數字印刷工藝的制作方法

數字印刷工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種印刷工藝，其包括將油墨液滴引導到中間轉印部件上來形成油墨圖像，所述油墨包含水性載體中的有機聚合物樹脂和著色劑，并且所述轉印部件具有疏水性外表面，使得所述油墨圖像中的每個油墨液滴在撞擊所述中間轉印部件后擴展來形成油墨膜。在正由所述中間轉印部件輸送所述油墨圖像的同時通過從所述油墨圖像蒸發所述水性載體來干燥所述油墨以留下樹脂和著色劑的殘余物膜。接著將所述殘余物膜轉印到襯底。所述油墨和所述中間轉印部件的所述表面的化學組成被選擇為使得每個液滴的外皮中的分子與所述中間轉印部件的所述表面上的分子之間的分子間引力抵消由每個液滴產生的所述油墨膜在所述水性載體的表面張力的作用下珠化的趨勢，而不會通過濕潤所述中間轉印部件的所述表面來致使每個液滴擴展。
【專利說明】數字印刷工藝 發明領域
[0001] 本發明涉及一種數字印刷工藝。
[0002] 發明背景
[0003] 已經開發了多種數字印刷技術，其允許打印機直接從計算機接收指令而不需要準 備印刷板。這些技術當中有使用靜電印刷工藝的彩色激光打印機。使用干墨粉的彩色激光 打印機適合于某些應用，但它們不能產生出版物（例如雜志）可接受的攝影質量的圖像。
[0004] 在HP-IndigO打印機中使用較適合于短期高質量數字印刷的工藝。在這種工藝 中，通過暴露到激光在帶電圖像承載滾筒上產生靜電圖像。靜電電荷吸引油基油墨來在圖 像承載滾筒上形成彩色油墨圖像。接著借助于橡皮布滾筒將油墨圖像轉印到紙張或任何其 它襯底上。
[0005] 在家用和辦公打印機中通常使用噴墨和噴泡工藝。在這些工藝中，將油墨液滴噴 射到最終襯底上成圖像圖案。一般來說，由于油墨通過毛細作用進入紙張襯底中，此類工藝 的分辨率受到限制。因此，通常選擇或定制襯底來適合于正被使用的特定噴墨印刷布置的 特定特征。例如紙張等纖維襯底通常需要被設計成以受控方式吸收液體油墨或者防止其滲 透到襯底表面下方的特定涂層。然而，使用經過特殊涂覆的襯底是一個昂貴的選項，其不適 合于某些印刷應用，尤其是商業印刷。此外，使用經過涂覆的襯底產生其自己的問題，因為 襯底的表面保持潮濕，并且需要額外的昂貴且費時的步驟來干燥油墨，使得稍后正在處理 (例如，堆疊或繞成卷）襯底時不會將其弄臟。此外，襯底過濕造成起皺并且使得在襯底兩 側上進行印刷（還稱為雙面印刷或雙工印刷）即使不是不可能的，也是困難的。
[0006] 此外，由于印刷頭與襯底表面之間的距離變化，直接噴墨印刷到多孔紙張或其它 纖維材料上導致不良的圖像質量。
[0007] 使用間接或平版印刷技術克服了與直接噴墨印刷到襯底上相關聯的許多問題。其 允許將中間圖像轉印部件的表面與噴墨印刷頭之間的距離維持恒定并且減少襯底潮濕，因 為可在中間圖像部件上干燥油墨，之后將其施加到襯底。因而，襯底上的最終圖像質量受到 襯底的物理性質的影響較小。
[0008] 已經在專利文獻中報告了轉印部件的使用，所述轉印部件從噴墨或噴泡設備接收 油墨液滴來形成油墨圖像并且將圖像轉印到最終襯底上。這些系統中的各種系統利用具有 水性載體的油墨、非水性載體液體或根本沒有載體液體的油墨（固體油墨）。
[0009] 使用水基油墨具有許多明顯的優點。與非水基液體油墨相比，載體液體是無毒的， 并且處理液體沒有問題，所述液體在圖像干燥時蒸發掉。與固體油墨相比，可控制保留在印 刷圖像上的材料量，從而允許得到較薄的印刷圖像以及更加生動的顏色。
[0010] 一般來說，從中間轉印部件上的圖像蒸發掉大部分或甚至所有液體，之后將圖像 轉印到最終襯底，以便避免圖像滲入最終襯底的結構中。在文獻中描述了用于移除液體的 各種方法，包括加熱轉印部件上的圖像以及圖像粒子的凝結物組合，之后通過加熱、氣刀或 其它裝置移除液體。
[0011] 一般來說，涂有硅酮的轉印部件是優選的，因為這有助于將干燥圖像轉印到最終 襯底。然而，硅酮是疏水性的，這致使油墨液滴在轉印部件上珠化。這使得較難以移除油墨 中的水，并且還導致液滴與橡皮布之間的小接觸面積，其致使油墨圖像在快速移動期間不 穩定。
[0012] 已經使用表面活性劑和鹽來減小油墨液滴的表面張力，使得它們不再如此多地珠 化。盡管這些確實有助于部分地減輕問題，但其并沒有解決這個問題。 發明概要
[0013] 本文公開一種印刷工藝，其包括：將油墨液滴引導到中間轉印部件上來形成油墨 圖像，所述油墨包含水性載體中的有機聚合物樹脂和著色劑，并且所述轉印部件具有疏水 性外表面，所述油墨圖像中的每個油墨液滴在撞擊所述中間轉印部件后擴展來形成油墨 膜；在正由所述中間轉印部件輸送所述油墨圖像的同時通過從所述油墨圖像蒸發所述水性 載體來干燥所述油墨以留下樹脂和著色劑的殘余物膜；以及將所述殘余物膜轉印到襯底， 其中所述油墨和所述中間轉印部件的表面的化學組成被選擇為使得每個液滴的外皮中的 分子與所述中間轉印部件的表面上的分子之間的分子間引力抵消由每個液滴產生的所述 油墨膜在所述水性載體的表面張力的作用下珠化的趨勢，而不會通過濕潤所述中間轉印部 件的表面來致使每個液滴擴展。
[0014] 本文中使用動詞"珠化"來描述致使煎餅（pancake)形或圓盤形膜徑向收縮并且 厚度增加以致形成珠粒（也就是說，近球狀體）的表面張力的作用。
[0015] 著色劑可為顏料、染料或其組合。具體地說，著色劑可為平均粒度D5tl為至少IOnm 且至多300nm的顏料，然而這個范圍可針對每個油墨顏色變化，并且在一些實施方案中，顏 料可具有至多200nm或至多IOOnm的D 5。。
[0016] 中間轉印部件上的疏水性外表面是合乎需要的，因為其協助將殘余物膜最終轉印 到襯底上。然而，此類疏水性外表面或釋放層在油墨圖像形成期間是不合需要的，因為無法 由快速移動的中間轉印部件穩定地輸送珠狀油墨液滴并且因為它們產生較少覆蓋襯底的 表面的較厚膜。本發明著手保持或凍結每個油墨液滴的薄煎餅形狀，所述形狀是由油墨液 滴在撞擊中間轉印部件的表面后展平來造成的，而不管中間轉印部件的表面的疏水性。
[0017] 為了實現這個目的，本發明依賴于油墨中的帶電分子與中間轉印部件的外表面中 的帶電分子之間的分子間作用力，這些靜電相互作用還稱為范德華力。油墨中的分子和轉 印部件的外表面中的分子可為能夠相互充電的，從而在相互作用后變得帶相反電荷，即交 叉極化過程，其還稱為感應，或者它們可在這種相互作用之前具有相反電荷。
[0018] "功函數"或"表面能量"是可從表面釋放電子的容易性的量度。常規的疏水性表 面（例如涂覆硅酮的表面）將容易產生電子并且被視為帶負電的。水性載體中的聚合物樹 脂同樣是一般帶負電的。因此，在不采取額外步驟時，凈分子間力將致使中間轉印部件排斥 油墨并且液滴將趨向于珠化為球狀體。
[0019] 在本發明的一些實施方案中，修改中間轉印部件的表面的化學組成來提供正電 荷。這可例如通過在中間轉印部件的表面中包括具有一個或多個布朗斯臺德堿官能團的分 子且具體地說含氮分子來實現。合適的帶正電或可充正電的基團包括伯胺、仲胺和叔胺。此 類基團可共價結合到聚合物主鏈，并且舉例來說，中間轉印部件的外表面可包含氨基硅酮。
[0020] 釋放層的分子的此類可充正電的官能團可與油墨的分子的布朗斯臺德酸官能團 相互作用。合適的帶負電或可充負電的基團包括例如具有羧酸基（-COOH)、丙烯酸基（-CH2 =CH-COOH)、甲基丙烯酸基（-CH2 = C(CH3)-COOH)的羧酸以及例如具有磺酸基（-SO3H)的 磺酸鹽。此類基團可共價結合到聚合物主鏈，并且優選地為水溶性的或可分散的。合適的 油墨分子可例如包含具有羧酸官能團的丙烯酸基樹脂，例如丙烯酸聚合物和丙烯酸-苯乙 烯共聚物。
[0021] 將化合物并入到轉印部件中來使得每個液滴的表皮可逆地附接到中間轉印部件 的表面上具有明顯優點，但至今已經發現的合適的化合物（例如，氨基硅酮）可能僅具有經 受住高操作溫度的有限能力，從而最終縮短轉印部件的使用壽命，除非修改印刷工藝來在 較低溫度下操作或以縮短的高溫周期來操作。
[0022] 用于打消本發明的一些實施方案中所采用的中間轉印部件的帶負電疏水性表面 排斥油墨液滴的替代方案是向中間轉印部件的表面施加調節/處理溶液來將其極性反轉 為正。可將對中間轉印部件的此類處理視為施加極薄層的正電荷，所述正電荷自身被吸收 到中間轉印部件的表面中，但在其相反側上呈現凈正電荷，油墨中的帶負電的分子可與所 述正電荷相互作用。
[0023] 適合于制備此類調節溶液的化學劑具有相對較高的電荷密度，并且可為在多個官 能團中含有胺氮原子的聚合物，所述官能團不需要是相同的并且能夠組合（例如，伯胺、仲 胺、叔胺或季銨鹽）。雖然分子量從幾百到幾千的高分子可為合適的調節劑，但據信具有 10, OOOg/摩爾或更高的高分子量的聚合物是優選的。合適的調節劑包括瓜兒膠羥丙基三 甲基氯化銨、羥丙基瓜兒膠羥丙基-三甲基氯化銨、線性或支鏈聚乙烯亞胺、改性聚乙烯亞 胺、乙烯基吡咯烷酮二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺共聚物、乙烯基己內酰胺-二甲基氨基 丙基甲基丙烯酰胺甲基丙烯酸羥乙酯、季銨化乙烯基吡咯烷酮甲基丙烯酸二甲基氨基乙基 酯共聚物、聚（二烯丙基二甲基-氯化銨）、聚（4-乙烯基吡啶）以及聚烯丙胺。
[0024] 已經發現具有高電荷密度的化學劑（例如聚乙烯亞胺（PEI))對于防止油墨液滴 在撞擊中間轉印部件的表面之后珠化特別有效。
[0025] 可將化學劑作為稀（優選地，水性）溶液來施加。可在油墨圖像形成之前加熱所 述溶液來蒸發溶劑，借此將油墨液滴引導到大致干燥的表面上。
[0026] 已經通過實驗發現，如果將稀PEI溶液的單個液滴滴落到疏水性表面上并且立即 由高壓空氣流吹走并蒸發，那么油墨液滴此后將在所述表面的已經與稀PEI溶液形成接觸 的部分上僅粘附而不會珠化，即使僅接觸短暫的瞬間。由于此類施加可僅留下具有極少數 分子的厚度的層（可能只是單層），因而考慮到PEI層的質量與油墨液滴的質量之間的顯著 差異，與油墨的相互作用無法是化學計量的化學相互作用。
[0027] 轉印部件上的電荷量太小而無法吸引油墨中超過某個小數目的粒子，使得據信液 滴中的粒子的濃度和分布大致沒有改變。此外，可發生此類相互作用的時間周期相對較短， 至多幾秒并且通常少于一秒。
[0028] 已經意外地發現，分子間引力在液滴穩定之后對液滴的形狀具有極大影響。為了 從煎餅形或圓盤形形狀回復到球狀體，表面張力需要將油墨液滴的表皮從中間轉印部件的 表面剝離。然而，分子間作用力抵制液滴的表皮與表面的此類分離，并且結果是相對平坦的 油墨液滴，其范圍比在沒有此類調節的情況下沉積于相同表面上的相同體積的液滴大。此 夕卜，由于在液滴未達到的區域中維持轉印部件的有效疏水性性質，因而在初始撞擊中所實 現的區域上液滴有極少擴展或沒有擴展，并且液滴的邊界是明顯的；換句話說，中間轉印部 件的表面不被油墨液滴濕潤，因此產生具有規則的圓形輪廓的液滴。
[0029] 在共同待決的PCT申請第PCT/IB2013/000757號（代理人參考LIP 12/001PCT) 中公開適合于根據本發明的印刷工藝和系統的調節溶液的進一步細節。
[0030] 在本發明的一些實施方案中，中間轉印部件是橡皮布，其外表面是上面形成油墨 圖像的疏水性外表面。然而，替代地有可能將中間轉印部件構造成圓桶。
[0031] 根據本發明的一些實施方案的特征，在將殘余物膜轉印到襯底上之前，將油墨圖 像加熱到在水性載體蒸發之后保留的樹脂和著色劑的殘余物膜正被軟化的溫度。聚合物樹 脂的軟化可致使其發粘并且與其先前粘附到轉印部件的能力相比，增大其粘附到襯底的能 力。
[0032] 中間轉印部件上的發粘殘余物膜的溫度可高于襯底的溫度，借此殘余物膜在粘附 到襯底上期間冷卻。
[0033] 通過殘余物膜的熱流變特征的合適選擇，冷卻的效果可以是增加殘余物膜的內聚 性，借此其內聚性超過其對轉印部件的粘附性，使得將大致所有所述殘余物膜與中間轉印 部件分離并且作為膜壓印到襯底上。以此方式，有可能確保，將殘余物膜壓印在襯底上，而 既不對由所述膜覆蓋的區域也不對其厚度進行顯著修改。本文中進一步公開用于實施本發 明的方法方面的印刷系統。
[0034] 本文中更進一步公開一種使用水基油墨印刷的襯底，其中印刷圖像由多個墨點形 成，并且每個墨點由大致均勻厚度的膜組成，印刷圖像覆蓋在襯底的外表面上而不滲透超 過襯底的表面粗糙度。平均膜厚度可不超過1500nm、1200nm、1000nm、800nm，且可為500納 米或更小；并且可為至少50nm、至少IOOnm或至少150nm。
[0035] 在本發明的一個實施方案中，圖像中未合并到鄰近的墨點中的每個墨點具有規則 的圓形輪廓。
[0036] 本發明的一些實施方案的特征涉及油墨的組成。油墨優選地利用水性載體，這減 少了伴隨利用揮發性碳氫化物載體的油墨所發生的安全性考慮和污染問題。一般來說，油 墨必須具有在轉印部件上將非常小的液滴緊密施加在一起所需要的物理性質。油墨的其它 必要特征將在以下對工藝的論述中變得清楚。
[0037] 可有助于保持處于展平構形的液滴的形狀的其它效應是快速加熱液滴來增加其 粘性、降低硅酮層的疏水效應的阻擋層（聚合物涂層或調節劑）以及減小油墨的表面張力 的表面活性劑。
[0038] -般來說，噴墨打印機需要顏色的純度、產生表面的完全覆蓋的能力和噴墨噴嘴 的密度之間的折衷。如果液滴（在珠化之后）較小，那么為了實現完全覆蓋，必須使液滴靠 近在一起。然而，使液滴靠得比像素之間的距離更近是很有問題的（并且昂貴的）。通過 以上述方式形成保持在恰當地方的相對平坦的液滴膜，由所述液滴造成的覆蓋可接近于完 全。
[0039] 在本發明的一些實施方案的一個方面中，在圖像形成于轉印部件上之后，從圖像 中蒸發去圖像中的載體液體。由于液滴中的著色劑分散或溶解在液滴中，所以用于移除液 體的優選方法是加熱圖像，通過加熱轉印部件或通過在圖像形成于轉印部件上之后對圖像 進行外部加熱或者通過兩者的組合。
[0040] 在本發明的一些實施方案中，通過在轉印部件的表面上方吹加熱氣體（例如，空 氣）來蒸發載體。
[0041] 在一些實施方案中，依序將不同油墨顏色施加到中間轉印部件的表面，并且在其 沉積之后但在下一個油墨顏色沉積于中間轉印部件上之前將加熱氣體吹到每個油墨顏色 的液滴上。以此方式，減少不同顏色的油墨液滴彼此合并。
[0042] 在本發明的一個優選實施方案中，油墨中的聚合物樹脂是在被加熱時形成殘余物 膜的聚合物（本文中使用術語殘余物膜指在已經被干燥之后的油墨液滴）。已經發現平均 分子量大約為60, OOOg/摩爾的丙烯酸聚合物和丙烯酸-苯乙烯共聚物是合適的。在共同 待決的PCT申請第PCT/IB2013/051755號（代理人參考LIP 11/001PCT)中公開適合于本 發明的印刷工藝和系統的油墨組成的非限制性實施例的進一步細節。
[0043] 優選地，蒸發所有液體，然而，可存在不干擾膜形成的少量液體。
[0044] 殘余物膜的形成具有許多優點。這些優點中的第一個優點是當將圖像轉印到最終 襯底上時，所有或幾乎所有圖像可被轉印。這允許系統沒有用于從轉印部件移除殘余物的 永久工作的清理臺。另一個較明顯的優點是其允許在圖像的恒定厚度覆蓋襯底的情況下將 圖像粘附到襯底上。另外，其防止圖像滲透到襯底的表面下方。
[0045] -般來說，當將圖像轉印到襯底或形成在襯底上時，在其仍是液體時，圖像滲透到 襯底的纖維中并且滲透到其表面下方。這造成不均勻的顏色并且顏色的深度降低，因為一 些著色劑被纖維阻擋。
[0046] 根據本發明的優選實施方案，殘余物膜是極薄的，優選地小于1500納米，更優選 地，介于IOnm與800nm之間，并且最優選地，介于50nm與500nm之間。此類薄膜被完整無 缺地轉印到襯底，并且因為它們如此薄，所以通過緊密遵循其輪廓來復制襯底的表面。這導 致襯底的光澤在印刷區域與非印刷區域之間的差異小得多。
[0047]當殘余物膜到達在其中將其從中間轉印部件轉印到最終襯底的壓印臺時，抵靠著 襯底按壓所述殘余物膜，所述殘余物膜已經優選地先前被加熱到其發粘的溫度以便將其自 身附接到襯底。
[0048] 優選地，大體上未被加熱的襯底冷卻所述圖像，使得其固化并轉印到襯底，而在中 間轉印部件的表面上不留下任何殘余物膜。為了使這種冷卻有效，對油墨中的聚合物施加 額外約束條件。
[0049] 載體被命名為水性載體的事實不希望排除在油墨中存在某些有機材料，特別是某 些無毒水溶性有機材料和/或助溶劑，然而，油墨中的大致所有揮發性材料優選地是水。
[0050] 由于中間轉印部件的外表面是疏水性的，并且因此不吸水，所以可能大致上沒有 膨脹，已經發現在利用涂覆硅酮的轉印部件和碳氫化物載體液體的市售產品中膨脹會使轉 印部件的表面變形。因而，與現有技術的中間轉印部件表面相比，上文描述的工藝可實現高 度光滑的釋放表面。
[0051] 由于圖像轉印表面是疏水性的，并且因此不吸水，所以如果應當避免襯底濕潤，那 么應當蒸發掉油墨中的大致所有水。
[0052] 附圖簡述
[0053] 現將借助于實施例參看附圖來進一步描述本發明，其中為了呈現的方便和清楚來 選擇附圖中所展示的部件和特征的尺寸，并且未必按比例繪制。在附圖中：
[0054] 圖1是根據本發明的一個實施方案的打印機的分解示意性透視圖；
[0055] 圖2是圖1的打印機的示意性垂直截面，其中未按比例繪制打印機的各種部件；
[0056] 圖3是根據本發明的一個實施方案的橡皮布支撐系統的透視圖，其中橡皮布被移 除；
[0057] 圖4顯示圖3的橡皮布支撐系統的截面，示出其內部構造；
[0058] 圖5是根據本發明的一個實施方案的用于在襯底的連續卷上印刷的打印機的示 意性透視圖；
[0059] 圖6是圖1的印刷系統的透視圖，其中蓋罩被移除；
[0060] 圖7是用于圖6的活動臺架的鎖定機構的示意性表示；
[0061] 圖8是印刷系統的示意性透視圖，其中蓋罩和顯示屏位于恰當位置；
[0062] 圖9是根據本發明的第二個實施方案的本發明的印刷系統的示意性表示；
[0063] 圖10是圖9的實施方案中所使用的承壓滾筒的透視圖，其在橡皮布的末端之間的 間斷內具有墨棍；
[0064] 圖11是形成傳送帶的條帶的平面圖，所述條帶沿著其邊緣具有齒來協助引導所 述傳送帶；并且
[0065] 圖12是內部接納圖11所示的傳送帶的齒的導槽的截面。

【具體實施方式】
[0066] 總體概述
[0067] 圖1和圖2所示的打印機基本上包括三個單獨且相互作用的系統，即橡皮布系統 100、位于橡皮布系統100上方的圖像形成系統300以及位于橡皮布系統100下方的襯底輸 送系統500。
[0068] 橡皮布系統100包括環形傳送帶或橡皮布102,其用作中間轉印部件并且在兩個 墨輥104、106上被引導。圖像形成系統300將由水性油墨點組成的圖像施加到位于本文稱 為圖像形成臺的位置的橡皮布102的上部運作區段。下部運作區段選擇性地在兩個壓印臺 處與襯底輸送系統500的兩個壓印滾筒502和504相互作用以將圖像壓印到襯底上，所述 襯底通過相應的承壓或夾持墨輥140、142的作用壓縮在橡皮布102與相應壓印滾筒502、 504之間。如下文將解釋，存在兩個壓印滾筒502、504的意圖是準許雙工印刷。在單工打印 機的情況下，將只需要一個壓印臺。圖1和圖2所示的打印機可按印刷雙面印刷的速度的 兩倍印刷單面印刷。另外，還可印刷單面印刷與雙面印刷的混合批次。
[0069] 在操作中，圖像形成系統300將油墨圖像印刷到橡皮布102的上部運作區段上，所 述油墨圖像中的每一者是待壓印在最終襯底上的圖像的鏡像。在本上下文中，術語"運作 區段"用來意指橡皮布的位于在上面引導所述橡皮布的任何兩個給定墨輥之間的長度或片 段。在正由橡皮布102輸送的同時，對油墨進行加熱以通過蒸發大部分（如果不是所有的 話）液體載體來對其進行干燥。此外，對油墨圖像進行加熱來致使在液體載體蒸發之后剩 余的油墨固體膜發粘，這個膜被稱為殘余物膜，以便將其與通過每個油墨液滴展平而形成 的液體膜區別開。在壓印滾筒502、504處，將圖像壓印到襯底的各個片材501上，所述片材 通過襯底輸送系統500經由壓印滾筒502、504從輸入堆疊506傳送到輸出堆疊508。
[0070] 盡管附圖中未顯示，但橡皮布系統可進一步包括清理臺，其可周期性地用以"刷 新"橡皮布或在印刷工作之間進行。清理臺可包括被配置來輕緩地從釋放層移除任何殘余 油墨圖像或任何其它跡線粒子的一個或多個裝置。在一個實施方案中，清理臺可包括被配 置來向轉印部件的表面施加清潔流體的裝置，例如在圓周上具有清潔液體的墨輥，其優選 地應當是可替換的（例如，襯墊或紙片）。殘余粒子可任選地由吸收墨輥或由一個或多個刮 刀進一步移除。
[0071] 圖像形成系統
[0072] 如圖5最佳所示，圖像形成系統300包括印刷桿302,其各自可滑動地安裝在定位 于橡皮布102的表面上方固定高度處的框架304上。每個印刷桿302可包括如橡皮布102 上的印刷區域那么寬的一條印刷頭，并且包括可單獨控制的印刷噴嘴。圖像形成系統可具 有任何數目的印刷桿302,其每一者可含有不同顏色的水性油墨。
[0073] 由于可能在特定印刷工作期間不需要某些印刷桿，所以可在工作位置與不工作位 置之間移動印刷頭，在工作位置中印刷頭位于橡皮布102上面。提供用于在工作位置與不 工作位置之間移動印刷桿302的機構，但未示出所述機構并且本文中不需要描述所述機 構，因為它與印刷工藝不相關。應注意，印刷桿在印刷期間保持固定。
[0074] 當移動到不工作位置時，覆蓋印刷桿來進行保護并且防止印刷桿的噴嘴干燥或堵 塞。在本發明的一個實施方案中，將印刷桿停放在協助這個任務的液體槽（未不出）上方。 在另一個實施方案中，例如通過移除可能形成在噴嘴邊緣周圍的殘余油墨沉積物來清理印 刷頭。對印刷頭的此類維護可通過任何合適方法來實現，從對噴嘴板進行接觸擦拭到朝向 噴嘴遠距離噴射清潔溶液并且通過正或負氣壓消除清洗去的油墨沉積物。可容易改變并接 近處于不工作位置中的印刷桿來進行維護，即使正在使用其它印刷桿進行印刷工作。
[0075] 在每個印刷桿內，可不斷地將油墨再循環、過濾、除氣并維持在所要的溫度和壓 力。由于印刷桿的設計可為常規的或至少類似于其它噴墨印刷應用中所使用的印刷桿，所 以本領域的技術人員將清楚其構造和操作而不需要較詳細的描述。
[0076] 由于不同的印刷桿302沿著橡皮布的長度彼此間隔開，所以當然必須使其操作與 橡皮布102的移動正確地同步。
[0077] 如果需要的話，如下文中將結合圖9所示的本發明的實施方案來描述，有可能提 供跟隨在每個印刷桿302之后的鼓風機來在中間轉印部件上方吹熱氣體（優選地，空氣） 的慢氣流來開始由印刷桿302沉積的油墨液滴的干燥。這協助固定由每個印刷桿302沉積 的液滴，也就是說，抵制其收縮并且防止其在中間轉印部件上移動，而且還協助防止其合并 到隨后由其它印刷桿302沉積的液滴中。
[0078] 橡皮布和橡皮布支撐系統
[0079] 在本發明的一個實施方案中，橡皮布102是有縫的。具體地說，橡皮布由最初平坦 的條帶形成的，所述條帶的兩端被可釋放地或永久地彼此緊固來形成連續的環。可釋放性 緊固可為拉鏈或搭扣緊固件，其大致上平行于上面引導橡皮布的墨輥104和106的軸。可 通過使用粘合劑或膠帶來實現永久性緊固。
[0080] 為了避免在接縫經過這些墨輥時橡皮布的張力突然改變，需要使接縫盡可能具有 與橡皮布的剩余部分相同的厚度。還有可能使接縫相對于墨輥的軸傾斜，但代價將是擴大 不可印刷的圖像面積。
[0081] 或者，橡皮布可為無縫的，因而放寬了印刷系統的某些約束條件（例如，接縫位置 的同步）。不管是否為無縫的，橡皮布的主要用途是從圖像形成系統接收油墨圖像并且將 已經干燥但未受擾動的那個圖像轉印到壓印臺。為了能夠在每個壓印臺處容易轉印油墨圖 像，橡皮布具有疏水性的薄上釋放層。上面可施加油墨的轉印部件的外表面可包含硅酮材 料。在合適條件下，已經發現硅醇、硅烷基或硅烷改性或封端型聚二烷基硅氧烷硅酮材料和 氨基硅酮很好地起作用。然而，硅酮的確切配方并不重要，只要所選擇的材料允許將圖像從 轉印部件釋放到最終襯底。在共同待決的PCT申請第PCT/IB2013/051743號（代理人參考 LIP 10/002PCT)和第 PCT/IB2013/051751 號（代理人參考 LIP 10/005PCT)中公開釋放層 和中間轉印部件的非限制性實施例的進一步細節。合適的是，形成釋放層的材料允許其不 具吸收性。
[0082] 在一些實施方案中，硅醇封端型聚二烷基硅氧烷硅酮可具有下式：
[0083]

【權利要求】
1. 一種印刷工藝，其包括；將油墨的液滴引導到中間轉印部件上來形成油墨圖像，所 述油墨包含水性載體中的有機聚合物樹脂和著色劑，并且所述轉印部件具有疏水性外表 面，所述油墨圖像中的每個油墨液滴在撞擊所述中間轉印部件后擴展來形成油墨膜；在正 由所述中間轉印部件輸送所述油墨圖像的同時通過從所述油墨圖像蒸發所述水性載體來 干燥所述油墨W留下樹脂和著色劑的殘余物膜；W及將所述殘余物膜轉印到襯底，其中所 述油墨和所述中間轉印部件的所述表面的化學組成被選擇為使得每個液滴的外皮中的分 子與所述中間轉印部件的所述表面上的分子之間的分子間引力抵消由每個液滴產生的所 述油墨膜在所述水性載體的表面張力的作用下珠化的趨勢，而不會通過濕潤所述中間轉印 部件的所述表面來致使每個液滴擴展。
2. 如權利要求1所述的印刷工藝，其中所述中間轉印部件的所述外表面的所述化學組 成包括用W提供正電荷的分子。
3. 如權利要求2所述的印刷工藝，其中所述中間轉印部件的所述外表面包括具有一個 或多個布朗斯臺德堿官能團的分子。
4. 如權利要求3所述的印刷工藝，其中所述布朗斯臺德堿官能團包括包含氮的基團。
5. 如權利要求4所述的印刷工藝，其中所述含氮布朗斯臺德堿官能團選自線性、支鏈 和環狀伯胺、仲胺、叔胺、季饋基W及其組合。
6. 如權利要求5所述的印刷工藝，其中所述布朗斯臺德堿官能團共價結合到聚合物主 鏈。
7. 如權利要求6所述的印刷工藝，其中所述中間轉印部件的所述外表面包含氨基娃 麗。
8. 如任一前述權利要求所述的印刷工藝，其中所述油墨包含具有一個或多個帶負電或 可充負電的基團的分子，所述基團包括布朗斯臺德酸官能團。
9. 如權利要求8所述的印刷工藝，其中所述布朗斯臺德酸官能團選自駿酸基（-COOH)、 丙帰酸基（-C& = CH-COOH)、甲基丙帰酸基（-C& = C(Og-COOH)和賴酸基（-SO3H)。
10. 如權利要求9所述的印刷工藝，其中所述布朗斯臺德酸官能團共價結合到聚合物 主鏈。
11. 如權利要求10所述的印刷工藝，其中所述油墨包含具有駿酸官能團的苯己帰丙帰 酸樹脂。
12. 如權利要求1所述的印刷工藝，其包括向所述中間轉印部件的帶負電或可充負電 的表面施加處理溶液W將其極性反轉為正。
13. 如權利要求12所述的印刷工藝，其中所述中間轉印部件的所述帶負電或可充負電 的表面包含選自娃醇、娃焼基或娃焼改性或封端型聚二焼基娃氧焼可固化娃麗聚合物、混 雜物和/或其混合物的分子。
14. 如權利要求13所述的印刷工藝，其中所述帶負電或可充負電的分子是式（I)的可 固化娃醇封端型聚二焼基娃氧焼娃麗：
其中Rl至R6各自獨立地為飽和或不飽和的線性、支鏈或環狀Cl至Ce焼基；R7選自 0H、H或者飽和或不飽和的線性、支鏈或環狀Cl至Ce焼基；并且n是從50至400的整數。
15. 如權利要求13或14所述的印刷工藝，其中通過凝結固化來固化所述可固化娃麗。
16. 如權利要求12至15中任一項所述的印刷工藝，其中所述處理溶液包含由含有選自 線性、支鏈和環狀伯胺、仲胺、叔胺和季饋基的胺氮原子的聚合物組成的調節劑，所述聚合 物具有高電荷密度和至少10, OOOg/摩爾的分子量。
17. 如權利要求16所述的印刷工藝，其中所述處理溶液包含一種或多種調節劑，所述 調節劑選自瓜兒膠輕丙基H甲基氯化饋、輕丙基瓜兒膠輕丙基-H甲基氯化饋、線性和支 鏈聚己帰亞胺、改性聚己帰亞胺、己帰基化咯焼麗二甲基氨基丙基甲基丙帰醜胺共聚物、己 帰基己內醜胺二甲基氨基丙基甲基丙帰醜胺甲基丙帰酸輕己醋、季饋化己帰基化咯焼麗甲 基丙帰酸二甲基氨基己基醋共聚物、聚（二帰丙基二甲基-氯化饋）、聚（4-己帰基化巧） W及聚帰丙胺。
18. 如權利要求17所述的印刷工藝，其中所述處理溶液包含線性或支鏈聚己帰亞胺 (PEI) O
19. 如權利要求12至18中任一項所述的印刷工藝，其中所述處理溶液通過選自涂覆 親、噴泉、噴灑器、氣刀W及其組合的裝置來施加到所述中間轉印部件的所述表面，并且任 選地通過刮片或空氣噴射立即從所述表面移除。
20. 如權利要求12至19中任一項所述的印刷工藝，其中所述處理溶液是稀溶液，其 在油墨圖像形成之前被加熱來蒸發所述溶劑，借此將所述油墨液滴引導到大致干燥的表面 上。
21. 如任一前述權利要求所述的印刷工藝，其中所述中間轉印部件是柔性環形橡皮布 或傳送帶，其外表面是上面形成所述油墨圖像的所述疏水性外表面。
22. 如任一前述權利要求所述的印刷工藝，其中所述聚合物樹脂是選自丙帰酸聚合物 和丙帰酸-苯己帰共聚物的丙帰酸基聚合物，并且所述著色劑由顏料組成
23. 如任一前述權利要求所述的印刷工藝，其中在將所述殘余物膜轉印到所述襯底上 之前，將所述油墨圖像加熱到致使在所述水性載體蒸發之后剩余的樹脂和著色劑的所述殘 余物膜軟化的溫度。
24. 如權利要求23所述的印刷工藝，其中所述中間轉印部件上的所述殘余物膜的溫度 高于所述襯底的溫度，借此所述殘余物膜在粘附到所述襯底期間冷卻。
25. 如權利要求24所述的印刷工藝，其中所述殘余物膜的熱流變特征被選擇為使得所 述冷卻增加所述殘余物膜的內聚性，借此其內聚性超過其對所述轉印部件的粘附性，使得 將大致所有所述殘余物膜與所述中間轉印部件分離并且作為膜壓印到所述襯底上。
26. 如權利要求25所述的印刷工藝，其中將所述殘余物膜壓印在所述襯底上，而既不
對由所述膜覆蓋的區域也不對其厚度進行顯著修改。
27. -種印刷系統，其包括；圖像形成臺，在其中將油墨液滴引導到中間轉印部件上來 形成油墨圖像，所述油墨包含水性載體中的有機聚合物樹脂和著色劑，并且所述轉印部件 具有疏水性外表面，使得所述油墨圖像中的每個油墨液滴在撞擊所述中間轉印部件后擴展 來形成油墨膜；干燥臺，在其中在正由所述中間轉印部件輸送所述油墨圖像的同時通過從 所述油墨圖像蒸發所述水性載體來干燥所述油墨W留下樹脂和著色劑的殘余物膜；W及壓 印臺，在其中將所述殘余物膜從所述中間轉印部件轉印到襯底，其中所述油墨和所述中間 轉印部件的所述表面的化學組成被選擇為使得每個液滴的外皮中的分子與所述中間轉印 部件的所述表面上的分子之間的分子間引力抵消由每個液滴產生的所述油墨膜在所述水 性載體的表面張力的作用下珠化的趨勢，而不會通過濕潤所述中間轉印部件的所述表面來 致使每個液滴擴展。
28. 如權利要求27所述的印刷系統，其中所述干燥臺包括用于將加熱氣體流引導到所 述中間轉印部件的所述表面上的鼓風機。
29. 如權利要求27或28所述的印刷系統，其中所述干燥臺包括用于將電磁福射引導到 所述中間轉印部件的所述表面上的源。
30. 如權利要求27至29中任一項所述的印刷系統，其中所述干燥臺包括定位在所述中 間轉印部件下方的加熱板和/或定位在上面可安裝或引導所述轉印部件的滾筒或支撐表 面內的加熱元件。
31. 如權利要求27至30中任一項所述的印刷系統，其中在所述圖像形成臺中依序將不 同油墨顏色施加到所述中間轉印部件的所述表面，并且在其沉積之后但在下一個油墨顏色 沉積于所述中間轉印部件上之前將加熱氣體吹到每個油墨顏色的液滴上。
32. 如權利要求27至31中任一項所述的印刷系統，其中所述壓印臺包括具有可壓縮外 表面或攜載可壓縮橡皮布的承壓滾筒W及壓印滾筒，并且其中所述圖像轉印部件包括長度 大于所述承壓滾筒的周長的環形傳送帶，所述環形傳送帶穿過所述壓印滾筒與承壓滾筒之 間的夾持點并且在所述環形傳送帶的長度的僅一部分上接觸所述承壓滾筒。
33. 如權利要求27至31中任一項所述的印刷系統，其中所述中間轉印部件是并入有可 壓縮層的環形橡皮布，其在引導親或支撐表面上被引導并且其某個運作區段或區可選擇性 地由活動夾持親偏轉來抵靠著壓印滾筒推進。
34. 如權利要求33所述的印刷系統，其中所述橡皮布可由兩個夾持親偏轉為與兩個壓 印滾筒接觸，所述夾持親的間隔等于所述壓印滾筒的周長的整數倍，包括一倍。
35. 如權利要求27至34中任一項所述的印刷系統，其中所述中間轉印部件還包括所述 部件的側邊緣上的橫向結構，所述橫向結構與至少定位在所述圖像形成臺處的導槽兼容來 維持所述轉印部件在其寬度方向上挪緊。
36. 如權利要求27至35中任一項所述的印刷系統，其還包括一個或多個臺，所述臺選 自清理臺、冷卻臺、修整臺、涂複臺、切剖臺、修與臺、芽孔臺、壓紋臺、打孔臺、折邊臺、縫合 臺和裝訂臺。
【文檔編號】B41N3/03GK104271356SQ201380012304
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2013年3月5日 優先權日:2012年3月5日
【發明者】B·蘭達, Y·舍因曼, S·阿布拉莫維奇, G·高盧德茨, G·納克曼諾維奇, M·索瑞阿 申請人:蘭達公司