CN100420724C - 一种紫外光固化磁性胶印油墨 - Google Patents
一种紫外光固化磁性胶印油墨 Download PDFInfo
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Abstract
一种紫外光固化磁性胶印油墨，属油墨技术领域。该油墨各组分含量按重量份数计为：丙烯酸预聚物30～60份，稀释剂0～20份，磁粉30～60份，光引发剂5～12份，促进剂2～5份，颜料1～5份，分散剂0.1～5.0份，防沉剂0.5～1.5份。本发明提供的油墨不含溶剂，从而减小了对人体的损害和对环境的污染，并且可以通过传统的平版印刷方式将油墨印在各种非磁性的基材上，具有持久的磁性能，可方便地用于记录个性化信息。
Description
技术领域
本发明涉及一种油墨，特别是一种固化磁性胶印油墨，属油墨技术领域。
背景技术
平版印刷技术和凸版印刷技术都有悠久的历史。平版印刷印刷速度快，技术成熟，印品质量好，但是与其相匹配的油墨的干燥速度却不尽人意，经常有蹭脏、粘连事故发生。辐射固化产品具有节省能源、利于环保、经济和高效等特点，因此广泛地应用于各个领域。随着技术的进步，越来越多的印刷厂家将辐射固化技术与平版胶印技术相结合，从而达到更快的印刷速度，减少印品干燥缓慢带来的时间和物料的浪费。
传统的涂磁方式通常以溶剂型的涂料或油墨，通过淋涂或辊涂的方式涂布于基材上，经过挥发干燥、磁粉定向等工序，达到合适的磁性能。为了使溶剂干燥，常常在涂布线上有一个很长的干燥道，这不仅造成设备，能源和时间的浪费，而且对环境及工人人身安全也造成严重危害。
美国专利US5,682,670描述了一种含磁粉的热固油墨的制造方法，此油墨通过丝网印刷方式印在发动机和电容器上，固化后能够得到持久磁性能。此专利应用丝网印刷方式将热固磁性油墨印在预先设计的模式上，这种方式显示在在线印刷中存在的一些问题，尤其是，此专利中显示的热固磁性油墨需要一个附加的固化条件，如100℃，30～60分钟，对于在线印刷，固化水平需要任何可固化的组分在1分钟之内都能够达到干燥固化才是可用的。此专利需要覆膜工艺使两个不同极(南极和北极)的印刷层结合起来，以得到多极磁铁。
美国专利US20040001973描述了一种辐射固化磁性组分，此组分适用于在线印刷预先设计的图形和文字。此组分能够印刷不同的区域和形状，还能够消除对切刀的损害，并因此减少耗费和延长切刀的寿命。该辐射固化磁组分可以直接印刷在非磁性底材上，固化后成为无附着磁铁，拥有持久磁性能，能够记录个性化信息、影像和直接的市场信息；其主要使用涂布方式或丝网印刷方式，印在非磁性底材的一面，而底材的另一面，印刷图形和文字，所印刷的磁组分一般为25～100微米。
发明内容
本发明的目的在于提供一种紫外光固化磁性胶印油墨，该油墨可以用传统的平版印刷方式，将其带有的可磁化粉体和紫外光固化油墨印在非磁性的基材上，经过磁场磁化和紫外光固化，可以记录个性化信息，得到持久的磁性能。
解决上述问题的技术方案是：
一种紫外光固化磁性胶印油墨，各组分按重量单位计为：
丙烯酸预聚物 30～60份，
稀释剂 0～20份，
磁粉 30～60份，
光引发剂 5～12份，
促进剂 2～5份，
颜料 1～5份，
分散剂 1～5份，
防沉剂 0.5～1.5份。
上述紫外光固化磁性胶印油墨，所述各组分的优选含量为：
丙烯酸预聚物 35～45份，
稀释剂 5～10份，
磁粉 30～50份，
光引发剂 8～10份，
促进剂 2～4份，
颜料 2～4份，
分散剂 3～5份，
防沉剂 0.8～1.2份。
上述紫外光固化磁性胶印油墨，所述丙烯酸预聚物为环氧丙烯酸树脂V-125、德国汉高产脂肪族聚氨脂丙烯酸酯预聚物PHOTOMER6008、比利时UCB公司产的六官能团聚酯丙烯酸树脂EB450、比利时UCB公司产的四官能团聚酯丙烯酸树脂EB657、比利时UCB公司产的六官能团聚酯丙烯酸树脂EB830、比利时UCB公司产的六官能团聚酯丙烯酸树脂EB870中的一种或几种。
上述紫外光固化磁性胶印油墨，所述稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯中的一种或几种。
上述紫外光固化磁性胶印油墨，所述光引发剂为二苯甲酮、安息香双甲醚、2-异丙基硫杂蒽酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、氧化酰基膦型化合物Igracure-819、2-苯基苄-2-二甲基胺-4’-吗啉代丙基苯基酮Igracure-369、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮中的一种或几种。
上述紫外光固化磁性胶印油墨，所述促进剂为N，N-二甲基对苯甲酸乙酯、CN381、CN383或P115。
上述紫外光固化磁性胶印油墨，所述分散剂为EFKA-4050、EFKA-4010、EFKA-4401或EFKA-4300。
上述紫外光固化磁性胶印油墨，所述防沉剂选用德固萨的气相二氧化硅R972或二氧化硅R974。
本发明的紫外光固化磁性油墨，是以丙烯酸预聚物和磁粉为主体组分，光引发剂在紫外光照射下，经过裂解或氢转移产生活性自由基，活性自由基引发丙烯酸预聚物中的不饱和双键，使双键打开后与其它打开的双键结合，从而使丙烯酸预聚物交联产生高聚物。该油墨物通过平版印刷方式印在基材上，经磁场磁化，并经紫外线照射后固化，同时拥有持久的磁性能，并可以记录和储存个性化信息。
辐射固化材料除具有利于环保特点外，其最大特点就是具有其它常规材料元可比拟的高强度、高耐磨、高耐环境影响等特点，本发明就是利用这一特点，根据应用的特殊性进行了配方设计。
适合本发明的丙烯酸预聚物可以是环氧丙烯酸树脂V-125、德国汉高产脂肪族聚氨脂丙烯酸酯预聚物PHOTOMER6008、三官能团脂防族聚氨脂丙烯酸酯预聚物PHOTOMER6019；比利时UCB公司产的六官能团聚酯丙烯酸树脂EB450、EB830、EB870、四官能团聚酯丙烯酸树脂EB65中的中的一种或几种。其中，PHOTOMER6008为快速固化聚氨脂预聚物，具有低气味、低挥发、低刺激性及优良的成膜性，固化产品具有高抗张强度、卓越的耐磨性和优良的高温稳定性；PHOTOMER6019为三官能团脂肪族聚氨脂丙烯酸酯预聚物，固化后的产品具有柔韧性和优异的耐候性和耐磨性；EB657为高粘度聚酯丙烯酸齐聚物，具有突出的平版印刷性能，突出的颜料润湿性以及低气味和低刺激性的特点，可增加对磁粉的润湿作用；EB450为高粘度聚酯丙烯酸齐聚物，具有极好的平版印刷性能及高反应活性，可增加对磁粉的润湿及抗乳化特性；EB830为高粘度聚酯丙烯酸齐聚物，固化快速，抗磨损性强，固化后硬度高；EB870为高粘度聚酯丙烯酸齐聚物，具有很好的平版印刷性能和颜料润湿性。
磁粉赋予本发明的油墨拥有持久的磁性能，并可以记录和储存个性化信息。适合本发明的磁粉可以是氧化铁型磁粉或铁铬钴合金粉末等。
为了稀释齐聚物，有效地提高油墨的交联密度，使固化后的产品具有高耐磨性、柔韧性和耐水性，需要在本发明提供的配方中加入稀释剂，适合本发明的稀释剂可以是三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯中的一种或几种。
为了使齐聚物聚合，使油墨光固化，需要在本发明的配方中加入光引发剂。适合本发明的光引发剂可以是二苯甲酮、安息香双甲醚、2-异丙基硫杂蒽酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦Igracure-TPO、氧化酰基膦型化合物Igracure819、2-苯基苄-2-二甲基胺-4’-吗啉代丙基苯基酮Igracure-369、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮中的一种或几种，优选二苯甲酮、安息香双甲醚、2-异丙基硫杂蒽酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、氧化酰基膦型化合物Igracure-819、2-苯基苄-2-二甲基胺-4’-吗啉代丙基苯基酮Igracure-369、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮中的一种或几种。
为了满足人们的不同需要，需要在油墨中加入各种各样的颜料，使油墨拥有各种各样的颜色，但颜料的加入不能影响油墨固化后磁性能，适合本发明的颜料为导电炭黑。
为了帮助磁粉及颜料在体系中更好的分散，本发明中加入了分散剂，适合本发明的分散剂可以是EFKA公司生产的高分子量聚氨酯型分散剂EFKA-4050、EFKA-4010、EFKA-4401或EFKA-4300。
为了防止分散好的颜料二次团聚和磁粉的沉降，本发明中加入了防沉剂，适合本发明的防沉剂选用德固萨的气相二氧化硅R972或二氧化硅R974。
适合本发明的促进剂可以是N，N-二甲基对苯甲酸乙酯、沙多玛公司的CN371、CN381、CN383、CN384、CN386或长兴公司的P115，优选N，N-二甲基对苯甲酸乙酯、CN381、CN383或P115。
本发明的紫外光固化磁性油墨可以通过下述方法制备：
将光引发剂加入到稀释剂中，搅拌溶解，然后加入丙烯酸预聚物，搅拌混合均匀，再分别加入磁粉、颜料、促进剂、分散剂和防沉剂，搅拌，研磨，得到紫外光固化磁性油墨。
有益效果
本发明提供的紫外光固化磁性油墨具有持久的磁性能，可以记录个性化信息，并且适合传统的平版印刷方式。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
环氧丙烯酸树脂V-125 30
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 5
氧化铁型磁粉 60
导电炭黑 3
二苯甲酮 4
安息香双甲醚 4
2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮 0.5
氧化酰基膦型化合物Irgacure-819 0.5
2-异丙基硫杂蒽酮 1
N，N-二甲基对苯甲酸乙酯 3
EFKA-4050 3
二氧化硅R974 1
将4份的二苯甲酮、4份的安息香双甲醚、0.5份的2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、0.5份的氧化酰基膦型化合物Irgacure-819和1份的2-异丙基硫杂蒽酮加入到5份的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中，搅拌溶解，然后加入30份的环氧丙烯酸树脂V-125，搅拌混合均匀，再分别加入60份的氧化铁型磁粉、3份的导电炭黑、3份的N，N-二甲基对苯甲酸乙酯、3份的EFKA-4050和1份的二氧化硅R974，搅拌，研磨，得到紫外光固化磁性油墨。
实施例2
四官能团聚酯丙烯酸树脂EB657 38
邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯 14
铁铬钴合金粉末 50
导电炭黑 2
二苯甲酮 2
2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮 2
2-异丙基硫杂蒽酮 1
N，N-二甲基对苯甲酸乙酯 2
EFKA-4050 3
二氧化硅R972 1.5
将2份的二苯甲酮、2份的2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮和1份的2-异丙基硫杂蒽酮加入到14份的邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯中，搅拌溶解，然后加入38份的四官能团聚酯丙烯酸树脂EB657，搅拌混合均匀，再分别加入50份的铁铬钴合金粉末、2份的导电炭黑、2份的N，N-二甲基对苯甲酸乙酯、3份的EFKA-4050和1.5份的二氧化硅R972，搅拌，研磨，得到紫外光固化磁性油墨。
实施例3
环氧丙烯酸树脂V-125 23
脂肪族聚氨脂丙烯酸酯预聚物PHOTOMER6008 8
四官能团聚酯丙烯酸树脂EB657 18
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 2
P115 5
铁铬钴合金粉末 32
导电炭黑 3.2
安息香双甲醚 3
2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮 1
氧化酰基膦型化合物Irgacure-819 3
2-异丙基硫杂蒽酮 1
N，N-二甲基对苯甲酸乙酯 4
EFKA-4401 3
二氧化硅R972 0.8
将3份的安息香双甲醚、1份的2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、3份的氧化酰基膦型化合物Irgacure-819和1份的2-异丙基硫杂蒽酮加入到2份的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和5份邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯中，搅拌溶解，然后加入23份的环氧丙烯酸树脂V-125、8份脂肪族聚氨脂丙烯酸酯预聚物PHOTOMER6008和18份的四官能团聚酯丙烯酸树脂EB657，搅拌混合均匀，再分别加入32份的铁铬钴合金粉末、3.2份的导电炭黑、4份的P115、3份的EFKA-4401和0.8份的二氧化硅R972，搅拌，研磨，得到紫外光固化磁性油墨。
实施例4
环氧丙烯酸树脂V-125 20
四官能团聚酯丙烯酸树脂EB657 20
1，6-己二醇二丙烯酸酯 2
氧化铁型磁粉 42
导电炭黑 5
安息香双甲醚 2
2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮 2
2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦 1
2-异丙基硫杂蒽酮 2
CN383 2
EFKA-43005
二氧化硅R974 0.5
将2份的安息香双甲醚、2份的2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、1份的2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和2份的2-异丙基硫杂蒽酮加入到2份的1，6-己二醇二丙烯酸酯中，搅拌溶解，然后加入20份的环氧丙烯酸树脂V-125和20份的四官能团聚酯丙烯酸树脂EB657，搅拌混合均匀，再分别加入42份的氧化铁型磁粉、5份的导电炭黑、2份的CN383、5份的EFKA-4300和0.5份的二氧化硅R972，搅拌，研磨，得到紫外光固化磁性油墨。
实施例5
环氧丙烯酸树脂V-125 15
脂肪族聚氨脂丙烯酸酯预聚物PHOTOMER6008 5
六官能团聚酯丙烯酸树脂EB870 15
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 10
氧化铁型磁粉 42
导电炭黑 3
二苯甲酮 5
安息香双甲醚 3
2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮 1
氧化酰基膦型化合物Irgacure-819 1
2-异丙基硫杂蒽酮 2
N，N-二甲基对苯甲酸乙酯 5
EFKA-4401 5
二氧化硅R972 1
将5份的二苯甲酮、3份的安息香双甲醚、1份的2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、1份的氧化酰基膦型化合物Irgacure-819和2份的2-异丙基硫杂蒽酮加入到10份的三羟甲基丙烷三丙烯酸脂中，搅拌溶解，然后加入15份的环氧丙烯酸树脂V-125、5份的脂防族聚氨脂丙烯酸酯预聚物PHOTOMER6008和15份的六官能团聚酯丙烯酸树脂EB870，搅拌混合均匀，再分别加入42份的氧化铁型磁粉、3份的导电炭黑、5份的N，N-二甲基对苯甲酸乙酯、5份的EFKA-4401和1份的二氧化硅R972，搅拌，研磨，得到紫外光固化磁性油墨。
实施例6
环氧丙烯酸树脂V-125 17
脂肪族聚氨脂丙烯酸酯预聚物PHOTOMER6008 8
四官能团聚酯丙烯酸树脂EB657 20
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 8
1，6-己二醇二丙烯酸酯 4
邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯 8
铁铬钴合金粉末 32
导电炭黑 3.2
安息香双甲醚 2
2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮 1
氧化酰基膦型化合物Irgacure-819 2
2-异丙基硫杂蒽酮 1
CN381 2
EFKA-4010 3
二氧化硅R974 1.2
将2份安息香双甲醚、1份的2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、2份的氧化酰基膦型化合物Irgacure-819和1份的2-异丙基硫杂蒽酮加入到8份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、4份1，6-己二醇二丙烯酸酯和8份邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯中，搅拌溶解，然后加入17份的环氧丙烯酸树脂V-125、8份的脂防族聚氨脂丙烯酸酯预聚物PHOTOMER6008和120份的四官能团聚酯丙烯酸树脂EB657，搅拌混合均匀，再分别加入32份的铁铬钴合金粉末、3.2份的导电炭黑、2份的CN381、3份的EFKA-4010和1.2份的二氧化硅R974，搅拌，研磨，得到紫外光固化磁性油墨。
实施例7
环氧丙烯酸树脂V-125 20
脂肪族聚氨脂丙烯酸酯预聚物PHOTOMER6008 5.5
六官能团聚酯丙烯酸树脂EB870 10
四官能团聚酯丙烯酸树脂EB657 10
1，6-己二醇二丙烯酸酯 2
铁铬钴合金粉末 36
导电炭黑 4
二苯甲酮 2
安息香双甲醚 1
2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮 3
氧化酰基膦型化合物Irgacure-819 2
2-异丙基硫杂蒽酮 1
N，N-二甲基对苯甲酸乙酯 3
EFKA-4050 4
二氧化硅R974 0.7
将2份的二苯甲酮、1份的安息香双甲醚、3份的2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、2份的氧化酰基膦型化合物Irgacure-819和1份的2-异丙基硫杂蒽酮加入到2份的1，6-己二醇二丙烯酸脂中，搅拌溶解，然后加入20份的环氧丙烯酸树脂V-125、5.5份的脂肪族聚氨脂丙烯酸酯预聚物PHOTOMER6008、10份的六官能团聚酯丙烯酸树脂EB870和10份的四官能团聚酯丙烯酸树脂EB657，搅拌混合均匀，再分别加入36份的铁铬钴合金粉末、4份的导电炭黑、3份的N，N-二甲基对苯甲酸乙酯、4份的EFKA-4050和1份的二氧化硅R974，搅拌，研磨，得到紫外光固化磁性油墨。
实施例8
环氧丙烯酸树脂V-125 30
脂肪族聚氨脂丙烯酸酯预聚物PHOTOMER6008 10
六官能团聚酯丙烯酸树脂EB870 12
四官能团聚酯丙烯酸树脂EB657 8
氧化铁型磁粉 30
导电炭黑 1
2-苯基苄-2-二甲基胺-4吗啉代丙基苯基酮Igracure-369 6
EFKA-4300 4
二氧化硅R972 1.5
将6份的2-苯基苄-2-二甲基胺-4’-吗啉代丙基苯基酮Igracure-369加入到加入30份的环氧丙烯酸树脂V-125、10份的脂肪族聚氨脂丙烯酸酯预聚物PHOTOMER6008、12份的六官能团聚酯丙烯酸树脂EB870和8份的四官能团聚酯丙烯酸树脂EB657，搅拌混合均匀，再分别加入30份的氧化铁型磁粉、1份的导电炭黑、2份的N，N-二甲基对苯甲酸乙酯、1份的EFKA-4300和1.5份的二氧化硅R972，搅拌，研磨，得到紫外光固化磁性油墨。
Claims (4)
1. 一种紫外光固化磁性胶印油墨，其特征是，各组分按重量单位计为：
丙烯酸预聚物 30～60份，
稀释剂 0～20份，
磁粉 30～60份，
光引发剂 5～12份，
促进剂 2～5份，
颜料 1～5份，
分散剂 1～5份，
防沉剂 0.5～1.5份；
所述稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯或1，6-己二醇二丙烯酸酯中的一种或几种；所述促进剂为N，N-二甲基对苯甲酸乙酯、CN381、CN383或P115；所述分散剂为EFKA-4050、EFKA-4010、EFKA-4401或EFKA-4300；所述防沉剂选用气相二氧化硅R972或二氧化硅R974。
2. 根据权利要求1所述的紫外光固化磁性胶印油墨，其特征是，所述各组分的含量为：
丙烯酸预聚物 35～45份，
稀释剂 5～10份，
磁粉 30～50份，
光引发剂 8～10份，
促进剂 2～4份，
颜料 2～4份，
分散剂 3～5份，
防沉剂 0.8～1.2份。
3. 根据权利要求1或2所述的紫外光固化磁性胶印油墨，其特征是，所述丙烯酸预聚物为环氧丙烯酸树脂V-125、脂肪族聚氨脂丙烯酸酯预聚物PHOTOMER6008、六官能团聚酯丙烯酸树脂EB450、四官能团聚酯丙烯酸树脂EB657、六官能团聚酯丙烯酸树脂EB830或六官能团聚酯丙烯酸树脂EB870中的一种或几种。
4. 根据权利要求3所述的紫外光固化磁性胶印油墨，其特征是，所述光引发剂为二苯甲酮、安息香双甲醚、2-异丙基硫杂蒽酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、氧化酰基膦型化合物Igracure-819、2-苯基苄-2-二甲基胺-4’-吗啉代丙基苯基酮Igracure-369或2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮中的一种或几种。
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