DE102016201017B4

DE102016201017B4 - Weißtintenzusammensetzung für tintenbasiertes digitales Drucken und Verfahren zum digitalen Offsetdrucken

Info

Publication number: DE102016201017B4
Application number: DE102016201017.4A
Authority: DE
Inventors: Mihaela Maria Birau; C. Geoffrey Allen; Aurelian Valeriu Magdalinis
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2015-02-11
Filing date: 2016-01-25
Publication date: 2022-03-17
Anticipated expiration: 2036-01-26
Also published as: CN105860647B; KR102256331B1; JP2016148029A; US10323154B2; DE102016201017A1; KR20160098972A; JP6762098B2; US20160230027A1; CN105860647A

Abstract

Weißtintenzusammensetzung zur Verwendung im digitalen Offsetdrucken, umfassend:ein erstes Weiß-Farbmittel, das eine erste Mehrzahl von Weißpigmentpartikeln aufweist, wobei ein mittlerer Durchmesser von mindestens 75% der ersten Mehrzahl von Weißpigmentpartikeln im Bereich von 250 Nanometer bis 350 Nanometer liegt,ein zweites Weiß-Farbmittel, das eine zweite Mehrzahl von Weißpigmentpartikeln aufweist, wobei ein mittlerer Durchmesser von mindestens 75% der zweiten Mehrzahl von Weißpigmentpartikeln im Bereich von 500 Nanometer bis 550 Nanometer liegt,mindestens ein Dispergiermittel in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der weißen Tintenzusammensetzung,mindestens ein härtbares Oligomer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus acrylierten Polyestern, acrylierten Polyethern, acrylierten Epoxiden, und Urethanacrylaten, in einer Menge von 1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der weißen Tintenzusammensetzung,mindestens einem härtbaren Monomer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Isobornylacrylat, Isobornylmethacrylat, Caprolactonacrylat, 2-Phenoxyethylacrylat, Isooctylacrylat, Isooctylmethacrylat, Butylacrylat, alkoxyliertes Laurylacrylat, ethoxyliertes Nonylphenolacrylat, ethoxyliertes Nonylphenolmethacrylat, ethoxyliertes Hydroxyethylmethacrylat, Methoxypolyethylenglykolmonoacrylat, Methoxypolyethylenglykolmonomethacrylat, Tetrahydrofurfurylmethacrylat, Tetrahydrofurfurylmethacrylat, in einer Menge von 1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der weißen Tintenzusammensetzung, undeinen Photoinitiator in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der weißen Tintenzusammensetzung,wobei die erste Mehrzahl der Weißpigmentpartikel Titandioxid-Pigmentpartikel aufweist und wobei die zweite Mehrzahl der Weißpigmentpartikel Titandioxid-Pigmentpartikel aufweist;wobei die erste Mehrzahl der Weißpigmentpartikel in einer Menge von mindestens 2 Gew.-% und wobei die zweite Mehrzahl der Weißpigmentpartikel in einer Menge von mindestens 30 Gew.-% in der weißen Tintenzusammensetzung vorliegt.

Description

Typische lithographische und Offsetdruck-Verfahren nutzen Platten, die permanent strukturiert sind und die daher nur beim Drucken einer großen Zahl von Kopien des gleichen Bildes verwendbar sind, wie beispielsweise Magazine, Zeitungen und dergleichen. Die „Variable Data“-Digitallithographie oder der digitale Offset-Lithodruck sind als ein System entwickelt worden, bei dem eine nichtstrukturierte, wiederbedruckbare Oberfläche verwendet wird, die zu Beginn gleichförmig mit einer Lage eines Befeuchtungsfluids beschichtet wird. Bereiche des Befeuchtungsfluids werden durch Exponierung an einer fokussierten Strahlungsquelle (z.B. eine Laserlichtquelle) entfernt, um Taschen zu bilden. Dadurch wird über der nichtstrukturierten, wiederbedruckbaren Oberfläche in dem Befeuchtungsfluid eine temporäre Struktur gebildet. Darüber aufgebrachte Tinte wird in den Taschen gehalten, die durch die Entfernung des Befeuchtungsmittels gebildet wurden. Die mit Tinte versehene Oberfläche wird sodann mit einem Substrat, wie beispielsweise Papier, Plastik oder Metall, in Kontakt gebracht und die Tinte wird von den Taschen in der Lage des Befeuchtungsfluid zu dem Substrat übertragen. Sodann kann das Befeuchtungsfluid entfernt werden, eine neue gleichförmige Lage von Befeuchtungsfluid auf die wiederbedruckbare Oberfläche aufgetragen und der Prozess wiederholt werden.
Systeme des digitalen Offsetdruckens nutzen Tinten vom Offset-Typ, die speziell entworfen und optimiert wurden, um mit den Materialien kompatibel zu sein, mit denen sich die Tinte in Kontakt befindet, einschließlich die wiederbedruckbare Oberfläche und die befeuchtende Lösung, sowie mit den verschiedenen Subsystemen, die während des Druckprozesses verwendet werden, um ein hochqualitatives Digitaldrucken bei hoher Geschwindigkeit zu ermöglichen.
Beispielsweise kann ein Farbwalzen-Subsystem verwendet werden, um eine gleichförmige Schicht Tinte über der Lage des Befeuchtungsfluids aufzubringen. Bei dem Farbwalzen-Subsystem kann eine Anilox-Walze verwendet werden, um die Tinte auf eine oder mehrere Tinten erzeugende Walzen zu dosieren, die sich mit der wiederbedruckbaren Oberfläche in Kontakt befinden. Die bei diesem Subsystem verwendete Tinte sollte keine so hohe Viskosität haben, dass die Anilox-Aufnahme und Zuführung zu der wiederbedruckbaren Oberfläche schwierig ist. Allerdings können bei zu geringer Viskosität, Tack und/oder geringer Kohäsion zu einem Auskriechen der Tinte aus dem Ink-Loader führen, woraus unerwünschte Freisetzungen, Verlust an Tinte und Verschmutzung des Druckers resultieren können. Dementsprechend sollten digitale Offset-Tinten über einen gewissen Bereich von Viskosität, Tack und Tack-Stabilität verfügen, um eine ausreichende und vorhersagbare Kohäsion der Tinte zu gewähren, um in und unter den verschiedenen Subsystemen gute Transfer-Eigenschaften zu ermöglichen.
Obgleich eine wachsende Nachfrage beim digitalen Offsetdrucken zu erwarten ist, um Weiß zum Beispiel für Hintergrundlabels, Druckzwecke oder Spezialeffekte auf metallischen Substraten zu erzeugen, verfügen viele auf dem Gebiet bekannte Weißtinten nicht über die notwendigen Transfer-Eigenschaften. Frühere konfektionierte Weißtinten, die beispielsweise Titandioxid (TiO₂)-Pigment enthalten, verfügen über relativ geringen Tack und schwache Tintenkohäsion oder hohen Tack und jedoch geringere Tack-Stabilität über die Zeit.
Außerdem ist das Deckvermögen (die Fähigkeit, eine darunterliegende Farbe wirksam abzudecken) eines weißen Tintenbildes auf einem Substrat mit Weißgrad und Reflexionseigenschaften verbunden, die in Bezug auf die Menge weißer Tinte, die übertragen wird, extrem empfindlich sind. Verminderter Tack und/oder Tack-Stabilität kann so zu unzureichender Deckung von Substraten führen, die unter Anwendung der Architektur des digitalen Offsetdruckens bedruckt werden.
US 2009/0110843 A1 betrifft eine Tintenzusammensetzung, umfassend mindestens ein Phenolharz, mindestens ein Aminharz und mindestens ein Polyol.
US 2009/0220695 A1 betrifft ein Verfahren zur Bildung einer trüben Schicht, umfassend die Bildung einer ersten Schicht durch das Ausstoßen von Tintentropfen einer Tintenzusammensetzung, welche ein metallisches Pigment umfasst, auf ein Aufnahmemedium, gefolgt von der Bildung einer zweiten Schicht durch Ausstoßen von Tintentropfen, umfassend ein weißes Pigment, auf das Aufnahmemedium, wobei die trübe Schicht auf dem Aufnahmemedium auf der Seite geformt wird, wo die erste und die zweite Schicht gebildet wurden, und in einem Bereich, wo die erste und die zweite Schicht überlappen.
US 2012/0120145 A1 offenbart ein Tintenset, umfassend eine Vielzahl an farbigen, vernetzbaren Phasenwechseltinten, wobei jede der farbigen Tinten des Tintensets ein Tintenvehikel umfasst, ein Geliermittel, ein Pigment und ein Dispergiermittel, und wobei das Dispergiermittel für jede der farbigen Tinten des Tintensets identisch ist.
US 2007/0259986 A1 offenbart eine strahlungshärtbare Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung, umfassend mindestens ein Titandioxid-Weißpigment, ein polymerisierbares Vehikel, mindestens einen zusätzlichen Bestandteil, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Farbmittel, einem Photosensibilisator, einem Photosynergisten, einem Photoinitiator und einem oberflächenaktiven Mittel, wobei mindestens eines der Titandioxid-Pigmente mit Aluminiumoxid behandelt und durch eine Mischung von Pigment-Dispergiermitteln stabilisiert ist, die im Wesentlichen aus mindestens einem ersten sauren Polyester-Dispergiermittel und mindestens einem zweiten acrylisch strukturierten Copolymer-Dispergiermittel besteht.
US 2013/0310479 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer pigmentierten, härtbaren, digitalen lithographischen Tintenzusammensetzung, umfassend die Schritte des Zugebens mindestens eines Monomers oder Oligomers und mindestens eines Dispergiermittels zu einem Mischbehälter; Erwärmen des Mischbehälters; Zugabe von mindestens einem Initiator und einem Wärmestabilisator und gegebenenfalls einem Verlaufsmittel während des Mischens; Zugabe von mindestens einem Pigment und gegebenenfalls einem anorganischen Füllstoff unter Rühren, um eine pigmentierte strahlungshärtbare Tintenzusammensetzung zu bilden; Abkühlen der pigmentierten strahlungshärtbaren Tintenzusammensetzung auf etwa Raumtemperatur; und Mahlen der pigmentierten, strahlungshärtbaren Tintenzusammensetzung, um die Teilchengröße der pigmentierten, härtbaren Tintenzusammensetzung auf weniger als etwa 1 µm zu reduzieren. Weiterer Stand der Technik sind die technischen Datenblätter der Produkte Ti-Pure® R-706 und Ti-Pure® R-960 und die Güteklassenbeschreibung von Ti-Pure® R-706 von DuPont und das Produktdatenblatt zu TiONA® 595 der Tronox Holdings plc.
Dementsprechend besteht auf dem Gebiet eine Nachfrage nach Weißtinten, welche den funktionellen Anforderungen der Subsysteme zum digitalen Offsetdrucken genügen, während eine ausreichende Tack-Stabilität der Tinte bewahrt bleibt, um auf einem bedruckten Substrat eine ausreichende Deckung von Weißtinte zu gewähren.
Die vorliegende Offenbarung ist gerichtet auf eine Weißtintenzusammensetzung zur Verwendung im digitalen Offsetdrucken, die ein erstes Weiß-Farbmittel einschließt, das eine erste Mehrzahl von Weißpigmentpartikeln einschließt, wobei ein mittlerer Durchmesser von mindestens 75% der ersten Mehrzahl von Weißpigmentpartikeln im Bereich von 250 Nanometer bis 350 Nanometer liegt, ein zweites Weiß-Farbmittel einschließt, das eine zweite Mehrzahl von Weißpigmentpartikeln einschließt, wobei ein mittlerer Durchmesser von mindestens 75% der zweiten Mehrzahl von Weißpigmentpartikeln im Bereich von 500 Nanometer bis 550 Nanometer liegt; mindestens ein Dispergiermittel in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der weißen Tintenzusammensetzung, mindestens ein härtbares Oligomer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus acrylierten Polyestern, acrylierten Polyethern, acrylierten Epoxiden, und Urethanacrylaten in einer Menge von 1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der weißen Tintenzusammensetzung, mindestens einem härtbaren Monomer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Isobornylacrylat, Isobornylmethacrylat, Caprolactonacrylat, 2-Phenoxyethylacrylat, Isooctylacrylat, Isooctylmethacrylat, Butylacrylat, alkoxyliertes Laurylacrylat, ethoxyliertes Nonylphenolacrylat, ethoxyliertes Nonylphenolmethacrylat, ethoxyliertes Hydroxyethylmethacrylat, Methoxypolyethylenglykolmonoacrylat, Methoxypolyethylenglykolmonomethacrylat, Tetrahydrofurfurylmethacrylat, Tetrahydrofurfurylmethacrylat in einer Menge von 1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der weißen Tintenzusammensetzung, , und einen Photoinitiator in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der weißen Tintenzusammensetzung, wobei die erste Mehrzahl der Weißpigmentpartikel Titandioxid-Pigmentpartikel aufweist und wobei die zweite Mehrzahl der Weißpigmentpartikel Titandioxid-Pigmentpartikel aufweist; wobei die erste Mehrzahl der Weißpigmentpartikel in einer Menge von mindestens 2 Gew.-% und wobei die zweite Mehrzahl der Weißpigmentpartikel in einer Menge von mindestens 30 Gew.-% in der weißen Tintenzusammensetzung vorliegt.
Ebenfalls wird hierin ein Verfahren zum digitalen Offsetdrucken offenbart, wobei das Verfahren einschließt: Aufbringen eines Befeuchtungsfluids auf eine wiederbedruckbare Oberfläche eines bilderzeugenden Teils, um eine gleichförmige Befeuchtungsfluidschicht zu formen; Strukturieren der gleichförmigen Befeuchtungsfluidschicht durch selektives Entfernen von Teilen der gleichförmigen Befeuchtungsfluidschicht; Aufbringen einer Weißtintenzusammensetzung auf die Teile der Oberfläche des wiederbedruckbaren, bilderzeugenden Teils, bei denen die gleichförmige Befeuchtungsfluidschicht selektiv entfernt wurde; Erzeugen eines Tintenbildes; Übertragen des Tintenbildes von der wiederbedruckbaren Oberfläche des bilderzeugende Teils zu einem bedruckbaren Substrat, wobei die Weißtintenzusammensetzung wobei die Weißtintenzusammensetzung die oben genannte Tintenzusammensetzung ist.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines variablen Bild-Digitaldrucksystem des einschlägigen Gebiets, bei dem die Weißtintenzusammensetzungen gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet werden können.
2 theoretische und tatsächliche Tack-Werte bei 60 Sekunden für Tinten, die gemischte TiO₂-Pigmente einschließen, wie sie in den Beispielen beschrieben werden.
3 Werte für Tack und Tack-Stabilität von TiO₂-Tinten, wie sie in den Beispielen beschrieben werden.

An Beispielen gegebene Ausführungsformen werden nachfolgend in den Einzelheiten in Formulierung und Anwendung beschrieben. Es ist wird jedoch davon ausgegangen, dass jedes System, das Merkmale der Systeme und Zusammensetzungen enthält, wie sie nachfolgend bekannt gemacht werden, können als einbezogen in den Geltungsbereich und den Erfindungsgedanken der am Beispiel gegebenen Ausführungsformen betrachtet werden.
Die an Beispielen gegebenen Ausführungsformen sollen sich auf Alternativen, Modifikationen und Äquivalente erstrecken, wie sie in den Erfindungsgedanken und Geltungsbereich der nachfolgend im Detail beschriebenen Zusammensetzungen und Systeme einbezogen werden können.
Es wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, um das Verständnis der Weißtintenzusammensetzungen, Verfahren und Systeme der Ausführungsformen zu erleichtern.
Die vorliegende Erfindung betrifft Weißtintenzusammensetzungen, die zur Verwendung in Verfahren des digitalen Offsetdruckens geeignet sind, wie sie hierin beschreiben werden. Die erfindungsgemäße Weißtintenzusammensetzung schließt ein erstes Weiß-Farbmittel und ein zweites Weiß-Farbmittel ein, ein Dispergiermittel, mindestens ein härtbares Monomer und ein härtbares Oligomer, mindestens einen Photoinitiator, wahlweise mindestens einen Radikalfänger und wahlweise mindestens einen Füllstoff.
Die ersten und zweiten Weiß-Farbmittel schließen beliebige oder effektive Weiß-Farbmittel ein, einschließlich Pigmente, Mischungen von Pigmenten, Mischungen von Pigmenten und Farbstoffen und dergleichen unter der Voraussetzung, dass das Farbmittel mindestens in einem härtbaren Monomer oder härtbaren Oligomer und mindestens einem Dispergiermittel aufgelöst oder dispergiert werden kann. 'In speziellen Ausführungsformen ist das Farbmittel ein Pigment.
In einigen Ausführungsformen umfasst das erste Weiß-Farbmittel der erfindungsgemäßen Weißtintenzusammensetzung eine erste Mehrzahl von Weißpigmentpartikeln, und das zweite Weiß-Farbmittel schließt eine zweite Mehrzahl von Weißpigmentpartikeln ein. Die Bezeichnung „Weißpigmentpartikel“ bezieht sich auf Partikel von Substanzen, die, wenn sie einer Tinte beigemengt sind, einem Gegenstand, der unter Verwendung der die Weißpigmentpartikel enthaltenen Weißtinte ausgedruckt wird, eine weiße Farbe verleihen. Der Begriff schließt die Gegenwart jedes farbigen, Farbpigmentpartikel einschließenden Pigments aus. Beispiele geeigneter Weißpigmentpartikel schließen ein: Pigmentpartikel von Titandioxid, Zinkoxid, Bariumcarbonat, Siliciumdioxid, Zinksulfid, Bariumsulfat, Calciumsulfat, Calciumcarbonat, Antimontrioxid, Aluminiumhydroxid, Kaolin und Mischungen von zwei oder mehreren der Vorgenannten.
Das erste Weiß-Farbmittel und das zweite Weiß-Farbmittel weisen eine erste Mehrzahl bzw. eine zweite Mehrzahl von Titandioxid-Pigmentpartikeln auf.
In mehreren Ausführungsformen schließt das erste Weiß-Farbmittel eine erste Mehrzahl von Weißpigmentpartikeln verschiedener Größen ein. In Ausführungsformen haben mindestens 75%, so zum Beispiel mindestens 90% der ersten Mehrzahl von Weißpigmentpartikeln einen mittleren Partikelgrößendurchmesser. In Ausführungsformen liegt der mittlere Partikelgrößendurchmesser der ersten Mehrzahl von Weißpigmentpartikeln in einem Bereich von 250 Nanometer (nm) bis 350 nm, wie beispielsweise von 300 nm bis 350 nm, noch typischer 300 nm.
In Ausführungsformen schließt das zweite Weiß-Farbmittel eine zweite Mehrzahl von Weißpigmentpartikeln verschiedener Größen ein. In Ausführungsformen haben mindestens 75%, so zum Beispiel mindestens 90% der zweiten Mehrzahl von Weißpigmentpartikeln einen mittleren Partikelgrößendurchmesser. In Ausführungsformen liegt der mittlere Partikelgrößendurchmesser der zweiten Mehrzahl von Weißpigmentpartikeln in einem Bereich von 500 nm bis 550 nm, noch typischer 500 nm.
Wie vorstehend ausgeführt, weisen in einigen Ausführungsformen die Weißpigmentpartikel der ersten Mehrzahl und die Weißpigmentpartikel der zweiten Mehrzahl den gleichen Typ von Weißpigmentpartikeln auf, wenn auch mit verschiedenen mittleren Partikelgrößendurchmessern. Beispielsweise kann eine erste Mehrzahl von Titandioxid aufweisenden Weißpigmentpartikeln, wie zum Beispiel Ti-Pure® R-703, mit einem mittleren Partikelgrößendurchmesser von 300 nm verwendet werden, während die zweite Mehrzahl von Weißpigmentpartikeln ebenfalls Titandioxid aufweisen kann, jedoch mit einem anderen mittleren Partikelgrößendurchmesser, wie beispielsweise Ti-Pure® R-931, das einen mittleren Partikelgrößendurchmesser von 500 nm hat. Die Ti-Pure® R-703 und Ti-Pure® R-931 sind bei DuPont Titanium Technologies, Wilmington, Delaware, verfügbar. In einigen Ausführungsformen können die Weißpigment-Partikelgrößen mit Hilfe der Transmissionselektronenmikroskopie gemessen werden.
De erste Mehrzahl von Weißpigmentpartikeln, die einen ersten mittleren Partikelgrößendurchmesser haben, liegen in der Weißtintenzusammensetzung der vorliegenden Offenbarung in einer Menge (auf Gewicht bezogen) von mindestens 2% vor, wie beispielsweise mindestens 5%, wie beispielsweise mindestens 8%, wie beispielsweise mindestens 10%, noch typischer mindestens 7%; und die zweite Mehrzahl von Weißpigmentpartikeln, die einen zweiten mittleren Partikelgrößendurchmesser haben, liegen in der Weißtintenzusammensetzung der vorliegenden Offenbarung in einer Menge (auf Gewicht bezogen) von mindestens 30% vorl.
Das Weiß-Farbmittel ist in einem geeigneten Dispergiermittel dispergiert. In Ausführungsformen schließen geeignete Dispergiermittel Copolymere und Blockcopolymere ein, die Pigment-affine Gruppen enthalten, wie beispielsweise Amin, Ester, Alkohole und Carbonsäuren sowie Salze davon. Veranschaulichende Beispiele geeigneter Dispergiermittel schließen Dispergiermittel ein, die ausgewählt sind aus Efka® 4008, Efka® 4009, Efka® 4047, Efka® 4520, Efka® 4010, Efka® 4015, Efka® 4020, Efka® 4050, Efka® 4055, Efka® 4080, Efka® 4300, Efka® 4330, Efka® 4400, Efka® 4401, Efka® 4403, Efka® 4406, Efka® 4800, alle verfügbar bei BASF, Charlotte, North Carolina., Disperbyk® 101, Disperbyk® 102, Disperbyk® 107, Disperbyk® 108, Disperbyk® 109, Disperbyk® 110, Disperbyk® 111, Disperbyk® 112, Disperbyk® 115, Disperbyk® 162, Disperbyk® 163, Disperbyk® 164, Disperbyk®2001, alle verfügbar bei BYK Additives & Instruments, Wesel, Deutschland, Solsperse® 24000 SC/GR, Solsperse® 26000, Solsperse® 32000, Solsperse® 36000, Solsperse® 39000, Solsperse® 41000, Solsperse® 71000 alle verfügbar bei Lubrizol Advanced Materials, Inc. Cleveland, Ohio oder Mischungen oder Kombinationen davon.
In speziellen Ausführungsformen schließt das Dispergiermittel XD A-504 von King Industries, Norfolk, Connecticut, ein. Das Dispergiermittel liegt in der Weißtintenzusammensetzung der vorliegenden Offenbarung in einer Menge von 1% bis 10 Gewichtsprozent, so zum Beispiel 6% bis 10 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der Weißtintenzusammensetzung vor.
Die Weißtintenzusammensetzung der vorliegenden Offenbarung schließt ein geeignetes härtbares Monomer ein. Geeignete Materialien sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Isobornylacrylat, Isobornylmethacrylat, Caprolactonacrylat, 2-Phenoxyethylacrylat, Isooctylacrylat, Isooctylmethacrylat, Butylacrylat, alkoxyliertes Laurylacrylat, ethoxyliertes Nonylphenolacrylat, ethoxyliertes Nonylphenolmethacrylat, ethoxyliertes Hydroxyethylmethacrylat, Methoxypolyethylenglykolmonoacrylat, Methoxypolyethylenglykolmonomethacrylat, Tetrahydrofurfurylmethacrylat, Tetrahydrofurfurylmethacrylat, sowie Mischungen oder Kombinationen davon.
In speziellen Ausführungsformen wird propoxyliertes Trimethylpropantriacrylat, wie beispielsweise SR501 von Sartomer Co., verwendet. Die Monomere liegen in der Weißtintenzusammensetzung der vorliegenden Offenbarung in einer Menge von 1% bis 30 Gewichtsprozent, wie beispielsweise 5% bis 30 Gewichtsprozent, wie beispielsweise 5% bis etwa 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der vorliegenden Weißtintenzusammensetzung, vor.
Die Weißtintenzusammensetzung der vorliegenden Offenbarung umfasst ein härtbares Oligomer. Geeignete härtbare Oligomere sind acrylierte Polyester, acrylierte Polyether, acrylierte Epoxide und Urethanacrylate. Spezielle Beispiele acrylierter Oligomere schließen ein, ohne jedoch auf diese beschränkt zu sein: acrylierte Polyesteroligomere, wie beispielsweise CN2255®, CN2256®, CN294E®, CN2282® (Sartomer Co.) und dergleichen; acrylierte Urethanoligomere, acrylierte Epoxyoligomere, wie beispielsweise CN2204®, CN110® (Sartomer Co.) und dergleichen; sowie Mischungen und Kombinationen davon. Die Oligomere liegen in der Weißtintenzusammensetzung in einer Menge von 1% bis 30 Gewichtsprozent, wie beispielsweise 5% bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der vorliegenden Weißtintenzusammensetzung, vor.
Die vorliegende Weißtintenzusammensetzung umfasst einen Photoinitiator, wie beispielsweise einen α-Hydroxyketon-Photoinitiator (einschließlich α-Hydroxyketon-Photoinitiatoren, die unter der Handelsbezeichnung IRGACURE® 184, IRGACURE® 500, DAROCUR® 1173 und IRGACURE® 2959 vertrieben und von der BASF hergestellt werden), α-Aminoketon-Photoinitiatoren (einschließlich α-Aminoketon-Photoinitiatoren IRGACURE® 369, IRGACURE® 379, IRGACURE® 907 und IRGACURE® 1300, die von der BASF hergestellt werden) und Bisacylphosphin-Photoinitiatoren (einschließlich Bisacylphosphin-Photoinitiatoren, die unter den Handelsbezeichnungen IRGACURE® 819, IRGACURE® 819DW und IRGACURE® 2022 vertrieben werden und von der BASF hergestellt werden). Andere geeignete Photoinitiatoren schließen Monoacylphosphinoxid und Bisacylphosphinoxid ein, wie beispielsweise 2,4,6-Trimethylbenzoylbiphenylphosphinoxid (hergestellt von der BASF unter der Handelsbezeichnung LUCIRIN® TPO); Ethyl-2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphinat (hergestellt von der BASF unter der Handelsbezeichnung LUCIRIN® TPO-L); Mono- und Bisacylphosphin-Photoinitiatoren (wie beispielsweise IRGACURE® 1700, IRGACURE® 1800, IRGACURE® 1850 und DAROCUR® 4265, hergestellt von der BASF), Benzyldimethylketal-Photoinitiatoren (wie beispielsweise IRGACURE® 651, hergestellt von der BASF) und Oligo-[2-hydroxy-2-methyl-1-[4-(1-methylvinyl)phenyl]propanon] (verfügbar als Esacure® KIP 150 von Lamberti); und dergleichen, sowie Mischungen davon.
Der Photoinitiator oder die Mischung von Photoinitiatoren liegt in der Weißtintenzusammensetzung der vorliegenden Offenbarung in einer Menge von 1% bis 10 Gewichtsprozent, wie beispielsweise 2% bis 8 Gewichtsprozent, bezogen auf des Gesamtgewicht der Weißtintenzusammensetzung, vor.
In einigen Ausführungsformen weist die Weißtintenzusammensetzung der vorliegenden Offenbarung einen Radikalfänger auf, wie beispielsweise IRGASTAB® UV10, IRGASTAB® UV22, verfügbar bei der BASF, oder CN3216, verfügbar bei Sartomer Co. Der Radikalfänger kann in der Weißtintenzusammensetzung in einer Menge von 0% bis 5 Gewichtsprozent vorliegen, wie beispielsweise von 0,5% bis 4 Gewichtsprozent, wie beispielsweise 2% bis 3 Gewichtsprozent, bezogen auf des Gesamtgewicht der vorliegenden Weißtintenzusammensetzung.
In einigen Ausführungsformen schließt die Weißtintenzusammensetzung der vorliegenden Offenbarung Füllstoff ein. Geeignete Füllstoff können einschließen, ohne jedoch auf diese beschränkt zu sein: amorpher, diatomeenartiger Quarzstaub und kristallines Silica, Tone, Aluminiumsilicate, Magnesiumaluminiumsilicate, Talkum, Glimmer, delaminierte Tone, Calciumcarbonate und -silicate, Gips, Bariumsulfat, Zink-, Calciumzinkmolybdate, Zinkoxid, Phophorsilicate und Borsilicate von Calcium, Barium und Strontium, Bariummetaborat-monohydrat und dergleichen. In speziellen Ausführungsformen kann der Füllstoff Tone von Southern Clay Products CLAYTONE® HA und CLAYTONE® HY sein. In speziellen Ausführungsformen kann der Füllstoff in der Weißtintenzusammensetzung der vorliegenden Offenbarung in einer Menge von 0% bis 50 Gewichtsprozent vorliegen, wie beispielsweise 1% bis 20 Gewichtsprozent, wie beispielsweise von 2% bis 10 Gewichtsprozent, wie beispielsweise 2% bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgeweicht der Weißtintenzusammensetzung.
In einigen Ausführungsformen hat die vorliegende Weißtintenzusammensetzung eine erhöhte Tack-Eigenschaft und eine größere Tack-Stabilität als konventionelle Weißtinten. Auf dem Fachgebiet gilt als gesichert, dass der „Tack“ eine Funktion der Kraft ist, die zum Abreißen eines dünnen Fluidfilms einer Drucktinte oder Vehikels zwischen zwei schnell separierenden Oberflächen erforderlich ist, und ein rheologischer Parameter ist, der für innere Kohäsion eines Fluids kennzeichnend ist.
Der Tack der Weißtintenzusammensetzung der vorliegenden Offenbarung kann mit Hilfe eines Inkometers gemessen werden, bei dem eine kleine Probe Tinte auf gegenläufig rotierenden Walzen gegeben wird und der Betrag der Anziehungskraft oder „Tack“ zwischen den zwei Walzen über eine Dauer von mehreren Sekunden oder mehreren Minuten gemessen wird. Die resultierende graphische Darstellung der Kraft in Abhängigkeit von der Zeit, die als eine „Tack-Kurve“ bezeichnet wird, wird zur Vorhersage der Stabilität der Tinte während des Druckens verwendet.
In einigen Ausführungsformen liegt der Tack der vorliegenden Weißtintenzusammensetzung im Bereich von 26 Gramm x Meter bis 35 Gramm x Meter, wie beispielsweise von 26 Gramm x Meter bis 33 Gramm x Meter, noch typischer von 27 Gramm x Meter bis 31 Gramm x Meter, nach 60 Sekunden bei 1.200 U/min bei 32°C auf einem Inkometer, z.B. das Inkometer 1100, hergestellt von der Thwing-Albert Company, Philadelphia, Pennsylvania.
In einigen Ausführungsformen ist der Tack der vorliegenden Weißtintenzusammensetzungen hochstabil. Zum Beispiel ist in einigen Ausführungsformen die Differenz im Tack-Wert bei 600 Sekunden im Vergleich zu dem Tack-Wert bei 60 Sekunden um weniger als 10 Gramm x Meter erhöht, wie beispielsweise weniger als 5 Gramm x Meter, wie beispielsweise weniger als 3 Gramm x Meter, wenn beispielsweise bei 1.200 U/min bei 32°C auf einem Inkometer, z.B. dem Inkometer 1100, hergestellt von der Thwing-Albert Company, Philadelphia, Pennsylvania, gemessen wird. Noch typischer ist die Differenz in den Tack-Werten der vorliegenden Weißtintenzusammensetzungen bei 600 Sekunden im Vergleich zu den Tack-Werten bei 60 Sekunden um weniger als 6 Gramm x Meter verringert, wie beispielsweise weniger als 5 Gramm x Meter, wie beispielsweise weniger als 3 Gramm x Meter, wenn beispielsweise bei 1.200 U/min bei 32°C auf einem Inkometer, z.B. dem Inkometer 1100, hergestellt von der Thwing-Albert Company, Philadelphia, Pennsylvania, gemessen wird. Zum Beispiel kann die Differenz der Tack-Werte zwischen 60 Sekunden und 600 Sekunden um 25%, 20% oder 10% erhöht oder verringert werden.
Ein einigen Ausführungsformen ist die Differenz in den Tack-Werten der vorliegenden Weißtintenzusammensetzungen bei 600 Sekunden im Vergleich zu den Tack-Werten bei 120 Sekunden um weniger als 5,0 Gramm x Meter erhöht, wie beispielsweise weniger als 3 Gramm x Meter, wie beispielsweise weniger als 0,5 Gramm x Meter, wenn beispielsweise bei 1.200 U/min bei 32°C auf einem Inkometer, z.B. dem Inkometer 1100, hergestellt von der Thwing-Albert Company, Philadelphia, Pennsylvania, gemessen wird. In anderen Ausführungsformen ist die Differenz in den Tack-Werten bei 600 Sekunden im Vergleich zu den Tack-Werten bei 120 Sekunden um weniger als 5,0 Gramm x Meter verringert, wie beispielsweise weniger als 3 Gramm x Meter, wie beispielsweise weniger als 0,5 Gramm x Meter, wenn beispielsweise bei 1.200 U/min bei 32°C auf einem Inkometer, z.B. dem Inkometer 1100, hergestellt von der Thwing-Albert Company, Philadelphia, Pennsylvania, gemessen wird. Zum Beispiel kann die Differenz der Tack-Werte zwischen 120 Sekunden und 600 Sekunden um 25%, 20% oder 10% erhöht oder verringert werden.
Wie in den nachfolgenden Beispielen gezeigt wird, fällt in einigen Ausführungsformen die Viskosität der vorliegenden Weißtintenzusammensetzung bei höheren Werten der Schergeschwindigkeit ähnlich wie bei den konventionellen Weißtintenzusammensetzungen ab. In einigen Ausführungsformen kann die Weißtintenzusammensetzung der vorliegenden Offenbarung bei Anwendungen des digitalen Offsetdruckens eine ähnliche Viskosität haben wie konventionelle Tinten, wie beispielsweise von 500000 mPa · s bis 3000000 mPa · s (500.000 Centipoise bis 3.000.000 Centipoise) bei 35° C und einer Schergeschwindigkeit von 0,1 s^-1. Alternativ kann die Weißtintenzusammensetzung eine Entzähungsviskosität (Viskosität bei 40 s^-1/ Viskosität bei 10 s^-1) bei 35° C von 0,10 bis 0,60 und noch typischer 0,60 haben.
Die vorliegende Offenbarung gewährt ferner ein Verfahren des digitalen Offsetdruckens, welches die Aufbringung der Weißtintenzusammensetzung der vorliegenden Offenbarung auf die Oberfläche eines wiederbedruckbaren, bilderzeugenden Teils einschließt, wobei das wiederbedruckbare, bilderzeugende Teil ein darauf aufgebrachtes Befeuchtungsfluid hat; Erzeugen eines Tintenbildes; und Übertragen des Tintenbildes von der wiederbedruckbaren Oberfläche des bilderzeugende Teils zu einem bedruckbaren Substrat.
Ein am Beispiel gegebener Aufbau des digitalen Offsetdruckens ist in 1 gezeigt. Wie in 1 zu sehen ist, kann ein am Beispiel gegebenes System 100 ein bilderzeugendes Teil 110 einschließen. Das in der Ausführungsform in 1 gezeigte bilderzeugende Teil 110 ist eine Trommel, wobei diese am Beispiel gegebene Darstellung jedoch nicht so auszulegen ist, dass Ausführungsformen ausgeschlossen sind, bei denen das bilderzeugende Teil 110 eine Platte oder ein Band oder eine andere jetzt bekannte oder später entwickelte Konfiguration einschließt. Die wiederbedruckbare Oberfläche 110a kann aus Materialien erzeugt werden, einschließlich beispielsweise einer Klasse von Materialien, die im Allgemeinen unter anderem bezeichnet werden als Silicone, einschließlich Fluorsilicone. Die wiederbedruckbare Oberfläche kann aus einer relativ dünnen Schicht über einer Aufbauschicht erzeugt werden, wobei die Dicke der relativ dünnen Schicht, derart ausgewählt wird, dass Druck- oder Beschriftungsverhalten, Haltbarkeit und Verarbeitbarkeit ausgewogen sind.
Die US-Patentanmeldung Nr. 13/095.174 („714 Application“; Veröffentlichungsnummer US 2012/0274710 A1 ) veranschaulicht Einzelheiten des bilderzeugenden Teils 110, einschließlich das bilderzeugende Teil 110, welches eine wiederbedruckbare Oberflächenschicht 110(a) umfasst, die über einer Strukturaufbauschicht erzeugt wird, die beispielsweise ein zylindrischer Kern oder eine oder mehrere Strukturlagen über einem zylindrischen Kern sein kann.
Das bilderzeugende Teil 110 wird eingesetzt, um ein Tintenbild auf ein bildaufnehmendes Drucksubstrat 114 an einem Transferspalt 112 aufzubringen. Der Transferspalt 112 wird mit Hilfe einer Gegendruckwalze 118 als Teil eines Bild-Transfermechanismus 160 gebildet, indem ein Druck in Richtung des bilderzeugenden Teils 110 ausgeübt wird. Das bildaufnehmende Drucksubstrat 114 schließt jede spezielle Zusammensetzung oder Form ein, ohne jedoch auf diese beschränkt zu sein, wie beispielsweise Papier, Plastik, Faltpappe, Kraftpapier, durchsichtige Substrate, metallische Substrate oder Etikette. Das am Beispiel gegebene System 100 kann verwendet werden, um auf einer großen Vielzahl von bildaufnehmenden Drucksubstraten Abbildungen zu erzeugen. Die „714 Application“ erläutert außerdem eine große Breite von Materialien zum Beschriften (Drucken), die eingesetzt werden können.
Das am Beispiel gegebene System 100 schließt ein Befeuchtungsfluid-System 120 ein, das allgemein eine Reihe von Walzen einschließt, die sich als Befeuchtungswalzen oder als eine Befeuchtungseinheit bezeichnen lassen, um die wiederbedruckbare Oberfläche des bilderzeugenden Teils 110 mit Befeuchtungsfluid zu benetzen. Eine Aufgabe des Befeuchtungsfluid-Systems 120 besteht darin, eine Lage von Befeuchtungsfluid, die im allgemeinen eine gleichförmige und kontrollierte Dicke hat, der wiederbedruckbaren Oberfläche des bilderzeugenden Teils 110 zuzuführen. Es ist bekannt, dass ein Befeuchtungsfluid, wie beispielsweise eine Feuchtmittellösung hauptsächlich Wasser umfasst, wahlweise mit zugesetzten geringen Mengen von Isopropanol oder Ethanol, um die Oberflächenspannung zu verringern sowie um die Verdampfungsenergie herabzusetzen, die zur Unterstützung des anschließenden Laserstrukturierens erforderlich ist, wie nachfolgende in weiteren Einzelheiten beschrieben wird. Geringe Mengen bestimmter Tenside können der Feuchtmittellösung ebenfalls zugegeben werden. Alternativ lassen sich andere geeignete Befeuchtungsfluids verwenden, um die Leistung tintebasierender digitaler Systeme der Lithographie zu erhöhen. Am Beispiel gegebene Befeuchtungsfluids schließen Wasser ein, Novec 7600 (1,1,1,2,3,3-Hexafluor-4-(1,1,2,3,3,3-hexafluorpropoxy)pentan) und D4 (Octamethylcyclotetrasiloxan).
Sobald das Befeuchtungsfluid auf die wiederbedruckbare Oberfläche des bilderzeugenden Teils 110 dosiert wurde, kann die Dicke des Befeuchtungsfluids unter Verwendung eines Sensors (nicht gezeigt) gemessen werden, der eine Rückführung zur Steuerung der Dosierung des Befeuchtungsfluids auf die wiederbedruckbare Oberfläche des bilderzeugenden Teils 110 mit Hilfe des Befeuchtungsfluid-Systems 120 bereitstellen kann.
Nachdem eine präzise und gleichbleibende Menge Befeuchtungsfluid auf der wiederbedruckbaren Oberfläche des bilderzeugenden Teils 110 durch das Befeuchtungsfluid-System 120 bereitgestellt wurde, kann ein optisches Strukturierungs-Subsystem 130 verwendet werden, um selektiv ein latentes Bild in der gleichförmigen Lage des Befeuchtungsfluids durch bildweises Strukturieren der Lage des Befeuchtungsfluids beispielsweise unter Verwendung von Laserenergie zu erzeugen. Im typischen Fall wird das Befeuchtungsfluid die optische Energie (IR oder sichtbar) nicht wesentlich absorbieren. Die wiederbedruckbare Oberfläche des bilderzeugenden Teils 110 sollte im idealen Fall den größten Teil der Laserenergie (sichtbar oder nichtsichtbar, wie beispielsweise IR) absorbieren, der dicht an der Oberfläche von dem optischen Strukturierungs-Subsystem 130 emittiert wird, um die beim Erhitzen des Befeuchtungsfluids verbrauchte Energie und die seitliche Ausbreitung der Wärme auf ein Minimum herabzusetzen, um ein hohes räumliches Auflösungsvermögen zu erhalten. Alternativ kann dem Befeuchtungsfluid eine geeignete, strahlungsempfindliche Komponente zugesetzt werden, um die Absorption der auftreffenden Laserenergie zu unterstützen. Obgleich das optische Strukturierungs-Subsystem 130 vorstehend als ein Laserstrahler beschrieben wurde, wird davon ausgegangen, dass eine Vielfalt verschiedener Systeme angewendet werden kann, um die optische Energie zum Strukturieren des Befeuchtungsfluids zuzuführen.
Die ablaufende Mechanik in dem durch das optische Strukturierungs-Subsystem 130 ausgeführten Strukturierungsprozess des am Beispiel gegebenen Systems 100 wird detailliert unter Bezugnahme auf 5 in der „714 Application“ beschrieben. Kurz zusammengefasst, führt die Anwendung optischer Energie zum Strukturieren von dem optischen Strukturierungs-Subsystem 130 zur selektiven Entfernung von Teilen der Lage des Befeuchtungsfluids.
Nach dem Strukturieren der Lage des Befeuchtungsfluids durch das optische Strukturierungs-Subsystem 130 wird die strukturierte Lage auf der wiederbedruckbaren Oberfläche des bilderzeugenden Teils 110 einem Farbwalzen-Subsystem 140 präsentiert. Das Farbwalzen-Subsystem 140 wird verwendet, um eine gleichförmige Schicht Tinte auf der Lage des Befeuchtungsfluids und der wiederbedruckbaren Oberflächenlage des bilderzeugenden Teils 110 aufzubringen. Bei dem Farbwalzen-Subsystem 140 kann eine Anilox-Walze verwendet werden, um die offset-lithographische Tinte, wie beispielsweise Weißtintenzusammensetzung der vorliegenden Offenbarung, auf eine oder mehrere Tinten erzeugende Walzen zu dosieren, die sich mit der wiederbedruckbaren Oberfläche des bilderzeugenden Teils 110 in Kontakt befinden. Separat kann das Farbwalzen-Subsystem 140 andere traditionelle Elemente einschließen, wie beispielsweise eine Reihe von Dosierwalzen, um eine präzise Aufgabegeschwindigkeit von Tinte zur wiederbedruckbaren Oberfläche zu gewähren. Das Farbwalzen-Subsystem 140 kann die Tinte in den Taschen absetzen, welche die bilderzeugenden Teile der wiederbedruckbaren Oberfläche repräsentieren, während Tinte auf den nichtformatierten Teilen des Befeuchtungsfluids an solchen Teilen nicht haften wird.
Die Kohäsion und Viskosität der in der wiederbedruckbaren Lage des bilderzeugenden Teils 110 befindlichen Tinte lassen sich mit Hilfe einer Reihe von Mechanismen modifizieren. Einer dieser Mechanismen kann die Verwendung eines Subsystems 150 zur Kontrolle der Rheologie (komplexer viskoelastischer Modul) umfassen. Das rheologische Kontrollsystem 150 kann eine teilweise vernetzende Lage der Tinte auf der wiederbedruckbaren Oberfläche erzeugen, um beispielsweise die Kohäsionsfestigkeit der Tinte relativ zu der wiederbedruckbaren Oberflächenlage zu erhöhen. Mechanismen des Härtens können lichtinduziertes Härten oder Photohärten, Wärmehärten, Trocknen oder verschiedene Formen des chemischen Vernetzens einschließen. Zum Modifizieren der Rheologie kann Kühlen angewendet werden, wie ebenfalls über mehrfache physikalische Kühlmechanismen, sowie über chemisches Kühlen.
Die Tinte wird sodann von der wiederbedruckbaren Oberfläche des bilderzeugenden Teils 110 unter Verwendung eines Transfer-Subsystems 160 zu einem Substrat des bildaufnehmenden Mediums 114 übertragen. Der Transfer erfolgt, wenn das Substrat 144 durch einen Spalt 112 zwischen dem bilderzeugenden Teil 110 und einer Gegendruckwalze 118 läuft, so dass die Tinte im Inneren der Hohlräume der wiederbedruckbaren Oberfläche des bilderzeugenden Teils 110 mit dem Substrat 114 in einen mechanischen Kontakt gebracht wird. Mit der durch das Subsystems 150 zur Kontrolle der Rheologie modifizierten Adhäsion der Tinte, wie beispielsweise die Weißtinte der vorlegenden Offenbarung, hat die modifizierte Adhäsion der Tinte die Folge, dass die Tinte an dem Substrat 114 adhäriert und sich von der wiederbedruckbaren Oberfläche des bilderzeugenden Teils 110 separiert. Eine sorgfältige Kontrolle der Bedingungen von Temperatur und Druck am Transferspalt 112 können Wirkungsgrade des Transfers für die Tinte, wie beispielsweise die Weißtinte der vorliegenden Offenbarung, von der wiederbedruckbaren Oberfläche des bilderzeugenden Teils 110 zu dem Substrat 114 von mehr als 95% ermöglichen. Obgleich es möglich ist, dass etwas von dem Befeuchtungsfluid auch das Substrat 114 benetzt, kann das Volumen eines solchen Befeuchtungsfluids minimal sein und rasch verdampfen oder von dem Substrat 114 absorbiert werden.
In bestimmten offset-lithographischen Systemen kann anerkanntermaßen eine Offsetwalze, in 1 nicht gezeigt, zuerst das die Tintenbildstruktur aufnehmen und dann die Tintenbildstruktur zu einem Substrat entsprechend eines bekannten indirekten Transferverfahrens übertragen.
Nach dem Transfer des überwiegenden Teils der Tinte zum Substrat 114 kann jegliche restliche Tinte und/oder restliches Befeuchtungsfluid von der wiederbedruckbaren Oberfläche des bilderzeugenden Teils 110 entfernt werden, ohne diese Oberfläche im typischen Fall abzuschaben oder abzukratzen. Zur Entfernung des restlichen Befeuchtungsfluids kann eine Luftrakel eingesetzt werden. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass eine gewisse Menge an Tintenrest verbleiben kann. Die Entfernung eines solchen Tintenrests kann durch Anwendung einer gewissen Form eines Reinigungs-Subsystems 170 erfolgen. In der „714 Application“ werden Einzelheiten eines solchen Reinigungs-Subsystems 170 beschrieben, einschließlich mindestens ein erstes Reinigungsteil, wie beispielsweise ein klebriges oder klebfähiges Teil im mechanischen Kontakt mit der wiederbedruckbaren Oberfläche des bilderzeugenden Teils 110, wobei das klebrige oder klebfähige Teil restliche Tinte und etwaige verbleibende geringe Mengen von Tensidverbindungen aus dem Befeuchtungsfluid von der wiederbedruckbaren Oberfläche des bilderzeugenden Teils 110 entfernt. Das klebrige oder klebfähige Teil kann sodann in Kontakt mit einer Glättwalze gebracht werden, zu der restliche Tinte von dem klebrigen oder klebfähigen Teil übertragen werden kann und wobei die Tinte anschließend von der Glättwalze beispielsweise mit Hilfe einer Rakel abgestreift wird.
In der „714 Application“ werden andere Mechanismen detailliert, mit deren Hilfe das Reinigen der wiederbedruckbaren Oberfläche des bilderzeugenden Teils 110 erleichtert werden kann. Ungeachtet des Reinigungsmechanismus kann jedoch das Reinigen der restlichen Tinte und des Befeuchtungsfluids von der wiederbedruckbaren Oberfläche des bilderzeugenden Teils 110 angewendet werden, um ein „Ghosting“ in dem System zu verhindern. Sobald gereinigt, wird die wiederbedruckbare Oberfläche des bilderzeugenden Teils 110 wiederum dem Befeuchtungsfluid-System 120 präsentiert, durch das eine frische Lage von Befeuchtungsfluid der wiederbedruckbaren Oberfläche des bilderzeugenden Teils 110 zugeführt wird, und der Prozess wird wiederholt.
Die Weißtintenzusammensetzung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf die Verwendung im digitalen Offsetdrucken beschränkt. Die hierin offenbarte Weißtintenzusammensetzung kann auch im konventionellen Offsetdrucken nützlich sein oder den Systemen des halbkonventionellen Offsetdruckens und digitalen Offsetdruckens. Nichtsdestoweniger genügen die Weißtintenzusammensetzungen der vorliegenden Offenbarung den Systemanforderungen, die die Systeme des digitalen Offsetdruckens auszeichnen. Insbesondere genügen die vorliegenden Weißtintenzusammensetzungen den Anforderungen an Benetzung und Release, wie sie bei dem wiederbedruckbaren, bilderzeugenden Teil tintenbasierender Drucksysteme geboten sind. Darüber hinaus sind die Weißtintenzusammensetzungen der vorliegenden Offenbarung kompatibel mit den Befeuchtungsfluids, die für tintenbasierendes digitales Drucken geeignet sind, einschließlich nicht-wässrige Befeuchtungsfluids. Die Weißtintenzusammensetzungen der vorliegenden Offenbarung sind außerdem in der Lage zum Transfer von einem Tintenzuführungssystem, wie beispielsweise einer Anilox-Walze, zu dem bilderzeugenden Teil, z.B. einer wiederbedruckbaren Platte.
Beispiele
Beispiel 1

Weißtinten, die für das digitale Offsetdrucken geeignet sind, werden hergestellt, indem die nachfolgend in Tabelle 1 aufgeführten Komponenten in eine 125 ml-Flasche aus Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) eingewogen werden. Die Proben werden sodann durch akustisches Mischen unter Verwendung eines RAM Resodyn™-Mischers bei 90% Intensität, einer Frequenz von 60 Hz bei 100G Kraft für 15 Minuten behandelt. Die behandelten Proben werden sodann in einen Metallbecher ausgetragen und unter Erhitzen unter Anwendung eines Anker-Impeller-Rührwerks für 60 Minuten bei 80°C gerührt. Abschließend werden die Tinten drei Mal durch eine Erweka-3-Walzenmühle gegeben und sodann in bernsteinfarbene Glaskolben ausgetragen. Tabelle 1

Tintenformulierung			Vergleichsbeispiel		Beispiel
Komponente		verfügbar bei	1	2	3	4
Pigment	TiO₂ R-706	Dupont	0	37	7	7
Pigment	TiO₂ R-931	DuPont	37	0	30	30
Dispergiermittel	XD A-504	King Industries	6,25	6,25	6,25	6,25
Oligomer	Sartomer CN294E	Sartomer Company	30,73	30,73	30,73	32,73
Oligomer	Sartomer CN2256	Sartomer Company	5,65	5,65	5,65	5,65
Monomere	SR501	Sartomer Company	10,36	10,36	10,36	8,36
Photoinitiator	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	3,62	3,62
Radikalfänger	CN3216	Sartomer Company	1	1	1	1
Füllstoff	Claytone HY	Southern Clay Products	2	2	2	2
Ges.gew. %			100	100	100	100

Beispiel 2

Jede der vorstehend beschrieben hergestellten Weißtinten, wurde auf einem Inkometer 1100, verfügbar bei der Thwing-Albert Company, Philadelphia, Pennsylvania, getestet. Die UV-bewerteten Walzen auf dem Inkometer wurden bei 32,2°C äquilibriert. In jedem Fall wurden 1,3 Milliliter der Tinte auf die Verteilerwalze aufgetragen, wo man Transfer und Verteilung auf die anderen Walzen 15 Sekunden bei 150 U/min gewähren ließ, wobei nach dieser Zeit die Drehzahl der Walzen automatisch auf 1.200 U/min erhöht wurde. Tack-Messungen der Tinten erfolgten alle 20 Sekunden für 10 Minuten. Die exemplarischen Tack-Daten sind in der nachfolgenden Tabelle 2 dargestellt.

Daten	Vergleichsbeispiel		Beispiel
Daten	1	2	3	4
Tack-Minimum¹	16,5	25,2	26,2	29
Tack-Maximum²	19,1	30,4	31,2	31,8
Tack-Mittelwert³	17,3	26,5	26,8	29,8
60 s Tack⁴	19,1	29,2	27,6	31,2
% relativeTack-Differenz bei 60 s⁵	-13,6	-12,7	-3,6	-6,4
% relativeTack-Differenz bei 120 s⁶	-9,3	-6,9	-0,4	-3,6

¹ Das niedrigste Tack-Ergebnis in dem Test
² Das höchste Tack-Ergebnis in dem Test
³ Der Mittelwert von 30 Tack-Ablesungen, aufgenommen bei 20 Sekundenintervallen.
⁴ Der Tack-Wert bei 60 Sekunden
⁵ Die relative Tack-Differenz bei 600 Sekunden zu dem Tack bei 60 Sekunden
⁶ Die relative Tack-Differenz bei 600 Sekunden zu dem Tack bei 120 Sekunden

Das Vergleichsbeispiel, Weißtinten 1 und 2, formuliert mit Einzelkomponenten von TiO₂-Sorten, die relativ größere bzw. kleine Partikel haben, führten zu variierenden Tack-Graden, wobei jedoch beide Tinten eine relativ geringe Tack-Stabilität hatten. Die Weißtintenzusammensetzungen der vorliegenden Offenbarung von Beispiel 3 und 4 zeigten: erstens, einen überraschend höheren als erwarteten Tack, wenn man als gegeben annimmt, dass die Formulierung beider Weißtinten mit wesentlich mehr von der TiO₂-Sorte formuliert waren, die größere Partikel hatte; und zweitens war, wie die Daten zeigen, die Stabilität des Tacks über die Zeit viel höher als die Stabilität der Tinten des Vergleichsbeispiels.
Die gemessenen gegenüber den theoretischen Tack-Werten bei 60 Sekunden für die Tinten 1 und 2 des Vergleichsbeispiels und für die Tinte von Beispiel 3 sind in 2 zusammengefasst. Wie aus 2 zu entnehmen ist, hat der gemessene Tack-Wert der Weißtinte von Beispiel 3, die gemäß der vorliegenden Offenbarung hergestellt wurde, einen unerwartet und wesentlich höheren Tack als der theoretische Tack-Wert, der auf der Grundlage des Gewichtsanteils der TiO₂-Sorten dieser Tinte berechnet wurde.
Eine Weißtinte, die über eine hohe Tack-Stabilität (geringe Tack-Differenz über die Zeit) verfügt, ermöglicht ihr, dass sie über vorhersagbaren Tack und dementsprechend vorhersagbare Kohäsion und Transfer-Eigenschaften verfügt, was zu einer vorhersagbare Opazität und Deckkraft verschiedener Substrate resultiert. Eine solche Vorhersagbarkeit ist während der Zustellung zu einem digitalen Offsetdruckmaschineaufbau wünschenswert, der variieren kann, indem er beispielsweise über unterschiedliche Verweilzeiten infolge von Unterschieden in Geometrie und Geschwindigkeiten verfügt.
3 stellt die Tack-Werte bei 60 Sekunden sowie die relative Tack-Differenz von 60 Sekunden dar. Die in 3 gezeigten Ergebnisse demonstrieren das unerwartete und jedoch wünschenswerte Resultat eines nicht nur erhöhten Tacks, sondern einer erhöhten Tack-Stabilität, wenn Tinten gemäß der vorliegenden Offenbarung durch Mischen von TiO₂-Pigmenten hergestellt werden, die unterschiedliche mittlere Pigment-Partikelgrößen haben.
Beispiel 3

Die Rheologie der Weißtinten, die wie vorstehend hergestellt wurden, wurde auf einem Rheometer RFS-3 (Rheometrics Scientific, jetzt Teil von TA Instruments, New Castle, Delaware) bei 35°C unter Anwendung eines Frequenz-Sweep-Protokolls getestet, sodass die Frequenz im Bereich von 0,1 bis 100 Radiant pro Sekunde (rad/s) betrug. Die ausgewählten Daten der Viskosität, die die Viskositäten bei sehr niedriger Frequenz (0,1 rad/s), mittleren Frequenzen (1 bis 10 rad/s) und der höchsten Frequenz einschließt, die das Instrument zu messen in der Lage war (100 rad/s), sind nachfolgend in der Tabelle 3 zusammengestellt. Die Verhältnisse der Viskositäten bei verschiedenen Frequenzen sind ebenfalls in Tabelle 3 zusammengestellt. Tabelle 3

Daten	Vergleichsbeispiel 1 Tinte	Beispiel 3 Tinte	Beispiel 4 Tinte
Viskosität (0,1 rad/s), mPas	2,52E+06	2,42E+06	2,01 E+06
Viskosität (0,4 rad/s), mPa·s	8,90E+05	8,57E+05	7,35E+05
Viskosität (1,0 rad/s), mPa·s	4,56E+05	4,61 E+05	3,86E+05
Viskosität (4,0 rad/s), mPa·s	1,99E+05	2,18E+05	1,78E+05
Viskosität (10,0 rad/s), mPa·s	1,26E+05	1,44E+05	1,17E+05
Viskosität (40,0 rad/s), mPa·s	6,89E+04	8,25E+04	6,61E+04
Viskosität (100,0 rad/s), mPa·s	4,67E+04	5,72E+04	4,55E+04

Scherentzähung-Index (0,4/0,1)	0,35	0,35	0,37
Scherentzähung-Index (4/1)	0,44	0,47	0,46
Scherentzähung-Index (40/10)	0,55	0,57	0,57

Die Rheologie-Ergebnisse in Tabelle 3 zeigen, dass Weißtinten von Beispiel 3 und 4 die gleichen gemischten TiO₂-Pigmente und Anteile aufweisen und trotz der feinen Verschiebung in der Formulierung von CN294E das bevorzugte Tack-Verhalten, wie es in den Ergebnissen von Tabelle 2 zu sehen ist, nicht verändert. Viel eher sind es ein unerwartetes Verhalten und Nutzen, die aus der unvorhersehbaren Wechselwirkung der unterschiedlichen Sorten von TiO₂-Pigment zustande kommen, welche unterschiedliche Partikelgrößenverteilungen um statistisch verschiedene mittlere Größen zentriert haben. Es wird ersichtlich, dass die vorstehend offenbarten und anderen Merkmale und Funktionen oder Alternativen davon durchaus zu zahlreichen anderen verschiedenen Zusammensetzungen oder Formulierungen, Systemen oder Anwendungen kombiniert werden können. Ebenfalls können durch den Fachmann auf dem Gebiet des Druckens und der Tinten nachfolgend verschiedene, derzeit unvorhergesehene oder nichterwartete Alternativen, Modifikationen, Variationen oder Verbesserungen vorgenommen werden.

Claims

Weißtintenzusammensetzung zur Verwendung im digitalen Offsetdrucken, umfassend: ein erstes Weiß-Farbmittel, das eine erste Mehrzahl von Weißpigmentpartikeln aufweist, wobei ein mittlerer Durchmesser von mindestens 75% der ersten Mehrzahl von Weißpigmentpartikeln im Bereich von 250 Nanometer bis 350 Nanometer liegt, ein zweites Weiß-Farbmittel, das eine zweite Mehrzahl von Weißpigmentpartikeln aufweist, wobei ein mittlerer Durchmesser von mindestens 75% der zweiten Mehrzahl von Weißpigmentpartikeln im Bereich von 500 Nanometer bis 550 Nanometer liegt, mindestens ein Dispergiermittel in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der weißen Tintenzusammensetzung, mindestens ein härtbares Oligomer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus acrylierten Polyestern, acrylierten Polyethern, acrylierten Epoxiden, und Urethanacrylaten, in einer Menge von 1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der weißen Tintenzusammensetzung, mindestens einem härtbaren Monomer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Isobornylacrylat, Isobornylmethacrylat, Caprolactonacrylat, 2-Phenoxyethylacrylat, Isooctylacrylat, Isooctylmethacrylat, Butylacrylat, alkoxyliertes Laurylacrylat, ethoxyliertes Nonylphenolacrylat, ethoxyliertes Nonylphenolmethacrylat, ethoxyliertes Hydroxyethylmethacrylat, Methoxypolyethylenglykolmonoacrylat, Methoxypolyethylenglykolmonomethacrylat, Tetrahydrofurfurylmethacrylat, Tetrahydrofurfurylmethacrylat, in einer Menge von 1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der weißen Tintenzusammensetzung, und einen Photoinitiator in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der weißen Tintenzusammensetzung, wobei die erste Mehrzahl der Weißpigmentpartikel Titandioxid-Pigmentpartikel aufweist und wobei die zweite Mehrzahl der Weißpigmentpartikel Titandioxid-Pigmentpartikel aufweist; wobei die erste Mehrzahl der Weißpigmentpartikel in einer Menge von mindestens 2 Gew.-% und wobei die zweite Mehrzahl der Weißpigmentpartikel in einer Menge von mindestens 30 Gew.-% in der weißen Tintenzusammensetzung vorliegt.
Weißtintenzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der mittlere Durchmesser von mindestens 75% der ersten Mehrzahl von Weißpigmentpartikeln 300 nm beträgt und wobei der mittlere Durchmesser von mindestens 75% der zweiten Mehrzahl von Weißpigmentpartikeln 500 nm beträgt.
Weißtintenzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei ein Tack der Weißtintenzusammensetzung im Bereich von 26 Gramm x Meter bis 35 Gramm x Meter nach 60 Sekunden bei 1.200 U/min bei 32°C liegt.
Weißtintenzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei ein Tack der Weißtintenzusammensetzung im Bereich von 27 Gramm x Meter bis 31 Gramm x Meter nach 60 Sekunden bei 1.200 U/min bei 32°C liegt.
Weißtintenzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei eine Tack-Stabilität der Weißtintenzusammensetzung für mindestens 10 Minuten erhalten bleibt.
Verfahren zum digitalen Offsetdrucken, wobei das Verfahren umfasst: Aufbringen eines Befeuchtungsfluids auf eine wiederbedruckbare Oberfläche eines bilderzeugenden Teils, um eine gleichförmige Befeuchtungsfluidschicht zu formen; Strukturieren der gleichförmigen Befeuchtungsfluidschicht durch selektives Entfernen von Teilen der gleichförmigen Befeuchtungsfluidschicht; Aufbringen einer Weißtintenzusammensetzung auf die Teile der Oberfläche des wiederbedruckbaren, bilderzeugenden Teils, bei denen die gleichförmige Befeuchtungsfluidschicht selektiv entfernt wurde; Erzeugen eines Tintenbildes; Übertragen des Tintenbildes von der wiederbedruckbaren Oberfläche des bilderzeugenden Teils zu einem bedruckbaren Substrat; wobei die Weißtintenzusammensetzung die Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der mittlere Durchmesser von mindestens 75% der ersten Mehrzahl von Weißpigmentpartikeln 300 Nanometer beträgt und wobei der mittlere Durchmesser von mindestens 75% der zweiten Mehrzahl von Weißpigmentpartikeln 500 Nanometer beträgt.