[发明专利]辐射可固化喷墨油墨以及工业喷墨印刷方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于食品和药品化合物及液体的包装材料上的辐射可固化喷墨油墨以及利用其的工业喷墨印刷方法。

背景技术

在工业喷墨系统中，存在一种兼顾印刷速度快及图像质量高的稳定需求。设计用于加快印刷速度的新式印刷头只能采用粘度非常低的喷墨油墨进行操作。用于获得这种粘度非常低的油墨喷墨油墨的合适单体已经例如在EP 997508 A（AGFA）中进行了描述，其公开了含有乙烯基醚和丙烯酸酯官能团的辐射可固化单体。

对于包装应用而言，如橡皮版印刷（offset）和苯胺印刷（flexography）的印刷系统正逐渐被工业喷墨印刷系统取代，原因在于其在使用中的灵活性，例如，可变数据印刷，以及其增强的可靠性，从而允许其引进到生产线中。辐射可固化喷墨油墨是特别优选的，因为高质量的图像能够被印刷在非吸收性受墨体（ink-receiver）上，如例如聚烯烃基基材，比如聚乙烯或聚丙烯薄膜，其经常被用作包装材料。虽然能够获得较高的图像质量，但是辐射可固化喷墨油墨经常表现出粘附至这些聚烯烃基基材上的问题。

通过调整油墨组成，例如通过使用特定的有机溶剂、可聚合化合物等能够影响粘附力。US 6814791（DOMINO PRINTING SCIENCES）公开了采用包含乙酸甲酯的喷墨油墨在聚丙烯和聚乙烯基材上印刷的喷墨印刷方法。使用精心挑选的溶剂能够导致受墨体表面的部分溶胀或溶解，这将带来更好的粘附力；然而，这也能够造成印刷头中喷嘴堵塞的问题，原因在于有机溶剂的蒸发。不单是有机溶剂，单体也能够被用于基材的部分溶胀或溶解。例如，EP 2195396 A（SUN CHEMICAL）公开了四氢糠基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯和N-乙烯基己内酰胺适合于PVC基材的溶胀。

粘附力问题也与辐射固化后油墨层的收缩相关。在这个方面，与自由基可聚合油墨相比，包含氧杂环丁烷、环氧化物和乙烯基醚化合物的阳离子油墨已被认为是优越的。EP 1705229 A（FUJI）公开了表现出良好的粘附力及储存稳定性的阳离子可聚合喷墨油墨。在自由基喷墨油墨中，大量单官能团可聚合化合物被认为是有利于粘附力的。EP 1668084 A（SUN CHEMICAL）和US 7104642（KONICA）二者解决了粘附力并且公开了包含以重量计的用量为65%或以上的单官能团单体的辐射可固化喷墨油墨。

改善粘附力的另一种方法是或者通过预处理如火焰、等离子体或电晕处理，或者通过应用合适的表面层，所谓的引物（primer），来调整受墨体的表面化学。

电晕放电处理和等离子体处理增加了用于处理基材的设备的成本、复杂性及维护。基材可能包含可能干扰基材处理的重要杂质或不规则物，并因此无法实现油墨的均匀扩散和粘附。GB 2110598 A（NICC）举例阐述了用于喷墨印刷的电晕放电处理。

在喷射喷墨油墨之前，引物能够以数种方式加以应用。引物的表面层通常在喷射喷墨油墨之前被涂覆并干燥或者固化，正如，例如，EP 1671805 A（AGFA）和US 2003021961（3M）的喷墨印刷过程中，但是其也能够保持湿润的、未固化的表面层，正如WO 00/30856（XAAR）中。

光致泛黄（photoyellowing）是一种固化后可见的变色效应，原因在于光引发剂的分解。这能够从包含大量噻吨酮型光引发剂的青色和白色辐射可固化油墨中很好地观察到，其在印刷和固化之后分别导致呈浅绿色的青色和呈浅黄色的白色。

食品或药品包装上的喷墨油墨固化层中的可迁移物（migrateable）残留可能存在健康风险，因此其应当被保持为绝对最低水平，即在适用法律如有关物品和材料的瑞士条例SR 817.023.21的限制之内。