CN102031039A - 喷墨打印直接制版用热固化墨水及其制备方法和应用 - Google Patents

喷墨打印直接制版用热固化墨水及其制备方法和应用 Download PDF

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邝旻翾
周海华
宋延林
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本发明涉及印刷制版墨水领域,具体涉及印刷制版用热固化墨水,更具体涉及喷墨打印直接制版用热固化墨水及其制备方法和应用。将热固性树脂5~30wt%、热塑性树脂0.1~20wt%、纳米级或微米级染料0.01~5wt%、助剂0~5wt%和余量的主体有机溶剂混合,室温搅拌,利用球磨法分散,过滤除去粒径超过10μm的颗粒及杂质,滤液为热固化墨水。通过计算机控制的喷墨打印机将热固化墨水喷涂在版基表面上形成图像,然后将版基加热至90~300℃,使热固性和热塑性树脂混合物交联固化,由此提高了所得印版的图像部分耐含醇洁版膏擦拭的能力;印版在上机印刷时具有良好的印刷适性及较高的耐印力,印刷品图像的分辨率较好。

Description

喷墨打印直接制版用热固化墨水及其制备方法和应用技术领域[0001] 本发明涉及印刷制版墨水领域,具体涉及印刷制版用热固化墨水,更具体涉及用 于喷墨打印直接制版技术中的热固化墨水及其制备方法和应用。背景技术[0002] 喷墨打印直接制版技术(Inkjet Computer To Plate),是利用喷墨打印设备将特 殊的制版墨水喷在金属版基或聚合物版基上形成图像的制版技术。此项技术所用制版墨 水一般是弱溶剂型墨水,研究发现墨水和版基的相互作用对上机印刷的适性、印版的耐印 力和图像的分辨率起决定性作用。目前喷墨打印直接制版墨水有含纳米粒子的耐磨墨水 (CN200610011820. 6)及含亲油性可交联树脂、纳米染料的墨水(CN200810239165. 9),这两 个发明中的墨水分别提高了图像的耐磨性和分辨率,以及印版的耐印力。但印版在上机印 刷中,印版中的图文区用含醇的洁版膏擦拭时易发生图像掉版,使印刷的质量下降,影响了 印版耐印力的进一步提高,印刷品图像的分辨率也受到较大的影响。因此研发与版基结合 力好,具有耐洁版膏擦拭性能的喷墨打印直接制版墨水对进一步提高印版的印刷适性,提 高印版的耐印力和图像的分辨率至关重要。发明内容[0003] 本发明的目的之一在于提供一种用于喷墨打印直接制版技术的热固化墨水。[0004] 本发明的目的之二在于提供一种用于喷墨打印直接制版技术的热固化墨水的制 备方法。[0005] 本发明的目的之三在于提供一种用于喷墨打印直接制版技术的热固化墨水的应用。[0006] 本发明的喷墨打印直接制版用热固化墨水是过滤除去制备热固化墨水的混合液 中粒径超过10 μ m的颗粒及杂质后得到的滤液,其组成及含量为:[0007] 热固性树脂 5 〜30wt%[0008] 热塑性树脂 0. 1 〜20wt%[0009] 纳米级或微米级染料 0. 01 〜5wt%[0010] 助剂 0 〜5wt%[0011] 主体有机溶剂 余量[0012] 所述的热固性树脂选自热固性聚丙烯酉 針对脂、热固性聚甲基丙烯酸树脂、热固性聚丙烯酸树脂的酯化物、热固性聚甲基丙烯酸树脂的酯化物、热固性聚酰亚胺树脂、热固性 有机硅树脂、热固性聚酯树脂、热固性环氧树脂、热固性含羟甲基的酚醛树脂、热固性聚氨 酯、热固性苯并噁嗪树脂、热固性醇酸树脂等所组成的组中的至少一种。 [0013] 所述的热固性聚丙烯酸树脂的酯化物包括聚丙烯酸树脂与碳原子数< 5的一元 醇的酯化反应产物;热固性聚甲基丙烯酸树脂的酯化物包括聚甲基丙烯酸树脂与碳原子数 ^5的一元醇的酯化反应产物。[0014] 所述的热塑性树脂选自热塑性酚醛树脂、热塑性聚丙烯、热塑性聚氯乙烯、热塑性 聚苯乙烯、热塑性聚碳酸酯、热塑性聚苯醚、热塑性聚砜、热塑性橡胶、热塑性聚甲基丙烯酸 甲酯、热塑性聚酯树脂、热塑性聚酰胺、热塑性环氧树脂等所组成的组中的至少一种。[0015] 本发明中添加的染料为纳米级或微米级,使打印图像的网点清晰可测,为印版的 印刷提供了判断标准。所述的纳米级或微米级染料的颗粒直径在10〜3000nm之间。所述 的染料可选自酸性染料、活性染料或碱性染料等在内的任一种颜色的染料。[0016] 所述的染料优选使用酸性染料中的染料酸性蓝9、染料酸性蓝9SF或染料酸性黄 23SF等;优选使用活性染料中的黑色染料SP系列或活性黑中的一种;优选使用碱性染料中 的蓝色染料中的碱性艳兰或维多利亚兰等在内的任何一种。[0017] 所述的助剂选自阳离子固色剂、消泡剂、抗氧化剂所组成的组中的至少一种。[0018] 所述的阳离子固色剂选自聚乙烯亚胺、聚乙烯胺、聚二烯丙基二甲基氯化铵等所 组成的组中的至少一种。[0019] 所述的消泡剂是有机硅氧烷、聚醚或它们的混合物等。[0020] 所述的抗氧化剂是多元醇的酯,其是多元醇与脂肪酸按摩尔比1 : 1反应后得到 的。多元醇优选选自丙二醇、丙三醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、双季戊四醇等中 的一种。[0021] 所述的主体有机溶剂选自甲苯、苯、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、乙二醇单甲 醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单正丁醚、乙二醇二甲醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇 甲醚醋酸酯、异丙醇、乙醇、N,N-二甲基苯胺、正己烷、乙酸仲丁酯、N,N-二甲基甲酰胺与 LiCl、NaCl或KCl中的一种的混合物、汽油、二氧六环等所组成的组中的至少一种;其中:N, N-二甲基甲酰胺与LiCl、NaCl或KCl的混合物中,LiCl、NaCl或KCl的含量为3〜5wt%。[0022] 本发明的喷墨打印直接制版用热固化墨水的制备方法:将热固性树脂5〜 30wt%、热塑性树脂0. 1〜20wt%、纳米级或微米级染料0. 01〜5wt%、助剂0〜5衬%和 余量的主体有机溶剂混合,室温搅拌,利用球磨法分散,过滤除去粒径超过10 μ m的颗粒及 杂质,滤液为热固化墨水。所述的室温搅拌的时间优选为1〜12小时。[0023] 本发明的喷墨打印直接制版用热固化墨水可通过计算机控制的喷墨打印机将热 固化墨水喷涂在版基(包括经阳极氧化处理的铝版基或非电化学阳极氧化处理的铝版基 (见CN200810239265. 1))表面上形成图像,然后将喷涂有热固化墨水的版基加热至90〜 300°C,使热固性和热塑性树脂混合物交联固化,由此提高了所得印版的图像部分耐含醇的 洁版膏擦拭的能力;所得印版可直接上机印刷,不必经显影、定影等后处理过程。[0024] 本发明的热固化墨水具有良好的印刷适性,使用本发明的热固化墨水制作喷墨打 印直接制版的印版时提高了印版的耐印力,印刷品图像的分辨率较好。[0025] 下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明。具体实施方式[0026] 实施例1[0027] 将占热固化墨水总量20wt %的热固性环氧树脂,2wt %的热塑性聚酰胺,5wt %的 染料酸性蓝9 (颗粒直径:2000nm),Iwt %的聚乙烯胺,及余量为N,N- 二甲基甲酰胺与LiCl 的混合物(混合物中LiCl含量为3wt%)混合;室温搅拌5小时,利用球磨法分散,过滤除去粒径超过10 μ m的颗粒及杂质,滤液为热固化墨水。[0028] 实施例2[0029] 将占热固化墨水总量30wt %的热固性环氧树脂,Iwt %的热塑性酚醛树脂, 0. Olwt %的黑色染料SP (颗粒直径:3000nm),5wt %的聚乙烯亚胺,及余量为乙二醇二甲醚 混合;室温搅拌1小时,利用球磨法分散,过滤除去粒径超过10 μ m的颗粒及杂质,滤液为热 固化墨水。[0030] 实施例3[0031] 将占热固化墨水总量5wt%的热固性聚丙烯酸树脂,20wt%的热塑性环氧树脂, 0.01wt%的碱性艳兰(颗粒直径:10nm),及余量为乙二醇单甲醚混合;室温搅拌12小时, 利用球磨法分散,过滤除去粒径超过10 μ m的颗粒及杂质,滤液为热固化墨水。[0032] 实施例4[0033] 将占热固化墨水总量15wt%的热固性聚酰亚胺树脂,0. Iwt%的热塑性聚酯树脂, 的活性黑(颗粒直径:30nm),5wt%的有机硅氧烷,及余量为丙二醇甲醚醋酸酯混合;室温搅拌8小时,利用球磨法分散,过滤除去粒径超过10 μ m的颗粒及杂质,滤液为热固化墨水。[0034] 实施例5[0035] 将占热固化墨水总量15wt%的热固性聚甲基丙烯酸树脂,0. 的热塑性聚丙 烯,Iwt%的维多利亚兰(颗粒直径:100nm),0. 2wt%的聚醚,及余量为甲苯混合;室温搅拌 10小时,利用球磨法分散,过滤除去粒径超过10 μ m的颗粒及杂质,滤液为热固化墨水。[0036] 实施例6[0037] 将占热固化墨水总量5wt%的热固性有机硅树脂,0. 3wt%的热塑性橡胶,Iwt%的 染料酸性黄23SF(颗粒直径:1000nm),5Wt%的丙三醇的酯,及余量为乙二醇单乙醚:汽油 的体积比=5 : 1的混合液混合;室温搅拌10小时,利用球磨法分散,过滤除去粒径超过 10 μ m的颗粒及杂质,滤液为热固化或热交联墨水。[0038] 实施例7[0039] 将占热固化墨水总量5wt%的热固性聚丙烯酸树脂与甲醇的反应产物(反应物投 料时,热固性聚丙烯酸树脂:甲醇的摩尔比为1 : 1),0.3衬%的热塑性环氧树脂,1衬%的 碱性艳兰(颗粒直径:2000nm),0. Iwt %的聚二烯丙基二甲基氯化铵,及余量为丙二醇单甲 醚混合;室温搅拌9小时,利用球磨法分散,过滤除去粒径超过10 μ m的颗粒及杂质,滤液为 热固化墨水。[0040] 实施例8[0041] 将占热固化墨水总量25wt%的热固性聚甲基丙烯酸树脂与甲醇的反应产物(反 应物投料时,热固性聚甲基丙烯酸树脂:甲醇的摩尔比为1 : 3),0. 的热塑性聚氯乙 烯,2wt%的染料酸性蓝9SF(颗粒直径:500nm)及余量为苯:二氯甲烷的体积比=1 : 5的 混合液混合;室温搅拌12小时,利用球磨法分散,过滤除去粒径超过10 μ m的颗粒及杂质, 滤液为热固化墨水。[0042] 实施例9[0043] 将占热固化墨水总量20wt %的热固性聚酯树脂,0. 3wt %的热塑性聚苯乙烯, 0.02wt%的黑色染料SP(颗粒直径:3000nm),及余量为三氯甲烷:四氯化碳的体积比=1 : 1的混合液混合;室温搅拌6小时,利用球磨法分散,过滤除去粒径超过10 μ m的颗粒 及杂质,滤液为热固化墨水。[0044] 实施例10[0045] 将占热固化墨水总量15wt%的热固性酚醛树脂,0. 5wt%的热塑性聚甲基丙烯酸 甲酯,Iwt %的黑色染料SP (颗粒直径:2000nm),Iwt%的季戊四醇的酯,及余量为乙二醇单 乙醚混合;室温搅拌8小时,利用球磨法分散,过滤除去粒径超过10 μ m的颗粒及杂质,滤液 为热固化墨水。[0046] 实施例11[0047] 将占热固化墨水总量10wt%的热固性聚氨酯,的热塑性聚碳酸酯,3wt%的 酸性蓝9 (颗粒直径:800nm),及余量为乙二醇单正丁醚混合;室温搅拌6小时,利用球磨法 分散,过滤除去粒径超过10 μ m的颗粒及杂质,滤液为热固化墨水。[0048] 实施例12[0049] 将占热固化墨水总量20wt %的热固性苯并噁嗪树脂,1 Owt %的热塑性聚苯醚, 0. 03wt%的黑色染料SP (颗粒直径:900nm),及余量为苯混合;室温搅拌12小时,利用球磨 法分散,过滤除去粒径超过10 μ m的颗粒及杂质,滤液为热固化墨水。[0050] 实施例13[0051] 将占热固化墨水总量20wt%的热固性聚丙烯酸树脂与戊醇的反应产物(反应物 投料时,热固性聚丙烯酸树脂:戊醇的摩尔比为1 : 2),10wt%的热塑性聚砜,的染 料酸性黄23SF(颗粒直径:2000nm),20Wt%的异丙醇,及余量为二氯甲烷混合;室温搅拌10 小时,利用球磨法分散,过滤除去粒径超过IOym的颗粒及杂质,滤液为热固化墨水。[0052] 实施例14[0053] 将占热固化墨水总量20wt%的热固性聚甲基丙烯酸树脂与甲醇的反应产物(反 应物投料时,热固性聚甲基丙烯酸树脂:甲醇的摩尔比为1 : 3),#t%的热塑性橡胶, 0. 5wt%的酸性蓝9(颗粒直径:10nm),10wt%的正己烷,及余量为乙酸仲丁酯混合;室温搅 拌12小时,利用球磨法分散,过滤除去粒径超过10 μ m的颗粒及杂质,滤液为热固化墨水。[0054] 实施例15[0055] 将占热固化墨水总量15wt%的热固性醇酸树脂,IOwt %的热塑性环氧树脂, 0. 0Iwt %的N, N- 二甲基苯胺,0. 0Iwt %的黑色染料SP (颗粒直径:3000nm),IOwt %的乙醇, 及余量为乙二醇单甲醚混合;室温搅拌4小时,利用球磨法分散,过滤除去粒径超过10 μ m 的颗粒及杂质,滤液为热固化墨水。[0056] 实施例16[0057] 将占热固化墨水总量30wt%的热固性聚甲基丙烯酸树脂与戊醇的反应产物(反 应物投料时,热固性聚甲基丙烯酸树脂:戊醇的摩尔比为1 : l),5wt%的热塑性环氧树 脂,0. (Mwt %的黑色染料SP (颗粒直径:200nm),及余量为乙二醇单乙醚混合;室温搅拌3 小时,利用球磨法分散,过滤除去粒径超过10 μ m的颗粒及杂质,滤液为热固化墨水。[0058] 将上述实施例1〜16制备的喷墨打印直接制版用热固化墨水,分别利用喷墨打印 机喷涂在经阳极氧化处理的铝版基或非电化学阳极氧化处理的铝版基上形成图像;然后将 喷涂有热固化墨水的铝版基经90〜300°C烤版,使热固性和热塑性树脂混合物交联固化, 将经上述处理后的印版上机印刷,通过检测,印版的印刷适性优良且耐印力不低于10000张,最佳可达130000张左右,印版图文中线的分辨率不低于20 μ m,最佳可达10 μ m,3〜 99%的网点可完整清晰。

Claims (10)

1. 一种喷墨打印直接制版用热固化墨水,该热固化墨水是过滤除去制备热固化墨水的 混合液中粒径超过IOym的颗粒及杂质后得到的滤液,其特征是:所述的热固化墨水的组 成及含量为:所述的助剂选自阳离子固色剂、消泡剂、抗氧化剂所组成的组中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的喷墨打印直接制版用热固化墨水,其特征是:所述的热固性 树脂选自热固性聚丙烯酸树脂、热固性聚甲基丙烯酸树脂、热固性聚丙烯酸树脂的酯化物、 热固性聚甲基丙烯酸树脂的酯化物、热固性聚酰亚胺树脂、热固性有机硅树脂、热固性聚酯 树脂、热固性环氧树脂、热固性含羟甲基的酚醛树脂、热固性聚氨酯、热固性苯并噁嗪树脂、 热固性醇酸树脂所组成的组中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的喷墨打印直接制版用热固化墨水,其特征是:所述的热固性 聚丙烯酸树脂的酯化物包括聚丙烯酸树脂与碳原子数< 5的一元醇的酯化反应产物;所述 的热固性聚甲基丙烯酸树脂的酯化物包括聚甲基丙烯酸树脂与碳原子数< 5的一元醇的 酯化反应产物。
4.根据权利要求1所述的喷墨打印直接制版用热固化墨水,其特征是:所述的热塑性 树脂选自热塑性酚醛树脂、热塑性聚丙烯、热塑性聚氯乙烯、热塑性聚苯乙烯、热塑性聚碳 酸酯、热塑性聚苯醚、热塑性聚砜、热塑性橡胶、热塑性聚甲基丙烯酸甲酯、热塑性聚酯树 脂、热塑性聚酰胺、热塑性环氧树脂所组成的组中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的喷墨打印直接制版用热固化墨水,其特征是:所述的纳米级 或微米级染料的颗粒直径为10〜3000nm。
6.根据权利要求1或5所述的喷墨打印直接制版用热固化墨水,其特征是:所述的染 料选自酸性染料、活性染料或碱性染料中的任一种颜色的染料。
7.根据权利要求1所述的喷墨打印直接制版用热固化墨水,其特征是:所述的阳离子 固色剂选自聚乙烯亚胺、聚乙烯胺、聚二烯丙基二甲基氯化铵所组成的组中的至少一种;所述的消泡剂是有机硅氧烷、聚醚或它们的混合物;所述的抗氧化剂是多元醇的酯。
8.根据权利要求1所述的喷墨打印直接制版用热固化墨水,其特征是:所述的主体有 机溶剂选自甲苯、苯、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇 单正丁醚、乙二醇二甲醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇甲醚醋酸酯、异丙醇、乙醇、 N,N-二甲基苯胺、正己烷、乙酸仲丁酯、N,N-二甲基甲酰胺与LiCl、NaCl或KCl中的一种 的混合物、汽油、二氧六环所组成的组中的至少一种;其中:N,N- 二甲基甲酰胺与LiCl、NaCl或KCl的混合物中,LiCUNaCl或KCl的含量 为3〜5wt%。
9. 一种根据权利要求1〜8任意一项所述的喷墨打印直接制版用热固化墨水的制备方 法,其特征是:将热固性树脂5〜30wt%、热塑性树脂0. 1〜20wt%、纳米级或微米级染料热固性树脂 热塑性树脂5 〜30wt% 0. 1 〜20wt% 0. 01 〜5wt% 0 〜5wt%纳米级或微米级染料 助剂主体有机溶剂(0. 01〜5wt%、助剂0〜5wt%和余量的主体有机溶剂混合,室温搅拌,利用球磨法分散,过 滤除去粒径超过IOym的颗粒及杂质,滤液为热固化墨水。
10. 一种根据权利要求1〜8任意一项所述的喷墨打印直接制版用热固化墨水的应用, 其特征是:将热固化墨水喷涂在版基表面上形成图像,然后将喷涂有热固化墨水的版基加 热至90〜300°C,使热固性和热塑性树脂混合物交联固化。
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