喷墨印刷制造技术

适用于热敏喷墨印刷的单相含水固化性组合物，所述组合物含有固化性材料、占所述组合物１０－３０％重量的水和一种以上用于所述固化性材料的助溶剂的混合物。由于含水量相对较低，在固化前无需干燥步骤，因此可提高印刷速度。所述组合物性能优良且对于包括非多孔材料、半多孔材料以及多孔材料的大范围的基材的粘附力良好。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利说明喷墨印刷 专利
本专利技术涉及喷墨印刷、尤其是热敏喷墨印刷，并且涉及适用于热敏喷墨印刷的组合物。
技术介绍
喷墨印刷工艺分为两种主要类型连续工艺和按需喷墨(drop-on-demand)(DOD)工艺。连续工艺使用导电油墨以产生带电油墨液滴流，并经电场作用使其偏转到基材的适当部位。在DOD工艺中，通过压电激励器的振动(压电喷墨印刷中)或者通过加热油墨形成蒸发的气泡(热敏喷墨印刷中，其亦称压泡喷墨印刷)，将单个油墨液滴从打印头的喷嘴排出。热敏喷墨印刷优于压电印刷，打印机和打印头的成本更低且印刷工艺可获得更好的分辨率。 喷墨油墨需满足多项要求，包括 1.粘度必须适当。就DOD油墨而言，相对于压电印刷，热印刷对油墨具有更多的限制，因为其通常要求油墨的粘度在打印头工作温度(一般为35-85℃)下低于4mPa·s，以便能够进行热敏喷墨印刷，所述粘度通常等同于在室温(25℃)下低于12mPa·s的粘度。在本说明书中，除另有说明外，所有粘度值均为25℃下的值。 2.油墨不得引起不可接受水平的印刷喷嘴塞堵或阻塞。 3.油墨不得在打印头的使用期内，在热敏喷墨打印头的喷射加热器处导致沉积物的累积(称为沉淀过程(kogation process))达到不可接受的水平。 4.油墨应在储存过程中保持稳定，不产生物质沉降或凝结。 5.所得到的印刷品需满足使用领域所需的特性，可具有包括耐水、耐划伤、耐久、不收缩、不产生裂纹、柔软、光密度(着色油墨)、沉积均一等相关性能。 常规热敏喷墨打印头通常需使用高百分比(大于50％重量)水或挥发性有机溶剂的油墨，以实现有效的喷墨印刷。由于水通常是有机化合物的不良溶剂且表面张力过高而不能润湿许多塑料基材，因此尽管其可降低粘度和挥发性，不会增加排放、毒性或气味，其也并非为用于涂料和油墨递送的理想溶剂。然而，与常规的溶剂型油墨相比，水性油墨需要相应更长的干燥时间，因此影响最大印刷速率。 提高印刷速度常常意味着喷墨油墨应如愿地更快地干燥，以使最终的印刷品在堆叠时不会产生污迹。缩短干燥时间的油墨可通过例如使用挥发性溶剂替代液体介质中的至少一部分水而获得。然而，溶剂型油墨由于易燃而具有潜在的危险性，同时对环境会产生影响。 然而，由于含水量更低而干燥时间更短的油墨常常导致当打印机没有进行印刷时，油墨易于在喷嘴中干燥。油墨在喷嘴中干燥易于造成在一段时间的闲置后难于再次正常印刷。喷嘴会被阻塞、发生间歇性喷墨或不正常喷墨，更具体地称为decap的操作性问题。 已知诸如乙醇或丁酮(MEK)等溶剂可改善(缩短)干燥时间，这是因为这些物质的蒸气压高于水，因此蒸发得更快。而且，与水的表面张力(72dynes/cm)相比，这些溶剂的表面张力小于25dynes/cm，使得所述溶剂在非多孔基材上具有更优秀的湿润特性，并且增加对表面的粘附。 本领域已知有多种用于喷墨印刷工艺的油墨。一般而言，本领域所使用的喷墨油墨为水性油墨，包含较大量的水、保湿剂和/或助溶剂以及着色剂。通过选择特定的表面活性剂、保湿剂、着色剂或其它组分，可调节所得油墨的印刷特性。 尽管现在可获得许多喷墨油墨，它们一般不会在满足以上所有要求的同时，还在家庭和办公室使用的各种各样的白纸上获得优异的印刷质量。特别是，需要这些喷墨油墨对半多孔基材和非多孔基材具有粘附力。 为了提供在非多孔基材上具有可接受的粘附力，同时保持其它所需特性的染料基(dye-based)和颜料基(pigment-based)喷墨油墨，已经进行了大量的工作。然而，仍然存在对于具有所有上述所需特性的油墨的需求。 最近，行业上对热敏喷墨油墨的兴趣集中于研发固化性油墨制剂，更具体是辐射固化性或热固化性油墨制剂，其中采用UV(紫外)或红外灯或其组合以获得高固化速率。这些设备的使用必然减少用于从油墨除去溶剂的消耗时间的工序，从而提高生产速度，特别在诸如mailing和addressing工业印刷工艺中更是如此。 U.S.5,623,001公开了特别用于压电印刷的UV-固化性含水DOD喷墨油墨，所述油墨含有水和水混溶性UV-固化性单体和/或低聚物，例如丙烯酸材料。所述文献未提及热敏喷墨印刷，且未教导如何制造适用于热敏喷墨印刷油墨、尤其是低含水量油墨。 U.S.2002/0198289涉及适用于在多孔介质上印刷耐水性图像的含有UV-固化性树脂的UV-固化性含水热敏喷墨油墨。该专利申请的所有实施例均采用超过35％的含水量，且未教导如何制造低含水量的热敏喷墨油墨。 U.S.4,978,969涉及对塑料粘附力良好的UV-固化性热敏喷墨油墨。所述油墨含有UV-固化性粘合剂，且所例示的油墨使用水、丁酮和γ-丁内酯三种溶剂的混合物，各种溶剂均占5％重量以确保均相喷墨油墨组合物具有适用于喷墨印刷的粘度和表面张力性质。由于这些组分的环境和危险性弱点、尤其是易燃性和运输的问题，造成有机溶剂型喷墨油墨的优势荡然无存。此外，含有挥发性液体的喷墨油墨组合物通常在喷嘴发生油墨干涸的趋势会越来越明显。所述文献未教导如何制造含水量超过5％重量的单相油墨。 WO 03/011989描述了用于喷墨印刷的UV-固化性油墨，其不含水性和挥发性有机溶剂。 WO 2004/092287公开了几乎为非水性的辐射-固化性喷墨油墨组合物。 WO 2006/102524公开了基本上为非水性(即含水量小于10％)的UV-固化性热敏喷墨油墨，所述油墨采用挥发性输送流体(driverfluid)，诸如丙酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲醇、乙醇或丙醇。 U.S.6,790,875公开了低粘度固化性热敏喷墨油墨，所例示的油墨的含水量一般超过50％重量。 U.S.5,952,401涉及低粘度含水喷墨油墨，其一般含有至少50％重量的水。 固化性材料(例如单体和低聚物)通常在水中具有有限的溶解度/混溶性，并且在制备具有可用于热敏喷墨印刷的足够低粘度的水基油墨时遇到大量的实际困难，其中所述足够低的粘度不会发生不符合需要的相分离，不造成印刷喷嘴塞堵或阻塞，不导致不可接受水平的沉淀并且产生具有适当、有用性质的印刷品。 我们发现通过使用固化性材料与用于所述固化性材料的水相容性溶剂(称为助溶剂)的混合物，可产生适用于热敏喷墨印刷的低粘度组合物，其含水量低于已知水性热敏喷墨油墨，而无需使用具有不符合需要的挥发性有机溶剂，同时还可获得有效的泡沫成核作用(bubble nucleation)。 因此，本专利技术提供了含有单相低水性溶剂的辐射-固化性热敏喷墨油墨制剂，所述制剂在保留良好喷射稳定性的特征的同时，去除了为加速在非多孔介质上的干燥而对红外和/或增强的UV辐射的需要。 专利技术概述 本专利技术一方面提供了适用于热敏喷墨印刷的单相含水固化性组合物，所述组合物含有如下物质的混合物固化性材料；占所述组合物的10-30％重量的水；以及一种以上用于所述固化性材料的助溶剂。 所述组合物(也称为油墨)适用于热敏喷墨印刷，因此通常在25℃下的粘度小于约12mPa·s，优选小于约11mPa·s，更优选小于约6.5mPa·s。在本说明书中，除非另有说明，否则所有的粘度均为在25℃下的值。 术语″单相″是指固化性材料被水溶解而完全存在于溶液中，而且助溶剂也完全混溶于其中，无相分离或沉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于热敏喷墨印刷的单相含水固化性组合物，所述组合物含有固化性材料混合物；占所述组合物的１０－３０％重量的水；和一种以上用于所述固化性材料的助溶剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：N赫雷米，SC黑兹尔伍德，
申请(专利权)人：森尼亚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]