CN110217010A - 油墨膜构造 - Google Patents

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Abstract

本发明的名称为油墨膜构造。一种油墨膜构造，其包括：(a)第一印刷基材，所述第一印刷基材选自由未经涂布的纤维印刷基材、经商品涂布的纤维印刷基材、和塑料印刷基材组成的群组；以及(b)油墨点集合，所述油墨点集合包含于投影在所述第一印刷基材上的正方形几何投影内，所述油墨点集合含有至少10个不同的油墨点，所述油墨点固定地粘着到所述第一印刷基材的表面，在所述正方形几何投影内的所有油墨点都以所述集合的个别成员计数，所述油墨点中的每一者含有至少一种分散在有机聚合树脂中的着色剂，所述点中的每一者具有小于2,000nm的平均厚度和5到300微米的直径；所述油墨点的每个油墨点具有一般呈凸面的形状，其中凸度偏差(DC点)是用以下来定义：DC点＝1‑AA/CSA，AA是所述点的计算投影面积，所述面积被设置为一般平行于所述第一纤维印刷基材；并且CSA是最低限度地界定所述投影面积的轮廓的凸面形状的表面积；其中所述油墨点集合的平均凸度偏差(DC点平均值)是至多0.05。

Description

油墨膜构造
本申请为申请日是2013年3月5日、申请号是2016103025230、申请人为兰达公司、发明名称为“油墨膜构造”的中国发明专利申请的分案申请。
发明领域和背景
本发明涉及油墨膜构造，并且更具体地说，涉及粘着到印刷基材的油墨点。详细地说，油墨膜构造包含连续油墨点，举例来说，这可以通过喷墨技术来获得。
当前，平版印刷是最常用于生产报纸和杂志的工艺。平版印刷涉及制备带有将要被印刷的图像的板，这些板被安放在印版滚筒上。在印版滚筒上产生的油墨图像被转移到运载橡皮布的胶印滚筒。图像从该橡皮布被施加到纸、卡片或另一种印刷媒介，被称为基材，该基材在胶印滚筒与压印滚筒之间馈送。出于多种众所周知的原因，平版胶印只有对于长时间的印刷过程是适合的并且经济上可行的。
最近，已经开发出了数字印刷技术，其允许印刷装置直接从计算机接收指令而不需要制备印刷板。其中包括使用静电印刷工艺的彩色激光印刷机。使用干墨粉的彩色激光印刷机适合于某些应用，但其不会产生如杂志等出版物可以接受的质量的图像。
更好地适用于短程高质量数字印刷的工艺被用于HP-Indigo数字印刷机中。在这种工艺中，在带电荷的带图像滚筒上通过暴露于激光而产生静电图像。静电荷吸引油基油墨以在带图像滚筒上形成彩色油墨图像。该油墨图像然后经由橡皮布滚筒转移到基材上。
先前也已经提出了使用间接喷墨印刷工艺的各种印刷装置，这种工艺是如下的工艺：其中使用喷墨印刷头将图像印刷到中间转移构件的表面上，该中间转移构件然后被用来将图像转移到基材上。中间转移构件可以是在辊上引导的刚性鼓或柔性带，在本文中也被称为橡皮布。
使用间接印刷技术克服了许多与直接喷墨印刷到基材上有关的问题。举例来说，直接喷墨印刷到多孔纸或其它纤维材料上得到较差的图像质量，这是因为印刷头与基材表面之间的距离并且因为充当芯的基材。如纸张等纤维基材一般需要特定的涂层，这些涂层经过工程设计以按受控的方式吸收液体油墨或防止其穿透到基材的表面下方。然而，使用经特殊涂布的基材是一种费成本的选择，其不适合于某些印刷应用。此外，使用经涂布的基材所产生的其自身的问题在于，基材的表面保持潮湿并且需要额外的费成本的步骤来干燥油墨以使得稍后在基材被处理，例如堆叠或卷绕到辊中时油墨不会被抹掉。此外，过度弄湿基材导致起皱并且使得在基材的两个面上印刷(也被称为两面印刷或双面印刷)即使不是不可能，也是很困难的。
另一方面，使用间接技术允许图像转移表面与喷墨印刷头之间的距离维持恒定，减少基材的潮湿度，因为油墨可以在被施加到基材之前于图像转移表面上干燥。因此，基材上油墨膜的最终图像质量受基材的物理特性的影响较小。
尽管有各种质量的油墨膜构造，但相信在油墨膜构造，如喷墨印刷构造方面需要进一步的改进。
发明概要
根据本发明的一些教示，提供了一种油墨膜构造，其包括：(a)印刷基材；以及(b)多个连续油墨膜，这些油墨膜固定地粘着到该印刷基材的表面，这些油墨膜含有至少一种分散在有机聚合树脂中的着色剂；油墨膜在90℃到195℃的第一范围内的至少第一温度下具有在106cP到3·108cP的范围内的第一动态粘度，油墨膜在50℃到85℃的第二范围内的至少第二温度下具有至少8·107cP的第二动态粘度。
根据本发明的另一个方面，提供了一种油墨点构造，其包括：(a)第一纤维印刷基材，该第一纤维印刷基材选自由未经涂布的纤维印刷基材和经商品涂布的纤维印刷基材组成的群组；以及(b)至少一个连续油墨点，该油墨点固定地粘着到该第一印刷基材的表面，该油墨点含有至少一种分散在有机聚合树脂中的着色剂，该油墨点覆盖顶部表面的区域；油墨点实现了以下结构状态：其中，关于与整个区域上的表面正交的方向，油墨点被设置为完全处于该区域上方，单一的油墨点的平均或特征厚度是至多1,800nm。
根据本发明的又另一个方面，提供了一种油墨膜构造，其包括：(a)第一纤维印刷基材，该第一纤维印刷基材选自由未经涂布的纤维印刷基材和经商品涂布的纤维印刷基材组成的群组；以及(b)至少第一连续油墨点，该油墨点固定地粘着到该第一印刷基材的第一表面，该油墨点含有至少一种分散在有机聚合树脂中的着色剂，该点具有小于2,000nm的平均厚度；该点一般被设置在该表面的特定表面上方；关于与第一表面正交的方向，在特定表面下方该点的穿透度小于100nm；油墨点具有一般呈凸面的形状，其中凸度偏差(DC点)是用以下来定义：
DC点＝1-AA/CSA，
AA是该点的计算投影面积，该面积被设置为一般平行于第一纤维印刷基材；并且CSA是最低限度地界定投影面积的轮廓的凸面形状的表面积；凸度偏差(DC点)是至多0.03。
根据本发明的又另一个方面，提供了一种油墨膜构造，其包括：(a)印刷基材；以及(b)至少一个油墨膜，该油墨膜固定地粘着到该印刷基材的顶部表面，该油墨膜具有在基材的顶部表面远端的上膜表面，其中在上膜表面处氮的表面浓度超过该膜内氮的主体浓度，主体浓度是在上膜表面下方至少30纳米、至少50纳米、至少100纳米、至少200纳米或至少300纳米的深度处测量的，并且表面浓度与主体浓度的比率是至少1.1比1。
根据本发明的又另一个方面，提供了一种油墨膜构造，其包括：(a)印刷基材；以及(b)至少一个油墨膜，该油墨膜固定地粘着到该印刷基材的顶部表面，该油墨膜含有至少一种分散在有机聚合树脂中的着色剂，该油墨膜具有在基材的顶部表面远端的上膜表面，其中在上膜表面处氮的表面浓度超过该膜内氮的主体浓度，主体浓度是在上膜表面下方至少30纳米的深度处测量的，并且表面浓度与主体浓度的比率是至少1.1比1。
根据本发明的又另一个方面，提供了一种油墨膜构造，其包括：(a)第一印刷基材，该第一印刷基材选自由未经涂布的纤维印刷基材、经商品涂布的纤维印刷基材、和塑料印刷基材组成的群组；以及(b)油墨点集合，该油墨点集合包含于投影在第一印刷基材上的正方形几何投影内，该油墨点集合含有至少10个不同的油墨点，这些油墨点固定地粘着到第一印刷基材的表面，在正方形几何投影内的所有油墨点都以该集合的个别成员计数，这些油墨点中的每一者含有至少一种分散在有机聚合树脂中的着色剂，这些点中的每一者具有小于2,000nm的平均厚度和5到300微米的直径；这些油墨点中的每一者具有一般呈凸面的形状，其中凸度偏差(DC点)是用以下来定义：
DC点＝1-AA/CSA，
AA是该点的计算投影面积，该面积被设置为一般平行于第一纤维印刷基材；并且CSA是最低限度地界定投影面积的轮廓的凸面形状的表面积；油墨点集合的平均凸度偏差(DC点平均值)是至多0.05。
根据本发明的又另一个方面，提供了一种油墨膜构造，其包括：(a)第一印刷基材，该第一印刷基材选自由未经涂布的纤维印刷基材、经商品涂布的纤维印刷基材、和塑料印刷基材组成的群组；以及(b)油墨点集合，该油墨点集合包含于投影在第一印刷基材上的正方形几何投影内，该油墨点集合含有至少10个不同的油墨点，这些油墨点固定地粘着到第一印刷基材的表面，在正方形几何投影内的所有油墨点都以该集合的个别成员计数，这些油墨点中的每一者含有至少一种分散在有机聚合树脂中的着色剂，这些点中的每一者具有小于2,000nm的平均厚度和5到300微米的直径；这些油墨点中的每一者所具有的与光滑圆形的偏差(DR点)是用以下来表示：
DR点＝[P2/(4π·A)]-1，
P是该油墨点的测量或计算周长；A是由该周长包含的最大测量或计算面积；油墨点集合的平均偏差(DR点平均值)是至多0.60。
根据本发明的又另一个方面，提供了一种油墨膜构造，其包括：(a)第一纤维印刷基材，该第一纤维印刷基材选自由未经涂布的纤维印刷基材和经商品涂布的纤维印刷基材组成的群组；以及(b)至少第一油墨点，该第一油墨点固定地粘着到第一印刷基材的表面，该油墨点含有至少一种分散在有机聚合树脂中的着色剂，该点具有小于2,000nm的平均厚度和5到300微米的直径；油墨点具有一般呈凸面的形状，其中凸度偏差(DC点)是用以下来定义：
DC点＝1-AA/CSA，
AA是该点的计算投影面积，该面积被设置为一般平行于第一纤维印刷基材；并且CSA是最低限度地界定投影面积的轮廓的凸面形状的表面积；凸度偏差(DC点)对于未经涂布的基材是至多0.05；凸度偏差(DC点)对于经商品涂布的基材是至多0.025。
根据本发明的又另一个方面，提供了一种油墨膜构造，其包括：(a)第一纤维印刷基材，该第一纤维印刷基材选自由未经涂布的纤维印刷基材和经商品涂布的纤维印刷基材组成的群组；以及(b)至少第一油墨点，该第一油墨点固定地粘着到第一印刷基材的表面，该油墨点含有至少一种分散在有机聚合树脂中的着色剂，该点具有小于2,000nm的平均厚度；油墨点具有一般呈凸面的形状，其中凸度偏差(DC点)是用以下来定义：
DC点＝1-AA/CSA，
AA是该点的计算投影面积，该面积被设置为一般平行于第一纤维印刷基材；并且CSA是最低限度地界定投影面积的轮廓的凸面形状的表面积；凸度偏差(DC点)是至多0.04；油墨膜构造是用以下来进一步定义：
DC点<K·RDC，
K是系数；RDC是参考油墨膜构造中的参考油墨点的参考凸度偏差，该参考油墨膜构造包括被设置在纤维参考基材上的参考油墨膜，该纤维参考基材与第一纤维印刷基材基本上相同，参考偏差是用以下来定义：
RDC＝1-AAref/CSAref，
AAref是参考点的计算投影面积，该面积被设置为一般平行于参考基材；并且CSAref是最低限度地界定参考点的投影面积的轮廓的凸面形状的表面积，系数(K)是至多0.25。
根据本发明的又另一个方面，提供了一种油墨膜构造，其包括：(a)第一印刷基材，该第一印刷基材选自由未经涂布的纤维印刷基材、经商品涂布的纤维印刷基材、和塑料印刷基材组成的群组；以及(b)油墨点集合，该油墨点集合包含于投影在第一印刷基材上的正方形几何投影内，该油墨点集合含有至少10个不同的油墨点，这些油墨点固定地粘着到第一印刷基材的表面，在正方形几何投影内的所有油墨点都以该集合的个别成员计数，这些油墨点中的每一者含有至少一种分散在有机聚合树脂中的着色剂，这些点中的每一者具有小于2,000nm的平均厚度和5到300微米的直径；这些油墨点中的每个油墨点所具有的与光滑圆形的偏差(DR点)是用以下来表示：
DR点＝[P2/(4π·A)]-1，
P是该油墨点的测量或计算周长；A是由该周长包含的最大测量或计算面积；其中油墨点集合的平均偏差(DR点平均值)是至多0.60。
根据本发明的又另一个方面，提供了一种油墨膜构造，其包括：(a)第一纤维印刷基材，该第一纤维印刷基材选自由未经涂布的纤维印刷基材和经商品涂布的纤维印刷基材组成的群组；以及(b)至少第一油墨点，该第一油墨点固定地粘着到第一印刷基材的表面，该油墨点含有至少一种分散在有机聚合树脂中的着色剂，该点具有小于2,000nm的平均厚度；油墨点所具有的与光滑圆形的偏差(DR点)是用以下来表示：
DR点＝[P2/(4π·A)]-1，
P是该油墨点的测量或计算周长；A是由该周长包含的最大测量或计算面积；偏差(DR点)对于未经涂布的纤维印刷基材是至多1.5、至多1.25、至多1.1、至多1.0、至多0.9、至多0.8、至多0.7、至多0.6、至多0.5、至多0.4、至多0.3或至多0.25；偏差(DR点)对于经商品涂布的纤维印刷基材是至多0.5、至多0.4、至多0.3、至多0.25、至多0.2、至多0.15、至多0.10、至多0.08、至多0.06或至多0.05。
根据本发明的又另一个方面，提供了一种油墨膜构造，其包括：(a)第一纤维印刷基材，该第一纤维印刷基材选自由未经涂布的纤维印刷基材和经商品涂布的纤维印刷基材组成的群组；以及(b)至少第一油墨点，该第一油墨点固定地粘着到第一印刷基材的表面，该油墨点含有至少一种分散在有机聚合树脂中的着色剂，该点具有小于2,000nm的平均厚度，该平均厚度是至少50nm、至少100nm、至少150nm、至少175nm、至少200nm、至少225nm或至少250nm；油墨点所具有的与光滑圆形的偏差(DR点)是用以下来表示：
DR点＝[P2/(4π·A)]-1，
P是该油墨点的测量或计算周长；A是由该周长包含的最大测量或计算面积；偏差(DR点)是至多0.5、至多0.4、至多0.35、至多0.3或至多0.25；油墨点构造是用以下来进一步定义：
DR点<K1·RDR，
K1是系数；RDR是参考油墨膜构造中的参考油墨点的参考圆度偏差，该参考油墨膜构造包括被设置在纤维参考基材上的参考油墨膜，该纤维参考基材与第一纤维印刷基材基本上相同，参考偏差是用以下来定义：
RDR＝[Pref 2/(4π·Aref)]-1，
Pref是参考油墨点的测量或计算周长；Aref是由Pref包含的最大测量或计算面积；系数(K1)是至多0.25。
根据本发明的又另一个方面，提供了一种油墨膜构造，其包括：(a)印刷基材；以及(b)多个连续油墨膜，这些油墨膜固定地粘着到该印刷基材的表面，多个膜含有多种分散在至少一种有机聚合树脂中的着色剂，这些油墨膜覆盖该表面的区域，多个膜具有至多2,200nm、至多2,100nm、至多2,000nm、至多1,900nm、至多1,800nm、至多1,700nm、至多1600nm、至多1500nm或至多1400nm的平均厚度；其中，在该区域内，油墨膜构造展现至少425kilo(ΔE)3、至少440kilo(ΔE)3、至少460kilo(ΔE)3、至少480kilo(ΔE)3或至少500kilo(ΔE)3的色域体积。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，第一动态粘度是至多25·107cP、至多20·107cP、至多15·107cP、至多12·107cP、至多10·107cP、至多9·107cP、至多8·107cP或至多7·107cP。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，第一动态粘度在以下范围内：106cP到2.5·108cP、106cP到2.0·108cP、106cP到108cP、3·106cP到108cP、5·106cP到3·108cP、5·106cP到3·108cP、8·106cP到3·108cP、8·106cP到108cP、107cP到3·108cP、107cP到2·108cP、107cP到108cP、2·107cP到3·108cP、2·107cP到2·108cP，或2·107cP到108cP。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，第一动态粘度是至少2·106cP、至少4·106cP、至少7·106cP、至少107cP、至少2.5·107cP或至少4·107cP。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，第二动态粘度是至少9·107cP、至少108cP、至少1.2·108cP、至少1.5·108cP、至少2.0·108cP、至少2.5·108cP、至少3.0·108cP、至少3.5·108cP、至少4.0·108cP、至少5.0·108cP、至少7.5·108cP、至少109cP、至少2·109cP、至少4·109cP或至少6·109cP。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，90℃下的第二动态粘度与60℃下的第一动态粘度的比率是至少1.2、至少1.3、至少1.5、至少1.7、至少2、至少2.5、至少3、至少4、至少4.5、至少5、至少6、至少7或至少8。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，该粘度比是至多30、至多25、至多20、至多15、至多12或至多10。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，油墨膜具有至多50℃、至多44℃、至多42℃、至多39℃、至多37℃、至多35℃、至多32℃、至多30℃或至多28℃的玻璃转变温度(Tg)。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，多个油墨膜含有至少一种水溶性或水分散性物质。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，至少一种水溶性物质包括水性分散剂。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，油墨膜含有至少30％、至少40％、至少50％、至少60％或至少70％(按重量计)的水溶性物质或水分散性物质。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，油墨膜含有至多5％、至多3％、至多2％、至多1％或至多0.5％(按重量计)的无机填料粒子(如二氧化硅或二氧化钛)。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，油墨膜被层压到印刷基材的表面上。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，油墨膜含有至少1.2％、至少1.5％、至少2％、至少3％、至少4％、至少6％、至少8％或至少10％(按重量计)的着色剂。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，油墨膜含有至少5％、至少7％、至少10％、至少15％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％或至少70％(按重量计)的树脂。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，着色剂包括至少一种颜料。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，多个油墨膜内树脂与着色剂的重量比是至少1:1、至少1.25:1、至少1.5:1、至少1.75:1、至少2:1、至少2.5:1、至少3:1、至少3.5:1、至少4:1、至少5:1、至少7:1或至少10:1。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，在20℃到60℃的温度范围内的温度下以及在8.5到10的pH范围内的pH下树脂于水中的溶解度是至少3％、至少5％、至少8％、至少12％、至少18％或至少25％，这是按溶解树脂的重量比溶液的重量计。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，固定地粘着到表面的油墨膜在油墨膜中的每一者与表面之间主要或基本上仅仅通过物理结合而粘着。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，油墨膜粘着到表面基本上没有离子特征。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，油墨膜粘着到表面基本上没有化学键结特征。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，油墨点具有至多47℃、至多40℃、至多35℃或至多30℃的玻璃转变温度(Tg)。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，油墨点含有少于2％、少于1％、少于0.5％或少于0.1％的一种或多种电荷导向剂，或基本上没有电荷导向剂。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，油墨点含有少于5％、少于3％、少于2％或少于0.5％的一种或多种烃或油，基本上没有这些烃或油。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，纤维印刷基材的纤维直接接触油墨点。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，经商品涂布的纤维印刷基材含有具有少于10％、少于5％、少于3％或少于1％(按重量计)的吸水性聚合物的涂层。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，第一纤维印刷基材是纸。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，纤维印刷基材是选自由以下纸类组成的群组的纸：证券纸、未经涂布的胶印纸、经涂布的胶印纸、复印纸、木质纸、经涂布的木质纸、不含机械木浆纸(freesheet paper)、经涂布的不含机械木浆纸，以及激光纸。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，单一的油墨点或油墨膜的平均厚度是至多1,600nm、至多1,200nm、至多900nm、至多800nm、至多700nm、至多650nm、至多600nm、至多500nm、至多450nm或至多400nm。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，单一的油墨点的平均厚度在100-800nm、100-600nm、100-500nm、100-450nm、100-400nm、100-350nm、100-300nm、200-450nm、200-400nm或200-350nm的范围内。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，单一的油墨点的平均厚度是至少50nm、至少100nm、至少150nm、至少200nm、至少250nm、至少300nm或至少350nm。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，油墨点被层压到印刷基材的表面上。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，油墨点内着色剂和树脂的总浓度是至少7％、至少10％、至少15％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％或至少85％。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，在膜的上表面处氮的表面浓度与在膜内氮的主体浓度的比率是至少1.2:1、至少1.3:1、至少1.5:1、至少1.75:1、至少2:1、至少3:1或至少5:1，比率是至少1.2:1、至少1.3:1、至少1.5:1、至少1.75:1、至少2:1、至少3:1或至少5:1。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，在上膜表面处氮与碳的原子表面浓度比(N/C)比在一定深度处氮与碳的原子主体浓度比(N/C)是至少1.1:1、至少1.2:1、至少1.3:1、至少1.5:1、至少1.75:1或至少2:1。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，油墨膜含有至少一种分散在有机聚合树脂中的着色剂。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，在上膜表面处仲胺、叔胺和/或铵基的表面浓度超过在膜表面下方至少30纳米的深度处其各自的主体浓度。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，上膜表面含有至少一种聚乙烯亚胺(PEI)。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，上膜表面含有在402.0±0.4eV、402.0±0.3eV或402.0±0.2eV处展现X射线光电子能谱(XPS)峰的仲胺。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，上膜表面在402.0±0.4eV、402.0±0.3eV或402.0±0.2eV处展现X射线光电子能谱(XPS)峰。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，上膜表面含有聚季铵盐阳离子瓜尔胶。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，聚季铵盐阳离子瓜尔胶包括瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵(guar hydroxypropyltrimonium chloride)和羟丙基瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵中的至少一者。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，上膜表面含有具有至少一个季胺基的聚合物。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，铵基包括伯胺的盐。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，该盐包括盐酸盐或由盐酸盐组成。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，上膜表面含有选自由以下组成的群组的聚合物或化合物：聚(二烯丙基二甲基氯化铵)、聚(4-乙烯基吡啶)、聚烯丙胺、乙烯基吡咯烷酮-二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺共聚物、乙烯基己内酰胺-二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺甲基丙烯酸羟乙酯共聚物、乙烯基吡咯烷酮和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯与硫酸二乙酯的季铵化共聚物。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，油墨膜具有至多5,000纳米、至多4,000纳米、至多3,500纳米、至多3,000纳米、至多2,500纳米、至多2,000纳米、至多1,500纳米、至多1,200纳米、至多1,000纳米、至多800纳米或至多650纳米的平均厚度。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，油墨膜具有至少100纳米、至少150纳米或至少175纳米的平均厚度。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，平均凸度偏差是至多0.04、至多0.03、至多0.025、至多0.022、至多0.02、至多0.018、至多0.017、至多0.016、至多0.015或至多0.014。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，正方形几何投影具有在0.5mm到15mm的范围内的边长。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，正方形几何投影具有约10mm、5mm、2mm、1mm、0.8mm或0.6mm的边长。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，喷墨点的直径是至少7、至少10、至少12、至少15、至少18或至少20微米。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，平均凸度偏差是至多0.013、至多0.012、至多0.010、至多0.009或至多0.008。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，平均凸度偏差对于塑料基材是至多0.013、至多0.012、至多0.010、至多0.009或至多0.008。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，多个油墨点当经受标准胶带测试时在塑料印刷基材上展现至多10％或至多5％的粘着失效。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，多个油墨点当经受标准胶带测试时基本上没有粘着失效。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，油墨点集合具有至少20个、至少50个或至少200个不同的油墨点。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，DC点平均值是至少0.0005、至少0.001、至少0.0015、至少0.002、至少0.0025、至少0.003、至少0.004、至少0.005、至少0.006、至少0.008、至少0.010、至少0.012或至少0.013。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，平均厚度在100-1,200nm、200-1,200nm、200-1,000nm、100-800nm、100-600nm、100-500nm、100-450nm、100-400nm、100-350nm、100-300nm、200-450nm、200-400nm或200-350nm的范围内。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，平均厚度是至多1,800nm、至多1,500nm、至多1,200nm、至多1,000nm、至多800nm、至多500nm、至多450nm或至多400nm。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，平均厚度是至少100nm、至少150nm、至少175纳米、至少200nm、至少250nm、至少300nm或至少350nm。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，平均圆度偏差(DR点平均值)是至多0.60、至多0.60、至多0.50、至多0.45、至多0.40、至多0.35、至多0.30、至多0.25或至多0.20。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，DC点对于未经涂布的基材是至多0.04、至多0.03、至多0.025、至多0.022、至多0.02、至多0.018、至多0.017、至多0.016、至多0.015、至多0.014、至多0.013、至多0.012、至多0.011或至多0.010。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，DC点对于未经涂布的基材是至少0.0005、至少0.001、至少0.0015、至少0.002、至少0.0025、至少0.003、至少0.004、至少0.005、至少0.006或至少0.008。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，DC点对于经商品涂布的基材是至多0.022、至多0.02、至多0.018、至多0.016、至多0.014、至多0.012、至多0.010、至多0.008、至多0.006、至多0.005或至多0.004。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，DC点对于经商品涂布的基材是至少0.0005、至少0.001、至少0.0015、至少0.002、至少0.0025、至少0.003或至少0.0035。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，未经涂布的印刷基材是经涂布或未经涂布的胶印基材。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，纤维印刷基材是经商品涂布的印刷基材。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，由油墨膜构造展现的色域体积是至少520kilo(ΔE)3、至少540kilo(ΔE)3、至少560kilo(ΔE)3或至少580kilo(ΔE)3。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，多个连续油墨膜具有多个单一的油墨点，这些油墨点被设置在基材的区域上方，这些油墨点具有至多900纳米、至多800纳米、至多700纳米、至多650纳米、至多600纳米、至多550纳米或至多500纳米的平均厚度。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，多个连续油墨膜包括多个单一的油墨点，这些油墨点具有被设置在区域上方的第一厚度和被设置在区域下方的第二厚度，在基材内，第一厚度和第二厚度的总和是至多900纳米、至多800纳米、至多700纳米或至多600纳米。
根据所描述的优选实施方案中的更进一步的特征，第一厚度或总厚度是至多0.8微米、至多0.7微米、至多0.65微米、至多0.6微米、至多0.55微米、至多0.5微米、至多0.45微米或至多0.4微米。
附图简述
现在将参考附图通过举例来进一步描述本发明，在附图中：
图1A示出了根据现有技术的喷墨印刷技术，被设置在纸质基材上的多个喷墨油墨滴的放大图像的顶视图；
图1B示出了根据本发明的喷墨印刷技术，被设置在纸质基材上的多个喷墨油墨膜的放大图像的顶视图；
图2A-2C显示了使用各种印刷技术获得的在纸质基材上的油墨斑点或膜的三维的激光显微镜采集的放大图像，其中：图2A是胶印斑点的放大图像；图2B是液体电子照相斑点(LEP)的放大图像；并且图2C是本发明的喷墨油墨膜构造的放大图像；
图2D示出了具有凸集的数学特性的二维形状；
图2E示出了具有非凸集的数学特性的二维形状；
图2F是具有小流和小湾的油墨膜的示意性的顶面投影，该示意性的投影示出了油墨图像的光滑投影；
图3A、3B和3C示出了图2A-2C中所提供的胶印油墨斑点构造、LEP油墨斑点构造和本发明的喷墨油墨膜构造的表面粗糙度和表面高度的测量结果；
图3D和3E提供了本发明的油墨膜构造和现有技术的喷墨油墨点构造各自的示意性的剖视图，其中基材是纤维纸质基材；
图3F提供了在现有技术的第一个青色的喷墨油墨膜构造内，描绘油墨点内和纤维纸质基材内铜的原子浓度随深度而变的曲线图；
图3G提供了在现有技术的第二个青色的喷墨油墨膜构造内，描绘油墨点内和纤维纸质基材内铜的原子浓度随深度而变的曲线图；
图3H提供了在本发明的青色的油墨膜构造内，描绘油墨点内和纤维纸质基材内铜的原子浓度随深度而变的曲线图；
图4A和4C各自示出了中间转移构件的外层的表面的图像；图4B和4D是根据本发明，使用那些外层产生的油墨膜的表面的相应的图像；
图5A提供了在涂布纸上使用各种印刷技术获得的油墨斑点或膜的图像，以及其相应的图像处理器计算的轮廓和凸面投影；
图5B提供了在未涂布纸上使用各种印刷技术获得的油墨斑点或膜的图像，以及其相应的图像处理器计算的轮廓和凸面投影；
图5C提供了根据本发明的一些实施方案在19种纤维基材中的每一者上的油墨点以及通过现有技术的喷墨印刷技术产生的油墨点的圆度偏差的条形图；
图5D提供了根据本发明的一些实施方案在19种纤维基材中的每一者上的油墨点以及通过现有技术的喷墨印刷技术产生的油墨点的凸度偏差的条形图；
图5E-1提供了对于10种纤维基材中的每一者来说，根据本发明的一些实施方案产生的油墨点构造对比使用参考油墨配方和印刷方法产生的油墨点的圆度偏差的比较性条形图；
图5E-2提供了对于10种纤维基材中的每一者来说，图5E-1的油墨点构造的凸度偏差的比较性条形图；
图5F-1提供了使用可商购的水性直接喷墨印刷机产生的在经商品涂布的纤维基材上的油墨点的场域的放大视图；
图5F-2提供了具有根据本发明的油墨点构造的场域的放大视图，其中经商品涂布的基材与图5F-1的基材相同；
图5G-1提供了使用可商购的水性直接喷墨印刷机产生的在未经涂布的纤维基材上的油墨点的场域的放大视图；
图5G-2提供了具有根据本发明的油墨点构造的场域的放大视图，其中未经涂布的基材与图5G-1的基材相同；
图5H-1到5H-3提供了根据本发明的油墨点构造的放大视图，其中油墨点被印刷在各种塑料基材中的每一者上；
图5H-4提供了具有被设置在塑料基材上的油墨点的本发明的油墨膜构造的放大顶视图和仪器剖视图；
图5H-5到5H-7各自提供了具有根据本发明的油墨点构造的场域的放大视图，每个场域含有被印刷到各自的塑料基材上的油墨点；
图6A-1到6J-2提供了在未涂布纸(6A-1到6E-1)和涂布纸(6F-1到6J-1)上使用各种印刷技术获得的油墨斑点或膜的图像，以及关于其的光学均匀性分布(6A-2到6J-2)；
图7是对于本发明的若干油墨配方来说，动态粘度随温度而变的匀降温度扫描曲线；
图8是对于本发明的若干油墨配方对比若干可商购的喷墨油墨来说，动态粘度随温度而变的匀降温度扫描曲线；
图9是对于较低粘度来说，图8的曲线的放大视图；
图10描绘了从本发明的油墨配方所产生的经印刷的膜回收的油墨残渣的粘度随温度而变的曲线；
图11提供了在高温下关于以下的动态粘度测量结果的图：黑色的现有技术的喷墨配方的干油墨残渣；从那种现有技术的喷墨配方的经印刷的图像回收的干油墨残渣；本发明的黑色油墨配方的干油墨残渣；以及从那种本发明的油墨配方的经印刷的图像回收的干油墨残渣；
图12提供了对于特定的油墨配方的光学密度测量结果，以及所实现的光学密度随膜厚度而变的拟合曲线(最低曲线)；
图13提供了描绘为随颜料含量或计算的颜料厚度而变的图12的光学密度测量结果；
图14A提供了示出根据ISO标准15339的七种色域表现的图；以及
图14B描绘了根据本发明的一个实施方案的色域表现相对于根据ISO标准15339的6号色域表现。
发明详述
可以参考图式和附随的描述来更好地理解根据本发明的油墨膜构造。
在详细解释本发明的至少一个实施方案之前，应了解，本发明在其应用方面并不受限于以下描述中所阐述的或图式中所说明的构造的细节和组分的配置。本发明可以有其它的实施方案或能够按各种方式来实施或执行。而且，应了解，本文中所采用的措辞和术语是为了描述的目的并且不应被视为限制。
印刷工艺和系统的描述
本发明涉及油墨膜构造，这些油墨膜构造可以特别地通过以下印刷工艺或使用实施这种工艺的任何印刷系统来获得。适合于制备根据本发明的油墨膜的印刷工艺包括将油墨的小滴引导到中间转移构件上以形成油墨图像，该油墨包括于水性载剂中的有机聚合树脂和着色剂(例如，颜料或染料)，并且转移构件具有疏水外表面，油墨图像中的每个油墨小滴在撞击中间转移构件时就展开以形成油墨膜(例如，保存碰撞时呈现的小滴的展平和水平延伸的主要部分或覆盖取决于小滴中的油墨质量的区域的薄膜)。通过从油墨图像中蒸发水性载剂以留下树脂和着色剂的残膜来干燥油墨，同时用中间转移构件转运油墨图像。然后，将残膜转移到基材(例如，通过将中间转移构件压在基材上以将残膜压印到上面)。油墨的化学组成和中间转移构件的表面的化学组成经过选择，以使得每个小滴的外皮中和中间转移构件的表面上的分子之间的吸引的分子间力抵抗了由每个小滴产生的油墨膜在水性载剂的表面张力作用下成珠的趋势，而不是通过弄湿中间转移构件的表面来使每个小滴展开。
陈述了这种印刷工艺以保留或凝结每个水性油墨小滴的薄饼形状，这种薄饼形状是通过油墨小滴在碰撞中间转移构件的表面(也被称为释放层)时展平而引起的，尽管该层有疏水性。为了实现该目的，这种新颖的工艺依赖于油墨中和转移构件的外表面中的分子之间的静电相互作用，这些分子在其各自的媒介中是带电荷的或相互可带电荷，从而在油墨与释放层之间相互作用时变成带相反电荷。关于适合于制备根据本发明的油墨构造的印刷工艺和相关系统的进一步的细节公开于共同未决的PCT申请号PCT/IB2013/051716(代理人参考LIP 5/001 PCT)；PCT/IB2013/051717(代理人参考LIP 5/003 PCT)；和PCT/IB2013/051718(代理人参考LIP 5/006 PCT)中。
为作说明，常规的疏水表面，例如经硅酮涂布的表面，将容易产生电子并且被视为带负电荷的。水性载剂中的聚合树脂同样地一般是带负电荷的。因此，在没有采取额外步骤的情况下，净分子间力将使得中间转移构件排斥油墨并且小滴将趋于成珠为球形的珠滴。
在适合于制备根据本发明的油墨膜构造的新颖印刷工艺中，中间转移构件的表面的化学组成经过改性以提供正电荷。这可以例如通过在中间转移构件的表面中包括(例如，在释放层中嵌入)具有一个或多个布朗斯台德碱(base)官能团并且特别是含氮分子来实现。适合的带正电荷或可带正电荷的基团包括伯胺、仲胺和叔胺。这些基团可以共价结合到聚合主链，并且例如，中间转移构件的外表面可以包括氨基硅酮。关于适合于制备根据本发明的油墨膜构造的中间转移构件(在其释放层中包括布朗斯台德碱官能团)的进一步的细节公开于共同未决的PCT申请号PCT/IB2013/051751(代理人参考LIP 10/005PCT)中。
释放层的分子的这些可带正电荷的官能团可以与油墨的分子的布朗斯台德酸(acid)官能团相互作用。适合的带负电荷或可带负电荷的基团包括羧化酸，例如具有羧酸基(-COOH)、丙烯酸基(-CH2＝CH-COOH)、甲基丙烯酸基(-CH2＝C(CH3)-COOH)；以及磺酸酯，例如具有磺酸基(-SO3H)。这些基团可以共价结合到聚合主链并且优选地是水溶性的或水可分散性的。适合的油墨分子可以例如包含基于丙烯酸的树脂，例如具有羧酸官能团的丙烯酸聚合物和丙烯酸-苯乙烯共聚物。关于可以被用来实现根据本发明的油墨膜构造的油墨组合物的进一步的细节公开于共同未决的PCT申请号PCT/IB2013/051755(代理人参考LIP 11/001 PCT)中。
用于消除中间转移构件的带负电荷的疏水表面对油墨小滴的排斥的替代方案在于将调节溶液或预处理溶液施加到中间转移构件的表面以将其极性逆转为正的。某人可以把转移构件的这种处理看作是施加具有正电荷的极薄层，该极薄层本身被吸附到释放层的表面上，但在其相对面上呈现净正电荷，油墨中的带负电荷的分子可以与该层相互作用。可经受这种处理的中间转移构件在其释放层中可以例如包含经硅烷醇、硅烷基或硅烷改性或封端的聚二烷基-硅氧烷硅酮，并且关于适合的ITM的进一步的细节公开于共同未决的PCT申请号PCT/IB2013/051743(代理人参考LIP 10/002 PCT)中。
适合于制备这些调节溶液(如有需要)的化学剂具有相对高的电荷密度，并且可以是在多个官能团中含有胺氮原子的聚合物，这些官能团不需要是相同的并且可以组合起来(例如，伯胺、仲胺、叔胺或季铵盐)。虽然具有几百到几千的分子量的大分子可以是适合的调节剂，但相信具有10,000克/摩尔或更大的高分子量的聚合物是优选的。适合的调节剂包括瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵、羟丙基瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵、线性或分支的聚乙烯亚胺、经改性的聚乙烯亚胺、乙烯基吡咯烷酮二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺共聚物、乙烯基己内酰胺二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺甲基丙烯酸羟乙酯、季铵化乙烯基吡咯烷酮甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物、聚(二烯丙基二甲基氯化铵)、聚(4-乙烯基吡啶)和聚烯丙胺。关于适合于制备根据本发明的油墨膜构造的可选择的调节溶液的进一步的细节公开于共同未决的PCT申请号PCT/IB2013/000757(代理人参考LIP 12/001 PCT)中。
同一申请人的前述申请的公开内容(以全文引用的方式并入，如同在本文中完整地阐述一样)可以与本公开重叠，但应该明确的是，本发明并不受限于使用其中所例示的中间转移构件、可选择的调节溶液和油墨组合物的这类工艺。为了读者方便，这些申请的公开内容的相关部分被包括在本文中。
油墨的描述
本发明人已经发现，本发明的油墨膜构造如果例如通过上述印刷系统和工艺获得，那么可能需要具有特定化学和物理特性的油墨或喷墨油墨。这些物理特性可以包括一种或多种热流变特性。
根据本发明的一个实施方案，提供了一种示例性的喷墨油墨配方(实施例1)，其含有：
名义上，树脂溶液可以是或包括丙烯酸苯乙烯共聚物(或共(丙烯酸乙酯甲基丙烯酸)溶液。平均分子量可以小于20,000克/摩尔。
制备程序：
从上述组分制得含有颜料(10％)、蒸馏水(70％)和树脂(在目前的情况下是Joncryl HPD 296)(20％)的颜料浓缩物。将颜料、水和树脂混合，并且使用自制的研磨机研磨。或者，可以使用本领域的一般技术人员认为适合的许多可商购的研磨机中的任一者来进行研磨。通过粒度测量(Malvern,Nanosizer)来控制研磨的进展。当平均粒度(d50)达到约70纳米(nm)时，停止研磨。然后，将其余的组分添加到颜料浓缩物中以产生上述示例性的喷墨油墨配方。在混合之后，经0.5微米(μm)过滤器过滤油墨。
在25℃下溶液的粘度为约9cP。在25℃下的表面张力为约25mN/m。
各种其它研磨程序和研磨设备将为本领域的一般技术人员显而易见。各种可商购的纳米颜料可以用于本发明的油墨配方中。这些颜料包括颜料制剂，如Hostajet MagentaE5B-PT和Hostajet Black O-PT，两者都获自Clariant；以及需要后分散工艺的颜料，如Cromophtal Jet Magenta DMQ和Irgalite Blue GLO，两者都获自BASF。
本领域的一般技术人员可以容易地认识到，各种已知的着色剂和着色剂配方可以用于本发明的油墨或喷墨油墨配方中。在一个实施方案中，这些颜料和颜料配方可以包括喷墨着色剂和喷墨着色剂配方，或基本上由喷墨着色剂和喷墨着色剂配方组成。
替代地或另外，着色剂可以是染料。适合用于本发明的油墨配方中的染料的实例包括：Duasyn Yellow 3GF-SF液体、Duasyn Acid Yellow XX-SF、Duasyn Red 3B-SF液体、Duasynjet Cyan FRL-SF液体(全部由Clariant制造)；Basovit Yellow 133、FastusolYellow 30L、Basacid Red 495、Basacid Red 510液体、Basacid Blue 762液体、BasacidBlack X34液体、Basacid Black X38液体、Basacid Black X40液体(全部由BASF制造)。
以下实施例说明了根据本发明的实施方案的一些油墨组合物。在共同未决的PCT申请号PCT/IB2013/051716(代理人参考LIP 5/001PCT)中所描述的方法中采用这些油墨组合物的印刷测试显示了良好地转移到各种纸质和塑料基材。
实施例2
制备喷墨油墨配方，其含有：
制备程序：
将含有颜料(14％)、水(79％)和Joncryl HPD 296(7％)的颜料浓缩物混合并研磨。基于粒度测量(Malvern,Nanosizer)来控制研磨的进展。当平均粒度(d50)达到70nm时，停止研磨。然后，将剩余的物质添加到颜料浓缩物中并混合。在混合之后，经0.5μm过滤器过滤油墨。
在25℃下，由此获得的油墨的粘度为约13cP，表面张力为约27mN/m，并且pH为9-10。
实施例3
制备喷墨油墨配方，其含有：
制备程序：
如实施例2中所描述，将颜料(10％)、水(69％)、Neocryl BT-26(20％)和单乙醇胺(1％)混合并研磨，直到平均粒度(d50)达到70nm。然后，将其余的物质添加到颜料浓缩物中并混合。在混合之后，经0.5μm过滤器过滤油墨。
在25℃下，由此获得的油墨的粘度为约8cP，表面张力为约24mN/m，并且pH为9-10。
实施例4
制备喷墨油墨配方，其含有：
制备程序：
如实施例2中所描述，将颜料(12.3％)、经30％KOH溶液(7.9％)完全中和的Joncryl 683(3.3％)和水(平衡)混合并研磨，直到平均粒度(d50)达到70nm。然后，将其余的物质添加到颜料浓缩物中并混合。在混合之后，经0.5μm过滤器过滤油墨。
在25℃下，由此获得的油墨的粘度为约7cP，表面张力为约24mN/m，并且pH为7-8。
实施例5
制备喷墨油墨配方，其含有：
制备程序：
如实施例2中所描述，将颜料(14.6％)、经30％KOH溶液(9.4％)完全中和的Joncryl 671(3.9％)和水(平衡)混合并研磨，直到平均粒度(d50)达到70nm。然后，将其余的物质添加到颜料浓缩物中并混合。在混合之后，经0.5μm过滤器过滤油墨。
在25℃下，由此获得的油墨的粘度为约10cP，表面张力为约26mN/m，并且pH为9-10。
关于前述实施例，各种其它研磨程序将为本领域的一般技术人员显而易见。
实施例6
制备喷墨油墨配方，其含有：
以上所提供的配方含有约9.6％油墨固体，其中，按重量计，25％(2.4％的总配方)是颜料，并且约75％(40％*18％＝7.2％的总配方)是树脂。
实施例7
制备喷墨油墨配方，其含有：
实施例8
制备喷墨油墨配方，其含有：
制备程序：
将含有颜料(14％)、水(72％)和Disperbyk 198(14％)的颜料浓缩物混合并研磨。基于粒度测量(Malvern,Nanosizer)来控制研磨的进展。当平均粒度(d50)达到70nm时，停止研磨。然后，将剩余的物质添加到颜料浓缩物中并混合。在混合之后，经0.5μm过滤器过滤油墨。
在25℃下，由此获得的油墨的粘度为约5.5cP，表面张力为约25mN/m，并且pH为6.5。
实施例9
制备喷墨油墨配方，其含有：
制备程序：
如实施例2中所描述，将颜料(14.6％)、经30％KOH溶液(9.4％)完全中和的Joncryl 671(3.9％)和水(平衡)混合并研磨，直到平均粒度(d50)达到70nm。然后，将其余的物质添加到颜料浓缩物中并混合。在混合之后，经0.5μm过滤器过滤油墨。
在25℃下，由此获得的油墨的粘度为约9cP，表面张力为约26mN/m，并且pH为9-10。
油墨膜构造
现在参考图式，图1A是根据现有技术的技术，被设置在纤维(纸质)基材的顶部表面附近的多个喷墨油墨滴的放大图像。在这种现有技术的油墨和基材构造中，喷墨油墨滴已经穿透纸表面。这类构造可以典型的是各种类型的纸，包括未涂布纸，其中该纸可以吸取纸纤维的基质内的油墨载体溶剂和颜料。
图1B是根据本发明的一个实施方案，多个示例性的油墨膜构造(如喷墨油墨膜构造)的放大图像。与图1A中所提供的现有技术的油墨和基材构造成对比，本发明的喷墨油墨膜构造可以用明确界定的个别的油墨膜来表征，这些油墨膜一般被设置在纤维基材上方，并且粘着到纤维基材。图1B中所示的单滴喷墨膜展现优良的光学密度。这些特征当与现有技术的油墨和基材构造的特征相比较时是特别显著的，这种构造展现具有低光学密度的不良成形的喷墨油墨滴或斑点。
激光显微镜被用来产生被设置在纸片的顶部表面下方的现有技术的油墨斑点的比较性的高度放大图像。图2A、2B和2C是平版胶印油墨斑点(图2A)、HP-Indigo油墨斑点的液体电子照相(LEP)(图2B)和根据本发明的一个实施方案产生的喷墨单滴油墨膜(图2C)各自的三维放大图像。
喷墨单滴油墨膜(或个别的油墨点)是使用本文所描述的本发明的系统和设备，使用本文所提供的本发明的油墨配方来产生。
以上所提及的现有技术的油墨斑点是可商购的。胶印样品是由Ryobi 755压印机，使用Roller Tiger(Toka Shikiso Chemical Industry)的BestACK套色版油墨来产生。LEP样品是由HP Indigo 7500数字压印机，使用HP Indigo油墨来产生。关于基材，未经涂布的基材是Mondy 170gsm纸；经涂布的基材是APP 170gsm纸。
使用Olympus LEXT 3D测量激光显微镜(型号OLS4000)进行激光显微成像。用显微镜系统以半自动方式计算在每个基材上方的膜(点、滴或斑点)高度以及所分析的每个膜或斑点的表面粗糙度。
胶印油墨斑点的周界和LEP油墨斑点的周界具有多个突起或小流以及多个小湾或凹陷。这些油墨形态可以是不规则的和/或不连续的。相比之下，根据本发明产生的喷墨油墨点(图2C)具有明显圆化的凸面形状。油墨膜的周界是相对光滑、规则、连续和明确界定的。
更具体地说，本发明的油墨膜相对于基材表面的投影(即，从顶视图的投影)趋于成为圆化的凸面投影，这些凸面投影形成凸集，即，对于投影内的每一对点，连接这些点的直线段上的每个点也在投影内。这类凸集示于图2D中。成鲜明对比，各种现有技术的投影中的小流和小湾将那些投影界定为非凸集，即，对于特定投影内的至少一个直线段，那个直线段的一部分被设置在投影外部，如图2E中所说明。
必须强调的是，油墨图像可以含有极大的多个个别或单一的油墨膜。举例来说，在600dpi下5mm×5mm的油墨图像可以含有超过10,000个这样单一的油墨膜。因此，可能适当地在统计学上定义本发明的油墨膜构造：至少10％、至少20％或至少30％并且更典型地至少50％、至少70％或至少90％的单一的油墨点或其投影可以是凸集。这些油墨点优选地是随机选择的。
必须进一步强调的是，油墨图像可能不具有易碎边界，特别是在高放大率下观察那些边界的时候。因此，可能适当地放宽凸集的定义，借此具有高达3,000nm、高达1,500nm、高达1,000nm、高达700nm、高达500nm、高达300nm或高达200nm的径向长度Lr(如图2F中所示)的非凸面(小流或小湾)被忽略、排除或“光滑化”，借此油墨膜或油墨膜投影被视为凸集。径向长度Lr是通过从油墨膜图像的中心点C，经特定的小流或小湾绘制径向线L来测量。径向长度Lr是小流或小湾的实际边缘与油墨图像的光滑投影Ps之间的距离，该光滑投影Ps没有那个小流或小湾并且匹配油墨膜图像的轮廓。
相对来说，可能适当地放宽凸集的定义，借此具有高达膜/滴/斑点直径或平均直径的15％、高达10％并且更典型地高达5％、高达3％、高达2％或高达1％的径向长度的非凸面(小流或小湾)被忽略、排除或“光滑化”(如上)，借此油墨膜或油墨膜投影被视为凸集。
图3A、3B和3C示出了图2A-2C中所提供的胶印油墨斑点、LEP油墨斑点和喷墨油墨膜的表面粗糙度和表面高度的测量结果。三个样品的仪器测量的高度(H)或厚度对于胶印油墨滴是762nm并且对于LEP油墨滴是1104nm。成鲜明对比，本发明的喷墨油墨膜的仪器测量的高度(H膜)是355nm。
使用额外的油墨膜试件重复上述比较性研究若干次，似乎确认了现有技术的油墨膜的这些结果。LEP试件典型地具有在900-1150nm的范围内的高度或厚度，而平版胶印试件典型地具有在750-1200nm的范围内的高度或厚度。
关于从喷射的油墨滴产生的油墨点或膜，我们已经发现，油墨点的最大平均基材上厚度可以从以下等式计算：
TAVG(MAX)＝V滴/[A膜*RVOL] (I)
其中：
TAVG(MAX)是最大平均基材上厚度；
V滴是喷射滴的体积，或喷射滴的标称或特征体积(例如，由喷墨头制造商或供应商提供的标称体积)；
A膜是油墨点的测量或计算面积；并且
RVOL是原始油墨的体积与从那种油墨产生的经干燥的油墨残渣的体积的无量纲比。
举例来说，被设置在塑料印刷基材上的油墨点具有1075平方微米的面积。喷射滴的标称尺寸是10.0±0.3皮升。RVOL通过实验测定：在130℃下加热含有20.0ml油墨的容器直到获得干残渣。残渣具有1.8ml的体积。带入到等式(I)中，TAVG(MAX)＝10皮升/[1075μm2·(20.0/1.8)]＝837纳米。
对于一般呈圆形的油墨点来说，油墨点的面积可以从油墨点直径计算。此外，我们已经发现，无量纲比RVOL对于广泛多种喷墨油墨一般为约10。
虽然对于穿透到基材中的油墨来说，实际平均厚度可能略小于TAVG(MAX)，但该计算可以可靠地充当平均厚度的上界。此外，在各种塑料基材的情况下以及在各种优质的经涂布的基材的情况下，最大平均基材上厚度可能基本上等于平均基材上厚度。在各种经商品涂布的基材的情况下，最大平均基材上厚度可能接近平均基材上厚度，常常是在100纳米、200纳米或300纳米以内。
关于从喷射的油墨滴产生的油墨点或膜，我们已经发现，油墨点的最大平均基材上厚度可以从以下等式计算：
TAVG(MAX)＝[V滴·ρ油墨·Fn残渣]/[A膜·ρ膜] (II)
其中：
ρ油墨是油墨的比重；
Fn残渣是经干燥的油墨残渣的重量除以原始油墨的重量；并且
ρ膜是油墨的比重。
典型地，ρ油墨与ρ膜的比率为约1，以使得等式(II)可以被简化为：
TAVG(MAX)＝[V滴·Fn残渣]/A膜 (III)
对于广泛多种水性喷墨油墨来说，Fn残渣约等于喷墨油墨中固体的重量分数。
使用上述Olympus LEXT 3D测量激光显微镜，测量各种油墨点构造在基材表面上方的高度。
原子力显微术(AFM)是另一种高精度的测量技术，其用于测量高度并且测定基材上的油墨点厚度。AFM测量可以使用可商购的设备，例如Park Scientific InstrumentsModel Autoprobe CP扫描探针显微术来进行，其配备有ProScan版本1.3软件(或较近的版本)。AFM的使用深入地描述于文献中，例如，Renmei Xu等人,"The Effect of Ink JetPapers Roughness on Print Gloss and Ink Film Thickness"[Department of PaperEngineering,Chemical Engineering,and Imaging Center for Ink and Printability,Western Michigan University(Kalamazoo,MI)]。
关于本发明的油墨膜构造，本发明人已经发现，基材上的干油墨膜的厚度可以通过修改喷墨油墨配方来调节。为了获得较低的点厚度，这种修改可能需要以下至少一者：
·降低树脂与颜料比；
·选择甚至在降低的树脂与颜料比下仍能够进行充分的膜转移的树脂；
·利用较精细的颜料粒子；
·降低颜料的绝对量。
为了获得较厚的点，可以作出相反修改中的至少一者(例如，增加树脂与颜料比)。
这些配方变化可能使工艺操作条件的各种修改成为必需或使其有利。本发明人已经发现，较低的树脂与颜料比可能需要相对高的转移温度。
对于给定的喷墨油墨配方来说，升高的转移温度可以降低油墨膜厚度。在压印台上将残膜转移到基材期间朝着压印滚筒的方向的压力辊或滚筒的压力增加也可以降低油墨膜厚度。而且，油墨膜厚度可以通过增加基材与中间转移构件之间的接触时间来降低，该中间转移构件在本文中可以互换地被称为“图像转移构件”并且两者都缩写为ITM。
尽管如此，根据本发明产生的油墨膜的实际最小特征(即，中值)厚度或平均厚度可以为约100nm。更典型地，这些油墨膜可以具有至少125nm、至少150nm、至少175nm、至少200nm、至少250nm、至少300nm、至少350nm、至少400nm、至少450nm或至少500nm的厚度。
使用上文所提供的膜厚度准则，本发明人能够获得本发明的膜构造，其具有至少600nm、至少700nm、至少800nm、至少1,000nm、至少1,200nm或至少1,500nm的特征厚度或平均厚度。单滴膜(或个别的油墨点)的特征厚度或平均厚度可以是至多约2,000nm、至多1,800nm、至多1,500nm、至多1,200nm、至多1,000nm或至多900nm。更典型地，单滴膜的特征厚度或平均厚度可以是至多800nm、至多700nm、至多650nm、至多600nm、至多500nm、至多450nm、至多400nm或至多350nm。
使用上文所叙述的膜厚度准则，本发明人能够获得本发明的膜构造，其中油墨膜的特征厚度或平均厚度可以在100nm、125nm或150nm到1,800nm、1,500nm、1,200nm、1,000nm、800nm、700nm、600nm、550nm、500nm、450nm、400nm或350nm的范围内。更典型地，油墨膜的特征厚度或平均厚度可以在175nm、200nm、225nm或250nm到800nm、700nm、650nm、600nm、550nm、500nm、450nm或400nm的范围内。适合的光学密度和光学均匀性可以使用本发明的系统、工艺和油墨配方来获得。
纵横比
本发明人已经发现，本发明的油墨膜构造中个别的油墨点的直径可以尤其通过选择适合于将油墨施加(例如，喷射)到ITM上的油墨传递系统并且通过将油墨配方特性(例如，表面张力)调节到特定油墨头的要求来调节。
这种油墨膜直径D点或基材表面上的平均点直径D点平均值可以是至少10微米、至少15μm或至少20μm并且更典型地至少30μm、至少40μm、至少50μm、至少60μm或至少75μm。D点或D点平均值可以是至多300微米、至多250μm或至多200μm并且更典型地至多175μm、至多150μm、至多120μm或至多100μm。
一般来说，D点或D点平均值可以在10-300微米、10-250μm、15-250μm、15-200μm、15-150μm、15-120μm或15-100μm的范围内。更典型地，使用当前所用的油墨配方和特定的油墨头，D点或D点平均值可以在20-120μm、25-120μm、30-120μm、30-100μm、40-120μm、40-100μm或40-80μm的范围内。
每个单滴油墨膜或个别的油墨点是用由以下定义的无量纲纵横比来表征：
R纵横＝D点/H点
其中R纵横是纵横比；D点是点的直径、特征直径、平均直径或最长直径；并且H点是点的厚度、特征厚度或平均厚度，或点的顶部表面相对于基材的高度。
纵横比可以是至少15、至少20、至少25或至少30并且更典型地至少40、至少50、至少60、至少75。在许多情况下，纵横比可以是至少95、至少110或至少120。纵横比典型地低于200或低于175。
穿透
在本发明的油墨膜构造中，油墨点可以基本上被层压到印刷基材的顶部表面上。如本文所描述，点的形态可以在转移操作之前确定或在很大程度上确定，并且该点是作为整体单元被转移到基材。该整体单元可能基本上没有溶剂，以使得可能没有任何种类的物质从橡皮布转移构件穿透到基材纤维中或基材纤维之间。可能主要含有有机聚合树脂和着色剂的连续点粘着到纤维印刷基材的顶部表面，或在纤维印刷基材的顶部表面上形成层压的层。
这些连续点典型地通过各种喷墨技术来产生，如按需喷滴(drop-on-demand)和连续喷射技术。
结合本发明使用的有机聚合树脂典型地是水溶性的或水可分散性的。
图3D和3E分别提供了本发明的油墨膜构造300和现有技术的喷墨油墨斑点或膜构造370的示意性的剖视图。现在参考图3E，喷墨油墨膜构造370包括单滴油墨斑点305，该斑点粘着到或层压到纤维印刷基材350的特定的连续区域中的多个基材纤维320。举例来说，纤维印刷基材350可以是未涂布纸，如证券纸、复印纸或胶印纸。纤维印刷基材350也可以是各种经商品涂布的纤维印刷基材之一，如经涂布的胶印纸。
油墨斑点305的一部分被设置在基材350的顶部表面下方的纤维320之间。油墨的各种组分，包括着色剂的一部分，可以连同油墨载体溶剂一起穿透顶部表面，以至少部分填充被设置在纤维320之间的体积380。如图示，着色剂的一部分可以在纤维320的下面扩散或迁移到被设置在纤维320下方的体积390。在许多情况下(未图示)，着色剂中的一些可以渗透到纤维中。
成鲜明对比，本发明的油墨膜构造300(在图3D中)包括整体的连续油墨点，如个别的油墨点310，该油墨点被设置在纤维印刷基材350的特定的连续区域中的多个基材纤维320的顶部表面上，并且固定地粘着(或层压)到该顶部表面。粘着或层压可以主要或基本上是物理结合。粘着或层压可以具有很少的或基本上没有化学键结特征，或更具体地说，没有离子键结特征。
油墨点310含有至少一种分散在有机聚合树脂中的着色剂。在纤维基材350的特定的连续区域内，存在至少一个垂直于印刷基材350的顶部表面的方向(如箭头360所示--几个方向)。关于与整个点区域上的该顶部表面正交的所有方向，油墨点310被设置为完全处于该区域上方。在纤维320之间的体积380和在纤维320下面的体积390没有或基本上没有着色剂、树脂以及油墨的任何和所有组分。
单滴油墨膜或个别的油墨点310的厚度(H点)可以是至多1,800nm、至多1,500nm、至多1,200nm、至多1,000nm或至多800nm并且更典型地至多650nm、至多600nm、至多550nm、至多500nm、至多450nm或至多400nm。单滴油墨点310的厚度(H点)可以是至少50nm、至少100nm或至少125nm并且更典型地至少150nm、至少175nm、至少200nm或至少250nm。油墨穿透到印刷基材中的程度可以使用各种分析技术来定量地测定，许多分析技术将为本领域的一般技术人员所知。各种商业的分析实验室可以进行穿透程度的这种定量测定。
这些分析技术包括使用各种染色技术，如四氧化锇染色(参看Patrick Echlin,"Handbook of Sample Preparation for Scanning Electron Microscopy and X-RayMicroanalysis"(Springer Science+Business Media,LLC 2009,第140-143页)。
染色技术的一种替代方案可以特别适合于含有如铜等金属的油墨。使用TOF-SIMSV光谱仪[Ion-ToF(Münster,Germany)]进行飞行时间二次离子质谱法(TOF-SIMS)。这种设备提供了关于有机和无机表面的最上层的元素和分子信息，而且提供了具有纳米级的深度分辨率的深度分布和成像、亚微米横向分辨率以及约1ppm的化学灵敏度。
TOF-SIMS的原始数据到浓度的转换可以通过将所获得的信号标准化为样品中通过X射线光电子能谱法(XPS)测量的碳(C+)浓度来进行。使用Thermo VG Scientific SigmaProbe(England)获得XPS数据。通过使用微聚焦(15到400μm)单色x射线源来获得具有化学键结信息的固体表面的小区域化学分析。在倾斜样品和不倾斜样品的情况下获得角分辨信息。这能够得到具有良好的深度分辨率的深度分布。
作为基线，随深度而变来测量纤维纸质基材内铜的原子浓度。发现铜的原子浓度在表面一直到几微米的深度处基本上为零。针对现有技术的两个青色的喷墨油墨膜构造并且针对本发明的青色的油墨膜构造来重复该程序。
图3F提供了在现有技术的第一个青色的喷墨油墨膜构造内，描绘油墨点内和纤维纸质基材内铜[Cu]的原子浓度随近似深度而变的曲线图。在含青色的油墨膜构造的顶部表面附近测量的初始[Cu]为约0.8原子％。在约100nm的深度以内，[Cu]稳定地下降到约0.1原子％。在约100nm-1,000nm的深度范围上，[Cu]从约0.1原子％下降到约0。因此，显而易见的是，喷墨油墨颜料已经穿透到纤维纸质基材中，可能达到至少700nm、至少800nm或至少900nm的穿透深度。
图3G提供了在现有技术的第二个青色的喷墨油墨膜构造内，描绘油墨点构造内铜的原子浓度随近似深度而变的曲线图。在顶部表面附近测量的油墨点构造内铜[Cu]的初始原子浓度为约0.02原子％。该浓度在约3,000nm的深度上一般得以维持。在约3,000nm到接近6,000nm的深度范围上，[Cu]很平缓地下降到约0.01原子％。将显而易见，该现有技术的构造在基材的表面上具有很少的油墨膜或没有油墨膜，并且颜料穿透到基材中是明显的(至少5-6微米)。
图3H提供了在本发明的青色的油墨膜构造内，描绘油墨点内和纤维纸质基材内铜的原子浓度随近似深度而变的曲线图。两个曲线图代表了在本发明的油墨点构造上的两个不同位置处(“样品1”和“样品2”)获得的测量结果。在顶部表面附近测量的铜[Cu]的初始原子浓度对于样品1和样品2分别为约0.2原子％或0.4原子％。在约75nm到约100nm的深度上，对于各自的样品来说，[Cu]稳定地增加到约0.5原子％或0.7原子％。在约100nm到约175nm的深度处，对于两个样品来说，[Cu]开始急剧地下降，在200-250nm的深度处达到基本上为零的铜浓度。将显而易见，本发明的构造仅仅被设置在基材的表面上，并且颜料穿透到基材中在穿透深度方面和穿透量或分数方面是可忽略的或基本上可忽略的。
不希望受理论约束，本发明人相信，在75-100nm的深度上[Cu]的初始升高可能归因于由于基材的微轮廓而引起的油墨点的定向，并且归因于油墨点本身的表面粗糙度。类似地，在200-250nm的深度处[Cu]下降到基本上为零可能归因于基材的微轮廓：对于在基材的正面或顶部表面内并且一般平行于基材的正面或顶部表面的给定的横截面来说，可能存在一些油墨点(参看图3D中的虚线)。尽管如此，关于垂直于基材表面的方向，油墨点完全被设置在基材上方。
表面粗糙度
使用激光显微镜成像和其它技术，本发明人已经观测到，在本发明的油墨膜构造中的油墨点的顶部表面可以用低表面粗糙度来表征，特别是在那些构造的基材具有高的纸(或基材)光泽的时候。
不希望受理论限制，本发明人相信，本发明的油墨膜构造的相对平坦度或光滑度可能在很大程度上归因于在ITM的表面上的释放层的光滑度，并且归因于本发明的系统和工艺，其中显露的油墨膜表面基本上补充了那个表面层的光滑度，并且其中显现的油墨膜图像通过转移到印刷基材上而可能基本上保持或完全保持那种补充的形貌。
现在参考图4A，图4A是根据本发明使用的ITM或橡皮布的释放层的表面的图像。虽然表面可能名义上是平坦的，但可以观测到各种凹坑(凹陷)和隆起，典型地约1-5μm。许多这些标记具有尖锐的、不规则的特征。图4B中所提供的使用该橡皮布产生的油墨点表面的图像显示了在性质上极其类似于图4A中所示的图像的形貌特征。点表面散布有具有尖锐的、不规则的特征的许多个标记，这些标记非常类似于橡皮布表面中的不规则的标记(并且在与橡皮布表面中的不规则的标记相同的尺寸范围内)。
安置了较光滑的橡皮布；图4C提供了该橡皮布的释放层的图像。明显不存在图4A的不规则的凹坑。分散在高度光滑的表面上的是高度呈圆形的表面瑕疵，这些表面瑕疵可能是由气泡形成，典型地具有约1-2μm的直径。图4D中所提供的使用该橡皮布产生的油墨点表面的图像显示了在性质上极其类似于图4C中所示的图像的形貌特征。该图像实际上没有独特的凹坑，但具有许多高度呈圆形的表面瑕疵，这些表面瑕疵在尺寸和形态方面极其类似于橡皮布表面所示的表面瑕疵。
点周界表征
现有技术的各种油墨点或膜的周界可能特有地具有多个突起或小流以及多个小湾或凹陷。这些油墨形态可以是不规则的和/或不连续的。成鲜明对比，根据本发明产生的喷墨油墨点特有地具有明显圆化的、凸面、圆形形状。本发明的油墨点的周界可以是相对光滑、规则、连续和明确界定的。油墨点的圆度、凸度和边缘参差度是用于评估或表征其形状或光学表现的结构参数。
通过比较图1A的现有技术的油墨形态与图1B的本发明的油墨点的放大图像，或通过比较图2A和2B的现有技术的油墨形态与图2C的本发明的油墨点的放大图像，可以容易地观测到，本发明的油墨点的外观明显不同于这些现有技术的油墨形态。人眼容易观测到的可以使用图像处理技术来定量。油墨形态的各种表征于下文中在描述图像采集方法之后加以描述。
采集方法
(1)对于在研究中有待比较的已知的印刷技术中的每一者来说，使用被印刷在涂布纸上和未涂布纸上的单一的点、斑点或膜图像。在初始测试中，所用的涂布纸是Condat135gsm或类似；所用的未涂布纸是Multi Fine Uncoated,130gsm或类似。随后，使用广泛多种基材，包括众多经涂布和未经涂布的纤维基材以及各种塑料印刷基材。
(2)关于申请人的本发明的印刷技术，将单滴点图像印刷在涂布纸上和未涂布纸上。小心地选择具有与(1)中所用的已知的油墨点构造的基材类似的特征的基材。
(3)使用OLS4000(Olympus)显微镜进行点图像的采集。本领域普通技术人员知晓如何调节显微镜以达到必需的焦距、亮度和对比度，以使得图像细节将高度可见。这些图像细节包括点轮廓、在点区域内的颜色变化以及基材表面的纤维结构。
(4)用具有129微米×129微米的分辨率的X100光学变焦镜头来获取图像。这种高分辨率可能对于获得点和基材表面的纤维结构的细微细节是必不可少的。
(5)以具有1024×1024个像素的分辨率的未压缩格式(Tiff)保存图像。压缩格式可能丢失图像数据。
(6)一般来说，针对每种印刷技术来评估单一的点或斑点。从统计学观点来看，然而，可能有利的是，获得所分析的每种类型的硬拷贝印刷的15个点图像(至少)，并且人工地选择10个(至少)最有代表性的点图像用于图像处理。所选择的点图像在点形状、轮廓以及在点区域内的颜色变化方面应该是有代表性的。下文描述了另一种用于印刷点采样的方法，被称为“视场”。
点轮廓计算
将点图像加载到图像处理软件(ImageXpert)。每个图像被加载于红色、绿色和蓝色通道中的每一者中。基于最高可见度准则来选择处理通道。举例来说，对于青色的点，红色通道典型地得到最佳的点特征可见度，并且因此被选择用于图像处理步骤；绿色通道典型地最适合于洋红色的点。基于单阈值来检测(自动计算)点边缘轮廓。在21.5"显示器上使用“全屏视图”模式，针对每个图像人工地选择该阈值，以使得计算的边缘轮廓将最佳匹配真实并可见的点边缘。因为单一的图像通道被处理，所以阈值是灰度值(从0到255，灰度值是无颜色值)。
从图像处理软件(例如，ImageXpert)获得计算的周长值，该周长值是在点或斑点的边缘处相邻的连接像素的所有距离的总和。举例来说，如果相邻像素的XY坐标是(x1,y1)和(x2,y2)，那么距离是√[(x2-x1)2+(y2-y1)2]，而周长等于∑{√[(xi+1-xi)2+(yi+1-yi)2]}。
在本发明的各种实施方案中，需要测量油墨点的周界长度。现在将描述用于测量周界长度的替代方法。作为第一步，将包含油墨点的图像用作输出周界长度的算法的输入。图像的像素大小MxN可以被储存在二元数组或有序对image_pixel_size中。image_pixel_size的值的一个实例是1280,760，在该实例中，M＝1280并且N＝760。这对应于水平轴中的图像的1280个像素和垂直轴中的760个像素。随后，获得图像放大倍率或比例，并且储存在变量image_magnification中。变量image_magnification的一个实例是500。当在第一个图像和第二个图像中的油墨点之间比较周界时，强制性地，两个图像的变量image_pixel_size和image_magnification是相等的。现在可能计算一个方形像素的相应长度，即，实际的长度单位(例如，微米)或像素的边长。该值被储存于变量pixel_pitch中。变量pixel_pitch的一个实例是0.05μm。现在通过本领域技术人员已知的方法将图像转换成灰度级。一种提议的方法是将输入图像(该图像典型地在sRGB彩色空间中)转换成L*a*b*彩色空间。一旦图像在Lab彩色空间中，变量a和b的值就变成零。现在可能将边缘检测算子应用到图像。优选的算子是坎尼(Canny)边缘检测算子。然而，可以应用本领域中已知的任何算子。这些算子并不限于一阶导数，如坎尼算子，而是也对二阶导数开放。此外，可以使用算子的组合以获得可以在算子之间进行比较的结果并且随后去除“不想要的”边缘。可能有利的是，在应用边缘检测算子之前应用光滑算子，如高斯模糊(Gaussian blur)。当应用边缘检测算子时所应用的阈值水平使得形成无端环的边缘在原先描述的包含最小周长油墨点的环与围绕最大周长油墨点的环之间的区域中首先获得。现在执行薄化算子以促使无端环边缘基本上是一个像素的宽度。不是无端环边缘的一部分的任何像素具有其变为零的L*值，而作为无端环边缘的一部分的任何像素具有其变为100的L*值。无端环边缘被定义为油墨点的周界。像素链路被定义为连接到像素的直线。沿着周界的每个像素合并了两个像素链路，第一个像素链路和第二个像素链路。这两个像素链路界定了在单一的像素内的像素链接路径。在计算周界长度的该方法中，每个像素是方形像素。因此，每个像素链路可以从像素的中心到八个可能的节点之一形成一条线。可能的节点是像素的角点或在像素的两个邻近角点之间的中点。在像素角点处的节点是node_1类型，在两个角点之间的中点处的节点是node_2类型。这样的话，在像素内存在六种可能的像素链接路径。这些像素链接路径可以被分成三组。A组、B组和C组。每个组具有其自身相应的系数，也就是，coefficient_A、coefficient_B和coefficient_C。coefficient_A的值是1，coefficient_B的值是sqrt(2)，并且coefficient_C的值是(1+sqrt(2))/2。A组含有像素链接路径与node_2类型的节点相符的像素。B组含有像素链接路径与node_1类型的节点相符的像素。C组含有像素链接路径与node_1类型和node_2类型的节点相符的像素。现在可能计算像素的周界长度。像素的周界长度是通过将所有像素的周长乘以其相应的系数求和来计算。该值被储存在变量perimeter_pixel_length中。现在可能计算油墨点周界的实际长度。这是通过用perimeter_pixel_length乘以pixel_pitch来完成。
圆度
无量纲圆度因子(ER)可以用以下来定义：
ER＝P2/(4π·A)
其中P是测量或计算周长，并且A是在油墨膜、点或斑点内的测量或计算面积。对于完全光滑和圆形的油墨点来说，ER等于1。
与圆形、光滑形状的偏差可以用表达式(ER-1)来表示。对于完全圆形的理想油墨点来说，该表达式等于零。
可以计算10个最有代表性的点图像中的每一者的圆度因子的R平方，这些点图像是针对每种类型的印刷技术来选择，并且平均成单一值。
对于纤维基材(例如纸)未经涂布的油墨膜构造来说，或对于纤维基材经涂料，如经涂布的胶印纸中的商品涂料(或如能够使载剂从传统的水基喷墨油墨到达纸纤维的涂料)的油墨膜构造来说，与圆的、光滑圆形形状的偏差[(ER-1)，此后称为“偏差”]对于本发明的油墨点是不理想的，并且将超过0。
针对以下印刷机提供了被设置在经涂布(图5A)和未经涂布(图5B)的基材上的示例性的油墨膜图像：HP DeskJet 9000(1)；数字压印机：HP Indigo 7500(2)；平版胶印：Ryobi 755(3)；和Xerox DC8000(4)，以及本发明的数字印刷技术(5)。这些油墨膜图像一般是根据上文所详述的图像采集方法来获得。紧接在每个原始图像之后提供了相应的经处理的黑白图像，其中突出了油墨点、膜或斑点的经图像处理器计算的轮廓，并且其中计算的轮廓明显类似于原始图像的轮廓。
对于所有测试的经涂布的纤维(纸质)基材来说，典型的、个别的本发明的油墨点所展现的与圆形、光滑形状的偏差(ER-1)是0.16到0.27。成鲜明对比，各种现有技术的技术的经涂布的印刷品的圆度偏差在1.65到7.13的范围内。
对于所有测试的未经涂布的纤维(纸质)基材来说，典型的、个别的本发明的油墨点展现0.28到0.89的偏差(ER-1)。在这些基材中的每一者上，一些本发明的油墨点展现至多0.7、至多0.6、至多0.5、至多0.4、至多0.35、至多0.3、至多0.25或至多0.20的偏差(ER-1)。
成鲜明对比，在各种现有技术的技术的未经涂布的印刷品中的油墨膜的圆度偏差在2.93到14.87的范围内。
对19种具有不同物理和化学特性的纤维基材进行额外的研究。基材包括经涂布和未经涂布的基材，以及不含磨木浆的基材和机械的基材。这些基材的特征在于厚度、密度、粗糙度(例如，本特生数(Bendtsen number))或光滑度(光泽)等方面的差异。这些基材在表1中鉴别和部分地表征。
在若干种基材的情况下，在图5C中所提供的条形图中将本发明的油墨点构造的圆度偏差与由商业的喷墨印刷机(使用制造商所提供的兼容的油墨盒)产生的油墨图像相比较。
必须强调的是，在该额外的研究中，在本发明的试验性的半自动数字印刷机上产生本发明的油墨膜构造，其中人工地进行油墨点从ITM到印刷基材的转移，并且因此，压印压力可能比先前所描述的本发明的全自动数字印刷机的商业原型略低并且更可变。
举例来说，6号基材Condat Gloss 135是上文用于图5A中所示的本发明的油墨点的相同基材。然而，典型的油墨点所达到的圆度偏差是0.362，这代表了比由本发明的数字印刷机的商业原型印刷的所有本发明的油墨点的偏差(0.16到0.27)大的偏差。然而，在试验性的半自动数字印刷机上产生的本发明的油墨点的一部分(尽管较少)获得与在数字印刷机的商业原型上所达到的最低典型偏差(0.16)一样低或低于该最低典型偏差的偏差。
表1
将经涂布和未经涂布的纤维(纸质)基材一起考虑，本发明的油墨点的圆度偏差大于零，并且可以是至少0.01、至少0.02或至少0.03。对于表1中所提供的19种测试的纤维基材中的每一者来说，本发明的油墨点中的至少一些展现至多0.30、至多0.25、至多0.20、至多0.15或至多0.12的圆度偏差(在未经涂布和经涂布的纤维基材上)。
本发明的油墨点当粘着到经涂布(或经商品涂布)的纤维基材时，可以典型地展现至多0.20、至多0.18、至多0.16、至多0.14、至多0.12或至多0.10的偏差。对于表1中所提供的经涂布的基材中的每一者来说，本发明的油墨点中的至少一些展现至多0.25、至多0.20、至多0.15、至多0.12、至多0.10、至多0.09、至多0.08、至多0.07或至多0.06的圆度偏差。
因为，如上文所提到的，油墨图像可以含有很多个个别的油墨点或单滴油墨膜，所以可能有意义的是在统计学上定义本发明的油墨膜构造，其中至少20％或至少30％并且在一些情况下至少50％、至少70％或至少90％的被设置在任何未经涂布或经涂布(或经商品涂布)的纤维基材上并且经过随机选择的本发明的油墨点(或本发明的单滴油墨点)可以展现至少0.01或至少0.02并且可以是至多0.8、至多0.65、至多0.5、至多0.35、至多0.3、至多0.25、至多0.2、至多0.15、至多0.12或至多0.10的圆度偏差。
与单一的油墨点或个别的单滴油墨点一样，至少20％或至少30％并且更典型地至少50％、至少70％或至少90％的被设置在任何经涂布(或经商品涂布)的纤维基材上并且经过随机选择的本发明的油墨点(或本发明的单滴油墨点)可以展现至少0.01或至少0.02并且可以是至多0.8、至多0.65、至多0.5、至多0.35或至多0.3并且更典型地至多0.25、至多0.2、至多0.15、至多0.12、至多0.10、至多0.08、至多0.07或至多0.06的圆度偏差。
下文提供了关于圆度偏差的额外的表征。
凸度
如上文所描述，现有技术的油墨点或膜可能特有地具有多个突起或小流以及多个小湾或凹陷。这些油墨形态可以是不规则的和/或不连续的。成鲜明对比，根据本发明产生的喷墨油墨膜特有地具有明显圆化的、凸面、圆形形状。点凸度或其凸度偏差是可以被用来评估或表征其形状或光学表现的结构参数。
图像采集方法可以与上文所描述的基本上相同。
凸度测量
将点图像加载到图像处理软件(ImageXpert)。每个图像被加载于红色、绿色和蓝色通道中的每一者中。基于最高可见度准则来选择处理通道。举例来说，对于青色的点，红色通道典型地得到最佳的点特征可见度，并且因此被选择用于图像处理步骤；绿色通道典型地最适合于洋红色的点。基于单阈值来检测(自动计算)点边缘轮廓。在21.5"显示器上使用“全屏视图”模式，针对每个图像人工地选择该阈值，以使得计算的边缘轮廓将最佳匹配真实并可见的点边缘。因为单一的图像通道被处理，所以阈值是灰度值(从0到255，灰度值是无颜色值)。
创建MATLAB脚本以计算约束点轮廓的最小凸面形状的面积与点的实际面积之间的比率。对于每个油墨点图像来说，将由ImageXpert创建的点边缘轮廓的(X,Y)点集加载到MATLAB。
为了降低测量对噪声的灵敏度，使点边缘通过Savitzky-Golay滤波器(图像处理低通滤波器)以使边缘轮廓稍光滑，但没有明显地改变其参差度特征。发现5个像素的窗框尺寸一般是适合的。
随后，产生最小面积的凸面形状以约束光滑的边缘轮廓。然后，如下计算凸面形状的面积(CSA)与实际(计算)的点或膜面积(AA)之间的凸度比：
CX＝AA/CSA
与该凸度比的偏差或“非凸度”是用1-CX或DC点来表示。
对于被设置在经涂布(图5A)和未经涂布(图5B)的基材上的上述示例性的油墨点图像来说，凸面形状的面积(CSA)被示于实际的点面积(AA)周围，并且凸度比是以百分比的形式提供。
在被设置在经涂布的基材上的图5A的油墨膜图像中，各种现有技术的技术的印刷图像的凸度在87.91％到94.97％(约0.879到0.950，分数形式)的范围内，对应于0.050到0.121的凸度偏差。成鲜明对比，本发明的油墨点展现99.48％(约0.995)的凸度，对应于约0.005的凸度偏差。该偏差是通过各种现有技术的技术展现的偏差的约1/10到1/25。从绝对意义上来说，该偏差比通过各种现有技术的技术展现的偏差小至少0.04。
本发明的点图像与各种现有技术的技术的点图像之间的差异在未经涂布的基材上可能更加显著。在被设置在未经涂布的基材上的图5B的油墨膜图像中，各种现有技术的技术的印刷图像的凸度在65.58％到90.19％(约0.656到0.902，分数形式)的范围内，对应于0.344到0.098的凸度偏差。成鲜明对比，本发明的油墨点展现98.45％(约0.985)的凸度，对应于约0.015的凸度偏差。该偏差是通过各种现有技术的技术展现的偏差的至少1/6到1/20。从绝对意义上来说，该偏差比通过各种现有技术的技术展现的偏差小至少0.08。
进行了上文所描述的另一项研究，其中在19种不同的纤维基材上产生本发明的油墨膜构造。在表1中，提供了典型的本发明点的非凸度。油墨膜构造的油墨点的非凸度以图形呈现于图5D中所提供的条形图中。
如同在圆度偏差的研究中一样，对于任何给定的经涂布或未经涂布的基材来说，本发明的印刷点相对于现有技术的图像展现优良的凸度。
对于全部19种测试的纤维基材来说，典型的本发明的油墨点展现0.004到0.021的非凸度。对于19种测试的纤维基材中的每一者来说，本发明的油墨点中的至少一些展现至多0.018、至多0.016、至多0.015、至多0.014或至多0.013的非凸度。
对于全部测试的经商品涂布的纤维基材来说，典型的本发明的油墨点展现0.004到0.015的非凸度。对于这些经涂布的纤维基材中的每一者来说，本发明的油墨点中的至少一些展现至多0.014、至多0.012、至多0.010、至多0.009、至多0.008或至多0.007的非凸度。
对于未经涂布的基材中的每一者来说，本发明的油墨点中的至少一些展现至多0.03、至多0.025、至多0.022、至多0.020、至多0.018、至多0.016、至多0.015、至多0.014或至多0.013的非凸度。
因为，如上文所提到的，油墨图像可以含有很多个个别的点或单滴油墨膜(至少20个、至少100个或至少1,000个)，所以可能有意义的是在统计学上定义本发明的油墨膜构造，其中至少10％、至少20％或至少30％并且在一些情况下至少50％、至少70％或至少90％的被设置在任何未经涂布或经涂布(或经商品涂布)的纤维基材上并且经过随机选择的本发明的油墨点(或本发明的单滴油墨点)可以展现至多0.04、至多0.035、至多0.03、至多0.025、至多0.020、至多0.017、至多0.014、至多0.012、至多0.010、至多0.009、至多0.008或至多0.007的非凸度。
至少10％、至少20％或至少30％并且在一些情况下至少50％、至少70％或至少90％的这些本发明的油墨点(或本发明的单滴油墨点)可以展现至少0.001、至少0.002或至少0.0025的非凸度。
与单一的油墨点或个别的单滴油墨点一样，至少10％、至少20％或至少30％并且更典型地至少50％、至少70％或至少90％的被设置在任何未经涂布或经涂布(或“经商品涂布”)的纤维基材上并且经过随机选择的本发明的油墨点(或本发明的单滴油墨点)可以展现在0.001-0.002到0.05、0.001-0.002到0.04、0.001-0.002到0.035、0.001-0.002到0.030、0.001-0.002到0.025、0.001-0.002到0.020、0.001-0.002到0.015、0.001-0.002到0.012或0.001到0.010的范围内的非凸度。
对于任何经涂布或“经商品涂布”的纤维印刷基材来说，这些相同的点可以展现在0.001-0.002到0.020、0.001-0.002到0.015、0.001-0.002到0.012、0.001-0.002到0.010、0.001到0.008、0.001到0.007、0.001到0.006、0.001到0.005或0.001到0.004的范围内的较低非凸度。
对于任何未经涂布的纤维印刷基材来说，这些相同的点可以展现在0.001-0.002到0.05、0.001-0.002到0.04、0.001-0.002到0.035、0.001-0.002到0.030、0.001-0.002到0.025、0.001-0.002到0.020、0.001-0.002到0.015、0.001-0.002到0.012或0.001到0.010的范围内的非凸度。
下文提供了关于油墨点凸度的额外的表征。
参考油墨
本发明的油墨点构造中的油墨点可以展现始终良好的形状特性(例如，凸度、圆度、边缘参差度等等)，在很大程度上与基材的特定的局部形貌特征无关，并且在某种程度上与印刷基材的类型(例如，经商品涂布或未经涂布的印刷基材)无关。然而，本发明的油墨点构造中的油墨点的形状特性并不完全独立于印刷基材的类型，如图5A的底部画面(经涂布的纤维基材)对比图5B的底部画面(未经涂布的纤维基材)所显现的。在各种已知的印刷技术中并且特别是在直接水性喷墨技术中的油墨点的质量可能随印刷基材的类型更大幅度地变化。
参考喷墨油墨连同其参考印刷方法一起可以被用来以基材为基础在结构上定义基材上的油墨点构造的各种光学特性，这是通过针对印刷基材标准化那些特性来完成的。
参考油墨含有15％Basacid Black X34液体(BASF)、60％丙二醇和25％蒸馏水。将染料添加到水和丙二醇的混合物中。搅拌5分钟后，使油墨通过0.2微米过滤器。参考油墨组合物是简单的，并且组分是通用的或至少可商购的。在Basacid Black X34液体(BASF)不可用的情况下，可以用类似的黑色喷墨着色剂代替。在任何情况下，参考油墨的供给可以获自Landa Corporation,POB 2418,Rehovot 7612301,Israel。
使用配备有10pL印刷头DMC-11610的FUJIFILM Dimatix Materials印刷机DMP-2800印刷参考油墨。印刷参数如下设定：
油墨温度：25℃
基材温度：25℃
点火电压：25V
弯液面设定点：2.0(英寸水柱)
从印刷头到基材的距离：1mm。
印刷设备是可商购的。如果不可用的话，那么可以使用功能等效(或基本上功能等效)的印刷机。或者，这种印刷设备可以经由Landa Corporation,POB 2418,Rehovot7612301,Israel提供而可用。
如上文所描述，制备参考喷墨油墨并且将其印刷到各种印刷基材上。对印刷点进行图像处理以用于圆度和凸度的表征。
图5E-1提供了根据本发明的一些实施方案产生的油墨点对比使用上述参考油墨配方和印刷方法产生的油墨点的圆度偏差的比较性条形图。使用10种具有不同物理和化学特性的纤维基材进行比较性研究；这些基材包括经涂布和未经涂布的基材。这些基材在表2中鉴别和部分地表征，表2进一步提供了对于10种纤维基材中的每一者来说，比较性研究的圆度偏差结果。
显而易见，对于经(商品)涂布和未经涂布的所有纤维基材来说，本发明的点构造展现较低的圆度偏差(ER-1或DR点)。未经涂布的基材(Hadar Top)所获得的DR点的最高值0.19仍比经涂布的“丝绸”基材(Sappi Magno Satin)所获得的参考油墨点的最低圆度偏差值(RDR)1.16的1/5还小。
表2
以每个基材为基础，DR点与RDR之间的差异甚至更加明显。以每个基材为基础，DR点/RDR的比率，也被称作系数“K1”，在约0.02到约0.07的范围内，对应于14:1到50:1的因子。
因此，根据本发明的一些实施方案，对于经涂布(经商品涂布)和未经涂布的基材来说，系数K1可以是至多0.25、至多0.22、至多0.20、至多0.17、至多0.15、至多0.12、至多0.10、至多0.09或至多0.08，并且在一些情况下是至多0.070、至多0.065、至多0.060、至多0.055、至多0.050、至多0.045或至多约0.04。
系数K1可以是至少0.010、至少0.015、至少0.180或至少约0.020。在一些情况下，系数K1可以是至少0.03、至少0.04、至少0.05、至少0.06、至少约0.07、至少约0.075、至少约0.08、至少约0.09、至少约0.10。
对于经涂布的基材来说，系数K1可以是至多0.070、至多0.065、至多0.060或至多0.055并且在一些情况下至多0.050、至多0.045、至多0.040、至多0.035、至多0.030、至多0.025或至多0.022。
图5E-2提供了对于10种上述纤维基材中的每一者来说，图5E-1的油墨点构造的油墨点凸度的比较性条形图。表3提供了对于10种纤维基材中的每一者来说，比较性研究的非凸度结果。
表3
显而易见，对于经(商品)涂布和未经涂布的所有纤维基材来说，本发明的点构造展现较低的非凸度(1-CX或DC点)。未经涂布的基材(Hadar Top)所获得的DC点的最高值0.010仍比经涂布的光泽基材(Arjowiggins Gloss)所获得的参考油墨点的最低圆度偏差值(RDR)0.026的2/5还小。
以每个基材为基础，DC点与RDC之间的差异甚至更加明显。以每个基材为基础，DC点/RDC的比率，也被称作系数“K”，在约0.04到约0.17的范围内，对应于6:1到25:1的因子。
因此，根据本发明的一些实施方案，对于经涂布(经商品涂布)和未经涂布的基材来说，系数K可以是至多0.35、至多0.32、至多0.30、至多0.27、至多0.25、至多0.22、至多0.20、至多0.19或至多0.18。系数K可以是至少0.010、至少0.02、至少0.03或至少约0.04。在一些情况下，系数K可以是至少0.05、至少0.07、至少0.10、至少0.12、至少0.15、至少0.16、至少0.17、至少0.18、至少0.19或至少约0.20。
对于未经涂布的基材来说，系数K可以是至多0.15、至多0.12、至多0.10、至多0.09、至多0.08或至多0.075，并且在一些情况下至多0.070、至多0.065、至多0.060或至多0.055，并且在一些情况下至多0.050、至多0.045或至多0.040。
系数K可以是至少0.020、至少0.03、至少0.04、至少0.06、至少0.07或至少约0.08。在一些情况下，特别是对于各种经商品涂布的基材来说，系数K可以是至少0.10、至少约0.12、至少约0.14、至少约0.16、至少约0.18或至少约0.20。
视场
本发明的油墨点构造中的油墨点可以展现始终良好的形状特性(例如，凸度、圆度、边缘参差度等等)，在很大程度上与基材的特定的局部形貌特征无关，并且在某种程度上与印刷基材的类型(经涂布或未经涂布的印刷基材、塑料印刷基材等等)无关。在各种已知的印刷技术中并且特别是在直接水性喷墨技术中的油墨点的质量可能随印刷基材的类型并且随基材的特定的局部形貌特征相当大地变化。应容易了解，举例来说，当将油墨滴喷射到具有相对均匀的基材表面(如宽纤维)的特别平坦的局部轮廓上时，所获得的油墨点相对于被设置在基材上的其它地方的其它或平均油墨点可以显示出显著更好的形状特性。
然而，使用更有统计性的方法可以更好地区分本发明的油墨点构造与本领域的油墨点构造。因此，在本发明的一些实施方案中，油墨点构造可以被表征为在代表性的视场内被设置在基材上的多个油墨点。假设点的表征是通过图像处理来获得，那么视场含有多个点图像，其中至少10个点图像适合于图像处理。被选择用于分析的视场和点图像都优选地代表基材上的油墨点的总群体(例如，就点形状来说)。
如本文中在说明书和以上权利要求书部分所使用，术语“几何投影”指的是投影到印刷基材的印刷面上的虚拟的几何构造。
如本文中在说明书和以上权利要求书部分所使用，术语“不同的油墨点”指的是至少部分地被设置在“几何投影”内的任何油墨点或油墨点图像，其既不是“附属物”，也不是重叠的点或点图像。
如本文中在说明书和以上权利要求书部分所使用，关于多个“不同的油墨点”的圆度、凸度等等的术语“平均偏差”指的是个别的不同的油墨点的偏差的总和除以个别的不同油墨点的数目。
程序
在使用X20放大率的LEXT显微镜上人工地扫描优选地含有高出现率的单一的油墨点的印刷样品以获得在单幅画面中包括至少10个单一的点的场域。应小心地选择油墨点质量颇能代表印刷样品的总体油墨点质量的场域。
独立地分析在所选画面内的每个点。由画面边界(这可以被视为正方形几何投影)“分开”的点被视为画面的一部分，并且进行分析。任何附属物和重叠点都从分析中排除。“附属物”对于具有一般均匀的点尺寸的画面来说，被定义为面积小于在画面内点的平均点面积的25％的油墨点，或对于不均匀的画面来说，被定义为面积小于最邻近的点的25％的油墨点。
随后用X100变焦镜头放大每个不同的油墨点，并且可以根据上文关于凸度和圆度程序所提供的程序来实现图像处理。
结果
图5F-1提供了在经商品涂布的纤维基材(经涂布、经再循环的Arjowigginsgloss，170gsm)上的油墨点的小场域的放大视图，该场域是使用可商购的水性直接喷墨印刷机产生的场域。油墨图像A是附属物，并且从分析中排除。点B由画面边界分开，并且被包括在分析中(即，分析完整的油墨点)。尾状物或投影C被视为设置在其左边的油墨点的一部分。因此，场域仅含有6个用于图像处理的油墨点。
图5F-2提供了根据本发明的油墨点构造的场域的放大视图，其中经商品涂布的基材与图5F-1的基材相同。举例来说，油墨图像D是附属物，并且从分析中排除。因此，场域含有12个用于图像处理的油墨点。
从这些图的比较显而易见，图5F-1中所显示的油墨点的场域相对于图5F-2中所显示的油墨点的场域展现优良的点形状和平均点形状。
图5G-1提供了在未经涂布的纤维基材(未经涂布的胶印Hadar Top，170gsm)上的油墨点或斑点的场域的放大视图，该场域是使用可商购的水性直接喷墨印刷机产生的场域。在较高放大率下，很明显，点E和F是不同的个别点。虽然若干个斑点合理地呈圆形并且良好成形，但大多数斑点显示出较差的圆度和凸度，具有不良界定的边缘，并且似乎含有相关或弱相关的多个油墨中心。
成鲜明对比，图5G-2提供了根据本发明的油墨点构造的场域的放大视图，其中未经涂布的基材与图5G-1的基材相同。每个油墨点展现良好的圆度和凸度，并且具有明确界定的边缘。此外，每个油墨点被设置在粗糙的、未经涂布的纤维基材的顶部。
每个场域的圆度偏差和非凸度数据提供于表4A-4D中。
根据本发明的油墨点构造的场域对于经涂布的基材Arjowiggins展现0.003的(平均)非凸度，并且对于未经涂布的基材Hadar Top展现0.013的(平均)非凸度。这些平均值高度类似于在这些基材上由本发明的个别的油墨点展现的非凸度(分别是0.004和0.010)。类似地，根据本发明的油墨点构造的场域对于经涂布的基材Arjowiggins展现0.059的(平均)圆度偏差，并且对于未经涂布的基材Hadar Top展现0.273的(平均)圆度偏差。这些平均值高于，但非常类似于在这些基材上由本发明的个别的油墨点展现的圆度偏差(分别是0.026和0.239)。如上文明确表述，并且如从图5F-2和5G-2以眼睛显而易见，本发明的油墨点构造中的油墨点趋于展现始终良好的形状特性(如凸度和圆度)，在很大程度上与基材的特定的局部形貌特征无关。
这些示例性的结果已经在若干经商品涂布和未经涂布的额外的纤维基材上得到确认。
对于所有测试的经商品涂布的纤维基材来说，根据本发明的油墨点构造的场域展现至多0.05、至多0.04、至多0.03、至多0.025、至多0.020、至多0.015、至多0.012、至多0.010、至多0.009或至多0.008的平均非凸度。
对于所有测试的未经涂布的纤维基材来说，根据本发明的油墨点构造的场域展现至多0.085、至多0.07、至多0.06、至多0.05、至多0.04、至多0.03、至多0.025、至多0.020、至多0.018或至多0.015的平均非凸度。
在一些实施方案中，场域非凸度是至少0.0005、至少0.001、至少0.002、至少0.003或至少约0.004。在一些情况下，并且特别是对于未经涂布的纤维基材来说，场域或平均非凸度可以是至少0.05、至少0.07、至少0.10、至少0.12、至少0.15、至少0.16、至少0.17或至少0.18。
对于所有测试的经商品涂布的纤维基材来说，根据本发明的油墨点构造的场域展现至多0.60、至多0.50、至多0.45、至多0.40、至多0.35、至多0.30、至多0.25、至多0.20、至多0.17、至多0.15、至多0.12或至多0.10的平均圆度偏差。
对于所有测试的未经涂布的纤维基材来说，根据本发明的油墨点构造的场域展现至多0.85、至多0.7、至多0.6、至多0.5、至多0.4、至多0.35、至多0.3、至多0.25、至多0.22或至多0.20的平均圆度偏差。
在一些实施方案中，平均圆度偏差是至少0.010、至少0.02、至少0.03或至少约0.04。在一些情况下，圆度偏差可以是至少0.05、至少0.07、至少0.10、至少0.12、至少0.15、至少0.16、至少0.17或至少0.18。
虽然上述非凸度和圆度偏差值是针对具有至少10个适合于评估的点的场域，但其进一步适用于具有至少20个、至少50个或至少200个这些适合的点的场域。此外，本发明人已经发现，本发明的油墨点构造对比现有技术的油墨点构造的非凸度值和圆度偏差值之间的区别随着场域尺寸增大而变得甚至更有统计学意义。
对于下文更详细描述的所有测试的塑料基材来说，根据本发明的油墨点构造的场域展现至多0.075、至多0.06、至多0.05、至多0.04、至多0.03、至多0.025、至多0.020、至多0.015、至多0.012、至多0.010、至多0.009或至多0.008的平均非凸度；根据本发明的油墨点构造的场域展现至多0.8、至多0.7、至多0.6、至多0.5、至多0.4、至多0.35、至多0.3、至多0.25、至多0.20、至多0.18或至多0.15的平均圆度偏差。光滑的塑料，如无规立构聚丙烯和各种聚酯，展现至多0.35、至多0.3、至多0.25、至多0.20、至多0.18、至多0.15、至多0.12、至多0.10、至多0.08、至多0.06、至多0.05、至多0.04或至多0.035的平均圆度偏差。
塑料基材
图5H-1到5H-3提供了根据本发明的油墨点构造的放大顶视图，其中油墨点被印刷在各种示例性的塑料印刷基材中的每一者上，包括双轴取向聚丙烯--BOPP(图5H-1)；防静电聚酯(图5H-2)；和无规立构聚丙烯(图5H-3)。
在所有使用的各种塑料印刷基材上，并且如图5H-1到5H-3中以示例性的方式所示，本发明的油墨点展现优良的光学和形状特性，包括圆度、凸度、边缘参差度和表面粗糙度。
图5H-4提供了根据本发明被印刷在聚酯基材上的油墨点的放大顶视图。图5H-4进一步提供了示出油墨点和基材的表面粗糙度的剖面表现。油墨点具有约600nm的高度。高度偏差在中间80％的点直径上小于±50nm，并且在中间60％的点直径上小于±25nm。
示例性的圆度偏差和非凸度提供于表5中。
表5
被印刷在广泛多种塑料印刷基材上的油墨点的非凸度或凸度偏差是至多0.020、至多0.018、至多0.016、至多0.014、至多0.012或至多0.010。在所有这些基材(包括BOPP)上的油墨点中的至少一些展现至多0.008、至多0.006、至多0.005、至多0.004、至多0.0035、至多0.0030、至多0.0025或至多0.0020的非凸度。在聚酯和无规立构聚丙烯基材上，典型的油墨点展现至多0.006、至多0.004、至多0.0035并且甚至更典型地至多0.0030、至多0.0025或至多0.0020的非凸度。
在所有测试的塑料基材上，根据本发明的油墨点构造中的个别的油墨点展现至多0.8、至多0.7、至多0.6、至多0.5、至多0.4、至多0.35、至多0.3、至多0.25、至多0.20、至多0.18或至多0.15的典型圆度偏差。在各种光滑的塑料，如无规立构聚丙烯和各种聚酯上，个别的油墨点展现至多0.35、至多0.3、至多0.25、至多0.20、至多0.18、至多0.15、至多0.12、至多0.10、至多0.08、至多0.06、至多0.05、至多0.04或至多0.035的典型圆度偏差。
图5H-5到5H-7各自提供了具有根据本发明的油墨点构造的场域的放大视图，每个场域含有被印刷到各自的塑料基材上的油墨点。在图5H-5中，基材是防静电聚酯；在图5H-6中，基材是聚丙烯(BOPP WBI 35微米(Dor,Israel))；在图5H-7中，印刷基材是无规立构聚丙烯。在所有这些场域中，每个油墨点展现良好的圆度和凸度，具有明确界定的边缘，并且被设置在特定的塑料基材的顶部。在塑料构造上的本发明油墨点的油墨点可能很类似于在经商品涂布的基材上的油墨点，特别是关于圆度、凸度、边缘参差度和其它光学形状特性。对于广泛多种塑料基材来说，在塑料构造上的本发明油墨点显示出等于或超越经商品涂布的基材的那些特性的光学形状特性(例如，圆度偏差、非凸度)。
光学均匀性
图5A和5B中所提供的原始油墨膜图像并不是光学均匀的。一般来说，被设置在未涂布纸上的油墨膜图像比被设置在涂布纸上的相应的油墨膜图像的光学均匀性小。
此外，可以观测到，本发明的油墨点与各种现有技术的油墨形态相比展现优良的光学均匀性。这似乎对未经涂布和经涂布的印刷基材都适用。人眼容易观测到的可以使用图像处理技术来定量。下文提供了测量油墨点均匀性的方法。
光学均匀性测量
优选地使用上文所提供的统计规则，将点图像加载到ImageXpert软件。每个图像被加载于红色、绿色和蓝色通道中的每一者中。被选择用于图像处理的通道是展现最高可见细节的通道，这些细节包括点轮廓和在点区域内的颜色变化以及基材表面的纤维结构。举例来说，红色通道典型地最适合于青色的点，而绿色通道典型地最适合于洋红色的点。
对于所选点中的每一者来说，跨越点区域，横穿点的中心来测量线分布(优选的是至少10个最有代表性的点中的每一者的3个线分布)。因为线分布是在单一的通道上测量的，所以测量灰度值(0-255，无颜色值)。线分布是跨越点的中心获取并且仅覆盖内部三分之二的点直径，以避免边缘效应。关于采样频率的标准是沿着线分布约8个光学测量(8个测量的灰度值沿着每个微米均匀间隔，或沿着线分布每个测量是125纳米+/-25纳米)，该频率是ImageXpert软件的自动频率，并且发现ImageXpert软件对于手边的任务是适合并且稳固的。
计算线分布中的每一者的标准偏差(STD)，并且将每种类型的印刷图像的多个线分布STD平均化为单一的值。
图6A-1到6J-2提供了使用各种印刷技术获得的油墨斑点或点的图像，以及关于其的光学均匀性分布。更具体地说，图6A-1到6E-1提供了针对以下印刷技术，被设置在未涂布纸上的油墨点图像：HP DeskJet 9000(图6A-1)；数字压印机：HP Indigo 7500(图6A-2)；胶印：Ryobi 755(图6A-3)；Xerox DC8000(图6A-4)；以及本发明的印刷技术的实施方案(图6A-5)。类似地，图6F-1到6J-1提供了针对那些印刷技术，被设置在经商品涂布的纸上的油墨点图像。
图6A-2到6J-2分别提供了对于由图6A-1到6E-1(在未涂布纸上)以及由图6F-1到6J-1(在涂布纸上)提供的油墨点图像中的每一者来说，描绘(无颜色)灰度相对值随穿过油墨点图像的中心的线上的位置而变的图。特定的油墨点图像的相对平坦的线性分布指示沿着线的高光学均匀性。
对于未经涂布和经涂布的基材来说，每种类型的印刷图像的线分布中的每一者的STD提供于表6中。结果似乎确认了，被设置在未经涂布的纤维印刷基材上的油墨点相对于被设置在经涂布的纤维印刷基材上的相应的油墨点展现较差的均匀性。
此外，对于未经涂布的基材来说，通过本发明的系统和工艺产生的本发明的油墨膜的线分布具有4.7的STD，这相比使用各种现有技术的技术获得的STD(13.7到19.1)是有利的。对于经涂布的基材来说，通过本发明的系统和工艺产生的本发明的油墨点的线分布具有2.5的STD，这相比使用各种现有技术的技术获得的STD(4到11.6)是有利的，虽然不太明显。
当比较涂布纸上的膜或点时，本发明的点分布的标准偏差(STD)中的每一者的平均值总是低于3。更一般地说，本发明的点分布的STD小于4.5、小于4、小于3.5、小于3或小于2.7。
表6
成鲜明对比，胶印点的均匀性分布的STD是5.75，并且LEP(Indigo)点的均匀性分布的STD是11.6。
因此，在涂布纸和未涂布纸上，本发明的点的STD值明显地区别于现有技术的示例性的印刷点的STD值。
在比较未涂布纸上的膜或点时，本发明的点分布的标准偏差(STD)总是低于5。更一般地说，本发明的点分布的STD小于10、小于8、小于7或小于6。
因为，如上文所提到的，油墨图像可以含有很多个个别的或单一的油墨点(至少20个、至少100个、至少1,000个、至少10,000个或至少100,000个)，所以可能有意义的是在统计学上定义本发明的油墨点构造，其中至少10％、至少20％或至少30％并且在一些情况下至少50％、至少70％或至少90％的被设置在任何未经涂布或经涂布(或经商品涂布)的纤维基材上的本发明的油墨点(或本发明的单滴油墨点)对于未涂布纸和经商品涂布的纸展现以上所提及的标准偏差。
光学密度
根据实施例6，制备含有1:3比率的颜料(Clariant Hostajet Black O-PT纳米分散体)与树脂的油墨配方。使用各种涂布棒将这些配方施加到Condat涂布纸(135gsm)，得到具有4-50微米的特征厚度的湿层。
以上所提供的配方含有约9.6％的油墨固体，其中按重量计，25％是颜料，并且约75％是树脂。在所有测试中，树脂与颜料的比率被维持在3:1。油墨配方中的油墨固体的分数在0.05与0.12(按重量计)(5％到12％)之间变化。以标准方式直接下引到纸上。计算所获得的每个油墨膜的厚度。
用X-528分光密度仪，使用状态“T”模式(绝对)测量光学密度。结果提供于表7中。图12提供了所获得的光学密度点，以及所实现的光学密度随膜厚度而变的拟合曲线(最低曲线)。尽管我们并不知晓作为现有技术的配方的配方，但拟合曲线可以代表现有技术的光学密度性能。
表7
本发明的油墨膜构造的光学密度可以比所获得的并且在图12中描绘的光学密度点中的任一者高和/或比由以下函数代表的拟合曲线上的任何点高至少5％、至少7％、至少10％、至少12％、至少15％、至少18％、至少20％、至少22％、至少25％、至少28％、至少30％、至少35％或至少40％：
OD基线＝0.5321425673+1.87421537367·H膜-0.8410126431754·(H膜)2+0.1716685941273·(H膜)3-0.0128364454332·(H膜)4
其中：
OD基线是由拟合曲线提供的光学密度，并且
H膜是被设置在印刷基材(如纤维印刷基材)上的油墨膜的平均厚度或平均高度。
被设置在图12中的拟合曲线上方的示例性的曲线是本发明的油墨膜构造的光学密度曲线，其中光学密度分别比OD基线高7％或高15％。
从绝对意义上来说，本发明的油墨膜构造的光学密度(OD本发明)可以比所获得的并且在图12中描绘的光学密度点中的任一者高和/或比由以上所提供的函数(OD基线)代表的拟合曲线上的任何点高至少0.08、至少0.10、至少0.12、至少0.15、至少0.18、至少0.20、至少0.25、至少0.30、至少0.35或至少0.40。另外，对于至少1.5微米的膜厚度来说，OD本发明可以比所获得的并且在图12中描绘的光学密度点中的任一者高和/或比由以上所提供的函数代表的拟合曲线上的任何点高至少0.45、至少0.50、至少0.55、至少0.60、至少0.70、至少0.80、至少0.90、至少1.00、至少1.10或至少1.25。
图13提供了描绘为随颜料含量或计算的平均颜料厚度(T颜料)而变的图12的光学密度测量结果。图13的光学密度(Y轴)与图12中所示的光学密度相同，但X轴的变量是颜料含量或计算的平均颜料厚度，而不是测量或计算的平均油墨膜厚度。因此，
OD基线＝0.5321425673+7.49686149468·T颜料-3.3640505727016·(T颜料)2+0.6866743765092·(T颜料)3-0.0513457817328·(T颜料)4
在黑色颜料，如包括碳黑或基本上由碳黑组成的黑色颜料的情况下，计算的平均颜料厚度可能大约等于油墨固体的厚度乘以油墨固体分数内颜料的重量分数(举例来说，在以上所提及的配方中，颜料的重量分数是0.25)。
本发明的油墨膜构造的光学密度可以比所获得的并且在图13中描绘的光学密度点中的任一者高和/或比OD基线随计算的平均颜料厚度而变的拟合曲线上的任何点高至少5％、至少7％、至少10％、至少12％、至少15％、至少18％、至少20％、至少22％、至少25％、至少28％、至少30％、至少35％或至少40％。
从绝对意义上来说，本发明的油墨膜构造的光学密度(OD本发明)可以比所获得的并且在图13中描绘的光学密度点中的任一者高和/或比由以上所提供的函数(OD基线)代表的拟合曲线上的任何点高至少0.08、至少0.10、至少0.12、至少0.15、至少0.18、至少0.20、至少0.25、至少0.30、至少0.35或至少0.40。另外，对于至少1.5微米的膜厚度来说，OD本发明可以比所获得的并且在图13中描绘的光学密度点中的任一者高和/或比OD基线随计算的平均颜料厚度而变的拟合曲线上的任何点高至少0.45、至少0.50、至少0.55、至少0.60、至少0.70、至少0.80、至少0.90、至少1.00、至少1.10或至少1.25。
色域体积
特定的印刷技术的色域可以被定义为印刷技术可以再现的所有颜色的总和。虽然色域可以按各种方式表现，但全色域一般在三维的彩色空间中表现。
ICC(国际色彩联盟)配置文件常常被可商购的软件利用以评估色域体积。
ISO标准12647-2(‘修订标准’版本)，其出于所有目的以引用的方式并入，如同在本文中完全阐述一样，涉及胶印平版工艺的各种印刷参数，包括五种典型的胶印基材的CIELAB坐标、光泽和ISO亮度。
ISO修订标准12647-2定义了对于五种典型的胶印基材中的每一者来说，印刷顺序黑色-青色-洋红色-黄色的CIELAB坐标，并且基于其定义了对于这些基材中的每一者来说，胶印平版印刷的所得色域。
实际上，现有技术的色域体积性能对于经涂布的不含磨木浆的纸(例如，类型1并且可能是类型2的ISO修订标准12647-2)可以是至多约400kilo(ΔE)3，这种纸被用作胶印平版印刷中的基材。
现有技术的色域体积性能对于类型3的基材(至多约380kilo(ΔE)3)并且对于其它类型的胶印平版印刷基材可能略低，这些胶印平版印刷基材如未涂布纸，例如各种未经涂布的胶印纸，如类型4和类型5的ISO修订标准12647-2。现有技术的色域体积性能对于这些未经涂布的胶印纸可以是至多约350kilo(ΔE)3。
据推测，与这些色域体积相关的印刷图像厚度(单一的点或膜)是至少0.9-1.1微米。
成鲜明对比，如由例如ICC配置文件所确定的本发明的油墨膜构造的色域体积可能超过或明显超过以上所提供的色域体积。对于每种特定的基材类型来说，本发明的油墨膜构造的色域体积可能超过各自的现有色域体积性能至少7％、至少10％、至少12％、至少15％、至少18％、至少20％、至少25％、至少30％或至少35％。
本发明的油墨膜构造的色域体积可能超过所提供的各自的色域体积性能至少25kilo(ΔE)3、至少40kilo(ΔE)3、至少60kilo(ΔE)3、至少80kilo(ΔE)3、至少100kilo(ΔE)3、至少120kilo(ΔE)3、至少140kilo(ΔE)3或至少160kilo(ΔE)3。
从绝对意义上来说，本发明的油墨膜构造的色域体积可以用至少425kilo(ΔE)3、至少440kilo(ΔE)3、至少460kilo(ΔE)3、至少480kilo(ΔE)3或至少500kilo(ΔE)3的色域体积来表征。对于类型1和类型2的基材和类似基材来说，本发明的油墨膜构造可以用至少520kilo(ΔE)3、至少540kilo(ΔE)3、至少560kilo(ΔE)3或至少580kilo(ΔE)3的色域体积进一步表征。
不希望受理论限制，本发明人相信，上文所描述的提高的色域体积以及提高的光学密度可以至少部分或在很大程度上归因于本发明的油墨膜层压到印刷基材的顶部表面上。因为膜的形态可能在很大程度上在转移到基材之前确定，所以该膜可以从ITM整体地转移到基材。该整体的连续单元可能基本上没有溶剂，以使得可能没有任何种类的物质从橡皮布穿透到基材纤维中或基材纤维之间。整体的膜可以形成层压的层，该层被设置为完全处于纤维印刷基材的顶部表面上方。
本发明的油墨膜构造不仅在0.9-1.1微米膜厚度的范围内，而且令人惊讶地在低于或明显低于0.9-1.1微米范围的平均膜厚度或高度下可以实现各种规定的色域体积。对于小于0.8μm、小于0.7μm、小于0.65μm、小于0.6μm、小于0.55μm、小于0.5μm、小于0.45μm或小于0.4μm的油墨膜厚度来说，本发明的油墨膜构造可以用这些色域体积来表征。
本发明的油墨膜构造在至多4微米、至多3.5μm、至多3μm、至多2.6μm、至多2.3μm、至多2μm、至多1.7μm、至多1.5μm、至多1.3μm或至多1.2μm的平均膜厚度下也可以实现各种规定的色域体积。
此外，本发明的油墨膜构造在上文所描述的膜厚度范围中的任一者内也可以实现由以上所提及的ISO标准所定义的色域的完全覆盖。
在开发中的新标准ISO标准15339提供于表8中。
表8
使用具有1200dpi的标称分辨率并且提供9pL的平均滴体积的Dimatix SAMBA单程喷墨印刷头来进行色域印刷。
将印刷头中的油墨维持在22℃下，橡皮布维持在70℃下。在约450℃下以16CFM的体积流量实现人工干燥。转移温度为约130℃。基本上如上文关于实施例2、5、8和9所描述来制备油墨配方。
对于每次运作来说，印刷170片不同的颜色组合并且使用分光光度计测量，以创建色域。在经加热的橡皮布上依序印刷每个分色，并且人工干燥约2秒。分色的次序是黄色、洋红色、青色和黑色。在印刷所有分色之后，通过使用圆柱砝码施加压力将图像转移到纸上。
每个个别的分色具有高达600、高达650或高达700nm的厚度。总厚度是至多2,000nm，并且平均起来为约1,700nm、1,800nm或1900nm。在一些运作中，每个个别的分色具有高达450、高达500或高达550nm的厚度，并且相应的平均总厚度为约1,300nm、1,400nm或1,500nm。
所有比较都是用标准化的白色来进行，好像印刷在相同的媒介上一样。
用来从印刷品创建颜色配置文件的软件是i1Profiler版本1.4.2(X-Inc.,Grand Rapids,MI)。使用i1Pro2分光光度计(X-Inc.)进行测量，并且使用标准技术(类似于i1Profiler的那些技术)来绘制图表并且计算色域体积。
耐磨性
经印刷的油墨膜的一种重要的特征是耐磨性。耐磨性是经印刷的油墨的特性，其描述了经印刷的图像在长时间的摩擦、刮擦和刮划下可以维持其表面和结构完整性的程度。在运输和处理期间，经印刷的油墨膜的暴露表面可能明显磨蚀，从而有损印刷质量。因此，广泛多种印刷产品(例如，杂志和小册子)可能需要具有优良的耐磨性的油墨膜构造。
耐磨性可以典型地通过使用适合的配方来增强，这些配方包含具有良好的耐磨特性的树脂。替代地或另外，特殊的组分，如蜡和/或硬干油，可以被引入到配方中。
蜡或油引入到油墨配方中可能影响油墨的总体属性并且还可能导致其它工艺相关或印刷相关的问题。因此，仅仅借助于耐磨树脂提供必需的耐磨性至少就这一点来说可能是有利的。
本发明人已经发现，在本发明的油墨配方中和油墨膜构造中，具有相对较差的机械或“整体”耐磨特性的各种树脂可能有利地促成那些油墨配方的热流变行为，借此可以明显增强以下至少一者：油墨膜的显现、从中间转移构件转移到橡皮布，以及粘着到印刷基材。树脂的较差机械特性可以包括低硬度值。
本发明人已经发现，用含有这些树脂的本发明的油墨配方印刷的印刷图像的耐磨性相对于那些树脂的“整体”耐磨特性来说令人惊讶的是很高的。
耐磨性是通过以下方式测量的：使磨块扫过每个样品的顶部多次，并且与针对磨损测试之前那些样品所确立的基线值相比来测量样品的光学密度。将样品放到TMI(Testing Machines Incorporated)油墨摩擦测试仪(型号10-18-01)中，并且使用上面设置有一张Condat纸(135gsm)的1.8kg测试块来进行干油墨摩擦测试。在测试之前以及在100个磨损周期之后测量样品的光学密度。这种耐磨性测量程序是由TMIInstruction Manual推荐的，并且是基于ASTM程序D5264。
举例来说：测试2178成膜乳液中的高分子量聚合物的耐磨性，并且发现其具有极佳的耐磨特性。制备含有2178的油墨配方，并且使用12微米涂布棒将其施加在Condat纸(135gsm)上。在这种油墨配方下，12μm湿厚度大约相当于具有1.2μm的膜厚度的干膜。以标准方式进行下引。然后，测试干油墨膜样品的耐磨性。在100个磨损周期之后光学密度仅损失18％，这被视为各种印刷应用的极佳的结果。
进一步测试2178成膜乳液与本发明工艺的热流变相容性，并且发现其具有较差的转移特性。
测试第二种较低分子量树脂(BT-26)的耐磨性，并且发现其具有相对较差的耐磨特性。如同第一种树脂一样，制备含有以上所提及的树脂的第二种油墨配方，并且使用12μm涂布棒将其施加在Condat纸(135gsm)上。对所获得的具有约1.2μm的膜厚度的干膜进行上述耐磨性测试。在100个磨损周期之后光学密度损失53％，接近样品1所带来的损失的三倍。
进一步测试本发明的油墨配方与本发明工艺的热流变相容性，并且发现其具有足够的转移特性。
本发明人然后在本发明的印刷系统和处理方法中测试这种含有具有相对较差的耐磨特性的树脂的第二种油墨配方。再一次地，将Condat纸(135gsm)用作印刷基材。评估所产生的一些油墨膜构造以评定各种印刷特性和油墨膜构造特性，包括耐磨性。
对使用第二种油墨配方获得的印刷基材进行与针对下引样品所进行的测试相同的耐磨性测试。令人惊讶的是，光学密度损失16.6％，这可比得上第一种高度耐磨的干油墨膜样品的耐磨性，并且是广泛范围的印刷应用的足够好的结果。
在另一个示例性的耐磨性测试中，根据实施例8中所提供的组成来制备油墨配方。使用12μm涂布棒将油墨施加在Condat纸(135gsm)上。然后，用热空气干燥油墨，并且如上文所描述来测试耐磨性。在100个磨损周期之后光学密度损失30％。
在另一个示例性的耐磨性测试中，借助于本发明的工艺，使用上述油墨配方产生干膜。通过将湿油墨(12μm，如上)施加在热(130℃)的[硅烷醇封端的聚二甲基-硅氧烷]硅酮橡皮布上，使膜干燥，并且将经干燥的膜转移到Condat纸(135gsm)来获得具有约1微米的厚度的干膜。在100个磨损周期之后光学密度损失19％。
粘着失效
评估本发明的油墨膜构造(尤其是实施例4)的粘着特性，并且与现有技术的油墨点或油墨膜构造的粘着特性相比较。所使用的标准测试程序：下文所提供的FINAT(Federation Internationale des Fabricants et Transformateurs d'Adhesifs etThermocollants sur Papiers et Autres Supports)的定量油墨粘着力测试FTM 21。
FINAT FTM 21
油墨粘着力-基础
范围 该方法允许快速评定印刷油墨或漆粘着到标签纸的程度。
定义 在印刷机上或使用适于油墨类型的标准方法将印刷油墨或漆施加到基材并固化。然后，通过当施加粘着胶带并剥离时可以去除的油墨量来估计油墨粘着力。还通过刮擦油墨并且通过在压力下变形来测量油墨对机械去除的抗性。
测试器材 施加并固化油墨的构件。高剥离粘着力(‘攻击性’)的粘着胶带，例如Tesa 7475(基于丙烯酸)、Tesa 7476(基于橡胶)或3M Scotch 810。用来使胶带在试片上平滑的FINAT辊。金属刮刀。手套。
试片 如果所需的油墨还没有作为印刷工艺的一部分被施加到基材，那么如供应商所推荐，通过将油墨涂布成均匀的厚度(例如，使用用于低粘度油墨的Meyer棒)并且固化涂层来制备用于测试的样品。A-4纸张是用于该测试的适宜尺寸的样品。测试条件23℃±2℃和50％相对湿度(RH)±5％RH。如果可行的话，那么应在测试之前将试片调节至少四小时。
胶带测试 将试件铺放在光滑、平坦、硬质的表面上并且施加粘着胶带，留下一小部分未固定到试片的胶带，从而确保没有气泡被圈闭在胶带下方。使用FINAT辊，通过使该辊在每个方向上越过试件两次来下压胶带，然后使胶带的未附着部分以180°角自身向后弯曲。在滚压胶带之后的20分钟内，将试件安放在框架中或使用一只手来稳固地保持试件，然后使用另一只手将胶带的自由段向你的方向拉：首先在恒定的速度下缓慢地拉，然后很快速地拉并且加速(更快的速度是更有攻击性的测试)。FINAT Technical Handbook第6版,2001 53。
通过与先前已经测量过的对照样品相比较，或通过参考以下分级来记录试件的性能：
1级 没有去除油墨
2级 少量去除油墨(<10％)
3级 中度去除油墨(10-30％)
4级 重度去除油墨(30-60％)
5级 几乎完全去除油墨(>60％)
示例性的结果提供于表9中。
直接(按需喷滴)喷墨技术显示了油墨对各种塑料基材的粘着力较差。由XEROXPhaser 8560示范的固体油墨技术以及由HP Designjet Z6200示范的乳胶印刷技术也显示了油墨对各种塑料基材的粘着力较差。平版胶印印刷、凹版印刷以及一些LEP和DEP技术在所测试的塑料基材上显示强的粘着特性。
关于各种塑料基材，包括聚丙烯片材(例如，双轴取向聚丙烯--BOPP)、聚乙烯片材以及聚对苯二甲酸乙二醇酯片材，本发明的油墨膜构造展现强的粘着特性。
在本发明的一些实施方案中，塑料油墨构造上的油墨点当经受标准胶带测试(FINAT FTM 21，基本油墨粘着力测试)时展现至多10％并且更典型地至多5％的粘着失效。在大多数情况下，塑料油墨构造上的油墨点当经受该胶带测试时没有或基本上没有粘着失效。
表9
树脂的玻璃转变温度
本发明人已经发现，在选择用于支持本发明的油墨膜构造的配方内的树脂时，软化温度(或至少部分无定形的树脂的玻璃转变温度)可以是树脂适用性的有用的指标。具体地说，用于油墨配方中(并且被设置在本发明的油墨膜中)的树脂可以具有低于47℃或低于45℃并且更典型地低于43℃、低于40℃、低于35℃、低于30℃、低于25℃或低于20℃的Tg。
更一般地说，从工艺的观点来看，被设置在ITM上的油墨配方在变得没有或基本上没有水、任何助溶剂以及将在工艺条件下蒸发的其它可蒸发的物质，例如，pH调节剂(产生“油墨固体”、“油墨残渣”等等)和/或其树脂之后，可以具有低于47℃或低于45℃并且更典型地低于43℃、低于40℃、低于35℃、低于30℃、低于25℃或低于20℃的Tg。
热流变特性
本发明的工艺可以包括在图像转移构件的表面上转运期间加热油墨膜或图像，以从油墨图像中蒸发水性载剂。加热还可以有助于降低油墨粘度以能够实现从ITM到基材的转移条件。可以将油墨图像加热到一定温度，在该温度下促使在水性载剂蒸发之后残留的有机聚合树脂和着色剂的残膜有粘性(例如，通过软化树脂)。
图像转移构件的表面上的残膜可以是干的或基本上干的。该膜包括来自油墨配方的树脂和着色剂。残膜可以进一步包括少量的一种或多种表面活性剂或分散剂，这些试剂典型地在油墨的pH下(即，在喷射之前)是水溶性的。残膜可以进一步包括一种或多种增塑剂。
油墨残膜在其到达压印滚筒之前可以促使有粘性。在这种情况下，该膜可以在压印台上通过与基材接触并且暴露于环境而冷却。已经有粘性的油墨膜可以立即粘着到在压力下其被压印在上面的基材，并且膜的冷却可能足以使膜对图像转移表面的粘着力降到膜从图像转移构件干净地剥掉，而不会损害对基材的粘着力的点。
粘性(或胶粘性)可以被定义为物质的特性，这种特性能够使物质与表面在轻微压力下直接接触时粘合。粘性性能可能与物质(聚合树脂或油墨固体)的各种粘弹特性高度相关。粘滞特性和弹性特性都似乎是重要的；粘滞特性至少部分地表征物质在表面上展开并且形成紧密接触的能力，而弹性特性至少部分地表征物质的粘合强度。这些和其它热流变特性依赖于速率和温度。
通过适当选择残膜的热流变特征，冷却的作用可以在于增加残膜的内聚力，借此使其内聚力超过其对转移构件的粘着力，以使得所有或基本上所有的残膜与图像转移构件分离并且以膜的形式压印到基材上。以这种方式，可能确保残膜被压印在基材上，而不会显著改变被膜覆盖的区域，也不会改变其厚度。
粘度温度扫描--匀变和步进--使用具有TM-PE-P Peltier板温度模块和P20Ti L测量几何结构(主轴)的Thermo Scientific HAAKE6000流变仪来进行。
测试在2cm直径的模块中具有1mm深度的经干燥的油墨残渣的样品。使样品在烘箱中于100℃的操作温度下干燥过夜。将一定体积的样品(小球)插入到2cm直径的模块中，并且通过温和加热而软化。然后，通过降低主轴以使样品体积减至所希望的1mm深度来使样品体积减至所希望的尺寸。
在温度匀变模式中，使样品温度稳定在低温下(典型地是25℃到40℃)，随后以每秒约0.33℃的速率匀升到高温(典型地是160℃到190℃)。以约10秒的时间间隔进行粘度测量。然后，使样品温度在高温下稳定120秒，随后以每秒约0.33℃的速率匀降到低温。再一次地，以约10秒的时间间隔进行粘度测量。以0.001的灰度系数和0.1Hz的频率进行振荡温度扫描。
在说明书和以上权利要求书部分，仅仅通过上文所描述的温度匀升和匀降方法定量地测定动态粘度值。
图7提供了对于适合于本发明的油墨膜构造的若干经干燥的油墨配方来说，动态粘度随温度而变的匀降温度扫描曲线。在达到约160℃的最高温度并且等待120秒之后，如所描述使温度匀降。
最低粘度曲线是含有约2％的颜料固体并且根据上文所描述的程序产生的本发明的黄色油墨配方的经干燥的残渣的曲线。在约160℃下，流变仪测得约6.7·106cP的粘度。随着温度匀降，粘度稳定并单调地在95℃下增加到约6·107cP，并且在58℃下增加到约48·107cP。
中间粘度曲线是含有约2％的颜料固体并且根据上文所描述的程序产生的本发明的青色油墨配方的经干燥的残渣的曲线。在约157℃下，流变仪测得约86·106cP的粘度。随着温度匀降，粘度在94℃下增加到约187·106cP，并且在57℃下增加到约8·108cP。
最高粘度曲线是含有约2％的颜料固体并且根据上文所描述的程序产生的本发明的黑色油墨配方的经干燥的残渣的曲线。在约160℃下，流变仪测得约196·106cP的粘度。随着温度匀降，粘度稳定并单调地在95℃下增加到约763·106cP，并且在59℃下增加到约302·107cP。
图8是对于本发明的若干经干燥的油墨配方对比现有技术的油墨配方的若干油墨残渣来说，动态粘度随温度而变的匀降温度扫描曲线。现有技术的配方的粘度曲线标记为1到5，并且由虚线表示；本发明的配方的粘度曲线标记为A到E，并且由实线表示。本发明的油墨配方包括先前结合图7所描述的三种油墨配方(A＝黑色；C＝青色；并且E＝黄色)，以及含有含有约2％(按固体重量计)的洋红色水性颜料制剂[Hostajet Magenta E5B-PT(Clariant)]连同约6％的各种苯乙烯-丙烯酸乳液的两种油墨配方(“B”；“D”)。现有技术的油墨的残渣是从不同颜色的可商购的喷墨油墨来制备。
对于小于36·108的粘度来说，图8的曲线的放大视图提供于图9中。在图9中仅仅可以看到本发明的配方A到E的粘度曲线以及现有技术的配方5的粘度曲线。
从曲线并且从粘度的量级显而易见的是，各种现有技术的油墨配方的经干燥的油墨残渣在高达至少160℃的整个测量范围上没有或基本上没有展现流动行为。在现有技术的配方的一些曲线中在极高粘度下所观测到的峰似乎没有物理意义。现有技术的残膜中的每一者的最低测量粘度在至少135·107cP到至少33·108cP的范围内。在约160℃下，在该范围内的最低值135·107cP超过本发明的油墨配方的残渣中的任一者的最高粘度值的6倍。
此外，在实验的匀降阶段中，现有技术的样品1到5展现超过在约160℃下测量的粘度的粘度值，和/或似乎足够高而阻碍膜的转移。实际上，本发明的发明人成功地将全部五种本发明的油墨膜转移到印刷基材，但甚至在加热到超过160℃之后仍无法将五种现有技术的油墨膜中的任一者转移到印刷基材。
本发明人已经计算了在50℃到85℃的范围内的至少一个温度下的“冷”动态粘度与在125℃到160℃的范围内的至少一个温度下的“热”动态粘度的比率。本发明人相信，该比率对于区分满足本发明工艺的多个要求的油墨配方与无法满足本发明工艺的多个要求的油墨配方可能是重要的。
分析印刷基材上的油墨膜
基本程序：
根据共同未决的PCT申请号PCT/IB2013/051716(代理人参考LIP 5/001 PCT)，使用本发明的油墨配方(洋红色、黄色、青色和黑色)，将三张Condat纸(135g/cm2，B2，750×530mm)印刷在数字压印机上。1周后，将纸张切割成3×3cm的片，并且引入到含有溶解于水中的1％2-氨基-2-甲基-1-丙醇的300克溶液中，该溶液能够充分溶解使用各种水溶性油墨印刷的油墨图像。在该脱墨程序中，在室温(例如，约23℃)下搅拌溶液10分钟，此后经10微米过滤器过滤混合物。使用旋转蒸发器干燥主要含有经溶解的油墨和颜料粒子的滤液。然后，将滤液残渣溶解于5克二甲亚砜(DMSO)中，然后在烘箱中于110℃下干燥12小时以得到“经回收的残渣”。
从脱墨工艺获得的经回收的残渣的热流变行为是通过匀升和匀降温度扫描(如上文所描述)中的粘度测量来表征。所获得的结果描绘于图10中。
从图10中似乎显而易见，从经印刷的图像提取的油墨固体的热流变行为类似于通过直接干燥本发明的油墨配方而产生的经干燥的油墨残渣的热流变行为特征。似乎进一步显而易见，经回收的残渣的热流变行为明显不同于各种水基喷墨配方，例如样品1到5(如图8中所示)的经干燥的残渣的热流变行为。
在另一个测试中，干燥来自墨盒的HP黑色喷墨油墨(如供应用于HP DeskJet 9803中)以形成残渣。将残渣溶解于5克二甲亚砜(DMSO)中，然后在烘箱中于110℃下干燥12小时。将100mg干样品溶解/分散于0.5ml蒸馏水(或适合的溶剂，如DMSO)中。搅拌后，将液体物质引入到硅橡胶模具中。之后，将模具放在板(加热到250℃)上10分钟。使所获得的干块冷却到室温，然后在高温(约190℃)下对其进行动态粘度测量。粘度(cP)描绘于图11中。
使用前述HP喷墨印刷机，将相同的黑色喷墨油墨也印刷到若干张Condat纸上。基本上如上文所描述，1周后，将纸张切割成小片，并且引入到2-氨基-2-甲基-1-丙醇于蒸馏水中的1％溶液中。在室温下搅拌烧瓶10分钟，此后经10微米过滤器过滤混合物。使用旋转蒸发器干燥滤液。将残渣溶解于5克二甲亚砜(DMSO)中，然后在烘箱中于110℃下干燥12小时。将100mg干样品溶解于0.5ml蒸馏水(或适合的溶剂，如DMSO)中。搅拌后，将液体物质引入到硅橡胶模具中。之后，将模具放在板(加热到250℃)上10分钟。使从HP喷墨印刷的样品脱墨而获得的干块冷却到室温，然后在高温(约190℃)下对其进行动态粘度测量。粘度(cP)描绘于图11中。
通过HP样品脱墨而获得的喷墨油墨残渣展现类似于由相同的HP喷墨油墨的经干燥的残渣展现的动态粘度的动态粘度。
对本发明的黑色油墨配方进行类似的测试。在高温(约190℃)下对经干燥的油墨残渣和根据上述程序回收的油墨残渣进行动态粘度测量。每个样品的粘度(cP)描绘于图11中。
再一次地，通过本发明的油墨膜构造脱墨而获得的经回收的喷墨油墨残渣展现类似于由相同的本发明的喷墨油墨的经干燥的残渣展现的动态粘度的动态粘度。
在更先进的程序中，如申请人的共同未决的PCT申请号PCT/IB2013/051716中所描述，使用如本文所描述的油墨，以及共同未决的PCT申请号PCT/IB2013/051755(代理人参考LIP 11/001 PCT)中进一步详述，使用Landa油墨，将3张Condat纸(135g/cm2，B2，750×530mm)印刷在印刷系统上，并且对其进行以下程序：1周后，将纸张切割成3×3cm的片，并且引入到含有溶解于水中的1％2-氨基-2-甲基-1-丙醇的300克溶液中，该溶液能够充分溶解使用各种水溶性油墨印刷的油墨图像。然而，如果溶液保持呈无色，那么就与水分离并且引入相同重量的极性较小的溶剂乙醇。再一次地，如果溶液保持呈无色，那么就与溶剂分离并且引入相同重量的极性较小的溶剂甲基乙基酮。用以下极性较小的溶剂成功地继续进行程序：乙酸乙酯、甲苯和IsoparTM(异链烷烃的合成混合物)。在室温下与最适当的溶剂一起搅拌5小时后，经5微米过滤器过滤混合物。使用旋转蒸发器干燥含有经溶解的油墨的滤液。然后，将残渣溶解于5克DMSO(或以上所列的溶剂之一)中，并且在烘箱中于110℃下干燥12小时以得到“经回收的残渣”。表征经回收的残渣的热流变行为，并且与原始油墨(在可用时)的经干燥的样品相比较。
本发明人把该程序的改进的热流变结果(即，明显更接近于通过直接干燥喷墨油墨而获得的结果)归因于经印刷的油墨的增加的溶解性，这是由于增加的停留时间和额外溶剂的使用。因此，该先进的程序可以被有利地用来测定来自从印刷品(如杂志和小册子)回收的油墨残渣的经干燥的油墨的热流变特性。
现有技术的喷墨油墨残渣的绝对动态粘度值超过本发明的喷墨油墨残渣的动态粘度值30-40倍以上。
显而易见，现有技术和本发明的喷墨油墨残渣的绝对动态粘度值可以通过测量从经印刷的图像回收的相应的喷墨油墨残渣的绝对动态粘度值来基本上再现。进一步显而易见，该方法可以被用来通过从印刷基材复原油墨来表征喷墨油墨残渣。
本领域的一般技术人员应容易了解，其它潜在优良的程序可以被用来使印刷基材脱墨并且产生经回收的油墨残渣以供流变、热流变和/或化学分析。
油墨配方和油墨膜组成
尤其，本发明的喷墨油墨是水性油墨，这在于其含有水，通常至少30wt.％并且更普遍地约50wt.％或更高；任选地，一种或多种水可混溶的助溶剂；至少一种着色剂，分散或至少部分溶解于水和任选的助溶剂中；以及有机聚合树脂粘合剂，分散或至少部分溶解于水和任选的助溶剂中。
应了解，基于丙烯酸的聚合物在碱性pH下可以是带负电荷的。因此，在一些实施方案中，树脂粘合剂在pH 8或更高pH下具有负电荷；在一些实施方案中，树脂粘合剂在pH 9或更高pH下具有负电荷。此外，树脂粘合剂于水中的溶解度或分散度可能受pH影响。因此，在一些实施方案中，配方包括升高pH的化合物，其非限制性实例包括二乙胺、单乙醇胺和2-氨基-2-甲基丙醇。这些化合物当包括于油墨中时，一般以少量包括，例如，配方的约1wt.％并且通常不超过配方的约2wt.％。
还应了解，具有游离羧酸基的基于丙烯酸的聚合物可以依据其电荷密度或等价地依据酸值来表征，酸值即为中和一克干聚合物所需的KOH的毫克数。因此，在一些实施方案中，基于丙烯酸的聚合物具有在70-144的范围内的酸值。
本发明的油墨膜构造的油墨膜含有至少一种着色剂。按完整油墨配方的重量计，油墨膜内至少一种着色剂的浓度可以是至少2％、至少3％、至少4％、至少6％、至少8％、至少10％、至少15％、至少20％或至少22％。典型地，油墨膜内至少一种着色剂的浓度是至多40％、至多35％、至多30％或至多25％。
更典型地，油墨膜可以含有2-30％、3-25％或4-25％的至少一种着色剂。
着色剂可以是颜料或染料。颜料的粒度可以取决于颜料的类型和制备颜料中所用的尺寸缩减法。一般来说，颜料粒子的d50可以在10nm到300nm的范围内。用来产生不同颜色的各种粒度的颜料可以用于同一种印刷。
油墨膜含有至少一种树脂或树脂粘合剂，典型地是有机聚合树脂。油墨膜内至少一种树脂的浓度可以是至少10％、至少15％、至少20％、至少25％、至少35％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％或至少80％(按重量计)。
油墨膜内着色剂和树脂的总浓度可以是至少10％、至少15％、至少20％、至少30％或至少40％(按重量计)。然而，更典型地，油墨膜内着色剂和树脂的总浓度可以是至少50％、至少60％、至少70％、至少80％或至少85％。在许多情况下，油墨膜内着色剂和树脂的总浓度可以是油墨膜重量的至少90％、至少95％或至少97％。
在油墨膜内，树脂与着色剂的重量比可以是至少1:1、至少2:1、至少2.5:1、至少3:1、至少4:1、至少5:1或至少7:1。
在本发明的油墨膜构造内树脂与着色剂的重量比可以是至多15:1、至多12:1或至多10:1。在一些应用中，特别是在需要具有层压到印刷基材上的超薄油墨膜时，树脂与着色剂的重量比可以是至多7:1、至多5:1、至多3:1、至多2.5:1、至多2:1、至多1.7:1、至多1.5:1、至多1.2:1、至多1:1、至多0.75:1或至多0.5:1。
可能适合用于本发明的油墨配方、系统和工艺的特定树脂包括分子量在特定范围内并且具有低玻璃转变温度(Tg)的水溶性的丙烯酸苯乙烯共聚物。这些共聚物的商业实例可以包括HPD 296、142E、637、638和8004；BT-100、BT-26、BT-9和BT-102。
名义上，树脂溶液或分散体可以是或可以包括丙烯酸苯乙烯共聚物(或共(丙烯酸乙酯甲基丙烯酸)溶液或分散体。来自油墨配方的丙烯酸苯乙烯共聚物最终保留在粘着到印刷基材的油墨膜中。
丙烯酸苯乙烯共聚物(或共(丙烯酸乙酯甲基丙烯酸)的平均分子量可以小于100,000、小于80,000、小于70,000、小于60,000、小于40,000或小于20,000克/摩尔。
丙烯酸苯乙烯共聚物的平均分子量可以是至少10,000、至少12,000、至少13,000或至少14,000，并且在一些情况下至少16,000或至少18,000克/摩尔。
在一个实施方案中，根据本发明的油墨膜构造中的油墨膜没有或基本上没有蜡。典型地，根据本发明的油墨膜含有少于30％的蜡、少于20％的蜡、少于15％的蜡、少于10％的蜡、少于7％的蜡、少于5％的蜡、少于3％的蜡、少于2％的蜡或少于1％的蜡。
在一个实施方案中，根据本发明的油墨膜没有或基本上没有油，如矿物油和植物油(例如，亚麻仁油和大豆油)，或胶印油墨配方中所用的各种油。典型地，根据本发明的油墨膜含有至多20％、至多12％、至多8％、至多5％、至多3％、至多1％、至多0.5％或至多0.1％(按重量计)的一种或多种油、交联脂肪酸或在风干时产生的脂肪酸衍生物。
在一个实施方案中，根据本发明的油墨膜没有或基本上没有一种或多种盐，包括用于使油墨凝结或沉淀在转移构件上或基材上的盐(例如，氯化钙)。典型地，根据本发明的油墨膜含有至多8％、至多5％、至多4％、至多3％、至多1％、至多0.5％、至多0.3％或至多0.1％的一种或多种盐。
在一个实施方案中，根据本发明的油墨膜没有或基本上没有一种或多种光引发剂。典型地，根据本发明的油墨膜含有至多2％、至多1％、至多0.5％、至多0.3％、至多0.2％或至多0.1％的一种或多种光引发剂。
在一个实施方案中，本发明的油墨膜构造的印刷基材没有或基本上没有一种或多种可溶盐，包括用于或适合于使油墨或其组分凝结或沉淀在基材上的盐(例如，氯化钙)。在一个实施方案中，本发明的油墨膜构造的印刷基材含有每1m2的纸至多100mg的可溶盐、至多50mg的可溶盐或至多30mg的可溶盐，并且更典型地至多20mg的可溶盐、至多10mg的可溶盐、至多5mg的可溶盐或至多2mg的可溶盐。
在一个实施方案中，根据本发明的油墨膜构造中的油墨膜含有至多5％、至多3％、至多2％、至多1％或至多0.5％(按重量计)的无机填料粒子，如二氧化硅。
在一个实施方案中，在20℃到60℃的温度范围内的至少一个特定温度下，在8到10的范围内或8到11的范围内的pH下，存在于本发明的油墨膜中的经干燥的树脂于水中的溶解度可以是至少3％、至少5％或至少10％。
在一个实施方案中，在20℃到60℃的温度范围内的至少一个特定温度下，在8到10的范围内或8到11的范围内的pH下，本发明的经回收的油墨膜于水中的溶解度可以是至少3％、至少5％或至少10％。
印刷图像的水牢度
ASTM标准F2292-03(2008),"Standard Practice for Determining theWaterfastness of Images Produced by Ink Jet Printers Utilizing Four DifferentTest Methods-Drip,Spray,Submersion and Rub"可以被用来评定被印刷在各种基材上的油墨点和膜的水牢度。本发明人使用这些测试方法中的三者：点滴、喷雾和浸入，来评估水牢度。
在全部三个测试中，本发明的油墨膜构造展现完美的水牢度；没有观测到油墨渗出、拖尾或转移。
鉴别基材上的经印刷的图像中的氮基调节剂
当在印刷之前，用作为或含有至少一种如聚乙烯亚胺(PEI)的氮基调节剂的化学剂预处理或调节ITM的外表面时，经印刷的图像转移到基材可能典型地导致至少一些氮基调节剂也被转移。该调节剂可以使用X射线光电子能谱法(XPS)或通过将为聚合物分析或聚合物或有机含氮物质的化学分析领域的一般技术人员所知的其它手段来检测。
在一个示例性的实证中，在基本上相同的条件下制备两个经印刷的纸质基材(包括：将具有纳米颜料粒子的水性喷墨油墨喷墨到转移构件上；干燥转移构件上的油墨；以及将所产生的油墨膜转移到特定的基材)，除了第一个基材是在没有预调节转移构件的情况下印刷，而对于第二个基材来说，用聚乙烯亚胺调节ITM。使用VG Scientific Sigma Probe和在1486.6eV处具有400μm的光束尺寸的单色A1 Kα x射线来进行经印刷的图像的XPS分析。以150eV的通能记录Survey光谱。对于氮的化学态鉴别，以50eV的通能记录N1的高能分辨率测量结果。通过将C1的结合能设定为285.0eV来标准化不同峰的核水平结合能。所观测的峰的解卷积揭示，PEI预处理的样品在约402eV处含有独特的峰，其对应于C-NH2 +-C基团。
因此，在本发明的一些实施方案中，提供了一种经印刷的油墨图像，其在402.0±0.4eV、402.0±0.3eV或402.0±0.2eV处具有XPS峰。
本发明人已经发现，在基材的顶部表面远端的膜的顶部或上表面处，氮的表面浓度可能明显超过膜主体内氮的浓度。膜主体内氮的浓度可以在上膜表面下方至少30纳米、至少50纳米、至少100纳米、至少200纳米或至少300纳米的深度处测量。
在一些实施方案中，表面氮浓度与膜主体内氮浓度的比率是至少1.1:1、至少1.2:1、至少1.3:1、至少1.5:1、至少1.75:1、至少2:1、至少3:1或至少5:1。
在一些实施方案中，在上膜表面处氮与碳的比率(N/C)比在膜主体内氮与碳的比率(N/C)是至少1.1:1、至少1.2:1、至少1.3:1、至少1.5:1、至少1.75:1或至少2:1。
在一些实施方案中，在上膜表面处仲胺基的浓度超过在膜主体内仲胺基的浓度。
在一些实施方案中，在上膜表面处叔胺基的浓度超过在膜主体内叔胺基的浓度。
在一些实施方案中，在上膜表面处仲胺基和叔胺基的浓度超过在膜主体内仲胺基和叔胺基的浓度。
在一些实施方案中，上膜表面含有至少一种PEI。
在一些实施方案中，上膜表面含有至少一种聚季铵盐阳离子瓜尔胶，如瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵和羟丙基瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵。
在一些实施方案中，上膜表面含有具有季胺基的聚合物，如各种伯胺的盐酸盐。
如本文中在说明书和以上权利要求书部分所使用，术语“着色剂”指的是在印刷领域中被视为或应被视为着色剂的物质。
如本文中在说明书和以上权利要求书部分所使用，术语“颜料”指的是具有至多300nm的平均粒度(D50)的细碎的固体着色剂。典型地，平均粒度在10nm到300nm的范围内。颜料可以具有有机和/或无机组成。典型地，颜料不溶于其被并入的媒剂或介质，并且大体上在物理和化学方面不受媒剂或介质影响。颜料可以是有色的、荧光的、金属的、有磁性的、透明的或不透明的。
颜料可以通过光的选择性吸收、干涉和/或散射来改变外观。颜料通常是通过分散在多种系统中而被并入并且可以在整个着色过程中保持其晶体或微粒性质。
如本文中在说明书和以上权利要求书部分所使用，术语“染料”指的是至少一种有色物质，其在应用过程中可溶于溶液或进入到溶液中并且通过光的选择性吸收来赋予颜色。
如本文中在说明书和以上权利要求书部分所使用，关于颜料粒度的术语“平均粒度”或“d50”指的是使用标准惯例，如由激光衍射粒度分析仪(例如，Malvern Instruments,England的MastersizerTM2000)所测定的平均粒度(按体积计)。
关于纤维印刷基材，印刷领域的技术人员应了解，用于印刷的涂布纸可以在功能上和/或在化学上一般被分为两组：被设计成与非喷墨印刷法(例如，胶印印刷)一起使用的涂布纸，和被设计成特定地与采用水性油墨的喷墨印刷法一起使用的涂布纸。如本领域中所知，前一种类型的涂布纸利用矿物填料，不仅用来替换一些纸纤维以降低成本，而且对纸赋予特定的特性，如改进的印刷性、亮度、不透明度和光滑度。在纸涂料中，矿物被用作白色颜料以隐藏纤维，从而改进亮度、白度、不透明度和光滑度。通常用于该目的的矿物是高岭土、煅烧粘土、重质碳酸钙、沉淀碳酸钙、滑石、石膏、氧化铝、缎光白、硫酸钡粉、硫化锌、氧化锌和塑料颜料(聚苯乙烯)。
被设计成在非喷墨印刷法中使用的涂布纸迄今已经不适合与水性喷墨油墨一起使用，或产生可能明显不同于本发明的经印刷的油墨膜构造的印刷点或斑点。
相比之下，被设计成与喷墨油墨一起使用的专用涂布纸，这类涂布纸在一些情况下可以具有如同其它类型的涂布纸一样的填料颜料层，还可以包括高孔隙度的矿物(通常是二氧化硅)与充当粘合剂的水溶性聚合物(如聚乙烯醇(PVA)或聚乙烯基吡咯烷酮(PVP))组合的层，油墨被印刷在该层上面。这些经涂布的喷墨纸经过设计以从经印刷的油墨中快速地去除水，从而有助于印刷具有良好的均匀性和边缘粗糙度的油墨小滴。本发明涵盖被印刷在未涂布纸以及未被设计成用于喷墨用途的涂布纸上的油墨小滴，但本发明的一些实施方案并不打算涵盖被印刷在专用的经涂布的喷墨纸上的油墨小滴。
因此，在一些实施方案中，基材是未涂布纸。在其它实施方案中，基材是在油墨被印刷在上面的层中不含有水溶性聚合物粘合剂的涂布纸。
如本文中在说明书和以上权利要求书部分所使用，术语“经商品涂布的纤维印刷基材”意味着排除专用和高端的涂布纸，包括照相纸和经涂布的喷墨纸。
在经商品涂布的纤维印刷基材的典型纸涂料中，涂料配方可以通过将如高岭粘土和碳酸钙等颜料分散到水中，然后加入粘合剂，如聚苯乙烯丁二烯共聚物和/或煮熟的淀粉的水溶液来制备。其它的纸涂料成分，如流变改性剂、杀生物剂、润滑剂、消泡化合物、交联剂和pH调节添加剂，也可以少量存在于涂料中。
可以用于涂料配方中的颜料的实例是高岭土、碳酸钙(白垩)、瓷土、无定形二氧化硅、硅酸盐、硫酸钡、缎光白、三水合铝、滑石、二氧化钛和其混合物。粘合剂的实例是淀粉、酪蛋白、大豆蛋白、聚乙酸乙烯酯、苯乙烯丁二烯乳胶、丙烯酸酯乳胶、乙烯丙烯酸乳胶和其混合物。可以存在于纸涂料中的其它成分是例如分散剂，如聚丙烯酸酯；润滑剂，如硬脂酸盐；防腐剂；消泡剂，其可以是油基的，如烃油中的分散型二氧化硅，或水基的，如己二醇；pH调节剂，如氢氧化钠；流变改性剂，如海藻酸钠、羧甲基纤维素、淀粉、蛋白质、高粘度羟乙基纤维素和碱溶性晶格。
如本文中在说明书和以上权利要求书部分所使用，术语本发明的“纤维印刷基材”特别意味着包括：
·新闻纸，包括标准新闻纸、电话薄用纸、机械加工纸和超压光纸；
·经涂布的机械纸，包括轻量型涂布纸、中量型涂布纸、重量型涂布纸、机械加工的涂布纸、膜涂布的胶印纸；
·不含磨木浆的未涂布纸，包括胶印纸、轻量型纸；
·不含磨木浆的涂布纸，包括标准涂布的高级纸、低涂布重量的纸、美术纸；
·专用高级纸，包括复印纸、数字印刷纸、连续的信纸；
·卡纸和纸板；以及
·盒纸板。
如本文中在说明书和以上权利要求书部分所使用，术语本发明的“纤维印刷基材”特别意味着包括ISO 12647-2中所描述的全部五种类型的纤维胶印基材。
专利或申请文件含有至少一个以颜色作成的图。具有彩图的该专利或专利申请公开的拷贝将在请求和支付必要的费用后由事务所提供。
应了解，为清楚起见，在独立的实施方案的情形中描述的本发明的某些特征也可以在单一的实施方案中以组合形式提供。反过来，为简便起见，在单一的实施方案的情形中描述的本发明的各种特征也可以独立地或以任何适合的子组合形式提供。
尽管本发明已经结合其特定的实施方案加以描述，但很明显，许多替代、修改和变化将为本领域技术人员显而易见。因此，打算包涵处于随附权利要求书的精神和广泛范围内的所有这些替代、修改和变化。本说明书(包括附录)中所提及的所有公开、专利和专利申请特此以其全文引用的方式并入说明书中，其引用的程度如同每个个别的公开、专利和专利申请特定并个别地指示以引用的方式并入本文中一样。另外，在本申请中对任何参考文献的引用或鉴定不应被视为承认该参考文献可以作为现有技术用于本发明。

Claims (2)

1.一种制备油墨膜构造的方法，所述方法包括：
(a)将喷墨油墨的油墨小滴喷射到中间转移构件上以形成油墨图像，所述油墨包括于水性载剂中的有机聚合树脂和着色剂，使得所述油墨小滴中的每一者在撞击所述中间转移构件时就展开以形成油墨膜；
(b)通过从所述油墨图像中蒸发所述水性载剂以留下残膜来干燥所述油墨，同时用所述中间转移构件转运所述油墨图像；和
(c)将所述残膜转移到第一印刷基材以形成油墨点构造，所述油墨膜构造包括：
(i)第一印刷基材，所述第一印刷基材选自由未经涂布的纤维印刷基材和经商品涂布的纤维印刷基材组成的群组；以及
(ii)多个油墨点，所述油墨点的每个油墨点固定地粘着到所述第一印刷基材的顶部基材表面，所述油墨点含有至少一种分散在有机聚合树脂中的着色剂，每个所述油墨点覆盖所述顶部基材表面的连续区域；
每个所述油墨点被设置为完全处于所述连续区域上方，以使得在所述连续区域中的每一点处，朝着所述顶部基材表面向下延伸的投影的垂直线在碰到所述顶部基材表面之前首先碰到所述油墨点；
每个所述油墨点具有15到300微米的直径；
所述油墨点中的每一者具有至多1,800nm的平均厚度或特征厚度。
2.一种配置适于制备油墨膜构造的系统，所述系统包括：
(a)图像形成台，在此将油墨小滴引导到中间转移构件上以形成油墨图像，所述油墨包括于水性载剂中的有机聚合树脂和着色剂，使得所述油墨小滴中的每一者在撞击所述中间转移构件时就展开以形成油墨膜；
(b)干燥台，其配置为通过从所述油墨图像中蒸发所述水性载剂以留下残膜来干燥油墨，同时用所述中间转移构件转运所述油墨图像；和
(c)压印台，在此将所述残膜转移到第一印刷基材以形成油墨点构造，
所述油墨膜构造包括：
(i)第一印刷基材，所述第一印刷基材选自由未经涂布的纤维印刷基材和经商品涂布的纤维印刷基材组成的群组；以及
(ii)多个油墨点，所述油墨点的每个油墨点固定地粘着到所述第一印刷基材的顶部基材表面，所述油墨点含有至少一种分散在有机聚合树脂中的着色剂，每个所述油墨点覆盖所述顶部基材表面的连续区域；
每个所述油墨点被设置为完全处于所述连续区域上方，以使得在所述连续区域中的每一点处，朝着所述顶部基材表面向下延伸的投影的垂直线在碰到所述顶部基材表面之前首先碰到所述油墨点；
每个所述油墨点具有15到300微米的直径；
所述油墨点中的每一者具有至多1,800nm的平均厚度或特征厚度。
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