墨水组合物制造技术

本发明专利技术涉及水性墨水组合物，所述墨水组合物具有改进的干燥和定影行为，不牺牲打印质量和打印鲁棒性。这种墨水组合物包含1-40wt%的水分散性树脂，0.5-15wt%的着色剂，20-80wt%的水和1-30wt%的缩醛助溶剂，其中全部的量都是相对于总的墨水组合物。所述墨水组合物可进一步包含15-75wt%的分散稳定化助溶剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】墨水组合物
本专利技术涉及墨水组合物，其适用于喷墨印刷过程中。
技术介绍
EP 2 233 309 A2公开了墨水组合物，其含有基于墨水总重量20-90wt%量的水， 颜料和树脂，所述树脂可以是水分散的树脂（即胶乳)。WO 2011/021591公开了喷墨墨水组 合物，其含有水分散性着色剂，水溶性有机溶剂，表面活性剂，渗透剂，水和优选的水分散性 树脂。 提到的现有技术文件均公开了用于将所述墨水印刷在介质上的方法，所述方法通 常用于彩色套印（process printing)或胶版印刷（offset printing)(例如机制涂布（MC) 或胶版涂布介质)。 在高产喷墨印刷中，优选获得(几乎）速干和鲁棒（robust)的印刷物，其能够在高 速下操作，并且在从印刷模块传送至进一步的处理设备(例如至印刷机中的定影站）的过程 中保持不被损坏。 已知的水性墨水组合物的缺点是，其显示出过低的干燥速度和/或需求相对高的 定影（fuse)能量以适用于高产喷墨印刷过程。 包含分散的组分(例如分散的树脂和/或分散的染料或颜料)的已知水性墨水组合 物的缺点为，这样的墨水尤其是当用于高产喷墨印刷的墨水需要含有基本不或几乎不蒸发 的、分散稳定性的、极性的水溶性有机助溶剂的部分(例如相对于总的墨水组合物的20wt% 或更多)，所述水溶性有机助溶剂一般为具有相对低的蒸气压的脂肪族的多元醇，以提供可 靠的喷射和喷墨印刷装置（印刷头）的清洁行为。基于待印刷的媒介（medium)的性质，这样 的不或几乎不蒸发的、分散稳定性的、极性的部分可能对印刷的干燥速度和/或需求的定 影能量具有消极影响。因此，提供具有更特定的干燥和/或定影行为的墨水组合物对于印 刷质量和鲁棒性可能是有益的，特别是当有意于在高产喷墨印刷过程中使用时，具有更高 的干燥速度和需求相对低的定影能量的墨水组合物是优选的。 亚烷基或二亚烷基二醇单-和二-醚(例如丙二醇单甲醚)经常在墨水配方中用作 助溶剂以调节干燥行为，有时在印刷过程中结合媒介的加热r 50 ° )。然而从这类的二醇 醚中对适当助溶剂的选择是有限的，部分原因是高HS&E (即健康，安全和环境）风险。 因此，本专利技术的目的在于提供具有改进的干燥和定影行为而不牺牲印刷质量和印 刷鲁棒性的水性墨水组合物。 本专利技术的另一个目的在于提供包含分散的组分的和具有改进的干燥和定影行为 而不牺牲墨水组合物的分散稳定性和印刷质量和印刷鲁棒性的水性墨水组合物。 本专利技术的又另一个目的在于提供具有低和特别是可忽略的HS&E风险的水性墨水 组合物。
技术实现思路
通过提供墨水组合物来至少部分实现这些目的，所述墨水组合物包含： 一 l-40wt%的水分散性树脂； 一 0. 5-15wt%的着色剂； 一 20-80wt% 的水； 一 l-30wt%的缩醛助溶剂； 其中所有的量是相对于总的墨水组合物。 可将水分散性树脂作为水分散性树脂在水中的稳定分散体加入到墨水组合物中。 所述水分散性树脂在水中的稳定分散体也可被称为胶乳组合物。包含水分散的树脂的墨水 组合物可被称为胶乳墨水组合物。 着色剂可以是染料，颜料，染料的混合物，颜料的混合物或染料和颜料的混合物。 所述着色剂优选包含水分散性着色剂，更优选为水分散性颜料。 缩醛为分子包含2个与相同碳原子连接的单键氧原子的化合物。 【专利技术者】们惊讶地发现，以同墨水组合物中包含的水的相容性为特征的缩醛助溶剂 种类，能够在宽范围的介质（media)上显著地改进墨水组合物的干燥和定影行为而不牺牲 印刷质量，特别是在几乎不或不吸收的介质上，例如机制涂布（MC)介质。根据本专利技术的墨 水组合物提供印刷物的改进的速干性和鲁棒性。不希望被束缚于任何理论，基于化学结构， 缩醛被认为可以作为渗透剂(进入吸收介质）来起作用，或作为水的蒸发促进剂(通过削弱 的氢键或与水共沸)，或两者结合。 待印刷上的有关介质类型为良好吸收的普通纸和喷墨涂布介质，但也为缓慢吸收 的胶版涂布介质(也被称为机制涂布（MC)介质)，和甚至为不吸收介质，例如PE，PP，PET，PVC 或其复合物或混合物的膜。 使用适当的缩醛助溶剂的特征为水性墨水组合物的更快的（半干）成膜，特别是在 所述介质上的水性颜料胶乳墨水组合物，所述更快的成膜是已经在环境温度下，通过以吸 收和/或蒸发的方式更完全和/或更快的除去水。 缩醛助溶剂的另外的优势在于它们一般为环境友好的助溶剂，其部分为生物基的 (即衍生自生物原料)。 胶乳墨水组合物含有水分散的树脂，其主要用于改进印刷在记录基体上的图像的 鲁棒性。为了给印刷的图像提供改进的鲁棒性，墨水组合物中包含的胶乳组合物必须能够 在记录基体上成膜。因此墨水组合物且特别是胶乳组合物在印刷过程中必须具有低于记录 基体温度的最低成膜温度（MFFT)。因此，优选使用具有低的，例如室温的MFFT的胶乳组合 物。这样的缺点是，成膜可能在喷射温度下在喷墨印刷装置内部发生，特别是在喷墨印刷装 置的喷嘴孔口内，其可能导致堵塞喷嘴孔口且因此导致干扰喷射过程。由于此原因，胶乳组 合物优选具有高于喷射温度的MFFT。 这样的胶乳喷墨墨水的缺点为，可能需要通过加热经印刷的记录基体以诱导和/ 或辅助记录基体上的成膜。因而一般地，通过选择和使用用于改进在喷墨印刷装置中的稳 定性的在墨水组合物中具有更高MFFT的胶乳组合物，用来在记录基体上固定（fix)(即用来 定影）墨水组合物所消耗的能量增加。可能需求独立的定影站，其在升高的温度（高于墨水 组合物的MFFT)下操作以获得印刷物所需的鲁棒性。 根据本实施方式的含有水分散性树脂和缩醛助溶剂的墨水组合物可显示出改进 的干燥行为和减少的用于在记录基体上固定(定影）墨水所消耗的能量。 在一个实施方式中，胶乳组合物的MFFT高于喷射温度，特别是高于30° C，优选为 35° C-95° C，更优选为 40° C-90° C。 在一个实施方式中，水分散性树脂具有高于30° C的玻璃化转变温度（Tg)，优选 为50° C - 120° C，更优选为60° C-100。C。水分散性树脂的Tg很大程度上决定了胶 乳组合物的MFFT。一般地，分散的树脂的Tg越高，胶乳组合物的MFFT将越高。然而，根据 本专利技术，在缩醛助溶剂的存在下，包含具有相对高Tg的树脂的胶乳组合物的MFFT可显著地 减小。这样的优点在于成膜和将印刷的图像定影到记录基体上可在相对温和的温度条件下 发生，从而显示出减少的能量消耗，同时不牺牲印刷物的鲁棒性。 不希望被束缚于任何理论，据信除了如以上描述的吸收和/或蒸发的增强效应之 夕卜，缩醛在一定程度上作为用于水分散性树脂的增塑剂来起作用。增塑效应导致了包含具 有相对高Tg (例如高于70° C)的水分散性树脂的胶乳组合物的MFFT降低，且因此导致了用 于将墨水固定(定影）到记录基体所消耗的能量减少。墨水一旦被固定到记录基体，与不存 在缩醛助溶剂下的包含具有相似Tg的水分散性树脂的墨水组合物相比，在鲁棒性上没有显 著的不同。 在一个实施方式中，墨水组合物包含l_75wt%的分本文档来自技高网...

【技术保护点】
墨水组合物，包含：— 1‑40 wt%的水分散性树脂；— 0.5‑15 wt%的着色剂；— 20‑80 wt%的水；— 1‑30 wt%的缩醛助溶剂；其中全部的量都是相对于总的墨水组合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.20 EP 12172763.01. 墨水组合物，包含： 一1-40wt%的水分散性树脂； 一 0? 5-15wt%的着色剂； 一20-80wt% 的水； 一 1-30wt%的缩醛助溶剂； 其中全部的量都是相对于总的墨水组合物。2. 根据权利要求1的墨水组合物，其中所述着色剂为染料，颜料，染料的混合物，颜料 的混合物，或染料和颜料的混合物。3. 根据前述权利要求任一项的墨水组合物，其中所述着色剂为水分散性着色剂。4. 根据前述权利要求任一项的墨水组合物，其中所述水分散性树脂选自：聚酯树脂， 聚氨酯树脂，聚环氧树脂，聚酰胺树脂，聚醚树脂，聚（甲基）丙烯酸类树脂，丙烯酰有机硅树 月旨，氟基树脂，聚烯烃树脂，聚苯乙烯基树脂，聚丁二烯基树脂，聚乙酸乙烯酯基树脂，聚乙 烯醇基树脂，聚乙烯酯基树脂，聚氯乙烯基树脂，聚丙烯酸基树脂，不饱和羧酸基树脂，和共 聚物例如苯乙烯-丙烯酸酯共聚物树脂，苯乙烯-丁二烯共聚物树脂，和所述中多个的组 合。5. 根据前述权利要求任一项的墨水组合物，进一步包含15-75wt%的分散稳定性助溶 剂。6. 根据权利要求5的墨水组合物，其中所述分散稳定性助溶剂为水溶性有机...

【专利技术属性】
技术研发人员：MTJ维赫格根，RH埃维哈杜斯，APMM范罗伊，
申请(专利权)人：奥西技术有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL