CN101356245B - 用于绘图应用的金属喷墨印刷系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于在基底上(10)制造金属效果的多阶段系统，所述系统包括将含有在合适载体体系中的反射金属颗粒分散体的第一喷墨用墨(12)施加到所述基底上以形成反射涂层；和将第二喷墨用墨(14)施加在所述反射涂层上以形成保护涂层。任选地，在施加第一喷墨用墨之前将底涂层(16、18)施加到基底上。第二喷墨用墨包含至少一种可交联的聚合物或可以以其它方式能量固化。第二喷墨用墨任选赋于金属图像颜色。
Description
对相关申请的交叉引用
本申请要求2005年9月12日提交的美国临时申请60/716,378和2006年3月17日提交的美国临时申请60/784,107的优先权。上述申请的公开内容通过引用全部并入本文。
介绍
本公开涉及喷墨用墨系统，更具体地，涉及具有金属效果或外观的墨。
现在，许多产品浮雕或压印有提供个性和高品质产品外观的金属或金箔样材料。许多受欢迎的产品包括利用各种基底(包括塑料、皮革、纸和木材)的文具、书籍、标签、证书和装饰物品。其它产品可以包括地面砖和墙面砖、家具、机动车零部件和各种家庭用品。已经尝试利用现代的生产能力的许多技术以在这些类型的基底上印刷金属样墨，但是成本、品质和适应性仍然不能令人满意。
现有生产方法不能经济地满足对增加的个性化和较短的生产周期的需求。目前的热箔和类似的制造工艺缓慢、昂贵并且缺乏适应性。利用彩色箔和色带的热转印技术已经用于产生金属效果；但是，这些工艺存在许多问题。首先，由于只从色带的小区域印刷，所以存在彩箔或色带的过度浪费，可能留下大量的废弃物或未使用的色带。其次，由于许多待印刷的不同基底的粗糙表面，所以热转印工艺不总是有效地工作，例如，在粗糙的表面和区域上，箔/色带不能适当地附着在基底上。
发明内容
在不同的实施方案中，本公开提供一种用于在基底、优选非金属基底上产生金属效果的组合物的多阶段系统和方法。该系统包括将第一喷墨用墨施加到基底上以形成反射涂层。第一喷墨用墨优选包含反射金属颗粒在合适载体体系中的分散体。然后将第二喷墨用墨施加到反射涂层上以形成保护涂层。在不同的实施方案中，第二喷墨用墨包含至少一种可交联的聚合物。
在不同的实施方案中，本公开另外提供一种在施加第一喷墨用墨层之前应用到基底上的底涂层或涂底基层。底涂层可以施加到包括粗糙或不平表面的基底上以产生基本不透过金属纳米颗粒的光滑底表面。在不同的实施方案中，底涂层可以是基本透明和无色的。在其它实施方案中，底涂层可以是基本不透明的。在不同的实施方案中，底涂层可以包括颜料和/或染料。为增强印刷到具有深色基底的实施方案，在一些实施方案中提供具有白色或其它浅色颜料的底涂层可以是有利的。
本公开还提供利用喷墨记录装置印刷具有金属效果的可变印刷的方法。将包含金属颗粒纳米分散体的第一喷墨用墨喷射到底涂层上，或者直接喷射到基底上以形成反射涂层并限定边界。该方法还包括在反射涂层的至少一部分上叠印第二喷墨用墨，其中第二喷墨用墨随后铺展横过反射层上并到达边界，由此形成保护涂层。该方法任选包括在印刷第一喷墨组合物之前将底涂层施加到基底上。
本公开还提供利用喷墨记录装置印刷具有彩色金属效果的可变印刷的方法。该方法包括将第一喷墨用墨喷射到基底上以形成反射涂层，其中第一喷墨用墨包含约2％到约10％重量的银颗粒分散体，银颗粒具有优选小于约50nm的平均粒径，在一些实施方案中，小于约20nm。将第二喷墨用墨叠印在反射层上以形成保护涂层，其中第二喷墨用墨包含至少一种透明着色剂。在不同的实施方案中，在施加第一喷墨用墨层之前将底涂层或涂底基层施加到基底上。
本公开的组合物和方法提供优于现有技术公知的那些中的组合物和方法的益处，所述益处包括以下的一种或更多种：经济地印刷非常小的生产周期(包括定制印刷)；根据印刷机的配置使用多个专色和可能使用全部套版色(process color)的色域；在各种基底上应用金属印刷和整饰；在不对基底的外观和触感产生不利影响的情况下施加印刷、标记或其它图形；和在具有浮雕外观的基底上赋于印刷、标记或其它图形。从下文提供的说明中，本公开的其它可应用领域会变得显而易见。
附图说明
图1是示出根据本公开的一个实施方案的印刷两层的基底的立体图；
图2是示出根据本公开的一个实施方案的印刷三层的基底的立体图；以及
图3是示出根据本公开的另一个实施方案的印刷三层的基底的立体图。
应该注意，本文列出的附图意图举例说明本公开中的设备、材料和方法的一般特征，用于描述本文的这些实施方案。这些图可以不精确地反映任意给定实施方案的特征，并且不必意图限定或限制在本公开范围内的特定实施方案。
具体实施方式
实施方案的下列说明在性质上仅为示例，决无意于限制本公开、其应用或用途。在阅读此处所阐述的本公开的说明书时，必须考虑下列定义和非限定性准则。
本文使用的标题(例如“介绍”和“发明内容”)和任何子标题仅意图用于一般性组织本公开的主题，而无意于限制本公开或其任何方面。特别地，“介绍”中公开的主题可以包括本公开范围内的技术方面，并且可以不构成现有技术的引用。“发明内容”中公开的主题不是本发明或其任何实施方案的全部范围的穷举或完全公开。
本文引用的任何参考文献不构成承认这些参考文献是现有技术或与本文公开的本发明的可专利性有任何关系。本说明书的具体实施方式部分中引用的参考文献通过引用全部并入本文。
虽然本说明书和特定的实施例代表本公开的实施方案，但是仅意图用于举例说明，并且无意限制本公开的范围。而且，对具有所述特征的多个实施方案的描述无意欲排除具有其它特征的其它实施方案或具有所述特征的不同组合的其它实施方案。提供具体的实施例用于举例说明如何制造、使用和实施本公开的组合物和方法，除非另有明确的说明，否则不意图表示已经或还未制备或试验本公开的给定实施方案。
本文使用的术语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下提供某些益处的本公开的实施方案。但是，在相同或其它情况下，也可以优选其它的实施方案。此外，列举一个或多个优选的实施方案并不意味着其它的实施方案是无用的，并且不意欲将其它实施方案排除在本公开的范围之外。
本文使用的术语“包括”及其变体意图是非限制性的，使得列出的项目的记载不排除也可以用于本公开的材料、组合物、装置和方法的其它类似项目。
本公开提供一种用于将具有金属效果和/或外观的墨喷墨印刷到基底上的多阶段系统。如图1中示出的，将第一喷墨用墨施加到基底10上，所述第一喷墨用墨优选包含在合适载体体系中的反射金属颗粒的分散体以形成光滑的反射涂层12。随后将第二喷墨用墨施加在反射涂层12上以形成保护涂层14。在不同的实施方案中，系统任选包括在应用第一喷墨用墨之前，将底涂层16或涂底基层应用到基底10上以形成基本不透过诸如金属纳米颗粒的反射金属颗粒的基本光滑的表面。图2示出施加到基底的底涂层16，其中反射涂层12未全部印刷有底涂层16。在该实施方案中，底涂层16不具有所期望的最终图像的准确形状。图3示出另一个实施方案，其中反射涂层12基本对准在底涂层18上。在该实施方案中，将底涂层18施加为具有期望的最终图像的形状。在不同的实施方案中，底涂层16、18、第二喷墨用墨层14或两者均另外地赋于颜色。本领域的技术人员应该理解，在某些实施方案中施加底涂层可以是任选的，并且根据所用的具体基底，可以是非必要的。
涂底基层
在不限制本公开的机理、功能或效用的情况下，可期望将本公开的反射喷墨用墨涂层施加到从诸如玻璃或镜子的光滑整饰面到诸如皮革、亚麻和其它布料或半吸收材料的粗糙表面、不光滑表面或不平表面的各种基底上。可以使某些通常光滑的其它基底变为具有期望的“整饰外观”，例如糙面精整、皮革状颗粒或浮雕。这类基底可能不总是适合于接受含有反射材料的墨的直接沉积。例如，如果将金属和/或反射墨施加到粗糙、多孔或不平的表面上，则其可能留下间断的或非反射外观的表面。在基底甚至表现出轻微多孔性的某些情况下，这种金属或反射墨可能渗入基底内或留下未着色的、不反射的和/或不平的外观。为使这种效果最小化并提供高度反射的最终整饰面，在不同的实施方案中，在施加反射涂层前，首先将底涂层或涂底基层施加到基底上。应该理解，基底表面应该优选适当地不含异物并可以在施加涂层前清洁。
可以通过可施加连续层的任意合适的方法将底涂层组合物作为层沉积到基底上。在不同的实施方案中，底涂层组合物包括将形成基本光滑且不吸收的层的合适涂层，当在该合适涂层上沉积反射层时，该反射层会显示和表现出反射性。在不同的实施方案中，可以利用标准的喷墨打印头将该层作为喷墨制剂喷射到基底上。在某些实施方案中，底涂层的外观是有光泽的，并且优选基本不吸收第一喷墨组合物的纳米尺度的颗粒(见下文)。底涂层可以施加为具有足以在基底上提供光滑整饰面的厚度。此外，如果希望的话，可以适当地选择底涂层的厚度，以提供更好的最终印刷图像的浮雕外观或质感。在不同的实施方案中，底涂层具有约1μm到约50μm、优选约5μm到约20μm的厚度。
用于形成涂底层的底涂层组合物可以是基本无色的或可以包含一种或更多种诸如染料、颜料及其混合物的着色剂。在不同的实施方案中，底涂层是透明的，并且优选不变黄，尤其是如果在固化期间暴露于光化辐射时。在不同的其它实施方案中，底涂层可以赋于浅的颜色，尤其对于深色基底，以便提供提高的反射性。例如，在基底非常暗的情况下，由于有一定量的光透过银层，所以金属效果可能略微减弱。为此，通过白色底涂层使透过的光透过金属涂层散射回来可以增加金属效果。例如通过使用具有合适分散性的分散在UV基体中的二氧化钛，得到这种白色底涂层。任意添加的着色剂的数量和种类将取决于配制的底涂层，并且底涂层组合物可包含组合物重量约2％到约40％的着色剂，如下文中更详细讨论的。在不同的实施方案中，底涂层包含约5％到约20％或约10％到约15％的着色剂。
在不同的实施方案中，在约25℃到约75℃的喷墨头操作温度下，底涂层组合物具有约8到约12厘泊的粘度。为使底涂层组合物很好地铺展到裸露的基底上，组合物的液体状态应该具有比基底表面相对低的表面张力。通过添加合适的低表面能单体，可以得到低表面张力的辐射可固化的流体。这类单体的例子包括表面张力约28.6达因/厘米的丙烯酸异癸基酯；表面张力为约28.5达因/厘米的烷氧基化的丙烯酸壬基酚酯；和具有32达因/厘米的相对低表面张力的二丙烯酸单体、丙氧基化的二丙烯酸新戊二醇酯。在不同的实施方案中，一旦干燥和/或固化，底涂层就优选表现出较高的表面能，使反射涂层能够有效地铺展在底涂层上。
反射涂层
在不同的实施方案中，第一喷墨用墨的反射颗粒包括反射金属材料的亚微米粉末和/或纳米颗粒。金属材料可以包括各种金属，并优选包括选自金、银、铂及其混合物的贵金属。本发明可用的金属材料的其它非限制性例子包括铝、镍、锌和钛。
本文使用的“亚微米粉末”包括同时满足以下条件的细粉：平均结晶尺寸小于1微米的颗粒；和长径比为约1到约1000000的颗粒。例如，在一些实施方案中，亚微米粉末是由平均粒径小于500纳米并且长径比为1到1000000的颗粒构成的粉末。本文使用的“纳米颗粒”(或“纳米尺寸的颗粒”或“纳米尺度的颗粒”或“纳米粉末”或“纳米相颗粒”或“纳米晶体”)包括平均晶体尺寸小于约250纳米并且长径比为1到1000000的细颗粒。例如，在一些实施方案中，纳米颗粒是由平均粒径小于100纳米(nm)并且长径比为1到1000000的颗粒构成的粉末。在不同的实施方案中，颗粒具有小于约100nm、或小于约50nm、或小于约20nm、或小于约10nm的平均粒径。
可以通过任意已知的方法将本文使用的亚微米粉末和纳米尺度的颗粒引入墨中。在一个实施方案中，将亚微米粉末和纳米尺度的颗粒引入墨中的方法包括：(a)通过任意方法制备包括银或其它金属材料的纳米尺度或亚微米颗粒；(b)提供基础墨配方；和(c)将纳米尺度或亚微米颗粒与墨混合。在又一个实施方案中，为了易于分散和促进均匀性，预处理纳米尺度或亚微米金属颗粒以涂布粉末表面。在另一个实施方案中，将预存在的墨制剂与纳米尺度或亚微米粉末混合，以使墨功能化。
有时难以将包括银的纳米颗粒分散到水或溶剂中。在不同的优选实施方案中，含有金属颗粒的第一喷墨用墨基本不含有聚集的、凝聚的和/或烧结的颗粒。在某些实施方案中，通过处理金属粉末或其它含银纳米颗粒的表面，可以提高纳米颗粒的可分散性。例如，将脂肪酸(如丙酸、硬脂酸和油)应用到纳米颗粒或与其一起应用，以提高表面可相容性。如果含银复合组合物具有酸性表面，则可以将氨、季盐或铵盐应用到表面以得到期望的表面pH。在其它的情况下，可以使用醋酸清洗来实现目标表面状态。在一些应用中，可以另外应用磷酸三烷基酯和磷酸，以减少起尘和降低化学活性。可以通过各种来源得到纳米分散体，包括AdvancedNanoproduct Co.Ltd、Cima Nanotech和Cabot SuperiorMicropowders。
一般而言，以湿膜厚度施加本公开的喷墨用墨，使得它们的共同固化产生具有对其功能有利而且必要的厚度的涂层。为维持期望的反射性质，可以根据其余墨成分来调整银或金属的浓度，以形成优选具有至少约10nm、优选至少约15nm的最终厚度的反射涂层。
在不同的实施方案中，金属颗粒的量为第一喷墨用墨重量的约11/2％到约20％，更优选为第一喷墨用墨重量的约2％到约10％。合适的浓度和/或厚度将取决于许多因素，包括具体的成分，例如纳米颗粒、溶剂、图像分辨率、基底等。在不同的实施方案中，固化后，反射涂层是基本不导电的。应该理解，可以根据设计和材料的选择增加或减小层的厚度和纳米颗粒的量，并且这些变化在本公开的范围内以实现期望的最终结果。例如，使用从Cabot SuperiorMicropowders购买的银分散体，通过使用至少约2％重量的银的反射涂层，得到适合的反射效果，以利用80皮升液滴产生300 DPI的图像。
除含有期望的金属纳米分散体以外，第一喷墨用墨可以含有包括溶剂载体的合适载体体系，选择该载体体系以与金属分散体相容、并且具有合适的表面张力以实现期望的基底润湿性。应该理解，溶剂载体的选择可以针对所用的金属颗粒、颜色和/或基底，并且可以如需地使用不同的溶剂来适合最终的产品。溶剂的非限定性例子包括己醇、二丙二醇甲基醚和丙二醇甲基醚。
保护涂层
一旦将含有反射颗粒的喷墨用墨施加到基底或底涂层上并形成反射涂层，本公开就在反射涂层上施加第二喷墨用墨以形成本质上基本透明的面涂层膜或保护涂层。在不同的实施方案中，第二墨的应用起保护反射金属材料以免氧化的作用，并且任选地赋于一种或更多种颜色，以产生诸如金、铜、铂和不锈钢的金属色调以及全色可变印刷图像。在不同的实施方案中，第二喷墨用墨包括成膜聚合物，例如本领域公知的各种可交联的聚合物。在其它的实施方案中，第二喷墨用墨是能量可固化的，例如基于丙烯酸盐/酯或阳离子固化化学品。
用于形成保护涂层的第二喷墨用墨组合物可以是基本无色的或可以包含一种或更多种着色剂，例如染料、颜料及其混合物。着色剂的数量和种类将取决于配制的墨，并且墨可包含占组合物重量约2％到约10％的着色剂。应该理解，颜料的量将部分取决于所用的着色剂。优选地，为使本公开的反射性质成为可能，最终的保护层是透明的，尤其是清澈或基本清澈的。某些墨组合物通常会包括一种或几种着色剂，或一组着色剂如青色、品红、黄色和黑色(CMYK)，而其它的可以包括更为复杂的着色剂包并可以配制为许多颜色，包括可以增加金属效果外观的颜色。预期墨的组合可以用于印刷全色可变图像。
各种无机和有机染料和颜料可以与本公开的第二喷墨用墨一起使用。一般地，颜料会具有小到足以在印刷期间避免堵塞喷墨的最大尺寸。优选颜料具有窄的粒径分布。可用于本公开的颜料的非限定性例子包括C.I.颜料黄74、93、95、109、110、120、128、138、139、151、154、155、173、180、185和193；C.I.颜料橙34、36、43、61、63和71；C.I.颜料红122、202、254；C.I.颜料蓝15:3、15:4；C.I.颜料紫19、23和33；和C.I.颜料黑7。可用于本公开的染料的非限定性例子包括Orasol黄2RLN、Orasol黄2GLN-M、Savinyl黄、Savinyl大红RLS、Orasol红BL和Orasol蓝GN。
可以配制用于产生保护涂层的喷墨用墨，以提供半光泽或光滑的外观。它还提供耐久性，并且可以适当地增加其厚度，使其可以提供浮雕或“凸起的触感”，这提高了印刷图像的整体印象的品质。
固化
在本公开的不同实施方案中，通过暴露于光化辐射、热能、或光化辐射和热能两者，固化底涂层与第一喷墨用墨和第二喷墨用墨中的至少一种。通过含有可以用光化辐射活化的键的基团，进行使用光化辐射的固化。在本公开的上下文中，光化辐射包括诸如可见光、UV射线或X-射线的电磁辐射和诸如电子束的微粒辐射。
丙烯酸酯UV可固化墨会通常含有丙烯酸酯单体。优选单体的非限定性例子包括选自以下的那些单体：单丙烯酸酯，包括丙烯酸异癸酯、环状三甲基丙烷甲酰基丙烯酸酯；二丙烯酸酯如二丙烯酸1，6-己二醇酯、丙氧基化的二丙烯酸新戊基酯；三丙烯酸酯如乙氧基化的三丙烯酸三羟甲基丙烷酯；或四丙烯酸酯如四丙烯酸季戊四醇酯；并且可以包含更高官能度的丙烯酸酯，例如树枝状聚合物，如得自Bomar的BDE-1029。该墨还可含有少量粘度较高的寡聚物，只要维持合适的粘度即可。
如果通过UV光固化，则组合物通常会包含至少一种光引发剂或光引发剂包。如果存在，则光引发剂包通常占混合物总重的约5％到约15％。光引发剂的非限定性例子包括α-羟基酮如1-羟基-环己基-苯基-酮；α-氨基酮如2-苄基-2-(二甲基氨基)-1-(4-吗啉基)苯基)-1-丁酮；酰基膦如二苯基(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧膦；二苯甲酮衍生物；噻吨酮如异丙基噻吨酮(ITX)；和胺共引发剂如p-二甲基氨基苯甲酸乙酯。如果通过电子束技术固化，则对于基于丙烯酸酯的墨将不需要光引发剂包。
阳离子固化的墨可含有乙烯基醚如三乙二醇二乙烯基醚和/或脂肪族环氧化物如环脂肪族环氧化物UVR-6105(可从Midland，Michigan的Dow Chemical商业得到)、如上文所述的着色剂和添加剂、和含有芳基锍盐如Cyracure UVI-6992或六氟锑酸芳基锍盐如Cyracure UVI-6976(两者均可从Dow Chemical商业得到)的光引发剂包。
在本公开方法的上下文中，由于大量粒子强烈吸收和/或散射光化辐射，所以可优选热固化反射涂层。这优选利用下文描述的热固化的方法(如果需要的话，双重固化)或下文描述的光化辐射固化的方法完成。施加后，物理固化、热固化、或热和光化辐射固化保护涂层。在不同的实施方案中，本公开的印刷系统包括在施加第二喷墨用墨以形成保护涂层之前至少部分干燥或固化反射涂层。在某些实施方案中，在施加第一墨和第二墨之间提供预定的休止期。
在热固化或双重固化透明的面涂层膜的情况下，如果在下的反射涂层还未固化或仅部分固化，则也可以固化在下的反射涂层(湿罩湿技术)。
在不同的实施方案中，本公开的方法包括连续的在线工艺。在某些实施方案中，可以在预定的休止期之后进行固化。在不同的实施方案中，休止期可具有约1秒到2小时或更长、优选约5秒到约2分钟、更优选约5秒到约1分钟的持续时间。例如，休止期用于匀化涂层和/或脱除涂层的挥发成分和用于蒸发可能存在的诸如水和任何溶剂的任意挥发成分(闪蒸)。可以通过施加最高约90℃的高温和/或小于10g水/kg空气、尤其小于5g/kg空气的减小的大气湿度，缩短和/或促进休止期或闪蒸，条件是不对涂层造成任何损害或改变(如过早的完全交联)。
就其方法而言，热固化一般没有特殊的特征，而是根据诸如在对流加热炉中加热或用IR灯辐照的常规和公知的方法进行。与下文描述的光化辐射固化一样，热固化也可以分阶段进行。
通常地，在双组分或多组分体系的情况下，优选在低于约100℃、优选低于约80℃的温度下进行热固化。
利用常规和公知的辐射源和光学辅助装置来实施光化辐射固化。合适辐射源的非限定例子包括掺杂或未掺杂的高压或低压水银蒸汽灯或电子束源。它们的布置在原理上是公知的，并且可以适合于工件(待印刷基底)和工艺参数的条件。
本文的固化可以分阶段进行，即，多次暴露于光或光化辐射。还可以交替进行固化，即，利用UV射线和电子束交替进行固化。在同时采用热固化和光化辐射固化的情况下，可以同时或交替使用这些方法。在交替使用两种固化方法的情况下，例如能够开始用热固化和最后用光化辐射固化。在其它的情况下，可以证明开始和最后都用光化辐射固化是有利的。在某些实施方案中，如果在两个单独的工艺步骤中(首先光化辐射固化，然后热固化)固化保护涂层，则产生优点。
涂层组合物的性质
本公开中所用的底涂层、第一喷墨用墨和第二喷墨用墨组合物的粘度和表面张力优选适合于从常规的打印头中喷出并提供包括稳定的颜料分散性、耐光性、与工业印刷机构件的可相容性、相对低维护(例如清洁或更换设备)的印刷能力的有利性能，并且可以印刷到多种基底上，例如纸、乙烯基树脂、皮革、布、玻璃、金属、塑料、混凝土、木材和其它期望的包括多孔和无孔介质的基底。在喷射温度下，粘度可以为约2到约20厘泊。通常的喷射温度优选为从约20℃的室温高至约70℃。应该理解，对于在其它条件下的印刷，可以适合地调节粘度和表面张力。
本公开的组合物还可以包括增强基底润湿性的合适添加剂，包括本领域技术人员公知的表面活性剂、增塑剂、稀释剂、润湿剂和均化剂。非限定性例子包括可交联的硅氧烷丙烯酸酯，例如Tegorad 2100；聚二甲基硅氧烷，例如Byk-333；或匀化添加剂，例如可从Byk-Chemie商业得到的Byk-381。此外，墨还可以包含合适的粘合剂。粘合剂可包括一种或更多种树脂和/或聚合物，例如具有合适的玻璃化转变温度Tg的丙烯酸共聚物。当在乙烯基基底、塑料或其它无孔基底上印刷时，可以使用丙烯酸共聚物以增强粘附性。
在本公开的优选实施方案中，可以期望将墨配制为使得第一喷墨用墨容易地沿底涂层的表面铺展但同时不在基底表面上很好地铺展。类似地，可期望第二喷墨用墨容易地沿反射涂层的表面铺展，并同样不在基底表面上很好地铺展。例如，在某些实施方案中，优选具有表现出第一表面自由能的底涂层和/或反射涂层，和表现出第二表面自由能的基底，其中第一表面自由能大于第二表面自由能。本文使用的固体表面的表面自由能定义为在固-液界面处增加液体表面积所需的能量。如本领域公知的，各种理论将固体的表面自由能描述为等于充分润湿固体导致零度接触角的液体的表面张力最大值。在不同的实施方案中，可优选提供与反射涂层形成第一接触角而与基底形成第二接触角的第二喷墨用墨，其中第一接触角小于第二接触角。但是，应该注意，材料的粗糙度影响液体润湿表面的方式。因此，在根据本公开制备的墨制剂中，还应该考虑特定基底的粗糙度和诸如极性的其它性质。
在不同的实施方案中，加热反射涂层以提供具有高表面能的光滑金属状表面。反射涂层的相对高表面能的表面使得能够合适地配制第二喷墨用墨，以均匀地朝着印刷图像的边缘铺展横过表面。例如，当第二喷墨用墨的液滴置于印刷图像边缘附近的区域时，液滴铺展到边缘并沿金属印刷的边界到达基底。考虑到反射涂层表面的铺展特性，这使得能够将第二喷墨用墨仅施加或印刷到部分反射涂层上，以利用第二喷墨用墨完全覆盖图像。因此，在某些实施方案中，可以施加反射涂层限定邻接基底的边界，并且可以将第二喷墨用墨喷射到反射涂层的中央区域中，使第二喷墨用墨铺展横过反射涂层并直到边界，但不到达基底。应该注意，在其它实施方案中，还可以期望将第二墨印刷到整个反射涂层表面上。
在某些实施方案中，第二喷墨用墨与反射涂层形成小于约10度的接触角，而与基底形成大于约15度的接触角。这些实施方案还促进第二墨铺展横过反射层并使在基底上的铺展最小化。
为进一步增强铺展效果，可以以较高的DPI、尤其是在加工方向以较高的DPI印刷墨。如果利用光化辐射固化第二喷墨用墨，则可以作为固化的函数来控制墨的铺展。例如，本公开的方法还包括改变叠印第二喷墨用墨和施加光化辐射之间的时间。两个步骤之间流逝的时间越长，会使墨越沿反射涂层铺展。类似地，缩短喷射和施加光化辐射之间的时间会更快地固化保护涂层。随后，因为墨可能没有机会覆盖整个反射涂层表面，所以可能需要调整该变量。
通过以下的非限定性实施例举例说明本公开的组合物和方法。
实施例
将底涂层或涂底涂层沉积到具有不平或粗糙表面的基底上。利用以约278 DPI印刷的Spectra Nova AAA打印头施加涂层。将底涂层印刷成图案并利用水银灯固化。底涂层产生一般不透过金属纳米颗粒的均匀光滑层。
清澈的底涂层组合物
50％乙氧基化的(3)三甲基丙烷三丙烯酸酯(SR 454Sartomer)
38％ 二丙烯酸1，6-己二醇酯(SR 238 Sartomer)
4％ N-甲基二乙醇胺(胺增效剂)
4％ 2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧膦(TPO，得自BASF)
4％ 1-羟基-环己基-苯基-酮(Irgacure 184，得自Ciba)
固化后，将第一墨层喷墨印刷到底涂层上并用IR加热器干燥。
第一墨组合物
20％ 银墨分散体AG-IJ-100-S1
40％ 丙二醇单甲基醚
5％ 丙二醇
35％ 乙二醇单甲基醚
该墨在IR加热器下干燥，从而产生反射银图像。干燥后，将第二墨涂层喷墨印刷在图像上。
第二墨组合物
30％ 丙氧基化的二丙烯酸新戊二醇酯
20％ 乙氧基化的三丙烯酸三羟甲基丙烷酯
37％ 二丙烯酸1，6-己二醇酯
5.5％ Orosol黄(染料)
0.5 Byk 333(润湿剂)
2％ Irgacure 369(光引发剂)
5％ Darocur 1173(光引发剂)
本文描述的实施例和其它实施方案是示例性的，无意于限制本公开的组合物和方法的全部范围。可以在本公开的范围内对特定实施方案、材料、组合物和方法进行等效改变、修改和变化，得到基本相似的结果。
Claims (28)
1.一种用于产生具有金属效果的图像的处理，所述处理包括以下步骤：
提供具有表面的基底；
将底涂层施加到基底的表面的至少一部分上，以形成不透过反射金属颗粒的光滑底面；
将第一喷墨用墨喷射到所述底涂层上，所述第一喷墨用墨包含反射金属颗粒在合适载体体系中的分散体，所述反射金属颗粒具有小于50nm的平均粒径，其中所述第一喷墨用墨不含有聚集的和/或烧结的颗粒；
固化所述第一喷墨用墨，以形成具有至少10nm厚度的反射涂层；和
将第二喷墨用墨叠印在所述反射涂层上以形成保护涂层，其中所述第二喷墨用墨包含至少一种可交联的聚合物。
2.根据权利要求1的处理，其中所述基底包括任何的皮革、布料或半吸收材料。
3.根据权利要求1的处理，其中所述第一喷墨用墨还包括应用到反射金属颗粒或与反射金属颗粒一起应用的脂肪酸，以提高所述反射金属颗粒的表面可相容性。
4.根据权利要求1的处理，其中所述反射金属颗粒包括选自金、银、铂及其混合物的贵金属。
5.根据权利要求1的处理，其中所述金属颗粒包括选自铝、镍、锌、钛及其混合物的金属。
6.根据权利要求1的处理，其中所述反射金属颗粒具有小于20nm的平均粒径。
7.根据权利要求1的处理，其中所施加的所述反射涂层具有大于15nm的最终厚度。
8.根据权利要求1的处理，其中通过暴露于光化辐射或热能或光化辐射和热能两者，固化所述第一喷墨用墨和第二喷墨用墨的至少之一或两者。
9.根据权利要求1的处理，其中以所述第一喷墨用墨重量的11/2%到20%的量提供所述金属颗粒。
10.根据权利要求1的处理，其中所述反射涂层是不导电的。
11.根据权利要求1的处理，其中所述第二喷墨用墨是无色的。
12.根据权利要求1的处理，其中所述第二喷墨用墨包含透明着色剂。
13.根据权利要求12的处理，其中所述透明着色剂选自包括青色、品红、黄色、黑色及其混合物的墨组。
14.根据权利要求1的处理，其中所述第一喷墨用墨和第二喷墨用墨的至少之一在25℃到70℃下具有2到20厘泊的粘度。
15.根据权利要求1的处理，其中所述第二喷墨用墨与所述反射涂层形成第一接触角并与所述基底形成第二接触角，其中所述第一接触角小于所述第二接触角。
16.根据权利要求15的处理，其中施加所述反射涂层限定邻接所述基底的边界，其中将所述第二喷墨用墨喷射在所述反射涂层的中央区域内，其中所述第二喷墨用墨铺展横过所述反射涂层直到邻接所述基底的边界。
17.根据权利要求1的处理，其中所述基底的表面包括任何粗糙或不平表面，其中所施加的底涂层在所述基底的粗糙或不平表面上产生光滑底面。
18.根据权利要求1的处理，还包括在施加所述第一喷墨用墨之前，干燥或固化所述底涂层。
19.根据权利要求1的处理，其中施加所述底涂层的步骤是通过用打印头喷射所述底涂层而执行的。
20.根据权利要求1的处理，其中所述底涂层具有5μm到20μm的厚度。
21.根据权利要求1的处理，还包括以下步骤：
在施加所述第二喷墨用墨之前，至少部分干燥或固化所述底涂层和所述反射涂层。
22.根据权利要求1的处理，其中所述底涂层是无色的。
23.根据权利要求1的处理，其中所述底涂层包含着色剂和颜料中的至少一种。
24.根据权利要求1的处理，其中所述底涂层组合物在25℃到70℃下具有8到12厘泊的粘度。
25.根据权利要求1的处理，其中所述底涂层组合物包含至少一种单体，其中所述单体选自：丙烯酸异癸基酯单体、二丙烯酸脂单体及其混合物。
26.根据权利要求1的处理，其中所述底涂层组合物包含表面张力为28.5达因/厘米的烷氧基化的丙烯酸壬基酚酯。
27.根据权利要求1的处理，其中所述底涂层组合物包含表面张力为32达因/厘米的丙氧基化的二丙烯酸新戊二醇酯。
28.根据权利要求1的处理，其中所述底涂层的外观是有光泽的。
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