一种用于柔性基材打印的led-uv固化喷墨墨水的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于柔性基材打印的LED-UV固化喷墨墨水，按重量百分比计，其组成为：纳米级颜料：1-8％、润湿剂：0.2-1％、光引发剂：3-15％、预聚物：5-15％、活性单体：其余量，其中，所述纳米级颜料的D90＜200nm；将上述重量比的各组分于常温下混合搅拌均匀后以0.22微米滤膜过滤，即可制得所述的LED-UV固化喷墨墨水。本发明的LED-UV固化喷墨墨水，附着力高且粘度低、固化速度快、柔韧性好，可广泛应用于EPSON等微压电喷头打印机装置，实现在皮革、塑料薄膜等柔性基材上的高精度打印。
【专利说明】一种用于柔性基材打印的LED-UV固化喷墨墨水
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种喷墨墨水，具体涉及一种适用于柔性基材打印的LED-UV固化喷 墨墨水，属于喷墨打印【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 目前数码喷绘行业所采用的墨水可分为以下几类：油性颜料墨水、溶剂型颜料墨 水、水性染料墨水、水性颜料墨水和光固化墨水。对于普遍应用于应刷业的光固化墨水来 说，其固化光源大都采用高压汞灯和金属卤素灯，此类灯具存在发热量大，易对承印物造成 损坏，而且使用过程中会产生臭氧等问题。为此，近年来开发出了一种可发射紫外线的LED 灯，与普通UV汞灯相比，LED-UV无热辐射，使用寿命长，能量高，光输出稳定，照射均匀效果 好，能显著提高生产效率，缩短交货期，增加附加值。同传统的印刷干燥方式相比，LED-UV固 化方式具有不产生臭氧、低油墨臭气、节省空间、经久耐用等优势。
[0003] LED-UV固化喷墨墨水作为一种特殊的溶剂墨水，经紫外线曝光后立即固化，并牢 固地附着于介质表面，且固化过程中无任何有机污染物排出，从而大大地拓展了喷墨技术 的应用领域。LED-UV固化喷墨墨水不仅可在硬质材料上进行打印，如玻璃、陶瓷、亚克力、钢 材等；亦可在柔性材料上进行打印，如灯箱布、软质PVC、织物、纸张、皮革、塑料薄膜等。在 柔性材料上进行打印时，除了要求柔性材料表面的涂层具有相应的柔顺性外，所使用的墨 水还需具有高附着力、固化速度快等特点。然而，现有的LED-UV固化喷墨墨水并不能同时 满足上述要求。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于柔性基材打印的高附着力 且粘度低、固化速度快、柔韧性好的LED-UV固化喷墨墨水，可广泛应用于EPSON等微压电喷 头打印机装置。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0005] 一种用于柔性基材打印的LED-UV固化喷墨墨水，按重量百分比计，由以下组分组 成：
[0006] 纳米级颜料：1-8%;
[0007] 润湿剂：0.2-1%;
[0008] 光引发剂：3-15%;
[0009] 预聚物：5-15%;
[0010] 活性单体：其余量。
[0011] 优选的是：按重量百分比计，所述LED-UV固化喷墨墨水由以下组分组成：
[0012] 纳米级颜料：2.5%;
[0013] 润湿剂：0.8%;
[0014] 光引发剂：12% ;
[0015] 预聚物：14% ;
[0016] 活性单体：其余量。
[0017] 优选的是：所述纳米级颜料为C. I.颜料黑7、C. I.颜料蓝15:3、C. I.颜料绿7、 C. I.颜料橙13、C. I.颜料红122、C. I.颜料紫19、C. I.颜料黄155、C. I.颜料白6中的一 种或几种。
[0018] 更优选的是：所述纳米级颜料的D90 < 200nm。
[0019] 优选的是：所述润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷。
[0020] 优选的是：所述光引发剂为1，Γ -(亚甲基二_4, 1-亚苯基）双[2-羟基-2-甲 基-1-丙酮]、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙基酮、2-苄基-2-二 甲基氨基-1-(4-吗啉苯基）丁酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基）-2-吗啉-1-丙酮、苯基双 (2, 4, 6-三甲基苯甲酰基）氧化膦、2-异丙基硫杂蒽酮、（2, 4, 6-三甲基苯甲酰基）二苯基 氧化膦、对二甲氨基苯甲酸乙酯中的一种或几种。
[0021] 优选的是：所述预聚物为聚酯丙烯酸酯预聚体、单官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体、 二官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体、三官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体中的一种或几种。
[0022] 优选的是：所述活性单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酰吗啉、 N-乙烯基己内酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、二乙二醇二乙烯基醚、1，6-己二醇二丙烯酸酯、 季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯中的一种或几种。
[0023] 本发明的有益效果在于，本发明的LED-UV固化喷墨墨水，具有高附着力，且粘度 低、打印流畅性稳定、固化速度快、附着力好、柔韧性佳的特点，可广泛适用于EPSON等微压 电喷头的打印装置，实现在皮革、塑料薄膜等柔性基材上的高精度打印，并实现良好的打印 效果，市场前景广阔。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合具体实施例对本发明的【具体实施方式】做进一步说明。但本发明并不仅限 于下述实施例。若无特别说明，本发明中所采用的各原料均可通过市场购买可得。
[0025] 本发明所述的用于柔性基材打印的LED-UV固化喷墨墨水，按重量百分比计，其组 成为：纳米级颜料：1-8%、润湿剂：0. 2-1%、光引发剂：3-15%、预聚物：5-15%、活性单体： 其余量。将上述重量比的各组分于常温下混合搅拌均匀后以〇. 22微米滤膜过滤，即可制得 本发明所述的LED-UV固化喷墨墨水。
[0026] 其中，所述纳米级颜料包括但不仅限于C. I.颜料黑7、C. I.颜料蓝15:3、C. I.颜 料绿7、C. I.颜料橙13、C. I.颜料红122、C. I.颜料紫19、C. I.颜料黄155、C. I.颜料白6中 的至少一种，且所述纳米级颜料的D90 < 200nm ;所述润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷； 所述光引发剂可选自1，1' -(亚甲基二-4, 1-亚苯基）双[2-羟基-2-甲基-1-丙酮]、1-羟 基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙基酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗 啉苯基）丁酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基）-2-吗啉-1-丙酮、苯基双（2, 4, 6-三甲基 苯甲酰基）氧化膦、2-异丙基硫杂蒽酮、（2, 4, 6-三甲基苯甲酰基）二苯基氧化膦、对 二甲氨基苯甲酸乙酯中至少一种；具体商品可选择美国汽巴公司生产的IRGA⑶RE127、 IRGACURE184、 IRGACURE1173、 IRGACURE369、 IRGACURE907、 IRGACURE819、 DAROCUR ITX、 Lucirm TP0、DAR0CUR EDB 等，其中：IRGACURE127 的主要成分为 1，Γ-(亚甲基二-4, 1-亚 苯基）双[2-羟基-2-甲基-1-丙酮]、IRGA⑶RE184的主要成分为1-羟基环己基苯基酮、 IRGA⑶REl 173的主要成分为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙基酮、IRGA⑶RE369的主要 成分为2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基）丁酮、IRGA⑶RE907的主要成分为2-甲 基-1-(4-甲硫基苯基）-2-吗啉-1-丙酮、IRGA⑶RE819的主要成分为苯基双（2, 4, 6-三 甲基苯甲酰基）氧化膦、DARO⑶R ITX的主要成分为2-异丙基硫杂蒽酮、Lucirm TPO的主 要成分为（2, 4, 6-三甲基苯甲酰基）二苯基氧化膦、DARO⑶R EDB的主要成分为对二甲氨 基苯甲酸乙酯；所述预聚物为聚酯丙烯酸酯预聚体、单官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体、二官 能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体、三官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体中的至少一种；所述活性单 体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酰吗啉、N-乙烯基己内酰胺、N，N-二甲基丙 烯酰胺、二乙二醇二乙烯基醚、1，6_己二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基乙氧 基乙基丙烯酸酯中的至少一种。
[0027] 本发明以下各实施例所采用的原料中，BYK-UV_3500(毕克化学）的主要成分为 聚醚改性聚二甲基硅氧烷，作为润湿剂使用；6361(长兴化工）的主要成分为聚酯丙烯酸 酯齐聚物；5429(科宁化工）的主要成分为聚酯丙烯酸树脂；2260(上海宝润化工）的主 要成分为聚酯丙烯酸齐聚物；Trust7118 (优阳科技）的主要成分为聚酯丙烯酸酯齐聚物； 1122(瑞士 RAHN)的主要成分为单官能度聚氨酯丙烯酸酯齐聚物；5265(上海宝润化工）的 主要成分为二官能度聚氨酯丙烯酸酯齐聚物；ECX6025(广州九维）的主要成分为二官能度 聚氨酯丙烯酸酯齐聚物；3364(瑞士 RAHN)的主要成分为三官能度聚氨酯丙烯酸酯齐聚物。 [0028] 实施例1
[0029] -种用于柔性基材打印的LED-UV固化喷墨墨水，其重量百分比组成为：C. I.颜料 蓝 15:3 :2· 5%、BYK-UV3500 :0· 8%、6361(长兴化工）：5%、5265(上海宝润化工）：9%、 Darocur ITX :4%、IRGACURE819 :3%、IRGACURE369 :3%、IRGACURE 127 :2%、甲基丙烯酸 异冰片酯：1〇%、季戊四醇三丙烯酸酯：5%、1，6-己二醇二丙烯酸酯：20%、N，N-二甲基丙 烯酰胺：余量。将上述各组分按比例混合搅拌均匀后经〇. 22微米滤膜过滤，即可制得所述 的LED-UV固化蓝色喷墨墨水。
[0030] 实施例2
[0031] -种用于柔性基材打印的LED-UV固化喷墨墨水，其重量百分比组成为：C. I.颜料 红 122 :2.5%、BYK-UV3500 :0.2%、Trust 7118(优阳科技）：6%、5265(上海宝润化工）： 4%、Darocur ITX :4%、Lucirm TPO :8%、IRGACURE 1173:2%、乙氧基乙氧基乙基丙稀酸 酯：20%、1，6_己二醇二丙烯酸酯：15%、N，N-二甲基丙烯酰胺：25%、丙烯酰吗啉：余量。 将上述组分按比例混合搅拌均匀后经0. 22微米滤膜过滤，即可制得所述的LED-UV固化红 色喷墨墨水。
[0032] 实施例3
[0033] 一种用于柔性基材打印的LED-UV固化喷墨墨水，其重量百分比组成为：C. I.颜 料黄 155 :3· 5%、BYK-UV3500 :0· 2%、2260(上海宝润化工）：3%、1122(瑞士 RAHN) :3%、 Darocur ITX :1%、IRGACURE 819 :3%、DAR0CUR EDB :3%、IRGACURE 184 :2%、1，6-己二醇 二丙烯酸酯：25%、N，N-二甲基丙烯酰胺：27%、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯：余量。将上述 组分按比例混合搅拌均匀后经0. 22微米滤膜过滤，即可制得所述的LED-UV固化黄色喷墨 墨水。
[0034] 实施例4
[0035] 一种用于柔性基材打印的LED-UV固化喷墨墨水，其重量百分比组成为：C. I.颜 料红 122 :5%、BYK-UV3500 :0· 3%、Trust7118(优阳科技）：4%、3364(瑞士 RAHN) :7%、 Darocur ITX :2%、Lucirn TPO :8%、IRGACURE 907 :5%、甲基丙烯酸异冰片酯：15%、季戊 四醇三丙烯酸酯：5%、N-乙烯基己内酰胺：28%、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯：余量。将上 述组分按比例混合搅拌均匀后经0. 22微米滤膜过滤，即可制得所述的LED-UV固化红色喷 墨墨水。
[0036] 实施例5
[0037] 一种用于柔性基材打印的LED-UV固化喷墨墨水，其重量百分比组成为：C. I.颜 料黄 155 :5 %、BYK-UV3500 :0· 3 %、5429(科宁化工）：4 %、1122(瑞士 RAHN) :9 %、 IRGACURE819 :3%、IRGACURE369 :4%、IRGACURE184 :5%、丙烯酸羟乙酯：20%、N，N-二甲基 丙烯酰胺：30%、1，6_己二醇二丙烯酸酯：余量。将上述组分按比例混合搅拌均匀后经0. 22 微米滤膜过滤，即可制得所述的LED-UV固化黄色喷墨墨水。
[0038] 实施例6
[0039] -种用于柔性基材打印的LED-UV固化喷墨墨水，其重量百分比组成为：C. I.颜料 黑7:3%、8￥1(-淠3500:0.3%、6361(长兴化工）：3%30乂6025(广州九维） ：5%、031'〇(31^ ITX :4%、IRGACURE819 :3%、IRGACURE369 :3%、二乙二醇二乙烯基醚：10%、N，N-二甲基丙 烯酰胺：30%、1，6_己二醇二丙烯酸酯：余量。将上述组分按比例混合搅拌均匀后经0. 22 微米滤膜过滤，即可制得本发明所述的LED-UV固化黑色喷墨墨水。
[0040] 对比例1
[0041] 一种用于柔性基材打印的LED-UV固化喷墨墨水，其重量百分比组成为：C. I.颜 料蓝 15:3 :6 %、BYK-UV3500 :0· 15 %、6361(长兴化工）：10 %、Darocur ITX :4 %、 IRGACURE819 :3%、IRGACURE369 :3%、IRGACURE127 :2%、甲基丙烯酸异冰片酯：15%、乙氧 基乙氧基乙基丙烯酸酯：20%、1，6_己二醇二丙烯酸酯：15%、N，N-二甲基丙烯酰胺：余量。 将上述组分按比例混合搅拌均匀后经0. 22微米滤膜过滤，即可制得本发明所述的LED-UV 固化喷'墨墨水。
[0042] 对比例2
[0043] 一种用于柔性基材打印的LED-UV固化喷墨墨水，其重量百分比组成为：C. I.颜 料红 122 :5%、BYK-UV3500 :0· 3%、6361(长兴化工）：2%、5265(上海宝润化工）：10%、 Darocur ITX :4%、IRGACURE 819 :3%、IRGACURE369 :3%、IRGACURE127 :2%、丙烯酸异辛 酯：30%、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：5%、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯：余量。将上述组分 按比例混合搅拌均匀后经0. 22微米滤膜过滤，即可制得本发明所述的LED-UV固化喷墨墨 水。
[0044] 将实施例1 -6、对比例1 -2制得的喷墨墨水进行性能测试，其中，粘度采用 BROOKFIELD公司的LVDV-lPrime230V0LT旋转粘度计；喷墨流畅性测试在HJ-F4160-LUV平 板打印机上进行，连续打印l〇m，查看断线情况，不断线为优、断线1-5根为良、断线5根以 上为差；附着力测试采用GF-B型划格法附着力试验仪（执行标准：GB/T9286-88)测试墨膜 在软质PVC上的附着力，其中：0级为墨膜无任何脱落，附着力优；1级为墨膜脱落面积明显 不大于5%，附着力为良；2级为墨膜脱落面积大于5%，但明显不大于15%，附着力为中；3 级为墨膜脱落面积明显大于15%，但明显不大于35%，附着力差；4级为墨膜脱落面积大于 35%，但明显不大于65%，附着力为极差；5级为墨膜脱落面积大于4级；柔韧性以固化涂 层的弯曲试验来表征，以不同直径的钢轴为轴心，将被涂固化涂层的材料对折，检验涂层是 否开裂或剥落。表1示出了各实施例中墨水的性能测试结果：
[0045] 表1墨水的性能测试结果
[0046]
【权利要求】
1. 一种用于柔性基材打印的LED-UV固化喷墨墨水，其特征在于：按重量百分比计，由 以下组分组成： 纳米级颜料：1-8% ; 润湿剂：〇. 2-1% ; 光引发剂：3-15% ; 预聚物：5-15% ; 活性单体：其余量。
2. 根据权利要求1所述的LED-UV固化喷墨墨水，其特征在于：按重量百分比计，由以 下组分组成： 纳米级颜料：2. 5% ; 润湿剂：〇. 8% ; 光引发剂：12% ; 预聚物：14% ; 活性单体：其余量。
3. 根据权利要求1或2所述的LED-UV固化喷墨墨水，其特征在于：所述纳米级颜料为 C. I.颜料黑7、C. I.颜料蓝15:3、C. I.颜料绿7、C. I.颜料橙13、C. I.颜料红122、C. I.颜 料紫19、C. I.颜料黄155、C. I.颜料白6中的一种或几种。
4. 根据权利要求3所述的LED-UV固化喷墨墨水，其特征在于：所述纳米级颜料的D90 < 200nm〇
5. 根据权利要求1或2所述的LED-UV固化喷墨墨水，其特征在于：所述润湿剂为聚醚 改性聚二甲基硅氧烷。
6. 根据权利要求1或2所述的LED-UV固化喷墨墨水，其特征在于：所述光引发剂为 1，1'-(亚甲基二-4, 1-亚苯基）双[2-羟基-2-甲基-1-丙酮]、1-羟基环己基苯基酮、 2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙基酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基）丁酮、 2-甲基-1-(4-甲硫基苯基）-2-吗啉-1-丙酮、苯基双（2, 4, 6-三甲基苯甲酰基）氧化膦、 2-异丙基硫杂蒽酮、（2, 4, 6-三甲基苯甲酰基）二苯基氧化膦、对二甲氨基苯甲酸乙酯中的 一种或几种。
7. 根据权利要求1或2所述的LED-UV固化喷墨墨水，其特征在于：所述预聚物为聚酯 丙烯酸酯预聚体、单官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体、二官能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体、三官 能度聚氨酯丙烯酸酯预聚体中的一种或几种。
8. 根据权利要求1或2所述的LED-UV固化喷墨墨水，其特征在于：所述活性单体为 丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酰吗啉、N-乙烯基己内酰胺、N，N-二甲基丙烯酰 胺、二乙二醇二乙烯基醚、1，6_己二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基乙氧基乙 基丙烯酸酯中的一种或几种。
【文档编号】C09D11/40GK104479460SQ201410819554
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月25日 优先权日:2014年12月25日
【发明者】李金艳, 徐文可, 孙志国, 秦国胜 申请人:郑州鸿盛数码科技股份有限公司