本發(fā)明涉及一種利用調(diào)控樹脂達(dá)成高電壓低墨尾長度以及各類材質(zhì)高附著性的數(shù)碼打印UV墨水。

背景技術(shù)：

噴墨技術(shù)發(fā)展日新月異，噴印在日常生活中運用廣泛。工業(yè)上有車貼膠膜(wrap film)、建筑用玻璃帷幕、電路板印刷(PCB)；生活上包含了飲料杯、書本文件及商品標(biāo)簽等。

高解析、多功能的工業(yè)用打印機(jī)在目前市場上用最多的是壓電式噴墨技術(shù)與其噴墨墨水，墨水是影響壓電式噴墨及打印結(jié)果的關(guān)鍵。而工業(yè)用數(shù)碼打印幅寬較寬，可以打到任何材質(zhì)及不規(guī)則(曲面落差不能太大)、軟、硬性物質(zhì)。例如：金屬、陶瓷、玻璃、壓克力、皮革、TPU軟殼、木質(zhì)等；數(shù)碼打印機(jī)相較于傳統(tǒng)印刷可以大幅降低生產(chǎn)成本，可減少人工、又由于數(shù)碼印刷為所見即所得，故不需要制版工藝，圖檔可一次成像，而且定位精確。科技產(chǎn)品近乎取代了過去的轉(zhuǎn)印技術(shù)，是目前印刷業(yè)的趨勢。

在工業(yè)用壓電式UV數(shù)碼打印墨水組成物中，色漿是提供墨水的顏色來源的主原料，而樹脂是提供墨水打印質(zhì)量以及打印后的耐刮、耐擦、耐水、耐酒精等功能性的主要原料。

此外，透過樹脂的分子量調(diào)控以及分散度（polydispersity)控制，可適用于UV數(shù)碼打印墨水中因產(chǎn)能需求而增加車速狀況下，墨水(墨滴)具有高速度時可達(dá)成低墨尾長度要求。若墨滴的拖尾長度越長，高速打印的時候很容易產(chǎn)生衛(wèi)星點及雜點，會影響到墨點的打印的精細(xì)度及色彩濃度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種能因產(chǎn)能需求而增加車速狀況下，具有高速度時可達(dá)成低墨尾長度要求及具有高附著性的利用調(diào)控樹脂的數(shù)碼打印UV墨水。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：利用調(diào)控樹脂的數(shù)碼打印UV墨水，其按重量百分比包括以下組分：色漿5%-20%；樹脂5%-20%；表面活性劑0.1%-1%；反應(yīng)型單體溶劑20%-50%；光起始劑5%-15%；阻聚劑0.5%-2%。

所述色漿包括的顏料材料為一下的一種或多種：

品紅色：

C. I. Pigment Red 7、C. I. Pigment Red 9、C. I. Pigment Red 22、

C. I. Pigment Red 48:2、C. I. Pigment Red 48:3、C. I. Pigment Red 57:1、

C. I. Pigment Red 122、C. I. Pigment Red 146、C. I. Pigment Red 177、

C. I. Pigment Red 254；

黃色：

C. I. Pigment Yellow 1、C. I. Pigment Yellow 9、C. I. Pigment Yellow 10、

C. I. Pigment Yellow 12、C. I. Pigment Yellow 13、C. I. Pigment Yellow 36:1、

C. I. Pigment Yellow 37、C. I. Pigment Yellow 37:1、C. I. Pigment Yellow 38、

C. I. Pigment Yellow 42、C. I. Pigment Yellow 55、C. I. Pigment Yellow 87、

C. I. Pigment Yellow 95、C. I. Pigment Yellow 108、C. I. Pigment Yellow 109、

C. I. Pigment Yellow 112、C. I. Pigment Yellow 116、C. I. Pigment Yellow 118、

C. I. Pigment Yellow 126、C. I. Pigment Yellow 138、C. I. Pigment Yellow 139、

C. I. Pigment Yellow 150、C. I. Pigment Yellow 151、C. I. Pigment Yellow 152、

C. I. Pigment Yellow 155、C. I. Pigment Yellow 162、C. I. Pigment Yellow 165、

C. I. Pigment Yellow 169、C. I. Pigment Yellow 170、C. I. Pigment Yellow 180、

C. I. Pigment Yellow 183、C. I. Pigment Yellow 191:1、C. I. Pigment Yellow 200、

C. I. Pigment Yellow 223、C. I. Pigment Yellow 227；

青色：

C. I. Pigment Blue 1、C. I. Pigment Blue 9、 C. I. Pigment Blue 15、

C. I. Pigment Blue 15:1、C. I. Pigment Blue 15:2、 C. I. Pigment Blue 15:3、

C. I. Pigment Blue 15:4、C. I. Pigment Blue 15:6、 C. I. Pigment Blue 17、

C. I. Pigment Blue 24、C. I. Pigment Blue 28、 C. I. Pigment Blue 30、

C. I. Pigment Blue 31、C. I. Pigment Blue 33、 C. I. Pigment Blue 35、

C. I. Pigment Blue 36、C. I. Pigment Blue 68、 C. I. Pigment Blue 71、

C. I. Pigment Blue 79、C. I. Pigment Blue 84；

黑色：

C. I. Pigment Black 7，可用的商品有：

三菱：MA7、MA77、MA8、MA11、MA100；

Orion：970LB、930L、890、600L、50L、49L、430H、420B、40 B2

40L、45LB、40、30L、30、20L、200L、20、10、150B

Special Black 40B、XPB229、FW285、FW200、Special black 4

Special Black 5、Special Black 6、NEROX605、NEROX505、

NEROX600、NEROX510、NEROX305；

卡伯特：BLACK PEARLS? 1300、BLACK PEARLS? 1400、

BLACK PEARLS? 120、BLACK PEARLS? 160、

BLACK PEARLS? 280、BLACK PEARLS? 3560、

BLACK PEARLS? 450A111、BLACK PEARLS? 570、

BLACK PEARLS? 4040、BLACK PEARLS? 4560i、

BLACK PEARLS? 5560、BLACK PEARLS? 4350、

BLACK PEARLS? 4840、BLACK PEARLS? 700、

BLACK PEARLS? 717、BLACK PEARLS? 800、

BLACK PEARLS? 880、BLACK PEARLS? 900；

白色：

C. I. Pigment White 6 Dupont Ti-Pure? R101、Ti-Pure? R102、Ti-Pure? R103、Ti-Pure? R104、Ti-Pure? R105、Ti-Pure? R350、Ti-Pure? R960；

橘色：

C. I. Pigment Orange 2、C. I. Pigment Orange 3、C. I. Pigment Orange 5、

C. I. Pigment Orange 13、C. I. Pigment Orange 17、C. I. Pigment Orange 17:1、

C. I. Pigment Orange 23:1、C. I. Pigment Orange 34、C. I. Pigment Orange 38、

C. I. Pigment Orange 45、C. I. Pigment Orange 46、C. I. Pigment Orange 47、

C. I. Pigment Orange 52、C. I. Pigment Orange 64、C. I. Pigment Orange 68、

C. I. Pigment Orange 74、C. I. Pigment Orange 75、C. I. Pigment Orange 81、

C. I. Pigment Orange 86、C. I. Pigment Orange 107。

綠色：

C. I. Pigment Green 1、C. I. Pigment Green 2、C. I. Pigment Green 4、

C. I. Pigment Green 7、C. I. Pigment Green 13、C. I. Pigment Green 14、

C. I. Pigment Green 15、C. I. Pigment Green 17、C. I. Pigment Green 18、

C. I. Pigment Green 19、C. I. Pigment Green 20、C. I. Pigment Green 21、

C. I. Pigment Green 22、C. I. Pigment Green 36、C. I. Pigment Green 38、

C. I. Pigment Green 39、C. I. Pigment Green 48、C. I. Pigment Green 50、

C. I. Pigment Green 51、C. I. Pigment Green 56。

紫色：

C. I. Pigment Violet 2、C. I. Pigment Violet 3、C. I. Pigment Violet 5、

C. I. Pigment Violet 13、C. I. Pigment Violet 17、C. I. Pigment Violet 19、

C. I. Pigment Violet 23:1、C. I. Pigment Violet 23、C. I. Pigment Violet 34、

C. I. Pigment Violet 38、C. I. Pigment Violet 45、C. I. Pigment Violet 46、

C. I. Pigment Violet 47、C. I. Pigment Violet 52、C. I. Pigment Violet 64、

C. I. Pigment Violet 68、C. I. Pigment Violet 74、C. I. Pigment Violet 75、

C. I. Pigment Violet 81、C. I. Pigment Violet 86、C. I. Pigment Violet 107。

合成所述樹脂的單體材料為含有一種或一種以上丙烯酸官能基的單體，所述單體材料為：1,4 butanediol diacrylate、2-Hydroxyethyl (methyl)acrylate、4- Hydroxybutyl (methyl)acrylate、Benzyl (methyl) acrylate、diethylene glycol diacrylate、Methyl (methyl) acrylate、Isobornyl (methyl) acrylate、Cyclohexyl (methyl) acrylate、Phenoxyethyl (methyl) acrylate、Tetrahydrofrufuryl (methyl) acrylate、2-Methoxy(methyl)ethyl acrylate、EthoxyEthoxyEthyl (methyl) acrylate、(2-Ethyl-2-methyl-1,3-Dioxolate-4-yl)-methyl acrylate、1,6-hexanediol diacrylate、Tripropyleneglycol Diacrylate、Tetraethyleneglycol Diacrylate。

所述色漿包括分散劑，所述分散劑為以下的一種或多種：

BYK商品：

BYK9151、BYK9152、BYK9150、BYK168、BYK111、BYK LPN23016；

味之素(AJINOMOTO)商品：

PB822、PB881、PB824、PB821、PN411、PA111；

路博潤Lubrizol solsperse：

solsperse 13240、solsperse 24000、solsperse 28000、solsperse 32600、solsperse 38500、solsperse 32000、solsperse 88000、solsperse 39000、solsperse 32500，solsperse 82500、solsperse 83500、solsperse 76500；

埃夫卡商品EFKA：

EFKA ? 7701、EFKA ? 7731、EFKA ? 7732、EFKA? PX 4701、EFKA? 5010、EFKA? 5044、EFKA? 5054、EFKA? 5055、EFKA? 5063、EFKA? 5064、EFKA? 5065、EFKA? 5066、EFKA? 5070、EFKA? 5071、EFKA? 5207、EFKA? 5244、EFKA ? 4310。

所述光起始劑是汞燈或是在395nm之LED-UV波長照射下能釋放出自由基以進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)形成網(wǎng)狀或鏈狀高分子聚合物的光起始劑，所述光起始劑為以下的一種或多種：

a).Acetophenone：2-Methyl-1-(4-(methylthio)phenyl)-2-morpholino-propane-1，

1-Hydroxy cyclohexyl phenyl ketone , Diethoxyacetophenone, 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propane-1-one, 2-Benzyl-2-(dimethylamino)-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-1-butanone， 2-Chlorothioxanthen-9-one, Diphenyl(2,4,6 trimethylbenzoyl)phosphine oxide 2-Hydroxy-2-methylpropiophenone 50/50 blend, Thioxanthen-9-one；

b).Benzoin：Benzoin ,Benzoin methyl ether, Benzyl dimethyl ketone.

c).Benzophenone：Benzophenone ,4-Phenyl benzophenone ,Hydroxyl benzophenone,4,4'-Bis(diethylamino)benzophenone，

4,4'-Bis(dimethylamino)benzophenone,4-(Dimethylamino)benzophenone；

d).Thioxanthone：Isopropylthioxanthone；

e).anthraquinone：2-ethylanthraquinone, Phenanthrenequinone。

所述阻聚劑為以下的一種或多種：

1.4-Methoxyphenol；

2.RAHN公司產(chǎn)品：GENORAD* 16、GENORAD* 18、GENORAD* 20、GENORAD* 21、GENORAD* 22。

所述樹脂由一種含丙烯酸酸官能基單體與含有一種或兩種以上丙烯酸單體共聚合而成，其合成樹脂方法如下：

取l 公升四頸反應(yīng)瓶裝置冷凝管,通氮氣將PGMEA由入料口置入,加熱至90°C 恒溫攪拌速度250rpm,將預(yù)先混合之AIBN、Thiol、4-Hydroxybutyl ( methyl) acrylate、Benzyl (methyl) acrylate、Methyl (methyl) acrylate；反應(yīng)性單體合成一之單體與PGMEA以約3cc/min滴入反應(yīng)瓶中,2-2.5小時內(nèi)加完滴完后再反應(yīng)1小時,完成反應(yīng)；為有效達(dá)到墨滴拖尾長度<0.3mm的目的其重量平均分子量范圍控制在8000-50000, 較佳控制為8000-20000；其平均聚合度控制在1.2-4.3；合成完畢的樹脂主要結(jié)構(gòu)如下：

。

墨水在工作溫度下黏度：<15 cps；

墨水的粒徑大?。篫-Ave：120±30 nm，D(90)：250±50 nm；

墨水的表面張力：30±8 mN/m；

墨水的濾性：色漿：在0.45pp濾膜下，25℃下 濾性 >250g/5mins；

墨水在0.22pp濾膜下，25℃下 濾性 >1000g/5mins；

墨滴拖尾長度：<0.3mm；

樹脂分子量分布：8000-20000打印基材附著力：透過不同單體的比例控制，制作之噴墨打印墨水適用于各種軟性硬性材質(zhì)上基材上，附著力為5B。

本發(fā)明的有益效果是：由于本發(fā)明利用不同丙烯酸單體官能基組合的合成樹脂，并配置成為數(shù)碼打印墨水，可在各類打印材質(zhì)中（包含可撓曲軟性、硬性材質(zhì)），尤其是硬性壓克力塑料，在空氣中，或水中浸泡皆具有高附著的特性。此外，透過樹脂的分子量調(diào)控以及分散度（polydispersity)控制，可適用于UV數(shù)碼打印墨水中因產(chǎn)能需求而增加車速狀況下，墨水(墨滴)具有高速度時可達(dá)成低墨尾長度要求。若墨滴的拖尾長度越長，高速打印的時候很容易產(chǎn)生衛(wèi)星點及雜點，會影響到墨點的打印的精細(xì)度及色彩濃度。一般的3級灰階墨水拖尾長度控制在<0.4mm為佳，越小越好，本發(fā)明可以達(dá)成0.3mm以下。

附圖說明

圖1是墨滴實驗示意圖。

具體實施方式

在本實施例中，本發(fā)明揭示一個UV數(shù)碼打印墨水組成物至少包含(a)色漿, 可為有機(jī)色料,碳黑或其混合物 ；(b)一種丙烯酸樹脂，含有一種或者一種以上丙烯酸官能基；(c)單或多官能基反應(yīng)型溶劑；(d)光起始劑；(e)阻聚劑。

(a)色漿，而色漿的關(guān)鍵原物料為顏料，顏料最主要的功能是顯色。市面上現(xiàn)有UV墨水以C、M、Y、K、W五色為主，各項色系所可以使用的顏料如下所述：

品紅色：

C. I. Pigment Red 7、C. I. Pigment Red 9、C. I. Pigment Red 22、

C. I. Pigment Red 48:2、C. I. Pigment Red 48:3、C. I. Pigment Red 57:1、

C. I. Pigment Red 122、C. I. Pigment Red 146、C. I. Pigment Red 177、

C. I. Pigment Red 254；

黃色：

C. I. Pigment Yellow 1、C. I. Pigment Yellow 9、C. I. Pigment Yellow 10、

C. I. Pigment Yellow 12、C. I. Pigment Yellow 13、C. I. Pigment Yellow 36:1、

C. I. Pigment Yellow 37、C. I. Pigment Yellow 37:1、C. I. Pigment Yellow 38、

C. I. Pigment Yellow 42、C. I. Pigment Yellow 55、C. I. Pigment Yellow 87、

C. I. Pigment Yellow 95、C. I. Pigment Yellow 108、C. I. Pigment Yellow 109、

C. I. Pigment Yellow 112、C. I. Pigment Yellow 116、C. I. Pigment Yellow 118、

C. I. Pigment Yellow 126、C. I. Pigment Yellow 138、C. I. Pigment Yellow 139、

C. I. Pigment Yellow 150、C. I. Pigment Yellow 151、C. I. Pigment Yellow 152、

C. I. Pigment Yellow 155、C. I. Pigment Yellow 162、C. I. Pigment Yellow 165、

C. I. Pigment Yellow 169、C. I. Pigment Yellow 170、C. I. Pigment Yellow 180、

C. I. Pigment Yellow 183、C. I. Pigment Yellow 191:1、C. I. Pigment Yellow 200、

C. I. Pigment Yellow 223、C. I. Pigment Yellow 227；

青色：

C. I. Pigment Blue 1、C. I. Pigment Blue 9、 C. I. Pigment Blue 15、

C. I. Pigment Blue 15:1、C. I. Pigment Blue 15:2、 C. I. Pigment Blue 15:3、

C. I. Pigment Blue 15:4、C. I. Pigment Blue 15:6、 C. I. Pigment Blue 17、

C. I. Pigment Blue 24、C. I. Pigment Blue 28、 C. I. Pigment Blue 30、

C. I. Pigment Blue 31、C. I. Pigment Blue 33、 C. I. Pigment Blue 35、

C. I. Pigment Blue 36、C. I. Pigment Blue 68、 C. I. Pigment Blue 71、

C. I. Pigment Blue 79、C. I. Pigment Blue 84；

黑色：

C. I. Pigment Black 7，可用的商品有：

三菱：MA7、MA77、MA8、MA11、MA100；

Orion：970LB、930L、890、600L、50L、49L、430H、420B、40 B2

40L、45LB、40、30L、30、20L、200L、20、10、150B

Special Black 40B、XPB229、FW285、FW200、Special black 4

Special Black 5、Special Black 6、NEROX605、NEROX505、

NEROX600、NEROX510、NEROX305；

卡伯特：BLACK PEARLS? 1300、BLACK PEARLS? 1400、

BLACK PEARLS? 120、BLACK PEARLS? 160、

BLACK PEARLS? 280、BLACK PEARLS? 3560、

BLACK PEARLS? 450A111、BLACK PEARLS? 570、

BLACK PEARLS? 4040、BLACK PEARLS? 4560i、

BLACK PEARLS? 5560、BLACK PEARLS? 4350、

BLACK PEARLS? 4840、BLACK PEARLS? 700、

BLACK PEARLS? 717、BLACK PEARLS? 800、

BLACK PEARLS? 880、BLACK PEARLS? 900；

白色：

C. I. Pigment White 6 Dupont Ti-Pure? R101、Ti-Pure? R102、Ti-Pure? R103、Ti-Pure? R104、Ti-Pure? R105、Ti-Pure? R350、Ti-Pure? R960。

挑選與顏料兼容性好的高分子分散劑也是色漿研磨的課題之一，分散劑同時具有錨釘基與長鏈，錨丁基在分散劑的功用是利用它本身具有的極性官能基，產(chǎn)生氫鍵等各種非鍵結(jié)交互作用力，可提升分散劑與顏料親和效果，藉由分散劑的長鏈的結(jié)構(gòu)達(dá)成立體間的阻礙效果，協(xié)助顏料在溶劑系統(tǒng)中穩(wěn)定，不脫落，避免造成顏料在分散系統(tǒng)中凝聚現(xiàn)象。若分散劑種類與顏料匹配性好，可產(chǎn)生很好的分散效果，降低顏料的粒徑，提升色料的發(fā)色性以及提升整個分散系統(tǒng)的穩(wěn)定效果。反之會造成沉降、團(tuán)聚、色粉析出等不良影響。

本發(fā)明嘗試了很多種市面上有的高分子型分散劑，包含：

BYK商品：

BYK9151、BYK9152、BYK9150、BYK168、BYK111、BYK LPN23016；

味之素(AJINOMOTO)商品：

PB822、PB881、PB824、PB821、PN411、PA111；

路博潤Lubrizol solsperse：

solsperse 13240、solsperse 24000、solsperse 28000、solsperse 32600、solsperse 38500、solsperse 32000、solsperse 88000、solsperse 39000、solsperse 32500，solsperse 82500、solsperse 83500、solsperse 76500；

埃夫卡商品EFKA：

EFKA ? 7701、EFKA ? 7731、EFKA ? 7732、EFKA? PX 4701、EFKA? 5010、EFKA? 5044、EFKA? 5054、EFKA? 5055、EFKA? 5063、EFKA? 5064、EFKA? 5065、EFKA? 5066、EFKA? 5070、EFKA? 5071、EFKA? 5207、EFKA? 5244、EFKA ? 431等高分子型分散劑皆可以加入配方中使用。

(b) 一種丙烯酸樹脂，含有一種或者一種以上丙烯酸官能基

本發(fā)明中自合成丙烯酸樹脂通常由含有兩種以上丙烯酸單體共聚合而成，在本發(fā)明中為有效達(dá)到其在高電壓高打印車速的狀態(tài)下能夠有墨水長度<0.4mm的效果、所以將樹脂重量平均分子量范圍一般控制在3000-30000, 較佳控制為6000-20000; 其平均聚合度約一般控制在1.2-4.3,較佳為1.2-3.8。此種預(yù)先合成丙烯酸樹脂具有不同官能基，此合成樹脂可以藉由不同種類的單體結(jié)構(gòu)設(shè)計獲得不同的功能性，可用于合成的樹脂的單體如下: 1,4 butanediol diacrylate、2-Hydroxyethyl (methyl)acrylate、4- Hydroxybutyl (methyl)acrylate、Benzyl (methyl) acrylate、diethylene glycol diacrylate、Methyl (methyl) acrylate、Isobornyl (methyl) acrylate、Cyclohexyl (methyl) acrylate、Phenoxyethyl (methyl) acrylate、Tetrahydrofrufuryl (methyl) acrylate、2-Methoxy(methyl)ethyl acrylate、EthoxyEthoxyEthyl (methyl) acrylate、(2-Ethyl-2-methyl-1,3-Dioxolate-4-yl)-methyl acrylate、1,6-hexanediol diacrylate、Tripropyleneglycol Diacrylate、Tetraethyleneglycol Diacrylate.

利用此類單體可合成為適用于UV墨水噴墨墨水的主體樹脂，其主體樹脂結(jié)構(gòu)如下：

主體樹脂結(jié)構(gòu)

本發(fā)明之多官能基可溶丙烯酸型樹脂制備，可為前述含羥基之多環(huán)芳基化合物或含羥基之雜環(huán)化合物與其它不飽和單體共聚合成, 可用之起始劑如偶氮二異丁晴(AIBN)或過氧化苯甲酰(BPO),反應(yīng)溫度為60-120°C反應(yīng)4小時而成,較佳溫度為65-100°C，即可得上述結(jié)構(gòu)丙烯酸樹脂。

其中4-Hydroxybutyl (methyl)acrylate、Benzyl (methyl) acrylate，Methyl (methyl)acrylate為優(yōu)選，這三種單體在樹脂中有各種不同的功能，如下述：

1.Benzyl (methyl) acrylate:主要協(xié)助提升墨水的穩(wěn)定性，其結(jié)構(gòu)可以協(xié)助樹脂均勻的分散在反應(yīng)性單體體系中，提供與色漿在墨水中有良好的分散及兼容性效果。

2.Methyl (methyl) acrylate:此結(jié)構(gòu)可提升墨水對于壓克力材料基材的附著性，在樹脂中此單體的比例越高，與基材的附著力越好。

3.4-Hydroxybutyl (methyl) acrylate:此結(jié)構(gòu)可以提升墨水對于車貼布、人造皮革等軟性基材的附著性及柔韌性，在樹脂中此單體的比例越高，與軟性基材的附著力及柔韌性越好。

本發(fā)明的合成樹脂透過控制上述三種單體的比例，來控制對于不同基材的附著力。當(dāng)4-Hydroxybutyl (methyl) acrylate比例最高的時候，對于各類型軟性基材（車貼布、廣告軟膜、珍珠膜）等的附著力可達(dá)5B級。當(dāng)Methyl (methyl)acrylate比例最高的時候，對于ABS材質(zhì)、壓克力材質(zhì)的附著力可達(dá)5B級。本發(fā)明即是透過此種方法來使墨水能夠適應(yīng)在各種不同基材的附著力。附著力參考標(biāo)準(zhǔn)為：ASTM D 3359。

前述之工業(yè)用壓電式UV數(shù)碼打印墨水組成物是由合成丙烯酸兼容樹脂、光起始劑、多官能基單體溶劑、色漿所組成,其中丙烯酸兼容樹脂通常由一種含不同丙烯酸官能基單體共聚合而成，具備良好的成膜性與好的打印特性，光起始劑選擇汞燈或是在395nm之LED-UV波長照射下，能釋放出自由基以進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)形成網(wǎng)狀或鏈狀高分子聚合物，可以使墨水具有耐磨擦、耐刮、耐水等功能性。

此外，本發(fā)明的合成樹脂透過控制樹脂單體的比例，樹脂的分子量控制，在高電壓、高速打印的環(huán)境要求中，透過墨滴觀測儀的觀察，能有效降低墨滴高速下的拖尾長度。此一部分影響為：若墨滴的拖尾長度越長，高速打印的時候很容易產(chǎn)生衛(wèi)星點及雜點，會影響到墨點的打印的精細(xì)度及色彩濃度。一般的3級灰階墨水拖尾長度控制在<0.4 mm為佳，越小越好，此篇實施例可以達(dá)成0.3 mm以下。

(c) 反應(yīng)型單體溶劑

UV墨水分散體系中同時具有反應(yīng)性單體溶劑與上述之合成樹脂，反應(yīng)型單體溶劑通常含有一種或一種以上丙烯酸官能基。此類反應(yīng)型單體在UV曝光下能藉由光起始劑釋放出自由基進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，反應(yīng)后會與樹脂形成鏈狀或網(wǎng)狀高分子結(jié)構(gòu)，單體溶劑一般具有很好的稀釋性及達(dá)成噴墨打印墨水黏度控制目的。

反應(yīng)性單體溶劑的結(jié)構(gòu)如下：

1,6 Hexanediol Diacrylate、1,4 butanediol diacrylate、 diethylene glycol diacrylate、Isobornyl Acrylate、Cyclohexyl Acrylate、

Benzyl Acrylate、Phenoxyethyl Acrylate、Tetrahydrofrufuryl Acrylate、EthoxyEthoxyEthyl Acrylate、(2-Ethyl-2methyl-1,3-Dioxolate-4-yl)-methylAcrylate、

Tripentaerythritol Acrylate、Methyl (meth)acrylate、Ethyl (meth)acrylate

2-hydroxyethyl (meth)acrylate、hydroxylpropyl (meth)acrylate

Isobutyl (meth)acrylate、methyl acrylate、ethyl acrylate

2-hydroxyethyl acrylate、Butylacrylate、Isobornylacrylate

Isobornyl-2-methyl-2-propenoate、

Dihydrodicyclopentadienyl Acrylate (DCPA)、

2-(2-Ethoxyethoxy)ethyl acrylate、Neopentyl glycol diacrylate、

2-Ethylhexyl acrylate,Hexamethylene diacrylate、

5-(3',5'-dicarboxylphenyl)-pyridine-3-carboxylic acid、

Triethylene glycol dimethacrylate、Tri(propylene glycol) diacrylate

hydroxylpropyl acrylate。

(d)光起始劑

在UV墨水配方中光起始劑可選在395nm波長LED紫外光及汞燈之UV曝光下能釋放出自由基以進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)之有機(jī)物,故挑選原則為395nm以下有相對較高效率的光起始劑。

例如：

a).Acetophenone類有2-Methyl-1-(4-(methylthio)phenyl)-2-morpholino-propane-1 , 1-Hydroxy cyclohexyl phenyl ketone , Diethoxyacetophenone, 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propane-1-one, 2-Benzyl-2-(dimethylamino)-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-1-butanone

2-Chlorothioxanthen-9-one, Diphenyl(2,4,6 trimethylbenzoyl)phosphine oxide 2-Hydroxy-2-methylpropiophenone 50/50 blend, Thioxanthen-9-one.

b).Benzoin 類有Benzoin ,Benzoin methyl ether, Benzyl dimethyl ketar.

c).Benzophenone類有Benzophenone ,4-Phenyl benzophenone ,Hydroxyl benzophenone,4,4'-Bis(diethylamino)benzophenone,4,4'-Bis(dimethylamino)benzophenone,4-(Dimethylamino)benzophenone.

d).Thioxanthone類有Isopropylthioxanthone.

e).anthraquinone類如2-ethylanthraquinone, Phenanthrenequinone。

(e)阻聚劑

最后為了保證UV色漿及墨水的儲存安定性，避免因為外在條件(光照、溫度過高)所造成的交聯(lián)反應(yīng)，配方中亦含有阻聚劑，主要以MEHQ結(jié)構(gòu)為主，常用的產(chǎn)品如下：

1.4-Methoxyphenol

2.RAHN公司的產(chǎn)品：GENORAD* 16、GENORAD* 18、GENORAD* 20、GENORAD* 21、GENORAD* 22。

本發(fā)明所用之UV墨水配方按重量百分比包括以下組分：色漿5%-20%；樹脂5%-20%；表面活性劑0.1%-1%；反應(yīng)型單體溶劑20%-50%；光起始劑5%-15%；阻聚劑0.5%-2%。墨水配方加工方式可先將顏料以分散劑分散、研磨、過濾成為色漿后,再加入合成好的丙烯酸樹脂、反應(yīng)性單體溶劑、光起始劑與阻聚劑混合均勻后，最后以高速攪拌均勻后使用。

本發(fā)明的目的及其特征將經(jīng)由下列較佳實施例的敘述而更加顯著,應(yīng)了解的是,實施例結(jié)果系說明本發(fā)明于較佳狀況的操作結(jié)果,本發(fā)明所主張范圍并不受此限制,其他在不脫離發(fā)明精神下所作之修飾及變更,皆屬本發(fā)明意圖保護(hù)范圍。

實驗一

實驗?zāi)康模簻y試自合成樹脂分子量與墨滴拖尾長度之關(guān)系

樹脂合成一：

取l 公升四頸反應(yīng)瓶裝置冷凝管,通氮氣將287.69g PGMEA由入料口置入,加熱至90°C 恒溫,攪拌速度250rpm,將預(yù)先混合之AIBN5.04g,Thiol 5.04g ,BzMA 177.62g,MMA:38.33g,4-HBMA 29.51g, 反應(yīng)性單體10.5 g, PGMEA 82.92g 以約3cc/min滴入反應(yīng)瓶中,2-2.5小時內(nèi)加完滴完后再反應(yīng)1小時,完成反應(yīng),固含量為40 %。

得到合成樹脂一：Mw：9000-10000、Mn：5000-6000、分散度Mw/Mn：1.6。

樹脂合成二：

合成方法同一，但AIBN加入：3.02g、Thiol加入3.02g；固含量為40%。

得到合成樹脂二Mw:18000-20000、Mn：9000-11000、分散度Mw/Mn：1.8。

樹脂合成三：

合成方法同一，但AIBN加入：1.68g、Thiol加入1.68g；固含量為40%。

得到合成樹脂三Mw:22000-24000、Mn：10000-12000、分散度Mw/Mn：2。

樹脂合成四：

合成方法同一，但AIBN加入：0.56g、Thiol加入0.56g；固含量為40%。

得到合成樹脂四Mw:58000-60000、Mn：33000-34000、分散度Mw/Mn：1.76。

樹脂合成五：

合成方法同一，但AIBN加入：8.4g、Thiol加入8.4g；固含量為40%。

得到合成樹脂五Mw:7000-8000、Mn：4000-5000、分散度Mw/Mn：1.6。

實施例：

利用高速震蕩機(jī)制作色漿：

品紅色使用色粉：C.I. Pigment Red 122

藍(lán)色使用色粉：C.I. Pigment Blue 15:4

黃色使用色粉：C.I. Pigment Yellow 150

黑色使用色粉：C.I. Pigment Black 7

在以下按重量百分比的配方下操作：顏料5%-20%；PB8813%-10%；反應(yīng)型單體溶劑65%-80%；阻聚劑0.5%-2%。

在以下條件下操作：

實驗條件：

1.高速震蕩機(jī)器型號：LAU Disperser DAS 200

2.鋯珠選擇：Zirconia beads (0.3-0.5mm)

鋯珠填充率：>60% by volume

震盪時間：10±2hrs

3.溫度控制：25℃±1℃

經(jīng)過研磨后，可得色漿。接著將此色漿依照下表配方（按重量百分比）制成UV墨水：色漿5%-20%；合成樹脂一3%-10%；表面活性劑0.1%-1%；反應(yīng)型單體溶劑40%-60%；光起始劑5%-15%；阻聚劑0.5%-2%?？傻玫綄嵤├?。

比較例一：同實施例，在制成墨水時添加合成樹脂二。可得比較例一墨水。

比較例二：同實施例，在制成墨水時添加合成樹脂三。可得比較例二墨水。

比較例三：同實施例，在制成墨水時添加合成樹脂四?？傻帽容^例三墨水。

比較例四：同實施例，在制成墨水時添加合成樹脂五。可得比較例四墨水。

接著將實施例與比較例的墨水打入墨滴測試儀，測試圖如圖1，觀察墨滴拖尾長度。

結(jié)果如表一：

從表中可以知道，將樹脂Mw控制在8000-20000范圍內(nèi)時，可以符合墨尾長度<0.4mm的要求，其中在Mw=8000-16000的范圍底下時，其墨尾長度<0.3mm。

實際此套墨水打印條件與結(jié)果如下：

打印條件設(shè)置：

1.機(jī)器選用噴頭：Ricoh Gen 5；

2.網(wǎng)屏數(shù)（點火頻率）：最大設(shè)定1.0；

3.Pass數(shù)：6Pass；

4.打印電壓：13-17v；

5.dpi：600X900；

6.墨水工作黏度：9-13cps；

7.打印墨量：2倍墨量。

打印結(jié)果：

由此可知，若墨水將墨尾長度控制在0.4mm以內(nèi)時，可以獲得很好的打印效果。而此效果可以由控制自合成樹脂的分子量來實現(xiàn)。

實驗二

實驗?zāi)康模汉铣蓸渲袉误w組成結(jié)構(gòu)與基材附著力之關(guān)系

樹脂合成一：

取l 公升四頸反應(yīng)瓶裝置冷凝管,通氮氣將287.69g PGMEA由入料口置入,加熱至90°C 恒溫,攪拌速度250rpm,將預(yù)先混合之AIBN 1.68g,Thiol 1.68g ,BzMA 177.62g,MMA:38.33g,4-HBMA 29.51g, 反應(yīng)性單體10.5 g, PGMEA 82.92g 以約3cc/min滴入反應(yīng)瓶中,2-2.5小時內(nèi)加完滴完后再反應(yīng)1小時,完成反應(yīng),固含量為40 %。

得到合成樹脂一：MMA：4-HBMA = 2:1，Mw：9000-10000；Mn：5000-6000，固含量為40%。

樹脂合成二：

合成方法同一，MMA加入32.58g、可得到得到合成樹脂二。

MMA:4-HBMA = 1.7:1，Mw：9000-10000；Mn：5000-6000，固含量為40%。

樹脂合成三：

合成方法同一，MMA加入44.07g、可得到得到合成樹脂三。

MMA:4-HBMA = 2.3:1，Mw：9000-10000；Mn：5000-6000，固含量為40%。

樹脂合成四：

合成方法同一，MMA加入49.82g、可得到得到合成樹脂四。

MMA:4-HBMA = 2.6:1，Mw：9000-10000；Mn：5000-6000，固含量為40%。

實施例：

利用高速震蕩機(jī)制作色漿：

品紅色使用色粉：C.I. Pigment Red 122

藍(lán)色使用色粉 ：C.I. Pigment Blue 15:4

黃色使用色粉：C.I. Pigment Yellow 150

黑色使用色粉：C.I. Pigment Black 7

在以下配方（按重量百分比）下操作：顏料5%-20%；PB8813%-10%；反應(yīng)型單體溶劑65%-80%；阻聚劑0.5%-2%。

在以下條件下操作：

實驗條件：

1.高速震蕩機(jī)器型號：LAU Disperser DAS 200；

2.鋯珠選擇：Zirconia beads (0.3-0.5mm) ；

3.鋯珠填充率：>60% by volume ；

4.震盪時間：10±2hrs；

5.溫度控制：25℃±1℃。

經(jīng)過研磨后，可得色漿。接著將此色漿依照下表配方（按重量百分比）制成UV墨水：色漿5%-20%；合成樹脂一3%-10%；表面活性劑0.1%-1%；反應(yīng)型單體溶劑40%-60%；光起始劑5%-15%；阻聚劑0.5%-2%。

可得到實施例墨水。

比較例一：同實施例，在制成墨水時添加合成樹脂二?？傻帽容^例一墨水。

比較例二：同實施例，在制成墨水時添加合成樹脂三?？傻帽容^例二墨水。

比較例三：同實施例，在制成墨水時添加合成樹脂四?？傻帽容^例三墨水。

接著將實施例與比較例的墨水打印在各種不同的基材上面(結(jié)果如表二、三)，檢測標(biāo)準(zhǔn)如下：

1.空氣中附著性測試及浸泡水一個月后附著性測試：按ASTM D3359標(biāo)準(zhǔn)利用百格刮刀測試

2.彎折測試：以對折方式觀察是否開裂，若開裂為不合格。(如表四)

<表二、不同單體比例樹脂與不同基材附著力之實驗結(jié)果(空氣)>

<表三、不同單體比例樹脂與不同基材附著力之實驗結(jié)果(泡水一個月)>

<表四、彎折測試實驗結(jié)果>

從以結(jié)果可以得知，若MMA的比例越多，則對硬性基材的附著力越好(尤其是壓克力版材）；若4-HBMA的比例越高，則對軟性基材的附著力越好尤其是皮革跟TPU軟殼材料。故可透過控制樹脂單體組成調(diào)制墨水，而此結(jié)果無論在空氣中測試，或者經(jīng)過一個月的泡水測試都可得到相同結(jié)論，彎折實驗也有一樣的結(jié)果。故可以透過樹脂單體調(diào)控來實現(xiàn)針對不同基材的附著力需求。

實驗三

實驗?zāi)康模汉铣蓸渲蠦zMA與墨水穩(wěn)定性的關(guān)系

樹脂合成一：

取l 公升四頸反應(yīng)瓶裝置冷凝管,通氮氣將287.69g PGMEA由入料口置入,加熱至90°C 恒溫,攪拌速度250rpm,將預(yù)先混合之AIBN 1.68g,Thiol 1.68g ,BzMA 177.62g,MMA:38.33g,4-HBMA 29.51g, 反應(yīng)性單體10.5 g, PGMEA 82.92g 以約3cc/min滴入反應(yīng)瓶中,2-2.5小時內(nèi)加完滴完后再反應(yīng)1小時,完成反應(yīng),固含量為40 %

樹脂合成二：

合成方法同一，BzMA加入88.81g、可得到得到合成樹脂二。

Mw：9000-10000；Mn：5000-6000，固含量為40%。

樹脂合成三：

合成方法同一，BzMA加入44.41g、可得到得到合成樹脂三。

Mw：9000-10000；Mn：5000-6000，固含量為40%。

樹脂合成三：

合成方法同一，BzMA加入22.20g、可得到得到合成樹脂四。

Mw：9000-10000；Mn：5000-6000，固含量為40%。

實施例：

利用高速震蕩機(jī)制作色漿：

品紅色使用色粉：C.I. Pigment Red 122；

藍(lán)色使用色粉：C.I. Pigment Blue 15:4；

黃色使用色粉：C.I. Pigment Yellow 150；

黑色使用色粉：C.I. Pigment Black 7；

在以下配方（按重量百分比）下操作：顏料5%-20%；PB8813%-10%；反應(yīng)型單體溶劑65%-80%；阻聚劑0.5%-2%。

在以下條件下操作：

實驗條件：

6.高速震蕩機(jī)器型號：LAU Disperser DAS 200；

7.鋯珠選擇：Zirconia beads (0.3-0.5mm)；

8.鋯珠填充率：>60% by volume；

9.震蕩時間：10±2hrs；

10.溫度控制：25℃±1℃。

經(jīng)過研磨后，可得色漿。接著將此色漿依照下表配方（按重量百分比）制成UV墨水：色漿5%-20%；合成樹脂一3%-10%；表面活性劑0.1%-1%；反應(yīng)型單體溶劑40%-60%；光起始劑5%-15%；阻聚劑0.5%-2%?？傻玫綄嵤├?。

比較例一：同實施例，在制成墨水時添加合成樹脂二?？傻帽容^例一墨水。

比較例二：同實施例，在制成墨水時添加合成樹脂三?？傻帽容^例二墨水。

比較例三：同實施例，在制成墨水時添加合成樹脂四。可得比較例三墨水。

將實施例墨水與所有比較例墨水放入60度C烘箱中擺放，觀察穩(wěn)定性實驗結(jié)果。若墨水在高溫環(huán)境下無分層、沉淀則為合格，若有則為不合格。

試驗三結(jié)果如下：

由圖表可知，若合成樹脂中的BzMA含量越高，墨水的穩(wěn)定性，抑或是說保存期限就越長，在高溫環(huán)境底下可以保持六個月不變，表示在一般條件下保存可以2年時間。即透過樹脂單體結(jié)構(gòu)中BzMA的含量控制，可以控制墨水的保存期限。

本發(fā)明應(yīng)用于數(shù)碼打印UV墨水的技術(shù)領(lǐng)域。

雖然本發(fā)明的實施例是以實際方案來描述的，但是并不構(gòu)成對本發(fā)明含義的限制，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，根據(jù)本說明書對其實施方案的修改及與其他方案的組合都是顯而易見的。