專利名稱：數(shù)碼噴繪油墨組合物及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)碼噴繪油墨組合物，本發(fā)明還涉及該數(shù)碼噴繪油墨組合物在聚氯乙烯基材上的應(yīng)用。

背景技術(shù)：
數(shù)碼噴繪領(lǐng)域里，噴繪機(jī)按噴頭工作原理可分為熱發(fā)泡式和微壓電晶體式(drop-on-demand方式)。
一般來說，用于數(shù)碼噴繪的墨水，主要有以水為主溶劑的染料型水性墨和以有機(jī)溶劑為主溶劑的顏料型油性墨。染料型水性墨主要應(yīng)用于熱發(fā)泡式噴頭，存在著光牢固和水牢固差的問題，另外因?yàn)樗膿]發(fā)速率低導(dǎo)致水性墨干燥時(shí)間很長(zhǎng)，并且適用于水性墨的基材有一定的局限性，必須是能夠吸附水的一類或者是有親水性涂層的一類，該類打印圖像戶外放置時(shí)還需要在表面覆抗水性薄膜。以顏料為著色劑的油性墨主要應(yīng)用于微壓電晶體式噴頭，因?yàn)橛袡C(jī)溶劑的易揮發(fā)性和滲透性，可選擇的基材廣泛，干燥速度快。與染料型水性墨相比顏料型油性墨有許多突出的性能，如光牢固、水牢固、抗氧化性等優(yōu)異的性能。而且打印圖像戶外放置不需要增加覆膜工序。本發(fā)明涉及的是后一類油墨即顏料型油性墨。
然而，在通常的顏料型油性墨中，其有機(jī)溶劑一般使用甲苯、二甲苯、甲乙酮、醋酸乙酯等。這些溶劑沸點(diǎn)低干燥迅速，而使得油性墨中顏料和樹脂容易在噴孔表面析出，造成噴頭堵塞或斜噴。并且這些溶劑由于溶解性太強(qiáng)，容易對(duì)管路、副墨盒、噴頭膠等噴繪機(jī)部件造成溶解腐蝕。進(jìn)而導(dǎo)致在基材上的印刷品質(zhì)低劣、機(jī)器壽命縮短等使用問題。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種適合于在聚氯乙稀基材上印刷的油墨，其具有優(yōu)良的印刷品質(zhì)、印刷穩(wěn)定性、油墨干燥性以及儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 本發(fā)明的數(shù)碼噴繪油墨組合物，包含有如下重量百分比的組分混合有機(jī)溶劑70-95wt％、著色劑0.5-10wt％、分散劑樹脂0.5-10wt％、粘結(jié)劑樹脂1-10wt％；其中，混合有機(jī)溶劑包含有乙二醇單丁醚醋酸酯和一種內(nèi)酯系溶劑，或包含有乙二醇單丁醚醋酸酯和一種吡咯烷酮系溶劑，并且內(nèi)酯系溶劑或吡咯烷酮系溶劑在該油墨組合物中的含量為1-15wt％。
乙二醇單丁醚醋酸酯對(duì)分散劑樹脂和粘結(jié)劑樹脂有優(yōu)良的溶解能力，能夠使顏料分散液穩(wěn)定的分散于其中。并且其揮發(fā)速率適中，有利于噴頭的保濕，避免油墨里的樹脂和顏料因溶劑的過度揮發(fā)而在噴孔表面析出，造成噴頭堵塞或斜噴。因而作為油墨中的主溶劑使用。
內(nèi)酯系溶劑和吡咯烷酮系溶劑對(duì)聚氯乙烯基材具有優(yōu)良的滲透性，并且表面張力較高，可以用于調(diào)整油墨組合物的表面張力。它們的存在有利于承印在聚氯乙烯基材上的油墨印跡向基材內(nèi)部滲透和固定，防止印跡向外過度鋪展而影響輸出圖像的質(zhì)素，保障印跡清晰。
內(nèi)酯系溶劑是一種環(huán)狀結(jié)構(gòu)的酯鍵型化合物，有5員環(huán)結(jié)構(gòu)的γ-內(nèi)酯，6員環(huán)結(jié)構(gòu)的δ-內(nèi)酯、7員環(huán)的ε-內(nèi)酯等。例如γ-丁內(nèi)酯、γ-戊內(nèi)酯、γ-己內(nèi)酯、γ-庚內(nèi)酯、γ-辛內(nèi)酯、γ-壬內(nèi)酯、γ-葵內(nèi)酯；δ-戊內(nèi)酯、δ-己內(nèi)酯、δ-庚內(nèi)酯、δ-辛內(nèi)酯、δ-壬內(nèi)酯、δ-葵內(nèi)酯、ε-己內(nèi)酯。
在本發(fā)明中的內(nèi)酯系溶劑優(yōu)選為5員環(huán)結(jié)構(gòu)的γ-內(nèi)酯，并且更為優(yōu)選的是γ-丁內(nèi)酯、γ-戊內(nèi)酯、γ-己內(nèi)酯。
吡咯烷酮系溶劑有α-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-辛基吡咯烷酮。優(yōu)選的有N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮。
混合溶劑在油墨中的含量至少70wt％。其中內(nèi)酯系溶劑在油墨中以1-15wt％為宜，以3-15wt％為優(yōu)；吡咯烷酮系溶劑在油墨中以1-15wt％為宜，以3-15wt％為優(yōu)。
本發(fā)明中的著色劑可以是單一的有機(jī)顏料，也可以是混合有機(jī)顏料，顏料的平均粒徑以50-500納米為優(yōu)?？蛇x擇的有機(jī)顏料有偶氮顏料、酞菁顏料、喹吖啶酮顏料、苝系顏料、苉酮系顏料、硫靛類顏料、蒽醌顏料、異吲哚啉酮系顏料和異吲哚啉系顏料、吡咯并吡咯二酮系顏料、喹酞酮類顏料、雜環(huán)顏料等。在油墨組合物中顏料的含量0.5-10wt％，更為優(yōu)選的是0.5-8wt％。
本發(fā)明中的分散劑樹脂，可選用的有BYK-Chemie公司的Disperbyk-161、166、167、180、182、BYK-9076；EFKA Chemicals的POLYMER400、401、402、450、451、453；武生Fine Chemical公司的Hinoacto KF1-M、T-7000、T-8000、T-8000EL；Avecia公司的Solsperse20000、24000、32000、32500、33500；味之素公司的AJISPERPB821、PB711；共榮社化學(xué)公司的FLOWLEN DOPA-17、22、G-700等高分子化合物，它們可以是單一物，也可以是混合物。以上分散劑樹脂在油墨中的含量為0.5-10wt％，更為優(yōu)選的應(yīng)為1-6wt％。
本發(fā)明中使用粘結(jié)劑樹脂，是為了使承印于聚氯乙烯基材上的油墨印跡固著在基材表面，并且在油墨中起著調(diào)整粘度的作用，保證油墨具有良好的噴射性能。粘結(jié)劑樹脂還必須是可溶于本發(fā)明中的溶劑體系的?？梢允褂玫恼辰Y(jié)劑樹脂有氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂、丙烯酸樹脂、纖維素樹脂、聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、松香改性樹脂等單一樹脂或混合物。
作為粘結(jié)劑樹脂，具有較好性能的是氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂和丙烯酸樹脂。并且氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂的分子量是1萬-12萬，玻璃化溫度(Tg)在40℃以上，更為優(yōu)選的是分子量是1萬-10萬，且玻璃化溫度(Tg)在60℃以上；丙烯酸樹脂分子量是1萬-12萬，玻璃化溫度(Tg)在40℃以上，更為優(yōu)選的是分子量是1萬-10萬，且玻璃化溫度(Tg)在60℃以上。為了獲得更佳的基材附著力，氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂、丙烯酸樹脂可以與纖維素樹脂或聚酯樹脂并用。以上粘結(jié)劑樹脂的在油墨中的含量在1-10wt％，更為優(yōu)選的應(yīng)為2-8wt％。
本發(fā)明的數(shù)碼噴繪油墨組合物的制備。向油墨主溶劑中添加顏料和分散劑，進(jìn)行充分的機(jī)械攪拌之后，用砂磨機(jī)進(jìn)行分散，以制得穩(wěn)定的顏料分散液。所得到的分散液在機(jī)械攪拌狀態(tài)下添加油墨組合物中剩余的溶劑和樹脂，攪拌30-60分鐘即可。最后用濾芯式過濾器對(duì)油墨進(jìn)行過濾，過濾精度0.1-1微米，更為優(yōu)選的是0.1-0.5微米。所獲得的油墨在25℃下粘度5-15mPa·s，更為優(yōu)選的是9-12mPa·s，而油墨的表面張力應(yīng)在20-40mN/m之間。表面張力過高油墨墨滴容易在噴孔表面收縮導(dǎo)致吸入氣泡，產(chǎn)生噴射空白、斷墨，并且會(huì)阻止油墨印跡在基材表面進(jìn)行必要的鋪展，使得色彩過度不協(xié)調(diào)；表面張力過低則油墨墨滴容易從噴孔外溢，擴(kuò)散到噴頭面板上，直接導(dǎo)致噴射性能下降，產(chǎn)生斜噴、衛(wèi)星點(diǎn)等問題，嚴(yán)重的還會(huì)發(fā)生斷墨，使得圖像變得不清晰，色彩雜亂。以上的表面張力問題均會(huì)導(dǎo)致輸出圖像質(zhì)素下降，影響噴繪效果。因此更為優(yōu)選的表面張力應(yīng)為25-36mN/m。
本發(fā)明的數(shù)碼噴繪油墨組合物包括黃(Yellow)、品(Magenta)、青(Cyan)、黑(Black)和淺青(Light Cyan)、淺品(Light Magenta)六種顏色。適用于各類微壓電晶體式噴頭。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的數(shù)碼噴繪油墨組合物噴墨流暢、附著力強(qiáng)、戶外耐候性優(yōu)異，在聚氯乙烯基材上印刷，有優(yōu)良的印刷品質(zhì)、印刷穩(wěn)定性、油墨干燥性以及儲(chǔ)存穩(wěn)定性；由于二醇單丁醚醋酸酯對(duì)分散劑樹脂和粘結(jié)劑樹脂有優(yōu)良的溶解能力，能夠使顏料分散液穩(wěn)定的分散于其中，并且其揮發(fā)速率適中，有利于噴頭的保濕，避免油墨里的樹脂和顏料因溶劑的過度揮發(fā)而在噴孔表面析出，造成噴頭堵塞或斜噴；內(nèi)酯系溶劑和吡咯烷酮系溶劑對(duì)聚氯乙烯基材具有優(yōu)良的滲透性，并且表面張力較高，可以用于調(diào)整油墨組合物的表面張力。它們的存在有利于承印在聚氯乙烯基材上的油墨印跡向基材內(nèi)部滲透和固定，防止印跡向外過度鋪展而影響輸出圖像的質(zhì)素，保障印跡清晰。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施例方式
現(xiàn)以具體例子說明本發(fā)明，但這些不限定本發(fā)明的范圍。
以下例子的粘度測(cè)定是使用BROOKFIELD公司制“DV-I+Viscometer”粘度計(jì)。顏料粒徑采用MALVERN公司的“Mastersizer2000”粒徑分布儀測(cè)定。
實(shí)施前先將粘結(jié)劑樹脂(氯乙烯醋酸乙烯共聚物樹脂UCARVAGH)15wt％添加到85wt％乙二醇單丁醚醋酸酯主溶劑中，并高速攪拌60分鐘，得到樹脂液預(yù)制劑A。
黃色油墨配制 將黃粉(偶氮顏料C.I.Pigment Yellow 180)20wt％、分散劑(BYKDisperbyk-161)20wt％添加到60wt％乙二醇單丁醚醋酸酯中，并高速攪拌30分鐘，進(jìn)行預(yù)分散。進(jìn)而用填充了氧化鋯珠(0.4-0.6mm)的砂磨機(jī)進(jìn)行分散，得到顏料分散液B，該分散液B中顏料粒徑小于0.3微米。
實(shí)施例 按照上述列表進(jìn)行配料，高速攪拌30分鐘，制得樣品墨，并測(cè)得油墨粘度。
比較例 按照上述列表進(jìn)行配料，高速攪拌30分鐘，制得樣品墨，并測(cè)得油墨粘度。
品紅色油墨配制 將紅粉(偶氮顏料C.I.Pigment Red 146)20wt％、分散劑(BYK-9076)12wt％添加到68wt％乙二醇單丁醚醋酸酯中，并高速攪拌30分鐘，進(jìn)行預(yù)分散。進(jìn)而用填充了氧化鋯珠(0.4-0.6mm)的砂磨機(jī)進(jìn)行分散，得到顏料分散液C，該分散液C中顏料粒徑小于0.3微米。
實(shí)施例 按照上述列表進(jìn)行配料，高速攪拌30分鐘，制得樣品墨，并測(cè)得油墨粘度。
比較例 按照上述列表進(jìn)行配料，高速攪拌30分鐘，制得樣品墨，并測(cè)得油墨粘度。
青色油墨配制 將藍(lán)粉(酞菁顏料C.I.Pigment Blue 15:4)20wt％、分散劑(BYKDisperbyk-161)20wt％添加到60wt％乙二醇單丁醚醋酸酯中，并高速攪拌30分鐘，進(jìn)行預(yù)分散。進(jìn)而用填充了氧化鋯珠(0.4-0.6mm)的砂磨機(jī)進(jìn)行分散，得到顏料分散液D，該分散液D中顏料粒徑小于0.3微米。
實(shí)施例 按照上述列表進(jìn)行配料，高速攪拌30分鐘，制得樣品墨，并測(cè)得油墨粘度。
比較例 按照上述列表進(jìn)行配料，高速攪拌30分鐘，制得樣品墨，并測(cè)得油墨粘度。
黑色油墨配制 將黑粉(碳粉C.I.Pigment Black 7)20wt％、分散劑(BYK-9076)16wt％添加到64wt％乙二醇單丁醚醋酸酯中，并高速攪拌30分鐘，進(jìn)行預(yù)分散。進(jìn)而用填充了氧化鋯珠(0.4-0.6mm)的砂磨機(jī)進(jìn)行分散，得到顏料分散液E，該分散液E中顏料粒徑小于0.3微米。
實(shí)施例 按照上述列表進(jìn)行配料，高速攪拌30分鐘，制得樣品墨，并測(cè)得油墨粘度。
比較例 按照上述列表進(jìn)行配料，高速攪拌30分鐘，制得樣品墨，并測(cè)得油墨粘度。
淺青色油墨配制 實(shí)施例 按照上述列表進(jìn)行配料，高速攪拌30分鐘，制得樣品墨，并測(cè)得油墨粘度。
比較例 按照上述列表進(jìn)行配料，高速攪拌30分鐘，制得樣品墨，并測(cè)得油墨粘度。
淺品色油墨配制 實(shí)施例 按照上述列表進(jìn)行配料，高速攪拌30分鐘，制得樣品墨，并測(cè)得油墨粘度。
比較例 按照上述列表進(jìn)行配料，高速攪拌30分鐘，制得樣品墨，并測(cè)得油墨粘度。
將實(shí)施例1～實(shí)施例30、比較例1～比較例30制備的油墨組合物過濾后，在YSL D-2500S噴繪機(jī)上測(cè)試(環(huán)境溫度25℃，濕度70％)，聚氯乙烯基材作為承印物。
測(cè)試結(jié)果 (1)、印刷品質(zhì)實(shí)施例1～實(shí)施例30噴繪墨點(diǎn)大小均勻，衛(wèi)星點(diǎn)極少，色彩逼真過度自然，油墨印跡清晰，畫面邊緣銳利，印刷質(zhì)素高。比較例1～比較例30噴繪有衛(wèi)星點(diǎn)，油墨印跡略微模糊，畫面邊緣略顯粗糙。
(2)、印刷穩(wěn)定性連續(xù)24小時(shí)試驗(yàn)，實(shí)施例1～實(shí)施例30出現(xiàn)斷墨、斜噴，飛散現(xiàn)象的次數(shù)不大于3次。比較例9～比較例10、比較例19～比較例30出現(xiàn)斷墨、斜噴、飛散現(xiàn)象的次數(shù)在10次以上。其余比較例出現(xiàn)斷墨、斜噴、飛散現(xiàn)象的次數(shù)在5-10次。
(3)、油墨干燥性實(shí)施例1～實(shí)施例30干燥時(shí)間在5分鐘內(nèi)，比較例1～比較例20的干燥時(shí)間在5-10分鐘之間，比較例21～比較例30的干燥時(shí)間在10分鐘以上。
(4)、儲(chǔ)存穩(wěn)定性取50g油墨組合物，密閉于玻璃瓶中，在60℃恒溫器中放置4周后，測(cè)定油墨組合物放置前后的粘度變化。實(shí)施例1～實(shí)施例30、比較例1～比較例30放置前后的粘度變化均小于5％。
結(jié)論根據(jù)以上對(duì)比試驗(yàn)，實(shí)施例1～實(shí)施例30是具有優(yōu)良的印刷品質(zhì)、印刷穩(wěn)定性、油墨干燥性和儲(chǔ)存穩(wěn)定性的油墨組合物。而比較例1～比較例30雖然同樣具有優(yōu)良的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，但印刷品質(zhì)、印刷穩(wěn)定性、油墨干燥性均不及實(shí)施例1～實(shí)施例30。
因此，該數(shù)碼噴繪油墨組合物，是適用于在聚氯乙烯基材上印刷的優(yōu)質(zhì)油墨，是一款各項(xiàng)性能突出的油墨。
權(quán)利要求
1.數(shù)碼噴繪油墨組合物，其特征在于組合物中包含有如下重量百分比的組分混合有機(jī)溶劑70-95wt％、著色劑0.5-10wt％、分散劑樹脂0.5-10wt％、粘結(jié)劑樹脂1-10wt％；其中，混合有機(jī)溶劑包含有乙二醇單丁醚醋酸酯和一種內(nèi)酯系溶劑，或包含有乙二醇單丁醚醋酸酯和一種吡咯烷酮系溶劑，并且內(nèi)酯系溶劑或吡咯烷酮系溶劑在該油墨組合物中的含量為1-15wt％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)碼噴繪油墨組合物，其特征在于所述內(nèi)酯系溶劑是γ-內(nèi)酯系溶劑；吡咯烷酮系溶劑是N-烷基吡咯烷酮系溶劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)碼噴繪油墨組合物，其特征在于γ-內(nèi)酯系溶劑是γ-丁內(nèi)酯、γ-戊內(nèi)酯、γ-己內(nèi)酯中的一種；N-烷基吡咯烷酮系溶劑是N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)碼噴繪油墨組合物，其特征在于著色劑是顏料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)碼噴繪油墨組合物，其特征在于粘結(jié)劑樹脂是氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂、丙烯酸樹脂、纖維素樹脂、聚酯樹脂中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)碼噴繪油墨組合物，其特征在于粘結(jié)劑氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂的分子量是1萬-12萬，且玻璃化溫度(Tg)在40℃以上；丙烯酸樹脂分子量是1萬-12萬，且玻璃化溫度(Tg)在40℃以上。
7.權(quán)利要求1至6任一所述的數(shù)碼噴繪油墨組合物在聚氯乙烯基材上的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含顏料分散液的數(shù)碼噴繪油墨組合物，其中混合有機(jī)溶劑至少70wt％，該有機(jī)溶劑包含乙二醇單丁醚醋酸酯和一種內(nèi)酯系溶劑；或包含乙二醇單丁醚醋酸酯和一種吡咯烷酮系溶劑。該組合物噴墨流暢，適用于在聚氯乙烯基材上印刷，有優(yōu)良的印刷品質(zhì)、印刷穩(wěn)定性、油墨干燥性以及儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)B41J2/01GK101125978SQ200710030540
公開日2008年2月20日 申請(qǐng)日期2007年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月22日
發(fā)明者斌 楊 申請(qǐng)人:江門英捷達(dá)噴墨有限公司