JP7353593B6 - デジタル印刷のための方法及び装置 - Google Patents
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Description
本開示は、2017年12月6日出願の米国仮特許出願第62/595,582号及び2017年12月7日出願の米国仮特許出願第62/595,593号の優先権を利用するものであり、双方とも参照により目的を問わず、本明細書に完全に記載されているかのように援用される。
本開示は、デジタル印刷プロセス、インク成分調合物、ならびに関連する装置及びシステムに関する。
本出願では、以下の用語は、以下の意味を有するものとして理解されるべきである。
vol/ρ湿潤層(100-x)/(SA・ρ乾燥層)
式中、ρ湿潤層は湿潤層の比重、ρ乾燥層は乾燥層の比重である。
図2は、水性インクを中間転写部材(ITM)の(例えばシリコーン系)剥離層表面に間接印刷する方法のフローチャートである。いくつかの実施形態では、図2の方法(または図2の方法のステップの任意の組み合わせ)は、図3及び図4に開示の装置(またはその構成要素(複数可))を使用して実行することができる。ただし、これらの図に示される構成要素のすべてが、あらゆる実施形態で必要とされるわけではない。
いくつかの実施形態では、ステップS201の第1のインクの水性インク成分は、(すなわち、純粋形態で)以下の特徴A1~A24のうちの1つ以上(すなわち、任意の組み合わせ)を提供することができる。
いくつかの実施形態では、ステップS203の第2のインクの水性インク成分は、(すなわち純粋形態で)以下の特徴B1~B18のうちの1つ以上(すなわち、任意の組み合わせ)を提供することができる。
いくつかの実施形態では、ステップS201とS203それぞれの第1及び第2のインクの水性インク成分は、(すなわち、それぞれ純粋形態で)以下の特徴C1~C4のうちの1つ以上(すなわち、任意の組み合わせ)を提供することができる。
いくつかの実施形態では、ステップS201とS203それぞれの第1及び第2のインクの水性インク成分は、(すなわち、それぞれ純粋形態で)以下の特徴D1~D10のうちの1つ以上(すなわち、任意の組み合わせ)を提供することができる。各特徴は、第1の成分と第2の成分との重量比が5:1の混合物について説明している。
いくつかの実施形態では、ステップS205で提供されるITMは、シリコーン系剥離層を有するが、その剥離表面は、多数の従来型シリコーン系剥離層よりも、疎水性が低いかまたは顕著に低いものであり得る。この構造特性は、様々な方法で測定し、特徴付けることができる。
いくつかの実施形態では、以下の特徴F1~F4のうちの1つ以上(すなわち、任意の組み合わせ)を提供するようにステップS209を実行する。
いくつかの実施形態では、以下の特徴G1~G2のうちの1つ以上(すなわち、任意の組み合わせ)を提供するようにステップS211を実行する。
いくつかの実施形態では、以下の特徴H1~H5のうちの1つ以上(すなわち、任意の組み合わせ)を提供するようにステップS213を実行する。
いくつかの実施形態では、以下の特徴のうちの1つ以上であるようにステップS221を実行する。
図3は、図2の方法を実行するための1つの例示的なシステムの模式図である。図3は、図2の方法を実行するための別の例示的なシステムの模式図である。図3のシステムは、(i)印刷バー110Aのインクジェット印刷ノズルに第1のインク成分を供給する第1のインク成分のリザーバー120(すなわち、印刷バー110Aは1つ以上の印刷ヘッドを含み、印刷ヘッドのそれぞれがリザーバー120によって供給される複数のインクジェットノズルを含む)と、(ii)第2のインク成分(すなわち、同じ組成または異なる組成のいずれかを有する。すなわち、「第2のインク成分」はそれぞれ、色は異なっていてもよいが、共通する他の特性(例えば、熱レオロジー特性)を共有し得る)の1つ以上のリザーバー124A~124Dであって、それぞれが各々の第2のインク成分を各々の印刷バー110B~110Dに供給するリザーバーと、を含む。
ITMは、図7B~7Gにより説明される様式で製造され得る。係るITMはLanda CorporationのNanographic Printing(登録商標)技術に対して特に好適である。
バインダーは、乾燥した第1のインク成分、及び両方のインク成分を含有する乾燥インク画像の、ITMの剥離層からの転写性に重要な役割を果たす。バインダーはまた、乾燥インク画像の印刷基材への付着に重要な役割を果たす。
可塑剤を添加して物質の可塑性を高めると、乾燥薄膜を印刷基材に転写できる所要温度を下げることができる。
界面活性剤を利用すると、調合物の表面張力を低下させること、及び/または例えば剥離層を用いて湿潤特性を改善することができる。
表面エネルギー調整剤を使用すると、調合物の表面エネルギーを低減することができる。これは、湿潤性、例えば剥離層表面の湿潤性を高めることができる。
pH調整剤を使用すると、酸性度を上下して望ましい範囲内にすることができる。典型的には、pH調整剤は塩基性であり、アミン官能基を含み得る。具体的な例として、アンモニア、トリエタノールアミン、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール(AMP 95(登録商標)として市販)、及びジメチルエチルアミンが挙げられる。
湿潤剤は調合物が乾燥する傾向を低減でき、ノズルの詰まりの低減及び他の不利な現象の軽減を可能にする。湿潤剤の系列には、例としてアルコール、ポリオール、及びグリコールが含まれる。
発明概念1.中間転写部材(ITM)を使用して印刷基材にデジタル画像を印刷する方法であって、
a.
i.第1の水性インク成分であって、前記第1の水性インク成分は場合により透明である、前記第1の水性インク成分と、
ii.着色剤粒子を含む第2の水性インク成分と、を提供することと、
b.ある量の前記第1のインク成分を前記ITMの標的表面に送達し、湿潤体積の前記第1のインク成分で前記標的表面の一部を覆うことと、
c.前記湿潤体積の部分乾燥のみを行い、前記ITM上に前記第1のインク成分の部分乾燥層を生成することと、
d.湿潤カラーインク画像を前記ITMに形成するように、前記第2のインク成分の液滴を前記第1の成分の前記部分乾燥層にデジタルに堆積することであって、前記第1のインク成分の前記部分乾燥層が十分に湿潤性かつ浸透性であり、前記第2のインク成分の前記着色剤粒子の一部またはすべてが、前記第1のインク成分の前記部分乾燥層に浸透する、前記堆積することと、
e.前記湿潤カラーインク画像を少なくとも部分乾燥させることと、
f.前記少なくとも部分乾燥したインク画像を、前記ITMから印刷基材に転写することと、を含む、前記方法。
a.
i.第1の水性インク成分であって、前記第1の水性インク成分は場合により透明である、前記第1の水性インク成分と、
ii.着色剤粒子を含む第2の水性インク成分と、を提供することと、
b.ある量の前記第1のインク成分を前記ITMの標的表面に送達し、湿潤体積の前記第1のインク成分で前記標的表面の一部を覆うことと、
c.前記湿潤体積の部分乾燥のみを行い、前記ITM上に前記第1のインク成分の部分乾燥層を生成することと、
d.湿潤カラーインク画像を前記ITMに形成するように、前記第2のインク成分の液滴を前記第1の成分の前記部分乾燥層にデジタルに堆積することであって、前記第1のインク成分の前記部分乾燥層が十分に湿潤性かつ浸透性であり、前記第2のインク成分の前記着色剤粒子の一部またはすべてが、前記第1のインク成分の前記部分乾燥層に浸透する、前記堆積することと、
e.前記湿潤カラーインク画像を少なくとも部分乾燥及び加熱して、乾燥した粘着性のインク画像保持残膜を転写温度T転写で生成することと、
f.前記転写温度T転写である前記乾燥した粘着性のインク画像保持残膜を前記ITMから印刷基材に転写を行い、前記印刷基材に前記デジタル画像を生成することと、を含む前記方法。
A.前記第2のインク成分の乾燥薄膜ガラス転移温度Tg 乾燥薄膜([第2の成分])が、前記転写温度T転写を少なくともX℃上回り、ただしXが第1の正数であり、かつ
B.前記第1のインク成分と前記第2のインク成分との重量比が5:1である乾燥薄膜のガラス転移温度Tg 乾燥薄膜([第2の成分:第1の成分が5:1])が、前記転写温度T転写よりも少なくともY℃低く、ただしYが第2の正数である、いずれかの先行発明概念に記載の方法。
A.前記第2のインク成分の乾燥薄膜ガラス転移温度Tg 乾燥薄膜([第2の成分])が、前記転写温度T転写を少なくともX℃上回り、ただしXが第1の正数であり、かつ
B.前記第1のインク成分の乾燥薄膜ガラス転移温度Tg 乾燥薄膜([第1の成分])が、前記転写温度T転写よりも少なくともY℃低く、ただしYが第2の正数である、いずれかの先行発明概念に記載の方法。
A.前記転写温度T転写での前記第2の水性インク成分の乾燥インク薄膜の動的粘度μg 乾燥薄膜([第2の成分]、T転写)と、
B.前記転写温度T転写での、前記第1の成分と前記第2の成分との重量比が5:1の乾燥インク薄膜の動的粘度μg 乾燥薄膜([第2の成分:第1の成分が5:1]、T転写)との比が、少なくとも正数Vであり、Vの値が少なくとも2.5または少なくとも3または少なくとも4または少なくとも5または少なくとも7または少なくとも10または少なくとも15または少なくとも25または少なくとも50である、いずれかの先行発明概念に記載の方法。
A.前記転写温度T転写での前記第2の水性インク成分の乾燥インク薄膜の動的粘度μg 乾燥薄膜([第2の成分]、T転写)と、
B.前記転写温度T転写での前記第1の水性インク成分の乾燥インク薄膜の動的粘度μg 乾燥薄膜([第1の成分]、T転写)との比が、
少なくとも正数Wであり、Wの値が2.5または少なくとも3または少なくとも4または少なくとも5または少なくとも7または少なくとも10または少なくとも15または少なくとも25または少なくとも50である、いずれかの先行発明概念に記載の方法。
a.回転可能な中間転写部材(ITM)と、
b.前記ITM上に配置された物質の加熱を行うための乾燥装置と、
c.第1及び第2の水性インク成分それぞれのリザーバーであって、前記第1の水性インク成分は任意選択で透明であり、前記第2の水性インク成分は着色剤粒子を含む、前記第1及び第2の水性インク成分それぞれのリザーバーと、
d.前記第1のリザーバーが配置される第1の液体送達ステーションであって、ある量の前記第1のインク成分を前記ITMの標的表面に送達し、湿潤体積の前記第1のインク成分で前記標的表面の一部を覆うように構成される前記第1の液体送達ステーションと、
e.前記第2のリザーバーが配置される第2の液体送達ステーションであって、前記回転可能なITM上での下流搬送後に、前記第2のインク成分の液滴を前記第1の成分の体積にデジタルに堆積することで、湿潤カラーインク画像を形成するように構成される前記第2の液体送達ステーションと、を含み、前記システムが、
i.前記第2の液体送達ステーションで、前記表面の一部が被覆された後で、かつその表面に前記第2のインク成分の前記液滴が衝突する前に、前記湿潤体積の前記第1のインク成分を部分的にのみ乾燥させることで、前記第1のインク成分を十分に湿潤性かつ浸透性にし、それにより、前記第2のインク成分の前記着色剤粒子の一部またはすべてが、前記第1のインク成分の前記部分乾燥層に浸透し、
ii.前記第2の液体送達ステーションでの前記インク画像の形成後に、前記インク画像が少なくとも部分的に乾燥して、乾燥した粘着性のインク薄膜を生成するように制御され、
かつ、前記システムが、前記乾燥インク薄膜を前記ITMから印刷基材に転写する転写ステーションをさらに含む、前記デジタル印刷システム。
a.回転可能な中間転写部材(ITM)と、
b.前記ITM上に配置された物質の加熱を行うための乾燥装置と、
c.第1及び第2の水性インク成分それぞれのリザーバーであって、前記第1の水性インク成分は任意選択で透明であり、前記第2の水性インク成分は着色剤粒子を含む、前記第1及び第2の水性インク成分それぞれのリザーバーと、
d.前記第1のリザーバーが配置される第1の液体送達ステーションであって、ある量の前記第1のインク成分を前記ITMの標的表面に送達し、湿潤体積の前記第1のインク成分で前記標的表面の一部を覆うように構成される前記第1の液体送達ステーションと、
e.前記第2のリザーバーが配置される第2の液体送達ステーションであって、前記回転可能なITM上での下流搬送後に、前記第2のインク成分の液滴を前記第1の成分の体積にデジタルに堆積することで、湿潤カラーインク画像を形成するように構成される前記第2の液体送達ステーションと、を含み、前記システムが、
i.前記第2の液体送達ステーションで、前記表面の一部が被覆された後で、かつその表面に前記第2のインク成分の前記液滴が衝突する前に、前記湿潤体積の前記第1のインク成分を部分的にのみ乾燥させることで、衝突時に、前記第1のインク成分を十分に湿潤性かつ浸透性にし、それにより、前記第2のインク成分の前記着色剤粒子の一部またはすべてが、前記第1のインク成分の前記部分乾燥層に浸透し、
ii.前記乾燥装置によって、前記湿潤カラー画像が前記ITM上で少なくとも部分乾燥されるように制御され、
前記システムが、前記少なくとも部分乾燥されたインク画像を前記ITMから印刷基材に転写する転写ステーションをさらに含む、前記デジタル印刷システム。
i.前記第1の液体送達ステーションが、1つ以上の印刷バー(複数可)からなる第1の印刷バー列を含み、前記第1の印刷バー列が、液滴堆積によって前記第1のインク成分の量の少なくとも一部を前記ITMの前記標的表面に送達するように構成され、
ii.前記第2の液体送達ステーションが、前記第1の印刷バー列の下流に位置する1つ以上の印刷バー(複数可)からなる第2の印刷バー列を含み、前記第2の印刷バー列が、前記第2のインク成分の前記液滴の少なくとも一部をデジタルに堆積するように構成される、発明概念86~162~166のいずれか1つに記載のシステム。
i.前記一連の印刷バーのうちの第1の印刷バーが、第1の液体送達ステーションに属し、液滴堆積によって前記量の前記第1の液体成分を前記標的表面に堆積させ、
ii.前記一連の印刷バーの他のすべての印刷バーが第2の液体送達ステーションに属する、発明概念162~166のいずれか1つに記載のシステム。
第1のインク成分の調製
水、湿潤剤、及び任意のpH調整剤を添加し、混合容器内で撹拌した。他の成分を添加しながら混合を続行した。次に、可塑剤を添加した後、バインダー/樹脂、続いて界面活性剤を添加した。
本発明の例示的な第1のインク成分は、以下の組成を有していた(数字はすべて重量パーセントで示す):
Joncryl(登録商標)538 40%
Tween(登録商標)80 5%
Tego(登録商標)Wet 240 3.3%
Byk-333 0.3重量%
AMP 95(登録商標)0.2%
プロピレングリコール8%
残部:水
この組成を実施例1で示した手順に従って調合した。pHは8.0であった。
本発明の別の例示的な第1のインク成分は、以下の組成を有していた:
Joncryl(登録商標)538 15%
Tween(登録商標)40 2%
Tego(登録商標)Wet 240 2.5%
Byk(登録商標)-333 0.3重量%
AMP 95(登録商標)0.2%
プロピレングリコール32.5%
残部:水
この組成を実施例1で示した手順に従って調合した。
本発明の別の例示的な第1のインク成分は、以下の組成を有していた:
Joncryl(登録商標)538 40%
Tween(登録商標)60 3.5%
Tego(登録商標)Twin 4100 3.5%
AMP 95(登録商標)0.2%
プロピレングリコール8.1%
残部:水
この組成を実施例1で示した手順に従って調合した。
別の例示的な第1のインク成分は、以下の組成を有していた:
Joncryl(登録商標)90 22%
Joncryl(登録商標)8085 12.2%
Tween(登録商標)20 3.5%
Tego(登録商標)Wet 240 2.5%
AMP 95(登録商標)0.2%
プロピレングリコール18%
残部:水
この組成を実施例1で示した手順に従って調合した。
別の例示的な第1のインク成分は、以下の組成を有していた:
Joncryl(登録商標)90 10%
Joncryl(登録商標)8085 22%
Tween(登録商標)60 3.5%
Tego(登録商標)Wet 240 2.5%
AMP 95(登録商標)0.2%
プロピレングリコール18%
残部:水
この組成を実施例1で示した手順に従って調合した。pHは7.9であった。
第2のインク成分の調製
顔料、水、及び分散剤を含有する顔料濃縮物を、高剪断ミキサーを使用して分散させる。次に、得られた生成物をビーズミルで粉砕する。粒径の測定値に基づいて粉砕の進行をモニターし、制御した(例えば、Malvern(登録商標)及びNanosizer(登録商標)の装置)。平均粒径(d50)が70~100nmに達したとき、粉砕を縮小した。
動的粘度の測定
本明細書に記載のインク成分の粘度は、粘度計(BrookfieldによるDVII+Pro)を使用して25℃で測定した。粘度は典型的に約2mPa~100mPa・sの範囲内であった。
表面張力の測定
インク成分の表面張力は、標準的な液体張力計(KrussによるEasyDyne)を使用して測定し、一般に約20~40mN/mの範囲内であった。
不透明度の測定手順
第1のインク成分の不透明度は、X-Rite製のi1Pro分光光度計を使用して測定した。Leneta Company,Inc.製のForm 2A Opacityカードで測定を行った。
不透明度=Yb*100/Yw
式中、
Ybはカードの黒い半面の測定値であり、
Ywはカードの白い半面の測定値であり、
ただしYbとYwは、それぞれの領域の異なる場所での3つの測定値の平均である。不透明度が低いほど、透明度は高くなる。
不透明度の結果
透明な層がない場合、「参照用」不透明度カードは約0.87の不透明度になる。
実施例5で示した手順に従って実施例10のミルベースを利用して調合された、本発明の例示的な第2のインク成分は、以下の組成を有していた。
不揮発物の総含有量は12.5%であった。このインクは以下の測定特性を有していた。
実施例5で示した手順に従って実施例10のミルベースを利用して調合された、本発明の別の例示的な第2のインク成分は、以下の組成を有していた。
25℃で測定された様々な例示的な第1のインク成分の粘度を以下に示す(値はすべてmPa・s単位):
実施例2=6.5
実施例3=6.3
実施例4A=5.4
実施例4B=6.5
25℃で測定された以下の例示的な第1のインク成分の表面張力を以下に示す(値はすべてmN/m単位):
実施例2=25.3
実施例4B=23.3
より一般的には、25℃で測定された本発明の第1のインク成分の表面張力は、20~35mN/m、20~32mN/m、22~28mN/m、または22~26mN/mの範囲内に入る。
インクの乾燥手順
試料20グラムを2つのアルミ皿(直径90mm)に入れた。90℃に設定されたオーブンに皿を入れ、最低48時間乾燥させた。24時間後と48時間後に皿の重さを計量した。重量の差が1%を超えている場合は、さらに24時間加熱を実施し、皿を再度計量した。最大1%の重量差の基準が満たされるまでこれを繰り返した。本明細書で提供される試料に関しては、48時間を超える加熱を必要とするものはなかった。
再溶解性の特性決定
再溶解性は次の通りに決定した:容量約100mlを有するポリプロピレンビーカーにインク1グラムを入れ、40℃のオーブンで24時間乾燥させた。続いて、新たにインク2グラムをビーカーに入れ、内容物を手動で最大10分間かきまぜることにより混合した。ビーカーの底に薄膜残渣が残らなかった場合、及び/または混合物が詰まらずに0.7GFシリンジフィルターを通過した場合、インクは再溶解性であるとみなされる。
再溶解性の結果
実施例14、15、17、18、及び20の第2のインク成分の再溶解性を、実施例25に示す手順に従って評価した。ビーカーの底に薄膜残渣が残らず、混合物は詰まらずにシリンジフィルターを通過した。したがって、各実施例はすべて再溶解性を示した。
実施例2の第1のインク成分と実施例21の第2のインク成分との1:1(重量対重量)混合物(「実施例27」)を室温で混合することにより調製した。同様に、2.5:1(重量対重量)の混合物を調製した(「実施例28」)。
ガラス転移温度の測定
Q2000示差走査熱量計(TA Instruments)に試料を入れ、DSC測定を実施した。何らかの小幅なTgピークが存在するかどうかを検出するために、最初にDSCを変調動作モードで稼働した。このモードは、温度振幅が1.27℃、期間が60秒、及び加熱速度が毎分2℃であった。変調動作で、そのような小幅なピークは観察されなかった。そのため、変調なし、スキャン速度毎分8℃で、より厳格でない手順(「標準動作モード」)を行った。
実施例30
実施例21のシアンに着色した第2のインク成分の乾燥残渣のガラス転移温度(Tg)を、実施例29の手順に従って評価した。実施例24の乾燥手順に従って残渣を得た。融点を除き、温度約120℃までTgは観察されなかった。
実施例24の乾燥手順に続いて、実施例2の第1のインク成分ならびに実施例27~28の混合物のTgを実施例29の手順に従って評価した。3つの試料は、同様のガラス転移温度Tg=56±2℃を示した。したがって、実施例21の第2のインク成分の軟度及び転写性は、実施例2の第1のインク成分と重量比2.5:1及びさらには1:1で混合することにより顕著に増強された。
乾燥インク薄膜の熱レオロジー特性決定
Discovery HR-2レオメーター(TA Instruments)を使用して、乾燥インク薄膜の粘度の特性決定を温度の関数として実施した。実施例24の乾燥手順に続いて、最初に周波数1Hzで乾燥インク薄膜のひずみ掃引を実施し、特性決定する材料の挙動が線形粘弾性範囲内に十分に収まることを実証した。その結果、後続の粘度特性決定を1Hzで実行した。
熱レオロジー特性決定-結果
実施例34の手順を用いて、実施例2の第1のインク成分、実施例21のシアンに着色した第2のインク成分、及び実施例27~28の混合物に熱レオロジー特性決定を行った。粘度の結果を次の表に示す。
剥離層調合物の全成分は完全に混合された。所望の厚さの初期剥離層は、ロッド/ナイフを使用して(他の被覆方法が使用されてもよい)PETシート上に被覆された後、150℃で3分間にわたり硬化された。引き続き、所望の厚さを達成するために、Siloprene LSR 2530がナイフを使用して剥離層の上部上に被覆された。次に硬化が3分間にわたり150℃で行われた。Siloprene LSR2530の追加層が以前の(硬化された)シリコーン層の上部上に被覆され、湿潤化されたシリコーンが織物構造に貫入するよう、ガラス繊維織地がこの湿潤化された新鮮な層に組み込まれた。次に硬化が3分間にわたり150℃で行われた。次に、Siloprene LSR 2530の最終層がガラス繊維織地上に被覆され、再び硬化が3分間にわたり150℃で行われた。次に一体型ブランケット構造は室温まで冷却され、PETが除去された。
実施例43のITM剥離層は、2つの成分が1:1の比で混合された2成分液体シリコーンゴムであるSilopren(登録商標)LSR2530(Momentive Performance Materials Inc.,Waterford,NY)から調製した。このブランケットは実質的に実施例39に記載のように調製した。
実施例44のITM剥離層は、実施例4のITM剥離層と実質的に同一の組成を有するが、極性基を含む市販のシリコーン系樹脂であるSR545(Momentive Performance Materials Inc.,Waterford,NY)を含む。極性基は「MQ」型のものであり、ただし「M」はMe3SiOを表し、「Q」はSiO4を表す。全組成を以下に示す。
このブランケットは実質的に実施例39に記載のように調製した。
実施例45のITM剥離層は、実施例44のITM剥離層と実質的に同一の組成を有するが、上述のように高密度のビニル基を有するビニル官能性ポリジメチルシロキサンを含むポリマーRV5000を含む。全組成を以下に示す。
このブランケットは実質的に実施例39に記載のように調製した。
対応剥離層(比較実施例39A~39Fと命名)がそれぞれ実施例39~44と同一の組成を有するように、実施例39~44の組成に対する「対応剥離層」または「参照剥離層」としてのITM剥離層を調製する。ただし、剥離層を硬化させる間、以下に示す従来の調製手順に従って、剥離層表面(または「インク受容表面」)を空気に曝露した(「標準的空気硬化」)。
Siloprene LSR2530の第1層がロッド/ナイフを使用してPETシート上に被覆された後、所望の厚さを達成するために150℃で3分間にわたり硬化された。Siloprene LSR2530の追加層が以前の(硬化された)シリコーン層の上部上に被覆され、湿潤化されたシリコーンが織物構造に貫入するよう、ガラス繊維織地がこの湿潤化された新鮮な層に組み込まれた。次に、SilopreneLSR2530がガラス繊維織地の上部上に被覆され、引き続き、硬化が3分間にわたり150℃で行われた。初期剥離層を形成する前に、剥離層調合物の全成分が一緒に完全に混合された。剥離層は、所望の厚さを達成するために、硬化されたSilopreneLSR2530の上部上に被覆され、引き続き、3分間にわたり150℃で硬化され、その一方で、剥離層表面は空気に曝露された。
剥離層表面上蒸留水滴の接触角は、専用のDataphysics OCA15 Pro接触角測定装置(Particle and Surface Sciences Pty.Ltd.,Gosford,NSW,Australia)を使用して測定された。後退接触角(RCA)及び前進接触角(ACA)測定を実施するために使用された手順は、Dr.Roger P.Woodward(“Contact Angle Measurements Using the Drop Shape Method”、とりわけwww.firsttenangstroms.com/pdfdocs/CAPaper.pdf)により詳述される従来の技術である。
実施例39~44において生産された剥離層、及び、比較実施例33A~39Fにおいて生産されたそれぞれの剥離層は、長い動作条件下でのエージングをシミュレートするために、2時間にわたり160℃においてエージングが施された。後退接触角が測定され、その結果を以下に挙げる。
実施例2で作製された剥離層を接触角測定にかけた。後退接触角は45°であった。重要なことに、静電防止PET担体表面に対して調製した実施例40の剥離層表面は、空気に曝露させながら調製した同じ組成物の後退接触角よりも約50°小さい後退接触角を示した。
実施例40で利用した担体表面を接触角測定にかけ、前進接触角と後退接触角の両方を決定した。前進接触角は40°であり、対する後退接触角は20°であった。重要なことに、担体表面の親水性挙動がそれぞれの剥離表面に少なくとも部分的に誘導されており、空気に曝露させながら硬化した調合物は65°のRCAを有し、静電防止PET表面に対して作製した同一の調合物は45°のRCAを有し、使用された静電防止PET担体は20°のRCAを示す。したがって、この剥離層構造は、親水性/疎水性特性が、空気中で硬化された同一の調合物の特性と担体表面自体の特性との間に収まる剥離表面を有する。
静電防止PET表面に対して硬化した、実施例39のインク受容表面について剥離層表面エネルギーを計算した。実施例39では、静電防止PET表面に対する硬化の後、160℃で2時間の標準的エージング手順を施した。これらの表面は同一の化学調合物を有している。
以下の実施例のインク受容表面に対する剥離層表面エネルギーを計算した。静電防止PET表面に対して硬化した実施例40、及び静電防止PET表面に対する硬化の後、160℃で2時間の標準的エージング手順を施した実施例40-エージング。これらの実施例は同一の化学調合物を有している。
ブランケット表面上の温度は75℃に保持される。画像(通常に10~100%のカラーグラデーション)は1200dpiの解像度で1.7m/秒の速度でブランケット上に印刷される。未被覆紙(A4 Xeroxプレミアム・コピー用紙、80gsm)が加圧ローラーとブランケットとの間にセットされ、圧力が3バールに設定されて、加圧ローラーはブランケットに対して加圧される。加圧ローラーは紙上で移動し、ブランケットと紙との間の接触線上に圧力を印加し、転写プロセスを促進させる。いくつかの場合では、不完全な転写(残留インクがブランケット表面上に残った状態)が観察され得る。残留インクの程度を評価するために、光沢紙(A4 Burgo光沢紙130gsm)が未被覆紙と同様にブランケット上に置かれ、転写プロセスが再び実施される。ブランケット上に残され、かつ未被覆紙に転写されないあらゆるインクは光沢紙に転写されるであろう。したがって、光沢紙は以下のスケール(画像表面エリアの%)にしたがって残留インクに対して評価され得る。
A-視認可能な残留なし
B-視認可能な残留は1~5%
C-視認可能な残留は5%より大きい
評価の結果は以下に提供される。
実施例40及び41の剥離表面に対して実施例51を繰り返した。ただし印刷速度はブランケット上で3.4m/秒であった。いずれの剥離表面も転写等級Aを保持した。
実施例40及び41のITM剥離層組成物を、実施例39に示す手順に従ってPET基材に対して硬化した。次に試料を以下の手順に従って、10秒、続いて70秒、動的接触角(DCA)測定にかけた。
図10Aは、実質的に完全に乾燥された第1の成分層(実施例2)上に第2のインク成分(実施例13)が吐出された、乾燥した2成分インク画像のSEM顕微鏡写真断面図である。顕微鏡写真から、2種類のインク層を観察することができる。薄い方の層は約600nmの実質的に均一な厚さのものであり、その上に配置される厚い方の層も約2800~3000nmの実質的に均一な厚さのものである。
図10Bは、部分乾燥のみされた実施例54の第1のインク成分層上に実施例54の第2のインク成分を吐出する本発明の実施形態に従う乾燥した2成分インク画像のSEM顕微鏡写真断面図である。これによれば、第2のインク成分は第1のインク成分層に完全に浸透し、単一のインク画像層を形成することが可能であった。乾燥インク画像は、実質的に均一な約4000nmの厚さを有する単一のインク層(第1のインク成分と第2のインク成分の両方からの固形物残渣を含有する)で形成される。
特記なき限り、本明細書で使用されるすべての技術用語及び科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解される意味と同じ意味を有する。矛盾する場合には、定義を含めた本明細書が優先する。
Claims (19)
- 中間転写部材(ITM)を使用して印刷基材にデジタル画像を印刷する方法であって、
a.
i.第1の水性インク成分と、
ii.着色剤粒子を含む第2の水性インク成分と、を提供することと、
b.ある量の前記第1のインク成分を前記ITMの標的表面に送達し、前記第1のインク成分の体積で前記標的表面の一部を覆うことと、
c.前記第1のインク成分の体積の部分乾燥のみを行い、前記ITM上に前記第1のインク成分の部分乾燥層を生成することと、
d.湿潤カラーインク画像を前記ITMに形成するように、前記第2のインク成分の液滴を前記第1の成分の前記部分乾燥層にデジタルに堆積することであって、前記第2のインク成分の前記着色剤粒子の一部またはすべてが、前記第1のインク成分の前記部分乾燥層に浸透する、前記堆積することと、
e.前記湿潤カラーインク画像を少なくとも部分乾燥させることと、
f.前記少なくとも部分乾燥したインク画像を、前記ITMから印刷基材に転写することと、を含み、
前記第2のインク成分の前記液滴と前記第1のインク成分の前記層との間の衝突時に、前記第2のインク成分の前記着色剤粒子の少なくとも50%が、前記第1のインク成分の前記部分乾燥層に浸透して混合される、前記方法。 - ステップ(f)において、前記ITMからの転写時に、前記少なくとも部分乾燥したイ ンク画像が粘着性である、請求項1に記載の方法。
- (i)前記少なくとも部分乾燥を実行して、乾燥した粘着性のインク画像保持残膜を生成し、かつ(ii)前記乾燥した粘着性のインク画像保持残膜を、ステップ(f)で前記ITMから前記印刷基材に転写する、請求項1または2に記載の方法。
- ステップ(a)において提供される前記第1の水性インク成分が透明である、請求項1から3のいずれかに記載の方法。
- ステップ(b)において、前記第2の成分がインクジェットによって送達され、
前記第2のインク成分のインクジェット時、及び吐出条件下で、前記第2の水性インク成分が再溶解性インク成分である、請求項1から4のいずれかに記載の方法。 - 前記第2のインク成分の前記液滴と前記第1のインク成分の前記層との間の衝突前の、前記第1のインク成分の前記層の液体含有量が、少なくとも20重量%である、請求項1から4のいずれかに記載の方法。
- 前記第2のインク成分の前記着色剤粒子の少なくとも70%が、前記第1のインク成分の前記部分乾燥層に浸透して混合される、請求項1から6のいずれかに記載の方法。
- 前記第2のインク成分の前記着色剤粒子の少なくとも90%が、前記第1のインク成分の前記部分乾燥層に浸透して混合される、請求項1から6のいずれかに記載の方法。
- 提供される第1の水性インク成分が、(i)40重量%~70重量%の水を含み、(ii)さらに少なくとも10重量%のバインダーを含む、請求項1から8のいずれかに記載の方法。
- ステップ(d)の間、前記第1の成分の前記層により、前記第2の成分の前記着色剤粒子が前記ITM表面に直接接触することが阻止され、それにより、前記転写時に、前記第2の成分の前記着色剤粒子下の前記ITM表面に前記第1の成分の着色剤粒子を含まない層が存在する、請求項1から9のいずれかに記載の方法。
- 転写時に、前記第1の成分の下層250が、前記第1及び第2の成分の混合物である混合物層254の下の前記ITM表面に配置される、請求項1から10のいずれかに記載の方法。
- 前記第1の成分の下層250が、基材に転写され、転写後に前記基材の上及び前記混合物層254の上に配置される、請求項11に記載の方法。
- 前記第2のインク成分がナノ粒子を含む、請求項10に記載の方法。
- 前記第2のインク成分の一次着色剤がナノ粒子である、請求項10に記載の方法。
- 前記第2のインク成分の少なくとも25%が、前記第1のインク成分層の上面より下に浸透する、請求項1から14のいずれかに記載の方法。
- 前記第2のインク成分の少なくとも75%が、前記第1のインク成分層の上面より下に浸透する、請求項1から14のいずれかに記載の方法。
- 前記第2のインク成分が、前記ITMに接触するように前記第1のインク成分層全体を通って浸透しない、請求項15または16に記載の方法。
- 印刷基材にデジタル画像を間接印刷するためのシステムであって、
前記システムは、
a.ある量の第1の水性インク成分と、
b.着色剤粒子を含むある量の第2の水性インク成分と、
c.中間転写部材(ITM)と、
d.ある量の前記第1のインク成分を前記ITMの標的表面に送達し、前記第1のインク成分の体積で前記標的表面の一部を覆うように構成された第1の印刷バーと、
e.第2の印刷バーと、
f.前記ITMに配置された物質を搬送するための搬送システムであって、前記第1のインク成分の体積が前記第2の印刷バーに到達するときに前記第1のインク成分の体積が部分的にのみ乾燥されて前記第1のインク成分の部分乾燥層が生成するように、前記第1の印刷バーから前記第2の印刷バーに前記ITM上の前記第1のインク成分の体積を搬送するように前記搬送システムは構成され、ここで、湿潤カラーインク画像を前記ITMに形成するように、前記第2のインク成分の液滴を前記第1の成分の前記部分乾燥層にデジタルに堆積するように前記第2の印刷バーは構成され、ここで、前記第2のインク成分の前記着色剤粒子の一部またはすべてが、前記第1のインク成分の前記部分乾燥層に浸透する、前記搬送システムと、
g.前記転写ステーションに到達する時に前記湿潤カラーインク画像が少なくとも部分乾燥されるように、前記搬送システムは前記湿潤カラーインク画像を搬送し、前記搬送システムが前記湿潤カラーインク画像を搬送するように配置された転写ステーションであって、ここで、前記転写ステーションは前記少なくとも部分乾燥したインク画像を、前記ITMから印刷基材に転写するように構成された、転写ステーションと、
を有し、
前記第2のインク成分の前記液滴と前記第1のインク成分の前記層との間の衝突時に、前記第2のインク成分の前記着色剤粒子の少なくとも50%が、前記第1のインク成分の前記部分乾燥層に浸透して混合される、システム。 - 前記第1の水性インク成分が透明である、請求項18に記載のシステム。
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