水性辐射可固化喷墨油墨制造技术

一种水性辐射可固化喷墨油墨，包含水性介质和用可聚合化合物负载的聚合物纳米颗粒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及水性辐射可固化喷墨油墨和其在喷墨印刷中的应用。
技术介绍
胶乳是天然或合成的聚合物颗粒在水性介质中稳定的胶体分散体。已通过聚合用表面活性剂乳化的单体，一般是(甲基)丙烯酸酯，来制造合成胶乳。这种胶乳已加入水性喷墨油墨中。例如，US2008269410A(HP)公开了自分散丙烯酸酯胶乳颗粒用于喷墨油墨。喷射胶乳喷墨油墨后，形成胶乳膜，如图1所示。基于丙烯酸酯的聚合颗粒往往有相对高的最低膜形成温度(MFT)，这阻碍在胶乳喷墨印刷中使用热敏基材。MFT往往非常接近胶乳聚合物的玻璃化转变温度Tg。如果胶乳具有低Tg，如低于0℃，则有可能使用热敏基材，然而发现这种胶乳导致造成大量故障喷嘴的喷射问题。缺乏水或有机溶剂的UV可固化喷墨油墨已经被广泛使用在工业应用中，这是由于其可靠性，并且由于它们附着于大量的基材。这些所谓100%固体UV可固化喷墨油墨的一个缺点是得到与一般含有少于20%的固体的水性喷墨油墨相比相对厚的层。薄层通常有明显更好的柔性。然而在大多数其他性质方面，水性胶乳喷墨油墨往往表现出比UV可固化喷墨油墨低劣的性能。已经通过以下方式进行了一些努力来提高水性胶乳喷墨油墨的性能：包含UV可固化喷墨油墨的特征，例如加入水溶性UV可固化单体，如EP2166046A(FUJI)和US2011104453(CANON)；使用可交联胶乳，如EP1379596A(UCB)中所述；以及二者的组合，如WO2013/034880A(SERICOL)中所述，其公开了辐射可固化油墨，包含：(a)具有烯键式不饱和基团的聚氨基甲酸酯；(b)水溶性三丙烯酸酯；(c)着色剂；(d)液体介质，包括水和有机溶剂；和(e)任选光引发剂；和(f)任选表面活性剂；其中组份(d)的重量大于组份(a)、(b)、(c)、(e)和(f)的总重量。后者没有显示对于喷射性能的任何结果。因此，仍然需要含有聚合物颗粒的水性喷墨油墨，该聚合物颗粒能结合改善的喷射性能和改善的物理和化学性能。专利技术概述为了克服上述问题，本专利技术的优选实施方案已经用权利要求1所述的水性辐射可固化喷墨油墨实现。惊奇地发现，含水性介质和负载有可聚合化合物的聚合物纳米颗粒的水性辐射可固化喷墨油墨允许喷射含有高浓度的聚合物纳米颗粒的喷墨油墨，虽然这些聚氨基甲酸酯颗粒成膜温度<0℃。本专利技术进一步目的将从以下描述变得明显。附图简单说明图1在四个阶段A至D中显示含聚合物纳米颗粒的喷墨油墨的膜形成。阶段A显示喷射在基材1上后的喷墨油墨，其中聚合物纳米颗粒2和彩色颜料颗粒3仍包埋在喷墨油墨的水性介质4中。在阶段B，水性介质蒸发后获得固体，固体含有相互接触的并与彩色颜料颗粒3接触的聚合物纳米颗粒2。在阶段C中，进一步加热到高于膜形成温度的温度，得到变形的聚合物纳米颗粒5，将彩色颜料颗粒3包埋。最后在阶段D中，通过聚合物扩散，得到机械粘着的聚合膜6，其包含彩色颜料颗粒3。实施方案的说明定义术语\聚合物纳米颗粒\指至少部分聚合物颗粒的粒径小于1µm，用激光衍射法测定。聚合物纳米颗粒优选平均粒径小于1µm。除非另外说明，术语\水不溶性\指在25℃的水中溶解度不超过1g/L。术语“烷基”是指对于在烷基中各种数目的碳原子的所有可能的变体，即甲基；乙基；对于3个碳原子有：正丙基和异丙基；对于4个碳原子有：正丁基、异丁基和叔丁基；对于5个碳原子有：正戊基、1,1-二甲基-丙基、2,2-二甲基丙基和2-甲基-丁基等。除非另作说明，否则被取代或未被取代的烷基优选为C1-C6-烷基。除非另作说明，否则被取代或未被取代的烯基优选为C1-C6-烯基。除非另作说明，否则被取代或未被取代的炔基优选为C1-C6-炔基。除非另作说明，否则被取代或未被取代的芳烷基优选为包含一个、两个、三个或更多个C1-C6-烷基的苯基或萘基。除非另作说明，否则被取代或未被取代的烷芳基优选为包括苯基或萘基的C7-C20-烷基。除非另作说明，否则被取代或未被取代的芳基优选为苯基或萘基。除非另作说明，否则被取代或未被取代的杂芳基优选为被一个、两个或三个氧原子、氮原子、硫原子、硒原子或其组合取代的5或6元环。在例如被取代的烷基中的术语“被取代”指烷基可被除了通常在这一基团中存在的原子，即碳和氢之外的其他原子取代。例如，被取代的烷基可包含卤素原子或硫醇基。未被取代的烷基仅含有碳和氢原子。除非另作说明，否则被取代的烷基、被取代的烯基、被取代的炔基、被取代的芳烷基、被取代的烷芳基、被取代的芳基和被取代的杂芳基优选被选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基和叔丁基、酯基、酰胺基、醚基、硫醚基、酮基、醛基、亚砜基、砜基、磺酸酯基、磺酰胺基、-Cl、-Br、-I、-OH、-SH、-CN和-NO2的一个或多个成分取代。术语“图像”包括文本、数字、图形、标识、照片、条形码、QR代码等。图像可用一种或更多种颜色限定。水性辐射可固化喷墨油墨根据本专利技术的水性辐射可固化喷墨油墨包括水性介质和负载有可聚合化合物的聚合物纳米颗粒。可聚合化合物优选选自单体、低聚物、可聚合的光引发剂和可聚合的共引发剂。认为可聚合化合物提供聚合物颗粒的\皮\。这种皮防止聚合物颗粒聚结和融合在一起。这特别有利于具有低成膜温度的聚合物颗粒，例如，成膜温度<0℃的聚氨基甲酸酯颗粒。在所述皮不存在的情况下，具有这些聚氨基甲酸酯颗粒的可靠的水性辐射可固化喷墨油墨只能用少量的聚合物颗粒制备，即基于喷墨油墨的总重量5%重量或更少的聚合物颗粒。在优选的实施方案中，本专利技术的水性辐射可固化喷墨油墨包含至少7重量%的聚合物颗粒，更优选9到13重量%的聚合物颗粒，基于喷墨油墨的总重量。可聚合化合物优选水溶解度小于1g/L或甚至小于0.1g/L。如果溶解度更高，则可聚合化合物从聚合物颗粒表面解吸，导致特别是在基于喷墨油墨的总重量7%重量或更高的较高浓度时的可喷射性问题。水性辐射可固化喷墨油墨优选是自由基辐射可固化喷墨油墨。可聚合化合物优选包括至少一个烯键式不饱和基团，烯键式不饱和基团选自丙烯酸酯基团、甲基丙烯酸酯基团、乙烯基醚基团、苯乙烯基团、丙烯酰胺基团、甲基丙烯酰胺基团、烯丙基酯基团、烯丙基醚基团、乙烯基酯基团、富马酸酯基团、马来酸酯基团、马来酰亚胺基团、乙烯基腈基团。更优选的实施方案中，可聚合化合物包括至少一个丙烯酸酯基团，因为该基团提供高反应性。聚合物纳米颗粒不需要包含可聚合基团。但是，为了提高反应性和改善物理性能，聚合物纳米颗粒优选包含至少一个烯键式不饱和基团，烯键式不饱和基团选自丙烯酸酯基团、甲基丙烯酸酯基团、乙烯基醚基团、苯乙烯基团、丙烯酰胺基团、甲基丙烯酰胺基团、烯丙基酯基团、烯丙基醚基团、乙烯基酯基团、富马酸酯基团、马来酸酯基团、马来酰亚胺基团和乙烯基腈基团。更优选的实施方案中，聚合物纳米颗粒包括至少一个丙烯酸酯基团，因为该基团提供高反应性。水性辐射可固化喷墨油墨可以是无色的喷墨油墨，可例如用作底漆以改善粘附，或用作清漆来获得所需的光泽。然而，优选水性辐射可固化喷墨油墨包括至少一种着色剂，更优选彩色颜料，最优选可自分散的彩色颜料。除了负载在聚合物纳米颗粒上的可聚合化合物，水性介质还可包含水溶性的可聚合化合物。这种化合物可以帮助改善物理性能，如包含在油墨中的水溶性三丙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性辐射可固化喷墨油墨，包含水性介质和用可聚合化合物负载的聚合物纳米颗粒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.26 EP 14174413.61.一种水性辐射可固化喷墨油墨，包含水性介质和用可聚合化合物负载的聚合物纳米颗粒。2.根据权利要求1所述的水性辐射可固化喷墨油墨，其中所述可聚合化合物选自单体、低聚物、可聚合的光引发剂和可聚合的共引发剂。3.根据权利要求1或2所述的水性辐射可固化喷墨油墨，其中所述聚合物纳米颗粒基于聚氨基甲酸酯或其共聚物。4.根据权利要求1-3中任一项所述的水性辐射可固化喷墨油墨，其中所述可聚合化合物包括至少一个烯键式不饱和基团，所述烯键式不饱和基团选自丙烯酸酯基团、甲基丙烯酸酯基团、乙烯基醚基团、苯乙烯基团、丙烯酰胺基团、甲基丙烯酰胺基团、烯丙基酯基团、烯丙基醚基团、乙烯基酯基团、富马酸酯基团、马来酸酯基团、马来酰亚胺基团和乙烯基腈基团。5.根据权利要求1-4中任一项所述的水性辐射可固化喷墨油墨，其中所述聚合物纳米颗粒包括至少一个烯键式不饱和基团，所述烯键式不饱和基团选自丙烯酸酯基团、甲基丙烯酸酯基团、乙烯基醚基团、苯乙烯基团、丙烯酰胺基团、甲基丙烯酰胺基团、烯丙基酯基团、烯丙基醚基团、乙烯基酯基团、富马酸酯基团、马来酸酯基团、马来酰亚胺基团和乙烯基腈基团。6.根据权利要求1-5中任一项所述的水性辐射可固化喷墨油墨，其中所述水性辐射可固化喷墨油墨包含至少一种着色剂。7.根据权利要求6所述的水性辐射可固化喷墨油墨，其中所述至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：R德蒙德特，J洛库菲尔，
申请(专利权)人：爱克发印艺公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE