KR20080053329A - 인쇄 방법 - Google Patents

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KR20080053329A
KR20080053329A KR1020087007946A KR20087007946A KR20080053329A KR 20080053329 A KR20080053329 A KR 20080053329A KR 1020087007946 A KR1020087007946 A KR 1020087007946A KR 20087007946 A KR20087007946 A KR 20087007946A KR 20080053329 A KR20080053329 A KR 20080053329A
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폴 레이몬드 드루리
로버트 하베이
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Abstract

오프셋 인쇄 방법이 제공되는데, 여기에서 바니쉬의 층 또는 유사한 코팅 물질이 인쇄 드럼으로 침착되고 잉크 이미지 패턴 층은 잉크제트 인쇄와 같은 기술을 이용하여 바니쉬 층으로 인쇄된다; 인쇄 드럼은 바니쉬 층의 일부가 그 위에 있는 상태로 인쇄 기판으로 잉크 층을 전사시키며, 따라서 인쇄된 이미지를 위한 덮개층으로서 작용한다.

Description

인쇄 방법{Method of printing}
본 발명은 인쇄 방법에 관한 것이며 특히 오프셋 인쇄(offset printing)에 관한 것이다.
종래의 인쇄 방법에서 잉크는 인쇄 기판상에 직접적으로 침착(deposit)되었다. 그러한 방법들에 고유한 문제점들은 공지되어 있으며 잉크의 번짐(bleeding), 관통(strike-through) 및 흐름(runoff)을 포함한다. 그러한 문제점들을 배제시키는 것은 신중하고, 따라서 제한적인 잉크 및 기판의 선택을 필요로 한다. 이것은 특히 잉크가 잉크 방울로 기판상에 침착되는 잉크제트 인쇄의 경우이다. 기판은 잉크의 흐름을 회피하기 위하여 잉크를 흡수할 정도로 다공성일 필요가 있지만, 관통을 야기하도록 다공성이어서는 아니된다.
다공성이 많은 기판들은 종래의 인쇄 기술에 따르면 종이 표면 안으로 최대 10 내지 15 ㎛ 까지 잉크가 침투하는 것이 밝혀졌다. 결과적으로, 염료 입자들은 기판에 수직으로 순조롭게 분산된다. 공지된 바와 같이 칼러의 인쇄는 염료 입자들과 상호 작용하는 기판 표면에 의해 반사되는 광자(photon)에 의해 야기된다. 그러한 광자들은 기판에 의한 반사 이후에 약 2㎛ 의 평균 자유 경로를 가진다. 따라서, 염료가 기판 안으로 최대 15 ㎛ 까지 침투함으로써, 관찰자에게 도달하는 칼러 의 광의 강도는 매우 낮다. 이것은 그러한 기판상에 인쇄된 칼러들이 희미하게 보이게 한다.
오프셋 인쇄에서, 잉크는 기판상에 침착되기 이전에, 통상적으로 금속 드럼인 전사 매체(transfer medium)에 침착된다. 통상적인 오프셋 인쇄 방법에서, 금속 드럼은 그 안으로 에칭된 소망의 인쇄 이미지 패턴을 가져서, 소망의 인쇄 패턴으로 친유성 층(oleophilic layer)을 만든다. 드럼의 원주는 이미지의 높이와 같도록 되어 있다. 물이 전체 표면에 걸쳐 적용되지만, 인쇄 패턴의 네가티브(negative)에만 달라붙는다. 잉크는 드럼상으로 전달되어 친유성 층에 달라붙으며, 잉크와 물이 혼합될 수 없기 때문에 물의 층에 의해서 배척된다. 금속 드럼은 고무 드럼에 대하여 굴려지고, 고무 드럼으로 잉크가 달라 붙으며, 고무 드럼은 잉크 층을 의도된 인쇄 기판에 걸쳐 굴림으로써, 이미지가 전사된다. 기판상으로 고무 드럼을 연속적으로 굴리는 것은 기판상에 일련의 반복적인 동일 인쇄 이미지를 발생시킨다. 통상적으로 단일 칼러 잉크는 단일 롤러에 대하여 이용될 것이고, 일련의 롤러들이 채용되는데, 상이한 칼러의 잉크에 대하여 하나씩의 롤러가 필요하다. 통상적으로 4 개의 롤러들이 이용되며, 청록, 황, 자홍 및 블랙을 위한 롤러들이 이용된다. 인쇄 패턴의 고품질 재생을 위해서, 이들 롤러들은 서로 정확하게 정합되어야 한다.
이러한 유형의 오프셋 인쇄의 장점은 잉크가 드럼의 굴림(rolling)에 의해 기판으로 물리적으로 가압(press)되는 것이다. 오프셋 인쇄에서 이용되는 잉크는 기판으로 달라붙기 위하여 훨씬 높은 점도를 가지고, 2 ㎛ 층의 고농도 염료 입자들을 발생시킨다. 이것은 상대적으로 낮은 품질의 기판을 가지고도 고품질 인쇄의 완성을 제공하는 반면에, 그러한 낮은 품질의 기판상으로 잉크 액적을 침착시키는 것은 잉크의 번짐(bleeding), 관통(strikethrough) 및 흐름(runoff)과 같은 문제점을 초래한다. 그러한 잉크의 고 점도는 잉크가 종래의 액적 침착 인쇄와 함께 이용되는 것을 억제한다. 오프셋 인쇄의 다른 장점은 그 과정이 고속으로 연속 작동될 수 있다는 것이다.
드럼은 오직 단일 이미지를 인쇄할 수 있기 때문에, 이러한 방법의 인쇄가 합당하게 되는데는 항상 대략 10,000 번의 가동이 필요하다.
컴퓨터로부터 플레이트로의 기술은 컴퓨터상에 형성된 이미지 패턴이 직접적으로 인쇄 플레이트로 전사될 수 있게 하는데, 인쇄 플레이트는 통상적으로 금속보다는 폴리에스터로 제조된다. 이것은 신속한 인쇄 플레이트들의 형성을 허용함으로써 소량 생산을 가능하게 하는 반면에, 설정 비용은 여전히 2,000 달러에서 200,000 달러 까지 상당하다. 이러한 기술을 가지고도 각각의 이미지를 위해서 상이한 인쇄 플레이트가 필요하며, 비싼 설정 비용들이 소량 생산의 타당성에 대한 장벽으로서 작용한다.
다양한 방법들로 인쇄 드럼상에 직접적으로 친유성 패턴을 형성하는 방법들이 당해 기술 분야에 공지되어 있다. 독일 특허 DE3821268 은 드럼이 얇은 층의 액체로 습윤되어 있는 방법을 제안하는데, 이것은 인쇄 페이지의 래스터(raster)에 상응하는 일련의 건조 드롭(dry drop)을 형성하도록 드롭 방식으로(dropwise) 차후에 조사(irradiate)된다. 다음에 칼러가 드럼에 적용되고 이미지는 오프셋 롤러(offset roller)를 통하여 종이로 전사된다.
유럽 특허 EP0522804 는 인쇄되어야 하는 포름산염(formate)의 분리된 친유성 부위 및 친수성 부위를 가진 인쇄 구조를 형성하도록 마스터-이미지 인쇄 실린더상의 친수성 물질 층에 이미지-포맷된 패턴으로 친유성 물질을 적용하는 장치를 가진 시스템을 제안한다. 새로운 인쇄 구조가 마스터-이미지 인쇄 실린더상에 형성될 수 있도록 인쇄 구조를 제거하는 메카니즘이 제공된다.
잉크 제트 인쇄는 디지털 기술로서, 이것은 상이한 이미지들이 연속적인 시이트들상에 인쇄되는 것을 허용하며, 이러한 기술은 사무실, 포장 및 많은 다른 시장들에서 광범위의 적용예를 가지는 것이 밝혀졌다. 그러나, 일반적으로, 잉크 제트는 비접촉 기술이며 따라서 잉크가 기판과 압력하에 접촉하도록 강제되는 오프셋이나 또는 다른 접촉 인쇄 과정들의 품질과 맞춰질 수 없는 것이다.
오프셋의 품질 장점들과, 디지털 인쇄에 고유한, 이미지로부터 이미지로의(필요하다면, 매체의 시이트들 사이의) 전환의 자유로움을 조합하려는 시도로서 잉크 제트 오프셋 인쇄 장치들이 제안되었다. 그러나, 실제에 있어서, 이미지로부터 이미지로의 전환 능력은 고스트 현상(ghosting)으로 알려진 효과에 의해 제한되는데, 고스트 현상에서는 이전 이미지의 잔류 잉크가 드럼 또는 플레이트상에 남아서 현재의 이미지를 오염시킨다. 이러한 문제는 이미지들 사이의 세정에 의하여 극복될 수 있지만, 이는 물론 추구되고 있는 장점을 부정하는 것이다.
일 측면에 있어서, 본 발명은, 커버 층을 형성하도록 인쇄 플레이트상으로 유체의 층을 침착시키는 단계; 상기 커버 층으로 잉크 층을 침착시키는 단계; 상기 인쇄 플레이트로부터 기판으로 상기 잉크 층을 전사시키는 단계를 포함하고, 상기 커버 층의 일부도 상기 잉크 층과 함께 상기 기판으로 전사되는 인쇄 방법이 제공된다.
잉크를 기판으로 이러한 방식으로 전사시킴으로써, 커버 층이 분리되고, 잔류 잉크가 인쇄 플레이트상에 남지 않는다. 따라서, 본 발명은 유리하게도 이전 이미지로부터의 오염이나 또는 "고스트 현상"의 위험성 없이 새로운 이미지 또는 패턴이 인쇄 플레이트로 적용될 수 있게 한다.
바람직스럽게는 인쇄 플레이트가 회전 드럼이고, 바람직스럽게는 잉크 층이 잉크 제트 인쇄에 의하여 침착된다. 이러한 방식으로 새로운 이미지는 드럼에 각각의 회전마다 침착될 수 있으며, 연속적인 방식으로 기판으로 인쇄된다. 따라서 본 발명은 직접적인 인쇄가 낮은 품질을 초래하는 기판상에 향상된 품질의 이미지들이 형성될 수 있게 하고, 따라서 이용될 수 있는 기판들의 범위를 확장시킨다.
커버 층이 바람직스럽게는 투명하지만, 맑은 빛깔을 가지거나(clear tint) 또는 칼러화될 수 있다. 커버 층은 바니시(varnish) 또는 다른 적절한 맑은 폴리머 수지의 침착에 의해 형성될 수 있다. 커버 층이 소망스럽게는 잉크 층과 유사한 점도이며, 커버 층이 잉크 층과 혼합될 수 있는 것이 더욱 소망스러울 수 있다. 대안의 장치에서, 커버 층은 잉크와 유사한 조성을 가지며, 단지 안료만이 결여된다.
커버 층은 인쇄 플레이트의 전체 인쇄 가능 표면에 적용될 수 있으며, 예를 들면 닥터 블레이드(doctor blade) 및 저장 장치를 이용하여 적용될 수 있다. 대안으로서, 커버 층은 인쇄 플레이트상으로 인쇄될 수 있다. 커버 층은 전체 표면이나, 또는 오직 선택된 부분으로만 인쇄될 수 있다.
커버 층은 다양한 물질들을 포함할 수 있는데, 이들중 가장 평범한 것은 바니쉬이며, 이것은 실질적으로 염료가 없는 잉크이다. 그러한 층은 프레스(press)상에 그 자체의 인쇄 유니트(printing unit)를 필요로 한다. 바니쉬는 광택이 있는 것으로, 어두운 것으로, 그리고 새틴(satin)(즉, 광택이 나는 것과 어두운 것의 중간)으로 될 수 있으며, 안료를 바니쉬에 부가함으로써 빛깔을 가지게 될 수 있다. 하나 이상의 바니쉬 인쇄 유니트를 이용함으로써 물질의 특정 영역들이 어둡게 바니쉬가 적용될 수 있고, 다른 곳에는 광택이 나도록 바니쉬가 적용될 수 있고 일부는 바니쉬가 없을 수 있다. 이러한 대조(contrast)는 특정 영역에 대한 강조를 제공할 수 있고 그리고/또는 깊이의 인상을 줄 수 있다.
당해 기술 분야에는 UV 코팅이 공지되어 있는데, 이것은 맑은 액체가 잉크처럼 종이에 걸쳐 펼쳐지고 다음에 자외선 광으로 즉시 경화시키는 것이다. 이것은 광택이 있거나 또는 어둡게(dull) 코팅이 될 수 있으며, 시이트 위의 특정한 이미지를 강조하는 지점 커버(spot covering)로서 이용될 수 있거나, 또는 전체적인 (범람형 (flood)) 코팅으로서 이용될 수 있다. 광택 UV 코팅은 특별하게 두드러지는 광택을 제공하는데, 이것은 인쇄 산업에서 극히 소망스러운 것이다. UV 코팅은 또한 바니쉬 또는 수성의 코팅(aqueous coating)보다 더 많은 보호 및 광택을 제공한다. 이것은 광으로 경화되고 열로 경화되지 않기 때문에, 비록 다른 코팅들보다 재생시키기가 더 어려울지라도, 용매들이 대기중으로 증발하지 않는다.
다른 커버 층 물질은 통상적인 수성 코팅이다. 이것은 물에 기초하기 때문에 UV 코팅보다 더욱 친환경적이고, 바니쉬(시이트 안으로 스며들지 않는다)보다 우수한 내구성이 있고, 쉽사리 크랙(crack)이 생기거나 닳지 않는다. 그러나 수성(aqueous)은 통상적인 바니쉬의 대략 2 배로 비용이 든다. 이것은 수성 코팅 타워(aqueous coating tower)에 의해서 적용되기 때문에, 오직 범람형 수성 코팅(flood aqueous coating)을 준비할 수 있을 뿐이며, 국부화된 "지점(spot)" 수성 코팅을 할 수 없다. 수성 코팅은 광택이 나는 마무리, 어두운 빛깔의 마무리 및 새틴(satin) 마무리로 이용될 수 있다.
기판으로 전사되는 커버 층의 부분에서는 상(phase) 변화가 일어날 것이다; 이것은 건조해질 수 있거나, 또는 예를 들면 UV 경화에 의해 경화될 수 있다.
기판으로 전사되는 커버 층의 부분은 기판상에 잉크 층과 함께 남을 것이며, 형성된 이미지의 일부가 된다. 본 발명의 예들은 바니쉬 및 그와 유사한 커버 층들의 장식 효과 및 다른 혜택을 이용할 수 있으며, 이는 잘 이해된다. 소망되는 효과에 따라서, 광택 바니쉬, 실크(silk) 바니쉬 또는 매트(matt) 바니쉬들이 이용될 수 있다.
국제 특허 출원 공개 WO 00/30856 는 기판상에 젖은 상태의 바니쉬 언더코팅(undercoating)을 인쇄하는 단계, 잉크를 언더코팅 위에 인쇄하는 단계 및 차후에 양쪽 층들을 경화시키는 단계를 개시한다. 이러한 공보로부터 알려진 바로서, 이것은 인쇄 이후에 액적의 거동에서의 가변성을 현저하게 감소시킨다. 따라서, 유리하게는, 커버 층 및 잉크 층이 본원 발명에서는 동시에 경화될 수 있다. 또한 이러한 공보로부터 알려진 바로서, 바니쉬 층의 두께는 잉크 층의 두께와 역으로 변화되며, 따라서 이전되는 잉크와 바니쉬의 전체 두께는 일정하게 유지될 수 있다.
제트를 형성하기 위하여, 잉크가 잉크 제트 프린트 헤드에 있을 때 상대적으로 낮은 점도에 있어야만 한다는 점이 알려진다. 또한 우수한 인쇄 품질을 얻으려면, (통상적으로 카운터-롤러(counter-roller)에 의해 적용되는 압력하에서) 드럼으로부터 기판으로 이전될 때 잉크는 상대적으로 낮은 점도에 있어야 한다는 점이 알려 진다. 소망되는 점도의 변화가 (파스칼 세컨드(Pascal seconds)로 측정할 때) 100 배 보다 큰 것이 바람직스럽고, 500 배보다 큰 것이 더욱 바람직스럽고, 1000 배 보다 큰 것이 가장 바람직스럽다.
제트 작용 성능과 결과적인 기판상의 인쇄 품질 사이의 절충을 확립하기 위하여 점도가 온도에 대하여 급속하게 변화되도록 잉크가 설계되는 것이 유리하다. 온도에 대한 점도의 필요하고 높은 변화율은 몇가지 방법들로 달성될 수 있다.
소망되는 온도 범위에 걸쳐 점도에서의 뚜렷한 변화를 나타내도록 블록 공중합체(block copolymer)가 설계될 수 있다는 점이 알려진다. 그러한 블록 공중합체를 포함한 유체를 이용하는 잉크는 이러한 인쇄 방법에 대하여 극히 소망스러운 것이다.
또한 액적 침착 인쇄로써 UV 경화 가능 잉크를 이용하는 것이 알려진다. 그러한 잉크들은, 잉크가 기판으로 인쇄되기 전에 소망의 점도 변화를 제공하도록 인쇄 드럼에 침착된 이후에 부분적으로 경화될 수 있다.
왁스를 포함하는 잉크, 고온 용융 잉크 및 상 변화 잉크들을 이용하는 것이 알려진다. 이들은 적절한 온도 범위에 걸쳐 소망의 점도 변화를 부여하도록 처리될 수 있다. 고온 용융 잉크 및 상 변화 잉크는 특히 마모에 의해 손상받기 쉬운데, 따라서 커버 층을 추가적으로 보호하는 것이 특히 유리하다.
그러한 잉크는, 코팅되지 않은 종이들에 잉크제트 인쇄했을 때 통상적으로 달성되는 전형적인 10 내지 15 마이크론의 두께에 반하여, 코팅되지 않은 종이 위에 약 2 마이크론의 잉크 층 두께가 달성될 수 있게 한다. 이것은 관통이 덜 되고 점(dot)이 덜 퍼지게 되는 결과를 가져올 것이다.
이제 본 발명은 도 1을 참조하여 예를 들어 설명되는데, 이것은 본 발명에 따른 인쇄 작용을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 저장부(104)를 가진 닥터 블레이드(102)는 바니쉬(106)의 층을 회전 드럼(108)으로 침착시킨다. 침착된 바니쉬 층(106)의 두께는 닥터 블레이드의 위치에 의해 제어된다. 잉크제트 프린트 헤드(110)는 바니쉬 층(106)으로 인쇄되도록 배치되어, 개략적으로 층(12)으로 도시된 바와 같이 바니쉬의 상부에 잉크 층을 형성한다.
기판(114)은 예를 들어 연속적인 종이의 롤(roll)이며, 화살표(116)에 의해 도시된 기판의 방향으로 이동하여 A 로 표시된 접촉 영역에서 회전 드럼(108)과 접선 방향으로 접촉하게 되고, 잉크 층(112)은 기판의 상부 표면(118)에 대하여 가압된다. 드럼(108)에 대하여 반대로 회전하는 지원용 드럼(120)은 접촉을 향상하도록 제공될 수 있다.
잉크 층(112)은 기판에 부착되며, 접촉 영역으로부터 떨어져서 회전할 때 잉크 층은 드럼(108)으로부터 분리된다. 드럼이 떨어져서 회전하면 바니쉬 층은 분리된다. 바니쉬 층(106)의 일부는 잉크와 함께 기판으로 전사되고, 일부는 드럼(108) 상에 남는다. 이것은 얇은 바니쉬 코팅(124)의 아래에 잉크의 층(122)을 가지는 인쇄된 기판을 초래한다. 드럼에 남아있는 바니쉬(126)는 드럼과 함께 저장부(104) 까지 둥글게 계속되는데, 바니쉬 층의 두께는 닥터 블레이드(102)에 의해 복원된다.
드럼상에 유지되는 바니쉬 층의 부분은 극히 작을 수 있으며, 일부 적용예에서는 제로(zero)일 수 있다.
코팅(124)은 맑기 때문에 인쇄 기판상의 잉크는 맑게 보일 수 있다. 일부 적용예들에서, 광택이 있는 마무리가 소망스러울 수 있으며, 맑은 층은 인쇄된 이미지의 휘도 또는 칼러 밀도를 향상시킬 수 있다. 도 1 의 구현예에서 바니쉬 층은 닥터 블레이드로 적용되었지만, 바니쉬 층이 드럼상으로 균일하게 인쇄될 수 있다. 그러한 인쇄는 드럼의 전체 표면을 가로질러 바니쉬 층을 제공할 수 있거나, 또는 선택된 영역들에만 바니쉬 층을 제공할 수 있다. 유리하게는 바니쉬 층이 잉크를 수용하는 드럼의 활성 이미지 영역들에만 인쇄된다. 이러한 방식으로 바니쉬가 드럼으로 인쇄된다면, 새로운 층을 적용하기 이전에, 잔류하는 층(126)을 제거하도록 스크레이퍼(scraper) 또는 다른 세정 수단이 제공되는 것이 바람직스럽다.
본 발명은 인쇄 분야에서 이용될 수 있다.

Claims (13)

  1. 커버 층을 형성하도록 유체 층을 인쇄 플레이트로 침착시키는 단계;
    잉크 층을 상기 커버 층으로 침착시키는 단계;
    상기 잉크 층을 상기 인쇄 플레이트로부터 기판으로 전사시키는 단계로서, 상기 커버 층의 일부도 상기 잉크 층과 함께 상기 기판으로 전사되는 단계;를 포함하는, 인쇄 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체는 맑은 폴리머 수지인, 인쇄 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    커버 층은 인쇄 플레이트의 인쇄 가능 영역의 실질적으로 전체에 걸쳐 형성되는, 인쇄 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    커버 층은 인쇄 플레이트의 일부에 걸쳐 선택적으로 형성되는, 인쇄 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    잉크 층 또는 커버 층은, 잉크 층 및 커버 층의 상기 일부가 기판으로 전사 되기 전에 부분적으로 UV 경화되는, 인쇄 방법.
  6. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판으로 전사된 덮개층의 부분은 UV 경화되는, 인쇄 방법.
  7. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
    인쇄 플레이트는 회전 가능한 드럼인, 인쇄 방법.
  8. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
    잉크 층 및 커버 층 중 하나는 블록 공중합체(block copolymer)를 포함하는, 인쇄 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    잉크는 고온 용융 잉크(hot-melt ink)인, 인쇄 방법.
  10. 전기한 항들중 어느 한 항에 있어서,
    커버 층 또는 잉크중 하나는 침착 이후 및 기판으로의 전사 이전에 상 변화(phase change)되는, 인쇄 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    잉크의 점도는 침착되기 직전으로부터 기판으로의 전사 직전까지 100 배 보다 큰 인자(factor)로 변화되는, 인쇄 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    잉크의 점도는 침착되기 직전으로부터 기판으로의 전사 직전까지 500 배 보다 큰 인자(factor)로 변화되는, 인쇄 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    잉크의 점도는 침착되기 직전으로부터 기판으로의 전사 직전까지 1000 배 보다 큰 인자(factor)로 변화되는, 인쇄 방법.
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