热喷墨印刷方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201080011498.1

申请日:

2010.03.09

公开号:

CN102365174A

公开日:

2012.02.29

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

发明专利申请公开后的视为撤回IPC(主分类):B41J2/05申请公开日:20120229|||实质审查的生效IPC(主分类):B41J 2/05申请日:20100309|||公开

IPC分类号:

B41J2/05; B41J2/01; B41M1/00

主分类号:

B41J2/05

申请人:

录象射流技术公司

发明人:

凯西·罗伯逊; 林方·朱

地址:

美国伊利诺伊州

优先权:

2009.03.13 US 61/159,878; 2009.03.13 US 61/159,875

专利代理机构:

北京市安伦律师事务所 11339

代理人:

李瑞峰

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内容摘要

一种利用热喷墨印刷机在基材上印刷装饰图案的方法,包括一种热喷墨印刷机和用于喷墨印刷机的墨组合物。所述墨组合物包括水和着色剂。所述基材和墨均可溶于或分散于水中。通过热喷墨印刷机将所述墨组合物的墨滴施加在基材上。墨滴干燥后,图案即印刷在基材上。

权利要求书

1: 一种利用热喷墨印刷机在基材上印刷装饰图案的方法, 包括 : 提供热喷墨印刷机 ; 提供用于热喷墨印刷机的墨组合物, 其中所述墨组合物包括水和着色剂 ; 提供基材, 其中所述基材和所述墨组合物均可溶于或分散于水中 ; 使用所述热喷墨印刷机将墨组合物的墨滴施加在基材上 ; 并且 使所述墨滴干燥, 从而将图案印刷在基材上。
2: 根据权利要求 1 所述的方法, 其中所述着色剂为色素。
3: 根据权利要求 2 所述的方法, 其中所述色素为炭黑。
4: 根据权利要求 1 所述的方法, 其中所述着色剂为染料。
5: 根据权利要求 1 所述的方法, 其中所述着色剂包括微球体。
6: 根据权利要求 1 所述的方法, 其中所述印刷以在线方式在移动的基材上进行。
7: 根据权利要求 6 所述的方法, 其中所述基材以至少 80ft/min 的速度相对于印刷机移 动。
8: 根据权利要求 6 所述的方法, 其中所述基材以至少 200ft/min 的速度相对于印刷机 移动。
9: 根据权利要求 1 所述的方法, 其中所述墨组合物的干燥时间不超过 10 秒。
10: 根据权利要求 1 所述的方法, 其中所述墨组合物的干燥时间不超过 5 秒。
11: 根据权利要求 1 所述的方法, 其中所述墨组合物的干燥时间不超过 1 秒。
12: 根据权利要求 1 所述的方法, 其中所述墨组合物的喷头开启时间大于 5 分钟。
13: 根据权利要求 1 所述的方法, 其中所述墨组合物的喷头开启时间大于 20 分钟。
14: 根据权利要求 1 所述的方法, 其中所述基材的表面包括塑料薄膜。
15: 根据权利要求 14 所述的方法, 其中所述基材的表面包括聚乙烯醇。
16: 根据权利要求 1 所述的方法, 其中所述基材的表面为消费性产品。
17: 根据权利要求 1 所述的方法, 其中所述基材为产品包装。
18: 根据权利要求 1 所述的方法进一步包括将所述基材和所述基材上的图案溶解或分 散于水中。
19: 一种根据权利要求 1 所述的方法制造的产品包装。

说明书


热喷墨印刷方法

    相关申请交叉引用
     本申请以 2009 年 3 月 13 日提交的第 61/159,875 号和第 61/159,878 号美国临时 申请为优先权, 这两项在先申请作为参考全部纳入本申请。
     发明背景
     产品装饰通常是通过离线 (off-line) 印刷工艺来实现的, 如柔性版印刷, 这种印 刷工艺可以提供优质的分辨率和印刷质量。 离线印刷是一种昂贵的工艺, 需要生产线、 生产 空间以及印刷部件的库存管理。 在一般的离线印刷工艺中, 更换印刷图案既缓慢又昂贵。 相 对于离线印刷工艺, 网络在线 (in-line) 数码印刷工艺更加优越, 例如连续喷墨 (CIJ) 和热 喷墨 (TIJ) 印刷。在线数码印刷工艺无需预印刷部件库存, 可以简单快捷的更换图案, 图案 可以通过合适的软件预先制作完毕并存储在电脑中。轻触按钮, 即可将不同图案调入印刷 机并印刷在产品上。
     弹性塑料薄膜作为主要包装材料被广泛使用。 一般用快干溶剂墨水在塑料薄膜上 印刷。由于单喷嘴连续喷墨印刷机在印刷高度和解析度上的限制, 图形图像一般要求使用 双排 (binary array) 连续喷墨技术。但是, 双排连续喷墨技术的分辨率一般为 128dpi, 对 于产品制造来说依然太低。
     热喷墨印刷头通过墨水溶剂热蒸发产生墨滴。在喷墨工艺中, 快速加热电阻器易 产生蒸汽泡, 然后从孔口喷出液滴。该工艺极其有效, 并且可再生。现在用于工业图案应用 的热喷墨印刷头可以以 36kHz 或更高的频率产生不大于 4pL( 体积 ) 的均匀液滴。热喷墨 可以提供 600dpi 或更高的分辨率。热喷墨广泛应用于在纸质基材上的印刷。热喷墨一般 使用水基墨, 并包含不可挥发的溶剂以在非印刷期间保持喷嘴的湿润。由于干燥时间和粘 性问题, 此类墨不适用于无孔基材。包括塑料薄膜在内的塑料基材更具挑战性。因此, 需要 一种在使用热喷墨系统印刷半孔或无孔基材时具有良好性能 ( 如短干燥时间、 长喷头开启 时间和良好粘性 ) 的墨。
     为了在深色和透明基材上印刷时使墨和周围背景具有良好的对比度, 通常会要求 墨具有不透明性。不透明性一般是通过使用二氧化钛 (TiO2) 作为色素来实现的。二氧化 钛具有极高的密度并且在喷墨用墨中容易沉淀。频繁的液体摇晃或循环是必需的, 以减小 色素沉降, 因为墨盒中的色素沉降将导致喷头堵塞以及印刷质量下降。由于当前市场上使 用的墨盒没有内建墨循环系统, 这个问题就成为了热喷墨印刷中的一个技术难点。
     发明内容
     本发明提供了一种使用热喷墨印刷在塑料基材上进行装饰的方法, 所述方法使用 了一种墨组合物, 具有合适的干燥时间、 耐磨度和印刷质量。 本发明还提供了一种将不透明 墨印刷至无孔弹性塑料薄膜上以进行产品装饰的在线印刷方法 / 工艺。
     在本发明的一个具体实施方式中, 一种利用热喷墨印刷机将装饰图案印刷在基材 上的方法公开了一种热喷墨印刷机和用于所述热喷墨印刷机的墨组合物。 所述墨组合物包 括水和着色剂。所述基材和墨皆可溶于或分散于水中。通过热喷墨印刷机将墨组合物滴加在基材上。使墨滴干燥后, 图案即印刷在基材上。 具体实施方式
     本发明提供了一种使用水性墨水的热喷墨印刷在塑料基材上进行装饰的方 法, 所述方法使用了一种墨组合物, 具有合适的干燥时间、 耐磨度、 无水清洁剂浓缩液物 (non-aqueous detergent concentrate) 抗性、 印刷质量和喷头开启时间。
     在特定应用中, 要求基材和印在基材上的墨都可以溶解或分散于水性环境 ( 如洗 碟机 ) 中, 从而在任何环境中, 如碟子上, 都不会留下固体墨残渣。如果使用色素墨, 则需要 墨中的色素颗粒易于分散在水性环境中, 不会沉淀或凝聚。 已经发现, 本发明所公开的水性 热喷墨墨水克服了热喷墨墨水在塑料薄膜印刷中的干燥时间和粘性问题, 以及连续喷墨技 术中产品装饰时的分辨率难题。另外, 本发明公开的热喷墨墨水符合所需溶解度和分散度 的要求。在一个具体实施方式中, 本发明还提供了一种利用含微球体的墨组合物并通过热 喷墨印刷对塑料基材进行装饰的方法。
     本发明进一步提供了用于在无孔弹性塑料薄膜上印刷以进行产品装饰的在线印 刷方法。 已经发现, 热喷墨用水基墨在通过热喷墨印刷机被施加于塑料薄膜 ( 如聚乙烯醇 ) 上时提供了足够的干燥时间和粘性。我们推测水分子渗透进了聚乙烯醇薄膜, 使墨干燥并 附着于薄膜的表面。 产品装饰通常是通过离线印刷工艺来实现的, 如柔性版印刷。与离线印刷工艺相 比, 网络在线数码印刷工艺 ( 如热喷墨印刷 ) 更加优越, 但是看起来相对于其他印刷工艺不 是很经济。 我们认为热喷墨印刷在小批量产品装饰中以及在融入在线印刷系统后具有我们 尚未认知到的优点。 在线数码印刷工艺无需预印刷部件库存, 可以简单快捷的更换图案, 图 案可以通过合适的软件制作或修改并存储在电脑中。 由于在电脑显示屏上选择显示图案非 常简单 ( 例如按下键盘上的按键或者触摸屏上的装饰图案 ), 不同的装饰可以通过控制信 号发送给印刷机并印刷在基材上。
     在一般使用中, 墨组合物会被印刷在基材上。如上所述, 基材可以为塑料薄膜。合 适的基材包括弹性塑料薄膜, 进一步包括无孔薄膜, 如聚乙烯醇。其它基材包括聚酯、 聚乙 烯、 聚丙烯、 聚碳酸酯、 其它已知的聚烯烃、 丙烯酸 / 聚乙烯共聚物、 聚对苯二甲酸乙二酯制 成的片或层、 层压纸基材以及前述材料相组合制成的合适基材。合适的基材包括可用于食 品、 玩具、 清洁剂和粉末的弹性包装基材。 这些基材可以为多层层压制品或用于此后与其他 层进行层压的单独层。
     在某些具体实施方式中, 基材可以为水溶性薄膜, 如聚乙烯醇、 聚乙烯吡咯烷酮、 羧甲基纤维素、 基于丙烯酸的聚合物 ( 单聚物或共聚物 )、 基于甲基丙烯酸的聚合物 ( 单聚 物或共聚物 )、 基于丙烯酰胺聚合物 ( 单聚物或共聚物 ) 以及前述材料的任意组合和明胶。 所述基材可以为消费性产品的一部分, 例如洗碟机皂片或皂袋、 药用胶囊以及快餐袋。
     可以通过在线方式对移动基材进行印刷, 例如塑料网。基材相对于印刷机的移 动速度可以为至少 80ft/min、 100ft/min、 200ft/min、 220ft/min 或更快的速度。图案可 以通过任何合适的喷墨印刷机进行印刷, 优选为热喷墨印刷机。其它合适的印刷机为 Videojet 4320 印刷机。其它合适的印刷机还包括使用 HP45A 墨盒的印刷机。但是, 本
     发明公开的方法不限于使用本技术的印刷机。合适的墨组合物包括热喷墨用水基墨, 如HP1918( 可从惠普公司购得 )。一般的热喷墨用水基墨包括水、 着色剂、 共溶剂和低挥发溶 剂 ( 又名湿润剂 )。 可以根据需要添加粘合树脂和添加剂, 如表面活性剂、 杀菌剂、 分散剂以 及粘度改进剂。
     在一个特定的具体实施方式中, 基材优选的可溶于水, 墨优选的可分散于水中, 这 样基材及其上图案就可以在产品处于水性环境中时溶解或分散。
     本发明公开的热喷墨印刷方法具有一个或多个吸引人的特点, 例如数字和图形图 案无需辅助即可在的短时间内干燥, 喷头开启时间长, 对半孔或无孔基材粘性强热喷墨印 刷机一个或多个部件的安全性和材料兼容性好。例如, 所述热喷墨用墨组合物的具体实施 例的干燥时间可以根据周围环境为约 10 秒或更短, 例如不超过 5 秒, 不超过 2 秒或不超过 1 秒。所述热喷墨用墨组合物的具体实施例的喷头开启时间可以为至少 5 分钟、 10 分钟、 20 分钟或更久。喷头开启时间的定义是喷头维持静止而不会在再次喷射时破坏墨滴速度、 重 量或方向的时间长度。
     根据本发明的所述热喷墨用墨组合物可以包括任何合适的着色剂, 其可以为染 料、 色素、 微球体 ( 详见下文 ) 或着色剂的任何组合。在本发明的一个具体实施方式中, 着 色剂为炭黑色素。 在本发明的另一个具体实施方式中, 使用一种或多种染料作为着色剂, 其 中所述的一种或多种着色剂选自酸性染料、 碱性染料、 直接染料、 食品染料、 溶剂染料、 分散 染料、 媒染染料和前述染料的任意组合。酸性染料的例子为酸性黑 1、 酸性红 14 和酸性橙 7。食品颜色的例子为 FD&C 蓝 2 号、 FD&C 绿 3 号、 FD&C 红 40 号、 C.I. 食物蓝 5 和 C.I. 食 物红 7。 可以存在一种或多种着色剂。 着色剂、 染料或色素的用量可以为喷墨墨组合物重量 比的约 0.01%至约 10%, 优选的为月 0.5%至约 7%, 更加优选的为约 1%至 5%。
     在墨组合物中可以使用合适的湿润剂。可以存在一种或多种湿润剂。优选的, 湿 润剂的沸点高于 150℃、 200℃或 250℃, 并且 / 或相对蒸发率小于 1.0, 0.9, 0.7, 0.4, 0.1 或 0.01. 湿润剂通常为具有一个或多个极性官能团的溶剂, 如羟基、 醚基、 氨基、 酯基、 酮基和 碳酸酯基 ; 例如具有两个官能团时, 这两个官能团可以相同或不同, 例如两个羟基基团或一 个羟基基团而另一个为醚基团。在一个具体实施方式中, 所述一种或多种湿润剂选自以下 物质构成的组 : 乙二醇、 多元醇、 乙二醇醚、 双丙酮醇、 2- 吡咯烷酮、 N- 甲基吡咯烷酮、 乳酸 乙酯、 碳酸丙烯酯、 1, 3- 二甲基 -2- 咪唑烷酮、 烷基酯及其组合。
     根据本发明的热喷墨用墨组合物可以包括粘合树脂。 所述粘合树脂的用量可以为 任何合适的量, 例如, 约 0.1% - 约 10%, 优选的为约 0.1% - 约 5%。
     在根据本发明的热喷墨用墨组合物的一个具体实施方式中, 着色剂 ( 染料、 色素 或其组合 ) 的含量可以为所述热喷墨用墨组合物的约 1% - 约 8% ( 重量比 ), 二元醇的含 量可以为所述热喷墨用墨组合物的约 3% - 约 20% ( 重量比 ), 粘合树脂的含量可以为所述 热喷墨用墨组合物的约 0.1% - 约 5% ( 重量比 ), 而添加剂的含量可以为所述热喷墨用墨 组合物的约 0.5% - 约 5% ( 重量比 )。
     优选的, 在将墨施加至基材过程中, 所属添加剂不会与所述墨组合物分相。 所述墨 组合物可以包括表面活性剂。表面活性剂的例子包括硅氧烷、 聚硅氧烷、 硅醇、 聚醚胺、 丙 氧基化 ( 聚 ( 氧丙烯 )) 二氨、 烷基醚氨、 壬基苯基乙氧基化物、 乙氧基化脂肪胺、 乙烯吡咯 烷酮和二甲基氨乙基甲基丙烯酸酯的季胺化共聚物、 氟化有机酸二乙醇胺盐、 烷氧化乙二 胺、 聚环氧乙烷、 聚氧化烯聚亚烷基聚胺胺、 聚氧化烯聚亚烷基聚亚胺、 烷基磷酸乙氧基化混合物、 丙二醇的聚氧化烯衍生物和聚氧乙基化脂肪醇。一种合适的聚合表面活性剂的具 体示例为, 例如, 硅树脂液 SF-69, 可从 Dow Coring 公司 ( 迈阿密州米德兰市 ) 获得, 这是 一种硅醇和环硅树脂的混合物。其它的示例性聚合表面活性剂包括 DISPERSYBYKTM( 美国 BYKChemie 公司 )、 SOLSPERSETM( 例如 SOLSPERSE13940, 这是一种聚合物 / 脂肪酸浓缩聚合 物 ) 和 EFKATM(EFKA 化学品公司 ) 的聚合分散剂。
     根据本发明的热喷墨用墨组合物可以包括额外的成分, 例如杀菌剂、 杀真菌剂、 除 藻剂、 多价螯合剂、 缓冲剂、 阻蚀剂、 抗氧化剂、 抗光剂、 抗卷剂、 增稠剂和相关领域中已知的 其它试剂。
     根据本发明的热喷墨用墨组合物可以具有任意合适的粘性和表面张力。 在本发明 的具体实施方式中, 所述热喷墨用墨组合物的粘性小于约 10cPs, 优选的小于约 5cPs, 更加 优选的小于 3cPs, 例如 : 在 25℃时, 粘性为约 1-4 或 1-3. 在本发明的具体实施方式中, 所述 热喷墨用墨组合物的表面张力为约 20- 约 60mN/m。
     根据本发明的热喷墨用墨组合物可以用任何合适的方法制备。例如, 所选的成分 可以组合并混合, 加以充足的搅拌, 过滤得到的液体以移除任何不溶解的杂质。 在一个特定 的具体实施方式中, 本发明提供了一种含有微球体的墨组合物, 其适用于喷墨印刷。 所述墨 组合物已在美国第 4880465 号专利中公开, 该专利的内容纳入本申请作为参考。所述墨组 合物优选的包括 (a) 约 2% -20%的树脂组分、 (b) 约 5% -25%的空心微球体和 (c) 其余 的为合适的载体。所述载体通常含水、 氢氧化铵、 挥发性溶剂和特定的重力控制剂。 在另一个具体实施方式中, 所述墨组合物包括空心微球体, 所述空心微球体含有 一个中心微孔区, 所述中心微孔区充有液体。所述微球体的壁可以让液体渗透并由含有合 成聚合材料, 其内径为约 0.1- 约 0.5 微米, 其外径为约 0.4- 约 1 微米。所述载体、 树脂组 分和空心微球体彼此不会产生化学反应, 所述载体的具体重力约等于或大于微球体的具体 重力。
     所述含有微球体的墨组合物的特征在于当施加于合适的基材上后, 微球体内的液 体通过微球体的壁扩散, 使微孔充满空气。 这样, 墨在干燥后形成含有装满空气微粒的微孔 的涂层, 其有效地将射在其上的光散射, 从而制成不透明的图案。
     本发明所公开的含有微球体的墨组合物优选的可以稳定存储。 本配方中无需使用 任何色素, 所述空心微球体在所述墨中保持均匀分散状态, 因为所述载体的具体重力约等 于或大于微球体的具体重力。因此, 所述空心微球体不易于在悬浮液或分散液中沉淀。所 述墨的质量在整个印刷过程中都很均匀, 即使没有进行任何机械搅拌或以其他机械方式使 空心微球体保持分散状态。
     所述空心微球体可以购得。此类微球体在本领域内是已知的, 可以通过多种渠道 获得。Rohm and Haas 公司的 Ropaque OP-96 是一种市场上可购得的产品, 是一种含有重 量比为 40%的苯烯酸 / 苯乙烯共聚物空心微球体的水相分散液。该微球体的内径为约 O.3 微米, 外径为约 0.5 微米, 中间充满水。
     此类微球体也可以根据美国第 4089800 号专利所述的方法制备, 该专利的内容已 被纳入本专利作为参考。所述微球体实际上可以由任何有机聚合物制成, 既可以是热塑性 材料, 也可以是热固性材料。 可用于形成空心微球体的热塑性树脂包括纤维素衍生物、 丙烯 酸树脂、 聚烯烃、 聚酰胺、 聚碳酸酯、 聚苯乙烯、 苯乙烯和其它乙烯基单体的共聚物、 乙烯基
     聚合物如乙酸乙烯酯、 乙烯醇、 氯乙烯、 乙烯丁醛的单聚物或共聚物以及二烯单聚物和共聚 物。特别有效的热塑性聚合物包括共聚物如丙烯酸 -2- 乙基己酯、 甲基丙烯酸甲酯以及苯 乙烯与其它乙烯单体如氰乙烯的共聚物。
     本方法和系统对于在基材上印刷一个或多个图案很有用。 本方法和系统可以包括 向一个或多个印刷机提供控制信号, 从而使控制信号指示印刷机印刷图案或该图案的一部 分。本方法和系统可以包括多台印刷机, 每台印刷机都可以通过具有不同颜色墨的载体调 用。 将具有两种或更多颜色的图案印刷在基材上可以通过指示第一台印刷机印刷图案的第 一颜色部分以及指示第二台印刷机印刷图案的第二颜色部分来实现。 第一颜色部分和第二 颜色部分可以重叠以提供一种或多种与标准颜色不同的颜色。
     使用根据本发明的方法和系统印刷的装饰图案, 例如, 可以包括下述的一种或多 种: 图形 ; 图片 ; 艺术作品 ; 图像作品 ; 照片 ; 可理解的文本 ; 设计图 ; 或图标。一般的, 装饰 图案不同于身份编码、 批号、 条形码或过期日, 尽管装饰图案可以围绕在这些条码或日期周 围或与之配套使用。装饰图案一般是装饰性的或艺术性的。应当理解前文所列并未穷尽 所有, 其它形式的装饰图案也可以容易利用根据本发明的方法和系统的具体实施方式来印 刷。少量包装或短期的图案特别适合本发明的方法和系统。例如, 假日装饰、 宣传装饰或竞 赛装饰可以利用本发明的方法和系统很效率和经济的印刷。 本发明的方法和系统可以采用计算机作为一台或多台印刷机的控制器, 或与单独 的控制器通信。计算机 ( 本发明所提及的 ) 包括可以执行本发明所述的一个或多个功能的 任意微处理器或计算部件。 所述计算机可以为任何合适的计算机, 包括个人电脑、 服务器或 联网计算机系统。所述计算机优选的包括执行指令的处理器和储存指令的存储器, 例如操 作打印机回应来自计算机或其他控制器的控制信号的指令。更加优选的, 所述计算机包括 具有按顺序操作两台以上热喷墨印刷机指令的存储器, 从而使热喷墨印刷机合作将装饰图 案通过两台以上热喷墨印刷机印刷在基材上。所述存储器可以为计算机的硬盘, 一个或多 个磁盘或者与第一台计算机通信的远程计算机或服务器。 所述存储器可以为任何合适的计 算存储装置, 可以但不必须是可移除的。其它合适的例子包括随机存取存储器 (RAM)、 只读 存储器 (ROM)、 视频存储卡 ( 如视频随机存取存储器 (VRAM))、 闪存和 / 或任何合适的可移 除记录媒介, 如软盘、 光盘 (CD)、 数码视频盘 (DVD)、 闪盘、 闪存盘或记忆棒。
     本发明的方法和系统任选的可以包括与一个或多个热喷墨印刷机通信的一个或 多个计算机。计算机可以用作印刷机的控制器并可以向印刷机提供控制信号。根据本发明 的方法和系统的组件 ( 例如印刷机、 控制器、 供给机制、 在线工艺设备及其他组件 ) 可以适 于通过任何合适的通信媒介、 标准、 协议或网络, 如硬件接线、 射频信号或光信号, 与彼此通 信。部分示例性的媒介、 标准、 协议或网络包括但不限于硬件接线、 通用串行接口 (USB)、 火 线 (Fire Wire)、 i.Link、 IEEE1394、 以太网、 电缆调制解调器、 宽带 DSL、 互联网、 公共交换电 话网络 (PSTN)、 内网、 局域网 (LAN)、 广域网 (WAN)、 无线局域网 (WLAN) 或任何其它合适的通 信标准、 系统或协议, 如 Wi-Fi 系统或网络, 包括 802.11a、 802.11b 和 802.11gWi-Fi 系统、 蓝牙系统、 红外系统和类似系统。
     所述计算机可以运行任何合适的软件, 包括可在市场上购得的、 独占的或开源软 件。 例如, 所述计算机可以运行基于 Windows 视窗系统的软件、 基于 Macintosh 系统的软件、 基于 UNIX 系统的软件、 基于 LINUX 系统的软件和其它软件。
     本发明的方法和系统可以包括一个或多个用于产生或操作计算机上的视觉图案 或图形的程序或软件。例如, 应用于本发明的的系统中的计算机可以存储在存储器中的图 形艺术软件。图形艺术软件用于图形设计、 多媒体开发、 特制图案开发、 一般图案编辑或仅 仅用于存取图形文件。所述程序或软件可以用于产生光栅图形、 矢量图形或其组合。所述 图形艺术软件可以被用户用于创建或修改根据本发明的方法或系统将印刷在基材上的装 饰图案。
     本发明的方法和系统可以包括合适的用户接口, 作为控制器的一部分或与控制器 通信。用户输入装置可以为键盘、 鼠标、 麦克风、 触摸板或其他计算机外围设备。所述用户 输入可以与视频显示器相结合。例如, 可以使用触摸屏来接受输入信息并显示选项和装饰 图案。
     装饰图案可以以数码方式创建并存储在计算机的存储器中。 所述计算机可以包括 允许用户创建装饰图案、 将用户创建的装饰图案转化为适于热喷墨印刷机的控制信号并指 示热喷墨印刷机将装饰图案或其一部分进行印刷的软件。 或者可以将已有的装饰图案通过 扫描或其它方式转化为数码图像并输入计算机。 所述计算机可以用于将所述数码图像处理 为原始装饰图案的多个部分。所述多个部分既可以彼此基本分离, 也可以以任何需要的程 度重叠。除了选择合适的设计和颜色, 所述计算机 ( 或存储在计算机或存储器中的数据或 软件 ) 也可以决定用于印刷装饰图案的色带或载体的最佳组合。 具体实施例
     实施例 1-3 该实施例显示了根据本发明的热喷墨用墨组合物及将其施加于基材上的具体实 通过 Videojet 4320 印刷机用两份热喷墨用墨组合物将文本图像进行印刷。印施方式。
     刷条件为 300X600dpi, 行速 (line speed) 为 80ft/min 和 200ft/min, 采用热辅助干燥。基 材为聚乙烯醇薄膜。对手指摩擦粘度、 抗清洗性和印刷质量进行评估, 结果如表一所示。两 份黑水性墨水被分别用于实施例 1 和实施例 2. 用于实施例 1 的墨为可从市场上购得的 Videojet16-21 墨。用于实施例 2 的墨为可从市场上购得的 HP1918 墨。当以低行速印刷文 本图像时, 实施例 1 和 2 中的印刷样本具有可接受的干燥时间、 粘度、 抗清洗性和印刷质量。
     表一
     抗清洗性是利用洗涤剂浸泡过的棉花棒摩擦 10 次来进行测试的 : 良好=图案变 浅但依然清晰可见 ; 一般=图案非常浅, 勉强可见 ; 低劣= 2 次摩擦后图案即无法辨认。干 燥时间是通过以不同的时间间隔轻触墨直至墨不会变模糊来确定的。摩擦抗性是通过 1 分 钟后和 24 小时后的 10 次拇指摩擦来确定的。
     进一步的喷头开启时间和印刷质量测试 ( 行速为 80ft/min, 同时印刷文本图像和 高覆盖率实心条码 ) 除了实施例 1 和 2 的墨之外, 还采用了第三种黑墨水 ( 实施例 3)。结 果如表二所示。
     表二
     墨 实施例 1 实施例 2 实施例 3
     喷头开启时间 优秀 ( > 20 分 ) 优秀 ( > 20 分 ) 一般 (10 分 ) 文本印刷质量 优秀 优秀 优秀 条码印刷质量 优秀 低劣 优秀产品到产品转移使用实施例 1 的墨测试了 24 小时。产品到产品转移测试以如下 方式进行。印刷图案静置 1 小时。另一个基材置于所述图案的顶部。添加一个 2kg 的砝码 并静置 24 小时。然后在该时间点检查结果, 评估墨转移和图案褪色。实施例 1 在正常实验 室环境和 35℃ /90% RH 环境室中的测试结果如表三所示。
     表三
     实施例 4-5
     该实施例显示了本发明的含有微球体的热喷墨用墨组合物及将其施加于基材上 的具体实施方式。具有空心聚合物微球体的白色墨组合物 ( 实施例 4) 作为不透明着色 剂被用于通过 Videojet 4320 印刷机将文本图像印刷在聚乙烯醇薄膜上。印刷条件为
     300X600dpi, 行速为 80ft/min, 采用热辅助干燥。实施例 4 的墨组合物如下表所示 :
     材料 去离子水 Foam Ban MS-575 去泡沫乳液 N- 甲基 -2- 吡咯烷酮 庄臣 (Joncryl)682 氢氧化铵 (28-30%工业级 ) 优创 (Ropaque)OP-96
     重量百分比 43.95% 0.15% 1.5% 10% 12.4% 32%表四 ( 实施例 4)实施例 4 的墨组合物提供了优质的文本印刷质量以及在无孔聚乙烯醇薄膜上的 良好的不透明性。干燥时间、 手指摩擦粘度和印刷质量的测试结果如表五所示。
     表五
     干燥时间 ( 秒 ) 一般 (25)
     1 分钟摩擦 一般 (3 次摩擦 ) 24 小时摩擦 低劣 (1 次摩擦 ) 印刷质量 优秀基于上述的实施例 4, 可见热喷墨印刷可以与含有微球体的墨组合物结合以合适 的干燥时间和印刷质量向塑料基材印刷装饰图案。
     另一种合适的墨组合物为表六所示的实施例 5。 实施例 5 的组合物使用了红色墨。 其它的墨组合物可以通过 Keyamine Cyan 液体制备蓝色墨, 或用酸性黄和 Keyamine Cyan 液体制备绿色墨。其它染料可以用于提供具有所需颜色的墨细合物。
     表六 ( 实施例 5)
     10102365174 A CN 102365195 材料 去离子水说明书重量百分比 43.95% 0.15% 1.5% 10% 12.4% 32% 0.4% 0.3% 0.3%9/9 页Foam Ban MS-575 去泡沫乳液 N- 甲基 -2- 吡咯烷酮 庄臣 (Joncryl)682 氢氧化铵 (28-30%工业级 ) 优创 (Ropaque)OP-96 酸性红 14 FD&C 红 3 号 酸性橙 7
     除非上下文中特别指出或存在明显矛盾, 否则本发明的上下文中所用的 “一种” 、 “一个” 、 “所述” 及类似的指代词 ( 特别是在权利要求书中 ) 均应被解释为包含单复数。除 非另有说明, 否则 “包括” 、 “具有” 、 “包含” 和 “含有” 等词应被解释为开放性词汇 ( 即为 “包 括但不限于” )。除非另有说明, 本发明中的数值范围仅仅是为了具体提及落入保护范围的 各个数值的简略方法, 各个数值应当如被单独举例般纳入本发明的说明书。除非上下文中 特别指出或存在明显矛盾, 本发明所述的所有方法都可以以任何合适的顺序进行。除非另 有要求, 否则本发明所使用的所有例子和示例性语言 ( 如 “例如” ) 仅仅是为了更好的阐述 本发明, 而不是对本发明的保护范围进行限定。说明书中的任何语言都不应被解释为指明 放弃任何对实施本发明必须的要素。
     本发明的优选实施方式在本发明中已有阐述, 包括发明人所知的实施本发明的最 佳模式。基于前文的描述, 这些优选实施方式的变形对于本领域内普通技术人员而言是显 而易见的。发明人希望本领域的技术人员合理的采用变形, 发明人希望本发明用除本发明 所述的方式外的其它方式实施。因此, 本发明包括本发明的权利要求书的发明主题的法律 允许的改进品和等同物。 另外, 除非上下文中特别指出或存在明显矛盾, 否则上述要素在所 有可能的变形中的任何组合都包含在本发明的保护范围内。11

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1、10申请公布号CN102365174A43申请公布日20120229CN102365174ACN102365174A21申请号201080011498122申请日2010030961/159,87820090313US61/159,87520090313USB41J2/05200601B41J2/01200601B41M1/0020060171申请人录象射流技术公司地址美国伊利诺伊州72发明人凯西罗伯逊林方朱74专利代理机构北京市安伦律师事务所11339代理人李瑞峰54发明名称热喷墨印刷方法57摘要一种利用热喷墨印刷机在基材上印刷装饰图案的方法,包括一种热喷墨印刷机和用于喷墨印刷机的墨组合物。。

2、所述墨组合物包括水和着色剂。所述基材和墨均可溶于或分散于水中。通过热喷墨印刷机将所述墨组合物的墨滴施加在基材上。墨滴干燥后,图案即印刷在基材上。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2011090986PCT申请的申请数据PCT/US2010/0266482010030987PCT申请的公布数据WO2010/104846EN2010091651INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书9页CN102365195A1/1页21一种利用热喷墨印刷机在基材上印刷装饰图案的方法,包括提供热喷墨印刷机;提供用于热喷墨印刷机的墨组合物,其中所述墨组合物包括水和着色剂。

3、;提供基材,其中所述基材和所述墨组合物均可溶于或分散于水中;使用所述热喷墨印刷机将墨组合物的墨滴施加在基材上;并且使所述墨滴干燥,从而将图案印刷在基材上。2根据权利要求1所述的方法,其中所述着色剂为色素。3根据权利要求2所述的方法,其中所述色素为炭黑。4根据权利要求1所述的方法,其中所述着色剂为染料。5根据权利要求1所述的方法,其中所述着色剂包括微球体。6根据权利要求1所述的方法,其中所述印刷以在线方式在移动的基材上进行。7根据权利要求6所述的方法,其中所述基材以至少80FT/MIN的速度相对于印刷机移动。8根据权利要求6所述的方法,其中所述基材以至少200FT/MIN的速度相对于印刷机移动。。

4、9根据权利要求1所述的方法,其中所述墨组合物的干燥时间不超过10秒。10根据权利要求1所述的方法,其中所述墨组合物的干燥时间不超过5秒。11根据权利要求1所述的方法,其中所述墨组合物的干燥时间不超过1秒。12根据权利要求1所述的方法,其中所述墨组合物的喷头开启时间大于5分钟。13根据权利要求1所述的方法,其中所述墨组合物的喷头开启时间大于20分钟。14根据权利要求1所述的方法,其中所述基材的表面包括塑料薄膜。15根据权利要求14所述的方法,其中所述基材的表面包括聚乙烯醇。16根据权利要求1所述的方法,其中所述基材的表面为消费性产品。17根据权利要求1所述的方法,其中所述基材为产品包装。18根据。

5、权利要求1所述的方法进一步包括将所述基材和所述基材上的图案溶解或分散于水中。19一种根据权利要求1所述的方法制造的产品包装。权利要求书CN102365174ACN102365195A1/9页3热喷墨印刷方法0001相关申请交叉引用0002本申请以2009年3月13日提交的第61/159,875号和第61/159,878号美国临时申请为优先权,这两项在先申请作为参考全部纳入本申请。0003发明背景0004产品装饰通常是通过离线OFFLINE印刷工艺来实现的,如柔性版印刷,这种印刷工艺可以提供优质的分辨率和印刷质量。离线印刷是一种昂贵的工艺,需要生产线、生产空间以及印刷部件的库存管理。在一般的离线。

6、印刷工艺中,更换印刷图案既缓慢又昂贵。相对于离线印刷工艺,网络在线INLINE数码印刷工艺更加优越,例如连续喷墨CIJ和热喷墨TIJ印刷。在线数码印刷工艺无需预印刷部件库存,可以简单快捷的更换图案,图案可以通过合适的软件预先制作完毕并存储在电脑中。轻触按钮,即可将不同图案调入印刷机并印刷在产品上。0005弹性塑料薄膜作为主要包装材料被广泛使用。一般用快干溶剂墨水在塑料薄膜上印刷。由于单喷嘴连续喷墨印刷机在印刷高度和解析度上的限制,图形图像一般要求使用双排BINARYARRAY连续喷墨技术。但是,双排连续喷墨技术的分辨率一般为128DPI,对于产品制造来说依然太低。0006热喷墨印刷头通过墨水溶。

7、剂热蒸发产生墨滴。在喷墨工艺中,快速加热电阻器易产生蒸汽泡,然后从孔口喷出液滴。该工艺极其有效,并且可再生。现在用于工业图案应用的热喷墨印刷头可以以36KHZ或更高的频率产生不大于4PL体积的均匀液滴。热喷墨可以提供600DPI或更高的分辨率。热喷墨广泛应用于在纸质基材上的印刷。热喷墨一般使用水基墨,并包含不可挥发的溶剂以在非印刷期间保持喷嘴的湿润。由于干燥时间和粘性问题,此类墨不适用于无孔基材。包括塑料薄膜在内的塑料基材更具挑战性。因此,需要一种在使用热喷墨系统印刷半孔或无孔基材时具有良好性能如短干燥时间、长喷头开启时间和良好粘性的墨。0007为了在深色和透明基材上印刷时使墨和周围背景具有良。

8、好的对比度,通常会要求墨具有不透明性。不透明性一般是通过使用二氧化钛TIO2作为色素来实现的。二氧化钛具有极高的密度并且在喷墨用墨中容易沉淀。频繁的液体摇晃或循环是必需的,以减小色素沉降,因为墨盒中的色素沉降将导致喷头堵塞以及印刷质量下降。由于当前市场上使用的墨盒没有内建墨循环系统,这个问题就成为了热喷墨印刷中的一个技术难点。发明内容0008本发明提供了一种使用热喷墨印刷在塑料基材上进行装饰的方法,所述方法使用了一种墨组合物,具有合适的干燥时间、耐磨度和印刷质量。本发明还提供了一种将不透明墨印刷至无孔弹性塑料薄膜上以进行产品装饰的在线印刷方法/工艺。0009在本发明的一个具体实施方式中,一种利。

9、用热喷墨印刷机将装饰图案印刷在基材上的方法公开了一种热喷墨印刷机和用于所述热喷墨印刷机的墨组合物。所述墨组合物包括水和着色剂。所述基材和墨皆可溶于或分散于水中。通过热喷墨印刷机将墨组合物滴加说明书CN102365174ACN102365195A2/9页4在基材上。使墨滴干燥后,图案即印刷在基材上。具体实施方式0010本发明提供了一种使用水性墨水的热喷墨印刷在塑料基材上进行装饰的方法,所述方法使用了一种墨组合物,具有合适的干燥时间、耐磨度、无水清洁剂浓缩液物NONAQUEOUSDETERGENTCONCENTRATE抗性、印刷质量和喷头开启时间。0011在特定应用中,要求基材和印在基材上的墨都可。

10、以溶解或分散于水性环境如洗碟机中,从而在任何环境中,如碟子上,都不会留下固体墨残渣。如果使用色素墨,则需要墨中的色素颗粒易于分散在水性环境中,不会沉淀或凝聚。已经发现,本发明所公开的水性热喷墨墨水克服了热喷墨墨水在塑料薄膜印刷中的干燥时间和粘性问题,以及连续喷墨技术中产品装饰时的分辨率难题。另外,本发明公开的热喷墨墨水符合所需溶解度和分散度的要求。在一个具体实施方式中,本发明还提供了一种利用含微球体的墨组合物并通过热喷墨印刷对塑料基材进行装饰的方法。0012本发明进一步提供了用于在无孔弹性塑料薄膜上印刷以进行产品装饰的在线印刷方法。已经发现,热喷墨用水基墨在通过热喷墨印刷机被施加于塑料薄膜如聚。

11、乙烯醇上时提供了足够的干燥时间和粘性。我们推测水分子渗透进了聚乙烯醇薄膜,使墨干燥并附着于薄膜的表面。0013产品装饰通常是通过离线印刷工艺来实现的,如柔性版印刷。与离线印刷工艺相比,网络在线数码印刷工艺如热喷墨印刷更加优越,但是看起来相对于其他印刷工艺不是很经济。我们认为热喷墨印刷在小批量产品装饰中以及在融入在线印刷系统后具有我们尚未认知到的优点。在线数码印刷工艺无需预印刷部件库存,可以简单快捷的更换图案,图案可以通过合适的软件制作或修改并存储在电脑中。由于在电脑显示屏上选择显示图案非常简单例如按下键盘上的按键或者触摸屏上的装饰图案,不同的装饰可以通过控制信号发送给印刷机并印刷在基材上。00。

12、14在一般使用中,墨组合物会被印刷在基材上。如上所述,基材可以为塑料薄膜。合适的基材包括弹性塑料薄膜,进一步包括无孔薄膜,如聚乙烯醇。其它基材包括聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、其它已知的聚烯烃、丙烯酸/聚乙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二酯制成的片或层、层压纸基材以及前述材料相组合制成的合适基材。合适的基材包括可用于食品、玩具、清洁剂和粉末的弹性包装基材。这些基材可以为多层层压制品或用于此后与其他层进行层压的单独层。0015在某些具体实施方式中,基材可以为水溶性薄膜,如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素、基于丙烯酸的聚合物单聚物或共聚物、基于甲基丙烯酸的聚合物单聚物或共聚物、基于丙烯酰胺聚合物。

13、单聚物或共聚物以及前述材料的任意组合和明胶。所述基材可以为消费性产品的一部分,例如洗碟机皂片或皂袋、药用胶囊以及快餐袋。0016可以通过在线方式对移动基材进行印刷,例如塑料网。基材相对于印刷机的移动速度可以为至少80FT/MIN、100FT/MIN、200FT/MIN、220FT/MIN或更快的速度。图案可以通过任何合适的喷墨印刷机进行印刷,优选为热喷墨印刷机。其它合适的印刷机为VIDEOJET4320印刷机。其它合适的印刷机还包括使用HP45A墨盒的印刷机。但是,本发明公开的方法不限于使用本技术的印刷机。合适的墨组合物包括热喷墨用水基墨,如说明书CN102365174ACN102365195。

14、A3/9页5HP1918可从惠普公司购得。一般的热喷墨用水基墨包括水、着色剂、共溶剂和低挥发溶剂又名湿润剂。可以根据需要添加粘合树脂和添加剂,如表面活性剂、杀菌剂、分散剂以及粘度改进剂。0017在一个特定的具体实施方式中,基材优选的可溶于水,墨优选的可分散于水中,这样基材及其上图案就可以在产品处于水性环境中时溶解或分散。0018本发明公开的热喷墨印刷方法具有一个或多个吸引人的特点,例如数字和图形图案无需辅助即可在的短时间内干燥,喷头开启时间长,对半孔或无孔基材粘性强热喷墨印刷机一个或多个部件的安全性和材料兼容性好。例如,所述热喷墨用墨组合物的具体实施例的干燥时间可以根据周围环境为约10秒或更短。

15、,例如不超过5秒,不超过2秒或不超过1秒。所述热喷墨用墨组合物的具体实施例的喷头开启时间可以为至少5分钟、10分钟、20分钟或更久。喷头开启时间的定义是喷头维持静止而不会在再次喷射时破坏墨滴速度、重量或方向的时间长度。0019根据本发明的所述热喷墨用墨组合物可以包括任何合适的着色剂,其可以为染料、色素、微球体详见下文或着色剂的任何组合。在本发明的一个具体实施方式中,着色剂为炭黑色素。在本发明的另一个具体实施方式中,使用一种或多种染料作为着色剂,其中所述的一种或多种着色剂选自酸性染料、碱性染料、直接染料、食品染料、溶剂染料、分散染料、媒染染料和前述染料的任意组合。酸性染料的例子为酸性黑1、酸性红。

16、14和酸性橙7。食品颜色的例子为FDC蓝2号、FDC绿3号、FDC红40号、CI食物蓝5和CI食物红7。可以存在一种或多种着色剂。着色剂、染料或色素的用量可以为喷墨墨组合物重量比的约001至约10,优选的为月05至约7,更加优选的为约1至5。0020在墨组合物中可以使用合适的湿润剂。可以存在一种或多种湿润剂。优选的,湿润剂的沸点高于150、200或250,并且/或相对蒸发率小于10,09,07,04,01或001湿润剂通常为具有一个或多个极性官能团的溶剂,如羟基、醚基、氨基、酯基、酮基和碳酸酯基;例如具有两个官能团时,这两个官能团可以相同或不同,例如两个羟基基团或一个羟基基团而另一个为醚基团。。

17、在一个具体实施方式中,所述一种或多种湿润剂选自以下物质构成的组乙二醇、多元醇、乙二醇醚、双丙酮醇、2吡咯烷酮、N甲基吡咯烷酮、乳酸乙酯、碳酸丙烯酯、1,3二甲基2咪唑烷酮、烷基酯及其组合。0021根据本发明的热喷墨用墨组合物可以包括粘合树脂。所述粘合树脂的用量可以为任何合适的量,例如,约01约10,优选的为约01约5。0022在根据本发明的热喷墨用墨组合物的一个具体实施方式中,着色剂染料、色素或其组合的含量可以为所述热喷墨用墨组合物的约1约8重量比,二元醇的含量可以为所述热喷墨用墨组合物的约3约20重量比,粘合树脂的含量可以为所述热喷墨用墨组合物的约01约5重量比,而添加剂的含量可以为所述热喷。

18、墨用墨组合物的约05约5重量比。0023优选的,在将墨施加至基材过程中,所属添加剂不会与所述墨组合物分相。所述墨组合物可以包括表面活性剂。表面活性剂的例子包括硅氧烷、聚硅氧烷、硅醇、聚醚胺、丙氧基化聚氧丙烯二氨、烷基醚氨、壬基苯基乙氧基化物、乙氧基化脂肪胺、乙烯吡咯烷酮和二甲基氨乙基甲基丙烯酸酯的季胺化共聚物、氟化有机酸二乙醇胺盐、烷氧化乙二胺、聚环氧乙烷、聚氧化烯聚亚烷基聚胺胺、聚氧化烯聚亚烷基聚亚胺、烷基磷酸乙氧基化说明书CN102365174ACN102365195A4/9页6混合物、丙二醇的聚氧化烯衍生物和聚氧乙基化脂肪醇。一种合适的聚合表面活性剂的具体示例为,例如,硅树脂液SF69,。

19、可从DOWCORING公司迈阿密州米德兰市获得,这是一种硅醇和环硅树脂的混合物。其它的示例性聚合表面活性剂包括DISPERSYBYKTM美国BYKCHEMIE公司、SOLSPERSETM例如SOLSPERSE13940,这是一种聚合物/脂肪酸浓缩聚合物和EFKATMEFKA化学品公司的聚合分散剂。0024根据本发明的热喷墨用墨组合物可以包括额外的成分,例如杀菌剂、杀真菌剂、除藻剂、多价螯合剂、缓冲剂、阻蚀剂、抗氧化剂、抗光剂、抗卷剂、增稠剂和相关领域中已知的其它试剂。0025根据本发明的热喷墨用墨组合物可以具有任意合适的粘性和表面张力。在本发明的具体实施方式中,所述热喷墨用墨组合物的粘性小于约。

20、10CPS,优选的小于约5CPS,更加优选的小于3CPS,例如在25时,粘性为约14或13在本发明的具体实施方式中,所述热喷墨用墨组合物的表面张力为约20约60MN/M。0026根据本发明的热喷墨用墨组合物可以用任何合适的方法制备。例如,所选的成分可以组合并混合,加以充足的搅拌,过滤得到的液体以移除任何不溶解的杂质。在一个特定的具体实施方式中,本发明提供了一种含有微球体的墨组合物,其适用于喷墨印刷。所述墨组合物已在美国第4880465号专利中公开,该专利的内容纳入本申请作为参考。所述墨组合物优选的包括A约220的树脂组分、B约525的空心微球体和C其余的为合适的载体。所述载体通常含水、氢氧化铵。

21、、挥发性溶剂和特定的重力控制剂。0027在另一个具体实施方式中,所述墨组合物包括空心微球体,所述空心微球体含有一个中心微孔区,所述中心微孔区充有液体。所述微球体的壁可以让液体渗透并由含有合成聚合材料,其内径为约01约05微米,其外径为约04约1微米。所述载体、树脂组分和空心微球体彼此不会产生化学反应,所述载体的具体重力约等于或大于微球体的具体重力。0028所述含有微球体的墨组合物的特征在于当施加于合适的基材上后,微球体内的液体通过微球体的壁扩散,使微孔充满空气。这样,墨在干燥后形成含有装满空气微粒的微孔的涂层,其有效地将射在其上的光散射,从而制成不透明的图案。0029本发明所公开的含有微球体的。

22、墨组合物优选的可以稳定存储。本配方中无需使用任何色素,所述空心微球体在所述墨中保持均匀分散状态,因为所述载体的具体重力约等于或大于微球体的具体重力。因此,所述空心微球体不易于在悬浮液或分散液中沉淀。所述墨的质量在整个印刷过程中都很均匀,即使没有进行任何机械搅拌或以其他机械方式使空心微球体保持分散状态。0030所述空心微球体可以购得。此类微球体在本领域内是已知的,可以通过多种渠道获得。ROHMANDHAAS公司的ROPAQUEOP96是一种市场上可购得的产品,是一种含有重量比为40的苯烯酸/苯乙烯共聚物空心微球体的水相分散液。该微球体的内径为约O3微米,外径为约05微米,中间充满水。0031此类。

23、微球体也可以根据美国第4089800号专利所述的方法制备,该专利的内容已被纳入本专利作为参考。所述微球体实际上可以由任何有机聚合物制成,既可以是热塑性材料,也可以是热固性材料。可用于形成空心微球体的热塑性树脂包括纤维素衍生物、丙烯酸树脂、聚烯烃、聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯和其它乙烯基单体的共聚物、乙烯基说明书CN102365174ACN102365195A5/9页7聚合物如乙酸乙烯酯、乙烯醇、氯乙烯、乙烯丁醛的单聚物或共聚物以及二烯单聚物和共聚物。特别有效的热塑性聚合物包括共聚物如丙烯酸2乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯以及苯乙烯与其它乙烯单体如氰乙烯的共聚物。0032本方法和系统对于在基材上。

24、印刷一个或多个图案很有用。本方法和系统可以包括向一个或多个印刷机提供控制信号,从而使控制信号指示印刷机印刷图案或该图案的一部分。本方法和系统可以包括多台印刷机,每台印刷机都可以通过具有不同颜色墨的载体调用。将具有两种或更多颜色的图案印刷在基材上可以通过指示第一台印刷机印刷图案的第一颜色部分以及指示第二台印刷机印刷图案的第二颜色部分来实现。第一颜色部分和第二颜色部分可以重叠以提供一种或多种与标准颜色不同的颜色。0033使用根据本发明的方法和系统印刷的装饰图案,例如,可以包括下述的一种或多种图形;图片;艺术作品;图像作品;照片;可理解的文本;设计图;或图标。一般的,装饰图案不同于身份编码、批号、条。

25、形码或过期日,尽管装饰图案可以围绕在这些条码或日期周围或与之配套使用。装饰图案一般是装饰性的或艺术性的。应当理解前文所列并未穷尽所有,其它形式的装饰图案也可以容易利用根据本发明的方法和系统的具体实施方式来印刷。少量包装或短期的图案特别适合本发明的方法和系统。例如,假日装饰、宣传装饰或竞赛装饰可以利用本发明的方法和系统很效率和经济的印刷。0034本发明的方法和系统可以采用计算机作为一台或多台印刷机的控制器,或与单独的控制器通信。计算机本发明所提及的包括可以执行本发明所述的一个或多个功能的任意微处理器或计算部件。所述计算机可以为任何合适的计算机,包括个人电脑、服务器或联网计算机系统。所述计算机优选。

26、的包括执行指令的处理器和储存指令的存储器,例如操作打印机回应来自计算机或其他控制器的控制信号的指令。更加优选的,所述计算机包括具有按顺序操作两台以上热喷墨印刷机指令的存储器,从而使热喷墨印刷机合作将装饰图案通过两台以上热喷墨印刷机印刷在基材上。所述存储器可以为计算机的硬盘,一个或多个磁盘或者与第一台计算机通信的远程计算机或服务器。所述存储器可以为任何合适的计算存储装置,可以但不必须是可移除的。其它合适的例子包括随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、视频存储卡如视频随机存取存储器VRAM、闪存和/或任何合适的可移除记录媒介,如软盘、光盘CD、数码视频盘DVD、闪盘、闪存盘或记忆棒。0035本发。

27、明的方法和系统任选的可以包括与一个或多个热喷墨印刷机通信的一个或多个计算机。计算机可以用作印刷机的控制器并可以向印刷机提供控制信号。根据本发明的方法和系统的组件例如印刷机、控制器、供给机制、在线工艺设备及其他组件可以适于通过任何合适的通信媒介、标准、协议或网络,如硬件接线、射频信号或光信号,与彼此通信。部分示例性的媒介、标准、协议或网络包括但不限于硬件接线、通用串行接口USB、火线FIREWIRE、ILINK、IEEE1394、以太网、电缆调制解调器、宽带DSL、互联网、公共交换电话网络PSTN、内网、局域网LAN、广域网WAN、无线局域网WLAN或任何其它合适的通信标准、系统或协议,如WIF。

28、I系统或网络,包括80211A、80211B和80211GWIFI系统、蓝牙系统、红外系统和类似系统。0036所述计算机可以运行任何合适的软件,包括可在市场上购得的、独占的或开源软件。例如,所述计算机可以运行基于WINDOWS视窗系统的软件、基于MACINTOSH系统的软件、基于UNIX系统的软件、基于LINUX系统的软件和其它软件。说明书CN102365174ACN102365195A6/9页80037本发明的方法和系统可以包括一个或多个用于产生或操作计算机上的视觉图案或图形的程序或软件。例如,应用于本发明的的系统中的计算机可以存储在存储器中的图形艺术软件。图形艺术软件用于图形设计、多媒体开。

29、发、特制图案开发、一般图案编辑或仅仅用于存取图形文件。所述程序或软件可以用于产生光栅图形、矢量图形或其组合。所述图形艺术软件可以被用户用于创建或修改根据本发明的方法或系统将印刷在基材上的装饰图案。0038本发明的方法和系统可以包括合适的用户接口,作为控制器的一部分或与控制器通信。用户输入装置可以为键盘、鼠标、麦克风、触摸板或其他计算机外围设备。所述用户输入可以与视频显示器相结合。例如,可以使用触摸屏来接受输入信息并显示选项和装饰图案。0039装饰图案可以以数码方式创建并存储在计算机的存储器中。所述计算机可以包括允许用户创建装饰图案、将用户创建的装饰图案转化为适于热喷墨印刷机的控制信号并指示热喷。

30、墨印刷机将装饰图案或其一部分进行印刷的软件。或者可以将已有的装饰图案通过扫描或其它方式转化为数码图像并输入计算机。所述计算机可以用于将所述数码图像处理为原始装饰图案的多个部分。所述多个部分既可以彼此基本分离,也可以以任何需要的程度重叠。除了选择合适的设计和颜色,所述计算机或存储在计算机或存储器中的数据或软件也可以决定用于印刷装饰图案的色带或载体的最佳组合。具体实施例0040实施例130041该实施例显示了根据本发明的热喷墨用墨组合物及将其施加于基材上的具体实施方式。0042通过VIDEOJET4320印刷机用两份热喷墨用墨组合物将文本图像进行印刷。印刷条件为300X600DPI,行速LINES。

31、PEED为80FT/MIN和200FT/MIN,采用热辅助干燥。基材为聚乙烯醇薄膜。对手指摩擦粘度、抗清洗性和印刷质量进行评估,结果如表一所示。两份黑水性墨水被分别用于实施例1和实施例2用于实施例1的墨为可从市场上购得的VIDEOJET1621墨。用于实施例2的墨为可从市场上购得的HP1918墨。当以低行速印刷文本图像时,实施例1和2中的印刷样本具有可接受的干燥时间、粘度、抗清洗性和印刷质量。0043表一0044说明书CN102365174ACN102365195A7/9页90045抗清洗性是利用洗涤剂浸泡过的棉花棒摩擦10次来进行测试的良好图案变浅但依然清晰可见;一般图案非常浅,勉强可见;低。

32、劣2次摩擦后图案即无法辨认。干燥时间是通过以不同的时间间隔轻触墨直至墨不会变模糊来确定的。摩擦抗性是通过1分钟后和24小时后的10次拇指摩擦来确定的。0046进一步的喷头开启时间和印刷质量测试行速为80FT/MIN,同时印刷文本图像和高覆盖率实心条码除了实施例1和2的墨之外,还采用了第三种黑墨水实施例3。结果如表二所示。0047表二0048墨喷头开启时间文本印刷质量条码印刷质量实施例1优秀20分优秀优秀实施例2优秀20分优秀低劣实施例3一般10分优秀优秀0049产品到产品转移使用实施例1的墨测试了24小时。产品到产品转移测试以如下方式进行。印刷图案静置1小时。另一个基材置于所述图案的顶部。添加。

33、一个2KG的砝码并静置24小时。然后在该时间点检查结果,评估墨转移和图案褪色。实施例1在正常实验室环境和35/90RH环境室中的测试结果如表三所示。0050表三0051说明书CN102365174ACN102365195A8/9页100052实施例450053该实施例显示了本发明的含有微球体的热喷墨用墨组合物及将其施加于基材上的具体实施方式。具有空心聚合物微球体的白色墨组合物实施例4作为不透明着色剂被用于通过VIDEOJET4320印刷机将文本图像印刷在聚乙烯醇薄膜上。印刷条件为300X600DPI,行速为80FT/MIN,采用热辅助干燥。实施例4的墨组合物如下表所示0054表四实施例4005。

34、5材料重量百分比去离子水4395FOAMBANMS575去泡沫乳液015N甲基2吡咯烷酮15庄臣JONCRYL68210氢氧化铵2830工业级124优创ROPAQUEOP96320056实施例4的墨组合物提供了优质的文本印刷质量以及在无孔聚乙烯醇薄膜上的良好的不透明性。干燥时间、手指摩擦粘度和印刷质量的测试结果如表五所示。0057表五0058干燥时间秒1分钟摩擦24小时摩擦印刷质量一般25一般3次摩擦低劣1次摩擦优秀0059基于上述的实施例4,可见热喷墨印刷可以与含有微球体的墨组合物结合以合适的干燥时间和印刷质量向塑料基材印刷装饰图案。0060另一种合适的墨组合物为表六所示的实施例5。实施例5。

35、的组合物使用了红色墨。其它的墨组合物可以通过KEYAMINECYAN液体制备蓝色墨,或用酸性黄和KEYAMINECYAN液体制备绿色墨。其它染料可以用于提供具有所需颜色的墨细合物。0061表六实施例50062说明书CN102365174ACN102365195A9/9页11材料重量百分比去离子水4395FOAMBANMS575去泡沫乳液015N甲基2吡咯烷酮15庄臣JONCRYL68210氢氧化铵2830工业级124优创ROPAQUEOP9632酸性红1404FDC红3号03酸性橙7030063除非上下文中特别指出或存在明显矛盾,否则本发明的上下文中所用的“一种”、“一个”、“所述”及类似的指。

36、代词特别是在权利要求书中均应被解释为包含单复数。除非另有说明,否则“包括”、“具有”、“包含”和“含有”等词应被解释为开放性词汇即为“包括但不限于”。除非另有说明,本发明中的数值范围仅仅是为了具体提及落入保护范围的各个数值的简略方法,各个数值应当如被单独举例般纳入本发明的说明书。除非上下文中特别指出或存在明显矛盾,本发明所述的所有方法都可以以任何合适的顺序进行。除非另有要求,否则本发明所使用的所有例子和示例性语言如“例如”仅仅是为了更好的阐述本发明,而不是对本发明的保护范围进行限定。说明书中的任何语言都不应被解释为指明放弃任何对实施本发明必须的要素。0064本发明的优选实施方式在本发明中已有阐述,包括发明人所知的实施本发明的最佳模式。基于前文的描述,这些优选实施方式的变形对于本领域内普通技术人员而言是显而易见的。发明人希望本领域的技术人员合理的采用变形,发明人希望本发明用除本发明所述的方式外的其它方式实施。因此,本发明包括本发明的权利要求书的发明主题的法律允许的改进品和等同物。另外,除非上下文中特别指出或存在明显矛盾,否则上述要素在所有可能的变形中的任何组合都包含在本发明的保护范围内。说明书CN102365174A。

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