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KR20140143379A - 잉크막 구조 - Google Patents

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KR20140143379A
KR20140143379A KR1020147027655A KR20147027655A KR20140143379A KR 20140143379 A KR20140143379 A KR 20140143379A KR 1020147027655 A KR1020147027655 A KR 1020147027655A KR 20147027655 A KR20147027655 A KR 20147027655A KR 20140143379 A KR20140143379 A KR 20140143379A
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갈리아 골로데츠
그레고리 나크마노비치
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란다 코퍼레이션 리미티드
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Abstract

(a) 인쇄 기재; 및 (b) 상기 인쇄 기재의 상부 표면에 고정적으로 부착되는 적어도 하나의 잉크막;을 포함하고, 상기 잉크막이 상기 기재의 상기 상부 표면에 원위인 상부막 표면을 갖고, 여기에서 상기 상부막 표면에서의 질소의 표면 농도가 상기 막 내의 질소의 벌크 농도를 초과하고, 상기 벌크 농도가 상기 상부막 표면 아래 적어도 30㎚의 심도에서 측정되고, 그리고 여기에서 상기 벌크 농도에 대한 상기 표면 농도의 비율이 적어도 1.1 : 1인 잉크막 구조가 개시된다.

Description

잉크막 구조{INK FILM CONSTRUCTIONS}
본 발명은 잉크막 구조에 관한 것으로, 특히 인쇄기재(printing substrates)에 부착된 잉크점(ink dots)들에 관한 것이다. 특히, 상기 잉크막 구조는 예를 들면 잉크 분사 기술(ink jetting technology)에 의해 수득될 수 있는 연속적인 잉크점들을 포함한다.
현재, 평판 인쇄(lithographic printing)는 신문 및 잡지들을 생산하기 위하여 가장 흔하게 사용되는 방법이다. 평판 인쇄는 인쇄되어야 할 영상(image)을 포함하는 플레이트(plates)의 제조를 포함하며, 이 플레이트는 플레이트 실린더(plate cylinder) 상에 탑재된다. 상기 플레이트 실린더 상에 생성된 잉크 영상(ink image)은 고무 블랭킷(rubber blanket)을 수반하는 오프셋 실린더(offset cylinder)로 옮겨진다. 상기 블랭킷으로부터, 기재로 정의되며, 상기 오프셋 실린더와 임프레션 실린더(impression cylinder) 사이에로 공급되는 종이, 카드 또는 다른 인쇄 매체(printing medium)에 상기 영상이 적용된다. 공지된 다양한 이유들로 인하여, 오프셋 평판 인쇄는 단지 장시간의 인쇄 운전을 위해서만 적절하고 그리고 경제적으로 신뢰할 만한 것이다.
최근에는, 인쇄 플레이트(printing plates)를 준비할 필요 없이 인쇄장치(printing device)가 컴퓨터로부터 직접적으로 지시(instructions)를 수령하는 것을 허용하는 디지털 인쇄 기술(digital printing techniques)이 개발되었다. 이들 중에서 제로그래픽 방법(xerographic process)을 사용하는 색상 레이저 프린터(color laser printers)가 있다. 건식 토너(dry toners)를 사용하는 색상 레이저 프린터가 특정의 응용예들에 적절하나, 그러나 이들은 잡지 등과 같은 간행물들에 수용가능한 품질의 영상들을 생성하지는 못한다.
단기 운전의 고품질의 디지털 인쇄에 더 적절한 방법이 HP-인디고 디지털 인쇄(HP-Indigo digital printing press)에 사용되었다. 이 방법에 있어서, 레이저광에의 노출에 의하여 정전하전된 영상-함유 실린더(electrically charged image-bearing cylinder) 상에 정전 영상(electrostatic image)이 생성된다. 정전하전은 오일기반 잉크(oilbased inks)를 끌어당겨 상기 영상-함유 실린더 상에 컬러 잉크 영상을 형성한다. 계속해서 상기 잉크 영상은 블랭킷 실린더를 경유하여 상기 기재 상으로 전달된다.
간접 잉크분사 인쇄 방법(indirect inkjet printing process)을 사용하는 여러 인쇄장치들이 또한 이미 제안되었으며, 이 방법은 잉크분사 인쇄 헤드(inkjet print head)를 사용하여 영상을 중간전달부재(intermediate transfer member)의 표면 상에 영상을 인쇄하고 그리고 계속해서 상기 영상을 기재 상으로 전달하는 데 사용되는 방법이다. 상기 중간전달부재는 단단한 드럼 또는 가요성의 벨트가 될 수 있고, 또한 본 출원에서는 롤러들 상으로 안내되는 블랭킷으로 정의된다.
간접 인쇄 기술의 사용은 직접적으로 상기 기재 상으로의 잉크분사 인쇄와 연관된 여러 문제점들을 극복한다. 예를 들면, 상기 인쇄 헤드와 상기 기재의 표면 사이의 거리의 편차(variation)로 인하여 그리고 심지(wick)로 작용하는 상기 기재로 인하여, 다공성의 종이 또는 다른 섬유상 재질(fibrous material) 상으로의 다이렉트 잉크젯(ink jet) 인쇄는 낮은 영상 품질의 결과를 가져온다. 종이 등과 같은 섬유상 기재(fibrous substrates)들은 대체로 액체 잉크를 제어된 방법으로 흡수하거나 또는 상기 기재의 표면 아래로의 액체 잉크의 투과를 방지하도록 가공된 특정의 코팅(coatings)을 요구한다. 그러나, 특별히 코팅된 기재들의 사용은 특정의 인쇄 응용예들에는 적절치 않은 고가의 선택사항(option)이다. 게다가, 코팅된 기재들의 사용은 상기 기재의 표면이 젖은 채로 남겨지고 그리고 상기 잉크를 건조시켜 후에 상기 기재가 취급, 예를 들어, 적층되거나 또는 두루마리(roll)로 감겨짐에 따라 얼룩지지 않도록 별도의 고가의 단계들이 요구된다는 그 자체의 문제점들을 생성한다. 더욱이, 상기 기재의 과도한 습윤(wetting)은 구겨짐(cockling)을 야기하고 그리고 상기 기재의 양면들 상에의 인쇄(또한 퍼펙팅(perfecting) 또는 양방향 프린팅(duplex printing)이라 정의됨)를 불가능하지는 않으나 어렵게 만든다.
반면, 간접 인쇄 기술(indirect technique)의 사용은 영상 전달 표면과 상기 잉크젯 인쇄 헤드 사이의 거리가 일정하게 유지되도록 하는 것을 허용하고 상기 잉크가 상기 기재에 적용되기 이전에 상기 영상 전달 표면 상에서 건조될 수 있기 때문에 상기 기재의 표면의 젖음을 감소시킨다. 따라서, 상기 기재 상의 잉크막(ink film)의 최종 영상 품질은 상기 기재의 물리적인 특성들에 덜 영향을 받는다.
여러 품질의 잉크막 구조들에도 불구하고, 잉크-분사 인쇄 구조 등과 같은 잉크막 구조에서의 추가의 개선에 대한 요구들이 존재하는 것으로 여겨지고 있다.
본 발명의 일부 교시들에 따르면, (a) 인쇄 기재(printing substrate); 및 (b) 상기 인쇄 기재의 표면에 고정적으로 부착되는 복수의 연속적인 잉크막들을 포함하고, 상기 잉크막이 유기 고분자 수지(organic polymeric resin) 내에 분산된 적어도 하나의 착색제(colorant)를 포함하고; 상기 잉크막들이 90℃ 내지 195℃의 제1 범위 이내의 적어도 제1 온도에 대하여 106cP(센티포아즈) 내지 3*108cP의 범위 이내의 제1 동점도(dynamic viscosity)를 갖고, 상기 잉크막들이 50℃ 내지 85℃의 제2 범위 이내의 적어도 제2 온도에 대하여 적어도 8*107cP의 제2 동점도를 갖는 잉크막 구조가 제공된다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, (a) 미코팅된 섬유상 인쇄 기재 및 상용 코팅된 섬유상 인쇄 기재(commodity coated fibrous printing substrate)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 제1 섬유상 인쇄 기재; 및 (b) 제1 인쇄 기재의 표면에 고정적으로 부착되는 적어도 하나의 연속적인 잉크점을 포함하고, 상기 잉크점이 유기 고분자 수지 내에 분산된 적어도 하나의 착색제를 포함하고, 상기 잉크점이 상부 표면의 일정 면적을 피복(covering)하고; 상기 잉크점이 구조 조건을 만족하고 여기에서 상기 면적의 표면 전체에 대하여 법선 방향(dirction normal)에 대하여 상기 잉크점이 전적으로 상기 면적 위에 위치되고, 단일의 잉크점의 평균 또는 특징적인 두께가 최대 1,800㎚인 잉크점 구조가 제공된다.
본 발명의 또 다른 관점에 따르면, (a) 미코팅된 섬유상 인쇄 기재 및 상용 코팅된 섬유상 인쇄 기재로 이루어지는 군으로부터 선택되는 제1 섬유상 인쇄 기재; 및 (b) 제1 인쇄 기재의 제1 표면에 고정적으로 부착되는 적어도 하나의 연속적인 잉크점을 포함하고, 상기 잉크점이 유기 고분자 수지 내에 분산된 적어도 하나의 착색제를 포함하고, 상기 잉크점이 2,000㎚ 이하의 평균 두께를 갖고; 상기 점이 대체로 상기 표면의 특정의 표면 상에 위치되고; 상기 제1 표면에 대한 법선 방향에 대하여 특정의 표면 아래의 점의 투과가 100㎚ 이하이고; 상기 잉크점이 대체로 볼록도로부터의 편차(deviation from convexity)(DCdot)가
Figure pct00001
로 정의되는 볼록한 형태를 갖고, AA가 산출된 상기 점의 돌출면적(projected area)이고, 상기 면적은 상기 제1 섬유상 기재에 대하여 대체로 평행하게 위치하고; 그리고 CSA가 상기 돌출면적의 윤곽(contour)에 최소로 결합하는 볼록한 형태의 표면적이고; 상기 볼록도로부터의 편차(DCdot)가 최대 0.03인 잉크막 구조가 제공된다.
본 발명의 또 다른 관점에 따르면, (a) 인쇄 기재; 및 (b) 상기 인쇄 기재의 상부 표면에 고정적으로 부착되는 적어도 하나의 잉크막을 포함하고, 상기 잉크막이 상기 기재의 상기 상부 표면에 대하여 원위(distal)의 상부막 표면(upper film surface)을 갖고, 여기에서 상기 상부막 표면에서의 질소의 표면 농도가 상기 막 내의 질소의 벌크 농도(bulk concentration)를 초과하고, 상기 벌크 농도가 상기 상부막 표면 아래 적어도 30㎚, 적어도 50㎚, 적어도 100㎚, 적어도 200㎚ 또는 적어도 300㎚의 심도(depth)에서 측정된 것이고, 그리고 상기 벌크 농도에 대한 상기 표면 농도의 비율이 적어도 1.1 대 1인 잉크막 구조가 제공된다.
본 발명의 또 다른 구체예에 따르면, (a) 인쇄 기재; 및 (b) 상기 인쇄 기재의 상부 표면에 고정적으로 부착되는 적어도 하나의 잉크막을 포함하고, 상기 잉크막이 유기 고분자 수지 내에 분산된 적어도 하나의 착잭제를 포함하고, 상기 잉크막이 상기 기재의 상부표면에 대하여 원위의 상부막 표면을 갖고, 여기에서 상기 상부막 표면에서의 질소의 표면 농도가 상기 막 내의 질소의 벌크 농도를 초과하고, 상기 벌크 농도가 상기 상부막 표면 아래 적어도 30㎚의 심도에서 측정된 것이고, 그리고 여기에서 상기 벌크 농도에 대한 상기 표면 농도의 비율이 적어도 1.1 대 1인 잉크막 구조가 제공된다.
본 발명의 또 다른 관점에 따르면, (a) 미코팅된 섬유상 인쇄 기재, 상용 코팅된 섬유상 인쇄 기재 및 플라스틱 인쇄 기재로 이루어지는 군으로부터 선택되는 제1 섬유상 인쇄 기재; 및 (b) 제1 인쇄 기재 상에서 돌출하는 입방 기하 돌출부(square geometric projection) 내에 포함된 잉크점 셋트(ink dot set)를 포함하고, 상기 잉크점 셋트가 상기 제1 인쇄 기재의 표면에 고정적으로 부착되는 적어도 10개의 뚜렷한 잉크점들을 포함하고, 상기 입방 기하 돌출부 내의 상기 잉크점들 모두가 상기 셋트의 개개 구성원들로서 계수되고, 상기 잉크점들 각각이 유기 고분자 수지 내에 분산된 적어도 하나의 착색제를 포함하고, 상기 점들 각각이 2,000㎚ 이하의 평균 두께 및 5 내지 300㎛의 직경을 갖고; 상기 잉크점들 각각이 대체로 볼록도로부터의 편차(DCdot)가
Figure pct00002
로 정의되는 볼록한 형태를 갖고, AA가 산출된 상기 점의 돌출면적이고, 상기 면적은 상기 제1 섬유상 기재에 대하여 대체로 평행하게 위치하고; 그리고 CSA가 상기 돌출면적의 윤곽에 최소로 결합하는 볼록한 형태의 표면적이고; 상기 잉크점 셋트의 볼록도의 평균 편차(DCdot mean)가 최대 0.05인 잉크막 구조가 제공된다.
본 발명의 또 다른 관점에 따르면, (a) 미코팅된 섬유상 인쇄 기재, 상용 코팅된 섬유상 인쇄 기재 및 플라스틱 인쇄 기재로 이루어지는 군으로부터 선택되는 제1 섬유상 인쇄 기재; 및 (b) 제1 인쇄 기재 상에서 돌출하는 입방 기하 돌출부 내에 포함된 잉크점 셋트를 포함하고, 상기 잉크점 셋트가 상기 제1 인쇄 기재의 표면에 고정적으로 부착되는 적어도 10개의 뚜렷한 잉크점들을 포함하고, 상기 입방 기하 돌출부 내의 상기 잉크점들 모두가 상기 셋트의 개개 구성원들로서 계수되고, 상기 잉크점들 각각이 유기 고분자 수지 내에 분산된 적어도 하나의 착색제를 포함하고, 상기 점들 각각이 2,000㎚ 이하의 평균 두께 및 5 내지 300㎛의 직경을 갖고; 상기 잉크점들 각각이
Figure pct00003
로 표시되는 매끈한 원형으로부터의 편차(deviation from a smooth circular shape)(DR dot )를 갖고, P가 상기 잉크점의 측정되거나 산출된 둘레(perimeter)이고; A가 상기 둘레로 한정되는 최대의 측정되거나 또는 산출된 면적이고; 상기 잉크점 셋트의 평균 편차(DR dot mean )가 최대 0.60인 잉크막 구조가 제공된다.
본 발명의 또 다른 관점에 따르면, (a) 미코팅된 섬유상 인쇄 기재 및 상용 코팅된 섬유상 인쇄 기재로 이루어지는 군으로부터 선택되는 제1 섬유상 인쇄 기재; 및 (b) 상기 제1 인쇄 기재의 표면에 고정적으로 부착되는 적어도 하나의 잉크점을 포함하고, 상기 잉크점이 유기 고분자 수지 내에 분산된 적어도 하나의 착색제를 포함하고, 상기 점이 2,000㎚ 이하의 두께 및 5 내지 3,000㎛의 직경을 갖고; 상기 잉크점이 대체로 볼록도로부터의 편차(DCdot)가
Figure pct00004
로 정의되는 볼록한 형태를 갖고, AA가 산출된 상기 점의 돌출면적이고, 상기 면적은 상기 제1 섬유상 기재에 대하여 대체로 평행하게 위치하고; 그리고 CSA가 상기 돌출면적의 윤곽에 최소로 결합하는 볼록한 형태의 표면적이고; 상기 볼록도로부터의 편차(DCdot)가 상기 미코팅된 기재에 대하여 최대 0.05이고; 상기 볼록도로부터의 편차(DCdot)가 상기 상용 코팅된 기재에 대하여 최대 0.025인 잉크막 구조가 제공된다.
본 발명의 또 다른 관점에 따르면, (a) 미코팅된 섬유상 인쇄 기재 및 상용 코팅된 섬유상 인쇄 기재로 이루어지는 군으로부터 선택되는 제1 섬유상 인쇄 기재; 및 (b) 상기 제1 인쇄 기재의 표면에 고정적으로 부착되는 적어도 하나의 제1 잉크점을 포함하고, 상기 잉크점이 유기 고분자 수지 내에 분산된 적어도 하나의 착색제를 포함하고, 상기 인쇄점이 2,000㎚ 이하의 평균 두께를 갖고; 상기 잉크점이 대체로 볼록도로부터의 편차(DCdot)가
Figure pct00005
로 정의되는 볼록한 형태를 갖고, AA가 산출된 상기 점의 돌출면적이고, 상기 면적은 상기 제1 섬유상 기재에 대하여 대체로 평행하게 위치하고; 그리고 CSA가 상기 돌출면적의 윤곽에 최소로 결합하는 볼록한 형태의 표면적이고; 상기 볼록도로부터의 편차(DCdot)가 최대 0.04이고; 잉크막 구조가
Figure pct00006
로 더 정의되고, K가 계수이고; RDC가 상기 제1 섬유상 인쇄 기재와 실질적으로 동일한 섬유상 기준 기재(fibrous reference substrate) 상에 위치된 기준 잉크막(reference ink film)을 포함하는 기준 잉크막 구조 내의 기준 잉크점(reference ink dot)의 볼록도로부터의 기준 편차(reference deviation from convexity)이고, 상기 기준 편차가
Figure pct00007
로 정의되고, AA ref 가 상기 기준점(reference dot)의 산출된 돌출면적이고, 상기 면적이 상기 기준 기재(reference substrate)에 대하여 대체로 평행하게 위치되고; 그리고 CSA ref 가 상기 기준점의 상기 돌출면적의 윤곽에 최소로 결합하는 볼록한 형태의 표면적이고, 상기 계수(K)가 최대 0.25인 잉크막 구조가 제공된다.
본 발명의 또 다른 관점에 따르면, (a) 미코팅된 섬유상 인쇄 기재, 상용 코팅된 섬유상 인쇄 기재 및 플라스틱 인쇄 기재로 이루어지는 군으로부터 선택되는 제1 섬유상 인쇄 기재; 및 (b) 상기 제1 인쇄 기재 상에서 돌출하는 입방 기하 돌출부 내에 포함된 잉크점 셋트를 포함하고, 상기 잉크점 셋트가 상기 제1 인쇄 기재의 표면에 고정적으로 부착되는 적어도 10개의 뚜렷한 잉크점들을 포함하고, 상기 입방 기하 돌출부 내의 상기 잉크점들 모두가 상기 셋트의 개개 구성원들로서 계수되고, 상기 잉크점들 각각이 유기 고분자 수지 내에 분산된 적어도 하나의 착색제를 포함하고, 상기 점들 각각이 2,000㎚ 이하의 평균 두께 및 5 내지 300㎛의 직경을 갖고; 상기 잉크점들의 각 잉크점이
Figure pct00008
로 표시되는 매끈한 원형으로부터의 편차(DR dot )를 갖고, P가 상기 잉크점의 측정되거나 산출된 둘레이고; A가 상기 둘레로 한정되는 최대의 측정되거나 또는 산출된 면적이고; 여기에서 상기 잉크점 셋트의 평균 편차(DR dot mean )가 최대 0.60인 잉크막 구조가 제공된다.
본 발명의 또 다른 관점에 따르면, (a) 미코팅된 섬유상 인쇄 기재 및 상용 코팅된 섬유상 인쇄 기재로 이루어지는 군으로부터 선택되는 제1 섬유상 인쇄 기재; 및 (b) 상기 제1 인쇄 기재의 표면에 고정적으로 부착되는 적어도 하나의 제1 잉크점을 포함하고, 상기 잉크점이 유기 고분자 수지 내에 분산된 적어도 하나의 착색제를 포함하고, 상기 점이 2,000㎚ 이하의 평균 두께를 갖고; 상기 잉크점이
Figure pct00009
로 표시되는 매끈한 원형으로부터의 편차(DR dot )를 갖고, P가 상기 잉크점의 측정되거나 산출된 둘레이고; A가 상기 둘레로 한정되는 최대의 측정되거나 또는 산출된 면적이고; 상기 미코팅된 섬유상 인쇄 기재에 대한 상기 편차(DR dot )가 최대 1.5, 최대 1.25, 최대 1.1, 최대 1.0, 최대 0.9, 최대 0.8, 최대 0.7, 최대 0.6, 최대 0.5, 최대 0.4, 최대 0.3 또는 최대 0.25이고; 상기 상용 코팅된 섬유상 인쇄 기재에 대한 상기 편차(DR dot )가 최대 0.5, 최대 0.4, 최대 0.3, 최대 0.25, 최대 0.2, 최대 0.15, 최대 0.10, 최대 0.08, 최대 0.06, 최대 0.05인 잉크막 구조가 제공된다.
본 발명의 또 다른 관점에 따르면, (a) 미코팅된 섬유상 인쇄 기재 및 상용 코팅된 섬유상 인쇄 기재로 이루어지는 군으로부터 선택되는 제1 섬유상 인쇄 기재; 및 (b) 상기 제1 인쇄 기재의 표면에 고정적으로 부착되는 적어도 하나의 제1 잉크점을 포함하고, 상기 잉크점이 유기 고분자 수지 내에 분산된 적어도 하나의 착색제를 포함하고, 상기 점이 2,000㎚ 이하의 평균 두께를 갖고, 평균 두께가 적어도 50㎚, 적어도 100㎚, 적어도 150㎚, 적어도 175㎚, 적어도 200㎚, 적어도 225㎚ 또는 적어도 250㎚이고; 상기 잉크점이
Figure pct00010
로 표시되는 매끈한 원형으로부터의 편차(DR dot )를 갖고, P가 상기 잉크점의 측정되거나 산출된 둘레이고; A가 상기 둘레로 한정되는 최대의 측정되거나 또는 산출된 면적이고; 상기 편차(DR dot )가 최대 0.5, 최대 0.4, 최대 0.35, 최대 0.3 또는 최대 0.25이고; 상기 잉크점 구조가
Figure pct00011
로 더 정의되고, K1이 계수이고; RDR이 상기 제1 섬유상 인쇄 기재와 실질적으로 동일한 섬유상 기준 기재 상에 위치된 기준 잉크막을 포함하는 기준 잉크막 구조 내의 기준 잉크점의 진원도로부터의 기준 편차(reference deviation from roundness)이고, 상기 기준 편차가
Figure pct00012
로 정의되고, P ref 가 상기 기준 잉크점의 측정되거나 또는 산출된 둘레이고; A ref 가 P ref 로 한정되는 최대 측정되거나 또는 산출된 면적이고; 상기 계수(K1)가 최대 0.25인 잉크막 구조가 제공된다.
본 발명의 또 다른 관점에 따르면, (a) 인쇄 기재; 및 (b) 상기 인쇄 기재의 표면에 고정적으로 부착되는 복수의 연속적인 잉크막들을 포함하고, 상기 복수의 막들이 적어도 하나의 유기 고분자 수지 내에 분산된 복수의 착색제들을 포함하고; 상기 잉크막들이 상기 표면의 면적을 피복하고, 상기 복수의 막들이 최대 2,200㎚, 최대 2,100㎚, 최대 2,000㎚, 최대 1,900㎚, 최대 1,800㎚, 최대 1,700㎚, 최대 1,600㎚, 최대 1,500㎚ 또는 최대 1,400㎚의 평균 두께를 갖고; 여기에서 상기 면적 내에서 잉크막 구조가 적어도 425킬로(ΔE)3, 적어도 440킬로(ΔE)3, 적어도 460킬로(ΔE)3, 적어도 480킬로(ΔE)3 또는 적어도 500킬로(ΔE)3의 색영역 용적(color gamut volume)을 나타내는 잉크막 구조가 제공된다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 제1 동점도는 최대 25*107cP, 최대 20*107cP, 최대 15*107cP, 최대 12*107cP, 최대 10*107cP, 최대 9*107cP, 최대 8*107cP 또는 최대 7*107cP이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 제1 동점도는 106cP 내지 2.5*108cP, 106cP 내지 2.0*108cP, 106cP 내지 108cP, 3*106cP 내지 108cP, 5*106cP 내지 3*108cP, 5*106cP 내지 3*108cP, 8*106cP 내지 3*108cP, 8*106cP 내지 108cP, 107cP 내지 3*108cP, 107cP 내지 2*108cP, 107cP 내지 108cP, 2*107cP 내지 3*108cP, 2*107cP 내지 2*108cP 또는 2*107cP 내지 108cP의 범위 이내이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 제1 동점도는 적어도 2*106cP, 적어도 4*106cP, 적어도 7*106cP, 적어도 107cP, 적어도 2.5*107cP 또는 적어도 4*107cP이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 제2 동점도는 적어도 9*107cP, 적어도 108cP, 적어도 1.2*108cP, 적어도 1.5*108cP, 적어도 2.0*108cP, 적어도 2.5*108cP, 적어도 3.0*108cP, 적어도 3.5*108cP, 적어도 4.0*108cP, 적어도 5.0*108cP, 적어도 7.5*108cP, 적어도 109cP, 적어도 2*109cP, 적어도 4*109cP 또는 적어도 6*109cP이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 60℃에서의 상기 제1 동점도에 대한 90℃에서의 제2 동점도의 비율은 적어도 1.2, 적어도 1.3, 적어도 1.5, 적어도 1.7, 적어도 2, 적어도 2.5, 적어도 3, 적어도 4, 적어도 4.5, 적어도 5, 적어도 6, 적어도 7 또는 적어도 8이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 이 점도계수 비율은 최대 30, 최대 25, 최대 20, 최대 15, 최대 12 또는 최대 10이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 잉크막들은 최대 50℃, 최대 44℃, 최대 42℃, 최대 39℃, 최대 37℃, 최대 35℃, 최대 32℃, 최대 30℃ 또는 최대 28℃의 유리전이온도(Tg)를 갖는다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 복수의 잉크막들은 적어도 하나의 수용성 재료(water-soluble material) 또는 수분산성 재료(water dispersible material)를 포함한다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 적어도 하나의 수용성 재료는 수성 분산제(aqueous dispersant)를 포함한다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 잉크막들은 적어도 30중량%, 적어도 40중량%, 적어도 50중량%, 적어도 60중량% 또는 적어도 70중량%의 상기 수용성 재료 또는 수분산성 재료를 포함한다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 잉크막들은 최대 5중량%, 최대 3중량%, 최대 2중량%, 최대 1중량% 또는 최대 0.5중량%의 무기 충진제 입자(inorganic filler particles)(실리카 또는 티타니아 등과 같은)들을 포함한다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 잉크막들은 상기 인쇄 기재의 상기 표면 상으로 적층(laminated)된다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 잉크막들은 적어도 1.2중량%, 적어도 1.5중량%, 적어도 2중량%, 적어도 3중량%, 적어도 4중량%, 적어도 6중량%, 적어도 8중량% 또는 적어도 10중량%의 착색제를 포함한다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 잉크막들은 적어도 5중량%, 적어도 7중량%, 적어도 10중량%, 적어도 15중량%, 적어도 20중량%, 적어도 30중량%, 적어도 40중량%, 적어도 50중량%, 적어도 60중량% 또는 적어도 70중량%의 수지를 포함한다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 착색제는 적어도 하나의 안료(pigment)를 포함한다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 복수의 잉크막들 내에서 상기 착색제에 대한 상기 수지의 중량비는 적어도 1 : 1, 적어도 1.25 : 1, 적어도 l.5 : 1, 적어도 l.75 : 1, 적어도 2 : 1, 적어도 2.5 : 1, 적어도 3 : 1, 적어도 3.5 : 1, 적어도 4 : 1, 적어도 5 : 1, 적어도 7 : 1 또는 적어도 10 : l이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 수중에서의 상기 수지의 용해도는 20℃ 내지 60℃의 온도 범위 이내의 온도에서 그리고 8.5 내지 10의 pH 범위 이내의 pH에서 용액의 중량에 대하여 적어도 3중량%, 적어도 5중량%, 적어도 8중량%, 적어도 12중량%, 적어도 18중량% 또는 적어도 25중량%의 용해된 수지이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 표면에 고정적으로 부착된 상기 잉크막들은 주로 또는 실질적으로 단독으로 상기 잉크막들 각각과 상기 표면 사이의 물리적인 결합에 의하여 부착된다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 표면에 대한 상기 잉크막들의 부착은 실질적으로 이온 특성(ionic character)이 부재(전혀 없는; devoid)인 것이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 표면에 대한 상기 잉크막들의 부착은 실질적으로 화학적 결합 특성(chemical bonding character)이 부재인 것이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 잉크점은 최대 47℃, 최대 40℃, 최대 35℃ 또는 최대 30℃의 유리전이온도(Tg)를 갖는다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 잉크점은 2% 이하, 1% 이하, 0.5% 이하 또는 0.1% 이하의 하나 또는 그 이상의 전하 디렉터(charge director)들을 포함하거나 또는 실질적으로 전하 디렉터들이 부재인 것이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 잉크점은 5% 이하, 3% 이하, 2% 이하 또는 0.5% 이하의 하나 또는 그 이상의 탄화수소들 또는 오일들을 포함하거나 또는 실질적으로 이러한 탄화수소들 또는 오일들이 부재인 것이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 섬유상 인쇄 기재의 섬유들은 직접적으로 상기 잉크점에 접촉한다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 상용 코팅된 섬유상 인쇄 기재는 10중량% 이하, 5중량% 이하, 3중량% 이하 또는 1중량% 이하의 수-흡수 고분자(water-absorbent polymer)를 포함한다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 제1 섬유상 인쇄 기재는 종이이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 섬유상 인쇄 기재는 본드지(bond paper), 미코팅된 옵셋용지(uncoated offset paper), 코팅된 옵셋용지(coated offset paper), 복사용지(copy paper), 갱지(groundwood paper), 코팅된 갱지(coated groundwood paper), 일반 서적용 용지(freesheet paper), 코팅된 서적용 용지(coated freesheet paper) 및 레이저용지(laser paper)로 이루어지는 종이들의 군으로부터 선택되는 종이이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 평균 단일 잉크점 또는 잉크막 두께는 최대 1,600㎚, 최대 1,200㎚, 최대 900㎚, 최대 800㎚, 최대 700㎚, 최대 650㎚, 최대 600㎚, 최대 500㎚, 최대 450㎚ 또는 최대 400㎚이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 평균 단일 잉크점 두께는 100 내지 800㎚, 100 내지 600㎚, 100 내지 500㎚, 100 내지 450㎚, 100 내지 400㎚, 100 내지 350㎚, 100 내지 300㎚, 200 내지 450㎚, 200 내지 400㎚ 또는 200 내지 350㎚의 범위 이내이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 평균 단일 잉크점 두께는 적어도 50㎚, 적어도 100㎚, 적어도 150㎚, 적어도 200㎚, 적어도 250㎚, 적어도 300㎚ 또는 적어도 350㎚이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 잉크점은 상기 인쇄 기재의 표면 상으로 적층된다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 잉크점 내의 상기 착색제 및 상기 수지의 벌크 농도는 적어도 7%, 적어도 10%, 적어도 15%, 적어도 20%, 적어도 30%, 적어도 40%, 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70% 또는 적어도 85%이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 막 내의 질소의 벌크 농도에 대한 상기 막의 상부 표면에서의 질소의 표면 농도의 비율은 적어도 1.2 : 1, 적어도 1.3 : 1, 적어도 1.5 : 1, 적어도 1.75 : 1, 적어도 2 : 1, 적어도 3 : 1 또는 적어도 5 : 1. 적어도 1.2 : 1, 적어도 1.3 : 1, 적어도 1.5 : 1, 적어도 1.75 : 1, 적어도 2 : 1, 적어도 3 : 1 또는 적어도 5 : 1이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 심도에서의 탄소에 대한 질소의 원자 벌크 농도 비율(N/C)에 대한 상기 상부막 표면에서의 탄소에 대한 질소의 원자 표면 농도 비율(N/C)은 적어도 1.1 : 1, 적어도 1.2 : 1, 적어도 1.3 : 1, 적어도 1.5 : 1, 적어도 1.75 : 1 또는 적어도 2 : 1이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 잉크막은 유기 고분자 수지 내에 분산된 적어도 하나의 착색제를 포함한다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 상부막 표면에서의 2차 아민, 3차 아민 및/또는 암모늄기의 표면 농도는 상기 막 표면 아래 적어도 30㎚의 심도에서의 이들의 개개 벌크 농도들을 초과한다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 상부막 표면은 적어도 하나의 폴리에틸렌이민(polyethylene imine: PEI)을 포함한다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 상부막 표면은 402.0±0.4eV, 402.0±0.3eV 또는 402.0±0.2eV에서 X-선 광전자 분광분석(X-Ray Photoelectron Spectroscopy: XPS) 피크를 나타내는 2차 아민을 포함한다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 상부막 표면은 402.0±0.4eV, 402.0±0.3eV 또는 402.0±0.2eV에서 X-선 광전자 분광분석(XPS) 피크를 나타낸다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 상부막 표면은 폴리쿼터늄 양이온성 구아(poly quaternium cationic guar)를 포함한다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 폴리쿼터늄 양이온성 구아는 구아 하이드록시프로필트리모늄클로라이드(guar hydroxypropyltrimonium chloride) 및 하이드록시프로필 구아 하이드록시프로필트리모늄클로라이드(hydroxypropyl guar hydroxypropyltrimonium chloride) 중의 적어도 하나를 포함한다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 상부막 표면은 적어도 하나의 4차 아민기(quaternary amine group)를 갖는 고분자를 포함한다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 암모늄기는 1차 아민의 염을 포함한다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 염은 염산염(HCl salt)을 포함하거나 또는 이로 이루어진다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 상부막 표면은 폴리(디알릴디메틸암모늄클로라이드)(poly(diallyldimethylammonium chloride)), 폴리(4-비닐피리딘)(poly(4-vinylpyridine)), 폴리알릴아민(polyallylamine), 비닐피롤리돈-디메틸아미노프로필메타크릴아미드 공중합체(vinyl pyrrolidone-dimethylaminopropyl methacrylamide co-polymer), 비닐카프로락탐디메틸아미노프로필메타크릴아미드 하이드록시에틸메타크릴레이트 공중합체(vinyl caprolactamdimethylaminopropyl methacryamide hydroxyethyl methacrylate copolymer), 비닐피롤리돈의 4차화 공중합체(quaternized copolymer of vinyl pyrrolidone) 및 디메틸아미노에틸메타크릴레이트과 디에틸설페이트(dimethylaminoethyl methacrylate with diethyl sulfate)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 고분자 또는 화합물을 포함한다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 잉크막은 최대 5,000㎚, 최대 4,000㎚, 최대 3,500㎚, 최대 3,000㎚, 최대 2,500㎚, 최대 2,000㎚, 최대 1,500㎚, 최대 1,200㎚, 최대 1,000㎚, 최대 800㎚ 또는 최대 650㎚의 평균 두께를 갖는다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 잉크막은 적어도 100㎚, 적어도 150㎚ 또는 적어도 175㎚의 평균 두께를 갖는다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 볼록도로부터의 평균 편차는 최대 0.04, 최대 0.03, 최대 0.025, 최대 0.022, 최대 0.02, 최대 0.018, 최대 0.017, 최대 0.016, 최대 0.015 또는 최대 0.014이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 입방 기하 돌출부는 0.5㎜ 내지 15㎜의 범위 이내의 측면 길이(side length)를 갖는다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 입방 기하 돌출부는 약 10㎜, 5㎜, 2㎜, 1㎜, 0.8㎜ 또는 0.6㎜의 측면 길이를 갖는다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 잉크젯점(inkjet dot)의 직경은 적어도 7㎛, 적어도 10㎛, 적어도 12㎛, 적어도 15㎛, 적어도 18㎛ 또는 적어도 20㎛이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 볼록도로부터의 평균 편차는 최대 0.013, 최대 0.012, 최대 0.010, 최대 0.009 또는 최대 0.008이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 플라스틱 기재들에 대한 상기 볼록도로부터의 평균 편차는 최대 0.013, 최대 0.012, 최대 0.010, 최대 0.009 또는 최대 0.008이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 복수의 잉크점들은 표준 테이프 시험(standard tape test)에 적용된 경우에 상기 플라스틱 인쇄 기재 상에서 최대 10% 또는 최대 5%의 부착 실패(adhesive failure)를 나타낸다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 복수의 잉크점들은 표준 테이프 시험에 적용된 경우에 실질적으로 부착 실패가 없다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 잉크점 셋트는 적어도 20, 적어도 50 또는 적어도 200개의 뚜렷한 잉크점들을 갖는다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 DC dot mean 은 적어도 0.0005, 적어도 0.001, 적어도 0.0015, 적어도 0.002, 적어도 0.0025, 적어도 0.003, 적어도 0.004, 적어도 0.005, 적어도 0.006, 적어도 0.008, 적어도 0.010, 적어도 0.012 또는 적어도 0.013이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 평균 두께는 100 내지 1,200㎚, 200 내지 1,200㎚, 200 내지 1,000㎚, 100 내지 800㎚, 100 내지 600㎚, 100 내지 500㎚, 100 내지 450㎚, 100 내지 400㎚, 100 내지 350㎚, 100 내지 300㎚, 200 내지 450㎚, 200 내지 400㎚ 또는 200 내지 350㎚의 범위 이내이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 평균 두께는 최대 1,800㎚, 최대 1,5OO㎚, 최대 1,200㎚, 최대 1,000㎚, 최대 800㎚, 최대 5OO㎚, 최대 450㎚ 또는 최대 400㎚이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 평균 두께는 적어도 100㎚, 적어도 l50㎚, 적어도 175㎚, 적어도 200㎚, 적어도 250㎚, 적어도 300㎚ 또는 적어도 350㎚이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 진원도로부터의 평균 편차(DR dot mean )이 최대 0.60, 최대 0.60, 최대 0.50, 최대 0.45, 최대 0.40, 최대 0.35, 최대 0.30, 최대 0.25 또는 최대 0.20이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, DC dot 가 미코팅된 기재에 대하여 최대 0.04, 최대 0.03, 최대 0.025, 최대 0.022, 최대 0.02, 최대 0.018, 최대 0.017, 최대 0.016, 최대 0.015, 최대 0.014, 최대 0.013, 최대 0.012, 최대 0.011 또는 0.010이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, DC dot 가 미코팅된 기재에 대하여 적어도 0.0005, 적어도 0.001, 적어도 0.0015, 적어도 0.002, 적어도 0.0025, 적어도 0.003, 적어도 0.004, 적어도 0.005, 적어도 0.006 또는 적어도 0.008이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, DC dot 가 상용 코팅된 기재에 대하여 최대 0.022, 최대 0.02, 최대 0.018, 최대 0.016, 최대 0.014, 최대 0.012, 최대 0.010, 최대 0.008, 최대 0.006, 최대 0.005 또는 최대 0.004이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, DC dot 가 상용 코팅된 기재에 대하여 적어도 0.0005, 적어도 0.001, 적어도 0.0015, 적어도 0.002, 적어도 0.0025, 적어도 0.003 또는 적어도 0.0035이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 미코팅된 인쇄 기재는 코팅되거나 또는 미코팅된 옵셋 기재(offset substrate)이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 섬유상 인쇄 기재는 상용-코팅된 인쇄 기재이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 잉크막 구조에 의하여 나타나는 색영역 용적이 적어도 520킬로(ΔE)3, 적어도 540킬로(ΔE)3, 적어도 560킬로(ΔE)3 또는 적어도 580킬로(ΔE)3이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 복수의 연속적인 잉크막들이 상기 기재의 일정 영역 상에 위치되는 복수의 단일 잉크점들을 갖고, 상기 잉크점들이 최대 900㎚, 최대 800㎚, 최대 700㎚, 최대 650㎚, 최대 600㎚, 최대 550㎚ 또는 최대 500㎚의 평균 두께를 갖는다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 복수의 연속적인 잉크막들이 상기 기재 내에서 상기 면적 상에 위치되는 제1 두께 및 상기 면적 하에 위치되는 제2 두께를 갖는 복수의 단일 잉크점들을 포함하고, 상기 제1 두께 및 제2 두께의 총합이 최대 900㎚, 최대 800㎚, 최대 700㎚ 또는 최대 600㎚이다.
상기 기술된 바람직한 구체예들에서의 또 다른 특징들에 따르면, 상기 제1 두께 또는 상기 총합 두께는 최대 0.8㎛, 최대 0.7㎛, 최대 0.65㎛, 최대 0.6㎛, 최대 0.55㎛, 최대 0.5㎛, 최대 0.45㎛ 또는 최대 0.4㎛이다.
본 발명을 이하에서 실시예의 방법으로 첨부된 도면들을 참조하여 보다 상세히 기술될 것이다.
도 1a는 선행기술의 잉크젯 인쇄 기술에 따라 종이 기재 상에 위치된 복수의 잉크젯 잉크 방울들의 확대된 영상의 평면도를 나타내고 있다.
도 1b는 본 발명의 잉크젯 인쇄 기술에 따라 종이 기재 상에 위치된 복수의 잉크젯 잉크막들의 확대된 영상의 평면도를 나타내고 있다.
도 2a 내지 도 2c는 여러 인쇄 기술들을 사용하여 수득되는 종이 기재들 상의 잉크 반점(ink splotches)들 또는 막들의 3차원 레이저-현미경 획득 확대 영상들을 나타내고 있으며, 여기에서:
도 2a는 옵셋 반점들의 확대된 영상이고; 도 2b는 액체 전자사진 반점(liquid electro-photography splotch: LEP)의 확대된 영상이고; 그리고 도 2c는 본 발명의 잉크젯 잉크막 구조의 확대된 영상이고; 도 2d는 볼록 집합(convex set)의 수학적 속성을 갖는 2차원의 형태를 나타내고; 도 2e는 비-볼록 집합(nonconvex set)의 수학적 속성을 갖는 2차원의 형태를 나타내고; 도 2f는 리블릿(rivulet)과 인렛(inlet)을 갖는 잉크막의 모식적인 평면 투사도이며, 상기 모식적인 투사도는 잉크 영상의 평활한 투사도를 나타내는 도면이다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c들은 옵셋 잉크 반점 구조, 액체 전자사진 반점 구조 및 도 2a 내지 도 2c들에서 제공된 본 발명의 잉크젯 잉크막 구조에 대한 표면 거칠기(surface roughness) 및 표면 고도(surface height)를 나타내는 도면들이다.
도 3d 및 도 3e들은 본 발명의 잉크막 구조 및 선행기술의 잉크젯 잉크점 구조의 개개 계통 단면도들을 제공하며, 여기에서 상기 기재는 섬유상 종이 기재이다.
도 3f는 선행기술의 제1 시안-착색(cyan-colored) 잉크젯 잉크막 구조 내에서의 심도에 대한 함수로서의 상기 잉크점 내의 그리고 상기 섬유상 종이 기재 내의 구리의 원자 농도를 도식화(plotting)한 그래프를 제공한다.
도 3g는 선행기술의 제2 시안-착색 잉크젯 잉크막 구조 내에서의 심도에 대한 함수로의 상기 잉크점 내의 그리고 상기 섬유상 종이 기재 내의 구리의 원자 농도를 도식화한 그래프를 제공한다.
도 3h는 본 발명의 시안-착색 잉크젯 잉크막 구조 내에서의 심도에 대한 함수로의 상기 잉크점 내의 그리고 상기 섬유상 종이 기재 내의 구리의 원자 농도를 도식화한 그래프를 제공한다.
도 4a 및 도 4c들 각각은 중간전달부재의 외층의 표면의 영상을 나타낸다.
도 4b 및 도 4d들은 본 발명에 따라 이들 외층들을 사용하여 생산한 잉크막들의 표면의 대응하는 영상들이다.
도 5a는 대응하는 영상처리기(image-processor) 계산 윤곽들 및 그의 볼록도 투사도와 함께 코팅된 종이에 대한 여러 인쇄 기술들을 사용하여 수득된 잉크 반점들 또는 막들의 영상들을 제공한다.
도 5b는 대응하는 영상처리기 계산 윤곽들 및 그의 볼록도 투사도와 함께 미코팅된 종이에 대한 여러 인쇄 기술들을 사용하여 수득된 잉크 반점들 또는 막들의 영상들을 제공한다.
도 5c는 본 발명의 일부 구체예들에 따른 19개의 섬유상 기재들 각각의 위의 잉크점들에 대한 그리고 선행기술의 잉크젯 인쇄 기술에 의해 생산된 잉크점들에 대한 진원도로부터의 편차의 막대 그래프들을 제공한다.
도 5d는 본 발명의 일부 구체예들에 따른 19개의 섬유상 기재들 각각의 위의 잉크점들에 대한 그리고 선행기술의 잉크젯 인쇄 기술에 의해 생산된 잉크점들에 대한 볼록도로부터의 편차의 막대 그래프들을 제공한다.
도 5e은 10개의 섬유상 기재들 각각에 대하여 본 발명의 일부 구체예들에 따라 생산된 잉크점 구조들 대 기준 잉크 제형(reference ink formulation)을 사용하여 생산된 잉크점들에 대한 진원도로부터의 편차의 비교 막대 그래프들을 제공한다.
도 5f는 상기 10개의 섬유상 기재들 각각에 대하여 도 5e의 상기 잉크점 구조들의 볼록도로부터의 편차의 비교 막대 그래프를 제공한다.
도 5g은 상용적으로 획득가능한 수성의, 다이렉트 잉크젯 프린터를 사용하여 생산된, 상용-코팅된 섬유상 기재 상의 잉크점들의 필드(field)의 확대된 도면을 제공한다.
도 5h는 본 발명에 따른 잉크점 구조를 갖는 필드의 확대된 도면을 제공하며, 여기에서 상기 상용-코팅된 기재는 도 1f-1의 그것과 동일하다.
도 5i은 상용적으로 획득가능한 수성의, 다이렉트 잉크젯 프린터를 사용하여 생산된, 미코팅된 섬유상 기재 상의 잉크점들의 필드의 확대된 도면을 제공한다.
도 5j는 본 발명에 따른 잉크점 구조를 갖는 필드의 확대된 도면을 제공하며, 여기에서 상기 미코팅된 기재는 도 1f-1의 그것과 동일하다.
도 5k 내지 도 5m들은 본 발명에 따른 잉크점 구조들의 확대된 도면들을 제공하며, 여기에서 잉크점은 여러 플라스틱 기재들 각각의 위에 인쇄되었다.
도 5n는 플라스티 기재 상에 위치된 잉크점을 갖는 본 발명의 잉크막 구조의 확대된 기기의 평면도 및 단면도를 제공한다.
도 5o 내지 도 5q들 각각은 본 발명에 따른 잉크점 구조를 갖는 필드의 확대된 도면을 제공하며, 잉크점들을 포함하는 각 필드는 개개 플라스틱 기재 상으로 인쇄된 잉크점들을 포함한다.
도 6a 내지 도 6t들은 미코팅된(도 6a 내지 도 6i) 그리고 코팅된(도 6k 내지 도 6s) 종이에 대하여 여러 인쇄 기술들을 사용하여 수득된 잉크 반점들 또는 막들의 영상들 및 그로 인한 광균일도 프로파일(optical uniformity profile)들을 제공한다.
도 7은 본 발명의 여러 잉크 제형들에 대한 온도의 함수로서의 동점도의 하향-경사 온도 스윕 도식(ramped-down temperature sweep plot)이다.
도 8은 본 발명의 여러 잉크 제형들 대 여러 상용적으로 획득가능한 잉크젯 잉크들에 대한 온도의 함수로서의 동점도의 하향-경사 온도 스윕 도식이다.
도 9는 낮은 점도계수들에 대한 도 8의 도식의 확대된 도면이다.
도 10은 본 발명의 잉크 제형들로부터 생성된 인쇄된 막들로부터 회수된 잉크 잔사(ink residue)에 대한 온도의 함수로서의 점도계수를 도식한 도면이다.
도 11은 흑색의 선행기술 잉크젯 제형의 건조 잉크-잔사; 선행기술의 잉크젯 제형의 인쇄된 영상들로부터 회수된 건조 잉크-잔사; 본 발명의 흑색 잉크 제형의 건조 잉크-잔사; 및 본 발명의 잉크 제형의 인쇄된 영상들로부터 회수된 건조 잉크-잔사;에 대한 고온에서의 동점도 측정치들의 도식을 제공한다.
도 12는 특정의 잉크 제형에 대하여 막 두께의 함수로서 달성된 광학 밀도의 적합화된 곡선(fitted curve)(최하위 곡선)과 함께 광학 밀도 측정치들을 제공한다.
도 13은 안료 함량 또는 산출된 안료 두께의 함수로서 도식된 도 12의 광학 밀도 측정치들을 제공한다.
도 14a는 국제표준기구(ISO) 표준 15339에 따른 7가지 색상의 색영역 묘사들을 나타내는 도식을 제공한다.
도 14b는 국제표준기구 표준 15339에 따른 6번(#6) 색상의 색영역 묘사에 대한 본 발명의 하나의 구체예에 따른 색상의 색영역 묘사를 도식한 도면이다.
본 발명에 따른 상기 잉크막 구조들은 도면들 및 첨부된 상세한 설명을 참조하여 보다 잘 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 적어도 하나의 구체예를 보다 상세하게 설명하기 전에, 본 발명이 하기의 상세한 설명에서 규정되거나 또는 도면들에 도시된 구성성분들의 구조 및 배열의 상세들로 본 출원이 한정되지 않는 것으로 이해되어져야 한다. 본 발명은 다른 구체예들로 할 수 있거나 또는 실행되거나 또는 여러 방법들로 실행될 수 있다. 또한, 본 출원에서 사용된 어법 및 용어들이 설명을 위한 목적이며 제한하는 것으로서 고려되어서는 안된다는 것은 이해되어야 한다.
인쇄 방법 및 시스템의 설명
본 발명은 특히 하기의 인쇄 방법에 의하거나 또는 그러한 방법을 실행하는 임의의 인쇄 시스템을 사용하는 것에 의하여 수득될 수 있는 잉크막 구조들에 관한 것이다. 본 발명에 따른 상기 잉크막들의 제조에 적절한 인쇄 방법에는 잉크의 방울들을 중간전달부재 상으로 지향시켜 잉크 영상을 형성하는 것을 포함하고, 상기 잉크는 유기 고분자 수지 및 수성 담체(aqueous carrier) 내의 착색제(예를 들면, 안료(pigment) 또는 염료(dye))를 포함하고, 그리고 상기 전달부재는 소수성 외측 표면을 갖고, 상기 잉크 영상 내의 각 잉크 방울이 상기 중간전달부재 상으로 확산 또는 충돌하여 잉크막(예를 들면, 충격에 의하여 제공되는 상기 방울의 편평화(flattening) 및 수평 확장(horizontal extension)의 대부분을 보전하거나 또는 상기 방울 내의 잉크의 질량에 의존하여 면적을 피복하는 박막)을 형성한다. 상기 잉크는 건조되는 한편으로 상기 잉크 영상은 상기 잉크 영상으로부터 상기 수성 담체를 증발시키는 것에 의하여 상기 중간전달부재에 의하여 전달되어 수지 및 착색제의 잔사막(residue film)을 남긴다. 계속해서, 상기 잔사막은 기재에로 전달된다(예를 들면 상기 기재에 대하여 상기 중간전달부재를 압박하는 것에 의하여 상기 잔사막을 그 위에 압인(impress)하는 것에 의하여). 상기 잉크의 그리고 상기 중간전달부재의 상기 표면의 화학적 조성들은 각 방울의 외측 표피(outer skin) 내의 분자들과 상기 중간전달부재의 상기 표면 상의 분자들 간의 분자간 인력(attractive intermolecular forces)이 상기 중간전달부재의 표면을 적시는 것에 의하여 각 방울이 확산되도록 하는 것을 야기함이 없이 각 방울에 의해 생성된 상기 잉크막이 상기 수성 담체의 표면장력의 작용 하에서 구화(bead)되려는 경향에 대응하도록 선택된다.
상기 인쇄 방법은, 이러한 층의 소수성에도 불구하고, 상기 중간전달부재의 상기 표면에의 충격에 의한 상기 잉크 방울의 편평화에 의해 야기되는 각 수성 잉크 방울의 얇은 팬케이크(thin pancake)(또한 박리층(release layer)라고도 정의됨)를 보존하거나 또는 동결시키도록 설정된다. 이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 신규 방법은 상기 잉크 중의 분자들과 상기 전달부재의 외측 표면 중의 분자들 사이의 정전기 상호작용(electrostatic interaction)에 의존하고, 그들 개개 매질 중에서 하전되거나 또는 상호호환적으로 하전가능한 상기 분자들은 상기 잉크와 상기 박리층 사이의 상호작용에 의하여 반대로 하전되게 된다. 본 발명에 따른 잉크 구조들의 제조에 적절한 상기 인쇄 방법들 및 연관된 시스템들은 공동-계류중인 국제특허출원 제PCT/IB2013/051716호(출원인 참조번호: LIP 5/001 PCT); 동 제PCT/IB2013/051717호(출원인 참조번호: LIP 5/003 PCT); 및 동 제PCT/IB2013/051718호(출원인 참조번호: LIP 5/006 PCT)에서 기술된다.
설명을 위하여, 실리콘 코팅 표면 등과 같은 통상의 소수성 표면이 전자들을 쉽게 수득할 수 있고 그리고 음으로 하전되는 것으로 고려된다. 수성 담체 중의 고분자 수지들이 유사하게 대체로 음으로 하전된다. 따라서, 별도의 단계들을 고려함이 없이, 순 분자간력(net intermolecular forces)은 상기 중간전달부재가 상기 잉크를 밀어내도록 할 수 있고 그리고 상기 방울들이 구형의 작은 방울(spherical globules)들로 구화되려는 경향을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 잉크막 구조들의 제조를 위하여 적절한 신규한 인쇄 방법에 있어서, 상기 중간전달부재의 상기 표면의 화학적 조성은 양의 하전을 제공하도록 변성된다. 이는, 예를 들면, 하나 또는 그 이상의 브뢴스테드 염기 관능기(Brønsted base functional groups)들을 갖는 분자들 특히 질소 함유 분자들을 상기 중간전달부재의 상기 표면 중에 포함시키는 것(예를 들면, 상기 박리층 내에 매립시키는 것)에 의하여 달성될 수 있다. 적절한 양으로 하전되거나 또는 하전가능한 기들에는 1차 아민, 2차 아민 및 3차 아민들이 포함된다. 이러한 기들은 고분자 골격(polymeric backbones)들에 공유적으로 결합될 수 있고, 그리고, 예를 들면, 상기 중간전달부재의 상기 외측 표면은 아미노실리콘(amino silicones)을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 잉크막 구조들의 제조를 위하여 적절한, 박리층 내에 브뢴스테드 염기 관능기들을 포함하는 중간전달부재들에 대한 추가의 상세들은 공동-계류중인 국제특허출원 제PCT/IB2013/05l751호(대리인의 참조번호: LIP 10/005 PCT)에 기술되어 있다.
상기 박리층의 상기 분자들의 이러한 양으로 하전가능한 관능기들은 상기 잉크의 분자들의 브뢴스테드 산 관능기(Brønsted acid functional groups)들과 상호작용할 수 있다. 적절한 음으로 하전되거나 또는 하전가능한 기들에는 카르복실산 기(carboxylic acid groups: -COOH), 아크릴산 기(acrylic acid groups: -CH2=CH-COOH), 메타크릴산 기(methacrylic acid groups: -CH2=C(CH3)COOH)를 갖는 것 등과 같은 카르복실화된 산(carboxylated acids)들 및 설폰산 기(sulfonic acid groups: (-S03H)를 갖는 것 등과 같은 설포네이트(sulfonates)들이 포함된다. 이러한 기들은 고분자 골격들에 공유적으로 결합될 수 있고 그리고 바람직하게는 수용성 또는 수분산성이다. 적절한 잉크 분자들에는 예를 들면 카르복실산 관능기들을 갖는 아크릴 중합체 및 아크릴-스티렌 공중합체 등과 같은 아크릴-기반의 수지들이 포함될 수 있다. 본 발명에 따른 상기 잉크막 구조들을 달성하는 데 사용될 수 있는 잉크 조성물들에 대한 추가의 상세들은 공동-계류중인 국제특허출원 제PCT/IB2013/051755호(대리인의 참조번호: LIP 11/001 PCT)에 기술되어 있다.
상기 중간전달부재의 상기 음으로 하전된 소수성 표면에 의한 상기 잉크 방울들의 밀어냄(repelling)을 무효화시키기 위한 대안은 그의 극성을 양으로 반전시키도록 상기 중간전달부재의 상기 표면에 컨디셔닝(conditioning solution) 또는 전처리 용액(pretreatment solution)을 적용시키는 것이다. 상기 전달부재의 이러한 처리를 그 자체가 상기 박리층의 상기 표면 상으로 흡수되나 그러나 그의 반대면(opposite side) 상에 상기 잉크 중의 음으로 하전된 분자들과 상호작용할 수 있는 순 양의 전하(net positive charge)가 존재하는 양의 전하의 매우 얇은 층을 적용시키는 것으로 간주할 수 있다. 이러한 처리에 순응할 수 있는 중간전달부재들에는, 예를 들면, 이들의 박리층 내에 실라놀(silanol-), 실릴(sylyl-) 또는 실란-변성(silane-modified) 또는 종결된 폴리디알킬-실록산실리콘(terminated polydialkyl-siloxane silicones)들이 포함되고 그리고 적절한 중간전달부재(ITMs)들에 대한 추가의 상세들은 공동-계류중인 국제특허출원 제PCT/IB2013/051743호(대리인 참조번호: LIP 10/002 PCT)에 기술되어 있다.
필요한 경우, 이러한 컨디셔닝 용액들의 제조를 위하여 적절한 화학약품들은 상대적으로 높은 전하 밀도(charge density)를 갖고 그리고 복수의 관능기들 내에 아민 질소 원자들을 포함하는 고분자들이 될 수 있으며, 이들은 동일하여야 할 필요는 없고 그리고 결합될 수 있는 것들(예를 들면, 1차, 2차, 3차 아민 또는 4차 암모늄염들)이다. 비록 수 백 내지 수 천의 분자량을 갖는 거대분자들이 컨디셔닝제들로 적절할 수 있기는 하나, 10,000g/몰 또는 그 이상의 높은 분자량을 갖는 고분자들이 바람직하다. 적절한 컨디셔닝제들에는 구아 하이드록실프로필트리모늄클로라이드, 하이드록시프로필 구아 하이드록시프로필-트리모늄클로라이드, 선형 또는 분지된 폴리에틸렌이민(linear or branched polyethylene imine), 변성 폴리에틸렌이민(modified polyethylene imine), 비닐피롤리돈디메틸아미노프로필메타크릴아미드 공중합체(vinyl pyrrolidone dimethylaminopropyl methacrylamide copolymer), 비닐카프로락탐 디메틸아미노프로필메타크릴아미드 하이드록시에틸메타크릴레이트(vinyl caprolactam dimethylaminopropyl methacrylamide hydroxyethyl methacrylate), 4차화된 비닐피롤리돈 디메틸아미노에틸메타크릴레이트 공중합체(quaternized vinyl pyrrolidone dimethylaminoethyl methacrylate copolymer), 폴리(디알릴디메틸-암모늄클로라이드)(poly(diallyldimethyl-ammonium chloride)), 폴리(4-비닐피리딘)(poly(4-vinylpyridine)) 및 폴리알릴아민(polyallylamine)들이 포함된다. 본 발명에 따른 잉크막 구조들의 제조를 위하여 적절한 선택적인 컨디셔닝 용액들에 대한 추가의 상세들은 공동-계류중인 국제특허출원 제PCT/IB2013/000757호(대리인 참조번호: LIP 12/001 PCT)에 기술되어 있다.
본 출원에서 충분히 규정되는 것과 같이 그들 전체로서 참조로 포함되는 동일한 출원인의 앞서 언급된 출원들의 상세가 본 상세한 설명과 중복될 수 있으나, 그러나 본 발명이 상기에 예시화된 상기 중간전달부재들, 선택적인 컨디셔닝 용액들 및 잉크 조성물들을 사용하는 이러한 방법으로 제한되는 것이 아님은 명백하게 될 것이다. 이들 출원들의 상기 상세의 연관 부분들이 독자의 편의를 위하여 본 출원에 포함된다.
잉크의 상세
본 발명자들은 만일 상기 기술된 인쇄 시스템 및 방법에 의해 수득되는 경우에 본 발명의 잉크막 구조들이 특정의 화학적 및 물리적 특성들을 갖는 잉크 또는 잉크젯 잉크를 요구할 수 있다는 것을 발견하였다. 이들 물리적 특성들은 하나 또는 그 이상의 열적-유동 특성(thermo-rheological properties)들을 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 구체예에 따르면,
Figure pct00013
을 포함하는 예시적인 잉크젯 잉크 조성(실시예 1)이 제공된다.
명목상, 수지 용액은 아크릴스티렌 공중합체(또는 공(에틸아크릴레이트메타크릴산)) 용액이거나 또는 이를 포함할 수 있다. 평균 분자량은 20,000g/몰 이하가 될 수 있다.
제조 절차:
상기 기술된 성분들로부터 안료(10%), 증류수(70%) 및 존재하는 경우에 수지, 존크릴 에이치피디 296(20%)를 포함하는 안료 농축물(pigment concentrate)을 제조하였다. 상기 안료, 물 및 수지들을 혼합시키고 그리고 국산의 분쇄기(homemade milling machine)을 사용하여 분쇄시켰다. 달리, 상기 분쇄는 당해 기술분야에서 숙련된 자들에 의하여 적절하다고 여겨지는 많은 상용적으로 획득가능한 분쇄기들 중의 임의의 것을 사용하여 수행될 수 있다. 분쇄의 진척도는 입자크기측정(맬번사(Malvern) 나노사이저(Nanosizer))에 의해 제어되었다. 상기 평균입자크기(d50)가 약 70㎚(나노미터)에 도달하였을 때 상기 분쇄가 중단되었다. 계속해서 상기 성분들의 나머지들이 상기 안료 농축물에 첨가되어 상기 기술된 예시적인 잉크젯 잉크 제형이 제조되었다. 혼합 후, 상기 잉크를 0.5㎛(마이크로미터) 필터를 통하여 여과시켰다.
상기 용액의 점도(viscosity)은 25℃에서 약 9cP(센티포아즈)이었다. 25℃에서 표면장력은 약 25mN/m이었다.
여러 다른 분쇄 절차들 및 분쇄 장치들이 당해 기술분야에서 숙련된 자들에게는 명백할 것이다. 여러 상용적으로 획득가능한 나노-안료(nano-pigments)들이 본 발명의 잉크 제형들에서 사용될 수 있다. 이들에는 둘 다 바스프사의 크로모프탈 분사 마젠타 디엠큐(Cromophtal Jet Magenta DMQ) 및 이르가라이트 블루 지엘오(Irgalite Blue GLO) 등과 같이 사후-분산 방법(post-dispersion processes)을 요구하는 안료들과 마찬가지로 둘 다 클라리언트사(Clariant)의 호스타젯 마젠타 이5비피티(Hostajet Magenta E5BPT) 및 호스타젯 블랙 오-피티(Hostajet Black O-PT) 등과 같은 안료재료(pigment preparations)들이 포함된다.
당해 기술분야에서 숙련된 자에게는 여러 공지의 착색제들 및 착색제 제형들이 본 발명의 잉크 또는 잉크젯 잉크 제형들에서 사용될 수 있다는 것을 쉽게 인식할 것이다. 하나의 구체예에 있어서, 이러한 안료들 및 안료 제형들에는 잉크젯 착색제들 및 잉크젯 착색제 제형들을 포함하거나 또는 필수적으로 이들로 이루어질 수 있다.
달리 또는 부가적으로 상기 착색제는 염료일 수 있다. 본 발명의 상기 잉크 제형들에서 사용하기에 적절한 염료들의 예들에는 두아신 옐로우 3지에프-에스에프액(Duasyn Yellow 3GF-SF liquid), 두아신 애시드 옐로우 엑스엑스-에스에프(Duasyn Acid Yellow XX-SF), 두아신 레드 3비-에스에프액(Duasyn Red 3B-SF liquid), 두아신젯 시안 에프알엘-에스에프액(Duasynjet Cyan FRL-SF liquid)(이들 모두는 클라리언트사에 의해 생산됨; 바소비트 옐로우 133(Basovit Yellow 133), 패스투졸 옐로우 30엘(Fastusol Yellow 30 L), 바스애시드 레드 495(Basacid Red 495), 바스애시드 레드 510액(Basacid Red 510 Liquid), 바스애시드 블루 762액(Basacid Blue 762 Liquid), 바스애시드 블랙 엑스34액(Basacid Black X34 Liquid), 바스애시드 블랙 엑스38액(Basacid Black X38 Liquid), 바스애시드 블랙 엑스40액(Basacid Black X40 Liquid)(이들 모두는 바스프사에 의해 생산됨)들이 포함된다.
하기의 실시예들은 본 발명의 구체예들에 따른 일부 잉크 조성물들을 설명하고 있다. 공동-계류중인 국제특허출원 제PCT/IB2013/051716호(대리인 참조번호: LIP 5/001 PCT)에 기술된 방법들에서 이러한 잉크 조성물들을 사용하는 인쇄 시험들은 여러 종이 및 플라스틱 기재들에로의 양호한 전달을 나타낸다.
실시예 2
Figure pct00014
를 포함하는 잉크젯 잉크 제형이 제조되었다.
제조 절차:
안료(14%), 물(79%) 및 존크릴 에이치피디 296(7%)를 포함하는 안료 농축물을 혼합하고 그리고 분쇄시켰다. 분쇄의 진척도는 입자크기측정(맬번사 나노사이저)을 기초하여 제어되었다. 상기 평균입자크기(d50)가 약 70㎚에 도달하였을 때 상기 분쇄가 중단되었다. 계속해서 상기 성분들의 나머지들이 상기 안료 농축물에 첨가되고 혼합되었다. 혼합 이후, 어 상기 기술된 예시적인 잉크젯 잉크 제형이 제조되었다. 혼합 후, 상기 잉크를 0.5㎛ 필터를 통하여 여과시켰다.
25℃에서, 상기 잉크의 점도는 약 13cP이었고, 표면장력은 약 27mN/m이었고, 그리고 pH는 9 내지 10이었다.
실시예 3
Figure pct00015
를 포함하는 잉크젯 잉크 제형이 제조되었다.
제조 절차:
안료(10%), 물(69%), 네오크릴 비티-26(20%) 및 모노에탄올아민(1%)을 혼합하고 그리고 실시예 2에서 기술된 바와 같이 평균 입자 크기(d50)가 약 70㎚에 도달될 때까지 분쇄시켰다. 계속해서 상기 재료들의 나머지를 상기 안료 농축물에 첨가하고 그리고 혼합시켰다. 혼합 후, 상기 잉크를 0.5㎛ 필터를 통하여 여과시켰다.
25℃에서, 상기 잉크의 점도는 약 8cP이었고, 표면장력은 약 24mN/m이었고, 그리고 pH는 9 내지 10이었다.
실시예 4
Figure pct00016
를 포함하는 잉크젯 잉크 제형이 제조되었다.
제조 절차:
안료(12.3%), 수산화칼륨(KOH)의 30% 용액(7.9%)으로 충분히 중화된 존크릴 683(3.3%) 및 물(잔량)을 혼합하고 그리고 실시예 2에서 기술된 바와 같이 평균 입자 크기(d50)가 약 70㎚에 도달될 때까지 분쇄시켰다. 계속해서 상기 재료들의 나머지를 상기 안료 농축물에 첨가하고 그리고 혼합시켰다. 혼합 후, 상기 잉크를 0.5㎛ 필터를 통하여 여과시켰다.
25℃에서, 상기 잉크의 점도는 약 7cP이었고, 표면장력은 약 24mN/m이었고, 그리고 pH는 7 내지 8이었다.
실시예 5
Figure pct00017
를 포함하는 잉크젯 잉크 제형이 제조되었다.
제조 절차:
안료(14.6%), 수산화칼륨의 30% 용액(9.4%)으로 충분히 중화된 존크릴 671(3.9%) 및 물(잔량)을 혼합하고 그리고 실시예 2에서 기술된 바와 같이 평균 입자 크기(d50)가 약 70㎚에 도달될 때까지 분쇄시켰다. 계속해서 상기 재료들의 나머지를 상기 안료 농축물에 첨가하고 그리고 혼합시켰다. 혼합 후, 상기 잉크를 0.5㎛ 필터를 통하여 여과시켰다.
25℃에서, 상기 잉크의 점도는 약 10cP이었고, 표면장력은 약 26N/m이었고, 그리고 pH는 9 내지 10이었다.
앞서의 실시예들에 대하여, 당해 기술분야에서 숙련된 자들에게는 여러 다른 분쇄 방법들이 자명하게 될 것이다.
실시예 6
Figure pct00018
를 포함하는 잉크젯 잉크 제형이 제조되었다.
상기 제공된 제형은 대략 9.6% 잉크 고형분들을 포함하고, 그 중 25중량%(총 제형의 2.4중량%)가 안료이고 그리고 약 75중량%(40%*18% = 총 제형의 7.2중량%)가 수지이다.
실시예 7
Figure pct00019
를 포함하는 잉크젯 잉크 제형이 제조되었다.
실시예 8
Figure pct00020
를 포함하는 잉크젯 잉크 제형이 제조되었다.
제조 절차:
안료(14%), 물(72%) 및 디스퍼비와이케이 198(14%)을 포함하는 안료 농축물을 혼합하고 그리고 분쇄시켰다. 분쇄의 진척도는 입자크기측정(맬번사 나노사이저)에 의해 제어되었다. 상기 평균입자크기(d50)가 약 70㎚에 도달하였을 때 상기 분쇄가 중단되었다. 계속해서 나머지 재료들이 상기 안료 농축물에 첨가되고 그리고 혼합되었다. 혼합 후, 상기 잉크를 0.5㎛ 필터를 통하여 여과시켰다.
25℃에서, 그에 따라 수득된 상기 잉크의 점도는 약 5.5cP이었고, 표면장력은 약 25mN/m이었고 그리고 pH는 6.5이었다.
실시예 9
Figure pct00021
을 포함하는 잉크젯 잉크 제형이 제조되었다.
제조 절차:
안료(14.6%), 수산화칼륨의 30% 용액(9.4%)으로 충분히 중화된 존크릴 671 (3.9%) 및 물(잔량)을 혼합하고 그리고 실시예 2에서 기술된 바와 같이 평균 입자 크기(d50)가 약 70㎚에 도달될 때까지 분쇄시켰다. 계속해서 상기 재료들의 나머지를 상기 안료 농축물에 첨가하고 그리고 혼합시켰다. 혼합 후, 상기 잉크를 0.5㎛ 필터를 통하여 여과시켰다.
25℃에서, 그에 따라 수득된 상기 잉크의 점도는 약 9cP이었고, 표면장력은 약 26N/m이었고, 그리고 pH는 9 내지 10이었다.
잉크막 구조들
이제 도면들을 참조하면, 도 1a는 선행기술에 따른 섬유상(종이) 기재의 상부 표면 근처에 위치되는 복수의 잉크젯 잉크 방울들의 확대된 영상이다. 이 선행기술 잉크 및 기재 구조에 있어서, 상기 잉크젯 잉크방울(inkjet ink drops)들이 상기 종이의 상기 표면을 관통하였다. 이러한 구조는 미코팅된 종이를 포함하여 여러 형태들의 종이에서 전형적일 수 있으며, 여기에서 상기 종이는 잉크 담체 용매(ink carrier solvent) 및 안료를 상기 종이 섬유들의 매트릭스(matrix) 내로 끌어당길 수 있다.
도 1b는 본 발명의 하나의 구체예에 따른 잉크젯 잉크막 구조 등과 같은 복수의 예시적인 잉크막 구조들의 확대된 영상이다. 도 1a에 제공된 선행기술 잉크 및 기재 구조와는 대조적으로, 본 발명의 잉크젯 잉크막 구조는 대체로 상기 섬유상 기재 상에 위치되고 그리고 그에 부착되는 잘-한정된 개개 잉크막들로 특정될 수 있다. 도 1b 내의 단일 방울의 잉크젯 막들은 뛰어난 광학 밀도를 나타낸다. 이들 특성들은 특히 선행기술의 낮게 형성된 잉크젯 잉크 방울들 또는 낮은 광학 밀도를 갖는 반점들을 나타내는 선행기술의 잉크 및 기재 구조의 특성들과 비교하는 경우에 주목할 만하다.
레이저-현미경(laser-microscope)을 사용하여 한 장의 종이의 상부 표면 아래에 위치되는 선행기술의 잉크 반점들의 비교의, 고도로 확대된 영상들을 생성하였다. 도 2a, 도 2b 및 도 2c들은 각각 본 발명의 하나의 구체예에 따라 생성된 평판 옵셋 잉크 반점들(도 2a), 휴렛팩커드-인디고(HP-indigo) 잉크 반점의 액체 전자사진 반점(LEP)(도 2b) 및 잉크젯 단일 방울 잉크막(도 2c)의 3차원 확대 영상들이다.
상기의 단일-방울 잉크막(또는 개개 잉크점)은 본 출원에서 기술되는 본 발명의 시스템 및 장치를 사용하여 본 출원에서 제공되는 본 발명의 잉크 제형을 사용하여 생성되었다.
선행기술의 상기 언급된 잉크 반점들은 상용적으로 획득가능하다. 상기 옵셋 샘플은 롤러타이거(Roller Tiger: 토카 시키소 케미칼 인더스트리(Toka Shikiso Chemical Industry))의 베스트에이씨케이 방법 잉크를 사용하여 료비 755 프레스(Ryobi 755 press)에 의하여 생성되었다. 상기 LEP 샘플은 휴렛팩커드 인디고 잉크(HP Indigo ink)를 사용하여 휴렛팩커드 인디고 7500 디지털 프레스(HP Indigo 7500 digital press)로 생성되었다. 상기 기재들에 대하여는, 상기 미코팅된 기재들은 몬디(Mondy) 170gsm(입방미터 당 그램) 종이이고; 상기 코팅된 기재들은 에이피피(APP) 170gsm 종이이었다.
레이저 현미경 이미징(laser microscopy imaging)은 올림푸스 엘이엑스티 3차원 측정 레이저 현미경(Olympus LEXT 3D measuring laser microscope), 모델 오엘에스4000(OLS4000)을 사용하여 수행되었다. 분석된 각 기재 상의 막(점, 방울 또는 반점) 고도(film height) 및 각 필름 또는 반점의 표면 거칠기는 현미경 시스템으로 반-자동 방식(semi-automatic fashion)으로 산출되었다.
상기 옵셋 잉크 반점의 가장자리(perimeter) 및 상기 LEP 잉크 반점의 가장자리들은 복수의 돌출부들 또는 리블릿들 및 복수의 인렛들 또는 요부(recesses)들을 갖는다. 이들 잉크 형태들은 불규칙하거나 및/또는 불연속적일 수 있다. 대조적으로, 본 발명에 따라 생성된 상기 잉크젯 잉크점(도 2c)은 명백하게 만곡된(rounded), 볼록한 형태를 갖는다. 상기 잉크막의 가장자리는 상대적으로 완만하고, 규칙적이고, 연속적이고 그리고 잘 한정되어 있다.
특히, 상기 기재 표면에 대한 본 발명의 상기 잉크막의 돌출부들(즉, 평면도로부터의 돌출부들)은 볼록 셋트(convex ste)를 형성하는 둥근, 볼록한 돌출부들이 되는 경향이 있으며, 즉, 상기 돌출부 내의 점들의 각 쌍에 대하여, 점들을 결합하는 직선 부분(straight line segment) 상의 모든 점이 또한 상기 돌출부 내에 존재한다. 이러한 볼록 셋트가 도 2d에 나타났다. 날카로운 대조에 의하여, 여러 선행기술의 상기 돌출부들 내의 리블릿들 및 인렛들이 이들 돌출부들을 비-볼록 셋트들로 한정하고, 즉, 도 2e에 나타난 바와 같이, 특정의 돌출부 내의 적어도 하나의 직선 부분에 대하여, 상기 직선 부분의 일부가 상기 돌출부 밖에 위치된다.
잉크 영상들이 극히 대부분의 개별적인 또는 단일의 잉크막들을 포함할 수 있다는 것이 강조되어야 한다. 예를 들면, 600dpi(인치 당 점의 갯수: dots per inch)에서, 5㎜*5㎜의 잉크 영상이 10,000개 이상의 이러한 단일 잉크막들을 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 상기 잉크막 구조는 이들 단일 잉크점들의 적어도 10%, 적어도 20% 또는 적어도 30% 그리고 보다 전형적으로는 적어도 50%, 적어도 70% 또는 적어도 90% 또는 이들의 돌출부들이 볼록 셋트들일 수 있다는 것으로 통계학적으로 적절하게 정의될 수 있다. 이들 잉크점들은 바람직하게는 무작위로 선택된다.
특히 경계들을 높은 확대에서 관찰하는 경우에, 잉크 영상들이 빳빳한(crisp) 경계들을 갖지 않을 수 있다는 것이 더욱 강조되어야 한다. 따라서, 3,000㎚ 이하, 1,500㎚ 이하, 1,000㎚ 이하, 700㎚ 이하, 500㎚ 이하, 300㎚ 이하 또는 200㎚ 이하의 반경 길이(radial length) L r (도 2f에서 나타낸 바와 같은)를 갖는 볼록 셋트의 정의를 완화하고 그에 의하여 비-볼록도들(리블릿들 또는 인렛들)이 무시되거나, 배제되거나 또는 "평활해지고(smoothed)", 그에 의하여 상기 잉크막 또는 잉크막 돌출부가 볼록 셋트인 것으로 고려되는 것이 적절할 수 있다. 상기 반경 길이 L r 은 상기 잉크막 영상의 중심점(C)로부터 특정의 리블릿 또는 인렛을 통하여 반경선(L)을 그리는 것에 의하여 측정된다. 상기 반경 길이 L r 은 리블릿 또는 인렛이 없고 그리고 상기 잉크막 영상의 윤곽과 일치하는 상기 리블릿 또는 인렛의 실제 모서리와 상기 잉크 영상의 평활한 돌출부(P s ) 간의 거리이다.
상대적으로, 볼록 셋트의 정의를 완화하고, 그에 의하여 상기 막/방울/반점 직경 또는 평균 직경의 15% 이하, 10% 이하 및 보다 전형적으로 5% 이하, 3% 이하, 2% 이하 또는 1% 이하의 반경 길이를 갖는 비-볼록도들(리블릿들 또는 인렛들)이 앞서와 같이 무시되거나, 배제되거나 또는 "평활해지고", 그에 의하여 상기 잉크막 또는 잉크막 돌출부가 볼록 셋트인 것으로 고려되는 것이 적절할 수 있다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c들은 상기 옵셋 잉크 반점, 상기 액체 전자사진 반점 및 도 2a 내지 도 2c들에서 제공된 상기 잉크젯 잉크막에 대한 표면 거칠기 및 표면 고도 측정값들을 나타낸다. 상기 3개의 샘플들의 기기로 측정된 고도(H) 또는 두께들은 상기 옵셋 잉크점에 대하여 762㎚ 및 상기 액체 전자사진 반점 잉크 방울에 대하여 1104㎚ 이었다. 날카로운 대조에 의하여, 본 발명의 잉크젯 잉크막(H film )의 상기 기기 측정된 고도는 355㎚이다.
별도의 잉크막 시편들을 사용하여 상기 기술된 비교시험을 수차례 반복한 것이 선행기술 잉크막들에 대한 이들 결과들을 확증하는 것으로 나타났다. 상기 액체 전자사진 반점 시편들은 전형적으로 900 내지 1150㎚의 범위 이내의 고도 또는 두께를 가진 반면에, 상기 평판 옵셋 시편들은 전형적으로 750 내지 1200㎚의 범위 이내의 고도 또는 두께를 가졌다.
분사된 잉크 방울들로부터 생성된 잉크점들 또는 막들에 대하여는, 본 발명자들은 상기 잉크점의 최대 평균 기재-위 두께(maximum average supra-substrate thickness)가 하기의 식으로부터 산출될 수 있다는 것을 발견하였다:
Figure pct00022
여기에서:
TAVG ( MAX )는 최대 평균 기재-위 두께이고;
VDROP은 분사된 방울의 용적 또는 분사된 방울의 공칭(nominal) 또는 특징적인 용적(예를 들면, 잉크젯 헤드 제조업자 또는 공급업자에 의해 제공된 공칭 용적)이고;
AFILM은 상기 잉크점의 측정되거나 또는 산출된 면적이고;
RVOL은 원래의 잉크의 용적과 그 잉크로부터 생성된 건조된 잉크 잔사의 용적의 무차원의 비율이다.
예로서, 플라스틱 인쇄 기재 상에 위치된 잉크점은 1075㎛2(평방 마이크로미터)의 면적을 갖는다. 상기 분사된 방울의 공칭 크기는 10.0±0.3pℓ(피코리터)이다. RVOL은 실험적으로 결정되었으며: 상기 잉크 20.0㎖를 포함하는 용기를 건조 잔사가 수득될 때까지 130℃에서 가열시켰다. 상기 잔사는 1.8㎖의 용적을 가졌다. 식(I)에 채우면, TAVG ( MAX ) = 10pℓ/[1075㎛2 * (20.0/1.8)] = 837㎚이다.
대체로 둥근 잉크점들에 대하여는, 상기 잉크점의 면적은 상기 잉크점 직경으로부터 산출될 수 있다. 더욱이, 본 발명자들은 무차원의 비율 RVOL이 다양한 잉크젯 잉크들에 대하여 대체로 약 10이라는 것을 발견하였다.
상기 기재 내로 투과되는 잉크들에 대하여, 실제 평균 두께가 TAVG ( MAX ) 보다 어느 정도 더 작을 수 있는 반면에, 이러한 계산은 평균 두께에 대한 상계(upper bound)로서 신뢰할 만한 정도로 기능할 수 있다. 더욱이, 여러 플라스틱 기재들의 경우에 있어서 그리고 여러 고급 코팅 기재들(premium coated substrates)의 경우에 있어서, 상기 최대 평균 기재-위 두께는 실질적으로 상기 평균 기재=위 두께와 동등할 수 있다. 여러 상용-코팅된기재들의 경우에 있어서, 상기 최대 평균 기재-위 두께는 상기 평균 기재-위 두께에 종종 100㎚, 200㎚ 또는 300㎚ 이내로 근접할 수 있다.
분사된 잉크 방울들로부터 생성된 잉크점들 또는 막들에 관하여, 본 발명자들은 상기 잉크점의 상기 최대 평균 기재-위 두께가 하기의 식으로부터 산출될 수 있다는 것을 발견하였다:
Figure pct00023
여기에서:
ρINK는 상기 잉크의 비중이고;
FnRESIDUE는 원래 잉크의 중량으로 나눈 건조된 잉크 잔사의 중량이고; 그리고
ρFILM은 상기 잉크의 비중이다.
전형적으로, ρFILM에 대한 ρINK의 비율은 대략 1이고, 따라서 식(II)는
Figure pct00024
로 단순화될 수 있다.
다양한 수성 잉크젯 잉크들에 대하여, 는 대략적으로 상기 잉크젯 잉크 내의 고형분들의 중량분율(weight fraction)과 같다.
상기 기술된 올림푸스 엘이엑스티 3차원 측정 레이저 현미경을 사용하여, 여러 잉크점 구조들에 대하여 기재 표면 상의 고도를 측정하였다.
원자 현미경(Atomic Force Microscopy: AFM)은 높이를 측정하고 그리고 기재 상의 잉크점 두께를 결정하기 위한 다른 고도로 정확한 측정 기술이다. 원자 현미경 측정은 파크 사이언티픽 인스트루먼츠 모델 오토프로브 씨피(Park Scientific Instruments Model Autoprobe CP), 프로스캔 1.3판 소프트웨어(Proscan version 1.3 software) 또는 후속 판이 장착된 스캐닝 프로브 마이크로스코피(Scanning Probe Microscopy) 등과 같은 상용적으로 획득가능한 장치를 사용하여 수행될 수 있다. 원자 현미경의 사용은, 예를 들면, 문헌 Re㎚ei Xu, et aI., "The Effect ofInk Jet Papers Roughness on Print Gloss and Ink Film Thickness" [Department of Paper Engineering, Chemical Engineering, and Imaging Center for Ink and Printability, Western Michigan University (Kalamazoo, MI)]에 의하여 심도 있게 기술된다.
본 발명의 상기 잉크막 구조들과 관련하여, 본 발명자들은 상기 잉크젯 잉크 제형을 변경하는 것에 의하여 상기 기재 상의 상기 건조 잉크막의 두께가 조정될 수 있다는 것을 발견하였다. 보다 낮은 점 두께를 수득하기 위하여, 이러한 변경은 하기의 것들 즉:
ㆍ 안료에 대한 수지의 비율을 감소시키기;
ㆍ 심지어 감소된 안료에 대한 수지의 비율에 대하여도 적절한 막 전달을 가능하게 하는 수지 또는 수지들을 선택하기;
ㆍ 보다미세한 안료 입자들을 활용하기;
ㆍ 안료의 절대량을 감소시키기;
중의 적어도 하나를 수반할 수 있다.
보다 두꺼운 점들을 수득하기 위해서는, 반대의 변경들 중의 적어도 하나(예를 들면, 안료에 대한 수지의 비율을 증가시키기)가 이루어질 수 있다.
제형에서의 이러한 변화들은 방법 운전 조건들(process operating conditions)에서의 여러 변경들이 필요하거나 또는 유리하게 될 수 있다. 본 발명자들은 보다 낮은 안료에 대한 수지의 비율들이 상대적으로 높은 전달 온도를 요구할 수 있다는 것을 발견하였다.
주어진 잉크젯 잉크 제형에 대하여는, 상승된 전달 온도(transfer temperature)가 잉크막 두께를 감소시킬 것이다. 임프레션 스테이션(impression station)에서의 잔사막(residue film)의 기재에로의 전달 동안의 임프레션 실린더에 대한 가압 롤러(pressure roller) 또는 실린더의 증가된 압력이 또한 잉크막 두께를 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 기재와 상기 증간전달부재 간의 접촉 시간을 증가시키는 것에 잉크막 두께가 감소될 수 있으며, 중간전달부재는 본 출원에서는 "영상전달부재(image transfer member)"로 상호호환적으로 칭호되고 그리고 둘 다 ITM으로 약칭된다.
이러한 것들 모두에도 불구하고, 본 발명에 따라 생성된 잉크막들에 대한 실제의 최소 특징(즉, 중앙(median)) 두께 또는 평균 두께는 약 100㎚가 될 수 있다. 보다 전형적으로는, 이러한 잉크막들은 적어도 125㎚, 적어도 150㎚, 적어도 175㎚, 적어도 200㎚, 적어도 250㎚, 적어도 300㎚, 적어도 350㎚, 적어도 400㎚, 적어도 450㎚ 또는 적어도 500㎚의 두께를 가질 수 있다.
상기 제공된 막 두께 가이드라인을 사용하여, 본 발명자들은 적어도 600㎚, 적어도 700㎚, 적어도 800㎚, 적어도 1,OOO㎚, 적어도 1,200㎚ 또는 적어도 1,500㎚의 특징적인 두께 또는 평균 두께를 갖는 본 발명의 막 구조들을 수득할 수 있었다. 단일의 점의 막(drop film)(또는 개개 잉크점)의 상기 특징적인 두께 또는 평균 두께는 최대 약 2,OOO㎚, 최대 1,800㎚, 최대 1,500㎚, 최대 1,200㎚, 최대 1,OOO㎚ 또는 900㎚가 될 수 있다. 보다 전형적으로, 단일의 점의 막의 특징적인 두께 또는 평균 두께는 최대 800㎚, 최대 700㎚, 최대 650㎚, 최대 600㎚, 최대 500㎚, 최대 450㎚, 최대 400㎚ 또는 최대 350㎚가 될 수 있다.
상기에서 기술된 상기 막 두께 가이드라인들을 사용하여, 본 발명자들은 본 발명의 막 구조들을 수득할 수 있었으며, 여기에서 상기 잉크막의 특징적인 두께 또는 평균 두께는 100㎚, 125㎚ 또는 150㎚에서 1,800㎚, 1,500㎚, 1,200㎚, 1,000㎚, 800㎚, 700㎚, 600㎚, 550㎚, 500㎚, 450㎚, 400㎚ 또는 350㎚ 까지의 범위 이내가 될 수 있다. 보다 전형적으로, 상기 잉크막의 특징적인 두께 또는 평균 두께는 175㎚, 200㎚, 225㎚ 또는 250㎚에서 800㎚, 700㎚, 650㎚, 600㎚, 550㎚, 500㎚, 450㎚ 또는 400㎚ 까지의 범위 이내가 될 수 있다. 본 발명의 상기 시스템, 방법 및 잉크 제형들을 사용하여 적절한 광학 밀도 및 광균일도가 수득될 수 있다.
종횡비( aspect ratio )
본 발명자들은 그 중에서도 ITM 상으로의 잉크의 적용(예를 들면, 분사(jetting))을 위한 적절한 잉크 전달 시스템의 선택 및 특정의 잉크 헤드의 요건들에 대한 상기 잉크 제형 특성(예를 들면, 표면장력)을 조정하는 것에 의하여 본 발명의 상기 잉크막 구조들 내의 개개 잉크점의 직경이 조정될 수 있다는 것을 발견하였다.
이 잉크막 직경, D dot , 또는 상기 기재 표면 상에서의 평균 점의 직경, D dot average ,는 적어도 10㎛, 15㎛ 또는 적어도 20㎛, 그리고 보다 전형적으로는 적어도 30㎛, 적어도 40㎛, 적어도 50㎛, 적어도 60㎛ 또는 적어도 75㎛가 될 수 있다. D dot 또는 D dot average 는 최대 300㎛, 최대 250㎛ 또는 최대 200㎛, 그리고 보다 전형적으로는 최대 175㎛, 최대 150㎛, 최대 120㎛ 또는 최대 100㎛가 될 수 있다.
대체로, D dot 또는 D dot average 는 10 내지 300㎛, 10 내지 250㎛, 15 내지 250㎛, 15 내지 200㎛, 15 내지 150㎛, 15 내지 120㎛ 또는 15 내지 100㎛의 범위 이내가 될 수 있다. 보다 전형적으로는, 현재 사용되는 잉크 제형들 및 특정의 잉크 헤드에 대하여 D dot 또는 D dot average 는 20 내지 120㎛, 25 내지 120㎛, 30 내지 120㎛, 30 내지 100㎛, 40 내지 120㎛, 40 내지 100㎛ 또는 40 내지 80㎛의 범위 이내가 될 수 있다.
각 단일-방울 잉크막 또는 개개 잉크점은
Raspect = Ddot/Hdot
로 정의되는 무차원의 종횡비로 특징지워지며:
여기에서 Raspect는 종횡비이고; Ddot는 상기 점의 직경, 특징적인 직경, 평균 직경 또는 가장 긴 직경이고; 그리고 Hdot는 상기 점의 두께, 특징적인 두께 또는 평균 두께 또는 상기 기재에 대한 점의 상부 표면의 높이이다.
상기 종횡비는 적어도 15, 적어도 20, 적어도 25 또는 적어도 30 및 보다 전형적으로는 적어도 40, 적어도 50, 적어도 60, 적어도 75가 될 수 있다. 많은 경우들에 있어서, 상기 종횡비는 적어도 적어도 95, 적어도 110 또는 적어도 120이 될 수 있다. 상기 종횡비는 전형적으로는 200 이하 또는 175 이하이다.
투과( Penetration )
본 발명의 상기 잉크막 구조들에 있어서, 상기 잉크점은 필수적으로 상기 인쇄 기재의 상부 표면 상에 적층(laminated)될 것이다. 본 출원에서 기술되는 바와 같이, 상기 점의 형상은 전달 방법에 앞서 결정되거나 또는 크게 결정될 수 있고, 그리고 상기 점은 일체의 단위(integral unit)로서 상기 기재에 전달된다. 이 일체의 단위는 블랭킷 전달 부재로부터 기재 섬유들 내로 또는 기재 섬유들 사이로 임의의 종류의 물질의 투과가 없도록 실질적으로 용매가 부재인 것일 수 있다. 유기 고분자 수지 및 착색제를 많이 포함할 수 있는 연속적인 점은 상기 섬유상 인쇄 기재의 상부 표면에 부착되거나 또는 상기 섬유상 인쇄 기재의 상부 표면 상에 적층된 층을 형성할 수 있다.
이러한 연속적인 점들은 전형적으로는 단일분사(drop-on-demand) 및 연속적인 분사 기술들 등과 같은 여러 잉크 분사 기술들에 의해 생성된다.
본 발명과 함께 사용되는 상기 유기 고분자 수지들은 전형적으로는 수용성 또는 수분산성이다.
도 3d 및 도 3e들은 각각 본 발명의 잉크막 구조(300) 및 선행기술의 잉크젯 잉크 반점 또는 막 구조(370)의 모식적인 단면도들을 제공한다. 이제 도 3e를 참조하면, 잉크젯 잉크막 구조(370)는 섬유상 인쇄 기재(350)의 특정의 연속적인 영역 내에 복수의 기재 섬유(320)들에 부착되거나 또는 적층되는 단일-방울 잉크 반점(305)을 포함한다. 섬유상 인쇄 기재(350)는, 한 예를 들면, 본드지, 복사용지 또는 옵셋용지 등과 같은 미코팅된 종이가 될 수 있다. 섬유상 인쇄 기재(350)는 또한 코팅된 옵셋용지 등과 같은 여러 상용 코팅 섬유상 인쇄 기재들 중의 하나일 수 있다.
잉크 반점(305)의 일부가 기재(350)의 상부 표면 아래, 섬유(320)들 사이에 위치된다. 상기 착색제의 일부를 포함하여 상기 잉크의 여러 성분들이 상기 잉크 담체 용제와 함께 상기 상부 표면을 통과하여 섬유(320)들 사이에 위치되는 용적(380)을 적어도 부분적으로 채울 수 있다. 나타낸 바와 같이, 상기 착색제의 일부는 섬유(320)들 아래를 통하여 섬유(320)들 아래에 위치되는 용적(390)까지 확산되거나 또는 이동될 수 있다. 일부 경우들에 있어서(나타내지 않음), 상기 착색제의 일부가 상기 섬유들 내로 투과할 수 있다.
날카로운 대조에 의하여, 본 발명의 잉크막 구조(300)(도 3d에서)는 섬유상 인쇄 기재(350)의 특정한 연속적인 영역 내에서 복수의 기재 섬유(320)들의 상부 표면 상에 위치되고 그리고 그에 고정적으로 부착(또는 적층)되는 개개 잉크점(310) 등과 같은 일체의 연속적인 잉크점을 포함한다. 상기 부착 또는 적층은 일차적으로 그리고 실질적으로는 물리적인 결합(physical bond)일 수 있다. 상기 부착 또는 적층은 화학직인 결합 특성을 거의 갖지 않거나 또는 실질적으로 갖지 않을 수 있거나 또는 더욱 특별히는 이온성 결합 특성을 갖지 않을 수 있다.
잉크점(310)은 유기 고분자 수지 내에 분산된 적어도 하나의 착색제를 포함한다. 섬유상 기재(350)의 특정한 연속적인 영역 내에서, 인쇄 기재(350)의 상기 상부 표면에 대하여 수직인 적어도 하나의 방향(화살표(360)들 -- 여러 방향들로 나타낸 바와 같이)이 존재한다. 상기 점 영역 전체에 걸친 이러한 상부 표면에 대하여 수직인 모든 방향들에 대하여, 잉크점(310)은 전적으로 상기 영역 상에 위치된다. 섬유(320)들 및 상기 용적(390) 사이의 용적(380)에는 착색제, 수지 및 상기 잉크의 성분들 중 임의의 것 및 모두가 부재이거나 또는 실질적으로 부재인 것이다.
단일-방울 잉크막 또는 개개 잉크점(310)의 두께(Hdot)는 최대 1,800㎚, 최대 1,5OO㎚, 최대 1,200㎚, 최대 1,000㎚ 또는 최대 800㎚, 그리고 보다 전형적으로는 최대 650㎚, 최대 600㎚, 최대 55O㎚, 최대 5OO㎚, 최대 450㎚ 또는 최대 400㎚가 될 수 있다. 단일-방울 잉크점(310)의 두께(Hdot)는 적어도 5O㎚, 적어도 100㎚ 또는 적어도 125㎚, 그리고 보다 전형적으로는 적어도 I50㎚, 적어도 175㎚, 적어도 200㎚ 또는 적어도 250㎚가 될 수 있다. 잉크의 인쇄 기재 내로의 투과의 정도는 여러 분석 기술들을 사용하여 정량적으로 결정될 수 있으며, 분석 기술들의 대부분이 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 알려진 것일 수 있다. 여러 상용 분석 실험실들이 이러한 투과의 정도의 정량적인 결정을 수행할 수 있다.
이들 분석 기술들에는 오스뮴 테트록사이드 염색(osmium tetroxide staining) 등과 같은 여러 염색 기술들의 사용이 포함된다(문헌 Patrick Echlin, "Handbook of Sample Preparation for Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis" (Springer Science + Business Media, LLC 2009, pp.140-143을 참조하시오).
염색 기술들에 대한 하나의 대안은 구리 등과 같은 금속들을 포함하는 잉크들에 대하여 특별히 적절할 수 있다. TOF-SIMS V 분광분석기(TOF-SIMS V Spectrometer: 독일국 뮌스터 소재 이온-토프사(Ion-ToF))를 사용하여 비행시간형 이차이온 질량분석(Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry: TOF-SIMS)이 수행되었다. 이 장치는 유기 및 무기 표면들의 최상층에 대한 원자 및 분자 정보를 제공하고 그리고 또한 나노크기 규모(nanometric scale)로의 심도 해상도(depth resolution), 서브미크론 규모의 측방 해상도를 갖는 심도 프로파일(depth profiling)과 이미징 그리고 1ppm의 차수(order)로의 화학적 감도(chemical sensitivity)를 제공한다.
상기 TOF-SIMS의 원자료(raw data)의 농도로의 번역은 X-선 광전자 분광분석(X-ray Photoelectron Spectroscopy: XPS)에 의해 측정된 샘플 중의 탄소(C+)에 대하여 수득된 신호들로의 정규화에 의해 수행될 수 있다. 상기 XPS 데이터는 써모 브이지 사이언티픽 시그마 프로브(Thermo VG Scientific Sigma Probe)(잉글랜드)를 사용하여 수득되었다. 미소집중된(microfocused: 15 내지 400㎛) 단색화 x-선원(monochromated x-ray source)을 사용하는 것에 의하여 화학 결합 정보를 갖는 고체 표면들의 소영역 화학분석(small area chemical analysis)이 수득되었다. 상기 샘플을 틸팅(tilting)과 함께 그리고 틸팅 없이 각도 분해 정보(angle resolved information)를 수득하였다. 이는 양호한 심도 해상도를 갖는 심도 프로파일을 가능하게 한다.
기저선(baseline)으로서, 섬유상 종이 기재 내의 구리의 원자 농도(atomic concentration)를 심도의 함수로서 측정하였다. 구리의 원자 농도는 표면에서 수 마이크로미터의 심도 아래까지에서 실질적으로 0(zero)이 되는 것으로 밝혀졌다. 이러한 절차는 2개의 선행기술의 시안-착색 잉크젯 잉크막 구조들에 대하여 그리고 본 발명의 시안착색 잉크막 구조에 대하여 반복되었다.
도 3f는 선행기술의 제1의 시안-착색 잉크젯 잉크막 구조 내의 근사 심도(approximate depth)의 함수로서 잉크점 내 그리고 섬유상 종이 기재 내의 구리의 원자 농도[Cu]를 도식화(plotting)한 그래프를 제공한다. 상기 시안-함유 잉크막 구조의 표면 근처에서 측정된 초기 [Cu]는 대략 0.8원자%(atomic %)이었다. 약 100㎚의 심도 내에서, [Cu]는 약 0.1원자%까지 꾸준하게 하강하였다. 약 100㎚ 내지 1,000㎚의 심도 범위에 걸쳐, [Cu]가 약 0.1원자%로부터 0까지 하강하였다. 따라서, 상기 잉크젯 잉크 안료가 가능하게는 적어도 700㎚, 적어도 800㎚ 또는 적어도 900㎚의 투과 심도를 획득하여 상기 섬유상 종이 기재 내로 투과되었다는 것이 명백하다.
도 3g는 선행기술의 제2의 시안-착색 잉크젯 잉크막 구조 내의 근사 심도의 함수로서 잉크점 내의 구리의 원자 농도를 도식화한 그래프를 제공한다. 상기 상부 표면 근처에서 측정된, 상기 잉크점 구조 내의 구리의 초기 원자 농도 [Cu]가 대략 0.02원자%이었다. 이 농도는 대체로 약 3,000㎚의 심도에 걸쳐 유지되었다. 약 3,000㎚ 내지 거의 6,000㎚의 심도 범위에 걸쳐, [Cu]가 거의 점진적으로 약 0.01원자%까지 하강하였다. 이 선행기술 구조가 상기 기재의 상기 표면 상에 거의 또는 전혀 잉크막을 갖지 않았다는 것 그리고 상기 안료의 상기 기재 내로의 투과(적어도 5 내지 6㎛)가 표명되었다는 것을 알 것이다.
도 3h는 본 발명의 시안착색 잉크막 구조 내의 근사 심도의 함수로서 상기 잉크점 내 그리고 상기 섬유상 종이 기재 내의 구리의 원자 농도를 도식화한 그래프를 제공한다. 상기 2개의 그래프들은 본 발명의 잉크점 구조에 대한 2개의 서로 다른 위치들("샘플 1" 및 "샘플 2")에서 이루어진 측정치들을 나타낸다. 상기 상부 표면 근처에서 측정된 구리의 초기 원자 농도는 샘플 1 및 샘플 2에 대하여 각각 대략 0.2 또는 0.4원자%이었다. 약 75 내지 약 100㎚의 심도에 걸쳐, [Cu]는 개개 샘플들에 대하여 약 0.5 또는 0.7원자%까지 점진적으로 증가되었다. 약 100㎚ 내지 약 175㎚의 심도에서, 두 샘플들에 대하여 [Cu]는 급격하게 하강하기 시작하여 200 내지 250㎚의 심도에서 실질적으로 0의 구리 농도를 획득하였다. 본 발명의 구조가 단독으로 상기 기재의 상기 표면 상에 위치되었다는 것 그리고 투과 심도의 관점에서 그리고 투과량 또는 분획의 관점들 둘 다에서 상기 기재 내로의 안료 투과가 무시가능하거나 또는 실질적으로 무시가능하다는 것을 알 것이다.
이론에 구속됨을 희망함이 없이, 본 발명자들에게는 75 내지 100㎚의 심도에 걸쳐 상기 기재의 미소윤곽(microcontours)으로 그리고 상기 잉크점 자체의 표면 거칠기로 인하여 [Cu]에서의 초기 상승이 상기 잉크점의 배향(orientation)에 기여할 수 있다고 여겨진다. 유사하게, 200 내지 250㎚의 심도에서의 실질적으로 0까지의 [Cu]에서의 하강이 상기 기재의 미소-윤곽들에 기여할 수 있으며: 상기 기재 내의 주어진 단면에 대하여 그리고 상기 기재의 면 또는 상부 표면에 대체로 평행하게, 상기 잉크점의 일부가 존재할 수 있다(도 3d에서의 점선을 참조하시오). 이러한 것에도 불구하고, 존재하는 상기 잉크점은 상기 기재 표면에 대하여 수직인 방향에 대하여 전적으로 상기 기재 상에 위치된다.
표면 거칠기( Surface Roughness)
레이저 현미경 이미징 및 다른 기술들을 사용하여, 본 발명자들은 특히 상기 잉크막 구조들의 기재들이 높은 종이(또는 기재) 광택을 갖는 경우에 본 발명의 상기 잉크막 구조들 내의 상기 잉크점들의 상부 표면이 낮은 표면 거칠기로 특정될 수 있다는 것을 관측하였다.
이론에 제한되는 것을 희망함이 없이, 본 발명자들은 본 발명의 상대 편평도(relative flatness) 또는 평활도(smoothness)가 상기 ITM의 표면 상의 박리층의 평활도에, 그리고 부상하는 잉크막 표면이 실질적으로 그 표면 층의 표면을 보완하고 그리고 전개하는 잉크막 영상이 실질적으로 보류되거나 또는 완전히 보류되어 상기 인쇄 기재 상으로의 전달을 통하여 실질적으로 지형(topography)을 보완하는 본 발명의 시스템 및 방법에 크게 기여할 수 있다고 여기고 있다.
이제 도 4a를 참조하면, 도 4a는 본 발명에 따라 사용된 ITM 또는 블랭킷의 박리층의 표면의 영상이다. 상기 표면이 명목상으로 편평할 수 있기는 하나, 전형적으로는 1 내지 5㎛의 차수의 여러 우묵한 자국들(pockmarks: 요부들) 및 돌기들(protuberances)이 관측될 수 있다. 이들 마크들 대부분이 날카로운, 불규칙한 특징들을 갖는다. 도 4b에 제공된 이 블랭킷을 사용하여 생성된 잉크점 표면의 영상이 속성에 있어서 도 4a에 나타난 것들과 놀랍게도 유사한 지형적인 특징들을 나타낸다. 상기 점 표면은 날카로운, 불규칙한 특징들을 갖는 큰, 복수의 마크들로 얼룩지며, 이는 상기 블랭킷 표면 내에 불규칙한 마크들과 크게 유사하다(그리고 동일한 범위의 크기 내에 존재한다).
보다 평활한 블랭킷이 장착되었고; 도 4c는 이 블랭킷의 상기 박리층의 영상을 제공한다. 도 4a의 불규칙한 우묵한 자국들이 두드러지게 부재이다. 아마도 공기방울들(air bubbles)에 의해 만들어지는, 전형적으로 약 1 내지 2㎛의 직경을 갖는 고도로 원형인 표면 흠집들(blemishes)이 고도로 평활한 표면 상에 분산되었다. 도 4d에서 제공된, 이 블랭킷을 사용하여 생성된 잉크점 표면의 영상은 속성에 있어서 도 4c에 나타낸 것과 놀랍게도 유사한 지형적인 특징들을 나타낸다. 이 영상은 사실상 뚜렷한 우묵한 부분들을 갖지 않으나, 그러나 크기와 형태에 있어서 상기 블랭킷 표면에 나타낸 것들과 놀랍게도 유사한 다수의 고도로 원형인 표면 흠집들을 갖는다.
점 가장자리 특정( Dot Perimeter Characterization )
선행기술의 여러 잉크점들 또는 막들의 가장자리는 특징적으로 복수의 돌출부들(protrusions) 또는 리블릿들 및 복수의 인렛들 또는 요부들을 가질 수 있다. 이들 잉크 형태들은 불규칙적이거나 및/또는 불연속적일 수 있다. 날카로운 대조에 의하여, 본 발명에 따라 생성된 상기 잉크젯 잉크점은 특징적으로 명백하게 둥근, 볼록한, 원형의 형상을 갖는다. 본 발명의 상기 잉크점의 상기 가장자리는 상대적으로 평활하고, 규칙적이고, 연속적이고 그리고 잘 한정된 것일 수 있다. 잉크점 진원도, 볼록도 및 모서리 조잡도(edge raggedness)들이 잉크점의 형태들 또는 광학적 묘사들(optical representations)을 평가하거나 또는 특징지우는 데 사용된 구조적 매개변수들(structural parameters)이다.
도 1a의 선행기술의 잉크 형태들과 도 1b의 본 발명의 잉크점들의 확대된 영상들을 비교하는 것에 의하거나 또는 도 2a 및 도 2b의 선행기술 잉크 형태들과 도 2c의 잉크점들의 확대된 영상들을 비교하는 것에 의하여 본 발명의 상기 잉크점들의 외양이 선행기술 잉크 형태들로부터 명백하게 구별된다는 것이 쉽게 관측될 수 있다. 육안(human eye)에 의해 쉽게 관측되는 것이 영상처리 기술(imageprocessing techniques)을 사용하여 정량화될 수 있다. 상기 잉크 형태들의 여러 특징들이 이하에서 영상 획득 방법의 기술 이후에 기술된다.
획득 방법(Acquisition Method)
(1) 시험에서 비교될 공지의 인쇄 기술들 각각에 대하여, 코팅된 종이 상에 그리고 미코팅된 종이 상에 인쇄된 단일 점들, 반점들 또는 막 영상들이 사용되었다. 초기 시험들에서, 사용된 상기 코팅된 종이는 콘닷 글로스®(Condat Gloss®) 135gsm 또는 유사한 것이었고; 사용된 상기 미코팅된 종이는 멀티 화인 미코팅(Multi Fine Uncoated) 130 gsm 또는 유사한 것이었다. 후속하여, 여러 코팅되고 그리고 미코팅된 섬유상 기재들 및 여러 플라스틱 인쇄 기재들을 포함하여 광범위한 기재들이 사용되었다.
(2) 본 출원인의 본 발명의 인쇄 기술과 관련하여, 단일 방울점 영상들이 코팅된 종이 상에 그리고 미코팅된 종이 상에 인쇄되었다. (1)에서 사용된 공지의 잉크-점 구조의 기재들에 대하여 유사한 특성들을 갖는 기재들을 주의해서 선택하였다.
(3) 오엘에스4000(OLS4000: 올림푸스사(Olympus)) 현미경을 사용하여 상기 점 영상들의 획득을 수행하였다. 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 상기 현미경을 어떻게 조정하여 요구되는 촛점(focus), 휘도(brightness) 및 대비(contrast)를 달성하여 상기 영상 상세들이 고도로 가시적이 될 수 있는 지가 공지되어 있다. 이들 영상 상세들에는 상기 점 윤곽, 상기 점 영역 내에서의 색 분산(color variance) 및 상기 기재 표면의 섬유상 구조들이 포함된다.
(4) 상기 영상들을 129㎛*129㎛의 해상도(resolution)를 갖는 엑스100 광학 줌 렌즈(XlOO optical zoom lens)로 취하였다. 이러한 고 해상도는 상기 점 및 상기 기재 표면의 상기 섬유상 구조의 세부 묘사들(fine details)을 수득하는 데 있어서 필수적인 것일 수 있다.
(5) 상기 영상들을 1024*1024 픽셀(pixels)의 해상도를 갖는 미압축 포맷(uncompressed format: Tiff)으로 저장하였다. 압축 포맷들은 영상 데이터를 손실할 수 있다.
(6) 일반적으로, 단일 점 또는 반점을 각 인쇄 기술에 대하여 평가하였다. 그러나, 통계적인 관점에서, 분석되는 각 형태의 하드 카피(hard-copy: 출력된 자료)에 대하여 15개의 점 영상들(적어도)을 수득하고 그리고 영상 가공을 위하여 수작업으로 10개(적어도)의 가장 대표적인 점 영상들을 선택하는 것이 유리할 수 있다. 선택된 점 영상들은 점 형태, 윤곽 및 상기 점 영역 내의 색 분산의 관점들에서 대표적인 것이어야 한다. "시야(field of view)"로 정의되는 인쇄 점 샘플링(sampling)을 위한 다른 접근법이 이하에서 기술된다.
점 윤곽 산정( Dot Contour Computation )
상기 점 영상들을 영상처리 소프트웨어(이미지엑스퍼트(ImageXpert)에 실었다(loaded). 각 영상을 적색, 녹색 및 청색 채널(Red, Green and Blue channels)들 각각에 실었다. 처리 채널(processing channel)은 가장 높은 가시성(visibility) 기준에 기초하여 선택되었다. 예를 들면, 청색 점들(cyan dots)에 대하여는, 적색 채널(Red channel)이 전형적으로 가장 우수한 점 특성 가시성(dot feature visibility)을 수득하고, 따라서 상기 영상 처리 단계를 위하여 선택되었으며; 선홍색 점(magenta dot)에 대하여는 녹색 채널(Green channel)이 전형적으로 가장 적절하였다. 상기 점 모서리 윤곽을 단일 문턱값(single threshold)에 기초하여 검출(자동적으로 산출)되었다. 21.5인치 디스플레이(21.5" display) 상에서의 "전체 화면 보기(full screen view)"를 사용하여, 각 영상에 대하여 산출된 모서리 윤곽이 실제 및 가시가능한 점 모서리와 가장 잘 대응하도록 이 문턱값을 수작업으로 선택하였다. 단일 영상-채널이 처리되었기 때문에, 상기 문턱값은 명암값(gray value)(0에서 255까지, 회색값은 비천연색 값(non color value)임)이었다.
상기 영상-처리 소프트웨어(예를 들면, 이미지엑스퍼트)로부터 상기 점 또는 반점의 모서리에서 인접하는, 연결된 픽셀들 사이의 모든 거리들의 합인 산출된 가장자리 값(computed perimeter value)을 수득하였다. 예를 들면, 만일 인접하는 픽셀들의 XY좌표(XY coordinates)들이 (xl, yl) 및 (x2, y2)인 경우, 상기 거리는
Figure pct00025
인 한편, 상기 가장자리는
Figure pct00026
과 같다.
본 발명의 여러 구체예들에 있어서, 하나의 잉크점의 가장자리의 길이를 측정하는 것이 바람직하다. 상기 가장자리 길이를 측정하기 위한 대안의 방법을 이제 기술할 것이다. 제1의 단계로서, 가장자리 길이를 출력하는 알고리즘(algorithm)에 대한 입력(input)으로서 잉크점을 포함하는 영상이 사용되었다. 상기 영상의 픽셀 규격 MχN은 2원-배열(two-element array) 또는 순서쌍 영상_픽셀_크기(ordered pair image _ pixel _ size)로 저장될 수 있다. 상기 영상_픽셀_크기의 값의 예는 1280,760이고 - 이 예는 M = 1280이고 그리고 N = 760이다. 이는 수평축 내에서 1280 픽셀들 및 수직축 내에서 760 픽셀들의 영상에 대응한다. 후속하여, 상기 영상 확대비율 또는 규모가 수득되고 그리고 가변 이미지_확대(variable image _ magnification)에 저장된다. 가변 이미지_확대의 한 예는 500이다. 제1 영상과 제2 영상들에서의 잉크점들 사이의 가장자리들을 비교하는 경우, 두 영상들의 변수들인 이미지_픽셀_사이즈 및 이미지-확대가 동일한 것임이 필수적이다. 이제 1입방 픽셀의 대응 길이 - 즉, 현실 길이 단위들(예를 들면, 미크론) 또는 픽셀에서의 측변 길이를 계산하는 것이 가능하다. 이 값은 변수 픽셀-피치(variable pixel _ pitch)로 저장된다. 상기 변수 픽셀_피치의 하나의 예는 0.05㎛이다. 상기 영상은 이제 숙련된 기술자에게 공지된 방법들에 의하여 그레이스케일(gray scale)로 변환된다. 하나의 제안된 방법은 전형적으로 sRGB 색상 공간(sRGB color space) 내의 상기 영상인 입력 영상을 L*a*b* 색상 공간(L*a*b* color space)으로 변환시키는 것이다. 일단 상기 영상이 상기 Lab 색상 공간 내에 있게 되면, 변수들 a 및 b들에 대한 값들이 0으로 변화된다. 이제 모서리 검출 연산(edge detection operator)을 상기 영상에 적용하는 것이 가능하게 된다. 바람직한 연산은 캐니 모서리 검출 연산(Canny edge detection operator)이다. 그러나, 당해 기술분야에서 공지된 임의의 연산이 적용될 수 있다. 상기 연산들이 캐니 연산자 등과 같은 제1차 파생물들(first order derivatives)로 제한되는 것은 아니나, 그러나 오히려 마찬가지로 2차 파생물들에 대해 개방된다. 더욱이, 연산들 간이 비교될 수 있고 그리고 후속적으로 "원치 않는(unwanted)" 모서리들을 제거할 수 있는 결과들을 수득하기 위하여 연산들의 조합이 사용될 수 있다. 모서리 검출 연산을 적용하기에 앞서 가우시안 블러(Gaussian blur) 등과 같은 스무딩 연산(smoothing operator)을 적용하는 것이 바람직할 수 있다. 상기 모서리 검출 연산을 적용하는 경우에 적용된 문턱값 수준은 무한 루프(endless loop)를 형성하는 모서리가 원을 완전히 감싸는 먼저 앞서 기술된 최소 원주 잉크점과 원을 둘러싸는 최대 원주 잉크점 사이의 면적 내에서 수득되는 것과 같다. 이제 씨닝 연산(thinning operator)이 실행되어 무한 루프 모서리에 실질적으로 하나의 픽셀 폭(one pixel wide)을 부여한다. 상기 무한 루프 모서리의 일부가 아닌 임의의 픽셀은 0까지 변화하는 그의 L*값을 갖는 한편으로, 상기 무한 루프 모서리의 일부인 임의의 픽셀은 100까지 변화하는 그의 L*값을 갖는다. 상기 무한 루프 모서리는 상기 잉크점의 가장자리로 정의된다. 하나의 픽셀 링크(pixel link)는 픽셀들에 연결되는 직선으로 정의된다. 상기 가장자리를 따라 각 픽셀이 제1 픽셀 링크와 제2 픽셀 링크의 2개의 픽셀 링크들을 포함한다. 이들 2개의 픽셀 링크들이 단일 픽셀 내에 하나의 픽셀 링크 경로(pixel link path)를 한정한다. 이러한 가장자리 길이를 산출하는 방법에 있어서, 각 픽셀은 입방 픽셀(square pixel)이다. 따라서, 각 픽셀 링크는 상기 픽셀의 중심으로부터 8개의 가능한 노드들(nodes)까지 하나의 선을 형성할 수 있다. 상기 가능한 노드들은 상기 픽셀의 코너들(corners)이 되거나 또는 상기 픽셀의 2개의 인접하는 코너들 사이의 중간점이 된다. 상기 픽셀들의 상기 코너들에 있는 노드들은 타입 노드_1(type node_1)이고 두개의 코너들 사이의 상기 중간점에 있는 노드들은 타입 노드_2(type node_2)이다. 마찬가지로, 하나의 픽셀 내에 6개의 가능한 픽셀 링크 경로들이 존재한다. 이들은 그룹 A, B 및 C의 3개의 그룹들로 분류될 수 있다. 각 그룹은 그 자체의 대응하는 계수, 즉, 계수_A, 계수_B 및 계수_C를 갖는다. 계수 A의 값은 1이고, 계수_B의 값은 이중근(2)(sqrt(2))이고, 그리고 계수_C의 값은 (1+이중근(2))/2이다. 그룹 A는 그의 픽셀 링크 경로가 타입 노드_2의 노드들과 일치하는 픽셀들을 포함한다. 그룹 B는 그의 픽셀 링크 경로가 타입 노드_1의 노드들과 일치하는 픽셀들을 포함한다. 그룹 C는 그의 픽셀 링크 경로가 타입 노드_1 및 타입 노드_2의 노드들과 일치하는 픽셀들을 포함한다. 이제 상기 가장자리의 픽셀 길이를 산출하는 것이 가능하다. 상기 가장자리의 상기 픽셀 길이는 그들의 대응하는 계수로 곱한 상기 가장자리 내의 상기 픽셀들 전부를 합하는 것에 의해 산출된다. 이 값은 변수 가장자리_픽셀_길이(perimeter_pixel_length)에 저장된다. 이제 상기 잉크점 가장자리의 실제 길이를 산출하는 것이 가능하다. 이는 가장자리_픽셀_길이를 픽셀_피치로 곱하는 것에 의해 수행되었다.
진원도(Roundness)
무차원의 진원도 인자(dimensionless roundness factor)(ER)은
Figure pct00027
로 정의될 수 있으며,
여기에서 P는 측정되거나 또는 산출된 가장자리이고, A는 상기 잉크막, 점 또는 반점 내의 측정되거나 또는 산출된 면적이다. 완전히 평활하고 그리고 원형인 잉크점에 대하여는 ER은 1과 같다.
둥근, 평활한 형상으로부터의 편차는 식 (ER - 1)로 나타낼 수 있다. 완전히 원형인, 이상적인 잉크점에 대하여는, 이 식은 0과 같다.
상기 진원도 인자의 R-제곱(R-square)은 인쇄 기술의 각 형태에 대하여 선택된 10개의 가장 대표적인 잉크 영상들 각각에 대하여 산출되고 그리고 단일 값으로 평균될 수 있다.
상기 섬유상 기재(예를 들면, 종이)가 미코팅된 잉크막 구조들에 대하여 또는 상기 섬유상 기재가 코팅된 옵셋용지에서의 상용 코팅과 같은(또는 전통적인 수성-기반의 잉크젯 잉크로부터 담체가 상기 종이 섬유들에 도달되는 것을 허용하는 코팅 등과 같은) 코팅으로 코팅된 잉크막 구조들에 대하여, 본 발명의 잉크점들에 대한 둥글고, 평활환, 원형으로부터의 편차[(ER - 1), 이후로, "편차"]는 이상적인 것이 아니고, 그리고 0을 초과할 것이다.
코팅된(도 5a) 및 미코팅된(도 5b) 기재들 상에 위치되는 예시적인 잉크막 영상들이 하기의 프린터들, 즉 휴렛팩커드 데스크젯 9000(HP DeskJet 9000)(1); 디지털 프레스: 휴렛팩커드 인디고 7500(Digital press: HP Indigo 7500)(2); 리소그래픽 옵셋: 료비 755(Lithographic Offset: Ryobi 755)(3); 및 제록스 디씨 8000(Xerox DC8000)(4) 및 본 발명의 디지탈 인쇄 기술(5)들에 대하여 제공되었다. 이들 잉크막 영상들은 대체로 앞서 상술된 영상 획득 방법에 따라 수득되었다. 다음으로 각 원본 영상(original image)에 대하여 대응하는 가공된, 흑백 영상이 제공되고, 여기에서 상기 잉크점, 막 또는 반점의 영상-처리기(image-processor) 산출 윤곽이 강조되고(highlighted), 그리고 여기에서 상기 산출된 윤곽들은 상기 원본 영상들의 윤곽들과 명백하게 유사하다.
모든 시험된 코팅된 섬유상 (종이) 기재들에 대하여, 상기 전형적인 개개의 본 발명의 잉크점들은 0.16 내지 0.27의 둥근, 평활한 형상으로부터의 편차(ER - 1)를 나타내었다. 날카로운 대조에 의하여, 여러 선행기술의 기술들의 코팅된 인쇄들의 진원도로부터의 편차는 1.65 내지 7.13의 범위에 걸쳐 있다.
모든 시험된 미코팅된 섬유상 (종이) 기재들에 대하여, 상기 전형적인 개개의 본 발명의 잉크점들은 0.28 내지 0.89의 편차(ER - 1)를 나타내었다. 이들 기재들 각각에 대하여, 본 발명의 잉크점들 중의 일부는 최대 0.7, 최대 0.6, 최대 0.5, 최대 0.4, 최대 0.35, 최대 0.3, 최대 0.25 또는 최대 0.20의 편차(ER - 1)를 나타내었다.
날카로운 대조에 의하여, 여러 선행기술의 기술들의 미코팅된 인쇄들에서의 잉크막들의 진원도로부터의 편차는 2.93 내지 14.87의 범위에 걸쳐 있다.
물리적 및 화학적 특성들을 달리하는 19가지 섬유상 기재들에 대하여 별도의 시험이 수행되었다. 상기 기재들에는 코팅되거나 미코팅된 기재들 및 백상지(wood-free) 및 기계 기재들(mechanical substrates)이 포함되었다. 상기 기재들은 두께, 밀도, 거칠기(예를 들면, 벤트슨수(Bendtsen number)) 또는 평활도(광택도) 등에서의 차이점들로 특징지워졌다. 이들 기재들은 표 1에 동정되었고 그리고 부분적으로 특정되었다.
여러 기재들의 경우에 있어서, 도 5c에 제공된 막대 그래프들에서 본 발명의 잉크점 구조들의 진원도로부터의 편차를 상용 잉크젯 프린터(제조업자에 의해 제공된 호환 잉크 카트릿지들을 사용하여)에 의해 생성된 잉크 영상들과 비교하였다.
이 부가의 시험에 있어서, 본 발명의 상기 잉크-막 구조들이 본 발명의 견본의, 반-자동 디지탈 인쇄(pilot, semi-automatic digital printing press)로 생성되었고, 여기에서 상기 잉크점들의 ITM으로부터 상기 인쇄 기재들에로의 전달이 수작업으로 따라서 앞서 기술된 본 발명의 완전-자동의 디지털 인쇄의 상용 원형(prototype)에 비해 어느 정도는 더 낮고 그리고 더 가변적인 임프레션 압력으로 수행되었다는 것이 강조되어야 한다.
예를 들면, 기재 6번, 콘닷 글로스 135는 도 5a에 나타낸 본 발명의 잉크점에 대하여 앞서 사용된 동일한 기재이다. 그러나, 전형적인 잉크점에 의해 달성된 진원도로부터의 편차는 0.362이었으며, 이는 본 발명의 디지털 인쇄 프린터의 상용 원형에 의해 인쇄된 본 발명의 잉크점들 전부의 편차들(0.16 내지 0.27) 보다 더 큰 편차를 나타낸다. 그러나, 상기 견본의, 반자동 디지털 인쇄에 의해 생성된 본 발명의 잉크점들의 일부(가령 더 낮은)는 상기 상용 원형 디지털 인쇄 프린터에 의해 달성된 가장 낮은 전형적인 편차(0.16)와 같은 정도로 낮거나 또는 더 낮은 편차들을 획득하였다.
번호 기재 명칭 GSM
(g/㎡)		 형태 본 발명 점들
진원도로부터의 편차
(ER - 1)		 비-볼록도
(1 - CX)
1 크로모 마트 300(Chromo Matte 300) 300 코팅 0.361 0.006
2 크로모 마트 가르다 130(Chromo Matte Garda 130) 130 코팅, 백상지 0.656 0.009
3 크로모 마트 그래픽 130(Chromo Matte Graphic 130) 130 코팅 0.305 0.008
4 크로모 마트 그래픽 170 170 코팅 0.395 0.011
5 콘닷 글로스 90(Condat Gloss 90) 90 코팅 0.218 0.005
6 콘닷 글로스 135 135 코팅 0.362 0.006
7 콘닷 글로스 225 225 코팅 0.229 0.004
8 달룸 글로시 재생(Dalum Glossy recycled) 250 코팅, 재생 0.357 0.008
9 그룹포 코데논스 - 이보레이저 디지털(Gruppo Cordenons - Ivolaser Digital) 120 미코팅 0.120 0.007
10 홀멘 플러스(Holmen Plus) 49 미코팅, 기계 0.621 0.021
11 홀멘 엑스엘엔티(Holmen XLNT) 55 미코팅, 기계 0.515 0.020
12 인버코트 지(Invercote G) 300 SBS, C1S 0.393 0.008
13 라이파 울트라룩스 세미 글로스(Leipa UltraLUX Semi Gloss) 90 저평량 코팅 0.449 0.009
14 노스케 스코그 노르코트 브럭 에이취(Norske Skog NorCote Bruck H) 70 저평량 코팅 0.548 0.011
15 사피 마그노 새틴(Sappi Magno Satin) 170 코팅, 백상지 0.174 0.007
16 사피 마그노 스타 250 코팅, 백상지 0.406 0.006
17 토라스 마트 90(Torras Matte 90) 90 코팅 0.410 0.014
18 토라스 마트 130 130 코팅 0.404 0.015
19 토라스 마트 170 170 코팅 0.078 0.004
SBS: 황산염고체표백 보드지, C1S: 1면 코팅
코팅된, 그리고 미코팅된 섬유상 (종이) 기재들을 함께 고려하면, 본 발명의 잉크점들의 진원도로부터의 편차는 0 보다 크고 그리고 적어도 0.01, 적어도 0.02 또는 적어도 0.03이 될 수 있다. 표 1에 제공된 상기 19개의 시험된 섬유상 기재들 각각에 대하여, 본 발명의 잉크점들 중의 적어도 일부가 최대 0.30, 최대 0.25, 최대 0.20, 최대 0.15 또는 최대 0.12의 진원도(미코팅되고 그리고 코팅된 섬유상 기재들 상 둘 다에서)로부터의 편차를 나타내었다.
코팅된(또는 상용-코팅된) 섬유상 기재들에 부착되는 경우, 본 발명의 잉크점들은 전형적으로 최대 0.20, 최대 0.18, 최대 0.16, 최대 0.14, 최대 0.12 또는 최대 0.10의 편차를 나타낼 수 있다. 표 1에 제공된 상기 코팅된 기재들 각각에 대하여, 본 발명의 잉크점들 중의 적어도 일부가 최대 0.25, 최대 0.20, 최대 0.15, 최대 0.12, 최대 0.10, 최대 0.09, 최대 0.08, 최대 0.07 또는 최대 0.06의 진원도로부터의 편차를 나타내었다.
상기 언급한 바와 같이, 잉크 영상들이 극히 큰 복수의 개개 잉크점들 또는 단일 방울 잉크막들을 포함할 수 있기 때문에, 임의의 미코팅된 또는 코팅된(또는 상용-코팅된) 섬유상 기재 상에 위치되고 그리고 무작위로 선택된 본 발명의 잉크점들(또는 본 발명의 단일-방울 잉크점들)의 적어도 20% 또는 적어도 30%, 그리고 일부 경우들에 있어서, 적어도 50%, 적어도 70% 또는 적어도 90%가 적어도 0.01 또는 적어도 0.02인 진원도로부터의 편차를 나타낼 수 있고 그리고 최대 0.8, 최대 0.65, 최대 0.5, 최대 0.35, 최대 0.3, 최대 0.25, 최대 0.2, 최대 0.l5, 최대 0.12 또는 최대 0.10인 것일 수 있는 본 발명의 잉크막 구조들을 통계학적으로 정의하는 것이 의미가 있을 수 있다.
단일 잉크점 또는 개개 단일-방울 잉크점과 마찬가지로, 임의의 코팅된(또는 상용-코팅된) 섬유상 기재 상에 위치되고 그리고 무작위로 선택된 본 발명의 잉크점들 중의 적어도 20% 또는 적어도 30% 그리고 보다 전형적으로 적어도 50%, 적어도 70% 또는 적어도 90%가 적어도 0.01 또는 적어도 0.02인 진원도로부터의 편차를 나타낼 수 있고, 그리고 최대 0.8, 최대 0.65, 최대 0.5, 최대 0.35 또는 최대 0.3, 그리고 보다 전형적으로, 최대 0.25, 최대 0.2, 최대 0.l5, 최대 0.l2, 최대 0.l0, 최대 0.08, 최대 0.07 또는 최대 0.06이 될 수 있다.
진원도부터의 편차에 존재하는 별도의 특징들이 이하에서 제공된다.
볼록도
상기에서 기술된 바와 같이, 선행기술의 상기 잉크점들 또는 막들은 특징적으로 복수의 돌기들 또는 리블릿들 및 복수의 인렛들 또는 요부들을 가질 수 있다. 이들 잉크 형상들은 불규칙적이거나 및/또는 불연속적일 수 있다. 날카로운 대조에 의하여, 본 발명에 따라 생성된 상기 잉크젯 잉크막은 특징적으로 명백하게 둥글고, 볼록한 원형의 형상을 갖는다. 점 볼록도 또는 그로부터의 편차는 형상들 또는 그의 광학적인 묘사들을 평가하거나 또는 특정하는 데 사용될 수 있는 구조적인 매개변수이다.
영상 획득 방법은 앞서 기술된 것과 실질적으로 동일한 것일 수 있다.
볼록도 측정
상기 점 영상들을 영상-처리 소프트웨어(이미지엑스퍼트)에 실었다. 각 영상을 적색, 녹색 및 청색 채널들 각각에 실었다. 처리 채널을 가장 높은 가시성 기준에 기초하여 선택하였다. 예를 들면, 청색 점들에 대하여는, 적색 채널이 전형적으로 가장 우수한 점 특성 가시성을 수득하고, 따라서 상기 영상 처리 단계를 위하여 선택되었으며; 자홍색 점에 대하여는 녹색 채널이 전형적으로 가장 적절하였다. 상기 점 모서리 윤곽을 단일 문턱값에 기초하여 검출(자동적으로 산출)되었다. 21.5인치 디스플레이 상에서의 "전체 화면 보기"를 사용하여, 각 영상에 대하여 산출된 모서리 윤곽이 실제 및 가시가능한 점 모서리와 가장 잘 대응하도록 이 문턱값을 수작업으로 선택하였다. 단일 영상-채널이 처리되었기 때문에, 상기 문턱값은 명암값(0에서 255까지, 회색값은 비천연색 값임)이었다.
매트랩 스크립트(MATLAB script)가 생성되어 상기 점 윤곽이 결합하는 최소 볼록 형상의 영역과 상기 점의 실제 영역 간의 비율을 산출하였다. 각 잉크점 영상에 대하여, 이미지엑스퍼트에 의해 생성된 상기 점 모서리 윤곽의 점들의 (X, Y) 셋트를 MATLAB에 실었다.
소음에 대한 측정값들의 민감도를 감소시키기 위하여, 상기 점 모서리를 사비츠키-골리 필터(Savitzky-Golay filter)(영상-처리 저역-통과 필터(image-processing low-pass filter))를 통하여 통과시켜 상기 모서리 윤곽을 약간 더 그러나 그의 조잡도 특성이 감지될 정도로 변경시킴이 없이 평활하게 하였다. 5개의 픽셀들의 윈도우 프레임 크기가 대체로 적절하게 되는 것을 발견하였다.
후속하여, 최소-영역 볼록 형상이 생성되어 상기 평활화된 모서리 윤곽에 결합되었다. 계속해서 상기 볼록 형상 영역(convex shape area: CSA)과 실제(산출된) 점 또는 막 영역(AA) 간의 볼록도 비율을 다음과 같이 산출하였다:
Figure pct00028
이 볼록도 비율로부터의 편차 또는 "비-볼록도(non-convexity)"를 1 - CX 또는 DCdot로 나타내었다.
코팅된(도 5a) 및 미코팅된(도 5b) 기재들 상에 위치된 상기 기술된 예시적인 잉크점 영상들에 대하여, 볼록 형상 영역(CSA)이 상기 실제 점 영역(AA)을 둘러싸는 것으로 보여졌으며, 상기 볼록도 비율은 백분율 형태로 제공되었다.
코팅된 기재들 상에 위치된 도 5a의 상기 잉크막 영상들에 있어서, 여러 선행기술 기술들의 인쇄 영상들의 볼록도는 0.050 내지 0.121의 볼록도로부터의 편차에 대응하는 87.91% 내지 94.97%의 범위(단편 형태(fractional form)로 약 0.879 내지 0.950)에 걸쳐 있었다. 날카로운 대조에 의하여, 본 발명의 잉크점은 약 0.005의 볼록도로부터의 편차에 대응하는 99.48%(약 0.995)의 볼록도를 나타내었다. 이러한 편차는 여러 선행기술 기술들에 의하여 나타난 편차의 약 1/10 내지 1/25이다. 절대적인 개념들에 있어서, 상기 편차는 상기 여러 선행기술 기술들에 의하여 나타난 편차 보다 적어도 0.04 더 작다.
본 발명의 점 영상들과 상기 여러 선행기술 기술들의 그것들 간의 차이는 미코팅된 기재들에 대하여는 보다 더 놀라운 것일 수 있다. 미코팅된 기재들 상에 위치되는 도 5b의 상기 잉크막 영상들에 있어서, 상기 여러 선행기술 기술들의 인쇄 영상들의 볼록도는 344 내지 0.098의 볼록도로부터의 편차에 대응하는 65.56% 내지 90.19%(단편 형태로 약 0.656 내지 0.902)의 범위에 걸쳐 있다. 날카로운 대조에 의하여, 본 발명의 잉크점은 약 0.015의 볼록도로부터의 편차에 대응하는 98.45%(약 0.985)의 볼록도를 나타내었다. 상기 편차는 상기 여러 선행기술 기술들에 의해 나타나는 상기 편차의 적어도 1/6 내지 1/20이다. 절대적인 개념들에 있어서, 상기 편차는 상기 여러 선행기술 기술들에 의하여 나타난 편차 보다 적어도 0.08 더 작다.
상기 기술된 다른 시험이 수행되었으며, 여기에서는 본 발명의 상기 잉크막 구조들이 19개의 서로 다른 섬유상 기재들 상에 생성되었다. 표 1에서, 전형적인 본 발명의 점들의 비볼록도가 제공되었다. 상기 잉크막 구조들 내의 상기 잉크점들의 상기 비-볼록도를 도 5d에 제공된 막대 그래프들 내에 도식적으로 제공하였다.
진원도 시험으로부터의 편차에서와 마찬가지로, 본 발명의 상기 인새된 점들은 코팅되거나 또는 미코팅된 임의의 주어진 기재들에 대하여 선행기술 영상들에 비하여 훨씬 우수한 볼록도를 나타낸다.
19개의 시험된 섬유상 기재들 모두에 대하여, 전형적인 본 발명의 잉크점들은 0.004 내지 0.021의 비-볼록도를 나타내었다. 19개의 시험된 섬유상 기재들 각각에 대하여, 본 발명의 잉크점들 중의 적어도 일부가 최대 0.018, 최대 0.016, 최대 0.015, 최대 0.014 또는 최대 0.013의 비-볼록도를 나타내었다.
시험된 상용 코팅된 섬유상 기재들 모두에 대하여, 전형적인 본 발명의 잉크점들은 0.004 내지 0.015의 비-볼록도를 나타내었다. 이들 코팅된 섬유상 기재들 각각에 대하여, 본 발명의 잉크점들 중의 적어도 일부가 최대 0.014, 최대 0.012, 최대 0.010, 최대 0.009, 최대 0.008 또는 최대 0.007의 비-볼록도를 나타내었다.
미코팅된 기재들 각각에 대하여, 본 발명의 잉크점들 중의 적어도 일부가 최대 0.03, 최대 0.025, 최대 0.022, 최대 0.020, 최대 0.018, 최대 0.016, 최대 0.015, 최대 0.014 또는 최대 0.013의 비볼록도를 나타내었다.
앞서 언급한 바와 같이, 잉크 영상들이 극히 큰 복수의 개개 잉크점들 또는 단일 방울 잉크막들을 포함할 수 있기 때문에(적어도 20, 적어도 100 또는 적어도 1,000), 임의의 미코팅된 또는 코팅된(또는 상용-코팅된) 섬유상 기재 상에 위치되고 그리고 무작위로 선택된 본 발명의 잉크점들(또는 본 발명의 단일-방울 잉크점들)의 적어도 10%, 적어도 20% 또는 적어도 30%, 그리고 일부 경우들에 있어서, 적어도 50%, 적어도 70% 또는 적어도 90%가 최대 0.04, 최대 0.035, 최대 0.03, 최대 0.025, 최대 0.020, 최대 0.017, 최대 0.014, 최대 0.012, 최대 0.010, 최대 0.009, 최대 0.008 또는 최대 0.007의 비-볼록도를 나타내는 것일 수 있는 본 발명의 잉크막 구조들을 통계학적으로 정의하는 것이 의미가 있을 수 있다.
이들 본 발명의 잉크점들(또는 본 발명의 단일-방울 잉크점들)의 적어도 10%, 적어도 20% 또는 적어도 30%, 그리고 일부 경우들에 있어서, 적어도 50%, 적어도 70% 또는 적어도 90%가 적어도 0.001, 적어도 0.002 또는 적어도 0.0025의 비볼록도를 나타낼 수 있다.
단일 잉크점 또는 개개 단일-방울 잉크점과 마찬가지로, 임의의 미코팅된 또는 코팅된(또는 "상용코팅된") 섬유상 기재 상에 위치되고 그리고 무작위로 선택된 본 발명의 잉크점들(또는 본 발명의 단일-방울 잉크점들)의 적어도 10%, 적어도 20% 또는 적어도 30%, 그리고 보다 전형적으로, 적어도 50%, 적어도 70% 또는 적어도 90%가 0.001-0.002 내지 0.05, 0.001-0.002 내지 0.04, 0.001-0.002 내지 0.035, 0.001-0.002 내지 0.030, 0.001-0.002 내지 0.025, 0.001-0.002 내지 0.020, 0.001-0.002 내지 0.015, 0.001-0.002 내지 0.012 또는 0.001 내지 0.010의 범위 이내의 비-볼록도를 나타낼 수 있다.
임의의 코팅되거나 또는 "상용코팅된" 섬유상 인쇄 기재에 대하여, 이들 동일한 점들은 0.001-0.002 내지 0.020, 0.001-0.002 내지 0.015, 0.001-0.002 내지 0.012, 0.001-0.002 내지 0.010, 0.001 내지 0.008, 0.001 내지 0.007, 0.001 내지 0.006, 0.001 내지 0.005 또는 0.001 내지 0.004의 범위 이내의 보다 낮은 비-볼록도를 나타낼 수 있다.
임의의 미코팅된 섬유상 인쇄 기재에 대하여, 이들 동일한 점들은 0.001-0.002 내지 0.05, 0.001-0.002 내지 0.04, 0.001-0.002 내지 0.035, 0.001-0.002 내지 0.030, 0.001-0.002 내지 0.025, 0.001-0.002 내지 0.020, 0.001-0.002 내지 0.015, 0.001-0.002 내지 0.012 또는 0.001 내지 0.010의 범위 이내의 비-볼록도를 나타낼 수 있다.
잉크점 볼록도에 존재하는 부가의 특징들이 이하에서 제공된다.
대조 잉크( Reference Ink )
본 발명의 상기 잉크점 구조들 내의 상기 잉크점들은 상기 기재의 특정의 국부 지형적 특징들에 큰 정도로 무관하게 그리고 인새 기재의 형태(예를 들면, 상용-코팅되거나 또는 미코팅된 인쇄 기재들)에 어느 정도로 무관하게 일관하여 양호한 형상 특성들(예를 들면, 볼록도, 진원도, 모서리 조잡도 등등)을 나타낼 수 있다. 그러나, 도 5a의 바닥 프레임들(bottom frames)(코팅된 섬유상 기재) 대 도 5b의 바닥 프레임들(미코팅된 섬유상 기재)로 입증된 바와 같이 본 발명의 상기 잉크점 구조들 내의 상기 잉크점들의 형상 특성들은 인쇄 기재의 형태에 완전히 독립적이지는 않다. 여러 공지된 인쇄 기술들 및 특히 다이렉트, 수성 잉크분사 기술들에서의 잉크점들의 품질은 실질적으로 인쇄 기재의 형태에 따라 더 변화할 수 있다.
그에 따른 대조 인쇄 방법과 함께 대조 잉크젯 잉크가 여러 광학적 특성들을 인쇄 기재에 정규화(normalizing) 시키는 것에 의하여 기재 기반으로 기재 상의 잉크점 구조들의 여러 광학적 특성들을 구조적으로 정의하는 데 사용될 수 있다.
상기 대조 잉크는 15%의 바사시드 블랙 엑스34 액제(Basacid Black X34 liquid: 바스프사(BASF)), 60%의 프로필렌글리콜 및 25%의 증류수를 포함하였다. 상기 염료를 물과 프로필렌글리콜의 혼합물에 첨가하였다. 교반 5분 후, 상기 잉크를 0.2㎛ 필터를 통하여 통과시켰다. 상기 대조 잉크 조성은 단순하고 그리고 그 구성성분들은 일반 명칭으로 판매되는 것(generic)이거나 또는 적어도 상용적으로 획득가능한 것이다. 바사시드 블랙 엑스34 액제(바스프사)가 획득불가능한 경우에도, 유사한 흑색 잉크젯 착색제가 그를 대체할 수 있다. 어떠한 경우에도, 상기 대조 잉크의 공급은 이스라엘 르호봇 7612301 우체국 사서함(POB) 2418의 란다코포레이션(Landa Corporation)으로부터 획득될 수 있다.
10pℓ(피코리터) 프린터 헤드 디엠씨-11610(DMC-1161O)이 장착된 후지필름 디마틱스 머티리얼즈 프린터, 디엠피-2800(FUJIFILM Dimatix Materials Printer, DMP-2800)을 사용하여 상기 대조 잉크가 인쇄되었다. 인쇄 매개변수들은 다음과 같이 설정되었다:
잉크 온도: 25℃
기재 온도: 25℃
발사 전압(Firing Voltage): 25V
메니스커스 설정값(Meniscus Setpoint): 2.0(물의 인치)
상기 프린트 헤드로부터 상기 기재까지의 거리: 1㎜.
상기 인쇄 장치는 상용적으로 획득가능한 것이다. 획득이 불가능한 경우, 기능적으로 등가인(또는 실질적으로 기능적으로 등가인) 프린터가 사용될 수 있다. 달리, 이러한 인쇄 장치는 이스라엘 르호봇 7612301 우체국 사서함 2418의 란다코포레이션의 덕택으로 획득될 수 있다.
상기 대조 잉크젯 잉크를 제조하고 그리고 상기 기술된 바와 같은 여러 인쇄 기재들 상으로 인쇄하였다. 진원도 및 볼록도의 특정을 위하여 인쇄된 점들을 영상 처리에 적용시켰다.
도 5e은 본 발명의 일부 구체예들에 따라 생성된 잉크점들 대 앞서 기술된 대조 잉크 제형 및 인쇄 방법을 사용하여 생성된 잉크점들에 대한 진원도로부터의 편차의 비교 막대 그래프들을 제공한다. 변화하는 물리적 및 화학적 특성들의 10개의 섬유상 기재들을 사용하여 비교 시험을 수행하였으며; 이들에는 코팅된 그리고 미코팅된 기재들이 포함되었다. 상기 기재들을 표 2에 동정하고 그리고 부분적으로 특정하였으며, 이는 상기 10개의 섬유상 기재들 각각에 대한 상기 비교 시험의 진원도부터의 편차 결과들을 더 제공하고 있다.
(상용) 코팅되고 그리고 미코팅된 모든 섬유상 기재들에 대하여, 본 발명의 점 구조들이 보다 낮은 진원도로부터의 편차(ER - 1 또는 DR dot )를 나타낸다는 것은 명백하다. 미코팅된 기재(하다르 탑(Hadar Top)에 대하여 수득된 DR dot 의 가장 높은 값 0.19는 여전히 코팅된 "실크(silk)" 기재(사피 마그노 새틴)에 대하여 수득된 상기 대조 잉크점들(reference ink dots: RDR)의 가장 낮은 진원도 편차값 1.16의 1/5 이하이다.
# 기재 명칭 GSM
(g/㎡)		 형태 진원도로부터의 편차
대조점
들
(RDR)		 본발명 점들
(DRdot)		 본발명/대조 비율
(DRdot/RDR 또는 "K1")		 델타
(RDR-DRdot)
1 이그제선드 실크 300(Iggesund Silk 300) 300 코팅 2.85 0.063 0.022 2.78
2 아르조위긴스(달룸) 사이클러스(Arjowiggins(Dalum) Cyclus) 170 미코팅 3.05 0.124 0.041 2.92
3 인버코트 크레아토 300(Invercote Creato 300) 300 코팅(SBS, C2S) 2.57 0.052 0.020 2.52
4 아르조위긴스 글로스(Arjowiggins Gloss) 170 코팅 광택, 재생 1.49 0.035 0.024 1.45
5 달룸 글로스 재생(Dalum Gloss recycled) 170 코팅 광택, 재생 1.42 0.073 0.051 1.35
6 사피 마그노 새틴 170 코팅 실크 1.16 0.049 0.043 1.11
7 사피 마그노 스타 250 코팅 광택 1.51 0.032 0.021 1.47
8 인버코트 지 300 코팅(SBS, C1S) 2.41 0.087 0.036 2.33
9 스토라 엔소(Stora Enso) 275 코팅(WLC, C1S) 1.44 0.044 0.031 1.39
10 하다르 탑(Hadar Top) 170 미코팅 옵셋용지 2.64 0.187 0.071 2.45
SBS: 황산염고체표백 보드지, C1S: 1면 코팅, C2S: 양면 코팅, WLC: 백판고지
기재-마다의 기반으로, DR dot 와 RDR 간의 차이가 보다 더 확연해졌다. 또한, 계수 "K1"으로도 언급되는 DR dot /RDR의 비율은 기재-마다의 기반으로 14 : 1 내지 50 : 1의 인자에 대응하는 약 0.02 내지 약 0.07의 범위에 걸쳐 있다.
따라서, 본 발명의 일부 구체예들에 따르면, 계수 K1은 코팅되고(상용-코팅된) 그리고 미코팅된 기재들 둘 다에 대하여 최대 0.25, 최대 0.22, 최대 0.20, 최대 0.17, 최대 0.15, 최대 0.12, 최대 0.10, 최대 0.09 또는 최대 0.08, 그리고 일부 경우들에 있어서, 최대 0.070, 최대 0.065, 최대 0.060, 최대 0.055, 최대 0.050, 최대 0.045 또는 최대 약 0.04가 될 수 있다.
계수 K1은 적어도 0.010, 적어도 0.015, 적어도 0.180 또는 적어도 약 0.020이 될 수 있다. 일부 경우들에 있어서, 계수 K1은 적어도 0.03, 적어도 0.04, 적어도 0.05, 적어도 0.06, 적어도 약 0.07, 적어도 약 0.075, 적어도 약 0.08, 적어도 약 0.09, 적어도 약 0.10이 될 수 있다.
코팅된 기재들에 대하여는, 계수 K1은 최대 0.070, 최대 0.065, 최대 0.060 또는 최대 0.055, 그리고 일부 경우들에 있어서, 최대 0.050, 최대 0.045, 최대 0.040, 최대 0.035, 최대 0.030, 최대 0.025 또는 최대 0.022가 될 수 있다.
도 5f는 10개의 상기 기술된 섬유상 기재들 각각에 대하여 도 5e의 상기 잉크점 구조들의 잉크점 볼록도의 비교 막대 그래프들을 제공한다. 표 3은 상기 10개의 섬유상 기재들 각각에 대한 상기 비교 시험의 비-볼록도 결과들을 제공한다.

#		 기재 명칭 GSM
(g/㎡)		 형태 비-볼록도(1 - CX)
대조점
들
(RDC)		 본발명 점들
(DCdot)		 본발명/대조 비율
(DCdot/RDC 또는 "K")		 델타
(대조-본발명)
1 이그제선드 실크 300 300 코팅 0.053 0.0058 0.109 0.048
2 아르조위긴스(달룸) 사이클러스 170 미코팅 0.107 0.0077 0.072 0.099
3 인버코트 크레아토 300 300 코팅(SBS, C2S) 0.047 0.0050 0.107 0.042
4 아르조위긴스 글로스 170 코팅 광택, 재생 0.026 0.0043 0.167 0.022
5 달룸 글로스 재생 170 코팅 광택, 재생 0.044 0.0047 0.106 0.040
6 사피 마그노 새틴 170 코팅 실크 0.035 0.0049 0.139 0.030
7 사피 마그노 스타 250 코팅 광택 0.044 0.0042 0.096 0.040
8 인버코트 지 300 코팅(SBS, C1S) 0.047 0.0073 0.157 0.039
9 스토라 엔소 275 코팅(WLC, C1S) 0.033 0.0049 0.147 0.029
10 하다르 탑 170 미코팅 옵셋용지 0.239 0.0096 0.040 0.143
SBS: 황산염고체표백 보드지, C1S: 1면 코팅, WLC: 백판고지
(상용) 코팅되고 그리고 미코팅된 모든 섬유상 기재들에 대하여, 본 발명의 점 구조들이 보다 낮은 비-볼록도(1 - CX 또는 DC dot )를 나타낸다는 것은 명백하다. 미코팅된 기재(하다르 탑)에 대하여 수득된 DC dot 의 가장 높은 값 0.010은 여전히 코팅된 광택 기재(coated gloss substrate)(아르조위긴스 글로스)에 대하여 수득된 상기 대조 잉크점들(RDR)의 가장 낮은 진원도 편차값 0.026의 2/5 이하이다.
기재-마다의 기반으로, DC dot 와 RDC 간의 차이가 보다 더 확연해졌다. 또한, 계수 "K"로도 언급되는 DC dot /RDC의 비율은 기재-마다의 기반으로 6 : 1 내지 25 : 1의 인자에 대응하는 약 0.04 내지 약 0.17의 범위에 걸쳐 있다.
따라서, 본 발명의 일부 구체예들에 따라, 코팅되고(상용-코팅되고) 그리고 미코팅된 기재들 둘 다에 대하여 계수 K는 최대 0.35, 최대 0.32, 최대 0.30, 최대 0.27, 최대 0.25, 최대 0.22, 최대 0.20, 최대 0.19 또는 최대 0.18이 될 수 있다. 계수 K는 적어도 0.010, 적어도 0.02, 적어도 0.03 또는 적어도 약 0.04가 될 수 있다. 일부 경우들에 있어서, 계수 K는 적어도 0.05, 적어도 0.07, 적어도 0.10, 적어도 0.12, 적어도 0.15, 적어도 0.16, 적어도 0.17, 적어도 0.18, 적어도 0.19 또는 적어도 약 0.20이 될 수 있다.
미코팅된 기재들에 대하여는, 계수 K는 최대 0.15, 최대 0.12, 최대 0.10, 최대 0.09, 최대 0.08 또는 0.075, 그리고 일부 경우들에 있어서, 최대 0.070, 최대 0.065, 최대 0.060 또는 최대 0.055, 그리고 일부 경우들에 있어서, 최대 0.050, 최대 0.045 또는 최대 0.040이 될 수 있다.
계수 K는 적어도 0.020, 적어도 0.03, 적어도 0.04, 적어도 0.06, 적어도 0.07 또는 적어도 약 0.08이 될 수 있다. 일부 경우들에 있어서, 특히 여러 상용-코팅된 기재들에 대하여, 계수 K는 적어도 0.10, 적어도 약 0.12, 적어도 약 0.14, 적어도 약 0.16, 적어도 약 0.18 또는 적어도 약 0.20이 될 수 있다.
시야( Field of View )
본 발명의 상기 잉크점 구조들 내의 상기 잉크점들은 상기 기재의 특정의 국부 지형적 특징들에 큰 정도로 무관하게 그리고 인새 기재의 형태(예를 들면, 코팅되거나 또는 미코팅된 인쇄 기재들, 플라스틱 인쇄 기재들 등)에 어느 정도로 무관하게 일관하여 양호한 형상 특성들(예를 들면, 볼록도, 진원도, 모서리 조잡도 등등)을 나타낼 수 있다. 여러 공지된 인쇄 기술들에서 그리고 특히 다이렉트, 수성 잉크분사 기술들에서의 잉크점들의 품질은 인쇄 기재의 형태에 따라 그리고 기재의 특정의, 국부 지형적 특징들에 따라 상당하게 변할 수 있다. 실시예로서, 잉크 방울이 상대적으로 균질한 기재 표면(광폭 섬유(broad fiber) 등과 같은)을 갖는 특히 편평한 국부 윤곽 상으로 분사되는 경우, 수득된 잉크점은 상기 기재 상의 다른 곳에 위치되는 다른 또는 평균 잉크점들에 비해 유의미하게 더 나은 형상 특성들을 나타낼 수 있다.
그러나, 보다 통계적인 접근법을 사용하여 선행기술의 잉크점 구조들에 대한 본 발명의 잉크점 구조들 간을 더욱 잘 구별할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일부 구체예들에 있어서, 상기 잉크점 구조들은 대표적인 시야 내에서 상기 기재 상에 위치되는 복수의 잉크점들로서 특정될 수 있다. 상기 점의 특성이 영상 처리를 통하여 수득되는 것을 가정하면, 시야는 그의 적어도 10개의 점 영상들이 영상 처리에 적절한 복수의 이미지 영상들을 포함한다. 분석을 위하여 선택된 상기 시야 및 상기 점 영상들 둘 다는 바람직하게는 상기 기재 상의 잉크점들의 총 개체군(total population)(예를 들면, 점 영상의 관점에서)을 대표한다.
이하의 상세한 설명 및 특허청구범위 영역에서 본 출원에서 사용된 바와 같이, 용어 "기하 돌출부(geometric projection)"는 인쇄 기재의 인쇄된 면 상으로 돌출된 가상적인 기하 구조(imaginary geometric construct)를 의미한다.
이하의 상세한 설명 및 특허청구범위 영역에서 본 출원에서 사용된 바와 같이, 용어 "구별되는 잉크점(distinct ink dot)"은 "위성(satellite)"도 아니고 중첩된 점(overlapping dot) 또는 점 영상도 아닌 적어도 부분적으로 상기 "기하 돌출부" 내에 위치되는 임의의 잉크점 또는 잉크점 영상을 의미한다.
이하의 상세한 설명 및 특허청구범위 영역에서 본 출원에서 사용된 바와 같이, 복수의 "구별되는 잉크점들"의 진원도, 볼록도 등등에 대한 용어 "평균 편차(mean deviation)"는 개개의 구별되는 잉크점들의 수로 나눈 상기 개개의 구별되는 잉크점 편차들의 합을 의미한다.
절차( Procedure )
바람직하게는 높은 발생수의 단일의 잉크점들을 포함하는 인쇄된 샘플이 20배 확대(X20 manification)를 사용하여 수작업으로 LEXT 현미경 상에서 주사되어 단일 프레임(single frame) 내에 적어도 10개의 단일 점들을 포함하는 필드(field)를 수득하였다. 잉크점 품질이 상기 인쇄된 샘플의 전체 잉크점 품질을 상당히 대표하는 필드를 선택하도록 주의하였다.
상기 선택된 프레임 내의 각 점을 개별적으로 분석하였다. 프레임 여백(frame margins)에 의해 "개열된(cleaved)" 점들(입방 기하 돌출부로 고려될 수 있음)은 상기 프레임의 일부인 것으로 고려되었고 그리고 분석되었다. 임의의 위성들 및 중첩된 점들이 분석으로부터 배제되었다. "위성"은 그 면적이 대체로 균질한 점 크기를 갖는 프레임들에 대하여 상기 프레임 내의 상기 점들의 평균 점 영역의 25% 이하인 잉크점으로 또는 그 면적이 비-균질한 프레임들에 대하여 가장 인접하는 점의 25% 이하인 잉크점으로 정의된다.
각 구별되는 잉크점은 후속적으로 100배 줌(X100 zoom)으로 확대되고 그리고 볼록도 및 진원도 절차들에 대하여 상기에서 제공된 절차에 따라 영상 처리가 유효하게 될 수 있다.
결과들
도 5g은 상용-코팅된 섬유상 기재(아르조위긴스 코팅 재생 글로스(Arjowiggins coated recycled gloss) 170gsm) 상의 잉크점들의 작은 필드의 확대된 도면을 제공하고, 상기 필드는 상용적으로 획득가능한 수성의, 다이렉트 잉크젯 프린터를 사용하여 생성되었다. 잉크 영상 A는 위성이고 그리고 분석으로부터 제외되었다. 점 B는 프레임 여백에 의해 개열되었고 그리고 상기 분석에 포함되었다(즉, 완전한 잉크점이 분석되었다). 꼬리 돌출부(tailor projection) C는 그의 좌측에 위치되는 잉크점의 일부로 고려되었다. 따라서, 상기 필드는 영상 처리를 위한 단지 6개의 잉크점들 만을 포함한다.
도 5h는 본 발명에 따른 잉크점 구조의 필드의 확대된 도면을 제공하고, 여기에서 상기 상용-코팅된 기재는 도 5g의 기재와 동일한 것이다. 실시예로서, 잉크점 D는 위성이고 그리고 분석으로부터 배제되었다. 따라서, 상기 필드는 영상 처리를 위한 12개의 잉크점들을 포함한다.
상기 도면들의 비교로부터 도 5g에 나타난 잉크점들의 필드가 도 5h에 나타난 필드에 비해 훨씬 우수한 점 형상 및 평균 점 형상을 나타낸다는 것이 명백하다.
도 5i은 미코팅된 섬유상 기재(하다르 탑 미코팅-옵셋용지 170gsm) 상의 잉크점들 또는 반점들의 필드의 확대된 도면을 제공하고, 상기 필드는 상용적으로 획득가능한 수성의, 다이렉트 잉크젯 프린터를 사용하여 생성되었다. 보다 높은 확대에서, 점 E 및 F들이 구별되는 개별 점들임이 명백하게 되었다. 비록 여러 반점들이 상당히 둥글고 그리고 잘-형성되기는 하였으나, 상기 반점들 대부분은 낮은 진원도 및 볼록도를 나타내고, 낮게-한정된 모서리들을 갖고 그리고 연관되거나 또는 약하게 연관된 다중의 잉크 중심들을 포함하는 것으로 나타났다.
날카로운 대조에 의하여, 도 5j는 본 발명에 따른 잉크점 구조의 필드의 확대된 도면을 제공하며, 여기에서 미코팅된 기재는 도 5i의 기재와 동일한 것이다. 각 잉크점은 양호한 진원도 및 볼록도를 나타내고 그리고 잘-한정된 모서리들을 갖는다. 더욱이, 각 잉크점은 상기 거친(coarse), 미코팅된 섬유상 기재의 상부 상에 위치된다.
상기 필드들 각각에 대한 진원도로부터의 편차 및 비-볼록도 데이터가 표 4a 내지 표 4d에 제공되었다.
본 발명에 따른 상기 잉크점 구조의 필드들은 아르조위긴스 코팅 기재에 대하여 0.003의, 그리고 하다르 탑 미코팅 기재에 대하여 0.013의 (평균) 비-볼록도들을 나타내었다. 이들 평균값들은 이들 기재들 상의 본 발명의 개별 잉크점들로 나타난 비-볼록도들(각각 0.004 및 0.010)과 고도로 유사하였다. 유사하게, 본 발명에 따른 상기 잉크점 구조의 필드들은 아르조위긴스 코팅 기재에 대하여 0.059의, 그리고 하다르 탑 미코팅 기재에 대하여 0.273의 진원도로부터의 (평균) 편차들을 나타내었다. 이들 평균값들은 이들 기재들 상의 본 발명의 개별 잉크점들로 나타난 진원도로부터의 편차들(각각 0.026 및 0.239) 보다 더 높지는 않았으나 그러나 상당히 유사하였다. 상기 연결된 바와 같이, 그리고 도 5h 및 도 5j로부터 육안에 대하여 분명한 바와 같이, 본 발명의 상기 잉크점 구조들 내의 잉크점들은 상기 기재의 특정의, 국부 지형적 특징들에 크게 무관하게 일관되게 양호한 형상 특성들(볼록도 및 진원도 등과 같은)을 나타내는 경향이 있다.
이들 예시적인 결과들은 상용-코팅된 그리고 미코팅된 여러 별도의 섬유상 기재들에 대하여 확인되었다.
모든 시험된 상용-코팅된 섬유상 기재들에 대하여, 본 발명에 따른 상기 잉크점의 필드들은 최대 0.05, 최대 0.04, 최대 0.03, 최대 0.025, 최대 0.020, 최대 0.015, 최대 0.012, 최대 0.010, 최대 0.009 또는 최대 0.008의 평균 비-볼록도를 나타내었다.
모든 시험된 미코팅 섬유상 기재들에 대하여, 본 발명에 따른 상기 잉크점의 필드들은 최대 0.085, 최대 0.07, 최대 0.06, 최대 0.05, 최대 0.04, 최대 0.03, 최대 0.025, 최대 0.020, 최대 0.018 또는 최대 0.015의 평균 비-볼록도를 나타내었다.
Figure pct00029
일부 구체예들에 있어서, 상기 필드 비-볼록도는 적어도 0.0005, 적어도 0.001, 적어도 0.002, 적어도 0.003 또는 적어도 약 0.004이다. 일부 경우들, 그리고 특히 미코팅된 섬유상 기재들에 있어서, 상기 필드 또는 평균 비-볼록도는 적어도 0.05, 적어도 0.07, 적어도 0.10, 적어도 0.12, 적어도 0.15, 적어도 0.16, 적어도 0.17 또는 적어도 0.18이 될 수 있다.
모든 시험된 상용-코팅된 섬유상 기재들에 대하여, 본 발명에 따른 상기 잉크점 구조의 필드들은 최대 0.60, 최대 0.50, 최대 O.45, 최대 O.40, 최대 0.35, 최대 0.30, 최대 0.25, 최대 0.20, 최대 0.17, 최대 0.15, 최대 0.12 또는 최대 0.10의 평균 진원도로부터의 편차를 나타내었다.
모든 시험된 미코팅된 섬유상 기재들에 대하여, 본 발명에 따른 상기 잉크점 구조의 필드들은 최대 0.85, 최대 0.7, 최대 0.6, 최대 0.5, 최대 O.4, 최대 0.35, 최대 0.3, 최대 0.25, 최대 0.22 또는 최대 0.20의 평균 진원도로부터의 편차를 나타내었다.
일부 구체예들에 있어서, 상기 평균 진원도로부터의 편차는 적어도 0.010, 적어도 0.02, 적어도 0.03 또는 적어도 약 0.04이다. 일부 경우들에 있어서, 상기 진원도로부터의 편차는 적어도 0.05, 적어도 0.07, 적어도 0.10, 적어도 0.12, 적어도 0.15, 적어도 0.16, 적어도 0.17 또는 적어도 0.18이 될 수 있다.
비록 상기 기술된 비-볼록도 및 진원도로부터의 편차값들이 평가를 위하여 적절한 적어도 10개의 점들을 갖는 필드들에 대한 것이기는 하나, 이들은 적어도 20, 적어도 50 또는 적어도 200개의 이러한 적절한 점들을 갖는 필드들에 더 적용된다. 게다가, 본 발명자들은 필드 크기가 증가함에 따라 본 발명의 잉크점 구조들 대 선행기술 잉크점 구조들의 비-볼록도 값들 및 진원도로부터의 편차값들 둘 사이의 구별이 심지어 보다 통계학적으로 유의미하다는 것을 발견하였다.
이하에서 보다 상세하게 기술되는 모든 시험된 플라스틱 기재들에 대하여, 본 발명에 따른 상기 잉크점 구조의 상기 필드들은 최대 0.075, 최대 0.06, 최대 0.05, 최대 0.04, 최대 0.03, 최대 0.025, 최대 0.020, 최대 0.015, 최대 0.012, 최대 0.010, 최대 0.009 또는 최대 0.008의 평균 비-볼록도를 나타내었고; 본 발명에 따른 상기 잉크점 구조의 상기 필드들은 최대 0.8, 최대 0.7, 최대 0.6, 최대 0.5, 최대 0.4, 최대 0.35, 최대 0.3, 최대 0.25, 최대 0.20, 최대 0.18 또는 최대 0.15의 평균 진원도로부터의 편차를 나타내었다. 어택틱 폴리프로필렌(atactic polypropylene) 및 여러 폴리에스터 등과 같은 평활한 플라스틱들은 최대 0.35, 최대 0.3, 최대 0.25, 최대 0.20, 최대 0.18, 최대 0.15, 최대 0.12, 최대 0.10, 최대 0.08, 최대 0.06, 최대 0.05, 최대 0.04 또는 최대 0.035의 평균 진원도로부터의 편차를 나타내었다.
플라스틱 기재들
도 5k 내지 도 5m들은 본 발명에 따른 잉크점 구조들의 확대된 상부 도면들을 제공하며, 여기에서 하나의 잉크점이 이축 배향된 폴리프로필렌(biaxially oriented polypropylene) - BOPP(도 5k); 대전방지 폴리에스터(anti-static polyester)(도 5l); 및 어택틱 폴리프로필렌(도 5m)을 포함하여 여러 예시적인 플라스틱 인쇄 기재들 각각의 상부에 인쇄되었다.
사용된 여러 플라스틱 인쇄 기재들 전부에 대하여, 그리고 도 5k 내지 도 5m에서 예시적인 방법으로 나타난 바와 같이, 본 발명의 상기 잉크점들은 진원도, 볼록도, 모서리 조잡도 및 표면 거칠기를 포함하여 우수한 광학적 및 형상 특성들을 나타내었다.
도 5n는 본 발명에 따라 폴리에스터 기재 상에 인쇄된 잉크점의 확대된 상부 도면을 제공한다. 도 5n는 상기 잉크점 및 기재의 표면 거칠기를 나타내는 단면 묘사를 더 제공한다. 상기 잉크점은 약 600㎚의 높이를 갖는다. 고도에서의 편차는 상기 점 직경의 중간 80% 이상 ±50㎚ 이하이고, 그리고 상기 점 직경의 중간 60% 이상 ±25㎚ 이하이다.
진원도 및 비-볼록도로부터의 예시적인 편차들이 표 5에 제공되었다.
기재 형식 ER - 1 1 - CX
이축 배향된 폴리프로필렌 0.1442 0.0097
대전방지 폴리에스터 0.0288 0.0016
어택틱 폴리프로필렌 0.0299 0.0020
광범위한 플라스틱 인쇄 기재들 상에 인쇄된 잉크점들에 대한 상기 비-볼록도 또는 볼록도로부터의 편차는 최대 0.020, 최대 0.018, 최대 0.016, 최대 0.014, 최대 0.012 또는 최대 0.010이었다. 이축 배향된 폴리프로필렌을 포함하여 이들 기재들 모두의 위의 상기 잉크점들의 적어도 일부는 최대 0.008, 최대 0.006, 최대 0.005, 최대 0.004, 최대 0.0035, 최대 0.0030, 최대 0.0025 또는 최대 0.0020의 비-볼록도들을 나타내었다. 상기 폴리에스터 및 상기 어택틱 폴리프로필렌 기재들에 대하여, 전형적인 잉크점들은 최대 0.006, 최대 0.004, 최대 0.0035, 그리고 심지어 보다 전형적으로, 최대 0.0030, 최대 0.0025 또는 최대 0.0020의 비-볼록도들을 나타내었다.
시험된 모든 플라스틱 기재들에 대하여, 본 발명에 따른 잉크점 구조들 내의 개개잉크점들은 최대 0.8, 최대 0.7, 최대 0.6, 최대 0.5, 최대 0.4, 최대 0.35, 최대 0.3, 최대 0.25, 최대 0.20, 최대 0.18 또는 최대 0.15의 전형적인 진원도로부터의 편차를 나타내었다. 어택틱 폴리프로필렌 및 여러 폴리에스터 등과 같은 여러 평활한 플라스틱들에 대하여, 개개 잉크점들은 최대 0.35, 최대 O.3, 최대 0.25, 최대 0.20, 최대 0.18, 최대 0.l5, 최대 0.12, 최대 0.l0, 최대 0.08, 최대 0.06, 최대 0.05, 최대 0.04 또는 최대 0.035의 전형적인 진원도로부터의 편차를 나타내었다.
도 5o 내지 도 5q들 각각은 각 필드가 개개 플라스틱 기재 상으로 인새된 잉크점들을 포함하는 본 발명에 따른 잉크점 구조를 갖는 필드의 확대된 도면을 제공한다. 도 5o에서, 상기 기재는 대전방지 폴리에스터이고; 도 5p에서 상기 기재는 폴리프로필렌(이축 배향된 폴리프로필렌 WBI 35미크론(이스라엘 도르(Dor)); 도 5q에서, 상기 인쇄 기재는 어택틱 폴리프로필렌이다. 이들 필드들 모두에 있어서, 각 잉크점은 양호한 진원도 및 볼록도를 나타내고, 잘-한정된 모서리를 갖고, 그리고 상기 특정의 플라스틱 기재의 상부 상에 위치된다. 본 발명의 플라스틱-상-잉크점 구조들(ink dots-on-plastic constructions)의 상기 잉크점들은 특히 진원도, 볼록도, 모서리 조잡도 및 다른 광학적 형상 특성들과 관련하여 상용-코팅된 기재들 상의 잉크점들과 매우 유사할 수 있다. 광범위한 플라스틱 기재들에 대하여, 본 발명의 플라스틱-상-잉크점 구조들은 상기 상용-코팅된 기재들의 광학적 형상 특성들과 동등하거나 또는 능가하는 광학적 형상 특성들(예를 들면, 진원도로부터의 편차, 비-볼록도)을 나타낸다.
광 균일도( Optical Uniformity )
도 5a 및 도 5b들에서 제공된 원본 잉크막 영상들은 광학적으로 균일하지 않다. 대체로, 미코팅된 종이 상에 위치된 상기 잉크막 영상들은 코팅된 종이 상에 위치되는 대응하는 잉크막 영상들 보다 광학적으로 덜 균일하다.
더욱이, 본 발명의 잉크점들이 여러 선행기술 잉크 형태들과 비교하여 우월한 광 균일도를 나타낸다는 것이 관측될 수 있다. 이는 미코팅되고 그리고 코팅된 인쇄된기재들 둘 다에 대하여 유지되는 것으로 여겨진다. 영상-처리 기술들을 사용하여 육안으로 쉽게 관측되는 것이 정량화될 수 있다. 잉크점 균일도를 측정하는 방법이 이하에서 제공된다.
광 균일도 측정( Optical Uniformity Measurement )
상기 점 영상들을 바람직하게는 상기에서 제공된 통계학적 규칙들을 사용하여 상기 이미지엑스퍼트 소프트웨어에 실었다. 각 영상을 적색, 녹색 및 청색 채널들 각각에 실었다. 상기 영상 처리를 위하여 선택된 상기 채널은 가장 높은 가시적인 상세들을 나타내는 채널이며, 이는 점 윤곽 및 점 영역 내의 색 분산 및 상기 기재 표면 섬유상 구조들이 포함된다. 예를 들면, 상기 적색 채널은 전형적으로 시안 점에 대하여 가장 적절한 반면, 상기 녹색 채널은 전형적으로 선홍색 점에 대하여 가장 적절하다.
선택된 점들 각각에 대하여, 라인 프로파일(line profile)(바람직하게는 적어도 10개의 가장 대표적인 점들 각각에 대하여 3개의 라인 프로파일들)이 상기 점의 중심을 통하여 가로지르도록 상기 점 영역을 가로질러 측정되었다. 상기 라인 프로파일이 단일의 채널에 대하여 측정되었기 때문에, 명암값들(0-255, 비천연색 값들)이 측정되었다. 상기 라인 프로파일들은 상기 점의 중심을 가로질러 취해졌고 그리고 단지 상기 점의 직경의 2/3 안쪽 만을 커버하여 모서리 영향들을 피하도록 하였다. 샘플링 빈도(sampling frequency)에 대한 표준은 상기 라인 프로파일을 따라 약 8개의 광학적 측정들(8개의 측정된 명암값들이 상기 라인 프로파일을 따라 측정당 매 마이크로미터 또는 125㎚±25㎚를 따라 균일하게 이격됨)이며, 이는 상기 이미지엑스퍼트 소프트웨어의 자동 빈도(automatic frequency)이었으며, 이는 상기 업무를 위한 쉽게 취할 수 있는 적절하고 그리고 로버스트한(특이값들에 영향을 받지 않은) 것임이 발견되었다.
상기 라인 프로파일들 각각의 표준편차(standard deviation: STD)를 산출하고, 그리고 인쇄된 영상의 각 형태에 대한 다중의 라인프로파일 표준편차들을 단일값으로 평균하였다.
도 6a 내지 도 6t들은 여러 인쇄 기술들을 사용하여 수득된 잉크반점들 또는 점들의 영상들 및 그들에 대한 광 균일도 프로파일들을 제공한다. 특히, 도 6a 내지 도 6i들은 하기의 인쇄 기술들 즉: 휴렛팩커드 데스크젯 9000(도 6a); 디지털 프레스: 휴렛팩커드 인디고 7500(도 6b); 옵셋: 료비 755(도 6a-3); 제록스 디씨 8000(도 6a-4)에 대한 그리고 본 발명의 인쇄 기술의 하나의 구체예(도 6a-5)에 대한 미코팅된 종이 상에 위치되는 잉크점 영상들을 제공한다. 유사하게, 도 6k 내지 도 6s들은 이들 인쇄 기술들에 대한 상용 코팅된 종이 상에 위치되는 잉크점 영상들을 제공한다.
도 6b 내지 도 6t들은 각각 도 6a 내지 도 6i(미코팅된 종이 상)에 의해 그리고 도 6k 내지 도 6s(코팅된 종이 상)에 의해 제공된 상기 잉크점 영상들 각각에 대하여 상기 잉크점 영상의 중앙을 통하여 통과하는 선 상의 위치의 함수로서 (비-천연색의) 명암상대값(gray relative value)을 도식하는 그래프를 제공한다. 특정의 잉크점 영상에 대한 상대적으로 편평한 선형 프로파일은 상기 선을 따른 높은 광 균일도를 나타낸다.
미코팅되고 그리고 코팅된 기재들 둘 다에 대하여 인쇄된 영상의 각 형태의 라인 프로파일들 각각의 표준편차가 표 6에 제공되었다. 그 결과들은 미코팅된 섬유상 인쇄 기재들 상에 위치되는 상기 잉크점들이 코팅된 섬유상 인쇄 기재들 상에 위치되는 대응하는 잉크점들에 대하여 더 낮은 균일도를 나타낸다는 것을 확인하는 것으로 보여진다.
더욱이, 미코팅된 기재들에 대하여, 본 발명의 시스템 및 방법에 의해 생성된 본 발명의 잉크막의 라인 프로파일은 4.7의 표준편차를 가졌고, 이는 여러 선행기술 기술들을 사용하여 달성된 표준편차들(13.7 내지 19.1)에 대하여 상당히 비교된다. 코팅된 기재들에 대하여, 본 발명의 시스템 및 방법에 의해 생성된 본 발명의 잉크점의 라인 프로파일은 2.5의 표준편차를 가졌고, 이는 여러 선행기술 기술들을 사용하여 달성된 표준편차들(4 내지 11.6)에 대하여 비록 놀랍게도 적기는 하나 상당히 비교된다.
코팅된 종이들 상의 막들 또는 점들 간을 비교하는 경우, 본 발명의 상기 점 프로파일들의 표준편차(STD) 각각의 평균은 항상 3 이하이었다. 보다 일반적으로, 본 발명의 상기 점 프로파일들의 표준편차는 4.5 이하, 4 이하, 3.5 이하, 3 이하 또는 2.7 이하이다.
표준편차
미코팅 코팅
휴렛팩커드 데스크젯 9000 19.1 4
휴렛팩커드 인디고 7500 13.7 11.6
옵셋: 료비 755 18.6 5.75
제록스 디씨8000 15.4 7
본 발명 시스템 4.7 2.5
날카로운 대조에 의하여, 상기 옵셋 점 균일도 프로파일의 표준편차는 5.75이었고, 그리고 상기 LEP(인디고) 점 균일도 프로파일의 표준편차는 11.6이었다.
따라서, 본 발명의 상기 점들에 대한 표준편차값들은 코팅된 그리고 미코팅된 종이들 둘 다에 대하여 상기 선행기술의 예시적으로 인쇄된 점들의 표준편차값들과는 확고하게 구별되었다.
미코팅된 종이들 상의 막들 또는 점들 사이의 비교에 있어서, 본 발명의 상기 점 프로파일들의 표준편차(STD)는 항상 5 이하이었다. 보다 일반적으로, 본 발명의 상기 점 프로파일들의 표준편차는 10 이하, 8 이하, 7 이하 또는 6 이하이다.
앞서 언급한 바와 같이, 잉크 영상들이 극히 큰 복수의 개개 잉크점들 또는 단일 방울 잉크막들(적어도 20, 적어도 100, 적어도 1,000, 적어도 10,000 또는 적어도 100,000개)을 포함할 수 있기 때문에, 임의의 미코팅된 또는 코팅된(또는 상용-코팅된) 섬유상 기재 상에 위치된 본 발명의 잉크점들(또는 본 발명의 단일-방울 잉크점들)의 적어도 10%, 적어도 20% 또는 적어도 30%, 그리고 일부 경우들에 있어서, 적어도 50%, 적어도 70% 또는 적어도 90%가 미코팅된 종이들에 대한 그리고 상용-코팅된 종이들에 대한 상기 언급된 표준편차들을 나타내는 것일 수 있는 본 발명의 잉크점 구조들을 통계학적으로 정의하는 것이 의미가 있을 수 있다.
광학 밀도( Optical Density )
1 : 3의 비율의 수지에 대한 안료(클라리언트 호스타젯 블랙 오-피티 나노분산제(Clariant Hostajet Black O-PT nanodispersion))를 포함하는 잉크 제형들이 실시예 6에 따라 제조되었다. 여러 코팅 막대들을 사용하여 상기 제형들을 콘닷 글로스® 코팅 종이(135gsm)에 적용시켜 4 내지 50㎛의 특징적인 두께를 갖는 습윤층들(wet layers)을 수득하였다.
상기 제공된제형은 그의 25중량%가 안료이고, 그리고 약 75중량%가 수지인 대략 9.6중량%의 잉크 고형분을 포함한다. 상기 시험들 전부에 있어서, 수지 대 안료의 비율은 3 : 1로 유지되었다. 상기 잉크 제형들 중의 상기 잉크 고형분 분획은 0.05 내지 0.12중량%(5 내지 12%) 사이에서 변화하였다. 표준 방법으로 직접적으로 상기 종이 상으로 그리기(drawdown)가 수행되었다. 수득된 각 잉크막의 두께를 산출하였다.
상태 절대 "티" 모드(status "T" mode, absolute)를 사용하여 엑스-라이트® 528 분광농도계(X-Rite® 528 Spectro-densitometer)로 광학 밀도를 측정하였다. 그 결과들을 표 7에 제공하였다. 도 12는 막 두께의 함수로서 달성된 광학 밀도의 적합 곡선(fitted curve)(최하위 곡선)을 따라 수득된 광학 밀도 점들을 제공한다. 비록 본 발명자들은 선행기술 제형이 되는 제형을 알지 못하나, 상기 적합 곡선은 선행기술의 광학 밀도 성능을 대표할 수 있을 것이다.
메이어 로드 크기(Mayer Rod Size)(㎛) 잉크 고형분 분획 잉크막 두께
(㎛)		 광학 밀도
50 0.096 4.80 2.35
24 0.096 2.30 2.10
12 0.096 1.15 1.85
6 0.096 0.58 1.40
4 0.096 0.38 1.10
12 0.050 0.60 1.40
12 0.075 0.90 1.58
12 0.120 1.44 2.00
본 발명의 잉크막 구조들의 상기 광학 밀도는 도 12에서 수득되고 그리고 도식된 임의의 광학 밀도 점들 보다 및/또는 하기 함수
Figure pct00030
로 표시된 적합 곡선 상의 임의의 점 보다 적어도 5%, 적어도 7%, 적어도 10%, 적어도 12%, 적어도 15%, 적어도 18%, 적어도 20%, 적어도 22%, 적어도 25%, 적어도 28%, 적어도 30%, 적어도 35% 또는 적어도 40% 더 높은 것일 수 있으며;
여기에서:
ODbaseline은 상기 적합 곡선에 의해 제공된 광학 밀도이고, 그리고
Hfilm은 섬유상 인쇄 기재 등과 같은 인쇄 기재 상에 위치되는 상기 잉크막의 평균 두께 또는 평균 높이이다.
도 12의 상기 적합 곡선 상에 위치되는 상기 예시적인 곡선들은 본 발명의 잉크막 구조의 광학 밀도 곡선들이고, 여기에서 상기 광학 밀도는 각각 ODbaseline 보다 7% 더 높거나 또는 15% 더 높다.
절대적인 개념들에 있어서, 본 발명의 잉크막 구조들의 상기 광학 밀도(ODinvention)는 도 12에서 수득되고 그리고 도식된 임의의 광학 밀도 점들 보다 및/또는 상기 제공된 함수(ODbaseline)로 표시된 상기 적합 곡선 상의 임의의 점 보다 적어도 0.08, 적어도 0.10, 적어도 0.12, 적어도 0.l5, 적어도 0.18, 적어도 0.20, 적어도 0.25, 적어도 0.30, 적어도 0.35 또는 적어도 0.40 더 높은 것일 수 있다. 게다가, 적어도 1.5미크론의 막 두께에 대하여는, ODinvention은 도 12에서 수득되고 그리고 도식된 임의의 광학 밀도 점들 보다 및/또는 상기 제공된 함수로 표시된 상기 적합 곡선 상의 임의의 점 보다 적어도 0.45, 적어도 0.50, 적어도 0.55, 적어도 0.60, 적어도 0.70, 적어도 0.80, 적어도 0.90, 적어도 l.00, 적어도 1.l0 또는 적어도 l.25 더 높은 것일 수 있다.
도 13은 안료 함량 또는 산출된 평균 안료 두께(Tpig)의 함수로서 도식된, 도 12의 광학 밀도 측정값들을 제공한다. 도 13의 상기 광학 밀도들(Y-축)은 도 12에 나타낸 것들과 동일하나, 그러나, X-축의 변수들은 평균 측정되거나 또는 산출된 잉크막 두께 대신 안료 함량 또는 산출된 평균 안료 두께이다. 따라서,
Figure pct00031
이다.
카본블랙을 포함하거나 또는 실질적으로 카본블랙으로 이루어지는 흑색 안료등과 같은 흑색 안료들의 경우에 있어서, 상기 산출된 평균 안료 두께는 상기 잉크 고형분 분획 내의 상기 안료의 중량분획(하나의 예로서, 상기 참조된 제형에 있어서는 상기 안료의 중량분획은 0.25임)으로 곱한 상기 잉크 고형분들과 대략적으로 동등할 수 있다.
본 발명의 잉크막 구조들의 상기 광학 밀도는 도 13에서 수득되고 그리고 도식된 임의의 광학 밀도 점들 보다 및/또는 상기 산출된 평균 안료 두께의 함수로서의 ODbaseline의 상기 적합 곡선 상의 임의의 점 보다 적어도 5%, 적어도 7%, 적어도 10%, 적어도 12%, 적어도 15%, 적어도 18%, 적어도 20%, 적어도 22%, 적어도 25%, 적어도 28%, 적어도 30%, 적어도 35% 또는 적어도 40% 더 높은 것일 수 있다.
절대적인 개념들에 있어서, 본 발명의 잉크막 구조들의 상기 광학 밀도(ODinvention)는 도 13에서 수득되고 그리고 도식된 임의의 광학 밀도 점들 보다 및/또는 상기 제공된 함수(ODbaseline)로 표시된 상기 적합 곡선 상의 임의의 점 보다 적어도 0.08, 적어도 0.10, 적어도 0.12, 적어도 0.l5, 적어도 0.18, 적어도 0.20, 적어도 0.25, 적어도 0.30, 적어도 0.35 또는 적어도 0.40 더 높은 것일 수 있다. 게다가, 적어도 1.5미크론의 막 두께에 대하여, ODinvention은 도 13에서 수득되고 그리고 도식된 임의의 광학 밀도 점들 보다 및/또는 상기 산출된 평균 안료 두께의 함수로서의 ODbaseline의 상기 적합 곡선 상의 임의의 점 보다 적어도 0.45, 적어도 0.50, 적어도 0.55, 적어도 0.60, 적어도 0.70, 적어도 0.80, 적어도 0.90, 적어도 l.00, 적어도 l.10 또는 적어도 l.25 더 높은 것일 수 있다.
색영역 용적( color gamut volume )
특정의 인쇄 기술의 색영역은 상기 인쇄 기술이 재생할 수 있는 모든 색상들의 총합으로서 정의될 수 있다. 비록 색영역들이 여러 방법으로 표시될 수 있기는 하나, 순색영역(full color gamut)은 일반적으로 3-차원 색상 공간(three-dimensional color space) 내에서 표시된다.
국제색채협의회(International Color Consortium: ICC) 프로파일들이 색영역 용적을 평가하기 위하여 상용적으로 획득가능한 소프트웨어에 의해 종종 활용된다.
본 출원에서 충분히 설정되는 한 모든 목적들에 대하여 참조로 포함되는 국제표준화기구(ISO) 표준 12647-2('수정 표준(Amended Standard)'판)은 5가지 전형적인 옵셋 기재들에 대한 CIELAB 좌표계(CIELAB coordinates), 광택도(gloss) 및 ISO 휘도를 포함하여 옵셋 평판 방법들에 대한 여러 인쇄 매개변수들에 연관된다.
ISO 수정 표준 12647-2는 5가지 전형적인 옵셋 기재들 각각에 대하여 인쇄 순서 흑색-청록색-선홍색-황색에 대한 색상들의 CIELAB 좌표계를 정의하고, 그에 기초하여, 이들 기재들 각각에 대하여 그 결과의 옵셋 평판 인쇄의 색영역을 정의한다.
실제에 있어서, 옵셋 평판 인쇄에 있어서 기재로서 활용된 선행기술의 코팅된 백상지(woodfree paper)(예를 들면, ISO 수정 표준 12647-2의 타입 1(Type 1) 및 가능한 타입 2)에 대하여 상기 색영역 용적 성능들은 최대 약 400킬로(ΔE)3가 될 수 있다.
선행기술의 상기 색영역 용적 성능들은 타입 3 기재에 대하여(최대 약 380킬로(ΔE)3) 그리고, 예를 들면, ISO 수정 표준 12647-2의 타입 4 및 타입 5 등과 같은 여러 미코팅된 옵셋용지들 등과 같은 미코팅된 종이들 등과 같은 다른 형태들의 옵셋 평판 인쇄 기재들에 대하여는 어느 정도는 더 낮을 수 있다. 선행기술의 상기 색영역 용적 성능들은 이러한 미코팅 옵셋용지들에 대하여 최대 약 350킬로(ΔE)3가 될 수 있다.
이들 색영역 용적들과 연관되는 상기 인쇄 영상 두께(단일점 또는 막)는 적어도 0.9 내지 1.1㎛인 것으로 추측된다.
날카로운 대조에 의하여, 예를 들면, ICC 프로파일들에 의하여 결정된 바와 같이, 본 발명의 상기 잉크막 구조들의 상기 색영역 용적은 상기 제공된 색영역 용적들을 초과하거나 또는 상당히 초과할 수 있다. 각 특정의 기재 형태에 대하여, 본 발명의 잉크막 구조들의 상기 색영역 용적은 개개의 현존하는 색영역 용적 성능을 적어도 7%, 적어도 10%, 적어도 12%, 적어도 15%, 적어도 18%, 적어도 20%, 적어도 25%, 적어도 30% 또는 적어도 35%로 초과할 수 있다.
본 발명의 잉크막 구조들의 상기 색영역 용적은 상기 제공된 개개 색영역 용적 성능들을 적어도 25킬로(ΔE)3, 적어도 40킬로(ΔE)3, 적어도 60킬로(ΔE)3, 적어도 80킬로(ΔE)3, 적어도 100킬로(ΔE)3, 적어도 120킬로(ΔE)3, 적어도 140킬로(ΔE)3 또는 적어도 160킬로(ΔE)3로 초과할 수 있다.
절대적인 개념들에 있어서, 본 발명의 잉크막 구조들의 상기 색영역 용적은 적어도 425킬로(ΔE)3, 적어도 440킬로(ΔE)3, 적어도 460킬로(ΔE)3, 적어도 480킬로(ΔE)3 또는 적어도 500킬로(ΔE)3의 색영역 용적들로 특정될 수 있다. 타입 1 및 타입 2 기재들 등에 대하여는, 본 발명의 잉크막 구조들은 적어도 520킬로(ΔE)3, 적어도 540킬로(ΔE)3, 적어도 560킬로(ΔE)3 또는 적어도 580킬로(ΔE)3의 색영역 용적들로 더 특정될 수 있다.
이론에 제한됨을 희망함이 없이, 본 발명자들에게는 앞서 기술된 향상된 광학 밀도와 마찬가지로 향상된 색영역 용적이 상기 인쇄 기재의 상부 표면 상으로의 본 발명의 잉크막의 적층에 적어도 부분적으로는 또는 크게 기여할 수 있다고 여겨진다. 상기 막의 형상이 상기 기재에로의 전달에 앞서 대부분 결정될 수 있기 때문에, 상기 막은 상기 ITM으로부터 상기 기재에로 일체로 전달될 수 있다. 이러한 일체의 연속적인 단위는 상기 블랭킷으로부터 기재 섬유들 내로 또는 사이에로의 임의의 종류의 물질의 투과가 없게 되도록 실질적으로 용매의 부재일 수 있다. 상기 일체의 막은 전적으로 상기 섬유상 인쇄 기재의 상부 표면 상에 위치되는 적층된 층을 형성할 수 있다.
본 발명의 잉크막 구조들은 0.9 내지 1.1㎛ 막 두께 범위 뿐만 아니라 놀랍게도 0.9 내지 1.1㎛ 범위 보다 낮거나 또는 감지가능하게 낮은 평균 막 두께들 또는 높이들의 여러 언급된 색영역 용적들을 달성할 수 있다. 본 발명의 잉크막 구조들은 0.8㎛ 이하, 0.7㎛ 이하, 0.65㎛ 이하, 0.6㎛ 이하, 0.55㎛ 이하, 0.5㎛ 이하, 0.45㎛ 이하 또는 0.4㎛ 이하의 잉크막 두께들에 대한 이들 색영역 용적들로 특정될 수 있다.
본 발명의 잉크막 구조들은 또한 최대 4㎛, 최대 3.5㎛, 최대 3㎛, 최대 2.6㎛, 최대 2.3㎛, 최대 2㎛, 최대 1.7㎛, 최대 1.5㎛, 최대 1.3㎛ 또는 최대 1.2㎛인 평균 막 두께들에서 여러 언급된 색영역 용적들을 달성할 수 있다.
더욱이, 본 발명의 잉크막 구조들은 또한 앞서 기술된 임의의 상기 막 두께 영역들 내에서 상기 참조된 ISO 표준에 의해 정의된 상기 색영역들의 풀 커버리지(full coverage)를 달성할 수 있다.
개발 중에 있는 새로운 표준인 ISO 표준 15339가 표 8에 제공되었다.
기준 인쇄 조건 명칭 전형적인 용도 용적 ISO 15339
dE(CIELAB)3
1 유니버설 콜드셋뉴스(Universal ColdsetNews) 신문인쇄(Newsprint), 작은 영역(small gamut), 콜드셋 옵셋(coldset offset)을 사용한 인쇄, 플렉소그래피(flexography), 청첩장(letterpress) 등 100812.3
(23% 팬톤)
2 유니버설 히트셋뉴스(Iniversal HeatsetNews) 개선된 신문인쇄, 적절한 영역, 히트셋 또는 유사한 기술을 이용한 인쇄 184483.3
(32% 팬톤)
3 유니버설 슈퍼캘(Universal SuperCal) 무광(matt) 미코팅 종이 상에의 인쇄 활용 176121.3
(31% 팬톤)
4 유니버설 슈퍼캘 슈퍼캘린더 용지(super-calendared paper) 상에의 일반 인쇄 262646.2
(39% 팬톤)
5 유니버설 펍코티드(Universal PubCoated) 잡지 간행 345892.2
(47% 팬톤)
6 유니버설 프렘코티드(Universal PremCoated) 큰 영역, 용지-공급 옵셋, 그라비아를 사용 인쇄 398593.1
(52% 팬톤)
7 유니버설 엑스트라라지(Universal Extra Large) 디지털 인쇄 및 잠재적으로 다른 큰 영역 인쇄 방법 515753.2
(62% 팬톤)
팬톤(Pantones)
1200dpi의 정규 해상도를 갖는 디마틱스 삼바 싱글 패스 잉크젯 프린트 헤드들을 사용하고 그리고 9pℓ의 평균 방울 용적을 제공하여 색영역 인쇄물들을 만들었다.
프린트 헤드 내의 잉크는 22℃로 유지되었고, 상기 블랭킷은 70℃로 유지되었다. 약 450℃에서 그리고 16CFM(분당 입방 피트: Cubic Feet per Minute)의 용적 유량에서 수작업 건조가 실행되었다. 전달 온도는 약 130℃이었다. 실질적으로 실시예들 2, 5, 8 및 9들에 대하여 앞서 기술한 바와 같이 잉크 제형들이 제조되었다.
각 운전에 대하여, 170 패치들(patches)의 서로 다른 색 조합들을 인쇄하고 그리고 분광광도계(spectrophotometer)를 사용하여 측정하여 상기 색영역을 생성하였다. 각 색 분리(color separation)을 가열된 블랭킷 상으로 순차적으로 인쇄하고 그리고 대략 2초 동안 수작업으로 건조시켰다. 분리들의 순서는 황색, 선홍색, 청색 및 흑색이었다. 모든 분리들이 인쇄된 후, 실린더 중량을 사용하여 압력을 적용시키는 것에 의하여 상기 영상을 종이에로 전달시켰다.
각 개개 색 분리는 600㎚까지, 650㎚까지 또는 700㎚까지의 두께를 가졌다. 총 두께는 최대 2,000㎚, 그리고 평균하여 약 1,700㎚, 1,800㎚ 또는 1900㎚이었다. 일부 운전들에 있어서, 각 개개 색 분리는 450㎚까지, 500㎚까지 또는 550㎚까지이었고 그리고 대응하는 평균 총 두께는 약 1,300㎚, 1,400㎚ 또는 1,500㎚이었다.
동일한 매체(media) 상에 인쇄된 것처럼, 모든 비교들을 정규화된 백색에 대하여 수행되었다.
인쇄들로부터 색 프로파일을 생성하는 데 사용된 소프트웨어는 아이1프로파일러(i1Profiler) 1.4.2판(미합중국 미시간주 그랜드 래피드 소재 엑스-라이트®사(X-Rite®Inc.))이었다. 측정들은 아이1프로2 분광광도계(i1Pr02 spectrophotometer: 엑스-라이트®사)를 사용하여 수행되었고, 그리고 표준 기술들을 사용하여 차트를 도식하고 그리고 상기 색영역 용적을 산출하였다.
마모저항성( Abrasion Resistance )
인쇄된 잉크막들의 하나의 중요한 특징은 마모저항성이다. 마모저항성은 상기 인쇄된 영상이 연장된 문지르기(rubbing), 긁기(scratching) 및 끌기(scuffing) 하에서 그의 표면 및 구조적인 일체성(structural integrity)을 유지할 수 있는 지의 정도를 기술하는 인쇄된 잉크의 특성이다. 선적 및 취급 동안, 인쇄된 잉크막들의 노출된 표면은 마멸되고 그에 의하여 인쇄 품질을 감소시킬 수 있다. 따라서, 다양한 인쇄된 제품들(예를 들면, 잡지 및 브로슈어(brochures))이 우수한 마모저항성을 갖는 잉크막 구조들을 요구할 수 있다.
마모저항성은 전형적으로는 양호한 마모저항 특성들을 갖는 수지들을 포함하는 적절한 제형들을 사용하는 것에 의해 향상될 수 있다. 대안으로 또는 부가적으로, 왁스 및/또는 경-건성오일(hard-drying oils) 등과 같은 특별한 구성성분들이 상기 제형에 도입될 수 있다.
상기 잉크 제형에로의 왁스 또는 오일의 도입은 상기 잉크의 전체 속성들에 영향을 줄 수 있고 그리고 또한 다른 방법-연관 또는 인쇄-연관 문제들을 야기할 수 있다. 따라서, 전적으로 마모저항성 수지들에 의해 필요 마모저항성을 제공하는 것이 적어도 이러한 관점에서 유리할 수 있다.
본 발명자들은 본 발명의 상기 잉크 제형들에 있어서 그리고 상기 잉크막 구조들에 있어서, 상대적으로 낮은 기계적 또는 "벌크(bulk)" 마모저항성 특성들을 갖는 여러 수지들이 이들 잉크 제형들의 열-유동 거동(thermo-rheological behavior)에 유리하게 기여할 수 있는 반면에, 잉크막의 전개, 상기 중간전달부재 또는 블랭킷으로부터의 전달 및 상기 인쇄 기재에의 부착들 중의 적어도 하나가 감지가능하게 향상될 수 있다는 것을 발견하였다. 상기 수지들의 낮은 기계적 특성들에는 낮은 경도값(hardness value)이 포함될 수 있다.
본 발명자들은 이러한 수지들을 포함하는 본 발명의 잉크 제형들로 인쇄된 인쇄 영상들의 마모저항성이 이들 수지들의 상기 "벌크" 마모저항 특성들에 비해 놀랍게도 더 높다는 것을 발견하였다.
마모저항성은 마모블럭(abrasive block)을 각 샘플의 상부에 대하여 수차례 쓸어내고(sweeping) 그리고 상기 샘플들의 광학 밀도를 마모 시험 이전에 이들 샘플들에 대하여 구축된 기저선 값들과 비교해서 측정하는 것에 의하여 측정되었다. 상기 샘플들을 TMI(테스팅 머신즈사(Testing Machines Incorporated)) 잉크마찰시험기(ink rub tester)(모델명 #10-18-01) 내로 위치시키고 그리고 그 위에 위치된 콘닷 글로스® 종이(135gsm)의 한 조각을 갖는 1.8㎏ 시험블럭을 사용하여 건조 잉크 마찰 시험을 수행하였다. 상기 시험 이전 그리고 100회의 마모 사이클 이후에 상기 샘플들의 광학 밀도들을 측정하였다. 이러한 마모저항성 측정 절차는 TMI 지시 메뉴얼에 의해 추천되었고 그리고 미국재료시험협회(ASTM) 절차 D5264에 기초하고 있다.
실시예의 방법으로: 존크릴®2178(Joncryl®2178) 필름-형성 에멀젼 중의 고분자량 고분자를 마모저항성에 대하여 시험하였고, 그리고 우수한 마모저항 특성들을 갖는다는 것을 발견하였다. 상기 존크릴®2178을 포함하는 잉크 제형을 제조하였고, 그리고 12㎛ 코팅 로드(coating rod)를 사용하여 콘닷 글로스® 종이(135gsm) 상에 적용시켰다. 이 잉크 제형에 대하여는, 12㎛ 습윤 두께는 대략 1.2㎛의 막 두께를 갖는 건조 막에 대응한다. 표준 방법으로 그리기를 수행하였다. 계속해서 건조 잉크막 샘플을 마모저항성에 대하여 시험하였다. 100회 마모사이클(abrasion cycles) 이후 광학 밀도 손실은 단지 18% 이었으며, 이는 여러 인쇄 적용예들에 대하여 우수한 결과로 고려된다.
상기 존크릴®2178 필름-형성 에멀젼을 본 발명의 방법에 대한 열-유동 거동 적합성에 대하여 추가로 시험하였고, 그리고 낮은 전달 특성들을 갖는 것으로 밝혀졌다.
다음으로, 저분자량 수지(네오크릴®비티-26(Neocryl®BT-26))를 마모저항성에 대하여 시험하였고, 그리고 상대적으로 낮은 마모저항 특성들을 갖는 것으로 밝혀졌다. 상기 제1의 수지에 대한 것과 마찬가지로, 상기 언급된 수지를 포함하는 두 번째의 잉크 제형을 제조하였고, 그리고 12㎛ 코팅 로드를 사용하여 콘닷 글로스® 종이(135gsm) 상에 적용시켰다. 약 1.2㎛의 막 두께를 갖는 수득된 건조 막을 상기 기술된 마모저항성 시험에 적용시켰다. 100회 마모사이클 이후 광학 밀도 손실은 샘플 1에 의하여 생긴 손실의 거의 3배인 53%이었다.
본 발명의 잉크 제형을 본 발명의 방법에 대한 열-유동 적합성에 대하여 추가로 시험하였고, 그리고 적절한 전달 특성들을 갖는 것으로 밝혀졌다.
계속해서 본 발명자들은 상대적으로 낮은 마모저항 특성들을 갖는 상기 수지를 포함하는 이 제2의 잉크 제형을 본 발명의 인쇄 시스템 및 방법에서 시험하였다. 다시, 인쇄 기재로서 콘닷 글로스® 종이(135gsm)를 사용하였다. 마모저항성을 포함하여 여러 인쇄물 및 잉크막 구조 특성들을 평가하기 위하여 생성된 잉크막 구조들 중의 일부를 평가하였다.
상기 제2 잉크 제형을 사용하여 수득된 인쇄된 기재를 상기 그리기 샘플에 대하여 수행된 것과 동일한 마모저항성 시험에 적용시켰다. 놀랍게도, 광학 밀도 손실은 16.6% 이었으며, 이는 상기 제1의 높은 마모-저항성 건조 잉크막 샘플에 대한 마모저항성에 필적하는 것이고, 그리고 이는 광범위한 범위의 인쇄 적용예들에 대하여 충분히 양호한 결과이다.
다른 예시적인 마모저항성 시험에 있어서, 실시예 8에서 제공된 상기 조성에 따라 잉크 제형을 제조하였다. 상기 잉크를 12㎛ 코팅 로드를 사용하여 콘닷 글로스® 종이(135gsm) 상에 적용시켰다. 계속해서 상기 잉크를 열풍(hot air)로 건조시키고 그리고 상기 기술된 바와 같이 마모저항성을 시험하였다. 100회 마모사이클 이후 광학 밀도 손실은 30% 이었다.
다른 예시적인 마모저항성 시험에 있어서, 상기 기술된 잉크 제형을 사용하여 본 발명의 방법에 의한 건조 막을 생성시켰다. 습윤 잉크(앞서와 같이 12㎛)를 뜨거운(130℃) [실란올-말단처리 폴리디메틸-실록산] 실리콘 블랭킷([silanol-terminated polydimethyl-siloxane] silicone blanket) 상에 적용시키고, 막을 건조시키고 그리고 건조된 막을 콘닷 글로스 종이(135gsm)로 전달시키는 것에 의하여 약 1㎛의 두께를 갖는 상기 건조 막을 수득하였다. 100회 마모사이클 이후 광학 밀도 손실은 19% 이었다.
부착 실패( Adhesive Failure )
본 발명의 잉크막 구조들(그 중에서도 실시예 4)의 부착 특성들을 평가하고 그리고 선행기술의 잉크점 또는 잉크막 구조들의 부착 특성들에 대하여 비교하였다. 사용된 표준 시험 절차: 피나트(FINAT: Federation Intemationale des Fabricants et Transformateurs d'Adhesifs et Thermocollants sur Papiers et Autres Supports)의 정량적 잉크 부착 시험 에프티엠 21(FTM 21)을 이하에 제공하였다.
피나트 에프티엠 21(FINAT FTM 21)
잉크 부착 - 기본
관점: 이 방법은 라벨스톡(labelstock)에 대한 인쇄 잉크 또는 락커(lacquer)의 부착의 정도의 신속한 평가를 허용한다.
정의: 인쇄 잉크 또는 락커를 상기 기재 상에 적용시키고 그리고 인쇄 프레스(printing press) 상에서 경화시키거나 또는 잉크의 형태에 따라 적절한 표준 방법을 사용하여 적용시켰다. 계속해서 접착테이프(adhesive tape)를 적용시키고 그리고 박리시킬 때 제거될 수 있는 잉크의 양으로 잉크 부착을 평가하였다. 기계적인 제거에 대한 상기 잉크의 저항성은 또한 상기 잉크를 긁어내는 것에 의하여 그리고 압력 하에서 변형시키는 것에 의하여 측정되었다.
시험 설비: 상기 잉크를 적용시키고 그리고 경화시키는 수단들. 높은 점착력(high peel adhesion)('강력한(aggressive)')의 점착테이프, 예를 들면, 테사 7475(Tesa 7475)(아크릴 기반), 테사 7476(고무 기반) 또는 쓰리엠 스카치 810(3M Scotch 810). 시험편(test piece) 상에 테이프를 평활시키기 위한 피나트 롤러(FINAT roller). 금속 압설자(metal spatula). 장갑.
시험편: 만일 요구되는 잉크가 인쇄 방법의 일부로서 기재에 이미 적용되지 아니한 경우, 상기 잉크를 균일한 두께(예를 들면, 저-점도 잉크들을 위한 메이어 바(Meyer bar)로)로 코팅하고 그리고 상기 코팅을 공급업자에 의하여 추천된 대로 경화시키는 것에 의하여 시험을 위한 샘플들을 제조하였다. A-4 용지들이 이 시험을 위한 통상-크기의 샘플이다. 시험조건 23℃±2℃ 및 50% 상대습도(RH)±5% RH. 실제라면, 상기 시험편들은 시험에 앞서 적어도 4시간 동안 숙성(conditioned)시켜야 한다.
테이프 시험: 시편을 평활하고, 편평하고, 단단한 표면 상에 올려놓고 그리고 상기 점착테이프를 상기 시편에 미부착된 테이프의 일부를 남긴 채 그리고 상기 테이프 아래로 공기방울들이 포집되지 않도록 하여 적용시켰다. 상기 피나트 롤러를 사용하여, 상기 시편에 걸쳐 각 방향으로 상기 롤러를 2회 통과시키는 것에 으하여 상기 테이프를 내리 누르고, 그리고 계속해서 상기 테이프 자체에 대하여 뒤로 상기 테이프의 상기 미부착된 부분을 180° 굴곡시켰다. 상기 테이프를 내리 누른 이후 20분 이내에, 상기 시편을 프레임 내에 탑재하거나 또는 한 손을 사용하여 상기 시편을 견고하게 파지하고, 계속해서 테이프의 자유로운 조각(미부착 부분)을 다른 손으로 처음에는 일정한 속도로 천천히 그리고 계속해서 매우 빠르게 그리고 가속시켜 당겼다. (보다 더 강력한 시험에서는 속도가 더 빨랐다) 문헌 피나트 기술 핸드북 6판, 2001 53을 참조하시오.
앞서 측정된 대조 샘플들과 비교하거나 또는 하기의 등급을 참조하여 상기 시편의 성능을 기록하였다:
1 등급(Grade 1) 잉크의 제거가 없음
2 등급 잉크의 약간의 제거(<10%)
3 등급 잉크의 중등도(moderate)의 제거(10 내지 30%)
4 등급 잉크의 심각한 제거(30 내지 60%)
5 등급 잉크의 거의 완전한 제거(>60%)
예시적인 결과들을 표 9에 제공하였다.
직접(단일분사) 잉크젯 기술들이 여러 플라스틱 기재들에 대하여 낮은 잉크 부착을 나타내었다. 제록스 페이저 8560(XEROX Phaser 8560)으로 예시화된 고체 잉크 기술(solid ink technology) 및 휴렛팩커드 디자인젯 지6200(HP Designjet Z6200)으로 예시화된 라텍스 인쇄 기술(latex printing technology)들이 또한 여러 플라스틱 기재들에 대하여 낮은 잉크 부착을 나타내었다. 평판 옵셋 인쇄, 그라비아 및 일부 LEP 및 DEP 기술들은 시험된 상기 플라스틱 기재들 상에 강한 부착 특성들을 나타내었다.
폴리프로필렌 시트(예를 들면, 이축 배향된 폴리프로필렌 - BOPP), 폴리에틸렌 시트 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트들을 포함하여 여러 플라스틱 기재들에 대하여, 본 발명의 상기 잉크-막 구조들은 강한 부착 특성들을 나타내었다.
본 발명의 일부 구체예들에 있어서, 상기 잉크 단일분사 잉크 구조들은 표준 테이프 시험(FINAT FTM 21, 기본 잉크 부착 시험)에 적용시켰을 때 최대 10% 그리고 보다 전형적으로는 최대 5%의 부착 실패를 나타내었다. 대부분의 경우들에 있어서, 상기 플라스틱-상-잉크점 잉크 구조들(ink dots-an-plastic ink constructions)은 이러한 테이프 시험에 적용시켰을 때 부착 실패가 없거나 또는 실질적으로 없었다.
인쇄 기재 형태 평균 등급
기술 장치 무분할
(no cut)		 분할
(with cut)
가변형 슬리브 옵셋 인쇄(Variable Sleeve Offset Printing) 폴리에틸렌(웹) 1 1
그라비아 셀룰로오스 1 1
플렉소그래피 코멕시(COMEXI) 폴리에틸렌 1.66 2
플렉소그래피 폴리프로필렌 1 1
LEP 인디고 수축 슬리브 스톡(Shrink Sleeve Stock) 1 1
잉크젯(산업용) 이에프아이 제트리온(EFI Jetrion) 폴리프로필렌 1 1
DEP(LED-기반) 제이콘(XEIKON) 폴리프로필렌 1 2
그라비아 폴리에틸렌 1 1
LEP 인디고 더블류에스 6600(INDIGO WS 6600) 폴리에틸렌 1 1.66
고체 잉크 제록스 페이저 8560 폴리프로필렌 5 5
고체 잉크 제록스 페이저 8560 졸리바 합성종이 60(Jolybar Synth. Paper 60) 5 5
고체 잉크 제록스 페이저 8560 100 폴리프로필렌 90엠(100 PP 90M) 5 5
고체 잉크 제록스 페이저 8560 피피엑스 라벨 110엠(PPX LABEL 110M) 5 5
라텍스 휴렛팩커드 디자인젯 지6200 폴리프로필렌(휴렛팩커드 에브리데이 마트) 4.33 4.33
잉크젯 엡손 스타일러스 에스엑스-125 폴리프로필렌 5 5
잉크젯 엡손 스타일러스 에스엑스-125 박막-폴리에텔렌테레프탈레이트(PETF-Thin) 5 5
잉크젯 엡손 스타일러스 에스엑스-125 폴리에틸렌 5 5
잉크젯 엡손 스타일러스 에스엑스-125 후막-폴리에틸렌테레프탈레이트(PETF-Thick) 5 5
잉크젯 휴렛팩커드 데스크젯 9803 폴리프로필렌 5 5
잉크젯 휴렛팩커드 데스크젯 9803 박막-폴리에텔렌테레프탈레이트 5 5
잉크젯 휴렛팩커드 데스크젯 9803 폴리에틸렌 5 5
잉크젯 휴렛팩커드 데스크젯 9803 후막-폴리에틸렌테레프탈레이트 5 5
본 발명 란다 프레스(Landa Press) 폴리프로필렌(합성종이) 1 1
본 발명 란다 프레스 폴리프로필렌 1 1
본 발명 란다 프레스 박막-폴리에틸렌테레프탈레이트 1 1
본 발명 란다 프레스 폴리에틸렌 1 1
본 발명 란다 프레스 후막-폴리에틸렌테레프탈레이트 1 1.33
수지의 유리전이온도( Glass Transition Temperature of the Resin )
본 발명자들은 본 발명의 상기 잉크막 구조들을 지지하는 상기 제형들 내에서 사용하기 위한 수지들을 선택함에 있어서 연화점(softening temperature: 또는 적어도 부분적으로는 무정형 수지들에 대하여는 유리전이온도)가 수지 적합성(resin suitability)의 유용한 지시자(indicator)가 될 수 있다는 것을 발견하였다. 특히, 상기 잉크 제형들에서 사용된(그리고 본 발명의 상기 잉크막들 내에 위치되는) 상기 수지들은 47℃ 이하 또는 45℃ 이하, 그리고 보다 전형적으로는 43℃ 이하, 40℃ 이하, 35℃ 이하, 30℃ 이하, 25℃ 이하 또는 20℃ 이하의 유리전이온도(T g )를 가질 수 있다.
보다 일반적으로, 방법의 관점으로부터, 물, 임의의 공-용매 및 공정 조건들 하에서 기화될 수 있는 임의의 다른 기화가능한 재료, 예를 들면, pH 조절제(pH adjusting agents)("잉크 고형분" "잉크 잔사" 등을 생성하는) 및/또는 그의 수지들이 전혀 없게 되거나 또는 실질적으로 없게 된 후의 상기 ITM 상에 위치되는 상기 잉크 제형들은 47℃ 이하 또는 45℃ 이하, 그리고 보다 전형적으로는 43℃ 이하, 40℃ 이하, 35℃ 이하, 30℃ 이하, 25℃ 이하 또는 20℃ 이하의 T g 를 가질 수 있다.
열-유동 특성들( Thermo - Rheological Properties )
본 발명의 방법은 상기 영상전달부재의 표면 상으로의 전달 동안에 상기 잉크 영상으로부터 수성 담체를 제거하기 위한 상기 잉크막 또는 영상의 가열을 포함할 수 있다. 상기 가열은 또한 상기 잉크 점도의 감소를 용이하게 하여 상기 ITM으로부터 상기 기재에로의 전달 조건들이 가능하게 되도록 할 수 있다. 상기 잉크 영상은 상기 수성 담체의 증발 이후 잔류하는 유기 고분자 수지 및 착색제의 잔사 막(residue film)이 끈적이게(tacky) 되도록(예를 들면, 상기 수지의 연화(softening)에 의하여) 하는 온도까지 가열될 수 있다.
상기 영상전달부재의 표면 상의 상기 잔사 막은 건조되거나 또는 실질적으로 건조될 수 있다. 상기 막은 상기 잉크 제형으로부터의 상기 수지 및 상기 착색제를 포함한다. 상기 잔사 막은 소량의 하나 또는 그 이상의 계면활성제(surfactants) 또는 분산제(dispersants)들을 소량 더 포함할 수 있으며, 이들은 전형적으로 상기 잉크의 pH에서(즉, 분사에 앞서) 수용성이다. 상기 잔사 막은 하나 또는 그 이상의 가소제(plasticizers)를 더 포함할 수 있다.
상기 잉크 잔사 막은 이것이 임프레션 실린더에 도달하기 이전에 끈적이게 될 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기 막은 상기 기재와의 접촉 및 환경에의 노출에 의하여 임프레션 스테이션(impression station)에서 냉각될 수 있다. 이미 끈적이는 잉크 막은 즉각적으로 압력 하에서 그 위로 가압되는 상기 기재에 부착될 수 있고, 그리고 상기 막의 냉각은 상기 기재에의 부착을 희생함이 없이 상기 영상전달표면에의 막 부착을 상기 막이 깔끔하게 상기 영상전달부재로부터 박리되는 점까지 감소되도록 하기에 충분할 수 있다.
끈적임(tack 또는 tackiness)은 가벼운 압력 하에서의 즉각적인 접촉에 의하여 재료가 표면에 부착되는 것을 가능하게 하는 재료의 특성으로 정의될 수 있다. 끈적임 성능은 상기 재료(고분자 수지 또는 잉크 고형분들)의 여러 점탄성 특성들(viscoelastic properties)에 고도로 연관될 수 있다. 상기 점도 및 상기 탄성 특성들 둘 다는 중요한 것으로 될 수 있고: 상기 점도 특성들은 적어도 부분적으로는 재료가 표면 상으로 확산되고 그리고 긴밀한 접촉을 형성하는 능력으로 특정되는 한편, 상기 탄성 특성들은 적어도 부분적으로는 상기 재료의 부착 강도로 특정된다. 이들 및 다른 열-유동 특성들은 속도(rate) 및 온도 의존적이다.
상기 잔사 막의 상기 열-유동 특성들의 적절한 선택에 의하여, 상기 냉각의 효과가 상기 잔사 막의 결합(cohesion)을 증가시킬 수 있고, 그에 의하여, 그의 결합이 상기 전달부재에의 그의 부착을 초과하여 상기 잔사 막의 전부 또는 실질적으로 전부가 상기 영상전달부재로부터 분리되고 그리고 막으로서 상기 기재 상으로 압인되도록 한다. 이러한 방법으로, 상기 막에 의해 피복되는 영역 또는 그의 두께에의 유의미한 변성 없이 상기 기재상으로 상기 잔사 막이 압인되는 것을 확실하게 하는 것이 가능하다.
티엠-피이-피 펠티어 판 온도 모듈(TM-PE-P Pektier plate temperature module) 및 피20 티아이 엘(P20 Ti L 기하학적 구조측정(P20 Ti L measuring geometry: 스핀들(spindle)을 갖는 써모사이언티픽 하아케 레오스트레스® 6000 유동계(Thermo Scientific HAAKE RheoStress® 6000 rheometer)를 사용하여 점도 온도 스윕(viscosity temperature sweeps) - 경사 및 단계(ramp and step) - 을 수행하였다.
2㎝ 직경 모듈 내에 1㎜ 심도를 갖는 건조된 잉크 잔사의 샘플들을 시험하였다. 상기 샘플들을 오븐 내에서 100℃의 운전 온도에서 밤새 건조시켰다. 샘플(펠릿)의 덩어리를 2㎝ 직경의 모듈 내로 삽입하고 그리고 완만한 가열에 의하여 연화시켰다. 계속해서 샘플 덩어리(sample volume)를 소정의 1㎜ 심도까지 감소시키기 위하여 상기 스핀들을 하강시키는 것에 의하여 상기 샘플 덩어리를 소정의 크기로 감소시켰다.
온도 경사 모드(temperature ramp mode)에서, 대략 초당 0.33℃의 속도로 고온(전형적으로 160℃ 내지 190℃)까지 상향경사(ramped up)되기 이전에 낮은 온도(전형적으로 25℃ 내지 40℃)에서 상기 샘플 온도가 안정화되도록 하였다. 대략 10초의 간격들에서 점도 측정값들을 취하였다. 계속해서 대략 초당 0.33℃의 속도로 저온까지 하향경사(ramped down)되기 이전에 상기 샘플 온도를 높은 온도에서 120초간 상기 샘플 온도가 안정화되도록 하였다. 다시, 대략 10초의 간격들에서 점도 측정값들을 취하였다. 0.001의 감마(gamma)에서 그리고 0.1㎐의 주파수에서 진동 온도 스윕(oscillation temperature sweeps)들을 수행하였다.
이하의 상세한 설명에서 그리고 특허청구범위들에서, 전적으로 앞서 기술된 온도 상향-경사 및 하향-경사법(temperature ramp-up and ramp-down method)에 의하여 동점도(dynamic viscosity)에 대한 값들을 정량적으로 결정하였다.
도 7은 본 발명의 상기 잉크막 구조에 적절한 여러 건조된 잉크 제형들에 대한 온도의 함수로의 동점도의 하향-경사 온도 스윕 도식들을 제공한다. 대략 160℃의 최대 온도에 도달한 이후, 그리고 120초를 기다리고, 온도를 기술한 바와 같이 하향경사시켰다.
가장 낮은 점도 곡선은 약 2% 안료 고형분을 포함하고 상기에서 기술된 방법에 따라 생성된 본 발명의 황색 잉크 제형의 건조된 잔사의 점도 곡선이다. 약 160℃에서, 상기 유동계로 약 6.7*106센티포아즈(cP)의 점도가 측정되었다. 상기 온도가 하향경사됨에 따라, 상기 점도는 95℃에서 약 6*107cP까지 그리고 58℃에서 약 48*107cP까지 점진적으로 그리고 단조롭게 상승되었다.
중간의 점도 곡선은 약 2% 안료 고형분을 포함하고 상기에서 기술된 방법에 따라 생성된 본 발명의 청색 잉크 제형의 건조된 잔사의 점도 곡선이다. 약 157℃에서, 상기 유동계로 약 86*106cP의 점도가 측정되었다. 상기 온도가 하향경사됨에 따라, 상기 점도는 94℃에서 약 187*106cP까지 그리고 57℃에서 약 8*108cP까지 점진적으로 그리고 단조롭게 상승되었다.
가장 높은 점도 곡선은 약 2% 안료 고형분을 포함하고 상기에서 기술된 방법에 따라 생성된 본 발명의 흑색 잉크 제형의 건조된 잔사의 점도 곡선이다. 약 160℃에서, 상기 유동계로 약 196*106cP의 점도가 측정되었다. 상기 온도가 하향경사됨에 따라, 상기 점도는 95℃에서 약 763*107cP까지 그리고 59℃에서 약 302*107cP까지 점진적으로 그리고 단조롭게 상승되었다.
도 8은 본 발명의 여러 건조된 잉크 제형들 대 여러 선행기술 잉크 제형들에 대한 온도의 함수로서의 동점도의 하향경사 온도 스윕 도식이다. 선행기술 제형들의 점도 곡선들은 1 내지 5로 표지하고 그리고 점선으로 나타내었고; 본 발명의 제형들의 점도 곡선들은 A 내지 E로 표지하고 그리고 실선으로 나타내었다. 본 발명의 상기 잉크 제형들에는 도 7(A = 흑색; C = 청색; 및 E = 황색)과 연관하여 앞서 기술된 3종 및 약 6%의 여러 스티렌-아크릴 에멀젼들과 함께 약 2중량%의 선홍색 수성 안료 제제 고형분[호스타젯 마젠타 이5비피티(클라리언트사)를 포함하는 잉크 제형들("B"; "D") 2종이 포함된다. 서로 다른 색상들의 여러 상용적으로 획득가능한 잉크젯 잉크들로부터 선행기술 잉크들의 잔사들이 제조되었다.
36*108 이하의 점도들에 대한 도 8의 도식의 확대된 도면을 도 9에 제공하였다. 도 9에서는 본 발명의 제형들 A 내지 E들 및 선행기술 제형 5의 점도 곡선들만을 볼 수 있다.
여러 선행기술 잉크 제형들의 건조된 잉크 잔사들이 적어도 160℃까지의 전체 측정된 범위의 온도들에 걸쳐 흐름 거동(flow behavior)을 전혀 나타내지 않거나 또는 실질적으로 나타내지 않는다는 것이 상기 도식들로부터 그리고 상기 점도들의 크기로부터 명백하다. 상기 선행기술 제형들의 일부 도식들에서 극히 높은 점도들에서 관측된 피크들은 아무런 물리적인 의미들을 갖지 못하는 것으로 여겨진다. 선행기술 잔사 막들 각각에 대한 가장 낮게 측정된 점도는 적어도 135*107cP 내지 적어도 38*108cP의 범위 이내 이었다. 이 범위 내에서 가장 낮은 값인 135*107cP은 약 160℃에서 본 발명의 잉크 제형들의 임의의 상기 잔사들의 가장 높은 점도값의 6배를 훨씬 초과한다.
게다가, 상기 실험의 하향-경사 단계 동안, 상기 선행기술의 샘플 1 내지 5들은 약 160℃에서 측정된 점도를 초과하는 점도값들을 나타내거나 및/또는 충분히 높아서 상기 막의 전달을 불가능하게 하는 것으로 나타났다. 실제에 있어서, 본 발명의 발명자들은 본 발명의 잉크막들 5개 모두를 인쇄 기재에로 성공적으로 전달하였으나, 5개의 선행기술 잉크막들 중의 어느 것도 심지어 160℃ 이상으로 가열한 이후에도 인쇄 기재에로 전달하는 것에 실패하였다.
본 발명자들은 125℃ 내지 160℃의 범위 이내의 적어도 하나의 온도인 "열" 동점도("hot" dynamic viscosity)에 대한 50℃ 내지 85℃의 범위 이내의 적어도 하나의 온도인 "냉" 동점도의 비율을 계산하였다. 본 발명자들은 이 비율이 본 발명의 방법의 다중의 요건들을 만족하는 잉크 제형들 및 본 발명의 방법의 다중의 요건들을 만족하지 못하는 잉크 제형들 간을 구분하는 데 중요할 수 있을 것으로 여겨진다.
인쇄된 기재들 상의 잉크막의 분석
기본 절차:
콘닷 글로스® 종이(135g/㎠, B2, 750*530㎜)의 3개의 시트들을 본 발명의 잉크 제형들(선홍색, 황색, 청색 및 흑색)을 사용하여 공동계류중인 국제특허출원 제PCT/IB2013/051716호(출원인의 참조번호 LIP 5/001 PCT)에 따른 디지털 프레스로 인쇄하였다. 1주 후, 상기 시트들을 3*3㎝ 조각들로 절단시키고 그리고 물에 용해시킨 1% 2-아미노-2-메틸-1-프로판올(2-amino-2-methyl-1-propanol)을 포함하여 여러 수용성 잉크들을 사용하여 인쇄된 잉크 영상들을 충분히 용해시킬 수 있는 용액 300g 내로 도입시켰다. 이 탈묵 과정(de-inking procedure)에 있어서, 상기 용액을 실온(예를 들면, 약 23℃)에서 10분간 교반시키고, 그 후, 상기 혼합물을 10미크론 필터를 통하여 여과시켰다. 주로 용해된 잉크 및 안료 입자들을 포함하는 여액(filtrate)을 회전증발기(rotary evaporator)를 사용하여 건조시켰다. 계속해서 여액 잔사를 5g의 디메틸설폭사이드(DMSO) 내에 용해시키고 계속해서 오븐(oven) 내에서 110℃에서 12시간 동안 건조시켜 "회수된 잔사(recovered residue)"를 수득하였다.
상기 탈묵 과정으로부터 수득된 회수된 잔사의 열-유동 거동을 상향경사 및 하향경사 온도 스윕(상기 기술된 바와 같은)에서의 점도 측정값들로 특정하였다. 그 결과들을 도 10에 도식하였다.
도 10으로부터 상기 인쇄된 영상들로부터 추출된 상기 잉크 고형분들의 열-유동 거동이 본 발명의 잉크 제형들을 직접적으로 건조시키는 것에 의해 생성된 건조된 잉크 잔사들의 열-유동 거동 특성과 유사하다. 상기 회수된 잔사의 열-유동 거동이 샘플 1 내지 5 등과 같은 여러 수성 기반 잉크젯 제형들의 건조된 잔사들의 열-유동 거동(도 8에서 나타낸 바와 같은)과는 뚜렷하게 다르다는 것이 더욱 분명하게 나타난다.
다른 시험에 있어서, 카트릿지로부터 휴렛팩커드 블랙 잉크젯 잉크(휴렛팩커드 데스크젯 9803에서 사용하기 위하여 공급된 것으로서)를 건조시켜 잔사를 형성시켰다. 상기 잔사를 5g의 디메틸설폭사이드(DMSO)에 용해시키고 그리고 계속해서 오븐 내에서 110℃에서 12시간 동안 건조시켰다. 건조 샘플 100㎎을 0.5㎖의 증류수(또는 디메틸설폭사이드 등과 같은 적절한 용제)에 용해/분산시켰다. 교반 후, 액체 재료를 실리콘 고무 주형(silicon rubber mold) 내로 도입시켰다. 그 후, 상기 주형을 플레이트(250℃까지 가열된) 상에 10분간 위치시켰다. 수득된 건조 태블릿(tablet)을 실온까지 냉각되도록 방치하고, 그리고 계속해서 고온(약 190℃)에서 동점도 측정에 적용시켰다. 센티포아즈 단위의 상기 점도를 도 11에 도식하였다.
이상적인 흑색 잉크젯 잉크를 또한 상기 언급된 휴렛팩커드 잉크젯 프린터를 사용하여 콘닷 글로스® 종이의 여러 시트들 상에 인쇄시켰다. 1주 후, 상기 시트들을 작은 조각들로 절단시키고 그리고 상기 기술된 것과 실질적으로 동일한 증류수에 용해시킨 1% 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 용액 내로 도입시켰다. 플라스크를 실온에서 10분간 교반시키고, 그 후, 상기 혼합물을 10미크론 필터를 통하여 여과시켰다. 여액을 회전증발기를 사용하여 건조시켰다. 잔사를 5g의 디메틸설폭사이드(DMSO) 내에 용해시키고 계속해서 오븐 내에서 110℃에서 12시간 동안 건조시켰다. 건조 샘플 100㎎을 0.5㎖의 증류수(또는 디메틸설폭사이드 등과 같은 적절한 용제)에 용해시켰다. 교반 후, 액체 재료를 실리콘 고무 주형 내로 도입시켰다. 그 후, 상기 주형을 플레이트(250℃까지 가열된) 상에 10분간 위치시켰다. 상기 휴렛팩커드 잉크젯 인쇄된 샘플들의 탈묵으로부터 수득된 건조 태블릿을 실온까지 냉각되도록 방치하고, 그리고 계속해서 고온(약 190℃)에서 동점도 측정에 적용시켰다. 센티포아즈 단위의 상기 점도를 도 11에 도식하였다.
상기 휴렛팩커드 샘플들의 탈묵에 의하여 수득된 상기 잉크젯 잉크 잔사는 동일한 휴렛팩커드 잉크젯 잉크의 건조된 잔사에 의하여 나타난 동점도와 유사한 동점도를 나타내었다.
본 발명의 흑색 잉크 제형에 대하여 유사한 시험을 수행하였다. 상기 건조된 잉크 잔사 및 상기 기술된 방법에 따라 회수된 잉크 잔사 둘 다에 대하여 고온(약 190℃)에서 동점도 측정들을 수행하였다. 센티포아즈 단위의 각 샘플의 점도를 도 11에 도식하였다.
다시, 본 발명의 잉크막 구조들의 탈묵에 의하여 수득된 상기 회수된 잉크젯 잉크 잔사는 동일한 본 발명의 잉크젯 잉크의 건조된 잔사에 의하여 나타난 동점도와 유사한 동점도를 나타내었다.
보다 진보된 절차에 있어서, 콘닷 종이(135g/㎠, B2, 750*530㎜)의 3개의 시트들을 본 출원에서 기술된 잉크들을 사용하여 본 출원인의 공동계류중인 국제특허출원 제PCT/IB2013/051716호에서 기술된 바와 같은, 그리고 란다 잉크들(Landa inks)을 사용하여 공동계류중인 국제특허출원 제PCT/IB2013/051755호(출원인의 참조번호 LIP 11/001 PCT) 에서 더욱 상술된 인쇄 시스템으로 인쇄하였고; 1주 후, 상기 시트들을 3*3㎝ 조각들로 절단시키고 그리고 여러 수용성 잉크들을 사용하여 인쇄된 잉크 영상들을 충분히 용해시킬 수 있는 것인 물에 용해시킨 1% 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 용액 300g 내로 도입시켰다. 그러나, 만일 상기 용액이 무색으로 남아 있는 경우, 물을 분리해내고, 그리고 동일한 중량의 덜 극성인 용제, 에탄을을 도입시켰다. 다시, 만일 상기 용액이 무색으로 남아 있는 경우, 상기 용제를 분리해내고, 그리고 동일한 중량의 덜 극성인 용제, 메틸에틸케톤을 도입시켰다. 덜 극성인 용제들: 에틸아세테이트, 톨루엔 및 이소파™(Isopar™: 이소파라핀들(isoparaffins)의 합성 혼합물)로 성공할 때까지 상기 절차를 지속하였다. 가장 적절한 용제로 실온에서 5시간 교반 후, 상기 혼합물을 5㎚ 필터를 통하여 여과시켰다. 용해된 잉크를 포함하는 여액 또는 여액들을 회전증발기를 사용하여 건조시켰다. 계속해서 잔사를 5g의 디메틸설폭사이드(DMSO)(또는 상기 나열된 용제들 중의 하나) 내에 용해시키고 그리고 오븐 내에서 110℃에서 12시간 동안 건조시켜 "회수된 잔사"를 수득하였다. 상기 회수된 잔사의 열유동 거동을 특정하고 그리고, 획득가능한 경우, 원래의 잉크의 건조된 샘플과 비교하였다.
본 발명자들은 증가된 체류 시간(residence time) 및 별도의 용제들의 사용 둘 다로 인하여, 이 절차의 개선된 열-유동 결과들(즉, 잉크젯 잉크의 직접적 건조에 의하여 수득된 결과들에 대하여 감지가능할 정도로 근접한)이 상기 인쇄된 잉크의 증가된 용해의 결과로 본다. 따라서, 이 진보한 절차는 유리하게도 잡지 및 브로슈어 등과 같은 인쇄된 매체로부터 회수된 잉크 잔사로부터의 건조된 잉크의 율유동 특성들을 결정하는 데 사용될 수 있다.
선행기술 잉크젯 잉크 잔사들의 절대 동점도값들은 본 발명의 잉크젯 잉크 잔사들의 동점도값들을 30 내지 40배 이상 만큼 초과한다.
인쇄된 영상들로부터 회수된 대응하는 잉크젯 잉크 잔사들의 절대 동점도값들을 측정하는 것에 의하여 상기 선행기술 및 본 발명의 잉크젯 잉크 잔사들의 상기 절대 동점도값들이 실질적으로 재생될 수 있다는 것은 명백하다. 이 방법이 인쇄된 기재들로부터의 잉크를 재구성하는 것에 의하여 잉크젯 잉크 잔사를 특정하는 데 활용될 수 있다는 것이 또한 명백하다.
당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 다른 잠재적으로 월등한 절차들이 인쇄된 기재를 탈묵하고 그리고 유동학적, 열-유동학적 및/또는 화학적 분석을 위한 회수된 잉크 잔사를 생성하는 데 사용될 수 있다는 것은 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
잉크 제형들 및 잉크막 구조들
무엇보다도, 본 발명의 잉크젯 잉크들이 수성 잉크들이고, 여기에서 이들은 대개는 적어도 30중량% 및 보다 통상적으로는 약 50중량%의 물; 선택적으로 하나 또는 그 이상의 수-혼화성 공-용제들; 상기 물 및 선택적인 공-용매에 분산되거나 또는 적어도 부분적으로 용해된 적어도 하나의 착색제; 및 상기 물 및 선택적인 공-용매에 분산되거나 또는 적어도 부분적으로 용해된 유기 고분자 수지 결합제를 포함한다.
아크릴-기반의 고분자들이 염기성 pH에서 음으로 하전될 수 있다는 것은 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 일부 구체예들에 있어서, 상기 수지 결합제는 pH 8 또는 그 이상에서 음전하를 갖고; 일부 구체예들에 있어서, 상기 수지 결합제는 pH 9 또는 그 이상에서 음전하를 갖는다. 더욱이, 물에서의 상기 수지 결합제의 분산성(dispersability)은 pH에 의하여 영향을 받을 수 있다. 따라서 일부 구체예들에 있어서, 상기 제형은 pH-상승 화합물(pH-raising compound)을 포함하고, 그의 비-제한적인 예들에는 디에틸아민, 모노에탄올아민 및 2-아미노-2-메틸-프로판올이 포함된다. 잉크에 포함되는 경우, 이러한 화합물들은 일반적으로 소량, 예를 들면, 상기 제형의 약 1중량% 및 대개는 상기 제형의 약 2중량% 이하로 포함된다.
유리 카르복실산기(free carboxylic acid groups)를 갖는 아크릴-기반의 고분자들이 그들의 전하 밀도 또는 등가적으로 산가(acid number), 즉 건조 고분자 1g을 중화시키는 데 요구되는 KOH의 ㎎수의 개념들로 특정될 수 있다는 것은 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 일부 구체예들에 있어서, 상기 아크릴-기반의 고분자는 70 내지 144의 산가를 갖는다.
본 발명의 잉크막 구조의 상기 잉크막은 적어도 하나의 착색제를 포함한다. 상기 잉크막 내의 상기 적어도 하나의 착색제의 농도는 완전 잉크 제형의 중량에 대하여 적어도 2%, 적어도 3%, 적어도 4%, 적어도 6%, 적어도 8%, 적어도 10%, 적어도 15%, 적어도 20% 또는 적어도 22%가 될 수 있다. 전형적으로 상기 잉크막 내의 상기 적어도 하나의 착색제의 농도는 최대 40%, 최대 35%, 최대 30% 또는 최대 25%이다.
보다 전형적으로, 상기 잉크막은 2 내지 30%, 3 내지 25% 또는 4 내지 25%의 상기 적어도 하나의 착색제를 포함할 수 있다.
상기 착색제는 안료 또는 염료가 될 수 있다. 상기 안료들의 입자 크기는 안료의 형태 및 상기 안료의 제조에서 사용된 크기 분쇄방법(size reduction method)에 의존적일 수 있다. 대체로, 상기 안료 입자들의 d50은 10㎚ 내지 300㎚의 범위 이내가 될 수 있다. 서로 다른 색상들을 부여하기 위하여 활용되는 여러 입자 크기들의 안료들이 동일한 인쇄물에 대하여 사용될 수 있다.
상기 잉크막은 적어도 하나의 수지 또는 수지 결합제, 전형적으로는 유기 고분자 수지를 포함한다. 상기 적어도 하나의 수지의 농도는 적어도 10중량%, 적어도 15중량%, 적어도 20중량%, 적어도 25중량%, 적어도 35중량%, 적어도 40중량%, 적어도 50중량%, 적어도 60중량%, 적어도 70중량% 또는 적어도 80중량%가 될 수 있다.
상기 잉크막 내의 상기 착색제 및 상기 수지의 총 농도는 적어도 10중량%, 적어도 15중량%, 적어도 20중량%, 적어도 30중량% 또는 적어도 40중량%가 될 수 있다. 그러나, 보다 전형적으로는, 상기 잉크막 내의 상기 착색제 및 상기 수지의 총 농도는 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80% 또는 적어도 85%가 될수 있다. 많은 경우들에 있어서, 상기 잉크막 내의 상기 착색제 및 상기 수지의 총 농도는 상기 잉크막 중량의 적어도 90%, 적어도 95% 또는 적어도 97%가 될 수 있다.
상기 잉크막 내에서, 상기 착색제에 대한 상기 수지의 중량비는 적어도 1 : 1, 적어도 2 : 1, 적어도 2.5 : 1, 적어도 3 : 1, 적어도 4 : 1, 적어도 5 : 1 또는 적어도 7 : 1이 될 수 있다.
본 발명의 상기 잉크막 구조 내의 상기 착색제에 대한 상기 수지의 중량비는 최대 15 : 1, 최대 12 : 1 또는 최대 10 : 1이 될 수 있다. 일부 적용예들에 있어서, 특히 초-박막 잉크막(ultra-thin ink film)이 상기 인쇄 기재 상으로 적층되는 것이 요구되는 경우, 상기 착색제에 대한 상기 수지의 중량비는 최대 7 : 1, 최대 5 : 1, 최대 3 : 1, 최대 2.5 : 1, 최대 2 : 1, 최대 1.7 : 1, 최대 1.5 : 1, 최대 1.2 : 1, 최대 1 : 1, 최대 0.75 : 1 또는 최대 0.5 : 1이 될 수 있다.
본 발명의 잉크 제형, 본 발명의 시스템 및 방법에서 사용하기에 적절할 수 있는 특정의 수지들에는 특정의 범위의 분자량 및 저 유리전이온도(Tg) 내의 수용성 아크릴스티렌 공중합체들이 포함된다. 이러한 공중합체들의 상용 실시예들에는 존크릴® 에이취피디 296(Joncryl® HPD 296), 존크릴® 142이, 존크릴® 637, 존크릴® 638 및 존크릴® 8004; 네오크릴® 비티-100(Neocryl® BT-100), 네오크릴® 비티-26, 네오크릴® 비티-9 및 네오크릴® 비티-l02들이 포함될 수 있다.
명목상, 수지 용액 또는 분산액(dispersion)은 아크릴 스티렌 공중합체(또는 공(에틸렌아크릴레이트메타크릴산))(co(ethylacrylate metacrylic acid)) 용액 또는 분산액이거나 이들을 포함할 수 있다. 상기 잉크 제형으로부터의 상기 아크릴 스티렌 공중합체는 궁극적으로 상기 인쇄 기재에 부착되는 잉크막 내에 잔류한다.
상기 아크릴 스티렌 공중합체(또는 공(에틸렌아크릴레이트메타크릴산))의 평균분자량은 100,000g/몰(g/mole) 이하, 80,000g/몰 이하, 70,000g/몰 이하, 60,000g/몰 이하, 40,000g/몰 이하 또는 20,000g/몰 이하가 될 수 있다.
상기 아크릴 스티렌 공중합체의 평균 분자량은 적어도 10,000g/몰, 적어도 12,000g/몰, 적어도 13,000g/몰 또는 적어도 14,000g/몰, 그리고 일부 경우들에 있어서, 적어도 16,000g/몰 또는 적어도 18,000g/몰이 될 수 있다.
하나의 구체예에 있어서, 본 발명에 따른 상기 잉크막 구조들 내의 상기 잉크막은 왁스(wax)가 부재이거나 또는 실질적으로 부재이다. 전형적으로, 본 발명에 따른 상기 잉크막은 30% 이하의 왁스, 20% 이하의 왁스, 15% 이하의 왁스, 10% 이하의 왁스, 7% 이하의 왁스, 5% 이하의 왁스, 3% 이하의 왁스, 2% 이하의 왁스 또는 1% 이하의 왁스를 포함한다.
하나의 구체예에 있어서, 본 발명에 따른 상기 잉크막은 광유(mineral oils) 및 식물유(vegetable oils: 예를 들면, 아마인유(linseed oil) 및 대두유(soybean oil) 또는 옵셋 잉크 제형들에서 사용된 여러 오일들 등과 같은 오일들이 부재이거나 또는 실질적으로 부재이다. 전형적으로 본 발명에 따른 상기 잉크막은 최대 20중량%, 최대 12중량%, 최대 8중량%, 최대 5중량%, 최대 3중량%, 최대 1중량%, 최대 0.5%중량 또는 최대 0.1중량%의 하나 또는 그 이상의 오일, 가교화된 지방산(cross-linked fatty acids) 또는 공기 건조에 의해 생성된 지방산 유도체들을 포함한다.
하나의 구체예에 있어서, 본 발명에 따른 상기 잉크막은 전달부재 상에서 또는 기재 상에서 잉크를 응결(coagulate)시키거나 또는 침강(precipitate)시키는 데 사용되는 염(예를 들면, 염화칼슘)을 포함하여 하나 또는 그 이상의 염들이 부재이거나 또는 실질적으로 부재이다. 전형적으로 본 발명에 따른 상기 잉크막은 최대 8%, 최대 5%, 최대 4%, 최대 3%, 최대 1%, 최대 0.5%, 최대 0.3% 또는 최대 0.1%의 하나 또는 그 이상의 염들을 포함한다.
하나의 구체예에 있어서, 본 발명에 따른 상기 잉크막은 하나 또는 그 이상의 광개시제(photoinitiators)가 부재이거나 또는 실질적으로 부재이다. 전형적으로, 본 발명에 따른 상기 잉크막은 최대 2%, 최대 1%, 최대 0.5%, 최대 0.3%, 최대 0.2% 또는 최대 0.1%의 하나 또는 그 이상의 광개시제들을 포함한다.
하나의 구체예에 있어서, 본 발명의 잉크막 구조의 상기 인쇄 기재는 상기 기재 상에서 잉크 또는 그의 구성성분들을 응결시키거나 또는 침강시키는 데 사용되거나 또는 응결시키거나 또는 침강시키기에 적절한 염들을 포함하여 하나 또는 그 이상의 가용성 염들(예를 들면, 염화칼슘)이 부재이거나 또는 실질적으로 부재이다. 하나의 구체예에 있어서, 본 발명의 잉크막 구조의 상기 인쇄 기재는 종이 1㎡ 당 최대 100㎎의 가용성 염들, 최대 50mg㎎의 가용성 염들 또는 최대 30㎎의 가용성 염들, 그리고 보다 전형적으로는, 최대 20㎎의 가용성 염들, 최대 10㎎의 가용성 염들, 최대 5㎎의 가용성 염들 또는 최대 2㎎의 가용성 염들을 포함한다.
하나의 구체예에 있어서, 본 발명에 따른 잉크막 구조들 내의 상기 잉크막은 실리카(silica) 등과 같은 무기 충진제 입자들을 최대 5중량%, 최대 3중량%, 최대 2중량%, 최대 1중량% 또는 최대 0.5중량%를 포함한다.
하나의 구체예에 있어서, 본 발명의 상기 잉크막 내에 존재하는 건조된 수지들은 20℃ 내지 60℃의 온도 범위 이내의 적어도 하나의 특정의 온도에서 8 내지 10의 범위 이내 또는 8 내지 11의 범위 이내의 pH에서 적어도 3%, 적어도 5% 또는 적어도 10%의 물에의 용해도를 가질 수 있다.
하나의 구체예에 있어서, 본 발명의 상기 회수된 잉크막은 20℃ 내지 60℃의 온도 범위 이내의 적어도 하나의 특정의 온도에서 8 내지 10의 범위 이내 또는 8 내지 11의 범위 이내의 pH에서 적어도 3%, 적어도 5% 또는 적어도 10%의 물에의 용해도를 가질 수 있다.
인쇄 영상들의 수견뢰도( Waterfastness of Print Images )
ASTM 표준 F2292 - 03(2008), "4가지 서로 다른 시험 방법들 - 점적, 분무, 함침 및 마찰을 활용하는 잉크젯 프린터들로 생성된 영상들의 수견뢰도를 결정하기 위한 표준 관행(Standard Practice for Determining the Waterfastness of Images Produced by Ink Jet Printers Utilizing Four Different Test Methods - Drip, Spray, Submersion and Rub)"을 사용하여 여러 기재들 상에 인쇄된 잉크점들 및 막들의 수견뢰도를 평가할 수 있다. 본 발명자들은 이들 시험 방법들 중의 3가지: 점적, 분무 및 함침을 사용하여 수견뢰도를 평가하였다.
3가지 시험들 모두에서, 본 발명의 잉크막 구조들은 완전한 수견뢰도를 나타냈으며; 누루(bleeding), 묻어나옴(smearing) 또는 전이(transfer)가 관측되지 않았다.
기재 상의 인쇄된 영상 내의 질소-기반 컨디셔너들의 동정( Identification of nitrogen - based conditioners in a printed image on a substrate )
인쇄에 앞서, 상기 ITM의 외측 표면이 폴리에틸렌이민(polyethylene imine: PEI) 등과 같은 적어도 하나의 질소-기반 컨디셔닝제(conditioning agent)이거나 또는 이를 포함하는 약품으로 전처리되거나 또는 조정된 경우, 인쇄된 영상의 기재로의 전달은 전형적으로 상기 질소-기반 컨디셔너가 마찬가지로 전달되는 결과를 가져올 수 있다. 이 컨디셔너는 X-선 광전자 분광분석(X-ray photoelectron spectroscopy: XPS)을 사용하거나 또는 고분자 또는 유기 질소-함유 화학종 분석의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 것일 수 있는 다른 수단으로 검출될 수 있다.
하나의 예시적인 입증에 있어서, 제1 기재가 상기 전달부재의 전처리 없이 인쇄되는 한편으로 제2 기재에 대하여는 상기 ITM을 폴리에틸렌이민으로 컨디셔닝 한 것을 제외하고는 실질적으로 동일한 조건들 하에서(전달부재 상으로 나노 안료 입자들을 갖는 수성 잉크젯 잉크를 잉크분사하는 것; 상기전달부재 상에서 상기 잉크를 건조하는 것; 및 상기 생성된 잉크막을 특정의 기재에로 전달하는 것을 포함하여) 2종의 인쇄된 종이 기재들을 준비하였다. 브이지 사이언티픽 시그마 프로브(VG Scientific Sigma Probe) 및 1486.6전자볼트(eV)에서 400㎛의 빔크기(beam size)를 갖는 단색광 알루미늄 Kα x-선(monochromatic Al Ka x-rays)을 사용하여 상기 인쇄된 영상들의 XPS 분석을 수행하였다. 관측 스펙트럼들을 150eV의 통과에너지(pass energy)로 기록하였다. 질소의 화학적 상태 동정(chemical state identification)을 위하여, 50eV의 통과에너지로 N1의 고에너지 해상도 측정들을 수행하였다. 285.0eV에서 C1들에 대한 결합에너지를 설정하는 것에 의하여 서로 다른 피크들의 코어 수준 결합 에너지들을 정규화시켰다. 관측된 피크들의 역표시(deconvolution)로 PEI 전처리된 샘플이 약 402eV에서 독특한 피크를 포함하는 것으로 나타났으며, 이는 C-NH2 +-C기에 대응한다.
따라서, 본 발명의 일부 구체예들에 있어서, 402.0±0.4eV, 402.0±0.3eV 또는 402.0±0.2eV에서 XPS 피크를 갖는 인쇄된 잉크 영상이 제공된다.
본 발명자들은 상기 기재의 상부 표면에 대하여 원위(distal)인 상기 막의 상부 또는 상위 표면에서 질소의 표면 농도가 상기 막의 벌크 내의 질소의 농도를 감지가능한 정도로 초과할 수 있다는 것을 발견하였다. 상기 막의 상기 벌크 내의 질소의 농도는 상부막 표면 아래 적어도 30㎚, 적어도 50㎚, 적어도 100㎚, 적어도 200㎚ 또는 적어도 300㎚의 심도에서 측정될 수 있다.
일부 구체예들에 있어서, 상기 막의 벌크 내의 질소 농도에 대한 표면 질소 농도의 비율은 적어도 1.1 : 1, 적어도 1.2 : 1, 적어도 1.3 : 1, 적어도 1.5 : 1, 적어도 1.75 : 1, 적어도 2 : 1, 적어도 3 : 1 또는 적어도 5 : 1이다.
일부 구체예들에 있어서, 상기 막의 상기 벌크 내에서의 질소 대 탄소비(ratio of nitrogen to carbon: N/C)에 대한 상부막 표면에서의 질소 대 탄소비(N/C)의 비율은 적어도 1.1 : 1, 적어도 1.2 : 1, 적어도 1.3 : 1, 적어도 1.5 : 1, 적어도 1.75 : 1 또는 적어도 2 : 1이다.
일부 구체예들에 있어서, 상기 상부막 표면에서의 2차 아민기의 농도는 상기 막의 벌크 내의 2차 아민기의 농도를 초과한다.
일부 구체예들에 있어서, 상기 상부막 표면에서의 3차 아민기의 농도는 상기 막의 벌크 내의 3차 아민기의 농도를 초과한다.
일부 구체예들에 있어서, 상기 상부막 표면에서의 2차 및 3차 아민기들의 농도는 상기 막의 벌크 내의 2차 및 3차 아민기들의 농도를 초과한다.
일부 구체예들에 있어서, 상기 상부막 표면은 적어도 하나의 폴리에틸렌이민을 포함한다.
일부 구체예들에 있어서, 상기 상부막 표면은 구아 하이드록시프로필트리모늄클로라이드 및 하이드록시프로필 구아 하이드록시프로필트리모늄클로라이드 등과 같은 적어도 하나의 폴리쿼터늄 양이온 구아를 포함한다.
일부 구체예들에 있어서, 상기 상부막 표면은 여러 1차 아민들의 염산염(HCl salt) 등과 같은 4차 아민기들을 갖는 고분자를 포함한다.
본 상세한 설명에서 그리고 후속하는 특허청구범위부에서 사용된 바와 같이, 용어 "착색제"는 인쇄 분야에서 착색제로 고려되거나 또는 착색제가 되는 것으로 고려되는 물질을 의미한다.
본 상세한 설명에서 그리고 후속하는 특허청구범위부에서 사용된 바와 같이, 용어 "안료"는 최대 300㎚의 평균 입자 크기(D50)를 갖는 미세하게 분할된 고체 착색제를 의미한다. 전형적으로, 상기 평균 입자 크기는 10㎚ 내지 300㎚의 범위 이내이다. 상기 안료는 유기 및/또는 무기 조성을 가질 수 있다. 전형적으로, 안료들은 이들이 포함되는 비히클(vehicle) 또는 매질에 불용성이고 그리고 필수적으로 물리적으로 그리고 화학적으로 영향을 받지 않는다. 안료들은 착색된 것이거나(colored), 형광이거나(fluorescent), 금속성이거나(metallic), 자성이거나(magnetic), 투명하거나(transparent) 또는 불투명한(opaque) 것일 수 있다.
안료들은 광의 선택적 흡수, 간섭 및/또는 산란에 의하여 외양이 변경될 수 있다. 이들은 대개는 여러 계들 내에 분산에 의하여 포함되고 그리고 색소화 공정(pigmentation process)에 걸쳐 그들의 결정 또는 입자 속성을 보유할 수 있다.
본 상세한 설명에서 그리고 후속하는 특허청구범위부에서 사용된 바와 같이, 용어 "염료"는 적용 공정(application process) 동안에 가용성이거나 또는 용액으로 되고 그리고 광의 선택적 흡수에 의하여 색을 부여하는 적어도 하나의 착색된 물질을 의미한다.
본 상세한 설명에서 그리고 후속하는 특허청구범위부에서 사용된 바와 같이, 안료들의 입자 크기에 대한 용어 "평균 입자 크기" 또는 "d50"은 표준 관행을 사용하여 레이저 회절 입자 크기 분석기(laser diffraction particle size analyzer)(예를 들면, 영국 맬번 인스트루먼츠사(Malvern Instruments)의 마스터사이저™ 2000(Mastersizer™ 2000)로 결정된 바와 같은 용적으로의 평균 입자 크기를 의미한다.
섬유상 인쇄 기재들에 관하여, 인쇄 분야에서 숙련된 자들은 인쇄에 사용된 코팅 종이들이 대체로 기능적으로 및/또는 화학적으로 2개의 그룹들, 즉 비-잉크젯 인쇄 방법들(예를 들면, 옵셋 인쇄)에 대하여 사용하도록 디자인된 코팅 종이들 및 특히 수성 잉크들을 사용하는 잉크젯 인쇄 방법들에 대하여 사용하도록 디자인된 코팅 종이들로 분류될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 당해 기술분야에서 공지된 바와 같이, 전자의 형태의 코팅 종이들은 비용을 절감하기 위하여 종이 섬유들의 일부를 대체할 뿐만 아니라 개선된 인쇄성(printability), 휘도, 불투명도(opacity) 및 평활도 등과 같이 종이에 특정의 특성들을 부여하기 위하여 광물 충진제들(mineral fillers)을 활용한다. 종이 코팅에 있어서, 광물들은 섬유를 가리고 그에 의하여 휘도, 백색도(whiteness), 불투명도 및 평활도를 개선하도록 하기 위한 백색 안료로서 사용된다. 이러한 목적을 위하여 통상적으로 사용되는 광물들은 카올린(kaolin), 하소된 점토(calcined clay), 분쇄된 탄산칼슘(ground calcium carbonate), 침강 탄산칼슘(precipitated calcium carbonate), 활석(talc), 석고(gypsum), 알루미나(alumina), 새틴 화이트(satin white), 침강 황산바륨(blanc fixe), 황화아연(zinc sulfide), 산화아연(zinc oxide) 및 플라스틱 안료(plastic pigment: 폴리스티렌)이다.
비-잉크젯 인쇄 방법들에서 사용하도록 디자인된 코팅 종이들은 지금까지는 수성 잉크젯 잉크들에 대하여 사용하기에는 부적절하였거나 또는 본 발명의 인쇄된 잉크막 구조들과는 분명하게 다를 수 있는 인쇄점들 또는 반점들을 생성하였다.
대조적으로, 일부 경우들에 있어서 다른 형태들의 코팅 종이들에 대하여와 마찬가지로 충진제 안료의 층을 가질 수 있는 잉크젯 잉크들로 사용하도록 디자인된 전문 코팅 종이들은 또한 잉크가 인쇄되는 것에 의하여 결합제로서 작용하는 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol: PVA) 또는 폴리비닐피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone: PVP) 등과 같은 수용성 고분자와 함께 고도로 다공성인 광물, 대개는 실리카의 층을 포함할 수 있다. 이러한 코팅된 잉크젯 종이들은 인쇄된 잉크로부터 물을 빠르게 제거하도록 디자인되어 양호한 균일도 및 모서리 조잡도를 갖는 잉크 방울들의 인쇄를 용이하게 한다. 본 발명은 잉크젯 용도로 디자인되지 않은 코팅된 종이와 마찬가지로 미코팅된 종이 상에 인쇄된 잉크 방울들을 포함하나, 그러나 본 발명의 일부 구체예들은 특정한 코팅 잉크젯 종이 상에 인쇄된 잉크 방울들을 포함하도록 의도되는 것은 아니다.
따라서, 일부 구체예들에 있어서, 상기 기재는 미코팅된 종이이다. 다른 구체예들에 있어서, 상기 기재는 그 위로 상기 잉크가 인쇄되는 층 내에 수용성 고분자 결합제를 포함하지 않는 코팅된 종이이다.
본 상세한 설명에서 그리고 후속하는 특허청구범위부에서 사용된 바와 같이, 용어 "상용 코팅된 섬유상 인쇄 기재"는 사진용지(photographic paper) 및 코팅 잉크젯 종이들을 포함하여 전문 및 고급품(high-end) 코팅 종이가 배제되는 것을 의미한다.
상용 코팅 섬유상 인쇄 기재의 전형적인 종이 코팅에 있어서, 코팅 제형은 카올린, 점토 및 탄산칼슘 등과 같은 안료들을 물에 분산시키고, 계속해서 폴리스티렌 부타디엔 공중합체 및/또는 자숙 전분(cooked starch)의 수용액 등과 같은 결합제를 첨가하는 것에 의하여 제조될 수 있다. 유동조절제(rheological modifiers), 살균제, 윤활제, 소포 화합물(antifoaming compounds), 가교화제 및 pH조정제등과 같은 다른 종이 코팅 성분들이 또한 상기 코팅 내에 소량으로 존재할 수 있다.
코팅 제형들에서 사용될 수 있는 안료들의 예들로는 카올린, 탄산칼슘(분필), 자토(china clay), 무정형 실리카, 실리케이트, 황산바륨, 새틴 화이트, 알루미늄 3수화물(aluminum trihydrate), 활석(talcum), 이산화티타늄 및 이들의 혼합물들이 있다. 결합제들의 예들로는 녹말, 카제인, 대두단백, 폴리비닐아세테이트, 스티렌 부타디엔 라텍스, 아크릴레이트 라텍스, 비닐아크릴 라텍스 및 이들의 혼합물들이 있다. 종이 코팅 내에 존재할 수 있는 다른 성분들로는, 예를 들면, 폴리아크릴레이트 등과 같은 분산제, 스테아린산염 등과 같은 활제, 보존제, 탄화수소유(hydrocarbon oil)에 분산된 실리카 등과 같은 오일 기반이거나 또는 헥살렌글리콜(hexalene glycol) 등과 같은 수-기반일 수 있는 소포제, 수산화나트륨 등과 같은 pH조정제 알긴산 나트륨, 카르복시메틸셀룰로오스, 녹말, 단백질, 고점성 하이드록에틸셀룰로오스 및 알칼리-가용성 래티스(alkali-soluble lattices) 등과 같은 유동조절제들이 있다.
본 상세한 설명에서 그리고 후속하는 특허청구범위부에서 사용된 바와 같이, 용어 본 발명의 "섬유상 인쇄 기재"는 특히 하기의 것들 즉:
ㆍ 표준 신문인쇄 용지, 전화번호부 용지를 포함하여 신문 용지;
ㆍ 기계-마무리 종이(machine-finished paper) 및 강-광택지(super-calendered paper);
ㆍ 경량 코팅 종이(light-weight coated paper), 중등량 코팅 종이(medium-weight coated paper), 중량 코팅 종이(high-weight coated paper), 기계마감 코팅 종이(machine finished coated papers), 필름 코팅 옵셋용지(film coated offset)를 포함하여 코팅 기계 종이(coated mechanical papers);
ㆍ 옵셋용지, 경량 종이를 포함하여 무코팅 백상지(Woodfree uncoated papers);
ㆍ 표준 코팅 파인 페이퍼(standard coated fine papers), 저코팅량 종이(low coat weight papers), 아트지(art papers)를 포함하여 코팅 백상지(woodfree coated papers);
ㆍ 복사 용지, 디지털 인쇄용지(digital printing papers), 연속용지(continuous stationery)를 포함하여 특수 파인 페이퍼;
ㆍ 보드지(paperboards) 및 판지(cartonboards); 및
ㆍ 용기용판지(containerboards)
를 포함하는 것을 의미한다.
본 상세한 설명에서 그리고 후속하는 특허청구범위부에서 사용된 바와 같이, 용어 본 발명의 "섬유상 인쇄 기재"는 특히 ISO 12647-2에서 기술된 5종의 형태들의 섬유상 옵셋 기재들 모두를 포함하는 것을 의미한다.
본 특허 또는 특허출원 파일은 컬러로 실행한 적어도 하나의 도면을 포함한다. 컬러 도면(들)을 갖는 이 특허 또는 공개특허공보의 사본들은 신청 및 필요 경비의 납부에 의하여 관청으로부터 제공될 것이다.
명료화를 위하여 별도의 구체예들의 문맥에 기술된 본 발명의 특정의 특징들이 또한 단일의 구체예와 조합으로 제공될 것이다. 역으로, 간결성을 위하여 단일의구체예의 문맥에 기술된 본 발명의 여러 특징들이 또한 별도로 또는 임의의 적절한 부조합(subcombination)으로 제공될 것이다.
비록 본 발명이 그의 특정의 구체예들과 함께 기술되기는 하였으나, 많은 대안들, 변경들 및 변형들이 당해 기술분야에서 숙련된 자들에게는 이해될 수 있음은 명백한 것이다. 따라서, 이러한 대안들, 변경들 및 변형들 모두가 첨부된 특허청구범위들의 정신 및 넓은 관점 내에 속하는 것을 아우르는 것으로 의도된다. 부록들을 포함하여 본 상세한 설명에서 언급된 간행물들, 특허들 및 특허출원들 모두는 자에 각 개개 간행물, 특허 또는 특허출원이 특정적으로 그리고 개별적으로 참조로 본 출원에 포함되도록 표시되는 것과 같은 정도로 상기 상세한 설명 내에 그들 전체로서 참조로 포함된다. 게다가, 이 출원 중의 임의의 참조의 언급 또는 확인은 이러한 참조가 본 발명에 대한 선행기술로서 획득가능하다는 것을 인정하는 것으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (35)

  1. (a) 인쇄 기재; 및
    (b) 상기 인쇄 기재의 상부 표면에 고정적으로 부착되는 적어도 하나의 잉크막;을 포함하고
    상기 잉크막이 상기 기재의 상기 상부 표면에 원위인 상부막 표면을 갖고, 여기에서 상기 상부막 표면에서의 질소의 표면 농도가 상기 막 내의 질소의 벌크 농도를 초과하고, 상기 벌크 농도가 상기 상부막 표면 아래 적어도 30㎚의 심도에서 측정되고,
    그리고 여기에서 상기 벌크 농도에 대한 상기 표면 농도의 비율이 적어도 1.1 : 1인 잉크막 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비율이 적어도 1.2 : 1, 적어도 1.3 : 1, 적어도 1.5 : 1, 적어도 1.75 : 1, 적어도 2 : 1, 적어도 3 : 1 또는 적어도 5 : 1인 잉크막 구조.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    여기에서 상기 심도에서의 질소 대 탄소(N/C)의 원자 벌크 농도 비율에 대한 상기 상부막 표면에서의 질소 대 탄소(N/C)의 원자 표면 농도 비율이 적어도 1.1 : 1, 적어도 1.2 : 1, 적어도 1.3 : 1, 적어도 1.5 : 1, 적어도 1.75 : 1 또는 적어도 2 : 1인 잉크막 구조.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 잉크막이 유기 고분자 수지 내에 분산된 적어도 하나의 착색제를 포함하는 잉크막 구조.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부막 구조에서의 2차 아민의 표면 농도가 상기 심도에서의 상기 2차 아민의 벌크 농도를 초과하는 잉크막 구조.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부막 구조에서의 3차 아민의 표면 농도가 상기 심도에서의 상기 3차 아민의 벌크 농도를 초과하는 잉크막 구조.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부막 구조에서의 적어도 하나의 암모늄기의 표면 농도가 상기 심도에서의 상기 암모늄기의 벌크 농도를 초과하는 잉크막 구조.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부막 구조에서의 2차 및 3차 아민의 표면 농도가 상기 심도에서의 상기 2차 및 3차 아민의 벌크 농도를 초과하는 잉크막 구조.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부막 표면이 적어도 하나의 폴리에틸렌이민(PEI)을 포함하는 잉크막 구조.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    2차 아민을 포함하는 상기 상부막 표면이 402.0±0.4eV, 402.0±0.3eV 또는 402.0±0.2eV에서 X-선 광전자 분광분석(XPS) 피크를 나타내는 잉크막 구조.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부막 표면이 폴리쿼터늄 양이온 구아를 포함하는 잉크막 구조.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 폴리쿼터늄 양이온 구아가 구아 하이드록시프로필트리모늄클로라이드 및 하이드록시프로필 구아 하이드록시프로필트리모늄클로라이드 중의 적어도 하나를 포함하는 잉크막 구조.
  13. 제 1 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부막 표면이 적어도 하나의 4차 아민기를 갖는 고분자를 포함하는 잉크막 구조.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 암모늄기가 1차 아민의 염을 포함하는 잉크막 구조.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 염이 염산염을 포함하거나 또는 염산염으로 이루어지는 잉크막 구조.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부막 표면이 폴리(디알릴디메틸암모늄클로라이드), 폴리(4-비닐피리딘), 폴리알릴아민, 비닐피롤리돈-디메틸아미노프로필메타크릴아미드 공중합체, 비닐카프로락탐디메틸아미노프로필메타크릴아미드 하이드록시에틸메타크릴레이트 공중합체, 비닐피롤리돈의 4차화 공중합체 및 디메틸아미노에틸메타크릴레이트과 디에틸설페이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 고분자 또는 화합물을 포함하는 잉크막 구조.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 심도가 상기 상부막 표면 아래 적어도 50㎚, 적어도 100㎚, 적어도 200㎚ 또는 적어도 300㎚인 잉크막 구조.
  18. 제 1 항 내지 제 16 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 잉크막이 최대 5000㎚, 최대 4000㎚, 최대 3500㎚, 최대 3000㎚, 최대 2500㎚, 최대 2000㎚, 최대 1500㎚, 최대 1200㎚, 최대 1000㎚, 최대 800㎚ 또는 최대 650㎚의 평균 두께를 갖는 잉크막 구조.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 잉크막이 적어도 100㎚, 적어도 150㎚ 또는 적어도 175㎚의 평균 두께를 갖는 잉크막 구조.
  20. (a) 인쇄 기재; 및
    (b) 상기 인쇄 기재의 상부 표면에 고정적으로 부착되는 적어도 하나의 잉크막을 포함하고,
    상기 잉크막이 상기 기재의 상기 상부 표면에 대하여 원위의 상부막 표면을 갖고,
    여기에서 상기 상부막 표면에서의 질소의 표면 농도가 상기 막 내의 질소의 벌크 농도를 초과하고, 상기 벌크 농도가 상기 상부막 표면 아래 적어도 30㎚의 심도에서 측정된 것이고,
    그리고 여기에서 상기 벌크 농도에 대한 상기 표면 농도의 비율이 적어도 1.1 대 1인 잉크막 구조.
  21. (a) 미코팅된 섬유상 인쇄 기재 및 상용 코팅 섬유상 인쇄 기재로 이루어지는 군으로부터 선택되는 제1 섬유상 인쇄 기재; 및
    (b) 잉크점들의 각 잉크점이 상기 제1 인쇄 기재의 상부 기재 표면에 고정적으로 부착되고, 상기 잉크점들이 유기 고분자 수지 내에 분산된 적어도 하나의 착색제를 포함하고, 각 잉크점이 상기 상부 기재 표면의 연속하는 영역을 피복하는 복수의 연속하는 잉크점들;
    을 포함하며,
    상기 잉크점 각각이 돌출된 수직선이 상기 연속하는 영역 내의 매 지점에서 아래로 상기 상부 기재 표면 쪽으로 아래로 연장되어 상기 상부 기재 표면과 만나기 이전에 먼저 상기 잉크점과 만나도록 상기 연속하는 영역 상에 전적으로 위치되고;
    상기 잉크점 각각이 15 내지 300㎛의 직경을 갖고;
    상기 잉크점들이 최대 45℃의 유리전이온도(T g )를 갖고;
    상기 잉크점들 각각이 최대 1,800㎚의 평균 또는 특징적인 두께를 갖는 잉크막 구조.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 T g 가 최대 42℃, 최대 40℃, 최대 38℃, 최대 35℃, 최대 32℃, 최대 30℃, 최대 28℃ 또는 최대 25℃인 잉크점 구조.
  23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
    90℃ 내지 195℃의 범위 이내의 온도에 대하여 106cP 내지 3*108cP의 범위 이내의 제1 동점도를 갖는 잉크점 구조.
  24. 제 21 항 내지 제 23 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 잉크점들 중의 적어도 하나가 2% 이하, 1% 이하, 0.5% 이하 또는 0.1% 이하의 전하 디렉터들을 포함하는 잉크점 구조.
  25. 제 21 항 내지 제 23 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 잉크점들 중의 적어도 하나가 실질적으로 전하 디렉터들이 부재인 잉크점 구조.
  26. 제 21 항 내지 제 25 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 인쇄 기재가 상용 코팅 섬유상 인쇄 기재인 잉크점 구조.
  27. 제 21 항 내지 제 26 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 섬유상 인쇄 기재가 종이인 잉크점 구조.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 섬유상 기재가 본드지, 미코팅된 옵셋용지, 코팅된 옵셋용지, 복사용지, 갱지, 코팅된 갱지, 일반 서적용 용지, 코팅된 서적용 용지 및 레이저용지로 이루어지는 종이들의 군으로부터 선택되는 잉크점 구조.
  29. 제 21 항 내지 제 28 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 두께가 최대 1,500㎚, 최대 1,200㎚, 최대 1,000㎚, 최대 800㎚, 최대 650㎚, 최대 500㎚, 최대 450㎚ 또는 최대 400㎚인 잉크점 구조.
  30. 제 21 항 내지 제 29 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 잉크점들이 상기 인쇄 기재의 상기 표면 상으로 적층되는 잉크점 구조.
  31. 제 21 항 내지 제 30 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 잉크점들이 적어도 1.2중량%, 적어도 1.5중량%, 적어도 2중량%, 적어도 3중량%, 적어도 4중량%, 적어도 6중량%, 적어도 8중량% 또는 적어도 10중량%의 상기 착색제를 포함하는 잉크점 구조.
  32. 제 21 항 내지 제 31 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 잉크점들이 적어도 5중량%, 적어도 7중량%, 적어도 10중량%, 적어도 15중량%, 적어도 20중량%, 적어도 30중량%, 적어도 40중량%, 적어도 50%중량, 적어도 60중량% 또는 적어도 70중량%의 상기 수지를 포함하는 잉크점 구조.
  33. 제 21 항 내지 제 32 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 잉크점 내의 상기 착색제 및 상기 수지의 총 농도가 적어도 7%, 적어도 10%, 적어도 15%, 적어도 20%, 적어도 30%, 적어도 40%, 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70% 또는 적어도 85%인 잉크점 구조.
  34. 제 21 항 내지 제 33 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 잉크점 내의 상기 착색제에 대한 상기 수지의 중량비가 적어도 1 : 1, 적어도 1.25 : 1, 적어도 1.5 : 1, 적어도 1.75 :1, 적어도 2 : 1, 적어도 2.5 : 1, 적어도 3 : 1, 적어도 4 : 1, 적어도 5 : 1, 적어도 7 : 1 또는 적어도 10 : 1인 잉크점 구조.
  35. (a) 미코팅 섬유상 인쇄 기재, 상용 코팅 섬유상 인쇄 기재 및 플라스틱 인쇄 기재로 이루어지는 군으로부터 선택되는 제1 인쇄 기재; 및
    (b) 상기 제1 인쇄 기재 상에서 돌출하는 입방 기하 돌출부 내에 포함된 잉크점 셋트를 포함하고, 상기 잉크점 셋트가 상기 제1 인쇄 기재의 표면에 고정적으로 부착되는 적어도 10개의 뚜렷한 잉크점들을 포함하고, 상기 입방 기하 돌출부 내의 상기 잉크점들 모두가 상기 셋트의 개개 구성원들로서 계수되고, 상기 잉크점들 각각이 유기 고분자 수지 내에 분산된 적어도 하나의 착색제를 포함하고, 상기 점들 각각이 2,000㎚ 이하의 평균 두께 및 5 내지 300㎛의 직경을 갖고; 상기 잉크점들 각각이 대체로 볼록도로부터의 편차(DCdot)가
    Figure pct00032

    로 정의되는 볼록한 형태를 갖고, AA가 산출된 상기 점의 돌출면적이고, 상기 면적은 상기 제1 섬유상 기재에 대하여 대체로 평행하게 위치하고; 그리고
    CSA가 상기 돌출면적의 윤곽에 최소로 결합하는 볼록한 형태의 표면적이고;
    여기에서 상기 잉크점 셋트의 볼록도의 평균 편차(DCdot mean)가 최대 0.05이고;
    상기 잉크점 각각이 상기 상부 기재 표면의 연속하는 영역을 피복하고;
    상기 잉크점 각각이 돌출된 수직선이 상기 연속하는 영역 내의 매 지점에서 아래로 상기 상부 기재 표면 쪽으로 아래로 연장되어 상기 상부 기재 표면과 만나기 이전에 먼저 상기 잉크점과 만나도록 상기 연속하는 영역 상에 전적으로 위치되고는 잉크막 구조.
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