專利名稱：在織物上進行紫外線噴墨打印以及組合打印和絎縫的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在織物上的打印，特別是涉及在用于絎縫的織物上打印圖案，例如在諸如褥罩、被、床單等上打印圖案。更詳細地說，本發(fā)明涉及在織物上的噴墨打印，以及利用紫外線(UV)固化的油墨的噴墨打印。
背景技術：
絎縫在總的縫紉領域是一種特殊工藝，在該工藝中穿過多層材料在材料的兩維的區(qū)域內(nèi)縫制圖案。多層材料通常包括至少三層，一個織造的主要的或者表面的布料，該布料具有裝飾性的精加工的質(zhì)量；一個通常為紡織的背面布料，它可以是也可以不是精加工的；以及一個或多個厚的填充材料內(nèi)層，通常是由隨機取向的纖維制成的。縫制的圖案保持各個材料層相互之間的物理關系，同時提供裝飾特性。
例如在褥罩及其它被褥的制造中，常常需要將縫制圖案和印花圖案相結(jié)合。在褥罩上制造圖案要求將油墨加到織物上，織物與紙張、塑料或其它平滑的表面不同，織物的將要印花的表面呈現(xiàn)出織物組織，具有三維結(jié)構(gòu)或深度。進而，向?qū)捰趲子⒊呋蛞幻椎谋淮蛴∥锷洗蛴》Q作“寬幅”打印范疇，床墊布和其它大部分可絎縫材料都屬于這一范疇，由于傳統(tǒng)打印方法有許多限制，因此不能實現(xiàn)屬于這一范疇的打印。存在著許多技術問題阻礙著寬幅織物打印的發(fā)展，所述寬幅織物例如有褥罩、室內(nèi)裝飾物、汽車座罩織物、辦公室間壁及其它寬幅織物。
寬幅產(chǎn)品的打印量通常較少。傳統(tǒng)的打印涉及制造印版，紙型，網(wǎng)版、以及其它的永久性的或至少是有形的物理圖像，油墨從它們轉(zhuǎn)印到待打印的物體上。這些圖像是使成本提高的原因之一，只有同一版本的產(chǎn)品的數(shù)目很大時，才能降低成本。另一方面，例如辦公室打印機只打印一個文件或其它項目的一個印件或少數(shù)幾個印件，同時，最近以來它不采用永久性的物理圖像轉(zhuǎn)印文件而是由一個軟件或程序控制的電子圖像進行打印，它可以從一個產(chǎn)品到另一個產(chǎn)品進行變換。這種“軟”圖像打印機有時稱之為數(shù)字打印機，盡管“軟”圖像并不必一定需要是在以獨立的數(shù)值存儲的意義上的“數(shù)字”的。目前通用的一種“軟”圖像打印機或數(shù)字打印機是噴墨打印機。
噴墨打印機通過根據(jù)指令從一個或多個打印頭上的一個或多個噴嘴向一個被打印物上噴射墨滴進行打印。辦公室打印機和其它窄幅噴墨打印機通常通過加熱油墨并使油墨泡從噴嘴中噴出將水基或以其它溶劑為基礎的油墨分配到被打印物上。這些打印機通常稱作發(fā)泡噴墨打印機。油墨通過溶劑的揮發(fā)而干燥。有時需要額外加熱用以蒸發(fā)溶劑并干燥油墨。利用發(fā)泡噴墨打印機，或采用高溫技術推動油墨的噴墨打印機向?qū)挿淮蛴∥锷线M行打印，將嚴重地限制打印頭的壽命。用于推動油墨和使溶劑揮發(fā)的熱量，特別是停機時，以及打印頭的熱循環(huán)會在分配20毫升油墨之后導致這些印頭的阻塞甚至完全損壞。辦公室打印機例如通常被設計成每次更換油墨罐時便更換打印頭。因此，對于大面積的噴墨打印過程，例如用于戶外廣告、標志牌、建筑用的寬幅薄膜打印時，則更普遍地采用機械式推動油墨的打印頭。這種機械式打印頭包括壓電或壓電-晶體打印頭，它將電能轉(zhuǎn)換為晶體內(nèi)部振動，它將造成油墨滴從打印頭噴嘴中噴出。
壓電打印頭對于利用通過聚合作用而干燥的油墨特別有用，這種聚合作用通常在油墨離開打印頭并沉積到被打印物上之后，一般通過暴露于某種形式的能量介質(zhì)，例如電磁或粒子輻射而發(fā)生。目前已經(jīng)配制出幾種用于噴墨打印機的油墨，通過將它們暴露在輻射固化源，例如聚焦的紫外線(UV)束或高能電子束(EB)中，這些油墨可以被聚合。這些油墨通常都加入穩(wěn)定劑，以防止由于低的曝光量而造成過早的固化。因此，這些油墨通常都需要暴露在為開始進行聚合反應所必須的閾值能量中。除非暴露到閾值能量，這種油墨不會聚合并保持在穩(wěn)定狀態(tài)，不易于在噴嘴中或其它地方干燥，除非它們被暴露在適當?shù)哪芰拷橘|(zhì)中固化。
以溶劑為基礎的油墨主要通過溶劑的揮發(fā)進行固化。某些以溶劑為基礎的油墨僅通過空氣干燥固化，而另外一些則要求加熱來提高溶劑的揮發(fā)速度。在有的情況下，熱在使溶劑揮發(fā)的同時還促進油墨的化學變化或聚合?？删酆系挠湍òl(fā)生聚合的單體及低聚物，以及其它添加劑。當紫外線固化油墨暴露在處于閾值或高于閾值的紫外線光時會發(fā)生聚合。這些紫外線固化油墨配方中包括光引發(fā)劑，它們吸收光并因此產(chǎn)生自由基或陽離子，造成單體、低聚物及聚合物以及其它添加組分的不飽和位置之間的交聯(lián)。電子束固化的油墨不需要光引發(fā)劑，因為電子束可以直接引發(fā)交聯(lián)。
通常以有機溶劑為基礎的或以水為基礎的熱量或空氣固化油墨的彩色亮度低于紫外線固化的或其它可聚合的油墨的彩色亮度，因為產(chǎn)生顏色的顏料或染料被溶劑稀釋。進而有機溶劑可能會造成職業(yè)損害，需要采取高成本的措施，以便降低工作人員與揮發(fā)的有機溶劑的接觸，同時減少其它危險，例如減少火險。以溶劑為基礎的油墨不管是否加熱，都容易干燥而最終將噴墨噴嘴阻塞。此外，以溶劑為基礎的油墨與被打印物形成化學結(jié)合，從而它們的配方與被打印物材料有關。結(jié)果，以溶劑為基礎的油墨選擇依不同的織物而變化。特定的油墨組分與特定的織物成分配對以便改善油墨在織物上的堅牢度，這種堅牢度來源于在油墨和織物之間形成的化學或靜電鍵結(jié)合。對于紫外線及其它輻射束固化的油墨，例如電子束固化的油墨，在油墨與織物之間的結(jié)合主要是機械結(jié)合并且不局限于油墨和織物的特殊結(jié)合。
可聚合油墨，特別依靠輻射或能量介質(zhì)固化的可聚合油墨，很難在像織物這種三維的被打印物上固化。盡管紫外線固化油墨可以提供更高的彩色亮度，同時，它也不像很多以溶劑為基礎的油墨那樣對人體有害并且可以避免噴嘴的阻塞，但用紫外線固化油墨在織物上打印則存在著現(xiàn)有技術尚未解決的其它一些問題。例如，為了固化紫外線固化油墨，必須能夠把固化用的紫外線精確地聚焦到油墨上。當把紫外線固化油墨噴到織物上特別是噴射到織紋較粗的織物上時，紫外線固化油墨在織物表面組織上分布到各種不同的深度。進而，油墨傾向于浸入或被吸入到織物內(nèi)部。結(jié)果，油墨存在于織物的各種深度，從而，處于紫外線固化光線的聚焦平面上方或下方深度處的一些油墨將會避開使油墨全部固化所需的光線。為了進行固化，紫外線固化油墨必須暴露在其能量高于固化閾值的紫外線光線中。但是，如果把固化光線的強度增加到一定的水平以上以便促使油墨固化的話，則會燃燒、燒焦所沉積的油墨或織物，或者對它們造成破壞性的作用。此外，噴墨打印可以用不同顏色的墨點以相互并列的圖案或者以點套點(墨滴套墨滴)的圖案來實現(xiàn)，利用點套點的方法可以產(chǎn)生更高的色密度，但是高密度的點套點的圖案當采用紫外線時，甚至更難固化。
此外，可以快速應用紫外線固化油墨以便降低芯吸現(xiàn)象，同時可以將紫外線固化油墨擴展以便將芯吸現(xiàn)象降至最低。但是有些芯吸會幫助消除一些假象。此外，為了消除芯吸而擴展的油墨會在織物表面上留下一種較硬的類似于涂料的層，給予織物一種堅硬感或“不良的手感”。因此，通過消除芯吸現(xiàn)象來克服紫外線固化存在的問題是不可取的。
噴墨在織物上的紫外線固化具有一個有限的固化深度，該深度由聚焦的固化用紫外線的區(qū)域的深度來決定。當紫外線固化油墨被噴射到織物上時，紫外線將開始固化油墨的一小部分。大部分未固化的沉積的油墨隨著時間的進展會造成油墨的移動或流失，引起打印的圖像的蛻化。即使有足夠的油墨被固化從而避免可以看得出的蛻化效應，但一定量的未固化的油墨也有可能使接觸打印的織物的某些人產(chǎn)生一定的不良癥狀。通過呼吸或直接皮膚接觸會引起問題的未固化的單體或油墨組分量目前還沒有正式地被確定，但是，目前存在著確定隨著食物攝取的包裝材料的組分的限量的標準。例如，如果在食物中存在有從包裝材料中來的大約百萬分之100(100PPM)的油墨時，有些對未固化的單體過敏的人就會引起反應，而其它的人則有可能發(fā)展為對材料的過敏。這種判據(jù)的前提是，1平方英寸的包裝材料與10克的食物接觸。因此，為解釋這一判據(jù)，假定在包裝的食品中的每1PPM的油墨組分相當于有15.5毫克的油墨成分從每平方米的包裝材料滲出進入到食物中。如果這不能精確的測定有可能對人體造成傷害的未固化的油墨成分的量的話，則建議，大約有10％的未固化的油墨存在于衣物、褥罩或其它與人長期接觸的織物上時，則是不可接受的。
由于上述原因，紫外線固化油墨目前尚未成功地用于要求高固化度的在織物上的打印。熱固化的或其它以溶劑為基礎的通過揮發(fā)干燥的油墨可用于織物上。其結(jié)果是，以溶劑為基礎的油墨以及熱固化式的或空氣干燥式的以溶劑為基礎的油墨的噴墨打印是用于在織物上打印的主要工藝。因而，對于在織物上的打印還不能利用紫外線或其它輻射固化的油墨的優(yōu)點。
對于在床墊布以及褥罩及被褥以及其它類型的織物上打印圖案，需要一種使紫外線固化油墨有效的固化并且使用紫外線固化油墨在織物上的打印實用化的工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種有效的方法和設備，用于在織物上打印寬幅的“數(shù)字”或“軟”圖像。本發(fā)明的另外一個目的是把紫外線固化的或其它能量介質(zhì)聚合的油墨有效地施加到織物并使之有效的固化，特別是采用噴墨打印。本發(fā)明的進一步的目的是利用一個壓電或其它機械式或電動-機械式打印頭噴射到織物上的油墨。
本發(fā)明的一個特定目的是提供紫外線油墨或其它通過暴露在照射的能量中固化的油墨在織物上的打印，特別是在織紋較粗的織物上的打印，例如被褥，枕套，褥罩織物等。本發(fā)明的一個特定目的是通過將未固化的單體及其它可以提取出來的非溶劑聚合反應劑，包括反應劑的副產(chǎn)物或油墨組分降低到一個很可能是被接觸打印的被打印物的人能夠忍受的或可以接受的程度，提供使噴射到織物上的紫外線固化油墨有效地固化。
根據(jù)本發(fā)明的原理，油墨是被數(shù)字式的打印到織物上的，同時油墨的聚合是通過暴露在發(fā)射的能量束例如紫外線、EB或其它類似的能量束中被引發(fā)的，然后使部分聚合的或固化的油墨受熱以便將未聚合的可聚合反應劑以及油墨的其它可被提取出來的組分降低到一個被接觸所述織物的人能夠容忍或可以接受的水平。
在本發(fā)明的一些實施例中，紫外線固化油墨被噴射到織物上，油墨的固化通過暴露在紫外線中被引發(fā)。優(yōu)選地，采用非發(fā)泡式的噴墨打印頭，例如壓電晶體或其它機械式噴墨傳感器進行噴墨。在操作過程中可以向壓電晶體或其它機械噴墨傳感器加熱，但通常這只用于降低油墨的粘度。在對紫外線曝光或在曝光之后，被打印的織物經(jīng)受熱氣流，它用于延長由紫外線引發(fā)的固化過程，或者用于驅(qū)散油墨中未被固化的組分，或者同時起兩種作用。具體地說，紫外線固化油墨被噴射到織物上，將噴射的油墨暴露在紫外線固定光中，把油墨固化到足夠使油墨穩(wěn)定的程度，使得所打印的圖像基本上不會進一步芯吸，依據(jù)不同的油墨密度、被打印物的孔隙率以及組分、被打印物的重量和厚度，其聚合度大約為60～95％。然后將帶有被部分固化的噴射油墨的織物在一個熱固化爐內(nèi)用熱空氣加熱，這時，由紫外線引發(fā)的聚合有可能會繼續(xù)進行，或者是未固化的單體被揮發(fā)，或者兩者兼?zhèn)?，以便生成紫外線固化油墨的打印圖像，使該圖像含有的未固化的單體或其它油墨成分降低到對這種油墨成分敏感或可能敏感的人能夠容忍的程度。優(yōu)選地，油墨的未被固化的成分被降低每平方米一克左右的數(shù)量級，例如在被打印的織物上未固化的單體一般不超過每平方米1.55克。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，優(yōu)選地在把織物絎縫成褥罩之前將紫外線固化油墨噴射到織紋較粗的織物上，例如褥罩、枕套等材料。噴射油墨的點密度優(yōu)選地為從每種顏色為每英寸180×254點到每種顏色為每英寸約300×300點，盡管也可以用每英寸90×254點的較低點密度。優(yōu)選地，采用CMYK彩色調(diào)色板的四種顏色，每一滴或點約75微微升，或者每一滴大約80毫微克，采用紫外線噴墨打印頭。提供一個紫外線固化光頭，它可以與打印頭一起移動，或者獨立于打印頭移動，并將沉積的紫外線固化油墨滴用每線性厘米約120瓦(每一線性英寸300瓦)的光束曝光，施加每一平方厘米約1焦耳能量。通常，在大約每平方厘米20或30毫焦耳范圍內(nèi)的低能量水平時，紫外線固化油墨至少在表面上開始固化。但是，在工業(yè)生產(chǎn)過程中，則要求更高的紫外線強度，大約在每平方厘米1焦耳的范圍內(nèi)。假定能量密度達到一定的最低閾值，該閾值可以依據(jù)油墨的配方的不同而改變，光束的能量可以作為織物相對于光頭的移動速度以及織物被光束的能量損壞的敏感度的函數(shù)而變化。然后使其上具有已被紫外線部分地固化的噴射的油墨的織物通過一個加熱爐，在該爐中被加熱到150℃(300°F)從大約30秒到約3分鐘。在加熱爐優(yōu)選地使用強制的熱空氣加熱，但也可以采用其它加熱方法，例如紅外加熱或者其它輻射式加熱器。紫外線的能量水平、爐加熱溫度、以及在加熱爐內(nèi)的加熱的時間可以在上面所列舉的數(shù)字范圍內(nèi)變化，其具體數(shù)值與織物的性質(zhì)、所用油墨的密度及類型、和在處理過程中織物相對于紫外線固化光頭的移動速度等有關。因而，在向織物上施加密度更高的油墨時則需要更多的紫外線能量、更高的爐加熱溫度、更長的爐加熱時間、或者這些變量的組合，以便在該特定的織物上進行必要的固化。一般地，紫外線或其它輻射能量束的上限值以及爐加熱溫度上限值是這樣一些數(shù)值，即，對于特定的油墨和織物，在這種數(shù)值條件下會破壞或十分有害于所使用的油墨或者位于其下方的織物、或者它們兩者。
本發(fā)明的優(yōu)點在于，對于不同的油墨、以及對于所需保留在織物上的未固化的油墨組分的殘余量使用不同的判據(jù)，這些參數(shù)可以改變，以便增加或減少殘余量。通過增加或降低能量強度、或者改用不同于紫外線的能量形式、或者增加或減少使油墨暴露在能量中的時間，可以改變未聚合的非溶劑油墨成分的殘留量。此外，在其后的固化爐內(nèi)利用較高或較低的溫度、更多或更少的空氣流、更長或更短的加熱時間可以改變位于被打印物上的油墨的最后成分。但是，應當注意，固化或加熱過程的能量不能破壞織物或油墨。
通過使油墨有效地固化，本發(fā)明可以用紫外線固化油墨在織物打印圖像，它將留下少于每平方米的打印材料1.55克的未固化的單體，而通常它只留下每平方米約0.155克的未固化單體。因而，本發(fā)明提供了使用紫外線固化油墨的有益之處，它比以水和溶劑為基礎的油墨有一系列優(yōu)點，這些優(yōu)點包括高的色飽和潛力、低的潛在敏感性或毒性、不會阻塞噴嘴以及可使用壓電或其它長壽命的打印頭。此外，利用不與被打印物形成化學鍵的可聚合油墨在寬幅織物上打印的能力因此與材料無關，特別是對諸如褥罩以其它家具和床上用品的織物提供了有利的條件。
根據(jù)下面參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的詳細描述，本發(fā)明的這些目的及其它目的將很容易變得更加清楚。


該圖是體現(xiàn)本發(fā)明原理的卷筒式給料的褥罩絎縫機的實施例的示意透視圖。
具體實施例方式
附圖表示一個絎縫機10，它具有一個固定的機架11，它具有一個用箭頭12表示的縱向長度和一個用箭頭13表示的橫向?qū)挾取C器10具有一個前端14，枕套或褥罩織物或面料卷15從可旋轉(zhuǎn)地固定到機架11上的供料輥16進入所述前端14。里料17以及一個或多個填充料18的卷也以卷筒的方式由也固定于機架11上的輥進行供應。材料卷圍繞分別在沿著傳送帶20的不同點上的多個輥(未示出)被引導到一個傳送帶或傳送系統(tǒng)20上。傳送系統(tǒng)20優(yōu)選地包括沿機器10的整個長度延伸的一對相對設置的針板拉幅帶裝置21，外層織物15在機器10的前方14被進給到該裝置21上。當帶裝置21攜帶織物15通過機器10的縱向長度時，帶裝置21將織物15保持在其上的精確的已知的縱向位置上，優(yōu)選地，其精確度為0至1/4英寸。帶21的縱向運動由一個傳送帶驅(qū)動器22進行控制。傳送帶20可以采用各種形式，包括但并不限于對向設置的齒帶側(cè)向裝置、嚙合并拉緊織物15的材料的可縱向移動的正面?zhèn)葕A具、或者其它固定結(jié)構(gòu)，用于將面料15相對于傳送帶20固定。
沿著傳送帶20設置三個工作臺，包括噴墨打印工作臺25、紫外線固化工作臺24、一個加熱干燥工作臺26、一個絎縫工作臺27和一個切割工作臺28。里料17和填料18在干燥工作臺26與絎縫工作臺27之間與頂層15接觸，以便形成一個多層材料29，以便在絎縫工作臺27處進行絎縫。優(yōu)選地，層17，18不被傳送帶20的帶裝置21嚙合，而是在絎縫工作臺27的上游與織物15的底部接觸在織物15的下方貫穿絎縫工作臺27，并處于絎縫工作臺27的下游側(cè)的一對夾送輥44之間。輥44與帶裝置21同步動作并把織物17，18與織物15一起拉過機器10。
打印工作臺25包括一個或多個噴墨打印頭30，在橫向驅(qū)動器31及可以選擇的縱向驅(qū)動器32的作用下，它們可以橫跨機架11進行橫向運動，也可以在機架11上縱向移動?；蛘撸^30也可以橫貫織物15的整個寬度，并被設置成可以同時在織物15打印一整條橫線的點。
噴墨打印頭30被制成以每滴75微微升或大約80毫微克的方式噴射紫外線固化油墨，并且對于根據(jù)CMYK彩色調(diào)色板四種顏色的的每一種以上述方式進行噴射。優(yōu)選地，打印頭30在操作過程中不經(jīng)受加熱步驟。機械式或機電式打印頭例如壓電打印頭是優(yōu)選的。墨點優(yōu)選地以大約每英寸180點乘每英寸約254點的分辨率進行分配。根據(jù)需要，分辨率可以高些或低些，但180×254的分辨率是優(yōu)選的。如果需要更細的圖像的和更大的色飽和，300×300點/英寸是優(yōu)選的。不同顏色的墨滴可以是并排的或者是點套點的。點套點(有時稱之為滴套滴)產(chǎn)生更高的密度。
打印頭30設有控制器，可用于選擇性地操作頭30以便在頂層織物15上選擇性地打印一種或多種顏色的兩維花紋。用于傳送帶20的驅(qū)動器22、用于打印頭30的驅(qū)動器31和32、以及打印頭30的操作由控制器35用程序控制以便將圖案打印在織物15的已知位置上，該控制器35包括一個存儲器36，用于存儲編程圖案、機器控制程序、以及與打印的花樣性質(zhì)及其在織物15的縱向及橫向位置、以及織物15在機器10上的相對位置有關的適時數(shù)據(jù)。
紫外線固化工作臺24包括有關紫外線固化頭23，它可以和打印頭30一起運動，或者如圖所示，與打印頭30無關地獨立運動。紫外線固化頭23被制成將窄的縱向延伸的紫外線光束銳利地聚焦到織物的已打印的表面上。頭23設有有關橫向驅(qū)動器19，它受到控制以便橫向掃描織物已打印的表面，使光線橫貫織物移動。優(yōu)選地，頭23由控制器35進行智能控制，以便進行選擇性地操作，并快速地移過沒有進行打印的區(qū)域，并以足夠低的速度用紫外線只掃描已被打印的區(qū)域，以便用紫外線固化油墨，從而避免因掃描未打印的區(qū)域造成時間及紫外線能量的浪費。如果頭23被包含在打印工作臺25中并與打印頭30一起運動，則可緊隨油墨分配之后與油墨的分配同步地使用紫外線。
在圖示的實施例中，紫外線固化工作臺24緊靠在打印工作臺25的下游，使得織物在打印之后立即經(jīng)受紫外線固化。在理論上，一個紫外線光子固化油墨單體的一個自由基，從而將油墨固定。在實際上，對于一平方厘米的已被打印的面積由紫外線固化頭23施加一個焦耳的紫外線的能量。這將通過以下方式來達到，即，以功率為光束寬度的每一線性英寸300瓦的紫外線光束橫貫織物的已打印的區(qū)域，并使織物表面曝光一定的時間，使之足以以所需的密度傳輸所需的能量?；蛘撸绻椢锏暮穸燃安煌该鞫炔皇翘?，可以從織物的兩面投射固化用光線，以便促進紫外線固化油墨的固化。利用過高的功率會導致燒傷甚至燃燒織物，所以紫外線的功率有實際上的上限。
熱固化或干燥工作臺26固定在機架11上，優(yōu)選地緊靠紫外線固化工作臺的下游側(cè)。利用足夠的紫外線固化以便穩(wěn)定油墨，使得已打印的圖像足以抗拒進一步的芯吸，油墨具有足夠的顏色堅牢度，從而允許干燥工作臺單獨工作，或者設置在絎縫工作臺27的下游。當在線工作時，干燥工作臺應當沿織物的長度充分延伸以便能夠以打印織物的速度充分地將打印的油墨固化。在加熱爐或干燥工作臺26處的熱固化將織物上的油墨的溫度保持在150℃(300°F)直到約3分鐘。加熱30秒到3分鐘是預期可以接受的范圍。用強制熱空氣加熱是優(yōu)選的，盡管也可以采用其它的加熱源，例如紅外加熱器，只要它們能夠穿透織物到油墨的深度即可。
可以忍受的未固化的單體的確切百分比隨著不同的油墨及不同的產(chǎn)品而改變。一般認為，紫外線固化油墨的未固化的單體應當被降低大約0.1％或1000PPM以下。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，紫外線固化油墨的未固化的單體被降低到100PPM以下，優(yōu)選地約為10PPM。如上所述，每1PPM等效于每一平方米打印的材料大約15.5毫克的可提取物。如這里所采用的，剩下未固化的單體的百分比或部分是指可提取的材料的質(zhì)量，所述可提取的材料通過將固化的油墨樣品浸漬到諸如甲苯之類的侵蝕溶劑中能夠從給定的固化油墨的樣品中除去，同時測量從油墨中被溶劑除去的留在溶劑中的材料的量。這一測量利用帶有質(zhì)量檢測計的氣相色譜來進行。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所測量的從一個給定的油墨樣品中除去的材料量小于每平方米打印材料1.5克可提取物。如果每平方米打印材料的提取物的測量結(jié)果高于100PPM或1.5克，是不可取的。其優(yōu)選的測量結(jié)果是10PPM。
下面的表1列出了對于一個單一的織物用不同的圖案打印時所產(chǎn)生的提取數(shù)據(jù)。每一次試驗用的每一個織物樣品都是從織物的相同的相對位置上切割下來的并包含有相同的打印圖樣。將含有打印的油墨的織物樣品浸入到一個具有固定量甲苯的容器中，在大氣條件下保存幾天的時間以便提取任何未聚合的油墨成分?？椢餅?1％聚酯/49％棉混紡材料。第一圖案為花的圖案，其中有未打印的部分；第二個是由四色CMYK在整個所能達到的織物表面上以每種顏色點套點的方式100％噴墨構(gòu)成的全色打印。
表1

在優(yōu)選實施例中，絎縫工作臺27位于加熱爐26的下游。優(yōu)選地，它是一種單針絎縫工作臺，如Jeff Kaetterhenry等人的U.S.PatentApplication Serial No.0.8/831,060， 標題為“Web-fedChain-stitch Single-needl Mattress Cover Quilter with NeedlDeflection Compensation” (“具有針偏移補償?shù)木硗补┝鲜芥準结樭E單針褥罩絎縫機”)所描述的那樣，該文獻現(xiàn)已成為U.S.PatentNo.5,832,849，在這里被特別引用為參考文獻。本發(fā)明可以采用的其它適宜的單針式絎縫機公開于U.S.Patent Applications SerialNos.08/497,727和08/687,225中，兩個的標題都是“QuilitingMethod and Apparatns”(絎縫方法和設備)，這專門被引用為參考文獻，現(xiàn)已分成為U.S.Patents Nos.5,640,916及5,685,250。絎縫工作臺27也可以包括一個多針絎縫結(jié)構(gòu)，例如美國專利U.S.PatentNo.5,154,130所公開的結(jié)構(gòu)，在這里也被專門引用為參考文獻。在圖中，表示出一個單針絎縫頭38，它可以橫向地在一個托架39上運動，而托架39則可在機架11上縱向移動，從而頭38可以在多層材料29上縫制360°的圖案。
控制器35控制頭38相對于多層材料29的相對位置，借助控制器35并通過存儲在控制器35的存儲器36內(nèi)的位置信息操作驅(qū)動器22及傳送帶20將其保持在一個準確的已知位置處。在絎縫工作臺27中，絎縫頭38絎縫一個與打印的圖案34重合的針跡圖案，以便在多層織物29上生成一個組合的或復合的打印及絎縫的圖案40。如圖示的實施例所述，這可以通過下述方式來達到，即，在絎縫工作臺27內(nèi)保持組合起的織物29靜止不動，而與此同時使頭38在機架11上同時進行橫向移動和縱向移動，橫向移動在橫向線性伺服驅(qū)動器41的作用下進行，縱向移動在縱向伺服驅(qū)動器42的作用下進行，以便根據(jù)控制器35的存儲器36中的信息由控制器35相對于圖案34的已知的位置驅(qū)動伺服驅(qū)動器41，42來縫制360°的圖案。或者，也可以通過將絎縫頭38僅相對于機架11進行橫向移動，同時在可以由控制器35反向操作傳送帶20的傳送帶驅(qū)動器22的作用下，相對于絎縫工作臺27縱向移動織物29，使單針或多針絎縫頭的針相對于織物29移動。
在某些應用當中，打印和絎縫工作臺25，27可相互顛倒順序，使打印工作臺25位于絎縫工作臺27的下游，例如在圖中用虛線表示的工作臺50。在工作臺50處，將打印與前面在絎縫工作臺27處進行的絎縫對齊。在這種結(jié)構(gòu)中，固化工作臺也將要位于絎縫工作臺27和打印工作臺50兩者的下游的一點上，或者被包含圖中所示的打印工作臺50內(nèi)。
切割工作臺28位于傳送帶20的下游端的下游。切割工作臺28也由控制器35與絎縫工作臺27及傳送帶20同步的方式進行控制，它也可以以一種補償在絎縫工作臺27處進行絎縫時多層材料織物29的收縮的方式進行控制，或者以一種在標題為“Program ControlledQuilter and Panel Cutter System with Automatic ShringkageCompensation” (“帶有收縮補償?shù)某绦蚩刂平W縫機及板條切割系統(tǒng)”)的美國專利U.S.Patent No.5,544,599中所描述的方式進行控制，該文獻這里被特別引用為參考文獻。當把絎縫與打印圖案34對準時，可以由控制器35把織物在絎縫時收縮的信息考慮進去，這種收縮是由于絎縫厚的、填充多層材料時引起的材料集中到一起造成的。板條切割機28將每個打印及絎縫的板條45從織物38上分離開，每個板條帶有一個復合的打印和絎縫圖案40。被切割下來的板條45由輸出輸送帶46從機器的輸出端移出，該傳送帶46也在控制器35的控制下工作。
在這一工藝中使用的壓電打印頭由Spectra of New Hampshire制造。用于這一工藝的紫外線固化頭由Fusion UV Systems，Inc.，Gai thersburg，Maryland制造。
上面的描述是本發(fā)明的某些優(yōu)選實施例的代表性的例子。熟悉本領域的人員應當理解，可以對上面所描述的實施例進行各種改變和補充，而不超出本發(fā)明的原理的范圍。
權(quán)利要求
1.一種在被打印物上進行打印的方法，包括以下步驟將可聚合的油墨沉積到該被打印物上；通過在油墨內(nèi)引發(fā)一個聚合反應使油墨聚合，并將該反應一直保持到油墨基本上聚合，但在被打印物的油墨基本上被聚合的區(qū)域內(nèi)包含有至少一部分易揮發(fā)的未聚合單體；然后干燥基本上聚合的油墨以便減少被打印物的所述區(qū)域上的未聚合單體的含量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述油墨是通過將油墨噴墨到被打印物上而被沉積。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述油墨是紫外線固化油墨，以及通過油墨對紫外線曝光使所述油墨被聚合。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，干燥油墨的步驟包括將被打印物上的基本上聚合的油墨加熱，從而減少被打印物上易揮發(fā)的未聚合油墨組分。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，加熱油墨的步驟包括使熱空氣流到被打印物上。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，熱空氣流到被打印物上從被打印物上蒸發(fā)至少一部分油墨的未聚合的單體。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，熱空氣流到被打印物上使被打印物上的紫外線固化油墨進一步聚合。
8.一種在被打印物上進行打印的方法，包括以下步驟在一個被打印物上數(shù)字式地沉積可聚合的油墨；將能量照射到沉積的油墨上，從而在油墨內(nèi)將一個聚合反應一直保持到油墨基本上聚合但仍然保留至少某些可提取的未聚合的反應劑為止；然后加熱基本上聚合的油墨，以便減少沉積在被打印物上的油墨內(nèi)未聚合的反應劑的含量。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，加熱步驟包括使熱空氣流到被打印物上。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述油墨通過從至少一個打印頭噴射油墨而被沉積。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述油墨在低溫下從打印頭噴射。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述油墨通過機械動作從打印頭噴射。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述油墨從壓電打印頭噴射。
14.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述油墨是紫外線固化油墨，并通過使沉積的紫外線固化油墨受到紫外線光的作用維持聚合反應。
15.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述油墨是電子束固化油墨，并通過使沉積的電子束固化油墨受到電子束的作用維持聚合反應。
16.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，油墨基本上不含有溶劑。
17.一種用于在一個大面積的被打印物上進行打印的打印方法，包括向一個被打印物上打印直到接觸固化介質(zhì)一直是穩(wěn)定的可固化油墨；通過在被打印物外施加固化介質(zhì)引發(fā)其上的油墨的固化；然后加熱被打印物上的油墨，以便減少被打印物上的油墨的未固化組分。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，引發(fā)固化包括選擇性地向被打印物帶有油墨的區(qū)域?qū)实厥┘庸袒芰俊?br> 全文摘要
提供一種采用紫外(UV)線固化的油墨向織物(15)上噴墨打印的方法和設備，油墨首先利用紫外線(24)部分地固化，然后進行加熱，以便更完全地固化油墨。打印在一個絎縫機(10)中進行，該絎縫機具有一個絎縫工作臺(27)和一個位于絎縫工作臺上游的打印工作臺(25)。優(yōu)選地，打印工作臺在一個編程的控制器(35)的控制下將多色圖樣只印在織物的頂層上。噴射到織物上的紫外線固化油墨其墨點的體積約75微微升。一個傳送帶(20)將印好的織物從打印工作臺移送通過紫外線固化工作臺(24)，在該處，一個紫外線固化頭或者與打印頭一起運動或者與打印頭獨立的運動，將沉積的紫外線固化油墨滴對紫外線光束曝光，所述紫外線光束為每線性英寸300W，曝光速度為每一平方厘米施加1焦耳左右的能量。然后傳送帶使織物通過一個加熱干燥工作臺或一個加熱爐(26)，在該處把織物加熱到300華氏度30秒鐘到3分鐘。優(yōu)選地，在加熱爐內(nèi)用強制熱空氣進行加熱，但也可以采用其它加熱方法，例如紅外或其它輻射加熱器。在熱固化之前，或優(yōu)選地在這之后，織物與其它材料層相結(jié)合，并且在程控的條件下，在利用打印的圖案加上絎縫圖案。
文檔編號D05B33/00GK1572492SQ20041000855
公開日2005年2月2日 申請日期2000年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月3日
發(fā)明者理查德·N·科多斯, 威廉·W·科蘭, 羅伯特·B·科默福德, 安杰洛·夸特羅喬基, 米蘭·巴多維納茨 申請人:L&P產(chǎn)權(quán)管理公司