热喷墨印刷方法技术

一种利用热喷墨印刷机在基材上印刷装饰图案的方法，包括一种热喷墨印刷机和用于喷墨印刷机的墨组合物。所述墨组合物包括水和着色剂。所述基材和墨均可溶于或分散于水中。通过热喷墨印刷机将所述墨组合物的墨滴施加在基材上。墨滴干燥后，图案即印刷在基材上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请交叉引用本申请以2009年3月13日提交的第61/159，875号和第61/159，878号美国临时申请为优先权，这两项在先申请作为参考全部纳入本申请。
技术介绍
产品装饰通常是通过离线(off-line)印刷工艺来实现的，如柔性版印刷，这种印刷工艺可以提供优质的分辨率和印刷质量。离线印刷是一种昂贵的工艺，需要生产线、生产空间以及印刷部件的库存管理。在一般的离线印刷工艺中，更换印刷图案既缓慢又昂贵。相对于离线印刷工艺，网络在线(in-line)数码印刷工艺更加优越，例如连续喷墨(CIJ)和热喷墨(TIJ)印刷。在线数码印刷工艺无需预印刷部件库存，可以简单快捷的更换图案，图案可以通过合适的软件预先制作完毕并存储在电脑中。轻触按钮，即可将不同图案调入印刷机并印刷在产品上。弹性塑料薄膜作为主要包装材料被广泛使用。一般用快干溶剂墨水在塑料薄膜上印刷。由于单喷嘴连续喷墨印刷机在印刷高度和解析度上的限制，图形图像一般要求使用双排(binary array)连续喷墨技术。但是，双排连续喷墨技术的分辨率一般为USdpiji 于产品制造来说依然太低。热喷墨印刷头通过墨水溶剂热蒸发产生墨滴。在喷墨工艺中，快速加热电阻器易产生蒸汽泡，然后从孔口喷出液滴。该工艺极其有效，并且可再生。现在用于工业图案应用的热喷墨印刷头可以以36kHz或更高的频率产生不大于4pL(体积)的均勻液滴。热喷墨可以提供600dpi或更高的分辨率。热喷墨广泛应用于在纸质基材上的印刷。热喷墨一般使用水基墨，并包含不可挥发的溶剂以在非印刷期间保持喷嘴的湿润。由于干燥时间和粘性问题，此类墨不适用于无孔基材。包括塑料薄膜在内的塑料基材更具挑战性。因此，需要一种在使用热喷墨系统印刷半孔或无孔基材时具有良好性能(如短干燥时间、长喷头开启时间和良好粘性)的墨。为了在深色和透明基材上印刷时使墨和周围背景具有良好的对比度，通常会要求墨具有不透明性。不透明性一般是通过使用二氧化钛(110 作为色素来实现的。二氧化钛具有极高的密度并且在喷墨用墨中容易沉淀。频繁的液体摇晃或循环是必需的，以减小色素沉降，因为墨盒中的色素沉降将导致喷头堵塞以及印刷质量下降。由于当前市场上使用的墨盒没有内建墨循环系统，这个问题就成为了热喷墨印刷中的一个技术难点。
技术实现思路
本专利技术提供了一种使用热喷墨印刷在塑料基材上进行装饰的方法，所述方法使用了一种墨组合物，具有合适的干燥时间、耐磨度和印刷质量。本专利技术还提供了一种将不透明墨印刷至无孔弹性塑料薄膜上以进行产品装饰的在线印刷方法/工艺。在本专利技术的一个具体实施方式中，一种利用热喷墨印刷机将装饰图案印刷在基材上的方法公开了一种热喷墨印刷机和用于所述热喷墨印刷机的墨组合物。所述墨组合物包括水和着色剂。所述基材和墨皆可溶于或分散于水中。通过热喷墨印刷机将墨组合物滴加在基材上。使墨滴干燥后，图案即印刷在基材上。 具体实施例方式本专利技术提供了一种使用水性墨水的热喷墨印刷在塑料基材上进行装饰的方法，所述方法使用了一种墨组合物，具有合适的干燥时间、耐磨度、无水清洁剂浓缩液物 (non-aqueous detergent concentrate)抗性、印刷质量禾口喷头开启时间。在特定应用中，要求基材和印在基材上的墨都可以溶解或分散于水性环境(如洗碟机)中，从而在任何环境中，如碟子上，都不会留下固体墨残渣。如果使用色素墨，则需要墨中的色素颗粒易于分散在水性环境中，不会沉淀或凝聚。已经发现，本专利技术所公开的水性热喷墨墨水克服了热喷墨墨水在塑料薄膜印刷中的干燥时间和粘性问题，以及连续喷墨技术中产品装饰时的分辨率难题。另外，本专利技术公开的热喷墨墨水符合所需溶解度和分散度的要求。在一个具体实施方式中，本专利技术还提供了一种利用含微球体的墨组合物并通过热喷墨印刷对塑料基材进行装饰的方法。本专利技术进一步提供了用于在无孔弹性塑料薄膜上印刷以进行产品装饰的在线印刷方法。已经发现，热喷墨用水基墨在通过热喷墨印刷机被施加于塑料薄膜(如聚乙烯醇) 上时提供了足够的干燥时间和粘性。我们推测水分子渗透进了聚乙烯醇薄膜，使墨干燥并附着于薄膜的表面。产品装饰通常是通过离线印刷工艺来实现的，如柔性版印刷。与离线印刷工艺相比，网络在线数码印刷工艺(如热喷墨印刷)更加优越，但是看起来相对于其他印刷工艺不是很经济。我们认为热喷墨印刷在小批量产品装饰中以及在融入在线印刷系统后具有我们尚未认知到的优点。在线数码印刷工艺无需预印刷部件库存，可以简单快捷的更换图案，图案可以通过合适的软件制作或修改并存储在电脑中。由于在电脑显示屏上选择显示图案非常简单(例如按下键盘上的按键或者触摸屏上的装饰图案)，不同的装饰可以通过控制信号发送给印刷机并印刷在基材上。在一般使用中，墨组合物会被印刷在基材上。如上所述，基材可以为塑料薄膜。合适的基材包括弹性塑料薄膜，进一步包括无孔薄膜，如聚乙烯醇。其它基材包括聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、其它已知的聚烯烃、丙烯酸/聚乙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二酯制成的片或层、层压纸基材以及前述材料相组合制成的合适基材。合适的基材包括可用于食品、玩具、清洁剂和粉末的弹性包装基材。这些基材可以为多层层压制品或用于此后与其他层进行层压的单独层。在某些具体实施方式中，基材可以为水溶性薄膜，如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、 羧甲基纤维素、基于丙烯酸的聚合物(单聚物或共聚物)、基于甲基丙烯酸的聚合物(单聚物或共聚物)、基于丙烯酰胺聚合物(单聚物或共聚物)以及前述材料的任意组合和明胶。 所述基材可以为消费性产品的一部分，例如洗碟机皂片或皂袋、药用胶囊以及快餐袋。可以通过在线方式对移动基材进行印刷，例如塑料网。基材相对于印刷机的移动速度可以为至少80ft/min、100ft/min、200ft/min、220ft/min或更快的速度。图案可以通过任何合适的喷墨印刷机进行印刷，优选为热喷墨印刷机。其它合适的印刷机为 Videojet 4320印刷机。其它合适的印刷机还包括使用HP45A墨盒的印刷机。但是，本专利技术公开的方法不限于使用本技术的印刷机。合适的墨组合物包括热喷墨用水基墨，如HP1918(可从惠普公司购得)。一般的热喷墨用水基墨包括水、着色剂、共溶剂和低挥发溶剂(又名湿润剂)。可以根据需要添加粘合树脂和添加剂，如表面活性剂、杀菌剂、分散剂以及粘度改进剂。在一个特定的具体实施方式中，基材优选的可溶于水，墨优选的可分散于水中，这样基材及其上图案就可以在产品处于水性环境中时溶解或分散。本专利技术公开的具有一个或多个吸引人的特点，例如数字和图形图案无需辅助即可在的短时间内干燥，喷头开启时间长，对半孔或无孔基材粘性强热喷墨印刷机一个或多个部件的安全性和材料兼容性好。例如，所述热喷墨用墨组合物的具体实施例的干燥时间可以根据周围环境为约10秒或更短，例如不超过5秒，不超过2秒或不超过 1秒。所述热喷墨用墨组合物的具体实施例的喷头开启时间可以为至少5分钟、10分钟、20 分钟或更久。喷头开启时间的定义是喷头维持静止而不会在再次喷射时破坏墨滴速度、重量或方向的时间长度。根据本专利技术的所述热喷墨用墨组合物可以包括任何合适的着色剂，其可以为染料、色素、微球体(详见下文)或着色剂的任何组合。在本专利技术的一个具体实施方式中，着色剂为炭黑色素。在本本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种利用热喷墨印刷机在基材上印刷装饰图案的方法，包括：提供热喷墨印刷机；提供用于热喷墨印刷机的墨组合物，其中所述墨组合物包括水和着色剂；提供基材，其中所述基材和所述墨组合物均可溶于或分散于水中；使用所述热喷墨印刷机将墨组合物的墨滴施加在基材上；并且使所述墨滴干燥，从而将图案印刷在基材上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯西·罗伯逊，林方·朱，
申请(专利权)人：录象射流技术公司，
类型：发明
国别省市：US