KR20180029855A

KR20180029855A - 개선된 경화 성능, 영상 견고성을 가지는 디지털 응용 리소그래피 영상화 잉크 및 이의 방법

Info

Publication number: KR20180029855A
Application number: KR1020170104644A
Authority: KR
Inventors: 피. 브레톤 마르셀; 디. 마요 제임스; 이. 아브라함 비비; 발레리유 마그달리니 오렐리안; 제프리 알렌 씨.; 무어래그 캐롤린; 시우-청 리 조나단
Original assignee: 제록스 코포레이션
Priority date: 2016-09-12
Filing date: 2017-08-18
Publication date: 2018-03-21
Also published as: JP2018044149A; CN107815174A; RU2017129246A; EP3293235A2; EP3293235A3; US20180074399A1; CA2977055A1

Abstract

디지털 오프셋 인쇄 분야에 유용한 잉크 조성물은 착색제 및 고점도 점증제를 포함한다. 가변 데이터 리소그래피 인쇄를 위한 방법은 적심 유체를 영상화 부재 표면에 도포하는 단계; 영상화 부재 표면 위의 선택적 위치로부터 적심 유체를 증발시킴으로써 잠상을 형성하여, 소수성 비영상 영역 및 친수성 영상 영역을 형성하는 단계; 잉크 성분을 포함하는 잉크 조성물을 친수성 영상 영역에 도포함으로써 잠상을 현상하는 단계를 포함하고, 잉크 조성물은, 저온에서 기재에 대한 탁월한 전사를 유지하면서, 약 1.05 내지 약 2배 이상으로 조성물의 점도를 증가시키도록 고점도 점증제를 포함한다.

Description

개선된 경화 성능, 영상 견고성을 가지는 디지털 응용 리소그래피 영상화 잉크 및 이의 방법{DIGITAL ADVANCED LITHOGRAPHY IMAGING INKS WITH IMPROVED CURABLE PERFORMANCE, IMAGE ROBUSTNESS AND PROCESSES THEREOF}

본 명세서에 적심 유체(dampening fluid)와 상용성이고 가변 데이터 리소그래피 인쇄(variable data lithographic printing)에 유용한 소정의 잉크 조성물이 개시되어 있다. 본 개시내용은 또한, 예컨대 가변 리소그래피 인쇄 분야에서 이러한 잉크 조성물을 사용하는 방법에 관한 것이다.

종래의 리소그래피 인쇄 기법은, 예를 들어 디지털 인쇄 시스템에 의해 가능한 바대로, 인쇄하고자 하는 영상이 각인마다 변하는, 진정한 고속 가변 데이터 인쇄 공정에 맞출 수 없다. 그러나, 리소그래피 공정이 사용된 잉크의 품질 및 색역(color gamut)으로 인해 매우 높은 품질의 인쇄를 제공하므로 대개 의존적이다. 리소그래피 잉크는 또한 다른 잉크, 토너 및 많은 다른 유형의 인쇄 또는 마킹 재료보다 덜 비싸다.

인쇄 기반 디지털 인쇄는 가변 데이터 리소그래피 인쇄 시스템, 또는 디지털 오프셋 인쇄 시스템, 또는 디지털 응용 리소그래피 영상화 시스템을 사용한다. "가변 데이터 리소그래피 시스템"은 리소그래피 잉크를 이용한 리소그래피 인쇄를 위해 구성되고 일 영상으로부터 다른 영상으로 변할 수 있는 디지털 영상 데이터에 기초한 시스템이다. "가변 데이터 리소그래피 인쇄" 또는 "디지털 인쇄 기반 인쇄" 또는 "디지털 오프셋 인쇄" 또는 디지털 응용 리소그래피 영상화는, 영상 형성 공정에서 기재 상의 영상의 각각의 후속하는 렌더링(rendering)에 따라 변할 수 있는, 기재 상의 영상을 생성하기 위한 가변 영상 데이터의 리소그래피 인쇄이다.

예를 들어, 디지털 오프셋 인쇄 공정은 가변 영상 데이터에 따라 적심 유체 층에 의해 선택적으로 코팅된 플루오로실리콘 함유 영상화 부재 또는 인쇄판의 부분에 방사선 경화성 잉크를 전사하는 단계를 포함할 수 있다. 적심 유체의 영역은 포켓을 형성하도록 초점화 방사선원(예를 들어, 레이저 광원)에 대한 노출에 의해 제거된다. 적심 유체에서의 일시적인 패턴은 인쇄판 위에 이로써 형성된다. 이 위에 도포된 잉크는 적심 유체의 제거에 의해 형성된 포켓에 보유된다. 이후, 잉크화 표면은 기재와 접촉하고, 잉크는 적심 유체 층에서의 포켓으로부터 기재로 전사된다. 이후, 적심 유체는 제거되고, 적심 유체의 새로운 균일한 층은 인쇄판에 도포되고, 공정은 반복될 수 있다. 이후, 잉크는 인쇄판으로부터 기재, 예컨대 영상이 인쇄되고 경화되는 종이, 플라스틱 또는 금속으로 전사된다. 영상화 플레이트의 동일한 부분은 임의로 잉크 유형에 따라 세정되고, 가변 영상 데이터에 기초하여, 이전의 영상과 다른 연속 영상을 만들도록 사용될 수 있다.

디지털 오프셋 인쇄 잉크는, 시스템 성분 재료와 상용성이고 습윤 및 전사를 포함하는 하위시스템 부품의 기능적 요건을 충족시키면서, 리소그래피 인쇄 공정이 부여한 요구되는 레올로지 요건을 충족시켜야 하므로, 종래의 잉크와 다르다. 인쇄 공정 연구는 디지털 응용 리소그래피 영상화 블랭킷에서의 잉크 전사에 더 높은 점도가 바람직하고, 인쇄 기재에 대한 전사를 개선하도록 훨씬 더 높은 점도가 필요하다는 것을 입증한다. 그 결과, 디지털 응용 리소그래피 영상화 잉크의 더 이전의 설계는 특히 더 높은 출력 밀도(output density: OD)에서 고속 인쇄 적용(1m/초 초과)에 대한 허용 불가한 경화 성능을 가지는 것으로 발견되었다.

실시형태의 양태에 따르면, 본 개시내용은 적심 유체와 상용성이고 가변 데이터 리소그래피 인쇄에 유용한 소정의 잉크 조성물에 관한 것이다. 잉크 조성물은 착색제 및 고점도 점증제를 포함한다. 가변 데이터 리소그래피 인쇄를 위한 방법은 적심 유체를 영상화 부재 표면에 도포하는 단계; 영상화 부재 표면 위의 선택적 위치로부터 적심 유체를 증발시킴으로써 잠상을 형성하여, 소수성 비영상 영역 및 친수성 영상 영역을 형성하는 단계; 잉크 성분을 포함하는 잉크 조성물을 친수성 영상 영역에 도포함으로써 잠상을 현상하는 단계를 포함하고, 잉크는 개선된 경화 성능 및 영상 견고성을 가지도록 제제화된다. 이것은 4종의 광개시제 시스템의 사용에 의해 달성되고, 각각의 광개시제는 서로에 매우 특정한 비로 사용된다.

도 1은 본 개시내용의 잉크 조성물이 사용될 수 있는 관련 기술 인쇄 기반 디지털 인쇄 시스템을 보여주는 시스템의 블록 다이어그램;
도 2는 실시양태에 따른 이중 MEK 마모에 의해 측정된 인쇄 견고성에 대한 경화 속도의 영향을 예시한 도면;
도 3은 실시양태에 따른 MEK 마모 시험에 사용된 인쇄물의 두께를 예시한 도면;
도 4는 실시양태에 따른 제안된 디지털 응용 리소그래피 영상화 잉크 세트에 대한 최적화 개요 및 이중 MEK 마모 1회 통과 데이터를 예시한 도면;
도 5는 실시양태에 따른 이전의 메인라인 설계와 비교된 제안된 디지털 응용 리소그래피 영상화 잉크 세트에 대한 이중 MEK 마모 데이터를 예시한 도면;
도 6은 실시양태에 따른 제안된 잉크 세트에 대한 점도 데이터의 도면; 및
도 7은 실시양태에 따른 디지털 응용 리소그래피 영상화 시스템에 대한 3종 이상의 광개시제 잉크 세트를 제조하기 위한 공정 흐름 다이어그램.

예시적인 실시형태는 본 명세서에 기재된 바와 같은 조성물, 기구 및 시스템의 정신 및 범위 내에 포함되는 것처럼 모든 대안, 변형 및 균등물을 포괄하도록 의도된다.

본 명세서에 개시된 공정 및 기구의 더 완전한 이해는 첨부된 도면을 참조하여 얻어질 수 있다. 이 도면은 편리함 및 기존의 기술 및/또는 현재의 개발을 나타내는 용이성에 기초한 단지 도시적 표시이고, 따라서 어셈블리 또는 이의 부품의 상대 크기 및 치수를 나타내도록 의도되지 않는다. 도면에서, 동일한 참조 번호는 유사한 또는 동일한 부재를 지칭하도록 전체에 걸쳐 사용된다.

실시예 1은, 잉크 조성물 내에 용액 중에 현탁된 잉크 비히클 및 적어도 1종의 착색제 성분; 및 상기 용액을 포함하되, 상기 용액은 적어도 1종의 분산제; 열 안정화제; 및 서로에 대해서 매우 특정한 비로 사용되는 적어도 3종 이상의 광개시제를 포함하는 광개시제 시스템 중 2종 이상을 포함하는 가변 데이터 리소그래피 인쇄를 위한 잉크 조성물을 포함하고; 적어도 3종 이상의 광개시제는 가변 리소그래피 인쇄에서 다수의 짧은 UV 광 노출을 통해 경화 효율을 개선한다.

실시예 2는 실시예 1을 포함하고, 용액은 레올로지 개질제를 추가로 포함한다.

실시예 3은 실시예 2를 포함하고, 비히클은 1작용성, 2작용성 및 3작용성 희석 가능 아크릴레이트 단량체 및 올리고머를 포함하는 화합물의 군으로부터 선택된 희석 가능 단량체 화합물을 포함하는 방사선 경화성 희석 가능 화합물이다.

실시예 4는 실시예 3을 포함하고, 적어도 1종의 착색제 성분은 안료를 포함하고, 안료 성분은 적어도 15중량%의 비율이다.

실시예 5는 실시예 3을 포함하고, 적어도 3종 이상의 광개시제는 이르가큐어(Irgacure) 379, 에사큐어(Esacure) Kip 150, 이르가큐어 819, 이르가큐어 184, 애디톨(ADDITOL) LX, 애디톨 DX, 애디톨 BDK, 애디톨 CPK, 애디톨 DMMTA, 애디톨 TPO 중 1종 이상으로부터 선택된다.

실시예 6은 실시예 5를 포함하고, 점증제 성분은 용액 중에 9중량% 이하의 범위이고, 광개시제 시스템은 서로에 매우 특정한 비로 사용되는 적어도 4종 이상의 광개시제를 포함한다.

실시예 7은 실시예 5를 포함하고, 점증제 성분은 1중량%, 2중량%, 8.81중량% 또는 9중량%의 양이다.

실시예 8은 실시예 5를 포함하고, 레올로지 개질제는 2중량%, 4중량%, 8중량% 또는 9중량%의 양이다.

실시예 9는 실시예 1을 포함하고, 적어도 3종 이상의 광개시제는 이르가큐어 및 에사큐어 Kip 중 1종 이상으로부터 선택된다.

실시예 10은 실시예 9를 포함하고, 적어도 3종 이상의 광개시제의 상대 비율은 0.57:1:0.68:0.14이고, 전체 농도는 약 8.4중량%이다.

실시예 11은 실시예 10을 포함하고, 적어도 3종 이상의 광개시제는 이르가큐어 379, 에사큐어 Kip 150, 이르가큐어 819 및 이르가큐어 184이다.

실시예 12는 가변 리소그래피 인쇄를 위한 공정을 포함하고, 상기 공정은 적심 유체를 영상화 부재 표면에 도포하는 단계; 영상화 부재 표면 위의 선택적 위치로부터 적심 유체를 증발시킴으로써 잠상을 형성하여, 소수성 비영상 영역 및 친수성 영상 영역을 형성하는 단계; 잉크 성분을 포함하는 잉크 조성물을 친수성 영상 영역에 도포함으로써 잠상을 현상하는 단계; 및 현상된 잠상을 수용 기재에 전사하는 단계를 포함하고; 잉크 조성물은 잉크 조성물 내에 용액 중에 현탁된 잉크 비히클 및 적어도 1종의 착색제 성분; 및 적어도 1종의 분산제; 열 안정화제; 및 서로에 대해 매우 특정한 비로 사용되는 적어도 3종 이상의 광개시제를 포함하는 광개시제 시스템 중 2종 이상을 포함하는 용액을 포함하고; 적어도 3종 이상의 광개시제는 가변 리소그래피 인쇄에서 다수의 짧은 UV 광 노출을 통해 경화 효율을 개선한다.

실시예 13은 실시예 12를 포함하고, 용액은 레올로지 개질제를 추가로 포함하고; 레올로지 개질제는 2중량%, 4중량%, 8중량% 또는 9중량%의 양이다.

분량과 연결되어 사용되는 수식어 "약"은 기재된 값을 포함하고, 문맥에 의해 기재된 의미를 가진다(예를 들어, 이것은 특정한 분량의 측정과 연관된 적어도 오차의 정도를 포함한다). 특정한 값과 사용될 때, 이것은 그 값을 개시하는 것으로 또한 고려되어야 한다. 예를 들어, 용어 "약 2"는 또한 "2" 값을 개시하고, "약 2 내지 약 4"의 범위는 또한 "2 내지 4"의 범위를 개시한다.

본 발명의 실시형태가 이와 관련하여 제한되지 않지만, 본 명세서에 사용된 바와 같은 용어 "복수" 및 "복수의"는 예를 들어 "다수" 또는 "2개 이상"을 포함할 수 있다. 용어 "복수" 또는 "복수의"는 2개 이상의 부품, 장치, 부재, 유닛, 매개변수 등을 기재하도록 본 명세서에 걸쳐 사용될 수 있다. 예를 들어, "복수의 스테이션"은 2개 이상의 스테이션을 포함할 수 있다. 용어 "제1", "제2" 등은 본 명세서에서 임의의 순서, 분량 또는 중요성을 나타내지 않고, 오히려 다른 것에서 하나의 부재를 구별하도록 사용된다. 용어 "하나" 및 "일"은 본 명세서에서 분량의 제한을 나타내지 않고, 오히려 적어도 하나의 언급된 항목의 존재를 나타낸다.

본 명세서에 사용된 바와 같은 용어 "인쇄 장치" 또는 "인쇄 시스템"은 디지털 복사기 또는 인쇄기, 스캐너, 영상 인쇄 기계, 디지털 제작 프레스, 문서 프로세싱 시스템, 영상 재생 기계, 북마킹 기계, 팩시밀리 기계, 다기능 기계 등을 의미하고, 몇몇 마킹 엔진, 공급 기계장치, 스캐닝 어셈블리, 및 다른 인쇄 매체 프로세싱 유닛, 예컨대 종이 공급기, 피니셔(finisher) 등을 포함할 수 있다. 인쇄 시스템은 시트, 웹, 마킹 재료 등을 취급할 수 있다. 인쇄 시스템은 임의의 표면 등에 마크를 위치시킬 수 있고, 입력 시트에 마크를 판독하는 임의의 기계; 또는 이러한 기계의 임의의 조합이다.

용어 "인쇄 매체"는 일반적으로 종이, 기재, 플라스틱, 또는 영상을 위한 다른 적합한 물리적 인쇄 매체 기재(예비절단되든 또는 웹 공급이든)의 보통 가요성인, 때때로 둥글게 말린 물리적 시트를 의미한다.

도 1에 도시된 바대로, 예시적인 시스템(100)은 영상화 부재(110)를 포함할 수 있다. 시스템(100)은 본 개시내용의 잉크 조성물이 사용될 수 있는 가변 리소그래피에 대한 시스템을 예시한다. 도 1에 도시된 실시형태에서의 영상화 부재(110)는 드럼이지만, 영상화 부재(110)가 드럼, 플레이트 또는 벨트, 또는 또 다른 아직 공지되지 않거나 이후 개발될 구성을 포함하는 실시형태를 배제하도록 이 예시적인 도식이 해석되지 않아야 한다. 재영상화 가능한 표면은 무엇보다도 폴리다이메틸실록산(PDMS)을 포함하는, 예를 들어 실리콘이라 흔히 불리는, 재료의 종류를 포함하는 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 실리콘, 플루오로실리콘 및/또는 VITON을 사용할 수 있다. 재영상화 가능한 표면은 마운팅 층 위의 비교적 얇은 층으로 형성될 수 있고, 비교적 얇은 층의 두께는 인쇄 또는 마킹 성능, 내구성 및 제조가능성이 균형을 이루도록 선택된다.

영상화 부재(110)는 잉크 영상을 전사 닙(transfer nip)(112)에서의 영상 수용 매체 기재(114)에 도포하도록 사용된다. 전사 닙(112)은 영상 전사 기계장치(160)의 일부로서 임프레션 롤러(118)에 의해 형성되어, 영상화 부재(110)의 방향으로 압력을 발휘한다. 영상 수용 매체 기재(114)는 임의의 특정한 조성물, 예를 들어 종이, 플라스틱 또는 복합 시트 필름 등으로 제한되는 것으로 생각되지 않아야 한다. 예시적인 시스템(100)은 매우 다양한 영상 수용 매체 기재 위에 영상을 생성하도록 사용될 수 있다. 10중량% 초과의 안료 로딩을 가지는, 마킹 재료를 포함하는 사용될 수 있는 마킹(인쇄) 재료의 넓은 자유가 존재한다. 본 개시내용은, 잉크, 안료, 및 영상 수용 매체 기재(114) 위의 출력 영상을 생성하도록 예시적인 시스템(100)에 의해 도포될 수 있는 다른 재료인 것으로 흔히 이해되는 것을 포함하도록 광범위한 인쇄 또는 마킹 재료를 의미하도록, 용어 잉크를 사용할 것이다.

영상화 부재(110)는, 예를 들어, 실린더형 코어일 수 있는 구조적 마운팅 층 위에 형성된 재영상화 가능한 표면 층, 또는 실린더형 코어 위의 1개 이상의 구조 층으로 이루어진 영상화 부재(110)를 포함한다.

예시적인 시스템(100)은 적심 유체에 의해 영상화 부재(110)의 재영상화 가능한 표면을 균일하게 습윤시키기 위한 적심 롤러 또는 적심 유닛으로서 생각될 수 있는 일련의 롤러를 일반적으로 포함하는 적심 유체 시스템(120)을 포함한다. 적심 유체 시스템(120)의 목적은 균일하고 조절된 두께를 일반적으로 가지는 적심 유체의 층을 영상화 부재(110)의 재영상화 가능한 표면에 전달하는 것이다. 상기 표시된 바대로, 적심 유체, 예컨대 파운틴 용액(fountain solution)이, 하기 더 자세히 기재되어 있는, 후속하는 레이저 패턴형성을 지지하기 위해 필요한 증발 에너지를 낮추기 위해 그리고 표면 장력을 감소시키기 위해 첨가되는, 임의로 소량의 아이소프로필 알콜 또는 에탄올과 함께 주로 물을 포함할 수 있는 것으로 공지되어 있다. 소량의 소정의 계면활성제는 또한 파운틴 용액에 첨가될 수 있다. 대안적으로, 다른 적합한 적심 유체는 인쇄 기반 디지털 리소그래피 시스템의 성능을 증대시키도록 사용될 수 있다. 예시적인 적심 유체는 물, NOVEC(등록상표) 7600(1,1,1,2,3,3-헥사플루오로-4-(1,1,2,3,3,3-헥사플루오로프로폭시)펜탄, CAS 870778-34-0호) 및 D4(옥타메틸사이클로테트라실록산)를 포함한다.

적심 유체가 영상화 부재(110)의 재영상화 가능한 표면으로 계량화되면, 적심 유체의 두께는 적심 유체 시스템(120)에 의한 영상화 부재(110)의 재영상화 가능한 표면으로 적심 유체의 계량화를 제어하기 위한 피드백을 제공할 수 있는 센서(125)를 사용하여 측정될 수 있다.

이후, 정확하고 균일한 양의 적심 유체가 영상화 부재(110)의 재영상화 가능한 표면 상의 적심 유체 시스템(120)에 의해 제공되고, 광학 패턴형성 하위시스템(130)은, 예를 들어 레이저 에너지를 사용하여 적심 유체 층을 영상방식 패턴형성함으로써, 균일한 적심 유체 층에서 잠상을 선택적으로 형성하기 위해 사용될 수 있다. 통상적으로, 적심 유체는 광학 에너지(IR 또는 가시광선)를 효율적으로 흡수하지 않을 것이다. 영상화 부재(110)의 재영상화 가능한 표면은, 적심 유체의 가열에 소모된 에너지를 최소화하기 위해 그리고 높은 공간 해상 능력을 유지시키기 위해 열의 측방 분산을 최소화하기 위해, 표면에 가까운 광학 패턴형성 하위시스템(130)으로부터 방출된 레이저 에너지(가시광선 또는 비가시광선, 예컨대 IR)의 대부분을 이상적으로 흡수해야 한다. 대안적으로, 적절한 방사선 민감성 부품은 입사 방사상 레이저 에너지의 흡수를 돕도록 적심 유체에 첨가될 수 있다. 광학 패턴형성 하위시스템(130)이 레이저 에미터로서 상기 기재되어 있지만, 다양한 상이한 시스템은 적심 유체를 패턴형성하기 위해 광학 에너지를 전달하도록 사용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

예시적인 시스템(100)의 광학 패턴형성 하위시스템(130)이 수행한 패턴형성 공정에서 일하는 역학은 당해 분야의 당업자에게 공지되어 있다. 간단히 말하면, 광학 패턴형성 하위시스템(130)으로부터의 광학 패턴형성 에너지의 인가는 적심 유체의 층의 부분의 선택적 제거를 발생시킨다.

광학 패턴형성 하위시스템(130)에 의한 적심 유체 층의 패턴형성 후, 영상화 부재(110)의 재영상화 가능한 표면 위의 패턴형성된 층은 잉크롤러 하위시스템(inker subsystem)(140)에 제시된다. 잉크롤러 하위시스템(140)은 적심 유체의 층 및 영상화 부재(110)의 재영상화 가능한 표면 층 위에 잉크의 균일한 층을 도포하도록 사용된다. 잉크롤러 유닛(140)은 온도 제어 모듈에 의해 온도가 조절되는 가열된 잉크 욕을 추가로 포함한다. 잉크롤러 하위시스템(140)은 영상화 부재(110)의 재영상화 가능한 표면 층과 접촉하는 1개 이상의 잉크 형성 롤러 위로 오프셋 리소그래피 잉크를 계량하도록 애니록스 롤러(anilox roller)를 사용할 수 있다. 별도로, 잉크롤러 하위시스템(140)은 재영상화 가능한 표면으로 잉크의 정확한 공급 속도를 제공하도록 다른 전통적인 부재, 예컨대 일련의 계량 롤러를 포함할 수 있다. 잉크롤러 하위시스템(140)은 재영상화 가능한 표면의 영상화된 부분을 나타내는 포켓에 잉크를 침착시킬 수 있지만, 적심 유체의 비포맷팅된 부분 상의 잉크가 이 부분에 부착하지 않을 것이다.

영상화 부재(110)의 재영상화 가능한 층에 잔류하는 잉크의 응집성 및 점도는 다수의 기전에 의해 개질될 수 있다. 이러한 일 기전은 레올로지(복합 점탄성 모듈러스) 제어 하위시스템(150)의 사용을 포함할 수 있다. 레올로지 제어 시스템(150)은, 예를 들어 재영상화 가능한 표면 층에 대한 잉크 응집력을 증가시키기 위해, 재영상화 가능한 표면 상에 잉크의 부분 가교결합 코어를 형성할 수 있다. 경화 기전은 광학 또는 광 경화, 열 경화, 건조 또는 다양한 형태의 화학 경화를 포함할 수 있다. 냉각은 다수의 물리적 냉각 기전을 통해, 및 화학 냉각을 통해 레올로지를 또한 개질시키도록 사용될 수 있다.

잉크는 이후 전사 하위시스템(160)을 사용하여 영상화 부재(110)의 재영상화 가능한 표면으로부터 영상 수용 매체(114)의 기재로 전사된다. 기재(114)가 영상화 부재(110)와 임프레션 롤러(118) 사이에 닙(112)을 통과하면서 전사가 발생하여서, 영상화 부재(110)의 재영상화 가능한 표면의 보이드 내의 잉크는 기재(114)와 물리적으로 접촉한다. 잉크의 접착이 레올로지 제어 시스템(150)에 의해 개질되면서, 잉크의 개질된 접착이 잉크가 기재(114)에 접착하고 영상화 부재(110)의 재영상화 가능한 표면으로부터 분리하도록 한다. 전사 닙(112)에서의 온도 및 압력 조건의 조심스런 제어는 영상화 부재(110)의 재영상화 가능한 표면으로부터 기재(114)로의 잉크에 대한 전사 효율이 95%를 초과하게 할 수 있다. 약간의 적심 유체가 기재(114)를 또한 습윤시키는 것이 가능하지만, 이러한 적심 유체의 용적의 최소일 것이고, 신속히 증발하거나 기재(114)에 의해 흡수될 것이다.

소정의 오프셋 리소그래피 시스템에서, 도 1에 도시되지 않은 오프셋 롤러가 처음에 잉크 영상 패턴을 수용하고 이후 공지된 간접 전사 방법에 따라 잉크 영상 패턴을 기재에 전사할 수 있는 것으로 인식되어야 한다. 대부분의 잉크의 기재(114)로의 전사 후, 임의의 잔류 잉크 및/또는 잔류 적심 유체는, 바람직하게는 그 표면을 스크래핑하거나 마모시키지 않으면서, 영상화 부재(110)의 재영상화 가능한 표면으로부터 제거되어야 한다. 에어 나이프는 잔류 적심 유체를 제거하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 약간의 양의 잉크 잔류물이 남을 수 있는 것으로 기대된다. 이러한 남은 잉크 잔류물의 제거는 세정 하위시스템(170)의 일부 형태의 사용을 통해 달성될 수 있다. 세정 하위시스템(170)은 적어도 처음의 세정 부재, 예컨대 영상화 부재(110)의 재영상화 가능한 표면과 물리적으로 접촉하는 접착성 또는 점착성 부재를 포함하고, 접착성 또는 점착성 부재는 영상화 부재(110)의 재영상화 가능한 표면의 적심 유체로부터 잔류 잉크 및 임의의 남은 소량의 계면활성제 화합물을 제거한다. 접착성 또는 점착성 부재는 이후 잔류 잉크가 접착성 또는 점착성 부재로부터 전사될 수 있는 평활한 롤러와 접촉할 수 있고, 잉크는 예를 들어 평활한 롤러로부터 닥터 블레이드에 의해 후속하여 스트리핑된다.

영상화 부재(110)의 재영상화 가능한 표면의 세정이 수월해질 수 있는 다른 기전. 그러나, 세정 기전과 무관하게, 영상화 부재(110)의 재영상화 가능한 표면으로부터의 잔류 잉크 및 적심 유체의 세정은 제안된 시스템에서 고스팅(ghosting)을 방지하도록 필수적이다. 세정되면, 영상화 부재(110)의 재영상화 가능한 표면은 다시 적심 유체 시스템(120)에 제시되고, 이에 의해 적심 유체의 새로운 층이 영상화 부재(110)의 재영상화 가능한 표면에 제공되고, 공정이 반복된다.

상기 기재된 바대로, 디지털 오프셋 잉크는 인쇄 기반 디지털 인쇄 시스템에 특정한 물리적 및 화학적 특성을 보유해야 한다. 잉크는 이것이 접촉하는 재료, 예컨대 영상화 플레이트 및 적심 유체, 및 인쇄 가능 기재, 예컨대 종이, 금속 또는 플라스틱과 상용성이어야 한다. 잉크는, 하위시스템 구성 및 재료 세트에 의해 한정된 습윤 및 전사 특성을 포함하는, 하위시스템의 모든 기능적 요건을 또한 충족시켜야 한다.

인쇄 기반 디지털 인쇄를 위해 제제화된 잉크, 또는 디지털 오프셋 잉크는 안료화 용매, UV 겔 잉크 및 다른 잉크를 포함하는 인쇄 분야에 개발된 다른 잉크와 많은 방식으로 다르다. 예를 들어, 디지털 오프셋 잉크는 훨씬 더 많은 안료를 함유하고, 따라서 다른 잉크보다 실온에서 더 높은 점도를 가지고, 이것은 애니록스 롤 또는 잉크젯 시스템에 의한 잉크 전달이 어렵게 만들 수 있다. 디지털 오프셋 잉크는, 비수성 적심 유체 옵션에 적합하면서, 인쇄 기반 디지털 인쇄 공정에 사용된 영상화 부재가 부여하는 소정의 습윤 및 이형 특성 요건을 충족시켜야 한다. 디지털 오프셋 잉크는 영상화 부재 표면이 팽윤되게 하지 않아야 한다. 실시형태에 따른 물 희석 가능 및 물 희석된 잉크는 이러한 요건을 충족시키는 디지털 오프셋 아크릴레이트 잉크를 포함한다.

물 희석 가능 잉크 실시형태에 따른 디지털 오프셋 잉크는 유리하게는 관련 잉크보다 적심 유체, 예컨대 D4 중에 훨씬 더 낮은 용해도를 가진다. 또한, 실시형태의 디지털 오프셋 잉크는 인쇄 기반 디지털 인쇄 시스템에서 사용된 실리콘 함유 영상화 부재 표면 층, 예컨대 실리콘, 플루오로실리콘 또는 VITON 함유 영상화 플레이트 또는 블랭킷일 수 있는, 도 1에 도시된 것을 팽윤시키는 경향이 없다.

잉크는 이것이 접촉하는 재료, 예컨대 인쇄판(110), 적심 유체 시스템(120)에 의해 도포된 파운틴 용액, 및 다른 경화 또는 비경화 잉크와 상용성이어야 한다. 이것은 습윤 및 전사 특성을 포함하는 하위시스템의 모든 기능 요건을 또한 충족시켜야 한다. 잉크가 한 번에 블랭킷 재료(플레이트(110))를 균일하게 습윤시키고, 블랭킷으로부터 기재(112, 114, 및 118)로 전사되어야 하므로, 영상화된 잉크의 전사는 도전적이다. 세정 하위스테이션이 소량의 잔류 잉크를 오직 제거할 수 있으므로, 영상 층의 전사는 적어도 90%만큼 높게 매우 효율적이어야 한다. 세정 후 블랭킷에 남은 임의의 잉크는 후속하는 인쇄물에 보이는 허용 불가능한 고스트 영상을 발생시킬 것이다. 당연히, 잉크 레올로지는 잉크의 전사 특징에서 중요한 역할을 한다.

개시된 잉크 제제는 디지털 리소그래피 인쇄에서 유용한 착색된 인쇄 잉크 세트의 색역의 확대를 목표하는 잉크 세트의 조성물을 포괄한다. 기재된 잉크 조성물은 전사, 이형을 가능하게 하는 특수 재료 특성 및 디지털 리소그래피 영상화 인쇄 공정에서 원하는 인쇄 특성을 가지도록 제제화된 디지털 응용 리소그래피 영상화 잉크를 위한 새로운 조성물이다.

본 명세서에 기재된 잉크는 하기 성분을 포함할 수 있다: (a) 방사선 경화성 물 희석 가능 단량체 화합물, 예컨대 1작용성, 2작용성 및 3작용성 물 희석 가능 아크릴레이트 단량체, 올리고머; (b) 분산제; (c) 안료; (d) 점토 또는 첨가제; (e) 개시제; (f) 추가적인 경화성 화합물, 예컨대 단량체, 올리고머, 예컨대 Sartomer USA, LLC 또는 Cytec Industries, Inc.사제의 올리고머, 프리중합체, 중합체; (g) 첨가제, 예컨대 계면활성제, 유리 라디칼 소거제 등; (h) 열 안정화제.

물 희석된 경화성 성분은 물 희석 가능할 수 있는 상 변화 잉크 캐리어 또는 잉크 비히클로서 사용하기에 적합한 임의의 물 희석 가능 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 단량체 화합물(들)을 포함할 수 있고, 물의 첨가는 가변 디지털 데이터 리소그래피 인쇄 구성에서 사용하기 위한 배경 성능을 조정하고/하거나 증대시키도록 이용 가능하다. 실시형태에서, 물 희석된 경화성 성분은 물 희석 가능 작용성 아크릴레이트 단량체, 메타크릴레이트 단량체, 다작용성 아크릴레이트 단량체, 다작용성 메타크릴레이트 단량체, 또는 이들의 혼합물 또는 조합이다. 예시적인 아크릴레이트는 아크릴레이트 단량체 또는 중합체, 예컨대 폴리에스터 아크릴레이트인 사르토머(Sartomer) CN294E, 사르토머 CD-501, 사르토머 CN9014, 사르토머 CN2282 및 사르토머 CN2256을 포함할 수 있다. 실시형태에서, 성분의 혼합물은 물 희석 가능하다.

비히클로서 잉크 조성물에서 사용될 수 있는 경화성 단량체 및 희석 아크릴레이트의 예는 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트; SR-492, SR-501, SR-444, SR-454, SR-499, SR-502, SR-9035 및 SR-415(사르토머사제); 에버크릴(EBECRYL) 853 및 에버크릴 5500(Allnex사제)을 포함할 수 있다. 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트는 25℃에서 1.474의 굴절률, 1.06g/㎤의 비중, 300 미만의 APHA 색상 및 80 내지 120cps의 점도 범위를 가진다. 사르토머 SR-492는 3몰의 프로폭실화 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트이고, 25℃에서 1.459의 굴절률, 1.05g/㎤의 비중, -15℃의 Tg, 30의 APHA 색상 및 90cps의 점도를 가진다. 사르토머 SR-501은 6몰의 프로폭실화 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트이고, 25℃에서 1.4567의 굴절률, 1.048g/㎤의 비중, -2℃의 Tg, 90의 APHA 색상 및 125cps의 점도를 가진다. 사르토머 SR-444는 펜타에리쓰리톨 트라이아크릴레이트이고, 25℃에서 1.4801의 굴절률, 1.162g/㎤의 비중, 103℃의 Tg, 50의 APHA 색상 및 520cps의 점도를 가진다. 사르토머 SR-454는 3몰의 에톡실화 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트이고, 25℃에서 1.4689의 굴절률, 1.103g/㎤의 비중, 120℃의 Tg, 55의 APHA 색상 및 60cps의 점도를 가진다. 사르토머 SR-499는 6몰의 에톡실화 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트이고, 25℃에서 1.4691의 굴절률, 1.106g/㎤의 비중, -8℃의 Tg, 50의 APHA 색상 및 85cps의 점도를 가진다. 사르토머 SR-502는 9몰의 에톡실화 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트이고, 25℃에서 1.4691의 굴절률, 1.11g/㎤의 비중, -19℃의 Tg, 140의 APHA 색상 및 130cps의 점도를 가진다. 사르토머 SR-9035는 15몰의 에톡실화 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트이고, 25℃에서 1.4695의 굴절률, 1.113g/㎤의 비중, -32℃의 Tg, 60의 APHA 색상 및 168cps의 점도를 가진다. 사르토머 SR-415는 20몰의 에톡실화 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트이고, 25℃에서 1.4699의 굴절률, 1.115g/㎤의 비중, -40℃의 Tg, 55의 APHA 색상 및 225cps의 점도를 가진다. 에버크릴 853은 저점도 폴리에스터 트라이아크릴레이트이고, 25℃에서 1.10g/㎤의 비중, 200의 APHA 색상 및 80cps의 점도를 가진다. 에버크릴 5500은 저점도 글라이세롤 유도체 트라이아크릴레이트이고, 25℃에서 1.07g/㎤의 비중, 62의 APHA 색상 및 130cps의 점도를 가진다. 다른 트라이아크릴레이트, 모노아크릴레이트, 다이아크릴레이트, 테트라아크릴레이트 및 더 고차의 작용성 아크릴레이트 단량체, 희석 아크릴레이트, 및 이들의 다양한 조합은 비히클로서 잉크 조성물에 또한 사용될 수 있다.

혼합물 내의 1종 이상의 성분은, 잉크가 물 희석 가능한 경우, 물 희석 불가일 수 있고, 반응성 성분은 자체가 혼화성이다. 물이 첨가될 수 있는 것과 동일한 방식으로, 몇몇 실시형태에서, 잉크의 극성을 조절하도록 동시반응성 단량체를 첨가할 수 있다. 물 희석 가능 경화성 성분의 구체적인 예는 작용성 수용성 방향족 우레탄 아크릴레이트 화합물(에버크릴 2003으로서 CYTEC사로부터 구입 가능), 2작용성 화합물 폴리에틸렌 글라이콜 다이아크릴레이트(에버크릴 11로서 CYTEC사로부터 구입 가능) 및 3작용성 화합물 폴리에터 트라이아크릴레이트(에버크릴 12로서 CYTEC사로부터 구입 가능)을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 단량체 또는 올리고머는 임의의 적합한 양으로 존재할 수 있다. 실시형태에서, 단량체 또는 올리고머, 또는 이의 조합은, 경화성 잉크 조성물의 전체 중량을 기준으로, 약 10 내지 약 85%중량, 또는 약 30 내지 약 80중량%, 또는 약 50 내지 약 70중량%의 양으로 첨가된다. 비히클로서 잉크 조성물에 사용될 수 있는 경화성 올리고머는 사르토머 CN294E; CN2256; CN2282; CN9014 및 CN309를 포함할 수 있다. 사르토머 CN294E는 4작용성 아크릴레이트화 폴리에스터 올리고머이다. CN294E는 60℃에서 0.93의 비중 및 4,000cps의 점도를 가지는 투명한 액체이다. 사르토머 CN2256은 2작용성 폴리에스터 아크릴레이트 올리고머이고, 60℃에서 1.5062의 굴절률, -22℃의 Tg, 675psi의 인장 강도 및 11,000cps의 점도를 가진다. 사르토머 CN2282는 4작용성 아크릴레이트화 폴리에스터이고, 60℃에서 1.15의 비중 및 2,500cps의 점도를 가지는 투명한 액체이다. 사르토머 CN9014는 2작용성 아크릴레이트화 우레탄이고, 60℃에서 0.93의 비중 및 19,000cps의 점도를 가지는 비투명한 액체이다. 사르토머 CN309는 지방족 소수성 골격으로부터 유래한 아크릴레이트 에스터를 함유하는 올리고머이고, 또는 즉 지방족 아크릴레이트 에스터이다. CN309는 0.92의 비중, 7.68파운드/갤론의 밀도, 26.3다인/㎝의 표면 장력, 25℃에서의 150cps의 점도 및 60℃에서의 40cps의 점도를 가지는 투명한 액체이다.

비히클로서 잉크 조성물에서 사용될 수 있는 경화성 올리고머의 예는 CN294E, CN2256, CN2282, CN9014 및 CN309(Sartomer사제); 에버크릴 8405, 에버크릴 8411, 에버크릴 8413, 에버크릴 8465, 에버크릴 8701, 에버크릴 9260, 에버크릴 546, 에버크릴 657, 에버크릴 809 등(Allnex사제)을 포함할 수 있다. 에버크릴 8405는 1,6-헥산다이올 다이아크릴레이트(HDDA) 중에 중량 기준으로 80중량%(wt%)로 희석된 4작용성 아크릴레이트이다. 에버크릴 8405는 60℃에서 2의 가드너 색상(Gardner Color) 및 4,000cps의 점도를 가지는 투명한 액체이다. 에버크릴 8411은 아이소보르닐아크릴레이트(IBOA) 중에 중량 기준으로 80중량%로 희석된 2작용성 우레탄 아크릴레이트이다. 에버크릴 8411은 65℃에서 3,400 내지 9,500cps의 점도를 가지는 투명한 액체이다. 에버크릴 8413은 IBOA 중에 중량 기준으로 67중량%로 희석된 2작용성 우레탄 아크릴레이트이다. 에버크릴 8413은 60℃에서 35,000cps의 점도를 가지는 투명한 액체이다. 에버크릴 8465는 3작용성 우레탄 아크릴레이트이다. 에버크릴 8465는 60℃에서 2의 가드너 색상 및 21,000cps의 점도를 가지는 투명한 액체이다. 에버크릴 8701은 3작용성 우레탄 아크릴레이트이다. 에버크릴 8701은 60℃에서 2의 가드너 색상 및 4,500cps의 점도를 가지는 투명한 액체이다. 에버크릴 9260은 3작용성 우레탄 아크릴레이트이다. 에버크릴 9260은 60℃에서 2의 가드너 색상 및 4,000cps의 점도를 가지는 투명한 액체이다. 에버크릴 546은 3작용성 폴리에스터 아크릴레이트이다. 에버크릴 546은 25℃에서 1.5의 가드너 색상 및 350,000cps의 점도를 가지는 투명한 액체이다. 에버크릴 657은 4작용성 폴리에스터 아크릴레이트이다. 에버크릴 657은 25℃에서 4의 가드너 색상 및 125,000cps의 점도를 가지는 투명한 액체이다. 에버크릴 809는 3작용성 폴리에스터 아크릴레이트이다. 에버크릴 809는 60℃에서 3의 가드너 색상 및 1,300cps의 점도를 가지는 투명한 액체이다.

분산제 성분은 고분자량의 AB-다이블록 공중합체, 예컨대 BASF SE사로부터 구입 가능한 EFKA(등록상표) 4340, 및 Byk-Chemie GmbH사로부터 구입 가능한 DISPERBYK(등록상표) 2100, 또는 이의 혼합물(이들로 제한되지는 않음)을 포함하는 임의의 적합한 또는 원하는 분산제를 포함할 수 있다. 구체적인 실시형태에서, 분산제 혼합물은 사이클로헥산 다이메탄올 다이아크릴레이트(예컨대, Sartomer USA, LLC사로부터 구입 가능한 CD406(등록상표)) 및 적어도 1종의 추가적인 성분을 포함하고, 예컨대 EFKA(등록상표) 4340은 BASF SE사로부터 구입 가능한 AB-다이블록 공중합체 구조를 가지는 고분자량 분산제이다. 예시적인 실시형태에서, 분산제는 중합체 분산제, 예컨대 Lubrizol Corporation사로부터 상업적으로 구입 가능한 SOLSPERSE(등록상표) 39000이다. 분산제는, 조성물의 중량을 기준으로, 약 20중량% 내지 약 100중량%의 범위 내의 양으로 첨가될 수 있다. 분산제는 사용된 안료의 양을 기준으로 결정되는 양으로 첨가될 수 있다.

개시된 경화성 잉크 조성물은 또한, 안료, 안료의 혼합물, 안료와 염료의 혼합물 등을 포함하는, 임의의 원하는 또는 효과적인 착색제가 사용될 수 있는, 착색제 또는 안료 성분을 포함하고, 단 착색제는 적어도 1종의 단량체 및 적어도 1종의 분산제 중에 용해되거나 분산될 수 있다. 구체적인 실시형태에서, 착색제는 안료이다. 적합한 안료의 예는 PALIOGEN 바이올렛 5100(BASF); PALIOGEN 바이올렛 5890(BASF); HELIOGEN 그린 L8730(BASF); LITHOL 스칼렛 D3700(BASF); SUNFAST 블루 15:4(Sun Chemical); Hostaperm 블루 B2G-D(Clariant); 퍼머넌트 레드 P-F7RK; HOSTAPERM 바이올렛 BL(Clariant); LITHOL 스칼렛 4440(BASF); 본 레드 C(Dominion Color Company); ORACET 핑크 RF(Ciba); PALIOGEN 레드 3871 K(BASF); SUNFAST 블루 15:3(Sun Chemical); PALIOGEN 레드 3340(BASF); SUNFAST 카바졸 바이올렛 23(Sun Chemical); LITHOL 패스트 스칼렛 L4300(BASF); SUNBRITE 옐로우 17(Sun Chemical); HELIOGEN 블루 L6900, L7020(BASF); SUNBRITE 옐로우 74(Sun Chemical); SPECTRA PAC C 오렌지 16(Sun Chemical); HELIOGEN 블루 K6902, K6910(BASF); SUNFAST(등록상표) 마젠타 122(Sun Chemical); HELIOGEN 블루 D6840, D7080(BASF); 수단 블루 OS(BASF); NEOPEN 블루 FF4012(BASF); PV 패스트 블루 B2GO1(Clariant); IRGALITE 블루 BCA(Ciba); PALIOGEN 블루 6470(BASF); 수단 오렌지 G(Aldrich), 수단 오렌지 220(BASF); PALIOGEN 오렌지 3040(BASF); PALIOGEN 옐로우 152, 1560(BASF); LITHOL 패스트 옐로우 0991 K(BASF); PALIOTOL 옐로우 1840(BASF); NOVOPERM 옐로우 FGL(Clariant); Lumogen 옐로우 D0790(BASF); 수코-옐로우 L1250(BASF); 수코-옐로우 D1355(BASF); 수코 패스트 옐로우 D1355, D1351(BASF); HOSTAPERM 핑크 E 02(Clariant); 한사 브릴리언트 옐로우 5GX03(Clariant); 퍼머넌트 옐로우 GRL 02(Clariant); 퍼머넌트 루빈 L6B 05(Clariant); FANAL 핑크 D4830(BASF); CINQUASIA 마젠타(DuPont); PALIOGEN 블랙 L0084(BASF); 피그먼트 블랙 K801(BASF); 및 카본 블랙, 예컨대 REGAL 330(등록상표)(Cabot), 카본 블랙 5250, 카본 블랙 5750(Columbia Chemical) 등, 및 이의 혼합물을 포함한다.

개시된 경화성 잉크 조성물은 또한 열 안정화제를 포함하고, 예시적인 열 안정화제는 사르토머 CN3216이고, 이것은 25℃에서 1.113의 비중 및 25℃에서 1,100cps의 점도를 가지는 아크릴레이트 안정화 첨가제이다. 또 다른 예시적인 열 안정화제는 라디칼 소거제로서 작용하는 Ciba Specialty Chemicals사로부터 구입 가능한 IRGASTAB UV 10이다. 무엇보다도 상기 언급된 라디칼 소거제 둘 다는, 시간이 지나면서 실온에서 저장되고 UV 경화성 성분의 부분 열 경화를 방지하면서, 잉크의 캔 내 안정성을 증대시키면서, 방사선 경화성 잉크를 형성하기 위해 안료 및 다른 성분과 증가한 온도에서 공정처리된다.

개시된 경화성 잉크 조성물은 최적 레올로지 또는 영상 전사 특징을 달성하기 위해 점토와 CN2256의 혼합물을 또한 포함한다.

예시적인 실시형태에서, 디지털 오프셋 잉크 조성물은 BASF HELIOGEN 블루 D 7088(원래 Ciba사로부터 IRGALITE 블루 GLO로 구입 가능)인 청록색 안료를 포함할 수 있다. 잉크 조성물에 첨가되는 착색제 또는 안료의 양은 조성물의 약 10중량% 내지 약 30중량%의 범위 내 또는, 잉크 조성물의 전체 중량을 기준으로, 약 19% 내지 약 25%, 또는 약 20% 이상, 약 30% 미만일 수 있다.

몇몇 실시형태에서, 아크릴레이트 잉크 조성물은 레올로지 개질제를 포함할 수 있다. 예시적인 레올로지 개질제는 개질 또는 비개질 무기 화합물, 예컨대 유기점토, 아타풀자이트 점토 및 벤토나이트 점토, 예컨대 테트라알킬 암모늄 벤토나이트, 및 처리 및 비처리 합성 실리카일 수 있다. 적합한 유기점토는 Southern Clay Products사제의 CLAYTONE HA 및 CLAYTONE HY를 포함한다. 테트라알킬 암모늄 벤토나이트의 적합한 예는 Celeritas Chemicals사제의 CELCHEM 31743-09, CELCHEM 31744-09 및 CELCHEM 31745-09를 포함한다. 다른 예시적인 레올로지 개질제는 유기 화합물, 예컨대 EFKA(등록상표) 1900 및 EFKA(등록상표) 1920(둘 다 BASF사제의 개질된 수소화 캐스터 오일임)을 포함한다. 착색제는 점토 성분과 함께 첨가될 수 있다. 실시형태에서, 점토는 Southern Clay Products사제의 CLAYTONE(등록상표) HY이다. 실시형태에서, 점토 성분은 실리카, 예를 들어 Degussa Canada, Ltd사로부터 구입 가능한 AEROSIL 200에 의해 대체될 수 있고, 약 1중량% 내지 약 5중량%의 범위 내 또는, 조성물의 전체 중량을 기준으로, 약 1.4중량% 내지 약 3.5중량%, 또는 약 1.8중량% 내지 2.0중량%의 양으로 첨가된다.

실시형태의 디지털 오프셋 잉크 조성물은, 경화성 단량체를 포함하는, 잉크의 경화성 성분의 중합을 개시하는 광개시제를 포함할 수 있는 개시제 시스템을 포함한다. 실시형태에서, 개시제는 자외선 방사선 활성화 광개시제이다. 예시적인 광개시제는 이르가큐어 379, 이르가큐어 184 및 이르가큐어 819(둘 다 Ciba Specialty Chemicals사로부터 구입 가능)를 포함한다. 이르가큐어 379는 분자량이 380.5인 2-다이메틸아미노-2-(4-메틸-벤질)-1-(4-몰폴리노-4-일-페닐)-뷰탄-1-온이다. 이르가큐어 184는 분자량이 204.3인 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐-케톤이다. 이르가큐어 819는 분자량이 418.5인 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)-페닐포스핀 옥사이드이다. 또 다른 예시적인 광개시제는 Lamberti Technologies사로부터 구입 가능한 에사큐어 KIP 150이고, 이것은 올리고머 알파 하이드록시케톤, 올리고[2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로파논]이다. 광개시제(들)는 잉크 조성물의 0 내지 약 10중량%, 예컨대 약 5 내지 약 8중량%의 양으로 존재할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, (메트)아크릴레이트 잉크 조성물은 광개시제를 포함할 수 있다. 광개시제는 액체 또는 고체 기반 또는 이들의 조합일 수 있다. 일반적으로, 광개시제는 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐-케톤, 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드, 올리고[2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로파논], 2-다이메틸아미노-2-(4-메틸-벤질)-1-(4-몰폴린-4-일-페닐)-뷰탄-1-온, 다이페닐(2,4,6-트라이메틸벤조일)포스페이트 옥사이드 및 2-메틸-1[4-메틸티오]페닐]-2-몰폴리노프로판-론, 또는 이들의 혼합물 또는 조합을 포함할 수 있다. 적합한 광개시제는 다이알콕시-아세토-페논, 다이알콕시-알킬-페논, 아미노-알킬-페논 및 아실-포스핀 옥사이드의 종류로부터의 것을 포함한다. 다른 적합한 광개시제는 적합한 아민 상승제로부터의 활성화를 요하는 벤조페논 및 티옥산톤의 종류 기원이다. 예시적인 광개시제는 애디톨 LX, 애디톨 DX, 애디톨 BDK, 애디톨 CPK, 애디톨 DMMTA, 애디톨 TPO(Allnex사제), 에사큐어 1001M, 이르가큐어 127, 이르가큐어 184, 이르가큐어 379, 이르가큐어 819 및 이르가큐어 2959(BASF사제)를 포함한다. II형 광개시제와 사용되는 예시적인 아민 상승제는 SPEEDCURE PDA, SPEEDCURE EDB(Lambson사제), 다이에틸아미노에틸 메타크릴레이트, 에틸-4-다이메틸아미노 벤조에이트, 2-에틸헥실 4-다이메틸아미노 벤조에이트(Esstech, Inc.사제)를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, (메트)아크릴레이트 잉크 조성물은 냄새가 적은 광개시제, 예컨대, Lamberti S.p.A.사로부터 구입 가능한 에사큐어 KIP 150을 포함할 수 있다.

예컨대, 높은 정도의 포화를 가지는 색상을 발생시키도록, 안료, 필러 재료, 요변성제 등의 고품질의 분산을 실행하기에 적합한 설비 및 공정은 3-롤 밀, 고점도 블렌더, 혼련기, 고전단 혼합기, 어쿠스틱 혼합기, 유성형 혼합기, 압출기 및 단독으로 또는 조합되어 사용되는 고점도 매질 중에 안료를 적절히 분산시킬 수 있는 다른 설비를 포함한다.

상기 언급된 물 희석 가능 잉크 재료 성분에 기초한 잉크 제제를 형성한다. 이 잉크를 당해 분야의 당업자에게 친숙한 공정에 의해 제조한다. 예시적인 제제는 표 1에 개시되어 있다.

표 1의 제제화된 잉크의 중요한 특징은 하기이다: 1) 수은 램프가 사용되고 인에이블 UV LED가 요구되는 경우 광 흡수를 최대화하기 위한, 4종의 광개시제 시스템의 사용; 2) 일정한 영상 견고성에서의 더 높은 속도 역량을 선호하는, 짧은 노출의 다중 통과를 사용할 때 예상치 못한 경화 효율의 증가(심지어 더 우수한 성능이 심지어 더 짧은 노출 시간에 의해 가능해질 수 있는 것으로 예상됨); 3) 35℃ 이상에서 약 150Paㆍs(파스칼-초)의 점도의 잉크에 대한 효율적인 경화가 가능하게 함; 4) 모든 4개의 잉크가 1.5초의 누적 광 노출 시간 후 50 이상의 MEK 이중 마모를 가지는 잉크 세트; 5) 4종의 광개시제의 사용은, 동일한 광개시제 패키지 및 필요한 바대로 MEK 이중 마모 방법에 의해 측정된 바와 같은 동일한 경화 성능을 가지는, 잉크의 설계를 수월하게 한다. 모든 잉크는 디지털 응용 리소그래피 영상화 구성을 위한 UV 경화성 성분을 함유하고, 안료는 필요한 UV 경화성 성분에서 상용성이다. 잉크는 35℃에서 1 내지 2.5 x 10⁵cps(100rad/초)의 점도 범위, 및 25-35gㆍm(60초)의 트랙 범위에 있다. 이전의 3개의 제제는 기능성 잉크의 유일한 예이고, 다양한 조합으로 및 다른 안료와 혼합될 수 있다.

생성된 잉크의 제제는 표 1에 기재되어 있다. 표 2는 오래된 설계를 새로 설계된 설계와 비교한다. 표 2는 또한 종래의 오프셋 잉크에 선택된 광개시제에 대한 추천 범위를 포함하고, 이르가큐어 819 및 184인 디지털 응용 리소그래피 영상화에 사용된 광개시제 중 2개는 추천 용량의 밖에 있다.

도 2는 실시양태에 따른 이중 MEK 마모에 의해 측정된 인쇄 견고성에 대한 경화 속도의 영향을 예시한다. 샘플을 Fusion UV 광 Hammer 6 및 1m/초 및 0.168m/초의 2개의 상이한 속도에서 다중 노출을 통해 경화시킨다. 1m/초에서의 1회 통과 후 가장 높은 MEK 이중 마모 값 및 가장 높은 경화 속도(다중 통과 후 가장 높은 최대 경화)를 가지는 광개시제 조성물을 청록색 잉크에 선택한다. 이후, 이 최적은 K, M 및 Y 잉크에 사용된다. 실제 UV 노출 시간을 계산하고, 1m/초 및 0.168m/초에서의 경화 특성을 비교한다. 이중 MEK 마모 반응의 상당한 차이가 도 2에 도시된 바대로 발견된다. 목표 MEK 내마모성이 고속에서 다중 통과에 의해 1.5초 미만으로 달성되지만, 느린 경화 속도가 사용될 때 동일한 MEK 마모를 달성하기 위해 3초 초과의 광 노출이 걸린다. 또한, 고속 경화 데이터는 시간에 따라 직선으로 증가하는 모든 실질적인 목적을 위한 것이지만, 이것은 저속 경화 데이터에 대한 경우가 아니다. 더 많은 수의 균등한 통과(N) 또는 더 높은 속도 통과, 예를 들어 2m/초에 의해 누적 노출 시간이 얻어질 수 있는 경우, 경화 효율의 추가의 증가를 볼 수 있다고 생각된다.

도 3은 실시양태에 따른 MEK 마모 시험에 사용된 인쇄물의 두께를 예시한다. 도 3은 목표한 OD 및 각각의 두께에서 XRCC Mimico Test Fixture에 인쇄된 모든 잉크(K, C, M, Y)의 비교용 경화 성능을 예시한다.

도 4는 실시양태에 따른 제안된 디지털 응용 리소그래피 영상화 잉크 세트에 대한 최적화 개요 및 이중 MEK 마모 1회 통과 데이터를 예시한다. 도 4는 제1 통과 후 대조군 잉크(최적화 전) 및 표 1의 잉크 세트(4종의 광개시제에 의한 최적화 후)에 대한 비교용 MEK 이중 마모 데이터를 예시하고, 도 5는 1m/초에서의 다중 통과 후 비교용 MEK 이중 마모 데이터를 보여준다. 모든 4종의 디지털 응용 리소그래피 영상화 잉크가 심지어 단일 통과 후 MEK 내마모성의 상당한 개선을 보여준다는 것에 주목한다.

도 5는 실시양태에 따른 이전의 메인라인 설계와 비교된 제안된 디지털 응용 리소그래피 영상화 잉크 세트에 대한 이중 MEK 마모 데이터를 예시한다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 3종의 광개시제 시스템의 사용의 중요한 영향은 모든 색상에 보인 짧은 노출 시간에 대한 상당한 견고성의 개선이고(K > 100%), 새로운 조성물 또는 잉크가 다중 경화 스테이션 또는 다중 통과 인쇄 공정(여기서, 각각의 색상은 개별적으로 또는 순차적으로 도포됨)의 완전한 이점을 취할 수 있다는 것이다. 삼(3) 종의 광개시제가 필요할 때, 사(4) 종의 광개시제는 동일한 광개시제 패키지를 가지는 잉크의 설계를 수월하게 하도록 사용될 수 있고, MEK 이중 마모 방법에 의해 측정된 바대로 동일한 경화 성능을 요할 수 있다.

각각의 잉크를 디지털 응용 리소그래피 영상화 복합 플루오로실리콘 블랭킹에 도포하고, 전통적인 오프셋 공정(여기서, 잉크 층은 블랭킷과 기재 사이에 분할됨)과 반대로 표면으로부터 종이 기재로 완전히 전사된다. 잉크를 공칭 광학 밀도에서 XEROX Digital Color Elite Gloss(DCEG) 종이로 전사시켜서, 전사된 영상의 L* 휘도는 D 벌브가 구비된 Fusion UV Lighthammer L6 경화 스테이션을 사용하여 경화된 후 각각의 색상에 적합한 범위에 있고, UVV, UVA, UVB 및 UVC 밴드에 대한 인가된 에너지 선량은 각각 640, 1401, 420 및 37mJ/㎠이다. 인쇄 샘플을 197피트/분의 속도로 UV 램프 하에 통과시킨다.

MEK 마모 시험(견고성): 실온에서 메틸에틸 케톤(MEK) 용매 중에 침지된 부드러운 어플리케이터를 일정한 압력을 사용하여 DCEG 종이 상의 영상의 각각에 걸쳐 균등하게(약 2㎝) 분산하고, 새로운 MEK는 매 번의 5회 이중 MEK 마모 후 어플리케이터에 재도포된다. 보고된 값은 종이 기재가 보인 후 필요한 MEK 이중 마모의 수이다.

MEK 마모 시험을 위한 잉크 제조: 여기 기재된 방법은 하기 표 3의 열에 기재된 모든 잉크를 제조하도록 사용된다. 실시예 1 및 2(EX1 & EX2)는 이후 비교예(CEX1 … CEX6)와 비교된다.

잉크의 제조의 300g 전체 스케일에 기초하여, 잉크 베이스 성분(분산제, 단량체, 올리고머 및 열 안정화제 포함)의 제1 세트를 1ℓ 스테인리스 강 용기에서 첨가한다. 용기를, IKA(등록상표)로부터 구입 가능한 열전쌍 및 교반기 기구, 및 앵커 임펠러가 구비된, IKA(등록상표)로부터 또한 구입 가능한 가열 맨틀에 위치시킨다. 용기 내의 성분을 약 80℃에서 약 30분 동안 약 200RPM에서 교반한다. 이후, 광개시제인 잉크 베이스 성분의 제2 세트를 약 80℃에서 교반하면서 천천히 첨가하고, 이것은 거의 또 다른 시간 동안 지속한다. 비히클 베이스 성분이 가용화되면서, 소정의 분량의 착색된 안료를 시스템에 첨가하고, 시스템으로 비말동반된 공기의 도입을 피하도록 주의하면서, 교반 속도를 약 400RPM으로 증가시킨다. 안료화 혼합물을 약 400RPM에서 약 30분 동안 교반되게 하고, 이때 점토를 안료화 혼합물에 천천히 첨가하고, 이후 약 400RPM에서 또 다른 15분 동안 교반한다. 혼합된 성분을 함유하는 용기를 40㎜ 직경의 고전단 Cowles 블레이드가 구비된 Hockmeyer Equipment Corporation사로부터 구입 가능한 고속 전단 밀로 옮기고, 잉크를 약 1시간 동안 약 5,000RPM에서 교반한다. 이후, 완전히 혼합된 성분 혼합물을 정량적으로 Kent Machine Works사에 의해 제조된 3-롤 밀 기구로 옮기고, 여기서 재료 복합재 페이스트를 처음에 제1 통과를 위해 400RPM의 입력 에이프런 롤 속도 및 이어서 제2 통과를 위해 200RPM의 입력 에이프런 롤 속도에서 3-롤 밀을 통과시킨다.

도 6은 실시형태에 따른 제안된 잉크 세트에 대한 점도 데이터의 도면이다. 도 6에 도시된 바대로, 개시된 잉크 세트는 228Paㆍs ± 15.4%의 평균 점도로 최고의 영상화 성능에 필요한 유사한 높은 빈도 점도를 가진다.

도 7은 실시양태에 따른 삼(3) 종의 광개시제 디지털 응용 리소그래피 영상화 잉크 세트를 제조하기 위한 공정 흐름 다이어그램을 예시한다. 액션 705에서, 공정(700)은 단량체, 분산제, 안정화제 등을 첨가하거나 배합함으로써 시작한다. 액션 710에서, 상기 공정은 첨가된 단량체 및 분산제를 블렌딩한다. 액션 715에서, 서로에 매우 특정한 비로 사용되는 3종 이상의 광개시제는 혼합물로 첨가되고 블렌딩된다. 액션 720에서, 상기 공정은 앵커 임펠링 및 고전단 혼합을 포함하는 안료 습윤을 수행한다. 액션 725에서, 상기 공정은 안료 및 CLAYTONE HY와 같은 첨가제를 블렌딩한다. 액션 730에서, 상기 공정은 혼합물에서 밀링을 수행하고, 액션 740에서 밀링된 혼합물은 갈색 유리 병으로 배출된다.

Claims

가변 데이터 리소그래피 인쇄(variable data lithography printing)를 위한 잉크 조성물로서,
상기 잉크 조성물 내에 용액 중에 현탁된 잉크 비히클 및 적어도 1종의 착색제 성분; 및
상기 용액을 포함하되, 상기 용액은,
적어도 1종의 분산제;
열 안정화제; 및
서로에 대해서 매우 특정한 비로 사용되는 적어도 3종 이상의 광개시제를 포함하는 광개시제 시스템 중 2종 이상을 포함하고;
상기 적어도 3종 이상의 광개시제는 가변 리소그래피 인쇄에서 다수의 짧은 UV 광 노출을 통해 경화 효율을 개선하는, 잉크 조성물.
제1항에 있어서, 상기 용액은 레올로지 개질제를 추가로 포함하는, 잉크 조성물.
제2항에 있어서, 상기 비히클은 1작용성, 2작용성 및 3작용성 아크릴레이트 단량체, 4작용성 아크릴레이트 및 올리고머를 포함하는 화합물의 군으로부터 선택된 단량체 화합물을 포함하는 방사선 경화성 화합물인, 잉크 조성물.
제3항에 있어서, 상기 적어도 1종의 착색제 성분은 안료를 포함하고, 상기 안료 성분은 적어도 15중량%의 비율인, 잉크 조성물.
제3항에 있어서, 상기 적어도 3종 이상의 광개시제는 유리 라디칼 광개시제 또는 광개시제 모이어티로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 광개시제는 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐-케톤, 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드, 올리고[2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로파논], 2-다이메틸아미노-2-(4-메틸-벤질)-1-(4-몰폴린-4-일-페닐)-뷰탄-1-온 및 2-메틸-1[4-메틸티오]페닐]-2-몰폴리노프로판-론, 또는 이들의 혼합물 또는 조합을 포함하는, 잉크 조성물.
가변 리소그래피 인쇄를 위한 방법으로서,
적심 유체(dampening fluid)를 영상화 부재 표면에 도포하는 단계;
상기 영상화 부재 표면 위의 선택적 위치로부터 상기 적심 유체를 증발시킴으로써 잠상을 형성하여, 소수성 비영상 영역 및 친수성 영상 영역을 형성하는 단계;
잉크 성분을 포함하는 잉크 조성물을 상기 친수성 영상 영역에 도포함으로써 상기 잠상을 현상하는 단계; 및
현상된 상기 잠상을 수용 기재에 전사하는 단계를 포함하되;
상기 잉크 조성물은,
상기 잉크 조성물 내에 용액 중에 현탁된 잉크 비히클 및 적어도 1종의 착색제 성분; 및
상기 용액을 포함하며, 상기 용액은,
적어도 1종의 분산제;
열 안정화제; 및
서로에 매우 특정한 비로 사용되는 적어도 3종 이상의 광개시제를 포함하는 광개시제 시스템 중 2종 이상을 포함하고;
상기 적어도 3종 이상의 광개시제는 가변 리소그래피 인쇄에서 다수의 짧은 UV 광 노출을 통해 경화 효율을 개선하는, 가변 리소그래피 인쇄를 위한 방법.
제6항에 있어서, 상기 용액은 레올로지 개질제를 추가로 포함하되;
상기 레올로지 개질제는 약 1중량% 내지 약 10 중량%의 범위로 상기 잉크 조성물에 존재하는, 가변 리소그래피 인쇄를 위한 방법.
제7항에 있어서, 상기 비히클은 1작용성, 2작용성 및 3작용성 아크릴레이트 단량체, 4작용성 아크릴레이트 및 올리고머를 포함하는 화합물의 군으로부터 선택된 단량체 화합물을 포함하는 방사선 경화성 화합물인, 가변 리소그래피 인쇄를 위한 방법.
제8항에 있어서, 상기 적어도 3종 이상의 광개시제는 유리 라디칼 광개시제 또는 광개시제 모이어티로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 광개시제는 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐-케톤, 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드, 올리고[2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로파논], 2-다이메틸아미노-2-(4-메틸-벤질)-1-(4-몰폴린-4-일-페닐)-뷰탄-1-온 및 2-메틸-1[4-메틸티오]페닐]-2-몰폴리노프로판-론, 또는 이들의 혼합물 또는 조합을 포함하는, 가변 리소그래피 인쇄를 위한 방법.
제8항에 있어서, 상기 적어도 1종의 착색제 성분은 안료를 포함하고, 상기 안료 성분은 적어도 15중량%의 비율인, 가변 리소그래피 인쇄를 위한 방법.