KR100655764B1 - 잉크젯 기록용 유성 잉크 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 잉크젯 기록용 유성 잉크에 관한 것으로, 인자 환경의 온도 변화에 좌우되지 않고 양호한 토출(delivery) 안정성과 보존 안정성을 가지며, 또한 구김(cockling)의 발생이 적은 잉크젯 기록용 유성 잉크를 얻기 위해, 포화 탄화 수소계 용제(saturated hydrocarbon solvent)와 식물유(vegetable oil)를 100：(10∼100)의 중량 비율로 함유하는 유기 용제, 안료 및 분산제로 주로 구성되는 것을 특징으로 한다.
유성 잉크, 잉크젯 기록용 유성 잉크

Description

잉크젯 기록용 유성 잉크{OIL－BASED INK FOR INK－JET RECORDING}
본 발명은 잉크젯 기록용 유성 잉크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인자(印字, printing) 환경의 온도 변화에 좌우되지 않고 양호한 토출(delivery) 안정성과 보존 안정성을 가지며, 또한 구김(cockling)의 발생이 적은 잉크젯 기록용 유성 잉크에 관한 것이다.
잉크젯 기록 방식 분야에서는 농도 저하나 번짐이 없고 선명한 색채를 가지는 화상을 더욱 고속으로 안정적으로 인자하기 위해, 장치 및 잉크 양면으로 연구가 진행되고 있다.
현재, 인자 장치로는 피에조(piezo) 진동 소자를 이용하는 방식, 열 헤드(thermal head)를 이용하는 방식, 전기적 흡인력을 이용하는 방식 등이 알려져 있다.
그 중에서도, 피에조 진동 소자를 이용하는 방식은 기록 헤드의 장치 구성이 간단하고 다른 방식에 비해 잉크에 대한 전기적 및 열적 성능의 제한이 적다는 점에서 유용성이 높다. 그리고, 이 타입의 인자 장치에 적용되는 잉크로서, 최근 안료를 포화 탄화 수소계 용제에 분산시킨 유성 타입의 것이 실용화되어 있다.
그러나, 본질적으로 안료 타입의 잉크에는 잉크 자체의 보존 안정성이나 토 출성의 불량 등, 이른 바 잉크젯 기록액의 신뢰성이 낮다는 문제가 있다.
또, 잉크의 표면 장력을 높여 노즐의 막힘을 적게 하기 위해서는 포화 탄화 수소로서 시클로파라핀(나프텐)을 함유시키는 것이 더욱 효과적이지만, 시클로파라핀을 함유하는 잉크로부터 얻어진 인자물을 시판되는 클리어 파일 등으로 보관하면, 클리어 파일이 팽윤(澎潤)되어 휘어짐(구김)이 발생하는 등의 문제가 있다.
또한, 저융점·고비점인 이소파라핀을 다량으로 함유시켜 더욱 낮은 온도까지 액상으로 유지하고, 증발 건조에 의해 일어나는 노즐의 막힘을 방지하는 시도도 이루어지고 있다. 그러나, 그 결과 얻어지는 잉크의 표면 장력이 저하되기 때문에, 노즐이 막히기 쉬워지고 토출 불량의 원인이 되는 등의 문제가 있다.
이와 같이 포화 탄화 수소계 유기 용제를 분산 매체로 사용한 잉크젯 기록용 잉크는 여러 문제점을 가진다.
이로 인해서, 예를 들면 잉크 토출성의 개량으로, 지방족 탄화 수소계 유기 용제와 올레일 알콜(oleyl alcohol) 등의 극성(極性) 용제를 병용하는 방법이 일본국 특표평(特表平) 10－507487호 공보 등에 개시되어 있다. 이 방법은 극성 성분을 병용함으로써 잉크의 노즐에 대한 습윤성을 조절하고, 토출 후의 잉크를 노즐 선단으로부터 내부로 후퇴시켜 건조를 방지하도록 하는 것이다.
그러나, 상기의 방법과 같이 포화 탄화 수소계 용제와 극성 용제를 병용하면, 잉크의 보존 안정성이 점차 저하되어 보존 중에 안료가 침강(沈降)한다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 저온으로부터 상온 이상의 넓은 온도 범위에 걸쳐 토출 안정성 및 보존 안정성이 우수하고, 또한 구김성이 적은 잉크젯 기록용 유성 잉크를 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉, 본 발명은 다음에 기재된 잉크젯 기록용 유성 잉크를 제공한다.
(1) 포화 탄화 수소계 용제와 식물유를 100：(10∼100)의 중량 비율로 함유하는 유기 용제, 안료 및 분산제로 주로 구성되는 잉크젯 기록용 유성 잉크.
(2) 상기 포화 탄화 수소계 용제가 이소파라핀계 용제와 시클로파라핀계 용제의 두 성분을 함유하여 이루어지는 상기 (1)에 기재된 잉크젯 기록용 유성 잉크.
(3) 상기 포화 탄화 수소계 용제가 25℃에서의 점도가 20mPa·s 이하인 유동 파라핀을 주성분으로 함유하여 이루어지는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 잉크젯 기록용 유성 잉크.
(4) 상기 유동 파라핀이 일본 약국방(日本藥局方)의 유동 파라핀 순도 시험, 일본에서 정해진 식품 첨가물 규격의 유동 파라핀 순도 시험, 및 일본에서 정해진 화장품 원료 기준의 유동 파라핀 순도 시험 중 적어도 하나에 합격한 유동 파라핀인 상기 (3)에 기재된 잉크젯 기록용 유성 잉크.
(5) 상기 식물유가 반건성유(半乾性油) 및 불건성유(不乾性油)로 이루어지는 군(群)에서 선택되는 적어도 1종류로 이루어지는 상기 (1)∼(4) 중 어느 하나에 기재된 잉크젯 기록용 유성 잉크.
(6) 상기 식물유가 대두유, 유채 기름 및 올리브유로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종류로 이루어지는 상기 (1)∼(5) 중 어느 하나에 기재된 잉크젯 기록용 유성 잉크.
(7) 상기 분산제가 아민 화합물과 12－히드록시스테아린산의 자기 축합물(自己縮合物)의 반응물로 이루어지는 상기 (1)∼(6) 중 어느 하나에 기재된 잉크젯 기록용 유성 잉크.
(8) 25℃에서 잉크의 표면 장력이 26∼30dyne／cm이고, 또 불화 에틸렌／프로필렌 코폴리머 필름에 대한 접촉각이 40∼50°인 상기 (1)∼(7) 중 어느 하나에 기재된 잉크젯 기록용 유성 잉크.
(9) 체적 저항치가 108Ωcm 이상인 상기 (1)∼(8) 중 어느 하나에 기재된 잉크젯 기록용 유성 잉크.
다음에 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명에서 사용되는 안료는 일반적인 잉크젯 기록용 잉크로 사용할 수 있는 각종의 무기 및 유기 안료가 이용 가능하지만, 특히 유용한 것으로는 C. I. 피그먼트 옐로(pigment yellow) 93, 95, 109, 110, 120, 128, 138, 139, 151, 154, 155, 173, 180, 185, 193, C. I. 피그먼트 오렌지(pigment orange) 34, 36, 43, 61, 63, 71, C. I. 피그먼트 레드(pigment red) 122, 202, 122와 202의 고용체(固溶體), C. I. 피그먼트 블루(pigment blue) 15, C. I. 피그먼트 바이올렛(pigment violet) 19, 23, 33, C. I. 피그먼트 블랙(pigment black) 7 등을 들 수 있다.
잉크젯 기록 방식에서는 옐로(yellow), 마젠타(magenta), 시안(cyan), 블랙(black)의 4색을 기초로 하고, 최근에는 오렌지(orange), 그린(green)을 첨가한 6색, 또한 라이트마젠타(light magenta), 라이트블루(light blue)를 첨가한 8색의 잉크를 사용하여 칼라 화상 등이 형성되어 있다.
이들 색상을 얻기 위해, 상기 안료 중에서도 내후성(耐候性)이 양호한 것이 더욱 바람직하고, 특히 옐로로는 C. I. 피그먼트 옐로 138, 154, 180, 185, 마젠타로는 C. I. 피그먼트 레드 122, 202, C. I. 피그먼트 바이올렛 19, 시안으로는 C. I. 피그먼트 블루 15, 블랙으로는 C. I. 피그먼트 블랙 7의 특히 산성 또는 중성 안료, 오렌지로는 C. I. 피그먼트 오렌지 43, 64, 71, 그린으로는 C. I. 피그먼트 그린 7, 36이 더욱 바람직하다.
본 발명에서 안료의 바람직한 사용량은 잉크젯 기록용 유성 잉크 중 0.5∼30중량%이고, 더욱 바람직하게는 1∼10중량% 정도이다. 안료의 사용량이 과도하게 적어지면 잉크의 색 농도가 저하되고, 또 과도하게 많아지면 잉크 점도나 유동성 면에서 인자가 곤란하게 된다.
또, 본 발명에서 사용하는 유기 용제는 주로 포화 탄화 수소계 용제와 식물유로 구성되는 것이다.
본 발명에서 사용되는 포화 탄화 수소계 용제로는 이소파라핀계 혼합물, 예를 들면 아이소파 E, 아이소파 G, 아이소파 H, 아이소파 L, 아이소파 M(이상, 모두 에쿠손가가쿠(주)제), 셸조루(셸오이루(주)제), 소루토로루(필립스세키유(주)제), 베가조루(모비루세키유(주)제), IP 소루벤토 2835(이데미쓰세키유가가쿠(주)제) 등, 시클로파라핀계 혼합물, 예를 들면 에쿠소루 D130(에쿠손가가쿠(주)제) 등, 기 존의 잉크젯 기록용 유성 잉크로 주로 사용되고 있는 시판되는 포화 탄화 수소계 용제(이들 시판되는 용제 중에는 소량의 불포화 탄화 수소를 함유하는 것도 있지만, 본 발명에서는 지장을 주지 않고 사용할 수 있음)를 들 수 있고, 또 주로 노말파라핀, 이소파라핀 및 단환(單環) 시클로파라핀의 3성분의 혼합물인 유동 파라핀(일본 약국방에서 경질(輕質) 유동 파라핀으로 불리우는 것도 포함함), 예를 들면 모레스코화이트 P－40, 모레스코화이트 P－55(마쓰무라세키유겐큐쇼(주)제), 유동 파라핀 No. 40－S, 유동 파라핀 No. 55－S(츄오가세이(주)제) 등의 시판되는 제품을 들 수 있다.
또한, 옥탄, 노난, 데칸, 도데칸 등의 노말파라핀계 탄화 수소, 이소옥탄, 이소데칸, 이소도데칸 등의 이소파라핀계 탄화 수소, 시클로헥산, 시클로옥탄, 시클로데칸, 데칼린 등의 시클로파라핀계 탄화 수소 등도 이용 가능하다.
이들 포화 탄화 수소계 용제 중에서도, 넓은 온도 범위에 걸쳐 잉크의 토출 안정성을 양호하게 한다는 관점에서, 가능한 한 높은 표면 장력을 가지는 시클로파라핀계 용제와 저융점·고비점을 가지는 이소파라핀계 용제를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 시클로파라핀계 용제와 이소파라핀계 용제를 병용하는 경우, 양자의 합계량에 대하여 시클로파라핀계 용제 20∼70중량%, 이소파라핀계 용제 30∼80중량%의 비율이 바람직하다. 특히, 유동 파라핀은 양쪽 성분을 균형이 맞게 함유한다는 점에서 가장 바람직하다.
따라서, 유동 파라핀을 주성분으로 해 두면, 한랭한 곳 등에서 더욱 저융점의 것이 필요한 경우에는 적당한 표면 장력을 유지할 수 있는 범위에서 이소파라핀 계 용제를 병용하고, 또 표면 장력을 높게 할 필요가 있는 경우에는 저융점을 유지할 수 있는 범위에서 시클로파라핀계 용제를 병용할 수도 있다.
또, 유동 파라핀이란 비교적 경질(輕質)의 윤활유 성분을 황산 세정 등에 의해 고도로 정제하여 얻어지는 탄화 수소 기름이며, 또한 실질적으로 자외선 흡수성의 불순물을 함유하지 않는 수준까지 정제되어 사용 목적에 따라 일본 약국방의 유동 파라핀 순도 시험, 일본에서 정해진 식품 첨가물 기준의 유동 파라핀 순도 시험, 및 화장품 원료 기준의 유동 파라핀 순도 시험 중 적어도 하나에 합격되어 있는 것이 작업·위생 면에서도 더욱 바람직하다.
그리고, 상기 3개의 유동 파라핀 순도 시험 및 기준치에 대해서는 현재 최신의 것으로 제14개정 일본 약국방, 일본 제2판 식품 첨가물 공정서(公定書) 및 일본 후생성(厚生省) 고시 제181호에 따른 화장품 원료 기준에 수재(收載)되어 있다.
본 발명에서 사용하는 포화 탄화 수소계 용제로는, 잉크의 토출 안정성 면에서 25℃에서의 점도가 20mPa·s 이하인 것이 바람직하고, 저점도의 포화 탄화 수소계 용제와 고점도의 포화 탄화 수소계 용제를 혼합하여 상기의 점도가 되도록 조정하여 사용할 수도 있다. 또한, 증발 건조에 의한 인자 속도의 향상과 노즐의 막힘의 균형을 고려하면, 포화 탄화 수소계 용제의 비점(沸點)으로는 180∼360℃／760mmHg의 범위에 있는 것이 바람직하고, 포화 탄화 수소계 용제의 혼합물을 이용하는 경우는 그 대부분의 성분이 상기 비점의 범위에 있는 것이 바람직하다.
이상과 같이, 잉크에 요구되는 성능에 따라 각각 적당한 포화 탄화 수소계 용제를 혼합하여 사용할 수 있지만, 기본적으로 포화 탄화 수소계 용제만으로는 후술하는 안료 분산제의 용해성이 충분하지 않고, 특히 저온이 될수록 그 경향이 현저하게 나타난다.
따라서, 본 발명에서는 안료 분산제의 용해성 향상을 위해, 유기 용제로서 식물유를 병용하고, 동시에 잉크의 표면 장력이 높아지기 때문에, 토출 안정성도 양호하게 되고 또한 구김성을 저감시키는 효과를 가진다.
여기에서, 본 발명에서 이용 가능한 식물유로는 대두유, 면실유, 해바라기 기름, 유채 기름, 겨자 기름, 참기름, 옥수수 기름 등의 반건성유, 올리브유, 땅콩 기름, 동백 기름 등의 불건성유, 아마인유(亞麻仁油), 홍화 기름(safflower oil) 등의 건성유를 들 수 있고, 이들 식물유는 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
특히 성상(性狀) 면에서는 산화에 의한 중합성이 낮은 반건성유나 불건성유이며 그 중에서도 더욱 저점도인 유채 기름, 올리브유, 또 저가인 대두유가 보다 바람직하다.
본 발명에서 사용하는 유기 용제로서 포화 탄화 수소계 용제와 식물유의 사용량은 포화 탄화 수소계 용제：식물유의 중량 비율로 100：(10∼100), 바람직하게는 100：(12∼60)의 범위이다. 식물유의 사용량이 상기의 범위보다 적어지면, 인자 환경 온도의 변화에 따라 토출량의 불균일함이 커지고, 특히 저온에서의 잉크의 보존 안정성이 저하되어 바람직하지 않다. 한편, 식물유의 사용량이 상기 범위보다 많아지면, 저점도의 잉크가 얻어지기 어려워지고 또 인자물의 건조성 저하나 산화 중합에 의한 막힘이 일어나기 쉬워져 바람직하지 않다. 또한, 상기의 원하는 효과를 충분히 달성한다는 관점에서 유기 용제 중에서의 포화 탄화 수소계 용제와 식물유의 합계량이 70중량% 이상인 것이 바람직하고, 특히 80중량% 이상이 더욱 바람직하다.
또한, 유기 용제 중에는 표면 장력 등을 저하시키지 않는 범위에서 건조성이나 융점의 조정 등을 목적으로 하여 필요에 따라 메탄올, 에탄올, 프로판올 등의 저급 알콜류, (폴리)에틸렌글리콜, (폴리)프로필렌글리콜 등의 (폴리)알킬렌글리콜의 알킬에테르류로, 포화 탄화 수소계 용제와 혼합 가능한 유기 용제를 함유시킬 수도 있다.
그리고, 에스테르계, 케톤계, 방향족 탄화 수소계 용제 등도 사용할 수 있지만, 인자 기기를 손상시킬 가능성이 있기 때문에 많이 함유시키지 않는 쪽이 바람직하다.
이상의 재료를 함유하는 유기 용제는 사용 환경 온도에서 액상을 유지하고, 또한 수송 또는 보존 환경을 고려하여 융점이 －20℃ 이하가 되는 조건을 만족하도록 조절하는 것이 바람직하다.
다음에, 유기 용제 중에 안료를 분산시키기 위해 사용하는 분산제로는 유기 용제에 용해 가능한 각종 안료 분산제 및 고분자량의 안료 분산용 수지를 사용할 수 있다.
더욱 바람직한 안료 분산제로는 예를 들면 아민 화합물과 12－히드록시스테아린산의 자기 축합물의 반응물을 들 수 있고, 구체적으로는 폴리알릴아민에 12－히드록시스테아린산의 자기 축합물을 반응시킨 것；폴리에틸렌폴리아민에 12－히드 록시스테아린산의 자기 축합물을 반응시킨 것, 예를 들면 시판되는 것으로 제네카(주) 제조의 소루스파스 13940 등；디알킬아미노알킬아민에 12－히드록시스테아린산의 자기 축합물을 반응시킨 것, 예를 들면 시판되는 것으로 제네카(주) 제조의 소루스파스 17000, 18000 등이 있다.
그 외에도, 옥타도데실아민아세테이트 등의 장쇄(長鎖) 알킬아민아세테이트 화합물, 알킬(경화 우지)트리메틸암모늄클로라이드 등의 4급 암모늄염, 폴리옥시에틸렌모노스테아레이트 등의 폴리옥시에틸렌 유도체, 소르비탄모노올레이트, 소르비탄모노라우레이트, 소르비탄모노스테아레이트 등의 장쇄 지방산의 소르비탄에스테르 화합물, 또 시판되는 것으로 안료 유도체인 소루스파즈 5000(제네카(주)제), 폴리아민계 화합물인 EFKA47(EFKA 케미카루즈(주)제) 등을 들 수 있다.
한편, 안료 분산용 수지로는 석유 수지, 로진 변성 말레인산 수지, 로진 변성 페놀 수지, 알킬페놀 수지, 알키드 수지, 아미노알키드 수지, 아크릴 수지, 폴리아미드 수지, 쿠마론인덴(coumarone-indene) 수지 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 본 발명의 유기 용제 중에 양호한 용해성을 가지는 석유 수지 및 로진 변성 말레인산 수지가 더욱 바람직하다.
이들 분산제의 사용량은 안료의 사용량에 대해 중량 환산으로 0.1∼10배 정도가 적량이다.
또한, 인자될 대상에 대한 고착성 등의 개선을 위해 통상의 잉크젯 기록용 유성 잉크로 사용되고 있는 각종 바인더 수지를 사용할 수 있고, 또 계면 활성제, 점도 조정제, 소포제(消泡劑), 막 형성 보조제 등의 각종 첨가제를 첨가할 수도 있 다.
이러한 재료를 사용하여 잉크젯 기록용 유성 잉크를 제조하는 방법으로는, 먼저 포화 탄화 수소계 용제 단독, 또는 포화 탄화 수소계 용제와 식물유의 혼합 용제에 분산제를 용해시켜 분산제 용액으로 하고, 추가로 안료, 필요에 따라 식물유, 다른 유기 용제, 계면 활성제 등을 교반 혼합하여 연육기(練肉機)로 연육한 후, 필요에 따라 연신 처리를 첨가하여 혼합하는 방법을 이용할 수 있다.
상기 연육기로는 예를 들면 습식 서큘레이션 밀, 비드 밀(bead mill), 볼 밀(ball mill), 샌드 밀(sand mill), 아트라이터, 롤 밀(roll mill), 교반기(agitator), 헨쉘 믹서, 콜로이드 밀(colliod mill), 초음파 호모제나이저(homogenizer), 초고압 호모제나이저, 펄 밀(pearl mill) 등을 들 수 있고, 특히 잉크젯 기록액에서는 통상의 인쇄 잉크에 비해 더욱 미세하게 안료를 분산시킬 필요가 있기 때문에, 상기 기종 중에서도 습식 서큘레이션 밀이 바람직하다.
본 발명의 잉크젯 기록용 유성 잉크의 점도로는 사용 시의 환경 온도에서 1.0∼30.0mPa·s, 특히 10.0∼20.0mPa·s가 바람직하고, 점도가 이 범위에 있으면 고속 인자에서 토출 안정성도 양호하다.
또, 25℃에서의 잉크의 표면 장력이 26∼30dyne／cm이고, 25℃에서의 불화 에틸렌／프로필렌 코폴리머 필름(FEP 필름) 상에서의 접촉각이 40∼50°인 것이 특히 바람직하며, 이 범위에 있는 잉크는 신속하게 노즐 내에 충전할 수 있고 또 노즐의 막힘도 적게 할 수 있다.
그리고, 상기의 FEP 필름 상에서의 접촉각의 수치는 25℃의 분위기 온도에서 도레이가세이휘루무(주) 제조의 도요프론 50F(두께 50㎛)를 사용하여 그 수평면 상에 주사기(syringe)로 잉크를 1방울 적하(滴下)하고, 필름에 잉크가 접촉한 직후의 것을 나타낸다.
본 발명의 잉크젯 기록용 유성 잉크는 피에조 진동 소자를 이용하여 잉크를 토출하는 온 디맨드(on-demand)·잉크젯 기록 방식에 적합하고 현재 시판되고 있는 잉크젯 기록용 유성 잉크의 인자 장치에서 양호한 토출성을 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명의 잉크젯 기록용 유성 잉크는 108Ωcm 이상의 체적 저항치를 가지는 것이 바람직하지만 대전제를 함유하지 않은 것이다. 따라서, 대전시킨 잉크 액적(液滴)과 전극 사이에 발생하는 전기적 흡인력을 이용하여 연속적으로 액적을 비상(飛翔)시키는 잉크젯 기록 방법에서 사용하는 잉크와는 본질적으로 요구되는 토출 특성이 상이한 것이다.
본 발명의 잉크젯 기록용 유성 잉크는 인자 시에 넓은 온도 범위에 걸쳐 안정된 토출성을 가지고, 저온에서의 보존 안정성도 우수하며, 또한 구김성이 낮은 잉크젯 기록용 잉크이다.
본 발명과 같이, 착색제로 안료를 사용하는 잉크젯 기록용 잉크의 유기 용제로는 저온으로부터 상온 이상의 넓은 온도 범위에 걸쳐 보존 안정성 및 토출 안정성을 양호하게 하기 위해, 안료 분산성이 우수하고 높은 표면 장력을 가지며 저융점·고비점일 것이 요구되며, 또 클리어 파일의 재료가 되는 폴리올레핀 필름에 대 해 구김을 일으키지 않는 등의 많은 성능이 요구된다.
본 발명에서, 먼저 유기 용제로 사용되는 포화 탄화 수소계 용제 중에서도 저융점이며 더욱 저온까지 액상을 유지할 수 있고, 또 구김성이 낮다는 관점에서 이소파라핀이 바람직하고, 높은 표면 장력을 가지며 노즐의 막힘이 적다는 관점에서 시클로파라핀이 바람직하다.
따라서, 이들 포화 탄화 수소계 화합물을 균형이 맞게 함유하는 유동 파라핀은 현재 실용화되어 있는 잉크젯 기록용 유성 잉크의 용제인 다른 포화 탄화 수소 혼합물(예를 들면, 아이소파 등)과 비교하면, 저온으로부터 상온 이상까지의 넓은 온도 범위에서 토출 안정성이 양호하고 또한 유해 성분을 함유하지 않기 때문에 인자 작업 환경을 악화시키지도 않는다는 효과를 가지는 것이다.
그러나, 포화 탄화 수소계 용제만으로는 특히 저온 시에 분산제의 용해성이 낮고 또 표면 장력도 높게 유지할 수 없기 때문에, 보존 안정성이나 토출 안정성이 충분하다고는 할 수 없는 수준이었다.
이에 대해, 식물유는 포화 탄화 수소계 화합물과의 상용성(相溶性)이 높고 비교적 높은 표면 장력과 안료 표면에 대한 습윤성을 가지는 것이며, 또한 저온에서도 분산제의 용해성이 높고 폴리올레핀을 팽윤시키지 않는 등의 많은 특징을 가지고 있다.
따라서, 잉크젯 기록용 유성 잉크의 유기 용제로서 포화 탄화 수소계 화합물과 식물유를 특정량으로 병용함으로써, 인자 시에 넓은 온도 범위에 걸쳐 안정된 토출성을 가지고 저온에서의 보존 안정성도 우수하며 또한 구김성이 낮은 잉크젯 기록용 잉크를 얻을 수 있는 것이다.
이하에, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하겠지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 특별히 단서가 없는 한, 본 실시예에서 "부(部)" 및 "%"는 각각 "중량부" 및 "중량%"을 나타낸다.
베이스 잉크의 제조
분산제로서 폴리알릴아민과 12－히드록시스테아린산의 자기 축합물의 반응물 3부를 유동 파라핀 No. 40－S(츄오가세이(주)제) 12부에 용해하고, 이것에 안료로서 카본블랙 MA－7(미쓰비시가가쿠(주)제) 5부를 교반 혼합한 후, 비드 밀을 사용하여 연육하여 베이스 잉크 No. 1을 얻는다.
분산제로서 소루스파즈 17000 3부, 소루스파즈 5000 0.5부를 유동 파라핀 No. 40－S(츄오가세이(주)제) 11.5부에 용해하고, 이것에 안료로서 카본블랙 MA－7(미쓰비시가가쿠(주)제) 5부를 교반 혼합한 후, 비드 밀을 사용하여 연육하여 베이스 잉크 No. 2를 얻는다.
분산제로서 소루스파즈 17000 3부, 소루스파즈 5000 0.5부를 이소파라핀 혼합물인 아이소파 M(에쿠손가가쿠(주)제) 11.5부에 용해하고, 이것에 안료로서 카본블랙 MA－7(미쓰비시가가쿠(주)제) 5부를 교반 혼합한 후, 비드 밀을 사용하여 연육하여 베이스 잉크 No. 3을 얻는다.
실시예 1∼10 및 비교예 1∼5
표 1의 배합에 따라 각종 재료를 교반 혼합하여 25℃에서의 점도가 대략 10mP·s이고, 체적 저항치가 109∼1010Ωcm 사이에 있는 실시예 1∼10, 비교예 1∼5의 잉크젯 기록용 유성 잉크를 얻는다.
그리고, No. 55－S는 유동 파라핀(츄오가세이(주)제), IP 소루벤토 2835는 이소파라핀의 혼합물(이데미쓰세키유가가쿠(주)제)이고, 에쿠소루 D130은 시클로파라핀과 파라핀의 혼합물(에쿠손가가쿠(주)제)이다.
성능 평가
a. 표면 장력의 측정
실시예 1∼10, 비교예 1∼5의 잉크젯 기록용 유성 잉크의 25℃에서의 표면 장력을 표면 장력계(동적(動的) 습윤 시험기, 레스카사 제조)를 사용하여 측정하고 그 결과를 표 1에 나타낸다.
b. 접촉각의 측정
25℃의 분위기 온도에서 도레이가세이휘루무(주) 제조의 도요프론 50F(두께 50㎛)를 사용하여 그 수평면 상에 주사기로 잉크를 1방울 적하하고, 필름에 잉크가 접촉한 직후의 접촉각을 측정한다.
c. 저온 보존 안정성
실시예 1∼10, 비교예 1∼5의 잉크젯 기록용 유성 잉크를 유리병에 담고 뚜껑을 막아 0℃에서 1개월, 또한 －10℃에서 1개월간 경과시킨 후, 침강물의 유무와 그 상태로부터 저온 보존 안정성을 평가한다.
A：침강물이 전혀 발생하지 않음
B：침강물은 발생하지만 가볍게 흔들면 없어짐
C：심하게 흔들어도 침강물이 없어지지 않음
d. 상온 시의 토출 안정성
일반적인 실내 환경이라고 생각되는 20℃의 온도 하에서 시판되는 잉크젯 기록용 유성 잉크에 대응한 인자 장치(IP－4000, 피에조타입, 세이코인스쓰루멘쓰(주)제)를 사용하여 실시예 1∼10, 비교예 1∼5의 잉크젯 기록용 유성 잉크를 전용 광택지(롤지)에 연속 전면 인자하고, A0에 상당하는 사이즈로 잘라 인자물 100매를 얻는다. 인자가 되지 않은 부분(거의 모든 노즐로부터 잉크가 토출되지 않게 되어 인자가 되지 않은 부분을 말함)이 인자 개시로부터 몇 매 째에 발생하였는가로 상온 시의 토출 안정성을 평가한다.
A：인자되지 않은 부분이 71매째 이후에 발생하거나 인자되지 않은 부분이 100매째까지 발생하지 않음
B：인자되지 않은 부분이 51매째∼70매째에서 발생함
C：인자되지 않은 부분이 31매째∼50매째에서 발생함
D：인자되지 않은 부분이 30매째까지에서 발생함
e. 저온 시의 토출 안정성
실온을 5℃로 한 이외는 상기 상온 시의 토출 안정성과 동일한 평가 방법, 동일한 평가 기준으로 실시예 1∼10, 비교예 1∼5의 잉크젯 기록용 유성 잉크의 저온 시의 토출 안정성을 평가한다.
f. 지면 건조성
환경 조건을 실온 25℃, 상대 습도 60%로 하여 상기와 동일한 잉크젯 기록용 유성 잉크에 대응한 프린터를 사용하여 실시예 1∼10, 비교예 1∼5의 잉크젯 기록용 유성 잉크를 전용 광택지에 전면 인자 후, 손가락을 접촉시키면 손가락에 기록액이 부착되는 현상이 없어질 때까지의 시간으로부터 건조성을 평가한다.
A：2초 이내에 건조되는 것
B：2초를 넘어 5초 이내에 건조되는 것
C：5초가 넘어도 건조되지 않는 것
g. 구김성
실시예 1∼10, 비교예 1∼5의 잉크젯 기록용 유성 잉크를 사용하여 인자 면적이 용지의 10%가 되도록 설정한 화상을 전용 광택지에 인자하여, 얻어진 인자물을 A4 사이즈로 재단하고, 그 1매를 시판되는 클리어 파일(CLEA BOOK 라－460B, 고쿠요(주)제)에 끼워 실온에서 1주일간 보관했을 때 클리어 파일의 외관으로부터 구김성을 평가한다.
A：전혀 변화가 관찰되지 않음
B：팽윤에 의한 부분적인 주름이 관찰되지만 휘어짐은 없음
C：팽윤에 의한 전면적인 휘어짐이 관찰됨
그리고, 상기 평가에서 상온 및 저온 시의 토출 안정성에 대해서는 A 및 B 랭크를 양호한 성능, C랭크를 사용한 문제가 없는 성능, D랭크를 사용에 지장이 있는 성능, 기타 항목에 대해서는 A랭크를 양호한 성능, B랭크를 사용상 문제가 없는 성능, C랭크를 사용에 지장이 있는 성능으로 판단한다.
[표 1]
실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5
잉크 조성 No.40－S 40 40 40 40 40 － － － － － 40 － － － －
No. 55－S 30 20 － 30 30 － － － － － 40 － － － －
아이소파 M － － － － － 40 40 37 40 40 － 40 40 40 30
IP 소루벤토 2835 － － － － － 30 20 － － 20 － 40 20 20 －
에쿠소루 D130 － － － － － － － － 20 － － － 20 － －
대두유 10 20 40 － 10 10 20 43 20 － － － － － 50
유채기름 － － － 10 － － － － － 20 － － － － －
올레일알콜 － － － － － － － － － － － － － 20 －
베이스 잉크 No. 1 20 20 20 20 － － － － － － 20 － － － －
No. 2 － － － － 20 － － － － － － － － － －
No. 3 － － － － － 20 20 20 20 20 － 20 20 20 20
잉크 성능 표면 장력(dyne／cm) 28 28 29 28 28 26 26 28 28 26 26 25 27 28 30
접촉각(°) 47 47 48 47 47 40 42 45 46 43 44 35 43 45 48
저온 보존 안정성 A A A A A B A A A A C C B C A
상온에서의 토출 안정성 A A B A A C C C B C D D D C C
저온에서의 토출 안정성 A A B A A C C C B C D D D D D
지면 건조성 A A B A A A A B A A A A A A C
구김성 A A A A A A A A B A B A C B A
이상 실시예와 비교예를 들어 구체적으로 나타낸 바와 같이, 본 발명의 잉크젯 기록용 유성 잉크는 인자 환경의 온도 변화에 좌우되지 않고 양호한 인자 품위를 가지는 인자를 형성할 수 있는 것이고, 또한 저온에서의 보존 안정성도 우수한 잉크젯 기록용 유성 잉크이다.

Claims (9)

  1. 이소파라핀계 용제와 시클로파라핀계 용제의 두 성분을 함유하여 이루어지는 포화 탄화 수소계 용제와 대두유, 유채 기름 및 올리브유로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종류로 이루어지는 식물유를 100：(10∼100)의 중량 비율로 함유하는 유기 용제; 안료; 및 아민 화합물과 12-히드록시스테아린산의 자기 축합물의 반응물, 장쇄 알킬아민아세테이트 화합물, 4급 암모늄염, 폴리옥시에틸렌 유도체, 장쇄 지방산의 소르비탄 에스테르 화합물, 안료 유도체, 폴리아민계 화합물, 석유 수지, 로진 변성 말레인산 수지로부터 선택되는 적어도 1종으로 이루어지는 분산제로 주로 구성되는 잉크젯 기록용 유성 잉크로서,
    상기 안료의 사용량은 잉크젯 기록용 유성 잉크 중 0.5∼30중량%이고,
    상기 분산제의 사용량은 안료의 사용량에 대해 중량 환산으로 0.1∼10배이고,
    잉크의 점도가 사용 시의 환경 온도에서 1.0∼30.0mPa·s인 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록용 유성 잉크.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 분산제가 아민 화합물과 12－히드록시스테아린산의 자기 축합물의 반응물로 이루어지는 잉크젯 기록용 유성 잉크.
  8. 제1항에 있어서,
    25℃에서 잉크의 표면 장력이 26∼30dyne／cm이고, 또 불화 에틸렌／프로필렌 코폴리머 필름에 대한 접촉각이 40∼50°인 잉크젯 기록용 유성 잉크.
  9. 제1항에 있어서,
    체적 저항치가 108Ωcm 이상인 잉크젯 기록용 유성 잉크.
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