NL1032217C2 - Drukwerkwijze en inktstraaldrukinrichting. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Drukwerkwijze en inktstraaldrukinrichting

De onderhavige uitvinding heeft volgens een eerste aspect betrekking op een werkwijze voor het bedrukken van een substraat, in het bijzonder een textiel substraat, met behulp van een inktstraaldrukinrichting, waarbij een te drukken drukafbeelding wordt 5 opgebouwd door druppelsgewijze depositie van één of meer inktvloeistoffen in een beeldelement, waarbij een inktvloeistof ten minste een vooraf bepaalde concentratie van ten minste één kleurstof in een hoofdoplosmiddel omvat.

Een dergelijke werkwijze voor het bedrukken van papier is 10 bijvoorbeeld bekend uit de Amerikaanse octrooipublicatie US

2005/0062819. Bij deze bekende werkwijze wordt een inktvloeistof, die ten minste een in water oplosbare kleurstof en een dispersie van harsachtige microdeeltjes bevat, op een papieren substraat aangebracht. Aanvullend wordt een kleurloze inkt op ten minste een 15 deel van het substraat gebruikt, die ten minste een hars bevat. De kleurloze inkt bevat bij voorkeur een hars, in water oplosbare oplosmiddelen en water als hoofdbestanddeel. In water onoplosbare harsen verdienen de voorkeur. De hoeveelheid kleurloze inkt die op het papier wordt aangebracht, is afhankelijk van de hoeveelheid 20 kleurstof bevattende inktvloeistof die wordt aangebracht. De hoeveelheid kleurloze inkt wordt bij voorkeur alleen op delen van het papier aangebracht, waar geen kleurstof bevattende inktvloeistoffen is/wordt aangebracht. In de gebieden waar kleurstof bevattende inktvloeistoffen worden gedrukt, wordt weinig of geen kleurloze inkt 25 aangebracht. Met deze bekende werkwijze wordt beoogd een scala aan doelen te realiseren, waaronder in de eerste plaats het tegengaan van aantasting van de kleur als gevolg van de aanwezigheid van schadelijke gassen zoals ozon door het sluiten van het substraatoppervlak, en daarnaast reductie van verschillen in glans, 30 het voorkomen van nabehandelingen zoals verhitten, persen of het instralen van licht, alsmede het voorkomen van een afname van de beeldkwaliteit veroorzaakt door lekken e.d. van inkt.

Bij het bedrukken van een substraat met behulp van een inktstraaldrukinrichting kan de beeldkwaliteit in het algemeen worden 35 verbeterd door een ontvangstlaag aan te brengen op de te bedrukken drukzijde van het substraat. Deze ontvangstlaag is zodanig 1032217 - 2 - samengesteld dat de inktvloeistof vrijwel meteen na het aanbrengen wordt vastgehouden in die ontvangstlaag aan de drukzijde van het substraat. Aldus kan een verbeterde kleurdensiteit worden bereikt, alsmede een verbeterde beeldscherpte. Nauwkeurig doseren en 5 positioneren van de inktdruppels van de inktvloeistoffen om de juiste scherpte te bereiken en verstoringen van de drukafbeeldingen bijvoorbeeld als gevolg van zogeheten Moiré-effecten tegen te gaan zijn in het algemeen nodig. Dit geldt voor zowel substraten van textiel als andere bijvoorbeeld op papier (cellulose) gebaseerde 10 substraten.

Naast deze algemene eisen met betrekking tot kleurdensiteit en beeldscherpte zijn er beeldkwaliteitseisen, die afhankelijk van de toepassing van het bedrukte substraat meer of minder van belang zijn.

De egaliteit van kleurverlopen is een van deze eisen. Bij een 15 zogenaamde kleurwig (verzadigingsverloop van een kleur) moeten

kleurverlopen, in het bijzonder geen verschillen tussen twee naast elkaar gelegen kleuren (ook wel kleurstappen genoemd) zo min mogelijk zichtbaar zijn. Om dit te bereiken worden volgens de stand van de techniek naast de basiskleuren K (zwart), C (cyaan), M (magenta) en Y 20 (geel) de lichtere varianten van deze kleuren gebruikt, d.w.z. LK

(light black ofwel grey), LC (light cyaan), LM (light magenta) en LY (light yellow). De kleurindruk wordt bepaald door de integrale kleur die het blote oog ziet over een bepaald beperkt gebied. Wanneer een lichte kleur moet worden gedrukt onder gebruikmaking van 25 inktvloeistoffen met een hoge dichtheid van de kleurstoffen impliceert dit dat de druppels relatief ver uit elkaar moeten worden afgezet op het substraat om de juiste kleurindruk te geven. De onderlinge afstand kan dan zo groot zijn dat de druppels afzonderlijk te onderscheiden zijn in de vorm van korreligheid. De lichte 30 varianten van de basiskleuren worden toegepast om deze korreligheid te onderdrukken.

Het nadeel van een dergelijke keuze met een uitgebreide set van kleuren is dat de toegepaste inktstraaldrukinrichting evenzoveel kanalen en spuitmonden dient te bezitten om de volledige kleurruimte 35 bestreken door deze basiskleuren en lichte varianten daarvan te kunnen bedienen. Bij het bedrukken van een textiel substraat levert het gebruik van alleen de basiskleuren K, C, M en Y vaak een te beperkte kleurruimte op. Om de kleurruimte verder uit te breiden worden daarom additionele kleuren toegepast zoals rood (R), blauw 40 (B), oranje (O) en goudgeel (GY). Deze additionele kleuren gaan bij - 3 - een inktstraaldrukinrichting met eenzelfde aantal (typisch bijvoorbeeld 8) kanalen en spuitmonden ten koste van de lichte varianten van de basiskleuren. Geconcludeerd kan worden dat volgens de stand van de techniek alleen compromissen mogelijk zijn, waarbij 5 aan de kleurruimte en aan egaliteit beperkingen worden opgelegd bij een inktstraaldrukinrichting met een gegeven configuratie.

Het zogeheten interliniëren (interlacing) wordt eveneens toegepast met het oog op verbetering van de beeldkwaliteit. Interlacing is het opbouwen van een beeldelement met meerdere 10 verschillende stralen per kleur om verschillen in straalpositie en druppelgrootte tussen verschillende stralen te vereffenen. Door deze techniek worden lijnerigheid (d.w.z. zichtbaarheid van donkere dan wel lichte lijnen evenwijdig aan de bewegingsrichting van de drukkop)) en Moiré-effecten (met het blote oog zichtbare patronen die 15 ontstaan door kleine positioneerverschillen in rasters van gedrukte druppels) onderdrukt. De mate van interlacing is omgekeerd evenredig met de productiviteit van de toegepaste drukinrichting, hetgeen een nadeel kan zijn. Immers de drukkop moet om een beeldelement met dezelfde hoeveelheid inkt te voorzien vaker hetzelfde beeldelement 20 adresseren. De posities waar de druppels het substraat exact raken, is primair afhankelijk van de nauwkeurigheid van het fysieke nulpunt van elke printslag. Daarnaast zijn die posities ook afhankelijk van de bewegingsrichting en snelheid van de drukkop ten opzichte van het substraat. Bij zogeheten bidirectioneel drukken drukt de drukkop 25 zowel tijdens de heengaande beweging van rechts naar links als in de teruggaande beweging in omgekeerde richting. Als gevolg daarvan heeft de druppelstraal in beide gevallen een tegenovergestelde zijdelingse snelheid ten opzichte van het substraat. Verschuivingen van druppelpatronen in de orde van grootte van slechts een kwart 30 beeldelement ten opzichte van een voorgaande slag veroorzaken reeds met het blote oog zichtbare verschillen in kleurindruk. De positioneringsverschillen van de inktdruppels tussen twee verschillen slagen veroorzaken een densiteitsverschil tussen de twee gedrukte stroken doordat de druppelpatronen van de ene slag net wel of net 35 niet overlappen met de druppels van de voorgaande slag. Met name in vlakken met eenzelfde kleur zijn dan banen zichtbaar, hetgeen ook wel kleurbanerigheid wordt genoemd.

Uit US 2006/0087540 Al is een werkwijze voor het bedrukken van textiel met behulp van een inktstraaldrukinrichting bekend, waarbij 40 de inktvloeistof een disperse kleurstof, een dispergeermiddel en een - 4 - in water oplosbaar organisch oplosmiddel omvat, en het textiel substraat wordt voorbehandeld met een organisch zuur, waarvan de pH lager is dan de pH-waarde van de inktvloeistof. Met deze werkwijze wordt beoogd geen afvalslib te laten vrijkomen en de waseigenschappen 5 van het bedrukte substraat te verbeteren.

Het bedrukken van textiel met behulp van een inktstraaldrukinrichting kent op zichzelf nog een aantal aanvullende eisen, die specifiek aan de betreffende toepassing zijn gerelateerd.

Bijvoorbeeld dient bij het bedrukken van vlaggen zogeheten 10 doordruk te worden bereikt, zodat beide zijden van het substraat een vergelijkbaar beeld tonen. Dit is vergelijkbaar met conventioneel bedrukken door middel van zeefdruk, waarbij de drukpasta door het doek heen wordt geperst. Bij het eenzijdig bedrukken met behulp van een inktstraaldrukinrichting is hiervoor een contactloos transport 15 van kleurstof nodig vanaf de drukzijde van het substraat naar de tegenover liggende zijde. Wanneer extra veel inkt wordt opgebracht om het doek te doordrenken en zo doordruk door het substraat heen te realiseren, kan sterk en ongecontroleerd uitvloeien van inktvloeistof optreden, hetgeen een negatief neveneffect is. Het eindresultaat kan 20 dan onvoldoende zijn in termen van kleurwaarde en beeldscherpte.

Bij het bedrukken van textiel die bedoeld is voor het maken van zwemkleding van zeer rekbare textielmaterialen zoals een breisel van polyamide en polyurethaan bijvoorbeeld polyamide-Lycra is een zekere penetratie onder het buitenoppervlak vereist, zonder dat volledige 25 doordruk nodig is. Immers bij het rekken van de stof mogen geen ongekleurde vezels zichtbaar zijn. Daartoe wordt bijvoorbeeld polyamide-Lycra bedrukt met een inktvloeistof met daarin een gedispergeerde kleurstof die na het bedrukken onder invloed van temperatuur en druk in de vezels van het substraat diffundeert. De 30 vloei van de kleurstof rondom de vezel bij het bedrukken bepaalt uiteindelijk waar de betreffende vezel ingekleurd wordt. Een te grote vloei reduceert de beeldscherpte van de drukafbeelding. Een beperkte vloei levert een witte doorschijn van de vezels op bij het rekken van de bedrukte stof. Gebleken is dat met name in lichtgekleurde 35 beeldelementen vloei onvoldoende of in het geheel niet te bereiken is met de technieken volgens de huidige stand van de techniek. De hoeveelheid opgebrachte inkt is onvoldoende om het noodzakelijk dieptetransport of penetratie te realiseren.

De onderhavige uitvinding heeft in de eerste plaats ten doel 40 één of meer van de hierboven genoemde nadelen te vermijden.

- 5 -

Meer in het bijzonder heeft de uitvinding ten doel een werkwijze voor het bedrukken van een substraat, in het bijzonder een textiel substraat, met behulp van een inktstraaldrukinrichting te verschaffen, waarmee het mogelijk is (met een gegeven 5 inktstraaldrukinrichting) een in wezen integraal verbeterd eindresultaat kan worden bereikt, in het bijzonder in termen van beeldkwaliteit en productiviteit voor een breed scala aan verschillende toepassingen.

Nog een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een 10 inktstraaldrukinrichting die voor het uitvoeren van een dergelijke werkwijze geschikt is.

De werkwijze voor het bedrukken van een substraat, in het bijzonder een textiel substraat, met behulp van een inktstraaldrukinrichting volgens de hierboven beschreven aanhef omvat 15 volgens de uitvinding de stappen van het bepalen van de kleurwaarde van een beeldelement uit de drukafbeelding, het bepalen van een of meer op het beeldelement aan te brengen inktvloeistoffen in afhankelijkheid van de bepaalde kleurwaarde, 20 - het bepalen van op het beeldelement aan te brengen kleurloze transportvloeistof in afhankelijkheid van de bepaalde kleurwaarde, het bepalen van een op het beeldelement aan te brengen kleurloze reologiemodificerende middelen omvattende hulpvloeistof in afhankelijkheid van de bepaalde kleurwaarde, en 25 - het aanbrengen van een of meer inktvloeistoffen, de transportvloeistof en de hulpvloeistof op het beeldelement.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt allereerst de kleurwaarde van een beeldelement (pixel) bepaald, en de inktvloeistof(fen) die nodig zijn om deze kleurwaarde in een 30 kleurruimte zoals CIE LAB (1976)te bereiken bij de gegeven drukinrichting en inktvloeistoffen. In de CIE LAB kleurruimte worden drie variabelen toegepast, nl. L* (luminance = helderheid), a* (kleurwaarde op rood-groen as) en b* (kleurwaarde op blauw-geel as). Deze worden dan vertaald naar de hoeveelheden van de betreffende 35 inktvloeistoffen. In afhankelijkheid daarvan wordt voor het betreffende beeldelement bepaald of er extra transportvloeistof, dan wel reologiemodificatoren of een combinatie daarvan nodig zijn, waarbij ook de beoogde eindtoepasing van het bedrukte substraat en de substraateigenschappen zelf - al dan niet verkregen na - 6 - voorbehandeling van het substraat - kunnen worden meegewogen. Met andere woorden, de kwaliteit van de drukafbeelding wordt op pixelnivo aangestuurd, in het bijzonder in afhankelijkheid van het gewenste vloeigedrag. Zodoende is de op te brengen hoeveelheid van een of meer 5 een kleurstof bevattende inktvloeistoffen in een bepaalde pixel niet langer gekoppeld aan een evenredige hoeveelheid vloeistofvolume en/of evenredige hoeveelheid reologiemodificerende middelen die in de inktvloeistof aanwezig zijn, dan wel in de inktvloeistof en een kleurloze inkt zoals bij US 2005/0062819. In plaats van een zogeheten 10 "kleurmanagement" zoals dat tot nu toe gebruikelijk is in inktstraaldrukinrichtingen is bij de uitvinding sprake van een "depositiemanagement", die berekent hoeveel inkt van welke kleur in welke pixel moet worden gedoseerd onder toevoeging van een afzonderlijk bepaalde en doseerbare hoeveelheid transportvloeistof 15 en/of afzonderlijk bepaalde en doseerbare reologiemodificerende middelen. Bij de werkwijze zijn derhalve drie onafhankelijk te sturen stromen betrokken, namelijk de inktvloeistof of -vloeistoffen die een kleurstof bevatten, een transportvloeistof, en een reologiemodificerende middelen omvattende hulpvloeistof.

20 Opgemerkt wordt dat de toepassing van een kleurloze vloeistof (hetzij transportvloeistof, hetzij hulpvloeistof) naast kleurstof omvattende inktvloeistoffen in het vak niet bekend is. Dit vormt een separaat aspect van de uitvinding.

Bijvoorbeeld kan het gewenst zijn om een bepaalde doordruk te 25 realiseren in de diepterichting van een substraat, zoals een textiel substraat dan wel juist een zekere vloei over het oppervlak te bevorderen. Volgens de uitvinding kan op pixelnivo de penetratie in de diepterichting van het substraat anders worden gestuurd dan de vloei in of over het oppervlak van het substraat door bepaling van 30 een daartoe geschikte hoeveelheid transportvloeistof en/of hulpvloeistof voor elke pixel.

In beginsel kunnen de verschillende vloeistoffen (inkt-, transport- en hulpvloeistof) in willekeurige volgorde worden opgebracht. De toegepaste kleurstoffen of inkten kunnen echter een 35 voorkeursvolgorde bepalen, die bepalend is voor de configuratie van de toegepaste inktstraaldrukinrichting. Bijvoorbeeld kan het aanbrengen van de reologiemodificerende middelen omvattende hulpvloeistof tussen kritische kleuren gewenst zijn. Wanneer een bidirectionele drukinrichting wordt gebruikt, zal in de heengaande 40 slag de volgorde anders zijn dan in de teruggaande slag, tenzij - 7 - bepaalde kanalen met bijbehorende spuitmonden dubbel en symmetrisch zijn uitgevoerd.

Met voordeel zijn de de toegepaste inktstraaldrukinrichting de inktspuiten voor de transportvloeistof en hulpvloeistof in het midden 5 van de reeks inktspuiten voor de inktvloeistoffen opgesteld.

De toegepaste inktvloeistof kan naast een of meer kleurstoffen gebruikelijke andere toevoegsels zoals oppervlakteactieve middelen, reologiemodificerende componenten en oplosmiddelen omvatten. Afhankelijk van de kleurstoftypes in de opgebrachte inktvolumes van 10 de betreffende inktvloeistoffen in een beeldelement en de daarbij behorende optelsom van o.a. oppervlakteactieve middelen, reologiemodificerende bestanddelen en oplosmiddelen, wordt binnen ditzelfde beeldelement een bepaalde hoeveelheid kleurloze transportvloeistof en/of een bepaalde hoeveelheid kleurloze 15 hulpvloeistof aangebracht om het vloeigedrag van de betreffende kleurstof(fen), bijvoorbeeld de penetratie in de diepterichting van het substraat, dan wel vloei in of over het oppervlak van het substraat aan te sturen.

Bijvoorbeeld wordt bij pigmentdruk bij voorkeur gedrukt op een 20 textiel substraat, dat niet specifiek voor inktstraaldrukinrichtingen is voorbehandeld. De pigmentinkt hecht ter plekke waar de inkt het substraat treft. Gebruikelijk leiden afwijkingen in de positionering van de inktdruppels tot Moiré-patronen en tot kleurbanerigheid zoals hierboven is uiteengezet, die volgens de stand van de techniek alleen 25 door middel van het herhaaldelijk toepassen van interlacing kunnen worden voorkomen, hetgeen ten koste gaat van de productiviteit. Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt gecontroleerde vloei in voornamelijk van het oppervlak van het substraat bij deze toepassing bewerkstelligd, zodanig dat de inktdensiteit nauwelijks vermindert, 30 doch de in de inktvloeistof aanwezige kleurstof zich wel verspreidt over een groter oppervlak. De Moiré-patronen en de kleurbanerigheid worden aldus voorkomen, terwijl toch minder interlacing of in het geheel geen interlacing dient te worden toegepast. Aldus wordt in afhankelijkheid van de kleurwaarde van het beeldelement, en de 35 toegepaste kleurstof een zijdelings transport van kleurstof in het oppervlak berekend en uitgevoerd door het toevoegen van enerzijds transportvloeistof en anderzijds reologiemodificerende middelen. De verhouding daartussen is variabel, daar deze uit afzonderlijke bronnen afkomstig zijn. Gebruikelijk zal bij de werkwijze volgens de 40 uitvinding in de meest donkere gebieden van de drukafbeelding in het - 8 - algemeen geen toevoeging van transportvloeistof, dan wel hulpvloeistof nodig zijn in aanvulling op de gedoseerde inktvloeistof. Daarentegen zal in de lichte gedeeltes juist vaak extra transportvloeistof nodig zijn, en afhankelijk van het gewenste 5 eindresultaat ook een aanvullende hoeveelheid reologiemodificerende middelen.

Bij vlaggendruk dienen beide zijden van het substraat een vergelijkbaar beeld te vertonen, zoals hierboven reeds is beschreven. Ook hier geldt dat onder toepassing van de werkwijze volgens de 10 uitvinding in afhankelijkheid van de toegepaste kleurstof(fen) in de inktvloeistof en de kleurwaarde van een beeldelement het benodigde transport door het doek heen berekend kan worden en zodoende de gewenste toevoeging van transportvloeistof en/of reologiemodificerende middelen.

15 Zoals eerder vermeld, omvat de werkwijze volgens de uitvinding bij voorkeur tevens een stap van het vaststellen van gewenst gedrag van de inktvloeistof op het substraat. Meer bij voorkeur wordt dit gewenst vloeigedrag op het niveau van elk beeldelement vastgesteld.

De kleurloze transportvloeistof omvat met voordeel in hoofdzaak 20 het hoofdoplosmiddel van de inktvloeistof, zodat de inktvloeistof en de transportvloeistof compatibel zijn. Hetzelfde geldt voor de hulpvloeistof waarin de reologiemodificerende middelen in een continue fase zijn opgenomen.

Bij voorkeur zijn de reologiemodificerende middelen gekozen uit 25 penetratie van inktvloeistof in het substraat bevorderende middelen en vloei over of in het oppervlak van het substraat bevorderende middelen. Voorbeelden van de eerste soort zijn o.a. dioctylnatrium sulfosuccinaat, ethoxylaten, polyetherpolyolen, acetyleendiolen, octanolen, en alcoholen. Reologiemodificerende middelen die in het 30 bijzonder vloei over het oppervlak van het substraat bevorderen omvatten bijvoorbeeld polyacrylaten, alginaten, guargom, ureum, caprolactam, melkzuur en (alkalimetaal)zouten daarvan in het bijzonder natriummelkzuur, sterksel of andere zetmeelhoudende chemicaliën, polyvinylpyrrolidon , polyvinylalcoholen, 35 polyethyleenglycolen, glycol en glycerine.

Een inktvloeistof die voor toepassing in een inktstraaldrukinrichting geschikt is, bestaat in het algemeen uit een mengsel van één of meer van de volgende bestanddelen, te weten, kleurstoffen, oplosmiddelen, zogeheten humectants, biociden, 40 dispergeermiddelen, bindmiddelen, stabilisatoren, antischuimmiddelen, - 9 - en pH-regelmiddelen inclusief pH-buffermiddelen

De transportvloeistof die bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt toegepast, is een kleurloze vloeistof, in het bijzonder gelijk aan het hoofdoplosmiddel van de inktvloeistof. De kleurloze 5 transportvloeistof is gecontroleerd verspreidbaar met behulp van een inktstraaldrukinrichting. Daarnaast is de kleurloze vloeistof goed mengbaar met de kleurstof van de inktvloeistof en met andere inktbestanddelen. Dit kan betekenen dat per inkttype een andere kleurloze transportvloeistof, dan wel reologiemodificerende 10 hulpvloeistof nodig is. Uiteraard zal een en ander ook afhankelijk zijn van een eventuele voorbehandeling van het substraat.

Bepalend voor het vloeigedrag zijn in het algemeen de volgende factoren, benatting (bevochtiging) , mengbaarheid, verdikking, verdunning, verweking, wegslag (vloeistoftransport in de 15 diepterichting van het substraat), verdamping en anisotropie. De betekenis hiervan zal hierna worden toegelicht.

In het algemeen kan een substraat voorbehandeld zijn met één of meer van de volgende middelen: verdikkingsmiddelen zoals zetmeel, guargom en xanthaangom, egaliseermiddelen voor het gelijkmatig 20 verdelen van de kleurstof in het substraat, kleurechtheid verbeterende middelen die de hechting van de kleurstoffen aan het substraat bevorderen en derhalve afhankelijk zijn van het type kleurstof en type substraat, complexvormende middelen, optische witmakers en glansregelende middelen naast stabilisatoren, 25 antischuimmiddelen en pH-regelmiddelen waaronder pH-buffermiddelen. Benatting is een centrale factor bij inktstraaldrukken. Dit speelt een belangrijke rol in de drukkop bij het opstarten daarvan en het genereren van druppels met de juiste afmetingen. Wanneer de druppels het substraat treffen bepaalt de oppervlaktespanning waar en 30 hoe de kleurstof in en over het substraat wordt verspreid. Zoals bekend is de oppervlaktespanning (die evenwijdig aan het oppervlak werkt) gerelateerd aan het type aantrekking tussen de oppervlaktemoleculen. Deze aantrekking is zelfs sterker bij de hoeken en randen omdat daar minder omringende lagen aanwezig zijn.

35 Succesvolle benatting kan direct gerelateerd worden aan de waarde van de contacthoek. Bij een contacthoek >90° vindt geen benatting plaats en houdt de druppel zijn bolvorm. Bij een contacthoek van minder dan 90® verbetert de benatting en het contactoppervlak (tussenvlak tussen druppel en substraat) neemt toe. Bij een contacthoek van 0° wordt een 40 volledige verspreiding bereikt. Dit is alleen mogelijk wanneer de - 10 - oppervlaktespanning van de vloeistof lager is dan de oppervlaktespanning van het substraat. Een oppervlakteactief middel vermindert in het algemeen de oppervlaktespanning van de vloeistof.

Mengbaarheid van de transportvloeistof en hulpvloeistof met de 5 inktvloeistof zijn van belang, omdat anders een ontmenging van de kleurstof uit het hoofdoplosmiddel dat het op het substraat ontstaat als gevolg van de diverse toevoegingen zou kunnen optreden. De gewenste egaliteit van de uiteindelijke drukafbeelding zou op deze wijze wellicht niet bereikt kunnen worden.

10 Verdikkingsmiddelen worden toegepast om de inkt vast te houden op de plek waar de inktdruppel het substraat treft. Indien onvoldoende verdikkingsmiddel aanwezig is dan wel onvoldoende verdikking optreedt, gaan de kleuren uitlopen waardoor het beeld met name zijn scherpte verliest. Verdunning kan ook worden gerealiseerd 15 waardoor de afgezette kleurstofhoeveelheid over een grotere breedte dan wel grotere diepte in het substraat kan worden bereikt.

Verweking van het substraat door middel van inwerking van middelen uit één of meer vloeistoffen kan nodig zijn om op pixelnivo van de vezel het gedrag te beïnvloeden. Het sneller absorberen van de 2 0 vloeistof in het substraat kan spreiding aan het oppervlak doen af nemen. Bij verdamping zal met name worden beoogd om één of meer oplosmiddelen snel te laten verdampen en zodoende transport in de diepte te realiseren.

Anisotropie kan worden bereikt door het toepassen van een 25 dubbele voorbehandeling van het substraat, namelijk eerst het doorweken van het substraat met een penetratiebevorderend middel zoals een tenside, gevolgd door het bekleden van het substraat aan de drukzijde met een toplaag van een penetratieverlagend middel zoals een verdikkingsmiddel of een hydrofiel polymeer. Gebruikelijk zal na 30 het doorweken van het substraat overtollig vocht worden verwijderd door persen, bijvoorbeeld in een wringer. Als gevolg van deze voorbehandeling heeft een inktdruppel een geringe spreiding ten opzichte van de toplaag, maar dringt daar wel in door. Met andere woorden de inkt heeft een substantieel sterkere affiniteit met het 35 daaronder liggende substraat en vloeit daarom door tot en met de onderzijde van het substraat, zoals dat bijvoorbeeld bij vlaggendruk gewenst is. Een dergelijke dubbele voorbehandeling vormt eveneens een separaat aspect van de uitvinding.

Een voorbeeld van een reologiemodificerend middel is zoals 40 gesteld een acrylpolymeer. Dit type polymeer bezit een hoog - 11 - percentage aan zuurgroepen die over de polymeerketens zijn verdeeld. Wanneer deze zuurgroepen worden geneutraliseerd, wordt een gehydrateerd zout gevormd. Afhankelijk van de concentratie van de zuurgroepen, het molecuulgewicht en de mate van verknoping zwelt het 5 zout ofwel in waterige oplossing door de toegepaste inktstralen of andere stralen van vloeistoffen, of het wordt volledig in water oplosbaar. Als de concentratie van het geneutraliseerde polymeer in de waterige formulering toeneemt, afhankelijk van het inktvolume, de hoeveelheid en formulering van de transportvloeistof en de 10 hoeveelheid en formulering van de toegepaste hulpvloeistof met reologiemodificerende middelen, beginnen de gezwollen polymeerketens elkaar te overlappen, totdat deze in elkaar verstrikt raken. Dit overlappen en verstrikt raken veroorzaakt een toename van de viscositeit. Aldus kunnen de concentratie van de zuurgroepen, het 15 molecuulgewicht en de mate van verknoping van het (acryl)polymeer het vloeigedrag beïnvloeden. Polysiloxanen kunnen worden toegepast voor het verlagen of gelijk maken van de oppervlaktespanning van de toegepaste vloeistof en het substraat. Typische voorbeelden omvatten dimethylsiloxanen of andere polysiloxanen met lange ketens. In het 20 geval van het gebruikmaken van harsen is het skelet van het polydimethylsiloxaan vaak gemodificeerd met alkyl- of polyetherzijketens. Daarnaast kunnen reactieve groepen zoals isocyanaat, dubbele bindingen, hydroxylgroepen en zuurgroepen daarin zijn opgenomen, hetgeen het voordeel geeft dat het lijmmiddel in de 25 gedrukte laag kan worden verknoopt. Deze zijn geschikt voor op oplosmiddel gebaseerde systemen, op water gebaseerde systemen of combinaties in afhankelijkheid van het type toegepaste zijketen.

Een voorbeeld van een bevochtigingsmiddel is dialkylnatriumsulfosuccinaat, hetgeen een anionisch bijna pH-neutraal 30 bevochtigingsmiddel is, dat goed mengbaar is met water en reeds in lage concentraties effectief is.

Volgens een tweede aspect heeft de uitvinding betrekking op een inktstraaldrukinrichting voor het bedrukken van een substraat omvattende een drukkop met een of meer inktspuiten voor het vormen 35 van inktdruppels van een bij de desbetreffende inktspuit behorende kleurstof omvattende inktvloeistof, alsmede met een eerste hulpspuit voor het afgeven van een kleurloze transportvloeistof en met een tweede hulpspuit voor voor het afgeven van een kleurloze reologiemodificerende middelen omvattende hulpvloeistof, voorzien van 40 een regelinrichting voor het regelen van de te doseren hoeveelheid - 12 - inktvloeistof, kleurloze transportvloeistof en kleurloze reologiemodificerende middelen omvattende hulpvloeistof op basis van een signaal, afkomstig van rekenmiddelen voor het bepalen van de kleurwaarde van een beeldelement uit. de drukafbeelding, het bepalen 5 van een of meer kleurstof bevattende inktvloeistoffen in afhankelijkheid van de bepaalde kleurwaarde, het bepalen van op het beeldelement aan te brengen kleurloze transportvloeistof in afhankelijkheid van de bepaalde kleurwaarde, het bepalen van een kleurloze reologiemodificerende middelen omvattende hulpvloeistof in 10 afhankelijkheid van de bepaalde kleurwaarde. Typisch is de betreffende inktspuit met een geregelde doseerinrichting aan de regelinrichting gekoppeld.

Met voordeel zijn de hulpspuiten in het midden (of nagenoeg het midden) van een reeks van inktspuiten voor kleurstof bevattende 15 inktvloeistoffen opgesteld.

De uitvinding heeft ook betrekking op een samenstel van drukinkthouders voor inktstraaldrukinrichtingen, welk samenstel ten minste een houder gevuld met een inktvloeistof die ten minste één vooraf bepaalde concentratie van ten minste een kleurstof omvat, een 20 houder gevuld met een kleurloze transportvloeistof en een houder gevuld met een kleurloze reologiemodificerende middelen omvattende hulpvloeistof, omvat.

De uitvinding wordt hierna toegelicht aan de hand van de bijgevoegde tekening, die op schematische wijze een uitvoeringsvorm 25 van een besturing van een inktstraaldrukinrichting volgens de uitvinding toont.

Fig. 1 toont een standaardtype van een inktstraaldrukinrichting 10, die geschikt is voor het bedrukken van brede substraten. Dit type omvat een achttal (genummerd 1-8) kanalen 12, waarvan er in dit geval 30 zes (121'3 en 126'8) zijn verbonden met houders voor inktvloeistoffen, die een kleurstof in een hoofdoplosmiddel omvatten. Een kanaal 124 is verbonden met een houder voor transportvloeistof en een kanaal 12s is verbonden met een houder voor een reologiemodificerende middelen omvattende hulpvloeistof. De kanalen 12 staan in verbinding met 35 inktspuiten van een drukkop, die zich op een in dwarsrichting (aangeduid met een dubbele pijl) op de bewegingsrichting van het substraat heen en weer beweegbare wagen bevindt (beide niet weergegeven). Aan de linkerzijde is de besturingsinrichting 14 voorzien. De besturing wordt uitgelegd aan de hand van het in deze 40 fig. geïntegreerde processchema. In de stuurinrichting 14 worden de - 13 - gegevens 16 van de te drukken afbeelding bijvoorbeeld als bitmap van de pixelkleurwaarden, de gegevens 18 van de toegepaste inktvloeistoffen en de gegevens 20 van het substraat ingevoerd en opgeslagen in de geheugen- en rekeneenheid of kleurenmanagementmodule 5 22. Uitgaande van deze gegevens 16, 18 en 20 wordt voor elk beeldelement een berekening gemaakt van de inktformulering die nodig is om de kleurwaarde te bereiken, dan wel zo nauwkeurig mogelijk te benaderen. De uitkomst daarvan wordt gebruikt in een gtraaladresseringsmodule 24 voor het adresseren van elke spuitmond.

10 Daarnaast wordt die uitkomst samen met de eisen 26 die de beoogde toepassing van het substraat oplegt aan het drukken, ingevoerd in een depositiemanagementmodule 28 voor het berekenen van de transportvloeistof en hulpvloeistof die aan elk beeldelement moet worden toegevoegd. De uitkomst daarvan wordt eveneens in de 15 straaladresseringsmodule 24 gebruikt om voor elk beeldelement de hoeveelheden voor elke straal uit een spuitmond verbonden met een kanaal 12 te berekenen, d.w.z. de hoeveelheden van elke inktvloeistof, transportvloeistof en reologiemodificerende middelen omvattende hulpvloeistof.

20 1032217

Claims (10)

1. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, tevens omvattende een stap van het vaststellen van gewenst vloeigedrag van de inktvloeistof op het substraat.
2. 3. Werkwijze volgens conclusie 2, waarbij het gewenst vloeigedrag van de inktvloeistof op beeldelementnivo wordt vastgesteld.
3. 4. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de kleurloze transportvloeistof in hoofdzaak het hoofdoplosmiddel van de inktvloeistof omvat. 25
4. 5. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de hulpvloeistof het hoofdoplosmiddel omvat, waarin de reologiemodificerende middelen zijn opgenomen. 1032217 - 15 -
5. 6. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de reologiemodificerende middelen zijn gekozen uit penetratie van inktvloeistof in het substraat bevorderende middelen en vloei over het oppervlak van het substraat bevorderende middelen. 5
6. 7. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het substraat is voorbehandeld.
7. 8. Werkwijze volgens conclusie 7, waarbij het substraat is voorbehandeld door het 10 doorweken van het substraat met een penetratiebevorderend middel, gevolgd door het bekleden van het substraat aan de te bedrukken drukzijde met een toplaag van een penetratieverlagend middel.
8. 9. Inktstraaldrukinrichting (10) voor het bedrukken van een substraat omvattende een 15 drukkop met een of meer inktspuiten (121"3; 12M)voor het vormen van inktdruppels van een bij de desbetreffende inktspuit behorende kleurstof omvattende inktvloeistof, alsmede met een eerste hulpspuit (124)voor het afgeven van een kleurloze transportvloeistof en met een tweede hulpspuit (128)v°or voor het afgeven van een kleurloze reologiemodificerende middelen omvattende hulpvloeistof, voorzien van een regelinrichting (14, 24) voor het regelen 20 van de te doseren hoeveelheid inktvloeistof, kleurloze transportvloeistof en kleurloze reologiemodificerende middelen omvattende hulpvloeistof op basis van een signaal, afkomstig van een of meer rekenmiddelen (22, 28) voor het bepalen van de kleurwaarde (16) van een beeldelement uit de drukafbeelding, het bepalen van een of meer kleurstof bevattende inktvloeistoffen in afhankelijkheid van de bepaalde kleurwaarde, het bepalen van 25 op het beeldelement aan te brengen kleurloze transportvloeistof in afhankelijkheid van de bepaalde kleurwaarde, het bepalen van een kleurloze reologiemodificerende middelen omvattende hulpvloeistof in afhankelijkheid van de bepaalde kleurwaarde.
9. 10. Inktstraaldrukinrichting volgens conclusie 9, waarbij de eerste en tweede hulpspuit in 30 het midden van een reeks inktspuiten voor kleurstof omvattende inktvloeistoffen zijn opgesteld.
10. 11. Samenstel van drukinkthouders voor inktstraaldrukinrichtingen, dat ten minste een houder gevuld met een inktvloeistof die ten minste een voorafbepaalde concentratie van ten 35 minste een kleurstof in een hoofdoplosmiddel omvat, een houder gevuld met een kleurloze transportvloeistof en een houder gevuld met een kleurloze reologiemodificerende middelen - 16 - omvattende hulpvloeistof, omvat, waarbij de kleurloze transportvloeistof in hoofdzaak het hoofdoplosmiddel van de inktvloeistof omvat. 1032217.