨 向于在底物表面移動并混亂（ball-up)。隨著墨滴變干，與表面接觸的墨水面積減小。墨滴 的所述收縮是不希望的，因為其導(dǎo)致降低的圖像光學(xué)密度。因此，通常配制特定的墨水，以 工作于特定類型的表面。具有不同表面能量的底物通常需要不同的墨水，以達到良好的質(zhì) 量結(jié)果。防止液滴擴散或收縮的一種方法是加入揮發(fā)性溶劑，以便墨水快速干燥。然而，在 可食用材料中，揮發(fā)性溶劑不總是合乎需要的。
[0013] 本發(fā)明人令人吃驚地發(fā)現(xiàn)通過在墨水配方中包括至少25wt. %的碳水化合物甜味 劑，利用噴墨打印機，能夠?qū)⑺鼈兂晒Υ蛴≡谝幌盗胁煌谋砻嫔稀１景l(fā)明的方法能在各種 表面；疏水和親水表面（多孔或非多孔的）上，產(chǎn)生質(zhì)量良好的圖像。不管所用的不同類型 表面，發(fā)現(xiàn)墨滴的大小和形狀在干燥時不顯著變化。不希望受理論束縛，本發(fā)明人認為一旦 接觸，碳水化合物甜味劑使墨水粘附至底物表面上，起非常像膠水的作用。由于碳水化合物 甜味劑溶解而產(chǎn)生的粘度增加，防止干燥期間，墨滴太多地擴散或收縮。
[0014] 然而，當溶解于水中時，已知碳水化合物甜味劑引起測量的表面張力的增加 [A. Docoslis等人，Colloids and Surfaces B:Biointerfaces 19(2)，147-162(2000)]。打 印頭的墨水的表面張力是關(guān)鍵性的。如果表面張力太低，那么噴嘴表面將溢流，但是如果表 面張力太高，那么打印頭將不噴墨。通常，將二醇和三醇用于降低墨水的表面張力，以保證 成功打印。本發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)：通過利用本發(fā)明方法中的墨水制劑，在無需墨水中的二醇 和三醇的情況下，打印頭中墨滴形成還是可接受的，并得到良好質(zhì)量的圖像。
[0015] 當利用無二醇和三醇的墨水，嘗試噴墨打印時，遇到的問題是噴頭的墨水干燥，尤 其是當將打印機暫停一段時間時。所述干燥的墨水引起堵塞。二醇和三醇作為濕潤劑，降 低墨水在打印頭干燥的風(fēng)險。本發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)：本發(fā)明方法的墨水中碳水化合物甜味 劑和水的存在避免打印頭干燥的問題。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：本發(fā)明方法在操作方面可能是一致 和可靠的，而不需要修改打印頭或者不引起維護問題。
[0016] 因此，本發(fā)明可提供用于裝飾可食用材料的合乎需要的方法，例