KR102308005B1 - Uv 경화된 잉크 하층의 전처리 - Google Patents

Abstract

기판 상에 제1 경화성 재료를 침착시키는 단계; 제1 경화성 재료를 적어도 부분적으로 경화시켜 하층을 형성하는 단계(여기서, 하층은 제1 표면 에너지를 가짐); 제1 표면 에너지로부터 제2 표면 에너지로 하층의 표면 에너지를 변형시키는 단계; 및 하층 상에 제2 경화성 재료를 침착시키는 단계를 포함하는, 인쇄 방법이 제공된다.

Description

UV 경화된 잉크 하층의 전처리{PRETREATMENT OF UV CURED INK UNDER-LAYERS}

패키징 분야에서를 포함하여, 다양한 기판에 이미지를 인쇄하는 것이 요망된다. 이러한 분야에서, 원하는 이미지는 잉크 제트 인쇄를 통해 형성될 수 있다. 일반적으로, 잉크젯 프린팅 기계 또는 프린터는 기록 또는 이미지 형성 표면에 액체 잉크의 방울 또는 제트를 분사하는 적어도 하나의 프린트헤드(printhead)를 포함한다. 수성 잉크젯 프린터는 안료 또는 다른 착색제가 용액 중에 현탁된 수계 또는 용매계 잉크를 사용한다. 수성 잉크가 프린트헤드에 의해 이미지 수용 표면으로 분사되면, 물 또는 용매는 이미지 수용 표면에서 잉크 이미지를 안정화시키도록 증발된다. 수성 잉크가 직접적으로 매질로 분사될 때, 수성 잉크는, 이것이 종이와 같이 다공성일 때, 매질로 침지되고 매질의 물성을 바꾸는 경향이 있다. 매질에 부딪치는 잉크 액적의 분산이 매질 표면 특성 및 다공성의 함수이므로, 프린트 품질은 일치하지 않을 것이다. 이 쟁점을 해결하기 위해, 잉크의 특성은 개질되어야 하거나, 잉크가 인쇄된 매질의 특성을 개질되어야 한다. 예를 들어, 잉크에 대한 계면활성제의 첨가는 잉크의 표면 장력을 감소시키지만, 이러한 용액은 잉크의 제어되지 않는 분산을 포함하는 추가적인 문제를 제시한다. 이것은 단일 화소 라인의 테두리가 원치 않게 물결이게 할 수 있다. 더구나, 수성 프린트헤드는 우수한 제팅(jetting) 성능에 대해 충족되어야 하는 소정의 최소 표면 장력 요건(즉, 20mN/m 초과)을 가진다. 대안적으로, 보호성 베이스 층(base layer)은 경화성 잉크를 매질 표면에 분사하고 이후 예를 들어 UV 경화성 잉크에 대해 자외선 방사선을 통해 경화성 잉크를 경화시킴으로써 형성될 수 있다. 이후, 후속하여 인쇄된 잉크 액적은, 수성 잉크 중의 물 또는 용매와의 매질 접촉에 반응하여 생기고 잉크 방울 분산에 영향을 미치는 것과 같은, 매질 특성으로부터 생긴 이미지 품질의 변화를 피하는 방식으로 베이스 층에 인쇄될 수 있다.

그러므로, 경화된 잉크에 의해 형성된 베이스는 통상적으로 이미지 "하층"이라 불리고, 이것은 백색, 투명한 또는 색이 다채로운 잉크의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 이 하층의 사용은 플라스틱, 특히 투명 또는 반투명한 것으로 인쇄할 때 특히 중요할 수 있다. 잉크-매질 상호작용을 피하기 위해 원하는 최종 이미지 컬러 및 전체 생성물 외관을 달성하기 위해 베이스가 필요하더라도, UV 잉크 베이스 또는 하층으로 인쇄하면서 생기는 하나의 쟁점은 후속하여 컬러 인쇄된 이미지가 이것을 적절히 적실 수 없다는 것이다. 이러한 하층은 다른 쟁점에 또한 민감할 수 있다. 예를 들어, 하층이 언더 경화(under-cured)될 때, 이것은 이것이 접촉하는 임의의 다른 표면(예를 들어, 매질은 운반하기 위해 프린터에 사용된 롤러)에 오프셋할 수 있다. 또한, 언더 경화된 상태에서 후속하여 인쇄된 컬러 잉크 방울이 연질의 언더 경화된 하층(들)에 의해 봉해지거나 캡슐화되거나 그렇지 않으면 왜곡될 수 있다. 마찬가지로, 베이스 잉크 하층의 오버 경화는 또한 허용 가능하지 않은 결과, 예컨대 후속하여 인쇄된 이미지 컬러 층의 불충분한 젖음을 발생시킬 수 있다.

경화 매개변수의 최적화가 이 문제를 해결하는 데 의존하더라도, 다른 문제가 생긴다. 예를 들어, 형성된 이미지에 따라, 베이스 층의 최적 경화를 위한 경화 매개변수는 이미지마다 다를 수 있거나, 인쇄되는 상이한 매질 또는 상에 침착된 이미지 형성 잉크에 따라 변할 수 있거나, 단순히 획득 가능하지 않을 수 있고, 하층(들)이 프린터의 표면과 접촉할 때 상기 기재된 바대로 오프셋에 위험이 되게 한다. 따라서, 베이스 하층을 형성하는 UV 잉크를 경화시키기 위한 경화 매개변수의 최적화는 실행 가능하지 않다.

베이스 층(들)을 경화시키는 것의 쟁점을 부가하지 않으면서, 개선된 이미지 형성을 제공하는 표면이 원해진다. 따라서, 인쇄 공정 동안 UV 경화성 잉크 표면 특성 및 인쇄된 이미지의 후속하여 인쇄된 잉크-분산을 제어하기 위한 접근법에 대한 수요가 존재한다.

실시형태에서, 기판 상에 제1 경화성 재료를 침착시키는 단계; 제1 경화성 재료를 적어도 부분적으로 경화시켜 하층을 형성하는 단계(여기서, 하층은 제1 표면 에너지를 포함함); 제1 표면 에너지로부터 제2 표면 에너지로 하층의 표면 에너지를 변형시키는 단계; 및 하층 상에 제2 경화성 재료를 침착시키는 단계를 포함하는, 인쇄 방법이 존재한다.

또 다른 실시형태에서, 기판 취급 및 운반 시스템; 기판 취급 및 운반 시스템에 근접하게 위치되고, 기판에 제1 경화성 재료 액적을 이미지방식으로 제팅하도록 구성된, 제1 프린트헤드의 적어도 하나의 제팅 노즐; 기판 상에 하층을 형성하기 위해 제1 경화성 재료를 경화시키기 위한 적어도 하나의 하층 경화 스테이션; 제1 표면 에너지로부터 제2 표면 에너지로 하층의 표면 에너지를 변형시키기 위한 적어도 하나의 하층 표면 개질 스테이션; 및 기판 취급 및 운반 시스템에 근접하게 위치되고, 하층에 제2 경화성 재료 액적을 이미지방식으로 제팅하도록 구성된, 제2 프린트헤드의 적어도 하나의 제팅 노즐을 포함하는, 인쇄 장치가 존재한다.

장점은 하기 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 경화 관용성/조건에 대한 낮은 민감도; 하층 표면 젖음의 증가 및 오프셋 쟁점의 감소 또는 제거.

실시형태의 추가적인 장점은 부분적으로 하기 설명에 기재될 것이고, 부분적으로 설명으로부터 이해되거나 실시형태의 실행에 의해 알게 될 수 있다. 장점은 특히 첨부된 청구항에 제시된 구성요소 및 조합에 의해 실현되고 획득될 것이다.

상기 일반 설명 및 하기 상세한 설명 둘 다는 오직 예시적이고 설명을 하며, 청구된 바와 같은 실시형태를 제한하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에 통합되고 이의 일부를 구성하는 동반된 도면은 본 교시내용의 실시형태를 예시하고, 설명과 함께 본 개시내용의 원칙을 설명하도록 작용한다.
도 1a는 실시형태에 따른 인쇄 장치를 도시한다.
도 1b는, 예를 들어 도 1a의 인쇄 장치에 의해 실행된 바와 같은, 실시형태에 따른 인쇄 방법의 다양한 단계를 도시한다.
도 2a는 실시형태에 따른 인쇄 장치를 도시한다.
도 2b는, 예를 들어 도 2a의 인쇄 장치에 의해 실행된 바와 같은, 실시형태에 따른 인쇄 방법의 다양한 단계를 도시한다.
도 3은 실시형태에 따른 인쇄 장치를 도시한다.

본 실시형태에 참고가 자세히 이루어질 것이고, 이의 예는 동반된 도면에 예시되어 있다. 가능할 때마다, 동일한 참조 번호가 동일한 또는 유사한 부분을 가리키도록 도면에 걸쳐 사용될 것이다.

실시형태의 넓은 범위를 기재한 숫자 범위 및 매개변수가 근사치이지만, 특정한 실시형태에 기재된 숫자 값이 가능한 정확히 기록되어 있다. 그러나, 임의의 숫자 값은 본래 이의 각각의 시험 측정에서 발견된 표준 편차로부터 어쩔 수 없이 생긴 소정의 오차를 함유한다. 더구나, 본 명세서에 개시된 모든 범위는 내부에 포함된 임의의 및 모든 하위범위를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "10 미만"의 범위는 0의 최소값과 10의 최대값(포함) 사이의 임의의 및 모든 하위범위, 즉 0 이상의 최소값 및 10 이하의 최대값을 가지는 임의의 및 모든 하위범위, 예를 들어 1 내지 5를 포함할 수 있다. 소정의 경우에, 매개변수에 기재된 바와 같은 숫자 값은 음의 값을 취할 수 있다. 이 경우에, "10 미만"으로 기재된 범위의 예시적인 값은 음의 값, 예를 들어 -1, -2, -3, - 10, -20, -30 등을 취할 수 있다.

하기 실시형태는 오직 도면을 참조하여 예시적 목적을 위해 기재된다. 당업자는 하기 설명이 사실상 예시적이고 본 명세서에 기재된 매개변수에 대한 다양한 변형이 본 실시형태의 범위로부터 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본 명세서 및 예는 오직 예로서 생각되는 것으로 의도된다. 몇몇 실시형태가 새로운 실시형태를 형성하도록 하나 이상의 다른 실시형태와 조합될 수 있으므로, 다양한 실시형태는 반드시 상호 배타적이지 않다.

본 명세서에 사용된 바대로, 달리 기재되지 않은 한, 단어 "프린터"는 임의의 목적을 위해 프린트 출력 기능을 수행하는 임의의 장치, 예컨대 디지털 복사기, 북마킹 기계, 팩시밀리 기계, 다기능 기계, 정전사진 장치, 잉크젯 프린터 등을 포함한다.

도시된 구조가 제거 또는 변형될 수 있지만, 도면에 도시된 구조가 단순함을 위해 도시되지 않은 추가적인 특징을 포함하는 것으로 이해될 것이다.

도 1a, 도 2a 및 도 3은 각각 실시형태에 따라 각각 이미지 생성 기계 또는 프린터(100, 200 및 300)의 실시형태를 도시한다. 프린터(100, 200 및 300)는 종이 시트, 판지, 플라스틱, 또는 다른 다공성 매질(이들로 제한되지는 않음)과 같은 기판을 포함하는 이미지 수용 매질에서 잉크 이미지를 형성하기 위해 사용될 수 있는 인쇄 장치이다. 예를 들어, 기판(110)은 화살표로 표시된 인쇄 경로를 따라 기판 취급 및 운반 시스템(115)에 의해 조작된다. 한편, 기판 취급 및 운반 시스템에 근접하게 위치된, 적어도 하나의 제1 프린트헤드(101), 적어도 하나의 제2 프린트헤드(103, 105, 107 및/또는 109), 및/또는 제3 프린트헤드(112)로부터의 제팅 노즐은, 상에 이미지를 형성하기 위해, 기판의 표면 위로 이미지방식으로 (예를 들어, 잉크젯 제팅을 통해) 재료를 침착하도록 구성된다.

실시형태에서, 프린트헤드(101, 103, 105, 107, 109 및 112)는 기판의 폭을 따라 연장될 수 있다. 따라서, 이 프린트헤드는 단일 프린트헤드 또는 복수의 프린트헤드, 예를 들어 경화성 재료 액적의 전달을 위해 비틀린 배열로 구성된 복수의 프린트헤드를 포함하는 프린트헤드 모듈에 포함될 수 있고, 이 액적은 후속하여 변형되고 하층, 컬러 층 및/또는 오버코트 층(overcoat layer)으로 형성된다.

프린트헤드 모듈은 프린터의 프레임(비도시)에 작동 가능하게 연결되고 기판의 표면 상에 이미지 방식 패턴으로 경화성 재료를 분사하도록 정렬될 수 있다. 프린트헤드(101, 103, 105, 107, 109 및/또는 112)를 위한 연관된 프린트헤드 모듈은 하나 이상의 프린트헤드에 잉크 조성물(예를 들어, UV 경화성 잉크 조성물)을 제공하기 위해 상응하는 전자제품, 저장소 및 도관을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도관(비도시)은 하나 이상의 프린트헤드에 잉크를 제공하기 위해 적어도 하나의 프린트헤드에 소스를 작동 가능하게 연결할 수 있다. 각각의 프린트헤드(101, 103, 105, 107, 109 및/또는 112)는 잉크를 침착시키기 위해 사용된 동일한 종류의 프린트헤드, 예컨대 잉크젯 프린트헤드일 수 있다. 경화성 재료를 제팅하기 위한 프린트헤드는, 실시형태가 그렇게 제한되지는 않지만, 종래의 프린트헤드, 예컨대 Kyocera KJ4B 시리즈일 수 있다.

인쇄 경로를 따른 다양한 스테이션에서, 침착된 재료의 화학 특성 및/또는 물성은 조작될 수 있다. 예를 들어, 경화 스테이션(111, 111' 및 111'')은 침착된 재료에 자외선 방사선을 제공할 수 있다. 침착된 재료가 UV 경화성 재료를 포함하는 경우에, 자외선 방사선은 UV 경화성 재료가 적어도 부분적으로 경화하고 초기 표면 에너지를 가지는 층을 형성하게 한다. 침착된 잉크를 경화시킴으로써 형성된 경화된 층의 낮은 에너지 표면은 우수한 품질 잉크 이미지의 형성을 돕지 않는데, 왜냐하면 이러한 표면, 및 높은 에너지 표면이 잉크 방울을 분산시키지 않기 때문이다. 한편, 취급 및 운반 시스템(115)은, 상에 형성된 층과의 접촉을 포함하여, 기판(110)의 상부면 또는 하부면과 접촉하는 복수의 롤러를 포함할 수 있다. 몇몇 상황에서, 형성된 층은 후속하여 침착된 재료에 대한 젖음성, 또는 오프셋을 발생시킬 수 있는 언더 경화 또는 오버 경화에 민감할 수 있다. 이 쟁점을 해결하기 위해, 예를 들어 초기 표면 에너지로부터 후속하는 표면 에너지로의 층의 표면 에너지의 변형은 후속하여 침착된 재료에 대해 더 정확한 이미지방식의 패턴을 발생시킬 수 있다. 결과적으로, 표면 개질 유닛(113, 113' 및/또는 113')은 예를 들어 화염 처리, 코로나 방전 또는 플라스마를 통해 기판의 표면을 개질하기 위해 사용될 수 있다.

예를 들어, 프린터(100, 200 및/또는 300)에 의해 실행된 바대로, 프린트 사이클은 도 1b 및 도 2b를 참조하여 이제 기재된다. 본 문헌에 사용된 바대로, "프린트 사이클"은, 인쇄를 위해 영상화 표면을 제조하기 위한 프린터의 조작, 예를 들어 적어도 하나의 하층 및/또는 추가적인 컬러 층(들) 또는 오버코트 층(들)을 형성하기 위한 제조된 표면에 잉크(들)(예를 들어, UV 경화성 잉크(들))의 분사, 및 추가적인 잉크 층과 겹침을 위해 이미지를 안정화시키고 제조하기 위한 영상화 표면 상의 잉크(들)의 처리를 실행하기 위한, 인쇄 방법의 단계의 완료를 의미한다.

프린터(100, 200 및 300)는 각각 하위시스템 및 부품을 직접적으로 또는 간접적으로 지지하는 A-프레임과 같은 프레임을 포함할 수 있다. 상기 기재된 바대로, 프린터(100, 200 및 300)는 기판이 이동하는 지지된 이음매 없는 벨트를 포함하도록 구성될 수 있는 기판 취급 및 운반 시스템(115)을 포함한다. 프린터(100, 200 및 300)는 기판(110) 상에 제1 경화성 재료(120)를 침착시키는 것을 포함하는 인쇄 방법을 수행하도록 구성될 수 있다. 적어도 실시형태의 인쇄 방법에서, 제1 경화성 재료는 예를 들어 프린트헤드(101)와 연관된 노즐로부터 제팅을 통해 적하식으로 및 이미지방식 패턴으로 침착될 수 있다. 침착된 희생 코팅은 임의의 원하는 두께를 가질 수 있다.

이후, 침착된 제1 경화성 재료(120)는 제1 경화 스테이션(111)에서 적어도 부분적으로 경화될 수 있어서, 제1 경화성 재료(120)는 하나 이상의 하층을 형성한다. 그러나, 이 지점에서, 적어도 부분적으로 경화된 하층은, 후속하여 침착된 잉크의 원하는 젖음성에 실행 가능하지 않은, 제1 표면 에너지를 포함한다. 따라서, 상기 방법은 제1 표면 에너지로부터의 제2 표면 에너지로의 하층의 표면 에너지의 변형과 계속한다. 하층 표면 개질 유닛(113)은 기판(110)의 노출된 표면에 화염 소스, 코로나 소스 또는 플라스마 소스 중 적어도 하나를 제공한다. 이후, 하층의 생성된 개질된 표면(122)은 후속하여 침착된 잉크를 수용하도록 준비된다. 따라서, 하층의 표면 에너지의 변형은 제2 경화성 재료의 침착 전에 수행될 수 있다. 추가적인 하층 표면 개질 유닛(113'')이 예를 들어 하층 표면 개질 유닛(113)과 프린트헤드(103) 사이의 프린터(300)에 포함될 수 있다는 것이 주목된다. 이러한 추가적인 하층 표면 개질 유닛(113'')은 기판 표면으로부터 불순물을 제거하도록 사용될 수 있다.

실시형태의 인쇄 방법은 하층 상에 제2 경화성 재료(130)를 침착시키는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 프린트헤드의 적어도 하나의 제팅 노즐은 기판 취급 및 운반 시스템에 근접하게 위치되고, 하층에 제2 경화성 재료 액적을 이미지방식으로 제팅하도록 구성된다. 실시형태에서, 하나 이상의 프린트헤드(103, 105, 107 및/또는 109)는 하층의 개질된 표면(122) 상에 제2 경화성 재료(들), 예컨대 청록색, 자홍색, 황색 및/또는 검정 경화성 잉크를 침착시키도록 사용될 수 있다. 이후, 제2 경화성 재료는 초기 표면 에너지(즉, 제3 표면 에너지)를 가지는 컬러 층(130)을 형성하기 위해 스테이션(111')을 경화시킴으로써 경화될 수 있다.

예를 들어, 오버코트 층을 통해 컬러 층을 보호하는 것이 요망될 수 있다. 따라서, 실시형태에서, 프린터(200 및 300)는 각각 기판 취급 및 운반 시스템에 근접하게 위치되고 기판에 제3 경화성 재료 액적을 이미지방식으로 제팅하도록 구성된 제3 프린트헤드(112)의 적어도 하나의 제팅 노즐을 포함한다. 그러나, 컬러 층은 오버코트 층 형성 잉크(들)(즉, 제3 경화성 재료)의 적절한 젖음을 허용하도록 적절한 초기 표면 에너지를 가지지 않을 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 컬러 층 표면 개질 유닛(113')은 제3 표면 에너지로부터 제4 표면 에너지로 컬러 층의 표면 에너지를 변형시키도록 포함될 수 있다. 실시형태에서, 적어도 하나의 컬러 층 표면-개질 유닛은 컬러 층 표면에 화염, 코로나, 플라스마, 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 제공한다.

이후, 컬러 층의 생성된 개질된 표면(132)은 후속하여 침착된 잉크, 예컨대 제3 경화성 재료를 포함하는 것을 수용하는 데 준비된다. 추가로, 오버코트 층 경화 스테이션(111'')은 제3 경화성 재료를 경화시키기 위해 및 컬러 층(140)에 오버코트 층을 형성하기 위해 프린터(200) 및 프린터(300)에 제공될 수 있다.

실시형태에서, 제1 경화성 재료는 자외선(UV) 경화성 잉크, 예를 들어 백색 UV 경화성 잉크를 포함한다. 실시형태에서, 제2 경화성 재료는 UV 경화성 잉크를 포함하고, 예를 들어 UV 경화성 잉크는 검정 착색제, 자홍색 착색제, 청록색 착색제, 황색 착색제 또는 이들의 조합을 포함한다. 실시형태에서, 제2 경화성 재료는 투명한 UV 경화성 잉크를 포함한다.

UV 경화성 재료

상기 기재된 바대로, 하층, 컬러 층, 및/또는 오버코트 층 중 적어도 하나는 경화성 재료를 경화시킴으로써 별개로 형성될 수 있다. 실시형태에서, 경화성 재료는 자외선 방사선에 대한 노출에 의해 경화될 수 있다(즉, UV 경화성 재료). 예를 들어, UV 경화성 재료는 자외선 경화성 수성 잉크를 포함할 수 있다. 실시형태에서, 자외선 경화성 수성 잉크는 자외선 중합 가능한 화합물을 포함할 수 있다. 자외선 중합 가능한 화합물은 UV 선에 의해 라디칼로 중합된 중합 가능한 기를 가지는 화합물에 의해 예시될 수 있고, 단량체, 올리고머, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 중합 가능한 기로서, 에틸렌계 불포화 이중 결합을 가지는 기가 예시될 수 있고, 이의 특정한 예는 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 비닐기, 비닐 에터기, 말레산 무수물 기 및 N-치환된 말레이미드 기를 포함할 수 있다. 자외선 중합 가능한 화합물은 단독으로 또는 이들의 2개 이상의 종류의 조합으로 사용될 수 있다.

자외선 중합 가능한 화합물은 수용성 자외선 중합 가능한 화합물 또는 수불용성 자외선 중합 가능한 화합물일 수 있다. 자외선 중합 가능한 화합물의 예에서, "수용성"은 물체 재료가, 25℃에서의 물의 100질량부를 기준으로, 5질량부 이상(바람직하게는, 10질량부 이상)의 양으로 용해된다는 것을 의미한다. 자외선 중합 가능한 화합물의 예에서, "수불용성"은 물체 재료가, 25℃에서의 물의 100질량부를 기준으로, 5질량부 미만의 양으로 용해된다는 것을 의미한다.

자외선 중합 가능한 화합물은 수용성 자외선 중합 가능한 화합물을 포함할 수 있다. 수용성 자외선 중합 가능한 화합물은 종래에 공지된 UV 중합 가능한 화합물을 포함할 수 있다. 실시형태에서, 수용성 자외선 중합 가능한 화합물은 라디칼 중합 가능한 단량체, 예컨대 아크릴로일 모르폴린(ACMO), 하이드록시에틸 아크릴아마이드(HEAA), 다이아세톤 아크릴아마이드, N-비닐-2-피롤리돈, N-비닐-폼아마이드, 비닐 나프탈렌 설폰산, 하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌 글라이콜메타크릴레이트, 메톡시 폴리에틸렌 글라이콜아크릴레이트, 숙신산 무수물 및 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트의 에스터, 오쏘프탈산 무수물 및 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트의 에스터, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 실시형태에서, 수용성 자외선 중합 가능한 화합물은 수용성 자외선 중합 가능한 단량체, 예컨대 다가 알코올의 (메트)아크릴레이트 에스터, 및 다가 알코올로부터 유래한 글라이시딜 에터의 (메트)아크릴레이트 에스터를 포함할 수 있다.

수불용성 자외선 중합 가능한 화합물로서, 종래에 공지된 수불용성 자외선 중합 가능한 물질이 예시될 수 있고, 수불용성 자외선 중합 가능한 물질의 특정한 예는 라디칼 중합 가능한 단량체, 예컨대 알코올, 다가 알코올 또는 아미노 알코올의 아크릴레이트 에스터; 알코올 또는 다가 알코올의 메타크릴레이트 에스터; 아크릴릭 지방족 아마이드; 아크릴릭 지환족 아마이드; 및 아크릴릭 방향족 아마이드를 포함할 수 있다.

자외선 중합 가능한 화합물은 수용성 자외선 중합 가능한 화합물을 포함할 수 있다. 수불용성 자외선 중합 가능한 화합물은 필요한 중합도로 수불용성 자외선 중합 가능한 단량체를 중합함으로써 얻은 올리고머를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수불용성 자외선 중합 가능한 화합물은 에폭시 골격, 우레탄 골격, 폴리에스터 골격 또는 폴리에터 골격 상에 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기를 가지는 아크릴레이트의 올리고머(예를 들어, 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스터 아크릴레이트, 폴리에터 아크릴레이트, 우레탄 메타크릴레이트 및 폴리에스터 메타크릴레이트)를 포함할 수 있다. 실시형태에서, 수불용성 자외선 중합 가능한 화합물은 종래에 공지된 방법에 의해 수성 잉크 중에 유화되거나 분산된다. 수불용성 자외선 중합 가능한 재료는 자가유화되거나 분산제에 의해 유화될 수 있다.

자외선 경화성 수성 잉크는 하나 이상의 자외선 중합 개시제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 자외선 중합 개시제는 수용성 자외선 중합 개시제 또는 수불용성 자외선 중합 개시제를 포함할 수 있다. 실시형태에서, 자외선 중합 개시제는 수불용성 티오잔톤 화합물을 포함할 수 있다. 티오잔톤 화합물의 특정한 예는 아이소프로필 티오잔톤, 다이에틸 티오잔톤, 클로로티오잔톤, 다이메틸 티오잔톤, 메틸에틸 잔톤, 및 메틸 아이소프로필 잔톤을 포함할 수 있다. 자외선 중합 개시제는 티오잔톤 화합물에 추가로 또는 이것 이외에 다른 자외선 중합 개시제와 조합되어 사용될 수 있다. 예를 들어, 자외선 중합 개시제는 하나 이상의 수용성 자외선 중합 개시제, 예컨대 종래에 공지된 자외선 중합 개시제, 예컨대 하이드록시아세토페논(예를 들어, 1-페닐-2-하이드록시-2-메틸-1-프로파논, 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐-케톤, 1-[4-(2-하이드록시에톡시)-페닐]-2-하이드록시-2-메틸-1-프로파논), 아미노아세토페논(예를 들어, 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-몰폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-다이메틸아미노-1-(4-몰폴리노페닐)-뷰탄-1-온), 티오잔톤 암모늄염 및 벤조페논 암모늄염을 포함할 수 있다. 다른 수불용성 자외선 중합 개시제의 예는 종래에 공지된 자외선 중합 개시제, 예컨대 벤조인 화합물(예를 들어, 벤조인 에틸에터, 벤조인 아이소프로필 에터), 벤조페논, 아실포스핀 옥사이드 화합물(비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)-페닐포스핀 옥사이드, 비스(2,6-다이메톡시벤조일)-2,4,4-트라이메틸펜틸 포스핀 옥사이드, 2,4,6-트라이메틸벤조일페닐 에톡시포스핀 옥사이드, 2,4,6-트라이메틸벤조일 다이페닐포스핀 옥사이드), 및 안트라퀴논화합물(예를 들어, 에틸 안트라퀴논)을 포함할 수 있다. 다른 수불용성 자외선 중합 개시제는 분산제 등을 사용하여 종래에 공지된 방법에 의해 수성 잉크 중에 유화되거나 분산될 수 있거나, 수용성 유기 용매에 의해 용해되거나 분산되고 잉크 중에 분산될 수 있다.

자외선 경화성 수성 잉크는 수소 공여자 물질(즉, 자외선 중합 보조 개시제)을 더 포함할 수 있다. 수소 공여자 물질로서, 수불용성 3차 아민 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 수불용성 3차 아민 화합물은 2-다이메틸아미노 에틸 벤조에이트, 4-다이메틸아미노 에틸 벤조에이트, 4-다이메틸아미노 아이소아밀 벤조에이트, 4-다이메틸아미노 메틸 벤조에이트, 4-다이메틸아미노 3-메틸뷰틸 벤조에이트, 4-다이메틸아미노 2-에틸헥실 벤조에이트, p-피페리디닐 메틸 벤조에이트, p-피페리디닐 에틸 벤조에이트, p-피페라지닐 메틸 벤조에이트, p-피페라지닐 에틸 벤조에이트, p-몰폴리노 메틸 벤조에이트, p-몰폴리노 에틸 벤조에이트, 4-다이에틸아미노 메틸 벤조에이트, 4-다이에틸아미노 3-메틸뷰틸 벤조에이트, 2-다이에틸아미노 에틸 벤조에이트, 4-다이에틸아미노 에틸 벤조에이트, 4-다이에틸아미노 아이소아밀 벤조에이트, 트라이프로필아민, 트라이뷰틸아민, 다이메틸페닐 피페라진, 1-(2-에톡시페닐)피페라진 및 1-(2,6-다이메톡시페닐) 피페라진 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 수소 공여자 물질(자외선 중합 보조 개시제)은 수불용성 3차 아민 화합물 이외에 다른 수소 공여자 물질과 조합되어 사용될 수 있다. 다른 수소 공여자 물질의 예는 종래에 공지된 수소 공여자 물질, 예컨대 아민 함유 화합물, 예컨대 지방족 아민, 방향족 기를 함유하는 아민(피페리딘) 및 트라이에탄올아민; 유레아 함유 화합물, 예컨대 알릴유레아 및 o-톨릴티오유레아; 황 함유 화합물, 예컨대 나트륨 다이에틸다이티오포스페이트 및 방향족 설핀산의 수용성 염; 나이트릴 함유 화합물, 예컨대 N,N-이치환된 p 아미노 벤조나이트릴; 인 함유 화합물, 예컨대 트라이-n-뷰틸포스핀, 나트륨 다이에틸 다이티오포스페이트; 질소 함유 화합물, 예컨대 미히라(Michler) 케톤, N-나이트로소하이드록실 아민 유도체, 옥사졸리딘 화합물, 테트라하이드로-1,3-옥사진 화합물 및 알데하이드(폼알데하이드 또는 아세트알데하이드) 및 다이아민의 축합물; 에폭시 수지 및 아민의 반응 생성물에 의해 구성된 중합된 아민; 및 트라이에탄올아민 트라이아크릴레이트를 포함할 수 있다.

자외선 경화성 수성 잉크는 물을 더 포함할 수 있다. 물은 이온 교환된 물, 초순수, 증류수 또는 한외여과 물을 포함할 수 있고, 특히 불순물이 혼합되거나 미생물이 생성되는 것을 억제하는 것의 견지로부터, 적절히 예시될 수 있다.

자외선 경화성 수성 잉크는 수용성 유기 용매를 더 포함할 수 있다. 다른 수용성 유기 용매의 예는 다가 알코올, 다가 알코올 유도체, 질소 함유 용매, 알코올 및 황 함유 용매를 포함할 수 있다. 수용성 유기 용매의 추가의 예는 프로필렌 카보네이트 및 에틸렌 카보네이트를 포함할 수 있다. 다가 알코올의 예는 당 알코올, 예컨대 에틸렌 글라이콜, 다이에틸렌 글라이콜, 프로필렌 글라이콜, 뷰틸렌 글라이콜, 트라이에틸렌 글라이콜, 1,5-펜탄다이올, 1,2-헥산다이올, 1,2,6-헥산트라이ol, 글라이세린, 트라이메틸올프로판 및 자일리톨; 및 사카라이드 예컨대 자일로스, 글루코스 및 갈락토스를 포함할 수 있다. 다가 알코올 유도체의 예는 에틸렌 글라이콜 모노메틸 에터, 에틸렌 글라이콜 모노 에틸 에터, 에틸렌 글라이콜 모노뷰틸 에터, 다이에틸렌 글라이콜 모노메틸 에터, 다이에틸렌 글라이콜 모노에틸 에터, 다이에틸렌 글라이콜 모노뷰틸 에터, 프로필렌 글라이콜 모노뷰틸 에터, 다이프로필렌 글라이콜 모노뷰틸 에터 및 다이글라이세린의 에틸렌 옥사이드 부가물을 포함할 수 있다. 수용성 유기 용매는 단독으로 또는 이들의 2개 이상의 종류의 조합으로 사용될 수 있다. 수용성 유기 용매의 함량은, 물을 기준으로, 바람직하게는 1질량% 내지 60질량%, 더 바람직하게는 1질량% 내지 40질량%의 범위일 수 있다.

하층은 백색, 투명할 수 있거나, 컬러를 포함할 수 있다. 따라서, UV 경화성 재료는 착색제, 예를 들어 안료를 포함할 수 있다. 실시형태에서, UV 경화성 재료는 검정 안료, 적어도 하나의 1차 컬러 안료, 예컨대 청록색, 자홍색, 및/또는 황색, 특정 컬러 안료, 예컨대 적색, 녹색, 청색, 갈색 및 백색, 금속 광택제 안료, 예컨대 금 및 은, 무색　안료, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 안료, 입자는 코어로서 실리카, 알루미나 또는 중합체 비드의 표면에 염료 또는 안료를 고착함으로써 얻어질 수 있고/있거나, 염료, 착색 에멀전 및 착색 라텍스의 불용성 레이크(lake) 생성물을 포함할 수 있다.

검정 안료의 특정한 예는 레이븐(Raven) 7000, 레이븐 5750, 레이븐 5250, 레이븐 5000 ULTRAII, 레이븐 3500, 레이븐 2000, 레이븐 1500, 레이븐 1250, 레이븐 1200, 레이븐 1190 ULTRAII, 레이븐 1170, 레이븐 1255, 레이븐 1080 및 레이븐 1060(모두 Columbian Carbon Co., Ltd에 의해 제조), 레갈(Regal) 400R, 레갈 330R, 레갈 660R, 모굴(Mogul) L, 블랙 펄스(Black Pearls) L, 모나크(Monarch) 700, 모나크 800, 모나크 880, 모나크 900, 모나크 1000, 모나크 1100, 모나크 1300 및 모나크 1400(모두 Cabot Corporation에 의해 제조), 컬러 블랙(Color Black) FW1, 컬러 블랙 FW2, 컬러 블랙 FW2V, 컬러 블랙 18, 컬러 블랙 FW200, 컬러 블랙 5150, 컬러 블랙 S160, 컬러 블랙 5170, 프린텍스(Printex) 35, 프린텍스 U, 프린텍스 V, 프린텍스 140U, 프린텍스 140V, 스페셜 블랙(Special Black) 6, 스페셜 블랙 5, 스페셜 블랙 4A 및 스페셜 블랙 4(모두 DEGUSSA Corporation에 의해 제조), 및 25호, 33호, 40호, 47호, 52호, 900호, 2300호, MCF-88, MA600, MA7, MA8, 및 MA100(모두 Mitsubishi Chemical Corporation에 의해 제조)을 포함할 수 있지만, 본 명세서에 기재된 실시형태는 이에 제한되지 않는다. 청록색 컬러 안료의 특정한 예는 C.I. 피그먼트 블루 -1, -2, -3, -15, -15:1, -15:2, -15:3, -15:4, -16, -22 및 -60을 포함할 수 있지만, 본 명세서에 기재된 실시형태는 이에 제한되지 않는다. 자홍색 컬러 안료의 특정한 예는 C.I. 피그먼트 레드 -5, -7, -12, -48, -48:1, -57, -112, -122, -123, -146, -168, -177, -184, -202, 및 C.I. 피그먼트 바이올렛-19를 포함할 수 있지만, 본 명세서에 기재된 실시형태는 이에 제한되지 않는다. 황색 안료의 특정한 예는 C.T. 안료 옐로우 -1, -2, -3, -12, -13, -14, -16, -17, -73, -74, -75, -83, -93, -95, -97, -98, -114, -128, -129, -138, -151, -154 및 -180을 포함할 수 있지만, 본 명세서에 기재된 실시형태는 이에 제한되지 않는다. 실시형태에서, 안료가 착색제로서 사용될 때, 안료 분산제는 바람직하게는 안료와 함께 사용된다. 사용될 수 있는 안료 분산제의 예는 중합체 분산제, 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제 및 비이온성 계면활성제를 포함할 수 있다.

실시형태가 하나 이상의 실행과 관련하여 예시되어 있지만, 첨부된 청구항의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 예시된 예에 변경 및/또는 변형이 이루어질 수 있다. 또한, 실시형태의 특정한 특징이 몇몇 실행 중 오직 하나와 관련하여 개시될 수 있지만, 임의의 소정의 또는 특정한 기능에 대해 요망되고 유리할 수 있는 것처럼, 이러한 특징이 다른 실행의 하나 이상의 다른 특징과 조합될 수 있다.

더욱이, 용어 "포함하는", "포함한다", "가지는", "가진다", "함께", 또는 이의 변형어가 상세한 설명 및 청구항에 사용되는 정도로, 이러한 용어는 용어 "포함하는"과 유사한 방식으로 포함되는 것으로 의도된다. 본 명세서에 사용된 바대로, 구절 "하나 이상의", 예를 들어 A, B, 및 C는 하기 중 어떤 것을 의미한다: A, B 또는 C 단독 중 어느 하나; 또는 예컨대 A 및 B, B 및 C, 및 A 및 C의 둘의 조합; 또는 A, B 및 C의 셋의 조합.

Claims (20)

1. 제1 경화성 재료의 액적을 기판 상에 침착시키는 단계;
   상기 제1 경화성 재료를 적어도 부분적으로 경화시켜 제1 표면 에너지를 포함하는 하층을 형성하는 단계;
   상기 하층의 표면 에너지를 상기 제1 표면 에너지로부터 제2 표면 에너지로 변형시키는 단계; 및
   제2 경화성 재료의 액적을 상기 하층 상에 침착시키는 단계;를 포함하는 인쇄 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 경화성 재료의 액적을 침착시키는 단계는 제1 프린트헤드(printhead)로부터 상기 경화성 재료를 잉크젯 인쇄(inkjet printing)하는 것을 포함하는 인쇄 방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 경화성 재료는 자외선(UV) 경화성 잉크를 포함하는 인쇄 방법.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1 경화성 재료를 적어도 부분적으로 경화시키는 단계는 상기 제1 경화성 재료를 UV 방사선에 노출시키는 것을 포함하는 인쇄 방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 하층의 표면 에너지를 변형시키는 단계는 상기 표면을 화염, 코로나, 플라스마, 또는 이들의 조합 중 적어도 하나에 노출시키는 것을 포함하는 인쇄 방법.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 하층의 표면 에너지를 변형시키는 단계는 상기 제2 경화성 재료의 액적의 침착 전에 수행되는 인쇄 방법.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 경화성 재료를 적어도 부분적으로 경화시켜 상기 하층 상에 컬러 층을 형성하는 단계를 추가로 포함하며, 상기 컬러 층은 제3 표면 에너지를 포함하는 인쇄 방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 제2 경화성 재료는 자외선(UV) 경화성 잉크를 포함하는 인쇄 방법.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 제1 경화성 재료를 적어도 부분적으로 경화시키는 단계는 상기 제1 경화성 재료를 UV 방사선에 노출시키는 것을 포함하는 인쇄 방법.
10. 청구항 7에 있어서,
    상기 컬러 층의 표면 에너지를 상기 제3 표면 에너지로부터 제4 표면 에너지로 변형시키는 단계를 추가로 포함하는 인쇄 방법.
11. 청구항 7에 있어서,
    상기 컬러 층의 표면 에너지를 변형시키는 단계는 상기 컬러 층의 표면을 화염, 코로나, 플라스마, 또는 이들의 조합 중 적어도 하나에 노출시키는 것을 포함하는 인쇄 방법.
12. 청구항 8에 있어서,
    제3 경화성 재료의 액적을 상기 컬러 층 상에 침착시키는 단계를 추가로 포함하는 인쇄 방법.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제3 경화성 재료를 적어도 부분적으로 경화시켜 상기 컬러 층 상에 오버코트 층(overcoat layer)을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 인쇄 방법.
14. 청구항 12에 있어서,
    상기 UV 경화성 잉크는 검정 착색제, 자홍색 착색제, 청록색 착색제, 황색 착색제 또는 이들의 조합을 포함하는 인쇄 방법.
15. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 경화성 재료는 백색 자외선(UV) 경화성 잉크를 포함하는 인쇄 방법.
16. 청구항 1에 있어서
    상기 기판은 종이 시트, 판지, 또는 플라스틱 중 하나 이상을 포함하는 인쇄 방법.
17. 기판 취급 및 운반 시스템;
    상기 기판 취급 및 운반 시스템에 근접하게 위치되고, 기판에 제1 경화성 재료 액적을 이미지방식으로 제팅(jetting)하도록 구성된, 제1 프린트헤드의 적어도 하나의 제팅 노즐;
    상기 기판 상에 하층을 형성하기 위해 상기 제1 경화성 재료를 경화시키기 위한 적어도 하나의 하층 경화 스테이션;
    상기 하층의 표면 에너지를 제1 표면 에너지로부터 제2 표면 에너지로 변형시키기 위한 적어도 하나의 하층 표면 개질 스테이션; 및
    상기 기판 취급 및 운반 시스템에 근접하게 위치되고, 상기 하층에 제2 경화성 재료 액적을 이미지방식으로 제팅하도록 구성된, 제2 프린트헤드의 적어도 하나의 제팅 노즐;을 포함하는 인쇄 장치.
18. 청구항 17에 있어서,
    상기 하층 표면 개질 스테이션은 상기 하층 표면에 화염, 코로나, 플라스마, 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 제공하는 인쇄 장치.
19. 청구항 17에 있어서,
    상기 하층 상에 컬러 층을 형성하기 위해 상기 제2 경화성 재료를 경화시키기 위한 적어도 하나의 컬러 층 경화 스테이션; 및
    상기 하층의 표면 에너지를 제3 표면 에너지로부터 제4 표면 에너지로 변형시키기 위한 적어도 하나의 컬러 층 표면 개질 유닛을 추가로 포함하며,
    상기 적어도 하나의 컬러 층 표면 개질 유닛은 상기 컬러 층 표면에 화염, 코로나, 플라스마, 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 제공하는 인쇄 장치.
20. 청구항 19에 있어서,
    상기 기판 취급 및 운반 시스템에 근접하게 위치되고, 기판에 제3 경화성 재료 액적을 이미지방식으로 제팅하도록 구성된, 제3 프린트헤드의 적어도 하나의 제팅 노즐; 및
    상기 컬러 층 상에 오버코트 층을 형성하기 위해 상기 제3 경화성 재료를 경화시키기 위한 적어도 하나의 오버코트 층 경화 스테이션을 추가로 포함하는 인쇄 장치.

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