CN101747683A - 喷墨打印计算机直接制版用纳米颜料墨水及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于喷墨墨水领域，特别涉及具有良好耐印力和分辨率的喷墨打印计算机直接制版用环境友好型纳米颜料墨水及其制备方法。以质量百分比计，将5％～40％的亲油性可交联树脂、2％～10％的纳米颜料、2％～10％的保湿剂和40％～91％的有机溶剂混合，上述成份经物理分散后即形成稳定体系。具有上述成份的墨水，经喷墨打印制版设备打印在经阳极氧化处理的铝版表面，形成图像，可直接上机印刷，或经一定温度下烤版后再上机印刷，可提高耐印力。本发明的喷墨墨水配方简单，打印流畅，不易堵喷头，具有优异的适应性，制得的印版分辨率高，耐印力强，为喷墨打印计算机直接制版技术提供了一种高效、环保的制版墨水。

Description

喷墨打印计算机直接制版用纳米颜料墨水及其制备方法

技术领域

本发明属于喷墨墨水领域，特别涉及具有良好耐印力和分辨率的喷墨打印计算机直接制版用环境友好型纳米颜料墨水及其制备方法。

背景技术

喷墨打印计算机直接制版技术(Computer to Plate，CTP)是用喷墨打印设备在版基上直接喷涂成像的技术，喷墨CTP被公认为是CTP技术领域的新秀，很有可能是推动商业印刷向前发展的下一个巨大动力。相对于激光成像和热敏成像，喷墨打印计算机直接制版技术最大的特点是，其分辨率和成像质量受到喷墨制版墨水的制约，因此性能优异、适应性强的喷墨制版墨水的研究至关重要。目前喷墨打印计算机直接制版的方法有两类：一种是喷在阳图PS版上的遮光方式，感光涂层一般是光聚合型的或者是光分解型的，这种方法虽可免去底片，但其余的印刷条件和PS版一样，喷涂之后仍要求进行曝光及显影，仍不能避免环境污染，此种方法所制备的版材耐印力好，但工序相对复杂，成本高，如CN200610011515.7中公开的技术，即是属于此种制版方法；另一种是直接以墨水喷在空白的印版上成像，这种制版方法的优点是操作简单，成本低，所用油墨一般是溶剂型喷墨油墨，目前的缺点是所制版材耐印力低于3万印，分辨率低，成像质量差，只能应用在对分辨率和成像质量要求不高的报纸等领域，如CN200710118701.5中所公开的技术，虽然属于第二种制版技术，但由该技术及其墨水制成的印版耐印力低于3万印，并且该发明的技术中并未提及其最高能达到的分辨率。

因此，顺应CTP技术的发展趋势，开发性能优异、适应性强的喷墨打印计算机直接制版专用墨水，就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种喷墨打印计算机直接制版用环境友好型纳米颜料墨水，使用该墨水经喷墨打印制版设备(可参见CN200510132248.4)打印在经过阳极氧化处理的铝版基上形成转印图文，可直接制得能够满足上机印刷要求的印版，或者经常规烤版后提高耐印力。使用该墨水可同时避免环境污染，降低印刷成本，从而为喷墨打印计算机直接制版技术提供了一种高效、环保的制版墨水。

本发明的目的之二在于提供一种所述喷墨打印计算机直接制版用环境友好型纳米颜料墨水的制备方法。

本发明的喷墨打印计算机直接制版用环境友好型纳米颜料墨水，以质量百分比计，组分和含量为：

亲油性可交联树脂        5％～40％

纳米颜料                2％～10％

保湿剂                  2％～10％

有机溶剂                40％～91％。

所述的亲油性可交联树脂采用热固化交联型酚醛树脂或热固化有机硅树脂。热固化酚醛树脂和热固化有机硅树脂均为商品化树脂，热固化酚醛树脂和热固化有机硅树脂的重均分子量均为1000～10000，优选重均分子量均为3000～5000。

所述的纳米颜料粒子的粒径为20～200纳米，优选粒径为50～100纳米。可以采用球磨分散或超声分散的方法制备(具体可以参考CN200410000322.2来制备，名称为：用于喷墨打印墨水的纳米级无机颜料色浆)。所述的纳米颜料的色调不受限制，可选自包括蓝色纳米颜料、黑色纳米颜料、红色纳米颜料、黄色纳米颜料、绿色纳米颜料等在内的任何一种。

具体而言，优选可以使用蓝色纳米颜料中的有机颜料酞菁蓝，无机颜料中的群蓝、钴蓝、亮蓝等；优选可以使用黑色纳米颜料碳黑；优选可以使用红色纳米颜料中的有机颜料红，无机颜料氧化铁红等；优选可以使用黄色纳米颜料中的有机颜料黄，无机颜料氧化铁黄、钛镍黄等；优选可以使用绿色纳米颜料中的有机颜料酞菁绿等。

进一步更优选使用有机颜料酞菁蓝中的C.I.颜料酞菁蓝15:4等；更优选使用碳黑中的C.I.颜料碳黑6等；更优选使用有机颜料红中的C.I.颜料红122等；更优选使用有机颜料黄中的C.I.颜料黄138等；更优选使用有机颜料酞菁绿中的C.I.颜料酞菁绿G等。

作为制版用墨水，所加入的纳米颜料的主要作用是利用纳米颜料粒子的尺寸效应和界面调节功能，提高印版的耐磨性和耐印力，同时在制版过程中起到显色剂的作用。所以，所加入的纳米颜料只要能够满足上述的粒径要求并均匀分散于体系中，即可在本发明中使用，并不仅限于上述指定颜色的纳米颜料。

所述的保湿剂优选为，但不限于，选自由丙三醇、丙二醇和1，4-丁二醇所组成的组中的至少一种。

所述的有机溶剂优选为快干型环境友好的有机溶剂，例如可以为，但不限于，选自由乙醇、异丙醇和1-丙醇所组成的组中的至少一种。

本发明的喷墨打印计算机直接制版用环境友好型纳米颜料墨水的制备方法是：

按照所述墨水中各组分所占的质量百分比计，将5％～40％的亲油性可交联树脂、2％～10％的纳米颜料、2％～10％的保湿剂以及40％～91％的有机溶剂混合后，室温下连续搅拌，待树脂全部溶解并混合均匀后，采用0.2微米滤膜过滤除去不溶物和/或杂质，得到的滤液即是所述墨水；或

按照所述墨水中各组分所占的质量百分比计，将5％～40％的亲油性可交联树脂、2％～10％的保湿剂以及40％～91％的有机溶剂混合后，室温下连续搅拌，待树脂全部溶解后，加入2％～10％的纳米颜料并经超声分散混合均匀后，采用0.2微米滤膜过滤除去不溶物和/或杂质，得到的滤液即是所述墨水。

所述的室温下连续搅拌时间大约为1～6个小时；超声分散时间一般大约需要10分钟左右，或更长时间以便获得更好的分散效果。

本发明的墨水配方简单，各组分：亲油性可交联树脂、纳米颜料、保湿剂以及有机溶剂均是环境友好材料，经物理分散后即形成稳定体系。用上述成分形成的墨水，经喷墨打印制版设备(可参见CN200510132248.4)喷涂在经阳极氧化处理的铝版基表面，形成转印图文，即可直接上机印刷，或经一定温度下烤版(热固化)后再上机印刷，可提高耐印力。该墨水体系尺度在纳米级，保证了打印过程的流畅，不易堵喷头，具有优异的适应性。亲油性可交联树脂，使得形成的转印图文区性能稳定，亲油性好，有效防止印版在印刷过程的起脏等现象。纳米颜料粒子的尺寸效应和界面调节功能，大大提高了印版的耐磨性，使得耐印力大大提高。使用本发明的墨水可大大简化制版的后处理过程，省略了传统PS版的晒版、显影、水洗等工艺，避免了环境污染，降低了印刷成本。制得的印版，分辨率最高可达到175lpi，耐印力最高超过100000印，为喷墨打印计算机直接制版技术提供了一种高效、环保的制版墨水。

下面结合实例对本发明进行具体描述，由技术常识可知，本发明可通过不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现，因此，下列实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的，所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明所包含。

具体实施方式

实施例1

以质量百分比计，将2％的碳黑纳米颜料(粒径100～150nm)、5％的热固化交联型酚醛树脂(重均分子量3600)、2％的丙三醇和91％的乙醇混合，室温下连续搅拌2小时，待树脂全部溶解并混合均匀后，采用0.2微米滤膜过滤除去不溶物和/或杂质，得到的滤液即是所述墨水。

实施例2

以质量百分比计，将3％的碳黑纳米颜料(粒径50～100nm)、15％的热固化交联型酚醛树脂(重均分子量3600)、10％的丙二醇和72％的乙醇混合，室温下连续搅拌5小时，待树脂全部溶解并混合均匀后，采用0.2微米滤膜过滤除去不溶物和/或杂质，得到的滤液即是所述墨水。

实施例3

以质量百分比计，将10％的热固化交联型酚醛树脂(重均分子量4300)、6％的丙二醇和81％的乙醇混合，室温下连续搅拌3小时，待树脂全部溶解并混合均匀后，加入3％的碳黑纳米颜料(粒径100～150nm)，超声分散30分钟混合均匀后，采用0.2微米滤膜过滤除去不溶物和/或杂质，得到的滤液即是所述墨水。

实施例4

以质量百分比计，将10％的热固化交联型酚醛树脂(重均分子量1800)、6％的丙三醇和79％的异丙醇混合，室温下连续搅拌4小时，待树脂全部溶解并混合均匀后，加入5％的碳黑纳米颜料(粒径100～150nm)，超声分散50分钟混合均匀后，采用0.2微米滤膜过滤除去不溶物和/或杂质，得到的滤液即是所述墨水。

实施例5

以质量百分比计，将20％的热固化交联型酚醛树脂(重均分子量1500)、3％的丙二醇、3％的1，4-丁二醇和69％的乙醇混合，室温下连续搅拌5小时，待树脂全部溶解并混合均匀后，加入5％的有机颜料黄纳米颜料(粒径150～200nm)，超声分散50分钟混合均匀后，采用0.2微米滤膜过滤除去不溶物和/或杂质，得到的滤液即是所述墨水。

实施例6

以质量百分比计，将40％的热固化交联型酚醛树脂(重均分子量1500)、2％的丙三醇和53％的乙醇混合，室温下连续搅拌6小时，待树脂全部溶解并混合均匀后，加入5％的有机颜料酞菁绿纳米颜料(粒径100～150nm)，超声分散50分钟混合均匀后，采用0.2微米滤膜过滤除去不溶物和/或杂质，得到的滤液即是所述墨水。

实施例7

以质量百分比计，将5％的热固化交联型酚醛树脂(重均分子量7000)、6％的丙二醇和86％的乙醇混合，室温下连续搅拌3小时，待树脂全部溶解并混合均匀后，加入3％的有机颜料酞菁蓝纳米颜料(粒径100～150nm)，超声分散30分钟混合均匀后，采用0.2微米滤膜过滤除去不溶物和/或杂质，得到的滤液即是所述墨水。

实施例8

以质量百分比计，将5％的热固化有机硅树脂(重均分子量6300)、3％的丙二醇和90％的乙醇混合，室温下连续搅拌3小时，待树脂全部溶解并混合均匀后，加入2％的群蓝纳米颜料(粒径100～150nm)，超声分散40分钟混合均匀后，采用0.2微米滤膜过滤除去不溶物和/或杂质，得到的滤液即是所述墨水。

实施例9

以质量百分比计，将20％的热固化有机硅树脂(重均分子量4800)、2％的丙二醇和75％的异丙醇混合，室温下连续搅拌5小时，待树脂全部溶解并混合均匀后，加入3％的碳黑纳米颜料(粒径50～100nm)，超声分散60分钟混合均匀后，采用0.2微米滤膜过滤除去不溶物和/或杂质，得到的滤液即是所述墨水。

实施例10

以质量百分比计，将3％的有机颜料红纳米颜料(粒径100～150nm)、10％的热固化有机硅树脂(重均分子量5300)、5％的丙二醇和82％的乙醇混合，室温下连续搅拌5小时，待树脂全部溶解并混合均匀后，采用0.2微米滤膜过滤除去不溶物和/或杂质，得到的滤液即是所述墨水。

实施例11

以质量百分比计，将2％的C.I.颜料碳黑6纳米颜料(粒径100～150nm)、5％的热固化交联型酚醛树脂(重均分子量3600)、2％的丙三醇和91％的乙醇混合，室温下连续搅拌2小时，待树脂全部溶解并混合均匀后，采用0.2微米滤膜过滤除去不溶物和/或杂质，得到的滤液即是所述墨水。

实施例12

以质量百分比计，将20％的热固化交联型酚醛树脂(重均分子量1500)、3％的丙二醇、3％的1，4-丁二醇和69％的乙醇混合，室温下连续搅拌5小时，待树脂全部溶解并混合均匀后，加入5％的C.I.颜料黄138纳米颜料(粒径100～150nm)，超声分散50分钟混合均匀后，采用0.2微米滤膜过滤除去不溶物和/或杂质，得到的滤液即是所述墨水。

实施例13

以质量百分比计，将3％的C.I.颜料红122纳米颜料(粒径100～150nm)、10％的热固化有机硅树脂(重均分子量5300)、5％的丙二醇和82％的乙醇混合，室温下连续搅拌5小时，待树脂全部溶解并混合均匀后，采用0.2微米滤膜过滤除去不溶物和/或杂质，得到的滤液即是所述墨水。

实施例14

以质量百分比计，将40％的热固化交联型酚醛树脂(重均分子量1500)、2％的丙三醇和53％的乙醇混合，室温下连续搅拌6小时，待树脂全部溶解并混合均匀后，加入5％的C.I.颜料酞菁绿G纳米颜料(粒径100～150nm)，超声分散50分钟混合均匀后，采用0.2微米滤膜过滤除去不溶物和/或杂质，得到的滤液即是所述墨水。

实施例15

以质量百分比计，将5％的热固化有机硅树脂(重均分子量6300)、3％的丙二醇和90％的乙醇混合，室温下连续搅拌3小时，待树脂全部溶解并混合均匀后，加入2％的C.I.颜料酞菁蓝15:4纳米颜料(粒径100～150nm)，超声分散40分钟混合均匀后，采用0.2微米滤膜过滤除去不溶物和/或杂质，得到的滤液即是所述墨水。

由上述实施例1～10制备出的墨水，在喷墨打印制版设备(可参见CN200510132248.4)或其升级设备中进行实际制版试验，能够达到98％以上的网点再现率，分辨率最高能达到175lpi，上机印刷时上墨速度快，网点清晰，在印版未经烤版处理的情况下上机印刷，耐印力超过30000印。

由上述实施例11～15制备出的墨水，在喷墨打印制版设备(可参见CN200510132248.4)或其升级设备中进行实际制版试验，能够达到98％以上的网点再现率，分辨率最高能达到175lpi，上机印刷时上墨速度快，网点清晰，印版经烤版处理后上机印刷，耐印力可超过100000印。

Claims (9)

1.一种喷墨打印计算机直接制版用纳米颜料墨水，其特征是，以质量百分比计，组分和含量为：

亲油性可交联树脂    5％～40％

纳米颜料            2％～10％

保湿剂              2％～10％

有机溶剂            40％～91％

所述的亲油性可交联树脂是热固化交联型酚醛树脂或热固化有机硅树脂。

2.根据权利要求1所述的喷墨打印计算机直接制版用纳米颜料墨水，其特征是，所述的热固化交联型酚醛树脂的重均分子量为1000～10000；热固化有机硅树脂的重均分子量为1000～10000。

3.根据权利要求2所述的喷墨打印计算机直接制版用纳米颜料墨水，其特征是，所述的热固化交联型酚醛树脂的重均分子量为3000～5000；热固化有机硅树脂的重均分子量为3000～5000。

4.根据权利要求1所述的喷墨打印计算机直接制版用纳米颜料墨水，其特征是，所述的纳米颜料选自蓝色纳米颜料、黑色纳米颜料、红色纳米颜料、黄色纳米颜料、绿色纳米颜料中的一种。

5.根据权利要求1或4所述的喷墨打印计算机直接制版用纳米颜料墨水，其特征是，纳米颜料粒子的粒径为20～200内米。

6.根据权利要求5所述的喷墨打印计算机直接制版用纳米颜料墨水，其特征是，所述的纳米颜料粒子的粒径为50～100内米。

7.根据权利要求1所述的喷墨打印计算机直接制版用纳米颜料墨水，其特征是，所述的保湿剂为选自由丙三醇、丙二醇和1，4-丁二醇所组成的组中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的喷墨打印计算机直接制版用纳米颜料墨水，其特征是：所述的有机溶剂为选自由乙醇、异丙醇和1-丙醇所组成的组中的至少一种。

9.一种根据权利要求1～8中任意一项所述的喷墨打印计算机直接制版用纳米颜料墨水的制备方法，其特征是：

按照所述墨水中各组分所占的质量百分比计，将5％～40％的亲油性可交联树脂、2％～10％的纳米颜料、2％～10％的保湿剂以及40％～91％的有机溶剂混合后，室温下连续搅拌，待树脂全部溶解并混合均匀后，采用0.2微米滤膜过滤除去不溶物和/或杂质，得到的滤液即是所述墨水；或

按照所述墨水中各组分所占的质量百分比计，将5％～40％的亲油性可交联树脂、2％～10％的保湿剂以及40％～91％的有机溶剂混合后，室温下连续搅拌，待树脂全部溶解后，加入2％～10％的纳米颜料并经超声分散混合均匀后，采用0.2微米滤膜过滤除去不溶物和/或杂质，得到的滤液即是所述墨水。