油墨組合物的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本非臨時申請在35U.S.C. § 119(a)下要求2014年5月26日在日本提交的專利 申請?zhí)?014-107923的優(yōu)先權，其全部內容通過引用而并入本文。
技術領域
[0003] 本發(fā)明涉及包含多種聚醚改性有機硅的油墨組合物。更具體地，其涉及與水/水 溶性有機溶劑混合物組合以配制為完全潤濕性和可滲透的并由此容易高速印刷和高速施 涂的噴墨油墨的油墨組合物。
【背景技術】
[0004] 在當前的印刷工業(yè)中，由于對環(huán)境的擔憂和其他考慮，在發(fā)展著向水性油墨體系 (或者基于水/低揮發(fā)的水溶性有機溶劑混合物的油墨體系）的過渡。由于水性體系干燥 緩慢，所以其生產速率低于溶劑體系。必須對水性體系修整以符合高速操作的生產率提高 目標。需要改善油墨的性能以適合高速印刷和高速施涂。
[0005] 在這樣的環(huán)境下，在油墨和水性涂料工業(yè)中，需要具有表面張力降低能力并且賦 予低接觸角使得油墨或涂料組合物可在基材潤濕性、基材滲透性和分散性上改善的表面活 性劑。對于表面活性劑的選擇，當體系為靜止時，靜態(tài)表面張力重要，而在為了生產率改善 目的而滿足印刷高速化需求的高速操作的過程中，動態(tài)表面張力系數重要。
[0006] 通常的已知有機硅系表面活性劑為改性的聚硅氧烷化合物。其中，聚醚改性有機 硅目前為止被認為可用作油墨和涂料組合物的潤濕和分散試劑，如專利文獻1~4中所述。 然而，當添加于油墨組合物時，并非所有具有優(yōu)異的潤濕性和滲透性的聚醚改性有機硅對 于防止顏色洇滲并且提供良好的顏色顯現(xiàn)和印刷圖像均勻性有效。難以鑒別聚醚改性有機 硅的結構并且選擇合適的結構。
[0007] 專利文獻5公開了包含不同的聚醚改性有機硅的油墨組合物。當將該油墨組合物 印刷于較差吸收性的紙如涂布紙上時，如不均勻印刷、模糊或洇滲的問題產生。對于從聚醚 改性有機硅的這樣的組合所衍生的效果，仍留有待改善的空間。
[0008] 引用f獻列表
[0009] 專利文獻 1:JP-A 2003-253166 (EP 1234859, USP 7201795)
[0010] 專利文獻 2:JP-A 2〇〇7_154〇21
[0011] 專利文獻 3: JP-A 2011-046035
[0012] 專利文獻 4:JP-A 2013_ 2〇3910(USP 86仳891)
[0013] 專利文獻 5: JP-A 2005-120181

【發(fā)明內容】

[0014] 本發(fā)明的目的為提供油墨組合物，其潤濕和滲透良好以致于即使印刷于較差吸收 性介質如光澤紙上時，其也可形成具有良好的顏色顯現(xiàn)性和均勻性并且沒有顏色洇滲的印 刷圖像，并且致使其自身適合高速印刷和高速施涂。
[0015] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，包含多種特定的聚醚改性有機硅的油墨組合物具有充分的潤濕性和 滲透性以形成具有良好的顏色顯現(xiàn)性和均勻性并且沒有顏色洇滲的印刷圖像，并且致使其 自身適合高速印刷和高速施涂。
[0016] 本發(fā)明提供油墨組合物，其包含：(A) 0.01~5重量％的具有平均組成式（I)的聚 醚改性有機硅、（B)0. 01~5重量％的具有平均組成式（II)的聚醚改性有機硅、水、水溶性 有機溶劑和著色劑。聚醚改性有機硅（A)具有平均組成式（I):
[0018] 其中R1為氫、1~4個碳原子的烷基或乙?；?，ml為至少0的整數，nl為至少1的 整數，ml+nl為1~6的整數，alXnl為2~20的整數，blXnl為0~100的整數，并且 (al)和（bl)單元可無規(guī)或嵌段排列。所述聚醚改性有機硅（B)具有平均組成式（II):
[0020] 其中R2為氫、1~4個碳原子的烷基或乙酰基，m2為至少1的整數，n2為至少1的 整數，m2+n2為15~40的整數，a2Xn2為5~100的整數，b2Xn2為0~100的整數，并 且（a2)和（b2)單元可無規(guī)或嵌段排列。
[0021] 本發(fā)明還提供包含上述定義的油墨組合物的噴墨油墨。
[0022] 發(fā)明的有利效果
[0023] 由于優(yōu)異的潤濕性和滲透性，該油墨組合物確保形成具有良好的顏色顯現(xiàn)性和均 勻性并且沒有顏色洇滲的印刷圖像，并且容易高速印刷和高速施涂。利用這些優(yōu)點，該油墨 組合物作為基于水/水溶性有機溶劑混合物的噴墨油墨在實際中非常有用。特別地，當印 刷于較差吸收性的紙如涂布紙上時，該組合物顯示充分的印刷性能以形成具有印刷圖像的 高印刷濃度和高顏色密度并且沒有洇滲或模糊的圖像。
【具體實施方式】
[0024] 本發(fā)明的油墨組合物包含兩種特定的聚醚改性有機硅（A)和（B)、水、水溶性有機 溶劑和著色劑。
[0025] 組分㈧為具有平均組成式⑴的聚醚改性有機硅。
[0027] 式⑴中，R1為氫、1~4個碳原子的烷基或乙?；?，優(yōu)選氫、甲基或乙?；?。下標 ml為至少0的整數，nl為至少1的整數，并且ml+nl為1~6的整數、優(yōu)選1~3的整數。 如果ml+nl大于6,潤濕性可能不會在施涂于基材如紙后即刻顯示。
[0028] al Xnl的值為2~20的整數、優(yōu)選5~15的整數。優(yōu)選地al為5~10的整數。 如果al Xnl小于2,組分（A)可能不溶于水中，留下不溶物質于油墨組合物中。如果al Xnl 超過20,潤濕性可能不會在施涂后即刻顯示。
[0029] bl Xnl的值為0~100的整數、優(yōu)選0~50的整數。優(yōu)選地bl為0~10的整 數。如果blXnl大于100,組分（A)可能不溶于水中，留下不溶物質于油墨組合物中。（al) 和（bl)單元即C2H40和C3H60單元可無規(guī)或嵌段排列，并且單元的排列順序不受限制。
[0030] 用于制備油墨組合物的組分（A)的量優(yōu)選地為0. 01~5重量％、更優(yōu)選0. 05~3 重量％，基于100重量％的油墨組合物。如果組分（A)的量少于0.01重量％，油墨組合物 可能發(fā)泡，引起印刷時模糊或洇滲。如果組分（A)的量大于5重量％，水溶性可能受到不利 影響，引起印刷時模糊或洇滲。
[0031] 組分（B)為具有平均組成式（II)的聚醚改性有機硅。
[0033] 式（II)中，R2為氫、1~4個碳原子的烷基或乙?；?，優(yōu)選地為氫、甲基或乙?；?下標m2為至少1的整數，n2為至少1的整數，并且m2+n2為15~40的整數、優(yōu)選20~40 的整數。如果m2+n2小于15,潤濕性可能不會在干燥前即刻顯示。如果m2+n2大于40,油 墨組合物可能變得對基材如紙排斥。
[0034] a2Xn2的值為5~100的整數、優(yōu)選20~100的整數。優(yōu)選地a2為7~30的整 數。如果a2Xn2小于5,組分（B)可能不溶于水中，留下不溶物質于油墨組合物中。如果 a2+n2超過100,油墨組合物可能不會在干燥前即刻完全顯示潤濕性。
[0035] b2Xn2的值為0~100的整數、優(yōu)選20~100的整數。優(yōu)選地b2為7~30的整 數。如果b2Xn2大于100,組分（B)可能不溶于水中，留下不溶物質于油墨組合物中。（a2) 和（b2)單元即C2H40和C3H60單元可無規(guī)或嵌段排列，并且單元的排列順序不受限制。
[0036] 用于制備油墨組合物的組分⑶的量優(yōu)選地為0.01~5重量％，更優(yōu)選地 0. 05~3重量％，基于100重量％的油墨組合物。如果組分（B)的量少于0. 01重量％，油 墨組合物可能在滲透上不足，引起印刷時模糊或洇滲。如果組分（B)的量大于5重量％，水 溶性可能受到不利影響，引起印刷時模糊或洇滲。
[0037] 該油墨組合物還包含水和水溶性有機溶劑。水優(yōu)選地以5~95重量％，更優(yōu)選 地50~90重量％的量使用，基于100重量％的油墨組合物。水溶性有機溶劑的實例包括 二醇如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、具有至多2, 000的分子 量的聚乙二醇、1，3-丙二醇、異丙二醇、異丁二醇、1，4- 丁二醇、1，3- 丁二醇、1，5-戊二醇、 1，6-己二醇、甘油，中赤蘚糖醇，季戊四醇，硫甘醇，和己二醇，1~4個碳原子的烷基醇，二 醇醚，甲酰胺，乙酰胺，二甲基亞砜，山梨醇，山梨醇酐，乙酸甘油酯，二乙酸甘油酯，三乙酸 甘油酯，環(huán)丁砜，多元醇如1，2, 6-己三醇和三羥甲基丙烷，脲，2-吡咯烷酮，N-甲基-2-吡 咯烷酮，二乙二醇單甲基醚，二乙二醇單乙基醚，二乙二醇單丙基醚，二乙二醇單丁基醚， 乙二醇單甲基醚，乙二醇單乙基醚，乙二醇單丙基醚，和乙二醇單丁基醚，其可單獨或者兩 種或更多種混合使用。水溶性有機溶劑可以優(yōu)選地1~60重量％，更優(yōu)選地1~50重 量％的量使用，基于100重量％的油墨組合物。
[0038] 油墨組合物中的著色劑可選自染料、有機顏料和無機顏料。染料的實例包括在 色指數（Colour Index)中歸類為酸染料、直接染料、反應性染料、還原染料、硫染料和食 品色料的著色劑以及歸類為油溶性色料和堿性染料的那些。適合于黑色油墨的顏料包括 炭黑（C.I.顏料黑7)如爐黑（色素黑）、燈黑、乙炔黑和槽法炭黑。具體實例包括Raven 7000,Raven 5750, Raven 5250, Raven 5000, Raven 3500, Raven2000, Raven 1500, Raven 1250,Raven 1200, Raven 1190 ULTRA-II, Raven 1170, Raven 1255(可購自 Columbian Chemicals Company), Black Pearls L,Regal 400R, Regal 330R, Regal 660R,Mogul L, Monarch 700, Monarch 800, Monarch 880, Monarch 900, MonarchlOOO, Monarch 1100,Monarch 1300, Monarch 1400, Valcan XC_72R(可購自 Cabot Corporation), Color Black Fffl, Color Black FW2, Color Black FW2V,Color Black FW18,Color Black FW200,Color Black S150,Color Black S160,Color Black S170,Printex 35, Printex U,Printex V, Printex 140U, Printex 140V, Special Black 6,Special Black 5,Special Black 4A, Special Black 4 (可購自 Degussa)，No. 25, No. 33, No. 40, No. 47, No. 52， N〇.900，N〇.2300，MCF-88，MA600，MA7，MA8 和 MA100(可購自 Mitsubishi Chemical Corporation);金屬如氧化銅、氧化鐵（C. I.顏料黑11)和氧化鈦；以及有機顏料如苯胺 黑（C. I.顏料黑1)。適合于色料油墨的顏料包括C. I.顏料黃1(堅牢黃G)，3, 12(雙 偶氮黃 AAA)，13, 14, 17, 24, 34, 35, 37, 42 (氧化鐵黃），53, 55, 74, 81，83 (雙偶氮黃 HR) ，93, 94, 95, 97, 98, 100, 101，104, 108, 109, 110, 117, 120, 128, 138, 153, 180, C.I.顏料紅 1，2, 3, 5, 17, 22(Brilliant Fast Scarlet), 23, 31，38, 48:2(永久紅 2B(Ba))，48:2(永 久紅 2B (Ca))，48:3 (永久紅 2B (Sr))，48:4 (永久紅 2B (Μη))，49: 1，52:2, 53: 1，57:1 (亮 胭脂紅 6B), 60:1，63:1，63:2, 64:1,81(若丹明 6GRake), 83, 88,101(氧化鐵 紅），104, 105, 106