CN104661827A - 用于数字喷墨印刷的后处理溶液 - Google Patents

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Abstract

用于数字喷墨印刷的后处理溶液，包括：具有为至少50℃的最低成膜温度的聚合物微粒、成膜剂和液体载剂。所述成膜剂选自由以下组成的组中：柠檬酸酯化合物、癸二酸酯化合物、乙氧基醇、乙二醇低聚物、乙二醇聚合物、乙二醇醚、甘油缩醛和环酰胺。本文也公开了印刷介质、印刷方法和印刷系统。

Description

用于数字喷墨印刷的后处理溶液
背景技术
除了家用和办公室使用，喷墨技术已经扩展到高速、商业和工业印刷。喷墨印刷是非紧凑型印刷方法，其利用电子信号控制和引导待沉积在介质上的油墨滴或油墨流。一些商业和工业喷墨印刷机利用固定的印刷头和移动的基底片材以便实现高速印刷。目前喷墨印刷技术涉及通过热喷射、压电式压力或振动促使油墨滴通过小喷嘴到介质表面上。因为许多原因，包括低印刷机噪音、高速记录和多色记录能力，该技术已成为在各种介质表面(例如，纸)上记录图像的流行方式。
附图说明
参考以下具体实施方式和附图，本公开的实例的特点和优点将变得显而易见。
图1为印刷系统的实例的示意图。
具体实施方式
本公开一般地涉及用于数字喷墨印刷的后处理溶液。本文也公开了包括或利用后处理溶液的印刷介质、印刷方法和印刷系统。
本文公开的后处理溶液的实例增强了所得到的印刷介质的许多性能。作为实例，例如，与没有用后处理溶液的实例处理过的印刷介质相比，印刷介质的图像光泽度和耐久性都可得到改善。本文公开的后处理溶液也可以与高速喷墨印刷方法在线地施加。据信后处理溶液中的成膜剂增强了透明膜的形成。这确保了印刷介质经高速喷墨技术产生同时也显示出改善的图像质量(例如，光泽度)和耐久性(例如，耐刮擦性和耐擦脏性)。这是有利的，因为目前的介质和印刷技术可能引入障碍物，该障碍物阻碍所得到的印刷品实现高图像质量和耐久性。
现在参考图1，示意性地描绘了印刷系统10的实例。印刷系统10是高速喷墨印刷机，其可在高达1500英尺每分钟的印刷速度下操作。印刷系统10包括介质传输装置(包括介质输入12和介质输出14)、油墨施加器18、后处理施加器20和成膜系统22。如在本文中将讨论的，后处理施加器20和成膜系统22可与其它系统10组件在线，或可为彼此分开并与其它系统10组件分开的各个离线系统，或可结合成与其它系统10组件分开的单个离线系统。此外，虽然未显示，但应当理解，系统10也可包括在后处理施加器20和成膜系统22之间的干燥器28。油墨施加器18和后处理施加器20之间也可包括另一个干燥器(未显示)，以便在施加后处理溶液之前干燥沉积的油墨。
仍进一步地，可包括具有传输信号至各个系统组件的处理单元(一个或多个)的控制器(未显示)，以便以期望的方式操作每个组件从而在介质16上形成图像(一个或多个)。当至少一些组件为离线时，应当理解的是可包括各种控制器。另外的辅助设备，如静态控制杆、润湿单元、整理装置，也可在线或离线地并入印刷系统10中以制造最终的印刷介质。
如本文所用，“图像”是指用可见或不可见的喷墨油墨组合物沉积到材料或基底上的记号、标记、符号、图形、指示和/或外观。图像的实例可包括字符、单词、数字、字母数字符号、标点、文字、线条、下划线等。
在一个实例中，介质传输装置是这样的机构：当操作时，其相对于并在至少油墨施加器18、后处理施加器20和成膜系统22之间传输或移动介质16。应当理解的是，当后处理施加器20和/或成膜系统22为离线系统(即，从其它印刷系统10组件分离)时，后处理施加器20和/或成膜系统22可包括单独的介质传输装置。
图1中显示的介质传输装置包括介质输入12和介质输出14。输入12接收介质16进入系统10，输出14从系统10退出介质16，且传输机构(未显示)在输入12和输出14之间移动介质16。在一个实例中，介质传输装置移动网状物形式的介质16，且介质输入12和介质输出14分别包括供应辊和卷绕辊。在另一实例中，介质传输装置移动单片材形式的介质16。在又一实例中，介质传输装置最初移动网状物形式的介质，但系统10可在任何中间步骤发生之前(例如，在油墨施加之前)或就在退出系统10之前(例如，成膜后和传输到输出14之前)将网状物转换成片材形式。应当理解的是，介质传输机构可包括辊、带、传输器或其他结构以驱动和移动介质16。
本文公开的介质16可为涂布的或未涂布的纤维素类基底(例如，纸或板)。在一个实例中，纤维素类基底包括纸浆和填料。纸浆可为木纸浆(例如，牛皮纸化学纸浆，亚硫酸盐化学纸浆，碎木料纸浆，热机械纸浆，和/或化学-热机械纸浆)、无木纸浆、再生纤维纸浆、或其组合。填料可为高岭土、煅烧粘土、研磨碳酸钙、沉淀碳酸钙、石膏(即，水合硫酸钙)、硅石、滑石、沸石、氧化钛或其组合。在一个实例中，纤维素类基底包括约3wt.％至约35wt.％的填料和余量的纸浆。在另一实例中，纤维素类基底也可包括其它添加剂，如上胶剂、链烯基或烷基琥珀酸酐乳化产品和松香衍生物、干补强剂、湿补强剂、助留剂、絮凝剂、脱墨剂、表面活性剂、定影剂、pH调节剂、抗微生物剂、和/或着色剂。这些添加剂的任一种可以以约0.5wt.％至约25wt.％范围的量添加至基础基底或可施加到基础基底的表面(一个或多个)(使用表面处理)。在一个实例中，添加剂的任何一种可以以约1wt.％至约10wt.％范围的量添加。
合适的上胶剂的实例包括脂肪酸的金属盐和/或脂肪酸、烷基烯酮二聚物乳化产品、和/或环氧化的高级脂肪酸酰胺。金属盐的一些具体实例包括金属阳离子，如钾离子、钠离子、钙离子、镁离子、钡离子、锶离子和铝离子，以及阴离子，如氟离子、氯离子、碘离子、溴离子、硝酸根离子、氯酸根离子和乙酸根离子。合适的合成的上胶剂包括丙烯酸乳液产品、聚氨酯、苯乙烯-丙烯酸溶液、苯乙烯-丙烯酸酯乳液、乙烯-丙烯酸和苯乙烯-马来酸酐。也可以使用金属盐的各种组合和/或金属盐的衍生物。干补强剂的一些实例包括乙二醛，阴离子、阳离子或两性聚丙烯酰胺(例如，乙二醛官能化的聚丙烯酰胺或其共聚物)，聚乙烯醇，两性或阳离子淀粉，酪蛋白，和植物半乳甘露聚糖；而湿补强剂的一些实例包括双醛淀粉和聚胺-聚酰胺-表氯醇树脂(例如，聚酰胺-胺-表氯醇，PEA)。水溶性铝盐、氯化铝、和硫酸铝可用作定影剂，氢氧化钠、碳酸钠和硫酸可以用作pH调节剂。一些合适的着色剂的实例包括颜料、着色染料、和荧光增白剂。
纤维素类基底也可以具有约35克每平方米(gsm)至约500gsm范围内的基重。
当选择未涂布的纤维素类基底作为介质16时，纤维素类基底可经受表面处理。该表面处理可在印刷之前离线进行，或可在印刷之前在线施加作为预处理。例如，纤维素类基底的一面或两面可暴露于表面处理过程，其中金属盐、粘结剂、交联剂、任选的增白剂、合成的上胶剂、湿和/或干补强剂、和/或染料选择性施加至表面(一个或多个)。
金属盐、合成的上胶剂、湿补强剂和干补强剂的任何先前的实例可用于表面处理过程。合适的粘结剂的实例包括天然物质(如淀粉)和/或合成组分(如聚合物胶乳和聚合物水溶性组分，例如，聚乙烯醇)(PVA))。合适的任选的增白剂的实例包括吡咯；联苯；香豆素；呋喃；离子增白剂如阴离子、阳离子和非离子(中性)化合物；萘二甲酰亚胺；吡嗪；取代的(例如，磺化的)芪；先前列出的化合物的盐，包括碱金属盐、碱土金属盐、过渡金属盐、有机盐和铵盐；以及一种或多种前述试剂的组合。
如上提及，也可以选择涂布的纤维素类基底作为介质16。涂布的纤维素类基底的实例包括涂布颜料的胶版纸、固体漂白板、衬板、波纹板、盒纸板和液封板。涂布基底的其他实例包括塑料膜原纸或摄影原纸。类似于未涂布的基底，涂布的基底(如涂布纤维素类基底或涂布塑料膜类基底)也可在印刷前经过表面处理。例如，涂布基底的一面或两面可暴露于表面处理工艺，其中金属盐、粘结剂、交联剂、光学增白剂、合成的上胶剂、湿和/或干补强剂、和/或染料选择性地施加于表面(一个或多个)。
在操作过程中，介质16从介质输入12移向介质输出14并接近油墨施加器18，使得油墨可以从油墨施加器18分配到介质16上。
在系统10中，应当理解的是，油墨施加器18可以是供应一种或多种颜色的油墨至介质16的印刷引擎。油墨施加器18可包括多个固定在合适位置的印刷杆，以随着介质16相对于印刷杆移动，而沿介质16的宽度提供全彩印刷。在一个印刷引擎的实例中，串联两个印刷杆被配置分别分配每种彩色油墨。每个印刷杆可包括多个(可更换)延长介质16的宽度的喷墨印刷头或笔。该喷墨印刷头或笔的实例可包括热喷墨印刷头或笔(其使用通过加热油墨形成气泡造成的压力)、声学喷墨印刷头或笔(其中电信号转换为声束，并且用声束照射油墨以便通过辐射压力喷射)、或压电喷墨印刷头或笔(利用压电元件的振动压力的按需喷墨方法)。油墨(一种或多种)可以存储在与一个或多个印刷头或笔选择性流体连通的各自储器/墨盒中。
任何喷墨油墨都可以包含在油墨施加器18中和从油墨施加器18分配。喷墨油墨的(一种或多种)可以是黑色、黄色、青色、浅青色、品红色、浅品红色、橙色、红色、绿色、或任何其它期望的颜色。在一个实例中，喷墨油墨包括油墨载剂和着色剂。用于油墨载剂的合适组分的实例包括水溶性聚合物、阴离子聚合物、表面活性剂、溶剂、共溶剂、缓冲剂、抗微生物剂、掩蔽剂、粘度调节剂、表面活化试剂、螯合剂、树脂和/或水、和/或其组合。着色剂可为颜料、染料、或它们的组合。在一些情况下，无色定影溶液可以施加(例如，通过油墨施加器18)以结合油墨着色剂至介质16。无色定影溶液可包括除着色剂以外的任何油墨组分。
当后处理施加器20在线时，具有油墨施加至其至少一部分的介质16移动接近后处理施加器20，以使后处理溶液可以施加到介质16的全部或一部分上。后处理施加器20可以以与油墨施加器18相同的速度运行。当后处理施加器20离线时，介质16可以被转移到包括后处理施加器20的另一个系统，用于施加后处理溶液。
无论是在线或离线，后处理施加器20可包括利用热喷墨印刷、杆涂、浸涂、膜转移、或幕式涂布以施加后处理溶液到其上印刷的介质(printed-on medium)16的机构和/或装置。其他合适的后处理施加器20的实例包括气刀涂布器、刮刀涂布器、刀涂布器、挤压涂布器、浸渍涂布器、辊涂布器、或逆转辊涂布器、转送辊涂布器、凹版涂布器、吻辊涂布器、涂铸器、喷雾涂布器、胶版涂布器、柔印涂布器、和挤压式涂布器。
在一个实例中，后处理施加器20以约0.1gsm至约15.0gsm的范围施加后处理溶液。在另一实例中，后处理施加器20以约0.5gsm至约5.0gsm的范围施加后处理溶液。应当理解的是，后处理施加器20可被配置为也以其它涂布重量施加后处理溶液。
后处理施加器20中所包含的后处理溶液包括液体载剂、聚合物微粒和成膜剂。在一些情况中，后处理溶液也包括表面活性剂和/或聚合物粘结剂。
后处理溶液中的聚合物微粒具有至少50℃的最低成膜温度(MFFT)。聚合物微粒的最低成膜温度是指当放置在基底上时分散的或乳化的聚合物微粒将聚结以形成薄的、平滑的、清澈透明的膜的物理质量或温度。不受限于任何理论，据信具有较高MFFT的聚合物微粒将形成具有高光泽度外观的膜(当暴露于MFFT以上的温度时)。在一个实例中，聚合物微粒具有范围从超过50℃至约100℃的最低成膜温度。已经发现，具有更高MMFT的聚合物微粒应当被暴露于特定的温度或条件以便获得期望的膜；否则会形成白色、粉末状和碎裂的膜。本公开的发明人已经发现，通过包含本文公开的成膜剂(一种或多种)，可以在高速印刷过程中使用具有较高MMFT的聚合物微粒以形成透明保护膜。更具体地，据信用于后处理溶液的成膜剂能使具有相对较高的最低成膜温度的聚合物微粒容易聚结。这至少部分是因为，成膜剂能够降低聚合物微粒的弹性模量并在成膜过程中提供临时增塑作用以促进聚合物链运动。这增强了聚合物微粒—包括具有较高的最低成膜温度的那些聚合物微粒—的成膜能力。
聚合物微粒可为由以无规、嵌段和/或接枝方式聚合的—并且在一些情况下为交联的—单体(一种或多种)构成的胶乳颗粒。一种或多种类型的单体可聚合以形成聚合物微粒。在一个实例中，聚合物微粒为甲基丙烯酸酯的均聚物。在另一个实例中，聚合物微粒为甲基丙烯酸酯与丙烯酸酯、苯乙烯或二乙烯基苯中的任一种的共聚物。可用于形成聚合物微粒的单体的一些实例包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸油酯、(甲基)丙烯酸棕榈酯、(甲基)丙烯酸硬脂酸酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、二(甲基)丙烯酸1,3-丁二醇酯、二(甲基)丙烯酸二乙二醇酯和三甲基醇丙烷三甲基丙烯酸酯。
在一些实例中，使用乳液聚合法制备聚合物微粒。例如可以一起混合各种重量比的苯乙烯、甲基丙烯酸己酯、二(甲基)丙烯酸乙二醇酯和甲基丙烯酸以乳化单体液滴。可在机械剪切力下分散这些被乳化剂包围的液滴以形成胶束。在引发剂分子扩散到胶束中之后发生聚合，形成聚合物微粒。在一个实例中，苯乙烯单体和甲基丙烯酸己酯单体可使用较大的量以提供大部分的聚合物微粒(例如，约75wt.％至约85wt.％)，并且可以较小的量(例如，等于或小于25wt.％)使用二(甲基)丙烯酸乙二醇酯单体和甲基丙烯酸单体。
聚合物微粒可具有约10,000至约2,000,000范围内的重均分子量，或者，作为一个实例，约40,000至约100,000范围内。当聚合物微粒交联时，交联的微粒的组合分子量可超过2,000,000。此外，聚合物微粒的平均粒径范围为约20nm至约500nm。在一个实例中，平均粒径范围为约100nm至约300nm。
聚合物微粒可在后处理溶液中以范围为后处理溶液的总wt.％的约0.5wt.％至约50wt.％的量存在。
如前所提及，使用的成膜剂能够降低聚合物微粒的弹性模量并提供临时性的增塑作用，这促进成膜过程期间聚合物微粒的聚合物链运动。因此，聚合物微粒能更容易聚结，因此成膜剂改善了聚合物微粒的成膜性质。合适的成膜剂显示出与水性溶剂(例如，水)的相容性和温度挥发性。显示出温度挥发性的成膜剂能够保持液态，并在加热后处理工艺下具有小于30％到70％的挥发性。成膜剂的实例包括柠檬酸酯化合物、癸二酸酯化合物、乙氧基醇、乙二醇低聚物、乙二醇聚合物、乙二醇醚、甘油缩醛、环酰胺、或其组合。环酰胺可为β-内酰胺(例如，克拉维烷，氧头孢烯，头孢烯，青霉烷，碳青霉烷和单酰胺菌素)、γ-内酰胺(例如，N-甲基-2-吡咯烷酮，5-甲基-2-吡咯烷酮和2-吡咯烷酮)、δ-内酰胺(例如，几内酰胺和葡糖内酰胺(glucarolactam))、及其混合物。
后处理溶液中存在的成膜剂的量可取决于所包括的聚合物微粒的量。例如，成膜剂与聚合物微粒的重量比范围为约1:100至约1:1。因此，在一些实例中，可使用比成膜剂高100倍更多(基于重量)的聚合物微粒。在另一个实例中，可使用相同重量百分比的聚合物微粒和成膜剂。
液体载剂一般构成后处理溶液的余量，以使最终溶液具有至多70％的固体含量。液体载剂可为任何水性液体载剂和/或任何有机液体载剂。在一个实例中，液体载剂为水。有机液体载剂的实例包括正丁醇、异丁醇、丙二醇单甲基乙基丙酸酯(PGMEP)、庚烷、环戊烷和环己烷。
在一些实例中，后处理溶液包括聚合物微粒、成膜剂和液体载剂。在这些实例中，没有其它组分被添加至后处理溶液。在其它的实例中，后处理溶液包括聚合物微粒、成膜剂、表面活性剂和/或聚合物粘结剂以及余量的液体载剂。
当后处理溶液中包括表面活性剂时，表面活性剂存在的量范围为溶液的总wt.％的约0.01wt.％至约6.0wt.％。在一个实例中，后处理溶液包括约0.5wt.％的表面活性剂。表面活性剂可为阴离子的、阳离子的或非离子的。在一个实例中，表面活性剂具有包括多于12个碳的碳链。
可用于后处理溶液的合适的阴离子表面活性剂包括钠盐形式的十二烷基硫酸盐和月桂基硫酸盐(例如，月桂基硫酸钠)、铵盐或乙醇胺盐；羟烷基磺酸盐；和2-二(乙基-己基)琥珀酸磺酸钠。
可用于后处理溶液中的合适的阳离子表面活性剂包括长链胺和/或它们的盐、丙烯酸化的二胺、聚胺和/或它们的盐、季铵盐、聚环氧乙烷化的长链胺、季铵化的聚环氧乙烷化的长链胺和/或它们的组合。
合适的非离子表面活性剂包括非离子含氟表面活性剂、非离子乙炔二醇表面活性剂、非离子乙氧基化的醇表面活性剂和它们的组合。处理溶液的配方中可使用几种可商购的非离子表面活性剂，其实例包括例如来自系列的乙氧基化的醇(例如由Dow Chemical制造的15S30或15S9)；来自系列的表面活性剂(例如由Air Products Co制造的440和465)；例如来自系列的氟化表面活性剂(例如由E.I.DuPont deNemours制造的FSO和FSN)；由Omnova制造氟化的非离子表面活性剂(例如PF159非离子表面活性剂)；或它们的组合。也可以使用其它非离子表面活性剂，例如乙炔二醇类表面活性剂和/或聚醚变性的硅氧烷表面活性剂。乙炔二醇类表面活性剂的实例包括2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇；3,6-二甲基-4-辛炔-3,6-二醇；和3,5-二甲基-1-己炔-3-醇。可商购的乙炔二醇类表面活性剂包括104、82、465、485和TG，以及由Nissin Chemical Industry Co.制造的STG和E1010。聚醚变性的硅氧烷类表面活性剂的实例包括Byk Co.的和
当后处理溶液中包括聚合物粘结剂时，聚合物粘结剂以溶液的总wt.％的范围的约0.5wt.％至约15wt.％范围内的量存在。可添加聚合物粘结剂以增强在成膜过程中聚合物微粒彼此的粘合力，和/或增强在成膜过程中聚合物微粒至介质16的粘合力。在一个实例中，聚合物粘结剂可为最低成膜温度为约-40℃至约50℃范围内的任何聚合物。合适的粘结剂的实例为水性基粘结剂，包括(聚乙烯醇)、苯乙烯-丁二烯乳液、丙烯腈-丁二烯胶乳、或其组合。这些粘结剂可与其它水性基粘结剂一起使用，如淀粉(例如，氧化淀粉，阳离子淀粉，酯化淀粉，酶变性淀粉，等)、明胶、酪蛋白、大豆蛋白、纤维素衍生物(例如，羧甲基纤维素，羟乙基纤维素，等)、丙烯酸乳液、乙酸乙烯酯乳液、偏氯乙烯乳液、聚酯乳液和聚乙烯吡咯烷酮。应当理解的是，聚合物粘结剂可能具有或可能不具有与聚合物微粒相同的化学性能。
在喷墨油墨和后处理溶液都被施加到介质16的至少一部分之后，介质16是在可暴露于成膜工艺以便产生最终印刷介质的其上印刷的介质。成膜工艺通常涉及应用热和压力对其上印刷的介质。
在成膜工艺之前，其上印刷的介质16可暴露于使用在线或离线干燥器28的干燥工艺。可以使用任何合适的干燥器28，其实例包括能够应用热、传导、对流、辐射、微波、真空辅助干燥、或其他干燥机制的那些。在一个实例中，干燥器28是强制空气对流干燥器。在另一个实例中，干燥器28包括强制空气对流干燥器和一个或多个辅助红外发射器。在又一个实施例中，干燥器28包括红外热和空气对流的混合系统。在该实例中，红外发射器加热空气和其上印刷的介质16。热空气干燥介质16并且还通过干燥器28提供了缓冲垫以使介质16漂浮。风机供应空气，自动风门调节烘干区中的通气量以保持设定温度。
如图1所示，成膜系统22与系统10的其他组件在线。在系统10运行期间，当成膜系统22在线时，在后处理溶液被施加于其上印刷的介质16上之后，其移动(通过介质传输系统)到成膜系统22。应当理解的是，当成膜系统22离线时，其上印刷的介质16可被转送到单独的成膜系统22，该成膜系统22可包括其自己的介质传输系统(例如，回转马达)来移动其上印刷的介质16。
无论是在线或离线，成膜系统22可包括将其上印刷的介质16(具有油墨和后处理溶液施加在其上)暴露于足够的热和压力以助于聚合物微粒聚结和至少部分融合在一起以在介质16上形成连续的、透明的、有光泽膜的机构和/或设备。应当理解的是，聚合物微粒也可以与介质16上的油墨中存在的任何着色剂颗粒融合在一起。更进一步地，当介质16包括涂层时，该聚合物微粒可融合至着色剂颗粒以及涂层。
在一个实例中，成膜系统22包括具有至少两个辊的辊组件，即，热上光辊(heatedglossing roller)24和压辊26。当其上印刷的介质16在热上光辊24和压辊26之间传输时，其同时暴露于热和压力。在成膜工艺期间，其上印刷的介质16的具有油墨和后处理溶液施加至其的一面被放置在邻近热上光辊24处。温度和压力控制单元可分别可操作地连接至热上光辊24和压辊26以获得合适的上光温度和压力。
热上光辊24可以是能够被加热至期望的成膜温度并且能够加热邻近其的其上印刷的介质16的任何单层辊或多层辊。可控制上光辊24的表面温度为低于使用的聚合物微粒的最低成膜温度10度至高于使用的聚合物微粒的最低成膜温度150度中的任何温度。作为实例，如果聚合物微粒的最低成膜温度为50℃，那么上光辊24的表面温度可为40℃(即，50℃-10℃)至200℃(即，50℃+150℃)范围内的任何温度。在一些实例中，上光辊24的表面温度也可被控制为低于使用的聚合物微粒的最低成膜温度5度至高于使用的聚合物微粒的最低成膜温度100度中的任何温度。作为实例，如果聚合物微粒的最低成膜温度为70℃，那么上光辊24的表面温度可为65℃(即，70℃-5℃)至170℃(即，70℃+100℃)范围内的任何温度。在另外其它的实例中，上光辊24的表面温度也可被控制为从使用的聚合物微粒的最低成膜温度至高于使用的聚合物微粒的最低成膜温度50度中的任何温度。作为实例，如果聚合物微粒的最低成膜温度为100℃，那么上光辊24的表面温度可为100℃(即，100℃-0℃)至150℃(即，100℃+50℃)范围内的任何温度。
在一个实例中，热上光辊24包括导热硅酮芯，其调节热到其上印刷的介质16上的流动。该导热硅酮芯可包括外涂层，其确保传热而且也提供了释放性能，以使最终印刷介质不粘附至热上光辊24上。在一个实例中，该外涂层可以含有聚四氟乙烯(PTFE)。热上光辊24的实例包括硅酮芯和PTFE涂层(可从Minco Manufacturing Inc.得到)。
如图1所示，在成膜系统22内，压辊26在热上光辊24对面放置，并且其上印刷的介质16被引导在辊24、26之间。可调节压辊26以改变辊24、26之间的间隙，使得供应合适的压力至其上印刷的介质16。压辊26可由含氟弹性体制成，如偏二氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯的共聚物。
可操作辊24、26以使其上印刷的介质16的线速度范围为从约5英尺每分钟至约1500英尺每分钟。如果与印刷离线或近线进行成膜，那么辊24、26可以在更高的线速度下操作。
其它合适的成膜系统22的实例包括激光熔凝系统。
在附图中未显示的另一实例中，后处理施加器20和成膜系统22可合并。该合并的系统与系统10的其它组件在线或离线。在该实例中，其上印刷有油墨的介质16可通过压辊26传输，然后介质16接触热上光辊24。在该实例中，后处理施加器20邻近压辊26放置以施加后处理溶液至介质16，以形成将随后被引导在辊24、26之间并与热上光辊24接触用于成膜的其上印刷的介质。
据信，当本文公开的后处理溶液暴露于成膜工艺时，得到连续的透明膜，其光泽度水平比包括未处理的印刷图像的介质高约15％。连续的透明膜的光泽度水平至少部分取决于聚合物微粒的化学结构、辊的表面形貌和释放能力、成膜温度、压力、湿度、和速度，介质16的性质(如卡尺测径，表面光滑度，和涂布化学性)、或其组合。
如前所述，融合聚合物微粒在介质16上形成连续的透明膜。该膜也用作保护涂层，其保护以前施加的着色剂，以使着色剂不易被外力去除，如摩擦。
为进一步阐述本公开，本文给出实施例。应当理解的是，这些实施例是为了阐述的目的而提供，而不被解释为限制本公开的范围。
实施例1
使用HP Edgeline印刷机和HPA50油墨将图像印刷在商业可得的70#T UtopiaDull喷墨涂布纸(Appleton Coated,Combined Locks,Wl)上。使用黑色油墨、青色油墨、品红色油墨和黄色油墨产生三组印刷的图像。每组也包括红色的印刷的图像。
制备后处理溶液，其包括：100份的HP 787Ml胶乳(丙烯酸-苯乙烯类聚合物微粒)、5份的2-吡咯烷酮(即，成膜剂)和0.5份的800(非离子表面活性剂)。添加液体载剂(水)以制备10.24％的最终后处理固体。
使用三组印刷的图像制备不同的样品。第一样品(样品1)为对照样品，其包括后处理溶液没有施加至第一组印刷的图像。第二样品(样品2)包括0.5gsm的后处理溶液施加至第二组印刷的图像。第三样品(样品3)包括1.0gsm的后处理溶液施加至第三组印刷的图像。使用Mayer杆施加后处理溶液。使用空气加热枪干燥所有的样品。
然后使干燥的样品2和3(即，包括后处理溶液的那些样品)通过激光熔凝器系统进行热处理。
为了测试样品的耐久性，进行干摩擦和湿(水)擦脏测试。使用样品1、2和3的固体红色印刷的图像进行干摩擦测试。使用具有橡皮擦头和250克重量的Taber测试仪进行干摩擦测试。用砂纸清洁橡皮擦头3个循环，然后进行干摩擦测试。在每个样品1、2和3的固体红色印刷的图像上摩擦橡皮擦头1次(来回)。在视觉上将样品从1到3分级，3是最好的(即，最少的划伤量)。如表1所示，与不包括后处理溶液的样品1比较，包括后处理溶液的样品2和3呈现出改善的干磨擦性能。
通过将50μL的水浇在每个固体青色、品红色、黄色和黑色印刷的图像上进行湿(水)擦脏测试。30秒后，用0.25磅的重量使用安装在Sutherland摩擦测试仪上的棉布将印刷区来回擦脏5次。每个样品中不同颜色印刷的图像在视觉上被从1到3分级，3是最好的(即，最少量的擦脏)。每个样品的所有颜色的平均视觉范围显示在表1中。例如，样品1的湿擦脏是其上没有后处理溶液的每个青色、品红色、黄色和黑色印刷的图像的平均值。如在表1中所示，与不包括后处理溶液的样品1比较，包括后处理溶液的样品2和3呈现出改善的湿擦脏性能。
表1–相对视觉等级*
样品ID 干磨擦 湿擦脏
1-对照 1 1
2-0.5gsm处理 2 2
3-1.0gsm处理 3 2
*1最差的，3最好的
应当理解，本文提供的范围包括所陈述的范围以及在所述范围内的任何值和子范围。例如，约0.5wt.％至约15wt.％的范围应当被解释为不仅包括明确叙述的约0.5wt.％至约15wt.％的界限，而且包括单个的值，如0.75wt.％、8wt.％、13.5wt.％等，和子范围，如约1wt.％至约10wt.％，约3wt.％至约12wt.％等。此外，当利用“约”来描述值时，这意味着包括离开所述值的小的变化(直至+/-10％)。
在描述和要求保护本文公开的实例时，单数形式的“一个”、“一种”和“所述”包括复数指代物，除非上下文明确地另外指出。
虽然已经详细描述了几个实施例，本公开的实例可以改变对本领域技术人员而言将是显而易见的。因此，前述说明被认为是非限制性的。

Claims (15)

1.一种用于数字喷墨印刷的后处理溶液，所述后处理溶液包括：
聚合物微粒，所述聚合物微粒具有为至少50℃的最低成膜温度；
成膜剂，所述成膜剂选自由柠檬酸酯化合物、癸二酸酯化合物、乙氧基醇、乙二醇低聚物、乙二醇聚合物、乙二醇醚、甘油缩醛和环酰胺组成的组中；以及
液体载剂。
2.如权利要求1中所述的后处理溶液，其中所述成膜剂为选自由β-内酰胺、γ-内酰胺、δ-内酰胺及其混合物组成的组中的环酰胺。
3.如权利要求2中所述的后处理溶液，其中：
γ-内酰胺之一选自由N-甲基-2-吡咯烷酮、5-甲基-2-吡咯烷酮和2-吡咯烷酮组成的组中；
β-内酰胺之一选自由克拉维烷、氧头孢烯、头孢烯、青霉烷、碳青霉烷和单酰胺菌素组成的组中；以及
δ-内酰胺之一选自由己内酰胺和葡糖内酰胺组成的组中。
4.如权利要求1中所述的后处理溶液，其中：
所述聚合物微粒以约0.5wt.％至约50wt.％范围内的量存在；
所述成膜剂和所述聚合物微粒以约1:100至约1:1范围内的重量比存在；和
所述液体载剂为所述溶液的余量，以使所述后处理溶液的固体含量至多70％。
5.如权利要求1中所述的后处理溶液，进一步包括表面活性剂。
6.如权利要求1中所述的后处理溶液，进一步包括聚合物粘结剂。
7.如权利要求1中所述的后处理溶液，其中所述聚合物微粒为甲基丙烯酸酯的均聚物，或甲基丙烯酸酯与丙烯酸酯、苯乙烯和二乙烯基苯中的任一种的共聚物。
8.一种印刷方法，包括：
在介质上施加喷墨油墨；
在所述喷墨油墨施加在所述介质上之后，将如权利要求1中所述的后处理溶液施加在所述介质的至少一部分上，从而形成其上印刷的介质；和
将所述其上印刷的介质暴露于成膜过程以形成透明膜。
9.如权利要求8中所述的印刷方法，进一步包括：通过控制在所述暴露步骤中使用的上光辊的温度为低于所述聚合物微粒的最低成膜温度10度至高于所述聚合物微粒的最低成膜温度150度中的任何温度来控制所述成膜过程的温度。
10.如权利要求8中所述的印刷方法，进一步包括在进行所述暴露步骤之前将所述其上印刷的介质暴露于干燥过程。
11.一种印刷介质，包括：
基底；
喷墨油墨，所述喷墨油墨施加至所述基底的至少一部分；和
后处理溶液，所述后处理溶液施加至所述基底以在所述基底上形成透明膜，所述后处理溶液包括：
聚合物微粒，所述聚合物微粒具有为至少50℃的最低成膜温度；
成膜剂，所述成膜剂选自由柠檬酸酯化合物、癸二酸酯化合物、乙氧基醇、乙二醇低聚物、乙二醇聚合物、乙二醇醚、甘油缩醛和环酰胺组成的组中；以及
液体载剂。
12.如权利要求11中所述的印刷介质，进一步包括在所施加的后处理溶液暴露于成膜过程之后的透明膜。
13.如权利要求11中所述的印刷介质，其中约0.1gsm至约15.0gsm的所述后处理溶液被施加至所述基底。
14.一种印刷系统，包括：
介质传输装置，所述介质传输装置用于移动介质；
喷墨油墨施加器，所述喷墨油墨施加器用于将喷墨油墨施加在所述介质上；
后处理施加器，所述后处理施加器用于在所述喷墨油墨被施加在所述介质上之后，将后处理溶液施加在所述介质上；
所述后处理溶液包含在所述后处理施加器中，所述后处理溶液包括：
聚合物微粒，所述聚合物微粒具有为至少50℃的最低成膜温度；
成膜剂，所述成膜剂选自由柠檬酸酯化合物、癸二酸酯化合物、乙氧基醇、乙二醇低聚物、乙二醇聚合物、乙二醇醚、甘油缩醛和环酰胺组成的组中；以及
液体载剂；和
成膜系统。
15.如权利要求14中所述的印刷系统，其中所述成膜剂为选自以下的环酰胺：
γ-内酰胺，所述γ-内酰胺选自由N-甲基-2-吡咯烷酮、5-甲基-2-吡咯烷酮和2-吡咯烷酮组成的组中；
β-内酰胺，所述β-内酰胺选自由克拉维烷、氧头孢烯、头孢烯、青霉烷、碳青霉烷和单酰胺菌素组成的组中；和
δ-内酰胺，所述δ-内酰胺选自由己内酰胺和葡糖内酰胺组成的组中。
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