CN102372947A - 用于喷墨打印直接制版的环保型墨水及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于墨水领域，涉及可用于喷墨打印直接制版技术(CTP)的直接喷墨打印制备印版的环保型墨水及其制备方法。以质量百分比计，将5％～20％的可交联树脂，5％～25％的弱溶剂，55％～90％的去离子水，室温搅拌混合，待可交联树脂全部溶解后，利用滤膜进行多级过滤除去混合液中的不溶物和/或杂质，所得到的滤液即为本发明的墨水。该墨水通过喷墨打印机打印在铝版基表面，形成打印图像并获得喷墨打印直接制备的印版，热固化后形成高分辨率图像，可直接上机印刷，节省了后处理过程，所制得的印版能够达到98％以上的网点再现率和高于175LPI的分辨率，上机印刷结果证明上墨快，网点信息全，耐印力达到五万印张。

Description

用于喷墨打印直接制版的环保型墨水及其制备方法
技术领域
本发明属于墨水领域，涉及提高图像分辨率的环保型墨水，更具体涉及可用于喷墨打印直接制版技术(CTP)的直接喷墨打印制备印版的环保型墨水及其制备方法。
背景技术
近年来代表国际先进印刷制版发展方向的CTP技术省略了传统的感光成像过程，简化了制版工序，但仍未摆脱感光化学成像的思路，后处理仍存在化学废液污染问题。随着国际上很多强制性环保标准的出台，环保型直接制版技术的研究已成为世界印刷前沿领域新的热点。墨水作为喷墨打印直接制版技术的核心材料，目前报道的喷墨墨水包括水溶性墨水溶液、热固油墨、紫外光(UV)固化油墨等，但上述墨水所制印版的印刷品的耐印量(力)在1～2万份，印刷品的成像质量和分辨率低，因此发展一种环保、高分辨率的墨水是决定CTP印刷制版方向的关键。
弱溶剂墨水是近年来很受欢迎的溶剂墨水，主要原因是弱溶剂墨水不但味道很低而且墨水颗粒很细，喷墨打印的画面精美。弱溶剂墨水的最大特点是对环境的友好性，主要体现在可挥发物(VOC)的减少和不再采用许多有毒害的有机溶剂(比如环己酮、丁酮等溶剂)，在弱溶剂墨水的生产车间不再需要通风装置。弱溶剂墨水在发达国家很受欢迎，传统溶剂墨水在欧洲和美国几乎找不到市场。弱溶剂墨水已成为墨水行业发展的必然趋势[戴斌，乔旭，丙二醇醚酯类溶剂的生产及发展，安徽化工，2007，33，3，4-6.]。弱溶剂墨水介于水性和溶剂型墨水之间，兼顾两者的优点，具有环保、高精度和户外耐侯性。但是由于弱溶剂墨水的主要成分：二元醇醚酯类溶剂生产的工艺复杂，生产流程长，导致此类溶剂的市场供应较少，成本相对较高。水性墨水的主要特点是成本低廉、没有污染，印刷品色彩鲜艳，但是因为其主要组分水的挥发速度慢，由水性墨水喷墨打印的画面不易干燥和被介质吸收，使其主要应用于纸张以及各种纤维类(布)为底材、有涂层的介质上。通常由水性墨水制作的画面因为耐侯性差而主要应用在户内。本发明通过水与特定弱溶剂混合作为墨水的溶剂，进一步降低墨水中弱溶剂带来的毒性，并兼顾精度和户外耐候性，制备低成本、高环保性能的墨水。
发明内容
本发明的目的之一在于克服现有喷墨CTP方法中的缺陷，解决限制喷墨CTP大力发展和应用的问题，从而提供一种用于喷墨打印直接制版技术的直接喷墨打印制备印版的环保型墨水，使用该墨水在铝版基表面上打印，可进行制版，制得的印版具有良好的耐印力和图像分辨率。
本发明的目的之二在于提供用于喷墨打印直接制版的环保型墨水的制备方法。
用于喷墨打印制备印版的基底---铝版基具有高比表面能，无机溶液和有机溶液均能在其表面有很好的铺展和浸润，因此一般的喷墨墨水打印到铝版基表面上形成图文时墨水扩散严重，图像分辨率相对较低。本发明利用水体系的高表面能，能确保水与弱溶剂混合的墨水体系在喷墨打印过程中形成的喷射墨点小，形状均一(墨水的表面张力高会促进墨水喷射过程中的液滴形成与形状)；同时利用弱溶剂的挥发和高精度性能，有效降低墨水在铝版基的高比表面能表面上的扩散，提高图像分辨率。
本发明的用于喷墨打印直接制版的环保型墨水是由可交联树脂及混合溶剂制备得到的，将该墨水通过喷墨打印机打印在铝版基表面，形成打印图像并获得喷墨打印直接制备的印版，热固化后形成高分辨率图像，可直接上机印刷，节省了后处理过程，获得了高质量喷墨打印印版。
本发明的用于喷墨打印直接制版并能提高图像分辨率的环保型墨水，是通过多级过滤方法除去制备墨水混合液中不溶物和/或杂质后得到的滤液，以质量百分比计，该墨水的组分及含量为：
可交联树脂    5％～20％
弱溶剂        5％～25％
去离子水      55％～90％
所述的可交联树脂选自市售的环氧树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇树脂等所组成的组中的至少一种。这些树脂存在热固化方式，只能在达到一定温度后才能固化，不会出现在使用过程中墨水交联而造成喷墨打印机的打印喷头堵塞。
所述的弱溶剂选自丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚醋酸酯、丙二醇单甲醚丙酸酯、丙二醇单甲醚丁酸酯等所组成的组中的至少一种。
所述的去离子水的电导率优选为电导率低于10微西门子/厘米。
本发明的用于喷墨打印直接制版并能提高图像分辨率的环保型墨水的制备方法是：以质量百分比计，将5％～20％的可交联树脂，5％～25％的弱溶剂，55％～90％的去离子水，室温搅拌混合，待可交联树脂全部溶解后，利用滤膜进行多级过滤除去混合液中的不溶物和/或杂质，所得到的滤液即为本发明所述的墨水。
由于所述墨水中可交联树脂具有良好的双亲性和热固化性能，水具有挥发慢的特点，保证了墨水不容易挥发干涸，弱溶剂具有符合喷墨打印机的基本物理性能，基本符合喷墨打印墨水行业标准(QB/T 2730.1-2005)，从而所制备的墨水具有扩散性能适中、印版分辨率高、墨迹亲油性好、上墨迅速和耐印力高的性能。
本发明的墨水打印到铝版基上，在150℃下固化2分钟，即得到高分辨率可直接上机印刷的印版，不需其它化学处理。
本发明的墨水在计算机直接喷墨打印制版CTP7600制版系统(如可参考中国发明专利CN：200510132248.4，发明名称：一种利用喷墨成像原理的CTP直接制版方法和设备)中使用，所制得的印版能够达到98％以上的网点再现率和高于175LPI的分辨率，上机印刷结果证明上墨快，网点信息全，耐印力达到五万印张。
附图说明
图1为本发明实施例1的墨水在铝版基表面打印形成图案的显微镜照片。
图2为本发明实施例2的墨水在铝版基表面打印形成图案的电镜照片。
具体实施方式
以下实施例中墨水在铝版基表面打印形成图案的显微镜照片采用显微镜(Olympus BX51正置显微镜)及连接到显微镜上的图像传感器CCD(中国，唯视图像有限公司MicroVision MV-VS 078FC)进行观察和图像记录。墨水在铝版基表面打印形成图案的电镜照片采用场发射电子显微镜观察，(日本，JEOL JSM-6700)。
实施例1
将构成墨水总质量5％的聚乙烯醇树脂(北京东方石油化工有限公司有机化工厂)、5％的丙二醇单甲醚及90％的去离子水(电导率低于10微西门子/厘米)在室温下搅拌混合，待聚乙烯醇树脂全部溶解后利用滤膜进行多级过滤除去溶液中的不溶物和/或杂质，得到的滤液为所述的墨水。
取上述制备得到的墨水在计算机直接喷墨打印制版CTP7600制版系统(具体可参考中国发明专利CN：200510132248.4，发明名称：一种利用喷墨成像原理的CTP直接制版方法和设备)中使用，所制得的印版能够达到98％以上的网点再现率和高于175LPI的分辨率，耐印力达到五万印张。在显微镜观察下，显示所制得的印版由微观墨点组成，如图1所示。
实施例2
将构成墨水总质量20％的酚醛树脂(唐山金沙化工有限公司)、25％的丙二醇单甲醚及55％的去离子水(电导率低于10微西门子/厘米)在室温下搅拌混合，待酚醛树脂全部溶解后利用滤膜进行多级过滤除去溶液中的不溶物和/或杂质，得到的滤液为所述的墨水。
取上述制备得到的墨水在计算机直接喷墨打印制版CTP7600制版系统(具体可参考中国发明专利CN：200510132248.4，发明名称：一种利用喷墨成像原理的CTP直接制版方法和设备)中使用，所制得的印版能够达到98％以上的网点再现率和高于175LPI的分辨率，耐印力达到五万印张。在电子显微镜观察下，所制得的印版的墨点如图2所示。
实施例3
将构成墨水总质量10％的酚醛树脂、15％的丙二醇单甲醚及75％的去离子水(电导率低于10微西门子/厘米)在室温下搅拌混合，待酚醛树脂全部溶解后利用滤膜进行多级过滤除去溶液中的不溶物和/或杂质，得到的滤液为所述的墨水。
实施例4
将构成墨水总质量10％的环氧树脂(上海绿嘉水性涂料有限公司)、15％的丙二醇单甲醚醋酸酯及75％的去离子水(电导率低于10微西门子/厘米)在室温下搅拌混合，待环氧树脂全部溶解后利用滤膜进行多级过滤除去溶液中的不溶物和/或杂质，得到的滤液为所述的墨水。
实施例5
将构成墨水总质量15％的聚乙烯醇树脂、15％的丙二醇单甲醚及70％的去离子水(电导率低于10微西门子/厘米)在室温下搅拌混合，待聚乙烯醇树脂全部溶解后利用滤膜进行多级过滤除去溶液中的不溶物和/或杂质，得到的滤液为所述的墨水。
实施例6
将构成墨水总质量15％的聚乙烯醇树脂与酚醛树脂的混合物(聚乙烯醇树脂与酚醛树脂的质量比为1∶1)、25％的丙二醇单甲醚及60％的去离子水(电导率低于10微西门子/厘米)在室温下搅拌混合，待聚乙烯醇树脂与酚醛树脂全部溶解后利用滤膜进行多级过滤除去溶液中的不溶物和/或杂质，得到的滤液为所述的墨水。
实施例7
将构成墨水总质量10％的聚乙烯醇树脂与酚醛树脂的混合物(聚乙烯醇树脂与酚醛树脂的质量比为2∶1)、25％的丙二醇单甲醚及65％的去离子水(电导率低于10微西门子/厘米)在室温下搅拌混合，待聚乙烯醇树脂与酚醛树脂全部溶解后利用滤膜进行多级过滤除去溶液中的不溶物和/或杂质，得到的滤液为所述的墨水。
实施例8
将构成墨水总质量15％的酚醛树脂、15％的丙二醇单甲醚醋酸酯及70％的去离子水(电导率低于10微西门子/厘米)在室温下搅拌混合，待酚醛树脂全部溶解后利用滤膜进行多级过滤除去溶液中的不溶物和/或杂质，得到的滤液为所述的墨水。
实施例9
将构成墨水总质量20％的酚醛树脂、15％的丙二醇单甲醚丙酸酯及65％的去离子水(电导率低于10微西门子/厘米)在室温下搅拌混合，待酚醛树脂全部溶解后利用滤膜进行多级过滤除去溶液中的不溶物和/或杂质，得到的滤液为所述的墨水。
实施例10
将构成墨水总质量20％的酚醛树脂、25％的丙二醇单甲醚丁酸酯及55％的去离子水(电导率低于10微西门子/厘米)在室温下搅拌混合，待酚醛树脂全部溶解后利用滤膜进行多级过滤除去溶液中的不溶物和/或杂质，得到的滤液为所述的墨水。
实施例11
将构成墨水总质量15％的环氧树脂、15％的丙二醇单甲醚丙酸酯及70％的去离子水(电导率低于10微西门子/厘米)在室温下搅拌混合，待环氧树脂全部溶解后利用滤膜进行多级过滤除去溶液中的不溶物和/或杂质，得到的滤液为所述的墨水。
实施例12
将构成墨水总质量20％的环氧树脂、25％的丙二醇单甲醚丁酸酯及55％的去离子水(电导率低于10微西门子/厘米)在室温下搅拌混合，待环氧树脂全部溶解后利用滤膜进行多级过滤除去溶液中的不溶物和/或杂质，得到的滤液为所述的墨水。
实施例13
将构成墨水总质量10％的环氧树脂、25％的丙二醇单甲醚与丙二醇单甲醚醋酸酯的混合物(丙二醇单甲醚与丙二醇单甲醚醋酸酯的质量比为1∶1)及65％的去离子水(电导率低于10微西门子/厘米)在室温下搅拌混合，待环氧树脂全部溶解后利用滤膜进行多级过滤除去溶液中的不溶物和/或杂质，得到的滤液为所述的墨水。
实施例14
将构成墨水总质量10％的酚醛树脂、25％的丙二醇单甲醚与丙二醇单甲醚丙酸酯的混合物(丙二醇单甲醚与丙二醇单甲醚丙酸酯的质量比为1∶1)及65％的去离子水(电导率低于10微西门子/厘米)在室温下搅拌混合，待酚醛树脂全部溶解后利用滤膜进行多级过滤除去溶液中的不溶物和/或杂质，得到的滤液为所述的墨水。
实施例15
将构成墨水总质量15％的酚醛树脂、20％的丙二醇单甲醚与丙二醇单甲醚丁酸酯的混合物(丙二醇单甲醚与丙二醇单甲醚丁酸酯的质量比为1∶1)及65％的去离子水(电导率低于10微西门子/厘米)在室温下搅拌混合，待酚醛树脂全部溶解后利用滤膜进行多级过滤除去溶液中的不溶物和/或杂质，得到的滤液为所述的墨水。
实施例16
将构成墨水总质量10％的环氧树脂、25％的丙二醇单甲醚醋酸酯与丙二醇单甲醚丙酸酯的混合物(丙二醇单甲醚醋酸酯与丙二醇单甲醚丙酸酯的质量比为1∶2)及65％的去离子水(电导率低于10微西门子/厘米)在室温下搅拌混合，待环氧树脂全部溶解后利用滤膜进行多级过滤除去溶液中的不溶物和/或杂质，得到的滤液为所述的墨水。
实施例17
将构成墨水总质量15％的酚醛树脂、25％的丙二醇单甲醚醋酸酯与丙二醇单甲醚丁酸酯的混合物(丙二醇单甲醚醋酸酯与丙二醇单甲醚丁酸酯的质量比为2∶1)及60％的去离子水(电导率低于10微西门子/厘米)在室温下搅拌混合，待酚醛树脂全部溶解后利用滤膜进行多级过滤除去溶液中的不溶物和/或杂质，得到的滤液为所述的墨水。
实施例18
将构成墨水总质量15％的酚醛树脂，及构成墨水总质量20％的丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚醋酸酯与丙二醇单甲醚丁酸酯的混合物(丙二醇单甲醚∶丙二醇单甲醚醋酸酯∶丙二醇单甲醚丁酸酯的质量比为1∶1∶2)，和构成墨水总质量的65％的去离子水(电导率低于10微西门子/厘米)在室温下搅拌混合，待酚醛树脂全部溶解后利用滤膜进行多级过滤除去溶液中的不溶物和/或杂质，得到的滤液为所述的墨水。

Claims (4)

1.一种用于喷墨打印直接制版的环保型墨水，其特征是，以质量百分比计，该墨水的组分及含量为：
可交联树脂    5％～20％
弱溶剂        5％～25％
去离子水      55％～90％
所述的可交联树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇树脂所组成的组中的至少一种；
所述的弱溶剂选自丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚醋酸酯、丙二醇单甲醚丙酸酯、丙二醇单甲醚丁酸酯所组成的组中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的用于喷墨打印直接制版的环保型墨水，其特征是：所述的去离子水的电导率低于10微西门子/厘米。
3.一种根据权利要求1或2所述的用于喷墨打印直接制版的环保型墨水的制备方法，其特征是，以质量百分比计，将5％～20％的可交联树脂，5％～25％的弱溶剂，55％～90％的去离子水，室温搅拌混合，待可交联树脂全部溶解后，利用滤膜进行多级过滤除去混合液中的不溶物和/或杂质，所得到的滤液即为所述的墨水；
所述的可交联树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇树脂所组成的组中的至少一种；
所述的弱溶剂选自丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚醋酸酯、丙二醇单甲醚丙酸酯、丙二醇单甲醚丁酸酯所组成的组中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是：所述的去离子水的电导率低于10微西门子/厘米。
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