CN114846092A - 紫外线固化型水性油墨组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种紫外线固化型水性油墨及其制备方法。具体涉及一种紫外线固化型水性分散剂及其制备方法、紫外线固化型水性油墨组合物及其制备方法、以及记录介质上的图像形成方法。本发明的紫外线固化型水性分散剂及包括它的紫外线固化型水性油墨组合物在材质选择上没有限制，且可提高在纤维领域中被粘材料的触感和牢度。

Description

紫外线固化型水性油墨组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种紫外线固化型水性油墨组合物及其制备方法。具体地，本发明涉及一种紫外线固化型水性分散剂及其制备方法、紫外线固化型水性油墨组合物及其制备方法、以及记录介质上的图像形成方法。
背景技术
紫外线固化(UV Curing)技术是指向涂布有紫外线固化树脂的物质照射紫外线来进行固化及干燥的技术，亦称为光固化。其中，所述紫外线固化树脂为当照射由短波长引起化学反应的能源即紫外线时，瞬间发生固化、干燥及粘贴的树脂。
紫外线固化技术已在印刷领域中开始得到实际应用，已被应用于涂装、涂料、表面涂覆、半导体或电子部件、光学部件等精密部件的粘贴、液晶面板的接合等，并且扩大到纳米技术等多种领域。
紫外线固化技术与“热”固化相比具有如下的特点。首先，与使用热的固化及干燥相比，紫外线固化只需几秒钟即可完成工艺，因此可在短时间内进行固化，而且紫外线不会发出高热，能够在不提升被照射物的温度的情况下进行固化，因此即使对热脆性材料，也能在不引起变形或变质的情况下进行固化。此外，无需采用加热所需的加热装置，可以简化制造现场空间，而且有毒气体或水污染的隐患较少，具有绿色环保的特点。
这种紫外线固化技术尤其在印刷及打印领域中的应用性较高。为了提高在印刷后的油墨中包括的颜料或染料的牢度和稳定性有时需要额外的固化及干燥工艺，而在高温条件下可能会变质的材料上印刷时很难进行热固化工艺，因此此时可应用紫外线固化技术。
在紫外线固化中使用紫外线固化型油墨(Ultra Violet Curable Ink)，紫外线固化型油墨指的是由紫外线能量产生光化学反应并从液态到固态以秒单位固化的油墨。与以往的油墨相比，紫外线固化型油墨具有瞬间干燥、无溶剂及无公害等较多的优点，因此应用性较高。但是，紫外线固化型油墨具有如下的问题：即单价较高，根据厚度，固化速度有所不同或者可能难以实现凹凸部分的固化，且在紫外线照射中消耗较多能量。
作为以往的与紫外线固化型油墨相关的技术具有如下的技术：包括阳离子聚合液体单体、光聚合引发剂及光聚合敏化剂的紫外线固化型液体组合物(参见韩国公开专利第10-2017-0102325号)；进一步包括含有丙烯酸酯的固化蜡的油墨载体(参见韩国公开专利第10-1792888号)；包括紫外线照射固化型单体或预聚物、紫外线光引发剂、反应性蜡及胶凝剂的相变油墨展色剂(参见韩国公开专利第10-1653831号)；含有聚氨酯(甲基)丙烯酸酯树脂、(甲基)丙烯酸单体及光聚合引发剂的紫外线固化型粘合剂用树脂组合物(参见韩国公开专利第10-1988922号)等。但是，这些紫外线固化型油墨具有如下的问题：即在物理性质方面上选择被印刷体的材质上具有局限性，尤其难以实现与纤维材料的纤维素微观结构之间的固着及由此带来的牢度提高，且不易实现为水性组合物。
因此，本发明人为了解决上述问题而专心努力的结果，发明了紫外线固化型水性分散液及包括它的紫外线固化型水性油墨组合物，由此完成了本发明。其中，该紫外线固化型水性分散液为水性，在材料选择上局限性较小，并且通过紫外线照射能够表现出优异的牢度。
发明内容
本发明的目的是提供一种紫外线固化型水性分散剂，其特征在于，包括紫外线固化型官能基。
在此，根据本发明，可包括分散有所述紫外线固化型水性分散剂的分散体、分散水溶液或分散液形式。
本发明的另一目的是提供一种紫外线固化型水性油墨组合物，其特征在于，包括：(a)紫外线固化型水性分散剂；(b)包括紫外线固化型官能基的水性胺；及(c)选自颜料及染料中的一种以上物质。
本发明的又一目的是提供一种紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤：(a)制备包括紫外线固化型官能基的紫外线固化型水性分散剂；(b)混合所述紫外线固化型水性分散剂和包括紫外线固化型官能基的水性胺；及(c)添加选自颜料及染料中的一种以上物质。
在此，其特征可以是进一步包括不包括紫外线固化型官能基的水性分散剂。
本发明的再一目的是提供一种紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤：(a)向包括紫外线固化型官能基的紫外线固化型水性分散剂中添加并分散选自颜料及染料中的一种以上物质而制备染料/颜料分散液；及(b)向所述染料/颜料分散液中添加并混合包括紫外线固化型官能基的水性胺。
在此，其特征可以是进一步包括不包括紫外线固化型官能基的水性分散剂。
本发明的再一目的是提供一种紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤：(a)向净化水中同时添加并混合包括紫外线固化型官能基的紫外线固化型水性分散剂、选自颜料及染料中的一种以上物质及包括紫外线固化型官能基的水性胺；及(b)在所述(a)步骤后进行分散。
在此，其特征可以是进一步包括不包括紫外线固化型官能基的水性分散剂。
本发明的又一目的是提供一种紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤：(a)混合不包括紫外线固化型官能基的水性分散剂和包括紫外线固化型官能基的水性胺；及(b)添加选自颜料及染料中的一种以上物质。
本发明的另一目的是提供一种紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤：(a)向不包括紫外线固化型官能基的水性分散剂中添加并分散选自颜料及染料中的一种以上物质而制备染料/颜料分散液；及(b)向所述染料/颜料分散液中添加并混合包括紫外线固化型官能基的水性胺。
本发明的另一目的是提供一种紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤：(a)向净化水中同时添加并混合不包括紫外线固化型官能基的水性分散剂、选自颜料及染料中的一种以上物质及包括紫外线固化型官能基的水性胺；及(b)在所述(a)步骤后进行分散。
另外，本发明的又一目的是提供一种紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，使用包括反离子的单体来中和水性分散剂。
本发明的又一目的是提供一种紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，对水性分散剂使用作为反离子的紫外线固化型阳离子来制备紫外线固化型水性油墨组合物。
另外，本发明的另一目的是提供一种记录介质上的图像形成方法，其特征在于，包括以下的步骤：(a)在记录介质上的印刷区域表面上印刷紫外线固化型水性油墨组合物；及(b)向印刷区域表面的油墨照射紫外线。
在此，本发明的紫外线固化型水性油墨组合物可应用于喷墨印刷、凹版印刷、柔印及胶印等多种印刷方法中。
为了实现上述目的，本发明提供一种紫外线固化型水性分散剂，其特征在于，包括紫外线固化型官能基。
在此，本发明可包括分散有所述紫外线固化型水性分散剂的分散体、分散水溶液或分散液形式。
其特征可以是，作为所述紫外线固化型官能基包括用于分散染料/颜料的紫外线固化型官能基。
所述紫外线固化型水性分散剂可为包括所述紫外线固化型官能基的苯乙烯丙烯酸类分散剂或苯乙烯-无水马来酸类分散剂。
其特征可以是，所述紫外线固化型官能基通过化学键合被引进。
本发明还提供一种紫外线固化型水性油墨组合物，其特征在于，包括：(a)紫外线固化型水性分散剂；(b)包括紫外线固化型官能基的水性胺；及(c)选自颜料及染料中的一种以上物质。
其特征可以是，所述紫外线固化型水性分散剂通过胶囊化反应提高了胶体稳定性。
可进一步包括选自水溶性树脂及水分散性树脂中的一种以上物质。
可进一步包括紫外线固化型单体或低聚物。
所述水性胺可为伯胺化物、仲胺化物、叔胺化物或季胺化物。
所述(b)步骤中的所述紫外线固化型官能基可被施以化学键合或离子键合。
可进一步包括不包括紫外线固化型官能基的水性分散剂。
另外，所述油墨组合物可用作喷墨用油墨组合物。但是，并不局限于用于喷墨，本发明的紫外线固化型水性油墨组合物可制成应用于凹版印刷、柔印及胶印等多种印刷方法中的油墨。
本发明还提供一种紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤：(a)制备包括紫外线固化型官能基的紫外线固化型水性分散剂；(b)混合所述紫外线固化型水性分散剂和包括紫外线固化型官能基的水性胺；及(c)添加选自颜料及染料中的一种以上物质。
在此，可进一步包括不包括紫外线固化型官能基的水性分散剂。
本发明还提供一种紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤：(a)向包括紫外线固化型官能基的紫外线固化型水性分散剂中添加并分散选自颜料及染料中的一种以上物质而制备染料/颜料分散液；及(b)向所述染料/颜料分散液中添加并混合包括紫外线固化型官能基的水性胺。
在所述(b)步骤中，可向所述染料/颜料分散液中添加并混合包括所述紫外线固化型官能基的水性胺和添加剂。
在此，可进一步包括不包括紫外线固化型官能基的水性分散剂。
具体而言，例如可经过如下的步骤来制备紫外线固化型水性油墨组合物：即，向不包括紫外线固化型官能基的以往的普通水性分散剂及/或本发明的包括紫外线固化型官能基的紫外线固化型水性分散剂水溶液中添加并分散颜料及/或染料而组成颜料及/或染料分散液的步骤：及向染料/颜料分散液组成中添加并混合包括紫外线固化型官能基的水性胺和其他添加剂。
本发明还提供一种紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤：(a)向净化水中同时添加并混合包括紫外线固化型官能基的紫外线固化型水性分散剂、选自颜料及染料中的一种以上物质及包括紫外线固化型官能基的水性胺；及(b)在所述(a)步骤后进行分散。
在所述(a)步骤中，可向所述净化水中同时添加并混合所述紫外线固化型水性分散剂、所述选自颜料及染料中的一种以上物质、包括所述紫外线固化型官能基的水性胺、以及添加剂。
在此，可进一步包括不包括紫外线固化型官能基的水性分散剂。
具体而言，例如可通过向净化水中同时添加并混合不包括紫外线固化型官能基的以往的普通水性分散剂及/或本发明的包括紫外线固化型官能基的紫外线固化型水性分散剂、颜料及/或染料、包括紫外线固化型官能基的水性胺和其他添加剂等后进行分散来制备紫外线固化型水性油墨组合物。
作为所述紫外线固化型水性分散剂的所述紫外线固化型官能基可包括用于分散染料/颜料的紫外线固化型官能基。
所述(a)步骤中的所述紫外线固化型水性分散剂可为包括所述紫外线固化型官能基的苯乙烯丙烯酸类分散剂或苯乙烯-无水马来酸类分散剂。
所述紫外线固化型水性分散剂的所述紫外线固化型官能基可通过化学键合被引进。
所述紫外线固化型水性分散剂可通过胶囊化反应提高了胶体稳定性。
可进一步包括选自水溶性树脂及水分散性树脂中的一种以上物质。
可进一步包括添加紫外线固化型单体或低聚物的步骤。
所述(b)步骤中的所述水性胺可为伯胺化物、仲胺化物、叔胺化物或季胺化物。
所述水性胺的所述紫外线固化型官能基可被施以化学键合或离子键合。
在此，可进一步包括不包括紫外线固化型官能基的水性分散剂。
本发明还提供一种紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤：(a)混合不包括紫外线固化型官能基的水性分散剂和包括紫外线固化型官能基的水性胺；及(b)添加选自颜料及染料中的一种以上物质。
另外，本发明还提供一种紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，包括：(a)向不包括紫外线固化型官能基的水性分散剂中添加并分散选自颜料及染料中的一种以上物质而制备染料/颜料分散液；及(b)向所述染料/颜料分散液中添加并混合包括紫外线固化型官能基的水性胺。
在所述(b)步骤中，可向所述染料/颜料分散液中添加并混合包括所述紫外线固化型官能基的水性胺和添加剂。
另外，本发明还提供一种紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤：(a)向净化水中同时添加并混合不包括紫外线固化型官能基的水性分散剂、选自颜料及染料中的一种以上物质及包括紫外线固化型官能基的水性胺；及(b)在所述(a)步骤后进行分散。
在所述(a)步骤中，可向所述净化水中同时添加并混合所述水性分散剂、所述选自颜料及染料中的一种以上物质、包括所述紫外线固化型官能基的水性胺、以及添加剂。
所述水性分散剂可通过胶囊化反应提高了胶体稳定性。
可进一步包括选自水溶性树脂及水分散性树脂中的一种以上物质。
可进一步包括添加紫外线固化型单体或低聚物的步骤。
所述水性胺可为伯胺化物、仲胺化物、叔胺化物或季胺化物。
所述水性胺的所述紫外线固化型官能基可被施以化学键合或离子键合。
如此，还可使用不包括紫外线固化型官能基的水性分散剂、包括紫外线固化型官能基的水性胺、以及染料及/或颜料而制备紫外线固化型水性油墨组合物。
另外，本发明还提供一种紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，使用包括反离子的单体来中和水性分散剂。
在此，可添加包括紫外线固化型官能基的水性胺。
所述水性胺可为伯胺化物、仲胺化物、叔胺化物或季胺化物。
所述水性胺的所述紫外线固化型官能基可被施以化学键合或离子键合。
另外，本发明还提供一种紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，对水性分散剂使用作为反离子的紫外线固化型阳离子来制备紫外线固化型水性油墨组合物。
所述水性分散剂可通过胶囊化反应提高了胶体稳定性。
可进一步包括选自水溶性树脂及水分散性树脂中的一种以上物质。
可进一步包括添加紫外线固化型单体或低聚物的步骤。
另外，本发明还提供一种记录介质上的图像形成方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)在记录介质上的印刷区域表面上印刷紫外线固化型水性油墨组合物；及(b)向印刷区域表面的油墨照射紫外线。
在此，根据本发明的紫外线固化型水性油墨组合物可应用于喷墨印刷、凹版印刷、柔印及胶印等多种印刷方法中。
本发明的紫外线固化型水性分散剂组合物及包括它的紫外线固化型水性油墨组合物易于在如毛料、丝绸、棉、玻璃纤维、尼龙及聚酯等的纤维；如PET、PVC、PC、PE、PP及PI等的薄膜；塑料；玻璃；木材；石材；金属；及纸等的材料上印刷，因此对材质选择上没有限制，且可在纤维领域中提高被粘材料的触感，并改善洗涤/摩擦牢度及日光牢度。
此外，可应用于数码打印，且缩短在紫外线照射中所需的工艺步骤，并且在油墨制备后长期保存或运输时，即使是外部暴露环境中，物理性质的变化率也小，因此表现出较高的稳定性。
附图说明
图1是将本发明的紫外线固化型水性油墨组合物的制备步骤以结构化学方式表示的图。
具体实施方式
除非用其他方式定义，在本说明书中使用的所有技术及科学术语具有与本发明所属技术领域的技术人员一般理解的含义相同的含义。在本说明书中使用的命名法是在本技术领域中众所周知且常用的命名法。
本发明在一观点上涉及一种包括(a)基础树脂及(b)紫外线固化型官能基的紫外线固化型水性分散剂(分散体、分散水溶液、分散液)组合物。
此外，本发明在另一观点上涉及一种紫外线固化型水性分散剂组合物的制备方法，其包括将紫外线固化型官能基引进基础树脂中的步骤。
本发明中的术语“水性”指的是将水溶性及水分散性全部包括的概念。
在本发明中，所述基础树脂指的是对颜料或染料赋予水分散性的粘合剂类型的分散剂，具体可为水性分散剂。本发明的水性分散剂即基础树脂具体可为苯乙烯丙烯酸类分散剂(SA)、苯乙烯-无水马来酸类分散剂(SMA)或聚氨酯类分散剂(PU)等线性高分子分散剂或由其变形而成的辐射型(Star-burst)、梳齿型(Comb)高分子分散剂或一种以上的系列复合的结构。
在本发明中使用的基础树脂一般是指通过凝胶透射色谱法测量的重均分子量在2,000至200,000范围的树脂，进一步一般是指该重均分子量在5,000至40,000范围的树脂。
在本发明中为了提高分散液的制备效率，可将基础树脂作为辅助分散剂来使用，对于基础树脂的化学结构，可使用(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸的共聚物或苯乙烯-丙烯酸共聚物等，且可根据聚合时使用的单体的比率(即，如不饱和丙烯酸酯那样的疏水性单体、如丙烯酸或羟基丙烯酸那样的亲水性单体)，调节亲水-疏水性质的比率来调节与颜料的吸附力和在水性或油性介质中的分散力。此外，可增加油墨组合物的固着性质和光泽性。
此外，对于在制备本发明的分散液时作为辅助分散剂来使用的基础树脂，可采用市面上销售的分散剂，例如有空气化工产品(Air Product)公司的Zetasperse 2500、Zetasperse 3100、Zetasperse 3400、Zetasperse 3600或Zetasperse 3700；巴斯夫(BASF)公司的HPD 296、LMV 7025、Joncryl 693或Joncryl 67；毕克(BYK)公司的DISPERBYK 194、DISPERBYK 190、DISPERBYK 199、DISPERBYK 2012、DIPERBYK 2010、DISPER 2014、BYKJET9170或BYKJET 9171；韩华道达尔有限公司(Total Petrochemical)的SMA1000、SMA2000、SMA2021或SMA3000；路博润(Lubrizol)公司的Solsperse WV400；亨斯迈(Huntsman)公司的JEFFSPERSE X3204或JEFFSPERSE X3503等，但并不局限于此。
在本发明中，所述紫外线固化型官能基指的是随着紫外线的照射而发生与紫外线固化型官能基之间的化学交联反应而相互连接的作用基。所述紫外线固化型官能基可为通过化学键合引进基础树脂中的基团。
在本发明中，通过化学键合引进基础树脂中的紫外线固化型官能基具体包括以下化学式。
Figure BDA0003697077900000091
在本发明中，紫外线固化型官能基可具有上述结构，在此，R1可为烯丙基或丙烯酸基、甲基丙烯酸基、包括环氧乙烷或环氧丙烷加合物的丙烯酸基或甲基丙烯酸基。
此外，在本发明中，紫外线固化型官能基还可包括如下的马来酸酐环被开放的结构。
Figure BDA0003697077900000092
在此，A1及A2可为氮或氧，当A1及A2为氮时，R2、R3、R4及R5可以彼此相同或不同且可为氢、烯丙基、丙烯酸基、甲基丙烯酸基、包括环氧乙烷或环氧丙烷加合物的丙烯酸基或甲基丙烯酸基。
此外，在本发明中，紫外线固化型官能基可具有如下的化学结构。
Figure BDA0003697077900000093
在此，A3可为氧或氮，R6及R7可以彼此相同或不同且可为烯丙基、丙烯酸基、甲基丙烯酸基、包括环氧乙烷或环氧丙烷加合物的丙烯酸基或甲基丙烯酸基。
在本发明中，紫外线固化型分散剂的特征可以是其具有100mgKOH/g以上且300mgKOH/g以下的酸值。当分散剂的酸值小于100mgKOH/g时，对水的溶解度较低，不适于在将水性颜料分散时使用，相反当分散剂的酸值超过300mgKOH/g时，对水的溶解度较高，在分散时分散剂无法被吸附在颜料及分散染料的表面而以在水中溶解的状态存在，因此具有难以起到分散剂作用的问题。
在本发明中，所述紫外线固化型水性分散剂组合物可为具有如下特点的组合物：即稳定地保持分散的胶体颗粒的大小；在被粘物上印刷油墨时，根据紫外线光照时间点，调节被吸附或吸收在被粘物的速度，使得较多的如分散染料及颜料那样的色素颗粒留在被粘物表面上或深入渗透到被粘物内部后被牢牢地固定。
本发明在另一观点上提供一种紫外线固化型水性油墨组合物，其包括：(a)紫外线固化型水性分散剂组合物；(b)包括紫外线固化型官能基的水性胺；及(c)包括颜料或染料的紫外线固化型水性油墨组合物。
所述紫外线固化型水性分散剂组合物及紫外线固化型官能基如上所述。
在本发明中，所述紫外线固化型水性油墨组合物可为进一步包括紫外线固化型单体或低聚物的组合物。此时，单体或低聚物可为阳离子性、阴离子性、水性或湿润性，可根据材料的特性来调节单体或低聚物的组成。当包括紫外线固化型单体或低聚物时，根据组成，可随着紫外线照射及加热而产生聚合反应的同时还产生交联反应，从而提高紫外线交联性能。
在本发明中，所述水性胺可包括紫外线固化型官能基，所述水性胺可为通过化学方式引进紫外线固化型官能基的物质。本发明的水性胺为胺类单体，可作为分散树脂的反离子使用，也可在商用分散树脂的中和反应中使用。此外，在中和分散树脂时，也可与没有固化性的反离子混合使用。此时，为了优化分散特性，可适当调节紫外线固化性反离子和没有紫外线固化性的反离子的使用比率。
所述水性紫外线固化型胺可为伯胺化物、仲胺化物、叔胺化物或季胺化物，可具有如下的结构。
Figure BDA0003697077900000111
在本发明中，R8、R9及R10可以彼此相同或不同且可为氢、烯丙基、丙烯酸基、羟乙基、羟基(异)丙基、羟基(异)丁基、羟基(异)戊基、羟基(异)己基、甲基丙烯酸基、包括环氧乙烷或环氧丙烷加合物的烯丙基、丙烯酸基或甲基丙烯酸基。
在本发明中，R11、R12、R13及R14可以彼此相同或不同，可为烷基、芳基、烯丙基、丙烯酸基、羟乙基、羟基(异)丙基、羟基(异)丁基、羟基(异)戊基、羟基(异)己基、甲基丙烯酸基、包括环氧乙烷或环氧丙烷加合物的烯丙基、丙烯酸基或甲基丙烯酸基。
在本发明中，X为铵的反离子，即为阴离子。代表性地，X可为卤素阴离子或磺酸阴离子。
具体地，X可为烯丙基胺(Allylamine)或其盐、二烯丙基胺(Diallylamine)或其盐、三烯丙基胺(Triallylamine)或其盐、DMAEMA((甲基)丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯，DMEAEMA)或其盐、DMAEAA(N,N-二甲氨基乙基丙烯酰胺)或其盐、DEAEAA(二乙基氨基乙基丙烯酰胺)或其盐、N-乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡啶、N-乙烯基乙酰胺、N,N-双(2-羟乙基)丙烯酰胺、N,N-双(2-羟乙基)甲基丙酰胺、N-烯丙基二乙醇胺或其盐、N,N-二烯丙基乙醇胺或其盐、二烯丙基二羟乙基铵氯化物、四烯丙基铵氯化物、三烯丙基羟乙基氯化物、二甲基二烯丙基铵氯化物、N,N-二烯丙基环氧乙烷/环氧丙烷加合物、三烯丙基环氧乙烷/环氧丙烷加合物等的碱性、阳离子及水性单体。但并不局限于此。
对于所述水性紫外线固化型胺，为了防止外干可使用具有润湿剂特性的单体。
在本发明中，所述颜料或染料包括全部无机颜料、有机颜料、无机染料或有机染料，包括可用于喷墨的颜料或染料。这种颜料或染料若通过与环氧化物或碳二亚胺等交联剂的反应进一步处理胶囊化反应，则能进一步提高胶体稳定性。
在本发明中，可通过添加水溶性及/或水分散性树脂来提高对记录介质的粘合力及延伸力。本发明的特征可以是，所述紫外线固化型水性油墨组合物对喷墨用油墨有用，且其为涂料、涂覆、纤维或文具用着色剂。
本发明的特征可以是，所述油墨组合物进一步包括选自保湿剂、表面活性剂、引发剂、固化促进剂、粘贴促进剂、水溶性及/或水分散性树脂、填充剂、消泡剂、防腐剂、防凝聚剂、聚合延迟剂及氧化剂中的一种以上的添加剂。
本发明的特征可以是，水溶性及/或水分散性树脂为选自阴离子树脂或非离子树脂中的一种以上树脂。
本发明的特征可以是，所述引发剂为水溶性或水分散性物质，可为光引发剂、热聚合引发剂或阳离子引发剂。
本发明的特征可以是，所述保湿剂为选自乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、五亚甲基二醇、三亚甲基二醇、2-丁烯-1,4-二醇、2-乙基-1,3-己二醇、1,2-己二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、三丙二醇、数均分子量不超过2000的聚乙二醇、1,3-丙二醇、异丙二醇、异丁二醇、甘油、双甘油及聚甘油中的一种以上。
本发明的特征可以是，所述表面活性剂为选自阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂及氟表面活性剂中的一种以上物质。
本发明在另一观点上提供一种紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其包括以下的步骤：(a)在基础树脂中引进紫外线固化型官能基而制备紫外线固化型水性分散剂；(b)在水性胺中引进紫外线固化型官能基而制备包括紫外线固化型官能基的水性胺；(c)混合所述紫外线固化型水性分散剂和包括紫外线固化型官能基的水性胺；及(d)添加颜料或染料。
所述紫外线固化型水性分散剂、水性胺、颜料及染料如上所述。
在本发明中，所述紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法可进一步包括添加水性紫外线交联型单体或低聚物的步骤。当包括紫外线固化型单体或低聚物时，随着紫外线照射及加热而产生交联反应并被聚合，从而能够提高紫外线交联性能。
本发明在另一观点上提供一种记录介质上的图像形成方法，其包括以下的步骤：(a)在记录介质上的印刷区域表面上印刷(涂覆或形成图像)紫外线固化型水性油墨组合物；及(b)向印刷区域表面的油墨照射紫外线。
在本发明中，所述记录介质指的是油墨组合物所被附着的被印刷物及被粘物，例如为如毛料、丝绸、棉、玻璃纤维、尼龙及聚酯等的纤维；如PET、PVC、PC、PE、PP及PI等的薄膜；塑料；玻璃；木材；石材；金属；及纸等，但并不局限于此。更为具体地，所述记录介质可为织物，例如有如天然纤维及丝绸、棉、毛料、尼龙、聚酯及人造丝等的合成纤维等，并不区分特定材质。
当向印刷区域表面的油墨照射紫外线时，若分散剂的紫外线固化型官能基和水性胺反离子的紫外线固化型官能基之间产生交联反应，则会引起水性分散剂的不溶化。此时，在被粘物表面上发生油墨与被粘物之间的离子键合及化学键合而降低流动性，且不会导致颜色扩散而提高图像清晰度，并且提高油墨在被粘物上的固定性能而提高牢度。尤其，在吸收性较高的纤维及超细纤维材质的纤维素微观结构中，根据紫外线固化条件，被粘物微观结构和色素之间的物理固定更加牢固，从而能够进一步提高洗涤及摩擦牢度。
在本发明中，作为所述图像形成方法中的预处理剂可使用阳离子树脂、胺类化合物、阳离子单体、聚合引发剂、Ca++、Mg++等可制备水不溶性络合物的多价金属盐等。例如，作为聚合引发剂可使用硝酸铈铵(Ceric ammnnium nitrate，CAN)。
在本发明中使用的术语“组合物”不仅包括含特定成分的产物，而且还包括通过特定成分的配合直接或间接制备的任何产物。
[实施例]
下面，通过实施例，对本发明进行更加详细的说明。本领域技术人员显然可以理解这些实施例仅用于例示本发明，本发明的范围不被解释为局限于这些实施例。因此，本发明的实质范围由所附的权利要求及其等同物来限定。
实施例1：紫外线固化型水性分散剂的制备
1-1：紫外线固化型水性分散树脂的制备
作为基础树脂使用苯乙烯-无水马来酸类树脂，在所述树脂中以表1中的组成通过化学键合引进紫外线固化型官能基而制备紫外线固化型水性分散树脂。
实施例1-1a
在四口圆底烧瓶中混合100g的SMA 2021F(韩华道达尔有限公司公司)和150g的N-甲基吡咯烷酮(NMP)，并在40℃中完全溶解后，将20g的苯胺与甲苯25混合后滴入以上的反应液中。将反应液的温度提升到60℃后反应两个小时。将反应液的温度提升到150℃后进行12小时的迪安-斯塔克(Dean-stark)回流反应。将反应液中的甲苯蒸馏去除后，将反应液冷却到60℃，向反应液中加入10g的二烯丙基胺及10g的Zepamine M2070后进一步反应两个小时。在4L净化水中再次沉淀反应液后进行过滤清洗。经过三次再分散/过滤的过程充分去除残留溶剂后在80℃中进行干燥。获得干燥的固体物121g。
[表1]
1a 1b 1c 1d 1e 1f 1g 1h
SMA 100g 100g 100g 100g 100g 100g 100g 100g
苯胺 20g 15g 10g 10g 0g 0g 0g 0g
烯丙基胺 0g 0g 0g 5g 15g 20g 10g 5g
二烯丙基胺 10g 15g 20g 0g 0g 0g 10g 20g
Zepamine M2070 10g 10g 10g 10g 15g 15g 15g 15g
实施例1-1b～1-1h
除了按上述表1中的比率使用原料外，用同样的方法进行制备工艺而得到各种化合物。
实施例2：紫外线固化型水性分散液的制备
2-1：分散液的制备
实施例2-1a
将20质量％的Disperse Red 60、由N，N′-二甲基乙醇胺中和的实施例1-1a中得到的树脂10％及苯乙烯-丙烯酸聚合物分散剂(LMV7025，巴斯夫公司)2％与水一起进行混合。采用珠磨机(dyno-mill，KD-Lab)将所述混合物分散12小时。对制备的分散液，将以着色剂(colorant)为准的固体成分降到(let-down)15质量％后，进行过滤而得到平均粒度为91.5nm的分散液2-1a。
实施例2-1b～2-1h
采用与所述分散液的制备方法相同的方法，但如下表2所示，除了采用的分散剂的种类不同之外采用相同的工艺来制备分散染料分散液2-1b至2-1h。
[表2]
Figure BDA0003697077900000151
实施例2-2a
将20质量％的Pigment Blue 15：3和由N,N'-二烯丙基胺/三乙醇胺(1/4)中和的苯乙烯-丙烯酸聚合物分散剂6％与水一起进行混合。采用珠磨机(dyno-mill，KD-Lab)分散所述混合物。对制备的分散液进行过滤而得到平均粒度为124.5nm的分散液2-2a。
实施例2-2b
将20质量％的Pigment Blue 15：3和由N,N'-二烯丙基胺/三乙醇胺(1/1)中和的苯乙烯-丙烯酸聚合物分散剂6％与水一起进行混合。采用珠磨机(dyno-mill，KD-Lab)分散所述混合物。对制备的分散液进行过滤而得到平均粒度为132.6nm的分散液2-2b。
将制备的各分散液装入容器中并放入25℃恒温水槽并使分散液温度稳定后，测量平均粒度、粘度及pH。
利用麦奇克(Microtrac)公司的NanotracTM 250测量平均粒度，利用博勒飞(BROOKFEILD)公司的LVDV-II B-type粘度计测量粘度。
[表3]
Figure BDA0003697077900000161
结果，从表3可知，各分散液的平均粒度为100nm～130nm，其粒度较小且呈较低的粘度，具有用于组成紫外线固化型水性油墨组合物的优异的物理性质。
实施例3：确认紫外线固化型水性分散液的紫外线固化性
在从实施例2得到的分散液2-1a～2-1d中添加如下表所示组成的紫外线光引发剂和润湿保湿剂而制备简易油墨100g，并确认紫外线固化性。
使用的湿润剂、紫外线光引发剂和表面张力调节剂等为本领域常用的商用产品。
试验方法如下：使用一次性滴管向PET薄膜滴下一滴实施例及比较例的简易油墨后，在常温中搁置一个小时进行干燥，之后照射紫外线进行光固化。之后，向样本滴下净化水，并根据是否浸出色素以及是否保持固化物形状来判断紫外线固化性。
[表4]
Figure BDA0003697077900000162
*不溶：当滴下净化水时，保持固化干燥物的皮膜，未出现因净化水的色素浸出。
*溶解：当滴下净化水时，固化干燥物的皮膜破碎或产生因净化水的色素浸出，且变成溶液状态。
结果，从表4可知，比较例3-2a至3-2c的油墨组合物在滴下净化水时出现固化干燥物的皮膜破碎或产生色素浸出的问题，相反，实施例3-1a至3-1d的油墨组合物即使滴下净化水也能稳定地保持固化干燥物的皮膜，且没有产生色素浸出。
上面详细说明了本发明内容的特定部分，而本领域技术人员应能理解这种具体说明只是优选实施方式，本发明的保护范围不会因这些具体说明而受限。因此本发明的实质范围由所附的权利要求及其等效物来限定。

Claims (45)

1.一种紫外线固化型水性分散剂，其特征在于，包括紫外线固化型官能基。
2.根据权利要求1所述的紫外线固化型水性分散剂，其特征在于，作为所述紫外线固化型官能基包括用于分散染料/颜料的紫外线固化型官能基。
3.根据权利要求1所述的紫外线固化型水性分散剂，其特征在于，所述紫外线固化型水性分散剂为包括所述紫外线固化型官能基的苯乙烯丙烯酸类分散剂或苯乙烯-无水马来酸类分散剂。
4.根据权利要求1所述的紫外线固化型水性分散剂，其特征在于，所述紫外线固化型官能基通过化学键合被引进。
5.一种紫外线固化型水性油墨组合物，其特征在于，包括：
(a)权利要求1所述的紫外线固化型水性分散剂；
(b)包括紫外线固化型官能基的水性胺；及
(c)选自颜料及染料中的一种以上物质。
6.根据权利要求5所述的紫外线固化型水性油墨组合物，其特征在于，所述紫外线固化型水性分散剂通过胶囊化反应提高了胶体稳定性。
7.根据权利要求5所述的紫外线固化型水性油墨组合物，其特征在于，进一步包括：选自水溶性树脂及水分散性树脂中的一种以上物质。
8.根据权利要求5所述的紫外线固化型水性油墨组合物，其特征在于，进一步包括紫外线固化型单体或低聚物。
9.根据权利要求5所述的紫外线固化型水性油墨组合物，其特征在于，所述水性胺为伯胺化物、仲胺化物、叔胺化物或季胺化物。
10.根据权利要求5所述的紫外线固化型水性油墨组合物，其特征在于，所述(b)步骤中的所述紫外线固化型官能基被施以化学键合或离子键合。
11.根据权利要求5所述的紫外线固化型水性油墨组合物，其特征在于，进一步包括不包括紫外线固化型官能基的水性分散剂。
12.根据权利要求5所述的紫外线固化型水性油墨组合物，其特征在于，所述油墨组合物为喷墨用油墨组合物。
13.一种紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤：
(a)制备包括紫外线固化型官能基的紫外线固化型水性分散剂；
(b)混合所述紫外线固化型水性分散剂和包括紫外线固化型官能基的水性胺；及
(c)添加选自颜料及染料中的一种以上物质。
14.一种紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤：
(a)向包括紫外线固化型官能基的紫外线固化型水性分散剂中添加并分散选自颜料及染料中的一种以上物质而制备染料/颜料分散液；及
(b)向所述染料/颜料分散液中添加并混合包括紫外线固化型官能基的水性胺。
15.根据权利要求14所述的紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，在所述(b)步骤中，向所述染料/颜料分散液中添加并混合包括所述紫外线固化型官能基的水性胺和添加剂。
16.一种紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤：
(a)向净化水中同时添加并混合包括紫外线固化型官能基的紫外线固化型水性分散剂、选自颜料及染料中的一种以上物质及包括紫外线固化型官能基的水性胺；及
(b)在所述(a)步骤后进行分散。
17.根据权利要求16所述的紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，在所述(a)步骤中，向所述净化水中同时添加并混合所述紫外线固化型水性分散剂、所述选自颜料及染料中的一种以上物质、包括所述紫外线固化型官能基的水性胺、以及添加剂。
18.根据权利要求13至17中的任一项所述的紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，作为所述紫外线固化型水性分散剂的所述紫外线固化型官能基包括用于分散染料/颜料的紫外线固化型官能基。
19.根据权利要求13至17中的任一项所述的紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，所述(a)步骤中的所述紫外线固化型水性分散剂为包括所述紫外线固化型官能基的苯乙烯丙烯酸类分散剂或苯乙烯-无水马来酸类分散剂。
20.根据权利要求13至17中的任一项所述的紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，所述紫外线固化型水性分散剂的所述紫外线固化型官能基通过化学键合被引进。
21.根据权利要求13至17中的任一项所述的紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，在所述(a)步骤中的所述紫外线固化型水性分散剂通过胶囊化反应提高了胶体稳定性。
22.根据权利要求13至17中的任一项所述的紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，进一步包括：选自水溶性树脂及水分散性树脂中的一种以上物质。
23.根据权利要求13至17中的任一项所述的紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，进一步包括添加紫外线固化型单体或低聚物的步骤。
24.根据权利要求13至17中的任一项所述的紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，所述(b)步骤中的所述水性胺为伯胺化物、仲胺化物、叔胺化物或季胺化物。
25.根据权利要求13至17中的任一项所述的紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，所述水性胺的所述紫外线固化型官能基被施以化学键合或离子键合。
26.根据权利要求13至17中的任一项所述的紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，进一步包括不包括紫外线固化型官能基的水性分散剂。
27.一种紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤：
(a)混合不包括紫外线固化型官能基的水性分散剂和包括紫外线固化型官能基的水性胺；及
(b)添加选自颜料及染料中的一种以上物质。
28.一种紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤：
(a)向不包括紫外线固化型官能基的水性分散剂中添加并分散选自颜料及染料中的一种以上物质而制备染料/颜料分散液；及
(b)向所述染料/颜料分散液中添加并混合包括紫外线固化型官能基的水性胺。
29.根据权利要求28所述的紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，在所述(b)步骤中，向所述染料/颜料分散液中添加并混合包括所述紫外线固化型官能基的水性胺和添加剂。
30.一种紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤：
(a)向净化水中同时添加并混合不包括紫外线固化型官能基的水性分散剂、选自颜料及染料中的一种以上物质及包括紫外线固化型官能基的水性胺；及
(b)在所述(a)步骤后进行分散。
31.根据权利要求30所述的紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，在所述(a)步骤中，向所述净化水中同时添加并混合所述水性分散剂、所述选自颜料及染料中的一种以上物质、包括所述紫外线固化型官能基的水性胺、以及添加剂。
32.根据权利要求27至31中的任一项所述的紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，所述水性分散剂通过胶囊化反应提高了胶体稳定性。
33.根据权利要求27至31中的任一项所述的紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，进一步包括：选自水溶性树脂及水分散性树脂中的一种以上物质。
34.根据权利要求27至31中的任一项所述的紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，进一步包括添加紫外线固化型单体或低聚物的步骤。
35.根据权利要求27至31中的任一项所述的紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，所述水性胺为伯胺化物、仲胺化物、叔胺化物或季胺化物。
36.根据权利要求27至31中的任一项所述的紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，所述水性胺的所述紫外线固化型官能基被施以化学键合或离子键合。
37.一种紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，使用包括反离子的单体来中和水性分散剂。
38.根据权利要求37所述的紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，添加包括紫外线固化型官能基的水性胺。
39.根据权利要求38所述的紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，所述水性胺为伯胺化物、仲胺化物、叔胺化物或季胺化物。
40.根据权利要求39所述的紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，所述水性胺的所述紫外线固化型官能基被施以化学键合或离子键合。
41.一种紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，对水性分散剂使用作为反离子的紫外线固化型阳离子来制备紫外线固化型水性油墨组合物。
42.根据权利要求37至41中的任一项所述的紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，所述水性分散剂通过胶囊化反应提高了胶体稳定性。
43.根据权利要求37至41中的任一项所述的紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，进一步包括：选自水溶性树脂及水分散性树脂中的一种以上物质。
44.根据权利要求37至41中的任一项所述的紫外线固化型水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，进一步包括添加紫外线固化型单体或低聚物的步骤。
45.一种记录介质上的图像形成方法，其特征在于，包括以下的步骤：
(a)在记录介质上的印刷区域表面上印刷权利要求5至12中任一项所述的紫外线固化型水性油墨组合物；及
(b)向印刷区域表面的油墨照射紫外线。
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