KR102291736B1 - 프로세스 블랙 잉크 조성물 및 이의 용도 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디지털 오프셋 인쇄용 프로세스 블랙 잉크 조성물에 관한 것으로, 시안 안료를 포함하는 시안 착색제, 마젠타 안료를 포함하는 마젠타 착색제 및 황색 안료를 포함하는 황색 착색제, 이때 프로세스 블랙 잉크 조성물은 적어도 약 15 wt%의 안료 총량을 포함하고, 광개시제, 분산제, 및 경화성 단량체 및 경화성 올리고머로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 성분을 포함하는 경화성 잉크 비히클 성분을 포함하고; 프로세스 블랙 잉크 조성물은 황색 착색제에 대한 시안 착색제의 비율이 0.70-0.80:1.0이고 황색 착색제에 대한 마젠타 착색제의 비율이 0.90-0.80:1.0이고, 프로세스 블랙 잉크 조성물은 카본 블랙을 포함하지 않는다. 또한 프로세스 블랙 잉크 조성물 제조 방법 및 프로세스 블랙 잉크 조성물 사용 방법이 제공된다.

Description

프로세스 블랙 잉크 조성물 및 이의 용도{PROCESS BLACK INK COMPOSITIONS AND USES THEREOF}
본 발명은 디지털 오프셋 인쇄에 관한 것이다. 본 개시는 인쇄 분야들에서도 특히 디지털 오프셋 인쇄에 적합한 블랙 잉크에 관한 것이다.
전형적인 평판 및 오프셋 인쇄 기술은 영구적으로 패턴화된 판들을 이용하고, 따라서 대량의 동일 화상 사본 예컨대 잡지, 신문, 및 기타 등 인쇄에 유용하다. 가변 데이터 디지털 평판 인쇄 또는 디지털 오프셋 평판 인쇄가 화상화 부재 (인쇄 가능한 블랭킷 상에서 초기에 습윤액 층으로 균일하게 도포된 미-패턴화 재화상화 표면을 이용하는 시스템으로 개발되었다. 집중 방사선원 (예를들면, 레이저 광원)에 노출되면 습윤액 영역이 제거되고 포켓이 형성된다. 이에 따라 습윤액에서 임시 패턴이 미-패턴화 재화상화 표면에 형성된다. 여기에 인가되는 잉크는 습윤액 제거로 형성된 포켓에 보유된다. 이어 잉크화 표면은 기재 예컨대 종이, 플라스틱 또는 금속과 접촉되고 잉크는 습윤액 층의 포켓으로부터 기재로 전달된다. 이어 습윤액이 제거되고, 새로운 균일한 습윤액 층이 재화상화 표면에 인가되고, 과정이 반복된다.
디지털 오프셋 인쇄 요건들을 충족하기 위하여, 디지털 오프셋 인쇄 구조에 사용되는 잉크는 전형적으로 많은 바람직한 물성 및 화학적 특성을 가져야 한다. 잉크는 인쇄 플레이트, 습윤액, 용지 및 다양한 롤러들을 포함한 접촉 재료와 양립할 수 있어야 한다,. 디지털 오프셋 인쇄 잉크는 또한 전달 및 경화를 위한 모든 기능적 요건들을 충족시켜야 한다.
그러나 본 분야에서 많은 블랙 잉크는 디지털 오프셋 인쇄 구조에서 사용될 때 도전적 과제를 부여한다. 카본 블랙으로 통상 조제되는 이러한 잉크는 UV 복사선을 광범위하게 흡수하고 본질적으로 유색 잉크보다 경화하기가 난해하다. 이러한 인쇄 공정에서 카본 블랙 잉크 경화에 더욱 부정적인 영향을 미치는 레올로지 조절제가 포함되므로 디지털 오프셋 인쇄에 최적인 높은 점도의 카본 블랙 잉크 조차 더욱 도전적이다. 또한, 카본 블랙 잉크는 또한 카본 블랙 함유 블랭킷과 상호 작용할 수 있어, 전달 문제가 생길 수 있다. 고해상도 디지털 화상화를 위하여 높은 전달 효율이 필요하다. 따라서, 디지털 오프셋 인쇄에서 효과적으로 사용될 수 있는 블랙 잉크 제제에 대한 필요성이 본 분야에 존재한다.
본 발명은 디지털 오프셋 인쇄용 프로세스 블랙 잉크 조성물에 관한 것이고 시안 안료를 포함하는 시안 착색제, 마젠타 안료를 포함하는 마젠타 착색제 및 황색 안료를 포함하는 황색 착색제로 구성되고, 프로세스 블랙 잉크 조성물은 총량이 적어도 약 15 wt%의 안료, 광개시제, 분산제, 및 경화성 단량체 또는 경화성 올리고머에서 선택되는 적어도 하나의 성분을 포함하는 경화성 잉크 비히클 성분을 포함하고; 프로세스 블랙 잉크 조성물에서 황색 착색제에 대한 시안 착색제의 비율은 0.70-0.80:1.0 및 황색 착색제에 대한 마젠타 착색제의 비율은 0.90-0.80:1.0이고, 프로세스 블랙 잉크 조성물은 카본 블랙을 포함하지 않는다.
또한 본 발명은 프로세스 블랙 잉크 조성물 제조 방법을 제공하고, 방법은 a) 시안 안료를 포함하는 시안 착색제, 마젠타 안료를 포함하는 마젠타 착색제 및 황색 안료를 포함하는 황색 착색제를 제공하는 단계, 이때 황색 착색제에 대한 시안 착색제의 비율은 0.70-0.80:1.0이고 황색 착색제에 대한 마젠타 착색제의 비율은 0.90-0.80:1.0; b) 안료들의 음향적 (acoustically) 혼합 단계; c) 경화성 잉크 혼합물을 형성하기 위하여 광개시제; 분산제 및 단량체 또는 올리고머에서 선택되는 적어도 하나의 경화성 잉크 비히클 성분과 음향적으로 혼합된 안료들의 음향적 혼합 단계; d) 프로세스 블랙 잉크 조성물을 획득하기 위하여 c)에서 형성된 경화성 잉크 혼합물을 밀링하는 단계를 포함하고, 프로세스 블랙 잉크 조성물은 카본 블랙을 포함하지 않는다.
또한 본원에 하프톤 인쇄 방법이 제공되고, 방법은 시안 잉크 조성물, 마젠타 잉크 조성물 및 황색 잉크 조성물을 제공하는 단계, 시안 잉크 조성물, 마젠타 잉크 조성물 및 황색 잉크 조성물을 재화상화 화상 부재 표면에 인가하는 단계, 이때 황색 잉크 조성물에 대한 시안 잉크 조성물의 비율은 0.70-0.80:1.0이고 황색 잉크 조성물에 대한 마젠타 잉크 조성물의 비율은 0.90-0.80:1.0; 잉크 화상 형성 단계; 하프톤 블랙 화상을 형성하기 위하여 잉크 화상을 화상 부재의 재화상화 표면에서 인쇄성 기재에 전달하는 단계를 포함하고; 하프톤 블랙 화상은 카본 블랙을 포함하지 않고, 시안 잉크 조성물은 적어도 약 15중량%의 시안 안료를 포함하고, 마젠타 잉크 조성물은 적어도 약 15중량%의 마젠타 안료를 포함하고 황색 잉크 조성물은 적어도 약 15중량%의 황색 안료를 포함하고, 시안 잉크 조성물, 마젠타 잉크 조성물 및 황색 잉크 조성물 각각은: 광개시제, 분산제 및 경화성 단량체 또는 경화성 올리고머에서 선택되는 적어도 하나의 성분을 포함하는 경화성 잉크 비히클 성분을 더욱 포함한다.
도 1은 본 프로세스 블랙 잉크 조성물이 사용되는 잉크-기반 가변 화상 디지털 인쇄 시스템 개략도이다.
도 2는 실시예들에 기재된 시안 잉크 제조의 예시적 실시태양을 나타낸다.
도 3은 실시예들에 기재된 마젠타 잉크 제조의 예시적 실시태양을 나타낸다.
도 4는 실시예들에 기재된 황색 잉크 제조의 예시적 실시태양을 나타낸다.
도 5는 시안 잉크, 마젠타 잉크, 황색 잉크 및 프로세스 블랙 잉크의 35℃ 점도를 나타낸다.
도 6은 실시예들에 기술된 프로세스 블랙 잉크의 화상 두께가 왕복 메틸에틸 케톤 (MEK) 러브 (rub) 횟수에 미치는 영향을 보인다.
프로세스 블랙 잉크 조성물
예시적 실시태양들은 하기 제제 및 용도로서 상세히 기재된다. 그러나, 하기 제시되는 시스템 및 조성물의 특징부들을 포함하는 임의의 시스템이 예시적 실시태양들의 범위 및 사상에 의해 포괄된다는 것을 이해하여야 한다.
예시적 실시태양들은 상세히 하기되는 조성물 및 시스템의 사상 및 범위 내에 포함되는 대안, 변형 및 균등을 포괄할 의도이다.
정량과 관련한 수식어 “약”은 언급된 값을 포함하고 문맥상 표기된 의미를 가진다 (예를들면, 적어도 특정 정량 측정과 연관된 오차를 포함한다). 특정 값과 함께 사용될 때, 또한 상기 값을 개시하는 것으로 고려되어야 한다.
전반에 걸쳐, 범위 내에 있는 각각 및 모든 값을 기재하는 약칭으로 범위가 사용된다. 범위 내의 임의의 값은 범위의 종점으로 선택될 수 있다.
달리 특정되지 않는 한, 본원 및 기타 명세서에 명시된 모든 백분율 및 함량은 중량 백분율을 언급하는 것으로 이해되어야 한다. 함량은 재료의 유효중량 기준으로 주어진다.
실시태양들의 블랙 잉크 조성물, 방법, 및 시스템을 이해하기 위하여 도면을 참조한다.
본 발명은 카본 블랙을 포함하지 않는 프로세스 블랙 잉크 및 이들 잉크를 이용한 인쇄 방법을 제공한다. 본 발명의 프로세스 블랙 잉크는 우수한 전달 효율 및 경화 성능 및 디지털 오프셋 인쇄 구조를 이용할 때 낮은 블랭킷 오염을 보인다. 본 블랙 잉크는 시안, 마젠타 및 황색 착색제들, 예컨대 안료들만을 포함하도록 조제되고 및/또는 시안, 마젠타 및 황색 잉크를 혼합하여 제조된다. 프로세스 블랙 잉크 화상은: 1) 디지털 오프셋 인쇄 구조에서 본 프로세스 블랙 잉크를 사용하여, 또는 2) 디지털 오프셋 인쇄 구조에서 프로세스 블랙 잉크 화상 획득을 위하여 본원에 기재된 비율로 시안, 마젠타 및 황색 잉크의 하프톤 인쇄를 이용하여 획득될 수 있다. 이들 두 경우에 이점들은 양호한 경화, 높은 전달 효율, 및 낮은 블랭킷 오염이다. 3가지 칼러들로 프로세스 블랙을 인쇄하는 경우, 하나의 칼러 스테이션이 디지털 오프셋 인쇄 구조에서 생략되고 또는 특수 잉크 (예컨대 화이트 또는 실버)를 구조의4th 잉크 타워로 도입할 수 있으므로 융통성이 증가될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이 “프로세스 블랙”은 3종의 착색제들, 시안, 마젠타 및 황색의 혼합물로 만들어지는 블랙 잉크를 언급하는 것이다. 일부 실시태양들에서, 착색제들은 적어도 하나의 경화성 단량체 및/또는 경화성 올리고머를 포함하는 경화성 비히클 성분, 적어도 하나의 광개시제, 임의선택적으로 적어도 하나의 안정화제 및 임의선택적으로 적어도 하나의 충전제와 혼합된다. 일부 실시태양들에서, 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물은 카본 블랙을 포함하지 않는다.
시안 착색제가 적어도 하나의 경화성 단량체 또는 적어도 하나의 경화성 올리고머 및 적어도 하나의 분산제에 용해되거나 분산된다면 시안 착색제는 안료들, 안료 혼합물, 안료 및 염료 혼합물, 및 기타 등을 포함한 임의의 바람직하거나 유효한 시안 착색제를 포함한다. 특정 실시태양들에서, 시안 착색제는 안료이다.
본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물에 사용하기 적합한 시안 안료들의 실시예들은 구리 테트라(옥타데실 술폰아미도) 프탈로시아닌, x-구리 프탈로시아닌 안료를 포함하고 색지수 (C.I.)에서 C.I. 74160, C. I. 안료 Blue-1, C. I. 안료 Blue-2, C. I. 안료 Blue-3, C. I. 안료 Blue-15, C. I. 안료 Blue-15:2, C. I. 안료 Blue-15:3, C. I. 안료 Blue-15:4, C. I. 안료 Blue-16, C. I. 안료 Blue-22 및 기타 등으로 나열된다. 일부 실시태양들에서, 안료 Blue 15:3, 예컨대 Clariant International Ltd Muttenz, Switzerland의 Hostaperm Blue B4G 또는 Ciba Specialty Chemicals, Tarrytown, N.Y.의 Irgalite® Blue GLO이 사용된다.
일부 실시태양들에서, 시안 안료는 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물에서 임의의 바람직하거나 유효한 함량으로 존재한다. 예를들면, 시안 안료는 본 프로세스 블랙 잉크 조성물에서 (중량 기준으로) 본 프로세스 블랙 잉크 조성물 총 중량 기준으로 0%-20%, 예컨대 0%-10%, 예컨대 4%-5%, 예를들면 4.28% 또는 4.6%로 존재한다.
마젠타 착색제가 적어도 하나의 경화성 단량체 또는 적어도 하나의 경화성 올리고머 및 적어도 하나의 분산제에 용해되거나 분산된다면 마젠타 착색제는 안료들, 안료 혼합물, 안료 및 염료 혼합물, 및 기타 등을 포함한 임의의 바람직하거나 유효한 마젠타 착색제를 포함한다. 특정 실시태양들에서, 마젠타 착색제는 안료이다.
본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물에서 사용에 적합한 마젠타 안료들의 실시예들은 C. I. 안료 Red-5, C. I. 안료 Red-7, C. I. 안료 Red-12, C. I. 안료 Red-48, C. I. 안료 Red-48:1, C. I. 안료 Red-57, C. I. 안료 Red-112, C. I. 안료 Red-122, C. I. 안료 Red-123, C. I. 안료 Red-146, C. I. 안료 Red-168, C. I. 안료 Red-184, C. I. 안료 Red-202, C. I. 안료 Red-207를 포함한다. 특정 실시태양들에서, 모노아조 리톨 루빈 안료 예컨대 색지수가 15850:1인 안료 Red 57:1 예컨대 Clariant International Ltd Muttenz, Switzerland의 Permanent Rubine L5B01 이 사용된다.
일부 실시태양들에서, 마젠타 안료는 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물에서 임의의 바람직하거나 유효한 함량으로 존재한다. 예를들면, 마젠타 안료는 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물에서 (중량 기준으로) 0%-20%, 예컨대 0%-10%, 예컨대 4%-7%, 예를들면 5.4% 또는 4.9%로 존재한다.
황색 착색제가 적어도 하나의 경화성 단량체 또는 적어도 하나의 경화성 올리고머 및 적어도 하나의 분산제에 용해되거나 분산된다면 황색 착색제는 안료들, 안료 혼합물, 안료 및 염료 혼합물, 및 기타 등을 포함한 임의의 바람직하거나 유효한 황색 착색제를 포함한다. 특정 실시태양들에서, 황색 착색제는 안료이다.
본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물에서 사용하기에 적합한 황색 안료들의 실시예들은 : C. I. 안료 황색-12, C. I. 안료 황색-13, C. I. 안료 황색-14, C. I. 안료 황색-16, C. I. 안료 황색-17, C. I. 안료 황색-74, C. I. 안료 황색-83, C. I. 안료 황색-93, C. I. 안료 황색-95, C. I. 안료 황색-97, C. I. 안료 황색-98, C. I. 안료 황색-114, C. I. 안료 황색-128, C. I. 안료 황색-129, C. I. 안료 황색-151, C. I. 안료 황색-154를 포함한다. 특정 실시태양들에서, C.I. 안료 황색 13 또는 C. I. 안료 황색 14가 사용된다.
일부 실시태양들에서, 황색 안료는 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물에서 임의의 바람직하거나 유효한 함량으로 존재한다. 예를들면, 황색 안료는 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물에서 (중량 기준으로) 0%-20%, 예컨대 0%-10%, 예컨대 4%-7%, 예를들면 6.1%로 존재한다.
일부 실시태양들에서, 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물에서 안료 (시안, 마젠타 및 황색 안료) 총량은 10 wt%-30 wt%, 예컨대 10 wt% 내지 20 wt%, 예컨대 10 wt% 내지 15 wt%이다. 일부 실시태양들에서, 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물에서 안료 총량은 적어도 약 15 wt%이다.
일부 실시태양들에서, 황색 착색제에 대한 시안 착색제의 비율은 적어도 약 0.65:1 내지 약 0.85:1, 예컨대 약 0.70-0.80:1, 예컨대 약 0.70-0.76:1이다. 일부 실시태양들에서, 황색 착색제에 대한 시안 착색제의 비율은 0.70:1이다. 다른 실시태양들에서, 황색 착색제에 대한 시안 착색제의 비율은 약 0.76:1이다.
일부 실시태양들에서, 황색 착색제에 대한 마젠타 착색제의 비율은 적어도 약 0.75:1 내지 약 0.85:1, 예컨대 약 0.80-0.90:1, 예컨대 약 0.80-0.88:1이다. 일부 실시태양들에서, 황색 착색제에 대한 마젠타 착색제의 비율은 0.88:1이다. 다른 실시태양들에서, 황색 착색제에 대한 마젠타 착색제의 비율은 약 0.80:1이다.
예를들면, 특정 실시태양들에서, 본 발명의 카본 블랙-부재인 프로세스 블랙 잉크 조성물은 시안 착색제로, 안료, 예컨대 안료 Blue 15:3, 마젠타 착색제로, 안료, 예컨대 안료 Red 57:1 및 황색 착색제로, 안료, 예컨대 안료 황색 14 또는 안료 황색 13을 포함하고, 각각 안료, 각자는, 0.70:0.88:1.0 비율로 사용된다. 일부 실시태양들에서, 안료 Blue 15:3: 안료 Red 57:1: 안료 황색 14 또는 안료 황색 13의 비율은 0.76:0.80:1.0이다.
일부 실시태양들에서, 본 발명의 프로세스 블랙 잉크는 분산제를 포함한 비히클, 경화성 단량체 또는 올리고머를 포함한 경화성 비히클 성분, 광개시제, 임의선택적으로 안정화제 및 임의선택적으로 충전제를 더욱 포함한다. 실시태양들에서, 적합한 분산제는 안료와 친화력을 가지는 관능기, 예컨대 아민, 에스테르, 알코올 및 카르복실산이 함유되는 공중합체 및 블록 공중합체를 포함한다. 적합한 분산제의 예시로는 Efka® 4008, Efka® 4009, Efka® 4047, Efka® 4520, Efka® 4010, Efka® 4015, Efka® 4020, Efka® 4050, Efka® 4055, Efka® 4080, Efka® 4300, Efka® 4330, Efka® 4400, Efka® 4401, Efka® 4403, Efka® 4406, Efka® 4800, 모두 BASF, Charlotte, North Carolina에서 입수 가능, Disperbyk® 101, Disperbyk® 102, Disperbyk® 107, Disperbyk® 108, Disperbyk® 109, Disperbyk® 110, Disperbyk® 111, Disperbyk® 112, Disperbyk® 115, Disperbyk® 162, Disperbyk® 163, Disperbyk® 164, Disperbyk® 2001, 모두 BYK Additives ＆ Instruments, Wesel Germany에서 입수 가능, Solsperse® 24000 SC/GR, Solsperse® 26000, Solsperse® 32000, Solsperse® 36000, Solsperse® 39000, Solsperse® 41000, Solsperse® 71000 또는 Solsperse® J-180 모두 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Cleveland, Ohio에서 입수 가능 또는 이들의 혼합물 또는 조합물에서 선택되는 분산제를 포함한다.
특정 실시태양들에서, Solsperse® J-180 또는 Solsperse® 71000이 사용된다. 분산제는 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물에서 약 0% 내지 약 20중량%, 예컨대 약 1% 내지 약 10중량%, 예컨대 약 4% 내지 약 6중량%로 존재한다.
일부 실시태양들에서, 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물은 성분들 예컨대 적합한 경화성 단량체를 더욱 포함한다. 적합한 재료의 예시로는 라디칼 경화성 단량체 화합물, 예컨대 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 단량체 화합물을 포함한다. 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 단량체의 특정 예시는 (제한되지는 않지만) 이소보르닐 아크릴레이트, 이소보르닐 메타크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 이소데실아크릴레이트, 이소데실메타크릴레이트, 카프로락톤 아크릴레이트, 2-페녹시에틸 아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 이소옥틸메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 알콕시화 라우릴 아크릴레이트, 에톡시화 노닐 페놀 아크릴레이트, 에톡시화 노닐 페놀 메타크릴레이트, 에톡시화 히드록시에틸 메타크릴레이트, 메톡시 폴리에틸렌 글리콜 모노아크릴레이트, 메톡시 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴 메타크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴 메타크릴레이트 및 기타 등, 및 이들의 혼합물 및 조합물을 포함한다.
특정 실시태양들에서, 프로폭시화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 예컨대 Sartomer Co.의 SR-501 (또는 CD501로 공지)이 사용된다. 단량체는 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물에서 약 0% 내지 약 50중량%, 예컨대 약 1% 내지 약 30중량%, 예컨대 약 5% 내지 약 30중량%, 예컨대 약 5.5% 내지 약 11.5중량%로 존재한다.
일부 실시태양들에서, 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물은 경화성 올리고머를 포함한다. 적합한 경화성 올리고머는, 제한되지는 않지만 아크릴화 폴리에스테르, 아크릴화 폴리에테르, 아크릴화 에폭시, 우레탄 아크릴레이트, 및 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트를 포함한다. 적합한 아크릴화 올리고머의 특정 실시예들은, 제한되지는 않지만, 아크릴화 폴리에스테르 올리고머, 예컨대 CN2255®, CN2256®, CN294E®, CN2282® (Sartomer Co.), 및 기타 등, 아크릴화 우레탄 올리고머, 아크릴화 에폭시 올리고머, 예컨대 CN2204®, CN110® (Sartomer Co.) 및 기타 등 및 이들 혼합물 및 조합물을 포함한다. 올리고머는 프로세스 블랙 잉크 조성물에서 프로세스 블랙 잉크 조성물 총중량 기준으로 약 0% 내지 약 80중량%, 예컨대 약 1% 내지 약 70중량%, 예컨대 약 4% 내지 약 67중량% 존재한다.
일부 실시태양들에서, CN294E® 및 CN2256®이 사용된다. 일부 실시태양들에서, CN294E®는 프로세스 블랙 잉크 조성물에서 약 55% 내지 65중량%로 존재한다. 일부 실시태양들에서, CN2256®은 프로세스 블랙 잉크 조성물에서 약 0% 내지 10중량%로 존재한다. 일부 실시태양들에서, CN2256®은 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물의 응집성 증가 (예를들면, “흘러내림” 감소)를 위하여 사용된다.
일부 실시태양들에서, 본 프로세스 블랙 잉크 조성물은 광개시제, 예컨대 α-히드록시케톤 광개시제 (BASF에서 제조되는 상표 IRGACURE® 184, IRGACURE® 500, DAROCUR® 1173, 및 IRGACURE® 2959로 판매되는 α-히드록시케톤 광개시제 포함), α-아미노케톤 광개시제 (BASF에서 제조되는 α-아미노케톤 광개시제 IRGACURE® 369, IRGACURE® 379, IRGACURE® 907, 및 IRGACURE® 1300 포함) 및 비스아실 포스핀 광개시제 (BASF에서 제조되는 상표 IRGACURE® 819, IRGACURE® 819DW, 및 IRGACURE® 2022로 판매되는 비스아실 포스핀 광개시제 포함)를 포함한다. 기타 적합한 광개시제는 모노아실포스핀 옥시드 및 비스아실포스핀 옥시드, 예컨대 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐 포스핀 옥시드 (BASF에서 상표 LUCIRIN® TPO로 판매); 에틸-2,4,6-트리메틸벤조일페닐 포스피네이트 (BASF에서 상표 LUCIRIN® TPO-L로 판매); 모노- 및 비스-아실포스핀 광개시제 (예컨대 BASF에서 제조되는 IRGACURE® 1700, IRGACURE® 1800, IRGACURE® 1850, 및 DAROCUR® 4265), 벤질디메틸-케탈 광개시제 (예컨대 BASF에서 제조되는 IRGACURE® 651) 및 올리고[2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로파논] (Lamberti에서 Esacure KIP 150로 입수); 및 기타 등, 및 이들의 혼합물 및 조합물을 포함한다.
광개시제는 본 발명의 프로세스 블랙 조성물에서 약 0% 내지 약 7중량%, 예컨대 약 0% 내지 약 5중량%, 예컨대 약 1% 내지 약 4중량%로 존재한다.
일부 실시태양들에서, 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물은 안정화제, 예컨대 BASF에서 입수되는 IRGASTAB® UV10, 또는 Sartomer Co에서 입수되는 CN3216을 포함한다. 안정화제는 프로세스 블랙 잉크 조성물에서 약 0% 내지 약 5중량%, 예컨대 약 0.9% 내지 약 4중량%, 예컨대 약 1% 내지 약 2중량% 존재한다.
일부 실시태양들에서, 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물은 충전제를 포함한다. 적합한 충전제는, 제한되지는 않지만, 비정질, 규조, 흄드 석영 및 결정성 실리카, 점토, 알루미늄 실리케이트, 마그네슘 알루미늄 실리케이트, 활석, 운모, 박리 점토, 탄산칼슘 및 실리케이트, 석고, 황산바륨, 아연, 칼슘 아연 몰리브덴산염, 산화아연, 칼슘의 포스포실리케이트 및 보로실리케이트, 바륨 및 스트론튬, 바륨 메타보레이트 일수화물, 및 기타 등을 포함한다. 특정 실시태양들에서, 충전제는 Southern Clay Products, Gonzales Texas, 예를들면 CLAYTONE® HA 및 CLAYTONE® HY의 점토일 수 있다. 일부 실시태양들에서, 충전제는 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물에서 약 0% 내지 약 25중량%, 예컨대 약 1% 내지 약 10중량%, 예컨대 약 1% 내지 약 5중량% 존재한다.
일부 실시태양들에서, 본 발명에서 프로세스 블랙 잉크 조성물의 색가는 CIELAB®에 의해 정의되는 L*, a* 및 b* 좌표를 이용하여 정량화될 수 있다. CIELAB®는 국제조명위원회에 의해 설명되는 색공간이다. CIELAB® 정의에 따르면, 명도 L*=100은 백색을 나타내고 명도 L*=0은 블랙이다. 일부 실시태양들에서, 본 발명에 의한 프로세스 블랙 잉크 조성물에 대한 목표 수준 L*은 약 0-40, 예컨대 약 15-35, 예컨대 약 20-25이다.
본 분야에서 이해되는 바와 같이, “a*” 치수는 칼러 중 마젠타 존재 함량에 해당된다. 양의 “a*” 값은 마젠타 존재를 나타내고 음의 “a*” 값은 녹색을 나타낸다. 일부 실시태양들에서, 본 발명에 의한 프로세스 블랙 잉크 조성물의 a* 값은 약 1-4, 예컨대 약 1.5 내지 3.8이다.
“b*” 치수는 칼러 중 시안 또는 황색 함량에 해당된다. 양의 “b*” 값은 시안 존재를 나타내고 음의 “b*” 값은 황색 존재를 나타낸다. 일부 실시태양들에서, 본 발명에 의한 프로세스 블랙 잉크 조성물의 b* 값은 약 3-4.5, 예컨대 약 4.1-4.3이다.
일부 실시태양들에서, 본 발명의 프로세스 블랙 잉크의 색가는 화상 데이터 및 특정 색공간을 참조하여 결정된다. 선택 색공간에서 식별 색가 및 색공간에서 블랙 잉크에 대한 예정 색가 간의 차이가 결정된다. 이러한 차이는 사람 눈에 인지되거나 될 수 없는 색가들 간의 정량적 수치이다. 일부 실시태양들에서, L*, a* 및 b* 값은 기재에 배치되고 광학밀도가 약 1.0 내지 약 2.0인 본 프로세스 블랙 잉크 조성물의 박막으로 평가된다. 일부 실시태양들에서, 기재는 XEROX® 디지털 Color Elite Gloss (DCEG) 용지이다.
일부 실시태양들에서, 본 발명의 프로세스 블랙 잉크에 대하여 상기된 L*, a*, b* 값은 실시예들에서 기재된 바와 같이 L*은 22.07, a*는 1.57 및 b*는 4.26인 Pantone® Standard 블랙, 예를들면, Pantone® Standard 블랙과 대비된다. 본 분야에서 공지된 바와 같이, Pantone®은 표준화 칼러 매칭 시스템이고, 칼러 식별을 위한 수치화 시스템이다.
용어 “dE2000” CIELAB®에 의해 공표되는 표준 CIEdE2000 식으로 계산되어 제공되는 dE2000 값이고, 두 칼러들 간의 색차를 측정한다. dE2000 값이 클수록, 색차가 커진다. dE2000가 1.5 내지 2는 일반적으로 시각 인지 한계로 간주된다. 일부 실시태양들에서, 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물의 dE2000 값은 Pantone® 표준과 비교하여 3 미만, 예컨대 약 2 미만이다.
일부 실시태양들에서, 본 프로세스 블랙 잉크 조성물의 점도는 하기 실시예들에서 보이는 바와 같이 종래 프로세스 블랙 잉크 조성물과 유사하게 더 높은 전단 속도에서 하강된다. 일부 실시태양들에서, 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물의 점도는 35℃에서 전단 속도 0.1 sec-1에서 약 5,000 센티포아즈 내지 약 3.66E +6 센티포아즈이고, 더욱 전형적으로는 약 1.00E +5 내지 약 5.00E +6이다. 대안으로, 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물의35℃에서 전단 박화 지수 (40 sec-1에서의 점도 / 10 sec-1 에서의 점도)는 약 0.10 내지 약 0.60, 더욱 전형적으로 약 0.60이다.
프로세스 블랙 잉크 제조 방법
본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물은 임의의 바람직한 또는 적합한 방법으로 제조될 수 있다. 일부 실시태양들에서, 나머지 성분들, 예를들면 분산제, 단량체, 올리고머, 광개시제, 안정화제 및 충전제로 처리되기 전에 예를들면, 시안 안료를 포함하는 시안 착색제, 예를들면, 마젠타 안료를 포함하는 마젠타 착색제 및 예를들면, 황색 안료를 포함하는 황색 착색제를 본원에 기재된 비율로 음향적 혼합될 수 있다. 일부 실시태양들에서, 음향적 혼합은 임펠러 부재의 밀폐 용기를 포함하고, 저주파수, 고강도의 음향 에너지를 사용하여 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물 제조에 사용되는 안료들에 대한 바람직한 혼합 또는 혼화를 제공하는 음향 혼합기로 수행된다.
임펠러가 포함된 종래 혼합기 사용에서의 문제점들은, 제한되지는 않지만, 보통의 혼합 사이클; 제한된 고점도 혼합 용량; 점성 가열; 제한된 충전제 로딩 용량; 높은 전단 국소 혼합을 포함한다. 더욱이, 종래 혼합은 접촉 혼합이므로, 임펠러 세척은 공정에서 추가적 단계이다.
반대로, 음향 혼합기를 사용하는 이점들은, 제한되지는 않지만, 신속한 혼합 사이클; 우수한 고점도 혼합 용량; 낮은 발열; 높은 충전제 로딩 비율; 혼합 재료 전체적으로 강력한 혼합; 비-접촉식, 위생적 및 밀폐 혼합을 포함한다.
본 발명에 의한 선택적 음향 혼합기는 용기 전반에 걸쳐 일관된 전단장을 제공함으로써 혼합 단계를 제공하고, 따라서 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물 제조에 사용되는 안료들 혼합에 특히 적합할 수 있다.
일부 실시태양들에서, 본 발명에 따라 사용에 적합한 음향 혼합기는 임펠러 부재의 LABRAM 혼합기 및 RESONANTACOUSTIC® 혼합기를 포함하고, RESODYN™ Acoustic Mixers, Inc. (Butte, Montana)에서 상업적으로 입수된다. 음향 혼합기는 공진 주파수에서 작동된다. 긴밀하게 제어되는 전기기계식 발진기를 이용하여 재료를 혼합을 유도한다. 일부 실시태양들에서, 안료들을 포함하는 착색제들은 음향 혼합기에서 주파수 약 15 Hertz 내지 약 2000 Hertz에서, 실시태양들에서 약 30 Hertz 내지 약 1000 Hertz, 예를들면 약 60 Hertz에서 혼합된다. 전체 시스템은 공진 발진되며, 본 프로세스 블랙 잉크 조성물의 안료들에 대한 매우 효율적인 에너지 전달 및 신속한 혼합이 가능하다.
예컨대 RESODYN™ Acoustic Mixers, Inc. 에서 입수되는 음향 혼합기는, 높은 강도, 낮은 주파수 음향 에너지를 인가하여 예컨대 다양한 물리적 상태에서 재료에 대한 전단 가공 및 극단적으로 효율적인 혼합을 가능하게 한다. 실시태양들에서, 음향 혼합기에서 최적 안료 습윤화 및 이어 지지 비히클, 예를들면 분산제, 단량체 등과의 연속적 혼합은 약 30 내지 약 110 g의 가속도, g는 중력 가속도이고 대략 9.81 m2/s으로 정의되고, 인가 강도 비율은 약 50 내지 약 100 % 강도에서 수행된다.
실시태양들에서, 음향 혼합기는 분말 혼련을 통한 기체-액체 수소화에서 약 1억 센티포아즈 (cP)까지의 점도, 실시태양들에서 약 100만 cP 내지 약 8천만 cP, 본원의 프로세스 블랙 잉크 조성물의 일관된 점도로 로딩된 수지를 코팅까지를 취급할 수 있다. 임펠러-기반 혼합기와 비교하면, 음향 혼합기는 매우 단기간에, 실시태양들에서 약 1 분 내지 약 300 분, 다른 실시태양들에서 약 2 분 내지 약 60 분, 예컨대 약 10 분 내지 60 분에 양호한 안료 습윤화를 쉽게 달성할 수 있다.
특정 실시태양들에서, 시안 안료를 포함하는 시안 착색제, 마젠타 안료를 포함하는 마젠타 착색제 및 황색 안료를 포함하는 황색 착색제는 RESODYN™ Acoustic Mixers, Inc.의 RESODYN™ 음향 혼합기와 같은 음향 혼합기로 습윤화된다
일부 실시태양들에서, 착색제들이 잘 혼련된 후, 분산제, 경화성 단량체 및/또는 올리고머, 광개시제 및 임의선택적으로 안정화제 및 임의선택적으로 충전제가 안료들을 포함하는 음향적으로 혼합된 착색제들에 첨가되고 혼합물은 약 1 분 내지 약 300 분, 다른 실시태양들에서 약 2 분 내지 약 60 분, 예컨대 약 10 분 to 60 분 동안 더욱 음향적으로 혼합된다. 음향적 혼합은 주파수 약 30 Hertz 내지 약 1000 Hertz, 예를들면 약 60 Hertz에서, 약 30 내지 약 110 g 가속도에서 및 약 50 내지 약 100 %의 인가 비율 강도에서 적용된다.
일부 실시태양들에서, 음향적 혼합 후, 처리된 샘플을 혼합 용기, 예컨대 금속 비어커로 방출한다. 용기를 약 40℃ 내지 약 95℃, 또는 약 55℃ 내지 약 85℃, 또는 약 65℃ 내지 약 80℃로 가열한다. 이어 약 5 분 내지 약 80 분 또는 약 25 내지 약 60 분, 또는 약 30 내지 약 45 분 동안 균질 혼합물을 혼합한다.
일부 실시태양들에서, 균질 혼합물을 약 실온으로 냉각 후 밀링한다. 일부 실시태양들에서, 밀링은 3-롤 밀로 수행되고, 예를들면, 균질 혼합물을 약 2 내지 약 10 회, 또는 3 내지 7 회, 또는 5 회, 전형적으로 3 회 또는 더욱 전형적으로 2 회 통과시킨다. 안료화 복사선 경화성 잉크 조성물을 충분한 회수로 밀링하여 존재하는 응집체는 입자 크기가 BYK 입도계로 측정할 때 약 1 μm 미만으로 줄어들어, 예를들면, 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물을 제공한다. 일부 실시태양들에서, 입자 크기는 약 0.01 내지 약 1 μm, 또는 약 0.05 내지 약 0.9 μm, 또는 약 0.1 내지 약 0.85 μm로 감소한다.
본 잉크 조성물을 이용한 디지털 오프셋 인쇄 방법
본 발명은 디지털 오프셋 인쇄 방법을 더욱 제공하고, 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물을 습윤액이 도포되는 재화상화 부재 표면에 인가하는 단계; 잉크 화상 형성 단계; 및 잉크 화상을 화상화 부재의 재화상화 표면에서 인쇄 기재로 이송하는 단계를 포함한다.
예시적 디지털 오프셋 인쇄 구조가 도 1에 도시된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 예시적 시스템 (100)은 화상화 부재 (110)를 포함한다. 도 1에 실시태양에서 화상화 부재 (110)는 드럼으로 도시되지만, 화상화 부재 (110)는 플레이트 또는 벨트, 또는 다른 현재 공지된 또는 차후 개발될 구성을 포함하는 실시태양들을 배제하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 재-화상화 가능 표면 (110(a))은 예를들면 무엇보다도 불소실리콘을 포함한 통상 실리콘으로 칭하는 소재 군의 소재로 형성된다. 재화상화 가능 표면은 장착층 상에 상대적으로 얇은 층으로 형성되고, 상대적으로 얇은 층의 두께는 인쇄 또는 표기 성능, 내구성 및 제조 가능성을 고려하여 선택된다.
2011.04.27. Timothy Stowe 등에 의해 출원되고 공동 양수된 명칭이 “가변 데이터 평판 시스템"인 본원에 참고로서 전체가 통합되는 미국특허출원번호 13/095,714 (“714 출원”), 현재 미국공개 2012/0103212는 화상화 부재 (110)를 상세히 설명하고 화상화 부재 (110)는 예를들면, 원통형 코어, 또는 원통형 코어 상의 하나 이상의 구조적 층들일 수 있는 구조적 장착 층에 형성되는 재화상화 표면 층 (110(a))으로 구성된다.
화상화 부재 (110)는 잉크 화상을 전달 닙 (112)에서 화상 수용 매체 기재 (114)로 인가한다. 전달 닙 (112)은 화상 전달 기구 (160)의 일부이고 화상화 부재 (110) 방향으로 가압하는 가압롤러 (118)에 의해 형성된다. 화상 수용 매체 기재 (114)는 임의의 특정 조성물 또는 형태 예컨대, 용지, 플라스틱, 접힌 판지, 크라프트지, 투명 기재, 금속 기재 또는 라벨을 포함하지만 한정되지 않는다. 예시적 시스템 (100)은 광범위하게 다양한 화상 수용 매체 기재들 (114)로 화상을 형성하기 위하여 이용된다. 또한 714 출원은 이용 가능한 광범위한 표기 (인쇄) 재료들을 설명한다.
예시적 시스템 (100)은 습윤액 시스템 (120)을 포함하고 대체로 화상화 부재 (110)의 재화상화 가능 표면을 습윤액으로 균일하게 적시는 습윤화 롤러들 또는 습윤화 유닛으로 고려되는 일련의 롤러들로 구성된다. 습윤액 시스템 (120)의 목적은 습윤액, 대략 균일하고도 제어되는 두께의 습윤액 층을 화상화 부재 (110) 재화상화 가능 표면으로 이송하는 것이다. 습윤액 예컨대 습수액은 주로 물로 구성되고 선택적으로 소량의 이소프로필 알코올 또는 에탄올이 첨가되어 표면 장력을 감소시킬 뿐 아니라 이하 상세하게 설명되는 연속되는 레이저 패턴화를 유지하기 위하여 필요한 증발에너지를 낮춘다고 알려져 있다. 소량의 소정 계면활성제들이 또한 습수액에 첨가된다. 대안으로, 다른 적합한 습윤액이 사용되어 잉크 기반 디지털 평판 시스템의 성능을 개선시킬 수 있다. 예시적 습윤액은 물, Novec 7600 (1,1,1,2,3,3-헥사플루오로-4-(1,1,2,3,3,3-헥사플루오로프로폭시)펜탄) 및 D4 (옥타메틸시클로테트라실록산)를 포함한다. 다른 적합한 습윤액은, 예로써, 2011.10.28자 출원되고 공동-계류되는, “디지털 평판 인쇄용 습윤액”이라는 명칭의 미국특허출원 13/284,114, 현재 미국공개번호 2013/0104756에 개시된다.
습윤액이 화상화 부재 (110) 재화상화 가능 표면에 계량되면, 센서 (미도시)를 이용하여 습윤액 두께가 측정되고 피드백을 제공하여 습윤액 시스템 (120)에 의한 화상화 부재 (110) 재화상화 가능 표면으로의 습윤액 계량화가 제어된다.
습윤액이 습윤액 시스템 (120)에 의하여 화상화 부재 (110) 재화상화 가능 표면에 정확하고 균일한 함량으로 제공된 후, 광학 패턴화 서브시스템 (130)이 적용되어 예를들면, 레이저 에너지를 이용하여 습윤액 층을 화상-방식 패턴화하여 선택적으로 잠상을 균일한 습윤액 층에 형성한다. 전형적으로, 습윤액은 광학 에너지 (IR 또는 가시)를 효과적으로 흡수하지 못한다. 습윤액 가열 소모 에너지 최소화 및 공간 고해상능 유지를 위한 열의 측방 확산 최소화를 위하여 이상적으로는 화상화 부재 (110)의 재화상화 가능 표면은 광학 패턴화 서브시스템 (130)에서 표면 가까이로 방출되는 대부분의 레이저 에너지 (가시 또는 불가시 예컨대 IR)를 흡수한다. 대안으로, 적합한 복사 감지 성분을 습윤액에 첨가하여 입사되는 복사 레이저 에너지의 흡수를 조력한다. 레이저 방출기로서 광학 패턴화 서브시스템 (130)이 상기되었지만, 다양한 다른 시스템이 사용되어 습윤액 패턴화를 위한 광학 에너지를 전달할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
예시적 시스템 (100)의 광학 패턴화 서브시스템 (130)에 의해 수행되는 패턴화 방법에서 작동되는 기계적 구성들은 714 출원의 도 5를 참조하여 상세하게 기술된다. 간단히, 광학 패턴화 서브시스템 (130)으로부터 광학 패턴화 에너지를 인가하면 습윤액 층의 일부가 선택적으로 제거된다.
광학 패턴화 서브시스템 (130)에 의한 습윤액 층에 대한 패턴화에 이어, 화상화 부재 (110) 재화상화 가능 표면 상의 패턴화 층은 잉커 (inker) 서브시스템 (140)에 제시된다. 잉커 서브시스템 (140)은 습윤액 층 및 화상화 부재 (110) 재화상화 가능 표면 층에 균일한 잉크 층을 인가하기 위하여 이용된다. 잉커 서브시스템 (140)은 아닐록스 롤러를 이용하여 오프셋 평판 잉크 예컨대 본 발명의 프로세스 블랙 잉크조성물을 화상화 부재 (110) 재화상화 가능 표면 층과 접촉하는 하나 이상의 잉크 형성 롤러들에 계량한다. 별개로, 잉커 서브시스템 (140)은 다른 전통적인 요소들 예컨대 정확한 잉크 공급속도로 재화상화 가능 표면에 제공하는 일련의 계량화 롤러들을 포함한다. 잉커 서브시스템 (140)은 재화상화 가능 표면의 화상화 부분을 나타내는 포켓들에 적층하고, 습윤액의 포맷되지 않은 부분에 있는 잉크는 부착되지 않는다.
화상화 부재 (110) 재화상화 가능 층에 잔류하는 잉크의 응집성 및 점도는 다수의 기구들에 의해 변성될 수 있다. 이러한 기구의 하나는 레올로지 (복소점탄성계수) 제어 서브시스템 (150)을 이용하는 것이다. 레올로지 제어 시스템 (150)은 재화상화 가능 표면에 있는 잉크의 부분 가교 층을 형성하여, 예를들면, 재화상화 가능 표면 층에 대한 잉크 응집력을 높인다. 경화 기구는 광학 또는 광경화, 열 경화, 건조, 또는 다양한 형태의 화학적 경화를 포함한다. 재화상화 층에서 용지, 플라스틱 또는 금속으로 제조될 수 있는 기재로 전달된 후, 기재 상의 잉크는 UV 광에 다시 노출되어 잉크는 최종 경화된다.
일부 실시태양들에서, 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물은 우수한 경화 성능을 보인다. 예로써, 일부 실시태양들에서, 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물은 광학밀도 (두께) 1.7 미만인 화상에 대하여 80 이상, 예컨대 90 이상, 예컨대 100 이상의 왕복 MEK 러브가 요구된다. 다른 실시태양들에서, 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물은 광학밀도 (두께) 1.7 이상, 예컨대 1.8 또는 예컨대 1.9인 화상에 대하여 100 이상, 예컨대 140 이상, 예컨대 160 이상의 왕복 MEK 러브가 요구된다. “왕복 MEK 러브”는 용제 러브 테스트 (Solvent Rub Test)에 의한 용제 저항성 평가를 언급하는 것이다. 시험 방법은 특정 용제에 대한 잉크 저항성으로 잉크 경화 정도를 결정하는 것이다. 용제 러브 테스트는 통상 메틸 에틸 케톤 (MEK)을 용제로서 사용하여 수행된다. 테스트, 예컨대 ASTM D4752는, 잉크 함유 표면을 MEK로 적힌 한랭사로 잉크 와해 또는 누출이 발생될 때까지 문지른다. 러브는 왕복 러브로 계수된다 (하나의 전방 러브 및 하나의 후방러브는 왕복 러브를 구성).
다시 도 1을 참조하면, 전달 서브시스템 (160)을 이용하여 잉크는 화상화 부재 (110) 재화상화 가능 표면으로부터 화상 수용 매체 기재 (114)로 전달된다. 기재 (114)가 화상화 부재 (110) 및 가압롤러 (118) 사이의 닙 (112)을 통과할 때 전달이 진행되어 화상화 부재 (110) 재화상화 가능 표면 공극 내에 있는 잉크는 기재 (114)와 물리적으로 접촉된다. 잉크 예컨대 본 발명의 프로세스 블랙 잉크의 부착력이 레올로지 제어 시스템 (150)에 의해 변경되고, 변경된 잉크 부착력으로 잉크는 기재 (114)에 부착되고 화상화 부재 (110) 재화상화 가능 표면에서 분리된다.
일부 실시태양들에서, 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물은 화상 부재의 재화상화 표면에서 기재로의 높은 전달 효율을 보인다. 일부 실시태양들에서, 전달 효율은 90% 이상, 예컨대 95% 이상 또는 예컨대 98% 이상이다.
소정의 오프셋 평판 시스템에서, 공지된 간접 전달 방식에 따라, 도1에는 도시되지 않은 오프셋 롤러가 먼저 잉크 화상 패턴을 수용한 후 잉크 화상 패턴을 기재로 전달한다.
대부분의 잉크가 기재 (114)로 전달된 후, 임의의 잔류 잉크 및/또는 잔류 습윤액은 전형적으로는 표면을 긁거나 마모시키지 않고 화상화 부재 (110) 재화상화 가능 표면에서 제거될 수 있다. 에어 나이프를 적용하여 잔류 습윤액을 제거한다. 그러나, 일부 잉크 잔류물은 잔존한다. 이러한 잔존 잉크 잔류물 제거는 일부 세척 서브시스템 (170) 형태를 이용하여 달성된다. 714 출원은 이러한 세척 서브시스템 (170)을 상세히 기술하고 화상화 부재 (110) 재화상화 가능 표면과 물리적으로 접촉되는 적어도 제1 세척 부재 예컨대 점착성 또는 끈적이는 부재를 포함하고, 점착성 또는 끈적이는 부재는 잔류 잉크 및 화상화 부재 (110) 재화상화 표면의 습윤액으로부터 임의의 잔존하는 소량의 계면활성제 화합물을 제거한다. 이후 점착성 또는 끈적이는 부재는 유연한 롤러와 접촉되어 잔류 잉크는 점착성 또는 끈적이는 부재로부터 여기로 이동되고, 계속하여 잉크는 유연한 롤러로부터, 예를들면, 닥터 블레이드에 의해 벗겨진다.
714 출원은 화상화 부재 (110) 재화상화 가능 표면 세척을 용이하게 하는 다른 기구를 상술한다. 그러나, 세척 기구를 떠나, 화상화 부재 (110) 재화상화 가능 표면에서 잔류 잉크 및 습윤액의 세척은 제안된 시스템에서 고스팅 (ghosting) 방지에 사용 가능하다. 세척된 후 화상화 부재 (110) 재화상화 가능 표면은 다시 습윤액 시스템 (120)에 제시되고 새로운 습윤액 층이 화상화 부재 (110) 재화상화 가능 표면에 공급되고, 상기 방법이 반복된다.
프로세스 블랙 잉크 화상 형성을 위한 시안, 마젠타 및 황색 잉크 조성물
일부 실시태양들에서, 프로세스 블랙 잉크 화상은 먼저 본원에 기재된 바와 같이 시안 잉크 조성물, 마젠타 잉크 조성물 및 황색 잉크 조성물을 준비한 후 프로세스 블랙 칼러를 포함하는 화상을 형성하기 위하여 3 잉크 조성물들을 기재에 겹쳐 배치함으로써 형성된다.
일부 실시태양들에서, 화상은 예를들면 단일 공정으로 또는 3 부 공정으로 화상 부재에서 기재로 전달되고, 3 칼러들에 상당하는 3 화상들은 기재로 전달되고, 이 경우 도 1에 도시된 바와 같이 기재는 닙 가압 전달 시스템 (160)에서 롤러들 주위로 각각 전달 단계에서3 회 이동한다. 도 1의 레올로지 제어 시스템 (150)은 재화상화 표면에서 잉크의 부분 가교층을 형성하고, 예를들면, 재화상화 표면 층에 대한 잉크 응집력을 증가시킨다. 경화 기구는 광학 또는 광경화, 열 경화, 건조, 또는 다양한 형태의 화학적 경화를 포함한다. 재화상화 층에서 용지, 플라스틱 또는 금속으로 제조될 수 있는 기재로 전달된 후, 기재 상의 잉크는 UV 광에 다시 노출되어 잉크는 최종 경화된다. 도 1의 화상 부재 (110)는 본원에 기재된 바와 같이 연속 화상 처리를 위해 세척 서브시스템 (170) (도 1)을 통해 세척된다.
일부 실시태양들에서, 프로세스 블랙 잉크 화상을 획득하기 위하여 상기 방법을 이용하는 디지털 오프셋 칼러 프린터는 4 잉크 스테이션을 포함한다. 종래에는, 잉크 스테이션은 블랙, 시안, 마젠타 및 황색 잉크 스테이션을 포함하지만, 본 방법에 의하면, 시안, 마젠타 및 황색 단일 칼러 화상화 시스템들의 조합으로 기재에 프로세스 블랙 잉크 화상을 획득할 수 있으므로 블랙 칼러 스테이션은 바람직하게는 또 다른 칼러, 예컨대 특수 칼러, 예를들면 실버로 교체될 수 있다.
시안 잉크 조성물, 마젠타 잉크 조성물 및 황색 잉크 조성물은 예를들면, 시안 안료를 포함하는 시안 착색제, 예를들면, 마젠타 안료를 포함하는 마젠타 착색제 또는 예를들면, 황색 안료를 포함하는 황색 착색제를 이용하여 조제될 수 있다. 시안 잉크 조성물, 마젠타 잉크 조성물 및 황색 잉크 조성물, 각자에서 사용 가능한 시안 착색제, 마젠타 착색제 및 황색 착색제 유형은, 프로세스 블랙 잉크 조성물에 대하여 상기된 바와 같다.
일부 실시태양들에서, 적어도 15 wt%, 예컨대 적어도 20 wt%, 예컨대 적어도 35 wt%의 시안 안료, 마젠타 안료 또는 황색 안료가 시안 잉크 조성물, 마젠타 잉크 조성물 또는 황색 잉크 조성물, 각자에 포함된다. 본 발명의 프로세스 블랙 잉크에 대하여 본원에서 기재된 유형 및 함량의 분산제, 경화성 단량체 또는 올리고머 및 임의선택적 안정화제 및/또는 충전제는 각각의 본 시안, 마젠타 및 황색 잉크 조성물에 첨가될 수 있다.
일부 실시태양들에서, 시안 잉크 조성물, 마젠타 잉크 조성물 또는 황색 잉크 조성물, 각자는, 개별적으로 경화성 단량체 및/또는 올리고머, 분산제 및 임의선택적 안정화제를 혼합 용기, 예컨대 금속 비어커에 첨가하여 조제된다. 용기를 약 40℃ 내지 약 95℃ 또는 약 55℃ 내지 약 85℃ 또는 약 65℃ 내지 약 80℃로 가열한다. 일부 실시태양들에서, 이어 성분들을 약 5 분 내지 약 80 분 또는 약 25 내지 약 60 분 또는 약 30 내지 약 45 분 동안 혼합한다.
일부 실시태양들에서, 예를들면, 시안, 마젠타 또는 황색 안료들을 포함하는 착색제 및 광개시제(들)은 미리 혼합된 경화성 비히클 성분에 첨가된다. 일부 실시태양들에서, 용기를 약 40℃ 내지 약 95℃, 또는 약 55℃ 내지 약 85℃ 또는 약 65℃ 내지 약 80℃로 가열하여 안료를 습윤화한다. 이어 안료 및 경화성 비히클 성분을 약 5 분 내지 약 90 분 또는 약 25 내지 약 60 분, 또는 약 30 내지 약 45 분 동안 혼합한다. 일부 실시태양들에서, 혼합 단계는 고전단 혼합으로, 예컨대 Hockmeyer 고전단 혼합기 (Hockmeyer Equipment Corporation, Elizabeth City, North Carolina), 예를들면, 약 800-7000 rpm, 예컨대 약 800 rpm 내지 약 5000 rpm에서 수행된다. 일부 실시태양들에서, 이어 충전제 예컨대 점토를, 가열된 혼합물에 첨가하고 성분들을 고전단 혼합에서 약 5 분 내지 약 80 분 더욱 혼합한다.
일부 실시태양들에서, 이어 혼합물을 본원에 기재된 바와 같이 밀링하여 시안 잉크 조성물, 마젠타 잉크 조성물 또는 황색 잉크 조성물을 형성한다. 예를들면, 혼합물을 3-롤 밀로 3 회 밀링한다. 다른 실시태양들에서, 혼합물 일부를 3 회 밀링하고 2 분량은 단 2회 밀링한다. 이에 따라서 제조된 시안, 마젠타 및 황색 잉크 조성물들을 조합 사용하여 프로세스 블랙 잉크 화상을 형성한다.
다른 실시태양들에서, 시안 잉크 조성물, 마젠타 잉크 조성물 및/또는 황색 잉크 조성물은 개별적으로 경화성 비히클 성분 및 안료를 포함하는 착색제를 음향 혼합기에 첨가하고 상기 성분들을 음향적 혼합함으로써 조제된다. 이어 혼합물을 혼합 용기, 예컨대 스테인리스 강재 비어커에 옮긴다. 용기를 약 40℃ 내지 약 95℃ 또는 약 55℃ 내지 약 85℃ 또는 약 65℃ 내지 약 80℃로 가열한다. 일부 실시태양들에서, 성분들을 앵커 임펠러로 약 5 분 내지 약 80 분 또는 약 25 내지 약 60 분, 또는 약 30 내지 약 45 분 동안, 500-5000 rpm, 예컨대 800 to 1000 rpm으로 혼합한다. 일부 실시태양들에서, 혼합물을 3 패스, 예를들면, 2 패스까지 밀링한다.
도 2, 3 및 4는 시안 잉크 조성물, 마젠타 잉크 조성물 및 황색 잉크 조성물 각자의 예시적 성분들 및 공정을 도시한 것이다. 이들 예시적 실시태양은 실시예들에 기재된다.
기재에 프로세스 블랙 화상, 예컨대 하프톤 프로세스 블랙 화상을 형성하기 위하여, 시안 잉크 조성물, 마젠타 잉크 조성물 및 황색 잉크 조성물이 화상 부재에 제공되고 본원에 기재된 바와 같이 기재에 임의의 유효 비율로 전달된다. 예를들면, 황색 잉크 조성물에 대한 시안 잉크 조성물의 상대 비율은 적어도 약 0.65:1 내지 약 0.85:1, 예컨대 약 0.70-0.80:1, 예컨대 약 0.70-0.76:1이다. 일부 실시태양들에서, 황색 잉크 조성물에 대한 시안 잉크 조성물의 상대 비율은 0.70:1이다. 다른 실시태양들에서, 황색 잉크 조성물에 대한 시안 잉크 조성물의 상대 비율은 약 0.76:1이다.
일부 실시태양들에서, 황색 잉크 조성물에 대한 마젠타 잉크 조성물의 비율은 약 0.75:1 내지 약 0.85:1, 예컨대 약 0.80-0.90:1, 예컨대 약 0.80-0.88:1이다. 일부 실시태양들에서, 황색 잉크 조성물에 대한 마젠타 잉크 조성물의 상대 비율은 0.88:1이다. 다른 실시태양들에서, 황색 잉크 조성물에 대한 마젠타 잉크 조성물의 상대 비율은 약 0.80:1이다.
본 발명에 의한 프로세스 블랙 잉크 조성물은 디지털 오프셋 인쇄 용도에 한정되지 않는다. 또한 본원에 개시된 프로세스 블랙 잉크 조성물은 종래 오프셋 인쇄 또는 하이브리드 종래 오프셋 및 디지털 오프셋 인쇄 시스템에도 유용한다. 그러나, 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물은 디지털 오프셋 인쇄 시스템에 특유한 시스템 요건들을 충족시킨다. 특히, 본 프로세스 블랙 잉크 조성물은 잉크-기반 디지털 인쇄 시스템의 재화상 가능한 화상화 부재에 요구되는 습윤 및 방출 요건들을 만족한다. 더욱이, 본 발명의 프로세스 블랙 잉크 조성물은 비-수성 습윤액을 포함한 잉크-기반 디지털 인쇄에 적합한 습윤액과 상용된다. 또한 본 발명의 백색 잉크 조성물은 잉크 전달 시스템 예컨대 아닐록스 롤에서 화상화 부재, 예를들면, 재화상화 오프셋 플레이트로 이송될 수 있다.
본원에 기재된 실시예들 및 다른 실시태양들은 예시적이고 본 발명의 조성물 및 방법의 완전한 범위를 한정할 의도는 아니다. 특정 실시태양들, 재료, 조성 및 방법의 균등적 변경, 변형 및 차이는 실질적으로 유사한 결과를 가지고 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
실시예들
실시예 1. 시안, 마젠타 및 황색 잉크 제조
다음과 같이 최적 프로세스 블랙을 제조하기 위하여 다수의 잉크를 조제하여 최적 비율의 시안, 마젠타 및 황색 안료 분산액을 찾았다.
시안 잉크
도 2는 시안 잉크 제조 공정을 보인다. 총 400 그램이 되도록, 도 2 또는 표 1에 기재된 분산제, 단량체, 올리고머 및 안정화제를 1 L 스테인리스 강재 용기에 투입하였다. 용기를 IKA® Works, Inc. Wilmington, Delaware에서 입수되는 열전대 및 교반장치 (IKA®) 및 앵커 임펠러가 구비된 히팅 맨틀에 올렸다. 용기 내의 성분들을 약 30 분 동안 약 80℃에서 교반하였다. 이어 광개시제를 서서히 첨가하고 약 80℃에서 약 15 분 교반하였다. 비히클 베이스 성분이 용해되고, 60g (15 wt.%)의 시안 안료 (Irgalite® Blue GLO, Ciba Specialty Chemicals, Tarrytown, N.Y)를 비히클에 첨가하고 교반하였다. 안료화 혼합물을 약 60 분 동안 80℃에서 교반하였다. 안료화 혼합물이 담긴 용기를 40 mm 직경의 고전단 Cowles 블레이드가 구비된 고속 전단 밀 (Hockmeyer Equipment Corporation, Elizabeth City, North Carolina)로 옮기고, 5000 RPM에서 약 45 분 교반하였다. 이 시점에서, 점토를 서서히 안료화 혼합물에 첨가한 후 약 15 분 동안 다시 교반하였다.
완전 혼합된 성분 혼합물을 Kent Machine Works, Pendleton, Indiana에서 제작된 3-롤 밀 장치로 정량적으로 옮기고, 여기서 재료 혼합물 페이스트를 3 회 통과시킨 후 갈색 유리병에 담았다.
마젠타 잉크
도 3은 마젠타 잉크 제조 공정을 보인다. 마젠타 잉크를 도 3 또는 표 1에 기재된 성분들로 제조하였다. 분산제, 단량체, 올리고머 및 안정화제를 먼저 1 L 스테인리스 강재 용기에 투입하고 시안 잉크에 대하여 기재된 바와 같이 혼합하였다. 이어 광개시제를 서서히 투입하고 약 80℃에서 약 15 분 교반하였다. 경화성 비히클 베이스 성분이 용해되고, 60g (15 wt.%)의 마젠타 안료 (PR L5B01, Clariant International Ltd Muttenz, Switzerland)를 비히클에 첨가하고 교반하였다. 이어 안료화 혼합물을 약 90 분 동안 80℃에서 교반하였다. 안료화 혼합물을 담고 있는 용기를 고속 전단 밀, 40 mm 직경 고전단 Cowles 블레이드가 구비된 Hockmeyer 15-65 (Hockmeyer Equipment Corporation, Elizabeth City, North Carolina)로 옮기고, 5000 RPM에서 약 45 분 교반하였다. 이 시점에서, 점토를 서서히 안료화 혼합물에 첨가한 후 약 15 분 동안 다시 교반하였다.
이어 안료화 혼합물을 100 그램 분량 및 300 그램 분량으로 나누었다. 100 그램 분량을 Erweka 3-롤 밀 (ERWEKA GmbH, Heusenstamm, Germany)에 3 회 통과시킨 후 갈색 유리병에 담았다. 본 공정은 3-roll Kent 밀 (2회 통과)에서 약 300 그램을 이용한 에너지 밀도 3 롤 밀 입력을 모의한 것이다.
300 그램 분량을 3-롤 밀 장치 (Kent Machine Works)에서 입력 롤 속도 400 RPM으로 통과시킨 후 150 그램의 두 분량들로 나누었다. 하나의 150 그램 분량은 3-롤 Kent 밀 장치를 입력 속도 400 RPM으로 통과한 후 갈색 유리병에 담겼다. 다른 150 그램 분량은 3-롤 Kent 밀 장치를 입력 롤 속도 200 RPM으로 통과된 후 갈색 유리병에 담겼다.
황색 잉크
도 4는 황색 잉크 제조 공정을 보인다. 황색 잉크 성분들은 하기 표 1 또는 도 4 (안료 제외)에 나열된 모든 황색 잉크 성분들을 음향적 혼합에 의해 약 10 분 동안 혼합함으로써 제조되었다. 혼합물을 1 L 스테인리스 강재 용기로 옮겼다. 용기를 IKA®에서 입수되고, 열전대 및 교반장치 (IKA®) 및 앵커 임펠러가 구비된 히팅 맨틀에 올렸다. 70 그램의 PY13 (17.5 wt. %)을 용기에 넣고 성분들을 800 RPM으로 60 분 동안 80 ℃에서 교반하였다. 이어 성분 혼합물을 정량적으로 3-롤 밀 장치 (Kent Machine Works)로 옮기고 여기에서 재료 복합 페이스트는 3-롤 밀을 통과하되, 먼저 제1 통과에서는 입력 롤 속도 400 RPM으로 이어 제2 통과에서 입력 롤 속도 200 RPM으로 통과하였다. 혼합물을 갈색 유리병에 넣었다.
잉크
화학 성분		 C139
wt%		 M41-2
wt%		 Y14
wt%
안료들 및 충전제
Hostaperm Blue B4G (PB15:3) 15
Permanent Rubine L5B01(PR57:1) 15
Permanent Yellow G-MX, PY14 17.40
Southern Clay Claytone HY 2.00 2.00 1.99
분산제 및 습윤제
Solsperse J-180 4.50 6.00
Solsperse 32000 4.77
단량체
Sartomer SR 501 5.49 11.27 5.77
올리고머
Sartomer CN294E 65.00 48.91 57.66
Sartomer CN2256E 8.81 4.47
광개시제
Irgacure 379 2.00 2.00 1.99
Irgacure 819 1.39 1.39 1.38
Esacure KIP 150 3.62 3.62 3.58
안정화제
Sartomer CN3216 1.00 1.00 0.99
총계 100.00 100.00 100.00
실시예 2. 블랙 제제 공정
프로세스 블랙 잉크 후보들의5 그램 샘플들을 하기 표 2 조성에 따라 제조하였다. 각각의 제제에서 성분들은 유리 표면에서 약수저로 혼합되어 균질 혼합물을 얻었다.
StdOrder RunOrder 시안 마젠타 황색
7 1 1.63 2.21 1.16
1 2 1.48 1.48 2.04
4 3 1.83 1.83 1.33
2 4 2.58 1.43 0.99
5 5 1.66 1.66 1.68
6 6 1.63 2.21 1.16
3 7 1.43 2.58 0.99
처음 7종의 잉크를 분석하여 추가로 6종의 잉크 제제를 얻었다 (표 3). 표준품 (order) 8 내지 13의 잉크들은 먼저 Pantone 표준 (EA) 및 본 잉크 사이 dE2000 값을 최소화하는 것으로 보이는 재귀 최적화 일부이었다. 제2 단계에서, 동시에 모든 Pantone® 표준들에 대하여 dE2000 값의 최소화를 시도하였다. Pantone® 표준 프로세스 블랙을 참조하여 목표 광학밀도 (OD) 1.5을 획득하기 위하여 잉크의 dE2000를 최소화하고 목표 OD 1.0에서2 블랙들 간 a* 및 b* 에서 차이를 최소화하여 최종 최적 Pantone® 표준 프로세스 블랙을 얻었다 (샘플 13, 하기 표 3). 높은 OD에서 낮은 OD로 이동될 때 프로세스 블랙에서 자주 관찰되는 색 변이를 최소화하는 것이 유리하다는 것을 알았다.
최적 후보, 샘플 13에 있어서, 정규화 OD 1.5에서 표준 dE2000 값 3.16 및 2.85에 대하여 L*, a*, b* 값들은 각자 20.35, 3.82 및 4.25이다. Pantone® 표준 블랙에 대한 목표 L*, a* 및 b* 값들은 하기 표 4에서 제시된 바와 같이 각자22.07, 1.57 및 4.26이다. 따라서, 블랙 잉크는 성공적으로 조제되었다. 프로세스 블랙 잉크를 디지털 오프셋 평판 인쇄 구조로 인쇄하였다. 예비-경화 없이 전달 효율은 95%이었다. 예비-경화 없이 95% 전달 효율을 보이는 잉크는 예비-경화로는 100% 전달 효율을 보인다.
Std Order 시안 마젠타 황색
8 1.70 1.51 1.78
9 1.62 1.90 1.48
10 1.61 1.43 1.96
11 1.47 1.91 1.63
12 1.55 1.82 1.64
13 1.43 1.80 1.76
Pantone® 표준

L*
a*
b*
1 황색 87.49 -8.63 104.81
2 Orange 021 60.69 57.72 72.87
3 Warm Red 58.72 63.05 40.48
4 Red 032 52.66 69.08 36.48
5 Rubine Red 43.01 73.52 4.88
6 Rhodamine Red 50.53 78.77 -18.61
7 Purple 46.56 70.18 -44.16
8 Violet 26.90 54.91 -61.72
9 Blue 072 24.39 48.09 -72.73
10 Reflex Blue 22.76 38.32 -65.98
11 Process Blue 48.44 -22.42 -48.93
12 Green 61.65 -71.98 4.13
13 Yellow 87.49 -8.63 104.81
14 Black 22.07 1.57 4.26
실시예 3. 프로세스 블랙 잉크의 새로운, 확장 가능한 잉크 공정
상이한 광학 밀도를 가지는 인쇄물이 생성하고 dE2000 값을 얻었다. D65 조명에서 dE2000 값을 표 5에 제시한다. 표준 Pantone® 블랙이 기준 값으로 사용된다. 사람의 시각이 두 칼러들이 실제로 서로 접촉하는 색차에 예민하다는 것을 고려하면 평균 인쇄기를 사용할 때 두 칼러들 사이 서로 접촉하지 않는 dE2000 값이 1이하는 거의 인지되지 않는다. 임의의 dE2000 값 3 미만은 허용 가능한 매치로 간주된다.

측정 값
OD dE2000 dE L* a* b*
1.43 1.3 1.1 22.39 2.31 3.51
1.57 2.82 3.78 18.4 2.39 3.84
1.618 3.58 5.02 17.24 1.86 2.91
별도 실험에서 혼합-안료 잉크에 대한 새로운 확장 가능한 공정을 보이기 위하여, 상기 샘플 13에 대하여 기재된 비율에 상응하는 안료들의 비율로 프로세스 블랙 잉크를 조제하였다. 1로 정규화되고, 프로세스 블랙 잉크에 사용되는 안료들 비율이 표 6에 제시된다. 표 6에 제시된 바와 같이, 프로세스 블랙 잉크 제제 (60 g)는 3.67 g의 황색 안료, 3.24 그램의 마젠타 안료, 2.57 그램의 시안 안료를 포함하였다.
안료들은 나머지 성분들로 처리되기 전에 음향적 혼합 공정으로 습윤화된다. 음향적 혼합용 혼합기는 기계적 공진에서 운전된다. 이러한 운전 인자에서, 혼합되는 재료들로 혼합기의 기계 에너지 무손실 전달은 혼합 용기로의 음파 전파로 발생된다. 이는 혼합기의 기계적 조작을 혼합되는 재료의 특성 및 특징을 일치시켜 달성된다 혼합기의 운전 특성은 자동 감지되고 제어되어 시스템은 최선의 혼합 성능을 제공하도록 혼합 조건을 유지한다. 공진 ACOUSTIC® 혼합기는 3 사이즈가 입수될 수 있다: 벤치 톱 핀트 (bench top pint), 생산 규모 5 갤론 및 55 갤론 시스템. 문헌에 따르면, 다양한 적용들은 믹스 로드 크기와 무관하게 동일한 혼합 시간이 요구된다는 것을 보인다. 이러한 경향은 분말 혼련을 통한 기체-액체 수소화 및 100,000,000 cP까지의 점도를 가지는 로딩 수지로의 코팅에 이르기까지 일관된다.
본 실시예에서, 샘플은 RESODYN® RAM에서 10 분 동안 90% 강도 및 60 Hz 주파수로 처리되었다. 안료들이 양호하게 혼련되면, 나머지 성분들을 병에서 계량하고 10 분 동안 90% 강도 및 60 Hz 주파수에서 처리한다. 이어 처리된 샘플을 금속 비어커로 방출하고 가열하면서 앵커 임펠러를 이용하여 약 60 분 동안 80℃에서 교반한다. 잉크는 마지막으로 3-롤 밀을 3 회 통과하여 갈색 병에 담긴다.
5 g 중 실제 안료 함량 프로세스 블랙 (g)에 대한 실험 비율 안료 밀도 g/cm3 (문헌으로부터 포괄적 평균)
시안 0.2150 0.271 1.65
마젠타 0.2705 0.341 1.56
황색 0.3069 0.387 1.25
실시예 4. 프로세스 블랙의 레올로지 특성
안료 비율 결정에 적용된 시안, 마젠타 및 황색 잉크와 동일한 조건에서 프로세스 블랙의 레올로지 특성을 결정하였다. 표 7 및 도 5는 잉크의 점도 및 전단 박화 지수를 보인다. 이러한 데이터는 프로세스 블랙 특성이 주요 출발 칼러들의 특성으로부터 예측 가능하며, 이는 안료들 선택이 적절하고 강력한 안료-안료 상호 작용이 존재하지 않는다는 것을 보인다.
측정 시안,
C139		 마젠타
M41-2		 황색,
Y14		 블랙,
K41
점도 (0.1 rad/sec) mPa . s 2.66E +06 2.14E +06 1.37E +07 3.66E +06
점도 (0.4 rad/sec) mPa . s 1.18E +06 9.08E +05 4.36E +06 1.44E +06
점도 (1 rad/sec) mPa . s 6.79E +05 5.39E +05 2.10E +06 8.11E +05
점도 (4 rad/sec) mPa . s 3.36E +05 2.92E +05 8.00E +05 4.01E +05
점도 (10 rad/sec) mPa . s 2.26E +05 2.11E +05 4.69E +05 2.73E +05
점도 (40 rad/sec) mPa . s 1.30E +05 1.32E +05 2.32E +05 1.59E +05
점도 (100 rad/sec) mPa . s 8.78E +04 9.18E +04 1.45E +04 1.06E +05
전단 박화 지수 (0.4/0.1) 0.45 0.42 0.32 0.39
전단 박화 지수 (4/1) 0.50 0.54 0.38 0.49
전단 박화 지수 (40/10) 0.57 0.63 0.50 0.58
실시예 5. 기재로의 잉크 수동 전달 및 OD 데이터 분석
Heraeus Noblelight America LLC에서 입수되는 D 벌브가 구비된 Fusion UV Lighthammer L6 경화 스테이션을 이용하여 경화된 후 가시 광학 밀도가 약 1 내지 약 2, 전달된 화상의 L* 명도는 약 8 내지 약 40가 되도록 각각의 잉크를 상이한 밀도로 XEROX® Digital Color Elite Gloss (DCEG) 용지로 전달하였다. UVV, UVA, UVB 및 UVC 밴드에 대한 인가 에너지 선량은 각각 640, 1401, 420 및 37 mJ/cm2이었다. 인쇄 화상 치수는 2 cm * 3 cm이었다.
OD=1.5 및 OD=1.0에서 모든 잉크에 대한 L*a*b* 값으로서 L*a*b* 인자들 대 OD의 최적 피팅을 얻었다. 최종 최적화를 위하여 3개의 응답을 선택하였다. Pantone® 표준 및 본 발명의 프로세스 블랙 간 OD =1.5에서의 dE2000 및 OD=1에서 예상되는 Pantone® 표준에 대한 a* b* 값 대 본 잉크의 a* b* 값 또한 평가되었다 (데이터 미도시). 10,000X 배율에서 주사 전자현미경 화상으로부터 프로세스 블랙 인쇄물의 두께 차이는 평균 OD 약 1.5 내지 약 1.7에 대하여 약 1.2 내지 약 3.9 미크론이고 균일 영역에서 평균 두께는 약 2.0 내지 약 2.4 미크론임을 보였다.
실시예 6. 잉크 전달 인쇄물 특성
경화 성능을 평가하기 위하여, 실온에서 메틸에틸 케톤 (MEK) 용제로 적신 부드러운 도포기를 일정 압력으로 DCEG 용지 상의 각각 화상에 균일하게 거쳐 (약 2 cm) 펼치고 매번 5 왕복 MEK 러브마다 도포기에 새로운 MEK를 다시-인가하였다. 용지 기재가 보이게 되기 전의 MEK 왕복 러브 회수를 기록하였다. 이들 데이터를 도 6에 도시한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 프로세스 블랙 잉크를 이용하면 우수한 경화 성능이 달성되었다. 더욱 높은 OD에서의 증가는 본 발명의 프로세스 블랙으로 높은 OD를 달성하기에 필요한 화상 두께 증가로 설명된다. OD가 약 1.7 이하에서는 MEK 러브에서 유의한 차이는 없다. 카본 블랙 안료들을 이용한 블랙 잉크에 대한 비교 데이터를 얻었다 (데이터 미도시). 카본 블랙-함유 잉크에 대한 MEK 왕복 러브는 80을 넘지 못하였다.
실시예들은 안료들 예컨대 PB 15:3, PR57:1 및 PY 14를 이용하여 카본 블랙-부재 프로세스 블랙을 제조할 수 있다는 것을 보이고, 각각 안료는 상대 비율 0.70:0.88:1.0로 적용된다. 이는 예상 비율로부터 벗어난 것이다 (안료들은 동일 용량 비율로 사용된다). 밀도 교정으로, 예상 상대 비율은 0.76:0.8:1.0이다.

Claims (17)

  1. 시안 안료를 포함하는 시안 착색제;
    마젠타 안료를 포함하는 마젠타 착색제; 및
    옐로우 안료를 포함하는 옐로우 착색제;
    광개시제;
    분산제; 및
    경화성 단량체 및 경화성 소중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 성분을 포함하는 경화성 잉크 교착제 성분;을 포함하는 디지털 오프셋 인쇄용 프로세스 블랙 잉크 조성물로서,
    상기 프로세스 블랙 잉크 조성물은 적어도 15 중량%의 안료 총량을 포함하고,
    상기 프로세스 블랙 잉크 조성물은 상기 옐로우 착색제에 대한 상기 시안 착색제의 비율이 0.70-0.80:1.0이고 상기 옐로우 착색제에 대한 상기 마젠타 착색제의 비율이 0.90-0.80:1.0이며,
    상기 프로세스 블랙 잉크 조성물은 카본 블랙을 포함하지 않고, 상기 프로세스 블랙 잉크는 충전제를 추가로 포함하는 프로세스 블랙 잉크 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세스 블랙 잉크는 안정화제를 추가로 포함하는 프로세스 블랙 잉크 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 시안 착색제는 안료 Blue 15:3을 포함하고, 상기 마젠타 착색제는 안료 Red 57:1을 포함하고 상기 옐로우 착색제는 안료 옐로우 14 및 안료 옐로우 13으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 안료를 포함하는 프로세스 블랙 잉크 조성물.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 옐로우 안료를 포함하는 상기 옐로우 착색제에 대한 안료 Blue 15:3을 포함하는 상기 시안 착색제의 비율은 0.76:1이고 상기 옐로우 안료를 포함하는 상기 옐로우 착색제에 대한 상기 안료 Red 57:1을 포함하는 상기 마젠타 착색제의 비율은 0.80:1.0인 프로세스 블랙 잉크 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세스 블랙 잉크 조성물은 90% 이상의 효율로 이미징 부재로부터 인쇄 기재로 전달가능한 프로세스 블랙 잉크 조성물.
  6. a) 시안 안료를 포함하는 시안 착색제, 마젠타 안료를 포함하는 마젠타 착색제 및 옐로우 안료를 포함하는 옐로우 착색제를 제공하는 단계;
    b) 상기 착색제들을 음향으로(acoustically) 혼합하는 단계;
    c) 광개시제; 분산제 및 단량체 및 소중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 경화성 잉크 교착제 성분을 상기 음향으로 혼합된 착색제들과 음향으로 혼합하여 경화성 잉크 혼합물을 형성하는 단계;
    d) c)에서 형성된 상기 경화성 잉크 혼합물을 밀링(milling)하여 프로세스 블랙 잉크 조성물을 획득하는 단계;를 포함하는 프로세스 블랙 잉크 조성물의 조제 방법으로서,
    상기 옐로우 착색제에 대한 상기 시안 착색제의 비율은 0.70-0.80:1.0이고 상기 옐로우 착색제에 대한 상기 마젠타 착색제의 비율은 0.90-0.80:1.0이며,
    상기 프로세스 블랙 잉크 조성물은 카본 블랙을 포함하지 않는 프로세스 블랙 잉크 조성물의 조제 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 시안 착색제는 안료 Blue 15:3을 포함하고, 상기 마젠타 착색제는 안료 Red 57:1을 포함하고 상기 옐로우 착색제는 안료 옐로우 14 및 안료 옐로우 13으로 이루어진 군으로부터 선택되는 안료를 포함하는 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 옐로우 안료를 포함하는 상기 옐로우 착색제에 대한 안료 Blue 15:3을 포함하는 상기 시안 착색제의 비율은 0.76:1이고 상기 옐로우 안료를 포함하는 상기 옐로우 착색제에 대한 안료 Red 57:1을 포함하는 상기 마젠타 착색제의 비율은 0.80:1.0인 방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    밀링하기 전에 c)에서 형성된 상기 경화성 잉크 혼합물을 가열 및 교반하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  10. 청구항 6에 있어서,
    c)에서 형성된 상기 경화성 잉크 혼합물은 안정화제를 추가로 포함하는 방법.
  11. 청구항 6에 있어서,
    c)에서 형성된 상기 경화성 잉크 혼합물은 충전제를 추가로 포함하는 방법.
  12. 시안 잉크 조성물, 마젠타 잉크 조성물 및 옐로우 잉크 조성물을 제공하는 단계;
    상기 시안 잉크 조성물, 상기 마젠타 잉크 조성물 및 상기 옐로우 잉크 조성물을 반복 이미지 형성 가능한(re-imageable) 이미징 부재 표면에 도포하는 단계;
    잉크 이미지를 형성 단계;
    상기 잉크 이미지를 상기 이미징 부재의 상기 반복 이미지 형성 가능한 표면으로부터 인쇄 기재로 전달하여 하프톤 블랙 이미지(halftone black image)를 형성하는 단계;를 포함하는 하프톤 인쇄 방법으로서,
    상기 옐로우 잉크 조성물에 대한 상기 시안 잉크 조성물의 비율은 0.70-0.80:1.0이고 상기 옐로우 잉크 조성물에 대한 상기 마젠타 잉크 조성물의 비율은 0.90-0.80:1.0이며,
    상기 하프톤 블랙 이미지는 카본 블랙을 포함하지 않고,
    상기 시안 잉크 조성물은 적어도 15 중량%의 시안 안료를 포함하고, 상기 마젠타 잉크 조성물은 적어도 15 중량%의 마젠타 안료를 포함하고 상기 옐로우 잉크 조성물은 적어도 15 중량%의 옐로우 안료를 포함하고,
    상기 시안 잉크 조성물, 상기 마젠타 잉크 조성물 및 상기 옐로우 잉크 조성물 각각은
    광개시제,
    분산제, 및
    경화성 단량체 및 경화성 소중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 성분을 포함하는 경화성 잉크 교착제 성분을 추가로 포함하는 하프톤 인쇄 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 잉크 이미지를 상기 이미징 부재의 상기 반복 이미지 형성 가능한 표면으로부터 인쇄 기재로 전달하는 단계는 효율이 90% 이상인 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 시안, 마젠타 및 옐로우 잉크 조성물들을 반복 이미지 형성 가능한 이미징 부재 표면에 도포한 후 상기 시안, 마젠타 및 옐로우 잉크 조성물들을 부분적으로 경화시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 잉크 이미지를 상기 이미징 부재의 상기 반복 이미지 형성 가능한 표면으로부터 인쇄 기재로 전달하는 단계는 효율이 98% 이상인 방법.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 시안 잉크 조성물은 안료 Blue 15:3을 포함하고, 상기 마젠타 잉크 조성물은 안료 Red 57:1을 포함하고 상기 옐로우 잉크 조성물은 안료 옐로우 14 및 안료 옐로우 13으로 이루어진 군으로부터 선택되는 옐로우 안료를 포함하는 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 옐로우 안료를 포함하는 상기 옐로우 잉크 조성물에 대한 상기 안료 Blue 15:3을 포함하는 상기 시안 잉크 조성물의 비율은 0.76:1이고 상기 옐로우 안료를 포함하는 상기 옐로우 조성물에 대한 상기 안료 Red 57:1을 포함하는 상기 마젠타 잉크 조성물의 비율은 0.80:1.0인 방법.
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