使用具有凝胶剂的可固化油墨形成图像的方法技术

此处披露了使用能形成凝胶态的具有凝胶剂的油墨作为颗粒材料受体的方法。该油墨在喷射时为液体，但在固化前于衬底上冷却至油墨凝胶温度以下时可迅速进入发粘／半固体／凝胶状态。然后可将各种类型的干粉和固体微粒状物质施加至喷射的油墨，并在该油墨被固化时原位锁定。

【技术实现步骤摘要】

此处披露了能形成凝胶态的具有凝胶剂的油墨，其作为颗粒材料受体。该油墨在 喷射时为液体，但在固化前于衬底上冷却至油墨凝胶温度以下时可迅速进入发粘/半固体 /凝胶状态。各种类型的干粉可被施加至该油墨，然后可在该油墨被固化时原位锁定。
技术介绍
磁性油墨字符识别或MICR，文件和油墨均为已知。该种油墨通常用于密级文件或 者需要安全特征(例如检查)的文件的印刷和制备。目前的MICR技术依赖于大颗粒(微米级长度)和高载量(25-50重量％ )来为阅 读者提供强烈的信号。在用包含了较大颗粒的物质在衬底上形成图像时存在其它类似的问题。使用具有 高载量的物质进行图像形成在向喷墨技术转化时面临着类似的困难。需要经济有效的方法在便宜且精确的油墨喷射图像形成过程中结合磁性或较大 颗粒。
技术实现思路
综述此处披露了形成图像的方法，其包括通过在衬底上喷射含有凝胶剂的可固化油 墨，在该衬底上形成图像的图案，其中油墨在喷射时处于该油墨凝胶温度以上的温度，将图 案的油墨冷却至该油墨的凝胶温度以下，冷却后向形成的油墨的图案施加至少一种颗粒材 料，并在施加后固化该油墨。此处还披露了可通过MICR阅读机读取的图像的形成方法，其包括通过在衬底上 喷射含有凝胶剂的可固化油墨，在该衬底上形成图像的图案，其中油墨在喷射时处于该油 墨凝胶温度以上的温度，将图案的油墨冷却至该油墨的凝胶温度以下，冷却后向形成的油 墨的图案施加磁性颗粒材料，并在施加后固化该油墨。此处进一步披露了在衬底上形成图像的系统，其包括喷墨装置，随后连接施加颗 粒和去除多余颗粒的装置，随后连接使油墨固化的装置。专利技术详述已发现在未固化状态下，在衬底上的含有凝胶剂的油墨是目前较难喷射的磁性颗 粒或其它较大颗粒(例如尺寸为约250纳米或更大的颗粒)的良好受体。施加在衬底上的 颗粒材料将以高浓度粘着在凝胶化的油墨上，而在没有油墨的衬底区域则会自由脱落。该 种方法的优势在于它允许通过常规喷射在衬底上精确和快速地用油墨形成图像，同时还允 许通过喷射后将颗粒材料施加至接受材料方便地形成包含了不可喷射的颜料或颗粒的图 像。此处所用的“油墨”指通过油墨喷射喷出的任意材料。该油墨包含至少一种凝胶 剂，并可仅包含凝胶剂。即，该油墨的载体可仅包含凝胶剂，或者与此处讨论的其它载体成分混合的凝胶剂。在实施方式中，该颗粒材料在施加后通过固化油墨被封在该油墨中。固化可通过 适合所用油墨载体的任意技术实现，该技术包括，例如，UV固化、其它辐射固化、电子束固化寸。此处的固化指，例如，该油墨中的可固化材料在暴露至光化辐射后经历分子量的 增加，例如交联、链增长等。此处所用的可辐射固化意在包括暴露至辐射源时(包括光和热源并包括引发 剂存在或不存在时)的所有固化形式。辐射固化的范例包括紫外(UV)光(例如波长为 200-400nm的紫外光)、可见光等(可选地存在光引发剂和/或感光剂)，电子束辐射(可选 地存在光引发剂)，热固化(可选地存在高温热引发剂(在用于相变油墨中时可在喷射温度 下大量失活))，以及其适当的组合。油墨的固化可通过将该油墨图像暴露至光化辐射实现，该光化辐射可处于任意需 要或有效的波长，在一个实施方式中至少约200nm，在一个实施方式中不超过约480nm，尽 管该波长可在这些范围之外。该可辐射固化相变油墨通常包含至少一种可固化单体、至少一种相变剂或凝胶剂 和可选的着色剂。它们可进一步包含至少一种光引发剂，其引发该可固化单体的聚合。该油墨载体可包含至少一种可固化单体。合适的单体材料的范例包括丙氧化新 戊二醇二丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯、异冰片基甲基丙烯酸酯、月桂基丙烯酸酯、月桂基 甲基丙烯酸酯、异癸基丙烯酸酯、异癸基甲基丙烯酸酯、己内酯丙烯酸酯、2-苯氧乙基丙烯 酸酯、异辛基丙烯酸酯、异辛基甲基丙烯酸酯、丁基丙烯酸酯等及其混合物。此外，多功能 丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体和低聚体可作为反应性稀释剂和作为能够提高固化图像交 联密度的材料被包含在该相变油墨载体中，从而增强固化图像的韧度。合适的多功能丙烯 酸酯和甲基丙烯酸酯单体和低聚体的范例包括季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯 酸酯、1，2-乙二醇二丙烯酸酯、1，2-乙二醇二甲基丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、1， 6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1，12-十二烷醇二丙烯酸酯、1，12-十二烷醇二甲基丙烯酸酯、 三(2-羟乙基)异氰尿酸三丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇 二丙烯酸酯、胺修饰的聚醚丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油丙氧化三丙烯酸酯、 二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯等及其混合 物。当反应性稀释剂被加入该油墨载体材料时，该反应性稀释剂可以任意需要或有效的量 添加，在一个实施方式为该载体重量的至少从约至约80%，在另一实施方式中为该载 体重量的至少约35%至约70%。可使用任意含有凝胶剂的可固化油墨。该凝胶剂可包括下式的化合物R1-O- n-C0-R2, -CO-O-R1,其中R1和R1 ,各自彼此独立地为；(i)其中具有至少一个烯键不饱和的烷基基团(包括线性和支链化、环状和非环 状以及取代和未取代的烷基基团，且其中在该烷基基团中可存在或不存在氧、氮、硫、硅、 磷、硼等杂原子)，在一个实施方式中具有至少约2个碳原子，且在一个实施方式中具有不 超过约100个碳原子，尽管碳原子的数量可在这些范围之外，(ii)其中具有至少一个烯键不饱和的芳烷基基团(包括取代和未取代的芳烷基 基团，其中该芳烷基基团的烷基部分可以是线性或支链化、环状或非环状以及取代和未取 代的，且其中在该芳烷基基团的芳基或烷基部分中可存在或不存在氧、氮、硫、硅、磷、硼等 杂原子)，在一个实施方式中具有至少约6个碳原子，在一个实施方式中具有不超过约100 个碳原子，尽管碳原子的数量可在这些范围之外，例如苄基等，或者(iii)其中具有至少一个烯键不饱和的烷芳基基团(包括取代和未取代的烷芳基 基团，其中该烷芳基基团的烷基部分可以是线性或支链化、环状或非环状以及取代和未取 代的，且其中在该烷芳基基团的芳基或烷基部分中可存在或不存在氧、氮、硫、硅、磷、硼等 杂原子)，在一个实施方式中具有至少约6个碳原子，在一个实施方式中具有不超过约100 个碳原子，尽管碳原子的数量可在这些范围之外，例如，甲苯基等，其中在取代的烷基、芳烷 基和烷芳基基团上的取代基可以是卤素原子、醚基团、醛基团、酮基团、酯基团、酰胺基团、 羰基基团、硫代羰基基团、硫酸酯基团、磺酸酯基团、磺酸基团、硫醚基团、亚砜基团、膦基 团、鳞基团、磷酸酯基团、腈基团、巯基基团、硝基基团、亚硝基基团、磺基基团、酰基基团、酸 酐基团、叠氮基基团、偶氮基团、氰酰基基团、异氰酰基基团、硫代氰酰基基团、异硫代氰酰 基基团、羧酸酯基团、羧酸基团、尿烷基团、脲基团及其混合物等，其中两个或多个取代基可 连接在一起形成环。R2和R2,各自彼此独立地为(i)亚烃基基团(其中亚烃基基团被定义为二价脂肪族基团或烷基基团，包括线 性和支链化、饱和和不饱和、环状和非环状以及取代和未取代的亚烃基基团，且其中在该亚 烃基基团中可存在或不存在氧、氮、硫、硅、磷、硼等杂原子)，在一个实施方式中具有至少约 2个碳原本文档来自技高网...

【技术保护点】
形成图像的方法，该方法包括通过在衬底上喷射含有凝胶剂的可固化油墨，在该衬底上形成图像的图案，其中油墨在喷射时处于该油墨凝胶温度以上的温度，将图案的油墨冷却至该油墨的凝胶温度以下，冷却后，向形成的油墨的图案施加至少一种微粒状材料，并在施加后固化该油墨。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：彼得G奥德尔，珍妮弗L百乐理，纳温乔普拉，米歇尔N克雷蒂安，巴克夫乔西凯利安，理查德PN韦列金，
申请(专利权)人：施乐公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]