在织物上进行紫外线喷墨打印以及组合打印和绗缝的方法和设备技术

提供一种采用紫外（ＵＶ）线固化的油墨向织物（１５）上喷墨打印的方法和设备，油墨首先利用紫外线（２４）部分地固化，然后进行加热，以便更完全地固化油墨。打印在一个绗缝机（１０）中进行，该绗缝机具有一个绗缝工作台（２７）和一个位于绗缝工作台上游的打印工作台（２５）。优选地，打印工作台在一个编程的控制器（３５）的控制下将多色图样只印在织物的顶层上。喷射到织物上的紫外线固化油墨其墨点的体积约７５微微升。一个传送带（２０）将印好的织物从打印工作台移送通过紫外线固化工作台（２４），在该处，一个紫外线固化头或者与打印头一起运动或者与打印头独立的运动，将沉积的紫外线固化油墨滴对紫外线光束曝光，所述紫外线光束为每线性英寸３００Ｗ，曝光速度为每一平方厘米施加１焦耳左右的能量。然后传送带使织物通过一个加热干燥工作台或一个加热炉（２６），在该处把织物加热到３００华氏度３０秒钟到３分钟。优选地，在加热炉内用强制热空气进行加热，但也可以采用其它加热方法，例如红外或其它辐射加热器。在热固化之前，或优选地在这之后，织物与其它材料层相结合，并且在程控的条件下，在利用打印的图案加上绗缝图案。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在织物上的打印，特别是涉及在用于绗缝的织物上打印图案，例如在诸如褥罩、被、床单等上打印图案。更详细地说，本专利技术涉及在织物上的喷墨打印，以及利用紫外线(UV)固化的油墨的喷墨打印。
技术介绍
绗缝在总的缝纫领域是一种特殊工艺，在该工艺中穿过多层材料在材料的两维的区域内缝制图案。多层材料通常包括至少三层，一个织造的主要的或者表面的布料，该布料具有装饰性的精加工的质量；一个通常为纺织的背面布料，它可以是也可以不是精加工的；以及一个或多个厚的填充材料内层，通常是由随机取向的纤维制成的。缝制的图案保持各个材料层相互之间的物理关系，同时提供装饰特性。例如在褥罩及其它被褥的制造中，常常需要将缝制图案和印花图案相结合。在褥罩上制造图案要求将油墨加到织物上，织物与纸张、塑料或其它平滑的表面不同，织物的将要印花的表面呈现出织物组织，具有三维结构或深度。进而，向宽于几英尺或一米的被打印物上打印称作“宽幅”打印范畴，床垫布和其它大部分可绗缝材料都属于这一范畴，由于传统打印方法有许多限制，因此不能实现属于这一范畴的打印。存在着许多技术问题阻碍着宽幅织物打印的发展，所述宽幅织物例如有褥罩、室内装饰物、汽车座罩织物、办公室间壁及其它宽幅织物。宽幅产品的打印量通常较少。传统的打印涉及制造印版，纸型，网版、以及其它的永久性的或至少是有形的物理图像，油墨从它们转印到待打印的物体上。这些图像是使成本提高的原因之一，只有同一版本的产品的数目很大时，才能降低成本。另一方面，例如办公室打印机只打印一个文件或其它项目的一个印件或少数几个印件，同时，最近以来它不采用永久性的物理图像转印文件而是由一个软件或程序控制的电子图像进行打印，它可以从一个产品到另一个产品进行变换。这种“软”图像打印机有时称之为数字打印机，尽管“软”图像并不必一定需要是在以独立的数值存储的意义上的“数字”的。目前通用的一种“软”图像打印机或数字打印机是喷墨打印机。喷墨打印机通过根据指令从一个或多个打印头上的一个或多个喷嘴向一个被打印物上喷射墨滴进行打印。办公室打印机和其它窄幅喷墨打印机通常通过加热油墨并使油墨泡从喷嘴中喷出将水基或以其它溶剂为基础的油墨分配到被打印物上。这些打印机通常称作发泡喷墨打印机。油墨通过溶剂的挥发而干燥。有时需要额外加热用以蒸发溶剂并干燥油墨。利用发泡喷墨打印机，或采用高温技术推动油墨的喷墨打印机向宽幅被打印物上进行打印，将严重地限制打印头的寿命。用于推动油墨和使溶剂挥发的热量，特别是停机时，以及打印头的热循环会在分配20毫升油墨之后导致这些印头的阻塞甚至完全损坏。办公室打印机例如通常被设计成每次更换油墨罐时便更换打印头。因此，对于大面积的喷墨打印过程，例如用于户外广告、标志牌、建筑用的宽幅薄膜打印时，则更普遍地采用机械式推动油墨的打印头。这种机械式打印头包括压电或压电-晶体打印头，它将电能转换为晶体内部振动，它将造成油墨滴从打印头喷嘴中喷出。压电打印头对于利用通过聚合作用而干燥的油墨特别有用，这种聚合作用通常在油墨离开打印头并沉积到被打印物上之后，一般通过暴露于某种形式的能量介质，例如电磁或粒子辐射而发生。目前已经配制出几种用于喷墨打印机的油墨，通过将它们暴露在辐射固化源，例如聚焦的紫外线(UV)束或高能电子束(EB)中，这些油墨可以被聚合。这些油墨通常都加入稳定剂，以防止由于低的曝光量而造成过早的固化。因此，这些油墨通常都需要暴露在为开始进行聚合反应所必须的阈值能量中。除非暴露到阈值能量，这种油墨不会聚合并保持在稳定状态，不易于在喷嘴中或其它地方干燥，除非它们被暴露在适当的能量介质中固化。以溶剂为基础的油墨主要通过溶剂的挥发进行固化。某些以溶剂为基础的油墨仅通过空气干燥固化，而另外一些则要求加热来提高溶剂的挥发速度。在有的情况下，热在使溶剂挥发的同时还促进油墨的化学变化或聚合。可聚合的油墨包括发生聚合的单体及低聚物，以及其它添加剂。当紫外线固化油墨暴露在处于阈值或高于阈值的紫外线光时会发生聚合。这些紫外线固化油墨配方中包括光引发剂，它们吸收光并因此产生自由基或阳离子，造成单体、低聚物及聚合物以及其它添加组分的不饱和位置之间的交联。电子束固化的油墨不需要光引发剂，因为电子束可以直接引发交联。通常以有机溶剂为基础的或以水为基础的热量或空气固化油墨的彩色亮度低于紫外线固化的或其它可聚合的油墨的彩色亮度，因为产生颜色的颜料或染料被溶剂稀释。进而有机溶剂可能会造成职业损害，需要采取高成本的措施，以便降低工作人员与挥发的有机溶剂的接触，同时减少其它危险，例如减少火险。以溶剂为基础的油墨不管是否加热，都容易干燥而最终将喷墨喷嘴阻塞。此外，以溶剂为基础的油墨与被打印物形成化学结合，从而它们的配方与被打印物材料有关。结果，以溶剂为基础的油墨选择依不同的织物而变化。特定的油墨组分与特定的织物成分配对以便改善油墨在织物上的坚牢度，这种坚牢度来源于在油墨和织物之间形成的化学或静电键结合。对于紫外线及其它辐射束固化的油墨，例如电子束固化的油墨，在油墨与织物之间的结合主要是机械结合并且不局限于油墨和织物的特殊结合。可聚合油墨，特别依靠辐射或能量介质固化的可聚合油墨，很难在像织物这种三维的被打印物上固化。尽管紫外线固化油墨可以提供更高的彩色亮度，同时，它也不像很多以溶剂为基础的油墨那样对人体有害并且可以避免喷嘴的阻塞，但用紫外线固化油墨在织物上打印则存在着现有技术尚未解决的其它一些问题。例如，为了固化紫外线固化油墨，必须能够把固化用的紫外线精确地聚焦到油墨上。当把紫外线固化油墨喷到织物上特别是喷射到织纹较粗的织物上时，紫外线固化油墨在织物表面组织上分布到各种不同的深度。进而，油墨倾向于浸入或被吸入到织物内部。结果，油墨存在于织物的各种深度，从而，处于紫外线固化光线的聚焦平面上方或下方深度处的一些油墨将会避开使油墨全部固化所需的光线。为了进行固化，紫外线固化油墨必须暴露在其能量高于固化阈值的紫外线光线中。但是，如果把固化光线的强度增加到一定的水平以上以便促使油墨固化的话，则会燃烧、烧焦所沉积的油墨或织物，或者对它们造成破坏性的作用。此外，喷墨打印可以用不同颜色的墨点以相互并列的图案或者以点套点(墨滴套墨滴)的图案来实现，利用点套点的方法可以产生更高的色密度，但是高密度的点套点的图案当采用紫外线时，甚至更难固化。此外，可以快速应用紫外线固化油墨以便降低芯吸现象，同时可以将紫外线固化油墨扩展以便将芯吸现象降至最低。但是有些芯吸会帮助消除一些假象。此外，为了消除芯吸而扩展的油墨会在织物表面上留下一种较硬的类似于涂料的层，给予织物一种坚硬感或“不良的手感”。因此，通过消除芯吸现象来克服紫外线固化存在的问题是不可取的。喷墨在织物上的紫外线固化具有一个有限的固化深度，该深度由聚焦的固化用紫外线的区域的深度来决定。当紫外线固化油墨被喷射到织物上时，紫外线将开始固化油墨的一小部分。大部分未固化的沉积的油墨随着时间的进展会造成油墨的移动或流失，引起打印的图像的蜕化。即使有足够的油墨被固化从而避免可以看得出的蜕化效应，但一定量的未固化的油墨也有可能使接触打印的织物的某些人产生一定的不良症状。通过呼吸或直接皮肤接触会引起问题的未固化的单体或油墨组分量目前还没有正式地被确定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在被打印物上进行打印的方法，包括以下步骤：将可聚合的油墨沉积到该被打印物上；通过在油墨内引发一个聚合反应使油墨聚合，并将该反应一直保持到油墨基本上聚合，但在被打印物的油墨基本上被聚合的区域内包含有至少一部分易挥发的未聚合单体；然后干燥基本上聚合的油墨以便减少被打印物的所述区域上的未聚合单体的含量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：理查德N科多斯，威廉W科兰，罗伯特B科默福德，安杰洛夸特罗乔基，米兰巴多维纳茨，
申请(专利权)人：LP产权管理公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]