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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.
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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.
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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.
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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. Weiterhin kann es erwünscht sein, die Tintenzusammensetzung zu härten und/oder vorzuhärten, was die Verwendung eines erheblichen Energiebetrags in Abhängigkeit der Härtungsanforderungen der Tinte erfordern kann. Tintenzusammensetzungen können beim Trocknen auch schrumpfen, so dass sich Bildverformungen auf dem Endsubstrat ergeben. 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.
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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 Tintenzusammensetzungen mit hyperverzweigten Oligomeren, neben anderen Vorteilen, verbesserte Härtung und verminderte Schrumpfung eines Bildes bereitstellen und damit die Druckqualität auf einer Reihe von Substraten verbessern sowie Energie effizienter nutzen können. Es besteht ein Bedarf für eine Drucktechnologie, die hervorragende Druckleistung auf einer Vielzahl von Substraten bei niedrigen Herstellungskosten für Tinten erzielt.
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Tintenzusammensetzungen sollten verschiedene Anforderungen von Untersystemen erfüllen, 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.
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Hier werden Tintenzusammensetzungen, die mindestens ein hyperverzweigtes Oligomer umfassen, bereitgestellt, die die zuvor aufgeführten Anforderungen erfüllen. Die offenbarten 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-Auftragungssystem an eine wiederverwendbare bildgebende Oberfläche eines Bildgebungselements abgegeben werden. Tintenzusammensetzungen, die mindestens ein hyperverzweigtes Oligomer gemäß den offenbarten Ausführungsformen umfassen, können härtende Tinten sein, die aus unpolaren Acrylat-Tinten gebildet werden und die eine stabile Rheologie besitzen, die Auftragung unter Verwendung eines Aniloxwalzen-Auftragungssystems und eine erwünschte Übertragbarkeit auf eine wiederverwendbare bildgebende Oberfläche eines Bildgebungselements ermöglicht.
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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.
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Es werden hier Tintenzusammensetzungen offenbart, die Folgendes umfassen:
mindestens ein hyperverzweigtes Oligomer, das in einer Menge von ca. 3% bis ca. 20% vorliegt, wie ca. 5% bis ca. 10%, und eine Funktionalität von ca. 6 bis ca. 40 aufweist, wie ca. 10 bis ca. 20, und mindestens ein Pigment in einer Menge von mindestens ca. 10% und mindestens einen Fotostarter in einer Menge von ca. 5% bis ca. 10%.
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In bestimmten Ausführungsformen können die hier offenbarten Tintenzusammensetzungen mindestens eine Zutat umfassen, die aus Acrylatmonomeren, Dispergiermitteln, Rheologie-Modifizierern und UV-Stabilisatoren ausgewählt ist. In bestimmten Ausführungsformen können die Tintenzusammensetzungen eine Viskosität von ca. 5.000 Centipoise (cP) bis ca. 300.000 cP bei 25 °C aufweisen, wie z.B. eine Viskosität von mehr als ca. 5.000 cP bei 25 °C. In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen liegt das mindestens eine Pigment in einer Menge von ca. 15 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung vor, und in bestimmten Ausführungsformen kann das mindestens eine Pigment aus Carbon Black ausgewählt werden.
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In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen kann das mindestens eine hyperverzweigte Oligomer aus Polyesteracrylaten ausgewählt werden, wie ein Polyesteracrylat mit einer Funktionalität von ca. 16. In bestimmten Ausführungsformen kann das mindestens eine hyperverzweigte Oligomer in der Tintenzusammensetzung in einer Menge von ca. 10% und in bestimmten Ausführungsformen kann der mindestens eine Fotostarter in der Tintenzusammensetzung in einer Menge von ca. 5% vorliegen.
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In weiteren Ausführungsformen wird ein Druckverfahren unter Verwendung einer Lithographie-Druckvorrichtung mit variablen Digitaldaten bereitgestellt, umfassend das Auftragen einer Tintenzusammensetzung auf eine wiederverwendbare bildgebende Oberfläche eines Bildgebungselements; das Vorhärten der Tintenzusammensetzung und das Übertragen der Tintenzusammensetzung von der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche auf ein Substrat, wobei die Tintenzusammensetzung mindestens Folgendes umfasst: ein hyperverzweigtes Oligomer in einer Menge von ca. 3% bis ca. 20% oder von ca. 5% bis ca. 10% mit einer Funktionalität von ca. 6 bis ca. 40 oder von ca. 10 bis ca. 20; mindestens ein Pigment in einer Menge von mindestens ca. 10%; und mindestens einen Fotostarter in einer Menge von ca. 5% bis ca. 10%.
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In den hier offenbarten Verfahren kann das mindestens eine hyperverzweigte Oligomer aus Polyesteracrylaten ausgewählt werden, und die Tintenzusammensetzung kann eine Viskosität von ca. 5.000 cP bis ca. 300.000 cP bei 25 °C aufweisen. In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen kann das Vorhärten der Tintenzusammensetzung bei einer UV-Wellenlänge von ca. 200 nm bis ca. 450 nm ausgeführt werden. Gemäß den hier offenbarten Verfahren können die Verfahren in bestimmten Ausführungsformen das Auftragen eines Benetzungsfluids, wie Octamethylcyclotetrasiloxan, auf die wiederverwendbare Oberfläche des Bildgebungselements vor dem Auftragen der Tintenzusammensetzung umfassen. In bestimmten Ausführungsformen kann die Tintenzusammensetzung eine Übertragungseffizienz auf das Substrat von ca. 100% aufweisen, und in bestimmten beispielhaften Ausführungsformen kann das Substrat aus Papier, Kunststoff und Metall ausgewählt werden.
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Es versteht sich, dass sowohl die vorangehende allgemeine Beschreibung, als auch die folgende ausführliche Beschreibung nur beispielhaft und erklärend und nicht die vorliegenden Lehren, wie beansprucht, beschränkend sind. Weitere Ziele und Vorteile werden durch die Beschreibung der Figuren, die ausführliche Beschreibung der Offenbarung und die Ansprüche offensichtlicher.
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Die begleitenden Zeichnungen, die eingebunden sind und einen Teil dieser Beschreibung darstellen, veranschaulichen Ausführungsformen der vorliegenden Lehren, und zusammen mit der Beschreibung dienen sie dazu, die Prinzipien der vorliegenden Lehren zu erklären.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 veranschaulicht ein Digitaldrucksystem mit variablen Daten, mit dem Acrylat-Tintenzusammensetzungen verwendbar sind, die mindestens ein hyperverzweigtes Oligomer gemäß dieser Offenbarung umfassen.
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2 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Anzahl der Methylethylketon-Doppelabriebe und der Menge Fotostarter in den Tintenzusammensetzungen gemäß den vergleichenden Beispielen 2 bis 5 und den Beispielen 6 und 7 darstellt.
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3 ist eine Darstellung des Klebebandtests, wie in dem Beispiel-Abschnitt unten beschrieben und an den Tintenzusammensetzungen der vergleichenden Beispiele 2 bis 5 und der Beispiele 6 und 7 ausgeführt.
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Es ist anzumerken, dass einige Einzelheiten der Figuren vereinfacht wurden und gezeichnet sind, um vielmehr das Verständnis der vorliegenden Lehren als strenge strukturelle Genauigkeit, Einzelheiten und Maßstäbe einzuhalten.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Jetzt wird ausführlich Bezug auf die verschiedenen Ausführungsformen in der vorliegenden Lehren genommen, für die Beispiele in den begleitenden Zeichnungen veranschaulicht sind. In den Zeichnungen markieren durchgehend gleiche Bezugsnummern identische Elemente. In der folgenden Beschreibung wird Bezug auf die begleitenden Zeichnungen genommen, die einen Teil davon bilden und in denen veranschaulichend eine bestimmte beispielhafte Ausführungsform gezeigt wird, in der die vorliegenden Lehren anwendbar sind.
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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. 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".
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Wie hier verwendet, bedeutet der Begriff "einer oder mehrere von" in Bezug auf eine Liste von Teilen, wie z.B. A und B, A alleine, B alleine oder A und B. Der Begriff "mindestens eins aus" wird verwendet, wenn ein oder mehrere der aufgeführten Teile wählbar ist.
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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.
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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 Lithographie-Drucksystem 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.
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Ein tintenbasiertes Digitaldrucksystem mit einem Aniloxwalzen-Tintenauftragungsuntersystem, das mit Ausführungsformen der hier vorliegenden Acrylat-Tintenzusammensetzungen verwendbar ist, wird z.B. in der US-Patentanmeldung Nr. 13/095,714 beschrieben. US-Patentanmeldung Nr. 13/095,714 ("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 für tintenbasierten Digitaldruck in 1.
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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.
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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 Druckleistung, Haltbarkeit und Fertigbarkeit zu balancieren.
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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.
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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.
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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 US-Patentanmeldung 13/284,114, angemeldet am 28. Oktober 2011, mit dem Titel "Dampening fluid for digital lithographic printing" offenbart.
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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 110 durch das Benetzungsfluidsystem 120 bereitstellt.
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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.
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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.
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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 bildgebenden 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.
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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)-Steueruntersystems 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. Es kann auch Kühlen verwendet werden, um die Rheologie zu modifizieren, wie auch zahlreiche physikalische Kühlmechanismen, wie auch chemisches Kühlen.
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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.
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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.
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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 des 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Digital-Offset-Tinten besitzen z.B. eine viel höhere Pigmentbeladung als andere Tinten, wie z.B. eine bis zu zehnfach höhere Pigmentbeladung, 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 VITON-haltige bildgebende Platte oder ein bildgebendes Tuch sein kann, aufquillt, und sie sollten mit Benetzungsfluid-Optionen kompatibel sein.
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Es werden hier Offset-Tinten offenbart, die mindestens ein hyperverzweigtes Oligomer umfassen, wie ein Acrylat- oder Methacrylatoligomer, mit einer Funktionalität von ca. 10 bis ca. 20, wie eine Funktionalität von ca. 10, ca. 16 oder ca. 20. Beispiele für hyperverzweigte Oligomere, wie hier offenbart, sind unten in den Formeln I und II gezeigt:
Formel I
Formel II wobei A für eine Acrylatgruppe steht, wie unten gezeigt:
oder wobei A für eine Methacrylatgruppe steht, wie unten gezeigt:
und wobei die unverzweigten und verzweigten Segmente aus verschiedenen Gruppen wählbar sind, umfassend Alkyl-, Ether-, verzweigte Ether-, Ester-, verzweigte Ester-, Amid-, Azin-, Triazin-, Isocyanurat- und Trisisocyanurat-Gruppen.
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In bestimmten Ausführungsformen hierin können die hyperverzweigten Oligomere z.B. aus Polyesteracrylaten gewählt werden. In verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen können die hyperverzweigten Oligomere z.B. aus Folgenden gewählt werden: CN2300 (Acrylat-Funktionalität = 8), CN2301 (Acrylat-Funktionalität = 9), CN2302 (Acrylat-Funktionalität = 16), CN2304 (Acrylat-Funktionalität = 18), erhältlich von Sartomer Company, Inc.; Etercure 6361-100 und Etercure 6362-100, erhältlich von Eternal Chemical Co., Ltd.; und Viscoat V#1000 (Acryloyl-Funktionalität = 14) und Viscoat V#1020 (Acryloyl-Funktionalität = 14), erhältlich von Osaka Organic Chemical Ind. Ltd.
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In bestimmten Ausführungsformen kann mindestens ein hyperverzweigtes Oligomer in den hier offenbarten Tintenzusammensetzungen in einer Menge von ca. 1 Gew.-% bis ca. 80 Gew.-%, wie ca. 2 Gew.-% bis ca. 20 Gew.-% oder ca. 5 Gew.-% bis ca. 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung vorliegen. In bestimmten Ausführungsformen liegt das mindestens eine hyperverzweigte Oligomer in der Tintenzusammensetzung in einer Menge von ca. 10 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung vor. In bestimmten Ausführungsformen können die Tintenzusammensetzungen, umfassend mindestens ein hyperverzweigtes Oligomer, wie hier offenbart, schnelleres, effizienteres Härten ermöglichen. Es wird angemerkt, dass mit steigender Funktionalität des hyperverzweigten Oligomers allgemein auch die Härtungsrate ansteigt, wie auch die Härte der gehärteten Tinte. Wenn jedoch die Funktionalität des hyperverzweigten Oligomers zu hoch ist, kann Schrumpfung in unerwünschtem Ausmaß auftreten, resultierend in einer Verformung des resultierenden Bildes. Wie der Fachmann versteht, kann eine schnelle Härtungsrate mit der Fähigkeit einhergehen, Hochgeschwindigkeits-Druckanwendungen auszuführen. Weiterhin ermöglichen die hier offenbarten Tintenzusammensetzungen schnelles, effizientes Härten, indem weniger Energie und Wärme als beim Härten herkömmlicher Tinten (d.h. Tintenzusammensetzungen, die nicht mindestens ein hyperverzweigtes Oligomer umfassen) freigesetzt werden.
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In bestimmten Ausführungsformen kann die Tinte in einem Vorhärtungsschritt durch Anwendung einer Ultraviolett(UV)-Wellenlänge von ca. 200 nm bis ca. 450 nm, wie ca. 360 nm bis ca. 450 nm, teilweise gehärtet werden. In bestimmten Ausführungsformen kann das partielle Härten der Tinte durch UV-Licht durch Exposition der Tinte mit UV-Licht von einem UV-LED-Array ausgeführt werden. In bestimmten weiteren Ausführungsformen kann das Erhitzen die Tinte teilweise härten. Die Tinte kann, aber muss nicht fotohärtend sein, wie mittels Exposition mit UV- oder Nicht-UV-Wellenlängen. Für Nicht-UV-Offset-Tinten, die mittels Wärme gehärtet werden, kann eine fokussierte Infrarot (IR)-Lampe verwendet werden, um die Tinten-Kohäsion zu erhöhen, optional mit Wellenlängen-geeigneten Fotostartern, die in der Tinte eingeführt sind. Nicht beschränkende Beispiele für weitere Härtungsverfahren können Trocknen, chemisches Härten, gestartet durch Anwenden einer anderen Energie als UV- und IR-Strahlung, und chemisches Mehrkomponenten-Härten umfassen. Je schneller die Tinte mindestens teilweise aufgrund der Tintenzusammensetzung, die mindestens ein hyperverzweigtes Oligomer umfasst, härten kann, desto weniger Energie muss in Form von UV-Strahlung und anschließender Kühlung auf das System angewendet werden.
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Es wurde gezeigt, dass in bestimmten Ausführungsformen unter Verwendung von Digital-Offsetdruckprozessen partielles Härten der Tinte mit UV-Licht vor der Übertragung von der Platte auf das Substrat eine Übertragungseffizienz von 100% ergibt und eine schärfere Bildqualität des Ausdrucks resultiert, der auf Papier, Kunststoff oder Metall erfolgen kann. Die Tinte auf dem Objekt kann zum Endhärten der Tinte wieder mit UV-Licht exponiert werden.
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Ohne an Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass sich die Eigenschaften der resultierenden Tinten, umfassend hyperverzweigte Oligomere, aufgrund der globulären Natur und der relativ hohen Funktionalität der hier offenbarten hyperverzweigten Oligomere von anderen Tintenzusammensetzung, umfassend andere Tintenzusammensetzungen für Lithographie mit variablen Digitaldaten, unterscheiden können. In bestimmten Ausführungsformen können hyperverzweigte Oligomere einen niedrigeren Viskositätsbereich ermöglichen, während eine hohe Vernetzungseffizienz erhalten wird und bei richtiger Formulierung Tintenformulierungen mit erhöhter Adhäsionsbreite für Substrate, umfassend Metall, wie Aluminium, und Kunststoff, wie Polyethylenterephthalat (PET), erhalten werden. Wo eine Schrumpfung des aufgetragenen Tintenbildes beim Härten der Tinte normalerweise ca. 10% bis ca. 30% beträgt, kann die Schrumpfung von hier offenbarten Tintenzusammensetzungen, umfassend mindestens ein hyperverzweigtes Oligomer, in bestimmten Ausführungsformen ca. 10% betragen, wie weniger als ca. 10%, ca. 5% oder weniger als ca. 5%. In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen können hier offenbarte Tintenzusammensetzungen optional weiterhin mindestens ein nicht-hyperverzweigtes viskoelastisches Oligomer umfassen, das zum Einstellen von Tintenviskosität und Tack (Klebrigkeit) dienen kann.
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Beim Vorhärten der Tinte in dem Druckprozess ist eine geringe Schrumpfung der Tinte auf der Tuchoberfläche bevorzugt. Dies ist der Fall, weil Schrumpfung vor dem Pinning der Tinte auf ein Papier/Substrat zu einer ungleichförmigen Verteilung der Tinte über den Druck führen kann. Ungleichförmigkeit auf dem Endausdruck kann ebenfalls bei Schrumpfung eintreten, besonders bei Drucken auf glatte oder Polymeroberflächen, wo Tinten-Pinning anspruchsvoller ist.
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In bestimmten Ausführungsformen können die hier offenbarten Tinten, umfassend mindestens ein hyperverzweigtes Oligomer, eine erhöhte Beständigkeit gegen polare Lösungsmittel im Vergleich zu herkömmlichen Tintenzusammensetzungen aufweisen, die keine hyperverzweigten Oligomere umfassen. Eine erhöhte Beständigkeit gegen Lösungsmittel kann anzeigen, wie gut oder stark eine Tinte gehärtet ist. Daher kann eine Tinte, die eine hohe Beständigkeit gegen polare Lösungsmittel aufweist, gut und/oder gründlich gehärtet sein. Wie hier verwendet, betrifft "MEK-Doppelabrieb" einen Lösungsmittel-Abriebtest, der zur Bewertung der Lösungsmittelbeständigkeit ausgeführt wird. Das Testverfahren wird verwendet, um den Härtungsgrad einer Tinte mithilfe der Beständigkeit der Tinte gegenüber einem festgelegten Lösungsmittel zu bestimmen. Der Lösungsmittel-Abriebtest wird gewöhnlich unter Verwendung von Methylethylketon (MEK) als Lösungsmittel durchgeführt und umfasst das Abreiben der Oberfläche eines Substrats, enthaltend die Tinte, mit einem weichen Auftragungsmittel, getränkt mit MEK, bis ein Defekt oder Durchbrechen der Tinte eintritt. Der Typ des Auftragungsmittels, der Streichabstand, die Streichrate und der ungefähr beaufschlagte Druck des Reibens kann festgelegt werden. Die Abriebe werden als Doppelabrieb gezählt (ein Abrieb vor und ein Abrieb zurück ergibt einen Doppelabrieb). Allgemein gilt, je höher die Anzahl der MEK-Abriebe, desto größer der Härtungsgrad. In bestimmten Ausführungsformen können die hier offenbarten Tintenzusammensetzungen, umfassend mindestens ein hyperverzweigtes Oligomer, einen MEK-Doppelabriebswert von mindestens ca. 50 aufweisen, wie mindestens ca. 60, mindestens ca. 70 oder mindestens ca. 80. In bestimmten Ausführungsformen können die Tintenzusammensetzungen, umfassend mindestens ein hyperverzweigtes Oligomer, eine bessere Lösungsmittelbeständigkeit und damit einen höheren MEK-Doppelabriebswert als vergleichbare Tintenzusammensetzungen aufweisen, die nicht mindestens ein hyperverzweigtes Oligomer umfassen.
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Aufgrund ihrer globulären Struktur haben hyperverzweigte Oligomere möglicherweise die Fähigkeit, eine niedrigere Viskosität für die Tintenauftragung zu behalten und gleichzeitig die Schrumpfung beim Vorhärten und Endhärten zu minimieren. Die Fähigkeit, die Viskosität zu reduzieren, kann für das Erhalten einer wünschenswerteren Viskosität der hier offenbarten Tintenzusammensetzungen bei der gegebenen natürlicherweise hohen Viskosität, die aus der höheren Pigmentbeladung der Tintenzusammensetzungen resultiert, nützlich sein. Das Vorhandensein hyperverzweigter Oligomere in den hier offenbarten Tintenzusammensetzungen kann auch die erforderliche Anwendung von Laserenergie beim Vorhärtungsprozess reduzieren.
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Die hier offenbarten Tintenzusammensetzungen, umfassend mindestens ein hyperverzweigtes Oligomer, kann eine Viskosität von ca. 5.000 Centipoise (cP) bis ca. 300.000 cP bei 25 °C und eine Schergeschwindigkeit von 5 s–1 aufweisen, wie eine Viskosität von ca. 15.000 cP bis ca. 250.00 cP. In bestimmten Ausführungsformen können hier offenbarte Tintenzusammensetzungen eine Viskosität von ca. 2.000 cP bis ca. 90.000 cP bei 25 °C und eine Schergeschwindigkeit von 50 s–1 aufweisen, wie eine Viskosität von ca. 5.000 cP bis ca. 65.000 cP. Der Strukturviskositätsindex (SHI, Shear Thinning Index) ist in der vorliegenden Offenbarung als das Verhältnis der Viskosität der Tintenzusammensetzung bei zwei verschiedenen Schergeschwindigkeiten definiert, hier 50 s–1 und 5 s–1. Dies kann als SHI (50/5) abgekürzt werden. In bestimmten Ausführungsformen kann der SHI (50/5) ca. 0,10 bis ca. 0,60 für hier offenbarte Tintenzusammensetzungen, umfassend mindestens ein hyperverzweigtes Oligomer, betragen, wie ca. 0,25 bis ca. 0,55. Diese Tintenzusammensetzungen können auch eine Oberflächenspannung von mindestens ca. 25 dyn/cm bei 25 °C aufweisen, wie eine Oberflächenspannung von ca. 25 dyn/cm bis ca. 40 dyn/cm bei 25 °C. Herkömmliche Offset-Tinten besitzen gewöhnlich eine Viskosität von ca. 50.000 cP, was zur Verwendung mit düsenbasierter Tintenstrahl-Technologie zu hoch sein kann.
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In bestimmten hier offenbarten Ausführungsformen kann ein geringer Prozentsatz eines niedermolekularen Monomers zu der Tinte gegeben werden, oder es kann ein Oligomer mit geringerer Viskosität in der Tintenformulierung verwendet werden. Die Verwendung eines niedermolekularen Monomers und/oder eines Oligomers mit geringerer Viskosität kann z.B. helfen, einen verbesserten anfänglichen Tintenfluss zu erhalten. Das Härten einer UV-Tinte, um eine partielle vernetzende UV-Härtung nach Aufragung der Tinte auf die wiederverwendbare bildgebende Oberflächenschicht durchzuführen, kann danach Kohäsivität und Viskosität der Tinte erhöhen, wobei sie auf der wiederverwendbaren bildgebenden Oberflächenschicht verbleibt. Alternativ kann die Tinte auf die wiederverwendbare bildgebende Oberflächenschicht bei einer ersten, warmen Temperatur (bei der das viskoelastische Modul des Tinten/Druckmaterials ausreichend niedrig ist, um deren/dessen defektfreie Übertragung auf die wiederverwendbare bildgebende Oberfläche zu gewährleisten) aufgetragen werden, und dann auf der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche zwischen dem Zeitpunkt des Erhitzens und dem Zeitpunkt der Übertragung auf das Substrat abgekühlt werden, um eine Temperatur zu erzielen, die niedrig genug ist, um ein ausreichend hohes viskoelastisches Modul zu gewährleisten, um einer Spaltung zu widerstehen.
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Eine weitere Alternative zum Erhöhen der Kohäsion der Tinte ist es, niedermolekulare Additive (wie ein Lösungsmittel) in die Tintenzusammensetzung einzubringen, die aus der Tinte verflüchtigen, während sich diese auf der wiederverwendbaren bildgebenden Oberflächenschicht befindet. In dieser Ausführungsform kann die Rheologie der Tinte aktiv manipuliert werden durch Einstellen der Menge an Lösungsmittel (z.B. organische Lösungsmittel, Isopar oder beliebige andere viskositätsreduzierende Flüssigkeiten), die in der Tinte enthalten ist, z.B. durch Zugabe eines geeigneten Lösungsmittels vor der Tintenübertragung von der Tinten-Geberwalze zu der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche, gefolgt vom Entfernen (z.B. durch Verdampfung und/oder Absorption in ein Trägergas, wie Luft) der gewünschten Menge des Lösungsmittels von der Tintenschicht auf der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche vor Übertragung der Tinte von der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche auf das Substrat. Es versteht sich, dass der höhere Lösungsmittelgehalt in der Tinte vor Übertragung auf die wiederverwendbare bildgebende Oberfläche deren viskoelastisches Modul auf ein erforderliches Maß reduzierend würde, um eine defektfreie Schicht der gewünschten Dicke auf den Bildbereichen der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche zu bilden. Gleichfalls versteht es sich, dass der niedrigere Lösungsmittelgehalt in der Tinte unmittelbar vor Übertragung auf das Substrat das viskoelastische Modul der Tinte auf ein erforderliches Maß erhöhen würde, um zu ermöglichen, dass die Tinte während der Übertragung von der wiederverwendbaren bildgebenden Oberfläche auf das Substrat nicht reißt, so dass eine saubere wiederverwendbare bildgebende Oberfläche zurückbleibt, die minimale Reinigung nach der Übertragung erfordert, wie oben beschrieben.
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Zusätzlich zu dem mindestens einen hyperverzweigten Oligomer können die hier offenbarten Tintenzusammensetzungen weiterhin andere zusätzliche Zutaten umfassen. In bestimmten Ausführungsformen können die hier offenbarten Tintenzusammensetzungen mindestens ein Pigment, mindestens ein Acrylatmonomer und/oder -polymer, mindestens ein Dispergiermittel, mindestens einen Rheologie-Modifizierer, mindestens einen Fotostarter und/oder mindestens einen UV-Stabilisator umfassen.
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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 oder -polymere umfassen, wie trifunktionelle Monomere, z.B. Sartomer SR501 und SR9035, und Polyesteracrylate Sartomer CN294E, Sartomer CD 501 und Sartomer CN 2256. Insbesondere besitzen beispielhafte Acrylat-Tinten funktionelle polare Gruppen, sind jedoch im Wesentlichen unpolar entlang des monomeren oder oligomeren Rückgrats in dem Umfang, dass sie ohne Detergens nicht mit Wasser mischbar sind.
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In bestimmten Ausführungsformen kann das mindestens eine Acrylat in der Tintenzusammensetzung in einer Menge von ca. 10% bis ca. 80% vorliegen, wie von ca. 40% bis ca. 80% oder ca. 60%.
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Zusätzlich zu dem mindestens einen hyperverzweigten Oligomer können die hier offenbarten Tintenzusammensetzungen weiterhin mindestens ein Pigment umfassen. Geeignete Pigmente können beliebige Pigmente nach dem Stand der Technik umfassen, umfassend 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 weitere anorganische Pigmente geeignet sein, wie Titanoxid, Kobaltblau (CoO-Al2O3), Chromgelb (PbCrO4) 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. In bestimmten Ausführungsformen kann Ciba IRGALITE Blue GLO als Pigment verwendet werden.
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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 Reihen von Anbietern erhältlich, umfassend BASF Corporation, Engelhard Corporation und Sun Chemical Corporation.
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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; Evonik-Pigmente, wie Color Black FW 200, FW 2, FW 2V, 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.
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Das mindestens eine Pigment kann in den hier offenbarten Tintenzusammensetzungen in einer Menge von mindestens ca. 8% vorliegen, wie mindestens ca. 10%, mindestens ca. 15% oder mindestens ca. 17%.
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In einigen Ausführungsformen können die hier offenbarten Tintenzusammensetzungen weiterhin mindestens ein Tensid umfassen. Die Tintenzusammensetzung kann z.B. mindestens ein wasserdispergierbares Silikontensid umfassen, wie SILSURF A004-AC-UP (erhältlich von Siltech Corporation).
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In einigen Ausführungsformen können die hier offenbarten Tintenzusammensetzungen weiterhin mindestens ein Dispergiermittel umfassen. Die Dispergiermittel können polymere Dispergiermittel umfassen, wie die von Lubrizol, umfassend SOLSPERSE 32000, SOLSPERSE 39000, SOLSPERSE 71000, SOLSPERSE J-100, 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. In bestimmten Ausführungsformen kann das mindestens eine Dispergiermittel in der Tintenzusammensetzung in einer Menge von ca. 2% bis ca. 10% vorliegen, wie ca. 3% bis ca. 7% oder von ca. 5%.
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In einigen Ausführungsformen können die hier offenbarten Tintenzusammensetzungen weiterhin mindestens einen Rheologie-Modifizierer umfassen. 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 bestimmten Ausführungsformen kann der mindestens eine Rheologie-Modifizierer in der Tintenzusammensetzung in einer Menge von ca. 0,01% bis ca. 5% vorliegen, wie mindestens ca. 0,01%.
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In einigen Ausführungsformen können die hier offenbarten Tintenzusammensetzungen mindestens einen 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.
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In bestimmten Ausführungsformen kann der mindestens eine Fotostarter in der Tintenzusammensetzung in einer Menge von ca. 1% bis ca. 10% vorliegen, wie von ca. 5% bis ca. 10%, weniger als ca. 5% oder ca. 5%. In bestimmten Ausführungsformen ist der mindestens eine Fotostarter in einer Menge von weniger als ca. 10% vorhanden, wie ca. 5%.
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In einigen Ausführungsformen können die hier offenbarten Tintenzusammensetzungen mindestens einen UV-Stabilisator umfassen. Die UV-Stabilisatoren können z.B. Folgendes umfassen: Sartomer USA CN3216 und BASF IRGASTAB UV22. In bestimmten Ausführungsformen kann der mindestens eine UV-Stabilisator in der Tintenzusammensetzung in einer Menge von mindestens ca. 0,001% vorliegen, wie mindestens ca. 0,01% bis ca. 1%.
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Tintenzusammensetzungen gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen können durch Herstellen einer Tintenbasis und Mischen mit der gewünschten Menge mindestens eines hyperverzweigten Oligomers und mindestens eines Fotostarters gebildet werden. In bestimmten Ausführungsformen können das mindestens eine hyperverzweigte Oligomer und mindestens ein Fotostarter mit der Tintenbasis unter Rühren bei erhöhter Temperatur gemischt werden, wie bei mindestens ca. 65 °C oder bei mindestens ca. 70 °C, und für eine Zeitspanne, um vollständige Lösung des mindestens einen Fotostarters zu gewährleisten, wie mindestens für ca. 1 h oder mindestens für ca. 2 h.
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Druckverfahren mit Tintenzusammensetzungen, wie hier offenbart, die eine verbesserte, gesteuerte Dimensionsänderung und niederenergetische Härtungseigenschaften besitzen, können das Auftragen der Tintenzusammensetzung auf eine wiederverwendbare bildgebende Oberfläche eines Bildgebungselements umfassen, das z.B. ein darauf aufgetragenes Benetzungsfluid besitzt. In bestimmten Ausführungsformen können die Verfahren ein Vorhärten der Tintenzusammensetzung und das Übertragen der Tintenzusammensetzung von dem wiederverwendbaren bildgebenden Oberflächenbereich auf ein Substrat umfassen.
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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. Beispiel 1 beschreibt die Darstellung einer Tintenbasis ohne Fotostarter. Die vergleichenden Beispiele 2 bis 5 veranschaulichen einen Prozess zur Herstellung einer Tintenzusammensetzung unter Verwendung der Acrylat-Tintenbasis aus Beispiel 1 ohne ein hyperverzweigtes Oligomer. Beispiele 6 und 7 veranschaulichen einen Prozess zur Herstellung von Tintenzusammensetzungen unter Verwendung der Acrylat-Tintenbasis aus Beispiel 1 mit verschiedenen Gewichtsprozentsätzen an hyperverzweigtem Oligomer und Fotostarter.
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BEISPIELE
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Teil I. Darstellung von Tinten
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Beispiel 1. Darstellung von Tinte ohne Fotostarter
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In einen 1000 ml-Edelstahl-Becher wurde Folgendes gegeben: 391,92 g CN294E von Sartomer Corporation, 33,12 g SR501 von Sartomer Corporation, 36,0 g Solsperse® 32000 von The Lubrizol Corporation und 6,3 g CN3216 von Sartomer Corporation. Das Gefäß wurde auf einen Heizmantel, erhältlich von IKA®, ausgestattet mit einem Thermokopplungs- und Rührapparat, ebenfalls erhältlich von IKA®, und mit einem Ankerflügelrad gestellt. Das Gefäß wurde unter Rühren des Flügelrads bei 100 rpm auf 82 °C erhitzt, wobei die Umdrehungsgeschwindigkeit mit Erhitzen der Tintenbasiskomponenten graduell auf 500 rpm erhöht wurde. Zu diesem Zeitpunkt wurden 120,0 g Mogul® E Carbon Black-Pigment von Cabot Corporation langsam zugegeben, wobei die Mischung für eine Stunde gerührt wurde, wonach 12,66 g Claytone® HY Organoton, erhältlich von Southern Clay Products, zugegeben und für weitere 30 min gerührt wurden. Das Gefäß mit den gemischten Komponenten wurde in eine Hochgeschwindigkeits-Schermühle, erhältlich von Hockmeyer Equipment Corporation, ausgestattet mit einer 40 mm-Durchmesser-Cowles-Hochgeschwindigkeits-Scherklinge, überführt und dann für ca. 1 Stunde bei 5.300 rpm gerührt, um Komponentenmischung 1A zu bilden. Die gründlich gemischte Komponentenmischung 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.
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Vergleichstinte Beispiel 2
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In einen 100ml-Becher wurden 37,63 g Tinte aus Beispiel 1 gegeben, und bei Rühren mit dem Flügelrad bei 200 rpm bei ca. 70 °C wurden 0,86 g Irgacure® 819, 0,60 g Irgacure® 379, beide erhältlich von Sartomer USA LLC, und 1,56 g Esacure® KIP 150, erhältlich von Lamberti S.p.A., gegeben. Die Tinte wurde bei ca. 70°C für 2 h gerührt, um das Lösen der Fotostarter zu gewährleisten.
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Vergleichstinte Beispiel 3
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In einen 100ml-Becher wurden 37,63 g Tinte aus Beispiel 1 gegeben, und bei Rühren mit dem Flügelrad bei 200 rpm bei ca. 70 °C wurden 1,78 g Irgacure® 819, 1,24 g Irgacure® 379, beide erhältlich von Sartomer USA LLC, gegeben. Die Tinte wurde bei ca. 70°C für 2 h gerührt, um das Lösen der Fotostarter zu gewährleisten.
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Vergleichstinte Beispiel 4
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In einen 100ml-Becher wurden 40,85 g Tinte aus Beispiel 1 gegeben, und bei Rühren mit dem Flügelrad bei 200 rpm bei ca. 70 °C wurden 2,15 g Additol® DX, erhältlich von Cytec Industries Inc., gegeben. Die Tinte wurde bei ca. 70°C für 2 h gerührt, um das Lösen der Fotostarter zu gewährleisten.
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Vergleichstinte Beispiel 5
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In einen 100ml-Becher wurden 39,78 g Tinte aus Beispiel 1 gegeben, und bei Rühren mit dem Flügelrad bei 200 rpm bei ca. 70 °C wurden 3,23 g Additol® DX, erhältlich von Cytec Industries Inc., gegeben. Die Tinte wurde bei ca. 70°C für 2 h gerührt, um das Lösen der Fotostarter zu gewährleisten.
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Beispiel 6
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In einen 100ml-Becher wurden 36,55 g Tinte aus Beispiel 1 gegeben, und bei Rühren mit dem Flügelrad bei 200 rpm bei ca. 70 °C wurden 2,15 g Additol® DX, erhältlich von Cytec Industries Inc., und 4,30 g CN2302 hyperverzweigtes Acrylat, erhältlich von Sartomer USA LLC, gegeben. Die Tinte wurde bei ca. 70°C für 2 h gerührt, um das Lösen der Fotostarter zu gewährleisten.
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Beispiel 7
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In einen 100ml-Becher wurden 36,47 g Tinte aus Beispiel 1 gegeben, und bei Rühren mit dem Flügelrad bei 200 rpm bei ca. 70 °C wurden 4,38 g Additol® DX, erhältlich von Cytec Industries Inc., und 2,15 g CN2302 hyperverzweigtes Acrylat, erhältlich von Sartomer USA LLC, gegeben. Die Tinte wurde bei ca. 70°C für 2 h gerührt, um das Lösen der Fotostarter zu gewährleisten.
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Teil II. Charakterisierung von Tintenübertragungsdrucken
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Handübertragung von Tinten auf Substrat und Strahlungshärten. Jede der Tinten wurde auf XEROX Digital Color Elite Gloss(DCEG)-Papier mit unterschiedlichen Dichten übertragen, so dass die resultierenden sichtbaren optischen Dichten ca. 1,9 bis ca. 2,1 und die L*-Brightness der übertragenen Bilder ca. 8 bis ca. 10 nach Härten unter Verwendung einer Fusion UV Lighthammer L6-Härtungsstation betrugen, die mit D-Leuchtkolben ausgestattet war, so dass die angewendeten Energiedosen für die UVV-, UVA-, UVB- und UVC-Bänder jeweils 640, 1.401, 420 und 37 mJ/cm2 betrugen. Die Abmessungen des Druckbilds lagen in der Größenordnung von 2 cm mal 3 cm.
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MEK-Abriebtest. Ein weiches Auftragungsmittel, getränkt mit Methylethylketon(MEK)-Lösungsmittel bei Raumtemperatur, wurde gleichförmig (ca. 2 cm) über jedes der Bilder auf DCEG-Papier unter Verwendung eines konstanten Drucks aufgetragen, wobei das Auftragungsmittel alle 5 MEK-Doppelabriebe mit frischem MEK getränkt wurde. Die Anzahl erforderlicher MEK-Doppelabriebe, bis das Papiersubstrat sichtbar wurde, wurde mit der Anzahl MEK-Doppelabriebe normalisiert auf Konstante L* = 9, wobei sich die Zusammenfassung der Ergebnisse unten in Tabelle 1 findet.
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Klebebandtest. Ein Klebebandtest, wie in
3 gezeigt, wurde mit Scotch
TM 810D MagicTape von 3M durchgeführt. Ein Stück Klebeband wurde an einer Ecke eines gehärteten Bildes und Papiers befestigt, so dass das überlappende Klebeband ca. 4 mm über dem Bild an dessen längsten Überlappungsgrad und in einem Winkel von ca. 45° relativ zu dem orthogonal rechteckigen Bild angeordnet war. In dieser Konfiguration betrug die Bildkanten-Papier-Grenze mit dem Klebeband im Vergleich zur Grenze nur von Bild mit Klebeband etwa das 1,4-Fache, so dass sich ein guter Zugtest für die Adhäsion des Bildes auf dem Papier ergab. Das Klebeband wurde auf Bild und Papier plaziert, wie zuvor beschrieben, und dann 5-mal vor und zurück fest angepresst. Das Klebeband wurde langsam (ca. 3 cm/s) von dem Papier und jedem der Bilder, die von der Tinte erzeugt wurden, abgezogen und die Ergebnisse wurden aufgezeichnet. Unter Verwendung eines frischen Stücks Klebeband wurde der Klebebandtest wiederholt, wobei eine ca. 5-fach schnellere Zuggeschwindigkeit als bei dem Klebebandtest mit langsamer Geschwindigkeit angewendet wurde. Die qualitativen Ergebnisse beider Zugraten sind unten in Tabelle 1 gezeigt. Ein Bestehen des Tests bedeutete, dass keine Tinte von dem Bild abgezogen und an dem Klebeband haftete. Ein Nicht-Bestehen des Tests bedeutete, dass mindestens etwas Tinte von dem Bild entfernt und an dem Klebeband haftete. Ein "Abzug" bedeutete, dass das gesamte überklebte Bild oder ein erheblicher Teil mit dem Band abgezogen wurde.
Eigenschaft | Beispiel 1 | Vergleichen des Beispiel 2 | Vergleichendes Beispiel 3 | Vergleichendes Beispiel 4 | Vergleichendes Beispiel 5 | Beispiel 6 | Beispiel 7 |
Gew.-% Fotostarter in Tinte | nicht zutreffe nd | 7,0 | 7,0 | 5,0 | 7,5 | 5,0 | 10,0 |
Gew.-% CN2302 in Tinte | nicht zutreffe nd | 0 | 0 | 0 | 0 | 10,0 | 5,0 |
Anzahl MEK-Doppelabriebe | nicht zutreffe nd | 35 | 54 | 25 | 44 | 82 | 44 |
Klebebandtest (langsames Ziehen) | nicht zutreffend | Bestanden | Bestanden | Nicht bestanden | Bestanden | Bestand en | Bestand en |
Klebebandtest(schnelles Ziehen) | nicht zutreffend | Nicht bestanden | Nicht bestanden | Abzug | Nicht bestanden | Bestand en | Nicht bestand en |
Tabelle 1. Anzahl der MEK-Doppelabriebe für normalisierte Übertragungsdrucke (L* = 9) und Testergebnisse mit Scotch-Klebeband
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Die Ergebnisse in Tab. 1 zeigen die Wirkungen des Vorhandenseins hyperverzweigter Acrylatpolymere sowie die Wirkung der Konzentration an Fotostarter mit Bezug auf den Grad der MEK-Abriebfestigkeit. Verschiedene Fotostarter-Pakete von 5 Gew.-% bis 7,5 Gew.% in den Tinten, die kein hyperverzweigtes Acrylat umfassten, ergaben MEK-Abriebwerte von Mitte 20 bis Mitte 50. Der Einbau von 10 Gew.-% CN2302, einem hyperverzweigten Acrylat, und 5 Gew.-% Additol® DX-Fotostarter resultierte in einem gehärteten Übertragungsausdruck mit besserer MEK-Abriebfestigkeit, so dass 82 MEK-Doppelabriebe erforderlich waren. Dies stellt im Mittel eine zweifache Erhöhung der MEK-Abriebfestigkeit gegenüber Tinten dar, die nicht mit CN2302 formuliert sind. Weiterhin war die Leistung von der Konzentration des Fotostarters derart abhängig, dass zu viel Fotostarter-Zugabe zu der Tinte, wie in der Tinte aus Beispiel 7, zu schlechterer MEK-Abriebfestigkeit im Vergleich zur Tinte aus Beispiel 6 führt, bei dem die Gewichtsprozentsätze von Additol® DX und CN2302 vertauscht sind. Die Ergebnisse sind in 2 auch grafisch dargestellt. Wie in 2 gezeigt, wies die Tintenzusammensetzung, die sowohl Fotostarter als auch 10 Gew.-% Fotostarter umfassen, bessere Lösungsmittelbeständigkeit auf, wie durch eine MEK-Abriebfestigkeit von 82 gezeigt.
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In bestimmten Ausführungsformen kann es bevorzugt sein, Tintenformulierungen zu haben, die so wenig Fotostarter wie möglich aufweisen, die immer noch gutes Härten leisten, aber gleichzeitig vorteilhaft in Bezug auf Kosten, Sicherheit sowie chemische und physikalische Beständigkeit sind.
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Die MEK-Abrieb-Ergebnisse, die grafisch in 2 dargestellt sind, weisen wiederum auf die Bedeutung sowohl des Vorhandenseins hyperverzweigter Acrylatoligomere als auch des Verhältnisses hyperverzweigter Acrylatoligomere zu Fotostarter in der Tintenzusammensetzung hin. Zu wenig hyperverzweigte Acrylatoligomere, formuliert mit zu viel Fotostarter (wie in Beispiel 7, umfassend 10 Gew.-% Additol® DX und 5 Gew.-% CN2302) kann für das Härten weniger vorteilhaft sein, wie durch die Ergebnisse der MEK-Abriebfestigkeit gezeigt, als Formulierungen, die kein CN2302 enthalten, und die Gesamtkosten der Tinte erhöhen und zusätzlich die Sicherheit der gehärteten Tintenformulierung gefährden.