适用于玻璃、陶瓷或金属的可辐射固化喷墨油墨的制作方法

文档序号:15102569发布日期:2018-08-04 16:06阅读:647来源:国知局

本申请要求于2015年10月19日提交的第14/887,188号美国专利申请的优先权,其全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明一般涉及喷墨油墨领域。更具体地,本发明涉及适用于玻璃、陶瓷或金属的可辐射固化喷墨油墨。



背景技术:

陶瓷油墨可用于玻璃装饰,通常包括矿物基颜料和玻璃熔料(glass frits)。一旦应用于玻璃基底,油墨即被加热到油墨的某些组分(例如玻璃熔料)被熔化的温度。当油墨被加热到高温,例如到500摄氏度以上时,油墨的组分将熔化并熔融(fuse)至基底中,并形成永久性的黏合。

一些陶瓷油墨包括三种主要组分:玻璃熔料、无机颜料和有机组分。有机组分,包括溶剂、分散剂、添加剂等,其作为颜料和熔玻璃熔料的载体工具。在一个示例中,陶瓷油墨首先被施用于基底,如玻璃基底。在施加到玻璃基底之后,加热基底以使陶瓷油墨干燥并固定到基底上。陶瓷油墨干燥后,将基底放入窑中,例如对基底进行回火、弯曲、热强化(thermally strengthen)等。一旦被加热到足够高的温度,例如高于500℃,熔玻璃熔料/颜料就熔融到基底的表面上。

附图说明

将通过使用附图来描述和解释本发明的实施方案,其中:

图1是根据几种实施方案的用于将可辐射固化的喷墨油墨施加到玻璃、陶瓷或金属基底上的喷墨打印系统的示意图;

图2是示出根据几种实施方案的用于在金属、陶瓷或金属基底上印刷多层油墨的过程的流程图;

图3是根据几种实施方案的在基底上印刷有多层的玻璃、陶瓷或金属基底的五个示例的图示;和

图4是示出根据几种实施方案的处理系统的示例的高级框图,在该处理系统中可以实现与所公开的技术相关的至少一些操作。



技术实现要素:

这里介绍一种用于通过喷墨打印机应用到玻璃、陶瓷或金属上的可辐射固化油墨组合物以及相关的应用油墨的方法。该油墨组合物可被施用到玻璃、陶瓷或金属基底上以进行装饰、保护基底等。在一些实施方案中,油墨组合物包括玻璃熔料组分、发色团组分和UV可固化组分。玻璃熔料组分有利于油墨组分与施加油墨组合物的玻璃、陶瓷或金属基底的融合。发色团组分是油墨组合物的主要着色剂。UV可固化组分在暴露于紫外线(UV)辐射时促进聚合的活化,这导致油墨组合物固化并固定(fix)/固定(pin)到下面的基底上。油墨组合物可施用于多种基底并用于多种应用,例如,用于装饰玻璃的平板玻璃、用于汽车挡风玻璃以给挡风玻璃着色以减少来自太阳的眩光、用于金属片以印刷路标或广告、用于瓶子以标记或装饰该瓶子等。

油墨组合物可以单层或多层来施用。在一些实施方案中,可以施用一层或多层包括发色团组分和UV可固化组分的油墨组合物。在其他实施方案中,可以施用一层或多层包含玻璃熔料组分和UV可固化组分的油墨组合物。此外,多种油墨组合物可以以多种顺序中的任一种来施用,例如3、333、32、212、12、21、1212、1122、2211、1221、12321等。(其中“1”表示第一油墨组合物层,例如包括发色团组分和UV可固化组分的油墨组合物,“2”表示第二油墨组合物层,例如包括熔玻璃熔料组分和UV可固化组分的油墨组合物,“3”表示第三油墨组合物层,例如包括熔玻璃熔料组分、发色团组分和UV可固化组分的油墨组合物)。

在将一层油墨组合物施加到玻璃、金属或陶瓷基底上之后,油墨组合物在暴露于UV辐射时可以快速固化并固定到基底上,UV辐射激活了油墨组合物的聚合,从而产生耐用的固化油墨,这有利于基底的处理而不会损坏固化油墨。当多层油墨组合物施加到玻璃、金属或陶瓷基底上时,多层油墨组合物中的每一层在暴露于UV辐射时可以快速固化并固定到基底上。在油墨组合物固化之后,可以加热基底,例如通过放置在窑中,以使油墨组合物的玻璃熔料与基底融合。基底可以放置在窑中以对基底进行,例如,回火、弯曲、热强化等。

具体实施例

这里介绍一种可辐射固化油墨组合物,该油墨组合物用于通过喷墨打印机应用到玻璃、陶瓷或金属上以对玻璃、陶瓷或金属进行装饰、保护等。已经用于玻璃应用的陶瓷油墨有许多问题。例如,许多陶瓷油墨是溶剂基的,并且包括矿物基颜料和玻璃熔料。溶剂基油墨具有高VOC(有机化合物的挥发性),并且这种油墨的化学组分(例如油墨的溶剂)容易在室温下蒸发。

为了适当干燥溶剂基油墨,需要在印刷后蒸发掉溶剂,例如通过将油墨暴露于热或红外辐射中。包含熔料的溶剂基油墨可以以约30微米至60微米的厚度施加到玻璃表面。溶剂基油墨可通过将油墨加热到100至150摄氏度(℃)并加热10分钟进行干燥,这会使油墨的厚度减少约三分之二。在一个示例中,将溶剂基油墨以约40微米的油墨厚度施加到玻璃表面。干燥后,油墨的厚度从约40微米减小到约12微米。

干燥后,溶剂基油墨的大部分组分(例如有机粘合剂)已基本蒸发,正如油墨的厚度减少约三分之二所证明的那样。蒸发后,溶剂基油墨的主要剩余组分是用作着色剂的颜料和熔玻璃熔料。因为颜料和熔玻璃熔料像粉末,并且因为没有耐用的粘合剂来粘合颜料或熔玻璃熔料,所以干燥的油墨具有低的生坯强度(green strength)。陶瓷油墨的生坯强度是指在油墨干燥/固化之后并且在油墨与基底融合(例如通过在窑中烧制)之前的油墨的强度。

溶剂基油墨在被施用于非吸收性或非多孔材料(例如玻璃、陶瓷或金属)上时存在问题。在溶剂基油墨固化之前,由于具有低的生坯强度,油墨通常可以容易地从施加油墨的材料上擦掉。此外,溶剂基油墨的一些蒸发的化学组分对在将油墨施加到基底上以及固化油墨的过程中暴露于蒸发的化学物质的人造成健康危害。

在另一个示例中,当溶剂基油墨被施加到多孔基底上时,例如被施加到纸张上时,由于油墨被基底吸收以及溶剂从油墨中蒸发,油墨牢固地固定(fix)(即固定(pin))到基底上。如上所述,当溶剂基油墨被施用于非多孔基底,例如玻璃、陶瓷或金属时,油墨很难固定到基底上。由于较差的固定性,油墨常常流动,这会在油墨中产生条纹或当用于将图像施加到基底时导致图像质量较差。较差的固定性加剧了油墨在处理基底时(例如当处理以用于运输、包装等时)容易擦掉或划伤的问题。例如应用高能干燥系统或预热基底以使油墨的溶剂在油墨施用到基底上之后快速地蒸发掉等技术仍可能导致油墨流动,图像质量或分辨率较差,图像容易被擦掉或划伤等问题。

此外,溶剂基油墨在通过喷墨打印机施加到玻璃上时具有额外的问题。作为第一示例,当由喷墨打印机的喷墨头喷射时,许多溶剂基油墨具有问题。溶剂基油墨的粘度可能过高,或者熔玻璃熔料的尺寸可能过大,以致溶剂基油墨不能可靠地流过喷墨头并由喷墨头进行喷射。作为第二个示例,溶剂基油墨具有较差的喷嘴(nozzle)打开时间。因为溶剂基油墨的溶剂蒸发有助于油墨固化,所以选择溶剂以加速蒸发并减少干燥时间。因此,当油墨在喷墨打印机中时,油墨会开始变干并固化,这可能导致喷墨打印机的喷嘴(jet)和其他部件堵塞。油墨的这种干燥导致需要额外的维护周期来保持喷墨头的喷嘴(nozzle)打开,这增加了喷墨打印机的停机时间(down-time),并且需要专门的封盖系统来防止油墨在喷墨打印机中变干。

可辐射固化油墨与溶剂基油墨相比具有许多优点。辐射固化是有机涂层通过暴露于电磁辐射(例如UV光)而固化或硬化的过程。作为这种优点的第一个示例,可辐射固化油墨可以不包括溶剂,或者可以包括少量溶剂。在几种实施方案中,可辐射固化油墨中每单位质量的可辐射固化油墨的VOC小于1%、0.5%或0.3%。溶剂量的消除或减少使得可辐射固化油墨具有低V0C,并且油墨的化学组分的蒸发相对较低或甚至基本为零。由于油墨的蒸发的化学组分非常少或基本不存在,这种低蒸发减少了当在将油墨施加到基底上和固化油墨的过程中吸入油墨的化学组分时所产生的健康危害。

作为另一个示例,可辐射固化油墨在施用到玻璃、陶瓷或金属基底上之后,可以通过暴露于辐射而快速固化,并且可以产生硬的或刚性的并且良好地固定到基底上的固化油墨,并且该固化油墨具有比溶剂基油墨高得多的生坯强度。一些可辐射固化油墨是热固性体系,由于分子链之间发生三维交联,固化后,通常变得坚硬或刚性。固化油墨的这种机械强度以及固化油墨对基底的增强固定,增强了基底的处理能力,而不会损坏固化油墨。如上所述,溶剂基油墨在干燥过程中由于蒸发而损失约三分之二的厚度,导致低的生坯强度的干燥油墨。相比之下,可辐射固化油墨在固化后可以具有最小的厚度损失,从而产生高的生坯强度的固化油墨。

此外,可辐射固化油墨可以进行个性化,以增加油墨一旦固化后的柔韧性,这有助于防止固化的油墨从施用油墨的基底上剥离下来。另外,在施用到基底上之后,油墨的固化可以非常快,甚至基本上是瞬时的,由于油墨快速固定到基底上以及相关的油墨快速固化,其提高了印刷在基底上的图像的质量和分辨率。

可辐射固化油墨,类似于溶剂基油墨,在被施用到玻璃、陶瓷或金属时会遇到许多问题。例如,丝网印刷的可辐射固化油墨的粘度可能过高,或者熔玻璃熔料的尺寸可能过大,以致油墨不能够可靠地流过喷墨打印机的喷墨头,且不能够由喷墨打印机的喷墨头喷射。此外,一些可辐射固化油墨包括可固化组分,该可固化组分增强了在例如玻璃基底上的墨滴的固定,但是不能充分增强固化油墨的机械强度和硬度以实现玻璃基底的可靠处理。另外,一些可辐射固化油墨包括不能承受玻璃制造过程中所使用的温度的着色剂,例如有机颜料。

这里所引入的可辐射固化油墨组合物的实施方案,在此称为“油墨组合物A”,包括玻璃熔料组分、发色团组分和UV可固化组分。可辐射固化油墨组合物的另一个实施方案,在此称为“油墨组合物B”,包括发色团组分和UV可固化组分。可辐射固化油墨组合物的又一个实施方案,在此称为“油墨组合物C”,包括玻璃熔料组分和UV可固化组分。一些实施方案的玻璃熔料组分具有低熔点。在这些实施方案中的一些中,熔点低于750℃,在另一些实施方案中,熔点低于600℃,在其它实施方案中,熔点低于550℃。

玻璃熔料组分可以基于要施加油墨组合物的基底的特性来进行个性化。组分可以针对期望的特点、特性、用途等来进行个性化,例如通过选择、配制、设计等,以获得期望的特点或特性、以执行期望的用途等。作为一个示例,玻璃熔料组分可以通过基于要施加油墨组分的基底的熔点以及玻璃熔料的熔点来选择用于玻璃熔料组分中的玻璃熔料的类型来进行个性化。通过具有低熔点的玻璃熔料组分,油墨组合物可以在较低温度下融合到基底上,这会减少或消除由于加热而对基底造成的损伤。

此外,玻璃融料组分的熔料可以选择为具有足够小的中数直径(D50),以可靠地流过喷墨打印机的喷墨头并由喷墨打印机的喷墨头喷射。对于在喷墨头和其它喷墨打印机部件中具有较大开口或通道的喷墨打印机而言,可以选择具有小于10微米的D50的熔料。具有较小开口或通道的其它喷墨打印机可容纳D50小于3微米的熔料。

另外,玻璃熔料组分的熔料可以被选择为具有与要施加可辐射固化油墨组合物的基底相匹配的热膨胀系数(CTE)。在一些实施方案中,玻璃熔料选择具有与基底的CTE基本相同的CTE的熔料。例如,当基底是玻璃时,可以选择CTE小于百万分之十二/摄氏度(ppm/℃)的熔料,并且优选小于9ppm/℃的熔料。当熔料的CTE与基底不能充分匹配时,由于基底在窑中烧制以及熔料和基底以不同的速率膨胀,图像质量将受到影响,从而对图像质量产生负面影响。

发色团组分是包括发色团组分的油墨组合物的实施方案的主要着色剂,该发色团组分基于在基底处理期间所使用的温度等来进行个性化。例如,玻璃基底可能需要回火,其需要在放置于窑中之后被加热到某一高温,例如625-750℃。发色团组分可以包括无机颜料,对该无机颜料进行个性化以在其与玻璃、陶瓷或金属基底融合后,获得或保持期望的颜色。在一些实施方案中,发色团组分包括可在高达800℃下保持颜色性能的无机颜料,例如金属氧化物颜料。

可用作承载玻璃熔料组分和/或发色团组分的载体的UV可固化组分,可基于油墨组合物的所需的性质来进行个性化,例如固化后油墨组合物的所需硬度、当施加油墨组合物的基底被加热以使油墨组合物与基底融合时,UV可固化组分“燃尽(burn off)”的能力等。作为一个示例,UV可固化组分可进行个性化以促进油墨组合物由喷墨头喷射,在几种实施方案中该油墨组合物包括玻璃熔料组合物和/或发色团组合物。这种个性化可以包括使UV可固化组分个性化以实现油墨组合物的期望粘度、表面张力等。作为另一个示例,UV可固化组分可进行个性化以实现期望的燃尽,例如通过向UV可固化组分中加入氧以增强固化油墨在例如窑中烧制期间的燃尽。例如,通过向UV可固化组分中加入含有所需量的氧的单体,可以将氧加入到UV可固化组分中。

此外,油墨组合物的一些实施方案使得油墨组合物能够在玻璃、陶瓷或金属基底上分层。在一些实施方案中,油墨组合物A用于每个油墨组合物层。在这样的实施方案中,几种油墨组合物层可以使用相同的油墨组合物A,或者可以是油墨组合物A的不同配方。油墨组合物A的配方可以不同于几种方式中的任何一种。例如,可以改变发色团和/或玻璃熔料组分以改变油墨组合物的颜色,可以改变UV可固化组分的配方以实现油墨配方的所需粘度等。

在其他实施方案中,油墨组合物B用于一些油墨组合物层,而油墨组合物C用于其他油墨组合物层。在这些实施方案中,可以对层的几种组合进行分层。例如,可以首先施用油墨组合物B,接着施用油墨组合物C,接着再施用油墨组合物B等。在一些实施方案中,所有三种类型的油墨组合物类型都可以进行分层。例如,可以首先施用油墨组合物A,接着施用油墨组合物C,接着再施用油墨组合物B等。在施用下一层油墨组合物之前,油墨组合物的每个施用层可以通过暴露于辐射进行固化。

油墨组合物的分层可能是期望的,例如,在图像后面提供背景,如通过在图像后面放置白色背景来增强顶层油墨的颜色性能,通过在两层之间放置颜色增强层来增强油墨层的颜色性能,如通过在两个彩色层之间放置白色层来实现所施用的油墨表面的期望光泽度或纹理等等。

如前所述,当一些油墨被施用到无孔表面上时,油墨可能不能很好地固定到表面上。因此,当将第一层油墨施用到表面上以形成图像,并且将第二层油墨施用到表面上时,这两层油墨会一起渗出,从而损害图像的质量。当在施用下一层油墨组合物之前固化每一个施用的油墨组合物层时,该问题可得到缓解。当在施用下一层之前固化每一个施用的油墨组合物层时,每个固化的施用层则具有基本上防止其它施用的油墨组合物层一起渗出的机械强度。

油墨组合物

可辐射固化喷墨油墨组合物的一些实施方案以最小的辐射曝露快速固化,使得能够在玻璃、陶瓷或金属基底(例如,在瓶子上)上高速印刷图像。固化后,油墨机械性坚固,并牢牢地固定在表面上,在许多玻璃、陶瓷或金属基底上具有优异的性能,大大地扩大了油墨的应用范围,大大地提高了处理基底的能力而不会损坏固化的油墨。

如前所述,这里所引入的油墨组合物的一些实施方案,例如油墨组合物A、B和C,包括UV可固化组分、玻璃熔料组分和/或发色团组分。

玻璃熔料组分

玻璃熔料组分包括低温玻璃熔料,并以预定的浓度添加到油墨组合物中。预定的浓度可以在油墨组合物重量的0%至70%之间,优选在油墨组合物重量的20%至45%之间。玻璃熔料组分中所使用的玻璃熔料是熔点在450℃至750℃之间的低温玻璃熔料。玻璃熔料可以个性化以满足玻璃、陶瓷或金属基底的加热要求。例如,在一些实施方案中,选择玻璃熔料以获得小于550℃的熔点,而在另一些实施方案中,选择玻璃熔料以获得小于750℃的熔点,并且在其他实施方案中,选择玻璃熔料以获得600℃至750℃之间的熔点。

在一些实施方案中,玻璃熔料组分进行个性化以使烧制时间为5分钟至40分钟,其中烧制时间足以使玻璃熔料组分的玻璃熔料与基底融合。在其它实施方案中,玻璃熔料组分进行个性化以使得烧制时间为5至10分钟。适当选择玻璃熔料以获得所需的熔点,以使得油墨组合物的玻璃熔料能够在足够低的温度下熔化并与下面的基底融合,在该足够低的温度下融合过程可以发生,并且基底不会被该融合过程损坏。

在一些实施方案中,玻璃熔料进行个性化以具有热膨胀,该热膨胀基本上匹配要在其上施用油墨组合物的基底的热膨胀。实现这种热膨胀的玻璃熔料的个性化有利于玻璃熔料与基底有效地融合。此外,当玻璃熔料具有与要在其上施用油墨组合物的基底不同的热膨胀时,该玻璃熔料在加热时可在熔融前在基底上四处移动,并且可能不与基底有效融合,这会降低所印刷的图像的分辨率或耐久性。

在一些实施方案中,玻璃熔料包括二氧化硅。二氧化硅可与熔剂(例如铋、硼、锌、钠、钾、氟、钙、镁、铝、钛、锆等)掺杂在一起,并且熔剂可进行个性化以获得玻璃熔料组分或油墨组合物所需的熔点或其它特性。油墨组合物的实施方案可以包括AsF-1094,其是可从日本东京朝日玻璃公司(Asahi Glass Co.)获得的玻璃熔料。在一些实施方案中,玻璃熔料是无铅的。玻璃熔料组分的一些实施方案包括(以原子百分比计):0:40-90%、Si:1-30%、B:0-50%、Bi:0-30%、F:0-15%、Na/K/Ca/Mg:0-30%、Al:0-5%、Zn:0.5-30%、Ti:0-5%、Zr:0-15%、其他0-30%。

熔料组分的熔料可以进行个性化以便于油墨组合物可靠地流过喷墨头并由喷墨头喷射。喷墨头带有多种尺寸的喷嘴开口。为了便于在具有大喷嘴的喷墨头中可靠地使用油墨组合物,熔料可以个性化为小于10微米的D50。为了便于在具有小喷嘴的喷墨头中可靠地使用油墨组合物,熔料可以个性化为小于3微米的D50。熔料组分的熔料可以包括发色团,在这种情况下,熔料可以用作油墨组合物的着色剂。

一旦被施用到玻璃、陶瓷或金属基底上,通过暴露于UV辐射进行固化,并且通过加热到预定的温度而与基底融合,油墨组合物在物理上变成下面基底的一部分,使得油墨组合物的去除可以包括去除与油墨组合物相融合的基底的部分。

发色团组分

发色团组分是油墨组合物的主要着色剂,并且可以包括一种或多种无机发色团,例如颜料、彩色玻璃熔料等。当添加到油墨组合物中时,发色团组分以预定的浓度添加到油墨组合物中,该预定的浓度可以为油墨组合物重量的5%至70%,优选为油墨组合物重量的10%至50%。在油墨组合物不着色的实施方案中,例如当油墨组合物用于提供透明涂层时,油墨组合物可以具有0%的发色团组分(例如,油墨组合物B的一些配方)。在一些实施方案中,为了平衡熔料融合到下面的基底中以及辐射固化油墨的颜色的强度,熔料与颜料的质量比在1.5∶1和3∶1之间。

发色团组分的发色团可以进行个性化以便于油墨组合物可靠地流过喷墨头并由喷墨头喷射。为了便于在具有大喷嘴的喷墨头中可靠地使用油墨组合物,发色团可以个性化为小于10微米的D50。为了便于在具有小喷嘴的喷墨头中可靠地使用油墨组合物,发色团可以个性化为小于3微米的D50。

在将油墨组合物施用到玻璃、陶瓷或金属基底上,并将油墨组合物暴露于UV辐射以固化或固定(pin)(即固定(fix))油墨组合物之后,对基底进行。在一些实施方案中,使用UV辐射以固定(pin)油墨组合物是可选择的。UV辐射可以是由例如UV灯发射的辐射。基于基底材料,基底可被加热到500℃至800℃以使油墨组合物与基底融合。在一个实施方案中,基底被加热到600℃至700℃以对基底进行,例如回火、弯曲或加强。在熔融时,玻璃熔料组分的玻璃熔料熔化并与基底结合在一起。

玻璃熔料进一步承载发色团组分的发色团,发色团组分也和玻璃熔料一起与基底相融合。发色团可以根据基底要被加热到的温度进行个性化,以保持颜色性能。例如,当熔融需要500℃至800℃之间的温度时,发色团可以进行个性化以在该温度范围内保持颜色性能。在一些实施方案中,发色团进行个性化以在500℃至800℃之间保持颜色性能5分钟至40分钟。

当发色团在选定温度下保持所需颜色时,发色团在选定温度下才保持颜色性能。发色团颜色的示例包括黑色、白色、棕色、粉红色、黄色、蓝色、红色和青色等。发色团可以包括以下元素中的任何一种,其可以用作发色团的着色剂:钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、钇(Y)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、银(Ag)、铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)、铂(Pt)、金(Au)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镨(Lu)、锗(Ge)、砷(As)、硒(Se)、锡(Sn)、硫(S)、磷(P)、锑(Sb)、碲(Te)、铅(Pb)、铋(Bi)、铀(U)。油墨组合物的实施方案可包括发色团,例如Co/Al颜料,其可从俄亥俄州西切斯特镇的Shepherd Color公司获得。

UV可固化组分

UV可固化组分是在暴露于UV辐射时进行聚合的UV可固化载体,其引发油墨组合物固化并固定到下面的基底上。UV可固化组分以预定的浓度添加到油墨组合物中,该预定的浓度可以是油墨组合物重量的30%至95%,优选为油墨组合物重量的40%至60%。在一些实施方案中,UV可固化组分主要或基本上完全由有机组分组成。

UV可固化组分可以由单体、低聚物、光引发剂、分散剂或添加剂等中的任何一种组成。UV可固化组分可用于几种目的中的任一种。例如,UV可固化组分可用作载体以承载发色团组分或熔料组分,用于将油墨组合物喷射到基底上。作为另一个示例,当聚合由UV辐射激活时,UV可固化组分可将发色团或熔料组分与基底持久地结合在一起。这种结合有利于在进一步处理过程中处理基底,例如在基底进行包装或被运输至窑中烧制时。

UV可固化组分可以包括一种或多种光引发剂,该光引发剂响应于暴露于UV辐射,例如暴露于UVA(320-400nm波长)、UVB(280-320nm波长)、UVC(200-280nm波长)、UVV(400-450nm波长)等,而引发UV可固化组分的聚合。

本文所述的油墨组合物的一些实施方案是通过这样的配方而实现的,该配方在暴露于一个或多个预定带宽的预定量的UV辐射时,使得每种油墨颜色的墨滴具有均匀的扩展速率,这允许在固化油墨上实现受控的表面拓扑结构(surface topology)。由于不同发色团可以具有不同的UV吸收特征(UV absorption signatures),所以每种油墨颜色的固化速率可不同于其他颜色。这种固化速率的差异可以表现为油墨颜色上不同的墨滴扩展。

因为每个发色团在UV范围内可具有独特的吸收特征,并且因为每个发色团,因此,在UV范围内的一个或多个带宽上与光引发剂竞争,该UV范围内的一个或多个带宽对发色团或包含发色团的油墨组合物吸收UV能量而言是特定的,所以特定的发色团本身和/或包含该特定的发色团的油墨组合物的吸收特征是在对UV可固化组分个性化时所要考虑的重要因素,对UV可固化组分个性化以在暴露于UV辐射以用于固定(pinning)或固化时能在不同颜色的油墨上实现均匀的墨滴扩展。

因此,通过调整油墨组合物中UV可固化组分的成分和浓度当中的一者或两者以与发色团和所得油墨组合物中的一者或两者的吸光度特征相适应,可以系统地制备不同颜色的油墨,其中油墨颜色上的墨滴扩展基本均匀,从而产生更高分辨率的图像。此外,基底相对于UV辐射源的移动速度可以是个性化的,以获得暴露于所需量的UV辐射。在一些实施方案中,基底相对于UV辐射源的移动为每分钟10至70英尺。

油墨组合物可以包括多种化学物质。在油墨组合物中共享功能或性质的物质统称为组分。如本文所使用的,官能团是指具有不饱和碳-碳基团的化合物,其可以在固化过程中通过暴露于辐射而进行聚合以形成油墨膜。

UV可固化组分可以进行个性化,例如通过选择或添加添加剂、单体、低聚物、光引发剂、分散剂等中的任何一种来获得用于油墨组合物的某些特点、特性等。例如,为了能够通过喷墨头有效地喷射油墨组合物,油墨组合物的一些实施方案个性化为在喷射温度下具有5至45厘泊(cP)的粘度,在喷射温度下优选范围在2至20cp之间。UV可固化组分可进行个性化以促进油墨组合物的期望粘度。作为另一个示例,为了能够通过喷墨头有效地喷射油墨组合物,油墨组合物的一些实施方案个性化为具有20至50毫牛/米(mN/m)的表面张力,优选范围在24至34mN/m之间。UV可固化组分可进行个性化以促进油墨组合物的期望表面张力。

在一些实施方案中,UV可固化组分进行个性化,使得当油墨组合物暴露于UV辐射时所产生的聚合物具有类似于施用油墨组合物的基底的热膨胀。实现这种热膨胀的UV可固化组分的个性化有助于聚合物在加热基底期间能够保持固定到基底上。当聚合物的热膨胀与基底的热膨胀基本不匹配时,当基底被加热并以不同于聚合物的速率膨胀时,聚合物可能从基底分层。这种分层会防止熔料与基底有效融合,这会对所印刷的图像的分辨率或耐久性产生负面影响。聚合物的分层可通过增加聚合物的柔性来减少,这可以通过加入丙烯酸树脂来实现。在一些实施方案中,丙烯酸树脂以小于油墨配方重量的2%的浓度加入。

如前所述,当通过UV辐射来激活聚合时,UV可固化组分可以将油墨组合物的发色团或熔料组分与基底持久地结合在一起。在一些实施方案中,在加热基底以使熔料组分与基底融合期间,期望UV可固化组分部分或完全燃尽,只留下或主要留下熔料组分和发色团组分保留在基底上。在一些实施方案中,所期望的UV可固化组分的燃尽的特征在于,在加热基底和熔融油墨组合物之后,灰分含量为油墨组合物重量的5-70%,因为灰分含量是可辐射固化油墨的粘度、表面张力和干燥速率的关键决定因素。

UV可固化组分可进行个性化以实现所期望的燃尽。例如,可以将氧添加到UV可固化组分中,以增强固化油墨组合物的燃尽,例如在窑中烧制期间。此外,UV可固化组分可主要或甚至基本上完全由有机组分组成,以增强燃尽。有机组分可以占油墨组合物重量的30-95%,优选占油墨组合物重量的40-60%。此外,在加热基底和熔融油墨组合物之后留下的任何碳残留物都会影响油墨组合物的颜色性能。在一些实施方案中,基本上不存在加热后的碳残留物。例如通过上述方法,UV可固化组分可进行个性化以促进所期望的油墨组合物的加热后灰分含量或碳残留物。

此外,期望当UV可固化组分通过暴露于UV辐射而进行聚合时所产生的聚合物除了燃尽之外,还会避免随着高温而“流动”。当聚合物随着高温流动时,所印刷的图像的分辨率会降低,这是不希望的。UV可固化组分可进行个性化以促进所期望的UV可固化组分的“流动”(或者更准确地说,无“流动”)。例如,在通过UV辐射激活UV可固化组分的聚合之后而产生的聚合物流动时,UV可固化组分可以流动。当基底被加热至高温(例如600℃至800℃)时,聚合物可以流动。

单体组分

油墨组合物的实施方案可以包括单体组分,即例如线性单丙烯酸酯单体、环状单官能单体、芳族单官能单体、双官能丙烯酸酯单体、三官能丙烯酸酯单体、四官能/更高官能丙烯酸酯单体等。在一些实施方案中,单体组分包括氧,这是有利的,因为氧的可用性增强了单体的燃烧,这增强了固化油墨组合物的燃尽并减少了燃尽后的残余物,例如灰分。单体组分可以包括预定量的氧。

在一些实施方案中,丙烯酸树脂被添加到单体组分中,这是有利的,因为丙烯酸树脂在聚合之后(例如,在油墨组合物被UV固化之后)增强了油墨组合物的柔性。固化油墨组合物的这种柔性有助于减少固化油墨组合物从施用该油墨组合物的材料上分层。在一些实施方案中,丙烯酸树脂占油墨组合物的重量小于2%。

单体组分的示例包括脂环族丙烯酸酯单体(cycloaliphatic acrylate monomer);2(2-乙氧基乙氧基)丙烯酸乙酯(2(2-ethoxyethoxy)ethyl acrylate);丙烯酸四氢糠酯(tetrahydrofurfuryl acrylate);丙烯酸月桂酯(1auryl acrylate);2-苯氧基乙基丙烯酸酯(2-phenoxyethyl acrylate);丙烯酸异癸酯(isodecyl acrylate);丙烯酸单体(acrylic monomer);辛基癸基丙烯酸酯(octyldecyl acrylate);辛酯(octyl ester);丙烯酸十三烷酯(tridecyl acrylate);己内酯丙烯酸酯;(caprolactone acrylate)丙烯酸异冰片酯(isobornyl acrylate);环状三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯(cyclic trimethylolpropane formal acrylate);烷氧基化四氢糠基丙烯酸酯(alkoxylated tetrahydrofurfuryl acrylate);1,4-丁二醇单丙烯酸酯(1,4-butanediol monoacrylate);脂族脲烷丙烯酸酯(alip.ureth.acrylate);烷氧基化己二醇二丙烯酸酯(alkoxylated hexanedio1diacrylate);1,6己二醇二丙烯酸酯(1,6hexanedio1diacrylate);四甘醇二丙烯酸酯(tetraethylene glycol diacrylate);三甘醇二丙烯酸酯(triethylene glycol diacrylate);三丙二醇二丙烯酸酯(tripropylene glycol diacrylate);甲基戊二醇二丙烯酸酯(methypentanediol diacrylate);聚乙二醇(400)二丙烯酸酯(polyethylene glycol(400)diacrylate);二丙二醇二丙烯酸酯(dipropylene glycol diacrylate);(丙氧基化新戊二醇)二丙烯酸酯((Propoxylated Neopentyl Glycol)diacrylate esters);烷氧基化脂族二丙烯酸酯(alkoxylated aliphatic diacrylate);1,6-己二醇(E0)n二丙烯酸酯(1,6hexanediol(E0)n diacrylate);聚乙二醇300二丙烯酸酯(polyethylene glycol 300diacrylate);乙氧基化(20)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ethoxylated(20)trimethylolpropane triacrylate);乙氧基化(3)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ethoxylated(3)trimethylolpropane triacrylate);乙氧基化(6)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ethoxylated(6)trimethylolpropane triacrylate);乙氧基化(15)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ethoxylated(15)trimethylolpropane triacrylate);或丙氧基化(3)三丙烯酸甘油酯(propoxylated(3)glyceryl triacrylate)等。

低聚物组分

油墨组合物的实施方案可以包括低聚物组分,即丙烯酸化亚麻籽油低聚物;丙烯酸酯化聚酯低聚物;丙烯酸低聚物/单体混合物;脂族硅酮丙烯酸酯脂族聚氨酯丙烯酸酯低聚物;胺改性的聚醚丙烯酸酯低聚物;芳族聚氨酯丙烯酸酯;氯化聚酯;环氧化大豆油丙烯酸酯;与单体混合的环氧丙烯酸酯;环氧丙烯酸酯低聚物;与单体混合的环氧酚醛清漆丙烯酸酯(epoxy novolak acrylate blended with monomers);氟化丙烯酸酯低聚物;六官能聚氨酯丙烯酸酯;低粘度丙烯酸低聚物;低粘度芳族单丙烯酸酯;低粘度二丙烯酸酯低聚物;低粘度低聚物;低粘度三丙烯酸酯低聚物;改性环氧丙烯酸酯聚酯丙烯酸酯低聚物;硅化聚氨酯丙烯酸酯低聚物(siliconized urethane acrylate oligomer);三官能聚氨酯丙烯酸酯(trifunctional urethane acrylate);聚氨酯丙烯酸酯低聚物(urethane acrylate oligomer);聚氨酯丙烯酸酯/丙烯酸酯混合物(urethane acrylate/acrylic ester blend)等。

光引发剂组分

油墨组合物的实施方案可以包括光引发剂组分,即1-羟基-环己基-苯基-酮(1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone);2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮(2-hydroxy-2-methyl-1-pheny1-propan-1-one);双官能羟基苯乙酮(bifunctional hydroxyacetophenone);2-甲基-1[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙-1-酮(2-methyl-1[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-one);2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮-1(2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1);“2-二甲基氨基-2-(4-甲基-苄基)-1-(4-吗啉-4-基-苯基)-丁-1-酮”(“2-dimethylamino-2-(4-methyl-benzyl)-1-(4-orpholin-4-yl-phenyl)-butan-1-one“);二(2,4,6-三甲基苯甲酰)-苯基膦氧化物(bis(2,4,6-trimethylbenzoyI)-phenylphosphineoxide);2,4,6-三甲基苯甲酰-二苯基-膦氧化物(2,4,6-trimethylbenzoy1-dipheny1-phosphineoxide);2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基次膦酸酯(2,4,6-trimethylbenzoylphenyl phosphinate);异丙基硫杂蒽酮(isopropylthioxanthone);2,4-二乙基噻吨酮(2,4-diethylthioxanthone);4-苯基二苯甲酮(4-phenylbenzophenone);二苯甲酮(benzophenone);4-苯甲酰基-4′-甲基二苯基硫化物(4-benzoy1-4′-methyl diphenyl sulphide);苯基乙醛酸甲酯(phenyl glyoxylic acid methyl ester);2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮(2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one);低聚[2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙酮](oligo[2-hydroxy-2-methyl-1-[4-(1-methylvinyl)phenyl]propanone]);或2-羟基-4′-(2-羟基乙氧基)-2-甲基-苯丙酮(2-hydroxy-4′-(2-hydroxyethoxy)-2-methy1-propiophenone)等。油墨组合物的实施方案可以包括利用或需要胺作为共引发剂的光引发剂组分,例如,以促进或使得光引发剂组分在暴露于UV辐射时导致聚合反应的激活。胺可以是来自Allnex美国有限公司(乔治亚州,阿法乐特)的名称为Ebecryl 7100,Ebecryl P-115,Ebecryl P-104或Ebercryl LED 02,或来自RAHN美国公司(伊利诺伊州,奥罗拉)的名称为Genomer 5161,Genomer 5142,Genomer 5275或Genomer 5271,或来自SARTOMER美国有限责任公司(宾夕法尼亚州,埃克斯顿)的名称为CN 371,CN 383或CN 386,或来自IGM Resins美国有限公司(北卡罗来纳州,夏洛特)的名称为Photomer 4967,Photomer 4771,Photomer 4250,photomer 4775或Photomer 5006,或来自Miwon北美有限公司(宾夕法尼亚州,埃克斯顿)的名称为Photocryl A101或Photocryl A102中的任何一种。

添加剂组分

实施方案可进一步包括一种或多种添加剂组分。油墨组合物中可包括多种添加剂,包括表面活性剂、流平添加剂、稳定剂、分散剂、抑制剂等中的任一种。油墨组合物的实施方案可包括分散剂组分,该分散剂组分是来自BYK-Chemie GmbH(韦塞尔,德国)的Disprbyk 111或Disprbyk 180中的任一种。油墨组合物的实施方案可包括抑制剂,该抑制剂是来自RAHN美国公司(伊利诺伊州,奥罗拉)的Genorad 16;来自巴斯夫公司(新泽西州,弗洛姆公园)的UV-22;来自Kromachem有限公司(新泽西州,法明戴尔)的Florstab UV-1或UV-8;吩噻嗪(Phonothiaine);来自sartmer Americas(宾夕法尼亚州,埃克斯顿)的CN 3216;对苯二酚;叔丁基儿茶酚等中的任一种。油墨组合物的实施方案可包括添加剂,该添加剂是来自BYK美国有限公司(华盛顿州,沃林福德)的BYK 307、BYK UV-3510、BYK UV-3570等;或来自Evonik公司(弗吉尼亚州,里士满)的Tego Rad 2100、Tego Rad 2200N等中的任一种。

涂覆层(FINISH)

在油墨组合物与玻璃、陶瓷或金属基底融合之后,油墨组合物的实施方案可具有多种涂覆层(finishes)中的任何一种。例如,油墨组合物可进行个性化以提供光亮涂覆层(例如,70%或更高的光反射率)、无光涂覆层(例如,低于70%的光反射率,优选低于40%)、透明涂覆层(例如,高于80%的光透射率)、不透明涂覆层(例如,低于20%的光透射率,优选低于5%)、金属效果涂覆层等。光亮涂覆层可以是不透明光亮涂覆层、透明光亮涂覆层等。不透明光亮涂覆层是指色彩鲜艳但不透明,且外观光亮的涂覆层。不透明无光涂覆层是色彩鲜艳但不透明,且外观为无光的涂覆层。透明光亮涂覆层是指色彩鲜艳、具有高净度的透明性且外观光亮的涂覆层。半透明无光涂覆层是色彩鲜艳、透光度高、但不透明且具有缎面涂覆层外观的涂覆层。金属效果涂覆层是反射性的且具有金属外观的涂覆层。涂覆层的性能可以通过多种可测量的特性进行表征,例如颜色、不透明度、光泽度、反射率、净度等。

多种组分可进行个性化以获得所需的涂覆层。例如,熔料的组成可进行个性化、发色团的组成可进行个性化、熔料或发色团的粒度可进行个性化、熔料与发色团的比例可进行个性化,可使用彩色熔料、印刷方法可进行个性化、烧制过程可进行个性化等。在一个示例中,油墨组合物B层被施用为油墨组合物的多个施用层的顶层,以获得所需的表面光泽度或纹理。

应用

图1是根据几种实施方案的用于将可辐射固化的喷墨油墨施用到玻璃、陶瓷或金属基底上的喷墨打印系统的示意图。虽然图1的喷墨打印系统被设计为在平坦的基底上打印,但是喷墨打印系统的其他实施方案可以在弯曲的基底上打印,该弯曲的基底包括多种形状的基底,例如瓶子、挡风玻璃、花瓶等。图1的实施方案的喷墨打印系统100是单程辊对辊喷墨打印机(a single pass rollto rollinkjet printer)。喷墨打印系统100将基底150从基底保持器131a移动到基底保持器131b,其中基底150在一个或多个打印头104以及一个或多个UV辐射发射器126下方通过,基底150可以是玻璃、陶瓷或金属,并由压板134(其可以包括压板134表面上的辊)支撑。在一些实施方案中,基底150以每分钟10英尺至70英尺的速度移动经过UV辐射发射器126,以促进油墨组合物的适当固化。打印头104包括用于将从油墨存储器102获得的油墨组合物160喷射到基底150上的喷墨头。在一些实施方案中,喷墨打印系统被设计为使得诸如基底150的基底保持在固定位置,并且使得诸如打印头104的打印头在二维甚至三维上移动,以便定位打印头,以在基底上有效地喷射油墨组合物。

因为打印质量受油墨墨滴106的尺寸以及喷射油墨组合物所需的距离(即打印头104的喷墨头与基底150之间的距离)的影响,所以能够在三维上移动打印头104在某些应用中是重要的,例如当将油墨组合物施用到不平坦的表面上时。打印头104和基底150之间的距离可基于基底150的材料。例如,由于玻璃表面光滑而陶瓷表面粗糙(与玻璃表面相比),当基底150是陶瓷时,打印头104和基底150之间的距离可能需要大于基底150是玻璃时的距离。喷墨打印系统100还包括控制器110、包含油墨组合物160的油墨存储器102、编码器116、固定(pinning)/固化控制器128、油墨系统108、辊马达135以及驱动机构136。

控制器110,其包括处理器、存储器等,可以控制喷墨打印系统100的多种组件。输入112可以是,例如,包括光栅数据,并且包括固定(pinning)/固化数据的文件,该光栅数据用于控制从打印头104发射的油墨,该/固化数据用于控制UV辐射发射器126的功率以及基底支架131b和131c移动基底150经过UV辐射发射器126和打印头104的速度。控制器110可以向编码器116发送用于控制基底支架131b和131c的移动的指令,该编码器116可以将指令转换成控制信号以控制辊马达135,使得辊马达135引发驱动机构136带动打印基底支架131b和131c以期望的速度和期望的方向进行旋转。控制器110可以向固定(pinning)/固化控制器128发送用于固定或固化油墨的指令,该固定/固化控制器128可以将指令转换成控制信号,该控制信号引发UV辐射发射器126以被调谐为固定和固化由打印头104所施用的油墨的功率水平来输出UV辐射。

控制器110可以读取经由包含光栅数据的输入信号112所接收到的文件,并且可以将光栅数据转换成用于油墨系统108的指令,该油墨系统108可以将指令转换成控制信号,该控制信号引发打印头104将油墨墨滴106喷射到基底150的表面上。打印头104可以从油墨保持器102获得油墨组合物160。控制器110还可以控制基底150移动经过UV辐射发射器126和打印头104的速度。

图2是示出根据多种实施方案的用于在金属、陶瓷或金属基底上印刷多层油墨的过程的流程图。虽然图2示出了用于将两层油墨施用到基底上的过程,但是图2的过程可以被拓展以施用任意数量的油墨层。将使用图1的喷墨打印系统100和图3的示例来描述图2中实施的过程。操作者将玻璃、金属或陶瓷基底(例如图1的基底150)装载到基底保持器131a上,并推动基底直到基底保持器131b和131c能够抓取基底(步骤202)。基底150可以是图3的基底305a-e中的任一个。喷墨打印系统100的控制器110经由输入信号112接收图像文件(步骤204)。光栅数据定义了将由喷墨打印系统100打印在基底上的图像的打印模式。定义打印模式的指令可以控制由作为喷墨打印头的打印头104在产品标签的多个像素位置喷射的油墨的量以及类型。

喷墨打印头可以喷射一滴或多滴油墨以获得所期望的像素外观。光栅数据可以定义每滴油墨应该喷射的位置、每滴将要喷射的油墨的量、将要喷射的每滴油墨的配方/颜色等。在一些实施方案中,为了获得某一颜色,喷墨打印机可以以不同的量喷射多种油墨的墨滴,以混合各个墨滴的颜色以形成所需的颜色。例如,喷墨打印机可以以不同的限定量来喷射青色、品红色、黄色、黑色、红色、绿色、蓝色或黑色的墨滴,以获得所需的颜色,例如获得像素所需的紫色阴影。

喷墨打印系统100,例如经由喷墨打印头104a,向基底150的表面施用油墨层(步骤206)。喷墨打印系统100可以为每个像素喷射一滴或多滴油墨,并且每个墨滴可以是不同类型/颜色/量/组成/配方/等的油墨。由喷墨打印系统100打印的油墨层可以是例如图3的油墨310。控制器110基于图像文件的光栅数据,向喷墨打印系统100的多个组件发送控制信号,以使油墨层被打印出来,从而形成图像。通过各个墨滴的喷射而形成的图像可以是任意图像,例如人的面部图像、物体的图像等。

例如,控制器110基于图像文件的光栅数据向油墨系统108发送指令,该油墨系统108将指令转换成发送到打印头104的控制信号。打印头104将油墨墨滴106喷射到基底150上,以将图像打印到基底150的表面上。每个打印头可以打印不同类型/颜色/配方/组成/等的油墨或相同类型/颜色/配方/组成/等的油墨。在包含多个打印头的一些实施方案中,每个打印头可以打印不同或相同类型/颜色/配方/组成/等的油墨。例如,打印头104a可以喷射第一油墨组合物,例如图3的油墨310,而打印头104b可以喷射第二油墨组合物,例如图3的油墨311。此外,在基底150单程通过喷墨打印系统100期间,第一油墨组合物和第二油墨组合物都可以被喷射(并由UV辐射发射器126a和126b进行UV固化)。

控制器110也基于光栅数据,使打印头104进行精确定位以用于所打印的每个像素。打印头104被安装在打印头组件上,该打印头组件可基于来自控制器110的指令,使打印头在基底150上来回移动,以在第一方向上(该第一方向垂直于基底保持器131b和131c移动基底105的方向)控制位置。基底保持器131b和131c可在打印头104下方沿第二方向来回移动基底150。通过控制第一方向上的打印头104和第二方向上的基底150的位置,控制器110可使得每个像素被打印在精确的位置处。在一些实施方案中,打印头处于固定的位置处,并且基底150以单程(无标引(non-indexing))模式被传送通过打印头。

为了在喷射之后稳定油墨,控制器110向固定(pinning)/固化控制器128发送指令,以使UV辐射发射器126在施用每层油墨之后固定或固化油墨(步骤210)。例如,UV辐射发射器126a可以固定或固化由打印头104a所喷射的第一油墨组合物,而UV辐射发射器126b可以固定或固化由打印头104b所喷射的第二油墨组合物。固定(pinning)/固化控制器128可通过向UV辐射发射器126发送信号来固定或固化油墨,该信号使得UV辐射发射器126发射足够强度或功率的UV辐射以固定或固化油墨,这能控制或制止油墨墨滴106在落到基底150上之后的扩展。

在施用第一层油墨并将其固定或固化之后,可以施用第二层油墨。在一些实施方案中,第一层油墨和第二层油墨都是在基底150通过喷墨打印系统100的相同行程期间被喷射出来。在其他实施方案中,基底150每通过一次喷墨打印系统,就喷射一层油墨。基底150每次通过喷墨打印系统可以是通过相同的喷墨打印系统、通过不同的喷墨打印系统等。步骤212、214和216分别与步骤206、208和210基本相同。

在步骤218中,操作者从喷墨打印系统100中移除基底150,并将基底放置在例如窑中以加热基底。基底被加热到使油墨融合到基底150中的温度,例如通过油墨的玻璃熔料熔化并与基底150融合。

尽管图2示出了将两层油墨施用到基底上的过程,但是图2的过程可以通过对每个附加的油墨层重复步骤212-216而拓展到任意数量的层。例如,步骤206-210可用于将油墨306施用到基底305a上,并且步骤212-216可以重复以将油墨307和308施用到基底305a上。此外,在每个油墨施用步骤(例如,步骤208、步骤214)中所施用的油墨组合物可以是前述油墨组合物中的任一种等。例如,多个油墨层中的每一层可以是油墨组合物A、油墨组合物B或油墨组合物C等中的任一种。

图3是根据几种实施方案的在基底上印刷有多层的玻璃、陶瓷或金属基底的五个示例的图示。在第一示例中,图2的过程用于将三层油墨,油墨306、油墨307和油墨308施用到基底305a上。油墨层可以由多滴油墨形成,每滴油墨可由喷墨打印头喷射。尽管图3的五个示例中的每一个的每个油墨层的油墨的颜色和组成相同,但是每个油墨层的每滴油墨可以是不同的颜色/类型/量/配方/组成等。

在施用下一层油墨之前,每层油墨通过暴露于UV辐射进行固化。在该示例中,油墨306-308中的每一个都是油墨组合物A的配方。油墨306和308包括将油墨染成蓝色的发色团组分,油墨307包括将油墨染成白色的发色团组分。通过在彩色油墨(例如油墨308)的后面提供白色背景(例如油墨307),可以增强彩色油墨的颜色。在该示例中,蓝色油墨308的颜色通过赋予白色油墨307的背景而增强。在另一示例中,油墨308形成人的面部图像的一部分,通过赋予白色油墨307的背景来增强人的面部图像(其是由与油墨308相同的油墨层的一部分的多滴油墨形成,但在图3的图示中未示出)。

此外,当基底305a是透明基底(例如玻璃基底)时,当从基底的相对一侧透过透明基底进行观察时,油墨306是可见的。在这种情况下,蓝色油墨306的颜色也通过赋予白色油墨307的背景而得到增强。

在第二至第四示例中,图2的方法用于施用油墨组合物B和油墨组合物C的交替层。在第二示例中,使用图2的方法将油墨310(其是油墨组合物C的配方)施用到基底305b上,并将油墨311(其是油墨组合物B的配方)施用到基底305b上。在第三示例中,使用图2的方法将油墨315(其是油墨组合物B的配方)施用到基底305c上,并将油墨316(其是油墨组合物C的配方)施用到基底305c上。在第四示例中,使用图2的方法将油墨320(其是油墨组合物C的配方)施用到基底305d上,将油墨321(其是油墨组合物B的配方)施用到基底305d上,并将油墨322(其是油墨组合物C的配方)施用到基底305d上。

如第二至第四示例所示,通过施用多层几种油墨配方,可以获得多种不同外观的最终产品。多种颜色强度、表面光泽度、表面纹理等的最终产品,可以使用油墨组合物的多种组合来获得。作为一个示例,作为包括UV可固化组分和发色团组分的油墨组合物B的配方的油墨层可具有更高浓度的颜料,这可以允许更强或更单纯的颜色。作为另一个示例,作为包括UV可固化组分和熔料组分的油墨组合物C的配方的油墨层,可用于改变表面纹理或外观。

在一些情况下,当顶部油墨层是油墨组合物C的配方时,如在第三和第四示例中所示,可以基于油墨配方的个性化来增强表面,例如以使表面光滑,无光泽等。在一些情况下,当顶层是油墨组合物B的配方时,如在第二示例中所示,也可以增强表面,例如通过使颜色强烈或采用纯色。此外,第二至第四示例中的油墨组合物C的每种配方的熔料组分可有助于那些示例的发色团组分的颜料与基底相融合。

在第五示例中,使用图2的方法来施用油墨325(其是油墨组合物A的配方),以及施用油墨326(其是油墨组合物C的配方)。油墨组合物C的配方可进行个性化以获得所需的表面特征,并控制最终产品的外观。例如,油墨组合物C的配方可进行个性化,以获得光滑的涂覆层、无光的涂覆层、平滑的纹理、较为粗糙的纹理等。从上述示例中应该显而易见的是,多种类型和配方的油墨组合物能以多种顺序施用到基底上,以获得所需的基底的外观,光泽度,纹理等。

图4是示出处理设备400的示例的高级框图,该处理设备400可以表示以上所述的任何设备,例如控制器110、固定(pinning)/固化控制器128、油墨系统108等。这些系统中的任一个都可以包括两个或多个处理设备,例如图4中所示,它们可以通过网络或多个网络彼此耦合。网络可被称为通信网络。

在所示的实施方案中,处理系统400包括一个或多个处理器402、存储器404、通信设备406和一个或多个输入/输出(I/0)设备408,它们都通过互连410彼此耦合。互连410可以是或包括一个或多个导电线路、总线、点对点连接、控制器、适配器和/或其他常规的连接设备。每个处理器402可以是或包括,例如,一个或多个通用可编程微处理器或微处理器核心、微控制器、专用集成电路(ASIC)、可编程门阵列等,或这些设备的组合。处理器402控制处理设备400的整体操作。存储器404可以是或包括一个或多个物理存储设备,其可以是以下形式:随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)(其可以是可擦除的且可编程的)、闪存、微型硬盘驱动器或其他合适类型的存储设备、或这些设备的组合。存储器404可以存储配置处理器402以根据上述技术执行操作的数据和指令。通信设备406可以是或包括,例如,以太网适配器、电缆调制解调器、Wi-Fi适配器、蜂窝收发器、蓝牙收发器等,或它们的组合。取决于处理设备400的特定性质和目的,I/0设备408可以包括诸如显示器(其可以是触摸屏显示器)、音频扬声器、键盘、鼠标或其他定点设备、麦克风、照相机等设备。

除非与物理可能性相反,否则可以设想(i)上述方法/步骤可以以任何顺序和/或以任何组合来执行,并且(ii)各个实施方案的组件可以以任何方式进行组合。

以上所介绍的技术可通过由软件和/或固件进行编程/配置的可编程电路来实现,或完全通过专用电路来实现,或通过这些形式的组合来实现。这种专用电路(如果有的话)可以是以下形式:例如,一个或多个专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑设备(PLDs)、现场可编程门阵列(FPGAs)等。

为实现本文所介绍的技术的软件或固件可被存储在机器可读存储介质上,并且可以由一个或多个通用或专用可编程微处理器来执行。本文中所使用的术语“机器可读介质”包括能够以机器(该机器可以是,例如,计算机、网络设备、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、制造工具、具有一个或多个处理器的任何设备等)可访问的形式来存储信息的任何机制。例如,机器可访问介质包括可记录/不可记录介质(例如,只读存储器(ROM)、随机存取存储器、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备等)等。

请注意,除非以上可能另有说明,或任何这样的实施方案在功能和/或结构上可能达到相互排斥的程度,否则以上所述的任何以及所有的实施方案可以彼此组合。

正如熟悉本领域的人员将会理解的那样,油墨组合物可以以其它特定的形式来实施,而不背离其精神或基本特性。同样,构件、特征、属性和其他方面的特定命名及划分并非强制性的或重要的,而且实现几种实施方案或其特征的机制可具有不同的名称、划分和/或格式。因此,本公开旨在说明油墨组合物的范围,而非限制油墨组合物的范围,该范围在以下权利要求中阐述。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种紫外线(UV)可辐射固化的熔料基喷墨油墨组合物,其用于由喷墨打印机施用到玻璃、陶瓷或金属上,所述喷墨油墨组合物包括:

以预定的浓度存在于所述喷墨油墨组合物中的玻璃熔料组分,该玻璃熔料组分的熔点小于750摄氏度(℃),并且中值直径(D50)小于10微米,

其中所述玻璃熔料组分被个性化以在所述喷墨油墨组合物通过喷墨打印机被施用到所述玻璃、陶瓷或金属基底上以及所述喷墨油墨组合物被加热到高于所述玻璃熔料组分的熔点且低于所述玻璃、陶瓷或金属基底的熔点的温度之后,与所述玻璃、陶瓷或金属基底相融合;;

以预定的浓度存在于所述喷墨油墨组合物中的发色团组分,该发色团组分被个性化以在被加热至500℃并加热5分钟后保持颜色性能,

其中所述发色团组分包括无机颜料,该无机颜料被个性化以在与所述玻璃、陶瓷或金属基底融合后获得选定的颜色;和

以预定的浓度存在于所述喷墨油墨组合物中的紫外线(UV)可固化组分,该紫外线(UV)可固化组分被个性化为所述喷墨油墨组合物的UV吸收特征,以在所述喷墨油墨组合物通过所述喷墨打印机被施用到玻璃、陶瓷或金属上之后,当暴露于UV辐射时引起聚合的激活,

其中所述UV可固化组分被个性化以促进所述玻璃熔料组分和所述发色团组分作为所述喷墨油墨组合物的一部分由喷墨打印机的喷墨头喷射。

2.根据权利要求1所述的喷墨油墨组合物,其中所述玻璃熔料组分具有小于550℃的熔点,其促进所述玻璃熔料组分在低于所述玻璃、陶瓷或金属基底的熔点的温度下熔化。

3.根据权利要求1所述的喷墨油墨组合物,其中所述发色团组分被个性化以在被加热至800℃并加热40分钟后保持颜色性能。

4.根据权利要求1所述的喷墨油墨组合物,其中所述玻璃熔料组分占所述喷墨油墨组合物重量的20-45%。

5.根据权利要求1所述的油墨组合物,其中所述UV可固化组分包括光引发剂组分,并且其中所述光引发剂组分包括以下任一种:

1-羟基-环己基-苯基-酮(1-hydroxy-cyclohexy1-pheny1-ketone),

2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮(2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one),

双官能羟基苯乙酮(bifunct ional hydroxyacetophenone),

2-甲基-1[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙-1-酮(2-methy1-1[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-one),

2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1(2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1),

2-二甲基氨基-2-(4-甲基-苄基)-1-(4-吗啉-4-基-苯基)-丁-1-酮(2-dimethylamino-2-(4-methyl-benzyl)-1-(4-orpholin-4-yl-phenyl)-butan-1-one),

二(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基膦氧化物(bis(2,4,6-trimethylbenzoyI)-phenylphosphineoxide),

2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-膦氧化物(2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphineoxide),

2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基次膦酸酯(2,4,6-trimethylbenzoylphenyl phosphinate),

异丙基硫杂蒽酮(isopropylthioxanthone),

2,4-二乙基噻吨酮(2,4-diethylthioxanthone),

4-苯基二苯甲酮(4-phenylbenzophenone),

二苯甲酮(benzophenone),

4-苯甲酰基-4′-甲基二苯基硫化物(4-benzoy1-4′-methyl diphenyl sulphide),

苯基乙醛酸甲酯(phenyl glyoxylic acid methyl ester),

2,2-二甲氧基-1(2,2-dimethoxy-1),

2-二苯基乙烷-1-酮(2-diphenylethan-1-one)或

低聚[2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙酮](oligo[2-hydroxy-2-methyl-1-[4-(1-methylvinyl)phenyl]propanone])。

6.根据权利要求1所述的油墨组合物,其中所述UV可固化组分包括光引发剂组分,所述光引发剂组分利用胺使所述光引发剂组分在暴露于UV辐射时引起聚合的激活,并且其中所述胺包括以下任一种:

Ebecryl 7100,

Ebecryl P-115,

Ebecryl P-104,

Ebercryl LED 02,

Genomer 5161,

Genomer 5142,

Genomer 5275,

Genomer 5271,

CN 371,

CN 383,

CN 386,

Photomer 4967,

Photomer 4771,

Photomer 4250,

Photomer 4775,

Photomer 5006,

Photocryl A101,或

Photocryl A102。

7.根据权利要求1所述的油墨组合物,其中所述UV可固化组分包括单体组分,所述单体组分是线性单丙烯酸酯单体、环状单官能单体、芳族单官能单体、双官能丙烯酸酯单体、三官能丙烯酸酯单体或四官能/更高官能丙烯酸酯单体中的任一种,并且其中所述单体组分包括以下任一种:

脂环族丙烯酸酯单体(cycloaliphatic acrylate monomer),

2(2-乙氧基乙氧基)丙烯酸乙酯(2(2-ethoxyethoxy)ethyl acrylate),

丙烯酸四氢糠酯(tetrahydrofurfuryl acrylate),

丙烯酸月桂酯(lauryl aerylate),

2-苯氧基乙基丙烯酸酯(2-phenoxyethyl acrylate),

丙烯酸异癸酯(isodecyl acrylate),

丙烯酸单体(acrylic monomer),

辛基癸基丙烯酸酯(octyldecyl acrylate),

辛酯(octyl ester),

丙烯酸十三烷酯(tridecyl acrylate),

己内酯丙烯酸酯(caprolactone acrylate),

丙烯酸异冰片酯(isobornyl acrylate),

环状三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯(cyclic trimethylolpropane formal acrylate),

烷氧基化四氢糠基丙烯酸酯(alkoxylated tetrahydrofurfuryl acrylate),

1,4-丁二醇单丙烯酸酯(1,4-butanediol monoacrylate),

脂族脲烷丙烯酸酯(alip.ureth.acrylate),

烷氧基化己二醇二丙烯酸酯(alkoxylated hexanediol diacrylate),

1,6己二醇二丙烯酸酯(1,6hexanediol diacrylate),

四甘醇二丙烯酸酯(tetraethylene glycol diacrylate),

三甘醇二丙烯酸酯(triethylene glycol diacrylate),

三丙二醇二丙烯酸酯(tripropylene glycol diacrylate),

甲基戊二醇二丙烯酸酯(methypentanediol diacrylate),

聚乙二醇(400)二丙烯酸酯(polyethylene glycol(400)diacrylate),

二丙二醇二丙烯酸酯(dipropylene glycol diacrylate),

(丙氧基化新戊二醇)二丙烯酸酯((Propoxylated Neopentyl Glycol)diacrylate esters),

烷氧基化脂族二丙烯酸酯(alkoxylated aliphatic diaerylate),

1,6己二醇(E0)n二丙烯酸酯(1,6hexanediol(E0)n diacrylate),

聚乙二醇300二丙烯酸酯(polyethylene glycol 300 diacrylate),

乙氧基化(20)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ethoxylated(20)trimethylolpropane triacrylate),

乙氧基化(3)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ethoxylated(3)trimethylolpropane triacrylate),

乙氧基化(6)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ethoxylated(6)trimethylolpropane triacrylate),

乙氧基化(15)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ethoxylated(15)trimethylolpropane triacrylate),或

丙氧基化(3)三丙烯酸甘油酯(propoxylated(3)glyceryl triacrylate)。

8.根据权利要求1所述的油墨组合物,其中所述UV可固化组分包括低聚物组分,所述低聚物组分包括以下任一种:

丙烯酸化亚麻籽油低聚物,

丙烯酸酯化聚酯低聚物,

丙烯酸低聚物/单体混合物,

脂族硅酮丙烯酸酯,

脂族聚氨酯丙烯酸酯低聚物,

胺改性聚醚丙烯酸酯低聚物,

芳族聚氨酯丙烯酸酯,

氯化聚酯,

环氧化大豆油丙烯酸酯,

与单体混合的环氧丙烯酸酯,

环氧丙烯酸酯低聚物,

与单体混合的环氧酚醛清漆丙烯酸酯(epoxy novolak acrylate blended with monomers),

氟化丙烯酸酯低聚物,

六官能聚氨酯丙烯酸酯,

低粘度丙烯酸低聚物,

低粘度芳族单丙烯酸酯,

低粘度二丙烯酸酯低聚物,

低粘度低聚物,

低粘度三丙烯酸酯低聚物,

改性环氧丙烯酸酯

聚酯丙烯酸酯低聚物,

硅化聚氨酯丙烯酸酯低聚物(siliconized urethane acrylate oligomer),

三官能聚氨酯丙烯酸酯(trifunctional urethane acrylate),

聚氨酯丙烯酸酯低聚物(urethane acrylate oligomer),或

聚氨酯丙烯酸酯/丙烯酸酯混合物(urethane acrylate/acrylic ester blend)。

9.一种油墨组合物,包括:

以预定的浓度存在于所述油墨组合物中的紫外线(UV)可固化组分,该紫外线(UV)可固化组分被个性化为所述油墨组合物的UV吸收特征,以在所述油墨组合物通过喷墨打印机被施用到玻璃、陶瓷或金属基底上之后,当暴露于UV辐射时引起聚合的激活;以及

以预定的浓度存在于所述油墨组合物中的玻璃熔料组分,该玻璃熔料组分的熔点低于750摄氏度(℃),

其中所述玻璃熔料组分的中值直径(D50)小于10微米,以促进所述油墨组合物通过所述喷墨打印机的喷墨头的流动。

10.根据权利要求9所述的油墨组合物,其中所述玻璃熔料组分的熔点低于550℃。

11.根据权利要求9所述的油墨组合物,其中所述玻璃熔料组分占所述油墨组合物的重量百分比不超过70%。

12.根据权利要求9所述的油墨组合物,其中所述UV可固化组分包括添加剂组分,所述添加剂组分被个性化以便于通过所述喷墨打印机将所述油墨组合物施用到所述玻璃、陶瓷或金属基底上。

13.根据权利要求12所述的油墨组合物,其中所述添加剂组分包括表面活性剂、流平添加剂、稳定剂、分散剂或抑制剂中的任一种。

14.根据权利要求9所述的油墨组合物,其中所述UV可固化组分被个性化以使得所述油墨组合物在25℃下具有5至45厘泊的粘度,并且在25℃下具有20至50毫牛/米(mN/m)的表面张力,以便于通过所述喷墨打印机将所述油墨组合物施用到所述玻璃、陶瓷或金属基底上。

15.根据权利要求9所述的油墨组合物,其中所述UV可固化组分包括光引发剂组分,所述光引发剂组分包括光引发剂,该光引发剂选自由当暴露于UV-A辐射时促进聚合的光引发剂、当暴露于UV-B辐射时促进聚合的光引发剂以及当暴露于UV-C辐射时促进聚合的光引发剂组成的组。

16.根据权利要求9所述的油墨组合物,其中暴露于UV辐射包括暴露于UV-A辐射、UV-B辐射或UV-C辐射中的任一种。

17.根据权利要求9所述的油墨组合物,其中所述UV可固化组分包括光引发剂组分,并且其中所述光引发剂组分包括以下任一种:

1-羟基-环己基-苯基-酮(1-hydroxy-cyclohexy1-pheny1-ketone),

2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮(2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one),

双官能羟基苯乙酮(bifunctional hydroxyacetophenone),

2-甲基-1[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙-1-酮(2-methy1-1[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-one),

2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1(2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1),

2-二甲基氨基-2-(4-甲基-苄基)-1-(4-吗啉-4-基-苯基)-丁-1-酮(2-dimethylamino-2-(4-methyl-benzyl)-1-(4-orpholin-4-yl-phenyl)-butan-1-one),

二(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基膦氧化物(bis(2,4,6-trimethylbenzoyI)-phenylphosphineoxide),

2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-膦氧化物(2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphineoxide),

2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基次膦酸酯(2,4,6-trimethylbenzoylphenyl phosphinate),

异丙基硫杂蒽酮(isopropylthioxanthone),

2,4-二乙基噻吨酮(2,4-diethylthioxanthone),

4-苯基二苯甲酮(4-phenylbenzophenone),

二苯甲酮(benzophenone),

4-苯甲酰基-4′-甲基二苯基硫化物(4-benzoy1-4′-methyl diphenyl sulphide),

苯基乙醛酸甲酯(phenyl glyoxylic acid methyl ester),

2,2-二甲氧基-1(2,2-dimethoxy-1),

2-二苯基乙烷-1-酮(2-diphenylethan-1-one)或

低聚[2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙酮](oligo[2-hydroxy-2-methyl-1-[4-(1-methylvinyl)phenyl]propanone])。

18.根据权利要求9所述的油墨组合物,其中所述UV可固化组分包括利用胺作为共引发剂的光引发剂组分,并且其中所述胺包括以下任一种:

Ebecryl 7100,

Ebecryl P-115,

Ebecryl P-104,

Ebercryl LED 02,

Genomer 5161,

Genomer 5142,

Genomer 5275,

Genomer 5271,

CN 371,

CN 383,

CN 386,

Photomer 4967,

Photomer 4771,

Photomer 4250,

Photomer 4775,

Photomer 5006,

Photocryl A101,或

Photocryl A102。

19.根据权利要求9所述的油墨组合物,其中所述玻璃熔料组分包括由掺杂有Bi、B、Zn、Na、K、F、Ca、Mg、A1、Ti或Zr中的任一种的二氧化硅组成的玻璃,并且其中所述玻璃熔料组分的中值直径(D50)小于3微米。

20.根据权利要求9所述的油墨组合物,其中所述UV可固化组分包括单体组分,所述单体组分是以下中的任一种:线性单丙烯酸酯单体、环状单官能单体、芳族单官能单体、双官能丙烯酸酯单体、三官能丙烯酸酯单体或四官能/更高官能丙烯酸酯单体。

21.根据权利要求20所述的油墨组合物,其中所述单体组分包括以下任一种:

脂环族丙烯酸酯单体(cycloaliphatic acrylate monomer),

2(2-乙氧基乙氧基)丙烯酸乙酯(2(2-ethoxyethoxy)ethyl acrylate),

丙烯酸四氢糠酯(tetrahydrofurfuryl acrylate),

丙烯酸月桂酯(1auryl acrylate),

2-苯氧基乙基丙烯酸酯(2-phenoxyethyl acrylate),

丙烯酸异癸酯(isodecyl acrylate),

丙烯酸单体(acrylic monomer),

辛基癸基丙烯酸酯(octyldecyl acrylate),

辛酯(octyl ester),

丙烯酸十三烷酯(tridecyl acrylate),

己内酯丙烯酸酯(caprolactone acrylate),

丙烯酸异冰片酯(isobornyl acrylate),

环状三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯(cyclic trimethylolpropane formal acrylate),

烷氧基化四氢糠基丙烯酸酯(alkoxylated tetrahydrofurfuryl acrylate),

1,4-丁二醇单丙烯酸酯(1,4-butanediol monoacrylate),

脂族脲烷丙烯酸酯(alip.ureth.acrylate),

烷氧基化己二醇二丙烯酸酯(alkoxylated hexanediol diacrylate),

1,6己二醇二丙烯酸酯(1,6hexanediol diacrylate),

四甘醇二丙烯酸酯(tetraethylene glycol diacrylate),

三甘醇二丙烯酸酯(triethylene glycol diacrylate),

三丙二醇二丙烯酸酯(tripropylene glycol diacrylate),

甲基戊二醇二丙烯酸酯(methypentanediol diacrylate),

聚乙二醇(400)二丙烯酸酯(polyethylene glycol(400)diacrylate),

二丙二醇二丙烯酸酯(dipropylene glycol diacrylate),

(丙氧基化新戊二醇)二丙烯酸酯((Propoxylated Neopentyl Glycol)diacrylate esters),

烷氧基化脂族二丙烯酸酯(alkoxylated aliphatic diacrylate),

1,6己二醇(E0)n二丙烯酸酯(1,6hexanediol(E0)n diacrylate),

聚乙二醇300二丙烯酸酯(polyethylene glycol 300 diacrylate),

乙氧基化(20)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ethoxylated(20)trimethylolpropane triacrylate),

乙氧基化(3)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ethoxylated(3)trimethylolpropane triacrylate),

乙氧基化(6)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ethoxylated(6)trimethylolpropane triacrylate),

乙氧基化(15)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ethoxylated(15)trimethylolpropane triacrylate),或

丙氧基化(3)三丙烯酸甘油酯(propoxylated(3)glyceryl triacrylate)。

22.根据权利要求20所述的油墨组合物,其中所述单体组分包括预定量的氧。

23.根据权利要求22所述的油墨组合物,其中在所述油墨组合物通过暴露于UV辐射已经固化之后,在将所述油墨组合物加热至预定温度时,所述预定量的氧被个性化以实现所述UV可固化组分的期望燃尽。

24.根据权利要求9所述的油墨组合物,其中所述UV可固化组分包括丙烯酸树脂。

25.根据权利要求24所述的油墨组合物,其中所述丙烯酸树脂占所述油墨组合物的重量百分比小于2%。

26.根据权利要求9所述的油墨组合物,其中所述UV可固化组分包括低聚物组分。

27.根据权利要求26所述的油墨组合物,其中所述低聚物组分包括以下任一种:

丙烯酸化亚麻籽油低聚物,

丙烯酸酯化聚酯低聚物,

丙烯酸低聚物/单体混合物,

脂族硅酮丙烯酸酯,

脂族聚氨酯丙烯酸酯低聚物,

胺改性聚醚丙烯酸酯低聚物,

芳族聚氨酯丙烯酸酯,

氯化聚酯,

环氧化大豆油丙烯酸酯,

与单体混合的环氧丙烯酸酯,

环氧丙烯酸酯低聚物,

与单体混合的环氧酚醛清漆丙烯酸酯(epoxy novolak acrylate blended with monomers),

氟化丙烯酸酯低聚物,

六官能聚氨酯丙烯酸酯,

低粘度丙烯酸低聚物,

低粘度芳族单丙烯酸酯,

低粘度二丙烯酸酯低聚物,

低粘度低聚物,

低粘度三丙烯酸酯低聚物,

改性环氧丙烯酸酯

聚酯丙烯酸酯低聚物,

硅化聚氨酯丙烯酸酯低聚物(siliconized urethane acrylate oligomer),

三官能聚氨酯丙烯酸酯(trifunctional urethane acrylate),

聚氨酯丙烯酸酯低聚物(urethane acrylate oligomer),或

聚氨酯丙烯酸酯/丙烯酸酯混合物(urethane acrylate/acrylic ester blend)。

28.一种油墨组合物,包括:

以预定的浓度存在于所述油墨组合物中的紫外线(UV)可固化组分,该紫外线(UV)可固化组分被个性化为所述油墨组合物的UV吸收特征,以在所述油墨组合物通过喷墨打印机被施用到玻璃、陶瓷或金属基底上之后,当暴露于UV辐射时引起聚合的激活;以及

以预定的浓度存在于所述油墨组合物中的发色团组分,该发色团组分被个性化以在被加热至500℃后保持颜色性能。

29.根据权利要求28所述的油墨组合物,其中所述发色团组分占所述油墨组合物重量的5-70%。

30.根据权利要求28所述的油墨组合物,其中所述发色团组分被个性化以在被加热到500℃至800℃之间的任一温度之后保持颜色性能,并且其中所述发色团组分包括颜料或玻璃熔料,所述颜料或玻璃熔料包含以下元素中的任何元素:Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Hf、Ta、W、Pt、Au、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Ge、As、Se、Sn、S、P、Sb、Te、Pb、Bi或U。

31.根据权利要求39所述的方法,进一步包括:

在所述油墨组合物暴露于UV辐射之后,将玻璃、陶瓷或金属基底加热至450℃至750℃,以使得所述油墨组合物的玻璃熔料与所述玻璃、陶瓷或金属基底相融合。

32.根据权利要求39所述的方法,进一步包括:

将至少第二油墨组合物喷射到所述玻璃、陶瓷或金属基底上;和

将所述第二油墨组合物暴露于UV辐射以激活所述第二油墨组合物的聚合,并使得所述第二油墨组合物被固定在所述玻璃、陶瓷或金属基底上。

33.根据权利要求32所述的方法,进一步包括:

在所述第二油墨组合物暴露于UV辐射之后,将所述玻璃、陶瓷或金属基底加热至450℃至750℃,以使得所述油墨组合物的玻璃熔料和所述第二油墨组合物的玻璃熔料都与所述玻璃、陶瓷或金属基底相融合。

34.根据权利要求32所述的方法,其中将所述第二油墨组合物喷射到所述玻璃、陶瓷或金属基底上包括在所述油墨组合物暴露于UV辐射并被固定到所述玻璃、陶瓷或金属基底上之后,将所述第二油墨组合物喷射到所述油墨组合物上。

35.根据权利要求32所述的方法,其中所述玻璃、陶瓷或金属基底包括平的玻璃、陶瓷或金属基底、或弯曲的玻璃、金属或陶瓷基底。

36.根据权利要求35所述的方法,其中所述弯曲的玻璃、金属或陶瓷基底是瓶子、挡风玻璃或花瓶。

37.根据权利要求32所述的方法,其中在所述玻璃、陶瓷或金属基底通过所述喷墨打印机的一次通过期间,将所述油墨组合物和所述第二油墨组合物喷射到所述玻璃、陶瓷或金属基底上。

38.根据权利要求32所述的方法,其中在所述玻璃、陶瓷或金属基底通过所述喷墨打印机的至少两次通过期间,将所述油墨组合物和所述第二油墨组合物喷射到所述玻璃、陶瓷或金属基底上。

39.一种喷墨打印方法,包括:

将油墨组合物从喷墨打印机喷射到玻璃、陶瓷或金属基底上,其中所述喷射油墨组合物包括喷射以下任一种:

A)第一油墨组合物,包括:

以预定的浓度存在于喷墨油墨组合物中的玻璃熔料组分,该玻璃熔料组分的熔点小于750摄氏度(℃),并且中值直径(D50)小于10微米,

其中所述玻璃熔料组分被个性化以在所述喷墨油墨组合物通过喷墨打印机被施用到所述玻璃、陶瓷或金属基底上以及所述喷墨油墨组合物被加热到高于所述玻璃熔料组分的熔点且低于所述玻璃、陶瓷或金属基底的熔点的温度之后,与所述玻璃、陶瓷或金属基底相融合;

以预定的浓度存在于所述喷墨油墨组合物中的发色团组分,该发色团组分被个性化以在被加热至500℃并加热5分钟后保持颜色性能,

其中所述发色团组分包括无机颜料,所述无机颜料被个性化以在与所述玻璃、陶瓷或金属基底融合后获得选定的颜色;和

以预定的浓度存在于所述喷墨油墨组合物中的紫外线(UV)可固化组分,该紫外线(UV)可固化组分被个性化为所述喷墨油墨组合物的UV吸收特征,以在所述喷墨油墨组合物通过所述喷墨打印机被施用到所述玻璃、陶瓷或金属上之后,当暴露于UV辐射时引起聚合的激活,

其中所述UV可固化组分被个性化以促进所述玻璃熔料组分和所述发色团组分作为所述喷墨油墨组合物的一部分由所述喷墨打印机的喷墨头喷射;或者

B)第二油墨组合物,包括:

以预定的浓度存在于油墨组合物中的紫外线(UV)可固化组分,该紫外线(UV)可固化组分被个性化为所述油墨组合物的UV吸收特征,以在所述油墨组合物通过喷墨打印机被施用到所述玻璃、陶瓷或金属上之后,当暴露于UV辐射时引起聚合的激活,;和

以预定的浓度存在于所述油墨组合物中的玻璃熔料组分,该玻璃熔料组分的熔点低于750摄氏度(℃),

其中所述玻璃熔料组分的中值直径(D50)小于10微米,以促进所述油墨组合物通过所述喷墨打印机的喷墨头的流动;或者

C)第三油墨组合物,包括:

以预定的浓度存在于油墨组合物中的紫外线(UV)可固化组分,该紫外线(UV)可固化组分被个性化为所述油墨组合物的UV吸收特征,以在所述油墨组合物通过喷墨打印机被施用到所述玻璃、陶瓷或金属上之后,当暴露于UV辐射时引起聚合的激活;以及

以预定的浓度存在于所述油墨组合物中的发色团组分,该发色团组分被个性化以在被加热至500℃后保持颜色性能;并且

在喷射所述油墨组合物之后,将所述油墨组合物暴露于紫外线(UV)辐射以激活所述油墨组合物的聚合,并使得所述油墨组合物被固定到所述玻璃、陶瓷或金属基底上。

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