CN100564463C - 液体油墨和记录设备 - Google Patents

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CN100564463C CNB031229271A CN03122927A CN100564463C CN 100564463 C CN100564463 C CN 100564463C CN B031229271 A CNB031229271 A CN B031229271A CN 03122927 A CN03122927 A CN 03122927A CN 100564463 C CN100564463 C CN 100564463C
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Abstract

揭示了一种液体油墨,它含有可经光辐照生成酸的光致酸产生剂、着色组分以及至少一种当酸存在时能聚合的溶剂。以溶剂的重量为100份,则液体油墨中所含光致酸产生剂的量优选为1-10重量份,着色组分由颜料组成,溶剂中至少含有50重量份的可酸聚合化合物,当酸存在时可聚合的可酸聚合化合物含有环脂族骨架和/或脂肪族骨架,其粘度为50mPa·s或更低,大气压下的沸点为150℃或更高。

Description

液体油墨和记录设备
发明背景
本发明涉及液体油墨以及喷墨记录设备。
使用印刷版的印刷机器已经被用来制造需要大量印刷件的印刷品,如广告、在企业内散发的资料、或大幅海报。近年来,已经使用了一种所要求的印刷机器(它能够满足多种需要并节省原料)来替代常规的印刷机器。能以高速度得到高质量印刷的,使用调色剂或液体调色剂或喷墨印刷机的静电摄影印刷机器被认为是可提供令人满意的所需求的印刷机器。
此领域已知,像常规的使用印刷版的印刷机器一样,含有颜料和有机溶剂或溶剂系统液体调色剂的溶剂系统被用于所要求的印刷机器。然而,在这种技术中,在大量印刷图像时有机溶剂会以不可忽视的量蒸发。其结果是,周围的大气就会被蒸发的有机溶剂所污染,就有必要安装排气装置或溶剂回收装置。
顺便说一下,在喷墨印刷机中,在油墨被喷到印刷纸表面上以前使用溶剂系统的油墨可以在密闭的系统中操作。其结果是,采用合适的排气措施可以在一定程度上解决对周围大气的污染问题。然而,用在喷墨印刷机中的油墨不同于使用印刷版的印刷机器中使用的油墨。具体地说,有必要使喷墨印刷机中使用的油墨具有油墨喷射所必需的流动性。因此,在上述技术中,油墨中溶剂的含量应相当高,这就会使解决因有机溶剂蒸发而导致的周围大气的污染问题非常困难。
还需提到的是,当使用溶剂系统油墨时,印刷纸等的印刷表面会严重影响印刷图像的质量。例如,有渗透趋势的印刷表面会使印刷图像变得模糊,而在不可渗透的印刷表面上印制图像又比较困难。此外,在印刷表面形成的油墨层需要相当长的时间才能干燥。因此,当在较大的印刷表面上形成较厚的图像时,由于油墨的流动性图像有可能会变形。此外,在使用上述溶剂的技术中,当油墨层干燥时印刷表面有损坏的可能。因此要用这种技术获得高质量的印刷品不是很容易。
作为可有效克服上述问题的光敏油墨和印刷系统吸引了人们的注意。这种技术中,喷射到印刷表面上的光敏油墨被光照射,获得油墨的快速光熟化(是指不产生排放物的干燥)。在此技术中使用的光敏油墨通常含有游离基可聚合的单体、光聚合引发剂和颜料。
根据上述技术,有可能使油墨层在经光辐照后不再具有流动性,由此可得到较高质量的印刷品。然而,在此技术中使用的油墨含有大量致癌物质,如游离基生成剂。此外,用作游离基可聚合单体的挥发性丙烯酸衍生物对皮肤有强烈刺激性,并且气味浓烈。处理油墨时自然就需要很小心。此外,空气中氧气的存在会明显抑制游离基聚合。而且,油墨中所含的颜料会吸收照射油墨层的光,其结果是,在油墨层深处就没有足够量的光。这种情况下,常规的可游离基聚合油墨对光的敏感性就较低,因此,为通过这种技术得到高质量的印刷品,就需要很大的曝光系统。
曾打算将可光-阳离子固化的油墨作为油墨,它受空气中氧气的影响较小。然而,这种类型的常规光敏油墨含有会引起释放到环境中问题的溶剂。此外,这种油墨会比较容易地自动固化,变得不溶,就会带来阻塞喷墨喷嘴的额外问题。据报道还有另一种可用来涂布CD-ROM的阳离子聚合类型的光敏组合物,它能够在喷墨系统中喷射。实际上,能够通过喷墨系统喷射的光敏组合物含有乙烯醚和双酚A型环氧树脂作为主要成分,这些物质被认为会引起癌症。光敏组合物释放到环境中仍旧是难以解决的严重问题。还提出过一种用于喷墨的含有阳离子聚合单体(有特定的组成单体比例)的油墨。用于喷墨的这种油墨还含有一种必不可少成分的有很高挥发性的特定的乙烯醚化合物,这就引起了上述类似的问题。同时,常规的乙烯醚化合物和颜料一起使用时,会引起该化合物聚合能力变差的问题。
此领域还知道用一种固体油墨代替上述液体油墨供喷墨使用。在此技术中,在室温下是固体的油墨经加热熔化后,喷射到印刷纸的印刷表面上。换句话说,此技术基本上形成了一种不用溶剂的系统,由此解决了环境问题。同时还揭示了一个实施例,此喷墨用的固体油墨被赋予光敏性,以便使喷射油墨后形成的油墨层固定。然而,当使用通常作为着色组分的颜料分散时,很可能发生液体阻塞。同时,很难使颜料均匀分散在油墨中。因此,在此技术中,在使颜料分散和稳定化方面存在很大的问题。因此,有必要使用一种昂贵的特别微胶囊类型的颜料,或者,在常规情况下,着色组分仅限于会随时间而褪色的染料。
另一方面,在原来构建的喷墨系统中,墨滴直接喷射到作为印刷介质的纸张上,以便在纸张上形成油墨层,油墨层形成的印制图像通常会模糊,或者印制图像的感色光敏感性会随着印刷介质而改变。为了克服这些缺点,人们提出了一种喷墨记录设备,其中,光敏油墨被一次性喷射到第一印刷介质上,然后用光轻微固化油墨层的表面,使油墨层失去流动性,随后将轻微固化的油墨层转移到作为第二印刷介质的纸张告示物上。然而,在印刷机和用于此系统的油墨中,需要对光辐照的量和辐射环境进行细微控制,以得到适合转移到第二印刷介质上的半凝固的油墨层。此外,最佳曝光量会根据颜色而不同。因此,上述喷墨记录设备不太适合于印刷彩色图像。
还应指出的是,具体是当印刷表面是一种吸收介质时,由于常规的丙烯酸的光固化喷墨油墨在吸收性纸张中难以被固化,因此会产生一系列问题。
顺便说一下,常规的阳离子光固化的喷墨油墨,其粘度会自动地剧烈改变。这个问题是由于油墨随时间变质,而在油墨中一旦产生了酸,此油墨就无法去活化,以至于在油墨中产生许多暗反应。这个问题非常严重,因为如果喷墨油墨的粘度改变,就会发生像油墨喷射形状不稳定、印刷再现性差的问题,而且在更糟情况下,油墨喷射会变差,又会发生油墨阻塞喷嘴之类的情况。
发明简述
本发明的一个目的是提供一种不必使用有机溶剂的液体油墨,而且它无需施用庞大的曝光系统即可得到高质量的印刷。
本发明的另一个目的是提供一种可以用液体油墨得到印刷品的喷墨记录设备。
根据本发明的第一方面,提供一种液体油墨,其中含有:
在光辐照下可产生酸的光致酸产生剂;
着色组分;
至少一种有酸存在时会聚合的溶剂。
根据本发明的第二方面,提供一种液体油墨,其中含有:
在光辐照下可产生酸的光致酸产生剂;
至少一种选自导电粉末、绝缘粉末、磁性粉末、电介质粉末以及电磁生热粉末的粉末物质;
至少一种选自环氧化合物、乙烯醚化合物和氧杂环丁烷(oxetane)化合物的溶剂。
根据本发明的第三方面,提供一种可用液体油墨在记录介质上形成油墨图像的喷墨记录设备,这种设备包括:
转移记录介质用的转移部件;
装在所述转移部件上方的喷墨类型的记录头,这种喷墨类型的记录头将液体油墨喷射在记录介质上,在记录介质上形成油墨层;
用光照射油墨层的光源;
加热油墨层的加热部件。
此外,根据本发明第四个方面,提供使用液体油墨在记录介质上形成油墨图像的喷墨记录设备,这种设备包括:
转移记录介质的转移部件;
与转移部件旋转接触的图像载体;
将液体油墨喷射到图像载体上,在图像载体上形成油墨层的喷墨类型的记录头;
用光照射油墨层的光源;
加热油墨层的加热部件;
加热后,使用压力或者压力和热量将油墨层从图像载体转移到记录介质上的转移装置。
本发明其它的目的和优点在下面描述,其一部分通过描述不难清楚,或者可以通过本发明的实践而了解。通过下文特别指出的设备和结合,可以实现并得到本发明的目的和优点。
附图简述
这里所附并作为此说明书一部分的附图,阐述了本发明的一些实施方案,它们和上面的一般描述和以下对优选实施方案的详细描述一起,解释了本发明的原则。
图1示意显示本发明一个实施方案喷墨记录设备的结构;
图2示意显示本发明另一实施方案喷墨记录设备的结构;
图3示意显示本发明另一实施方案喷墨记录设备的结构;
图4示意显示本发明另一实施方案喷墨记录设备的结构;
图5示意显示源的结构;
图6示意显示本发明另一实施方案喷墨记录设备的结构;
图7示意显示本发明另一实施方案喷墨记录设备的结构;
图8示意显示本发明另一实施方案喷墨记录设备的结构;
图9示意显示本发明另一实施方案喷墨记录设备的结构;
图10示意显示本发明另一实施方案喷墨记录设备的结构;
图11示意显示本发明另一实施方案喷墨记录设备的结构;以及
图12显示化合物Ep11含量和粘度的关系。
发明详述
现在将结合附图描述本发明的实施方案。在这些图中,用同样的数字表示有相同或类似功能的部分以避免重复描述。
本发明一个实施方案的液体油墨包含在光辐照下可产生酸的光致酸产生剂;着色组分;以及至少一种有酸存在时会聚合的溶剂。换句话说,本发明一个实施方案的液体油墨代表一种化学放大类型的光敏组合物。顺便说一下,这里使用的术语“液体油墨”是指在室温下有流动性的油墨。具体地说,液体油墨是指在25℃时粘度为50cp或更小,较好是30cp或更小的油墨。
如果本发明的液体油墨被光照射,光致酸产生剂就会产生酸。这种产生的酸就起到使可聚合化合物发生交联反应的催化剂作用。同时,产生的酸在油墨层内会扩散。此外,通过加热,可以促进酸的扩散以及作为催化剂的酸存在时进行的交联反应。与游离基聚合反应不同,交联反应不会受到氧气的抑制。因此,单个光子可以引发大量交联反应,从而实现高的光敏感性。此外,即便在油墨层深处和吸收性印刷介质内部,也可以使交联反应迅速进行。其结果是,与游离基聚合相比,所得的油墨层有明显较高的附着性。
这种情况下,如果使用本发明这一个实施方案的液态油墨,用光照射并加热对印刷表面喷射油墨而形成的油墨层,可以使油墨层不致于流动。换句话说,有可能得到高质量的印刷材料,而所用曝光系统不必很大。顺便说一下,需要油墨层不致流动以显示热塑性(即受热时的再流动性),尽管再流动性可以保持很短时间。
还需要指出的是,与使用游离基聚合的液体油墨不同,本发明这一个实施方案的液体油墨不使用可能致癌的游离基生成剂或刺激皮肤并有浓烈气味的游离基可聚合单体。因此,如本发明这一个实施方案的本发明液体油墨可以很方便地操作。
此外,在本发明这一个实施方案的液体油墨中,上述可聚合的化合物至少被用作溶剂的一部分。基本上整个溶剂通常是可酸聚合化合物,即在酸存在条件下可聚合的化合物。因此,如果此可聚合化合物与整个溶剂的比例足够高,在印刷步骤中有机溶剂的蒸发量就很小。因此,有可能解决因有机溶剂蒸发造成周围大气污染的问题,因此无需使用排气装置或溶剂回收装置。
还应指出的是,在本发明的一个实施方案中,不必使用有机溶剂,且油墨层可以迅速凝固而不流动。因此,图像可以容易地固定在各种特性的印刷表面上,同时可以防止图像模糊。此外,印刷表面不可能因油墨层干燥而被破坏。还需要一提的是,用作着色组分的颜料以高浓度含在本发明一个实施方案的液体油墨中,从而可以得到清晰并且有耐候性出色的印刷图案。
下面将描述本发明一个实施方案液体油墨的各个成分。
如上所述,本发明一个实施方案的液体油墨包含在光辐照下产生酸的光致酸产生剂。光致酸产生剂包括例如,鎓盐、重氮盐、苯醌二叠氮化合物、有机卤素化合物、芳香性磺酸酯化合物、二砜化合物、磺酰化合物、磺酸酯化合物、锍化合物、硫酰胺化合物、碘鎓化合物、磺酰重氮甲烷化合物、以及它们的混合物。
上述化合物的具体例子包括例如,三苯基锍triflate、二苯基碘鎓triflate、2,3,4,4-四氢二苯甲酮-4-萘醌二叠氮磺酸盐、4-N-苯胺基-2-甲氧基苯基重氮基磺酸盐、4-N-苯胺基-2-甲氧基苯基重氮基对-苯乙基硫酸盐、4-N-苯胺基-2-甲氧基苯基重氮基-2-萘基硫酸盐、4-N-苯胺基-2-甲氧基苯基重氮基苯基硫酸盐、2,,5-二甲氧基-4-N-4’-甲氧基苯基羰基苯基重氮基-3-羧基-4-羟苯基硫酸盐、2-甲氧基-4-N-苯基苯基重氮基-3-羧基-4-羟苯基硫酸盐、二苯基磺酰甲烷、二苯基磺酰重氮甲烷、二苯基二砜、α-甲基安息香甲苯磺酸盐、邻苯三酚三甲磺酸盐、安息香甲苯磺酸盐、Midori Kagaku公司制造的MPI-103(CAS第87709-41-9号)、Midori Kagaku公司制造的BDS-105(CAS.第145612-66-4号)、Midori Kagaku公司制造的NDS-103(CAS.第110098-97-0号)、Midori Kagaku公司制造的MDS-203(CAS.第127855-15-5号)、Midori Kagaku公司制造的邻苯三酚三甲苯磺酸盐(CAS.第20032-64-8号)、MidoriKagaku公司制造的DTS-102(CAS.第75482-18-7号)、Midori Kagaku公司制造的DTS-103(CAS.第71449-78-0号)、Midori Kagaku公司制造的MDS-103(CAS.第127279-74-7号)、Midori Kagaku公司制造的MDS-105(CAS.第116808-67-4号)、Midori Kagaku公司制造的MDS-205(CAS.81416-37-7号)、Midori Kagaku公司制造的MBS-105(CAS.149934-68-9号)、Midori Kagaku公司制造的TMS-105(CAS.第127820-38-6号)、Midori Kagaku公司制造的NB-101(CAS.第20444-09-1号)、MidoriKagaku公司制造的NB-201(CAS.第4450-68-4号)、Midori Kagaku公司制造的DNB-101(CAS.第114719-51-6号)、Midori Kagaku公司制造的DNB-102(CAS.第131509-55-2号)、Midori Kagaku公司制造的DNB-103(CAS.第132898-35-2号)、Midori Kagaku公司制造的DNB-104(CAS.第132898-36-3号)、Midori Kagaku公司制造的DNB-105(CAS.第132898-37-4号)、Midori Kagaku公司制造的DAM-101(CAS.第1886-74-4号)、Midori Kagaku公司制造的DAM-102(CAS.第28343-24-0号)、Midori Kagaku公司制造的DAM-103(CAS.第14159-45-6号)、Midori Kagaku公司制造的DAM-104(CAS.第130290-80-1号和CAS.第130290-82-3号)、Midori Kagaku公司制造的DAM-201(CAS.第28322-50-1号)、Midori Kagaku公司制造的CMS-105、Midori Kagaku公司制造的DAM-301(CAS.138529-81-4号)、Midori Kagaku公司制造的SI-105(CAS.34694-40-7号)、Midori Kagaku公司制造的NDI-105(CAS.第133710-62-0号)、Midori Kagaku公司制造的EPI-105(CAS.第135133-12-9号)以及Dicel UCB公司制造的UVACURE1591。
可以使用下式给出的化合物作为光致酸产生剂:
Figure C0312292700111
Figure C0312292700121
Figure C0312292700131
Figure C0312292700141
Figure C0312292700151
在上面的通式中,C1和C2分别表示形成单键或双键的碳原子,R10表示氢原子、氟原子、烷基或芳基,R11和R12分别表示单价有机基团。R11和R12有可能相互连接形成环状结构。
还可以使用下式给出的化合物作为光致酸产生剂:
Figure C0312292700171
在上面的通式中,Z表示烷基。
Figure C0312292700181
特别地,需要使用鎓盐作为光致酸产生剂。鎓盐包括例如,重氮盐、膦盐和锍盐,其中氟硼酸阴离子、六氟代锑酸阴离子、三氟代甲烷磺酸盐阴离子、对-甲苯磺酸盐阴离子或对-硝基甲苯磺酸盐阴离子形成了配对离子的阴离子。特别地,需要光致酸产生剂含有以下通式(4)和(5)表示的鎓盐或卤化的三嗪化合物:
Figure C0312292700182
R9-C2+-R10mA5-…(5)
在上面的通式中,R6-R10分别表示芳香性基团和含有硫族元素原子和芳香性基团的官能团中任何一个,C1和C2分别表示硫族元素原子、A4和A5分别表示选自PR6 -、SbF6 -、BF4 -、AsF6 -、CF3SO3 -、C4F9SO3 -和CH3SO3 -的阴离子,m和n分别表示整数。顺便提一下,上面提到的术语“硫族化物原子”代表硫族原子以及正电性高于硫族原子的原子。同样,术语“硫族原子”表示硫原子、硒原子、碲原子、钋原子或碘原子。
上面通式(4)或(5)表示的鎓盐在室温有高固化反应性和突出的稳定性。其结果是,可以用上述鎓盐抑制本发明一个实施方案的液体油墨未经光辐照时的固化。
当用上面通式(4)或(5)表示的化合物作为光致酸产生剂时,为了热稳定性和相对于水的稳定性,需要硫原子或碘原子来作为硫族化物原子。同时,这种情况下,考虑到酸度和热稳定性,需要阴离子是非有机酸根,特别是PF6 -。当同时考虑到光敏性能时,特别需要使用含有苯基锍骨架的六氟磷酸盐化合物作为阴离子物质。
某些情况下可能需要光致酸产生剂还含有起敏化作用的着色剂。这些敏化作用的着色剂包括例如,吖啶化合物、benzofurabin化合物、二萘嵌苯、蒽和激光着色剂。
当使用醌二叠氮化合物作为光致酸产生剂时,可能需要使用萘醌二叠氮磺酰氯和萘醌二叠氮磺酸之类的盐。
以可用作光致酸产生剂的化合物作为范例的有机卤素化合物,代表一种形成卤化的氢酸的化合物。这些有机卤素化合物描述在例如美国专利3,515,552、美国专利3,536,489、美国专利3,779,778和西德公开专利公布第2,243,621号。具体言之,可用作光致酸产生剂的有机卤素化合物包括例如,碳四溴化物、四(溴甲基)甲烷、四溴乙烯、1,2,3,4-四溴丁烷、三氯乙氧基乙烷、对-碘苯酚、对-溴苯酚、对-碘联苯、2,6-二溴苯酚、1-溴-2-萘酚、对-溴苯胺、六氯-对-二甲苯、三氯乙酰替苯胺、对-溴二甲基苯胺、四氯1,1,3,4,4,6-六甲基-7-乙酰基-1,2,3,4-四氢萘、α,α’-二溴二甲苯、α,α,α,α’-四溴二甲苯、六溴乙烷、1-氯蒽醌、ω,ω,ω-三溴喹哪啶、六溴环己烷、9-溴芴、双(五氯)环戊联苯、聚氯乙烯和2,4,6-三氯苯氧基乙基乙烯基醚(它们揭示在美国专利3,515,552号中)、六溴乙烷、α,α,α三氯乙酰苯、三溴三氯乙烷以及卤代甲基-S-三嗪(它们揭示在美国专利3,779,778号中)。卤代甲基-S-三嗪,如2,4-双(三氯甲基)-6-S-三嗪和2,4,6-三(三氯甲基)-6-S-三嗪是特别优选的。此外,可按需要使用的有机卤素化合物,包括乙烯基卤代甲基-S-三嗪被取代的化合物,它揭示在美国专利3,987,037中。乙烯基卤代甲基-S-三嗪,这是含有原子团(其中至少一个三卤代甲基和至少一个不饱和的乙烯键相互连接形成三嗪环)的可光降解的S-三嗪化合物,用以下通式(A)表示:
Figure C0312292700201
在上面通式(A)中,Q表示溴原子或氯原子,P代表-CQ3、-NH2、-NHR、-NR2或-OR,R表示苯基或含有6个或少于6个碳原子的低级烷基,n表示1-3的整数,W表示芳环、杂环或是用以下通式(B)表示的芳基:
Figure C0312292700202
在上面通式(B)中,Z表示氧原子或硫原子,R1表示低级烷基或苯基。
在上面通式(A)中,W表示的芳环或杂环中的取代基可以被取代。上述取代基包括例如,氯原子、溴原子、苯基、含有6个或少于6个碳原子的低级烷基、硝基、苯氧基、烷氧基、乙酰氧基、乙酰基、氨基和烷氨基。同时,用上面通式(A)表示的乙烯基卤代甲基-S-三嗪化合物包括以下化合物:
Figure C0312292700203
Figure C0312292700221
可以适当使用含有三嗪环(其中,三卤代甲烷被引入骨架)作为光致酸产生剂。当三嗪环含有至少四个共轭的双键时,使化合物敏感的波长会变长。因此,当使用常规的高压汞灯或类似的光源时,需要使用这种化合物。附带说明一下,上述化合物包括例如,三嗪和缩聚三嗪的化合物。
还可以适当使用有光解能力的酸酯作为光致酸产生剂。特定的酸酯包括例如,铝硅醇的正-硝基苄酯。
根据例如所用光致酸产生剂产酸的效果和在液体油墨中添加的着色组分的量,可以确定液体油墨中光致酸产生剂的含量。例如,当颜料含量约为5重量%时,若以液体油墨中所含的酸存在时被聚合的溶剂的重量为100份,则通常以1-10重量份的量加入光致酸产生剂,较好是2-8重量份,最好是2-6重量份。就油墨的储存能力和抑制管道和喷头受腐蚀的能力而言,光致酸产生剂的含量应在上述范围内。以溶剂的重量为100份,如果光致酸产生剂的量小于1重量份,则液体油墨的敏感性就会降低。另一方面,以溶剂的重量为100份,如果光致酸产生剂的量多于10重量份,油墨的粘度就会明显地随时间增加,就会降低光固化过程后形成薄膜的能力和油墨层的硬度。同时,记录设备的管道和喷头有可能被腐蚀。
本发明的液体油墨可以含有作为颜料和/或染料作为着色成分。然而,应该指出,在本发明一个将酸用于光聚合机理中的实施方案中,与会被酸褪色的染料相比,颜料是优选的。
对可用作着色组分的颜料没有什么限制,可以使用各种颜料,只要该颜料有所需的光学的彩色显示和着色的功能即可。用在本发明中的颜料还可以有其它的性质,比如除了彩色显示和着色特征外,还可以有磁性、荧光性质、导电性质和介电性质。有了这些性质,就可以使印刷出的图像具有各种功能。还可以加入粉末状物质,用以改善本发明一个实施方案的液体油墨的耐热性和物理性能。
可以使用的颜料包括例如,光吸收颜料。光吸收颜料包括例如,以碳为基的颜料,如炭黑、纳米碳管;金属氧化物颜料,如铁黑、钴蓝、氧化锌、氧化钛、氧化铬或氧化铁;硫化物颜料,如硫化锌;以酞花菁为基的颜料;金属盐颜料,如金属的硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐或硫酸盐;以及金属粉末颜料,如铝粉、青铜粉或锌粉。
还可以使用像亚硝基颜料之类的有机颜料,包括染料螯合物、硝基颜料、苯胺黑、萘酚绿B;偶氮颜料(它包括偶氮色淀、不可溶的偶氮颜料、缩合偶氮颜料和螯合物偶氮颜料),如枣红10B、色淀红4R或chromophthal red;色淀颜料,如孔雀兰色淀或罗丹明色淀;酞花菁颜料,如酞花菁蓝;多环颜料,如二萘嵌苯颜料、perinone颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二氧六环颜料、硫靛蓝颜料、isoindrinone颜料或quinofranone颜料;四甲苯颜料,如硫靛蓝红或indatron蓝;喹吖啶酮颜料;喹吖啶颜料;以及isoindrinone颜料。
可以用在黑色油墨中的颜料包括例如,Raven 5750、Raven 5250、Raven 5000、Raven 3500、Raven 1255和Raven 7000,它们是由Colombia Inc.制造的;Regal 400R、Regal 330R、Regal 660R、Mogul L、Monarch 700、Monarch 800、Monarch 880、Monarch900、Monarch 1000、Monarch 1100、Monarch 1300和Monarch 1400,它们是由CabotInc.制造的;No.2300、No.900、MCF 88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA 7、MA 8、MA100和No.2200B,它们是由Mitsubishi Kagaku K.K.制造的;以及Degussa Inc.制造的炭黑,如Color Black FW 1、Color Black FW 2、Color Black FW 2V、ColorBlack FW 18、Color Black FW 200、Color Black S150、Color Black S160、ColorBlack S170、Printex 35、Printex U、Printex V、Printex 140U、Special Black 6、Special Black 5、Special Black 4A和Special Black 4。
在黄色油墨中可以使用颜料包括例如,Yellow 128、C.I.Pigment Yellow 129、C.I.Pigment Yellow 129、C.I.Pigment Yellow 151、C.I.Pigment Yellow 154、C.I.Pigment Yellow 1、C.I.Pigment Yellow 2、C.I.Pigment Yellow 3、C.I.PigmentYellow 12、C.I.Pigment Yellow 13、C.I.Pigment Yellow 14C、C.I.Pigment Yellow16、C.I.Pigment Yellow 17、C.I.Pigment Yellow 73、C.I.Pigment Yellow 74、C.I.Pigment Yellow 75、C.I.Pigment Yellow 83、C.I.Pigment Yellow 93、C.I.Pigment Yellow 95、C.I.Pigment Yellow 97、C.I.Pigment Yellow 98、C.I.Pigment Yellow114和C.I.Pigment Yellow 180。这些黄色颜料中,使用PigmentYellow 180较好,因为它因酸引起褪色的程度较低。
在红色油墨中可以使用的颜料包括例如,C.I.Pigment Red 123、C.I.Pigment Red168、C.I.Pigment Red 184、C.I.Pigment Red 202、C.I.Pigment Red 5、C.I.PigmentRed 7、C.I.Pigment Red 12、C.I.Pigment Red 48(Ca)、C.I.Pigment Red 48(Mn)、C.I.Pigment Red 57(Ca)、C.I.Pigment Red 57:1和C.I.Pigment Red 112。
此外,可以用在蓝色油墨中的颜料包括例如,C.I.Pigment Blue 15:3、C.I.Pigment Blue 15:34、C.I.Pigment Blue 16、C.I.Pigment Blue 22、C.I.PigmentBlue 60、C.I.Pigment Blue 1、C.I.Pigment Blue 2、C.I.Pigment Blue 3、C.I.PigmentBlue 4、C.I.Vat Blue 4、和C.I.Vat Blue 60。
白色颜料包括天然白土,金属碳酸盐如铅白、水锌矿和碳酸镁,金属氧化物如钡和钛的氧化物也可被用作着色组分。含有白色颜料的液体油墨不仅可用于白色印刷,而且可用于改正印刷,并通过重写修改地面的颜色。
无机荧光物质或有机荧光物质可用作具有荧光性质的颜料。无机荧光物质包括例如,无机酸的盐如MgWO4、CaWO4、(Ca,Zn)(PO4)2、Ti+、Ba2P2O7:Ti、BaSi2O5:Pb2+、Sr2P2O7:Sn2+、SrFB2O3.5:Eu2+、MgAl16O27:Eu2+、钨酸盐和硫酸盐。另一方面,有机荧光物质包括例如,花青系列的颜料,如吖啶橙、氨基吖啶、奎吖因、苯胺基萘磺酸衍生物、anthroyloxy硬脂酸、罗丹明O、金霉素、melocyanine以及1,1’-二己基-2,2’-噁碳(oxacrabo)花青;丹磺酰氯衍生物,如丹磺酰磺胺、丹磺酰胆碱、丹磺酰galacside、丹磺酰联甲苯胺以及丹磺酰氯;以及二苯基己三烯、曙红钠、ε-腺苷、溴化乙锭、荧光素、甲醛乙酰胺(formisine)、4-苄胺-4’-氨芪-2,2’-磺酸、β-萘基三磷酸、氧杂菁颜料、parinarine衍生物、二萘嵌苯、N-苯基萘胺、芘、碱性藏红O、荧光胺、异氰酸荧光素、7-氯硝基苯并-2-噁-1,3-二唑、丹磺酰氮丙啶、5-(碘代乙酰胺乙基)氨基萘-1-磺酸、5-碘代乙酰胺荧光素、N-(1-苯胺基萘基4)马来酰亚胺、N-(7-二甲基-4-甲基香豆素基(cumanyl))马来酰亚胺、N-(3-芘)马来酰亚胺、曙红钠-5-碘代乙酰胺、荧光素乙酸汞、2-(4’-(2”-碘代乙酰胺)氨基萘-6-磺酸、曙红钠、罗丹明衍生物、有机EL着色剂、有机EL聚合物或有机EL结晶,以及软肉机剂(dendrimer)。
用来改善油墨层耐热性能和机械强度的粉末物质包括例如,铝和硅的氧化物或氮化物、填料和碳化硅。同时,可以加入像导电性碳颜料、碳纤维、铜、银、锑和贵金属之类的粉末物质使油墨层具有导电性。氧化铁和铁磁性粉末可以使油墨层具有磁性。还可以加入有高介电常数的金属氧化物粉末,如氧化钽粉末或氧化钛粉末。
根据本发明的一个实施方案,还可以在液体油墨中加入染料作为颜料的辅助成分。例如,通常可以在溶剂中加入酸度和碱度较低且溶解度较高的染料,如偶氮染料、硫化物(I程材料)染料、分散染料、荧光增白剂以及油溶性染料。特别是,油溶性染料,如偶氮类型、三芳基甲烷类型、蒽醌类型和嗪类型的可用作颜料的辅助成分。作为颜料辅助成分的具体物质包括例如,C.I.Solvent Yellow-2、6、14、15、17、19、21、33、56、61、80等,Diaresin Yellow-A、F、6RN、GG等,C.I.Solvent Violet-8、13、14、21、27等,C.I.Disperse Violet-1,Sumiplast Violet RR,C.I.SolventBlue-2、11、12、25、35等,Diresin Blue-J、A、K、N等,Orient Oil Blue-IIN、#603等,以及Sumiplast Blue BG。
上述颜料和染料可以单独使用,也可以混合物的形式结合使用。还可以同时加入上述颜料和染料用以改善光吸收特性、色度、色觉等。此外,可以使用高分子量的粘合剂进行偶合处理和制备微胶囊的包封处理来改善颜料的色散能力。
可以1-25重量份的量混入着色组分。若着色组分的混入量小于1重量份,则很难保证有足够的着色浓度。另一方面。若着色组分的混入量大于25重量份,则油墨的喷射性能会降低。着色组分的混入量最好在2-8重量份的范围内。
粉末成分的混入量应在1-50重量%的范围内。如果粉末成分混入量小于1重量%,则粉末的效果例如印刷品的导电性就不够。另一方面,如果粉末状金属的混入量超过50重量%,则溶解性和光敏感性就会降低。
着色组分和粉末物质的平均粒径应尽可能的小。着色组分和粉末物质的粒径通常不大于喷射液体油墨的喷嘴直径的1/3,较好的是约为1/10。值得一提的是,上述喷嘴的直径通常为5μm或更小。适合印刷喷射油墨的粒径为0.35μm或更小,通常,着色组分和粉末物质的平均粒径在0.1-0.3μm的范围内。
在酸存在条件下时聚合的溶剂主要由有上述特征的可聚合的化合物构成。“主要由可聚合的化合物构成的溶剂”这一表述包括仅仅由可聚合化合物构成的溶剂,也可是由可聚合化合物和痕量难免杂质构成的溶剂。溶剂中痕量难免杂质的浓度不得高于10重量%。通常不超过5重量%。如果难免杂质的量高出上述水平,剩余的溶剂就会逸散在空气中,带来安全方面的问题,或者保留在光固化物质中,会降低固化性能。
有酸存在时交联的可聚合化合物在不超过50℃温度的流动性不高于100cp(=mPa·s)。可满足特殊需求的可聚合化合物包括例如,分子量不超过1,000并具有环醚基团(如环氧基团、氧杂环丁烷基团或oxorane基团)的化合物、侧链上有上述取代基的丙烯酸或乙烯类化合物、碳酸酯类型的化合物、低分子量的蜜胺化合物、乙烯醚、乙烯咔唑、苯乙烯衍生物、α-甲基苯乙烯衍生物、乙烯醇酯(如乙烯醇和丙烯酸或甲基丙烯酸形成的酯)以及含有能够阳离子聚合的乙烯键的单体。这些可聚合的化合物可以结合使用。
有酸存在时可以交联的可聚合化合物含有脂肪族骨架或环脂族骨架,除上述可聚合化合物外,加入其它的上述化合物也是有效的。具体地说,这样就可以增加液体油墨在曝光步骤中的透明度从而使油墨层在光固化后有合适的热塑性和再溶性。因此,可以改善光敏感性、固定特性、转移特性和维护特性。具体地说,若可聚合化合物是由带有环脂族骨架的环氧化合物构成的,则可以在一定程度上同时满足除反应性外对高沸点和低粘度的要求。
此外,溶剂中可以含有高粘度的化合物,该化合物在室温下是固体形式的,条件是此化合物的加入量较小或者此化合物有较高的分子量。当溶剂含有此特定化合物时,可能会改善光固化步骤后油墨层的柔软性并提高颜料在油墨层中的分散性。此外,如果使用较高化合价并且反应性高的化合物,有可能改善光固化步骤后油墨层的硬度和耐溶剂性能。这些特定化合物包括例如,分子量小于5,000并带有环醚基团(如环氧基团、氧杂环丁烷基团或oxorane基团,它们和长链亚烷基基团偶合)的化合物、侧链上有上述取代基的丙烯酸或乙烯类化合物、碳酸酯类型化合物、低分子量的蜜胺化合物、乙烯醚、乙烯咔唑、苯乙烯衍生物、α-甲基苯乙烯衍生物、乙烯醇酯(如乙烯醇和丙烯酸或甲基丙烯酸形成的酯)、含有能够阳离子聚合的乙烯键的单体以及由至少一种这些单体形成的低聚物。
同时,溶剂还可以进一步含有乙烯醇的均聚物或共聚物;分子量低于50,000的树脂,所述树脂含有酸反应性脱水缩合反应性OH基团、COOH基团、羧醛基团等,如酪蛋白和纤维素;分子量小于50,000的聚碳酸酯树脂;含有聚酰氨酸、聚氨基酸或丙烯酸和在侧链上带有可酸聚合双键(即在酸存在下可聚合的双键)的乙烯化合物形成的共聚物;乙烯醇和在侧链上带有可酸聚合双键的乙烯化合物形成的共聚物;除了上述化合物外,还可以含有羟甲基化的蜜胺。
具体地说,以液体油墨中所含当酸存在时可聚合的溶剂的重量为100,如果光致酸产生剂的混入量在1-10重量份之间(包括1重量份和10重量份),且使用一种颜料作为着色组分,则溶剂应含有至少50重量份具有脂肪族骨架和/或环脂族骨架的可酸聚合化合物,所述可酸聚合化合物在室温和大气压的粘度小于50mPa·s,沸点高于150℃。
使用具有脂肪族骨架和/或环脂族骨架的可酸聚合的化合物,可以提高曝光步骤中油墨的透明度。其结果是,可以使光固化后油墨层具有合适的热塑性和再溶解性,由此可改善光敏感性、固定特性、转移特性和维护特性。特别是,若可聚合化合物是由带有环脂族骨架的环氧化合物构成的话,则可以同时在一定程度上满足对除反应性外的高沸点和低粘度的要求。
应该指出,使可酸聚合化合物室温和大气压下的粘度不超过50mPa·s,可以使液体油墨有足够的流动性。另一方面,使可酸聚合化合物的沸点不低于150℃,就可以使液体油墨所含挥发性成分的量明显降低。
当可酸聚合化合物是环氧化合物时,此氧化合物包括例如,含有烃基(包括含有1-15个碳原子的二价脂肪族骨架或环脂族骨架的)的化合物,或在一个或两个含脂肪族链或环脂族骨架的二价基团中含有环氧基团或环脂族环氧基团的化合物。
只要溶剂中含有至少50重量份的环氧化合物,则满足上述条件的环氧化合物就可以发挥其作用。顺便可说的是,若溶剂仅是环氧化合物,则基于全部液体油墨,要求溶剂(即环氧化合物)的量不少于30重量%,较好是不少于40重量%。若溶剂的量小于30重量%,喷嘴就可能被阻塞,且热塑性会降低。
对引入分子骨架的环氧基团的数目没有什么限制。然而,在分子骨架中应最多引入23个环氧基团,以保证曝光步骤后油墨层的柔软性和再溶解性。具体的环氧化合物包括例如下面通式(1)或(2)表示的化合物:
R1-A1-R2…(1)
R3-A2…(2)
R1-R3分别表示环氧基团或带有环脂族骨架的环氧基团,A1和A2分别表示官能团。
由上面通式(1)或(2)代表的化合物的常规粘度约为1mPa·s-30mPa·s。因此,这些化合物可有效降低液体油墨的粘度。基于溶剂的总量,如果低粘度的环氧化合物是至少50重量份,则可以发挥其功效。然而,应该指出,如果低粘度的环氧化合物含量过大,就可能妨碍油墨的喷射或者增大液体油墨的粘度。考虑到这种情况,低粘度环氧化合物含量的上限不超过90重量份。
由上面通式(1)或(2)代表的环氧化合物可以和由下面通式(3)表示的环脂族环氧化合物结合使用。由通式(3)代表的环脂族环氧化合物是高粘度的化合物,其粘度通常约为20mPa·s-500mPa·s。因此,使用通式(3)代表的环氧化合物可有效地使油墨层在光固化步骤后具有一定柔软性,或相反地具有一定硬度。
R4-A3-(R5)k    …(3)
R4和R5分别表示环氧基团或带有环脂族骨架的环氧基团,A3表示含有至少一个亚烷基基团和/或环脂族骨架且价数为k+1的官能团,“k”表示整数。
为实现喷射所需最低要求的流动性,即50℃时粘度不得高于30mPa·s,以液体油墨的重量为100,加入例如50-90重量份低粘度环氧化合物和10-40重量份高粘度环氧化合物是有利的。具体地说,低粘度环氧化合物与高粘度环氧化合物的混合重量比约为1∶1-10∶1。当低粘度环氧化合物以这种方法与高粘度环氧化合物结合时,需要使用上面通式(4)或(5)表示的化合物作为光致酸产生剂,并以1-25重量份的量掺入颜料。这样,就可以获得所有性质都满意的液体油墨,这些性质包括适合液体油墨喷射的粘度、光固化性质、热塑性以及再溶解性。
同时,如果将下面述通式(6)表示的环氧化合物与环脂族环氧化合物结合使用,则可以改进液体油墨的固化性质,尤其是附着性:
R11-R12-(R11)j    …(6)
这里,R11表示缩水甘油醚基团、R12表示含有1-6个碳原子的亚烷基基团或羟基取代的亚烷基基团或含有6-15个碳原子的含有环脂族骨架或羟基取代的环脂族骨架的亚烷基基团,j是1-3的整数。
脂肪族环氧化合物包括例如,脂肪族环氧化合物,如Celloxide 2021、Celloxide2021A、Celloxide 2021P、Celloxide 2081、Celloxide 2000以及Celloxide 3000,它们由Dicel Kagaku K.K.制造;Cyclmer A200和Cyclmer M100,它们是含有环氧基团的丙烯酸酯化合物或甲基丙烯酸酯化合物;含有甲基缩水甘油基的甲基丙烯酸酯化合物,如MGMA;低分子量环氧化合物的缩水甘油;环氧化的豆油,如β-甲基环氧氯丙烷、α-蒎烯氧化物、含有12-14个碳原子的α-石蜡单-环氧化合物、含有16-18个碳原子的α-石蜡单-环氧化合物以及Dimac S-300K;环氧化的亚麻籽油,如DimacL-500;以及多功能的环氧化合物,如Epolead GT301和Epolead GT 401。可以用作脂肪族环氧化合物的还有Dow Chemical Inc.(美国)制造的环脂族环氧化合物Cyracure,这种化合物是通过取代低分子量苯酚化合物的羟基末端基团中含有环氧基团的原子基团而制得的,通过加氢可以使这种苯酚化合物脂肪族化;多元醇和环脂族醇(如乙二醇、甘油、新戊醇、己二醇和三羟甲基丙烷)的缩水甘油醚化合物,以及六氢酞酸的缩水甘油醚和氢化的芳族化合物的多羟基羧酸。
为提高印刷图像耐化学物质的性能,可以加入耐气候性高和Tg值高的透明液态环氧树脂,如环氧化的聚丁二烯,包括Dicel Kagaku K.K.生产的Epolead PB 3600和PB 3600M,以及EHPE 3150和EHPE 3150CE。还可以在上述透明液态环氧树脂中加入内酯变性的环脂族环氧树脂。上述内酯变性的环脂族环氧树脂包括例如,PlaccellGL61、GL62、G101、G102、G105、G401、G402和G403X,它们是由Dicel Kagaku K.K.生产的。
具体地说,考虑到粘度和挥发性,可以使用Celloxide 2000、Celloxide 3000、α-蒎烯氧化物、由醇类(如新戊醇、乙二醇、甘油和己二醇)变性的缩水甘油醚。
具体地说,当以如下所规定的混合比例混合选定的化合物时,在光固化后,可以得到除光敏感性外,油墨层的硬度、附着性和转移特性都非常满意的液体油墨。更具体地说,要使可酸聚合的化合物的混合物含有30-70重量份带有萜类骨架或降莰烷骨架的环脂族环氧化合物,30-70重量份的环氧化合物(其中至少两个缩水甘油醚基团形成至多含有6个碳原子的脂肪族骨架),1-6重量份的含有苯基锍骨架的六氟代磷酸酯化合物作为光致酸产生剂,以及1-10重量份用作着色组分的颜料。
具体的环脂族环氧化合物包括例如苎烯(二)氧化物、(二)噁-二环庚烷以及它们的经取代化合物。另一方面,带有至多含6个碳原子的脂肪族骨架的环氧化合物包括例如,新戊二醇缩水甘油醚、乙二醇缩水甘油醚、甘油二(三)缩水甘油醚以及1,6-己二醇缩水甘油醚。这些化合物中,将苎烯二氧化物和新戊二醇缩水甘油醚结合使用最好。附带说明一下,当碳原子的数目超过6时,光固化步骤后油墨层的硬度、附着性和转移特性会降低。就此应当指出,如果这种结构中含有环脂族骨架,则即便碳原子的数目超过6,也可以保持光固化步骤后油墨的硬度。这种情况下,直到碳原子的最大数目升至15,仍可以得到类似的特性。满足这种需要的具体化合物包括例如氢化的双酚A和双酚的缩水甘油醚化合物。然而,这些化合物通常粘度高,因此,有必要使用上述至多含有6个碳原子的环氧化合物。
当按上述方法结合使用环氧化合物时,光固化步骤后,油墨层在50℃的最低温度较好是80℃被再液化,以便令人满意地进行固定处理和转移处理。此外,在这种情况下,光固化步骤后,可以将油墨层再次溶解在液体油墨中或溶解在由相对安全的低级醇(如乙醇)或由低沸点石油成分(如Isopar)组成的有机溶剂中。因此,这样就可以克服喷嘴阻塞的问题。而且,即便喷嘴被阻塞,也容易解决。换句话说,可以明显改善喷头的维护操作。
根据印刷品的用途确定印刷品所需的特性。例如,当将印刷品用作罐头或PET瓶子的包装或作为油性材料制成的容器的包装时,就需要印制图像有耐溶剂性能。此外,某些情况下,为了以较高的速度进行印刷,就需要较高的聚合速度。
这种情况下,则除了上述环脂族和脂肪族环氧化合物外,还需要加入衍生自含有酚式羟基的化合物(即一般的芳香性环氧化合物,如双酚A的缩水甘油醚化合物)的环氧化合物、包括酚醛树脂的酚低聚物的缩水甘油醚化合物、以及多羟基苯乙烯。
当需要以米/分钟印刷的高印刷速度,同时需要耐溶剂性能的时候,则需要使用芳香性氧杂环丁烷化合物作为溶剂,它在酸存在时可以聚和。然而,应当指出,当主要使用芳香性氧杂环丁烷化合物时,粘度会明显升高。因此,需要进一步加入环脂族环氧和/或价数至少为2的脂肪族或环脂族氧杂环丁烷化合物。这种情况下,脂肪族氧杂环丁烷化合物在其化学结构中可以含有部分醚键。考虑到转移能力和所需的粘度,需要加入0-40重量份的芳香性氧杂环丁烷化合物。另一方面,考虑到耐溶剂性能,需要加入不超过50重量份的带有环脂族骨架的环氧化合物。此外,考虑到促进光固化过程,基于液体油墨的量,氧杂环丁烷化合物的总加入量至少为40重量份。此外,考虑到光固化后油墨层的硬度,带有环脂族骨架和芳香性骨架的化合物的总量至少为30重量份。
如果氧杂环丁烷化合物的量不在上述范围内,光固化速度、转移特性、喷射特性以及耐溶剂性中的任何一个都会受影响。
然而,当需要印刷品有较高的耐溶剂性能时,可将芳香性氧杂环丁烷化合物的加入量增加至超过上述范围。然而,这种情况下,粘度的增加会带来严重的问题,因此,需要使用在丙烯酸侧链上有氧杂环丁烷基团的化合物或是低粘度的化合物如乙烯醚化合物和芳香性氧杂环丁烷化合物结合使用。
价数至少为2的脂肪族或环脂族氧杂环丁烷化合物包括例如,二〔1-乙基(3-氧杂环丁基)〕甲醚、3-乙基-3-(2-乙基环己基甲基)氧杂环丁烷、〔(1-乙基-3-氧杂环丁基)甲氧基〕环己烷、双〔(1-乙基-3-氧杂环丁基)甲氧基〕环己烷,将至少一个含有氧杂环丁烷的基团引入环脂族环中而制得的化合物如双〔(1-乙基-3-氧杂环丁基)甲氧基〕降莰烷,以及在脂肪族多羟基醇如乙二醇、丙二醇或新戊醇,以及含有氧杂环丁烷的醇,如3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷之间进行脱水缩和而得到的醚类化合物。
另一方面,含有芳香性骨架的氧杂环丁烷化合物包括例如,1,4-双〔(1-乙基-3-氧杂环丁基)甲氧基〕苯、1,3-双〔(1-乙基-3-氧杂环丁基)甲氧基〕苯、4,4’-双〔(1-乙基-3-氧杂环丁基)甲氧基〕联苯和酚醛树酯氧杂环丁烷。
使用在侧链上带有氧杂环丁烷基团的丙烯酸化合物或甲基丙烯酸化合物时,还可以解决粘度升高的问题,并像使用氧杂环丁烷化合物一样得到光固化加速的效果。
除了要改善光固化速度和印刷图像的耐溶剂性能,需要进一步降低粘度并进一步提高光固化速度时,需要在液体油墨中单独或结合加入下面通式(7)表示的乙烯醚化合物。我们知道,通过亚甲基结合到主体骨架上的常规的乙烯醚化合物(如乙烯基取代的脂肪族乙二醇衍生物或环己烷二甲醇)的阳离子聚合会被颜料明显抑制。此外,光固化物质的硬度也会降低。在这种情况下过去很难将特定的乙烯醚化合物用作油墨的成分。然而,即便和颜料同时使用,用下面通式(7)表示的化合物(其中,乙烯醚基团是直接连接到环脂族骨架、类萜骨架或芳香性骨架上的)都有出色的光固化性能。为保持热塑性,基于所有液体油墨的量,用通式(7)表示的化合物的混入量要不超过50重量份。然而,当需要较高耐溶剂性能和较高硬度时,可以将特定化合物的混入量增加至与溶剂(当存在酸时,该溶剂会固化)的总量相等,即便这样做会使热塑性受到影响。
R13-R14-(R13)p    …(7)
其中,R13表示至少一个乙烯醚基团,它是选自乙烯醚基团和羟基的取代基,R14表示价数为(p+1)的原子团,它选自环脂族基团和含有芳环的基团,“p”表示包括0在内的整数。若R14表示环己烷的环状骨架,且“p”是0,则至少一个形成环的碳原子具有酮结构。
价数为(p+1)的有机基团R14包括例如价数为(p+1)的原子团,包括苯环、萘环或联苯环,还包括份数为(p+1)的由其衍生的原子团,例如环烷烃骨架、降莰烷骨架、金刚烷骨架、三环癸烷(dencane)骨架、四环十二烷骨架、类萜骨架或胆固醇骨架。
更具体地说,用通式(7)表示的化合物包括例如,环脂族多元醇如环己(多元)醇、降莰(多元)醇、三环癸(多元)醇、金刚(多元)醇、苯(多元)醇、萘(多元)醇、蒽(多元)醇以及联苯(多元)醇;苯酚衍生物,这些化合物的羟基中的氢原子被乙烯基团取代。用通式(7)表示的化合物还包括多酚化合物的羟基中的氢原子被乙烯基团取代的化合物,比如聚乙烯苯酚或酚醛树酯。即使其羟基部分保持不便并且即使环脂族骨架中的一些亚甲基原子被酮基之类的取代基所取代。上述化合物是需要的,因为其挥发性降低。
具体地说,环己基单乙烯醚化合物有很强的挥发性,所以当使用环己基单乙烯醚化合物时,至少要将环己环氧化为环己酮环。
可以用烷基或卤原子之类的取代基取代乙烯醚上的若干个氢原子。
可以用“J.AM.CHEM.Soc.第124卷,No.,8(2002)”第1590-1591页所述的方法制备上述乙烯醚化合物。
当各种可酸聚合化合物(即当酸存在时可聚合的化合物)中含有环脂族骨架,包括类萜骨架时,这样可以增加光固化步骤后液体油墨或油墨层对于人体和环境的安全性。具体的环氧化合物包括例如月桂烯、罗勒烯、牦牛儿醇、橙花醇、里哪醇、香茅醇、柠檬醛、薄荷烯、苎烯、二聚戊烯、异松油烯、萜品烯、水芹烯、松萜、薄荷醇、萜品醇、menthenemonol、异蒲勒醇、pelary aldehyde、薄荷酮、二氢香芹酮、香芹酮、蒎脑、驱蛔萜、zabinene、蒈烯、蒎烯(pimene)、菠烯(bornene)、葑烯、莰烯、岩焦油酚(carbeol)、倍半萜烯、双萜或三戊烯。含有不饱和键的萜烯系列化合物被用作上述衍生物的起始物质,这些衍生物是将不饱和键氧化并环氧化而形成的。还可以适当使用通过在含有上述骨架的醇和含有氧杂环丁烷骨架的另一种醇之间进行脱水缩合而形成的环脂族氧杂环丁烷化合物以形成醚键,并使用通过用乙烯基团取代含有上述骨架的醇的氢原子而制得的乙烯醚。另一方面,在自然界有广泛分布的环氧化合物、氧杂环丁烷化合物和带有降冰片烯骨架的乙烯醚化合物,因为其价格不高而需要使用。为使带有萜类骨架的化合物充分发挥作用,这些特定化合物的含量至少为30重量%即可。
使用氧化剂(如过乙酸)的各种氧化方法被用来氧化制备环氧化合物。例如,使用N-羟基邻苯二甲酰亚胺和稀土催化剂的空气氧化法是特别合适的。
按照本发明一个实施方案的液体油墨是需要加热的光敏油墨,因此,从安全和气味的角度考虑,需要该油墨的挥发性较低。具体言之,曝光步骤后80℃的挥发速度不应高于0.2mg/cm2·min。这种挥发量表示了加热有一定敞开区域(如10cm2)的容器,其每分钟的挥发量(mg)。挥发量的数值(依赖于容器敞开区域的面积)定义为在大气压压力下加热直径为6cm装有4g油墨的有盖培养皿时所挥发的量。加热时,组成在上述范围内的油墨有特别高的挥发速度。其结果是,其安全性受到了影响,同时产生了有浓烈气味的问题。而对于挥发性明显较低的油墨,如挥发速度不超过0.00001mg/cm2·min的油墨,油墨的粘度一般较大,在喷墨过程中,会使油墨从喷嘴中喷出困难。
如上所述,本发明一个实施方案的液体油墨的流动性至少应为30cP(=mPa·s)。为满足此特定要求,组合物中应含有n种上述可酸聚合化合物(即当酸存在时可聚合的化合物)的混合物,以便得到下式(1)表示的ηt的值,它在3(mPa·s)和30(mPa·s)之间,较好的是在5(mPa·s)和25(mPa·s)之间:
ηt=exp(χ1·ln(η1)+χ2·ln(η2)+χ3·ln(η3)+…+χn·ln(ηn))(1)
其中,χ1、χ2、χ3…χn表示各组分重量的混合比例,η1、η2、η3…ηn表示单独在室温和大气压下测得的各个组分的粘度。
如果ηt的值不在上面给出的范围内,则很难喷出油墨。或者,印制图像就会因油墨的喷射受到干扰而质量变坏。
为了进行光固化,用光照射本发明一个实施方案的液体油墨,形成油墨层。如果光固化步骤后油墨层有足够的热塑性能和足够的再溶解性能,则可以将图像载体上通过喷射液体油墨形成的油墨层转移到记录介质上。更具体地说,在图像载体上喷射液体油墨形成油墨层后,用光对油墨层照射将其固化。然后,使油墨层与记录介质接触并在此状态下对油墨层施加压力或者压力和热量使油墨层再流动或塑化,从而将油墨层转移到记录介质上。
将液体油墨直接喷射到记录介质上时,可以对记录介质上形成的油墨层用光照射,并加热,使油墨层固化或预固化。然后,对油墨层进一步加热使其固化,并将其固定在记录介质上。
本发明一个实施方案的液体油墨需要有较高的在油墨喷射方向的稳定性。然而,液体油墨的粘度通常往往会随时间而很快升高,其结果是,这种液体油墨只能够保持所需的性能较短时间。这种情况下,液体油墨应进一步含有碱性化合物和/或产生碱性的化合物作为粘度稳定剂。当将炭黑用作着色组分时,粘度稳定剂可以更佳地发挥其作用。碱性化合物还可以明显克服在记录设备的油墨喷射头以及油墨管道金属部分内酸的侵蚀。因此,本发明一个实施方案的液体油墨中通常要使用碱性化合物。
在上述酸固化化合物中可以使用任选的无机碱和任选的有机碱,但是考虑到其溶解性,使用有机碱较好。有机碱包括例如氨水、铵化合物、取代或未取代的烷基胺、取代或未取代的芳族胺、以及含有杂环骨架的有机胺如吡啶、嘧啶和咪唑。具体言之,有机碱包括例如正己胺、十二烷胺、苯胺、二甲基苯胺、联苯胺、三苯基胺、二氮杂二环辛烷、二氮杂二环十一烷、3-苯基吡啶、4-苯基吡啶、rutidine、2,6-二-叔-丁基吡啶,以及磺酰肼如4-甲基苯磺酰肼、4,4’-氧代双(苯磺酰肼)和1,3-苯磺酰肼。
可以将铵化合物用作碱性化合物。较好的铵化合物是用下面通式(23)表示的季铵盐;
Figure C0312292700331
其中,Ra、Rb、Rc和Rd分别表示烷基、环烷基、烷芳基或芳基,其中可以用氧原子取代至少一个脂肪族CH2基团,X3表示碱性阴离子。
在用上面通式(23)表示的化合物中,Ra-Rd分别要表示甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、十二烷基、苯基和苄基中的任何一个基团,X3 -表示选自氢氧根离子、-OR(其中R表示C1-C4的烷基)、-OCOR’(其中R’表示烷基、芳基或烷芳基)、OCOO-和OSOO-的阴离子。具体言之,宜使用羟基化的四甲基铵和羟基化的四丁基铵作为通式(23)表示的化合物。可以使用一种碱性化合物或结合使用多种碱性化合物。
然而,如果使用特别强的碱性化合物如咪唑,就会发生困难。例如,溶剂就会随时间而聚合。同时,光致酸产生剂分解之类的副反应也较容易发生。另一方面,当化合物的碱性特别低时,则通过添加此种碱性化合物很难得到足够的使粘度稳定的作用。例如,使用在合适水溶液中25℃的碱电离常数pKb至少为4的碱性化合物是较为理想的。相反,碱电离常数pKb超过11的碱性化合物,则很难产生所需效果。满足此特定需要的碱性化合物包括例如吡啶衍生物、苯胺衍生物、氨基萘衍生物和其它的含氮杂环化合物以及它们的衍生物。
吡啶的衍生物包括例如2-氟吡啶、3-氟吡啶、2-氯吡啶、3-氯吡啶、3-苯基吡啶、2-苄基吡啶、2-甲酰吡啶、2-(2’-吡啶基)吡啶、3-乙酰吡啶、2-溴吡啶、3-溴吡啶、2-碘吡啶、3-碘吡啶和2,6-二-叔-丁基吡啶。
苯胺的衍生物包括例如苯胺、4-(对-氨基苯甲酰)苯胺、4-苄基苯胺、4-氯-N,N-二甲基苯胺、3,5-二溴苯胺、2,4-二氯苯胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二甲基-3-硝基苯胺、N-乙基苯胺、2-氟苯胺、3-氟苯胺、4-氟苯胺、3-碘苯胺、N-甲基苯胺、4-甲基硫苯胺、2-溴苯胺、3-溴苯胺、4-溴苯胺、4-溴-N,N-二甲基苯胺、2-氯苯胺、3-氯苯胺、4-氯苯胺、3-氯-N,N-二甲基苯胺、3-硝基苯胺、4-硝基苯胺、2-甲氧基苯胺、3-甲氧基苯胺、联苯胺、2-联苯胺、邻-甲苯胺、间-甲苯胺、对-甲苯胺、3,3’-二氨基二苯砜、4,4’-二氨基二苯砜以及4,4’-双(4-氨基苯氧基)二苯砜。
氨基萘的衍生物包括例如1-氨基-6-羟基萘、1-萘胺、2-萘胺、二乙基氨基萘和N-甲基-1-萘胺。
其它杂环化合物和它们的衍生物包括例如,sinoline、3-乙酰吡啶、吡嗪、2-甲基吡嗪、甲基氨基吡嗪、哒嗪、2-氨基嘧啶、2-氨基-4,6-二甲基嘧啶、2-氨基-5-硝基嘧啶、2,4,6-三氨基-1,3,5-三嗪、吡咯、吡唑、1-甲基吡唑、1,2,4-三唑、吲唑、苯并三唑、喹唑啉、喹啉、3-氨基喹啉、3-溴喹啉、8-羧基喹啉、3-羟基喹啉、6-甲氧基喹啉、5-甲基喹啉、喹喔啉、噻唑、2-氨基噻唑、3,4-二氮杂吲哚、嘌呤、8-氮杂嘌呤、吲哚和吲哚嗪。
这些碱性化合物中,考虑到粘度、挥发性、碱性和较低的副反应性,特别理想的是使用以下通式(21)表示的苯胺衍生物:
Figure C0312292700341
其中,R21、R22和R23可以相同或不同,其中至少一个基团表示取代或未取代的芳基,而其它基团表示氢原子、羟基、取代或未取代的芳基或者取代或未取代的烷基。
应当指出,用上面通式(21)表示的苯胺化合物是低碱性的。因此,不能将这种苯胺化合物和碱性氧杂环丁烷化合物结合使用。需要使用强碱性的氧杂环丁烷化合物,其25℃的碱电离常数pKb在3和7之间。例如,可以使用像具有脂肪族骨架的胺化合物,或具有环脂族骨架的胺化合物之类的碱性化合物作为氧杂环丁烷化合物。
同样,当上述碱性化合物和如下面通式(22)所示的阴离子形成盐时,并且该阴离子是弱酸性的,则这种化合物自身起弱碱性的作用,因此可以同样地使用这种化合物:
Figure C0312292700351
其中A-表示含有磺酸盐阴离子或羧基阴离子的化合物,R21、R22-R23可以相同或不同,表示氢原子、羟基、取代或未取代的芳基或取代或未取代的烷基。
由于在曝光后可以将本发明一个实施方案的液体油墨进行加热,碱性化合物的挥发性应尽可能低。具体言之,该碱性化合物的沸点应不低于150℃,较好不低于180℃。
本发明一个实施方案的液体油墨中所含碱性化合物或显示碱性的化合物的量在1-30摩尔%(基于光致酸产生剂的总摩尔数),较好的是在2-15摩尔%之间。如果碱性化合物或显示碱性的化合物的量不在上述范围内,则其光敏感性就会显著降低,或者该化合物无法产生稳定液体油墨的作用。
当使用在光或辐射的照射下会分解的光敏碱性化合物时,可以加入光敏碱性化合物,因为这样可以抑制与加入碱性化合物同时发生的光敏感性的降低。
锍化合物和碘鎓化合物可被用作光敏碱性化合物。例如,锍化合物包括用以下通式(SS1)-(SS4)表示的化合物:
Figure C0312292700352
其中,R31、R32和R33分别表示烷基、芳基、杂芳基、或是其中取代有烷基的芳基、烷芳基、卤原子、烷氧基、苯氧基、硫代苯基、苯磺酰基团或苯亚磺酰基团,Y表示CH2、O或S,R34、R35、R36和R37分别表示烷基、烷氧基或卤原子,X1-表示碱性阴离子。
较为理想的是R31、R32和R33分别表示甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、苯基、联苯基、甲苯基、二甲苯基、氯苯基、溴苯基、甲氧基苯基、乙氧基苯基、丙氧基苯基、丁氧基苯基、叔丁氧基苯基、苯氧基苯基、硫代苯氧基苯基、硫代苯氧基苯基和苯基磺酰苯基。
较为理想的是R34、R35、R36和R37分别表示烷基、甲氧基、乙氧基、氯原子或溴原子。
较为理想的是X1-表示阴离子,包括氢氧根离子、-OR(其中R表示C1-C4的烷基)、-OCOR’(其中R’表示烷基、芳基或烷芳基)、OCOO-和OSOO-
此外,较为理想的是使用以下通式(IS1)-(IS3)表示的化合物作为碘鎓化合物:
Figure C0312292700361
其中,R38和R39分别表示烷基、芳基、杂芳基、或是其中以任何一种单-、二-或三-取代形式取代有烷基、芳基、卤原子、烷氧基、苯氧基、硫苯基、苯磺酰基、苯亚磺酰基中任何一个基团的芳基,Y表示CH2、O或S,R40、R41、R42和R43分别表示烷基、烷氧基或卤原子,“n”表示5或6的整数,X2-表示碱性阴离子。
较为理想的是R38和R39分别表示甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、苯基、联苯基、甲苯基、二甲苯基、氯苯基、溴苯基、甲氧基苯基、乙氧基苯基、丙氧基苯基、丁氧基苯基、叔丁氧基苯基、苯氧基苯基、硫代苯氧基苯基、硫代苯氧基苯基和苯基磺酰苯基。
较为理想的是R40、R41、R42和R43分别表示烷基、甲氧基、乙氧基、氯原子或溴原子。
此外,较为理想的是X2-表示阴离子,包括氢氧根离子、-OR(其中R表示C1-C4的烷基)、-OCOR’(其中R’表示烷基、芳基或烷芳基)、OCOO-和OSOO-
可以使用的锍化合物和碘鎓化合物包括例如,三苯基锍醋酸酯、羟基化的三苯基锍、三苯基锍酚酯、羟基化的三-(4-甲苯基)锍、三-(4-甲苯基)锍醋酸酯、三-(4-甲苯基)锍酚酯、羟基化的联苯碘鎓、联苯碘鎓醋酸酯、联苯碘鎓酚酯、羟基化的双-(4-叔-丁苯基)碘鎓、双-(4-叔-丁苯基)碘鎓醋酸酯、双-(4-叔-丁苯基)碘鎓酚酯、硫苯基取代的三苯基锍醋酸酯和硫苯基取代的三苯基锍氢氧化物。
除了上述具体的碱性化合物,还可以加入其它的碱性化合物。当将鎓盐用作光致酸产生剂时,光致酸产生剂和碱性化合物由同种类型的阳离子组分提供较为理想。当光致酸产生剂和碱性化合物由锍系列化合物或碘鎓系列化合物提供时,可以得到满意的光敏感性和储存稳定性。
此外,当原本不是碱的化合物随着时间分解而变为碱性化合物时,使用这种化合物较为理想,因为这样形成的碱性化合物能够中和逐渐产生的酸。可以将可通过加热时可产生碱的化合物作为此类化合物。具体的化合物包括例如,NBC-101(商品名,由Midoti Kagaku K.K.制造)和氨基甲酸酯化合物,如α,α-二甲基-3,5-二甲氧基苄基氨基甲酸酯。还可以使用用下列通式(TBG1)-(TBG8)表示的化合物:
Figure C0312292700371
其中,R51、R52和R54表示独立的氢原子、有1-20个碳原子的线性或分支的烷基、或是有3-20个碳原子的环烷基,R51和R52、R51和R54以及R52和R54可以相互连接形成环状结构,R53表示有1-4个碳原子的线性或分支的烷基,R55表示氢原子、有1-20个碳原子的线性或分支的烷基、有3-20个碳原子的环烷基、或是有6-20个碳原子的芳基,M表示碘鎓或锍,“j”表示2-10的整数,“k”表示1-3的整数。
以R51、R52、R54或R55表示的具有1-20个碳原子的线性或分支的烷基,包括例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基和正十二烷基。另一方面,有3-20个碳原子的环烷基包括例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基和环十二烷基。此外,有6-20个碳原子的芳基包括例如苯基、萘基和芘基。此外,所形成的环状结构包括例如吡啶基、吡咯烷基、丙烯亚氨基和乙酸乙酯(acetidino)基团。
此外,以R53表示的具有1-4个碳原子的线性或分支的烷基包括例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基和叔丁基。
在本发明一个实施方案的液体油墨中可以加入少量分散剂,如非离子或离子表面活性剂和充电荷剂,以提高例如颜料的分散性。还可以适当使用有类似特性的高分子量系统的分散剂,如丙烯酸酯或乙烯醇。然而,应当指出,将阳离子分散剂用作分散剂时,选择酸性低于羧酸的化合物较为理想。这是因为有些阳离子分散剂可以促进油墨的暗固化反应。同样,强碱性的分散剂和颜料(它可以降低油墨的光敏感性)同样可以促进暗反应。这种情况下,使用中性或非离子分散剂较为理想。
在本发明一个实施方案中,当印刷表面显示强碱性,或者当颜料或印刷表面会受到酸影响时,可以在液体油墨中加入例如能够发生游离基聚合的化合物来抑制这种作用。可游离基聚合的化合物包括例如,丙烯酸或甲基丙烯酸单体、苯乙烯基的单体、以及带有多个可聚合的原子团的乙烯化合物。同样,当液体油墨中含有乙烯醚系列的化合物时,这种化合物与丙烯酸单体结合以进行游离基聚合。此外,乙烯醚系列的化合物能够自身游离基聚合。类似地,当在液体油墨中加入能够阳离子聚合和游离基聚合的化合物(如Dicel Kagaku K.K.公司生产的CEL2000、甲基丙烯酸缩水甘油醚或由乙烯醇和丙烯酸或甲基丙烯酸形成的酯类化合物)时,则可能得到能够阳离子聚合和游离基聚合的特点。这种情况下,可以同时在液体油墨中加入光游离基聚合引发剂(如商品名为Irugacure的Michler’s酮或二苯甲酮)和光交联类型的游离基生成剂(如双叠氮化物)。当需要油墨层在光固化步骤后有较高的耐溶剂性能时可以使用这种技术。
根据如本发明一个实施方案,通常要制备液体油墨,使得尽可能多地减少所制液体油墨中挥发性成分(如水和有机溶剂)的含量。然而,在制备成的液体油墨中难免含有在原料的制备步骤中使用的有机溶剂,即甲乙酮、丙二醇系列的溶剂和乳酸乙酯等,这是可以接受的。同样,在装有例如溶剂回收装置的情况下,对于得到所需的印刷品而言,所制备的液体油墨中也可以允许含有少量有机溶剂。这种情况下,从安全角度,较为理想的是使用水、醇(如乙醇和丙醇)以及石油组分(如Isopar和萜烯)。
如上所述,本发明一个实施方案的液体油墨的图像形成能力取决于化学放大机制。换言之,即是曝光处理使光致酸产生剂生成酸的情况,由此生成的酸通过加热而扩散,发挥交联反应中催化剂的作用。因此,明显存在的碱性离子会使液体油墨的光敏感性降低。因此,在制备液体油墨和制备液体油墨各个组分的过程中,应采取措施以防止液体油墨中生成大量的碱性离子。
下面将参考附图描述本发明一个实施方案的喷墨记录设备。
图1示意性的显示本发明一个实施方案喷墨记录设备的结构。如图所示,喷墨记录设备1包括用来转移记录介质2的转移部件3。在转移部件3的运动方向上,由上游端朝下游端,依序排列着喷墨类型的记录头4、光源5和作为加热装置(加热元件)的加热器6。
本发明中,对记录介质2(即印刷图像的介质)没有特别的限制,只要图像能被印刷在印刷介质2上即可。具体言之,记录介质2包括例如纸张、OHP片层、树脂薄膜、非织造织物、多孔膜、塑料板、电路板和金属板。
转移部件3转移记录介质2,使得记录介质2以下述顺序面对记录头4、光源5和加热器6。如图中显示的箭头所示,图中,转移部件3将记录介质2自右向左转移。转移部件3可以是皮带和/或滚轮形式用来移动记录介质2,并有个驱动皮带和/或滚轮用的传动装置。还可以为转移部件3提供一个导向部件用来协助记录介质2的移动。
记录头4根据图像信号向记录介质2上喷射液体油墨,从而在记录介质2上形成油墨层。可以使用安装在在架上的连续扫描类型的记录头4,或者宽度大于记录介质2的宽度的线性扫描类型的记录头4。为了高速度进行印刷,后者通常优于前者。对从记录头4中喷射出液体油墨的方法没有特别限制。例如,可以利用产热装置产生水蒸汽压力从记录头4中喷射出油墨液滴,或者利用压电元件产生的机械压力从记录头4中喷射出油墨液滴。
用来自光源5的光照射在记录介质2上形成的油墨层,用来在油墨层中产生酸。光源5包括例如汞灯(如低压、中压或高压汞灯)、钨灯、弧光灯、受激准分子灯、半导体激光器、YAG激光器、与激光器和非线性光学晶体联合使用的激光系统、高频诱导紫外光产生装置、电子束辐照装置以及X-射线辐照装置。具体言之,较为理想的是使用例如高频诱导紫外光产生装置、高压或低压汞灯或半导体激光器以可以使装置简化。还可以在光源5上装上聚光镜或扫描光学系统。
加热器6加热在记录介质2上形成的油墨层,用以促进在作为催化剂的酸存在条件下交联反应的发生。加热器6包括例如红外线灯、内部装有发热元件的滚轮(即热辊)以及吹以暖空气或热空气的鼓风机。
通过例如上述方法,用喷墨记录设备可以在记录介质2上印制图像。
图1中,作为第一个步骤,记录介质2被转移部件3从右向左转移。记录介质2的移动速度设定在例如0.1m/min-100m/min的范围内。
当记录介质2被转移到面对记录头4的前表面时,根据图像信号,液体油墨从记录头4中喷射到记录介质2上。结果在记录介质2上形成油墨层。
然后,记录介质2进一步运送到面对光源5的前表面。当记录介质2通过光源5的前表面时,记录介质2上形成的油墨层被光源5的光照射,结果在油墨层中产生了酸。油墨层表面的光照强度,它随例如所用光源发出的光的波长而变化,通常在几个mW/cm2至1kW/cm2之间。可以根据例如液体油墨的光敏感性和印刷表面的移动速度(即记录介质2的移动速度)适当设定照射油墨层的光量。
然后,记录介质2被转移到加热器6中或加热器6的邻近区域。当记录介质2通过加热器6或通过加热器6的邻近区域时,加热器6加热记录介质2上形成的油墨层,促进交联反应在油墨层中进行。在图1所述的喷墨记录设备1中,加热器6的加热时间相对较短,即加热时间只有几秒至几十秒。因此,为了用加热器6加热使油墨层中进行的光固化反应基本上进行完全,加热应在相对较高的温度下进行,但最高加热温度不超过约200℃,较好的是在80℃-200℃之间,或在60℃-180℃之间。
然后,记录介质2被转移到容器(未显示)中,即完成印刷操作。
加热油墨层的加热装置不仅限于如图1所示的装在光源5后面的加热器6。例如,使将其位于记录介质2的邻近区域移动光源5可以将光源5用作热源,此时,这样在将油墨层暴露于光的步骤中就不会损害印刷表面。还可以在光源中不装上除热装置(如冷光镜),这样也可以将此光源用作热源。当使用几百瓦的高输出灯泡时,该灯泡还包括一个冷却装置。因此,除热装置可以部分修改,并在灯泡中装上可以有意将热量返回到纸张上的装置。结果可以利用光源产生的热量来加热油墨层。
具体地说,一个上述高输出灯泡,例如输出大于100W的光源,它包括一个导入空气流用来冷却光源的装置,该空气流然后返回到纸张表面上或进入转移/支撑装置进行加热。由光源返回的热量足以将记录介质加热到与用上述加热器加热基本一致的温度即可。记录介质的温度通常需要达到至少60℃,更好是达到80-100℃。同时,当以高速度例如几m/sec进行曝光,可以在约180℃的高温下进行加热,因为加热是立即进行的。
除了像光源5一样的可见光外,还使用可发射例如红外线的光源时,就可以在光照射的同时进行加热。因为可以促进光固化,因此使用这种类型的光源较好。
如果油墨层被光照射,油墨层被光源5产生的热量加热。结果不必装一个像加热器6一样的加热装置作为独立的部件。然而,当将油墨层置于室温时,这时油墨层仅由光源5产生的热量固化,则需要较长的加热时间使油墨层完全固化。因此,若是在完全固化前可以保证有足够长的时间,就需要使用让油墨层在室温停留的装置。例如,若是次日随报纸投递的印刷的广告,可以保证4-24小时的长固化时间。这种情况下,即便使油墨层保留在室温,也可使油墨层完全固化。
图2示出了将光源5用作热源加热油墨层的喷墨记录装置1的结构。在图中显示的喷墨记录装置中,提供气态物质(空气)的鼓风机8连接于光源5,有个鼓风管(气态物质通道)9置于光源与鼓风机之间。当鼓风机提供的空气通过光源5此通过热交换加热的空气进而流到记录介质2上形成的油墨层上,因此,当用光照射油墨层时,油墨层就同时被加热。
图2中显示的喷墨记录设备可以按照图3修改。在图3中显示的喷墨记录设备中,加热罩10(热交换后的气态物质被引入其中)通过鼓风管9与光源5连接。光照射后,带有油墨层的记录介质2被转移到加热罩10中,结果油墨层被加热。当使用这种结构时,可以充分利用加热后的气态物质加热油墨层。
当光源5连同可见光一起产生红外线时,可以将红外线直接作为热源。图4示例性地表示这种结构的喷墨记录设备。在图中所示的喷墨记录设备中,同时有热源作用的光源5装在记录头4的后面。图5是光源5的结构的截面示意图。
如图5所示,将不仅能够反射紫外线而且能够反射红外线的反射板12置于灯11上方,允许紫外线和红外线通过的窗子13置于灯11的下方。记录介质上形成的油墨层被光源5产生的红外线直接照射,从而加热油墨层。将红外线反射板12和允许紫外线和红外线通过的窗子13结合使用足以提高加热效果。然而,也可以使用红外线反射板12和允许紫外线和窗子13中的任何一个。
可以在装有多个经光照的记录介质的容器中用这种加热方法进行加热。
图6示意性地显示本发明另一实施方案喷墨记录设备的结构。图6中显示的喷墨记录设备1与图1中显示的喷墨记录设备1的结构基本相同,不同之处在于,在图6所显示设备的容器7内装有加热器。
容器7能够装入多个经曝光的记录介质2,并能够让经曝光的记录介质2在不低于例如约40℃的温度保持一定时间,保温的理想温度在约50℃-120℃之间,更理想的是在约60℃-100℃之间,或在约50℃-80℃之间。
在图1所示的设备1中,加热器6放在记录介质2的传输路程中,因此,很难长时间加热单个记录介质2。然而,在图6所示的设备1中,加热器置于容器7中,因此,可以长时间加热各个记录介质2。此外,由于可以在容器7中容纳多个记录介质2进行加热,从能耗方面考虑,这种结构也是有利的。此外,由于可以长时间加热各个记录介质2,可以得到如下述的其他优点。
具体地说,由于在高温下短时间加热会促使油墨层的再液化,会破坏印刷图像,而这又取决于记录介质2和所用的液体油墨。由于印刷图像的破坏是由于高温下油墨层的再液化造成的,故在相对较低的温度下长时间加热可以防止这种对印刷图像的破坏。例如,将经过曝光的记录介质2在容器7中约50℃-80℃至少保持几分钟,这样可以使油墨层完全固化而不损坏印刷图像。
容器7最好可以装有一个排出装置,用来相继排出已预定时间加热过的记录介质2。根据例如所用液体油墨的加热温度,可以确定记录介质2保持加热的时间。当将加热温度设定在例如50-100℃时,将加热时间设定为约0.5-10分钟较为理想。另一方面,当不是通过加热器进行加热时,可以将记录介质2保持加热的时间设定为几个小时。
如图1所示,可以进一步将加热器6装在容器7的前面。在将多个记录介质2转移到容器7之前如果油墨层没有完全固化,它们在容器7中就会在互相接触时损坏印刷图像。如果将加热器6置于容器7前面,可以克服对印刷图像的损坏,这是因为在将记录介质2装进容器7之前,加热器6加热各个记录介质2。
图7示例性地显示本发明另一实施方案喷墨记录设备的结构。在图7中显示的喷墨记录设备1中,鼓风机8通过鼓风管9与光源5连接,对空气进行热交换。通过热交换加热的空气经过鼓风管9通入装有经光照射的记录介质的容器7。用这种方法,可以在容器7中用热空气加热油墨层。
图8显示本发明另一实施方案喷墨记录设备的结构。此图中显示的喷墨记录设备1使用了通过高频电磁波发光的光源5。光源5被覆盖在与高频发生装置14连接的电磁罩15中,仅留下其对着转移部件3的表面。在高频电磁波的照射下产生热量的产热介质16置于面对光源5的转移部件3的背面区域。不一定要将电磁罩放在灯泡周围。根据情况可以用电磁罩罩住全部设备。产热介质16可以由例如微波发热陶瓷材料、微波发热硅酮树脂或沸腾装置制成。此外,若将这种陶瓷材料或硅酮树脂粉碎成粉末,并将此粉末物质掺入液体油墨,油墨自身就可以产生热量,因此就可以省去产热介质16。
高频发生装置14产生的高频电磁波使光源5发光,同时产热装置16被高频发生装置14产生的高频电磁波照射。结果,产热装置16产生热量通过转移部件3加热记录介质2表面形成的油墨层。
当转移部件3是由高频产热材料制成的时候,转移部件3有产热介质16的作用。因此,不一定要像图8那样,将产热介质16单独置于转移部件3背面。可以使用常规的电子烹饪炉中用的磁控管作为高频发生装置。这种情况下产生的高频电磁波的频率一般约为2.45GHz,输入功率约为0.3kW。市场上可获得的上述结构的光源包括例如Fusion UV Syetem公司制造的Light Hammer系列产品。
本发明一个实施方案喷墨记录设备,可以装有多个能喷射不同颜色液体油墨的记录头,用来制造适合彩色印刷的记录设备。图9示例性地表示适合彩色印刷的喷墨记录设备1的结构。
图9中显示的喷墨记录设备1装有四个能喷射不同颜色(即蓝色油墨、黄色油墨、品红油墨和黑色油墨)液体油墨的记录头。装在各个记录头后面的是如上所述通过吹风管9与鼓风机8连接的光源5。因此,如果液体油墨从记录头中喷射出来在记录介质2上形成油墨层,就进行光照射和/或加热到每个油墨层。需要这种特定的装置,因为它可以明显克服因不同颜色的油墨混合而造成的颜色不均一性。然而,应当指出的是,某些情况下,某些含有芳香氧杂环丁烷化合物或芳香乙烯醚化合物的油墨很难仅藉光辐照固化。此时,不一定要在每一次喷射一种颜色油墨,并对形成的油墨层进行光照射后都进行加热。换句话说,可以在最终步骤中一次总加热。
图10示意性地显示本发明另一实施方案喷墨记录设备的结构。此图中显示的喷墨记录设备1有一个作为图像载体的鼓18a。图中,鼓18a可以由驱动装置(未显示)顺时针方向旋转。在鼓18a周围按顺时针方向依序排列记录头4、光源5、用作加热装置的加热器6、用作转移装置的转移滚轮19、和清洁器20。此外,还装有转移部件3使记录介质2能够插入鼓18a和转移滚轮19之间的间隙中。
面对记录头4等的鼓18a的表面,即载图像的表面,应由对油墨、压力、光和热有足够抗性并有足够剥离性从而能将图像转移到记录介质2表面上的材料制成。满足此要求的材料包括例如金属和聚四氟乙烯。同时,还可以在鼓18a有图像的表面上形成含有光催化剂(如TiO2)的层。这种情况下,曝光阶段的亲水性会增加,用以提高控制润湿性和剥离性的能力。同时,为了提高载墨能力和剥离性,要在鼓18a有图像的表面上使用Teflon或其衍生物的片,优选是PTFE多孔片。
转移滚轮19对其与鼓18a之间的记录介质2施加压力,通常是压力和热量,将油墨层从鼓18a转移到记录介质2上。通常,在转移滚轮19中装有发热体,能在油墨层的转移阶段加热记录介质2,但记录介质可以达到的最高温度不超过200℃,较好的是在约60℃-180℃之间。当转移滚轮19中有发热体时,转移滚轮19起到了促进油墨层固化的作用。
由于转移阶段后的油墨层没有完全固化,需要在转移滚轮19上位于转移途径下游的一端再装一个加热器。或者,可以使用如前所述的带有加热器的容器7。
不一定要装上清洁器20。然而,在装有清洁器20的情况下,可以对鼓18a有图像的表面进行清洁,可以得到高质量的印刷品。可以使用,例如刮刀或擦拭器作为清洁器20。
可以用各种方式修改图10的结构。例如,可以结合使用多个鼓18a来避免各构成部件之间的相互干扰。同时,为了固化而不使转移到记录介质2上的油墨层受损,可以在图10所示的喷墨结论设备1中进一步装置图1所示的加热器6和/或图6中所示的罩有加热器的容器7。此外,如上所述,可以将光源5和加热器6结合使用,形成一个作为光源和热源的整体结构。
图10所示的喷墨记录装置1的操作条件如下。
使用直径250mm的铝鼓18a,该铝鼓18a以25m/min的周边速度旋转。记录头4能够以300dpi的点密度喷射约40pL的油滴。Fusion UV System公司制造的F300型紫外光源被用作光源5。光源5的中心波长为360nm,光源5的输出为150W/cm。NipponHeater K.K.制造的QIR-105型卤灯加热器用作加热器6。加热器6的辐射能谱的最大值在0.9μm和1.6μm之间。灯的输出为500W,长度为225mm,有效长度为155mm,直径为10mm。
图11示意性地显示本发明另一实施方案喷墨记录设备的结构。图11中显示的喷墨记录设备1有条作为图像载体的环带18b。环带18b环绕多个滚轮21拉直。图中,通过驱动装置(未显示),滚轮21可以按顺时针方向旋转。图中,随着这些滚轮21的旋转,环带18b按顺时针方向旋转。在环带18b周围按下述顺时针方向依序排列着记录头4、光源5、加热器6、用作转移装置的转移滚轮19、和清洁器10。此外,还装有转移部件3,使记录介质2能够插入环带18b和转移滚轮19之间的间隙中。
面对记录头4等的环带18b的表面,即有图像的表面,应由对油墨、压力、光和热量有足够抗性并有足够的剥离性从而能将图像转移到记录介质2表面上的材料制成。满足此要求的材料包括例如金属和聚四氟乙烯。还可以在鼓18a载图像的表面上形成含有光催化剂(如TiO2)的层。这种情况下,曝光阶段的亲水性会增加,用以提高控制润湿性和剥离性的能力。
在将环带18b用作图像载体时,可以使载图像带子表面的一部分平坦,结果可以很容易按串联排列多个记录头4并使记录头4按旋转方向倾斜。同时,即便环带18b的周长很长,由于合适安装了滚轮21,可以相对自由地排布到记录头4和其它部件。其结果是,当将环带18b用作图像载体时,可以提高设计的自由度。
图11所示的结构可以用各种方式修改。例如,可以结合使用多个环带18b来避免各构成部件之间的相互干扰。同时,为了固化而不使转移到记录介质2上的油墨层受损,可以在图11所示的喷墨结论设备1中进一步装置图1所示的加热器6和/或图6中所示罩有加热器的容器7。
图11所示的喷墨记录装置1的操作条件等如下。
使用周长为760mm的不锈钢环带18b。环带18b的周边速度设定为25m/min。使用能够以300dpi的点密度喷射约40pL油滴的记录头4。此外,所用光源5和加热器6分别是Fusion UV System公司制造的F300型紫外光源和Nippon Heater K.K.制造的QIR-105型汞灯加热器,这在就图10的叙述中已经提到过。
在图10和图11中都显示了用于喷墨记录设备中的加热器6。然而,加热装置不限于加热器6。如前所述,可以通过各种技术将光源5用作热源。还可以使用多个能够喷射不同颜色油墨的记录头来进行多色记录。可以沿例如图像载体的旋转方向排到多个记录头。这种情况下,光源和加热装置分别被置于各个记录头的紧后面。或者,可以将多个记录头放在同一位置,并安装单个光源和单个加热装置。具体言之,第一种颜色的液体油墨从一个记录头中喷出形成油墨层,随后用光照射油墨层并用加热装置加热油墨层。然后转动图像载体,第二种颜色的液体油墨喷射出来形成油墨层,随后用同样的该光源和该加热装置进行光照和加热。将上述操作重复所需的次数,形成所需数目的油墨层,并进行光照和加热形成一层多种颜色的油墨层。应当指出的是,如前所述,有些油墨有较高的光固化性能。这种情况下,可以在对各种颜色进行印刷和曝光处理以后,一次进行总的加热处理。此外,当图像被印制在例如吸收性介质上时,可以显著抑制颜色的混合。而且可以同时喷出多种不同颜色的液体油墨,然后对形成全色图像的油墨层进行曝光和加热处理来实现全色印刷。本发明一个实施方案的液体油墨在这一方面也是有利的,因为渗透着的油墨也可以充分固化。
在上述喷墨记录设备1中,装上转移记录介质2的装置,使记录介质2相对于记录头4等移动。或者,可以让记录介质2保持不动而移动记录头4等。还可以同时移动记录介质2和记录头4等。使记录头4等移动的装置对于在三维记录介质2(如瓶子或罐子)上形成油墨图像是有利的。此外,上述设备不仅可用作印刷机器,而且可用作复印机。
如前所述,用于本发明一个实施方案液体油墨中的颜料,可以有彩色显示和着色特性以及如磁性、荧光性质、导电性质、介电性质以及电磁产生热量性质等之类的其它性质。当使用含有这种特定颜料的液体油墨时,可以使印刷产品有多种功能。下面将描述液体油墨的一些例子。
第一个例子是使用含有有磁性的颜料的液体油墨。这种情况下,制备含有有磁性的颜料粉末的液体油墨。可以和光致酸产生剂以及高分子量化合物或高分子量粉末物质(用来改善分散能力)一起,在上述溶剂中加入磁性粉末(如铁、钴、镍以及它们的合金或其氧化物的粉末),由此可制得这种特殊的液体油墨。
在接下来的步骤中,将此液体油墨以表示例如条形码的方式喷射到记录介质上。喷射液体油墨后,立即用紫外光之类的光源照射油墨层。交照射量取决于液体油墨中颜料的含量和液体油墨的光敏感性,通常为几百mJ至一千几百mJ。油墨层的粘性和流动性在光照后立即消失。然而,如果将油墨层放入将温度控制在室温至60℃之间的容器中,可以使油墨层完全固化。由于在这种方式中,固化的油墨层有磁性,则除图像信息以外还可以通过磁头之类的磁性检测装置读取第二信息。
第二个例子是使用含有有导电性的颜料的液体油墨。这种情况下,制备了以具有导电性粉末物质作为颜料的液体油墨。可以和光致酸产生剂以及高分子量化合物或高分子量粉末物质(用来改善分散能力)一起,在上述溶剂中加入导电性颜料,如银、金、铜、铝、碳、镍、铁、钴、铅、锡、锑和其中一些金属的合金的粉末物质,以及含有这些粉末物质和有机物质的复合材料,由此可制得这种液体油墨。为减少最终所得油墨层中所含树脂的量来增加油墨层的导电性,可以减少液体油墨中所含可聚合化合物的量,并在液体油墨中加入有机溶剂。
在接下来的步骤中,将液体油墨喷射到记录介质如绝缘基材上形成如布线图之类的图案。喷射油墨后,立即用紫外光之类的光源照射油墨层。光照射量取决于液体油墨中颜料的含量和液体油墨的光敏感性,通常为几百mJ至一千几百mJ。油墨层的粘性和流动性在光照后立即消失。然而,如果将油墨层放入将温度控制在室温至60℃之间的容器中,也可以使油墨层完全固化。而且,如果对油墨层加热和施加压力,可以进一步提高导电性。此外,如果将熔点较低的合金粉末用作导电颜料时,可以将油墨层加热到熔化流动的温度而得到导电图。由此获得的印刷图像有导电性,可以用作电路图案或电阻图案。
此外,使用以介电粉末(如,钡、铅、铋、钌、钽、铂、钛、锶、铬、它们的合金或氧化物的粉末或陶瓷粉末)作为颜料的液体油墨,可以形成电容器或电感器的介电层。如果这样,可以根据情况在图像形成后通过煅烧改善性能。同时,如果使用含有具有光催化作用或杀菌作用的颜料(如钛氧化物粉末)的液体油墨,则可以形成具有这种作用的印刷图像。电磁产生热量的粉末包括例如陶瓷物质和硅酮树脂,它可用来通过电磁波对印刷图案进行选择性加热。这种粉末可用来提高本发明一个实施方案液体油墨的一般电磁发热性能。
此外,适当的将上述技术和本发明的实施方案结合使用,可以实现重叠印刷和印制厚度较大的图像。具体言之,在记录介质的预定区域上反复喷射几次油墨并固化所得油墨层,可以得到突出的效果。例如,可以部分改正印刷图像,形成有凸起部分的图像以便凭借触觉辨别图像,形成阳文之类供残疾人使用的印刷品,形成按照轮廓线厚度改变的印刷品如地图,以及形成一部分厚度不小许多微米的装置。
下面将使用本发明的一些实施例详细描述本发明的实施方案。
实施例I
实施例I-1
按表1列出的混合比例,混合下面给出的可酸聚合化合物即能在酸存在条件下聚合的化合物(和树脂)Ep1-Ep16,来制备组合物a1-j1。
Figure C0312292700471
Figure C0312292700481
Figure C0312292700491
上面诸通式中的l、m和n各代表在1-20范围内的整数。
表1
Figure C0312292700492
按照下面表2所示的的配方,在各组合物a1至j1中加入颜料和光致酸产生剂,使用涂料摇动器进行分散处理24小时。使用5微米的PTEF过滤器过滤分散处理后的混合物,获得液体油墨(1)至(20)。
表2
  液体油墨   环氧组合物   颜料(重量%)   酸产生剂溶液(重量%)
  (1)   a1   BL(5%)   PAG5(8%)
  (2)   b1   BL(5%)   PAG5(8%)
  (3)   c1   BL(5%)   PAG5(8%)
  (4)   d1   BL(5%)   PAG5(8%)
  (5)   e1   BL(5%)   PAG5(8%)
  (6)   f1   BL(5%)   PAG5(8%)
  (7)   g1   BL(5%)   PAG5(8%)
  (8)   h1   BL(5%)   PAG5(6%)+Iruga固化(2%)
  (9)   i1   BL(5%)   PAG5(8%)
  (10)   j1   BL(5%)   PAG5(6%)+Iruga固化(2%)
  (11)   b1   Y(5%)   PAG5(8%)
  (12)   b1   C(5%)   PAG5(8%)
  (13)   b1   M(5%)   PAG5(8%)
  (14)   b1   BL(5%)   PAG5(4%)
  (15)   b1   BL(5%)   PAG5(16%)
  (16)   b1   BL(5%)   PAG1(8%)
  (17)   b1   BL(5%)   PAG2(8%)
  (18)   b1   BL(5%)   PAG3(8%)
  (19)   b1   BL(5%)   PAG4(8%)
  (20)   b1   BL(10%)   PAG5(8%)
使用炭黑、C.I.颜料黄128、C.I.颜料蓝15和C.I.颜料红123分别作为黑色颜料、黄色颜料、氰基颜料和品红颜料。在各种情况下,事先捏碎颜料来制备捏碎料,将获得的捏碎料与200ppm非离子表面活性剂(Sumitomo 3MInc.制造)一起加到环氧组合物中。根据分散能量,在环氧组合物中加入购得的分散剂Ajisper(商品名,由Ajinomoto Fine Technology Inc.制造)。
使用下面化学式表示的化合物作为光致酸产生剂PAG1至PAG4,以溶液形式加入光致酸产生剂,该溶液的制备是将光致酸产生剂以50%浓度溶解在碳酸丙酯中。
使用Dicel UCB Inc.制造的溶液“UVACURE 1591”作为PAG5,这是将PAG1和PAG2的混合物以50%浓度溶解在碳酸丙酯制得的溶液。
制备光致产生自由基型的液体油墨以进行比较。具体而言,混合5重量份丙烯酸异冰片酯、25重量份二丙烯酸三丙二醇酯和15重量份三羟甲基丙烷乙氧基化三丙烯酸酯。然后,在制得的混合物中加入5重量份Irugacure(No.2959,Nagas Sangyo K.K.制造)、5重量份炭黑颜料以及痕量的丙烯酸类分散剂和表面活性剂。对获得的混合物使用均化器分散处理5小时,随后用5微米PTEF过滤器过滤经均化的混合物。由此获得的光致产生自由基型液体油墨在此称为液体油墨(21)。
为进行比较例,还制备了固体油墨。具体而言,加热熔化平均分子量为3000的链烷烃,在温度保持100℃的熔化的链烷烃中,加入炭黑颜料与痕量丙烯酸类分散剂和表面活性剂。使用装有加热元件的均化器,在100℃对所获混合物进行5小时的分散处理,在100℃的加热条件下,使用多孔玻璃过滤器对制得的组合物进行过滤,随后将滤液冷却,获得固体油墨,在此称作液体油墨(22)。
使用图1和图6所示的各喷墨记录设备,对液体油墨(1)至(21)进行性能测试。使用普通的有光纸作为记录介质2,使用输出功率为230W的超高压汞灯作为光源5。喷射头温度为45℃。
测定液体油墨(1)至(21)的油墨层铅笔硬度和印刷质量。表3列出曝光能量和测试结果。
表3
Figure C0312292700521
表3中的铅笔硬度是指在下面的条件下对油墨层的测定值。
曝光后立刻:曝光后油墨层立刻的状态。
容器:使用图6所示印刷机形成的油墨层。曝光后,油墨层在该容器内80℃保持3分钟。
室温静置:曝光后,油墨层室温(25℃)静置8小时。
热辊:曝光后,用加热到160℃的热辊对油墨层进行加热。
在使用光致产生自由基型液体油墨(21)情况,尽管显著增加曝光量仍不可能使油墨层固化,如表3所示。为了能以1,000mJ/cm2的曝光能量来固化油墨层,必须将液体油墨的颜料浓度降低至3重量%。这种情况下的铅笔硬度为HB,获得的印刷品色泽浅,具有强的树脂光泽。
另一方面,在使用任一液体油墨(1)至(20)情况,可以在相对较小的曝光能量和各种加热条件下固化该油墨层。液体油墨(1)至(20)的光敏感性相对于液体油墨(21)都是1.5-3倍。而且,使用任一液体油墨(1)至(20)情况,印刷品没有光敏油墨所固有的树脂光泽,因此能令人满意。若使用的喷墨记录设备结构如图7,可以保持相同的温度,并获得和使用图6所示结构的喷墨记录设备基本相同的性能。这种情况下,与使用其它加热器相比,可确认该系统的总能耗下降0.5-1kW。
下一步中,使用图2所示的喷墨记录设备1,在喷墨无光纸上进行记录,为的是测试液体油墨(2)的性能。使用的喷墨记录设备中装有能以1m3/min流量吹以空气的吹空气装置。
结果,证实了液体油墨(2)在500mJ/cm2的曝光能量下同时加热,能固化油墨层至F级铅笔硬度,获得基本上等于使用加热辊时的固化性能。这种情况下,用热色改变软焊料测定记录板的温度上升,测出记录板的温度已上升至80℃。与使用其它加热器相比,证实了该系统的总能耗下降约0.5-1kW。
接下来,使用图3所示的喷墨记录设备1,在喷墨无光纸上进行记录,为的是测试液体油墨(2)的性能。使用的喷墨记录设备中装有能以1m3/min流量吹以空气的吹空气装置。
结果,可证实了液体油墨(2)在540mJ/cm2的曝光能量下同时加热,能固化油墨层至F级铅笔硬度,获得基本上等于使用加热辊时的固化性能。这种情况下,用热色改变软焊料测定记录板的温度上升,测出记录板的温度已上升至80℃。与使用其它加热器相比,证实了该系统的总能耗下降约0.5-1kW。
还使用图4所示的喷墨记录设备1,在OHP纸上进行记录。在使用的喷墨记录设备中,停止加热器6的操作,从输出功率为230W的普通超高压汞灯上除去冷反光镜构成的结构用作光源。还设置了铝反射板,使记录板被光源发射的红外线直接加热。
结果,证实了液体油墨(2)在480mJ/cm2的曝光能量下同时加热,使油墨层固化至F级铅笔硬度,获得基本上等于使用加热辊时的固化性能。这种情况下,用热色改变软焊料测定记录板的温度上升,测出记录板的温度已上升至120℃。与使用其它加热器相比,证实了该系统的总能耗下降约0.5-1kW。
下一步骤中,使用按图10所示构造的喷墨记录设备1,测试液体油墨(2)至(4)、(6)和(8)至(13)的性能。这种情况下,使用的喷墨记录设备1中装有接纳油墨图象转移其上的记录介质2的容器。使用普通的有光纸作为记录介质2,输出功率为230W的超高压汞灯用作光源5。转移步骤中的压力和温度分别设定为10kg/cm2和120℃。转移步骤之后记录介质容纳在容器内,在80℃保持3分钟。结果,转移步骤之前的图象质量在转移步骤后并未变差,这就表明在各种情况下达到良好的转移。还发现,在使用图11所示构造的喷墨记录设备情况下,也获得了基本相同的转移性能。
另一方面,按照和油墨(1)至(7)相同的方式制备了比较油墨,不同之处是,使用40重量%的塑性相对较低的芳烃酚醛清漆系列的环氧化合物如Ep14和60重量%用作反应溶剂的Ep8。
使用按照图10所示构造的喷墨记录设备1制造比较油墨,同样,对各比较油墨进行转移试验。使用普通有光纸作为记录介质2,通过调节光源5的输出来控制曝光能量,使光以200mJ/om2照射能量照射记录介质2,使得基本固化的油墨层有粘性。曝光步骤之后,在10kg/cm2压力下但不施加热量进行转移试验,结果,不能进行均匀的转移。还使用具有相同光敏组成的有色油墨进行印刷,仅颜料改变为Y、C和M。发现,转移性能随颜色而不同,导致不能达到均匀的转移。
然后,使用固体油墨(液体油墨(22))连续进行印刷试验。该试验中使用的是Hewlett-Packard Inc.制造的固体喷墨印刷机。发现喷嘴在开始印刷操作后30分钟就堵塞,不能继续印刷操作。
同样,使用图1、6、10或11中所示构造的喷墨记录设备,对各液体油墨(1)至(20)进行连续的印刷试验。发现开始印刷操作之后甚至500小时也没有发生问题。
将液体油墨(2)至(11)、(12)和(13)装在印刷头5内,使用按图9所示构造的喷墨记录设备1,进行彩色印刷性能试验。此试验中使用的喷墨记录设备的构造应使冷却各色转移后光源用的空气对着纸张吹扫。使用OHP透明薄膜作为记录介质2,输出功率为230W的超高压汞灯用作各试验的光源5。记录介质加热至80℃,空气以约1m3/min的流量对着记录介质吹扫,以防止油墨图象受干扰。结果,未发现印刷后油墨混合引起图象质量变差,能够令人满意地进行油墨转移。而且,为了探究冷却空气产生的效果,用窗户材料遮蔽用于各光源的冷却空气,进行印刷,不加热记录介质。使用热板加热印刷后的记录介质,以集中固化油墨层,结果产生“杂色”现象,即各种颜色不规则混合。换言之证实了图象变得不均匀。
实施例I-2
按表4列出的混合比例,混合下面给出的能酸聚合的化合物(和树脂)Ep21-Ep38,制备了组合物aa-ap。
Figure C0312292700551
此处虚线代表
2-5个碳原子
Figure C0312292700552
表4
在各组合物aa至ap中加入5重量%炭黑作为颜料和8重量%UVACURE 1591作为光致酸产生剂,使用涂料摇动器对制得的各混合物进行分散处理24小时。使用5微米的PTEF过滤器过滤分散处理后的混合物,获得液体油墨(41)至(56)。
炭黑事先与丙烯酸类树脂系列分散剂捏碎来制备捏碎料,将制得的捏碎料与200ppm非离子表面活性剂(Sumitomo 3M Inc.制造)和Ajisper(Ajinomoto FineTechnology Inc.的商品名,可购得)一起加到组合物中。
下一步骤中,使用图1或图7所示构造的喷墨记录设备1,对各液体油墨(41)至(54)进行性能试验。普通有光纸用作记录介质2,输出功率为230W的超高压汞灯用作光源5。
测定液体油墨(41)至(56)的油墨层铅笔硬度和印刷质量。表5列出曝光能量和测试结果。
表5
Figure C0312292700581
表5中的铅笔硬度是指在下面的条件下油墨层的测定值。
曝光后立刻:曝光后油墨层立刻的状态。
容器:使用图7所示印刷机形成的油墨层。曝光后,油墨层在该容器内于80℃保持3分钟。
室温下静置:曝光后,油墨层于室温(25℃)静置8小时。
热辊:曝光后,用加热到160℃的热辊加热油墨层。
在使用液体油墨(48)至(53)、(55)和(56)的情况下,在较低曝光能量下也可以固化油墨层,达到的光敏感性约为使用液体油墨(21)情况的3-8倍。使用液体油墨(48)至(53)、(55)和(56)的情况下,印刷品表面上没有留下气味,未观察到光敏油墨固有的树脂光泽,这就说明了印刷质量良好。
具体是具有环脂族结构和脂族骨架的环氧化合物Ep26的液体油墨(46)具有高的光敏感性,且固化性能优良。还发现,含有氧杂环丁烷或乙烯基醚的组合物一般其固化性能优良。
发现,在使用含有芳烃骨架的氧杂环丁烷或有乙烯基醚骨架的化合物的液体油墨(48)至(53)、(55)和(56)的情况下,印刷品能够耐醇类溶剂,并提高了硬度。
另一方面,市售的含乙烯基醚具有脂族骨架的油墨,它在前面关于液体油墨(54)已讲到过,发现它的光敏感性较低并含有大量挥发组分,会引起油墨图象模糊。
实施例I-3
将包含粉碎至颗粒直径为500nm的Co-γ-Fe2O3粉末、用作分散剂的丙烯酸分散液、用作静电处理剂的两性树脂和痕量金属皂的混合进行捏合,之后,使用涂料摇动器将捏合物分散在环氧化合物(Ep2)中,其中捏合物相对于环氧化合物(Ep2)的含量为5重量%。还加入环氧化合物重量的8重量%的PAG5用作光致酸产生剂,使用5微米的PTEF过滤器过滤产生的混合物,获得功能油墨组合物1。
将获得的功能油墨组合物喷射到吸收性介质上,随后以500mJ/cm2的曝光能量让该吸收性介质曝光,之后100℃加热3分钟。结果在介质上形成磁性图案。用磁头扫描形成的磁性图案,检测对应于图象厚度的信号。
然后,将作为颜料的包含银糊料和镍粉的细粉,使用砂磨机进一步粉碎之,并将聚酯系列的分散剂吸附在细粉碎的粉末颗粒表面。使用涂料摇动器,以基于环氧化合物(Ep1)重量5%的量将沉积该溶液获得的固体粉末进行分散。还加入基于环氧化合物8重量%的PAG5用作光致酸产生剂,再使用5微米的PTEF过滤器过滤产生的混合物,获得功能油墨组合物2。
将获得的功能油墨组合物喷射到吸收性介质上,随后以700mJ/cm2的曝光能量将让该吸收性介质曝光,之后100℃加热5分钟,再于150℃压缩该吸收性介质30秒。结果在介质上形成导电图案。用一试验仪测定形成的导电图案,在宽度为100微米的图象中的电阻约为100mΩ/cm。同样,使用填料粉末(SiO2)形成了绝缘图案。
实施例I-4
如前面表1所示,环氧组合物b1含有环氧化合物Ep3和环氧化合物Ep11。图12中的曲线显示粘度和环氧组合物b1中环氧化合物Ep11与Ep3的比例(%)的关系,包括加入8重量%光致酸产生剂的情况。图12的曲线中,环氧化合物Ep11的比例绘于横坐标上,粘度绘于纵坐标上。由图12可知,当粘度绘在对数标尺上时,上述关系呈直线。在环氧化合物Ep3加入量小于40%情况,粘度大于50mPa·sec,不能使用记录头来喷射该油墨。
还发现,对含环氧化合物Ep3和环氧化合物Ep11的组合物,下面所示的等式成立,当从记录头满意地喷射油墨时,室温的特性粘度ηt在3-30mPa·sec范围:
ηt=exp(x1·ln(η1)+x2·ln(η2)+x3·ln(η3)+...+xn·ln(ηn))(1)
使用环氧化合物(Ep1)至(Ep9)、(Ep10)、(Ep11)和(Ep12)的任意组合,测定了许多个点的粘度。这些情况下,发现上述等式成立,在从记录头满意地喷射油墨的时,室温的特性粘度ηt在3-30mPa·sec范围。
实施例I-5
改变表4列出的组合物“af”中化合物(Ep3)与化合物(Ep26)的比例,结果,在各情况下粘度不大于20mPa·sec。这表明,对含化合物(Ep3)与化合物(Ep26)的组合物中等式(1)也成立,在从记录头满意地喷射油墨时,室温的特性粘度ηt在3-30mPa·sec范围。
改变化合物(Ep26)的比例,制备了十种组合物。在各组合物中加入5重量%的炭黑作为颜料,8重量%的PAG5作为光致酸产生剂,使用涂料摇动器,将制得的组合物进行24小时分散处理。使用5微米的PTFE滤器,过滤分散处理后的混合物,获得液体油墨。
在上述过程中,事先捏合炭黑与丙烯酸类树脂系列的分散剂,来制备捏碎料,将制得的捏碎料与200ppm非离子表面活性剂(Sumitomo 3M Inc.制造)和Ajisper(商品名,由Ajinomoto Fine Technology Inc.制造)一起加到该组合物中。
使用图8所示构造的喷墨记录设备,对这种液体油墨进行性能试验,具体是测定固化图象的铅笔硬度和图象质量。表6列出化合物(Ep26)的不同比例以及测定结果。
Figure C0312292700611
使用普通有光纸作为记录介质2,由Fusion UV System Inc.制造的光锤灯(lighthammer lamp)用作光源5。还使用微波发热陶瓷材料作为发热板18。结果发现,这种有光纸以350mJ/cm2的光敏感性感光,该光敏感性与使用图1所示构造的喷墨记录设备1时液体油墨(46)的光敏感性基本相同。还发现,如表6中所示,在化合物(Ep26)和(Ep3)各自含量至少为30重量%时,性能明显改善。对化合物(Ep3)、(Ep1)、(Ep6)、(Ep21)和(Ep22)与化合物(Ep23)、(Ep24)、(Ep25)和(Ep26)的混合物,也观察到这一特定趋势。
实施例I-6
表4中所示的组合物“ah”中环脂族化合物(Ep3)与环脂族化合物(Ep28)的比例保持不变(相等),改变化合物(Ep3+Ep28)与化合物(Ep29)的比例。
改变化合物(Ep29)的比例制备了五种组合物。在制得的各组合物中加入5重量%的炭黑作为颜料,8重量%的PAG5作为光致酸产生剂,使用涂料摇动器,将制得的组合物进行24小时分散处理。使用5微米的PTFE过滤器,过滤分散处理后的混合物,获得液体油墨。
在上述过程中,事先捏合炭黑与丙烯酸类树脂系列的分散剂,来制备捏碎料,将制得的捏碎料与200ppm非离子表面活性剂(Sumitomo 3M Inc.制造)和Ajisper(商品名,由Ajinomoto Fine Technology Inc.制造)一起加到这些组合物中。
使用图1所示构造的喷墨记录设备,对这五种液体油墨进行性能试验。使用普通有光纸作为记录介质2,曝光步骤之后在容器内于60℃加热5分钟。输出为230W的超高压汞灯用作光源5。表7列出在不同化合物(Ep29)比例情况下的油墨粘度、固化图像的光敏感性和油墨的喷射性能。由表7可清楚地了解,芳香氧杂环丁烷化合物含量超过40重量%的含氧杂环丁烷油墨的喷射性能差。
表7
Ep29比例(%)   10   20   30   40   50
粘度(mPa·s)   12.0   16.4   22   28.7   37.8
光敏感性(mJ/cm<sup>2</sup>)   390   350   320   300   280
性能和喷射   光敏感性低   良好   特别好   图像略有干扰   喷射中堵塞,无热塑性,因而无法转移
可以确认,在这种情况下前面给出的等式(1)也成立。在油墨能从记录头满意地喷射情况下,其室温特性粘度ηt在3-30mPa·sec范围。
实施例I-7
改变化合物(Ep3)与化合物(Ep28)的比例。
改变化合物(Ep3)的比例了制备十种组合物。在制得的各组合物中加入5重量%的炭黑作为颜料,8重量%的PAG5作为光致酸产生剂,使用涂料摇动器,将制得的组合物进行24小时分散处理。使用5微米的PTFE过滤器,过滤分散处理后的混合物,获得液体油墨。
在上述过程中,事先捏合炭黑与丙烯酸类树脂系列的分散剂,来制备捏碎料,将制得的捏碎料与200ppm非离子表面活性剂(Sumitomo 3M Inc.制造)和Ajisper(商品名,由Ajinomoto Fine Technology Inc.制造)一起加到这些组合物中。
使用图1所示构造的喷墨记录设备,对各液体油墨进行性能试验。使用普通有光纸作为记录介质2,曝光步骤之后在容器内于60℃加热5分钟。使用输出功率为230W的超高压汞灯作为光源。表8列出在不同化合物(Ep3)比例情况下,固化图像的硬度和光敏感性以及喷射性能的结果。
由表7可清楚地了解,如果化合物(Ep3)的比例超过30重量%或不低于30重量%,耐溶剂性会下降,固化性能也会下降。
Figure C0312292700641
改变化合物(Ep3)、(Ep28)和(Ep29)的混合比,测试一系列样品。发现,在芳烃氧杂环丁烷化合物含量不大于40重量份,有环脂族骨架的环氧化合物含量不大于60重量份,具有氧杂环丁烷骨架的化合物总加入量不小于40重量份,既具有环脂族骨架又具有芳族骨架的化合物的总加入量不小于30重量份的情况,能够获得令人满意的耐溶剂性、保持良好的热转递特性的能力、不低于HB的铅笔硬度以及喷射性能的油墨特性。
实施例I-8
从上述实施例中制备的油墨组合物各取4克装在内径5.9cm和直径6cm的有盖培养皿中,测定培养皿在环境压力下加热至80℃时的蒸发速度。发现,组合物(6)、(8)、(41)、(43)、(44)、(46)-(53)、(55)和(56)各自的蒸发速度不超过0.2mg/cm2·min。曝光步骤之后组合物在65℃加热5分钟时,未闻到明显的气味,因此,具备良好的性能。
实施例I-9
按照液体油墨(46)的制备方法制备各种液体油墨,不同之处是,将表4的组合物“af”中光致酸产生剂的加入量分别改为1重量%、2重量%、4重量%、6重量%和10重量%。发现,对各液体油墨的初始粘度均约为17mPa/s。
使用图1所示构造的喷墨记录设备1,对各液体油墨进行性能测试。表9列出在60℃加热以及光致酸产生剂加入比例(净加入量的重量%,不包括溶剂)下进行1周的加速试验后的光敏感性和喷射状态:
表9
  光致酸产生剂加入比例   1   2   4   6   8   10
  光敏感性(Mj/cm<sup>2</sup>)   790   400   360   350   350   350
  粘度*(mPa·s)   20   23   29   35   50   83
  喷射能力   良好   良好   良好   良好   几乎不可能   不可能
  Ni腐蚀   无   无   痕量腐蚀   少量腐蚀   腐蚀   大量腐蚀
*:在60℃储存1个月后
由表9可知,光致酸产生剂浓度为1重量%时光敏感性较低。还可看出,光致酸产生剂浓度增加到10重量%时,粘度显著提高。表9数据还表明形成管或电极的Ni金属浸在油墨中有腐蚀发生。如果光致酸产生剂加入量不小于8重量%,发现腐蚀量增大。
实施例II
按照表10列出的配方制备环氧组合物a2至g2。此实施例中使用的环氧化合物与实施例I中使用的环氧化合物相同。
表10
Figure C0312292700661
按照表11列出的配方,在各环氧组合物a2至g2中加入颜料、光致酸产生剂和粘度稳定剂,使用涂料摇动器,将制得的组合物进行24小时分散处理。使用5微米的PTFE过滤器,过滤分散处理后的混合物,获得液体油墨(61)至(82)。
在上述过程中,使用炭黑、C.I.颜料黄128、C.I.颜料蓝15和C.I.颜料红123分别作为黑色颜料、黄色颜料、氰基颜料和品红颜料。这些颜料各自事先与丙烯酸类树脂系列分散剂捏合来制备捏碎料,将制得的捏碎料与200ppm非离子表面活性剂(Sumitomo 3M Inc.制造)和Ajisper(商品名,由Ajinomoto Fine TechnologyInc.制造)一起加到环氧组合物中。
前面所述的化合物用作光致酸产生剂PAG1至PAG5。还加入由通式BS1至BS7代表的碱性化合物或产生碱性的化合物作为粘度稳定剂,其加入量以光致酸产生剂的净量为基准的摩尔%表示,如8.3摩尔%对应于BS3和PAG5结合的1重量%。
表11
  液体油墨   环氧化合物   颜料(重量%)   产酸剂溶液(重量%)   粘度稳定剂(摩尔%)
  61   a2   BL(5%)   PAG5(8%)   BS1(8.3%)
  62   a2   BL(5%)   PAG5(8%)   BS2(8.3%)
  63   a2   BL(5%)   PAG5(8%)   BS3(8.3%)
  64   a2   BL(5%)   PAG5(8%)   BS4(8.3%)
  65   a2   BL(5%)   PAG5(8%)   BS5(8.3%)
  66   a2   BL(5%)   PAG5(8%)   BS6(8.3%)
  67   a2   BL(5%)   PAG5(8%)   BS7(8.3%)
  68   b2   BL(5%)   PAG5(8%)   BS3(8.3%)
  69   c2   BL(5%)   PAG5(8%)   BS1(8.3%)
  70   d2   BL(5%)   PAG5(8%)   BS 1(8.3%)
  71   e2   BL(5%)   PAG5(8%)   BS3(8.3%)
  72   f2   BL(5%)   PAG5(8%)   BS3(8.3%)
  73   g2   BL(5%)   PAG5(8%)   BS1(8.3%)
  74   a2   Y(5%)   PAG5(8%)   BS5(8.3%)
  75   a2   C(5%)   PAG5(8%)   BS5(8.3%)
  76   a2   M(5%)   PAG5(8%)   BS158.3%)
  77   b2   BL(5%)   PAG1(8%)   BS7(8.3%)
  78   b2   BL(5%)   PAG2(8%)   BS7(8.3%)
  79   b2   BL(5%)   PAG3(8%)   BS7(8.3%)
  80   b2   BL(5%)   PAG4(8%)   BS7(8.3%)
  81   a2   -   PAG5(8%)   -
  82   a2   BL(5%)   PAG5(8%)   -
Figure C0312292700681
还制备了其中未混合颜料和粘度稳定剂的油墨,获得液体油墨(81)和(82)。
表12列出表11所示的各液体油墨的初始粘度以及在室温下静置6个月后的粘度。
表12
Figure C0312292700691
如表12所示,未混合有粘度稳定剂的液体油墨(81)和(82)的粘度都明显增加。特别是含有炭黑系列颜料的液体油墨(81)的粘度显著增加。
在接下的步骤中,使用图6的喷墨记录设备1,对各液体油墨(61)至(80)和(82)进行性能比较试验,以比较初始性能和6个月后的性能。试验采用普通的有光纸作为记录介质2,输出功率为230W的高压汞灯用作光源5。测定各液体油墨(61)至(80)的油墨层铅笔硬度(曝光步骤后,油墨层在容器内于80℃保持3分钟后的硬度)和印刷质量。表13列出了不同曝光量和测试结果。
表13
Figure C0312292700701
如表13所示,液体油墨的粘度明显提高,以致不能从记录头喷射液体油墨。而含有碱性化合物或产生碱性剂作为粘度稳定剂的各液体油墨(61)至(80),其粘度明显稳定。
使用液体油墨(61)至(80),以相对小的曝光量就能固化油墨层,油墨的稳定性显著提高。使用光辐照下会分解的碱性化合物BS6或BS7,光敏感性特别高,因此,油墨性能优良。
还测试了用于形成管或头子部件的镍金属与液体油墨接触时的腐蚀性。发现,镍金属完全未被腐蚀。另一方面,而与不含粘度稳定剂的各液体油墨(81)或(82)接触时镍金属发现受到腐蚀,说明粘度稳定剂还具有抗蚀剂的功能。
接着,制备另外一些组成与液体油墨(68)基本相同的油墨组合物,不同之处是,改变用作粘度稳定剂的碱性化合物BS3的加入量(基于光致酸产生剂的摩尔%)。测定这些油墨组合物的铅笔硬度以及6个月后粘度增加率。表14列出改变化合物BS3的比例和测试结果。
表14
  BS3比例(摩尔%)   1   2   7   14   28   56   70   75   100
  铅笔硬度   F(H)   F   F(HB)   HB(F)   B   <2B   -   -   -
  粘度增加率   505(初始值的5倍)   34   7   5   3   2   3   1   2
如表14所示,发现加入以光致酸产生剂为基准的1摩尔%的粘度稳定剂时,油墨几乎不能稳定。还发现,如果粘度稳定剂加入量超过约28摩尔%时,油墨的固化性能下降。
如上所述,根据本发明,可提供一类高性能的液体油墨,这种液体油墨不需要有机溶剂和大型的曝光系统来获得高的印刷质量。而且,根据本发明,可提供能使用该种液体油墨制造印刷品的喷墨记录设备。
本领域的技术人员将能够理解本发明的另一些优点和修改。因此,本发明更广义方面不受在此描述的具体细节和代表性实施方案的限制。因此,在不偏离所附权利要求书和其等价内容限定的本发明的精神和范围内,可以对本发明进行各种修改。

Claims (16)

1.一种用于喷墨印刷的液体油墨,包含溶剂和分散在所述溶剂中的着色组分,其特征在于,所述液体油墨还包含一种在光辐照下产生酸的光致酸产生剂,以及碱性化合物和产生碱性化合物中的至少一种;所述溶剂包含至少一种在酸存在下聚合的溶剂;以所述在酸存在下聚合的溶剂为100重量份,所述光致酸产生剂在所述液体油墨中的含量为1-10重量份;所述着色组分包含颜料;并且所述溶剂含有至少50重量份的在酸存在下聚合的溶剂,它具有环脂族骨架和/或脂族骨架,在室温和环境压力下,其粘度不大于50mPa·s,沸点不低于150℃;所述颜料在所述液体油墨中的含量在1-25重量份范围;所述溶剂含有至少一种选自以下的组分:下面通式(1)表示的化合物和下面通式(2)表示的化合物,其量在50-90重量份范围,以及下面通式(3)表示的化合物,其量在10-40重量份范围;所述光致酸产生剂含有至少一种下面通式(4)表示的化合物或通式(5)表示的化合物的组分;
R1-A1-R2                (1)
R3-A2                   (2)
R4-A3-(R5)k             (3)
Figure C031229270002C1
R9-C2+-R10  mA5-        (5)
其中,R1、R2、R3、R4和R5分别表示环氧基团或带有环脂族骨架的环氧基团,A1和A2分别表示官能团,A3表示价数为(k+1)并具有亚烷基和/或环脂族骨架的官能团,“k”代表整数,R6、R7、R8、R9和R10分别代表芳族基团和含有硫属化物的原子和芳族基团的官能团中任何一个,C1和C2分别表示硫属化物的原子、A4和A5分别表示选自PF6 -、SbF6 -、BF4 -、AsF6 -、CF3SO3 -、C4F9SO3 -和CH3SO3 -的阴离子,m和n分别代表整数。
2.如权利要求1所述的液体油墨,其特征在于,通过向所述液体油墨形成的液膜在进行光辐照和/或加热后获得的薄膜,该薄膜不具有流动性,而具有热塑性。
3.如权利要求1所述的液体油墨,其特征在于,所述溶剂包含具有环脂族骨架和脂族骨架的环氧化合物,所述有环脂族骨架和脂族骨架的环氧化合物包括由下面通式(6)表示的化合物:
R11-R12-(R11)j    (6)
其中,R11表示缩水甘油醚基、R12表示有1-6个碳原子的亚烷基、有1-6个碳原子的羟基取代的亚烷基、或有6-15个碳原子的环脂族骨架的亚烷基、或有6-15个碳原子的羟基取代的环脂族骨架的亚烷基,j是1-3的整数。
4.如权利要求1所述的液体油墨,其特征在于,所述液体油墨包含至少两种选自下面的化合物:有芳族骨架的二价氧杂环丁烷化合物、有环脂族骨架的环氧化合物、有脂族骨架或环脂族骨架并且至少为二价的氧杂环丁烷化合物,
所述有芳族骨架的二价氧杂环丁烷化合物的含量大于40重量份;
具有环脂族骨架的环氧化合物的含量不大于50重量份;
具有氧杂环丁烷骨架的化合物的加入总量不小于40重量份;
具有环脂族骨架和芳族骨架的化合物的总量不小于30重量份。
5.如权利要求1所述的液体油墨,其特征在于,所述油墨还包含在其丙烯酸侧链上有氧杂环丁烷骨架的化合物。
6.如权利要求1所述的液体油墨,其特征在于,所述在酸存在下聚合的溶剂包括由下面通式(7)表示的乙烯基醚化合物:
R13-R14-(R13)p    (7)
其中,R13表示选自乙烯醚基团和羟基的取代基,至少一个取代基R13是乙烯醚基团,R14表示价数为(p+1)的基团,它选自环脂族基团和含有芳环的基团,“p”表示包括0在内的正整数,若R14表示环己烷的环状骨架,且“p”是0,则至少一个碳原子形成具有酮结构的环。
7.如权利要求1所述的液体油墨,其特征在于,所述环脂族骨架包括类萜骨架。
8.如权利要求1所述的液体油墨,其特征在于,所述油墨的80℃蒸发速度不大于0.2mg/cm2·min。
9.如权利要求1所述的液体油墨,其特征在于,所述油墨含有n种在酸存在下可聚合的溶剂,所述溶剂形成特性粘度为ηt的组合物,所述粘度由下面等式(1)表示,室温和环境压力下所述特性粘度在3-30mPa·sec范围:
ηt=exp(x1·ln(η1)+x2·ln(η2)+x3·ln(η3)+...+xn·ln(ηn))    (1)
x1、x2、x3...xn表示组分的重量比例,η1、η2、η3、...ηn代表室温和环境压力下各组分的粘度。
10.如权利要求1所述的液体油墨,其特征在于,所述碱性化合物是由下面通式(21)表示的苯胺衍生物:
Figure C031229270003C1
其中,R21、R22和R23可以相同或不同,各自表示氢原子、羟基、取代或未取代的芳基或取代或者未取代的烷基,R21、R22和R23中至少一个是取代或未取代的芳基。
11.如权利要求1所述的液体油墨,其特征在于,所述碱性化合物或所述产生碱性的化合物量,以所述光致酸产生剂总量为基准,在1-30摩尔%的范围。
12.如权利要求1所述的液体油墨,其特征在于,所述碱性化合物或所述产生碱性的化合物是下面通式(22)表示的含胺化合物和有机磺酸化合物的盐,或者含胺化合物和有机羧基化合物的盐:
其中,A-表示含有磺酸根阴离子或羧基阴离子的化合物,R21、R22、R23和R24可以相同或不同,表示氢原子、羟基、取代或未取代的芳基或者取代或未取代的烷基。
13.如权利要求1所述的液体油墨,其特征在于,所述着色组分是炭黑系列颜料。
14.如权利要求1所述的液体油墨,其特征在于,至少一部分碱性化合物被光分解,降低其碱性。
15.如权利要求1所述的液体油墨,其特征在于,所述在酸存在下可聚合的溶剂包含至少一种选自下面的化合物:具有环脂族骨架的环氧化合物、具有脂族骨架的环氧化合物、乙烯基醚类化合物和氧杂环丁烷化合物。
16.如权利要求15所述的液体油墨,其特征在于,所述在酸存在下可聚合的溶剂是氧杂环丁烷化合物,所述氧杂环丁烷化合物的25℃的碱离解常数pKb在3-7范围。
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