專利名稱：可輻射固化的噴墨印刷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在基本不吸收噴墨墨水的受墨體上印刷可UV-固化墨水的。本發(fā)明還涉及可UV-固化的黑墨水。
背景掛術(shù) 在噴墨印刷時，將微小墨水流體滴直接噴射到受墨體表面上，在印刷設(shè)備與受墨體之間沒有物理接觸。這種印刷設(shè)備以電子方式儲存了印刷數(shù)據(jù)，并且控制一個機構(gòu)將墨水滴以圖像方式噴射到受墨體上。
在大多數(shù)情況下，讓印刷頭沿著橫過受墨體的方向(主掃描方向)移動，同時讓這種受墨體沿著垂直于主掃描方向(次掃描方向)前進，這樣可以實現(xiàn)印刷。彩色噴墨印刷機的印刷頭一般包括多個按照主掃描方向排列的印刷頭段。每個印刷頭段有多個噴嘴，它們按照次掃描方向排列在不同的位置。彩色印刷機按照減色模式進行彩色印刷。典型地，用青色(C)、品紅色(M)和黃色(Y)墨水組合CMY，或CMY加黑色(K)墨水的更典型組合CMYK表示這種減色模式。一種典型的印刷頭構(gòu)型是四印刷頭-段，每種顏色一個印刷頭-段，它們按照KCMY噴嘴順序排列，因此按照單向模式印刷時，K墨水首先噴射到受墨體上，接著為C、M墨水，最后Y墨水。但是，為了減少印刷時間，這些印刷機通常設(shè)計采用具有印刷性能的雙向模式。
在雙向模式印刷中，具有噴嘴順序KCMY的印刷頭應(yīng)該印刷出具有從左到右墨水順序K、C、M和Y的斑點，而從右到左印刷時則具有相反墨水順序Y、M、C和K的斑點。這樣會造成相鄰的印刷斑點有顯著的色彩變化。相對于人的眼睛，具有墨水順序K、C、M和Y的印刷斑點比具有墨水順序Y、M、C和K的印刷斑點顯得“更淡些”。這種現(xiàn)象是由于四個標(biāo)準減色過程中每個都有唯一亮度可被人們的眼睛區(qū)分開。由于黑色墨水K吸收大部分這種光，所以可以將這種墨水看作是色彩變化的最關(guān)鍵墨水。
在EP 737001A(XEROX)中，通過加進一個復(fù)雜的顏色處理系統(tǒng)減少這種圖像質(zhì)量缺陷(通常稱之“雙方向色相偏移”)，所述的處理系統(tǒng)有兩個顏色映像尋查表。印刷頭從左到右通過時，使用第一個顏色映像尋查表，而印刷頭從右到左通過時，使用第二個顏色映像尋查表。EP 1048475A(HEWLETT-PACKARD)和US 20030048327(HEWLETT-PACKARD)公開了雙向印刷時類似的顏色校正方法。
EP 1208991A(OCE TECH)公開了另外一種方法，該方法將印刷頭的印刷頭-段數(shù)加倍，每種顏色有兩個印刷頭-段，并且它們按照主掃描方向?qū)ΨQ排列。這樣做的結(jié)果是印刷頭具有下述順序的印刷頭-段C1、M1、Y1、Y2、M2和C2。在從左向右印刷時，采用印刷頭-段C1、M1和Y1，而從右向左印刷時，采用印刷頭-段Y2、M2和C2。因此，總是首先將青色墨水噴射到受墨體上，接著是品紅色墨水，而最后是黃色墨水。EP 1273453A(HEWLETT-PACKARD)和US 6273550(MUTOH)公開了采用具有多個印刷頭-段的印刷頭，減少雙向色相偏移的類似印刷方法。
噴墨的墨水組合物通常含有下述組分染料或顏料、水和/或有機溶劑、潤濕劑，例如乙二醇、洗滌劑、增稠劑、聚合物粘結(jié)劑、防腐劑等。應(yīng)很容易理解到，這樣墨水的最佳組成是與采用的噴墨方法和待印刷受墨體的性質(zhì)相關(guān)的。這種墨水組成大致可以分為以下幾類·水基，其干燥機制涉及吸收、滲透和蒸發(fā)；·油基，其干燥涉及吸收和滲透；·溶劑基，其干燥機制主要涉及蒸發(fā)；·熱熔化或相變，其中墨水在噴射溫度下是液體，而在室溫下是固體，并且其中通過固化作用代替干燥；·可UV-固化，其中通過聚合作用代替干燥。
水基墨水有許多缺陷，例如(a)它們需要蒸發(fā)水，因此需要一種強干燥系統(tǒng)，印刷速度很快時尤其如此；(b)大印刷面積易于起皺；(c)圖像對潮濕和干摩擦很敏感；(d)低粘度墨水在噴射孔尖易干燥。使用極性溶劑基墨水可以克服水基墨水固有的一些缺陷，但會帶來一些其它的問題，例如可能產(chǎn)生有毒或可燃的蒸汽。因此，曾努力研制低溶劑組合物，由此出現(xiàn)了可UV固化的墨水組合物概念。
應(yīng)很容易理解，前兩類墨水組合物是比較適合于程度不同吸收受墨體的，而可UV固化墨水是比較適合于非吸收受墨體的。
但是，與水-或溶劑-墨水在吸收受墨體上相比，已發(fā)現(xiàn)可UV固化墨水在基本不吸收受墨體上的行為與相互作用是十分復(fù)雜的。例如這種墨水在底材上達到良好的控制散布是有問題的。另外，不同顏色墨水的墨水滴噴射在彼此上面，因此會引起例如相鄰墨水滴聚結(jié)的問題。為了減少這些問題，可以將這種固化方法與噴墨印刷機的印刷頭結(jié)合起來安排，隨其通過時，因此在受墨體表面上的印刷圖像在印刷在受墨體上后就非?？斓乇┞队诠袒椛湎?。在US 2004006157中，使用接到印刷頭上的紫外燈，采用噴墨印刷頭進行噴射和固化墨水。這進一步擴展這種印刷頭，并使其設(shè)計復(fù)雜化。
因此，應(yīng)該非常希望有一種可UV固化的噴墨印刷方法，這種方法可降低雙向色相偏移，還不危及生產(chǎn)量，在印刷過程中還不需要額外的成本或復(fù)雜性。
本發(fā)明的目的 本發(fā)明的目的是提供一種噴墨印刷方法，這種方法可降低雙向色相偏移，還不危及生產(chǎn)量，在印刷過程中還不需要額外的成本或復(fù)雜性。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種噴墨印刷方法，這種方法減少了墨水消耗量。
本發(fā)明的這些目的和其它目的通過下面的說明書將變得顯而易見。
本發(fā)明的簡要說明 曾發(fā)現(xiàn)，使用可輻射固化的噴墨黑墨水印刷可消除在雙向印刷時相鄰印刷斑點有顯著色彩變化的圖像質(zhì)量缺陷，所述的墨水含有至少一種黑色顏料、至少一種彩色顏料和至少一種可輻射固化的化合物。
使用一種可輻射固化的噴墨黑墨水可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述的墨水含有一種黑色顏料、至少一種彩色顏料和至少一種可輻射固化的化合物。
采用一種噴墨印刷方法可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的，該方法包括下述步驟a)提供一種如前面定義的可輻射固化的噴墨黑墨水，以及b)將所述可輻射固化的噴墨黑墨水噴射到基本不吸收噴墨墨水的受墨體上。
本發(fā)明的其它優(yōu)點和具體實施方式
通過下面的說明書將變得顯而易見。
本發(fā)明的詳細描述定義 公開本申請時使用的術(shù)語“UV”為紫外輻射的縮寫。
公開本發(fā)明時使用的術(shù)語“紫外輻射”系指波長4-400nm的電磁輻射。
公開本發(fā)明時使用的術(shù)語“光化輻射”系指能引發(fā)光化學(xué)反應(yīng)的電磁輻射。
公開本發(fā)明時使用的術(shù)語“噴墨墨水組”系指至少一種黑色墨水和至少三種彩色墨水的組合，所述三種彩色墨水例如是品紅色墨水(M)、青色墨水(C)和黃色墨水(Y)。
公開本發(fā)明時使用的術(shù)語“著色劑”系指染料和顏料。
公開本發(fā)明時使用的術(shù)語“染料”系指一種著色劑，在涂布的介質(zhì)中與在相關(guān)的環(huán)境條件下它的溶解度是10mg/L或10mg/L以上。
在DIN 55943(本文將其作為參考文獻加以引用)中將術(shù)語“顏料”定義為無機或有機、有色或非有色著色劑，在相關(guān)的環(huán)境條件下，它實際上不溶于涂布介質(zhì)中，因此在其中的溶解度小于10mg/L。
公開本發(fā)明時使用的術(shù)語“黑色顏料”系指具有黑顏色的顏料。
公開本發(fā)明時使用的術(shù)語“彩色顏料”系指具有與黑色不同顏色的顏料，例如青色顏料、品紅色顏料、黃色顏料、紅色顏料、藍色顏料和綠色顏料。
公開本發(fā)明時使用的術(shù)語“彩色墨水”系指具有與黑色不同顏色的噴墨墨水，例如青色、品紅色、黃色、紅色、藍色和綠色。
公開本發(fā)明時使用的術(shù)語“色度C*”定義為
式中a*和b*在CieL*a*b*色系中是色相值。以R(45/0)幾何學(xué)方式，按照ASTM Norm E179-90確定了L*、a*和b*CIELAB-值，根據(jù)ASTM Norm E308-90進行了評價。
公開本發(fā)明時使用的術(shù)語“面積處理量”系指每單位時間印刷的受墨體面積。
公開本發(fā)明時使用的術(shù)語“填料”系指加入受墨體的無機或有機材料，這種材料是為了改變其性能，例如輔助層與聚酯薄膜的粘附性，受墨材料的不透明性和靜電性能。
術(shù)語“單官能”系指一個活性官能團。
術(shù)語“雙官能”系指兩個活性官能團。
術(shù)語“多官能”系指一個以上活性官能團。
術(shù)語“烷基”系指在這種烷基基團中每個碳原子數(shù)的任何可能變體，即對于三個碳原子正丙基和異丙基；對于四個碳原子正丁基、異丁基和叔丁基；對于五個碳原子正戊基、1，1-二甲基-丙基、2，2-二甲基-丙基和2-甲基丁基等。
公開本發(fā)明時使用的術(shù)語“酰基基團”系指-(C＝O)-芳基和-(C＝O)-烷基基團。
公開本發(fā)明時使用的術(shù)語“脂族基團”系指飽和直鏈、支鏈和脂環(huán)族烴基團。
公開本發(fā)明時使用的術(shù)語“不飽和脂族基團”系指含有至少一個雙鍵或三鍵的直鏈、支鏈和脂環(huán)族烴基團。
本發(fā)明公開使用的術(shù)語“芳族基團”系指環(huán)狀共軛碳原子的集合，它們的特征在于大的共振能量，例如苯、萘和蒽。
術(shù)語“脂環(huán)族烴基團”系指環(huán)狀共軛碳原子的集合，它們不構(gòu)成芳族基團，例如環(huán)己烷。
本發(fā)明公開使用的術(shù)語“取代的”系指在脂族基團、芳族基團或脂環(huán)族烴基團中一個或多個碳原子和/或一個或多個碳原子的氫原子被氧原子、氮原子、硫原子、硒原子或碲原子取代。這樣一些取代基包括羥基、醚基團、羧酸基團、酯基團、酰胺基團和胺基團。
術(shù)語“雜芳族基團”系指芳族基團，其中至少一個環(huán)狀共軛碳原子被氧原子、氮原子、硫原子、硒原子或碲原子取代。
術(shù)語“雜環(huán)基團”系指脂環(huán)族烴基團，其中至少一個環(huán)狀共軛碳原子被氧原于、氮原子、硫原子、硒原子或碲原子取代。
術(shù)語“基本不吸收的噴墨受墨體”系指滿足下述兩個標(biāo)準中至少一個標(biāo)準的任何噴墨受墨體1)墨水滲透到噴墨受墨體深度不超過2μm；2)噴射到噴墨受墨體上的100pL墨水滴中不多于20％的墨水滴在5秒內(nèi)消失在噴墨受墨體中。如果有一個或多個涂布層，則其干厚度應(yīng)該小于5μm。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以采用標(biāo)準分析方法確定受墨體是否落入上述兩個基本不吸收受墨體的標(biāo)準中。例如在將墨水噴射到受墨體表面上之后，可以取一片受墨體，采用透射電子顯微鏡研究測定墨水滲透深度是否大于2μm。在下述文章中可以得到有關(guān)合適分析方法的更多信息DESIE，G.等人，基材性能對按需噴墨印刷的影響，《第18屆非擊打式印刷成像科學(xué)和工藝學(xué)國際會議會議錄》，2002年，第360-365頁。
術(shù)語“dpi”是術(shù)語每英寸斑點數(shù)的縮寫，即每2.54cm由噴墨滴構(gòu)成的斑點數(shù)。
噴墨墨水 本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水含有至少三種組分(i)黑色顏料，(ii)彩色顏料，以及(iii)可輻射固化的化合物。
可輻射固化的化合物可以選自采用噴墨印刷機固化方法能聚合的單體和/或低聚物。
本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水優(yōu)選地還含有至少一種光引發(fā)劑。
本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水可以含有通過熱或光化輻射抑制聚合的聚合抑制劑。優(yōu)選的是在制備噴墨墨水時加入抑制劑。
采用本發(fā)明可輻射固化的噴墨墨水組也可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的，該噴墨墨水組含有至少一種如前面定義的可輻射固化的噴墨黑墨水，和至少三種可輻射固化的噴墨彩色墨水。
本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水還可以含有至少一種樹脂，其目的是得到在噴墨墨水中的穩(wěn)定著色劑分散體。
本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水還可以含有至少一種表面活性劑，以控制噴墨墨水滴在基本不吸收噴墨受墨體上的散布。
本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水還可以含有水和/或有機溶劑，例如醇、氟化溶劑和偶極質(zhì)子惰性液體。
本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水還可以含有至少一種潤濕劑，由于它能減緩墨水蒸發(fā)速度而可防止噴嘴堵塞。
可以往本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水中添加生物殺傷劑，以防止隨著時間流逝而可能在噴墨墨水中生長有害微生物。可以使用單一的或組合的生物殺傷劑。
本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水還可以含有添加劑，例如緩沖劑、防霉劑、pH調(diào)節(jié)劑、電導(dǎo)率調(diào)節(jié)劑、螯合劑、防銹劑和光穩(wěn)定劑。這樣一些添加劑可以任何有效量添加到本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水中。適合于本發(fā)明墨水的pH調(diào)節(jié)劑實例包括而不限于酸和堿，其中包括堿金屬氫氧化物，像氫氧化鋰、氫氧化鈉和氫氧化鉀。含有的量因此還應(yīng)取決于其中含有的特定組分。
這種噴墨墨水的粘度在剪切速率100s-1與打算噴射溫度下優(yōu)選地是低于100mPa.s，優(yōu)選地低于50mPa.s，更優(yōu)選地低于30mPa.s。
著色劑 本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水含有至少一種黑墨水和至少一種彩色顏料。還可以加入其它的著色劑。著色劑可以是染料，但優(yōu)選地是顏料或其顏料組合?？梢允褂糜袡C和/或無機顏料。
在一個具體實施方案中，本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水含有至少一種最大吸收500-700nm的彩色顏料。
在另一個優(yōu)選具體實施方案中，本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水含有青色顏料或品紅色顏料。
在另一個優(yōu)選具體實施方案中，本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水含有青色顏料和品紅色顏料。
本發(fā)明可輻射固化的噴墨墨水組含有至少一種本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水和至少三種可輻射固化的噴墨彩色墨水，優(yōu)選地品紅色墨水(M)、青色墨水(C)和黃色墨水(Y)。
本發(fā)明可輻射固化的噴墨墨水組可以含有第二種可輻射固化的噴墨黑墨水，其著色劑與第一種可輻射固化的噴墨黑墨水相同但濃度低，或使用不同的著色劑，但具有大致相同的色相。通常這個第二種可輻射固化的噴墨黑墨水稱之低密度黑墨水。
本發(fā)明可輻射固化的噴墨墨水組還可以含有附加的彩色墨水，例如淡品紅色墨水和淡青色墨水，或特定點顏色的墨水，例如橙、綠、紅或藍顏色。
本發(fā)明可輻射固化的噴墨墨水組還可以包括特定類型的墨水，例如白色墨水、紅外吸收墨水和熒光墨水。
在一個優(yōu)選的具體實施方案中，本發(fā)明可輻射固化的噴墨墨水組含有本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水和青色墨水(C)、品紅色墨水(M)和黃色墨水(Y)。C、M和Y墨水的著色劑可以是染料，但優(yōu)選地是顏料或其顏料組合?？梢允褂糜袡C和/或無機顏料。
這些顏料微粒應(yīng)該足夠小，能夠使得墨水自由流過噴墨印刷設(shè)備，特別地通過噴嘴，它的直徑通常是10-50μm。粒度也影響顏料分散的穩(wěn)定性。為了最大的著色強度，也希望使用小的微粒。分散在噴墨墨水中顏料微粒的粒度應(yīng)該小于10μm。優(yōu)選地小于3μm，非常優(yōu)選地小于1μm。顏料微粒的平均粒度優(yōu)選地是0.05-0.5μm。例如EP 776 952A、US 5 538 548、US 5 443 628、EP 259 130A、US 5 285 064、EP 429 828A和EP 526 198A中公開了非常細的顏料分散體及其制備方法。
適合于本發(fā)明可輻射固化的噴墨墨水組的染料包括直接染料、酸性染料、堿性染料和活性染料。
適合于本發(fā)明可輻射固化的噴墨墨水組的直接染料包括*C.I.Direct Yellow 1、4、8、11、12、24、26、27、28、33、39、44、50、58、85、86、100、110、120、132、142和144；*C.I.Direct Red 1、2、4、9、11、134、17、20、23、24、28、31、33、37、39、44、47、48、51、62、63、75、79、80、81、83、89、90、94、95、99、220、224、227和343；*C.I.Direct Blue 1、2、6、8、15、22、25、71、76、78、80、86、87、90、98、106、108、120、123、163、165、192、193、194、195、196、199、200、201、202、203、207、236和237；*C.I.Direct Black 2、3、7、17、19、22、32、38、51、56、62、71、74、75、77、105、108、112、117和154； 適合于本發(fā)明可輻射固化的噴墨墨水組的酸性染料包括*C.I.Acid Yellow 2、3、7、17、19、23、25、20、38、42、49、59、61、72和99；
*C.I.Acid Orange 56和64；*C.I.Acid Red 1、8、14、18、26、32、37、42、52、57、72、74、80、87、115、119、131、133、134、143、154、186、249、254和256；*C.I.Acid Violet 11、34和75；*C.I.Acid Blue 1、7、9、29、87、126、138、171、175、183、234、236和249；*C.I.Acid Green 9、12、19、27和41；*C.I.Acid Black 1、2、7、24、26、48、52、58、60、94、107、109、110、119、131和155； 適合于本發(fā)明可輻射固化的噴墨墨水組的活性染料包括*C.I.Reactive Yellow 1、2、3、14、15、17、37、42、76、95、168和175；*C.I.Reactive Red 2、6、11、21、22、23、24、33、45、111、112、114、180、218、226、228和235；*C.I.Reactive Blue 7、14、15、18、19、21、25、38、49、72、77、176、203、220、230和235；*C.I.Reactive Orange 5、12、13、35和95；*C.I.Reactive Brown 7、11、33、37和46；*C.I.Reactive Green 8和19；*C.I.Reactive Violet 2、4、6、8、21、22和25；*C.I.Reactive Black 5、8、31和39； 適合于本發(fā)明可輻射固化的噴墨墨水組的堿性染料包括*C.I.Basic Yellow 11、14、21和32；*C.I.Basic Red 1、2、9、12和13；*C.I.Basic Violet 3、7和14；*C.I.Basic Blue 3、9、24和25； 染料可能只是在適當(dāng)?shù)膒H范圍內(nèi)出現(xiàn)理想的顏色。因此，本發(fā)明可輻射固化的噴墨墨水組優(yōu)選地還含有pH緩沖液，例如氫氧化鉀(KOH)。
黑色顏料 碳黑通常在黑色墨水中用作著色材料。在可UV固化墨水中，它總是具有暖棕黑色色調(diào)，通過用青色和品紅色墨水套印可將其色調(diào)校正到中性色調(diào)。這樣在采用雙向印刷模式時會導(dǎo)致相鄰印刷點的顯著色彩變化。含有至少一種黑色顏料、至少一種彩色顏料和至少一種可輻射固化的化合物的可輻射固化噴墨黑墨水，消除了這些雙向色相偏移。
合適的黑色顏料材料包括碳黑，例如Pigment Black 7(例如MITSUBISHI CHEMICAL的Carbon Black MA8TM)、CABOT Co.的RegalTM400R、MogulTML、ElftexTM320，或DEGUSSA的Carbon BlackFW18、Special Black 250、Special Black 350、Special Black 550、PrintexTM25、PrintexTM35、PrintexTM55、PrintexTM90、PrintexTM150T。US 5 389 133(XEROX)公開了其它合適顏料實例。
這種黑色顏料的量是以可輻射固化的噴墨黑墨水總重量計0.1-10重量％，優(yōu)選地1-5重量％。
本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水的色度C*不大于4.0，特別優(yōu)選地小于1.5。觀察到，使用含有青色和品紅色顏料并色度C*不大于4.0的可輻射固化的噴墨黑墨水可降低墨水消耗。
降低墨水消耗可得到較薄的固化噴墨圖像。水基或溶劑基噴墨墨水可滲透到多孔的受墨體中，與其墨水不同，可輻射固化的墨水通常噴射到基本不吸收的受墨體上，形成一定厚度的圖像。這種圖像厚度不僅賦予不同的外表和感覺，而且可能有物理性能方面的缺陷。例如，有固化圖像的受墨體被彎曲時，這種圖像會產(chǎn)生裂紋或降低粘附性。
彩色顏料 適合于本發(fā)明可輻射固化的噴墨墨水組的顏料包括例如紅或品紅色顏料Pigment Red 3、5、19、22、31、38、48:1、48:2、48:3、48:4、48:5、49:1、53:1、57:1、57:2、58:4、63:1、81、81:1、81:2、81:3、81:4、88、104、108、112、122、123、144、146、149、166、168、169、170、177、178、179、184、185、208、216、226、257，Pigment Violet 3、19、23、29、30、37、50和88；例如藍色或青色顏料Pigment Blue 1、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17-1、22、27、28、29、36和60；例如綠色顏料Pigment Green 7、26、36和50；例如黃色顏料Pigment Yellow 1、3、12、13、14、17、34、35、37、55、74、81、83、93、94、95、97、108、109、110、128、137、138、139、153、154、155、157、166、167、168、177、180、185和193；例如白色顏料Pigment White 6、18和21。
此外，這種顏料可以選自HERBST，W.等人在《工業(yè)有機顏料、生產(chǎn)、性能、應(yīng)用(Industrial Organic Pigments，Production，Properties，Applications)》，第2版，vch，1997年中公開的那些顏料。
非常優(yōu)選的顏料是Pigment Yellow 1、3、128、109、93、17、14、10、12、13、83、65、75、74、73、138、139、154、151、180、185；Pigment Red 122、22、23、17、210、170、188、185、146、176、57:1、184、202、206、207；Pigment Blue 15:3、Pigment Blue 15:2、Pigment Blue 15:1、Pigment Blue 15:4、Pigment Blue 15:6、PigmentBlue 16和Pigment Blue 19。
這種彩色顏料的量是以可輻射固化的噴墨彩色墨水總重量計0.1-10重量％，優(yōu)選地1-5重量％。
單體和低聚物 本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水含有單體和/或低聚物，它們可通過噴墨印刷機固化方法進行聚合。單體、低聚物或預(yù)聚物可以具有不同的官能度，還可以使用含有單-、二-、三-和更高官能度單體低聚物和/或預(yù)聚物組合的混合物。這些組分是可固化的，典型地是可光固化的，例如UV可固化的，而且這些組分在印刷后應(yīng)該粘附在受墨體表面上，并用于結(jié)合這種著色劑。兩種或多種同樣官能度單體的混合物是優(yōu)選的。特別優(yōu)選的是兩種雙官能度單體的混合物。
通過改變這些單體與低聚物的比可以調(diào)節(jié)這種噴墨墨水粘度。
可以利用通常的自由基聚合反應(yīng)、使用光酸或光堿發(fā)生劑的光固化系統(tǒng)，或光誘發(fā)的交替共聚合反應(yīng)中的任何方法。一般而言，自由基聚合反應(yīng)和陽離子聚合反應(yīng)是優(yōu)選的，而也可以利用不需要任何引發(fā)劑的光誘發(fā)交替共聚合反應(yīng)。另外，這些系統(tǒng)組合的混合系統(tǒng)也是有效的。
陽離子聚合反應(yīng)因沒有用氧引發(fā)聚合反應(yīng)而在效率方面是最高的，但是它比較慢，成本也高。如果采用陽離子聚合反應(yīng)，優(yōu)選的是過氧化合物與氧雜環(huán)丁烷化合物一起使用，以提高聚合反應(yīng)的速率。自由基聚合反應(yīng)是優(yōu)選的聚合方法。
可以使用在該技術(shù)領(lǐng)域中通常已知的任何可聚合的化合物。用作本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水中可輻射固化的化合物特別優(yōu)選實例是單官能和/或多官能的丙烯酸酯單體、低聚物或預(yù)聚物，例如丙烯酸異戊酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸異戊基styl酯、丙烯酸異硬脂酯、丙烯酸2-乙基己基-二乙二酯、丙烯酸2-羥基丁酯、2-丙烯酰氧基乙基六氫鄰苯二甲酸、丙烯酸丁氧基乙酯、丙烯酸乙氧基二甘酯、丙烯酸甲氧基二甘酯、丙烯酸甲氧基聚乙二酯、丙烯酸甲氧基丙二酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸四氫糠酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丙酯、丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、乙烯醚丙烯酸酯、2-丙烯酰氧基乙基琥珀酸、2-丙烯酰氧基乙基鄰苯二甲酸、2-丙烯氧基乙基-2-羥基乙基-鄰苯二甲酸、內(nèi)酯改性的軟丙烯酸酯、丙烯酸叔丁基環(huán)己酯、二丙烯酸三甘酯、二丙烯酸四甘酯、二丙烯酸聚乙二酯、二丙烯酸二丙二酯、二丙烯酸三丙二酯、二丙烯酸聚丙二酯、二丙烯酸1，4-丁二酯、二丙烯酸1，6-己二酯、二丙烯酸1，9-壬二酯、二丙烯酸新戊二酯、二丙烯酸二羥甲基三環(huán)癸烷酯、雙酚A EO(環(huán)氧乙烷)與二丙烯酸酯加合物、雙酚A PO(環(huán)氧丙烷)與二丙烯酸酯加合物、羥基新戊酸酯新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、烷氧基化二羥甲基三環(huán)癸烷二丙烯酸酯和二丙烯酸聚丁二酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、EO改性的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙烯酸三(丙二醇)酯、己內(nèi)酯改性的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇乙氧基四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、雙三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、丙三醇丙氧基三丙烯酸酯，和己內(nèi)酰胺改性的二季戊四醇六丙烯酸酯，或N-乙烯基酰胺，像N-乙烯基己內(nèi)酰胺或N-乙烯基甲酰胺；或丙烯酰胺或取代的丙烯酰胺，像丙烯?；鶈徇?。
此外，相應(yīng)于上述丙烯酸酯的甲基丙烯酸酯可以與這些丙烯酸酯一起使用。在這些甲基丙烯酸酯中，甲基丙烯酸甲氧基聚乙二酯、甲基丙烯酸甲氧基三甘酯、甲基丙烯酸羥基乙酯、甲基丙烯酸苯氧基乙酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、二甲基丙烯酸四甘酯、二甲基丙烯酸聚乙二酯是優(yōu)選的，因為其相對高的靈敏性和與受墨體表面更高的粘附性。
此外，這種噴墨墨水還可以含有可聚合的低聚物。這些可聚合低聚物實例包括環(huán)氧丙烯酸酯、脂族尿烷丙烯酸酯、芳族尿烷丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯和直鏈丙烯酸低聚物。
光引發(fā)劑 稱之光引發(fā)劑的催化劑通常引發(fā)這種聚合反應(yīng)。這種光引發(fā)劑需要的激活能低于單體或低聚物生成聚合物需要的激活能。
這種光引發(fā)劑吸收光，是產(chǎn)生自由基或陽離子所必需的。自由基或陽離子是誘發(fā)單體、低聚物和聚合物聚合的高能量粒子，而多官能單體和低聚物從而也誘發(fā)交聯(lián)。
光引發(fā)劑優(yōu)選量是以總墨水重量計1-10重量％，更優(yōu)選地1-6重量％。
分兩個步驟，通過改變波長或強度可以實現(xiàn)用光化輻射進行輻照。在這樣一些情況下，優(yōu)選的是兩類光引發(fā)劑一起使用。
光引發(fā)劑是自由基固化所必需的，可以包括而不限于下述化合物或其組合苯甲酮和取代的苯甲酮、1-羥基環(huán)己基苯酮、噻噸酮，像異丙基噻噸酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、2-芐基-2-二甲基氨基-(4-嗎啉代苯基)丁-1-酮、聯(lián)苯酰基二甲基酮縮醇、雙(2，6-二甲基苯甲?；?-2，4，4-三甲基戊基氧化膦、2，4，6-三甲基苯甲?；交趸?、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉代丙-1-酮、2，2-二甲氧基-1，2-二苯基乙-1-酮或5，7-二碘-3-丁氧基-6-熒光酮、二苯基氟化碘鎓和六氟磷酸三苯基硫鎓。
用于本發(fā)明噴墨印刷系統(tǒng)噴墨墨水的合適光引發(fā)劑包括由CIBA SPECIALTY CHEMICALS獲得的IrgacureTM184、IrgacureTM500、IrgacureTM907、IrgacureTM369、IrgacureTM1700、IrgaeureTM651、IrgacureTM819、IrgacureTM1000、IrgacureTM1300、IrgacureTM1870、DarocurTM1173、DarocurTM4265和DarocurTMITX，由BASF AG獲得的Lucerin TPO，由LAMBERTI獲得的EsacureTMKT046、EsacureTMKIP150、EsacureTMKT37和EsacureTMEDB，由SPECTRA GROUP Ltd.獲得的H-NuTM470和H-NuTM470X，以及異丙基噻噸酮。
抑制劑 合適的聚合反應(yīng)抑制劑包括酚類抗氧化劑、受阻胺光穩(wěn)定劑、磷類抗氧化劑、在(甲基)丙烯酸酯單體中通常使用的氫醌單甲基醚，也可以使用氫醌，叔-丁基兒茶酚、焦性沒食子酸。在這些抑制劑中，由丙烯酸衍生的在分子中有雙鍵的酚化合物，甚至在密閉的無氧環(huán)境中加熱時因其具有阻聚作用而是特別優(yōu)選的。合適的抑制劑例如是由Sumitomo Chemical Co.，Ltd.生產(chǎn)的SumilizerTMGA-80、SumilizerTMGM和SumilizerTMGS。
由于加入過量的聚合反應(yīng)抑制劑會降低墨水對固化的靈敏性，所以優(yōu)選的是在摻合之前確定能防止聚合反應(yīng)的量。聚合反應(yīng)抑制劑的量通常是以總墨水重量計200-20000ppm。
降低氧抑制聚合的化合物與自由基聚合反應(yīng)抑制劑的適當(dāng)組合是2-芐基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉代苯基)-丁烷-1和1-羥基環(huán)己基-苯基-酮；1-羥基環(huán)己基-苯基-酮和苯甲酮；2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉代丙-1-酮或2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉代丙-1-酮和二乙基噻噸酮或異丙基噻噸酮；苯甲酮和有叔氨基基團的丙烯酸酯衍生物，以及叔胺加合物。通常使用一種胺化合物降低氧的聚合抑制作用，或提高靈敏性。但是，胺化合物與高酸值化合物結(jié)合使用時，易于降低在高溫下的儲存穩(wěn)定性。因此，在噴墨印刷中應(yīng)該特別避免使用胺化合物與高酸值化合物。
可以使用增效添加劑改善固化質(zhì)量，減少氧抑制作用的影響。這樣一些添加劑包括而不限于從AKZO NOBEL獲得的ACTILANETM800和ACTILANETM725，從UCB CHEMICALS獲得的EbecrylTMP115和EbecrylTM350，從CRAY VALLEY獲得的CD1012、Craynor CN 386(胺改性的丙烯酸酯)和Craynor CN 501(胺改性的乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯)。
這種增效添加劑含量范圍是以可輻射固化噴墨黑墨水總重量計0-50重量％，優(yōu)選地5-35重量％。
樹脂 本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水還可以含有樹脂，也稱之顏料穩(wěn)定劑或分散劑，以便得到在這種噴墨墨水中一種或多種顏料的穩(wěn)定分散體。
這些顏料可以作為含有分散劑的分散體加到本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水中。
對本發(fā)明中可使用的樹脂沒有特別限制，但下面的樹脂是優(yōu)選的石油類樹脂(例如苯乙烯類、丙烯類、聚酯、聚氨酯類、酚類、縮丁醛類、纖維素類和松香)；以及熱塑性樹脂(例如氯乙烯、醋酸乙烯酯類)。這些樹脂的具體實例包括丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、縮醛化和不完全皂化的聚乙烯醇和醋酸乙烯酯共聚物。已知的商品樹脂是從EFKA CHEMICALS BV獲得的商品名SolsperseTM32000和SolsperseTM39000樹脂，從BYK CHEMIE GMBH獲得的商品名DisperbykTM168樹脂。
MC CUTCHEON，功能性材料，North American Edition.Glen Rock，N.J.Manufacturing Confectioner Publishing Co.，1990年，第110-129頁公開了非聚合物分散劑以及某些聚合物分散劑詳細表。在DE 19636382(BAYER)、US 5 720 802(XEROX)、US 5 713 993(DUPONT)、PCT/GB95/02501、US 5 085 689(BASF)和US 2 303376(FUJlTSUISOTEC)中也公開了合適顏料穩(wěn)定劑。
典型地，樹脂加入量是以顏料重量計2.5-200％，更優(yōu)選地50-150％。
表面活性劑 本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水可以含有至少一種表面活性劑。這種或這些表面活性劑可以是陰離子、陽離子、非離子或兩性離子表面活性劑，通常地，其加入總量是以總墨水重量計低于20重量％，特別地，加入總量是以總墨水重量計低于10重量％。
可以使用氟化化合物或硅氧烷化合物作為表面活性劑，但是，圖像形成后顯現(xiàn)出可能的缺陷，因為這種表面活性劑沒有交聯(lián)。因此，優(yōu)選的是使用具有表面活性作用的可聚合單體，例如硅氧烷-改性的丙烯酸、硅氧烷-改性的甲基丙烯酸、氟化丙烯酸酯和氟化甲基丙烯酸酯。US 4 781 985(JAMES RIVER GRAPHICS)和US 5 084340(KODAK)公開了特定實施例，本文將其作為參考文獻加以引用。
在本發(fā)明可輻射固化的噴墨墨水組的優(yōu)選具體實施方案中，至少一種可輻射固化的噴墨墨水含有一種聚醚改性的聚二甲基硅氧烷，從BYK CHEMIE GMBH獲得的BykTM-333是特別優(yōu)選的。
溶劑 本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水可以含有水和/或有機溶劑作為溶劑，例如醇、氟化溶劑和偶極質(zhì)子惰性溶劑，優(yōu)選地，這種溶劑濃度是以可輻射固化的噴墨黑墨水總重量計10-80重量％，特別優(yōu)選地20-50重量％。
但是，本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水優(yōu)選地不含有可蒸發(fā)的組分，而有時候，往這樣的墨水中加入極少量的有機溶劑，改善UV固化后在受墨體表面上的粘附作用可能是有利的。在這種情況下，加入的溶劑可以是在不會引起耐溶劑性和VOC問題的范圍內(nèi)的任何量，優(yōu)選地是以可輻射固化的噴墨黑墨水總重量計0.1-5.0重量％，優(yōu)選地0.1-3.0重量％。
合適的有機溶劑包括醇、芳族烴、酮、酯、脂族烴、高級脂肪酸、卡必醇、纖維素溶劑、高級脂肪酸酯。合適的醇包括甲醇、乙醇、丙醇和1-丁醇、1-戊醇、2-丁醇、叔-丁醇。合適的芳族烴包括甲苯和二甲苯。合適的酮包括甲乙酮、甲基異丁基酮、2，4-戊二酮與六氟丙酮。另外，可以使用乙二醇、乙二醇醚、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基酰胺、N，N-二甲基甲酰胺。
潤濕劑 在本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水中使用溶劑時，通常加入潤濕劑，因它減緩墨水蒸發(fā)速度而能防止噴嘴堵塞。
合適的潤濕劑包括甘油三乙酸酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、丙三醇、尿素、硫脲、亞乙基脲、烷基脲、烷基硫脲、二烷基脲和二烷基硫脲、二元醇類，其中包括乙二醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇、戊二醇和己二醇；乙二醇類，其中包括丙二醇、聚丙二醇、乙二醇、聚乙二醇、二甘醇、四甘醇及其混合物和衍生物。特別優(yōu)選的潤濕劑是聚乙二醇。加到這種噴墨墨水配方中的潤濕劑的量優(yōu)選地是該配方的0.1-20重量％，更優(yōu)選地0.1-10重量％，非常優(yōu)選地4.0-6.0重量％。
生物殺傷劑 用于本發(fā)明噴墨墨水的合適生物殺傷劑包括脫水乙酸鈉、2-苯氧基乙醇、苯甲酸鈉、吡啶硫羰-1-氧化物(pyridinethion-1-oxide)、對-羥基苯甲酸乙酯和1，2-苯并異噻唑啉-3-酮及其鹽。用于本發(fā)明噴墨墨水的優(yōu)選生物殺傷劑是從ZENECA COLOURS獲得的ProxelTMGXL。
生物殺傷劑的加入量優(yōu)選地是以噴墨墨水計0.001-3重量％，更優(yōu)選地0.01-1.00重量％。
噴墨墨水的制備 將著色劑和樹脂進行混合、研磨和分散可以制備用于本發(fā)明可輻射固化噴墨墨水組的噴墨墨水的著色劑分散體?；旌显O(shè)備可以包括加壓捏和機、開放式捏和機、行星混合機、溶解器和Dalton通用混合機。合適的研磨和分散設(shè)備是膠體磨、高速分散器、雙輥磨、球磨、油漆調(diào)料槽和三輥磨。
在混合、研磨和分散過程中，實施每個過程都采用冷卻防止積熱，還盡可能地在基本上已排除UV-光的光條件下進行。
使用各個著色劑的單個分散體，或在制備這種分散體時選擇性地可以混合幾種顏料并共研磨，這樣都可以制備本發(fā)明的可輻射固化的噴墨黑墨水。
受墨體 供本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水使用的合適受墨體優(yōu)選地是基本不吸收的。合適的實例是涂布樹脂的紙，例如涂布聚乙烯的紙和涂布聚丙烯的紙。這種受墨體可以是透明的、半透明的或不透明的。
供本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水使用的合適受墨體是聚合物底材，例如醋酸纖維素丙酸酯、醋酸纖維素丁酸酯，聚酯，例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)和聚萘二甲酸乙二酯(PEN)；取向聚苯乙烯(OPS)；取向尼龍(ONy)；聚丙烯(PP)；取向聚丙烯(OPP)；聚氯乙烯(PVC)；以及各種聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚烯烴、聚(乙烯基乙縮醛)、聚醚和聚磺酰胺，不透明的白色聚酯，聚對苯二甲酸乙二酯和聚丙烯擠出摻合物。丙烯酸樹脂、酚醛樹脂、玻璃和金屬也可以用作受墨體。在《潤濕性的現(xiàn)代方法理論和應(yīng)用(Modern Approaches toWettabilityTheory and Application)》，SCHRADER編輯，Malcolm等人，New YorkPlenum Press，1992年，ISBN 0306439859中可以見到其它合適的受墨材料。
這種受墨體還可以加入無機微粒作為填料，例如像含有CaCO3的PET、含有TiO2的PET、a-PET和PET-g。
印刷前這些受墨體可以著色，例如可以使用含有適于醫(yī)學(xué)成像的藍色染料的透明PET作為受墨體。
聚酯薄膜底材，特別聚對苯二甲酸乙二酯對于某些具有極好尺寸穩(wěn)定性的特別類型應(yīng)用是優(yōu)選的。使用這樣一種聚酯作為受墨體時，如果它與非基礎(chǔ)底材構(gòu)成基本不吸收的受墨體，則可以利用輔助層改善噴墨墨水層與底材的結(jié)合。為此目的的有用輔助層在照相技術(shù)領(lǐng)域里是人們熟知的，這些輔助層包括例如偏氯乙烯聚合物，像偏氯乙烯/丙烯腈/丙烯酸三聚物或偏氯乙烯/丙烯酸甲酯/衣康酸三聚物。
穩(wěn)定劑、流平添加劑、消光劑、物理薄膜性能調(diào)節(jié)劑，像蠟，如需要也可以添加到這種輔助層中。
對于本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水，噴射方法是印刷頭以可控方式將小滴墨水投射受墨體表面上，其表面相對于一個或多個印刷頭移動。投射或噴射的墨水在受墨體表面上形成圖像。在高印刷速度下，應(yīng)該很容易從印刷頭噴射出這種墨水，這樣對墨水的物理性能有許多制約條件，例如在可能25-110℃的噴射溫度下粘度很低，表面能應(yīng)如此，即印刷頭噴嘴可以形成必須很小的墨水滴，與能快速轉(zhuǎn)化成干印刷面積的均勻液體。
噴射本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水的優(yōu)選印刷頭是壓電頭。壓電噴墨印刷基于施加其電壓時壓電陶瓷傳感器移動。施加的電壓改變了壓電陶瓷傳感器的形狀，印刷頭產(chǎn)生一個空位，然后墨水就填充這個空位。撤去這個電壓，這種陶瓷膨脹到其原始形狀，于是從印刷頭噴射出墨水滴。
然而，噴射本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水的方法不限于壓電噴墨印刷頭?？梢允褂媚車娚淠钠渌鼑娔∷㈩^，它們包括各種類型，例如連續(xù)類型，和熱、靜電和聲學(xué)的按需噴墨類型。
使用本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水時，一種優(yōu)選印刷方式的具體實施方案是雙向印刷，其中噴墨印刷頭橫向越過移動的受墨體表面往復(fù)掃描。雙向印刷得到高面積處理量。
有利地，本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水還可以用于“單程印刷法”。這是一種新印刷模式，這種模式采用頁寬噴墨印刷頭(例如從XAAR獲得的頁寬噴墨印刷頭)，或多個錯列噴墨印刷頭(它們覆蓋整個受墨體表面寬度)進行印刷。在單程印刷法中，噴墨印刷頭仍然是固定不動的，而受墨體表面在噴墨印刷頭下移動。這樣一種單程噴墨印刷機實例是DOTRIX生產(chǎn)的“The Dot Factory”。
高面積處理量噴墨印刷成像方法應(yīng)該印刷達到50m2/h以上，優(yōu)選地100m2/h以上，甚至更優(yōu)選地200m2/h以上，非常優(yōu)選地300m2/h以上。分辨率應(yīng)該是至少180dpi，優(yōu)選地至少300dpi。本發(fā)明高面積處理量噴墨印刷系統(tǒng)中使用受墨體的寬度優(yōu)選地是至少240mm，那么要求印刷速度是至少35m/min。非常優(yōu)選地受墨體的寬度是至少300mm，特別優(yōu)選地受墨體的寬度是至少500mm。
固化方法 本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水噴射到受墨體表面上，產(chǎn)生一種未固化的圖像。接著，采用輻射或電子束照射使這個印刷圖像固化。一種優(yōu)選的輻射固化手段是紫外光。
這種固化手段可以與噴墨印刷機的印刷頭結(jié)合安排，如此隨其通過，以致印刷在受墨體表面上的圖像在受墨體印刷后非常快地受到固化輻射照射。在這樣一種安排中，可能難以提供與印刷頭連接并隨其通過的足夠小的輻射源。因此，可以采用固定不動的輻射源，例如固化UV輻射源，使用易彎曲的輻射傳導(dǎo)部件將其與輻射源連接起來，所述傳導(dǎo)部件例如是光纖束或易彎曲內(nèi)反射管。
或者，通過包括輻射頭上鏡片的一排鏡片可以從固定源將固化輻射提供給輻射頭。
安排的輻射源并不隨印刷頭移動，還可能是伸長的輻射源，這種輻射源橫向延伸越過待固化受墨表面，并且與該印刷頭的橫向路徑相鄰，因此在輻射源之下，步進式地或連續(xù)地通過由這種印刷頭形成的相繼多行圖像。
實際上，可能希望提供多個在印刷位置時其端相對靠近的印刷頭，以便使用不同的彩色模式印刷得到多-彩色圖像。在這種情況下，每個印刷頭都有其自身專用的輻射源。
任何的紫外光源都可以用作輻射源，例如高或低壓汞燈、冷陰極汞燈、黑光、紫外LED、紫外激光和閃光燈。其中，優(yōu)選的輻射源是具有相對長波長UV成分的輻射源，其波長范圍是300-400nm。特別地，UV-A光源是優(yōu)選的，因為其低的光散射便會隨之達到更有效的內(nèi)部固化作用。
UV-輻射一般分成如下的UV-A、UV-B和UV-C·UV-A400-320nm
·UV-B320-290nm·UV-C290-100nm 此外，使用兩種不同波長或照明度的光源可以固化這種印刷圖像。例如，第一種UV光源可以選擇是富含UV-C的光源，具體地是240-200nm。第二種UV光源可以選擇是富含UV-A，例如摻雜鎵的燈，或UV-A和UV-B都高的不同燈。已發(fā)現(xiàn)使用兩種UV光源有一些優(yōu)點，例如更快的固化速度。
人們知道，不同的著色墨水吸收UV輻射也不相同，即它們每個在UV-A、UV-B和UV-C每個范圍內(nèi)的吸收都不相同。因此兩個固化燈能保證在單程中完成所有顏料的固化。例如，一些噴墨墨水吸收UV-C，因此，使用第一個UV光源并不能使深處的墨水層固化。第一個富含UV-C的光源使接近表面的墨水層部分完成固化。在這樣一種情況下，第二個UV光源使深處的墨水層固化。因此，所有墨水，甚至“困難的”顏料，例如濃黑色墨水，可以在單程中得到固化。
為了有利于固化，這種噴墨印刷機常常包括一個或多個耗氧單元。這些耗氧單元用氮氣或其它相對惰性氣體(例如CO2)掩蔽，并且可調(diào)節(jié)位置和惰性氣體濃度，以降低固化環(huán)境中的氧濃度。殘留氧含量通常保持低到200ppm，但一般地是200-1200ppm范圍內(nèi)。
工業(yè)應(yīng)用 本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水例如可以用于平面更傳統(tǒng)的噴墨印刷應(yīng)用，例如廣告畫印刷的聚合物支持物，也可以用于新踴現(xiàn)的應(yīng)用，例如裝飾印刷(例如墻紙、窗簾和地毯)、在非常見物品上印刷(例如滑雪屐和移動電話蓋)和安全印刷應(yīng)用(例如護照和身份證)。
實施例 現(xiàn)在通過下面實施例將更詳細地描述本發(fā)明。
測量方法 1.色度 使用分光光度計(GRETAG INC.生產(chǎn)的GRETAG SPM)測定了印刷樣品，以確定在CIE(國際照明委員會)中明確指出色差指示法的CieL*a*b*色系坐標(biāo)。在這種情況下，在光源D50、無任何光源濾光器、絕對白色作為參比白色以及視角2°的條件下進行了這種測量。印刷在不透明的受墨體(例如PE-紙)的情況下，使用置于白色背景上的不透明受墨體進行這種測量。在透明受墨體(例如PET-紙)的情況下，將這種受墨體置于同樣的未印刷PE-紙上，然后再置于白色背景上。色度C*定義如下C*=(a*)2+(b*)2]]>式中a*和b*是CieL*a*b*色系中的色相值。
a*值是顏色沿綠色/紅色軸的測量值，其負值是更綠的，而b*值是顏色沿藍色/黃色軸的測量值，其負值是更藍的。a*和b*值非常小時，黑色印刷物具有中性色調(diào)。色度C*值優(yōu)選地不大于4.0，非常優(yōu)選地小于1.5。C*小于1.5時，印刷的黑色色調(diào)看起來像完美中性黑色。色度C*值小于4.0時，觀察到視覺色調(diào)幾乎都為中性色調(diào)。
2.視覺色調(diào) 根據(jù)下面的標(biāo)準進行黑色色調(diào)的視覺評價1＝中性黑色2＝淡淺棕黑色3＝淺棕黑色4＝棕黑色3.色相變化ΔE 典型地，使用色相變化ΔE描述在兩個同樣顏色印刷斑點之間在CieL*a*b*色系中的色值差。以與測量色度的同樣方式，使用分光光度計(GRETAG INC.生產(chǎn)的GRETAG SPM)測定了印刷樣品的坐標(biāo)L*、a*和b*。
在下述方程式中，對于L1*、a1*和b1*，代入在從左到右印刷時按照一種墨水順序所得到的亮度值L1*和色相值a1*和b1*，對于L2*、a2*和b2*，代入在從右到左時按照一種墨水順序所得到的亮度值L2*和色相值a2*和b2*，可確定色相變化ΔEΔE=(L1*-L2*)2+(a1*-a2*)2+(b1*-b2*)2]]>色相變化ΔE值1.0或1.0以上是裸視可見的。
4.粘度 使用Brookfield DV-II+粘度計，在25℃與剪切速率3RPM條件下測量了這些噴墨墨水的粘度。
5.表面張力 使用Krüss張力計K9(Wilhelmy plate principle)測量了噴墨墨水的表面張力。
材料 在下面實施例中使用的所有材料都容易從ALDRICHCHEMICAL Co.(比利時)獲得，除非另外指出。這些實施例使用的“水”是軟化水。
使用了下述材料顏料Carbon Black MA8TM是從MITSUBISHI CHEMICAL獲得的碳黑。
Special BlackTM550是從DEGUSSA獲得的碳黑。
PrintexTM90是從DEGUSSA獲得的碳黑。
HostapermTMRed E5B02是從CLARINT獲得的品紅色染料(Pigment Violet 19)。
SunfastTMBlue 249-1284是從SUN CHEMICAL獲得的青色顏料(Pigment Blue 15:3)。
輻射敏感化合物DPGDATM是一種從UCB獲得的雙官能丙烯酸酯單體。
CraynorTMCN501是一種從CRAY VALLEY獲得的單體。
SartomerTMSR9003是一種從SARTOMER獲得的雙官能丙烯酸酯單體。
CraynorTMCN386是一種從CRAY VALLEY獲得的胺改性的丙烯酸酯增效劑。
IrgacureTM500是一種從CIBA SPECIALTY CHEMICALS獲得的光引發(fā)劑。
IrgacureTM1870是一種從CIBA SPECIALTY CHEMICALS獲得的光引發(fā)劑。
DarocurTMITX是一種從CIBA SPECIALTYCHEMICALS獲得的光引發(fā)劑。
表面活性劑&分散劑SolsperseTM32000是一種從AVECIA獲得的樹脂。
SolsperseTM5000是一種從AVECIA獲得的樹脂。
BykTM-333是一種從BYK CHEMIE GMBH獲得的表面活性劑。
受墨體PE-紙是從FRANTSCHACH BELCOAT(比利時)獲得的涂布聚乙烯的無輔助層RC-紙。
PET是從AGFA獲得的175μm厚的無輔助層聚對苯二甲酸乙二酯透明基薄膜。
實施例1 在這個實施例中，將本發(fā)明可輻射固化的噴墨黑墨水的圖像色調(diào)，與使用典型碳黑顏料的不同輻射固化的噴墨黑墨水進行比較。
制備可輻射固化的噴墨黑墨水 這個實施例的噴墨墨水由制備這種墨水組合物時使用的100％無任何溶劑或水的固體組成。根據(jù)表1制備了墨水組合物墨水-1至墨水-8。重量％是以總墨水重量計的。
表1
使用溶解器將顏料、聚合物分散劑SolsperseTM32000和單體DPGDATM混合起來，并且使用Eiger球磨機處理這種混合物，這樣由這些顏料制備出第一個濃縮分散體。在攪拌下，第二個單體、增效劑CraynorTMCN386、表面活性劑BykTM-333和一種或多種光引發(fā)劑按照這個順序加到濃縮的顏料分散體中。繼續(xù)攪拌一小時，以保證所有組分分布均勻。這樣得到均勻的墨水組合物。
對于本發(fā)明的噴墨墨水墨水-5至墨水-8，為了制備濃縮分散體，按照前面描述的方法制備了三個獨自顏料分散體(每種顏料一個)，然后按照表1中列出的量混合在一起。
性能評價 采用繞線棒刮涂器和10μm線繞棒，將墨水組合物墨水-1至墨水-3涂布到PET上，將墨水組合物墨水-5至墨水-8涂布到PE-紙上。使用配備FusionVPS/1600燈(Dbulb)的Fusion DRSE-120傳送帶使涂布墨水層固化，在該傳送帶上以速度20m/min將樣品輸送到UV燈下。
表2
由表2清楚地看到，使用不同類型黑色顏料或墨水組合物的對比樣品COMP-1至COMP-4具有強烈令人不愉快的褐色調(diào)。本發(fā)明的樣品INV-1至INV-3全都顯示幾乎中性的黑色調(diào)，而本發(fā)明的樣品INV-4顯示出完美的中性黑色調(diào)。所有本發(fā)明樣品的角度C*值都不大于4.0。
實施例2 在這個實施例中，將PE-紙上可輻射固化的黑色和彩色噴墨墨水順序改變，說明雙向色相偏移情況。
可輻射固化的噴墨黑墨水的制備 這種噴墨墨水由100％在制備墨水組合物時使用的無溶劑或水的固體組成。根據(jù)表3制備了墨水組合物墨水-K(碳黑墨水)、墨水-M(品紅色墨水)、墨水-C(青色墨水)和墨水-B(本發(fā)明的黑色墨水)。重量％是以總墨水重量計的。
表3
使用溶解器將顏料、聚合物分散劑SolsperseTM32000和單體DPGDATM混合起來，并且使用Eiger球磨機處理這種混合物，這樣由這些顏料制備出第一個濃縮分散體。為了制備墨水-C，第二種聚合物分散劑SolsperseTM5000與SolsperseTM32000聯(lián)用。在攪拌下，第二個單體SartomerTMSR9003、增效劑CraynorTMCN386、表面活性劑BykTM-333和光引發(fā)劑DarocurTMITX按照這個順序加到濃縮的顏料分散體中。繼續(xù)攪拌一小時，以保證所有組分分布均勻。這樣得到均勻的墨水組合物。
對于本發(fā)明的噴墨墨水墨水-B，為了制備濃縮分散體，按照前面描述的方法制備了三個獨自顏料分散體(每種顏料一個)，然后按照表3中列出的量混合在一起。
性能評價 采用繞線棒刮涂器和10μm線繞棒，將表4的墨水組合物涂布到PE紙上。使用配備FusionVPS/1600燈(Dbulb)的FusionDRSE-120傳送帶使每個涂布墨水層固化，在該傳送帶上以速度20m/min將樣品輸送到UV燈下。

表4
每種墨水涂布后接一個固化步驟。例如，將墨水-K涂布到PE-紙上作為第一墨水層，固化這個涂布層，然后在固化的第一墨水層上涂布墨水-M作為第二墨水層，再接著固化，最后在固化的第二墨水層上涂布墨水-C作為第三墨水層，并且固化這第三墨水層，這樣制備出表4的樣品COMP-7。
對比樣品組COMP-7和COMP-10和對比樣品組COMP-8和COMP-9兩者都說明雙向印刷過程。
表5
表5表明，對比樣品COMP-7至COMP-10的色度C*值明顯地優(yōu)于對比樣品COMP-6的色度C*值，其中只是使用了碳黑。但是，觀察到對比樣品組COMP-7與COMP-10和對比樣品組COMP-8與COMP-9的色彩變化。在兩種情況下，計算出色相變化ΔE為3.4，這是裸視清楚可見的。本發(fā)明的樣品INV-2顯示出近中性色調(diào)，以雙向方式噴墨印刷這種墨水-B時沒有觀察到任何顏色變化。
由于詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選具體實施方案，所以本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對其作出許多修改，而不超出如權(quán)利要求所限定的本發(fā)明范圍也將是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種可輻射固化的噴墨黑墨水，它含有至少一種黑色顏料、至少一種彩色顏料和至少一種可輻射固化的化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可輻射固化的噴墨黑墨水，它含有至少一種光引發(fā)劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可輻射固化的噴墨黑墨水，其中所述彩色顏料的最大吸收是500-700nm。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的可輻射固化的噴墨黑墨水，它含有青色顏料和品紅色顏料。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的可輻射固化的噴墨黑墨水，其中所述墨水的色度C*值不大于4.0。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的可輻射固化的噴墨黑墨水，其中所述的至少一種可輻射固化的化合物是一種雙官能單體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可輻射固化的噴墨黑墨水，它含有第二種雙官能單體。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的可輻射固化的噴墨黑墨水，其中的溶劑含量以可輻射固化的噴墨黑墨水總重量計小于5重量％。
9.一種可輻射固化的噴墨墨水組，它包括至少一種如權(quán)利要求1所限定的可輻射固化的噴墨黑墨水和至少三種可輻射固化的噴墨彩色墨水。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可輻射固化的噴墨墨水組，其中所述可輻射固化的噴墨墨水中至少一種含有聚醚改性的聚二甲基硅氧烷。
11.一種噴墨印刷方法，該方法包括下述步驟a)提供一種如權(quán)利要求1限定的可輻射固化的噴墨黑墨水，以及b)將所述的可輻射固化的噴墨黑墨水噴射到基本不吸收噴墨墨水的受墨體上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的噴墨印刷方法，該方法還包括下述步驟c)使用UV輻射使在所述基本不吸收噴墨墨水的受墨體上的所述噴射的可輻射固化的噴墨黑墨水固化。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的噴墨印刷方法，其中面積處理量印刷速度在分辨率至少180dpi的條件下為至少50m2/h。
14.一種具有中性黑色色調(diào)的有圖像物品的形成方法，該方法包括下述步驟a)提供一種如權(quán)利要求1限定的可輻射固化的噴墨黑墨水，以及b)將所述的可輻射固化的噴墨黑墨水噴射到基本不吸收噴墨墨水的受墨體上，c)使用UV輻射使在所述基本不吸收噴墨墨水的受墨體上的所述噴射的可輻射固化的噴墨黑墨水固化。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可輻射固化的噴墨黑墨水，它含有一種黑色顏料、至少一種彩色顏料和至少一種可輻射固化的化合物。還公開了一種包括可輻射固化的噴墨黑墨水的噴墨墨水組，以及使用這樣一種噴墨墨水組的印刷方法。可消除在雙向印刷時相鄰印刷斑點有顯著色彩變化的圖像質(zhì)量缺陷，也觀察到墨水消耗減少。
文檔編號C09D11/10GK1693383SQ20051006678
公開日2005年11月9日 申請日期2005年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月6日
發(fā)明者R·克萊斯, G·德羅弗, F·德弗格特 申請人:愛克發(fā)-格法特公司