[发明专利]辐射可固化油墨组合物

说明书

发明领域

本发明涉及用于喷墨印刷应用的辐射可固化油墨组合物，具体地讲，涉及应用于刚性记录介质上的辐射可固化油墨组合物。

发明背景

辐射可固化油墨组合物一般在本领域已知。紫外辐射油墨组合物包含至少一种辐射可固化组分，并且可包含光引发剂、着色剂和抑制剂。辐射可固化油墨的喷墨印刷装置通常需要低粘度油墨。在喷墨印刷中，油墨滴可通过喷墨印刷头按需形成。为了保证适当形成油墨滴，可能需要使用中油墨的粘度不大于100mPa.s，一般不大于30mPa.s。一般在油墨从印刷头喷出时，在印刷头的操作温度下，油墨的粘度小于20mPa.s，例如8-12mPa.s。

为了使油墨粘度减小到所需水平，目前将很多油墨印刷头加热到升高的温度。然而，印刷头的操作温度受到限制，一方面是因为印刷头的设计和材料选择，另一方面是因为辐射可固化油墨组合物的热稳定性。在现有技术中，一般用于辐射可固化油墨的喷墨印刷头在约45-55℃操作。

为了提供适当的固化性质，选择油墨组分，尤其是可固化组分和/或光引发剂。另外，固化速度和固化品质取决于在应用中使用的紫外辐射装置。在固化品质中，可在记录介质顶上油墨层的外表面固化水平和内部固化水平之间作出区分。油墨层对记录介质的附着也可受固化品质影响。

在油墨应用于刚性记录介质上时，已知油墨层在记录介质上的附着是重要的性质。某些刚性记录介质对辐射可固化油墨的附着相对苛刻。例如，具有相对非极性表面性质的记录介质，如聚苯乙烯，倾向于对辐射可固化油墨显示较差附着。辐射可固化油墨组分的一个重要方面是它们在固化条件下的反应性。很多这些反应性组分的已知缺陷是它们的健康和安全风险，例如，反应性组分可具有(皮肤)刺激性质，并且/或者长期提供敏化作用。(未固化)油墨的健康和安全风险由标准化标签指出。

健康和安全风险尤其取决于选择的具体组分、在油墨中使用的组分的量和在油墨组合物中与其它组分的组合。为了减小健康和安全风险，使油墨在施加期间固化。通常，在固化后，油墨组合物在图像应用中减小至少部分健康和安全风险，特别是与油墨组合物的辐射可固化性质相关的风险，从而限制所得印刷品的健康和安全风险。然而，已知现有技术的未固化油墨在未固化时显示这些安全和健康风险，而这类未固化油墨可能由无疑虑的使用者处理，例如，用于将油墨供给到印刷装置。

发明概述

本发明的一个目的是提供用于喷墨印刷的辐射可固化油墨组合物，所述油墨组合物提供对刚性记录介质改善的附着，保持施加到柔性记录介质上所需的适当柔韧性，不提供或提供至少最小限度健康和安全风险，并且提供在现有技术喷墨印刷头中优良的喷射性能。

根据本发明，此目的通过一种在50℃具有30mPa.s或更小粘度的辐射可固化油墨达到，所述油墨包含至少两种单官能单体，所述至少两种单官能单体包含选自N-乙烯基酰胺的第一单体和为丙烯酸异冰片酯的第二单官能单体；二官能丙烯酸酯单体，为丙氧基化(或乙氧基化)新戊二醇二丙烯酸酯，例如SR 9003；至少一种多官能单体，选自三官能丙烯酸酯单体、四官能丙烯酸酯单体、五官能丙烯酸酯单体、三官能环氧化物单体、四官能环氧化物单体、五官能环氧化物单体、三官能氧杂环丁烷单体、四官能氧杂环丁烷单体、五官能氧杂环丁烷单体、三官能乙烯基醚单体、四官能乙烯基醚单体和五官能乙烯基醚单体，该油墨进一步包含至少一种光引发剂和着色剂。

N-乙烯基酰胺为本领域已知的单体。N-乙烯基酰胺具有连接到酰胺的氮原子的乙烯基。该酰胺可进一步被取代。N-乙烯基酰胺优选为N-乙烯基己内酰胺(NVC)。

单体N-乙烯基己内酰胺提供快速固化和低粘度，改善在刚性接收介质上的附着范围，并且为用于辐射可固化油墨的相对安全单体。

加入到油墨组合物的N-乙烯基己内酰胺的量为15至25%重量，优选小于20%重量。如果以基于油墨重量总量小于20%重量的量加入到油墨组合物，则此类油墨实施方案可不需要贴标签(取决于油墨组合物的其它成分)，表明油墨对于健康是安全的。

丙烯酸异冰片酯(IBOA)选自环状单官能单体。丙烯酸异冰片酯提供在刚性接收介质上的优良附着。

通常已知在油墨中使用环状单官能单体。环状单官能单体也包含丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸四氢糠醇酯和环状TMP缩甲醛丙烯酸酯。