可光聚合的噴墨式印墨組合物的製作方法
2023-05-11 17:42:06
專利名稱：可光聚合的噴墨式印墨組合物的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於通過使用液體印墨組合物執行記錄操作的噴墨式印刷機的噴墨式印墨組合物。本發明特別涉及了通過光輻射能夠使之固化的可光聚合的噴墨式印墨組合物。
背景技術：
噴墨記錄技術是印刷技術，其中從精密的噴嘴中噴射出具有高流動性的液體印墨組合物，使之粘附於記錄介質，例如印刷紙上，這樣就形成印刷物。噴墨記錄技術在使用比較便宜的儀器和能夠以快速低噪音印刷出具有高解析度和優良的圖象質量的圖象方面具有優點。由於上述的優點，近來，噴墨記錄技術快地變得普遍起來。
對於用作噴墨記錄技術的印墨組合物，要求具有多方面的特性，例如低粘度、足以使從印墨噴頭的噴嘴噴射出的小液滴形成的表面張力、低揮發性和良好的長期穩定性。
屬於噴墨式印墨組合物一類的可光聚合的噴墨式印墨組合物，含有可光聚合的樹脂、光聚合引發劑等等。在印刷操作之後，能夠立即通過光輻射使可光聚合的噴墨式印墨組合物固化。因此，可光聚合的噴墨式印墨組合物具有良好的乾燥特性，並且沒有印墨透印到印刷紙背面的危險。由於可光聚合的噴墨式印墨組合物是用於噴墨記錄技術的印墨組合物，因而可光聚合的噴墨式印墨組合物的一些特性，如足夠的表面張力、低揮發性和低粘度，是必需的。而且，特別地，除了上述特性，高的膜強度和低的固化收縮性尤其是可光聚合的噴墨式印墨組合物(經光輻射能夠使之立即固化)所必需的。
目前認為，對於可光聚合的噴墨式印墨組合物，為了使印墨組合物採用印墨噴頭噴射出來(所述印墨噴頭已經研製出來並供工業應用之用)，印墨組合物的粘度應當低到至多50cps。具有上述低粘度的可光聚合的噴墨式印墨組合物的實例包括日本未審專利公開號JP62(1987)-64874中所述的使用溶劑的印墨組合物，以及美國專利US6,593,390中所述的使用低粘度樹脂的印墨組合物。
但是，日本未審專利公開號JP62(1987)-64874中所述的使用溶劑的印墨組合物，由於使用了揮發性溶劑，例如甲基乙基酮或乙醇，隨著溶劑的揮發，印墨組合物的粘度變高，出現著色材料的附聚和印墨噴頭的堵塞。因此產生不能保持良好的長期穩定性的問題。而且，從保持較低的環境載荷的觀點看，使用揮發性溶劑的印墨組合物是不適當的。
同樣，在PCT日本公開號JP2001-525479中所述的使用低粘度樹脂的印墨組合物是包含單體和低聚物的印墨組合物。但是，上述使用低粘度樹脂的印墨組合物，為了可以保持較低的印墨組合物的粘度，需將具有少量官能團的單體，例如單官能或雙官能單體的比例調高，並將低聚物的比例調低，因此，儘管能夠保持較低的印墨組合物的粘度，但仍產生由於低比例的低聚物的存在，總體上不能保持較高的樹脂的官能度，以及由於低的交聯密度而不能保持較高的膜強度的問題。如上所述，在使用低粘度樹脂的印墨組合物的情況下，為保持粘度較低所需的印墨組合物的組成與為保持膜強度較高所需的印墨組合物的組成彼此間是不一致的。因此，在粘度和膜強度相互損失的一定水平上產生了可光聚合的噴墨式印墨組合物。
發明內容
本發明的主要目的是提供具有低粘度的可光聚合的噴墨式印墨組合物，該印墨組合物顯示出良好的長期穩定性、良好的固化特性、高的膜強度和低的固化收縮性。
本發明提供了一種可光聚合的噴墨式印墨組合物，該組合物含有i)由可光聚合單體組成的可光聚合樹脂，ii)光聚合引發劑，和iii)著色材料，該印墨組合物基本上沒有溶劑，其中，可光聚合單體包含六官能單體，相對於印墨組合物的總量，該六官能單體的比例在10wt％～30wt％的範圍內，以及除了六官能單體以外的可光聚合單體選自雙官能單體，雙官能單體和單官能單體的混合物，雙官能單體和三官能單體的混合物以及雙官能單體、單官能單體和三官能單體的混合物。
在這裡所用術語「由可光聚合單體組成的可光聚合樹脂」，意思是指可光聚合樹脂不包含任何可光聚合低聚物。並且，在這裡所用術語「基本上沒有溶劑」，意思是指不發生由於溶劑損失所造成的粘度變化。特別地，在這裡所用術語「基本上沒有溶劑」意思是指在不發生由於溶劑損失所造成的粘度變化的情況下，根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物可以包含一定量的溶劑。
應優選將根據本發明的光聚合噴墨式印墨組合物進行改性，以使印墨組合物的粘度在23℃的溫度下至多為50cps。
通常，包含在可光聚合的噴墨式印墨組合物中的可光聚合樹脂是由低聚物和單體組成。但是，對根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物而言，可光聚合樹脂並不包含任何具有高粘度的可光聚合低聚物，並且僅由可光聚合單體組成。因此，對根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物而言，能夠保持低的印墨組合物的粘度以便可以保持噴嘴處良好的噴射性能。並且，由於根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物基本上沒有溶劑，所以不發生由溶劑的損失而引起的粘度上的改變。因此，根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物，隨著溶劑的揮發，印墨組合物的粘度變高、出現著色材料的附聚和出現印墨噴頭的堵塞的問題不會發生。因此，根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物能夠顯示出良好的長期穩定性。
並且，對根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物而言，可光聚合單體包含六官能單體，相對於印墨組合物的總量，該六官能單體的比例在10wt％～30wt％的範圍內。因此，總體上，能夠保持高的可光聚合樹脂的官能度，同時能夠獲得高的交聯密度。因此，保持低的粘度時，根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物能夠產生高的膜強度。
此外，對根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物而言，除了六官能單體以外的可光聚合單體選自雙官能單體，雙官能單體和單官能單體的混合物，雙官能單體和三官能單體的混合物以及雙官能單體、單官能單體和三官能單體的混合物。因此，保持低的粘度時，根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物能夠具有良好的固化特性和低的固化收縮性。特別地，由於六官能單體是多官能的，能夠獲得高的交聯密度，並能形成高強度的膜(strong film)。但是，通常用多官能單體，會遇到不能保持低的固化收縮性的問題。然而，對根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物而言，如上所述，除了六官能單體以外的可光聚合單體由雙官能單體單獨組成。或者，除了六官能單體以外的可光聚合單體由兩種單體，即雙官能單體和單官能單體的混合物組成。作為另一個選擇，除了六官能單體以外的可光聚合單體由兩種單體，即雙官能單體和三官能單體的混合物組成。作為進一步的選擇，除了六官能單體以外的可光聚合單體由三種單體，即雙官能單體、單官能單體和三官能單體的混合物組成。因此，保持低的粘度時，根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物能夠形成高強度的膜並顯示出低的固化收縮性。
具體實施例方式
根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物含有i)由可光聚合單體組成的可光聚合樹脂，ii)光聚合引發劑，和iii)著色材料，該印墨組合物基本上沒有溶劑，其中，可光聚合單體包含六官能單體，相對於印墨組合物的總量，該六官能單體的比例在10wt％～30wt％的範圍內，以及除了六官能單體以外的可光聚合單體選自雙官能單體，雙官能單體和單官能單體的混合物，雙官能單體和三官能單體的混合物以及雙官能單體、單官能單體和三官能單體的混合物。
在根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物中，可光聚合單體包含六官能單體，相對於印墨組合物的總量，該六官能單體的比例在10wt％～30wt％的範圍內。並且，除了六官能單體以外的可光聚合單體也選自單獨的雙官能單體，兩種單體的混合物，即雙官能單體和單官能單體的混合物，兩種單體的混合物，即雙官能單體和三官能單體的混合物，以及三種單體的混合物，即雙官能單體、單官能單體和三官能單體的混合物。在相對於印墨組合物總量，六官能單體的比例低於10wt％的情況下，不能獲得足夠的膜強度。在相對於印墨組合物總量，六官能單體的比例高於30wt％的情況下，不能保持低的印墨組合物的粘度。
六官能單體的優選實例包括六丙烯酸二季戊四醇酯和己內酯改性的六丙烯酸二季戊四醇酯。
雙官能單體的實例包括雙官能丙烯酸酯、雙官能甲基丙烯酸酯和兩種或更多種以上列舉的雙官能單體的混合物。特別地，雙官能的優選實例包括雙官能丙烯酸酯，例如二縮三丙二醇二丙烯酸酯、二丙烯酸1，4-丁二醇酯、二丙烯酸1，6-己二醇酯、二丙烯酸1，9-壬二醇酯和聚乙二醇400二丙烯酸酯；和雙官能甲基丙烯酸酯，例如二甲基丙烯酸1，6-己二醇酯、二甲基丙烯酸新戊二醇酯、二縮三乙二醇二甲基丙烯酸酯和二甲基丙烯酸乙二醇酯。尤其是，由於二丙烯酸1，9-壬二醇酯具有低粘度、低揮發性、良好的固化特性和低的固化收縮性，因此在根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物中可以優選使用二丙烯酸1，9-壬二醇酯。
單官能單體的例子包括單官能丙烯酸酯、單官能甲基丙烯酸酯、乙烯基單體和兩種或多種以上列舉的單官能單體的混合物。特別地，單官能丙烯酸酯的例子包括丙烯酸烷基酯，例如丙烯酸丁酯、丙烯酸二環戊烯基乙基酯、丙烯酸異冰片酯和苯酚環氧乙烷改性的丙烯酸酯。特別是，具有加在丙烯醯基中的環狀基團的單官能丙烯酸酯，例如丙烯酸異冰片酯，具有高玻璃化轉變溫度(Tg)並顯示出低粘度、低揮發性和低固化收縮性。因此，在根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物可以優先使用具有加在丙烯基中的環狀基團的單官能丙烯酸酯，如丙烯酸異冰片酯。單官能甲基丙烯酸酯的優選例子包括甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯和甲基丙烯酸異癸酯。乙烯基單體的優選例子包括苯乙烯、乙烯基甲苯、N-乙烯基吡咯烷酮和醋酸乙烯酯。尤其是，N-乙烯基吡咯烷酮顯示出良好的固化特性和良好的稀釋特性，因此，在根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物中可以優選使用N-乙烯基吡咯烷酮。
三官能單體的優選實例包括三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙烯酸季戊四醇酯、丙氧基三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。
除六官能單體以外的可光聚合單體的比例可以根據六官能單體的比例改變，所述六官能單體的比例選自10wt％～30wt％範圍內(相對於印墨組合物總量)。並且，除了六官能單體以外的可光聚合單體的比例，無論是僅由雙官能單體組成，由雙官能單體和單官能單體的混合物，由雙官能單體和三官能單體的混合物，還是由雙官能單體、單官能單體和三官能單體的混合物組成，都可以根據除了六官能單體之外的可光聚合單體改變。然而，例如，在除了六官能單體以外的可光聚合單體由雙官能單體單獨組成，且相對於印墨組合物總量，六官能單體的比例為30wt％的情況下，雙官能單體的比例，相對於印墨組合物的總量，優選應在55wt％～65wt％範圍內。在相對於印墨組合物的總量，六官能單體的比例在10wt％～低於30wt％的範圍內的情況下，雙官能單體的比例優選應在10wt％～80wt％的範圍內(相對於印墨組合物的總量)，更優選應在20wt％～80wt％的範圍內(相對於印墨組合物的總量)。在除了六官能單體以外的可光聚合單體是由雙官能單體和單官能單體的混合物組成，六官能單體的比例在10wt％～低於30wt％之內(相對於印墨組合物總量)，且雙官能單體的比例在10wt％～80wt％範圍內(相對於印墨組合物總量)的情況下，單官能單體的比例優選應在0wt％～60wt％範圍內(相對於印墨組合物總量)，更優選應在0wt％～50wt％範圍內(相對於印墨組合物總量)。(在這樣的情況下，如果相對於印墨組合物總量，單官能單體的比例為0wt％，除了六官能單體之外的可光聚合單體由雙官能單體單獨組成。)在這樣的情況下，如果單官能單體的比例高於60wt％(相對於印墨組合物總量)，就不能充分地實現固化。在除了六官能單體之外的可光聚合單體是由雙官能單體和三官能單體的混合物組成，六官能單體的比例在10wt％～低於30wt％之內(相對於印墨組合物總量)，且雙官能單體的比例在10wt％～80wt％範圍內(相對於印墨組合物總量)的情況下，三官能單體的比例優選應在0wt％～30wt％範圍內(相對於印墨組合物總量)，更優選應在0wt％～2wt％範圍內(相對於印墨組合物總量)。在這樣的情況下，如果三官能單體的比例高於30wt％(相對於印墨組合物總量)，就不能保持低的固化收縮性，並且不能保持低的粘度。
作為光聚合引發劑，可以使用苯乙酮類引發劑，噻噸酮類引發劑等等。光聚合引發劑的優選例子包括2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉代丙-1-酮、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-嗎啉代苯基)-丁烷-1，2-羥基2-甲基1-苯基-丙-1-酮和2，4-二甲基噻噸酮。也可能使用二苯酮、二乙氧基苯乙酮、4，4』-雙二乙氨基二苯酮、偶苯醯、苯偶姻、苯偶姻乙醚等等。以上所列舉的光聚合引發劑可單獨使用，或混合使用。相對於可光聚合的噴墨式印墨組合物的總量，光聚合引發劑的比例可以在1wt％～20wt％範圍內，優選應在1wt％～10wt％範圍內(相對於可光聚合的噴墨式印墨組合物的總量)。
光聚合引發劑的優選例子包括Irgacure 651，Irgacure 184，Darocure 1173，Irgacure 907和Irgacure 369(由Ciba Chemical Speciality Co.提供)；Kayacure DETX和Kayacure CTX(由Nippon Kayaku Co.提供)；Solvasron BIPE和Solvasron PIBE(由Kurogane Kasei Co.提供)；和Rucilin(由Badische Anilin Soda Fabrik A.G.提供)。
根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物也可以包含敏化劑。敏化劑的例子包括脂族胺，如正丁胺和三乙胺；和芳族胺，如對二甲氨基苯甲酸乙酯。
進一步地，為防止在印墨組合物存儲期間發生凝膠作用，可向根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物中加入阻聚劑。阻聚劑的例子包括對苯二酚單甲醚和鋁-N-亞硝基苯基胲。
此外，根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物可包含不同分散劑中的至少一種。分散劑的例子包括含羥基的羧酸酯、長鏈多氨基醯胺與高分子量酸酯的鹽、高分子量多羧酸的鹽、長鏈多氨基醯胺與極性酸酯的鹽、高分子量不飽和酸酯、高分子量共聚物、改性的聚氨酯、改性的聚丙烯酸酯、聚醚酯性陰離子表面活性劑、萘磺酸甲醛縮合物鹽、聚氧乙烯烷基磷酸酯、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚酯多元胺和硬脂醯胺乙酸酯。
分散劑的具體的例子包括Anti-Terra-U(多氨基醯胺磷酸鹽)；Anti-Terra-203/204(高分子量多羧酸鹽)；Disperbyk-101(多氨基醯胺磷酸鹽和酸酯)、107(含有羥基的羧酸酯)、110(含有酸基的共聚物)、130(多醯胺)、161、162、163、164、165、166、170(高分子量共聚物)；400；Bykumen(高分子量不飽和酸酯)；BYK-P104、P105(高分子量不飽和酸式多羧酸)；P104S、240S(高分子量不飽和酸式多羧酸和矽)；和Lactimon(長鏈胺、不飽和酸式多羧酸和矽)，上述分散劑由BYK Chemie Co.提供。
分散劑的具體的例子也包括Efka 44、46、47、48、49、54、63、64、65、66、71、701、764、766；和Efkapolymer 100(改性的聚丙烯酸酯)、150(脂族的改性聚合物)、400、401、402、403、450、451、452、453(改性的聚丙烯酸酯)、745(銅酞菁類分散劑)，上述分散劑由Efka CHEMICALS Co.提供。進一步地，分散劑的具體的例子包括Flowren TG-710(尿烷低聚物)、FlowrenDOPA-15B(丙烯醯基低聚物)、Flowren SH-290、SP-1000、和Polyflow No.50E、No.300(丙烯醯類共聚物)，上述分散劑由Kyoeisha Chemical Co.Ltd.提供。更進一步地，分散劑的具體的例子包括Disparon KS-860、873SN、874(高分子量分散劑)、#2150(脂族的多元羧酸)、#7004(聚醚酯類分散劑)和DA-703-50(聚酯醯胺胺鹽)，上述分散劑由Kusumoto Kasei Co.提供。
進一步地，分散劑的具體的例子包括Demor RN，N(萘磺酸-甲醛縮合物鈉鹽)、MS.C，SN-B(芳族磺酸-甲醛縮合物鈉鹽)，EP；Homogenol L-18(多羧酸類高分子量化合物)；Emulgen 920、930、931、935、950、985(聚環氧乙烷壬基苯基醚)；Acetamin 24(椰子胺乙酸酯)、86(硬脂胺乙酸酯)，以上分散劑由Kao Corp.提供。更進一步地，分散劑的具體的例子包括Solsperse 5000(酞菁銨鹽類分散劑)、13940(聚酯胺類分散劑)、17000、18000(脂肪酸胺類分散劑)、22000、24000、28000和32000，上述分散劑由Avisia Co.提供。
作為著色材料，優選應該使用顏料。作為顏料，可以採用在印刷技術領域中通常採用的無機顏料和有機顏料。顏料的例子包括各種已知顏料，如炭黑、鎘紅、鉻黃、鎘黃、鈦黃、氧化鉻、鉻綠、鈦鈷綠、群青、普魯士藍、鈷藍、偶氮類顏料、酞菁類顏料、喹吖啶酮類顏料、異吲哚啉酮類顏料、二噁嗪類顏料、士林類顏料、苝類顏料、硫靛藍類顏料和金屬絡合物顏料。
作為著色材料，也可以使用染料。優選，染料應選自油溶性染料，如偶氮染料、金屬絡合物鹽染料、萘酚染料、蒽醌染料、靛藍染料、碳鎓染料、醌亞胺染料、佔噸染料、花青染料、喹啉染料、硝基染料、亞硝基染料、苯醌染料、萘醌染料、酞菁染料和金屬酞菁染料。
以上所列舉的顏料和染料可以單獨或組合使用。相對於印墨組合物的總量，著色材料的比例優選應在0.1重量％～20重量％範圍內。
必要時，可以向根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物中加入各種已知的添加劑。添加劑的例子包括光聚合引發助劑、粘度調節劑、抗氧劑、防腐劑、防黴劑、矽油、表面活性劑、表面潤滑劑、消泡劑和光穩定劑。
本發明將通過以下非限定性的實施例進行進一步說明。
實施例實施例1使用砂磨機，將220重量份用作分散劑的Solsperse 24000(由Avisia Co.提供)、420重量份用作顏料的炭黑(Mall，由Mitsubishi Chemical Corporation提供)和1,000重量份用作雙官能單體的二丙烯酸1，9-壬二醇酯(1.9NDA，由Kyoeisha Chemical Co.，LTD.提供)進行分散，其中停留時間約為20分鐘。照這樣，將炭黑分散至尺寸至多為500nm。完成分散過程之後，通過過濾，除去最終得到的分散體中所包含的粗顆粒。此後，將40重量份用作單官能單體的丙烯酸異冰片酯(IBXA，由Kyoeisha Chemical Co.，LTD.提供)，27.7重量份用作雙官能單體的二丙烯酸1，9-壬二醇酯，15重量份用作六官能單體的六丙烯酸二季戊四醇酯(M400，由Toagosei Chemical Industry Co.，Ltd.提供)，7.6重量份光聚合引發劑(Irgacure 709，由Ciba Chemical Speciality Co.提供)，1.1重量份敏化劑(DETX，由Nippon Kayaku Co.提供)和0.1重量份阻聚劑(Q1301，由Wako Pure Chemical Industries，Ltd.提供)加入到8.5重量份上述分散體中。照這樣，製備出印墨組合物。
實施例2，3，4和5按實施例1相同的方式製備印墨組合物，所不同的是使用下面表1中所列的混合比例。
實施例6按實施例1相同的方式製備印墨組合物，所不同的是，除了在實施例1中所用的單官能單體和雙官能單體外，還使用用作三官能單體的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯作為可光聚合單體，並且所不同的是使用下面表1中所列的混合比例。
比較例1按實施例1相同的方式製備印墨組合物，所不同的是，使用用作三官能單體的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯代替雙官能單體，並且所不同的是使用下面表1中所列的混合比例。
比較例2按實施例1相同的方式製備印墨組合物，所不同的是，使用作為四官能低聚物的尿烷低聚物(U4HA，由Shin-nakamura Kagaku Co.提供)代替六官能單體，並且所不同的是使用下面表1中所列的混合比例。
比較例3按比較例2相同的方式製備印墨組合物，所不同的是使用下面表1中所列的混合比例。
比較例4按實施例1相同的方式製備印墨組合物，所不同的是，使用下面表1中所列的混合比例。
比較例5按實施例1相同的方式製備印墨組合物，所不同的是，採用作為三官能低聚物的環氧丙烯酸酯(8530M，由Toagosei Chemical Industry Co.，Ltd.提供)和用作三官能單體的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯代替六官能單體，並且所不同的是使用下面表1中所列的混合比例。
比較例6和7按比較例5相同的方式製備印墨組合物，所不同的是使用下面表1中所列的混合比例。
比較例8按實施例1相同的方式製備印墨組合物，所不同的是，使用用作十五官能單體低聚物的尿烷低聚物(U15HA，由Shin-nakamura Kagaku Co.提供)代替六官能單體，並且所不同的是使用下面表1中所列的混合比例。
比較例9按實施例1相同的方式製備印墨組合物，所不同的是使用下面表1中所列的混合比例。
比較例10，11和12按實施例1相同的方式製備印墨組合物，所不同的是使用下面表1中所列的混合比例。
下面表1中列出了實施例1～6及比較例1～12所製備的每種印墨組合物的混合比例(以重量wt％為單位)、粘度、表面張力、膜強度、固化收縮性和噴射性能。印墨組合物的粘度是通過採用E型粘度計(RE115L型，由Toyo SangyoK.K.提供)，在溫度為23℃，轉速為10rpm下進行測量。並且，表面張力是通過採用自動張力儀(CBVP-Z型，由Kyowa Kaimen Kagaku Co.提供)在溫度為23℃下進行測量。此外，膜強度和固化收縮性是以下述方式進行評價。特別地，通過採用4密爾的棒塗布機，將印墨組合物施塗到PET薄膜上，從而形成厚度約為10μm的塗料膜。然後，通過採用具有25cm弧長的金屬滷化物燈(由Eye Graphics Co.提供)，在輸出功率為120W/cm和帶速為20m/min的條件下使形成的塗料膜固化。以這種方式製備出塗料膜樣品。至於如此製備的塗料膜樣品，用下述方式評價該樣品的膜強度和固化收縮性。
膜強度用手持的Kymwipe摩擦塗料膜樣品，然後檢查在塗料膜樣品上發生的刮痕。如果確認塗料膜樣品未發生刮痕，以「○」來評價塗料膜樣品的膜強度；如果確認塗料膜樣品發生刮痕，以「×」來評價塗料膜樣品的膜強度。
固化收縮性以視覺檢查塗料膜樣品的固化收縮性。如果確認未發生固化收縮，以「○」來評價固化收縮特性；如果確認發生固化收縮，以「×」來評價固化收縮特性。
此外，各個印墨組合物的噴射性能用下述方法進行評價，特別地，使印墨組合物從噴墨印刷機頭(由Xaar Co.提供)噴射出來。如果印墨組合物能夠從噴墨印刷機頭噴射出來，以「○」來評價噴射性能；如果印墨組合物不能從噴墨印刷機頭噴射出來，以「×」來評價噴射性能。
表1
對於根據本發明的實施例1至實施例6每一個中製備的可光聚合的噴墨式印墨組合物而言，可光聚合樹脂不包含具有高粘度的任何可光聚合低聚物，並僅由可光聚合單體組成。因此，從表1中可清楚地看出，對於根據本發明的實施例1～實施例6每一個製備的可光聚合的噴墨式印墨組合物而言，均能保持低的印墨組合物的粘度，以便保持從噴嘴處的良好的噴出性能。並且，為了形成從印墨噴頭的噴嘴處噴射出的小液滴，根據本發明實施例1～實施例6的每一個所製備的可光聚合的噴墨式印墨組合物具有足夠的表面張力。此外，對於根據本發明實施例1～實施例6的每一個所製備的可光聚合的噴墨式印墨組合物而言，可光聚合單體包含比例在10wt％～30wt％範圍內的六官能單體(相對於印墨組合物的總量)，和由單獨的雙官能單體(實施例4和5)、雙官能單體和單官能單體的混合物(實施例1、2和3)或雙官能單體、單官能單體和三官能單體(實施例6)組成除六官能單體之外的可光聚合單體。因此，根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物在保持低粘度的同時，還能形成高強度的膜並顯示出低的固化收縮性。
在印墨組合物的比較例10中，實施例1中所使用的雙官能單體完全由單官能單體所代替。在印墨組合物的比較例11中，在實施例6中所使用的雙官能單體和三官能單體完全由單官能單體代替。並且，在印墨組合物的比較例12中，在實施例4中所使用雙官能單體完全由單官能單體所代替。但是，對於比較例10和11中每一個所製備的印墨組合物而言，用由UV燈產生的光的輻射均不能使印墨組合物的表面固化。並且，對於比較例12中所製備的印墨組合物而言，雖然能使印墨組合物的表面固化，但不能獲得足夠的膜強度。特別地，在可光聚合單體僅由六官能單體和單官能單體組成的情況下，不能獲得足夠的交聯密度，且在固化的時候膜強度容易變低。這大概是因為在固化的時候，在單官能單體和雙官能單體之間存在結構上的不同，而雙官能單體是根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物的基本組分。更特別地，為保持低的印墨組合物的粘度，一般認為可以將低官能單體(單官能單體或雙官能單體)加入到印墨組合物中。但是，使用單官能單體，由於在固化時形成直鏈聚合物，一般認為交聯密度低，且在固化時不能獲得足夠的膜強度。並且，使用雙官能單體，由於能夠形成三維網狀聚合物，一般認為在保持低粘度和能夠保持低的固化收縮性的同時，能夠獲得高的膜強度。
對於包含四官能低聚物的印墨組合物(比較例2和3)、包含三官能低聚物的印墨組合物(比較例5、6和7)和包含十五官能低聚物的印墨組合物(比較例8)而言，由於低聚物的含量低至15重量份，因而能夠保持低的粘度。但是，由於總體上樹脂的官能度降低，且交聯密度低，不能獲得足夠的膜強度。
根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物的要求在於可光聚合單體包含比例在10wt％～30wt％範圍內的六官能單體(相對於印墨組合物的總量)。然而，對於比較例4中製備的印墨組合物而言，其中六官能單體的比例低於10wt％(相對於印墨組合物的總量)，不能獲得足夠的膜強度。並且，對於比較例9中製備的印墨組合物而言，其中六官能單體的比例高於30wt％(相對於印墨組合物的總量)，不能保持低的固化收縮性、粘度變高、且不能保持良好的噴射性能。此外，對於比較例1中製備的印墨組合物而言，由於三官能單體的比例高，因而發生固化收縮。
如上所述，對於根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物而言，可光聚合樹脂不包含任何具有高粘度的可光聚合低聚物，且僅由可光聚合單體組成。因此，對於根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物而言，能夠保持低的印墨組合物的粘度，以便保持從噴嘴處的良好的噴出性能。並且，對於根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物而言，可光聚合單體包含比例在10wt％～30wt％範圍內的六官能單體(相對於印墨組合物的總量)。因此，在保持低的粘度的同時，根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物能夠產生高的膜強度。此外，對於根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物而言，除了六官能單體以外的可光聚合單體由雙官能單體單獨組成。或者，除了六官能單體以外的可光聚合單體由兩種單體，即雙官能單體和單官能單體的混合物組成。作為另外的選擇，除了六官能單體以外的可光聚合單體由兩種單體，即雙官能單體和三官能單體的混合物組成。作為進一步的選擇，除了六官能單體以外的可光聚合單體由三種單體，即雙官能單體、單官能單體和三官能單體的混合物組成。因此，根據本發明的可光聚合的噴墨式印墨組合物能夠顯示出低的固化收縮性。
權利要求
1.一種可光聚合的噴墨式印墨組合物，含有i)由可光聚合單體組成的可光聚合樹脂，ii)光聚合引發劑，和iii)著色材料，該印墨組合物基本沒有溶劑，其中，可光聚合單體中包含六官能單體，該六官能單體相對於印墨組合物的總量，比例在10wt％～30wt％範圍內，且除了六官能單體以外的可光聚合單體選自雙官能單體，雙官能單體和單官能單體的混合物，雙官能單體和三官能單體的混合物以及雙官能單體、單官能單體和三官能單體的混合物。
2.權利要求1所定義的可光聚合的噴墨式印墨組合物，其中，在溫度為23℃時，該印墨組合物的粘度至多為50cps。
全文摘要
可光聚合的噴墨式印墨組合物含有由可光聚合單體組成的可光聚合樹脂、光聚合引發劑和著色材料，並且基本上沒有溶劑。可光聚合單體包含六官能單體，相對於印墨組合物的總量，該六官能單體的比例在10wt％～30wt％範圍內。除了六官能單體以外的可光聚合單體選自雙官能單體，雙官能單體和單官能單體的混合物，雙官能單體和三官能單體的混合物以及雙官能單體、單官能單體和三官能單體的混合物。
文檔編號C09D11/00GK1506418SQ20031012332
公開日2004年6月23日 申請日期2003年12月5日 優先權日2002年12月5日
發明者林曉子 申請人:理想科學工業株式會社