基于超支化聚酯丙烯酸酯的快速固化uv噴墨墨水的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于超支化聚醋丙稀酸醋的快速固化UV噴墨墨水
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種基于超支化聚醋丙締酸醋的快速固化UV噴墨墨水（inkjet ink)。本發(fā)明墨水的特征在于，其包含W下組分：1重量％至20重量％的至少一種官能度 在6至30范圍內(nèi)的超支化聚醋丙締酸醋，1重量％至30重量％的至少一種反應(yīng)性稀釋劑， 1重量％至20重量％的至少一種諾里什（Norrish) I型自由基光引發(fā)劑，30重量％至70重 量％的至少一種多官能（甲基）丙締酸醋單體，和0重量％至30重量％的至少一種單官能 (甲基）丙締酸醋單體。本發(fā)明還設(shè)及一種使用本發(fā)明墨水的噴墨打印方法。
[0002] 借助于UV福射可固化的墨水一般由單體和低聚材料、顏料、引發(fā)劑和添加劑W及 有或無(wú)少量的溶劑組成。
[0003] 具有不飽和端基的超支化聚合物，與適合的單官能、雙官能和多官能丙締酸醋 相組合，形成通常具有相對(duì)高粘度的體系的有用原材料，如UV可交聯(lián)的油漆、印刷油墨 和涂料，例如參見(jiàn)J. A. Klang,可福射固化的超支化聚醋丙締酸醋（Radiation-化;rable Hyperbranched Polyester Ac巧Iates)，油漆和涂層工業(yè)（Paint and Coatings Imlus付y)，2007。此類(lèi)可UV交聯(lián)的層例如描述在EP I 375 569 Al中。在該文件中，將超 支化聚醋丙締酸醋用在UV可固化層中。
[0004] 由于末端丙締酸醋基團(tuán)的數(shù)目較大，可W預(yù)期，可用于UV可交聯(lián)的超支化聚合物 展示出高交聯(lián)率，W及由于其與可用的雙官能至六官能丙締酸醋相比具有更高的分子量， 運(yùn)些聚合物顯示出在交聯(lián)之后較小的收縮率并且因此顯示出對(duì)基底的潛在更佳的粘附性。 運(yùn)些性能例如描述在US 7, 365, 105 B2中。該文件還公開(kāi)了包含超過(guò)30重量％的具有大 于2的官能度的丙締酸醋的墨水，包括含有高達(dá)9重量％的超支化聚醋丙締酸醋的墨水。
[0005] 超支化聚醋另外具有比具有類(lèi)似結(jié)構(gòu)元素和分子量的線性聚醋更低的粘度，因 此，運(yùn)些聚醋也可W用作高粘度環(huán)氧丙締酸醋和線性聚醋丙締酸醋的反應(yīng)性稀釋劑。展示 了具有末端丙締酸醋基團(tuán)的超支化聚醋的粘度降低效果的實(shí)例公開(kāi)于文件WO 00/77070 Al 和 EP 1 338 610 Al 中。
[0006] US 2011/0045199 Al公開(kāi)了在UV可固化墨水中的超支化聚醋丙締酸醋。該墨水 含有10重量％至45重量％的超支化聚醋丙締酸醋，應(yīng)當(dāng)是快速固化的，具有較低的粘度， 并且產(chǎn)生靈活且附著良好的墨膜。
[0007] 然而，現(xiàn)有技術(shù)中的墨水仍具有的顯著缺點(diǎn)在于仍然沒(méi)有如下的高性能?chē)娔蛴?墨水：快速固化和對(duì)寬范圍基底的良好附著并且還具有良好的穩(wěn)定性和良好的柔性。
[0008] 因此本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供一種基于超支化聚醋丙締酸醋的UV可固化墨 水，該墨水具有低粘度、快速固化、具有很低的成分遷移潛勢(shì)并且在高打印速度下是可充分 固化的。墨膜還應(yīng)當(dāng)是沒(méi)有特殊氣味的并且具有諸多好性能，如粘附性、耐刮擦性和溶劑耐 受性。
[0009] 該問(wèn)題通過(guò)一種包含如下組分的UV可固化墨水而解決：
[0010] 1重量％至20重量％、優(yōu)選5重量％至12重量％的至少一種官能度在6至30范 圍內(nèi)、優(yōu)選在10至25范圍內(nèi)、特別優(yōu)選在12至20范圍內(nèi)的超支化聚醋丙締酸醋，
[0011] 1重量％至30重量％、優(yōu)選5重量％至20重量％的至少一種反應(yīng)性稀釋劑，
[0012] I重量％至20重量％、優(yōu)選7重量％至17重量％的至少一種諾里什I型自由基光 引發(fā)劑，
[0013] 30重量％至70重量％、優(yōu)選35重量％至60重量％的至少一種多官能（甲基）丙 締酸醋單體，和
[0014] 0重量％至30重量％、優(yōu)選5重量％至15重量％、替代地優(yōu)選0重量％至1重量％ 的至少一種單官能（甲基）丙締酸醋單體。
[0015] 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，前文定義的墨水具有適合于噴墨打印應(yīng)用的粘度、固化迅速并且 在高打印速度下可充分地固化。該墨水的成分還具有很低的遷移潛勢(shì)。墨膜還具有諸多好 性能，如粘附性、耐刮擦性和溶劑耐受性。前文定義的墨水的另外優(yōu)點(diǎn)在于，該墨水由于使 用了超支化聚醋丙締酸醋而基本上是無(wú)特殊氣味的。
[0016] 在本發(fā)明上下文中，各個(gè)重量％分別基于墨水的全部組成。本發(fā)明上下文中，"至 少包含或含有"意味著該墨水含有至少一種組分，但也任選兩種或多種組分，并且因此例如 2、3、4、5、6或7種組分的混合物。在本發(fā)明上下文中，"兩種或多種的混合物"意味著該墨 水可化含有兩種或多種例如2、3、4、5、6或7種所給出的組分。在本發(fā)明中使用的術(shù)語(yǔ)"UV" 是紫外福射的縮寫(xiě)。
[0017] 本發(fā)明墨水包含基于墨水的全部組成1重量％至20重量％、優(yōu)選5重量％至12重 量％的至少一種超支化聚醋丙締酸醋。超支化聚合物是指突出之處在于支化的結(jié)構(gòu)和高官 能度聚合結(jié)構(gòu)。超支化聚醋丙締酸醋或聚醋丙締酸醋聚合物在分子上和結(jié)構(gòu)上是不均一的 并且具有不同長(zhǎng)度和支化程度的支鏈。適合的超支化聚醋丙締酸醋是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知 的。例如 W商品名 Sartomer CN2.3〇(f， Sartomer CN2301?, Sartomer CN2302? ,： Sartomer CN2303@, Sartomer CN2304@, Sartomer CN2305?'市售的。
[0018] 所使用的超支化聚醋丙締酸醋通常具有平均至少6個(gè)官能團(tuán)和因此6個(gè)丙締酸醋 基團(tuán)作為官能團(tuán)。官能團(tuán)的數(shù)目原則上無(wú)上限。然而，具有過(guò)高數(shù)目官能團(tuán)的產(chǎn)物通常具 有不希望的性能，例如較差的溶解度或者非常高的粘度。因此本發(fā)明使用的超支化聚合物 通常具有平均不超過(guò)30個(gè)的官能團(tuán)。該超支化聚合物優(yōu)選具有6至20個(gè)、更優(yōu)選12至20 個(gè)官能團(tuán)。所使用的超支化聚醋丙締酸醋的官能度因此通常為6至30,優(yōu)選6至20,特別 優(yōu)選12至20。
[0019] 本發(fā)明墨水通常包含1重量％至20重量％的至少一種官能度為6至30的超支 化聚醋丙締酸醋，30重量％至70重量％的至少一種多官能（甲基）丙締酸醋單體，和0重 量％至30重量％的至少一種單官能（甲基）丙締酸醋單體。運(yùn)是因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)在本發(fā)明中，運(yùn) =種組分W所述量共同使用提供了一種具有低粘度和良好固化速度的墨水。運(yùn)種墨水尤其 適用于噴墨打印并且同樣提供了對(duì)于最終用戶(hù)而言可接受的性能，如粘附性、化學(xué)耐受性 和良好固化。
[0020] 在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，該墨水包含5重量％至15重量％的至少一種單官能 (甲基）丙締酸醋單體。在另一個(gè)替代的優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明墨水不含單官能（甲基） 丙締酸醋單體，盡管可W忍受小于1. 0重量％范圍內(nèi)的很小的量。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明，多官能（甲基）丙締酸醋單體為在一個(gè)核屯、分子上連接兩個(gè)或多個(gè) 丙締酸醋基團(tuán)的化合物。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，多官能（甲基）丙締酸醋單體選自由 W下組成的組：a、CO-二醇的（甲基）丙締酸醋，如1，4-下二醇二甲基丙締酸醋，1，6-己 二醇二丙締酸醋，1，6-己二醇二甲基丙締酸醋，1，10-癸二醇二丙締酸醋，1，10-癸二醇二 甲基丙締酸醋，1，12-十二燒二醇二丙締酸醋，1，12-十二燒二醇二甲基丙締酸醋，及其乙 氧基化和丙氧基化衍生物，如乙氧基化的1，6-己二醇二丙締酸醋和丙氧基化的1，6-己二 醇二丙締酸醋，乙二醇、丙二醇及其低聚物和聚合物的（甲基）丙締酸醋，如1，2-乙二醇二 丙締酸醋，1,2-乙二醇二甲基丙締酸醋，二乙二醇二甲基丙締酸醋，二乙二醇二丙締酸醋， S乙二醇二丙締酸醋，S乙二醇二甲基丙締酸醋，四乙二醇二丙締酸醋，聚乙二醇-200-二 丙締酸醋，聚乙二醇-300-二丙締酸醋，聚乙二醇-400-二丙締酸醋，丙二醇二丙締酸醋，丙 二醇二甲基丙締酸醋，二丙二醇二丙締酸醋（Sartomer SR5G8* )，S丙二醇二丙締酸醋， S丙二醇S丙締酸醋，3-甲基-1，5-戊二醇二丙締酸醋，新戊二醇二丙締酸醋，乙氧基化的 新戊二醇二丙締酸醋，丙氧基化的新戊二醇二丙締酸醋（Sartomer SR 9綱投@ )，S徑甲基 丙烷=丙締酸醋，=徑甲基丙烷=甲基丙締酸醋，乙氧基化的和丙氧基化的=徑甲基丙烷 =丙締酸醋，二=徑甲基丙烷四丙締酸醋，丙氧基化甘油=丙締酸醋，乙氧基化甘油=丙締 酸醋，季戊四醇=丙締酸醋，季戊四醇四丙締酸醋，季戊四醇四甲基丙締酸醋，二季戊四醇 五丙締酸醋，二季戊四醇六丙締酸醋（R址n Miramef? M600)，乙氧基化的季戊四醇四丙 締酸醋，=(2-徑基乙基）異氯脈酸醋=丙締酸醋，醋二醇二丙締酸醋，=環(huán)癸燒二甲醇二 丙締酸醋等，及其混合物。
[0022] 在本發(fā)明的更優(yōu)選實(shí)施方案中，多官能（甲基）丙締酸醋單體選自由W下組成的 組：1，6-己二醇二丙締酸醋，1，10-癸二醇二丙締酸醋，乙氧基化的1，6-己二醇二丙締酸 醋，聚乙二醇200二丙締酸醋，二丙二醇二丙締酸醋（Sartomer SR5G8? )，S丙二醇二 丙締酸醋，3-甲基-1，5-戊二醇二丙締酸醋，丙氧基化的新戊二醇二丙締酸醋（Sar