专利名称：具有可变局部属性的印刷基材的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种印刷基材，该基材在其一个或者多个印刷区域内，显示出特定颜色的色浓度的局部变化。
背景技术：
通过利用基于颜料或染料的油墨组合物将图像涂布到基材上在本领域是众所周知的。通常涂布这些图像是为了使制品在美学观点上更令消费者满意。
历史上关于用基于颜料的油墨组合物印刷的印刷基材(例如能吸收的一次性纸制品如面纸，浴用薄纸，餐巾纸，手帕(wipe)，菱形花纹织物(diaper)，机织一次性织物，非机织织物(nonwoven)，机织织物，棉质衬垫等)的难题之一是在将纸曝露于液体中时，油墨易于从纸表面擦落。对于那些用显示相对高色浓度的油墨印制的能吸收的一次性纸制品也存在这个问题。
当将印制的纸品曝露于液体例如自来水中时，油墨从印制的纸制品上被擦落的趋势增加。而且，与将纸制品单独曝露于自来水中相比，将印制的纸制品曝露于含溶剂化(solventized)的碱液的普通家庭清洗产品或含酸的清洗液中倾向于促进油墨的擦落。
在于2000年8月1日授权给McFarland等的普通转让的美国专利号6,096,412中，提供了一种用显示耐擦落的油墨印制的能吸收的一次性纸制品。
与使用耐擦性的油墨相关的缺点之一涉及印刷机的卫生问题。与基材粘附较好的油墨当与印刷机接触时通常显示相似的性能。特别是，印刷板倾向于积聚油墨沉淀，该沉淀最终会在印刷基材中导致印刷瑕疵。为了防止印刷瑕疵，更频繁的清洗印刷机是必要的。这可能导致降低印刷法效率并增加与印刷机清洗设备的安装和养护相关的成本增加。
另一个缺点涉及油墨的成本。油墨成本代表着与印刷纸制品相关的基本原材料的成本。油墨成本的一个重要部分是油墨的颜料浓度。例如，为了生产表现出高色浓度印刷图像的印刷纸制品，需要高浓度的油墨颜料(即印刷图像的色浓度与用于印刷该图像的油墨颜料的浓度成比例)。因此，在其它条件相当的情况下，，较高浓度的油墨颜料产生较高的印刷色浓度，但成本也较高。当在高吸收纸制品上印刷的时候，所述成本成为一个特别相关的因素。
另外，当用油墨印刷照相版网点的时候，一种改变色浓度的方法是通过改变照相版网点的大小来实现的。在印刷过程中，当用油墨将照相版网点施用到基材上时，典型地观察到基材上照相版网点直径增加。这是湿油墨在基材上扩散的结果。这种网点直径的增加被称作网点增大。
网点增大是影响印刷基材图像区域色浓度的一个因素。在历史上，网点增大被认为是照相版网点印刷的一个缺点，因为它会在图象区域中劣化精细的(图像)细节。此外，网点增大不会在特定印刷区域内提供可变化的色浓度。因为这些缺点，研究者在多年的研究中努力设计能够将网点增大最小化的印刷技术。
希望生产出这样的印刷基材，该基材能够展示出具有更高色浓度的印刷图像，而不需要使用更浓的油墨组合物。同样希望不需要使用耐擦落油墨组合物来生产印刷基材例如印刷纸制品。另外，希望通过在基材的特定印刷区域控制湿油墨的扩散，来改变该区域的色浓度。
本发明的优点包括生产如下印刷基材的能力，该基材在选择的区域具有较高色浓度的印刷图像，这些图像表现出对油墨的耐擦落性，从而为较广的颜色板(color pallet)作准备，和减少的油墨消耗。另外，不需要额外的油墨就可以控制印刷属性中的局部变化。此外，印刷属性如色浓度的这种局部变化，和油墨擦落可以通过选择性地施加到印刷区域的部分区域来实现。本发明具有对很广范围的印刷油墨、基材和印刷方法的广泛适用性。
发明内容
发明概述本发明涉及一种印刷基材，该基材在其一个或者多个印刷区域内，显示出特定颜色的色浓度的局部变化。依照本发明，基材印刷区域中色浓度的局部变化是这样的背景色浓度的局部变化高于基材色浓度的局部变化，并且小于着墨部分色浓度的局部变化。
此外，本发明的印刷基材具有至少一个依照本发明印刷的印刷区域。该印刷基材还可以具有一个或者多个依照原有技术印刷的印刷区域。对于具有至少一个依照本发明印刷的固体印刷区域和至少一个依照原有技术印刷的固体印刷区域的印刷基材，依照本发明印刷的区域的色浓度和依照原有技术印刷的区域的色浓度之间的比率至少是大约1.15，优选至少是大约1.20，和更优选至少是大约1.25。
对于具有至少一个依照本发明印刷的固体印刷区域和至少一个依照原有技术印刷的固体印刷区域的印刷基材，依照本发明印刷的区域的网点面积和依照原有技术印刷的网点面积之间的比率至少是大约1.10，优选至少是大约1.15，更优选至少是大约1.25。
图1是放大38倍的苯胺印刷标记的彩色显微照片，该印刷标记具有原有技术印刷区域和本发明印刷区域。
图2A是放大38倍的、原有技术的苯胺印刷标记的彩色显微照片。
图2B是放大38倍的、本发明的苯胺印刷标记的彩色显微照片。
图3是一张示意图，它是适用于本发明的印刷机的侧面正视图。
发明详述为了增强能吸收的一次性纸制品的美观性，使用基于颜料的油墨是理想的，当将所述油墨涂布到能吸收的一次性纸制品上时，可产生鲜艳悦目的高色浓度。此处使用的“色浓度”可用下式来定义D＝log10I/R其中I指的是入射光的强度，R指的是反射光的强度。
传统上，当使用单色油墨印刷由单独的着墨部分(print element)例如照相版网点组成的图像时，通过改变单独着墨部分的尺寸和频率来调整印刷图像特定区域中的肉眼可见的色浓度。
当使用单色油墨印刷由单独的着墨部分组成的图像时，本发明不需要改变单独着墨部分的尺寸或频率即可改变特定印刷区域中的色浓度。
此处使用的“擦落”指的是颜色从印刷基材的一个表面转移到另一个表面。擦落由两部分组成—出血和磨损。出血指的是将基材曝露在一种液体中时，颜色从基材浸出的趋势。磨损指的是通过机械刮擦基材表面上的油墨将油墨从基材去除的能力。
此处使用的“网版印刷”，指的是一种印刷方法，该方法利用多个网点来形成印刷图像。
此处使用的“网版图像”，指的是由离散网点组成的印刷图像。
此处使用的“着墨部分”指的是包含印刷图像的单独标记。着墨部分的一个非限制实例是照相版网点。许多的照相版网点组成印刷图像。
此处使用的“图像面积”，“印刷区域”或“印刷面积”是可互换的术语，表示显示印刷图像的纸制品的宏观区域或面积。
此处使用的“微观区域”指的是与单独的着墨部分尺寸接近的任何区域。
此处使用的“宏观区域”指的是在约0.8米或更远的距离可被人肉眼分辨的任何区域。
此处使用的“固体印刷”，指的是不存在可辨认的着墨部分的印刷区域。例如，对于苯胺印刷基材的情况，固体印刷是基材的印刷面积，该面积相应于苯胺版面上100％的凸起的表面。对于行式印刷的情况，所有的印刷区域都是固体。
此处使用的“网点增大”，指的是当单独照相版网点与基材接触时，其尺寸的扩展。该网点尺寸的增大是在其与基材接触时，湿油墨的扩散引起的。
此处使用的“网点面积”，指的是覆盖着油墨的印刷基材上的面积。
此处使用的“％网点覆盖”指的被照相版网点覆盖的特定印刷区域相对于全部特定印刷区域的量。
此处使用的“着墨部分色浓度”指的是在印刷基材的图像面积内每个单独着墨部分的色浓度。
此处使用的“可变色浓度”指的是在印刷图像的相同面积内发现的两个或多个不同的色浓度。
此处使用的“基材色浓度”，指的是未被印刷的基材面积的色浓度。阐述该定义的一个非限制性实例可以是用苯胺印刷方法印刷的纸制品。对于用苯胺印刷方法印刷的纸制品，基材色浓度指的是不含有图像面积的印刷纸制品的面积(即纸制品未被印刷的面积)。
此处使用的“背景色浓度”，指的是在印刷基材的图像面积内，每个单独着墨部分周围的色浓度。例如，当在特定图象区域中，依照原有技术印刷的由网点所组成的图象时，背景色浓度是基材色浓度。作为对比，当依照本发明进行印刷的时候，背景色浓度可以高于基材色浓度并且小于着墨部分色浓度。
这在在图1中进行了说明。图1是描述两个不同印刷区域(即原有技术印刷区域600和本发明印刷区域700)的放大38倍的彩色显微照片。对于原有技术印刷区域600，背景色浓度300与基材色浓度400的色浓度相同。对于本发明印刷区域700，背景色浓度300大于基材色浓度400，但是小于着墨部分色浓度200。在多颜色印刷的情况下，背景色浓度被定义为在图象区域内，单独着墨部分周围区域的色浓度，其中所述的图象区域没有被印刷有除了前述着墨部分的颜色以外的其它颜色。
关于在有纹理的基材上进行印刷，想实现均匀的网点覆盖要比在没有纹理的基材上进行的印刷困难。当在有纹理的基材上印刷时，本发明的印刷图象表现出更为均匀的网点覆盖。这在图2A和2B中进行了说明。图2A和2B是对具有相同网点覆盖的多颜色苯胺印刷的基材放大38倍的彩色显微照片。图2A和2B均代表相同的有纹理的基材(即直接代理人商业出售的Bounty牌纸巾)。图2A代表原有技术印刷图象而图2B代表本发明印刷图象。
关于图2A的原有技术印刷图象，不均匀的油墨覆盖很明显。关于图2B的本发明印刷图象，与图2A相比，可以观察到均匀得多的油墨覆盖。
此处使用的“微观色浓度变化”，指的是在着墨部分与着墨部分周围的背景之间的色浓度的逐渐变化。这种变化本质上可以是局部的。
此处使用的“印刷增强流体”，指的是这样一种流体，该流体能够增强印刷基材例如纸制品的印刷区域的色浓度。获得微观色浓度变化的一种方法是通过利用一种印刷增强流体。印刷增强流体被公开在于2000年8月14日提交的、普通转让的美国申请号09/638,237中，其公开内容在此加入作为参考。
此处使用的“局部”，指的是在相同印刷基材中发现的一部分印刷区域的性质。例如，与第二局部区域相比，一部分印刷区域可以具有不同的色浓度。此外，如图1所举例，在本发明的范围内的印刷基材，可以含有一个或者多个依照原有技术印刷的局部区域600和一个或者多个依照本发明印刷的局部区域700。
依照本发明印刷的图象，表现出微观色浓度变化。此微观色浓度变化本质上可以是局部的，尽管一些印刷区域表现出这种性质而另一些则没有。应该注意到依照本发明印刷的基材可以包括被传统印刷的微观印刷区域(即其中的背景色浓度等于基材色浓度)以及依照本发明印刷的区域。
为了调节在特定印刷区域中的印刷图象的宏观色浓度，传统上需要调节单独着墨部分的大小和频率。为了实现此目的，要减少这些单独着墨部分的大小和频率，这样，在着墨部分之间，可以在更大程度上看到较亮的背景。
虽然不希望被理论所约束，但是据信此较亮的背景颜色降低了所看见的色浓度，这是因为人的眼睛在着墨部分的色浓度和未被印刷基材的色浓度之间达到了调和。
但是，对于本发明的情况，改变色浓度是可能的，这样，超过一种的色浓度可以存在于相同的印刷区域而不需要调节单独着墨部分的大小或者频率。
本发明涉及一种基材，在此基材上施加了一种油墨组合物。油墨组合物的单一成分可以被作为一种混合物或者被顺序地施加到基材上。为了提高印刷在纸页上的图像的色浓度，在施加油墨之前，将印刷增强流体施加到基材上。
基材本发明可以共同使用任何类型的、可以被印刷的基材。该基材可以是有纹理的或者是无纹理的。基材可以包含的材料是纤维质的、非纤维质的、或者其组合。这些基材的实例包括但不限于纺织品(例如如机织和非机织织物等)并且优选能吸收的一次性纸制品。能吸收的一次性纸制品的非限制性实例包括毛巾纸、面巾纸、浴用薄页纸、餐巾纸、整页插图(plate)、手帕、尿布、失禁衣服(incontinence garments)、棉质衬垫等等。
优选所述基材是一种能吸收的一次性纸制品，例如薄页纸，毛巾纸或类似物，其具有约10g/m2-130g/m2，优选约20g/m2-80g/m2，最优选约25g/m2-60g/m2的定量。本发明的基材具有第一表面和第二表面，其中第二表面反向地放置于第一表面。可将印刷增强流体涂布到将被印刷的表面。将油墨涂布到第一和第二表面的至少一个表面。
本发明的基材可按照普通转让的美国专利来制造1980年3月4日授权给Trokhan的4,191,609；1981年11月17日授权给Carstens的4,300,981；1980年3月4日授权给Trokhan的4,191,609；1985年4月30日授权给Johnson等的4,514,345；1985年7月9日授权给Trokhan的4,528,239；1985年7月16日授权给Trokhan的4,529,480；1987年1月20日授权给Trokhan的4,637,859；1993年9月14日授权给Trokhan等的5,245,025；1994年1月4日授权给Trokhan的5,275,700；1994年7月12日授权给Rasch的5,328,565；1994年8月2日授权给Trokhan等的5,334,289；1995年11月15日授权给Smurkowski等的5,364,504；1996年6月18日授权给Trokhan等的5,527,428；1996年9月17授权给Trokhan等的5,556,509；1997年5月13日授权给Ayers等的5,628,876；1997年5月13日授权给Trokhan等的5,629,052；和1997年6月10日授权给Ampulski等的5,637,194，通过参考结合于此的公开内容是为了说明怎样制造适于以本发明方式使用的基材。
基材也可按照1995年5月2日授权给Hermans等的美国5,411,636和1995年10月18日以Wendt等名义公布的EP 677612来制造。
本发明的基材可以被通过风干或者常规干燥。任选地，可以通过起皱或润湿微收缩将其缩短。起皱和润湿微收缩被公开在普通转让的下列美国专利中于2000年4月11日授权给Neal等的6,048,938；于1999年8月24日授权给Neal等的5,942,085；于1999年2月2日授权给Vinson等的5,865,950；于1984年4月3日授权给Wells等的4,440,597；于1980年5月4日授权给Sawdai等的4,191,756；和于2001年2月13日授权给Neal等的美国6,187,138；其公开内容在此加入作为参考。
对于在有纹理的基材上印刷图像，由于未被印刷基材的表面上的不规则性，版面可能产生不均匀的印刷图像。例如被压花的纸或者由造纸机的干网赋予的、具有明显纹理的纸通常产生这样的区域，不能通过原有技术印刷方法使该区域被油墨充分地覆盖。这可以通过图2A的原有技术印刷图像来进行说明。图2A的原有技术印刷图像是印刷在有纹理的基材上的。那些在基材的Z方向上从水平面伸出得最远的有纹理的基材的表面，最可能被油墨完全覆盖。相反，基材表面的凹陷例如压花或者甚至是纤维最上层之间的缝隙间隔通常会产生出在图像区域中没有油墨覆盖的区域。
相反，本发明的有纹理的印刷基材表现出明显少的无油墨覆盖印刷区域，而且在一些情况下根本没有这种区域。这可以通过图2B的本发明印刷图像来进行说明。所得到的印刷基材图像区域具有连续得多的外观。因此，本发明对于具有相对高纹理的基材(包括但不限于基材例如能吸收的一次性纸制品)特别适用。
油墨可以用于本发明的油墨组合物是可以以预定图案施用于基材的任何液体组合物。
油墨组合物的成分包括但不限于载体例如溶剂或者水；着色剂例如颜料或者染料；粘合剂；和其它成分，其包括但不限于蜡、交联剂、固定液、pH控制剂、粘度调节剂、消泡剂、分散剂、印刷机卫生控制剂、防腐剂腐蚀控制剂。
此处使用的“油墨”，指的是任何施用于基材的组合物或者其组分，而且即使油墨的组分可能被蒸发，但其仍然以可见的图案形式存在于基材上。油墨组合物的组分可以顺序地施用于基材或者作为一种混合物施用于基材。“预定的图案”或者“图像”或者“标记”指的是油墨在基材上的任何理想的排列或者涂布，而且其包含图案的所有组合从小的单独的网点到基材全部表面的完全覆盖。
此处使用的“载体”，指的是用来将油墨组合物传递给基材表面的油墨组合物的液体成分。此处使用的“颜料”，指的是用于精细分开的分散形式使用以将颜色赋予油墨的不溶的有色物质。此处使用的“染料”，指的是可溶于油墨连续相的着色剂。此处使用的“粘合剂”，指的是油墨组合物的粘合成分。
合适的油墨组合物包括但不限于那些在室温(即温度约为20℃)下是液体形式的油墨组合物。所述油墨组合物优选将水用作载体并且将颜料用作着色剂。
通常需要粘合剂，用于将油墨粘附于基材表面。通常，当油墨对基材表面的粘附增加时，油墨的耐擦落性随之增加。与不含成膜粘合剂的油墨相比，包含由成膜聚合物组成的粘合剂的油墨组合物倾向于改善油墨对基材表面的粘附。。
任选添加剂的非限制性列表包括交联剂、印刷机卫生控制剂、润湿剂、腐蚀控制剂、pH控制剂、粘度调节剂、防腐剂和消泡剂。所述的添加剂可以被添加到精制的油墨组合物或者印刷增强流体中。
在精制的油墨组合物或者颜料分散体中通常加入交联剂。此处使用的“精制的油墨组合物”指的是含有主要组分例如载体、颜料和粘合剂的油墨组合物，这样使得此油墨组合物可备施用。此处使用的“颜料分散体”指的是一种组合物，其包含颜料固体、表面活性剂、和其中添加有粘合剂的载体例如水或者油。
据信，交联剂通过与油墨交联，提高了油墨的耐擦落性。为了提高油墨的耐擦落性、印刷机卫生、操作效率、或者操作可靠性，也可以在油墨组合物中加入甘油或者其它润湿剂。固化油墨的方法包括但不限于热固化、电子束固化、光子固化(例如紫外光、x射线、和γ射线)，及其组合。
有许多方法可以被用来将油墨沉积到基材上。这些印刷方法的非限制性目录包括苯胺印刷、直接凹板印刷、照相凹板印刷、平版印刷、凸版印刷、凹版印刷、和喷墨印刷。将这些油墨沉积在基材上的方法，被希望能够在长时间内提供一致的产品。可能需要手工作业来去除印刷设备上的油墨或者纤维沉积物。有效的手工作业会引起与此方法相关的难以接受的费用问题。因此，需要对可靠和连续印刷所需的手工作业的量进行限制。
特别是，由于在版面上形成，含有高度耐擦落粘合剂的油墨有产生更多印刷缺陷的倾向。当使用苯胺印刷法的时候，这个问题变得尤其的麻烦。因此，理想的情况是将这些高度耐擦落粘合剂的使用降低到最小，而仍然保持低水平的油墨擦落。此外，已经发现其余的全都相同，显示出较高色浓度的印刷纸制品趋向于具有较高的油墨擦落水平。
本发明提供了一种这样的印刷基材，其显示出较高的色浓度而仍然保持低的油墨擦落。这可能是因为油墨被更有效地散布在基材表面上。这种更有效的油墨散布可以被完成而不会劣化印刷图象的宏观外观。最终的结果是与原有技术相比，对相同油墨和相同基材的特定色浓度具有较低的油墨擦落。
印刷增强流体获得本发明印刷基材的一种方法是通过利用于2001年8月14日提交的、美国序列号09/638,237中公开的印刷增强流体，其公开内容在此加入作为参考。印刷增强流体更有效地将油墨分散到纸制品的表面。尽管希望不被理论所约束，但是印刷增强流体可以增加油墨的流动性，从而在表面产生更有效的油墨分布。最终的结果是通过色浓度的增加，所得印刷图象中的美学的改善，而没有增加油墨消耗或者油墨擦落。另外，不需改变单独着墨部分的大小或频率也可实现这种美学改善。
此外，依照本发明，该美学的改善产生了这样一种印刷基材，此基材在其一个或者多个印刷区域内，显示出色浓度的局部变化。在该基材的印刷区域中，这些色浓度的局部变化由背景色浓度来例证，此背景色浓度大于基材色浓度而且小于着墨部分色浓度。
可以被用作印刷增强流体的合适的液体包括极性和非极性的流体。所述印刷增强流体可以是亲水的或者是疏水的。印刷增强流体可以是溶液形式或者乳浊液形式。印刷增强流体可以与任何类型的油墨结合使用，这些油墨类型包括但不限于基于油的油墨、基于溶剂的油墨、和优选的基于水的油墨。此外，印刷增强流体可以与基于染料的油墨结合使用，并且优选与基于颜料的油墨结合使用。虽然不希望被理论所束缚，但是据信可与油墨混合的任何流体适于作为印刷增强流体。合适印刷增强流体的非限制性实例包括公开在于2000年8月14日提交的、美国序列号09/638,237中的那些，其公开内容在此加入作为参考。这些印刷增强流体包括但不限于水、油、醇、及其混合物，优选是水、醇、或者醇—水混合物，最优选是水。
可以在印刷增强流体中加入任选的添加剂。可以被加入的任选添加剂的非限制性目录包括交联剂、印刷机卫生控制剂、表面活性剂、固定液、润湿剂、腐蚀控制剂、pH控制剂、粘度调节剂、防腐剂、气味控制剂、粘合剂、着色剂、和/或消泡剂。如果添加的话，任选添加剂的含量小于大约50％的印刷增强流体重量，优选小于大约25％的印刷增强流体重量，最优选小于大约5％的印刷增强流体重量。这些任选添加剂可以被添加到印刷增强流体中，只要所得到的混合物足以与油墨和流体相混合，使得颜料颗粒在流体中可移动。
将油墨和印刷增强流体施用到基材印刷增强流体先于油墨被施用于基材。可以直接或者间接地将印刷增强流体施用于基材。
施用到基材的印刷增强流体量为大约1g/m2-50g/m2，优选大约5g/m2-30g/m2，最优选大约10g/m2-20g/m2。
印刷增强流体可以与任何类型的印刷应用方法结合使用，这些印刷应用方法包括但不限于喷墨印刷、照相凹版印刷、凸版印刷、凹版印刷、平版印刷、丝网印刷、和优选的苯胺印刷。当在彩色印刷机上使用印刷增强流体时，如果需要的话，流体可以先于一个或者多个印刷机组(printstation)被施用。
如果需要，印刷增强流体可以与印刷图像以“图像重合”的方式涂布。此处用到的“图像重合”，指的是使涂布印刷增强流体与涂布油墨相重合。
虽然不希望被理论所约束，但是据信所需印刷增强流体的量取决于基材的吸收能力。即，具有相对高吸收能力的基材可能需要比具有相对低吸收能力的纸页更多的印刷增强流体。
关于图3，其显示了用于生产本发明印刷基材的彩色印刷机1。印刷机1具有4个印刷机组。印刷增强流体可以先于第一印刷机组5涂布。或者，如果需要，可以将印刷增强流体添加到第一印刷机组5、第二印刷机组6、第三印刷机组8、和第四印刷机组9的每一个中。
此外，如果只对一种具体的颜色而言需要改变色浓度，那么可以就在那个具体的印刷机组之前添加印刷增强流体。对于某些情况下的多色印刷，在印刷机组之间涂布印刷增强流体是理想的，这样，涂布到位于直接在前的印刷机组的基材100上的标记未显示出可变的色浓度，但是任何一种在涂布印刷增强流体之后涂布到基材100上的标记却显示出可变的色浓度。
可以使用任何对本领域普通技术人员显而易见的添加点的组合，只要将印刷增强流体先于油墨被加入。
例如，关于图3的印刷机1，如果只有由第三印刷机组8的油墨产生的基材100图象区域需要变化的色浓度，那么印刷增强流体将不得不在第二印刷机组6后、但在第三印刷机组8的印版滚筒15前被施用到基材100。
作为备选，或者除此之外，可以将印刷增强流体直接施用到一个或者多个第一印刷机组5的金属墨辊4、第二印刷机组6的金属墨辊16、第三印刷机组8的金属墨辊17、或者第四印刷机组9的金属墨辊18。印刷增强流体可以被喷涂到金属墨辊4。作为备选，或者除此之外，可以将印刷增强流体施用到一个或者多个第一印刷机组5的印刷流体盘19、第二印刷机组6的印刷流体盘20、第三印刷机组8的印刷流体盘21、或者第四印刷机组9的印刷流体盘22上。
作为备选，或者除此之外，可以将印刷增强流体直接施用(例如喷涂)到一个或者多个第一印刷机组5的印版滚筒3、第二印刷机组6的印版滚筒23、第三印刷机组8的印版滚筒15、或者第四印刷机组9的印版滚筒24上。
所有上述实例都被认为是印刷增强流体应用点的非限制性实例。这些实例的目的是说明性的，不能认为限制了本发明的范围。也可使用对于那些本领域的普通技术人员而言熟悉的其它涂布点和其它涂布方法，这些涂布点和涂布方法意图被涵盖于本发明的范围内。
可以以许多方法直接或者间接地将油墨施加到基材上，这些方法包括但不限于将基材浸入到油墨溶液、将油墨溶液喷涂到基材上、或者优选地将油墨印刷到基材上。可以将印刷增强流体以相似的方式施加到纸制品上。
另外，可以使用各种涂布方法的组合(即在把印刷增强流体印刷到基材上时，将一部分印刷增强流体喷涂到基材上)。
适于本发明的印刷方法包括但不限于平版印刷、凸版印刷、喷墨印刷、照相凹版印刷、网目印刷、凹版印刷、和优选的苯胺印刷。同样，其组合和变体被认为涵盖在本发明的范围内。可以将单色图像或者多色图像施加到基材上。依照本发明，适用于将图像施加到卫生一次性纸制品上的装置，被描述在下列普通转让的美国专利中于1992年5月25日授权给Leopardi，II的5,213,037；于1993年10月26日授权给Sonneville等的5,255,603；和于2000年8月1日授权给McFarland等的6,096,412。其公开内容在此加入作为参考。
在基材上产生的印刷图像可以是线划原图(line work)、网版、优选的彩色套印(process print)、或者其组合。此处用到的“彩色套印”，指的是由颜色分离方法创造的网版颜色印刷，由此由两种或者多种透明油墨组成的图像被分解成照相版网点，这些照相版网点可以重组以产生全部范围颜色的原始图像。通过改变沉积在特定图像区域中的油墨的量和通过为了在图像区域内产生所需的色彩而覆盖不同颜色的油墨(即例如将青色油墨覆盖品红色油墨等等)来进行彩色套印图像中的着色。可以通过调节照相版网点的频率、大小或者其组合来改变油墨沉积面积。
如果用两种或者多种颜色来印刷图像，那么就对图像进行彩色套印。此外，当油墨被覆盖时，油墨可以产生许多颜色。彩色套印的图像优于线划原图印刷的图像的优点是彩色套印图像可以使得用少量油墨产生许多颜色和那些颜色的深浅色调成为可能。
例如，全色图像可以包含10种或者更多种颜色。可以通过使用只用3种颜色的彩色套印来再现该图像。用线划原图再现的相同的图像典型地需要10种或者更多种油墨，每种油墨在印刷机上对应一个印刷机组。通过线划原图产生的印刷图像通常同时增加了再现图像的成本和复杂度。尽管本发明优选的油墨组合物是基于颜料的彩色油墨，其它基于颜料和基于染料的类型的油墨也涵盖在本发明的范围内。
此处使用的“透明油墨”，指的是这样的一种油墨，其具有最小的覆盖能力，因此允许一些光线穿过它。对于透明油墨，光线必须能够穿透一个或者多个油墨层而只有某些波长的光线被吸收。例如，为了产生红色，就将黄色印刷在品红色上。黄色吸收蓝色波长，使得红色和绿色波长通过。品红吸收绿色波长。剩下的波长被反射成红色。
与透明油墨相反，当覆盖不透明油墨(即non-transparent inks)时，因为表面色泽吸收除了其颜色的特定波长以外的几乎全部光线，则表面色泽为主色。例如不透明的黄色油墨将吸收蓝色波长而反射出红色和绿色波长以产生黄色。
虽然本发明可以被用于单色、多色、或者彩色套印的任何组合，其尤其适用于彩色套印。虽然不希望被理论所约束，但是据信在彩色套印时，每个连续的颜色会对印刷增强流体显示反应，除非流体被完全吸收到基材中或者完全挥发。
本发明的一个好处是印刷基材可以展现出更广的颜色垫板，从而创造出在美学上更令人满意的产品。此处用到的“颜色垫板”，指的是可以用一种印刷方法产生的、全部范围的颜色。
另外，已经发现将印刷增强流体的涂布与油墨涂布进行图像重合对于一些方法是有利的。印刷增强流体的涂布与油墨的涂布图像重合允许将印刷增强流体选择性地涂布于基材上，其中在基材的一些但不是所有区域上可能涂布有印刷增强流体。这种选择性涂布降低了印刷增强流体的消耗并且为印刷图像品质的更广泛的排列作准备。
关于本发明，与本发明相关的增加的网点增大相结合的高百分比的网点覆盖的区域将会产生具有比原有技术印刷基材更高色浓度的区域的印刷基材。但是，依照本发明的印刷基材同样可以包括具有与低网点增大结合的低百分比网点覆盖的原有技术印刷区域，从而保留了印刷低色浓度的能力。例如，依照本发明的印刷基材，可以在那些利用印刷增强流体的区域中表现出增加色浓度的印刷区域，而在那些没有利用印刷增强流体的区域，相同印刷基材的色浓度没有增加。因此，通过将印刷区域结合或不结合印刷增强流体，最终的结果将会是更广的颜色垫板。
印刷图像的色浓度可以用浓度计来测定图像的色浓度。色浓度，一种无因次的测量，指的是由油墨产生的色浓度。油墨的色浓度越高，颜色的亮度和浓度就越大。当色浓度增加时，浓度计测量同样升高。浓度计测量的是在图像中主原色的色浓度。随后浓度计显示主原色的色浓度。此处用到的“原色”，指的是黄色、青色、品红色和黑色这四种颜色中的一种。
可以通过如下的方法来测量印刷在纸制品上的图象的色浓度使用反射浓度计，调节浓度计的设置，以便读出在图像中出现的主原色。将印刷的纸制品样品放置在4张未印刷的图面(sheet)的顶部。使用这4张未印刷的图面的目的是为了消除来自有色表面的背景颜色的影响。
可以使用这4张L*a*b*值分别为大约91.17，0.64，和4.29的白色基材图面，其中的L*a*b*值是通过分光比色计测量的，该分光比色计被设置为10°的观测角，光源A用CIELAB L*a*b*模式。L*a*b*值分别为大约91.17，0.64，和4.29的白色基材，是由直接代理人出售的白色BOUNTY牌纸巾。
使用反射浓度计，对图像的特定颜色进行了三次色浓度测定。对这三次测定的平均值进行了计算并做了记录。
可以对应用到任何颜色的基材上的任何油墨进行色浓度测量。优选地，在任何带有白色背景的基材上测量色浓度，此背景具有的L*a*b*分别是91.17、0.64、和4.29。测量色浓度的合适的浓度计是X-RITE 418反射浓度计，其可以从Grandville的X-Rite公司，密歇根州商购。
此处用到的“L*a*b*”，指的是CIELAB L*a*b*颜色确定系统。CIELABL*a*b*颜色确定系统评价在样品特定区域中的颜色变化并且将这种变化与标准参照的变化相比较。通过使用一组被称作L*a*b*值的数学函数来确定这些颜色，L*a*b*值描述人眼对颜色的灵敏度。L*与样品的亮度有关。如果a*值是正值的话，a*指的是样品的红色。如果a*值是负值的话，a*指的是样品的绿色。如果b*值是正值的话，b*指的是样品的黄色。如果b*值是负值的话，b*指的是样品的蓝色。从L*a*b*值可以确定ΔE的值，这是无因次测量，其中的ΔE代表两组不同L*a*b*值之间的颜色的差别。ΔE越大，颜色差别越大。
实施例实施例1在本发明的一个实施方案中，其中使用苯胺印刷机将油墨涂布到基材上和通过喷雾直接将印刷增强流体涂布到基材上。
将由直接代理人(instant assignee)销售的商业上可获得的BOUNTY(白色)纸巾用于本实施例。使用如图3所示的四色苯胺印刷机在BOUNTY纸巾上印刷。使用购自Northlake的阳光化学制品公司，Illinois(Sun ChemicalCorporation of Northlake，lllinois)的四种油墨。
参考图3，将黄色油墨(购自阳光化学制品，目录号1696651)加入到第一印刷机组(print station)5印刷流体盘19。品红油墨(购自阳光化学制品，目录号1696652)加入到第二印刷机组6印刷流体盘20。青色油墨(购自阳光化学制品，目录号1696653)加入到第三印刷机组8印刷流体盘21。黑色油墨(购自阳光化学制品，目录号1696654)加入到第四印刷机组9印刷流体盘22。
使用本领域已知的标准技术调整印刷滚筒挤压设置和图像重合。为了比较的目的，按照现有技术印刷对照基材。
然后按照本发明印刷基材100。将印刷增强流体(水)涂布到第一印刷位置5前的基材100上。使用高压一小体积喷枪涂布水，所述喷枪在商业上以Binks Model 95出售，可购自ITW industrial Finishing of GlendaleHeights，Illinois。水对基材100的加入速率约为20g/m2。
结果示于表1中。参考表1，对于每种印刷的颜色，测量对照纸巾的色浓度和按照本发明印刷的纸巾的色浓度。按照先前描述于本说明书中的测量程序来测量色浓度。如同所见，对于每种印刷的颜色，按照本发明印刷的纸巾的色浓度明显高于按照现有技术印刷的纸巾。
表1
实施例2在本发明的一个实施方案中，其中使用苯胺印刷机来涂布油墨和通过苯胺印刷来涂布印刷增强流体。
将由直接代理人销售的商业上可获得的BOUNTY(白色)纸巾用于本实施例。如图3中所示两个印刷机组(即第一印刷台5和第二印刷机组6)的四色苯胺印刷机1用于在BOUNTY纸巾上印刷。为了这个目的，使用基于水的品红油墨，其以WKJFW2618915出售，可购自Northlake的阳光化学制品公司，Illinois。
版面是本领域中已知的光聚合物版面。在第一印刷机组5印刷滚筒3上的版面利用65网线板(linescreen)上的20％网点覆盖面积。第二印刷机组6印刷滚筒23利用5％，10％，15％，25％，75％和100％网点覆盖面积，它们都位于65网线板上。
使用本领域已知的标准技术调整印刷滚筒挤压设置和图像重合。为了比较的目的，按照现有技术印刷对照基材，其中将品红油墨涂布在第二印刷机组6。对照基材不涂布印刷增强流体。
然后按照本发明印刷基材100。参考图3，将水涂布到第一印刷机组5印刷流体盘19。估计大约11g/m2的水从第一印刷机组5版面转移到基材100。
结果示于表2中。参考表2，对于每个印刷纸巾的品红％网点覆盖面积测量对照纸巾和按照本发明印刷的纸巾的色浓度。按照先前描述于本说明书中的测量程序来测量色浓度。如同所见，对于每个％网点覆盖面积，按照本发明印刷的纸巾的色浓度明显高于按照现有技术印刷的纸巾。
表2
方法方法1在恒定的色浓度下定量擦落的方法本方法用于下述情况，在此情况中，印刷基材同时展现依照本发明印刷的印刷区域和依照先前技术印刷的印刷区域，其中这两种印刷区域显示出相同的色浓度。依照本发明的印刷区域应该典型地具有比原有技术印刷区域低的油墨擦落性。
1、选择印刷基材的两个印刷区域，所述印刷区域将被进行测定。应该使用相同的颜色来印刷这两个区域，而且这两个区域的色浓度相互之间应该相同。应当分别按照于2000年8月1日授权给Mcfarland等的普通转让的U.S.6,096,412中的“测量印刷图像色浓度的程序”和“产生油墨擦落的程序”来进行色浓度测量和油墨擦落测量，其内容在此加入作为参考。
2、在恒定色浓度下的擦落比率(即Rr)被定义为具有较高擦落值(即R1)的印刷区域与具有较低擦落值(即R2)的印刷区域之间的比值，其中的Rr＝R1/R2。
对于本发明，在恒定色浓度下的擦落比率(即；Rr)优选大于1.1。
方法2定量固体区域的网点面积比率和色浓度比率的方法可以通过比较固体区域的色浓度和网点面积来测定这一结果。例如，假定基材和印刷方法没有变化，两个固体印刷区域应该在正规变分(normalvariation)内具有相同的色浓度和网点面积。但是，对于本发明印刷基材的情况，在固体区域的面积内可以产生较高的色浓度和较大的网点面积。印刷区域的网点面积可以使用Murray-Davies方程式得出近似值网点面积＝(1-10Dm)/(1-10Ds)*100其中的Dm是所测区域的色浓度，Ds是固体区域的色浓度。
1、选择固体印刷的两个区域(即不存在可辨认网点的印刷区域)。
2、使用反射浓度计例如X-RITE 418反射浓度计来测量每个区域的色浓度。
3、使用具有较高色浓度的区域来测量每个区域的网点面积，以在网点面积上设定上限。为了校准网点面积测量，在浓度计上将具有较高色浓度的区域设置为100％(即用较高色浓度区域来定义100％或者“固体”基准点)。这确保了下面提到的比率总是大于1。
4、将色浓度的比率定义为Ir＝I1/I2，其中I1是具有最高色浓度的印刷区域的色浓度，I2是具有最低色浓度的印刷区域的色浓度。
5、将网点面积的比率定义为Dr＝D1/D2，其中D1是较高色浓度区域的网点面积，D2是较低色浓度区域的网点面积。
为了阐述该方法，使用依照上面实施例2的方法制造的产品的固体区域，依照原有技术印刷的固体区域的反射浓度计色浓度读数为72，网点面积为88％。依照本发明制造的固体印刷区域具有的反射浓度计色浓度为87，网点面积为100％。因此，色浓度的比为1.21(即87/72)网点面积的比是1.14(即100/88＝1.14)。
对于具有至少两个固体印刷区域(其中的一个是依照本发明印刷的)的印刷基材，两个印刷区域之间色浓度的比至少是大约1.15，优选至少大约1.20，更优选至少大约1.25。对于具有至少两个固体印刷区域(其中的一个是依照本发明印刷的)的印刷基材，两个印刷区域之间网点面积的比至少是大约1.10，优选大约1.20，更优选大约1.25。
方法3使用L*a*b值来定量背景色浓度的方法本方法可以用来确定背景色浓度是否高于或者等于基材色浓度。该方法用于由可辨别的着墨部分组成的印刷区域。
使用Nikon SMZ-U立体显微镜或者等价物，将局部印刷区域扩大约34.4倍。这通过使用下列工具完成ED Plan Apo 1×FL镜头、安装在可变焦距标度板上的2X、和光电子工程DEI-750数字照相机界面。将照相机上所有的图像调节装置调零。曝光量被设置到手动1/250。将两个独立的纤维光学光源定向在印刷样品平面的75度，距平面2英寸。使用Fostec modelAce I光源，将其设定为3和70。依赖基材的亮度，可以将光源调节在60-90之间以将反射系数降到最低。
使用Metamorph v3.51软件来捕获数字化文件中的图像。该软件应该被设定为不闪的RGB模式。亮度被设定为50，所有其它的设置(对比度、饱和度、灰度、色调、和光圈)被设定为零。在640×480的分辨率下捕获图像。
在相同的图像中捕获基材的印刷区和未印刷区。如果这是不可能的，可以使用完全相同的设置(如相同方向的光源、相同强度的光、相同的镜头等等)来捕获每个分开的图像。可以对未印刷基材的色浓度进行比较来确保设置或者样品的差异不会对结果有影响。
对于被印刷有超过一种颜色(例如青色和品红)的区域来说，应该同时在下面的步骤2和步骤4中测量一种颜色。即，当测量品红的L*a*b值时，在步骤2中测量的着墨部分的L*a*b值应该处在未被印刷有青色的区域内。同样，步骤4中测量的品红背景L*a*b值应该处在未被印刷有青色的区域内。
1、使用Tektronix Phaser 450印刷机，将图像印刷到Tektronix Phaser450印刷纸上。印刷机的颜色修正应该被设定到无。最终的印刷图像应该被扩大到原始样品大小的54倍。
2、使用光热量计例如XRITE 938光密度计来测量特定颜色的着墨部分中心的着墨部分的L*a*b值。对8个不同的着墨部分重复此测量操作，并计算这8个值的平均L*a*b值。如果着墨部分的形状不规则，那么所述的中心应该被约计为最大圈的中心，这个最大的圈可以被内含于固体印刷的面积中的着墨部分(即不含有未印刷的基材)。如果两个着墨部分的任何部分连接在了一起，每个着墨部分的中心应该被约计为最大圈的中心，这个最大的圈可以被内含于固体印刷的面积中的着墨部分。如果由于基材的纹理而在印刷区域中存在不规则性，那么应该只测量这样的着墨部分，这些着墨部分具有比光密度计光圈大的印刷区域。
3、在基材的8个不同的未印刷区域测量基材L*a*b值。计算平均基材L*a*b值。应该随机选择所测量的区域，而且所选择的基材区域应该是印刷基材的典型代表。例如，如果在上述步骤2中所测量的印刷区域没有压花，那么同样应该在没有压花的区域测量基材L*a*b值。
4、在与最近的四个着墨部分中心等距离的点，测量背景L*a*b值。
在双向交错着墨部分的情况下，此点在4个着墨部分的中心且与4个着墨部分等距离。在计量(stoichastic)着墨部分或者其它复杂筛分技术的情况下，此点不能与最近的那些点精确地等距，这是因为网点放置的不规则导致的。但是，应该尽一切努力来确保尽可能地与最近的着墨部分等距离。在样品上的8个位置重复此测量操作。如果形状是不规则的或者接触到了其它元素，着墨部分的中心应该被约计为步骤2中所述的中心。
依照原有技术印刷的制品，应该具有与基材L*a*b值相同的背景L*a*b值。ΔE的值由下面的方程式定义ΔE=(L*1-L*0)2+(a*1-a*0)2+(b*1-b*0)2]]>其中的L*0，a*0，和b*0指的是背景L*a*b值，L*1，a*1，和b*1指的是基材L*a*b值。
本发明的印刷基材可以具有至少大约是10的背景ΔE，优选至少大约20，更优选至少大约30。
虽然已举例说明和描述了本发明的具体实施方案，对于那些本领域的技术人员是很明显的，即在不脱离本发明的精神和范围的情况下可对本发明进行各种其它改变和修改。因此意图在后附的权利要求中覆盖所有这些在本发明的范围内的改变和修改。
权利要求
1.一种具有微观色浓度变化的印刷的基材，所述印刷的基材包含一种具有一个第一外部表面和一个与第一外部表面相对的第二外部表面的基材，其中所述的第一或者所述的第二外部表面的至少其中一个包含标记，所述的标记由着墨部分组成，而且其中所述的基材包含基材色浓度、背景色浓度、和着墨部分色浓度，其中所述的背景色浓度大于所述的基材色浓度且小于所述的着墨部分色浓度。
2.权利要求1的印刷的基材，其中所述的基材是能吸收的一次性纸制品。
3.权利要求1的印刷的基材，其还包含至少为大约10的背景ΔE。
4.权利要求1的印刷的基材，其中所述的基材是有纹理的。
5.一种印刷的一次性纸制品，所述印刷的一次性纸制品包含一种具有一个第一外部表面和一个与第一外部表面相对的第二外部表面的基材，其中所述的第一或者所述的第二外部表面的至少其中一个包含施加于其上的油墨，所述的油墨由至少两个固体印刷区域组成，并且其中所述至少两个固体印刷区域之间的色浓度比率至少是大约1.15。
6.权利要求5的印刷的一次性纸制品，其中所述的两个固体印刷区域具有的网点面积比率为至少大约1.10。
7.权利要求5的印刷的一次性纸制品，其中所述的基材是有纹理的。
8.一种印刷的一次性纸制品，所述印刷的一次性纸制品包含一种具有一个第一外部表面和一个与第一外部表面相对的第二外部表面的基材，其中所述的第一或者所述的第二外部表面的至少其中一个包含施加于其上的油墨，所述的油墨由至少两个印刷区域组成，所述的两个印刷区域显示出相同的颜色和相同的色浓度，而且其中的两个印刷区域具有的大于1.1的擦落比率。
9.权利要求8的印刷的一次性纸制品，其中所述的基材是有纹理的。
10.权利要求1的印刷的基材，其中所述的基材是纤维质的、非纤维质的、或者其组合。
11.权利要求1的印刷的基材，其中所述的标记包含一种基于颜料的油墨。
12.权利要求1的印刷的基材，其中所述的标记包含一种彩色套印。
13.权利要求8的印刷的一次性纸制品，其中所述油墨包含一种颜料。
14.权利要求8的印刷的一次性纸制品，其中所述的油墨包含一种彩色套印。
15.权利要求5的印刷的一次性纸制品，其中所述的至少两个固体区域包含行式印刷。
全文摘要
一种印刷的基材，该基材在它的一个或者多个印刷区域内，在特定颜色的色浓度方面表现出局部变化。该印刷的基材包含基材色浓度、背景色浓度和着墨部分色浓度。所述的背景色浓度大于所述的基材色浓度。
文档编号C09D11/02GK1529659SQ01817136
公开日2004年9月15日 申请日期2001年8月14日 优先权日2000年8月14日
发明者尼古拉斯·简斯·尼西英, 尼古拉斯 简斯 尼西英 申请人:宝洁公司