可uv固化的喷墨和罩印清漆组合的制作方法_2

文档序号:8946811阅读:来源:国知局
的迀移物组分能够实现,而不需要在氮气(或其他惰 性气体)下固化。
[0030] 超过现有技术的另一个优点是,本发明的油墨容易以足够低以用于进入市场的一 些喷墨打印头诸如购自京瓷(Kyocera)的KJ4A打印头的粘度制备。
[0031] 另一个优点是,本发明允许制备用可UV固化的着色的喷墨流体在低UV固化剂量 下打印的材料,这具有在快速生产印刷速度下生产打印材料的潜在益处。尤其是当合适的 柔性印刷、凹版印刷或平版印刷可UV固化的清漆被用作本身在高速印刷速度下具有可接 受的固化响应时特别是这样,以及当施加在本发明的油墨上时,允许打印的物品在可接受 的低固化剂量和印刷速度下生产。
[0032] 本发明的又一优点是,它允许用于在可接受的印刷速度下使用LED UV灯UV固化 着色的油墨,优选喷墨油墨,因为所述油墨和OPV组合的最终固化在该过程最后用传统的 中压汞UV灯实现。这是显著的优点,因为在LED UV灯的作用下制备具有可接受的UV固化 响应的着色的喷墨流体,尤其使用适于食品包装的光引发剂(即,那些具有低迀移能的光 引发剂),是难以实现的。
[0033] 显然,本发明不仅适用于喷墨油墨,还可以应用到其他在施加 OPV之前作为初始 层的可UV固化(自由基)油墨和涂层。这是用于使用可UV固化(自由基聚合)喷墨和其 他油墨和涂层流体,生产打印物品的新方法。这依赖于可UV固化的着色油墨与可UV固化 的OPV的组合,该油墨优选喷墨流体,在油墨中光引发剂包含有优选在超过300nm的波长处 吸收并引起引发的光引发剂,在该可UV固化的OPV中光引发剂包主要限于主要吸收优选低 于300nm的那些光引发剂。此外,优选本发明的油墨只含有被认为用于提供贯穿固化的那 些光引发剂。
[0034] 在本发明的进一步实施方式中,优选可UV固化的喷墨流体在本发明的OPV施加到 它上之前由相对低的UV剂量"钉住",并且随后完全固化。例如,这可以通过流线过程实现, 由此所述油墨固化,其后紧接着进行本发明的OPV的施加,之后进行所述油墨-OPV组合的 UV固化。
[0035] 本发明的所述油墨-OPV组合还可以用于需要未结合组分的低迀移的应用中,否 则该未结合组分可以引起任何食品的不可接受水平的污染。
[0036] 本发明的另一个优点是,它允许比单独使用可UV固化的着色的喷墨流体可能实 现的更快的印刷速度,尤其是当所述OPV是更粘性的类型,诸如由柔性版印刷、凹版印刷或 平版印刷工艺应用时。
[0037] 本发明目的是解决一些通常与可UV固化的(自由基)油墨并且尤其是可UV固化 的喷墨(着色的)油墨相关的以及此外它们在敏感应用诸如食品包装中使用的问题。与可 UV固化的(可自由基聚合)喷墨油墨相关的主要问题之一是它们特别受到氧抑制。这与其 他可UV固化油墨技术(例如柔性印刷、凹版印刷、平版印刷)相比通常需要使用高浓度的 光引发剂,以产生足够强的自由基通量来克服氧抑制的影响,并且允许可接受的固化响应。 该不利的氧抑制是在最高含量的油墨中的特别问题("表面固化"),其原因主要是由于低 粘度的喷墨流体,这导致氧快速分散进入聚合流体。
[0038] 除了通过使用高浓度的光引发剂,为了克服该问题,还建议使用氮气(和二氧化 碳)惰化。该方法依赖于在UV固化之前以及UV固化期间在打印的基底上吹扫的氮气层, 从而从UV固化区排除大多数氧气,以有利于固化。
[0039] 当在空气中固化时,具有低浓度的光引发剂的油墨的UV固化响应,特别是表面固 化,其自身是不良的。然而,通过在所述油墨上施加可UV固化的OPV并且然后固化所组合 的油墨-OPV层,这得到良好固化的组合的层。OPV本身用作减慢氧气进入到下面的油墨层 的手段,从而当所述OPV经UV固化时,允许油墨在OPV下更完全地固化。为了允许可UV固 化的油墨和OPV的这种组合有效地工作,优选的是,OPV主要含有主要峰吸收在小于300nm 的波长处的那些光引发剂,并且油墨含有在大于300nm处具有有效(引发)吸收的光引发 剂。优选地,OPV和油墨可以由下面所述的规定吸收波长(0PV < 300nm ;油> 300nm)的> 50%的光引发剂包组成,更优选> 65%,更优选> 85%,并且最优选100%。这也许最好表 达为具有UV "窗口"的0PV,通过该窗口,UV光可以穿过并且然后进一步固化下面的油墨。 可以与在本发明的OPV中的优选的光引发剂共同使用的其他光引发剂的示例包括但不限 于氧化膦类、噻吨酮及其衍生物、α氨基烷基酮类。可以与在本发明的油墨中优选的光引 发剂共同使用的其他光引发剂的实例包括但不限于羟基-酮类、二苯甲酮及其衍生物、安 息香醚、苄基缩酮。
[0040] 图1给出了该概念的更好的表达;其以图形式(未归一化)示出可以用于本发明 的油墨和OPV的光引发剂的类型的实例。这仅用于例示性的目的,并且不应该解释为以任 何方式限制,因为本领域的任何技术人员将清楚,存在许多可以用于制备油墨和OPV的光 引发剂。
[0041] 可以用于制备本发明的OPV的光引发剂的示例包括但不限于二苯甲酮、羟基-酮、 苄基二甲基缩酮、乙醛酸苯酯(phenylglyoxalate)、安息香、安息香醚,以及二烷氧基乙酰 苯基酮类的那些光引发剂。
[0042] 可以用于制备本发明油墨的光引发剂的示例包括但不限于噻吨酮、氧化膦、α氨 基酮、4, 4'-双(烷基氨基)二苯甲酮、4-(二烷基氨基)二苯甲酮、蒽醌类的那些光引发剂。
[0043] 用于这些光引发剂的相关联的UV吸收光谱的合适的参照源是由Sigma Aldrich 公司提供的。
[0044] (http://www. sigmaaldrich. com/etc/medialib/docs/Aldrich/Brochure/al dp spectra. Par. POOL File, tmp/al pp spectra, pdf).
[0045] 优选的是,包含在OPV内的光引发剂的较大部分它们的主要吸收最大值在波长小 于340nm,优选在小于320nm,并且更优选在小于300nm。
[0046] 期望的是用于制备油墨组分的光引发剂的一部分可以具有在大于340nm处具有 峰最大值的吸收带,优选大于320nm,更优选大于300nm。
[0047] 在进一步实施方式中,本发明的OPV优选具有光引发剂共混物,其中该共混物的 大于50% (w/w)由主要吸收带小于300nm的光引发剂组成。更优选地,具有主要吸收带小 于300nm的光引发剂的浓度应该形成大于总光引发剂共混物的65% (w/w),并且最优选大 于 80% (w/w)。
[0048] 在进一步实施方式中,本发明的油墨优选具有光引发剂共混物,其中该共混物的 大于50% (w/w)由主要吸收带大于300nm的光引发剂组成。更优选地,具有主要吸收带大 于300nm的光引发剂的浓度应该形成大于总光引发剂共混物的65% (w/w),并且最优选大 于 80% (w/w)。
[0049] 优选的是,用于制备本发明的油墨的光引发剂(胺官能的增效剂除外)的总浓度 小于6% (w/w),更优选小于5% (w/w),并且最优选小于4% (w/w)。
[0050] 在本发明的油墨-OPV组合应用于食品包装的情况下,优选的是,在它们的制备中 使用的光引发剂是低迀移可能的,并且被视为适于该应用,并且包括反应到聚合部分诸如 聚(氧化烯)上的聚合类型,诸如噻吨酮、二苯甲酮以及α-氨基酮类。此类光引发剂可以 根据商品名称Omnipol购自IGM,并且根据商品名称Genopol购自Rahn。还可以使用具有 公认的低迀移可能的其他光引发剂,并且该光引发剂包括如下面的化学结构所示的双官能 羟基-酮和双氧化膦类;
[0052] 在本发明的油墨-OPV组合被用于食品包装的印刷的情况下,所述油墨和OPV不仅 优选使用具有低迀移可能的光引发剂制备,还应该优选使用实现可接受低含量的包含食品 的污染的单体和低聚物共混物配制。优选的是油墨-OPV组合,当固化时,引起任何单个组 分的小于IOppb的任何包含食品的污染。在其中本发明的油墨-OPV组合旨在用于食品包 装的印刷的实例中,单体、低聚物、分散剂、添加剂和其他组分应当基于它们对于此类应用 的可接受性选择。选择用于食品包装应用的油墨的组分的特别有用的指导是由EUPIA(欧 洲印刷油墨协会(European Printing Ink Association))在它们的库存清单中提供的; ^COMPRISING OF PACKAGING INK RAW MATERIALS APPLIED TO THE N0N-F00D CONTACT SURFACE OF FOOD PACKAGING"。
[0053] 本发明不局限于与OPV的任一层结合的油墨的任一层。应理解,只要在大于300nm 的波长处上面的OPV对UV光谱具有足够的透明度,以允许下面油墨的固化,本发明可以结 合任何数目的油墨和OPV层。作为本发明的多层组合的示例,根据本发明,可以首先施加本 发明的白色油墨,然后施加不同颜色的油墨的任何组合,然后施加 OPV层或多于一层的OPV 层。
[0054] 在本发明的另一个方面,OPV组分还提供单独通过油墨不能实现的官能度。因此, 例如,可以改性所述OPV以提供打印的油墨-OPV组合需要的滑动、耐磨性、耐化学性。如大 多数涂层组合物一样,可以并入添加剂以提高多种性能。此类添加剂的部分列表包括但不 限于助粘剂、光稳定剂、脱气剂、流动促进剂、消泡剂、抗氧化剂、UV稳定剂、表面活性剂、分 散剂、增塑剂、流变添加剂、蜡、硅氧烷、消光剂等。
[0055] 在本发明的另一个实施方式中,可UV固化的(自由基)油墨优选具有在50°C下小 于15. OmPa. s的粘度的着色的喷墨流体,该粘度按照使用配备有18号锭子的Brookfield DV-II+Pro粘度计在IOOrpm下测量,并且更优选在50°C下小于12. OmPa. s的粘度。在又一 个实施方式中,本发明的喷墨流体具有在45°C下小于8. OmPa. s的粘度,并且甚至更优选在 45°C下小于7. OmPa. s。在本发明的另一个实施方式中,本发明的油墨优选具有在40°C下小 于7. OmPa. s的粘度。油墨的粘度使用配备有18号锭子的Brookfield DV-11+Pro粘度计 在IOOrpm下测量。
[0056] 包含在套印OPV内的光引发剂的另一个实施方式是,它们优选在大于340nm的波 长处具有小于〇. 1的吸光
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