CN1839050A - 油墨接收层形成剂和水性油墨 - Google Patents

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Abstract

预先施用在待通过含有阴离子性着色剂的油墨进行着色的被着色材料的油墨接收面的油墨接收层形成剂含有弱酸性的水性乳液型丙烯酸系胶粘剂、水溶性阳离子聚合物和水性介质,其中所述弱酸性水性乳液型丙烯酸系胶粘剂是使1种或多种具有碳原子数为4-12的烷基的(甲基)丙烯酸酯与乙烯基系单体共聚而得到的,该粘合剂的固形分约为50%的乳液状态下的粘度为4000-20000mPa·s/30℃,且其干燥皮膜的玻璃化转变温度(Tg)在-10至-50℃的范围内。

Description

油墨接收层形成剂和水性油墨
技术领域
本发明涉及可适用于通过油墨进行染色、印刷、油漆等的油墨接收层形成剂,具有该油墨接收层形成剂的被着色材料,以及使用该被着色材料的着色方法,进一步涉及水性油墨、用该水性油墨着色的着色物、以及使用该水性油墨的着色方法。
背景技术
在纸张印刷领域中,喷墨印刷方式发展迅速,得到广泛的实际应用,但织物与纸不同,坯材的种类范围广,并且所编织的组织的粗细状态也极为多样,其上方向性也显著,因此即使在织物的染色中应用喷墨印刷方式,也难以获得没有油墨渗润或浓度偏差等的鲜明的图案。
日本特开昭61-55277号公报中公开了以防止洇色为目的的喷墨染色用织物。该喷墨染色用织物是在织物坯材上相对于染料含有0.1-50重量%的非染色性化合物而形成油墨保持层的织物,该油墨保持层与通常的印花法所使用的印花浆起相同的功能,起到用油墨保持层保持并使染料染色在纤维上的作用,但这需要在印刷后进行湿热处理,进行染色固定,同时,之后必需进行水洗,除去残余的染料或油墨保持层(非染色性化合物)。另外,染色和通过湿热进行的染色固定处理是分作2个步骤的,因此,对于微细墨点单位的纤细且鲜明的图案的获得是有极限的。
日本特开平8-100379号公报中公开的喷墨印花用织物是在织物坯材上形成油墨保持层之前,在织物坯材的单纤维表面被覆作为渗透剂的表面活性剂,由此使油墨保持层的渗透性良好。但是,这里所使用的油墨保持层也发挥着与通常的印花浆相同的功能,喷墨印花后必须进行湿热处理,进行染色固定,同时,必需进行用于除去作为印花浆的油墨保持层的洗涤(水洗)。另外,染色和通过湿热进行的染色固定处理是分作2个步骤的,因此,对于微细墨点单位的纤细且鲜明的图案的获得是有极限的。
日本特开2000-43244号公报中公开的喷墨印花方法是在聚酯织物上施用含油墨保持剂和玻璃化转变温度为60-130℃的合成树脂的处理液,喷墨印花后,在150-190℃的温度下进行湿热处理。通过该湿热处理,玻璃化转变温度为60-130℃的合成树脂形成被膜,织物本身所具有的质量风格或柔顺程度大大受损(变硬),不适合作为服装用织物。
另一方面,有很多提案提出在纸、纤维等多孔质基材上形成油墨接收层的喷墨印刷用记录材料(参照日本特开平10-182962号公报、日本特开平11-180036号公报、日本特开2000-296666号公报、日本特开2001-260523号公报、日本特开2001-353956号公报等)。这些喷墨印刷用记录材料中的油墨接收层含有玻璃化转变温度为20℃或以上的水性聚氨酯树脂作为粘合剂,并含有无机质填充材料或染料固着剂等,但使用玻璃化转变温度为20℃或以上的水性聚氨酯树脂和无机质填充材料时,由于形成在常温下坚硬且稳定的油墨接收层,当服装等所使用的织物采用该种油墨接收层时,极大损害了底材本身的质量风格或柔顺性。
因此,本发明的目的在于提供油墨接收层形成剂,将该油墨接收层形成剂预先用于待通过油墨进行着色(例如染色、印刷、油漆等)的被着色用基材的油墨接收面,不管油墨为染料型或颜料型的任何形式,对于各种基材都可以获得图像鲜明性、耐水性、耐候性和显色性优异的着色适合性,并且可以使柔软的基材保持其质量风格和柔顺性,同时可以获得图像鲜明性、耐水性、耐候性和显色性优异的着色适合性。
本发明的另一目的在于提供水性油墨,该水性油墨可以对各种基材进行图像鲜明性、耐水性、耐候性和显色性优异的染色、印刷、油漆等,并且可使柔软的纸、织物、毛发等保持其质量风格和柔顺性,同时进行图像鲜明性、耐水性、耐候性和显色性优异的染色、印刷、油漆等。
本发明的其它目的可通过以下的说明来了解。
发明内容
为实现上述目的,本发明提供油墨接收层形成剂,其是预先施用在待通过含有阴离子性着色剂的油墨进行着色的被着色用基材的油墨接收面上的油墨接收层形成剂,其特征在于:含有弱酸性的水性乳液型丙烯酸系粘合剂、水溶性阳离子聚合物和水性介质,其中所述弱酸性的水性乳液型丙烯酸系粘合剂是使1种或多种具有碳原子数为4-12的烷基的(甲基)丙烯酸酯与乙烯基系单体共聚而得到的,所述水性乳液型丙烯酸系粘合剂在固形分约为50%的乳液状态下的粘度为4000-20000mPa·s/30℃,且其干燥皮膜的玻璃化转变温度(Tg)在-10至-50℃的范围内。
具有上述构成的油墨接收层形成剂通过预先施用在待通过油墨进行着色(例如染色、印刷、油漆等)的被着色用基材的油墨接收面,在被着色用基材的油墨接收面上形成透明的干燥皮膜,不管油墨为染料型或颜料型的任何形式,都可以对各种基材实现图像鲜明性、耐水性、耐候性和显色性优异的着色适合性。并且可以使柔软的基材保持其质量风格和柔顺性,同时实现图像鲜明性、耐水性、耐候性和显色性优异的着色适合性。
认为是在水分存在下,上述油墨接收层形成剂中的水溶性阳离子聚合物发挥提高丙烯酸系胶粘剂的乳液颗粒对被着色用基材的吸附力的作用,同时发挥提高阴离子性着色剂对丙烯酸系胶粘剂的干燥皮膜的吸附力的作用。不管含阴离子性着色剂的油墨为水性油墨,还是用激光打印机、彩色复印机等进行印刷时,上述油墨接收层形成剂的干燥皮膜均有效。
对于上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂,固形分约为50%的乳液状态下的粘度比4000mPa·s/30℃小时,以及比20000mPa·s/30℃大时,对被着色用基材和油墨的阴离子性着色剂的吸附力低,粘结力或粘附力不够。并且,固形分约为50%的乳液状态下的粘度比20000mPa·s/30℃大时,对被着色用基材、特别是对布、纸、皮革等的纤维结构物的渗透性低,同时成为损害特别是布的柔顺性的原因。因此,更优选固形分约为50%的乳液状态下的上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂的粘度为10000-15000mPa·s/30℃。
对于上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂,其干燥皮膜的玻璃化转变温度(Tg)比-10℃高时或比-50℃低时,对被着色用基材和油墨的阴离子性着色剂的吸附力降低,粘结力或粘附力不够。另外,干燥皮膜的玻璃化转变温度(Tg)比-10℃高时,作为被着色用基材,以布为对象时,其纤维表面形成的干燥皮膜成为损害布的质量风格的原因。干燥皮膜的玻璃化转变温度(Tg)比-50℃低时,在5-30℃的温度环境中用手触摸被着色用基材上形成的干燥皮膜时,会产生令人不快的胶粘感。因此更优选上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂的干燥皮膜的玻璃化转变温度(Tg)在-40至-40℃的范围内。
上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂优选在非离子性表面活性剂存在下,或在非离子性表面活性剂和阴离子性表面活性剂存在下,使一种或多种具有碳原子数为4-12的烷基的(甲基)丙烯酸酯与乙烯基系单体共聚而得到。上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂无论是在非离子性表面活性剂存在下进行乳液聚合时,还是上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂在非离子性表面活性剂和阴离子性表面活性剂存在下进行乳液聚合,在弱酸性(pH为4-6)的水性介质中,该水性乳液型丙烯酸系胶粘剂和上述水溶性阳离子聚合物的混合物都不会生成会对实际应用产生阻碍的凝聚物,该水性乳液型丙烯酸系胶粘剂可经历长时间并保持足以实际应用的分散性。
优选上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂的固形分的含量为0.5-5wt%,上述水溶性阳离子聚合物的含量为0.1-3wt%,其余为水性介质。上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂的固形分的含量比5wt%多,则特别是乳液粒子向布的纤维间的渗透性变差。上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂的固形分的含量比0.5wt%小,则为了确保油墨的着色浓度,就必须增加反复向被着色用基材给予上述油墨接收层形成剂的次数,这样效率差。上述水溶性阳离子聚合物的含量比0.1wt%少,则对油墨中所含的着色剂的吸附力或粘附力下降,成为耐水洗牢度、耐洗涤牢度等变差的原因。另一方面,上述水溶性阳离子聚合物的含量比3wt%多,则相对于上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂的固形分含量变得过剩,着色(染色、印刷、油漆等)后,被着色用基材被水润湿时,过剩的水溶性阳离子聚合物洗脱,成为污染周围的原因。
优选上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂的数均分子量(Mn)在3000-20000的范围内,且重均分子量(Mw)在10000-100000的范围内。
优选上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂的平均粒径在激光散射法的测定中在0.1-3μm的范围内。
优选上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂的干燥皮膜的最低成膜温度(MFT)为0℃或以下。
优选上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂是使丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸丁酯和乙酸乙烯酯进行乳液共聚而成的。
优选上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂中乙酸乙烯酯相对于共聚物总体的含量为20-30wt%。
优选上述水溶性阳离子聚合物为季铵盐的聚合物。
优选上述水溶性阳离子聚合物包含通式:
CH2=CH-CH2-NHR
(式中,R表示氢或碳原子数为1-18的烷基、取代烷基、芳烷基、环烷基)所示的单烯丙基胺衍生物或其盐的聚合物、或者上述单烯丙基胺衍生物或其盐的聚合物与可与其共聚的具有不饱和双键的单体的共聚物。
优选上述水溶性阳离子聚合物为重均分子量(Mw)在1000-5000的范围内的聚烯丙基胺盐酸盐。
优选上述油墨接收层形成剂中添加有弱酸性且粒子电荷为非离子或弱阴离子的改性硅树脂的水性乳液。
优选上述油墨接收层形成剂中添加有弱酸性且粒子电荷为非离子或弱阴离子的氟树脂的水性乳液。
优选上述油墨接收层形成剂中添加有弱酸性且粒子电荷为非离子或弱阴离子的聚乳酸的水性乳液。
优选上述阴离子性着色剂具有阴离子基团,进一步优选为选自颜料、功能性色素、直接染料、酸性染料或活性染料中的至少任意一种。
本发明还提供被着色材料,该被着色材料是将上述油墨接收层形成剂施用在待通过含有阴离子性着色剂的油墨进行着色的被着色用基材的油墨接收面上,形成其干燥皮膜而成的。
本发明还提供油墨接收层形成剂的形成方法,该方法是将上述油墨接收层形成剂施用在待通过含有阴离子性着色剂的油墨进行着色的被着色用基材的油墨接收面,形成其干燥皮膜的油墨接收层形成剂的形成方法,其特征在于:将使上述油墨接收层形成剂施用在上述被着色用基材的油墨接收面上,形成其干燥皮膜的工序重复数次。
优选上述被着色用基材选自天然或合成树脂,天然、合成或混纺纤维,由天然、合成或混纺纤维形成的布,纸,木材,皮革,合成皮革,玻璃,贝壳,石头,金属或它们的复合材料。
本发明又提供着色方法,其特征在于:通过选自浸染、印花、喷墨印刷、激光印刷机印刷、涂布或喷雾的任何一种方法使上述被着色材料施上油墨。
本发明还提供水性油墨,其特征在于:该水性油墨包含弱酸性的水性乳液型丙烯酸系胶粘剂、水溶性阳离子聚合物、阴离子性着色剂和水性介质,其中所述弱酸性的水性乳液型丙烯酸系胶粘剂是使1种或多种具有碳原子数为4-12的烷基的(甲基)丙烯酸酯与乙烯基系单体共聚而得到的,该粘合剂的固形分约为50%的乳液状态下的粘度为4000-20000mPa·s/30℃,且其干燥皮膜的玻璃化转变温度(Tg)在-10至-50℃的范围内。
优选上述水性油墨中的上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂是在非离子性表面活性剂存在下,使1种或多种具有碳原子数为4-12的烷基的(甲基)丙烯酸酯与乙烯基系单体共聚而得到的。
优选上述水性油墨中的上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂是在非离子性表面活性剂和阴离子性表面活性剂存在下,使1种或多种具有碳原子数为4-12的烷基的(甲基)丙烯酸酯与乙烯基系单体共聚而得到的。
优选上述水性油墨中的上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂的固形分的含量为0.2-3wt%,上述水性阳离子聚合物的含量为0.1-3wt%,上述阴离子性着色剂的含量为1-5wt%,其余为水性介质。
优选上述水性油墨中的上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂的数均分子量(Mn)在3000-20000范围内,且重均分子量(Mw)在10000-100000范围内。
优选上述水性油墨中的上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂的平均粒径在激光散射法的测定中在0.1-3μm的范围内。
优选上述水性油墨中的上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂的干燥皮膜的最低成膜温度(MFT)为0℃或以下。
优选上述水性油墨中的上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂是使丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸丁酯和乙酸乙烯酯共聚而成的。
优选上述水性油墨中的上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂中乙酸乙烯酯相对于共聚物总体的含量为20-30wt%。
优选上述水性油墨中的上述水溶性阳离子聚合物为季铵盐的聚合物。
优选上述水性油墨中的上述水溶性阳离子聚合物包含通式:
CH2=CH-CH2-NHR
(式中,R表示氢或碳原子数为1-18的烷基、取代烷基、芳烷基、环烷基)所示的单烯丙基胺衍生物或其盐的聚合物、或者上述单烯丙基胺衍生物或其盐的聚合物与可与其共聚的具有不饱和双键的单体的共聚物。
优选上述水性油墨中的上述水溶性阳离子聚合物为重均分子量在1000-5000的范围内的聚烯丙基胺盐酸盐。
优选上述水性油墨中添加有弱酸性且粒子电荷为非离子或弱阴离子的改性硅树脂的水性乳液。
优选上述水性油墨中添加有弱酸性且粒子电荷为非离子或弱阴离子的氟树脂的水性乳液。
优选上述水性油墨中添加有弱酸性且粒子电荷为非离子或弱阴离子的聚乳酸的水性乳液。
优选上述水性油墨中的上述阴离子性着色剂具有阴离子基团,进一步优选为选自颜料、功能性色素、直接染料、酸性染料或活性染料中的至少任一种。
本发明还提供着色物,该着色物是使被着色用基材的油墨接收面施用上述水性油墨而成的。
优选上述着色物中的上述被着色用基材选自天然或合成树脂,天然、合成或混纺纤维,含有天然、合成或混纺纤维的布,纸,木材,皮革,合成皮革,玻璃,贝壳,石头,金属或它们的复合材料。
本发明又提供着色方法,其特征在于:通过选自浸染、印花、喷墨印刷、激光印刷机印刷、涂布或喷雾的任何一种方法在被着色用基材的油墨接收面上施用上述油墨。
优选上述着色方法中,上述被着色用基材选自天然或合成树脂,天然、合成或混纺纤维,含有天然、合成或混纺纤维的布,纸,木材,皮革,合成皮革,玻璃,贝壳,石头,金属或它们的复合材料。
实施发明的最佳方案
本发明所使用的固形分为具有碳原子数为4-12的烷基的(甲基)丙烯酸酯的例子有:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸十八烷基酯等,特别优选丙烯酸2-乙基己酯和丙烯酸丁酯。本发明所使用的乙烯基系单体的例子有苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯、氯乙烯等,特别优选乙酸乙烯酯。
例如,选择丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯和乙酸乙烯酯的共聚物时,对于各单体的含量可适当选择配合比,以使共聚物的玻璃化转变温度(Tg)在-10至-50℃的范围内,进一步优选玻璃化转变温度(Tg)在-30至-50℃范围内,且固形分为50wt%状态的乳液的粘度在4000-20000mPa·s/30℃范围内。此时,为了提高与各种材料的粘附力,可以向水性介质中加入乙酸乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸或马来酸等。上述聚合性单体聚合所使用的非离子性表面活性剂可以使用各种物质,例如可以使用聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯等。另外,上述聚合性单体的聚合所使用的阴离子性表面活性剂可以使用各种物质,例如可以使用聚氧乙烯烷基醚乙磺酸钠、酰基谷氨酸钠等。调节为弱酸性(pH为4-6),得到固形分为40-60重量%的水性乳液型丙烯酸系胶粘剂(A)。
本发明中,作为酸性或弱酸性的水溶性阳离子聚合物(B)使用的季铵盐的聚合物(B1)可例举:烷基三甲基氯化铵、硬脂基二甲基苄基氯化铵、硬脂基三甲基氯化铵等。
本发明中,作为酸性或弱酸性的水溶性阳离子聚合物(B)使用的通式CH2=CH-CH2-NHR(式中,R表示氢或碳原子数为1-18的烷基、取代烷基、芳烷基、环烷基)所示的单烯丙基胺衍生物或其盐的聚合物(B2)可例举烯丙基胺聚合物、烯丙基胺盐酸盐聚合物、烯丙基胺硫酸盐聚合物、烯丙基胺磷酸盐聚合物、N-甲基烯丙基胺聚合物等。该单烯丙基胺衍生物或其盐的聚合物与可与其共聚的具有不饱和双键的单体的共聚物(B3)可例举烯丙基胺/N-甲基烯丙基胺聚合物、该共聚物的盐酸盐、磷酸盐、硫酸盐等,进一步可优选使用日本特开平2-80681号公报中列举的化合物,特别是具有式(1)或(2)的分子结构的聚阳离子水溶液。
上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂(A)和酸性或弱酸性的水溶性阳离子聚合物(B)在水性介质中不会生成凝聚物,可以均匀混合。将该混合物用水性介质稀释至20倍-50倍,预先用浸渍、涂布、喷雾等方法使该稀释液(M)附着于要用油墨进行着色(染色、印刷、油漆等)的被着色材料上,然后将被着色材料干燥,由此在被着色材料的表面形成由油墨接收层形成剂形成的干燥皮膜。制完的稀释液(M),即油墨接收层形成剂中,优选水性乳液型丙烯酸系胶粘剂(A)的固形分含量为0.5-5wt%,水溶性阳离子聚合物(B)的含有量为0.1-3wt%,其余为水性介质。
被着色材料的基材可以使用包含各种纤维的布、纸、木材、玻璃材料、塑料材料、石材、金属材料等。上述水性介质可以用水,但为了加快水性介质的蒸发速度,可以在水中加入10-30%的乙醇、甲醇等醇。
任何上述被着色材料中,通过肉眼观察和显微镜观察确认:在浸入上述稀释液中的瞬间,稀释液中的乳液粒子吸附于上述被着色材料的表面,形成膜。上述被着色材料含有各种纤维时,上述稀释液中的乳液粒子的渗透性也优异,具有在每根单纤维的表面上形成被膜的性质。因此,之后将上述被着色材料干燥,使稀释液中的水分蒸发,则上述被着色材料的表面形成非常薄、厚度均匀、具有透明度的皮膜。另外,上述被着色材料含有各种纤维时,可以在每根单纤维上形成覆盖其表面的皮膜。该皮膜与上述任何被着色材料都强力粘附,对于PP、PE等难粘附的被着色物、或对实施了疏水加工的片材表面等也强力粘附。
在形成有上述皮膜的被着色材料上进行喷墨印刷时,水性油墨的成分为染料系和颜料系的任何一种,墨点附着于皮膜的瞬间即被皮膜吸附、固定。因此,不会洇色,可得到固定性、图像鲜明性、耐水性、耐候性和显色性优异的印刷物。
这样得到的印刷物在油墨干燥后可立即使用,但未附着油墨的区域的皮膜表面有时会残留一些粘性。因此,使用80-100℃的高温水、蒸热、热风等,将印刷后的上述皮膜加热至80-100℃的温度,这样,皮膜稳定化,特别是未附着油墨的区域的粘性得以除去,触感变良好,同时脏污难以附着,并且油墨附着面的表面变得光滑,同时呈现光泽,显色性良好。
对含有上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂(A)和上述水溶性阳离子聚合物(B)的混合物的皮膜进行印刷的情况与对只由上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂(A)构成的皮膜进行印刷的情况相比较,在油墨的固定性、图像鲜明性、耐水性、耐候性和显色性的任何方面,含有上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂(A)和上述水溶性阳离子聚合物(B)的混合物的皮膜均优异。
在本发明的含有上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂(A),上述水溶性阳离子聚合物(B),至少包含染料、无机颜料、有机颜料、功能性色素其中任一种的着色剂(C)的混合物的水性油墨剂(N)中,着色剂(C)中可进一步含有芳香剂、除臭剂、药效剂等。着色剂(C)可以含有用于获得金属效果的光泽性金属粉。
制备固形分为40-50重量%的含有上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂(A),上述水溶性阳离子聚合物(B),至少包含染料、无机颜料、有机颜料、功能性色素其中任一种的着色剂(C)的混合物的水性油墨剂时,优选无需将上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂(A)预先用水性介质(D)稀释,就与上述水溶性阳离子聚合物(B)和上述着色剂(C)混合,此时,可以先将上述水溶性阳离子聚合物(B)和上述着色剂(C)的任何之一与上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂(A)混合。之后,优选用水性介质(D)稀释至20-40倍。上述水性介质(D)可以是水,也可以向水中加入醇等,以加快蒸发速度。
如果预先将上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂(A)用水性介质(D)稀释,然后混合上述水溶性阳离子聚合物(B)和上述着色剂(C),则上述着色剂(C)发生凝聚。将上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂(A)和上述水溶性阳离子聚合物(B)混合所得混合物预先用水性介质(D)稀释,然后再混合上述着色剂(C),同样发生上述着色剂(C)的凝聚。
由上述方法制备的水性油墨剂(N)通过印刷、涂布、油漆等方法用于包含各种纤维的织物、纸、木材、玻璃材料、塑料材料、石材、金属材料、毛发等的表面,可得到没有洇色,固定性、图像鲜明性、耐水性、耐候性和显色性优异的着色物。因此,将该水性油墨剂(N)用作喷墨用油墨使用,可得到在墨点水平上没有洇色,固定性、图像鲜明性、耐水性、耐候性和显色性优异的印刷品。
将上述水性油墨剂(N)涂布于毛发上,发现通过上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂(A)的渗透作用,向角质层中引入染料或颜料。因此可知,使用上述水性油墨剂(N),可以得到与用通常染料进行毛发染色同等的着色效果。
可通过肉眼观察和显微镜观察确认:上述任何被着色材料中,在使上述水性油墨剂(N)附着于上述被着色材料的瞬间,水分向油墨成分的周围扩散,另一方面,与油墨成分结合的乳液颗粒则不向周围扩散,而是吸附于上述被着色材料的表面(如果是包含各种纤维的织物、纸等,则吸附于单纤维的表面),形成色膜。
上述水性油墨剂(N)对于被水润湿的被着色材料的表面具有很强的吸附力,因此,即使对于被水润湿的被着色材料的表面也不会流淌色,而可进行印刷或涂布。
上述水性油墨剂(N)与PP、PE等难粘附被着色物、或实施了疏水加工的片材表面等强力粘着,可形成固定性、图像鲜明性、耐水性、耐候性和显色性优异的印刷面、涂布面等。
这样,由上述水性油墨剂(N)得到的印刷物、涂布物、着色物等在油墨干燥后可立即使用,不过,如果之后用80-100℃的高温水、蒸热、热风等将油墨膜加热至80-100℃的温度,则油墨膜稳定化,粘性得以除去,得到光滑的触感,同时,脏污难以附着于油墨膜面上,并且油墨膜面的表面变光滑,同时呈现光泽,显色性也变良好。
含有上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂(A)、上述水溶性阳离子聚合物(B)和上述着色剂(C)的混合物的水性油墨剂(N)与只上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂(A)和上述着色剂(C)的混合物的水性油墨剂比较,在油墨的固定性、图像鲜明性、耐水性、耐候性和显色性的任何方面,含有上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂(A)、上述水溶性阳离子聚合物(B)和上述着色剂(C)的混合物的水性油墨剂(N)都优异。其原因尚无定论,不过认为是上述水溶性阳离子聚合物(B)起到提高上述着色剂(C)与上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂(A)的固着力的作用,同时也起到提高上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂(A)与被着物表面的固着力的作用。
通过10000倍电子显微镜可以确认:含有上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂(A)、上述水溶性阳离子聚合物(B)和上述着色剂(C)的混合物的水性油墨剂(N)在被着色材料的表面,例如单纤维的表面,形成500纳米左右的非常薄的粘合剂(A)的分子膜,且粘合剂(A)的分子整齐排列,形成膜。还可确认:粘合剂(A)的分子膜上形成有颜料或染料的分子薄膜。
产业实用性
由以上说明可知:本发明可提供油墨接收层形成剂,无论是染料型、颜料型的任何油墨,对各种基材都可获得图像鲜明性、耐水性、耐候性和显色性优异的印刷适性,并且对于柔软的基材,可以保持其质量风格或柔顺性,并使其具有图像鲜明性、耐水性、耐候性和显色性优异的印刷适性。
本发明还可提供水性油墨剂,该油墨剂可在各种基材上进行图像鲜明性、耐水性、耐候性和显色性优异的印刷、油漆等,并且,对于柔软的纸、织物、毛发等也可以保持其质量风格或柔顺性,进行图像鲜明性、耐水性、耐候性和显色性优异的印刷、油漆等。

Claims (42)

1.油墨接收层形成剂,其是预先施用在待通过含有阴离子性着色剂的油墨进行着色的被着色用基材的油墨接收面上的油墨接收层形成剂,其特征在于:含有弱酸性的水性乳液型丙烯酸系胶粘剂、水溶性阳离子聚合物和水性介质,其中所述弱酸性的水性乳液型丙烯酸系胶粘剂是使1种或多种具有碳原子数为4-12的烷基的(甲基)丙烯酸酯与乙烯基系单体共聚而得到的,该水性乳液型丙烯酸系胶粘剂在其固形分约为50%的乳液状态下的粘度为4000-20000mPa·s/30℃,且其干燥皮膜的玻璃化转变温度在-10至-50℃的范围内。
2.权利要求1的油墨接收层形成剂,其特征在于:上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂是在非离子性表面活性剂存在下,使一种或多种具有碳原子数为4-12的烷基的(甲基)丙烯酸酯与乙烯基系单体共聚而得到的。
3.权利要求1的油墨接收层形成剂,其特征在于:上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂是在非离子性表面活性剂和阴离子性表面活性剂存在下,使一种或多种具有碳原子数为4-12的烷基的(甲基)丙烯酸酯与乙烯基系单体共聚而得到的。
4.权利要求1、2或3的油墨接收层形成剂,其特征在于:上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂的固形分的含量为0.5-5wt%,上述水溶性阳离子聚合物的含量为0.1-3wt%,其余为水性介质。
5.权利要求1、2或3的油墨接收层形成剂,其特征在于:上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂的数均分子量在3000-20000的范围内,且重均分子量在10000-100000的范围内。
6.权利要求1、2或3的油墨接收层形成剂,其特征在于:上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂的平均粒径在0.1-3μm的范围内。
7.权利要求1、2或3的油墨接收层形成剂,其特征在于:上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂的干燥皮膜的最低成膜温度为0℃或以下。
8.权利要求1、2或3的油墨接收层形成剂,其特征在于:上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂是使丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸丁酯和乙酸乙烯酯进行乳液共聚而成的。
9.权利要求8的油墨接收层形成剂,其特征在于:上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂中乙酸乙烯酯相对于共聚物总体的含量为20-30wt%。
10.权利要求1的油墨接收层形成剂,其特征在于:上述水溶性阳离子聚合物为季铵盐的聚合物。
11.权利要求1的油墨接收层形成剂,其特征在于:上述水溶性阳离子聚合物包含通式:
CH2=CH-CH2-NHR所示的单烯丙基胺衍生物或其盐的聚合物、或者上述单烯丙基胺衍生物或其盐的聚合物与可与其共聚的具有不饱和双键的单体的共聚物,式中,R表示氢或碳原子数为1-18的烷基、取代烷基、芳烷基、环烷基。
12.权利要求1或11的油墨接收层形成剂,其特征在于:上述水溶性阳离子聚合物为重均分子量在1000-5000的范围内的聚烯丙基胺盐酸盐。
13.权利要求1、2或3的油墨接收层形成剂,其特征在于:所述油墨接收层形成剂还含有弱酸性且粒子电荷为非离子或弱阴离子的改性硅树脂的水性乳液。
14.权利要求1、2、3或13的油墨接收层形成剂,其特征在于:所述油墨接收层形成剂还含有弱酸性且粒子电荷为非离子或弱阴离子的氟树脂的水性乳液。
15.权利要求1、2、3、13或14的油墨接收层形成剂,其特征在于:所述油墨接收层形成剂还含有弱酸性且粒子电荷为非离子或弱阴离子的聚乳酸的水性乳液。
16.权利要求1、2或3的油墨接收层形成剂,其特征在于:上述阴离子性着色剂具有阴离子基团。
17.权利要求16的油墨接收层形成剂,其特征在于:上述阴离子性着色剂为选自颜料、功能性色素、直接染料、酸性染料或活性染料中的至少任一种。
18.被着色材料,该被着色材料是对待通过含有阴离子性着色剂的油墨进行着色的被着色用基材的油墨接收面施用权利要求1-15中任一项的油墨接收层形成剂,形成其干燥皮膜而得到的。
19.油墨接收层形成剂的形成方法,该方法是对待通过含有阴离子性着色剂的油墨进行着色的被着色用基材的油墨接收面施用权利要求1-15中任一项的油墨接收层形成剂,形成其干燥皮膜的油墨接收层形成剂的形成方法,其特征在于:将在上述被着色用基材的油墨接收面上施用上述油墨接收层形成剂,形成其干燥皮膜的工序重复数次。
20.权利要求18或19的被着色材料,其中上述被着色用基材选自天然或合成树脂,天然、合成或混纺纤维,含有天然、合成或混纺纤维的布,纸,木材,皮革,合成皮革,玻璃,贝壳,石头,金属或它们的复合材料。
21.着色方法,其特征在于:通过选自浸染、印花、喷墨印刷、激光印刷机印刷、涂布或喷雾的任何一种方法在权利要求18、19或20的被着色材料上施用含阴离子性着色剂的油墨。
22.水性油墨,其特征是,包含弱酸性的水性乳液型丙烯酸系胶粘剂、水溶性阳离子聚合物、阴离子性着色剂和水性介质,其中所述弱酸性水性乳液型丙烯酸系胶粘剂是使1种或多种具有碳原子数为4-12的烷基的(甲基)丙烯酸酯与乙烯基系单体共聚而得到的,该水性乳液型丙烯酸系胶粘剂在其固形分约为50%的乳液状态下的粘度为4000-20000mPa·s/30℃,且其干燥皮膜的玻璃化转变温度在-10至-50℃的范围内。
23.权利要求22的水性油墨,其特征在于:上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂是在非离子性表面活性剂存在下,使1种或多种具有碳原子数为4-12的烷基的(甲基)丙烯酸酯与乙烯基系单体共聚而得到的。
24.权利要求22的水性油墨,其特征在于:上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂是在非离子性表面活性剂和阴离子性表面活性剂存在下,使1种或多种具有碳原子数为4-12的烷基的(甲基)丙烯酸酯与乙烯基系单体共聚而得到的。
25.权利要求22、23或24的水性油墨,其特征在于:上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂的固形分的含量为0.2-3wt%,上述水溶性阳离子聚合物的含量为0.1-3wt%,上述阴离子性着色剂的含量为1-5wt%,其余为水性介质。
26.权利要求22、23或24的水性油墨,其特征在于:上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂的数均分子量在3000-20000的范围内,且重均分子量在10000-100000的范围内。
27.权利要求22、23或24的水性油墨,其特征在于:上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂的平均粒径在0.1-3μm的范围内。
28.权利要求22、23或24的水性油墨,其特征在于:上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂的干燥皮膜的最低成膜温度为0℃或以下。
29.权利要求22、23或24的水性油墨,其特征在于:上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂是使丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸丁酯和乙酸乙烯酯进行乳液共聚而成的。
30.权利要求29的水性油墨,其特征在于:上述水性乳液型丙烯酸系胶粘剂中乙酸乙烯酯相对于共聚物总体的含量为20-30wt%。
31.权利要求22的水性油墨,其特征在于:上述水溶性阳离子聚合物为季铵盐的聚合物。
32.权利要求22的水性油墨,其特征在于:上述水溶性阳离子聚合物包含通式:
CH2=CH-CH2-NHR所示的单烯丙基胺衍生物或其盐的聚合物、或者上述单烯丙基胺衍生物或其盐的聚合物与可与其共聚的具有不饱和双键的单体的共聚物,式中,R表示氢或碳原子数为1-18的烷基、取代烷基、芳烷基、环烷基。
33.权利要求22或32的水性油墨,其特征在于:上述水溶性阳离子聚合物为重均分子量在1000-5000的范围内的聚烯丙基胺盐酸盐。
34.权利要求22、23或24的水性油墨,其特征在于:该水性油墨中还含有弱酸性且粒子电荷为非离子或弱阴离子的改性硅树脂的水性乳液。
35.权利要求22、23、24或34的水性油墨,其特征在于:该水性油墨中还含有弱酸性且粒子电荷为非离子或弱阴离子的氟树脂的水性乳液。
36.权利要求22、23、24、34或35的水性油墨,其特征在于:该水性油墨中还含有弱酸性且粒子电荷为非离子或弱阴离子的聚乳酸的水性乳液。
37.权利要求22、23或24的水性油墨,其特征在于:上述阴离子性着色剂具有阴离子基团。
38.权利要求37的水性油墨,其特征在于:上述阴离子性着色剂为选自颜料、功能性色素、直接染料、酸性染料或活性染料中的至少任一种。
39.着色物,通过在被着色用基材的油墨接收面上施用权利要求22-38中任一项的水性油墨而成。
40.权利要求39的被着色材料,其特征在于:上述基材选自含天然纤维的布、含合成纤维的布、含混纺纤维的布、纸、木材、皮革、合成皮革、玻璃、石头、金属或塑料。
41.着色方法,其特征在于:通过选自浸染、印花、喷墨印刷、激光印刷机印刷、涂布或喷雾的任何一种方法在被着色用基材的油墨接收面上施用权利要求22-38中任一项的水性油墨。
42.权利要求41的着色方法,其特征在于:上述被着色用基材选自天然或合成树脂,天然、合成或混纺纤维,含有天然、合成或混纺纤维的布,纸,木材,皮革,合成皮革,玻璃,贝壳,石头,金属或它们的复合材料。
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