喷嘴密封组合物和方法 技术领域 本发明整体涉及适用于密封孔或喷嘴的粘合剂以抑制保留下来的材料的逸出和 污染。在一个优选的实施例中， 将粘合剂移除干净以抑制孔的阻塞或结垢。
背景技术 各种多样的方法已用于密封孔以控制固体、 液体或气体材料的渗漏， 或抑制污染 物进入材料中。 例如， 实体顶盖可以用于密封喷嘴。 顶盖通常包括适形的材料 ( 例如柔性的 泡沫或弹性体 ) 以及将适形的材料靠着喷嘴推压的机械结构， 从而导致密封。压敏粘合剂 (PSA) 也广泛地用于此应用中。 热塑性材料在密封剂材料的软化点温度以上也可以使用， 然 后允许其冷却到室温以形成与孔相邻区域的结合并形成密封。
发明内容 然而， 用于密封孔的这些方法有一个或多个的缺点。例如， 实体顶盖易受振动、 温 度变化和湿度波动的影响， 所有这些影响会削弱喷嘴与顶盖之间的密封。
又如， 以适当粘合水平设计 PSA 从而得到孔密封已证明是困难的。例如， 如果使用 柔软且强力发粘的 PSA， 那么 PSA 会充分地密封孔， 但柔软且强力发粘的 PSA 在 PSA 被移除 时可能留下可能堵塞孔的残余。相比之下， 如果使用更刚性的 PSA， 那么可能在孔上留下很 少或不留残余， 但在 PSA 与孔之间可能不会形成足够的密封。另外， 即使密封初始为足够 的， PSA 的刚度也可能引起密封随时间的推移而削弱， 因为复原力将接触孔或与孔相邻的区 域的 PSA 拉开。
使用热塑性材料可能需要额外的处理步骤， 并且需要相对高的处理温度， 这在一 些应用中可能是不可取的， 特别是与孔相邻的区域为聚合物材料时是不可取的。
在一个方面， 本发明涉及施用可固化组合物的方法。 该方法包括提供 ： 可固化组合 物， 其包括约 10 重量％至约 60 重量％的一种或多种环氧树脂 ； 约 20 重量％至约 80 重量％ 的一种或多种树脂， 其选自聚酯树脂、 乙烯醋酸乙烯酯树脂、 热塑性树脂和丙烯酸树脂 ； 最 高至约 30 重量％的一种或多种含羟基化合物 ； 和引发剂， 其选自光引发剂、 热引发剂及其 组合。该方法还包括引发可固化组合物的固化。然后该方法任选地提供长达 120 分钟的第 一停留时间， 其中可固化组合物至少部分地被固化并保持发粘。将可固化组合物施用到至 少一个具有孔的喷嘴， 并且提供长达 7 天的第二停留时间， 其中可固化组合物变得基本上 无粘性。
在一些实施例中， 该方法包括利用光化辐射来引发固化， 并且在一些优选实施例 中， 该光化辐射具有的波长在约 200nm 和约 700nm 之间。
在其它实施例中， 该方法包括在膜背衬上提供可固化组合物， 并且在一些优选实 施例中， 借助穿过膜背衬施用到可固化组合物的辐射能来引发固化。
在另外其它的实施例中， 第一停留时间不大于 5 分钟， 或甚至不大于 1 分钟。在一 些实施例中， 第二停留时间不大于 24 小时。
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2说明书2/17 页在又一些实施例中， 该方法包括将可固化组合物施用到至少一个面积不大于约 7mm 的孔的喷嘴。在一些优选实施例中， 该喷嘴为喷墨墨盒的元件。
在另一方面， 本发明涉及施用可固化组合物的方法， 该方法包括提供可固化组合 物。该可固化组合物可以包括 ： 约 10 重量％至约 60 重量％的一种或多种环氧树脂 ； 约 20 重量％至约 80 重量％的一种或多种树脂， 其选自聚酯树脂、 乙烯醋酸乙烯酯树脂、 热塑性 树脂和丙烯酸树脂 ； 最高至约 30 重量％的一种或多种含羟基化合物 ； 和引发剂， 其选自光 引发剂、 热引发剂及其组合。 该方法也包括将可固化组合物施用到至少一个具有孔的喷嘴， 并且引发可固化组合物的固化。该方法还包括提供长达 7 天的停留时间， 其中所述可固化 组合物变得基本上无粘性。
在一些实施例中， 该方法包括利用光化辐射来引发固化， 并且在一些优选实施例 中， 该光化辐射具有的波长在约 200nm 和约 700nm 之间。
在其它实施例中， 该方法包括在膜背衬上提供可固化组合物， 并且在一些优选实 施例中， 借助穿过膜背衬施用到可固化组合物的辐射能来引发固化。
在又一些实施例中， 该方法包括将可固化组合物施用到至少一个面积不大于约 2 7mm 的孔的喷嘴在一些优选实施例中， 该喷嘴为喷墨墨盒的元件。 在又一方面， 本发明涉及包括喷墨墨盒的制品。 该制品还包括可固化组合物的层。 可固化组合物的层包括第一表面和与第一表面相背的第二表面。 将第一表面施用到喷墨墨 盒的表面。可固化组合物包括约 10 重量％至约 60 重量％的一种或多种环氧树脂 ； 约 20 重 量％至约 80 重量％的一种或多种树脂， 其选自聚酯树脂、 乙烯醋酸乙烯酯树脂、 热塑性树 脂和丙烯酸树脂 ； 和最高至约 30 重量％的一种或多种含羟基化合物。
在一些实施例中， 该制品还包括嵌入可固化组合物的层内的纤维增强材料。在其 它实施例中， 该制品还包括施用到可固化组合物的层的第二表面的背衬。
在又一实施例中， 该制品还包括附接到可固化组合物的不粘突出部， 并且在一些 实施例中， 该不粘突出部是构成可固化组合物必需的一部分。
在一些优选实施例中， 该可固化组合物包括约 15 重量％至约 40 重量％的一种或 多种环氧树脂 ； 约 50 重量％至约 80 重量％的一种或多种树脂， 其选自聚酯树脂、 乙烯醋酸 乙烯酯树脂、 热塑性树脂和丙烯酸树脂 ； 和最高至约 10 重量％的一种或多种含羟基化合 物。
在其它优选实施例中， 该可固化组合物包括约 20 重量％至约 35 重量％的一种或 多种环氧树脂 ； 约 60 重量％至约 75 重量％的一种或多种树脂， 其选自聚酯树脂、 乙烯醋酸 乙烯酯树脂、 热塑性树脂和丙烯酸树脂 ； 和最高至约 10 重量％的一种或多种含羟基化合 物。
一种在密封孔变得日益具有挑战性的情况下的应用是密封喷墨墨盒的喷嘴。 随着 印刷速度和分辨率的增加， 各个喷嘴的尺寸已减小， 而在墨盒中的喷嘴的数目已增加以允 许获得较宽的印刷刈幅。密封粘合剂有效地将小部件密封并且覆盖较大的总面积。此外， 密封粘合剂应当可易于从喷嘴移除， 并且在喷嘴上或可以随后污染油墨或引起喷嘴出口结 垢的喷墨印刷墨盒的其它部件上基本上不留下粘合剂残余。另外， 密封粘合剂可能需要对 各种多样的材料 ( 例如容纳在墨盒内的液体油墨 ) 的耐化学性， 即， 优选地在容纳在墨盒内 的油墨与密封材料之间不存在反应。
附图和以下具体实施方式详细描述了本发明的一个或多个实施例。 从本发明的具 体实施方式、 附图以及权利要求书中， 本发明的其他特征、 对象和优点将显而易见。 附图说明
图 1 为示出包括可固化组合物和喷墨墨盒的带材的示意图。 图 2 为将可固化组合物施用到喷墨墨盒的示例性方法的流程图。 图 3 为示出如图 1 所示的包括可固化组合物和喷墨墨盒的带材的剖面图。 图 4 为将包括可固化组合物的带材施用到喷墨墨盒的另一个示例性方法的流程 图 5 为示出包括可固化组合物的带材卷的剖视图。 图 6 为示出包括纤维增强材料的可固化组合物的示意图。 图 7 为示出包括施用到喷墨墨盒的可固化组合物的带材的示意图。图。
具体实施方式
在一个方面， 本发明涉及将可固化组合物施用到喷嘴或孔的方法。在向孔周围的 区域施用可固化组合物之前或之后， 可以将可固化组合物暴露于能源 ( 例如热能源或辐射 源 )， 该能源引发可固化组合物的固化并且形成部分固化的组合物。 部分固化的组合物可以 为强力发粘的和适形的， 并且因此可以形成与喷嘴、 孔或相邻区域的良好密封。 随着部分固 化的组合物持续地固化， 其优选地变得不太发粘并且失去对喷嘴或孔的粘附力。一旦组合 物达到完全固化的状态， 在一个优选的实施例中， 该组合物就至少基本上无粘性并且可易 于从喷嘴或孔移除。
可固化组合物可以包含一种或多种组分， 该组分中的每一种都有助于可固化组合 物的整体性质。
I. 环氧树脂
可固化组合物可以包括一种或多种环氧树脂。 可用的环氧树脂包括具有至少一个 通过开环反应可聚合的环氧乙烷环的任何有机化合物。这样的材料 ( 广义地称为环氧化 物 ) 包括单体环氧化物和聚合物型环氧化物， 并且可以是 ( 例如 ) 脂族环氧化物、 脂环烃环 氧化物、 杂环环氧化物、 环脂族环氧化物或芳香族环氧化物， 并且还可以为其组合。合适的 环氧化物优选不包括氮原子。环氧化物可以是液体或固体或其共混物， 该共混物特别可用 于提供粘性粘合剂组合物。这些材料一般来讲每分子具有 ( 平均 ) 至少两个环氧乙烷环， 并且也可以被称作 “聚环氧化物” 。聚合物型环氧化物包括 ( 但不限于 ) 具有末端环氧基团 的直链聚合物 ( 例如聚亚氧烷基乙二醇的缩水甘油基醚 )、 具有骨架环氧乙烷环单元的聚 合物 ( 例如聚丁二烯聚环氧化物 ) 和具有侧链环氧基团的聚合物 ( 例如甲基丙烯酸缩水甘 油基酯的聚合物或共聚物 )。 环氧树脂的分子量可以在约 74 至约 100,000 或更大之间有差 别。多种环氧树脂的混合物也可以用于可固化组合物。
合适的环氧树脂包括 ( 但不限于 ) 含有氧化环己烯基团的环氧树脂， 例如环氧基 环己烷羧酸酯， 由以下物质为代表 ： 3， 4- 环氧基环己基甲基 -3， 4- 环氧基环己烷羧酸酯 ； 3， 4- 环氧基 -2- 甲基环己基甲基 -3， 4- 环氧基 -2- 甲基环己烷羧酸酯 ； 和双 -(3， 4- 环氧 基 -6- 甲基环己基甲基 ) 己二酸酯。关于该性质的可用的环氧化物的更详细的列表， 可以参考美国专利 No.3,117,099。
其它特别合适的环氧树脂包括缩水甘油基醚单体， 并且具有如下所示的结构 ：
其中 R’为脂族 ( 例如烷基 )、 芳香族 ( 例如芳基 ) 或其组合 ； 并且 n 为约 1 至 约 6 的整数。具有如上式所示结构的环氧树脂的实例包括 ( 但不限于 ) 通过将多羟基酚 与过量的氯代醇 ( 例如环氧氯丙烷 ) 反应而获得的多羟基酚的缩水甘油基醚， 例如， 2， 2- 双 -(4- 羟基苯基 ) 丙烷 ( 双酚 A) 的缩水甘油基醚。这类环氧化物的进一步的实例在美 国专利 No.3,018,262 中有所描述。优选的环氧树脂包括双酚 A 的二缩水甘油基醚和基于 氢化双酚 A- 环氧氯丙烷的环氧树脂。
可以使用许多市售的环氧树脂。易得的环氧化物包括 ( 但不限于 ) 氧化十八烯 ； 环氧氯丙烷 ； 氧化苯乙烯 ； 氧化乙烯基环己烯 ； 缩水甘油 ； 甲基丙烯酸缩水甘油基酯 ； 双酚 A 的缩水甘油基醚 ( 例如以商品名 EPON828、 EPON1004、 EPON1001F 购自 Hexion Performance Products(Houston， TX) 和以商品名 DER-332 和 DER-334 购自 Dow Chemical Co.(Midland，
MI) 的那些 ； 双酚 F 的二缩水甘油基醚 ( 例如以商品名 ARALDITE GY 281 购自 Huntsman Advanced Materials America Inc.(Los Angeles， CA) 和以商品名 EPON 862 购自 Hexion Performance Products 的那些 ) ； 二氧化乙烯基环己烷 ； 二氧化二戊烯 ( 例如以商品名 “ERL-4269” 购自 Union Carbide Corp. 的那种 ) ； 环氧化聚丁二烯 ( 例如以商品名 OXIRON 2001 购自 FMC Corp.(Chicago， IL) 的那种 ) ； 环氧硅烷， 例如， β-3， 4 环氧基环己基乙基 三甲氧基硅烷和 γ- 缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷， 可从 Union Carbide 商购获得 ； 阻燃 性环氧树脂 ( 例如以商品名 DER-542( 溴化双酚型环氧树脂 ) 购自 Dow Chemical Co. 的 那种 ) ； 1， 4- 丁二醇缩水甘油基醚 ( 例如以商品名 ARALDITE RD-2 购自 Ciba Specialty Chemicals 的那种 ) ； 基于氢化双酚 A- 环氧氯丙烷的环氧树脂 ( 例如以商品名 EPONEX 1510 购自 Resolution Performance Products 的那种 ； 和酚醛树脂的聚缩水甘油基醚 ( 例如以 商品名 DEN-431 和 DEN-438 购自 Dow Chemical Co. 的那些 )。
可固化组合物优选包含一种或多种环氧当量为约 100 至约 1000 的环氧树脂。 环氧 当量被定义为以克计的树脂的重量， 该树脂含有 1 克的环氧当量， 参见 Lee 和 Neville 编写 的 Handbook of Epoxy Resins， Chapter 4， Characterization of Uncured Epoxy Resins， pages 4-14 and4-21(McGraw-Hill， Inc.， 1967)(《环氧树脂手册》 第4章 “未固化的环氧 树脂的特性” 第 4-14 页和第 4-21 页 (McGraw-Hill， Inc.， 1967 年 ))。更优选地， 可固化组 合物包含一种或多种环氧当量为约 175 至约 550 的环氧树脂。甚至更优选地， 可固化组合 物包含两种或更多种环氧树脂， 其中至少一种环氧树脂的环氧当量为约 175 至约 200， 而至 少一种环氧树脂的环氧当量为约 500 至约 550。
II. 热塑性聚酯
可固化组合物也可以包括一种或多种热塑性聚酯。合适的聚酯组分包括 ( 但不限 于 ) 具有不高于约 10℃且优选为不高于约 5℃的玻璃化转变温度 (Tg) 的无定形且支链的聚 酯。无定形且支链的组分可以有别于结晶聚酯之处在于， 无定形且支链的聚酯当以 8mg 的 样品以每分钟 20℃的速率从 -60℃升温至 200℃来进行差示扫描量热法 (DSC) 时， 不显示可测量的结晶熔化行为。利用市售的 DSC 设备 ( 例如购自 Perkin Elmer(Norwalk， CT) 的 DSC7) 便利地进行 DSC 测定过程。
虽然不显示熔化行为， 但当经受 DSC 扫描时， 无定形且支链的聚酯显示玻璃化转 变温度 (Tg)。无定形且支链的聚酯的 Tg 优选小于约 10℃、 更优选在约 -20℃至约 5℃的范 围内、 并且甚至更优选在 -10℃和约 5℃之间。Tg 通常从 DSC 扫描的玻璃化转变的中点来测 定。
用于固化组合物的无定形聚酯组分包括 ( 但不限于 ) 羟基和羧基封端的聚酯。无 定形且支链的聚酯的软化点优选在约 50℃和约 150℃之间、 更优选在约 70℃和约 140℃之 间并且甚至更优在约 60℃和约 110℃之间。优选的无定形且支链的聚酯也具有如采用苯乙 烯标准以氯仿校准的 GPC( 凝胶渗透色谱法 ) 确定的约 5,000g/mol 至约 200,000g/mol 并 且更优选约 6,500g/mol 至约 50,000g/mol 的数均分子量。
无定形且支链的聚酯可以通过适用于聚酯聚合的已知的聚合技术来制备。 遵循步 骤生长机理的聚合 ( 如缩聚 ) 为一种优选的方法。无定形且支链的聚酯可以通过 ( 例如 ) 使二醇、 二羧酸或二酯的等同物反应， 以得到支化位置、 具有三个或更多个官能度的聚醇和 / 或具有三个或更多个官能度的聚羧酸来制备。在存在这些具有三个或更多个官能度的聚 醇和 / 或聚羧酸的情况下， 缩合反应在一定条件下并利用化学计量的比率来进行， 使得基 本抑制形成凝胶， 并获得所需的聚酯的支化位置。
在一个实施例中， 二羧酸可以是脂族、 环脂族或芳香族。 合适的脂族二羧酸的实例 包括 ( 但不限于 ) 饱和脂族二羧酸， 例如丁二酸和己二酸 ； 和不饱和脂族聚羧酸， 例如马来 酸。芳香族的二羧酸的实例包括 ( 但不限于 ) 邻苯二甲酸、 间苯二甲酸和对苯二甲酸。
多官能羧酸的实例包括 ( 但不限于 ) 芳香族多官能羧酸 ( 例如芳香三羧酸 ) 或 芳香四羧酸 ( 例如偏苯三酸、 苯均三酸、 苯均四酸或二苯甲酮四羧酸 ； 和三聚脂肪酸或二聚 脂肪酸和三聚脂肪酸的混合物， 例如可以商品名 PRIPOL 从 Unichema International(New Castle， DE) 商购获得。
合适的二醇包括 ( 但不限于 ) 脂族二醇和环脂族二醇。合适的脂族二醇的实例包 括 ( 但不限于 )α-ω- 亚烷基二醇， 例如乙二醇、 1， 3- 丙二醇和 1， 4- 丁二醇。合适的多官 能醇的实例包括 ( 但不限于 )1， 1， 1- 三羟甲基乙烷、 1， 1， 1- 三羟甲基丙烷、 甘油和季戊四 醇。适用于本发明的长链二醇包括 ( 但不限于 ) 聚 ( 氧亚烷基 ) 二醇类， 其中亚烷基优选 含有约 2 至约 9 个碳原子 ( 更优选约 2 至约 4 个碳原子 )。
例如， 使上述二羧酸 ( 或其二酯等同物 ) 和二醇、 聚羧酸和 / 或聚醇反应可以导致 无定形和 / 或结晶聚酯。通过使无定形的聚酯化合物经受上述 DSC 扫描， 可以易于鉴别该 化合物。无定形聚酯化合物 ( 而不是结晶聚酯化合物 ) 可以 ( 例如 ) 通过使具有高度立 体无规则性的离析物 ( 其不能有效地堆积成结晶结构并向所得聚合物赋予高度的熵 ) 反 应而获得。有关无定形聚酯的制备的详细资料可以在 ( 例如 )Encyclopedia of Polymer Science and Engineering， New York， NY 1988， vo1.12， pp.1-312(《高分子科学与工程百 科全书》 (New York， NY)， 1988 年， 第 12 卷第 1-312 页 ) 中和其中提及的参考资料中以及在 Polymeric Materials Encyclopedia， Boca Raton 1996， vol.8， pp.5887-5909(《聚合物 材料百科全书》 (Boca Raton)， 1996 年， 第 8 卷第 5887-5909 页 ) 中和其中提及的参考资料 中查阅。III. 乙烯 - 醋酸乙烯酯共聚物
可固化组合物也可以包含一种或多种热塑性乙烯 - 醋酸乙烯酯共聚物树脂。合 适的热塑性乙烯 - 醋酸乙烯酯共聚物树脂包括 ( 但不限于 ) 含有至少约 28 重量％醋酸乙 烯酯的热塑性乙烯 - 醋酸乙烯酯共聚物树脂。在一个实施例中， 乙烯 - 醋酸乙烯酯共聚物 包括热塑性共聚物， 根据共聚物的重量， 该热塑性共聚物含有至少约 28 重量％的醋酸乙烯 酯、 优选至少约 40 重量％的醋酸乙烯酯、 更优选至少约 50 重量％的醋酸乙烯酯并且甚至更 优选至少约 60 重量％的醋酸乙烯酯。在另一个实施例中， 在共聚物中的乙烯 - 醋酸乙烯酯 共聚物含有约 28 重量％至约 99 重量％的醋酸乙烯酯、 优选约 40 重量％至约 90 重量％的 醋酸乙烯酯、 更优选约 50 重量％至约 90 重量％的醋酸乙烯酯并且甚至更优选约 60 重量％ 至约 80 重量％的醋酸乙烯酯。
可以用于本发明的乙烯 - 醋酸乙烯酯共聚物的实例包括 ( 但不限于 ) 以商品 名从以下公司商购获得的那些 ： ELVAX 210、 250、 260 和 265(E.I.Du Pont de Nemours and Co.(Wilmington， Del.)“杜邦” ) 和 AT Plastics 2820M EVA 共聚物 (AT Plastics， Inc.(Brampton， Ontario， Canada))(28 重 量 ％ 的 醋 酸 乙 烯 酯 ) ； ELVAX 40W(DuPont)、 LEVAPREN400(Bayer Corp.(Pittsburgh， Pa.)) 和 AT Plastics 4030M(AT Plastics， Inc. (Brampton， Ontario， Canada))(40 重量％的醋酸乙烯酯 ) ； LEVAPREN600HV(Bayer Corp.) (60 重量％的醋酸乙烯酯 ) ； 和 LEVAPREN KA8479(Bayer Corp.)(80 重量％的醋酸乙烯酯 )。 IV.( 甲基 ) 丙烯酸酯
可固化组合物也可以含有一种或多种热塑性 ( 甲基 ) 丙烯酸树脂。该 ( 甲基 ) 丙 烯酸树脂可以通过多种聚合的方法 ( 包括本体溶液、 悬浮液、 乳液和光致聚合 ) 来制备。该 ( 甲基 ) 丙烯酸树脂优选地为彼此相容并且与其它粘合组分相容的树脂。该 ( 甲基 ) 丙烯 酸树脂为热塑性聚 ( 甲基 ) 丙烯酸酯。通过与烯烃单体共聚， 该 ( 甲基 ) 丙烯酸树脂可以 含有一种或多种烯烃重复单元， 如乙烯、 丙烯或丁烯。这样的丁烯单元对 ( 甲基 ) 丙烯酸酯 重复单元的摩尔比率通常小于约 2、 优选在约 0.5 至约 1.5 的范围内。
适用于制备用于可固化组合物的热塑性 ( 甲基 ) 丙烯酸树脂的 ( 甲基 ) 丙烯酸单 体包括 ( 但不限于 ) 来自以下种类的单体 ：
A 类 - 烷基醇的丙烯酸酯 ( 优选非叔醇 )， 其中醇含有 1 至约 14( 优选约 4 至约 14) 的碳原子， 包括 ( 例如 ) 丙烯酸甲酯、 丙烯酸乙酯、 丙烯酸正丁酯、 丙烯酸叔丁酯、 丙烯酸己 酯、 丙烯酸异辛酯、 丙烯酸 2- 乙基己酯、 丙烯酸异壬酯、 丙烯酸异冰片酯、 丙烯酸苯氧乙酯、 丙烯酸癸酯和丙烯酸十二烷基酯 ；
B 类 - 烷基醇的甲基丙烯酸酯 ( 优选非叔醇 )， 其中醇含有约 1 至约 14( 优选约 4 至约 14) 的碳原子， 包括 ( 例如 ) 甲基丙烯酸甲酯、 甲基丙烯酸乙酯、 甲基丙烯酸正丙酯、 甲 基丙烯酸正丁酯、 甲基丙烯酸异丁酯和甲基丙烯酸叔丁酯 ； 以及
C 类 - 多羟基烷基醇的 ( 甲基 ) 丙烯酸单酯例如 1， 2- 乙二醇、 1， 2- 丙二醇、 1， 3- 丙 二醇、 多种丁二醇中的任何者、 多种己二醇中的任何者和甘油， 使得所得酯称为 ( 甲基 ) 丙 烯酸羟基烷基酯。
双官能单体也可以用于制备适用于可固化组合物的 ( 甲基 ) 丙烯酸酯。通常， 该 双官能单体每分子具有至少一个自由基和一个阳离子反应性官能团。 这样的单体的实例包 括 ( 但不限于 )( 甲基 ) 丙烯酸缩水甘油基酯、 ( 甲基 ) 丙烯酸羟乙基酯、 甲基丙烯酸羟丙
基酯和丙烯酸羟基丁酯。
市售的 ( 甲基 ) 丙烯酸树脂包括 ( 但不限于 ) 以商品名 HYTEMP 和 NIPOL 出售 的 固 化 性 丙 烯 酸 树 脂， 两 者 均 购 自 Zeon Chemicals Company， Inc.(Louisville， KY)。 HYTEMP 和 NIPOL 系列的聚丙烯酸酯包括 ( 例如 )HYTEMP 4051、 4051EP 和 NIPOL AR-31 的 聚丙烯酸酯。适用于本发明的其它市售的丙烯酸树脂包括 ( 但不限于 )VAMAC 系列的乙 烯弹性体 / 丙烯酸弹性体， 例如 VAMAC G 和 VAMAC D(DuPont Packaging and Industrial Polymers(Wilmington， DE)) ； LOTADER 和 LOTARYL 系 列 的 丙 烯 酸 弹 性 体 和 乙 烯 丙 烯 酸 酯 共 聚 物 (Atofina Chemicals Inc.(Philadelphia， PA))，例 如 LOTADER 4700 和 LOTARYL35BA320、 35MA03 和 35MA05 ； 和 EUROPRENE 系列的丙烯酸树脂， 例如 EUROPRENE AR53 EP、 AR 156 LTR、 EUROPRENE C、 L 和 R(EniChem America Inc.(Houston， TX))。
V. 热塑性体
可固化组合物也可以包含至少一种热塑性树脂。在固化之前或之后， 可以根据 可固化组合物的所需的性质来包含一定量的热塑性树脂。一种示例性的热塑性材料包括 苯乙烯 - 乙烯 - 丁二烯 - 苯乙烯嵌段共聚物， 例如可以商品名 Kraton G1567 购自 Kraton Polymers U.S.LLC(Houston， TX) 的嵌段共聚物。 V. 羟基官能化材料或含羟基的材料
可固化组合物也可以包含至少一种羟基官能化材料或含羟基的材料。如本文所 用， 术语 “羟基官能化材料” 和 “含羟基的材料” 用于表示具有至少一个羟基并且优选至少两 个羟基的化合物。术语 “羟基官能化材料” 和 “含羟基的材料” 可相互交换使用。此外， 术 语 “羟基官能化材料” 和 “含羟基的材料” 不包括上述无定形且支链的聚酯 ( 其也可能含有 一个或多个羟基 )。优选地， 该含羟基的材料基本上不含其它含有 “活性氢” 的基团， 例如氨 基部分和巯基部分。此外， 含羟基的材料也优选基本上不含有可能对热和 / 或光解不稳定 的基团， 从而当暴露于光化辐射时化合物不会分解或释放挥发性组分。 优选地， 含羟基的材 料含有两个或更多个脂族伯羟基或脂族仲羟基 ( 即羟基被直接结合到非芳香族的碳原子 ) 羟基可以位于末端， 或可以为聚合物或共聚物的侧基。含羟基的材料的数均当量优选为约 31 至约 2500、 更优选约 80 至约 1000 并且甚至更优选约 80 至约 350。
数均当量可以通过以下公式来限定 ：
数均当量＝ (m.w.)/f
其中
f ＝官能性， 即， 含羟基化合物每分子羟基的平均数目 ； 以及
m.w. ＝含羟基化合物的数均分子量。
用于可固化组合物的合适的含羟基的材料的实例包括 ( 但不限于 ) 单体化合物和 聚合化合物两者。合适的含羟基的单体材料包括 ( 但不限于 ) 乙二醇 ； 丙二醇 ； 1， 2- 丙二 醇； 1， 3- 丙二醇 ； 1， 3- 丁二醇 ； 1， 4- 丁二醇 ； 1， 4-、 1， 5- 和 1， 6- 己二醇 ； 1， 2-、 1， 3-、 1， 4-、 1， 6- 和 1， 8- 辛二醇 ； 1， 10- 癸二醇 ； 1， 1， 1- 三甲羟基乙烷 ； 1， 1， 1- 三甲羟基丙烷 ； N， N- 双 ( 羟乙基 ) 苯甲酰胺 ； 蓖麻油 ； 季戊四醇 ； 聚己内酯 ； 木糖醇 ； 阿糖醇 ； 山梨醇 ； 和甘露糖醇。 合适的含羟基聚合材料包括 ( 但不限于 ) 聚氧亚烷基多羟基化合物 ( 如聚氧乙烯和聚氧 丙烯的二醇类和三醇类， 其中二醇类的当量为约 31 至约 2500， 三醇类的当量为约 80 至约 350) ； 具有变化分子量的聚环氧丁烷的二醇类 ； 和羟基封端的聚丙酮。
适用于可固化组合物的含羟基的材料包括 ( 但不限于 ) 可以商品名 POLYMEG 购 自 Penn Specialty Chemicals， Inc.(Memphis， TN) 的那些。合适的材料包括聚环氧丁烷 的二醇类， 例如 POLYMEG 650、 1000 和 2000， 以及可以商品名 TERATHANE 系列购自杜邦公 司 (Wilmington， DE) 的那些 ； 聚环氧丁烷的二醇类， 例如 TERATHANE 650、 1000 和 2000 ； POLYTHF( 一种聚环氧丁烷二醇 ) 购自 BASF Corp.(Charlotte， NC) ； BUTVAR 系列的聚醋酸 乙烯酯树脂， 例如 BUTVAR B-72A、 8-73、 8-76、 8-90 和 8-98( 购自 Solutia， Inc.(St.Louis， MO)) ； TONE 系列的聚己内酯多羟基化合物， 例如 TONE 0200、 0210、 0230、 0240 和 0260( 购自 Union Carbide(Danbury， CT)) ； DESMOPHEN 系列的饱和聚酯多羟基化合物， 例如 DESMOPHEN 631A 75、 650A 65、 651A 65、 670A80、 680 70、 800、 1100、 1150、 1300 75、 130075 BA、 1652A、 1700、 1800、 R 12A、 R 221 75、 A 160 SN、 A 365、 A 450 BA/X， 550U、 1600U、 1900 U、 1915 U、 1920 U、 NH 1220、 NH 1420 和 NH 1521( 购自 Bayer Corporation(Pittsburg， PA)) ； VORANOL 234-630( 三羟甲基丙烷 )( 购自 Dow Chemical 公司 (Midland， MI)) ； VORANOL 230-238( 甘 油聚环氧丙烷的加合物 )( 购自 Dow Chemical 公司 ) ； 聚氧烷基化双酚 A 的 SYNFAC 系列， 例 如 SYNFAC8009、 773240、 8024、 8027、 8026 和 8031( 购自 Milliken Chemical(Spartanburg， SC)) ； 和 ARCOL 系 列 的 聚 氧 化 丙 烯 多 羟 基 化 合 物， 例 如 ARCOL 425、 1025、 2025、 42、 112、 168 和 240( 购自 Arco Chemical Co.(Los Angeles， CA)) ； 和双酚 -A 伸展的多羟基化合 物， 例如 SIMULSOL BPHE、 BPIE、 BPJE、 BPLE、 BPNE、 BPRE、 BPHP、 BPIP、 BPRP 和 BPUP( 购自 Seppic(Paris， France))。其它市售的含烃材料包括在美国专利 No.5,436,063 中所述的那 些， 其以引入方式并入。 特别可用的含羟基化合物的种类为聚氧亚烷基多羟基化合物。 这类含羟基化合物 的实例包括 ( 但不限于 ) 聚氧乙烯和聚氧丙烯的二醇类 ； 聚氧乙烯和聚氧丙烯的三醇类 ； 聚环氧丁烷的二醇类 ； 和聚氧烷基化双酚 A。聚氧亚烷基多羟基化合物特别适用于延迟固 化反应， 从而可增加可固化组合物的固化时间。如本文所用， 术语 “固化时间” 用于意指在 已引发可固化组合物固化之后直到可固化组合物基本上丧失其全部的粘性的时间。 用于可 固化组合物的另一类优选的含羟基化合物为含羟基苯氧基树脂。 特别优选的苯氧基树脂是 衍生自二缩水甘油基双酚化合物聚合的那些。 通常， 苯氧基树脂的数均分子量小于 50,000、 优选在约 10,000 至约 20,000 的范围内。适用于本发明的苯氧基树脂包括 ( 但不限于 ) 可 以商品名 PAPHEN PKHP-200 从 Phenoxy Associates(Rock Hill， SC) 商购获得的那些。已 经发现的是， 向可固化组合物加入苯氧基树脂可以提高动力叠加的剪切强度、 降低冷流和 / 或提高可固化组合物的耐冲击性。
VI. 固化剂
术语 “固化剂” 被广义地使用以不仅包括常规上被认为是用于环氧树脂的固化剂 的那些材料， 而且还包括催化环氧树脂固化的那些材料， 以及既可以作为固化剂又可以作 为催化剂的那些材料。 环氧树脂的优选的固化剂包括室温固化剂、 热活化固化剂、 光解固化 剂及其组合。固化剂优选地在约室温和约 150℃之间的温度下、 更优选在约室温和约 50℃ 之间的温度下反应。光解固化剂 ( 即光引发剂 ) 是最优选的。用于可固化组合物的光引发 剂优选地通过光化学的方式来活化， 例如通过光化辐射 ( 即波长在电磁波谱紫外部分或可 见部分中的辐射 )。
可固化组合物可以包括有效量的一种或多种光引发剂， 该量根据光源和暴露的程
度而有差别。优选地， 可固化组合物包括一种或多种基于组合物总重量计的最高至约 3 重 量％的量的光引发剂。更优选地， 可固化组合物包括一种或多种当存在光引发剂时基于组 合物总重量计的约 0.5 重量％至约 2 重量％的量的光引发剂。甚至更优选地， 可固化组合 物包括一种或多种当存在光引发剂时基于组合物总重量计的约 1 重量％至约 2 重量％的量 的光引发剂。
适用于本发明组合物的光引发剂包括阳离子光引发剂。可用的阳离子光引发 剂包括能量可活化盐， 其阳离子当被光化辐射活化时可以具有引发、 固化或催化的性 质。能量可活化盐可具有光化反应性阳离子部分和非亲核阴离子。可使用广泛种类的 阳离子光引发剂， 包括在以下专利中所述的那些 ： 美国专利 No.4,250,311(Crivello) ； 美 国 专 利 No.3,708,296(Schlesinger) ；美 国 专 利 No.4,069,055(Crivello) ；美 国 专 利 No.4,216,288(Crivello) ；美 国 专 利 No.5,084,586(Farooq) ；美 国 专 利 No.5,124,417(Farooq) ； 美 国 专 利 No.4,985,340(Palazzotto 等 人 ) ； 和美国专利 No.5,089,536(Palazzotto)。
合适的阳离子包括有机鎓阳离子、 有机金属络合物阳离子等等。可用的有机 鎓阳离子包括 ( 例如 ) 在以下专利中所述的那些 ： 美国专利 No.4,250,311(Crivello)、 美 国 专 利 No.3,708,296(Schlesinger)、美 国 专 利 No.4,069,055(Crivello)、美 国 专 利 No.4,216,288(Crivello)、美 国 专 利 No.5,084,586(Farooq) 和 美 国 专 利 No.5,124,417(Farooq)。这样的阳离子包括脂族和芳香族的 IVA-VIIA 族 (CAS 版本 ) 居中 鎓盐中的那些。
优选的为 I-、 S-、 P- 和 C- 居中鎓盐 ( 例如硫鎓盐、 二芳基碘鎓盐、 三芳基碘鎓盐、 碳鎓盐和磷鎓盐 )。最优选的是 I- 和 S- 居中鎓盐 ( 例如二芳基碘鎓盐和三芳基碘鎓盐 )。 这样的盐的芳基可为具有多达约四个独立选择的取代基的未取代的或取代的芳族部分。 取 代基优选地具有小于约 30 个碳原子且具有多达约 10 个选自 N、 S、 非过氧的 O、 P、 As、 Si、 Sn、 B、 Ge、 Te、 Se 等等的杂原子。
可用的有机金属络合物阳离子包括在美国专利 No.4,985,340(Palazzotto 等人 ) 中描述的那些。
用作上述阳离子的抗衡离子的合适的阴离子 X 包括由下式表示的那些 ： DQr， 其中 D 为 IB 族至 VIIB 族以及 VIII 族的金属， 或为元素周期表中 (CAS 标注 ) 的 IIIA 族至 VA 族 的金属或非金属 ； Q 为卤素原子、 羟基、 取代或未取代的苯基或取代或未取代的烷基 ； 并且 r 为 1 至 6 的整数。 优选地， D 为选自例如铜、 锌、 钛、 钒、 铬、 铝、 锡、 镓、 锆、 铟、 锰、 铁、 钴和镍的 金属或为选自例如硼、 锑、 砷和磷的非金属。优选地， Q 为卤素原子 ( 更优选地为氯或氟 )。 这样的阴离子的代表性的实例包括 B( 苯基 )4 、 B( 苯基 )3( 烷基 )-( 其中， 烷基可以是乙基、 丙基、 丁基、 己基等等 )、 BF4 、 PF6 、 AsF6 、 SbF6 、 FeCl4 、 SnCl5 、 SbF5OH 、 AlCl4-、 AlF6-、 GaCl4-、 InF4-、 TiF6-、 ZrF6-、 B(C6F5)4- 和 B(C6F3(CF3)2)4-。优选的阴离子包括 BF4-、 PF6-、 AsF6-、 SbF6-、 SbF5OH-、 B(C6F5)4-、 B(C6F3(CF3)2)4- 和 B( 苯基 )4-。
用于合适的光引发剂的其它阴离子 X 包括 CH3SO3-、 CF3SO3-、 C6H5SO3-、 对甲苯磺酸 盐、 对氯苯磺酸盐等等。优选的阴离子包括 BF4 、 PF6 、 SbF6 、 SbF5OH 、 AsF6 、 SbCl6-、 CF3SO3-、 C(SO2CF3)3- 和 N(SO2CF3)2-， 其中， C(SO2CF3)3- 和 N(SO2CF3)2- 是最优选的。
本领域已知的多种增敏剂可被加到可固化组合物以伸展和 / 或偏移光引发剂在其处变得有活性的光谱， 即增敏剂在其处引发环氧树脂固化的光频率。已知的加速剂当在 组合物中与适当的光引发剂混合时， 也可以是可用的。
合 适 的 市 售 的 引 发 剂 包 括 ( 但 不 限 于 ) 芳 香 锍 络 合 物 盐， 以 商 品 名 FX-512 购 自 (Minnesota Mining and Manufacturing 公 司 (St.Paul， MN)) ； CD-1012 和 CD-1010(Sartomer(Exton， PA)) ； UVOX UVI 6974( 一种芳香锍络合物盐 )(Union Carbide Corp.(Danbury， CT)) ； 和 IRGACURE 261( 一种阳离子有机金属络合物盐 )(Ciba Specialty Chemicals(Basel， Switzerland))。
可用的热固化剂包括选自路易斯酸和路易斯酸络合物的那些， 该络合物包括 ： 三 氯化铝 ； 三溴化铝 ； 三氟化硼 ； 三氯化硼 ； 五氟化锑 ； 四氟化钛 ； 以及三氟化硼和三氯化硼 络合物， 该络合物包括 ( 例如 )BF3 二乙基胺和 BCl3 胺络合物， 可以商品名 OMICURE BC-120 购自 CVC Specialty Chemicals， Inc.(Maple Shade， NJ)。
额外的可用的热固化剂包括脂族和芳香族的胺， 该胺包括 ( 例如 ) 二甲基丙基胺、 吡啶、 二甲基氨基吡啶和二甲基苯基胺 ； 咪唑包括 ( 例如 )2- 乙基咪唑和 2- 乙基 -4- 甲基 咪唑 ( 以商品名 IMICURE EMI-2， 4 购自 Air Products(Allentown， PA)) ； 酰肼包括 ( 例如 ) 氨基二酰肼 ； 胍包括 ( 例如 ) 四甲基胍 ； 和双氰胍。
用于可固化组合物的热固化剂的量可以取决于固化剂是否成为聚合环氧化物的 一体部分， 或取决于其是否起到用于聚合的催化剂的作用。成为聚合物的一体部分的固化 剂通常以高于那些是催化剂的浓度来使用。在这种情况下， 固化剂官能团对环氧环官能团 的摩尔比率优选为不大于约一。 固化剂官能团对环氧环官能团的摩尔比率的优选范围为约 0.1 至 1。如果使用热固化剂作为催化剂， 那么可固化组合物可以含有最高至约 10 重量％ 的催化剂、 优选最高至约 5 重量％的催化剂。催化剂优选的量可以在约 0.5 重量％至约 3 重量％的范围内。
VIII. 其它添加剂
可固化组合物还可以包括最高至约 50 重量％、 优选最高至约 10 重量％的多种添 加剂， 例如填料、 稳定剂、 增塑剂、 增粘剂、 流动控制剂、 固化速率缓聚剂、 增粘剂 ( 例如硅烷 和钛酸盐 )、 辅助剂、 抗冲改性剂、 可膨胀的微球、 导热颗粒、 导电颗粒等等， 例如二氧化硅、 玻璃、 粘土、 滑石、 颜料、 着色剂、 玻璃珠或玻璃泡和抗氧化剂， 以降低组合物的重量和 / 或 成本、 调节粘度和 / 或提高所得固化或部分固化的组合物的一种或多种物理性质。
在一个实施例中， 将以丙烯酸核 / 壳粒子形式的添加剂作为抗冲改性剂加到可固 化组合物。 该丙烯酸核 / 壳粒子可以以基于组合物的总重量的最高至约 20 重量％的量来加 入。优选地， 该丙烯酸核 / 壳粒子可以以基于组合物的总重量的最高至约 10 重量％的量来 加入。适用于组合物的一种市售的产品为丙烯酸核 / 壳抗冲改性剂， 以商品名 ZEON F-351 购自 Zeon Chemicals Co.Inc.(Louisville， KY)。
组合物的示例性的实施例
在一个实施例中， 可固化组合物包括 ： (i) 约 10 重量％至约 60 重量％的一种或多 种环氧树脂， (ii) 约 20 重量％至约 80 重量％的一种或多种树脂， 其选自聚酯树脂、 乙烯醋 酸乙烯酯树脂和丙烯酸树脂， (iii) 最高至约 30 重量％的一种或多种含羟基化合物， (iv) 最高至约 10 重量％一种或多种光引发剂， 和任选地 (v) 最高至约 50 重量％的一种或多种 添加剂， 其中全部重量百分比均基于组合物的总重量。在另一个实施例中， 可固化组合物包括 (i) 约 15 重量％至约 40 重量％的一种或 多种环氧树脂， (ii) 约 50 重量％至约 80 重量％的一种或多种树脂， 其脂选自聚酯树脂、 乙 烯醋酸乙烯酯树脂和丙烯酸树脂， (iii) 最高至约 10 重量％的一种或多种含羟基化合物， (iv) 最高至约 5 重量％的一种或多种光引发剂， 和任选地 (v) 最高至约 10 重量％的一种或 多种添加剂， 其中全部重量百分比均基于组合物的总重量。
在另一个实施例中， 可固化组合物包括 (i) 约 20 重量％至约 35 重量％的一种或 多种环氧树脂， (ii) 约 60 重量％至约 75 重量％的一种或多种聚酯树脂， (iii) 最高至约 5 重量％的一种或多种含羟基化合物， 和 (iv) 最高至约 0.5 重量％至约 3 重量％一种或多种 光引发剂， 其中全部重量百分比均基于组合物的总重量。
将可固化组合物施用到喷墨墨盒
如上简述， 可固化组合物可以施用到宽泛范围的包括孔的多种制品以密封孔。作 为一个实例， 以下的讨论涉及将可固化组合物施用到喷墨墨盒， 该喷墨墨盒包括至少一个 孔， 该孔包括一个或多个喷嘴。然而应当理解， 可固化组合物不限于被施用到喷墨墨盒， 而 可以被施用以密封包括一个或多个孔的任何表面。
喷墨印刷墨盒通常包括油墨贮存器， 该油墨贮存器以流体方式连接到附接到喷嘴 层的基底。该喷嘴层包括一个或多个在印刷期间喷射油墨的喷嘴。在运输和储存期间， 优 选地将喷嘴密封以抑制油墨从喷嘴蒸发或渗漏， 并且还抑制粉尘或杂物进入喷嘴。以下的 实例再次旨在说明可固化组合物和带材的一种可能用途， 而不旨在限制。 参见图 1， 喷墨墨盒 120 的示例性实施例包括贮存器 128， 该贮存器容纳供应到基 底 ( 未示出 ) 的油墨， 该基底固定到喷嘴层 126 的背部。基底 ( 未示出 )、 喷嘴层 126、 喷嘴 124 和柔性线路 122 形成通常所称的喷墨墨盒头部。在不利用一体化喷嘴层和柔性线路的 那些实施例中， 基底、 喷嘴层和喷嘴通常被称为喷墨墨盒头部。
喷嘴层 126 包含一个或多个通过其喷射油墨的喷嘴 124。喷嘴中的每一个可以是 小的， 例如面积不大于 7mm2。 喷嘴层 126 可以由金属、 聚合物、 玻璃或另一种合适的材料 ( 例 如陶瓷 ) 形成。 优选地， 喷嘴层 126 由聚合物 ( 如聚酰亚胺、 聚酯、 二甲酸乙二醇酯 (PEN)、 环 氧化物或聚碳酸酯 ) 形成。 市售的喷嘴层材料的实例包括 ： 聚酰亚胺膜， 其以商品名 Kapton 购自杜邦 ； 聚酰亚胺材料， 其以商品名 Upilex 购自 Ube Industries， Ltd.(Japan) ； 和光成 像环氧化物， 其以商品名 NANOSU-8 购自 MicroChem Corp.。 在替代实施例中， 喷嘴层 126 由 金属 ( 例如被薄金、 钯、 钽或铹层封闭的镍基部 ) 形成。
示例性实施例的柔性线路 122 为聚合物膜并且包括连接到电触点 140 的电迹线 142。电迹线 142 的路由设定为从电触点 140 至基底 ( 未示出 ) 上的结合垫， 从而得到用于 喷墨墨盒 120 的电气连接。当柔性线路 122 和喷嘴层 126 如图 1 所示被一体化时， 凸起的 封装珠 144( 通常为环氧化物 ) 被分配在一体化柔性线路 122 和喷嘴层 126 中形成的窗口 内。封装珠 144 保护并封装电迹线 142 以及在基底上的结合垫电连接。在替代实施例中， 当喷嘴层 126 没有被一体化到柔性线路 122 中时， 封装珠 144 被沿喷嘴层 126 的边缘和基 底的边缘来分配， 从而得到电气连接到基底的保护功能。
一旦贮存器 128 被流体填满， 喷嘴 124 就至少部分地被密封以抑制油墨的渗漏和 / 或油墨的污染。然后将上述可固化组合物 100 以足够的量施用到至少一个喷嘴以至少部 分密封喷嘴， 优选地完全密封全部喷嘴 124。
在 一 个 实 施 例 中， 例 如， 将 可 固 化 组 合 物 100 设 置 在 背 衬 102 上 以 形 成 带 材 104( 图 1)。在其它实施例中， 可固化组合物 100 可能不需要施用在背衬 102 上。例如， 可 固化组合物 100 可以为自支承膜， 或可以包括纤维增强材料以支承组合物 100( 如图 6 所 示 )。在一个优选的实施例中， 首先在卷上提供带材 104， 将带材切成适当的长度， 并且与喷 墨墨盒 120 对齐， 使得带材 104 完全地覆盖喷嘴 124。带材 104 也可以设置有不粘突出部 130( 常常称为拉舌 )， 以有利于带材 104 的夹持和移除。不粘突出部 130 可以是构成背衬 102 必需的一部分、 可以为背衬 102 和可固化组合物 100 的单独的结构、 或可以与可固化组 合物 100 构成整体。 在不粘突出部 130 与可固化组合物 100 构成整体的实施例中， 可固化组 合物 100 可以冲切以形成所需的几何形状 ( 如具有拉舌的带材的形状 )。然后将带材 104 以箭头 101 方向施用到喷墨墨盒 120 上。
在一些实施例中， 例如图 2 所示的方法， 在将带材 104 施用到喷墨墨盒 120 之前， 提供可固化组合物 100(202)， 并且将其暴露于剂量足以引发可固化组合物的固化 (204) 的 光化辐射。可以通过将可固化组合物 100 暴露于发射光化辐射的光源来引发可固化组合物 100 的固化。 可以通过将可固化组合物 100 穿过背衬 102 暴露于光化辐射来实现固化， 或将 与背衬 102 相背的可固化组合物 100 的一侧暴露于光化辐射来实现固化。合适的辐射源包 括 ( 但不限于 ) 汞灯、 氙灯、 炭弧灯、 钨丝灯、 太阳光等。虽然本发明的焦点涉及通过光化辐 射来引发固化， 但应该指出的是， 其它引发方式也可以用于本发明， 包括 ( 但不限于 ) 电子 束和 γ 射线、 热引发等等 ； 然而， 通过光化辐射来引发通常是优选的。更优选地， 可固化组 合物 100 的固化通过将可固化组合物 100 暴露于光源来引发， 该光源发射波长为约 200nm 至约 700nm 的辐射。甚至更优选地， 可固化组合物 100 的固化通过将该可固化组合物暴露 于光源来引发， 该光源发射波长为约 300nm 至约 470nm 的辐射。甚至更优选地， 可固化组合 物 100 的固化通过将可固化膜暴露于光源来引发， 该光源发射波长为约 310nm 至约 380nm 的辐射。在本发明的一个实施例中， 辐射源优选为中压汞弧灯。
暴露时间可以有广泛的差别， 并且在一些实施例中， 可以在小于约 1 秒至约 10 分 钟或更长时间的范围内， 从而得到约 0.05 焦耳 / 平方厘米 (J/cm2) 至约 4.0 焦耳 / 平方厘 米 (J/cm2) 的总能量暴露， 这取决于涉及的反应剂的量和类型两者、 引发类型 ( 如热或辐 射 ) 和引发源、 引发源的距离、 所用辐射类型 ( 如波长和波长范围 ) 和拟固化的可固化组合 物 100 层厚。固化引发速率往往会在给定的热暴露、 光暴露或辐射的情况下， 随引发剂量的 增加而增大。固化引发速率还随热强度或辐射强度的增大而增大。有利地， 暴露时间小于 2 2 约 1 秒至约 3 秒， 从而当通过辐射引发时得到约 0.05J/cm 至约 3.8J/cm 的总能量暴露。 更有利地， 暴露时间小于约 1 秒， 从而当通过辐射引发时得到约 0.1J/cm2 至约 1.80J/cm2 的 总能量暴露。固化的引发优选地导致可固化组合物 100 的部分固化， 同时提供了如以下将 描述的停留时间。
一旦可固化组合物 100 被暴露于辐射源， 就引发固化过程并且可固化组合物 100 至少部分地被固化。可固化组合物 100 的固化一般来讲可以被分为两段时间， 称为停留时 间。在第一停留时间期间， 可固化组合物 100 至少部分地被固化， 但没有完全被固化， 还保 持发粘。第一停留时间可以持续不超过 1 分钟或不超过 5 分钟， 或第一停留时间可以持续 显著更长， 例如长达 120 分钟。可固化组合物 100 可以在第一停留时间期间 (206) 的任何 时间被施用到喷墨墨盒 120， 或在一些实施例中， 可以不提供第一停留时间。最后， 可固化组合物 100 优选实现至少基本上无粘性 ( 即无粘性条件 )、 更优选完全无粘性的条件。基 本上无粘性的条件可以在约 7 天或少至不大于 24 小时的环境条件下来实现， 这取决于辐射 源的强度、 辐射暴露时间、 光引发剂的浓度和包含可固化组合物 100 的特定成分。另外， 为 了减少可固化组合物达到基本上无粘性条件而所花费的时间， 在引发固化和连接至喷嘴之 后， 可以将后固化施用到可固化组合物。后固化可以包括将可固化组合物暴露于额外的热 和 / 或光化辐射。
在一些情况下， 延缓可固化组合物 100 的固化速率可能是有利的。例如， 包含聚醚 多羟基化合物的可固化组合物 100 通常具有较慢的固化速率。较慢的固化速率可以允许可 固化组合物 100 保持较长时间的粘性， 这可以提高喷墨喷嘴或喷嘴 124 的密封。
一旦可固化组合物 100 已被暴露于辐射源并且已形成部分固化的膜 ( 如在第一停 留时间期间或在第一停留时间结束时 )， 它就可以被施用 (208) 到喷墨墨盒 120。在被暴露 于光化辐射后， 优选地立刻将部分固化的膜施用到喷墨墨盒 120。固化反应的速率是有限 的， 而整个可固化组合物 100 不会瞬时固化。在固化水平低的情况下， 可固化组合物 100 可 以保持高粘性和柔韧性， 并且因此可能能够与喷墨墨盒头部紧紧粘合并且在喷墨喷嘴或喷 嘴 124 上方形成紧密贴合的密封。
因为当可固化组合物 100 处于部分固化的状态时将带材 104 施用到喷墨墨盒 120， 所以带材 104 可以为充分地柔性以允许带材 104 在至少短距离上变形进入喷墨喷嘴或喷嘴 124， 如图 3 所示。在图 3 中， 可固化组合物 100 已被压到喷墨印刷墨盒的喷嘴层 126 上。凹 陷 308 可以在带材 104 中与喷嘴 124 相应的位置处形成。此外， 可固化组合物 100 优选地 对背衬 102 具有足够的内聚强度和粘合强度， 以抑制可固化组合物 100 在凹陷 308 形成之 处破裂。因此， 这抑制了在移除带材 104 时由可固化组合物 100 的残余对喷嘴 124 的污染。
一旦将可固化组合物 100 施用到喷墨墨盒 120， 就在可固化组合物 100 可能硬化 且变得基本上不太发粘期间， 提供 (210) 第二停留时间。这可以使带材 104 能够轻易移除。 另外， 因为当从喷墨墨盒移除时可固化组合物 100 至少基本上无粘性了， 所以在优选的实 施例中， 可固化组合物 100 不应当在喷嘴层 126 或在喷嘴 124 中留下任何不希望的残余。
背衬 102 可以在固化之前、 在固化期间以及在固化之后起到支持可固化组合物 100 的作用。可固化组合物 100 优选地比其粘合到该可固化组合物设置在其上的基底更强 地粘合到背衬 102。在背衬 102 和可固化组合物 100 之间的粘合可以通过表面处理 ( 例如 电晕处理等等 ) 来增强。背衬 102 可以为任何合适的材料， 包括 ( 但不限于 ) 聚合物和聚 合物 ( 例如 PET、 聚乙烯等等 ) 的混合物 ； 纸等等。
背衬 102 也可以有助于在带材 104 上印刷图像或文字。印刷的图像或文字可以包 括 ( 例如 ) 标识、 图形、 使用说明等等。印刷的图像可以由制造者或使用者来印刷。
图 4 示出将可固化组合物 100 施用到喷墨墨盒 120 的另一种方法。首先， 提供 (402) 可固化组合物 100。可固化组合物 100 可以作为自支承膜提供、 或可以具有背衬的卷 筒形式提供。另外， 可固化组合物 100 可以如图 6 所示的以包括纤维增强材料的形式提供。
然后， 将可固化组合物 100 在引发固化之前施用 (404) 到喷墨墨盒 120。
在可固化组合物 100 施用到喷墨墨盒 120 后， 引发可固化组合物 100 的固化 (406)。如以上更详细所述， 可以利用热能、 电子束、 γ 辐射或光化辐射来引发固化， 并且光 化辐射是优选的。在该实施例中， 当背衬存在时， 通常通过带材 104 的背衬来引发固化。然而， 可以使用任何可用的方法来引发固化。
一旦引发固化， 就在继续进行可固化组合物 100 的固化期间， 再次提供停留时间 (408)。在停留时间期间， 可固化组合物 100 继续固化， 并且从发粘的膜变化成基本上优选 完全不发粘的膜。在停留时间完成时， 可固化组合物 100 可以为基本上不发粘的， 且在不留 下可能污染喷嘴 124 的残余或膜的情况下， 可以轻易将带材 104 从喷墨墨盒 120 移除。停 留时间可以再次在不大于 24 小时之少到长达 7 天之多的范围内。另外， 为了减少可固化组 合物达到基本上不发粘条件所花费的时间， 在连接至喷嘴和引发固化之后， 可以将后固化 施用到可固化组合物。后固化可以包括将可固化组合物暴露于额外的热和 / 或光化辐射。
图 5 示出在芯 510 上带材 104 卷 502 的剖视图。带材 104 卷 502 可能是储存或分 配带材 104 的方便方法。背衬 102 的表面 508 优选地不粘合到可固化组合物 100 的表面 504。在凡是表面处理 ( 例如电晕处理 ) 在促进背衬 102 与可固化组合物 100 之间在界面 506 处的粘合是必要的实施例中， 可固化组合物 100 的表面 504 可能不会自然地粘合到背衬 的表面 508。然而， 在凡是没有进行表面处理就将背衬 102 与可固化组合物 100 之间在界 面 506 处粘合得足够强的实施例中， 在背衬 102 的表面 508 上进行降低粘合力的表面处理 可能是必要的。合适的表面处理可以依据背衬 102 和可固化组合物 100 的组成而有差别， 但可以包括 ( 例如 ) 将具有抗粘合特性的材料薄膜在背衬 102 的表面 508 上施用。
图 6 示出包括具有纤维增强材料的可固化层 600 的带材 604 的可供选择的实施 例。可固化层 600 可以包括上述可辐射固化的组合物中的任何者。在这些组合物中的某些 中， 可固化层 600 可以具有在室温下足够低的粘度以使层 600 可以在室温下流动 ( 冷流 )， 或例如可以由于熔融强度低而不易于制造。添加可固化层 600 内嵌入的纤维增强材料可以 防止冷流。纤维增强材料可以是机织物或非织造材料， 并且可以包括 ( 例如 ) 聚合物， 例如 聚酯、 聚烯烃等等 ； 有机材料， 例如棉 ； 或无机材料， 例如玻璃、 碳和陶瓷。优选地选择纤维 增强材料， 以在暴露于光化辐射时不影响可固化层 600 的可固化性。另外， 优选地选择纤维 增强材料的厚度， 从而可固化组合物完全包封纤维增强材料。
参见图 7， 示出的喷墨墨盒 120 具有施用的带材 104。带材 104 包括任选的不粘突 出部 130， 该突出部使最终消费者将带材 104 从喷墨墨盒 128 移除时能够更好地夹持带材 104。带材 104 已经被往下推到喷嘴层 ( 图 7 中未示出 ) 和柔性线路 ( 图 7 中未示出 ) 上。
实例
制备实例 1-5
表1： 所用材料列表
18
101939378 A CN 101939381名称 Kraton Polymers U.X.LLC(Houston， TX) 杜邦公司 (Wilmington， DE) Hexion Specialty Chemicals(Columbus， OH) Kraton Polymers U.X.LLC(Houston， TX) Uniqema(Chicago， IL) Dow Polyurethanes(Midland， MI) Union Carbide Corporation(Piscataway， NJ) Hexion Specialty Chemicals(Columbus， OH)来源说明 氢化苯乙烯 - 丁二烯嵌段共聚物 乙烯 - 醋酸乙烯共聚物 双酚 A 二缩水甘油基醚Kraton G 1657Elvax 40WEPON 828说Kraton L207环氧聚丁烯 衍生自二聚脂肪酸的多羟基化合物 多羟基化合物 阳离子引发剂 环氧树脂明表 2 所列粘合剂组合物是通过将各个组分 ( 表 1) 混合在一起经搅拌而制备的。 用刮刀式涂胶机将粘合剂溶液涂布到硅树脂处理过的 PET 膜 ( 隔离衬垫 ) 上并且将涂层在 80℃下的鼓风烘箱中加热 10 分钟以生成 40μm 厚的粘合剂层。这些粘合剂涂层被层合到 50μm 厚的聚丙烯膜或 25μm 厚的 PET 膜， 用于进一步的测试。
表219Pripol 2033书Voranol 230-238Cyracure UVI-6974Eponex 151015/17 页101939378 A CN 101939381
说明书16/17 页实例 1-5
层合的粘合剂采用 UV 光来辐射， 其中吸收总剂量为 0.2J/cm2， 输出波长在 350nm 周围保持居中。在经由 UV 光辐射来引发固化之后， 通过差示扫描量热法 (DSC) 来测定经辐 射的粘合剂的放热能。在 UV 辐射之后约 30 分钟， 来自经辐射的粘合剂的放热能的测定量 没有可测量的减少， 但在 24 小时后， 在室温下， 放热能会大大降低。实例 1 和实例 3 的测定 的放热能在表 3 中列出。经 UV 辐射的带材被层合到笔式墨盒以密封油墨喷嘴。在 60℃下 老化 24 小时后， 由表 2 所示样品制成的所有带材被轻易彻底地从墨盒移除， 并且在喷嘴中 或墨盒上的其它任何地方都无污染。另外， 不存在油墨从喷嘴渗漏的迹象。
实例 6
使 用 多 种 暴 露 时 间 在 UV 黑 光 (118 伏， 60 循 环 的 AC， 得 自 Eclipse Electric Co.(Minneapolis， MN)) 辐射可辐射固化的传送带材 (UViSBT9284， 10mils(254μm) 厚， 得 自 3M 公司 (St.Paul， MN))( 实例 6)。然后用手施用传送带材， 以清空喷墨喷嘴区域上方的 喷墨墨盒， 并且将背衬移除来留下膜。膜接触芯、 花线和笔主体材料。将样品在室温下储存 24 小时， 并且通过用手移除膜来定性地确定粘合水平。表 4 示出该评价的结果。当从喷墨 墨盒移除时， 所有经辐射的膜都是柔韧的、 非发粘的且自支承的膜。
在将膜老化和移除后， 检查油墨喷嘴是否存在残余粘合剂污染的情况。利用显微 镜进行的视觉检测揭示无可见污染。
表3
表4样品 1 2 3 4 5 C1 暴露时间 (min) 1 2 3 4 5 0 初始粘合力 5 5 5 5 3 5 最终粘合力 2 2 1 1 1 5 最终性质 无粘性 / 坚硬 无粘性 / 坚硬 无粘性 / 坚硬 无粘性 / 坚硬 无粘性 / 坚硬 发粘 / 柔软粘合力 -5 ＝高 ； 1 ＝低
以上描述了本发明的多种实施例。 这些实施例和其它实施例均在以下权利要求书 的范围内。