KR20010012825A - 유기/무기 혼합층을 갖는 구조물을 사용하는 석판 인쇄 방법 - Google Patents

유기/무기 혼합층을 갖는 구조물을 사용하는 석판 인쇄 방법 Download PDF

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Abstract

석판 인쇄 부재의 유기 및 무기층 간의 계면 전이 효과는 무기 성분을 유기층 매트릭스로 혼입시킴으로써 개선된다. 첫번째 측면에서, 인접한 유기 및 무기층을 포함하는 석판 인쇄 도판은 경화성 중합체를 침착시키고, 중합체를 연화시키며, 무기 물질을 통합함으로써 제조된다. 중합체는 경화되어 통합된 침착 물질을 고정하고, 목적하는 무기층을 침착된 무기 물질상(및 중합체의 임의의 노출된 부분)에 도포한다. 두번째 측면에서, 구배를 갖는 구조물이 연속적인 침착 단계로 기재상에 쌓인다. 전구 중합체 및 무기 충전제 물질 모두는 중합체와 충전제간의 목적하는 비율을 함유하는 각 단계로 침착된다.

Description

유기/무기 혼합층을 갖는 구조물을 사용하는 석판 인쇄 방법 {Lithographic Imaging With Constructions Having Mixed Organic/Inorganic Layers}
관련된 출원
본 출원은 1998년 3월 23일 출원된 미국 가출원 제60/079,021호로부터 유래한 것이다.
옵셋 석판에서, 인쇄가능한 화상은 잉크-수용(친유성) 및 잉크-비수용(비친유성) 표면 영역의 패턴으로서 인쇄 부재상에 존재한다. 이 영역에 일단 도포되면, 잉크는 실질적으로 동일한 화상의 패턴으로 기록 매체상에 효율적으로 전달될 수 있다. 건조 인쇄 시스템은 잉크-반발성 부분이 잉크에 대하여 충분히 반발하기 때문에 그의 직접적인 도포를 허용하는 인쇄 부재를 사용한다. 인쇄 부재에 균일하게 도포되는 잉크는 단지 화상 양식의 패턴으로 기록 매체에 전달된다. 전형적으로, 인쇄 부재는 우선 블랭킷 실린더라 불리는 화상을 종이 또는 기타 기록 매체에 도포하는 허용된 중간 표면과 접촉된다. 전형적인 시트-공급 인쇄 시스템에서 기록 매체는 인각 실린더에 고정되고, 블랭킷 실린더와 접촉하게 된다.
습식 석판 인쇄 시스템에서 비-화상 영역은 친수성이고, 필요한 잉크-반발성은 잉크를 도포하기 전에 도판에 축임물(또는 "파운틴(fountain)")을 초기에 도포함으로써 제공된다. 잉크-접착 파운틴 용액은 잉크가 비-화상 영역에 접착되는 것을 억제하지만, 화상 영역의 친유성 특성에 영향을 주지 않는다.
전통적인 인쇄 기술을 대표하는, 장애가 되는 사진의 현상, 도판-마운팅 및 도판-인쇄 정합 작업을 회피하기 위해서, 업계 종사자들은 화상 양식 패턴을 디지탈 형식의 형태로 저장하고 패턴을 도판상에 직접적으로 인쇄하는 전자식 대안을 개발해 왔다. 컴퓨터로 조절되는 도판-화상 장치는 레이저의 다양한 형태를 포함한다. 예를 들면, 미국 특허 제5,351,617호 및 동 제5,385,092호(전문이 참조로서 본 명세서에 포함됨)는 저출력의 레이저를 사용하여 화상 양식의 패턴으로 1종 이상의 석판 인쇄 공백면을 제거하여, 사진 현상의 필요성 없이 즉시 잉크 인쇄 가능한 인쇄 부재를 형성하는, 제거가능한 기록 시스템을 기술하고 있다. 그러한 시스템에 따라서, 레이저는 다이오드로부터 인쇄 표면에 인도되고, 그 표면에 집중된다(또는, 바람직하게는 레이저 제거에 가장 민감한 층, 일반적으로 표면 층 밑에 쌓인 층임).
제08/700,287호 및 동 제08/756,267호(전문이 참조로서 본 원에 포함됨)는 그러한 화상 장치를 사용하는 다양한 일련의 석판 인쇄 도판을 기술하고 있다. 일반적으로, 도판 구조물은 유기 중합체층상에 놓인 무기층(즉, 금속, 금속의 배합물 또는 금속/비-금속 화합물)을 포함한다. 무기층은 화상선(예를 들면, 적외선, 또는 "IR")에 반응하여 제거된다. 한 접근법에서, 무기층은 도판의 최상층 표면을 나타내고, 파운틴 용액을 수용하는 반면에, 밑에 있는 중합체층은 잉크를 수용한다. 다른 접근법에서, 무기층은 밑에 있는 층이 잉크를 수용하고 위에 있는 층은 잉크를 반발시키거나 파운틴 용액을 수용하는, 단지 방사-흡수 기능(석판 인쇄라기 보다는)만을 제공한다. 화상 펄스에 의해 무기층을 제거하는 것은 일반적으로 최상층을 약화하는 것 뿐만 아니라, 전착의 파열에 겸하여(제거된 무기층의 소실로 인해) 화상 작업 후 세척 단계에서 최상층이 용이하게 제거될 수 있도록 한다. 이러한 두 접근법 중 어떠한 것으로도, 도판상의 지점에 화상 펄스를 사용하는 것은 궁극적으로 노출되지 않은 영역의 그것과는 상이한 잉크 또는 잉크-접착액에 대한 친화도를 가지는 화상 지점을 형성하고, 그러한 지점의 패턴은 석판 인쇄 도판 화상을 형성한다.
이러한 형태의 도판은 무기층과 유기, 중합체층 간의 우발적 전이로 인해 제조 문제점 뿐만 아니라 성능 한계를 나타낼 수 있다. 그러한 별개층간의 상이한 물리, 화학적 특성은 서로간의 전착 --결정적인 성능 필요조건-- 뿐만 아니라 무기층의 내구성을 손상한다. 예를 들면, 무기 및 유기 물질은 전형적으로 열팽창 및 탄성율 계수가 매우 상이하기 때문에, 심지어는 완벽하게 접착된 무기층도 온도 변화 또는 도판의 처리 및 사용의 응력으로 인해 파손(예를 들면, 갈라짐)이 발생할 수 있다. 외부 조건에 대한 두 인접한 층의 상이한 반응은 어느 한 층 그자체로는 발생하지 않는 손상을 야기할 수 있다.
층간 전착을 개선하기 위하여, 중합체층은 무기 물질과의 화학적 상용성에 기준하여 선택될 수 있다(또는 중간체 코팅으로서 사용될 수 있음). 또한, 중합체층은 이후 도포될 무기층과 보다 양호한 계면 상용성을 갖도록 표면을 개질하기 위해 예비처리(예를 들면, 플라즈마에 노출시킴)할 수 있다. 그러나, 이러한 접근은 기본적으로 상이한 물질간의 전이 효과를 처리하는데 있어서의 유용성을 제한해 왔다.
본 발명은 디지탈 인쇄 장치 및 방법, 보다 구체적으로 디지탈 방식으로 조절되는 레이저를 사용하여 석판 인쇄-도판 구조물 온-프레스 또는 오프-프레스의 화상화에 관한 것이다.
상기 논의는 첨부된 도면과 함께 본 발명의 하기 자세한 설명에 의해 보다 용이하게 이해될 것이다.
도1은 혼합된 유기/무기 기재, 그위의 무기층 및 임의로는 최상층에 중합체층을 갖는 석판 인쇄 도판의 확대된 단면이다.
도2는 구배를 갖는 유기/무기 기재 및 그위의 무기층을 갖는 석판 인쇄 도판의 확대된 단면이다.
발명의 간단한 요약
본 발명은 무기 성분을 유기층의 매트릭스 내로 혼입시킴으로써 유기층(무기층이 도포되는)의 유효한 특성을 대체하여 계면 전이의 분리를 완화시킨다. 첫번째 측면에서, 본 발명은 인접한 유기 및 무기층을 갖는 석판 인쇄 도판의 제조 방법을 포함한다. 경화성 중합체를 포함하는 제1층은 연화되고, 곧 무기층으로 사용될 무기 물질(상용가능하거나, 일부의 경우에는 조성적으로 동일함)은 연화된 중합체의 표면상에 침착된다. 무기 물질은 표면을 덮고 연화된 중합체층 내로 통합된다. 이때, 무기 물질을 중합체로 이동시키는 것을 보조하는 것이 바람직할 수 있다(예를 들면, 무기 물질을 하전시키고 밑에 있는 중합체의 도체에 반대 전하를 인가시킴으로써). 중합체를 경화하여 통합된 무기 물질을 고정시켜, 복합물을 형성하고, 목적하는 무기층을 침착된 무기 물질(및 중합체의 임의의 노출된 부분)상에 도포한다. 이러한 제2 무기층 및 앞서 침착된 무기 물질도 마찬가지로 레이저 노출에 의해 용융 제거한다. 제2 무기층 및 무기/유기 복합물은 잉크 및(또는) 잉크-접착액에 대하여 상이한 친화도를 갖는다. 무기층은, 예를 들면, '287 및 '267호 출원에 기술된 바와 같이 금속성 무기 물질일 수 있다. 그러한 무기 물질을 중합체의 매트릭스 내에 도입함에도 불구하고, 중합체의 자연적 친화 특성(예를 들면, 친유성)은 유지될 수 있다. 예를 들면, 무기상은 복합물의 단단함 및 열전도성에 추가 효과를 주고, 순수한 무기층과의 물리적 상용성을 개선하지만, 표면 에너지에는 현저하게 영향을 주지 못할 수도 있다(따라서, 복합물은 실제 중합체를 특징짓는 잉크 및(또는) 잉크 접착액에 대한 친화도를 유지함).
침착 물질은 중합 물질의 표면을 완전히 덮어, 그위에 연속적인 층을 형성할 수 있거나, 그 대신 표면상에 불연속적인 패턴을 형성할 수 있다. 전자의 경우에는, 화상선이 중합체로부터 제2 무기층 및 침착 물질 모두를 통해서 복합물의 표면을 노출시킬 수 있다.
중합체는 일반적으로 석판 인쇄 친화도 특성 및 무기 침착 물질을 영구 고정하는 단단한 3차원 구조로 경화될 수 있는 그의 능력 모두를 통해서 선택된다. 본 발명에 부적절한 것은 낮은 유리-전이 온도(연화 및 경화 상태간의 반복적인 온도-의존성 전이를 허용함)를 나타내며 영구 경화를 촉진하는 가교 결합기를 제공하지 않는(따라서, 추가의 상전이를 불가능하게 함) 중합 물질이다. 바람직한 실시양태에서, 중합체는 다관능성 아크릴레이트 단량체와 배합된 아크릴 중합체를 포함하고, 이는 무기 물질의 침착 후 가교 결합된다. 다수의 무기 침착 물질과 같이 아크릴레이트는 진공하에 침착되며, 모든 제조 공정을 단일 작업으로 수행될 수 있게 한다.
일반적으로, 침착 물질은 잉크-수용성이고, 제2층은 친수성이다. 그러나, 이와 같은 경우일 필요는 없고, 이러한 친화도 특성이 습식 도판에 해당하는 것도 아니다. 예를 들면, '287호 출원에 기술된 바와 같이 제2층은 상이한 친화도 특성을 갖는 탑코트의 아래에 놓일 수 있다. 제2층의 용융은 탑코트의 전착을 파열시키고, 화상 작업 후 세척 단계에서 용이하게 제거되어 침착 물질을 나타나게 한다(아마도 중합체층도 마찬가지임). 탑코트는 건식 도판의 경우 실리콘 또는 플루오로중합체일 수 있거나, 중합체가-탑코트된 습식 도판이 바람직한 경우에는 친수성 중합체이다. 물론, 무기 제2층상의 중합체층의 도포는 무기 침착 물질의 사용을 통해 해결된 것과 동일한 상용성 문제를 야기한다.
두번째 측면에서, 구배를 갖는 구조물은 기재상에 연속된 침착 단계로 구축된다. 전구 중합체 및 무기 충전제 물질 모두는 단계별로 침착되고, 각 단계는 중합체와 충전제간의 목적하는 비율로 이루어진다. 바람직한 실시양태에서, 충전제의 비율이 각 단계에서 증가하고, 기재로부터 멀어질수록 충전제의 양이 증가하는 농도 구배를 이룬다. 전구 중합체는 유기 및 무기 물질의 분포를 영구 고정하는 침착의 각 단계 후에 경화될 수 있다. 최상층은 구조물의 표면위에 도포되고, 최상층 및 표면은 잉크 및(또는) 잉크-접착액에 대한 상이한 친화도를 갖는다. 최상층은 레이저 노출에 의해 용융 제거될 수 있지만, 구배를 갖는 구조물의 아래에 놓이지는 않는다.
전구 중합체 및 충전제 물질은 증기 또는 액체로서 침착될 수 있다. 한 실시양태에서, 전구체는 다관능성 아크릴레이트 단량체와 배합된 아크릴 중합체이고, 경화 단계는 단량체와 중합체를 가교결합시킨다. 또한, 구조물은 전형적으로 친유성이고, 침착된 무기층은 친수성이지만, 형성물이 습식 도판일 필요는 없다.
사용에 있어서, 본 발명에 따른 인쇄 도판은 화상을 나타내는 패턴으로 화상선(예를 들면, 그의 출력이 도판의 표면 위를 주사하는 1종 이상의 레이저로부터 방사됨)에 선택적으로 노출되어, 무기층의 선택된 부분이 용융되고, 따라서 일련의 화상이 직접적으로 형성된다. 잉크는 도판에 도포되고 통상적인 양식으로 기록 매체에 전달된다. 본 원에 사용된 바와 같이, "도판" 또는 "부재"는 잉크 및(또는) 파운틴 용액에 대한 상이한 친화도를 나타내는 지역에 의해서 정의되는 화상을 기록할 수 있는 임의 형태의 부재 및 표면을 의미하고, 적절한 배열은 전통적인 인쇄기의 도판형 실린더상에 올려진 평면 석판 인쇄 도판을 포함하지만, 또한 실린더(예를 들면, 도판형 실린더의 롤 표면), 무한 벨트 또는 기타 장치를 포함한다.
본 인쇄 부재와 함께 사용하기에 적절한 화상 장치에는 최대 도판 반응 영역에서 방사하는, 즉 그의 λmax가 도판이 가장 강하게 흡수하는 파장 영역에 가깝게 접근하는 1종 이상의 레이저 장치를 포함한다. 근적외선 영역에서 방사하는 레이저에 대한 명세사항은 '617호 및 '092호 출원에 충분하게 기술되어 있고(전문이 본 명세서에 참조로 포함되어 있음), 전자기파 스펙트럼의 기타 영역에서 방사하는 레이저는 당분야의 숙련자들에게 잘-공지되어 있다.
또한, 적절한 화상 배열은 '617호 및 '092호 출원에 자세하게 나타나있다. 간략하게, 레이저의 출력은 렌즈 또는 기타 빔-인도 구성 요소를 통해 도판 표면에 직접적으로 제공되거나, 광섬유 케이블을 사용하여 원격의 레이저를 비어있는 인쇄 도판에 전달할 수 있다. 제어 장치 및 연관된 위치 조정 하드웨어는 빔을 도판 표면에 대하여 정확한 배향에서 유지시키고, 표면상에 주사하며, 선택된 점 또는 도판의 영역에 인접한 위치에서 레이저를 작동시킨다. 제어 장치는 도판 상에 방사될 원문 또는 그림에 상응하는 인입 화상 신호에 반응하여 원형의 정확한 음 또는 양의 화상을 형성한다. 화상 신호는 비트맵 데이타 화일로 컴퓨터에 저장된다. 그러한 화일은 라스터(rastor) 화상 처리기(RIP) 또는 기타 적절한 수단에 의해 형성될 수 있다. 예를 들면, RIP는 페이지-기술 언어로서 입력 데이타를 받아들일 수 있고, 이는 인쇄 도판상에 전달되는데 필요한 모든 특징을 정의하거나, 페이지-기술 언어와 1종 이상의 화상 데이타 화일의 조합으로서 정의된다. 비트맵은 색의 색조 뿐만 아니라 화면 주사율 및 각도를 정의하여 구성된다.
화상 장치는 도판제작기로서 단독으로 작동하는 그 자체상에서 작동되거나, 석판 인쇄기에 직접적으로 포함될 수 있다. 후자의 경우, 인쇄는 비어있는 도판상에 이미지를 도포한후 즉시 개시될 수 있으며, 그로 인하여 인쇄-준비 시간을 상당히 감소시킬 수 있다. 화상 장치는 드럼의 내부 또는 외부 실린더 표면에 설치된 석판 인쇄 도판의 여백과 함께 플랫베드(flatbed) 기록기 또는 드럼 기록기로서 형성될 수 있다. 구체적으로, 외부 드럼 설계는 석판 인쇄상에서 인쇄 실린더 그 자체가 기록기 또는 플로터의 드럼 구성 요소를 구성하는 반응계내에서 사용되는 것이 보다 더욱 적절하다.
드럼의 상대적 배치에서, 레이저 빔과 도판 간에 필요한 상대적인 움직임은 그의 축 주위로 드럼(및 그위에 장치된 도판)을 회전시키고 회전축에 평행하게 레이저 빔을 이동시켜 도판을 완곡하게 조사하여 화상을 축 방향으로 "성장"시킴으로써 성취된다. 별법으로, 빔은 드럼축에 평행하게 이동할 수 있고 도판을 가로질러 통과한 후, 모나게 증가하여 도판상에 화상이 완곡하게 "성장"할 수 있다. 모든 경우에서, 빔에 의해 완전히 조사된 후 원문 또는 그림에 상응하는(양성 또는 음성으로) 화상이 도판의 표면에 도포된다.
플랫베드의 상대적 배치에서, 빔은 도판의 어느 한축으로 유인되고, 각 통과 후 다른 축에 따라 표시를 한다. 물론, 빔과 도판간의 필요한 상대적인 움직임은 빔의 이동이라기 보다는(또는 이에 첨부하여) 도판의 이동에 의해 형성될 수 있다.
빔이 조사되는 방식에 관계없이, 일반적으로 다수의 레이저를 사용하고 그들의 출력을 단일 기록 배열로 인도하는 것이 바람직하다(온 프레스 사용). 기록 배열이 표시되고, 도판을 가로지르거나 그를 따르는 통과가 완료된 후, 배열로부터 방사된 빔의 수 및 목적하는 해상도(즉, 단위 길이당 화상 점의 수)에 의해 거리가 결정된다. 매우 신속한 도판 이동(예를 들면, 고속 모터의 이용을 통한) 및 그로 인한 고 레이저 펄스 속도에 적응시키기 위해 설계될 수 있는 오프-프레스는 종종 화상 원천으로서 단일 레이저를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 대표적인 인쇄 부재를 도1 및 2에 나타낸다. 도1에서 인쇄 도판 100은 중합체층 102 및 무기층 104를 포함한다. 침착 물질 106은 중합체의 매트릭스 102내에 통합되고, 그의 상층 표면의 전부 또는 많은 부분을 덮으며, 102 층 및 104간의 전이층 106s를 제공한다. 물질 106이 실제로는 화학적으로 층 102의 중합체와 상용가능하지 않은 것은 층 104의 무기 물질도 마찬가지이고, 층 102의 매트릭스내로의 그의 물리적 통합은 강한 기계적 접착을 가능하게 한다. 나타낸 바와 같이, 층 106s의 표면은 일련의 돌기 또는 "못"과 같이 중합체 102의 매트릭스내로 뻗어나간다. 단단하게 고정된 층 106s는 무기층 104와 화학적으로 상용가능하고 따라서 이러한 층에 실질적인 접착을 나타낸다.
도판 100은 하기와 같이 제조될 수 있다. 금속, 플라스틱(예를 들면, 폴리에스테르), 종이 또는 일부 기타 내구성이 좋은 그래픽-분야의 물질인 기재 110은 중합체 물질의 코팅을 허용하여 층 102를 형성한다. 이 중합체 물질은, 예를 들면, 메틸 에틸 케톤(MEK) 및(또는) 기타 용매에 가용성인 아크릴 중합체일 수 있다. 아크릴 중합체는 선택된 다관능성 아크릴레이트 단량체와 배합되고 기재 110상에 용매로부터 코팅(캐스팅)된다. 다관능성 아크릴레이트는 전형적인 에스테르 가소제로서 작용하며, 접착성을 증진시키고, 중합체 혼합물의 연화점(융점)을 하강시킨다. 아크릴로이드(ACRYLOID) 아크릴 중합체 B-44, B-72 및 B-82(Rohm ＆ Haas)는 적절한 용매-가용성 아크릴계열 화합물을 나타낸다. 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트(예를 들면, Sartomer사의 SR-399)는 적절한 다관능성 아크릴레이트를 나타낸다.
기재로 운반되는 아크릴 혼합물을 연화점으로 가열한 후, 침착 물질 106을 그의 노출된 표면에 도포한다. 물질 106은 1종 이상의 금속 및(또는) 금속 합금, 금속간 화합물(2종 이상의 금속이 일정한 비율로 배합됨), 및(또는) 1종 이상의 비금속과 배합된 1종 이상의 금속을 포함하는 조성물을 포함한다. 그러한 조성물에 바람직한 비금속에는 붕소, 탄소, 질소, 산소, 불소 및 규소가 포함된다. 또한, 물질 106은 이산화 규소와 같은 경질 무기 화합물일 수 있다. 침착 물질이 상기 기준을 만족시키는 다수의 상이한 물질을 포함할 수 있음이 강조되어야 한다.
물질 106은 통상적인 롤(웹) 코팅 또는 유리 코팅에 사용되는 것과 같은 불연속적으로 움직이는 장치에 의해서 도포될 수 있다. 별법으로, 물질 106은 진공 증발, 전자-빔(EB) 증발 또는 스퍼터링(sputtering)과 같은 진공 코팅법에 의해서 도포될 수 있다. 그러한 방법의 자세한 실행법은 당분야에 잘-특화되어 있다. 침착 방법은 증기상으로부터 무기물질의 축합으로부터 야기되는 보이지 않는 열을 끌어들이는 조절 냉각을 수반할 수 있다.
중합체 102가 여전히 연화 상태이기 때문에, 상기 논의된 돌기를 형성하기 위해 무기 물질 106이 중합체 102로 이동하는 것을 보조하는 것이 바람직할 수 있다. 한 접근법은 무기 물질 106을 정전기적으로 하전시키고 기재 110에 반대 전하를 인가하는 것이다.
층 102는 경화되고, 이는 강한 가교결합을 야기하며, 따라서 무기 물질 106을 "냉동"시켜 내구성을 부여한다. 아크릴레이트층 102를 EB에 노출시켜 경화시킬 수 있다. 경화된 중합체는 실질적으로 원형의 경화되지 않은 중합체보다 큰 내열성을 나타내고(즉, 경화후 층 102는 더 이상 즉시 연화될 수 없음), 제거되지 않는 경우, 원래 코팅되어 나온 용매중 그의 용해도가 실질적으로 감소한다.
층 104는 전형적으로 진공 침착에 의해 표면 106s(일반적으로 무기 물질 106에 의해 층 102이 완전하게 덮힐 필요가 없기 때문에, 전형적으로 층 102의 노출 부분을 포함함)에 도포된다. 층 104는, 예를 들면, 공기중에 노출된 경우 천연 산화물을 나타낼 수 있거나 나타낼 수 없는 금속의 매우 얇은(50 내지 500 Å, 티타늄의 경우 300 Å이 바람직함) 층일 수 있다. 이러한 층은 IR선에 반응하여 용융되고, 화상은 패턴화된 노출을 통해 도판상에 정판된다. 금속 또는 그의 산화물 표면은 석판 인쇄 도판으로서의 이러한 구조물의 사용에 기초를 제공하는 친수 특성을 나타낸다. 용융에 의한 층 104의 화상 양식의 제거는 표면 106s를 노출시키고, 무기 물질 106에 의해 완전히 덮여있는 경우에도, 또한 이 층은 용융되어 복합물층 102의 표면을 노출시킨다. 궁극적으로 노출된 층은 친유성에 따라 선택되고, 따라서 층 104가 파운틴 용액을 수용하는 반면, 층 102 및(또는) 무기 물질 106은 파운틴 용액을 반발시키지만 잉크는 수용한다.
본 실시양태에서 층 104의 금속은 d-블럭(전이)의 금속, 알루미늄, 인듐, 또는 주석 중 1종이상이다. 혼합물의 경우, 금속은 합금 또는 금속간 화합물로서 나타난다. 또한, 보다 활성인 금속상에서 산화물층의 발달은 친수성을 개선하는 표면 형태를 형성한다.
별법으로, 층 104는 1종 이상의 금속과 비금속의 화합물 또는 그러한 화합물의 혼합물을 포함하는 경질의, 내구성이 좋은, 친수성의, 금속성 무기층일 수 있다. 또한, 층 104는 화상선를 흡수하여 용융제거되고, 결과적으로 단지 100 내지 2000 Å의 두께에서 도포된다. 이러한 형태에 있어서 층 104의 금속 성분은 d-블럭(전이) 금속, f-블럭(란탄족) 금속, 알루미늄, 인듐, 주석, 또는 상기 중 임의의 혼합물(합금, 또는 보다 일정한 조성물이 존재하는 경우 금속간 화합물임)일 수 있다. 바람직한 금속에는 티타늄, 지르코늄, 바나듐, 니오븀, 탄탈륨, 몰리브덴 및 텅스텐이 포함된다. 비금속 성분은 1종 이상의 p-블럭 원소, 붕소, 탄소, 질소, 산소 및 규소일 수 있다. 본 명세서에 따르는 금속/비금속 화합물은 일정한 화학량론을 가질 수 있거나 가질 수 없고, 일부의 경우에는(예를 들면, Al-Si 화합물) 합금일 수 있다. 바람직한 금속/비금속 배합물에는 TiN, TiON, TiOx(여기서 0.9 ≤ x ≤ 2.0임), TiC 및 TiCN을 포함한다.
목적하는 경우, 추가의 층 112가 층 104상에 도포되어 상이한 친화도 또는 물리적 특성을 성취할 수 있다. 예를 들면, 층 112는 잉크를 반발시키고, 그로 인해 구조물 100을 건조 도판으로 전환시키는 규소 또는 플루오로중합체 물질일 수 있다. 화상 작업중, 층 104의 용융제거는 층 112의 전착을 파열시키고 화상 작업후 세척 단계에서 용이하게 제거되게 하여 표면 106s 또는 층 102를 나타내게한다. 층 112에 유용한 물질 및 코팅 기술은 미국 특허 제5,339,737호 및 35,512호(Re.)에 개시되어 있고, 전문이 참조로서 본 명세서에 포함되어 있다. 기본적으로, 적절한 규소 화합물을 외이어가 감겨있는 봉을 사용하여 도포한 후, 건조 및 열-경화시켜, 예를 들면, 2 g/m2로 침착되는 균일한 코팅을 형성한다.
제2 도판 실시양태를 도2에 나타낸다. 이 경우에, 구조물 150은 기재 110으로부터 거리가 증가할수록 무기 물질 106의 농도 구배의 층 155를 포함한다. 층 155는 하기와 같이 연속적인 단계로 제조된다. 중합 물질 102의 최초 코팅 160은 기재 110상에, 바람직하게는 증기 응축 또는 코팅에 의해서 도포된다. 특히, 층 106이 진공하에 침착되는 경우, 유사한 침착 조건을 따르는 중합 물질은 층 102에 바람직할 수 있고, 통상의 진공하에 동일한 실내 또는 연결된 일련의 실내에서 다중 침착으로 연속적인 층을 제조할 수 있게한다. 한 적절한 접근법이 미국 특허 제5,440,446호, 동 제4,594,371호, 동 제4,696,719호, 동 제4,490,773호, 동 제4,647,818, 동 제4,842,893호 및 동 제5,032,461호에 상술되어 있고, 전문이 참조로서 본 명세서에 포함되어 있다. 그것에 따라, 아크릴레이트 단량체는 진공하에 증기로서 도포된다. 예를 들면, 단량체는 섬광으로 증발되어 진공실로 주입되고, 그곳에서 표면상에 응축될 수 있다. 단량체는 실질적으로 화학선(일반적으로 자외선(UV)) 또는 EB 노출에 의해 가교결합된다.
관련된 접근법이 미국 특허 제5,260,095호에 기술되어 있고, 또한 전문이 참조로서 본 명세서에 포함되어 있다. 이 특허에 따라서, 아크릴레이트 단량체는 증기로부터 응축된다기 보다는 진공하에 표면상에 퍼지거나 코팅될 수 있다. 또한, 침착된 단량체는 UV 또는 EB 노출에 의해 가교결합된다.
이러한 접근법중 어느 하나는 기재 110 상에 층 102를 도포하는데 사용될 수 있다. 또한, 그들의 적용은 단량체에만 한정되지 않으며, 올리고머 또는 보다 큰 중합체 분획 또는 전구체는 어느 한 기술에 따라 도포될 수 있고, 실질적으로 가교결합된다. 유용한 아크릴레이트 물질에는 '446호 특허의 칼럼 8-10에 기술된 바와 같이 통상의 단량체 및 올리고머(모노아크릴레이트, 디아크릴레이트, 메타크릴레이트 등) 뿐만 아니라 특별한 사용을 위해 화학적으로 맞추어진 아크릴레이트가 포함된다. 대표적인 모노아크릴레이트에는 이소데실 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 트리데실 아크릴레이트, 카프로락톤 아크릴레이트, 에톡실레이트화된 노닐 페닐 아크릴레이트, 이소보르닐 아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 메틸 에테르 모노아크릴레이트 및 네오펜틸 글리콜프로폭실레이트 메틸에테르 모노아크릴레이트가 포함되고, 유용한 디아크릴레이트에는 1,6-헥사네시올 디아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 (200) 디아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리코 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 (400) 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 (600) 디아크릴레이트, 프로폭실레이트화된 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, UCS Radcure에 의해 제공되는 IRR-214(지방족 디아크릴레이트, 단량체), 프로폭실레이트화된 1,6-헥산디올 디아크릴레이트 및 에톡시레이트화된 1,6-헥산디올 디아크릴레이트이 포함되고, 유용한 트리아크릴레이트에는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA) 및 에톡실레이트화된 TMPTA가 포함된다.
최종적으로, 아크릴레이트-관능성 또는 기타 적절한 수지 코팅을 기재 110상에 당분야에 잘-공지된 기술에 따라 일반적인 양식(대기 조건하에)으로 도포할 수 있다. 그러한 접근법 중 하나에서, 1종 이상의 아크릴레이트가 기재 110상에 직접적으로 코팅되고, 이후에 경화된다. 또다른 접근법에서, 1종 이상의 아크릴레이트가 용매(또는 용매들)와 배합되고 기재 110상에 캐스트되며, 용매를 증발시킨후 침착된 아크릴레이트를 경화한다. 낮은 코팅 중량에서 매우 균일한 도포를 촉진시키는 휘발성 용매가 바람직하다. 또한, 아크릴레이트 코팅은 아크릴레이트로 용해가능하거나 분산가능한 비-아크릴레이트 관능성 화합물을 포함한다.
아크릴레이트 중합체에 대한 별법이 물론 가능하다. 예를 들면, 위에 놓인 무기층 104를 가열할 경우, 가스를 형성하는 -- 전형적으로는 폭발적으로 -- 반응성이 큰 유기 물질(아세틸렌 유도체, 아지도 또는 아지드 유도체, 또는 니트로-관능성 화합물)을 사용하는 것이 바람직하다.
중합체 102의 층 160을 경화시키기 전에 도포한 후, 무기 충전제 106을 중합체 102에 대한 목적하는 비율로 중합체 102상에 도포한다. 경화되지 않은 상태에서, 중합체 102는 상기 서술된 바와 같이 열적으로 연화된 층에 동일한 방법으로 무기 물질 106을 수용한다. 일반적으로, 층 160이 일반적으로 매우 얇기때문에 물질 106을 층 160으로 유인할 필요는 없다. 특히, 반응성 스퍼터링과 같은 침착 기술에 의해 도포되는 경우, 물질 106은 층 160의 표면상에 누더기 또는 섬의 패턴을 형성하고, 이는 상기 나타낸 바와 같이 경화될 수 있다.
증기 응축에 의한 층 160의 도포는 침착 패턴을 보다 잘 조절할 수 있게 한다. 중합체 102는 합체 및 결과적 필름 형성을 허용하지 않는 조건하에 도포되고, 그로 인해 불연속적인 중합체층을 형성하게 한다. 무기 물질 106은 불연속적인 패턴으로 침착되며, 유기층은 그 반대라기 보다는 무기 물질 내에서 효과적으로 결합하게 된다. 상기 논의한 바와 같이, 증기로부터 물질 106을 도포하는 것은 일반적으로 보이지 않는 응축열을 제거하기 위한 준비를 필요로 한다.
층 160의 침착 및 경화 후, 중합체 물질 102에 대한 무기 물질 106의 상이한 비율로 도포되는 다음 층 162, 164, 166에 대하여 상기 과정을 반복한다. 바람직하게는, 무기 물질의 비율이 각 단계에서 증가하여, 묘사된 바와 같이 기재 110으로부터 멀어질수록 무기 물질의 양이 증가하는 구배를 갖는 구조물을 얻는다. 복합물층 155는 유기 중합체에서 혼합된 유기/무기 물질로 점진적인 전이를 제공한다. 무기 물질의 분산된 섬은 안료로서 유기 결합제중에 전통적으로 분산된 고체보다 1이상 차수가 더 작은 크기인 "단위"(그레인, 입자, 결정 등)로 발생되도록 할 수 있다.
별법으로, 다음 층을 도포하기 전에 각 층을 개별적으로 경화하지 않고 층 160-166을 도포하는, 즉 층의 전체 서열이 도포될 때까지 경화를 지연시키는 것이 가능하다. 이러한 접근법은 효율 및 처리상 장점을 제공할 수 있다.
층 155의 완료후에, 층 104를 상기 기술한 바와 같이 도포하고, 임의의 층 112를 그위에 가할 수 있다.
따라서, 상기 기술은 개선된 석판 인쇄 및 뛰어난 도판 구조물에 대한 기초를 제공한다. 본 명세서에 사용된 용어 및 표현은 서술 용어로서 사용되는 것이지 그를 제한하는 것은 아니며, 그러한 용어 및 표현의 사용에 있어서 나타내고 서술된 특징의 임의의 동일물 또는 그의 부분을 제외하려는 의도는 없지만, 다양한 변경이 청구된 본 발명의 범위내에서 가능하다는 것을 인식해야 한다.

Claims (66)

  1. a) i) 경화성 중합체를 포함하고 제1 표면을 갖는 제1층을 제공하는 단계;
    ii) 제1층을 연화시키는 단계;
    iii) 연화된 제1층의 제1 표면상에 무기 화합물을 포함하는 침착 물질을 침착시켜 제1층 내로 통합되도록 하는 단계;
    iv) 제1층을 경화시켜 통합된 침착 물질을 고정시키는 단계;
    v) 제1 표면의 침착 물질 및 임의의 노출된 부분에 제2층을 도포하며, 이때 (a) 제2층이 잉크 및 잉크용 접착액으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 인쇄액에 대하여 적어도 제1층과 상이한 친화도를 가지며, (b) 제1층이 아닌 제2층이 레이저 노출에 의해 적어도 용융 제거되는 단계
    에 따라 형성된 인쇄 부재를 제공하는 단계;
    b) 적어도 제2층의 선택된 부분을 용융 제거하기 위해 인쇄 부재를 화상을 나타내는 패턴으로 레이저에 선택적으로 노출시켜 일련의 화상을 직접적으로 형성하는 단계;
    c) 부재에 잉크를 도포하는 단계; 및
    d) 잉크를 기록 매체에 전달하는 단계
    를 포함하는 인쇄 방법.
  2. 제1항에 있어서, 경화시키기 전에 제1층으로 침착 물질을 유인하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 유인 단계가 침착 물질을 하전시키고, 제1층의 제1 표면 반대쪽의 제2 표면에 반대 전하를 인가하여 제1층을 통하여 침착 물질을 유인하는 것을 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 침착 물질이 제1 표면을 완전히 덮어 그 위에 연속적인 층을 형성하며, 침착 물질은 (i) 레이저 노출에 의해 용융 제거되거나, (ii) 잉크 및 잉크용 접착액으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 인쇄액에 대한 친화도가 제2층의 친화도와 상이한 것인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 침착 물질이 표면을 완전히 덮지 않아 표면상에 노출된 불연속 패턴을 형성하고, 형성된 표면은 잉크 및 잉크용 접착액으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 인쇄액에 대한 친화도가 제2층의 친화도와 상이한 것인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 제1층이 다관능성 아크릴레이트 단량체와 배합된 아크릴 중합체를 포함하고, 경화 단계에서 단량체와 중합체를 가교결합시키는 것인 방법.
  7. 제1항에 있어서, 침착 단계가 진공하에 수행되는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 침착 물질이 잉크 수용성이고, 제2층이 친수성인 방법.
  9. 제8항에 있어서, 제2층이 1종 이상의 금속과 1종 이상의 비-금속의 화합물을 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 1종 이상의 비-금속이 붕소, 탄소, 질소, 규소 및 산소로 이루어진 군에서 선택되는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 제2층이 (i) d-블럭 전이 금속, (ii) f-블럭 란탄족 원소, (iii) 알루미늄, (iv) 인듐, 및 (v) 주석 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 제2층이 티타늄을 포함하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 제2층이 1종 이상의 티타늄 산화물을 포함하는 방법.
  14. 제12항에 있어서, 제2층이 티타늄 옥시니트라이드를 포함하는 방법.
  15. 제1항에 있어서, 침착 물질이 1종 이상의 금속과 1종 이상의 비-금속의 화합물을 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 1종 이상의 비-금속이 붕소, 탄소, 질소, 산소 및 규소로 이루어진 군에서 선택되는 방법.
  17. 제1항에 있어서, 제1층이 무기 안료의 분산액을 포함하는 방법.
  18. a) i) 일정 비율의 전구 중합체, 및 무기 화합물을 포함하는 충전제 물질의 혼합물을 기재상에 침착시키는 단계;
    ii) 전구 중합체에 대한 충전제의 양을 증가시키면서 단계(i)를 수 차례 반복하여 기재로부터 멀어질수록 충전제의 양이 증가하는 구배의 구조물을 형성하는 단계;
    iii) 전구 중합체를 경화시키는 단계; 및
    iv) 구조물의 표면상에 층을 도포하며, 이때 상기 층과 표면은 잉크 및 잉크용 접착액으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 인쇄액에 대하여 상이한 친화도를 가지며, 상기 구조물이 아닌 층이 레이저 노출에 의해 용융 제거되는 단계
    에 따라서 형성된 인쇄 부재를 제공하는 단계;
    b) 적어도 제2층의 선택된 부분을 용융 제거하기 위해 인쇄 부재를 화상을 나타내는 패턴으로 레이저에 선택적으로 노출시켜 일련의 화상을 직접적으로 형성하는 단계;
    c) 부재에 잉크를 도포하는 단계; 및
    d) 잉크를 기록 매체에 전달하는 단계
    를 포함하는 인쇄 방법.
  19. 제18항에 있어서, 단계(a)를 전구 중합체에 대한 충전제의 양을 증가시키면서 수차례 반복하여 기재로부터 멀어질수록 충전제의 양이 증가하는 구배의 구조물을 형성하는 방법.
  20. 제18항에 있어서, 전구 중합체 및 충전제 물질이 증기로서 침착되는 방법.
  21. 제18항에 있어서, 전구 중합체 및 충전제 물질이 액체로서 침착되는 방법.
  22. 제18항에 있어서, 전구 중합체가 가교결합에 의해 경화되어 매트릭스를 형성하는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 전구 중합체가 다관능성 아크릴레이트 단량체와 배합된 아크릴 중합체를 포함하고, 경화 단계에서 단량체와 중합체를 가교결합시키는 것인 방법.
  24. 제18항에 있어서, 표면이 잉크 수용성이고, 층이 친수성인 방법.
  25. 제24항에 있어서, 층이 1종 이상의 금속과 1종 이상의 비-금속의 화합물을 포함하는 방법.
  26. 제25항에 있어서, 1종 이상의 비-금속이 붕소, 탄소, 질소, 규소 및 산소로 이루어진 군에서 선택되는 방법.
  27. 제25항에 있어서, 층이 (i) d-블럭 전이 금속, (ii) f-블럭 란탄족 원소, (iii) 알루미늄, (iv) 인듐, 및 (v) 주석 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  28. 제27항에 있어서, 층이 티타늄을 포함하는 방법.
  29. 제28항에 있어서, 층이 1종 이상의 티타늄 산화물을 포함하는 방법.
  30. 제28항에 있어서, 층이 티타늄 옥시니트라이드를 포함하는 방법.
  31. 제18항에 있어서, 충전제가 1종 이상의 금속과 함께 1종 이상의 비-금속의 화합물을 포함하는 방법.
  32. 제31항에 있어서, 1종 이상의 비-금속이 붕소, 탄소, 불소, 질소, 산소 및 규소로 이루어진 군에서 선택되는 방법.
  33. 제18항에 있어서, 기재가 안료를 포함하는 방법.
  34. a) 경화성 중합체를 포함하고 제1 표면을 갖는 제1층을 제공하는 단계;
    b) 제1층을 연화시키는 단계;
    c) 연화된 제1층의 제1 표면상에 무기 화합물을 포함하는 침착 물질을 침착시켜 제1층 내로 통합되도록 하는 단계;
    d) 제1층을 경화시켜 통합된 침착 물질을 고정시키는 단계;
    e) 제1 표면의 침착 물질 및 임의의 노출된 부분에 제2층을 도포하는 단계; 이 때
    f) 제1층이 아닌 제2층이 레이저 노출에 의해 적어도 용융 제거되는 단계; 및
    g) 제2층이 잉크 및 잉크용 접착액으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 인쇄액에 대하여 적어도 제1층과 상이한 친화도를 갖는 단계
    를 포함하는, 석판 인쇄 도판의 제조 방법.
  35. 제34항에 있어서, 제2층을 도포하기 전에 제1층으로 침착 물질을 유인하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  36. 제34항에 있어서, 유인 단계가 침착 물질을 하전시키고, 제1층의 제1 표면 반대쪽의 제2 표면에 반대 전하를 인가하여 제1층을 통하여 침착 물질을 유인하는 것을 포함하는 방법.
  37. 제34항에 있어서, 침착 물질이 제1 표면을 완전히 덮어 그 위에 연속적인 층을 형성하며, 침착물질은 (i) 레이저 노출에 의해 용융 제거되거나, (ii) 잉크 및 잉크용 접착액으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 인쇄액에 대한 친화도가 제2층의 친화도와 상이한 것인 방법.
  38. 제34항에 있어서, 침착 물질이 표면을 완전히 덮지 않아 표면상에 노출된 불연속 패턴을 형성하고, 형성된 표면은 잉크 및 잉크용 접착액으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 인쇄액에 대한 친화도가 제2층의 친화도와 상이한 것인 방법.
  39. 제34항에 있어서, 제1층이 다관능성 아크릴레이트 단량체와 배합된 아크릴 중합체를 포함하고, 경화 단계에서 단량체와 중합체를 가교결합시키는 것인 방법.
  40. 제34항에 있어서, 침착 단계를 진공하에 수행하는 방법.
  41. 제34항에 있어서, 침착 물질이 잉크 수용성이고, 제2층이 친수성인 방법.
  42. 제41항에 있어서, 제2층이 1종 이상의 금속과 1종 이상의 비-금속의 화합물을 포함하는 방법.
  43. 제42항에 있어서, 1종 이상의 비-금속이 붕소, 탄소, 질소, 규소 및 산소로 이루어진 군에서 선택되는 방법.
  44. 제42항에 있어서, 제2층이 (i) d-블럭 전이 금속, (ii) f-블럭 란탄족, (iii) 알루미늄, (iv) 인듐, 및 (v) 주석 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  45. 제44항에 있어서, 제2층이 티타늄을 포함하는 방법.
  46. 제45항에 있어서, 제2층이 1종 이상의 티타늄 산화물을 포함하는 방법.
  47. 제45항에 있어서, 제2층이 티타늄 옥시니트라이드를 포함하는 방법.
  48. 제34항에 있어서, 침착 물질이 1종 이상의 금속과 1종 이상의 비-금속의 화합물을 포함하는 방법.
  49. 제48항에 있어서, 1종 이상의 비-금속이 붕소, 탄소, 불소, 질소, 산소 및 규소로 이루어진 군에서 선택되는 방법.
  50. 제34항에 있어서, 제1층이 안료를 포함하는 방법.
  51. a) 일정 비율의 전구 중합체, 및 무기 화합물을 포함하는 충전제 물질의 혼합물을 기재상에 침착시키는 단계;
    b) 상이한 비율로 단계(a)를 수차례 반복하는 단계;
    c) 전구 중합체를 경화시키는 단계;
    d) 구조물의 표면상에 층을 도포하며, 이때 상기 층과 표면은 잉크 및 잉크용 접착액으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 인쇄액에 대하여 상이한 친화도를 가지며, 상기 구조물이 아닌 층이 레이저 노출에 의해 용융 제거되는 단계
    를 포함하는 석판 인쇄 도판의 제조 방법.
  52. 제51항에 있어서, 단계(a)를 전구 중합체에 대한 충전제의 양을 증가시키면서 수 차례 반복하여 기재로부터 멀어질수록 충전제의 양이 증가하는 구배의 구조물을 형성하는 방법.
  53. 제51항에 있어서, 전구 중합체 및 충전제 물질이 증기로서 침착되는 방법.
  54. 제51항에 있어서, 전구 중합체 및 충전제 물질이 액체로서 침착되는 방법.
  55. 제51항에 있어서, 전구 중합체가 가교결합에 의해 경화되어 매트릭스를 형성하는 방법.
  56. 제55항에 있어서, 전구 중합체가 다관능성 아크릴레이트 단량체와 배합된 아크릴 중합체를 포함하고, 경화 단계에서 단량체와 중합체를 가교결합시키는 것인 방법.
  57. 제51항에 있어서, 표면이 잉크 수용성이고, 층이 친수성인 방법.
  58. 제57항에 있어서, 층이 1종 이상의 금속과 1종 이상의 비-금속의 화합물을 포함하는 방법.
  59. 제58항에 있어서, 1종 이상의 비-금속이 붕소, 탄소, 질소, 규소 및 산소로 이루어진 군에서 선택되는 방법.
  60. 제58항에 있어서, 층이 (i) d-블럭 전이 금속, (ii) f-블럭 란탄족, (iii) 알루미늄, (iv) 인듐, 및 (v) 주석 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  61. 제60항에 있어서, 층이 티타늄을 포함하는 방법.
  62. 제51항에 있어서, 층이 1종 이상의 티타늄 산화물을 포함하는 방법.
  63. 제51항에 있어서, 층이 티타늄 니트라이드를 포함하는 방법.
  64. 제51항에 있어서, 충전제가 1종 이상의 금속과 1종 이상의 비-금속의 화합물을 포함하는 방법.
  65. 제64항에 있어서, 1종 이상의 비-금속이 붕소, 탄소, 불소, 질소, 산소 및 규소로 이루어진 군에서 선택되는 방법.
  66. 제51항에 있어서, 기재가 안료를 포함하는 방법.
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