DE102016200537B4

DE102016200537B4 - Verfahren zum Drucken unter Verwendung einer lithographischen Digitaldruckvorrichtung mit variablen Daten

Info

Publication number: DE102016200537B4
Application number: DE102016200537.5A
Authority: DE
Inventors: C. Geoffrey Allen; Carolyn Moorlag; Mihaela Maria Birau; Aurelian Valeriu Magdalinis
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2016-01-18
Publication date: 2022-06-15
Anticipated expiration: 2036-01-19
Also published as: JP6864987B2; US9815992B2; JP2016141810A; DE102016200537A1; US20160222231A1

Abstract

Verfahren zum Drucken unter Verwendung einer lithographischen Digitaldruckvorrichtung mit variablen Daten, umfassend:Auftragen eines Benetzungsfluids auf eine wiederverwendbare bildgebende Oberfläche eines Bildgebungselements, um eine gleichförmige Benetzungsfluidschicht mit kontrollierter Dicke zu bilden;Mustern der Benetzungsfluidschicht durch selektives Entfernen von Teilen der Benetzungsfluidschicht;Auftragen einer Tintenzusammensetzung bei einer ersten Temperatur auf die Teile einer wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche eines Bildgebungselements, wo die Benetzungsfluidschicht selektiv entfernt wurde, wobei die Tintenzusammensetzung umfasst:15% bis 20 Gew.-% Pigment bezogen auf ein Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung;4% bis 10 Gew.-% Dispergiermittel bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung;50 Gew.-% bis 75 Gew.-% Acrylat bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung, wobei das Acrylat mindestens eins aus einem Acrylatmonomer, Acrylatpolymer, Acrylatoligomer, trifunktionellem Acrylatmonomer, Polyesteracrylat und Mischungen davon umfasst;5% bis 12 Gew.-% Fotostarter bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung,wobei eine Viskosität der Tintenzusammensetzung bei einer Frequenz von 0,1 bis 100 rad/s wie folgt ist:2000 Pa · s bis 50000 Pa · s (2·106cP bis 5·107cP) bei 25 °C, und200 Pa · s bis 4000 Pa · s (2·105cP bis 4·106cP) bei 60 °C, undwobei ein 60-Sekunden-Tack der Tintenzusammensetzung wie folgt ist:40 g · m bis 65 g · m bei 25 °C, und10 g · m bis 20 g · m bei 60 °C, undÜbertragen der Tintenzusammensetzung von der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche auf ein Substrat bei einer zweiten Temperatur,wobei die Tintenzusammensetzung kein Vorhärten vor dem Übertragen der Tintenzusammensetzung von der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche auf das Substrat benötigt; undwobei die zweite Temperatur 25 °C bis 60 °C beträgt, wobei die zweite Temperatur niedriger als die erste Temperatur ist, und wobei der 60-Sekunden-Tack der Acrylat-Tintenzusammensetzung bei der zweiten Temperatur pro 7 bis 8 °C Anstieg von der ersten Temperatur 1,3-fach niedriger ist.

Description

In typischen lithographischen Drucksystemen wird eine Druckplatte gebildet, um „Bildbereiche“ zu haben, die aus einem hydrophoben/oleophilen Material gebildet sind, und „Nicht-Bildbereiche“, die aus einem hydrophilen/oleophoben Material gebildet sind. Die Bildbereiche entsprechen Flächen auf dem Endausdruck (d.h. dem Zielsubstrat), die mit Tinte bedeckt sind, wogegen die Nicht-Bildbereiche Flächen auf dem Endausdruck entsprechen, die nicht mit der Tinte bedeckt sind. Die hydrophilen Bereiche nehmen ein wasserbasiertes Fluid, allgemein als Benetzungsfluid oder Feuchtmittel bezeichnet (typischerweise bestehend aus Wasser und einer geringen Menge Alkohol sowie weiteren Additiven und/oder Tensiden zur Reduktion der Oberflächenspannung), auf und werden damit leicht benetzt. Die hydrophoben Bereiche weisen Benetzungsfluid ab und nehmen Tinte auf, wogegen das über den hydrophilen Bereichen gebildete Benetzungsfluid eine Fluid-„Trennschicht“ zum Abweisen der Tinte bildet. Die hydrophilen Bereiche der Druckplatte entsprechen also unbedruckten Flächen oder „Nicht-Bildbereichen“ des Endausdrucks.
Die Tinte kann direkt auf ein Zielsubstrat, wie Papier, übertragen werden, oder sie kann auf eine Zwischenfläche, wie einen Offset (oder Tuch)-Zylinder in einem Offsetdrucksystem aufgetragen werden.
Typische lithographische und Offsetdrucktechniken nutzen Platten, die permanent gemustert sind und sind daher nur geeignet, wenn eine große Kopienzahl desselben Bildes (d.h. lange Druckläufe) gedruckt wird, wie für Magazine, Zeitungen und Ähnliches. Es wurde jedoch Lithographie mit variablen Digitaldaten oder Digital-Offset-Lithographie als ein System entwickelt, das eine nicht-gemusterte, wiederverwendbare bildgebende Oberfläche verwendet, die anfänglich gleichförmig mit einer Benetzungsfluidschicht beschichtet ist. Durch Exposition mit einer fokussierten Strahlenquelle (z.B. eine Laserlichtquelle) werden Bereiche des Benetzungsfluids entfernt, um Taschen zu bilden. Dadurch wird in dem Benetzungsfluid über der nicht-gemusterten, wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche ein temporäres Muster gebildet. Darüber aufgetragene Tinte wird in den durch Entfernung des Benetzungsfluids gebildeten Taschen zurückgehalten. Die Tintenfläche wird dann mit einem Substrat in Kontakt gebracht, und die Tinte wird von den Taschen in der Benetzungsfluidschicht auf das Substrat übertragen. Das Benetzungsfluid kann dann entfernt, eine neue gleichförmige Schicht von Benetzungsfluid auf der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche aufgetragen und der Prozess wiederholt werden.
Digital-Offset-Lithographie-Drucksysteme verwenden Offset-Tinten, die speziell entwickelt und optimiert wurden, damit diese mit verschiedenen Untersystemen, umfassend Tintenversorgungssysteme und bildgebende Lasersysteme, kompatibel sind, um Digitaldruck mit hoher Qualität und bei hoher Geschwindigkeit zu ermöglichen. Offset-Tinten nach dem Stand der Technik weisen jedoch Nachteile auf, umfassend, ohne hierauf beschränkt zu sein, (1) dass sie über bevorzugte Tintenauftragungssysteme, umfassend Aniloxwalzen-Tintenauftragungssysteme, schwer bereitzustellen sind, (2) dass sie in allgemein eingesetzten Benetzungsfluiden, wie Octamethylcyclotetrasiloxan (D4) löslich sind, (3) dass sie Bildhintergrund- und/oder Schablonierprobleme verursachen, (4) dass sie in Herstellung und Verwendung teuer sind und (5) dass sie eine leistungsschwache Bildübertragung aufweisen. Diese Nachteile, einzeln und in Kombination, neigen dazu, dass der Design Space eingeengt wird, in dem Tinten nach dem Stand der Technik im Zusammenhang mit Digital-Offset-Lithographie-Drucksystemen verwendbar sind.
US 2014/0340455 A1 offenbart eine Tintenzusammensetzung für den lithographischen Druck variabler Daten, umfassend eine strahlungshärtbare, mit Wasser verdünnbare Verbindung, und ein Farbmittel. Die Tintenzusammensetzung kann ein Dispergiermittel in einem Bereich von 20 bis 100 Gew.-% enthalten.
US 2013/0305947 A1 offenbart eine Tintenzusammensetzung, umfassend ein photochromes Material und eine Vielzahl von härtbaren Verbindungen, wobei die Tintenzusammensetzung spezifische Hansen-Parameter aufweist, einschließlich des volumengemittelten Hansen-Fraktions-Dispersionskraftparameters, eines volumengemittelten Hansen-Fraktions-Polarparameters und eines volumengemittelten Hansen-Fraktions-Wasserstoffbindungsparameters.
WO 2013/188746 A2 offenbart eine Tinte, umfassend 8 bis 15 Gew.-% eines Füllstoffs, 10 bis 40 Gew.-% Wasser, ein oder mehrere Harze und ein oder mehrere Pigmente oder Farbmittel, wobei die Tinte zum Drucken durch Lithographie geeignet ist.
Demzufolge besteht ein Bedarf, Tinten zu entwickeln, die verbesserte Qualität aufweisen und die eine oder alle die oben erwähnten Nachteile angehen. Umfangreiche Experimente haben offenbart, dass Acrylat-Tintenzusammensetzungen nach Ausführungsformen dieser Offenbarung erleichterte Versorgung an ein bildgebendes Element, wie eine wiederverwendbare bildgebende Offsetplatte, verbesserte Übertragungseffizienz von der wiederverwendbaren bildgebenden Offsetplatte und verbesserte Druckqualität auf einer Vielzahl von Substraten bereitstellen. Weiterhin neigen diese Tintenzusammensetzungen nicht zum Abbau von Komponenten des Drucksystems, wie wiederverwendbaren bildgebenden Oberflächen der Bildgebungselemente, mit denen sie in Kontakt kommen. Diese Acrylat-Tintenzusammensetzungen erfüllen verschiedene Anforderungen von Untersystemen, die für tintenbasierte Digitaldrucksysteme erforderlich sind, die für Lithographiedruck mit variablen Daten ausgerüstet sind. Diese Anforderungen umfassen Benetzbarkeit, Trennbarkeit von einer wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche eines Bildgebungselements und Kompatibilität mit nicht-wässrigen Benetzungsfluiden, die zur Verwendung mit tintenbasierten Digitaldruckverfahren und -systemen gestaltet sind.
Hier wird ein Verfahren zum Drucken unter Verwendung einer lithographischen Digitaldruckvorrichtung mit variablen Daten bereit gestellt, bei dem Acrylat-Tintenzusammensetzungen verwendet werden, die die zuvor aufgeführten Anforderungen erfüllen. Die Acrylat-Tintenzusammensetzungen können bei einer Offsetdruckoperation mit variablen Daten, bei der Bilder zwischen Zyklen des Bildgebungselements auf der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche austauschbar sind, wirksam von einem Aniloxwalzen-Versorgungssytem an eine wiederverwendbare bildgebende Oberfläche eines Bildgebungselements abgegeben werden. Die Acrylat-Tintenzusammensetzungen besitzen eine stabile Rheologie, die Auftragung unter Verwendung eines Aniloxwalzen-Auftragungssystems ermöglicht, und eine erwünschte Übertragbarkeit auf eine wiederverwendbare bildgebende Oberfläche eines Bildgebungselements.
Es folgt eine vereinfachte Zusammenfassung, um ein Grundverständnis einiger Erscheinungsformen einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Lehren bereitzustellen.
Diese Zusammenfassung ist weder eine ausführliche Übersicht, noch soll sie kritische oder Schlüsselelemente der vorliegenden Lehren identifizieren, noch soll sie den Umfang der Offenbarung beschreiben. Vielmehr ist ihr primärer Zweck, ein oder mehrere Konzepte in vereinfachter Form als ein Vorspiel für die anschließende ausführliche Beschreibung darzustellen.
Zusätzliche Ziele und Vorteile werden in der Beschreibung der Figuren, der ausführlichen Beschreibung der Offenbarung und den Ansprüchen offensichtlich.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Drucken unter Verwendung einer lithographischen Digitaldruckvorrichtung mit variablen Daten, umfassend:

Auftragen eines Benetzungsfluids auf eine wiederverwendbare bildgebende Oberfläche eines Bildgebungselements, um eine gleichförmige Benetzungsfluidschicht mit kontrollierter Dicke zu bilden;
Mustern der Benetzungsfluidschicht durch selektives Entfernen von Teilen der Benetzungsfluidschicht;
Auftragen einer Tintenzusammensetzung bei einer ersten Temperatur auf die Teile einer wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche eines Bildgebungselements, wo die Benetzungsfluidschicht selektiv entfernt wurde, wobei die Tintenzusammensetzung umfasst:
- 15% bis 20 Gew.-% Pigment bezogen auf ein Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung;
- 4% bis 10 Gew.-% Dispergiermittel bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung;
- 50 Gew.-% bis 75 Gew.-% Acrylat bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung, wobei das Acrylat mindestens eins aus einem Acrylatmonomer, Acrylatpolymer, Acrylatoligomer, trifunktionellem Acrylatmonomer, Polyesteracrylat und Mischungen davon umfasst;
- 5% bis 12 Gew.-% Fotostarter bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung, wobei eine Viskosität der Tintenzusammensetzung bei einer Frequenz von 0,1 bis 100 rad/s wie folgt ist:
- 2000 Pa · s bis 50000 Pa · s (2·10⁶ cP bis 5·10⁷ cP) bei 25 °C, und
- 200 Pa · s bis 4000 Pa · s (2·10⁵ cP bis 4·10⁶ cP) bei 60 °C, und
- wobei ein 60-Sekunden-Tack der Tintenzusammensetzung wie folgt ist:
  - 40 g · m bis 65 g · m bei 25 °C, und
  - 10 g · m bis 20 g · m bei 60 °C, und
- Übertragen der Tintenzusammensetzung von der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche auf ein Substrat bei einer zweiten Temperatur,
- wobei die Tintenzusammensetzung kein Vorhärten vor dem Übertragen der Tintenzusammensetzung von der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche auf das Substrat benötigt; und wobei die zweite Temperatur 25 °C bis 60 °C beträgt, wobei die zweite Temperatur niedriger als die erste Temperatur ist, und wobei der 60-Sekunden-Tack der Acrylat-Tintenzusammensetzung bei der zweiten Temperatur pro 7 bis 8 °C Anstieg von der ersten Temperatur 1,3-fach niedriger ist.In einer weiteren Ausführungsform umfasst die in dem Verfahren verwendete Tintenzusammensetzung weiterhin maximal 1,5 Gew.-% Stabilisator bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung; und maximal 12 Gew.-% Rheologie-Modifizierer bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die in dem Verfahren verwendete Tintenzusammensetzung 15% bis 20% Pigment; 4% bis 8% Dispergiermittel; 60% bis 70% Acrylat; 5% bis 10% Fotostarter; 0,1% bis 0,3% Stabilisator; und maximal 3% Rheologie-Modifizierer, wobei die Tintenzusammensetzung eine Viskosität von 4000 Pa · s bis 10000 Pa · s (4·10⁶ cP bis 1 · 10⁷ cP) bei 25 °C und 400 Pa · s bis 800 Pa · s (4·10⁵ cP bis 8·10¹ cP) bei 60 °C besitzt, und wobei ein 60-Sekunden-Tack der Tintenzusammensetzung 45 g ·m bis 55 g ·m bei 25 °C und 10 g · m bis 15 g · m bei 60 °C aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die im Verfahren verwendete Tintenzusammensetzung 15% bis 20% Pigment; 4% bis 8% Dispergiermittel; 60% bis 70% Acrylat; 5% bis 10% Fotostarter; 0,1% bis 0,3% Stabilisator; und maximal 3% Rheologie-Modifizierer.
In einer weiteren Ausführungsform besitzt die im Verfahren verwendete Tintenzusammensetzung eine Viskosität von 4000 Pa · s bis 10000 Pa · s (4·10⁶ cP bis 1·10⁷ cP) bei 25 °C und 400 Pa · s bis 800 Pa · s (4·10⁵ cP bis 8·10⁵ cP) bei 60 °C, wobei ein 60-Sekunden-Tack der Tintenzusammensetzung 45 g · m bis 55 g · m bei 25 °C und 10 g · m bis 15 g · m bei 60 °C beträgt.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Acrylat mindestens eins aus einem Acrylatmonomer, Acrylatpolymer, Acrylatoligomer, trifunktionellen Acrylatmonomer, Polyesteracrylat und Mischungen davon.
Die in der vorliegenden Offenbarung ausgeführten vorangehenden und/oder weitere Erscheinungsformen können durch Bereitstellen eines Druckverfahrens unter Verwendung einer Digital-Lithographie-Druckvorrichtung mit variablen Daten erzielt werden, umfassend das Auftragen einer Tintenzusammensetzung bei einer ersten Temperatur auf eine wiederverwendbare bildgebende Oberfläche eines Bildgebungselements; und das Übertragen der Tintenzusammensetzung von der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche eines Bildgebungselements auf ein Substrat bei einer zweiten Temperatur, wobei die Tintenzusammensetzung vor Übertragung der Tintenzusammensetzung von der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche des Bildgebungselements auf das Substrat kein Vorhärten erfordert, wobei die Tintenzusammensetzung umfasst:

15% bis 20 Gew.-% Pigment bezogen auf ein Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung;
4% bis 10 Gew.-% Dispergiermittel bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung;
50 Gew.-% bis 75 Gew.-% Acrylat bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung, wobei das Acrylat mindestens eins aus einem Acrylatmonomer, Acrylatpolymer, Acrylatoligomer, trifunktionellem Acrylatmonomer, Polyesteracrylat und Mischungen davon umfasst;
5% bis 12 Gew.-% Fotostarter bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung,
wobei eine Viskosität der Tintenzusammensetzung bei einer Frequenz von 0,1 bis 100 rad/s wie folgt ist:
2000 Pa · s bis 50000 Pa · s (2·10⁶ cP bis 5·10⁷ cP) bei 25 °C, und
200 Pa · s bis 4000 Pa · s (2·10⁵ cP bis 4·10⁶ cP) bei 60 °C, und
wobei ein 60-Sekunden-Tack der Tintenzusammensetzung wie folgt ist:
40 g · m bis 65 g · m bei 25 °C, und
- 10 g · m bis 20 g · m bei 60 °C und wobei eine Viskosität der Tintenzusammensetzung bei der ersten Temperatur niedriger als bei der zweiten Temperatur ist und wobei ein 60-Sekunden-Tack der Tintenzusammensetzung bei der ersten Temperatur niedriger als bei der zweiten Temperatur ist, wobei
- die zweite Temperatur 25 °C bis 60 °C beträgt, die zweite Temperatur niedriger als die erste Temperatur ist und der 60-Sekunden-Tack der Acrylat-Tintenzusammensetzung bei der zweiten Temperatur pro 7 bis 8 °C Anstieg von der ersten Temperatur 1 ,3-fach niedriger ist.

In einer weiteren Ausführungsform beträgt die zweite Temperatur 25 °C bis 60 °C, die zweite Temperatur ist niedriger als die erste Temperatur, und die Viskosität der Acrylat-Tintenzusammensetzung ist bei der zweiten Temperatur ist pro 10 °C Anstieg von der ersten Temperatur 1,2-fach niedriger.
In einer weiteren Ausführungsform ist die erste Temperatur mindestens 20 °C höher als die zweite Temperatur.
In einer weiteren Ausführungsform ist die erste Temperatur mindestens 50 °C höher als die zweite Temperatur.
In einer weiteren Ausführungsform ist die erste Temperatur mindestens 80 °C höher als die zweite Temperatur.
In einer weiteren Ausführungsform besitzt die Tinte eine Viskosität von 2000 Pa · s bis 50000 Pa · s (2·10⁶ cP bis 5·10⁷ cP) bei der zweiten Temperatur und von 200 Pa · s bis 4000 Pa · s (2·10⁵ cP bis 4·10⁶ cP) bei der ersten Temperatur, und ein 60-Sekunden-Tack der Tintenzusammensetzung beträgt 40 g · m bis 65 g · m bei der zweiten Temperatur und 10 g · m bis 20 g · m bei der ersten Temperatur.
Figurenliste
Diese und/oder weitere Erscheinungsformen und Vorteile in den Ausführungsformen der Offenbarung werden anhand der folgenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich und besser verständlich, wobei

1 ein Digitaldrucksystem mit variablen Bildern zeigt.
2 frequenzbasierte Rheogramme von Acrylat-Tintenzusammensetzungen zeigt.
3 Tack-Ergebnisse von Acrylat-Tintenzusammensetzungen zeigt.

Es ist anzumerken, dass einige Einzelheiten der Zeichnungen vereinfacht wurden und gezeichnet sind, um vielmehr das Verständnis der vorliegenden Lehren als strenge strukturelle Genauigkeit, Einzelheiten und Maßstäbe einzuhalten.
Die oben erwähnten Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, wobei stattdessen vorwiegend Wert auf die Darstellung der Prinzipien der vorliegenden Offenbarung gelegt wird. Weiterhin können einige Funktionen übertrieben sein, um Einzelheiten bestimmter Komponenten zu zeigen. Diese Zeichnungen/Figuren verstehen sich erklärend und nicht als beschränkend.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Jetzt wird ausführlich Bezug auf die verschiedenen Ausführungsformen in der vorliegenden Offenbarung genommen. Die Ausführungsformen werden nachstehend beschrieben, um ein vollständigeres Verständnis der hier offenbarten Komponenten, Prozesse und Apparate zu vermitteln. Jegliche Beispiele verstehen sich als veranschaulichend und nicht als beschränkend. In der Beschreibung und in den Ansprüchen besitzen die folgenden Begriffe die hier ausdrücklich damit verknüpften Bedeutungen, sofern der Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes vorgibt. Die Ausdrücke „in einigen Ausführungsformen“ und „in einer Ausführungsform“, wie hier verwendet, betreffen nicht notwendigerweise dieselbe(n) Ausführungsform(en), obwohl dies möglich ist. Weiterhin betreffen die Ausdrücke „in einer weiteren Ausführungsform“ und „in einigen weiteren Ausführungsformen“, wie hier verwendet, nicht notwendigerweise eine andere Ausführungsform, obwohl dies möglich ist. Wie nachstehend beschrieben, können verschiedene Ausführungsformen leicht kombiniert werden, ohne von Umfang oder Geist der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Wie hier verwendet, ist der Begriff „oder“ ein inklusiver Operator und äquivalent zu dem Begriff „und/oder“, sofern der Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes vorgibt. Der Begriff „bezogen auf“ ist nicht ausschließend und erlaubt einen Bezug auf zusätzliche, nicht beschriebene Faktoren, sofern der Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes vorgibt. In der Beschreibung umfasst die Rezitation von „mindestens eins aus A, B und C“ Ausführungsformen, die A, B oder C, mehrere Beispiele von A, B oder C oder Kombinationen von A/B, A/C, B/C, A/B/B/B/B/C, A/B/C etc. umfassen. Zusätzlich umfasst in der gesamten Beschreibung die Bedeutung von „ein“, „eine“, „einer“, „der“, „die“, „das“ auch den Plural. Die Bedeutung von „in“ umfasst „in“ und „auf“.
Alle hiernach definierten physikalischen Eigenschaften werden bei 20 °C bis 25 °C gemessen, sofern dies nicht anders angegeben ist. Der Begriff „Raumtemperatur“ betrifft 25 °C, sofern dies nicht anders angegeben ist.
Bei Bezug auf einen beliebigen numerischen Bereich von Werten hierin verstehen sich solche Bereiche als jeden einzelnen Wert und/oder Bruch zwischen Minimum und Maximum des angegebenen Bereichs umfassend. Z.B. umfasst ein Bereich von 0,5 bis 6% ausdrücklich alle Zwischenwerte von 0,6%, 0,7% und 0,9% bis hin zu 5,95%, 5,97% und 5,99%. Dasselbe gilt für jede andere numerische Eigenschaft und/oder jeden hier ausgeführten Elementbereich, sofern der Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes vorgibt.
Die vorliegende Offenbarung wird in Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben. Obwohl wenige Ausführungsformen gezeigt und beschrieben werden, versteht der Fachmann, dass Änderungen an diesen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von Prinzipien und Geist der vorangehenden ausführlichen Beschreibung abzuweichen. Die vorliegende Offenbarung versteht sich als alle solche Modifikationen und Änderungen umfassend, sofern sie im Umfang der anhängenden Ansprüche oder Äquivalente davon liegen. Obwohl z.B. die nachstehenden Ausführungsformen im Blick auf das in 1 dargestellte Drucksystem beschrieben sind, versteht es sich, dass die Ausführungsformen der hier beschriebenen Acrylat-Tintenzusammensetzungen auch mit anderen kompatiblen Drucksystemen verwendet werden können.
Tintenzusammensetzungen gemäß hier angeführter Ausführungsformen sind geeignet für tintenbasierten Digitaldruck. „Lithographiedruck mit variablen Daten“ oder „tintenbasierter Digitaldruck“ oder „Offset-Digitaldruck“, wie diese Begriffe in dieser Offenbarung verwendet werden, betreffen Lithographiedruck variabler Bilddaten zur Herstellung von Bildern auf einem Substrat, die mit jedem folgenden Rendering eines Bildes auf dem Substrat in einem Bild-bildenden Prozess austauschbar sind. „Lithographiedruck mit variablen Daten“ umfasst Offsetdruck von Tintenbildern unter Verwendung lithographischer Tinte, wobei die Bilder auf digitalen Bilddaten basieren, die von Bild zu Bild verschieden sein können. Tintenbasierter Digitaldruck verwendet ein Lithographiedrucksystem mit variablen Daten oder ein Offset-Digitaldrucksystem. Ein „Lithographiesystem mit variablen Daten“ ist ein System, das zum Lithographiedruck unter Verwendung lithographischer Tinten gestaltet ist, und auf digitalen Bilddaten basiert, die von einem zum nächsten Bild variieren können.
Ein tintenbasiertes Digitaldrucksystem mit einem Aniloxwalzen-Tintenauftragungsuntersystem, das mit Ausführungsformen der hier vorliegenden Acrylat-Tintenzusammensetzungen verwendbar ist, wird z.B. beschrieben in der US 2012/0103212 A1 . Das US-Patent US 2012/0103212 A1 mit der Anmeldenummer 13/095,714 A („Anmeldung 714“) mit dem Titel „Variable data lithography system“, angemeldet am 27. April 2011 von Timothy Stowe et al., beschreibt ein beispielhaftes Lithographiesystem mit variablen Daten 100 für tintenbasierten Digitaldruck in 1.
Eine allgemeine Beschreibung des beispielhaften in 1 gezeigten Drucksystems 100 wird nachstehend bereitgestellt. Zusätzliche Einzelheiten in Bezug auf einzelne Komponenten und/oder Untersysteme, die in dem beispielhaften System 100 von 1 gezeigt sind, finden sich in der Anmeldung 714.
1 stellt ein Digitaldrucksystem mit variablen Bildern dar. Wie in 1 dargestellt, kann ein Drucksystem 100 ein Bildgebungselement 110 umfassen. Obwohl das Bildgebungselement 110 in 1 als eine Walze dargestellt ist, kann das Bildgebungselement 110 in weiteren Ausführungsformen auch als Platte, Band oder eine andere jetzt bekannte oder später entwickelte Konfiguration ausgeführt sein. Das Bildgebungselement 110 umfasst eine wiederverwendbare bildgebende Oberfläche, die aus Materialien gebildet sein kann, umfassend z.B. eine Klasse von Materialien, die allgemein als Silikone bezeichnet wird, umfassend u.a. Polydimethylsiloxan (PDMS). Zur Bildung der wiederverwendbaren bildgebenden Oberflächen des Bildgebungselements 110 können z.B. Silikon, Fluorsilikon und/oder Fluorelastomer verwendet werden. Die wiederverwendbare bildgebende Oberfläche kann aus einer relativ dünnen Schicht über einer Montageschicht gebildet werden, wobei die Dicke der relativ dünnen Schicht ausgewählt ist, um Druck- oder Markierungsleistung, Haltbarkeit und Fertigbarkeit zu balancieren.
In einigen Ausführungsformen wird das Bildgebungselement 110 verwendet, um ein Tintenbild auf ein bildaufnehmendes Mediensubstrat 114 an einem Übertragungsspalt 112 aufzutragen. Der Übertragungsspalt 112 kann als eine Andruckwalze 118 als Teil eines Bildübertragungsmechanismus 160 ausgebildet sein, die Druck in Richtung des Bildgebungselements 110 ausübt. Das bildaufnehmende Mediensubstrat 114 ist nicht als auf eine bestimmte Zusammensetzung beschränkend zu verstehen, wie z.B. Papier, Kunststoff oder Composit-Filmbögen. Das beispielhafte Drucksystem 100 kann zur Herstellung von Bildern auf einer breiten Vielfalt von bildaufnehmenden Mediensubstraten 114 verwendet werden. Die Anmeldung 714 erklärt auch die breite Vielfalt von verwendbaren Druckmaterialien, umfassend Druckmaterialien mit Pigmentdichten von über 10 Gew.-%. Wie die Anmeldung 714 verwendet diese Offenbarung den Begriff Tinte, betreffend einen breiten Bereich von Druckmaterialien, umfassend solche, die allgemein als Tinten, Pigmente oder andere Materialien verstanden werden, die durch das beispielhafte System 100 aufgetragen werden können, um eine Bildausgabe auf dem bildaufnehmenden Mediensubstrat 114 zu erzeugen.
Die Anmeldung 714 zeigt und beschreibt Einzelheiten des Bildgebungselements 110, umfassend das Bildgebungselement 110, das von einer wiederverwendbaren bildgebenden Oberflächenschicht umfasst ist, die über einer strukturellen Montageschicht gebildet ist, z.B. ein zylindrischer Kern oder eine oder mehrere strukturelle Schichten über einem zylindrischen Kern sein können.
Das beispielhafte Drucksystem 100 kann ein Benetzungsfluidsystem 120 umfassen, das allgemein eine Reihe von Walzen umfasst, die als Benetzungswalzen oder insgesamt als Benetzungseinheit zum gleichförmigen Benetzen der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche des Bildgebungselements 110 mit Benetzungsfluid bezeichnet werden können. Ein Zweck des Benetzungsfluidsystems 120 ist es, eine Schicht Benetzungsfluid, die allgemein eine gleichförmige und kontrollierte Dicke aufweist, auf die wiederverwendbare bildgebende Oberfläche des Bildgebungselements 110 aufzutragen. Ein Benetzungsfluid, wie eine Feuchtmittellösung, kann im Wesentlichen Wasser mit optional geringen Mengen Isopropylalkohol- oder Ethanol-Zugabe umfassen, um die Oberflächenspannung zu reduzieren sowie die Verdampfungsenergie zu senken, die erforderlich ist, um die anschließende Laser-Musterung zu unterstützen, wie im Folgenden ausführlicher beschrieben. Außerdem können auch geringe Mengen an Tensiden zu der Feuchtmittellösung gegeben werden. Alternativ können weitere geeignete Benetzungsfluide verwendet werden, um die Leistung tintenbasierter Digital-Lithographiesysteme zu verbessern. Umfangreiche Experimente haben gezeigt, dass ein bevorzugtes Benetzungsfluid D4 sein kann (Octamethylcyclotetrasiloxan). Weitere geeignete Benetzungsfluide sind beispielsweise in der US 9,592,699 B2 offenbart.
Wenn das Benetzungsfluid durch das Benetzungsfluidsystem 120 auf die wiederverwendbare bildgebende Oberfläche des Bildgebungselements 110 abgemessen wird, kann eine Dicke des Benetzungsfluids unter Verwendung eines Sensors 125 gemessen werden, der Rückmeldung zur Regelung der Abgabe des Benetzungsfluids auf die wiederverwendbare bildgebende Oberfläche des Bildgebungselements durch das Benetzungsfluidsystem 120 bereitstellt.
Wenn eine Menge Benetzungsfluid durch das Benetzungsfluidsystem 120 auf der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche des Bildgebungselements 110 bereitgestellt wird, kann ein optisches Musterungsuntersystem 130 verwendet werden, um selektiv ein latentes Bild in der gleichförmigen Benetzungsfluidschicht durch bildweise Musterung der Benetzungsfluidschicht z.B. unter Verwendung von Laserenergie zu bilden. Typischerweise absorbiert das Benetzungsfluid die optische Energie (IR oder sichtbar) nicht vollständig. Die wiederverwendbare bildgebende Oberfläche des Bildgebungselements 110 sollte idealerweise den größten Teil der Laserenergie (sichtbar oder unsichtbar, wie IR) absorbieren, der von dem optischen Musterungsuntersystem 130 in der Nähe der Oberfläche emittiert wird, um Energie zu minimieren, die durch Erwärmen des Benetzungsfluids verschwendet wird, und um laterale Ausbreitung von Wärme zu minimieren, um eine hohe räumliche Auflösbarkeit zu erhalten. Alternativ kann eine geeignete strahlungsempfindliche Komponente zu dem Benetzungsfluid zugegeben werden, um die Absorption der einfallenden Laserstrahlungsenergie zu unterstützen. Obwohl das optische Musterungsuntersystem 130 als ein Laseremitter beschrieben wird, versteht es sich, dass eine Vielzahl verschiedener Systeme verwendet werden kann, um optische Energie auszusenden, um das Benetzungsfluid zu mustern.
Die bei dem Musterungsprozess durch das optische Musterungsuntersystem 130 des beispielhaften Systems 100 vorgenommene mechanische Arbeit wird ausführlich mit Bezug auf 5 in Anmeldung 714 beschrieben. In Kürze resultiert die Anwendung optischer Musterungsenergie von dem optischen Musterungsuntersystem 130 in einer selektiven Entfernung von Teilen der Benetzungsfluidschicht.
Anschließend an die Musterung der Benetzungsfluidschicht durch das optische Musterungsuntersystem 130 wird die gemusterte Schicht über der wiederverwendbaren bildgebenden Schicht des Bildgebungselements 110 an ein Tintenauftragungsuntersystem 140 präsentiert. Das Tintenauftragungsuntersystem 140 wird verwendet, um eine gleichförmige Schicht Tinte über der Schicht Benetzungsfluid und der wiederverwendbaren Oberflächenschicht des Bildgebungselements 110 aufzutragen. Das Tintenauftragungsuntersystem 140 kann eine Aniloxwalze verwenden, um eine lithographische Offset-Tinte auf eine oder mehrere tintenbildenden Walzen abzumessen, die in Kontakt mit der wiederverwendbaren bildgebenden Oberflächenschicht des Bildgebungselements 110 stehen. Getrennt kann das Tintenauftragungsuntersystem 140 weitere herkömmliche Elemente, wie eine Reihe von Abmessungswalzen, umfassen, um eine präzise Speiserate von Tinte auf die wiederverwendbare bildgebende Oberfläche des Bildgebungselements 110 bereitzustellen. Das Tintenauftragungsuntersystem 140 kann die Tinte in die Taschen auftragen, die Bildteile der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche darstellen, während Tinte auf den unformatierten Teilen des Benetzungsfluids an diesen Teilen nicht adhäriert.
Die Kohäsivität und Viskosität der Tinte, die in der wiederverwendbaren bildgebenden Schicht des Bildgebungselements 110 verbleibt, kann durch eine Reihe von Mechanismen modifiziert werden. Ein solcher Mechanismus kann die Verwendung eines Vorhärtungs- oder Rheologie (Complex Viscoelastic Modul)-Steueruntersystem 150 umfassen. Das Rheologie-Steuersystem 150 kann einen partiellen Vernetzungskern der Tinte auf der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche bilden, um z.B. die Kohäsionsstärke der Tinte relativ zu der wiederverwendbaren bildgebenden Oberflächenschicht erhöhen. Härtungsmechanismen können optisches oder Fotohärten, Wärmehärten, Trocknen oder verschiedene andere Formen des chemischen Härtens umfassen. In einigen Ausführungsform erfordern die Kohäsions- und Viskositätseigenschaften der Tintenzusammensetzung ein Vorhärten möglicherweise nicht. Eine Acrylat-Tintenzusammensetzung kann z.B. von dem Tintenauftragungsuntersystem 140 auf das bildaufnehmende Medium 114 ohne zwischengeschaltetes partielles Vorhärten aufgetragen werden. In einigen Ausführungsformen kann Kühlen verwendet werden, um die Rheologie zu modifizieren, wie auch zahlreiche physikalische Kühlmechanismen, wie auch chemisches Kühlen. In einer Ausführungsform kann z.B. das bildaufnehmende Medium 114 oder die Andruckwalze 118 gekühlt werden.
In einigen Ausführungsformen kann aufgrund von Rheologie und/oder Eigenschaften der Tintenzusammensetzung die Verwendung einer Acrylat-Tintenzusammensetzung gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen eine höhere Übertragungseffizienz ohne die Verwendung von Steueruntersystem 150 ermöglichen. In einigen Ausführungsformen ermöglichen hohe Viskosität und hoher Tack (hohe Klebrigkeit) der Tintenzusammensetzung eine Übertragung ohne Vorhärten.
Die Tinte wird von der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche des Bildgebungselements 110 auf ein Substrat eines bildaufnehmenden Mediums 114 unter Verwendung eines Übertragungsuntersystems 160 übertragen. Die Übertragung geschieht, wenn das bildaufnehmende Mediensubstrat 114 durch einen Spalt 112 zwischen dem Bildgebungselement 110 und einer Andruckwalze 118 geführt wird, so dass Tinte in den Leerstellen der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche des Bildgebungselements 110 in physischen Kontakt mit dem bildaufnehmenden Mediensubstrat 114 gebracht wird. Dadurch, dass die Adhäsion der Tinte durch das Rheologie-Steuersystem 150 modifiziert wurde oder dadurch, dass die Adhäsion der Tinte basierend auf einer Zusammensetzung der Tinte gefördert wird, kann die Adhäsion der Tinte bewirken, dass die Tinte an dem bildaufnehmenden Mediensubstrat 114 haftet und sich von der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche des Bildgebungselements 110 trennt. Sorgfältige Steuerung der Rheologie der Tinte durch Zusammensetzung oder andere Mittel sowie Temperatur- und Druckbedingungen an dem Übertragungsspalt 112 können bewirken oder anderweitig erleichtern, dass die Übertragungseffizienz der Tinte von der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche des Bildgebungselements 110 auf das bildaufnehmende Mediensubstrat 114 95% übersteigt. Obwohl es möglich ist, dass in einigen Ausführungsformen etwas Benetzungsfluid auch das bildaufnehmende Mediensubstrat 114 benetzt, wird das Volumen eines solchen Benetzungsfluids minimal sein und verdampfen oder durch das bildaufnehmende Mediensubstrat 114 absorbiert.
In einigen Ausführungsformen ermöglicht eine Temperaturdifferenz zwischen Auftragung der Tinte von dem Tintenauftragungssystem 140 auf das Bildgebungselement 110 und Auftragung auf das bildaufnehmende Mediensubstrat 114 die Übertragung ohne Vorhärten.
Es versteht sich, dass in bestimmten Offset-Lithographiesystemen zuerst eine Offset-Walze, nicht in 1 gezeigt, das Tintenbildmuster aufnimmt und dann das Tintenbildmuster auf ein Substrat gemäß eines bekannten indirekten Übertragungsverfahrens überträgt.
Anschließend an die Übertragung eines hohen Prozentsatzes der Tinte auf das bildaufnehmende Mediensubstrat 114 sollten Tintenrückstände und/oder Rückstände des Benetzungsfluids von der wiederverwendbaren bildaufnehmenden Oberfläche des Bildgebungselements 110 entfernt werden, vorzugsweise ohne Kratzen oder Verschleißen der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche. Es kann z.B. eine Luftrakel eingesetzt werden, um Rückstände von Benetzungsfluid und/oder Tinte zu entfernen. Es wird jedoch angenommen, dass eine gewisse Menge an Tintenrückständen auf der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche zurückbleiben kann. Das Entfernen eines solchen zurückgebliebenen Tintenrückstands kann durch Verwendung einer Form des Reinigungsuntersystems 170 erzielt werden. Die Anmeldung 714 beschreibt Einzelheiten eines solchen Reinigungsuntersystems 170, umfassend mindestens ein erstes Reinigungselement, wie ein klebriges Element in physischem Kontakt mit der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche der Bildgebungselements 110, wobei das klebrige Element Tintenrückstände und jegliche zurückgebliebenen kleinen Mengen von Tensidverbindungen von der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche des Bildgebungselements 110 entfernt. Das klebrige Element kann dann in Kontakt mit einer glatten Walze gebracht werden, an die die Tintenrückstände von dem klebrigen Element übertragen werden, wobei die Tinte anschließend von der glatten Walze z.B. mit einer Arztklinge abgestreift wird.
Die Anmeldung 714 führt weitere Mechanismen aus, durch die eine Reinigung der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche des Bildgebungselements 110 erleichtert werden kann. Unabhängig vom Reinigungsmechanismus ist jedoch in einigen Ausführungsformen das Reinigen der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche des Bildgebungselements 110 von Rückständen von Tinte und Benetzungsfluid erforderlich, um Schablonieren in dem vorgeschlagenen System zu verhindern. Nach Reinigung wird die wiederverwendbare bildgebende Oberfläche des Bildgebungselements 110 erneut dem Benetzungsfluidsystem 120 präsentiert, durch das eine frische Schicht Benetzungsfluid auf die wiederverwendbare bildgebende Oberfläche des Bildgebungselements 110 aufgetragen wird, und der Prozess wiederholt sich.
Die wiederverwendbare bildgebende Oberfläche des Bildgebungselements kann bevorzugt aus einem polymeren Elastomer gebildet sein, wie Silikonkautschuk und/oder Fluorsilikonkautschuk. Der Begriff „Silikon“ ist dem Fachmann bekannt und betrifft Polyorganosiloxane mit einem Rückgrat, das aus Silicium- und Sauerstoffatomen gebildet wird, und Seitenketten mit Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen. Für die Zwecke dieser Anmeldung versteht sich der Begriff „Silikon“ auch als Siloxane ausschließend, die Fluoratome enthalten, während der Begriff „Fluorsilikon“ verwendet wird, um die Klasse von Siloxanen abzudecken, die Fluoratome enthält. Weitere Atome können in dem Silikonkautschuk vorhanden sein, z.B. Stickstoffatome in Amingruppen, die verwendet werden, um Siloxanketten durch Vernetzung zu verknüpfen. Die Seitenketten der Polyorganosiloxane können auch Alkyl oder Aryl sein.
Wie oben diskutiert, müssen Tinten, die für den tintenbasierten Offset-Digitaldruck geeignet sind, physikalische und chemische Eigenschaften besitzen, die die speziellen Anforderungen tintenbasierter Digitaldrucksysteme, wie das in 1 gezeigte System, erfüllen. Die Digital-Offset-Tinte muss mit Materialien kompatibel sein, mit denen sie in Kontakt kommen soll, umfassend die bildgebende Platte (wiederverwendbare bildgebende Oberfläche des Bildgebungselements) und verschiedene Benetzungsfluide sowie bedruckbare Substrate, wie Papier, Metall oder Kunststoff. Die Digital-Offset-Tinte muss auch alle funktionellen Anforderungen der Untersysteme erfüllen, wie sie von Benetzungs- und Übertragungseigenschaften vorgegeben werden, die von Untersystem-Architektur und Materialsätzen definiert werden.
In einigen Ausführungsformen unterscheiden sich Tinten, die für tintenbasierten Digitaldruck formuliert sind, oder Digital-Offset-Tinten in vielerlei Hinsicht von Tinten, die für andere Druckanwendungen entwickelt wurden, umfassend pigmentierte Lösungsmitteltinten, Offset-Tinten, Flexographie-Tinten, UV-Gel-Tinten und Ähnliche. Digital-Offset-Tinten besitzen z.B. eine viel höhere Pigmentbeladung als andere Tinten, was zu höheren Viskositäten bei Raumtemperatur und damit zu Schwierigkeiten bei der Auftragung durch ein Aniloxwalzensystem führt. In einigen Ausführungsformen sollten Digital-Offset-Tinten nicht bewirken, das die (wiederverwendbare bildgebende) Oberfläche des Bildgebungselements, die eine silikon-, fluorsilikon- oder VITONhaltige bildgebende Platte oder ein bildgebendes Tuch sein kann, aufquillt und sie sollten mit Benetzungsfluid-Optionen kompatibel sein.
Es wurde gezeigt, dass Acrylat-Tintenzusammensetzungen gemäß den hier offenbarten Ausführungsformen eine Löslichkeit der Acrylat-Tintenzusammensetzungen in Benetzungsfluid, wie D4, minimieren und das Aufquellen eines fluorsilikonhaltigen Bildgebungselements minimieren oder verhindern. Acrylat-Tintenzusammensetzungen gemäß Ausführungsformen weisen bevorzugt eine Rheologie auf, die für das Auftragen mit Aniloxwalzen geeignet ist. Acrylat-Tintenzusammensetzungen gemäß einigen hier vorliegenden Ausführungsformen umfassen Digital-Offset-Acrylattinten, die eine gewünschte Übertragbarkeit ohne Vorhärten aufweisen. Zusätzlich sind die Acrylat-Tintenzusammensetzungen in einigen Ausführungsformen mit nicht-wässrigen Benetzungsfluiden kompatibel und besitzen eine gewünschte Trennbarkeit von der (wiederverwendbaren bildgebenden) Oberfläche des Bildgebungselements nach Bildung des Tintenbildes.
Die Acrylat-Tintenzusammensetzungen umfassen ein Pigment, ein Acrylat, ein Dispergiermittel und einen Fotostarter. In weiteren Ausführungsformen können die Acrylat-Tintenzusammensetzungen auch einen Rheologie-Modifizierer und/oder Stabilisator umfassen.
In einer Ausführungsform können die Acrylat-Tintenzusammensetzungen Pigmente umfassen, wie HELIOGEN® Blue D 7088 erhältlich von BASF, Permanent Rubine L5B 01 (PR57:1), Permanent Yellow G-MX (PY 14) oder HOSTAPERM® Blue B4G, erhältlich von Clariant Corporation. Weitere geeignete Pigmente umfassen schwarze Pigmente, weiße Pigmente, cyanfarbene Pigmente, magentafarbene Pigmente, gelbe Pigmente und Ähnliche. Weitere Pigmente können organische oder anorganische Partikel sein. Geeignete anorganische Pigmente können Carbon Black umfassen. Es können jedoch auch andere anorganische Pigmente geeignet sein, wie Titanoxid und Eisenoxid. Geeignete organische Pigmente umfassen z.B. Azopigmente, umfassend Diazopigmente und Monoazopigmente, polyzyklische Pigmente (z.B. Phthalocyanin-Pigmente, wie Phthalocyanine Blues und Phthalocyanine Greens), Perylen-Pigmente, Perinon-Pigmente, Anthrachinon-Pigmente, Chinacridon-Pigmente, Dioxazin-Pigmente, Thioindigo-Pigmente, Isoindolinon-Pigmente, Pyranthron-Pigmente und Chinophthalon-Pigmente), unlösliche Farbstoffchelate (z.B. Farbstoffchelate vom basischen Typ und Farbstoffchelate vom sauren Typ), Nitropigmente, Nitrosopigmente, Anthanthron-Pigmente, wie PR168, und Ähnliche.
Repräsentative Beispiele für Phthalocyanine Blues und Greens umfassen Kupferphthalocyanine Blue, Kupferphthalocyanine Green und Derivate davon (Pigment Blue 15, Pigment Green 7 und Pigment Green 36). Repräsentative Beispiele für Chinacridone umfassen Pigment Orange 48, Pigment Orange 49, Pigment Red 122, Pigment Red 192, Pigment Red 202, Pigment Red 206, Pigment Red 207, Pigment Red 209, Pigment Violet 19 und Pigment Violet 42. Repräsentative Beispiele für Anthrachinone umfassen Pigment Red 43, Pigment Red 194, Pigment Red 177, Pigment Red 216 und Pigment Red 226. Repräsentative Beispiele für Perylene umfassen Pigment Red 123, Pigment Red 149, Pigment Red 179, Pigment Red 190, Pigment Red 189 und Pigment Red 224. Repräsentative Beispiele für Thioindigoide umfassen Pigment Red 86, Pigment Red 87, Pigment Red 88, Pigment Red 181, Pigment Red 198, Pigment Violet 36 und Pigment Violet 38. Repräsentative Beispiele für heterozyklisches Gelb umfassen Pigment Yellow 1, Pigment Yellow 3, Pigment Yellow 12, Pigment Yellow 13, Pigment Yellow 14, Pigment Yellow 17, Pigment Yellow 65, Pigment Yellow 73, Pigment Yellow 74, Pigment Yellow 90, Pigment Yellow 110, Pigment Yellow 117, Pigment Yellow 120, Pigment Yellow 128, Pigment Yellow 138, Pigment Yellow 150, Pigment Yellow 151, Pigment Yellow 155 und Pigment Yellow 213. Solche Pigmente sind kommerziell entweder in Pulverform oder in Filterkuchenform von einer Reihe von Anbietern erhältlich, umfassend BASF Corporation, Engelhard Corporation und Sun Chemical Corporation.
Beispiele für verwendbare schwarze Pigmente umfassen Karbon-Pigmente. Die Karbon-Pigmente können nahezu beliebige kommerziell erhältliche Karbon-Pigmente sein, die vertretbare optische Dichte und Druckeigenschaften bereitstellen. Karbon-Pigmente, die zur Verwendung in Systemen und Verfahren gemäß Ausführungsformen geeignet sind, können, ohne hierauf beschränkt zu sein, Folgendes umfassen: Carbon Black, Graphit, glasförmigen Kohlenstoff, Aktivkohle und Kombinationen davon. Solche Karbon-Pigmente können durch eine Vielzahl bekannter Verfahren hergestellt werden, wie mittels eines Kanalverfahrens, eines Kontaktverfahrens, eines Ofenverfahrens, eines Acetylenverfahrens oder eines thermischen Verfahrens, und sie sind kommerziell von Anbietern erhältlich, wie Cabot Corporation, Columbian Chemicals Company, Evonik, Orion Engineered Carbons und E.I. DuPont de Nemours and Company. Geeignete Carbon Black-Pigmente umfassen, ohne hierauf beschränkt zu sein, Nipex 150 (erhältlich von Orion Engineered Carbons), Cabot-Pigmente, wie MONARCH® 1400, MONARCH® 1300, MONARCH® 1100, MONARCH® 1000, MONARCH® 900, MONARCH® 880, MONARCH® 800, MONARCH® 700, CAB-O-JET® 200, CAB-O-JET® 300, REGAL®, BLACK PEARLS®, ELFTEX®, MOGUL® und VULCAN® Pigmente; Columbian Pigmente, wie RAVEN® 5000 und RAVEN® 3500; Orion Engineered Karbon-Pigmente, wie Color Black FW 200, FW2, FW2V, FW 1, FW18, FW S160, FW S170, Special Black 6, Special Black 5, Special Black 4A, Special Black 4, PRINTEX® U, PRINTEX® 140U, PRINTEX® V und PRINTEX® 140V. Die oben aufgeführten Pigmente umfassen unmodifizierte Pigmentpartikel, Pigmentpartikel, befestigt an kleinen Molekülen, und Polymer-dispergierte Pigmentpartikel. Es können auch weitere Pigmente sowie Mischungen davon gewählt werden. In einigen Ausführungsformen ist es gewünscht, dass die Pigmentpartikelgröße kleinstmöglich ist, um z.B. eine stabile kolloidale Suspension der Partikel in dem flüssigen Träger zu ermöglichen.
Die Acrylat-Tintenzusammensetzungen umfassen 15% bis 20 Gew.-% Pigment. In einem weiteren Beispiel umfasst die Acrylat-Tintenzusammensetzung 15% oder 17,5% Pigment.
Die Tintenzusammensetzungen umfassen ein Acrylat. Acrylate oder Propenoate sind Salze und Ester der Acrylsäure. Es versteht sich, dass Acrylat- und Methacrylatmonomere reaktive funktionelle Vinylgruppen enthalten, die die Bildung von Acrylatpolymeren erleichtern. Beispielhafte Acrylate können Acrylatmonomere, -oligomere oder -polymere umfassen, wie bifunktionelle Monomere, z.B. Sartomer® SR247, Sartomer® CD595 und Sartomer® SR9003, trifunktionelle Monomere, z.B. Sartomer® SR492, Sartomer® SR9020, Sartomer® SR501, Sartomer® SR454 und Sartomer® SR9035, und Polyesteracrylate, z.B. Sartomer® CN294E, Sartomer® CN2282, Sartomer® CN2295, Sartomer® CN2264, Sartomer® CN2256, und von Allnex EBECRYL® 450, EBECRYL® 657 und EBECRYL® 809.
Die Acrylat-Tintenzusammensetzungen umfassen 50 Gew.-% bis 75 Gew.-% Acrylat. In einem weiteren Beispiel umfasst die Acrylat-Tintenzusammensetzung 60 Gew.-% bis 70 Gew.-% Acrylat. In einem Beispiel umfasst die Acrylat-Tintenzusammensetzung 65% bis 70% Acrylat.
Die Acrylat-Tintenzusammensetzungen umfassen ein Dispergiermittel umfassen. Die Dispergiermittel können polymere Dispergiermittel umfassen, wie die von Lubrizol, umfassend SOLSPERSE® 32000, SOLSPERSE® 39000, SOLSPERSE® 71000, SOLSPERSE® 78000, SOLSPERSE® J-100, SOLSPERSE® J-180, SOLSPERSE® J-200, SOLSPERSE® X300, und von BASF, wie EFKA® 4300, EFKA® 4330, EFKA® 4340, EFKA® 4400, EFKA® PX 4701, EFKA® 4585, EFKA® 5207, EFKA® 6230, EFKA® 7701, EFKA® 7731, und von Tego, wie TEGO® Dispers 656, TEGO® Dispers 685, TEGO® Dispers 710, und von King Industries, wie K-SPERSE® A-504.
Die Acrylat-Tintenzusammensetzungen umfassen 4% bis 10 Gew.-% Dispergiermittel bezogen auf ein Gesamtgewicht der Acrylat-Tintenzusammensetzung. In einem weiteren Beispiel umfasst die Acrylat-Tintenzusammensetzung 4% bis 8% Dispergiermittel.
In einigen Ausführungsformen umfasst die Acrylat-Tintenzusammensetzung Rheologie-Modifizierer. Beispielhafte Rheologie-Modifizierer können modifizierte oder unmodifizierte anorganische Verbindungen sein, umfassend Organotone, Attapulgittone und Bentonittone, umfassend Tetraallkylammonium-Bentonite, sowie behandelte und unbehandelte synthetische Silicas. Geeignete Organotone umfassen CLAYTONE® HA und CLAYTONE® HY von Southern Clay Products. Geeignete Beispiele für Tetraallkylammonium-Bentonite umfassen CELCHEM® 31743-09, CELCHEM® 31744-09 und CELCHEM® 31745-09 von Celeritas Chemicals. Weitere beispielhafte Rheologie-Modifizierer umfassen organische Verbindungen, wie EFKA® RM1900 und EFKA® RM1920, beide modifizierte hydrogenierte Castoröle von BASF.
In einer Ausführungsform umfasst die Acrylat-Tintenzusammensetzung maximal 12 Gew.-% Rheologie-Modifizierer bezogen auf ein Gesamtgewicht der Acrylat-Tintenzusammensetzung. In einem weiteren Beispiel umfasst die Acrylat-Tintenzusammensetzung 1% bis 5% Rheologie-Modifizierer. In einem weiteren Beispiel umfasst die Acrylat-Tintenzusammensetzung maximal 3% Rheologie-Modifizierer. In einer Ausführungsform umfasst die Acrylat-Tintenzusammensetzung 2% Rheologie-Modifizierer.
In einigen Ausführungsformen können die Acrylat-Tintenzusammensetzungen Fotostarter umfassen. Fotostarter können flüssigkeits- oder feststoffbasiert oder Kombinationen davon sein. Geeignete Typ I-Fotostarter umfassen solche von Klassen von Dialkoxyacetopheononen, Dialkoxyalkylpheononen, Aminoalkylpheononen und Acylphosphinoxide. Geeignete Typ II-Fotostarter umfassen solche von Klassen von Benzophenonen und Thioxanthonen, welche Aktivierung von geeigneten Amin-Synergisten benötigen. Beispielhafte Fotostarter umfassen ADDITOL® LX, ADDITOL® DX, ADDITOL® BDK, ADDITOL® CPK, ADDITOL® DMMTA, ADDITOL® TPO von Allnex, Esacure® 1001M von IRGACURE® 127, IRGACURE® 184, IRGACURE® 379, IRGACURE® 819 und IRGACURE® 2959 von BASF. Beispielhafte Amin-Synergisten, die mit Typ II-Fotostartern verwendet werden, umfassen SPEEDCURE® PDA, SPEEDCURE® EDB von Lambson, Diethylaminoethylmethacrylat, Ethyl-4-dimethylaminobenzoat, 2-Ethylhexyl-4-dimethylaminobenzoat von Esstech, Inc. In einigen Ausführungsformen kann die Acrylat-Tintenzusammensetzung geruchsarme Fotostarter umfassen, wie ESACURE® KIP 150, erhältlich von Lamberti S.p.A.
Die Acrylat-Tintenzusammensetzungen umfassen 5% bis 12 Gew.-% Fotostarter bezogen auf ein Gesamtgewicht der Acrylat-Tintenzusammensetzung. In einem weiteren Beispiel umfasst die Acrylat-Tintenzusammensetzung maximal 10% Fotostarter. In einem weiteren Beispiel umfasst die Acrylat-Tintenzusammensetzung 5% bis 10% Fotostarter. In einer Ausführungsform umfasst die Acrylat-Tintenzusammensetzung 6 Gew.-% bis 8 Gew.-% Fotostarter.
In einigen Ausführungsformen können die Acrylat-Tintenzusammensetzungen Stabilisatoren umfassen. In einigen Ausführungsformen können die Stabilisatoren als Freie-Radikal-Polymerisationsinhibitoren oder als Freie-Radikalfänger ausgeführt sein. In einigen Ausführungsformen bietet der Stabilisator Stabilität gegen vorzeitige Teil-Polymerisation der Acrylat-Tintenzusammensetzung. Die Stabilisatoren können z.B. Folgendes umfassen: Sartomer USA CN3216 (ein proprietärer Stabilisator mit aktiver Komponente mit p-Methoxyphenol in einem proprietärem Acrylatmonomer und einem proprietären Acrylatoligomer), BASF IRGASTAB® UV22 (einem gehinderten Phenol), und GENORAD® 16 und GENORAD® 18, beide von Rahn USA Corporation.
In einer Ausführungsform umfasst die Acrylat-Tintenzusammensetzung maximal 1,5 Gew.-% Stabilisatoren mit aktiver Komponente bezogen auf ein Gesamtgewicht der Acrylat-Tintenzusammensetzung. In einem weiteren Beispiel umfasst die Acrylat-Tintenzusammensetzung maximal 0,4% Stabilisatoren. In einem weiteren Beispiel umfasst die Acrylat-Tintenzusammensetzung 0,1% bis 0,3% Stabilisatoren. In einer Ausführungsform umfasst die Acrylat-Tintenzusammensetzung 0,2% Stabilisatoren.
Acrylat-Tintenzusammensetzungen gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen kann durch Herstellen einer Tintenbasis und Mischen mit einer oder mehreren der oben aufgeführten Komponenten gebildet werden.
Erscheinungsformen der vorliegenden Offenbarung werden in Bezug auf die folgenden Beispiele noch besser verständlich. Die Beispiele sind veranschaulichend und verstehen sich nicht als die Ausführungsformen davon beschränkend. Beispiele 1 bis 4 stellen Ausführungsformen der Acrylat-Tintenzusammensetzungen gemäß der Offenbarung dar.
Beispiel 1
Bezogen auf eine 400-Gramm-Gesamtskala für die Darstellung einer Cyan-Tintenzusammensetzung wurden 4,5 Gew.-% SOLSPERSE® 39000, 65 Gew.-% CN294E, 5,49 Gew.-% CD501 und 1 Gew.-% CN3216 zu einem 1-Liter-Stahlgefäß gegeben und auf einen Heizmantel (erhältlich von IKA®) zusammen mit einem Thermokopplungs- und Rührapparat (ebenfalls erhältlich von IKA®) gestellt und mit einem Ankerflügelrad ausgestattet. Die Komponenten in dem Gefäß (Dispergiermittel, Acrylate und Stabilisator) wurden dann für 30 Minuten mit 200 rpm bei 80 °C gerührt. Danach wurden langsam Fotostarter (2 Gew.-% Irgacure® 379, 0,39 Gew.-% Irgacure® 819, 1 Gew.-% Irgacure® 184 und 3,62 Gew.-% Esacure® Kip 150) in das Gefäß gegeben und für eine weitere Stunde bei 80 °C gerührt. Als die Komponenten in dem Gefäß gelöst waren, wurden 15 Gew.-% Heliogen® Blue D 7088-Pigment zu dem Gefäß gegeben und stärker gerührt, jedoch nicht so stark, dass Luft in die Mischung eingerührt wurde. Die pigmentierte Mischung wurde weitere 30 Minuten bei 400 rpm gerührt, und anschließend wurden langsam bei reduzierter Drehzahl 2 Gew.-% Claytone® HY zu der pigmentierten Mischung gegeben und dann für weitere 15 Minuten bei 400 rpm gerührt. Das Gefäß mit den gemischten Komponenten wurde dann zu einer Hochgeschwindigkeits-Schermühle (erhältlich von Hockmeyer Equipment Corporation), ausgestattet mit einer 40 mm-Durchmesser-Cowles-Hochgeschwindigkeits-Scherklinge, überführt und für 1 Stunde mit 5.300 rpm gerührt, um Komponentenmischung 1A zu bilden. Komponentenmischung 1A wurde dann qualitativ in einen 3-Walzen-Mühlenapparat (hergestellt von Kent Machine Works) überführt, wo die Komponentenmischung 1A durch die 3-Walzenmühle geführt wurde, zuerst mit einer Eingangs-Abnahmewalzen-Geschwindigkeit von 400 rpm für eine erste Passage und dann mit einer Eingangs-Abnahmewalzen-Geschwindigkeit von 200 rpm für eine zweite Passage, um Komponentenmischung 1B zu bilden, welche die Acrylat-Tintenzusammensetzung von Beispiel 1 bildet.
Beispiel 2
Eine Acrylat-Tintenzusammensetzung wurde unter Verwendung eines Magenta-Pigments und der Komponenten mit den in Tab. 1 angegebenen Prozentsätzen auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 dargestellt.
Beispiel 3
Eine Acrylat-Tintenzusammensetzung wurde unter Verwendung eines Gelb-Pigments und der Komponenten mit den in Tab. 1 angegebenen Prozentsätzen auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 dargestellt.
Beispiel 4
Eine Acrylat-Tintenzusammensetzung wurde unter Verwendung eines anderen Cyan-Pigments und der Komponenten mit den in Tab. 1 angegebenen Prozentsätzen auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 dargestellt.

Die Tabelle 1 fasst Komponenten und Prozentsätze der Acrylat-Tintenzusammensetzungen in Beispielen 1 bis 4 zusammen. Tabelle 1. Formulierung beispielhafter Tinten

Formulierung Tintenzusammensetzung			Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4
Komponente		erhältlich von
Pigment	HELIGOEN® Blue D 7088	BASF	15	-	-	-
	Permanent Rubine L5B 01 (PR57:1)	Clariant Corp.	-	15	-	-
	Permanent Yellow G-MX (PY 14)	Clariant Corp.	-	-	17,5	-
	HOSTAPERM® Blue B4G	Clariant Corp.	-	-	-	17,5
Dispergiermittel	Solsperse 39000	Lubrizol Corp.	4,5	-	-	7
Dispergiermittel	Solsperse J-180	Lubrizol Corp.	-	6	4.8	-
Oligomer	CN294E	Sartomer Co.	65	48,91	57.41	61.73
Oligomer	CN2256	Sartomer Co.	-	8,81	4.5	-
Monomer	CD501	Sartomer Co.	5,49	11,27	5.8	1.76
Fotostarter	Irgacure® 379	BASF	2	2	2	2
	Irgacure® 819	BASF	0,39	0,39	0.39	0.39
	Irgacure® 184	BASF	1	1	1	1
	Esacure® KIP 150	Lamberti Technologies	3,62	3,62	3.60	3.62
Stabilisator	CN3216	Sartomer Co.	1	1	1	1
Rheologie-Modifizierer	Claytone® HY	Southern Clay Products	2	2	2	4
Prozentsatz Gesamtgewicht			100	100	100	100

Die Tintenzusammensetzungen der Beispiele 1 bis 4 wurden in Bezug auf Rheologie und Tack analysiert. Insbesondere wurde die frequenzbasierte Sweep-Rheologie bei Frequenzen von 0,1 bis 100 rad/s für alle Tinten an einem RFS-3-Rheometer (erhältlich von TA Instruments) bei 25 °C, 35 °C und 45 °C, ausgestattet mit eine 25 mm-Platte bei einem 0,5 mm-Spalt bestimmt. Die Rheologie-Ergebnisse der Tinten finden sich in nachstehender Tabelle 2. Tabelle 2. Rheologie-Ergebnisse (komplexe Viskositäten in cP)

Frequenz komplexe Viskosität (rad/s)	Beispiel 1			Beispiel 2
Frequenz komplexe Viskosität (rad/s)	komplexe Viskosität (Pa · s (cP))			komplexe Viskosität (Pa · s (cP))
	25 °C	35 °C	45 °C	25 °C	35 °C	45 °C
1,00	1,04·10³	9,87·10²	6,34·10²	-	5,58·10²	59,1
1,00	(1,04·10⁶)	(9,87·10⁵)	(6,34·10⁵)	-	(5,58·10⁵)	(5,91·10⁴)
2,51	7,31·10²	5,76·10²	3,50·10²	-	3,65·10²	47,9
2,51	(7,31·10⁵)	(5,76·10⁵)	(3,50·10⁵)	-	(3,65·10⁵)	(4,79·10⁴)
6,31	5,38·10²	3,54·10²	2,06·10²	-	2,50·10²	40,5
6,31	(5,38·10⁵)	(3,54·10⁵)	(2,06·10⁵)	-	(2,50·10⁵)	(4,05·10⁴)
10,00	4,70·10²	2,88·10²	1,61·10²	-	2,12·10²	37,4
10,00	(4,70·10⁵)	(2,88·10⁵)	(1,61·10⁵)	-	(2,12·10⁵)	(3,74·10⁴)
25,12	3,63·10²	1,91·10²	1,02·10²	-	1,55·10²	31,5
25,12	(3,63·10⁵)	(1,91·10⁵)	(1,02·10⁵)	-	(1,55·10⁵)	(3,15·10⁴)
100,00	2,24·10²	1,02·10²	50,5	-	90,6	22,2
100,00	(2,24·10⁵)	(1,02·10⁵)	(5,05·10⁴)	-	(9,06·10⁴)	(2,22·10⁴)

Frequenz komplexe Viskosität (rad/s)	Beispiel 3			Beispiel 4
Frequenz komplexe Viskosität (rad/s)	komplexe Viskosität (Pa · s (cP))			komplexe Viskosität (Pa · s (cP))
	25 °C	35 °C	45 °C	25 °C	35 °C	45 °C
1,00	2,03·10³	2,10·10³	1,64·10³	-	1,10·10³	6,12·10²
1,00	(2,03·10⁶)	(2,10·10⁶)	(1,64·10⁶)	-	(1,10·10⁶)	(6,12·10⁵)
2,51	1,28·10³	1,08·10³	7,80·10²	-	6,38·10²	3,34·10²
2,51	(1,28·10⁶)	(1,08·10⁶)	(7,80·10⁵)	-	(6,38·10⁵)	(3,34·10⁵)
6,31	8,85·10²	6,05·10²	3,91·10²	-	3,92·10²	1,92·10²
6,31	(8,85·10⁵)	(6,05·10⁵)	(3,91·10⁵)	-	(3,92·10⁵)	(1,92·10⁵)
10,00	7,55·10²	4,69·10²	2,85·10²	-	3,16·10²	1,49·10²
10,00	(7,55·10⁵)	(4,69·10⁵)	(2,85·10⁵)	-	(3,16·10⁵)	(1,49·10⁵)
25,12	5,62·10²	2,94·10²	1,58·10²	-	2,10·10²	92,2
25,12	(5,62·10⁵)	(2,94·10⁵)	(1,58·10⁵)	-	(2,10·10⁵)	(9,22·10⁴)
100,00	3,20·10²	1,45·10²	68,5	-	1,10·10²	45,3
100,00	(3,20·10⁵)	(1,45·10⁵)	(6,85·10⁴)	-	(1,10·10⁵)	(4,53·10⁴)

Gemäß den in Tab. 2 dargestellten Werten wurden Aktivierungsenergie für viskosen Fluss für die verschiedenen Acrylat-Tintenzusammensetzungen durch Bestimmung der Steigung eines Arrhenius-Graphen des natürlichen Logarithmus der komplexen Viskosität (für ausgewählte Frequenzen) und der reziproken absoluten Temperatur in Kelvin berechnet. Die Daten in Tabelle 3 sind in kJ/mol angegeben. Es ist anzumerken, dass die Einheit in kJ/mol typischerweise für Materialien verwendet wird, die Lösungsmittel, Co-Lösungsmittel, kristalline und amorphe Einkomponenten-Materialien umfassen. Die Einheit kJ/mol für heterogene Systeme, wie die Acrylat-Tintenzusammensetzungen der Tabelle 3, können als normalisierte Aktivierungsenergie für viskosen Fluss einer gegebenen Tinten-Zusammensetzung formuliert mit einer bestimmten Grenze der Zusammensetzung aufgefasst werden. Tabelle 3. Aktivierungsenergie für viskosen Fluss

Aktivierungsenergie bei 100 rad/s (kJ/mol) Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 Beispiel 4

58,7 107,3 60,8 67,6
In einigen Ausführungsformen korreliert die Aktivierungsenergie bei bestimmten Frequenzen mit einer Viskositätssensitivität gegen Temperatur-Eigenschaft der Tintenzusammensetzungen. In einigen Ausführungsformen, wenn z.B. die Aktivierungsenergie zu hoch ist, fließt die Tintenzusammensetzung nicht gut, und wenn die Aktivierungsenergie zu niedrig ist, ist die Tintenzusammensetzung zu fluide. In einigen Ausführungsformen kann die Fähigkeit einer Tintenzusammensetzung, bei einer höheren Temperatur an eine Aniloxwalze übertragen zu werden und dann auf eine bildgebende Platte zu setzen, aus ihrer Aktivierungsenergie bei bestimmten Frequenzen vorhergesagt werden. In einer Ausführungsform besitzen die Acrylat-Tintenzusammensetzungen eine Aktivierungsenergie von 40 bis 120 bei 100 rad/s. In einer weiteren Ausführungsform besitzen die Acrylat-Tintenzusammensetzungen eine Aktivierungsenergie von 55 bis 110 bei 100 rad/s. In einer weiteren Ausführungsform besitzen die Acrylat-Tintenzusammensetzungen eine Aktivierungsenergie von 55 bis 80 bei 100 rad/s.
Daher stellen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung Tintenzusammensetzungen bereit, die eine bevorzugte Rheologie bei einer Temperatur behalten und gleichzeitig auch einen bevorzugten Aktivierungsenergie-Bereich behalten. 2 veranschaulicht die frequenzbasierten Rheogramme der Tintenzusammensetzungen der Beispiele 1 bis 4 bei 35 °C. Wie in 2 dargestellt, beträgt die komplexe Viskosität der Tintenzusammensetzungen 80 Pa · s bis 170 Pa · s (80.000 cP bis 170.000 cP) bei 35 °C.
Gleichfalls wurde jede der Tintenzusammensetzungen der Beispiele 1 bis 4 auf einem Inkometer 1100 (erhältlich von Thwing-Albert Company) zur Bestimmung des Tack (der Klebrigkeit) getestet. Die UV-Tinten-Walzen am Inkometer wurden bei 32,2 °C äquilibriert. In jedem Fall wurden 1,3 ml der Tintenzusammensetzung auf die Verteilungswalze aufgetragen, wo Übertragung und Verteilung auf die anderen Walzen für 15 Sekunden bei 150 rpm fortfahren konnte, wonach die Geschwindigkeit der Walzen automatisch auf 1.200 rpm erhöht wurde. Tack-Messungen der Tinte erfolgte alle 20 Sekunden für 10 Minuten, die 60-Sekunden-Tack-Ergebnisse finden sich in 3 in Gramm-Meter.
Wie in 3 dargestellt, ist die 60-Sekunden-Tack-Abhängigkeit für die Beispiele 1 bis 4 bei Temperaturen unter 40 °C annähernd linear. Die Erfinder haben jedoch entdeckt, dass eine überraschende und unerwartete Abweichung von dem besteht, was als eine Beziehung erster Ordnung zwischen Tack und Temperatur unter den beispielhaften Tinten bei Temperaturen oberhalb von 40 °C betrachtet werden kann. In einigen Ausführungsformen besitzen z.B. die Tintenzusammensetzungen einen Tack, der bei Temperaturen bei und um 50 °C und möglicherweise über 50 °C unerwartet höher ist. In einigen Ausführungsformen besitzen Acrylat-Tintenzusammensetzungen einen Tack-Messwert von 15 g · m bis 30 g · m bei 60 Sekunden bei 50 °C. In einer weiteren Ausführungsformen besitzen Acrylat-Tintenzusammensetzungen einen Tack-Messwert von 18 g · m bis 28 g · m bei 60 Sekunden bei 50 °C. In einer Ausführungsformen besitzt die Acrylat-Tintenzusammensetzung einen Tack-Messwert von 25 g · m bei 60 Sekunden bei 50 °C.
Daher besitzen die Acrylat-Tintenzusammensetzungen in einigen Ausführungsformen der Offenbarung eine geringere Viskosität bei erhöhten Temperaturen, um ein besseres Einfüllen der Tintenzusammensetzung in die Anilox-Auftragungswalze zu ermöglichen, während sie gleichzeitig einen hohen Tack aufweisen, um die erfolgreiche Übertragung der Tintenzusammensetzungen von der Aniloxwalze auf die bildgebende Platte zu ermöglichen, so dass höhere und gleichförmigere optische Dichten der bildgebenden Tinte auf dem gedruckten Substrat resultieren.
In einigen Ausführungsformen besitzt die Acrylat-Tintenzusammensetzung bei oder in der Nähe der Raumtemperatur eine hohe Viskosität und einen hohen Tack. In einer Ausführungsform ermöglicht der hohe Viskositäts-/Tack-Zustand eine Übertragung der Acrylat-Tintenzusammensetzung ohne Verwendung eines Vorhärtungsschritts. In einigen Ausführungsformen ist bei Temperaturen über Raumtemperatur, wie 40 °C, 50 °C und 60 °C, die Viskosität der Tintenzusammensetzung niedriger, um Tintenauftrag und Benetzung auf dem bildgebenden Tuch zu ermöglichen, wobei noch ausreichend Tack bei diesen erhöhten Temperaturen besteht, um eine adäquate Tinten-Kohäsion für effektive Tintenübertragung und Bild-Gleichförmigkeit zu behalten. In einer Ausführungsform besitzt die Acrylat-Tintenzusammensetzung bei erhöhten Temperaturen von 40 °C bis 70 °C einen Tack von 20 bis 35 g.m.
Daher besitzt die Acrylat-Tintenzusammensetzung in einigen Ausführungsformen eine Scherviskosität nahe Null (near-zero shear viscosity) von 2000 Pa · s bis 50000 Pa · s (2·10⁶ bis 5·10⁷ cps) bei 25 °C und eine Scherviskosität nahe Null von 200 Pa · s bis 4000 Pa · s (2·10⁵ bis 4·10⁶ cps) bei 60 °C.
In einer Ausführungsform besitzt die Acrylat-Tintenzusammensetzung eine Scherviskosität nahe Null von 4000 Pa · s bis 10000 Pa · s (4·10⁶ bis 1 · 10⁷ cps) bei 25 °C und eine Scherviskosität nahe Null von 400 Pa · s bis 8000 Pa · s (4·10⁵ bis 8·10⁶ cps) bei 60 °C.
In weiteren Ausführungsformen besitzt die Acrylat-Tintenzusammensetzung einen 60-Sekunden-Tack von 40 bis 65 g · m bei 25 °C; einen 60-Sekunden-Tack von 30 bis 50 g · m bei 32 °C; einen 60-Sekunden-Tack von 25 bis 35 g ·m bei 40 °C; einen 60-Sekunden-Tack von 15 bis 30 g · m bei 50 °C; einen 60-Sekunden-Tack von 10 bis 20 g · m bei 60 °C.
In weiteren Ausführungsformen besitzt die Acrylat-Tintenzusammensetzung einen 60-Sekunden-Tack von 45 bis 55 g · m bei 25 °C; einen 60-Sekunden-Tack von 35 bis 50 g · m bei 32 °C; einen 60-Sekunden-Tack von 25 bis 30 g · m bei 40 °C; einen 60-Sekunden-Tack von 20 bis 25 g · m bei 50 °C; einen 60-Sekunden-Tack von 10 bis 15 g · m bei 60 °C.
In einer Ausführungsform, wenn die Tintenzusammensetzung Teil eines Satzes von Tintenzusammensetzungen ist, kann jede Tintenzusammensetzung einen minimalen differenziellen Tack besitzen, um eine vollständige Übertragung der Tintenzusammensetzung auf das Substrat zu ermöglichen. In einer Ausführungsform kann z.B. jede Tintenzusammensetzung ein Tack-Differnzial von 2 bis 5 g · m aufweisen.
In einigen Ausführungsformen sind Acrylat-Tintenzusammensetzungen mit einem höheren Tack vorteilhaft für erhöhte Tintenübertragung und Bildqualität bei Verwendung in Drucksystemen, wie Digital-Lithographiedrucksystemen.
In einigen Ausführungsformen ermöglicht der höhere Tack und die niedrigere Rheologie von Acrylat-Tintenzusammensetzungen bei bestimmten Temperaturen eine effizientere Übertragung von Bildern von der bildgebenden Platte auf ein Substrat ohne Vorhärtungsoption.
In einigen Ausführungsformen wird die Acrylat-Tintenzusammensetzung auf eine wiederverwendbare bildgebende Oberfläche eines Bildgebungselements bei einer ersten Temperatur aufgetragen; und die Acrylat-Tintenzusammensetzung wird auf ein Substrat bei einer zweiten Temperatur übertragen. In einigen Ausführungsformen beträgt die Temperaturdifferenz zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur mindestens 20 °C. In weiteren Ausführungsformen beträgt die Temperaturdifferenz zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur mindestens 30 °C. In einer weiteren Ausführungsform beträgt die Temperaturdifferenz zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur mindestens 40 °C. In einer weiteren Ausführungsform beträgt die Temperaturdifferenz zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur mindestens 50 °C. In einer weiteren Ausführungsform beträgt die Temperaturdifferenz zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur mindestens 60 °C. In einer weiteren Ausführungsform beträgt die Temperaturdifferenz zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur mindestens 70 °C. In einer weiteren Ausführungsform beträgt die Temperaturdifferenz zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur mindestens 80 °C. In einigen Ausführungsformen beträgt die Temperaturdifferenz zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur 20 °C bis 80 °C.
In einer Ausführungsform sind die erste und die zweite Temperatur im Bereich von 25 °C bis 60 °C, die zweite Temperatur ist niedriger als die erste Temperatur, und ein 60-Sekunden-Tack der Acrylat-Tintenzusammensetzung ist pro 7 bis 8 °C Anstieg der Temperatur von der ersten Temperatur 1,3-fach niedriger (+/-∼0,1). In einer weiteren Ausführungsform sind die erste und die zweite Temperatur im Bereich von 25 °C bis 60 °C, die zweite Temperatur ist niedriger als die erste Temperatur, und die Scherviskosität nahe Null der Acrylat-Tintenzusammensetzung ist pro 10 °C Anstieg der Temperatur von der ersten Temperatur 1,2-fach niedriger (+/-∼0,1).
In einigen Ausführungsformen sind die Acrylat-Tintenzusammensetzungen gemäß den Ausführungsformen dieser Offenbarung mit Benetzungsfluiden und Bildgebungselementen oder wiederverwendbaren bildgebenden Oberflächen-/Plattenmaterialien von tintenbasierten Digitaldrucksystemen kompatibel. Ausführungsformen der Acrylat-Tintenzusammensetzungen können z.B. mit Benetzungsfluiden, wie D4, unmischbar sein und einen geringen Hintergrund in Nicht-Bildbereichen bereitstellen.

Claims

Verfahren zum Drucken unter Verwendung einer lithographischen Digitaldruckvorrichtung mit variablen Daten, umfassend: Auftragen eines Benetzungsfluids auf eine wiederverwendbare bildgebende Oberfläche eines Bildgebungselements, um eine gleichförmige Benetzungsfluidschicht mit kontrollierter Dicke zu bilden; Mustern der Benetzungsfluidschicht durch selektives Entfernen von Teilen der Benetzungsfluidschicht; Auftragen einer Tintenzusammensetzung bei einer ersten Temperatur auf die Teile einer wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche eines Bildgebungselements, wo die Benetzungsfluidschicht selektiv entfernt wurde, wobei die Tintenzusammensetzung umfasst: 15% bis 20 Gew.-% Pigment bezogen auf ein Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung; 4% bis 10 Gew.-% Dispergiermittel bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung; 50 Gew.-% bis 75 Gew.-% Acrylat bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung, wobei das Acrylat mindestens eins aus einem Acrylatmonomer, Acrylatpolymer, Acrylatoligomer, trifunktionellem Acrylatmonomer, Polyesteracrylat und Mischungen davon umfasst; 5% bis 12 Gew.-% Fotostarter bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung, wobei eine Viskosität der Tintenzusammensetzung bei einer Frequenz von 0,1 bis 100 rad/s wie folgt ist: 2000 Pa · s bis 50000 Pa · s (2·10⁶ cP bis 5·10⁷ cP) bei 25 °C, und 200 Pa · s bis 4000 Pa · s (2·10⁵ cP bis 4·10⁶ cP) bei 60 °C, und wobei ein 60-Sekunden-Tack der Tintenzusammensetzung wie folgt ist: 40 g · m bis 65 g · m bei 25 °C, und 10 g · m bis 20 g · m bei 60 °C, und Übertragen der Tintenzusammensetzung von der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche auf ein Substrat bei einer zweiten Temperatur, wobei die Tintenzusammensetzung kein Vorhärten vor dem Übertragen der Tintenzusammensetzung von der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche auf das Substrat benötigt; und wobei die zweite Temperatur 25 °C bis 60 °C beträgt, wobei die zweite Temperatur niedriger als die erste Temperatur ist, und wobei der 60-Sekunden-Tack der Acrylat-Tintenzusammensetzung bei der zweiten Temperatur pro 7 bis 8 °C Anstieg von der ersten Temperatur 1,3-fach niedriger ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Tintenzusammensetzung weiterhin umfasst: maximal 1,5 Gew.-% Stabilisator bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung; und maximal 12 Gew.-% Rheologie-Modifizierer bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung.
Verfahren nach Anspruch 2, umfassend: 4% bis 8% Dispergiermittel; 60% bis 70% Acrylat; 5% bis 10% Fotostarter; 0,1% bis 0,3% Stabilisator; und maximal 3% Rheologie-Modifizierer, wobei die Tintenzusammensetzung eine Viskosität bei einer Frequenz von 0,1 bis 100 rad/s von 4000 Pa · s bis 10000 Pa · s (4·10⁶ cP bis 1 · 10⁷ cP) bei 25 °C und 400 Pa · s bis 800 Pa · s (4·10⁵ cP bis 8·10⁵ cP) bei 60 °C aufweist, und wobei ein 60-Sekunden-Tack der Tintenzusammensetzung 45 g · m bis 55 g · m bei 25 °C und von 10 g · m bis 15 g · m bei 60 °C aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der 60-Sekunden-Tack der Acrylat-Tintenzusammensetzung bei der zweiten Temperatur pro 10 °C Anstieg von der ersten Temperatur 1,2-fach niedriger ist.