1.本发明涉及采用特定波形和着色的喷墨油墨的喷墨印刷方法和喷墨印刷系统。
背景技术：
2.工业喷墨印刷系统正在取代凹版印刷、柔性版印刷和胶版印刷系统，因为它们在可变印刷和短的准备时间方面具有优势，这允许即时制造、短的生产运行和个性化产品。这些喷墨印刷系统必须满足高可靠性和生产能力要求。满足这些要求的重要因素是波形和喷墨油墨。
3.波形是一组定时的致动器运动，用于传播和控制灰度印刷头的油墨室内的声压波，以通过喷嘴喷射油墨液滴。例如，波形可以在30千赫兹(khz)的频率下操作，并且通过选择性地激活波形的不同脉冲来产生三种不同尺寸的液滴。目的是以近似相同的液滴速度喷射不同的液滴。
4.压电喷墨印刷基于当向其施加电压时压电陶瓷换能器的移动。电压的施加改变了印刷头中的压电陶瓷换能器的形状，产生空隙，然后用油墨填充该空隙。当再次去除电压时，陶瓷膨胀到其原始形状，产生压力波，该压力波导致形成从印刷头的喷嘴喷射的液滴。压电喷墨印刷头可以使用快速的上升时间和高幅度的电驱动脉冲来发射大的压力波脉冲，以喷射快速的油墨液滴(高的液滴速度)。
5.波形也被调整到喷墨油墨上，但是油墨室中的总声能可能比释放油墨液滴所需的能量大得多。过量的能量是卫星液滴的不受控释放、对后续液滴的干扰、不同的液滴速度和喷嘴之间的串扰的来源，这些全部使印刷头的喷射性能劣化。
6.使用较小的油墨液滴来改进图像质量，这意味着必须沉积更多的油墨液滴/点。因此，波形必须在高频率下工作，例如60 khz或更高，以实现100-150 m/min的印刷速度。印刷频率越高，当下一次液滴和压力波出现时，油墨室中的压力还没有衰减到零的可能性越大，并因此获得差的喷射性能的可能性越大。
7.对于低频率，如us2010328381 (konica minolta)对约20 khz和wo2015/023363 (fujifilm dimatix)对约30 khz所说明的，已经出现了波形和喷墨油墨的广泛发展。然而，对于60 khz或更高的高频率，仍然需要合适的波形和喷墨油墨，使得可以在高印刷速度和良好图像质量下进行具有良好喷射性能的可靠的喷墨印刷。
技术实现要素：
8.为了克服上述问题，使用如权利要求1所限定的喷墨印刷方法已经实现本发明的优选的实施方案。
9.令人惊讶地发现，通过在两个喷射脉冲之间包括特定的空闲时间周期，可以仅使用2个子液滴(在必要时，通常是3个子液滴)以可靠的方式喷射特定的喷墨油墨的大油墨液滴。这允许增加灰度印刷头的频率，并且在三个灰度级而不是四个灰度级下可靠地操作，同时对图像质量具有最小的作用。
10.本发明的一个目的是提供用于可靠印刷高喷射频率的喷墨印刷系统。
11.本发明的另一个目的是采用根据本发明的喷墨印刷方法和系统提供改进的工业制造方法。
12.本发明的其它优点和实施方案将从以下描述中变得显而易见。
附图说明
13.图1说明波形的脉冲1，其具有达到特定电压的上升时间2、用于保持电压的停留时间3和用于去除所施加的电压的下降时间4。所施加的电压给予脉冲其幅度5。不再施加电压的时刻称为脉冲的结束时间6。
14.图2是单个压电按需滴落灰度印刷头模块的横截面的示意性表示。该模块10包括胶粘到模块主体12的致动器11，其中油墨经由油墨供应16进入模块10并且经由阻抗特征20被引导到油墨室15。油墨在油墨室15中由致动器11加压并且被引导到外喷嘴孔14，液滴从该外喷嘴孔通过喷嘴板13喷射。致动器11包括压电层17，通过向附着于压电层17的表面的金属层施加电压波形可以修改该压电层的形状，后者通常厚度为约20
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m。压电层17上的金属层形成接地电极18。压电层17上的上金属层形成驱动电极19。
15.图3显示包括四个声共振周期(arp)的波形，每个arp包括具有幅度a1、a2、a3或a4的脉冲。
16.图4显示如何通过选择性地激活波形的不同脉冲来获得三个灰度级(0、1和2级)。在0级时不喷射油墨液滴，而在1级时产生的油墨液滴比在2级时小。
17.定义术语印刷头的“声共振周期
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(arp)是指压力波在油墨室中双向行进所花费的时间的时间周期。这是每种印刷头类型的特性，并且可以根据所使用的油墨而不同。即，该周期与油墨中的声速相关。可以通过改变单个液滴波形中的两个陶瓷运动之间的时机来测量声共振周期。
18.术语“喷射周期”是进行待印刷图像的一个像素(一个液滴沉积点)的记录的时间。喷射周期可包括多个含有或缺乏脉冲的声共振周期。
具体实施方式
19.喷墨印刷方法本发明的优选的实施方案是灰度喷墨印刷方法，其包括以下步骤：a)将着色的喷墨油墨供应至具有喷嘴的灰度印刷头，所述喷嘴的外喷嘴表面积小于500
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m2并且声共振周期arp不超过5.5
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s；和b)施加电压波形用于在一个喷射周期内从所述灰度印刷头的喷嘴喷射着色的喷墨油墨；其中所述着色的喷墨油墨在喷射温度和1,000 s-1
的剪切速率下的粘度为至少3.8 mpa.s；其中用于喷射最大的油墨液滴的所述电压波形按照时间顺序包括具有幅度a1的第一喷射脉冲和具有幅度a3的第二喷射脉冲，其中所述幅度a1符合以下关系：0.50
×
a3《a1《1.40
×
a3；和其中所述第一喷射脉冲的结束时间和所述第二喷射脉冲的结束时间之间的时间
周期限定不包括其它喷射脉冲的空闲时间周期，所述时间周期的持续时间在所述声共振周期arp的1.5-2.5倍之间；和其中在所述空闲时间周期期间存在的具有幅度a2的任何非喷射脉冲符合以下关系：a2≤0.15
×
a3。
20.空闲时间周期可以包括符合以下关系的非喷射脉冲：a2≤0.15
×
a3，但优选在空闲时间周期期间不存在脉冲。
21.在更优选的实施方案中，具有幅度a1和a3的喷射脉冲的关系优选为0.65
×
a3《a1《0.90
×
a3，更优选0.75
×
a3《a1《0.85
×
a3。在后一范围中，通常没有观察到卫星。
22.印刷头通常含有几百个如在图2中说明的模块10。如图2所示，喷嘴板13中的喷嘴通常具有小于内喷嘴孔的外喷嘴孔14。内喷嘴孔是面对油墨室15的孔，而外喷嘴孔14面对印刷头的外部环境。喷嘴孔的形状通常为圆形、椭圆形、正方形或矩形，但也可具有其它更复杂的形状。
23.使用用于表面积的公知的数学公式，基于外喷嘴的尺寸计算喷嘴表面积ns。例如，在圆形喷嘴的情况下，喷嘴表面积ns由下式计算：ns = π
×
r2，其中半径r是外喷嘴直径的一半。
24.在本发明中，灰度印刷头具有喷嘴，该喷嘴的外喷嘴表面积ns小于500
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m2，优选在100-350
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m2之间，更优选在150-300
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m2之间，并且最优选在200-250
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m2之间。在这些范围内，灰度印刷头可以产生具有优异图像质量的图像。
25.灰度印刷头优选是压电印刷头，更优选压电通流印刷头。在通常也称为再循环印刷头的通流印刷头中，油墨经由油墨入口连续地流过油墨室并且仅在需要时离开喷嘴，否则油墨经由印刷头的油墨出口连续地离开油墨通道。其它类型的印刷头是所谓的端部喷射式印刷头或单端印刷头，其中油墨经由印刷头的油墨入口流入油墨室中并且仅能够通过喷嘴离开。
26.端部喷射式印刷头的商业实例是例如得自ricoh的压电印刷头gen5和gen5s和得自kyocera的kj4b。用于获得本发明的合适的压电通流印刷头是得自fuji dimatix的印刷头samba g3l和g5l和得自xaar的通流印刷头。
27.在灰度喷墨印刷方法的优选的实施方案中，灰度印刷头是压电通流印刷头。这样的印刷头表现出改进的可靠性，因为油墨室中的油墨保持运动，从而防止或至少减少在延长的时间周期之后喷墨油墨中的颜料沉积而不通过喷嘴发射造成的印刷头堵塞，并且自动地去除在较高发射频率下整流扩散所产生的气泡。
28.在多程喷墨印刷方法中，喷墨印刷头在横向方向上来回扫描，横跨移动的油墨接受基材。如果印刷头移动到基材区域之外，则所有印刷头喷嘴可以同时发射(“喷射”)到服务站喷射盂中，由此吹扫所有喷嘴，从而重新施加湿气并且疏通喷嘴。这导致油墨的少量浪费，但不浪费基材。
29.可以通过使用页宽喷墨印刷头或多个交错喷墨印刷头来执行单程喷墨印刷，所述印刷头覆盖油墨接受表面的整个宽度。在单程印刷方法中，喷墨印刷头通常保持静止，而基材在喷墨印刷头下方输送。由于印刷头位于基材上方，用于吹扫印刷头喷嘴的喷墨油墨的喷射除了浪费油墨之外还将导致基材的浪费。此外，还需要耗时地去除未印刷期望图像的这样的基材部分。因此，当灰度喷墨印刷方法是单程喷墨印刷方法时，特别观察到使用通流
印刷头的改进的生产能力。
30.在灰度喷墨印刷方法的优选的实施方案中，灰度喷墨印刷方法是单程灰度喷墨印刷方法，因为与多程喷墨印刷相比，其允许生产能力最大化。
31.在灰度印刷头中，施加到模块的电极的波形能够形成多个油墨液滴，这些油墨液滴在离开油墨喷嘴之后可以组合成更大的油墨液滴。当需要大的油墨沉积时，大油墨液滴是必需的，而对于高分辨率和低颗粒度，小油墨液滴是必需的。根据经验，为了以高生产能力的方式印刷良好的图像质量，大液滴的体积优选地应当是小液滴的体积的约1.6-2.4倍。为了实现这种比率，灰度印刷头通常需要将三个油墨液滴组合成大油墨液滴。在后一种情况下，也可以获得由两个油墨液滴组成并且具有尺寸在小油墨液滴和大液滴的尺寸之间的中等尺寸的油墨液滴，但是发现其对于改进图像质量或生产能力没有实际用途。
32.在本发明中，令人惊奇地发现，通过将着色的喷墨油墨的喷射粘度调整到在喷射温度和1,000 s-1
的剪切速率下粘度为至少3.8 mpa.s，并使用非常特定的波形，两个油墨液滴足以使大油墨液滴与小油墨液滴的比率达到期望的1.6-2.4。用于喷射最大的油墨液滴的电压波形按照时间顺序包括具有幅度a1的第一喷射脉冲和具有幅度a3的第二喷射脉冲，其中幅度a1符合以下关系：0.50
×
a3《a1《1.40
×
a3；和第一喷射脉冲的结束时间和第二喷射脉冲的结束时间之间的时间周期限定不包括其它喷射脉冲的空闲时间周期，该时间周期的持续时间在声共振周期arp的1.5-2.5倍之间，最优选地持续时间约为arp的两倍。
33.认为在该空闲周期期间，油墨室自身填充比在三个连续声共振周期的每一个中施加喷射脉冲时更多的油墨。此外，当在三个连续的声共振周期的每一个中施加脉冲时，这在油墨室中产生相当多的更过量的声能。后者使得在下一个液滴和压力波出现之前，在另外的arp中施加所谓的抵消脉冲对于衰减油墨室中的压力是必要的，因为否则这将导致差的喷射性能，例如出现卫星和不同的液滴速度。在另外的声共振周期中的额外的抵消脉冲也降低印刷频率(khz)，并因此也降低印刷速度(m/min)。所有这点在以下实施例中说明。空闲时间周期可以包括非喷射脉冲，但优选空闲时间周期没有任何脉冲。
34.当不是必须喷射油墨液滴时，优选还施加脉冲。这样的脉冲引起喷嘴中的流体弯月面响应于脉冲而移动，而不喷射液滴。这样的非喷射脉冲通常称为“反馈脉冲(tickle pulse)”。通过施加反馈脉冲，可以减小从喷嘴的流体蒸发的作用，这使喷嘴变干的机会最小化。当喷射高挥发性油墨(例如水性或溶剂基喷墨油墨)时和/或当喷墨喷嘴在操作期间长时间保持非活性时，这可能是特别有利的。增加“潜伏期”，即，不活动喷嘴保持能够以最佳喷射性能重新启动的时间长度，改进喷墨印刷方法的可靠性。这样的反馈脉冲在其中喷嘴故障在印刷图像中产生线伪影的单程喷墨印刷中尤其有用。在多程喷墨印刷中，喷嘴故障可以在多程中由相邻喷嘴印刷掩盖。
35.在不喷射油墨液滴或喷射小油墨液滴的优选的实施方案中，通过包括具有符合以下关系的幅度a2的非喷射脉冲的电压波形来施加反馈脉冲：0.10
×
a3《a2《0.30
×
a3。如果幅度a2小于0.10
×
a3，则没有观察到潜伏期的改进。对于大于0.30
×
a3的幅度，通过施加非喷射脉冲，液滴可能仍然从喷嘴喷射。
36.在本发明中，优选通过在一个喷射周期内从灰度印刷头的喷嘴施加用于喷射着色的喷墨油墨的电压波形来喷射小的油墨液滴，其中该电压波形优选按照时间顺序包括具有符合以下关系的幅度a2的非喷射脉冲：0.10
×
a3《a2《0.30
×
a3和具有幅度的喷射脉冲a3。
37.电压波形可以对应于模块的每个喷射周期而周期性地施加到喷墨模块。在灰度喷墨印刷方法的优选的实施方案中，喷射周期等于声共振周期arp的约三倍。如果声共振周期的持续时间不超过5.5
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s，则可以获得高于60 khz的喷射频率，这允许高速印刷。
38.在生产大油墨液滴时，限定具有幅度a1的第一喷射脉冲和具有幅度a3的第二喷射脉冲之间的空闲时间周期的时间周期的持续时间在声共振周期的1.5-2.5倍之间。在灰度喷墨印刷方法的优选的实施方案中，限定空闲时间周期的时间周期等于声共振周期的两倍，因为对于该周期获得最佳喷射性能。
39.在根据本发明的波形中，喷射脉冲的停留时间优选持续时间在arp的20%至60%之间，更优选地持续时间在arp的30%至50%之间。
40.喷墨印刷系统优选地将喷墨印刷系统配置成进行上文描述的所有灰度喷墨印刷方法。
41.本发明的优选的实施方案是如下的喷墨印刷系统，其包含：a)压电通流灰度印刷头，其包括模块10，所述模块具有外喷嘴表面积小于500
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m2的喷嘴14、连接到喷嘴14的油墨室15以及连接到油墨室以改变油墨室的体积的致动器11，其中油墨室的声共振周期(arp)不超过5.5
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s，并且供应以在喷射温度和1,000 s-1
的剪切速率下粘度为至少3.8 mpa.s的着色的喷墨油墨；和b)电压波形产生装置，其被配置为产生电压波形用于在一个喷射周期内喷射最大的油墨液滴，所述电压波形按照时间顺序包括具有幅度a1的第一喷射脉冲和具有幅度a3的第二喷射脉冲，其中幅度a1符合关系0.50
×
a3《a1《1.40
×
a3，优选0.65
×
a3《a1《0.90
×
a3；和其中第一喷射脉冲的结束时间和第二喷射脉冲的结束时间之间的时间周期限定不包括其它喷射脉冲的空闲时间周期，所述时间周期的持续时间在声共振周期arp的1.5-2.5倍之间；和其中在空闲时间周期期间存在的具有幅度a2的任何非喷射脉冲符合关系a2≤0.15
×
a3。空闲时间周期可以包括非喷射脉冲，但优选空闲时间周期没有脉冲。
42.在喷墨印刷系统的优选的实施方案中，电压波形产生装置进一步被配置为产生电压波形用于在一个喷射周期内不从灰度印刷头的喷嘴喷射着色的喷墨油墨，其中电压波形包括具有符合以下关系的幅度a2的非喷射脉冲：0.10
×
a3《a2《0.30
×
a3；和/或进一步被配置为产生电压波形用于在一个喷射周期内从灰度印刷头的喷嘴喷射着色的喷墨油墨，其中电压波形按照时间顺序包括具有符合以下关系的幅度a2的非喷射脉冲：0.10
×
a3《a2《0.30
×
a3和具有幅度a3的喷射脉冲。
43.在喷墨印刷系统的优选的实施方案中，喷射周期等于声共振周期arp的约三倍和/或声共振周期arp的持续时间不超过5.5
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s，优选在3.0
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s至5.2
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s之间，更优选在4.0-4.8
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s之间。
44.对用于压电印刷头的致动器中的压电材料没有限制，条件是在施加电压时发生变形。优选的压电材料包括pzt (pbzro
3-pbtio3)和添加第三组分的pzt。第三组分含有pb(mg1/3nb2/3)o3、pb(mn1/3sb2/3)o3、pb(co1/3nb2/3)o3。此外，batio3、zno、linbo3和litao3也可用于生产它。
45.作为用于图2中的喷嘴板13的材料，优选使用硅，或者使用合成树脂或金属。优选的合成树脂包括聚酰亚胺树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、液晶聚合物、芳族聚酰胺树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂，并且使用聚砜树脂。作为金属材料，优选使用不锈钢。合成树脂或金属喷嘴板优选具有非润湿涂层。
46.着色的喷墨油墨着色的喷墨油墨在喷射温度和1,000 s-1
的剪切速率下的粘度为至少3.8 mpa.s，并且优选粘度在4.0-6.0 mpa.s的范围内。
47.着色的喷墨油墨可以是可uv固化的或溶剂基喷墨油墨，但优选是水性的着色的喷墨油墨。可uv固化的喷墨油墨含有一种或多种光引发剂和可聚合化合物，通常是丙烯酸酯，其可能在例如食品包装中引起健康风险。溶剂基喷墨油墨通常引起环境问题，并且由于有机溶剂的挥发性还引起爆炸风险。
48.水性的着色的喷墨油墨在喷射温度和1,000 s-1
的剪切速率下的粘度为至少3.8 mpa.s，并且优选粘度在4.0-6.0 mpa.s的范围内。水性的着色的喷墨油墨中的主要组分为水。当水被加热时，它开始蒸发。这样的蒸发也发生在印刷头的喷嘴处。因此，为了限制在喷嘴处的蒸发，喷射温度优选不太高。后者尤其在延长的非喷射周期期间发生，并且例如通过喷嘴中的油墨的粘度变化或甚至喷嘴的堵塞而负面地影响喷射性能。另一方面，喷射温度也可以不太低，因为其中喷墨印刷机操作的房间的室温(例如，夏季相对于冬季)的变化也可能发生粘度变化。喷射温度优选为至少25℃，因为用于调节印刷机室的能量成本通常保持有限，并且因此不会太大地影响生产能力。
49.在灰度喷墨印刷方法的优选的实施方案中，水性的着色的喷墨油墨在28℃至42℃之间，更优选在30℃至38℃之间的喷射温度下喷射，因为此时在喷墨印刷机操作的房间中通常不需要空气调节，并且喷嘴处的蒸发也受到限制。
50.由于蒸发引起的潜伏期也可以通过包括一种或多种沸点比水高的有机溶剂来解决。然而，大量的这样的有机溶剂也降低生产能力，因为其花费更长的时间来干燥喷墨印刷的样品。因此，在灰度喷墨印刷方法的优选的实施方案中，基于水性的着色的喷墨油墨的总重量，水性的着色的喷墨油墨的水含量为至少50重量%，更优选基于水性的着色的喷墨油墨的总重量，水含量在52重量%至70重量%之间。然后，水含量不超过70重量%的水性的着色的喷墨油墨的液体介质仍可以容易地补充一种或多种具有较高沸点并且还具有比水更高粘度的有机溶剂，以在喷射温度和1,000 s-1
的剪切速率下实现至少3.8 mpa.s的粘度。
51.彩色颜料由于耐光性的原因，水性的着色的喷墨油墨中的着色剂优选包括彩色颜料而不是仅包括染料。可以使用有机和/或无机颜料，但优选使用有机彩色颜料，因为它们允许使色域最大化。在水性喷墨油墨中可以使用单一颜料或颜料的混合物。
52.合适的彩色颜料可以选自由herbst, willy, 等人industrial organic pigments, production, properties, applications. 第3版. wiley
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vch, 2004. isbn 3527305769所公开的那些。
53.彩色颜料的选择通常由应用决定。例如，如果要复制的图像是木材的复制品，则优选使用cryk喷墨油墨套装代替cmyk喷墨油墨套装。
54.潜伏期的另一个原因是彩色颜料的次优分散。彩色颜料通常用聚合物分散剂分散，所述聚合物分散剂具有粘附于彩色颜料颗粒的疏水表面的疏水锚部分和溶解在水性分散介质中的亲水部分，以实现彩色颜料的空间稳定。发现以下颜料适于实现良好的分散，并因此实现灰度喷墨印刷方法的良好生产能力：-对于青色水性喷墨油墨：β-铜酞菁颜料，优选c.i.颜料蓝15:3；-对于红色水性喷墨油墨：选自以下的颜料：c.i.颜料红57/1、c.i.颜料红122、c.i.颜料红170、c.i.颜料红175、c.i.颜料红176、c.i.颜料红187、c.i.颜料红188、c.i.颜料红207、c.i.颜料红242、c.i.颜料红254、c.i.颜料红272及其混晶；-对于黄色水性喷墨油墨：选自以下的颜料：c.i.颜料黄74、c.i.颜料黄83、c.i.颜料黄97、c.i.颜料黄110、c.i.颜料黄120、c.i.颜料黄138、c.i.颜料黄150、c.i.颜料黄151、c.i.颜料黄154、c.i.颜料黄155、c.i.颜料黄175、c.i.颜料黄180、c.i.颜料黄181、c.i.颜料黄194、c.i.颜料黄213、c.i.颜料黄214及其混晶；和-对于黑色水性喷墨油墨：炭黑颜料。
55.着色的喷墨油墨中的颜料颗粒应足够小，以允许油墨自由流动通过喷墨印刷装置，尤其是在喷射喷嘴处。为了实现良好的喷射性能，平均粒径apd优选小于200 nm，更优选小于160 nm。还期望用孔径为1
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m，优选0.5
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m的过滤器过滤水性喷墨油墨以消除过大的尺寸。
56.对于印刷木材颜色，观察到与红色油墨或黄色油墨相比，需要显著更少的青色油墨。为了改进印刷的木材图像的颗粒度，有利的是青色油墨含有比红色或黄色喷墨油墨更少的颜料。因此，为了获得良好的图像质量，水性cryk着色的喷墨油墨套装优选符合以下关系：重量%(青色)《重量%(红色)《重量%(黄色)，其中重量%(青色)是青色颜料在青色水性喷墨油墨中的重量百分比，重量%(红色)是红色颜料在红色水性喷墨油墨中的重量百分比，并且重量%(黄色)是黄色颜料在黄色水性喷墨油墨中的重量百分比，其中所有重量百分比(重量%)基于水性的着色的喷墨油墨的总重量。
57.在特别优选的实施方案中，设计水性cryk喷墨油墨套装以在每种喷墨油墨中具有最佳的颜料浓度，用于在宽范围的木材颜色图案上获得良好的图像质量，同时保持生产能力。因此，青色水性喷墨油墨优选含有1.5-2.5重量%的β-铜酞菁颜料，其中重量百分比(重量%)基于青色喷墨油墨的总重量。红色水性喷墨油墨优选含有2.0-4.0重量%的红色颜料，其中重量百分比(重量%)基于红色喷墨油墨的总重量。黄色水性喷墨油墨优选含有3.0-5.0重量%的黄色颜料，其中重量百分比(重量%)基于黄色喷墨油墨的总重量。
58.黑色水性喷墨油墨可以用于喷墨印刷中用于底色去除(ucr)。ucr是在颜色分离过程期间消除黄色、品红色和青色重叠并仅用黑色油墨代替它们的过程。发现有利的是黑色喷墨油墨中的颜料浓度与红色水性喷墨油墨的颜料浓度有些相当，并且优选在红色和黄色油墨的颜料浓度之间。黑色水性喷墨油墨优选含有2.2-5.0重量%，更优选2.4-4.0重量%的炭黑颜料；其中重量百分比(重量%)基于黑色喷墨油墨的总重量。如果炭黑颜料浓度小于2.2或2.4重量%，则对于一些较暗的木材图案，需要太多的黑色油墨，这降低生产能力(更多的油墨，更多的干燥)。如果炭黑颜料浓度大于4.0或甚至5.0重量%，则由于增加的颗粒度，尤其是对于浅色木材花纹，获得降低的图像质量。
59.用于根据本发明的喷墨印刷方法的水性喷墨油墨套装优选由上述青色、红色、黄色和黑色水性的着色的喷墨油墨组成。这样的水性喷墨油墨套装允许在可接受的设备和维护成本下具有超过足够的色域，尤其对于印刷宽度大于1.5 m或甚至大于2 m的单程喷墨印刷机。对于单程印刷，整个印刷宽度需要由用于每种颜色的印刷头覆盖，因此较少数量的不同颜色的油墨显著降低成本。
60.如果需要优异的颗粒度质量，可以将一种或多种水性浅色喷墨油墨加入到水性的
着色的喷墨油墨套装中。浅色喷墨油墨优选具有与相应的相同颜色的水性喷墨油墨相同的颜料，但浓度低得多。水性喷墨油墨套装优选含有一种或多种水性浅色喷墨油墨，所述水性浅色喷墨油墨含有颜料，其量为0.1-1.2重量%的颜料，其中重量百分比(重量%)基于水性浅色喷墨油墨的总重量。
61.然而，对于每种颜色青色、红色、黄色和黑色，加入浅色喷墨油墨以显著的经济成本实现，特别是对于单程喷墨印刷，并且还增加喷墨印刷机的复杂性。发现通过向cryk喷墨油墨套装中仅加入具有非常低量黑色颜料的水性浅黑色喷墨油墨，实现了在改进的颗粒度和经济成本之间的最佳折衷。这样的水性浅黑色喷墨油墨优选含有0.1-0.6重量%，更优选0.2-0.3重量%的炭黑颜料，其中重量百分比(重量%)基于水性浅黑色喷墨油墨的总重量。
62.水性喷墨油墨的静态表面张力优选在25℃下在18 mn/m至40 mn/m的范围内，更优选在25℃下在约19 mn/m至约35 mn/m的范围内。在这些范围内，油墨铺展对于在例如用于制造装饰性面板的装饰性纸上获得良好的图像质量是最佳的。
63.聚合物分散剂水性的着色的喷墨油墨优选含有用于分散颜料的聚合物分散剂。一种或多种水性喷墨油墨也可以含有分散协同剂以进一步改进油墨的分散质量和稳定性。
64.合适的聚合物分散剂为两种单体的共聚物，但它们可以含有三种、四种、五种或甚至更多种单体。聚合物分散剂的性质取决于单体的性质和它们在聚合物中的分布两者。共聚物分散剂优选具有以下聚合物组成：
•
统计聚合的单体(例如单体a和b聚合成abbaabab)；
•
交替聚合的单体(例如单体a和b聚合成abababab)；
•
梯度(递变)聚合的单体(例如单体a和b聚合成aaabaabbabbb)；
•
嵌段共聚物(例如单体a和b聚合成aaaaabbbbbb)，其中各嵌段的嵌段长度(2、3、4、5或甚至更多)对于聚合物分散剂的分散能力是重要的；
•
接枝共聚物(接枝共聚物由聚合物主链和附着于主链的聚合物侧链组成)；和
•
这些聚合物的混合形式，例如嵌段梯度共聚物。
65.合适的商业分散剂是可从byk chemie获得的disperbyk
tm
分散剂、可从johnson polymers获得的joncryl
tm
分散剂和可从zeneca获得的solsperse
tm
分散剂。非聚合物分散剂以及一些聚合物分散剂的详细列表公开于mc cutcheon. functional materials, 北美版. glen rock,n.j.: manufacturing confectioner publishing co., 1990. 第110-129页。
66.为了获得良好的喷射性能，聚合物分散剂优选数均分子量mn在500-30000之间，更优选在1500-10000之间。
67.为了获得良好的喷射性能，聚合物分散剂优选重均分子量mw小于100,000，更优选小于50,000，并且最优选小于30,000。
68.在特别优选的实施方案中，用于青色、红色和黑色水性喷墨油墨的聚合物分散剂是包含在3-11摩尔%之间的长脂肪链(甲基)丙烯酸酯的共聚物，其中长脂肪链含有至少10个碳原子。
69.长脂肪链(甲基)丙烯酸酯优选含有10-18个碳原子。长脂肪链(甲基)丙烯酸酯优选是(甲基)丙烯酸癸酯。聚合物分散剂可以通过单体和/或低聚物的混合物的简单受控的
聚合来制备，所述混合物包括在3-11摩尔%之间的长脂肪链(甲基)丙烯酸酯，其中长脂肪链含有至少10个碳原子。
70.为包含在3-11摩尔%之间的长脂肪链(甲基)丙烯酸酯的共聚物的可商购获得的聚合物分散剂是edaplan
tm 482，是得自munzing的聚合物分散剂。
71.有机溶剂合适的有机溶剂包括三醋精、n-甲基-2-吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、甘油、脲、硫脲、亚乙基脲、烷基脲、烷基硫脲、二烷基脲和二烷基硫脲、二醇(包括乙二醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇、戊二醇和己二醇)。优选的有机溶剂是甘油和1,2-己二醇，发现后两种对于改进潜伏期是最有效的。
72.为了调节水性喷墨油墨的粘度，优选在水性分散介质中使用由式(a)表示的聚亚烷基二醇二烷基醚：
ꢀꢀꢀꢀꢀ
式(a)其中，r1和r2各自独立地选自具有1-4个碳原子的烷基；y表示亚乙基或亚丙基；和n是选自5-20的整数。根据式(a)的聚亚烷基二醇二烷基醚的烷基r1和r2优选表示甲基和/或乙基。最优选地，烷基r1和r2均为甲基。
73.在优选的实施方案中，根据式(a)的聚亚烷基二醇二烷基醚是聚乙二醇二烷基醚，优选聚乙二醇二甲醚，因为它们非常容易与水混合以提供水性颜料分散体。
74.代替纯化合物，也可以使用聚亚烷基二醇二烷基醚的混合物。合适的聚亚烷基二醇二烷基醚的混合物包括平均分子量为至少200的聚乙二醇二甲醚的混合物，例如得自clariant的polyglycol dme 200
tm
、polyglycol dme 250
tm
和polyglycol dme 500
tm
。用于水性喷墨油墨的聚亚烷基二醇二烷基醚优选平均分子量在200-800之间。
75.具有良好水溶性的其它优选的有机溶剂包括乙二醇、丙二醇、二甘醇、三甘醇、二丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2,3-三羟基丙烷(甘油)、1,4-丁二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,2-戊二醇、2,4-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2-乙基-1,3-己二醇、1,2-己二醇和2,5-己二醇、二丙二醇单甲醚、二丙二醇正丙醚、三丙二醇甲醚、三丙二醇正丙醚、丙二醇苯醚、丙二醇正丁醚、丙二醇叔丁醚、二甘醇甲醚、乙二醇正丙醚、三甘醇甲醚、三甘醇乙醚、二甘醇正己醚和乙二醇苯醚、2-吡咯烷酮、n-甲基吡咯烷酮、n-乙基吡咯烷酮、2,5,7,10-四氧杂十一烷(tou)、1,3-二氧戊环、1-(2-丁氧基-1-甲基乙氧基)-2-丙醇(solvenol dpnb)或1(或2)-(2-丁氧基甲基乙氧基)丙醇(dowanol dpnb)、丁基二甘醇、n,n-二甲基乳酰胺、3-甲氧基n,n-二甲基丙酰胺、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇(mmb)和α-甲基-γ-丁内酯(mbl)。
76.表面活性剂水性喷墨油墨优选含有至少一种表面活性剂。一种或多种表面活性剂可以是阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂或两性离子表面活性剂，并且基于喷墨油墨的总重量，通常以小于1.0重量%的总量，且特别是基于喷墨油墨的总重量，以小于0.3重量%的总量加入。上述总量以干固体表示。
77.用于水性喷墨油墨的合适的表面活性剂包括脂肪酸盐、高级醇的酯盐、烷基苯磺酸盐、磺基琥珀酸酯盐和高级醇的磷酸酯盐(例如十二烷基苯磺酸钠和二辛基磺基琥珀酸
钠)、高级醇的环氧乙烷加合物、烷基酚的环氧乙烷加合物、多元醇脂肪酸酯的环氧乙烷加合物和乙炔二醇及其环氧乙烷加合物(例如聚氧乙烯壬基苯基醚和可从air products & chemicals inc.获得的surfynol
™
104、104h、440、465和tg)。
78.优选的表面活性剂选自氟基表面活性剂，例如氟化烃。
79.阴离子含氟表面活性剂的合适实例包括capstone
™ꢀ
fs-63、capstone
™ꢀ
fs-61 (由du pont制造)；ftergent
™
100、ftergent
™
110和ftergent
™
150 (由neos co. ltd.制造)；和chemguard
™ꢀ
s-760p (由chemguard, inc.制造)。
80.特别优选的商业含氟表面活性剂是得自du pont的capstone
™ꢀ
fs3100。
81.在水性喷墨油墨的优选的实施方案中，表面活性剂是含氟表面活性剂，更优选烷氧基化的含氟表面活性剂，并且最优选含有磺酸基或其盐的烷氧基化的含氟表面活性剂。
82.杀生物剂用于本发明的水性喷墨油墨的合适的杀生物剂包括脱氢乙酸钠、2-苯氧基乙醇、苯甲酸钠、吡啶硫-1-酮钠(sodium pyridinethion-1-oxide)、对羟基苯甲酸乙酯和1,2-苯并异噻唑啉-3-酮及其盐。
83.优选的杀生物剂是可从arch uk biocides获得的proxel
tm gxl、proxel
tm k和proxel
tm ultra 5和可从cognis获得的bronidox
tm
。
84.特别优选的杀生物剂是1,2-苯并异噻唑啉-3-酮基杀生物剂。
85.各自基于水性喷墨油墨的总重量，杀生物剂优选以0.001-3.0重量%，更优选0.01-1.0重量%的量加入。
86.ph调节剂从分散稳定性的观点来看，优选着色的喷墨油墨在25℃下的ph为7.5或更高。
87.水性喷墨油墨可以含有至少一种ph调节剂。合适的ph调节剂包括naoh、koh、net3、nh3、hcl、hno3、h2so4和(聚)链烷醇胺(例如三乙醇胺和2-氨基-2-甲基-1-丙醇)。
88.优选的ph调节剂是三乙醇胺、naoh和h2so4。
89.优选将ph调节至在7.5-10.0之间的值，更优选在8.0-9.0之间；已经观察到后一ph范围导致改进的油墨稳定性和与压电喷墨印刷头的最佳相容性。
90.其它添加剂除了上述组分之外，根据需要，油墨可以包括其它添加剂。
91.其它组分的实例包括已知的添加剂，例如变色抑制剂、乳化稳定剂、渗透增强剂、紫外吸收剂、防腐剂、抗真菌剂、粘度调节剂、防锈剂和螯合剂。
92.优选的uv吸收剂包括二苯甲酮化合物、苯并三唑化合物、水杨酸酯化合物和羟苯基三嗪。
93.喷墨油墨的制造方法着色的水性喷墨油墨可以通过在聚合物分散剂的存在下在分散介质中沉淀或研磨彩色颜料，或简单地通过在油墨中混合可自分散的彩色颜料来制备。
94.混合仪器可以包括压力拌合机、开放式拌合机、行星式混合器、溶解器和dalton universal mixer。合适的研磨和分散仪器是球磨机、珠磨机、胶体磨、高速分散器、双辊、珠磨机、涂料调节器和三辊。也可以使用超声能量来制备分散体。
95.如果喷墨油墨含有多于一种颜料，则可以使用用于每种颜料的单独分散体来制备
彩色油墨，或者，在制备分散体时可以将若干颜料混合并共研磨。
96.分散过程可以以连续、间歇或半间歇模式进行。
97.研磨物的成分的优选量和比率可以根据具体颜料而变化。研磨混合物的内容物包含研磨物和研磨介质。研磨物包含颜料、分散剂和液体载体，优选水。对于水性喷墨油墨，颜料通常以10-30重量%存在于研磨物中，不包括研磨介质。颜料与分散剂的重量比优选为20:1至1:2。
98.研磨时间可以宽泛变化，并取决于颜料、所选择的机械装置和停留条件、初始和期望的最终粒度等。在本发明中，可以制备平均粒度小于150 nm的颜料分散体。
99.研磨完成后，使用常规分离技术(例如通过过滤、通过网筛筛分等)将研磨介质与研磨的颗粒产物(以干燥或液体分散体形式)分离。通常，将筛构建到磨机中，例如用于珠磨机。优选通过过滤将研磨的颜料浓缩物与研磨介质分离。
100.通常，期望制备浓缩的研磨物形式的彩色油墨，随后将其稀释到用于喷墨印刷系统的合适浓度。该技术允许从设备中制备更大量的着色的油墨。如果在溶剂中制备研磨物，则用水和任选的其它溶剂将其稀释至适当的浓度。如果在水中制备，则用另外的水或水混溶性溶剂稀释以制备期望浓度的研磨物。通过稀释，将油墨调节至特定应用期望的粘度、颜色、色调、饱和密度和印刷区域覆盖率。粘度也可以通过使用低分子量(例如数均分子量在200-800之间的)聚乙二醇来调节。实例是得自clariant的peg 200。
101.工业适用性上述喷墨印刷方法可以用于许多应用，但是可以有利地用于装饰性面板和印刷的瓦楞板的制造方法。
102.装饰性面板的制造方法制造装饰性面板的优选的方法包括以下步骤：a)用上述灰度喷墨印刷方法印刷装饰性纸；b)用热固性树脂浸渍印刷的装饰性纸；c)将热固性树脂浸渍的印刷的装饰性纸热压成装饰性层压材料；和d)将装饰性层压材料切割成选自地板、厨房、家具和墙面板的装饰性面板。
103.优选将热固性树脂浸渍的印刷的装饰性纸在芯层和保护层之间热压，并切割成选自地板、厨房、家具和墙面板的装饰性面板。所用的热固性树脂优选是三聚氰胺基树脂。
104.装饰性纸优选包括多个油墨接受层，其中最外油墨接受层不含无机颜料或含有的无机颜料的量小于位于纸基材和最外油墨接受层之间的一个或多个油墨接受层的无机颜料的量。优点是增强印刷可靠性。为了快速干燥，油墨接受层含有大量的无机颜料，例如热解法二氧化硅，其由于在喷墨印刷机中输送纸基材而可能产生粉尘问题，尤其是在单程喷墨印刷程中，其中使用非常高的速度在印刷头下方输送纸基材。通过使最外油墨接受层不含或仅含少量无机颜料来减少这种粉尘问题。
105.一个或多个油墨接受层优选包括选自氧化铝水合物、氧化铝、氢氧化铝、硅酸铝和二氧化硅的无机颜料。一个或多个油墨接受层含有优选选自聚乙烯醇、乙烯醇共聚物或改性聚乙烯醇的聚合物粘结剂。优选地，一个或多个油墨接受层含有选自阳离子聚合物粘结剂、阳离子无机颜料和多价盐的压碎剂。
106.在一个实施方案中，纸基材是彩色纸基材，更优选大块彩色纸基材。使用彩色纸基
材减少形成彩色图像所需的喷墨油墨的量。
107.观察到，当以彩色图像中的木纹在基本上对应于喷墨印刷方向的方向上延伸的方式进行喷墨印刷时，获得改进的图像质量。对于单程喷墨印刷方法，喷墨印刷方向是纸基材的输送方向。在多程喷墨印刷方法中，喷墨印刷方向是印刷头的扫描方向。
108.在优选的实施方案中，灰度喷墨印刷方法用于制造包括能够实现装饰性面板之间的无胶机械接合的榫舌和凹槽的装饰性面板。
109.灰度喷墨印刷方法优选是dpl过程的一部分，其中装饰性层被容纳在堆叠中以与芯层和保护层一起压制，并且优选地还与平衡层一起压制。当然不排除本发明的方法将形成cpl (紧凑层压材料)或hpl (高压层压材料)过程的一部分，其中装饰性层至少与多个树脂浸渍的(例如所谓的牛皮纸的)芯纸层热压，形成装饰性层下面的基材，并且其中获得的压制和固化的层压材料层或层压材料板在hpl的情况下被胶粘到另外的基材，例如胶粘到刨花板或mdf或hdf板。
110.在优选的实施方案中，将含有热固性树脂浸渍的纸的保护层施加到喷墨印刷的彩色图像上。热固性树脂可以是彩色热固性树脂，以减少待印刷的喷墨油墨的量。
111.印刷的瓦楞纸板的制造方法印刷的瓦楞纸板的优选的制造方法包括以下步骤：a)提供具有油墨接受层的纸衬板；和b)用上述灰度喷墨印刷方法在油墨接受层上喷墨印刷图像。
112.在制造方法的优选的实施方案中，根据单程印刷方法进行喷墨印刷。单程喷墨机以非常高的速度运行，一些甚至高达150 m/min。例如，喷墨油墨堵塞一个或多个喷嘴导致印刷的图像中的线伪影、材料浪费和印刷过程中断。这不仅代表财务损失，而且代表生产能力损失。通过使用如上所述的灰度喷墨印刷方法，可以避免生产能力的这种损失，同时提供改进的图像质量。
113.尽管喷墨印刷可以直接在具有一个或多个油墨接受层的瓦楞纸板上进行，制造方法优选包括将喷墨印刷的纸衬板层压到瓦楞纸板的槽纹纸板上的步骤c)。后者对于图像质量是有利的。
114.制造方法优选还包括在喷墨印刷的图像上施加保护清漆层的步骤。这样的保护清漆层通常还增加喷墨印刷的图像的光泽度，这对图像质量是有益的。
115.在制造方法的特别优选的实施方案中，通过柔性版印刷施加油墨接受层和/或保护清漆层。这对于生产能力是有益的。油墨接受层和保护清漆层也可以通过涂布(例如使用刮条涂布机或刮刀涂布机)来施加。然而，涂布方法通常产生更多的浪费，因为需要一些时间来达到良好质量的稳定涂布状态。柔性版印刷具有柔性版印刷辊可以容易地并入喷墨印刷系统中并以相同印刷速度操作的优点。
116.本发明中优选的瓦楞纸板是单壁或双壁的，更优选单壁瓦楞纸板，因为这足够坚固并且容易形成折痕。单面瓦楞纸板通常强度不足以容纳商品，而三壁纸板通常更难以折成包装盒。
117.用于瓦楞纸板的纸板(例如牛皮纸)通常是褐色的。在上述制造方法的优选的实施方案中，纸衬板是白色的。通过具有白色背景，获得增强的图像质量。在白色纸衬板上喷墨印刷的颜色比在棕色牛皮纸纸衬板上印刷时具有高得多的活力。白色背景也有助于顾客体
验，因为顾客将其视为更奢华的产品。或者，白色背景可以在喷墨印刷之前通过涂布或印刷作为层施加。然而，优选白色纸衬板，因为这通过消除在涂布或印刷白色层期间可能发生的可能的问题而增强印刷方法的可靠性。具有白色背景的合适的纸衬板包括白色顶部牛皮纸板和白色涂布的牛皮纸板。
实施例
118.材料除非另有说明，否则在以下实施例中使用的所有材料都可容易地从标准来源(例如aldrich chmical co.(比利时)和acros (比利时))获得。当使用时，水为去离子水。
119.pr254是c.i.颜料红254的缩写，使用得自basf的irgazin
tm dpp red btr。
120.pb15:3是用于sunfast
tm blue 15:3的缩写，是得自sun chemical的c.i.颜料蓝15:3颜料。
121.edaplan是用于edaplan
tm 482的缩写，得自munzing的聚合物分散剂。
122.peg 200是平均分子量为200的聚乙二醇，得自clariant。
123.proxel是用于1,2-苯并异噻唑啉-3-酮的5%水性溶液的缩写，可从yds chemicals nv作为proxel
tm k获得。
124.tea是三乙醇胺。
125.surfynol
tm 104h是(2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇)在乙二醇中的74%溶液。
126.测量方法1. 粘度使用brookfield dv-ii+粘度计在一定温度和1,000 s-1
的剪切速率下测量喷墨油墨的粘度。
127.2. 外喷嘴表面积使用得自nikon的smz1500立体显微镜以11.25x的放大比率确定印刷头的喷嘴板上的喷嘴孔的尺寸。取十个喷嘴确定的尺寸的平均值。所确定的喷嘴尺寸是计算外喷嘴表面积所必需的尺寸。例如，对于圆形喷嘴确定喷嘴直径，而对于矩形喷嘴测量长度和宽度两者。
128.3. 喷射性能用配备arp为4.36
ꢀµ
s的samba
tm g3l hf通流灰度印刷头的得自imagexpert的jetxpert
tm
液滴观察器分析喷射性能。
129.使用jetxpert
tm
液滴观察器的默认液滴分析方法(default drops analysis method)测量以pl (皮升)表示的“液滴体积”和以m/s表示的“液滴速度”。在距喷嘴板0.9-1.1 mm之间的距离处在油墨液滴上进行测量。
130.为了获得良好的图像质量，较小和较大液滴之间的液滴速度差应该小于1.0m/s。
131.通过拍摄油墨液滴喷射的多张照片并将它们传送到pc来确定“卫星距离”，在pc上软件可用于测量照片图像上的距离。为了清楚起见，还在距喷嘴板0.9-1.1 mm之间的距离处在油墨液滴上进行测量。对于同一喷射周期的所有可见液滴，确定主液滴的中心到该液滴的任何卫星的中心的最大距离。计算同一喷射周期的所有可见液滴的所有卫星的平均最大距离。称为“卫星距离”的这个最大距离以
µ
m表示。0
ꢀµ
m的值是指没有观察到卫星。卫星距
离的值越大，油墨液滴的着落点与卫星之间在基材上的距离也越大，从而使图像质量劣化。为了可接受的图像质量，卫星距离应当小于150
ꢀµ
m。如果卫星距离小于70
ꢀµ
m，或者如果更优选地没有观察到卫星(卫星距离为0
ꢀµ
m)，则实现了优异的图像质量。
132.汇集是在喷嘴板上建立薄的油墨层，这会降低液滴速度。当油墨层变得更厚时，滴落速度变得太低，并且喷嘴可能滴落。通过进行从1 khz到41 khz的频率扫描并测量在1 khz的每个频率增加下的液滴速度，可以预测汇集的敏感性。为了使汇集作用最小化，在1 khz至41 khz范围内的液滴速度差是最大值应小于1.5 m/s。
133.4. 声共振周期(arp)压电喷墨印刷头利用带来共振的声压脉冲工作。通过使用单个脉冲波形并且逐渐增加两个相继且相反的压电运动之间的等待时间来确定声共振周期。对于每个设置，测量液滴速度。通过将每个液滴速度除以所测量的最大液滴速度来计算每个液滴速度的归一化液滴速度。通过绘制穿过归一化液滴速度的数据点的最平滑的曲线，如下所示产生图。从曲线的最大值确定arp。
134.5. 平均粒径(apd)用去离子水将分散体样品稀释至颜料浓度为0.002重量%。基于动态光散射原理，使用发射波长为633 nm的激光器，并且在90度的散射角下测量，用nicomp
tm 380粒度系统确定颜料颗粒的平均粒度。
135.实施例1该实施例说明水性的着色的喷墨油墨和波形中的脉冲对喷射性能的影响。
136.制备浓缩的颜料分散体cpr通过用disperlux
tm
混合器将根据表1的组合物混合30分钟来制备浓缩的水性颜料
分散体。
137.表1组分的重量%cprpr25425.00edaplan12.50proxel0.021,2-己二醇1.00水61.48然后使用具有0.4 mm钇稳定的锆珠ytz
tm
研磨介质(可从tosoh corp.获得)的dynomill
tm kdl研磨浓缩的水性颜料分散体。用研磨珠将研磨机填充到其体积的一半，并以200 ml/min的流速和15 m/s的转速将分散体研磨3小时。研磨后，将分散体与珠分离。所得浓缩的水性颜料分散体cpr用作制备喷墨油墨ink-a和ink-b的基础。平均粒径apd为139
ꢀµ
m。
138.制备浓缩的颜料分散体cpc通过用disperlux
tm
混合器将根据表2的组合物混合30分钟来制备浓缩的水性颜料分散体。
139.表2组分的重量%cprpb15:315.00edaplan7.50proxel0.021,2-己二醇1.00水76.48然后使用具有0.4 mm钇稳定的锆珠ytz
tm
研磨介质(可从tosoh corp.获得)的dynomill
tm kdl研磨浓缩的水性颜料分散体。用研磨珠将研磨机填充到其体积的一半，并以200 ml/min的流速和15 m/s的转速将分散体研磨3小时。研磨后，将分散体与珠分离。所得浓缩的水性颜料分散体cpr用作制备喷墨油墨ink-c的基础。平均粒径apd为149
ꢀµ
m。
140.制备喷墨油墨使用浓缩的颜料分散体cpr和cpc，制备水性喷墨ink-a至ink-c，以获得具有不同水量和粘度的根据表3的油墨组合物。
141.表3组分的重量%：ink-aink-bink-cpr2542.702.70
‑‑‑
pb15:3
‑‑‑‑‑‑
2.20edaplan1.581.581.101,2-己二醇3.003.003.00甘油20.0020.0010.00peg20013.5020.00
‑‑‑
pg
‑‑‑‑‑‑
32.50
proxelk0.250.25
‑‑‑
surfynol
tm
104h
‑‑‑‑‑‑
0.27tea0.300.300.30水58.6752.1750.63
ꢀꢀꢀꢀ
在32℃下的粘度3.5mpa.s4.5mpa.s4.5mpa.s在25℃下的粘度4.0mpa.s6.0mpa.s6.0mpa.s评价和结果根据图3，使用得自fujifilm的samba
tm g3l hf印刷头，在得自imagexpert的jetxpert上对不同的波形进行喷射性能的测量。arp为4.4
ꢀµ
s。用显微镜确定印刷头的外喷嘴表面积ns，并且发现其为240
ꢀµ
m2。
142.然后，如参照图3所限定的，对不同的电压波形评价喷射性能，该图显示含有具有幅度a1至a4的脉冲的4个声共振周期。下文中幅度是指幅度a3的百分比，后者被指示为100。对于每个脉冲，上升时间的斜率为49.0 v/
µ
s，并且下降时间的斜率为-49.0 v/
µ
s。每个脉冲在声共振周期开始时开始，并且上升时间和停留时间的持续时间在所有情况下为2.2
ꢀµ
s。
143.设计了若干波形来说明本发明。
144.波形comp-1采用具有根据表4的幅度a1至a3的三个脉冲。选择性地激活波形comp-1的不同脉冲，以允许产生四个灰度级，同时喷射周期可能实现大于60 khz的喷射频率。然而，在粘度为3.5 mpa.s，在32℃下喷射喷墨油墨时，发现不可能稳定喷射。尤其是，在3级时观察到许多卫星。认为在下一个喷射周期开始时，油墨室中的压力尚未衰减到零。
145.表4波形comp-2与波形comp-1基本上相同，除了加入具有幅度a4的非喷射脉冲以用作抵消脉冲。当观察到许多卫星时，这样的抵消脉冲是改进喷射性能的公知措施。同样可以产生四个灰度级，同时发现稳定的喷射是可能的。然而，通过加入抵消脉冲，大于60 khz的喷射频率不再可能。
146.表5
波形comp-3是对波形comp-2的喷射性能的优化。大于60 khz的喷射频率是不可能的。
147.表6波形inv-1是根据本发明的波形，其中采用具有幅度a1至a3的三个脉冲。选择性地激活根据表7的波形inv-1的不同脉冲产生三个灰度级。使用三个arp的喷射周期，在60 khz和更高的喷射频率下稳定的喷墨印刷是可能的。
148.表7波形inv-2与波形inv-1基本上相同，除了使用较小的幅度a2用于反馈脉冲，灰度级0也包括该脉冲。大于60 khz的频率再次是可能的。
149.表8
确定波形comp-2、comp-3、inv-1和inv-2与水性的着色的喷墨油墨ink-a、ink-b和ink-c的组合的喷射性能。对比实施例c-1至c-9和本发明的实施例i-1至i-9的结果示于表9中。对于一些实施例，例如c-5至c-7，不进行所有测量，因为已经证明所列灰度级的喷射性能差。表9中使用的缩写是：“v”是在某一灰度级下主液滴的液滴速度；“sd”是卫星距离，并且“δv”是最大的油墨液滴(2级或3级)和最小油墨液滴(1级)之间的液滴速度差，排除卫星。“液滴体积比”是最大的油墨液滴(2级或3级)的液滴体积与最小油墨液滴(1级)的液滴体积的比率。
150.表9
立即清楚的是，仅对于本发明的实施例i-1至i-9观察到良好的喷射性能，其对于2级的大液滴体积和高于6 m/s的液滴速度没有表现出卫星，因此达到期望的液滴体积比，其中大液滴的体积是小液滴体积的约1.6-2.4倍。后者允许以高生产能力的方式印刷优良的图像质量，而对比实施例c-1至c-9则不是这样。
151.实施例2
该实施例说明对电压波形的2级的幅度ap1至ap3的调整对喷射性能的影响。
152.评价和结果使用实施例1的着色的喷墨油墨ink-a评价在25℃的喷射温度下的喷射性能，在那里着色的喷墨油墨ink-a的粘度为4.0 mpa.s。实施例i-10至i-13是根据本发明的。在比较实施例c-10至c-14中，将幅度a1、a2和a3调整不根据本发明的值，如在表10中所示。
153.确定液滴速度(v)、卫星距离(sd)和汇集(n.m.=未测量)。
154.表10从表10的结果可以看出，在本发明范围之外(参见c-10至c-14)的幅度a1至a3的值的电压波形的修改导致不可接受的卫星。通过比较本发明的实施例i-10与i-13，明显的是，当符合关系0.65
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a3《a1《0.90
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a3时，卫星距离最小化(参见i-11)，导致进一步改进的图像质量。
155.附图标记列表表111脉冲2上升时间3停留时间4下降时间5幅度6结束时间10模块11致动器12模块主体13喷嘴板14外喷嘴孔15油墨室
16油墨供应途径17压电层18接地电极19驱动电极20阻抗特征