CN114729217B

CN114729217B - 水性颜料浓缩物、水性喷墨油墨及其用途

Info

Publication number: CN114729217B
Application number: CN202080082376.5A
Authority: CN
Inventors: 尤里·格纳秋克; 克里斯托夫·卢梅茨伯格; 迪特尔·霍尔茨英格尔
Original assignee: Tiger Coatings GmbH and Co KG
Current assignee: Tiger Coatings GmbH and Co KG
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2020-11-27
Publication date: 2024-03-19
Anticipated expiration: 2040-11-27
Also published as: EP4065653A1; EP4065653B1; EP4065653C0; CN114729217A; EP3828241A1; WO2021105443A1; US20220363928A1

Abstract

本发明提供了一种水性颜料浓缩物，所述水性颜料浓缩物包括一种或多种颜料，其中所述水性颜料浓缩物中的总颜料浓度为5至40wt.％，一种或多种颜料分散剂，其中所述水性颜料浓缩物中的总颜料分散剂浓度为0.5至5wt.％，亲水‑亲油平衡(HLB)值为至少(12)的一种或多种非离子表面活性剂，其中所述水性颜料浓缩物中的HLB值至少为(12)的非离子表面活性剂的总浓度为0.1至10wt.％，以及作为余量的水。还提供了包含所述水性颜料浓缩物的水性油墨，以及其用于喷墨印刷的用途，优选在瓦楞纸板上或在用于生产瓦楞纸板的衬垫上印刷。

Description

水性颜料浓缩物、水性喷墨油墨及其用途

技术领域

本申请涉及喷墨印刷的领域。在本申请的一个方面，提供了水性颜料浓缩物。在本申请的第二个方面，提供了包含根据第一方面的颜料浓缩物的水性喷墨油墨。在第三方面，提供了油墨用于喷墨印刷的用途。

背景技术

通过将至少一个瓦楞纸片材和一个或两个平板纸片材粘合而生产瓦楞纸板。可以使用多达七个纸片材来生产瓦楞纸板(产生所谓的三层瓦楞纸板)。瓦楞纸板通常特征在于以下最关键的特性：轻质纸在形成瓦楞并与平板纸粘合在一起时获得非凡的稳定性/刚性，从而形成中空结构。以该方式，可以生产用于各种应用，特别是包装应用的由纸制成的稳定、轻质的材料。

如今，瓦楞纸板在不同领域中用作包装材料。除了不同商品的包装外，初级或二级包装属于瓦楞纸板的主要用途。

用于包装应用的瓦楞纸板的主要部分需要装饰性外观，其通常通过应用装饰性印刷来实现。用于包装应用的大多数瓦楞纸板都通过模拟柔版印刷来装饰，无论是单色还是多色。柔版印刷所需的印刷滚筒的制造非常复杂和昂贵，因此只有在大量相同设计的印刷部件时才能在经济上是合算的。一旦需要对印刷设计进行任何改变，就需要制造新的印刷滚筒。

当印刷样品的数量较少/减少时，只有数字印刷是可用于不同基材的工业相关的替代印刷技术。在数字印刷技术中，喷墨印刷最常用于包装材料的装饰。在喷墨印刷中，(一个或多个)印刷头可以根据电子图案在基材上进行驱动，或者可以固定在基材(其通常由传送系统移动通过机器)上方，从而在通过(一个或多个)印刷头一次(单程印刷)或重复通过(多程印刷)时在基材上产生图像。

喷墨印刷也是在瓦楞纸板上进行印刷的常用方法，尤其是在使用所谓的预印刷技术(在制造瓦楞纸板之前将印刷应用于纸片材)和/或所谓的后印刷技术(将印刷应用到现成的瓦楞纸板上)时。

一种较新的方法是将印刷单元(通常是喷墨印刷单元)集成到也称为瓦楞纸机(参见例如DE 10 2013202 871A1或WO 2014/128115 A1)的瓦楞纸板制造机器中，或瓦楞纸板生产线中的印刷单元(通常是喷墨印刷单元)和瓦楞纸机的联线布置中。与模拟柔版印刷相比，该方法在制造成本和生产灵活性方面具有优势，但与传统的数字印刷相比，作为预印刷或后印刷也具有优势。然而，瓦楞纸板生产线中的联线数字印刷对油墨的要求非常高，仅举几例，如高频喷射性、良好的干燥性能、高稳定性、在广泛基材上的良好润湿性能、高耐水性以及高耐磨性，特别是在热暴露下。

通常，用于喷墨印刷的水性油墨在本领域中是已知的。这些广泛用于家庭和办公室应用。通常对于前面提到的应用，水性油墨用所谓的气泡喷射印刷头进行印刷。这里，通过局部加热油墨直至汽化以产生将墨滴压出喷嘴的气泡，油墨从细小喷嘴中喷出。对于工业应用，几乎只使用压电印刷头，其中通过压电晶体的变形从喷嘴喷出细小墨滴。

US 2014/0022321A1描述了一种水性油墨组合物和一种可以用于在各种类型的记录介质上记录的记录装置，其中该油墨组合物即使在油墨非吸收性和油墨低吸收性记录介质上也能形成具有高耐擦牢度和极少的密度不均匀性的图像和字符。此外，油墨可以防止喷嘴堵塞并且可以稳定储存。该油墨组合物包括色料、0％-20％的1,2-戊二醇和1,2-己二醇。

US 2013/0300799 A1描述了一种喷墨记录装置，其包括印刷头、擦拭机构和帽构件，并且还包括油墨特性(1)和(2)。(1)喷墨记录油墨组合物，其包含热变形温度为10℃以下的第一树脂。(2)喷墨记录油墨组合物，其包含第二树脂并且基本上不包括甘油。

US 6,818,054B2描述了用于喷墨记录的油墨组合物中使用的颜料分散体的生产，包括分散包含颜料、分散剂、聚硅氧烷表面活性剂和/或链烷二醇、多元醇和水的混合物。还公开了一种生产油墨组合物的方法，其中将上述颜料分散体与选自由水、表面活性剂、润湿剂、pH调节剂及其混合物组成的组中的一种混合。据说该油墨组合物实现了良好的图像质量。

US 2016/311233A1涉及一种喷墨印刷方法和一种喷墨印刷装置。公开了白色油墨组合物，其包括聚氨酯树脂、非离子表面活性剂和二醇。

US 2015/138284A1涉及一种喷墨油墨、一种墨盒以及一种喷墨记录装置。其根本目的是提供一种喷墨油墨，当其用于在非多孔基材上印刷时其表现出良好的干燥性能并提供具有高水平光泽且耐刮擦性、耐乙醇性、抗粘连性和耐光性均优异的印刷部分。

US 2017/282557A1涉及一种图像形成方法。在示例中，公开了一种油墨组合物，其包括基于氨基甲酸酯的定影树脂和聚醚改性硅氧烷表面活性剂。

WO 2013/131924A1涉及一种用于喷墨的乳胶油墨组合物。示例1公开了这样的组合物，其包括丙烯酸苯乙烯共聚物乳液和阴离子表面活性剂二辛基磺基琥珀酸钠。

US 2014/022321A1涉及具有1,2-戊二醇和1,2-己二醇的油墨组合物。

EP 1 469 049A1涉及含有紫外线固化保湿剂的水基喷墨油墨，特别用于纸板。示例1和5公开了具有9％(w/w)丙烯酸树脂和0.3％(w/w)聚醚改性硅氧烷表面活性剂的水性油墨组合物。示例5的喷墨组合物还包括20％(w/w)的甘油作为保湿剂。示例5是对比示例，证明在纸板上应用油墨时，没有UV可固化保湿剂的蒸发需要很长时间。

WO 2007/072951 A1涉及颜料分散体、记录油墨、墨盒、喷墨记录方法和喷墨记录装置。公开了一种颜料分散体，其包括颜料、颜料分散剂、聚合物分散稳定剂和水。

US 5 852 075 A涉及用于在疏水表面上印刷的喷墨油墨的表面活性剂系统。公开了一种喷墨油墨组合物，其包括水性介质，包括颜料和聚合物分散剂的着色剂，以及表面活性剂的混合物，所述混合物尤其由选自聚乙烯改性硅氧烷的至少一种硅氧烷表面活性剂组成。

US 2003/188665A1涉及用于生产颜料分散体和油墨组合物的方法。公开了颜料的添加量优选为约1wt.％至30wt.％。此外，公开了分散剂的添加量可以为0.2wt.％至30wt.％。进一步公开了可以使用通常添加到油墨组合物中的任何表面活性剂。

US 2003/081086A1尤其涉及喷墨油墨。公开了一种油墨，其包括水、聚氧乙烯油醚、C.I.颜料黄128以及以甲基丙烯酸苄酯和甲基丙烯酸为原料制备的酸值为300且数均分子量为4000的AB型嵌段共聚物。

本领域已知的水性喷墨油墨不太适合在瓦楞纸板印刷中的普遍使用，尤其是在瓦楞纸板机中或在瓦楞纸板生产线中的联线印刷应用中。其原因是，这样的喷墨油墨需要满足非常狭窄限定的特性集以便显示高印刷站可用性，换句话说，在瓦楞纸机操作期间连续、不间断的印刷，同时获得所需的图像质量。

通常，根据现有技术使用常规水性喷墨油墨生产图像需要纸基材的特殊表面特性，因此通常无法达到联线印刷中所需的要求色彩亮度和/或细节水平。纸预涂层使印刷过程更加昂贵并且限制可用纸基材的种类。

已知的水性油墨显示出进一步的弱点，导致某些应用的技术可用性受到限制，特别是对于瓦楞纸机中或瓦楞纸板生产线中的联线印刷。除了起泡(俘获在喷嘴中的泡沫气泡会中断连续的油墨流动，导致印刷图像丢失)，尤其是喷嘴中油墨的短开放时间(启动)问题是最重要的，对于瓦楞纸机中或瓦楞纸板生产线中的联线应用，导致阻碍油墨在单程喷墨印刷机中的应用。短开放时间(启动)问题应理解为在开始喷墨后墨滴在基材上出现延迟，导致不明确的印刷边缘和颜色密度变化，直到墨滴喷射变得有规律。该墨滴喷射延迟发生在短时间尺度内(从数毫秒到数分钟)，并且被认为与油墨对喷嘴的去湿有关。

此外，现有技术的喷墨油墨没有表现出可接受的耐热耐磨性，如在用于瓦楞纸板生产的瓦楞纸机中进行印刷衬垫和预印刷衬垫加工所需的那样。如上所述，衬垫应理解为瓦楞纸板中的外(上或下)纸层。

现有技术的水性喷墨油墨的另一弱点是油墨的物理化学性质的长期稳定性，如粘度、静态表面张力和动态表面张力，特别是在高温下储存相当长的一段时间时。这可能例如在油墨的储存期间发生。此外，如今循环印刷头通常用于工业单程印刷过程，其中大量油墨被连续泵送通过印刷头并在高温下在油墨供应系统中再循环。当现有技术的喷墨油墨通过合适的表面活性剂(例如单独的聚醚改性硅氧烷或与其他非聚硅氧烷基表面活性剂组合)设置为具有低静态表面张力(例如25℃下测量的23-30mN/m)时，观察到油墨表面张力随时间逐渐增加，导致油墨在基材上润湿性能的变化以及油墨的不稳定性。油墨的不稳定性可能导致印刷机严重损坏，尤其是印刷头和油墨供应系统。油墨组合物在储存或连续再循环期间所需的静态表面张力不稳定的原因尚不完全清楚，但据信是由于改性的，特别是聚醚改性聚硅氧烷在微碱性水溶液中的长期稳定性差而导致的，或由于聚醚改性聚硅氧烷吸附到颜料表面上，因此聚硅氧烷不能作为游离表面活性剂用于所需的基材润湿而导致的。

另一方面，在瓦楞纸机中由水性喷墨油墨获得的印刷品耐磨性差，由于由瓦楞纸机中可能暴露于高温环境的瓦楞纸机部件(如热板)去除应用的印刷品(例如：底漆、彩色油墨、透明油墨(清漆)，通过磨损)，导致不可接受/较差的图像质量，甚至更糟糕的瓦楞纸机因堵塞而停机，因此无法在瓦楞纸机中或瓦楞纸板生产线中用于联线数字印刷应用。

特别地，需要不存在开放时间(启动)问题并提供油墨性质的长期稳定性并且同时保证喷墨印刷单元在瓦楞纸机中或瓦楞纸板生产线中以高图像质量进行联线操作的可用性的水性喷墨油墨。此外，需要可以加工成具有改善耐磨性的印刷品的水性喷墨油墨，特别是在瓦楞纸机中或瓦楞纸板生产线中用于联线数字印刷应用。最后，期望水性喷墨油墨具有低含量的挥发性有机化合物(VOC)，例如二醇、多元醇和/或二醇醚、其他溶剂等，以便减少VOC排放，特别是在油墨干燥后，在装饰瓦楞纸板的制造过程中。

发明内容

本发明提供了水性颜料浓缩物，所述水性颜料浓缩物包括一种或多种颜料，其中水性颜料浓缩物中的总颜料浓度为5wt.％至40wt.％(优选10至30wt.％，更优选10至20wt.％，更加优选12至18wt.％)，一种或多种颜料分散剂，其中水性颜料浓缩物中的总颜料分散剂浓度为0.5wt.％至10wt.％(优选0.5wt.％至5wt.％，更优选0.75至4.5wt.％，甚至更优选1.0至4.2wt.％)，亲水-亲油平衡(HLB)值为至少12(优选至少15，更优选至少17)的一种或多种非离子表面活性剂，其中HLB值为至少12(优选至少15，更优选至少17)的非离子表面活性剂在水性颜料浓缩物中的总浓度为0.1wt.％至10wt.％(优选0.2至7wt.％，更优选1至6wt.％)，以及作为余量的水(即加起来总共为100wt.％)。当然，其他成分(如颜料润湿剂)也可以存在于浓缩物中。特别优选当所述总非离子表面活性剂浓度与所述总颜料分散剂浓度的比率为0.5至4.0，优选1.0至3.0。

本发明还提供了包含本发明的水性颜料浓缩物的水性油墨(换句话说：通过优选用水或水溶液稀释本发明的所述水性颜料浓缩物可得到的水性油墨)。水性油墨最典型地包括(水性)浓缩物载液。通常，水性油墨中本发明的颜料浓缩物的浓度为5至50wt.％，优选10至30wt.％和/或颜料浓缩物载液的浓度为50至95wt.％，优选70至90wt.％，余量为水。

优选水性油墨(还)包括(例如在浓缩物载液中)一种或多种成膜剂，其中水性油墨中的总成膜剂浓度为0.1至30wt.％(优选0.1至20wt.％)，更优选0.1至10wt.％，更加优选0.25至7wt.％，还更优选0.5至5.5wt.％)，以及任选的一种或多种乳化剂，优选其中水性油墨中的总乳化剂浓度为0.1至10wt.％(优选0.5至7wt％，更优选1至5wt％)。一种或多种成膜剂优选满足以下特性中的至少一种(优选两者)：i)至少2GPa的杨氏模量，以及ii)至少0.08GPa的纳米硬度；和/或一种或多种乳化剂，如果有的话，优选为聚烷氧基化脱水山梨糖醇的脂肪酸酯。

最后，本发明提供了本发明的水性油墨用于喷墨印刷的用途，特别是在吸收性基材上，进一步特别是用于在瓦楞纸板和/或用于生产瓦楞纸板的衬垫上印刷和/或用于在瓦楞纸机中(联线)印刷或在瓦楞纸板生产线中印刷。

本发明人惊奇地发现，水性喷墨油墨(包括本发明的颜料浓缩物)特别适合于在各种基材，特别是吸收性基材，如纸、涂布纸、用于生产瓦楞纸板的衬垫或瓦楞纸板上的单程印刷中的应用，并且所述油墨甚至适合于瓦楞纸机中或瓦楞纸板生产线中的联线印刷应用。结果令人惊奇的是，油墨(包括本发明的颜料浓缩物)证明具有开放时间(启动)问题的降低风险和/或具有高耐热耐磨性、油墨在连续再循环下的长期稳定性和/或同时提高喷墨印刷单元在瓦楞纸机或瓦楞纸板生产线中以高图像质量进行联线操作的可用性。此外，本发明的油墨通常适合加工成具有改善的耐磨性的印刷品，特别是在高温(>25℃)下，和/或可以包括减少量的VOC，如二醇、多元醇和/或二醇醚等，导致减少的VOC排放，特别是在干燥时，令人惊奇地同时保留如上文或下文所述的其他有利特性。本发明的另一目的是提供一种油墨，优选具有上述特性，具有良好和稳定的过滤性能，这意味着油墨在连续操作时，特别是在再循环和/或印刷时不会导致油墨供应系统内的过滤器和印刷头堵塞。

特别地，当以至少1分钟、优选5分钟、更优选20分钟和更加优选40分钟的延迟时间进行喷墨时，本发明的油墨没有显示出任何显著的油墨开放时间(启动)问题。

本发明的水性油墨还具有有利的性质，例如减少起泡和/或当在高温下再循环时具有长期稳定的物理化学性质(例如粘度、静态表面张力和/或动态表面张力)。因此它们非常适合于提高喷墨印刷单元在瓦楞纸机中或瓦楞纸板生产线中进行联线操作的可用性。

具体实施方式

本发明的水性颜料浓缩物优选用于制造本发明的水性油墨，尤其是用于喷墨印刷应用的水性喷墨油墨，尤其是用于喷墨印刷应用的水性喷墨油墨，特别是在不同基材上进行(工业)喷墨印刷，如各种纸类型(涂布，非涂布)，用于生产瓦楞纸板的衬垫和瓦楞纸板。特别地，本发明的喷墨油墨可以用于在瓦楞纸机(用于生产瓦楞纸板的机器)中进行(工业)联线喷墨印刷和/或用于在喷墨印刷单元和瓦楞纸机的联线布置中进行印刷。瓦楞纸机中瓦楞纸板生产的简短描述可以在欧洲瓦楞纸板制造商联合会(FEFCO)的网页上的以下链接中找到：http://www.fefco.org/lca/dscription-of-production-system/corrugated-board-pro duction。当然，本文所述的油墨也可以用于瓦楞纸板上和/或瓦楞纸板生产线中的离线印刷应用。

此外，本发明的喷墨油墨还可以用于其他数字印刷应用，特别是用于在各种、优选吸收性或多孔性基材(如纸、纸板、纤维素基基材、合成纤维等)上印刷的任何单程或多程喷墨印刷过程。

在本发明的上下文中，水性油墨定义为相对于水性油墨的总重量包括超过30wt.％的水，优选超过60wt.％的水的油墨。

特别有利的是，本发明的油墨具有在35℃下测量的大于3mPa s，优选3至20mPa s，更优选3.5至10mPa s，更加优选3.5至6mPas的粘度。

在本发明的优选实施例中，油墨具有在35℃下测量的大于4mPa s，优选4至15mPas，更优选5至10mPa s，更加优选5至6mPa s的粘度。

在进一步优选的实施例中，油墨具有在25℃下测量的21至45mN/m，更优选23至30mN/m，更加优选25至29mN/m的静态表面张力和/或在25℃下以10Hz的频率测量的30mN/m至60mN/m，更优选35mN/m至59mN/m，最优选40mN/m至58mN/m的动态表面张力。

在本发明的优选实施例中，所述总非离子表面活性剂浓度与总颜料分散剂浓度(在颜料浓缩物中)的比率为0.1至5，优选0.5至4.0，更优选1.0至3.0。0.5至4.0的比率是特别有利的，原因是当所述总非离子表面活性剂浓度与所述总颜料分散剂浓度的比率低于0.5时，颜料浓缩物粘度更高并且颜料浓缩物变得更不稳定；或者换句话说，颜料浓缩物的粘度在高温(例如60℃)下储存一周内至少变为两倍甚至三倍，因此不太适合某些喷墨应用，特别是用于如本文所述的瓦楞纸板相关应用。反过来，当所述总非离子表面活性剂浓度与所述总颜料分散剂浓度的比率高于4.0时，基于所述颜料浓缩物的油墨的开放时间/启动行为不太适合某些喷墨应用，特别是用于如本文所述的瓦楞纸板相关应用。

在本发明的又一优选实施例中，所述总非离子表面活性剂浓度与所述总颜料分散剂浓度(在颜料浓缩物中)的比率为0.5至2.5，更优选0.5至2.0，更加优选0.8至2.5，更进一步优选0.8至2.0，更优选1.5至2.0，更加优选1.7至2.0。

在本发明的特别优选的实施例中，所述总非离子表面活性剂浓度与所述总颜料分散剂浓度(在颜料浓缩物中)的比率为至少0.5，优选至少0.8，更优选至少1，更优选至少1.5，更优选至少1.7。

在进一步的优选中，所述总非离子表面活性剂浓度和所述总颜料分散剂浓度之和与所述总颜料浓度(在颜料浓缩物中)的比率为0.10至0.80，优选0.25至0.65，更优选0.25至0.50，最优选0.25至0.40。

在特别优选的实施例中，所述总非离子表面活性剂浓度和所述总颜料分散剂浓度之和与所述总颜料浓度(在颜料浓缩物中)的比率为至少0.10，更优选至少0.25。

在另一实施例中，一种或多种颜料分散剂包括(优选由以下组成)至少一种有机树脂或聚合物或低聚物，有机树脂或聚合物或低聚物具有颜料亲和基团和/或3000Da至70000Da的重均分子量Mw。特别地，颜料亲和基团可以是酸基团和/或树脂或聚合物或低聚物的酸值在5至300mgKOH/g的范围内，最优选在5至250mgKOH/g的范围内。

在又一实施例中，(颜料浓缩物的)一种或多种颜料分散剂包括(优选由以下组成)玻璃化转变温度Tg为20至170℃或玻璃化转变温度Tg为至少60℃，优选至少70℃，更优选至少80℃的至少一种颜料分散剂。该颜料分散剂优选为上述有机树脂或聚合物或低聚物。

在进一步优选的实施例中，(颜料浓缩物的)所述颜料分散剂中的至少一种的Tg为至少20℃，优选至少70℃，更优选至少80℃，更加优选至少90℃，最优选至少100℃。

在另一优选中，(颜料浓缩物的)一种或多种颜料包括(优选由以下组成)至少一种有机颜料。

在进一步的优选中，本发明的颜料浓缩物还包括一种或多种颜料润湿剂，优选其中水性颜料浓缩物中的总颜料润湿剂浓度为3至15wt.％。

根据实施例，水性油墨(例如颜料浓缩物载液)还包括具有至少2个羟基的一种或多种多元醇(即多官能醇)和/或一种或多种二醇醚，其中它们在水性油墨中的总浓度为0.1至30wt.％，优选0.1至20wt％，更优选1至10wt％，更优选1.5至8wt％，更优选3至7wt％，更加优选3至6wt％，最优选4至6wt％；例如3.1至5.8wt％。

在又一优选实施例中，一种或多种成膜剂包括(优选由以下组成)选自以下的一种或多种成膜剂：聚氨酯，聚丙烯酸酯，特别是聚苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯或聚苯乙烯(甲基)丙烯酸共聚物，聚酯，聚酰胺-聚氨酯共聚物，聚氨酯-(甲基)丙烯酸酯，聚酰胺，及其混合物。

特别优选的是，一种或多种成膜剂包括(优选由以下组成)选自以下的一种或多种成膜剂：聚氨酯，聚酰胺-聚氨酯共聚物，聚丙烯酸酯，特别是聚苯乙烯(甲基)丙烯酸酯和/或聚苯乙烯(甲基)丙烯酸共聚物，及其混合物。

在进一步的优选中，一种或多种乳化剂包括(优选由以下组成)HLB值为至少12，优选至少15，更优选至少17的至少一种乳化剂。替代地，或除此之外，一种或多种乳化剂可以包括(优选由以下组成)至少一种非离子乳化剂，更优选聚(烷)氧基化非离子乳化剂，更加优选非离子聚(烷)氧基化脱水山梨糖醇或最优选聚(烷)氧基化脱水山梨糖醇或其衍生物的非离子脂肪酸酯。HLB值至少为12的所述至少一种乳化剂优选为所述至少一种非离子乳化剂。

在油墨的另一实施例中，乳化剂与成膜剂的重量比为0.01至2.0。

在又一优选实施例中，水性油墨附加地包括一种或多种表面活性剂，优选其中水性油墨中的总表面活性剂(乳化剂除外)浓度为0.05至5wt.％(更优选0.1至2wt％，更加优选0.1至1.5wt.％，更进一步优选0.2至1wt.％，最优选0.2至0.5wt％)。特别地，一种或多种表面活性剂可以包括(优选由以下组成)至少一种(聚)硅氧烷表面活性剂，特别是至少一种聚醚改性(聚)硅氧烷表面活性剂。

在另一实施例中，水性油墨具有在35℃下测量的大于3mPas，更优选大于4mPa s的布氏粘度，在25℃下测量的21至45mN/m的静态表面张力，和/或在25℃下以10Hz的频率测量的30mN/m至60mN/m，更优选35mN/m至59mN/m，最优选40mN/m至58mN/m的动态表面张力。

在本发明的又一实施例中，水性油墨还包括一种或多种糖醇和/或糖类，优选其中它们在水性油墨中的总浓度为0.1至10wt.％。

在另一实施例中，水性油墨还包括一种或多种增塑剂，其中水性油墨中的总增塑剂浓度为0.1至5wt.％；优选其中一种或多种增塑剂包括聚丙二醇烷基苯基醚。

本发明的特定特征在下面更详细地进行解释，并且可以在本发明的上下文中彼此组合，以及与上述实施例组合。

颜料浓缩物

发明人惊奇地发现，浓度范围为0.1至10wt.％、优选0.2至7wt.％、更优选1至6wt.％、更加优选3至5wt.％、更进一步优选3至4wt.％、最优选3至3.8wt.％的HLB值为至少12、优选至少15、更优选至少17的非离子表面活性剂和浓度范围为0.5至5wt.％、更优选0.75至4.5wt.％、例如1.75至4.5wt.％、更加优选1.0至4.2wt.％的颜料分散剂在水性颜料浓缩物中的组合是特别有利的。优选地，HLB值为至少12、优选至少15、更优选至少17的非离子表面活性剂与颜料分散剂的重量比为0.1至5，优选0.5至4，更优选1至3，和/或具有至少12、优选至少15、更优选至少17的高HLB值的非离子表面活性剂的含量和颜料分散剂的含量之和与颜料的重量比为0.10至0.80，更优选0.25至0.65。

在实施例中，特别优选的是，HLB值为至少12的一种或多种非离子表面活性剂包括聚烷氧基化表面活性剂(或由聚烷氧基化表面活性剂组成)。

在特别优选的实施例中，HLB值为至少12、优选至少15、更优选至少17的非离子表面活性剂与颜料分散剂的重量比为0.5至2.5，更优选0.5至2.0，更优选0.8至2.5，更优选0.8至2.0，更优选1.5至2.0，更进一步优选1.7至2.0，和/或具有至少12、优选至少15、更优选至少17的高HLB值的非离子表面活性剂的含量和颜料分散剂的含量之和与颜料的重量比为0.26至0.50，更优选0.27至0.50，更优选0.28至0.50，更优选0.29至0.50，更加优选0.29至0.45，最优选0.29至0.40。

HLB值为至少12、优选至少15、更优选至少17的这些非离子表面活性剂与颜料分散剂组合，结果证明通过特定和非特定的相互作用机制(例如，范德华力、氢键、偶极-偶极相互作用、离子-离子或离子-偶极相互作用)在颜料表面处产生有效的有机壳，从而抑制颜料颗粒之间的相互作用，当颜料浓缩物或油墨在高温下储存时导致粘度增加。不受任何特定理论的束缚，认为在颜料表面处产生这种有效有机壳的机制如下：可以是例如具有颜料亲和基团的苯乙烯-丙烯酸树脂的颜料分散剂在颜料表面处产生松散的宏观网络，其中不是颜料表面的每个可用活性位点都被分散剂的颜料亲和基团有效饱和，或者其中表面活性位点与分散剂的颜料亲和基团之间的相互作用由于空间位阻而强度不够。这导致其他颜料浓缩物组分或油墨组分在颜料表面处进行有效交换并导致颜料分散剂解吸从而导致颜料颗粒凝聚并因此导致颜料浓缩物和油墨不稳定的可能性。以高亲水性为特征的HLB值为至少12、优选至少15、更优选至少17的较小非离子表面活性剂分子有效地附着到颜料颗粒的未占据的活性表面位点，抑制这些位点可用于与其他颜料浓缩物组分或油墨组分进行分子间交换，因此抑制颜料颗粒表面的去湿，并因此确保颜料浓缩物和基于本发明的颜料浓缩物的本发明油墨的更高稳定性，特别是当暴露于高温时。

此外令人惊奇的是，浓度范围为0.1至10wt.％、优选0.2至7wt.％、更优选1至6wt.％、更加优选3至5wt.％、更进一步优选3至4wt.％、最优选3至3.8wt.％的HLB值为至少12、优选至少15、更优选至少17的非离子表面活性剂和浓度范围为0.5至5wt.％、更优选0.75至4.5wt.％、例如1.75至4.5wt.％、更加优选1.0至4.2wt.％的颜料分散剂在颜料浓缩物中的这种组合，其中具有至少12、优选至少15、更优选至少17的高HLB值的非离子表面活性剂与颜料分散剂的重量比优选为0.1至5，更优选0.5至4，更优选1至3，并且具有至少12、优选至少15、更优选至少17的高HLB值的非离子表面活性剂的含量和颜料分散剂的含量之和与颜料的重量比为0.10至0.80，优选0.25至0.65，有效地减少任何开放时间(启动)问题的迹象，尤其是以至少1分钟、优选5分钟、更优选20分钟、更加优选40分钟的一次和下一次墨滴喷射之间的延迟时间进行喷墨时。

[高HLB值表面活性剂]用于制备颜料浓缩物的高HLB值表面活性剂也可以考虑作为辅助分散剂，原因是它支持颜料分散剂的作用。HLB值为至少12、优选至少15、更优选至少17的优选非离子表面活性剂是以商品名179(HLB＝ 17,9)、/>182(HLB18,2)、Surfynol 485(HLB＝17)(全部来自Evonik)、Hydropalat WE3135(HLB＝19)(BASF)、Hydropalat WE3147(HLB＝18)(BASF)、Hydropalat WE3167(HLB＝16)(BASF)、HydropalatWE3320(HLB＝14)(BASF)市售的聚烷氧基化表面活性剂，及其混合物。

[颜料分散剂]本发明中使用的颜料分散剂优选为具有颜料亲和基团的有机树脂或聚合物或低聚物(树脂、聚合物和低聚物在本申请中同义)，更优选具有颜料亲和基团的苯乙烯-丙烯酸或苯乙烯-丙烯酸酯树脂。具有颜料亲和基团的有机树脂的重均分子量Mw优选为3000至70000，更优选5000至50000，更加优选10000至25000g/mol。颜料亲和基团可以例如选自能够与颜料颗粒相互作用的各种官能团，例如酸(COOH)、羟(OH)和胺(NH2)基团。优选地，颜料亲和基团是酸基团并且树脂优选地具有在5至300mgKOH/g、更优选5至250mgKOH/g、更优选5至100mgKOH/g、更优选5至80mgKOH/g的范围内的酸值(AV)。在某些实施例中，颜料亲和基团是酸基团并且树脂优选地具有在40至280mgKOH/g、优选60至250mgKOH/g的范围内的酸值(AV)。在特别优选的实施例中，颜料亲和基团是酸基团，并且优选地，树脂具有至少150mgKOH/g、优选至少200、最优选至少220mgKOH/g的酸值(AV)。

优选地，具有颜料亲和基团的所述有机树脂的玻璃化转变温度Tg为20至170℃，更优选70至130℃，更加优选100至120℃。在其他实施例中，具有颜料亲和基团的所述有机树脂的Tg为至少20℃，优选至少60℃，优选至少70℃，优选至少80℃，优选至少90℃，更优选至少100℃。

合适的非限制性颜料分散剂可以商品名(The Lubrizol Corporation)、(BASF)、/>(BASF)、DISPEX/>(BASF)、/>(BYKChemie)、(BYK Chemie)、/>(BYKChemie)、TEGO/>(Evonik)获得。

当具有颜料亲和基团的有机树脂的重均分子量Mw低于3000g/mol时，树脂的分散能力通常会降低，并且颜料分散体通常会因颗粒凝聚/絮凝而变得不稳定，并且当具有颜料亲和基团的有机树脂的Mw高于70000g/mol时，喷墨期间的墨滴形成(墨滴脱离)通常变得不太稳定。

树脂的酸值是材料中羧酸基团数量的量度。当具有颜料亲和基团的有机树脂的酸值低于5mgKOH/g或高于300mgKOH/g时，有机树脂的颜料分散能力较差，通常导致分散颜料的较低稳定性。

如果具有颜料亲和基团的有机树脂的玻璃化转变温度Tg低于20℃，则在通过内部带有精细过滤器和通道的印刷头连续再循环期间，由于树脂在供墨系统中或印刷头中软化/粘附到滤膜，油墨自发不稳定的概率较高。另一方面，当具有颜料亲和基团的有机树脂的Tg超过170℃时，干燥时的油墨层的成膜容易受损。然而，发现如果具有颜料亲和基团的有机树脂的Tg至少为60℃，优选至少80℃，则非常有利。

[颜料]用于根据本申请的颜料浓缩物的合适颜料可以是有机或无机性质或其混合物。颜料可以是不同类型颜料的混合物以获得所需的光学外观。示例性无机颜料是例如二氧化钛、二氧化硅、氧化铝、二氧化钙、二氧化镁、二氧化锌或其混合物和炭黑，而合适的有机颜料可以示例性地选自以下类别：酞菁、蒽酮、二萘嵌苯、咔唑、单偶氮和双唑苯并咪唑酮、异吲哚啉酮、单唑萘酮、喹吖啶酮、重氮吡喃酮、吡唑啉酮和吡喃酮。特别优选的是选自以下物质类别的有机颜料：铜酞菁蓝颜料、酞菁绿颜料、喹吖啶酮颜料、二酮吡咯并吡咯颜料、二恶嗪基颜料、单偶氮、重氮、多偶氮、叠氮、喹酞酮黄色颜料、炭黑。

市售有机颜料的示例列于英国约克郡染料和色彩师协会的《比色指数》，第1-8卷，仅举几例，例如颜料蓝1、颜料蓝15、颜料蓝15:1、颜料蓝15:2、颜料蓝15:3、颜料蓝15:4、颜料蓝15:6、颜料蓝16、颜料蓝24、颜料蓝60、颜料棕5、颜料棕23、颜料棕25、颜料黄3、颜料黄14、颜料黄16、颜料黄17、颜料黄24、颜料黄65、颜料黄73、颜料黄74、颜料黄83、颜料黄95、颜料黄97、颜料黄108、颜料黄109、颜料黄110、颜料黄113、颜料黄128、颜料黄129、颜料黄138、颜料黄139、颜料黄150、颜料黄154、颜料黄155、颜料黄156、颜料黄175、颜料绿1、颜料绿7、颜料绿10、颜料绿36、颜料橙5、颜料橙15、颜料橙16、颜料橙31、颜料橙34、颜料橙36、颜料橙43、颜料橙48、颜料橙51、颜料橙60、颜料橙61、颜料红4、颜料红5、颜料红7、颜料红9、颜料红22、颜料红23、颜料红48、颜料红48:2、颜料红49、颜料红112、颜料红122、颜料红123、颜料红149、颜料红166、颜料红168、颜料红170、颜料红177、颜料红179、颜料红190、颜料红202、颜料红206、颜料红207、颜料红224、颜料红254、颜料紫19、颜料紫23、颜料紫32、颜料紫37、颜料紫42、颜料黑6和颜料黑7以及颜料黑PB 7。

市售有机颜料的特别优选示例是PV Fast蓝BG-NIP(颜料蓝15:3，Clariant)、Heliogen蓝D 7088(颜料蓝15:3，BASF)、Heliogen蓝D 7086(颜料蓝15:3，BASF)、Heliogen蓝D 7110F(颜料蓝15:4，BASF)、Hostaperm蓝BT 617 D(颜料蓝15:4，Clariant)、喷墨品红E02(颜料红122，Clariant)、喷墨品红E7B VP 3958(颜料红122，Clariant)、Cinquasia 品红D 4550 J(颜料红122，BASF)、喷墨黄4G(颜料黄155，Clariant)、Yellow D 1115J(颜料黄155，BASF)、Paliotol黄D 0960(颜料黄138，BASF)，喷墨品红E5B 02(颜料紫19，Clariant)，黑珍珠800炭黑(Cabot)，Monarch 800炭黑(Cabot)。

[颜料润湿剂] 根据本发明的另一实施例，颜料浓缩物还包括浓度范围为3至15wt.％、更优选5至12wt.％的颜料润湿剂(即保湿剂)。润湿剂优选地选自沸点为至少60℃、更优选至少100℃、更加优选至少130℃(在1atm压力下)的水溶性有机化合物的组，例如多元醇，例如乙二醇、二甘醇、1,2-丙二醇、二和三丙二醇、三甘醇、四甘醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,2-己二醇、甘油及其混合物。颜料润湿剂有效地预润湿颜料表面，从而促进颜料分散剂和具有至少12、优选至少15和更优选至少17的HLB值的非离子表面活性剂的吸引力。

如果颜料润湿剂的沸点低于60℃(在1atm的压力下)，则在颜料浓缩物生产和/或供墨系统中的连续油墨再循环和/或其通过印刷头喷嘴从油墨蒸发期间其大量损失/蒸发的风险增加，随后喷嘴堵塞。因此，润湿剂的沸点优选为至少60℃(在1atm的压力下)，更优选至少100℃，更加优选至少130℃，以便更有效地保持在颜料浓缩物和油墨中。

[添加剂]根据本发明的另一实施例，颜料浓缩物还包含杀生物剂和/或消泡剂。杀生物剂可以用于有效抑制颜料浓缩物和相应油墨中的细菌生长，消泡剂可以用于在搅拌、研磨、过滤、印刷等时的剪切力作用期间减少颜料浓缩物和相应油墨中的空气滞留和泡沫形成。受益于本公开的本领域技术人员已知的其他添加剂，如螯合剂、流变改性剂、pH控制剂(有机和/或无机碱、酸)、无机氧化物、盐等，也可以添加到颜料浓缩物中。

油墨

根据本发明的另一方面，提供了一种水性喷墨油墨。该油墨特别适合于在各种基材(特别是吸收性基材，例如纸、涂布纸、用于生产瓦楞纸板的衬垫或瓦楞纸板)上进行单程和多程印刷，甚至适合于瓦楞纸机中或瓦楞纸板生产线中的联线印刷应用。该油墨特别适合于单程应用。

油墨，特别是包括如本文所述的本发明的颜料浓缩物，结果证明具有降低的遭受开放时间(启动)问题的风险和/或具有高耐热耐磨性、油墨在连续再循环下的长期稳定性和/或同时保证喷墨印刷单元在瓦楞纸机中或瓦楞纸板生产线中以高图像质量进行联线操作的可用性。所述油墨优选地包括优选5至50wt.％，特别是10至30wt.％的本发明的颜料浓缩物(替代地，也可以使用其他市售颜料浓缩物)，和优选另外50至95wt.％，更优选70至90wt.％的颜料浓缩物载液，所述颜料浓缩物载液优选包括

-浓度范围为0.1至30wt.％的一种或多种多元醇(＝多官能醇，具有至少2个羟基)和/或二醇醚，

-浓度范围为0.1至30wt.％的一种或多种成膜剂，

-浓度范围为0.05至5.0wt.％的优选一种或多种表面活性剂。

以及作为余量的水。

然而，在其他实施例中，可以使用市售颜料浓缩物代替本文所述的本发明的颜料浓缩物来制造根据本发明的油墨。这样的商业颜料浓缩物可以是例如可从CABOT(Cab-O-Jet)获得的自分散颜料分散体，以及可从Fujifilm Imaging Colorants(Pro-JetPigmentDispersions)获得的具有锚定交联分散剂的颜料，分散剂在颜料核周围形成壳。

根据另一实施例，油墨不含任何颜料和/或颜料浓缩物。这种油墨被称为所谓的数字清漆并且可以用作套印清漆。这种数字清漆在印刷后会形成透明层，所述透明层通常用于保护；例如：以前印刷的彩色印刷品。

特别地，当以至少1分钟、优选5分钟、更优选20分钟、更加优选40分钟的延迟时间进行喷墨时，本发明的油墨没有显示出任何显著的油墨开放时间(启动)问题。该效果甚至可以通过包含低含量保湿剂和/或挥发性有机化合物(VOC)的油墨配方来实现。

特别有利的是，本发明的油墨在35℃下的粘度大于3mPa s，优选大于4mPa s，更优选4至15mPa s，进一步更优选5至10mPa s，更加优选5至6.5mPa s。在某些实施例中，油墨在35℃下测量的粘度为3至15mPa s，优选3至10mPas，更优选3.5至6mPa s。

优选地，在25℃下测量的油墨的静态表面张力在21至45mN/m，更优选23至30mN/m，更加优选25至29mN/m的范围内，和/或在25℃下以10Hz的频率测量的油墨的动态表面张力在30mN/m至60mN/m，更优选35mN/m至59mN/m，最优选40mN/m至58mN/m的范围内。

在油墨粘度如上所述的情况下，结果证明使用现有技术的工业印刷头可以更成功地喷射这种油墨，所述印刷头尤其适合于高达1200dpi的高分辨率印刷，具有低于15pL，更优选低于10pL，更加优选低于7pL的低原生墨滴尺寸。

油墨的静态表面张力决定墨滴从印刷头喷嘴的脱离以及油墨在基材上的扩散。在25℃下测量的静态表面张力为21至45mN/m，更优选23至30mN/m，更加优选25至29mN/m的情况下，显著促进油墨从具有疏水性(具有拒墨和/或拒水性)的喷嘴孔脱离。此外，在不同纸表面，尤其是涂布纸上单程联线印刷条件下，油墨在基材上的扩散得到显著改善，显示出明显更少的油墨斑点(不希望的不均匀印刷密度效果和颜色变化)。在25℃下测量的静态表面张力高于45mN/m的油墨显示出明显的斑点问题。表面张力低于21mN/m的油墨会过度润湿喷嘴板，导致在印刷期间进行墨滴形成的喷嘴板润湿失控。

油墨的动态表面张力确定在形成新油墨表面(如喷墨头处的墨滴)时的油墨组合物中使用的表面活性剂的作用速度。发现如上所述的动态表面张力有利于油墨在单程联线印刷应用中在基材上，尤其是在涂布纸上的渗色行为(一种颜色不希望地流入另一种颜色)，因此导致改善的印刷质量。该效果在油墨的静态表面张力低于30mN/m的情况下尤为明显。在25℃下测量的动态表面张力高于60mN/m的油墨显示出明显的渗色问题。动态表面张力低于30mN/m的油墨在基材上显示出不均匀的印刷密度效果。

[保湿剂]通常，水性油墨，特别是水性喷墨油墨包括液体保湿剂，最常见的是挥发性有机化合物(VOC)，例如溶剂，特别是二醇、多元醇、二醇醚、聚醚等。这些保湿剂通常是低分子量有机化合物，其沸点在环境温度(25℃，1atm)以上，特别是在油墨的加工温度(例如：30至60℃之间)以上。优选地，沸点为至少100℃、更优选至少120℃的保湿剂用作保湿剂以避免它们在印刷机内的油墨产生和加工过程中蒸发。在某些实施例中，保湿剂的沸点在100至200℃之间，优选在120至180℃之间。这样的保湿剂可以在印刷油墨的干燥过程中适当地去除。优选地，保湿剂在水中具有良好的溶解度(即在20℃下的溶解度大于10g/L)。根据本发明的水性油墨相对于总油墨包括小于40wt％，优选小于30wt％，更优选小于20wt％，更加优选小于10wt％，更进一步优选小于8wt％，最优选小于6wt％的保湿剂。保湿剂小于20wt％的油墨是特别优选的。多元醇、二醇及其醚优选用作保湿剂。低浓度的保湿剂是期望的，因为这样可以减少印刷过程期间，特别是油墨干燥期间的VOC排放。然而，通常在水性油墨中可能无法实现如此低的保湿剂浓度，因为这样的油墨在喷射时会遇到严重的启动/开放时间问题，特别是在工业应用通常需要的高印刷速度下，特别是对于瓦楞纸机或瓦楞纸板生产线中的应用。令人惊奇的是，发明人发现，在水性油墨包括至少一种或多种乳化剂(优选其中水性油墨中的总乳化剂浓度为0.1至10wt.％)的情况下可以实现保湿剂的很低浓度(例如：低于15wt％，甚至低于10wt％，以及低于6wt％)，其中乳化剂优选为非离子乳化剂，更优选聚(烷)氧基化非离子乳化剂，更加优选非离子聚(烷)氧基化脱水山梨糖醇，最优选聚(烷)氧基化脱水山梨糖醇或其衍生物的非离子脂肪酸酯。最优选地，乳化剂的聚(烷)氧基化通过聚乙氧基化实现。基于用脂肪酸，特别是月桂酸乙氧基化的脱水山梨糖醇的酯的非离子乳化剂是特别优选的。此外，发现如果油墨另外包括除上述乳化剂之外的一种或多种表面活性剂，这种具有低保湿剂浓度的油墨的启动效率甚至可以进一步提高。这些一种或多种其他表面活性剂可以例如通过颜料浓缩物或通过颜料浓缩物载液加入到油墨中。除乳化剂之外的这些一种或多种表面活性剂优选选自以下类型的表面活性剂

-(聚)硅氧烷表面活性剂，

-醇烷氧基化物表面活性剂，

-HLB值至少为12的高HLB值表面活性剂，

-乙炔二醇表面活性剂和烷氧基化乙炔二醇表面活性剂，

-氟化表面活性剂，特别是氟碳改性聚丙烯酸酯表面活性剂，

-基于聚合物/(嵌段)共聚物的表面活性剂，

其中优选使用聚硅氧烷表面活性剂、醇烷氧基化物表面活性剂和/或HLB值至少为12的高HLB值表面活性剂。

这样的其他表面活性剂相对于总油墨的浓度优选为0.01至5wt.％。

[多元醇/二醇及其醚]多元醇、二醇及其醚优选用作保湿剂。根据本发明的实施例，具有至少2个羟基的一种或多种多元醇(＝多官能醇)和/或二醇醚和/或多元醇醚存在于油墨配方中，浓度范围为0.1至30wt.％，优选0.1至20wt％，更优选1至10wt％，更加优选1.5至8wt％，更进一步优选3至7wt％，更加进一步优选3至6wt％，最优选4至6wt％；例如3.1至5.8wt％，优选选自沸点至少为120℃(在1atm的压力下)的水溶性有机化合物，例如乙二醇、二甘醇、1,2-丙二醇、二丙二醇和三丙二醇、三甘醇、四甘醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,2-己二醇、甘油及其混合物和/或其醚。这些化合物可有效抑制喷嘴孔处的水分蒸发，从而降低喷嘴孔处油墨干燥的风险，从而减少喷嘴堵塞、喷嘴孔处的油墨沉积、偏转墨滴的形成和印刷缺陷。另一方面，如果发生油墨干燥，则这些化合物会增加油墨的易溶解性。然而，作为如上所述的多元醇、二醇、多元醇醚和二醇醚的替代，除了这些化合物之外或替代这些化合物，可以使用本领域已知的其他合适的保湿剂。

根据另外的实施例，油墨还包括一种或多种糖醇和/或糖，其在环境条件(25℃；1atm)下优选为固体或液体并且优选溶于水并且存在于油墨中，浓度范围优选为0.1至10wt％，优选0.3至3wt％，最优选0.5至2.5wt％；例如：2wt％。优选的糖醇或糖是单糖、二糖、三糖或多糖，例如苏糖醇、赤藓糖醇、阿拉伯醇、核糖醇、木糖醇、山梨糖醇、甘露糖醇、艾杜糖醇、莱西糖醇、阿拉伯糖醇、艾杜糖醇、古力糖醇、塔糖醇、半乳糖醇、蒜糖醇、山梨糖醇、麦芽糖醇、异麦芽糖醇、乳糖醇、图兰醇、它们的衍生物和混合物。糖醇和/或糖有效地抑制喷嘴孔处的水分蒸发，从而降低喷嘴孔处油墨干燥的风险，从而减少喷嘴堵塞、喷嘴孔处的油墨沉积、偏转墨滴的形成和印刷缺陷。此外，如果油墨发生干燥，则糖醇和/或糖会增加油墨的易溶解性。

[表面活性剂]根据本发明的另一实施例，油墨还包括一种或多种表面活性剂，优选浓度范围为0.05至5wt.％(更优选0.1至2wt.％，更加优选0.1至1.5wt.％，更进一步优选0.2至1wt.％，最优选0.2至0.5wt.％)。

根据优选实施例，表面活性剂是或包括一种或多种(聚)硅氧烷表面活性剂，优选一种或多种聚醚改性(聚)硅氧烷表面活性剂，优选浓度范围为0.05至5wt.％，更优选0.1至2wt％，更加优选0.1至1.5wt.％，更优选0.2至1wt.％，更进一步优选0.2至0.8wt.％，最优选0.2至0.5wt.％。

根据优选实施例，表面活性剂是或包括一种或多种醇烷氧基化物表面活性剂，优选浓度范围为0.05至5wt.％，更优选0.1至2wt％，更加优选0.1至1.5wt.％，更优选0.2至1wt.％。

根据进一步优选的实施例，表面活性剂是或包括HLB值为至少12、优选至少13、更优选至少14、更进一步优选至少15、更加优选至少16、最优选至少17，浓度范围优选为0.05至5wt.％、更优选0.1至2wt％、更加优选0.1至1.5wt.％、更优选0.2至1wt.％的一种或多种表面活性剂。

根据进一步优选的实施例，表面活性剂是或包括至少两种不同的(聚)硅氧烷表面活性剂，优选浓度范围为0.05至5wt.％，更优选0.1至2wt.％，更加优选0.1至1.5wt.％，更优选0.2至1wt.％。这些(聚)硅氧烷表面活性剂中的优选至少一种，更优选至少两种是聚醚改性(聚)硅氧烷表面活性剂，特别是聚乙氧基化聚(硅氧烷)表面活性剂。令人惊奇的是，表面活性剂与乳化剂的该组合被证明特别适用于保湿剂含量低的油墨，原因是可以实现基材的良好润湿、印刷时油墨的低斑点和油墨的良好开放时间/启动行为。此外，这样的油墨表现出优异的静态表面张力长期稳定性。这样的油墨在生产后(σ₁)和在40℃下储存30天后(σ₃₀)在25℃下测量的静态表面张力的变化(|σ₁-σ₃₀|)小于0.5mN/m得以实现。

可以使用以下表面活性剂，但不限于这些：乙炔二醇表面活性剂和烷氧基化乙炔二醇表面活性剂(Surfynol 420、Surfynol 440、Surfynol 465、Surfynol 480、Surfynol61、Surfynol TG、Surfynol AD-01、Surfynol 104、Dynol 360、Dynol 604、Dynol 607、Dynol 800、Dynol 810，全部来自Evonik)、氟化表面活性剂(Thetawet FS-8000、ThetawetFS-8050、Thetawet FS-8020EB、Thetwet FS-8020 DB，全部来自ICT Chemicals；CapstoneFS-10、Capstone FS-30、Capstone FS-34、Capstone FS-35、Capstone FS-50、CapstoneFS-51、Capstone FS-65，全部来自DuPont)、氟碳改性聚丙烯酸酯表面活性剂(HydropalatWE 3370，BASF)、磺基琥珀酸盐表面活性剂(Hydropalat WE3475,Hydropalat WE3477，全部来自BASF)、聚合物基和嵌段共聚物表面活性剂(Hydropalat WE3111、Hydropalat WE3320、Hydropalat WE3322、Hydropalat WE 3323，全部来自BASF)、烷氧基化醇表面活性剂(DYNWET 800N、BYK-LP X 7113、BYK-LP X 23213，全部来自ALTANA)、硅氧烷双子表面活性剂(TEGO TWIN 4000、TEGO TWIN 4100、TEGO TWIN 4200、Dynol 960、Dynol 980，全部来自Evonik)、烷基酚烷氧基化物表面活性剂(Triton X-100、Triton X-114、Triton X-405，全部来自DOW Chemicals)。

根据特别优选的实施例，一种或多种聚醚改性(聚)硅氧烷表面活性剂以0.05至2wt.％，例如0.1至1.2wt％或0.2至1.0wt％，例如0.8wt％的浓度范围被使用。这些表面活性剂对印刷过程期间的油墨行为产生积极影响，特别是对喷嘴内表面的润湿，以及改善油墨在基材上的润湿性能。

在水性喷墨油墨中的聚醚改性(聚)硅氧烷浓度为0.05至2wt.％的情况下，在25℃下测量的油墨的静态表面张力可以调节到21至45mN/m，更优选23至30mN/m，更加优选26至29mN/m。

优选使用以下可商购的聚醚改性(聚)硅氧烷，但不限于这些：BYK 345(ALTANA)、BYK 346(ALTANA)、BYK 347(ALTANA)、BYK 348(ALTANA)、BYK 349(ALTANA)、BYK 307(ALTANA)、BYK 333(ALTANA)、BYK-3455(ALTANA)、BYK-LP X 21689(ALTANA)、BYK-LP G25182、(ALTANA)、TEGO WET 240(EVONIK)、TEGO WET250(EVONIK)、TEGOWET 260(EVONIK)、TEGO WET 265(EVONIK)、TEGOWET 270(EVONIK)、TEGO WET 280(EVONIK)、TEGOWET 500(EVONIK)Hydropalat WE3220(BASF)、Hydropalat WE3221(BASF)、Hydropalat WE3197(BASF)、Hydropalat WE3650(BASF)及其混合物。

根据特别优选的实施例，油墨包括至少一种特定的聚醚改性(聚)硅氧烷，其增加了油墨润湿性能的稳定性。在使用至少一种这样的特定聚醚改性(聚)硅氧烷表面活性剂的情况下，可以显著提高油墨静态表面张力的长期稳定性。如果所述油墨在40℃下储存1个月，则静态表面张力的变化(＝生产后第1天的静态表面张力测量值和当油墨在40℃下储存时生产后第30天的静态表面张力测量值之间的差值)在25℃下测量不超过±2.5mN/m，优选不超过±1.5mN/m。作为特定的聚醚改性(聚)硅氧烷表面活性剂，优选使用以下市售的聚醚改性(聚)硅氧烷：BYK 348(ALTANA)、BYK 349(ALTANA)、BYK-3455(ALTANA)、BYK-LP G25182、(ALTANA)、Hydropalat WE3220(BASF)、Hydropalat WE3221(BASF)及其混合物。不受任何特定理论的束缚，据信当在40℃下储存1个月时油墨表面张力稳定性提高的性质是基于特定聚醚改性(聚)硅氧烷的疏水性增加(由于疏水基团数量增加)和/或基于环氧乙烷基团的数量减少(参见：Peng等人，J Surfact Deterg(2010)13:75–81，DOI 10.1007/s11743-009-1144-4)。

根据进一步优选的实施例，油墨包括以下的混合物：一种或多种聚醚改性(聚)硅氧烷表面活性剂，优选浓度范围为0.05至2wt.％，更优选0.05至0.5wt.％，更加优选0.1至0.4wt.％；例如：0.2至1.0wt.％，特别是0.8wt.％，以及一种或多种醇烷氧基化物表面活性剂，优选浓度范围为0.05至3wt.％，更优选0.05至1.5wt.％，更加优选0.1至1wt.％。

在包括一种或多种聚醚改性(聚)硅氧烷表面活性剂和一种或多种醇烷氧基化物表面活性剂的混合物的油墨的实施例中，在25℃下测量的油墨的静态表面张力优选为21至32mN/m，更优选23至30mN/m，更加优选26至29mN/m，并且在生产后(σ₁)和在40℃下储存30天后(σ₃₀)在25℃下测量的油墨的静态表面张力变化(|σ₁-σ₃₀|)小于2.5mN/m，更优选小于1.5mN/m，更加优选小于0.5mN/m。

[成膜剂]油墨还包括一种或多种成膜剂，特别是选自以下的成膜聚合物：聚氨酯、聚丙烯酸酯，特别是聚苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯和/或聚苯乙烯(甲基)丙烯酸共聚物，聚酯、聚酰胺-聚氨酯共聚物、聚酰胺和/或聚氨酯-(甲基)丙烯酸酯。所述成膜剂优选作为在水中的分散体(或乳液；术语聚合物分散体将在本文中进一步用于描述聚合物分散体或聚合物乳液)添加到组合物。成膜剂相对于总油墨的浓度优选为0.1至30wt.％，更优选0.1至20wt.％，更加优选0.1至10wt.％，更进一步优选0.25至7wt.％，更加进一步优选为0.5至5.5wt.％。优选地，所述成膜剂的杨氏模量为至少2GPa，更优选至少3GPa和/或纳米硬度为至少0.08，优选至少0.1GPa。在油墨组合物中使用成膜剂提高了印刷层在纸表面上的附着力。优选的成膜剂分散体的特征在于，优选聚合物颗粒的平均粒度高达400-500nm，更优选高达300nm，更加优选高达250nm。优选的成膜剂的特征在于，玻璃化转变温度为-50℃至250℃，优选-50℃至200℃，更优选-50℃至170℃，更加优选40至170℃，最优选80至170℃。在特别优选的实施例中，成膜剂的特征在于，玻璃化转变温度为至少80℃，更优选至少90℃，最优选至少100℃。不受任何特定理论的束缚，据信成膜剂的至少80℃的玻璃化转变温度导致印刷机中油墨的更好的再循环行为。玻璃化转变温度低于80℃的成膜剂往往会导致油墨的再循环行为变差，因为这种成膜剂往往会因不希望的成膜而堵塞印刷机内，特别是印刷头内的过滤器。此外，发现Tg至少为80℃的成膜剂导致基材上的印刷油墨(＝印刷品)的更好耐热耐磨性，这对于在瓦楞纸机或瓦楞纸板生产线中喷墨单元的联线应用尤为重要。

此外，在成膜剂作为分散体被提供的情况下，成膜剂分散体应具有合适的过滤特性。聚合物分散体的合适过滤特性可以如在本申请的油墨表征部分中所解释的那样进行评估。

由于聚合物分散体的不适当的粒度或粒度分布、聚合物颗粒在颜料分散体载液中的溶胀等，可能会出现聚合物分散体的不适当过滤性能。

成膜剂，特别是可以用于油墨的成膜聚合物，例如可以选自聚氨酯、聚丙烯酸酯，特别是聚苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯和/或聚苯乙烯(甲基)丙烯酸共聚物，聚酯、聚酰胺-聚氨酯共聚物、聚酰胺和/或聚氨酯-(甲基)丙烯酸酯聚合物及其混合物。优选地，成膜剂作为水分散体添加到油墨组合物。示例性的市售成膜剂分散体在下面列出：

544、/>ECO 2117-E、/>ECO 2124-E、/>ECO2177-E、/>ECO 2189-E、/>538、/>2038、/>8050-E、/>8064(全部来自BASFSE)、/>1000、/>1100、/>1200(全部来自EASTMAN)、/>A-1131、/>A-1127、/>BT-24(全部来自DSM)、/>W-6110、/>W-605、/>W-6010、/>W-6061、W-5661、/>W-5030、/>WS-6021、/>WS-5000、/>WS-4022、/>WS-5100、/>WS-4000(全部来自MitsuiChemicals)、/>WPB-341A、/>101、/>101A、/>102、/>102A、103、/>201(全部来自Incorez)、Aptalon W8060、Aptalon W8062、Aptalon M8100(全部来自Lubrizol)。

尤其优选的是玻璃化转变温度(Tg)为至少80℃的市售成膜剂，例如90、/>631、/>1158、/>1180、/>ECO 2189-E、652、/>665、/>667、/>668、/>ECO 675,/>678、/>680、/>682、/>8085、8078、/>8083、JONCRYL 8082、/>2038、/>8060、/>8064、/>8067、/>2157、/>8055、LMV 7051、/>LMV 7025(全部来自BASF SE)、/>A-662、A-2091、/>BT-101(全部来自DSM)、/>W-605、/>W-6010、/>W-6061、/>W-5030、/>WS-4022、/>WS-5100、/>WS-4000、/>WPB-341、/>WPB-341A(全部来自Mitsui Chemicals)、AptalonW8060、AptalonW8062、AptalonM8100(全部来自Lubrizol)。

根据本发明的进一步优选的实施例，包括基于聚氨酯、聚氨酯-(甲基)丙烯酸酯、聚酰胺-聚氨酯共聚物、聚丙烯酸酯，特别是聚苯乙烯(甲基)丙烯酸酯和/或聚苯乙烯(甲基)丙烯酸共聚物的一种或多种颗粒(聚合物分散体或聚合物乳液)的成膜剂与作为表面活性剂的至少一种聚醚改性(聚)硅氧烷的组合使用对于在40℃下储存1个月时油墨的静态表面张力的优异稳定性特别有利(0.1mN/m<|σ₁-σ₃₀|<2.5mN/m，在25℃下测量)。

根据本发明的进一步优选的实施例，当成膜剂基于聚酰胺聚氨酯共聚物和/或聚氨酯和/或聚丙烯酸酯，特别是聚苯乙烯(甲基)丙烯酸酯和/或聚苯乙烯(甲基)丙烯酸共聚物，优选具有非常高的硬度和韧性以及高耐磨性和耐化学性时，可以在瓦楞纸机中或瓦楞纸板生产线中的联线数字印刷应用中实现油墨的高耐热耐磨性。优选地，聚酰胺聚氨酯和/或聚氨酯和/或聚丙烯酸酯，特别是聚苯乙烯(甲基)丙烯酸酯和/或聚苯乙烯(甲基)丙烯酸共聚物的玻璃化转变温度Tg为至少80℃，更优选至少90℃，最优选至少100℃。优选地，所述聚酰胺聚氨酯和/或聚氨酯和/或聚丙烯酸酯，特别是聚苯乙烯(甲基)丙烯酸酯和/或聚苯乙烯(甲基)丙烯酸共聚物的杨氏模量为至少2GPa，更优选至少3GPa和/或纳米硬度为至少0.08，优选至少0.1GPa。满足上述性质中的至少一种的聚酰胺聚氨酯和/或聚氨酯和/或聚丙烯酸酯，特别是聚苯乙烯(甲基)丙烯酸酯和/或聚苯乙烯(甲基)丙烯酸共聚物具有足够的硬度和韧性以实现高耐热耐磨性。这样的化合物可在市场上获得，仅举几例而没有任何限制，例如，商品名为TakelacWPB-341(Mitsui Chemicals)、Sancure20041(Lubrizol)、Dispurez 103(Incorez)、Aptalon W8060、Aptalon W8062、Aptalon M8100(全部来自Lubrizol)。

[乳化剂]乳化剂是一种特殊类型的表面活性剂，应理解为对油墨的静态表面张力影响较小，同时提高分散相在油墨中的溶解度的表面活性剂。在某些实施例中，与不含任何其他表面活性剂或任何其他乳化剂的油墨相比，乳化剂在4wt％(相对于总油墨)的浓度下导致油墨的静态表面张力变化小于2mN/m(在25℃下测量)；换言之，乳化剂是与其他表面活性剂，例如(聚)硅氧烷表面活性剂相比，对油墨的静态表面张力的影响较小的表面活性剂。然而，在其他实施例中，与不含任何其他表面活性剂或任何其他乳化剂的油墨相比，乳化剂在0.8wt％(相对于总油墨)的浓度下导致油墨的静态表面张力变化小于1mN/m(在25℃下测量)。

乳化剂可以存在于油墨组合物中，优选浓度范围为0.1至10wt％，优选1至5wt.％，更优选2至4％。根据本发明的另一实施例，将HLB值为至少12、优选至少13、更加优选至少14的一种或多种乳化剂添加到油墨对所述油墨的开放时间/启动性能具有有利影响。在使用基于聚酰胺聚氨酯和/或聚氨酯和/或聚丙烯酸酯，特别是聚苯乙烯(甲基)丙烯酸酯和/或聚苯乙烯(甲基)丙烯酸酯共聚物的成膜剂的情况下，添加如上所述的至少一种乳化剂证明是特别有利的。观察到对所述油墨的开放时间/启动性能的有利影响。为了提高期望的特性，(一种或多种)乳化剂与成膜剂的重量比优选为0.01至2.0，更优选0.10至1.50，更加优选0.15至1.0。此外，当所述乳化剂存在于油墨配方中时，成膜剂与油墨载体的相容性和/或溶解度增加，这也最终改善了油墨的开放时间/启动行为。与此同时或替代地，所述油墨的耐热耐磨性得到改善。在聚酰胺聚氨酯和/或聚氨酯和/或聚酰胺和/或聚(甲基)丙烯酸酯，特别是聚苯乙烯(甲基)丙烯酸酯和/或聚苯乙烯(甲基)丙烯酸共聚物用作成膜剂的情况下，所述效果特别显著。此外，在期望具有低含量保湿剂(例如多元醇、二醇及其醚)的油墨配方的情况下，结果证明乳化剂是非常有利的，原因是可以实现这样的油墨的良好开放时间/启动行为，特别是如果乳化剂是如下定义的乳化剂。

根据进一步优选的实施例，乳化剂是非离子乳化剂，更优选聚(烷)氧基化非离子乳化剂，更加优选非离子聚(烷)氧基化脱水山梨糖醇，最优选聚(烷)氧基化脱水山梨糖醇或其衍生物的非离子脂肪酸酯。基于用脂肪酸乙氧基化的脱水山梨糖醇的酯的非离子乳化剂是特别优选的。这样的乳化剂的市售示例是Tween 20、Tween 40、Tween 60、Tween 65和Tween80(全部来自MERCK)、LucramulWT 100(LEVACO)。令人惊奇的是，发明人发现这些乳化剂与成膜剂的组合，优选聚氨酯、聚酰胺-聚氨酯、聚丙烯酸酯，特别是聚苯乙烯(甲基)丙烯酸酯和/或聚苯乙烯(甲基)丙烯酸共聚物及其混合物，特别适合于改善油墨的开放时间/启动性能。

根据进一步特别优选的实施例，油墨包括以下四种表面活性剂中的至少两种，优选至少三种：

-一种或多种聚醚改性(聚)硅氧烷表面活性剂，优选浓度范围为0.05至2wt.％，更优选0.05至0.5wt.％，更加优选0.1至0.4wt.％；例如：0.2至1.0wt％，特别是0.8wt％，

-一种或多种醇烷氧基化物表面活性剂，优选浓度范围为0.05至3wt.％，更优选0.05至1.5wt.％，更加优选0.1至1wt.％。

-一种或多种乳化剂，优选浓度范围为0.1至10wt.％，优选1至5wt.％，更优选2至4％，其中优选乳化剂是非离子乳化剂，更优选非离子聚(烷)氧基化脱水山梨糖醇，最优选聚(烷)氧基化脱水山梨糖醇或其衍生物的非离子脂肪酸酯。

-HLB值至少为12的除乳化剂之外的一种或多种非离子表面活性剂，其中这样的表面活性剂在水性油墨中的总浓度为0.01至5wt.％，其中优选这样的表面活性剂为聚(烷)氧基化表面活性剂。

根据特别优选的实施例，油墨包括：

-一种或多种乳化剂，优选浓度范围为0.1至10wt％，优选1至5wt.％，更优选2-4％，其中优选乳化剂为非离子乳化剂，更优选非离子聚(烷)氧基化脱水山梨糖醇，最优选聚(烷)氧基化脱水山梨糖醇或其衍生物的非离子脂肪酸酯。

[增塑剂]根据优选的实施例，根据本发明的油墨还包含一种或多种增塑剂，相对于油墨总重量优选浓度为0.1至5wt％，优选0.5至4wt％，更优选0.8至3wt％，最优选1.2至2.5wt％，例如2wt％。优选地，所述一种或多种增塑剂包括聚丙二醇烷基苯基醚基增塑剂。增塑剂可以改善油墨的印刷适性和/或启动效果。市售的合适增塑剂的示例是LoxanolPL5060(BASF)-聚丙二醇烷基苯基醚；2-苯氧乙醇(MERCK)；LoxanolCA5086(BASF)、Loxanol CA5310(BASF)；Loxanol OT 5840(BASF)。

[添加剂]根据本发明的油墨还可以包括用于有效抑制细菌生长的杀生物剂，用于抑制空气滞留和泡沫形成的消泡剂，流变剂，例如用于将油墨粘度调节至所需粘度水平的增稠剂，原因是不同的工业印刷头在指定的油墨物理特性窗口内操作，螯合剂、助粘剂、溶剂和其他添加剂，如本领域技术人员在受益于本公开后所知道的。

与已知会导致诸如开放时间/启动问题、由于喷嘴孔处的油墨起泡或油墨干燥引起的喷嘴中的空气滞留导致的永久性或暂时性喷嘴脱落、图像质量差和图像密度低等并发问题的根据现有技术的水性喷墨油墨相比，根据本申请的油墨减少了这些特定问题。这允许即使在高达300-450m/min、更优选300-400m/min的高印刷速度的高端单程印刷应用中以及在瓦楞纸机中或瓦楞纸板生产线中的联线印刷应用中也可以使用所公开的水性喷墨油墨配方。

油墨特性

[开放时间(启动)行为]观察对油墨开放时间/启动行为的影响的图像文件应如下选择：

与具有较高光密度的图像相比，具有低颜色光密度的图像显示出更强的效果。对于该测试，具有10％光密度的图像是优选的。100％是指所有喷嘴以设定波形的每个脉冲喷射的图像，而10％表示10个脉冲中只有1个用于喷射(因此油墨(或墨滴)的总量也是1/10)。优选将波的幅度设定为达到8pL的墨滴大小，这可以通过印刷限定数量的墨滴、称量印刷流体并计算单个墨滴的质量来检查。

开放时间/启动行为通过以下测试来判断：

以10％光密度印刷图像，并且印刷机在指定的时间段(1、5、10、20、40分钟)内空闲，而不向压电头施加脉冲或通过头清除油墨。在该指定的空闲时间之后，将再次以10％光密度印刷图像。然后将第二图像的最开始印刷的行与第一图像的最后印刷的行(在指定的空闲时间之前印刷)进行比较。

没有可见的开放时间/启动问题的油墨在两个图像之间没有与边缘锐度和/或第一墨滴行的密度有关的视觉差异(通过眼睛或袖珍显微镜放大10倍)，以及在图像的其余部分上，认为开放时间好。

如果第一和第二图像之间存在显著的视觉差异，特别是在第一图像的最后行和第二图像的最前行之间，则认为开放时间差。这种显著的视觉差异例如可能是：

-第一墨滴行在指定的空闲时间之后印刷的第二图像上缺失或延迟出现和/或

-第二图像的第一墨滴行的位置偏离它们在指定的空闲时间之前的第一图像上的位置，导致墨滴定位偏离和/或

-与第一图像相比，第二图像的光密度降低/变化和/或

-第二图像仅部分印刷或根本不印刷。

开放时间/启动行为按以下等级报告：1(非常差)、2(差)、3(正常)、4(好)、5(非常好)：

[粘度]油墨粘度由具有UL适配器的Brookfield DV2Textra旋转粘度计在35℃(模拟普通工业印刷机的操作温度)下测定，所述UL适配器配备有与强制温度控制浴相连的用于精确控制油墨温度的水套。

[纳米硬度/杨氏模量]成膜剂的纳米硬度和杨氏模量通过纳米压痕测量来确定。使用基于DINISO 14577-1(202)，特别是版本2015-11的MTS Nanoindenter XP在室温(25℃)下使用压痕深度控制方法(压痕深度最大为膜厚度的10％但不超过3μm)进行测量。

样品制备：将成膜剂分散体(7.5-9ml)与作为聚结剂的单乙二醇(1ml)和任选蒸馏水(0-1.5ml)和一滴润湿剂BYK349的混合物在容器中充分混合20分钟。选择成膜剂的浓度以获得最终混合物中28-35wt.％的成膜剂浓度。

例如：如果成膜剂以48wt.％成膜剂的水分散体形式提供，则将8g成膜剂水分散体与1g单乙二醇和1g水和1滴BYK349混合。该最终混合物的成膜剂浓度为38.4wt.％。通过施加80μm湿膜层，将形成厚度约为31μm的干膜(80x0.384＝30.72≈31μm)。

用肥皂溶液清洗2mm厚的玻璃板并用异丙醇冲洗。然后使用具有80-120μm湿膜厚度的涂膜器通过下拉技术将成膜剂涂层施加到制备的玻璃板上。随后将湿样品转移到干燥烘箱中，在130℃下成膜15分钟。烘箱必须调平以便确保均匀的湿膜铺展在基材上。

在玻璃板干燥和冷却至少16小时之后，使用玻璃切割机切割测试样品(2cm x2cm)并进行纳米压痕测量。

[玻璃化转变温度(Tg)]材料的玻璃化转变温度(Tg)通过以20K/min的加热和冷却速度通过差示扫描量热法(DSC)测量来确定。

[酸值(AV)]酸值(AV)根据EN ISO 2114:2002 05 01确定，不同的是使用28重量份丙酮和1重量份吡啶的混合物作为溶剂。

[重均分子量(Mw)]重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法确定。使用氯仿(用于(半)结晶化合物)或四氢呋喃(THF)(用于无定形化合物)作为洗脱剂，流速为1ml/min。分离柱(每根为8mm×300mm、PSS SDV、5pm、100、1000和100000A的三根柱)的校准通过窄分布的聚苯乙烯标准进行，并通过折射率检测器进行检测。

[静态表面张力]静态表面张力在25℃下使用Processor-TensiometerK100MK2和平板法确定，特别是根据DIN-EN-14370-2004-11。/>

[油墨物理化学性质的长期稳定性]为了监测油墨物理化学性质的长期稳定性，将油墨样品在40℃的干燥箱中保存30天，油墨样品的粘度(在35℃下测量)和静态表面张力(在25℃下测量)是在生产后和30天后立即测量的。σ₁- 对应于生产后的油墨静态表面张力，σ₃₀-对应于在40℃下储存30天后的油墨静态表面张力。

[动态表面张力]动态表面张力使用Sita Science Line T100实验室张力计通过气泡压力法在25℃下以10Hz的频率确定。油墨动态表面张力的测量在15ms至6000ms的气泡寿命范围内进行。

[成膜剂过滤特性]方法1：过滤特性如下评价：将60mL基于成膜剂的组合物(其包括在油墨中一定浓度的目标成膜剂、在油墨中一定浓度的一种或多种多元醇以及作为余量的水)填充到60mL注射器(Terumo 60CC，Luer lock Tip)中，并将1微米玻璃纤维盘式过滤器(PureFlo 25mm盘式过滤器，D25CG010LMLF，Saint Gobain)通过公路厄锁入口连接到包括所述组合物的注射器。在室温(25℃)下将组合物手动按压通过过滤器，而无需施加显著的力。在成膜剂显示出合适的过滤特性的情况下，如上所述的测试组合物将完全(>90％)通过过滤器，而不会阻塞所述过滤器。不合适/不适当的成膜剂的特征在于过滤器的快速阻塞(<20％吞吐量)。在过滤器遇到堵塞之前，中等适用性的成膜剂将仅仅部分通过过滤器(20-90％)。

方法2：过滤特性如下评估：将400mL基于成膜剂的组合物(其包括4％固体的目标成膜剂、在油墨中一定浓度的一种或多种多元醇和作为余量的水)填充到100mL注射器(BDPlastipac100CC，Luer lockTip)中，并将1微米玻璃纤维盘式过滤器(PureFlo25mm盘式过滤器，D25CG010LMLF，Saint Gobain)通过公路厄锁入口连接到包括所述组合物的注射器。在室温(25℃)下将组合物手动按压通过过滤器，而无需施加显著的力。继续该程序直到所有组合物都被过滤或过滤器被堵塞。在成膜剂表现出优异的过滤特性的情况下，如上所述的测试组合物将在很大程度上(>70％)通过所述过滤器。过滤特性差的不合适/不适当的成膜剂的特征在于过滤器的快速阻塞(<20％通过量)。在过滤器遇到堵塞之前，具有良好过滤特性的中等适用性的成膜剂将部分通过过滤器(20-70％通过量)。

原则上，方法1和方法2都可以用于确定成膜剂的过滤特性，但优选使用方法2，原因是由于测试液体的量较高(方法1中的60mL对比方法2中的400mL)，成膜剂的不同过滤特性变得更加明显并且可以更好地评估。

[HLB值]在本文中，术语“HLB值”是指根据Griffin方法计算的HLB值，例如在Griffin,William C.“Classification ofsurface-active agents by″HLB″”，J.Soc.Cosmet.Chem.1(1949):311-326中所述。

制造

[颜料浓缩物]在优选的实施例中，通过将相应的材料通过混合、共混、搅拌或适合于生产均匀混合物的其他方法聚集在一起，然后通过使用合适直径的氧化锆珠(0.1-1.0mm)对混合物进行湿磨以通过颜料分散剂和具有至少12、优选至少15、更优选至少17的高HLB值的非离子表面活性剂的作用使颜料解附聚、分散、研磨和稳定来制备如本文所述的颜料浓缩物。然而，也可以采用本领域已知的其他方法来制造如本文所述的颜料浓缩物。

[油墨]在优选的实施例中，通过将相应的材料通过混合、共混、搅拌、研磨和其他适合于生产均匀混合物的方法聚集在一起来制备本发明的水性喷墨油墨。首先，将颜料浓缩物载液的化合物在容器中共混一小段时间(例如30分钟)，然后在连续搅拌下缓慢加入相应量的颜料浓缩物，以防止所谓的颜料冲击(颜料浓缩物的不稳定导致油墨中出现粗颗粒)。在添加颜料浓缩物之后，将混合物搅拌1小时，然后通过本领域技术人员已知的具有不同筛孔尺寸(例如5.0至1.0、0.8、0.5μm)的深度过滤器进行过滤。

印刷

然后，不仅可以通过使用多程喷墨印刷机，而且尤其可以通过使用单程喷墨印刷机，将现成的油墨配方施加到纸或涂布纸基材上，然后使用红外线(短红外线，中红外线或远红外线)照射干燥油墨和/或对流干燥以去除油墨的挥发性部分。所述油墨也可以成功地以数字方式施加到除纸或涂布纸之外的其他基材的表面上，然后使用红外线(短红外线、中红外线或远红外线)照射干燥油墨和/或对流干燥以去除油墨的挥发性部分。

所述油墨也可以成功地施加到任何前述基材的表面上，所述基材可以用溶液、混合物和/或分散体预涂布、预改性、预处理，用电晕放电物理预处理和/或等离子体预处理和/或火烧。预处理溶液、混合物、分散体控制油墨在基材表面上的扩散和吸收并且在本领域中是已知的。通常，这些包括诸如以下的物质：多价金属和/或非金属的多价阳离子、氧化物和/或盐(具有有机或无机阴离子)、具有高电荷密度的聚合化合物如聚合多胺、聚乙烯亚胺和/或阳离子絮凝化合物，对这些化合物没有任何限制。

本发明的油墨也可以成功地施加到任何前述基材的表面上，所述基材可以用溶液、混合物和/或分散体预涂布、预改性、预处理，用电晕放电物理预处理和/或等离子体预处理和/或火烧，然后进一步通过可以是本发明的油墨的数字或模拟套印清漆数字地或模拟地套涂或套印，从而提高耐水牢度、耐摩擦牢度、耐热耐磨性、增加光泽或亚光饰面效果、用所述数字或模拟套印清漆部分覆盖以突出选定的图像区域等。模拟工艺是通过辊涂机、丝网印刷、柔版印刷、凹版印刷、胶版印刷等施加涂层。

本发明的其他实施例

本发明还涉及以下实施例：

实施例1.一种水性颜料浓缩物，所述水性颜料浓缩物包括

-一种或多种颜料，其中所述水性颜料浓缩物中的总颜料浓度为5至40wt.％，优选其中所述一种或多种颜料包括有机颜料，

-一种或多种颜料分散剂，其中所述水性颜料浓缩物中的总颜料分散剂浓度为0.5至5wt.％，

-亲水亲油平衡(HLB)值至少为12的一种或多种非离子表面活性剂，其中所述水性颜料浓缩物中的HLB值至少为12的非离子表面活性剂的总浓度为0.1至10wt.％，以及

-作为余量的水；

优选其中所述总非离子表面活性剂浓度与所述总颜料分散剂浓度的比率为0.1至5和/或优选其中所述总非离子表面活性剂浓度和所述总颜料分散剂浓度之和与所述总颜料浓度的比率为0.10至0.80，优选0.25至0.65。

实施例2.根据实施例1所述的水性颜料浓缩物，其特征在于，所述一种或多种颜料分散剂包括有机聚合物，所述有机聚合物具有颜料亲和基团和3000Da至70000Da的重均分子量Mw；

优选其中所述颜料亲和基团是酸基团，尤其是其中所述聚合物具有5至300mgKOH/g的酸值。

实施例3.根据实施例1或2所述的水性颜料浓缩物，其特征在于，所述一种或多种颜料分散剂包括玻璃化转变温度Tg为20至170℃的颜料分散剂。

实施例4.根据前述实施例中任一项所述的水性颜料浓缩物，其特征在于，所述浓缩物还包括一种或多种颜料润湿剂，其中所述水性颜料浓缩物中的总颜料润湿剂浓度为3至15wt.％。

实施例5.一种水性油墨，所述水性油墨包括根据前述实施例中任一项所述的水性颜料浓缩物。

实施例6.根据实施例5所述的水性油墨，所述水性油墨还包括颜料浓缩物载液，

其中所述水性油墨包括

-一种或多种成膜剂，其中所述水性油墨中的总成膜剂浓度为0.1至10wt.％；以及

-一种或多种乳化剂，其中所述水性油墨中的总乳化剂浓度为0.1至10wt.％；

其中所述一种或多种成膜剂满足以下性质中的至少一种：

i)至少2GPa的杨氏模量，以及

ii)至少0.08GPa的纳米硬度；

优选其中所述一种或多种乳化剂与所述一种或多种成膜剂的重量比为0.01至2.0。

实施例7.根据前述实施例中任一项所述的水性油墨，其特征在于，所述颜料浓缩物载液还包括具有至少2个羟基的一种或多种多元醇和/或一种或多种二醇醚，其中它们在水性油墨中的总浓度为0.1至30wt.％。

实施例8.根据前述实施例中任一项所述的水性油墨，其特征在于，一种或多种成膜剂包括选自以下的一种或多种成膜剂：聚氨酯、聚丙烯酸酯，特别是聚苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯或聚苯乙烯(甲基)丙烯酸共聚物，聚酯、聚酰胺-聚氨酯共聚物、聚氨酯-(甲基)丙烯酸酯、聚酰胺、及其混合物；优选其中所述一种或多种成膜剂包括选自以下的一种或多种成膜剂：聚氨酯、聚酰胺-聚氨酯共聚物、聚丙烯酸酯，特别是聚苯乙烯(甲基)丙烯酸酯或聚苯乙烯(甲基)丙烯酸共聚物、及其混合物。

实施例9.根据前述实施例中任一项所述的水性油墨，其特征在于，所述一种或多种乳化剂包括HLB值为至少12的乳化剂和/或一种或多种非离子乳化剂，更优选一种或多种聚氧基化非离子乳化剂，并且甚至更优选一种或多种聚氧基化脱水山梨糖醇的非离子脂肪酸酯乳化剂。

实施例10.根据前述实施例中任一项所述的水性油墨，其特征在于，所述水性油墨另外包括一种或多种表面活性剂，其中所述水性油墨中的总表面活性剂浓度为0.05至5wt.％，优选其中所述一种或多种表面活性剂包括聚硅氧烷表面活性剂，特别是聚醚改性聚硅氧烷表面活性剂；和/或

其中所述水性油墨还包括一种或多种糖醇和/或糖类，其中它们在所述水性油墨中的总浓度为0.1至10wt.％。

实施例11.根据前述实施例中任一项所述的水性油墨，其特征在于，所述水性油墨具有在35℃下测量的大于4mPas的布氏粘度和/或在25℃下测量的21至45mN/m的静态表面张力。

实施例12.根据前述实施例中任一项所述的水性油墨，其特征在于，所述水性油墨还包括一种或多种增塑剂，其中所述水性油墨中的总增塑剂浓度为0.1至5wt.％；优选其中一种或多种增塑剂包括聚丙二醇烷基苯基醚。

实施例13.根据实施例5至12中任一项所述的水性油墨用于喷墨印刷的用途。

实施例14.根据实施例13所述的用途，用于在瓦楞纸板上或在用于生产瓦楞纸板的衬垫上印刷。

实施例15.根据实施例13或14所述的用途，用于在瓦楞纸板机中印刷或在瓦楞纸板生产线中印刷，优选其中所述印刷联线进行。

示例

提供以下进一步的示例以进一步说明本发明及其益处，但没有任何限制的意图。可从FUJIFILM Dimatrix获得的市售SAMBA印刷头用于印刷测试。印刷油墨在对流烘箱中在120℃下干燥15分钟。

表1颜料浓缩物-量以相对于颜料浓缩物总重量的wt％给出。示例B1至B3代表本发明的颜料浓缩物，而示例V1至V4代表对比颜料浓缩物。

表2油墨-量以相对于油墨总重量的wt.％给出。示例Ink 1至Ink 10代表本发明的油墨，而示例Comp Ex.1和Comp.Ex 2代表对比油墨。

表3包括不同成膜剂的油墨的再循环性和各成膜剂的过滤特性。

表1至3如下示出。

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表3

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Claims

1.一种水性颜料浓缩物，所述水性颜料浓缩物包括

-一种或多种颜料，其中所述水性颜料浓缩物中的总颜料浓度为5至40wt.％，

-亲水-亲油平衡(HLB)值至少为12的一种或多种非离子表面活性剂，其中所述水性颜料浓缩物中的HLB值至少为12的非离子表面活性剂的总浓度为0.1至10wt.％，以及

-作为余量的水；

其中所述非离子表面活性剂的总浓度与所述总颜料分散剂浓度的比率为0.5至4.0。

2.根据权利要求1所述的水性颜料浓缩物，其特征在于，所述非离子表面活性剂的总浓度和所述总颜料分散剂浓度之和与所述总颜料浓度的比率为0.10至0.80。

3.根据权利要求1所述的水性颜料浓缩物，其特征在于，所述一种或多种颜料包括有机颜料。

4.根据权利要求1所述的水性颜料浓缩物，其特征在于，所述非离子表面活性剂的总浓度与所述总颜料分散剂浓度的比率为1.0至3.0。

5.根据权利要求1所述的水性颜料浓缩物，其特征在于，所述非离子表面活性剂的总浓度和所述总颜料分散剂浓度之和与所述总颜料浓度的比率为0.25至0.65。

6.根据权利要求1所述的水性颜料浓缩物，其特征在于，HLB值至少为12的所述一种或多种非离子表面活性剂包括聚烷氧基化表面活性剂。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的水性颜料浓缩物，其特征在于，所述一种或多种颜料分散剂包括有机聚合物，所述有机聚合物具有颜料亲和基团和3000Da至70000Da的重均分子量。

8.根据权利要求7所述的水性颜料浓缩物，其特征在于，所述颜料亲和基团包括酸基团，其中所述聚合物具有5至300mgKOH/g的酸值。

9.根据权利要求8所述的水性颜料浓缩物，其特征在于，所述聚合物具有5至250mgKOH/g的酸值。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的水性颜料浓缩物，其特征在于，所述一种或多种颜料分散剂包括有机聚合物，所述有机聚合物具有颜料亲和基团，其中所述颜料亲和基团包括酸基团，并且其中所述聚合物具有至少150mgKOH/g的酸值。

11.根据权利要求10所述的水性颜料浓缩物，其特征在于，所述聚合物具有至少200mgKOH/g的酸值。

12.根据权利要求11所述的水性颜料浓缩物，其特征在于，所述聚合物具有至少220mgKOH/g的酸值。

13.根据权利要求1-6中任一项所述的水性颜料浓缩物，其特征在于，所述一种或多种颜料分散剂包括玻璃化转变温度Tg为至少60℃的颜料分散剂。

14.根据权利要求13所述的水性颜料浓缩物，其特征在于，所述一种或多种颜料分散剂包括玻璃化转变温度Tg为至少70℃的颜料分散剂。

15.根据权利要求14所述的水性颜料浓缩物，其特征在于，所述一种或多种颜料分散剂包括玻璃化转变温度Tg为至少80℃的颜料分散剂。

16.根据权利要求1-6中任一项所述的水性颜料浓缩物，其特征在于，所述一种或多种颜料分散剂包括玻璃化转变温度Tg为20至170℃的颜料分散剂。

17.根据权利要求1-6中任一项所述的水性颜料浓缩物，其特征在于，所述浓缩物还包括一种或多种颜料润湿剂，其中水性颜料浓缩物中的总颜料润湿剂浓度为3至15wt.％。

18.一种水性油墨，所述水性油墨包括根据权利要求1-17中任一项所述的水性颜料浓缩物。

19.根据权利要求18所述的水性油墨，所述水性油墨还包括

-一种或多种成膜剂，其中所述水性油墨中的总成膜剂浓度为0.1至10wt.％；和/或

-一种或多种乳化剂，其中所述水性油墨中的总乳化剂浓度为0.1至10wt.％。

20.根据权利要求19所述的水性油墨，其特征在于，所述一种或多种成膜剂满足以下性质中的至少一种：

i)至少2GPa的杨氏模量，以及

ii)至少0.08GPa的纳米硬度。

21.根据权利要求19所述的水性油墨，其特征在于，所述一种或多种乳化剂是聚烷氧基化脱水山梨糖醇的脂肪酸酯和/或所述一种或多种乳化剂与所述一种或多种成膜剂的重量比为0.01至2.0。

22.根据权利要求18-21中任一项所述的水性油墨，其特征在于，所述水性油墨另外包括一种或多种表面活性剂。

23.根据权利要求22所述的水性油墨，其特征在于，所述一种或多种表面活性剂包括选自以下的一种或多种表面活性剂

-聚硅氧烷表面活性剂，

-醇烷氧基化物表面活性剂，

-HLB值至少为12的高HLB值表面活性剂

及其混合物；和/或

其中所述水性油墨还包括一种或多种糖醇和/或糖，其中它们在所述水性油墨中的总浓度为0.1至10wt.％。

24.根据权利要求23所述的水性油墨，其特征在于，所述一种或多种表面活性剂包括聚醚改性聚硅氧烷表面活性剂。

25.根据权利要求18-21中任一项所述的水性油墨，其特征在于，所述一种或多种成膜剂具有至少80℃的玻璃化转变温度Tg。

26.根据权利要求25所述的水性油墨，其特征在于，所述一种或多种成膜剂具有至少90℃的玻璃化转变温度Tg。

27.根据权利要求26所述的水性油墨，其特征在于，所述一种或多种成膜剂具有至少100℃的玻璃化转变温度Tg。

28.根据权利要求18至27中任一项所述的水性油墨用于喷墨印刷的用途。

29.根据权利要求28所述的用途，用于在瓦楞纸板上或在用于生产瓦楞纸板的衬垫上印刷。

30.根据权利要求28或29所述的用途，用于在瓦楞纸板机中印刷或在瓦楞纸板生产线中印刷。

31.根据权利要求30所述的用途，其中所述印刷联线进行。