專利名稱：用于在平版印刷機中印刷通過聚合硬化的油墨的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于在平版印刷機中印刷通過聚合硬化的油墨的方法。
背景技術：
在按照所謂的平版印刷原理工作的印刷機、即單張紙或卷筒紙膠版印刷機中通常使用油性印刷油墨，所述油性印刷油墨通過紙張中的吸收和氧化干燥在幾個小時或幾天之后才徹底干透。除此之外，當應實現(xiàn)高光澤度時，對于在包裝印刷和零星印刷中特別是也印刷所謂的UV油墨。UV油墨基本上由丙烯酸酯構成并且通過聚合相對快速地硬化。在此，所述聚合通過添加所謂的光引發(fā)劑加速。在此涉及的是反應性低分子化合物例如通過UV輻照裂解的異丙基硫雜蒽酮(ITX)，從而產(chǎn)生中間異構穩(wěn)定的基團，由其啟動丙烯酸酯的聚合。所述光引發(fā)劑以不同的商品名稱例如Irgacure651、Darocurel 173公開并且已經(jīng)由油墨制造商摻入到UV油墨中。如果所述油墨在膠版印刷機中印刷，則常常在每個印刷裝置中 在經(jīng)印刷的頁張離開印刷間隙緊之后借助于高強度UV光源照射所述油墨。然后立即進行丙烯酸酯的聚合，從而使得利用相應的油墨印刷的頁張在其在下一印刷裝置中用另外的油墨印刷之前已經(jīng)最大程度上干燥。但是用UV油墨進行印刷也不是毫無問題的。一方面UV油墨的耐用度由于摻入的弓I發(fā)劑物質(zhì)而受到限制。所述引發(fā)劑物質(zhì)頁張一定程度上對于日光敏感，從而使得尚未印刷的油墨在處于印刷機的墨斗或油墨裝置中期間已經(jīng)會開始聚合。此外，在UV油墨聚合的情況下并不是所有的引發(fā)劑都被消耗。這些低分子的化合物可接著從固化后的油墨層中遷移出去。因為這些反應性高的物質(zhì)即使少量也對健康有害，因此所述物質(zhì)的遷移例如在食品包裝的情況下是有問題的。人們嘗試例如通過附加的箔來克服該問題，所述附加的箔應防止進入到食品本身中。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務是提供一種方法，利用該方法可改善通過聚合固化的油墨在平版印刷并且特別是在濕膠版印刷中的應用。本發(fā)明的另外的任務是，提供一種方法，利用該方法能夠改善通過聚合固化的用于在印刷機中印刷的印刷介質(zhì)的制造，特別是應改善用于平版印刷并且特別是用于濕膠版印刷的油墨的制造。所述任務通過具有本發(fā)明特征的方法解決?！獋€任務通過以下措施解決，S卩，將用于加速油墨硬化的引發(fā)劑完全或部分地混合到供應給印刷機的潤濕介質(zhì)中。因為引發(fā)劑或引發(fā)劑的至少一部分并且(如果引發(fā)劑是多組分系統(tǒng)的話)其組分的至少一種在印刷緊之前才與潤濕介質(zhì)一起供應給印刷機并且乳化到印刷油墨中，因此可以顯著更長時間地儲存UV油墨，因為其壽命不會通過摻入的引發(fā)劑縮短。在此符合目的要求的是，所述引發(fā)劑在極性和非極性物質(zhì)中、也就是相對于潤濕介質(zhì)和油墨的溶解性方面這樣選擇或修飾，使得其在這兩類物質(zhì)中都能夠溶解或乳化。這例如可通過以下方式實現(xiàn)，即，在引發(fā)劑中加入相應的官能團，在羧酸的情況下例如加入乙二醇以提高水溶解性或丙二醇以降低溶解性并且提高與印刷油墨的親和力。在適當?shù)剡x擇相應的二醇的鏈長度和混合比的情況下可按照期望調(diào)節(jié)并且例如這樣地修飾溶解特性或乳化特性，使得簡化潤濕介質(zhì)到非極性UV油墨基質(zhì)中的相變。在不限制一般性的情況下通過引發(fā)劑的修飾使相互作用適配于周圍的化學基質(zhì)，也就是適配于溶劑化物或適配于周圍的溶液或乳液。因此在這里特別是將印刷油墨、潤濕介質(zhì)或它們的混合物理解為化學基質(zhì)。代替上述二醇類也可以使用其他的低聚物成份來滿足所述的目的，例如糖類。就此而言，術語“二醇類”在下面的說明書部分中并且在權利要求書中也完全可理解為低聚物成份并且特別是也包括所謂的糖類。低聚物在此是具有重復原子團的分子或原子團，即所謂的單體單元。在最簡單的情況下其例如可以是亞甲基單元或乙烯基單元。因此例如較高的n烷鏈羧酸(例如n = 6，8，10，14或18碳原子)通過將多個乙烯基單元接合到醋酸上可理解為寡乙烯基羧酸。
在低聚物的鏈形成的情況下可考慮的是，將至少兩種不同的單體單元彼此結合。在此，單體單元在鏈中的順序可具有規(guī)則的次序，例如-A-B-A-B-或者-A-A-B-B-，或者所述單體可在低聚物鏈中統(tǒng)計地、也就是無序地分布，例如...-A-A-B-A-B-A-B-B-B-A-B-A-B以相同的方式，單體在低聚物鏈中的取向是可變的。因此例如單體單元能夠利用雙鍵以順式姿態(tài)或反式姿態(tài)加入到低聚物鏈中。這同樣可規(guī)則地或統(tǒng)計地像在不同單體單元的上面描述的順序的情況下那樣實現(xiàn)。低聚物與引發(fā)劑的結合在很多情況下可在不同的位置上進行。在此以苯酸為例，其能夠與一個或多個低聚物在正位、偏位或?qū)ξ恢薪Y合。最近例如由M. Schmitt的博士論文“通過納米級金屬氧化物用福照引起基于丙烯酸酯的印刷油墨的固化”ISBN-NR. 3838117778公開了光引發(fā)劑，其涉及的是金屬氧化物顆粒，羧酸結合到其上。金屬氧化物顆粒例如鋅氧化物或鈦氧化物具有半導體特性，由此可以通過UV輻射將結合到顆粒上的羧酸通過裂解而從基團上脫落。這種類型的一致的光引發(fā)劑可根據(jù)所使用的羧酸的特性雖然不能良好地在UV油墨中溶解，但是為此在極性液體如乙醇或水中具有良好在分散性。因此它們特別是適合于按照本發(fā)明與潤濕介質(zhì)一起在油墨和潤濕介質(zhì)的乳液形成的時刻添加到印刷過程中，其方式是，它們在那里例如由潤濕裝置的或油墨裝置的輥在將潤濕介質(zhì)乳化到印刷油墨中時一起添入。在此，潤濕水或潤濕介質(zhì)用作溶劑或溶劑化系統(tǒng)并且可放棄使用乙醇來溶劑化。此外有利的是，引發(fā)劑包括雙組份系統(tǒng)，其一種組分通過潤濕介質(zhì)乳化到油墨中，而另一種組分已經(jīng)混合到UV油墨中。通過這種方式，這兩種組分只有在印刷過程前不久才彼此相遇并且形成引發(fā)劑系統(tǒng)，該引發(fā)劑系統(tǒng)具有反應性并且要么直接在匯合之后進行油墨的硬化或聚合要么在接著通過電磁輻射如UV光照射的情況下進行油墨的聚合。對于前面描述的由半導性金屬氧化物顆粒和羧酸組成的系統(tǒng)的情況，例如通過潤濕介質(zhì)將金屬氧化物顆粒乳化到油墨中并且羧酸已經(jīng)在制造油墨時摻入到油墨中。在潤濕介質(zhì)與油墨乳化的情況下，羧酸由金屬氧化物顆粒表面吸附并且可接著在UV輻照例如所謂的Photo-Kolbe反應的情況下分解為CO2和基團剩余物，所述基團剩余物然后引起UV油墨的丙烯酸酯的聚合。
此外符合目的要求的是，通過適當選擇油墨和羧酸的組成部分可將沒有與顆粒結合的羧酸作為單體例如通過羧酸的相應雙鍵的裂解和與油墨分子的雙鍵的反應聚合到油墨基質(zhì)中。通過這種方式實現(xiàn)的是，羧酸的沒有結合到金屬氧化物顆粒上的那部分與油墨交聯(lián)并且由此不再能夠從油墨中遷移出。代替羧酸地也可以使用其他的有機酸例如有機硝酸來實現(xiàn)本發(fā)明的目的。就此而言，術語“羧酸”在下面的說明書部分中并且在權利要求書中一般性地理解為有機酸，其在用光或UV射線照射時會分解或裂解出分子部分，并且也包括所謂的有機硝酸在內(nèi)。另外的任務通過下述措施解決，S卩，用于加速油墨或調(diào)色劑硬化的引發(fā)劑是加工 在化學基質(zhì)中的金屬氧化物顆粒，金屬氧化物顆粒與周圍的化學基質(zhì)的親和性通過低聚物中的單體單元的數(shù)量來適配。一個有利的進一步方案可以是這樣一種方法，其中，一低聚物中的單體單元的數(shù)量為I至100，優(yōu)選I至20。另一有利的進一步方案可以是這樣一種方法，其中，所述低聚物由不同的單體單元構成并且所述單體單元的分布是統(tǒng)計的或有序的。另一有利的進一步方案可以是這樣一種方法，其中，所述單體單元的順序和/或取向是可變的。另一有利的進一步方案可以是這樣一種方法，其中，所述低聚物在羧酸上的結合位置是可變的。另一有利的進一步方案可以是這樣一種方法，其中，其中，所述金屬氧化物表面的每單位面積內(nèi)的羧酸的平均數(shù)量是可變的。另一有利的進一步方案可以是這樣一種方法，其中，所述單體具有合適的官能團，所述官能團與所述化學基質(zhì)的組成部分形成化學鍵。另一有利的進一步方案可以是這樣一種方法，其中，所述單體包含至少一個可聚合的雙鍵。另一有利的進一步方案可以是這樣一種方法，其中，通過供入熱能和/或用電磁波輻射和/或通過添加活化劑觸發(fā)一個或多個導致所述單體與化學基質(zhì)之間化學結合的反應。另一有利的進一步方案可以是這樣一種方法，其中，承載有能結合的官能團的羧酸包含一個或多個羧酸官能。
另一有利的進一步方案可以是這樣一種方法，其中，在金屬氧化物顆粒上結合不同的羧酸和/或?qū)⒛芙Y合的官能團結合到一個或多個從不同的羧酸組中選出的羧酸上。另一有利的進一步方案可以是這樣一種方法，其中，印刷介質(zhì)是油墨、漆、墨水、干調(diào)色劑或液態(tài)調(diào)色劑。另一有利的進一步方案是一種按照本發(fā)明的用于在平版印刷機中印刷通過聚合固化的油墨的方法，其中，使用按照本發(fā)明制造的油墨。
本發(fā)明的另外的優(yōu)點從下面借助附圖對實施例的描述中得出。
圖I是單張紙膠版印刷機的示意圖，圖2是印刷機的油墨裝置。
具體實施例方式在圖I中非常示意性地示出一個單張紙膠版印刷機，其具有連接在其上的用于制備潤濕介質(zhì)的設備。所述單張紙膠版印刷機包括一個續(xù)紙器I、四個印刷裝置2至5和一個收紙器6。在每個印刷裝置2至5中都具有一個印版滾筒7、一個傳遞滾筒8和一個壓印滾筒9。給每個印版滾筒7配置一個潤濕裝置10。用于潤濕介質(zhì)12的入流管道11通往所述潤濕裝置10。所述潤濕裝置10用于利用潤濕介質(zhì)12潤濕張緊在印版滾筒7上的印版13的非印刷區(qū)域。所述潤濕裝置通過中間輥與印刷裝置2至4中的油墨裝置41接觸，所述油墨裝置將潤濕介質(zhì)12乳化到印刷油墨中。所述潤濕介質(zhì)12通過泵14從容器15輸送至潤濕裝置10。在印刷時，未消耗的潤濕介質(zhì)12從潤濕裝置10經(jīng)由回流管路16返回到容器15中。 經(jīng)由管道17補充消耗的潤濕介質(zhì)12。在該管道17中安裝用于添加潤濕介質(zhì)添加劑的計量器具100。通往計量器具100的新鮮水管道用18表示并且用于潤濕介質(zhì)添加劑的管道用19表示。在管道18、19中具有可控的閥20、21。閥20控制新鮮水的入流并且與相應的新鮮水接頭22連接。閥21與泵23連接，所述泵將潤濕介質(zhì)添加劑從容器24中輸送出。所述潤濕介質(zhì)添加劑例如是異丙醇或在無醇印刷的情況下是醇替代物質(zhì)(由其降低新鮮水的表面張力)以及下述物質(zhì)，利用所述物質(zhì)調(diào)節(jié)PH值并且必要時影響潤濕介質(zhì)的硬度。此外，在容器24上方設置計量裝置25，通過所述計量裝置可將引發(fā)劑28摻入到容器24內(nèi)的醇替代物質(zhì)中，其中，容器24內(nèi)的攪拌器26將醇替代物質(zhì)與引發(fā)劑彼此攪拌。因此，所述引發(fā)劑通過泵23和閥21也進入到計量器具100并且由所述計量器具經(jīng)由管道17計量到潤濕介質(zhì)的儲備容器15中。前面描述過的潤濕介質(zhì)制備設備由控制裝置33控制，所述控制裝置與該設備的泵和閥連接并且具有控制計算機34，所述控制計算機又與印刷機的這里未詳細示出機器控制裝置通信。在所述的實施例中，引發(fā)劑28是由鈦氧化物或鋅氧化物(ZnO)構成的納米級金屬氧化物微粒，在其表面上結合上羧酸、例如修飾(或改性)的醋酸分子或甲酸分子。所述納米顆粒在儲備容器15的潤濕介質(zhì)12中溶劑化并且經(jīng)由泵14與潤濕介質(zhì)一起被供應給印刷機的潤濕裝置10。在那里，它們?nèi)缫呀?jīng)提到過的那樣經(jīng)由中間輥乳化到由油墨裝置41供應到印版滾筒I上的印版13的印刷油墨中。相應地，穿過印刷機的紙頁張的印刷圖像中的油墨具有所述的光引發(fā)劑并且一旦利用相應的油墨印刷的頁張離開了傳遞滾筒8與壓印滾筒9之間的印刷間隙就可由每個印刷裝置上的中層干燥器42至45通過UV射線固化。借助于圖I中的油墨裝置41和潤濕裝置10的以放大比例示出的細節(jié)圖詳細闡述下一個實施例。圖2中示出的油墨裝置41具有一個刀式墨斗113 (其油墨儲備110由計量套筒111連續(xù)填充)以及下述輥一個墨斗輥114、四個油墨施加輥128、129、130和131和一系列另外的輥115至127，利用所述油墨施加輥給滾筒7上的印版著墨，由所述另外的輥將油墨從墨斗輥114上取下、分配并且勻布并且然后由中央輥120供應給施加輥128至131。利用115表示節(jié)拍式地在墨斗輥114與輥121之間擺動的吸墨裝置。所述輥121、122、123和124是橫動的勻墨輥，其中，勻墨輥123和124被冷卻。墨斗輥115以及輥116、117、118、119、120、127像所述四個油墨施加輥128至131那樣設有彈性的外套，所述外套由耐受所使用的由丙烯酸樹脂構成的UV油墨的材料構成，而布置在潤濕介質(zhì)施加輥137與第一油墨施加輥128之間的橋接輥132像所述輥126和125那樣是鋼輥。潤濕裝置包括水斗133、浸潰輥134、計量輥135、潤濕介質(zhì)勻布輥137和橋接輥152，該橋接輥像前述橋接輥132那樣將潤濕裝置與油墨裝置連接。在輥132和152的部位上特別是通過輥132的橫向勻布運動將從水斗133輸送出來的潤濕介質(zhì)乳化到經(jīng)由中央輥120流入的UV油墨中。在這里描述的實施例中，用于啟動UV油墨的交聯(lián)或聚合的引發(fā)劑作為雙組份系統(tǒng)存在。由鋅氧化物組成的納米微粒構成第一組分，所述納米微粒類似于圖I的實施例中描述的那樣摻入到潤濕介質(zhì)中并且經(jīng)由相應的管路11進入到潤濕裝置10的水斗133中。羧酸例如過氧甲酸構成第二組分，所述羧酸已經(jīng)由油墨制造商在工廠中與UV油墨混合地 填充到油墨套筒111中。潤濕介質(zhì)與油墨在輥120/132/152/137的區(qū)域中乳化，在所述區(qū)域中，所述兩種組分彼此相遇并且所述羧酸到達金屬氧化物微粒的表面上，所述羧酸被吸附在那里。由此產(chǎn)生由現(xiàn)在活性的光引發(fā)劑構成的系統(tǒng)，所述光引發(fā)劑在UV油墨在印刷機的印刷裝置之一中被印刷后通過干燥器42-45的高強度UV射線直接在印刷間隙后面特別是通過所謂的Photo-Kolbe反應分解。在此，一方面從結合在金屬氧化物微粒上的羧酸產(chǎn)生作為氣體逸出的C02，另一方面產(chǎn)生基團分子剩余物。R，通過所述基團分子剩余物直接引發(fā)聚合的鏈反應，通過所述鏈反應使UV油墨交聯(lián)。在特定的輔助條件下也可以由制造商將納米級鋅氧化物微粒摻入到UV油墨中并且取而代之地通過潤濕介質(zhì)供應羧酸例如過氧甲酸。但是在此需考慮必須將潤濕介質(zhì)的PH值和硬度保持或調(diào)節(jié)在對于印刷過程容忍的范圍內(nèi)。這例如可通過添加緩沖溶液到潤濕介質(zhì)中、特別是經(jīng)由圖I中所示的計量單元100進行。參考標號表I續(xù)紙器2-5 印刷裝置6收紙器7印版滾筒8傳遞滾筒9壓印滾筒10 潤濕裝置11 入流管道12 潤濕介質(zhì)13 印版14 泵15 儲備容器
16回流管道17-19管道20，21閥22新鮮水接頭23泵24容器25計量裝置 26攪拌器28引發(fā)劑33控制裝置34控制計算機41油墨裝置42-45中層干燥器100計量器具110油墨儲備111計量套筒113刀式墨斗114墨斗輥115吸墨裝置116-120,127 輥121-124勻墨輥125-126鋼輥128-131油墨施加輥132橋接輥(勻墨輥)133水斗134浸潰輥135計量棍136潤濕介質(zhì)勻布輥137潤濕介質(zhì)施加輥152橋接輥
權利要求
1.一種用于在平版印刷機中印刷通過聚合硬化的油墨的方法，其特征在于，將用于加速油墨(Iio)硬化的引發(fā)劑完全或部分地混合到供應給印刷機的潤濕介質(zhì)(12)中。
2.根據(jù)權利要求I的方法，其中，將引發(fā)劑與潤濕介質(zhì)(12)經(jīng)由印刷機的油墨裝置(41)的和/或潤濕裝置(10)的輥(120/152/132/137)在印刷期間乳化到印刷油墨(110)中。
3.根據(jù)權利要求2的方法，其中，所述引發(fā)劑在極性和非極性物質(zhì)中的溶解性方面這樣選擇或修飾，使得其在這兩種類型的物質(zhì)中都能夠溶解或乳化。
4.根據(jù)權利要求3的方法，其中，所述引發(fā)劑這樣構成或修飾，使得其與印刷油墨(110)的親和性比與潤濕介質(zhì)(12)的親和性高。
5.根據(jù)權利要求I至4之一的方法，其中，所述引發(fā)劑是金屬氧化物顆粒，羧酸結合到所述金屬氧化物顆粒上。
6.根據(jù)權利要求5的方法，其中，所述引發(fā)劑的親和性通過結合到羧酸上的二醇的碳鏈的比例和長度調(diào)節(jié)。
7.根據(jù)權利要求I的方法，其中，所使用的引發(fā)劑是多組分系統(tǒng)并且將組分的至少一種混合到潤濕介質(zhì)(12)中。
8.根據(jù)權利要求7的方法，其中，所述引發(fā)劑包括兩種組分，一種組分已經(jīng)混合到油墨(110)中，另一種組分通過潤濕介質(zhì)(12)在印刷期間加入到油墨中。
9.根據(jù)權利要求5和8的方法，其中，將金屬氧化物顆粒混合到潤濕介質(zhì)(12)中并且將羧酸混合到印刷油墨(110)中。
10.根據(jù)權利要求5和8的方法，其中，將金屬氧化物顆粒混合到印刷油墨(110)中并且將羧酸混合到潤濕介質(zhì)(12)中。
11.根據(jù)權利要求I至9之一的方法，其中，所述引發(fā)劑是光引發(fā)劑，其通過電磁輻射激活。
12.根據(jù)權利要求5的方法，其中，所述羧酸具有雙鍵和/或合適的官能團，其能夠與印刷油墨的組成部分形成化學鍵。
13.一種用于制造通過聚合硬化的用于在印刷機中印刷的印刷介質(zhì)的方法，其中， 用于加速印刷介質(zhì)(110)硬化的引發(fā)劑是添入到化學基質(zhì)中的金屬氧化物顆粒， 將羧酸結合到所述金屬氧化物顆粒上， 所述羧酸具有一種或多種低聚物， 其特征在于，所述金屬氧化物顆粒與周圍的化學基質(zhì)的親和性通過所述低聚物中的單體單元的數(shù)量來適配。
14.根據(jù)權利要求13的方法，其中，一低聚物中的單體單元的數(shù)量為I至100，優(yōu)選I至20。
15.根據(jù)權利要求13或14的方法，其中，所述低聚物由不同的單體單元構成并且所述單體單元的分布是統(tǒng)計的或有序的。
16.根據(jù)權利要求15的方法，其中，所述單體單元的順序和/或取向是可變的。
17.根據(jù)權利要求13至16中任一項的方法，其中，所述低聚物在羧酸上的結合位置是可變的。
18.根據(jù)權利要求13至17中任一項的方法，其中，金屬氧化物表面的每單位面積內(nèi)的羧酸的平均數(shù)量是可變的，從而例如> 80%或< 20%的理論可占據(jù)位置被羧酸占據(jù)。
19.根據(jù)權利要求13至18之一的方法，其中，所述單體具有合適的官能團例如丙烯基，所述官能團與所述化學基質(zhì)的組成部分形成化學鍵。
20.根據(jù)權利要求19的方法，其中，所述單體包含至少一個可聚合的雙鍵。
21.根據(jù)權利要求19或20的方法，其中，通過供入熱能和/或用電磁波輻射和/或通過添加活化劑觸發(fā)一個或多個導致所述單體與化學基質(zhì)之間化學結合的反應。
22.根據(jù)權利要求19的方法，其中，承載有能結合的官能團的羧酸包含一個或多個羧酸官能。
23.根據(jù)權利要求19的方法，其中，在金屬氧化物顆粒上結合不同的羧酸和/或?qū)⒛芙Y 合的官能團結合到一種或多種從不同的羧酸組中選出的羧酸上。
24.根據(jù)權利要求13至23之一的方法，其中，所述印刷介質(zhì)是油墨、漆、墨水、干調(diào)色劑或液態(tài)調(diào)色劑。
25.根據(jù)權利要求I至12之一所述的用于在平版印刷機中印刷通過聚合硬化的油墨的方法，其特征在于，在此使用根據(jù)權利要求13至23之一制造的油墨。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在平版印刷機中印刷通過聚合硬化的油墨的方法。將用于加速聚合的印刷油墨硬化的引發(fā)劑完全或部分地混合到供應給印刷機的潤濕水(12)中。為此可使用計量單元(100)，所述計量單元也將通常的潤濕介質(zhì)添加劑計量到新鮮水中。由此提高油墨的壽命并且簡化極性引發(fā)劑到印刷油墨中的加入。
文檔編號B41M7/00GK102795017SQ201210162
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月23日 優(yōu)先權日2011年5月24日
發(fā)明者B·拜爾, M·施勒霍爾茨 申請人:海德堡印刷機械股份公司