KR100360757B1 - 잉크제트인쇄용잉크및이를사용하는다색인쇄법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 탄소수 4 내지 10의 1,2-알킬디올, 특히 1,2-헥산디올 또는 1,2-펜탄디올을 함유하는 수성 잉크는 제트잉크에 사용된다. 종이에 나란히 적용된 상이한 색의 이러한 2가지 잉크는 블리드되지 않으며, 따라서 탁월한 상 명확도를 나타낸다. 디올은 가연성이 아니며, 악취가 나지 않고, 고휘발성이 아니다.

Description

잉크 제트 인쇄용 잉크 및 이를 사용하는 다색 인쇄법

본 발명은 종이 위에 액체 잉크로 한가지 이상의 색이 인접하여 위치하도록 인쇄하는 방법에 관한 것이다. 전형적으로, 잉크는 잉크 제트 프린터로부터 소적으로 도포된다. 우수한 색 품질을 수득하기 위해서는, 잉크들이 종이 위에서 측면으로 서로 블리딩(bleeding)되지 않아야 할 것이다.

본 발명은 색이 다른 잉크들의 블리딩을 제거하기 위해 통상적인 수성 잉크에 1,2-알킬디올(여기서, 알킬의 탄소수는 4 내지 10이다)을 사용한다. 이러한 잉크에 알콜을 사용하는 것은 통상적이지만[참조: 모팻트(Moffatt) 등의 미합중국 특허 제5,207,824호, 프라새드(Prasad)의 미합중국 특허 제5,196,056호 및 에스카노(Escano) 등의 미합중국 특허 제5,196,057호], C4 내지 C10의 1,2-알킬디올을 사용하지는 않았다. 존슨(Johnson) 등의 미합중국 특허 제5,165,968호에는, 1,2-펜탄디올이 당해 특허의 잉크용으로 부적합한 것으로 기재되어 있다.

시로타(shirota) 등의 미합중국 특허 제5,141,558호에는 페더링 방지, 건조 및 침투성을 개선시키기 위해 이러한 잉크에 각종 트리올을 사용하는 방법이 교시되어 있다. 시오야(shioya) 등의 미합중국 특허 제4,732,613호에는 일반적으로 본발명에 의해 고려되는 잉크로부터의 다색 인쇄가 기재되어 있으며, 다수의 디프로필 및 트리프로필 또는 고급 알콜이 열거되어 있다. 1,2,6-헥산트리올은 열거되어 있지만, 부탄 또는 고급 알칸의 1,2-디올은 열거되어 있지 않다.

모팻트의 미합중국 특허 제5,116,409호에는 미셀(micelle)을 형성시키기 위해 계면활성제를 사용하는 블리딩 완화 메카니즘이 교시되어 있다. 그러나, 본 발명에 있어서, 적어도 본 발명에서 사용하는 C4 내지 C6 디올의 경우에는, 본 발명의 잉크의 표면 장력 대 농도 플롯으로부터 급격한 변화(sharp break)가 없음이 확인되었기 때문에 미셀 형성이 이용되지 않는다.

본 발명에 의해 사용되는 메카니즘은 침투력 증가이다. n-프로판올, n-부탄올 및 n-펜탄올과 같은 1급 알콜은 침투력을 증가시키므로 블리딩을 제거하지만, 잉크에 있어서의 저급 알콜로 인한 가연성, 악취 및 높은 휘발성과 같은 이유 때문에, 이들 1급 알콜의 사용은 피해야 하거나, 바람직하지 않을 수 있다. C4 내지 C10의 1,2-디올도 침투력을 증가시켜 블리딩을 제거하는 동일한 효과를 갖지만 가연성이 아니므로 특별한 주의없이도 잉크에 사용할 수 있다.

본 발명에서는 2가지 이상의 색의 수성 잉크들을 사용하여 거의 동시에 측면으로 근접하게 위치하도록 종이에 도포한다. 잉크는 C4 내지 C10의 1,2-알킬디올 0.1 내지 12.5중량%, 바람직하게는 1,2-헥산디올 약 2.5중량%를 함유한다. 일반적으로, 탄소 쇄가 짧을수록 블리딩을 제거하기 위해 필요한 디올의 비율은 높아진다. 색들은 블리딩되지 않으며, 탁월한 다색 화상 선명도가 수득된다.

1,2,6-헥산트리올 또는 1,2-디올을 제외한 디올을 사용하는 것은 1,2-디올로부터 수득되는 블리딩의 감소율과 동일한 감소율을 얻기에는 전적으로 비효과적이다. 전술한 미합중국 특허 제5,141,558호에서의 트리올의 사용은 1,2-디올로부터 수득되는 블리딩의 감소율을 달성하기에는 훨씬 덜 효과적인 것으로 여겨진다.

1,2-알킬디올은 잉크의 침투력을 증가시켜 비교적 낮은 농도, 특히 6중량%미만의 농도에서 블리딩을 제거하는 추가의 특징을 갖는다. 말단 탄소에 알콜 치환기를 갖는 보다 통상적인 디올은 10중량% 미만의 농도에서 블리딩 억제에 비효과적이며, 이러한 디올의 예에는 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올 및 1,6-헥산디올과 같은 화합물이 포함된다. 다음에 다소 상세히 논의되는 1,2,6-헥산트리올은 20중량%에서 효과적이지 못하다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르는 액체 잉크의 조성은 다음과 같다:

잉크

이 잉크는 다음과 같은 특징을 갖는다: 표면장력: 36dyne/cm; pH: 염료에 따라 7.5 내지 8.8; 점도: 25℃에서 1.3cSt(이보다 높은 점도의 잉크도 본 발명에 따라 잘 작용한다).

바람직한 염료는 다음과 같다.

마젠타 :

상기 식에서,

M은 H, Li, Na, K, -NH₄이다.

청색 : 다이렉트 블루(Direct Blue) 199: 다이렉트 블루 199는 제네카 칼라즈 인코포레이티드(Zeneca Colours Inc.) 및 기타 회사의 시판 제품인 설폰화된 구리 프탈로시아닌 염료이다.

황색 : 다이렉트 옐로우(Direct Yellow) 132 : 다이렉트 옐로우 132는 제네카 칼라즈 인코포레이티드 및 기타 회사의 시판 제품인 설폰화된 아조 염료이다.

그러나, 본 발명은 실질적으로 어떠한 수용성 염료이든지간에 수용성 염료를 함유하는 잉크에 적용할 수 있다.

전형적인 적용에 있어서, 4가지 잉크, 즉 마젠타 염료를 함유하는 잉크, 시안 염료를 함유하는 잉크, 황색 염료를 함유하는 잉크, 흑색 염료를 함유하는 잉크가 사용된다. 마젠타, 시안 및 황색 염료는 감색성(subtractive)이고, 서로의 위에 도포하여 전체 가시 스펙트럼을 포함할 수 있는 색을 생성할 수 있다. 흑색은 윤곽 및 기호를 나타내는 데 사용한다. 잉크를 표준 잉크 제트 인쇄에 의해 도포한다. 바람직한 잉크는 잉크를 가열시켜 물을 기화시키고 그 증기가 추진제로서 작용하는 감열(thermal) 잉크 제트 인쇄용으로 제형화된다. 바람직한 잉크는 입상성분을 함유하지 않는 용액이다. 시험 종이는 통상의 중성 셀룰로오즈성 종이이며, 통상의 산성 또는 염기성 종이에 있어서도 유사한 작용이 예상된다. 잉크들을 사실상 동시에 근접 인쇄하며, 2가지 잉크들의 경계를 지나는 블리딩은 관찰되지 않았다.

1,2-헥산디올에 가까운 대체물은 1,2-펜탄디올이다. 그렇지만 블리딩을 제거하는 데는 보다 많은 1,2-펜탄디올이 요구된다. 펜탄디올과 다른 대체물 및 사용량이 다음 표에 기재되어 있다:

표

1,2-알킬디올의 상기 양은 블리딩 완화를 위한 지침일 뿐이다. 하나 이상의 디올들을 혼합함으로써 보다 적은 양으로 사용할 수 있다. 블리딩 완화를 위해 필요한 정확한 양은 프린트 헤드 디자인, 프린터 드라이버 및 매질과 환경에 대한 최적 조건에 좌우된다. 예를 들면, 프린트헤드의 낮은 드롭 매스(drop mass)는 블리딩을 개선시킨다. 프린터 드라이버에 있어서의 슁글링[shingling(반복적 오버프린팅)] 및 잉크 감량[인쇄시의 스킵핑 도트(skipping dot)]도 인쇄물의 색 블리딩 질을 개선시킨다. 이러한 경우에는, 디올의 사용량을 낮출 수 있다.

1,2-디올은 흔치 않다. 화학 문헌에 특별한 한정이 없이 언급되어 있는 고급 알칸디올은 1,2-디올이 아니다. 사실상, 1,2-디올은 미합중국에서 한정된 양으로입수 가능하다.

1,2-헥산디올 대신 1,2,6-헥산트리올을 사용하는 것을 제외하고는 상기 바람직한 양태와 동일한 방법으로 잉크를 제형화하여 시험한다. 시험은 5중량%의 1,2,6-헥산트리올과 20중량% 이하의 1,2,6-헥산트리올을 사용하여 수행한다. 블리딩의 현저한 완화는 관찰되지 않는 반면, 5중량%의 1,2-헥산디올을 갖는 동일한 잉크는 사실상 블리딩을 제거하였다.

1,2-디올이 사용되는 한 잉크 조성은 광범위하게 변할 수 있다.

Claims (9)

1. 물, 수용성 염료 및 알킬의 탄소수가 4 내지 10인 1,2-알킬디올(여기서, 1,2-알킬디올은, 알킬의 탄소수가 10인 경우, 최소 사용량이 0.1중량%이고, 알킬의 탄소수가 4인 경우, 최소 사용량이 12.5중량%이며, 알킬의 탄소수가 5 내지 9인 경우, 최소 사용량이 0.1중량%와 12.5중량%의 중간량이다)을 포함하는 잉크 제트 인쇄용 잉크.
2. 제1항에 있어서, 1,2-알킬디올이 1,2-헥산디올인 잉크.
3. 제1항에 있어서, 1,2-알킬디올이 1,2-펜탄디올인 잉크.
4. 제3항에 있어서, 1,2-펜탄디올이 7.5중량% 이상의 양으로 사용되는 잉크.
5. 제1항에 있어서, 알킬의 탄소수가 8인 경우, 1,2-알킬디올이 1중량% 이상의 양으로 사용되는 잉크.
6. 제2항에 있어서, 1,2-헥산디올이 2.5중량% 이상의 양으로 사용되는 잉크.
7. 특정 색의 제1 잉크와 제1 잉크의 색과 상이한 색의 제2 잉크로부터, 종이위의 제1 영역을 제1 잉크로 인쇄하고, 제1 영역을 인쇄하는 시간과 거의 동시에 제1 영역과 측면으로 근접된 제2 영역을 제2 잉크로 인쇄함을 포함하는 다색 인쇄법에 있어서,

   제1 잉크와 제2 잉크가 각각 색을 제공하는 염료 1가지 이상과 잉크의 측면 블리딩을 방지하는 양의 탄소수 4 내지 10의 1,2-알킬디올을 함유하는 수성 잉크임을 특징으로 하는 다색 인쇄법.
8. 제7항에 있어서, 1,2-알킬디올이 1,2-헥산디올인 다색 인쇄법.
9. 제7항에 있어서, 1,2-알킬디올이 1,2-펜탄디올인 다색 인쇄법.