KR20040031059A - 디지털 방식으로 인쇄된 제품 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 컬러 매치형의 디지털 방식으로 인쇄된 총천연색 잉크 제트 이미지를 가지는 3차원 형상의 폴리머 시트 및 라미네이트의 제조 방법에 관한 것이다. 열성형 가능한 가요성 폴리머 베이스웹이 잉크 제트 프린터 내에 배치되고, 용매계(비수계) 디지털 인쇄용 잉크가 잉크 수용층 부존재 하의 베이스웹에 직접 적용되어, 프린터로의 1회 통과로써 다색 장식 패턴을 형성한다. 마감 제품은 3차원 형상으로 열성형 또는 사출성형될 수 있다. 상기 열성형 및/또는 사출성형 전에, 보호용 탑코트가 상기 디지털 방식으로 인쇄된 시트에 적층될 수 있다. 컬러-매치형 제품의 제조 방법은 소프트웨어에 의해 구동되는 패턴 이미지를 스트린 상에 생성시켜 표준 컬러 인쇄 패턴을 나타내는 단계; 색조, 대비, 명암 등에 대한 소프트웨어에 의해 구동되는 이미지 관련 조정을 이용하여 스크린 상에 표시된 표준을 평가 또는 조정하는 단계; 디지털 잉크 제트 프린터에 의해 디지털 인쇄용 잉크 상기 베이스웹에 장식 패턴을 적용하여 인쇄 시편을 제조하는 단계, 및 인쇄 시편에 대하여 선택적인 소프트웨어에 의해 구동되는 이미지-관련 조정을 실시해 상기 인쇄 시편의 이미지를 상기 표준에 컬러 매치시키는 단계; 및 상기 조정된 인쇄 시편의 이미지가 허용 가능한 경우, 디지털 잉크 제트 프린터로 이미지-관련 출력을 전송하여, 허용된 스크린 상의 표준과 컬러-매치된 장식을 인쇄하는 단계를 포함한다.

Description

디지털 방식으로 인쇄된 제품 및 그의 제조 방법 {DIGITALLY PRINTED PRODUCTS AND PROCESS}
3차원 형상의 폴리머 시트 및 라미네이트는 통상 총천연색 장식 인쇄 패턴으로 인쇄된다. 인쇄된 시트 또는 라미네이트는 마감 부재를 제조하기 위하여 사출 성형된 기판에 부착될 수 있다. 이들 제품은 장식 우드 그레인을 포함하는 장식 마감재를 가지는 대시보드 부품 및 게이지와 같은 내장용 자동차 부품, 및 예를 들면 휴대폰, 개인용 전자기기(MP3 및 CD 플레이어), RFIEMI/RFI 차폐재, 간판, 및 외벽 패널과 같은 기타 제품을 포함할 수 있다.
이들 제품은 통상 먼저 개별 층으로 되어있는 컬러층들이 조판기(engraver)로 전달되어 그라비어 플레이트 상에 생성되는 그라비어 인쇄 방법에 의하여 제조된다. 잉크는 개별 컬러층에 대하여 생산되고, 고객의 컬러 샘플을 복사하도록 배합이 이루어진다. 컬러가 허용 가능한 경우, 이들 단계가 반복되어 생산 그라비어실린더가 제조된다. 이어서, 배합체는 그라비어 프레스 상에서 컬러-매치되고, 컬러 매치가 허용 가능한 경우, 그라비어 실린더는 마감 패턴을 인쇄한다. 기판은 마감 디자인의 다양한 컬러 요소를 생산하는 그라비어 프레스를 수회 통과함으로써 인쇄되는 폴리머 시트를 포함할 수 있다. 이어서, 상기 시트는 기판에 적층되고, 마감된 3차원 형상으로 열성형 및 또는 사출성형될 수 있다.
디지털 인쇄는 컴퓨터에 의하여 제작되고 향상된 이미지의 사용을 가능하게 한다. 이는 그라비어 인쇄를 능가하는 실질적인 디자인 및 생산 이점을 제공할 수 있다. 컴퓨터에 의하여 제작된 이미지는 저장될 수 있고, 컴퓨터 메모리로부터 즉석으로 생성될 수 있다. 이는 또한 복수개의 디자인의 동시 인쇄를 가능하게 하는 반면, 그라비어 인쇄는 각각의 개별 디자인을 상술한 바와 같은 다단계 공정으로 인쇄해야 한다.
본 발명은 폴리머 시트 및 라미네이트에 대한 컬러 이미지의 잉크 제트 인쇄, 및 보다 구체적으로는 컬러-매치형(color-matched) 디지털 방식으로 인쇄된 총천연색(full color) 잉크 제트 이미지를 갖는 3차원 형상의 폴리머 시트 및 라미네이트의 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래의 그라비어 인쇄 제품의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도.
도 2는 본 발명의 원리에 따르는 보호용 탑코트를 가지는 디지털 방식으로 인쇄된 라미네이트를 개략적으로 예시한 단면도.
도 3은 인쇄층이 소성층에 직접 적용되는 디지털 방식으로 인쇄된 라미네이트를 개략적으로 예시한 단면도.
도 4는 디지털 방식으로 인쇄된 반투명 라미네이트를 개략적으로 예시한 단면도.
도 5는 디지털 방식으로 인쇄된 투명 탑코트가 투명 코트/컬러 코트/소성 시트 복합층을 포함하는 개별 라미네이트 위에 적층되는 라미네이트를 개략적으로 예시한 단면도.
도 6은 디지털 컬러 조정 방법의 단계들을 개략적으로 예시하는 순서도.
도 7은 디지털 방식으로 인쇄된 기판의 제조 방법을 개략적으로 예시하는 순서도.
도 8은 소성 시트에 적층된 보호용 베이스웹 상의 인쇄에 의하여 제조되는 디지털 방식으로 인쇄된 라미네이트를 개략적으로 예시하는 순서도.
도 9는 투명 기판에 대한 직접 인쇄에 의하여 제조되는 디지털 방식으로 인쇄된 제품을 개략적으로 예시하는 순서도.
도 10은 금속 도금층을 가지는 디지털 방식으로 인쇄된 층을 포함하는 라미네이트를 개략적으로 예시한 단면도.
도 11은 감압성 접착제층을 가지는 PVC 소성 시트에 적용된 디지털 방식으로 인쇄된 층을 포함하는 라미네이트를 개략적으로 예시한 단면도.
도 12는 인쇄층을 가지는 광학적으로 투명한 보호용 코트, 불투명 소성 시트, 및 EMI/RFI 차폐층을 포함하는 라미네이트를 개략적으로 예시한 단면도.
도 13은 인쇄층이 저광택 PVDF/아크릴계 보호 코트 및 강성 PVC 소성 시트사이에 적용된 라미네이트를 개략적으로 예시한 단면도.
도 14는 투명 탑코트를 가지는 배면(reverse) 인쇄된 투명 라미네이트를 개략적으로 예시한 단면도.
도 15는 디지털 방식으로 인쇄된 층을 가지는 두꺼운 시트 라미네이트를 개략적으로 예시한 단면도.
도 16은 디지털 방식으로 인쇄된 층과 함께, 보호용 투명 코트가 잉크 제트 프린터에 의해 도포된 라미네이트를 개략적으로 예시한 단면도.
도 17은 몰드내(in-mold) 필름을 포함하는 디지털 방식으로 인쇄된 라미네이트를 개략적으로 예시한 단면도.
본 발명은 컬러-매치형 디지털 방식으로 인쇄된 총천연색 잉크 제트 이미지를 가지는 열성형 가능한 폴리머 시트 및 라미네이트와 같은 잉크 제트 방식으로 인쇄된 제품의 제조 방법을 제공한다.
한 구현예에서, 본 발명은 열성형 가능한 가요성 폴리머 시트 또는 필름(이하, 베이스웹이라 칭함)을 포함하는 열성형 가능한 라미네이트의 제조 방법을 포함한다. 상기 베이스웹은 잉크 제트 프린터 내에 배치되고, 용매계(비수계) 디지털 인쇄용 잉크는 베이스웹 상의 잉크 수용층의 부존재 하에, 베이스웹에 직접 적용되어, 프린터로의 1회 통과로써 양호한 잉크 부착성을 가지는 다색의 디지털 방식으로 인쇄된 장식 잉크 제트 패턴을 형성한다. 이어서, 인쇄된 마감 베이스웹을 3차원 형상으로 열성형 및/또는 사출성형하는 단계가 이어진다. 본 발명의 개별 구현예에서, 베이스웹 상의 인쇄 패턴은 적층형의 폴리머계 보호용 투명 탑코트에 의하여 보호될 수 있다. 다른 구현예에서, 디지털 인쇄는 투명 코트층의 하부에 직접 적용되어, 프린터로의 1회 통과로써 다색의 투명 코트층에 장식 패턴을 형성할 수 있다. 본 발명의 다른 구현예는 열성형 가능한 컬러-매치형 장식 라미네이트의 제조 방법을 제공한다. 상기 방법은 소프트웨어에 의해 구동되는 패턴 이미지를 스크린 상에 생성시켜, 표준 컬러 인쇄 패턴을 재현하는 단계; 및 예를 들어 색조, 대비, 명암, 채도, 해상도, 및 이미지 크기에 대한 소프트웨어에 의해 구동되는 이미지-관련 조정(image-related adjustment)을 이용하여, 스크린 상에 표시된 표준을 평가 또는 조정하는 단계를 포함한다. 이어서, 디지털 잉크 제트 프린터를 이용해 열성형 가능한 폴리머 시트 또는 필름(베이스웹)에 장식 패턴을 적용하는 단계에 의하여 인쇄 시편이 생성된다. 인쇄 시편의 이미지를 조정하여, 스크린 상에 표시된 허용된 표준에 대해 인쇄 시편의 컬러를 매치시킨다. 조정된 컬러-매치된 인쇄 시편의 이미지가 허용 가능한 경우, 베이스웹 상에 디지털 방식으로 인쇄하기 위한 디지털 잉크 제트 프린터로 이미지-관련 출력을 전송해, 허용된 스크린 상의 표준과 장식 인쇄 컬러를 매치시킨다.
그라비어 인쇄에 비하여, 본 발명의 디지털 인쇄 방법은 컬러-매치 과정 및 다색 이미지의 생성 과정을 가속화한다. 본 발명은 또한 적용된 잉크 제트 이미지가 양호한 인쇄 품질, 양호한 내마모성, 및 기판에 대한 양호한 부착성을 가지는 3차원 형상의 부재에 디지털 방식으로 인쇄된 고품질 이미지를 제공하다. 본 발명은 또한 외장용 등급의 장기적인 내후성, 내구성, 및 고광택과 같은 광학특성을 가지는 보호용 외층을 가지는 디지털 방식으로 인쇄된 라미네이트를 제공한다. 베이스웹에 대한 직접 인쇄는 실질적인 비용 절감효과를 가져온다. 또 다른 장점은, 제품이 인쇄 직후와 같은 외관을 재현할 수 있다는 것이다. 반면, 그라비어 인쇄를 이용하면, 샘플이 일탈해서 베이스웹 시편에 적층되고, 이는 컬러 매치 공정의 속도를 저하시킨다.
디지털 방식으로 인쇄된 이미지는 열성형된 부분에 해당하는 정확한 패턴과 같은 선택된 영역에 적용될 수 있는 반면, 그라비어 인쇄의 경우에는 베이스웹의 전체 폭이 열성형된 부분들 사이의 인쇄된 스크랩 영역을 가지도록 인쇄되어야 한다. 또한, 여기에는 장시간의 래커 생성 및 컬러 검정 시간이 요구되지 않으므로 제조 시 실질적인 비용 절감 이점이 있다.
본 발명의 이상의 장점 및 기타 장점들은 이하의 상세한 설명 및 첨부된 도면을 참조하면 보다 충분히 이해될 것이다.
본 발명은 다색의 장식 인쇄 패턴이 디지털 방식으로 제어되는 잉크 제트 프린터에 의하여 폴리머 시트 또는 라미네이트에 적용되는 디지털 방식으로 인쇄된 제품의 제조 방법을 제공한다. 상기 폴리머 시트 또는 라미네이트는 장식 이미지가 디지털 방식으로 인쇄되는 가요성 필름 또는 시트, 또는 반강성 시트(본 명세서에서는 이들 각각을 베이스웹이라 칭함) 형태의 열성형 가능한 재료를 포함한다. 본 발명의 디지털 인쇄는 컴퓨터 제작 및 강화 이미지의 사용을 가능하게 한다. 마감 제품은 컬러-매치형 디지털 방식으로 인쇄된 총천연색 잉크 제트 이미지를 특징으로 한다. 본 발명은 그라비어 인쇄를 능가하는 실질적인 디자인 및 생산 이점을 제공한다. 그러한 목적으로, 먼저 종래의 대표적인 그라비어 인쇄 방법을 개략적으로 예시한 도 1의 순서도를 참조하면 본 발명을 보다 충분히 이해할 수 있게될 것이다. 이 방법에 따르면, 선택된 디자인은 조판된 그라비어 플레이트를 이용해 허용 가능한 색분해에 대하여 테스트된다. 기존의 그라비어 플레이트가 허용 불가한 경우, 개별적인 층으로 되어있는 컬러층은 조판기로 전달되고, 개별 그라비어 플레이트 상에 개별 층으로서 생성된다. 잉크는 개별 컬러층에 대하여 생산되고, 배합은 그라비어 플레이트로부터 이루어지고, 컬러-매치되어 고객의 디자인 샘플을 복제한다. 컬러 매치가 허용 가능한 경우, 이들 단계가 반복되어 생산 그라비어 실린더가 제조된다. 이어서, 복합체가 그라비어 프레스 상에서 컬러-매치되고, 컬러 매치가 허용 가능한 경우, 그라비어 실린더는 마감 패턴을 인쇄한다. 그라비어 플레이트가 초기에 허용 가능하지 않은 경우, 디지털 재작업이 생산용 그라비어 실린더의 제조에 수반된다. 상기 베이스웹은 마감 디자인의 다양한 컬러 요소를 생성하는 그라비어 프레스의 수회 통과로 인쇄된 폴리머 시트 또는 필름을 포함할 수 있다. 이어서, 상기 시트 또는 필름은 기판에 적층되어, 마감 3차원 형상으로 열성형 및/또는 사출성형될 수 있다.
도 2-5는 본 발명의 원리에 따라 제조되는 디지털 방식으로 인쇄된 제품의 다양한 구조를 예시한다. 기타 구조는 이하에서 설명하며, 도 10-16에 예시하였다. 도 6-9는 디지털 방식으로 인쇄된 본 발명의 제품을 제조하기 위한 다양한 처리 기술을 예시하는 개략도이다.
일반적으로, 상이한 구조들은 인쇄층이 적용되는 폴리머 시트 또는 필름(베이스웹)의 다양한 조합체를 포함한다. 상기 인쇄층은 구체적으로 디지털 인쇄, 바람직하게는 잉크 제트 인쇄를 의미한다. 한 구현예에서는, 디지털 프린터 내에는4개 내지 6개의 컬러 카트리지가 존재한다. 각 카트리지 내의 컬러는 일정하게 유지된다. 소프트웨어 프로그램이 이러한 세트의 컬러를 배합해 이미지를 생성하도록 제어한다. 인쇄는 바람직하게는 잉크 제트 헤드로부터 디지털 방식으로 제어되는 다색의 잉크층을 수령하는 잉크 제트 프린터를 따라 운반될 수 있는 열성형 가능한 가요성 폴리머 물질인 폴리머 베이스웹에 직접 적용된다. 한 구현예에서, 유기 용매계(비수계) 디지털 인쇄용 잉크는 잉크 수령층의 부존재 하의 베이스웹 표면에 적용된다. 디지털 인쇄용 잉크는 일반적으로 비닐 및 아크릴계 수지 물질들이다. 폴리머 시트 또는 필름은 공급롤로부터 풀려 나와, 프린터를 관통해 테이크업(take-up) 롤에 저장될 수 있는 충분한 가요성을 갖는다. 디지털 프린터에 대한 기계적 조정은 상이한 폴리머계 베이스웹 재료에 대한 인쇄에 적합하도록 만들어질 수 있다. 이러한 기계 조정은 건조 시간(베이스웹의 속도), 인쇄 속도, 및 베이스웹의 가열을 포함한다. 인쇄 전과 후의 베이스웹의 가열에는 강제 공기 또는 적외선 드라이어가 사용될 수 있으며, 이는 잉크 부착성을 개선시키고 인쇄된 잉크 패턴을 건조시킨다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 인쇄가 적용되는 폴리머 시트 또는 필름(베이스웹)은 약 0.5 내지 약 40 mm의 두께를 갖는다. 베이스웹은 잉크 제트 프린터를 따라 이송되기에 충분한 가요성을 가지는 열성형 가능한 반강성 소성 시트일 수도 있고, 통상 임시의 가요성 캐리어 시트에 지지된 가요성 박막을 포함할 수도 있다. 반강성 시트는 일반적으로 약 10 내지 40 mm의 두께를 갖는다. 불투명 폴리머 시트 또는 필름은 ABS, TPO, 폴리카보네이트, 아크릴, 및 우레탄을 포함할 수있다. 광학적으로 투명한 시트 또는 필름은 폴리카보네이트, PRTG, 아크릴, 및 우레탄을 포함할 수 있다. 베이스웹으로서 사용되는 얇은 폴리머 필름은 PVC, PVDF/아크릴, 및 우레탄 수지를 포함할 수 있다. 이들 필름은 통상 약 0.5 내지 3 mm의 두께를 갖는다. 이들 필름은 인쇄되는 동안 PET와 같은 임시 캐리어 시트에 지지될 수 있다.
디지털 방식을 인쇄된 제품은 하부 구조를 보호하기에 충분한 내후성 및 내구성을 가지는 보호용 탑코트를 포함할 수 있다. 보호용 탑코트는 내후성 및 외장급 내구성을 가지며, 바람직하게는 열성형 가능한 광학적으로 투명한 폴리머 물질이다. 본 발명에 바람직한 물질은 PVDF/아크릴, PVC, 우레탄, 및 아크릴 수지를 포함한다. PVDF/아크릴 탑코트는 고형물 함량의 비율이 63/37이고, Avery Dennison Corporation으로부터 제품명 AVLOY 하에 입수 가능하다.
투명 프라이머는 인쇄층을 다양한 탑코트에 적절히 부착시키는 데 필요할 수 있다. 통상, 아크릴 수지가 프라이머 코트로 사용된다. 타이 코트층 역시 인쇄층을 시트 또는 필름에 부착시키기 위하여 폴리머 시트 또는 필름에 도포될 수 있다. 타이 코트 재료는 ABS용 아크릴 수지, 및 TPO와 접촉하는 CPO(염소처리 폴리올레핀) 및 인쇄층과 접촉하는 아크릴 수지를 포함하는 TPO용 2층 타이 코트를 포함할 수 있다. 이하에 기재한 바와 같이, 인쇄층은 몇몇 구조에서 보호용 투명 탑코트층에 적용될 수 있다.
본 발명에 유용한 인쇄용 잉크는 (1) 3M Scotchcal Piezo 잉크 제트 잉크 시리즈 3700, (2) Roland FPG 시리즈 및 CR-MR2 시리즈 카트리지, 및 (3)Inkware(divisionof Vutek) 인쇄용 잉크를 포함한다. 본 발명의 실시에 유용한 잉크 제트 프린터는 (1) Scitex "Novo Green", (2) Vutek "Ultra Vu 3360" 및 "Ultra Vu 2360 SC", (3) Roland "Hi-Fi Jet Pro", 및 (4) Raster Graphics 제조의 "Arizona" 프린터를 포함한다.
Roland 프린터는 Roland 인쇄용 잉크 및 3M 인쇄용 잉크를 사용한다. Vutek 프린터는 Inkware 잉크를 사용한다. Scitex 프린터는 그들 고유 브랜드의 잉크를 사용한다. 안료를 함유하는 유기 용매계 잉크는 우수한 내후 결과를 갖는다. 염료를 함유하는 수계 잉크는 유사한 조건 하에서도 불충분한 결과를 나타낸다.
본 발명의 원리를 예시하는 디지털 방식으로 인쇄된 제품의 다양한 구조와 관련하여, 도 2는 보호된 인쇄층(24)을 가지는 열성형 가능한 반강성 폴리머 소성 시트(22)를 포함하는 라미네이트(20)를 예시한다. 본 발명에 따르는 반강성 소성 시트는 약 10 내지 약 40 mm의 두께를 갖는다. 얇은 두께 범위의 베이스웹은 원하는 3차원 형상으로 열성형 가능하다. 인쇄층은 광학적으로 투명한 탑코트(26)의 하부에 직접 적용된 뒤, 소성 시트에 적층될 수 있으며, 오버라미네이트(overlaminate)로서 도포되는 투명한 탑코트를 가지는 소성 층에 직접 적용될 수도 있다. 탑코트층의 인쇄 시, 얇은 탑코트층을 지지하기 위하여, 약 0.5 내지 약 10 mm 두께를 가질 수 있는 임시 캐리어 필름이 사용된다. 선택적인 광학적으로 투명한 프라이머(28)가 인쇄층을 탑코트에 부착시키는 데 사용될 수도 있고, 선택적인 타이 코트층(30)이 인쇄층을 소성 시트에 부착시키기 위하여 상기 소성층에 적용될 수 있다.
도 3은 보호용 탑코트가 없는 디지털 방식으로 인쇄된 라미네이트(32)를 예시한다. 이 구현예에서, 인쇄층(34)은 열성형 가능한 반강성의 불투명 폴리머 소성 시트(36)에 직접 적용된다. 본 발명에 따르는 인쇄층은 소성 시트 상의 개별적인 잉크 수용층의 부존재 하에 소성 시트에 직접 적용될 수 있다. 몇몇 경우, 잉크층은 소성 시트 상의 잉크 수용층 또는 보호용 탑코트의 부존재 하에, 소성 시트에 대한 충분한 부착성 및 공업용 제품을 제조하기에 충분한 내마모성을 갖는다. 그러나, 상기 소성 시트는 TPO를 포함할 수 있고, 선택적인 타이 코트층(38)은 인쇄층을 소성 시트에 부착시키는 데 사용될 수 있다. 이 구조는 휴대폰, MP3 및 CD 플레이어, 및 기타 개인용 전자기기에 유용할 수 있다. 성능 요건은 통상 도 2의 구조가 보다 유용한 내장용 또는 외장용 자동차 부재에 비하여 이러한 유형의 제품에서가 더 낮다.
도 4는 투명 라미네이트(40)가 투명 탑코트(46)에 의하여 보호된 인쇄층(48)을 가지는 광학적으로 투명한 반강성 폴리머 소성 시트(42)를 포함하는 도 2와 유사한 구조를 예시한다. 선택적인 프라이머 코트(44) 및 선택적인 타이 코트(50)는 도 2의 구조와 유사한 방식으로 사용될 수 있다. 인쇄층은 라미네이트를 따라 가시광의 통과가 허용될 정도로 충분히 투명하다. 보다 낮은 성능 요건을 위하여, 도 4의 라미네이트는 보호용 탑코트 없이 만들어질 수 있다.
도 5는 인쇄층(54)을 가지는 투명 오버라미네이트(52)를 예시한다. 이 구조는 인쇄층(54)과 함께 인쇄되는 투명 탑코트(56)를 포함한다. 탑코트는 인쇄 단계 동안 임시 캐리어에 지지되고, 반강성 폴리머 소성 시트(64) 상에 광학적으로 투명한 코트(58), 하층의 착색된 컬러 코트(60), 및 접착제층 또는 사이즈 코트(하부 스탬핑; understamp)(62)를 포함하는 기존의 라미네이트에 적층된다. 투명 탑코트는 인쇄층에 대한 부착을 위하여 선택적인 프라이머 코트(66)를 포함할 수 있다.
도 2 내지 도 5의 구현예들은 초기의 광학 특성(광택, DOI), 인쇄 품질, 및 베이스웹에 대한 인쇄층의 부착성을 실질적으로 유지하면서도, 원하는 형태로 열성형 가능한 디지털 방식으로 인쇄된 라미네이트를 제공한다.
도 6 내지 9는 본 발명의 디지털 방식으로 인쇄된 라미네이트의 컬러-매치 및 생산 방법의 다양한 처리 단계를 예시한다. 도 6은 이미지 스캐닝 단계; 컬러 조정 단계; 및 이미지의 평가에 사용하기 위한 작은 인쇄 시편의 제조 단계를 포함하는 디지털 컬러 조정 방법을 예시한다. 이 과정은 디자인, 바람직하게는 통상 4-컬러 과정과 같은 다색 과정에 의하여 만들어진 디자인의 선택으로 시작되지만, 4개 이상의 잉크 카트리지가 사용될 수 있다. 선택된 디자인은 컴퓨터 스캔(68), 디지털 사진(70), 또는 디지털 화일(72)을 포함하는 다수의 입력 디자인으로부터 비롯된다. 패턴의 소프트웨어에 의해 구동되는 이미지는 표준 컬러 인쇄 패턴을 나타내는 컴퓨터 스크린(74) 상에 표시된다. 상기 표준은 색조, 대비, 명암, 채도, 해상도, 및 이미지 크기에 대한 소프트웨어에 의해 구동되는 이미지-관련 조정을 이용하여 스크린 상에서 평가 및 조정된다. 이들 단계는 76 및 78에 예시된다. 소프트웨어는 통상적으로 컬러층이 백색 인쇄 바탕에 적용되는 것으로 생각된다. 작은 인쇄 시편(80)은 포토샵과 같은 소프트웨어 프로그램을 이용하여 생성된다. 인쇄 시편은 디지털 잉크 제트 프린터에 의하여 적용되는 디지털 인쇄용 잉크를 이용하여 장식 폴리머 베이스웹에 장식 패턴을 적용하는 단계에 의하여 만들어진다. 조정은 인쇄 시편의 이미지에 실시되고 스크린 상에 표시되는 허용된 표준에 인쇄 시편을 컬러-매치시킨다. 스크린 상에 표시된 표준은 컬러-매치 과정이 개시되면 조정되지 않는다. 프린터로부터 조정된 컬러-매치된 인쇄 시편의 이미지 출력이 허용 가능한 경우, 이미지-관련 출력은 베이스웹의 디지털 방식 인쇄를 위한 디지털 잉크 제트 프린터를 통과해 허용된 스크린 상의 표준과 컬러-매치된 장식 인쇄체를 생성한다. 이미지 평가는 82에 예시하였으며, 조정 과정은 84에 예시하였고, 디지털 프린터에 대한 허용 가능한 이미지의 출력은 86에 예시하였다.
도 7은 기판에 대한 직접 인쇄에 의하여 제조되는 디지털 방식으로 인쇄된 제품의 제조 방법을 예시한다. 이 방법에 따르면, 소비자의 요구가 시작되고(88), 컴퓨터-제작 이미지가 생성되고(90), 소프트웨어에 의해 구동되는 컴퓨터 프로그램을 이용하여 컴퓨터 스크린 상에서 상기 이미지가 조정된다(92). 허용 불가한 이미지는 소프트웨어를 이용하여 94에서 조정되고, 이러한 조정은 컴퓨터 스크린 상에 허용 가능한 이미지가 생성될 때까지 이루어진다(96). 허용 가능한 디자인이 선택된 기판에 디지털 방식으로 인쇄되고(98), 선택된 탑코트가 상기 디지털 방식으로 인쇄된 기판에 적층된다(100). 이어서, 얻어진 라미네이트는 마감 부재로 열성형 및/또는 사출성형된다(102).
도 8은 소성 시트에 적층된 보호된 베이스웹 상의 인쇄에 의하여 제조되는 디지털 방식으로 인쇄된 제품의 제조 과정을 예시하는 순서도이다. 이 방법은 소비자의 요구가 개시되는 단계(104), 이미지를 컴퓨터-제작하는 단계(106), 소프트웨어에 의해 구동되는 컴퓨터 프로그램을 이용하여 이미지를 조정하는 단계(108), 컴퓨터 스크린 상에서 허용 불가능한 이미지를 조정하여 이미지 조정을 실시하는 단계(110), 및 허용 가능한 이미지가 112에서 생성되는 경우 허용 가능한 디자인이 선택된 베이스웹(114) 상에 직접 인쇄되는 단계를 포함한다. 상기 디자인은 선택된 기판에 적층되고(116), 이어서 라미네이트는 마감 부재로 열성형 및/또는 사출성형된다(118).
도 9는 투명 기판 상의 직접 인쇄에 의하여 제조되는 디지털 방식으로 인쇄된 제품의 제조 방법을 예시하는 순서도이다. 이 방법에서, 소비자의 요구가 개시되고(104), 이미지가 소프트웨어에 의해 구동되는 컴퓨터 프로그램을 이용하여 조정되고(108), 허용 가능한 이미지(128)가 생성될 때까지 컴퓨터 스크린 상에서 허용 불가한 이미지가 조정된다. 소프트웨어를 이용하여 거울 이미지가 생성되고, 상기 거울 이미지가 투명 기판 상에 디지털 방식으로 인쇄된다(132). 이어서, 마감 라미네이트는 탑코트로서 투명 기판을 이용하여 마감 부재로 열성형 및/또는 사출성형된다(134).
도 10은 금속 도금층(136)을 포함하는 디지털 방식으로 인쇄된 라미네이트를 예시한다. 인쇄층(138)은 인쇄 공정 동안 임시 캐리어에 지지되는 투명 탑코트(140)의 하부에 인쇄된다. 선택적인 프라이머 코트(142)는 인쇄층을 투명 코트에 접착시키는 데 사용될 수 있다. 얻어진 제품은 이후 소성 시트에 적층될 수 있다. 금속 도금층은 진공 금속 도금될 수도 있고, 높은 애스펙트비의 금속 플레이크와 같은 유효 안료를 함유할 수 있다.
도 11은 감압성 접착제층(146)을 가지는 PVC 소성 시트(114)를 포함하는 디지털 방식으로 인쇄된 라미네이트를 예시한다. 인쇄층(148)이 PVC층에 직접 적층된다. 그런 뒤, 탑코트가 감압성 접착제층과 반대측의 PVC 시트 인쇄면에 적층된다.
도 12는 EMI/RFI 차폐층(152)을 포함하는 디지털 방식으로 인쇄된 라미네이트를 예시한다. 이 구조는 불투명 소성 시트(156) 상에 직접 인쇄된 인쇄층(154)을 포함하지만, 상기 인쇄층은 이를 소성 시트에 부착시키기 위한 타이 코트층(158)에 선택적으로 인쇄될 수 있다. 임시 캐리어 상의 투명 탑코트(160) 몰드는 소성 시트의 인쇄층 위에 적층된다. EMI/RFI 코팅은 디지털 방식으로 도포될 수도 있고, 그라비어 또는 배면-롤 코팅에 의하여 도포될 수도 있다. 대안적인 구현예에서, EMI/RFI 차폐 코팅은 투명 탑코트층의 부존재 하에, 도 12에 제시된 것과 유사한 라미네이트에 도포될 수 있다.
도 13은 예를 들어 외벽 패널에 사용될 수 있는 디지털 방식으로 인쇄된 저광택 라미네이트를 예시한다. 이 구조에서, 인쇄층(164)은 인쇄 공정 동안 임시 캐리어(나타내지 않음) 상에 지지된 외부의 저광택 보호용 코트(166)에 적용된다. 인쇄층은 인쇄 단계에 뒤이어 열-활성화 접착제(170)를 이용해 강성 PVC 소성 시트(168)에 적용된다.
도 14는 인쇄층(172)이 투명 소성 시트(174)에 배면-인쇄된 디지털 방식으로 인쇄된 라미네이트를 예시한다. 이 구조는 인쇄층을 투명 소성 시트에 부착시키기 위한 선택적인 프라이머 코트(176)를 포함할 수 있다. 이 구조는 또한 인쇄층과반대측의 소성 시트에 부착시키기 위한 투명 탑코트(178) 및 선택적인 타이 코트(180)를 포함할 수 있다. 투명 탑코트는 투명 소성 시트를 보호하는 데 필요할 수 있다. 보호용 코팅(182)은 배면-인쇄된 층을 보호하기 위한 사출 클래딩 용도에 선택적으로 사용될 수 있다. 도 14 구조의 대안적인 구현예는 투명 탑코트층(178)이 없는 배면-인쇄된 투명 라미네이트를 포함할 수 있다.
도 15는 두꺼운 투명 탑코트(184)를 가지는 디지털 방식으로 인쇄된 라미네이트를 예시한다. 인쇄층(186)은 백색 PVC 시트와 같은 폴리머계 소성 시트(188)에 적용된다. 외부 투명 코트는 인쇄층 상의 두꺼운 우레탄(대략 40 mm) 코트일 수 있다. 상기 우레탄은 2성분 시스템으로서, 보통 그의 두께로 인하여 유출된다. 두꺼운 우레탄층은 우수한 이미지 깊이를 생성한다. 이 구조는 양면 테이프와 같은 접착제층(190)을 추가로 포함할 수 있다.
도 16은 보호용 투명 코트(194)가 잉크 제트 프린터에 의하여 도포된 디지털 방식으로 인쇄된 라미네이트를 예시한다. 이 구조는 소성 시트에 직접 적용되거나 인쇄층을 소성 시트에 부착시키기 위한 타이 코트층(196)을 이용하여 적용되는 불투명 폴리머계 소성 시트(198) 및 인쇄층(192)을 포함한다.
본 명세서에 예시한 구현예는 디지털 잉크 제트 프린터에 의하여 적용되거나, 상층 적층되거나, 또는 롤코팅 또는 스크린 인쇄와 같은 기타 탑코트 도포 방법에 의하여 적용되는 투명 탑코트층을 포함할 수 있다.
도 17은 임시 캐리어에 지지된 투명 탑코트층(202)의 하부에 인쇄된 인쇄층(200)을 포함하는 몰드내 필름을 포함하는 라미네이트를 예시한다. 선택적인 투명 프라이머 코트(204)는 인쇄층을 투명 탑코트의 하부에 부착시킨다. 이어서, 컬러 코트층(206)이 용매 캐스팅과 같은 방법에 의하여 인쇄층에 적용된다. 라미네이트는 사출 몰드 및 유사 몰드 내에 배치될 수 있으며, 성형 물질 유래의 수지는 기판을 형성하는 컬러 코트층의 배면에 사출될 수 있다. 그런 뒤, 몰드가 개방되고, 투명 탑코트 상에 놓인 보호용 폴리에스테르 캐리어(나타내지 않음)가 제거된다. 상기 컬러 코트층은 사출 성형 사이클 동안 가외의 불투과성 및 보호층을 인쇄층에 제공한다.
실시예 1
본 실시예(및 실시예 2 내지 4)는 임시 캐리어에 지지된 얇은 폴리머 필름을 포함하는 베이스웹 상의 디지털 인쇄, 및 이어서 ABS 소성 시트로의 베이스웹의 적층에 대하여 설명한다. 1.0 mm의 고광택 PET 임시 캐리어에 지지된 1.0 mm의 투명한 PVC 필름의 롤을 잉크 제트 프린터 내에 배치하였다. 베이스웹 상의 잉크 수용층의 부존재 하에, 필름 표면에 이미지를 직접 인쇄하였다. 인쇄 헤드와 접촉시키기 직전에 필름을 120℉로 가열하였다. 본 발명의 라미네이트 및 필름은 잉크 부착성이 개선되도록 인쇄 전에 예열된다. 본 발명에서 이해하는 바와 같이, 120℉는 양호한 접착에 필요한 최소의 온도이다. 상이한 컬러의 여러 이미지가 PVC 필름에 나란히 인쇄되었다. 이들 이미지는 색조, 대비, 명암, 채도, 해상도, 및 이미지 크기와 같은 인쇄 품질 인자들을 변화시키는 소프트웨어를 이용하여 사전 조정되었다.
잉크 제트 프린터는 Vutek 3360이었다. 인쇄된 잉크는 Inkware 계열의 유기용매계 잉크이었다. Vutek 3360 잉크 제트 프린터는 360 dpi(도트/인치)의 해상도를 가졌다.
PVC 필름이 인쇄 헤드에서 배출된 뒤, 필름을 적외선 히터로 즉시 가열하였다. 이는 필름 온도를 120℉으로 다시 상승시켜, 인쇄된 잉크 용매의 건조를 촉진하였다.
필름은 대략 분당 200 제곱 피트의 속도로 인쇄되었다.
프린터로부터 필름을 제거한 후, 보유 용매에 대하여 테스트하였다. 보유 용매는 PVC 필름으로 인쇄된 그라비어에 필적하는 8.4%이었다.
그런 다음, 인쇄된 필름을 20 mm의 ABS 소성 시트에 가열 및 가압 적층하였다.
적층 드럼 압력은 80 psi이었고, 선속은 25 fpm이었으며, 드럼 온도는 400℉이었다. 적층 단계 동안 PET 캐리어를 제거하였다.
적층 후, 330℉의 온도에서 시트를 3차원 형상으로 열성형하였다. 열성형된 시트의 광택, 컬러 및 DOI는 그라비어 방식으로 인쇄된 제품에 가시적으로 필적하였다.
열성형된 시편을 손질하고, ABS 기판 물질을 라미네이트 시트의 배면에 성형한 사출 몰드 내에 배치하였다.
얻어진 사출 성형 부재를 Xenon 내후 계측기로 테스트하였다. 테스트 설명서는 SAE J1885이었다. 500 및 1240 kJ 노출 후에도, 샘플은 본래의 광택 및 DOI를 유지하였다(광택 보유는 모든 가속화 내후 샘플에 대해 적어도 70%의 보유율이나타난 경우 대등한 것으로 간주함). 얻어진 라미네이트의 컬러 인쇄 품질은 그라비어 방식으로 인쇄된 라미네이트에 필적하는 것으로 평가되었다.
광택 판독과 관련하여, 본 실시예(및 이하의 실시예 2, 3, 및 6 내지 9)는 일반적으로 고광택 베이스웹에 대하여 50 광택 단위(60° 계측기로 측정)의 최소의 광택 판독값을 나타내었다.
실시예 2
1.0 mm의 고광택 PET 임시 캐리어에 지지된 0.7 mm의 투명한 우레탄 필름의 롤을 잉크 제트 프린터 내에 배치하였다. 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 프린터, 인쇄용 잉크, 인쇄 속도, 해상도, 및 이미지를 사용하였다. 우레탄 필름은 잉크 수용층을 함유하지 않는다. 우레탄 필름을 인쇄 헤드와 접촉시키기 직전에 필름을 160℉로 가열하였다. (실시예 1에 비하여) 필름 예열 온도가 높으면 우레탄에 대해 보다 양호한 인쇄 외관이 나타난다는 것을 발견하였다.
잉크 제트 이미지를 필름 표면에 직접 인쇄하고, 필름을 다시 적외선 히터를 이용해 120℉의 온도로 즉시 가열하여, 인쇄용 잉크의 용매를 건조시켰다.
프린터로부터 필름을 제거한 후, 보유 용매에 대하여 테스트하였다. 보유 용매는 그라비어 방식으로 인쇄된 우레탄 필름에 필적하는 8.8%이었다.
실시예 1에서 이용한 것과 동일한 적층, 열성형, 및 사출성형 단계를 이용하였다.
얻어진 사출 성형 부재를 SAE J1885 테스트 설명서를 이용하여 Xenon 내후 계측기로 테스트하였다. 500 및 1240 kJ 노출 후에도, 샘플은 본래의 광택 및 DOI를 유지하였다.
실시예 3
2.0 mm의 고광택 PET 임시 캐리어에 지지된 1.8 mm의 투명한 우레탄 필름의 롤을 잉크 제트 프린터 내에 배치하였다. 실시예 2에서 사용한 것과 동일한 프린터, 인쇄용 잉크, 인쇄 속도, 필름 예열 온도, 적외선 가열, 해상도, 및 이미지를 사용하였다. 필름은 잉크 수용층을 함유하지 않는다.
프린터로부터 필름을 제거한 후, 보유 용매에 대하여 테스트하였다. 보유 용매는 그라비어 방식으로 인쇄된 PVDF/아크릴 필름에 필적하는 2.9%이었다.
실시예 1 및 2에서 이용한 것과 동일한 적층, 열성형, 및 사출성형 단계를 이용하였다.
얻어진 사출 성형 부재를 SAE J1885 테스트 설명서를 이용하여 Xenon 내후 계측기로 테스트하였다. 500 및 1240 kJ 노출 후에도, 샘플은 본래의 광택 및 DOI를 유지하였다.
나아가, 열성형(사출성형 배제) 샘플에 대하여 다음과 같은 테스트를 실시하였다:
2000시간 QUV(ASTM G53 설명서)
2000시간 Xenon 내후 계측기(SAE J1960 설명서)
500시간 Carbon Arc 내후 계측기
72시간 수침지(70℃ 하).
수침지 테스트 종료 후, General Motors 테이프 테스트 GM 9071을 실시한 결과, 샘플은 테스트에 합격하였다. 모든 샘플은 가속화 내후 테스트에서 그들 고유의 광택 및 DOI를 유지하였다.
실시예 4
1.0 mm의 PET 임시 캐리어에 지지된 0.7 mm의 투명한 저광택 우레탄 필름의 롤을 잉크 제트 프린터 내에 배치하였다. 우리탄 필름 내의 충전재(예를 들면, 필름 미립자 실리카)의 존재는 그들의 광택을 저하시키는 제제로서의 역할을 한다. 상기 저광택 필름은 약 10 광택 단위 미만의 60° 광택을 갖는다. 실시예 2 및 3에서 사용한 것과 동일한 프린터, 인쇄용 잉크, 인쇄 속도, 필름 예열 온도, 적외선 가열, 해상도, 및 이미지를 사용하였다.
프린터로부터 필름을 제거한 후, 보유 용매에 대하여 테스트하였다. 보유 용매는 그라비어 방식으로 인쇄된 저광택 우레탄 필름에 필적하는 10.7%이었다.
실시예 1, 2, 및 3에서 이용한 것과 동일한 적층, 열성형, 및 사출성형 단계를 이용하였다.
얻어진 사출 성형 부재를 SAE J1885 테스트 설명서를 이용하여 Xenon 내후 계측기로 테스트하였다. 500 및 1240 kJ 노출 후에도, 샘플은 본래의 광택 및 DOI를 유지하였다. 500 kJ Xenon 테스트에 대하여, 초기 60° 광택은 8.1 광택 단위로 측정되었고; 최종 60° 광택은 6.0 광택 단위로 측정되었다.
실시예 5
본 실시예는 ABS 소성 시트의 디지털 인쇄에 대하여 설명한다. 10 mm의 반강성의 불투명한 회색 ABS 시트의 롤을 잉크 제트 프린터 내에 배치하였다. 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 프린터, 인쇄용 잉크, 인쇄 속도, 해상도, 및 이미지를 사용하였다. ABS 시트는 잉크 수용층을 함유하지 않는다.
프린터로부터 ABS 시트를 제거한 후, 잉크 부착성에 대하여 테스트하였다. 사용된 테스트는 General Motors 설명서 GM9071이었다. 이 테스트 동안 잉크는 전혀 제거되지 않았다.
이어서, 인쇄된 ABS 시트를 실시예 1에서와 동일한 조건 하에 열성형하였다.
열성형 후, GM 9071 테스트를 다시 실시하였다. 샘플은 잉크가 전혀 제거되지 않아 합격이었다.
실시예 6
본 실시예는 투명한 필름의 직접 디지털 인쇄에 대하여 설명한다. 2.0 mm의 PET 임시 캐리어에 지지된 1.8 mm의 투명한 PVDF/아크릴 필름의 롤을 잉크 제트 프린터 내에 배치하였다. 실시예 3에서 사용한 것과 동일한 프린터, 인쇄용 잉크, 인쇄 속도, 필름 예열 온도, 적외선 가열, 해상도, 및 이미지를 사용하였다.
얻어진 필름은 실시예 3에서와 동일한 보유 용매 수준을 갖고 있었다.
인쇄된 PVDF/아크릴 필름을 20 mm의 투명한 PETG 시트에 적층하였다. 얻어진 제품은 상당량의 가시광을 상기 라미네이트로 통과시키는 반투명한 외관을 갖고 있었다.
적층 및 열성형 조건은 이상의 실시예들에서와 동일하였다. 상기 샘플은 사출성형하지 않았다.
얻어진 열성형 부재에 대하여 QUV 자외선 응축 테스터 내에서 2800시간 동안테스트하였다. 사용된 테스트 방법은 ASTM G53이었다. 2800시간 노출 후에도, 샘플은 본래의 광택, 컬러, 및 DOI를 유지하였다.
실시예 7
본 실시예는 상이한 잉크 제트 프린터의 사용에 대하여 설명한다. 2.0 mm의 고광택 PET 임시 캐리어에 지지된 1.8 mm의 투명한 PVDF/아크릴 필름의 롤을 잉크 제트 프린터 내에 배치하였다. 이때 사용한 프린터는 Raster Graphics 제조의 Arizona이었다. 상이한 컬러의 여러 이미지를 필름에 나란히 인쇄하였다. 이들 이미지의 해상도는 300 dpi이었다. 사용된 잉크는 3M Scotchcal Piezo 잉크 제트 시리즈 3700이었다.
필름을 대략 분당 90 제곱 피트의 속도로 인쇄하였다. 인쇄는 수용층의 부존재 하에, 필름 표면에 직접 이루어졌다.
이어서, 인쇄된 필름을 실시예 1 내지 4에서와 동일한 방식으로 적층, 열성형, 및 사출성형하였다.
얻어진 열성형 부재에 대하여 QUV 자외선 응축 테스트기 내에서 2800시간 동안 테스트하였다. 사용된 테스트 방법은 ASTM G53이었다. 2800시간 노출 후에도, 샘플은 본래의 광택, 컬러, 및 DOI를 유지하였다.
실시예 8
1.0 mm의 고광택 PET 임시 캐리어에 지지된 1.0 mm의 투명한 PVC 필름의 롤을 Roland 용매 잉크 제트 프린터 내에 배치하였다. 상이한 컬러의 여러 이미지를 필름에 나란히 인쇄하였다. 이들 이미지의 해상도는 1440 dpi이었다. 사용된 잉크는 CR-MR2 카트리지로 인쇄된 Roland FPC 시리즈이었다.
필름을 대략 분당 16 제곱 피트의 속도로 인쇄하였고, 인쇄는 필름 표면에 직접 이루어졌다.
이어서, 인쇄된 필름을 실시예 1 내지 4에서와 동일한 방식으로 적층, 열성형, 및 사출성형하였다.
해상도가 높기 때문에, 이들 샘플은 그라비어 방식으로 인쇄된 샘플의 품질보다 우수한 것으로 평가되었다.
실시예 9
본 실시예는 투명한 베이스웹 상의 인쇄, 및 이어서 TPO 소성 시트로의 적층을 설명한다. 2.0 mm의 고광택 PET 임시 캐리어에 지지된 1.8 mm의 투명한 PVDF/아크릴 필름의 롤을 실시예 3에서와 동일한 인쇄 단계 및 처리 조건으로 처리하였다.
이어서, 인쇄된 필름을 20 mm의 TPO 시트에 가열 및 가압 적층하였다. 이 TPO 시트에는 부착 개선을 위하여 CPO/아크릴의 2층 코팅이 사전 적층되었다. 인쇄면을 상기 2층 코팅의 아크릴측에 적층하였다. 적층 드럼 압력은 80 psi이었고, 선속은 25 fpm이었으며, 드럼 온도는 380℉이었다.
적층 후, 320℉의 시트 온도에서 시트를 열성형하였다. 열성형된 시트의 광택 및 DOI는 그라비어 방식으로 인쇄된 제품에 필적하였다.
열성형된 시편을 손질하고, 사출 몰드 내에 배치하여, TPO 기판 물질을 라미네이트 시트의 배면에 성형하였다.
얻어진 사출 성형 부재를 Xenon 내후 계측기로 테스트하였다. 사용된 테스트 설명서는 SAE J1885이었다. 500 및 1240 kJ 노출 후에도, 샘플은 본래의 광택 및 DOI를 유지하였다.
실시예 10
본 실시예는 TPO 소성 시트에 상의 디지털 인쇄에 대하여 설명한다. 20 mm의 불투명 TPO 시트를 잉크 제트 프린터 내에 배치하였다. 이 TPO 시트에는 부착 개선을 위하여 CPO/아크릴의 2층 코팅이 사전 적층되었다. 상기 2층 코팅의 아크릴측에 잉크로 인쇄하였다. 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 프린터, 잉크, 인쇄 속도, 해상도, 적외선 가열, 및 이미지를 사용하였다.
TPO 시트를 프린터로부터 제거한 후, 잉크 부착성에 대하여 테스트하였다. 사용된 테스트는 GM9071이었다. 이 테스트 동안 잉크는 전혀 제거되지 않았다.
이어서, 인쇄된 TPO 시트를 실시예 9에서와 동일한 조건을 이용해 열성형하였다.
열성형 후, GM9071 테스트를 다시 실시하였다. 샘플은 잉크가 전혀 제거되지 않아 합격이었다.
실시예 11
20 mm의 불투명한 갈색 ABS 시트의 롤을 잉크 제트 프린터 내에 배치하였다. 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 프린터, 잉크, 인쇄 속도, 해상도, 적외선 가열, 및 이미지를 사용하였다. 인쇄는 ARS 시트의 표면에 직접 실시되었다.
이어서, ABS 시트를 프린터로부터 제거하였다. 2.0 mm의 고광택 PET 임시캐리어에 지지된 투명한 1.8 mm PVDF/아크릴 필름의 시편을 인쇄면에 적층하였다. 적층 드럼 압력은 80 psi이었고, 선속은 25 fpm이었으며, 드럼 온도는 400℉이었다.
이어서, 상기 라미네이트를 실시예 1에서와 동일한 조건을 이용하여 열성형 및 사출 클래딩하였다.
얻어진 사출 성형 부재를 SAE J1885 설명서를 이용하여 Xenon 내후 계측기로 테스트하였다. 500 및 1240 kJ 노출 후에도, 샘플은 본래의 광택, 컬러, 및 DOI를 실질적으로 유지하였다. 상기 부재의 외관은 실시예 3에서 제조된 샘플과 동일한 것으로 평가되었다. 1240 kJXenon 테스트에 대하여, 초기 60° 광택은 79.6으로 측정되었고; 최종 60° 광택은 59.3으로 측정되었다.
실시예 12
20 mm의 불투명한 검은색 TPO 시트의 롤을 잉크 제트 프린터 내에 배치하였다. TPO 시트에는 부착 개선을 위하여 CPO/아크릴의 2층 코팅이 사전 적층되어 있다. 상기 2층 코팅의 아크릴측에 잉크로 인쇄하였다. 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 프린터, 잉크, 인쇄 속도, 해상도, 적외선 가열, 및 이미지를 사용하였다.
이어서, TPO 시트를 프린터로부터 제거하였다. 2.0 mm의 고광택 PET 임시 캐리어에 지지된 1.8 mm PVDF/아크릴 필름의 시편을 인쇄면에 적층하였다. 적층 드럼 압력은 80 psi이었고, 선속은 25 fpm이었으며, 드럼 온도는 380℉이었다.
이어서, 상기 라미네이트를 실시예 9에서와 동일한 조건을 이용하여 열성형 및 사출 클래딩하였다.
얻어진 사출 성형 부재를 SAE J1885 설명서를 이용하여 Xenon 내후 계측기로 테스트하였다. 500 및 1240 kJ 노출 후에도, 샘플은 본래의 광택, 컬러, 및 DOI를 실질적으로 유지하고 있었다. 상기 부재의 외관은 실시예 9에서 제조된 샘플과 동일한 것으로 평가되었다. 1240 kJXenon 테스트에 대하여, 초기 60° 광택은 76.2로 측정되었고; 최종 60° 광택은 67.8로 측정되었다.
실시예 13
20 mm의 투명한 PETG 시트의 롤을 잉크 제트 프린터 내에 배치하였다. 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 프린터, 잉크, 인쇄 속도, 해상도, 적외선 가열, 및 이미지를 사용하였다. 인쇄는 잉크 수용층의 부존재 하에 PETG 시트에 직접 실시되었다.
인쇄된 PETG 시트를 300℉의 시트 온도로 열성형하였다. 얻어진 열성형 시편은 실시예 1, 2, 및 3의 샘플에 필적하는 광택 및 DOI를 갖고 있었다. PETG는 열성형 후에도 그의 투명성을 유지하였다. 잉크 제트 인쇄의 반투명성으로 인하여, 열성형된 시편은 일부의 가시광을 투과시켰다.
실시예 14
3 mm의 불투명한 접착제-소성 PVC 필름의 롤을 잉크 제트 프린터 내에 배치하였다. 이 PVC는 Avery Dennison Corp.으로부터 상업적으로 입수 가능하고, 제품 번호는 MPI 1005이다. 실시예 7에서 사용한 것과 동일한 프린터, 잉크, 인쇄 속도, 및 해상도를 사용하였다. 상기 PVC 필름은 임시 캐리어에 지지하지 않았다. 상기 필름은 예열하지 않았다.
얻어진 필름을 GM 9071 설명서를 이용해 잉크 부착성에 대하여 테스트하였다. 이 테스트 동안 잉크는 전혀 제거되지 않았다.
이어서, 필름을 진공 테이블 상에 배치하였다. 상업적으로 입수 가능한 Chem-Dec 829인 2성분 우레탄을 잉크 제트 인쇄 패턴으로 40 mm 깊이로 가하였다. 우레탄을 실온에서 완전 경화될 것으로 생각되는 24시간 동안 건조시켰다.
얻어진 제품은 20의 60° 광택 및 90의 DOI를 갖고 있었다. 이들 판독값은 기타 실시예들에서보다 휠씬 높은 것이었는데, 이는 우레탄의 두께 및 투명성이 크기 때문이었다.

Claims (35)

  1. 열성형 가능한 가요성 폴리머 베이스웹(baseweb)을 포함하는, 디지털 방식으로 인쇄된 열성형 가능한 제품의 제조 방법으로서,
    베이스웹 상의 잉크 수용층의 부존재 하에, 다색 포맷의 용매계(비수계) 디지털 인쇄용 잉크를 상기 베이스웹에 직접 적용하기 위하여, 상기 베이스웹을 디지털 방식으로 제어되는 잉크 제트 프린터에 통과시켜, 상기 프린터로의 1회 통과로써 상기 베이스웹 상에 다색 장식 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 방식으로 인쇄된 열성형 가능한 제품의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 잉크 인쇄 단계 후, 상기 인쇄된 베이스웹을 3차원 형상으로 열성형(thermoforming) 및/또는 사출성형(injection molding)하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 열성형 단계 전, 상기 베이스웹의 인쇄된 표면 위에 보호용의 내후성 폴리머 투명 코트층을 적층하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 베이스웹의 하부에 스탬핑(understamp)된 타이 코트(tie coat)를 포함하고, 상기 디지털 인쇄용 잉크가 상기 베이스웹에 대한 인쇄된 잉크 패턴의 부착성이 향상되도록 상기 타이 코트를 함유하는 영역에 적용되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 베이스웹이 약 0.5 내지 약 40 ㎜의 두께를 가지는 폴리머 필름 또는 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    투명 코트를 도포하는 디지털 잉크 제트 프린터를 이용하여 상기 베이스웹 상에 디지털 방식으로 인쇄된 장식 패턴 위에 상기 베이스웹 재료와 상이한 폴리머로 이루어지는 내마모성 및 UV-내성의 보호용 투명 코트를 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄 단계 동안, 실온에서의 인쇄에 비해 잉크 부착성을 개선시키기에 충분한 승온 하에 상기 베이스웹을 유지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 인쇄 단계 전, 상기 베이스웹을 약 120℉보다 높은 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 인쇄 단계 후, 상기 베이스웹을 약 120℉보다 높은 온도로 재가열하여 상기 잉크의 용매를 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 보호용 투명 코트층의 60° 광택 수준이 열성형 전과 후에 약 50 광택 단위(gloss unit)보다 높은 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 베이스웹이 임시적인 가요성 고광택 캐리어 시트 상에 지지된 약 3 ㎜ 미만의 두께를 가지는 가요성 폴리머 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 인쇄된 베이스웹을 가열 및 가압 하에 열성형 가능한반강성(semirigid) 폴리머 소성 시트에 적층하여, 상기 3차원 형상으로 열성형 또는 성형된 디지털 방식으로 인쇄된 라미네이트를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 열성형 또는 성형 단계 후의 마감 라미네이트의 60° 광택이 약 50 광택 단위보다 높은 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 열성형된 베이스웹이 GM 9071 잉크 부착 테스트에 합격를 통과하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  15. 제2항에 있어서,
    상기 열성형 또는 성형된 베이스웹이 SAE J1885 제논 내후 계측기 테스트(SAE J1885 Xenon Weatherometer test)에 따라 테스트 시, 본래의 광택을 실질적으로 유지하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  16. 제2항에 있어서,
    상기 열성형 또는 성형된 베이스웹이 ASTM G53 QUV 가속화 내후 테스트(ASTM G53 QUV accelerated weather test)에 따라 테스트 시, 본래의 광택을 실질적으로유지하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  17. 약 1 내지 약 40 ㎜ 범위의 두께를 가지는 열성형 가능한 반강성 폴리머 소성 시트를 포함하는 열성형 가능한 라미네이트의 제조 방법으로서,
    상기 소성 시트를 디지털 방식으로 제어되는 잉크 제트 프린터에 통과시키는 단계; 및
    시트 상의 잉크 수용층의 부존재 하에, 용매계(비수계) 디지털 인쇄용 잉크를 상기 디지털 방식으로 제어되는 잉크 제트 프린터로부터 소성 시트에 직접 적용하여, 상기 프린터로의 1회 통과로써 상기 시트 상에 다색 장식 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 잉크 인쇄 단계 후, 상기 소성 시트를 3차원 형상으로 열성형 및/또는 사출성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 열성형 또는 성형된 시트가 GM 9071 잉크 부착 테스트에 합격하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 열성형 또는 성형된 시트가 SAE J1885 제논 내후 계측기 테스트에 따라 테스트 시, 본래의 광택을 실질적으로 유지하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 열성형 또는 성형된 시트가 ASTM G53 QUV 가속화 내후 테스트에 따라 테스트 시, 본래의 광택을 실질적으로 유지하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  22. 제17항에 있어서,
    보호용 폴리머 투명 외코트를 상기 소성 시트의 인쇄면 위에 도포한 다음, 얻어진 라미네이트를 열성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 라미네이트의 60° 광택이 열성형 전과 후에 50 광택 단위보다 높은 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 열성형된 라미네이트가 GM 9071 잉크 부착 테스트에 합격하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 열성형 또는 성형된 라미네이트가 SAE J1885 제논 내후 계측기 테스트에 따라 테스트 시, 본래의 광택을 실질적으로 유지하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  26. 제22항에 있어서,
    상기 열성형 또는 성형된 라미네이트가 ASTM G53 QUV 가속화 내후 테스트에 따라 테스트 시, 본래의 광택을 실질적으로 유지하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  27. 열성형 가능한 디지털 방식으로 인쇄된 라미네이트의 제조 방법으로서,
    약 0.5 내지 약 40 ㎜ 범위의 두께를 가지는 열성형 가능한 가요성 또는 반강성 베이스웹을 제공하는 단계;
    베이스웹 상의 잉크 수용층의 부존재 하에, 다색 포맷 내의 용매계(비수계) 디지털 인쇄용 잉크를 상기 베이스웹에 직접 적용하도록 상기 베이스웹을 디지털 방식으로 제어되는 잉크 제트 프린터에 통과시켜, 상기 프린터로의 1회 통과로써 상기 베이스웹 상에 다색 장식 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 인쇄된 베이스웹을 3차원 형상으로 열성형 및/또는 사출성형하는 단계
    를 포함하고, 상기 베이스웹은 인쇄 단계 동안에 약 120℉보다 높은 온도로 유지되고, 상기 열성형된 인쇄된 베이스웹은 GM 9071 잉크 부착 테스트에 합격하기에 충분한 잉크 부착성을 가지는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 인쇄된 베이스웹으로부터 라미네이트를 형성하는 단계 및 상기 라미네이트를 3차원 형상으로 열성형하는 단계를 포함하고, 상기 라미네이트는 적어도 성형 가능한 보호용 투명 탑코트층을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 열성형된 라미네이트의 보호용 탑코트층이 약 50 광택 단위 이상의 60° 광택을 가지는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  30. 제27항에 있어서,
    상기 열성형된 베이스웹이 SAE J1885 제논 내후 계측기 테스트에 따라 테스트 시, 본래의 광택을 실질적으로 유지하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  31. 제27항에 있어서,
    상기 열성형된 베이스웹이 ASTM G53 QUV 가속화 내후 테스트에 따라 테스트 시, 본래의 광택을 실질적으로 유지하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  32. 컬러-매치형의 디지털 방식으로 인쇄된 제품의 제조 방법으로서,
    소프트웨어에 의해 구동되는 다색 인쇄 패턴을 컴퓨터 스트린 상에 생성시켜, 디지털 방식으로 인쇄된 제품의 표준 컬러 인쇄 패턴을 재현하는 단계; 및
    베이스웹 상의 잉크 수용층의 부존재 하에, 다색 포맷의 용매계(비수계) 디지털 인쇄용 잉크를 상기 베이스웹에 직접 적용하도록, 상기 베이스웹을 디지털 방식으로 제어되는 잉크 제트 프린터에 통과시켜, 상기 프린터로의 1회 통과로써 상기 베이스웹 상에 다색 장식 패턴을 형성하는 단계를 통해, 열성형 가능한 가요성 폴리머 베이스웹을 포함하는 디지털 방식으로 인쇄된 열성형 가능한 제품을 제조하는 단계
    를 포함하고, 상기 디지털 방식으로 인쇄된 제품 상의 장식 패턴이 컴퓨터 스크린 상에 표시된 상기 표준 컬러 인쇄 패턴의 다색 인쇄 패턴과 컬러-매치되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 인쇄된 베이스웹을 열성형 및/또는 사출성형하여 3차원 형상을 가지는 마감 제품을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 마감 제품 상의 장식 패턴의 인쇄 품질이 상기 열성형 단계 전의 인쇄 패턴에 실질적으로 필적하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  34. 제32항에 있어서,
    상기 인쇄 단계 동안, 상기 베이스웹을 약 120℉보다 높은 온도로 유지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  35. 열성형 가능한 컬러-매치형 장식 라미네이트의 제조 방법으로서,
    소프트웨어에 의해 구동되는 패턴 이미지를 스크린 상에 생성시켜, 표준 컬러 인쇄 패턴을 재현하는 단계;
    소프트웨어에 의해 구동되는 이미지-관련 조정(image-related adjustment)을 이용하여, 스크린 상에 표시된 표준을 평가 또는 조정하는 단계;
    디지털 잉크 제트 프린터에 의해 적용되는 디지털 인쇄용 잉크를 이용하여, 열성형 가능한 가요성 또는 반강성 폴리머 소성 시트에 장식 패턴을 적용하는 단계를 통해 인쇄 시편을 제조하는 단계;
    선택적인 소프트웨어에 의해 구동되는 이미지-관련 조정을 실시하여 상기 인쇄 시편의 이미지를 상기 표준에 컬러 매치시키는 단계; 및
    상기 조정된 인쇄 시편의 이미지가 허용 가능한 경우, 디지털 잉크 제트 프린터에 이미지-관련 출력을 전송하여, 허용된 스크린 상의 표준과 컬러-매치된 장식 인쇄를 소성 시트 상에 인쇄하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
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