CN1304207C - 制造片形介质的方法及其所得的片形介质和使所述片形介质着墨的方法 - Google Patents
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Abstract
一种制备可用来将油墨升华转印到不可印刷介质上的片形介质(1)的方法，该片形介质包括至少一层支持层(2)，至少一层胶粘涂层(3)和多个要施加到胶粘涂层(3)上的粒状部件或伸长部件(5)；该方法提供了粒状或伸长部件(5)的制备，它们应对电磁场的作用能作出响应，并施加具有与支持层(2)基本垂直的力f的电磁场，使粒状部件或伸长部件(5)施加到胶粘涂层(3)上，从而使粒状部件或伸长部件(5)根据预定的分布呈单层排列。
Description
技术领域
本发明涉及用油墨，特别是升华油墨转印图像的方法，本发明还涉及实施该方法用的片形介质。
背景技术
在目前使用的非直接印刷方法中，使用升华型油墨的方法包括将先前沉积在板状介质上的图像(通常称为转印介质)转印到要有图像的物体(已知是不可印刷的物体)的表面上。
为了得到具有令人满意分辨率的印制图像，它的一个基本要求是在转印期间，转印介质必须直接与不可印刷的介质接触，使得油墨通过升华均匀地渗入不可印刷的表面。
从上述揭示中可见，为了使图像升华转印到有一定外形轮廓的表面上，必须使转印介质能完全贴附到不可印刷的物体表面上，在此情况下，纸状材料之类制备的介质是不合适的，它们会产生由于不可避免的折痕而产生明显的印刷缺陷。
这就引起了人们使用弹性材料，如弹性棉纺物将图像转印到不规则表面上的兴趣，但是，它们有这样的缺点：织物的成本特别高，且它们的编织结构常常影响印刷质量，明显地降低复制图像的保真度。
若使用由弹性材料制备的介质，人们可以观察到。转印油墨蒸气相时气体的排除很困难，随之形成了气泡，最终表面质量下降。
发明内容
本发明的目的是提供制备一种片形介质的方法，所述的介质在用升华油墨转印图像的过程中作为转印介质，该方法能消除或基本减少上述与升华转印间接印刷的现有技术方案有关的缺陷。
为此目的，本发明提供了产生片形介质的方法，特别值得关注的是该片形介质的粒状或伸长部件的结构和空间性质，这些部件组成了该介质的活性表面，结果可以以选定的保真度在不可印刷的表面上复制先前在片形介质上已经印刷的图像。
本发明的另一个目的是提供能利用组成片形介质活性表面的粒状或伸长部件的分布和密度，以一定的保真度转印图像的方法，所述的一定保真度相应于印刷设备上设置的将片形介质上的图像转印的dpi(每英寸点数)值。
本发明的另一个目的是提供片形介质，其结构可以实施转印过程，特别是升华转印过程，质量上具有可重现性，保证高分辨的保真度，且能均匀地印制在整个不可印刷的表面上。
本发明的另一个目的是，若用升华油墨进行转印，通过使用这类片形介质来铺展产生的气体，以保持片形介质和不可印刷表面之间空隙里压力均匀，结果保证油墨均匀地渗入所述的不可印刷的表面。
本发明的另一个目的是提供一种片形介质，它能让用升华油墨转印的图像均匀地转印到不规则表面上而不需要特定的附件，如模子、补充模子、垫子或其它附件。
本发明的另一个目的是提供一种生产成本低，使用简便而迅速的片形介质。
本发明的另一个目的是提供使片形介质着墨的方法，该方法使所述片形介质以可控制的方式对活性表面着墨，结果得到了可靠的图像重现性(dpi表示)，且在不可印刷层和片形着墨介质之间形成一种适合分散油墨升华期间产生的气体的通道系统。
本发明的另一个目的是提供一种着墨方法，它能用任何常规的印刷技术，如照相凹印、丝网印刷、平版印刷、直接数字绘图机印刷、膜转印等技术进行。
根据本发明的第一方面，本发明提供了一种制造片形介质的方法，所述的片形介质可特别用于将油墨升华转印到不可印刷的介质上，所述的片形介质包括至少一层支持层，至少一层对于所述支持层的胶粘涂层和多个要被施加到所述胶粘涂层上的粒状或伸长部件，所述的方法特征在于，它包括下列步骤：
制造所述的粒状或伸长的部件，它们要对电磁场作用有响应；和
施加所述电磁场，从而将所述的粒状或伸长的部件施加到所述的胶粘涂层上，所述电磁场的作用力线基本上垂直于所述支持层，从而将所述的粒状或伸长部件按预定的分布作单层排列。
本发明的第二方面涉及片形介质，它包括至少一层支持层，至少一层所述支持层用的胶粘层，和多个预定要施加到胶粘层上的粒状或伸长部件，其特征在于，所述的粒状或伸长部件具有控制的尺寸，它们按照预定的分布被植入所述的胶粘涂层。
根据本发明的第三方面，它提供了一种片形介质着墨的方法，其特征在于，该方法包括步骤：在所述的片形介质上铺展具有合适粘度、湿润性和亲水性的油墨，让该油墨渗透到所述片形介质的预定深度，并让溶剂部分逐步减少，并相应增加组成所述油墨的分子中颜料的浓度。
有利的是，这类方法在不可印刷层和带有所述油墨的所述片形介质之间形成一气体空间，所述的空间作为一个通道系统用来向外排出空气和升华所述油墨期间产生的气体相，以保持其内部均匀的压力。
本发明最后一方面涉及升华转印的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：将所述的片形介质铺展在所述的不可印刷层上，并对所述的片形介质施加均匀的压力，使它完美地贴附在所述的不可印刷层上。
有利的是，这类方法提供了对着所述支持层的背面所产生的压力差，结果得到了适合从所述片形介质的外部压着所述不可印刷层的流体静力压力。
附图说明
本发明的进一步特征和优点从下列结合附图、详细地描述一些优选的实施方案中可以看出，但这些实施方案是非限定性的实施例。
图1是本发明片形介质的截面图；
图2是制造图1片形介质的方法的示意图；
图3是用高湿润性油墨着墨的片形介质的截面图；
图4是用高粘度油墨着墨的片形介质的截面图；和
图5是用来实施通过升华油墨转印图像方法的设备的截面示意图。
实施本发明的方法
在说明书附图中，相同或相似的部分用相同的数字表示。
先参见图1和2，本发明的用于通过升华转印的片形介质1由优选地由热塑性材料，如PVA(聚乙酸乙烯酯)、聚乙烯、聚酯、聚氨酯、PVC等制成的支持层2，用于至少覆盖支持层2的活性面的胶粘涂层3和活性层4组成。
特别是，胶粘涂层有利地由特性为对气体特别是对高温转印期间升华油墨的气相不渗透的胶粘剂构成。
该特性事实上在高温转印期间能使油墨粘附到活性表面4上，避免形成气泡。
更具体的是，有该特性的胶粘剂是，例如VAC(乙酸乙烯酯)、PVA(聚乙酸乙烯酯)、EVA(乙烯乙酸乙烯酯)、PUR(聚氨酯)和相似的胶粘剂。
此外，人们也可使用相同的材料作为支持层，例如PVA也可作为胶粘剂涂层。
有利的是，活性层4由多个微米级尺寸的伸长部件5组成，为了避免活性层在印刷过程中破坏，制备该活性层的材料的特性就耐热性和耐机械应力来说，在0-220℃的温度间隔范围里基本稳定。
图1显示的制备平行介质1的方法进一步要求伸长部件5的总体直径D在3-1000微米范围里，长度L在3-3000微米中变化，用以得到预定的L/D比，目的是使伸长部件5具有基本直的轴，并能使其结构在印刷循环期间保持不变。
方便的是，伸长的部件由这样的材料构成，所述的材料在升华温度(0-220℃)对升华油墨的渗滤(吸收)来说是惰性的；例如具有这些特性的一种材料是人造丝(Rayon)。
有利的是，为了提供图1所示片形介质1的活性层4，使用电磁场的性质，这里的电磁场可涵盖静电力、磁力或电磁力的场。
假设使用电场E，组成伸长部件5的材料可有利地从具有显著绝缘性质的材料中进行选择，结果伸长部件5能被极化，因此对电场E的作用敏感。
亲水性是选择适合用作伸长部件5材料的另一个重要性质，因为片形介质1的活性层4的湿润性取决于亲水性。
根据本发明制备片形介质1的方法因此提供了将上述伸长部件5施加到被胶粘涂层3覆盖的支持层2上，结果它们的一端被植入，它们的轴总体上(on average)与支持层2成直角。
伸长部件5这样的排列(参见图1)之所以能形成，是借助在伸长部件5的分配器6和支持层2之间的电场E的作用，作用力f垂直指向所述的支持层。
当由分配器6释放的伸长部件5穿过电场E时，它们自动地沿着力f的方向取向，结果它们的轴线总体上与支持层2成直角，因此一端植入了湿润的胶粘涂层3中。
结果如图1所示，它显示了活性层具有基本上的“刷状”，有多个伸长部件5均匀地分布的结构，分布的密度则按电场E的强度可以改变。当电场E很弱，即强度低时，作用力f事实上间隔相当大，因此在每单位表面上的伸长部件5的数目很少。相反的是，、若用高电场强度E，力线很密集，因此组成片形介质1的活性层4的伸长部件5的密度也随之增加。
植入支持层2的伸长部件5的密度不仅可通过调节电场E的强度来控制，也可通过连续的震动进行压紧来控制，通过该手段能使伸长部件5更为有序并密实。
电场E可通过处于分配器6和胶粘涂层3之间充电的静电栅7来产生，产生垂直于胶粘涂层的作用力f。由于支持层优选地由导体材料组成，力f的作用线会影响支持层而不会发生偏斜，因此是垂直于支持层的。
如上所述的片形介质1因此能通过这样的结构高保真度地将图像转印到任何形状的物体上，所述的结构能通过升华转印的不直接印刷所需要的两种途径保持图像的构成就颜色强度和图像分辨率(dpi)方面来说都基本保持不变。
从图3和4可看出，在不可印刷介质8上转印图像的质量在很大程度上取决于所用的油墨类型和活性层4上着墨的方法。
着墨方法可通过通常的印刷技术，如丝网印刷、直接数字绘图机印刷、照相凹印、膜再转印及其他技术进行。
对用于升华图像转印方法的油墨9的选择事实上要求考虑一系列参数，如粘度、湿润性、亲水性、疏水性和表面张力，在此基础上就有可能改变转印介质1着墨期间油墨9的行为。
如图3和4所示，根据油墨9是否具有高湿润性指数或高粘度，能决定其渗入活性层4的更深处或只停留在表面部分，限制其本身仅在伸长部件5的自由端湿润。
但是，在本发明的着墨方法中，油墨9渗入片形介质1的活性层4的预定深度，并将其本身分布在按照预定排列的伸长部件5上，结果它们处于被油墨9着墨的多个伸长部件5之间的空间里，即是多个微细的通道10里，这些多个微细通道彼此连接，且也与外部连接。
经上述着墨过程的片形介质1接着就可进行升华转印操作。
图5显示了在属性上不可印刷的介质8上用片形介质1来进行升华转印图像的装置12。
装置12有个基底平台13，该平台有一个平面部分14，在使用时将不可印刷介质8放在该平面部分14处。基底平台13最好装有多个用来将上部的活性区域与各个的泵16相连的通道15，所述的泵适合在使用时将空气和升华油墨9期间产生的气相吸出。
本发明的转印方法因此就是将先前已经用油墨9着墨的片形介质1铺放在不可印刷的层8上，开动泵16将片形介质1和不可印刷层8之间的空隙17中的空气吸出。这就在空隙17和在片形介质1上方的空间18之间产生了压力差，因此产生了适合将片形介质1压往不可印刷层8的流体静力压力P。
因此可连续检测空隙17内部的压力，并通过泵16调节，通过这样的手段可以将空隙17内的压力降低到最小即-75cmHg。
一旦片形介质1完全地贴附于不可印刷层8上后，就可以将温度升高到升华的临界值(可为120-220℃)开始升华油墨9的过程。
为了保持空隙17内的压力均匀，操作期间，泵16将油墨9升华时必然形成的气相吸出，结果空隙17中含有的各个气体组分的分压总和大致恒定。
通过上述片形介质1的特定结构，在油墨9升华时，不断地从单个伸长部件5之间存在的气相中抽除气体，因此油墨9能均匀地渗入不可印刷层8。通过由伸长部件5之间的微细互连的通道10，可以由泵16将其中的空气抽除到-75cmHg的负压，并将升华转印过程中产生的所有气相向外排出或向空间18排出。
对制造片形介质1的方法和对片形介质1着墨的方法以及上述的片形介质1本身，可以在权利要求限定的保护范围内进行种种变换和改变。
例如，片形介质1的活性层4可由多个粒状部件(图中没有显示)组成，优选的是，其组成材料与上述的伸长部件5的相同。粒状部件在极化后，通过电场E对这些粒状部件的作用而沉积在支持层2上，结果它们本身按照预定的分布呈单层排列。
在此情况下，除了能获得图像重现的高保真度外，活性层4上粒状部件均匀而有序的排列在操作时，能在被油墨9着墨的粒状部件之间形成多个互相连接的微细通道，可用来排出空气和油墨9升华产生的气相，结果使印刷质量进一步改善。
有利的是，粒状部件可由多个基本均匀大小的球体构成。
此外，可以使用磁场而不是电场来控制施加伸长部件5和粒状部件。在此情况下，伸长部件5和粒状部件必须具有顺磁性质或铁磁性质，使得当它们处于外磁场中时能被磁化，且它们每个磁极性按磁场方向取向。
此外，所得的材料和膜可被热封，从而得到封闭的小袋或袋子。
最后，上述方法得到的片形介质也可用于物理转印，即不限于通过升华油墨来转印到不可印刷的层上。
实践上，可根据需要来改变材料和尺寸。
Claims (45)
1.一种制造片形介质的方法，所述的片形介质用于将油墨升华转印到不可印刷的介质上，所述的片形介质包括至少一层支持层，至少一层所述支持层用的胶粘涂层和多个要施加到所述胶粘涂层上的粒状或伸长部件，所述的方法特征在于，它包括下列步骤：
制备所述的粒状或伸长的部件，使其对电磁场的作用有响应；和
施加所述电磁场使所述的粒状或伸长的部件施加到所述的胶粘涂层上，所述电磁场的作用力线基本上垂直于所述支持层，使所述的粒状或伸长部件按预定的分布呈单层排列。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的伸长部件的一端植入所述的胶粘涂层，结果它们的主轴总体上垂直于所述的支持层。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的伸长部件通过用于研磨和/或切割棒子的处理获得。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的伸长部件具有预定的平均的长度和直径之比。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的伸长部件的直径为3-1000微米，长度为3-3000微米。
6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，它包括制备具有基本上均匀粒径分布的多个粒状部件的步骤。
7.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，它包括步骤：通过调节所述电磁场强度和/或通过机械震动进行压实来控制所述的粒状或伸长部件施加到所述胶粘涂层每单位表面上的数量。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将所述粒状部件或伸长部件施加到所述胶粘涂层上的步骤根据均匀分布和密度1u/mm2到110889u/mm2进行。
9.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，所述的粒状或伸长部件完全或部分由绝缘材料构成，使得它们可被极化，因此能被所述的电场所影响。
10.根据权利要求1-5所述的方法，其特征在于，所述的粒状部件或伸长部件由就在转印温度下渗滤所述的升华油墨来说是惰性的材料制成。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述的惰性材料是人造丝。
12.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，所述的粒状或伸长部件由至少部分顺磁材料或铁磁材料构成，使得它们对所述的电磁场的作用能作出响应。
13.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，所述的支持层由具有弹性塑料特性的材料制成。
14.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，所述的胶粘涂层是基本上对气相中升华油墨的气体不渗透的胶粘剂。
15.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，所述的胶粘剂由热塑性材料制成，所述的热塑性材料选自聚乙酸乙烯酯、聚乙烯缩丁醛、乙酸乙烯酯、乙烯乙酸乙烯基酯、聚氨酯。
16.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，所述的支持层由胶粘材料制成。
17.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，所述的胶粘涂层是所述支持层的部分。
18.一种由前述任一权利要求所述方法制备得到的片形介质，所述的片形介质包括至少一层支持层，至少一层所述支持层用的胶粘涂层和多个要施加到所述胶粘涂层上的粒状或伸长部件，所述的介质特征在于，所述的粒状部件或伸长部件具有控制的尺寸，并根据预定的分布植入所述胶粘涂层中。
19.根据权利要求18所述的片形介质，其特征在于，所述的伸长部件具有预定的长度和直径比，其一端植入所述的胶粘涂层，且这样排列，它们的主轴总体上垂直于所述的支持层。
20.根据权利要求19所述的片形介质，其特征在于，所述的伸长部件的长度为3-3000微米，直径为3-1000微米。
21.根据权利要求18-20任一所述的片形介质，其特征在于，所述的粒状部件或伸长部件具有绝缘性质，若这些部件置于电场中可被极化，它们由可被各种溶剂的油墨湿润、且在0-240℃下耐受热机械应力的材料组成。
22.根据权利要求21所述的片形介质，其特征在于，所述粒状部件或伸长部件的绝缘性质通过将所述的部件浸渍在由离子化或极化物质组成的浴中而获得。
23.根据权利要求18-20任一所述的片形介质，其特征在于，所述的粒状或伸长部件具有顺磁性或铁磁性，使其对外磁场作用作出响应。
24.根据权利要求18-20任一所述的片形介质，其特征在于，所述的粒状部件或伸长部件具有显著的亲水性质，这些材料的这个亲水性质由构成所述部件的材料的本身性质和结构所产生，所述的结构限定了外部表面，其延伸能吸引每个油墨分子中包含的溶剂，从相应的油墨颜料中分离出溶剂，并将溶剂去除，从而使所述片形介质可用于使用数字绘图机印刷的过程。
25.根据权利要求18-20任一所述的片形介质，其特征在于，所述的粒状部件或伸长部件根据均匀分布和相应于预定程度印刷分辨率的密度施加在胶粘涂层上。
26.根据权利要求18-20任一所述的片形介质，其特征在于，所述的胶粘涂层是基本上对气相中升华油墨的气体不渗透的胶粘剂。
27.根据权利要求18-20任一所述的片形介质，其特征在于，所述的胶粘剂由热塑性材料制成，所述的热塑性材料选自聚乙酸乙烯酯、聚乙烯缩丁醛、乙酸乙烯酯、乙烯乙酸乙烯基酯、聚氨酯。
28.根据权利要求18-20任一所述的片形介质，其特征在于，所述的支持层由胶粘材料制成。
29.根据权利要求18-20任一所述的片形介质，其特征在于，所述的胶粘涂层是所述支持层的部分。
30.一种使权利要求18-29任一所述的片形介质着墨的方法，其特征在于，它提供了在所述的片形介质上铺展一种具有合适粘度、湿润性和亲水性的油墨，让该油墨渗透到所述片形介质的预定深度，并让溶剂部分逐步减少，并相应增加组成所述油墨的分子中颜料的浓度。
31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，在不可印刷层和带有所述油墨的所述片形介质之间形成一气体空间，所述的空间作为一个通道系统可用来向外排出空气和升华所述油墨期间产生的气体相，以保持其内部均匀的压力。
32.根据权利要求30或31所述的方法，其特征在于，它提供了通过高湿润性的油墨使所述粒状部件或伸长部件着墨，使所述的油墨较深地渗透进入在所述片形介质中。
33.根据权利要求30或31所述的方法，其特征在于，它提供了通过高粘度油墨对所述粒状或伸长部件着墨，使所述油墨沉积在所述粒状部件或伸长部件的自由端，并限定沉积的油墨层和所述不可印刷层之间的空隙。
34.根据权利要求30或31所述的方法，其特征在于，它提供了将所述油墨通过照相凹印而铺展到所述片形介质上。
35.根据权利要求30或31所述的方法，其特征在于，它提供了通过丝网印刷将所述的油墨铺展到所述片形介质上。
36.根据权利要求30或31所述的方法，其特征在于，它提供了通过平版印刷将所述的油墨铺展到所述片形介质上。
37.根据权利要求30或31所述的方法，其特征在于，它提供了通过直接数字绘图机印刷将所述的油墨铺展到所述片形介质上。
38.根据权利要求30或31所述的方法，其特征在于，它提供了通过膜再转印将所述的油墨铺展到所述片形介质上。
39.一种升华转印方法，其特征在于，它包括下列步骤：将权利要求18-29任一所述的片形介质铺展在不可印刷层上，并对所述的片形介质施加均匀的压力，使它完美地贴附在所述的不可印刷层上。
40.根据权利要求39所述的方法，其特征在于，它对着所述支持层的背面上产生一定压力差，从而得到了适合从所述片形介质的外部压着所述不可印刷层的流体静力压力。
41.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，所述的压力通过在所述的片形介质上叠加弹塑性膜得到。
42.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，所述的压力通过在所述片形介质上叠加垫子或补充模子得到。
43.根据权利要求39-42任一所述的方法，其特征在于，它包括加热所述支持层的步骤，以使所述的片形介质完美地贴附于所述的不可印刷层。
44.根据权利要求39-42任一所述的方法，其特征在于，它提供了通过将空气和由升华所述油墨产生的蒸气相中的气体吸出来控制所述空隙里压力的均匀性。
45.根据权利要求44所述的方法，其特征在于，它提供了将所述空隙中压力控制到-75cmHg的最小压力。
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