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KR20220143976A - Printing rollers containing surface coatings with low adhesion - Google Patents

Printing rollers containing surface coatings with low adhesion Download PDF

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Publication number
KR20220143976A
KR20220143976A KR1020210050193A KR20210050193A KR20220143976A KR 20220143976 A KR20220143976 A KR 20220143976A KR 1020210050193 A KR1020210050193 A KR 1020210050193A KR 20210050193 A KR20210050193 A KR 20210050193A KR 20220143976 A KR20220143976 A KR 20220143976A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ink
coating
rollers
roller
base material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
KR1020210050193A
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Korean (ko)
Inventor
김양래
Original Assignee
김양래
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 김양래 filed Critical 김양래
Priority to KR1020210050193A priority Critical patent/KR20220143976A/en
Publication of KR20220143976A publication Critical patent/KR20220143976A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41FPRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F31/00Inking arrangements or devices
    • B41F31/26Construction of inking rollers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/16Antifouling paints; Underwater paints

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
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Abstract

A printer for transferring ink onto a base material includes: components to transport the base material along a path through a printer; a printing station having a plurality of printheads provided to transfer solid ink onto the base material transported along the path and arranged along the path; a plurality of metallic backing rollers facing the plurality of printheads and arranged to support the base material passing between the printheads and the backing rollers; and a spreader station accommodating the base material from the printing station and provided to spread the solid ink onto the base material. The spreader station has a spreader roller and a metallic pressing roller facing the spreader roller. The ungreased metallic rollers have a coating having low adhesion to solid ink images but having sufficient lateral friction since the coating does not slip on a paper web or ink.

Description

낮은 접착력을 갖는 표면 코팅을 포함하는 인쇄용 롤러{Printing rollers containing surface coatings with low adhesion}Printing rollers containing surface coatings with low adhesion

본 발명은 인쇄용 롤러에 관한 것이며, 특히 실질적으로 낮은 접착력을 갖는 표면 코팅을 포함하는 인쇄용 롤러에 관한 것이다FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to printing rollers, and in particular to printing rollers comprising a surface coating having substantially low adhesion.

인쇄용 롤러는 프린트 헤드에 있는 오리피스로부터 잉크 액적(ink droplets)을 수용면에 배출하여 이미지를 형성하는 것을 포함한다. 이미지는 픽셀로 통칭되는, 잠재적인 액적 위치의 격자형 패턴으로 구성된다. 잉크젯 인쇄 시스템은 통상 직접 인쇄 또는 오프셋 인쇄 방식을 이용한다. 통상적인 직접 인쇄 시스템에서, 잉크는 프린트 헤드에 있는 제트로부터 최종 수용 웨브 상에 배출된다. 오프셋 인쇄 시스템에서, 이미지는 중간 전사면에 형성되고 이후 최종 수용 웨브로 전송된다. 중간 전사면은 드럼과 같은 지지면에 도포되는 액체 층 형태를 취할 수 있다. 프린트 헤드는 중간 전사면에 잉크를 분사하여 잉크 이미지를 형성한다. 잉크 이미지가 완전히 피착(deposit)되면, 최종 수용 웨브는 이후 중간 전사면과 접촉하게 되고 잉크 이미지가 최종 수용 웨브에 전사된다. 본 발명의 출원인에게 양도된 미국 특허 제5,389,958호는 상 변화 잉크를 이용하는 간접 또는 오프셋 인쇄 방식의 일 예이다. 잉크는 그의 고체 형태로부터 용융된 용융 형태로 중간 전사면에 도포된다. 잉크 이미지는 드럼이 계속 회전함에 따라 가단성(malleable) 고체 중간 상태로 냉각됨으로써 액체 중간 전사면 상에서 고화된다. 이미지화(imaging)가 완료되면, 전사 롤러와 중간 전사면/드럼의 곡면 사이에 압축 전사 닙을 형성하도록 전사 롤러가 드럼과 접촉 상태에 놓인다. 이후 매체 시트와 같은 최종 수용 웨브가 전사 닙으로 이송되고, 잉크 이미지는 최종 수용 웨브에 전송된다. 이 프린터에서, 실질적으로 연속적인 웨브 또는 "기재(substrate)"(종이, 플라스틱 또는 기타 인쇄가능한 재료)는 롤러와 같은 일련의 이송 요소에 의해 경로를 통해서 이송된다. 경로는 웨브를 초기 소정 온도로 만드는 예열기를 구비한다. 일반적으로 말해서, 액체 잉크는 웨브를 타격하면 급속히 식는다. 각각의 프린트헤드에는 통상 막대(bar) 또는 롤러 형태인 배킹(backing) 부재가 연관되며, 이 배킹 부재는웨브를 다른 쪽에서 지지하는 프린트헤드와 거의 대향하여 배치된다. 각각의 배킹 부재는 웨브의 인접한 부분이 소정의 "잉크-수용" 온도, 예를 들면 약 40℃ 내지 약 70℃에 도달되게 하도록 예열기와 조합하여 가열 및 제어될 수 있다. 용융된 고체 잉크는 통상 수용 웨브의 온도보다 현저히 높은, 보통 100 내지 140℃ 범위의 온도로 분사되며, 따라서 일부 경우에 웨브 온도는 인쇄 스테이션에서 웨브 뒤의 송풍기 또는 팬(fan)을 사용하여 추가로 제어된다. 인쇄 스테이션을 지나서, 웨브는 일련의 인장 롤러와 이어지는 하나 이상의 "중간-가열기"에 의해 경로를 따라서 이송된다. 중간-가열기는 웨브 상에 배치된 잉크를 웨브 상의 잉크가 후속 "스프레더(spreader)" 요소를 통해서 이송될 때 소정의 특성에 적합한 온도로 만든다. 스프레더 요소는 압력에 의해 연속적인 층을 만들기 위해, 웨브에 대해 소정의 압력을 그리고 일부 경우에는 열을 가하여, 본질적으로 웨브 상의 격리된 잉크 액적인 것을 잡아서 문질러 없앤다. 스프레더는 통상 이미지측 롤러 및 가압 롤러와 같은, 대향하는 롤러들을 구비한다. 일 실시예에서, 두 롤러 사이의 닙(nip) 압력은 약 500 내지 약 2000 psi lbs/side의 범위로 설정된다. 낮은 닙 압력은 적은 라인 스프레드를 제공하는 반면, 높은 닙 압력은 롤러 수명을 단축시킬수 있다. 스프레더는 또한, 롤러 표면에 특정 윤활유 또는 기타 물질의 층을 클리닝 및/또는 도포하기에 적합한, 이미지 측 롤러와 연관된 클리닝/급유(oiling) 스테이션을 구비할 수 있다. 이러한 스테이션은 스프레더 롤러의 표면을 약 10 내지 200 센티포아즈의 점성을 갖는 아미노 실리콘 오일과 같은 윤활유로 코팅한다. 스프레더를 지나서, 일부 프린터는 "광택기(glosser)"를 구비하며, 이 광택기의 기능은 이미지의 광택을 변경하거나 소정의 표면 질감(texture)을 부여하는 것이다. 양면 인쇄가 가능한 특정 기계에서는, 중간-가열기와 스프레더 사이에 뿐만 아니라 인쇄 경로의 초입에 방향 전환(turn) 롤러가 제공될 수 있다. 특정 프린터에서는, 24개의 배킹 롤러와 두 개의 방향 전환 롤러가 제공된다. 통상적인 직접 인쇄기에서, 가압 롤러는 아무데나 약 50D 내지 약 65D의 경도를 갖고 약 65 MPa 내지 약 115 MPa의 탄성계수를 갖는 비교적 연질의 재료로 형성된다. 대조적으로, 웨브의 잉크 도포된 측과 접촉하는 대향하는 이미지측 롤러는 통상 금속과 같은 비교적 경질의 재료로 형성된다. 특정 실시예에서, 롤러는 양극산화(anodized) 알루미늄으로 형성된다. 마찬가지로, 배킹 롤러와 방향 전환 롤러는 동일한 재료, 즉 양극산화 알루미늄으로 형성된다. 양극 산화 알루미늄 롤러의 각각은 인쇄 경로에서의 그 위치에 따라 그리고 공정이 단면인지 양면인지에 따라 스프레드 및 언스프레드(un-spread) 고체 잉크 이미지와 접촉된다. 임의의 인쇄기에서는 기재 또는 웨브로부터 롤러 상으로 오프셋되는 잉크의 양을 최소화하는 것이 바람직하다. 전술한 것과 같은 프린터 방식에서는, 잉크 이미지와 롤러 사이의 접착력이 잉크 이미지 자체 내의 응집력보다 크면, 알루미늄 롤러 상으로의 잉크 오프셋이 발생할 것이다. 잉크 오프셋을 최소화하기 위한 한 가지 방법은 롤러를 30℃ 근방의 비교적 낮은 온도로 유지하는 것이다. 잉크 자체의 온도가 이 소망 온도보다 훨씬 높기 때문에, 인쇄 스테이션에서 웨브 및 잉크 온도를 낮추기 위해 냉각 팬이 필요하다. 웨브 및 잉크 온도는 이후 웨브 상으로의 잉크의 최적 산포를 위해 스프레더에서 약 60℃로 증가되어야 한다. 그 결과 공정은 에너지 비효율적일 수 있는 좁은 작동 범위를 갖게 된다.A printing roller involves discharging ink droplets from an orifice in the print head onto a receiving surface to form an image. The image is composed of a grid-like pattern of potential droplet locations, collectively referred to as pixels. Inkjet printing systems typically use direct printing or offset printing. In a typical direct printing system, the ink is ejected from a jet in the print head onto the final receiving web. In an offset printing system, an image is formed on an intermediate transfer surface and then transferred to a final receiving web. The intermediate transfer surface may take the form of a liquid layer applied to a support surface such as a drum. The print head jets ink onto the intermediate transfer surface to form an ink image. When the ink image is completely deposited, the final receiving web is then brought into contact with the intermediate transfer surface and the ink image is transferred to the final receiving web. U.S. Patent No. 5,389,958, assigned to the applicant of the present invention, is an example of an indirect or offset printing method using a phase change ink. The ink is applied to the intermediate transfer surface from its solid form to its molten molten form. The ink image solidifies on the liquid intermediate transfer surface by cooling to a malleable solid intermediate state as the drum continues to rotate. When imaging is complete, the transfer roller is placed in contact with the drum to form a compression transfer nip between the transfer roller and the intermediate transfer surface/curve surface of the drum. A final receiving web, such as a sheet of media, is then transferred to the transfer nip, and the ink image is transferred to the final receiving web. In this printer, a substantially continuous web or "substrate" (paper, plastic or other printable material) is conveyed through a path by a series of conveying elements such as rollers. The path has a preheater that brings the web to an initial predetermined temperature. Generally speaking, the liquid ink cools rapidly as it strikes the web. Each printhead is associated with a backing member, usually in the form of a bar or roller, disposed substantially opposite the printhead supporting the web on the other side. Each backing member may be heated and controlled in combination with a preheater to cause an adjacent portion of the web to reach a predetermined “ink-receiving” temperature, for example, from about 40°C to about 70°C. The molten solid ink is usually sprayed at a temperature in the range of 100 to 140° C., which is usually significantly higher than the temperature of the receiving web, so in some cases the web temperature can be further adjusted using a blower or fan behind the web at the printing station. Controlled. Past the printing station, the web is transported along a path by a series of tension rollers followed by one or more “middle-heaters”. The mid-heater brings the ink disposed on the web to a temperature suitable for the desired properties as the ink on the web is transported through subsequent “spreader” elements. The spreader element applies pressure and in some cases heat to the web to create a continuous layer by pressure, essentially catching and scrubbing away the isolated ink droplets on the web. A spreader usually has opposing rollers, such as an image side roller and a pressure roller. In one embodiment, the nip pressure between the two rollers is set in the range of about 500 to about 2000 psi lbs/side. Low nip pressures provide less line spread, while high nip pressures can shorten roller life. The spreader may also be equipped with a cleaning/oiling station associated with the image side roller, suitable for cleaning and/or applying a layer of a specific lubricant or other material to the roller surface. Such stations coat the surface of the spreader roller with a lubricant such as amino silicone oil having a viscosity of about 10 to 200 centipoise. Past the spreader, some printers are equipped with a "glosser," whose function is to alter the gloss of an image or to impart a desired surface texture. In certain machines capable of double-sided printing, turn rollers may be provided between the mid-heater and the spreader as well as at the beginning of the print path. In certain printers, 24 backing rollers and two turning rollers are provided. In a typical direct printing press, the pressure rollers are everywhere formed of a relatively soft material having a hardness of about 50D to about 65D and a modulus of elasticity of about 65 MPa to about 115 MPa. In contrast, the opposing image-side roller that contacts the inked side of the web is typically formed of a relatively hard material such as metal. In a particular embodiment, the roller is formed of anodized aluminum. Likewise, the backing roller and the turning roller are formed of the same material, namely anodized aluminum. Each of the anodized aluminum rollers is contacted with a spread and un-spread solid ink image depending on its position in the print path and depending on whether the process is single-sided or double-sided. In any press, it is desirable to minimize the amount of ink offset from the substrate or web onto the rollers. In a printer scheme as described above, if the adhesive force between the ink image and the roller is greater than the cohesive force within the ink image itself, an ink offset onto the aluminum roller will occur. One way to minimize ink offset is to keep the rollers at a relatively low temperature around 30°C. Since the temperature of the ink itself is much higher than this desired temperature, a cooling fan is needed to lower the web and ink temperature at the print station. The web and ink temperature should then be increased to about 60° C. in the spreader for optimal distribution of the ink onto the web. As a result, the process has a narrow operating range that can be energy inefficient.

따라서, 인쇄 공정 및 이 공정의 에너지 효율을 최적화하는 조건 하에서 롤러 상으로의 잉크 오프셋 위험을 감소시키는 롤러 구조가 요구된다. 또한, 고체 잉크 이미지에 대한 친화력이 희박하거나 접착력이 낮은 저접착성 코팅이 요구된다.Accordingly, there is a need for a roller structure that reduces the risk of ink offset onto the roller under conditions that optimize the printing process and the energy efficiency of the process. In addition, there is a need for a low-adhesive coating with poor affinity for solid ink images or with low adhesion.

일 양태에 따르면, 인쇄 장치는 기재 상의 잉크 이미지와 접촉하는 다수의 롤러를 구비하며, 이들 롤러의 표면은 고체 잉크 이미지에 대한 접착력이 희박한 코팅을 갖는다. 기재 상에 잉크를 전사하기 위한 인쇄기 또는 프린터는, 기재를 인쇄기를 통해서 경로를 따라 이송하기 위한 구성 요소들, 상기 경로를 따라서 배치되고 고체 잉크를 경로를 따라서 이송되는 기재 상에 전사하도록 구성된 다수의 프린트헤드를 구비하는 인쇄 스테이션, 및 상기 다수의 프린트헤드와 대면하고 배킹 롤러와 상기 프린트헤드 사이를 통과하는 기재를 지지하도록 배치되는 다수의 금속제 배킹 롤러를 포함한다. 각각의 배킹 롤러는 고체 잉크에 대한 접착력이 희박한 코팅을 갖는다. 특정 실시예에서, 상기 코팅은 또한 소유성(疎油性)이고, 바람직하게는 초소유성(superoleophobic)이다. 특정 실시예에서, 코팅은 30도 미만의 헥사데칸 슬라이딩 각도를 갖는다. 다른 실시예에서, 코팅은 고체 잉크와 30도 미만의 슬라이딩 각도를 갖는다. 코팅은 10 내지 100 미크론의 두께를 가질 수 있다. 프린터는 인쇄 스테이션으로부터 기재를 수용하고, 기재 상에 고체 잉크를 산포시키도록 구성된 스프레더 스테이션을 추가로 포함할 수 있다. 스프레더 스테이션은 스프레더 롤러, 및 상기 스프레더 롤러와 대향하는 금속제 가압 롤러를 구비한다. 가압 롤러는 저접착성 코팅, 소유성 코팅 또는 초소유성 코팅을 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 프린터의 이송 요소들은 양면 인쇄용 기재를 이송하도록 구성된다. 상기 요소들은 적어도 하나의 금속제 방향 전환 롤러를 구비하며, 이 방향 전환 롤러는 저접착성 코팅, 소유성 코팅 또는 초소유성 코팅을 가질 수 있다.According to one aspect, a printing apparatus has a plurality of rollers in contact with the ink image on a substrate, the surfaces of which have a coating with poor adhesion to the solid ink image. A press or printer for transferring ink onto a substrate comprises a plurality of components for transporting a substrate along a path through the printer, a plurality of components disposed along the path and configured to transfer solid ink onto a substrate transported along the path. a print station having a printhead, and a plurality of metallic backing rollers facing the plurality of printheads and disposed to support a substrate passing between the backing roller and the printheads. Each backing roller has a coating that has poor adhesion to solid ink. In certain embodiments, the coating is also oleophobic, preferably superoleophobic. In certain embodiments, the coating has a hexadecane sliding angle of less than 30 degrees. In another embodiment, the coating has a sliding angle of less than 30 degrees with the solid ink. The coating may have a thickness of 10 to 100 microns. The printer may further include a spreader station configured to receive the substrate from the print station and to spread the solid ink onto the substrate. The spreader station has a spreader roller and a metal pressure roller opposing the spreader roller. The pressure roller may have a low adhesion coating, an oleophobic coating or a super-oleophobic coating. In a particular embodiment, the transport elements of the printer are configured to transport a substrate for duplex printing. The elements have at least one metallic turning roller, which may have a low adhesion coating, an oleophobic coating or a super-oleophobic coating.

본 발명에 의하면, 인쇄 공정 및 이 공정의 에너지 효율을 최적화하는 조건 하에서 롤러 상으로의 잉크 오프셋 위험을 감소시키는 롤러 구조가 제공되며, 고체 잉크 이미지에 대한 친화력이 희박하거나 접착력이 낮은 저접착성 코팅도 제공된다.SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a roller structure is provided that reduces the risk of ink offset onto the roller under conditions optimizing the printing process and the energy efficiency of the process, and a low tack coating with poor affinity or low adhesion to solid ink images. is also provided.

본 명세서에서 "프린터"라는 단어는 인쇄 기능을 수행하는, 디지털 복사기 또는 프린터와 같은 모든 장치를 망라한다. 본 명세서는 상 변화 잉크젯 적용을 다루지만, 잉크 이미지를 소지하는 기재가 가압 요소 또는 안내 요소와 접촉하면서 통과하는 다른 인쇄 기술이 고려될 수도 있다. 본 명세서에서는 가압 요소 또는 안내 요소로서 롤 또는 롤러를 기술하지만, 표면이 기재 상의 잉크 이미지와 접촉하는 다른 구성도 고려된다. 가압 요소 또는 안내 요소는 배킹 롤러, 이미지측 롤러 및 방향 전환 롤러를 구비한다. 이들 롤러는 프린터 내에서 비급유(non-oiled) 롤러인 것으로 생각된다. 특정 잉크 재료 및 특정 가압 요소에 대한 잉크 오프셋의 위험의 한 척도는 잉크 재료와 표면 사이의 접착력에 관한 것이다. 슬라이딩 각도는 정지면(resting surface)이 기울어질 때 액적이 미끄러지기 시작하는 경사 각도이다. 슬라이딩 각도는 액적과 표면 사이의 접착력을 측정하기 위해 사용될 수 있다. 슬라이딩 각도가 작을수록 접착력은 낮아진다. 표면에 대한 액적의 접착력이 높을 때, 액적은 90도 경사 각도까지 미끄러지지 않을 것이다. 슬라이딩 각도의 필연적인 결과는 액체/기체 경계면이 고체면을 만나는 각도인 접촉 각도이다. 완전히 젖은 표면에 있어서, 접촉 각도는 0°이며, 이는 액체가 그 표면에 걸쳐서 완전히 산포됨을 의미한다. 역으로, 전혀젖지않은 표면은 180°의 접촉 각도를 가지며, 이는 액체가 표면 상에 정지하고 있는 구형 액적 형태임을 의미한다. 전술한 가압 요소의 알루미늄 표면에 대하여, 물의 접촉 각도는 50°내지 68°이고, 헥사데칸의 접촉 각도는 ~4°내지 6°이며, 상-변화 잉크의 접촉 각도(~105℃에서 측정)는 1.6°내지 4.2°이다. 액적 또는 용융 잉크는 미끄러지지 않지만 경사 시에는 유동하는 바, 이는 알루미늄 드럼 표면에 대한 잉크의 점착성(stickiness)을 나타낸다. 이들 알루미늄 요소에 있어서, 낮은 잉크 접촉 각도 및 점착성은 알루미늄 표면이 전술한 잉크 오프셋문제를 방지하기에 불충분하다는 것을 나타낸다. 잉크 오프셋의 위험은 잉크 응집을 증가시키기 위해 잉크도포과정 내내 그리고 스프레더 스테이션 이전에 엄격한 온도 제어를 요구한다. 따라서, 전술했듯이, 인쇄된 화상은 잉크 오프셋을 최소화하기 위해 약 30℃의 온도로 유지되어야 한다. 유기 고체 잉크에 적합한 일 실시예에서는, 프린터의 가압 요소 또는 안내 요소에 저접착성 코팅이 도포된다. 특히, 이 코팅은 배킹 롤러 및 방향 전환 롤러를 포함하는 프린터의 비급유 롤러에 도포된다. 일부 실시예에서, 코팅은 스프레더 스테이션의 가압 롤러에 도포될 수도 있다. 코팅은 고체 잉크 이미지에 대해 낮은 접착력을 나타내지만, 잉크 또는 페이퍼 웨브에 대해 미끄러지지 않기에 충분한 측방향 마찰력을 나타낸다. 본 명세서에 기술했듯이, 저접착성 코팅은 높은 작동 온도에서도 잉크 오프셋 위험을 현저히 감소시킨다. 따라서, 전체 인쇄 공정이 스프레드 스테이션에서 요구되는 높은 온도에서 이루어질 수 있다. 전술한 시스템에서, 중간-가열기는 잉크가 스프레더 드럼 및 가압 롤러에 의해 산포될 수 있도록 웨브의 온도를 60℃로 상승시킨다. 따라서, 본 명세서에 기재된 저접착성 코팅에 의하면, 웨브는 인쇄 스테이션을 통한 전체 경로 내내 이 60℃로 유지될 수 있다. 더욱이, 공정 전체 도중의 온도는 종래 시스템에서와 같이 엄격히 제어될 필요가 없다. 일부 시스템에서는, 중간-가열기 및 공기 순환 요소가 제거될 수 있으며, 이는 프린터에서의 전체 소요 에너지를 감소시킨다. 온도 제어에 있어서 이렇게 증가된 융통성은 또한, 웨브 온도가 예열기만으로 달성되는, 가열되지 않은 배킹 롤러의 사용을 가능하게 할 수 있다. 따라서, 특정 실시예에서, 웨브는 웨브의 온도가 인쇄 경로를 따라서 저하되어 스프레더 스테이션에서 소정의 60℃ 온도에 도달하도록 100℃ 온도로 예열될 수 있다. 본 명세서에 개시된 저접착성 코팅은 프린터의 회전 롤러의 과도한 마모를 방지하기 위해 프린터에 사용하기에 적합한 연마 특징을 나타낸다. 적합한 코팅은 폴리실록산 첨가제 및 최적하게는 플루오로링크 가교 결합제의 존재 하에 디이소시아네이트를 히드록실-관능화 폴리에스테르와 가교-결합함으로써 만들어질 수 있다. 일 실시예에서, 이들 성분은 폴리우레탄 코팅 용액 중에 형성되어 알루미늄 드럼의 표면에 도포되었다. 코팅을 도포하기에 적합한 기술에는 분사, 유동 및 침지가 포함된다. 이 투명 필름은 코팅을 가열 오븐에서 경화시킨 후에 얻어질 수 있다. 본 명세서에 개시된 코팅의 특정 실시예는 히드록실-말단 폴리아크릴레이트와, 성분 1로서 Bayer Material Science로부터의 Desmophen A870 BA, 및 성분 2로서 Bayer Material Science로부터의 Desmodur N-3300A를 n-부틸 아세테이트 중에서 혼합함으로써 만들어질 수 있다. 상표명 Silclean™ 3700으로 판매되는 폴리실록산 첨가제, BYK로부터의 히드록실 관능 실리콘 변성 폴리아크릴레이트는 다양한 양으로 첨가되는 바, 통상은 메인 폴리머에 대해 2 내지 10중량%의 양으로 첨가된다. 135℃에서 30분 내지 60분 동안 코팅 및 건조한 후, 본 명세서에 개시된 저접착성 코팅이 얻어질 수 있다. 경우에 따라서, 최종 코팅의 접촉 각도를 증가시키기 위해 Fluorolink, 특히 Solvay Solexis로부터의 Fluorolink-D로 공지된 플루오로 가교-결합제가 코팅 용액에 0.01% 내지 5% 첨가될 수 있다. 하기의 표가 데이터를 요약한다. 주지된 낮은 표면에너지 재료인 PTFE TEFLON에 대한 상기 표에서의 데이터는 비교를 위해 제공되었다. PTFE TEFLON은 꽤 높은 접촉 각도를 갖지만, 슬라이딩 각도가 상당히 큰데, 이는 고체-잉크 인쇄기에 사용하기 위한 알루미늄 드럼 용으로 적합한 코팅이 아님을 나타낸다. 실제로, 동일한 조건 하에서 고체 잉크에 대한 접촉 각도 및 슬라이딩 각도는 PTFE TEFLON 층에 대해 ~63°및 90°인 바, 이는 고체 잉크가 그 표면에 점착될 것임을 나타낸다. 특정 예에서, 필름들 중 일부 필름 상의 고체 잉크의 접촉 각도 및 슬라이딩 각도(105℃에서)는 각각 50°- 80° 및 10°- 25°인 것으로 알려졌는바, 이는 고체 잉크가 이들 코팅에 대해 낮은 접착력을 갖고 있음을 나타낸다. 따라서 상기 데이터는 기술된 코팅이 소유성임을 보여준다. 일부 실시예에서는 초소유성이다. 본 명세서에 기재된 저접착성 코팅은 분사, 침지, 플로우 코팅 또는 인하(draw down) 코팅을 포함하는 임의의 적절한 기술을 사용하여 가압 요소에 도포될 수 있다. 특정 실시예에서, 코팅은 10 내지 100 미크론의 두께로 도포된다. 일부 실시예에서, 코팅은 초소유성일 수 있다. 초소유성 코팅은 전술한 롤러에 적용하기 위한 보다 특수한 기술을 필요로 할 수 있을 것으로 생각된다. 최초에 출원되어 보정될 수 있는 청구범위는, 현재 예측되지 않거나 알려지지 않았고 예를 들어 타인들로부터 유발될 수 있는 것들을 포함하는, 본 명세서에 기재된 실시예 및 기술 사상의 변형예, 대체예, 수정예, 개선예, 균등예, 및 실질적인 균등예를 망라한다.As used herein, the term “printer” encompasses any device that performs a printing function, such as a digital copier or printer. Although this disclosure addresses phase change inkjet applications, other printing techniques through which a substrate carrying an ink image passes while in contact with a pressure element or guide element are contemplated. Although a roll or roller is described herein as a pressing element or a guiding element, other configurations are contemplated wherein the surface is in contact with the ink image on the substrate. The pressing element or guiding element has a backing roller, an image side roller and a turning roller. These rollers are believed to be non-oiled rollers within the printer. One measure of the risk of ink offset for a particular ink material and a particular pressing element relates to the adhesion between the ink material and the surface. The sliding angle is the angle of inclination at which the droplet begins to slide when the resting surface is tilted. The sliding angle can be used to measure the adhesion between the droplet and the surface. The smaller the sliding angle, the lower the adhesion. When the adhesion of the droplet to the surface is high, the droplet will not slide up to a 90 degree inclination angle. The inevitable result of the sliding angle is the contact angle, which is the angle at which the liquid/gas interface meets the solid surface. For a completely wet surface, the contact angle is 0°, meaning that the liquid is completely spread across the surface. Conversely, a never-wetted surface has a contact angle of 180°, meaning that the liquid is in the form of spherical droplets resting on the surface. With respect to the aluminum surface of the aforementioned pressing element, the contact angle of water is between 50° and 68°, the contact angle of hexadecane is between ˜4° and 6°, and the contact angle of the phase-change ink (measured at ˜105° C.) is 1.6° to 4.2°. Droplets or molten ink do not slide but do flow when tilted, indicating the ink's stickiness to the aluminum drum surface. For these aluminum elements, the low ink contact angle and tack indicate that the aluminum surface is insufficient to avoid the ink offset problem described above. The risk of ink offset requires strict temperature control throughout the ink application process and prior to the spreader station to increase ink agglomeration. Therefore, as mentioned above, the printed image should be maintained at a temperature of about 30 DEG C to minimize ink offset. In one embodiment suitable for organic solid inks, a low tack coating is applied to the pressure element or guide element of the printer. In particular, this coating is applied to the printer's non-lubricated rollers, including backing rollers and redirection rollers. In some embodiments, the coating may be applied to the pressure rollers of the spreader station. The coating exhibits low adhesion to the solid ink image, but sufficient lateral friction to not slip against the ink or paper web. As described herein, the low tack coating significantly reduces the risk of ink offset even at high operating temperatures. Thus, the entire printing process can be done at the high temperatures required in the spread station. In the system described above, the mid-heater raises the temperature of the web to 60° C. so that the ink can be spread by the spreader drum and pressure roller. Thus, with the low tack coating described herein, the web can be maintained at this 60° C. throughout its entire path through the print station. Moreover, the temperature during the entire process does not need to be tightly controlled as in conventional systems. In some systems, the mid-heater and air circulation elements can be eliminated, which reduces the overall energy requirement in the printer. This increased flexibility in temperature control may also enable the use of unheated backing rollers, where the web temperature is achieved with only a preheater. Thus, in certain embodiments, the web may be preheated to a temperature of 100° C. such that the temperature of the web decreases along the printing path to reach a predetermined 60° C. temperature at the spreader station. The low tack coatings disclosed herein exhibit abrasive properties suitable for use in printers to prevent excessive wear of the printer's rotating rollers. Suitable coatings can be made by cross-linking the diisocyanate with the hydroxyl-functionalized polyester in the presence of a polysiloxane additive and optimally a fluorolink cross-linking agent. In one embodiment, these components were formed in a polyurethane coating solution and applied to the surface of an aluminum drum. Suitable techniques for applying the coating include spraying, flowing and dipping. This transparent film can be obtained after curing the coating in a heating oven. Specific examples of the coatings disclosed herein include hydroxyl-terminated polyacrylates with Desmophen A870 BA from Bayer Material Science as component 1, and Desmodur N-3300A from Bayer Material Science as component 2 in n-butyl acetate. It can be made by mixing. A polysiloxane additive sold under the trade name Silclean™ 3700, a hydroxyl functional silicone modified polyacrylate from BYK, is added in various amounts, usually in an amount of 2 to 10% by weight relative to the main polymer. After coating and drying at 135° C. for 30 to 60 minutes, the low adhesion coating disclosed herein can be obtained. Optionally, 0.01% to 5% of a fluoro cross-linker known as Fluorolink, especially Fluorolink-D from Solvay Solexis, can be added to the coating solution to increase the contact angle of the final coating. The table below summarizes the data. The data in the table above for PTFE TEFLON, a well-known low surface energy material, is provided for comparison. PTFE TEFLON has a fairly high contact angle, but a fairly large sliding angle, indicating that it is not a suitable coating for aluminum drums for use in solid-ink presses. In fact, the contact angle and sliding angle for the solid ink under the same conditions are ˜63° and 90° for the PTFE TEFLON layer, indicating that the solid ink will stick to its surface. In certain instances, the contact angle and sliding angle (at 105° C.) of the solid ink on some of the films were found to be 50°-80° and 10°-25°, respectively, which indicates that the solid ink is low for these coatings. It indicates that it has adhesion. The data thus show that the described coatings are oleophobic. In some embodiments, it is superoleophobic. The low tack coatings described herein may be applied to the pressing element using any suitable technique including spraying, dipping, flow coating, or draw down coating. In certain embodiments, the coating is applied to a thickness of 10 to 100 microns. In some embodiments, the coating may be superoleophobic. It is contemplated that the superoleophobic coating may require more specialized techniques for application to the rollers described above. The claims, originally filed and amended, cover variations, substitutions and modifications of the embodiments and spirits described herein, including those not currently foreseen or unknown, and which may arise, for example, from others. , improvements, equivalents, and substantial equivalents.

Claims (1)

기재 상에 잉크를 전사하기 위한 프린터는 기재를 인쇄기를 통해서 경로를 따라 이송하기 위한 구성 요소들, 상기 경로를 따라서 배치되고 또한 상기 기재가 경로를 따라서 이송됨에 따라 고체 잉크를 상기 기재 상에 전사하도록 구성된 다수의 프린트헤드를 구비하는 인쇄 스테이션 및 상기 다수의 프린트헤드와 대면하고 또한 배킹 롤러들과 상기 프린트헤드들 사이를 통과하는 상기 기재를 지지하도록 배치되는 다수의 금속제 배킹 롤러를 포함하며, 상기 배킹 롤러들 각각은 상기 고체 잉크에 대해 낮은 접착력을 갖는 표면 코팅을 포함하는 인쇄용 롤러.A printer for transferring ink onto a substrate includes components for transporting a substrate along a path through the printer, disposed along the path and configured to transfer solid ink onto the substrate as the substrate is transported along the path. a print station having a plurality of printheads configured and a plurality of metallic backing rollers facing the plurality of printheads and disposed to support the substrate passing between the backing rollers and the printheads; and each of the rollers comprises a surface coating having low adhesion to the solid ink.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20250098400A (en) 2023-12-22 2025-07-01 양영수 The shock relaxation drone ball utilizing spring

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