CN111836726B - 激光印刷方法 - Google Patents

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Abstract

印刷方法，其中将待印刷的基底布置在具有墨水层的墨水载体对面，通过激光束区域性照射所述墨水层，所述层通过吸收激光束而朝基底方向加速，其中为了激光吸收，所述墨水层与反射性颗粒和具有大于250000g/mol的重均(Mw)分子量的可溶性聚合物混合。

Description

激光印刷方法
本发明涉及印刷方法和墨水的用途。
从例如US 6,241,344 B1中已知一种印刷基底的方法，其中将墨水滴从涂有墨水的载体抛射到待印刷的基底上。为了转移墨水，在基底待印刷的位置，将能量透过载体引入载体上的墨水中。这造成一部分墨水汽化，因此墨水脱离载体。由于汽化的墨水的压力，由此离开的墨水滴被抛射到基底上。
通过以定向方式引入能量，有可能据此根据待印刷的图案将墨水转移到基底上。例如通过激光引入转移墨水所需的能量。承载施加的墨水的载体是例如循环条带，在印刷区前借助施加装置将墨水施加到其上。激光器位于循环条带的内部，因此激光器在背向墨水的一侧作用于载体。例如通过浸在墨水储存器中的辊实现将墨水施加到墨水载体上。
这种类型的印刷机也从例如US 5,021,808 A中获知。也根据这一文献的教导，使用施加装置将墨水从储存容器施加到循环条带上，在循环条带内存在激光器，借此在指定位置汽化墨水并相应地抛射到待印刷的基底上。条带在这种情况下由对激光透明的材料制成。为了墨水的定向汽化，有可能将循环条带用吸收层涂布，在其中吸收激光并转化成热，因此在暴露于激光的位置将墨水汽化。
还通过公开说明书DE 102 10 146 A1获知，通过使用小的激光吸收颗粒，有可能增进激光诱导印刷方法的效率。这是重要的，因为其能够显著提高所述方法的生产率。
使用吸收颗粒时的一个缺点在于这些颗粒经常也吸收可见波长光谱，以造成待印刷的墨水(液体墨水)的强度或多或少的变色。
另一缺点在于激光诱导的颗粒喷射可能伴随着许多破坏性附随物(satellites)的发射，这使印刷结果的品质变差。
与此相比，本发明的目的是至少减少现有技术的上述缺点。目标通常是实现良好的印刷结果。
已通过根据权利要求1的印刷方法实现本发明的目的。
由从属权利要求的主题以及说明书显而易见本发明的优选实施方案和扩展。
本发明涉及一种印刷方法，其中将待印刷的基底布置在具有墨水层的墨水载体对面，通过激光束区域性照射所述墨水层，其特征在于所述墨水层包含反射性颗粒和具有大于250 000g/mol的重均(Mw)分子量的可溶性聚合物，其中根据DIN 55672-2:2016-3测定所述可溶性聚合物的重均(Mw)分子量。以这种方式，特别地，从墨水层推出墨水滴并转移到基底上。
可通过用包含反射性颗粒、可溶性聚合物、染料和/或颜料和溶剂的墨水涂布墨水带来形成墨水层。可溶性聚合物是可溶于用作墨水组合物的溶剂的溶剂中的聚合物。
根据本发明，为了墨水层的部分上的激光吸收，将用于本发明的方法的墨水与反射性颗粒混合。
反射性颗粒可能也对激光束具有吸收性质，尤其是在所用激光的波长范围内，更特别在300至3000nm的范围内。但是，不同于吸收颗粒如炭黑颗粒，反射性颗粒也对可见波长光谱具有反射性质。
可使用对所用激光的波长，更特别对300至3000nm具有高反射的颗粒。
不同于现有技术中已知的吸收颗粒，例如炭黑，反射性颗粒可能对墨水层传达的色彩印象(coloured impression)是基本中性的。
可用的颗粒首先是例如金属颗粒或金属涂布的载体材料的颗粒。这些颗粒基于镜面产生反射。特别有可能使用所谓的效果颜料，优选珠光颜料(lustre pigment)。
反射性颗粒可特别以大于1和/或小于10重量％的量添加到用于墨水层的墨水中。
此外，可使用利用全反射产生镜面效应(mirroring effect)的透明颗粒。也可使用具有光学干涉涂层的颗粒。
根据本发明的一个实施方案，使用具有0.1至10μm，优选1至5μm的平均粒度的颗粒。
可通过激光衍射测量法测定粒度。这可使用例如
Figure BDA0002675369320000032
SALD-2201激光粒度分析仪作为测量仪器进行。
由此可实现特别有效的吸收。
为了实现高反射效应，可使用具有大于50，优选大于70，更优选大于80的在L*a*b*颜色空间中的L*值的颗粒。
此外，该颗粒可为中性颜色。在一个实施方案中，该颗粒在L*a*b*颜色空间中具有+/-30的a*和/或b*值。更特别可使用具有小于+/-5，优选+/-3的在L*a*b*颜色空间中的a*和/或b*值的颗粒。
可以例如使用DTM
Figure BDA0002675369320000033
分光光度计测定L*a*b*颜色空间中的值。
本发明还涉及一种印刷方法，其中将待印刷的基底布置在具有墨水层的墨水载体对面，通过激光束区域性照射所述墨水层，并且所述层通过吸收激光束而朝基底方向加速，其中通过颗粒生成激光吸收。
根据本发明，将具有大于250 000g/mol的分子量Mw的可溶性聚合物作为添加剂添加到用于墨水层的墨水的溶剂中。
根据DIN 55672-2:2016-3测定所述重均(Mw)分子量：使用N,N-二甲基乙酰胺作为洗脱溶剂。
附加的实际测量细节：尤其使用PSS-SDV-凝胶(大孔苯乙烯-二乙烯基苯共聚物网络)柱。(更)尤其使用4个PSS-SDV-凝胶(大孔苯乙烯-二乙烯基苯共聚物网络)柱的组合；尺寸:每根柱300mm*8mm ID；粒度:5或10μm；孔径:
Figure BDA0002675369320000031
该墨水特别包含溶剂、染料，更特别是颜料，以及增进激光吸收的颗粒，更特别是上述反射性颗粒。
已经表明，通过添加可溶于溶剂的聚合物，有可能显著降低附随物(喷溅物)的形成风险。
不受制于理论，但这有可能归因于包括由此改性的墨水的更大弹性在内的因素。
可溶性聚合物的比例根据本发明的一个实施方案为总墨水混合物的0.05-2重量％。可溶性聚合物的比例优选为总墨水混合物的大于0.05和/或小于1重量％，通常大于0.1和/或小于0.8重量％。
根据本发明的一个优选实施方案使用的可溶性聚合物包含纤维素酯、硝酸纤维素、纤维素醚，更特别是羟丙基纤维素，聚氨酯或乙烯基聚合物。特别地，羟丙基纤维素，换言之，其中一些羟基作为醚与羟丙基连接的纤维素醚，看起来特别适合本发明的实施。
本发明还涉及具有反射性颗粒和分子量大于250 000g/mol的可溶性聚合物的墨水用于如上所述的印刷方法的用途。
附图简述
下面参考图1更详细阐释本发明的主题。
图1是用于本发明的方法的印刷机的图解视图。
附图详述
图1是本发明的印刷机(1)的一个示例性实施方案的图解视图。
印刷机(1)包含循环墨水带作为墨水载体(4)。
通过上墨单元(8)均匀地和在其整个面积上为墨水带涂布墨水(2)。墨水带随后朝箭头方向移动到印刷压印线(printing nip)(10)。墨水载体(1)与待印刷的基底(6)相距一定的间隙。间隙宽度优选可调和/或连续调整。这可借助例如适应性间隔辊(5)实现。
在印刷压印线(10)中，使用激光扫描器(11)将激光束(3)透过激光可穿透的墨水载体(4)聚焦到墨水(2)中。借助激光束(3)局部和定向加热部分墨水(2)造成墨水(2)的小区域的爆炸性汽化(explosive vaporization)，因此一部分印刷墨水(2)从墨水带转移到对面的基底(6)上。
通过间隔辊(5)和偏转辊(7)的控制，墨水带随后朝上墨单元(8)的方向向回移动。在上墨单元(8)和墨水带之间接触时，补充已消耗的墨水(2)。
上墨单元(8)中的过量墨水(2)收集在底部的墨水槽(9)中并连续反复添加到印刷操作中。
有可能使用由金属和金属涂布的聚合物颗粒组成的反射材料。
用于改进印刷品质的另一方面涉及改变待印刷的墨水的流变学以使破坏性的喷溅物(splash)完全不形成或仅在极大减少的程度上形成。已经发现，在大约Mw:250 000g/mol至大约1 500 000g/mol的平均分子量范围内的可溶性聚合物的低量混入对墨水的印刷行为具有正面影响。
这些外加剂(admixture)改变墨水的所谓弹性。更低Mw范围(Mw:10 000g/mol至大约100 000g/mol)的可溶性聚合物的外加剂只有增稠作用和仅轻微的防喷溅性质。与此相比，具有更高Mw值(>1 500 000g/mol)的聚合物没有带来防喷溅性质的进一步改进，而是仅进一步阻碍可溶性。因此优选使用具有低于2 500 000g/mol，更优选低于1 500 000g/mol的分子量(Mw)的聚合物。
下列名单显示合适的可溶性聚合物外加剂的实例以及印刷工业内常规的各种溶剂，和在总墨水混合物中常用的量(以重量％计)：
Figure BDA0002675369320000061
借助本发明有可能降低附随物(satellite)的形成风险，这改进印刷结果的品质。
下面另外通过上述印刷方法中的聚合物溶液的防喷溅效果显示所用可溶性聚合物的分子量的影响：
根据上述方法印刷各种墨水混合物。在此可以观察到，在无添加剂的纯印刷中，印刷的点表现出大量散布的喷溅物。
通过将少量高分子可溶性添加剂添加到墨水中，可以显著减少喷溅物的这一数量。
在这方面，总比例在0.05至2％之间的具有>250,000Mw的合适分子量的来自化学物质组“纤维素酯”、“硝酸纤维素”、“纤维素醚”、“聚氨酯”以及“乙烯基聚合物”的添加剂已证实是优异的防喷溅添加剂。
以下表格评估(以重量％计的总比例；使用3-乙氧基-1-丙醇作为溶剂，使用反射性铝颗粒，在显微镜下计数散布的喷溅物)提供相应的实验实施例：
Figure BDA0002675369320000071
图1的附图标记单
1.印刷机
2.墨水
3.激光束
4.墨水载体
5.间隔辊
6.基底
7.偏转辊
8.上墨单元
9.墨水槽
10.印刷压印线
11.激光扫描器

Claims (37)

1.印刷方法，其中将待印刷的基底布置在具有墨水层的墨水载体对面，通过激光束区域性照射所述墨水层，其特征在于所述墨水层包含反射性颗粒和具有大于250 000g/mol的重均分子量的可溶性聚合物，其中根据DIN 55672-2:2016-3测定所述可溶性聚合物的重均分子量。
2.根据权利要求1的印刷方法，其特征在于所述可溶性聚合物具有250 000g/mol至2500 000g/mol的重均分子量。
3.根据权利要求2的印刷方法，其特征在于所述可溶性聚合物具有250 000g/mol至1500 000g/mol的重均分子量。
4.根据权利要求1的印刷方法，其特征在于可溶性聚合物的比例为总墨水混合物的0.05至2重量％。
5.根据权利要求2的印刷方法，其特征在于可溶性聚合物的比例为总墨水混合物的0.05至2重量％。
6.根据权利要求3的印刷方法，其特征在于可溶性聚合物的比例为总墨水混合物的0.05至2重量％。
7.根据权利要求1的印刷方法，其特征在于可溶性聚合物的比例为总墨水混合物的0.05至1重量％。
8.根据权利要求2的印刷方法，其特征在于可溶性聚合物的比例为总墨水混合物的0.05至1重量％。
9.根据权利要求3的印刷方法，其特征在于可溶性聚合物的比例为总墨水混合物的0.05至1重量％。
10.根据权利要求4的印刷方法，其特征在于可溶性聚合物的比例为总墨水混合物的0.05至1重量％。
11.根据权利要求5的印刷方法，其特征在于可溶性聚合物的比例为总墨水混合物的0.05至1重量％。
12.根据权利要求6的印刷方法，其特征在于可溶性聚合物的比例为总墨水混合物的0.05至1重量％。
13.根据权利要求1的印刷方法，其特征在于可溶性聚合物的比例为总墨水混合物的0.1至0.8重量％。
14.根据权利要求2的印刷方法，其特征在于可溶性聚合物的比例为总墨水混合物的0.1至0.8重量％。
15.根据权利要求3的印刷方法，其特征在于可溶性聚合物的比例为总墨水混合物的0.1至0.8重量％。
16.根据权利要求4的印刷方法，其特征在于可溶性聚合物的比例为总墨水混合物的0.1至0.8重量％。
17.根据权利要求7的印刷方法，其特征在于可溶性聚合物的比例为总墨水混合物的0.1至0.8重量％。
18.根据权利要求1至17之一的印刷方法，其特征在于所用可溶性聚合物包含纤维素酯、硝酸纤维素、纤维素醚。
19.根据权利要求1至17之一的印刷方法，其特征在于所用可溶性聚合物包含羟丙基纤维素，聚氨酯或乙烯基聚合物。
20.根据权利要求1至17之一的印刷方法，其特征在于所述反射性颗粒由金属或金属涂布的载体材料组成。
21.根据权利要求18的印刷方法，其特征在于所述反射性颗粒由金属或金属涂布的载体材料组成。
22.根据权利要求19的印刷方法，其特征在于所述反射性颗粒由金属或金属涂布的载体材料组成。
23.根据权利要求1至17之一的印刷方法，其特征在于所用反射性颗粒具有0.1至10μm的平均粒度。
24.根据权利要求18的印刷方法，其特征在于所用反射性颗粒具有0.1至10μm的平均粒度。
25.根据权利要求19的印刷方法，其特征在于所用反射性颗粒具有0.1至10μm的平均粒度。
26.根据权利要求20的印刷方法，其特征在于所用反射性颗粒具有0.1至10μm的平均粒度。
27.根据权利要求21的印刷方法，其特征在于所用反射性颗粒具有0.1至10μm的平均粒度。
28.根据权利要求22的印刷方法，其特征在于所用反射性颗粒具有0.1至10μm的平均粒度。
29.根据权利要求1至17之一的印刷方法，其特征在于所用反射性颗粒是具有大于50的在L*a*b*颜色空间中的L*值，并且具有小于+/-5的在L*a*b*颜色空间中的a*和/或b*值的颗粒。
30.根据权利要求18的印刷方法，其特征在于所用反射性颗粒是具有大于50的在L*a*b*颜色空间中的L*值，并且具有小于+/-5的在L*a*b*颜色空间中的a*和/或b*值的颗粒。
31.根据权利要求19的印刷方法，其特征在于所用反射性颗粒是具有大于50的在L*a*b*颜色空间中的L*值，并且具有小于+/-5的在L*a*b*颜色空间中的a*和/或b*值的颗粒。
32.根据权利要求20的印刷方法，其特征在于所用反射性颗粒是具有大于50的在L*a*b*颜色空间中的L*值，并且具有小于+/-5的在L*a*b*颜色空间中的a*和/或b*值的颗粒。
33.根据权利要求23的印刷方法，其特征在于所用反射性颗粒是具有大于50的在L*a*b*颜色空间中的L*值，并且具有小于+/-5的在L*a*b*颜色空间中的a*和/或b*值的颗粒。
34.根据权利要求29的印刷方法，其特征在于所用反射性颗粒是具有大于70的在L*a*b*颜色空间中的L*值的颗粒。
35.根据权利要求34的印刷方法，其特征在于所用反射性颗粒是具有大于80的在L*a*b*颜色空间中的L*值的颗粒。
36.根据权利要求29的印刷方法，其特征在于所用反射性颗粒是具有小于+/-3的在L*a*b*颜色空间中的a*和/或b*值的颗粒。
37.具有反射性颗粒和大于250 000g/mol的重均分子量的可溶性聚合物的墨水的用途，用于根据权利要求1-36之一的印刷方法中。
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