CN105462351B - 用于油墨基数字平版印刷的反相乳液丙烯酸酯油墨组合物 - Google Patents

用于油墨基数字平版印刷的反相乳液丙烯酸酯油墨组合物 Download PDF

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Abstract

本发明公开了实施例，其涉及一种用于可变数据数字平版印刷图像形成装置中的反相乳液丙烯酸酯油墨的组合物，以及用于制备和使用所述油墨的方法。所公开的反相乳液丙烯酸酯油墨包含作为连续相的丙烯酸酯单体、低聚物、聚合物或它们的混合物，以及作为乳液分散于所述丙烯酸酯连续相中的水。所公开的反相乳液丙烯酸酯油墨包含如下中的一种或多种：有色颜料组分、流变改性剂、稳定剂和光引发剂组分。水可添加有表面活性剂，以降低水的表面张力。

Description

用于油墨基数字平版印刷的反相乳液丙烯酸酯油墨组合物
技术领域
本公开涉及用于在诸如纸、塑料、金属或其他可印刷材料的基材上印刷图像的油墨。特别地，本公开涉及可用于使用油墨基数字平版印刷系统来印刷的反相乳液丙烯酸酯油墨。
背景技术
数字平板胶印印刷系统需要胶印型油墨，所述胶印型油墨特别设计并优化以与各种子系统(包括油墨递送系统和激光成像系统)相容，以能够在高速下高品质数字印刷。相关技术的胶印型油墨遭受包括但不限于如下的缺点：(1)难以经由优选的上墨系统(包括网纹辊型上墨系统)递送，(2)可溶于常用的润湿流体，如八甲基环四硅氧烷(D4)，(3)导致图像背景和/或重影问题，(4)制造和使用昂贵，以及(5)显示效率低的图像转印。单独的和组合的这些缺点趋于使相关技术的油墨可用于数字平板胶印印刷系统的设计空间变窄。
发明内容
需要开发显示改进的品质并可解决上述缺点中的一者或全部的油墨。广泛的实验表明，乳化含水油墨组合物可提供提高的递送至成像构件(如可再成像胶印版)的容易度、提高的从可再成像胶印版的转印效率以及提高的在多种基材上的印刷品质。另外，需要一种印刷技术，其以低的油墨制造成本在多种基材上实现优良的印刷性能。
水性油墨至少由于是成本有效的而是有利的。此外，这些油墨不趋于劣化其接触的印刷系统部件，如成像构件的可再成像表面。适用于油墨基数字印刷的水性油墨应该满足由构造用于可变数据平版印刷的油墨基数字印刷系统所强加的各种子系统要求。这些要求包括可湿性、从成像构件的可再成像表面的脱离性、和与构造用于由油墨基数字印刷方法和系统使用的非水性润湿流体的相容性。
提供了满足前述要求的用于可变数据胶版印刷的油墨。所公开的油墨可在可变数据胶版印刷操作过程中从网纹辊型递送系统有效递送至成像构件的可再成像表面，其中可再成像表面上的图像可在成像构件的循环之间变化。根据所公开的实施例的油墨为由非极性丙烯酸酯油墨和水形成的可固化乳液油墨。所公开的油墨显示稳定的流变性(其使得使用网纹辊递送系统的递送成为可能)，并显示向具有任选的水蒸发的成像构件的可再成像表面的所需可转印性。
在如下详细描述示例性实施例的制剂和使用。然而，可预期示例性实施例的范围和精神可涵盖引入如下描述的系统和组合物的特征的任何系统。
附图说明
图1示出了相关技术的油墨基可变图像数字印刷系统的示意性表示，根据本公开的反相乳液丙烯酸酯油墨组合物可与所述系统一起使用。
具体实施方式
示例性实施例旨在涵盖可包括于如如下详细描述的组合物和系统的精神和范围内的替代形式、改变形式和等同形式。
与数量相连使用的修饰语“约”包括所述的值，并具有上下文所述的含义(例如，其至少包括与特定数量的测量相关的误差程度)。当用于具体的值时，其也应该被认为是公开了所述值。
参照附图以适应对实施例的油墨组合物、方法和系统，特别是反相乳液丙烯酸酯油墨组合物的理解。乳液为可为不可溶混的两种或更多种液体的混合物。乳液为更常规的一类称为胶体的物质的两相体系的部分。本领域技术人员知晓术语“反相乳液”可特征在于指一类乳液，其中例如水分散于连续油相中。在乳液中，第一液体(分散相)分散于第二液体(连续相)中。在反相乳液中，例如，水可为分散相，油为连续相。反相乳液也特征在于两相的分散体在长时间内或在材料使用的所需时间内的稳定性。稳定相可特征在于无可检测的分离和稳定的流变学测量。
根据实施例的水性油墨适用于油墨基数字印刷。“可变数据平版印刷”或“油墨基数字印刷”或“数字胶版印刷”，如这些术语可在贯穿本公开使用，指用于在基材上产生图像的可变图像数据的平版印刷，在图像形成过程中每次随后在基材上表现图像时，所述图像是可改变的。“可变数据平版印刷”包括使用平版印刷油墨的油墨图像的胶版印刷，其中图像基于数字图像数据，所述数字图像数据的图像之间可变化。油墨基数字印刷使用可变数据平版印刷系统或数字胶版印刷系统。“可变数据平版印刷系统”为构造为使用平版印刷油墨、并基于数字图像数据的用于平版印刷的系统，所述数字图像数据在图像之间是可变的。
举例而言，描述了具有网纹辊油墨递送子系统的油墨基数字印刷系统，所述油墨基数字印刷系统可用于使用实施例的反相乳液丙烯酸酯油墨打印。由Timothy Stowe等人于2011年4月27日提交的题为“Variable Data Lithography System(可变数据平版印刷系统)”的美国专利申请No.13/095,714(“714申请”)描述了图1中的用于油墨基数字印刷的一个示例性可变数据平版印刷系统100。如下提供图1中所示的示例性印刷系统100的一般描述。有关图1的示例性系统100中所示的单独的部件和/或子系统的另外的细节可见于714申请中。
如图1所示，示例性印刷系统100可包括成像构件110。图1中所示的实施例中的成像构件110为鼓，但该示例性表示不应被解释为排除其中成像构件110包括鼓、板或带，或另一目前已知或之后开发的构造的实施例。成像构件110包括可再成像表面，所述可再成像表面可由包括例如如下的材料形成：通常称为硅酮的一类材料，包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)等。例如，可使用硅酮、氟硅酮和/或含氟弹性体来形成成像构件110的可再成像表面。可再成像表面可由在安装层上的相对较薄的层形成，选择所述相对较薄的层的厚度以平衡印刷或标记性能、耐久性和可制造性。
成像构件110用于在转印辊隙112处将涂墨图像施用至图像接受介质基材114。转印辊隙112可由作为图像转印机构160的部分的加压辊118形成，所述加压辊118在成像构件110的方向上施加压力。图像接收介质基材114不应被认为是局限至任何特定的组成，例如纸、塑料或复合材料片材膜。示例性印刷系统100可用于在多种图像接受介质基材114上产生图像。714申请也解释了可使用的广泛范围的标记(印刷)材料，包括具有大于10重量％的颜料密度的标记材料。正如714申请，本公开将使用术语油墨指代宽范围的印刷或标记材料，以包括通常被理解为油墨、颜料和其他材料的那些，所述其他材料可通过示例性系统100施用以在图像接受介质基材114上产生输出图像。
714申请表示和描述了成像构件110的细节，包括成像构件110由在结构安装层上形成的可再成像表面层组成，所述结构安装层可为例如圆柱形芯，或在圆柱形芯上的一个或多个结构层。
示例性印刷系统100可包括润湿流体系统120，所述润湿流体系统120通常包括一系列辊，所述一系列辊可被认为是润版辊或整体是润湿单元，用于使用润湿流体均匀润湿成像构件110的可再成像表面。润湿流体系统120的目的是将通常具有均匀和受控厚度的润湿流体的层递送至成像构件110的可再成像表面。诸如润版液的润湿流体可主要包含水以及任选的少量的异丙醇或乙醇，添加所述任选的少量的异丙醇或乙醇以降低表面张力以及降低支持随后的激光图案化所需的蒸发能，如在下文更详细地描述。也可将少量的某些表面活性剂添加至润版液。或者，可使用其他合适的润湿流体以提高油墨基数字平版印刷系统的性能。广泛的实验已发现优选的润湿流体可为D4(八甲基环四硅氧烷)。其他合适的润湿流体例如公开于2011年10月28日提交的题为“Dampening Fluid for DigitalLithographic Printing(用于数字平版印刷的润湿流体)”的共同待审的美国专利申请13/284,114中。
一旦由润湿流体系统120将润湿流体计量至成像构件110的可再成像表面上，则可使用传感器125测量润湿流体的厚度，所述传感器125可提供反馈以控制由润湿流体系统120将润湿流体计量至成像构件110的可再成像表面上。
在由润湿流体系统120将精确且均匀量的润湿流体提供至成像构件110的可再成像表面上之后，可使用光学图案化子系统130，以通过使用例如激光能逐个图像地将润湿流体层图案化而在均匀润湿流体层中选择性地形成潜像。通常，润湿流体不有效吸收光能(IR或可见光)。成像构件110的可再成像表面应理想地吸收从接近表面的光学图案化子系统130发射的激光能(可见的或不可见的，如IR)的大部分，以使在加热润湿流体中浪费的能量达到最少，并使热量的横向扩展达到最小，从而保持高空间分辨率能力。或者，可将适当的辐射敏感组分添加至润湿流体，以协助吸收入射辐射激光能。尽管光学图案化子系统130如上描述为激光发射器，但应了解可使用多种不同的系统以传递光能，从而将润湿流体图案化。
参照714申请中的图5详细描述示例性系统100的光学图案化子系统130所进行的图案化过程中的工作中的机制。简言之，来自光学图案化子系统130的光学图案化能量的施加产生润湿流体的层的部分的选择性去除。
在由光学图案化子系统130将润滑流体层图案化之后，将成像构件110的可再成像表面上的图案化层提供至墨辊子系统140。墨辊子系统140用于将油墨的均匀层施用至润滑流体的层和成像构件110的可再成像表面层上。墨辊子系统140可使用网纹辊以将胶印油墨计量至一个或多个油墨形成辊上，所述一个或多个油墨形成辊与成像构件110的可再成像表面层接触。单独地，墨辊子系统140可包括其他常规元件(如一系列计量辊)以提供油墨至成像构件110的可再成像表面的精确供给速率。墨辊子系统140可将油墨沉积至表示可再成像表面的成像部分的腔，而在润滑流体的无格式部分上的油墨不附接至那些部分。
位于成像构件110的可再成像的层中的油墨的内聚力和粘性可通过多种机制改变。一个这种机制可涉及使用预固化或流变学(复粘弹性模量)控制子系统150。流变学控制系统150可在可再成像表面上形成油墨的部分交联的芯，以例如增加相对于可再成像表面层的油墨内聚强度。固化机制可包括光学或光固化、热固化、干燥或化学固化的各种形式。也可经由多种物理冷却机制以及经由化学冷却而使用冷却来改变流变学。
由于通过包含水的蒸发而进行的流变学和/或内聚力改变，使用反相乳液油墨可使得高转印效率成为可能而无需使用控制子系统150。
然后使用转印子系统160将油墨从成像构件110的可再成像表面转印至图像接受介质114的基材。当图像接收介质基材114经过成像构件110与加压辊118之间的辊隙112时进行转印，使得成像构件110的可再成像表面的空隙内的油墨与图像接收介质基材114物理接触。在油墨的粘附力已通过流变学控制系统150改变或者油墨的粘附力已基于油墨的反相乳液组合物而得以提高的情况下，油墨的粘附力可使油墨粘附至图像接受介质基材114，并与成像构件110的可再成像表面分离。通过组合物或其他装置以及在转印辊隙112处的温度和压力条件仔细控制油墨的流变学可允许或者促进油墨从成像构件110的可再成像表面至图像接受介质基材114的转印效率超过95％。尽管可能的是一些润湿流体也可润湿图像接收介质基材114，但这种润湿流体的体积将是最小的，并将快速蒸发或被图像接收介质基材114吸收。
在某些平版胶印印刷系统中，应认识到图1未显示的胶印辊可根据已知的间接转印方法首先接收涂墨图像图案，然后将涂墨图像图案转印至基材。
在将高百分比的油墨转印至图像接收介质基材114之后，应该从成像构件110的可再成像表面上去除残余油墨和/或残余润湿流体，而优选不刮擦或磨损可再成像表面。可使用气刀来去除残余润湿流体。然而，预期一些量的油墨残余物可保持在可再成像表面上。这种剩余油墨残余物的去除可通过使用一些形式的清洁子系统170而完成。714申请描述了这种清洁子系统170的细节，所述清洁子系统170包括与成像构件110的可再成像表面物理接触的至少第一清洁构件，如粘性或粘着构件，所述粘性或粘着构件从成像构件110的可再成像表面上去除残余油墨和任何剩余的少量表面活性剂化合物。可随后使所述粘性或粘着构件与光滑辊接触，残余油墨可从所述粘性或粘着构件转印至所述光滑辊，随后通过例如刮片从所述光滑辊上除去油墨。
714申请详细说明了其他机制，成像构件110的可再成像表面的清洁可通过所述其他机制而得以促进。然而，无论清洁机制为何，从成像构件110的可再成像表面上清洁残余油墨和润湿流体对于防止所提出的系统的重影是必要的。一旦得以清洁，则将成像构件110的可再成像表面再次提供至润湿流体系统120，通过所述润湿流体系统120将润湿流体的新层提供至成像构件110的可再成像表面，并重复所述过程。
成像构件可再成像表面可优选由聚合物弹性体(如硅酮橡胶和/或氟硅酮橡胶)形成。术语“硅酮”是相关领域技术人员公知的，并指具有由硅原子和氧原子形成的主链和含有碳原子和氢原子的侧链的聚有机硅氧烷。为了本申请的目的，术语“硅酮”也应理解为排除含有氟原子的硅氧烷，而术语“氟硅酮”用于涵盖含有氟原子的硅氧烷类。其他原子可存在于硅酮橡胶中，例如，在交联过程中用于将硅氧烷链连接在一起的胺基团中的氮原子。聚有机硅氧烷的侧链也可为烷基或芳基。
如上所述，可用于油墨基数字胶版印刷的油墨必须具有满足油墨基数字印刷系统(如图1所示的系统)的特定需求的物理和化学性质。数字胶印油墨必须与其旨在接触的材料可相容，所述材料包括成像板(成像构件的可再成像表面)和各种润湿流体，以及可印刷基材(如纸、金属或塑料)。数字胶印油墨也必须满足如由润湿和转印性质所强加的子系统的所有功能要求，所述润湿和转印性质由子系统构造和材料组限定。
配制用于油墨基数字印刷的油墨或数字胶印油墨与开发用于印刷应用的其他油墨(包括着色溶剂油墨、胶印油墨、柔版印刷油墨、UV凝胶油墨等)在许多方面不同。例如，数字胶印油墨含有高得多的颜料载量，从而产生比其他油墨更高的室温下粘度，这可使得油墨通过网纹辊系统递送困难。数字胶印油墨不应该导致成像构件(可再成像)表面(其可为含硅酮、氟硅酮或VITON的成像板或橡皮布)溶胀，且应该与润湿流体选择相容。
根据本发明，可用于可变数据数字平版印刷的油墨组合物包含：
丙烯酸酯油墨基制剂；和
作为反相乳液分散于所述丙烯酸酯油墨基制剂中的水性溶液(下文中也称为第一溶液)。
在一个优选的实施方案中，丙烯酸酯油墨基制剂包含：
有色颜料组分；和
丙烯酸酯单体、低聚物或聚合物或它们的混合物中的至少一者。
优选地，所述丙烯酸酯油墨基制剂还包含流变改性剂和稳定剂。
在一个优选的实施方案中，所述油墨组合物还包含至少一种光引发剂组分。
优选地，所述水性溶液包含水和表面活性剂。
丙烯酸酯基制剂性质上为相对非极性的，但可通过掺入表面活性剂添加剂而用水乳化。已发现丙烯酸酯油墨的反相乳化使丙烯酸酯油墨在诸如D4的润湿流体中的溶解度达到最小，并使含氟硅酮的成像构件的溶胀达到最小或防止含氟硅酮的成像构件的溶胀。根据实施例的油墨组合物优选显示出适用于经由低含量油墨包水乳化的网纹辊递送的流变学。乳化相比于仅用水稀释的优点在于乳化提供了更大的蒸发能垒，从而产生更稳定的油墨组合物。
根据实施例的组合物的反相乳液丙烯酸酯油墨可由非极性丙烯酸酯油墨制剂、水和表面活性剂形成，以产生适用于网纹辊型油墨递送系统的稳定流变学。根据实施例的反相乳液油墨包括显示所需的利用水蒸发的可转印性的数字胶印丙烯酸酯油墨。重要地，根据实施例的乳液油墨与非水性润湿流体可相容，并在油墨图像形成之后显示出所需的从成像构件(可再成像)表面的脱离性。根据实施例的油墨可包含颜料、丙烯酸酯、分散剂、流变改性剂、光引发剂和/或UV稳定剂。
示例性的颜料可包括Ciba IRGALITE蓝GLO。其他合适的颜料包括黑色颜料、白色颜料、青蓝色颜料、洋红色颜料、黄色颜料等。此外，颜料可为有机或无机粒子。合适的无机颜料可包括炭黑。然而，其他无机颜料可为合适的，如氧化钛、钴蓝(CoO-Al2O3)、铬黄(PbCrO4)和氧化铁。合适的有机颜料包括例如偶氮颜料(包括双偶氮(diazo)颜料和单偶氮颜料)、多环颜料(例如酞菁颜料，如酞菁蓝和酞菁绿)、二萘嵌苯颜料、芘酮颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二噁嗪颜料、硫靛颜料、异吲哚啉酮颜料、皮蒽酮颜料和喹酞酮颜料)、不可溶染料螯合物(例如碱性染料型螯合物和酸性染料型螯合物)、硝基系颜料、亚硝基系颜料、蒽缔蒽酮颜料(如PR168)等。
酞菁蓝和酞菁绿的代表性的例子包括铜酞菁蓝、铜酞菁绿以及它们的衍生物(颜料蓝15、颜料绿7和颜料绿36)。喹吖啶酮的代表性的例子包括颜料橙48、颜料橙49、颜料红122、颜料红192、颜料红202、颜料红206、颜料红207、颜料红209、颜料紫19和颜料紫42。蒽醌的代表性的例子包括颜料红43、颜料红194、颜料红177、颜料红216和颜料红226。
二萘嵌苯的代表性的例子包括颜料红123、颜料红149、颜料红179、颜料红190、颜料红189和颜料红224。硫靛的代表性的例子包括颜料红86、颜料红87、颜料红88、颜料红181、颜料红198、颜料紫36和颜料紫38。杂环黄的代表性的例子包括颜料黄1、颜料黄3、颜料黄12、颜料黄13、颜料黄14、颜料黄17、颜料黄65、颜料黄73、颜料黄74、颜料黄90、颜料黄110、颜料黄117、颜料黄120、颜料黄128、颜料黄138、颜料黄150、颜料黄151、颜料黄155和颜料黄213。这些颜料可以以粉末或压块的形式购自多个来源，包括BASF公司(BASFCorporation)、恩格尔哈德公司(Engelhard Corporation)和太阳化学公司(Sun ChemicalCorporation)。
可使用的黑色颜料的例子包括碳颜料。碳颜料可为提供可接受的光密度和打印特性的几乎任何市售碳颜料。适用于根据实施例的系统和方法中的碳颜料可包括而不限于炭黑、石墨、玻璃碳、木炭和它们的组合。这种碳颜料可通过多种已知的方法制造，如槽法、接触法、炉法、乙炔法或热法，并可购自诸如卡博特公司(Cabot Corporation)、哥伦比亚化学公司(Columbian Chemicals Company)、赢创公司(Evonik)和杜邦公司(E.I.DuPont deNemours and Company)的供应商。
合适的炭黑颜料包括但不限于卡博特颜料(如MONARCH 1400、MONARCH 1300、MONARCH 1100、MONARCH 1000、MONARCH 900、MONARCH 880、MONARCH 800、MONARCH 700、CAB-O-JET 200、CAB-O-JET 300、REGAL、BLACK PEARLS、ELFTEX、MOGUL和VULCAN颜料)；哥伦比亚颜料(如RAVEN 5000和RAVEN 3500)；赢创颜料(如Color Black FW 200、FW 2、FW 2V、FW 1、FW 18、FW S160、FW S170、Special Black 6、Special Black 5、Special Black 4A、Special Black 4、PRINTEX U、PRINTEX 140U、PRINTEX V和PRINTEX 140V)。颜料的如上列举包括未经改性的颜料颗粒、附接小分子的颜料颗粒和分散聚合物的颜料颗粒。也可选择其他颜料以及它们的混合物。例如，希望颜料粒度尽可能小，以获得粒子在液体载体中的稳定胶体悬浮体。
本发明的丙烯酸酯为丙烯酸酯单体、低聚物或聚合物或它们的混合物中的至少一者。丙烯酸酯(acrylate)或丙烯酸酯(propenoate)为丙烯酸的盐和酯。丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体应理解为含有有利于形成丙烯酸酯聚合物的反应性乙烯基官能团。示例性的丙烯酸酯可包括丙烯酸酯单体或聚合物，如聚酯丙烯酸酯Sartomer CN294E、Sartomer CD501和Sartomer CN2256。特别地，示例性丙烯酸酯油墨具有极性官能团，但沿着单体或低聚主链为基本上非极性的而达到如下程度：在无表面活性剂的情况下它们在水中为非溶混的。
示例性的分散体可包括聚合物分散剂，如来自路博润公司(Lubrizol)(包括SOLSPERSE 32000、SOLSPERSE 39000、SOLSPERSE 71000、SOLSPERSE J-100、SOLSPERSE J-200、SOLSPERSE X300)和来自BASF(如EFKA 4300、EFKA 4330、EFKA 4340、EFKA 4400、EFKAPX 4701、EFKA 4585、EFKA5207、EFKA 6230、EFKA 7701、EFKA 7731)以及来自迪高公司(Tego)(如TEGO Dispers 656、TEGO Dispers 685、TEGO Dispers 710)和来自国王工业公司(King Industries)(如K-SPERSE A-504)的那些。
示例性的流变改性剂可为经改性或未经改性的无机化合物，包括有机粘土、凹凸棒石粘土和膨润土粘土(包括四烷基铵膨润土)以及经处理和未经处理的合成二氧化硅。合适的有机粘土包括来自南部粘土产品公司(Southern Clay Products)的CLAYTONE HA和CLAYTONE HY。四烷基铵膨润土的合适的例子包括来自塞利瑞塔化学公司(CeleritasChemicals)的CELCHEM31743-09、CELCHEM 31744-09和CELCHEM 31745-09。其他示例性的流变改性剂包括有机化合物，如EFKA RM1900和EFKA RM1920，上述两者为来自BASF的经改性的氢化蓖麻油。
光引发剂可为液体基或固体基或它们的组合。合适的I型光引发剂包括来自α-二烷氧基-乙酰-苯甲酮(α-dialkoxy-aceto-phenones)、α-二烷氧基-烷基-苯甲酮、α-氨基-烷基-苯甲酮和酰基-氧化膦的类别的那些。合适的II型光引发剂包括需要来自合适的胺协合剂的活化的来自二苯甲酮和噻吨酮的类别的那些。示例性的光引发剂包括来自阿莱克斯公司(Allnex)的ADDITOL LX、ADDITOL DX、ADDITOL BDK、ADDITOL CPK、ADDITOL DMMTA、ADDITOL TPO；Esacure 1001M；来自BASF的IRGACURE 127、IRGACURE184、IRGACURE 379、IRGACURE 819和IRGACURE 2959。可与II型光引发剂一起使用的示例性胺协合剂包括来自拉姆森公司(Lambson)的SPEEDCURE PDA、SPEEDCURE EDB；来自艾斯科技公司(Esstech,Inc)的甲基丙烯酸二乙基氨基乙基酯、乙基-4-二甲基氨基苯甲酸酯、2-乙基己基4-二甲基氨基苯甲酸酯。
示例性的UV稳定剂可包括Sartomer USA CN3216和BASF IRGASTAB UV22。
本发明涉及一种用于制备用于数字印刷中的油墨组合物的方法，所述方法包括：
制备丙烯酸酯油墨基制剂；和
将水性溶液作为反相乳液分散于所述丙烯酸酯油墨基制剂中。
在所述方法的一个优选的实施方案中，通过混合有色颜料组分与丙烯酸酯单体、低聚物或聚合物或它们的混合物中的至少一者而制备所述丙烯酸酯油墨基制剂。
在所述方法的一个优选的实施方案中，所述丙烯酸酯单体、低聚物或聚合物或它们的混合物中的至少一者构成连续相，所述水性溶液作为乳化液体分散于所述连续相内。
在所述方法的一个优选的实施方案中，通过将流变改性剂和稳定剂中的至少一者引入所述丙烯酸酯油墨基制剂中而进一步制备所述丙烯酸酯油墨基制剂。
根据实施例的反相乳液油墨可通过制备包含去离子水和表面活性剂的第一溶液而形成。已发现当第一溶液中的水的表面张力在具有最少表面活性剂的油墨的表面张力以下时，得到混合物的乳液尺寸的分布的提高的均匀性。
在形成第一溶液之后，数字丙烯酸酯油墨的反相乳液可通过将第一溶液逐滴添加至丙烯酸酯油墨组合物中而制得，所述丙烯酸酯油墨组合物具有诸如上文公开的那些的组分，并构造用于油墨基数字印刷。
本发明涉及一种使用可变数据数字平版印刷装置来印刷的方法，所述方法包括：
将反相乳液油墨组合物施用至成像构件的可再成像表面；
从施用至所述成像构件的可再成像表面的所述反相乳液油墨组合物中蒸发水；和
将所述反相乳液油墨组合物从所述成像构件的可再成像表面转印至图像接受介质基材，
其中所述反相乳液油墨组合物包含：
丙烯酸酯油墨基制剂，所述丙烯酸酯油墨基制剂包含有色颜料组分以及丙烯酸酯单体、低聚物或聚合物或它们的混合物中的至少一者，和
作为反相乳液分散于所述丙烯酸酯油墨基制剂中的水性溶液。
使用具有提高的润湿/脱离性质的根据实施例的油墨印刷的方法可包括将反相乳液油墨施用至具有例如氟硅酮可再成像表面的中间构件或中心成像构件上。可使用固体表面活性剂或低浓度的液体表面活性剂来动态调节油墨的表面张力。方法可包括使包含于反相乳液油墨组合物中的水蒸发，从而提高油墨从成像构件的表面的脱离性。例如，反相乳液油墨可形成为具有约1至约10％的水含量，优选地可形成为具有约5％的水含量。
通过实验形成根据实施例的组合物的水性青蓝色颜料反相乳液油墨。根据实施例的反相乳液油墨可包含例如如表1所示的配方。发现表1中所示的配方适用于具有良好的可转印性和背景性能的油墨基数字印刷，所述油墨的特征在于高粘性。
Figure GDA0002498141390000111
表1
表1中所示的配方不包括光引发剂，这有利于在实例的测试过程中处理的容易度。
配制多种根据实施例的反相乳液油墨，所述反相乳液油墨在以下显示为实例(包括预言实例)。
实例1
制备第一溶液。具体地，通过将1.0ppm Silsurf A004-AC-UP(银彩公司(SiltechCorporation))添加至去离子水中而形成第一溶液。在21.5℃下第一溶液的表面张力为23达因/cm。在21.5℃下相同的纯去离子水的相应的表面张力为72.6达因/cm(在21.5℃下的文献值～72.65达因/cm)。所有表面张力测量在配备Wilhelmy板(可得自克鲁斯公司(Kruss))的K-100张力计上进行。通过将水的表面张力降低至(具有最少表面活性剂的)油墨的表面张力以下，得到混合物的乳液尺寸的更均匀和均等的分布。
制备适用于油墨基数字印刷的油墨的乳液。具体地，提供具有根据表1所示的配方的配方的油墨组合物。将第一溶液逐滴添加至所提供的数字油墨中以形成反相乳液，所述反相乳液具有4.2wt％的第一溶液作为组分。小心混合乳液，以形成最初具有表观高粘度和弹性的结构，所述表观高粘度和弹性在进一步的轻柔混合下快速消失。测试乳液油墨，获得流变学数据，如表2所示。
Figure GDA0002498141390000121
表2
使用ARES G2受控应变流变仪获得乳化油墨的流变学数据，所述ARES G2受控应变流变仪具有用于快速加热和冷却的Peltier温度控制系统，和具有锥板的25mm，0.02rad几何形状。所用的测试工序的特征在于在25°下的流动扫描和1.0e-4至500 1/sec的剪切速率。
在油墨基数字印刷系统上评估根据表1的配方制得的测试油墨组合物的印刷性能。发现当使用(旨在模拟成像构件的可再成像表面的)氟硅酮板时，转印效率为95％，在所述氟硅酮板上形成具有0.084mg/cm^2的油墨和约0.7微米的膜厚的油墨膜。据发现，具有降低的流变学的反向乳化油墨的转印效率为合意的和高的，网纹辊递送得以促进和提高。
特别地，发现通过模拟网纹辊手动递送实验所进行的测试接近于固定装置转印，并产生对比数据。流变学测量表明，当使用5％的水乳化根据表1所示的配方制得的测试油墨组合物时，油墨流变学降低一个数量级的约一半，而油墨组合物显示高的剪切变稀指数。这样，具有在观察范围内的流变学和剪切变稀指数的根据实施例的乳液油墨从网纹辊递送系统有效流动至成像构件的表面。在实施例中，用于乳化油墨组合物的水量为约1％至约10％，优选为约5％。
在测试过程中，发现根据实施例的反相乳液油墨的转印效率在时间零点时小于95％，如对于更低粘度油墨所预期。然而，当水从油墨表面蒸发时，观察到95％和更大的更高转印效率。因此，可将水添加至根据实施例的反相乳液丙烯酸酯油墨以提高转印效率。
实例2
根据实例1的第一溶液而制备第一溶液，不同的是添加0.5ppm的Siltech表面活性剂。
制备适用于油墨基数字印刷的油墨的乳液。具体地，提供具有根据表1所示的配方的配方的油墨组合物，不同的是颜料的量降低至12重量％，CN294E和CN2256的量分别增加1重量％和2重量％。将第一溶液逐滴添加至所提供的数字油墨中以形成反相乳液，所述反相乳液具有1.5wt％的第一溶液作为组分。小心混合乳液，以形成最初具有表观高粘度和弹性的结构，所述表观高粘度和弹性在进一步的轻柔混合下快速消失。预期实例2的反相乳液油墨具有类似于实例1的性质和性能特性，特别是在水蒸发时的优良的转印效率。
实例3
根据实例1的第一溶液而制备第一溶液，不同的是添加2.0ppm的Siltech表面活性剂。
制备适用于油墨基数字印刷的油墨的乳液。具体地，提供具有根据表1所示的配方的配方的油墨组合物，不同的是颜料的量降低至17.5重量％，CN294E和CN2256的量分别增加2重量％和0.5重量％。将第一溶液逐滴添加至所提供的数字油墨中以形成反相乳液，所述反相乳液具有7wt％的第一溶液作为组分。小心混合乳液，以形成最初具有表观高粘度和弹性的结构，所述表观高粘度和弹性在进一步的轻柔混合下快速消失。预期实例3的反相乳液油墨具有类似于实例1的性质和性能特性，特别是在水蒸发时的优良的转印效率。
实例4
根据实例1的第一溶液而制备第一溶液，不同的是添加1.2ppm的Siltech表面活性剂。
制备适用于油墨基数字印刷的油墨的乳液。具体地，提供具有根据表1所示的配方的配方的油墨组合物，不同的是分别添加浓度为4重量％和5重量％的2种光引发剂Irgacure 184和Irgacure 819。颜料的量保持在15％，所有其他组分的相对量也调节9重量％，从而将组分之间的比例保持相同。将第一溶液逐滴添加至所提供的数字油墨中以形成反相乳液，所述反相乳液具有3wt％的第一溶液作为组分。小心混合乳液，以形成最初具有表观高粘度和弹性的结构，所述表观高粘度和弹性在进一步的轻柔混合下快速消失。预期实例4的反相乳液油墨具有类似于实例1的性质和性能特性，特别是在水蒸发时的优良的转印效率。可在转印之前任选地预固化可固化反相乳液油墨。
实例5
根据实例1的第一溶液制备第一溶液。
制备适用于油墨基数字印刷的油墨的乳液。具体地，提供具有根据表1所示的配方的配方的油墨组合物，不同的是分别添加浓度为2重量％和5重量％的2种光引发剂Irgacure 184和Irgacure 819。颜料的量降低至10％，所有其他组分的相对量也调节2重量％，从而将组分之间的比例保持相同。将第一溶液逐滴添加至所提供的数字油墨中以形成反相乳液，所述反相乳液具有2wt％的第一溶液作为组分。小心混合乳液，以形成最初具有表观高粘度和弹性的结构，所述表观高粘度和弹性在进一步的轻柔混合下快速消失。预期实例5的反相乳液油墨具有类似于实例1和4的性质和性能特性，特别是在水蒸发时的优良的转印效率。可在转印之前任选地预固化可固化反相乳液油墨。
实例6
根据实例1的第一溶液制备第一溶液。
制备适用于油墨基数字印刷的油墨的乳液。具体地，提供具有根据表1所示的配方的配方的油墨组合物，不同的是分别添加浓度为3重量％和6重量％的2种光引发剂Irgacure 184和Irgacure 819。颜料的量保持在15％，所有其他组分的相对量也调节9重量％，从而将组分之间的比例保持相同。将第一溶液逐滴添加至所提供的数字油墨中以形成反相乳液，所述反相乳液具有5wt％的第一溶液作为组分。小心混合乳液，以形成最初具有表观高粘度和弹性的结构，所述表观高粘度和弹性在进一步的轻柔混合下快速消失。预期实例6的反相乳液油墨具有类似于实例1和4的性质和性能特性，特别是在水蒸发时的优良的转印效率。可在转印之前任选地预固化可固化反相乳液油墨。
根据实施例的反相乳液丙烯酸酯油墨组合物适用于油墨基数字印刷。根据实施例的油墨与油墨基数字印刷所用的润湿流体和成像构件或可再成像表面/板材料可相容。例如，根据所公开的实施例的组合物可在诸如D4的润湿流体中不可溶混，并在非成像区域中提供低背景。由于使用水来形成用于油墨基数字印刷应用中的反相乳液丙烯酸酯油墨，因此可降低用于相关印刷操作的油墨成本。
由于水、润湿流体和油墨基数字成像构件或可再成像表面/板材料之间的高相容性，根据实施例的油墨允许稳固的印刷和更长的子系统寿命预期。如在实验模拟的网纹辊油墨转印系统中那样且相比于更高粘度的常规胶印油墨，预期根据所公开的实施例的油墨组合物容易地从生产网纹辊油墨递送子系统递送。此外，由于乳液形成(这在正常使用过程中提供更高的蒸发势垒)，因此相比于水稀释制剂，根据所公开的实施例的油墨组合物显示出水在油墨中的高稳定性。最后，当水蒸发时，根据实施例的油墨组合物显示出95％或更大的从成像构件的可再成像表面的转印效率。在印刷过程中通过受控施加热或通过另一方法，可导致水通过蒸发去除。

Claims (9)

1.一种可用于可变数据数字平版印刷的油墨组合物，所述油墨组合物包含：
丙烯酸酯油墨基制剂；和
作为反相乳液分散于所述丙烯酸酯油墨基制剂中的水性溶液；
其中所述水性溶液包含水和表面活性剂；以及
丙烯酸酯油墨基制剂中包含的丙烯酸酯为聚酯丙烯酸酯，以及
所述丙烯酸酯具有极性官能团，但沿着低聚主链为基本上非极性的而达到如下程度：在无表面活性剂的情况下它们在水中为非溶混的。
2.根据权利要求1所述的油墨组合物，所述丙烯酸酯油墨基制剂包含：
有色颜料组分；和
丙烯酸酯单体、低聚物或聚合物或它们的混合物中的至少一者。
3.根据权利要求2所述的油墨组合物，所述丙烯酸酯油墨基制剂还包含：
流变改性剂；和
稳定剂。
4.根据权利要求3所述的油墨组合物，其还包含至少一种光引发剂组分。
5.一种用于制备用于数字印刷中的油墨组合物的方法，所述方法包括：
制备丙烯酸酯油墨基制剂；和
将水性溶液作为反相乳液分散于所述丙烯酸酯油墨基制剂中；
其中所述水性溶液包含水和表面活性剂；以及
丙烯酸酯油墨基制剂中包含的丙烯酸酯为聚酯丙烯酸酯，以及
所述丙烯酸酯具有极性官能团，但沿着低聚主链为基本上非极性的而达到如下程度：在无表面活性剂的情况下它们在水中为非溶混的。
6.根据权利要求5所述的方法，通过混合有色颜料组分与丙烯酸酯单体、低聚物或聚合物或它们的混合物中的至少一者而制备所述丙烯酸酯油墨基制剂。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述丙烯酸酯单体、低聚物或聚合物或它们的混合物中的至少一者构成连续相，所述水性溶液作为乳化液体分散于所述连续相内。
8.根据权利要求6所述的方法，通过将流变改性剂和稳定剂中的至少一者引入所述丙烯酸酯油墨基制剂中而进一步制备所述丙烯酸酯油墨基制剂。
9.一种使用可变数据数字平版印刷装置来印刷的方法，所述方法包括：
将反相乳液油墨组合物施用至成像构件的可再成像表面；
从施用至所述成像构件的可再成像表面的所述反相乳液油墨组合物中蒸发水；和
将所述反相乳液油墨组合物从所述成像构件的可再成像表面转印至图像接受介质基材，
所述反相乳液油墨组合物包含：
丙烯酸酯油墨基制剂，所述丙烯酸酯油墨基制剂包含有色颜料组分以及丙烯酸酯单体、低聚物或聚合物或它们的混合物中的至少一者，和
作为反相乳液分散于所述丙烯酸酯油墨基制剂中的水性溶液；
其中所述水性溶液包含水和表面活性剂；以及
丙烯酸酯油墨基制剂中包含的丙烯酸酯为聚酯丙烯酸酯，以及
所述丙烯酸酯具有极性官能团，但沿着低聚主链为基本上非极性的而达到如下程度：在无表面活性剂的情况下它们在水中为非溶混的。
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