[发明专利]喷墨印刷油墨

说明书

本发明涉及包括可聚合的单体和/或低聚物和任选地至少一种引发剂的喷墨印刷油墨。

用于喷墨应用的UV-油墨近年来开发出大量新的应用领域，其中尤其是通过UV-辐照而迅速干燥的优点，适合的基材的多样性以及生态和经济方面表现出油墨研发行为的关键性动机。在这种情况下，喷墨油墨的研发工作的很大部分基于丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯来进行，因为所属的油墨成分，如分散剂、可溶胀的和反应性的单体、官能化的树脂等等，是可商购且以工业规模获得的，并且完全有特征描述地存在。通过可获得的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的多样性，例如可以通过有针对性地混合油墨内容物来调节对不同基材的粘附性能，控制耐磨性和耐溶剂性或影响固化后的油墨层的柔性。此外，丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯在添加合适的引发剂体系(例如UV-引发剂或热引发剂)的情况下会快速固化，由此这些单体的广泛用途并不令人惊讶(例如大幅面喷墨打印机、假牙材料、漆料体系等等)。

尽管经常使用这类单体，但对于丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的批评却越来越多，尤其是它们在固化之前还有固化之后大多表现出令人不悦的气味，可能刺激眼睛、皮肤和呼吸器官，完全固化的能量消耗相对大，油墨还有固化后的油墨层易燃，且仅仅具有受限的生物相容性(例如在用作义肢、假牙、植入体时)。虽然这些缺点(尤其是在生物相容性领域的缺点)可以部分通过使用甲基丙烯酸酯代替丙烯酸酯而得到改善(这又使得用作例如义肢、假牙或植入体成为可能)，但甲基丙烯酸酯一般表现出较低的固化速率或者经常具有其它上述缺点。因此，对于替代性单体体系存在巨大需求。

本发明的目的在于，描述一种用于制备喷墨油墨的替代性单体体系。

该目的一方面通过开篇提到的喷墨印刷油墨(其中单体和/或低聚物的至少65重量％，优选仅仅由至少一种、优选可自由基聚合的基于乙烯基的化合物形成，或者单体和/或低聚物至少部分地，优选仅仅由至少一种基于乙烯基的化合物形成，并且引发剂由单体形成，所述单体与至少一种基于乙烯基的化合物在它们的聚合反应过程中在形成共价键的情况下发生反应)以及另一方面通过使用至少一种乙烯基化合物(选自乙烯基酯、碳酸乙烯酯、氨基甲酸乙烯酯、以及它们的衍生物和由它们组成的混合物)用于制备喷墨印刷油墨(其至少65重量％，优选仅仅由至少一种基于乙烯基的化合物，尤其是乙烯基酯、碳酸乙烯酯、氨基甲酸乙烯酯以及它们的衍生物或由它们组成的混合物形成)而实现。

有利的是，这些单体或者低聚物能够具有与迄今为止所使用的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯类似的固化性、粘附性和稳定性，但是所述缺点(令人不悦的气味，对眼睛、皮肤和呼吸器官的刺激作用，固化的巨大能量需求，易燃性)至少大部分得以避免。此外，这些单体或者低聚物具有较大的抗机械性(Mechanische)和大得多的生物相容性并且适于制备用于不同应用领域的喷墨印刷油墨(这包括例如绘图油墨、植入体的3D喷墨打印油墨、义肢和假牙或者用于在包装上施加安全特征的特种油墨、医疗器械等等)。通过将所提到的可共聚的引发剂用于喷墨印刷应用，实现了这样的优点：所述引发剂可以完全嵌入所述基于乙烯基的化合物(尤其是乙烯基酯、碳酸乙烯酯和氨基甲酸乙烯酯)的聚合物型网络，由此最终印刷图像或者最终印刷品至少大部分不含可浸出的引发剂分解产物。后者尤其对于包装领域的应用或用于实现植入体、义肢或假牙是有意义的，因为引发剂分解产物例如可导致刺激反应。特别有利的还有，基于乙烯基的化合物可承担各种功能，包括作为表面活性剂、粘结剂、树脂、用于确保基材粘附的试剂等等。

基于乙烯基的化合物或者由多种基于乙烯基的化合物组成的混合物可以包含在溶剂或溶剂混合物中。同样存在这样的可能性，至少一种基于乙烯基的化合物(例如乙烯基酯)形成溶剂或者用于喷墨印刷油墨的其它成分的分散剂或乳化剂。

所使用的可共聚的引发剂优选是光引发剂。

单体和/或低聚物还可以至少70重量％，尤其是80重量％由至少一种、优选可自由基聚合的，基于乙烯基的化合物形成，只要其他单体或低聚物(例如非反应性的)在所述喷墨印刷油墨中使用(例如作为填料或用于在主要固化之后的在印刷之后立即进行的后固化)，其中在这种情况下还可能的是，这些单体或低聚物不嵌入网络(所述网络由尤其是自交联的、优选自由基自交联的基于乙烯基的化合物形成)。

所述单体和/或低聚物尤其以如下总份额加入到喷墨印刷油墨中，所述总份额选自15重量％至99重量％的范围。低于15重量％虽然所配制的油墨仍可以进行固化，但所获得的油墨层的抗机械性对于实际应用而言是不足的。高于99重量％无法看到油墨在稳定性或耐磨性方面有进一步改进。