CN109937242A - 用于纺织品的染料升华喷墨打印的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种喷墨染料升华的墨水组合物，被配制成与一固定组合物相作用，使得墨水组合物在一可吸收性的基材的表面上凝结，从而基本上限制所述墨水组合物浸入所述基材中。本发明还提供了一种打印方法及一种打印机器，其中所述墨水组合物与所述固定组合物一起直接打印在所述基材上，然后进行热压，以使一染料通过染料升华转移至所述基材上，从而形成一图像，所述图像具有的特征为清晰且数个染色区域的数个边缘界定分明。

Description

用于纺织品的染料升华喷墨打印的方法
本发明的技术领域及背景技术
在本发明的一些实施例中，本发明涉及纺织品的打印，更具体地但不排他地涉及将染料升华的墨水组合物直接打印在可吸收性的基材上。
目前已知的使用染料升华染色织物的方法为，首先，利用特殊的热敏染料将所需的设计、图形、文字或其它图像打印到特殊的转印纸上，称为转印介质。然后，将表面经打印图案的所述转印介质与织物一起放入直接内容物中，并将所述纸及所述织物一起放入一热压机中。由所述热压机施加的热量将所述转印介质及所述织物加热至大约200℃，使得所述转印介质上的所述图像通过升华转印至所述织物。具体地，所述热压机使得所述转印介质经受一高温，使得设置在所述转印介质上的固体染料直接从其固态蒸发成一气体。所述高温还用于打开孔，并松开所述织物的纤维，并使染料分子进入与所述转印介质直接接触的所述织物的材料。当所述热压机内的温度冷却时，或当所述织物自所述热压机中移除时，所述纤维闭合，并且染料分子的气体恢复到固态，将染料留在所述织物的纤维的孔中。因此，所述织物含有先前设置在所述转印介质上的图案的镜像。
使用一转印介质的需要使所述方法复杂化，并且出于各种原因限制了所述方法的可用性。例如，一染料升华方法尤其依赖所述热压机，以及所述转印介质与所述织物之间的接触。倘若，所述转印介质与所述织物之间的接触存在间隙，则经蒸发的染料将能够在所述间隙中四处移动，并且不会被迫以与其在所述转印介质上的相同的位置及构造进入所述织物。因为所述转印纸与所述织物之间的良好接触对于使用染料升华实现所需的染料转印及打印质量是至关重要的，所以所述染料升华方法不适合用于在某些衣服的表面上打印，所述衣服的表面不够平坦或无法压平的，以允许均匀所述转移介质与所述衣服之间的直接接触。
对一转印介质的依赖受到来自各种染料物质的不均匀的升华及吸收性质的其他限制，并且还限制了在卷对卷系统中使用染料升华技术。
喷墨技术用于染料升华打印，但仅限于在转印介质(一薄片记录介质)上间接打印图像，或用于在预处理的基材上打印。其它的染料升华打印方法包括一试剂处理层，所述试剂处理层形成于一打印物件中，其中通过在所述试剂处理层上喷涂液态升华染料而使一固体升华染料含在所述试剂处理层中，以允许一转印图像渗入所述试剂处理层中，并且硬化渗入所述试剂处理层中的所述液态升华染料。通过升华含在所述试剂处理层中的所述染料，而将所述转印图像打印在所述打印物件上，并且通过加热所述打印物件，而将所述升华染料渗入所述打印物件的一纹理的粗大孔隙中。
在织物上直接喷墨打印是一种成熟的技术，然而，织物及其他纺织的基材使得喷墨打印技术受到挑战，因为所述基材通常是可吸收性的、柔韧的及可拉伸的，通常是有颜色的(非白色)，并且用于各种动态及穿着环境中，包括运动服(activewear)及运动服(sportswear)、重复洗涤、干燥及折迭等等。由于喷墨打印技术是非接触式的打印，其中小尺寸的墨滴直接被施加在不同的基材上，包括纺织品，由于墨滴在所述基材上的流动性(其须受到限制)，使得对于获得高质量的清晰图像成为一挑战。墨滴的流动性，特别是浸渍、涂布及洇渗，在各种织物的基材上应受限制，因为颜色与颜色的洇渗会对所得到的打印产生不利的影响。有许多理论试图解释渗色的机制，并基于在墨水与预处理基材之间的化学或物理反应/过程提供解决方案。大多数的所述解决方案需要对所述基材进行预处理、离线打印工序及机械；然而，大多数的所述预处理降低了所述织物的质量，降低了它的一些最有价值的特性及/或提高成本。
在染料升华打印技术的背景下，直接喷墨甚至更成问题，由于染料升华的墨水组合物不含颜料颗粒、成膜剂及/或基材黏合剂，当加热其上具有经打印的染料的基材的步骤导致墨滴进一步地散开时，同时所述染料的分子升华并以气态自经羽化的所述墨滴扩散到所有方向，因此所述染料升华的墨水组合物更可能向侧面地羽化及渗入织物，导致经打印的图像的清晰度更大的减损。因此，直接喷墨技术尚未通过染料升华的墨水而被成功地实施。
本受让人的国际专利申请第PCT WO2005/115089号及第PCT WO2005/115761号皆通过引用而被并入，如同本文完全地阐述，所述两个专利申请教示一方法、一组合物及一装置，所述方法、所述组合物及所述装置用于打印一图像在一可吸收性的表面上，例如：一未经处理(未经化学预处理的一基材)的纺织件，包括施加一润湿组合物在所述表面上，所述湿润组合物能够干扰一液态的墨水组合物与所述表面的结合位置的结合。根据所述多个专利申请中教示的方法，一旦施加所述润湿组合物，在所述表面仍然湿润的同时施加液态的墨水组合物。通过所述过程，一鲜艳的彩色图像形成在所述可吸收性的表面。然而，所述两个专利申请未能解决与在一可吸收性的深色表面上打印一彩色图像的相关的限制。
多个多组分的墨水组合物是基于接触于一固定组合物及一有色的墨水组合物而在未经处理的基材的表面上，使得所述有色的墨水组合物凝结，从而减少羽化及浸渍，以上所述也教示于美国专利申请第11/588277号(美国专利申请公开号第20070104899号)、美国专利申请延续案第11/606242号(美国专利申请公开号第20070103529号)以及美国专利申请延续案第14/619218号(美国专利申请公开号第20150152274号)，所述多个专利都是通过引用并入本文，如同于本文中完全阐述。
本受让人的美国专利案第7134749号，其通过引用并入本文，如同在本文中完全阐述一样，教示了一种方法及设备，所述方法及所述设备用于一未经处理的深色纺织件上进行彩色打印，所述彩色打印包括数字打印，通过一喷墨打印头，一不透明的白色墨水层直接在所述未经处理的深色纺织件上，并在所述白色墨水层上数字打印一彩色图像。所述方法的主要原理之一是所述白色墨水层的所述数字打印，其经执行使得所述白色墨水层基本上以不超过下一个要打印的彩色图像覆盖设计区域，并且进一步使得所述白色墨水层及所述彩色图像基本上是共同延伸的。所述方法中的所有打印步骤基本上使用常规喷墨打印技术而进行。
本受让人的美国专利案第8540358号，其通过引用并入本文，如同在本文中完全阐述一样，教示了一种喷墨的墨水组合物及方法，所述喷墨墨水组合物用于形成一图像，所述图像为一弹性膜的形式，并附着于一未经处理的可拉伸及/或柔韧的基材的一表面，所述方法为利用所述墨水组合物用于喷墨打印彩色图像在各种基材上，所述基材例如有色的及可吸收性或可浸渍的可拉伸材料，其特征在于提高处理时间、墨水及能量消耗的效率，以及公开了一种产品，所述产品通过所述方法于其上打印有耐用、耐洗涤及耐磨的图像。
在未经处理的织物上的颜料的直接喷墨打印已经通过上述提供的技术而被改进，因为乳化及悬浮的颜料颗粒需要通过成膜剂、黏合剂(adhesion agent)及/或黏合剂(binder)以黏合至所述基材上，所述成膜剂、黏合剂(adhesion agent)及/或黏合剂(binder)在黏合至所述基材的同时，形成封装所述颜料颗粒的一薄膜。上述技术通过使用所述多个剂的性质敏感变体，而采用经乳化的成膜黏合剂(adhesion agent)及成膜黏合剂(binder)及/或所述悬浮的颜料颗粒的分散剂，其中所述多个剂在墨水介质中往往失去他们溶解度，因而，当与所述基材的表面上的一性质调节剂(例如：酸)接触时，引起所述墨水组合物的凝结。
由于成膜剂、黏合剂(adhesion agent)及/或黏合剂(binder)不存在于一典型的染料升华的墨水组合物，并且所述成膜剂、黏合剂(adhesion agent)及/或黏合剂(binder)的存在可能会使染料升华方法的一些原理无效，因此上述在未经处理的基材上的直接喷墨打印的改进，并未在染料升华方法中实现。
发明内容
本发明的实施例相关于一染料升华打印的方法，所述方法是基于直接喷墨方法，并且不使用一转印介质或对所述基材进行化学预处理，而改善或至少保持了目前已知的染料升华方法所提供的打印图像的质量，同时简化及降低了打印工序的成本。所述染料升华的墨水组合物经配制而包括一性质敏感剂，所述性质敏感剂使得含有染料的所述墨水组合物在接触于一未经处理的基材上的表面的一性质调节剂时凝结，因而形成一小的及受限的墨点，随后进行加热以升华渗入所述基材的纤维的染料。无论所述墨水组合物中是否存在成膜剂，目前提供的技术皆是有效的，并且消除了相关于适于染料升华打印的未经处理的基材(织物及其它表面)上的染料升华的墨水组合物的直接喷墨打印的限制。
根据本发明的一些实施例的一个方面，提供了一种直接喷墨打印一图像在一可吸收性的基材上的方法，所述方法使用一染料升华的墨水组合物，所述方法包括使所述基材的至少一部分接触于一固定组合物；将所述染料升华的墨水组合物直接打印在所述基材的所述部分上；以及对所述基材加热，以形成所述基材的表面上的所述图像。
在一些实施例中，所述墨水组合物配制成在接触于所述固定组合物时凝结在所述基材的所述部分上，从而基本上防止所述染料升华的墨水组合物浸入所述可吸收性的基材中。
在一些实施例中，所述墨水组合物包括一升华染料、一性质敏感剂及一载剂，以及所述固定组合物包括一性质调节剂及一载剂。
在一些实施例中，所述性质敏感剂是一碱溶性试剂。
在一些实施例中，所述碱溶性试剂选自于由一碱溶性分散剂、一碱溶性表面活性剂、一碱溶性聚合物、一碱溶性凝结剂及一碱溶性胶凝剂所组成的群组。
在一些实施例中，所述碱溶性试剂是一碱溶性聚合物。
在一些实施例中，所述性质调节剂选自于由酸、金属氧化物及二价金属阳离子所组成的群组。
在一些实施例中，所述染料升华的墨水组合物基本上不含一成膜剂。
在一些实施例中，所述固定组合物及所述墨水组合物通过一分离式涂布器各自被施加在所述基材的所述部分上，所述分离式涂布器选自于由一喷嘴及一打印头所组成的群组。
在一些实施例中，配制成用于从一打印头施加的所述固定组合物及/或所述墨水组合物具有以下特征的至少一个：
一最大粒径小于1微米；
剪切时的一动力粘度的范围为2至25厘泊；
在一打印温度下的一布氏粘度为小于25厘泊；
一表面张力的范围为24至32毫牛顿/米；以及
一电阻为每厘米50至2000欧姆。
在一些实施例中，用于从一喷嘴施加的所述固定组合物具有以下特征的至少一个：
一最大粒径小于100微米；
剪切时的一动力粘度的范围为2至400厘泊；
室温下的一布氏粘度为小于400厘泊；
一表面张力的范围为15至70毫牛顿/米；以及
一电阻为每厘米50至2000欧姆。
在一些实施例中，所述墨水组合物通过所述喷墨打印头而施加。
在一些实施例中，所述固定组合物通过所述喷墨打印头及/或所述喷嘴而施加。
在本发明提出的方法的一些实施例中，所述打印在0.01秒至15分钟的一时段内伴随进行。
在一些实施例中，所述固定组合物在产线中与所述墨水组合物一起施用。
在一些实施例中，在所述基材仍受所述固定组合物润湿的同时，所述墨水组合物被施加于所述基材上。
在本发明提出的方法的一些实施例中，所述加热进行的一温度范围为在140至200℃。
在一些实施例中，所述加热在压力下进行，所述压力范围为在0.5至5公斤/平方厘米。
在一些实施例中，所述加热在压力下进行10至90秒。
在本发明提出的方法的一些实施例中，于其上打印有所述图像的所述基材是一未经处理的基材。
在本发明提出的方法的一些实施例中，在所述接触之前，所述基材不含所述性质调节剂。
根据本发明的一些实施例的一方面，提供了一种染料升华的墨水组合物，所述墨水组合物包括一升华染料及一性质敏感剂。
在一些实施例中，所述组合物更包括一载体。
在一些实施例中，所述组合物的载体为一含水载体。
在一些实施例中，所述性质敏感剂在与一性质调节剂接触时，所述性质敏感剂变得不溶于所述载体，所述性质调节剂选自于由酸、金属氧化物及二价金属阳离子所组成的群组。
在一些实施例中，所述性质敏感剂选自于由一碱溶性试剂、一酸敏感剂、一金属氧化物敏感剂、一二价金属阳离子敏感剂及其组合所组成的群组。
在一些实施例中，所述性质敏感剂是一分散剂，所述分散剂有关于将所述升华染料分散或乳化于所述载体中。
在一些实施例中，所述性质敏感剂在接触于所述性质调节剂时，所述性质敏感剂使所述墨水组合物凝结。
在一些实施例中，所述性质敏感剂在所述墨水组合物中的一浓度以重量计相对所述组合物的总重为大于1％。
在一些实施例中，所述性质敏感剂在所述墨水组合物中的一浓度以重量计相对所述组合物的总重为1％至30％。
在一些实施例中，所述性质敏感剂是一碱溶性试剂。
在一些实施例中，所述碱溶性试剂选自于由一碱溶性分散剂、一碱溶性表面活性剂、一碱溶性聚合物、一碱溶性凝结剂及一碱溶性胶凝剂所组成的群组。
在一些实施例中，所述碱溶性试剂是一碱溶性聚合物。
在一些实施例中，所述碱溶性聚合物是一含水碱溶性丙烯酸聚合物。
在一些实施例中，所述组合物的一pH值高于7.5。
在一些实施例中，所述组合物还包括一碱性pH值调节剂。
在一些实施例中，所述组合物基本上不含一成膜剂。
在一些实施例中，所述组合物适用于从一喷墨打印头直接喷墨打印。
在本发明提出的方法的一些实施例中，所述组合物具有以下特征的至少一个：
一最大粒径小于1微米；
剪切时的一动力粘度的范围为2至25厘泊；
在一打印温度下的一布氏粘度为小于25厘泊；
一表面张力的范围为24至32毫牛顿/米；以及
一电阻为每厘米50至2000欧姆。
根据本发明的一些实施例的一方面，提供了一种喷墨打印套组(一喷墨套组)，所述套组至少包括本发明所提的染料升华的墨水组合物及一固定组合物。
在一些实施例中，所述套组被识别出在所述包装材料中或上打印有使用于在接触所述固定组合物下固定所述墨水组合物的同时，利用所述染料升华的墨水组合物来打印一图像在一可吸收性的基材上。
在一些实施例中，所述套组中的所述固定组合物及所述墨水组合物的每个均被分别包装在一包装材料中。
根据本发明的一些实施例的一方面，提供了一种数字打印的机器(一喷墨打印)，用于通过直接喷墨打印一染料升华的墨水组合物在一可吸收性的基材上，而在所述可吸收性的基材上形成一图像，所述染料升华的墨水组合物例如本发明所提供的所述墨水组合物，所述机器包括：
(i)至少一涂布器，用于施加一固定组合物在所述基材的一表面的至少一部分上；
(ii)至少一打印头，用于将所述染料升华的墨水组合物打印在所述表面上；以及
(iii)一热压机，用于在施加所述固定组合物及打印所述墨水组合物之后，对所述表面施加热及压力，其中将加压下的热施加到新打印的基材，以升华在所述染料升华的墨水组合物中的升华染料，从而在所述基材上形成所述图像。
在一些实施例中，所述打印头位在所述涂布器的产线中或后方(下游)。
在一些实施例中，所述机器还包括一控制器，所述控制器用于所述涂布器及所述打印头的定位及定时。
在一些实施例中，所述热压机位在所述涂布器及所述打印头的后方(下游)。
在一些实施例中，所述机器还包括一打印台组件，用于在所述基材受所述固定组合物及所述油墨组合物湿润时，将所述基材移动至所述热压机。
在一些实施例中，该机器还包括一控制器，用于协调在所述涂布器、所述打印头、所述热压机及所述打印台组件之间的相对运动。
在一些实施例中，本发明提供的机器、所述固定组合物的涂布器是一喷嘴(喷雾嘴)或一打印头的形式。
在一些实施例中，所述喷嘴或喷雾嘴配置成用于以1至40毫克/平方厘米的一速率进行施加所述固定组合物。
在一些实施例中，所述打印头配置成用于以下述条件施加所述固定组合物或墨水组合物：每秒4000-50000液滴的速率，一液滴的尺寸的范围为1.5至80皮升，及/或一解析度为每英寸300至2880点。
在本文示出的机器的一些实施例中，所述热压机的形式选自于由一固定式平板热压机、一可移动式平板热压机、一固定辊(压延机)式热压机、一可动辊式热压机及一真空式热压机所组成的群组中选出。
在一些实施例中，所述机器还包括一控制器，用于调节热压机的一温度、压力及定时。
在一些实施例中，所述机器还包括一温度调节机构，用于调节由热压机施加的一温度。
在一些实施例中，所述热压机配置成在140至220℃的温度下向所述基材施加热。
在一些实施例中，所述压力调节机构是由加热元件及一热传感器组成的一群组中的一个。
在一些实施例中，所述机器还包括一压力调节机构，用于调节由所述热压机施加的一压力。
在一些实施例中，所述热压机配置成用于向所述基材施加0.5至5公斤/平方厘米的压力。
在一些实施例中，所述压力调节机构是由一平衡器、一可调机械弹簧及一气动可调压力单元所组成的群组中的一个。
在一些实施例中，所述机器还包括至少一个定时机构，用于协调其中的各种元件。
在一些实施例中，加热及加压进行的时间范围为10至90秒。
在本发明提供的机器的一些实施例中，所述可吸收性的基材是一织物或一纺织品服装，所述织物或所述纺织品服装包含数个合成纤维。
在一些实施例中，所述织物或所述纺织品服装未经处理，并且在使用本发明提供的机器之前，未使用性质调节剂，或者用于避免所述墨水组合物浸入所述织物或所述纺织品服装的一试剂。
除非另外定义，否则本文中使用的所有技术及/或科学术语具有与本发明所属领域的一普通技术人员通常理解的含义相同的含义。尽管与本文描述的那些类似或等同的方法及材料可以使用在实践或测试本发明的多个实施例，但以下描述示例性方法及/或材料。如有冲突，将以专利说明书，包括定义为准。另外，各种材料、各种方法及各种示例仅是说明性的，并非旨在限制。
附图说明
这里仅通过示例的方式参照附图描述了本发明的一些实施例。现在详细地具体参考附图，要强调的是，所示的细节是作为示例并且用于说明性地讨论本发明的多个实施例的目的。在这方面，通过附图进行的描述使得本领域技术人员清楚如何实施本发明的实施例。
在图式中：
图1示出了根据本发明的一些实施例的一示例性的卷对卷(roll-to-roll)染料升华直接打印基材喷墨打印的机器的一示意图，其中示例性的打印机30包括涂布器31、打印头33、热压机34a-34d及打印台组件35b，所述涂布器31用于在所述基材32的表面上施加一固定组合物，所述打印头33用于在所述基材32的表面上打印所述染料升华的墨水组合物，所述热压机34a-34d的示例性形式为一辊系统(压延机)热压机，用于当在所述基材32上施加所述固定组合物及打印所述墨水组合物之后，向所述基材32施加热及压力，以及所述打印台组件35b用于相对于所述涂布器31、所述打印头33及所述热压机34自上游的轮35a往下游的轮35c移动及支承所述基材32，并且更包括控制器36，用于定位及定时所述涂布器31及所述打印头33，控制器37用于调节温度、压力及定时所述热压机34，以及控制器38用于协调在所述涂布器31、所述打印头33、所述热压机34及所述打印台组件35之间的相对运动。
图2示出了根据本发明的一些实施例的一示例性的转盘式打印的机器的一示意图，其中示例性的打印的机器40包括涂布器41、打印头43、热压机44及打印台组件45a-45c，所述涂布器41用于在所述基材(未示出)的表面上施加一固定组合物，所述打印头43用于在所述基材的表面上打印所述染料升华的墨水组合物，所述热压机44的示例性形式为一固定式平板热压机，用于当在所述基材上施加所述固定组合物及打印所述墨水组合物之后，向所述基材施加热及压力，以及所述打印台组件45a用于相对于所述涂布器41移动所述基材，所述打印头组件45b用于相对于所述打印头43移动所述基材，以及所述打印头组件45c相对于所述热压机44移动所述基材，其中所述打印台组件45a-45c代表所述打印台组件的多个不同位置，并且还包括控制器46-49，所述控制器46用于定位及定时所述涂布器41，所述控制器47用于定位及定时所述打印头43，所述控制器48用于调节温度、压力及定时所述热压器44，以及所述控制器49用于协调所述打印台组件45a-45c的定位。
图3示出了其上具有多个经打印的图像的所述基材的一边缘的一数字照片，其中所述图像的上部显示在不使用一固定组合物下的所述经打印的图像，即在加热所述基材之前未有所述墨水组合物的凝结，以及所述图像的下部显示在使用一固定组合物下所述经打印的图像，即在加热所述基材之前有所述墨水组合物的凝结；以及
图4是一比较图，显示在有凝结所述升华的墨水组合物下的所述经打印的图像的颜色强度(实线)，以及在没有凝结所述墨水组合物下的所述经打印的图像的颜色强度(虚线)，其中所述颜色强度是以从接近所述图像的中心的一任意点，并继续进入所述基材的未经打印的区域的距离的一函数来测量的。
具体实施方式
在本发明的一些实施方案中，本发明涉及纺织品打印，以及更具体地但非排他地，涉及将染料升华的墨水组合物直接打印到可吸收性的基材上。
参考附图及随附的描述可以更好地理解本发明的原理及操作。
在详细地解释本发明的至少一个实施例之前，应理解本发明于其应用不局限于以下描述中阐述或通过多个例子举例说明的多个细节。本发明可具有其他多个实施例或以各种方式被实践或实施。
如上所述，由于经喷涂的墨滴在所述基材上及所述基材中的浸渍及扩散，以及随后在打印过程的热驱动升华步骤期间所述墨水的羽化，目前已知的喷墨打印技术不适合用于染料升华的墨水组合物的直接打印，特别是在可吸收性的基材，例如聚酯织物上。
如上进一步所述，尽管通过使用一多墨水系统减轻颜料型墨水的渗色的问题，其中一性质敏感的有色的墨水组合物(例如，一pH敏感性的墨水组合物)由于墨水中的一成膜黏合剂(adhesion agent)、黏合剂(binder)或颜料分散剂与含有一酸的一固定组合物接触而被固定，这种方法尚未用于染料升华的墨水组合物，因为这些成分不存在，并且不应该存在于所述墨水中。在考虑将染料升华的墨水组合物用于在合成织物，例如聚酯、丙烯酸或聚酰胺织物及其它多个适于染料升华的基材上的直接喷墨打印时，本发明人已考虑在所述染料升华的墨水组合物中加入一性质敏感剂，以及可通过喷墨打印头或喷嘴以数方式施加的一固定组合物的使用，所述使用将与染料升华的墨滴反应，并使得他们固定(凝结、冻结、胶凝、沉降、固化或其他黏度急剧增加)，从而基本上防止或阻止所述染料升华的墨水浸渍、渗色、羽化及/或垂直渗透入所述织物。本发明人已设想到的是，若在染料升华的墨水组合物与所述基材接触时，可立即实现所述凝固，则所述墨滴的固定将有助于防止墨水在其液体或溶解状态下过度的浸渍，并且进一步在所述加热步骤中，限制经升华的染料分子在气相中的羽化。此外，已经设想的是，控制所述染料升华的墨水组合物中的所述性质敏感剂的浓度，并控制所述固定组合物的浓度及含量，即能使人控制墨水渗入所述织物的程度，所述渗透是不利的。
简单地说，墨水组合物的固定通常在一基材的一表面的至少一部分上进行，目的是限制或阻止墨水组合物在所述基材的表面中/上的浸渍、扩散及羽化，在此统称为“浸渍(soaking)”，特别是当将墨水组合物喷墨打印在一可吸收性的基材，例如纺织品上时。根据本发明的一些实施方案，所述基材是一纺织品基材，例如一织造或非织造的织物、一布、一服装及/或一件衣服。
定量地，在本发明的实施例的上下文中，“固定化”定义为将含色的墨水组合物的黏度提高10倍、50倍、100倍、500倍、1000倍或2000倍及更多。例如，当一特定的含色的墨水组合物的特征在于具有2-25厘泊的黏度时，其被定义为当其黏度由于凝结而升高至约2000厘泊或更高时是固定的。在一些实施例中，术语“固定化”用于指一液体黏度的急剧增加，使得所述液体的液滴不易于流动、浸渍、渗出、扩散及羽化。
因此，根据本发明的一些实施例，影响液体的墨水组合物的液滴的化学及/或物理变化在本文中通常称为“固定化”。根据本发明的一些实施例，在墨水组合物中发生的化学及机械变化的背景下，如本文所用的术语“固定化”可互换成术语“凝结(coagulation)”、“冻结(congelation)”、“絮凝(flocculation)”、“沉淀(precipitation)”、“增稠(thickening)”或“凝胶化(gelation)”，反之亦然，并且指的是一先前的流体液体的流动性急剧下降。凝结也可以通过组合物中的多个可溶性成分的沉降、沉淀、部分固化及部分聚合来实现。如本文所用的术语“沉降”是指悬浮的胶体或乳化的物质(例如颜料的颗粒)的去稳定化。如本文所用的术语“絮凝”是指通过一聚合物链在多个颗粒之间的桥接，导致它们形成可能沉积或沉淀的絮凝物或更大的聚集体。
用于控制固定的染料升华的墨水组合物：
根据本发明的多个实施例的一方面，提供了一种染料升华的墨水组合物，所述染料升华的墨水组合物包括一升华染料及一性质敏感剂，如下文所定义。根据一些实施例，所述染料升华的墨水组合物还包括一载体，例如一含水载体。
升华染料通常不溶于水，因此，根据它们在室温下(固体或液体)的物理状态，所述升华染料被引入一含水载体的墨水组合物中作为分散体或仿制物。大多数的升华染料是由不溶于水的有机分子的聚集体制成的固体颗粒，其通过一分散剂(dispersing agent)或分散剂(dispersant)在所述含水载体中分散，所述分散剂(dispersing agent)或分散剂(dispersant)也可称为一表面活性剂。所述多个表面活性剂包封所述染料颗粒，并使其分散在含水载体中。一些升华染料的颗粒被改性以呈现亲水性的“尾部”，即所述染料分子凭借与其连接的一亲水部分而被修饰成一水-孔分子。在本发明的多个实施例的上下文中，所述升华染料通过表面活性剂、分散剂或通过化学改性，以任何分散或乳化的形式存在。
示例性的升华染料包括但不限于C.I.分散红60、C.I.分散蓝359、C.I.分散蓝360、C.I.分散蓝56、C.I.分散黄54、C.I.分散橙25及C.I.分散棕27，其中一些染料以其商品名而闻名，例如用于聚酯的OrcocilacronTM分散染料、SunChemical Jetsperse DS、DiamondDispersions DS、Jetcolour JSUB、Hollindia International BV Holcron、StandardColors PERMASIL及Jay Chemical Industries Jaylene。另外的液态的升华染料可从Lever Colours Inc.以商品名CylcotransTM获得，包括分散蓝60、分散蓝359、分散蓝360、分散黄54、分散红60、分散橙25及分散黑Mix。
低能量的升华染料也是有用的，例如Holcron Fast Yellow 3GL(一分散黄54升华染料)、Holcron Yellow 3G(一分散黄64升华染料)、Holcron Orange 2RL(一分散橙25升华染料)、Holcron Scarlet 2G(一分散红50升华染料)、Holcron Red FB(一分散红60升华染料)及Holcron Blue FBL(一分散蓝56升华染料)，可从Hollindia International BV商购获得。
根据本发明的一些实施例，所述墨水组合物配制成以使其不在所述基材的所述表面上赋予一薄膜，因此，所述墨水组合物基本上不含一成膜剂。在本发明的多个实施例的上下文中，成膜剂包括黏合促进剂、黏合剂及一些高分子量树脂。
喷墨的墨水组合物可进一步包括另外的成分，例如保湿剂/润湿剂、表面活性剂、消泡剂、抗腐蚀剂、抗微生物剂及增稠/黏度调节剂等等。
应注意的是，本文公开的任何示例性成分仅出于示例目的而给出，并且不应视为限制为所述特定成分或市售产品，而是视为一更广泛的替代方案的群组的一代表性成员，所有这些方案都包含在本发明的其他实施例的上下中。
示例性的黏度调节剂包括但不限于缔合增稠剂、牛顿流变添加剂、乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、三甘醇、二甘醇、甘油、高分子量醇、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮及其任何组合。一些黏度调节剂可以兼作保湿剂/润湿剂。
适用于本发明的染料升华喷墨的墨水组合物的示例性的保湿剂/润湿剂包括但不限于甘油、乙二醇醚、丙二醇、二丙烯甘醇、三伸丙二醇等等；以及增稠剂，例如ViscoPlus、DOW ACRYSOLTM、BYK 425及BYK 428。
示例性的表面活性剂包括但不限于聚醚改质的聚二甲基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷、聚酯羟基改质的聚二甲基硅氧烷、一氟碳/烃阴离子表面活性剂、一聚丙烯酸共聚物及其任何组合。
示例性的抗腐蚀剂包括但不限于甲基苯骈三氮唑(甲基苯并三唑、苯并三唑及其组合)。
为了适于喷墨打印，根据本发明的一些实施例，本发明提供的所述染料升华的墨水组合物的特征在于以下至少一种：：
一最大粒径小于1微米；
剪切时的一动力粘度的范围为2至25厘泊；
在一打印温度下的一布氏粘度为小于25厘泊；
一表面张力的范围为24至32毫牛顿/米；以及
一电阻为每厘米50至2000欧姆。
性质敏感剂：
在一些实施例中，本发明提供的染料升华的墨水组合物包括一分散的或乳化的升华染料及一性质敏感剂，其中经选择的所述性质敏感剂能够在与一性质调节剂接触时，引起所述墨水组合物的冻结(congelation)，所述多个剂在下文中讨论。不受任何特定理论的约束，值得注意的是，所述性质敏感剂在与所述性质调节剂接触时，所述性质敏感剂在所述墨水组合物的载体中失去其溶解度(所述性质敏感剂在所述载体中变得不可溶)，至少在一定程度上足以引起所述墨水组合物的冻结(congelation)/凝结(coagulation)。
在一些实施例中，所述升华染料的分散性的丧失引起所述墨水组合物中的所述升华染料的多个颗粒的凝结，使得多个所述颗粒在所述载体中结块，并且不能再与所述载体一起浸入所述基材中。在本发明的多个实施例的上下文中，整个墨滴形成一胶的冻结，或者包含有多个所述染料的颗粒的一不溶物质在一液体的载体中的凝聚及凝结，在本发明中共同称为所述墨水组合物的凝结。
在一些实施例中，所述升华染料分散剂或所述升华染料上的经化学连接的亲水部分，经选择而为性质敏感，其中所述性质敏感的特性在与一性质调节剂接触时，引起所述墨水组合物的凝结。
根据一些实施例，通过在所述染料升华的墨水组合物中加入一种或多种碱溶性性质敏感剂(例如：酸敏感或金属氧化物敏感凝结剂/试剂)、多肽性质敏感剂(例如：酸敏感凝结剂/试剂)及多醣性质敏感剂(例如：二价金属阳离子敏感凝结剂/试剂)或其组合可使墨水的凝结。根据本发明的一些实施例，所述性质敏感剂是一碱溶性试剂或一酸敏感剂。
在一些实施例中，所述性质敏感剂是一碱溶性试剂，其可以与分散多个所述升华染料的颗粒相关、一碱溶性试剂，其与分散多个升华染料的颗粒无关，或其组合。例如，一性质敏感的表面活性剂、分散剂或亲水部分可以是碱溶性的，其中这种碱溶性的表面活性剂、分散剂或经化学连接的亲水部分对pH值的降低敏感，例如在一酸的存在下进行，因此与一酸接触，所述升华染料的颗粒不再分散在所述载体中，导致含有它的所述墨水组合物凝结(黏度急剧增加)。
根据本发明的一些实施例，在一些实施例中，其中所述表面活性剂、分散剂或经化学连接的亲水部分对性质敏感，它们被认为是所述墨水组合物中的所需的所述性质敏感剂的一部分。在一些实施例中，无论所述染料分子上的所述染料分散剂或经化学连接的亲水部分如何，本发明提出的所述染料升华的组合物中所需的性质敏感剂的量是经确定及设定的。
根据本发明的一些实施例，无论与分散所述染料是否有关，所述性质敏感剂的总量经设定使得述性质敏感剂足以使所述墨滴在所述基材上凝结。根据一些实施例，在染料升华的墨水组合物中的性质敏感剂与升华染料的质量比至少为1:1，或至少为1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1、1.6:1、1.7:1、1.8:1、1.9:1、2:1、2.1:1、2.2:1、2.3:1、2.4:1、2.5:1、2.6:1、2.7:1、2.8:1、2.9:1或3:1。通常，在本发明提出的染料升华的墨水组合物中的升华染料的质量百分比的范围为所述组合物的总质量的1-10％，或升华染料在所述染料升华的墨水组合物中以质量计为1-2％、1-3％、1-4％、1-5％、1-6％、1-7％、1-8％or 1-9％。因此，所述性质敏感剂在所述墨水组合物中的一浓度以质量计相对所述墨水组合物的总质量为大于1％，或至少2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％或30％。
在本发明的上下文中，一性质敏感剂，其性质为pH，并且对酸敏感，使得所述性质敏感剂在与一酸接触时，引起所述墨水组合物的凝结，也称为一碱溶性试剂。根据本发明的多个实施例，碱溶性试剂包括碱溶性分散剂、碱溶性表面活性剂、碱溶性聚合物、碱溶性凝结剂及碱溶性胶凝剂。
根据本发明的一些实施例，所述碱溶性试剂是一碱溶性聚合物，例如：一碱溶性丙烯酸聚合物或碱溶性丙烯酸共聚物，例如聚(苯乙烯/丙烯酸)聚合物。于本说明书中，不受任何特定理论的约束，使碱溶性丙烯酸或丙烯酸共聚物在碱性条件下为可溶的，其中所述聚合物中的羧基带电；因此，含有所述碱溶性聚合物的含水介质的酸化，带电基团变为中性，导致在含水介质中失去溶解性。在一些实施例中，碱溶性性质敏感剂选自于由一乳化聚氨酯、一聚氨酯聚合物、一聚醚聚合物、一聚酯聚合物、一聚丙烯酸酯聚合物、一聚氯乙烯聚合物、一聚乙酸乙烯酯聚合物、一聚乙烯丁醛聚合物、一氨基硅聚合物及任何盐、共聚物或其组合所组成的群组中选出。可商购的碱-可溶性聚合物包括Joncryl 586、Joncryl 678、Joncryl 96、Joncryl 296及Joncryl 538。
适用于本发明的一些实施例的升华染料的碱溶性(酸敏感)表面活性剂包括阳离子表面活性剂。示例性的阳离子表面活性剂包括但不限于可商购的表面活性剂，例如BYK'sfamily、BYK 3XX family、Air products&family、BASF及family。
根据本发明的一些实施例，所述墨水组合物的pH值保持在中性pH以上，即所述墨水组合物的pH值高于7、高于7.5、高于8、高于8.5、高于9、高于9.5、高于10、高于10.5或高于11。所述墨水组合物的pH值可以通过其中所有的碱性物质的量而被设定，并且可以通过使用一碱性pH值调节剂，例如一缓冲溶液的一碱基进一步被保持在期望的水平。通常，可以通过使用有机胺及/或氢氧化铵将pH值设定为碱水平。
固定组合物及性质调节剂：
根据本发明的一些实施例，固定组合物配制成以携带及运送一性质调节剂至基材，并且不含一着色剂，因此基本上是透明且无色的，并且旨在不留下一可区分的标记在所述基材上。因此，根据本发明的一些实施例，固定组合物基本上不含一着色剂、颜料及/或染料。
本文示出的固定组合物的机械性质，至少在一定程度上与用于将所述组合物施加在基材上的液体的涂布器的性质相关。合适的涂布器包括高输出容量的喷嘴，所述喷嘴通常用于以相对低的分辨率覆盖相对大的所述基材的区域，以及喷墨打印头，后者更为精细及复杂，并且用于在相对低的输出容量下精确地放置液滴(高分辨率)。为简单起见，术语“喷嘴”在本发明中用于指所述高输出且低分辨率的液体涂布器，而术语“打印头”用于表示所述低输出且高分辨率的液体涂布器。输出容量也可能受到在打印过程中，涂布器在基材上移动(或所述基材在所述涂布器下移动)的相对速度的影响，然而，所述输出容量是在考虑相对运动的同时，通过报告在一单位时间被输送到一单位区域的液体的总量而被确定的。一典型的打印头根据任何给定的图像片段(“像素”)、托盘运动及打印头频率的不同数字化颜色要求运送墨水，同时一典型的喷嘴在液体的恒定压力下随时间运送恒定量，随托盘运动而变化。作为一示例性的比较，一喷嘴的一喷涂的输出容量在约1.5巴的压力下约为4-5克/平方英寸，而一打印头的喷射的输出容量在约0.002-0.05克/平方英寸的范围内。例如，对于每英寸600点的打印(每平方英寸内360000像素)，对每个像素使用4皮升的液滴，所述喷涂的输出容量转换为约1.44*微升/平方英寸，或约1.44毫克/平方英寸，并使用80皮升的液滴，约每平方英寸0.03克。
本文示出的固定组合物经配制而适于一喷墨打印过程的一在线状态的应用。换句话说，所述固定组合物被设计成直接施加在基材上，而作为所述打印过程的一部分，而不是在所述打印过程之前的一预处理步骤，其可以在所述喷墨打印过程的离线状态下进行，这种配制导致所述固定组合物的一些限制，特别是在所述组合物需要适于形成喷墨机器的一部分的喷墨涂布器，特别是涉及直接喷墨打印的部件的意义上。
根据一些实施例，当固定组合物设计成通过一喷嘴而被施加(喷涂)，所述固定组合物的多个成分经选择及/或处理使得所述组合物表现(特征在于)以下特性中的至少一个：
一最大粒径小于200、150、100、50、25、10或5微米；
剪切时的一动力粘度的范围为2至400厘泊；
在一室温下的一布氏粘度为小于400厘泊；
一表面张力的范围为15至70毫牛顿/米；以及
一电阻为每厘米50至2000欧姆。
根据一些实施例，当固定组合物设计成通过一打印头而被施加(喷射)时，所述固定组合物的多个成分经选择及/或处理，使得所述组合物表现出(特征在于)以下特性中的至少一个：
一最大粒径小于1、5或10微米；
剪切时的一动力粘度的范围为2-25厘泊；
在一打印温度下的一布氏粘度为小于25厘泊；
一表面张力的范围为24至32毫牛顿/米；以及
一电阻为每厘米50至2000欧姆。
根据本发明的一些实施例，固定组合物是一水性组合物，以及所固定组合物的载体是一含水载体或水。
使用含有一性质调节剂作为一个(第一)部分的一固定组合物，以及在一分隔(第二)部分中含有性质敏感剂的一墨水组合物的目的之一是提供仅在接触所述基材的表面上的两个部分而不是预先接触时，固定(凝结、凝固等等)所述墨水组合物的方法，因此避免打印的机器的多个精密元件的堵塞。所述性质调节剂经选择使得它影响所述性质敏感剂中的一变化，从而实现所述墨水组合物的凝结。
在“一性质调节剂”或“一性质敏感剂”的上下文中，本文所使用的术语“性质”是指在墨水组合物中的一成分的一化学及/或物理性质，其对所述性质调节剂的量的存在或一增加敏感－这种敏感性尤其通过丧失保持液态、被溶解、被分散或被乳化的能力来表现。换句话说，所述性质调节剂的量的存在或一增加导致在所述墨水组合物中的一性质敏感剂破坏所述墨水组合物的悬浮或乳化状态(分配性)，导致所述墨水组合物的固定。这些性质的代表性例子包括但不限于酸度(pH)、金属原子错合(金属离子浓度)、离子强度及疏水性。
因此，本文所使用的术语“性质调节剂”是指固定组合物中的一组分，其可影响包含有一性质敏感剂的一墨水组合物的固定，使得当所述固定组合物与墨水组合物接触并结合时，所述墨水组合物凝结/凝固。例如，在固定组合物中用作一性质调节剂的一酸，将改变墨水组合物的pH水平，使得所述墨水组合物中的一pH敏感剂沉淀，从而使得所述墨水组合物凝结/凝固。通过实现一种或多种这样的性质的变化，所述性质调节剂使得所述性质敏感剂经历一化学及/或一物理变化(例如：凝结/凝固)，如本文所讨论的。因此，在一些实施例中，一金属-离子-配体错合、一离子强度的急剧变化、一疏水性的急剧变化或所述墨水组合物的电荷/价位的急剧变化，皆将导致所述墨水组合物凝结/凝固。示例性的性质调节剂包括酸、金属氧化物及二价金属阳离子。
根据一些实施例，金属氧化物作为一溶质、一胶体或一悬浮物存在于所述组合物中。可用作一性质调节剂的示例性的金属氧化物包括氧化铝及二氧化钛。
根据一些实施例，二价金属阳离子作为一溶质存在于所述组合物中，即一经溶解的盐的一阳离子。可用作一性质调节剂的示例性的二价金属阳离子包括Ca2+、Cu2+、Cd2+、Pb2 +、Fe2+及Mn2+，其源自盐，例如CaCl2、CdCl2、Pb(NO3)2、FeCl2、MnCl2及CuCl2。
一示例性的性质是一pH依赖的分配性及离子强度依赖的分配性，在本文中也称为“碱性分配性”，其中一溶液的pH(上述酸度或碱度性质)或离子强度的变化改变一种或多种其分散物种的可分配性。类似地，金属离子错合物与pH之间存在相互依赖关系，并且保持分散/乳化的能力，并以下将详细地讨论这种相互依赖性。因此，通过调节一pH敏感剂的环境的pH而作用的一性质调节剂是一pH调节剂。
根据本发明的一些实施例，由于作为一酸的性质调节剂的性质，固定组合物的pH是酸性的。在此类实施例中，所述固定组合物的pH低于6.5、或约2-6、或约2-5或约2-4。可选择地，所述固定组合物的pH的范围为约3-6、4-6或5-6。所述固定组合物可含有或不含有一缓冲剂。根据一些实施例，一固定组合物可以通过一合适的盐或弱碱(例如氨/铵或另一种挥发性胺)而被缓冲，以确保所需的pH范围，同时不在基材上留下不希望的痕迹。缓冲可以通过一缓冲剂完成，例如但不限于弱胺，例如三(羟甲基氨基甲烷)，也称为Tris或THAM。
几乎任何小分子的酸、有机酸或聚合酸都会使含有一pH敏感剂的一墨水组合物凝结/凝固，并且某些酸可能更适用于一些实施例及打印情况及任务下。较不适合的酸包括被赋予明显气味的酸、可能烧坏所述基材的酸、在所述基材中留下一污渍的酸、使墨水组合物或基材中的一染料移动或以其它方式减少的酸。根据本发明的多个实施例，pH调节剂包括乙醇酸(挥发性)、乙酸(带有一些醋气味的挥发性)、乳酸(在高温下二聚化)、苹果酸、抗坏血酸、顺丁烯二酸、苯甲酸及几种聚合酸(酸性聚合物)。
在本发明的实施例的上下文中可以有利地作为聚合的性质调节剂的示例性的酸性聚合物包括但不限于聚丙烯酸、酸性烷氧基化聚合物、聚(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)、聚(丙烯酸-共-顺丁烯二酸)、聚(丁二烯-顺丁烯二酸)、聚(乙烯-共-丙烯酸)、聚顺丁烯二酸、聚(甲基丙烯酸)、聚(4-苯乙烯磺酸-顺丁烯二酸)及其任何混合物。
在本发明的一些实施例中，所述固定组合物可包含一个或多个性质调节剂，所述性质调节剂的总量为所述组合物的总重量的约0.1％至约30％，或所述性质调节剂的总量为所述固定组合物的总重量的0.5-15％、0.5-10％、0.1-5％、0.5-4％、0.5-3％、1-6％、1-4％、1-3％或1-2％。如果使用一种或多种性质调节剂，只要固定组合物中的性能调节剂的总量在所需的范围内，则每种性质调节剂可以以0-100％的任何比例存在，包含混合物。
在本发明的一些实施例中，所述固定组合物基本上不含一成膜剂。
直接打印染料升华喷墨图像的一方法：
根据本发明的多个实施例的一方面，提供了一种直接喷墨打印一图像在一可吸收性的基材上的方法，所述方法使用上文呈现的所述染料升华的墨水组合物，以及如下所述的一固定组合物。
本发明提供的方法是基于喷墨技术，其使用标准或专属的打印头以及其他标准或专属的喷墨打印机器元件进行。根据本发明的多个实施例，所述方法设计成在下文描述的一喷墨打印的机器上实施，为了最佳表现，所述喷墨打印的机器特别地设计成使用本文所述的墨水组合物。
根据本发明的多个实施例，所述方法是基于多个多组分的墨水组合物的使用，其中所有组分(多个部份、多个组合物)经配制及选择也适用于所述主要的喷墨打印技术，例如“可控制喷印式”技术等等，这些技术对于本领域技术人员来说是熟悉的。因此，根据本发明的多个实施例，使用在本文呈现的方法中的每个所述固定及/或墨水组合物是用于一喷墨打印的机器中，其中每个组合物至少从一个不同且经指定的打印头及/或喷嘴而施加(喷射、打印)。
通过“直接喷墨打印”是指所述图像被直接打印在所述基材的所述表面上，与例如打印所述图像在一转印介质上相反，后者用于将所述图像转印到指定的最终基材上。本发明提供的方法不分成两个或更多个不同的步骤，其中在所述图像通过升华自一转印介质转印到所述最终基材之前，所述转印介质作为一中间基材，而是设计成通过使一升华染料在一墨水组合物中，且所述墨水组合物配制成使得所述图像被直接喷射在所述最终基材上，而将所述中间步骤及所述转印介质自所述方法切割而出。
根据一些实施例，本发明提供的方法及在所述方法中使用的所述墨水组合物，特别适用于直接喷墨打印一染料升华的墨水组合物在一可吸收性的基材上，同时克服上文讨论的缺点及问题，以及克服因一中间转印介质的使用及/或基材的预处理造成的冗余。
在一些实施例中，所述基材是适用于染料升华的墨水的一纺织品基材，例如聚酯及其它合成织物。聚酯及其它合成及天然纤维及纤维混合物具有吸收液体的能力，包括含水的墨水组合物。本发明提供的方法及墨水组合物特别适用于可吸收性的基材，所述可吸收性的基材在施加墨水于其上并在其上进行处理前未经预处理。在本发明的上下文中，术语“预处理”是指一基材，例如一织物，在所述打印过程之前已经被处理以降低其吸收液体的能力。根据本发明的实施例，一经处理的基材是在所述打印过程的离线状态下处理的基材，并且在所述打印过程中进行干燥以在其上添加一图像。无论所述打印区域如何，一经处理的基材的所有部分及区域皆经处理，或者至少对基本上比所述打印区域大得多的一区域进行处理(所述处理区域比所述打印区域大10％、20％或30％)。根据本发明的多个实施例，一“未经处理的基材”或“未经预处理的基材”是指一基材，例如一织物或一服装，未经所述打印过程的离线状态下处理以降低其吸收液体的容量。术语“未经处理的基材”或“未经预处理的基材”还包括基本上在其中或其上不含一性能调节剂的基材，所述性能调节剂在打印过程打印过程之前及打印过程的离线状态下被引入所述基材。术语“未经处理的基材”或“未经预处理的基材”是基材不含有基本上或至少在某种程度上限制液体渗透及浸入所述基材中的物质，所述物质在打印过程之前或打印过程的离线状态下被添加或施加在所述基材上。通常施加在织物上以限制其液体浸渍能力的示例性的物质包括但不限于疏水性树脂、成膜剂、有机硅的聚合物及聚硅氧烷、氟化乙烯/丙烯共聚物及其他含氟化合物、聚四氟乙烯及聚三氟氯乙烯。用于预处理纤维及织物以降低液体浸渍的物质、方法及工具在例如美国专利第5792711号、第6225403号及8524041号中有所描述，所述多个专利被并入本文以作为参考。
根据本发明的多个实施例，所述方法包括使所述基材的至少一部分与一固定组合物相接触，同时将染料升华的墨水组合物直接打印在所述基材的所述部分上，并加热所述基材以升华所述染料，从而在所述基材的表面上形成所述图像。根据一些实施例，所述基材被加热至约200℃，或被加热至一温度的范围为140℃至220℃。
根据本发明的一些实施例，在施压所述基材的同时进行所述基材的加热(在加压下进行加热)。热压至少施加在所述打印区域上。施压主要是通过限制由所述经升华的染料的分子产生的空间或距离，以改善所述经升华的染料向所述基材的转移。当所述基材的打印区域仍然受墨水及固定组合物湿润时，施压所述基材的打印区域是有利的及可行的，因为在所述基材上基本上没有成膜剂，并且在所述基材上没有形成膜，因此施压湿(或干燥)的图像不会产生经打印的图像或所述基材损坏的结果；实际上，除了限制发生升华的空间之外，在所述基材上施压所述湿的墨水有助于蒸发所述载体。根据一些实施例，所述基材被施予约2.5公斤/平方公分的压力/力，或约0.5至约5公斤/平方公分的压力。
根据本发明的一些实施例，通过所述热压施加热及压力的一时间范围为10至90秒。
所述固定组合物通过其中存在的一性质调节剂的效能，而实现所述墨水组合物的快速凝结，所述性质调节剂相互作用或影响所述墨水中的性质敏感剂。通过基本上减少或阻止染料羽化及通过毛细作用的浸渍，所述墨水组合物的喷射液滴的这种快速固定随后促进所述图像的颜色强度及细节分辨率的改善。
根据本发明的一些实施例，所述方法通过一个或多个喷墨打印头及/或喷嘴，数字地施加到所述基材的一表面的至少一部分上，本发明提供的所述墨水组合物及所述固定组合物，于此统称为一多组分的墨水组合物，所述墨水组合物及所述固定组合物配制成适用于喷墨打印头及/或喷嘴。
由于在本发明提供的方法中所使用的每个所述固定及/或墨水组合物都是通过一数字控制液体涂布器或打印头而喷射的，因此，其上施加有每种组合物的区域基本上是可以重迭的，覆盖所述图像基本上相同的区域(共同延伸区域)。特别地，基本上无色及透明的所述固定组合物作为所述图像的一轮廓而施加到所述表面上，即作为所述图像的一实心轮廓及无特征的内部。所述轮廓可能稍微大于将被打印于所述表面上的图像1-30％、1-10％或约1％、5％、8％、10％、15％、20％、25％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或100％。施加所述固定组合物的所述数字控制进一步有助于减少实现所述墨水组合物固定所需的量，因为所述固定组合物不形成所述图像的外围的多个延伸边缘，或形成多个可控制的延伸边缘。所述效果也扩大了可用于配制所述固定组合物的多个合适物质的范围，因为未被所述图像覆盖的所述基材的未打印的区域的染色不再是问题。
如上所述，所述固定组合物及所述墨水组合物通过一分离式的打印机元件(喷嘴及/或打印头)各自被施加/打印在所述基材上，以便在所述基材上接触述性质调节剂及所述性质敏感剂之前的任何时候，将所述性质调节剂及所述性质敏感剂分开。
根据一些实施例，所述固定组合物通过一喷嘴而被施加，以及所述墨水组合物透过一喷墨打印头而被施加。根据一些实施例，所述固定组合物及所述墨水组合物都通过分离式的喷墨打印头而被施加，在此分别称为第一打印头及第二打印头。
所述打印方法经设计及编程，使得所述各种组合物通过一数字控制的精确的定时及定位机制，同时地(或基本上同时)被施加在所述基材的所述表面上，并且所有颜色的所述墨水组合物中的每一液滴都将与所述固定组合物接触。所述固定组合物及所述墨水组合物被施加在所述基材上的顺序可以是任何顺序，只要两种类型的液体组合物在其中一种组合物干燥之前相接触。因此，根据一些实施例，所述固定组合物及所述墨水组合物在小于30分钟，或0.01秒至15分钟的一时段内协同、伴随或相继地被施加。在一些实施例中，在所述基材仍受所述固定组合物润湿的同时，所述墨水组合物被施加在所述基材上，或反之亦然(以相反的顺序)。
根据本发明的一些实施例，本发明提出的方法通过同时地、基本上伴随地或非常接近同时地施用分离式的喷墨打印头/喷嘴施加所有各种组合物或多部分的墨水组合物的一部分来实现。如本文所用的术语“伴随地”是指同时或几乎同时发生的一个或多个事件的时间，即在一短时间的间隔内。根据本发明的多个实施例，在使所述基材的所述表面接触于所述固定组合物与使所述基材的所述表面接触于所述墨水组合物之间的所述短时间的间隔(或反之亦然，以相反的顺序)小于1秒、小于3秒、小于5秒、小于10秒、小于20秒、小于30秒、小于40秒、小于50秒或小于60秒。根据一些实施例，施加所述固定组合物与施加所述墨水组合物之间的时间间隙或时间间隔短于约1至10秒。所述的时间间隔被认为是包含一性质调节剂或性质敏感剂的一组合物的一液滴与所述基材接触的瞬间与对应成分的一液滴接触所述基材的相同区域的时间之间的时间间隔。根据本发明的一些实施例，所述时间间隔可以短于0.75秒、短于0.50秒甚至短于0.25秒。
由于所述墨水组合物及所述固定组合物都可以通过打印头/喷嘴被施加在所述基材上，且所述打印头/喷嘴以一可控制的速率喷射非常小的液滴，因此，本发明提出的方法的一个优点是显着地减少为了形成所述基材的一鲜明且耐用的图像所需施加的液体的总量，这一因素直接转成为减少的打印次数，从而大幅地减少一能源成本。所述墨水组合物通常自一打印头喷射，而所述固定组合物可从一喷嘴或一打印头被施加在所述基材上，其中根据本发明的多个实施例，两者之间的主要区别在于由一打印头提供的所述液滴的尺寸及所述液滴的位置的精确性以及整体的分辨率，通常在一喷头比较低。
打印一图像的套组：
本发明提供的任何组合物都可以以一喷墨打印的套组的形式提供给一用户。本文所用的术语“套组”是指包含用于一特定目的所需的任何物品或组件的集合的单个包装，特别是供一用户或一操作者使用。
根据本发明一些实施例的一方面，提供了一种喷墨打印套组，所述喷墨打印套组包括一包装材料，至少一个染料升华的墨水组合物(代表至少一个颜色)，根据本发明的一些实施例，以及一固定组合物。
根据本发明的一些实施例，所述套组的形式为，本发明提供的任何一个组合物的一些成分各别地(分开)包装在所述套组内。根据本发明的一些实施方例，所述套组可包括一个或多个为一即用形式的组合物，且在所述套组内被包装在一起。
根据本发明的一些实施例，所述套组包含至少两个分隔的容器，所述两个分隔的容器分别用于固定组合物及墨水组合物，并且可用于装两个分开的喷墨的打印头或喷嘴及其内容物，所述内容物准备用于一喷墨打印工艺，如上所述。
在一些实施例中，所述包装材料以打印而被识别，用于在一基材上打印一无味的图像，其通过在使所述墨水组合物与所述固定组合物相接触时凝结所述墨水组合物来实现。
所述套组还可包括给用户的指令，其包括以下指令：
将所述固定组合物装入一第一打印头或喷嘴；
将所述染料升华的墨水组合物装入到一第二打印头；以及
通过在一基材上喷墨打印所述组合物，使所述固定组合物与所述染料升华的墨水组合物相接触。
一数字打印的机器：
根据本发明的一些实施例，提供了一种数字打印的机器，用于通过在基材上直接喷墨打印染料升华的墨水组合物，而在可吸收性的基材上形成图像。所述打印的机器的特征尤其在于一打印的方向，其基于所述打印过程的逐步/顺序的流程。也就是说，执行或涉及在发生在其他步骤之前的处理步骤的所述打印的机器的元件被称为位于下游或后面的元件，所述元件执行或者涉及之后发生的处理步骤。所述打印的机器的元件的物理空间的配置可以遵循所述位置，或者可以不反映所述处理步骤的顺序的流程，即所述元件可以不管它们的上游或下游位置，而以任何的顺序或排列位置而被物理地配置。这里示出的所述打印的机器可以是一线性的机器、一转盘、一矩阵或任何其他打印的机器的形式。
所述基材可包含服装或其他纺织品及织物，并可基于任何常规或非常规的纤维材料。所述基材可包含毛毡、皮革、纤维材料、多孔材料、与所述墨水组合物具有高表面张力的材料、天然及合成纤维的编织物、天然及合成纤维的混合物的编织物，天然纤维包括羊毛、棉及亚麻，合成纤维包括尼龙或绒面革。
因此，所述打印的机器包含至少一个数字控制的涂布器，所述数字控制涂布器的形式为一喷嘴、一打印头、一喷洒器或任何其他将一液体施加到一表面的装置，配置成用于施加如上所述的一固定组合物在所述基材的表面的至少一部分。所述固定组合物的施加用于固定墨滴，因此限制所述墨水渗透到所述基材的深部，其可能导致衣服的不鲜明的着色(低颜色强度)、颜色的混合及模糊(羽化)。
所述机器还包含至少一个打印头，用于打印如上所述的所述染料升华的墨水组合物在所述基材的表面上。
所述机器还包含一热压单元，用于在施加所述固定组合物及打印所述墨水组合物之后，向所述表面施加热及压力。所述热及所述压力被施加到所述基材至少载有所述图像的区域，以使在所述染料升华的墨水组合物中的升华染料升华，从而在所述基材上形成所述图像。
当使用一常规的喷墨打印的机器在可吸收性的基材上打印染料升华的墨水组合物时，在不使用本发明多个实施例的情况下，所述墨水组合物通过毛细作用被吸收到所述基材中。此外，当使用一常规的喷墨打印的机器时，加热不能在一热压机下进行，因为图像包含一成膜剂，所述成膜剂会粘附到所述热压机上，如上所述。
所述机器还可包括一打印台组件，所述打印台组件用于支承所述基材，并相对于彼此及相对于所述基材移动所述机器的各种元件到所述机器中的各个位置。例如，所述打印台组件可用于在所述基材上移动所述涂布器及打印头，并且在所述固定组合物及所述染料升华的墨水组合物已经施加并接触其上之后，进一步将所述基材带至所述热压机。或者，所述打印台组件可用于将所述基材从自所述固定组合物的(多个)涂敷器移动到染料升华的组合物的(多个)打印头，并进一步用于将所述基材放置在所述热压机中或所述热压机的下面。
一打印头是所述机器的元件，所述打印头将所述染料升华的墨水组合物打印在待打印的基材上。一打印头包括至少一个喷墨孔。所述打印头可以是任何常规的打印头，例如由美国Spectra，Inc.，New Hampshire销售的那些打印头，以及其他工业上已知的打印头。适用于本发明的上下文中的一典型的打印头包括用于执行数字打印的一喷墨孔的阵列。所述喷墨的打印头可包含控制液滴式压电式喷墨孔或连续压电式喷墨孔。多个打印头可用于喷墨打印几种不同的升华染料或各种颜色在所述基材上。
用于施加所述固定组合物的所述涂布器可以是一喷嘴、一打印头、一喷洒器或一喷嘴阵列或多个打印头或多个喷洒器。所述涂布器还可包括一槽，用作所述固定组合物的贮存器。
根据一些实施例，所述涂布器为一喷嘴的形式，并配置成用于以1-40毫克/平方厘米的一速率施加所述固定组合物。
通常，当使用一打印头施加所述固定组合物时，可以使用适合于打印任何喷墨的墨水组合物的一打印头，所述墨水组合物包括本文所示的染料升华的墨水组合物。根据一些实施例，所述涂布器为一打印头的形式，并配置成用于以每秒4000-50000液滴的一速率施加所述固定组合物，一液滴的尺寸的范围为1.5至80皮升及/或一解析度为每英寸300至2880点。
用于打印所述墨水组合物的(多个)所述打印头可位于(多个)所述涂布器的产线中(基本上在相同的位置)或下游(后方)，所述涂布器用于施加所述固定组合物。所述热压机可位于(多个)所述打印头及(多个)所述涂布器的后方。所述热压机在所述基材的至少载有刚经打印的图像的区域上施加热及机械的压力。在一些实施例中，在所述墨水仍然湿润的同时，将热及压力施加到所述图像上。
所述热压机可采用静压力或运动压力，并采用选自于由一固定式平板热压机、一可移动式平板热压机、一固定辊(压延机)式热压机、一可动辊式热压机以及一真空式热压机所组成的群组的形式。
图1示出了根据本发明的一些实施例的一示例性的卷对卷染料升华直接于基材上喷墨打印的机器的一示意图，其中示例性的打印的机器30包含涂布器31，用于施加一固定组合物在基材32的表面上，打印头33，用于打印所述染料升华的墨水组合物在基材32的表面上，热压机34a-d，其示例性的形式为一辊系统(压延机)的热压机，用于在施加所述固定组合物并在其上打印所述墨水组合物后，向基材32施加热及压力，以及打印台组件35b，用于相对于涂布器31、打印头33及热压机34从上游的轮35a至下游的轮35c移动及支承基材32，并且还包括控制器36，用于定位及定时涂布器31及打印头33，控制器37，用于调节温度、压力及定时热压机34，以及控制器38，用于调节的在涂布器31、打印头33、热压机34与打印台组件35之间的相对运动。
图2示出了根据本发明的一些实施例的一示例性的转盘式的打印机的一示意图，其中示例性的打印机40包含涂布器41，用于施加一固定组合物在所述基材的表面上(未示出)，打印头43，用于打印所述染料升华的墨水组合物在所述基材的表面上，热压机44，其示例性的形式为一固定平板式的热压机44，用于在施加所述固定组合物并在其上打印墨水组合物之后，向所述基材施加热及压力，以及打印台组件45a，用于相对于涂布器41移动所述基材，打印台组件45b，用于相对于打印头43移动所述基材，打印台组件45c，用于相对于热压机44移动所述基材，其中打印台组件45a-45c代表打印台组件的不同位置，并且还包括控制器46，用于定位及定时涂布器41，控制器47，用于定位及定时打印头43，控制器48，用于调节热压机44的温度、压力及定时，以及控制器49，用于协调打印台组件45a-45c的定位。
当使用打印机40时，将一基材放置在打印台组件45a-45c中的其中一个上，所述打打印台组件45a-45c环绕所述转盘旋转，并根据需要停在多个站。在每个站，所述打印台组件都通过所述站提供的工艺。例如，在涂布器41的站的情况下，所述基材经由所述固定组合物润湿，然后所述打印组件向前移动到所述打印头43的站，用以在所述基材仍受所述固定组合物润湿的同时，打印所述染料升华的墨水组合物，以及等等。
预期在本专利申请直到被授予专利权期间，将开发出许多相关的方法、用途及组合物，并且术语、方法、用途、组合物及聚合物的范围旨在包括所有这些新技术的先验。
如本文所用的术语“约”是指±10％。
术语“包含(comprises)”、“包含(comprising)”、“包括(includes)”、“包括(including)”、“具有(having)”及其词形变化是指“包括但不限于”。
术语“由......组成(consisting of)”意指“包括并且限于”。
术语“基本上由......组成(consisting essentially of)”指的是组合物、方法或结构可包括另外的成分、步骤及/或部分，但仅当另外的成分、步骤及/或部分不实质上改变所要求保护的组合物、方法或结构的基本及新颖特性。
如本文中使用，在特定物质的上下文中的术语“基本上不包含(substantiallydevoid of)”及/或“基本上不包含(essentially devoid of)”，是指一组合物完全不包含所述物质，或者，所述物质以重量计或体积计相对所述组合物的总重或总体积不超过5％、1％、0.5％或0.1％。或者，在工序、方法、性质及特征的上下文中的词语“基本上不包含(substantially devoid of)”及/或“基本上不包含(essentially devoid of)”是指方法、组合物、结构或物品完全不包含某些工序/方法步骤、某些性质或某些特征，或者工序/方法，其中与一给定的标准的工序/方法相比，所述某些工序/方法步骤的实现小于约5％、1％、0.5％或0.1％，或者与一给定的标准的性质或特征相比，性质或特征的特征小于约5％、1％、0.5％或0.1％。
本文中所用的术语“示例性(exemplary)”表示“用作为一实施例(exemple)、实例(instance)或说明(illustration)”。任何被描述为“示例性”实施例未必被解释为优选或优于其它实施例及/或排除与来自其它实施例的特征结合。
本文中所用的术语“可选择地(optionally)、可替代地(alternatively)”表示“在一些实施例中提供，而在其它实施例中未提供”。任何本发明的特定实施例可以包括多个“可选择的”特征，除非这些特征相冲突。
本文所使用的单数形式“一(a)”、“一(an)”及“所述(the)”包括复数引用，除非上下文另有明确规定。例如，术语“一化合物”或“至少一种化合物”可以包括多个化合物，包括其混合物。
在整个本申请中，本发明的各种实施例可以以一个范围的型式存在。应当理解，以一范围型式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本发明范围的硬性限制。因此，应当认为所述范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及所述范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3、从1到4、从1到5、从2到4、从2到6、从3到6等等，以及所述范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，无论范围的广度为何这皆适用。
每当在本文中指出数值范围，是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。术语，第一指示数字及第二指示数字“之间的范围”及第一指示数字“到”第二指示数字“的范围”在本文中可互换，并指包括第一及第二指示数字，及其间的所有分数及整数。
如本文所用的术语“方法(method)”指的是用于完成一特定任务的方式(manner)、手段(means)、技术(technique)及程序(procedures)，包括但不限于，那些方式、手段、技术及程序，其是已知的，或是从已知的方式、手段、技术或程序很容易地被化学、药理、生物、生化及医学领域从业者所开发。
应当理解的是，为了清楚起见，描述在多个分开的实施例的上下文中的本发明的某些特征，也可以在单个实施例中组合而提供。相反地，为简洁起见，在单个实施例中的上下文中所描述的本发明的各种特征，也可以分开提供、以任何合适的子组合提供，或者适合于本发明的任何其他描述的实施例提供。在各种实施例的上下文中描述的某些特征不被认为是那些实施例的必要特征，除非那些实施例在没有那些元件的情况下不起作用。
如上文所描述的本发明的各种实施例及方面以及如下面的权利要求部分所要求保护在以下实施例中找到实验支持。
实施例
现在参考以下实施例，其与以上描述一起以非限制性方式说明本发明的一些实施例。
实施例1
染料升华墨水组合物
根据本发明的一些实施例，一示例性的染料升华的墨水组合物，其适合于在任何适于染料升华的基材上直接喷墨打印，所述基材包括未经处理的聚酯织物及其它可吸收性的织物，如下文所述。所述示例性的墨水组合物配制成含有一分散的疏水性升华染料，并进一步配制成在与一未经处理的织物上的表面的一固定组合物接触时凝结，所述固定组合物包含一酸。
以下是根据本发明的一些实施例的染料升华的墨水组合物的一般组成，列出了以组合物的总重量的重量百分比给出的各个成分的含量。
在一些实施例中，至少一些量的表面活性剂/分散剂的成分可以包括在升华染料的成分的量中；
在一些实施例中，性质敏感剂的成分是一表面活性剂/分散剂，以及性质敏感剂的至少一部分的量可以包括在表面活性剂/分散剂的成分的量及/或升华染料的成分的量中。
以下是根据本发明的一些实施例的一示例性的染料升华的墨水组合物，其中升华染料通过一性质敏感剂被分散，其制备如下：
C.I.分散红60是一种商业产品，其包含由一碱溶性树脂涂覆的粉末状1-氨基-4-羟基-2-苯氧基蒽醌颗粒，所述碱溶性树脂是一性质敏感剂。商业C.I.分散红60包括其中约23％的分散的升华染料。
根据本发明的一些实施例，在下文中示出包含一酸性试剂的一示例性的固定组合物。所述固定组合物经配制以通过一酸敏感剂的凝结实现固定，所述酸敏感剂在所述固定组合物与染料升华的墨水组合物接触时，形成所述染料升华的墨水组合物的一部分。
以下是根据本发明的一些实施例的一含酸的固定组合物的一般组成，列出了以组合物的总重量的重量百分比给出的各个成分的含量。
以下是根据本发明的一些实施例的一示例性的酸性固定组合物，其制备如下：
所述多个组合物用于以下实施例中，以在未经处理的聚酯纤维的基材上形成图像。
实施例2
打印测试
以下是根据本发明的一些实施例的使用上述示例性的升华染料的墨水组合物及示例性的固定组合物的一示例性的方法。应注意的是，所述示例性的方法适用于与其他墨水组合物及打印的机器组合使用。
根据本发明的多个实施例的所述示例性的打印的方法如下进行：
将一Promodoro Fashion GmbH Germany 3520的T恤(100％聚酯)的基材放置于配备有多个打印头的一打印的机器，即KornitTM ParadigmTM喷墨打印的机器中。
在所述基材的两个区域上打印两个1平方厘米的图像。在一个图像中，墨水组合物被直接喷涂在未经处理的聚酯织物上，而一第二图像在固定组合物被施加到所述基材的相同区域上之后，通过一专用的打印头而被打印。对所述打印机基材进行加热以使染料升华到所述织物中，并通过数字拍摄多个所述图像，并分析所述数字照片上的颜色强度以分析多个所述图像。
图3显示其上具有经打印的多个图像的所述基材的一边缘的一数字照片，其中所述图像的上部显示在不使用一固定组合物的情况下的所述经打印的图像，即在加热所述基材之前没有所述墨水组合物的凝结，以及所述图像的下部显示在使用一固定组合物的情况下的所述经打印的图像，即在加热所述基材之前有墨水组合物的凝结。
如图3所示，所述图像的上部的颜色强度明显低于所述图的下部的颜色强度，表示至少一些升华的染料穿透深入到织物中，而有墨水组合物的凝结的所述经打印的图像的颜色强度显着地较强，表示大部分的染料保留在所述基材的表面上。如图3进一步所示，在所述图像的上部，所述图像的边缘附近的颜色强度逐渐羽化，而在所述图像的下部，所述边缘较清晰且界定分明，表示较少的染料浸入织物中，使得所述图像向背景中羽化的程度较低。
如图3所示，多个经打印的图像是使用图像分析软件ImageJ[Schneider,CA.etal,Nature methods,2012,9(7),pp.671-675]而进行分析。分析是在多个图像的一高解析度扫描上进行的，对超过每个图像的2.7厘米处的1厘米的一矩形区域进行采样，表示自距离所述图像(经打印的区域)的边缘1.4厘米，并在所述图像的外部继续进入未打印(白色)的区域；结果如图4所示。
图4是一比较图，显示有染料升华的墨水组合物的凝结的经打印的图像的颜色强度(实线)，以及没有墨水组合物的凝结的经打印的图像的颜色强度(虚线)，其中所述颜色强度被测量为自距图像的中心附近的一任意点并继续进入基材的未打印的区域的距离的一函数。
如图4所示，打印的区域中有墨水的凝结的经打印的图像的颜色强度较高，并且急剧地下降至最小强度，而在经打印的区域没有墨水组合物的凝结的经打印的图像的颜色强度较低，并且逐渐消失在背景中，表示由于墨水吸收到织物中所引起的羽化。有墨水的凝结的经打印的图像与没有墨水的凝结的经打印图像之间的颜色强度差异，后者少了27％，这表示一些升华的染料在加热之前通过液态下的浸渍而转移，因此一些染料被转移到基材的内部中的不可见的深度。
基于在基材的正面(经打印)及背面的一颜色强度的分析通过使用美国X-Rite的i1Basic Pro 2的一分光测色测定而进行。所述分析已经确定对于有墨水组合物的凝结的经打印的图像，织物的背面与正面之间的颜色强度的差异为76％，相较于没有墨水组合物的凝结的经打印的图像，织物的背面与正面之间的颜色强度的差异为51％，这表示经凝结的墨水基本上保留在织物的表面的顶部直到被加热以实现染料升华，未凝结的墨水在升华步骤发生之前深深地浸入到织物中，使得墨水也在织物的背面染色织物。
实施例3
墨水固定效果
不受任何特定理论的约束，所述固定组合物被相信在所述基材中的多个染料接收纤维与(多个)所述有色的组合物的多个所述液滴中的所述染料之间形成一层。这随后使得多个所述液滴在其降落点“凝固”，而不会羽化或浸入所述织物中，这是一所希望的效果；然而，所述层也可能干扰染料进入多个所述纤维中，或者导致所述基材的表面的顶部的多个所述纤维接收到一定量的染料，并且所述一定量的染料在洗涤过程中可能损失。
进行以下实施例以研究固定组合物的含量及(多个)所述有色的组合物的打印密度对在染色牢度及耐洗牢度测试中的稳定性方面的最终结果的影响。
所述基材是Promodoro Fashion GmbH Germany 3250-06的一100％聚酯T恤。打印的解析度为每英寸600点，使用Kornit LTD的一Storm Hexa打印机器，所述机器配备有用于所述有色的墨水组合物的15皮升打印头，以及用于所述固定组合物的35皮升打印头。
将前一实施例中所示的所述固定组合物以四种不同的覆盖密度施加(打印)在所述基材的所述表面上，即25％表面覆盖率、50％、75％及100％所述固定组合物的覆盖率作为一连续及均匀的层。有色的墨水组合物在0％至100％的一覆盖密度以5％的增量进行打印。通过X-Rite的i1Pro分光光度计测量最终的颜色密度。
颜色密度对所述固定组合物的覆盖率百分比的反应结果列于下表1中。
表1
％覆盖率 C M Y K
100 1.385 1.396 1.552 1.426
75 1.373 1.416 1.535 1.42
50 1.395 1.429 1.555 1.451
25 1.351 1.395 1.533 1.404
从表1中可以看出，在所述基材上的所述固定组合物的50％覆盖率下获得最佳结果。
染色牢度试验在100％纯色的打印品上进行，在解析度为每英寸600点及15皮升的打印头打印下超过25％及75％的所述固定组合物的覆盖率，由35皮升的打印头涂布在100％聚酯T恤上(Promodoro Fashion GmbH Germany 3250-06)。耐摩擦牢度通过标准ISO105X12进行，并通过i1Pro分光光度计(X-Rite)分析。
表2
从表2中可以看出，染色牢度还取决于所述固定组合物的含量或覆盖百分比，高达1.125单位的牢度的改进导，从而得出结论：优化固定组合物的含量可提高牢度。
这些实验确定，在升华染料的墨水组合物的直接喷墨打印的情况下，打印的质量及牢度取决于施加在所述基材上的固定组合物的含量，与在喷墨的墨水组合物中的其它色料，例如分散颜料的情况不同，其中主要作用是在固化前固定。
在此发现，在任何给定的打印条件下，所述固定组合物的含量除了固定之外还起到一另外的作用。在所述实施例中发现为了获得最佳打印的质量及牢度，所述固定组合物的密度应设定为50％的表面覆盖率。
进一步发现，如果不使用固定组合物，则在所述阴影区域中存在显着的色域剪切。
尽管已结合本发明的具体实施例描述本发明，但显然地，许多替代、修改及变化对于本领域技术人员而言是显而易见的。因此，旨在涵盖所附权利要求书的精神及广泛范围内的所有这些替代、修改及变化。
本说明书中提及的所有公开、专利和专利申请都以引用的方式全文并入本说明书中，如同每个单独的申请、专利或专利申请具体并个别地指明以引用的方式并入本文中。此外，本申请中的任何参考的引用或鉴定不应解释为承认这种引用可用作本发明的现有技术。在使用段落标题的程度上，它们不应解释为必要地限制。

Claims (46)

1.一种直接喷墨打印一图像在一可吸收性的基材上的方法，所述方法使用一染料升华的墨水组合物，其特征在于，所述方法包含步骤：
使所述基材的至少一部分接触于一固定组合物；将所述染料升华的墨水组合物直接打印在所述基材的所述部分上；以及对所述基材加热，以形成所述基材的表面上的所述图像。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述墨水组合物配制成在接触于所述固定组合物时凝结在所述基材的所述部分上，从而基本上防止所述染料升华的墨水组合物浸入所述可吸收性的基材中。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述墨水组合物包含一升华染料、一性质敏感剂及一载剂，以及所述固定组合物包含一性质调节剂及一载剂。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述性质敏感剂是一碱溶性试剂。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述碱溶性试剂选自于由一碱溶性分散剂、一碱溶性表面活性剂、一碱溶性聚合物、一碱溶性凝结剂及一碱溶性胶凝剂所组成的群组。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述碱溶性试剂是一碱溶性聚合物。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述性质调节剂选自于由酸、金属氧化物及二价金属阳离子所组成的群组。
8.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述染料升华的墨水组合物基本上不含一成膜剂。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述固定组合物及所述墨水组合物通过一分离式涂布器各自被施加在所述基材的所述部分上，所述分离式涂布器选自于由一喷嘴及一打印头所组成的群组。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：配制成用于从一打印头施加的所述固定组合物及/或所述墨水组合物具有以下特征的至少一个：
一最大粒径小于1微米；
剪切时的一动力粘度的范围为2至25厘泊；
在一打印温度下的一布氏粘度为小于25厘泊；
一表面张力的范围为24至32毫牛顿/米；以及
一电阻为每厘米50至2000欧姆。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于：用于从一喷嘴施加的所述固定组合物具有以下特征的至少一个：
一最大粒径小于100微米；
剪切时的一动力粘度的范围为2至400厘泊；
室温下的一布氏粘度为小于400厘泊；
一表面张力的范围为15至70毫牛顿/米；以及
一电阻为每厘米50至2000欧姆。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述墨水组合物通过所述喷墨打印头而施加。
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述固定组合物通过所述喷墨打印头及/或所述喷嘴而施加。
14.如权利要求1至13任一项所述的方法，其特征在于：所述打印在0.01秒至15分钟的一时段内伴随进行。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于：在所述基材仍受所述固定组合物润湿的同时，所述墨水组合物被施加于所述基材上。
16.如权利要求1至15任一项所述的方法，其特征在于：所述加热进行的一温度范围为在140至200℃。
17.如权利要求1至16任一项所述的方法，其特征在于：所述基材是一未经处理的基材。
18.如权利要求1至16任一项所述的方法，其特征在于：在所述接触之前，所述基材不含所述性质调节剂。
19.一种染料升华墨水的组合物，其特征在于：所述组合物包含一升华染料及一性质敏感剂。
20.如权利要求19所述的组合物，其特征在于：所述组合物更包含一载体。
21.如权利要求19所述的组合物，其特征在于：所述载体为一含水载体。
22.如权利要求21所述的组合物，其特征在于：所述性质敏感剂在与一性质调节剂接触时，所述性质敏感剂变得不溶于所述载体，所述性质调节剂选自于由酸、金属氧化物及二价金属阳离子所组成的群组。
23.如权利要求22所述的组合物，其特征在于：所述性质敏感剂选自于由一碱溶性试剂、一酸敏感剂、一金属氧化物敏感剂、一二价金属阳离子敏感剂及其组合所组成的群组。
24.如权利要求23所述的组合物，其特征在于：所述性质敏感剂是一分散剂，所述分散剂有关于将所述升华染料分散或乳化于所述载体中。
25.如权利要求23所述的组合物，其特征在于：所述性质敏感剂在接触于所述性质调节剂时，所述性质敏感剂使所述墨水组合物凝结。
26.如权利要求25所述的组合物，其特征在于：所述性质敏感剂在所述墨水组合物中的一浓度以重量计相对所述组合物的总重为大于1％。
27.如权利要求25所述的组合物，其特征在于：所述性质敏感剂在所述墨水组合物中的一浓度以重量计相对所述组合物的总重为1％至30％。
28.如权利要求23所述的组合物，其特征在于：所述性质敏感剂是一碱溶性试剂。
29.如权利要求28所述的组合物，其特征在于：所述碱溶性试剂选自于由一碱溶性分散剂、一碱溶性表面活性剂、一碱溶性聚合物、一碱溶性凝结剂及一碱溶性胶凝剂所组成的群组。
30.如权利要求29所述的组合物，其特征在于：所述碱溶性试剂是一碱溶性聚合物。
31.如权利要求30所述的组合物，其特征在于：所述碱溶性聚合物是一含水碱溶性丙烯酸聚合物。
32.如权利要求19至31任一项所述的组合物，其特征在于：所述组合物的一pH值高于7.5。
33.如权利要求19至32任一项所述的组合物，其特征在于：所述组合物基本上不含一成膜剂。
34.如权利要求19至33任一项所述的组合物，其特征在于：所述组合物适用于从一喷墨打印头直接喷墨打印。
35.如权利要求34所述的组合物，其特征在于：所述组合物具有以下特征的至少一个：
一最大粒径小于1微米；
剪切时的一动力粘度的范围为2至25厘泊；
在一打印温度下的一布氏粘度为小于25厘泊；
一表面张力的范围为24至32毫牛顿/米；以及
一电阻为每厘米50至2000欧姆。
36.一种喷墨打印的套组，其特征在于：所述套组包含如权利要求19至35任一项所述的染料升华的墨水组合物及一固定组合物。
37.如权利要求36所述的套组，其特征在于：所述套组被识别出在所述包装材料中或上打印有使用于在接触所述固定组合物下固定所述墨水组合物的同时，利用所述染料升华的墨水组合物来打印一图像在一可吸收性的基材上。
38.如权利要求36所述的套组，其特征在于：所述固定组合物及所述墨水组合物的每个均被分别包装在一包装材料中。
39.一种数字打印的机器，用于通过直接喷墨打印一染料升华的墨水组合物在一可吸收性的基材上，而在所述可吸收性的基材上形成一图像，其特征在于，所述机器包含：
(i)至少一涂布器，用于施加一固定组合物在所述基材的一表面的至少一部分上；
(ii)至少一打印头，用于将所述染料升华的墨水组合物打印在所述表面上；以及
(iii)一热压机，用于在施加所述固定组合物及打印所述墨水组合物之后，对所述表面施加热及压力，以升华在所述染料升华的墨水组合物中的一升华染料，从而在所述基材上形成所述图像。
40.如权利要求39所述的机器，其特征在于：所述打印头位在所述涂布器的产线中或后方(下游)。
41.如权利要求39所述的机器，其特征在于：所述热压机位在所述涂布器及所述打印头的后方(下游)。
42.如权利要求39至41任一项所述的机器，所述涂布器的形式为一喷嘴或一打印头。
43.如权利要求42所述的机器，其特征在于：所述喷嘴配置成用于以1至40毫克/平方厘米的一速率进行施加所述固定组合物。
44.如权利要求42所述的机器，其特征在于：所述打印头配置成用于以下述条件施加所述固定组合物：每秒4000-50000液滴的速率，所述液滴的尺寸的范围为1.5至80皮升，及/或一解析度为每英寸300至2880点。
45.如权利要求39至44任一项所述的机器，其特征在于：所述可吸收性的基材是一织物或一纺织品服装，所述织物或所述纺织品服装包含数个合成纤维。
46.如权利要求45所述的机器，其特征在于：所述织物或所述纺织品服装未经处理。
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