[发明专利]线性聚酯树脂和改进的平版油墨

说明书

本申请要求2011年9月2日提交的美国临时专利申请号61/530,536的权益，所述专利出于所有的目的如同全部列出一样在此以引用的方式并入本文。

发明背景

发明领域

本发明大体上是针对新型线性聚酯树脂。本发明还针对包含所述新型线性聚酯树脂的能量可固化平版油墨和涂料。本发明进一步针对用平版油墨或涂料印刷的制品。

相关技术说明

能量可固化平版油墨已在印刷和绘图美术技术中使用了很多年。使用能量可固化平版油墨的商业要求源于其固化后的改进的物理和化学抗性特性。例如，在商业应用中，当在基底如纸盒或硬纸板上印刷并固化平版图像时，可以减少和/或消除在下游基底折叠过程期间与油墨划伤和脱落有关的问题。

油墨制造商已花费了大量的资源来改进能量可固化平版油墨的总体特征。包括但不限于点增益(dot gain)、水窗和飞墨的特性对于平版油墨是特别重要的。通常，点增益被定义为在图像从平板转印到印刷装置的橡皮布(blanket)并最终转印到纸上时发生的半色调点尺寸的机械增加。较大的点增益值(例如，非预期铺展)可导致差的图像质量。水窗通常被定义为油墨对水或润版液的耐受性。宽水窗值指示油墨维持高印刷密度的能力。可替代地，窄水窗值指示低印刷密度。低印刷密度油墨引起调色、堆墨、脏版以及过度点增益。

飞墨是与平版油墨有关的另一个问题。飞墨被定义为由于高印刷速度和低油墨结构而从印刷压印线中喷溅的小墨滴。与良好制造规范（GMP）相反，飞墨造成了健康和清除问题。也就是，墨滴形成了最终迁移到印刷设备或印刷室中其它敏感区域内的气溶胶。此外，呈气溶胶形式的墨滴可以无意间地被员工吸入而引起无法预料的健康问题。

关于能量可固化平版油墨制剂，单体或低聚体如环氧丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯已经用于改进某些印刷特征。例如，双酚-A环氧丙烯酸酯和它们的类似物已经用在低性能油墨中用于改进粘性和飞墨。粘性被定义为适当转印并印刷到基底上所需要的墨膜中的测量的分离力。对于高性能油墨，聚酯丙烯酸酯和它们的类似物最常被采用，因为它们较低的粘性和较高的官能性。虽然丙烯酸酯单体或低聚体适用于减少飞墨，但是已证明它们在获得宽水窗，例如低的水或润版液耐受性方面是无效的。这归因于它们的反应性，所述反应性基于它们的极性和溶解度曲线造成了油墨制剂的稳定性问题。

为了控制飞墨和点增益，已在能量可固化平版油墨中采用胶凝化或结构化清漆(树脂)。胶凝化清漆通过树脂与螯合剂如烷醇铝反应而产生，并且包含配位共价键和氢键。然而，胶凝化树脂常常与反应性丙烯酸酯基单体和低聚体不相容。也就是，丙烯酸酯的极性特性导致了胶凝化清漆中的氢键结构的破坏。为了对此进行补偿，通常用非常高水平的胶凝剂增强胶凝化清漆。然而，在能量可固化平版油墨中出现差的流动和转移质量，从而导致操作困难。这些胶凝剂由于低水乳化特性还可以引起差的油墨印刷适性。

根据本发明人，在本领域中仍存在对改进能量可固化平版油墨制剂的印刷特性的一种新型聚酯树脂的需要。在本领域中还存在对展示宽水窗值、改进的印刷反差、改进的印刷密度以及改进的流变(主体)特征的能量可固化平版油墨制剂的需要。

发明概要

本发明的发明人已惊奇地发现，他们的新型线性聚酯树脂改进了能量可固化平版油墨和涂料的印刷特征。确切地说，本发明的能量可固化平版油墨制剂包含设计来通过交联和缠结提供结构的线性聚酯树脂。通过这样做，平版油墨制剂展示了改进的流变特征、宽水窗值以及总体的改进的印刷特征。

根据本发明的一个方面，描述了一种线性聚酯树脂，其包括二环氧化物单体与二酸单体的反应产物，其中所述聚酯树脂具有小于20,000的分子量。所述聚酯树脂具有摩尔过量的二环氧化物单体或二酸单体。在一个示例性实施方案中，聚酯树脂包含在约0.30:0.99范围内的化学计量比的二环氧化物单体与二酸单体。在一个替代的示例性实施方案中，聚酯树脂包含在约0.30:0.99范围内的化学计量比的二酸单体与二环氧化物单体。

根据本发明的另一个方面，描述了一种用于合成所述聚酯树脂的方法。在一个示例性实施方案中，所述二环氧化物单体与二酸单体之间的反应发生在溶剂中。在一个示例性实施方案中，所述溶剂是可聚合的单体。可聚合单体的实例包括但不限于TMPTA、DiTMPTA、EoTMPTA、PETA、DiPETA、GPTA、TPDDA、SR-CN120an CN131-B以及其混合物。