光澤可控的、可輻射固化的噴射油墨的制作方法
【專利摘要】光澤可控的、可輻射固化的噴射油墨以最小的輻射曝光迅速固化，能獲得高的印刷速率、低的表面加熱，以及在被打印的圖像上的可控光澤。油墨光澤可通過(guò)改變釘扎能量被控制以創(chuàng)建具有在85度的光澤測(cè)量角度的從10至100光澤單位之間改變的光澤的印刷圖像。在固化后，油墨在表面上保持彈性，在表面的寬范圍中賦予優(yōu)異的性能，大大擴(kuò)展了油墨的應(yīng)用的范圍。
【專利說(shuō)明】光澤可控的、可輻射固化的噴射油墨 【背景技術(shù)】 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明一般涉及噴射油墨的領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及光澤可控的、可輻射固化 的噴射油墨。
[0002] 相關(guān)技術(shù)說(shuō)明
[0003] 可輻射固化的油墨比水性和溶劑型油墨享有更多的優(yōu)勢(shì)：它們體現(xiàn)在它們的"綠 色"或"環(huán)保"的性質(zhì)以及它們的其他公知的優(yōu)點(diǎn)，包括：無(wú)溶劑配方、近乎瞬時(shí)的固化、改善 的涂層性能，和單包裝體系。此外，油墨在打印后是由輻射固化的，且無(wú)需額外的能量和設(shè) 備用以干燥油墨，這能夠滿足對(duì)于印刷業(yè)的更高的效率和成本效益的日益增長(zhǎng)的需求。由 于這些原因，它們的使用不斷增加。
[0004] 輻射固化是一種過(guò)程，其中有機(jī)涂層，如油墨，被通過(guò)暴露于電磁輻射，如UV光， 而被固化或硬化。因?yàn)榇蠖鄶?shù)輻射固化的油墨是熱固性體系，在固化后，它們通常會(huì)由于在 分子鏈之間發(fā)生的三維交聯(lián)而變成硬的或剛性的。
[0005] 通常，可輻射固化的油墨包括含有烯鍵式不飽和的可輻射固化基團(tuán)的聚合性組 分，如光引發(fā)劑的引發(fā)劑組分和任選的，著色劑組分，例如顏料和添加劑組分。
[0006] 可輻射固化的油墨一般由單體和低聚物材料，顏料，引發(fā)劑和添加劑，以及任選的 少量的溶劑組成。可輻射固化的油墨可應(yīng)用于許多表面，無(wú)論是剛性的和柔性的，如聚氯乙 烯（PVC)，聚苯乙稀，聚碳酸醋，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS)，聚醋，聚烯徑，和紡織材料。 油墨性能如粘合性，耐刮擦和耐擦性，柔韌性等等主要取決于聚合性組分的性質(zhì)，通常在油 墨中使用的具有烯鍵式不飽和基團(tuán)的單體和低聚物。最常規(guī)的可輻射固化的油墨具有相似 的物理性質(zhì)，如粘合性和耐擦傷性。
[0007] 通常，UV可固化的油墨使用高百分比的多官能單體或低聚物，它們提供足夠的交 聯(lián)，以形成低劑量的UV-可固化油墨，其使用少量的能量能夠快速干燥或固化墨點(diǎn)。因?yàn)樗?們傾向在所有空間維度上廣泛地交聯(lián)，這樣的油墨迅速固化，從而產(chǎn)生相對(duì)剛性的固化的 油墨。
[0008] 通常，雖然高和低光澤的噴射油墨是眾所周知的，但有很少的，如果有的話，光澤 可控的可輻射固化型油墨。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 光澤可控的、可輻射固化的噴射油墨以最小的輻射曝光迅速固化，能獲得高的印 刷速率和具有在被打印的圖像上的可控光澤的低的表面加熱。油墨光澤可通過(guò)改變釘扎能 量被控制以創(chuàng)建具有在85度的光澤測(cè)量角度的從10至100光澤單位的改變的光澤的印刷 圖像。在固化后，油墨在表面上保持彈性，在表面的寬范圍中賦予優(yōu)異的性能，大大擴(kuò)展了 油墨的應(yīng)用的范圍。光澤可控的、可輻射固化的噴射油墨可包括響應(yīng)UVA和UVV(UVA:320 至400納米波長(zhǎng)，UVV:400-450納米波長(zhǎng)）輻射的約8-18%光引發(fā)劑以引發(fā)自由基以及可 任選地引發(fā)其他類型的光引發(fā)劑和大約60-85%高柔韌性的單官能單體。所得到的油墨是 低粘度，固化后具有優(yōu)良的柔韌性，低氣味并允許在表面的寬范圍中的優(yōu)異的打印質(zhì)量和 高的生產(chǎn)率。 【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1提供了光澤度和釘扎能量值的范圍的圖表。 具體實(shí)施例
[0011] 光澤可控的、可輻射固化的噴射油墨以最小的輻射曝光迅速固化，能獲得高的印 刷速率和具有在被打印的圖像上的可控光澤的低的表面加熱。油墨光澤可通過(guò)改變釘扎能 量被控制以創(chuàng)建具有在85度的光澤測(cè)量角度的從10至100光澤單位改變的光澤的印刷圖 像。在固化后，油墨在表面上保持彈性，在表面的寬范圍中賦予優(yōu)異的性能，大大擴(kuò)展了油 墨的應(yīng)用的范圍。光澤可控的、可輻射固化的噴射油墨可包括響應(yīng)UVA和UVV(UVA:320至 400納米波長(zhǎng)，UVV:400-450納米波長(zhǎng)）輻射的約8-18%光引發(fā)劑以引發(fā)自由基以及可任 選地引發(fā)其他類型的光引發(fā)劑和大約60-85%高柔韌性的單官能單體。所得到的油墨是低 粘度，固化后具有優(yōu)良的柔韌性，低氣味并允許在表面的寬范圍中的優(yōu)異的打印質(zhì)量和高 的生產(chǎn)率。
[0012] 雖然光澤可控的溶劑型油墨是傳統(tǒng)公知，但到現(xiàn)在為止，光澤可控的、可輻射固化 的油墨仍不為公知。正如上文在【背景技術(shù)】中討論的，常規(guī)UV-可固化的油墨具有物理性質(zhì)， 如粘合性和耐擦性。重要的是要注意這些性質(zhì)可以被實(shí)現(xiàn)和控制，而無(wú)需控制或調(diào)節(jié)墨滴 的形成工藝，特別是在墨滴撞擊表面后的墨滴擴(kuò)散階段。因此，迄今為止，本領(lǐng)域還未認(rèn)識(shí) 到在油墨之間的墨滴擴(kuò)散中的差異的影響或者理解控制墨滴擴(kuò)散的重要性。此外，本領(lǐng)域 還未認(rèn)識(shí)到不同顏色的UV-可固化油墨的噴出的液滴實(shí)際上不能以相同的速率在低的能 量水平（如釘扎能量）進(jìn)行擴(kuò)散。
[0013] 本文所描述的光澤可控的油墨組合物以導(dǎo)致在暴露于在一個(gè)或多個(gè)預(yù)定帶寬的 預(yù)定量的UV輻射后每一種油墨顏色具有均勻的擴(kuò)散速率的墨滴的制劑來(lái)實(shí)現(xiàn)，它允許在 固化的油墨上的受控的表面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)，從而產(chǎn)生可控的表面光澤。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是光 弓丨發(fā)劑的熟練的選擇和組合，如在油墨組合物中的響應(yīng)于UVA和UVV輻射（UVA:320至400 納米波長(zhǎng)，UVV:400-450納米波長(zhǎng)）的光引發(fā)劑，但是，在一些實(shí)施例中，和響應(yīng)于UVB和 UVC輻射（UVC:200-280納米波長(zhǎng)，UVB:280-320納米的波長(zhǎng)）的光引發(fā)劑允許在可固化的 油墨的表面上的可控的光澤度。油墨組合物被配制成不僅為原色-青色，品紅色，黃色和黑 色，也可為合成色：紅，綠，藍(lán)，四色黑等可靠地形成預(yù)定的光澤度。
[0014] 本申請(qǐng)的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，因?yàn)槊糠N著色劑具有獨(dú)特的UV吸光度折標(biāo) (signature)，在傳統(tǒng)的可輻射固化的油墨中，每種油墨顏色的固化率與其它顏色的固化率 是不同的。在固化率中的這種差異表現(xiàn)為油墨顏色的可變墨滴擴(kuò)散。
[0015] 相同的發(fā)明人還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，由于每個(gè)著色劑具有在UV范圍內(nèi)的唯一的吸光 度折標(biāo)，以及因此由于每個(gè)著色劑在UV范圍中的一個(gè)或多個(gè)帶寬與光引發(fā)劑競(jìng)爭(zhēng)，該一個(gè) 或多個(gè)帶寬特定于著色劑和/或包含了在吸收UV能量中的著色劑的油墨組合物，特定著色 劑本身和/或含有特定著色劑的油墨組合物的吸光度折標(biāo)是當(dāng)調(diào)整光引發(fā)劑組分以達(dá)到 在暴露于UV輻射以用于釘扎和固化中的之一或兩者時(shí)的不同顏色的油墨之間的均勻的墨 滴擴(kuò)散考慮的重要因素。因此，通過(guò)調(diào)整油墨組合物中的光引發(fā)劑的組分和濃度中的一個(gè) 或兩者，以適應(yīng)著色劑和所得的油墨組合物中的一個(gè)或兩者的吸光度折標(biāo)，可能的是系統(tǒng) 地產(chǎn)生不同顏色的油墨，在其中墨滴擴(kuò)散在油墨顏色之間是基本相同的。
[0016] 在實(shí)施例中，光引發(fā)劑組分的組成和濃度根據(jù)油墨顏色被改變以控制墨滴擴(kuò)散的 程度，從而響應(yīng)于暴露至預(yù)定的釘扎的能量來(lái)產(chǎn)生均勻的和可預(yù)測(cè)的光澤，從而避免了在 圖像的不同部分之間或在印刷圖像中的不同顏色之間的光澤變化并且提供了光澤可控的 圖像。印刷圖像的光澤可以被從例如在85°的光澤測(cè)量角度的10至100光澤度單位來(lái)選 擇。如上述，不同顏色的油墨對(duì)釘扎能量有不同的反應(yīng)，導(dǎo)致在一種以上顏色的印刷圖像中 的光澤差。但是，（1)包含響應(yīng)于UVA和UVV輻射的光引發(fā)劑（2)占墨水組合物的重量的 適當(dāng)百分比的光引發(fā)劑使墨點(diǎn)在含有在原色和組合色之一或兩者以類似的模式擴(kuò)散在打 印過(guò)程中以可預(yù)測(cè)的、可重復(fù)的方式進(jìn)行控制。通過(guò)控制墨點(diǎn)以這種方式擴(kuò)散，印刷圖像的 外觀和光澤度也可控。
[0017] -些現(xiàn)有的，常規(guī)的可輻射固化油墨組合物被發(fā)現(xiàn)具有低粘附力，從而導(dǎo)致過(guò)早 剝離或從該表面的油墨膜的剝落。這種油墨組合物的粘附在各種表面上的能力有限，越來(lái) 越成問(wèn)題，因?yàn)樵诟喾N類的表面上使用油墨的需求增加。如上述，一些油墨組合物還在 柔性表面上表現(xiàn)出較差的柔性，如當(dāng)這樣的表面被彎曲或折疊或起皺時(shí)的開(kāi)裂所證明的一 樣。
[0018] 因此，以更高官能的單體配制的油墨組合物犧牲柔韌性和附著力換取快干能力， 這顯著限制了墨水的應(yīng)用。因此，存在對(duì)于輻射可固化的油墨的長(zhǎng)期需要，這種輻射可固化 的油墨具有到多個(gè)表面的良好的粘附性以及改進(jìn)的柔韌性，這使得它們?cè)诒皇┘又帘砻娌?被固化之后能夠經(jīng)受裂化和剝離。
[0019] 可輻射固化的油墨組合物通?？梢曰谂浞?，該配方包括：?jiǎn)喂倌軉误w組分和光 引發(fā)劑組分。附加實(shí)施例可包括至少一種的低聚物組分，著色劑組分和添加劑組分。
[0020] 油墨組合物可包括多種類型的化學(xué)物質(zhì)。共享在油墨組合物中的功能或性質(zhì)的物 質(zhì)統(tǒng)稱為組分。本文所用的官能團(tuán)是指具有可通過(guò)在固化過(guò)程中暴露至輻射而被聚合以形 成墨膜的不飽和碳-碳基團(tuán)的化合物。實(shí)施例可以以通過(guò)暴露于電磁輻射或熱輻射的方式 被固化。
[0021] 因?yàn)樗枋龅挠湍M合物使用僅僅少量的輻射被固化，它們可以被認(rèn)為是低劑量 或快速固化的油墨組合物。所述油墨組合物的快速固化性能使得它們特別適合用于高速打 印機(jī)，其正常功能被慢固化油墨嚴(yán)重?fù)p害。
[0022] 傳統(tǒng)上，單官能單體被認(rèn)為不適合低劑量的，快速固化的油墨。因?yàn)樗鼈兡軌騼H在 鏈中相連，它們傾向于很慢地固化從而不適合于在高速打印機(jī)中使用。但是，已發(fā)現(xiàn)的是， 熟練的選擇和單官能單體的組合導(dǎo)致低粘度的可輻射固化油墨組合物，盡管如此，以低劑 量的輻射快速固化。選擇用于快速固化可輻射固化的油墨組合物的單官能單體可能典型地 具有以下特征中的至少一個(gè)：低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，容易以低劑量的輻射暴露進(jìn)行聚合的能 力，低粘度，以及在至少一個(gè)的其他成員特定組合中提高或增強(qiáng)至少一個(gè)預(yù)定特性的能力。 除了這些一般特性，單官能單體的有效組合已經(jīng)憑經(jīng)驗(yàn)確定，如由表4-8所證明的。
[0023] 此外，由于在聚合過(guò)程中單體不會(huì)在三維交聯(lián)，所以固化的油墨提供高度柔性，使 它們適合于應(yīng)用到比由較高官能單體制備的油墨組合物更廣泛的表面的選擇。油墨組合物 從而提供在柔性表面以及剛性表面的優(yōu)異性能。因?yàn)樗麄兊耐ㄓ眯?，油墨組合物可以在如 下領(lǐng)域中應(yīng)用，例如交通工具制圖，其要求使用柔性表面。所描述的油墨組合物適合于應(yīng)用 到所有類型的表面，包括但不限于，玻璃，陶瓷，金屬和紙張。實(shí)施例特別適合于應(yīng)用到聚合 物表面上。實(shí)施例特別適合于應(yīng)用到例如聚烯烴的聚合物表面，例如科絡(luò)普（COROPLAST，科 絡(luò)普公司，達(dá)拉斯，德克薩斯州）。從歷史上看，輻射固化油墨到聚烯烴表面的附著力一直不 好。還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是油墨組合物的各種組分的熟練選擇和組合，特別是低聚物組分，導(dǎo)致了 油墨組合物提供了向包括聚烯烴的多種表面的優(yōu)異粘附。
[0024] 快速固化，輻射固化油墨可以大大減少打印過(guò)程中的表面加熱，從而擴(kuò)大在噴墨 印刷中的可輻射固化油墨的應(yīng)用到各種各樣的熱敏表面。紫外（UV)光通常用于固化可輻 射固化的油墨。紅外（IR)光是UV光的副產(chǎn)品。紅外光在打印過(guò)程中大體上對(duì)表面加熱并 使其起皺，影響了印刷圖像的質(zhì)量。來(lái)自UV光的更多的UV輸出產(chǎn)生多個(gè)IR輸出，以及更 多的表面熱度。因此，油墨組合物，是低劑量可固化的，有利于保護(hù)表面的狀態(tài)。
[0025] 油墨組合物還具有低粘度的油墨，使它們特別適合于在噴墨打印機(jī)中使用。
[0026] 單官能單體組分
[0027] 實(shí)施例可含有約60%至85%的多個(gè)單官能單體的至少一種。合適的單官能單體 的例子包括，但不限于，丙烯酸四氫糠酯，烷氧基化四氫糠基丙烯酸酯的乙烯基己內(nèi)酰胺， 丙烯酸異冰片酯，2-苯氧基乙基丙烯酸酯，2-(2-乙氧基乙氧基）乙基丙烯酸酯，丙烯酸異 辛酯，丙烯酸異癸酯，丙烯酸月桂酯，丙烯酸硬脂基酯，環(huán)狀三羥甲基丙烷縮甲醛丙烯酸酯， 3,3,5_三甲基環(huán)己烷丙烯酸酯，單官能的甲氧基聚乙二醇（PEG) (350)丙烯酸酯，等等。
[0028] 低聚物組分
[0029] 油墨組合物的實(shí)施例可包括約占2%-20%重量的低聚物組分。低聚物組分可包 括至少一種的丙烯酸低聚物，氨基甲酸酯（甲基）丙烯酸酯低聚物，聚酯基（甲基）丙烯酸 酯低聚物，或聚醚基（甲基）丙烯酸酯低聚物和環(huán)氧（甲基）丙烯酸酯低聚物。
[0030] 實(shí)施例可包括低粘度，低揮發(fā)，高反應(yīng)性，低玻璃轉(zhuǎn)變溫度，以及到油墨組合物中 的多個(gè)表面的良好粘附性的低聚物組分。在一個(gè)實(shí)施例中，低聚物組分的官能度不大于3。 在一個(gè)實(shí)施例中，低聚物組分的官能度不大于2。低的官能度有助于更柔性的油墨組合物。 與至少一種單官能單體組分結(jié)合的低聚物組分可以顯著提高油墨粘附至較廣范圍的表面， 包括可輻射固化噴墨油墨很難粘附至的表面，如聚烯烴。
[0031] 合適的丙烯酸系低聚物的例子包括，但不限于，以下的那些命名，來(lái)自SARTOMER USA，LLC(賓夕法尼亞州Exton)CN820,CN152和CN146等。合適的氨基甲酸乙酯（甲基） 丙烯酸酯的例子包括，但不限于，以下的那些命名的脂族和芳香族聚氨酯（甲基）丙烯酸 酯，來(lái)自SARTOMERUSA，LLC的CN991，CN929,CN966,CN981，CN9006,CN9007,CN992,CN994， CN997,CN978,CN1963 等和那些自CYTECSURFACESPECIALTY，INC.(新澤西州西帕特森） 的EBECRYL8402,EBECRYL1290 等。
[0032] 合適的聚酯或聚醚基（甲基）丙烯酸酯低聚物的例子包括，但不限于，以下的那 些命名，CN3200,CN2279,和CN2270,等等（SARTOMERUSA，LLC.)。合適的環(huán)氧（甲基）丙 烯酸酯低聚物的例子包括，但不限于，以下的那些命名，來(lái)自CYTEKSURFACESPECIALTY的 EBECRYL3701，EBECRYL3708,EBECRYL3200,Ebecryl3600 等，以及CN151(SARTOMERUSA， LLC.) 〇
[0033] 光引發(fā)劑組分
[0034] 實(shí)施例可包括光引發(fā)劑組分。在輻射固化過(guò)程中，光引發(fā)劑組分響應(yīng)于暴露至入 射釘扎輻射引發(fā)固化以部分地固化油墨，從而控制油墨的擴(kuò)散，并控制印刷圖像的光澤。接 著，釘扎的或部分固化的油墨被稍后暴露于比釘扎輻射劑量相對(duì)較高劑量的輻射以完全固 化油墨。光引發(fā)劑組分中的響應(yīng)于釘扎輻射的光引發(fā)量可以是占每油墨單位體積重量的 8% -18%。光引發(fā)劑的選擇和光引發(fā)劑組分中的對(duì)UVA和UVV輻射敏感的光引發(fā)劑的每油 墨單位體積的占重量的適當(dāng)百分比的選擇能夠在打印過(guò)程中控制油墨對(duì)于印刷圖像中的 原色和組合色以類似圖式和類似程度進(jìn)行擴(kuò)散。因此，在印刷圖像中不同的顏色在打印后 具有類似光澤。在視覺(jué)上，印刷的圖像可能在整個(gè)圖像上具有相同的光澤，并且光澤是可控 的并能從10至100光澤單位，例如，以85°光澤度測(cè)量角度進(jìn)行選擇。
[0035] 在油墨組合物的光引發(fā)劑組分中的響應(yīng)于UVA和UVV(UVA:320至400納米波長(zhǎng)， UVV:400-450納米波長(zhǎng)）輻射的光引發(fā)劑通常通過(guò)暴露于UVA和UVV輻射被激活，從而產(chǎn) 生自由基，其有助于在釘軋過(guò)程中的深度固化。足夠的深度固化和較少的表面固化提供良 好的光澤控制和對(duì)印刷圖像良好的附著力。在實(shí)施例中，任選地，一種或多種響應(yīng)于UVC和 UVB(UVC:200-280毫微米波長(zhǎng)的UVB:280-320納米的波長(zhǎng)）的輻射能量的光引發(fā)劑可以被 選擇以有效地利用輻射能量，特別是在使用紫外線作為輻射時(shí)。
[0036] 響應(yīng)UVA和UVV輻射以引發(fā)自由基的合適的光引發(fā)劑的例子包括，但不限于，二 苯基（2,4,6三甲基苯甲?；┭趸?，二（2,6_二甲氧基苯甲?；?2,4,6三甲基苯基 氧化膦，3,6-二（2-甲基-2-嗎啉基-丙?；?9-n-辛基咔唑，二苯甲酮，4-苯基二苯甲 酮，2,4,6-三甲基二苯甲酮，2,4,6-三乙基二苯甲酮，2,4,6-三甲氧基二苯甲酮，2-異丙 基噻噸酮，二乙基噻噸酮，2-氯噻噸酮，2-甲基噻噸酮，2乙基噻噸酮，2-叔丁基噻噸酮， 2-苯基噻噸酮，2-苯甲基噻噸酮，2-苯甲基噻噸酮，4-異丙基噻噸酮，等等。商業(yè)可獲 取的光引發(fā)劑的適當(dāng)混合包括但不限于，以下的那些命名，DARO⑶R4265,IRGA⑶RE2022， IRGACURE2100(汽巴精化，巴塞爾，CH);和ESACUREKT37，ESACUREKT55，ESACUREKT0046， (寧柏迪，S.P.A，加拉拉特，IT)。
[0037] 響應(yīng)于UVC和UVB輻射以引發(fā)自由基的合適的光引發(fā)劑的例子包括，但不限于， 1- 羥基酮，4-異丙苯基-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮，1- [4- (2-羥基乙氧基）-苯基]-2-羥 基-2-甲基-1-丙烷-1-酮，2, 2-二甲基-2-羥基-苯乙酮，2, 2-二甲氧基-2-苯基苯乙 酮，2-羥基-2-甲基丙乙酮，2-甲基-1-1 [(4)-(甲硫基）苯基]-2-嗎啉代-1丙酮，2-苯 甲基-2-(二甲基氨基）-1-(4_嗎啉基）苯基）-1_ 丁酮，二苯甲酮，4-苯基二苯甲酮，2， 4,6_三甲基二苯甲酮，異丙基噻噸酮，二乙基噻噸酮。商業(yè)可獲取的光引發(fā)劑的適當(dāng)混合 包括但不限于，以下的那些命名，DAROCUR4265(汽巴精化，巴塞爾，CH);和ESACUREKT37， ESACUREKT55,ESACUREKT0046 和ESACUREOne(寧柏迪，S.P.A，加拉拉特，IT)。
[0038] 光引發(fā)劑組分可以進(jìn)一步包含共引發(fā)劑。在一個(gè)實(shí)施例中，共引發(fā)劑組分的量可 以是占油墨組合物重量的0-10%。在另一實(shí)施例中，共引發(fā)劑組分的量可以是占油墨組 合物重量的0-5%。在又一個(gè)實(shí)施例中，共引發(fā)劑組分的量?jī)?yōu)選的是占油墨組合物重量的 2- 5%。共引發(fā)劑組分被用于激活光引發(fā)劑以引發(fā)聚合反應(yīng)或被用于通過(guò)減輕由光引發(fā)劑 產(chǎn)生的自由基的氧抑制來(lái)改善油墨的表面固化。合適的共引發(fā)劑的實(shí)例包括，但不限于，以 下的那些命名，來(lái)自34町01^1?舊4，1^(：伍1如11，賓夕法尼亞州）的0吧86,0吧84,0吧83 ;和 來(lái)自CytecSurfaceSPECIALTIESINC. ( 士麥那，喬治亞州）的EBECRYL7100。
[0039] 添加劑組分
[0040] 實(shí)施例可以進(jìn)一步包括一種或多種添加劑組分。各種添加劑可以被包括在油墨組 合物中，其中包括一種或多種的表面活性劑，流平添加劑，穩(wěn)定劑，等等。
[0041] 在一個(gè)實(shí)施例中，表面活性劑可用于降低油墨組合物的表面張力，提高表面上的 油墨的潤(rùn)濕性。表面活性劑在油墨組合物中的量可以是占重量的0.01-2%。在一個(gè)實(shí)施 例中，表面活性劑的量可以是占重量的0. 05-0. 5%。在一個(gè)實(shí)施例中，所述表面活性劑可 構(gòu)成所述至少一種聚硅氧烷丙烯酸酯，也稱為硅膠丙烯酸酯，其參與在輻射固化過(guò)程中成 為固化油墨的一部分。合適的表面活性劑的實(shí)例可以包括，但不限于，以下的那些命名， 來(lái)自高德斯米德化學(xué)公司（霍普韋爾，弗吉尼亞州）的TEG0RAD2200N，TEG0RAD2100,和 TEG0RAD2300 ;和BYK307,BYK330,BYK377和BYK3510 (畢克化學(xué)有限公司（韋塞爾，德國(guó)））。
[0042] 在一個(gè)實(shí)施例中，流平劑可用于提高油墨的流動(dòng)特性，以產(chǎn)生油墨膜的更均勻的 表面。在組合物中的流平劑的量可為占重量的0. 1-2%。合適的流平劑的實(shí)例包括，但不限 于，以下的那些命名，BYK361N，BYK353,和BYK354。（畢克化學(xué)有限公司）。
[0043] 在一個(gè)實(shí)施例中，穩(wěn)定劑可用于提高油墨組合物的保質(zhì)期和光解穩(wěn)定性。在油 墨組合物中的穩(wěn)定劑可以包括至少一種紫外光穩(wěn)定劑，至少一種自由基清除劑的穩(wěn)定劑， 等等。紫外光穩(wěn)定劑的實(shí)例包括紫外線吸收劑穩(wěn)定劑和受阻胺光穩(wěn)定劑。這些穩(wěn)定劑可 用于改進(jìn)固化的油墨的室外耐久性和耐氣候性。商業(yè)可獲取的紫外光穩(wěn)定劑包括，但不 限于，以下的那些命名：來(lái)自汽巴精化有限公司（巴斯夫股份公司，路德維希港，德國(guó)）的 TINUVIN460,TINUVIN479,TINUVIN171，TINUVIN928,TINUVIN123 和TINUVIN292。一個(gè)或多 個(gè)UV抑制劑/穩(wěn)定劑可以以占重量的0. 01% -2 %的量存在于油墨組合物中，并且更具體 地為占重量的0. 1% -1%。
[0044]自由基清除劑穩(wěn)定劑被用于提尚油墨的耐熱穩(wěn)定性。自由基清除劑的實(shí)例包括， 但不限于，氫醌，4-甲氧基苯酚，受阻酚，如自汽巴精化有限公司（巴斯夫股份公司，路德 維希港，德國(guó)）的UV22,ST-1 (三（N-亞硝基-N苯基-羥胺）-鋁鹽+92% 2-苯氧基乙 酯）（ZXCHEMTECH，特拉弗斯城，密歇根），等等。自由基清除劑穩(wěn)定劑的量可以以占重量的 0. 05-1 %存在于油墨組合物中，以及更具體地占重量的0. 1?0. 5%。較小的量可以被使用 在油墨組合物中，以盡量減少輻射固化過(guò)程中自由基的干擾。
[0045] 著色劑組分
[0046] 油墨組合物還包括著色劑組分，如果顏色是期望的。著色劑可以是顏料，染料或顏 料和/或染料的組合。著色劑組分在油墨組合物中的量可在0-20%的范圍內(nèi)，更優(yōu)選為占 重量的0-8 %。透明涂料，例如，可以具有0 %的著色劑。
[0047] 合適的顏料的例子包括，但不限于，以下的那些命名：顏料藍(lán)1，顏料藍(lán)15,顏料藍(lán) 15 :1，顏料藍(lán)15:2，顏料藍(lán)15:3，顏料藍(lán)15:4，顏料藍(lán)15 :6，顏料藍(lán)16，顏料藍(lán)24，以及顏料 藍(lán)60 ;顏料棕5,顏料棕23,和顏料棕25 ;顏料黃3,顏料黃14,顏料黃16,顏料黃17,顏料黃 24,顏料黃65,顏料黃73,顏料黃74,顏料黃83,顏料黃95,顏料黃97,顏料黃108,顏料黃 109,顏料黃110,顏料黃113,顏料黃120,顏料黃128,顏料黃129,顏料黃138,顏料黃139， 顏料黃150,顏料黃154,顏料黃156和顏料黃175 ;顏料綠1，顏料綠7,顏料綠10,和顏料綠 36 ;顏料橙5,顏料橙15,顏料橙16,顏料橙31，顏料橙34,顏料橙36,顏料橙43,顏料橙48， 顏料橙51，顏料橙60,和顏料橙61 ;顏料紅4,顏料紅5,顏料紅7,顏料紅9,顏料紅22,顏料 紅23,顏料紅48,顏料紅48:2,顏料紅49,顏料紅112,顏料紅122,顏料紅123,顏料紅149， 顏料紅166,顏料紅168,顏料紅170,顏料紅177,顏料紅179,顏料紅190,顏料紅202,顏料 紅206,顏料紅207,和顏料紅224 ;顏料紫19,顏料紫23,顏料紫37,顏料紫32,顏料紫42 ; 和顏料黑6或7 (顏料索引，卷1-8,英國(guó)染色者和著色工作者學(xué)會(huì)，約克郡，英格蘭），黑色 PB2和5 ;炭黑；二氧化鈦（包括金紅石型和銳鈦型）；硫化鋅等，或它們的混合物。
[0048] 如果顏料在油墨組合物中使用，在實(shí)施例中，顏料在結(jié)合之前被預(yù)分散，通常為一 個(gè)或多個(gè)在油墨組合物中所用的單體和/或低聚物組分。在實(shí)施例中，著色劑被添加作 為顏料漿，其與反應(yīng)性稀釋劑的一部分進(jìn)行制備，反應(yīng)性稀釋劑是例如丙氧基化的2-新 戊二醇二丙烯酸酯（SR-9003,美國(guó)莎多瑪公司），丙烯酸異冰片酯等。分散劑通常可用于 通過(guò)減少或避免顏料顆粒沉降或凝聚的可能性來(lái)提高分散劑的穩(wěn)定性。合適的分散劑的 例子可包括，但不限于，以下的那些命名：來(lái)自路博潤(rùn)高級(jí)材料（威克利弗，俄亥俄州）的 S0LSPERSE32000;來(lái)自畢克化學(xué)公司（韋塞爾，F(xiàn)RG)的DISPERBYK111 和DISPERBYK180。在 該分散劑中的顏料可以是占重量的20-80%。其它添加劑如穩(wěn)定劑，流動(dòng)助劑，等等可以在 分散過(guò)程中被引入以提高分散劑的穩(wěn)定性。
[0049] 油墨組合物是適用于噴墨印刷的低粘度。在實(shí)施例中，油墨粘度是在25°C時(shí)不大 于40cP(厘泊）。在另一個(gè)實(shí)施例中，油墨粘度在25°C時(shí)不大于30厘泊。
[0050] 釘扎能量
[0051] 該墨水組合物通過(guò)UV輻射被釘扎和固化，以得到光澤度可控的印刷圖像。在實(shí)施 例中，以毫焦耳/平方厘米為單位的總的釘扎的能量的量和油墨組合物中的響應(yīng)于UVA和 UVV輻射的光引發(fā)劑的百分比的比例可以是0-100。在實(shí)施例中，該比例可以是0-50。
[0052] 制備
[0053] 該墨水組合物是通過(guò)在接近室溫下，或者約20-25°C的環(huán)境溫度范圍內(nèi)混合各種 組分以預(yù)定的比例制成。
[0054] 應(yīng)用
[0055] 油墨組合物可以打印在噴墨打印機(jī)上。
[0056] 在實(shí)施例中，噴墨打印機(jī)包括用于油墨的輻射固化的組分。在進(jìn)一步的實(shí)施例中， 輻射固化組分是具有釘扎和固化輻射源的單獨(dú)組件。在實(shí)施例中，釘扎和固化輻射可通過(guò) 獨(dú)立源或單個(gè)源產(chǎn)生，單個(gè)源具有漸變的強(qiáng)度或劑量來(lái)服務(wù)釘扎和固化功能。合適的輻射 源的非限制性實(shí)例包括高壓或低壓汞蒸氣燈，帶有或不帶有摻雜、UV-LED，或電子束源。原 貝1J上它們的布置是已知的，并且可適于用于印刷和過(guò)程參數(shù)的表面情況。
[0057] 示例
[0058] 所述油墨組合物導(dǎo)致快速固化，低劑量的UV可固化油墨需要總的UV能量 (UV-A+UV-B+UV-C)為約120mJ/cm2以用于固化彩色圖案，該固化借助于汞弧H燈，該彩色圖 案在600X3600DPI和30PCL點(diǎn)尺寸的打印條件下形成。
[0059] 固化測(cè)試在由ARLON圖形有限責(zé)任公司（圣安娜，加利福尼亞州）生產(chǎn)的壓敏粘 合劑（PSA)的乙烯基襯底，DPF2000之上進(jìn)行。墨膜被在600X3600DPI和30PCL點(diǎn)大小的 印刷條件下制備。然后墨膜使用中壓汞蒸氣燈被固化。
[0060] 光澤控制
[0061] 該墨水組合物被配制成特性地響應(yīng)不同的UV能量的量。油墨的光澤度可通過(guò)改 變釘扎的能量進(jìn)行控制，以為原色，例如青色，品紅，黃色和黑色，以及組合顏色，如紅，綠， 藍(lán)，四色黑，等產(chǎn)生在85°的光澤度測(cè)量角度具有不同光澤度的從10至100光澤度單位的 印刷圖像。如表1中的數(shù)據(jù)所示，原色和組合顏色的光澤控制很相似，因?yàn)閷?duì)所選擇的釘扎 的能量的響應(yīng)在所有的顏色間大約是相同。在打印圖像的所有顏色的光澤度是處于類似的 等級(jí)，從而產(chǎn)出具有一致光澤度的圖像。此外，圖1的表顯示了較低的釘扎能量值導(dǎo)致比較 高釘扎能量值更高的較高光澤度。如圖所示，約50毫焦耳/平方厘米的釘扎能量處達(dá)到了 光澤度的最高等級(jí)，而在大于約50毫焦耳/平方厘米的釘扎能量處達(dá)到了最小的光澤度。
[0062] 圖形省略
[0063] 伸長(zhǎng)率被采用來(lái)自COM-TENINDUSTRIES公司（皮內(nèi)拉斯公園，佛羅里達(dá)州）的 型號(hào)是95系列的拉伸試驗(yàn)機(jī)所測(cè)定。油墨樣品被切成1英寸寬的條帶并被放置在測(cè)試儀 的兩個(gè)夾具中，其被設(shè)置為分開(kāi)2英寸的距離。速度十字頭為12英寸/分鐘，并且當(dāng)樣品 斷裂時(shí)停止試驗(yàn)。當(dāng)測(cè)試停止時(shí)伸長(zhǎng)率在該點(diǎn)被測(cè)定。在一些實(shí)施例中，伸長(zhǎng)率被測(cè)定為 180%。示例性的伸長(zhǎng)率數(shù)據(jù)被示于表1中。
[0064] 表 1
【權(quán)利要求】
1. 一種光澤可控的、可輻射固化的油墨組合物，其包括： 針對(duì)所述油墨組合物的UV吸光度折標(biāo)的光引發(fā)劑組分，以當(dāng)以預(yù)定濃度呈現(xiàn)在所述 油墨組合物中時(shí)產(chǎn)生： (1) 在將所述油墨組合物對(duì)UV輻射的曝光后的所述油墨組合物的預(yù)定釘扎和固化速 率；以及 (2) 所得到的均勻的墨滴擴(kuò)散而產(chǎn)生在所述油墨組合物的固化表面上的預(yù)定程度的光 澤，而與所述UV吸光度折標(biāo)無(wú)關(guān)；以及 單官能單體組分以占所述油墨組合物重量的60-85%的量呈現(xiàn)在所述油墨組合物之 中。
2. 如權(quán)利要求1所述的油墨組合物，其中所述光引發(fā)劑組分包含占所述油墨組合物重 量的至少8%以及不超過(guò)18%的量。
3. 如權(quán)利要求1所述的油墨組合物，其中所述的光引發(fā)劑組分包含占所述油墨組合物 重量的不超過(guò)15%。
4. 如權(quán)利要求1所述的油墨組合物，其中所述光引發(fā)劑組分包含至少一個(gè)的選自包含 響應(yīng)于UV-A輻射的光引發(fā)劑和響應(yīng)于UV-V輻射的光引發(fā)劑中的至少一種的組中的光引發(fā) 劑。
5. 如權(quán)利要求1所述的油墨組合物，其中所述暴露于UV輻射包括暴露于UV-A和UV-V 輻射中的至少一種。
6. 如權(quán)利要求1所述的油墨組合物，其中所述光引發(fā)劑組分含有至少一種的： 二苯基（2,4,6-三甲基苯甲?；┭趸?； 雙（2,6_二甲氧基-苯甲酰基）-2,4,6三甲基苯基氧化膦； 2-甲基-1-1 [4-(甲硫基）苯基]-2-嗎啉代-1丙酮； 3,6-二（2-甲基-2-嗎啉基-丙?；?9-n-辛基咔唑； 二苯甲酮； 4-苯基二苯甲酮； 2,4,6_三乙基二苯甲酮； 2,4,6_三甲氧基二苯甲酮； 2,4,6_三甲基二苯甲酮； 2_異丙基噻噸酮； 2-氯噻噸酮； 2-甲基噻噸酮； 2乙基噻噸酮； 2-叔丁基噻噸酮； 2-苯基噻噸酮； 2-苯甲基噻噸酮； 2-苯甲基噻噸酮；和 4_異丙基噻噸酮。
7. 如權(quán)利要求1所述的油墨組合物，其中所述單官能單體組分包括至少一種的： 丙烯酸異冰片酯； 環(huán)狀三羥甲基丙烷縮甲醛丙烯酸酯； 四氛糖醋； 2-苯氧基乙基丙烯酸酯； N-己內(nèi)酰胺； 烷氧基化的丙烯酸四氫糠酯； 丙烯酸異辛酯；和 CD420(沙多瑪美國(guó)公司）。
8. 如權(quán)利要求1所述的油墨組合物，其進(jìn)一步包含至少一種的： 低聚物組分和著色劑組分。
9. 如權(quán)利要求8所述的油墨組合物，其中所述低聚物組分包含占所述油墨組合物重量 的 2-20%。
10. 如權(quán)利要求8所述的油墨組合物，其中所述低聚物組分包含至少一種的： 一種或多種丙烯酸低聚物； 一種或多種聚酯型聚氨酯丙烯酸酯； 一種或多種基于聚酯的丙烯酸酯；以及 一種或多種聚醚基的丙烯酸酯。
11. 如權(quán)利要求8所述的油墨組合物，其中所述著色劑組分以占所述油墨組合物重量 的大于〇%但小于或等于20%的量被呈現(xiàn)在所述油墨組合物中，其中所述著色劑組分是至 少部分地決定所述UV吸光度折標(biāo)。
12. 如權(quán)利要求1所述的油墨組合物，其中曝光所述油墨組合物至UV輻射包括以下兩 種中的一個(gè)： 以約為50-400毫瓦/平方厘米的速率暴露于釘扎能量；以及 暴露于足以完全固化所述油墨組合物的能量總量； 其中所述UV輻射包括UV-A和UV-V輻射中的至少一個(gè)。
13. 如權(quán)利要求1所述的油墨組合物，其中所述油墨粘度在45攝氏度不大于20CP (厘 泊）。
14. 如權(quán)利要求1所述的油墨組合物，還包含添加劑組分。
15. 如權(quán)利要求14所述的油墨組合物，其中所述添加劑組分包含占所述油墨組合物重 量的 0. 01-2%。
16. 如權(quán)利要求1所述的油墨組合物，其中在預(yù)定的打印條件下通過(guò)暴露于預(yù)定量的 UV輻射的釘扎和固化中的之一或兩者產(chǎn)生在所述油墨組合物的表面上的預(yù)定光澤度。
17. 如權(quán)利要求16所述的油墨組合物，其中所述預(yù)定光澤度是在85度的測(cè)量角度的約 10-100光澤單位的范圍之內(nèi)。
18. -種光澤可控的、可輻射固化的油墨組合物，其包括： 含有占所述油墨組合物重量的約60-85%的單官能單體組分； 含有占所述油墨組合物重量的約8 %至18%的光引發(fā)劑組分，所述光引發(fā)劑組分被針 對(duì)至所述油墨組合物的UV吸光度折標(biāo)，從而當(dāng)以預(yù)定濃度呈現(xiàn)在所述油墨組合物中時(shí)產(chǎn) 生： (1)在將所述油墨組合物暴露至UVA輻射和UVV輻射中的至少一種后，所述油墨組合物 的預(yù)定釘扎和固化速率；以及 (2)所得到的均勻的墨滴擴(kuò)散而產(chǎn)生在所述油墨組合物的固化表面上的預(yù)定程度的光 澤，而與所述UV吸光度折標(biāo)無(wú)關(guān)； 包含占所述油墨組合物重量的約2% -約20%的低聚物組分；以及 包含占所述油墨組合物重量的不超過(guò)2%的添加劑組分。
19. 一種噴墨打印的方法，其包括以下步驟： (a) 由噴墨打印機(jī)噴射油墨組合物到表面上，所述油墨組合物包含： 含有占所述油墨組合物重量的約60% -約85%的單官能單體組分； 含有至少約8%至18%重量百分比的所述油墨組合物的光引發(fā)劑組分，所述光引發(fā)劑 組分被針對(duì)至所述油墨組合物的UV吸光度折標(biāo)，從而當(dāng)以預(yù)定濃度呈現(xiàn)在所述油墨組合 物中時(shí)產(chǎn)生： (1) 在將所述油墨組合物暴露至UVA輻射和UVV輻射中的至少一種后，所述油墨組合物 的預(yù)定釘扎和固化速率；以及 (2) 所得到的均勻的墨滴擴(kuò)散而產(chǎn)生在所述油墨組合物的固化表面上的預(yù)定程度的光 澤，而與所述UV吸光度折標(biāo)無(wú)關(guān)； 包含占所述油墨組合物重量的約2% -約20%的低聚物組分；以及 包含占所述油墨組合物重量的不超過(guò)2%的添加劑組分；以及 (b) 將所述油墨組合物暴露至UV釘扎和固化輻射以釘扎并隨后固化所述油墨組合物 在表面上。
20. -種制造油墨組合物的方法，其包括： 在約20-25°C的環(huán)境溫度下混合組合物，所述組合物包括： 以占所述油墨組合物重量的大約8%至18%的量存在的光引發(fā)劑組分，所述光引發(fā)劑 組分被針對(duì)至所述油墨組合物的UV吸光度折標(biāo)，從而當(dāng)以預(yù)定濃度呈現(xiàn)在所述油墨組合 物中時(shí)產(chǎn)生： (1) 在將所述油墨組合物暴露至UVA輻射和UVV輻射中的至少一種后，所述油墨組合物 的預(yù)定釘扎和固化速率；以及 (2) 所得到的均勻的墨滴擴(kuò)散而產(chǎn)生在所述油墨組合物的固化表面上的預(yù)定程度的光 澤，而與所述UV吸光度折標(biāo)無(wú)關(guān)； 以占所述油墨組合物重量的約60至約85%的量存在的單官能單體組分；和 以占所述油墨組合物重量的大約2至20%的量存在的低聚物組分。
21. 如權(quán)利要求20所述的方法，所述組合物還包括： 以大于0%但小于或等于20%重量百分比的量存在的著色劑組分，其中所述著色劑組 分是至少部分地決定所述UV吸光度折標(biāo)。
22. 如權(quán)利要求20所述的方法，所述組合物還包括： 以占所述油墨組合物重量的大約〇. 01 %至2%的量存在的添加劑組分。
【文檔編號(hào)】C08J7/18GK104508025SQ201380022514
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月29日
【發(fā)明者】叢聯(lián)輝, 丹尼爾·弗朗西斯·葛洛斯特, 保羅·安德魯·愛(ài)德華茲 申請(qǐng)人:圖像電子公司