[发明专利]可辐射固化的喷墨用墨以及使用此墨印刷基材的方法

说明书

本发明涉及可辐射固化的热熔性喷墨用墨，包括含一或多种可辐射固化化合物的载体组合物和能够可逆地胶凝该载体组合物的试剂，其中所述试剂在所述墨的喷射温度下可溶于所述载体组合物并在低于该喷射温度的温度下产生胶凝的载体。本发明还涉及用此墨印刷基材的方法。 

这类墨从欧洲专利EP1090079中已知。该专利中公开的墨为触变性的浆料，其中该触变性能是通过向载体组合物中加入能热可逆地胶凝该组合物的增稠剂提供的。在胶凝状态，液体载体组合物中形成增稠剂的弹性网络，该网络的空隙被所述载体组合物充满。因此，在环境条件下墨为浆状凝胶，这可以防止彼此紧挨印刷在基材上的墨滴的墨滴相互涂污(interdroplet smear，又称作″渗色″)。通过加热该胶凝，可以将粘度降至充分低以用于喷射目的，通常低于20mPa.s。通过加热该胶凝，凝胶网络将最终破坏，例如由于胶凝剂溶于所述载体组合物中的原因。由于该喷墨用墨在环境条件下为凝胶且通过提高温度会变成液体，因此该墨可被认为是热熔性墨。尽管已知的墨提供了对墨滴相互涂污问题的一种解决方案，但申请人发现这些墨经常立即凝固在记录介质的表面上而未充分进入该介质，即使使用的是高度多孔性介质如普通纸亦是如此。这会导致喷射的墨滴实际上从记录介质的表面突出来的效果，从而提供不光滑的而非有光泽的外观。 

本发明第一个目的在于克服或至少减轻此问题。为此，发明了一种墨，其中胶凝的载体组合物为触变性的组合物，其在凝胶被机械干扰以逐步降低其粘度之后的恢复时间超过60秒。已知的墨，在20℃温度下，剪切速率为20s^-1时粘度为至少500mPa.s，而在同样温度下当剪切速率为1000s^-1时其粘度不超过300mPa.s。此外，在施加剪切速率为1000s^-1的切变60秒之后，20s^-1下的粘度恢复回到与在该切变下初始测得的值相同或更高的值的恢复时间不超过60秒。但是，在相同情形下，本发明的墨具有多于60秒的恢复时间。可知，利用这些墨，至少可以减轻墨在记录介质表面上快速凝固的问题，或根据基材的种类，完全克服该问题。 

目前还不是100％清楚为什么本发明的墨能够克服现有技术的墨存在的所述问题。也许快的恢复时间对应于凝胶系统更富弹性的特性，由此导致在与具有较小弹性、更大粘稠特性的墨相比时的不同流动特性。不希望束缚于理论，我们相信在动力机械条件如墨滴在基材上的冲击下，更具弹性的凝胶系统迁移到多孔介质中的趋势比弹性较小的系统要小。

在热熔体的一个实施方案中，所述凝胶的载体组合物在20s^-1的剪切速率和20℃下粘度小于10Pa.s。已经认识到在较高粘度下本发明的所述优点并不容易获得。但是，同样已认识到所述粘度优选地为超过100mPa.s，否则就可能出现互相渗色问题。 

在本发明的墨的另一实施方案中，所述胶凝剂包含重均分子量小于5000、特别是小于1000、优选地小于500的分子。少量公知的高分子胶凝剂如卡拉胶(carragenan)、海带多糖(laminarane)、果胶和树胶如阿拉伯胶、黄原胶和瓜耳豆胶的添加可能会导致在墨的喷射温度(即印刷头的工作温度)下的不可接受的高粘度，这意味着对墨的喷射特性有不利作用。由此，优选地使用低聚物胶凝剂即分子量小于5000的胶凝剂，以使胶凝剂对墨组合物的粘度没有不利作用。在更进一步的优选实施方案中，使用了低分子胶凝剂即分子量小于1000或甚至500的胶凝剂。这些低聚物和低分子化合物尽管分子量较低但却具有胶凝特性的原因可以解释如下。对于低聚物和低分子胶凝剂来说，这种试剂的分子被认为在温度充分降低后会与载体组合物分离，并借助于彼此的(一般是非共价的)相互作用形成长化合物链，所述链可能会以与前述的公知胶凝剂中的高分子聚合物一样的方式起作用。凝胶被加热时，胶凝剂分子之间的所述相互作用被打破并再次形成溶液(下文中又称溶胶)。使用低聚物和低分子胶凝剂的另一优点在于凝胶-溶胶转换进行得较快，因为要实现此转换只需打断聚合物链的化合物分子之间的较弱非共价键即可。此外，小分子也会更快地均匀溶解在载体组合物中。所述胶凝剂可以是晶体化合物。 

在一个实施方案中，所述墨包含小于10％重量、优选地小于5％重量的胶凝剂。其优点在于试剂本身对最终固化的墨的特性特别是机械性能的影响更小。当胶凝剂本身可辐射固化时此优点更加明显。