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噴墨印刷的制作方法_4

文檔序號(hào):8268768閱讀:來源:國(guó)知局
Rhodia,Boulogne-Billa ncourt, France制造)和多庫(kù)醋鈉。
[0076] 陽離子分散劑可選自季胺聚合物、質(zhì)子化胺聚合物和含鋁的聚合物(諸如可 獲自Lubrizol Corp. ,Wickliffe,0hio的那些)。陽離子分散劑的進(jìn)一步實(shí)例包括 SOLSPERSE? 2155、9000、13650、13940 和 19000 (Lubrizol Corp.)和其它類似陽離子分 散劑。
[0077] 兩性分散劑可選自含有具有可質(zhì)子化基團(tuán)和/或可離子化酸基團(tuán)的化合物的分 散劑。適合的兩性分散劑的實(shí)例包括卵磷脂。
[0078] 非離子分散劑可選自油溶性聚酯、聚胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯(諸如,例 如,SOLSPERSE? 3000 (Lubrizol Corp. )、SOLSPERSE? 21000 (Lubrizol Corp.)等。
[0079] 低聚物分散劑可選自低平均分子量(S卩,小于5000、或小于約4000、或小于約 3000、或小于約2000、或小于約1000)的非離子分散劑。
[0080] 交聯(lián)分散劑可選自含有兩個(gè)或更多個(gè)碳雙鍵(c = C)和/或游離胺基團(tuán)的聚合物 或低聚物諸如(如)聚胺、可交聯(lián)聚氨酯和二乙烯基苯。
[0081] 其它適合的分散劑包括來自 Lubrizol Corp 的 0S#13309AP、0S#13309AQ、14179BL 和45479AB,其為基于聚異丁烯琥珀酸和聚乙烯亞胺的分散劑。這些分散劑為在自然界中呈 陽離子的組合聚合物。
[0082] 當(dāng)存在時(shí),合適的粘度調(diào)節(jié)劑包括能夠增加或減小可噴射油墨組合物的粘度(cp) 的任何物質(zhì)或組合物。在一些實(shí)例中,粘度調(diào)節(jié)劑是油溶性聚合物并且可以具有相對(duì)低的 分子量(MW),例如小于約4K g/mol,或小于約3K g/mol,或小于約2. 5K g/mol,或小于約2K g/mol,或小于約I. 5K g/mol,或小于約IK g/mol的重均分子量。油溶性粘度調(diào)節(jié)劑可以是 石油樹脂,如脂族烴樹脂、芳香族改性的脂族烴樹脂和/或芳香族改性的環(huán)狀脂族烴樹脂。 示例性石油樹脂包括從ExxonMobil?可得的Escorez?1000、2000和5000系列。當(dāng)存在 時(shí),以期望的方式以足以改變(即,增加或減?。┛蓢娚溆湍M合物的粘度的量添加粘度調(diào) 節(jié)劑。在一些實(shí)例中,可以添加粘度調(diào)節(jié)劑以便增加可噴射油墨組合物的粘度??蓪⒄扯?調(diào)節(jié)劑溶于如上所述的烴載液中,然后添加至可噴射油墨組合物中。在一些實(shí)例中,添加足 量的粘度調(diào)節(jié)劑以獲得在25°C具有至少約2cp的粘度的可噴射油墨組合物,例如,在25°C 約2至約50cp的粘度,或在25°C約5至約40cp的粘度,或在25°C約5至約30cp的粘度, 或在25°C約5至約25cp的粘度,或在25°C約5至約20cp的粘度,或在25°C約5至約15cp 的粘度,或在25°C約5至約IOcp的粘度。在一些實(shí)例中,粘度調(diào)節(jié)劑構(gòu)成可噴射油墨組合 物的約0. 1至約IOwt %,例如,可噴射油墨組合物的約0. 1至約8wt %,例如,可噴射油墨組 合物的約0. 3至約6wt %,或約0. 5至約5wt %,或約0. 5至約5wt %,或約0. 5至約3wt %, 或約0. 5至約2wt%。
[0083] 在一些實(shí)例中,第二方面的方法是在印刷機(jī)上實(shí)現(xiàn),其中一個(gè)或更多個(gè),例如四個(gè) 噴墨印刷頭通過分配,例如投射,所述油墨到中間轉(zhuǎn)印表面上來限定要印刷的圖像。在一些 實(shí)例中,中間轉(zhuǎn)印表面為中間轉(zhuǎn)印元件的表面,其可以具有圓筒,例如鼓或輥的形式。圖像 在其上形成的表面可以在例如以鼓或圓筒的形式的旋轉(zhuǎn)元件上。中間轉(zhuǎn)印元件可以為旋轉(zhuǎn) 柔性元件,其可被加熱,例如到50至160°C的溫度,在一些實(shí)例中,80至130°C。表面可以為 放置在中間轉(zhuǎn)印元件上的敷層材料的表面。敷層材料可以包括硅酮涂布的聚酯、硅酮涂布 的橡膠、硅酮涂布的紙、硅酮涂布的鋁、或可以所需方式(即,使得包含圖像的(連續(xù))膜形 成,隨后其可轉(zhuǎn)印至可印刷介質(zhì)基板)接受可噴射油墨的其它適合的材料。
[0084] 在一些實(shí)例中,可噴射油墨組合物在中間轉(zhuǎn)印表面上干燥,形成包含圖像的連續(xù) 膜。中間介質(zhì)轉(zhuǎn)印表面然后接觸可印刷介質(zhì)基板(例如,一張紙),在該階段將包含圖像的 膜轉(zhuǎn)印至可印刷介質(zhì)基板。此類噴墨印刷技術(shù)的非限制性實(shí)例包括熱噴墨印刷、聲波噴墨 印刷和壓電式噴墨印刷。
[0085] 可印刷介質(zhì)基板可以為或包含任何適合的基板??捎∷⒔橘|(zhì)基板可以為能夠具有 印刷于其上的圖像的任何適合的基板??捎∷⒔橘|(zhì)基板可以包含選自有機(jī)或無機(jī)材料的材 料。材料可以包含天然聚合物材料,例如纖維素。材料可以包含合成聚合物材料,例如由烯 烴單體形成的聚合物(包括但不限于聚乙烯和聚丙烯),和共聚物諸如苯乙烯-聚丁二烯。 聚丙烯在一些實(shí)例中可為雙軸取向的聚丙烯。在一些實(shí)例中,可印刷介質(zhì)基板包含纖維素 紙。在一些實(shí)例中,纖維素紙涂布有聚合物材料,例如由苯乙烯-丁二烯樹脂形成的聚合 物。在一些實(shí)例中,纖維素紙包含填充劑材料,例如,可以與聚合物材料結(jié)合的無機(jī)材料。無 機(jī)材料可選自,例如,高嶺石或碳酸鈣。可印刷介質(zhì)基板在一些實(shí)例中為纖維素印刷介質(zhì), 諸如紙。纖維素印刷介質(zhì)在一些實(shí)例中為涂布的纖維素印刷介質(zhì),例如其上具有聚合物材 料的涂層。
[0086] 可以進(jìn)行第二方面的方法以進(jìn)行多次壓印或拷貝。壓印或拷貝的次數(shù)可以為至少 1000次,在一些實(shí)例中至少2000次,在一些實(shí)例中至少3000次,在一些實(shí)例中至少5000 次。在每次壓印中,每一個(gè)印刷介質(zhì)基板上的印刷覆蓋率可以為40 %或更小,在一些實(shí)例中 30%或更小,在一些實(shí)例中20%或更小。壓印可以為在印刷基板上形成的一種顏色的單幅 圖像。拷貝可以為具有多種顏色的單幅圖像,例如選自黑色、品紅色、青色和黃色。
[0087] 可以進(jìn)行第二方面的方法以印刷多個(gè)印刷介質(zhì)片材,例如250或更多個(gè)印刷介質(zhì) 片材,在一些實(shí)例中500或更多個(gè)印刷介質(zhì)片材,在一些實(shí)例中750或更多個(gè)印刷介質(zhì)片 材,在一些實(shí)例中1000或更多個(gè)印刷介質(zhì)片材。片材可以為任何適合的尺寸或形狀,例如 具有標(biāo)準(zhǔn)印刷尺寸,諸如A4或A3。
[0088] 如本文所使用,"圖像"是指沉積在可印刷介質(zhì)基板上的記號(hào)、標(biāo)記、符號(hào)、圖形、指 示和/或外觀。圖像的實(shí)例可以包括字符、詞、數(shù)字、字母-數(shù)字符號(hào)、標(biāo)點(diǎn)、文字、線條、下 劃線、加殼區(qū)等。
[0089] 在一些實(shí)例中,使用包含以下油墨或由以下油墨組成的噴墨組來利用本發(fā)明的可 噴射油墨和方法:品紅色油墨、青色油墨、黃色油墨和黑色油墨。
[0090] 在一些實(shí)例中,可噴射油墨組合物包含一定量的非揮發(fā)性物質(zhì)(VNS)、而不是聚合 物粘合劑樹脂。NVS為當(dāng)施加至中間轉(zhuǎn)印表面時(shí)在干燥的情況下不蒸發(fā)的油墨的組分。NVS 包括固體顆粒,例如,顏料顆粒。
[0091] 在一些實(shí)例中,可噴射油墨組合物包含其他類型的添加劑,其可用于油墨組合物 中以優(yōu)化所述油墨組合物的性質(zhì)。例如,油墨組合物還可以包括很多的表面改性劑和任何 另外的添加劑。
[0092] 可噴射油墨組合物可根據(jù)下列方法制備。因此,根據(jù)第三方面的方法,可分別制備 顏料顆粒在第一烴載液中的分散體和粘合劑樹脂顆粒在第二烴載液中的分散體并然后以 合適的量混合以獲得具有期望組成的可噴射油墨組合物。
[0093] 在一些實(shí)例中,第一烴載液和第二烴載液是相同的,并可選自以上結(jié)合第一方面 和第二方面描述的任何烴載液。在一些實(shí)例中,第一烴載液和第二烴載液是不同的,并可選 自以上結(jié)合第一方面和第二方面描述的任何烴載液。在實(shí)例中,第一烴載液和第二烴載液 是或包括異鏈燒徑,包括例如 Isopar-G?、Isopar-H?、Isopar-L?、Isopar-M?、Isopar-K?、 lsopar-10V?#Pl#Solvent L?〇
[0094] 在一些實(shí)例中,在分散劑的存在下制備顏料顆粒(包括以上結(jié)合第一方面和第二 方面描述的任何顏料及其實(shí)例)的分散體和粘合劑樹脂顆粒(包括以上結(jié)合第一方面和第 二方面描述的任何粘合劑樹脂及其實(shí)例)的分散體。分散劑可為以上結(jié)合第一方面和第二 方面描述的任何分散劑及其實(shí)例。在一些實(shí)例中,在該階段可添加其它組分如表面改性劑 和添加劑。
[0095] 在一些實(shí)例中,分別組合樹脂顆粒和第一烴載液和/或顏料顆粒和第二烴載液, 并碾磨/研磨以形成分散體。當(dāng)存在分散劑時(shí),可在碾磨/研磨之前、期間或之后添加分散 劑。用于制備顏料分散體和粘合劑樹脂分散體的烴載液可以是相同的或不同的,對(duì)于任何 給定的油墨組合物通常是相同的。
[0096] 在一些實(shí)例中,碾磨或研磨工藝是熱控制的,例如,以在碾磨工藝期間保持恒溫。 溫度可以為室溫或,例如約25°C。在一些實(shí)例中,在約20至80°C之間,例如在約25至60°C 之間或,例如在約25與40°C之間、或在約25與35°C之間、或在約30與40°C之間的任何溫 度下保持溫度(即,保持恒定)。
[0097] 在一些實(shí)例中,將烴載液、顏料顆粒、粘合劑樹脂顆粒和分散劑(當(dāng)存在時(shí))在混 合機(jī)(例如,雙行星混合機(jī)等)中混合。在一些實(shí)例中,用碾磨機(jī)或研磨機(jī)進(jìn)行研磨/碾磨, 例如,磨碎機(jī)(例如,由Union Proces制作的Sl磨碎機(jī))、盤式磨粉機(jī)、砂磨機(jī)、球磨機(jī)、珠 磨機(jī)、葉輪磨碎機(jī)、振動(dòng)研磨機(jī)等研磨/碾磨一定時(shí)段以形成分散體。在一些實(shí)例中,粘合 劑樹脂/烴載液/分散劑的混合物和/或顏料顆粒/烴載液/分散劑的混合物被研磨/碾 磨一定時(shí)段以形成分散體并獲得其中分散的顆粒(例如,混合物中存在的樹脂顆?;蛉魏?其它固體顆粒)具有小于約IOym的平均粒度的分散體,例如,小于約5 μ m,或小于約1微 米。在一些實(shí)例中,離聚物樹脂的平均粒度被減少到亞微米粒度,例如,'小于約900nm,或 小于約800nm,或小于約700nm,或小于約600nm,或小于約500nm ;在一些實(shí)例中,d5(l為約至 少約70nm,例如從約70至約500nm,例如,從約150至約500nm,或從約150至約400nm,或 從約200至約500nm,或從約200至約400nm。
[0098] 在一些實(shí)例中,粘合劑樹脂/烴載液/分散劑的混合物和/或顏料顆粒/烴載液/ 分散劑的混合物被研磨/碾磨從約10分鐘至約20小時(shí)的時(shí)間段,例如,從約30分鐘至約 15小時(shí),或從約1小時(shí)至約12小時(shí),或從約2小時(shí)至約12小時(shí),或從約3小時(shí)至約12小 時(shí),或從約4小時(shí)至約10小時(shí),或在一些實(shí)例中,至少約5小時(shí),或至少約6小時(shí),或至少約 7小時(shí),或至少約8小時(shí)。
[0099] 在一些實(shí)例中,顏料顆粒/烴載液/分散劑的混合物被研磨/碾磨從約15分鐘至 約6小時(shí)的時(shí)間段,例如,從約15分鐘至約5小時(shí),或從約30分鐘至約5小時(shí),或從約45 分鐘至約5小時(shí),或從約1小時(shí)至約5小時(shí),或從約1小時(shí)至約4小時(shí),或從約2小時(shí)至約 5小時(shí),或從約3小時(shí)至約5小時(shí),或從約4小時(shí)至約5小時(shí)。
[0100] 在一些實(shí)例中,每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)為從約50至約1000,例如,約100至約900、或 約200至800、或約300至約700、或至少約400、或至少約500、或至少約600的范圍。本領(lǐng) 域技術(shù)人員將理解,碾磨時(shí)間和碾磨速度將根據(jù)要碾磨的材料的量、油墨組合物的所需粘 度和/或油墨組合物中固體顆粒的所需粒度、以及碾磨/研磨裝置的大小和類型而變化。
[0101] 可以在含有或不含研磨介質(zhì)諸如鋯球或不銹鋼球的情況下進(jìn)行研磨/碾磨工 藝。碾磨介質(zhì)可以相對(duì)細(xì),例如,具有小于約1_,例如,小于約0. 2_,例如,等于或小于約 0. 6mm的直徑的球/珠。在一些實(shí)例中,研磨介質(zhì)具有至少約0. 05mm,例如,至少約0. 075mm, 例如,等于或大于約〇. Imm的直徑。在一些實(shí)例中,研磨介質(zhì)包括食鹽、玻璃珠、氧化鋯珠、 陶瓷珠、塑料珠、或不銹鋼珠。在一個(gè)實(shí)例中,利用氧化鋯作為研磨介質(zhì),使用球磨機(jī)進(jìn)行碾 磨/研磨。
[0102] 在用于制備油墨組合物的方法的任何階段,可以添加進(jìn)一步的分散劑以改變或增 強(qiáng)油墨組合物的穩(wěn)定性,和/或以改變油墨組合物的粘度。
[0103] 在一些實(shí)例中,在為形成顏料顆粒的分散體或粘合劑樹脂顆粒的分散體進(jìn)行的研 磨/碾磨期間的總固體含量少于約40wt%,例如,少于約30wt%,例如,少于約25wt%,例 如,少于約20wt%,例如,少于約15wt%,例如,少于約10wt%。
[0104] 在一些實(shí)例中,粘合劑樹脂顆??蔀榛虬x聚物樹脂,包括如上所述的任何離 聚物樹脂。在一些實(shí)例中,在烴載液中形成粘合劑樹脂顆粒的分散體之前,離聚物樹脂包括 具有至少約1 μ m的平均粒度(d5(l)的顆粒,例如,至少約10 μ m,或至少約50 μ m,或至少約 100 μ m,或至少約150 μ m。在一些實(shí)例中,離聚物樹脂是由乙烯和丙烯酸或甲基丙烯酸形成 的共聚物,例如Ac
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