젯 잉크 및 잉크 젯 프린팅 공정 document_id A220623107373

자유-라디칼 경화(free-radically curable) 젯 잉크는 자유-라디칼 중간체를 포함하여 UV 또는 전자빔과 같은 방사선을 조사시키는 연쇄 반응을 거쳐 쉽게 경화하는 중합가능한 모노머를 포함하여 발전하여 왔다. 상기 자유-라디칼 경화 젯 잉크는 분사(jet) 신뢰도가 있고, 넓은 유연성을 갖도록 제조될 수 있다. 이들은 코팅된 종이 및 플라스틱으로부터 제조된 포장 재질과 같은 다양한 매질에서 만족스런 성능 특성을 제공하는 경향이 있다. 그러나 상기 자유-라디칼 경화 젯 잉크는 아크릴과 같은 까다로운 기판에 적용하는 경우 일반적으로 낮은 접착 특성을 가진다. 나아가, 상기 자유-라디칼 경화 젯 잉크는 종종 경화시 수축도가 높은 바람직하지 않은 특성을 나타낸다. 또한, 자유-라디칼 경화 잉크의 경화는 자유-라디칼 중간체와 반응하는 분자 산소의 존재 하에 억제되어 종종 자유-라디칼 경화된 성분을 포함하는 잉크를 사용하는 프린팅 공정 중에 존재하는 분자 산소가 없도록 실질적으로 불활성인 분위기가 필요하다. 양이온성 경화(cationically curable) 젯 잉크는 양이온성 중간체를 포함하는 연쇄 반응을 거쳐 경화한다. 자유-라디칼 경화 잉크와 비교하여, 기판에 요구되는 향상된 접착성을 나타내는 양이온성 경화 젯 잉크는 플렉소(flexo) 또는 그라비아(gravure)와 같은 통상의 프린팅 장치에 대해 발전하여 왔다. 그러나 충분한 경화 경도를 얻기 위해 요구되는 보다 긴 경화 시간 및/또는 큰 도즈량 또는 방사선과 함께 양이온성 경화 잉크용으로 적합하게 상업적으로 이용 가능한 원료 물질의 제한된 범위로부터 발생하는 상기 잉크의 조성의 유연성의 부족으로 잉크 젯 프린팅 장치 내 그 사용이 제한되어 왔다. 방사선 경화(radiation curable) 잉크를 사용하는 프린팅 공정은 잉크를 경화하기 위해 적절한 파장의 에너지를 방출하는 방사선 광원이 요구된다. 200 nm 내지 400 nm의 파장의 방사선을 방출하는 UV 램프가 상기 목적에 의해 널리 사용되고 있다. 그러나, 수은 방전 램프와 같은 통상의 UV 램프의 사용은 많은 단점이 있다. 상기 통상의 UV 램프는 종종 바람직한 파장 범위에서 방출되는 적은 방사선량으로 매우 효과적이지 못한다. 또한 상기 통상의 UV 램프는 온도에 민감하고, 즉, 따뜻한 경우에만 요구되는 파장에서 빛을 방출한다. 따라서, 램프의 사용 전에 따뜻하게 데우는 것이 요구되어 상기 램프의 반응시간이나 늦춰지거나 작동 모드에서 따뜻함을 유지하는 것이 필요하여 에너지를 소비하게 된다. 종종 상기 광원의 강도는 통상의 UV 램프로부터 변화하여 경화된 잉크의 특성의 변화를 야기한다. 나아가, 그리고 아마 대부분 중요하게도, 통상의 UV 램프는 일반적으로 크고 무거워 잉크 젯 프린팅 헤드의 실장에 어려움이 있고, 특히 프린팅 헤드는 무빙 캐리지(Moving Carriage) 및 싱글 패스 프린트 헤드에 실장된다. 싱글 패스 프린팅 헤드를 포함하는 프린팅 공정은 프린트 헤드에 일반적으로 실장되거나 근접해 있는 광원으로부터 상대적으로 낮은 싱글 도즈량의 방사선(일예로 50O mJ/cm2 미만)으로부터 빠르게 경화하는 잉크 조성물의 사용을 요구한다. 상기 "싱글 패스(single pass)" 프린팅 시스템은 프린트 헤드 하단의 기판의 싱글 패스 상에 이미지가 프린팅되는 것을 의미한다. 일반적으로 싱글 패스 프린트 헤드는 기판의 폭을 포함하도록 충분히 넓어야 한다. 이에 통상의 UV 램프보다 다른 광원으로부터의 방사선의 사용, 높은 경화 수준, 및 다양한 기판에 대해 우수한 접착성을 포함하는 허용 가능한 특성을 가진 경화된 잉크 필름을 제공하는 잉크 젯 프린팅 공정의 요구가 있다. 특히 상대적으로 낮은 경화 도즈량으로 충분한 경화를 나타내는 잉크에 대한 싱글 패스 잉크 젯 프린팅에 대한 요구가 있다.