CN103709831A - 紫外光固化喷印墨水 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种紫外光固化喷印墨水，该墨水由组成物至少包含如下式(I)所示的丙烯酸寡聚物、丙烯酸异辛酯、光引发剂与不同颜色的颜料。其中，式(I)中的n值约为1-3。本发明所提供的紫外光固化喷印墨水，其具有防剥落的特性，可提高其所形成的图案的耐久性；同时，亦具有柔韧特性，可做为可挠折底材上的图案的颜料。
Description
技术领域
本发明涉及一种紫外光固化喷印墨水，其可印刷于广告牌、海报、玻璃、瓷砖等生活常见的物品上以形成各种不同的图案。
背景技术
紫外光固化喷印墨水技术目前已广泛地应用于各种生活用品上。藉由紫外光固化喷印墨水技术可运用于广告牌、海报、玻璃、瓷砖等生活常见的物品上以形成各种不同的图案。一般而言，使用者皆希望于喷涂物上的图案具有不黏手、耐刮的特性，以提高所喷涂的图案的耐久性。而在一些具有挠折性的产品如海报的应用上，使用者亦希望其所形成的图案在弯折时不会出现龟裂的情形。上述各种特性上的需求，皆与其所使用的紫外光固化喷印墨水组成物有密切的关联。因此，应运不同需求，进行不同紫外光固化喷印墨水组成物的开发，为目前产业界努力的方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种紫外光固化喷印墨水，其具有防剥落的特性，可提高其所形成的图案的耐久性。同时，亦具有柔韧特性，可做为可挠折底材上的图案的颜料。
为了实现上述目的，依据本发明所提供的一较佳实施例，其主要技术方案如下：一种紫外光墨水，此墨水的组成物包含8-15重量份的丙烯酸寡聚物、25-30重量份的丙烯酸异辛酯(isooctyl acrylate)、14-19重量份的丙烯酰吗啉(acryloyl morpholine)、3-4重量份的双季戊四醇五丙烯酸酯(dipentaerythritol pentaacrylate)、27-29重量份的红色颜料与光引发剂。其中，丙烯酸寡聚物具有如下式(I)的结构，式(I)中的n值约为1-3。
依照本发明所提供的另一实施例，其所采用的主要技术方案如下：一种紫外光固化喷印墨水，此墨水组成物包含11-17重量份的压克力寡聚物、16-22重量份的丙烯酸异辛酯、6-8重量份的双丙烯酸酯单体、31-38重量份的1，6-己二醇二丙烯酸酯(1，6-Hexanedioldiacrylate)、11-13重量份的蓝色颜料以及光引发剂。其中，丙烯酸寡聚物具有前述式(I)所示的结构。双丙烯酸酯单体其有如下式(II)所示的结构，其中式(II)中的A为H或CH3；R为H、CH3或C2H5。
依照本发明所提供的再一实施例，其所采用的主要技术方案如下：一种紫外光固化喷印墨水，此墨水组成物包含9-14重量份的丙烯酸寡聚物、29-36重量份的丙烯酸异辛酯、19-24重量份的丙烯酰吗啉、4-7重量份的双季戊醇五丙烯酸酯、19-21重量份的黄色颜料以及光引发剂。其中，丙烯酸寡聚物具有前述式(I)所示的结构。
依照本发明所提供的又一实施例，其所采用的主要技术方案如下：一种紫外光固化喷印墨水，此墨水的组成物包含11-15重量份的丙烯酸寡聚物、17-23重量份的丙烯酸异辛酯、7-9重量份的双丙烯酸酯单体、18-20重量份的黑色染料以及光引发剂。其中，丙烯酸寡聚物具有前述式(I)所示的结构；双丙烯酸酯单体具有前述式(II)所示的结构。
依据本发明上述数个实施例所述的紫外光固化喷印墨水，其具有防剥落的特性，可提高其所形成的图案的耐久性。同时，亦具有柔韧特性，可做为可挠折底材上的图案的颜料。
具体实施方式
本发明的四个实施例分别提出了红、蓝、黄与黑色四种颜色的紫外光固化喷印墨水。其中，黑色墨水为目前喷墨技术中最常用的墨水，而红、蓝与黄色墨水则为目前彩色喷墨技术中最基本的三颜色墨水。
实施例一：紫外光硬化型红色墨水
依照本发明实施例一，提出一种紫外光硬化型红色墨水组成物。此紫外光固化喷印红色墨水组成物包含8-15重量份的丙烯酸寡聚物、25-30重量份的丙烯酸异辛酯(isooctylacrylate)、14-19重量份的丙烯酰吗啉(acryloylmorpholine)、3-4重量份的双季戊醇五丙烯酸酯(dipentaerythritol pentaacrylate)、27-29重量份的红色颜料与光引发剂。上述丙烯酸寡聚物具有如下式I的结构，其中式I中的n值约为1-3。
上述的红色颜料可为喹吖啶酮(quinacridone)，此红色颜料可以包覆的形式包覆于墨水组成物中。光引发剂的含量约为1214重量份，以提高墨水组成物的固化效果。前述的光引发剂可为甲基二苯基酮的衍生物(methylbenzophenone derivate)。请参考表一，系列出依照此实施例所完成的制作实例。其中，R1、R3系为变化丙烯酸寡聚物含量的制作实例；R2与R4、R5系为变化丙烯酸异辛酯含量的制作实例；R2与R6、R7系为变化丙烯酰吗啉含量的制作实例；R2与R8R9系为变化双季戊醇五丙烯酸酯含量的制作实例；R2与R10、R11系为变化光引发剂含量的制作实例；R2与R12、R13系为变化喹吖啶酮含量的制作实例。
表一：紫外光硬化型红色墨水组成物制作实例
| R1 | R2 | R3 | R4 | R5 | R6 | R7 | R8 | R9 | R10 | R11 | R12 | R13 | |
| OA重量份 | 8.18 | 11.18 | 14.18 | 11.18 | 11.18 | 11.18 | 11.18 | 11.18 | 11.18 | 11.18 | 11.18 | 11.18 | 11.18 |
| M1重量份 | 27.4 | 27.4 | 27.4 | 29.4 | 25.4 | 27.4 | 27.4 | 27.4 | 27.4 | 27.4 | 27.4 | 27.4 | 27.4 |
| M2重量份 | 16.92 | 16.92 | 16.92 | 16.92 | 16.92 | 18.92 | 14.92 | 16.92 | 16.92 | 16.92 | 16.92 | 16.92 | 16.92 |
| M3重量份 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 4.0 | 3.0 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 |
| P1重量份 | 13 | 13 | 13 | 13 | 13 | 13 | 13 | 13 | 13 | 14 | 12 | 13 | 13 |
| R重量份 | 28 | 28 | 28 | 28 | 28 | 28 | 28 | 28 | 28 | 28 | 28 | 27 | 29 |
表一中，OA：丙烯酸寡聚物；Ml：丙烯酸异辛酯；M2：丙烯酰吗啉；M3：双季戊醇五丙烯酸酯；R：喹吖啶酮；Pl(光引发剂)：2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(2，4，6-trimethylbenzoylgiphenylphosphine)，2-羟基-2-甲基-1-〔4-(1-甲基乙烯基)苯基)丙酮(2-hydroxy-2-methyl-1-〔4-(l-methylvinyl)phenyl〕-1-propanone}，甲基苯甲酮的衍生物(methylbenzophenone derivates)。
接着，请参考表二，列出了上述表一中所述的墨水组成物的特性，各项特性的测试方式请参考下述内容。在表二中，表面干燥程度是以手接触固化后的墨水组成物进行测试，若墨水组成物不会黏着于手上即符合使用上表面干燥程度的要求，以「ok」表示。
底层干燥程度是以百格法进行测试，利用百格刀将固化后的墨水层切割成100格大小为1x1mm2的方格，再贴上测试胶带(3M，600型胶带)。接着再将测试胶带撕掉，并观察墨水层剥落的情形，若皆未剥落，即通过测试，以「ok」表示。柔韧性的测试条将涂有固化后的墨水组成物的纸张进行对折，若硬化后的墨水组成物无龟裂的情形即通过测试，以「ok」表示。
耐刮测试系用Elcometer公司型号为Elcometer3000的测试仪器中进行，测试方式是以标准的半球形刀具划过固化后的墨水组成物，若无剥落与刮伤的情形，以「佳」表示测试结果。若有刮伤但无剥落的情形，则以「好」表示。粒径仪以MIcrotrac公司型号为Nanotrac250的粒径分析仪进行测试。黏度计以Brookfield公司型号为DV-IIscometer的黏度计进行测试。表面张力系以Itoh公司型号为Itoh的表面张力分析仪进行测试。
表二紫外光硬化型红色墨水组成物性质
由表二中可知，在干燥程度(表面与底层)与柔韧特性上，上述的制作实例所完成的墨水组成物皆可符合使用上的需求。在耐刮特性上，亦可达到防剥落的要求。
在粒径测试部份，上述制作实例所完成的墨水组成物的粒径约为140-170nm，符合一般墨水组成物的粒径要求(一般粒径需求为100-300nm)。如此一来，可避免因墨水组成物的粒径过大而造成喷墨嘴堵塞的情形发生。在黏度部份，上述的墨水组成物的黏度皆小于10cps，可使其喷涂形成的图案更为细致。在表面张力特性测试部份，上述的墨水组成物的表面张力特性亦符合一般墨水组成物的性质要求。
实施例二：紫外光固化喷印蓝色墨水
依照本实施例，提出一种紫外光固化喷印蓝色墨水。此墨水组成物包含11-17重量份的丙烯酸寡聚物、16-22重量份的丙烯酸异辛酯、6-8重量份的双丙烯酸酯单体、31-38重量份的1,6-己二醇二丙烯酸酯(1,6-Hexanediol diacrylate)、11-13重量份的蓝色颜料以及光引发剂。
上述的丙烯酸寡聚物具有前述式I所示的结构。双丙烯酸酯单体具有如下式II所示的结构，其中式II中的A为H或CH3，R系为H、CH3或C2H5。
上述的蓝色颜料可为苯二甲蓝颜料(phthalocyanine)，此蓝色颜料可包覆于墨水组成物中。光引发剂的含量约为11-16重量份，以提高墨水组成物的固化效果。前述的光引发剂例如可为红色墨水组成物所使用的甲基二苯基酮的衍生物。
请参考表三，其列出了依照此实施例所完成的制作实例。其中，Bl-B3系为变化丙烯酸寡聚物含量的制作实例；B2与B4-B5系为变化丙烯酸异辛酯含量的制作实例；B2与B6-B7系为变化双丙烯酸酯单体含量的制作例；B2与B8-B9系为变化1,6-己二醇二丙烯酸酯含量的制作实例；B2与B10-B11系为变化光引发剂含量的制作实例；B2与B12-B13系为变化苯二甲蓝颜料含量的制作实例。
表三：紫外光硬化型蓝色墨水组成物制作实例。
表三紫外光硬化型蓝色墨水组成物制作实例
OA：压克力寡聚物；M1：丙烯酸异辛酯；M4：双丙烯酸酯单体；M6：1,6-六-二醇二丙烯酸酯；B：苯二甲篮颜料；P1(光启始剂)：2,4,6-trimethylbenzoylgiphenylphosphineoxide，oligo{2-hydroxy-2-methyl-1-[4-(1-methylvinyl)phenyl]propanone}，methylbenzophenone derivates
接着，请参考表四，列出了上述表三中所述的墨水组成物的特性，其中表四中各项性质的测试与表示方式可参照前述表二的叙述。
表四：紫外光硬化型蓝色墨水组成物性质。
表四紫外光硬化型蓝色墨水组成物性质
由表四可知，在表面干燥程度测试上，上述制作实例所完成的墨水组成物大多可通过测试。而在底层干燥程度与柔韧特性上，上述的墨水组成物皆可符合使用上的需求。在耐刮特性上，皆符合防剥落的要求，且部份制作实例的墨水组成物更具有防刮伤的效果。在粒径测试部份，上述制作实例所完成的墨水组成物的粒径约为165-200nm。如同前一实施例所述，在此粒径范阁下可避免墨水组成物堵塞喷墨嘴的情形发生。在黏度部份，上述的墨水组成物的黏度皆小于10cps可使其喷涂形成的图案更为细致。在表面张力特性部份，亦符合一般墨水组成物的性质要求。
实施例三：紫外光固化喷印黄色墨水
依照本发明实施例，提出一种紫外光固化喷印黄色墨水。此墨水组成物包含9-14重量份的丙烯酸寡聚物、29-36重量份的丙烯酸异辛酯、19-24重量份的丙烯酰吗啉、4-7重量份的双季戊醇五丙烯酸酯、1921重量份的黄色颜料以及光引发剂。上述的丙烯酸寡聚物具有前述式I所示的结构。黄色颜料可为单偶氮染料(monoazo)，可包覆于墨水组成物中。光引发剂的含量约为810重量份。
请参考表五，列出依照此实施例所完成的制作实例。其中Y1Y3系为变化丙烯酸寡聚物含量的制作实例；Y2与Y4Y5系为变化丙烯酸异辛酯含量的制作实例；Y2与Y6Y7系为变化丙烯酰吗啉含量的制作实例；Y2与Y8Y9系为变化双季戊醇五丙烯酸酯含量的制作实例；Y2与Y10Y11系为变化光引发剂含量的制作实例；Y2与Y12Y13系为变化单偶氮含量的制作实例。
表五紫外光硬化型黄色墨水组成物制作实例。
表五紫外光硬化型黄色墨水组成物制作实例
| Y1 | Y2 | Y3 | Y4 | Y5 | Y6 | Y7 | Y8 | Y9 | Y10 | Y11 | Y12 | Y13 | |
| OA(重量份) | 13.18 | 11.18 | 9.18 | 11.18 | 11.18 | 11.18 | 11.18 | 11.18 | 11.18 | 11.18 | 11.18 | 11.18 | 11.18 |
| M1(重量份) | 32.4 | 32.4 | 32.4 | 35.4 | 29.4 | 32.4 | 32.4 | 32.4 | 32.4 | 32.4 | 32.4 | 32.4 | 32.4 |
| M2(重量份) | 21.92 | 21.92 | 21.92 | 21.92 | 21.92 | 23.91 | 19.92 | 21.92 | 21.92 | 21.92 | 21.92 | 21.92 | 21.92 |
| M3(重量份) | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 6.5 | 4.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 |
| P1(重量份) | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | 9 | 10 | 8 | 9 | 9 |
| Y(重量份) | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 21 | 19 |
OA：压光力寡聚物；M1：丙烯酸异辛酯：M2：丙烯酰吗福林：M3：双季戊醇五丙烯酸酯；Y：单偶氮染料；P1(光启始剂)：2,4,6-trimethylbenzoylgiphenylphosphine oxide，oligo{2-hydroxy-2-methyl-1-[4-(1-methyl vinyl)phenyl]propanone}，methylbenzophenone derivates
接着，请参考表六，列出了上述表五中所述的墨水组成物的特性，其中表六中各项性质的测试与表示方式可参照前述表二的叙述。
表六紫外光硬化型黄色墨水组成物性质
由表六可知，比黄色墨水组成物在干燥程度与柔韧特性表现上，皆可符合使用上的需求。在耐刮特性上，除了可达到防剥落的效果外，部份墨水组成物更有防刮伤的效果。在粒径测试部份，此墨水组成物的粒径约为160185nm，同样符合使用上的需求。在黏度与表面张力特性部份，亦可符合一般墨水组成物的性质要求。
实施例四：紫外光固化喷印黑色墨水
依照本发明实施例四，提出一种紫外光固化喷印黑色墨水，此墨水组成物包含1115重量份的丙烯酸寡聚物、1723重量份的丙烯酸异辛酯、79重量份的双丙烯酸酯单体、1820重量份的黑色染料以及光引发剂。上述的丙烯酸寡聚物其有前述式I所示的结构(请参考红色墨水组成物实施例)。双丙烯酸酯单体具有前述式II所示的结构(请参考蓝色墨水组成物实施例)。黑色染料例如可为碳黑(carbon black)。一般而言，黑色染料具有较其他染料强的吸光特性与较广的吸收波段，为避免黑色染抖的上述特性造成墨水组成物固化不完全的情形发生，可考虑同时使用两种不同紫外光吸收波长的光引发剂(以下称的为第一光引发剂与第二光引发剂)。其中，第一光引发剂的吸收波长约为320400nm，第二光引发剂的吸收波长约为280320nm。上述第一光引发剂与第二光引发剂的重量比约为1∶3。例如第一光引发剂的含量可为911重量份，第二光引发剂的含量可为2733重量份。第一光引发剂例如可为前述其他颜色的墨水组成物实施例所使用的甲基二苯基酮的衍生物，第二光引发剂例如可为α-胺基酮(α-amino-ketone)。
请参考表七，为列出依照此实施例所完成的制作实例。其中C1-C3系为变化丙烯酸寡聚物含量的制作实例；C2与C4C5系为变化丙烯酸异辛酯含量的制作实例；C2与C6C7
系为变化双丙烯酸酯单体含量的制作实例；C2与C8C9系为变化第一光引发剂含量的制作实例；C2与C10-C11系为变化第二光引发剂含量的制作实例；C2与C12-C13系为变化碳黑含量的制作实例。
表七紫外光硬化型黑色墨水组成物制作实例。
表七紫外光硬化型黑色墨水组成物制作实例
| C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 | C7 | C8 | C9 | C10 | C11 | C12 | C13 | |
| OA(重量份) | 1 | 13 | 11 | 13 | 13 | 13 | 13 | 13 | 13 | 13 | 13 | 13 | 13 |
| M1(重量份) | 20 | 20 | 20 | 23 | 17 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
| M4(重量份) | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 9 | 7 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 |
| P1(重量份) | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 11 | 9 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| P2(重量份) | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 33 | 27 | 30 | 30 |
| C(重量份) | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 | 20 | 18 |
OA：压克力寡聚物；M1：丙烯酸异辛酯：M4：双丙烯酸酯单体：P2(第二光启始剂)：α-胺基酮：C：碳黑：P1(第一光启始剂)：2,4,6-trimethylbenzoylgiphenylphosphincoxide，oligo{2-hydroxy-2-metbyl-1-[4-(1-methyl vinyl)pheny1]propanone}，methylbenzophenone derivates
接着，请参考表八，是列出上述表七中所述的墨水组成物的特性，其中表八中各项性质的测试与表示方式可参照前述表二的叙述。
表八紫外光固化喷印黑色墨水组成物性质。
表八紫外光硬化型黑色墨水组成物性质
由表八可知，此黑色墨水组成物在干燥程度与柔韧特性表现上，皆可符合使用上的需求。在耐刮特性上，亦可达到防剥落的效果。此外，在粒径、黏度与表面张力特性部份，亦符合一般墨水组成物的性质要求。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范园当视后附的申请权利范围所界定者为准。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (16)
1.一种紫外光固化喷印墨水，其特征在于所述墨水包含如下组成物：
8-15重量份的丙烯酸寡聚物，该丙烯酸寡聚物具有如下式(I)的结构，其中式(I)中的n值约为1-3；
25-30重量份的丙烯酸异辛酯；
14-19重量份的丙烯酰吗啉；
3-4重量份的双季戊四醇五丙烯酸酯；
27-29重量份的红色颜料；以及光引发剂。
2.如权利要求1所述的紫外光固化喷印墨水，其特征在于：光引发剂的含量约为12-14重量份。
3.如权利要求1所述的紫外光固化型墨水，其特征在于：红色颜料为喹吖啶酮。
4.一种紫外光固化喷印墨水，其特征在于所述墨水包含如下组成物：
11-17重量份的丙烯酸寡聚物，该丙烯酸寡聚物具有如下式(I)的结构，其中式(I)中的n值约为1-3；
16-22重量份的丙烯酸异辛酯；
6-8重量份的双丙烯酸酯单体，该双丙烯酸酯单体具有如下式(II)的结构，其中式(II)中的A系为H或CH3，R为H、CH3或C2H5；
31-38重量份的1，6-己二醇二丙烯酸酯；
11-13重量份的蓝色颜料；以及光引发剂。
5.如权利要求4所述的紫外光固化喷印墨水，其特征在于：光引发剂的含量约为11-16重量份。
6.如权利要求4所述的紫外光固化喷印墨水，其特征在于：蓝色颜料系为苯二甲蓝颜料。
7.一种紫外光固化喷印墨水，其特征在于所述墨水包含如下组成物：
9-14重量份的丙烯酸寡聚物，该丙烯酸寡聚物具有如下式(I)的结构，其中式(I)中的n值约为1-3；
29-36重量份的丙烯酸异辛酯；
19-24重量份的丙烯酰吗啉；
4-7重量份的双季戊四醇五丙烯酸酯；
19-21重量份的黄色颜料；以及光引发剂。
8.如权利要求7所述的紫外光固化喷印墨水，其特征在于：黄色颜料系为单偶氮染料。
9.如权利要求7所述的紫外光固化喷印墨水，其特征在于：光引发剂的含量约为8-10重量份。
10.一种紫外光固化喷印墨水，其特征在于所述墨水包含如下组成物：
11-15重量份的丙烯酸寡聚物，该丙烯酸寡聚物其有如下式(I)的结构，其中式(I)中的n值约为1-3；
17-23重量份的丙烯酸异辛酯；
7-9重量份的一双丙烯酸酯单体，该双丙烯酸酯单体具有如下式(II)的结构，其中式(II)中的A为H或CH3，R为H、CH3或C2H5；
18-20重量份的黑色染料；以及光引发剂。
11.如权利要求10所述的紫外光固化喷印墨水，其特征在于：光引发剂为第一光引发剂与第二光引发剂的组合，该第一光引发剂的吸收波长为320-400nm，该第二光引发剂的吸收波长为280-320nm。
12.如权利要求11所述的紫外光固化喷印墨水，其特征在于：该第一光引发剂系为甲基二苯基酮的衍生物。
13.如权利要求11所述的紫外光固化喷印墨水，其特征在于：该第一光引发剂的含量约为9-11重量份。
14.如权利要求11所述的紫外光固化喷印墨水，其特征在于：该第二光引发剂为α-胺基酮。
15.如权利要求11所述的紫外光固化喷印墨水，其特征在于：第二光引发剂的含量约为27-33重量份。
16.如权利要求10所述的紫外光固化喷印墨水，其特征在于：该黑色染料为碳黑。
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