CN103660525A - 用于使用多组分多功能贮墨器溶液的油墨基数字印刷的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油墨基数字印刷系统，其包括外部流体涂敷器，所述外部流体涂敷器用于将多组分多功能贮墨器溶液施用至成像板的表面。使用高功率激光器逐个图像地暴露所述板，以根据数字图像数据从板的选定区域去除所述贮墨器溶液的第一组分，从而在所述选定区域处留下第二组分的层。然后使用可用于印刷的油墨将所述板涂墨。油墨粘附至已去除第一组分的选定区域，以形成油墨图像。在图像转印步骤转印所述油墨图像，其中所述第二组分使油墨能够有效转印至介质，而具有减少的图像品质缺陷。所述多组分贮墨器溶液包含排斥或拒斥油墨的第一组分和充当剥离剂的第二组分。

Description

用于使用多组分多功能贮墨器溶液的油墨基数字印刷的方法和系统

技术领域

本公开涉及油墨基数字印刷。特别地，本公开涉及用于使用多组分多功能贮墨器溶液的油墨基数字印刷的方法和系统。

背景技术

油墨基数字印刷系统可用于使用典型的印刷油墨的印刷。油墨基数字印刷过程可包括将贮墨器溶液施用至成像板的表面。成像板可设置于成像柱的外部。成像柱可旋转，以使成像板表面的区域经过相邻的子系统，所述子系统包括：润湿器、激光器、墨辊、转印台和清洁器，所述润湿器用于施用贮墨器溶液，所述激光器用于成像或者从成像板的选定区域逐个图像地蒸发贮墨器溶液，所述墨辊用于将油墨施用至成像板表面，油墨图像从所述转印台转印至可印刷介质，所述清洁器用于从图像板的表面去除残余物，并使表面准备重新开始所述过程。在施用贮墨器溶液之后，可使用高功率激光器从表面的选定区域逐个图像地蒸发贮墨器溶液。激光器可用于根据数字图像数据蒸发选定表面区域处的贮墨器溶液。油墨可由墨辊施用，并可沉积于贮墨器溶液已从成像板蒸发之处的区域上。相反，油墨可被贮墨器溶液保留的成像板表面的区域所排斥。所得图像通过压力而在转印台处转印至纸张或其他合适的介质。

油墨从成像板的表面剥离以用于转印至诸如纸张的可印刷介质的效率取决于油墨剥离剂在成像板的表面上或表面中的存在。例如，有机硅成像板的主体可包括自由硅油，所述自由硅油在油墨转印步骤过程中充当油墨剥离剂。由于在成像板的主体中存在有限量的自由硅油，因此油墨转印效率将随着硅油储备耗尽而降低。自由硅油可经由外部放油管理系统而补充。然而，放油管理系统增加了额外的成本和复杂性，以及与剥离剂层均匀性相关的潜在故障模式。

发明内容

需要具有油墨排斥和油墨剥离组分的贮墨器溶液，以及构造用于将所述贮墨器溶液应用于油墨基数字印刷的系统。在一个实施例中，油墨基数字印刷系统可包括成像板、外部流体涂敷器，所述外部流体涂敷器构造为将多组分贮墨器溶液施用至用于油墨基数字印刷的成像板的表面。

系统可包括多组分贮墨器溶液，所述多组分贮墨器溶液包含第一油墨排斥组分和第二油墨剥离剂组分，所述第一组分具有低于第二组分的沸点。所述第一组分可包含八甲基环四硅氧烷。第二组分可包含氨基有机硅流体。第一组分和第二组分可为可溶混的，并可形成暂时稳定的溶液。贮墨器溶液可包含.1体积%至10体积%的氨基硅油与八甲基环四硅氧烷的混合物。在一个实施例中，成像板可包括有机硅。例如，板可由有机硅基弹性体形成。有机硅板可包括外层，所述外层包含橡胶和/或含氟氢化聚合物弹性体（如VITON）。

在一个实施例中，方法可包括油墨基数字印刷，所述油墨基数字印刷由如下组成：将贮墨器溶液施用至成像板的表面，所述贮墨器溶液包含油墨排斥第一组分和剥离剂第二组分；通过激光成像暴露成像板的表面，由此根据成像数据从成像板的表面的部分去除第一组分，从而在成像板的表面上留下第二组分的层；在已发生第一组分的激光蒸发的区域中将油墨施用至成像板的表面，以形成油墨图像，油墨在所述暴露之后在具有第一组分和第二组分两者的成像板的表面的部分处被第一组分排斥。方法可包括将油墨图像转印至可印刷基材，由此第二组分层分离。

在一个实施例中，方法可包括第一组分，所述第一组分包括八甲基环四硅氧烷。方法可包括第二组分，所述第二组分包括官能有机硅剥离流体，例如氨基、巯基、氢化（hydro）等。方法可包括贮墨器溶液，所述贮墨器溶液包含.1至10体积%的有机硅剥离流体与八甲基环四硅氧烷的混合物。方法可包括可用于油墨基数字印刷的油墨。

在一个实施例中，方法可包括第一组分的激光蒸发，以根据数字图像数据从成像板的表面的部分去除第一组分。方法可包括混合八甲基环四硅氧烷和氨基硅油，以制备贮墨器溶液。

在一个实施例中，可用于使用数字结构印刷的油墨基印刷的贮墨器溶液可包含第一组分和第二组分，所述第一组分具有低于所述第二组分的沸点。在一个实施例中，所述第一组分可包括八甲基环四硅氧烷。所述第二组分可包括氨基硅油。所述第一组分和第二组分为可溶混的，且所述溶液可在八甲基环四硅氧烷中包含0.1体积%至1体积%的量的第二组分。

示例性的实施例在本文描述。然而，可预期示例性的实施例的范围和精神涵盖引入本文描述的装置和系统的特征的任何系统。

附图说明

图1显示了数字结构印刷系统和过程的示意图；

图2A显示了在数字平板印刷过程的成像前步骤中成像板的侧面横截面示意图；

图2B显示了在数字平板印刷过程的成像后步骤中成像板的侧面横截面示意图；

图2C显示了在油墨基数字印刷过程的涂墨后步骤中成像板的侧面横截面示意图；

图2D显示了在油墨转印之后成像板的侧面横截面示意图；

图3A显示了纸张上的数字油墨印刷物的图像；

图3B显示了纸张上的数字油墨印刷物的图像；

图4显示了得自油墨排斥测试的纸张上的数字油墨印刷物的图像。

具体实施方式

数字结构印刷系统可用于数字油墨基印刷。图1显示了用于使用印刷油墨在介质（如纸张）上印刷的数字结构印刷系统100。系统100可包括成像构件，如柱101。成像柱101可包括在柱101的外部上形成的成像板102。所述板可由有机硅形成，并可构造为吸收光能。所述板可包括外层，所述外层包含橡胶和含氟聚合物弹性体（如VITON）。

成像柱101可旋转，以使成像板102表面的区域经过相邻的子系统，所述子系统包括：润湿器或贮墨器溶液施用系统103、成像激光器（未显示）、墨辊111、转印台117和清洁器125，所述润湿器或贮墨器溶液施用系统103用于施用贮墨器溶液105，所述成像激光器用于从成像板102的选定区域107逐个图像地蒸发贮墨器溶液105，所述墨辊111用于将油墨115施用至成像板102表面，油墨图像从所述转印台117转印至可印刷介质121，所述清洁器125用于从图像板102的表面去除残余物，并使成像板102表面准备重新开始过程。

油墨基数字印刷过程可包括使用计量系统或润湿器将含有油墨排斥剂组分和剥离剂组分的多组分多功能贮墨器溶液施用至成像板102的表面。在施用贮墨器溶液105之后，可使用高功率激光器从表面的选定区域107逐个图像地蒸发贮墨器溶液的油墨排斥组分，从而留下剥离剂组分。油墨115可由墨辊111施用，并可粘附至贮墨器溶液105的油墨排斥组分已从成像板102蒸发的区域。相反，油墨115可被在蒸发之后贮墨器溶液的油墨排斥组分剩余之处的成像板表面的区域排斥。所得图像通过压力而在转印台117处转印至纸张或其他合适的介质。

油墨从成像板的表面剥离以用于转印至诸如纸张的可印刷介质的效率取决于油墨剥离剂在成像板的表面上或表面中的存在。例如，在相关领域系统中，有机硅成像板的主体可包括自由硅油，所述自由硅油在油墨转印步骤过程中充当油墨剥离剂。然而，由于在成像板的主体中存在有限量的自由硅油，因此油墨转印效率将随着硅油储备耗尽而降低。自由硅油可经由外部放油管理系统而补充。然而，放油管理系统的缺点是额外的成本和复杂性，以及与剥离剂层均匀性相关的潜在故障模式。

已发现，易得到的流体D4-硅氧烷或八甲基环四硅氧烷显示出有效的油墨排斥。D4-硅氧烷为其他油墨排斥流体的成本有效的替代品。成像板102（其可为有机硅成像板）和D4-硅氧烷的化学性质的相似性允许吸收至板102的主体中，由此使得板显著膨胀。尽管已发现诸如VITON的成像板材料抵抗由D4-硅氧烷所导致的膨胀，但成像板材料具有高表面能，并在它们的主体中缺乏充当油墨剥离剂的自由流体。已发现这种材料的油墨剥离效率不可接受地低，例如约50%。

方法和系统使用包含至少两种组分的贮墨器溶液：1）第一组分，所述第一组分具有有效的油墨排斥性质和相对较低的沸点，从而允许第一组分在油墨基数字印刷过程的成像或蒸发步骤过程中大量蒸发；以及2）第二组分或较低浓度的组分，所述第二组分或较低浓度的组分具有有效的油墨剥离性质和相对较高的沸点，从而允许第二组分在蒸发步骤之后保留在成像板表面上。在蒸发步骤之后，剥离剂的薄膜将保留在成像板的选定成像区域上。在涂墨步骤中，墨辊将油墨施用至成像板，所述油墨粘附至贮墨器溶液的第一组分已蒸发的成像板表面的区域，并从油墨排斥第一组分保留的成像板表面的选定成像区域被排斥。剥离剂用作分离介质，所述分离介质能够将油墨有效转印至介质。

图2A-2D以示意性横截面侧视图的方式显示了方法的一个实施例。图2A显示了具有施用于其上的贮墨器溶液的成像板。贮墨器溶液包含第一组分221，所述第一组分221为油墨排斥剂。合适的油墨排斥第一组分可包括D4八甲基环四硅氧烷。贮墨器溶液包含第二组分227，所述第二组分227为剥离剂。合适的剥离剂可包括氨基硅油。尽管第一组分221和第二组分227显示为在悬浮体中，但所述组分为可溶混的，并在贮墨器溶液混合步骤中组合而形成暂时稳定的混合物。可在贮墨器溶液施用步骤中施用贮墨器溶液，其中贮墨器溶液通过外部流体涂敷器施用至成像板的表面。图2A显示了在已在贮墨器溶液施用步骤中将贮墨器溶液施用至板表面之后在成像前步骤中的成像板和贮墨器溶液。

图2B显示了在成像或蒸发步骤之后的成像板，在所述成像或蒸发步骤中，使用高功率激光器蒸发成像板表面的选定区域。成像或蒸发后，油墨剥离剂膜235保留在选定的板表面区域处。具体地，油墨排斥剂221被去除，剥离剂227保留在选定区域处，而包含第一组分221和剥离剂227的多组分混合物保留在未施加激光的任何其他区域处。

图2C显示了在涂墨子系统处在涂墨步骤之后的成像板。油墨247显示为粘附至包含第二组分的剥离剂膜。在涂墨之后，基本上无油墨保留在具有剩余多组分贮墨器溶液的部分。图2D显示了在转印步骤之后的成像板，其中油墨在转印台处转印至诸如纸张的介质。油墨剥离层使油墨剥离层能够分离，从而能够将油墨有效转印至纸张。一些贮墨器溶液也可转印至纸张。

根据实施例的贮墨器溶液可包含第一组分（包括D4或八甲基环四硅氧烷）和氨基硅油第二组分。已发现D4有效排斥用于数字印刷的油墨，易于得到并且是成本有效的。氨基硅油为在电子照相定影（electrophotographicfusing）系统中用作色粉剥离剂的流体。氨基硅油和八甲基环四硅氧烷为完全可溶混的，并组合而形成暂时稳定的混合物。

例如，产生氨基硅油在D4中的1体积%的混合物，并在手动涂墨实验中测试。使用网纹计量辊将D4和氨基硅油混合物的薄层计量至VITONSilicon（VOS）成像表面上。使施用的贮墨器溶液在室温下蒸发15分钟。在该时间段中，贮墨器溶液膜的D4组分蒸发，从而留下氨基硅油的薄层。所观察到的最初涂布有贮墨器溶液的区域与未经涂布的区域之间的光泽度差异证实了残余硅油层的存在。然后使用包括网纹涂墨辊的手动涂墨试验系统，用可用于数字印刷的油墨将整个VOS样品涂墨。使用适形支承辊在压力下将沉积的油墨转印至纸张。然后，使用干净的纸片进行向纸张的第二转印，以确定在向纸张的第一转印之后剩余的残余油墨的量。

图3A显示了来自向纸张第一转印的印刷物的数码图像。图3A显示，在最初施用贮墨器溶液之处油墨密度更大。图3B显示了向纸张第二转印的图像，并显示了在最初施用贮墨器溶液的区域中更少的残余油墨或更低的油墨密度。因此，已发现在贮墨器溶液的第一组分蒸发之后剩余的在VOS样品上的有机硅层提高了油墨剥离，从而产生提高的油墨图像转印效率。

在另一实例中，清洁VOS样品，并将新的双组分贮墨器溶液的层施用至VOS样品表面。就在施用贮墨器溶液之后，使用手动涂墨单元将样品涂墨。图4的图像中所示的结果表明，D4/氨基硅油混合物有效用于排斥油墨，并能够在成像步骤中进行有效图像转印，而同时产生具有减少的图像品质缺陷的印刷物。图4显示了测试印刷物，其具有涂布有多组分贮墨器溶液的区域。

相比于原位方法，通过多组分贮墨器溶液的方式施用的剥离剂对于使用油墨基数字印刷系统的印刷是有利的。多组分贮墨器溶液克服了与将剥离流体引入成像构件的成像板的主体中相关的困难。具有原位剥离流体的成像板具有基于在制造时引入材料本体中的剥离流体的量的有限的寿命。多组分贮墨器溶液系统可构造为在更长的成像板可操作期间内提供连续的剥离剂。此外，多组分贮墨器溶液和系统提供了减少的源于不均匀剥离剂分布的图像品质缺陷。多组分系统可不依赖于成像板寿命而施用均匀的剥离剂膜。

Claims (10)

1.一种可用于油墨印刷的油墨基数字印刷系统，所述系统包括:

成像板;和

外部流体涂敷器，所述外部流体涂敷器构造为将多组分多功能贮墨器溶液施用至所述成像板的表面以用于印刷。

2.根据权利要求1所述的系统，所述多组分多功能贮墨器溶液包含第一油墨排斥组分和第二剥离剂组分，所述第一组分具有低于所述第二组分的沸点。

3.根据权利要求2所述的系统，所述第一组分包括八甲基环四硅氧烷。

4.根据权利要求3所述的系统，所述第二组分包括氨基有机硅流体。

5.根据权利要求3所述的系统，所述成像板包含有机硅。

6.一种油墨基数字印刷的方法，所述方法包括:

将贮墨器溶液施用至成像板的表面，所述贮墨器溶液包含油墨排斥第一组分和剥离剂第二组分;以及

通过激光成像暴露所述成像板的表面，由此根据成像数据从所述成像板的表面的部分去除所述第一组分，从而在所述成像板的表面上留下第二组分的层。

7.根据权利要求6所述的方法，所述方法包括:

将油墨施用至所述成像板的表面以形成油墨图像，所述油墨在所述暴露之后在具有所述第一组分的所述成像板的表面的部分处被所述第一组分排斥。

8.根据权利要求6所述的方法，所述方法包括:

将所述油墨图像转印至可印刷基材，由此由第二组分组成的层分离。

9.根据权利要求6所述的方法，所述第一组分包括八甲基环四硅氧烷。

10.根据权利要求9所述的方法，所述第二组分包括氨基硅油。

Images