CN105452005A - 印刷方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及将可辐射固化的墨水组合物印刷于基材上的方法。将可辐射固化的墨水组合物沉积到基材上。可辐射固化的墨水组合物以不超过约4.5重量%的量包含光引发剂。用紫外辐射辐照该已沉积的墨水组合物。将该经辐照的墨水组合物加热至至少约75摄氏度的温度。紫外辐射来自LED源或以选自375nm、约385nm和约395nm的波长为中心。
Description
背景技术
在已知的喷墨印刷方法中,用印刷头将墨水的液滴沉积在基材上。然后干燥或固化已沉积在基材上的墨水。近来,已使用了可紫外(UV)固化的墨水组合物。此类墨水在暴露于紫外辐射时固化。通常,使用水银蒸气灯产生用于固化此类墨水的紫外辐射。此类灯可以用来产生覆盖了宽波长光谱的紫外光。
LED是具有成本效益并且安全的紫外辐射源。然而,和水银蒸气灯相比,LED源倾向于产生覆盖了窄得多的波长光谱的紫外光。
发明详述
在公开和描述本公开的具体实例前,应当理解的是,本公开并不限于本文公开的特定方法、系统和材料。还应当理解的是,由于保护范围将会由权利要求及其等同内容所限定,本文使用的术语仅用于描述具体的实例而不旨在为限制性的。
在描述和要求保护方法和系统时,将使用下述术语:单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括了复数指代对象,除非上下文明确地另有规定。因此,例如,提及“一种颜料”包括提及一种或多种该类材料。
浓度、量和其他数值数据可在本文以范围的形式存在。应当理解的是,此类范围形式仅为了方便和简明而使用,并且应当被灵活地解释为不仅包括明确叙述的作为该范围限定的数值,也包括所有涵盖在该范围内的单个数值和子范围,如同明确地叙述了每个数值和子范围。例如,约1wt%至约20wt%的重量范围应当被解释为不仅包括约1wt%至约20wt%的明确叙述的浓度限定,也包括了单个浓度例如2wt%、3wt%、4wt%,以及子范围例如5wt%至15wt%、10wt%至20wt%等。所有的百分比都按重量计(wt%),除非另有规定。
已发现,在某些情况下,简单地通过用LED源产生的紫外辐射辐照可辐射固化的墨水,有时可能难以在所需的固化和所需的印刷特性间实现平衡。该平衡可以通过本文描述的方法和系统得以解决。
本公开涉及将可辐射固化的墨水组合物印刷于基材上的方法。将可辐射固化的墨水组合物沉积在基材上。该可辐射固化的墨水组合物以不超过约4.5重量%的量包含光引发剂。用来自LED源的紫外辐射辐照该已沉积的墨水组合物。将该经辐照的墨水组合物加热至至少约75摄氏度的温度。
本公开还涉及将可辐射固化的墨水组合物印刷于基材上的方法。将可辐射固化的墨水组合物沉积在基材上。可辐射固化的墨水组合物以不超过约4.5重量%的量包含光引发剂。用以选自375nm、约385nm和约395nm的波长为中心的紫外辐射辐照该已沉积的墨水组合物。将该经辐照的墨水组合物加热至至少约75摄氏度的温度。
本公开还涉及喷墨墨水印刷系统。所述系统包括以不超过约4.5重量%的量包含了光引发剂的可辐射固化的墨水组合物、印刷头、LED紫外辐射源和热源。
在一个实例中,所述系统可以包括容纳墨水组合物的容器和包括印刷头、LED源和热源的喷墨墨水印刷装置。可以在使用所述装置时将墨水组合物引入装置。所述系统可以用于实施本文描述的方法。
如上所述,将以不超过约4.5重量%的量包含了光引发剂的可辐射固化的墨水组合物沉积在基材上。已沉积的墨水组合物在基材上形成图像,其被紫外辐射所辐照。
可以用任何适合的源来产生紫外辐射。例如,LED源可以产生以310至400nm范围内的特定波长为中心的紫外辐射。紫外辐射可以以选自约365nm、约375nm、约385nm和约395nm的波长为中心。在一个实例中,紫外辐射可以以选自约375nm、约385nm和约395nm的波长为中心。在另一个实例中,紫外辐射可以以约395nm为中心。在又一个实例中,紫外辐射不以约365nm为中心。在一个实例中,紫外辐射以单个的特定波长为中心。在一个实例中,紫外辐射以单个的特定波长395nm为中心。在某些实例中,使用多于一个LED源并且全部的源可以以相同的波长为中心。例如,所述LED源可以以395nm为中心。
在紫外辐射作为峰以特定波长为中心的实例中,峰可以窄。举例而言,半峰全宽可以为约+/-10nm至约+/-30nm,例如约+/-20nm。在某些实例中,紫外辐射是单色的。
将经辐照的墨水组合物或图像加热至至少约75摄氏度的温度。在一个实例中,将经辐照的墨水组合物加热至至少约75摄氏度。热源因此可以位于LED源的下游。
在某些实例中,可以将组合物加热至至少约80摄氏度,例如至少约85摄氏度的温度。可以将组合物加热至最高约105摄氏度,例如最高约100摄氏度的温度。在一个实例中,将组合物加热至约75至约100摄氏度的温度。在另一个实例中,进行加热至约80至约100摄氏度的温度,并且,在又一个实例中,至约85至约100摄氏度,例如90至100摄氏度的温度。
可以用任何适合的热源进行加热。例如,热源可以是红外(IR)辐射源。红外辐射源可以产生波长范围为约1000至约3000nm的红外辐射。红外辐射源还可以产生功率至少为1kW的红外辐射。替代的热源包括烤箱和风扇(例如使用热空气对流的)。例如,风扇可以将热的气体或热的气体混合物(例如空气)吹过或者吹至墨水组合物。在一个实例中,热源可置于紫外辐射源的下游。
在一个实例中,一经辐照,就将已沉积的墨水组合物或图像加热足够的时间以固化该墨水组合物。举例而言,可以将墨水组合物加热最多约2分钟,例如最多约1分钟。在一个实例中,可以将墨水组合物加热约5秒至50秒。在另一个实例中,将墨水组合物加热约10秒至约40秒,并且在又一个实例中,将墨水组合物加热约20秒至30秒。
在某些实例中,可以调节加热的温度和时长以实现所需的固化水平。在一些实例中,可以调节加热的温度和时长以实现深层和/或表面固化,例如至少表面固化。在一个实例中,可以调节加热的温度和时长以实现深层和表面固化。例如,可以将组合物加热至至少75摄氏度的温度约10秒至约40秒。在另一个实例中,可以将组合物加热至至少约85或约90摄氏度至约100摄氏度的温度约20秒至约30秒。
在某些实例中,可以在紫外固化之后的任何时间点进行加热。
可以使用任何适合的可辐射固化的墨水组合物。在一个实例中,墨水组合物包含光引发剂、单体和/或低聚物以及颜料。在另一个实例中,墨水组合物包含光引发剂、单体、低聚物和颜料。在又一个实例中,墨水组合物还包含增效剂(synergist),例如胺类增效剂。在进一步的实例中,墨水组合物包含光引发剂、增效剂、单体、低聚体和颜料。在一个实例中,墨水组合物是无溶剂的。
光引发剂是在暴露于辐射时引发反应以固化墨水组合物的试剂。在一些实例中,光引发剂是自由基光引发剂。光引发剂可以是单种化合物或者两种或更多种化合物的混合物。光引发剂以不超过约4.5重量%,例如以2至4.5wt%的量存在。在一个实例中,光引发剂的量是3至4wt%。在某些实例中,可以使用减少数量的光引发剂类型来实现固化,这是因为跨宽范围的紫外波长的吸收可能是不必要的。在一个实例中,以不超过4.5重量%的量使用单种光引发剂化合物。但是为免生疑问,如果需要,可以使用多于一种(例如两种)光引发剂化合物。
在某些实例中,固化可以通过自由基机理发生。在一些实例中,通过辐照已沉积的墨水组合物并在至少75摄氏度,例如约85至约100摄氏度的温度下加热经辐照的墨水组合物来进行固化。在一个实例中,用紫外线辐照墨水组合物产生引起单体键合在一起以形成聚合物链的自由基,所述聚合物链能交联在一起形成网络。在某些实例中,紫外辐射可以引起墨水组合物的深层固化。在一些实例中,在至少75摄氏度(例如约85至约100摄氏度)的温度下加热经辐照的墨水组合物也可以促进或引起固化,举例而言,这是通过促进或引起组合物的表面和/或深层固化(例如表面和深层固化)来进行的。不希望受任何理论束缚,热量可以促进深层和/或表面固化,举例而言,这是通过活化经辐照的组合物中的活性物质并破坏任何因氧阻聚而形成的非活性物质以产生能引发聚合的反应性物质来进行的。在某些实例中,可以使用包含相对低的光引发剂含量(不超过约4.5重量%)的墨水组合物实现固化以制造固化的图像,所述图像可以具有例如所需的机械性能和耐候性。
以说明而非限制的方式,光引发剂的实例包括,1-羟基-环己基苯基甲酮、二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、苯基-双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、苯偶酰二甲缩酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基-1-丙酮(2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-one)、异丙基硫杂蒽酮或者上述两种或更多种的组合。
在一个实例中,在LED源产生的波长下和/或在所产生的紫外光以其为中心的波长(例如395nm)下,光引发剂可以吸收紫外辐射。在其中使用了两种或更多中光引发剂的混合物的实例中,在LED源产生的波长下和/或在所产生的紫外光以其为中心的波长(例如395nm)下,光引发剂可以全部吸收紫外辐射。在另一个实例中,在LED源产生的波长下和/或在所产生的紫外光以其为中心的波长(例如395nm)下,光引发剂可以具有强烈的吸收峰。在一个实例中,光引发剂是二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦。
如上述提到的,胺类增效剂可以存在于墨水组合物中。适合的胺类增效剂包括例如4-二甲基氨基苯甲酸乙酯和4-二甲氨基苯甲酸2-乙基己酯。
当使用时,胺类增效剂可以约0.1至约10重量%,例如约0.2至约5重量%的浓度存在于墨水组合物中。在一个实例中,胺类增效剂的量可以是约0.5至1重量%。
墨水组合物可以包含单体和/或低聚物。此类单体和/或低聚物可以是可辐射固化的。在某些实例中,单体和低聚物能充当粘度调节剂,在固化时充当粘合剂和/或充当交联剂。待并入墨水中的单体和/或低聚物的量可以根据得到的墨水组合物的预期用途而变化。举例而言,单体和/或低聚物的总量可以是墨水组合物的约30至约95重量%。
在一个实例中,墨水组合物包含单体。就可辐射固化的基团而言,单体可以是单官能的或多官能的。可以组合使用单官能的和多官能的单体两者。一个可辐射固化的基团的实例是丙烯酸酯基团。
当存在时,多官能单体可以以少于或等于约30重量%,例如少于或等于约20重量%的量存在。举例而言,多官能单体的量可以为约5重量%至30重量%,例如约10重量%至20重量%。
当存在时,单官能单体可以以约40至90重量%,例如约50至70重量%的量存在。
在一个实例中,墨水组合物可以包含低聚物。就其可辐射固化的基团(例如丙烯酸酯)而言,低聚物可以是单官能的或多官能的。当存在时,低聚物的量可以为组合物的约1至20重量%,例如约5至10重量%。
在一些实例中,墨水组合物包含多官能低聚物、单官能单体和多官能单体。
适合的单官能单体和/或低聚物包括例如丙烯酸酯单体和/或低聚物。适合的丙烯酸酯单体可以选自丙烯酸-2-苯氧基乙酯、丙烯酸-3,3,5-三甲基环己基酯(isophorylacrylate)、丙烯酸异癸基酯、丙烯酸十三烷基酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸-2-(2-乙氧基-乙氧基)乙酯、丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸异冰片酯、丙氧基化丙烯酸酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸辛基癸酯、甲基丙烯酸-2-苯氧基乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯和上述两种或更多种的组合。单官能低聚物的实例包括芳族单丙烯酸酯的低聚物(例如CN131B(Sartomer))和脂族单丙烯酸酯的低聚物(CN152(Sartomer))。
适合的单官能单体也包括例如乙烯基单体。乙烯基单体可以选自乙烯基己内酰胺、乙烯基醚和其任意组合。
适合的多官能单体包括己二醇二丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯和这些的组合。适合的多官能低聚物是双官能的聚氨酯丙烯酸酯低聚物。
在一个实例中,墨水组合物包含颜料。颜料的量取决于许多因素,例如,颜料的性质、墨水用途的性质、用来将墨水沉积到基材上的机构(例如喷射机构)的性质和/或任何添加剂的性质。墨水可以包含最多20wt%的颜料。在一些实例中,在墨水组合物中的颜料的量为约0.1至约20wt%,或约1至约15wt%,或约5至约10wt%。
适合的颜料包括不可溶的颜料。它们可以辅助实现更好的图像性能。举例而言,颜料可以是自分散颜料、聚合物涂覆的颜料或常规颜料例如研磨颜料。可以使用单独的分散剂以实现颜料的适当悬浮。颜料可以是无机的或有机的。颜料可以具有任意颜色,包括但不限于黑、蓝、棕、青、绿、白、紫、品红、红、橙和黄,以及来自其混合的专有色。
可以存在于墨水组合物中的有机颜料的实例(以说明而非限制的方式)包括苝(perylene,)、酞菁颜料(例如酞菁绿、酞菁蓝)、菁类颜料(Cy3、Cy5和Cy7)、萘酞菁颜料、亚硝基颜料、单偶氮颜料、二偶氮颜料、二偶氮缩合物颜料、碱性染料颜料、碱性蓝颜料、蓝色淀颜料、根皮红(phloxin)颜料、喹吖啶酮颜料、异吲哚啉酮颜料、二噁嗪颜料、咔唑二噁嗪紫颜料、茜素色淀颜料、苯二甲酰氧基胺(phthaloxyamine)颜料、胭脂红色淀颜料、四氯异吲哚啉酮颜料、紫环酮(perinone)颜料、硫靛颜料、蒽醌颜料和喹酞酮颜料和上述两种或者更多种的混合物以及上述的衍生物。可以存在的无机颜料包括,举例而言,金属氧化物(例如二氧化钛、电子导电的二氧化钛、氧化铁(例如红色氧化铁、黄色氧化铁、黑色氧化铁和透明氧化铁)、氧化铝、氧化硅)、炭黑颜料(例如炉法炭黑)、金属硫化物、金属氯化物和其中两种或更多种的混合物。
可以使用的颜料的进一步的实例(以说明而非限制的方式)包括具有以下黄色颜料颜色指数的黄色颜料:PY83、PY151、PY150、PY155、PY139、PY120、PY180、PY129和PY154、PY213。可以使用由颜色指数为PR202、PR254、PR122、PR149、PR185、PR255、PR146的红色颜料和颜色指数为PV19、PV23、PV37和PV29的紫色颜料组成的品红颜料。还可以使用颜色指数为PB15:3、PB15:4、PB15:2和PB15:1的蓝色颜料,以及颜色指数为PBLblack7的黑色颜料。还可以使用无机颜料,例如TiO2类白色颜料。还可以使用颜色指数为PO46、PO64、PO34的橙色颜料,以及颜色指数为PG7的绿色颜料。颜料组分可以是可分散的颜料,举例而言,例如可以商标名Paliotol?、Heliogen?、Chromophtal?、Irgalite?、Cinquasia?(可获自BASF)、Hostaperm?、Novoperm?(可获自Clariant)、Sunfast?、Quindo?(可获自SunChemical)、SpecialBlack(可获自Degussa)、Kronos?(可获自Kronos)、Kemira?(可获自KemiraPigments)获得的颜料。
在墨水组合物中还可以存在其他组分和添加剂。举例而言,添加剂包括但不限于表面活性剂或润湿剂(例如含有硅酮化合物或氟化化合物的表面活性剂)、分散剂、流变改性剂、消泡剂和稳定剂(例如储存稳定性增强剂)。在墨水组合物中添加剂的总量按重量计为,举例而言,约0.1至约1wt%或约0.2至约0.5wt%。
举例而言,表面活性剂包括以下述商标名市售的那些:WET?和GLIDE?(来自EvonikTegoChemieGmbH,Essen,德国)、BYK?(来自BYKChemieGmbH,Wesel,德国)、Dynax?(产自DynaxCorp.PoundRidgeNY)、3MNovec?(来自3MEnergyandAdvancedMaterials,St.PaulMN)和Zonyl?FSO(来自DuPontdeNemoursCompany,WilmingtonDE)。
消泡剂的实例是以下述商标名市售的那些:Foamex?和Twin?(来自EvonikTegoChemieServiceGmbH)、BYK?(来自BYKChemieGmbH)和Surfynol?(来自AirProductsandChemicals,Inc.)。
分散剂的实例包括具有带颜料亲和性基团的高分子量共聚物。分散剂的具体实例包括以商标名BYK?由BYKChemieGmbH市售的那些。
流变改性剂的实例包括以下述商标名市售的那些:Acrysol?(来自Rohm&Haas)、Borchigel?(来自OMGBorchersGmbH,Langenfield,德国)、BYK?(来自BYKChemieGmbH)和DSX?(来自CognisGmbH,MonheimamRhein,德国)。
在一个实例中,墨水组合物包含光引发剂、多官能单体和增效剂。墨水组合物可以包含不超过4.5重量%,例如约2至约4.5重量%的光引发剂、约10至约20重量%的多官能单体和约0.1至5重量%的增效剂。
如上所述,将墨水组合物沉积到基材上。这可以通过使用印刷头将墨水组合物沉积到基材上来进行。在一个实例中,通过喷墨墨水印刷方法将墨水组合物印刷于基材上。举例而言,例如使用印刷头,可以将墨水组合物的液滴沉积到基材上。
可以通过任何适合的印刷技术将墨水组合物固定在基材上。此类技术的非限制性实例包括声动、连续和压电喷墨印刷。在喷墨印刷设备中,通过从喷墨印刷设备或喷墨印刷机的印刷头中的多个喷嘴喷射墨水液滴,可以以受控的方式将液体墨滴施涂于基材(例如介质基材)。在按需供墨系统中,通过由例如压电设备、声动设备产生的压力,墨水液滴从印刷头直接喷射至基材(例如介质基材)表面上的位置。对于喷墨印刷,在将墨水组合物喷射至基材的表面前,可以将墨水组合物加热或冷却至合适的分配温度。关于墨水组合物的温度和粘度的考虑涉及对例如液滴尺寸和液滴喷射速率的影响。
如上面所提到的,将墨水组合物沉积到基材上。墨水组合物可以以约5至约30微米,例如约10至约20微米的平均厚度沉积到基材上。基材可以是平面的,光滑的或粗糙的,或具有任何适合于其使用的具体目的的其他形状。基材可以具有约0.1mm至约10mm或约1mm至约5mm的厚度。基材可以是例如多孔的或无孔的,刚性的、半刚性的或柔性的。以说明而非限制的形式,举例而言,平面的基材可以是膜、印版(plate)、木/纸板(board)或片的形式。
基材的实例包括但不限于塑料(聚合物)基材、纸、与塑料(聚合物,例如聚乙烯、聚丙烯或聚苯乙烯)层叠的纸、硬纸板、纸板、泡沫板和织物。在一个实例中,基材不是织物基材。
在一些实例中,基材是无孔的。无孔的基材可具有低表面张力。非限制性的实例包括聚氯乙烯(PVC)、横幅纸和聚丙烯,以及合成纸(例如Yupo?合成纸)。横幅纸是为印刷横幅而特别配置的,其具有光滑的表面并常设计为用于彩色印刷。术语“无孔的”包括可具有相对差的水渗透性、吸收性和/或吸附性的表面。乙烯基树脂(vinyl)及其他的塑料片或膜、经涂覆的胶印介质、玻璃和其他类似基材被认为是无孔的。
基材可以是塑料或聚合物基材。基材可以单由塑料或聚合物形成,或可以由涂覆了塑料或聚合物涂层的不同的材料形成的基材形成。适合的基材包括例如二乙酸纤维素、三乙酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、硝化纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯醇缩醛、聚氯乙烯(PVC)和亚克力(acrylic)。在一些实例中,基材是聚丙烯、聚氯乙烯(PVC)、亚克力或聚碳酸酯基材。在一些其他的实例中,基材(例如介质)是聚丙烯基材。在又一些其他的实例中,基材(例如介质)是亚克力基材。
在一些实例中,用高产量的印刷方法,例如高产量的喷墨墨水印刷方法来印刷基材。在一些实例中,以至少约76.2米/分钟(200英尺/分钟)的速度;例如,以至少约91.4米/分钟(300英尺/分钟)的速度,以及在另一个实例中,以至少约106.7米/分钟(350英尺/分钟)的速度,运送基材经过紫外源。为免生疑问,可以在紫外源和印刷头之间多次运送基材。
在一些实例中,印刷宽幅的基材。举例而言,基材跨过两个维度的尺寸可为至少约2米。在一个实例中,基材尺寸可为至少约2米乘以至少约2米。为免生疑问,基材可以是任何形状。
实施例
在实施例中使用下述紫外参数和加热系统。
紫外源参数
实验设置:将Baldwin395(FWHA+/-20nm)nmUV-LED(8W/sqcm输出)放置在可从FusionUVsystems获得的具有控制运送机速度(速度范围在60-400英尺/分钟之间)的能力的台式运送机顶部。
通过在12mm高度的Power-Puck设备监测剂量和强度值(+/-10%精确度)。
平均强度值:
UV-A:741.8mW/sqcm
UV-VIS:3907.6mW/sqcm。
目标速度下的剂量(350英尺/分钟=1.8m/s):
UV-A:13.34mJ/sqcm
UV-VIS:72.81mJ/sqcm。
加热系统
红外(IR)灯。
用于后加热固化的温度为85-100℃。
固化速度测试
在实施例中,将墨水样品以12微米的厚度施加于自粘型乙烯基树脂(self-adhesivevinyl)上。以不同的运送速度在LED下辐照墨水。用下述方法测试固化的墨水膜:1-在每次经过后立即用回形针刮擦(用于深层固化测试);2-折叠固化的样品(墨水对墨水)并观察墨水的转移(用于表面固化)。
将不能刮下墨水且没有观察到墨水转移时的最高速度记录为固化速度。
当在LED辐照下以最低速度1次经过不足以完全固化时,通过经过更多次来继续进行测试。将其结果记录为在特定速度下完全固化所需要的经过次数。
用于墨水制剂的成分列表
| 成分名称 | 供应商 | 成分类型 |
| CN991(双官能的聚氨酯丙烯酸酯低聚物) | Sartomer | 低聚物 |
| SR339(丙烯酸-2-苯氧基乙酯) | Sartomer | 单官能单体 |
| SR 399(二季戊四醇五丙烯酸酯) | Sartomer | 多官能单体 |
| Genorad 16 | RAHN | UV-稳定剂 |
| BYK 307 | BYK | 表面活性剂 |
| ODA(丙烯酸辛基癸酯) | Sartomer | 单官能单体 |
| Genomer 5275 | RAHN | 丙烯酸酯化的低聚胺(oligoamine acrylate) |
| TPO | BASF | |
| Speedcure BMS(以下称“BMS”) | Lambson | 光引发剂 |
| Irgacure 819(以下称“Irg 819”) | BASF | 光引发剂 |
| ITX | IGM | 光引发剂 |
| Tego 685 | TEGO | 分散剂 |
实施例1(参比)
根据下述表格制备可紫外固化的墨水制剂:
| 组分 | % |
| CN991 | 7 |
| SR399 | 16.5 |
| SR339 | 60.3 |
| Genorad 16 | 0.5 |
| Genomer 5275 | 0.5 |
| BYK 307 | 0.2 |
| TPO | 4.5 |
| ITX | 2 |
| BMS | 1 |
| Irg 819 | 0.5 |
| *青色研磨基料(Millbase Cyan) | 7 |
| 总计 | 100 |
。
实施例1的制剂的固化速度为:350英尺/分钟。不需要后加热就实现了固化。但是,墨水组合物包含8重量%的光引发剂。在某些印刷特性(例如耐候性)上存在改进的空间。
实施例2
具有减少的光引发剂包(package)并进行后固化加热的制剂:
| 组分 | 参比实施例1 | 实施例2 |
| CN991 | 7 | 7 |
| SR399 | 16.5 | 16.5 |
| SR339 | 60.3 | 65.3 |
| Genorad 16 | 0.5 | 0.5 |
| Genomer 5275 | 0.5 | 0.5 |
| Byk 307 | 0.2 | 0.2 |
| TPO | 4.5 | 3 |
| ITX | 2 | 0 |
| BMS | 1 | 0 |
| Irg 819 | 0.5 | 0 |
| 青色研磨基料 | 7 | 7 |
| 总计 | 100 | 100 |
固化速度和后加热:
在350英尺/分钟下用UV-LED辐照经刮墨(draw-down)的样品(初始固定)并立即在温度为~90-100℃下将其放置在IR下20-30秒。
在后加热后通过了固化速度测试。使用参比实施例1光引发剂含量的37.5%实现了固化。印刷的图像具有所需要的机械性质,包括耐候性。
比较例3
制备了4种可紫外固化的墨水制剂,其包含高量的多官能单体(以提高固化速度)和实施例1的制剂中所使用的37.5%的光引发剂包(光引发剂包类似于实施例2)。
| 制剂# | 1 | 2 | 3 | 48 --> |
| 组分 | % | % | % | % |
| CN991 | 7 | 7 | 7 | 7 |
| SR399 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| SR339 | 51.8 | 41.8 | 31.8 | 21.8 |
| Genorad 16 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| Genomer 5275 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| Byk 307 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| TPO | 3 | 3 | 3 | 3 |
| ITX | 0 | 0 | 0 | 0 |
| BMS | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Irg 819 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 青色研磨基料 | 7 | 7 | 7 | 7 |
| 总计 | 100 | 100 | 100 | 100 |
固化速度:
全部4种制剂在350英尺/分钟的固化速度下都失败。不经后加热的情况下,甚至在LED辐射下以60英尺/分钟经过10次都未提供全部制剂的完全固化。
比较例4
制备了4种可紫外固化的墨水制剂,其包含不同量的用来改进表面固化的丙烯酸酯化的低聚胺和实施例1的制剂中所使用的37.5%的光引发剂包(光引发剂包类似于实施例2)。
| 制剂# | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 组分 | % | % | % | % |
| CN991 | 7 | 7 | 7 | 7 |
| SR399 | 16.5 | 16.5 | 16.5 | 16.5 |
| SR339 | 55.8 | 45.8 | 35.8 | 25.8 |
| Genorad 16 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| Genomer 5275 | 10 | 20 | 30 | 40 |
| Byk 307 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| TPO | 3 | 3 | 3 | 3 |
| ITX | 0 | 0 | 0 | 0 |
| BMS | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Irg 819 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 青色研磨基料 | 7 | 7 | 7 | 7 |
| 总计 | 100 | 100 | 100 | 100 |
固化速度:
制剂1:在60英尺/分钟下经过3次;
制剂2:在100英尺/分钟下经过2次;
制剂3和4:在100英尺/分钟下经过1次。
在没有后加热的情况下,得到了低得多的固化速度。
比较例5
制备了4种可紫外固化的墨水制剂,其包含较少量的着色剂(用来降低颜料的紫外吸收)和实施例1的制剂中所使用的37.5%的光引发剂包(光引发剂包类似于实施例2)。
| 制剂 | 1 | 2 | 3 |
| 组分 | % | % | % |
| CN991 | 7 | 7 | 7 |
| SR399 | 16.5 | 16.5 | 16.5 |
| SR339 | 67.3 | 69.3 | 71.3 |
| Genorad 16 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| Genomer 5275 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| Byk 307 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| TPO | 3 | 3 | 3 |
| ITX | 0 | 0 | 0 |
| BMS | 0 | 0 | 0 |
| Irg 819 | 0 | 0 | 0 |
| 青色研磨基料 | 5 | 3 | 1 |
| 总计 | 100 | 100 | 100 |
固化速度:全部3种制剂在350英尺/分钟的固化速度下都失败。甚至在LED辐射下以60英尺/分钟经过10次都未提供全部制剂的完全固化。和标准相比,样品的光密度低且在实践中是不可接受的。
Claims (15)
1.将可辐射固化的墨水组合物印刷至基材上的方法,所述方法包括:
将可辐射固化的墨水组合物沉积到基材上,其中所述可辐射固化的墨水组合物以不超过约4.5重量%的量包含光引发剂,
用来自LED源的紫外辐射辐照已沉积的墨水组合物,和
将经辐照的墨水组合物加热至至少75摄氏度的温度。
2.将可辐射固化的墨水组合物印刷至基材上的方法,所述方法包括:
将可辐射固化的墨水组合物沉积到基材上,其中所述可辐射固化的墨水组合物以不超过约4.5重量%的量包含光引发剂,
用以选自375nm、约385nm和约395nm的波长为中心的紫外辐射辐照已沉积的墨水组合物,和
将经辐照的墨水组合物加热至至少75摄氏度的温度。
3.如权利要求1或2所述的方法,其中紫外辐射具有以395nm的波长为中心的峰。
4.如上述权利要求任一项所述的方法,其中紫外辐射具有以特定波长为中心的峰,其中所述峰具有+/-20nm的半峰全宽。
5.如上述权利要求任一项所述的方法,其中将经辐照的墨水组合物加热至85至100摄氏度的温度。
6.如上述权利要求任一项所述的方法,其中将经辐照的墨水组合物加热10至40秒。
7.如上述权利要求任一项所述的方法,其中调整加热的温度和时长以实现经辐照的墨水组合物的表面和/或深层固化。
8.如上述权利要求任一项所述的方法,其中墨水组合物具有约2至约4.5重量%的光引发剂浓度。
9.如上述权利要求任一项所述的方法,其中墨水组合物包含单种光引发剂化合物。
10.如上述权利要求任一项所述的方法,其中基材是包括聚合物的无孔介质基材。
11.如上述权利要求任一项所述的方法,其中将基材以至少约91.4米/分钟(300英尺/分钟)的速度运送经过紫外辐射源。
12.如上述权利要求任一项所述的方法,所述方法是喷墨墨水印刷方法,其中通过将墨水组合物的液滴喷射到基材上来将墨水组合物沉积到基材上。
13.喷墨墨水印刷系统,包括:
以不超过约4.5重量%的量包含了光引发剂的可辐射固化的墨水组合物,
印刷头,
LED紫外辐射源,和
热源。
14.如权利要求13所述的系统,其中LED源位于印刷头的下游并且热源位于LED源的下游。
15.如权利要求13或14所述的系统,其包括容纳墨水组合物的容器和包括印刷头、LED源和热源的喷墨墨水印刷装置。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
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