[发明专利]非芳族溶剂混合物、其制备方法及其用于印刷墨和清漆的用途

说明书

技术领域

本发明涉及利用脂肪酸作为溶剂中的芳族化合物的替代物用于漆料或清漆以及印刷墨中的用途。此外，本发明涉及印刷墨，其含有粘合剂、颜料、不含芳烃的溶剂以及适当的添加剂。

背景技术

为了生产最广泛范围的印刷产品，常规使用三种主要类型的印刷：凸版印刷、平版印刷(或胶版印刷或石版印刷)以及照相凹版印刷，以及不构成本发明一部分的数字系统。

在凸版印刷中，印刷墨从涂覆有粘性墨薄层的硬凸版字符转移到基材上。印刷墨必须使得它相对缓慢地干燥并且不能很快地开始固化。

在胶版印刷中，待呈现的形状固定在具有相反极性的分离区的印刷板上。疏水性的粘性印刷墨仅润湿印刷板的同样疏水的区域。根据干燥的类型可以区分为：用于卷筒进纸转轮印刷机的通过加热干燥的所谓热固着墨、用于所谓递纸机的通过吸收和氧化来干燥的墨以及通过吸收到多孔基材中来干燥的冷固着墨(报纸墨)。

在照相凹版印刷工艺中，将设计蚀刻到印刷板上。在用相对流体印刷墨润湿印刷板后，擦拭表面并且印刷墨只保留在蚀刻凹槽内，随后印刷墨从蚀刻凹槽转移到待印刷的基材上。

印刷墨必须满足许多经济性和环境要求。

印刷墨的主要组分是颜料、粘合剂、溶剂和用于改进墨和所得印刷品的期望性能的添加剂。物理性质必须满足同时考虑经济条件的各种要求，特别是在大量印刷品的情况下，对印刷墨中所用溶剂存在严格的限制。一方面，溶剂必须能够溶解粘合剂以及各种添加剂，另一方面也必须能够达到期望范围内的粘度和粘性。由于其有利的价格，所以矿物油(石油来源)已成为印刷墨领域的溶剂。

与烃类燃料不同，通常用作溶剂的矿物油在初始沸点(IBP)和最终沸点(FBP)之间具有窄馏程。通过标准ASTM D-86或ASTMD-1160限定的烃类流体的初始沸点和最终沸点根据设想的用途进行选择，窄馏程的优点在于具有非常精确的闪点，证明这对于安全原因是有用的。另一个优点是精确控制胶印刷墨中溶剂的干燥和蒸发性能。

最广泛使用的烃溶剂(或矿物油)是含有不同比例芳族化合物(高达几十质量％)的烃溶剂，这是因为它们对用于印刷墨的树脂或粘合剂具有优异的增溶性能或溶解能力。然而，这些芳族溶剂令人最不满意的是对环境特别是对活生物体的毒性、保护和安全问题。

对目前用作墨溶剂的商用芳族矿物油的分析表明，它们具有根据标准IP 391测量的13～33wt％的芳族化合物含量和根据质谱测量的240000到700000ng/g的多环芳烃(PAH)含量(见表1)。公认的是，多环芳烃对于环境和活生物体特别有害，导致在许多国家已经存在或即将引入严格的法规。

此外，针对食品包装的胶印印刷的欧洲法规目前正在瑞士生效的文本基础上进行讨论，如果某些油墨制造商的要求包括批准偶然接触食品，则更可取的是使用脱芳构化的烃溶剂。

油墨和清漆行业因此越来越要求使用多环芳烃含量尽可能低的技术解决方案：需要对环境和活生物体不具有这样的缺点并且在经济上可以接受的用于漆料或清漆和印刷墨的溶剂。

这些芳族矿物油可以用含有很少甚至没有芳族化合物的其它矿物油替代：例如环烷基矿物油，富含据认为比芳族化合物更加环境友好的环烷基化合物。然而，发现不含芳族化合物的矿物油，例如环烷基的矿物油，对于粘合剂树脂具有比芳族矿物油显著更低的溶解能力(Ullmann′s Encyclopedia of Industrial Chemistry，A 22，147(1993))。

此外，它们的使用有时是有限制的，特别是对于具有高分子量的大部分树脂(例如具有低溶解度的酚醛改性松香树脂)而言。

也已提出其它替代解决方案：

EP 255,871提出了一种具有高溶解能力的烃溶剂，其沸点为160～300℃，包含1～15％的烷基四氢化萘、至多10％的芳族化合物，并且基本上不含萘和联苯。这种溶剂特别昂贵，不适合许多印刷油墨的应用。

US 7,056,869描述了一种组合物，其包含沸点为235～400℃并且包含至少60％的环烷基化合物和至少20％的多环烷基化合物和硅油。该液体组合物可以有利地用于特别是印刷墨的溶剂，赋予其极好的溶解能力，但是该解决方案证明还是过于昂贵，此外以这种水平使用的环烷基化合物具有使墨的稳定性劣化和改变印刷参数特别是粘性(使用Tack-o-scope仪器测量)的倾向。