CN102549085A - 油墨组成的电导率控制 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于控制含水油墨的印刷性的系统和方法。在本发明的例示性实施方案中，通过电导率测量装置监测油墨的电导率产生了例如随着水从油墨中的除去而强烈且线性地降低的信号。在本发明的例示性实施方案中，可以设定该信号的下限以控制泵的开动和/或阀的打开，从而使得补给流体可流入到油墨中。在本发明的例示性实施方案中，所述补给流体可以包含例如水、苛性物质和抑制剂。这种补给流体能够恢复损失的组分，并校正因印刷时的油墨加热而引起的损坏。类似地，在本发明的例示性实施方案中，也可以设定电导率信号的上限以关闭泵和/或关闭阀，从而防止补给流体的过量添加并避免油墨稀释和/或不溶相形成。

Description

油墨组成的电导率控制

相关申请的交叉引用

本申请要求在2009年8月24日提交的美国临时专利申请61/236,206的优先权，特此通过参考将其公开内容并入本文中。

技术领域

本发明涉及印刷和相关技术，特别涉及使用测得的电导率在印刷运行期间控制油墨组成的方法。

背景技术

常规地，已经将油墨组成的粘度和pH控制用于胶版印刷和凹版印刷中的水性油墨分散液中。二者都用于在面对通过蒸发而从油墨中损失水所产生的油墨变化时，将油墨组成保持在对印刷品质最适合的范围内。然而，随着印刷时间的推移在将水溶解在粘合剂中的油墨中(诸如例如在太阳化学公司(Sun Chemical)的UniQure^TM油墨中)追踪两种响应函数显示，在显著的初始时间段中这些测量变化很少，在随后的时间段中它们经历突然和快速的变化。因此，使用粘度或pH来控制这种油墨组成的问题在于，尽管油墨在该初始时间段期间改变其组成并且产生伴随的印刷缺陷，但是粘度或pH测量都不能预报这些变化。因此，基于粘度或pH测量的控制系统缺少在油墨组成中检测这些重要的初始变化的精确性，因此不能及时补救。

类似地，粘度控制也可能失于过度控制。例如，空气夹带和泡沫可能引起错误的高粘度读数，由此触发流体到油墨中的注入以试图保持粘度。在这种情形中，油墨会被过度稀释，因为高粘度读数是由空气夹带气泡造成而不是由无空气油墨粘度的显著变化造成。

因此，在本技术领域中需要的是解决现有技术的这些问题的在印刷时控制油墨组成的方法。

发明内容

提出了用于控制含水油墨的印刷性的系统和方法。在本发明的例示性实施方案中，通过电导率测量装置监测油墨的电导率产生了例如随着水从油墨中的除去而强烈并线性降低的信号。在本发明的例示性实施方案中，可以设定该信号的下限以控制泵的开动和/或阀的打开，从而使得补给流体可流入到油墨中。在本发明的例示性实施方案中，所述补给流体可以包含例如水、苛性物质和抑制剂。这种补给流体能够例如恢复损失的组分并校正因印刷时的油墨加热而引起的损坏。类似地，在本发明的例示性实施方案中，也可以设定电导率信号的上限以关闭泵和/或关闭阀，从而防止补给流体的过量添加并避免油墨稀释和/或不溶相形成。在本发明的例示性实施方案中，可以例如将电导率信号的下限设定为小于或等于电导率值的一半，所述电导率值与对于给定印刷机、印刷密度和所用颜料的印刷缺陷或永久性油墨损害相关。在本发明的例示性实施方案中，例如，对于(i)每种油墨颜色、(ii)贮槽中的体积、(iii)印刷速度、(iv)印刷宽度和(v)印刷设计中的一种或多种，可以分别确定水性液体流和开关控制上下限的设定。

附图说明

图1是在100m/min、35-40℃而没有任何校正动作下并在低油墨体积条件下(应力试验：3000gm油墨，15英寸印刷宽度，在1.0升/分钟下的油墨循环)，在Ko-Pack中央滚筒式(CI)印刷机上运行的例示性的品红色和蓝绿色UniQure^TM油墨的在黄色上的叠印百分比对运行时间的图；

图2是在图1的应力试验条件下，各种油墨颜色的水重量百分比对运行时间的图(黄色＝空心圆圈，品红色＝灰色圆圈，且蓝绿色＝实心圆圈)；

图3是在图1的应力试验条件下，图1的三种油墨(黄色＝空心圆圈，品红色＝灰色圆圈，且蓝绿色＝实心圆圈)的粘度对经过的运行时间的图(在通过使油墨不受干扰地静置24小时进行澄清而除去空气之后测得的粘度)；

图4是在图1的应力试验条件下，图1的三种油墨(黄色＝空心圆圈，品红色＝灰色圆圈，蓝绿色＝实心圆圈)的pH计响应对经过的运行时间的图；

图5是在宽范围的配制和蒸发条件下蓝绿色油墨的测量电导率的图；

图6是使用三种控制变量，在应力试验条件下，例示性品红色油墨的pH对运行时间的图；以及

图7是对于在图6中使用的三种控制变量，品红色油墨在黄色油墨上的叠印百分比对运行时间的图。

具体实施方式

常规地，使用简单的电导率来控制到油墨中的水添加，既没有被实践也没有被提出。如下所述，这种控制特别适用于其中水溶解在粘合剂中的油墨。对于例如在WetFlex^TM湿叠印工艺中使用的太阳化学公司的UniQure^TM油墨，情况正是如此。

在本发明的例示性实施方案中，与测量油墨的pH或粘度并将其控制系统与这种变量结合在一起的常规系统相反，电导率测量值精确且灵敏地追随油墨组成随运行时间的变化，从而使得使用测得的电导率来控制例如水的进料速率，导致减少或防止了由水从油墨中的蒸发所引起的印刷缺陷。

印刷机对油墨或工艺的接受性大部分取决于油墨或工艺对印刷条件的变化(例如温度、压印线压力或基底的变化)的耐久性(鲁棒性)，这甚至可以在例如一个印刷时段中看出。首先，当印刷运行开始时，可以获得优异的结果。然而，在2-3小时内，刮墨刀槽可能充满凝结的油墨并可能负面地影响油墨转移。这是因为，在运行的同时没有对油墨进行任何调整，循环的油墨由于蒸发而浓缩。它达到了如下状态，颜料和聚合物引起胶凝，具有pH下降或分散剂性质的一些其他变化作为根本原因的不稳定性。胶凝的第一个迹象在无法看见其的刮墨刀槽中。它逐渐积聚，从而导致仓中的流动更差，并且由于油墨不能有效地带走热而引起更大的加热。这种淤积最终将使印刷停止，第一个迹象是转移不足。

在本发明的例示性实施方案中，如果可以通过在整个印刷运行中保持初始油墨组成来避免这些变化，则改进了印刷时的油墨性能，并且这产品和工艺或类似的产品和工艺的市场可以显著增加。

如所提到的，在本技术领域中尚未描述在凹版和胶版印刷应用中的水性油墨的电导率控制。这可能部分是由于基于水溶液的油墨诸如例如UniQure^TM油墨的稀有。基于固体的水连续分散液的油墨，在显著的水蒸发之前几乎不显示电导率的变化，且即使那样它们的电导率也可能增加。然而，基于水溶液的油墨的测量电导率通常对少量水损失非常敏感，因为溶解在低聚物中的水强烈有助于离子的迁移。因此，尽管溶解离子的浓度增加，但电导率下降。有机油墨(例如基于radcure单体的油墨)当水溶解在其中时变得更加导电(并且当诸如通过蒸发将水从其中除去时变得较不导电)。这种电导率变化是由于当在有机相中存在水时离子的迁移率增加。因此，本发明的新控制方法利用了有机油墨诸如例如UniQure^TM型油墨的这种性能。

在本发明的例示性实施方案中，通过以可以由油墨电导率的测量所确定的速率添加水性流体，可以在印刷运行期间将油墨的组成保持在其初始状态下或附近。

在本发明的例示性实施方案中，可应用这种控制的油墨优选为水可以以显著程度诸如例如5重量％至80重量％溶解在油墨连结料中的油墨。

在本发明的例示性实施方案中，例如，可以通过检查在没有通过添加水性流体来保持的油墨中与印刷缺陷的发生相关的油墨电导率来设定电导率的容许范围。在本发明的例示性实施方案中，设置在油墨的贮槽或回流管线中的电导率测量装置可以例如输出信号，所述信号可以在放大或不放大的情况下用于操作流体注射系统中的泵和/或阀，所述流体注射系统将这种流体递送至贮槽或油墨吸入管线中。在本发明的例示性实施方案中，可以使用产生与油墨电导率成比例的信号的任何装置。在本发明的例示性实施方案中，传感器可以例如由油墨或流体的传送而容易地清洁。在本发明的例示性实施方案中，电导探针可以例如优选为感应型。在本发明的例示性实施方案中，注射系统可以例如与商业上销售的用于粘度或pH控制的注射系统类似或相同。

在本发明的例示性实施方案中，当测量的电导率下降到与印刷缺陷或永久性油墨损害相关的电导率(印刷机、印刷密度和所用颜料等的函数)不同、优选不超过其一半时，泵可以例如被激活和/或阀可以例如打开，从而使得补给水性流体可以流入到印刷机的油墨进口中，所述补给水性流体的组成与损失的组成相匹配。然后，一旦恢复到初始电导率，则泵可以例如关闭和/或阀可以例如关闭。

在本发明的例示性实施方案中，为了避免非必需的反馈，电导率传感器可以例如位于油墨流中的控制阀之前。因此，将电导率传感器置于注射器的上游避免了缺乏良好混合的任何影响，所述影响能够导致将不稳定的开/关信号送往泵或阀。

在本发明的例示性实施方案中，根据需要，可以将来自例示性电导探针的信号放大。应注意，一些油墨具有低的水组分，使得即使少量蒸发也能产生电导率的显著变化。或者，具有较大水含量的其他油墨，在通过蒸发失去相同量的水时，将具有尽管可测量但较小的电导率变化。因此，在本发明的例示性实施方案中，可以例如对特定油墨或特定类型的油墨，或者更普遍地，根据情况对电导率控制信号进行校准。

在本发明的例示性实施方案中，优选的水性补给溶液可以含有例如pH 10以上的苛性物质或缓冲溶液，以及例如可溶性抑制剂如MEHQ的稀溶液。在这种例示性实施方案中，一般想法是补充在油墨印刷时失去的物质，即水、碱度和抑制剂。通过如此保持油墨连结料的组成，可以避免印刷缺陷诸如例如油墨转移的损失。本发明的概念与通过pH和/或粘度的油墨组成的已知控制相比，优点在于在印刷的早期阶段，当油墨和印刷的变化事实上正在发生时，后一种油墨测量不显示任何差异。

例如，在Laksin等人的美国专利6,772,683中，已经根据在基底上印刷之后流体(优选为水)的蒸发和随后的油墨粘度增加而描述了水基UniQure型胶版印刷油墨的湿叠印。然而，如果在印刷中或在油墨循环系统中更早地发生水的蒸发，则可能损失湿叠印。可发生无油墨转移或者先前颜色的逆叠印。将这描绘在图1中，其显示了对于在Ko-Pack CI印刷机上的两个连续测点(station)，在运行1小时内品红色(M)(空心圆圈)在黄色(Y)上的叠印损失，而被两个其他测点隔开的两种颜色蓝绿色(C)(实心圆圈)和黄色(Y)继续适当地印刷(在该后一种情况下在涂布蓝绿色之前黄色油墨有更多机会干燥)。这种行为的原因是由于水的损失而引起的品红色油墨流变的变化，如图2中所示，从而在这种情况下导致从用于品红色的压型辊筒的油墨转移不良。

在其他情况下，水的蒸发能够导致例如较高的印刷密度、逆叠印、油墨抛射(ink slinging)、静电毛状物和飞墨。

在本发明的例示性实施方案中，可以通过向贮槽或在油墨管线中受控添加水性流体来管理水从油墨的这种过早蒸发。在本文中有时将这种流体有时称为“补给流体”。如所提到的，典型地，将粘度或pH测量用于向泵和/或阀发送反馈信号，从而控制补给流体添加速率。对于UniQure^TM油墨的流体粘度(锥板式)和pH，将这种测得的响应记录在图3和4中。两种响应在图1中看到的M/Y叠印密度大大降低的时间段中显示很少的变化，由此暴露了它们作为控制机制的固有缺陷。

相反，如图5中所示，油墨电导率对例如约30-20重量％范围内的水含量降低非常敏感，在所述范围内发生这种印刷缺陷(即M/Y叠印密度降低)。在本实例中，尽管源自粘度或pH的反馈不要求在印刷的前1至2小时内进行调整，但是源自电导率测量信号以打开受控水注射系统的反馈，将防止在飞快地印刷的前两个小时内发生的从循环油墨中的过量水损失，如图2中所示。

对于以显著水平(15-40％，取决于颜色)在粘合剂和颜料中包含环氧丙烯酸酯低聚物、水分散性聚氨酯聚合物、聚乙二醇二丙烯酸酯单体、水、分散助剂、润湿剂和消泡剂的UniQure^TM油墨，油墨中水的浓度典型为5重量％至40重量％，更优选为10重量％至30重量％，最优选为20重量％至30重量％。对于图5中所示的例示性蓝绿色油墨，所述油墨含有约28％的水并显示约270微西门子/cm的电导率。经验显示，如果该油墨的电导率不降低至低于约200微西门子/cm(其对应于水不降低至低于约25重量％)，则得到非常可接受的印刷品。然而，当这种油墨的水含量低于该水平时，随着进一步水蒸发观察到下列顺序的事件：pH下降，固体区域中油墨密度增加，点形式的油墨转移的损失，叠印损失，固体区域中油墨密度的损失，油墨抛射，源自固体结构的毛状物和拖尾，以及刮墨刀槽中不稳定油墨凝块的集结。这些事件的任一个都可能对印刷品质非常不利，并能够例如进一步导致停工和/或延迟，所述停工和/或延迟需要对有缺陷的油墨进行修理或者从印刷机中除去其。

因此，在本发明的例示性实施方案中，为了避免可能导致印刷缺陷或印刷问题的水损失，例如优选避免发展到低于20％的水、更优选避免发展到低于22％的水，可以例如将基于电导率测量的信号用于激活到油墨中的水性进料。这可以通过将水倒入搅拌的贮槽中，或者通过在对于本实例为约150微西门子/cm的电导率读数下或其附近被激活的自动注射系统而简单地实现。一般来说，油墨的最佳水含量可以是油墨和颜料两者均特定的。因此，应注意，存在水含量不应降低至低于25％的一些油墨，因此按照本发明的例示性实施方案，到那些油墨中的水添加可以在例如约220微西门子/cm的电导率读数下或其附近被激活。

在本发明的例示性实施方案中，为了避免水的过量添加超过溶解度极限(即使是局部的)，例如可以使用不超过每加仑循环油墨每小时约120ml水溶液的添加速率。应注意，添加速率太高的结果是相分离和颜料凝聚的风险。奇怪的是，这也是使得蒸发太多水的结果，但是后者还费解地具有使聚氨酯和颜料分散液不稳定的pH下降。在本发明的例示性实施方案中，可以将补给流体添加速率设定为基本上等于蒸发速率。

在本发明的例示性实施方案中，除了使用水作为优选水性流体之外，所述水性流体还可以单独或组合地含有其他材料，所述其他材料在油墨运行时被消耗或者将反而改进整体印刷油墨性能。例如，一种这样的材料是帮助将pH保持为高的苛性物质。一般来说，油墨固体的分散稳定性取决于pH。油墨可能在低于约6的pH下发生絮凝，如同在实验室中使用小滴强酸可以证实的。pH下降的起源可能是丙烯酸酯的水解，从而导致导致形成丙烯酸盐，所述丙烯酸盐将pH缓冲至低于约9。奇怪的是，高pH对于该反应是催化性的，但是酸性(低)pH也是这样。因此，在本发明的例示性实施方案中，可以优选通过使印刷中的加热程度最小化来减缓水解。在本发明的例示性实施方案中，例如，这可以利用通过水性补给流体添加而保持在对于分散稳定性合适的pH下的低粘度油墨来最好地实现。

补给水溶液中的这种例示性苛性物质可以是例如强无机碱诸如例如氢氧化钠，或者是例如至少约pH 9、更优选至少约pH 10的缓冲溶液。当例如使用特定的辐射固化性油墨时，它也可以是例如有机碱如叔胺，但是所述材料优选不是仲胺或伯胺或氨，因为它们在从印刷机回收时，可能导致(在这些辐射固化性油墨中)迈克尔加成反应和油墨胶凝。在本发明的例示性实施方案中，这种苛性物质优选可以以至少约1重量％溶解在水中，因为即使在低水平的水性补给流体添加下，其也应该是有效的。然而，根据碱强度和/或缓冲能力，实际的补给溶液可以仅包含例如约0.1％的这种苛性材料。例如，优选的解决方案是使用无机碱或缓冲液以便不改变有机相的电导率。这是重要的，因为期望保持油墨的水含量与其测量电导率之间的关系。添加有机碱或缓冲液可能例如升高油墨的电导率而不改变水含量，这可能于是产生错误的控制信号。

印刷加热也在回收的油墨中引起抑制剂损失以及可能的稳定性问题。对水溶性抑制剂的需求优选通过氢醌型材料等来满足。在本发明的例示性实施方案中，可以使用MEHQ。它在油墨和碱性水(pH＞8)中具有溶解性。然而，由于它对其他长期储存抑制剂的强烈影响，在油墨中MEHQ的水平优选应不高于约0.5重量％。此外，由于MEHQ阴离子是有机电导率的强贡献者，所以例如在例示性补给水溶液中将其浓度保持为低于1％是有用的。在使用MEHQ的本发明例示性实施方案中，可以估计MEHQ从油墨的消耗速率，并考虑到泵和/或阀的估计负载循环(例如半开启，三分之一时间开启等)，在补给溶液中提供足够的MEHQ以进行匹配。

在本发明的例示性实施方案中，电导探针可以是例如几乎任何类型，其包括单个双电极器件，但是更优选可以是例如四电极的所谓的感应器件。例如，也可以使用几种已知的介电监测器，例如诸如由意大利Carnate的匹磁电子公司(B&C Electronics)、梅特勒托利多(MettlerToldeo)和威尼尔(Vernier)制造或提供的介电监测器。在本发明的例示性实施方案中，探针可以是例如自清洁的。此外，探针的放置可以优选在例如贮槽中或者在油墨回流管线中，其中电导率测量将源自从刮墨刀槽(其中发生显著的剪切并由此混合)返回的良好混合的油墨。应注意，这些装置尚未被用于控制油墨组成的事实(以及令粘度控制制造商惊讶的电导率控制是期望的事实)可能是由于UniQure型构造的独特性，其中使用了具有高水容性的辐射固化低聚物；然而，本申请的发明方法不限于UniQure型油墨。

在本发明的例示性实施方案中，注射系统可以是例如几乎任何类型，其包括商业上销售的用于粘度或pH控制的注射系统。如所提到的，在本发明的例示性实施方案中，补给水性流体的注射点优选在例如油墨泵吸入管线中，从而利用泵和双重刮墨刀槽中的任何混合。这种放置也避免了其中由于检测器与注射器的位置太近而发生注射器的过多开-关的反馈回路。在本发明的例示性实施方案中，注射器可以例如优选由源自良好混合的油墨的电导率信号或由其衍生的信号来驱动。

在本发明的例示性实施方案中，对于每种油墨颜色、贮槽中的体积、印刷速度、印刷宽度以及甚至可能还有印刷设计等，可以分别确定补给流和开关控制上下限的准确设定。下面的实施例显示了适合于利用相对少量油墨运行的小型印刷机的典型设置。在本发明的例示性实施方案中，在其他应用中实际数量将发生变化。下列实施例的目的仅在于说明所提出的方法的有效性，并且可以被改变或调整以满足在给定应用或情形中可能适合的特定印刷要求。

实施例

图6和7描述了在60m/min下，使用Ko-Pack International CI窄幅卷筒纸印刷机(六色)、ESI EZCure电子束固化和白色聚乙烯基底，在例示性UniQure^TM油墨的实际印刷试验中获得的实例。网纹辊为1000行、1.6bcm，印刷板是Esko CBU，粘性背胶(back tape)是L5.4。刮墨刀为钢。印刷机未回火。通过试验油墨的连续循环将油墨加压到运行的无卷筒纸的印刷机上。使用3000gm油墨(除了黄色油墨之外，其使用10Kg)，印刷宽度为15英寸，且油墨循环速率为1.0升/分钟。在每个小时的运行之后导入卷筒纸，获得印刷品，然后除去卷筒纸并继续运行印刷机。由于一连串因素，这种方法快速地损坏油墨和印刷，由此导致更高的印刷温度和印刷缺陷，所述因素包括例如油墨的水损失、抑制剂损失和pH下降。因此我们将这种试验称为“应力试验”。

在图6和7中使用的实例油墨是用适合的颜料制成的标准UniQure^TM油墨。黄色在贮槽中以大体积(4加仑)运行，其先前被示出以通过增加再循环时间而使油墨损坏最小化。品红色在1加仑容器中运行，其约为填充在油墨管线和刮墨刀槽中的一半。在贮槽中监测油墨并取样以用于在实验室中进行检查。印刷品质通过XRite光密度计来测定。使用的水性补给液是0.1w/w％NaOH和0.5w/w％MEHQ。下面将该液体简称为“苛性物质”。

图6显示了用于实现受控苛性物质添加的各种手段对通过pH计测量的印刷中的UniQure^TM油墨的pH的影响。已知当使得这种油墨的pH下降时，油墨可能因聚氨酯聚合物沉淀而不可逆地损坏。在空心圆圈中，使用220±10微西门子/cm的电导率控制来打开和关闭水性补给液的100毫升/小时/加仑的计量流动。在这种控制方案下。油墨pH(计)保持在约6.7-7.2的稳定区域内。灰色圆圈显示了使用pH(计)本身作为对苛性物质添加的反馈控制信号的结果。pH(计)首先必须下降到低于6.5以触发补给添加；如可以看见的，由于流动限制，pH仅缓慢恢复。实心圆圈显示了使用粘度控制的结果。在此，直到运行约1小时之后，当粘度超过0.5Pa.s时才获得控制信号。这种延迟意味着不能在可添加的补给体积/小时的限制内恢复pH，并观察到印刷缺陷。

应注意，流体流动限制是关键的，因为可以添加多少补给流体的限制因素是颜色强度。颜色不能被稀释太多。尽管可以提高补给流体的pH，但是会产生其冲击油墨或其他问题如腐蚀的顾虑。任何苛性物质的注射都要花费时间来获得期望的效果，因为必须将其混入到全部油墨体积中而使其有效。否则，由于会检测不同pH的局部区域并采取响应性校正，所以油墨的pH将上下起伏不定。因此，pH控制完全是不有效的。

图7显示了不同的油墨组成控制方法对品红色在黄色上的叠印的影响。空心圆圈是在使用220±10微西门子/cm下使用电导率控制产生的数据点。如可以在图7中看到的，该方法显示了该印刷结果的优异控制。灰色圆圈显示了如上所述使用苛性物质流的pH控制的结果。由于在获得指示pH下降的显著信号(下限设定点为6.5)中的1/2至1小时的延迟，在运行的前两个小时内叠印退化，并且直到在开始补给流体流之后过去5小时时，才恢复初始叠印密度，这是不好的结果。类似地，实心圆圈是源自用于本实施例的粘度控制系统的数据点。在这种情况下，由未测得的粘度变化而引起的1小时延迟，导致叠印品红色密度的显著降低。事实上，如所示出的，该印刷品质测量值从未回到所需值，即使在120毫升/小时/加仑下以补给苛性物质流进行印刷5小时之后。

应注意，在这种情形下，即使粘度灵敏度增加并对小的变化进行校准，所述方法仍会失败。油墨中的泡沫使得粘度控制无效。此外，当也期望补充蒸发的水以避免变稠时，pH调整不可能快速。在补充水中只能含有一定量的苛性物质，并且不期望使pH超过10。

图1显示了在100m/min、35-40℃而没有任何校正动作下并在如上所述的低油墨体积应力试验条件下，在Ko-Pack中央滚筒式(CI)印刷机上运行的UniQure^TM油墨。在运行1小时内，品红色(M)在叠印中逐渐不能转移到黄色(Y)上(空心圆圈)，而蓝绿色(C)继续在黄色上正常叠印(实心圆圈)。

图2显示了随时间的流逝，在图1中的应力试验条件下，通过称重的所取样品的烘箱干燥而测量的水重量百分比(黄色＝空心圆圈，品红色＝灰色圆圈，蓝绿色＝实心圆圈)。下降是线性的并且仅取决于所有油墨的泵送速率。

图3显示了在图1的应力试验条件下，随运行时间的流逝，三种油墨(黄色＝空心圆圈，品红色＝灰色圆圈，蓝绿色＝实心圆圈)的粘度。在运行的约前两个小时内，没有检测到粘度变化。但是在约2小时之后，可以看到粘度的线性增加。

图4显示了在图1的应力试验条件下，随运行时间的流逝，这些油墨(黄色＝空心圆圈，品红色＝灰色圆圈，蓝绿色＝实心圆圈)的pH。所述值为pH计读数并且没有校正为真正的氢离子活度。品红色和黄色显示早期pH下降，而蓝绿色虽延迟但仍然在2小时运行时间之前发生pH下降。

图5显示了在宽范围的配制和蒸发条件下蓝绿色油墨的测量电导率。空心圆圈是在烘箱中干燥至接近20％水的油墨。

如所提到的，图6显示了在已经与由分散不稳定性引起的油墨损坏相关联的应力试验条件下，品红色油墨的pH响应。空心圆圈在苛性物质注射(0.1％NaOH)的电导率控制(本发明)下获得，并显示在6小时的连续运行中没有发生显著的pH变化。灰色圆圈显示了使用苛性物质注射的pH控制的结果，其由于开始注射的信号延迟了几乎1小时而导致平均较低的pH。黑灰色圆圈显示了使用苛性物质注射的粘度控制的结果，其中在向注射系统发送粘度信号之前发生了显著的pH下降。

最后，如所提到的，图7显示了在应力试验条件下品红色在黄色上的叠印。空心圆圈在苛性物质注射(0.1％NaOH)的电导率控制(本发明)下获得，其产生了稳定的叠印。灰色圆圈显示了苛性物质注射的pH控制的结果，其引起了品红色转移的损失，这在注射的延迟开始后5小时内几乎不能恢复。黑灰色圆圈显示了使用苛性物质注射的粘度控制的结果，其引起了湿叠印的严重损失，这在5小时内没有恢复。

应注意，尽管使用了太阳化学公司的UniQure^TM油墨来描述用于这种工艺改进的例示性组成，但是也可以将其他油墨用于这种方法中，所述其他油墨包括但不限于含有溶解的水的其他油墨。在转让给太阳化学公司的下列专利中公开了UniQure^TM油墨的组成细节，特此通过参考将其并入本文中：US 7479511，EP 1504067，EP 1792956，US 7226959和EP 1392780。

对包括其优选实施方案的本发明进行了描述。然而，应理解，本领域的技术人员在考虑了本公开内容之后，可以对本发明进行修改和/或改进，这些修改和/或改进在本发明的范围和主旨之内。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种在印刷运行期间保持油墨组成的方法，所述方法包括：

向油墨中添加水性流体，

其中所述添加以由油墨电导率测量所确定的速率进行。

2.权利要求1的方法，其中所述水性流体是水，并且其中以50～150毫升/小时/加仑的速率将所述水性流体注入到所述油墨中。

3.权利要求1的方法，其中所述水性流体是水，并且其中在25℃至35℃之间的温度下将所述水性流体注入到所述油墨中。

4.权利要求1的方法，其中使用基于油墨电导率的反馈回路来控制所述水性流体的添加。

5.权利要求1的方法，其中所述水性流体是水、醇中的一种或它们的组合。

6.权利要求1的方法，其中所述水性流体是水、醇中的一种或它们的组合，并且所述油墨含有被设计为使流体乳化为油墨的材料。

7.权利要求6的方法，其中所述材料是表面活性剂。

8.权利要求1的方法，其中所述油墨包含水。

9.权利要求1的方法，其中所述水性流体是苛性物质和缓冲溶液中的至少一种与水的组合。

10.权利要求1～9中任一项的方法，其中在印刷运行期间所述油墨被保持在其初始状态下或其附近。

11.权利要求10的方法，用于防止由(i)水的蒸发和(ii)pH的变化中的至少一种而造成的印刷缺陷。

12.权利要求11的方法，其中所述印刷缺陷包括如下情况中的至少一种：油墨凝结、油墨转移减少、无油墨转移、湿叠印的损失、先前颜色的逆叠印、较高的印刷密度、油墨抛射、静电毛状物、飞墨和印刷机损坏。

13.权利要求1～9中任一项的方法，其中所述油墨的电导率对少量水损失敏感。

14.权利要求1的方法，其中水能大量溶于油墨连结料中。

15.权利要求14的方法，其中所述水的溶解度为5重量％至80重量％。

16.权利要求1～9中任一项的方法，其中电导率测量装置置于油墨的贮槽或回流管线中。

17.权利要求16的方法，其中所述电导率测量装置输出与所述油墨电导率成比例的信号。

18.权利要求16的方法，其中能够通过油墨或流体的传送而容易地清洁所述电导率测量装置。

19.权利要求16的方法，其中所述电导率测量装置包含电导探针。

20.权利要求19的方法，其中所述电导探针是简单双电极器件和四电极感应器件中的一种。

21.权利要求16的方法，其中所述电导率测量装置输出信号，所述信号能够在放大或不放大的情况下用于操作流体注射系统中的泵和/或阀。

22.权利要求1～21中任一项的方法，其中将所述水性流体添加至贮槽、油墨吸入管线、油墨回流管线和刮墨刀槽中的至少一个中。

23.权利要求1～21中任一项的方法，其中通过检查在没有通过添加水性流体来保持的油墨中与印刷缺陷的发生相关的油墨电导率来设定所述电导率的容许范围。

24.权利要求1～21中任一项的方法，其中通过注射系统如市售的用于粘度或pH控制的那些注射系统来添加所述水性流体。

25.权利要求1～21中任一项的方法，其中当所述电导率降低到规定值时，所述泵被激活和/或所述阀打开，使得水性流体流入到油墨中。

26.权利要求25的方法，其中当恢复到初始电导率时，所述泵关闭和/或所述阀关闭。

27.权利要求21、25和26中任一项的方法，其中在油墨流中，电导率传感器位于控制阀之前。

28.权利要求25～27中任一项的方法，其中所述规定值小于或等于所述电导率值的一半，所述电导率值与对于给定印刷机、印刷密度和所用颜料的印刷缺陷或永久性油墨损害相关。

29.权利要求1～9中任一项的方法，其中所述水溶液含有：(i)pH10以上的苛性物质或缓冲溶液，和(ii)可溶性抑制剂的稀溶液。

30.权利要求29的方法，其中所述可溶性抑制剂是MEHQ。

31.权利要求1～9中任一项的方法，其中在印刷的早期阶段中观察到油墨电导率测量值的差异。

32.一种用于在印刷运行期间保持油墨组成的系统，所述系统包含：

注射器；

电导探针；和

与所述电导探针的输出可传达地连接的控制器，

其中在操作过程中，所述电导探针测量所述油墨的电导率，所述控制器对此做出响应而控制向油墨中添加的水溶液。

33.权利要求32的系统，还包含泵和/或阀。

34.权利要求33的系统，其中当所述油墨的测量电导率降低到规定值时，所述泵被激活和/或所述阀打开，使得水性流体流入到油墨中。

35.权利要求32的系统，其中所述电导探针是简单双电极器件和四电极感应器件中的一种。

36.权利要求32的系统，其中所述电导探针输出信号，所述信号能够在放大或不放大的情况下用于操作流体注射系统中的泵和/或阀。

37.权利要求32的系统，其中当所述电导率降低到规定值时，所述泵被激活和/或所述阀打开，使得水性流体流动。

38.权利要求37的系统，其中当恢复到所述油墨的初始电导率时，所述泵关闭和/或所述阀关闭。

39.权利要求32的系统，其中所述水性流体是(i)添加至贮槽的水性流体或(ii)添加至油墨吸入管线的水性流体中的至少一种。

40.权利要求32的系统，其中对于(i)每种油墨颜色、(ii)贮槽中的体积、(iii)印刷速度、(iv)印刷宽度和(v)印刷设计中的至少一种，分别确定水性液体流和开关控制上下限的设定。

41.权利要求37的系统，其中所述规定值小于或等于所述电导率值的一半，所述电导率值与对于给定印刷机、印刷密度和所用颜料的印刷缺陷或永久性油墨损害相关。

42.一种用于在印刷运行期间保持印刷机的不同测点处使用的油墨的组成的系统，所述系统在所述印刷机的每个测点处包含：

注射器；

电导探针；和

与所述电导探针的输出可传达地连接的控制器，

其中在操作过程中，每个测点处的电导探针测量油墨的电导率，所述控制器对此做出响应而控制向该测点处的油墨中添加的水溶液。

43.权利要求42的系统，其中各控制器包含一个或多个中央控制器，所述一个或多个中央控制器与每个测点处的所述电导探针的输出可传达地连接，并远程控制向该测点处的油墨中添加的水溶液。

44.权利要求42的系统，其中每个控制器执行为了其特定测点处使用的所述油墨的性能而被优化的控制算法。

45.权利要求43的系统，其中所述一个或多个中央控制器执行为了所述印刷机的每个给定测点处使用的油墨的性能而被优化的控制算法。

46.权利要求42～45中任一项的系统，其中给定测点处的所述水溶液是水、醇中的一种或其组合。

47.权利要求42～45中任一项的系统，其中给定测点处的所述水溶液是苛性物质和缓冲溶液中的至少一种与水的组合。

48.权利要求42～45中任一项的系统，其中给定测点处的所述水溶液含有(i)pH10以上的苛性物质或缓冲溶液和(ii)可溶性抑制剂的稀溶液。

49.一种用于在印刷运行期间保持印刷机的不同测点处使用的油墨的组成的系统，所述系统在所述印刷机的每个测点处包含：

权利要求32～41中任一项的系统，

其中单独测点处所用的系统可以但不必相同。

50.权利要求49的系统，其中每个测点处的每个系统的各自的控制器包含一个或多个中央控制器，所述一个或多个中央控制器与每个测点处的所述电导探针的输出可传达地连接，并远程控制向该测点处的油墨中添加的水溶液。

51.权利要求49的系统，其中所述不同系统的每个控制器执行为了其特定测点处使用的油墨的性能而被优化的控制算法。

52.权利要求50的系统，其中对于每个测点，所述一个或多个中央控制器执行为了所述印刷机的所述测点处使用的油墨的性能而被优化的控制算法。

53.权利要求49的系统，其中在所述印刷机的每个测点处使用的水溶液可以但不必与任何其他测点处使用的水溶液相同，并且为了所述特定测点处使用的油墨的性能而被优化。

54.权利要求46～48中任一项的系统，其中所述印刷机的每个测点处使用的水溶液可以但不必与任何其他测点处使用的水溶液相同，并且为了所述特定测点处使用的油墨的性能而被优化。

Claims (41)

1.一种在印刷运行期间保持油墨组成的方法，所述方法包括：

向油墨中添加水性流体，

其中所述添加以由油墨电导率测量所确定的速率进行。

2.权利要求1的方法，其中所述水性流体是水，并且其中以50～150毫升/小时/加仑的速率将所述水性流体注入到所述油墨中。

3.权利要求1的方法，其中所述水性流体是水，并且其中在25℃至35℃之间的温度下将所述水性流体注入到所述油墨中。

4.权利要求1的方法，其中使用基于油墨电导率的反馈回路来控制所述水性流体的添加。

5.权利要求1的方法，其中所述水性流体是水、醇中的一种或它们的组合。

6.权利要求1的方法，其中所述水性流体是水、醇中的一种或它们的组合，并且所述油墨含有被设计为使流体乳化为油墨的材料。

7.权利要求6的方法，其中所述材料是表面活性剂。

8.权利要求1的方法，其中所述油墨包含水。

9.权利要求1的方法，其中所述水性流体是苛性物质和缓冲溶液中的至少一种与水的组合。

10.权利要求1～9中任一项的方法，其中在印刷运行期间所述油墨被保持在其初始状态下或其附近。

11.权利要求1～10中任一项的方法，用于防止由(i)水的蒸发和(ii)pH的变化中的至少一种而造成的印刷缺陷。

12.权利要求11的方法，其中所述印刷缺陷包括如下情况中的至少一种：油墨凝结、油墨转移减少、无油墨转移、湿叠印的损失、先前颜色的逆叠印、较高的印刷密度、油墨抛射、静电毛状物、飞墨和印刷机损坏。

13.权利要求1～12中任一项的方法，其中所述油墨的电导率对少量水损失敏感。

14.权利要求1的方法，其中水能大量溶于油墨连结料中。

15.权利要求14的方法，其中所述水的溶解度为5重量％至80重量％。

16.权利要求1～15中任一项的方法，其中电导率测量装置置于油墨的贮槽或回流管线中。

17.权利要求16的方法，其中所述电导率测量装置输出与所述油墨电导率成比例的信号。

18.权利要求16的方法，其中能够通过油墨或流体的传送而容易地清洁所述电导率测量装置。

19.权利要求16的方法，其中所述电导率测量装置包含电导探针。

20.权利要求19的方法，其中所述电导探针是简单双电极器件和四电极感应器件中的一种。

21.权利要求16的方法，其中所述电导率测量装置输出信号，所述信号能够在放大或不放大的情况下用于操作流体注射系统中的泵和/或阀。

22.权利要求1～21中任一项的方法，其中将所述水性流体添加至贮槽、油墨吸入管线、油墨回流管线和刮墨刀槽中的至少一个中。

23.权利要求1～22中任一项的方法，其中通过检查在没有通过添加水性流体来保持的油墨中与印刷缺陷的发生相关的油墨电导率来设定所述电导率的容许范围。

24.权利要求1～22中任一项的方法，其中通过注射系统如市售的用于粘度或pH控制的那些注射系统来添加所述水性流体。

25.权利要求21中任一项的方法，其中当所述电导率降低到规定值时，所述泵被激活和/或所述阀打开，使得水性流体流入到油墨中。

26.权利要求25的方法，其中当恢复到初始电导率时，所述泵关闭和/或所述阀关闭。

27.权利要求21、25和26中任一项的方法，其中在油墨流中，电导率传感器位于控制阀之前。

28.权利要求25～27中任一项的方法，其中所述规定值小于或等于所述电导率值的一半，所述电导率值与对于给定印刷机、印刷密度和所用颜料的印刷缺陷或永久性油墨损害相关。

29.权利要求1～28中任一项的方法，其中所述水溶液含有：(i)pH10以上的苛性物质或缓冲溶液，和(ii)可溶性抑制剂的稀溶液。

30.权利要求29的方法，其中所述可溶性抑制剂是MEHQ。

31.权利要求1～30中任一项的方法，其中在印刷的早期阶段中观察到油墨电导率测量值的差异。

32.一种用于在印刷运行期间保持油墨组成的系统，所述系统包含：

注射器；

电导探针；和

与所述电导探针的输出可传达地连接的控制器，

其中在操作过程中，所述电导探针测量所述油墨的电导率，所述控制器对此做出响应而控制向油墨中添加的水溶液。

33.权利要求32的系统，还包含泵和/或阀。

34.权利要求33的系统，其中当所述油墨的测量电导率降低到规定值时，所述泵被激活和/或所述阀打开，使得水性流体流入到油墨中。

35.权利要求32的系统，其中所述电导探针是简单双电极器件和四电极感应器件中的一种。

36.权利要求32的系统，其中所述电导探针输出信号，所述信号能够在放大或不放大的情况下用于操作流体注射系统中的泵和/或阀。

37.权利要求32的系统，其中当所述电导率降低到规定值时，所述泵被激活和/或所述阀打开，使得水性流体流动。

38.权利要求37的系统，其中当恢复到所述油墨的初始电导率时，所述泵关闭和/或所述阀关闭。

39.权利要求32的系统，其中所述水性流体是(i)添加至贮槽的水性流体或(ii)添加至油墨吸入管线的水性流体中的至少一种。

40.权利要求32的系统，其中对于(i)每种油墨颜色、(ii)贮槽中的体积、(iii)印刷速度、(iv)印刷宽度和(v)印刷设计中的至少一种，分别确定水性液体流和开关控制上下限的设定。

41.权利要求37的系统，其中所述规定值小于或等于所述电导率值的一半，所述电导率值与对于给定印刷机、印刷密度和所用颜料的印刷缺陷或永久性油墨损害相关。

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