KR100870295B1 - 인쇄 기판 및 인쇄 방법 - Google Patents

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유피엠-케이메네 오와이제이
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Abstract

본 발명은 걸리-힐(Gurley-Hill) 투과값이 5000초/100ml 보다 큰 친유성 표면을 갖는 기판을 포함하며, 기판상에 인쇄된 잉크가 30초 지연 시간에서 0.60보다 큰 IGT 잉크 셋-오프(set-off) 값을 지니는 인쇄 기판에 관한 것이다. 본 발명은 또한 하기 기판/잉크 조합의 사용하에 하나 이상의 인쇄 유닛으로 기판을 인쇄하는 방법을 포함한다: 1. 기판은 친유성 표면을 갖고, 비다공질, 즉, 걸리-힐 투과값이 5000초/100ml 보다 크며, 2. 안료 캐리어/잉크가 30초 지연 시간에서 0.60보다 큰 IGT 잉크 셋-오프 값을 지닌다.

Description

인쇄 기판 및 인쇄 방법{PRINTED SUBSTRATE AND PRINTING METHOD}
1. 원리
본 발명은 히트셋 오프셋 (heatset offset) 인쇄용의 표면 처리된 종이인 인쇄 기판으로 이루어진다. 본 발명은 또한 표면 처리된 인쇄 기판이 히트셋 오프셋 인쇄 방법으로 인쇄되는 인쇄 방법에 관한 것이다. 본 발명의 인쇄 기판은 또한 그라비아 인쇄 방법으로 인쇄될 수 있다.
적합한 표면 특성을 갖는 종이는 히트셋 오프셋 방법으로 인쇄된다. 이러한 인쇄 방법에서 인쇄 아이템은 인쇄 플레이트로부터 오프셋 블랭킷을 통해 종이로 이송되며, 여기서 종이는 연속 웹으로서 히트셋 오프셋 인쇄기에 공급된다. 오프셋 방법에서 여러가지 정도의 안료, 결합제, 용매 및 첨가제로 이루어진 잉크를 사용한 인쇄 아이템의 이송은 스무쓰(smooth) 오프셋 블랭킷으로부터의 잉크 이송을 기초로 한다. 잉크는 인쇄 플레이트로부터 블랭킷으로 이송되고, 여기서 잉크는 인쇄 플레이트의 친수성 영역이 파운틴(fountain) 용액에 의해 습윤된 후에 친유성 영역에 부착된다. 파운틴 용액은 처리된 수돗물, 퍼훠(puffer), 습윤제 및 기타 첨가제로 이루어진다. 드라이 오프셋(무수 오프셋으로도 명명됨) 원리를 이용한 인쇄 플레이트 조작이 또한 사용될 수 있다. 드라이 오프셋에서, 잉크가 인쇄 플레이트의 비영상(non-image) 영역에 부착하지 못하게 하는 규소층이 인쇄 플레이트위에 있다. 인쇄 아이템이 종이로 이송된 후, 잉크가 열기의 도움으로 건조되어 잉크로부터 대부분의 용매가 증발한다. 동시에 오프셋 블랭킷으로부터 이송된 파운틴 용액 및 종이의 대부분의 수분도 증발된다. 건조기 후, 종이 웹은 냉각 로울에서 냉각되는데 여기서 잉크 필림이 경화되며, 인쇄된 종이웹은 추가로 처리될 수 있다.
히트셋 오프셋 인쇄 방법에 사용되는 종이는 특정의 종이 특성을 필요로 한다. 이러한 인쇄 방법에 적합한 특성을 갖는 종이는 예를 들면 유럽 특허 제539271호 및 공보 GB2047568에 공지되어 있다. 이들 종이는 탄산칼슘 CaCO3 안료를 사용하여 종이의 다공성을 최적화하는 것을 특징으로 한다. 인쇄 방법 그 자체는 예를 들면 독일특허공보 DE 3207463에 기재되어 있다.
초기 기술에서는, 인쇄용 종이는 오프셋 블랭킷으로부터 이송된 파운틴 용액을 종이상으로 흡수할 수 있고 잉크가 건조기에서 건조되는 경우에 종이로부터 수분을 보다 쉽게 제거하도록 종이가 어느 정도는 다공성이어야 한다는 사실에 근거하여 개발되어 왔다.
본 발명의 목적은 히트셋 오프셋 인쇄 방법에 적합한 표면 구조를 갖는 새로운 유형의 인쇄 기판을 제공하는 것이다. 인쇄 기판에 대한 요구를 충족하기 위해, 인쇄 기판은 주로 특허 청구항에 제시된 특징으로부터 공지되어 있다.
본 발명의 목적은 또한 종이가 연속 웹으로서 인쇄기의 하나 이상의 인쇄 유닛내로 공급되어 종이상으로 잉크가 이송되게 하고, 그 후 대부분의 잉크 용매가 건조기에서 열기에 의해 증발되어 잉크를 건조시키는 히트셋 오프셋 인쇄 방법을 제공하는 것과 건조기에서 건조시키기 쉬운 잉크를 제공하는 것이다.
기판의 표면은 비다공성이고 친유성이다. 이는 오일이 종이 표면상에서 파운틴 용액을 대신한다는 것을 의미한다. 표면 특성은 적합한 종이 처리, 특히, 코팅 및 그 후의 후처리에 의해 달성되어 왔다. 잉크 이송 및 건조와 관련된 문제를 피하기 위해, 본 발명의 인쇄 기판은, 현재 히트셋 오프셋 인쇄 방법에 사용되는 인쇄용 종이와 상이한데, 이는 종이의 표면이 다공성이고 수분흡수성이기 때문이다. 본 발명의 인쇄 기판은 표면 현상으로서 잉크를 건조시키는 것이 가능하게 해준다. 사용된 인쇄 잉크는 또한 현재 히트셋 오프셋 방법에서 사용되는 통상의 잉크와는 다른데 이는 잉크의 용매가 잉크의 건조를 용이하게 하도록 건조기의 더 낮은 공기 온도에서 더 빨리 증발하기 때문이다 (보다 낮은 용매 함량 및/또는 저온에서의 오일 비등 및 잉크 결합제에 대한 낮은 용매 보유는 신속한 용매 제거를 가능하게 한다). 종이의 비다공질 표면은 용이하게 건조되고 신속하게 세팅되는 잉크를 사용할 수 있게 한다 (신속한 잉크 세팅과 관련된 문제가 없음, 항목 3.1의 잉크 세팅 정의를 참조). 비다공질 종이 표면 및 쉽게 건조되는 잉크의 조합으로 건조기에서 보다 낮은 공기 온도를 사용할 수 있게 되며, 동시에 종이 수분 함량이 높게 유지되고 잉크 용매가 증발된다. 표면 특성은 또한 종이상에 이송된 파운틴 용액의 양을 감소시킨다 (친유성 비다공성 표면은 파운틴 용액에 반발하고 종이 구조물로의 그의 침투를 억제한다).
본 발명에 기재된 인쇄 기판은 습윤제가 유리하게는 무알코올 타입이 되도록 히트셋 오프셋 인쇄 방법에 사용되는 파운틴 용액을 최적화할 수 있게 한다.
본 발명은 본질적인 인쇄 품질 개선법을 제공하는데 이는 건조기 바로 뒤의 웹으로부터 측정된 100℃ 미만의 웹 말단 온도로 건조가 수행될 수 있다는 사실에 근거한다. 이러한 낮은 건조 온도를 사용함으로써 한편으로는 신속한 수분 제거를 예방하고 다른 한편으로는 건조 후 수분 함량이 종래의 용액에서보다 높아진다. 이는 신속한 습윤 제거가 인쇄 광택 및 균일성을 감소시키는 섬유의 울퉁불퉁함 및 굴곡의 원인이 되기 때문에 유리하다. 건조후 더 높은 종이의 수분 함량으로부터의 이점은 인쇄 품질 및 건조후 폴딩 유닛에서의 성능을 개선시킨다는데 있다. 또한, 폴딩 성능이 개선되는데 이는 종이가 높은 수분 함량을 가지면 폴딩을 보다 잘 견뎌내고 균열 가능성이 감소하기 때문이다. 더 높은 수분 함량은 또한 후처리 공정에서 유익한 정전기를 감소시킨다. 프린터가 또한 인쇄되지 않은 종이를 취급하기가 더 쉬운데, 이는 종이의 수분 함량이 공기의 수분 함량과 거의 밸런스를 이루기 때문에 랩핑 종이가 필요하기 않기 때문이다.
종이 제작자에게 유리한 본 발명의 이점은 수분 함량의 증가, 강도의 요구의 저하 및 생산효율성의 향상이다. 수분 함량이 보다 높을 수 있는데, 이는 종이의 수분이 건조시 증발하지 않고 히트셋 오프셋의 문제점인 블리스터링이 발생하지 않기 때문이다. 블리스터링의 위험이 전혀 없기 때문에 종이 강도가 저하될 수 있는데 이는 기재 종이용으로 더 낮은 등급의 공급물을 사용할 가능성을 가능하게 하고 종이의 사이징할 필요를 감소시킬 수 있다. 사이징을 감소시키면 더 우수한 수분 제거로 생산 속도를 증가시킬 수 있다. 그라비아 인쇄 방법에 또한 적합한 레시피로 본 발명의 인쇄 기판을 사용하면 고품질 인쇄를 위해 그라비아 및 히트셋 오프 셋 인쇄 방법용으로 동시에 처리지 기계 로울을 절단할 수 있고 따라서 폐지양을 줄이고 생산 효율을 개선시킬 수 있다.
비다공질 종이는 종이의 작업률(runnability) 및 인쇄성을 개선시킨다. 종이가 인쇄 유닛으로부터 파운틴 용액을 흡수하지 않음에 따라 종이 치수에서의 어떠한 변화도 일어나지 않고 미스 레지스터 (miss register) 또는 팬-아웃(fan-out)과 같은 문제가 일어나지 않는다. 인쇄 기판에 다공이 없으므로 잉크 세팅도 없다. 따라서, 백-트랩 얼룩 (back-trap mottling), 백 트랩 피킹(picking) 또는 캐리-오버 파일링 (carry-over piling)과 같은 잉크 세팅과 관련된 문제가 일어나지 않는다. 이는 인쇄 결과를 개선시키고 인쇄 작업을 더 길게 해주는데, 이는 인쇄 블랭킷 세척이 덜 필요하기 때문이다.
본 발명의 신규 인쇄 개념은 환경친화적인데, 이는 파운틴 용액이 VOC 방출을 감소시키는 무알코올 유형으로 사용되고 건조 공정에서의 낮은 공기 온도로 인해 건조시 필요한 에너지가 적어지기 때문이다. 인쇄의 잉크 용매 함량은 낮다.
본 발명의 인쇄 기판은 다음 조건을 만족시킨다:
1) 30초 지연 시간에서 IGT 잉크 셋 오프 (set off) 값이 0.60보다 크고,
2) 걸리 힐 공기 투과 시험 값이 5000초/100ml 보다 크다. 셋-오프 값은 종이 표면의 모세관 흡입에 대한 측정치이다. IGT 측정 결과는 종이 표면 다공성과 연관이 있는 잉크 세팅 속도에 대한 값을 제공한다. 걸리 힐 값은 다공성의 측정치이다.
3) ISIT 측정치의 점착력-증강 (Tack-Build-up) 시간은, 택-O-스코프(Tack- O-Scope) 잉크 점착력 측정에서 Tmax 270 내지 300초의 안정성을 갖는 인쇄 잉크를 사용하여 유리하게는 100초 이상이다. 이러한 안정성 결과는 예를 들어 공지된 썬 챌린지(Sun Challenge) 잉크를 사용하여 수득할 수 있다. ISIT 측정치의 결과는 종이 표면 다공성과 연관이 있는 잉크 세팅 속도의 값을 제공한다.
인쇄 기판은 유리하게는 코팅지 또는 표면 처리된 종이 또는 판지인데 코팅용 안료로서 플레이트 유사 안료를 함유한다. 종이의 표면 특성은, 코팅 안료 및 라텍스(코팅 결합제) 타입 및 이들의 양의 선택에 의해 추가로 조정될 수 있다. 안료 입자의 두께에 대한 안료 직경의 관계인 플레이트 유사 안료 입자의 종횡비는 2 보다 크고, 유리하게는 4 보다 크다. 종횡비는 유리하게는 비다공질 표면을 달성하기 위해서는 4 보다 크다. 따라서, 코팅 착색제에 사용되는 안료는 유리하게는 단일 안료로서 탈크 또는 카올린과 탈크 안료의 배합물이다. 플레이트 유사 탈크의 높은 종횡비는 유리하게는 25 초과이고 종이 표면의 다공성을 감소시키는데 포지티브한 영향을 미친다. 마찬가지로 사용하는 라텍스가 연질일수록(낮은 Tg 값, Tg는 유리 변형 온도임), 안료의 양에 대해 사용되는 라텍스의 양이 더 많을수록 표면이 더 폐쇄성(비다공질)이 된다. 또한 라텍스 결합제의 가교는 표면 폐쇄를 증가시킨다.
본 발명은 몇몇 실시예를 참조로 하기에서 더 상세히 설명하는데 이로써 본 발명의 용도를 제한하고자 하는 것은 아니다.
2. 종이
본 발명의 종이의 기재 종이는 전형적인 LWC 기재 종이인데 회분 함량이 12%이고 화학 펄프 40% 및 기계(TMP) 펄프 60%의 섬유 믹스이다. 기본 중량은 약 36g/m2 이고 밀도는 약 660kg/m3이었다. 종이를 다음 성분의 코팅 레시피를 사용하여 코팅하였다.
탈크(C10XO 또는 C15) 안료
카올린(Supragloss95) 안료
스티렌 부타디엔 라텍스(Rhodopas 388) 라텍스 결합제
전분(Raisamyl 302) 결합제
스티렌 말레산 무수물
(Raisaprint D100 또는 D200) 표면 화학 특성의 조정
칼슘 스테아레이트(Raisacoat 50) 캘린더링용 첨가제
옵티블랭크(Optiblank) NF 광학 표백제
글리옥살(Glyoxal) 가교 결합제
코팅 착색제의 고체 함량은 58%이고 pH는 7.5였다. Rhodopas 288의 Tg값은 0℃였고 이는 히트셋 오프셋 방법용의 코팅 착색제에 통상적으로 사용되는 라텍스의 경우보다 낮은 Tg 값이다. 표면 폐쇄는 5℃보다 낮은 Tg 값으로 개선될 수 있다.
본 발명의 종이용의 여러 가지 코팅 착색제 레시피(recipe)를 표 1(중량부)에 기재한다.
코팅 착색제 레시피
코팅 착색제 1 2 3 4 5 6 8
C10XO 70 70 40 70 70
C15 70 100
Supragloss 30 30 30 60 30 30
Rhodopas SB 388 10 15 10 10 10 10 10
Raisamyl 302 2 3 3 3 3 3 3
D200 3 3 3 3 3
D100 1
Raisacote 50 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
옵티블랭크 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
글리옥살 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
* D100은 전분과 함께 비등시켰다.
종이를 블레이드 코팅(Opticoat-Jet)으로 코팅하였다. 36g/m2 기재 종이의 상부(더 조악)면을 먼저 코팅하였다. 코팅 중량의 표적 양은 종이 양면(12 + 12g/m2 코팅)위에 12g/m2 였고 최종 코팅지 그램은 60g/m2 였다. 표적 최종 수분 함량은 캘린더링 전에 5.3%이었다.
웹을 적외선 건조기 및 함기(airborne) 웹 건조기로 코팅한 후 건조시켰다. 코팅지를 로울로 권취하였다. 로울을 수퍼캘린더링하여 상부면이 제1 냉각 로울에 대치되도록 하였다. 수퍼캘린더링의 조건은 다음과 같았다:
온도
상부: 120℃
중부: 110℃
하부: 90℃
닙 로드 320kN/m
속도 500m/분
닙 양 9
최종 2면 코팅지의 특성은 표 2에 기재하였다. 숫자는 코팅 착색제 번호 및 상응하는 샘플 번호를 의미한다.
최종 코팅지의 특성
단위 코팅 착색제/샘플 1/2 5/8 6/10 3/12 8/18 4/22
물리적 특성 기본 중량 g/m2 59.8 61.7 61.7 62.7 62.7 63.7
코팅 착색제의 양 g/m2 9.7 12.0 13.1 12.6 12.8 12.7
두께 mμ 48 49 49 48 48 48
밀도 kg/m3 1239 1262 1265 1298 1302 1319
벌크 dm3/kg 0.81 0.79 0.78 0.77 0.77 0.76
표면 특성 조도 PPS 10 ts*) mμ 0.96 1.05 1.04 1.07 0.93 1.10
조도 PPS 10 ws**) μm 0.99 1.01 0.91 0.91 0.73 1.10
광택 ts*) % 63.0 65.7 63.3 59.4 65.2 49.1
광택 ws**) % 58.6 67.2 64.5 59.3 65.0 48.6
광학 특성 백색도 Elrepho ws**) % 74.5 73.3 73.4 71.7 73.6 72.9
휘도 ws**) % 78.0 77.6 77.2 76.2 77.1 76.4
불투명도 ws**) % 91.3 91.0 91.0 90.2 91.5 89.6
기본 파장 ws**) nm 573 574 573 574 573 573
여기 순도 ws**) % 3.2 3.9 3.5 4.2 3.4 3.4
다공성 및 흡수 특성 NP 잉크 흡수 ws**) 27.3 17.4 18.4 18.1 20.1 27.3
K&N 잉크 흡수 ws**) 2.7 1.3 1.3 1.5 1.5 3.4
인쇄 특성 IGT 표면 강도 ws) m/s 0.50 0.60 0.66 0.65 0.65 0.58
IGT 표면 강도 wsrd***) m/s 0.53 0.63 0.75 0.78 0.78 0.68
IGT 표면 강도 wsard****) m/s 0.48 0.58 0.58 0.53 0.53 0.48
*ts = 최상부면
** ws = 와이어면
*** wsrd = 작업 방향에서 측정된 와이어면
**** wsard = 작업 방향과 대치되어 측정된 와이어면
K&N 잉크 흡수 시험에서의 수가 작은 것은(각각의 경우 4% 미만) 본 발명의 종이 표면의 폐쇄성이 매우 좋고 비흡수성임을 이미 나타내는 것이다.
다음의 시판되고 공지된 히트셋 오프셋 종이를 비교용 시험에서 사용하였다:
SCO UPM Max 56g/m2
LWCO UPM Cote 60g/m2
LWCO UPM Ultra 70g/m2
LWCO UPM Ultra M 70g/m2
MWC UPM Star 100g/m2
WFC UPM Art 100g/m2
SCO는 히트셋 오프셋용의 수퍼캘린더링된 종이이고, LWCO는 히트셋 오프셋인쇄방법용 경량 코팅지이고, MWC는 히트셋 오프셋용 중량급 코팅지이고 WFC는 히트셋 오프셋 방법에 사용된 목재 비함유 코팅지이다. 공지된 종이의 특성은 다음의 방법으로 분석하였다.
폐쇄 표면이 상이한 종류의 종이 및 판지에 대한 그라비아 인쇄 방법 및 히트셋 오프셋 방법에 또한 적합하다.
3. 방법
시험 방법의 중요성은 종이 벌크 또는 두께 또는 표면 조도와 무관하게 종이의 표면 다공성을 특징화하는 능력이다. 흡수 방법은 흡수 및 다공성이 서로 의존함에 따라 종이 표면을 특징화하는데 최적이다. IGT 인쇄성 시험기, ISIT 점착력 증강 방법 및 K&N 잉크 흡수 시험과 관련된 30초 지연 시간에서의 셋오프는 모세관 흡수를 기본으로 한 것이고 종이 벌크 효과는 제거된다. 표면 조도는 K&N 결과에 영향을 미치고 따라서 이들 결과를 주도한다. 걸리 힐 공기 투과 측정은 종이 다공성을 측정한다. 걸리 힐 공기 투과값은 30초 지연 시간 값에서의 IGT 셋오프와 함께 사용되어 본 발명의 폐쇄 표면 코팅지와 미코팅 다공성 종이를 분리한다.
3.1 IGT 타입 인쇄성 시험기를 사용한 30초 지연 시간에서의 셋오프, 잉크 요건 및 인쇄 광택
셋오프는 종이상에 세팅되는 잉크 속도의 척도이다. 잉크 세팅에서 종이위의 잉크 필름은, 종이 표면 다공성에 의해 유발된 모세관력이 오프셋 잉크의 용매 성분을 흡수함에 따라 경화된다. 잉크 세팅 속도는 마이크로 다공질 종이 코팅 표면에서는 높고, 폐쇄된 비다공질 종이 표면에서는 낮고 높은 모세관력을 형성할 수 없는 더 큰 크기의 기공을 함유하는 미코팅지에서 또한 낮다.
잉크 요건은 특정의 광학 인쇄 밀도를 위해 필요한 잉크의 양의 척도이다. 인쇄 밀도는 인쇄된 이미지가 광을 흡수하고 반사하는 능력이고 이는 육안으로 관찰되는 색상의 강도 또는 암도와 연관된다. 더 낮은 잉크 요건이 우수한 인쇄 품질에 유리하다.
잉크 광택은 인쇄 품질의 척도이다. 높은 인쇄 밀도는 높은 인쇄 광택이 있는 경우에만 도달할 수 있다.
3.1.1 도입
이 방법은 종이위에 프린트를 제조하기 위해 IGT 타입의 인쇄성 시험기를 사용할 경우 채택할 절차를 기술한다. IGT 인쇄성 시험기는 IGT Testing Systems b.v.[소재지: Amsterdam Netherlands]에 의해 제조된다. 인쇄 종이의 다음 특성을 이 방법으로 측정한다:
a) 잉크 세팅 속도 및 표면 다공성과 연관되는 30초 지연 시간에서의 셋오프
b) 특정 인쇄 밀도를 위해 필요한 잉크의 양을 의미하는 잉크 요건(항목 3.1 참조)
c) 특정 잉크 양에서 측정한 잉크 광택인 인쇄 광택
경고- 상이한 실험실 또는 상이한 인쇄성 시험기로부터 수득된 프린팅과의 비교시는 예방 조치가 취해져야 한다(항목 10 참조).
3.1.2 참조
스캔 시험 사무국에서 이루어진 다음의 스칸디나비안 SCAN-방법이 이 방법에서 참조된다:
SCAN-G 1 펄프, 종이 및 판지 - 반사 인자 - 측정의 일반적인 절차 (ISO 2469)
SCAN-P 2 종이 및 판지 - 시험 샘플의 컨디셔닝(EN 20187, ISO 187)
SCAN-P 8 종이 및 판지 - 불투명도 및 Y 값, 광산란 및 광흡수(C/2°) 계수 (ISO 2471)
SCAN-P 9 종이 및 판지 - 장치 및 가로 방향의 확인
SCAN-P 10 종이 및 판지 - 와이어면의 확인
SCAN-P 36 종이 및 판지 - 시험 프린트의 평가
3.1.3 정의
이 방법을 위해 다음과 같은 정의가 적용된다;
3.1.3.1. 인쇄 밀도 D. 한 패드의 미인쇄 종이에 놓여질 경우 프린트의 휘도 반사 인자에 대한 미인쇄 종이의 Y값의 비의 기본 10의 대수.
3.1.3.2 30초 지연 시간에서의 셋오프. 새로이 인쇄된 표면으로부터 프린트가 전단 없이 정상력의 작용하에 접촉하는 또 다른 표면으로 이송되는 잉크의 성향 척도. 셋오프는 염색된 종이가 한 패드의 수용체 종이에 놓여질 경우 잉크 이송에 의해 염색된 영역의 휘도 반사 인자에 대한 수용체 표면의 Y값의 비의 기본 10의 대수로서 평가된다. 셋오프 지연 시간은 잉크 이송에서 셋오프 접촉까지 30초이다. 30초 지연 시간에서의 셋오프는 인쇄 밀도 단위로서 주어진다.
주: 수용체 종이는 시험될 시험지이거나 표준 종이일 수 있다. 기타 프린트 품질 정의는 SCAN-P 36에 제공되어 있다.
3.1.4 원리
플라스틱 코팅된 고무로 덮여진 디스크로 이루어진 원통형 인쇄형을 잉크 유닛에서 잉크처리한다. 인쇄될 종이 또는 판지를 원통형 섹터에 놓는다. 인쇄는 표준 조건하에서 일어난다.
종이로 이송된 잉크의 양은 인쇄 전후 인쇄 디스크의 중량을 재어 산출한다.
셋오프가 결정되면, 새로운 프린트를 인쇄후 30초째에 전단없이 정상압하에 제2 프린트 닙에서 깨끗한 수용체 종이와 접촉시킨다.
3.1.5 장치
3.1.5.1. 두개의 조정가능한 인쇄 닙을 지닌 인쇄 유닛으로 이루어진 인쇄성 시험기
3.1.5.1.1 인쇄 유닛은 인쇄 디스크에 대해 및 셋오프를 측정할 경우에는 제2 디스크에 대해, 일정하고 조정가능한 속도로 회전하는 모터 구동 섹터를 포함한다. 인쇄 디스크와 섹터 사이의 힘은 조정 가능한 스프링에 의해 달성된다. 또한 셋오프 목적으로 사용되는 지연 시간을 조정할 수 있다.
주 1: - 기구를 적당히 캘리브레이션(calibration)하는 것이 중요하다. 장치의 제조자는 속도와 힘 둘 모두의 캘리브레이션을 위한 보조기구를 제공한다.
3.1.5.1.2 약 85°쇼어 A 경도를 갖는 플라스틱 코팅된 고무로 덮여진(잉크 비이클의 흡수를 막기 위함) 직경 68mm, 폭 32 또는 50mm 알루미늄의 원통형 인쇄 디스크. 디스크의 폭은 섹터의 폭과 합치되어야 한다. 이 디스크는 0.1mg 정확도를 갖는 분석 저울에서 칭량할 정도로 가벼워야 한다.
주 2- 당해 고무는 사용 및 시간 경과에 따라 질이 저하하고, 디스크는 실온에서 암실에 유지시켜야 한다.
3.1.5.2 인쇄 디스크에 균일한 잉크 필름을 제공하는 잉크 유닛.
3.1.5.3 0.1 mg 이상의 정확도를 갖는 분석용 저울.
3.1.5.4 적합한 양의 잉크를 잉크 장치에 이송하기 위한 잉크 피펫 또는 기타 적합한 장치.
3.1.5.5 인쇄 잉크. Michael Huber[Munich Germany 소재]에 의해 제조된 표준 석판 인쇄 오프셋 잉크를 사용한다. 당해 잉크의 상표명은 독어로는 "Wegschlagtestfarbe" 이고 영어로는 "Setting Test Ink" 이고, 잉크 번호 520068, 시험에서의 배치 번호는 00122615였다.
주 3: 잉크가 천연 원료로 제조되었다는 사실로 인해, 배치 대 배치로부터 정확하게 일정한 잉크 특성을 제공하는 것은 불가능하다. 따라서 시험 결과도 또한 변할 수 있기 때문에 시험 조건에 대한 보정이 필요하다. 항목 10.2 참조.
3.1.5.6 세정용 용매. 석유 에테르 단독 또는 백색 주정 (white spirit)에 이은 석유 에테르가 적합하다.
주 4: 계면활성제 또는 비휘발성 성분을 함유하는 세정액은 사용되지 않아야 한다.
3.1.5.7 셋오프 종이. 당해 방법에서 사용된 캐스트-코팅된 종이 "New Ojo"는 Oji Paper[Japan 소재]에 의해 제조되고 이들의 대리인들로부터 입수용이하다.
3.1.6 샘플링 및 시험 준비
샘플링 절차는 당해 방법에 포함되지 않는다. 취해진 시험편이 수용된 샘플의 대표이다. SCAN-P 2에서 지시된 바와 같이 샘플을 컨디셔닝하고 이들을 시험 전반에 걸쳐 컨디셔닝된 분위기로 유지시킨다.
주 1: 잉크의 점성이 온도 의존성이기 때문에, 온도 조절은 습도 조절만큼이 나 이 시험에서 중요하다.
시험 샘플을 인쇄능 시험기용으로 적합한 크기로 절단한다. 통상적으로 시험편 스트립은 기계 방향(SCAN-P 9 참조)으로 절단하여 웹 오프셋 인쇄를 모사한다. 인쇄 방향은 보고서에 기재되어야 한다. 시험편은 폴드 및 주름이 없어야 한다. 인쇄될 면을 표시한다.
주 2 - SCAN-P 36에 따른 후속 평가용으로 최소한 5개의 스트립이 필요하다.
3.1.7 절차
3.1.7.1. 시험 조건
3.1.7.1.1 온도- 장치가 내부 온도 조절기를 갖고 있는 경우 시험 장치, 잉크 유닛 및 인쇄 디스크 및 시험 물질이 보정 온도(23□ 0.5□)에서 유지되는 것을 확인한다.
3.1.7.1.2 인쇄 디스크 - 섹터 폭과 합치되는 플라스틱 코팅된 고무 표면을 갖는 디스크를 선택한다 (3.3.5.1.3). 동일한 종류의 디스크를 인쇄에서와 같이 셋오프 접촉에 사용한다.
3.1.7.1.3 인쇄 디스크의 잉크처리 - 잉크를 잉크 유닛으로 도입하고 제조자의 지시에 따라 인쇄 디스크를 잉크처리한다.
3.1.7.1.4 인쇄 압력 - 50 mm 폭 인쇄 디스크를 위해 인쇄력을 650N으로 설정하고 32 mm 폭 인쇄 디스크를 위해 인쇄력을 415N으로 설정하여 라인 로드(13 □1)kN/m 을 수득한다. 셋오프를 측정할 경우 제2 인쇄 닙에 동일한 라인 로드를 사용한다.
3.1.7.1.5 인쇄 속도 - 인쇄 속도를 1.0m/s로 조정한다.
주- 피킹(picking)의 위험이 있는 경우, 하기 절차를 사용한다. 플라스틱 테입 조각을 인쇄 도중에 인쇄 디스크에 대해 실린더가 정지하는 종이위의 영역에 부착하는데, 이는 이들 장소에서 피킹의 위험이 최고이기 때문이다. 이는 보고서에 기재되어야 한다.
3.1.7.1.6 지연 시간 - 잉크 이송과 셋 오프사이의 지연 시간은 30초이다.
3.1.7.2 시험 절차 - 시험편의 전방 말단부를 섹터에 고정시킨다. 시험편을 조정하여 섹터에 평평하게 놓고 시험 샘플의 나머지 말단부를 고정시킨다. 제2 인쇄 디스크상에 셋오프 종이의 스트립을 고정시키고 디스크를 제2 샤프트에 장착시킨다. 잉크처리된 인쇄 디스크의 중량을 재고 이를 샤프트상의 적소에 놓는다. 인쇄 디스크를 섹터에 접촉시키고 시험편을 인쇄한다. 인쇄 디스크를 제거하고 즉시 중량을 측정한다. 잉크 이송후, 인쇄물을 30초 지체시간 후에 캐스트 코팅된 셋오프 종이에 대해 가압한다. 인쇄 시험 샘플 및 캐스트 코팅된 셋오프 종이를 광학 측정을 위해 (24□2 시간 후에) 보관한다. 스트립은 SCAN-P 36에 따라 나중의 측정을 위해 보관하여야 한다.
전체 4개의 시험편을 4개의 상이한 잉크 양으로 인쇄한다. 먼저 가장 적은 양의 잉크로 인쇄하고 단계적으로 증가시켜 새로운 잉크가 계속 잉크 유닛에 적용되도록 한다. 인쇄 디스크를 각각의 인쇄 후 세정한다. 잉크 유닛을 각각의 시험 시리즈 후, 즉 4회의 인쇄 후, 세정한다.
주2- 인쇄 디스크를 용매로 세정후, 표면을 닦아 건조시키고 용매가 증발하 기에 충분한 시간을 제공한다.
4개의 잉크양을 선택하여 이들이 종이위에 0.7g/m2 내지 2.0g/m2 이상의 잉크 범위를 포함하도록 한다. 인쇄 특성은 SCAN-G1(참조 SCAN-P 36) 요건에 일치하는 기구내에서 인쇄 밀도를 측정함으로써 평가한다.
3.1.8 산출
3.1.8.1 종이위의 잉크양의 측정
하기 수학식에 따라 각각의 시험편에 이송된 잉크의 단위 면적당 질량을 계산한다:
W = (G1- G2)/ A
상기식에서,
W는 이송된 잉크(g/m2)이고,
G1은 인쇄전 인쇄 디스크의 질량인데 0.1g에 가장 인접한 g이고,
G2는 인쇄후 인쇄 디스크의 질량인데 0.1g에 가장 인접한 g이고,
A는 인쇄 영역(m2) 이고, 인쇄 영역은 인쇄 디스크의 표면 영역과 동일하다.
3.1.8.2 잉크 요건의 측정
결과는 다이어그램으로 도시하는데 여기서 X축은 종이위의 잉크의 양이고, Y축은 인쇄지의 인쇄 밀도이다. 곡선이 도시되는데 4개의 잉크양 및 상응하는 인쇄 밀도로 나타낸다. 잉크 요건은 종이위의 잉크 양이 1.50인 시점에서 곡선으로부터 내삽된다.
3.1.8.3 30초 지연 시간에서의 셋오프인 경우의 측정
결과는 다이어그램으로 도시하는데 여기서 X축은 종이위의 잉크의 양이고, Y축은 캐스트 코팅된 셋오프 종이의 셋오프 인쇄 밀도이다. 곡선이 도시되는데 4개의 잉크양 및 상응하는 캐스트 코팅된 셋오프 종이의 셋오프 인쇄 밀도로 나타낸다. 30초 지연 시간에서의 셋오프는 잉크 양이 1.50g/m2인 시점에서 곡선으로부터 내삽된다.
3.1.8.4 인쇄 광택의 측정
결과는 다이어그램으로 도시하는데 여기서 X축은 종이위의 잉크의 양이고, Y축은 샘플의 인쇄 광택이다. 곡선이 도시되는데 4개의 잉크양 및 상응하는 인쇄 광택 값으로 나타내진다. 인쇄 광택은 잉크 양이 1.50g/m2인 시점에서 곡선으로부터 내삽된다.
3.1.9 결과보고
시험 결과보고는 당해 SCAN-시험 방법의 참조와 하기 사항들을 포함한다:
(a) 시험 시간 및 장소;
(b) 시험 물질의 확인;
(c) 인쇄 가압부의 제조 및 타입;
(d) 제조원과 배치 번호를 포함하는 사용된 인쇄 잉크의 타입 및 명칭;
(e) 0.01g/m2에 가장 인접한, 각각의 시험편에 이송된 단위 면적당 잉크의 양;
(f) 사용된 셋오프 종이의 타입 및 그램;
(g) 셋오프전의 지연 시간;
(h) 각각의 시험편에 대해, 인쇄가 이루어진 시간;
(i) 결과에 영향을 미칠 수 있는, 당해 방법으로부터의 일탈.
3.1.10 재현성
세팅 시험 잉크 520068의 특성은 배치마다 변할 수 있다. 실험실 및 잉크 배치 사이의 필적할만한 결과를 갖기 위해 하기 보정이 시험 조건에 이루어진다.
동일한 코팅지 및 배치 00122615의 세팅 시험 잉크 및 새로운 배치의 세팅 시험 잉크를 사용한다. 잉크 둘 다를 사용하는 시험 방법에 따라 당해 종이를 잉크로 인쇄한다. 두개의 잉크에 대한 셋오프 값이 상이한 경우 잉크 이송으로부터 셋오프 접촉으로의 지연 시간을 변화시켜서 30초 지연 시간 값에서의 셋오프가 ±0.03 인쇄 밀도 유닛의 정확도에서 잉크 둘 다에서 동일하게 되도록 한다. 새로운 배치의 셋오프값이 기준 배치에서보다 클 경우 잉크 이송으로부터 셋오프 접촉으로의 30초 지연 시간을 증가시키고, 셋오프값이 작을 경우 당해 지연 시간을 감소시킨다.
주 - 시험 잉크 조건에서의 모든 변화가 보고되어야 한다.
3.2 ISIT 점착력-증강 방법
3.2.1 원리
종이를 ISIT 방법으로 시험하였는데 이는 잉크 세팅 속도와 연관있는 잉크 점착력 증강 시간을 제공한다. 잉크 점착력은 잉크 필름을 스플릿하는데 필요한 힘 을 기재한다. 당해 값은 잉크/표면 상호작용 시험기 ISIT 장치("ISIT 장치")[제조원; SeGam Ltd, UK]로 달성된다. 먼저 조절된 잉크양을 시험지로 이송하고 특정 시간 후 잉크 점착력을 측정한다. 잉크 이송후 잉크 점착력의 증가 속도는 표면 기공 구조에 의존하는 잉크 세팅 속도와 연관된다. 잉크 세팅 속도는 비다공질 표면에서는 느리고 마이크로 다공질 종이 코팅에서는 빠르다.
시판되는 IGT 잉크 유닛 및 IGT 인쇄 디스크는 제조용 및 잉크 이송용으로 사용한다. 잉크 이송의 절차는 30초 지체시간 방법에서의 IGT 셋오프에서와 유사하다(참조 항목 3.1.7). 종이위의 잉크 점착력을 특정한 부착물을 사용하여 측정하는데, 이는 솔레노이드, 코일 스프링, 로드 셀 및 접촉 디스크로 이루어진다. 접촉 디스크는 전자기력에 의해 종이위의 잉크에 대해 가압된다. 접촉 디스크는 프린트(종이위의 잉크)로부터 연장된 코일 스프링의 변형력에 의해 분리된다. 접촉 디스크와 코일 스프링사이의 고정된 변형 게이지는 로드 의존성 시그널을 발생시키는데 이것이 측정된 점착력(tack force)으로서 기록된다. 측정후, 접촉 디스크와 프린트는 디스크와 종이위의 잉크와의 그 다음 접촉이 깨끗한 접촉 디스크와 손대지 않은 잉크 표면사이에 일어나도록 위치를 변경한다. 잉크 층을 스플릿하는데 필요한 인장력의 증강은 자동적으로 측정되어 접촉 디스크는 프린트로부터 연속적인 분리가 일어나 각각의 개별 분리가 기록된다.
3.2.2 점착력 증강 시간
시험 결과는 잉크 점착력(Y축 잉크상 점착력) 대 잉크 세팅 시간(x축 시간)의 함수이고 점착력 증강 시간(초)은 잉크 이송이 종이위로 되는 시간에서 최대 점착력 값에 도달하는 시간까지의 시간이다. 도 1 참조. 실시에서, 점착력 값은 접촉 디스크를 인쇄 기판상에 있는 잉크 층과 분리하는 데 필요한 힘이다. 당해 방법을 사용하여 동일한 인쇄 잉크지만 상이한 종이를 사용할 경우 상이한 종이 표면 특성을 분리할 수 있다. 동일한 잉크를 사용한 최대 점착력에 대한 시간이 길수록 표면이 더 비다공질(폐쇄)이 된다. 도 1 참조.
3.2.1 ISIT 점착력-증강 방법에서의 시험 조건
ISIT 점착력-증강 방법에서의 조건은 다음과 같다:
적용된 잉크 양 100 mm3
이송된 잉크 양 1.4g/m2 [Sun Challenge]
1.5g/m2 [Sicpa Mediatech Ultra Fast]
잉크 균염(leveling) 시간 롤러에서 5초 + 디스크로 5초
잉크 균염 속도 0.7m/s
1회 인쇄 및 롤러의 세척
잉크 이송 압력 15kN/m
인쇄 디스크 20mm, 고무 표면
접촉 디스크와 관련된 시간 0.5초
접촉 디스크와 관련된 압력 8(무차원)
접촉 디스크의 분리 속도 5(무차원)
인쇄 및 접촉 사이의 시간 간격 1.9초, 7.6초, 13.3초, 19.0초, 39.6
초, 60.3초, 80.9초, 121.6초, 162.3초,
203.0초, 303.6초, 404.2초, 504.8초
3.4 K&N 잉크 흡수 시험
종이들을 K&N 잉크 흡수 시험으로 시험하였다. 당해 방법은 다음과 같이 기술한다:
K&N 잉크를 사용한 잉크 흡수
3.4.1 원리
시험 잉크를 특정 시간동안 종이에 분산시킨다. 착색제 밀도는 종이의 흡수 능력의 척도이다. 반사값도 측정한다.
3.4.2 일반 사항
먼저 종이 표면을 덮고있는 시험 잉크 층을 종이에 분산시킨다. 종이내로 흡수되지 않은 잉크 부분을 제거하고 잉크처리된 종이의 반사값은 Elrepho 착색제 측정 장치를 사용하여 측정한다. 종이의 양면의 흡수 특성은 개별적으로, 면당 2회 시험으로 측정한다. 시험 잉크를 시험되는 면에 분산시킨다.
3.4.3 K&N 잉크
K&N 잉크는 주로 코팅지 등급(잉크 흡수 시간 2분)으로 사용한다.
- 샘플을 4장의 크기 8 ×25cm로 절단하여 긴 면을 기계 방향으로 한다.
- 시험된 종이 슬라이스를 유리 플레이트에 놓아 슬라이스 2개는 종이의 상부면 위로 2개는 하부면이 되도록 한다.
- 잉크를 5 ×8cm 크기 영역에 걸쳐 종이위에 분산하고 시험지의 나머지는 깨끗한 상태로 유지시킨다. 시험지의 깨끗한 영역위에 보호용 종이를 사용하는 것이 권장된다.
- K&N 잉크를 주의깊게 캔속에서 혼합한다. 종이 표면을 덮고있는 잉크 층을 종이위에 분산하고 타이머를 즉시 동작시킨다.
- 잉크 흡수는 2분 동안 일어나고 여기서 종이 표면의 과량의 잉크를 먼저 트라월(trowel)로 닦고, 그 후 천으로 닦아낸다. 잉크 영역의 밝기의 변화가 없을 때까지 통상 5 내지 6회 계속 닦는다.
- 잉크의 양을 매우 충분히 하여 모든 잉크가 종이에 흡수되는 것이 불가능하도록 한다.
- 시험지를 이동시켜 한 줄로 매달아 잉크 건조에 장애가 전혀 없게 한다. 반사율 측정은 2시간 후에 한다. 측정 시간을 기록한다.
3.4.4 착색제 측정의 세팅
1. 파워를 켠다.
2. 측정을 개시할 수 있기 전에 램프 가온 시간 5분이 필요하다
3. 그레이 필터가 온(on)인지를 점검한다: 리드(lid)상의 사인이 육안관찰가능하다.
반사값의 측정
1. 게이지를 0에 맞춘다
- 필터 스위치는 위치 12에 있다.
- 인디케이터를 조정하여 제로 전위차계를 사용하여 제로가 나타나도록 한 다.
조정 버튼을 눌러서 영점을 다시 조정한다.
2. 필터 10을 필터 셀렉터로 스위치를 켠다.
- 내부 표준은 제거한다.
3. 게이지를 조정하여 시험 프린트의 깨끗한 영역에 100이 나타나도록 한다.
- 시험지 더미를 캐리어 플레이트에 놓는데, 여기서 상부에 있는 종이가 잉크처리된 종이이다. 종이 및 시험지 더미는 항상 동일면이다.
-시험지의 깨끗한 영역은 측정 개시하에 놓고 값 100을 측정 드럼에 대해 조정한다.
-게이지는 측정 드럼을 단지 돌려서 먼저 제로로 조정한 후 다시 조정 버튼으로 조정한다.
4. 잉크처리된 영역의 반사값 측정
- 시험 슬라이스의 잉크처리된 영역은 측정 개시하에 이동한다.
- 인디케이터는 측정 드럼을 단지 돌려서 먼저 제로로 조정한 후 다시 조정 버튼으로 조정한다.
직접적으로 측정용 드럼상의 숫자인 반사값. 판독을 0.1 유닛의 정밀도로 한다. 각각의 시험지의 반사값은 동일한 방법으로 측정한다. 한 측정이 시험지로부터 수행된다.
3.4.5 결과의 계산
K&N 값 = 100.0% - 측정된 반사값(%)
3.5 걸리-힐 공기 투과성 시험
걸리 힐 값은 표준 T536 om-88에 따라 측정한다. 높은 값은 종이를 통해 기체 100ml가 통과하는데 장시간이 걸리므로 종이가 비다공질임을 의미한다.
4. 인쇄 잉크
당해 잉크는 인쇄 잉크 산업에서 공지된 방법인 택-O-스코프 점착력 측정으로부터 수득된 안정성 값을 갖는 종이 다공성과 관련하여 가장 잘 특징화될 수 있다. 택-O-스코프 측정에서 잉크 층을 스플릿하는데 필요한 힘에 대한 척도인 잉크 점착력이 잉크의 용매가 증발하기 시작하는 출발 순간부터 최대값에 도달할 때까지 증가하는데, 그 후 점착력은 잉크가 건조하기 시작하면 감소한다. 본 발명의 히트셋 오프셋 인쇄 방법에 유리한 신속한 건조 잉크의 경우, Tmax값이 낮다.
택-O-스코프 시험에서의 측정 조건은 다음과 같다:
잉크 양 0.4g
안정화 시간 30초
안정화 속도 100m/분
시험 속도 200m/분
온도 25℃
5. 결과
당해 결과는 항목 2 종이에서 설명한 코팅 착색제 및 샘플 번호를 의미한다.
5.1 IGT-타입 인쇄능 시험기를 사용한 30초 지연 시간에서의 셋오프, 잉크 요건 및 인쇄 광택
30초 지연 시간에서의 IGT 셋오프로부터의 결과는 표 3에 기재하였다.
30초 지연 시간에서의 IGT 셋오프, 잉크 요건 및 인쇄 광택
측정 종이상의잉크 양 g/m2 인쇄 광택 % 인쇄 밀도 30초 지체에서의 셋오프 밀도 종이 광택 % 디스크상의 잉크 양 g/m2 셋오프% 30초 % 잉크 이송 %
코팅 착색제 5 샘플 8 1 2 3 4 0.78 1.10 1.51 2.09 62.7 72.4 77.1 80.3 1.02 1.31 1.52 1.75 0.32 0.60 0.87 1.11 63.1 70.5 70.9 68.5 1.38 2.12 2.86 4.01 31.0 45.6 57.5 63.6 56.8 51.9 52.6 52.2
내삽 1.50 74.8 1.47 0.80 68.3 2.83 52.6 52.98
코팅 착색제 6 샘플 10 1 2 3 4 0.79 0.96 1.40 2.10 62.1 70.2 79.1 78.7 0.99 1.15 1.47 1.72 0.33 0.53 0.83 1.15 60.7 68.4 66.8 65.6 1.29 1.83 2.72 4.06 33.3 45.7 56.3 66.9 61.2 52.5 51.5 51.9
내삽 1.50 74.7 1.41 0.82 64.5 2.86 55.0 53.19
코팅 착색제 3 샘플 12 1 2 3 4 0.72 1.07 1.46 2.07 63.9 66.2 71.3 75.7 0.94 1.21 1.46 1.68 0.32 0.51 0.82 1.07 61.6 59.6 62.0 59.9 1.24 2.04 3.00 4.08 33.6 42.1 55.8 63.7 58.1 52.4 48.5 50.9
내삽 1.50 70.8 1.41 0.78 60.8 2.95 52.7 51.54
UPM Max 56 g/m2 1 2 3 4 0.75 1.26 1.58 2.13 47.7 50.3 52.9 58.3 0.74 1.11 1.26 1.48 0.12 0.38 0.52 0.82 50.7 50.6 49.3 47.9 1.17 2.26 3.06 4.38 16.2 34.4 41.1 55.1 64.4 55.7 51.6 48.7
내삽 1.50 52.8 1.18 0.50 49.6 2.88 38.6 54.31
UPM Cote 60 g/m2 1 2 3 4 0.85 1.04 1.62 2.21 59.3 60.9 64.8 69.2 1.00 1.20 1.49 1.69 0.05 0.09 0.25 0.49 65.7 65.5 65.9 66.9 1.38 1.87 2.84 4.21 4.8 7.9 16.9 28.8 61.90 55.90 57.00 52.60
내삽 1.50 64.1 1.38 0.24 66.0 2.72 15.8 56.50
UPM Ultra 70 g/m2 1 2 3 4 0.75 1.08 1.65 2.11 66.6 67.0 70.5 73.7 0.94 1.21 1.56 1.70 0.04 0.09 0.28 0.55 68.5 69.4 68.1 68.8 1.37 1.92 2.96 3.99 4.7 7.4 18.3 32.2 55.1 56 55.7 53
내삽 1.50 70.0 1.41 0.28 68.7 2.76 17.7 54.77
UPM Star 100 g/m2 1 2 3 4 0.79 1.16 1.58 2.15 67.8 72.2 74.3 79.1 1.05 1.33 1.55 1.71 0.02 0.07 0.14 0.37 77.7 76.9 76.6 76.3 1.27 1.91 2.64 3.97 2.1 5.3 8.8 21.8 62.2 60.4 60 54.3
내삽 1.50 74.0 1.45 0.17 76.9 2.61 10.6 58.78
UPM Art 100 g/m2 1 2 3 4 0.82 1.19 1.7 2.48 66.6 67.8 71.9 68.8 1.06 1.32 1.57 1.7 0.01 0.02 0.06 0.13 69.4 68.9 69.2 69.5 1.18 1.89 2.77 3.93 1.1 1.8 4.1 7.7 69.5 63 61.3 63.3
내삽 1.50 68.7 1.41 0.05 69.3 2.36 3.5 64.39
인쇄 잉크: Michael Huber Munchen 세팅 시험 잉크 520068, 배치 00122615
장소 및 시간: UPM-Kymmene Rauma Mills, 15.3.2002
본 발명의 종이의 30초 지연 시간값에서의 셋오프는 0.80초가 넘는데, 공지된 미코팅 종이는 0.79이고 공지된 코팅지는 0.40미만이다. 본 발명의 종이 및 공지된 코팅지의 잉크 요건 값(표 3에서 종이 잉크 양)은 1.50이 넘고, 공지된 미코팅지는 2.00이 넘는다. 본 발명의 종이 및 MWC 및 WFC 종이의 인쇄 광택 값은 70%가 넘고, 공지된 미코팅 종이는 60% 이하이고, LWCO 종이는 65% 초과이다. 델타 인쇄 광택(인쇄 광택- 종이 광택, 표 3)은 본 발명의 종이는 5% 초과이고, 미코팅 종이는 7.6%, LWCO 종이는 3% 미만이고, MWC 및 FWC는 0%이다.
5.2 걸리-힐 공기 투과성
걸리-힐 공기 투과성 측정(G-H) 결과는 다음과 같다:
본 발명의 특성을 갖는 종이:
G-H
초/100ml
코팅 착색제 3/샘플 12 31690
코팅 착색제 5/샘플 8 13990
코팅 착색제 6/샘플 10 40260
공지된 종이
G-H
초/100ml
UPM Cote 60gsm(LWCO) 3140
UPM Max 56gsm(SCO) 360
UPM Star 100gsm(MWC) 3430
UPM Ultra 70gsm(LWCO) 2370
UPM Art 100gsm(WFC) 2240
본 발명의 종이는 공기 투과성이 훨씬 낮다.
5.3 ISIT 점착력-증강
썬 챌린지 잉크를 사용한 3개의 공지된 종이 및 1개의 본 발명의 종이(코팅 착색제 3/샘플 12)에 대한 ISIT 점착력-증강 곡선 및 ISIT 점착력-증강 시간을 도 2에 도시하였다. 본 발명의 종이의 ISIT 점착력-증강 시간은 400초가 넘는 반면 공지된 종이들은 50초 미만이다.
썬 챌린지 잉크를 사용한 2개의 공지된 종이 및 2개의 본 발명의 종이(코팅 착색제 5/샘플 8 및 코팅 착색제 6/샘플 10)에 대한 ISIT 점착력-증강 곡선 및 ISIT 점착력-증강 시간을 도 3에 도시하였다. 본 발명의 종이의 ISIT 점착력-증강 시간은 300초가 넘는 반면 공지된 미코팅 종이는 136초이고 공지된 코팅 종이는 25초 미만이다.
식파 미디어테크 울트라 패스트(SICPA Mediatech Ultra Fast) 잉크를 사용한 3개의 공지된 종이 및 1개의 본 발명의 종이(코팅 착색제 3/샘플 12)에 대한 ISIT 점착력-증강 곡선 및 ISIT 점착력-증강 시간을 도 4에 도시하였다. 본 발명의 종이의 ISIT 점착력-증강 시간은 200초가 넘는 반면 공지된 종이들은 10초 미만이다.
식파 미디어테크 울트라 패스트 잉크를 사용한 2개의 공지된 종이 및 2개의 본 발명의 종이(코팅 착색제 5/샘플 8 및 코팅 착색제 6/샘플 10)에 대한 ISIT 점착력-증강 곡선 및 ISIT 점착력-증강 시간을 도 5에 도시하였다. 본 발명의 종이 의 ISIT 점착력-증강 시간은 150초가 넘는 반면 공지된 종이는 25초 미만이다.
썬 챌린지 잉크 및 식파 미디어테크 울트라 패스트 잉크 둘 다를 사용한 하나의 공지된 종이에 대한 ISIT 점착력-증강 곡선 및 ISIT 점착력-증강 시간을 도 6에 도시하였다. 공지된 종이의 당해 값은 10초 미만이다.
5.4 K&N 잉크 흡수 시험 및 걸리-힐 다공성
4개의 본 발명의 종이 및 공지된 종이에 대한 K&N 잉크 흡수 시험 및 걸리-힐 결과는 다음과 같다.
K&N
코팅 착색제 3/샘플 12 1.5
코팅 착색제 5/샘플 8 1.3
코팅 착색제 6/샘플 10 1.3
UPM Cote 60gsm 7.7
UPM Ultra 70gsm 15.5
본 발명의 종이의 잉크 흡수가 훨씬 낮다.
5.5 잉크
1. 썬 챌린지
썬 챌린지 잉크에 대한 Tmax 값은 286초이고 식파 미디어테크 울트라 패스트의 당해 값은 100 내지 150초이다.
잉크 식파 미디어테크 울트라 패스트 썬 챌린지
색상 색조 랏 옐로우 2300K 183480 마젠타 5000K 183481 시안 6700K 183482 블랙 9000K 183483 시안 3925-02 95364
점착력(100m/분) 안정성(100m/분) 개시 최대 안정성 Tmax (초) 128 153 164 150초 120 128 132 108초 112 118 121 101초 120 130 138 145초 169 176 196 286초
5.6 결론
본 발명의 종이는 공지된 종이에 비해 훨씬 폐쇄된 표면을 갖는다. 식파 미디어테크 울트라 패스트는 용매를 썬 챌린지 보다 훨씬 더 빨리 방출하기 때문에 히트셋 건조에서 저온에서 훨씬 유리하다.
이들 결과에 의해서, 공지된 미코팅된 수퍼캘린더링 종이 UPM Max 56 g/m2(SCO)는 100초가 넘는 긴 ISIT 점착력 증강 시간 및 30초 지연 시간에서 0.50 인쇄 밀도 단위인 높은 IGT 셋오프 값을 갖는데, 이는 UPM Max의 모세관 흡인이 명백하게 1000s 미만인 낮은 걸리 힐 공기 투과성 값으로부터 결론낼 수 있는 미코팅 종이의 큰 기공 반경으로 인해 낮기 때문이다. 걸리 힐 공기 투과 방법을 이용하여 미코팅된 다공성의 수퍼캘린더링된 종이와 비다공성의 코팅된 종이를 구분하는 것이 가능하다.
6. 인쇄 방법
본 발명의 종이용의 히트셋 오프셋 방법의 개념의 한 예를 하기에 기재하였다:
인쇄기: Albert Frankenthal A101-S
인쇄 속도: 6.2m/s
인쇄 잉크: 식파 미디어테크 울트라 패스트
파운틴 용액: SICPA Sol 알코프리(Alcofree) 첨가제 3%, 수돗물 97%
건조: 웹 말단 온도 95℃
건조기 길이 8m
인쇄된 생성물은 또한 다른 인쇄 조건하에 인쇄 공정에서 다른 원료 물질을 사용하여 유사한 잉크로 인쇄될 수 있다.
본 발명에 따른 특성을 갖는 다른 종이가 제시되는데 이는 히트셋 오프셋 방법 이외에 또한 그라비아 인쇄 방법으로 사용될 수 있다. 제지 단계는 상기 언급한 바와 같지만 코팅 레시피는 다음과 같다:
탈크(C10XO) 60부
카올린(Supragloss95) 40부
CMC(FinnFix 10) 0.8부
스티렌 말레산 무수물
(Raiprint D200) 1 부
칼슘 스테아레이트(Raisacoat 50) 0.5부
광학 표백제(Optiblank NF) 0.2부
코팅 착색제의 고체 함량은 59%이고 pH 8.0이었다. 표적 코트 중량은 10 + 10 g/m2 이었다. 캘린더링 전 수분함량은 5.5%이었다. 기재 종이는 화학 펄프 40% 및 기계 펄프(톱밥) 60%을 함유하는 LWC 기재 종이였고, 기본 중량은 43 및 41 g/m2 이었다. 연질면(상부면)을 먼저 코팅하였다. 캘린더링 온도(상부/중부/하부)는 100℃, 90℃ 및 80℃이었다.
종이는 히트셋 오프셋 종이의 요건을 충족시켰고 이외에도 그라비아 종이에 대한 평활도 및 압축성 요건이 코팅 레시피에서 고려되었다. 이러한 이유로 레시피중에 전분을 빼고 라텍스는 훨씬 연질이다(Tg-20℃).
본 발명의 특성을 갖는 제3 종이를 제시하는데 이는 수퍼캘린더링된 SC-종이와 보다 유사하다. 제지 단계는 상기 언급한 바와 같지만 코팅 레시피는 다음과 같다:
SB-라텍스(Rhodopas SB 388) 100부
탈크(C10XO) 100부
코팅 착색제의 고체 함량은 20.0%이고 pH는 7.8이었고 코팅 방법은 2면 심 사이저 (Sym Sizer)였다. 목표 코트 중량은 2 + 2 g/m2 이었다. 캘린더링 전 수분함량 목표치는 5.3%이었다. 기재 종이는 회분 함량이 30%이고 20% 화학 펄프 및 80% 기계 펄프의 섬유 믹스를 함유하는 전형적인 SC-종이였다. 기본 중량은 56 g/m2 이었다. 캘린더링 온도(상부/중부/하부)는 100℃, 90℃ 및 80℃이었다.
당해 종이는 상이한 코팅 및 캘린더링 방법으로 코팅될 수 있고, 기재 종이는 상이한 원료로 이루어 질 수 있다. 코팅 레시피는 판지를 코팅하는데 사용할 수 있는데, 이는 히트셋 오프셋 인쇄 방법을 사용할 수 있도록 할 수 있다. 도면과 그에 첨부된 설명은 본 발명의 개념을 단지 명백히 하려는 의도이다. 상세하게는, 예를 들어 안료, 퍼니시(furnish), 코팅 결합제, 코팅 및 캘린더링 방법, 미코팅된 종이, 예를 들어 SC-종이 또는 판지가 있고, 본 발명은 청구의 범위 범주에서 변화할 수 있다.

Claims (15)

  1. 걸리-힐(Gurley-Hill) 투과값이 5000초/100ml 보다 큰 친유성 표면을 지니고, 30초 지연 시간에서 0.60 인쇄 밀도 단위 보다 큰 IGT 잉크 셋-오프 값(IGT Set-off value)을 나타내는 기판을 포함하는 인쇄 기판.
  2. 제 1 항에 있어서, ISIT(Ink Surface Interaction Tester) 점착력 증강(Tack Build-up) 시간이 택-O-스코프(Tack-O-Scope) 점착력 측정에서의 안정성 값이 270 내지 300초인 잉크에 대해 100초를 초과함을 특징으로 하는 인쇄 기판.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 점착력 증강 시간이 200초 초과이고, 30초 지연 시간에서의 IGT 셋-오프 값이 0.70 인쇄 밀도 단위보다 큼을 특징으로 하는 인쇄 기판.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 기판이 코팅되거나 표면 처리된 종이 또는 판지임을 특징으로 하는 인쇄 기판.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 코팅이 안료 물질을 포함함을 특징으로 하는 인쇄 기판.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 안료가 플레이트 유사 안료임을 특징으로 하는 인쇄 기판.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 안료의 종횡비(두께에 대한 직경의 관계)가 2 보다 큼을 특징으로 하는 인쇄 기판.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 안료가 순수한 탈크(talc)이거나 탈크 및 카올린(Kaolin)의 혼합물임을 특징으로 하는 인쇄 기판.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 기판이 히트셋(heatset) 오프셋 인쇄 물질임을 특징으로 하는 인쇄 기판.
  10. 기판/잉크 조합의 사용하에서 하나 이상의 인쇄 유닛으로 수행되는 인쇄 방법으로서,
    - 기판은 친유성 표면을 갖고, 비다공질, 즉, 걸리-힐 투과값이 5000초/100ml 보다 크고,
    - IGT 잉크 셋-오프 값은 30초 지연 시간에서 0.60 인쇄 밀도 단위보다 큼을 따르는 인쇄 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 기판이 하나 이상의 인쇄 유닛을 통해 공급되는 표면 처리된 종이 또는 판지웹임을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 인쇄 기판의 ISIT 점착력 증강 시간이 택-O-스코프 점착력 측정에서의 안정성 값이 270 내지 300초인 잉크에 대해 100초를 초과함을 특징으로 하는 인쇄 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 히트셋 오프셋 인쇄 또는 그라비아(gravure) 인쇄가 인쇄 방법으로 사용됨을 특징으로 하는 인쇄 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 인쇄기의 건조기 후의 웹 말단 온도가 115℃ 미만임을 특징으로 하는 인쇄 방법.
  15. 제 12 항에 있어서, 200초 미만의 택-O-스코프 점착력 측정에서의 안정성 값을 가지는, 신속한 건조 잉크를 사용함을 특징으로 하는 인쇄 방법.
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