生物可降解胶印油墨的制作方法

专利名称：生物可降解胶印油墨的制作方法
技术领域：
本发明涉及油墨，具体涉及胶印水基油墨，其组合物具有改善的生物降解性能。
背景技术：
用于胶印印刷方法或凸版印刷印刷机的油墨必须粘附于墨道(inktrain)中的任何墨辊上，润湿印刷墨辊，然后必须容易地和均匀地转移到印刷基材上，从而向该处形成永久结合。
凸版印刷系统具有一系列的墨辊来获得和形成均匀的油墨薄膜，通过这些墨辊将该油墨薄膜转移到载有活字的滚筒上。凸版印刷使用凸起的活字，凸起的活字被安装在圆柱形加压墨辊上。反过来，墨辊在形成字符的凸起部分被油墨涂覆，并相对于待印刷的纸张或其他基材旋转。胶印印刷机使用网纹计量墨辊，并结合成形辊(form rollers)或刮墨刀，来限定均匀的油墨层，然后该油墨层被转移到印刷滚筒。
如今，用于报纸印刷的胶印印刷机和凸版印刷机使用了由光敏聚合物材料制成的活字，其可从光图像中直接形成。恰当显影的聚合物滚筒呈现出凸起的区域，该区域复制所要印刷的图像。该板安装在圆柱形墨辊上，所述墨辊相对于油墨滚筒旋转，从而其凸起的区域被涂覆。这些区域相对于基材(通常是纸)旋转，所述基材由硬化橡胶辊作后衬。
凸版印刷和胶印印刷系统可用基于溶剂或基于水的油墨系统。在任一情况下，当前的实践包括在粘合剂树脂的存在下，将溶剂或水混合，所述粘合剂树脂如硝化纤维素、马来酸酐、丙烯酸共聚物或各种淀粉衍生物。通过印刷墨辊将颜料涂布到纸上，粘合剂将颜料微粒保持在恰当位置上。在某些情况下，颜料是直接悬浮于高沸点脂肪族烃溶液中的炭黑。这种油墨没有粘合剂，取而代之的是通过油墨渗透入纸中而固定于纸上，从而在纸的表面上形成高度变黑的炭黑和油层。这些油基系统具有一些缺点，包括由于印迹没有与纸化学结合因而在处理时很容易弄脏。此外，油墨倾向于沾污系统中的各种导向辊并产生背景。
水基胶印油墨组合物通常包含颜料、聚合物树脂、粘合剂或蜡、有机溶剂和水。根据原材料的特性、所需质量以及由众多生产商提供的不同性能，这些组合物进行改变。近些年的趋势导致了挥发性有机溶剂含量的下降，从而来限制其对环境的影响。现在，水基胶印油墨通常包含5至20％的有机溶剂。虽然它们是有害的，但是，由于当将它们涂布于表面(纸、纸板、塑料等)上时，有助于减少油墨的干燥时间，因而它们并不容易被根除。只有极少数具体努力专注于改善胶印油墨的环境方面。因此，它们仍然由生物难降解或生物不可降解的颜料和聚合物树脂所组成，它们在脱墨处理得到的处理后墨泥中积累，或者在其中处理成品时埋于土壤中。生物可降解颜料已经存在，但它们没有提供比合成颜料更佳的性能。常规胶印油墨组合物通常由基于丙烯酸、甲基丙烯酸、环氧或苯乙烯基聚合物树脂制成。实际上，丙烯酸和环氧树脂占胶印油墨组合物的90％。
美国专利No.5,004,664描述了一种调色剂组合物，其包含半晶质的聚酯树脂微粒、聚羟基链烷酸酯及其共聚物和颜料微粒。该申请仅适合于静电印刷。
美国专利No.5,114,479描述了一种强化胶乳悬浮液的用途，其作为一种载体，用来制备用于凹版和胶印油墨的染料/胶乳混合物，所述油墨可用于新闻纸和波纹应用。它们使用基于丙烯酸和甲基丙烯酸的水溶性聚合物。
在美国专利No.5,120,360中，Tajiri等报道了含微胶囊的油墨在胶印印刷领域中的用途。作者描述了油墨的胶囊化会确保更佳的粘附和流动性。用于微胶囊化的树脂由分子量为3,000至50,000g/mol的甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯组成。在美国专利No.5,830,927中，Vanderhoff和Huwart报道了一种油墨组合物，其不含挥发性的有机溶剂而含有水溶性的聚合物，比如是聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇等。
在日本专利No.8092518中，Takashi等报道了一种基于聚乳酸的生物可降解油墨组合物，其没有使用任何有机含卤溶剂。
上述专利和出版物是现有技术的代表，在它们的基础上，生产出具有增强的环境性能的胶印水基油墨组合物，这样的改进仍然有广阔的空间。

发明内容
本发明的一个目的是提供一种胶印油墨组合物，其包含生物可降解聚合物、粘合剂和溶剂。本发明的另一个目的是提供一种制备具有上述组成的油墨的方法。
该胶印油墨组合物可进一步包含染料或颜料，其浓度为约1至40％(w/w)或者是在基材上产生可见印痕的有效量。
本发明的另一方面，所述聚合物可以使合成的或天然的聚合物，并可选自聚羟基链烷酸酯(PHA)、聚乳酸(PLA)、聚(乳酸-共-羟基乙酸)(PLGA)、聚羟基乙酸(polyglycolic acid)(PGA)、聚己酸内酯(PCL)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、源于己二酸或氨基己酸的聚合物、聚(琥铂酸亚丁酯)、或者其衍生物或混合物。
粘合剂可以是生物可降解的两性化合物，溶剂可含有水货有机溶剂，如乙醇。
优选生物可降解聚合物的浓度是约20至80％(w/v)，优选粘合剂的浓度是约0至20％(w/v)，优选溶剂的浓度是约1至25％。
染料可以是水溶性染料、碱性或酸性染料。
本发明也涉及一种制备胶印水基油墨组合物的方法，所述组合物包括生物可降解树脂，比PHAs。
本发明的另一个目的是通过使用生物可降解化合物来提高胶印水基油墨组合物的生物降解性能。
出于本发明的目的，下面定义下述术语。
本文中使用的术语“生物聚合物”是指从天然或可再生来源中获得的聚合物，在所述来源中合成的方式是自然发生的，比如在植物或微生物中。根据这个定义，PHAs是良好的实例。
本文中使用的术语“聚合物”是指通过化学反应合成或者从石油来源获得的高分子，即使一种成分(单体、前体等)从天然或可再生来源中获得。根据本发明，聚乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PGA)、聚(乳酸-共-羟基乙酸)(PLGA)、聚乙烯醇(PVA)和聚己酸内酯(PCL)都认为是聚合物。
本文中使用的术语“粘合剂”是指兼具疏水性和亲水性的两性化学化合物。由于这种特殊结构，粘合剂能与聚合物颗粒相联，聚合物颗粒如PHA和PLA，或者其他疏水不溶性化合物如颜料。
本文中使用的术语“颜料”是指基于无机或有机微粒的着色剂，所述微粒不溶于水或溶剂。通常它们在水中形成乳液或悬浮液。
本文中使用的术语“染料”是指来自天然或合成起源的着色剂，其能溶解于水或溶剂中。
本文中使用的术语“生物可降解”是指聚合物或生物聚合物的性能，当其经历化学或酶促水解时，能导致它们分子量的下降，如它们崩解为较小的对环境无害的亚单元。此外，这些较小的亚单元能被微生物所吸收并用作能源，如对于PHAs而言。因此，在它们的生命周期的最后，PHAs被转变成了水和二氧化碳。本文中使用的术语“生物可降解”也是指除聚合物或生物聚合物外的化学个体的性能，这些化学个体能在细菌的代谢过程中被细菌所吸收。
本文中使用的术语“颗粒”或“微粒”是指球状外形的聚合物部分，其微粒大小分布为0.01至10μm，优选为0.1至5μm。本文中使用的术语“颗粒”或“微粒”也指颜料，其微粒大小分布为0.01至20μm，优选为0.1至10μm。
本文中使用的术语“胶乳”是指水介质中的PHA颗粒和/或微粒的悬浮液。PHA颗粒可以是天然态或重悬浮在水中。将天然PHA限定为由细菌发酵所产生的PHA颗粒，其没有沉淀过，因而它的结晶度与其在细胞中相接近或略高，也就是说，其结晶度非常微弱。胶乳具有牛奶的色泽和质地，然而，其粘度与水相近。
实施本发明的方式下面对本发明作更为详细的表述。然而，本发明可以以许多不同的形式体现，但不应解释为限制于此处的实施方案；相反，提供这些实施方案是使本发明内容全面又完整，并将本发明的范围充分告知本领域技术人员。
根据本发明，提供了一种胶印水基油墨，和一种生产胶印油墨的方法，所述胶印油墨基于溶剂如水和生物可降解聚合物树脂。
根据本发明，提供了一种胶印水基油墨，该油墨包括生物可降解聚合物树脂。
本申请人发现，胶乳形式的PHAs是可用于胶印水基油墨应用的合适的原料或聚合物树脂。进一步，本申请人发现一种制备胶印水基油墨组合物的方法，该组合物包括生物可降解PHA树脂。添加颜料和粘合剂的PHA胶乳在水中形成了稳定的组合物。
用可降解聚合物如聚羟基链烷酸酯(PHAs)代替难生物降角或生物不可降解的有机聚合物树脂而得的油墨组合物产生了一种成品，该成品具有提高的生物降解特性，并具有与当前商品相似的物理化学性能。
聚羟基链烷酸酯(PHAs)是天然生物聚合物，其在几十年前就受到了并且日益受到科学界和工业界的关注。PHAs之所以能获得如此关注是因为它们的生物降解性能。实际上，在今天可供的大量聚合物和生物聚合物中，PHAs属于完全生物可降解聚合物的有限类。当置于堆肥场所、埋于土壤中或沉入海洋环境中时，PHAs的降解可达100％。然而，如果将该产品保持在周围的空气中或者暴露于太阳照射，即在使用寿命期间，其不会发生降解。由PHAs制成的产品保持了它们的物理化学性能，直到将放置于发生降解的环境中。
PHAs是由微生物如细菌和藻类所产生和积累的聚酯。PHA以颗粒形式存在于细胞内。这些颗粒作为碳能量储备，并在诸如氮、氧或磷等必需养分受限的不利条件下被生物合成。在这种条件下，细菌不再生长或增殖，当条件回到正常时，为具有可用的碳源而将它们的新陈代谢转向PHB的生产。因此，喂料策略便成为关键步骤，其对于生物聚合物生产的产出具有直接的影响。喂料源也是一个控制所产聚合物种类的重要因素。实际上，通过在发酵期间改变提供给微生物的喂料源，可获得不同的均聚物或共聚物。PHA族中最广为人知的代表是聚3-羟基丁酸酯(PHB)及其共聚物聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯)(PHBV)。
如前所述，容易将PHAs与化学合成和石化起源的聚合物区分开的主要特点是，当将PHA置于堆肥场、土壤或海洋环境中时，它们自然和完全降解的倾向。大部分固体存储场具有微生物，这些微生物会产生将生物聚合物分解为单体单元的酶。然后该单体被用作碳源来促进微生物的生长。
PHAs另一个有用的方面是它们对于常规设备的良好加工适性，从而与其它任何聚合物或树脂一样来制备热塑性产品。例如，可以将PHAs加工成薄膜、薄片、纤维、泡沫材料、模塑物品和许多其它的产品。这些事实的结果是，PHA构成了非常吸引人的生物聚合物，这种生物聚合物在近几十年来一直获得大量的关注和兴趣。PHA的工业应用包括香波瓶、涂层板、饮料杯、水脱氮过滤球和生物可降解的商业信用卡。在现有技术公开中发现的其它应用在下列领域中食品包装、涂料、塑料食品包装物、油漆和食品添加剂。
在本发明的一个实施方案中，粘合剂是兼具亲水性和疏水性的三嵌段化合物。向含有颜料的胶乳溶液中加入至少一种兼具亲水性和疏水性的三嵌段化合物。将该溶液轻微加热，从而溶解粘合剂，并均匀混合所有成分。所得溶液是胶印水基油墨组合物，其在一定时间内非常稳定。
在本发明的另一个实施方案中，胶印水基油墨由包括添加了三嵌段化合物的天然PHA生物聚合物胶乳溶液制备，该胶印水基油墨在一定时间内更均匀、稳定，并且更不易沉淀。
生物可降解聚合物可以包含聚羟基链烷酸酯、聚乳酸、聚羟基乙酸、聚己酸内酯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮或其共聚物。
本发明适用于由任一种PHA生物聚合物来制备用于胶印水基油墨组合物的生物可降解树脂，所述PHA生物可降解树脂由植物或微生物天然地或通过遗传工程而产生，也可化学合成PHA聚合物。
PHA生物聚合物可以包含由具有下式的单体组成的聚酯 其中，n为1至5的整数；R1优选为H，烷基或链烯基。烷基和链烯基支链优选为C1至C20。PHA生物聚合物可以是具有相同重复单体单元的均聚物，和/或具有至少两种不同重复单体单元的共聚物。共聚物可以是随机的、嵌段的、交替的或接枝的。PHA生物聚合物的分子量为500至5,000,000g/mol，优选1,000至2,500,000g/mol，更优选2,500至1,000,000g/mol。单体的朝向可以是头对头，头对尾或尾对尾。
根据本发明可使用的PHAs可以包括聚(3-羟基丁酸酯)、聚(3-羟基戊酸酯)、聚(3-羟基庚酸酯)、聚(3-羟基辛酸酯)、聚(4-羟基丁酸酯)、中等链长度的聚羟基链烷酸酯、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯)、聚(3-羟基丁酸酯-共-4-羟基丁酸酯)和聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基辛酸酯)以及它们的其它共聚物。此处所列的PHA的共聚物通常包含40至100％，优选60至98％的3-羟基丁酸酯单体。
根据本发明，胶乳溶液中的PHA浓度为1至50％，优选5至45％，更优选10至40％。浓度以重量/体积表示。胶乳可获自天然生物聚合物或者重悬浮的干粉。生物聚合物的来源也可延伸至那些结晶的、并可通过一定方法恢复到无定形状态的物质，如通过国际专利公开WO9964498中所描述的方法，该篇文献在此引入作为参考。
根据本发明，在其第一方面，混合和加热PHA胶乳、粘合剂和颜料，其特征在于获得一种胶印水基油墨组合物，该组合物包括生物可降解聚合物树脂。这种胶印水基油墨在一定时间内保持稳定并且不会沉淀。对这种现象的解释是下述事实粘合剂的疏水性终端部分联结了介质中存在的亲水性颗粒或微粒如PHA和颜料，而粘合剂的亲水性核心提供了水性域的容量和稳定性。所得的产品看似冰淇淋，也就是说，跟起始个体产品相比，该产品在一定时间内具有增大的粘性、沉积性和稳定性。
生物可降解树脂的使用得到了一种改善生物可降解的胶印水基油墨，这使得一旦将成品放置于堆肥场所，对环境的有害影响将被降低，或者使脱墨过程中所产生的有毒淤泥减少。
三嵌段化合物的结构相当于两个疏水端域和一个核心亲水域。认为，通过疏水-亲水弱相互作用，疏水端区域容易与介质中存在的亲水性PHA聚合物链相联结。认为与颜料也有相似的相互作用。对于具有一个疏水核心和两个亲水端部分的三嵌段化合物而言，认为也有类似的现象。此外，对于两性化合物，即具有亲水性和疏水性的二嵌段化合物而言，认为也有类似的现象。然而，认为这样的系统一定时间内提供的稳定性更低，并且沉淀时间变得更短。
疏水域可以包含例如，C1至C40的线性和/或支化的脂肪链CnH2n+2。在两端具有疏水域的的三嵌段样本的情况下，只要一个必须足够长从而与PHA链或颜料微粒相互作用，另一个可以短一些。也可以考虑C2至C40的线性和/或支化的不饱和烷基链，其具有一种或多种不饱和键，并包括一个和多个芳香部分。
疏水域可单一地或混杂地包含一种和多种杂原子(氮、氧、硫、氯、氟等)。例如聚(丙二醇)是一种疏水性化合物，其具有主聚合链中的氧杂原子，以及支链烷基，即甲基。
疏水域可以由例如具有C10至C30，优选C14至C24烷基链的饱和脂肪酸组成，所述的脂肪酸例如月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、山萮酸、二十四烷酸。疏水域也可以是不饱和脂肪酸，其具有一个或多个C10至C30、优选C14至C24的不饱和烷基链，所这的脂肪酸例如棕榈油酸、油酸、亚油酸、α-亚麻酸、γ-linolenique acid、花生四烯酸、二十碳五烯酸、神经酸。三嵌段化合物的末端由一个或两个脂肪酸制成。
亲水域可以包含例如非离子化学个体，如聚环氧烷、特别是聚环氧乙烷，糖苷，或者聚甘油或氧化胺。亲水域可以包含离子个体，比如羧酸盐、硫酸盐、磺酸盐、磷酸盐、次膦酸盐(phosphanate)或铵盐。三嵌段化合物的亲水基团可以含有不止一种上述名单上的化合物。最合适的亲水域是下式的聚(乙二醇)及其衍生物HO-(CH2-CH2-O)n-H其中，n是1至2,500，优选3至500的整数。
亲水域也可以是亲水性聚合物或生物聚合物，比如聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚表氯醇、聚丙烯酸酯及其衍生物，以及纤维素及其衍生物(多糖)。
向生物聚合物或聚合物中加入三嵌段化合物来获得胶印水基油墨组合物，这种三嵌段化合物的量以及化学结构将影响最终组合物的粘度。实际上，可调节三嵌段化合物的几个参数，如三嵌段化合物相对于生物聚合物或聚合物以及颜料的量、三嵌段化合物的总分子量(global molecularweight)、亲水嵌段的长度、每一种疏水嵌段的长度。可以改变其它参数来获得所需的粘度和成品的性能。具体但非排他地，它们是聚合物树脂的分子量、颜料或染料的量和化学特性。通过调节这些参数中的一些或全部，最终组合物的特性可得以调节。实际上，小量的三嵌段化合物可能不会引起充分的疏水-亲水相互作用来延长生物聚合物和颜料的沉淀时间。如果聚合物树脂的分子量下降到一定水平，则可以获得可接受的稳定性，并且粘合剂的添加可变为任选。
根据本发明，粘合剂的浓度可以是0至20％，优选0.5至15％，更优选1至10％。浓度以重量/体积表示。粘合剂可单独使用，或者以至少2至约几十种，具有相同或不同的浓度的混合物使用。所加入的粘合剂的特性也可变化。例如，一种具有短链的三嵌段化合物和另一具有长链的三嵌段化合物。此外，可与一种或几种三嵌段化合物一起加入一种或几种两性化合物。
根据本发明，除生物可降解聚合物外，生物可降解粘合剂的使用产生了更为提高的生物可降解胶印水基油墨，这使得一旦成品被放置于堆肥场所，对环境的有害影响将被降得更低，或者使脱墨过程中所产生的有毒淤泥更为减少。
颜料是胶印水基油墨组合物中的第二主要成分。所有可获得的颜料都适合于本发明，无论它们是粉状或糊状的。颜料的分子量以及其电荷(阳离子、阴离子或中性)都不会改变本发明的结果。
根据本发明，颜料的浓度优选1至40％，优选2.5至35％，更优选5至30％。浓度以重量/体积表示。
颜料可以用相同浓度范围的染料代替。与颜料相似，存在大量的染料，它们都适合于本发明。
根据本发明，除生物可降解聚合物和粘合剂外，生物可降解颜料或染料的使用产生了更为提高的生物可降解胶印水基油墨，这使得一旦成品被放置于堆脂场所，对环境的有害影响将被降得更低，或者使脱墨过程中所产生的有毒淤泥更为减少。
适合于本发明的挥发性有机溶剂包括所有能与水混溶、且沸点低于100℃的有机溶剂，或者能与水产生共沸混合物从而降低其沸点的溶剂。优选的挥发性溶剂属于醇族，如异丙醇。
根据本发明，挥发性有机溶剂的浓度优选为0至25％，更优选为1至20％，并进一步优选为2至15％。浓度以体积/体积表示。
根据本发明，水可以构成溶液的剩余部分。水的浓度为20至80％，优选30至70％，更优选为40至60％。浓度以体积/体积表示。
在本发明的一个实施方案中，为了溶解粘合剂并使所有成分均匀，对溶液进行加热。加热温度为25至80℃，优选为27.5至75℃，最优选为30至70℃。
与现有技术所公开的含水胶印印刷油墨相反，水溶性染料与基材间的附着并不是通过将水溶性染料转成水溶性反应物来取得的，例如通过与仔细选择的粘合剂或树脂反应。据信，本发明的胶印印刷油墨中水溶性染料的附着实质上是通过与树脂和粘合剂一起渗入基材而获得的。通过染料与粘合剂和树脂的涂覆和保护，部分确保了极佳的定色，而印迹的疏水性也部分确保了极佳的定色，所述印迹通过在蜡组分存在下获得。
根据本发明的一个实施方案，可向胶印油墨中加入软化剂或增稠剂。
本发明的胶印油墨中使用的软化剂和增稠剂可以包含乙二醇，特别是乙二醇衍生物，如乙二醇醚和酯，以及芳香酯。
本发明胶印油墨中使用的增稠剂或流变调节剂可以包含无机物质，比如瓷土和胶态硅石，以及有机物质如高聚合的丙烯酸聚合物和纤维素衍生物的水分散体。
另外的添加剂可以包括表面活性剂和分散剂。
由于染料的选择实质上是自由的，即不管粘合剂如何选择，甚至在印刷油墨中使用的染料组分专门选自于环境接受的染料下，都可轻松地获得能显示所有可能颜色的胶印油墨。
当油墨配方包含颜料时，方便地加入分散剂，所述分散剂选自阳离子分散剂、阴离子分散剂、并优选非离子型分散剂。这种分散剂常常存在于市售的颜料中。
可以将胶印印刷油墨配方制备成浓缩的形式，此后再在印刷过程前用水稀释。本发明的胶印印刷油墨可以以浓缩液配送，该浓缩液包含基本上由水组成的溶剂、染料或颜料、粘合剂、添加剂，并包含分散于水中的生物可降解聚合物胶乳。
根据本发明的再一方面，胶印印刷方法的基材的印刷可以通过以下方式而获得将上述胶印油墨涂布到基材上，并使所涂布的油墨经历足以固定印迹的条件，如果需要，使用加热。
通过胶印印刷方法，该胶印印刷油墨特别适于印刷纤维素无纺织物，特别是纸和纸板。此外，根据本发明，该胶印印刷油墨也可用于印刷非吸收性基材，如塑料薄膜。
根据本发明的另一实施方案，提供了一种能在其上具有持久印迹的基材，所述印迹来自于本发明的胶印印刷油墨。
用于油墨载体的添加剂一般选自松香酯、合成的成膜聚合物、聚酰胺、醇酸树脂和蛋白质，包括酪蛋白、明胶和大豆蛋白。添加剂的选择取决于所使用的特定基材，对最佳附着具有特殊的要求的每一类型的纤维或膜材料，这是本领域普通技术人员所公知的。此外，添加剂可包括润湿剂或增稠剂，以改善油墨的性能，这是本领域普通技术人员所公知的。
着色剂或染料可以是有机或无机的。着色剂的代表实例包括染料和颜料。本领域普通技术人员知道如何选择合适的着色剂。
可由本发明获得基本的胶印颜色(黑、品红色、青色和黄色)以及通过其混合物而获得白色和所有面板颜色。
参考下述实施例，本发明将变得更容易理解，这些实施例用来举例说明本发明，但并非限制本发明的范围。
实施例IPHA水基黑色胶印油墨的制备在环境温度下，将异丙醇(6ml)加入水(18ml)中。然后，将5克的聚双硬脂酸亚乙基酯(分子量6,000g/mol)加入溶液中，并摇动该溶液直至固体物质全部溶解。
将上述溶液加入76ml的PHA胶乳溶液(PHA浓度40％，分子量1,000,000g/mol，多分散性为2)中。将颜料、炭黑(23克)加入该溶液中并剧烈摇动，同时将温度升高到40℃。持续加热和摇动2小时，然后使温度回到环境温度。
所得溶液即为胶印油墨组合物，其在一定时间内保持稳定。在几个月的保存之后没有观察到沉淀。
实施例IIPHA水基蓝色胶印油墨的制备使用染料亚甲蓝(5克)重复实施例1中进行的方案。在物理化学和功能特性、以及稳定性方面，观察到相同的结果。
实施例III对于丙烯酸黄色胶印油墨代替物的制备将50ml的水基黄色分散相丙烯酸树脂号486305加入到200ml的胶乳溶液(23％PHA浓度，分子量约为1,000,000g/mol)中。将溶液均质并加热到60℃。一旦温度稳定，就加入4克聚乙二醇双硬脂酸酯(分子量6,000g/mol)。当所有成分形成均匀溶液时，将溶液冷却到环境温度。
将该溶液涂布到牛皮纸和模塑纸上，获得显著的结果。印刷过程表现出产生了所需的结果，并证实了下述事实对于此时市场上可供的胶印油墨而言，本文中所描述的基于生物聚合物的油墨是一个良好的代替物。
实施例IV对于丙烯酸黄色胶印油墨代替物的制备除了所用的PHA具有减小的分子量外，即小于100,000g/mol外，以实施例III所述的内容制备相同的溶液。在牛皮纸和模塑纸上获得的结果与在实施例III中获得的相似。
实施例V对于环氧黄色胶印油墨代替物的制备除了所用的黄色颜料是水基黄色分散环氧酯号4886317外，根据实施例IV所公开的内容制备相同的溶液。当涂布于牛皮纸或模塑纸上时，该产品给出了良好的结果。
虽然联系本发明的具体实施方案对其进行了描述，但应当理解的是，它可以作进一步的改变，并且本申请包括通常按照本发明的原理而作出的任何变化、用途或者适应，并且也包括源自本发明的修改，只要这种修改在本发明所属领域的公知或者习惯性实践的范围内，和应用了本文中所阐述的必要特征，以及落入后附权利要求的范围内。
权利要求
1.一种胶印油墨，其包含在基材上产生可见印痕的有效量的生物可降解聚合物、粘合剂、溶剂和染料或者颜料。
2.根据权利要求1所述的胶印油墨，其中所述生物可降解聚合物包含合成或天然的聚合物。
3.根据权利要求1所述的胶印油墨，其中所述生物可降解聚合物选自聚羟基链烷酸酯(PHA)、聚乳酸(PLA)、聚(乳酸-共-羟基乙酸)(PLGA)、聚羟基乙酸(PGA)、聚己酸内酯(PCL)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、源于己二酸或氨基己酸的聚合物、聚(琥铂酸亚丁酯)、或者其衍生物或混合物。
4.根据权利要求1所述的胶印油墨，其中所述粘合剂是生物可降解两性化合物。
5.根据权利要求1所述的胶印油墨，其中所述染料或颜料是生物可降解的。
6.根据权利要求1所述的胶印油墨，其中所述溶剂是水或者有机溶剂。
7.根据权利要求1所述的胶印油墨，其中所述聚合物的浓度为约20至80％(w/v)，所述粘合剂的浓度约为0至20％(w/v)，所述溶剂的浓度约为1至25％。
8.根据权利要求2所述的胶印油墨，其中所述染料或颜料的浓度为约1至40％(w/v)。
9.根据权利要求7所述的胶印油墨，其中所述有机溶剂是亲水性有机溶剂或醇。
10.根据权利要求2所述的胶印油墨，其中所述染料是水可溶性染料。
11.根据权利要求2所述的胶印油墨，其中所述染料是碱性或酸性染料。
12.根据权利要求1所述的胶印油墨，其还包含至少一种软化剂、增稠剂、表面活性剂、分散剂或者其混合物。
13.一种包含根据权利要求1所述的胶印油墨的组合物。
14.一种生物可降解聚合物在胶印油墨制备中的应用。
15.在一种制备胶印油墨的方法中，该方法包括将在基材上给出可见印痕的有效量的聚合物、粘合剂、溶剂和染料或颜料混合，并且加热所得的混合物，其改进在于所述聚合物是生物可降解的。
全文摘要
本发明涉及一种胶印水基油墨，其中生物可降解的聚合物如聚羟基链烷酸酯(PHA)，代替了常规的或生物难降解或不可降解的有机聚合树脂。PHA以水中的胶乳悬浮液而使用，因此，本发明涉及一种新的颜料/胶乳混合物。胶乳形式的PHA是一种流体载体，其中加入了所有用来制备胶印油墨的其他必需成分，即颜料、蜡和/或粘合剂，以及如有必要，溶剂。PHAs是该胶印水基油墨的生物降解性的主要原因。本发明也涉及一种生产胶印水基组合物的方法，该组合物具有增强的生物降解性能。
文档编号C09D11/10GK1643092SQ03806873
公开日2005年7月20日 申请日期2003年1月23日 优先权日2002年1月24日
发明者劳伦特·马萨罗, 帕特里克·拉普安特, 让-夏尔·雅克·加耶 申请人:生物材料公司