CN101006145A - 用于喷墨印刷的油墨组合物 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于喷墨印刷的油墨组合物，所述油墨组合物在印刷期间不会导致喷墨印刷机的喷嘴被堵塞，从而提供具有期望的印刷质量的印刷品；所述油墨组合物确保印刷图像具有适当的干燥速率；并且所述油墨获得优异的显色。所述用于喷墨印刷的油墨组合物包含颜料、粘合剂树脂、颜料分散剂和溶剂，其特征在于所述溶剂由以下物质构成(1)至少一种二醇醚，以及内酯化合物和2－吡咯烷酮的至少一种，或者(2)至少一种二醇醚乙酸酯，以及环己烷和异佛尔酮的至少一种。

Description

用于喷墨印刷的油墨组合物

技术领域

本发明涉及用于喷墨印刷的油墨组合物，更加具体地，涉及用于喷墨印刷的油墨组合物，所述油墨组合物在印刷期间不会导致喷墨印刷机的喷嘴被堵塞，从而提供具有期望的印刷质量的印刷品；所述油墨组合物确保印刷图像具有适当的干燥速率；并且所述油墨组合物获得优异的显色。

背景技术

迄今为止，已经提出使用各种溶剂的多种用于喷墨印刷的颜料油墨组合物。当印刷品是通过使用此类颜料油墨组合物的喷墨印刷机进行印刷制造的时候，在某些情况下，印刷机的喷嘴会被堵塞，从而导致印刷机印刷质量变差。此外，使用此类颜料油墨组合物得到的印刷品的显色并不总是令人满意。

发明内容

构思本发明是为了解决前述问题，本发明的一个目标是提供用于喷墨印刷的油墨组合物，所述油墨组合物在印刷期间不会导致喷墨印刷机的喷嘴被堵塞，从而提供具有期望的印刷质量的印刷品；所述油墨组合物确保印刷图象具有适当的干燥速率；并且所述油墨组合物获得优异的显色。

本发明的发明人为实现前述目标进行了大量研究，发现通过使用具有预定组成的溶剂可以制造优异的用于喷墨印刷的油墨组合物。在这个发现的基础上完成了本发明。

因此，本发明提供一种用于喷墨印刷的油墨组合物，其包含颜料、粘合剂树脂、颜料分散剂和溶剂，其特征在于所述溶剂由以下物质构成：

(1)至少一种二醇醚，以及内酯化合物和2-吡咯烷酮的至少一种，或者

(2)至少一种二醇醚乙酸酯，以及环己烷和异佛尔酮的至少一种。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的用于喷墨印刷的油墨组合物。

在本发明的用于喷墨印刷的油墨组合物中，所使用的溶剂必须由以下物质构成(1)至少一种二醇醚，以及内酯化合物和2-吡咯烷酮的至少一种，或者(2)至少一种二醇醚乙酸酯，以及环己烷和异佛尔酮的至少一种。所述溶剂混合物的量，其在考虑例如油墨组合物的粘度和表面张力等因素后确定，基于油墨组合物通常是60-99质量％，优选80-97质量％。在使用至少一种二醇醚的情况下，基于油墨组合物的量是15-95质量％，优选55-85质量％，并且内酯化合物和2-吡咯烷酮的至少一种的使用量基于油墨组合物是1-45质量％，优选10-25质量％。在使用至少一种二醇醚乙酸酯的情况下，基于油墨组合物的量是15-90质量％，优选55-85质量％，并且环己酮和异佛尔酮的至少一种的使用量基于油墨组合物是0.5-30质量％，优选1-25质量％。

用于本发明中的二醇醚的例子包括乙二醇醚，例如乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇乙基甲基醚、二乙二醇二乙醚和三乙二醇单丁醚；丙二醇醚，例如丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、丙二醇二甲醚、二丙二醇二甲醚、丙二醇二乙醚和二丙二醇二乙醚；和他们的混合物。

用于本发明中的内酯化合物的例子包括γ-丁内酯、γ-戊内酯、γ-己内酯、ε-戊内酯和他们的混合物。

用于本发明中的二醇醚乙酸酯的例子包括乙二醇醚乙酸酯，例如乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯和乙二醇单丁醚乙酸酯；和丙二醇醚乙酸酯，例如丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、二丙二醇单甲醚乙酸酯、二丙二醇单乙醚乙酸酯；和他们的混合物。

和常规印刷油墨组合物类似，本发明的用于喷墨印刷的油墨组合物包含粘合剂树脂。对所述粘合剂树脂的类型没用特别限制，可以使用常规用于喷墨印刷的油墨组合物中使用的任何粘合剂树脂。在本发明中，粘合剂树脂特别优选是氯乙烯共聚物树脂。此类氯乙烯共聚物树脂可以单独使用或者与其他树脂组合使用。粘合剂树脂的量，其在考虑例如油墨组合物的固定性(fixability)、粘度和表面张力等因素后确定，基于油墨组合物通常是0.5-15质量％，优选1-10质量％。

在本发明中，可以使用多种氯乙烯树脂。具体实例包括与其他共聚单体例如乙酸乙烯酯、偏二氯乙烯、丙烯酸类单体和马来酸的氯乙烯共聚物树脂。优选的氯乙烯共聚物树脂是通过氯乙烯和乙酸乙烯酯的共聚形成的氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂，并且特别优选分子量为30000或以下的此类共聚物树脂。

对上述其他树脂的类型没用特别限制，可以使用用于常规油墨组合物中的任何树脂。所述树脂的例子包括环氧树脂、酚醛树脂、酚醛清漆树脂、丙烯酸类树脂、松香改性的酚醛树脂、聚酯树脂、氨基树脂(蜜胺树脂、苯胍胺树脂等等)、聚酰胺树脂、纤维素酯树脂(二乙酸纤维素、三乙酸纤维素、硝基纤维素、硝酸纤维素、丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素等等)、纤维素醚树脂(甲基纤维素、乙基纤维素、苄基纤维素、三苯甲基纤维素、氰乙基纤维素、羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、氨基乙基纤维素等等)和乙酸乙烯酯共聚物树脂。

本发明的用于喷墨印刷的油墨组合物中使用的颜料的例子包括颜料黄12、13、14、17、20、24、31、55、74、83、86、93、109、110、117、125、128、129、137、138、139、147、148、150、153、154、155、166、168、180、181和185；颜料橙16、36、38、43、51、55、59、61、64、65和71；颜料红9、48、49、52、53、57、97、122、123、149、168、177、180、192、202、206、215、216、217、220、223、224、226、227、228、238、240、244和254；颜料紫19、23、29、30、32、37、40和50；颜料蓝15、15∶1、15∶3、15∶4、15∶6、22、30、64和80；颜料绿7和36；颜料棕23、25和26；颜料黑7、26、27和28；氧化钛；氧化铁；群青；铬黄；硫化锌；钴蓝；硫酸钡；碳酸钙等等。加入到所述组合物中的颜料的量，其可以根据所使用颜料的类型和其他性质任意确定，基于油墨组合物通常是0.1-15质量％，优选0.5-10质量％。

本发明的用于喷墨印刷的油墨组合物中使用的颜料分散剂的例子包括在其一个分子中具有两个或更多个酰氨基集团并且数均分子量为2000-15000的聚酯-聚酰胺树脂。加入到所述组合物中的颜料分散剂的量，其可以根据所使用颜料的类型和其他性质确定，基于油墨组合物通常是0.1-15质量％，优选0.5-10质量％。

所述颜料分散剂的典型例子是通过酸封端的聚酯树脂与在其一个分子中具有两个或更多个氨基的聚胺化合物反应制造的。具体例子包括Solsperse 32000、Solsperse 32500、Solsperse 32600、Solsperse33500、Solsperse 34750、Solsperse 35100、Solsperse 37500和Disperbyk9077。

在其一个分子中具有一个或者不具有酰氨基集团的聚酯-聚酰胺树脂是不优选的，因为颜料分散差。此外，当数均分子量小于2000时，不能得到稳定的颜料分散，而当数均分子量超过15000时，油墨中颜料的可分散性会降低。

本发明的用于喷墨印刷的油墨组合物可以进一步含有导电性控制剂。加入到所述组合物中的导电控制剂的量，基于油墨组合物通常是0.1-10质量％，优选0.5-5质量％。

和常规用于喷墨印刷的油墨组合物类似，本发明的油墨组合物必须具有适合于喷墨印刷的印刷特性。因此，本发明的油墨组合物优选具有1-100cP的粘度(20℃)，2×10^-2-6×10^-2N/m的表面张力和0.8-1.2的比重。

本发明的用于喷墨印刷的油墨组合物可以通过如下方法制备：混合/搅拌起始组分，并通过孔径为所使用喷墨印刷机喷嘴尺寸的约1/10或更小的过滤器过滤以纯化所述混合物。

本发明的用于喷墨印刷的油墨组合物可以用于多种喷墨印刷机；例如，电荷控制类型的喷墨印刷机和按需喷墨类型的喷墨印刷机。本发明的油墨组合物适合用于通过大幅面喷墨印刷机进行的印刷；例如，用于印刷室外制品例如信号显示牌的喷墨印刷机。当本发明的油墨组合物用于彩色图形印刷或来自视频图像的印刷时，可以得到具有特别高的图像再现性的高对比图像。

在实施喷墨印刷后，基材上的被印刷的表面(油墨组合物)通过在环境温度到几百摄氏度进行干燥形成干膜。在本发明中，对所述油墨组合物印刷于其上的基材没用特别限定，只要所述基材在干燥被印刷的表面(油墨组合物)的条件下不变形或损坏即可。此类基材的例子包括由金属、玻璃或塑料材料制成的基材；被树脂涂敷的纸，用于高架投影的透明片材；和室外制品例如信号显示牌。

通过使用本发明的用于喷墨印刷的油墨组合物，防止了印刷中喷墨印刷机喷嘴的堵塞，而如果不使用本发明的油墨组合物喷嘴就会被堵塞。因此，可以得到具有期望印刷质量的印刷品，并且可以得到适当的印刷图像干燥速率和优异的显色。

实施例

下面将通过实施例和对比实施例更详细地描述本发明。

实施例1-4和对比实施例1-3

实施例1-4和对比实施例1-3的油墨是通过使用砂磨机捏合三小时制造的，各个混合物含有的组分的量(质量份)分别示于表1中。

具体使用的是：Monarch 1000(碳黑，Cabot Corp.的产品)，VYHD(氯乙烯共聚物树脂，Dow Chemical Co.的产品)，CAB-551-0.01(纤维素酯树脂，Eastman的产品)，Solsperse 37500(聚酯-聚酰胺树脂(固体含量：40％)，Avecia的产品)，和Disperbyk 167(聚酯-聚酰胺树脂(固体含量：52％)，Byk-Chemie的产品)。

使用下面的方法，对实施例1-4和对比实施例1-3的油墨的粘度、粒径、分散稳定性、喷嘴堵塞和耐乙醇性进行了分析。根据下面的评级方法对这些性质进行了评估。

<粘度测量>

使用B型粘度计在20℃测量。

<粒径测量>

使用激光衍射粒径分布仪(SALD-7000，Shimadzu Corporation的产品)测量。

<分散稳定性>

每种油墨在60℃储存一个月。储存之后，测量粘度和粒径并根据下面的评级方法进行评估。

A：在60℃储存一个月之后，粘度变化和粒径变化为±5％或更小。

B：在60℃储存一个月之后，粘度变化和粒径变化为超过5％至小于或等于10％。

C：在60℃储存一个月之后，粘度变化和粒径变化超过10％。

<喷嘴堵塞>

通过使用大幅面喷墨印刷机得到测试图像，并以视觉方式评价得到的图像。根据下面的评级方法评价印刷品情况。

A：在预期位置成功进行印刷。

B：由于喷嘴堵塞没用在预期位置进行印刷，产生印刷缺陷。

<耐乙醇性>

通过使用大幅面喷墨印刷机得到测试图像，用浸渍有50质量％乙醇-水的一块布摩擦得到的图像。以视觉方式评价如此得到的图像。

A：没有观察到变化。

B：油墨被部分地除去。

C：油墨被除去达到露出基材的程度。

测试结果和评价示于表1中。

表1

油墨组成	实施例				对比实施例
								1	2	3	4	1	2	3
	碳黑	4	4	4	4	4	4								4
2-吡咯烷酮								20		20	20		82
	γ-丁内酯		20
甲基乙基酮												20
	二丙二醇单甲醚	62	64	62		62									82
二乙二醇乙基甲基醚											62
	氯乙烯共聚物树脂	6	6		6	6	6								6
纤维素酯树脂										6
	聚酯-聚酰胺树脂(Solsperse 37500)	8		8	8	8	8								8
聚酯-聚酰胺树脂(Disperbyk 167)									6
	粘度(mPa·s)	4.1	4.4	3.8	4.2	4.0	23.6								16.2
粒径(nm)								99	103	101	95	98	186	162
	分散稳定性	A	B	A	A	B	C								C
喷嘴堵塞								A	A	A	A	B	B	B
	耐乙醇性	A	A	B	A	B	B								C

从表1可以明显看出，实施例1-4的油墨(本发明的)在所有的测试中都显示出优异的性能，表明这些油墨是优异的。

相反，使用不在本发明范围之内的溶剂混合物的对比实施例1的油墨导致喷嘴堵塞并产生有缺陷的图像。只使用本发明所必需的两种溶剂中的一种的对比实施例2的油墨显示出差的分散稳定性并且导致喷嘴堵塞，从而产生有缺陷的图像。只使用本发明所必需的两种溶剂中的另一种溶剂的对比实施例3的油墨显示出差的分散稳定性和差的耐乙醇性并且导致喷嘴堵塞，从而产生有缺陷的图像。

实施例5-8和对比实施例4-6

实施例5-8和对比实施例4-6的油墨组合物是通过使用砂磨机捏合三小时制造的，各个混合物含有的组分的量(质量份)分别示于表2中。

具体使用的是：Nipex 170IQ(碳黑，Degussa的产品)，VYHD(氯乙烯共聚物树脂，Dow Chemical Co.的产品)，CAB-551-0.01(纤维素酯树脂，Eastman的产品)，Solsperse 32000(聚酯-聚酰胺树脂(固体含量：100％)，Avecia的产品)，和Disperbyk 9077(聚酯-聚酰胺树脂(固体含量：99％)，Byk-Chemie的产品)。

通过下面的方法，对实施例5-8和对比实施例4-6的油墨的粘度、粒径、分散稳定性、喷嘴堵塞和耐乙醇性进行了分析。根据前述的评级方法对这些性质进行了评估。测试结果和评价示于表2中。

表2

油墨组成	实施例				对比实施例
								5	6	7	8	4	5	6
	碳黑	4	4	4	4	4	4								4
环己烷								20		20	20		86
	异佛尔酮		20
甲基乙基酮												20
	丙二醇单甲醚乙酸酯	66	66	66		66									86
乙二醇单丁醚乙酸酯											66
	氯乙烯共聚物树脂	6	6		6	6	6								6
纤维素酯树脂										6
	聚酯-聚酰胺树脂(Solsperse 32000)	4		4	4	4	4								4
聚酯-聚酰胺树脂(Disperbyk 9077)									4
	粘度(mPa·s)	4.0	4.2	3.9	4.2	3.8	4.9								3.0
粒径(nm)								96	105	98	99	102	167	159
	分散稳定性	A	B	A	A	B	C								C
喷嘴堵塞								A	A	A	A	B	B	B
	耐乙醇性	A	A	B	A	B	B								C

从表2可以明显看出，实施例5-8的油墨(本发明的)在所有的测试中都显示出优异的性能，表明这些油墨是优异的。

相反，使用不在本发明范围之内的溶剂混合物的对比实施例4的油墨导致喷嘴堵塞并产生有缺陷的图像。只使用本发明所必需的两种溶剂中的一种的对比实施例5的油墨显示出差的分散稳定性并且导致喷嘴堵塞，从而产生有缺陷的图像。只使用本发明所必需的两种溶剂中的另一种溶剂的对比实施例6的油墨显示出差的分散稳定性和差的耐乙醇性并且导致喷嘴堵塞，从而产生有缺陷的图像。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.  一种用于喷墨印刷的油墨组合物，其包含颜料、粘合剂树脂、颜料分散剂和溶剂，其特征在于所述溶剂由以下物质构成：

(1)至少一种二醇醚，以及内酯化合物和2-吡咯烷酮的至少一种，或者

(2)二醇醚乙酸酯和异佛尔酮的至少一种。

2.  权利要求1的用于喷墨印刷的油墨组合物，其中所述粘合剂树脂是氯乙烯共聚物树脂。

3.  权利要求1或2的用于喷墨印刷的油墨组合物，其中所述颜料分散剂是在其一个分子中具有两个或更多个酰氨基集团并且数均分子量为2000-15000的聚酯-聚酰胺树脂。

4.  权利要求1、2或3的用于喷墨印刷的油墨组合物，其中所述二醇醚是(二)乙二醇(二)烷基醚，(二)丙二醇(二)烷基醚，或三乙二醇单烷基醚。

5.  权利要求1、2或3的用于喷墨印刷的油墨组合物，其中所述二醇醚乙酸酯是丙二醇单甲醚乙酸酯或乙二醇单丁醚乙酸酯。

Claims (5)

1.一种用于喷墨印刷的油墨组合物，其包含颜料、粘合剂树脂、颜料分散剂和溶剂，其特征在于所述溶剂由以下物质构成：

(1)至少一种二醇醚，以及内酯化合物和2-吡咯烷酮的至少一种，或者

(2)至少一种二醇醚乙酸酯，以及环己烷和异佛尔酮的至少一种。

2.权利要求1的用于喷墨印刷的油墨组合物，其中所述粘合剂树脂是氯乙烯共聚物树脂。

3.权利要求1或2的用于喷墨印刷的油墨组合物，其中所述颜料分散剂是在其一个分子中具有两个或更多个酰氨基集团并且数均分子量为2000-15000的聚酯-聚酰胺树脂。

4.  权利要求1、2或3的用于喷墨印刷的油墨组合物，其中所述二醇醚是(二)乙二醇(二)烷基醚，(二)丙二醇(二)烷基醚，或三乙二醇单烷基醚。

5.权利要求1、2或3的用于喷墨印刷的油墨组合物，其中所述二醇醚乙酸酯是丙二醇单甲醚乙酸酯或乙二醇单丁醚乙酸酯。