新型喷墨油墨和印刷方法技术

本发明专利技术涉及新型喷墨油墨配方和使用该新型油墨印刷的方法。该油墨包含特定重量比的载体和着色剂两者。该载体是包含水、助溶剂、粘结剂、和可有可无的ｐＨ调节剂的水溶液。所公开的基材印刷方法包括将本文所述油墨喷射到基材上的步骤。优选用于印刷的基材包括纸、纸板、织物和纺织品。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
新型喷墨油墨和印刷方法本专利技术涉及喷墨
，尤其涉及新型喷墨油墨配方及其在印刷场合中的应用。喷墨印刷是一种非击打式点阵印刷技术，其中墨滴由小孔喷射到基材上以产生图像。喷墨印刷方法特别适用于数字印刷，其中待印刷的图像被电子编码。目前使用两种主要类型的数字印刷方法，以颜色在印刷图像中表现的方式而区别。一种方法是彩色套印，其中使用通常为4-8的固定数的标准颜色来获得全色范围。使用一种抖动工艺将变化量的该颜色组在基材表面上合并以尽量减少不同着色点的可见性。相反，第二种数字印刷方法采用定制颜色或“斑点”颜色。该方法需要预混油墨或着色剂以形成所需的色调，然后用于产生所需的图像。数字喷墨印刷方法，例如以上提及的方法目前正开发用于纺织品印刷。纺织品工业需要用全光谱颜色快速装饰织物，要求以最低花费得到可能最高的质量，同时具有足够的适应性以满足用户需求。数字印刷预期能够减少现有纺织品印刷方法带来的辛劳，其中采用多步筛网法，增加了膜、筛网、版和印刷机的制备。尽管使用喷墨技术在纺织品上印刷在速度和通用性方面有许多优点，但该方法存在许多问题。喷墨油墨必须同时满足对喷射和对装饰织物的苛刻要求。在对大多数具有低粘度、所需表面张力、低毒性、所需色调、和所需干燥时间的喷墨油墨的要求中，喷墨油墨还需要对所选基材的粘结性-->和坚牢度。尤其对于纺织品基材，该油墨必须与织物充分粘附以经受一般使用。油墨必须不褪色、擦掉、转移到其它基材、或溶解在无水清洁溶剂。为了获得喷墨油墨在织物上的粘结性，一般将定色剂在印刷之前施用到织物上。但用定色剂预处理的织物昂贵，这阻碍了喷墨技术在纺织品用途方面的进展。目前正在开发加入了定色剂或粘结剂的喷墨油墨。这样，预处理织物就不是油墨印刷所必要的。美国专利5936027给出了包含粘结剂的喷墨油墨的一个例子。其中公开的非水喷墨油墨配方提出使用硅氧烷和酚醛树脂，这有助于将颜料粘结到基材，主要是纺织品上。但这样一些溶剂基油墨在许多场合中受到溶解度的局限，而水基油墨更通用，本身毒性较低，且一般更为大规模工业印刷所需要。实际上，许多已知的喷墨油墨加入了聚合物和树脂以提高性能。本文描述了包含聚合物或树脂添加剂以增强性能的水基喷墨油墨的例子。日本专利62225577公开了一种包含聚合物(聚酯或聚酰胺)和交联剂的含水喷墨油墨。美国专利5106417给出了一种具有高分子量酸性聚丙烯酸系树脂组分作为分散颜料的含水喷墨油墨制剂。类似地，美国专利5624485描述了一种包含少量聚合物以提高在非水接受性基材上的图像质量的含水喷墨油墨配方。此外，美国专利6005023公开了一种包含支链聚合物分散剂和乳液聚合物的含水喷墨油墨。但包含这些物质用于将着色剂固定在基材上的含水喷墨油墨尚待完善。在通常需用试剂以促进油墨在其上的粘结性和坚牢度的差不多纺织品之类的基材中，需要一种简单且有效地提供所需油墨粘附性的方法，同时避免低效使用预处理基材。即，本文公开的本专利技术油墨提供了一种-->达到此目标的方式，这有助于喷墨技术的开发。本专利技术涉及包含载体和着色剂两者以使载体与着色剂的重量比为约1∶1-50∶1的喷墨油墨。该载体包含：(ⅰ)约25-90％重量的水；(ⅱ)约1-50％重量的助溶剂；(ⅲ)约0-10％重量的pH调节剂；和(ⅳ)约1-30％重量的粘结剂。该粘结剂优选为重均分子量约100-20000的未支化聚合物树脂。合适的树脂包括丙烯酸系树脂、乙烯基树脂、和纤维素树脂。油墨的着色剂组分包括染料、颜料和颜料分散体。本专利技术还涉及一种印刷基材的方法，包括将配制如上的油墨喷射到基材上的步骤。优选的基材包括纸、纸板、织物和纺织品。优选实施方案的描述本专利技术涉及包含粘结剂组分以促进油墨与基材粘结的喷墨油墨。本专利技术的油墨特别适用于其中基材需要强油墨粘附性的喷墨印刷场合。在优选实施方案中，该油墨包括两种主要组分，即，1)包含水、助溶剂、粘结剂和可有可无的pH调节剂的含水载体，和2)着色剂，例如染料或颜料。在本文中，前面加上术语“约”的所用数字范围不应认为局限于所述范围，相反，前面加上术语“约”的所用数字范围应该理解为包括，本领域熟练技术人员对本专利技术喷墨油墨配方中的任何给定要素可认可的范围。本专利技术的载体配方主要是含水的，具有约25-90％重量的水。优选的配方包括约40-90％重量的水，而最优选的载体具有约55-80％重量的水。除了水，本专利技术的载体包含可促进油墨组分溶解并减少气体在最终-->油墨配方中的溶解度的助溶剂。本文所用的术语“助溶剂”是指单个助溶剂或助溶剂混合物两者。一般来说，助溶剂可以是存在于载体的水混溶或水溶性物质，其量为约1-50％重量，优选约5-40％重量，更优选约10-30％重量。适用于本专利技术的助溶剂包括一种或多种以下化合物：二醇、二醇醚、聚乙二醇、甘油、或酮。二醇可包括，例如乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、二亚丙基二醇、和三亚丙基二醇。优选的二醇醚包括(但不限于)乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丙醚、和丙二醇丁醚。各种平均分子量的聚乙二醇(PEG)也是合适的助溶剂。优选的PEG包括(但不限于)PEG100、PEG200、PEG300、PEG400、PEG500、PEG600、和PEG800。此外，适用作助溶剂的酮包括，例如丙酮或甲乙酮。载体和油墨组合物两者的pH值可以是约3-12；但更优选约7-9。pH调节剂之类的添加剂可因几种原因而包括在载体中，例如为了达到所需的pH值、或中和、稳定化、或水解其它的油墨和载体组分。例如，可溶于中性水溶液的粘结剂之类的组分可水解并通过向载体配方中加入酸或碱而变得可溶。本身可使用任何酸、碱、或缓冲体系，但碱如氢氧化铵、三烷基胺、和氢氧化物碱金属盐是优选的。本文所用的术语“pH调节剂”是指单个pH调节剂或两种或多种pH调节剂的混合物。pH调节剂在载体中的存在是可有可无的，如果存在，其量可以是约0-10％重量，更优选约0-5％重量，或甚至更优选约0-3％重量。载体还包含至少一种促进油墨与基材粘结的粘结剂。在优选实施方案中，粘结剂是溶解在载体和油墨中的未支化聚合物树脂如丙烯酸系树脂、乙烯基树脂、或纤维素树脂。优选的粘结剂的重均分子量为约-->1000-20000，但更优选约1000-15000，甚至更优选约1000-10000。粘结剂在载体中的存在量为约1-30％重量，或更优选约1-10％重量，或甚至更优选约1-5％重量。粘结剂可以单个树脂或树脂混合物两种形式存在于载体，且本文所用的术语“粘结剂”意味着包括任一实施方案。本专利技术的粘结剂包括丙烯酸系树脂，衍生自丙烯酸或甲基丙烯酸单体，包括(但不限于)丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯腈、及其衍生物。丙烯酸系树脂粘结剂还可包括其它单体如乙烯基单体，包括(但不限于)苯乙烯、苯乙烯衍生物、丁二烯、N-乙烯基吡咯烷酮、乙酸乙烯酯、及其衍生物。优选的丙烯酸系树脂包括苯乙烯丙烯酸系树脂，如购自SC Johnson Polymer的Joncryl树脂。在本专利技术的其它实施方案中，粘结剂可以是乙烯基树脂如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷墨油墨，包含：（ａ）载体，包含：（ｉ）约２５－９０％重量的水；（ｉｉ）约１－５０％重量的助溶剂；（ｉｉｉ）约０－１０％重量的ｐＨ调节剂；（ｉｖ）约１－３０％重量的粘结剂，所述粘结剂的重均分子量为约１０００－２０００ ０，且其中所述粘结剂是丙烯酸系树脂、乙烯基树脂、或纤维素树脂；和（ｂ）着色剂。

【技术特征摘要】
US 2000-5-22 09/575,6321．一种喷墨油墨，包含：(a)载体，包含：  (ⅰ)约25-90％重量的水；  (ⅱ)约1-50％重量的助溶剂；  (ⅲ)约0-10％重量的pH调节剂；  (ⅳ)约1-30％重量的粘结剂，所述粘结剂的重均分子量为约1000-20000，且其中所述粘结剂是丙烯酸系树脂、乙烯基树脂、或纤维素树脂；和  (b)着色剂。2．根据权利要求1的油墨，其中所述载体包含：  (a)约40-90％重量的水；  (b)约5-40％重量的助溶剂；  (c)约0-10％重量的pH调节剂；和  (d)约1-10％重量的粘结剂。3．根据权利要求1的油墨，其中所述载体包含：  (a)约55-80％重量的水；  (b)约10-30％重量的助溶剂；  (c)约0-10％重量的pH调节剂；和  (d)约1-10％重量的粘结剂。4．根...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯A艾尔里，
申请(专利权)人：伊利诺斯器械工程公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]