[發明專利]噴墨印刷機和噴墨印刷方法

無效

• 申請號: 200780045323.0
• 申請日: 2007-11-30
• 公開（公告）號: CN101553365A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 奈杰爾·安托尼·凱杰;哈特利·大衛·塞爾曼;肖恩·勞倫斯·赫利希
• 申請（專利權）人: 太陽化學公司
• 主分類號: B41J2/44
• 分類號: B41J2/44;B41J2/435
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 陳海濤;樊衛民

本發明涉及用于印刷可紫外線(UV)固化的油墨的噴墨印刷機和噴 墨印刷方法。

已經把噴墨印刷廣泛承認為用于在剛性和柔性承印物上印刷圖形 顯示產品和其它產品的方法。辦公室或家庭用小型桌面噴墨印刷機通 常使用水基油墨來印刷。這類油墨相對便宜且具有適當的環境可接受 性，但是遭受大量缺點，所述缺點包括油墨干燥所花費的時間長和在 不吸水的承印物如塑料膜上印刷質量差。用于小規模商業用途的噴墨 印刷機如在大街的印刷和復印商店里發現的寬幅面(wide?format)印刷 機可以使用溶劑基油墨，它比水基油墨干燥得更快且與疏水承印物具 有更高的相容性，但其環境可接受性較差且在印刷過程中產生令人不 快的氣味。在規模的上端，用于大型圖形顯示產品和工業裝飾設備的 寬幅面印刷的大型商業噴墨印刷機如CD印刷機通常使用可輻射固化 的油墨、尤其是可紫外線(UV)固化的油墨。

通過使用大劑量的UV輻射能夠快速固化可UV固化的油墨，以 在多種承印物上提供高印刷質量的耐久圖像。而且，可UV固化的油墨 通常不含揮發性有機成分，因此環境接受性高于溶劑基油墨。幾乎毫 無例外，商用的可UV固化的噴墨油墨是以通過自由基機理而固化的成 分為基礎。可以得到多種這類成分，由此提供調整油墨來滿足印刷機 的特殊需求的靈活性。

盡管UV固化噴墨具有許多優點，但是除了用于大型印刷操作之 外，未廣泛得到承認。一個可能的原因是通常用于產生油墨固化用UV 輻射的汞燈使用起來不方便，因為需要時間來加熱和冷卻，且一旦破 碎就能夠釋放高毒性的汞。而且，用于家庭或大街印刷機市場的現有 UV固化印刷機至今已傾向于過大和復雜。

因此需要改進的UV固化噴墨印刷機。

本發明提供一種用于印刷陽離子噴墨油墨的噴墨印刷機，所述噴 墨印刷機包括：用于將油墨印刷到承印物上的印刷頭、用于加熱承印 物上的油墨的加熱裝置和用于固化所述受熱油墨的輻射源。

本發明還包括一種使用下列步驟的噴墨印刷方法：

i)在承印物上噴墨印刷陽離子噴墨油墨；

ii)加熱所述承印物上的油墨；和

iii)使用UV輻射來固化所述油墨。

陽離子噴墨油墨至今未獲得廣泛商業認可，部分因為陽離子噴墨 油墨傾向于固化得比自由基噴墨油墨慢，因此在印刷之后為了不損害 部分固化的圖像而必須在一段時間內小心處理印刷制品。通過包括更 高含量的反應性單體如二氧雜環丁烷來提高陽離子油墨的固化速度的 嘗試在商業上未取得成功，因為所得到的固化油墨膜傾向于脆，因此 缺乏耐久性。使用高光引發劑含量的進一步嘗試也未能明顯提高固化 速度。

自由基噴墨油墨的固化因大氣氧的存在而受到抑制，熟知的UV 噴墨印刷設備因而必須給出大劑量的UV輻射和/或包括用于在固化步 驟之前和期間從印刷承印物中排出大氣氧的裝置。而且，在提高的溫 度下，自由基油墨的固化未發現增加或僅僅增加了很小的程度。本發 明人已經發現，利用陽離子UV固化油墨(其未遭受氧抑制)與用于在固 化之前加熱油墨使得油墨在提高的溫度下發生固化的裝置組合的印刷 機，可以提高油墨的固化速度，從而在印刷之后能夠對印刷產品直接 處理和堆疊。而且，與自由基油墨相比，陽離子油墨的使用具有包括 更低的氣味和更低的皮膚刺激的其它益處，以及因降低了固化時的收 縮水平而提高的與承印物的附著力。

本文中使用的術語“陽離子油墨”和“陽離子噴墨油墨”是指在 使用中通過陽離子機理固化的油墨。那些油墨包括如下通常稱為混合 油墨的油墨，其包含可陽離子固化的化合物和可自由基固化的化合物 兩者且通過上述兩種機理的組合來固化。然而，有利的是，所述油墨 僅通過陽離子機理來固化。

本文中使用的術語“自由基油墨”和“自由基噴墨油墨”是指通 過自由基機理固化且不含陽離子固化成分的油墨。

在本發明的方法中，在油墨固化之前和/或在其固化的同時，即在 其為濕態的同時對油墨進行加熱，且在提高的溫度下固化油墨，使得 在暴露于UV輻射時所產生的固化活動的初始爆發從油墨提高的溫度 而引起的速率提高中受益。因而本發明的印刷機和印刷方法與過去通 過在將它們暴露于UV輻射之后(即在固化后)對其加熱來改進陽離子噴 墨油墨固化而完成的嘗試不同。