[发明专利]数字印刷工艺

说明书

发明领域

本发明涉及一种数字印刷工艺。

发明背景

已经开发了多种数字印刷技术，其允许打印机直接从计算机接收指令而不需要准备印刷板。这些技术当中有使用静电印刷工艺的彩色激光打印机。使用干墨粉的彩色激光打印机适合于某些应用，但它们不能产生出版物(例如杂志)可接受的摄影质量的图像。

在HP-Indigo打印机中使用较适合于短期高质量数字印刷的工艺。在这种工艺中，通过暴露到激光在带电图像承载滚筒上产生静电图像。静电电荷吸引油基油墨来在图像承载滚筒上形成彩色油墨图像。接着借助于橡皮布滚筒将油墨图像转印到纸张或任何其它衬底上。

在家用和办公打印机中通常使用喷墨和喷泡工艺。在这些工艺中，将油墨液滴喷射到最终衬底上成图像图案。一般来说，由于油墨通过毛细作用进入纸张衬底中，此类工艺的分辨率受到限制。因此，通常选择或定制衬底来适合于正被使用的特定喷墨印刷布置的特定特征。例如纸张等纤维衬底通常需要被设计成以受控方式吸收液体油墨或者防止其渗透到衬底表面下方的特定涂层。然而，使用经过特殊涂覆的衬底是一个昂贵的选项，其不适合于某些印刷应用，尤其是商业印刷。此外，使用经过涂覆的衬底产生其自己的问题，因为衬底的表面保持潮湿，并且需要额外的昂贵且费时的步骤来干燥油墨，使得稍后正在处理(例如，堆叠或绕成卷)衬底时不会将其弄脏。此外，衬底过湿造成起皱并且使得在衬底两侧上进行印刷(还称为双面印刷或双工印刷)即使不是不可能的，也是困难的。

此外，由于印刷头与衬底表面之间的距离变化，直接喷墨印刷到多孔纸张或其它纤维材料上导致不良的图像质量。

使用间接或平版印刷技术克服了与直接喷墨印刷到衬底上相关联的许多问题。其允许将中间图像转印部件的表面与喷墨印刷头之间的距离维持恒定并且减少衬底潮湿，因为可在中间图像部件上干燥油墨，之后将其施加到衬底。因而，衬底上的最终图像质量受到衬底的物理性质的影响较小。

已经在专利文献中报告了转印部件的使用，所述转印部件从喷墨或喷泡设备接收油墨液滴来形成油墨图像并且将图像转印到最终衬底上。这些系统中的各种系统利用具有水性载体的油墨、非水性载体液体或根本没有载体液体的油墨(固体油墨)。

使用水基油墨具有许多明显的优点。与非水基液体油墨相比，载体液体是无毒的，并且处理液体没有问题，所述液体在图像干燥时蒸发掉。与固体油墨相比，可控制保留在印刷图像上的材料量，从而允许得到较薄的印刷图像以及更加生动的颜色。

一般来说，从中间转印部件上的图像蒸发掉大部分或甚至所有液体，之后将图像转印到最终衬底，以便避免图像渗入最终衬底的结构中。在文献中描述了用于移除液体的各种方法，包括加热转印部件上的图像以及图像粒子的凝结物组合，之后通过加热、气刀或其它装置移除液体。

一般来说，涂有硅酮的转印部件是优选的，因为这有助于将干燥图像转印到最终衬底。然而，硅酮是疏水性的，这致使油墨液滴在转印部件上珠化。这使得较难以移除油墨中的水，并且还导致液滴与橡皮布之间的小接触面积，其致使油墨图像在快速移动期间不稳定。

已经使用表面活性剂和盐来减小油墨液滴的表面张力，使得它们不再如此多地珠化。尽管这些确实有助于部分地减轻问题，但其并没有解决这个问题。

发明概要

本文公开一种印刷工艺，其包括：将油墨液滴引导到中间转印部件上来形成油墨图像，所述油墨包含水性载体中的有机聚合物树脂和着色剂，并且所述转印部件具有疏水性外表面，所述油墨图像中的每个油墨液滴在撞击所述中间转印部件后扩展来形成油墨膜；在正由所述中间转印部件输送所述油墨图像的同时通过从所述油墨图像蒸发所述水性载体来干燥所述油墨以留下树脂和着色剂的残余物膜；以及将所述残余物膜转印到衬底，其中所述油墨和所述中间转印部件的表面的化学组成被选择为使得每个液滴的外皮中的分子与所述中间转印部件的表面上的分子之间的分子间引力抵消由每个液滴产生的所述油墨膜在所述水性载体的表面张力的作用下珠化的趋势，而不会通过湿润所述中间转印部件的表面来致使每个液滴扩展。

本文中使用动词“珠化”来描述致使煎饼(pancake)形或圆盘形膜径向收缩并且厚度增加以致形成珠粒(也就是说，近球状体)的表面张力的作用。

着色剂可为颜料、染料或其组合。具体地说，着色剂可为平均粒度D₅₀为至少10nm且至多300nm的颜料，然而这个范围可针对每个油墨颜色变化，并且在一些实施方案中，颜料可具有至多200nm或至多100nm的D₅₀。