專利名稱：使用能量固化柔性版液態(tài)油墨進(jìn)行濕態(tài)疊印的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柔性版彩印的方法及設(shè)備，更具體地說，涉及采用能量固化柔性版液態(tài)油墨和濕態(tài)疊加印刷法，又稱“濕態(tài)疊印法(wettrapping)”進(jìn)行印刷的方法及其相關(guān)的設(shè)備。
背景技術(shù)：
套色壓印工藝通常需要連續(xù)印刷多道相互疊加的單色油墨層。在要求高品質(zhì)圖像再現(xiàn)時，重要的是要防止上一道施印油墨層被轉(zhuǎn)移到下一道油墨壓印單元上。這種轉(zhuǎn)移往往造成顏色的交叉污染，從而使色彩再現(xiàn)效果差強(qiáng)人意。
本領(lǐng)域采用若干種不同方法來解決這一問題。防止我們不希望出現(xiàn)的顏色污染的最簡單方法是每印刷一道油墨層，先令該油墨層干燥，然后再疊印下一道油墨層。這種方法雖然十分有效，但有一個重大的缺點，就是在印完每道油墨層之后，必須等待此道油墨層徹底干燥。油墨層的干燥需要時間和能量，從而造成生產(chǎn)率低下，成本昂貴。
為了提高印刷工藝的速度，濕態(tài)疊印法應(yīng)運(yùn)而生。在本發(fā)明中，“濕態(tài)疊印”被定義為在各上墨工位所沉積或印刷的油墨尚未干燥前疊印下一道油墨，以產(chǎn)生色彩或視覺效果的工藝。要實施濕態(tài)疊印，重要的是要調(diào)整疊印油墨層的粘性特征，使其有所不同。
對平版膠印來說，濕態(tài)疊印并非一個嚴(yán)重問題，因為平版膠印油墨的粘度范圍在20,000厘泊至100,000厘泊之間。這種高粘度油墨本身所展現(xiàn)的粘性特征范圍頗為寬廣，足以用來實現(xiàn)濕態(tài)疊印，而無須在石墨工位之間留出等待油墨層干燥的時間。
近年來，一種新的印刷方法使我們能在多種承印材料上施印，所述施印材料涵蓋的范圍包括硬紙板、聚乙烯、直至金屬。這種印刷方法稱為柔性版印刷技術(shù)。
柔性版印刷技術(shù)用一塊有凸起部分的彈性印版，其涂布上油墨，壓在承印材料上，以實現(xiàn)油墨向承印材料的轉(zhuǎn)移。在柔性版印刷中，油墨通過一個在本行業(yè)稱為花紋輥(anilox roll)的中間轉(zhuǎn)移輥從貯墨槽轉(zhuǎn)移到印版的凸起表面上。花紋輥表面上有許多細(xì)微的貯墨坑，里面裝著來自貯墨槽的油墨，以便將其轉(zhuǎn)移到柔性版印版上。很顯然，要保證印刷品的優(yōu)異質(zhì)量就要求柔性版印版表面布墨均勻一致。而這又要求花紋輥的墨坑不僅小，而且每次從貯墨槽上墨時，花紋輥上所有墨坑所滾取的油墨都保持基本相同的數(shù)量。
恰恰是這些要求限制了油墨的流度，即粘度。粘度大的油墨不容易均勻一致地粘附到花紋輥上，從而使柔性版印版表面無法均勻上墨。其結(jié)果造成適合于柔性版印刷技術(shù)使用的油墨是液態(tài)油墨，其粘度范圍通常在2,000厘泊以下，優(yōu)選是小于400厘泊。
目前關(guān)于溶劑排放的條例規(guī)定促成了能量固化柔性版油墨的開發(fā)。此類油墨不含溶劑，而且不是通過干燥，而是通過例如紫外線或者電子束的光化輻射進(jìn)行固化。柔性版液態(tài)油墨的粘性很低，用傳統(tǒng)的儀表很難準(zhǔn)確地讀取。其粘度通常在約30至50厘泊之間。此種粘度范圍可以得出優(yōu)質(zhì)的柔性版印刷品，但柔性版印刷技術(shù)所用的能量固化柔性版液態(tài)油墨所展現(xiàn)的粘性極低，無法測定，在兩臺上墨工位之間需要固化，以防止承印材料上已施印油墨逆向轉(zhuǎn)移到后續(xù)上墨工位的施墨輥上，與施墨輥上的油墨混合。這種工位間的固化，其價格是昂貴的，因為它要求大幅度地改造原有設(shè)備。從生產(chǎn)角度看，這種固化也很難以令人滿意，因為它要求留出時間固化先印墨層，從而增加后印墨層的印前等待時間，降低了印刷速度。
也有人建議在非能量固化柔性版印刷中采用濕態(tài)疊印，其依據(jù)是在我們疊印多道油墨層時，如果每道油墨層都施印在粘度大于后印墨的先印墨上，則并不會出現(xiàn)交叉污染的現(xiàn)象。粘度最高的油墨層就仿佛有一種拉著力或者牽引力，可以把隨后施印的后印墨從壓印單元上拉下來，卻不至于把下面的這道先印墨層逆向轉(zhuǎn)移到壓印單元上。但由于柔性版油墨的粘度范圍十分狹窄，我們要想逐道不斷降低油墨層的粘度，保持每層的粘度與上一層有顯著不同，以便實現(xiàn)濕態(tài)疊印，看來并不十分可行，尤其是在所用的層數(shù)增多時。實際上，我們沒有那么多可供選擇的粘度來實施濕態(tài)疊印。
美國專利第5,690,028號試圖解決所述油墨粘度范圍有限的問題，其方案是用能量固化油墨在多色套印工藝中采用濕態(tài)疊印，它尤其適用于中央輥筒型柔性版印刷機(jī)。根據(jù)該項專利，能量固化油墨在施印到承印材料上之前先行加熱，然后以高于先印墨層的溫度施印到承印材料上。由于承印材料上的先印墨層溫度低于施印或者疊印的加熱油墨，故先印墨層的粘度低于施印墨的粘度。這一粘度差異使低粘度油墨單向轉(zhuǎn)移到高粘度油墨上，從而防止了逆向牽引和油墨相混。
此種濕態(tài)疊印方法雖然取得了預(yù)期的結(jié)果，但它需要對現(xiàn)有的印刷機(jī)設(shè)備進(jìn)行相當(dāng)大幅度的改造，以便在每個上墨工位提供油墨施印到承印材料上之前的加熱裝置，此外，隨著上墨工位的增加，油墨的溫度也必須按上墨工位順序依次提高。所以，我們就不得不對承印材料進(jìn)行冷卻，或者不得不減低施印速度，以免將油墨的溫度提升到損害其性能的程度。
因此，在目前依然存在著尋求一種既能采用能量固化柔性版液態(tài)油墨進(jìn)行濕態(tài)疊印，又幾乎不必改造或者不必改造現(xiàn)有印刷機(jī)設(shè)備，而且還能進(jìn)行高速傳送的施印方法。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明，發(fā)明者提出了一種在承印材料上疊印多道油墨層的柔性版印刷方法，此種方法采用至少一種能量固化柔性版液態(tài)油墨，并在其上疊印另一道顏色不同的相似油墨，而不必對第一施印能量固化油墨進(jìn)行固化。
在承印材料上施印多道油墨層以實現(xiàn)濕態(tài)疊印的方法包括以下按順序排列的步驟(a)在承印材料上施印至少一道粘度小于約4000厘泊的含非活性稀釋劑的能量固化液態(tài)油墨層，所述已施印能量固化油墨層具有第一粘度；(b)使已施印油墨的非活性稀釋劑至少部分蒸發(fā)，以增加已施印能量固化油墨層的粘度；(c)在所述承印材料和所述粘度已增加的已施印能量固化油墨層上施印至少一層非能量固化液態(tài)油墨，其粘度低于所述先前已施印能量固化油墨層的已增加粘度；和(d)將兩道油墨層都固著在所述承印材料上。
根據(jù)本發(fā)明，發(fā)明者提供了在承印材料上印刷多道油墨層的方法，該項方法包括選擇第一和第二能量固化液態(tài)柔性版油墨，每種油墨均含有一種非活性稀釋劑，其含量按稀釋劑重量計小于50重量％，每種油墨的粘度都低于4,000厘泊，優(yōu)選在30厘泊與70厘泊之間，并依次將第一和第二能量固化液態(tài)柔性版油墨施印到承印材料上，形成具有疊印部分的第一和第二油墨層，其中在所述第一油墨層中的至少部分非活性稀釋劑已經(jīng)蒸發(fā)后施印第二油墨。
根據(jù)本發(fā)明，發(fā)明者也提供了在承印材料上依次施印多道疊印油墨層的設(shè)備，其中至少一道油墨層為含非活性稀釋劑的、粘度低于4000厘泊的能量固化液態(tài)油墨，以便進(jìn)行濕態(tài)疊印。該項設(shè)備包括
(a)一承印材料路徑和一沿著所述預(yù)定路徑傳送所述承印材料的承印材料傳動裝置；(b)間隔布置于所述預(yù)定路徑上的多個上墨工位，所述上墨工位已作調(diào)整，能在所述承印材料上施印含非活性稀釋劑、粘度低于4000厘泊的油墨；(c)用于控制沿所述路徑傳送所述承印材料的控制裝置，用于使在所述上墨工位之一施印到所述承印材料上的第一油墨層通過所述稀釋劑從所述第一油墨層至少部分蒸發(fā)而增加粘度，使其高于施印于所述第一油墨層的第二油墨的粘度，第二油墨在與所述第一上墨工位間隔布置的后續(xù)上墨工位上施印于所述第一油墨層上，當(dāng)所述承印材料在所述上墨工位間傳送時，所述第一油墨層粘度增加到足以對第二液態(tài)油墨進(jìn)行濕態(tài)疊印的程度。
根據(jù)本發(fā)明，按順序施印多道油墨層的步驟可以重復(fù)若干次，采用多次按順序施印能量固化油墨的方式，每次均使得已施印油墨層中的稀釋劑至少部分蒸發(fā)以提高其粘度，然后再施印下一層油墨。
此外，根據(jù)本發(fā)明，也包括使得已施印能量固化油墨層中的至少部分稀釋劑蒸發(fā)，以提高油墨層粘度的方法，通過加熱或在上墨工位之間向已施印表面吹送空氣流可以使該方法速度加快。
附圖簡述

圖1所示為按本發(fā)明建造的濕態(tài)疊印用柔性版印刷機(jī)。圖2所示為按本發(fā)明構(gòu)思的另一種濕態(tài)疊印設(shè)備的實施方案。
發(fā)明詳述下面將對發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述，必要時將參照所附附圖。提供所述附圖的目的是幫助理解本發(fā)明，因此只畫出了理解發(fā)明所需要的那些部分，所描述的設(shè)備并未按比例繪制，也并不打算顯示生產(chǎn)中所實際使用的設(shè)備。
本發(fā)明涉及的是在柔性版印刷環(huán)境中采用能量固化液態(tài)柔性版油墨進(jìn)行濕態(tài)疊印的新方法，所用的油墨優(yōu)選是專門配制的、以能致方式固化的、液態(tài)的、單相的組合物，例如于二○○二年五月六日提交的、臨時序號為60/380081的、標(biāo)題為“水基單相能量固化組合物”的、與本專利同時待批的美國專利申請所透露的那類組合物，該項待批專利申請的全部內(nèi)容已專門包括在本申請書內(nèi)，以供參考。也可以使用其它具有相似特性的非水基組合物。與其他柔性版油墨相比，所述與本專利同時待批的專利申請中所提出的水基能量固化柔性版液態(tài)油墨在干燥過程中所展現(xiàn)的油墨粘性變化最小，但又能展現(xiàn)足夠的粘度變化，以便在柔性版印刷機(jī)上進(jìn)行濕態(tài)疊印，如以下討論所示。
此類能量固化的、單相的、柔性版液態(tài)油墨為一元、三元或者四元組合物，其含有可以用酸或堿中和的樹脂以及非活性稀釋劑，例如有機(jī)溶劑、水，或者兩者的組合。非活性稀釋劑用來控制這些油墨的粘度。
適合于本發(fā)明使用的單相組合物為可以能量固化的組合物。此處所用的“能量固化組合物”的含義，指的是可以因如紫外線輻射(UV)、電子束輻射(EB)的光化輻射能源作用而導(dǎo)致聚合或者交聯(lián)的組合物。此處所提到的“紫外線輻射”指包括波長范圍在約190毫微米至約500毫微米之間(優(yōu)選在約200毫微米至420毫微米之間)的輻射。此類光化輻射可取自一系列不同光源，例如水銀弧光燈、氙弧光燈、熒光燈、單色激光光源等。此處所說的電子束輻射也試圖包括高能電子，例如放電裝置或者電子束裝置，其典型操作電壓為70-200千伏，所發(fā)出的輻射的典型范圍為1-4毫拉德。
在適用于本發(fā)明的油墨組合物的一項實施方案中，非活性稀釋劑是水。但也可以使用含有其他非活性稀釋劑(例如醇或者醇與水的混合物)的組合物；或使用任何其它適當(dāng)?shù)南♂寗?，所述稀釋劑能提供足夠的揮發(fā)性，使得能在施印連續(xù)油墨層的合理間歇時間內(nèi)使足夠量的稀釋劑得到蒸發(fā)，以使已施印的各油墨層粘度高于新施印油墨層的粘度，從而實現(xiàn)新施印油墨層的濕態(tài)疊印，以產(chǎn)生色彩或視覺效果。
就實際應(yīng)用而言，水基能量固化組合物是極受歡迎的，因為采用這種組合物符合向環(huán)境限量排放溶劑的保健與反污染條例的規(guī)定。因此在描述本發(fā)明時將采用水基油墨組合物，因為此類組合物最有可能得到采用。對本發(fā)明的所述限制并不應(yīng)理解為它具有此種局限性；油墨粘度特性與此相似，并具有相似的非活性稀釋劑蒸發(fā)特性的輻射能量固化油墨均屬本發(fā)明討論范圍之列。
本發(fā)明所提供的在承印材料上施印多道、至少部分疊印油墨層的方法依賴于一種能量固化液態(tài)柔性版油墨(這種油墨可以是含有像水這樣的稀釋劑的水基油墨)作為一道油墨層施印于承印材料上之后，其粘度所發(fā)生的迅速而相當(dāng)顯著的改變。適合在本發(fā)明中應(yīng)用的承印材料可以包含若干道已施印油墨層。就本發(fā)明中的已施印的各道油墨層而言，各油墨層均在上墨工位施印到承印材料上。印刷彩色圖像需要多少種油墨，就備有多少個上墨工位。在每個上墨工位，油墨通過花紋輥從貯墨槽轉(zhuǎn)移到柔性版印版(例如E.I.Dupont de Nemours andCompany，Inc.制造的Cyrel聚合物柔性版印版)上。然后油墨再從印版轉(zhuǎn)移到可以用柔性版印版施印的承印材料(例如無吸收性聚乙烯薄膜卷筒或膠片，或者任何其他有吸收性或無吸收性承印材料)上。
施印到承印材料上的柔性版液態(tài)油墨的典型初始粘度小于4000厘泊，優(yōu)選小于1200厘泊，雖然在特殊的施印作業(yè)中，也可以采用2000厘泊的油墨粘度。前面的討論已經(jīng)提到，為保證油墨從貯墨槽經(jīng)由花紋輥良好地轉(zhuǎn)移到印版表面，我們優(yōu)選采用低粘度油墨。
油墨一旦施印到承印材料上之后，非活性稀釋劑就開始蒸發(fā)。蒸發(fā)速度因所選用的非活性稀釋劑、以及氣溫、氣壓、相對濕度等環(huán)境條件而異。已施印油墨或涂層表面積的迅速增加、加快承印材料上已施印油墨上方的空氣流通，包括在承印材料上方吹風(fēng)，以及加熱，包括在承印材料上方以熱空氣強(qiáng)制吹風(fēng)加熱，或者用紅外燈光等手段加熱，都有助于蒸發(fā)。取決于所選用的印刷油墨類型，有時哪怕只除去數(shù)量甚少的一部分非活性稀釋劑，也能對已印油墨層產(chǎn)生顯著的，合乎要求的粘度變化。
在油墨層到達(dá)下一個上墨工位，在那里準(zhǔn)備施印另一道顏色通常不同的油墨，將其部分覆蓋乃至全部覆蓋于已印油墨上時，已印油墨的油墨粘度將已增加到足以進(jìn)行濕態(tài)疊印，而不至于逆向牽拉新施印油墨，這一新施印油墨層的粘度范圍通常與先印墨在施印時的粘度相同。因此，通過選用含有少量用以控制粘度的非活性稀釋劑(例如水)的能量固化油墨，就可以濕態(tài)疊印多道油墨層，而無須通過采取加熱油墨、在上墨工位之間對含油墨的承印材料進(jìn)行冷卻，或者在上墨工位之間固化油墨等項手段來改變油墨粘度。
根據(jù)本項發(fā)明，在所有油墨層全部施印完畢后，使用適當(dāng)?shù)哪芰抗袒茉?，就可一次性地固化所有各道已施印油墨層?br> 本濕態(tài)疊印方法的使用并不只局限于能量固化柔性版液態(tài)油墨，它可以包括使用至少一道非能量固化油墨層。例如，可先施印一道所述能量固化柔性版液態(tài)油墨層，隨后再在其上施印一道非能量固化液態(tài)柔性版油墨層，第二道油墨層的粘度低于第一道油墨層的已增加粘度(其粘度通過稀釋劑全部或部分蒸發(fā)而增加)。由于存在此項粘度差異，我們有可能實施濕態(tài)疊印。如果這第二道油墨層是最后一道油墨層，則隨后即可對所有油墨層進(jìn)行固化，并以常規(guī)干燥手段與方法對其進(jìn)行干燥，從而將所有已施印油墨層同時固著在承印材料上。
在本發(fā)明的另外一項實施方案中，多道能量固化油墨層和傳統(tǒng)油墨層可用疊加方式施墨，卻仍然采用本發(fā)明所述的濕態(tài)疊印技術(shù)。例如如上所述，粘度為第一粘度的第一能量固化油墨可以作為第一油墨層施印。粘度低于第一油墨層增稠后粘度的傳統(tǒng)油墨層可在后續(xù)上墨工位上施印于粘度已增加的第一油墨層上，形成第二油墨層。然后用粘度低于第二油墨層的第二能量固化油墨作為第道油墨施層印于第二油墨層上。在到達(dá)下一個上墨工位之前，此油墨層由于非活性稀釋劑的蒸發(fā)，其粘度再次增加。在第四個上墨工位上，可以在第道油墨層上用另一種粘度低于第三油墨層已增稠粘度的能量固化油墨施印于第三油墨層上。如果常規(guī)油墨層的粘度已經(jīng)低到無法找到粘度更低的能量固化油墨的話，則可執(zhí)行對傳統(tǒng)油墨層進(jìn)行干燥的方法。因此，我們可以用一種“混合”工藝來實施本發(fā)明的工藝，在這種“混合”工藝中，只有某些油墨層按本發(fā)明所描述的粘度遞減的濕態(tài)疊印施印，而其它一些油墨層則采用不同油墨的組合，并在施印其它油墨之前讓已印油墨干燥或固化。此種混合工藝雖然可行而且也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，但其效率不如所有各施印油墨層均為能量固化柔性版液態(tài)油墨層的方法。
圖1所示為一項用于本發(fā)明的設(shè)備。圖中的設(shè)備10與中央輥筒型印刷機(jī)相似，是一種柔性版印刷業(yè)常用來印刷包括多道油墨層的多重圖像，所述油墨層至少具有某些疊加部分的工件。由于建造此類設(shè)備的技術(shù)在本行業(yè)為人所共知，此處只討論將此套設(shè)備從標(biāo)準(zhǔn)中央輥筒型印刷機(jī)改裝為疊印液態(tài)油墨層時能實施濕態(tài)疊印的柔性版印刷機(jī)而在此套設(shè)備中所增加的部件。
如圖1所示，設(shè)備10包括一個具有外周表面14的承印材料支撐圓筒12。在圓筒12的外周表面14上，設(shè)有若干個沿所述表面間隔布置的上墨工位18。圖中雖只顯示了三個這種工位，但此數(shù)量只是為了說明方便而已，在圓筒四周可設(shè)置少于或多于此數(shù)目的工位，而并不超出本發(fā)明所涵蓋范圍。
每個上墨工位包括一個貯墨槽20，一根施墨輥22，一根印版支承輥24。施墨輥優(yōu)選是花紋輥，置于此處的目的是從貯墨槽受墨，將其轉(zhuǎn)移到安裝在印刷輥上的印版上。印刷輥位置對準(zhǔn)圓筒12，使其能在由圓筒12支承的卷筒承印材料16的圖中所示接觸點A、B、C上分別施印一層油墨。此處描述的上墨工位在本行業(yè)中為人所共知，普遍使用于中央輥筒型印刷機(jī)上，因此除說明此類上墨工位必須能夠處置粘度低于4,000厘泊的液態(tài)油墨外，此處不再對其進(jìn)一步贅述。
能量固化工位38優(yōu)選置于圓筒12四周的卷筒承印材料16路徑上，位置位于最后一個上墨工位之后。此種能量固化工位在本行業(yè)中也是盡人皆知，也不須在此進(jìn)一步贅述，只想指出在按本發(fā)明用途選用固化工位時，該工位的能量輸出類型必須符合固化本發(fā)明所用液態(tài)油墨的要求。
承印材料支承圓筒12以旋轉(zhuǎn)方式傳送，轉(zhuǎn)速為ω轉(zhuǎn)/分，采用包括由電動機(jī)30驅(qū)動的皮帶36和皮帶輪32與34的傳動裝置。此種傳動裝置使得我們能通過例如改變皮帶輪32和34的相對尺寸或者通過改變由電動機(jī)30驅(qū)動的皮帶輪32的轉(zhuǎn)速而改變轉(zhuǎn)速。此處所示傳動裝置僅為說明之用，并無限制之意，行業(yè)中所用其他改變滾筒12轉(zhuǎn)速的傳動裝置均可使用，并不超出本發(fā)明所涵蓋范圍，這些其他裝置包括在滾筒上直接連接一臺變速電動機(jī)，或者將驅(qū)動電動機(jī)通過齒輪箱與滾筒相連等等。
根據(jù)本發(fā)明，此套設(shè)備上還裝有一套控制系統(tǒng)，通常包括中央控制28、本地控制26和用戶接口40。此項控制系統(tǒng)用以控制設(shè)備，使得在第一個上墨工位18的“A”點上施印的卷筒承印材料16上的液態(tài)油墨層能通過至少部分蒸發(fā)其非活性稀釋劑而使其粘度增加到高于將施印于其上的第二道油墨的粘度，以便在后繼上墨工位18’的“B”點上施印第二道油墨時，其粘度足以達(dá)到以濕態(tài)疊印方式施印第二道液態(tài)油墨的程度。
控制系統(tǒng)可以以多種方式取得這一結(jié)果。其中最簡單的方式是上墨工位18，18’和18”均固定在圓筒12周圍，其角距為θ1與θ2等。在此種情況下，控制系統(tǒng)調(diào)整滾筒的旋轉(zhuǎn)速度ω，使其作為與在“A”點涂敷的油墨層通過蒸發(fā)改變到所希望達(dá)到的粘度改變所需時間的函數(shù)，以便使在“A”點涂敷的油墨在到達(dá)“B”點時粘度已增加到足以在B點在其上濕態(tài)疊印下一道油墨層的程度。
所需時間取決于所希望得到的粘度改變以及周圍影響蒸發(fā)的環(huán)境條件，而粘度改變則取決于兩個上墨工位所用的液態(tài)油墨類型、在第一上墨工位涂層的厚度。它可以通過用以實驗方式觀察不同油墨和不同油墨層涂敷厚度進(jìn)行確定。此項數(shù)據(jù)優(yōu)選在印刷作業(yè)開始前求出，并提供給設(shè)備操作人員。
此項數(shù)據(jù)可以儲存在電子存儲器(包括在模塊28內(nèi))之中，它是控制系統(tǒng)的一部分，可按各上墨工位的油墨類型和各工位涂敷的油墨層厚度進(jìn)行檢索。因此，操作人員可以通過在接口40向控制系統(tǒng)輸入上墨工位18和18”所用油墨類型和油墨層厚度信息，即刻得出旋轉(zhuǎn)速度信息。
在使用兩個以上上墨工位時，就像實際工業(yè)印刷所常見的那樣，我們可以對此項控制系統(tǒng)編制程序，計算滾筒12的平均速度，以便將卷筒承印材料按所需時間在工位18，18’，18”等之間傳送，使油墨層獲得所需蒸發(fā)量，產(chǎn)生適當(dāng)?shù)脑稣承Ч?，以便在所有上墨工位上實施濕態(tài)疊印。
控制系統(tǒng)也可包括可移動上墨工位，這種工位可在圓筒表面沿卷筒承印材料傳送路徑移動，從而改變工位之間的角距θ1與θ2等。這種位置改變既可以手動方式進(jìn)行，也可使用各上墨工位上的單獨的變位裝置26自動變位，該項裝置為控制系統(tǒng)的一部分。
控制系統(tǒng)也可同時包括一個變速裝置和一個變位裝置，使上墨工位的間隔以及圓筒旋轉(zhuǎn)速度ω均可調(diào)節(jié)，以滿足已施印各油墨層通過蒸發(fā)所增加粘度足以在其上以濕態(tài)疊印方式施印下一道油墨層的要求。
此種設(shè)置之中的控制系統(tǒng)可能包含儲存于存儲器之中的粘度變化數(shù)據(jù)。此項數(shù)據(jù)設(shè)定為可檢索數(shù)據(jù)，操作人員可以通過鍵入某項印刷作業(yè)要求使用的油墨類型和施印層厚度，提供工位間隔和旋轉(zhuǎn)速度的有關(guān)信息。使用一臺已事先編程的中央處理器或CPU、一個輸入裝置(例如鍵盤)、一個存儲器和一臺顯示器不難實現(xiàn)以上要求，這一點在本行業(yè)中是人所共知的。在另一個控制系統(tǒng)方案中，CPU則可以根據(jù)有關(guān)油墨類型以及施印層厚度數(shù)據(jù)，使用例如與上墨工位相關(guān)的定位傳動裝置25直接控制圓筒的旋轉(zhuǎn)速度和上墨工位定位機(jī)構(gòu)。
另一種辦法是促進(jìn)非活性稀釋劑蒸發(fā)的部件42可置于上墨工位之間。此類部件可以是加熱部件、鼓風(fēng)部件，或兩者的結(jié)合，但不包括現(xiàn)有技術(shù)的級間干燥裝置所通常使用的普通溶劑回收設(shè)備。與現(xiàn)有技術(shù)要求常規(guī)使用的工位間干燥部件不同的是，所述這些部件在本發(fā)明中被視為選用件，用以促使蒸發(fā)過程加快，使已施印油墨層在上墨工位間傳送過程中粘度增加。由于此類部件如決定采用，需要占用空間、增加能耗、使圓筒表面溫度上升，作業(yè)中優(yōu)選不使用此類部件。故按本發(fā)明制造的設(shè)備，其裝有一定量上墨工位的壓印圓筒直徑可以減小，其直徑仍保持某個特定數(shù)值，則在其上可以設(shè)置更多數(shù)量的上墨工位。此外，圓筒不需要特殊的圓筒冷卻系統(tǒng)，雖然本套設(shè)備與要求使用冷卻系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)的中央輥筒型印刷機(jī)從表面看十分相似。按本發(fā)明制造的設(shè)備也可更換壓印圓筒的建造材料，從典型的金屬或金屬合金材料改變?yōu)楦叻肿訌?fù)合材料或者模制材料，從而顯著降低中央輥筒型印刷機(jī)壓印滾筒的重量和成本。
本發(fā)明所用設(shè)備不必非得與圖1所示的中央輥筒式印刷機(jī)相似，而也可以像圖2所示那樣，采用直列式印刷機(jī)的布局，包括若干臺施墨機(jī)或上墨工位44，各工位包括一個承印材料承受或支撐輥46，與之相連的傳動裝置48，以及保持旋轉(zhuǎn)與承印材料表面接觸的印版安裝輥50。采用油墨轉(zhuǎn)移輥52(例如花紋輥)將油墨從貯墨槽54轉(zhuǎn)移到安裝在印版安裝輥50上的印版上，該滾筒旋轉(zhuǎn)與承印材料表面接觸。油墨轉(zhuǎn)移輥52(例如花紋輥)用于將油墨從貯墨槽54轉(zhuǎn)移的印版安裝輥50上面所安裝的印版上。
承印材料由若干個導(dǎo)輥56與58沿路徑60傳送，將承印材料按順序連續(xù)通過任何數(shù)目的、所描述類型的上墨工位44。導(dǎo)輥可包括優(yōu)選為非接觸型的卷筒承印材料換向輥56，例如氣輥。此種非接觸型導(dǎo)輥或氣輥在本行業(yè)已經(jīng)盡人皆知，無須進(jìn)一步贅述。參看例如美國專利第5,640,784號，該項專利描述一種非接觸型浮動卷筒承印材料導(dǎo)向/干燥裝置。
前面描述圖1時已經(jīng)提到，圖2所示的印刷設(shè)備也包括一個控制系統(tǒng)62，它同樣可以用來改變承印材料傳送速度，以便在施印油墨后讓其經(jīng)過足夠長的一段時間再到達(dá)其他上墨工位44，44’和44”，使承印材料到達(dá)A，B和C點時，因為已施印油墨層中的非活性稀釋劑已經(jīng)蒸發(fā)，因此已施印油墨層的粘度已增加到可以疊印下一道施印油墨層的程度。正如討論圖1時所說，可以通過使用驅(qū)動卷筒承印材料傳送的變速電動機(jī)進(jìn)行變速，也可以通過卷筒承印材料傳動裝置的齒輪比進(jìn)行變速。變速既可以用手動方式進(jìn)行，也可以自動控制，但優(yōu)選以預(yù)先測定的、顯示粘度變化以及環(huán)境條件之間的相互關(guān)系的表格為依據(jù)，所述粘度變化為涂層厚度、所用油墨類型的函數(shù)。
同樣也正像圖1所示設(shè)備的描述中所說的那樣，控制系統(tǒng)62可包括改變工位間路徑長度的方法。其實施方法包括以手動方式調(diào)整承印材料在上墨工位之間的傳送距離，例如抬高輥58，或者加大上墨工位間的距離。輥58可以由控制系統(tǒng)通過柱塞68或者采用其他類似方法自動抬高。另外一種方法是把上墨工位以可移動方式支承在圖中未顯示的導(dǎo)架上，令其沿承印材料路徑滑動。此類機(jī)械設(shè)置在本行業(yè)中是人所共知的。
在實踐中，無論是使用圖1還是圖2的設(shè)備，卷筒承印材料在傳送過程中都要通過無數(shù)施印工位。在施印油墨之前，操作人員先判斷各已施印油墨層在油墨施印到承印材料上之后以及施印下一施印油墨層之前，其粘度增加到所期望的牽引力水平所需的時間。操作人員將根據(jù)在油墨施印時的環(huán)境條件下，各油墨粘度的變化情況作出此項判斷。此項判斷以使用事先測定的現(xiàn)成數(shù)據(jù)表為好，此種數(shù)據(jù)表可以是儲存于控制系統(tǒng)存儲器中的印刷表格或者信息，如果存在這種存儲器的話。
選定施印兩道油墨層之間的延遲時間之后，操作人員應(yīng)設(shè)定傳送速度，或者工位間距，或者同時設(shè)定兩者，以取得所需的延遲時間，使已印油墨層的粘度(通過非活性稀釋劑的蒸發(fā))增加到足以實施濕態(tài)疊印下一道油墨層的程度。在中央處理器和存儲器包含所用油墨的成份與粘度特征數(shù)據(jù)時，控制系統(tǒng)可以在操作人員輸入所用油墨類型和周圍環(huán)境條件后，自動設(shè)定恰當(dāng)?shù)乃俣群?或工位間距。
圖1和圖2所示的設(shè)備都可以包括一個油墨固著工位70，該工位置于最后一個上墨工位之后，在該固著工位對能量固化油墨層施加能量，將油墨層固著到承印材料上，使其與后者結(jié)合成為不可分割的整體。取決于能量固化油墨的性質(zhì)，固著工位采用光化輻射源，例如紫外線(UV)、電子束(EB)、或者其他適當(dāng)?shù)墓饣椛湓础?br> 以下例子用以舉例說明本發(fā)明。例子中使用多種顏色(黃、紅、藍(lán)、黑、白)的能量固化、水基柔性版油墨施印于非多孔承印材料上，這些承印材料包括如聚乙烯(例如PE、HDPE、LDPE)、聚丙烯(例如PP、OPP、BOPP)、聚苯乙烯(例如PS、OPS、烯BOPS)、聚酰胺(例如Nylon)、聚氯乙烯(例如PVC)、或者聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等薄膜，所用設(shè)備為常規(guī)中央輥筒型柔性版印刷機(jī)，無工位間干燥或者固化。所有百分比基于油墨成份的總重量均為重量百分比。
例一印刷機(jī)為采用Kidder Inc.公司生產(chǎn)的溶劑基油墨的六色套印寬幅卷筒中央輥筒型柔性版印刷機(jī)，裝備有封閉室式刮墨刀泵壓系統(tǒng)和一個Fusion 200-600瓦/英寸紫外線H-燈泡固化工位。印刷機(jī)的施印工位分布于中央輥筒的四周。中央輥筒四周的施印工位間的間隔如下所示工位一與工位二之間的距離24.9英寸；工位二與工位三之間的距離28.9英寸；工位三與工位四之間的距離36.3英寸；工位四與工位五之間的距離28.9英寸；和工位五與工位六之間的距離24.9英寸。
最后一個上墨工位與固化單元的距離大約為12英尺。
上墨工位設(shè)定為使用濕態(tài)疊印能量固化油墨。印版采用的是Dupont公司的Cyrel實地感光聚合物柔性版印版。也同時使用室式刮墨刀和每英寸線條數(shù)不等的花紋輥。在本例中，上墨工位一不使用。上墨工位二裝有含以下成份的黃色油墨12.5％黃色顏料(永久黃GDR，德國法蘭克福Clariant GmbH公司出品)，30.6％水溶性烯鍵式不飽和樹脂(樹脂為新澤西州Fort Lee市SunChemical Co.Inc.出品，樹脂號924-1069，其描述見WO 99/19369)，6.3％超分散劑(Solspers 41090，Avercia公司出品)，0.3％硅酮消泡劑(Byk 019，Byk-Chemie公司出品)，26.2％水溶性烯鍵式不飽和低聚物(商品名Laromer 8765，BASFCorporation出品)，
2.2％非水溶性烯鍵式不飽和低聚物(Sartomer SR 610，SartomerCorporation出品)，5.0％光敏引發(fā)劑(商品名Irgacure 500，Ciba Speciality Additives出品)，1.1％硅酮助流劑(商品名DC57，Dow Corning公司出品)，和16.0％水。
上墨工位三未曾使用。上墨工位四裝有藍(lán)色油墨，其成份如下15.0％藍(lán)色顏料(商品名為Sunfast 249-1290，新澤西州Fort Lee市Sun Chemical Co.Inc.出品)，30.4％水溶性烯鍵式不飽和樹脂(樹脂924-1069，Sun Chemical Co.Inc.出品)，0.5％氨(水中濃度27-30％)，6.3％超分散劑(Solspers 41090，Avecia公司出品)，0.3％硅酮消泡劑(Byk 019，Byk-Chemie公司出品)，26.1％水溶性烯鍵式不飽和低聚物(商品名Laromer 8765，BASFCorporation出品)，2.1％非水溶性不飽和乙烯基低聚物(Sartomer SR 610，SartomerCorporation出品)，5.0％光引發(fā)劑(商品名Irgacure 500，Ciba Speciality Additives出品)，1.1％硅酮助流劑(商品名DC57，Dow Corning公司出品)，和13.5％水。
上墨工位五裝有黑色油墨，其成份如下15.0％碳黑顏料(Printex 35，Degussa公司出品)，30.4％水溶性烯鍵式不飽和樹脂(樹脂924-1069，Sun Chemical Co.Inc.出品)，0.5％氨(水中濃度27-30％)，6.3％超分散劑(Solspers 41090，Avecia公司出品)，
0.3％硅酮消泡劑(Byk 019，Byk-Chemie公司出品)，26.1％水溶性烯鍵式不飽和低聚物(商品名Laromer 8765，BASFCorporation出品)，2.1％非水溶性不飽和乙烯基低聚物(Sartomer SR 610，SartomerCorporation出品)，5.0％光引發(fā)劑(商品名Irgacure 500，Ciba Speciality Additives出品)，1.1％硅酮助流劑(商品名DC57，Dow Corning公司出品)，和13.5％水。
最后，上墨工位六裝有白色油墨，其成份如下33.8％白色顏料(Tioxide R-HD6X，Tioxide公司出品)，9.0％水溶性烯鍵式不飽和樹脂(樹脂924-1069，Sun Chemical Co.Inc.出品)，0.3％超分散劑(Solspers 41090，Avecia公司出品)，0.3％硅酮消泡劑(Byk 019，Byk-Chemie公司出品)，26.1％水溶性烯鍵式不飽和低聚物(商品名Laromer 8765，BASFCorporation出品)，和30.5％水。
上墨工位二、四和五裝備有每英寸800道線的花紋輥，而所用的印版則為Dupont公司的Cyrel感光聚合物柔性版印版。印版有一個含各種色密度的彩色測試圖像、實地印版疊印部分以及一個圖像。上墨工位六裝備有一個每英寸360道線的花紋輥和一個實地印刷Cyrel感光聚合物柔性版印版。此實地版覆蓋與疊印整個測試版，如同對其他工位描述的那樣。
在低密度透明聚乙烯薄膜上進(jìn)行濕態(tài)疊印。在不同在線速度測試疊印與固化，以取得因溶劑(即水)的蒸發(fā)而造成的不同粘度變化。后面還要討論對油墨含水量與此項粘度變化關(guān)系的進(jìn)一步測試。在印機(jī)上，疊印的顏色用目測進(jìn)行，固化用手指檢測指感干燥程度，油墨反牽引現(xiàn)象通過控制回泵油墨糊版目測。試車完畢后檢查油墨，并未發(fā)現(xiàn)糊版著色現(xiàn)象。圖像部分和疊印部分油墨彼此濕態(tài)疊印效果良好，并無反牽引現(xiàn)象。圖像顯示所預(yù)期的圖案，疊印的顏色顯示所希冀的色調(diào)與強(qiáng)度。所有單色、白色和疊印套色部分的油墨在所有的測試固化條件下都達(dá)到了完全固化。所測試的最高線速度為1000英尺/分，相當(dāng)于兩個上墨工位之間(上墨工位五和六之間)的0.1245秒的濕態(tài)疊印速度。
施印與固化的油墨隨后進(jìn)行SWOP色密度檢驗，并用X-Rite分光光度計機(jī)前檢查色度圖值(D652/L*，a*，b*模式)。所有顏色均以高密度施印。疊印顏色也顯示所希冀的疊印顏色密度。這表示所有顏色在彼此間以及在它們與作為陪襯色的白色之間都得到了足夠程度的轉(zhuǎn)移。任何彩色或者白色油墨上均未觀察到反牽引或者糊版現(xiàn)象。
此外還進(jìn)行了本行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的酒精與水磨耗試驗，以及行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)膠帶解除粘附試驗。印件在所有已施印部位都通過的粘附試驗。抗磨耗與粘附性能取決于固化狀況，但通常所得的評價是良好。
例二使用與例一相同的設(shè)備，上墨工位二裝載黃色油墨，其成份如下13.30％黃色顏料(永久黃GDR)，12.07％水溶性烯鍵式不飽和樹脂(樹脂號924-1069)，6.65％超分散劑(Solspers 41090)，0.27％硅酮消泡劑(Byk 019)，0.53％氨(水中濃度30％)，7.65％非水溶性烯鍵式不飽和低聚物(Sartomer SR 610)，38.55％水溶性烯鍵式不飽和低聚物(Laromer 8765)，4.0％光引發(fā)劑(Irgacure 500)，1.10％硅酮助流劑(DC57)，和
16.0％水。
上墨工位五裝載藍(lán)色油墨，其成份如下15.96％藍(lán)色顏料(Sunfast 249-1290)，10.92％水溶性烯鍵式不飽和樹脂(樹脂號924-1069)，6.65％超分散劑(Solspers 41090)，0.27％硅酮消泡劑(Byk 019)，0.53％氨(水中濃度30％)，7.42％非水溶性烯鍵式不飽和低聚物(Sartomer SR 610)，38.32％水溶性烯鍵式不飽和低聚物(Laromer 8765)，5.0％光引發(fā)劑(Irgacure 500)，1.1％硅酮助流劑(DC57)，和14.63％水。
上墨工位裝備有每英寸550道線的花紋輥，所用印版為DupontCyrel感光聚合物柔性版印版。印版上有一個4.5英寸乘7英寸的實地版(滿版)區(qū)域和一個2英寸乘6英寸的疊印區(qū)域。承印材料為低密度透明聚乙烯薄膜。以不同速線速度測試了疊印和固化。在印機(jī)上以目測檢查疊印顏色，以指感干燥程度檢測固化、以控制回泵油墨糊版目測油墨反牽引現(xiàn)象。試車完畢后檢查油墨。油墨彼此間濕態(tài)疊印效果完美無缺，無反牽引現(xiàn)象，顏色亮度與特定速度下的轉(zhuǎn)移相符。在所有測試固化條件下，藍(lán)色、黃色以及綠色疊印部位的油墨均已完全固化。所測試的最高線速度為1000英尺/分，最低的紫外線劑量輻射速度為300英尺/分線速度下每英寸200瓦。
例三使用與例二相同的油墨、承印材料和設(shè)備，但把顏色順序顛倒過來，把藍(lán)色油墨放在上墨工位二，把黃色油墨放在上墨工位五。每個上墨工位都裝備有每英寸500道線的花紋輥，并使用DupontCyrel感光聚合物柔性版印版。打印樣張上有面積為4.5英寸乘7英寸的實地版區(qū)域和一個面積為2英寸乘6英寸的疊印區(qū)域。疊印按例二所描述的方法檢查。疊印部分(綠)并未發(fā)現(xiàn)可見的顏色差異。所述用X-Rite分光光度計機(jī)前檢查所得的色度圖值證實了此項結(jié)果。數(shù)值在計量誤差范圍之內(nèi)。這表明黃色油墨向藍(lán)色油墨轉(zhuǎn)移的充份程度與相反方向的油墨轉(zhuǎn)移相同，并未觀察到反牽引或者糊版現(xiàn)象。
例四所用印刷機(jī)為采用Ko-Pack Inc.公司出品的常規(guī)紫外線固化油墨的六色套印窄幅卷筒中央輥筒型柔性版印刷機(jī)，裝備有對角室式刮墨刀系統(tǒng)，用工位六進(jìn)行紫外線封膠操作的過膠夾，和一個Fusion 200-700瓦/英寸紫外線H-燈泡固化工位。印機(jī)上的施印工位布置在中央輥筒的四周。
施印工位調(diào)定為使用濕態(tài)疊印能量固化油墨。印版采用實地Dupont Cyrel感光聚合物柔性版印版。并且也采用室式刮墨刀和每英寸線條數(shù)不等的花紋輥。在本例中，上墨工位一未曾使用。上墨工位二、四、五所裝油墨成份與例一的描述相同。工位三所裝為紅色油墨，其成份如下13.95％紅色顏料(Sun 235-3438)，12.07％水溶性烯鍵式不飽和樹脂(樹脂號924-1069)，6.65％超分散劑(Solspers 41090)，0.27％硅酮消泡劑(Byk 019)，0.53％氨(水中濃度30％)，7.65％非水溶性烯鍵式不飽和低聚物(Sartomer SR 610)，37.95％水溶性烯鍵式不飽和低聚物(Laromer 8765)，4.0％光引發(fā)劑(Irgacure 500)，1.10％硅酮助流劑(DC57)，和15.68％水。
上墨工位二、四和五裝備有每英寸800道線的花紋輥。上墨工位三裝備有每英寸700道線的花紋輥。所用工位均用DupontCyrel感光聚合物柔性版印版。印版上有一個含各種色密度的彩色測試圖像、若干個實地疊印區(qū)域和一個圖像。機(jī)上原有的工位間固化燈已關(guān)掉，只留下工位六之后的最后一盞，以進(jìn)行濕態(tài)疊印，然后在最后進(jìn)行一次性固化。所有樣張都一直測試到500英尺/分的最高機(jī)速。
在本次試印中，對以下不同的承印材料進(jìn)行了試印，例如Trespapha Adicional LWH 33不透明OPP，NOW Pack透明可收縮OPS，TEKRAValeron 003 PP/橡膠混合物，Mobil Label Lyte 66LL344不透明覆膜BOPP，塑料供應(yīng)商Polyflex 0530CLR透明PS/橡膠混合物，Kloeckner Pentaplast Pentaclear PVCBX-KPETE321200，Trepaphan A-Z1透明OPP。
例五使用與例四相同的設(shè)備、油墨和承印材料7，印刷工位一配備與例一上墨工位六所用油墨相同的油墨。該工位配備一個600道線的花紋輥和一個實地Dupont Cyrel感光聚合物柔性版印版。其結(jié)果是在一個實地白色油墨層上成功地濕態(tài)疊印了一個高質(zhì)量、無干擾、不走形、未刷淡的圖像。施印時最高機(jī)速為500英尺/分。
例六使用與例四相同的設(shè)備、油墨和承印材料1，印刷工位六配備一臺能量固化涂布裝置(SunCure LEGAKFV0440563，Sun Chemical Corp制造)，一個每英寸500道線的花紋輥和一個實地Dupont Cyrel感光聚合物柔性版印版。在已施印圖像上進(jìn)行涂布，但不進(jìn)一步干燥或者固化油墨。其結(jié)果是在一個非多孔承印材料上成功地濕態(tài)牽著和疊印了一個高質(zhì)量、無干擾、不走形、未刷淡、無擴(kuò)散的圖像，并施印了在線濕態(tài)疊印涂層。
例七使用與例四相同的設(shè)備、油墨和承印材料1，印刷工位六配備一臺能量固化粘結(jié)材料(SunCure紫外線覆膜粘結(jié)劑RCKFV0487525，SunChemical Corp制造)，一個每英寸500道線的花紋輥和一個實地DupontCyrel感光聚合物柔性版印版。覆膜工位配備有覆膜材料。在圖像施印之后，油墨不經(jīng)干燥或者固化直接在已印圖像上涂布覆膜粘結(jié)材料。透明的覆膜材料直接覆蓋在濕態(tài)的覆膜粘結(jié)材料和油墨上，隨后將覆膜的疊層最后用紫外線燈一次性固化。其結(jié)果是在一個非多孔承印材料上成功地濕態(tài)牽著、疊印和在線覆膜了一個高質(zhì)量、無干擾、不走形、未刷淡、無擴(kuò)散的圖像。
例八以下測試?yán)佑靡哉f明油墨內(nèi)的含水量變化和由此產(chǎn)生的由于作為溶劑的水的蒸發(fā)造成的油墨粘度變化。這些例子使用黃色和藍(lán)色能量固化水基柔性版油墨，以常規(guī)的Chestnut柔性版印刷機(jī)施印于非多孔聚乙烯薄膜承印材料上，不進(jìn)行工位間干燥或者固化。所有油墨均以150英尺/分的恒定機(jī)速施印，并以最大輸出功率為400w/”的FusionAetek Ultra Pack燈以100％功率進(jìn)行固化。一個經(jīng)校準(zhǔn)的Kett手持近紅外濕度計KJT-100在承印材料上的若干部位(距離壓印線1”，4.5”和10”處)上置于聚焦位置。含水量和所計算的蒸發(fā)率均建立在固化油墨值等于0％含水量的假設(shè)基礎(chǔ)上。油墨的全部含水量無法記錄，因為油墨要傳送從刮墨刀和花紋輥到印版再到壓印線這一大段距離，然后才在離壓印線1”的位置讀取第一個測定值。含水量數(shù)據(jù)內(nèi)部記錄，取兩秒鐘之內(nèi)所有讀數(shù)的平均值，其中每個位置有在100秒鐘時間內(nèi)記錄并取平均值的10個讀數(shù)。此外并報告了標(biāo)準(zhǔn)差。
試驗一上墨工位一使用黃色油墨，其成份如下12.5％黃色顏料(永久黃GDR，Clariant公司出品)，
30.6％水溶性烯鍵式不飽和樹脂(樹脂為新澤西州Fort Lee市SunChemical Co.Inc.出品，樹脂號924-1069，其描述見WO 99/19369)，6.3％超分散劑(Solspers 41090，Avercia公司出品)，0.3％硅酮消泡劑(Byk 019，Byk-Chemie公司出品)，26.2％水溶性烯鍵式不飽和低聚物(商品名Laromer 8765，BASFCorporation出品)，2.2％非水溶性烯鍵式不飽和低聚物(Sartomer SR 610，SartomerCorporation出品)，5.0％光引發(fā)劑(商品名Irgacure 500，Ciba Speciality Additives出品)，1.1％硅酮助流劑(商品名DC57，Dow Corning公司出品)，和16.0％水。
上墨工位裝備有每英寸300道線的花紋輥并使用連續(xù)式實地DupontCyrel感光聚合物柔性版。承印材料為透明聚乙烯薄膜。相對濕度為46.3％，卷筒溫度為22.7℃+/-0.2℃，已施印油墨溫度為22.6℃+/-0.1℃，RT為22.7。
距離壓印線1”處的相對含水量數(shù)值為189.9+/-10.7。距離壓印線4.5”處的相對含水量數(shù)值為108.2+/-10.3。距離壓印線10”處的相對含水量數(shù)值為101.1+/-8.3。在距離壓印線1”和4.5”的讀數(shù)之間所報告的平均蒸發(fā)率為每毫秒0.38％，或者說所剩下的水份為44.7％+/-0.3％。在距離壓印線4.5”和10”的讀數(shù)之間所報告的平均蒸發(fā)率為每毫秒0.036％，或者說所剩下的水份為7.0％+/-0.7％。
試驗二上墨工位一使用黃色油墨，其成份如下12.5％黃色顏料(永久黃GDR，Clariant公司出品)，30.6％水溶性烯鍵式不飽和樹脂(樹脂為新澤西州Fort Lee市SunChemical Co.Inc.出品，樹脂號924-1069，其描述見WO 99/19369)，
6.3％超分散劑(Solspers 41090，Avercia公司出品)，0.3％硅酮消泡劑(Byk 019，Byk-Chemie公司出品)，26.2％水溶性烯鍵式不飽和低聚物(商品名Laromer 8765，BASFCorporation出品)，2.2％非水溶性烯鍵式不飽和低聚物(Sartomer SR 610，SartomerCorporation出品)，5.0％光引發(fā)劑(商品名Irgacure 500，Ciba Speciality Additives出品)，1.1％硅酮助流劑(商品名DC57，Dow Corning公司出品)，和16.0％水。
上墨工位裝備有每英寸400道線的花紋輥并使用連續(xù)式實地DupontCyrel感光聚合物柔性版。承印材料為不透明聚乙烯薄膜。相對濕度為46.9％，卷筒溫度為23.2℃+/-0.4℃，已施印油墨溫度為23.1℃+/-0.4℃，RT為23。
距離壓印線1”處的相對含水量數(shù)值為217.4+/-5.7。距離壓印線4.5”處的相對含水量數(shù)值為201.7+/-7.1。距離壓印線10”處的相對含水量數(shù)值為188.9+/-5.1。在距離壓印線1”和4.5”的讀數(shù)之間所報告的平均蒸發(fā)率為每毫秒0.05％，或者說所剩下的水份為5.9％+/-0.7％。在距離壓印線4.5”和10”的讀數(shù)之間所報告的平均蒸發(fā)率為每毫秒0.028％，或者說所剩下的水份的5.1％+/-0.7％。
試驗三上墨工位一使用藍(lán)色油墨，其成份如下15.0％藍(lán)色顏料(商品名為Sunfast 249-1290，新澤西州Fort LeeSun Chemical Co.出品)，30.4％水溶性烯鍵式不飽和樹脂(樹脂號924-1069，Sun ChemicalCo.出品)，0.5％氨(水中濃度27-30％)，
6.3％超分散劑(Solspers 41090，Avercia公司出品)，0.3％硅酮消泡劑(Byk 019，Byk-Chemie公司出品)，26.1％水溶性烯鍵式不飽和低聚物(商品名Laromer 8765，BASFCorporation出品)，2.1％非水溶性烯鍵式不飽和低聚物(Sartomer SR 610，SartomerCorporation出品)，5.0％光引發(fā)劑(商品名Irgacure 500，Ciba speciality Additives出品)，1.1％硅酮助流劑(商品名DC57，Dow Corning公司出品)，和13.5％水。
上墨工位裝備有每英寸300道線的花紋輥并使用連續(xù)式實地DupontCyrel感光聚合物柔性版。承印材料為透明聚乙烯薄膜。相對濕度為44.2％，卷筒溫度為23.0℃+/-0.1℃，已施印油墨溫度為22.6℃+/-0.1℃，RT為22.8。試驗三的讀數(shù)僅在兩點讀取，即距離壓印線1”處和距離壓印線4.5”處。
距離壓印線1”處的相對含水量數(shù)值為110.0+/-11.5。距離壓印線4.5”處的相對含水量數(shù)值為70.0+/-8.2。在距離壓印線1”和4.5”的讀數(shù)之間所報告的平均蒸發(fā)率為每毫秒0.20％，或者說所剩下的水份為23.3％+/-2.8％。
凡有機(jī)會獲得以上所透露情況者可以實施若干項變體或者組合，例如不同的油墨，或者在上墨工位之間加上干燥和固化工位。此類選擇或者變體應(yīng)視為屬于本發(fā)明所涵蓋范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.在承印材料上施印多道油墨層的方法，其包括以下步驟A.在所述承印材料上施印至少一道能量固化液態(tài)油墨的油墨層，其粘度低于約4000厘泊并含有非活性稀釋劑，所述已施印能量固化油墨層具有第一粘度；B.將已施印能量固化油墨層中的至少部分所述非活性稀釋劑蒸發(fā)，從而增加已施印能量固化油墨層的粘度；C.在所述承印材料和所述已施印能量固化油墨層上施印至少一道非能量固化液態(tài)油墨層，其粘度低于所述先前已施印能量固化油墨層的增加的粘度；和D.將兩道油墨層固著在所述承印材料上。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述稀釋劑為水。
3.權(quán)利要求1的方法，其中以所述稀釋劑的重量計約5重量％至50重量％的所述稀釋劑由水組成。
4.權(quán)利要求1的方法，其中步驟A在第一上墨工位實施，步驟C在后繼的上墨工位實施，以及其中所述承印材料以足夠的速度在所述第一上墨工位和所述后繼上墨工位之間傳送，所述速度足以使得所述油墨層中的至少部分稀釋劑能夠蒸發(fā)，從而增加所述油墨層粘度，該粘度足以使得能夠在所述粘度增加的油墨層上疊印所述另一道已施印油墨層。
5.權(quán)利要求1的方法，其中對所述已施印油墨層加熱以幫助以更快的速度除去至少部分的稀釋劑，所述速度快于所述稀釋劑在環(huán)境溫度、壓力和濕度條件下的蒸發(fā)速度。
6.權(quán)利要求1的方法，其中對所述已施印油墨層施加氣流以幫助以更快的速度除去一些稀釋劑，所述速度快于所述稀釋劑在環(huán)境溫度、壓力和濕度條件下的蒸發(fā)速度。
7.權(quán)利要求1的方法，其中步驟C在步驟D之后可再重復(fù)至少一次，在所述已固著油墨層上施印另一道油墨層，以及其中所述另一道油墨層也固著在所述承印材料上。
8.權(quán)利要求7的方法，其中所述稀釋劑為水。
9.權(quán)利要求7的方法，其中以所述稀釋劑的重量計約5重量％至50重量％的所述稀釋劑由水組成。
10.權(quán)利要求7的方法，其中步驟A在第一上墨工位實施，步驟C在后繼的上墨工位實施，以及其中所述承印材料以足夠的速度在所述第一上墨工位和所述后繼上墨工位之間傳送，所述速度足以使得所述油墨層中的至少部分稀釋劑能夠蒸發(fā)，從而增加所述油墨層粘度，該粘度足以使得能夠在所述粘度增加的油墨層上疊印所述另一道已施印油墨層。
11.權(quán)利要求7的方法，其中對所述已施印油墨層加熱以幫助以更快的速度除去至少部分的稀釋劑，所述速度快于所述稀釋劑在環(huán)境溫度、壓力和濕度條件下的蒸發(fā)速度。
12.權(quán)利要求7的方法，其中對所述已施印油墨層施加氣流以幫助以更快的速度除去一些稀釋劑，所述速度快于所述稀釋劑在環(huán)境溫度、壓力和濕度條件下的蒸發(fā)速度。
13.權(quán)利要求7的方法，其中所述承印材料為吸收性材料。
14.權(quán)利要求7的方法，其中所述承印材料為非吸收性材料。
15.權(quán)利要求1的方法，其中在步驟D之后使用能量固化液態(tài)油墨再施印至少一道油墨層，所述能量固化液態(tài)油墨的油墨粘度低于約4000厘泊并含有由水組成的非活性稀釋劑。
16.權(quán)利要求15的方法，在其中所述稀釋劑為水。
17.權(quán)利要求15的方法，其中以所述稀釋劑的重量計約5重量％至50重量％的所述稀釋劑由水組成。
18.權(quán)利要求15的方法，其中步驟A在第一上墨工位實施，步驟C在后繼的上墨工位實施，以及其中所述承印材料以足夠的速度在所述第一上墨工位和所述后繼上墨工位之間傳送，所述速度足以使得所述油墨層中的至少部分稀釋劑能夠蒸發(fā)，從而增加所述油墨層粘度，該粘度足以使得能夠在所述粘度增加的油墨層上疊印所述另一道已施印油墨層。
19.權(quán)利要求15的方法，其中對所述已施印油墨層加熱以幫助以更快的速度除去至少部分的稀釋劑，所述速度快于所述稀釋劑在環(huán)境溫度、壓力和濕度條件下的蒸發(fā)速度。
20.權(quán)利要求15的方法，其中對所述已施印油墨層施加氣流以幫助以更快的速度除去一些稀釋劑，所述速度快于所述稀釋劑在環(huán)境溫度、壓力和濕度條件下的蒸發(fā)速度。
21.權(quán)利要求15的方法，其中所述承印材料為吸收性材料。
22.權(quán)利要求15的方法，其中所述承印材料為非吸收性材料。
23.權(quán)利要求1的方法，其中在步驟D之后，步驟A、B、C和D重復(fù)實施至少一次。
24.權(quán)利要求1的方法，其中所述承印材料為吸收性材料。
25.權(quán)利要求1的方法，其中所述承印材料為非吸收性材料。
26.在承印材料上施印多道油墨層的方法，其包括以下步驟A.在所述承印材料上施印能量固化液態(tài)油墨的油墨層，所述能量固化液態(tài)油墨的粘度低于約4000厘泊并含有非活性稀釋劑，所述已施印能量固化油墨具有第一粘度；B.使已施印能量固化油墨層中的至少部分所述非活性稀釋劑蒸發(fā)，從而增加已施印能量固化油墨層的粘度；C.在所述承印材料和所述粘度已增加的已施印能量固化油墨層上施印后繼的能量固化液態(tài)油墨層，所述液態(tài)油墨的粘度低于約4000厘泊并含有非活性稀釋劑，后繼油墨層的粘度低于所述先前已施印能量固化油墨層的增加的粘度；和D.將各油墨層固著在所述承印材料上。
27.權(quán)利要求26的方法，其中所述稀釋劑為水。
28.權(quán)利要求26的方法，其中以所述稀釋劑的重量計約5重量％至50重量％的所述稀釋劑由水組成。
29.權(quán)利要求26的方法，其中步驟A在第一上墨工位實施，步驟C在后繼的上墨工位實施，以及其中所述承印材料以足夠的速度在所述第一上墨工位和所述后繼上墨工位之間傳送，所述速度足以使得所述油墨層中的至少部分稀釋劑能夠蒸發(fā)，從而增加所述油墨層粘度，該粘度足以使得能夠在所述粘度增加的油墨層上疊印所述另一道已施印油墨層。
30.權(quán)利要求26的方法，其中對所述已施印油墨層加熱以幫助以更快的速度除去至少部分的稀釋劑，所述速度快于所述稀釋劑在環(huán)境溫度、壓力和濕度條件下的蒸發(fā)速度。
31.權(quán)利要求26的方法，其中對所述已施印油墨施加氣流以幫助以更快的速度除去至少部分的稀釋劑，所述速度快于所述稀釋劑在環(huán)境溫度、壓力和濕度條件下的蒸發(fā)速度。
32.權(quán)利要求26的方法，其進(jìn)一步包括重復(fù)步驟B和C一次或多次，每次在先前已施印油墨層上施印粘度低于約4000厘泊并含非活性稀釋劑的不同的能量固化液態(tài)油墨，所述不同油墨的油墨層粘度低于所述先前已施印油墨層已增加的粘度。
33.權(quán)利要求32的方法，其中步驟D包括使用光化輻射源固著所有油墨層。
34.權(quán)利要求26的方法，其中能量固化液態(tài)油墨包括一種能量固化性單相水成三元組合物，其包括水；水溶性烯鍵式不飽和低聚物；和可用酸或堿中和的水溶性烯鍵式不飽和樹脂。
35.權(quán)利要求34的方法，其中所述樹脂的官能團(tuán)包含可用堿例如叔胺中和的羧酸基團(tuán)。
36.權(quán)利要求26的方法，其中步驟A在第一上墨工位實施，步驟C在后繼的上墨工位實施，以及其中所述承印材料以足夠的速度在所述第一上墨工位和所述后繼上墨工位之間傳送，所述速度足以使得所述油墨層中的至少部分稀釋劑能夠蒸發(fā)，從而增加了所述已施印油墨層的粘度，該粘度足以使得能夠在所述粘度增加的先前已施印油墨層上疊印所述另一道已施印油墨層。
37.權(quán)利要求36的方法，其中所述油墨為能量固化液態(tài)柔性版印刷油墨，以及其中所述上墨工位為柔性版印刷或者上墨工位。
38.一種在承印材料上施印多道油墨層的方法，包括選擇第一和第二能量固化液態(tài)柔性版油墨，每種油墨含有控制粘度的非活性稀釋劑，該稀釋劑包含以稀釋劑的重量計為約5重量％至50重量％的水，每種油墨的粘度在約30到70厘泊之間；順序地將所述第一和所述第二能量固化液態(tài)柔性版油墨施印于承印材料上，以形成具有疊加部分的第一和第二油墨層，其中所述第二油墨在所述第一油墨層中的至少部分所述稀釋劑蒸發(fā)之后施印。
39.在承印材料上順序地施印多道疊加油墨層的設(shè)備，該設(shè)備包括承印材料路徑和沿所述路徑傳送所述承印材料的承印材料傳動裝置；沿所述路徑間隔布置的多個上墨工位，所述上墨工位適合在所述承印材料上施印含稀釋劑且粘度低于4000厘泊的油墨；控制系統(tǒng)控制所述承印材料沿所述路徑傳送，使得當(dāng)所述承印材料在上墨工位之間傳送時，在所述上墨工位之一處施印于所述承印材料上的第一液態(tài)油墨層的粘度通過所述第一油墨層中的至少部分所述稀釋劑的蒸發(fā)而增加到較高粘度，該較高粘度大于在與所述第一上墨工位間隔布置的后繼上墨工位上施印到所述第一油墨層上的第二油墨的粘度，所述較高粘度足以濕態(tài)疊印所述第二液態(tài)油墨。
40.權(quán)利要求39的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括以預(yù)先選定的速度傳送所述承印材料的傳動裝置，所述預(yù)先選定的速度隨著在上墨工位之間傳送的已施印油墨層的所需粘度增加而改變。
41.權(quán)利要求40的設(shè)備，其中所述傳動裝置為變速傳動裝置，所述控制系統(tǒng)控制所述變速傳動裝置。
42.權(quán)利要求39的設(shè)備，其中沿所述傳送路徑的所述上墨工位的間距是可調(diào)節(jié)的。
43.權(quán)利要求42的設(shè)備，其中所述控制系統(tǒng)控制所述上墨工位的間距，所述間距隨著在上墨工位之間傳送的已施印油墨層的所需粘度增加而改變。
44.權(quán)利要求39的設(shè)備，其中所述控制系統(tǒng)控制所述承印材料在上墨工位之間的傳送以及進(jìn)一步控制在所述間隔布置的上墨工位向所述承印材料上施印的油墨層的厚度，所述傳送隨著在上墨工位之間傳送的已施印油墨的所需粘度增加而改變。
45.權(quán)利要求44的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括按預(yù)先選定的速度傳送所述承印材料的傳動裝置，所述預(yù)先選定的速度隨著在上墨工位之間傳送的已施印油墨層的所需粘度增加而改變。
46.權(quán)利要求45的設(shè)備，其中沿所述傳送路徑的所述上墨工位的間距是可調(diào)節(jié)的，以及其中所述控制系統(tǒng)控制所述上墨工位間距以及所述預(yù)先選定的速度，所述上墨工位間距以及所述預(yù)先選定的速度隨著在上墨工位之間傳送的已施印油墨層的所需粘度增加而改變。
47.權(quán)利要求39的設(shè)備，其中沿所述預(yù)定路徑的所述上墨工位之間的距離是可調(diào)節(jié)的。
48.權(quán)利要求41的設(shè)備，其中所述控制系統(tǒng)包括一個存儲器，以及其中所述存儲器包含的數(shù)據(jù)包括已施印油墨層粘度隨時間變化而變化的數(shù)據(jù)，以及其中所述控制系統(tǒng)檢索出這種數(shù)據(jù)，并按從所述檢索數(shù)據(jù)得出的速度控制所述承印材料在上墨工位之間的傳送。
49.權(quán)利要求48的設(shè)備，其中所述存儲器中的所述數(shù)據(jù)已按特定油墨組成編制索引。
50.權(quán)利要求49的設(shè)備，其中所述數(shù)據(jù)也已按特定的已施印油墨層的厚度編制索引。
51.權(quán)利要求39的設(shè)備，其中所述預(yù)定路徑為圓筒外表面，所述上墨工位沿所述表面徑向間隔布置，以及所述圓筒a)在工位之間無干燥或者固化單元；b)直徑減??；c)圓筒圓周上的施印工位數(shù)目增加；d)以較少的一個或者沒有冷卻系統(tǒng)為特征；和e)由非金屬材料如高分子復(fù)合材料或者模制材料制成。
52.權(quán)利要求39的設(shè)備，其進(jìn)一步包括能量固化工位，所述能量固化工位沿所述預(yù)定路徑位于最后的所述上墨工位之后。
全文摘要
本發(fā)明為采用含以非活性稀釋劑控制粘度的低粘度能量固化柔性版液態(tài)印刷油墨在按順序施墨的各油墨層上實施濕態(tài)疊印的方法及相關(guān)設(shè)備，所用的方法是控制施印兩道油墨層之間的時間，令已施印油墨層中足夠量的稀釋劑得到蒸發(fā)，從而使該油墨層的粘度增加到足以能夠在其上濕態(tài)疊印隨后施印的疊加油墨層的程度。
文檔編號C09D11/10GK1633360SQ03804095
公開日2005年6月29日 申請日期2003年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月19日
發(fā)明者米哈伊爾·拉克辛, 薩布昂卡爾·查特吉, 福爾克爾·林策 申請人:太陽化學(xué)公司