连续喷墨油墨组合物制造技术

本发明专利技术的实施方案涉及适用于印刷工业中的应用的油墨组合物，所述印刷工业中的应用例如包括超高速连续喷墨印刷的连续喷墨印刷。所述油墨组合物使用挥发性有机溶剂、着色剂和一种或多种粘结剂树脂，所述粘结剂树脂包括为甲阶酚醛树脂的树脂，其中所述油墨组合物不含甲醇、卤素、卤代化合物和双酚A。所述油墨组合物的甲阶酚醛树脂优选含有小于0.1重量%的游离甲醛。包括所述甲阶酚醛树脂的所述一种或多种粘结剂树脂的存在量可以为所述油墨组合物的约5重量%至约30重量%。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】连续喷墨油墨组合物背景在喷墨印刷中，印刷是在印刷装置和其上沉积有印刷字符的基材之间不接触的情况下完成的。简而言之，连续喷墨(CIJ)印刷包括将油墨液滴的流投射到表面上并例如以电子的方式控制该流的方向，使得液滴在表面上形成所需印刷图像。这种非接触印刷技术非常适合将字符施加到包括多孔表面和无孔表面的各种表面上。通常，喷墨油墨组合物应满足某些要求以用于喷墨印刷操作。这些涉及组分的粘度、电阻率、溶解度、相容性和基材的可湿性。此外，油墨应该是快干且抗涂抹的，应该能够通过喷墨喷嘴而不会堵塞，并且应该允许以最小的努力快速清洁机器组件。另外，喷墨组合物应提供与基材（特别是无孔基材）良好粘附的印刷图像，如本领域普通技术人员所知，这对实现图像粘合提出了挑战。连续喷墨(CIJ)油墨组合物通常被配制成包含一种或多种溶剂、一种或多种着色剂和一种或多种粘结剂树脂。喷墨组合物还可以包含一种或多种表面活性剂、增塑剂、粘合促进剂、导电剂、消泡剂及其混合物。一些市售可得的油墨包含酚醛树脂作为粘结剂树脂。酚醛树脂通过双官能单体(醛)与官能度大于2的单体(苯酚、取代的苯酚或酚的组合)的逐步增长聚合获得。有2种类型的酚醛树脂：酚醛清漆(Novolac)和甲阶酚醛树脂。酚醛清漆型酚醛树脂是热塑性的。甲阶酚醛树脂型酚醛树脂在高温下发生交联反应，并对无孔基材（如玻璃、聚合物膜、铝和钢铁）显示出良好的粘合性。固化的喷墨图像还具有优异的耐化学性和耐划伤性。在一些生产线印刷操作期间，可以对已经用油墨标记的无孔基材进行加热以固化基材上的油墨以便粘合。酚醛树脂在这方面是有效的，因为它们发生上述交联反应，其促进了固化和对无孔基材的粘合。然而，在商业油墨中，这些酚醛树脂中的一些具有0.3重量%或更多的游离甲醛，根据欧洲分类标签和包装(EuropeanClassificationLabelingandPackaging,CLP)条例，将酚醛树脂归类为1B类致癌物。一些商业的可热固化的连续喷墨油墨使用甲醇作为溶剂或主要溶剂，因为这样的油墨由于其挥发性、良好的粘合性而产生快速干燥的时间，并且因为甲醇是油墨中的粘结剂树脂和导电剂的良好溶剂。然而，甲醇被认为是一种有毒物质，其可能由于吸入而引起健康问题，尤其是如果暴露在延长的时间段内发生。一些油墨组合物组分如粘结剂树脂和导电剂及其他添加剂包括卤素或卤代化合物。一些卤素如氟和氯，尤其是气态形式，是极其有毒的。另外，在电气和电子工业中的许多行业中需要无卤素的材料。在一些商业的可热固化的喷墨油墨的酚醛树脂中可以发现的另一种潜在的化合物是双酚A(BPA)，其作为酚醛树脂中未反应的游离单体存在。这种化合物的安全性已由几家政府和FDA研究。双酚A是2类生殖毒素。尽管含有少于0.3%双酚A的油墨不被认为是生殖毒素，但由于过去双酚A广泛用于金属罐涂料和婴儿瓶，所以它作为内分泌干扰物已获得差的名誉，且现在在EU被禁用。FDA最近也已经修改了其食品添加剂规定，不再提供BPA在奶瓶和婴儿配方包装中的用途。因此，尽管在规定的要求内制造和使用时制造CIJ油墨组合物是安全的，但在这些油墨中关于某些化学品的使用的担忧仍然存在。当印刷油墨在生产线印刷期间经受高温时，尤其如此。因此，本领域需要连续喷墨油墨组合物，其满足可靠印刷和对制造和使用所述组合物的工人安全的必要要求。
技术实现思路
根据本专利技术实施方案的油墨组合物适于各种油墨和印刷应用，优选工业应用中的连续喷墨印刷，并且使用一种或多种粘结剂树脂，其包括甲阶酚醛树脂。另外，所述油墨组合物优选不含或基本上不含甲醇、卤素、卤代化合物和双酚A。所述甲阶酚醛树脂优选含有小于0.1重量%的游离甲醛，其低于归类为1B类致癌物的规定的甲醛极限量。本专利技术的实施方案涉及油墨组合物，其包含(a)一种或多种有机溶剂；(b)一种或多种粘结剂树脂，其包括甲阶酚醛树脂；(c)一种或多种着色剂；并且(d)其中所述油墨组合物优选不含或基本不含甲醇、卤素、卤代化合物和双酚A。含有0.1%或更多的1A类或1B类致癌物或诱变剂的油墨制剂也被认为是1A类或1B类致癌物或诱变剂。甲醛是1A类致癌物和2类诱变剂。苯酚是2类诱变剂。含有0.1%或更高的游离甲醛的油墨混合物将被标记为1A类致癌物，并且含有1%或更高的游离苯酚的混合物将被标记为2类诱变剂。因此，含有小于0.1%的游离甲醛和小于1%的游离苯酚的油墨制剂具有优于含有0.1%或更高的甲醛或1%或更高的苯酚的制剂的优势。因此，本专利技术的实施方案可以包括油墨组合物，其包含小于0.1重量%的游离甲醛；和/或所述油墨组合物可以包含含有小于0.1重量%的游离甲醛的甲阶酚醛树脂。所述油墨组合物的实施方案可以包含含有小于0.1重量%的游离甲醛的第一甲阶酚醛树脂和含有大于大于0.1重量%的游离甲醛的第二甲阶酚醛树脂，其中游离甲醛的总量或浓度为小于0.1重量%的游离甲醛。在一些实施方案中，第二甲阶酚醛树脂含有大于0.1重量%且小于0.6重量%的游离甲醛，但是所述油墨组合物中游离甲醛的总浓度为小于0.1重量%的游离甲醛。根据本专利技术的实施方案包括油墨组合物，其包含：(a)一种或多种有机溶剂；(b)至少两种粘结剂树脂，其包括第一树脂和第二树脂，所述第一树脂是具有占树脂的小于0.1重量%的游离甲醛的甲阶酚醛树脂；和(c)一种或多种着色剂。根据本专利技术的优选实施方案包括上述(a)、(b)和(c)，其中所述油墨组合物含有约5重量%至约30重量%的第一树脂，优选约10重量%至约25重量%的第一树脂，且更优选约15重量%至约22重量%的第一树脂。根据本专利技术方面的油墨组合物的优选实施方案不含或基本上不含甲醇、卤素、卤代化合物和/或BPA。如上所述的优选油墨组合物是其中甲阶酚醛树脂选自PhenodurVPR1785/65B或phenodurVPR1785/70B，HRJ-10518，SP-1045或BRJ-473，和BakelitePF7835LB的那些。在优选的油墨组合物中，第二树脂选自含有羟基或酸官能团的树脂，例如其他酚醛树脂、丙烯酸类树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、三聚氰胺树脂、纤维素酯、纤维素醚、苯乙烯-丙烯酸类共聚物和硝基纤维素树脂。根据本专利技术的其他实施方案包括油墨组合物，其还包含一种或多种选自表面活性剂、增塑剂、粘合促进剂、导电剂、消泡剂及其混合物的添加剂。表面活性剂优选为聚环氧烷改性的聚硅氧烷。优选地，所述一种或多种表面活性剂的存在量为油墨组合物的约0.05重量%至约2.0重量%。根据本专利技术的另外实施方案包括在基材上连续喷墨印刷的方法，其包括：将如上讨论的油墨组合物的液滴流引导到所述基材上以在所述基材上形成图像，并将所述基材上的油墨加热到预定温度或在预定温度范围内，以将所述油墨液滴固化并粘附到所述基材，从而在所述基材上印刷图像。所述基材可以是多孔的、半多孔的或无孔的，例如选自未涂覆的纸、涂覆的纸、硬塑料或软塑料、聚合物膜、金属和合金、玻璃和陶瓷的基材。具体实施方式1.定义除非本文另外指出或明显与上下文相矛盾，否则在描述本专利技术的上下文中(特本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.连续喷墨油墨组合物，其包含：/n一种或多种挥发性有机溶剂；/n一种或多种粘结剂树脂，其包括甲阶酚醛树脂；以及/n一种或多种着色剂；/n其中所述油墨组合物不含或基本上不含甲醇、卤素、卤代化合物和双酚A。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171016 US 62/5726371.连续喷墨油墨组合物，其包含：
一种或多种挥发性有机溶剂；
一种或多种粘结剂树脂，其包括甲阶酚醛树脂；以及
一种或多种着色剂；
其中所述油墨组合物不含或基本上不含甲醇、卤素、卤代化合物和双酚A。


2.权利要求1所述的油墨组合物，其中所述油墨组合物的小于0.1重量%是游离甲醛。


3.权利要求1所述的油墨组合物，其中甲阶酚醛树脂是所述一种或多种粘结剂树脂中的一种，并且所述甲阶酚醛树脂含有小于0.1重量%的游离甲醛。


4.权利要求2所述的油墨组合物，其中所述一种或多种粘结剂树脂包含含有小于0.1重量%的游离甲醛的第一甲阶酚醛树脂和含有大于0.1重量%的游离甲醛的第二甲阶酚醛树脂。


5.权利要求4所述的油墨组合物，其中所述第二甲阶酚醛树脂具有0.1重量%至0.6重量%之间的游离甲醛。


6.权利要求1所述的油墨组合物，其中所述甲阶酚醛树脂是第一粘结剂树脂，并且所述油墨组合物包含一种或多种第二粘结剂树脂，所述第二粘结剂树脂选自丙烯酸类树脂、聚缩醛、聚乙烯醇、聚(苯乙烯-共-烯丙醇)、聚(乙烯醇-共-乙酸乙烯酯)、聚(乙烯醇-共-乙烯)、三聚氰胺树脂、环氧树脂、纤维素酯、纤维素醚、硝化纤维素树脂、苯乙烯-丙烯酸类共聚物和任何其他羟基或酸性树脂，及其任意组合。


7.权利要求6所述的油墨组合物，其中所述聚缩醛可以是聚乙烯醇缩丁醛或聚乙烯醇缩甲醛。


8.权利要求1所述的油墨组合物，其中所述溶剂的存在量为所述油墨组合物的约60重量%或更多。


9.权利要求1所述的油墨组合物，其中所述溶剂的存在量为所述油墨组合物的约70重量%或更多。


10.权利要求1所述的油墨组合物，其中甲阶酚醛树脂的存在量为所述油墨组合物的约5重量%至约30重量%。


11.权利要求10所述的油墨组合物，其中甲阶酚醛树脂的存在量为所述油墨组合物的约15重量%至约22重量%。


12.权利要求1所述的油墨组合物，其中所述甲阶酚醛树脂是第一粘结剂树脂，并且所述油墨组合物还包含第二粘结剂树脂，并且所述第一粘结剂树脂和所述第二粘结剂树脂的组合的存在量为所述油墨组合物的约5重量%至约30重量%。...

【专利技术属性】
技术研发人员：W翁，F肖，G邓，朱林芳，
申请(专利权)人：录象射流技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US