[发明专利]用于喷液印刷机的偏转板

说明书

技术领域

本发明大体涉及具有引导液滴路径的充电偏转板的喷液印刷机，且具体地涉及在表面上具有高介电强度涂层以减少放电的偏转板。

背景技术

本发明涉及喷液印刷机，其具有(i)液滴形成部分，如压电传感器，(ii)液滴充电部分，如平行的金属板，和(iii)液滴偏转部分，用于将液滴的路径引导至待印刷的基底上的期望位置。在连续喷液印刷的情况下，产生单液滴的流，其中一些液滴以期望的图案撞击基底。剩下的液滴由诸如槽等的收集装置截取，并且被回收至液滴形成部分，而不是印刷在基底上。

美国专利第7,438,396B2号公开了连续喷墨印刷机，其具有一列喷嘴用于跨越基底(如纺织织物)的宽度同时印刷。液滴偏转的范围是使得相邻的喷嘴可重叠，以便在基底上印刷无缝的图案。该偏转板间隔开且被相反地充电(如1至5kV)，以产生电场。液滴上的电荷和/或由偏转板产生的电场强度可改变，以引发或多或少的液滴偏转。在一个示例中，未充电的液滴没有偏转且被收集在槽中。

在印刷机的操作过程中，液滴可聚积在偏转板的表面上。该聚积可由来自槽、误导的液滴或者离开被印刷的基底表面的墨回弹的飞溅引起。该聚积可聚结在偏转板的表面上，将有效间隙减小至低于空气的击穿电位，且引起从一个板至相邻的带相反电荷板的放电。

发明内容

本发明涉及喷液印刷装置，其具有能够朝向基底喷出液体的单液滴流的喷嘴；液滴充电部分，其能够向所述液滴提供电荷；和用于产生能够将所述液滴偏转至所述基板的期望位置的电场的一对导电偏转板。该喷液印刷机可喷出连续的液滴流或者根据需要喷出液滴。在连续喷液印刷机的情况下，诸如槽的收集装置被设置在喷嘴和基底之间，以防止至少一些的液滴撞击所述基底，例如，当液体的一种具体颜色不是被印刷的图案的一部分时。

各所述偏转板具有面向所述液体的单液滴流的路径的内侧。所述偏转板中的一个或者两个的内侧的外层是电介质。所述介电外层选自能够使偏转板上收集的液滴绝缘的多种材料，这在偏转板与所收集的液滴之间提供压降和/或减少偏转板对之间的放电。

偏转板的介电外层可以是施加至板表面的涂层。作为示例，介电涂层可以是聚(对-亚二甲苯基)聚合物、硅酮氧化物聚合物或钙钛矿(perovskite)的氧化物。在本发明的另一个实施方式中，介电外层可以是金属氧化物，例如阀金属(valve metal)的氧化物。该金属氧化物层可通过蚀刻偏转板的内表面，随后在该蚀刻表面上生成相应的氧化物而形成。作为示例，偏转板可以是铝且介电外层可以是Al₂O₃。

电介质优选地具有相对高的介电强度，从而最小化避免电场击穿所需的介电层的厚度。此外，介电层越薄，偏转板越不会侵占液体喷射液滴的路径，从而减少了撞击至偏转板的表面上的液滴数量。作为示例，具有4000V/密耳(V/mil)或更大的介电强度的电介质据信在本发明中是特别有用的。可使用厚度范围从100nm至0.1mm的介电层。

本发明还可包括覆盖介电外层的疏水薄膜。或者，该介电层本身可以是疏水的。疏水薄膜可将聚结在偏转板上的液滴的尺寸最小化。较小的液滴较不可能引起偏转板之间的放电或者电场的其他破坏。此外，疏水薄膜导致较小的液滴由于重力从偏转板释放，且如果较小的液滴从偏转板滴落至基底，则该液滴较不受注意。

本发明用于水基组合物。因此，疏水薄膜或者疏水介电层的效力特征可在于水与疏水表面之间的接触角度为85°或更大。接触角度由Krüss液滴形状分析器测量。合适的疏水材料的示例为官能化和未官能化聚烯烃、聚四氟乙烯、玻璃、石英、环氧类和聚(对-二甲苯)。

本发明还包括印刷的方法，其特征在于使用喷射印刷装置在基底上印刷。

附图说明

图1是示出了用于印刷至基底的喷嘴、充电位置、偏转位置的布置的侧视图。

图2是本发明的具有介电层的偏转板的侧视图。

图3是本发明的具有介电层和疏水薄膜的偏转板的侧视图。

具体实施方式

并非对本发明的范围进行限制，下文阐述了优选实施方式和特征。在本说明书中引用的所有美国专利在此作为参考引入。除非另外地说明，条件为25℃、1大气压力和50％相对湿度，浓度按重量计，且分子量基于重均分子量。

本申请中使用的术语“聚合物”或者“聚合物材料”表示具有至少5000重均分子量(Mw)的材料。该聚合物材料可以是非晶体的、结晶的或者半结晶的材料，包括弹性聚合物材料。除非另外地指出，术语“烷基”指C₁至C₆脂族基。