CN115612350A - 一种含金属特效颜料的uv喷墨墨水及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含金属特效颜料的UV喷墨墨水,包括以下组份:至少一种官能度在6至20范围内的超支化丙烯酸酯;至少一种单官能度的(甲基)丙烯酸酯单体;至少一种光引发剂;金属特效颜料,所述金属特效颜料为450nm<d50<1μm、d 98≤1μm、15≤径厚比≤50的颜料;双官能(甲基)丙烯酸酯单体。本发明通过采用较小粒径(≤1μm)的PVD金属颜料的来防止喷墨打印头堵塞,同时颜料具有大的径厚比,有利于颜料在墨膜中平铺,消除颜料堆积的光漫反射影响,并且采用高官能(F≥6)光固化超支化(甲基)丙烯酸树脂与常用单官能单体,双官能单体配伍,从而保证印品有较好的金属效果。
Description
技术领域
本发明涉及喷墨印刷技术领域,尤其涉及一种含金属特效颜料的UV喷墨墨水及其制备方法。
背景技术
近年来,金属颜料在喷墨印刷方法中的应用实例很多,金属光泽油墨的开发取得了一定进展。金属喷墨墨水通常使用片状的金属颜料,如铝、银、金、铜等薄片。
具体专利及方案介绍如下:
1.CN101959974B《颜料制剂和喷墨印刷油墨》,粒径分布D98<15μm的PVD铝颜料用于喷墨印刷,加入含磷添加剂后显著降低PVD铝颜料的聚集趋势,改善印刷品的金属效果。
2.CN102471624B《包含具有高光泽的效应颜料的喷墨印刷机油墨》,墨水中铝颜料平均厚度为10-100nm且体积平均尺寸分布函数的d98值少于15μm,同时采用乙基纤维素作为粘合剂,控制效应颜料/粘合剂的重量比为2-10,粘度为3-30mPa·s。
3.JP5626520B2《紫外线固化喷墨油墨组合物》,用于UV喷墨墨水的铝颜料,平均厚度为5nm~30nm的具d50在0.5μm~3μm之间,表面由四乙氧基硅烷覆膜改性,墨水添加含有苯氧基(甲基)丙烯酸酯。
4.JP2019163429A《固化性组合物,油墨,组合物收纳容器,喷墨印刷方法,喷墨打印机,固化物的处理方法,固化物,三维成型体和成型体》,通过组合具有循环机构的头部,打印含有磷片金属颜料的金属油墨,从而改善印品的金属光泽。其中金属颜料的体积平均粒径为2.0μm~5μm。
现有技术方案中,为保证印品具有较好的金属光泽,通常会采用粒径较大(≥2μm)的片状金属颜料,但这样会造成喷头堵塞,墨水喷射适应性差,从而实际金属效果较差。另外因颜料片径大,不利于光线穿透,从而影响墨膜的固化,导致整体性能不佳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不易造成喷头堵塞且具有良好金属光泽和效果的UV喷墨墨水。
为解决以上技术问题,本发明采用以下技术方案:一种含金属特效颜料的UV喷墨墨水,按重量百分比包括以下组份:
至少一种官能度在6至20范围内的超支化(甲基)丙烯酸酯10%~20%;
至少一种单官能度(甲基)丙烯酸酯单体50%~65%;
至少一种双吸收峰光引发剂10%~20%;
金属特效颜料5%~15%,所述金属特效颜料为450nm<d50<1μm、d98≤1μm、15≤径厚比≤50的颜料;
双官能(甲基)丙烯酸酯单体0%~3%。
在本发明的组分中超支化(甲基)丙烯酸酯的作用是提供适当的交联密度,提高墨膜的物理性能,其官能度被限定在6至20范围内,是因为超支化(甲基)丙烯酸酯的官能度若小于6,则固化性能不良,而高于20,则容易导致墨滴收缩过大,致使颜料片平铺不理想,从而影响金属效果。
优选的,所述超支化(甲基)丙烯酸酯包括Sartomer2300、Sartomer2301、Sartomer2302、Sartomer2303、Sartomer2304、Sartomer2305、HC-PE03、HD-2280、B-910A2、B-912、B-919B、B-5226、B-574C超支化树脂中的一种或多种。
在本发明所选用的单官能度(甲基)丙烯酸酯单体的作用是起到降低体系粘度,从而适用于喷墨系统的要求,优选的,包括丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸十三烷酯、苯氧基乙基丙烯酸酯、聚(乙二醇)苯基醚丙烯酸、环三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯、三羟甲基环己基丙烯酸酯、异葵基丙烯酸酯、苄基丙烯酸酯、邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯、四氢糠基丙烯酸酯、4-叔丁基环己基丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、二环戊烯基丙烯酸酯、月桂酸丙烯酸酯、硬酯酸丙烯酸脂、ISO-硬酯酸丙烯酸脂、二环戊烯基(乙氧基)丙烯酸酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、苯氧基乙基丙烯酸酯、乙氧化壬基苯酚丙烯酸酯、聚(丙二醇)4-壬基苯醚丙烯酸酯、N-丙烯酰吗啉、N-乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。
优选的,所述双吸收峰光引发剂为IRGACURE907、Omnirad 379、IRGACURE754、光引发剂819、光引发剂TPO中的一种或多种。
优选的,所述金属特效颜料为铝,铜,金、银等金属的片状薄片,更优选的,所述金属特效颜料为采用PVD法制备的金属片状薄片。
在本发明组分所选用的双官能(甲基)丙烯酸酯单体主要是起到交联,调节墨膜性能作用,以适应不同的喷墨底材要求,另外有辅助降低体系粘度作用;对应不同的底材,可选添加或者不添加,优选的,所述双官能(甲基)丙烯酸酯单体包括聚乙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇双丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、二缩三乙二醇二丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、乙氧化1,6-己二醇二丙烯酸酯、乙氧化双酚A二丙烯酸酯、2-丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯中的一种或多种。
优选的,所述超支化(甲基)丙烯酸酯官能度在8至20范围内。
优选的,所述墨水的粘度范围为15~50cps。
本发明还提供了上述含金属特效颜料的UV喷墨墨水的制备方法,包括:按比例将单官能度(甲基)丙烯酸酯单体、双官能(甲基)丙烯酸酯单体、超支化(甲基)丙烯酸酯、和光引发剂混合均匀,得到第一混合物料,然后在低速搅拌下向第一混合物料缓慢加入金属特效颜料,混合均匀,得到第二混合物料;第二混合物料经5μm滤心过滤后得到墨水组合物。
本发明通过采用较小粒径(≤1μm)的PVD金属颜料的来防止喷墨打印头堵塞,同时颜料具有大的径厚比,利于颜料在墨膜中平铺,消除颜料堆积的光漫反射影响,避免发暗发黑,从而获得良好的金属光泽和效果,并且采用高官能(F≥6)光固化超支化树脂与单官能单体,双官能单体配伍,致使整个体系的粘度较低,另超支化树脂因主链相对较短,两者均对片状金属颜料的平铺束缚阻力小,因而金属效果好,从而保证印品有较好的金属效果;采用双吸收峰光引发剂,在提供足够的固化速度的同时提高颜料片平铺后体系的深层固化。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明公开了一种含金属特效颜料的UV喷墨墨水,本发明的墨水包括以下组分:至少一种官能度在6至20范围内、重量百分比10%至20%的超支化丙烯酸酯,至少一种单官能度、重量百分比50%至65%的(甲基)丙烯酸酯单体,10%至20%的至少一种双吸收峰光引发剂,5%至15%的金属特效颜料和0%至3%的双官能(甲基)丙烯酸酯单体。其中超支化丙烯酸酯优选8官能团以上树脂,特效金属颜料优选PVD法制备、450nm<d50<1μm、d98≤1μm、15≤径厚比≤50的颜料,双官能(甲基)丙烯酸酯单体的主要作用是调节墨膜性能和体系粘度。
制备方法:按比例将单官能度的(甲基)丙烯酸酯单体、双官能(甲基)丙烯酸酯单体、超支化(甲基)丙烯酸酯、和光引发剂混合均匀,得到第一混合物料,然后在低速搅拌下向第一混合物料缓慢加入金属特效颜料,混合均匀,得到第二混合物料;第二混合物料经5μm滤芯过滤后得到墨水组合物。
实施例1
将20克sartomer2300,110克乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯,和40克光引发剂819混合均匀,得到第一混合物料,然后在低速搅拌下向第一混合物料缓慢加入30克铝颜料(d50=500纳米、d98=1微米、径厚比=20),混合均匀,得到第二混合物料;第二混合物料经5μm滤芯过滤后得到墨水组合物。
实施例2
将10克sartomer2300,20克sartomer2303,106克4-叔丁基环己基丙烯酸酯,4克1,6-己二醇二丙烯酸酯,2克三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯,和34克819+TPO混合均匀,得到第一混合物料,然后在低速搅拌下向第一混合物料缓慢加入24克铝颜料(d50=850纳米、d98=1微米、径厚比=35),混合均匀,得到第二混合物料;第二混合物料经5μm滤芯过滤后得到墨水组合物。
实施例3
将40克HC-PE03,80克乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯,32克4-叔丁基环己基丙烯酸酯,2克三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯和36克光引发剂819混合均匀,得到第一混合物料,然后在低速搅拌下向第一混合物料缓慢加入20克铝颜料铝颜料(d50=500纳米、d98=1微米、径厚比=20),混合均匀,得到第二混合物料;第二混合物料经5μm滤芯过滤后得到墨水组合物。
实施例4
将30克sartomer2300,6克HC-PE03,100克乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯,30克4-叔丁基环己基丙烯酸酯,2克1,6-己二醇二丙烯酸酯,2克三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯和20克光引发剂819+TPO混合均匀,得到第一混合物料,然后在低速搅拌下向第一混合物料缓慢加入10克铝颜料(d50=850纳米、d98=1微米、径厚比=35),混合均匀,得到第二混合物料;第二混合物料经5μm滤芯过滤后得到墨水组合物。
比较例5
将30克sartomer2300,6克HC-PE03,100克乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯,30克4-叔丁基环己基丙烯酸酯,4克1,6-己二醇二丙烯酸酯和20克光引发剂819混合均匀,得到第一混合物料,然后在低速搅拌下向第一混合物料缓慢加入10克铝颜料(d50=1微米、d98=3微米、径厚比=10),混合均匀,得到第二混合物料;第二混合物料经5μm滤芯过滤后得到墨水组合物。
比较例6
将20克sartomer2300,110克乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯,和40克光引发剂819+TPO混合均匀,得到第一混合物料,然后在低速搅拌下向第一混合物料缓慢加入30克铝颜料(d50=1.5微米、d98=4微米、径厚比=25),混合均匀,得到第二混合物料;第二混合物料经5μm滤芯过滤后得到墨水组合物。
产品性能测试
对实施例1-4和比较例5、6制得的UV喷墨墨水,进行性能测试;
过滤性能:采用墨水通过5μm滤芯过滤后,滤渣称重,重量越大性能越差;
墨水粘度:采用日本艾得SV-10型震荡粘度计进行测量;
金属特效:采用理光GEN5喷头,喷印1cm2实块,光泽仪测量反射率,反射率低于85%为不合格;
测试线评价:采用理光GEN5喷头,喷印标准测试线,显微镜观察无断线,无飞墨为合格。
测试结果如下表所示:
表1
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 比较例5 | 比较例6 | |
过滤性能 | OK | OK | OK | OK | NG | NG |
墨水粘度 | 15.9 | 30.7 | 45.6 | 25.7 | 30.6 | 28.3 |
金属特效 | 92% | 95% | 90% | 90% | 65% | 76% |
测试线评价 | OK | OK | OK | OK | NG | NG |
由上述对比可以看出,采用本发明的方案不仅利用于防止喷墨打印头堵塞,同时颜料具有大的径厚比,利于颜料在墨膜中平铺,实施例1-4的反射率(金属特效)相比对比例5-6优势明显。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种含金属特效颜料的UV喷墨墨水,其特征在于,按重量百分比包括以下组份:
至少一种官能度在6至20范围内的超支化(甲基)丙烯酸酯 10%~20%;
至少一种单官能度的(甲基)丙烯酸酯单体 50%~65%;
至少一种光引发剂 10%~20%;
金属特效颜料5%~15%;所述金属特效颜料为450nm<d50<1μm、d 98≤1μm、15≤径厚比≤50的颜料;
双官能(甲基)丙烯酸酯单体0%~3%。
2.如权利要求1所述的一种含金属特效颜料的UV喷墨墨水,其特征在于:所述超支化(甲基)丙烯酸酯包括Sartomer2300、Sartomer2301、Sartomer2302、Sartomer2303、Sartomer2304、Sartomer2305、HC-PE03、HD-2280、B-910A2、B-912、B-919B、B-5226、B-574C超支化树脂中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的一种含金属特效颜料的UV喷墨墨水,其特征在于:所述单官能度的(甲基)丙烯酸酯单体包括丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸十三烷酯、苯氧基乙基丙烯酸酯、聚(乙二醇)苯基醚丙烯酸、环三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯、三羟甲基环己基丙烯酸酯、异葵基丙烯酸酯、苄基丙烯酸酯、邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯、四氢糠基丙烯酸酯、4-叔丁基环己基丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、二环戊烯基丙烯酸酯、月桂酸丙烯酸酯、硬酯酸丙烯酸脂、ISO-硬酯酸丙烯酸脂、二环戊烯基(乙氧基)丙烯酸酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、苯氧基乙基丙烯酸酯、乙氧化壬基苯酚丙烯酸酯、聚(丙二醇)4-壬基苯醚丙烯酸酯、N-丙烯酰吗啉、N-乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的一种含金属特效颜料的UV喷墨墨水,其特征在于:所述光引发剂为IRGACURE907、Omnirad 379、IRGACURE 754、光引发剂819、光引发剂TPO中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的一种含金属特效颜料的UV喷墨墨水,其特征在于:所述光引发剂为双吸收峰光引发剂。
6.如权利要求1所述的一种含金属特效颜料的UV喷墨墨水,其特征在于:所述金属特效颜料为铝,铜,金或银金属的片状薄片。
7.如权利要求6所述的一种含金属特效颜料的UV喷墨墨水,其特征在于:所述金属特效颜料为采用PVD法制备的金属片状薄片。
8.如权利要求1所述的一种含金属特效颜料的UV喷墨墨水,其特征在于:所述双官能(甲基)丙烯酸酯单体包括聚乙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇双丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、二缩三乙二醇二丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、乙氧化1,6-己二醇二丙烯酸酯、乙氧化双酚A二丙烯酸酯、2-丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯中的一种或多种。
9.如权利要求2所述的一种含金属特效颜料的UV喷墨墨水,其特征在于:所述超支化(甲基)丙烯酸酯官能度在8至20范围内。
10.如权利要求1所述的一种含金属特效颜料的UV喷墨墨水,其特征在于:所述墨水的粘度范围为15~50cps。
11.一种如权利要求1-10任一项所述含金属特效颜料的UV喷墨墨水的制备方法,其特征在于:按比例将单官能度的(甲基)丙烯酸酯单体、双官能(甲基)丙烯酸酯单体、超支化(甲基)丙烯酸酯、和光引发剂混合均匀,得到第一混合物料,然后在低速搅拌下向第一混合物料缓慢加入金属特效颜料,混合均匀,得到第二混合物料;第二混合物料经5μm滤芯过滤后得到墨水组合物。
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