專利名稱：孔版印刷方法和用于孔版印刷的水性油墨的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種使用孔版印刷機的孔版印刷方法，其在傳送印刷介質的同時，將印刷介質按壓到安裝有蠟紙的輥輪上，并且將從蠟紙的孔滲出的油墨轉印到印刷介質上；以及一種適于在這種孔版印刷機中使用的孔版印刷的水性油墨。
背景技術：
不同于膠版印刷、凹版印刷和凸版印刷，孔版印刷方法由于無需復雜操作，例如在使用后清洗，以及無需專業(yè)的操作員，而具有操作的容易性和簡便性。在孔版印刷方法中，由于熱感應頭作為裝置的熱敏感平板制作方法的使用，圖像處理過程是數(shù)字化的，可以在短時間內簡便地獲得高質量印刷材料，并且由于其作為信息處理終端的方便性也因此被廣泛接受。
傳統(tǒng)的孔版印刷機的印刷方法包括內按壓印刷方法(inner press printingmethod)(參照日本專利公開號7-132675)和外按壓印刷方法(outer pressprinting method)(參照日本專利公開號2001-246828)。
作為孔版印刷油墨，按照慣例一般使用油包水(W/O)型乳狀油墨。即使當印刷機在非工作狀態(tài)下印刷機中的油墨與空氣接觸時，(W/O)型乳狀油墨也具有抑制油墨組合物和物理性質變化的功能。由于這點，盡管油包水(W/O)型乳狀油墨具有良好的耐存儲性優(yōu)點，它還是有在例如紙的印刷介質(基材)上印刷后干燥性能差的問題。
為了提高在印刷材料上干燥性能，進行了各種改進。例如，已知一種用于孔版印刷的紫外線固化型油墨，其利用紫外射線的照射來干燥和固定(日本專利公開號2002-30238)。而且，已知一種孔版印刷方法，其中在印刷后立刻向印刷表面加入堿從而提高水性油墨進入紙的滲透性(日本專利申請公開號2001-302955)。
但是，使用涉及化學反應的干燥方法時，需要使用提供固化能的照射裝備，提供反應溶液的涂覆裝備以及所需的能量等，還需要油墨含有昂貴的起始材料。
另一方面，在使用水性油墨情況下，當印刷機處于非運行狀態(tài)，印刷機中的油墨處在開放系統(tǒng)中很長一段時間后，就會產生油墨中含有的水容易蒸發(fā)的問題，失去了油墨的流動性，改變了油墨的組成和物理性質。結果是，印刷機處于非運行狀態(tài)很長一段時間后，印刷可操作性降低，在印刷后或啟動印刷前不立刻拆卸和清洗印刷機，就不能再進行印刷操作，使用變質的油墨不能獲得高質量的圖像，因此需要對于這些問題進行改進。
因此本發(fā)明目的在于提供一種孔版印刷方法和用于孔版印刷的水性油墨，其能消除印刷機處于非運行狀態(tài)很長一段時間后例如清洗操作的必要，甚至在印刷機停滯很長一段時間后，得到與印刷機停用之前一樣的印刷效果，賦予印刷材料優(yōu)良的干燥性能和優(yōu)良的圖像品質而無需應用特殊的方法、設備、能量等等，例如應用熱、光或活性材料。

發(fā)明內容
本發(fā)明的第一方面涉及一種孔版印刷方法，使用孔版印刷機完成，該孔版印刷機包括一個輥輪，其可以旋轉并具有一個由油墨不滲透構件形成的外圓周壁，并且其外圓周壁的表面上裝有蠟紙；一個油墨供給裝置，其具有一個油墨供給單元設置在輥輪的外圓周壁上，并從該油墨供給單元向外圓周壁的表面供給油墨；以及一個按壓滾筒，其將送進的印刷介質按壓在外圓周壁上；該方法包括將蠟紙裝到輥輪上的步驟；將蠟紙制版的步驟；以及通過使水性油墨穿過蠟紙的孔隙將水性油墨傳遞到印刷介質上的步驟。
本發(fā)明第二方面涉及一種在孔版印刷機中使用的孔版印刷水性油墨，該孔版印刷機包括一個輥輪，其可以旋轉并具有一個由油墨不滲透構件形成的外圓周壁，并且其外圓周壁的表面上裝有蠟紙；
一個油墨供給裝置，其具有一個油墨供給單元設置在輥輪的外圓周壁上，并從該油墨供給單元向外圓周壁的表面供給油墨；以及一個按壓滾筒，其將送進的印刷介質按壓在外圓周壁上。


圖1是孔版印刷機的第一實施例及其示意圖。
圖2是孔版印刷機的第一實施例及其透視圖。
圖3是孔版印刷機的第一實施例及其沿著圖2中線A1-A1的截面剖視圖。
圖4是孔版印刷機的第一實施例及其沿著圖2中線B1-B1的截面剖視圖。
圖5是孔版印刷機的第一實施例及輥輪的平面圖，顯示油墨供給單元。
圖6是孔版印刷機的第一實施例及沿著圖5中線C1-C1的截面剖視圖。
圖7是孔版印刷機的第一實施例及部分截面剖視圖，說明油墨擴散機制的。
圖8是輥輪的一個部分的平面圖，揭示了本發(fā)明的第一實施例的油墨供給單元的一個改進模式。
圖9是沿圖8中線C4-C4截取的剖面圖，揭示了第一實施例油墨供給單元的一個改進模式。
圖10是孔版印刷機第二實施例的輥輪的透視圖。
圖11是孔版印刷機第二實施例的沿圖10中線A2-A2截取的剖面圖。
圖12是孔版印刷機第二實施例的沿圖10中線B2-B2截取的剖面圖。
圖13是孔版印刷機第二實施例的輥輪的分解的外圓周壁的示意圖。
圖14是孔版印刷機第三實施例的輥輪的透視圖。
圖15是孔版印刷機第三實施例的沿圖14中線A3-A3截取的剖面圖。
圖16是孔版印刷機第三實施例的沿圖14中線B3-B3截取的剖面圖。
圖17A～圖17C揭示了油墨滲漏防止槽的一個改進模式。圖17A是油墨滲漏防止槽附近區(qū)域的剖面圖；圖17B是一個平面圖，部分地揭示了油墨滲漏防止槽的附近區(qū)域；圖17C是一個剖面圖，揭示了蠟紙的狀態(tài)。
圖18是孔版印刷機第四個實施例的輥輪的外圓周壁的分解示意圖。
圖19是孔版印刷機第五個實施例的輥輪的剖面圖。
圖20說明孔版印刷機第五個實施例，揭示了最大印刷區(qū)域被分成六個區(qū)域。
圖21是孔版印刷機第五個實施例的控制方框圖。
圖22是一個控制方框圖，揭示了孔版印刷機第五個實施例的一個改進模式。
圖23是本發(fā)明的第七個實施例的輥輪和按壓滾筒的正視圖。
圖24是用于檢測線形成長度的測量工具的外部排列示意圖。
圖25A和圖25B顯示實際觀察到的油墨線形成性能。
具體實施例方式
下面將結合附圖描述印刷機的優(yōu)選實施方式。
圖1是孔版印刷機的示意圖；圖2是輥輪的透視圖；圖3是沿圖2中線A1-A1截取的剖面圖；圖4是沿圖2中線B1-B1截取的剖面圖；圖5是顯示油墨供給單元的輥輪的平面圖；圖6是沿圖5中線C1-C1截取的剖面圖；圖7是顯示油墨擴散機構部分的剖面圖。
如圖1所示，孔版印刷機由以下部件構成初始讀取單元1、蠟版制作單元2、印刷單元3、進紙單元4、送紙單元5和蠟版處理單元6。
初始讀取機構1包括一個初始定位盤10，其上堆放將要印刷的原件；反射型初始傳感器11和12，感應在初始定位盤10上的原件的存在；初始傳送滾筒13和14，輸送在初始定位盤10上的原件；一個步進式馬達15，驅動和轉動初始傳送滾筒13和14；一個接觸圖像傳感器16，光讀取(optically read)由初始傳送滾筒13和14輸送過來的原件的圖像數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)轉換成電信號；一個初始卸料盤17，其上堆放由初始定位盤10輸送過來的原件。堆放在初始定位盤10上的原件由初始傳送滾筒13和14輸送，接觸圖像傳感器16讀取輸送的原件的圖像數(shù)據(jù)。
蠟版制作單元2包括一個蠟紙托架19，裝載長的、能滾動的蠟紙18；一個熱印刷頭20，布置在傳送方向上蠟紙托架19的下游；一個壓印盤滾筒21，布置在熱印刷頭20相對的位置上；一對蠟紙傳送滾筒22和22，布置在傳送方向上壓印盤滾筒21和熱印刷頭20的下游；一個寫入脈沖馬達23，驅動和轉動壓印盤滾筒21和蠟紙傳送滾筒22；以及一個蠟紙切割器24，布置在傳送方向上蠟紙傳送滾筒22和22的下游。
長的蠟紙18由壓印盤滾筒21和蠟紙傳送滾筒22的轉動而被傳送。根據(jù)圖像傳感器16讀取的圖像數(shù)據(jù)，熱印刷頭20的每個點狀加熱元件分別執(zhí)行加熱操作，因此，蠟紙18由于其熱靈敏性被打孔而制成蠟版。然后，制成的蠟紙18被蠟紙切割器24切割，制成具有規(guī)定長度的蠟紙18。
印刷單元3包括一個輥輪26，由主馬達25的驅動力驅動而沿圖1所示的箭頭A方向轉動；一個蠟紙夾持部分27，布置在輥輪26的外圓周表面上并夾持蠟紙18的一端；一個蠟紙確認傳感器28，感應蠟紙18是否卷繞，其安裝在輥輪26的外圓周表面上；一個數(shù)據(jù)位置探測傳感器30，探測輥輪26的數(shù)據(jù)位置；以及一個旋轉譯碼器31，探測主馬達25的旋轉。根據(jù)數(shù)據(jù)位置探測傳感器30的探測輸出，由旋轉譯碼器31輸出的一個輸出脈沖被探測到，從而能夠使輥輪26的旋轉位置被探測到。
此外，印刷單元3包括一個按壓滾筒35，其位于輥輪26的下面。該按壓滾筒35可以在壓印位置和等待位置之間移動，其中壓印位置是按壓滾筒35由于螺線管式裝置36的驅動力而按壓輥輪26的外圓周壁的位置，等待位置是按壓滾筒35與輥輪26的外圓周壁分開的位置。按壓滾筒35在印刷模式時間內(包括試印刷)總是處于壓印位置，在印刷模式以外的時間內則處于等待位置。
此后，從蠟版制作單元2傳送過來的蠟紙18的一端被蠟紙夾持部分27夾持，當蠟紙18被夾持時，輥輪26旋轉以使蠟紙18卷繞和安裝在輥輪26的外圓周壁上。然后，由進紙單元4輸送過來的印刷紙37(印刷介質)與輥輪26旋轉同步被按壓在由按壓滾筒35卷繞和安裝在輥輪26的外圓周壁上的蠟紙18上。這樣，油墨56從蠟紙18的孔轉移到印刷紙37上，圖像就被印刷出來。
進紙單元4包括一個進紙托盤38，其上堆放印刷紙37；第一進紙滾筒39和40，只從進紙托盤38輸送最上面的印刷紙37；一對第二進紙滾筒41和41將第一進紙滾筒39和40輸送過來的印刷紙37與輥輪26的旋轉同步地輸送到輥輪26和按壓滾筒35之間；一個進紙傳感器42，感應印刷紙37是否在第二進紙滾筒41和41之間輸送。安裝第一進紙滾筒39和40的目的是通過一個進紙離合器43使主馬達25的旋轉被選擇性地轉遞到其上。
送紙單元5包括一個移紙爪44，從輥輪26上將已印刷的印刷紙37移走；一條輸送通道45，通過它輸送由移紙爪44從輥輪26上移走的印刷紙37；一個接收紙托盤46，其上堆放從輸送通道45傳送過來的印刷紙37。
蠟版處理單元6包括一個已處理蠟版的輸送裝置47，一個蠟版處理箱48和一個已處理蠟紙的壓縮元件49。已處理蠟版的輸送裝置47引導輥輪26的外圓周表面上未夾持的所用蠟紙18的一端，并在蠟紙脫離輥輪26的同時傳送已被引導的使用過的蠟紙18。蠟版處理箱48裝載由已處理蠟版的輸送裝置47傳送的蠟紙18。已處理蠟紙的壓縮元件49推動由已處理蠟版的輸送裝置47傳送給蠟版處理箱48的蠟紙18，進入到蠟版處理箱48的底部。
如圖2-4所示，輥輪26有一個支撐軸50，其固定在機體H上(如圖1所示)；一對側輪52和52，其由支撐軸50通過每個軸承51旋轉地支撐；一個圓柱形外圓周壁53，其固定在一對側輪52和52之間。外圓周壁53連同一對側輪52和52一起被主馬達25的轉動力驅動和旋轉。外圓周壁53也是剛性的，從而不會由于按壓滾筒35的壓力而變形，外圓周壁53由油墨不滲透構件形成，該油墨不滲透構件不會讓油墨56通過。此外，外圓周壁53的外圓周表面經過含氟樹脂噴涂過程處理，比如聚四氟乙烯Teflon(注冊商標)噴涂處理，并形成了平坦的圓柱形表面。
蠟紙夾持部分27安裝在外圓周壁53上沿支撐軸50的軸向方向形成的夾持件53a的一個凹入部分。蠟紙夾持部分27的一端由外圓周壁53旋轉地支撐。蠟紙夾持部分27在非夾持狀態(tài)下突出于外圓周壁53，如圖4中的虛線所示，在夾持狀態(tài)下不突出于外圓周壁53，如圖4中的實線所示。因此，蠟紙夾持部分27能夠夾持蠟紙18而不突出于外圓周壁53。
外圓周壁53沿圖2和圖4中的箭頭A方向旋轉，其上的印刷開始點被設置在蠟紙夾持部分27附近的一個位置，外圓周壁53稍微旋轉就可以看到該位置。因此，旋轉方向A等同于印刷方向M，并且，印刷開始點的下面區(qū)域被設置成印刷區(qū)域。在第一個實施例中，最大印刷區(qū)域被設置成可印刷A3尺寸印刷紙的區(qū)域。此外，油墨供給裝置54的油墨供給單元55A處于在印刷方向M上外圓周壁53的最大印刷區(qū)域的上游位置。
如圖2-6所示，油墨供給裝置54包括一個油墨容器57，其內儲存油墨56；一個油墨泵58，其吸入儲存在油墨容器57內的油墨56；第一管59，其供給由油墨泵58吸入的油墨56；支撐軸50，其與第一管59的另一端相連接，并且其內部有油墨通道60和在與其相對成180℃角的位置上的孔61；一個旋轉接頭63，其被旋轉地支撐在支撐軸50的外圓周側，并且在其內部有與孔61相連的通孔62；第二管64，其一端與旋轉接頭63相連，其另一端和外圓周壁53相連；油墨供給單元55A，其與第二管64的另一端的開口相通。第一管59、支撐軸50和第二管64以及同類部件構成了供給油墨的一個管道，該管道位于輥輪26的外圓周壁53表面和蠟紙18之間而不會使油墨暴露在空氣中。
油墨供給單元55A包括一個油墨擴散槽65，其將油墨56從第二管64沿印刷垂直方向N擴散；多個通孔66，其沿與印刷垂直方向N以一定間隔開口于油墨擴散槽65內；一個油墨供給口55a，其與多個通孔66相通并開口于外圓周壁53的表面。油墨供給機構55A被蠟紙18覆蓋并密合，以在輥輪26的外圓周壁53的表面和蠟紙18之間供給油墨而不會使油墨暴露在空氣中。
如圖5和圖6所示，油墨擴散槽65和多個通孔66以及油墨供給口55a由油墨供給凹入部分67和油墨分配元件68形成。油墨供給凹入部分67沿外圓周壁53上與印刷方向M的垂直方向形成(即印刷垂直方向N)，油墨分配元件68在油墨供給凹入部分67的內部形成。油墨供給口55a沿印刷垂直方向N形成，并在外圓周壁53上沿印刷垂直方向N幾乎均勻地供給油墨56。
下面簡要闡述具有上述結構的孔版印刷機的操作。
首先，當選擇蠟版制作模式時，在蠟版制作單元2中，蠟紙18通過壓印盤滾筒21和蠟紙傳送滾筒22的旋轉而被傳送。然后，根據(jù)由初始讀取機構1讀取的圖像數(shù)據(jù)，熱印刷頭20的多個加熱元件選擇地執(zhí)行熱操作，從而蠟紙18由于其熱靈敏性被打孔而制成蠟版。因此，制成的蠟紙18在規(guī)定的位置被切割而制成具有規(guī)定尺寸的蠟紙18。
在印刷單元3中，在蠟版制作單元2中制成的蠟紙18的一端被輥輪26的蠟紙夾持部分27夾持，當蠟紙18被夾持時，輥輪26旋轉。然后，蠟紙18卷繞和安裝在輥輪26的外圓周壁上。
接著，當選擇印刷模式時，在印刷單元3中，輥輪26被驅動和旋轉，油墨供給裝置54開始驅動。然后，油墨56從油墨供給口55a供至外圓周壁53。此后，供給的油墨56保持在外圓周壁53和蠟紙18之間，按壓滾筒35從等待位置移動到壓印位置。
在進紙單元4中，印刷紙37與輥輪26的旋轉同步地送進輥輪26和按壓滾筒35之間。被送進的印刷紙37被按壓滾筒35按壓在輥輪26的外圓周壁53上并由輥輪26的外圓周壁53的旋轉而被傳送，即，當印刷紙37緊密接觸蠟紙18時，印刷紙37被傳送。
進一步，如圖7所示，當印刷紙37被傳送時，保持在輥輪26的外圓周壁53和蠟紙18之間的油墨56由于按壓滾筒35的壓力而受到擠壓，沿印刷方向M向下游擴散。然后，擴散的油墨56從蠟紙18的孔滲出并轉移到印刷紙37上。從而，印刷紙37經過輥輪26的外圓周壁53和按壓滾筒35之間的處理，油墨圖像被印刷在印刷紙37上。通過輥輪26的外圓周壁53和按壓滾筒35之間的印刷紙37的一端被移紙爪44從輥輪26上剝離，從輥輪26上剝離的印刷紙37通過輸送通道45被傳送到并被堆放在接收紙托盤46上。
一旦設定量的印刷紙印刷完成后，輥輪26的外圓周壁53的旋轉便會停止，油墨供給裝置54也會停止運行。從而，油墨56向外圓周壁53的供給就會停止。按壓滾筒35從壓印位置返回到等待位置并進入等待模式。
當選擇蠟版處理模式開始新的蠟版制作或類似的制作時，輥輪26的蠟紙夾持部分27移動到非夾持的位置，當輥輪26旋轉時，未被夾持的蠟紙18的一端被已處理蠟版的輸送裝置47引導，然后被儲存在蠟版處理箱48內。
正如到目前為止所闡述的，在孔版印刷機中，油墨56供給到輥輪26的外圓周壁53并通過按壓滾筒35的壓力的擠壓而擴散到外圓周壁53上，并且由于按壓滾筒35的壓力，擴散的油墨56從蠟紙18的孔轉移到印刷紙37上。因此，當印刷模式完成以后，供給到輥輪26上的油墨56保持在輥輪26的外圓周壁53和蠟紙18之間近似密封的空間內，因此，與空氣的接觸變?yōu)樽钚　亩?，即使在長時間內沒有進行印刷時，油墨56的性能也不會變質，油墨56的性能變質肯定地被阻止了。此外，不需要象傳統(tǒng)實施例那樣在輥輪26內布置供給油墨的各種滾筒。因此，輥輪26可以做成既體積小又重量輕的裝置。
此外，由于輥輪26的外圓周壁53由油墨不滲透構件形成，因此其材質可以從較大的范圍內選取。由于結構簡單，輥輪26的制造成本會很低。此外，由于輥輪26的強度很容易提高，從而防止由印刷壓力的波動而導致的不均勻圖像。
此外，由于油墨56與空氣的接觸基本上限制到最小，油墨56以最佳的條件被使用而幾乎不會變質。而且，由于不需要關注防止油墨56變質，因此在選擇油墨56方面有很高的靈活性。
在該第一實施例中，油墨供給單元55A包括沿印刷垂直方向N形成的油墨供給口55a，并通過油墨供給口55a沿印刷垂直方向N幾乎均勻地供給油墨56。因此，當油墨56因按壓滾筒35的壓力的擠壓而沿印刷方向M的下游擴散時，油墨56可以沿印刷垂直方向N擴散而不會發(fā)生不均勻現(xiàn)象。因此，在印刷垂直方向N上的不均勻密度必然會被防止。
在第一個實施例中，由于蠟紙夾持部分27未突出于輥輪26的外圓周壁53的表面，所以驅動按壓滾筒35會很容易。這意味著不需要為輥輪26的每一次旋轉在壓印位置和等待位置之間移動按壓滾筒35，以使按壓滾筒35不會碰到蠟紙夾持部分27。由于這個原因，諸如來自按壓滾筒35的噪音等的缺失和由于波動(rebounding)而產生的圖像惡化會被消除。
圖8和圖9揭示了油墨供給單元的一個改進模式。圖8是揭示油墨供給單元的輥輪的一個部分的平面圖，圖9是沿圖8中的線C4-C4截取的剖面圖。
如圖8和圖9所示，該改進模式的油墨供給單元55D包括一個油墨擴散槽65，其將油墨從第二管64沿印刷垂直方向N擴散；多個油墨供給口55d，做為油墨擴散供給部分，其一端沿印刷垂直方向N以一定間距開口于油墨擴散槽65內，其另一端開口于外圓周壁53的表面。油墨擴散槽65和油墨供給口55d由油墨供給凹入部分67形成，并在外圓周壁53上沿與印刷垂直方向N形成，油墨分配部件68位于凹入部分67的內部。
該改進模式的油墨供給單元55D，在油墨被均勻地擴散到油墨供給口55d周圍的狀態(tài)下，將油墨56供給外圓周壁53上。因此，當把外圓周壁53看作印刷垂直方向N上的一個整體時，油墨56在印刷垂直方向N上幾乎均勻地供給。因此，與第一個改進模式相似，當油墨56由于按壓滾筒35的壓力的擠壓而沿印刷方向M向下游擴散時，油墨56沿與印刷垂直方向N擴散而不會出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象。因此，沿印刷垂直方向N上的不均勻的印刷密度必然會被防止。
進一步地，由于該改進模式的油墨供給單元55D，當按壓滾筒35壓到油墨供給口55d時，按壓滾筒35不會壓進油墨供給口55d。因此，按壓的噪音和按壓滾筒35的震動就會被防止。
在第二實施例中，該孔版印刷機優(yōu)選在最大印刷區(qū)域外部的上述外圓周壁上帶有油墨滲漏防止槽，并用蠟紙覆蓋。這樣，當在外圓周壁和蠟紙之間的油墨滲出最大印刷區(qū)域外部時，滲漏的油墨進入油墨滲漏防止槽，從而確實防止油墨滲漏經過蠟紙的邊緣。
而且，為了可靠防止油墨滲漏超過外圓周壁的側面，油墨滲漏防止槽優(yōu)選設置在垂直于印刷方向的右側和左側位置的最大印刷區(qū)域外部；為了可靠防止油墨滲漏超過外圓周壁的底端，優(yōu)選設置在最大印刷區(qū)域下游的印刷位置；為了可靠防止油墨滲漏超過外圓周壁的頂部(從而防止由于蠟紙夾持部分被油墨污染而造成不完全夾持，不完全版面設置，蠟紙的折疊等現(xiàn)象)，優(yōu)選設置在上述最大印刷區(qū)域的油墨供給單元的更上游印刷位置；為了更可靠防止油墨滲漏而提供多個油墨滲漏防止槽，通過減小油墨滲漏防止槽的寬度而防止蠟紙沉入油墨滲漏防止槽中。
圖10～13揭示了本發(fā)明的第二個實施例。圖10是輥輪的透視圖，圖11是沿圖10中的線A2-A2截取的剖面圖，圖12是沿圖10中的線B2-B2截取的剖面圖，圖13是輥輪的分解的外圓周壁的示意圖。
如圖10～13所示，在第二個實施例中，油墨滲漏防止槽71位于輥輪26的外圓周壁53的最大印刷區(qū)域S的外部的位置并被蠟紙18覆蓋。進一步地，這些油墨滲漏防止槽71位于印刷垂直方向N上的最大印刷區(qū)域S的右邊和左邊以及外邊。而且，油墨滲漏防止槽71沿印刷方向M并且跨過比在印刷方向M上的最大印刷區(qū)域S更寬范圍的區(qū)域連續(xù)形成。更特別的是，為了防止油墨56從油墨擴散槽65和油墨供給口55a滲漏出，即使油墨56沿水平方向擴散，油墨滲漏防止槽71的端部優(yōu)先布置在輥輪旋轉方向上的至少和油墨供給位置相同的位置上。此外，油墨滲漏防止槽71布置在油墨擴散槽65和油墨供給單元55A的油墨供給口55a的寬度以外大約10mm處。須注意，其余部分的結構同前述的第一個實施例相同。因此，與第一個實施例相同的部分用相同的附圖標記表示，并且省略細節(jié)闡述。
在第二個實施例中，同第一個實施例相類似，即使在較長時間內沒有進行印刷，油墨56也不會惡化。而且，能使輥輪26既體積小又重量輕。
此外，在第二個實施例中，油墨滲漏防止槽71位于印刷垂直方向N上的最大印刷區(qū)域S的右邊和左邊以及外邊。因此，從印刷垂直方向N上外圓周壁53的最大印刷區(qū)域S滲漏出的油墨56進入油墨滲漏防止槽71，因此，從外圓周壁53的側面的滲漏必然會被防止。
在第三實施例中，該孔版印刷機優(yōu)選具有用于回收從外圓周壁的最大印刷區(qū)域滲漏的油墨的油墨回收裝置。因而可以從輥輪的外圓周壁去除多余的油墨并再利用該油墨。
而且，為了從輥輪外圓周壁去除和再利用被按壓滾筒擠壓而流到印刷下游側面的油墨，該油墨回收裝置優(yōu)選包括在外圓周壁最大印刷區(qū)域下游印刷位置有油墨回收槽；優(yōu)選將油墨回收集中在油墨回收槽中，更優(yōu)選油墨回收槽帶有油墨可流過的沉沒防止元件。使用該沉沒防止元件可以防止蠟紙沉沒進入油墨回收槽，可以防止由于蠟紙阻止油墨回收槽的油墨回收路徑而導致回收效率的降低。而且，油墨沒有由于蠟紙貼到油墨回收槽邊緣而被蠟紙密封，油墨被按壓滾筒擠壓順利地流入油墨回收槽中，從而防止油墨從末端滲漏。而且，由于按壓滾筒經過油墨回收槽時沒有沉入油墨回收槽中，可以防止按壓滾筒沉沒所產生的聲音和震動。
該沉沒防止元件優(yōu)選與輥輪的外圓周壁是平齊的。這樣可以使按壓滾筒在實質上相同的圓周上移動，能夠完全防止由于按壓滾筒沉沒而產生的聲音和震動。而且，由于油墨回收裝置無疑可以移走油墨滲漏防止槽中收集的油墨并再利用油墨，優(yōu)選使用油墨滲漏防止槽作為油墨回收槽，重新利用油墨滲漏防止槽中的收集的油墨。
圖14～16揭示了第三個實施例。圖14是輥輪的透視圖，圖15是沿圖14中的線A3-A3截取的剖面圖，圖16是沿圖14中的線B3-B3截取的剖面圖。
如圖14～16所示，與第一個實施例相比，在第三個實施例中增加了一個用于回收從外圓周壁53的最大印刷區(qū)域S滲漏的油墨56的油墨回收裝置73A。
該油墨回收裝置73A包括油墨滲漏防止槽72，其形成于外圓周壁53的最大印刷區(qū)域S下游的印刷位置；一個第三管74，油墨滲漏防止槽72的一端開口于其上；旋轉接頭63，其連接于第三管74的另一端，并且其上形成有通孔75；支撐軸50，其旋轉地支撐旋轉接頭63并有與形成于其上的通孔75和油墨通道76b連通的孔76a；一個第四管77，其一端與支撐軸50相連；一個過濾器80，其插入第四管77的中間并阻擋紙張微粒(paper particles)之類的東西；一個油墨泵78(比如齒輪泵)，其位于第四管77的中間并吸入第四管77中的油墨56；一個回收容器79，其與第四管77的另一端相連。
油墨滲漏防止槽72位于最大印刷區(qū)域S下游的印刷位置，并沿印刷垂直方向N連續(xù)地形成。然而，第三管74的一端與油墨滲漏防止槽72相連。因此，油墨滲漏防止槽72通過利用用于回收油墨的凹入部分81和形成在凹入部分81內的管固定部件82而形成。在此使用的旋轉接頭63同樣是為油墨供給裝置54而使用的。由于用作油墨供給裝置54的油墨通道，支撐軸50有一個套管結構。結構的其它部分同前述的第一個實施例相同。因此，相同的結構用相同的附圖標記表示，并且省略對其詳細闡述。
在第三個實施例中，與第一個實施例相類似，即使在較長時間內沒有進行印刷，油墨56也不會變質。而且，可以實現(xiàn)輥輪26體積小，重量輕。
在第三個實施例中，提供了一個油墨回收裝置73A，其回收從外圓周壁53的最大印刷區(qū)域S的外部滲漏的油墨56。因此，過量的油墨56會從輥輪26的外圓周壁53上被除去，從而實現(xiàn)油墨56的回收利用。此外，由于儲存在油墨滲漏防止槽72中的油墨可以被回收，從而可以防止油墨56從油墨滲漏防止槽72中溢出。
在第三個實施例中，提供了供給油墨的油墨容器57和回收油墨的油墨回收容器79。因此，回收的油墨不能再循環(huán)。
在第三個實施例中，過濾器80插接在油墨回收裝置73A的第四管77的通道上。不含有紙張微粒之類的的油墨，確定地返回到油墨回收容器79中。因此，回收的油墨的質量得到改善。然而，對于回收油墨過濾器80不是必要的，所以過濾器80可以省略。在第三個實施例中，當油墨供給裝置54和油墨回收裝置73A被控制以使它們總是在印刷模式下被驅動時，在印刷模式下油墨就會從油墨供給機構55A連續(xù)地供給外圓周壁53。然后，從外圓周壁53流進油墨滲漏防止槽72的油墨56總是被回收。所以，盡可能防止了油墨56在外圓周壁53上聚積起來。而且，足夠量的油墨56可以總保持在外圓周壁53上。因此，即使當大量的和持續(xù)的印刷進行時，也能夠獲得具有理想油墨密度的印刷紙。順便提及，油墨滲漏防止槽72可以如第二個實施例那樣安裝。
圖17A-17C揭示了油墨滲漏防止槽的一個改進模式。圖17A是油墨滲漏防止槽附近區(qū)域的剖面圖；圖17B是一個平面圖，部分地揭示了油墨滲漏防止槽的附近區(qū)域；圖17C是一個剖面圖，揭示了蠟紙的狀態(tài)。
如圖17A和17B所示，優(yōu)選將螺旋環(huán)元件92作為防止陷入元件固定在油墨滲漏防止槽72內。具體地，利用其彈性將螺旋環(huán)元件92壓入油墨滲漏防止槽72內，從而被緊固于油墨滲漏防止槽72。螺旋環(huán)部件92的上表面高度被設置成與外圓周壁53表面相同或略低。由于其它結構相同，因此，相同的結構用相同的附圖標記表示，并且其詳細闡述被省略。
在該改進模式中，如圖17A所示，蠟紙18不會被油墨回收裝置的吸力陷入油墨滲漏防止槽72內。因此，可以防止由蠟紙18產生的油墨滲漏防止槽72的油墨回收通路阻塞物而導致回收效率降低。而且，如圖17C所示，蠟紙18不會粘貼在油墨滲漏防止槽72的邊上，因此，不會在粘貼位置封堵油墨。由于按壓滾筒35的擠壓，油墨能順利地流進油墨滲漏防止槽72，從而，油墨不會從外圓周壁53的端部滲漏出。而且，由于當按壓滾筒35壓過油墨滲漏防止槽72時不會壓進油墨滲漏防止槽72，所以，按壓的噪音和按壓滾筒35的震動的情況會被防止。
圖18是輥輪的分解的外圓周壁的示意圖，揭示了本發(fā)明的第四個實施例。如圖18所示，在該實施例中，油墨回收裝置73D有一個位于輥輪的外圓周壁53的最大印刷區(qū)域S下游印刷位置上的油墨回收槽94，并且油墨回收裝置73D的結構有利于回收儲存在油墨回收槽94中的油墨。特別地，從最大印刷區(qū)域S的外部和下游流出的油墨，使用油墨回收槽94回收，而不是使用油墨滲漏防止槽72回收從最大印刷區(qū)域S的外部滲漏出的油墨。
這樣，在相同位置設置油墨回收槽94取代油墨滲漏防止槽72。油墨回收槽94包括多重開口部分94a，其在印刷方向M上成兩排布置，并在與印刷垂直方向N上以一定間距布置。
在第四個實施例中，由于按壓滾筒的擠壓而從印刷方向下游流出的油墨從輥輪的外圓周壁53上被除去，從而實現(xiàn)油墨的循環(huán)利用。
進一步，蠟紙18不會被油墨回收裝置73D的吸力壓入油墨回收槽94。因此，可以防止由蠟紙18產生的油墨回收槽94的油墨回收通路的阻塞而導致的回收效率的降低。而且，蠟紙18不會粘貼在油墨回收槽94的邊上，因此，不會封堵在粘貼位置的油墨。由于按壓滾筒35的擠壓，油墨能順利地流進油墨回收槽94，從而，油墨不會從外圓周壁53的端部滲漏出。而且，由于當按壓滾筒35壓過油墨回收槽94時不會壓進油墨回收槽94，所以，按壓的噪音和按壓滾筒35的震動會被防止。
在第五個實施例中，孔版印刷機具有油墨容量調節(jié)裝置，用于在印刷方向的垂直方向控制來自油墨供給單元的油墨供給量，優(yōu)選根據(jù)蠟紙的孔隙率控制油墨量的調節(jié)裝置。從而可以在高孔隙率的區(qū)域增加油墨供給量，在低孔隙率的區(qū)域減少油墨供給量，這樣，可以向所需區(qū)域提供必要的油墨量，盡可能防止供給過量的油墨。也就是說，油墨可以有效地擴散。
而且，優(yōu)選提供油墨量調節(jié)裝置，用于控制來自在垂直于印刷方向油墨供給單元的油墨供給量，并且根據(jù)裝入的印刷介質的尺寸來控制油墨量調節(jié)裝置。從而可以在印刷介質存在的區(qū)域提供油墨，在印刷介質不存在的區(qū)域不供給油墨，這樣只對需要的區(qū)域供給油墨，可以防止提供過量的油墨。也就是說，可以有效地擴展油墨。
圖19～21揭示了第五個實施例。圖19是的輥輪的剖面圖；圖20是一個說明圖，揭示了最大印刷區(qū)域被分成六個區(qū)域；圖21是一個控制方框圖。
如圖19所示，在第五個實施例中，向油墨供給機構55A的油墨供給，是通過以等間距布置在印刷垂直方向N上的油墨供給通道83a-83f進行的?？刂崎y84a-84f分別附加在油墨供給通道83a-83f上，每個控制閥控制著油墨的流量。當外圓周壁53的最大印刷區(qū)域在印刷垂直方向N上被分成六個區(qū)域時，六組油墨供給通道83a-83f和控制閥84a-84f被布置在已分割區(qū)域的上游位置，它們的每一組幾乎都負責為每個已分割的區(qū)域E1-E6(如圖20所示)供給油墨。特別地，六個控制閥84a-84f起著油墨容量調節(jié)裝置的作用，以控制與印刷垂直方向N上油墨供給單元55A的油墨供給。控制閥84a-84f的開/關由閥控制器85分別控制。
同時，如圖21所示，第五個實施例有一個孔隙比例分析裝置86，其根據(jù)來自初始讀取裝置1的圖像數(shù)據(jù)，探測已分割的區(qū)域E1-E6中的每個區(qū)域的針孔百分比?？刂茊卧?7根據(jù)孔隙率向閥控制器85輸出一個指令以控制開/關狀態(tài)。為了明確起見，對于高孔隙率的情況，控制單元87輸送一個指令將閥打開的大一些，對于低孔隙率的情況，控制單元87輸送一個指令將閥打開的小一些。需注意，結構的其它部分與第一個實施例的結構相同。因此，相同的部分用相同的附圖標記表示，并且其詳細闡述被省略。
在第五個實施例中，與第一個實施例相類似，即使在較長時間內沒有進行印刷，油墨56也不會變質。而且可以實現(xiàn)輥輪26的體積小，重量輕。
另外，第五個實施例有多個控制閥84a-84f，用以控制印刷垂直方向N上油墨供給機構55A的油墨供給量，并且每個控制閥84a-84f都按蠟紙18的孔隙率進行控制。因此，對于高孔隙率的區(qū)域，油墨供給量將提高，對于低孔隙率的區(qū)域，油墨供給量將減少，只向需要的區(qū)域供給所需油墨56的量。這樣可以盡可能地防止過量的油墨供給。特別是，能夠進行有效的油墨擴散，并且減小了油墨滲漏的可能性。
圖22是一個控制方框圖，揭示了第五個實施例的一個改進模式。
在這個改進模式中，提供了一個紙張尺寸探測裝置88，其探測在進紙托盤上的印刷紙的紙張大小(紙張寬度)。控制單元87根據(jù)來自紙張尺寸探測裝置88的探測結果(紙張大小)向閥控制器85輸出一個指令以控制開/關狀態(tài)。為了明確起見，控制單元87發(fā)送一個指令以打開位于已分割并且已經有印刷紙的區(qū)域中的控制閥，關閉位于已分割并且沒有印刷紙的區(qū)域中的控制閥。由于結構的其它部分與第五個實施例的結構相同，所以，其詳細闡述被省略。
在這個改進模式中，提供了多個控制閥，其控制印刷垂直方向上油墨供給單元的油墨供給量，并且每個控制閥按照被送進的印刷紙的大小進行控制。因此，油墨56供給已經有印刷紙的區(qū)域，不供給沒有提供印刷紙的區(qū)域。也就是油墨56只供給需要的區(qū)域，并且，可以盡可能地防止過量的油墨供給。特別是，能進行有效的油墨擴散，并且減小了油墨滲漏的可能性。特別地，根據(jù)第五個實施例的孔隙率而進行的控制，以及根據(jù)第五個實施例的改進模式的蠟紙大小而進行的控制可以一起進行。
在第六個實施例中，孔版印刷機優(yōu)選具有油墨供給裝置以及在印刷模式下總是被驅動的油墨回收裝置。由于通過在處于印刷模式下的油墨供給單元向外圓周壁連續(xù)提供的油墨，并且從外圓周壁進入油墨滲漏防止槽中的油墨總是可以回收的，這就可以防止油墨堵塞在外圓周壁上。而且，由于外圓周壁上可以停滯適量的油墨，即使進行大量連續(xù)印刷的時候，也可以獲得具有希望油墨密度的印刷材料。
在第七個實施例中，關于該孔版印刷機，按壓滾筒的寬度優(yōu)選設置與印刷方向垂直的右邊和左邊外部位置上的油墨滲漏防止槽之間的距離相等，以便于按壓滾筒壓下兩個油墨滲漏防止槽外部邊緣的內。這樣，由于按壓滾筒沒有按壓在密封狀態(tài)的油墨滲漏防止槽上，可以防止由于按壓滾筒的壓力在油墨滲漏防止槽中的油墨從油墨滲漏防止槽的外部滲漏出來。而且，當油墨回收裝置通過吸力作用回收油墨滲漏防止槽中的油墨時，由于按壓滾筒沒有按壓下油墨滲漏防止槽的外部，按壓滾筒沒有壓迫從油墨滲漏防止槽中溢出的油墨，更有可能通過油墨回收裝置的吸力重新將滲漏的油墨回收到油墨滲漏防止槽中。
圖23是輥輪和按壓滾筒的前視圖，揭示了第七個實施例。如圖23所示，在第七個實施例中，按壓滾筒35的寬度D設置成油墨滲漏防止槽71和71之間的寬度，其中油墨滲漏防止槽71和71分別位于印刷垂直方向N相的方向上最大印刷區(qū)域S的右邊、左邊以及外邊的位置上，這樣，按壓滾筒35按壓這兩個油墨滲漏防止槽71和71的各自外部邊緣的內側。特別地，按壓滾筒35的寬度D設置成介于最大印刷區(qū)域S的寬度和位于右側和左側的油墨滲漏防止槽71和71外部邊緣間的寬度之間的一個尺寸。
在第七個實施例中，由于按壓滾筒35并沒有在其整個寬度上按壓油墨滲漏防止槽71和71，所以可以防止油墨滲漏防止槽71和71中的油墨由于按壓滾筒35的壓力從油墨滲漏防止槽71和71中溢出。在油墨回收裝置通過吸力作用下回收油墨滲漏防止槽71和71中油墨的情況下，按壓滾筒35不會按壓油墨滲漏防止槽71和71的外部。因此，從油墨滲漏防止槽71和71的外部滲漏出的油墨不會被按壓滾筒35按壓，從而，滲漏的油墨由于油墨回收裝置的吸力而更可能被重新回收到油墨滲漏防止槽71和71中。
本發(fā)明孔版印刷方法通過使用上述孔版印刷機而完成。該方法包括將蠟紙裝到輥輪上的步驟，將蠟紙制版的步驟，以及通過使水性油墨穿過蠟紙的孔隙將水性油墨傳遞到印刷介質上的步驟。將按照上述說明孔版印刷機一樣詳細描述每一步驟。
下面，將說明在在本發(fā)明孔版印刷方法中使用的水性油墨(在下文中簡稱為“油墨”)和本發(fā)明的油墨。
油墨典型地含有水、著色劑和水溶性有機溶劑。
從增強印刷材料的干燥性能以及控制油墨的線形成長度和粘性的觀點看，油墨中所含的水優(yōu)選為50wt％或更多，更優(yōu)選含有65wt％或更多。加入水量的上限沒有特殊限制；可以考慮與加入的其他組分的平衡，來決定適當?shù)牧?，?yōu)選例如大約80wt％或更少。
由于印刷機中的油墨被密封從而防止水蒸發(fā)到空氣中，上述孔版印刷機適合使用高含水量的水性油墨。
關于油墨著色劑，可以使用顏料或染料，也可以是兩種或更多類型聯(lián)合使用。顏料的例子包括偶氮型、酞菁型、染料型、稠環(huán)型、硝基型和亞硝基型有機顏料(亮洋紅6B，金光紅C，色淀紅，偶氮黃，漢撒黃，酞菁藍，酞菁綠，堿性藍，苯胺黑等)；無機顏料例如金屬、金屬氧化物、鈷的硫化物、鐵、鉻、銅、鋅、鉛、鈦、釩、錳、鎳等；黃赭色、群青色和普魯士藍；以及炭黑例如熔爐炭黑、燈煙黑、乙炔黑、和槽法炭黑。染料的例子包括水溶性染料和通過還原而變成水溶性的染料，等等，可以選自基礎染料、酸性染料、直接染料、可溶的還原染料、酸性媒介染料、活性染料、還原染料、硫化物染料等?？梢允褂妙伭匣蛉玖现换蚱鋬烧咦鳛橹珓?，但是優(yōu)選使用顏料，因為抑制了圖像中油墨擴展或透印，可以獲得具有優(yōu)異抗氣候性的油墨。
油墨中著色劑的含量通常是1～20wt％，優(yōu)選3～15wt％。為了進一步增加印刷材料的印刷密度，優(yōu)選含量為5wt％或更多。
從防止印刷過程中在蠟紙孔隙中干燥的觀點考慮，油墨優(yōu)選進一步含有水溶性有機溶劑。
作為水溶性有機溶劑，使用的有機化合物在室溫下是液體，并且可以溶解于水。這樣的例子包括低級醇例如甲醇，乙醇，1-丙醇，異丙醇，1-丁醇，2-丁醇，異丁醇，和2-甲基-2-丙醇；二醇例如乙二醇，二甘醇，三甘醇，四甘醇，五甘醇，丙二醇，二丙二醇，和三丙二醇；甘油；乙酸甘油酯(甘油一乙酸酯，二乙酸甘油酯，三乙酸甘油酯)；乙二醇衍生物例如三甘醇一甲醚，三甘醇一乙醚，三甘醇一丙醚，三甘醇一丁醚，四甘醇一甲醚，四甘醇一乙醚，四甘醇二甲醚和四甘醇二乙醚；三乙醇胺，1-甲基-2-吡咯酮，β-硫代二甘醇，和環(huán)丁砜。也可能使用低分子量聚亞烷基二醇例如平均分子量在190～630之間的聚亞烷基二醇，例如平均分子量為200，300，400或600；平均分子量在200～600范圍的二醇型聚丙二醇，例如平均分子量為400；或者平均分子量在250～800范圍的三元醇型聚丙二醇，例如平均分子量為300或700。這些水溶性有機溶劑可以單獨使用或兩種或多種聯(lián)合使用。
當使用的兩種或多種類型作為總體含量時，油墨中水溶性有機溶劑的含量優(yōu)選為5wt％或更多，更優(yōu)選10wt％或更多。含量的上限沒有特別限制，但是為了抑制圖像的透印，優(yōu)選大約為45wt％或更少，更優(yōu)選35wt％或更少。優(yōu)選加入到油墨中5wt％或更多的水溶性有機溶劑具有比水高的沸點，更優(yōu)選沸點為150℃或更高，這樣可以有效防止印刷過程中在蠟紙孔隙間干燥。
在上述孔版印刷機中，不像傳統(tǒng)的機器，無需為了確保其與印刷機匹配而將油墨的粘性設置很高值，這樣，可以例如防止油墨從印刷機中滲漏。
相應地，油墨粘性優(yōu)選低于傳統(tǒng)商業(yè)用油墨。特別地，當剪應力以1Pa/s的速度從0Pa增長時，油墨粘性在10Pa剪應力下優(yōu)選在23℃為500mPa.s或更小，更優(yōu)選為300mPa.s或更小，尤其優(yōu)選100mPa.s或更小。以相同方式檢測的油墨粘性優(yōu)選為1.5mPa.s或更大，更優(yōu)選為3.0mPa.s或更大，還優(yōu)選為5.0mPa.s或更大。
如果油墨的粘性很高，需要將按壓滾筒的的壓力設置在較高值，如果該值太高，有可能增加傳遞的油墨容量，或者由于蠟紙的拉伸發(fā)生圖像的擴展或收縮，但是當使用上述方法降低油墨粘度時，有可能防止上述問題發(fā)生，優(yōu)化了上述孔版印刷機中油墨的供給，就不會在印刷表面邊緣有圖像污痕，也可以改進油墨滲透進入印刷介質中的速度，從而可以輕易增強印刷材料的干燥性能。
油墨優(yōu)選具有線形成性能。特別地，當15mm直徑的鉻鋼球以150mm/s速率從油墨中拉出時，油墨線形成長度在23℃下為30mm或更長，優(yōu)選為40mm或更長，更優(yōu)選為50mm或更長。
具有如上所述較長線形成長度的油墨，無論油墨粘度水平如何，也就是說，甚至當油墨具有低粘度的時候，都有可能控制傳遞到基材上的油墨容量。因此，有可能提高印刷材料的干燥性能并得到具有良好銳利度的細小字體和細線的高品質圖像。而且，有可能印刷具有均勻實心印刷部分的圖像。
特別地，可以使用圖24所示的測量工具檢測線形成長度。該檢測工具包括一個容納油墨的容器201，15mm直徑的鉻鋼球202，步進式馬達203和帶子204。鉻鋼球202固定于帶子204上，其被步進式馬達帶動旋轉，能以穩(wěn)定的速率上下運動。檢測環(huán)境設置在23℃，鉻鋼球202全部浸入容器201的油墨中，使得該球的高位部分與油墨液面線相一致，并且以每秒150mm的速率垂直拉出球。用置放在測量工具前面的攝像設備(未顯示)將該過程的畫面拍攝并記錄下來，油墨線斷裂瞬間之前(油墨液面和鋼球低位部分之間的距離)在油墨液面和鋼球之間形成的油墨線最大長度可以從記錄圖像中讀出。
線形成長度的上限沒有特殊限定，但是優(yōu)選不超過500mm，更優(yōu)選不超過250mm，還更優(yōu)選不超過200mm。當線形成長度超過500mm時，油墨傳遞容量就被嚴重抑制了，細小字體或細線等也許就會部分地丟失，如果超過250mm，當圖像上有實心印刷部分時，實心印刷部分就變得不均勻。其原因到目前為止并不清楚，但據(jù)認為，當蠟紙從印刷紙上剝離時，已經通過蠟紙上的孔隙傳遞到印刷紙上的油墨與沒有傳遞的油墨相互粘合，從而引起形成圖像的不均勻。
油墨優(yōu)選含有賦予線形成性能的試劑，其可以賦予油墨適當?shù)木€形成性能。其中，無支鏈無交聯(lián)的直鏈不飽和羧酸型水溶性聚合物，其含有下式(I)表示的重復單元，由于該油墨的線形成性能可以被適當控制而優(yōu)選使用。
(在該式中，R1，R2和R3獨立的表示H，CH3或(CH2)nCOOH(n是0或1的整數(shù)))。
如果有兩個或更多羧基時，它們可以形成酸酐。在共聚物的情況下，該共聚物形式可以是無規(guī)的，交錯的，嵌段的、接枝的，等等。
不飽和羧酸型水溶性聚合物的例子包括在主鏈上含有至少一種不飽和羧酸的水溶性聚合物，該羧酸選自丙烯酸或甲基丙烯酸(在下文中，這兩個一起稱作“(甲基)丙烯酸”)，順丁烯二酐，順丁烯二酸，反丁烯二酸，丁烯酸，和亞甲基丁二酸；及其鹽。該不飽和羧酸水溶性聚合物溶解于水的時候，成為帶有大量負電荷的高價離子聚合物，并且認為該強離子環(huán)境產生賦予線形成性能的效果。
其特定的例子包括聚(甲基)丙烯酸，丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物，(甲基)丙烯酸-順丁烯二酸共聚物，(甲基)丙烯酸-磺酸型單體共聚物，(甲基)丙烯酸-亞甲基丁二酸共聚物，(甲基)丙烯酸-順丁烯二酸共聚物，(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酰胺共聚物，(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物，(甲基)丙烯酸-乙烯吡咯烷酮共聚物，聚順丁烯二酸，聚反丁烯二酸，聚丁烯酸，聚亞甲基丁二酸，和順丁烯二酐-烷基乙烯醚共聚物；及其鹽。
關于鹽，優(yōu)選單價金屬鹽和銨鹽，例如，在聚(甲基)丙烯酸的情況下，其鹽的例子包括聚(甲基)丙烯酸鈉，聚(甲基)丙烯酸鉀，聚(甲基)丙烯酸銨，和聚(甲基)丙烯酸三乙醇胺。其他優(yōu)選的例子包括聚亞甲基丁二酸鈉，聚順丁烯二酐鈉，丙烯酸-(甲基)丙烯酸鈉共聚物，丙烯酸-順丁烯二酸鈉共聚物。
當這些不飽和羧酸型水溶性聚合物是未中和的類型時，除了水溶性聚合物以外，油墨通常包括堿性中和劑例如氫氧化鈉，氫氧化鉀，氨水，三乙醇銨或二異乙醇銨。當使用不飽和羧酸水溶性聚合物的中性鹽時，無需加入這些堿性中和劑。
當這些不飽和羧酸型水溶性聚合物具有直鏈結構時，如果與具有相同分子結構的化合物比較，重均分子量越大，油墨線形成長度越長，并且其在油墨中的含量越低，油墨的粘度也越小。
在上述不飽和羧酸型水溶性聚合物中，由于無需提高油墨的粘度就可以增加線形成長度，優(yōu)選使用只由不飽和羧酸單體(丙烯酸，甲基丙烯酸，丁烯酸，亞甲基丁二酸，順丁烯二酸，順丁烯二酐，和反丁烯二酸)鹽形成的聚合物(均聚物或共聚物)和這些聚合物的鹽，尤其優(yōu)選聚丙烯酸及其鹽。
不飽和羧酸型水溶性聚合物例如聚丙烯酸及其鹽優(yōu)選具有重均分子量10,000或更大，更優(yōu)選100,000或更大，還更優(yōu)選600,000或更大，尤其優(yōu)選1,200,000或更大。當分子量小于10,000時，為了增加油墨的線形成長度，需要增加不飽和羧酸型水溶性聚合物的含量，結果是，很難減少油墨的粘度。而且，分子量優(yōu)選不超過10,000,000，更優(yōu)選不超過6000,000。當分子量超過10,000,000時，盡管可能在不飽和羧酸型水溶性聚合物的低含量下增加油墨的線形成長度，為了獲得的線形成長度不過大，需要使含量降到非常低，于是很難獲得油墨穩(wěn)定的物理性質。
不飽和羧酸型水溶性聚合物在油墨中的含量取決于其類型；其典型地是0.01～5wt％，優(yōu)選0.05～3wt％，更優(yōu)選0.1～1wt％，還更優(yōu)選0.1～0.5wt％。因為油墨的線形成長度由于其他油墨組分的影響而可能變化，考慮其他油墨組分的影響，而適當調節(jié)賦予線形成長度的試劑的類型和含量。
作為油墨粘性調節(jié)劑，油墨可以進一步含有任何粘度增長劑，也可以例如含有除了上述不飽和羧酸型水溶性聚合物以外的一種或多種水溶性聚合物型粘度增長劑，除了直鏈結構以外的不飽和羧酸型粘度增長劑，以及粘土礦物型粘度增長劑。
關于水溶性聚合物型粘度增長劑，可以使用天然聚合物，半合成聚合物或合成聚合物。天然聚合物的例子包括植物型天然聚合物例如阿拉伯樹膠，角叉(菜)膠，果阿膠，刺槐豆膠，果膠，黃蓍膠，玉米淀粉，魔芋葡苷聚糖，和瓊脂；微生物型天然聚合物例如普聚多糖，黃原膠，和糊精；動物型天然聚合物例如凝膠，酪蛋白，和動物膠。半合成聚合物包括纖維素半合成聚合物例如乙基纖維素，羧甲基纖維素，羥乙基纖維素，羥丙基纖維素，甲基纖維素，和羥丙基甲基纖維素；淀粉型半合成聚合物例如羥乙基淀粉，羧甲基鈉淀粉，和環(huán)式糊精；褐藻酸型半合成聚合物例如褐藻酸鈉，和褐藻酸丙二醇；以及透明質酸鈉。合成聚合物的例子包括乙烯型合成聚合物例如聚乙烯吡咯酮，聚乙烯醇，聚乙烯甲醚，聚(N-乙烯乙酰胺)，和聚丙烯酰胺；聚環(huán)氧乙烷，聚乙烯亞胺和聚氨酯。
關于除了直鏈結構型的不飽和羧酸型粘度增長劑，在上面提到的不飽和羧酸型水溶聚合物中，不是直鏈結構的交聯(lián)結構的類型也可以作為例子而被引用，例如通過使用交聯(lián)劑而帶有支鏈。
粘土礦物型粘度增長劑的例子包括蒙脫石型粘土礦物例如蒙脫石，鋰蒙脫石和皂石。
作為粘度增長劑的例子如上引用的水溶性聚合物，除作為油墨粘度增長劑外，還可以用作在印刷紙上固定著色劑的固定劑，這取決于水溶性聚合物的類型和數(shù)量。當使用顏料作為著色劑時，其也可以用作顏料的分散劑。
除了上述組分之外，如果適合的話，油墨可以含有任何一種顏料分散劑，固定劑，防沫劑，表面張力還原劑，pH調節(jié)劑，抗氧化劑，防腐劑，等等。
油墨可以含有堿溶性樹脂作為固定劑，用來在基材例如印刷紙上固定著色劑。當使用顏料作為著色劑時，堿溶性樹脂也可以用作顏料的分散劑。在此所提到堿溶性樹脂是指，在水中不溶解但是在有堿存在的水中溶解的聚合物。即使當化合物命名相同時，例如丙烯酸-丙烯酸酯共聚物，根據(jù)其溶解性，在本發(fā)明中也分為水溶性聚合物或堿溶性樹脂。
堿溶性樹脂的例子包括苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物，苯乙烯-α-甲基苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物，苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯-(甲基)-丙烯酸共聚物，苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物，乙烯萘-(甲基)丙烯酸共聚物，乙烯萘-順丁烯二酸共聚物，異丁烯-順丁烯二酸酐共聚物，(甲基)丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚物，和丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚物。它們可以單獨使用或兩種或更多聯(lián)合使用。這些堿溶性樹脂可以用任何堿中和，例如，堿金屬氫氧化物例如氫氧化鈉或氫氧化鉀，氨水，或鏈烷醇胺例如三乙醇胺，從而對其賦予水溶性。
當加入大量堿溶性樹脂時，有可能在停運一段時間后，印刷機的印刷性能降低，因此基于固體含量，優(yōu)選含有5wt％或更少，更優(yōu)選3wt％或更少。
油墨可以含有水包油(O/W)型樹脂乳液作為固定劑用于在基材例如印刷紙上固定著色劑。當顏料作為著色劑時，該樹脂乳液可以用作該顏料的分散劑。
水包油(O/W)型樹脂乳液的例子包括樹脂乳液例如聚乙酸乙酯，乙烯-乙酸乙酯共聚物，乙酸乙酯-丙烯酸酯共聚物，聚丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸酯，聚苯乙烯，苯乙烯-丙烯酸酯共聚物，苯乙烯-丁二烯共聚物，氯亞乙烯-丙烯酸酯共聚物，聚氯乙烯，氯乙烯-乙酸乙酯共聚物，和聚氨酯。它們可以兩種或多種聯(lián)合使用。
當加入大量樹脂乳液時，有可能在不運行一段時間后，印刷機的印刷性能降低，因此基于固體含量，優(yōu)選含有5wt％或更少，更優(yōu)選2wt％或更少。
為了增強印刷材料的圖像質量，油墨可以含有體質顏料。
體質顏料的例子包括白堊，滑石，粘土，硅藻土，碳酸鈣，碳酸鋇，硫酸鋇，礬土白，硅石，高嶺土，云母，和氫氧化鋁。它們可以兩種或多種聯(lián)合使用。
當加入大量體質顏料時，著色劑對基材的固色有可能受阻，以及在停運一段時間后，印刷機的印刷性能可能降低，因此基于固體含量，優(yōu)選在油墨中含有5wt％或更少，更優(yōu)選2wt％或更少。
而且，與顏料分散劑、防沫劑、表面張力還原劑等一樣，油墨可以含有陰離子表面活性劑，陽離子表面活性劑，兩性活性劑，或非離子表面活性劑，或聚合物型、硅酮型或氟型表面活性劑。
為了調節(jié)油墨的粘性或pH值，油墨可以含有電解液。電解液的例子包括硫酸鈉，磷酸氫鉀，檸檬酸鈉，酒石酸鉀，硼酸鈉，它們可以兩種或更多聯(lián)合使用。也可以使用硫酸，硝酸，乙酸，氫氧化鈉，氫氧化鉀，氫氧化銨，三乙醇胺等，作為粘度增長輔劑或pH值調節(jié)劑。
通過加入抗氧化劑，可以防止油墨組分的氧化，還可以增強油墨的耐存儲性?？寡趸瘎┑睦影↙-抗壞血酸，L-抗壞血酸鈉，異抗壞血酸鈉，亞硫酸鉀，亞硫酸鈉，硫代硫酸鈉，連二亞硫酸鈉，和焦亞硫酸鈉。
通過加入防腐劑，可以防止油墨分解，從而增強耐存儲性。防腐劑的例子包括異噻唑啉酮型防腐劑，例如5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮，2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮，2-正丁基-4-異噻唑啉-3-酮，和1，2-苯并異噻唑啉-3-酮；三嗪型防腐劑，例如六氫-1，3，5-三(2-羥乙基)-s-三嗪；吡啶/喹啉型防腐劑，例如2-吡啶硫-1-氧化鈉。和8-羥基喹啉；二硫代氨基甲酸型防腐劑，例如二甲基二硫代氨基甲酸鈉；有機溴型防腐劑例如2，2-二溴-3-次氨基丙烯酸胺，2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇，2，2-二溴-2-硝基乙醇，和1，2-二溴-2，4-二氰基丁烷；甲基-對羥基甲苯酸，乙基-對羥基甲苯酸，山梨酸鉀，脫氫乙酸鈉和水楊酸。
油墨可以通過混合水，水溶性有機溶劑和著色劑來制備，如果必要可以含有上述的其他組分。其具體細節(jié)沒有特殊限定。例如，可以混合部分水、顏料和顏料分散劑，顏料可以使用例如球磨機或玻球研磨機的分散方式進行分散；分別地，混合其余的水，不飽和直鏈羧酸型水溶性聚合物，和水溶性有機溶劑，然后合并這兩種混合物。
在使用本發(fā)明孔版印刷方式的孔版印刷機中，當印刷介質被供給同時輥輪的外圓周壁旋轉并且油墨從油墨供給單元提供給輥輪的外圓周壁的表面上時，印刷介質在被按壓滾筒按壓的同時被傳送到蠟紙和輥輪的外圓周壁上。同時，在輥輪的外圓周壁和蠟紙之間的油墨在被按壓滾筒的按壓力擠壓的同時向印刷方向的下游擴散。與此同時，擴散的油墨從蠟紙的孔中滲出并傳遞到印刷介質上，這樣，油墨圖像被印刷到印刷介質上。
也就是說，油墨的供給是通過按壓滾筒在輥輪表面和蠟紙之間被擠壓而進行的。供給輥輪的油墨保留在輥輪外圓周壁和蠟紙之間嚴格密封空間，與空氣的接觸可以減至最少。
關于使用上述孔版印刷機和水性油墨的本發(fā)明孔版印刷方法，甚至很長時間不進行印刷時，油墨也沒有變質，油墨中含有的水也沒有蒸發(fā)，作為結果，得到具有良好干燥性能并且即使印刷后馬上處理也不產生圖像污漬的高質量印刷材料。而且，甚至在印刷機停止運行很長一段時間后，無需例如清洗的操作可以重新啟動印刷，不運行狀態(tài)后初始印刷材料可以獲得與印刷機停用前印刷材料同樣的印刷效果。
下面將通過實施例的方式進一步說明本發(fā)明，但是本發(fā)明并不受此限制。在如下說明中，wt％簡單表達為％。
實施例1將作為著色劑的5.0％碳黑(“#40”，Mitsubishi Chemical Corporation生產)，作為顏料分散劑的1.0％聚乙烯吡咯烷酮(“K17”，Dai-ichi Kogyo SeiyakuCo.，Ltd.生產)，和14.0％蒸餾水混合并使用玻珠研磨機充分分散，得到20.0％顏料分散液。分別地，當攪拌19.9％蒸餾水時，逐漸加入0.1％直鏈聚丙烯酸鈉(1)(“Aronvis S”分子量4,000,000～5,000,000，Nihon Junyaku Co.，Ltd.生產)并溶解。這樣得到的20.0％聚丙烯酸鈉水溶液，20.0％的顏料分散劑，15.0％聚乙二醇(“聚乙二醇#200”，Wako Pure Chemical Industries，Ltd.生產)，作為水溶性有機溶劑和平衡的蒸餾水(45.0％)混合，得到實施例1的油墨。
實施例2～9除了表1中組合物變化外，重復實施例1的過程，得到實施例的油墨。表中的具體組分如下所述。
直接染料“Daiwa IJ Blue 319H”，Daiwa Dyestuff Mfg.Co.，Ltd.生產直鏈聚丙烯酸鈉(2)“Aronvis M”(分子量2,000,000～3,000,000)，NihonJunyaku Co.，Ltd.生產。
直鏈聚丙烯酸“Jurymer AC-10H”(分子量約150,000，20％水溶液，表1中所表示的含量是基于固體含量)，Nihon Junyaku Co.，Ltd.生產。
直鏈丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物“Jurymer AC-20H”(分子量大約50,000～80,000，20％水溶液，表1中所表示的含量時基于固體含量)，NihonJunyaku Co.，Ltd.生產。
纖維素羧甲基鈉Kanto Kagaku生產。
在圖1～7顯示孔版印刷機(Riso Kagaku Corporation生產的樣機)中使用上述實施例中制備的油墨，，在印刷紙(“Riso paper thin type”Riso KagakuCorporation生產)上完成印刷；根據(jù)圖像品質(細小字體的銳利度，實心印刷表面的均勻性)、干燥性能和印刷表面邊緣的印刷效果來評價得到的印刷材料。
圖像品質是用視覺上細小字體的銳利度來評價的；細小字體(6點)足夠清晰時為A級，閱讀困難時為B級，細小字體不清晰時為C級。
實心印刷表面的均勻性按照下面來表示均勻的實心印刷表面為A級，近乎均勻的實心印刷表面為B級，沒有均勻感覺的實心印刷表面為C級。
通過接觸圖像時手指污漬情況的方式來評價印刷材料的干燥性能；印刷3秒后手指沒有污漬的為A級，印刷5秒后手指沒有污漬的為B級，甚至印刷5秒后手指還有污漬的為C級。
評價在印刷表面的邊緣印刷效果圖像可以印刷在印刷紙的左右邊緣上時為A級，可以印刷但是有些微褪色的為B級，不能印刷的為C級。
使用與圖24中所示示意圖近似的測量工具，來檢測油墨的線形成長度。也就是，在23℃環(huán)境中，容器201中裝滿油墨，鉻鋼球202(直徑15mm)全部浸入在油墨中，使得球的高位部分與油墨液線相一致，隨后以每秒150mm的速率垂直拉出鉻鋼球，使用照相器材(3CCD彩色攝像機module XC-003，索尼公司生產)(沒有在圖中顯示)拍攝和記錄該過程的畫面，油墨線斷裂前瞬間在油墨液面和鋼球之間形成的油墨線最大長度(油墨液面和鋼球下部之間的距離)可以從記錄圖像中讀出。圖25顯示實施例1中記錄的部分圖像，圖25A是油墨液面與鋼球下部距離為100mm時的圖像，圖25B是油墨液面與鋼球下部距離為165mm時的圖像，此處油墨線長度為最大。
使用Haake生產的壓力可控制流變儀RS75(錐角1°，直徑60mm)檢測油墨粘性。
結果在表1中給出。
表1

從上表中可以明顯看出，印刷的材料得到了具有良好銳利度的細小字體，可獲得印刷材料的優(yōu)良干燥性能等。
本申請公開的內容涉及在2004年3月23日提交的日本專利申請No.2004-084576的主題，其中所公開的內容在此一并作為參考。
應該注意的是，除了上述所描述的那些內容以外，上面提到的具體實施方式

可以在不違背本發(fā)明新穎性和創(chuàng)造性特征的同時以各種方式進行修改和變化。因此，所有的這些修改和變化都包括在所附的權利要求中。
權利要求
1.一種孔版印刷方法，使用孔版印刷機完成，該孔版印刷機包括一個輥輪，其可以旋轉并具有一個由油墨不滲透構件形成的外圓周壁，并且其外圓周壁的表面上裝有蠟紙；一個油墨供給裝置，其具有一個油墨供給單元設置在輥輪的外圓周壁上，并從該油墨供給單元向外圓周壁的表面供給油墨；以及一個按壓滾筒，其將送進的印刷介質按壓在外圓周壁上；該方法包括將蠟紙裝到輥輪上的步驟；將蠟紙制版的步驟；以及通過使水性油墨穿過蠟紙的孔隙將水性油墨傳遞到印刷介質上的步驟。
2.權利要求1所述的孔版印刷方法，其中當剪應力以1Pa/s的速度從0Pa增長時，在10Pa剪應力下23℃時水性油墨粘性為500mPa.s或更小。
3.權利要求1所述的孔版印刷方法，其中當15mm直徑的鉻鋼球以150mm/s的速率從油墨中拉出時，水性油墨在23℃具有油墨線形成長度30mm或更長。
4.權利要求1所述的孔版印刷方法，其中水性油墨含有不飽和直鏈羧酸型水溶性聚合物。
5.一種用于孔版印刷的水性油墨，在孔版印刷機中使用，該孔版印刷機包括一個輥輪，其可以旋轉并具有一個由油墨不滲透構件形成的外圓周壁，并且其外圓周壁的表面上裝有蠟紙；一個油墨供給裝置，其具有一個油墨供給單元設置在輥輪的外圓周壁上，并從該油墨供給單元向外圓周壁的表面供給油墨；以及一個按壓滾筒，其將送進的印刷介質按壓在外圓周壁上。
6.權利要求5所述用于孔版印刷的水性油墨，其中當剪應力以1Pa/s的速度從0Pa增長時，在10Pa剪應力下23℃時水性油墨粘性為500mPa.s或更小。
7.權利要求5所述用于孔版印刷的水性油墨，其中當15mm直徑的鉻鋼球以150mm/s的速率從油墨中拉出時，所述油墨在23℃具有油墨線形成長度30mm或更長。
8.權利要求5所述用于孔版印刷的水性油墨，其中所述油墨含有不飽和直鏈羧酸型水溶性聚合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種孔版印刷方法，使用孔版印刷機完成，該孔版印刷機包括一個輥輪，其可以旋轉并具有一個由油墨不滲透構件形成的外圓周壁，并且其外圓周壁的表面上裝有蠟紙；一個油墨供給裝置，其具有一個位于輥輪的外圓周壁上的最大印刷區(qū)域的印刷位置上游的油墨供給單元，并從該油墨供給單元向外圓周壁的表面供給油墨；以及一個按壓滾筒，其將送進的印刷介質按壓在外圓周壁上；該方法包括將蠟紙裝到輥輪上的步驟；將蠟紙制版的步驟；以及通過使水性油墨穿過蠟紙的孔隙將水性油墨傳遞到印刷介質上的步驟。
文檔編號B41L13/18GK1672954SQ2005100569
公開日2005年9月28日 申請日期2005年3月23日 優(yōu)先權日2004年3月23日
發(fā)明者中村明, 內藤拓, 芝原卓也, 林佳宏 申請人:理想科學工業(yè)株式會社