相對不含光敏引發劑的噴墨墨水及使其固化的方法和設備技術

不包括或幾乎不包括光敏引發劑的ＵＶ可固化的噴墨墨水組合物，和使一種或多種粘度和表面張力都適合噴墨打印的這類噴墨墨水聚合的方法。ＵＶ可固化的噴墨墨水包括，２０－４０重量％的一種或多種單官能丙烯酸酯、３５％－５５重量％的一種或多種二官能丙烯酸酯、５－１５重量％的一種或多種三官能丙烯酸酯、不超過約５重量％的一種或多種顏料；和少量的光敏引發劑。一個實施方案還包括５－１５重量％的一種或多種高反應活性丙烯酸酯和０．５－１．５重量％的穩定劑。該方法包括在噴墨打印機中使用一個或多個噴墨頭將一種或多種墨水附著在基片上，采用ＵＶＣ輻射較高的ＵＶ輻射（“富ＵＶＣ的輻射”）照射附著的墨水，富ＵＶＣ的輻由第一個ＵＶ源產生，在基片相對第一個ＵＶ源移動時照射。該方法還包括使靠近基片表面的區域貧氧，使第一個ＵＶ源和施加的墨水之間的區域之間，在照射過程中相對不含氧，以增加達到墨水的ＵＶＣ量，并減少墨水中任何光敏引發劑的有效氧所引起的降低。該墨水相對不含光敏引發劑。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
?相對不含光敏引發劑的噴墨墨水及使其固化的方法和設備???????????????????????技術背景本專利技術涉及相對不含光敏引發劑的噴墨墨水以及使一種或多種這類噴墨墨水固化的方法和設備。噴墨打印是人們所熟悉的，其中將一種或多種噴墨墨水噴施加在基片上。也知道利用紫外線(UV)輻射使噴墨墨水固化，這種輻射能引起墨水的聚合。噴墨墨水一般要求粘度低。然而，粘度低一般會導致反應性能低。為了提高反應性能，時常在噴墨墨水中使用一種或多種光敏引發劑，其濃度一般為5％-10％。光敏引發劑是分子，受UV輻射的激發生成自由基，并開始聚合過程。已知氧可以干擾任何光引發的過程。這是UV可固化的一個原因，噴墨墨水一般包含大量在空氣中能使它們被UV固化的光敏引發劑。還知道利用固化環境的鈍化(inertization)，例如施加氮等相對惰性的氣體氛圍，可以改善UV的固化過程。所謂相對惰性的，系指對墨水、基片、和UV輻射不如氧活潑。使用通常的光敏引發劑的缺點是，墨水中包括的光敏引發劑的殘余物，在固化后可以從墨層中遷移出來。這是不利的，因為這些遷移出來的殘余物會引起環境的污染。例如，大多數的光敏引發劑都被劃歸有毒物質這一類。包括這些光敏引發劑的噴墨墨水，一般都不適合用于與食品直接接觸的產品。因此，本領域需要不含或相對不含光敏引發劑的噴墨墨水，和使這類不含光敏引發劑的墨水固化的方法。已知幾種形式的噴墨打印。一種形式是采用一個或多個壓電噴墨頭的drop-on-demand噴墨打印。這種打印的一種形式是彩色打印，其中依次施加幾種墨水，一種墨水可能在一種或多種其它墨水的上面。一種形式是wet-on-wet打印，其中在一道中(in?one?pass)施加所有的墨水，然后固化。此外，也知道灰度色標(grey-scale)噴墨打印，其中按變化量-->——例如改變滴的大小——施加每種墨水，以便提供灰度色標。注意，灰度色標噴墨打印通常是使用非常小的點(“微網版(micro-screens)”)的半色調網版(halftone?screens)的“假灰度色標(pseudo-grey-scale)”打印。此外，還知道在各種非紙基片上的噴墨打印。術語“工業”基片，這里系指不是正規打印紙的基片，其中包括塑料、金屬箔、包裝材料等以及紙。一種應用是裝潢印刷品。本領域需要UV可固化的墨水，它們相對不含光敏引發劑，并能適應幾種噴墨打印方法，其中包括采用一個或多個壓電噴墨頭的drop-on-demand噴墨打印，特別是適合在種類繁多的工業基片上打印的wet-on-wet噴墨打印，特別是適合在種類繁多的工業基片上打印的灰度色標噴墨打印。在歐洲專利公報上Caiger等人題為“輻射能固化的墨水組合物”的EP?0882104(1999年10月27日出版)、Kruse的題為“噴墨打印的墨水組合物和噴墨打印方法”的US-5104448(1992年4月14日授予)、Marshall等人題為“墨水組合物”的US-5275646(1994年1月4日授予)、Figov的題為“墨水組合物和使用這種墨水組合物的方法”的US-5623001(1997年4月22日授予)、國際(PCT)專利公報上專利技術人Schofield等的題為“噴墨打印機的墨水組合物”的WO?9624642(1996年8月15日出版)、和國際(PCT)專利公報上專利技術人Johnson等的題為“噴墨打印機的墨水組合物”的WO?9929788(1999年6月17日出版)中，敘述了輻射能固化的墨水，例如UV輻射能固化的墨水。這些專利都沒有提到減少或取消光敏引發劑。從前一直公認，需要有UV可固化的相對不含光敏引發劑的化合物。然而，關于取消或顯著減少光敏引發劑量的現有技術，沒有明確提到噴墨墨水和采用UV固化這類墨水。Johsson等人題為“在沒有光敏引發劑的情況下使用電荷轉移絡合物的光聚合方法”的US-5,446,073(1995年8月29日授予)，敘述了包含電荷轉移絡合物的組合物，該絡合物來自至少一種具有供電子基團和吸電子基團的不飽和化合物，所述的組合物不包含任何受紫外光照射能發生聚合的光引發化合物。該專利既沒有敘述如何制造相對不含光敏引發劑的噴墨墨水，也沒有敘述如何使這種噴墨墨水固化的方法。此外，所-->述的固化是使用摻雜鐵的燈的UV波長，即使用富UVB的輻射。本專利技術的一些方面，包括采用富UVC的燈固化的墨水以及固化該墨水的方法。Jansen的題為“輻射能固化的涂料組合物”的US-6,025,409(2000年2月15日授予)涉及一種涂料組合物，其中包括(a)輻射能固化的粘合劑組合物，其中包括具有至少一種馬來酸、富馬酸、衣康酸、檸康酸、或中康酸基團的不飽和化合物；(b)不飽和的乙烯基醚化合物和與(a)或(b)生成強激基復合物的化合物；換句話說，就是不包含光引發的化合物。這描述了涂料材料而不是墨水。涂料——無顏料的清漆——一般比包含顏料的墨水容易固化。顏料一般吸收UV輻射。而且Jansen還使用了172nm的激基締合物燈和摻雜鐵的燈。172nm的光源對厚墨水層即包含顏料的層不起作用，只對厚涂料層起作用。也知道激基締合物燈會產生暗淡沒有光澤的效果。就如何產生噴墨打印所需的低粘度而言，在Jansen的專利中根本就沒有提到。此外，激基締合物燈也不適合噴墨打印機使用，因為它們工作要求殘余氧的水平非常低，而且它們是相當貴的，也不知道它們是否可靠，它們的使用壽命短。因此，該專利也沒有說明如何制備和固化相對不含光敏引發劑的噴墨墨水。Fan等人題為“包括不飽和聚酯和具有2-6個丙烯基醚基團的輻射能固化的組合物”的US-6,030,703(2000年2月29日授予)，敘述了適合含自由基的輻射能固化的涂料的組合物，其中包括至少一種具有不飽和骨架的聚酯和至少一種包含2-6個丙烯基醚基團的化合物，以及任選的自由基光敏引發劑。當不使用光敏引發劑時，所述的材料適合于涂料——無顏料的清漆——它比包含顏料的墨水容易固化。在US-6,030,703中所述的固化是使用EB而不是使用UV。Hoyle等人題為“使用脂肪族馬來酰亞胺的聚合方法”的US-6,034,150(2000年3月7日授予)，敘述了脂肪族馬來酰亞胺和使用馬來酰亞胺的方法。在不存在光敏引發劑的情況下，包括本專利技術化合物的組合物的聚合，可以使用輻射照射該組合物進行活化。然而，對如何使用這些材料制造噴墨墨水卻沒有任何說明。Mitry等人題為“光聚合方法以及使用電荷轉移絡合物和陽離子光敏引發劑的組合物”的US-6,127,447(2000年10月3日授予)，敘述了一種所提供的輻射能固化的涂料組合物，其中包括與電荷轉移絡合物組合-->的有效量的陽離子光敏引發劑。一個實施方案是一種包含自由基光敏引發劑和陽離子光敏引發劑的復合物，按組合物的總重量計算，它們分別為0.5重量％-約1重量％和1重量％-約3重量％，所以在一個實施方案中具有至少1.5重量％的光敏引發劑。而且已經發現，陽離子光敏引發劑與在drop-on-demand噴墨打印中使用的其它墨水材料是不兼容的。因此，仍需要相對不含光敏引發劑也不使用陽離子光敏引發劑的噴墨墨水。因此，仍然需要UV可固化的噴墨墨水，這種墨水相對不含光敏引發劑，并能在可接受的時間內完本文檔來自技高網...

【技術保護點】
使一種或多種包括顏料的噴墨墨水聚合的方法，該墨水具有適合噴墨打印的粘度和表面張力，該方法包括下列步驟：在噴墨打印機中使用一個或多個噴墨頭將一種或多種墨水附著在基片上；采用ＵＶＣ輻射較高的ＵＶ輻射照射附著的墨水，由第一個ＵＶ源 產生富ＵＶＣ的輻射，在基片相對第一個ＵＶ源移動時進行照射；和使靠近基片表面的區域貧氧，使第一個ＵＶ源和施加墨水的區域之間，在照射過程中是相對不含氧的，以便增加到達墨水的ＵＶＣ量，以致使墨水能相對不含光敏引發劑。

【技術特征摘要】
US 2001-11-19 10/015,2181.使一種或多種包括顏料的噴墨墨水聚合的方法，該墨水具有適合噴墨打印的粘度和表面張力，該方法包括下列步驟：在噴墨打印機中使用一個或多個噴墨頭將一種或多種墨水附著在基片上；采用UVC輻射較高的UV輻射照射附著的墨水，由第一個UV源產生富UVC的輻射，在基片相對第一個UV源移動時進行照射；和使靠近基片表面的區域貧氧，使第一個UV源和施加墨水的區域之間，在照射過程中是相對不含氧的，以便增加到達墨水的UVC量，以致使墨水能相對不含光敏引發劑。2.權利要求1所述的方法，其中第一個UV源提供波長200nm-240nm輻射的UV輻射3.前述權利要求任一項所述的方法，其中選擇一種或多種噴墨墨水的成分，使在室溫下墨水的粘度為約10cp-約100cp，優選為約20-約45cp。4.前述權利要求任一項所述的方法，其中光敏引發劑在任何墨水中的相對量都低于0.8重量％。5.前述權利要求任一項所述的方法，其中在第一個UV源和施加的墨水之間的區域，殘余氧≤2％，優選≤200ppm，光敏引發劑在任何墨水中的相對量≤約0.3重量％，優選0重量％。6.前述權利要求任一項所述的方法，其中氧的貧化包括，在附著的墨水和第一個UV源之間提供相對惰性的氣體氛圍。7.前述權利要求任一項所述的方法，其中在第一個UV源和至少一個其它地方，提供相對惰性的氣體氛圍。8.前述權利要求任一項所述的方法，其中至少一個其它地方，包括在噴墨頭周圍的一個或多個區域，其中使用管式分布器提供噴墨頭周圍的氣體，管式分布器包括一些管子，管上具有一些對著基片的孔，使相對惰性的氣體對著基片的方向。9.權利要求7或8所述的方法，其中至少一個其它地方包括，在基片到達第一個UV源之前，靠近第一個UV源的區域，其中采用葉片式分布器在第一個UV源前面的區域或靠近第一個UV源的區域提供氣體。10.權利要求6-9任一項所述的方法，其中氣體是氮。11.前述權利要求任一項所述的方法，還包括：采用一種或多種UVA輻射和UVC輻射較高的UV源(“富UVA的輻射”)照射附著的墨水，UVA輻射由第二個UV源產生，在基片相對第二個UV源移動時進行照射。12.權利要求11所述的方法，其中第一個UV源使用摻雜汞的燈，其中第二個UV源使用任一種摻雜鎵的燈或摻雜鐵的燈。13.前述權利要求任一項所述的方法，其中UV可固化的噴墨墨水每種都包括：約20-40重量％的一種或多種單官能丙烯酸酯；約35-55重量％的一種或多種二官能丙烯酸酯；約5-15重量％的一種或多種三官能丙烯酸酯；不超過約5重量％的一種或多種顏料；和不超過約0.8％，優選不超過約0.3重量％的一種或多種光敏引發劑。14.權利要求13所述的方法，其中每種UV可固化的噴墨墨水還包括：約5重量％-15重量％的一種或多種高反應活性丙烯酸酯。15.權利要求14所述的方法，其中高反應活性丙烯酸酯包括丙烯酸環氧乙烯基酯。16.權利要求13-15任一項所述的方法，其中每種UV可固化的噴墨墨水還包括：約0.5重量％-1.5重量％的一種或多種流動控制的穩定劑。17.權利要求16所述的方法，其中穩定劑包括Genirad?16。18.UV可固化的噴墨墨水包括：約20重量％-40重量％的一種或多種單官能丙烯酸酯；約35重量％-55重量％的一種或多種二官能丙烯酸酯；約5重量％-15重量％的一種或多種三官能丙烯酸酯；不超過約5重量％的一種或多種顏料；和不超過約0.8％，優選不超過約0.3重量％的一種或多種光敏引發劑，使墨水具有適合噴墨打印的粘度。19.權利要求18所述的UV可固化的噴墨墨水，還包括：約5重量％-15重量％的一種或多種高反應活性丙烯酸酯。20.權利要求19所述的UV可固化的噴墨墨水，其中高反應活性丙烯酸酯包括丙烯酸環氧乙烯基酯。21.權利要求18-20任一項所述的UV可固化的噴墨墨水，還包括：約0.5重量...

【專利技術屬性】
技術研發人員：BJ德克爾斯，
申請(專利權)人：愛克發印藝公司，
類型：發明
國別省市：BE[比利時]