用于印刷油墨的组合物以及用于印刷目标物的方法
【专利摘要】本发明涉及用于印刷油墨的组合物。该组合物更具体地涉及适合于印刷报纸、传单、杂志以及包装材料的平版印刷的印刷油墨，例如所谓的热固着油墨。基于根据本发明的该组合物，可以在用于印刷油墨的组合物中基本上不需要使用矿物油。
【专利说明】用于印刷油墨的组合物以及用于印刷目标物的方法
[0001]本发明涉及一种用于印刷油墨的组合物。该组合物更具体地涉及适用于印刷报纸、传单、杂志以及包装材料的平版印刷的印刷油墨，例如所谓的热固着油墨。
[0002]传统的用于印刷油墨的组合物利用一定量的矿物油。在食品工业中，此种矿物油可能经由例如用于包装的回收工艺被转移至食品内。这对用此印刷油墨印刷的纸和/或硬纸的再使用施加了重要限制。在热固工艺中，用一定量的例如基于大豆的植物/天然油来代替矿物油，特别地造成了对干燥的负面影响，据此现有装置的印刷速度显著降低三分之一。因此，从效率的角度看，这代价非常高。
[0003]本发明的目的在于提供一种用于印刷油墨的组合物，它避免或至少减少了上述缺陷。
[0004]利用根据本发明的用于印刷油墨的组合物来实现该目的，该组合物包含:
[0005]-一定量的有机颜料、填料、松香改性树脂和/或烃树脂和/或醇酸树脂；和
[0006]-—定量的醚。
[0007]已出乎意料地发现，通过添加醚并从用于印刷油墨的组合物除去基本上全部量的矿物油，可以获得优质的印刷产品，例如报纸、传单、杂志或包装材料。已发现，在此实现了良好的干燥结果，据此与传统组合物相比，该印刷工艺的生产能力未显著改变。
[0008]通过在根据本发明的当前优选实施方式中提供与其它组分组合的具有一定量醚的用于印刷油墨的组合物，得到了一种组合物，其包含:
[0009]-10-25% 的有机彩色颜料 Y12、Y13、Y174、R53-1、R57-1、PB15-1、PB 15-3 或烟灰(黑)、和/或其它颜料，
[0010]-5-20%的瓷土、碳酸钙、滑石的填料和/或技术人员已知的其它填料，
[0011]-10-30%的胶松香改性树脂，松香改性树脂的实例可以是酚醛树脂。酚有利地选自壬基酚、二壬基酚、对叔丁基酚，
[0012]-2-10%的烃树脂，其优选具有120°C的最低熔点，
[0013]-0-20 %、优选0-10 %的醇酸树脂，优选基于植物油的，例如大豆油和亚麻籽油，
[0014]-0-10% 的水，
[0015]-0.5-10%、特别是0-5%的用于改进油墨的平版印刷特性且改进油墨膜的机械性能的添加剂，和可选择的用于加强氧化干燥的金属干燥剂，和
[0016]-10-40%的醚，优选CxHy-O-CxHy型的烷基醚，优选地，x>3且y>7。
[0017]在本发明的上下文中，术语“树脂”意指具有植物源的树脂或者合成树脂例如聚氨酯树脂或环氧树脂。
[0018]在本发明的上下文中，术语“松香树脂”还可以被称作松脂或松木树脂。松香改性树脂是这样一种松香树脂，其中使松香进行不同于酯化、氢化或二聚合作用的化学改性。化学改性可以例如是双萜羧酸(例如海松酸或松香酸)与包含至少一个碳-碳双键的酸酐(例如马来酸酐)或包含至少一个碳-碳双键的羧酸(例如富马酸或马来酸)进行的狄尔斯-阿尔德反应。通过使双萜羧酸与酸酐或羧酸反应得到的所述改性松香包含游离-COOH官能团，该官能团随后还可以与醇例如多元醇(甘油或季戊四醇)、与伯醇、与长的羟烷基(具有多于六个碳原子的醇)、与酚进行反应。
[0019]松香改性酚醛树脂还可以是多元醇(例如甘油或季戊四醇)与松香、酚(双酚A)和甲醛的缩聚物的酯化产物。其中用酚使松香改性的树脂是松香改性酚醛树脂。
[0020]在本发明的上下文中，术语“酚醛树脂”意指包含酚(C6H6OH)或酚基(C6H6O-)的树月旨。“酚”是羟基苯，即，由苯环构成的有机化合物，苯环的一个氢原子被羟基(-0H)取代。在本发明的上下文中，酚应当理解为酚类的通用名:一组芳族化合物，其在苯环上具有取代的一个或更多个OH-基团，例如一个OH-基团、两个OH-基团、三个OH-基团、四个OH-基团。此类化合物的实例是甲苯酚(被一个甲基取代的酚)和二甲苯酚(被两个甲基取代的酚)。
[0021]根据本发明的组合物的酚醛树脂包含可以是取代或未取代的酚。酚上的取代基可以是一个或更多个烷基基团，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正i^一烷基、正十二烷基。取代基可以在酚的邻位(0-)、间位(m-)或对位(P-)位置处。烷基基团本身还可以被例如上述的烷基取代，或者被选自羟基(-0H)、巯基(-SH)、酮(C = 0)、羧基(-C00-)、醛基(-CH0)的基团取代。
[0022]在本发明的上下文中，语句“一个或更多个烷基基团”应当理解为一、二、三、四。因此，酚可以是烷基酚、二烷基酚、三烷基酚、四烷基酚。
[0023]在本发明的上下文中，烃树脂是由有机化合物制成的树脂。根据本发明的组合物中的烃树脂有利地包含至少三十个碳原子、更有利至少五十个碳原子、最有利至少六十个碳原子。
[0024]在本发明的上下文中，醇酸树脂是聚酯。醇酸树脂由多元醇(例如季戊四醇、三羟甲基丙烷或丙二醇)与多元有机酸进行缩聚反应得到，所述多元有机酸例如烷基、烯基或芳基酸，其中每个所述基团包含至少两个-COOH基团。实例是邻苯二甲酸、草酸、丙二酸、马来酸、富马酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十三烷二酸、或者包含多于一个-COOH基团的脂肪酸、或者相应的酸酐例如邻苯二甲酸酐。
[0025]在本发明的上下文中，醇酸树脂优选是植物油基醇酸树脂。也被称作植物油的蔬菜油(vegetal oil)可以例如是大豆油和/或亚麻籽油。
[0026]已出乎意料地发现，在根据本发明的组合物中，醚和可选择的添加剂的使用提供了与矿物油相同的性能并且具有相似的效果。所述醚有利地是二烷基醚、烷基烯基醚、烷基芳基醚、烷基环烷基醚、烷基环烯基醚、二烯基醚、烯基环烷基醚、烯基芳基醚、环醚、二芳基醚、冠醚。根据本发明的组合物中的醚更有利地选自由以下组成的组:烷基芳基醚、烷基环烷基醚、二烷基醚、二芳基醚、环醚和冠醚。
[0027]在本发明的上下文中，烷基芳基醚是具有式烷基-O-芳基的醚。烷基环烷基醚是具有式:烷基-O-环烷基的醚。术语“烷基”应当理解为取代或未取代的直链烷基。取代基可以例如是甲基、乙基、丙基或者羟基(-0H)基团。二烷基醚是直链的并具有通式:烷基-O-烷基的有机化合物，其中两个烷基均具有CnH2n+1式。烷基可以相同或不同。二芳基醚是具有芳基-O-芳基式的醚，例如二苯基醚。环醚是杂环烷烃，其中杂原子是-O-。冠醚是在环状分子中具有许多醚化合物的化合物。
[0028]已特别发现，根据本发明的组合物特别适合用作无矿物油平版印刷的热固着印刷油墨。这样便能够再次使用各种类型用途的印刷纸和硬纸，包括食品工业的硬纸包装。已发现在135°C的最大温度下，于印刷期间可达到至少10米/秒的机器速度。
[0029]在本发明的上下文中，芳基具有至少三个碳原子。芳基还可以具有至少六个碳原子或十个碳原子。
[0030]在本发明的上下文中，烯基是包含至少一个C-C双键化合物(C = C)和至少三个碳原子、有利地至少四个碳原子、更有利地至少六个碳原子的基团。
[0031]在本发明的上下文中，环醚是由杂原子(醚官能团-O-)形成环的醚。在根据本发明的组合物中起到很好作用的实例是四氢呋喃(THF，式为C4H8O)。
[0032]冠醚，也被称作聚醚，是由具有不同醚基团的环构成的环状化合物。最常见的冠醚是环氧乙烷的低聚物，其中重复单元是乙烯氧基，即-ch2ch2o-。该系列的重要成员是四聚体(η = 4)、五聚体(η = 5)和六聚体(η = 6)。冠醚牢固地结合经确定的阳离子以形成配合物。实例是18-冠_6 (18个原子在环中和六个氧原子)、15-冠-5和12-冠-4。
[0033]根据本发明的用于印刷油墨的组合物可以可选择地和/或另外地利用任何其它成分，例如其它酚醛树脂。
[0034]在根据本发明的有利优选的实施方式中，醚包括二正辛基醚。
[0035]通过将直链二烷基醚例如二正己基醚、二正庚基醚、二正辛基醚、二正壬基醚、二正癸基醚、二正十二烷基醚、二正十四烷基醚、二正二十烷基醚添加至根据本发明的组合物，已发现，用于印刷油墨的组合物中大体上所有的矿物油都可以被省去。根据本发明，使用一种或更多种醚作为可选择的和/或另外的例如二甲醚(CH3-O-CH3)和/或二乙醚(CH3CH2-O-CH2CH3)同样是可行的。在本文中已发现，优选χ>3且y>7的CxHy-O-CxHy类型的醚，例如X = 8且y = 17的二正辛基醚，得到了印刷油墨的根据本发明的组合物的预期效果。高级烷基醚的使用也明确地是可行的。本发明上下文中的醚也可以包含用例如甲基、乙基或丙基、或者苯基取代的两个直链烷基。直链二烷基醚中的二烷基可以有利地包含至少三个碳原子、更有利地至少四个碳原子、还更有利地至少六个碳原子、最有利地至少八个碳原子。两个烷基可以彼此不同或相同。
[0036]在根据本发明的组合物中的产生良好结果的醚的实例可以是:二正己基醚、二正庚基醚、二正辛基醚、二正壬基醚、二正癸基醚、二正十二烷基醚、二正十四烷基醚、二正二十烷基醚。尤其是二正辛基醚产生特别好的结果。
[0037]根据本发明，在组合物中芳基醚也可以产生良好的结果，例如烷基芳基醚或二烷基醚。实例可以是选自由甲基苯基醚、乙基苯基醚和二苯基醚组成的组的芳基醚。
[0038]在根据本发明的有利优选的实施方式中，组合物包含10-40重量％范围内、优选15-30重量％范围内、并且最优选约25重量％的量的醚。
[0039]已发现，添加一定量的醚实现了传统的用于印刷油墨的组合物中矿物油的预期效果。尽管精确量还依赖于与具体加工条件(例如温度和速度)组合的具体组合物，但是已发现约15-30重量％的百分比实现了特别有利的结果。
[0040]在当前优选的实施方式中，将一种或更多种色料添加至组合物以另外提供带颜色的印刷油墨。已发现这对印刷材料的质量不具有负面影响。
[0041]在根据本发明的有利优选的实施方式中，组合物包含2-25重量％范围内、并且优选约5重量％的量的植物油。
[0042]植物油优选是大豆油和/或亚麻籽油。其它油也是可以的。已发现，10-30重量％范围内的量的烷基醚可以在大多数应用中使用。已发现，通过使用植物油，特别是在所谓的冷凝和单张纸(sheetfed)用途中得到了良好的结果。对该后者的用途而言，使用优选由可选择的金属干燥剂组成，其中添加剂的量优选处于3-7重量％的范围内，和醇酸树脂的量优选处于10-20重量％的范围内。
[0043]例如在油基油漆中采用相似形式的组合物也是可行的。使用优选由用于油漆的所述热固着和/或单张纸组合物组成，其中省略了颜料。
[0044]本发明还涉及一种印刷油墨和/或一种设置有印迹(print)的印刷目标物，该印迹具有如上所述的用于印刷油墨的组合物。
[0045]此种印刷油墨和/或目标物提供如组合物所描述的相同效果和优势。此种目标物例如是一张纸、传单、报纸、杂志或包装。
[0046]本发明还涉及上述组合物的用途和/或一种印刷例如纸和/或硬纸的方法，包括提供如上所述的用于印刷油墨的组合物。
[0047]此方法和用于印刷油墨的组合物的用途具有如组合物所描述和/或示出的那些相同的效果和优势。根据该方法，首先得到组合物，其中矿物油可以优选地全部被省去。例如基于大豆的植物油或天然油的量也优选地保持受限制，或者可以通过使用醚特别是当前优选实施方式中的二正辛基醚而甚至仍然被省去。如上所述，为了减少印刷工艺中甲苯的使用，或者甚至为了根本不使用甲苯，还可以应用根据本发明的方法。
[0048]另外的优势、特征和细节将基于组合物的一个或更多个优选实施方式进行阐明。应明确地注意到，根据本发明的其它组合物也是可以的。给出的重量百分比表示数量级并且重量百分比可以通过下文给出的重量百分比附近的若干百分点改变。
[0049]第一组合物利用二正辛基醚作为矿物油的使用的替换物。下面示出可行实施方式的组合物。
[0050]组合物I
[0051]根据本发明的特别适用于所谓的热固着油墨的第一组合物，包含
[0052]-15%的有机彩色颜料Y12(黄)，
[0053]-7.5%的碳酸钙填料，
[0054]-25 %的胶松香改性酚醛树脂，特别是壬基酚作为所使用的酚，
[0055]-5%的烃树脂，最低熔点为120°C，
[0056]-5 %的醇酸树脂，基于植物油，特别是大豆油，
[0057]-5% 的水，
[0058]-2.5%的添加剂，用于改进油墨的平版印刷特性且改进油墨膜的机械性能，以及
[0059]-35%的二正辛基醚。
[0060]上述组合物适用于在期望的条件下进行加工。已发现，上述组合物在板、水和纸之间产生了良好的共同作用。
[0061]可诜择的组合物2
[0062]特别适用于所谓冷凝用途的可选择的组合物，包含:
[0063]-15%的有机彩色颜料Y12，
[0064]-15%的碳酸钙填料，
[0065]-15%的胶松香改性酚醛树脂，特别是壬基酚作为所使用的酚，
[0066]-5%的烃树脂，最低熔点为120°C，
[0067]-5 %的醇酸树脂，基于植物油，特别是亚麻籽油，
[0068]-5% 的水，
[0069]-2%的添加剂，用于改进油墨的平版印刷特性且改进油墨膜的机械性能，
[0070]-18%的二正辛基醚，以及
[0071]-20%的植物油，特别是亚麻籽油。
[0072]可诜择的组合物3
[0073]特别适用于所谓单张纸用途的可选择的组合物，包含:
[0074]-20%的有机彩色颜料Y12，
[0075]-5%的碳酸钙填料，
[0076]-15%的胶松香改性酚醛树脂，特别是壬基酚作为所使用的酚，
[0077]-5%的烃树脂，最低熔点为120°C，
[0078]-15%的醇酸树脂，基于植物油，特别是大豆油，
[0079]-5% 的水，
[0080]-7%的添加剂，其用于改进油墨的平版印刷特性且改进油墨膜的机械性能，和金属干燥剂，其用于加强氧化干燥，
[0081]-13%的二正辛基醚，以及
[0082]-15%的植物油，特别是大豆油。
[0083]本发明绝不受限于其上述优选实施方式。下面的权利要求书定义所寻求的权利，在其范围内可以设想许多修改。
【权利要求】
1.用于印刷油墨的组合物，包含: -一定量的有机颜料、填料、松香改性树脂和/或烃树脂和/或醇酸树脂；和 -一定量的醚。
2.如权利要求1所述的用于印刷油墨的组合物，其中所述醚选自由以下组成的组:烷基芳基醚、烷基环烷基醚、二烷基醚、二芳基醚、环醚和冠醚。
3.如权利要求1所述的用于印刷油墨的组合物，其中所述醚是x>3且y>7的CxHy-O-CxHy类型的二烷基醚。
4.如权利要求3所述的组合物，其中所述醚选自由以下组成的组:二正己基醚、二正庚基醚、二正辛基醚和二正癸基醚。
5.如权利要求1或2所述的组合物，其中所述醚是选自由甲基苯基醚、乙基苯基醚和二苯基醚组成的组的芳基醚。
6.如权利要求1、2或3所述的用于印刷油墨的组合物，其中所述组合物包含10-40重量％范围内、优选15-30重量％范围内并且最优选约25重量％的量的醚。
7.如前述权利要求中一项或多项所述的组合物，其中所述组合物包含2-25重量％范围内、并且优选约5重量％的量的植物油。
8.印刷油墨，包含如前述权利要求中一项或多项所述的用于印刷油墨的组合物。
9.印刷目标物，设置有基于如权利要求1-7中一项或多项所述的用于印刷油墨的组合物的印迹。
10.根据如权利要求1-7中一项或多项所述的组合物的印刷油墨的用途。
11.用于印刷目标物的方法，包括提供如权利要求1-7中一项或多项所述的用于印刷油墨的组合物。
【文档编号】C09D11/10GK104520391SQ201380023465
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年5月30日 优先权日:2012年5月30日
【发明者】马克·约泽夫·克莱门蒂·德格斯特 申请人:艾斯+艾斯专利责任有限公司