[发明专利]印刷玻璃用油墨的粘附促进性添加剂

说明书

本发明涉及印刷玻璃用油墨的粘附促进性添加剂，所述添加剂含有至少一种硅烷；涉及至少含有溶剂、粘合剂和颜料的油墨；涉及用喷墨打印机印刷玻璃表面的方法，其中，油墨以液滴形式涂布到玻璃表面上；以及涉及所述添加剂的用途。

玻璃和玻璃产品的装饰或标记(″标签″)在很多商业领域发挥着重要的作用。诸如在建筑领域为用于室内和室外应用而个别设计的玻璃、在汽车领域、在广告中、在家庭用品的装饰领域等方面存在巨大需求。大量同等印刷的玻璃和玻璃产品通常借助丝网印刷方法实现，而用于印刷小批量个别设计或经常改变动机的情况下使用的玻璃喷墨打印机是使人感兴趣的选择。

对于在不同基材，例如塑料、纸等上装饰性的喷墨印刷而言，存在很多经着色的有机油墨配制剂，它们可以热固化或通过UV照射而固化。尽管可用的油墨很多，但这些配制剂在关于其在玻璃上的粘附性，其耐刮划性和对水或溶剂的抵抗性方面具有明显缺点。

可选的手段考虑烘烤无机着色油墨。除了颜料和其他典型的油墨成分外还常常含有烧结玻璃(例如铋氧化物，含铅材料等)的这些配制剂，在烘烤过程后虽然表现出对磨擦和水和溶剂作用的良好抵抗性，但是由于一些颜料和烧结玻璃的毒性，颜料和烧结玻璃研磨困难，以及由于烘烤工艺复杂，其应用不经济或者对健康不利。

出于这些原因，对于很多对粘附和耐刮划性提出不太严格的要求的应用而言，研究这样改进UV或热可固化的有机图像油墨(Graphiktint)，使得充分满足对玻璃印刷提出的标准。在此情况下，追踪了多种不同的解决方案，尤其包括混入有机聚合物(例如Novolack树脂，有机硅树脂)以提高耐刮划性。同样研究了通过涂布多种底漆(例如)来提高玻璃印刷的稳定性。由现有技术还得知为了使印刷图案共价键合到玻璃表面上而掺混硅烷。

因此例如DE 696 030256 T2描述了一种用于喷墨打印机的油墨组合物，其在潮湿条件下在玻璃、PET或铝上具有改善的粘附性和耐磨性。该组合物含有有机溶剂，柔韧的热塑性聚氨酯树脂，着色剂，有机硅树脂和硅烷。硅烷的比例介于0.5重量％和2.5重量％之间。作为硅烷，提到环氧基烷氧基硅烷和氨基烷基烷氧基硅烷。

由DE 697 01 873 T2公开一种用于标记容器如瓶子的喷墨印刷油墨，在印刷过程中在其表面上可能有收缩膜。为了对付该问题，向印刷染料中加入烷氧基硅烷聚亚烷基亚胺作为粘合促进剂。

本发明的任务是改善喷墨印刷在玻璃表面上的应用性。

本发明的该任务分别独立地通过如下实现，即开头提到的添加剂中含有至少一种基于原硅酸有机酯的网络结构形成剂，含有这种添加剂的油墨，还有使用这种油墨的方法，以及所述添加剂作为喷墨印刷用油墨的掺混物的用途。

通过使用原硅酸酯，一方面实现了存在类似于材料玻璃的网络结构形成剂，由此可以部分仿制玻璃的结构，另一方面，可以通过改变酯基团，影响网络的细网眼性或粗网眼性，从而影响机械承载能力。从而该油墨可以容易地适应各种要求，例如一方面对于瓶子的印刷而言的可除去性，和另一方面对于装饰玻璃而言，印刷的耐久性，即耐磨性。

因而还可以实现印刷相对于水而言改善的抵抗性。尤其是，通过根据本发明的添加剂，通过可达到的网络化度或交联度，改善印刷的耐刮划性。

通过基于硅烷的、交联性成分，一方面实现印刷与玻璃表面的羟基的共价键合，另一方面由此还至少部分地实现与油墨和任选原硅酸酯交联，从而可以获得更高的耐磨性。

优选，原硅酸酯选自通式SiO₄R^uR^vR^wR^x的化合物，其中，R^v，R^w，R^x分别由H或C1-C8基团形成，R^u是C1-C8基团。所述C1-C8基团还可以带有官能团，例如丙烯酸酯、二醇、胺、酯、酰胺、酸、环氧化物，等等。尤其是用这些物质获得明显改善的耐刮划性，因为以此方式对于相对细的网眼的网络而言可获得更高的交联度。

原硅酸酯优选以选自范围为下限1重量％和上限90重量％的份额加入所述添加剂中。若低于1重量％，虽然存在交联行为，但并非明显地足以根本改善耐刮划性。

若高于90重量％，就耐刮划性而言，观察不到进一步的改善。尽管该量份额的范围非常宽，但应注意，对于可除去的印刷，例如在瓶子上的印刷，优选使用较低含量的酯，这里虽然希望改善耐刮划性，但不必是持久性的，而对于通常具有较长使用时间的玻璃，优选使用较高含量，直至给定范围的上限。