TWI718681B - 凹版印刷用水性印刷墨水組成物及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種凹版印刷用水性印刷墨水組成物及其製造方法。水性印刷墨水組成物的配方，依重量比，包含以下成分，並且以下各成分的總和為100重量分：1重量分至15重量分的顏料、1重量分至50重量分的水性樹脂混合物、1重量分至20重量分的快乾劑、及30重量分至80重量分的水。水性樹脂混合物包含第一水性樹脂及第二水性樹脂。第一水性樹脂的第一玻璃轉移溫度大於第二水性樹脂的第二玻璃轉移溫度。第一玻璃轉移溫度與第二玻璃轉移溫度的差值的絕對值不小於40℃。快乾劑選自醇類及酮類的至少其中一，且快乾劑具有不大於85℃的沸點。

Description

凹版印刷用水性印刷墨水組成物及其製造方法
本發明涉及一種印刷墨水組成物，特別是涉及一種凹版印刷用水性印刷墨水組成物及其製造方法。
在目前的凹版印刷產業中，由於考量到印刷的製程速度，因此凹版印刷大部分是採用油性印刷墨水。油性印刷墨水的溶劑主要為甲苯或丁酮…等具有毒性的揮發性有機溶劑。因此，油性印刷墨水對於環境的危害性高。再者，油性印刷墨水在使用上需要建構有機溶劑回收設備，因此印刷設備的建置及維修成本將相當的高。
於是，本發明人有感上述缺陷可改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種凹版印刷用水性印刷墨水組成物及其製造方法。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是，提供一種凹版印刷用水性印刷墨水組成物，其特徵在於，所述水性印刷墨水組成物的配方，依重量比，包含以下成分，並且以下各成分的總和為100重量分：(1) 1重量分至15重量分的一顏料；(2) 1重量分至50重量分的一水性樹脂混合物；(3) 1重量分至20重量分的一快乾劑；以及(4) 30重量分至80重量分的水；其中，成分(2)之所述水性樹脂混合物包含有：a) 一第一水性樹脂，具有一第一玻璃轉移溫度；及b) 一第二水性樹脂，具有一第二玻璃轉移溫度；其中，所述第一玻璃轉移溫度大於所述第二玻璃轉移溫度，並且所述第一玻璃轉移溫度與所述第二玻璃轉移溫度的差值的絕對值不小於40℃；其中，成分(3)之所述快乾劑是選自醇類及酮類的至少其中一，並且所述快乾劑具有不大於85℃的一沸點。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是，提供一種凹版印刷用水性印刷墨水組成物的製造方法，其特徵在於，所述水性印刷墨水組成物的製造方法包括：將1重量份至15重量份的一顏料、1重量份至50重量份的一水性樹脂混合物、及30重量份至80重量份的水進行混合，以形成一水系混合物；以及將1重量份至20重量份的一快乾劑倒入所述水系混合物、且進行混合，以形成一水性印刷墨水組成物；其中，所述水性印刷墨水組成物的重量總和為100重量分；其中，所述水性樹脂混合物包含有一第一水性樹脂及一第二水性樹脂；其中，所述第一水性樹脂具有一第一玻璃轉移溫度，所述第二水性樹脂具有一第二玻璃轉移溫度，所述第一玻璃轉移溫度大於所述第二玻璃轉移溫度，並且所述第一玻璃轉移溫度與所述第二玻璃轉移溫度的差值的絕對值不小於40℃；其中，所述快乾劑是選自醇類及酮類的至少其中一，並且所述快乾劑具有不大於85℃的一沸點。
本發明的有益效果在於，本發明所提供的凹版印刷用水性印刷墨水組成物及其製造方法，其能通過“成分的選擇（如：水性樹脂混合物及快乾劑的選擇）及各成分的比例配方的調整”、“所述第一水性樹脂的第一玻璃轉移溫度大於所述第二水性樹脂的第二玻璃轉移溫度，並且所述第一玻璃轉移溫度與所述第二玻璃轉移溫度的差值的絕對值不小於40℃”以及“所述快乾劑是選自醇類及酮類的至少其中一，並且所述快乾劑具有不大於85℃的一沸點”的技術方案，而使得所述水性印刷墨水組成物具有快的乾燥速率、良好的儲存安定性、及良好的印刷性，且使得所述水性印刷墨水組成物所形成的塗膜具有良好的密著性及良好的耐刮性。因此，本實施例的水性印刷墨水組成物特別適合應用於凹版印刷上。
再者，本發明的水性印刷墨水組成物的主要溶劑為水，因此其對於環境的危害性低，並且其在使用上不需要建構任何的有機溶劑回收設備，因此印刷設備的建置及維修成本也能夠被有效地降低。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“水性印刷墨水組成物及其製造方法”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種成分或者物化特性參數，但這些成分或者物化特性參數不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一成分與另一成分，或者一物化特性參數與另一物化特性參數。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
[水性印刷墨水組成物]
本發明實施例公開一種水性印刷墨水組成物，特別是指一種適用於凹版印刷的水性印刷墨水組成物。所述水性印刷墨水組成物，能通過一凹版印刷工藝、而塗覆於一基材（如：紙張）上、且在乾燥後於所述基材上形成一塗膜（也可以稱為水性塗層）。
進一步地說，所述水性印刷墨水組成物，能通過成分的選擇（如：水性樹脂混合物及快乾劑的選擇）及各成分的比例配方的調整，而使得所述水性印刷墨水組成物具有較低的成膜溫度及較快的乾燥速度。再者，所述水性印刷墨水組成物在室溫下具有良好的儲存安定性，並且所述水性印刷墨水組成物在經過印刷後所形成的塗膜具有良好的表面物性（如：密著性及耐刮性）。
在本實施例中，所述水性印刷墨水組成物的成分包含有顏料、水性樹脂混合物、快乾劑、水、及其它微量添加劑（如：消泡劑、成膜助劑、濕潤劑…等）。
其中，在本實施例中，所述顏料可以例如是有機顏料或無機顏料，並且所述顏料在使用時可以覆蓋所述基材的原色。所述顏料在使用時，為了符合各種顏色的要求，可以使用一種或兩種以上混合的色料。其中，所述無機顏料可以例如是選自鈦白粉顏料、鉻系顏料、氧化鐵顏料、黑鈦、及碳黑的至少其中之一，並且所述有機顏料可以例如是選自偶氮顏料及菁類顏料的至少其中之一，但本發明不受限於此。
在所述顏料的用量方面，基於所述水性印刷墨水組成物的總重為100重量分，所述顏料的用量範圍通常是介於1重量分至15重量分，優選為3重量分至15重量分，且特優選為5重量分至10重量分。
若所述顏料的用量低於上述用量範圍的下限值（如：低於1重量分），則所述水性印刷墨水組成物所呈現出的顏色會太淡，以至於無法適用於凹版印刷。若所述顏料的用量高於上述用量範圍的上限值（如：高於15重量分），則所述水性印刷墨水組成物在印刷至一基材、且於所述基材上形成一塗膜後，所述塗膜與基材的密著性會變差，並且所述塗膜的耐刮性也會變差。
進一步地說，在本實施例中，所述水性樹脂混合物包含有一第一水性樹脂及一第二水性樹脂。需說明的是，本實施例的水性樹脂混合物是以具有雙成分的水性樹脂做說明，但本發明不受限於此。舉例來說，所述水性樹脂混合物也可以依據產品的設計需求而為具有三成分的水性樹脂或具有多成分的水性樹脂。
在所述水性樹脂混合物的用量方面，基於所述水性印刷墨水組成物的總重為100重量分，所述水性樹脂混合物的用量範圍通常是介於1重量分至50重量分，優選為10重量分至40重量分，且特優選為15重量分至25重量分。
若所述水性樹脂混合物的用量低於上述用量範圍的下限值（如：低於1重量分），則所述水性印刷墨水組成物在印刷至一基材、且於所述基材上形成一塗膜後，所述塗膜的結構將過於鬆散，以致於所述塗膜與基材的密著性會變差。若所述水性樹脂混合物的用量高於上述用量範圍的上限值（如：高於50重量分），則所述水性印刷墨水組成物的黏度將過高，以致於所述水性印刷墨水組成物的印刷性會變差。
進一步地說，在所述水性樹脂混合物中，所述第一水性樹脂及第二水性樹脂是分別包含選自由水性壓克力樹脂（也可以稱為水性丙烯酸樹脂）、水性聚氨酯樹脂、水性壓克力及水性聚氨酯的共聚樹脂、水性聚酯樹脂、水性環氧樹脂、及水性醇酸樹脂所構成材料組群中之至少一種材料或其他可替代之材料。值得一提的是，上述所例舉的水性樹脂分別為水分散性樹脂或乳液型樹脂的其中之一，但本發明不受限於此。
其中，所述第一水性樹脂及第二水性樹脂最大的差異在於兩種水性樹脂的物化特性不同。更具體地說，所述第一水性樹脂具有良好的耐刮性，而所述第二水性樹脂則是具有良好的低溫密著性。
為了實現上述目的，在本實施例中，所述第一水性樹脂具有一第一玻璃轉移溫度，並且所述第二水性樹脂具有一第二璃轉移溫度。其中，所述第一玻璃轉移溫度大於第二玻璃轉移溫度，並且所述第一玻璃轉移溫度與第二玻璃轉移溫度的差值的絕對值不小於40℃。
更具體地說，在本發明的一實施例中，所述第一水性樹脂的第一玻璃轉移溫度較佳地是不小於100℃，並且所述第二水性樹脂的第二玻璃轉移溫度較佳地是不大於60℃。藉此，所述第一水性樹脂能具有良好的耐刮性，並且所述第二水性樹脂能具有良好的低溫密著性。
其中，上述玻璃轉移溫度不小於100℃的第一水性樹脂，較佳地是包含選自由水性聚氨酯樹脂、水性壓克力樹脂、水性聚氯乙烯樹脂等水性樹脂所構成材料組群中之至少一種材料。再者，上述玻璃轉移溫度不大於60℃的第二水性樹脂，較佳地是包含選自由水性聚氨酯樹脂、水性壓克力樹脂、水性聚氯乙烯樹脂等水性樹脂所構成材料組群中之至少一種材料，但本發明不受限於此。
為了讓上述兩種水性樹脂的物化特性能彼此互補，在本發明的一實施例中，所述第一水性樹脂與第二水性樹脂較佳地是通過混摻（blending）的方式彼此混和在一起。再者，為了讓上述兩種水性樹脂的物化特性皆能在水性印刷墨水組成物中充分地表現出來，所述第一水性樹脂與第二水性樹脂的重量比例範圍具有一較佳的比例配置。更具體地說，所述第一水性樹脂與第二水性樹脂的重量比例範圍較佳是介於1：5至5：1之間，且更佳是介於1：3至3：1之間。若所述第一水性樹脂與第二水性樹脂的重量比例範圍脫離了上述範圍，則上述兩種水性樹脂的至少其中一種水性樹脂的物化特性將無法充分地表現出來。
根據上述配置，本實施例的水性印刷墨水組成物，能通過上述兩種水性樹脂依據一特定的重量比例範圍彼此混摻，而使得所述水性印刷墨水組成物在印刷及成膜後，其所形成的塗膜能同時具有良好的耐刮性及良好的低溫密著性。
進一步地說，在本實施例中，所述快乾劑的使用目的是為了降低水性印刷墨水組成物在成膜時所需之汽化熱、降低塗膜的最低成膜溫度、及提升塗膜的乾燥速度，從而使得所述水性印刷墨水組成物能適用於凹版印刷。
為了實現上述目的，在本實施例中，所述快乾劑較佳地是選自能與水互溶的醇類或酮類，並且所述快乾劑具有不大於85℃的一沸點。再者，基於乙酸丁酯的揮發速度為100，所述快乾劑具有不低於200的一相對揮發速度。
更具體地說，上述醇類為甲醇、乙醇、或異丙醇。其中，甲醇的沸點為64.7℃、乙醇的沸點為78.37℃、異丙醇的沸點為82.5℃。也就是說，上述各快乾劑的沸點皆不大於85℃。其中，基於乙酸丁酯的揮發速度為100，甲醇的相對揮發速度為370、乙醇的相對揮發速度為203、異丙醇的相對揮發速度為205。也就是說，基於乙酸丁酯的揮發速度為100，上述各快乾劑的相對揮發速度皆不低於200。
在所述快乾劑的用量方面，基於所述水性印刷墨水組成物的總重為100重量分，所述快乾劑的用量範圍通常是介於1重量分至20重量分，優選為3重量分至15重量分，且特優選為5重量分至10重量分。
若所述快乾劑的用量低於上述用量範圍的下限值（如：低於1重量分），則所述水性印刷墨水組成物在印刷至一基材、且於所述基材上形成一塗膜後，所述塗膜的乾燥速度將會過慢，以至於所述水性印刷墨水組成物不適合應用於凹版印刷。若所述快乾劑的用量高於上述用量範圍的上限值（如：高於20重量分），則所述水性印刷墨水組成物的儲存安定性將會下降（如：水性印刷墨水組成物在置放一段時間後，其可能會發生固體成分析出、結塊、或沉澱的現象）。
根據上述配置，本實施例的水性印刷墨水組成物，能通過上述快乾劑的選用及比例配方的調整，而使得所述水性印刷墨水組成物的最低成膜溫度被有地降低、且使得所述塗膜的乾燥速度被有效地提升。
進一步地說，在本實施例中，水的使用目的是做為顏料及水性樹脂混合物的溶劑。也就是說，在所述水性印刷墨水組成物中，所述顏料及水性樹脂混合物是均勻地分散在溶劑水中。其中，本實施例所指的水可以例如是蒸餾水或去離子水，但本發明不受限於此。
在水的用量方面，基於所述水性印刷墨水組成物的總重為100重量分，水的用量範圍通常是介於30重量分至80重量分，優選為55重量分至75重量分，且特優選為60重量分至70重量分。
若水的用量低於上述用量範圍的下限值（如：低於30重量分），則所述顏料及水性樹脂混合物將不能均勻地分散於溶劑水中，且所述水性印刷墨水組成物的黏度將過高，以致於所述水性印刷墨水組成物的印刷性會變差。若水的用量高於上述用量範圍的上限值（如：高於80重量分），則水的占比過高，快乾劑的占比太低，以致於塗膜的乾燥速度將會變得過慢。
值得一提的是，本實施例的水性印刷墨水組成物的主要溶劑為水，因此其對於環境的危害性低，並且其在使用上不需要建構任何的有機溶劑回收設備，因此印刷設備的建置及維修成本也能夠被有效地降低。
再者，本實施例的水性印刷墨水組成物，能通過上述成分的選擇（如：水性樹脂混合物及快乾劑的選擇）及各成分的比例配方的調整，而使得所述水性印刷墨水組成物的乾燥速度與現有的油性印刷墨水相當，從而實現高速的印刷速度。
進一步地說，在本實施例中，為了增加水性印刷墨水組成物的產品性能，所述水性印刷墨水組成物可以進一步添加有其它微量添加劑，例如：消泡劑、成膜助劑、或濕潤劑。由於上述其它微量添加劑並非本發明的重點，因此在此不加以贅述。
在上述微量添加劑的用量方面，基於所述水性印刷墨水組成物的總重為100重量分，上述微量添加劑的用量的總和較佳地是介於0.1重量分至5重量分，但本發明不受限於此。
根據上述成分的選擇及各成分比例配方的調整，本實施例的水性印刷墨水組成物具有介於50釐泊（cP）至300釐泊（cP）之間的一黏度。再者，本實施例的水性印刷墨水組成物具有介於30℃至60℃之間的一最低成膜溫度、及介於1微米至10微米之間的一成膜厚度。據此，本實施例的水性印刷墨水組成物具有良好的印刷性、且特別適用於凹版印刷。
另，本實施例的水性印刷墨水組成物在經過印刷後，其95%以上的水分能於45℃至55℃之間的一乾燥溫度下以及不大於60秒的一乾燥時間下，完全被移除，以形成一塗膜。其中，在所述塗膜中，所述快乾劑的含量不大於20重量百萬分率（ppm）、優選為不大於10重量百萬分率、特優選為不大於3重量百萬分率。藉此，本實施例的水性印刷墨水組成物所形成的塗膜對於環境的危害性低，從而具有高的應用價值。
進一步地說，本實施例的水性印刷墨水組成物，在室溫下置放半年的時間以內，其並不會有固體成分結塊、沉澱、或團聚等現象發生。也就是說，本實施例的水性印刷墨水組成物具有良好的儲存安定性。
最後，本實施例的水性印刷墨水組成物所形成的塗膜，以乾布摩擦200下，其並不會有塗層脫落的現象發生。也就是說，本實施例的水性印刷墨水組成物所形成的塗膜具有良好的耐刮性。
[水性印刷墨水組成物的製造方法]
以上為本實施例的水性印刷墨水組成物的相關說明，而以下將根據本發明的實施例，描述水性印刷墨水組成物的製造方法。
本發明實施例也公開一種水性印刷墨水組成物的製造方法。所述水性印刷墨水組成物的製造方法包含步驟S110、步驟S120、及步驟S130。必須說明的是，本實施例所載之各步驟的順序與實際的操作方式可視需求而調整，並不限於本實施例所載。
步驟S110包含：將1重量份至15重量份的一顏料、1重量份至50重量份的一水性樹脂混合物、及30重量份至80重量份的水倒入於一混合槽體中、且進行混合，以形成一水系混合物。
步驟S120包含：將1重量份至20重量份的一快乾劑緩慢地倒入混合槽體中、且與所述水系混合物進行混合。
步驟S130包含：將0.1重量分至5重量分的其它微量添加劑（如：消泡劑、成膜助劑、或濕潤劑）緩慢地倒入混合槽體中、且與所述水系混合物進行混合，以形成一水性印刷墨水組成物。
其中，所述水性印刷墨水組成物的重量總和為100重量分。再者，所述水性樹脂混合物包含有一第一水性樹脂及一第二水性樹脂。所述第一水性樹脂具有一第一玻璃轉移溫度，所述第二水性樹脂具有一第二玻璃轉移溫度，所述第一玻璃轉移溫度大於所述第二玻璃轉移溫度，並且所述第一玻璃轉移溫度與所述第二玻璃轉移溫度的差值的絕對值不小於40℃。所述快乾劑是選自醇類及酮類的至少其中一，並且所述快乾劑具有不大於85℃的一沸點。
其中，所述水性印刷墨水組成物具有介於30℃至60℃之間的一最低成膜溫度、及介於1微米至10微米之間的一成膜厚度。所述水性印刷墨水組成物在經過印刷後，其95%以上的水分能於45℃至55℃之間的一乾燥溫度下以及不大於60秒的一乾燥時間下，完全被移除，以形成一塗膜。在所述塗膜中，所述快乾劑的含量不大於20重量百萬分率（ppm）、優選為不大於10重量百萬分率、特優選為不大於3重量百萬分率。
[實驗數據測試]
以下，參照示範例1至3與比較例1至5詳細說明本發明之內容。然而，以下實施例僅作為幫助了解本發明的實施例，本發明的範圍並不限於這些實施例。
示範例1：將5公克的顏料（如：由clarian選購的Novoperm Yellow HR 70）、5公克的第一水性樹脂（如：水性聚氨酯樹脂，由聚碳酸酯改質）、13公克的第二水性樹脂（如：水性聚氨酯樹脂，由聚酯改質）、及70公克的水倒入於一混合槽體中進行混合，以形成一水系混合物。接著，將5公克的快乾劑（如：乙醇）緩慢地倒入混合槽體中、且與所述水系混合物進行混合。最後，將2公克的其它微量添加劑（如：消泡劑、成膜助劑、或濕潤劑）緩慢地倒入混合槽體中、且與所述水系混合物進行混合，以形成一水性印刷墨水組成物。其中，上述第一水性樹脂的玻璃轉移溫度不小於100℃，並且第二水性樹脂的玻璃轉移溫度不大於60℃。
示範例2至3與比較例1至5的水性印刷墨水組成物的製備方式大致相同於示範例1。不同之處在於，示範例2至3與比較例1至5的水性印刷墨水組成物的各成分的比例配方與示範例1不同。各成分的比例配方整理如下表1。
接著，將由示範例1至3與比較例1至5所製得的水性印刷墨水組成物進行物化特性的測試，以得到該些水性印刷墨水組成物的最低成膜溫度、成膜厚度、乾燥速率、儲存安定性、密著性、耐刮性、及印刷性，相關測試方式說明如下，並且相關測試結果整理如下表1。
最低成膜溫度：將水性印刷墨水組成物塗佈於基材上，觀察該水性印刷墨水組成物於基材上能形成連續的塗膜的最低溫度，該溫度即為最低成膜溫度（MFT）。一般來說，最低成膜溫度可以根據ISO 2115之標準來進行測試。
成膜厚度：在水性印刷墨水組成物塗佈於基材上、且形成為連續的塗膜後，該塗膜的厚度可以利用膜厚計進行測量。
乾燥速率：將水性印刷墨水組成物塗佈於基材上（成膜厚度約1微米），而後將該水性印刷墨水組成物與基材置放於50℃的溫度環境下，觀察該水性印刷墨水組成物的大部分的水分（如：95%以上的水分）被移除所需要的時間，將其記錄為乾燥速率。
儲存安定性：將水性印刷墨水組成物存放於室溫的環境條件下，觀察其產生固體成分結塊、沉澱、或團聚等現象發生所需要的時間。
密著性：採用百格測試，以測試塗膜與基材之間的附著性。百格測試是以百格刀在測試樣本表面劃10×10個的1mm×1mm的小網格，每一條劃線應深及塗膜的底層；接著用毛刷將測試區域的碎片刷乾淨；接著用3M Scotch膠紙牢牢粘住欲測試的小網格，並用橡皮擦用力擦拭膠帶，以加大膠帶與被測區域的接觸面積及力度；接著用手抓住膠帶一端，在垂直方向迅速扯下膠紙，並在同一位置進行兩次相同試驗；而後觀察塗膜是否有從基材上脫落的情況發生，紀錄測試結果。
耐刮性：利用乾布摩擦塗膜兩百下，而後觀察塗膜是否有從基材上脫落的情況發生，紀錄測試結果。
印刷性：觀察水性印刷墨水組成物塗佈於基材上的情況，若能形成連續的塗膜，則印刷性佳；若不能形成連續的塗膜，則印刷性差。
[表1 示範例與比較例的各成分比例配方與物化特性測試結果]
項目 示範例1 示範例2 示範例3 比較例1
各成份配方 顏料 (公克) 5 10 9 30
第一水性樹脂 (公克) 5 7 13 6
第二水性樹脂 (公克) 13 8 7 12
快乾劑 (公克) 5 7 5 4
溶劑水 (公克) 70 66 64 46
其它添加劑 (公克) 2 2 2 2
物化特性測試 最低成膜溫度 (℃) 42 44 49 42
成膜厚度 (微米) 1 1 1 1
乾燥速率 50℃-50秒 50℃-47秒 50℃-56秒 50℃-37秒
儲存安定性 >半年 >半年 >半年 >半年
密著性 無脫落 無脫落 無脫落 脫落
耐刮性 無脫落 無脫落 無脫落 脫落
印刷性 佳 佳 佳 差
項目 比較例2 比較例3 比較例4 比較例5
各成分配方 顏料 (公克) 10 3 5 2
第一水性樹脂 (公克) 20 0 7 5
第二水性樹脂 (公克) 0 20 11 5
快乾劑 (公克) 4 7 30 6
溶劑水 (公克) 59 68 45 80
其它添加劑 (公克) 2 2 2 2
物化特性測試 最低成膜溫度 (℃) 90 40 44 45
成膜厚度 (微米) 1 1 1 1
乾燥速率 50℃無法成膜 50℃-40秒 50℃-20秒 50℃-90秒
儲存安定性 >半年 >半年 >十天 >半年
密著性 脫落 無脫落 無脫落 無脫落
耐刮性 脫落 脫落 無脫落 無脫落
印刷性 差 佳 佳 差
[測試結果討論]
在示範例1至3的水性印刷墨水組成物中，所有成分的用量的總和為100公克，顏料的用量皆是介於1公克至15公克之間，第一水性樹脂及第二水性樹脂（水性樹脂混合物）的用量的總和皆是介於1公克至50公克之間，快乾劑的用量皆是介於1公克至20公克之間，溶劑水的用量皆是介於30公克至80公克之間，而其它添加劑的用量皆是介於0.1公克至5公克之間。根據表1中各成分的比例配方，示範例1至3的水性印刷墨水組成物皆具有介於40℃至50℃之間的最低成膜溫度、約1微米的成膜厚度、在50℃的乾燥溫度下不大於60秒的乾燥速率、大於半年的儲存安定性、及良好的印刷性。再者，示範例1至3的水性印刷墨水組成物所形成的塗膜皆具有良好的低溫密著性（接受百格測試、塗膜無脫落的情況發生）、良好的耐刮性（以乾布摩擦200下、塗膜無脫落的情況發生）。據此，示範例1至3的水性印刷墨水組成物皆特別適合應用於凹版印刷上。
在比較例1的水性印刷墨水組成物中，顏料的用量為30公克（大於15公克）。由於顏料的用量過高，因此比較例1的水性印刷墨水組成物的印刷性差，並且比較例1的水性印刷墨水組成物所形成的塗膜不具有良好的密著性（接受百格測試、塗膜有脫落的情況發生）、且也不具有良好的耐刮性（以乾布摩擦200下、塗膜有脫落的情況發生）。據此，比較例1的水性印刷墨水組成物並不適合應用於凹版印刷上。
比較例2的水性印刷墨水組成物僅包含有玻璃轉移溫度不小於100℃的第一水性樹脂、而不包含有玻璃轉移溫度不大於60℃的第二水性樹脂。也就是說，比較例2的水性印刷墨水組成物僅具有第一水性樹脂的特性（耐刮性），而不具有第二水性樹脂的特性（低溫密著性）。比較例2的水性印刷墨水組成物的最低成膜溫度為90℃（遠高於60℃）。比較例2的水性印刷墨水組成物的印刷性差、且在50℃的乾燥溫度下無法成膜。再者，比較例2的水性印刷墨水組成物所形成的塗膜不具有良好的密著性（接受百格測試、塗膜有脫落的情況發生）、且也不具有良好的耐刮性（以乾布摩擦200下、塗膜有脫落的情況發生）。據此，比較例2的水性印刷墨水組成物也不適合應用於凹版印刷上。
比較例3的水性印刷墨水組成物僅包含有玻璃轉移溫度不大於60℃的第二水性樹脂、而不包含有玻璃轉移溫度不小於100℃的第一水性樹脂。也就是說，比較例2的水性印刷墨水組成物僅具有第二水性樹脂的特性（低溫密著性），而不具有第一水性樹脂的特性（耐刮性）。儘管比較例3的水性印刷墨水組成物的印刷性表現正常，並且比較例3的水性印刷墨水組成物所形成的塗膜具有良好的密著性（接受百格測試、塗膜無脫落的情況發生）。然而比較例3的水性印刷墨水組成物所形成的塗膜不具有良好的耐刮性（以乾布摩擦200下、塗膜有脫落的情況發生）。據此，比較例3的水性印刷墨水組成物也不適合應用於凹版印刷上。
在比較例4的水性印刷墨水組成物中，快乾劑的用量為30公克（大於20公克）。由於快乾劑的用量過高，因此比較例4的水性印刷墨水組成物的儲存安定性不佳。更具體地說，比較例4的水性印刷墨水組成物於室溫下置放十天以內，即發生固體成分析出、結塊、或沉澱的現象。據此，比較例4的水性印刷墨水組成物也不適合應用於凹版印刷上。
在比較例5的水性印刷墨水組成物中，水的用量為80公克，快乾劑的用量為6公克。由於在液態成分中，水的用量過高，而快乾劑的用量過低，因此比較例4的水性印刷墨水組成物的印刷性不佳，並且乾燥速率相當慢（在50℃的乾燥溫度下，塗膜形成的時間需要90秒）。據此，比較例5的水性印刷墨水組成物也不適合應用於凹版印刷上。
[實施例的有益效果]
本發明實施例的有益效果在於，本發明實施例所提供的凹版印刷用水性印刷墨水組成物及其製造方法，其能通過“成分的選擇（如：水性樹脂混合物及快乾劑的選擇）及各成分的比例配方的調整”、“所述第一水性樹脂的第一玻璃轉移溫度大於所述第二水性樹脂的第二玻璃轉移溫度，並且所述第一玻璃轉移溫度與所述第二玻璃轉移溫度的差值的絕對值不小於40℃”以及“所述快乾劑是選自醇類及酮類的至少其中一，並且所述快乾劑具有不大於85℃的一沸點”的技術方案，而使得所述水性印刷墨水組成物具有快的乾燥速率、良好的儲存安定性、及良好的印刷性，且使得所述水性印刷墨水組成物所形成的塗膜具有良好的密著性及良好的耐刮性。因此，本實施例的水性印刷墨水組成物特別適合應用於凹版印刷上。
再者，本實施例的水性印刷墨水組成物的主要溶劑為水，因此其對於環境的危害性低，並且其在使用上不需要建構任何的有機溶劑回收設備，因此印刷設備的建置及維修成本也能夠被有效地降低。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
無

Claims (9)

  1. 一種凹版印刷用水性印刷墨水組成物，其特徵在於，所述水性印刷墨水組成物的配方，依重量比，包含以下成分，並且以下各成分的重量的總和為100重量分：(1)1重量分至15重量分的一顏料；(2)1重量分至50重量分的一水性樹脂混合物；(3)1重量分至20重量分的一快乾劑；以及(4)30重量分至80重量分的水；其中，成分(2)之所述水性樹脂混合物包含有：a)一第一水性樹脂，具有一第一玻璃轉移溫度；及b)一第二水性樹脂，具有一第二玻璃轉移溫度；其中，所述第一玻璃轉移溫度大於所述第二玻璃轉移溫度，並且所述第一玻璃轉移溫度與所述第二玻璃轉移溫度的差值的絕對值不小於40℃；其中，成分(3)之所述快乾劑是選自醇類及酮類的至少其中一，並且所述快乾劑具有不大於85℃的一沸點；其中，在成分(2)之所述水性樹脂混合物中，所述第一水性樹脂及所述第二水性樹脂分別包含選自於水性壓克力樹脂、水性聚氨酯樹脂、水性壓克力及水性聚氨酯的共聚樹脂、水性聚酯樹脂、水性環氧樹脂、及水性醇酸樹脂所構成材料組群中之至少一種材料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的凹版印刷用水性印刷墨水組成物，其中，在成分(2)之所述水性樹脂混合物中，所述第一水性樹脂與所述第二水性樹脂彼此混摻，並且所述第一水性樹脂與所述第二水性樹脂的重量比例範圍是介於1：5至5：1之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的凹版印刷用水性印刷墨水組成物，其中，在成分(2)之所述水性樹脂混合物中，所述第一水性樹脂 的所述第一玻璃轉移溫度不小於100℃，並且所述第二水性樹脂的所述第二玻璃轉移溫度不大於60℃。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的凹版印刷用水性印刷墨水組成物，其中，在成分(3)之所述快乾劑中，所述醇類為甲醇、乙醇、或異丙醇。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的凹版印刷用水性印刷墨水組成物，其中，所述水性印刷墨水組成物具有介於50釐泊(cP)至300釐泊(cP)之間的一黏度。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項任一項所述的凹版印刷用水性印刷墨水組成物，其中，所述水性印刷墨水組成物具有介於30℃至60℃之間的一最低成膜溫度、及介於1微米至10微米之間的一成膜厚度。
  7. 如申請專利範圍第1項至第5項任一項所述的凹版印刷用水性印刷墨水組成物，其中，所述水性印刷墨水組成物經印刷後，其95%以上的水分能於45℃至55℃之間的一乾燥溫度下以及不大於60秒的一乾燥時間下，完全被移除，以形成一塗膜；其中，在所述塗膜中，所述快乾劑的含量不大於20重量百萬分率(ppm)。
  8. 一種凹版印刷用水性印刷墨水組成物的製造方法，其特徵在於，所述水性印刷墨水組成物的製造方法包括：將1重量份至15重量份的一顏料、1重量份至50重量份的一水性樹脂混合物、及30重量份至80重量份的水進行混合，以形成一水系混合物；以及將1重量份至20重量份的一快乾劑倒入所述水系混合物、且進行混合，以形成一水性印刷墨水組成物；其中，所述水性印刷墨水組成物的重量總和為100重量分；其中，所述水性樹脂混合物包含有一第一水性樹脂及一第二水 性樹脂；其中，所述第一水性樹脂具有一第一玻璃轉移溫度，所述第二水性樹脂具有一第二玻璃轉移溫度，所述第一玻璃轉移溫度大於所述第二玻璃轉移溫度，並且所述第一玻璃轉移溫度與所述第二玻璃轉移溫度的差值的絕對值不小於40℃；其中，所述快乾劑是選自醇類及酮類的至少其中一，並且所述快乾劑具有不大於85℃的一沸點；其中，所述第一水性樹脂及所述第二水性樹脂分別包含選自於水性壓克力樹脂、水性聚氨酯樹脂、水性壓克力及水性聚氨酯的共聚樹脂、水性聚酯樹脂、水性環氧樹脂、及水性醇酸樹脂所構成材料組群中之至少一種材料。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的凹版印刷用水性印刷墨水組成物的製造方法，其中，所述水性印刷墨水組成物具有介於30℃至60℃之間的一最低成膜溫度及介於1微米至10微米之間的一成膜厚度；其中，所述水性印刷墨水組成物經印刷後，其95%以上的水分能於45℃至55℃之間的一乾燥溫度下以及不大於60秒的一乾燥時間下，完全被移除，以形成一塗膜；其中，在所述塗膜中，所述快乾劑的含量不大於20重量百萬分率(ppm)。
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