一种喷射油墨和喷墨印刷方法技术

本发明专利技术涉及一种喷墨印刷的方法，该方法包括：将油墨印刷至基材上以及用来自ＬＥＤ的辐射固化油墨的步骤。本发明专利技术也涉及一种用于此类方法的阳离子喷射油墨，所述油墨包括一种阳离子可固化组分，该阳离子可固化组分包含至少一种环氧化物、环酯或环化碳酸酯单体和一种光引发剂系统，该光引发剂系统含有一种碘鎓盐和一种敏化剂，所述光引发剂系统也可以吸收波长在３００ｎｍ到４２０ｎｍ范围内的辐射。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于喷墨印刷的油墨(一种喷射油墨(jet ink))， 并涉及一种喷墨印刷方法。自由基固化喷墨被幵发成含有可聚合单体，这些可聚合单体通过 在暴露于辐射一一如紫外光或电子束辐射之后的涉及自由基中间体的 链式反应而容易交联。自由基固化喷墨因其可靠的喷射能力和能够以 很宽程度的灵活性配制而被熟知。它们易于在多种介质上提供令人满 意的性能属性，这些介质如由铜版纸(coated paper)或塑料制成的包 装材料。然而，当应用于难印基材(difficult substrate)——如丙烯酸 树脂时，自由基固化喷墨传统地有较差的粘附属性。而且，固化时， 自由基固化喷墨经常显示出不理想的高度收縮。此外，自由基固化油 墨的固化被与自由基中间体反应的分子氧的存在抑制，也因此在使用 含有自由基固化组分油墨的印刷工艺中，需要存在一个基本上无分子 氧的惰性环境。阳离子固化喷墨通过包含阳离子中间体的链式反应固化。相对自 由基固化油墨，在苛刻基片(demanding substrate)上显示出改良粘附 性的阳离子固化喷墨被开发出来用于传统印刷，如柔性版(flexo)或 凹版(gravure)印刷过程。然而，由于可在市场上买到的用于阳离子 固化油墨的合适原材料的范围稍微有限而引起的该油墨配方缺少灵活 性，以及较长的固化时间和/或达到完全固化硬度需要的大剂量辐射， 限制了它们在喷墨印刷应用中的使用。使用辐射固化油墨的印刷过程需要一个能在合适波长下释放能量 的辐射源，以便固化油墨。释放波长在200nm到450nm辐射的紫外灯 被广泛地应用于这一目的。然而，使用传统紫外灯，如水银放电灯(mercury discharge lamp )，有若干缺点。传统的紫外灯通常十分低效， 仅有一小部分辐射以理想的波长发射。传统的紫外灯也对温度敏感， 即它们仅在温暖时发出所要求波长的光。因此，该灯的响应时间会较 慢，它们需要在使用前预热，或该灯需要在等待模式(待机或者待命(standy mode))下保持预热，这浪费了能量。传统紫外灯的光强度 通常是易变的，导致了固化油墨性质的变化。而且，并可能是最重要 地，传统紫外灯通常是既大又重的，因此它们很难安装于喷墨印刷头 上，特别是安装于移动支架上的印刷头和单次通过(single pass)印刷 头。采用一个单次印刷头的印刷过程需要使用在相对小剂量辐射(例 如小于500mJ/cm2)下快速固化的油墨配方，所述辐射从一个通常安装 于或接近印刷头的辐射源发出。"单次通过"印刷系统是指那些图像 印刷在从印刷头下单次通过的基片上的印刷系统。典型地，单次通过 印刷头必须足够宽以伸展跨过整个基片的宽度。仍然有使用从非传统紫外灯光源发出辐射的喷墨印刷过程的需 要；并且，这提供了有高固化度的固化油墨薄膜和可接受的特征，包 括在多种基片上良好的粘附能力。特别是，有使用单次通过喷墨印刷 过程的需要；在该过程中，油墨显示出在较低固化剂量下的有效固化。本专利技术提供了一种喷墨印刷的过程，该过程包括将油墨印刷到基 片上和用从发光二极管(LED)中发出的辐射固化油墨的步骤，其中所 述油墨包括一种阳离子固化组分， 一种碘镥盐(iodoniumsalt)光引发 剂和一种敏化剂(活化剂(sensitizer))，其中所述阳离子固化组分包 括至少一种环氧化物、环化碳酸酯或环酯单体。已经发现碘镥盐光引发剂与敏化剂联合使用，在含有阳离子固化 单体、寡聚物或预聚合物的油墨用LED发出的辐射固化时，能获得良 好的固化程度。与传统的紫外灯相比，LED设备通常是相对便宜的设备。而且，LED紫外光源能够在相对较低的温度下工作，能够不需要预热而有快速反应时间，相对紧凑和轻质，并且能够相对容易地整合进数字设备及安装于移动支架的印刷头中。所述LED辐射源可能包括一组LED器 件。这组LED器件可能，如，跨越整个单次通过印刷头的宽度安装。有利地，在LED辐射源区域没有提供惰性化环境。按照本专利技术所 述的阳离子固化喷墨可能在氧存在的条件下固化，避免需要提供惰性 无氧环境，如氮气层(nitrogen blanket)，来防止固化过程中的氧抑制 效应。有利地，所述油墨从热印刷头中喷出。有利地，所述过程是单次通过喷墨印刷过程。以前，阳离子固化油墨被认为不适合用发自LED的辐射固化，因 为LEDs通常发出光线的波长在近紫外光区的偏向紫外光谱波长较长 端，例如波长大于300 nm且通常约390 nm。阳离子油墨配方中通常使 用的光引发剂仅在一个有限的波长范围内吸收紫外辐射，并且不是完 美地适合可以利用的LED设备的发射光谱。而且，如上文讨论，即使 使用传统紫外光源，阳离子固化油墨的固化原来需要相对高剂量的辐 射和/或较长固化时间。因此，阳离子固化油墨好像不是用LED设备释 放辐射进行固化的合适对象；并且过去使用LED来固化阳离子固化油 墨并不实际。已经发现本专利技术所述的阳离子固化油墨，在用LED紫外灯辐射 后，表现出令人满意的固化程度。碘锱盐光引发剂一一在没有敏化剂 存在的情况下一一通常不能够吸收足够的辐射，以在由LED紫外辐射 源激活的波长大于300nm (通常碘镥盐的最大吸收在大约250nm)的 情况下起始阳离子链式反应；但是，己经发现碘嗡盐光引发剂能被敏 化剂有效活化，这些敏化剂吸收由LED设备放出的波长范围内的紫外辐射，而其他类型的光引发剂，如三芳基锍盐(triaryl sulphonhim salt)， 更难被有效活化，并且一般不吸收通常由LED辐射源产生的相对长波 长的辐射。范围广泛的可用的碘锱盐光引发剂，可被用于该方法中； 且优选的是带有联甲苯碘锱六氟磷酸盐(ditolyl iodonium hexafluorophosphate)(以商品名Omnicat 440出售)的本专利技术所述的 油墨。有利地，所述敏化剂能够吸收波长在300nm到420nm范围内的辐 射。LED紫外辐射源通常释放波长在所述范围内的辐射，390是市场上 可购买到的LED设备的释放波长的共同峰值。优选地，所述敏化剂吸 收波长在360到405nm范围内的辐射，并且更优选的从380到400nm。 有利地，所述敏化剂选自包含取代的和未被取代的多核芳香族化合物， 如萘、蒽、和匹拉省(pyracene)，以及取代的和未被取代的硫杂蒽酮 (thioxanthones)和氧杂蒽酮(xanthones)。这些敏化剂被发现在活化 碘锡盐是特别有效的，这些敏化剂吸收LED紫外设备所发出波长的辐 射，例如在300nm到420nm范围内的波长。其它吸收该波长辐射的敏 化剂也可用作本专利技术所述油墨的敏化剂，如共轭(conjugated)芳香族 化合物，例如羟烷基酰苯(hydroxylalkylphenone)光引发剂。有利地， 所述敏化剂是蒽，优选的是垸氧基蒽，并且更优选地，所述敏化剂是 二丁氧基蒽(dibutoxy anthracene (DBA))。已经发现DBA是用于本 专利技术所述油墨组合物的特别有效的敏化剂。也已经发现硫杂蒽醌敏化剂是用于本专利技术所述油墨组合物的有效敏化剂。而且，硫杂蒽醌显示出特别适合某些油墨组合物的溶解度。 此外，硫杂蒽醌通常有较好的毒性特征。有利地，所述敏化剂是式I的硫本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷墨打印的方法，其包括将油墨印刷于基材上和用从ＬＥＤ发出的辐射固化油墨的步骤，在该方法中，所述油墨包括阳离子可固化组分、碘鎓盐光引发剂和敏化剂，其中所述阳离子可固化组分包括至少一种的环氧化物、环状碳酸酯或环酯单体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：奈杰尔安托尼凯杰，哈特利大卫塞尔曼，格拉梅爱德华查尔斯贝茨，
申请(专利权)人：太阳化学有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]