可能量固化的柔性版印刷油墨或塗料的溼套印的製作方法

2023-05-02 03:43:41

專利名稱：可能量固化的柔性版印刷油墨或塗料的溼套印的製作方法
可能量固化的柔性版印刷油墨或塗料的溼套印相關申請的交叉參考本申請主張2010年I月22日提交的美國臨時專利申請61/279，312號的優先權，此處通過參考將其內容併入本文中。
背景技術：
多色印刷工藝典型地需要連續印刷多個疊置的單色油墨層。當期望高品質圖像再現時，重要的是避免先前塗敷的油墨層與隨後塗敷的油墨層混合。這種層的混合典型地導致不期望的顏色再現。已經採用許多不同方式來解決該問題。防止不期望的顏色混合的最簡單方式是，在塗敷疊置的下一個油墨層之前對各個已塗敷的油墨層進行乾燥。然而，該方法的主要缺點在於，它要求，在塗敷各個油墨層之後進行徹底乾燥。完成乾燥需要花費時間和能量，由 此產率降低且生產成本提高。在加速印刷工藝的嘗試中，開發了溼套印。溼套印是在各個供墨裝置(inkingstation)處沉積或塗敷的油墨層未被乾燥，就在其上沉積下一油墨層而產生彩色效果或視覺效果的方法。為了進行溼套印，重要的是疊置的油墨層的粘性特徵不同。在平版印刷中溼套印不是嚴重問題，這是因為用於平版印刷中的油墨的粘度為20，000 100，OOOcps。這種高粘度油墨展示了寬範圍的粘性特徵，所述粘性特徵能用於進行溼套印而不需要在供墨裝置之間對油墨層進行乾燥。近年來，允許在從紙板到聚乙烯再到金屬的各種基材上進行印刷的印刷形式已經被廣泛接受。這種印刷方法被稱為柔性版印刷。柔性版印刷使用具有凸起部分的彈性印刷板，其被油墨塗布並壓靠在基材上以將油墨轉印到基材上。在柔性版印刷中,通過本領域中被稱為網紋輥(anilox roll)的中間轉印輥將油墨從儲蓄器轉印到印刷板的凸起表面上。所述網紋輥的表面覆蓋有多個細小的油墨池，所述多個油墨池被儲蓄器的油墨填充，並將其轉印到柔性版印刷板上。明顯地，高品質印刷要求均勻並一致地對柔性版印刷板的表面進行供墨。因此，這要求網紋輥單元是小的，並要求每次用源自儲蓄器的油墨將所有網紋單元填充至基本相同的水平。這種要求對油墨的流動性或粘度造成限制。粘稠的油墨不能被網紋輥均勻或一致地進行收集，且不能對柔性版印刷板的表面進行均勻供墨。結果是，適用於柔性版塗敷的油墨典型地具有低於2000cps、優選低於400cps的粘度。當前關於溶劑排放的規章已經導致開發了適用於柔性版印刷中的可能量固化的油墨。這種油墨含有很少的溶劑，或不含溶劑，且所述油墨不是通過乾燥，而是通過藉助於光化輻射如紫外線或電子束的固化而被固定到基材上。這種油墨的粘性非常低，且利用常規儀器不能進行滿意的測量。它們的粘度為約30 50cps。儘管這種粘度範圍導致優異的柔性版印刷，但是用於柔性版塗敷的可能量固化的油墨展示了非常低的粘性，不能確定粘性等級，並需要在供墨裝置之間固化以防止逆轉印(back transfer)並防止從基材上已印刷的油墨混合到後續裝置的供墨輥上。這種裝置內的固化是昂貴的，因為其要求對設備進行重大改進。從製造方面考慮，也不期望這種固化，這是因為它延長了沉積後續油墨層(以固化先前沉積的油墨層)之間所需要的時間，由此減慢了印刷工藝。在基於以下認識的柔性版印刷中也提出了溼套印，所述認識為，當沉積疊置的多個油墨層時，如果在具有比新沉積的層更高的粘度的層上沉積各個層，就不會發生混合。可以說，最高粘度層套印第二層而不會與下面的層混合或轉印。然而，對於可用於柔性版印刷油墨的粘度範圍，通過為了進行溼套印而穩定降低各個層的油墨粘度來實施溼套印(尤其是在被塗敷的層數增大時)是不切實際的，所述油墨粘度與各個先前塗敷的層的粘度是完全不同的。本質上，其超出了用於實施溼套印的可利用的油墨粘度的範圍。美國專利5，690，028試圖在使用可能量固化的油墨的多色印刷應用中使用溼套印法來解決上述可利用的油墨粘度範圍受限的問題。然而，此處，可能量固化的油墨在塗敷到基材上之前被加熱，並在高於先前塗敷的油墨層的溫度下塗敷到基材上。因為基材上先前塗敷的油墨層的溫度比受熱油墨的溫度低，所以先前塗敷的油墨層的粘度比塗敷的油墨的粘度低。這種粘度差使得較低粘度的油墨單方面轉印到較高粘度的油墨上，並防止了逆套印和油墨共混兩者。這種方法要求對現有的印刷機設備進行重大改進，以在將油墨塗敷到基材上之前在各個供墨裝置中提供加熱單元。而且，隨著供墨裝置的數量增大，連續供墨 裝置內的油墨溫度也必須如此。由此，需要在對基材進行冷卻，或必須降低印刷速度，以防止不得不將油墨溫度提高至對其性能造成不利影響的水平。US 6，772，683描述了一種在基材上柔性版印刷多個疊置油墨層而不用對早期印刷的油墨進行提前固化的方法。所述方法涉及將具有非活性稀釋劑的油墨層塗敷到基材上，然後對塗敷的油墨層中的至少一部分非活性稀釋劑進行蒸發，由此提高塗敷的油墨層的粘度。然後，塗敷後續的油墨層。作為蒸發稀釋劑的結果，先前的層具有提高的粘度。由此，新塗敷的油墨層的粘度比先前塗敷的油墨層的增高的粘度低。類似地，美國專利6，772，682號描述了一種方法，其中通過含量為5% 50%的揮發性(fugitive)稀釋劑(水)的損耗能夠實現可能量(紫外線或電子束)固化的油墨的溼套印。在EB(電子束)柔性版印刷油墨中損耗少量水能夠導致粘度提高數倍。這導致印刷工藝不穩定。美國專利7，329，438號描述了如何通過從具有非常低表面張力的鏡面輥施加輥壓，使得在溼(或幹)油墨上印刷的溼塗料更光滑(具有更高光澤)。然而，其未教導，如何首先使溼塗料套印在溼油墨上。美國專利申請2007/0289459描述了，通過在第一印刷油墨(first down ink)上套印第二印刷油墨之前將所述第一印刷油墨固化，從而消除EB柔性版印刷系統中揮發性溶劑的需要。當然，這要求中間固化機制。美國專利申請2010/0242757還提出，將用於印刷油墨的輻射可固化(EB)溼套印法延伸至凹版印刷技術。其特徵在於，油墨通過烘箱或IR加熱器被乾燥/固化，並足夠硬以通過印刷甲板(printing deck)之間而不會被轉向杆(turn bar)或其他面接觸點損壞。然而，其公開內容仍依賴於揮發性溶劑來實現溼套印，從而造成了不必要的複雜性。不含溶劑和不含水的溼套印技術將為可能量固化液體油墨的溼壓溼印刷提供新的技術方案，所述新的技術方案不需要利用光化輻射進行部分的位置內固化或完全的位置內固化。不需要添加揮發性、蒸發組分以實現溼套印所需要的粘度差的印刷技術，作為更「傻瓜式(foolproof)」的印刷應用技術可具有商業生存能力。這種技術會避免提供在印刷和蒸發條件範圍內以及在足夠寬的水含量範圍內穩定的油墨所具有的後勤和技術難題。

發明內容
本發明提供用於柔性版彩色印刷的方法和設備，更特別地，本發明提供用於在使用可能量固化的柔性版液體油墨的柔性版印刷中實施「溼套印」的方法和設備。通過控制油墨/塗料的儲能模量能夠配製可輻射固化的油墨，其可相互溼套印而不會逆套印在下線(down-line)印刷裝置的板和網紋單元上。能夠控制油墨中的儲能模量G』以確保首先印刷最大G』的油墨，並根據其(下降的)G』值套印連續的顏色。由此，在不同顏色的溼油墨中的不同圖像上能夠套印溼油墨中的圖像，而不會逆採集第一油墨並將其重新沉積到印刷機中後續的板和輥上(逆套印)。在例如20% 50%應變值的整個範圍內，或在例如10% 65%的範圍內，必須保持各種顏色的G』值足夠分開，所述值為例如通過以振蕩模式使用椎板流變儀的受控應變法測得的。在本發明的示例性實施方案中，例如小至I. 0帕斯卡的顏色到顏色(color to clor)的G』分開值能夠足以確保良好的套印，只要在20% 50%或例 如10% 65%的應變範圍內保持分開程度即可。


圖I是實施例I中所述的三種示例性油墨的G』 (彈性模量)與提高應變之間的關係圖；圖2是實施例2中所述的三種示例性油墨的G』 (彈性模量)與提高應變之間的關係圖；圖3是實施例3中所述的三種示例性油墨的G』 (彈性模量)與提高應變之間的關係圖；圖4是兩種品紅色油墨的G』 (彈性模量)與提高應變之間的比較圖，所述兩種油墨為源自實施例2的品紅色B及其增稠的樣本、源自實施例3的品紅色C，在實施例9中對所述比較進行了描述。
具體實施例方式在本發明的示例性實施方案中，通過塗布可能量固化的柔性版液體油墨(優選可UV固化的油墨)的連續油墨層，然後利用光化輻射對所塗布的油墨層進行固化，能夠實現溼套印。如上所述，通常，利用平版印刷中的漿狀油墨僅可實現粘性和粘度梯度，所述粘性和粘度梯度用於實現這種粘性和粘度差別。隨後，使用通過蒸發液體油墨中所包含的水或溶劑而實現的溼套印，伴隨所有的缺點。在本發明的示例性實施方案中，解決這些現有技術問題，使用相關油墨性質的新型分析，既不需要水也不需要任何其他揮發性組分就可實現溼套印。由此，所提供的方法可用於在不使用揮發性稀釋劑的條件下配製可清潔地溼套印的可能量固化的油墨(UV或EB)。所述方法是以流變學測量為基礎的，所述流變學測量同樣適用於高或低粘度油墨(或塗料)。如下所述，在本發明的示例性實施方案中，導致成功溼套印的假塑性流體的流動特徵是剪切稀化，這種機理制對於漿體和流體油墨也是相同的。由此，材料粘度的常規測量對完成正確預測沒有幫助。將一個液體層溼套印在另一個液體層上最終涉及對將油墨(或塗料)從一個表面轉印到另一個表面產生影響的因素。長期以來認為，粘度差或表面能差導致這些效果。關於表面能，近來已證實，對於UV塗料，「…當施加外壓時，流體與基材表面之間的化學相互作用不會對吸收速率產生影響或影響很小。另外，結果表明，通過接觸角測量不能很好地描述強制潤溼」(M. Pykonen et. al. Ind. Eng. Chem. Res. 2010，49，2169-2175)。本發明不需要這種考慮，並符合PyMnen的結論。當前用於測量一種油墨溼套印在另一種油墨上(不考慮油墨類型)的能力的最常見方法是國際標準ISO 12634。這種方法不測量油墨(或塗料)的固有性質，並因而被認為在這種標準範圍內。以下引用IS012634的簡介，「不能將粘性作為從基本物理現象能夠獲得的材料性質」。如下所述，在本發明的示例性實施方案中，能夠使用油墨(或塗料)的真實物理性質的定量測量，並在低剪切速率下能夠完成所述定量測量，其中它同樣適用於稀或稠的流體(液體油墨或漿狀油墨)並由此具有優異性。近期研究捲筒平版印刷熱固油墨和常規饋紙式(漿狀)油墨的論文，對本領域技術人員的當前理解進行了總結，其對狀況的描述為如下「油墨的粘度不能解釋粘性結果的差。難以預測在印刷工藝中或粘性試驗期間油墨所經受的剪切速率的範圍；然而，在能夠產生高剪切速率的薄膜層中存在徑向流動」(Hanna Koivula et. al. ; Ind. Eng. Chem.Res. 2010，49，4676-4681)。如下所述，使用本發明各種實施方案的技術，不通過測量「高剪切速率」範圍(典型地認為包含在明顯高於IOOs-I的剪切速率下所測得的粘度)來預測油墨套印性能；而是通過在例如20% 50%，或例如10% 65%，或甚至10% 125%的應變範圍內測量流變特徵來預測油墨套印性能。這是更實際的，且是更科學準確的。A.顏色套印理論在本發明的示例性實施方案中，通過塗布可能量固化的液體油墨的連續層來進行非蒸發的溼套印，所述液體油墨不含任何故意添加的揮發性組分。塗布的油墨層的溼套印程度能夠作為各個單獨油墨層的顏色密度和多層油墨的總體顏色密度的函數進行量化。當成功實現溼套印時，塗布的油墨層不會混合，而是保留為不同的層，所述不同的層會有效地從表層(blanket)或板轉印到基材上。對於多層油墨塗布，能夠將套印效率描述如下% 套印=100 X [De/ (Dy+Dm)]其中De=多層油墨塗布的顏色密度；Dy=油墨塗布Y的顏色密度；和Dm=油墨塗布M的顏色密度。通常，套印小於100%，且認為80%以上的套印水平對於工業印刷應用是足夠用的。超過60%的套印效率是充分可行的，以保證油墨流變能力和粘度的進一步優化，從而實現接近或大於80%的套印效率。B.正確流變性質的定義以進行測量從而預測溼轉印在近期的印刷機試驗中，顯示了，對於試驗性的黃色、品紅色和青色柔性版印刷油、墨，當首先印刷黃色，其次印刷品紅色，第三印刷青色時，所述試驗性的黃色、品紅色和青色柔性版印刷油墨能有效進行溼套印。在各種情況中，印刷機運行幾千英尺而不會逆套印。在隨後使用由用於最初兩次試驗中的油墨改性的油墨的印刷機試驗中，印刷機開始印刷而不逆套印，但在印刷幾千英尺基材之後，出現套印品質開始劣化的情況。這顯示了能進行有效溼套印的油墨流變性質的界限。最近，開發了在實驗臺上使用柔性版手工打樣機(flexohandproofer)的方法，所述方法在與印刷機上所看到的相同的顏色套印次序中顯示了相同的套印趨勢，由此確認了截至目前所收集數據的有效性，並顯示，本發明的技術是油墨/塗料自身的性質，而不是用於產生顏色套印的工具。在流變實踐中，能夠將剪切模量描述為剪切應力對剪切應變之比G=T(xy)/Y(xy)= (F/A) / ( A X/I)=(剪切應力)/ (剪切應變)
其中F=作用到面積上的力；A=所述力作用在其上的面積；A X=橫向位移；且I=初始長度。實際上，使用椎板流變儀以振蕩方式能夠測量粘彈性流體的複合動態模量G。在本文中，要注意，(i)純彈性材料具有在同相的應力和應變，從而一者對另一者的響應迅速；
(ii)在純粘性材料中，應變滯後應力，相位滯後90° ;且(iii)粘彈性材料展不了在這兩種材料中間的一些行為，應變稍微滯後。這些關係可利用如下方程式描述儲能模量，G』={ O Ocos( S )}/e 0(G』與流體中的彈性能相關)損耗模量，G」= { O 0sin( S )}/e 0(G」與流體的粘性能或損耗能的損耗相關)其中O。=應力的幅度；e 0=應變的幅度；和S =其間的相角。組分模量與複合動態模量G的這種一般關係具有如下形式G=G，+iG」 ；其中(i)2=_l然而，對於施加到流體上的剪切本質是振蕩的情況，這變為絕對剪切模量(G)2=(G』)2+ (G」)2 或|G| = {(G，)2+(G，，)2}(1/2)有時將量|G|稱作TB或「總體(total body) 」。其為與更通常理解的作為粘度的度量最密切相關的量。通常將粘度定義為剪切應力除以流體垂直於其流動方向上的粘度梯度。粘度=y= T / (du/dy)儘管類似於G的應力/應變的關係，但是粘度U不同。除了 du/dy=1.0的牛頓流體之外，du/dy的關係隨剪切力的變化而恆定變化。由此，將流體的儲能(彈性)性質與損耗(粘性/能量損耗)性質分開，即使可能，也極其困難。本領域中所使用的大部分粘彈性測量具有「受控剪切」本質，由此在確定力之差時具有較小值，所述力為例如與從一個表面轉印到與所述表面的面取向垂直的另一個表面上的流體相關的力。本發明的示例性實施方案基於如下認識，僅有G』 (儲能模量)能夠預測垂直於流體如從一個「平面」表面轉印到另一個「平面」表面的流體如油墨或塗料的表面的流體流動。這是因為僅有G』描述了流體的內聚力，因為其以機械方式積累或釋放能量(非常像彈簧)。由G」表示的損耗能(粘性模量)是加熱時的損失，不是以機械方式存儲在流體內，由此不會有助於將流體從一個表面轉移到另一個表面上。因此，僅有以受控應變方式運行的設備能夠產生對油墨或塗料的溼套印能力進行正確預測所需要的必需數據。C.當預測溼套印時用於測量G』的應變的相關區域截至目前，柔性版印刷的大部分理論假設牛頓流動對於柔性版印刷工藝是理想的。然而，在用於將油墨從網紋轉印到板或從板轉印到基材上的極低剪切工藝中，能夠實際上定義為牛頓流體的柔性版印刷油墨非常少。 將柔性版印刷的理想狀況稱作適壓印刷(kiss impression)—S卩,其中板恰好剛剛與基材接觸的狀況。當使用適壓印刷時，要避免點的變形、板的反彈、點周圍的光暈、固體上的硬邊和許多其他有害因素。這種輕壓通常足以在工藝印刷的情況中將一種顏色的油墨的點套印在另一種油墨上。通常，當印刷固體時，需要施加更多的壓力以實現相同的效果。在任意一種情況中，實際上解決「逆套印」問題的一般方案是，印刷操作工在板與網紋之間或板與基材之間施加更多的壓力。然而應注意，這通常被認為是「不熟練的」反應，且在柔性版印刷培訓中傳統上是不鼓勵的。本領域中學校、教材、專業相關指南等所主張的優選方法是改變板、油墨、基材和安裝帶，使得「適壓印刷」將適當再現期望的藝術作品。與流行的觀念相反，將柔性版印刷中的油墨從印刷板釋放到印刷表面上不是高剪切工藝。其不是高剪切工藝的原因是，板和網紋、以及板和印刷表面都在完全相同的表面速度下移動。既不在軸向的平面內，也不在交叉的軸向的平面內的被供墨的表面相對於彼此沒有移動差別。被認為發生的剪切源自何處？油墨所經受的僅有的剪切實際上是油墨在垂直於輥「平坦」表面方向上所經歷的剪切。換言之，油墨上的所有轉印力以與印刷/塗布裝置的軸向和交叉軸向兩者正交的方式表達。作為這種情況，油墨所經歷的全部量的剪切能夠通過如下描述通過所述油墨在其路線上壓縮入印刷裝置的輥隙中，然後在其路線上延伸，直至其與殘留在各個表面上的部分斷開。(該工藝是高剪切的概念可能源自如下了解，通過刮墨刀使得油墨計量進入網紋輥單元的過程是高剪切工藝。然而，實際上將油墨從網紋轉印到板再至印刷表面上的過程不是高剪切工藝)。該狀況在工藝印刷情況中是最易於看到和理解的。能夠考慮一種狀況，例如其中印表機印刷50%的點，將其定義為覆蓋其格子表面積50%的點。在該實例中還假定，格子為133條線/英寸。在此情況中格子尺寸191.OumX 191. Oum ;格子面積36481u m250% 的點面積36481 Um2XO. 50=18240 u m250% 的點直徑D=152. 4um
當印刷點時，其因板與基材之間的接觸而「被壓扁」。在通常的術語中，則點增大(dot gain)是點尺寸的增量相對於如果已印刷的點的尺寸與板上的點的尺寸完全相同時已經印刷的理論點面積的比例。假設有10%的點增大60% 點面積:36481 Um2XO. 60=21889 u m260% 的點直徑D=166. 9um假設理想的點為2. 0 y m厚，還假設轉印相同體積的油墨而不考慮點增大，且如果點增大更高則所述點恰好被粉碎「整平」，我們能夠計算最極端的情況以確定在將油墨從板轉印到基材的過程中涉及多大的剪切應變。50% 的點體積=18240 u m2 X 2. 0 u m=36481 u m3=60% 點體積60% 的點厚度=36481 u m3/21889 u m2=l. 67 u m
這得到了在50%的點上10%點增大的應變關係。應變(厚度)=(2.0-1. 67)/2. 0=16. 5%應變(半徑)=(166.9-152. 4)/152. 4=9. 5%表示體系的總應變的平均油墨粒子的實際運動能夠用直角三角形表示，其中總應變是斜邊，且直角向量作為兩個直角邊。應變(總)={應變(厚度)2+應變(w )2} (1/2)=19. 2%使用該系列計算，建立了在50%水平下與點增大相關的值的表。典型地，點增大與理論點尺寸之間的最大失配發生在該區域內，因此它是在評價將油墨從一個表面轉印到另一個表面中需要考慮的應變的最大量的良好估計。
理論點增大理論應變比率
10%19.20%
15%27.0%
20%33.9%
25%40.2%
30%45.9%
35%51.2%
40%56.1%由於在15% 30%的名義點增大的條件下得到最高品質的印刷，所以10% 65%的理論應變將覆蓋商業相關的所有工藝印刷狀況。儘管更加難以量化，但是在實驗臺上的套印試驗似乎表明，該範圍也是與固體套印相關的興趣之一。D. EC柔性版溼套印所必需的G』間隙的說明需要在印刷順序中首先印刷具有最高G』值的可能量固化的(「EC」)柔性版印刷油墨。在本發明的示例性實施方案中，為了進行可靠的清潔的套印，在沿G』相對於應變的曲線的每個點處，從10%應變值到65%應變值，印刷的第一油墨的G』值應比下一種油墨高至少I. 0帕斯卡。如果第一印刷油墨的G』比在其上印刷的油墨的G』低，則會發生，印刷在上面的油墨將所述第一印刷油墨帶起，由此因為所述第一印刷油墨而汙染輥和網紋。如果油墨的G』值在沿10% 65%應變值的範圍內的某些點處有交叉，則不大可能實現良好套印。在這種情況中，始終存在一些逆套印，這取決於將一種顏色的油墨剪切到另一種油墨中的不同局部水平，而與套印順序無關。儘管一種順序會比另一種順序好得多，但是不能假設能夠精細地控制印刷以便始終避免問題套印。由此，在這種情況中更好的是將油墨的G』值隔開更大的量。E.在本發明的示例性實施方案中改進油墨配方的G』值-油墨組分從上述討論可清楚，用於預測油墨套印行為的最佳方法(且實際上是僅有的準確測量方法)是計算各種油墨的G』值，並確保在各對連續油墨之間存在足夠的G』值的下降，從而確保可靠的清潔套印。應注意，在本發明的示例性實施方案中，建議在10%應變值到65%應變值的範圍內，在沿G』值相對於應變的曲線的各個點處存在I. 0帕斯卡的下降。通過改變油墨的G』值通常能夠滿足這種G』下降的要求。由此，在本發明的示例性實施方案中，向EC油墨中添加能夠賦予假塑性的材料，能夠有效地提高G』值。展示這種行 為的最熟知的材料(但不是唯一的)是熱解法二氧化矽。相反，降低油墨中的固體含量，或使用展示更小內聚力的樹脂也能夠有效降低油墨的G』值。由此，在本發明的示例性實施方案中，能夠對材料(或材料的組合)進行試驗以評價其對G』的影響，然後按需要進行添加或除去，從而在預期被套印的連續顏色(successive colors)之間保持G』值的最佳間距。I.著色劑/顏料在這種油墨中的第一組分是著色劑或顏料。能夠使用例如任意合適的顏料，只要利用其他組成組分能夠分散所述著色劑即可。顏料能夠為例如有機顏料、無機顏料、金屬顏料、導電顏料、磁致激活顏料、納米顏料、介電顏料、吸光顏料或其中的任意一種及其各種組合。合適的顏料的實例包括單偶氮黃、單芳基化物黃(monoarylide yellows)、二芳基化物黃、萘酹紅、寶石紅(rubine reds)、立索紅寶石(lithol rubines)、酞菁藍和炭黑。一些合適的顏料包括例如顏料黃I、顏料黃3、顏料黃11、顏料黃12、顏料黃13、顏料黃14、顏料黃
17、顏料黃63、顏料黃65、顏料黃73、顏料黃74、顏料黃75、顏料黃83、顏料黃97、顏料黃98、顏料黃106、顏料黃114、顏料黃121、顏料黃126、顏料黃127、顏料黃136、顏料黃174、顏料黃176、顏料188、顏料橙5、顏料橙13、顏料橙16、顏料橙34、顏料紅2、顏料紅9、顏料紅14、顏料紅17、顏料紅22、顏料紅23、顏料紅37、顏料紅38、顏料紅41、顏料紅42、顏料紅57: I、顏料紅112、顏料紅170、顏料紅210、顏料紅238、顏料紅269、顏料藍15、顏料藍15: I、顏料藍15:2、顏料藍15:3、顏料藍15:4、顏料綠7、顏料綠36、顏料紫23和顏料黑7等或其組合。例如在「NPIRI原料數據手冊」，第4卷，顏料(第二版)(NPIRI Raw MaterialsData Handbook, Volume 4, Pigments (2nd Edition))中能夠找到這些顏料的詳細信息。2.可能量固化的組分在本發明的示例性實施方案中，這種油墨的第二組分是可能量固化的組分。這能夠包括例如通過施加足夠的電子束輻射能夠聚合或交聯的不飽和低聚物或烯鍵式不飽和聚合物。這種烯鍵式不飽和單體、烯鍵式不飽和低聚物或烯鍵式不飽和聚合物能夠包括例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、環氧化物、松香樹脂、烴樹脂、乙烯基化合物、聚乙烯吡咯烷酮化合物、含聚乙烯吡咯烷酮的共聚物、苯乙烯馬來酸酐化合物、氨基甲酸酯化合物或其組合。可用的烯鍵式不飽和化合物能夠包括例如烯鍵式不飽和單體、烯鍵式不飽和低聚物或烯鍵式不飽和聚合物。在本發明的示例性實施方案中，優選的烯鍵式不飽和化合物能夠包括例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、環氧化物、松香樹脂、烴樹脂、乙烯基化合物、聚乙烯吡咯烷酮化合物、含聚乙烯吡咯烷酮的共聚物、苯乙烯馬來酸酐化合物、氨基甲酸酯化合物或其組合。其能夠包括例如環氧丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯和乙氧基化或丙氧基化的二官能或多官能丙烯酸酯。其中，可使用的材料是多官能封端的不飽和有機化合物，包括烯鍵式不飽和酸如丙烯酸和甲基丙烯酸與多羥基醇的聚酯。這些多官能化合物中的一部分實例是三羥甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丙三醇、山梨糖醇、新戊二醇、1，6-己二醇的聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯，以及羥基封端的聚酯、羥基封端的環氧樹脂和羥基封端的聚氨酯。在這類封端的不飽和有機化合物中還包括聚烯丙基和聚乙烯基化合物如鄰苯二甲酸二烯丙酯和四烯丙基氧基乙烷和己二酸二乙烯酯、丁烷二乙稀基釀和_■乙稀基苯。這些物質的例子還包括伯醇或多羥基醇的丙烯酸酯，或低聚丙烯酸酯，如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯、二丙烯 酸乙二醇酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙烯酸季戊四醇酯、環氧丙烯酸酯、低聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯等。它們的其他例子還包括伯醇或多羥基醇的甲基丙烯酸酯，如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、二甲基丙烯酸酯二乙二醇酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯等，或烯丙醇、二烯丙基醚、己二酸二烯丙酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、低分子量聚氨酯的兩端的二烯丙酸酯等。優選的烯鍵式不飽和單體、烯鍵式不飽和低聚物或烯鍵式不飽和聚合物能夠為例如水可分散的丙烯酸酯單體或低聚物。更優選的烯鍵式不飽和單體、烯鍵式不飽和低聚物或烯鍵式不飽和聚合物能夠包括聚氨酯丙烯酸酯或環氧丙烯酸酯。3.油墨添加劑包油墨的第三組分是添加劑包。EC柔性版印刷油墨可任選地還包含一種或多種任選的添加組分，如潤溼劑、蠟、滑石、表面活性劑、流變改性劑、二氧化矽、矽氧烷、分配劑、脫氣劑或其組合。合適的潤溼劑能夠包括例如聚矽氧烷、聚丙烯酸類樹脂、線性和支化的聚烷氧基化化合物或其組合，當它們存在時，其含量為例如約0. 25重量％ 約2重量％，優選約0. 5
重量％ 約I重量％。合適的蠟可包括例如聚乙烯蠟、聚醯胺蠟、PTFE蠟、巴西棕櫚蠟或其組合，當它們存在時，其含量為約0. I重量％ 約I重量％，優選約0. 25重量％ 約0. 5重量％。合適的滑石能夠包括例如約0. 8 約2. 4微米中值粒徑的滑石，當它們存在時，其含量為約0重
量％ 約2重量％,優選約0. 5重量％ 約I重量％。合適的表面活性劑能夠包括例如兩性表面活性劑如烷氧基化化合物、吡咯烷酮化合物、聚丙烯酸類聚合物或其組合，當它們存在時，其含量為約0. 5重量％ 約3重量％，優
選約0. 2重量％ 約I重量％。合適的二氧化矽能夠包括例如熱解法二氧化矽或無定形二氧化矽凝膠，其表面積為約50 約800m2/g，當它們存在時，其含量為約0. 5重量％ 約3重量％，優選約0. 5重量％ 約2重量％。合適的有機矽能夠包括例如聚矽氧烷及其衍生物，當它們存在時，其含量為約0. 2
重量％ 約2重量％，優選約0. 2重量％ 約I重量％。合適的分配劑能夠包括例如環氧丙烷和環氧乙烷的聚合衍生物、聚矽氧烷化合物、苯乙烯-馬來酸酐和丙烯酸類樹脂，當它們存在時，其含量為約0. 5重量％ 約10重量％，優選例如約0. 5重量％ 約3重量％。合適的分配劑能夠包括例如聚矽氧烷衍生物和聚烷氧基化物，當它們存在時，其含量為約0. I重量％ 約0. 7重量％，優選例如約0. I重量％ 約0. 4重量％。4.聚合光引發劑 第四組分涉及引發光聚合的製劑。除非為專門用電子束固化而配製的組合物，否則可能量固化的組合物典型地含有加成聚合光引發劑，其暴露在光化輻射如紫外線下時產生自由基。這種光引發劑具有當通過光化輻射激活時可直接提供自由基的一種或多種化合物。光引發劑可還含有將光譜響應延伸至近紫外、可見或近紅外光譜區域的感光劑。在自由基引發的固化體系中，典型地，對光引發劑的照射產生可引發聚合和/或交聯的自由基。典型地，基於聚合(可固化)溶液的總重量，有效引發聚合僅需要少量光引發劑，例如約0. 5重量％ 約10重量％。典型地，光引發劑易溶於可能量固化的溶液中的至少一種主要組分中。典型地，自由基聚合抑制劑還可與這些材料一起使用，以在容器中存儲期間防止油墨/塗料的預聚合。在書「目前市售的UV用光引發劑彙編(A Compilation of PhotoinitatorsCommercially Available for UV Today)」，Dr.Kurt Dietliker, Ciba SpecialtyChemicals, PLC, 2002SITA Technology Limited,London-Edinburgh UK;ISBN#947798676中列出了能夠用於該目的的典型材料。自從上述書印刷以來在市場上出現的並且對預期用於食品包裝中的油墨/塗料具有特別相關性的更新的材料，也能夠例如在「與食品接觸的材料和物品的瑞士法規(Swiss Ordinance on Materials and Articles in Contact withFood) 」 (S. R. 817. 023. 21)中找到。實施例實施例I-EC柔性版印刷油墨的印刷試驗「A」配製三種UV柔性版印刷油墨以在利用中心壓印鼓(central imprssion drum)的Kopack柔性版印刷機上進行溼套印試驗。這些油墨的配方為黃色A:16. 0%黃色顏料；選自上面列出的第一組分。68. 55%低聚物、單體和樹脂；選自上面列出的「第二組分」。4.55%添加劑；選自上面列出的「第三組分」。10. 9%光引發劑和抑制劑；選自上面列出的「第四組分」。品紅色A:22. 0%品紅色顏料；選自上面列出的「第一組分」。61. 0%低聚物、單體和樹脂；選自上面列出的「第二組分」。3. 55%添加劑；選自上面列出的「第三組分」。13. 45%光引發劑和抑制劑；選自上面列出的「第四組分」。青色A:
24. 0%青色顏料；選自上面列出的第一組分。61. 4%低聚物、單體和樹脂；選自上面列出的「第二組分」。0. 6% 添加劑；選自上面列出的「第三組分」。14. 0%光引發劑和抑制劑；選自上面列出的「第四組分」。使用振蕩法，利用使用2°椎板幾何體的AR-1000流變儀(TA儀器)對這些油墨中
的各種油墨的流變能力進行了測量。得到的測量結果如下。油墨名稱黃色A
振蕩應力應變 A G』G』5 (Pa) (I (Pa) (Pa)
0.5968 0.034363 61.05 8.78815.89
0.5968 0.033878 60.76 8.99316.07
0.5968 0.033427 60.46 9 216.23
0.5968 0.032918 60.18 9.421!6.44
0.5968 0.032476 59.96 9.6 丨16.62
0.5968 0.032064 59.63 9.8316.78
0.5968 0.03 i 635 59.4 丨 0.0316.96
0.5968 0.031265 59.09 10.2417.11
0.5968 0.030836 58.9 10.44丨 7.3
0.5968 0.030496 58.66 丨 0.63!7.45
0.5968 0.030136 58.4 丨 0.83!7.61
0.6351 0.031444 58.05 11.丨 5!7.88
1.0250.049884 58.23 11.27!8.2
1.65!0.080216 58.94 11.0618.36
2.5680.1259660.43 10.4618.44
4.0270.20i M62.8 9.47318.43
6.3530.3191265.35 8.58218.7
9.6370.515869.89 6.60718.04
15.640.8201572.99 5.70618.65
25.21.30837621 4.67219 04
38.972.069879.3 3.54118.74
油墨名稱寶石紅(Rubine) A (品紅色A)
振蕩應力AG』G」 應變
(Pa)(°)(Pa)(Pa)
0.59680.0300565.048.66918.62
0.59680.02999765.018.69318.65
0.59680.02991764.988.72618.69
0.59680.02977764.998.7618.78
0.59680.02963664.988.80518.87
0.59680.02951764.948.85318.93
0.59680.02941264.978.87219
0.59680.0293664.948.89919.03
0.59680.02933664.928.91219.05
0.59680.02926664.898.94319.09
0.59680.029264.98.96219.13
0.64920.03159664.938.99519.23
1.0370.05053665.098.92719.22
1.6340.07974165.538.76319.25
2.5510.1261566.448.33519.12
3.930.2003768.097.53818.74
5.9270.3183S70.546.37218 03
8.8620.5066873.55.08617.17
13.390 8069976.493.95216.45
20.61.279179.073.09916.04
32.442.00381.282.4816.17油墨名稱青色A振蕩應力 u AG』G」
應變
(Pa) (c)(Pa)(Pa)
0.5968 0.053413 62.385.50910.53
0.5968 0.053575 62.335.50310.5
0.5968 0.053499 62 285.5210.51
0.5968 0.05341 62.285.52810.52
0.5968 0.053229 62.255.55410.55
0.5968 0.052862 62.265.58810.63
0.5968 0.052827 62.225.59910.63
0.5968 0.0527! 6 62.2!5.61310.65
0.5968 0.052714 62.145.62610.64
0.5968 0.05276 62.135.62410.64
0.5968 0.052596 62.15.64710.66
0.5968 0.052693 62.055.64610.64
0.5968 0.052745 62.025.64810.63
0.9022 0.079663 62.455.56510.67
1.430.12726 63.525.31 110.66
2.217 0.20024 65.384.87210.63
3.509 0.31994 68.054.29910.67
5.575 0.50324 71.063.7410.9
9.281 0.79255 73.773.37611.6
15.911,2536 76.373.0612.62
26.67 2.0154 79.342.48513.21通過繪製從具有〈10%應變的最後數據點到具有>65%應變的第一數據點的數據，並通過繪製G』(彈性模量)相對於提高的應變，在相關的應變範圍內，能夠圖示表示該數據。當完成該工作時，將得到的圖示於圖I中。在本發明的示例性實施方案中,利用多項式趨勢線(polynomial trend line)連接各個數據點，所述多形式趨勢線在統計學上很好地表示了這些曲線中的各條曲線(對於所有曲線，R2值>0. 99)。通過通常可獲得的統計學分析程序如Microsoft Excel能夠開發示例性方程式，且能夠為例如G』(青色)=4. 5041S2-7. 0054S+6. 1035 ；R2=0. 9995G』(寶石紅)=6. 869S2-12. 775S+9. 7873 ；R2=0. 9995G』(黃色)=8. 3586S2-14. 83S+12. 209 ；R2=0. 9954其中S=應變值，且G』為儲能(彈性)模量。
關於該實施例I的試驗的顏色套印順序為第一印刷顏色=黃色A，第二印刷顏色=寶石紅A，且第三印刷顏色=青色A。從圖I中能夠看出，沒有一條G』曲線相互交叉，如同圖示或數字所確定的。在本發明的示例性實施方案中，為了得到如何在任意特定應變值處所述線相互接近的數值估計，對於任意期望的應變值，例如能夠使用上述提供的方程式以計算油墨與在其上套印的油墨之間的G』值之差。當完成該工作時，能夠看出，該數據表示了其中對於在10% 65%之間的各個相關應變值在正確方向上G』之差>0. 9的情況，如下表IA中所示。權利要求
1.一種在印刷機上溼套印可能量固化的油墨的方法，包括如下步驟 提供一組用於在印刷機上連續印刷的可能量固化的油墨； 計算所述一組油墨中各種油墨的儲能模量G』，所述儲能模量作為在應變範圍內應變的函數； 確定油墨的印刷順序，使得在應變值的規定範圍R內，敷設的各種連續油墨的G』值比其先前剛印刷的油墨的G』值低至少規定的下降值D。
2.權利要求I的方法，其中D為I.O帕斯卡和0. 9帕斯卡中的一個值。
3.權利要求I的方法，其中R為20%應變 50%應變、10%應變 65%應變和10%應變 120%應變中的一個範圍。
4.權利要求I的方法，其中所述油墨的儲能模量G』由下式表示 G，={ O Ocos( 6 )}/ e 0 其中 O0=應力的幅度； e 0=應變的幅度；和 S =它們之間的相角。
5.權利要求I的方法，其中所述計算所述一組油墨中各種油墨的儲能模量G』的步驟包括使用振蕩法測量所述油墨的流變能力。
6.權利要求5的方法，其中使用利用2°椎板幾何體的流變儀對所述流變能力進行測量。
7.權利要求6的方法，其中以應變控制模式對所述流變能力進行測量。
8.權利要求5的方法，其中所述計算步驟還包括通過多項式趨勢線對各個測得的數據點進行連接。
9.權利要求I 4中任一項的方法，還包括改變所述一組油墨中一種或多種油墨的G』值以在相關的R範圍內基本滿足所述G』的下降標準。
10.權利要求I 4中任一項的方法，還包括改變所述一組油墨中一種或多種油墨的G』值以改變印刷所述油墨的順序。
11.權利要求9的方法，其中通過如下方式中的至少一種方式調節油墨的G』值以降低油墨的G』值降低顏料在油墨中的百分比，以及添加增稠劑。
12.權利要求11的方法，其中所述增稠劑為熱解法二氧化矽。
13.權利要求9的方法，其中通過向所述油墨中添加賦予假塑性的材料對油墨的G』值進行調節，從而提聞油墨的G』值。
14.權利要求I的方法，其中D為I.0帕斯卡，且R為10% 65%，且如果某些逆套印是可接受的，則還包括降低特定油墨對的D並縮短R。
15.權利要求14的方法，其中如果一對油墨最初發生溼套印，但可以隨運行長度的增加而發生逆套印，這是可接受的，且其中在從10% 65%的應變範圍內的某些點處，D能夠為1.0帕斯卡 0.0帕斯卡。
16.權利要求14的方法，其中如果一對油墨最初發生溼套印，但可以隨運行長度的增加而展示逆套印，這是可接受的，且其中在從10% 65%的應變範圍內的某些點處，D能夠為負值。
17.權利要求16的方法，其中在印刷裝置之間主體的剪切稀化效應和隨後的恢復仍足以能夠發生溼套印。
18.權利要求I的方法，其中在所述一組油墨中至少一部分油墨展示牛頓特性。
19.一種配製油墨或塗料的方法，所述方法為了溼套印液體油墨或塗料而使得第一油墨或塗料的G』值相對於第二油墨或塗料移入到期望的範圍內，所述方法包括 通過使用樹脂、低聚物、單體、填料和添加劑的任意組合的配製手段改變所述第一和第二油墨或塗料主體中的一種或兩種主體，使得所述第一和第二油墨或塗料各自的G』值在能夠進行溼套印所需要的應變R的範圍內隔開下降值D。
20.權利要求19的方法，包括向油墨中添加賦予假塑性的材料以提高油墨的G』值。
21.權利要求19的方法，包括降低油墨中的固體含量，或使用展示較低內聚力的樹脂，以降低油墨的G』值。
22.權利要求19的方法，還包括 對材料或材料的組合進行試驗以確定其對G』的影響；以及 按需要添加或除去所述材料或材料的組合，從而在預期被套印的所述油墨或塗料的連續顏色之間保持G』值的最佳間距。
23.一種預測兩種以上油墨在印刷機上成功溼套印的能力的方法，包括如下步驟 在具有規定寬度和規定長度的孔的掩模上利用手工打樣機印刷第一油墨； 將所述第一油墨以溼狀態保留在打樣形式上； 對所述手工打樣機進行清潔，並向其塗布第二種顏色的油墨； 在打樣了第一圖像的區域上直接印刷第二油墨，並在所述第一圖像的前緣之外延伸至少特定距離D，以產生重影套印區域； 將印樣通過UV固化裝置；以及 對所述重影套印區域中所述第一油墨的顏色密度進行評價。
24.權利要求23的方法，其中所述孔的寬度為8 18mm，長度為20 40mm。
25.權利要求23的方法，其中所述手工打樣機的周長等於所述距離D。
26.權利要求25的方法，其中所述距離D為61mm。
27.權利要求23的方法，其中所述UV固化裝置包含在如下標稱曝光量下的中壓汞蒸氣燈 爪^=13811^(毫焦)； UVB=102mJ ；以及 UVc= 19m J o
28.權利要求23 27中任一項的方法，還包括實施幹套印對照試驗，除了在利用所述手工打樣機進行印刷之後並在印刷所述第二油墨之前對所述第一油墨進行UV固化之外，所述幹套印對照試驗的程序與所述權利要求23 27中的任一項相同。
29.權利要求28的方法，其中所述對所述重影套印區域中所述第一油墨的顏色密度進行評價的步驟包括在權利要求23 27中任一項的溼套印方法與權利要求28的幹套印對照方法之間對所述重影套印區域中所述第一先印油墨的密度進行比較。
30.權利要求I的方法，其中D隨所述一組油墨中各對油墨而變化。
31.一種準確預測油墨的成功溼套印行為的方法，包括計算各種油墨的G』值；以及 確保各對連續油墨之間存在足夠的G』值降低，從而可靠地確保清潔套印。
32.權利要求31的方法，其中在從10%應變值到65%應變值的範圍內，在沿由G』相對於應變得到的曲線上，每個點處的I. 0帕斯卡的下降值是足夠的下降。
33.權利要求31的方法，還包括改變所述油墨的G』值以實現所述足夠的G』值下降。
34.權利要求33的方法，還包括如下步驟中的至少一個 向可能量固化的油墨中添加賦予假塑性的材料以提高G』值， 降低油墨中的固體含量，或使用展示較低內聚力的樹脂，以降低油墨的G』值，以及對材料或材料的組合進行試驗以確定其對G』的影響，然後按需要添加或除去所述材料 或材料的組合，從而在預期被套印的連續顏色之間保持G』值的最佳間距。
全文摘要
本發明提供用於柔性版彩色印刷的方法和設備，更特別地，提供用於在使用可能量固化的柔性版印刷液體油墨的柔性版印刷中實施「溼套印」的方法和設備。通過控制油墨/塗料的儲能模量能夠配製可輻射固化的油墨，其可相互溼套印而不會逆套印在板和下線印刷裝置的網紋單元上。能夠控制所述油墨中的儲能模量G』以確保首先印刷最大G』的油墨，並按照(下降的)G』值的順序套印連續顏色。由此，在不同顏色的溼油墨中的不同圖像上能夠套印溼油墨中的圖像，而不會在印刷機中逆採集第一油墨並將其重新沉積到隨後的板和輥上(逆套印)。
文檔編號B41M1/18GK102741054SQ201180006880
公開日2012年10月17日 申請日期2011年1月24日 優先權日2010年1月22日
發明者劉向軍, 朱厄妮塔·帕裡斯, 特裡·百斯特, 約翰·傑拉德·緹森 申請人:太陽化學公司