KR20150123853A - 요판 인쇄 - Google Patents

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KR20150123853A
KR20150123853A KR1020157026042A KR20157026042A KR20150123853A KR 20150123853 A KR20150123853 A KR 20150123853A KR 1020157026042 A KR1020157026042 A KR 1020157026042A KR 20157026042 A KR20157026042 A KR 20157026042A KR 20150123853 A KR20150123853 A KR 20150123853A
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intaglio
cylinder
ink
inks
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KR1020157026042A
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올리비에 르페브르
피에르 드고
파뜨리끄 마냉
크리스토프 샬레
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시크파 홀딩 에스에이
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Abstract

시변각 안료 입자 및/또는 시변각 자성 또는 자화성 안료 입자와 같은 큰 입자를 포함하는 잉크의 요판 인쇄를 개선하기 위하여, 본 발명은 (i) 촉진 수단(urging means)을 포함하고 연결관에 의하여 잉크 저장통에 연결되는 하나 이상의 스크린 실린더를 사용하여 약 90 미크론 이하의 크기(d50)를 갖는 입자를 포함하는 하나 이상의 저점도 잉크로 하나 이상의 형판 실린더를 잉킹하는 단계, (ii) 하나 이상의 잉크를 하나 이상의 형판 실린더로부터 하나 이상의 음각 요판을 구비한 플레이트 실린더로 전사하는 단계, (iii) 하나 이상의 잉크를 하나 이상의 음각 요판을 구비한 플레이트 실린더로부터 기판으로 전사하는 단계, 및 (iv) 하나 이상의 잉크를 고화 또는 경화하는 단계를 포함하는 특징 또는 패턴의 요판 인쇄를 위한 방법을 제안한다.

Description

요판 인쇄{INTAGLIO PRINTING}
본 발명은 보안 문서 및 위조 및 불법 복제에 대한 이의 보호 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 보안 문서의 인쇄를 위한 요판 인쇄 공정 분야에 관한 것이다.
위조, 변조 또는 불법 복제에 대하여 보안 문서를 보호하고자 컬러 복사 및 인쇄 품질이 꾸준히 증가함에 따라, 이들 문서에 여러가지 보안 수단을 포함시키는 것이 종래의 프랙티스였다. 이러한 보안 문서는 복제할 수 없는 지폐, 카드와 같은 귀중 문서 또는 카드, 교통 티켓 또는 카드, 텍스 태그 및 상품 라벨일 수 있다. 보안 수단의 일반적인 예는 보안 스레드, 윈도우, 화이버, 플랑셰트, 호일, 데칼, 홀로그램, 워터마크, 시변각(optically variable) 안료, 자성 또는 자화성 박막 간섭 안료, 간섭 코팅 입자, 서모크로믹 안료, 포토크로믹 안료, 발광성, 적외선 흡수성, 자외선 흡수성 또는 자기 화합물을 포함하는 보안 잉크를 포함한다. 이들 보안 특징 외에, 보안 문서는 인쇄에 의하여 생성될 수 있는 촉각에 의해 검출 또는 감지할 수 있는 표면 프로파일 패턴을 종종 포함한다.
요판 인쇄는 보안 문서, 특히 지폐 분야에서 사용되고 가장 일정한 고품질의 미세선 인쇄를 제공한다. 또한, 요판 인쇄는 인쇄 문서에 잘 알려진 감지가능한 양각(relief) 특징, 특히 틀림없는 터치 촉감을 부여한다. (업계에서 새김된 강철 다이 또는 구리판 인쇄 공정이라고도 불리는) 요판 인쇄 공정은 보안 문서 인쇄, 특히 지폐 인쇄 분아에서 사용되는 인쇄법이다.
요판 잉크는 매우 특정적인 것으로 알려져 있으며 이하의 요건 및 다른 요건들을 만족하여야 한다: 레올로지 특성(요판 잉크는 일반적으로 40℃ 및 1000 s-1에서 3 Paㆍs 내지 80 Paㆍs 범위의 높은 점도를 갖는 페이스트상 조성물임), 와이핑성 및 세정성.
큰 입자를 포함하는 잉크, 특히 시변각 잉크는 보안 인쇄 분야에서 알려져 있고 보안 문서 상에 시변각 요소를 제공하기 위하여 코팅 또는 층으로 사용된다. (업계에서 컬러시프팅 요소 또는 고니오크로마틱 요소라고도 불리는) 시변각 요소는 시야각 또는 입사각 의존적 색을 나타내며, 컬러 스캔, 인쇄 및 복사를 위해 통상적으로 이용할 수 있는 사무 장비에 의한 위조 및/또는 불법 복제에 대하여 지폐 또는 기타 문서를 보호하기 위하여 사용된다. 예컨대, 시변각 안료 입자를 포함하는 시변각 잉크로 제조된 층은 시야각 변경시(예컨대, 층의 평면에 대하여 약 90°의 시야각으로부터 층의 평면에 대하여 약 22.5°의 시야각으로) 색감 CI1(예컨대, 그린)로부터 색감 CI2(블루)로의 컬러시프팅을 나타낸다. 보안 문서의 컬러시프팅 특성은 대중에게 검출하기 쉬운 명확한 보안 특징인 것으로 여겨진다. 누구나 상기 보안 요소를 포함하는 문서 또는 물품을 순수한 인간의 감각으로 있을 수 있는 위조로부터 쉽게 검출, 인식 및/또는 구별할 수 있는 것이 유리한데, 예컨대 이러한 특징은 가시적 및/또는 검출가능할 수 있으면서 생성 및/또는 복사가 여전히 어려울 수 있다. 또한, 코팅층의 컬러시프팅 특성은 기계에 의한 보안 문서의 승인을 위한 인증 툴로서 이용될 수 있다.
예컨대 시변각 안료 입자와 같은 큰 입자를 포함하는 고점도 잉크를 요판 인쇄 공정에 사용할 수 있으나, 이러한 고점도는 요판 인쇄 공정 동안 잉크 전사 문제를 일으킬 수 있다. 또한, 시변각 안료 입자를 포함하는 잉크로 인쇄된 특징 또는 패턴은 안료 입자의 최적화되지 않은 배향으로 인하여 광학 특성이 불량하다는 문제가 있을 수 있다.
종래의 요판 인쇄 공정에서는, 인쇄할 패턴 또는 화상을 포함하는 회전하는 강철 새김 실린더 또는 새김판을 구비한 회전하는 강철 실린더에 하나 또는 복수의 선택적인 잉킹 실린더(들)(또는 형판 실린더(들))에 의하여 잉크를 공급하며, 각각의 선택적인 잉킹 실린더가 1 이상의 해당 색으로 잉킹되어 다색 특징을 형성한다.
잉킹 단계에 후속하여, 요판 인쇄판의 표면에 존재하는 임의의 과량의 잉크를 와이핑하여 제거한다. 이어서, 잉킹된 요판을 시트형 또는 웹형의 기판과 접촉시키고, 잉크를 가압하에 요판 인쇄판의 새김으로부터 인쇄할 기판으로 전사하여 기판 상에 두꺼운 양각 인쇄 패턴을 형성한다.
요판 와이핑 단계는 페이퍼 또는 티슈 와이핑 시스템("캘리코") 또는 폴리머 롤 와이핑 시스템("와이핑 실린더")를 이용하여 실시될 수 있다. 공업적 요판 인쇄의 폐기물 양 때문에, 와이핑 단계는 점점 회전식 폴리머 와이핑 실린더로 실시되며, 페이퍼 또는 티슈에 의한 와이핑은 공업적 인쇄 프레스에 대해서 실제적으로 더이상 이용되지 않는다. 와이핑 실린더는 용매 또는 수용액을 포함하는 조에서 세정되거나 또는 용액 분무로 세정되며, 임의로 브러시 또는 Scotch-BriteTM 재료도 추가로 사용될 수 있다. 휘발성 유기 화합물에 대한 환경적 우려 및 규제 증가로 인하여, 용매로 와이핑 실린더를 세정하는 것은 실제적으로 더이상 이용되지 않는다. 일반적으로 와이핑 실린더의 세정에 사용되는 세정 용액은 가성 소다 및 예컨대 황산화 피마자유(SCO)와 같은 계면활성제를 포함하는 염기성 수용액이다.
본 발명자들은 요판 공정에 큰 입자, 특히 시변각 안료 입자 및/또는 시변각 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 저점도 잉크를 사용하는 경우 큰 입자를 포함하는 잉크의 요판 인쇄가 개선될 수 있음을 인식하였다.
따라서, 본 발명은
i) 촉진 수단(urging means)을 포함하고 연결관에 의하여 요판 잉크 저장통에 연결되는 하나 이상의 스크린 실린더를 사용하여, 25℃ 및 1000 s-1의 전단 속도에서 약 0.1 Paㆍs 내지 약 10 Paㆍs, 바람직하게는 25℃ 및 1000 s-1의 전단 속도에서 약 0.1 Paㆍs 내지 약 5 Paㆍs 범위 내, 그리고 25℃ 및 100 s-1의 전단 속도에서 약 0.1 Paㆍs 내지 약 30 Paㆍs, 바람직하게는 25℃ 및 100 s-1의 전단 속도에서 약 0.1 Paㆍs 내지 약 20 Paㆍs의 범위 내에 속하는 점도를 갖고, 약 90 미크론 이하의 크기(d50)를 갖는 입자를 포함하는 하나 이상의 잉크로 하나 이상의 형판 실린더를 잉킹하는 단계,
ii) 하나 이상의 잉크를 하나 이상의 형판 실린더로부터 하나 이상의 음각 요판을 구비한 플레이트 실린더로 전사하는 단계,
iii) 하나 이상의 잉크를 하나 이상의 음각 요판을 구비한 플레이트 실린더로부터 기판으로 전사하는 단계, 및
iv) 하나 이상의 잉크를 고화 또는 경화하는 단계
를 포함하는, 특징 또는 패턴의 요판 인쇄 방법을 제공함으로써 선행 기술의 문제점을 극복한다.
본원에 개시된 방법에 의해 인쇄되는 보안 특징 또는 패턴 및 하나 이상의 상기 보안 특징 또는 패턴을 포함하는 보안 문서 그리고 사기 또는 불법 복제에 대하여 보안 문서를 보호하기 위한 상기 보안 특징 또는 패턴의 용도가 본원에 개시되고 청구된다.
a) 촉진 수단을 포함하고, 각각 연결관에 의하여 요판 잉크 저장통에 연결되는 하나 이상의 스크린 실린더,
b) 하나 이상의 형판 실린더, 및
c) 하나 이상의 음각 요판을 구비한 플레이트 실린더
를 포함하는 인쇄 조립체가 본원에 개시 및 청구된다.
요판 인쇄 공정에 의한 특징 또는 패턴, 특히 보안 특징 또는 보안 패턴의 인쇄를 위한, 본원에 개시된 인쇄 조립체와 결합된 본원에 개시된 하나 이상의 잉크의 용도가 본원에 개시 및 청구된다.
본원에 개시 및 청구된 방법은 유리하게도 고품질의 특징 또는 패턴, 특히 보안 특징 또는 보안 패턴을 개선되고 예측가능하며 제어된 방식으로 제공하며, 상기 방법은 인식가능한 양각 효과(즉, 촉감 효과) 및 훼손 방지 특징을 비롯한 인쇄 기술을 활용하도록 요판 인쇄 공정을 이용한다.
도 1은 3개의 음각 요판을 구비하고 3개의 잉킹 트레인의 형판 실린더, 역압 실린더 및 와이핑 실린더와 함께 닙(nip)을 형성하는 플레이트 실린더의 측면도이다.
도 2는 음각 요판을 구비한 플레이트 실린더의 측면도로서, 이 실시양태에서, 플레이트 실린더는 2개의 블랭킷을 구비한 콜렉팅 실린더, 역압 실린더 및 와이핑 실린더와 함께 닙을 형성하고, 콜렉팅 실린더는 3개의 잉킹 트레인의 형판 실린더와 닙을 형성한다.
도 3은 잉킹 트레인의 형판 실린더와 닙을 형성하는 플레이트 실린더의 실린더면의 사시 정면도로서, 도시된 실린더의 직경은 요판 임프린팅 프레스의 실제 직경을 나타내지 않는다.
정의
이하의 정의는 상세한 설명에서 논의되고 청구범위에서 인용되는 용어의 의미를 해석하기 위해 사용될 수 있다.
본원에서 사용될 때, 단수 표면은 하나 및 하나 초과를 의미하며 지시된 명사를 반드시 단수로 한정하는 것은 아니다.
본원에서 사용될 때, 양 또는 값과 관련하여 용어 "약"은 당해 양 또는 값이 지시된 특정 값 또는 근처의 다른 값일 수 있음을 의미한다. 일반적으로, 특정 값을 나타내는 용어 "약"은 그 값의 ±5% 이내 범위를 나타내는 것으로 의도된다. 한 예로서, "약 100"이라는 구는 100±5, 즉 95∼105의 범위를 의미한다. 바람직하게는, 용어 "약"으로 나타내어지는 범위는 값의 ±3%, 더 바람직하게는 ±1 % 이내 범위를 의미한다. 일반적으로, 용어 "약"이 사용되는 경우, 지시된 값의 ±5%의 범위에서 본 발명에 따른 유사한 결과 또는 효과가 얻어질 수 있음을 예상할 수 있다.
용어 "잉크"는 고체 기판 상에서 코팅을 형성할 수 있고 인쇄법에 의해 도포될 수 있는 임의의 조성물을 의미한다.
본원에서 사용될 때, 용어 "및/또는"은 상기 군의 구성원 중 하나만이 또는 전부가 존재할 수 있음을 의미한다. 예컨대, "A 및/또는 B"는 "A만, 또는 B만, 또는 A와 B 둘다"를 의미한다. "A만"의 경우, 상기 용어는 또한 B가 없는, 즉, "A만 있고 B는 없는" 가능성을 포괄할 수 있다. "B만"의 경우, 상기 용어는 또한 A가 없는, 즉, "B만 있고 A는 없는" 가능성을 포괄할 수 있다.
본원에서 사용될 때, 용어 "적어도"는 하나 또는 하나 초과, 예컨대 1, 2 또는 3을 규정하는 의미이다.
본원에서 사용될 때 용어 "포함하는"은 비배타적인 열린 개념이다. 따라서, 예컨대 화합물 A를 포함하는 조성물은 A 외에 다른 화합물을 포함할 수 있다.
용어 "조성물"은 고체 기판 상에서 층 또는 코팅을 형성할 수 있고 선호적으로 그러나 비배타적으로 인쇄법에 의해 도포될 수 있는 임의의 액체 또는 슬러리를 의미한다. 본원에서 사용될 때, 용어 "요판 잉크"는 요판 인쇄 공정에 적합한 잉크를 의미하며, 용어 "요판 잉크 조성물"은 요판 인쇄 공정에 적합한 잉크 조성물을 의미한다.
용어 "보안 문서"는 적어도 하나의 보안 특징에 의하여 모조 또는 위조에 대하여 통상 보호되는 문서를 의미한다. 보안 문서의 예는 비제한적으로 귀중 문서 및 귀중 상품을 포함한다. 귀중 문서의 일반적인 예는 비제한적으로 지폐, 증서, 티켓, 수표, 상품권, 수입 인지 및 텍스 라벨, 계약서 등, 여권, 신분증, 비자, 은행 카드, 신용 카드, 거래 카드, 엑세스 문서, 입장권 등과 같은 확인 문서를 포함한다.
"잉크 트레인"은 잉크 저장통(잉크통), 잉크 전달 도관, 스크린 실린더, 형판 실린더 및 임의로 스크린 실린더와 형판 실린더 사이의 하나 이상의 잉크 전사 실린더를 포함하는 조립체를 의미한다.
본원에서 개시되고 청구되는 발명에서 점도 값은 TA Instruments사(미국 델라웨어주 19720 뉴캐슬, 루켄스 드라이브 159)의 응력 제어 레오미터로 얻었다. 20 mm 직경, 0.5°콘 각도 및 21 미크론 티탄 콘 절단의 콘 엔드 클레이트 형상을 이용하고, 샘플을 25℃±0.1℃의 온도에서 주어진 전단 속도로 돌렸다. 본 발명에 적당한 잉크는 25℃ 및 1000 s-1의 전단 속도에서 약 0.1 Paㆍs 내지 약 10 Paㆍs, 바람직하게는 약 0.1 Paㆍs 내지 약 5 Paㆍs 범위 내, 그리고 25℃ 및 100 s-1의 전단 속도에서 약 0.1 Paㆍs 내지 약 30 Paㆍs, 바람직하게는 약 0.1 Paㆍs 내지 약 20 Paㆍs의 범위 내에 속하는 점도를 가진다. 비교를 위해, 표준 페이스트상 요판 잉크는 점도가 25℃ 및 1000 s-1의 전단 속도에서 약 15 Pa.s 내지 약 100 Pa.s 그리고 25℃ 및 100 s-1의 전단 속도에서 약 50 Pa.s 내지 약 150 Pa.s이다.
본원에 언급된 바와 같은 입도는 3차원 입자에 대하여 언급된 것이다. 이들 입자의 3차원 확장은 결과적으로 길이, 폭 및 높이의 3 치수로 표현될 수 있다. 이들 입자에 대하여, 3 치수 중 하나를 무시할 수 있다고 처리함으로써 2차원 종횡비(aspect ratio)가 적용된다. 본 발명에 사용되는 입자의 나머지 두 치수에 대한 종횡비는 약 1 내지 약 100, 바람직하게는 약 1∼80이다. 명시되는 크기(d50)는 이 종횡비를 갖는 두 치수 중 더 큰 것에 대하여 명시된 것이다. 입도는 그 아래에 50 중량%의 입자가 존재하는 입도에 해당하는 d50 값으로 표현되며, d50 값은 Malvern Mastersizer Micro-P를 사용하여 레이저 회절로 측정된다.
본 발명은 특징 또는 패턴, 바람직하게는 보안 특징 또는 보안 패턴의 요판 인쇄 방법 및 이로부터 얻어지는 특징 또는 패턴, 바람직하게는 보안 특징 또는 보안 패턴을 제공한다. 상기 특징 또는 패턴, 바람직하게는 보안 특징 또는 보안 패턴의 요판 인쇄 방법은 25℃ 및 1000 s-1의 전단 속도에서 약 0.1 Paㆍs 내지 약 10 Paㆍs, 바람직하게는 25℃ 및 1000 s-1의 전단 속도에서 약 0.1 Paㆍs 내지 약 5 Paㆍs 범위 내, 그리고 25℃ 및 100 s-1의 전단 속도에서 약 0.1 Paㆍs 내지 약 30 Paㆍs의 범위, 바람직하게는 25℃ 및 100 s-1의 전단 속도에서 약 0.1 Paㆍs 내지 약 20 Paㆍs의 범위 내에 속하는 점도를 갖고 약 90 미크론 이하, 바람직하게는 약 2 미크론 내지 약 90 미크론, 더 바람직하게는 약 3 미크론 내지 약 60 미크론의 크기(d50)를 갖는 입자를 포함하는 하나 이상의 잉크와 a) (선택적 잉킹 실린더라고도 불리는) 하나 이상의 형판 실린더 및 하나 이상의 음각 요판을 구비한 플레이트 실린더를 포함하는 종래의 요판 장비 및 b) (업계에서 잉크통이라고도 불리는) 잉크 저장통에 연결관에 의하여 연결된, 스퀴지(squeegee)와 같은 촉진 수단을 포함하는 하나 이상의 스크린 실린더의 사용을 통합한다. 본원에 개시된 하나 이상의 잉크 각각은 독립적인 잉킹 트레인(즉, 잉크 저장통(잉크통), 연결관, 스크린 실린더, 형판 실린더를 포함하는 조립체)에 존재한다.
본 발명에 적합한 스크린 실린더는 종래의 실크스크린 인쇄 공정에 사용되는 스크린 실린더와 유사하다. 스크린 인쇄는 예컨대 문헌(The Printing ink manual, R.H. Leach and R.J. Pierce, Springer Edition, 5판, 58-62 페이지 및 Printing Technology, J. M. Adams and P.A. Dolin, Delmar Thomson Learning, 5판, 293-328 페이지)에 더 개시되어 있다.
본원에 개시된 인쇄 공정에서, 25℃ 및 1000 s-1의 전단 속도에서 약 0.1 Paㆍs 내지 약 10 Paㆍs, 바람직하게는 25℃ 및 1000 s-1의 전단 속도에서 약 0.1 Paㆍs 내지 약 5 Paㆍs 범위 내, 그리고 25℃ 및 100 s-1의 전단 속도에서 약 0.1 Paㆍs 내지 약 30 Paㆍs의 범위, 바람직하게는 25℃ 및 100 s-1의 전단 속도에서 약 0.1 Paㆍs 내지 약 20 Paㆍs의 범위 내에 속하는 점도를 갖고 약 90 미크론 이하, 바람직하게는 약 2 미크론 내지 약 90 미크론, 더 바람직하게는 약 3 미크론 내지 약 60 미크론의 크기(d50)를 갖는 입자, 바람직하게는 시변각 안료 입자를 포함하는 하나 이상의 잉크를 실크제 미세 패브릭 메쉬, 예컨대 폴리아미드 또는 폴리에스테르와 같은 합성 섬유로 제조된 모노필라멘트 또는 멀티필라멘트 또는 예컨대 목재 또는 금속(예컨대, 알루미늄 또는 스테인레스 스틸)으로 제조된 프레임 상에서 타이트하게 연신된 금속 스레드를 통해 표면으로 전사된다. 별법으로, 스크린 인쇄 메쉬는 화학적 에칭이나 레이저 에칭되거나 또는 갈바니 전기에 의해 형성된 다공성 금속 호일, 예컨대 스테인레스 스틸 호일일 수 있다. 메쉬의 개구 또는 공극은 비화상 영역에서는 막혀 있고 화상 영역에서는 열려 있으며, 화상 캐리어는 스크린이라 불린다. 각각의 스크린 실린더는 연결관에 의하여 요판 잉크 저장통에 연결된다. 잉크는 잉크 저장통에 연결된 도관에 의하여 실린더의 내부 부피에, 즉 실린더의 내면에 연속적으로 펌핑된다. 적합한 수단으로, 예컨대 스퀴지를 적용하여 잉크를 촉진시킴으로써, 잉크는 힘에 의해 스텐실의 개공을 통과한다.
스크린 인쇄 메쉬는 본원에 개시된 하나 이상의 잉크에 포함되는 큰 입자가 스크린을 통과할 수 있기 위하여 적절한 메쉬 크기를 갖도록 선택된다. 따라서, 스크린 인쇄 메쉬는 바람직하게는 큰 입자의 크기의 약 2배 또는 3배의 자유 메쉬 개구를 구비한다. 공극 또는 개구의 형상은 둥근형, 원형, 사각형, 다각형(예컨대, 육각형)일 수 있으며, 예컨대 이하의 메쉬 크기가 제공된다:
메쉬 크기 개구[미크론]
137 라인/인치 110
165 라인/인치 71
195 라인/인치 68
230 라인/인치 55
이러한 메쉬는 예컨대 KBA-NotaSys SA(상표명 NotaMesh®) 및 Stork Prints B.V.(상표명 SecuPlate® 또는 RotaMesh®)로부터 구입할 수 있다.
열린 개구 또는 공극은 잉킹되는 하나 이상의 형판 실린더의 영역에 상응하고, 닫힌 개구 또는 공극은 잉크 없이 남아있는 하나 이상의 형판 실린더 영역에 상응한다. 각각의 스크린 실린더의 외면은 형판 실린더의 표면과 접촉 상태로 유지되고 잉크는 하나 이상의 형판 실린더로 전사된다. 이어서, 잉크는 하나 이상의 형판 실린더로부터 하나 이상의 음각 요판을 구비한 플레이트 실린더로 전사된다.
(선택적인 잉킹 실린더라고도 불리는) 형판 실린더는 당업자에게 공지되어 있다. 용어 "형판 실린더"는 중합체 재료 또는 고무 표면을 갖는 실린더이다. 예컨대, EP 1 842 665 A1호가 참조된다. 바람직하게는, 하나 이상의 형판 실린더는 고무, 폴리우레탄 고무(PUR 고무), 실리콘 고무, 폴리염화비닐(PVC), 폴리플루오로에틸렌, 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체(EPDM, 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 고무) 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 재료로 제조된다. 형판 실린더의 수명을 증가시키기 위하여, 중합체 재료는 사용되는 잉크의 유형에 따라 선택된다. 특히, 산화 건조 요판 잉크와 함께 사용되는 형판 실린더는 PUR 고무로 제조되는 것이 바람직하다. 방사선 경화성 잉크, 바람직하게는 UV-Vis 경화성 잉크의 단량체 및/또는 올리고머 성분은 PUR 고무의 팽윤성 및/또는 점착성을 야기하는 경향이 있으므로, 방사선 경화성 잉크, 바람직하게는 UV-Vis 경화성 잉크와 함께 사용되는 형판 실린더는 EPDM 재료로 제조되는 것이 바람직하다. 본 발명에 적합한 재료의 예는 예컨대 문헌(Rubber rollers in today's printing processes, T.L. Traeger, Rubber World, Oct 1st, 1999; Bottcher Systems in bottcher.com)에 개시되어 있고, 잉크에 대해서는 추가로 WO 2009/013169 A1호가 참조된다.
각각의 형판은 그 관련 잉킹 장치에 의해 잉킹되므로 하나의 착색 잉크를 관련 플레이트 실린더 또는 콜렉팅 실린더로 전사한다. 따라서, 형판 실린더는 또한 선택적인 잉킹 실린더로서 문헌에서 언급된다.
도면은 요판 인쇄 공정에서 예시적인 잉킹 트레인용 실린더 연속체를 도시한 것이다. 도 1은 연속체의 측면도이다. 연속체의 중심에서, 3은 플레이트 실린더를 나타낸다, 이 플레이트 실린더는 3개의 음각 요판(3a, 3b 및 3c)을 구비한다. 플레이트 실린더의 회전 방향은 화살표로 표시된다.
3개의 잉킹 트레인이 플레이트 실린더의 외주 주위에 연속적으로 배열된다. 각각의 잉킹 트레인은 실린더 내면에 대하여 작용하는 스퀴지(1a)를 구비하는 스크린 실린더(1) 및 형판 실린더(2)를 포함한다. 각각의 스크린 실린더(1)는 잉크 저장통(도시되어 있지 않음)에 더 연결된다. 도면에 도시된 스크린 실린더들은 종래의 실크스크린 인쇄 공정에 사용되는 스크린 실린더와 유사하다.
도시된 배열에서, 각각의 형판 실린더(2)는 플레이트 실린더(3)의 음각 요판(3a, 3b 및 3c)과 닙을 형성한다. 회전 방향으로 보아, 플레이트 실린더(3)의 원주 주위에서 더 하류에, 도 1은 와이핑 실린더(4) 및 역압 실린더(5)를 도시하고 있다. 이들 둘다 플레이트 실린더(3) 상의 음각 요판(3a, 3b 및 3c)과 닙을 형성하도록 배열된다. 따라서, 각각의 음각 요판은 제1 잉킹 트레인을 갖는 제1 닙, 제2 잉킹 트레인을 갖는 제2 닙, 제3 잉킹 트레인을 갖는 제3 닙, 와이핑 실린더를 갖는 닙 및 최종적으로 역압 실린더(5)를 갖는 닙을 통과한다. 이 디자인은 당업자에게 자체 공지되어 있으므로 추가의 설명이 필요하지 않다.
이하 개시되는 도 1 및 또한 도 2는 각각의 잉킹 트레인이 스크린 실린더를 포함하는 것으로 도시하고 있으나, 본 발명의 실시를 위해 반드시 그래야 하는 것은 아니다. 본 발명은 요판 인쇄 공정에서 종래 사용된 잉크보다 동적 점도가 더 낮은 특정 잉크를 요판 인쇄 공정에 사용하는 것을 제안한다. 예컨대 업계에 공지된 바와 같은 선택적인 잉킹 실린더 대신에 스크린 실린더는, 잉킹 트레인에서 처리되는 잉크가 본 발명에 의해 제안된 바와 같은 경우, 특정 잉킹 트레인에서만 필요하고, 요판 인쇄 공정의 모든 잉킹 트레인에 대하여 필요한 것은 아니다. 따라서, 공정에 이용되는 잉킹 트레인 중 하나에서만 스크린 실린더에 의하여 저점도 잉크를 공급하는 것은 본 발명의 범위에 들어간다. 이 하나의 잉킹 트레인은 스크린 실린더를 이용하지만, 다른 것은 반드시 그럴 필요는 없다. 잉킹 트레인의 일부에서 또는 사용되는 잉킹 트레인 전부에서 스크린 실린더에 의하여 저점도 잉크를 공급하는 것도 본 발명의 범위에 들어간다. 마찬가지로, 3개의 잉킹 트레인이 도시되어 있으나, 3개 이상, 2개 또는 오직 하나의 잉킹 트레인을 이용하는 것도 본 발명의 범위에 들어간다.
도 2는 플레이트 실린더(3)에의 잉크 공급의 변형을 도시한 것이다. 도 2에 도시된 잉킹 트레인에서, 잉크 저장통(도시되어 있지 않음)에의 배선 뿐만 아니라, 스크린 실린더(1) 및 형판 실린더(2)도 도 1에 대하여 설명한 바와 같이 구현된다. 그러나, 도 2의 변형에서, 형판 실린더(2)는 콜렉팅 실린더(6)와 함께 닙을 형성한다. 콜렉팅 실린더(6)는 2개의 블랭킷(6a 및 6b)을 구비하는 것으로 도시되어 있다. 이들은 종래 공지된 바와 같은 플레이트 실린더(3) 상의 3개의 음각 요판(3a, 3b 및 3c)과 잘 조합된다. 그러나, 상이한 조합, 예컨대 3개의 블랭킷을 구비하는 콜렉팅 실린더(6)와 플레이트 실린더 상의 3개의 음각 요판의 조합, 4개의 블랭킷을 구비하는 콜렉팅 실린더와 3개의 음각 요판을 구비한 플레이트 실린더의 조합 또는 심지어 다른 조합도 본 발명의 범위에 들어간다.
도 3은 스크린 실린더(1), 형판 실린더(2) 및 플레이트 실린더(3) 또는 콜렉팅 실린더(6)일 수 있는 실린더가 연속되어 있는 실린더 표면의 사시 전면도이다. 도 3으로부터는 하나의 잉킹 트레인만이 보인다. 추가의 잉킹 트레인은 단지 도시를 간단히 하기 위하여 도면에서 생략된 것이다. 스크린 실린더의 내부에 예컨대 스퀴지와 같은 촉진 수단도 마찬가지로 간략화를 위해 생략되었다.
현재, 도 3에 도시된 실시양태에서는, 플레이트 실린더(3) 또는 콜렉팅 실린더(6)의 실린더 표면에 명백한 인디시아(indicia)(3x/6x, 3y/6y, 3z/6z)로부터 알 수 있는 바와 같이 2 이상의 추가의 잉킹 트레인이 생략되었다. 이들 인디시아는 태양(3x/6x), 별(3y/6y) 및 하트(3z/6z)이다. 이들은 잉크가 플레이트 실린더(3)로 전사되는 경우 동일한 음각 요판 상에 또는 잉크가 콜렉팅 실린더(6)로 전사되는 경우 동일한 블랭킷 상에 위치하는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 동일 및/또는 상이한 음각 요판 및/또는 블랭킷 상에 가변적인 수의 인디시아를 제공하는 것도 본 발명의 범위에 들어간다.
도 3은 스크린 실린더(1)의 열린 공극을 통해 처음에 형판 실린더(2)로, 이어서 플레이트 실린더(3) 또는 콜렉팅 실린더(6)로의 잉크의 전사를 도시한 것이다. 이들 3개의 실린더의 회전 방향은 화살표로 표시되어 있다. 도 3의 1x에서, 예컨대 태양과 같은 인디시아를 형성하는 스크린의 메쉬의 개공은 청구범위에 명시된 점도를 갖고 청구범위에 명시된 크기를 갖는 입자를 포함하는 잉크가 통과할 수 있도록 열려 있다. 형판 실린더(2)에서, 부호 2x는 도 3의 3개의 실린더의 연속된 회전시 잉킹되는 형판 실린더(2) 상의 영역을 환영 선으로 나타낸다. 스크린 실린더(1) 상의 열린 공극 및 형판 실린더(2) 상의 영역 2x가 서로 접근할 경우, 스퀴지 또는 스크린 실린더 내부에 대한 다른 적합한 촉진 수단의 작용은 스크린의 열린 공극을 통해, 스크린 실린더(1) 및 형판 실린더(2) 사이의 닙에서 영역 1x 및 2x의 접촉시 형판 실린더(2)의 표면(2x에 상응하는 위치)으로 잉크를 촉진한다. 그 결과, 동일한 인디시아(여기서는, 다시 예로서 태양)가 형판 실린더(2) 상에 형성된다. 실린더를 더 회전하면 태양이 잉크 인디시아로서 플레이트 실린더(3) 또는 콜렉팅 실린더(6) 상에 전사된다. 예시의 목적에서, 도 3은 실린더 3/6 상의 인디시아 3x/6x를 나타내며, 이것은 영역 2x와 실린더 3/6의 표면간의 이전 접촉 동안 전사된 것이다.
몇몇 잉킹 트레인에 의하여 몇몇 인디시아(설명되는 실시양태에서는 2개의 추가의 인디시아)를 인쇄할 수 있기 위하여, 도 3에 도시된 실린더(1 및 2)의 상류에 추가의 잉킹 트레인(도시되어 있지 않음)에 의하여, 도 3에 도시된 바와 같은 형판 실린더(2)는 함몰부(7)를 포함한다. 함몰부 때문에, 그 위치에서 형판 실린더(2)의 표면은 스타 3y/6y 또는 하트 3z/6z와 같은 잉크 인디시아를 이미 포함하는 플레이트 실린더(3) 또는 콜렉팅 실린더(6) 상의 표면 영역과 접촉하지 않는다. 이러한 식으로, 이면 오염(back contamination), 즉 형판 실린더(2)의 표면을 통한 플레이트 실린더(3) 또는 콜렉팅 실린더(6)로부터 스크린으로의 오염 및 상이한 잉킹 트레인 유래의 잉크 혼합이 방지될 수 있다.
플레이트 실린더(3)는 스크린 실린더(1) 및 형판 실린더(2)보다 큰 직경을 가진다. 플레이트 실린더와 스크린 및 형판 실린더의 직경 사이의 일반적인 비는 (화살표로 표시된) 인쇄 방향으로 특정 길이를 갖는 하나 이상의 음각 요판을 포함하는 플레이트 실린더로 인한 것이다. 각 스크린 실린더의 외주는 일반적으로 그 관련 음각 요판의 길이와 유사하다.
플레이트 실린더(3)는 플레이트 실린더(3)의 직경과 비슷한 직경을 갖는 역압 실린더(5)와 닙을 형성한다. 플레이트 실린더(3)는 또한 와이핑 실린더(4)와 닙을 형성한다. 인쇄 방향으로 보아, 와이핑 실린더는 유리하게는 마지막 잉킹 트레인의 하류 및 역압 실린더(5)의 상류에 위치하고 인쇄될 기판이 통과할 수 있기에 충분한 원주 갭을 가진다.
단일 잉크를 도포하여 기판 상에 특징 또는 패턴을 형성하는 것이 요망되는 경우, 본원에 개시된 하나 이상의 형판 실린더는 임의의 융기 또는 함몰 영역 또는 부분이 없는 평활한 표면을 포함할 수 있다. 이 표면이 실린더의 만곡을 포함하여 3차원일지라도, 이 유형의 표면은 본 문맥에서 "평면형 표면"이라 일컬어진다. 이와는 다르게 하나 이상의 잉크를 도포하여 기판 상에 특징 또는 패턴을 형성하는 것이 요망되는 경우, 실제로 하나 이상의 형판 실린더를 이용하여 하나의 잉크를 도포할지라도, 본원에 개시된 하나 이상의 형판 실린더는 바람직하게는 인디시아의 형태에 상응하는 치수로 함몰 영역 또는 부분을 포함할 수 있다. 따라서, 이러한 함몰 영역 또는 부분이 하나 이상의 잉크의 도포에 이용될 수 있다.
한 실시양태에 따르면, 본원에 개시된 하나 이상의 형판 실린더는 그 표면에 복수의 함몰 영역, 바람직하게는 인디시아의 형태로 복수의 함몰 영역을 포함하며, 상기 함몰 영역은 요판 인쇄 공정의 다른 잉킹 트레인에 의하여 잉킹되는 요판의 새김과 관련이 있다. 따라서, 다른 잉킹 트레인에 의하여 전달되는 잉크에 의한 한 잉킹 트레인의 오염이 회피될 수 있다. 잉크 반발 코팅 또는 마킹 방지 네트를 도포하거나 노출시키는 것에 의하여 하나 이상의 형판 실린더를 새김 또는 가공함으로써 함몰 영역이 생성될 수 있다.
본 발명에서 사용될 때, 복수의 함몰 영역 또는 부분을 갖는 형판 실린더 및 평면형 표면을 갖는 형판 실린더가 스크린 실린더 및/또는 형판 실린더의 조기 마모를 방지하는데 유용하다. 스크린 실린더 및/또는 형판 실린더의 조기 마모는 형판 실린더와 접촉하는 스크린 실린더에 대한 스퀴지의 적용에 의하여 생성되는 응력으로부터 유발할 수 있다.
평면형 표면을 갖는 형판 실린더가 스크린 실린더와 함께 사용되는 경우, 형판 실린더의 전체 표면이 스퀴지에 대하여 역압으로서 작용하여, 결과적으로, 스크린이 변형 응력을 받지 않게 된다. 함몰 영역을 포함하는 형판 실린더가 스크린 실린더와 함께 사용되는 경우, 역압은 형판 실린더의 비함몰부에 의하여 실현되지만, 함몰 영역에서는 역압이 발생하지 않아, 결과적으로, 스크린의 외형에 어떠한 영향도 없이 스크린이 함몰 영역으로 약간만 밀려 내려온다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 형판 실린더는 안정한 조작 온도를 보장하기 위하여 온도조절되는 것이 유리할 수 있다.
하나 이상의 스크린 실린더, 하나 이상의 형판 실린더 및 하나 이상의 음각 요판을 구비한 플레이트 실린더는 요판 새김 영역으로 선택적으로 요판 잉크를 전사하도록 배치된다. 열린 공극을 포함하는 스크린 실린더의 영역은 잉킹될 형판 실린더의 영역에 상응한다. 형판 실린더의 잉킹 영역은 새김을 포함하는 영역에서 요판과 마주 대하므로 요판 잉크가 형판 실린더로부터 새김의 고랑 요소 안으로 전사된다. 고랑 요소에 대한 설명은 요판 인쇄 플레이트라 표제된 WO 2005/090090 A1호를 참고하기 바란다. 형판 실린더와 결합된 스크린 실린더를 이용함으로써, 요판의 새김이 선택적으로 잉킹된다. 따라서, 요판의 비새김 영역으로 전사되는 요판 잉크의 양이 크게 감소된다. 즉, 요판의 비새김부는 실질적으로 잉크 없이 남아 있다. 이로써, 본 발명의 잉킹 공정은 요판의 와이핑 공정 동안 와이핑되고 제거될 요판 잉크의 양을 크게 감소시킨다.
본원에 개시된 특징 또는 패턴, 바람직하게는 보안 특징 또는 보안 패턴의 요판 인쇄를 위한 방법은 본원에 개시된 하나 이상의 형판 실린더, 하나 이상의 음각 요판을 구비한 플레이트 실린더 및 하나 이상의 스크린 실린더와 더불어 (Orlov 또는 Orlof 실린더라고도 불리는) 콜렉팅 실린더를 추가로 사용할 수 있다. 본원에 개시된 방법은 하나 이상의 형판 실린더로부터 하나 이상의 "블랭킷"을 구비하는 Orlov 실린더라고도 불리는 콜렉팅 실린더의 표면으로 하나 이상의 잉크를 전사하는 단계를 추가로 포함할 수 있고, 상기 단계는 하나 이상의 음각 요판을 구비한 플레이트 실린더로 하나 이상의 잉크를 전사하는 것 이전 단계이다. 이러한 공정 동안, 25℃ 및 1000 s-1의 전단 속도에서 약 0.1 Paㆍs 내지 약 10 Paㆍs의 범위, 바람직하게는 25℃ 및 1000 s-1의 전단 속도에서 약 0.1 Paㆍs 내지 약 5 Paㆍs 범위, 25℃ 및 1000 s-1의 전단 속도에서 약 0.1 Paㆍs 내지 약 30 Paㆍs, 바람직하게는 25℃ 및 1000 s-1의 전단 속도에서 약 0.1 Paㆍs 내지 약 20 Paㆍs의 범위 내에 속하는 점도를 갖고 약 90 미크론 이하, 바람직하게는 약 2 미크론 내지 약 90 미크론, 더 바람직하게는 약 3 미크론 내지 약 60 미크론의 크기(d50)를 갖는 입자, 바람직하게는 시변각 안료 입자를 포함하는 하나 이상의 잉크가 요판 잉크 저장통으로부터 하나 이상의 스크린 실린더를 거쳐 하나 이상의 형판 실린더로 전사되고, 이후, 하나 이상의 잉크가 하나 이상의 형판 실린더로부터 콜렉팅 실린더로 전사되며, 콜렉팅 실린더는 잉크를 하나 이상의 음각 요판을 구비한 플레이트 실린더로 전사한다. 끝으로, 하나 이상의 잉크가 하나 이상의 음각 요판을 구비한 플레이트 실린더로부터 기판 상에 인쇄되어 인쇄된 요판 특징 또는 패턴을 형성한다. 콜렉팅 실린더에 의한 잉킹 공정은 간접 잉킹 공정 또는 Orlov 공정이라 불린다. 간접 요판 잉킹 공정은 특히 잉크 소비 감소 및 신디자인 가능성이라는 2가지 이점을 제공하며, 특히, 디자인 가능성은 매우 정확한 잉킹 및 색분할로부터 이득을 얻는다. Orlov 공정에서, 콜렉팅 실린더에 구비된 하나 이상의 블랭킷은 구리로 코팅된 직물 재료로 제조될 수 있다. 블랭킷 재료의 예는 예컨대 폴리우레탄 고무(PUR 고무), 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(NBR)를 포함하며, 예는 예컨대 US 5264289호, WO 2007/062271 A1호 및 JP 2011/173376-7 A호에 나와 있다. 블랭킷의 수명을 증가시키기 위하여, 블랭킷의 패브릭 재료는 사용되는 잉크 조성물에 따라, 예컨대 산화 건조 잉크 또는 UV-Vis 경화성 잉크를 사용하는가에 따라 선택된다. 그러나, 예컨대 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(NBR), 실리콘 고무와 같은 일부 재료는 산화 건조 잉크 및 UV-Vis 경화성 잉크 둘다에 대하여 우수한 내성을 나타내므로 바람직하게 사용된다(예컨대 US 5264289호 참조).
콜렉팅 실린더(즉, Orlov 실린더)는 업계에 공지되어 있다. 예컨대 EP 2 065 187 B1호, US 2008/0271620호 및 여기에 인용된 문헌들이 참조된다. 콜렉팅 실린더는 예컨대 오프셋 및 요판과 같은 상이한 인쇄 기술과 함께 이용된다. Orlov법에서, 형판 실린더는 상이한 색들을 포함하는 잉킹 장치에 의해 잉킹된다. 이어서 색은 형판 실린더로부터 공통의 콜렉팅 실린더, 즉 Orlov 실린더로 전사된다. 이에 따라 그 표면에 상이한 색의 잉크들을 구비하는 콜렉팅 실린더를 이용하여 플레이트 실린더의 표면을 잉킹한다. 따라서, 하나의 인쇄판이 사전에 공통의 잉크 콜렉팅 표면에 수집된 상이한 색의 잉크들로 잉킹됨으로써, 상이한 색들 사이에 완벽한 레지스터가 가능하다. 본 발명에서, 사용되는 경우, 콜렉팅 실린더는 플레이트 실린더의 직경보다 작거나 큰 직경을 가질 수 있다.
이후, 본원에 개시된 하나 이상의 잉크는 본원에 개시된 하나 이상의 형판 실린더 또는 본원에 개시된 콜렉팅 실린더로부터 하나 이상의 음각 요판을 구비한 플레이트 실린더의 새김으로 전사되는데, 상기 하나 이상의 음각 요판은 표준적인 것이다. 적당한 음각 요판은 업계에 공지된 기술에 의하여 제작될 수 있다. 새김 요판의 제작 기술은 수공 그레이빙 및 CTiP("Computer to Intaglio Plate"), DLE("Direct Laser Engraving") 및 FIT("Fine Intaglio Technology")와 같은 컴퓨터 기반 기술을 포함한다. 일반적으로, 새김 요판 온도는 약 30℃ 내지 약 90℃ 범위내이다. 이를 위하여, 플레이트 실린더는 온도조절될 수 있다.
본원에 개시된 하나 이상의 잉크가 본원에 개시된 하나 이상의 형판 실린더 또는 본원에 개시된 콜렉팅 실린더로부터 요판의 새김으로 전사될 때, 일부 과량의 잉크도 플레이트의 비새김 표면에 전사된다. 본 발명은 과량의 잉크를 감소시키는 방법을 제공하므로 요판의 와이핑 공정 동안 와이핑 및 제거되는 요판 잉크의 양을 크게 감소시킨다. 플레이트 실린더 표면 상의 과량의 잉크는 와이핑 실린더 및 세정 용액을 이용하여 요판을 구비한 실린더를 세정함으로써 제거될 수 있거나 또는 별법으로 실린더 표면 상의 과량의 잉크는 예컨대 페이퍼 또는 티슈와 같은 일회용 섬유 재료를 이용하여 실린더로부터 제거된다. 섬유 재료의 사용은 환경에 유해할 수 있는 처분해야 할 잉크가 함침된 많은 양의 폐기물을 생성하므로, 와이핑 실린더 및 세정 용액을 이용하여 요판을 구비한 실린더를 세정함으로써 플레이트 실린더 표면 상의 과량의 잉크를 제거하는 것이 바람직하다. 와이핑 실린더는 일반적으로 폴리염화비닐(PVC) 또는 고무로 제조된다. 와이핑 실린더를 사용하는 경우, 와이핑 실린더도 용매 또는 수용액을 포함하는 조에서 세정된다. 일반적으로, 와이핑 실린더의 세정을 위한 적당한 세정 용액은 약 0.3 중량% 내지 약 1.2 중량%의 강염기, 예컨대 수산화나트륨(NaOH) 및 약 0.3 중량% 내지 약 1 중량%의 계면활성제, 예컨대 황산화 피마자유(SCO)를 포함하는 알칼리성 와이핑 수용액이며, 그 중량은 알칼리성 와이핑 수용액의 총 중량을 기준으로 한다. 따라서, 본 발명에 적합한 잉크는 상기 개시된 알칼리성 와이핑 수용액에서의 세정성을 나타낸다.
하나 이상의 음각 요판의 새김 안에 잔존하는 잉크는 이후 가압하에 인쇄될 기판으로 전사된다. 인쇄 공정 동안, 하나 이상의 음각 요판을 구비한 플레이트 실린더와 기판 사이에 인가되는 고압은 상기 기판의 변형 및 엠보싱을 야기한다. 일반적으로 수십 내지 수백 bar의 고압을 기판의 반대쪽에 위치하는 역압 실린더로 인가한다.
본원에 개시된 하나 이상의 잉크는 상이한 방법들에 의해 당업자에게 공지된 바와 같이 고화 및/또는 경화될 수 있다. 용어 "경화"는 잉크가 도포된 기판으로부터 잉크가 더이상 제거될 수 없도록 도포된 잉크의 건조 또는 고체화 또는 반응(예컨대, 화학 반응, 가교결합 및/또는 중합)을 포함하는 공정을 의미한다. 본원에 개시된 잉크의 조성에 따라, 즉, 잉크가 방사선 경화성 잉크, 산화 건조 요판 잉크 또는 이의 조합인가에 따라, 고화 또는 경화 단계를 상이한 공정에 의해 수행할 수 있다. 잉크가 방사선 경화성 잉크라면, 고화 또는 경화 단계는 비제한적으로 UV-Vis-광 및/또는 전자빔을 포함하는 복사 에너지에 의하여 실시될 수 있다. 잉크가 산화 건조 요판 잉크라면, 고화 또는 경화 단계는 산소, 예컨대 공기로부터의 산소("공기 건조")의 작용에 의해 실시될 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에서, 본원에 개시된 특징 또는 패턴, 바람직하게는 보안 특징 또는 보안 패턴의 요판 인쇄를 위한 방법은 유리하게는 25℃ 및 1000 s-1의 전단 속도에서 약 0.1 Paㆍs 내지 약 10 Paㆍs, 바람직하게는 25℃ 및 1000 s-1의 전단 속도에서 약 0.1 Paㆍs 내지 약 5 Paㆍs 범위 내 그리고 25℃ 및 100 s-1의 전단 속도에서 약 0.1 Paㆍs 내지 약 30 Paㆍs, 바람직하게는 25℃ 및 100 s-1의 전단 속도에서 약 0.1 Paㆍs 내지 약 20 Paㆍs의 범위 내에 속하는 점도를 갖고 약 90 미크론 이하, 바람직하게는 약 2 미크론 내지 약 90 미크론, 더 바람직하게는 약 3 미크론 내지 약 60 미크론의 크기(d50)를 갖는 입자를 포함하는 하나 이상의 잉크로 실시될 수 있다.
상기 개시된 바와 같이, 본원에 개시된 하나 이상의 잉크는 방사선 경화성 잉크, 열 건조 조성물, 산화 건조 요판 잉크 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택될 수 있다.
상기 개시된 바와 같이, 본원에 개시된 하나 이상의 잉크는 약 90 미크론 이하, 바람직하게는 약 2 미크론 내지 약 90 미크론, 더 바람직하게는 약 3 미크론 내지 약 60 미크론의 크기(d50)를 갖는 입자를 포함한다. 이러한 크기를 갖는 입자는 잉크의 총 중량을 기준으로 하여 바람직하게는 약 10 중량% 내지 약 40 중량%의 양, 더 바람직하게는 약 10 중량% 내지 약 30 중량%의 양으로 존재하며, 그 중량은 잉크의 총 중량을 기준으로 한다.
한 실시양태에 따르면, 본원에 개시된 하나 이상의 잉크에 포함되는 입자의 적어도 일부는 약 90 미크론 이하, 바람직하게는 약 2 미크론 내지 약 90 미크론, 더 바람직하게는 약 3 미크론 내지 약 60 미크론의 크기(d50)를 갖는 시변각 안료 입자이다. 다른 실시양태에 따르면, 본원에 개시된 하나 이상의 잉크에 포함되는 입자의 적어도 일부는 약 90 미크론 이하, 바람직하게는 약 2 미크론 내지 약 90 미크론, 더 바람직하게는 약 3 미크론 내지 약 60 미크론의 크기(d50)를 갖는 자성 또는 자화성 안료 입자로 구성되거나 또는 약 90 미크론 이하, 바람직하게는 약 2 미크론 내지 약 90 미크론, 더 바람직하게는 약 3 미크론 내지 약 60 미크론의 크기(d50)를 갖는 자성 또는 자화성 안료 입자 및 시변각 안료 입자를 포함한다.
시변각 안료 입자는 바람직하게는 박막 간섭 안료, 간섭 코팅 안료, 콜레스테릭 액정 안료 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택된다.
바람직하게는 자성 또는 자화성 안료 입자는 바람직하게는 자성 박막 간섭 안료, 자성 콜레스테릭 액정 안료, 자성 물질을 포함하는 간섭 코팅 안료 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 시변각 자성 또는 자화성 안료 입자이다. 존재할 경우, 시변각 안료 입자 및/또는 시변각 자성 또는 자화성 안료 입자는 잉크의 총 중량을 기준으로 하여 바람직하게는 약 10 중량% 내지 약 40 중량%, 더 바람직하게는 약 10 중량% 내지 약 30 중량%의 양으로 존재한다. 본원에 개시된 시변각 안료 입자 및 시변각 자성 또는 자화성 안료 입자는 일반적으로 펠릿 형상(예컨대, 플레이크)이다. 그 형상의 종횡비는 상기 설명이 참조된다.
당업자에게 공지된 바와 같은 시변각 특성을 나타내는 적합한 박막 간섭 안료는 US 4,705,300호; US 4,705,356호; US 4,721,271호; US 5,084,351호; US 5,214,530호; US 5,281,480호; US 5,383,995호; US 5,569,535호; US 5,571624호 및 이들과 관련된 문헌에 개시되어 있다. 시변각 안료 입자의 적어도 일부가 박막 간섭 안료로 구성되는 경우, 박막 간섭 안료는 바람직하게는 파브리-페로 반사체/유전체/흡수체 다층 구조, 더 바람직하게는 파브리-페로 흡수체/유전체/반사체/유전체/흡수체 다층 구조를 포함하는데, 여기서 흡수체 층은 부분적으로 투과성이고 부분적으로 반사성이며, 유전체 층은 입사광을 투과하고 반사층은 입사광을 반사한다. 바람직하게는, 반사체 층은 금속, 금속 합금 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되고, 바람직하게는 반사성 금속, 반사성 금속 합금 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되며, 더 바람직하게는 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되고, 더욱 더 바람직하게는 알루미늄(Al)이다. 바람직하게는, 유전체 층은 독립적으로 불화마그네슘(MgF2), 이산화규소(SiO2) 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되고 더 바람직하게는 불화마그네슘(MgF2)이다. 바람직하게는, 흡수체 층은 독립적으로 크롬(Cr), 니켈(Ni), 금속 합금 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되고 더 바람직하게는 크롬(Cr)이다. 시변각 안료 입자의 적어도 일부가 박막 간섭 안료로 구성되는 경우, 박막 간섭 안료가 Cr/MgF2/Al/MgF2/Cr 다층 구조로 이루어지는 파브리-페로 흡수체/유전체/반사체/유전체/흡수체 다층 구조를 포함하는 것이 특히 바람직하다. 본 발명을 위한 시변각 특성을 나타내는 바람직한 박막 간섭 안료는 약 3 미크론 내지 약 50 미크론의 d50 값을 갖는 플레이크이다.
콜레스테릭 상에서 액정은 분자의 종축에 대하여 수직인 나선형 상부구조(superstructure) 형태의 분자 오더를 나타낸다. 나선형 상부구조는 소정 광파장의 선택적 투과/반사를 유도하는(간섭 필터 효과) 액정 재료 전체를 통한 주기적 굴절률 변조의 근원이다. 콜레스테릭 액정 중합체는 키랄 상을 갖는 하나 이상의 가교결합성 물질(네마틱 화합물)을 정렬 및 배향시켜 수득할 수 있다. 나선형 분자 배열의 특별한 상황은 소정 파장 범위내에서 원편광 성분을 반사시키는 특성을 나타내는 콜레스테릭 액정 재료를 유도한다. 피치(즉, 나선형 배열의 360°완전 회전이 완성되는 거리)는 특히 온도 및 용매 농도를 포함하는 선택가능한 펙터를 변화시킴으로써, 키랄 성분(들)의 성질 및 네마틱 및 키랄 화합물의 비율을 변경함으로써 조정될 수 있다. UV 방사선 영향하의 가교결합은 얻어지는 콜레스테릭 액정 재료의 색이 더이상 온도와 같은 외부 요인에 의존하지 않도록 원하는 나선 형태를 고정함으로써 피치를 소정 상태로 고정시킨다. 이어서 콜레스테릭 액정 재료는 추후 중합체를 소정 입자 크기로 분쇄함으로써 콜레스테릭 액정 안료로 성형될 수 있다. 콜레스테릭 액정 재료로부터 제조되는 필름 및 안료 그리고 그 제조의 예는 US 5,211,877호; US 5,362,315호 및 US 6,423,246호 및 EP 1 213 338 B1호; EP 1 046 692 B1호 및 EP 0 601 483 B1호에 개시되어 있다. 본 발명을 위한 바람직한 콜레스테릭 액정 안료는 약 5 미크론 내지 약 50 미크론의 d50 값을 갖는 플레이크이다.
적합한 간섭 코팅 안료는 비제한적으로 금속 산화물로 제조된 하나 이상의 층으로 코팅된 티탄, 은, 알루미늄, 구리, 크롬, 철, 게르마늄, 몰리브덴, 탄탈 또는 니켈과 같은 금속 코어로 이루어지는 군에서 선택되는 기판을 포함하는 구조 및 금속 산화물(예컨대, 산화티탄, 산화지르코늄, 산화주석, 산화크롬, 산화니켈, 산화구리 및 산화철)로 제조된 하나 이상의 층으로 코팅된 합성 또는 천연 운모, 다른 층상 실리케이트(예컨대, 탈크, 카올린 및 견운모), 유리(예컨대, 붕규산염), 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화티탄(TiO2), 흑연 및 이들의 혼합물로 제조된 코어로 이루어지는 구조를 포함한다. 상기 개시된 구조는 예컨대 문헌(Chem. Rev. 99 (1999), G. Pfaff and P. Reynders, pages 1963-1981 및 WO 2008/083894 A2호)에 개시되어 있다. 이들 간섭 코팅 안료의 일반적인 예는 비제한적으로 산화티탄, 산화주석 및/또는 산화철로 제조된 하나 이상의 층으로 코팅된 산화규소 코어; 산화티탄, 산화규소 및/또는 산화철로 제조된 하나 이상의 층으로 코팅된 천연 또는 합성 운모 코어, 특히 산화규소 및 산화티탄으로 제조된 교호층으로 코팅된 운모 코어; 산화티탄, 산화규소 및/또는 산화철로 제조된 하나 이상의 층으로 코팅된 붕규산염 코어; 및 산화철, 산화수산화철, 산화크롬, 산화구리, 산화세륨, 산화알루미늄, 산화규소, 바나딘산비스무트, 티탄산니켈, 티탄산코발트 및/또는 안티몬 도핑, 불소 도핑 또는 인듐 도핑 주석 산화물로 제조된 하나 이상의 층으로 코팅된 산화티탄 코어; 산화티탄 및/또는 산화철로 제조된 하나 이상의 층으로 코팅된 산화알루미늄 코어를 포함한다. 본 발명에 바람직한 간섭 코팅 안료는 d50 값이 약 5 미크론 내지 약 60 미크론이다.
상기 언급한 바와 같이, 하나 이상의 잉크는 자성 또는 자화성 안료 입자, 바람직하게는 본원에 개시된 시변각 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함할 수 있다. 기계 판독가능한 그 자화성 특성으로 인하여, 자성 또는 자화성 안료 입자, 바람직하게는 시변각 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 잉크는 예컨대 특정 자화성 검출기를 이용하여 검출될 수 있다. 따라서, 시변각 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 잉크는 상기 잉크를 포함하는 임의의 물품, 특히 상기 잉크를 포함하는 보안 문서용 커버트(covert) 또는 반커버트 요소(확인을 위해 인증 툴을 필요로 하는 것)로서 사용될 수 있다.
시변각 특징을 나타내는 적당한 자성 박막 간섭 안료는 당업자에게 공지되어 있고 US 4,838,648호; WO 2002/073250 A2호; EP 686 675 B1호; WO 2003/00801 A2호; US 6,838,166호; WO 2007/131833 A1호 및 이와 관련된 문헌에 개시되어 있다. 바람직하게는, 시변각 자성 또는 자화성 안료 입자는 5층 파브리-페로 다층 구조를 갖는 안료 및/또는 6층 파브리-페로 다층 구조를 갖는 안료 및/또는 7층 파브리-페로 다층 구조를 갖는 안료로 이루어지는 자성 박막 간섭 안료이다. 바람직한 5층 파브리-페로 다층 구조는 흡수체/유전체/반사체/유전체/흡수체 다층 구조로 이루어지고, 여기서 반사체 및/또는 흡수체는 또한 자성 층이다. 바람직한 6층 파브리-페로 다층 구조는 흡수체/유전체/반사체/자기/유전체/흡수체 다층 구조로 이루어지고, 상기 다층 구조는 바람직하게는 Cr/MgF2/Al/자기/MgF2/Cr 다층 구조로 이루어진다. 바람직한 7층 파브리-페로 다층 구조는 US 4,838,648호에 개시된 바와 같은 흡수체/유전체/반사체/자기/반사체/유전체/흡수체 다층 구조, 더 바람직하게는 7층 파브리-페로 흡수체/유전체/반사체/자기/반사체/유전체/흡수체 다층 구조로 이루어진다. 바람직하게는, 본원에 개시된 반사체 층은 금속, 금속 합금 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되고, 바람직하게는 반사성 금속, 반사성 금속 합금 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되며, 더 바람직하게는 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되고, 더욱 더 바람직하게는 알루미늄(Al)이다. 바람직하게는, 유전체 층은 독립적으로 불화마그네슘(MgF2), 이산화규소(SiO2) 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되고, 더 바람직하게는 불화마그네슘(MgF2)이다. 바람직하게는, 흡수체 층은 독립적으로 크롬(Cr), 니켈(Ni), 금속 합금 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택된다. 바람직하게는, 자기 층은 바람직하게는 니켈(Ni), 철(Fe) 및 코발트(Co), 니켈(Ni), 철(Fe) 및/또는 코발트(Co)를 포함하는 합금, 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택된다. 자성 박막 간섭 안료가 Cr/MgF2/Al/Ni/Al/MgF2/Cr 다층 구조의 7층 파브리-페로 흡수체/유전체/반사체/자기/반사체/유전체/흡수체 다층 구조로 이루어지는 것이 특히 바람직하다. 본원에 개시된 자성 박막 간섭 안료는 일반적으로 웹 상에 필요한 여러 층을 진공 증착함으로써 제작된다. 예컨대 PVD에 의하여 원하는 수의 층을 증착한 후, 적당한 용매에 방출 층을 용해시키거나 또는 웹으로부터 재료를 스트리핑함으로써 웹으로부터 층의 스택을 제거한다. 이렇게 얻어진 재료는 이후 플레이크로 분해되며, 이것은 분쇄, 밀링 또는 임의의 적당한 방법에 의하여 더 가공되어야 한다. 생성되는 제품은 깨진 에지, 불규칙적인 형상 및 상이한 종횡비를 갖는 평평한 플레이크로 이루어진다. 적당한 자성 박막 간섭 안료의 제조에 대한 추가의 정보는 예컨대 EP 1 710 756 A1호에서 찾아볼 수 있다. 본 발명의 시변각 특징을 나타내는 바람직한 자성 박막 간섭 안료는 직경이 약 2 미크론 내지 약 50 미크론, 바람직하게는 약 3 미크론 내지 약 50 미크론인 플레이크이다.
시변각 특징을 나타내는 적당한 자성 콜레스테릭 액정 안료는 비제한적으로 단층 콜레스테릭 액정 안료 및 다층 콜레스테릭 액정 안료를 포함하며 예컨대 WO 2006/063926 A1호, US 6,582,781호 및 US 6,531,221호에 개시되어 있다. WO 2006/063926 A1호는 이로부터 수득되는 고휘도 및 컬러시프팅 특성과 자화성과 같은 추가의 특성을 갖는 단층 및 안료를 개시한다. 단층 및 상기 단층을 분쇄함으로써 이로부터 수득된 안료는 3차원적으로 가교결합된 콜레스테릭 액정 혼합물과 자성 나노입자를 포함한다. US 6,582,781호 및 US 6,410,130호는 A1/B/A2 순서를 포함하는 소판형 콜레스테릭 다층 안료를 개시하며, 여기서 A1 및 A2는 동일하거나 상이할 수 있고 각각 적어도 하나의 콜레스테릭 층을 포함하며, B는 층 A1 및 A2에 의해 투과된 광의 전부 또는 일부를 흡수하는 중간층으로서 상기 중간층에 자성을 부여한다. US 6,531,221호는 A/B 및 필요에 따라 C(여기서, A 및 C는 자성을 부여하는 안료를 포함하는 흡수층이고, B는 콜레스테릭 층임) 시퀀스를 포함하는 소판형 콜레스테릭 다층 안료를 개시한다. 개시된 소판형 콜레스테릭 다층 안료는 일반적으로 d50 값이 약 3 미크론 내지 약 50 미크론이다.
자성 물질을 포함하는 적당한 간섭 코팅 안료는 상기 개시된 간섭 코팅 안료로 이루어지며, 여기서 안료는 자성 물질을 포함한다.
본원에 개시된 하나 이상의 잉크가 자성 또는 자화성 안료 입자, 바람직하게는 본원에 개시된 시변각 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 경우, 본원에 개시된 공정은, 하나 이상의 잉크를 기재에 도포한 후, 즉, 적절한 자기장의 인가를 통해, 기판에의 전사 단계(단계 iii)) 후 고화 또는 경화 단계(단계 iv)) 전에 상기 안료 입자를 배향하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이렇게 배향된 안료 입자는 도포된 잉크의 고화 또는 경화에 의해 그 각각의 위치 및 배향에서 고정된다. 기판에 도포된 본원에 개시된 자성 또는 자화성 안료 입자 및/또는 본원에 개시된 시변각 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 하나 이상의 잉크를 자기장에 노출시킴으로써 안료 입자를 배향하는 단계 동안, 상기 하나 이상의 잉크는 여전히 충분히 액체이므로 안료 입자가 이동 및 배향될 수 있다. 본원에 개시된 자성 또는 자화성 안료 입자 및/또는 본원에 개시된 시변각 자성 또는 자화성 안료 입자를 자기적으로 배향하는 단계는 도포된 잉크를 안료 입자가 이동 및 배향될 수 있을 정도로 충분히 액체인 동안 자기장 발생 장치의 표면에서 발생되는 적절한 소정 자기장에 노출시킴으로써 안료 입자를 자기장의 자기장 라인을 따라 배향시키는 단계, 즉 하나 이상의 잉크를 자기장 발생 장치에 충분히 가까이 또는 이것과 접촉하게 두는 단계로 이루어진다. 이렇게 접근 또는 근접시키는 것은 하나 이상의 잉크 중의 본원에 개시된 자성 또는 자화성 안료 입자 및/또는 본원에 개시된 시변각 자성 또는 자화성 안료 입자를 자기장에 대하여 배향시킬 수 있다.
자기장은 i) 하나 이상의 잉크를 갖는 기판측으로부터, 또는 ii) 하나 이상의 잉크에 반대되는 기판측으로부터, 또는 iii) 하나 이상의 잉크를 갖는 기판 면에 대한 법선과 상이한 하나 또는 몇몇 방향으로부터 인가될 수 있다. 여기서, 특정 측 또는 방향으로부터 자기장의 인가는 자기장 발생 장치가 기판의 상기 측에서 상기 방향을 따라 물리적으로 기판으로부터 특정 거리를 두고 위치함을 의미한다. 자기장 발생 장치는 영구 자석 및/또는 자극편 또는 솔레노이드 및/또는 자극편이 셋팅된 영구 자석일 수 있다. 기판에 도포되는 하나 이상의 잉크가 실제적으로 자기 장치와 접촉할 수 있다는 것이 주목할만한다. 별법으로, 에어갭 또는 중간 분리층이 제공될 수 있다. 자기장의 자기선을 적절히 성형함으로써, 시변각 자성 또는 자화성 안료 입자는 보편적으로 입수할 수 없는 적절한 재료 없이는 재현 또는 위조가 불가능하지 않으면 매우 어려울 수 있는 상응하는 자기 유도 화상 또는 패턴을 생성하는 패턴으로 배항될 수 있다. 잉크 또는 코팅 조성물 중의 자성 입자를 배향시키기 위한 재료 및 기술 및 해당하는 통합된 인쇄/자기 배향 공정은 US 2,418,479호; US 2,570,856호; US 3,791,864호; DE-A 2006848호; US 3,676,273호; US 5,364,689호; US 6,103,361호; US 2004/0051297호; US 2004/0009309호; EP 0 710 508 A1호, WO 2002/090002 A2호; WO 2003/000801 A2호; WO 2005/002866 A1호 및 US 2002/0160194호에 개시되었다. 자기장 발생 장치는 양각 표면, 새김 또는 컷아웃을 더 가질 수 있는 자기판을 포함할 수 있다. 예컨대, WO 2005/002866 A1호 및 WO 2008/046702 A1호는 새김된 자기판의 예를 개시한다.
한 실시양태에 따르면, 본원에 개시된 하나 이상의 잉크는 방사선 경화성 잉크이다. 방사선 경화성 잉크는 UV-Vis 범위에서 파장을 갖는 (이하 UV-Vis-경화성이라 함) 빛을 조사하여 또는 E-빔 방사선(이하 EB라 함)에 의하여 경화될 수 있는 잉크로 이루어진다. 방사선 경화성 잉크는 업계에 공지되어 있고 "Chemistry & Technology of UV & EB Formulation for Coatings, Inks & Paints" 시리즈(John Wiley & Sons와 SITA Technology Limited에 의하여 1997-1998년에 7권 간행)와 같은 표준 교과서에서 찾아볼 수 있다. 방사선 경화성, 특히 UV-Vis 경화성은 유리하게는 매우 빠른 경화 공정을 유도하므로 잉크의 건조 시간을 크게 감소시키므로 뒤묻음 및 막힘 문제를 방지하면서 높은 생산 속도를 가능하게 한다.
또한, 본원에 개시된 잉크가 배향될 수 있는 자성 또는 자화성, 방사선 경화성, 특히 UV-Vis 경화성인 입자를 포함하는 경우, 유리하게는 경화 방사선에 노광 후 순간적인 잉크 점도 증가를 유도하므로, 자기 배향 단계 이후 입자의 임의의 추가적인 이동 및 이에 따른 임의의 정보 손실을 방지한다.
본원에 개시된 UV-Vis-경화성 잉크는 하나 이상의 결합제 및 바람직하게는 하나 이상의 광개시제 및/또는 감광제를 포함한다. 바람직하게는 본원에 개시된 UV-Vis-경화성 잉크의 하나 이상의 결합제는 라디칼 경화성 화합물, 양이온 경화성 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물로부터 제조된다. 양이온 경화성 화합물은 중합을 개시하여 결합제를 형성하는 산과 같은 양이온성 화학종을 방출하는 하나 이상의 광개시제의 에너지에 의한 활성화로 이루어지는 양이온 메카니즘에 의하여 경화된다. 라디칼 경화성 화합물은 중합을 개시하여 결합제를 형성하는 유리 라디칼을 방출하는 하나 이상의 광개시제의 에너지에 의한 활성화로 이루어지는 유리 라디칼 메카니즘에 의하여 경화된다. 바람직하게는, 본원에 개시된 UV-Vis-경화성 잉크의 하나 이상의 결합제는 (메트)아크릴레이트, 비닐 에테르, 프로페닐 에테르, 에폭시드와 같은 환형 에테르, 옥세탄, 테트라히드로푸란, 락톤, 환형 티오에테르, 비닐 및 프로페닐 티오에테르, 히드록실 함유 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 화합물로부터 제조된다. 더 바람직하게는, 본원에 개시된 UV-Vis-경화성 잉크의 하나 이상의 결합제는 (메트)아크릴레이트, 비닐 에테르, 프로페닐 에테르, 에폭시드와 같은 환형 에테르, 옥세탄, 테트라히드로푸란, 락톤 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 화합물로부터 제조된다.
한 실시양태에 따르면, 본원에 개시된 UV-Vis-경화성 잉크의 하나 이상의 결합제는 (메트)아크릴레이트에서 선택되는, 바람직하게는 에폭시 (메트)아크릴레이트, 폴리에스테르 (메트)아크릴레이트, 지방족 또는 방향족 우레탄 (메트)아크릴레이트, 실리콘 (메트)아크릴레이트, 아미노 (메트)아크릴레이트, 아크릴계 (메트)아크릴레이트 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 라디칼 경화성 화합물로부터 제조된다. 본 발명의 맥락에서 용어 "(메트)아크릴레이트"는 아크릴레이트 및 상응하는 메타크릴레이트를 가리킨다. 본원에 개시된 UV-Vis-경화성 잉크의 하나 이상의 결합제는 추가의 비닐 에테르 및/또는 예컨대 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PTA), 트리프로필렌글리콜디아크릴레이트(TPGDA), 디프로필렌글리콜디아크릴레이트(DPGDA), 헥산디올 디아크릴레이트(HDDA)와 같은 단량체 아크릴레이트 및 예컨대 폴리에톡실화된 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 폴리에톡실화된 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 폴리에톡실화된 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리에톡실화된 디프로필렌글리콜 디아크릴레이트 및 폴리에톡실화된 헥산디올 디아크릴레이트와 같은 이들의 폴리에톡실화된 단량체로 제조될 수 있다.
다른 실시양태에 따르면, 본원에 개시된 UV-Vis-경화성 잉크의 하나 이상의 결합제는 비닐 에테르, 프로페닐 에테르, 에폭시드와 같은 환형 에테르, 옥세탄, 테트라히드로푸란, 락톤, 환형 티오에테르, 비닐 및 프로페닐 티오에테르, 히드록실 함유 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 양이온 경화성 화합물, 바람직하게는 비닐 에테르, 프로페닐 에테르, 에폭시드와 같은 환형 에테르, 옥세탄, 테트라히드로푸란, 락톤 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 양이온 경화성 화합물로부터 제조된다. 에폭시드의 일반적인 예는 비제한적으로 글리시딜 에테르, 지방족 또는 시클로지방족 디올 또는 폴리올의 □-메틸 글리시딜 에테르, 디페놀 및 폴리페놀의 글리시딜 에테르, 다가 페놀의 글리시딜 에스테르, 페놀포름알데히드 노볼락의 1,4-부탄디올 디글리시딜 에테르, 레조르시놀 디글리시딜 에테르, 알킬 글리시딜 에테르, 아크릴산 에스테르의 공중합체(예컨대 스티렌-글리시딜 메타크릴레이트 또는 메틸 메타크릴레이트-글리시딜 아크릴레이트)를 포함하는 글리시딜 에테르, 다작용성 액체 및 고체 노볼락 글리시딜 에테르 수지, 폴리글리시딜 에테르 및 폴리(□-메틸글리시딜) 에테르, 폴리(N-글리시딜) 화합물, 폴리(S-글리시딜) 화합물, 글리시딜 기 또는 □-메틸 글리시딜 기가 상이한 유형의 헤테로 원자에 결합된 에폭시 수지, 카르복실산 및 폴리카르복실산의 글리시딜 에스테르, 리모넨 모녹시드, 에폭시드화 대두유, 비스페놀-A 및 비스페놀-F 에폭시 수지를 포함한다. 적당한 에폭시드의 예는 EP 2 125 713 B1호에 개시되어 있다. 방향족, 지방족 또는 시클로지방족 비닐 에테르의 적당한 예는 비제한적으로 분자 내에 1 이상, 바람직하게는 2 이상의 비닐 에테르 기를 갖는 화합물을 포함한다. 비닐 에테르의 예는 비제한적으로 트리에틸렌 글리콜 디비닐 에테르, 1,4-시클로헥산디메탄올 디비닐 에테르, 4-히드록시부틸 비닐 에테르, 프로필렌 카르보네이트의 프로페닐 에테르, 도데실 비닐 에테르, tert-부틸 비닐 에테르, tert-아밀 비닐 에테르, 시클로헥실 비닐 에테르, 2-에틸헥실 비닐 에테르, 에틸렌 글리콜 모노비닐 에테르, 부탄디올 모노비닐 에테르, 헥산디올 모노비닐 에테르, 1,4-시클로헥산디메탄올 모노비닐 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노비닐 에테르, 에틸렌 글리콜 디비닐 에테르, 에틸렌 글리콜 부틸비닐 에테르, 부탄-1,4-올 디비닐 에테르, 헥산디올 디비닐 에테르, 디에틸렌 글리콜 디비닐 에테르, 트리에틸렌 글리콜 디비닐 에테르, 트리에틸렌 글리콜 메틸비닐 에테르, 테트라에틸렌 글리콜 디비닐 에테르, 플루리올-E-200 디비닐 에테르, 폴리테트라히드로푸란 디비닐 에테르-290, 트리메틸올프로판 트리비닐 에테르, 디프로필렌 글리콜 디비닐 에테르, 옥타데실 비닐 에테르, (4-시클로헥실-메틸렌옥시에텐)-글루타르산 메틸 에스테르 및 (4-부톡시에텐)-이소프탈산 에스테르를 포함한다. 히드록시-함유 화합물의 예는 비제한적으로 예컨대 폴리카프로락톤 또는 폴리에스테르 아디페이트 폴리올과 같은 폴리에스테르 폴리올, 글리콜 및 폴리에테르 폴리올, 피마자유, 히드록시 작용성 비닐 및 아크릴 수지, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트와 같은 셀룰로오스 에스테르, 및 페녹시 수지를 포함한다. 또한, 적당한 양이온 경화성 화합물의 예는 EP 2 125 713 B1호 및 EP 0 119 425 B1호에 개시되어 있다.
이와는 다르게, 본원에 개시된 UV-Vis-경화성 잉크의 하나 이상의 결합제는 혼성 결합제이고 본원에 개시된 것과 같은 라디칼 경화성 화합물 및 양이온 경화성 화합물 및 본원에 개시된 이들의 각각의 광개시제를 포함하는 혼합물로부터 제조될 수 있다. 라디칼 경화성 결합제 화합물은 약 1 중량% 내지 약 99 중량%의 양으로 존재할 수 있고 양이온 경화성 결합제 화합물은 약 1 중량% 내지 약 99 중량%의 양으로 존재할 수 있으며, 상기 중량%는 UV-Vis-경화성 요판 잉크 조성물의 결합제의 총 중량을 기준으로 한다.
단량체, 올리고머 또는 예비중합체의 UV-Vis 경화는 하나 이상의 광개시제를 필요로 할 수 있고 다수의 방식으로 실시될 수 있다. 당업자에게 공지된 바와 같이, 하나 이상의 광개시제는 그 흡수 스펙트럼에 따라 선택되며 선원(radiation source)의 방출 스펙트럼과 맞도록 선택된다. 본원에 개시된 UV-Vis-경화성 시변각 조성물에 포함되는 결합제의 제조에 사용되는 단량체, 올리고머 또는 예비중합체에 따라, 상이한 광개시제를 사용할 수 있다. 유리 라디칼 광개시제의 적당한 예는 당업자에게 공지되어 있으며 비제한적으로 아세토페톤, 벤조페톤, 알파-아미노케톤, 알파-히드록시케톤, 포스핀 옥시드 및 포스핀 옥시드 유도체 및 벤질디메틸 케탈을 포함한다. 양이온성 광개시제의 적당한 예는 당업자에게 공지되어 있으며 비제한적으로 오늄염, 예컨대 유기 요오도늄염(예컨대, 디아릴 요오도늄염), 옥소늄(예컨대, 트리아릴옥소늄염) 및 술포늄염(예컨대, 트리아릴술포늄염)을 포함한다. 유용한 광개시제의 다른 예는 "Chemistry & Technology of UV & EB Formulation for Coatings, Inks & Paints", III권, "Photoinitiators for Free Radical Cationic and Anionic Polymerization", 2판(J. V. Crivello & K. Dietliker, G. Bradley 편집, John Wiley & Sons와 SITA Technology Limited에 의해 1998년 간행)와 같은 표준 교과서에서 찾아볼 수 있다. UV-Vis-경화성 잉크에 포함되는 하나 이상의 광개시제는 바람직하게는 약 0.1 중량% 내지 약 20 중량%, 더 바람직하게는 약 1 중량% 내지 약 15 중량%의 양으로 존재하며, 상기 중량%는 UV-Vis-경화성 잉크의 총 중량을 기준으로 한다. 효율적인 경화를 위해서 하나 이상의 광개시제와 함께 감광제를 포함시키는 것도 유리할 수 있다. 적당한 감광제의 일반적인 예는 비제한적으로 이소프로필-티옥산톤(ITX), 1-클로로-2-프로폭시-티옥산톤(CPTX), 2-클로로-티옥산톤(CTX) 및 2,4-디에틸-티옥산톤(DETX) 및 이들의 혼합물을 포함한다. 존재할 경우, 하나 이상의 감광제는 바람직하게는 약 0.1 중량% 내지 약 15 중량%, 더 바람직하게는 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 존재하며, 상기 중량%는 UV-Vis-경화성 잉크의 총 중량을 기준으로 한다.
본원에 개시된 UV-Vis-경화성 잉크는 하나 이상의 희석제를 더 포함할 수 있다. 본원에서 사용될 때, 임의의 "희석제"는 하나 이상의 저분자량 및 저점도 단량체 또는 올리고머로 이루어진다. 일반적으로 하나 이상의 희석제는 UV-Vis 경화 공정 동안 결합제 성분과 반응할 수 있는 하나 이상의 반응성 부분을 포함한다. 따라서, 희석제는 1, 2 이상의 작용성 부분을 포함하는 반응성 희석제인 것이 바람직하다. 하나 이상의 반응성 희석제는 잉크에서의 점도를 감소시키기 위한 점도 컷팅제로서 사용된다.
별법으로, 이중 경화 잉크가 사용될 수 있는데, 이들 잉크는 열 건조 및 방사선 경화 메카니즘을 겸비한다. 일반적으로, 이러한 조성물은 본원에 개시된 것과 같은 방사선 경화성 조성물과 비슷하지만 물 및/또는 용매로 구성되는 휘발성 부분을 포함한다. 고온의 공기 또는 IR 건조기를 이용하여 이들 휘발성 성분을 먼저 증발시킨 다음 UV 건조로 경화 공정을 완결한다.
한 실시양태에 따르면, 본원에 개시된 하나 이상의 잉크는 산화 건조 잉크이다. 산화 건조 잉크는 산소의 존재하에, 특히 대기 중의 산소의 존재하에("공기-건조") 산화에 의하여 건조하는 잉크를 의미한다. 별법으로, 건조 공정을 가속하기 위하여, 고온의 공기, 적외선 또는 고온의 공기와 적외선의 조합하에 건조 공정을 실시할 수 있다. 건조 공정 동안, 산소는 잉크 결합제의 하나 이상의 성분과 조합하여 잉크를 반고체 또는 고체 상태로 전환시킨다. 본원에 개시된 산화 건조 잉크는 하나 이상의 결합제 및 하나 이상의 산화 건조제(업계에서는 건조제, 산소중합 촉매, 흡습성 제제 및 흡습제라고도 함)를 포함한다.
결합제는 일반적으로 불포화 지방산 잔기, 포화 지방산 잔기 또는 이들의 혼합물을 포함하는 중합체이다. 본원에 개시된 결합제는 바람직하게는 공기 건조 특성을 보장하기 위하여 불포화 지방산 잔기를 포함한다. 불포화산 기를 포함하는 수지가 특히 바람직하고, 불포화 카르복실산 기를 포함하는 수지가 더욱 더 바람직하다. 그러나, 수지는 또한 포화 지방산 잔기를 포함할 수 있다. 바람직하게는 본원에 개시된 결합제는 산 기를 포함한다. 즉, 결합제는 산 변성 수지 중에서 선택된다. 본원에 개시된 결합제는 알키드 수지, 비닐 중합체, 폴리우레탄 수지, 초분지형 수지(hyperbranched resin), 로진 변성 말레산 수지, 테르펜 수지, 니트로셀룰로오스 수지, 폴리올레핀, 폴리아미드, 아크릴 수지 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택될 수 있다. 본원에서 중합체 및 수지는 상호 바꿔쓸 수 있는 용어이다.
포화 및 불포화 지방산 성분은 천연 및/또는 인공 공급원으로부터 수득될 수 있다. 천연 공급원은 동물성 공급원 및/또는 식물성 공급원을 포함한다. 동물성 공급원은 동물성 지방, 버터 지방, 어유, 라드, 간 지방, 참치유, 향유 고래 기름 및/또는 우지 및 왁스를 포함할 수 있다. 식물성 공급원은 왁스 및/또는 야채 오일 및/또는 비야채 오일과 같은 오일을 포함할 수 있다. 식물성 오일의 예는 비제한적으로 여주, 보라지, 금잔화, 캐놀라, 피마자, 차이나 우드, 코코넛, 침엽수 씨, 옥수수, 면씨, 탈수 피마자, 아마씨, 포도씨, 자카란다(Jacaranda mimosifolia) 씨, 아마인유, 야자, 야자핵, 땅콩, 석류씨, 평지씨, 홍화씨, 뱀오이, 대두(콩), 해바라기, 동유, 및/또는 밀 배아를 포함한다. 인공 공급원은 (미세정질 및/또는 파라핀 왁스와 같은) 합성 왁스, 증류 테일 오일(tail oil) 및/또는 화학 또는 생화학 합성법을 포함한다. 적당한 지방산은 또한 (Z)-헥사단-9-엔[팔리톨레]산(C16H30O2), (Z)-옥타데칸-9-엔[올레]산(C18H34O2), (9Z,11E,13E)-옥타데카-9,11,13-트리엔[□-엘레오스테아르]산(C18H30O2), 리칸산, (9Z,12Z)-옥타데카-9,12-디엔[리놀레]산(C18H32O2), (5Z, 8Z,11Z,14Z)-에이코사-5,8,11,14-테트라엔[아라키돈]산(C20H32O2), 12-히드록시-(9Z)-옥타데카-9-엔[리시놀레]산(C18H34O3), (Z)-도코산-13-엔[에루스]산(C22H42O3), (Z)-에이코산-9-엔[가돌레]산(C20H38O2), (7Z,10Z,13Z,16Z,19Z)-도코사-7,10,13,16,19-펜타엔[클루파노돈]산 및 이들의 혼합물을 포함한다.
적당한 지방산은 일반적으로 천연 또는 합성 오일로부터 유래하는 지방산의 혼합물 형태로 사용되는 미리스톨레산, 팔미톨레산, 아라키돈산, 에루스산, 갈돌레산, 클루파나돈산, 올레산, 리시놀레산, 리놀레산, 레놀렌산, 리칸산, 니신산 및 엘레오스테아르산과 같은 에틸렌계 불포화 공액 또는 비공액 C2-C24 카르복실산 및 이들의 혼합물을 포함한다.
적당한 산화 건조제는 업계에 공지되어 있다. 산화 건조제는 예컨대 건조시 개시되는 자동 산화 반응의 촉매로서 작용하는 금속염이다. 산화 건조제의 일반적인 예는 비제한적으로 양이온으로서 코발트, 칼슘, 구리, 아연, 철, 지르코늄, 망간, 바륨, 아연, 스트론튬, 리튬, 바나듐 및 칼륨을 함유하고 음이온으로서 할로겐화물, 질산염, 황산염, 아세테이트와 같은 카르복실산염, 에틸헥산산염, 옥탄산염 및 나프텐산염 또는 아세토아세토네이트을 함유하는 다가 염과 같은 화합물을 포함한다. 산화 건조제의 예는 예컨대 WO 2011/098583 A1호 또는 WO 2009/007988 A1호 및 이와 관련된 문헌에서 찾아볼 수 있다. 하나 이상의 산화 건조제는 바람직하게는 약 0.01 중량% 내지 약 15 중량%의 양으로 존재하며, 상기 중량%는 산화 건조 요판 잉크의 총 중량을 기준으로 한다.
본원에 개시된 산화 건조 요판 잉크는 액체 매질을 더 포함할 수 있다. 본원에서 사용될 때, 임의의 "액체 매질"은 하나 이상의 유기 용매로 이루어진다. 이러한 용매의 예는 비제한적으로 (예컨대, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, n-프로판올, 에폭시 프로판올, n-부탄올, sec-부탄올, tert-부탄올, 이소-부탄올, 2-에틸헥실 알콜 및 이들의 혼합물과 같은) 알콜; (예컨대, 글리세롤, 1,5-펜탄디올, 1,2,6-헥산트리올 및 이들의 혼합물과 같은) 폴리올; (예컨대, 에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트, n-부틸 아세테이트 및 이들의 혼합물과 같은) 에스테르; (예컨대, 디메틸 카르보네이트, 디에틸카르보네이트, 디-n-부틸카르보네이트, 1,2-에틸렌카르보네이트, 1,2-프로필렌카르보네이트, 1,3-프로필렌카르보네이트 및 이들의 혼합물과 같은) 카르보네이트; (예컨대, 톨루엔, 크실렌 및 이들의 혼합물과 같은) 방향족 용매; (예컨대, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 시클로헥사논, 디아세톤 알콜 및 이들의 혼합물과 같은) 케톤 및 케톤 알콜; (예컨대, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 및 이들의 혼합물과 같은) 아미드; 지방족 또는 시클로지방족 탄화수소; (예컨대, 디클로로메탄과 같은) 염화 탄화수소; (예컨대, N-메틸-2-피롤리돈, 1,3-디메틸-2-이미다졸리돈 및 이들의 혼합물과 같은) 질소 함유 복소환 화합물; (예컨대, 디에틸 에테르, 테트라히드로푸란, 디옥산 및 이들의 혼합물과 같은) 에테르; (예컨대, 2-메톡시에탄올, 1-메톡시프로판-2-올 및 이들의 혼합물과 같은) 다가 알콜의 알킬 에테르; 알킬렌 글리콜, 알킬렌 티오글리콜, 폴리알킬렌 글리콜 또는 폴리알킬렌 티오글리콜(예컨대, 에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜(예컨대, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜), 프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜(예컨대, 디프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜), 부틸렌 글리콜, 티오디글리콜, 헥실렌 글리콜 및 이들의 혼합물); 니트릴(예컨대, 아세토니트릴, 프로피오니트릴 및 이들의 혼합물), 및 황 함유 화합물(예컨대, 디메틸술폭시드, 술포란 및 이들의 혼합물을 포함한다.
별법으로, 이중 중합형 잉크가 사용될 수 있는데, 이들 잉크는 산화 건조 메카니즘 및 방사선 경화 메카니즘을 조합한다. 이러한 조합은 업계에서 "UVOX"라고도 불린다.
상기 개시된 알칼리성 와이핑 수용액을 이용하여 와이핑 실린더를 용이하게 세정할 목적에서, 본원에 개시된 하나 이상의 잉크는 하나 이상의 계면활성제를 추가로 포함할 수 있다. 하나 이상의 계면활성제는 비이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제 또는 양쪽이온성 계면활성제일 수 있고 (업계에서 고분자 계면활성제로서도 불리는) 거대분자 계면활성제 또는 저분자량 계면활성제일 수 있다. 존재할 경우, 하나 이상의 계면활성제는 바람직하게는 약 1 중량% 내지 약 20 중량%의 양으로 존재하며, 중량%는 잉크의 총 중량을 기준으로 한다. 본원에 개시된 하나 이상의 계면활성제는 바람직하게는 비이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제 또는 양쪽이온성 계면활성제일 수 있는 거대분자 계면활성제이다. 본원에서 사용될 때 용어 "거대분자 계면활성제"는 예컨대 문헌[M.B. Rosen in "Surfactants and Interfacial Phenomena" (John Wiley & Sons 1978)]에 정의된 바와 같이 이해된다. 본 발명을 위한 적당한 거대분자 계면활성제는 수 평균 분자량이 약 1000 내지 약 150000, 바람직하게는 약 3000 내지 약 20000의 범위이다. 이들 거대분자 계면활성제에 부착된 작용기는 예컨대 카르복실산 또는 술폰산 기, 히드록실기, 에테르기 또는 1급, 2급, 3급 또는 4급 아미노기이다. 산 기는 아민 및 알칸올아민과 같은 유기 염기, 무기 염기 또는 이들의 조합으로 중화될 수 있다. 이와는 다르게, 비중화 산 기를 갖는 거대분자 계면활성제가 사용될 수 있고, 상기 비중화 산 기는 알칼리성 와이핑 수용액과 접촉할 때만 중화되어 이를테면 와이핑 실린더를 세정할 수 있다. 1급, 2급 및 3급 아미노기는 예컨대 술폰산, 포름산, 아세트산 및 트리플루오로아세트산과 같은 유기 산 또는 무기 산으로 중화될 수 있다.
비이온성 거대분자 계면활성제의 일반적인 예는 비제한적으로 이하의 화합물을 포함한다:
1. 폴리에테르 또는 폴리아민 섹션을 함유하는 블록 공중합체.
2. 비닐아세테이트 및 분자량과 가수분해도가 상이한 다른 비닐 단량체를 베이스로 하는 공중합체;
3. 폴리에테르 및 폴리에테르와 아민의 부가생성물;
4. 폴리아민;
5. 아크릴아미드형 중합체 또는 공중합체; 및
6. 다당류 및 비이온성 셀룰로오스 유도체.
음이온성 거대분자 계면활성제의 일반적인 예는 비제한적으로 이하의 중합체의 유기 및/또는 무기 염기로 중화에 의해 얻어지는 생성물을 포함한다:
1. 불포화 식물유에 포름산 또는 말레산 무수물의 부가 반응 생성물, 페놀계 수지와 식물유의 부가생성물, 또는 폴리부타디엔형 수지(산가는 수지 g당 10∼250 mg KOH), 폴리아미드, 폴리에테르;
2. 산가가 수지 g당 10∼150 mg KOH인 알키드 수지 및 개질 알키드 수지(페놀, 에폭시, 우레탄, 실리콘, 아크릴 또는 비닐 개질 알키드 수지).
3. 카르복실산 기를 갖는 에폭시 수지 및 개질된 에폭시 수지. 산가는 수지 g당 30∼200 mg KOH이다.
4. 산가가 수지 g당 50∼250 mg KOH인 포화 폴리에스테르 수지 및 변성 포화 폴리에스테르 수지;
5. 산가가 수지 g당 20∼150 mg KOH인 2% 내지 100%의 아크릴산 및/또는 메타크릴산 및/또는 말레산 및/또는 스티렌 술폰산을 함유하는 중합체 및 공중합체;
6. 로진 및 로진 에스테르와 식물유의 축합 반응 생성물 및/또는 페놀형 수지; 및
7. 음이온계 셀룰로오스 에테르.
양이온성 거대분자 계면활성제의 일반적인 예는 비제한적으로 이하의 화합물을 포함한다:
1. 에폭시 수지 또는 3급 또는 3급 아미노기를 갖는 변성 에폭시 수지의 염; 및
2. 2급 및 3급 폴리아민의 염.
본원에 개시된 하나 이상의 잉크는 바람직하게는 탄소 섬유, 탈크, 운모(백운모), 규회석, 하소 점토, 차이나 점토, 카올린, 카르보네이트(예컨대, 탄산칼슘, 알루미늄탄산나트륨), 실리케이트(예컨대, 규산마그네슘, 규산알루미늄), 황산염(예컨대, 황산마그네슘, 황산바륨), 티타네이트(예컨대, 티탄산칼륨), 알루미나 수화물, 실리카, 발연 실리카, 몽모릴로나이트, 흑연, 예추석, 금홍석, 벤토나이트, 버미큘라이트, 아연백, 황화아연, 목분, 석영분, 천연 섬유, 합성 섬유 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 필러 및/또는 증량제를 더 포함할 수 있다. 존재할 경우, 하나 이상의 필러 및/또는 증량제는 잉크의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.1 중량% 내지 약 40 중량%의 양으로 존재한다.
본원에 개시된 하나 이상의 잉크는 바람직하게는 합성 왁스, 석유 왁스 및 천연 왁스로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 왁스를 추가로 포함할 수 있다. 바람직하게는 하나 이상의 왁스는 미세정질 왁스, 파라핀 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 플루오로카본 왁스, 폴리테트라플루오로에틸렌 왁스, 피셔-트롭쉬 왁스, 실리콘 유액, 비즈 왁스, 칸데릴라 왁스, 몬탄 왁스, 카나우바 왁스 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택된다. 존재할 경우, 하나 이상의 왁스는 잉크의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.5 중량% 내지 약 10 중량%의 양으로 존재한다.
본원에 개시된 하나 이상의 잉크는 하나 이상의 기계 판독가능한 물질을 추가로 포함할 수 있다. 존재할 경우, 하나 이상의 기계 판독가능한 물질은 바람직하게는 자기 물질, 발광성 물질, 전기 전도성 물질, 적외선 흡수 물질 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택된다. 본원에서 사용될 때, 용어 "기계 판독가능한 재료"는 장치 또는 기계에 의해 검출될 수 있고 층에 포함되어 검출 및/또는 인증을 위한 특정 장비를 사용함으로써 상기 층 또는 상기 층을 포함하는 물품의 인증 수단을 부여할 수 있는 하나 이상의 구별되는 특성을 나타내는 재료를 의미한다.
본원에 개시된 하나 이상의 잉크는 유기 및 무기 안료, 염료 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 착색 성분을 추가로 포함할 수 있다.
본원에 개시된 하나 이상의 잉크는 비제한적으로 점도(예컨대, 용매 및 계면활성제), 항상성(예컨대, 침전방지제 및 가소제), 발포 특성(예컨대, 발포방지제), 윤활 특성(왁스), UV 안정성(광안정화제) 및 접착 특성 등과 같은 조성물의 물리적, 유동학적 및 화학적 파라미터를 조절하기 위해 사용되는 화합물 및 물질을 포함하는 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 본원에 개시된 첨가제는 본원에 개시된 하나 이상의 잉크 중에 첨가제의 1 이상의 치수가 1∼1000 nm 범위내인 소위 나노 재료 형태를 비롯한 업계에 공지된 양 및 형태로 존재할 수 있다.
바람직하게는, 본원에 개시된 하나 이상의 잉크는 잉크의 총 중량을 기준으로 하여 약 20 중량% 내지 약 60 중량%의 고체 물질, 즉, 본원에 개시된 입자, 바람직하게는 본원에 개시된 시변각 안료 입자, 광학 필러 및/또는 증량제, 임의의 하나 이상의 왁스, 본원에 개시된 임의의 고체 첨가제, 임의의 광개시제 및 광안정화제 및 임의의 건조제 화합물의 총량을 포함한다.
본원에 개시된 하나 이상의 잉크는 하나 이상의 결합제의 존재하에 입자 및 존재할 경우 하나 이상의 첨가제를 분산, 혼합 및/또는 밀링하여 액체 잉크를 형성함으로써 제조할 수 있다. 본원에 개시된 하나 이상의 잉크가 UV-Vis-경화성 잉크인 경우, 하나 이상의 광개시제를 모든 다른 성분의 분산 또는 혼합 단계 동안 조성물에 첨가하거나 더 나중 단계, 즉 액체 잉크의 형성 후에 첨가할 수 있다.
본 발명을 위한 적당한 기판은 비제한적으로 종이 또는 셀룰로오스와 같은 섬유 재료, 종이 함유 재료, 플라스틱 또는 폴리머 기판, 복합 재료, 금속 또는 금속화된 재료, 유리, 세라믹 및 이들의 조합을 포함한다. 플라스틱 또는 폴리머 기판의 일반적인 예는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카르보네이트(PC), 폴리염화비닐(PVC) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 제조된 기판이다. 복합 재료의 일반적인 예는 비제한적으로 종이 및 상기 개시된 것과 같은 1 이상의 플라스틱 또는 중합체 재료 그리고 플라스틱 및/또는 상기 개시된 것과 같은 종이 유사 또는 섬유 재료에 포함되는 중합체 섬유의 다층 구조 또는 적층체를 포함한다.
보안 문서의 위조 및 불법 복제에 대한 방지 및 보안 수준을 더 증가시킬 목적에서, 기판은 워터마크, 보안 스레드, 섬유, 플랑셰트, 발광성 화합물, 윈도우, 호일, 데칼, 코팅 및 이들의 조합을 포함할 수 있다.
본원에 개시되는 하나 이상의 잉크가 도포되는 본원에 개시되는 기판이 보안 문서의 고유 부분으로 이루어질 수 있거나 또는 별법으로 본원에 개시되는 하나 이상의 잉크가 예컨대 보안 스레드, 보안 스트립, 호일, 데칼 또는 라벨과 같은 보조 기판에 도포된 후 별도의 단계에서 보안 문서로 전사된다. 기판 및 이것에 잉크 조성물을 도포하기 위한 방법은 업계에 공지되어 있으므로 여기서는 상세히 개시할 필요가 없다.
또한, a) 본원에 개시된 하나 이상의 스크린 실린더, b) 본원에 개시된 하나 이상의 형판 실린더, 및 c) 본원에 개시된 하나 이상의 음각 요판을 구비한 플레이트 실린더를 포함하는 인쇄 조립체가 본원에 개시된다. 공정에 대하여 상기 언급한 바와 같이, 하나 이상의 형판 실린더는 평면형 표면을 갖거나 또는 복수의 함몰 영역, 바람직하게는 인디시아 형태의 복수의 함몰 영역을 포함한다. 공정에 대하여 상기 언급한 바와 같이, 인쇄 조립체는 본원에 개시된 콜렉팅 실린더를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 콜렉팅 실린더는 바람직하게는 하나 이상의 형판 실린더와 플레이트 실린더 사이에 마련된다.
또한, 요판 인쇄 공정에 의한 특징 또는 패턴의 인쇄를 위한, 더 구체적으로는 보안 특징 또는 보안 패턴의 인쇄를 위한, 본원에 개시된 인쇄 조립체와 병용되는 본원에 개시된 하나 이상의 잉크의 용도가 본원에 개시된다.
또한, 본원에 개시된 방법에 의하여 인쇄된 보안 특징 또는 패턴 및 하나 이상의 상기 보안 특징 또는 패턴을 포함하는 보안 문서가 본원에 개시된다. 용어 "보안 문서"는 위조 또는 불법 복제 시도를 당할 수 있고 하나 이상의 보안 특징에 의하여 위조 또는 모조에 대하여 통상적으로 보호되는 귀중 문서를 의미한다. 보안 문서의 예는 비제한적으로 귀중 문서 및 귀중 물품을 포함한다. 귀중 문서의 일반적인 예는 비제한적으로 지폐, 증서, 티켓, 수표, 상품권, 수입 인지 및 텍스 라벨, 계약서 등, 여권, 신분증, 비자, 은행 카드, 신용 카드, 거래 카드, 엑세스 문서, 보안 배지, 입장권, 운송표, 보안 스레드 등과 같은 확인 문서를 포함한다. 용어 "귀중 상품"은 예컨대 정품 약물과 같이 특히 포장의 내용물이 정품임을 보증하기 위한 하나 이상의 보안 특징을 포함할 수 있는 약, 화장품, 전자제품 또는 식품 분야의 포장재를 의미한다. 이들 포장재의 예는 비제한적으로 인증 브랜드 라벨, 텍스 라벨, 개봉을 알 수 있는 라벨 및 씰과 같은 라벨을 포함한다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 본원에 개시된 보안 문서는 하나 이상의 추가의 층 또는 코팅을 본원에 개시된 보안 특징 또는 패턴의 아래 또는 위에 더 포함할 수 있다. 예컨대, 기판 재료, 기판의 요철 또는 표면 불균일성으로 인하여 본원에 개시된 보안 특징 또는 패턴과 기판 사이의 접착이 불충분하면, 기판과 보안 특징 또는 패턴 사이에 추가의 층, 코팅 또는 프라이머를 당업자에게 공지된 바와 같이 적용할 수 있다. 또한, WO 2010/058026 A2호에 개시된 바와 같이, 시변각 자성 또는 자화성 안료 입자를 포함하는 보안 특징 또는 패턴과 기판 사이의 추가의 층, 코팅 또는 프라이머의 존재는 상기 보안 요소의 시각적 측면을 향상시키는 데 이용될 수도 있다.
보안 문서의 훼손 또는 화합물에 대한 저항성 및 클리닝성을 통한 내구성과 이에 따라 순환 수명을 증가시킬 목적에서, 본원에 개시된 보안 특징 또는 패턴의 위에 하나 이상의 보호층을 적용할 수 있다. 존재할 경우, 하나 이상의 보호층은 일반적으로 투명하거나 약간 착색 또는 염색될 수 있고 다소 광택이 있을 수 있는 보호 니스로 제조된다. 보호 니스는 방사선 경화성 조성물, 열 건조 조성물 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 바람직하게는, 하나 이상의 보호층은 방사선 경화성 조성물, 더 바람직하게는 UV-Vis 경황성 조성물로 제조된다.
또한, 상기 또는 불법 복제에 대한 보안 문서의 보호를 위한, 본원에 개시된 보안 특징 또는 패턴의 용도가 본원에 개시된다.
본 발명은 본원에 개시된 요판 인쇄 공정 동안 큰 입자, 특히 펠릿형 안료 입자의 전사를 개선하기 위하여 표준 요판 잉크보다 점도가 현저히 낮은 잉크의 사용을 제안한다. 또한, 본 발명은 실크스크린 기술의 도입으로 인한 비교적 저비용의 인쇄 공정을 제안한다. 이것은 특히 점점 더 많은 회전식 실크스크린 프레스를 장비하고 오랫동안 이 기술 분야에서 이미 많은 지식과 경험을 갖고 있는 지폐 인쇄업자에게 특히 유리하다. 또한, 스크린 실린더의 사용은 열린 상태로 남아있는 스크린 실린더의 공극에 의하여 형성되는 화상 영역에 해응하는 플레이트 실린더 구역만을 잉킹하는 것을 보장한다. 따라서, 플레이트 실린더에 전사되는 요판 잉크의 양이 더 정확하게 제어된다. 그 결과, 와이핑 공정에 의하여 제거되는 낭비되는 요판 잉크의 양이 감소된다.
본원에 개시된 방법 및 공정은 요판 인쇄된 패턴 또는 특징의 높은 두께, 인식가능한 양각 효과(즉, 촉감 효과) 및 훼손 방지 특성을 비롯한 이러한 인쇄 기술을 이용하도록 요판 인쇄 공정을 이용함으로써 고품질의 패턴 또는 특징, 특히 보안 패턴 또는 보안 특징을 유리하게 제공한다. 실제로, 요판 인쇄 공정 동안 인가되는 고압은 예컨대 종이와 같은 기판의 표면을 요판 비인쇄 영역에서도 씰링하는 수단으로서도 작용할 수 있으므로 요판 인쇄는 훼손에 대하여 문서를 보존하는 데 기여한다.
상기 인용된 모든 문헌은 본 발명을 이해하기 위해 유용할 수 있다. 따라서, 이들 문헌의 각 개시내용은 본원에 참조로 포함된다.

Claims (15)

  1. 특징 또는 패턴의 요판 인쇄 방법으로서,
    i) 촉진 수단(urging means)을 포함하고 연결관에 의하여 요판 잉크 저장통에 연결되는 하나 이상의 스크린 실린더를 이용하여, 25℃ 및 1000 s-1의 전단 속도에서 약 0.1 Paㆍs 내지 약 10 Paㆍs, 바람직하게는 25℃ 및 1000 s-1의 전단 속도에서 약 0.1 Paㆍs 내지 약 5 Paㆍs 범위 내, 그리고 25℃ 및 100 s-1의 전단 속도에서 약 0.1 Paㆍs 내지 약 30 Paㆍs, 바람직하게는 25℃ 및 100 s-1의 전단 속도에서 약 0.1 Paㆍs 내지 약 20 Paㆍs의 범위 내에 속하는 점도를 갖고, 약 90 미크론 이하의 크기(d50)를 갖는 입자를 포함하는 하나 이상의 잉크로 하나 이상의 형판(chablon) 실린더를 잉킹하는 단계,
    ii) 하나 이상의 잉크를 하나 이상의 형판 실린더로부터 하나 이상의 음각 요판(intaglio engraved plate)을 구비한 플레이트 실린더로 전사하는 단계,
    iii) 하나 이상의 잉크를 하나 이상의 음각 요판을 구비한 플레이트 실린더로부터 기판으로 전사하는 단계, 및
    iv) 하나 이상의 잉크를 고화 또는 경화하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 하나 이상의 잉크를, 하나 이상의 음각 요판을 구비한 플레이트 실린더로 전사하기 전에 먼저 하나 이상의 형판 실린더로부터 콜렉팅 실린더로 전사하는 것인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하나 이상의 형판 실린더는 평면형 표면을 갖거나 복수의 함몰부를 포함하는 것인 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 고화 또는 경화 단계 iv)가 복사 에너지 및/또는 공기 건조에 의해 수행되는 것인 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 입자 중 적어도 일부가 시변각(optically variable) 안료 입자, 바람직하게는 박막 간섭 안료, 간섭 코팅 안료, 콜레스테릭 액정 안료 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 시변각 안료 입자인 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 입자 중 적어도 일부가 자성 또는 자화성 안료 입자인 방법.
  7. 제6항에 있어서, 자성 또는 자화성 안료 입자가 자성 박막 간섭 안료, 자성 콜레스테릭 액정 안료, 자성 물질을 포함하는 간섭 코팅 안료 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 시변각 자성 또는 자화성 안료 입자인 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 하나 이상의 잉크를 자기장에 노출함으로써 자성 또는 자화성 안료 입자를 배향시키는 단계를 추가로 포함하고, 상기 단계는 기판으로의 전사 단계(단계 iii)) 후 고화 또는 경화 단계(단계 iv)) 전에 실시되는 것인 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 방법으로 인쇄된 보안 특징 또는 패턴.
  10. 제9항에 기재된 하나 이상의 보안 특징 또는 패턴을 포함하는 보안 문서.
  11. 위조 또는 불법 복제에 대하여 보안 문서를 보호하기 위한 제9항에 기재된 보안 특징 또는 패턴의 용도.
  12. a) 촉진 수단을 포함하고, 각각 연결관에 의하여 요판 잉크 저장통에 연결되는 하나 이상의 스크린 실린더,
    b) 하나 이상의 형판 실린더, 및
    c) 하나 이상의 음각 요판을 구비한 플레이트 실린더
    를 포함하는 인쇄 조립체.
  13. 제12항에 있어서, 바람직하게는 하나 이상의 형판 실린더 및 하나 이상의 음각 요판 사이에 배열된, 콜렉팅 실린더를 추가로 포함하는 것인 인쇄 조립체.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 하나 이상의 형판 실린더는 평면형 표면을 갖거나 복수의 함몰부를 포함하는 것인 인쇄 조립체.
  15. 요판 인쇄 공정에 의해 특징 또는 패턴을 인쇄하기 위한, 제1항, 제4항, 제5항, 제6항 또는 제7항에 기재된 하나 이상의 잉크와 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 인쇄 조립체의 용도.
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