KR20200007026A - 인쇄 기재의 처리 - Google Patents

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KR20200007026A
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다니엘 에프. 바넬
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솔레니스 테크놀러지스, 엘.피.
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Abstract

기재의 적어도 하나의 표면에 대한 이미지의 접착력을 향상시키는 방법이 본원에서 제공된다. 상기 방법은 하나 이상의 중합체를 포함하는 조성물을 표면의 일부에 도포함으로써 표면의 적어도 일부를 처리하는 것을 포함한다. 상기 방법은 추가로 조성물을 기재에 도포한 후에 조성물을 건조시켜 처리된 기재를 형성하는 것을 포함한다. 상기 방법은 처리된 기재 상에 액체 토너 기술을 이용하는 전자사진 프린터로부터 이미지를 인쇄하는 것을 추가로 포함한다. 기재를 인쇄하기 약 5 분 미만 이전에 처리하고 건조시킨다.

Description

인쇄 기재의 처리
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 그 전문이 본원에 참고로 포함된, 2017 년 5 월 17 일에 출원된 미국 가출원 제62/507,741호의 우선권을 주장한다.
기술분야
본원에 개시된 방법(들) 및 제품(들)은 일반적으로, (i) 중합체를 포함하는 조성물로 인쇄하기 직전에 인쇄가능한 기재를 처리하는 단계; (ii) 처리된 기재를 건조시키는 단계; 및 (iii) 액체 토너 잉크를 사용하여 처리된 기재 상의 이미지를 액체 전자사진 인쇄하는 단계를 포함하는, 기재의 적어도 하나의 표면에 대한 액체 토너의 접착력을 향상시키는 방법에 관한 것이다. 본 개시내용은 또한 일반적으로 상기 방법에 의해 제조된 인쇄된 기재에 관한 것이다.
액체 전자사진(Liquid electrophotographic) (LEP) 인쇄는 기재 상에 인쇄하는 데에 건조 분말 토너를 사용하기보다는 액체 잉크를 사용한다. LEP 인쇄 기계의 흔한 예로는 HP® 디지털 인디고 (digital Indigo)™ 인쇄 프레스가 있다. LEP 인쇄에 사용되는 액체 잉크 중 토너 입자는 LEP-인쇄 이미지가 예를 들면 종이 기재의 바탕 표면 조도/광택을 차단하지 않도록 하기에 충분한 소형이다. LEP 인쇄에 사용되는 액체 잉크 (본원에서는 "잉크", "액체 토너" 또는 "LEP 잉크"로도 지칭됨)는 비수성 액체 중 약 1 내지 2 마이크로미터 범위 소형 안료 입자의 현탁액이다. HP®일렉트로잉크 (ElectroInk)®가 액체 전자사진 인쇄에 흔하게 사용되는 액체 잉크이다. 안료 입자는 중합체 중에 분산되어 있는 안료를 의미할 수 있다. LEP 인쇄는 상대적으로 빠른 속도로 상당한 최고 디지털 인쇄 품질의 이미지들을 제공하고 있는 것으로 생각된다.
그러나, LEP 인쇄 이미지는 종종 건조-토너 공정을 이용하는 전자사진 인쇄 방법을 사용하여 인쇄된 이미지만큼 기재에 접착되지 않는 것으로 발견되었다. 이에 따라, LEP 인쇄 공정을 통한 기재에 대한 LEP 잉크의 접착력을 향상시킬 필요성이 존재한다.
기재의 적어도 하나의 표면에 대한 이미지의 접착력을 향상시키는 방법이 본원에서 제공된다. 상기 방법은 하나 이상의 중합체를 포함하는 조성물을 표면의 일부에 도포함으로써 표면의 적어도 일부를 처리하는 것을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 상기 방법은 또한, 조성물을 기재에 도포한 후에 조성물을 건조시켜 처리된 기재를 형성하는 것을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 상기 방법은 액체 토너 기술을 이용하는 전자사진 프린터로부터 처리된 기재 상에 이미지를 인쇄하는 것을 추가로 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 기재를 인쇄하기 약 5 분 미만 이전에 처리하고 건조시킨다. 인쇄된 물질이 또한 본원에서 제공된다. 인쇄된 물질은 인쇄 수용 코팅을 포함하는 표면 처리된 기재를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 인쇄 수용 코팅은 기재의 적어도 한 면의 적어도 일부 상에 코팅된다. 인쇄 수용 코팅은 하나 이상의 중합체를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 인쇄된 물질은 인쇄 수용 코팅의 적어도 일부 상의 이미지를 추가로 포함하고 이에 한정되지 않는다. 이미지는 액체 토너 기술을 이용하는 전자사진 프린터로부터 인쇄 수용 코팅 상에 인쇄된다. 기재는 이미지를 인쇄하기 약 5 분 미만 이전에 코팅한다.
하기 상세한 설명은 본질적으로 단지 예시적인 것이며, 본원에 기재된 바와 같은 주제의 개시내용 또는 출원 및 용도를 제한하고자 하는 것은 아니다. 또한, 상기 배경기술 또는 하기 상세한 설명에 제시된 어떠한 이론에도 구애된다고 의도되지 않는다.
또한, 하기 설명은 본 개시내용의 완전한 이해를 제공하기 위해 특정 세부사항, 예컨대 물질 및 치수를 제공한다. 그러나, 당업자는 본 개시내용이 이러한 구체적인 세부사항을 사용하지 않고 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 실제로, 본 개시내용은 인쇄 산업에서 통상적으로 사용되는 가공, 제조 또는 조작 기술에 의해 실시될 수 있다. 또한, 하기의 방법은, 완전한 공정 흐름보다는, 본 개시내용에 따른 이미지의 접착력을 향상시키기 위한 조성물을 포함하는 기재를 형성하기 위한 단지 단계들만을 설명한다.
본원에서 사용된 바와 같이, "하나", "한" 또는 "그"는 달리 명시되지 않는 한 하나 이상을 의미한다. 용어 "또는"은 조합 또는 분리될 수 있다. 용어 "포함하다", "포함하는", "함유하다", "함유하는" 등과 같은 개방형 용어는 "포함하는"을 의미한다. 명세서 및 특허청구범위 전체에 걸쳐 수치와 관련하여 사용되는 "약"이라는 용어는 당업자에게 친숙하고 허용가능한 정확도의 간격을 나타낸다. 일반적으로, 이러한 정확도의 간격은 ±10 % 이다. 따라서, "약 10" 은 9 내지 11을 의미한다. 본 명세서에서의 양, 물질의 비, 물질의 물리적 특성, 및/또는 용도를 나타내는 모든 숫자는 달리 명시적으로 나타내지 않는 한 "약"이라는 단어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 본원에서 사용된 바와 같이, 본 개시내용에서 기재된 "%"는 달리 나타내지 않는 한 중량%를 지칭한다. 본원에 사용된 어구 "실질적으로 없는"은 명시된 재료/성분을 거의 함유하지 않는, 예컨대 명시된 성분을 약 1 중량% 미만, 0.5 중량% 미만 또는 0.1 중량% 미만, 또는 검출가능한 수준의 미만으로 함유하는 조성물을 의미한다. 달리 언급되지 않는 한, 중합체의 분자량은 중량 평균 분자량을 지칭한다.
본원에서 사용될 때, "액체 전자사진 인쇄"는 모두, 예를 들면 HP® 디지털 인디고 인쇄 프레스 및 공정을 포괄하는, "LEP 인쇄", "액체 토너 입자를 사용한 전자사진 인쇄", 또는 "액체 토너 입자를 사용한 건식복사 인쇄(xerographic printing)"와 호환가능하게 사용될 수 있다. 더하여, 본원에서 사용될 때, 액체 전자사진 인쇄가, 리소그래피 (lithography)로 알려져 있으며 그 전문이 본원에 포함되는 문헌 [Alex Glassman, Printing Fundamentals, TAPPI Press, 1985]에 더 상세하게 논의되어 있는 오프셋 (offset) 유형 인쇄 공정을 지칭하거나 포괄하는 것은 아니다.
관련 기술분야 통상의 기술자라면 알고 있을 바와 같이, 본원에서 개시되는 액체 전자사진 인쇄 방법은 예를 들면 LEP 인쇄 기계 및 디지털 LEP 프린터로도 지칭되는 액체 전자사진 인쇄 기계를 사용한다. LEP 인쇄 기계의 잘 알려져 있는 시중 예로는 인디고 프린터로도 지칭되는 HP® 디지털 인디고 인쇄 프레스 또는 그의 변종들이 있다.
본원에서 사용되는 용어 "중합체 용액"은 중합체 또는 중합체의 일부가 물 또는 알칼리성 또는 산성 수용액 중에 가용성인 것을 의미한다.
"레올로지 개질제"는 용액의 점도 또는 용액의 전단 반응에 대한 점도를 변경시키는 화학을 지칭한다.
본원에서 달리 명시하지 않는 한, 본 개시내용에서 사용된 용어 "중합체"는, 예를 들어 공중합체 및 삼원공중합체를 포함하는, 하나 이상의 상이한 단량체 단위를 포함하는 중합체이다. 본 개시내용에서 사용되는 하나 이상의 중합체는 중합체 용액이다.
본원에 사용된 용어 "코팅"은 기재의 적어도 하나의 표면의 적어도 일부에 도포되는 물질의 필름 또는 그의 균일한 도포이고, 기재 및/또는 그 위에 인쇄된 이미지의 인쇄 품질을 향상시켜 기재 (특히, 종이 기재 및/또는 플라스틱-함유 기재) 코팅에 유익한 것으로 당업자에게 공지된 것과 같은 같이 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다. 그러나, "코팅지"에 도포되는 코팅은, 예를 들어 그 전체가 본원에 참고로 포함되는, 문헌 [David Saltman, et al., Pulp& Paper Primer, 2nd Edition, TAPPI Press (1998)], 예를 들어 비제한적으로 24-25 면에서 정의된 바와 같이, 충전제 및 결합제의 조합에 의해 표면이 처리된 종이라는 의미를 갖는다.
본 개시는 다른 수단에 의해 인쇄될 준비가 되었지만, 실시양태에서, 인쇄 직전에, 액체 토너 인쇄된 이미지의 접착력을 개선하기 위해, 조성물을 기재에 도포해, 제조 후에 개질되는 기재의 처리에 관한 것이다. 예를 들어, 기재가 종이이면, 종이가 제지 기계로부터 제거된 후 조성물을 종이 제품에 도포한다. 조성물은 하나 이상의 중합체를 포함하며, 여기서, 총 하나 이상의 중합체는 건조 중량 기준으로 조성물의 약 50 % 초과, 대안적으로 70 % 초과를 구성한다. 아마도, 처리는 인쇄 기계 상의 인쇄 공정의 일부로서 존재한다. 놀랍게도, 처리에 사용되는 조성물은 본 개시내용에서 사용되는 하나 이상의 중합체가 첨가되어 인쇄된 이미지의 바람직한 접착력을 제공해 결합제를 필요로 하지 않는다는 것이 밝혀졌다. 또한, 본 개시내용에서 사용되는 하나 이상의 중합체는 인쇄 공정의 직전에 또는 심지어 공정의 일부로서 기재에 도포될 수 있으며, 여기서 하나 이상의 중합체의 총량은 건조 중량을 기준으로 조성물의 약 50 % 초과, 대안적으로 약 70 % 초과를 구성하고, 그로서 인쇄를 위해 준비된 기재를 처리할 수 있는 용이한 취급 및 편리한 공정을 제공하여 이미지의 개선된 접착력을 수득하는 것이 놀랍다. 본 개시내용은 디지털 LEP 프린터를 사용하여 기재의 적어도 하나의 표면의 적어도 일부 상에 인쇄된 액체 토너 잉크의 접착력을 향상시키는 방법을 제공한다. 본 개시내용은 또한 본원에 개시된 방법에 의해 제조된 하나 이상의 인쇄된 제품을 제공한다.
본 발명은 (i) 하나의 실시양태에서, 인쇄하기 약 5 분 미만 이전, 또는 인쇄하기 약 1 분 미만, 또는 약 30 초 미만 이전에, 하나 이상의 중합체 및 임의로 레올로지 개질제를 포함하는 조성물을 도포해, 인쇄하기 전 인쇄가능한 기재를 처리하는 단계, (ii) 처리된 기재에 조성물을 도포한 후 조성물을 건조시키는 단계, 및 (iii) 액체 잉크를 사용하여 처리된 기재 상의 이미지를 액체 전자사진 인쇄하는 단계를 포함하는, 기재의 적어도 하나의 표면에 대한 액체 토너의 접착력을 향상시키는 방법을 제공한다. 본 개시내용은 또한 일반적으로 상기 방법에 의해 제조된 인쇄된 기재에 관한 것이다.
조성물은 하나 이상의 중합체를 포함하고, 하나 이상의 중합체는 반복 단위를 포함하고, 여기서 반복 단위는 국소화된 강한, 음으로 하전된 쌍극자 (예컨대 카르보닐 기)를 갖고, 강하게 양으로 하전된 쌍극자를 갖지 않는다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "국소화된 강한, 음으로 하전된 쌍극자"는 반복 단위의 구조 내에 카르복실 기와 같은 관능기가 존재하고, 본원에서 " 강한"은 2 dyne 초과의 국소 쌍극자 모멘트를 갖는 것으로 정의되며, 여기서 카르보닐 기는 크기 약 2.4 dyne의 쌍극자를 갖는 것으로 공지되어 있고, 여기서 국소 쌍극자는 함께 결합된 원자의 전기음성도의 차이로부터 발생한다. 본원에서, "강하게 양으로 하전된 쌍극자를 갖지 않는다"는 크기가 0.8 다인을 초과하는 쌍극자를 갖는 국소화된 쌍극자 (예컨대 히드록실 기 유래)가 존재하지 않음을 의미한다.
상기 반복 단위는 예를 들면, 카르보닐 기를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
조성물은 3 차 아미드 기를 포함하는 적어도 하나의 반복 단위를 갖는 하나 이상의 중합체를 포함할 수 있고, 여기서 (i) 3 차 아미드 기의 질소 원자에 결합된 탄소 원자 중 적어도 하나는 그에 결합된 2 개 또는 3 개의 수소 원자를 갖고, (ii) 3 차 아미드 기의 카르보닐 기는 -CH, -CH2 또는 -CH3 기에 결합된다.
처리에 사용되는 하나 이상의 중합체는 하나 이상의 단량체로부터 제조된 하나 이상의 중합체를 포함하며, 여기서 하나 이상의 중합체 각각에 대한 하나 이상의 단량체 중 적어도 하나는 비닐피롤리돈, 옥사졸린-함유 단량체, N-비닐 피페리디논 (N-비닐 피페리돈으로도 공지됨), N-비닐카프로락탐, N,N-디메틸 아크릴아미드, 및 이들의 조합의 군으로부터 선택된다. 하나 이상의 중합체는 단독중합체, 공중합체, 또는 이들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 처리에 사용되는 하나 이상의 중합체는 하나 이상의 단독중합체일 수 있고 하나 이상의 단량체로부터 제조된 하나 이상의 중합체를 포함하며, 여기서 하나 이상의 중합체 각각에 대한 단량체는 비닐피롤리돈, 옥사졸린-함유 단량체, N-비닐 피페리디논 (N-비닐 피페리돈으로도 공지됨), N-비닐카프로락탐, 및 N,N-디메틸 아크릴아미드의 군으로부터 선택된다.
하나 이상의 중합체는 하나 이상의 비-이온성 단량체 단위를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 이는 (i) 하나 이상의 중합체 각각에 대해 비닐피롤리돈, 옥사졸린-함유 단량체, N-비닐 피페리디논, N-비닐카프로락탐, N,N-디메틸 아크릴아미드 및 이들의 조합의 군으로부터 선택된 하나 이상의 단량체 중 적어도 하나; 및 (ii) 하나 이상의 비-이온성 단량체를 사용하여 제조된 1 종 이상의 중합체를 포함할 수 있다. 옥사졸린-함유 단량체의 비-제한적인 예로는 2-에틸-2-옥사졸린 및/또는 2-메틸옥사졸린이 있다. 다시 한번, 하나 이상의 중합체는 단독중합체일 수 있고, 하나 이상의 중합체 각각은 2-에틸-2-옥사졸린 및 2-메틸옥사졸린의 군으로부터 선택된 하나의 단량체로부터 제조될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 비-이온성 단량체는 사용 조건하에서 음이온 또는 양이온 관능성을 갖지 않는 것-예컨대 아크릴산, 메타크릴산, 4차 아민을 포함하는 단량체이다. 하나 이상의 중합체는 처리의 1 차 중합체와의 수소 결합을 강하게 초래하지 않는 하나 이상의 단량체 단위를 추가로 포함할 수 있고, 본 개시내용의 목적상 이들은 중합체 내에서 강한 정도의 자가-상호작용을 초래하지 않는다. 본 개시내용의 경우, 강한 자가-상호작용은 그 자체로의 중합체의 상당한 수소 결합 또는 그 자체로의 중합체의 높은 수준의 쌍극자-쌍극자 상호작용을 의미한다. 중합체 내에서의 단량체 단위들 간의, 및 하나의 중합체의 또 다른 중합체와의 또는 용매와의 상호작용에 대한 논의를 위해서는, 코르넬 프레스 (Cornell Press) 사에서 1953년에 처음 발간된 폴 플로리(Paul Flory)의 고전 저작인 문헌 ["Principles of Polymer Chemistry"]의 챕터 12를 참조한다. 그는 "제1 이웃 상호작용 자유 에너지"를 표현하는 상호작용 파라미터를 정의하였다. 플로리 작업 이후에 그 개념이 크게 확장되었다. 상기 개념에 친숙한 사람들은 여기서 강조하려는 바는, 본 개시내용의 중합체가 상대적 기준으로, 다른 중합체에 비해 적은 자가-상호작용을 갖는 특성을 갖고, 보다 중요하게는 (그럼에도 불구하고 이론에 얽매이는 것을 의미하지는 않음), 이들은 분자 수준 상에서 그들 자체보다는 액체 토너의 중합체와 보다 강하게 상호작용할 중합체임을 인식할 것이다. 따라서, 하나 이상의 중합체에 의해 기재에 부여된 지배적인 특징을 변화시키지 않으면서 소량의 다른 공단량체, 예컨대 5 % 미만이 하나 이상의 중합체에 혼입될 수 있음이 또한 이해된다.
하나의 실시양태에서, 하나 이상의 중합체 중 적어도 하나는 폴리(2-에틸-2-옥사졸린) 및 폴리(2-메틸옥사졸린) 중 적어도 하나를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 적어도 하나의 또는 하나 이상의 중합체는 비닐피롤리돈을 기재로 하는 1차 반복 단위를 가진다.
하나 이상의 중합체 각각은 약 40,000 달톤 초과, 또는 약 80,000 달톤 초과, 또는 약 190,000 달톤 초과, 또는 약 450,000 달톤 초과의 수 평균 분자량을 가질 수 있고, 여기서 상한은 당업자에 의해 인식되는 바와 같이 하나 이상의 중합체를 포함하는 용액의 형성을 방지하는 분자량이다. 특정 실시양태에서, 상한은 약 2,000,000 달톤 미만이다.
레올로지 개질제는 조성물의 점도를 조정하기 위해 하나 이상의 중합체를 함유하는 조성물에 첨가되어 당업자에게 공지된 방법에 의해 기재에 도포될 수 있는 기능적 점도를 수득할 수 있다.
기재는 종이 제품, 직조 및/또는 부직 섬유계 물질, 플라스틱-기반 물질 (또한 본원에서 단순히 "플라스틱(들)"으로 지칭됨), 및 그의 조합의 군으로부터 선택될 수 있다. 기재는 처치 전 일부 수단에 의해 인쇄가능해야 하고, 액체 토너 기반 전자사진 프린터로 인쇄되기 전에 건조되는 것을 포함한 본 개시내용에 따라 처리될 수 있어야 한다.
하나의 실시양태에서, 기재는 관련 기술분야 통상의 기술자에게 알려져 있는 바와 같이 임의의 배향일 수 있는 종이 제품, 예컨대 하나 이상의 롤, 절단 시트, 및/또는 디지털 LEP 프린터에 의해 인쇄될 수 있는 다양한 형상 및 배열구조이다. 기재는 관련 기술분야 통상의 기술자에게 알려져 있는 바와 같은 LEP 인쇄 공정과 상용성인 임의의 다른 기재일 수도 있다.
기재에 도포되는 중합체의 양은 기재의 특성에 따라 달라진다. 예를 들어, 기재가 코팅되지 않은 종이인 경우, 하나 이상의 중합체를 포함하는 조성물은 기재에 스며들 수 있거나 또는 표면 상에 남아있을 수 있다.
하나 이상의 중합체를 포함하는 조성물을 인쇄가능한 표면에 도포하는 방법은 기재에 도포되는 조성물의 양에 영향을 줄 수 있다. 이러한 경우, 중합체의 양은 본원에서 단순히 기재의 중량%로서 기재에 첨가되는 양의 측정으로서 반영된다. 그러나, 조성물이 기재에 스며들지 않는 경우에, 하나 이상의 중합체의 총량은 표면에 얼마나 많이 도포되는 지로 표현되고, 첨가 수준은 처리된 표면적 당 중량으로서 표현된다. 상기 양은 도포된 전체 조성물이 아닌 기재에 도포되는 하나 이상의 중합체의 총량을 기준으로 한다.
일반적으로 처리된 기재가 종이 제품 또는 다공성 또는 반-다공성 기재인 경우, 처리된 종이 제품에 첨가되는 하나 이상의 중합체의 양은 건조 중량 기준으로 기재의 약 0.02 내지 약 1 중량%, 또는 약 0.03 내지 약 0.5 중량%, 또는 약 0.04 내지 약 0.25 중량%, 또는 약 0.04 내지 약 0.1 중량%의 범위일 수 있다. 상기 양은 도포된 전체 조성물이 아닌 기재에 도포되는 하나 이상의 중합체의 총량을 기준으로 한다.
처리된 기재는 비교적 비-다공성인 기재 및 심지어는 폐쇄된 표면을 갖는 종이일 수 있고, 처리된 기재의 각각의 면 상의 하나 이상의 중합체의 양은 건조 중량 기준으로 기재의 약 0.0075 g/m2 내지 약 0.375 g/m2, 또는 0.0115 g/m2 내지 약 0.165 g/m2, 또는 약 0.015 g/m2 내지 약 0.095 g/m2, 또는 약 0.015 g/m2 내지 약 0.04 g/m2의 범위일 수 있다. 상기 양은 도포된 전체 조성물이 아닌 기재에 도포되는 하나 이상의 중합체의 총량을 기준으로 한다.
하나 이상의 중합체를 포함하는 조성물은 기재 상에 인쇄된 액체 토너의 접착력을 향상시키기 위한 추가의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 폴리에틸렌 이민 또는 에틸렌과 아크릴산의 공중합체일 수 있다.
하나 이상의 중합체를 포함하는 조성물은 또한, 예를 들어 충전제, 소포제, 왁스, 안료, 염료, 살생물제, 레올로지 개질제, 로진 유도체, 계면활성제 및/또는 그의 조합을 포함하는 당업계에 공지된 추가의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 본 개시내용은 처리된 기재에 대한 이미지의 접착력을 제공하는 목적의 기능을 제공하는 결합제를 필요로 하지 않을 뿐만 아니라, 사이즈 프레스와 같은 종이 기계 상에 종이를 처리하는 경우와 같이 도포에 필요한 결합제 역시 필요로 하지 않는다. 기재를 처리하는데 사용되는 조성물 중 하나 이상의 중합체(들)의 중량 기준의 양은 조성물의 총 건조 중량의 적어도 약 50 %, 적어도 약 75 %, 적어도 약 80 %, 적어도 약 90 %, 적어도 약 95 % 및 적어도 98 %이다.
방법은, 예를 들어 UV-경화성 또는 열-경화성 단량체를 중합체를 포함하는 조성물에 첨가하는 것, 및/또는 표면 처리된 기재를 UV 경화 또는 열 경화시키는 것을 포함하는, 당업계에 공지된 임의의 수단에 의해 표면 처리된 기재를 가교시키는 것을 추가로 포함할 수 있다.
본 개시내용의 방법은 중합체를 포함하는 조성물을 기재의 표면에 걸쳐 또는 원하는 인쇄의 영역에 걸쳐 실질적으로 균일한 처리로 이어지는 도포를 기재에 하기 위해 당업자에게 공지된 임의의 적합한 방법을 이용할 수 있다. 이러한 방법에는, 예를 들어 분무 코팅, 발포체 코팅, 커튼 코팅, 롤러 코팅, 전사 코팅, 인쇄 및/또는 이들의 조합이 포함되나, 이에 한정되는 것은 아니다.
하나의 측면에서, 본 개시내용은 상기 언급된 방법들 중 어느 하나에 의해 제조된 인쇄된 기재에 관한 것이다.
또 다른 측면에서, 본 개시내용은 본 발명의 방법 전 및/또는 후에 기재 상에 인쇄된 하나 이상의 이미지를 추가로 포함할 수 있는, 본 개시내용의 방법 중 어느 하나에 의해 제조된 인쇄된 기재에 관한 것이다. 기재 상에 인쇄된 하나 이상의 추가의 이미지는 예를 들어 잉크젯 인쇄를 포함하나 이에 한정되지 않는, 당업자에게 공지된 바와 같은 임의의 인쇄 방법/공정을 사용하여 인쇄될 수 있다.
실시양태에서, 본 발명의 방법을 사용하여 기재에 인쇄된 이미지는 3M 230 테이프를 사용하는 테이프 당김 시험에 의해 측정시 약 80 % 초과, 또는 약 85 % 초과, 또는 약 90 % 초과, 또는 약 95 % 초과의 기재에 대한 접착력을 가질 수 있다.
다르게는, 인쇄된 기재 상의 임의의 이미지, 100 % 흑색 이미지, 또는 290 % 복합 흑색 이미지 (HP 시험에 사용됨)는 3M 230 테이프를 사용하는 테이프 당김 시험에 따라 약 80 % 초과, 다르게는 약 85 % 초과, 다르게는 약 90 % 초과, 또는 다르게는 95 % 초과의 크기의 처리된 기재에 대한 접착력 보유율을 가지며, 이는 하기에 보다 상세히 기재된다. 하나의 실시양태에서, 100 % 흑색 액체 토너로부터 형성된 이미지는 HP 인디고 5500 프레스에 대한 표준 HP 절차를 사용하여 로체스터 공과대학 (Rochester Institute of Technology)에 의해 시험된 테이프 당김 시험에 따라 90 % 초과로 보고된 처리된 기재에 대한 접착력 보유율 (adhesion retention)을 갖는다. 현재, 시험은 3M 234 테이프의 사용을 필요로 한다. 이는 3M 230 테이프의 사용을 대체하고, 테이프 유형의 변화에 대한 절차 보정에 내장되어 있다. 또 다른 실시양태에서, RIT로부터의 보고된 접착력은 95 % 초과이다. 또 다른 실시양태에서, 290 % 흑색 액체 토너로부터 형성된 이미지는 동일한 HP 테이프 시험에 따라, RIT에 의해 80 % 초과로 보고되거나 또는 90 % 초과로 보고되거나 또는 95 % 초과로 보고되는, 처리된 기재에 대한 접착력 보유율을 갖는다.
본 개시내용은 (i) 처리된 기재를 형성하기 위해 본 개시내용의 중합체 처리를 포함하는 조성물로 처리된 기재; 및 (ii) 처리된 기재의 한 표면의 적어도 일부 상에 이미지를 포함하는 인쇄된 재료를 제공하며, 여기서 상기 이미지는 액체 전자사진 프린터 및 액체 토너를 사용하여 처리된 기재 상에 인쇄된다.
실시예
하기의 실시예는 지금까지 선행 기술에 알려져 있는 기재에 대한 LEP 잉크의 접착력과 비교하여 본원에서 개시되는 바와 같은 기재 상에 인쇄되는 액체 토너 LEP의 강화된 접착력을 예시한다. 이러한 실시예는 단순히 본 개시내용을 예시하는 것으로써, 여기에서 개시되는 특정 화합물, 공정, 조건 또는 적용으로 본 개시내용을 제한하는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
접착력을 측정하기 위한 시험 방법
사용된 시험 방법은 해당 인디고 프레스용 종이의 품질 측정용으로 HP 사에 의해 정의된 바와 같은 기재에 대한 HP® 디지털 인디고™ 인쇄 이미지의 표준 접착력 측정 방법이었다. 더 구체적으로, 표준 온도 환경을 사용한 4 샷 모드로 HP®인디고 5500 프린터를 사용하여 100 % 흑색 액체 토너의 흑색 직사각형 이미지를 인쇄함으로써, 시험 패턴을 제공하였다. 흑색 액체 토너가 보통 290 % 사진이미지로 지칭되는, 52 부 황색, 66 부 마젠타색, 72 부 청록색 및 100 부 흑색의 토너로 구성되었던 것 이외에는 동일한 프린터 및 환경을 사용하여서도 흑색 직사각형 이미지를 인쇄하였다. 후자의 시험은 일반적으로 보다 심각한 시험이다.
상기한 이미지를 인쇄한지 10 분 후에, 3MTM 230 테이프 및 균일하고 일관되게 힘을 적용하기 위한 가중된 롤러를 이용한 테이프 시험을 이용하여 기재에 대한 접착력에 대해 이미지를 시험하였다. 테이프를 벗겨내는 것에 의해 제거되지 않은 이미지의 백분율을 측정하였다.
시험은 로체스터 공과대학 (인디고 인쇄용 종이 처리를 품질 평가하기 위한 북아메리카 시험장)에서 해당 인디고 인쇄 프레스들 중 하나를 사용하여 코팅된 잉크의 접착력을 시험하기 위해 HP에 의해 제시된 표준 시험 절차를 준수하여 수행하였다. 이러한 시험에는, HP® 인디고 프레스 5500이 사용되었다. 본 개시내용은 모든 액체 토너 기반의 HP 인디고 프린터/프레스에 적용되고, 이들은 당업자에게 공지된 방식으로 접착력의 시험에 사용될 수 있다.
실시예 1
19 % 회분 함량, 허큘레스 사이징 (sizing) 시험 (HST) 에 의한 8 초의 사이징 등급을 갖고, 술폰화 광학 증백제를 함유하는 시판되는 112 g/m2 알칼리성 오프셋 인쇄 종이를 HP 5500 인디고 프린터로부터의 이미지의 접착력에 대해 시험하였다 (로체스터 공과대학에 의해 시험 수행됨). 샘플을 또한 건조 기준으로 종이 중량의 0.3 % 및 0.6 %의 양의 중합체 처리로 평균 MW 500,000 달톤의 폴리-2-에틸-2옥사자린 (PEtOx)의 용액으로 처리하였다. 15 % 용액으로서 처리를 적용한 후, 드럼 건조기 상에서 건조시켰다. 대조 종이를 사용한 100 % 흑색 인쇄의 %접착력은 84 %였다. 0.3 %의 PEtOx를 도포하여 접착력은 91 %로 개선되었고 0.6 % 처리로 접착력은 92 %였다. 따라서, PEtOx의 첨가는 접착력을 개선시킨다. 다른 중합체 또는 레올로지 개질제가 PEtOx와 함께 첨가되지는 않았다.
적어도 하나의 예시적 실시양태가 상기 상세한 설명에 제시되었지만, 상당수의 변동이 존재하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 예시적인 실시양태 또는 예시적인 실시양태들은 단지 예이고, 임의의 방식으로 다양한 실시양태의 범주, 적용가능성 또는 구성을 제한하도록 의도되지 않음을 이해하여야 한다. 오히려, 상기 상세한 설명은 본원에서 고려되는 예시적인 실시양태를 구현하기 위한 편리한 로드 맵을 당업자에게 제공할 것이다. 첨부된 특허청구범위에 기재된 바와 같은 다양한 실시양태의 범주로부터 벗어남이 없이 예시적 실시양태에 기재된 요소의 기능 및 배열에서 다양한 변화가 이루어질 수 있음이 이해된다.

Claims (20)

  1. 하나 이상의 중합체를 포함하는 조성물을 표면의 일부에 도포함으로써 표면의 적어도 일부를 처리하는 단계;
    조성물을 기재에 도포한 후에 조성물을 건조시켜 처리된 기재를 형성하는 단계; 및
    액체 토너 기술을 이용하는 전자사진 프린터로부터 처리된 기재 상에 이미지를 인쇄하는 단계;
    를 포함하며,
    여기서 기재는 인쇄하기 약 5 분 미만 이전에 처리되고 건조되는 것인,
    기재의 적어도 하나의 표면에 대한 이미지의 접착력을 향상시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 조성물이 레올로지 개질제를 추가로 포함하는 것인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하나 이상의 중합체 각각이 하나 이상의 반복 단위를 포함하고, 여기서 하나 이상의 반복 단위 중 적어도 하나가 국소화된 강한, 음으로 하전된 쌍극자를 갖고, 강하게 양으로 하전된 쌍극자를 갖지 않는 것인 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하나 이상의 중합체 각각이 3 차 아미드 기를 포함하는 적어도 하나의 반복 단위를 포함하고; 여기서 (i) 3 차 아미드 기의 질소 원자에 결합된 탄소 원자 중 적어도 하나는 그에 결합된 2 개 또는 3 개의 수소 원자를 갖고, (ii) 3 차 아미드 기의 질소가 -CH, -CH2 또는 -CH3 기에 결합된 카르보닐 기에 결합된 것인 방법.
  5. 제4항에 있어서, 조성물이 하나 이상의 단량체로부터 형성된 하나 이상의 중합체를 포함하고 여기서 하나 이상의 단량체 중 적어도 하나는 독립적으로 비닐피롤리돈, 옥사졸린-함유 단량체, N-비닐 피페리디논, 비닐카프로락탐, N,N 디메틸 아크릴아미드, 및 이들의 조합의 군으로부터 선택되고, (ii) 임의로 하나 이상의 비-이온성 단량체 또는 임의로 (iii) 하나 이상의 비-수소 결합 단량체인 방법.
  6. 제5항에 있어서, 옥사졸린-함유 단량체가 2-에틸-2-옥사졸린, 2-메틸옥사졸린, 및 이들의 조합의 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물이 폴리(2-에틸-2-옥사졸린), 폴리(2-메틸옥사졸린), 또는 폴리비닐피롤리돈 중 적어도 하나를 포함하는 것인 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 중합체 각각이 40,000 달톤 초과의 수 평균 분자량을 갖는 것인 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 액체 토너가 비수성 액체 중 입자를 함유하는 안료의 현탁액 또는 안료를 포함하는 것인 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물이 건조 중량을 기준으로 적어도 약 50 %의 양으로 하나 이상의 중합체를 포함하는 것인 방법.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물이 건조 중량을 기준으로 적어도 약 95 %의 양으로 하나 이상의 중합체를 포함하는 것인 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 의해 제조된 인쇄된 기재.
  13. 제12항에 있어서, 기재의 각각의 처리된 면의 적어도 하나가 기재의 건조 중량을 기준으로 약 0.0075 내지 약 0.375 g/m2의 양으로 하나 이상의 중합체를 포함하는, 인쇄된 기재.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 이미지가 3M 230 테이프를 이용한 테이프 당김 테스트에 의해 측정된 약 90 % 초과의 기재에 대한 접착력을 갖는, 인쇄된 기재.
  15. 기재의 적어도 한 면의 적어도 일부 상에 코팅된, 하나 이상의 중합체를 포함하는, 인쇄 수용 코팅을 포함하는 표면 처리된 기재; 및
    액체 토너 기술을 이용하는 전자사진 프린터로부터 인쇄 수용 코팅 상에 인쇄된 인쇄 수용 코팅의 적어도 일부 상의 이미지
    를 포함하며, 여기서 기재는 이미지를 인쇄하기 약 5 분 미만 이전에 코팅되는 인쇄된 물질.
  16. 제15항에 있어서, 하나 이상의 중합체 각각이 하나 이상의 반복 단위를 포함하고, 여기서 하나 이상의 반복 단위 중 적어도 하나가 국소화된 강한, 음으로 하전된 쌍극자를 갖고, 강하게 양으로 하전된 쌍극자를 갖지 않는, 인쇄된 물질.
  17. 제15항에 있어서, 각각의 하나 이상의 중합체가 3 차 아미드 기를 포함하는 적어도 하나의 반복 단위를 포함하고, 여기서 (i) 3 차 아미드 기의 질소 원자에 결합된 탄소 원자 중 적어도 하나는 그에 결합된 2 개 또는 3 개의 수소 원자를 갖고, (ii) 3 차 아미드 기의 질소가 -CH, -CH2 또는 -CH3 기에 결합된 카르보닐 기에 결합된, 인쇄된 물질.
  18. 제17항에 있어서, 조성물이 비닐피롤리돈, 옥사졸린-함유 단량체, N-비닐 피페리디논, 비닐카프로락탐, N,N-디메틸 아크릴아미드, 및 이들의 조합의 군으로부터 선택된 하나 이상의 단량체, 및 (ii) 임의로 하나 이상의 비-이온성 단량체 및 임의로 (iii) 하나 이상의 비-수소 결합 단량체로부터 형성된 하나 이상의 중합체를 포함하는, 인쇄된 물질.
  19. 제18항에 있어서, 옥사졸린-함유 단량체가 2-에틸-2-옥사졸린, 2-메틸옥사졸린, 및 이들의 조합의 군으로부터 선택된, 인쇄된 물질.
  20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 하나 이상의 중합체가 폴리(2-에틸-2-옥사졸린), 폴리(2-메틸옥사졸린) 또는 폴리비닐피롤리돈의 군으로부터 선택된, 인쇄된 물질.
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