KR100779475B1 - 잉크 세트, 및 이를 이용한 이미지 형성 방법, 이미지 형성기구, 카트리지 및 기록물 - Google Patents

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Abstract

미세 입자의 분산액이 물질간의 접촉이나 자외선 조사와 같은 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하는 미세 입자를 포함하는 처리 액체 조성물, 및 착색제의 분산액 또는 착색제의 용해액이 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하는 착색제를 포함하는 기록 액체 조성물이 잉크-젯 시스템에 의해 기록 매질로 분리되어 배출된다. 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물의 비말은 서로 접촉하여, pH 변화나 용해도 변화와 같은 조건 변화를 초래한다. 미세 입자와 착색제는 서로 실질적으로 혼합되지 않고 분리되어 응집된다. 본 잉크 세트는 원물과 거의 일치하게, 깊고, 색채가 풍부하고, 뚜렷하며, 광택이 있는 인쇄물을 얻어내는 동시에, 흡수성 기록 매질이든 비흡수성 기록 매질이든 간에, 페더링과 색채 블리드를 효과적으로 방지한다.

Description

잉크 세트, 및 이를 이용한 이미지 형성 방법, 이미지 형성 기구, 카트리지 및 기록물 {INK SET, AND IMAGE FORMING PROCESS, IMAGE FORMING APPARATUS, CARTRIDGE AND RECORD USING THE SAME}
본 발명은 잉크-젯 이미지 기록 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 페더링(feathering)과 색채 블리드(color bleed)를 피하면서, 고밀도와 채도를 가진 광택이 있는 이미지를 생산할 수 있는, 흡수성 또는 비흡수성 기록 매질용 2-성분 잉크 세트, 및 이 잉크 세트를 이용한 이미지 형성 방법, 이미지 형성 기구, 카트리지 및 기록물에 관한 것이다.
착색제를 함유하는 잉크의 비말을 사용하여 이미지가 기록되는, 잉크-젯 기록 시스템은 노이즈없이 인쇄 메카니즘이 단순하다는 이점을 가진다. 그러나, 잉크-젯 기록 시스템에 따른 이미지 기록은 기록 액체를 흡수하는 섬유성 기록 매질과 같은 흡수성 기록 매질과 함께 사용되는 경우, 페더링과 색채 블리드를 초래한다. 보다 상세하게, 기록 액체내 착색제가 기록 매질의 섬유들 사이에 불규칙적으로 스며들어, 기록된 문자의 윤곽을 깃털 형태로 변형시킨다(페더링). 다른 색채를 가진 잉크가 인접한 부분에서 기록 매질에 인쇄되는 경우, 색채 잉크들이 혼합되어 색채들간의 경계를 불분명하게 한다(색채 블리드).
이러한 문제점을 해결하기 위해, 잉크와 반응하는 처리 액체의 조합 사용이 제안되어 왔다.
예컨대, 일본 특허(JP-B) 제2711098호는 4차 암모늄 염 또는 아민 염을 함유하는 처리 액체를 수용성 염료를 함유하는 잉크와 반응시키는 기록 방법에 대해 공개한다. JP-B 제2667401호는 분자내에 2 이상의 양이온기를 가지는 화합물을 함유하는 처리 액체를 음이온성 염료를 함유하는 잉크와 반응시키는 기록 방법에 대해 공개한다. 일본 특허 출원 공보(JP-A) 제2001-199149호는 잉크와 액체 조성물을 혼합하여 잉크내 착색제를 액체 조성물내 미세 입자와 혼합시켜, 미세 입자가 표면상의 착색제를 흡수하도록 하고, 결과 입자들이 응집되는 이미지 형성 방법을 공개한다. JP-A 제2002-201385호는 양이온성 미세 입자와 이 미세 입자와 다른 양이온성 물질을 함유하는 처리 액체를 잉크와 반응시켜, 미세 입자가 표면상의 착색제를 흡수 또는 보유하도록 하는 이미지 형성 방법을 공개한다.
이러한 기술들은 착색제 응집물을 만들 수 있으며, 잉크를 단독으로 사용하던 종래의 잉크 젯 시스템에 비해, 페더링과 색채 블리드 감소에 다소 효과적이다. 그러나, 이들은 이하와 같은 단점들을 각각 가진다.
예컨대, JP-B 제2711098호의 경우와 같이, 반응제로 4차 암모늄 염을 사용하는 경우에는 큰 크기를 가지는 응집물이 형성되지 않기 때문에, 착색제의 확산이 일어난다. JP-B 제2667401호의 경우와 같이, 반응제로 폴리알릴아민을 사용하는 경우에도 폴리알릴아민의 양이 처리 액체의 점도 증가를 방지하도록 감소되어야 하기 때문에, 착색제의 확산이 일어나며, 응집물이 천천히 형성된다. 따라서, 이러한 기 술들은 착색제를 충분히 고속으로 응집되게 할 수 없고, 이미지 품질만이 다소 개선될 뿐이다.
JP-A 제2001-199149호에 공개된 바와 같이, 미세 입자가 단일분자의 형태로 착색제에 흡수되고, 결과 흡수물이 응집물을 형성하는 메카니즘에서, 미세 입자와 착색제는 착색제의 전부가 응집되도록 완전히 혼합되어야만 하고, 착색제와 미세 입자가 완전히 혼합되는 데에는 오랜 시간이 소요된다. 실제로, 착색제 응집물 전부나 또는 실질적으로 반응과 관련되지 않은 잉크가 흘러 나와, 페더링 및/또는 색채 블리드를 초래하기 이전에, 착색제는 흐르기 시작한다. 또한, 착색제는 천천히 응집되어, 반응하지 않은 잉크(건조되지 않은 잉크)가 잠시 동안 인쇄물에 남아있어, 손으로 인쇄물을 만질 경우, 종종 손 얼룩이나 이미지 결함이 나타난다. 큰 입자 크기를 가진 착색제나 미세 입자는 응집물을 따라 이동해야만 하고, 혼합 및 반응되어야 한다. 이 과정에서, 착색제 및/또는 미세 입자의 움직임은 이들의 입체 장애에 의해 억제되어, 반응 속도를 감소시킨다. 또한, JP-A 제2001-199149호에 공개된 기술은 착색제와 미세 입자를 균일하게 혼합하여 이미지를 생산하고, 전체 착색제는 기록 매질의 표면상에 유지되지 않고, 이들의 대부분이 기록 매질에 스며든다. 따라서, 충분한 이미지 밀도 및 채도가 얻어질 수 없다. 이는 또한 JP-A 제2002-201385호에 공개된 기술에서도 마찬가지이다.
또한, 잉크를 잉크와 반응하는 처리 액체와 함께 사용하는 방법은 결과 인쇄물의 광택 면에서는 여전히 불충분하며, 비흡수성 매질상에 인쇄시에도 여전히 불충분하다.
먼저, 인쇄물의 광택은 이하와 같이 서술될 것이다.
잉크-젯 인쇄에 의해 형성된 인쇄물의 광택이 불충분한 것은 오프셋 인쇄로 형성된 인쇄물, 그라비어인쇄 인쇄물 또는 전기진단사진 인쇄물과 친숙한 사용자들이 잉크-젯 인쇄로 형성된 인쇄물에 대해 불편하게 느껴, 이들이 품질 면에서 불충분하다고 생각하는 것도 그 이유 중에 하나이다. 특히, 관찰자의 감각에 영향을 주는 사진술 이미지 및 기타 이미지들은 충분한 광택을 가져야지만, 이미지에 품질 좋은 외관을 부가하여 관찰자(사용자)로 하여금 고품질로 느끼도록 해준다. 그러나, 종래의 잉크-젯 인쇄는 충분한 광택을 가지기가 어려웠다. 잉크-젯 기록 시스템은 기본적으로 착색제를 함유하는 잉크가 기록 매질로 스며들게 하여 착색제를 고정시키고, 착색제를 주로 포함하는 층을 기록 매질의 외부 표면에 형성시키지 않으며, 기록 매질(종이)의 섬유를 이의 표면으로부터 노출시켜, 입사광을 불규칙적으로 반사시켜 광택을 감소시킨다.
따라서, 잉크 젯 기록 시스템에 따른 인쇄물의 광택을 증가시키기 위한 제안들이 있어왔다. 예컨대, JP-A 제2002-256166호는 마이크로캡슐화된 색소를 함유하는 잉크를 공개한다. 그러나, 이 기술에 사용된 마이크로캡슐화된 색소의 크기가 너무 작아, 기록 매질의 표면에 유지되기가 어려워, 색소는 그 안으로 스며든다. 따라서, 기록 매질(종이)의 섬유는 그 표면으로부터 노출되어, 종종 입사광을 불규칙적으로 반사한다. 따라서, 이 기술은 충분하게 광택이 있는 인쇄물을 생산할 수 없다.
JP-A 제2001-039006호는 인쇄물이 수지 에멀젼을 함유하는 코팅 조성물로 코 팅된 기록 방법을 공개한다. 그러나, 이 기술은 특정 표면 처리를 요구하며, 복잡한 인쇄기를 장착해야만 하고, 소비되는 코팅 조성물의 양이 많기 때문에 높은 비용을 초래한다.
다음으로, 비흡수성 매질상에 인쇄에 대해 서술할 것이다.
종이에 인쇄하는 것에 추가하여, 플라스틱, 수지 필름, 금속, 유리 및 유성 페인트용 재료와 같이, 잉크를 흡수하기 어려운 비흡수성 기록 매질상에 인쇄하는 것이 요구된다. 비흡수성 기록 매질에 인쇄하는 것은 부가 가치를 가지는 인쇄물을 내며, 이러한 인쇄는 중요하다. 그러나, 종래의 잉크-젯 기록 시스템에 따른 비흡수성 매질 상에 인쇄는 매질이 잉크를 흡수하지 않기 때문에, 문자 및 색채의 블리드를 가져, 현저하게 악화된 이미지 품질을 초래한다.
이 문제에 대한 가능한 해결책으로서, JP-A 제2001-115067호는 자외선광이 광활성 미세 중합체 입자를 함유하는 잉크에 적용되는 기록 방법을 공개하며, JP-A 제2001-262022호는 열경화제를 함유하는 잉크에 열을 적용하는 기록 방법을 공개한다.
그러나, 이러한 기술에 따르면, 잉크를 기록 매질에 적용하고 자외선광이나 열을 잉크에 적용하는 사이에 시차가 존재한다. 따라서, 이 방법은 이미지 품질을 현저하게 개선시키지 못하며, 자외선 조사기나 가열기를 장착해야 하고, 크기가 큰 복잡한 기구가 요구된다.
비흡수성 매질상에 고-품질 이미지를 인쇄하기 위한 다른 가능한 해결책으로서, JP-A 제2001-030616호는 최저 필름-형성 온도가 20℃ 이상인 수지 에멀젼을 함 유하는 잉크를 처리 액체와 반응시키는 잉크-젯 기록 방법을 공개하며, JP-A 제2002-225414호는 수지 에멀젼 입자를 함유하는 잉크를 반응제와 양이온성 미세 중합체 입자를 함유하는 처리 액체 조성물과 반응시키는 기록 방법을 공개한다.
그러나, JP-A 제2001-030616호에 공개된 방법에 따르면, 착색제와 미세 입자가 완전히 혼합되는데 오랜 시간이 걸리고, 반응하지 않은 착색제가 흐르기 시작한다. 따라서, 흐를 수 있는 착색제가 거친 표면을 가지는 비흡수성 기록 매질에서 강하하여 흐르게 되어, 얇은 선의 윤곽이 거칠어진다. JP-A 제2002-225414호에 공개된 방법은 비흡수성 기록 매질에서 좋은 품질의 이미지를 생산하기에는 충분히 반응성이지 못하다.
이러한 상황하에, 본 발명의 목적은 흡수성 기록 매질이든 비흡수성 기록 매질(거친 표면을 가진 비흡수성 기록 매질 포함)이든간에, 페더링과 색채 블리드를 효과적으로 방지하면서, 원물과 거의 일치하게, 깊고, 색채가 풍부하고, 뚜렷하며, 광택이 있는 인쇄물을 얻어내는, 잉크 세트를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 이 잉크 세트를 사용한 이미지 형성 방법, 이미지 기록 기구 및 인쇄물(기록물)을 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위해 집중적인 연구를 계속한 후, 본 발명자는 미세 입자의 분산액이 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하는 미세 입자를 포함하는 처리 액체 조성물, 및 착색제의 분산액 또는 용해액이 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하는 착색제를 포함하는 기록 액체 조성물을 포함하는 잉크 세트를 사용하여, 기록 매질상에 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물이 이들의 조건을 변화시켜, 착색제가 미세 입자와 실질적으로 혼합되지 않고, 분리되어 응집되게 함으로써, 페더링과 색채 블리드를 방지하면서도, 깊고, 색채가 풍부하고 광택이 있는 인쇄물(기록물)을 생산할 수 있음을 발견하였다. 기록 매질상의 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물의 조건은 잉크-젯 시스템에 의해, 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물의 비말을 각각 기록 매질(흡수성 또는 비흡수성 기록 매질)에 배출시키고, 개별적인 비말들을 서로 접촉시켜 변화되거나, 또는 전자기파나 열과 같은 비-접촉 작용에 의해 변화될 수 있다.
본 발명은 이하 서술될 것이다.
상세하게, 본 발명은 제1 양태로서, 미세 입자의 분산액이 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하는 미세 입자를 포함하는 1 이상의 처리 액체 조성물; 및 착색제의 분산액 또는 용해액이 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하는 착색제를 포함하는 1 이상의 기록 액체 조성물을 포함하는 잉크 세트로서, 상기 이들의 분산액 및/또는 용해액의 파괴의 결과로서, 상기 착색제가 상기 미세 입자와 실질적으로 혼합되지 않으면서, 상기 미세 입자와 착색제가 기록 매질에 분리되어 응집되어 이미지를 형성하는 것인 잉크 세트를 제공한다.
잉크 세트를 구성하는 기록 액체 조성물 및 처리 액체 조성물은 수성 액체인 것이 바람직하다.
본 발명의 제1 양태에 따른 잉크 세트는 흡수성 기록 매질이든 비흡수성 기록 매질(거친 표면을 가지는 비흡수성 기록 매질 포함)이든간에, 즉시 미세 입자 층과 착색제 층을 분리되어 형성할 수 있다. 그러므로, 페더링과 색채 블리드를 충분히 방지할 수 있고, 뛰어난 건조성과 이미지-고정성을 가지는, 깊고, 색채가 풍부하며, 광택이 있는 이미지를 생산할 수 있으며, 이로써 고-품질의 인쇄물(기록물)을 생산할 수 있다. 미세 입자와 착색제가 외부 인자에 노출되어, 이들의 응집을 초래하는 시점을 선택함으로써, 이미지는 임의의 소정의 시점에 형성될 수 있다. 또한, 미세 입자를 사용함으로써, 잉크 세트는 매우 광택이 있는 기록물을 생산할 수 있다.
기록 액체 조성물내 착색제는 다른 물질의 삽입하에 또는 삽입 없이, 이의 표면에 음이온기와 양이온기 중 하나를 함유하거나, 또는 음이온-함유 화합물과 양이온-함유 화합물 중 하나를 가지는 것이 바람직하다.
처리 액체 조성물내 미세 입자는 다른 물질의 삽입하에 또는 삽입 없이, 이의 표면에 음이온기와 양이온기 중 하나를 함유하거나, 또는 음이온-함유 화합물과 양이온-함유 화합물 중 하나를 가지는 것이 바람직하다.
착색제는 존재하는 경우 미세 입자의 전하와 반대 전하를 가질 수 있다. 상세하게, 미세 입자가 음이온성인 경우, 착색제는 양이온성이며, 그 반대인 경우도 성립한다.
상기 구성 중 하나를 가지는 잉크 세트는 음이온성 또는 양이온성 기록 액체 조성물과, 기록 액체 조성물과 반대 전하를 가지는 처리 액체 조성물을 사용하며, 이로써, 기록 매질상에 착색제를 주로 함유하는 두꺼운 층을 즉시 형성할 수 있다. 따라서, 페더링과 색채 블리드를 더 충분히 방지할 수 있고, 만족스럽게 건조 및 고정될 수 있으며, 더 깊고, 색채가 풍부하며, 광택이 있는 이미지를 생산할 수 있고, 고-품질의 인쇄물(기록물)을 생산할 수 있다. 보다 상세하게, 착색제와 반응성을 가지는 성분(미세 입자)을 착색제와 반대 전하를 가지게 함으로써, 돌담(stone-wall) 구조를 가지는 응집물 층이 기록 액체 조성물과 처리 액체 조성물 사이 계면에 형성될 수 있어, 착색제가 기록 매질로 스며들어가는 것을 방지한다. 이 결과 기록된 이미지는 더 높은 밀도와 채도를 가진다.
처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물간의 접촉은 외부 인자로 하여금 처리 액체 조성물 및 기록 액체 조성물의 분산액 및/또는 용해액을 파괴시키게 할 수 있다.
외부 인자는 pH 변화인 것이 바람직하다. 따라서, 맑은 이미지가 열과 같은 외부 에너지의 적용 없이도 얻어질 수 있다.
처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물이 잉크-젯 헤드로부터 방출되어, 기록 매질상에 슈퍼임포즈(superimpose)되어 기록물을 형성하는 경우, 이 기록물내 기록된 영역은 착색제를 실질적으로 함유하는 층 및 미세 입자를 실질적으로 함유하는 다른 층을 분리되어 가지는 것이 바람직하다.
착색제를 실질적으로 함유하는 층 및 미세 입자를 실질적으로 함유하는 층은 독립적으로 0.01 ㎛ 내지 10 ㎛의 두께를 가지는 것이 바람직하다.
상기 구성을 가지는 잉크 세트는 비흡수성 기록 매질에서 조차도 얇은 선을 만족스럽게 재생할 수 있으며, 만족스럽게 건조 및 고정될 수 있고, 높은 이미지 밀도 및 채도를 가지는 기록물을 생성할 수 있다.
착색제 및 미세 입자는 독립적으로 10 nm 내지 200 nm의 평균 입자 직경을 가지는 것이 바람직하다.
착색제와 미세 입자가 각각 10 nm 내지 200 nm의 평균 입자 직경을 가지도록 함으로써, 이온은 보다 매끄럽게 이동하여 응집이 가속화된다. 따라서, 잉크 세트는 안정적으로 방츨될 수 있고, 비흡수성 기록 매질에서 조차도 얇은 선을 만족스럽게 재생할 수 있으며, 만족스럽게 건조 및 고정될 수 있고, 높은 이미지 밀도 및 채도를 가지는 기록물을 생성할 수 있다.
처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물 간의 pH 차이는 2 이상인 것이 바람직하다.
상기 구성을 가지는 잉크 세트는 페더링과 색채 블리드를 더 효과적으로 방지할 수 있고, 비흡수성 기록 매질에서 조차도 얇은 선을 더 만족스럽게 재생할 수 있으며, 만족스럽게 건조 및 고정될 수 있고, 높은 이미지 밀도 및 채도를 가지는 기록물을 생성할 수 있다.
기록 액체 조성물은 5 mV 내지 90 mV의 제타 전위의 절대값을 가지는 것이 바람직하다. 결과 기록 액체 조성물은 보다 안정하게 저장될 수 있다.
기록 액체 조성물은 8.5 내지 12.0의 pH를 가지는 것이 바람직하다. 따라서, 기록 액체 조성물은 기록 액체 조성물과 접촉하는 금속에 대해 덜 부식성을 가지게 된다.
처리 액체 조성물은 5 mV 내지 90 mV의 제타 전위의 절대값을 가지는 것이 바람직하다. 결과 처리 액체 조성물은 보다 안정하게 저장될 수 있다.
처리 액체 조성물은 2.0 내지 6.5의 pH를 가지는 것이 바람직하다. 따라서, 처리 액체 조성물은 처리 액체 조성물과 접촉하는 금속에 대해 덜 부식성을 가지게 된다.
처리 액체 조성물은 0.001 중량% 내지 10 중량%의 소포제를 더 함유하는 것이 바람직하다. 따라서, 처리 액체 조성물은 보다 안정하게 방출될 수 있다.
본 발명은 제2 양태로서, 미세 입자의 분산액이 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하는 미세 입자를 포함하는 1 이상의 처리 액체 조성물; 및 착색제의 분산액 또는 용해액이 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하는 착색제를 포함하는 1 이상의 기록 액체 조성물을 포함하는 잉크 세트로서, 상기 이들의 분산액 및/또는 용해액의 파괴의 결과로서, 상기 착색제가 상기 미세 입자와 실질적으로 혼합되지 않으면서, 상기 미세 입자와 착색제가 기록 매질에 분리되어 응집되어 이미지를 형성하는 것인 잉크 세트를 사용하는, 이미지 형성 방법을 제공하며, 이 방법은 상기 처리 액체 조성물을 기록 액체 조성물과 접촉시키는 단계; 상기 접촉의 결과로서, 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물 각각에 조건 변화를 초래시키는 단계; 상기 조건 변화의 결과로서, 미세 입자를 응집시키는 단계; 및 상기 조건 변화의 결과로서, 착색제를 응집시키는 단계를 포함한다.
따라서, 외부 인자에 의해 초래되는 pH 변화나 용해도 변화와 같은 조건 변화는 미세 입자와 착색제가 분리되어 응집되게 하며, 착색제는 응집되어 미세 입자들과 실질적으로 혼합되지 않으면서, 두 성분들 사이의 계면의 한쪽 측면상에 층을 형성한다. 따라서, 착색제는 기록 매질의 한쪽 측면에(예, 미세 입자들의 응집물 상에) 유효하게 남아 높은 이미지 밀도 및 채도를 가지는 고품질 기록물을 생산한다.
처리 액체 조성물내 미세 입자들의 응집은 미세 입자들의 표면 전위 변화의 결과인 것이 바람직하며; 기록 액체 조성물내 착색제의 응집은 착색제의 표면 전위 변화의 결과인 것이 바람직하다.
이 구성에 따라, 미세 입자들과 착색제는 이들의 표면 전위 변화의 결과로 즉시 분리되어 응집된다. 따라서, 이 과정은 페더링과 색채 블리드없이 더 깊고 색채가 풍부한 이미지를 생산할 수 있으며, 이로써 고품질의 기록물을 얻을 수 있다.
이미지 형성 과정에서, 미세 입자를 실질적으로 함유하는 층은 미세 입자들의 응집의 결과로 형성되는 것이 바람직하며; 착색제를 실질적으로 함유하는 층은 착색제의 응집의 결과로 형성되는 것이 바람직하다.
이 구성에 따라, 미세 입자를 함유하는 층과 착색제를 함유하는 다른 층이 분리되어 형성되고, 착색제는 응집되어 미세 입자들과 실질적으로 혼합되지 않으면서, 두 성분들 사이의 계면의 한쪽 측면상에 층을 형성한다. 따라서, 착색제는 기록 매질의 한쪽 측면에(예, 미세 입자들의 응집물 상에) 더 유효하게 남아 높은 이미지 밀도 및 채도를 가지는 고품질 기록물을 생산한다.
이미지 형성 과정에서, 미세 입자들의 표면 전위 변화의 결과로서 처리 액체 조성물내 미세 입자들의 응집과; 착색제의 표면 전위 변화의 결과로서 기록 액체 조성물내 착색제의 응집에 추가하여; 미세 입자를 주로 함유하는 층은 미세 입자들의 응집의 결과로 형성되는 것이 바람직하며; 착색제를 주로 함유하는 층은 착색제의 응집의 결과로 형성되는 것이 바람직하다.
이 구성에 따라, 미세 입자와 착색제의 표면 전위가 변화하고, 미세 입자를 함유하는 층과 착색제를 함유하는 다른 층이 분리되어 형성된다. 따라서, 이 과정은 페더링과 색채 블리드를 방지하면서 더 깊고 색채가 풍부한 이미지를 생산할 수 있으며, 이로써 고품질의 기록물을 얻을 수 있다.
조건 변화는 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물 간의 이온 이동에 의해 초래되는 것이 바람직하다.
이온을 이동시킴으로써, 착색제와 미세 입자는 더 높은 속도에서 분리되어 응집되어, 착색제와 미세 입자의 더 두꺼운 층을 형성한다. 이 과정은 더 뛰어난 건조성을 가지는 더 광택이 있는 이미지를 생산할 수 있으며, 고품질의 기록물을 얻을 수 있다.
조건 변화는 미세 입자의 표면 전위 변화의 결과로서 처리 액체 조성물내 미세 입자의 응집과; 착색제의 표면 전위 변화의 결과로서 기록 액체 조성물내 착색제의 응집에 추가하여; 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물 사이의 이온 이동에 의해 초래되는 것이 바람직하다.
응집 속도를 가속화하는 이온 이동에 추가하여, 미세 입자와 착색제의 표면 전위가 변화하면 응집 속도를 추가적으로 가속화시킨다. 따라서, 이 과정은 비흡수성 기록 매질에서조차도 얇은 선을 더 만족스럽게 재생할 수 있다.
미세 입자의 표면 전위 변화의 결과로서 처리 액체 조성물내 미세 입자의 응집과; 착색제의 표면 전위 변화의 결과로서 기록 액체 조성물내 착색제의 응집에 추가하여; 미세 입자로부터 형성된 응집물은 기록 매질에 고정되는 것이 바람직하며; 착색제로부터 형성된 응집물은 기록 매질과 미세 입자로부터 형성된 응집물 중 하나에 고정되는 것이 바람직하다.
따라서, 착색제의 응집물과 미세 입자의 다른 응집물은 기록 매질에 만족스럽게 고정되며, 결과 기록물은 손가락으로 문지르는 경우에도 기록 층이 박리되지 않으면서, 더 높은 이미지-고정성을 가진다.
본 발명은 제3 양태로서, 1 이상의 처리 액체 조성물과 1 이상의 기록 액체 조성물을 분리하여 하우징(housing)하는 하우징 단위; 및 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물을 분리하여 방출시키는 방출 단위를 포함하는 이미지 형성 기구로서, 상기 처리 액체 조성물은 미세 입자의 분산액이 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하는 미세 입자를 포함하고, 상기 기록 액체 조성물은 착색제의 분산액 또는 용해액이 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하는 착색제를 포함하며, 이들의 분산액 및/또는 용해액의 파괴의 결과로서, 상기 착색제가 상기 미세 입자와 실질적으로 혼합되지 않으면서, 상기 미세 입자와 착색제가 기록 매질에 분리되어 응집되어 이미지를 형성하는 것을 특징으로 하는 것인 이미지 형성 기구를 제공한다.
이미지 형성 기구에서, 이미지는 처리 액체 조성물을 기록 액체 조성물과 접촉시키는 단계; 상기 접촉의 결과로서, 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물에 조건 변화를 초래시키는 단계; 상기 조건 변화의 결과로서, 처리 액체 조성물내 미세 입자를 응집시키는 단계; 및 상기 조건 변화의 결과로서, 기록 액체 조성물내 착색제를 응집시키는 단계에 의해 기록 매질 상에 형성될 수 있다.
본 발명의 제3 양태에 따른 이미지 형성 기구를 사용함으로써, 고품질의 이미지가 이미지 형성 방법에 따라 형성될 수 있다.
바람직하게는, 방출 장치가 잉크-젯 기록 헤드이다.
이러한 잉크-젯 기록 헤드를 사용함으로써, 이 기구는 더 미세하고 정확한 이미지를 가지는 기록물을 생산할 수 있다.
잉크-젯 기록 헤드는 열 에너지에 의해 조성물을 방출할 수 있다.
따라서, 이 기구는 더 높은 해상도의 이미지를 가지는 기록물을 생산할 수 있다.
또한, 본 발명은 제4 양태로서, 이미지 형성 기구의 하우징 단위에 하우징되는 카트리지로서, 상기 이미지 형성 기구는 1 이상의 처리 액체 조성물과 1 이상의 기록 액체 조성물을 분리하여 하우징하는 하우징 단위; 및 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물을 분리하여 방출시키는 방출 단위를 포함하며; 상기 카트리지는 탱크와 탱크내에 분리되어 있는 하우스를 가지고; 1 이상의 처리 액체 조성물은 미세 입자의 분산액이 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하는 미세 입자를 포함하며; 1 이상의 기록 액체 조성물은 착색제의 분산액 또는 용해액이 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하는 착색제를 포함하는 것인 카트리지를 제공한다.
이 카트리지를 사용함으로써, 이미지 형성 기구는 크기가 작아질 수 있으며, 더 쉽고 신뢰성 있게 유지될 수 있고, 부품들은 쉽게 대체될 수 있다. 따라서, 이미지 형성 기구는 낮은 비용으로 작동될 수 있으며, 보다 안정적인 품질을 가지는 이미지가 형성될 수 있다.
또한 유리하게, 본 발명은 미세 입자를 함유하는 1 이상의 처리 액체 조성물; 및 착색제를 함유하는 1 이상의 기록 액체 조성물을 함유하는 잉크 세트에 의해 형성된 이미지를 함유하는 기록물로서, 주로 미세 입자로 구성된 층과 주로 착색제로 구성된 다른 층을 분리되어 가지는 기록물을 제공한다.
미세 입자의 분산액이 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하는 미세 입자를 함유하는 1 이상의 처리 액체 조성물; 및 착색제의 분산액 또는 용해액이 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하는 착색제를 함유하는 1 이상의 기록 액체 조성물을 함유하는 잉크 세트를 사용하여, 이미지가 형성될 수 있으며; 이때, 상기 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물의 분산액 및/또는 용해액이 파괴되어, 상기 착색제가 상기 미세 입자와 실질적으로 혼합되지 않으면서, 상기 미세 입자와 착색제가 기록 매질에 분리되어 응집되어 이미지가 형성된다.
기록물에서, 실질적으로 미세 입자로 구성되는 층은 처리 액체 조성물을 기록 액체 조성물과 접촉시키는 단계; 상기 접촉의 결과로서, 처리 액체 조성물에 조건 변화를 초래시키는 단계; 및 상기 조건 변화의 결과로서, 미세 입자를 응집시키는 단계에 의해 형성될 수 있고; 실질적으로 착색제로 구성되는 층은 기록 액체 조성물을 처리 액체 조성물과 접촉시키는 단계; 상기 접촉의 결과로서, 기록 액체 조성물에 조건 변화를 초래시키는 단계; 및 상기 조건 변화의 결과로서, 착색제를 응집시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 형성될 수 있다.
이 구성에 따라, 착색제와 미세 입자는 외부 인자에 의해 초래된 pH 변화나 용해도 변화와 같은 조건 변화로 인해 분리되어 응집되고, 이로써 착색제는 미세 입자들과 실질적으로 혼합되지 않으면서, 두 성분들 사이의 계면의 한쪽 측면상에 응집물 층을 형성한다. 따라서, 착색제는 기록 매질의 한쪽 측면에(예, 미세 입자들의 응집물 상에) 더 유효하게 남아 높은 이미지 밀도 및 채도를 가지는 고품질 기록물을 생산한다.
기록물에서, 주로 미세 입자로 구성되는 층은 처리 액체 조성물을 기록 액체 조성물과 접촉시키는 단계; 상기 접촉의 결과로서, 처리 액체 조성물에 조건 변화를 초래시키는 단계; 상기 조건 변화의 결과로서, 미세 입자의 표면 전위를 변화시키는 단계; 및 상기 표면 전위 변화의 결과로서, 미세 입자를 응집시키는 단계에 의해 형성될 수 있고; 실질적으로 착색제로 구성되는 층은 기록 액체 조성물을 처리 액체 조성물과 접촉시키는 단계; 상기 접촉의 결과로서, 기록 액체 조성물에 조건 변화를 초래시키는 단계; 상기 조건 변화의 결과로서, 착색제의 표면 전위를 변화시키는 단계; 및 상기 표면 전위의 변화의 결과로서, 착색제를 응집시키는 단계에 의해 형성될 수 있다.
따라서, 미세 입자와 착색제는 이들의 표면 전위 변화의 결과로 분리되어 즉시 응집된다. 결과 기록물은 페더링과 색채 블리드를 피하면서, 더 높은 밀도와 채도를 가지는 이미지를 가질 수 있다.
주로 미세 입자로 구성되는 층은 처리 액체 조성물을 기록 액체 조성물과 접촉시키는 단계; 상기 접촉의 결과로서, 기록 액체 조성물과 처리 액체 조성물간의 이온 이동을 초래시키는 단계; 상기 이온 이동의 결과로서, 처리 액체 조성물에 조건 변화를 초래시키는 단계; 및 상기 조건 변화의 결과로서, 미세 입자를 응집시키는 단계에 의해 형성될 수 있고; 주로 착색제로 구성되는 층은 기록 액체 조성물을 처리 액체 조성물과 접촉시키는 단계; 상기 접촉의 결과로서, 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물간의 이온 이동을 초래시키는 단계; 상기 이온 이동의 결과로서, 기록 액체 조성물에 조건 변화를 초래시키는 단계; 및 상기 조건 변화의 결과로서, 착색제를 응집시키는 단계에 의해 형성될 수 있다.
이온 이동은 응집 속도를 더 가속화하며, 착색제의 두꺼운 층과 미세 입자의 다른 두꺼운 층이 즉시 형성될 수 있다. 따라서, 결과 기록물은 더 만족스럽게 건조될 수 있으며, 더 뛰어난 광택을 가진다.
주로 미세 입자로 구성되는 층은 처리 액체 조성물을 기록 액체 조성물과 접촉시키는 단계; 상기 접촉의 결과로서, 기록 액체 조성물과 처리 액체 조성물간의 이온 이동을 초래시키는 단계; 상기 이온 이동의 결과로서, 처리 액체 조성물에 조건 변화를 초래시키는 단계; 상기 조건 변화의 결과로서, 미세 입자의 표면 전위에 변화를 초래시키는 단계; 및 상기 표면 전위 변화의 결과로서, 미세 입자를 응집시키는 단계에 의해 형성될 수 있고; 주로 착색제로 구성되는 층은 기록 액체 조성물을 처리 액체 조성물과 접촉시키는 단계; 상기 접촉의 결과로서, 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물간의 이온 이동을 초래시키는 단계; 상기 이온 이동의 결과로서, 기록 액체 조성물에 조건 변화를 초래시키는 단계; 상기 조건 변화의 결과로서, 착색제의 표면 전위에 변화를 초래시키는 단계; 및 상기 표면 전위 변화의 결과로서, 착색제를 응집시키는 단계에 의해 형성될 수 있다.
상기 구성에 따라, 이온 이동은 응집 속도를 가속화시키며, 또한 미세 입자와 착색제의 표면 전위는 변화되어 응집 속도를 더 가속화시킨다. 따라서, 기록물내 얇은 선은 비흡수성 기록 매질에서조차도 더 만족스럽게 재생될 수 있다.
본 발명의 이미지 형성 방법에 따라, 미세 입자의 분산액이 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하는 미세 입자를 포함하는 1 이상의 처리 액체 조성물; 및 착색제의 분산액 또는 용해액이 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하는 착색제를 포함하는 1 이상의 기록 액체 조성물을 포함하는 잉크 세트가 사용된다. 외부 인자에는 예컨대, pH 변화나 용해도 변화를 초래하는 물질들의 접촉 또는 자외선광 조사가 포함된다. 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물은 잉크-젯 시스템에 의해 비말로 흡수성 또는 비흡수성 기록 매질상에 분리되어 배출된다. 따라서, 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물의 비말은 서로 접촉하여 착색제가 미세 입자와 실질적으로 혼합되지 않으면서, 미세 입자와 착색제를 분리되어 응집시켜 이미지를 형성한다. 따라서, 깊고, 색채가 풍부하고, 광택이 있는 인쇄물(기록물)이 페더링과 색채 블리드를 방지하면서 얻어질 수 있다.
처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물을 분리하여 하우징하는 카트리지를 함유하는 잉크-젯 시스템의 이미지 형성 기구가 이미지 형성 방법에 사용될 수 있다. 따라서, 잉크 세트의 두드러진 성질과 함께, 더 깊고, 색채가 풍부하고, 광택이 있는 이미지가 효과적으로 얻어질 수 있으며, 원물과 거의 일치하는 뚜렷하고 맑은 기록물이 제공될 수 있다.
이미지 형성 기구내에 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물을 분리하여 하우징하는 카트리지를 사용함으로써, 이미지 형성 기구는 크기가 작아질 수 있으며, 더 쉽고 신뢰성 있게 유지될 수 있고, 부품들은 쉽게 대체될 수 있다. 따라서, 이미지 형성 기구는 낮은 비용으로 작동될 수 있으며, 보다 안정적인 품질을 가지는 이미지가 형성될 수 있다.
본 발명의 추가적인 목적, 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참고한 바람직한 구체예들에 대한 이하 설명으로부터 보다 명백하게 될 것이다.
도 1은 물질간의 접촉이 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물의 pH 변화를 초래하는, 본 발명의 구체예에 따른 잉크 세트 및 이미지 형성 방법을 사용한, 이미지 형성 단계의 예를 나타내는 도식도이다.
도 2는 물질간의 접촉이 이온 이동이나 탈염을 초래하고, 순차적으로 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물의 pH 변화나 용해도 변화를 초래하는, 본 발명의 다른 구체예에 따른 잉크 세트 및 이미지 형성 방법을 사용한, 이미지 형성 단계의 예를 나타내는 도식도이다.
도 3은 자외선광이 적용되어 광-유도된 산 발생제가 산을 발생시키도록 하여, 산이 pH 변화를 초래하는, 본 발명의 또다른 구체예에 따른 잉크 세트 및 이미지 형성 방법을 사용한, 이미지 형성 단계의 예를 나타내는 도식도이다.
도 4는 종래 기술의 예를 나타내는 도식도이다.
도 5A 및 5B는 매끄러운 비흡수성 기록 매질상에 얇은 선 인쇄시, 종래의 방법(도 5A)과 본 발명에 따른 이미지 형성 방법(도 5B) 간의 이미지 형성(선 폭)에 있어 차이를 나타낸다.
도 6A 및 6B는 거친 표면을 가진 비흡수성 기록 매질상에 얇은 선 인쇄시, 종래의 방법(도 6A)과 본 발명에 따른 이미지 형성 방법(도 6B) 간의 이미지 형성(재기(jaggies))에 있어 차이를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 구체예로서, 이미지 형성 기구의 예를 나타내는 도식적인 투시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 구체예로서, 자외선 조사기(고압 수은 램프)가 장착된 이미지 형성 기구의 예를 나타내는 도식적인 투시도이다.
도 9는 도 7의 이미지 형성 기구의 카트리지에 사용하기 위한 기록 헤드의 방출 노즐 세트의 예를 나타내는 도식적인 단면도이다.
도 10은 도 7의 이미지 형성 기구의 카트리지에 사용하기 위한 기록 헤드의 방출 노즐 세트의 다른 예를 나타내는 도식적인 단면도이다.
도 11은 본 발명의 이미지 형성 기구에 사용하기 위한 처리 액체 조성물 또는 기록 액체 조성물의 하우징(housing)용 카트리지의 예를 나타내는 도식적인 투시도이다.
도 12는 도 11의 카트리지의 내부 형상의 단면의 도식적인 입면도이다.
도 13은 본 발명에 따른 실시예 B-1에 따른 기록물의 스캐닝-투과형 전자 현미경사진이다.
도 14는 실시예 B-1에 따른 기록물의 다른 스캐닝-투과형 전자 현미경사진이다.
도 15는 실시예 B-1에 따른 기록물의 또다른 스캐닝-투과형 전자 현미경사진이다.
도 16A, 16B, 16C 및 16D는 실시예 B-1에 따른 기록물의 원소 분석법의 맵핑 이미지이다.
도 17A 및 17B는 실시예 B-1에 따른 기록물의 에너지 분산성 X-선 형광성 분광법(EDX) 사진이다.
도 18은 실시예 A-1에 따른 기록물의 검은색으로 채워진 이미지의 횡단면의 투과형 전자 현미경사진(TEM)이다.
본 발명을 수행하는 최상의 방식
먼저, 본 발명의 잉크 세트를 사용한 이미지 형성 방법을 도식적으로 설명할 것이다.
본 발명에 따라, 이미지는 이하 방식으로 형성된다. 미세 입자의 분산액이 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하는 미세 입자를 포함하는 처리 액체 조성물이 기록 매질 상에서, 착색제의 분산액 또는 용해액이 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하는 착색제를 포함하는 기록 액체 조성물과 접촉된다. 따라서, 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물은 이들의 조건을 변화시킨다. 미세 입자와 착색제는 착색제가 미세 입자와 실질적으로 혼합되지 않으면서, 분리되어 응집되어 이미지를 형성한다.
본 명세서에서 사용된 구 "외부 인자"는 처리 액체 조성물이나 기록 액체 조성물과 접촉하는 물질의 작용, 또는 예컨대, 열 또는 자외선광과 같은 전자기파의 비접촉 작용 등을 의미한다. 작용의 결과로서, 조성물의 물리적 또는 화학적 조건, 예컨대, pH, 온도 또는 압력은 변화한다. 구 "이의 조건(들)의 변화"는 처리 액체 조성물 또는 기록 액체 조성물이 처리 액체 조성물 또는 기록 액체 조성물 상의 외부 인자의 결과로서 이의 조건(들)을 변화시키는 것을 의미한다. 변화되는 조건에는 예컨대, pH, 용해도, 온도 및 압력이 포함된다. 구 "착색제가 미세 입자와 실질적으로 혼합되지 않으면서"는 처리 액체 조성물내 미세 입자의 대부분이 기록 액체 조성물내 착색제의 대부분과 혼합되지 않음을 의미한다. 이러한 언급은 결과 인쇄물의 횡단면에 예컨대, 분리되어 미세 입자들로부터 형성된 층과 착색제로부터 형성된 다른 층으로 관찰될 수 있다.
본 발명에 따라, 잉크-젯 시스템에 의해 처리 액체 조성물의 비말과 기록 액체 조성물의 비말을 기록 매질에 배출하는 단계, 상기 비말들을 서로 접촉시켜(외부 인자: 물질들간의 접촉 작용) 이온 이동이나 탈염으로 인한 조건을 변화시킨다(pH 또는 용해도 변화). 따라서, 처리 액체 조성물내 미세 입자 및 기록 액체 조성물내 착색제는 착색제가 미세 입자와 실질적으로 혼합되지 않으면서 분리되어 응집된다. 선택적으로, 예컨대, 기록 액체 조성물의 비말을 기록 매질에 적용하는 단계, 상기 비말을 자외선광으로 조사하는 단계, 광-유도된 산 발생제가 산을 발생시켜, 이 산이 조건 변화(예, pH 변화)를 초래하여, 착색제가 미세 입자와 실질적으로 혼합되지 않으면서 미세 입자와 착색제가 분리되어 응집되는 단계에 의해 이미 지가 형성될 수 있다.
메카니즘의 구체예는 도 1을 참고하여 설명될 것이다. 이 구체예에서, 외부 인자는 물질들간의 접촉, 즉, 처리 액체 조성물(103)과 기록 액체 조성물(101)간의 접촉이며, 조건 변화는 pH 변화이다. 처리 액체 조성물(103)과 기록 액체 조성물(101)의 비말은 임의의 순서로 기록 매질에 적용될 수 있다. 이하 실시예에서, 처리 액체 조성물(103)의 비말이 먼저 적용된다.
미세 입자(113)를 그 안에 안정적으로 분산시키기 위해, 처리 액체 조성물(103)은 pH 조정제로 산이나 염기를 포함하는 것이 바람직하다. 이하 실시예에서, 처리 액체 조성물(103)은 산(111)을 포함한다. 마찬가지로, 기록 액체 조성물(101)은 착색제를 그 안에 안정적으로 분산시키기 위해, pH 조정제로 산이나 염기를 포함하는 것이 바람직하다. 이하 실시예에서, 기록 액체 조성물(101)은 염기(107)를 포함한다.
처리 액체 조성물(103)의 비말이 먼저 기록 매질(나타내지 않음) 상에 적용되고, 그 후, 기록 액체 조성물(101)의 비말이 처리 액체 조성물(103)의 비말 상에 적용되어, 두 조성물이 서로 접촉하게 된다. 처리 액체 조성물(103)과 기록 액체 조성물(101) 사이의 계면(105) 근처에서, pH 조정제로서 산(111)과 미세 입자(113)는 농도 구배에 인해, 처리 액체 조성물(103)로부터 기록 액체 조성물(101)로 확산된다. 마찬가지로, pH 조정제로서 염기(107)와 착색제(109)는 농도 구배로 인해, 기록 액체 조성물(101)로부터 처리 액체 조성물(103)로 확산된다.
따라서, 계면(105)의 근처에서, pH는 산(111)과 염기(107) 확산에 의해 변화 하며, 처리 액체 조성물(103)과 기록 액체 조성물(101)의 시스템은 중성화되어, 처리 액체 조성물(103) 내 미세 입자(113)와 기록 액체 조성물(101) 내 착색제(109)의 분산액 또는 용해액을 파괴시킨다. 파괴의 결과로서, 미세 입자(113) 또는 착색제(109) 단독의 단일 응집물, 또는 미세 입자(113)의 착색제(109)와의 혼합된 응집물을 함유하는 응집층(115)(이하, "1차 응집물"로 언급할 수 있음)이 계면의 근처에 먼저 형성된다.
이 현상을 보다 미시적으로 살펴보면, 계면(105) 근처의 처리 액체 조성물(103)에서, 화살표(119)로 나타낸 바와 같이, 기록 액체 조성물(101)로부터 이동된 염기(107)는 미세 입자(113)의 표면에서 양이온 종(예, 양자)를 중화시키고, 이의 표면 전하를 감소시키며, 미세 입자들(113) 사이의 척력을 제거시켜, 이들의 분산액을 파괴시킨다. 따라서, 미세 입자(113)는 응집되어 주로 미세 입자(113)로 구성된 층(123)을 형성한다. "미세 입자의 표면상의 양이온 종"은 예컨대, 미세 입자의 표면이 양자와 같은 이온 종으로 직접 덮어져 있는 경우, 미세 입자 자체가 양이온기를 가지는 경우, 및 미세 입자의 표면이 분산제 또는 계면활성제의 개입하에 또는 개입없이, 양이온기를 가지는 화합물로 덮히는 경우를 의미하며, 이러한 경우를 포함한다. 본 명세서에 사용된 "주로 미세 입자로 구성되는 층"은 주로 미세 입자를 포함하는 층을 의미하며, 미량의 착색제 및/또는 다른 성분들을 더 포함할 수 있다.
화살표(117)로 나타낸 바와 같이, 처리 액체 조성물(103)로부터 이동된 산(111)은 착색제(109)에 의해 흡수되며, 착색제(109)의 음이온 기를 중화시키고, 이의 표면 전하를 감소시키며, 착색제(109) 사이의 척력을 제거시켜 분산액을 파괴시킨다. 따라서, 착색제 입자들은 응집되어 주로 착색제(109)로 구성되는 층(121)을 형성한다. "착색제의 음이온기"는 착색제의 표면이 분산제 또는 계면활성제의 개입하에 또는 개입없이, 음이온기를 함유하는 화합물로 덮히는 경우를 의미하며, 이러한 경우를 포함한다. 본 명세서에 사용된 "주로 착색제로 구성된 층"은 주로 착색제를 포함하는 층을 의미하며, 미량의 미세 입자 및/또는 다른 성분들을 더 포함할 수 있다. 이미지 형성 방법의 일반적인 개요는 도 1에 나타낸다.
이미지 형성 방법은 처리 액체 조성물(103)을 기록 액체 조성물(101)과 접촉시키는 단계, 상기 접촉의 결과로서 처리 액체 조성물(103)과 기록 액체 조성물(101)에 pH 변화를 초래시키는 단계, 상기 pH 변화의 결과로서 미세 입자(113)를 응집시키는 단계, 및 상기 pH 변화의 결과로서 착색제(109)를 응집시키는 단계로 구성된 방법을 포함한다.
도 2는 다른 구체예를 설명한다. 이 구체예에서, 외부 인자는 물질 서로간의 접촉(처리 액체 조성물(103)과 기록 액체 조성물(101)간의 접촉)이며, 조건 변화는 탈염으로 인한 pH 변화 및 용해도 감소이다. 이 구체예에서의 처리 액체 조성물(103)은 미세 입자(113)에 추가하여 염(NaCl)(110)을 더 포함하며, 기록 액체 조성물(101)은 그 안에 착색제(109)를 안정적으로 분산시키기 위해 pH 조정제로서 염기(107)를 더 포함한다. 처리 액체 조성물(103)과 기록 액체 조성물(101)의 비말은 임의의 순서로 기록 매질에 적용될 수 있다. 이하 실시예에서, 처리 액체 조성물(103)의 비말이 먼저 적용된다.
처리 액체 조성물(103)의 비말이 먼저 기록 매질(나타내지 않음) 상에 적용되고, 그 후, 기록 액체 조성물(101)의 비말이 처리 액체 조성물(103)의 비말 상에 적용되어, 두 조성물이 서로 접촉하게 된다. 처리 액체 조성물(103)과 기록 액체 조성물(101) 사이의 계면(105) 근처에서, 염(NaCl)(110)과 미세 입자(113)는 농도 구배로 인해 처리 액체 조성물(103)에서 기록 액체 조성물(101)로 확산된다. 마찬가지로, pH 조정제인 염기(107)와 착색제(109)는 농도 구배로 인해 기록 액체 조성물(101)에서 처리 액체 조성물(103)로 확산된다. 따라서, 1차 응집물 층(115)이 계면(105)의 근처에 형성된다.
1차 응집물 층(115)를 통해, 이온(염기(107)) 및 염(NaCl)(110)은 화살표(각각, 119 및 116)에 의해 나타낸 바와 같이 더 이동한다. 따라서, 분산액은 탈염으로 인한 이온 농도 변화 및 용해도 감소의 결과로서 빠르게 파괴되어, 기록 액체 조성물(101)내 응집을 가속화시킨다. 개별적으로, 처리 액체 조성물(103) 내 분산액은 pH 변화에 의해 빠르게 파괴되어 응집을 가속화시킨다. 미세 입자(113)와 착색제(109)는 착색제(109)가 실질적으로 미세 입자(113)와 혼합되지 않으면서 분리되어 응집되어, 주로 미세 입자(113)로 구성된 층(123) 및 주로 착색제(109)로 구성된 층(121)을 형성한다. 이미지 형성 방법의 일반적인 개요는 도 2에 도식적으로 나타낸다.
도 3은 자외선광 조사(127)의 비접촉 외부 인자가 조건 변화를 초래하는 또다른 구체예를 도식적으로 설명한다.
본 명세서에 사용된 기록 액체 조성물(101)은 자외선광(127)으로 조사시 산 (111)을 발생시키는 광-유도된 산 발생제(125)를 포함한다. 처리 액체 조성물(103)은 산 또는 염기 중 어떤 것을 포함할 수 있다. 도 3의 구체예에서, 처리 액체 조성물은 산(111)을 포함한다.
먼저, 기록 액체 조성물(101)은 인쇄헤드(131)에 의해 기록 매질에 적용되며, 자외선광(127) 조사시 산(111)이 발생된다. 따라서, 기록 액체 조성물(101)의 pH 변화는 분산액의 빠른 파괴를 초래하며, 착색제(109)를 응집시킨다. 다음으로, 처리 액체 조성물(103)을 기록 액체 조성물(101) 상에 적용하면, 예컨대, 실리카의 미세 입자(113)는 두 층 사이의 계면 근처에서 응집되기 시작한다. 이어서, 물이 스며들어 성분들의 농도를 변화시켜, 분산액의 빠른 파괴를 초래하고, 이로써 미세 입자(113)가 응집된다. 처리 액체 조성물(103)이 염기를 함유하는 경우, 분산액은 기록 액체 조성물(101)과 처리 액체 조성물(103) 모두의 이온 이동으로 인한 pH 변화에 의해 파괴되어, 미세 입자(113)의 응집을 가속화시킨다. 이미지 형성 방법의 일반적인 개요는 도 3에 도식적으로 나타낸다.
본 발명의 잉크 세트를 구성하는 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물이 서로 접촉하는 초기 단계에서, 응집물(1차 응집물)의 층은 두 조성물 사이의 계면 근처에서 형성된다. 형성된 1차 응집물 층은 비말내 착색제와 미세 입자의 대부분이 서로에게 이동하는 것을 방지한다. 따라서, 착색제와 미세 입자는 착색제가 미세 입자와 실질적으로 혼합되지 않으면서 분리되어 응집되며, 주로 착색제로 구성된 응집물 층과 주로 미세 입자로 구성되는 다른 응집물 층이 분리되어 형성된다.
예컨대, 처리 액체 조성물내 산과 기록 액체 조성물내 염기는 작은 크기를 가지며, 1차 응집물 층내 간격을 통해 쉽게 통과할 수 있으며, 응집물 층을 통해 다른 층으로 빠르게 확산된다. 이온 확산(이온 이동)에 의해, 잔여 미세 입자와 착색제는 중화되어 감소된 표면 전위를 가지게 된다. 따라서, 이들 성분들의 분산액 또는 용해액은 파괴되며, 모든 미세 입자가 응집되고, 모든 착색제 입자가 분리되어 응집된다. 이온의 확산 결과로서 응집이 즉시 일어나고 종결되며, 본 발명의 이미지 형성 방법에서 착색제가 흐르기 시작하기 전에 전체 시스템이 완전히 응집된다. 따라서, 착색제와 미세 입자는 착색제가 실질적으로 미세 입자와 혼합되지 않으면서 분리되어 응집되며, 이로써 착색제를 포함하는 응집물 층과 주로 미세 입자로 구성되는 다른 응집물 층이 얻어진다.
처리 액체 조성물 층과 기록 액체 조성물 층의 두께는 중요하다. 만약 이들 층이 특정 수치를 초과하는 두께를 가지는 경우, 이온 이동의 결과로서 pH 변화가 전체 층으로 확장되기 이전에, 반응하지 않은 층이 흐르기 시작한다. 반응하지 않은 층이 흐르기 시작하면, 착색제는 블리드 아웃되어, 페더링 및/또는 색채 블리드를 초래한다. 착색제가 흐름의 결과로 기록 매질로 이동되는 경우, 이미지 밀도가 감소한다. 미세 입자가 기록 매질로 이동하는 경우, 광택이 감소한다. 방출 조건에 따라, 잉크-젯 방출 헤드에서 방출된 각각의 잉크 비말의 부피는 일반적으로 약 0.1 내지 약 100 피코리터이며, 단위 면적당 비말의 수는 일반적으로 입방 센티미터 당 약 1 x 104 내지 약 1 x 107이다. 뛰어난 이미지 품질을 유지하기 위해, 결과 기록물의 횡단면에서 주로 미세 입자로 구성된 층과 주로 착색제로 구성된 층은 10 ㎛ 이하의 두께를 가지는 것이 바람직하며, 4 ㎛ 이하의 두께를 가지는 것이 보다 바람직하다.
응집 반응은 이들 층의 두께가 감소될수록 더 빨리 종료되나, 과도하게 감소된 두께는 다른 문제점을 일으킬 수 있다. 처리 액체 조성물의 층이 과도하게 적은 두께를 가지는 경우, 이 층은 착색제의 전체 층이 응집되기에 충분한 양의 이온을 공급할 수 없다. 따라서, pH 변화가 너무 작아 기록 액체 조성물내 착색제가 완전히 응집되지 않는다. 결과적으로, 착색제가 흘러, 이미지의 페더링, 색채 블리드 및 감소된 밀도 및 광택을 초래한다. 기록 액체 조성물의 층이 과도하게 적은 두께를 가지는 경우, 착색제의 절대량이 불충분하여, 이미지 밀도를 감소시킨다. 뛰어난 이미지 품질을 유지하기 위해, 결과 기록물의 횡단면에서 주로 미세 입자로 구성된 층과 주로 착색제로 구성된 층은 0.01 ㎛ 이상의 두께를 가지는 것이 바람직하며, 0.1 ㎛ 이상의 두께를 가지는 것이 보다 바람직하다.
착색제와 미세 입자의 크기(치수) 또한 중요하다. 이들 성분들이 각각 과도하게 작은 크기를 가지는 경우, 1차 응집물 층은 더 작은 간격을 가져 이온이 통과하는 것을 방해할 수 있다. 이온의 통과가 방해받는 경우, 처리 액체 조성물내 산과 기록 액체 조성물내 염기는 더욱 느리게 확산되어, 응집물 층과 멀리 떨어진 부분의 처리 액체 조성물 및 기록 액체 조성물에 빠르게 도달하지 않는다. 이러한 조건 하에서, 미세 입자와 착색제의 표면 전위는 더욱 느리게 감소하며, 분산액 또는 용해액은 더욱 느리게 파괴된다. 결과적으로, 착색제는 착색제가 완전히 응집되기 이전에 흐리기 시작하여, 페더링 및/또는 색채 블리드를 초래한다.
집중적인 연구 결과, 본 발명자는 착색제 입자와 미세 입자가 각각 10 nm 이상의 평균 입자 직경을 가지는 것이 바람직하다는 것을 발견하였다. 따라서, 산과 염기는 1차 응집물 층을 통해 통과하는 것을 방지하지 않으면서, 전체 시스템으로 빠르게 확산될 수 있어, 페더링, 색채 블리드 및 기타 이미지 품질 결함을 피할 수 있다.
착색제와 미세 입자의 평균 입자 직경이 증가할수록, 산과 염기는 1차 응집물 층을 보다 쉽게 통과할 수 있다. 그러나, 과도하게 큰 평균 입자 직경은 방출 헤드의 클로깅(clogging)을 초래할 수 있다. 이를 피하기 위해, 착색제 입자와 미세 입자는 각각 200 nm 이하의 평균 입자 직경을 가지는 것이 바람직하다.
간단하게, 착색제 입자와 미세 입자는 뛰어난 이미지 품질과 보다 안정한 방출을 위해, 각각 10 nm 이상 200 nm 이하의 평균 입자 직경을 가지는 것이 바람직하다. 따라서, 페더링과 색채 블리드가 없는 맑은 이미지가 방출 헤드의 클로깅없이 안정적으로 얻어질 수 있다.
처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물 간의 pH 차이 또한 중요하다. 이 차이가 불충분한 경우, 산 및/또는 염기는 불충분한 양으로 확산된다. 이러한 조건 하에서, 미세 입자와 착색제의 표면 전위는 더욱 느리게 감소하며, 분산액 또는 용해액은 불완전하게 파괴된다. 결과적으로, 착색제 및/또는 미세 입자의 일부가 분산 또는 용해된채로 남아 있어 비히클과 함께 흘러, 페더링 및/또는 색채 블리드를 초래한다.
본 발명자는 전체 시스템에 충분한 양으로 산과 염기를 공급하여, 페더링, 색채 블리드 및 기타 이미지 품질 결함을 피하기 위해서, 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물의 pH 차이가 2 이상인 것이 바람직하다는 것을 밝혔다.
따라서, 본 발명의 이미지 형성 방법은 착색제가 기록 매질로 이동하지 않으며, 종이의 섬유가 기록 매질의 표면으로부터 노출되지 않기 때문에, 페더링과 색채 블리드를 방지할 수 있으며, 이미지 밀도와 채도가 높은 인쇄물을 생산할 수 있다. 이 방법은 전술한 JP-A 제2001-199149호에 공개한 바와 같은, 잉크와 액체 조성물이 혼합되어 잉크내 착색제가 액체 조성물내 미세 입자와 반응함으로써, 미세 입자가 이들의 표면상에서 착색제를 흡수하며, 결과 입자가 응집되는(도 4), 종래의 이미지 형성 방법의 문제점을 해결하였다.
상세하게, 도 4를 참고하여 설명하면, 이 종래의 이미지 형성 방법은 잉크(기록 액체 조성물(101))를 액체 조성물(처리 액체 조성물(103))과 접촉시키며, 이 때, 잉크(101)는 염기(107)와 착색제(색소)(109)를 함유하고, 액체 조성물(103)은 산(111)과 미세 입자(실리카)(113)를 함유한다. 접촉시, 색소(109)는 실리카(113)를 흡수하여 응집된다.
본 발명의 이미지 형성 방법은 1차 응집물 층 상에 착색제의 층을 형성할 수 있으며, 이로써, 기록 매질의 표면 상에 착색제를 완전히 위치시킬 수 있어, 결과 이미지의 밀도 및 채도가 중가한다. 또한, 본 방법은 1차 응집물 층 뿐만 아니라, 그 위의 착색제도 수평 방향(평면 방향)으로 흐리지 않고 신뢰성있게 응집되며, 두꺼운 착색제 층을 형성할 수 있다. 따라서, 인쇄물은 이의 표면상에 종이의 섬유를 완전히 덮는 매끄러운 착색제 층을 가지며, 매우 높은 광택을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 이미지 형성 방법은 이미지가 비히클을 흡수하지 않는 비흡수성 기록 매질 상에 인쇄되는 경우라도, 맑은 이미지를 생산할 수 있다. 본 방법에서, 1차 응집물 층의 한 측면(예, 윗면) 상에 착색제의 응집물 층, 및 다른 측면상에 미세 입자의 다른 응집물 층이 즉시 형성되어 견고한 필름을 형성하여, 맑은 이미지를 낸다.
본 방법은 비흡수성 기록 매질에서조차도 페더링 및/또는 색채 블리드 없이 맑은 이미지를 생산할 수 있다. 본 방법에서, 외부 인자에 의해 초래되는 조건 변화로 인해, 전체 시스템내 미세 입자와 착색제는 즉시 분리되어 응집된다. 이러한 조건 변화의 예에는 이온 이동으로 인한 pH 변화, 염의 이동으로 인한 용해도 감소(탈염), 및 자외선광 조사로 인한 이온 형성 및 pH 변화(비접촉 외부 요인)가 있다. 상세하게, 거친 표면을 가지는 비흡수성 기록 매질에 있어서, 종래의 기술에 따라 적용된 잉크는 기록 매질의 디프레션(depression)으로 이동하며, 매그러운 윤곽을 가지는 얇은 선 이미지를 생산하지 못한다. 결과 얇은 선 이미지는 종종 재기를 가진다. 대조적으로, 본 발명의 이미지 형성 방법은 전체 착색제와 미세 입자가 매우 짧은 시간내에 분리되어 응집되므로, 재기없이 매끄러운 얇은 선을 만족스럽게 재생할 수 있다. 도 5A, 5B, 6A 및 6B는 매끄러운 비흡수성 기록 매질에서 얇은 선을 인쇄한 경우(도 5A 및 5B)와 거친 비흡수성 기록 매질에서 얇은 선을 인쇄한 경우(도 6A 및 6B)에 있어서, 종래 방법(도 5A 및 6A)과 본 발명의 이미지 형성 방법(도 5B 및 6B) 간의 이미지 형성시 차이(선 폭 및 재기)를 도식적으로 설명한다.
도 5A 및 5B는 종래 방법(도 5A)과 본 발명의 방법(도 5B)에 의해 매끄러운 비흡수성 기록 매질상에 얇은 선을 인쇄한 것이다. 양 방법은 모두 기록 액체 조성물(101)과 처리 액체 조성물(103)로 구성된 잉크 세트를 사용하며, 종래 잉크 세트의 이미지 고정 속도가 본 발명의 이미지 고정 속도보다 느리므로, 종래의 잉크 세트는 고정되기 이전에 선 폭 방향으로 퍼져 나간다. 따라서, 종래 방법의 결과 선 폭(151)은 본 발명의 방법의 선 폭(152) 보다 더 넓다.
도 6A 및 6B는 거친 비흡수성 기록 매질상에 선을 인쇄하는 방법을 도식적으로 보여주며, 어떤 경우에도 잉크 세트의 몇 방울이 기록 매질의 디프레션(오목부)의 가장자리에 인쇄된다. 다시, 종래 방법의 잉크 세트가 보다 느리게 고정되기 때문에, 낮은 점도를 가지는 종래의 잉크 세트의 방울은 오목부의 낮은 부분으로 표류되기 시작하며, 거기서 고정되어, 원물 위치와의 변위(162)를 초래한다. 대조적으로, 본 발명의 잉크 세트는 초기에 인쇄되는 곳에서 머물러 그 위치에서 고정된다. 결과적으로, 종래 방법의 인쇄된 선은 재기를 가지게 되며, 본 발명의 인쇄된 선은 직선이다.
다음으로, 본 발명의 잉크 세트에 사용하기 위한 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물을 보다 자세히 설명할 것이나, 이하 설명은 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
먼저, 본 발명에 사용하기 위한 음이온성 또는 양이온성 기록 액체 조성물 및 음이온성 또는 양이온성 처리 액체 조성물은 이하와 같이 정의된다.
전기 전하의 관점에서, 전체 기록 액체 조성물 또는 처리 액체 조성물 자체 는 중성이다.
본 명세서에 사용된 "음이온성 또는 양이온성 기록 액체 조성물"은 음이온 또는 양이온기를 가지는 착색제를 함유하는 기록 액체 조성물, 음이온 또는 양이온기를 가지는 화합물로 직접 코팅된 착색제를 함유하는 기록 액체 조성물, 또는 예컨대, 분산제 또는 계면활성제(이의 기가 기록 액체 조성물내 음이온기 또는 양이온기로 행동할 수 있음)가 삽입된, 음이온 또는 양이온기를 가지는 화합물로 코팅된 착색제를 함유하는 기록 액체 조성물을 의미한다. 본 명세서에 사용된 "음이온성 또는 양이온성 처리 액체 조성물"도 위와 유사한 의미를 가진다.
처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물을 이하 보다 자세히 설명할 것이다.
처리 액체 조성물
처리 액체 조성물내 미세 입자는 만약 전하를 띄는 경우라면 기록 액체 조성물내 착색제의 전하와 반대 전하를 가지는 것이 바람직하다. 따라서, 음이온성 미세 입자 또는 음이온성 미세 입자는 착색제의 전하에 따라 선택된다.
본 명세서에서 사용된 용어 "양이온성 미세 입자"는 양성 제타 전위를 가지는 미세 입자를 의미한다. 분산 시스템내 미세 입자의 표면 성질은 분산질과 분산 매질 사이의 경계의 전기 이중 층을 고려하여 논의된다. 이 전기 이중 층은 예컨대, 전기영동 이동성으로 결정된 제타 전위로 실질상 대체된다. 제타 전위는 계면에서의 H+ 이온의 농도에 두드러지게 영향을 받으므로, 미세 입자의 표면 성질은 처리 액체 조성물의 pH에 크게 영향을 받는다. 대조적으로, 음이온성 미세 입자는 음 성 제타 전위를 가지는 미세 입자이다. 제타 전위는 계면에서의 OH- 이온의 농도에 두드러지게 영향을 받으며, 미세 입자의 표면 성질은 처리 액체 조성물의 pH에 크게 영향을 받는다.
본 발명에 사용하기 위한 양이온성 미세 입자는 페더링과 색채 블리드 없이, 얇은 선을 뛰어나게 재생하는 광택이 있는 이미지를 생산하기 위해, +5 내지 +90 mV의 제타 전위를 가지는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 본 발명에 사용하기 위한 음이온성 미세 입자는 페더링과 색채 블리드 없이, 얇은 선을 뛰어나게 재생하는 광택이 있는 이미지를 생산하기 위해, -5 내지 -90 mV의 제타 전위를 가지는 것이 바람직하다.
처리 액체 조성물은 처리 액체 조성물이 접촉하는 부재의 부식을 피하고, 미세 입자가 안정적으로 분산되게 하기 위해 적절한 pH를 가져야만 한다.
본 발명에 사용하기 위한 미세 입자는 이들 물질로 한정되지 않으며, 유기 미세 입자, 무기 미세 입자, 및 복합 유기-무기 미세 입자 중 임의의 것일 수 있다. 이들은 구형, 비드의 끈 또는 불규칙한 형태와 같이 임의의 형태를 가질 수 있다.
처리 액체 조성물내 미세 입자의 농도는 사용되는 성분의 종류에 따라 적절히 조정될 수 있으며, 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 0.1 중량% 내지 40 중량%가 바람직하며, 1 중량% 내지 30 중량%가 보다 바람직하며, 3 중량% 내지 15 중량%가 더욱 바람직하다.
농도가 0.1 중량% 미만인 경우, 기록 액체 조성물과의 접촉시에도 응집으로 인해 점도가 증가하지 않을 것이다. 결과적으로, 기록 액체 조성물내 착색제는 충분히 고정될 수 없어(충분히 응집될 수 없어) 흐를 수 있게 되어, 페더링 및/또는 색채 블리드를 초래할 것이다. 농도가 40 중량%을 초과하는 경우, 처리 액체 조성물은 과도하게 높은 점도를 가질 수 있으며, 안정한 방출이 저해될 수 있다. 또한, 40 중량%를 초과하는 농도의 미세 입자는 종종 헤드의 노즐 근처에 침전될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 많은 양의 보습제가 처리 액체 조성물에 첨가되어야만 한다. 그러나, 많은 양의 보습제는 처리 액체 조성물이 과도하게 높은 점도를 가지게 하여, 불안정한 방출을 초래한다.
유기 미세 입자의 예에는 폴리스티렌, 스티렌-아크릴 공중합체, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 멜라민 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 벤조구아나민 수지, 폴리아미드 수지, 플루오르-함유 수지 및 α,β-불포화 에틸렌 단량체의 에멀젼 중합화로 제조된 중합체의 미세 입자가 있다.
무기 미세 입자는 대략 무기 염(예, 탄산칼슘)과 무기 산화물(예, 실리카(Si02))로 분류된다.
무기 염의 예에는 탄산칼슘, 질산칼슘, 염화칼슘, 황산칼슘, 질산알루미늄, 염화알루미늄, 황산알루미늄 및 황산철이 포함되나, 이로 제한되지 않는다.
수성 처리 액체 조성물의 경우, 탄산칼슘, 질산칼슘, 황산철 또는 물에 낮은 용해도를 가지는 기타 무기 미세 입자가 뛰어난 분산액을 위해 사용되는 것이 바람 직하다. 이러한 무기 미세 입자는 더 뛰어난 흡수성과 응집성을 위해 양이온화되는 것이 바람직하다. 이들은 예컨대, JP-A 제10-129113호 또는 제11-20301호에 공개된 종래의 방법에 따른 양이온화제로 양이온화될 수 있다.
무기 미세 입자의 예에는 양이온화된 실리카(Si02), 알루미나(Al203), 수화알루미나, 티타니아, 지르코니아, 보리아, 실리카-보리아, 세리아, 마그네시아, 실리카-마그네시아, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 산화아연 및 히드로탈시트의 미세 입자가 있다.
양이온성 유기 미세 입자의 예에는 스티렌-아크릴산 공중합체, 스티렌-아크릴 에스테르 공중합체, 스티렌-메타크릴 에스테르 공중합체, SBR 라텍스 및 기타 컨쥬게이트된 디엔 공중합체, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 및 기타 비닐 공중합체, 및 멜라민 비드와 플라스틱 색소의 양이온화된 산물 아민의 양이온성 에멀젼 및 라티스(latices)가 포함되나, 이로 제한되지 않는다.
무기 미세 입자들 중에서, 양이온성 실리카가 고반응성(처리 액체 조성물내 pH 변화에 의해 초래되는 미세 입자의 빠른 응집)을 위해 전형적으로 바람직하다. 양이온화된 표면을 가지는 임의의 실리카도 본 발명에 사용될 수 있다.
실리카의 표면은 예컨대, 실리카의 표면에 직접적으로 또는 간접적으로 양이온성 화합물을 물리적으로 또는 화학적으로 도입하여 양이온화될 수 있다. 예컨대, 실리카의 실라놀기를 아미노 화합물과 커플링하거나 실리카를 아미노 화합물로 처리함으로써, 표면은 화학적으로 양이온화될 수 있다. 실리카를 용매 내에서 양이온 성 화합물과 혼합하여 실리카가 물리적으로 양이온성 화합물을 흡수하도록 하고, 용매를 제거함으로써, 표면은 물리적으로 양이온화될 수 있다
실리카 표면에 의한 양이온성 화합물의 물리적 흡수에 코어로 사용하기 위한 음이온성 실리카의 예에는 ST-ZL, ST-20, ST-30, ST-40, ST-C, ST-N, ST-O, ST-S, ST-50, ST-20L, ST-OL, ST-XS, ST-YL, ST-XL, ST-UP 및 ST-OUP(상표명, Nissan Chemical Industries, Ltd.에서 구매), Cataloid SI-350 및 SI-500(상표명, Du Pont Company에서 구매), Nipgel AY-220, AY-420 및 AY-460(상표명, Tosoh Silica Corporation에서 구매)이 있다.
상기 예에 제한되지 않고, 양이온화된 표면을 가지는 임의의 실리카도 본 발명에 사용될 수 있다.
무기 미세 입자는 또한 예컨대, 상표명 ST-AK(Nissan Chemical Industries, Ltd.)의 양이온화된 실리카; 상표명 Alumina Sol 100, 200 및 520(Nissan Chemical Industries, Ltd.)의 알루미나; 상표명 Titania Series(Idemitsu Kosan Co., Ltd.)의 산화티타늄으로 판매되고 있다. 미세 입자들 중 일부는 수성 분산액으로 이용가능하다.
본 발명에 사용하기 위한 미세 입자는 또한 양이온성 복합 유기-무기 미세 입자 중 임의의 것일 수 있다.
이러한 양이온성 복합 유기-무기 미세 입자는 무기 미세 입자가 이들의 표면에서 양이온성 유기 화합물을 흡수하도록 하거나, 유기 미세 입자가 이들의 표면에서 양이온성 무기 화합물을 흡수하도록 하여 제조될 수 있다.
예컨대, 양이온성 중합체로 코팅된 복합 유기-무기 미세 입자는 물과 같은 매질내 무기 미세 입자를 분산시키고, 물 또는 수용성 유기 용매내 양이온성 중합체의 용액을 분산액에 점차적으로 첨가하여 제조될 수 있다.
양이온성 중합체의 예에는 폴리알릴아민, 폴리비닐아민, 폴리이민, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌이민, 폴리비닐피리딘, 아미노아세탈레이티드 폴리(비닐 알콜) , 이오넨 중합체, 폴리비닐이미다졸, 폴리(비닐벤질 포스포늄), 폴리알킬아릴암모늄, 폴리아미딘, 폴리아민술폰, 양이온성 전분 및 기타 중합체가 있다.
미세 입자가 단독으로 낮은 분산 안정성을 가지는 경우, 이는 양이온성 또는 음이온성 화합물과 함께 조합하여 사용될 수 있다.
양이온성 화합물의 예에는 폴리알릴아민, 폴리아민술폰, 폴리비닐아민, 키토산, 및 이들 성분이 염산이나 아세트산과 같은 산과 완전히 또는 부분적으로 중화된 산물; 비이온성 중합체 화합물에서 유래된 부분적으로 양이온화된 화합물, 예컨대, 비닐피롤리돈의 아미노알킬 알킬레이트 4차 염과의 공중합체 및 아크릴아미드의 아미노메틸아크릴아미드 4차 염과의 공중합체; 1차, 2차 및 3차 아민 염 화합물 및 아미노산-유형 양쪽성 화합물이 있다. 이들 화합물 각각은 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.
음이온성 화합물의 예에는 폴리(비닐 알콜) 및 폴리비닐카바졸이 있다.
인쇄물의 긁힘 내성을 향상시키기 위해, 처리 액체 조성물은 이의 저장 안정성과 방출 안정성을 방해하지 않는 범위 이내에서 수지성 성분을 더 포함할 수 있다. 수지성 성분의 예에는 수용성 중합체, 에멀젼 및 라티스가 있다.
뛰어난 광택을 위해, 처리 액체 조성물내 미세 입자의 양은 처리 액체 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 10 중량% 이상인 것이 바람직하며, 15 중량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 10 중량% 미만으로 미세 입자를 사용하면 이미지 품질을 충분히 효과적으로 향상시킬 수 없다. 2가지 이상 유형의 미세 입자들이 조합 사용될 수 있다.
조성물의 건조로 인한 기록 헤드의 노즐의 클로깅을 방지하기 위해, 처리 액체 조성물이 수용성 유기 용매를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 수용성 유기 용매는 보습제와 습윤제를 포함한다.
보습제의 예에는 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,3-부탄디올, 1,3-프로판디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 글리세롤, 1,2,6-헥산트리올, 2-에틸-1,3-헥산디올, 1,2,4-부탄트리올, 1,2,3-부탄트리올, 페트리올(3-메틸-1,3,5-펜탄트리올) 및 기타 다가 알콜; 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 테트라에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 및 기타 다가 알콜 알킬 에테르; 에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르, 에틸렌 글리콜 모노벤질 에테르 및 기타 다가 알콜 아릴 에테르; N-메틸-2-피롤리돈, N-히드록시에틸-2-피롤리돈, 2-피롤리돈, 1,3-디메틸이미다졸리디논, ε-카프로락탐 및 기타 질소-함유 헤테로시클 화합물; 포름아미드, N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드 및 기타 아미드; 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 모노에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민 및 기타 아민; 디메틸 술폭시즈, 술포란, 티오디에탄올 및 기타 황-함유 화합물; 프로필렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, 및 γ-부티로락톤이 있다. 물과 함께, 이들 용매들의 각각은 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.
습윤제는 처리 액체 조성물과 기록 매질간의 습윤성을 개선하고, 침투율을 제어하기 위해 사용된다. 하기 화학식 (I), (II), (III) 및 (IV)로 나타낸 화합물이 습윤제로서 바람직하다. 보다 상세하게, 화학식 (I)의 폴리옥시에틸렌 알킬페닐 에테르 계면활성제, 화학식 (II)의 아세틸렌 글리콜 계면활성제, 화학식 (III)의 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 계면활성제, 및 화학식 (IV)의 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 알킬 에테르 계면활성제는 처리 액체 조성물의 표면 장력을 감소시키고 습윤성을 개선시켜, 침투율을 증가시킨다.
Figure 112005051266009-pct00001
상기 화학식에서, R은 6~14개의 탄소 원자를 가지는 선형 또는 분지형 탄화수소 사슬을 나타내며; k는 5~20의 정수를 나타낸다.
Figure 112005051266009-pct00002
상기 화학식에서, m 및 n은 각각 20 이하의 정수이고, m과 n의 합계는 0보다 크고 40 이하이다.
Figure 112005051266009-pct00003
상기 화학식에서, R은 6~14개의 탄소 원자를 가지는 선형 또는 분지형 탄화수소 사슬을 나타내며; k는 5~20의 정수를 나타낸다.
Figure 112005051266009-pct00004
상기 화학식에서, R은 6~14개의 탄소 원자를 가지는 탄화수소 사슬을 나타내며; m 및 n은 각각 20 이하의 정수이다.
화학식 (I), (II), (III) 및 (IV)의 화합물에 추가하여, 습윤제에는 또한 디에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르, 에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르, 에틸렌 글리콜 모노알릴 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르, 테트라에틸렌 글리콜 클로로페닐 에테르 및 기타 다가 알콜의 알킬 및 아릴 에테르, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 블록 공중합체 및 기타 비이온성 계면활성제, 플루오르-함유 계면활성제, 에탄올, 2-프로판올 및 기타 저급 알콜이 포함되며, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르가 바람직하다.
미세 입자의 평균 입자 직경은 더 안정한 방출을 위해서, 1000 nm 이하인 것이 바람직하며, 500 nm 이하인 것이 보다 바람직하다. 1000 nm를 초과하는 평균 입자 직경을 가지는 미세 입자는 방출 헤드에 클로깅을 초래할 수 있어, 방출 실패를 초래한다. 평균 입자 직경은 광학 입자 크기 분포 분석기로 측정될 수 있으며, 50% 숫자의 입자들의 입자 직경으로 나타낸다.
미세 입자는 주로 물을 포함하는 비히클에 분산되어 처리 액체 조성물을 구성한다. 분산 과정에서, 분산액의 안정화를 위해 해교제가 사용되는 것이 바람직하다. 해교제는 하전된 입자의 표면상에 전기 이중 층을 형성하도록 제공되며, 이 때 전기 이중 층은 정전기 척력을 가지며, 입자가 서로 모아지는 것을 방지하여 분산액을 안정화시킨다.
양이온성 미세 입자는 중성 내지 산성 범위로 양으로 하전되며, 산이 해교제로 사용된다. 이러한 산을 함유하는 처리 액체 조성물은 뛰어난 저장 안정성과 양이온성 미세 입자의 음이온성 화합물에 대한 흡수성을 위해, 25℃ 근처에서 2 내지 7의 pH를 가지는 것이 바람직하다. 오랜 저장 기간 동안 기록 헤드의 부식을 효과적으로 방지하고, 인쇄물의 뛰어난 긁힘 내성을 위해서, pH가 3 내지 6인 것이 보다 바람직하다.
처리 액체 조성물은 25℃ 근처에서 2 내지 7의 pH를 가지는 것이 바람직하다. 이 때 사용되는 산은 양이온성 미세 입자의 표면을 이온화시키는데 작용하여, 표면 전위를 증가시키고, 이로써 조성물내 미세 입자의 분산 안정성을 개선시킨다. 또한, 이는 양이온성 미세 입자의 잉크(기록 액체 조성물)내 음이온성 화합물에 대한 흡수성을 개선시키고, 처리 액체 조성물의 점도를 제어하기 위해 제공된다. 이 때 사용되는 산은 소정의 pH, 제타 전위, 미세 입자의 분산성 및 기타 양이온성 미세 입자와 조합된 성질들을 얻을 수 있는 한, 특별히 제한되지 않으며, 이하 무기 산, 유기산 및 기타 산에서 자유롭게 선택될 수 있다.
이러한 무기산의 예에는 염산, 황산, 아황산, 질산, 아질산, 인산, 붕산 및 탄산이 있다. 유기산의 예에는 카르복실산, 술폰산 및 아미노산이 있다. 이러한 카르복실산에는 예컨대, 포름산, 아세트산, 클로로아세트산, 디클로로아세트산, 트리클로로아세트산, 플루오로아세트산, 트리메틸아세트산, 메톡시아세트산, 메캅토아세트산, 젖산, 글리콜산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 카프로산, 카프릴산, 카프릭산, 라우르산, 미티스트산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리놀산, 리놀렌산, 시클로헥산카르복실산, 페닐아세트산, 벤조산, o-톨루산, m-톨루산, p-톨루산, o-클로로벤조산, m-클로로벤조산, p-클로로벤조산, o-브로모벤조산, m-브로모벤조산, p-브로모벤조산, o-니트로벤조산, m-니트로벤조산, p-니트로벤조산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 타르타르산, 말레산, 푸마르산, 구연산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 살리실산, p-히드록시벤조산, 안트라닐산, m-아미노벤조산, p-아미노벤조산, o-메톡시벤조산, m-메톡시벤조산 및 p-메톡시벤조산이 포함된다. 술폰산의 예에는 벤젠술폰산, 메틸벤젠술폰산, 에틸벤젠술폰산, 도데실벤젠술폰산, 2,4,6-트리메틸벤젠술폰산, 2,4-디메틸벤젠술폰산, 5-술포살리실산, 1-술포나프탈렌, 2-술포나프탈렌, 헥산술폰산, 옥탄술폰산, 및 도데칸술폰산이 있다. 아미노산의 예에는 글리신, 알라닌, 발린, α-아미노부티르산, γ-아미노부티르산, β-알라닌, 타우린, 세린, ε-아미노-n-카프로산, 루신, 노르루신 및 페닐알라닌이 있다.
각각의 산들은 처리 액체 조성물 내에 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있 다. 이들 중, 물에서 5 pka 이하의 1차 해리 상수를 가지는 산이 양이온성 미세 입자의 음이온성 화합물에 대한 뛰어난 흡수성 및 보다 안정한 분산액을 위해 바람직하다.이러한 산의 예에는 염산, 질산, 황산, 인산, 아세트산, 포름산, 옥살산, 젖산, 구연산, 말레산 및 말론산이 있다.
양이온성 미세 입자의 잉크(기록 액체 조성물)내 음이온성 화합물에 대한 뛰어난 흡수성 및 보다 안정한 분산액을 위해, 처리 액체 조성물내 양이온성 미세 입자의 산에 대한 중량 비는 200:1 내지 5:1이 바람직하며, 150:1 내지 8:1이 보다 바람직하다.
음이온성 미세 입자는 중성 내지 산성 범위에서 음으로 하전되며, 염기가 해교제로 사용된다. 이러한 염기를 함유하는 처리 액체 조성물은 음이온성 미세 입자의 양이온성 화합물에 대한 흡수성 및 저장 안정성을 좋게 하기 위해, 25℃ 근처에서 7 내지 12의 pH를 가지는 것이 바람직하다. 장기간 저장 동안 기록 헤드의 부식을 방지하고 인쇄물의 긁힘 내성을 좋게 하기 위해, pH는 8 내지 11인 것이 보다 바람직하다.
이 경우에 처리 액체 조성물은 25℃ 근처에서 7 내지 12의 pH를 가지는 것이 바람직하다. 이 때 사용되는 산은 음이온성 미세 입자의 표면을 이온화시키는데 작용하여, 표면 전위를 증가시키고, 이로써 처리 액체 조성물내 미세 입자의 분산 안정성을 개선시킨다. 또한, 이는 음이온성 미세 입자의 잉크(기록 액체 조성물)내 양이온성 화합물에 대한 흡수성을 개선시키고, 처리 액체 조성물의 점도를 제어하기 위해 제공된다. 이 때 사용되는 염기는 소정의 pH, 제타 전위, 미세 입자의 분 산성 및 기타 음이온성 미세 입자와 조합된 성질들을 얻을 수 있는 한, 특별히 제한되지 않으며, 예컨대, 이하 무기 화합물 또는 유기 화합물에서 자유롭게 선택될 수 있다.
염기의 예에는 수산화나트륨, 수산화리튬, 탄산나트륨, 탄산암모늄, 암모니아, 아세트산나트륨, 아세트산암모늄, 모르폴린, 및 알칸올아민, 예컨대, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 에틸모노에탄올아민, n-부틸모노에탄올아민, 디메틸에탄올아민, 디에틸에탄올아민, 에틸디에탄올아민, n-부틸디에탄올아민, 디-n-부틸에탄올아민, 모노이소프로판올아민, 디이소프로판올아민 및 트리이소프로판올아민이 있다. 이들 중, 물에서 5 pka 이하의 1차 해리 상수를 가지는 염기가 음이온성 미세 입자의 양이온성 화합물에 대한 뛰어난 흡수성 및 보다 안정한 분산액을 위해 바람직하다.
음이온성 미세 입자의 양이온성 화합물에 대한 뛰어난 흡수성 및 보다 안정한 분산액을 위해, 처리 액체 조성물내 음이온성 미세 입자의 염기에 대한 중량 비는 200:1 내지 5:1이 바람직하며, 150:1 내지 8:1이 보다 바람직하다.
처리 액체 조성물은 예컨대, 이하 방법으로 제조될 수 있다. 기본적으로, 미세 입자, 물 및 해교제를 혼합하여 분산액을 얻는다. 필요한 경우, 수용성 용매를 첨가하고, 이 혼합물을 해교 기계에서 해교시킨다. 해교 기계의 예에는 고속 및 고-전단 회전식 교반 해교 기계, 용해기, 콜로이드 밀, 호모게나이저 및 초음파 해교 기계가 있으며, 상표명 T.K. AUTO HOMO MIXER 및 T.K. HOMOMIC LINE FLOW(Tokushu Kika Kogro Co., Ltd.), Ultra-homomixer 및 NNK Colloidmill(Nippon Seiki Seisakusho Co. Ltd.)로 판매중이다. 해교시 회전 수는 해교 기계의 유형 및 구조에 따라 설정될 수 있으며, 500 rpm 내지 10000 rpm이 바람직하며, 2000 rpm 내지 8000 rpm이 보다 바람직하다. 해교는 해교 기계의 유형 및 구조에 따라, 5℃ 내지 100℃에서 0.01 내지 48시간 동안 수행되는 것이 바람직하다.
처리 액체 조성물은 임의의 양이온성 계면활성제, 예컨대, 4차 암모늄 염, 피리디늄 염 및 이미다졸린 화합물을 더 포함할 수 있다. 이러한 양이온성 계면활성제의 예에는 라우릴트리메틸암모늄 클로라이드, 라우릴디메틸벤질암모늄 클로라이드, 벤질트리부틸암모늄 클로라이드, 벤즈알코늄 클로라이드, 세틸피리디늄 클로라이드 및 2-헵타데세닐히드록시에틸이미다졸린이 있다.
양이온성 계면활성제는 표면 장력을 감소시키고, 기록 매질과의 습윤성을 증가시켜, 미세 입자 층을 빠르게 형성하고 음이온성 착색제를 응집시켜, 이미지 품질을 효과적으로 개선시킨다.
처리 액체 조성물의 표면 장력은 기록 매질에 대한 뛰어난 습윤성과 비말의 만족스러운 과립화를 위해, 20 내지 60 mN/m인 것이 바람직하며, 30 내지 50 mN/m인 것이 보다 바람직하다.
처리 액체 조성물의 점도는 더 안정적인 방출을 위해, 1.0 내지 20.0 cP인 것이 바람직하며, 3.0 내지 10.0 cP인 것이 보다 바람직하다.
처리 액체 조성물의 pH는 미세 입자의 더 안정적인 분산을 위해, 3 내지 11인 것이 바람직하며, 3 내지 6 또는 8 내지 11인 것이 보다 바람직하다.
기록 액체 조성물
다음으로, 본 발명의 잉크 세트에 사용하기 위한 기록 액체 조성물을 설명할 것이다.
기록 액체 조성물에 사용하기 위한 착색제는 염료, 색소 또는 염료와 색소의 혼합물 중 임의의 것일 수 있다. 처리 액체 조성물내 미세 입자가 양이온성인 경우, 기록 매질내 착색제는 음이온성, 즉, 반대 전하를 가져, 전기적으로 중성화되어 응집을 유도하는 것이 바람직하다. 미세 입자가 음이온성인 경우, 착색제는 양이온성인 것이 바람직하다.
착색제로서 색소가 염료보다 더욱 바람직하다. 보다 상세하게, 분산된 색소는 용해된 염료보다, 이의 전기 전하가 중성화된 경우에 보다 효과적으로 응집을 유도할 수 있으며, 이미지 품질을 보다 효과적으로 개선시킨다.
기록 액체 조성물내 착색제의 농도는 사용된 성분의 유형에 따라 적절하게 조정될 수 있으며, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 40 중량%이며, 보다 바람직하게는 1 중량% 내지 30 중량%이며, 더욱 바람직하게는 3 중량% 내지 15 중량%이다.
착색제의 농도가 0.1 중량% 미만인 경우 이미지 밀도가 감소될 수 있다. 대조적으로, 착색제의 농도가 40 중량%을 초과하는 경우에는 기록 액체 조성물이 과도하게 높은 점도를 가지게 되어, 불안정한 방출을 초래할 수 있다. 또한, 40 중량%를 초과하는 농도의 착색제는 종종 헤드의 노즐 근처에서 침전될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 많은 양의 보습제가 기록 액체 조성물에 첨가되어야만 한다. 그러나, 많은 양의 보습제는 기록 액체 조성물이 과도하게 높은 점도를 가지게 하여, 불안정한 방출을 초래한다.
기록 액체 조성물에 사용하기 위한 색소는 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 이하 색소를 포함한다.
검은색 색소 잉크(기록 액체 조성물)에 사용하기 위한 카본 블랙에는 퍼네이스(furnace) 카본 블랙 및 채널(channel) 카본 블랙이 포함되나, 이로 제한되지 않는다. 이러한 카본 블랙은 15 내지 40 nm의 주요 입자 직경, 50 내지 300 m2/g의 BET 방법에 의해 측정된 비표면적, 40 내지 150 ml/100-g의 DBP 오일 흡수성, 0.5% 내지 10%의 휘발성 성분 및 2 내지 9의 pH를 가지는 것이 바람직하다.
이러한 검은색 색소는 예컨대, 상표명 No.2300, No.900, MCF 88, No.40, No.52, MA7, MA8 및 No.2200B(Mitsubishi Chemical Corporation); RAVEN 1255(Colombian Carbon Company); REGAL 400R, REGAL 660R 및 MOGUL L(Cabot Corporation GA); Color Black FW1, Color Black FW18, Color Black S170, Color Black S150, Printex 35 및 Printex U(Degussa AG.)로 시판중이다. 수지-코팅된 색소 또한 본 발명에 사용될 수 있다.
기록 액체 조성물내 착색제로 사용하기 위한 색채 색소는 유기 색소나 무기 색소 중 어떤 것도 가능할 수 있다. 특이적 예는 이하와 같다.
유기 색소의 예에는 아조, 프탈로시아닌, 안트라퀴논, 퀴나크리돈, 디옥사진, 인디고, 티오인디고, 페릴렌, 이소인돌레논, 아닐린 블랙, 아조메틴, 로다민 B 레이크, 및 카본 검은색 색소가 있다. 무기 색소의 예에는 산화철, 산화티타늄, 탄산칼슘, 황산바륨, 수산화알루미늄, 바륨 옐로우, 프루시안 블루, 카드뮴 레드, 크 롬 옐로우, 및 금속 분말이 있다.
보다 안정한 분산을 위해 색소를 색소-분산제와 조합하여 사용할 수 있다.
음이온성 색소 분산제로서, 음이온기를 가지며, 물 또는 수용성 매질에서 색소를 안정적으로 분산시킬 수 있는 임의의 수용성 수지가 사용될 수 있다. 이러한 음이온성 색소 분산제는 1,000 내지 30,000의 중량-평균 분자량을 가지는 것이 바람직하며, 3,000 내지 15,000의 중량-평균 분자량을 가지는 것이 보다 바람직하다.
음이온성 색소 분산제의 예에는 블록 공중합체, 그래프트 공중합체 및 랜덤 공중합체, 또는 이의 염(스티렌, 스티렌 유도체, 비닐나프탈렌, 비닐나프탈렌 유도체, α,β-에틸렌으로 불포화된 카르복실산의 지방족 알콜 에스테르 및 기타 소수성 단량체, 및 아크릴산 및 이의 유도체, 말레산 및 이의 유도체, 아타콘산 및 이의 유도체, 및 푸마르산 및 이의 유도체와 같은 2 이상의 단량체를 포함함)dl 있다.
이들 수지는 염기의 수용액에 가용성인 알칼리-가용성 수지이다. 음이온성 색소 분산제의 예에는 또한 친수성 단량체 또는 이의 염을 포함하는 호모중합체, 및 폴리(비닐 알콜), 카르복시메틸 셀룰로즈, 나프탈렌술폰산 포름알데히드 축합물 및 기타 수용성 수지가 포함된다. 그러나, 알칼리-가용성 수지를 사용하면 분산액의 점도를 더 감소시켜, 분산을 용이하게 한다. 수용성 수지의 양은 잉크(기록 액체 조성물)의 총 중량을 기준으로 하여 0.1 중량% 내지 5 중량%인 것이 바람직하다.
양이온성 색소 분산제로서, 하기 언급할 양이온성 단량체의 중합화에 의해 제조된 중합체가 바람직하다. 중합체의 분자량은 2000 이상이 바람직하다. 이 때 사용하기 위한 양이온성 단량체는 이하 예시한 단량체에서 유래된 4차 화합물이다. 단량체는 예컨대, 종래 방법에 따다른 염화 메틸, 황산 디메틸, 염화 벤질 또는 에피클로로히드린으로 처리함으로써, 이러한 4차 화합물로 전환될 수 있다.
단량체의 예에는 N,N-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트[CH2=C(CH3)-CONH-CH2CH2N(CH3)2], N,N-디메틸아미노에틸 아크릴레이트[CH2=CH-CONH-CH2CH2N(CH3)2], N,N-디메틸아미노아크릴아미드[CH2=CH-CON(CH3)2], N,N-디메틸아미노메타크릴아미드 [CH2=C(CH3)-CON(CH3)2], N,N-디메틸아미노프로필아크릴아미드[CH2=CH-CONH-C3H6N (CH3)2], 및 N,N-디메틸아미노프로필메타크릴아미드[CH2=C(CH3)-CONH-C3H6N(CH3)2]가 있다.
색소 분산제로 사용하기 위한 수용성 수지는 색소에 대한 뛰어난 친화성을 위해 소수성 단량체를 더 포함할 수 있다. 소수성 단량체의 예에는 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔 및 기타 스티렌, 및 (메트)아크릴산의 알킬 에스테르가 있다.
(메트)아크릴산의 알킬 에스테르의 예에는 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 프로필 (메트)아크릴레이트, 이소프로필 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, sec-부틸 (메트)아크릴레이트, tert-부틸 (메트)아크릴레이트, 2-메틸부틸 (메트)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메트)아크릴레이트, 3-메 틸부틸 (메트)아크릴레이트, 1,3-디메틸부틸 (메트)아크릴레이트, 펜틸 (메트)아크릴레이트, 3-메틸펜틸 (메트)아크릴레이트, 헥실 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 헵틸 (메트)아크릴레이트, 옥틸 (메트)아크릴레이트, 노닐 (메트)아크릴레이트, 2-에톡시에틸 아크릴레이트, 3-에톡시프로필 아크릴레이트, 2-에톡시부틸 아크릴레이트, 3-에톡시부틸 아크릴레이트, 3-에톡시부틸 아크릴레이트 및 디메틸아미노에틸 아크릴레이트가 있다. 하프에스테르(halfester)의 형성을 위한 알콜 성분의 예에는 메탄올, 에탄올 및 프로판올이 있다. 수지는 다른 단량체, 예컨대, (메트)아크릴아미드, 1-메틸롤 (메트)아크릴아미드 및 디아세톤아크릴아미드를 더 포함할 수 있다. 이 경우에, 색소 분산제 없이 안정적으로 분산될 수 있는 자가-분산성 색소 또한 본 발명에 사용될 수 있다.
자가-분산성 색소 중에서, 음이온성 자가-분산성 색소는 다른 원자기의 삽입하에 또는 이의 삽입없이, 이의 표면에 1 이상의 음이온성 친수성기를 가지는 색소이다. 이러한 음이온성 친수성기의 예는 다음과 같다. 음이온성 친수성기가 조합된 다른 원자기에는 예컨대, 1~12개의 탄소 원자를 가지는 알킬기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기가 포함된다.
-COOM,-SO3M,-SO2NH2,-PO3HM,-PO3M2
이 때, M은 수소 원자, 알칼리 금속 또는 암모늄을 나타낸다.
표면에 친수성기를 가지는 음이온성 카본 블랙은 이의 이온(음이온)의 척력으로 인해 물에서 뛰어난 분산성을 나타내며, 분산제의 첨가 없이도 수성 잉크(기 록 액체 조성물)에서 안정적으로 분산될 수 있다.
양이온성 자가-분산성 색소는 다른 원자기의 삽입하에 또는 이의 삽입없이, 이의 표면에 1 이상의 양이온성 친수성기를 가지는 색소이다.
이러한 양이온성 카본 블랙내 양이온성 친수성기의 예에는 이하 4차 암모늄 기가 포함되나, 이로 제한되지 않는다.
Figure 112005051266009-pct00005
상기 화학식에서, R은 1~12개의 탄소 원자를 가지는 선형 또는 분지형 알킬기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기를 나타낸다.
양이온기에 대한 반대 이온은 예컨대, NO3 - 또는 CH3COO-일 수 있다.
이하 구조식을 가지는 N-에틸피리딜기를 친수성기의 예로 하는 경우, 이러한 친수성기를 가지는 양이온성 자가-분산성 카본 블랙은 카본 블랙을 아미노-N-에틸피리디늄 브로마이드로 처리함으로써 제조될 수 있다.
Figure 112005051266009-pct00006
표면에 친수성기를 가지는 양이온성 카본 블랙은 이의 이온(양이온)의 척력으로 인해 물에서 뛰어난 분산성을 나타내며, 분산제의 첨가 없이도 수성 잉크(기록 액체 조성물)에서 안정적으로 분산될 수 있다.
본 발명에 사용하기 위한 수용성 염료에는 색지수 시스템에 의해 분류된, 산성 염료(음이온성 염료), 직접 염료, 염기성 염료(양이온성 염료), 반응성 염료 및 식용 염료(식품 염료)가 포함되며, 뛰어난 물에 대한 내성 및 빛에 대한 내성을 가진다.
이들 염료의 각각은 본 발명의 이점을 악화시키지 않는 한, 서로 조합하여 또는 색소와 같은 다른 착색제와 조합하여 사용될 수 있다. 염료의 예는 다음과 같다.
(a) 산성 염료의 예:
색지수 번호(C.I.) 애시드 옐로우 17, 23, 42, 44, 79 및 142;
C.I. 애시드 레드 1, 8, 13, 14, 18, 26, 27, 35, 37, 42, 52, 82, 87, 89, 92, 97, 106, 111, 114, 115, 134, 186, 249, 254 및 289;
C.I. 애시드 블루 9, 29, 45, 92 및 249;
C.I. 애스드 블랙 1, 2, 7, 24, 26 및 94.
(b) 식품 염료의 예:
C.I. 푸드 옐로우 3 및 4;
C.I. 푸드 레드 7, 9 및 14;
C.I. 푸드 블랙 1 및 2.
(c) 직접 염료의 예:
C.I. 다이렉트 옐로우 1, 12, 24, 26, 33, 44, 50, 86, 120, 132, 142 및 144;
C.I. 다이렉트 레드 1, 4, 9, 13, 17, 20, 28, 31, 39, 80, 81, 83, 89, 225 및 227;
C.I. 다이렉트 오랜지 26, 29, 62 및 102;
C.I. 다이렉트 블루 1, 2, 6, 15, 22, 25, 71, 76, 79, 86, 87, 90, 98, 163, 165, 199 및 202;
C.I. 다이렉트 블랙 19, 22, 32, 38, 51, 56, 71, 74, 75, 77, 154, 168 및 171.
(d) 염기성 염료의 예:
C.I. 베이직 옐로우 1, 2, 11, 13, 14, 15, 19, 21, 23, 24, 25, 28, 29, 32, 36, 40, 41, 45, 49, 51, 53, 63, 64, 65, 67, 70, 73, 77, 87 및 91;
C.I. 베이직 레드 2, 12, 13, 14, 15, 18, 22, 23, 24, 27, 29, 35, 36, 38, 39, 46, 49, 51, 52, 54, 59, 68, 69, 70, 73, 78, 82, 102, 104, 109 및 112;
C.I. 베이직 블루 1, 3, 5, 7, 9, 21, 22, 26, 35, 41, 45, 47, 54, 62, 65, 66, 67, 69, 75, 77, 78, 89, 92, 93, 105, 117, 120, 122, 124, 129, 137, 141, 147 및 155;
C.I. 베이직 블랙 2 및 8.
(e) 반응성 염료의 예:
C.I. 리액티브 블랙 3, 4, 7, 11, 12 및 17;
C.I. 리액티브 옐로우 1, 5, 11, 13, 14, 20, 21, 22, 25, 40, 47, 51, 55, 65 및 67;
C.I. 리액티브 레드 1, 14, 17, 25, 26, 32, 37, 44, 46, 55, 60, 66, 74, 79, 96 및 97;
C.I. 리액티브 블루 1, 2, 7, 14, 15, 23, 32, 35, 38, 41, 63, 80 및 95.
기록 액체 조성물은 기록 액체 조성물의 물리적 성질을 적절하게 조절하고, 기록 헤드 노즐의 클로깅을 방지하기 위해, 착색제에 추가하여, 수용성 유기 용매를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 수용성 유기 용매는 보습제와 습윤제를 포함한다.
보습제는 기록 헤드 노즐의 클로깅을 방지하기 위해 첨가된다. 보습제의 예에는 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,3-부탄디올, 1,3-프로판디올, 2-메틸-1,3- 프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 글리세롤, 1,2,6-헥산트리올, 2-에틸-1,3-헥산디올, 1,2,4-부탄트리올, 1,2,3-부탄트리올, 페트리올(3-메틸-1,3,5-펜탄트리올) 및 기타 다가 알콜; 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 테트라에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 및 기타 다가 알콜 알킬 에테르; 에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르, 에틸렌 글리콜 모노벤질 에테르 및 기타 다가 알콜 아릴 에테르; N-메틸-2-피롤리돈, N-히드록시에틸-2-피롤리돈, 2-피롤리돈, 1,3-디메틸이미다졸리디논, ε-카프로락탐 및 기타 질소-함유 헤테로시클 화합물; 포름아미드, N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드 및 기타 아미드; 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 모노에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민 및 기타 아민; 디메틸 술폭시드, 술포란, 티오디에탄올 및 기타 황-함유 화합물; 탄산프로필렌, 탄산에틸렌, 및 γ-부티로락톤이 있다. 물과 함께 보습제 각각은 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.
습윤제는 처리 액체 조성물과 기록 매질간의 습윤성을 개선하고, 침투율을 제어하기 위해 사용된다. 하기 화학식 (I), (II), (III) 및 (IV)로 나타낸 화합물이 습윤제로서 바람직하다. 보다 상세하게, 화학식 (I)의 폴리옥시에틸렌 알킬페닐 에테르 계면활성제, 화학식 (II)의 아세틸렌 글리콜 계면활성제, 화학식 (III)의 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 계면활성제, 및 화학식 (IV)의 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 알킬 에테르 계면활성제는 처리 액체 조성물의 표면 장력을 감소시키고 습윤성을 개선시켜, 침투율을 증가시킨다.
화학식 (I), (II), (III) 및 (IV)의 화합물에 추가하여, 습윤제에는 또한 디에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르, 에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르, 에틸렌 글리콜 모노알릴 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르, 테트라에틸렌 글리콜 클로로페닐 에테르 및 기타 다가 알콜의 알킬 및 아릴 에테르, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 블록 공중합체 및 기타 비이온성 계면활성제, 플루오르-함유 계면활성제, 에탄올, 2-프로판올 및 기타 저급 알콜이 포함되며, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르가 바람직하다.
기록 액체 조성물의 표면 장력은 기록 매질에 대한 뛰어난 습윤성과 비말의 만족스러운 과립화를 위해, 20 내지 60 mN/m인 것이 바람직하며, 30 내지 50 mN/m인 것이 보다 바람직하다.
기록 액체 조성물의 점도는 더 안정적인 방출을 위해, 1.0 내지 20.0 cP인 것이 바람직하며, 3.0 내지 10.0 cP인 것이 보다 바람직하다.
기록 액체 조성물의 pH는 조성물과 접촉하는 금속 부재의 부식을 방지하기 위해, 3 내지 11인 것이 바람직하며, 6 내지 10인 것이 보다 바람직하다.
처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물은 미생물의 성장을 방지하고 저장 안정성과 이미지 품질 안정성을 증가시키기 위해, 임의의 멸균-항진균제를 더 포함할 수 있다.
이러한 멸균-항진균제의 예에는 벤조트리아졸, 데히드로아세트산나트륨, 솔 빈산나트륨, 2-피리딘티올-1-산화나트륨, 이소티아졸린 화합물, 소디엄 벤조에이트 및 소디엄 펜타클로로페놀이 있다.
처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물은 각각 헤드와 기타 금속 위에 코팅 필름을 형성함으로써, 조성물과 접촉하는 헤드와 기타 금속의 부식을 방지하기 위해, 부식방지제를 더 포함할 수 있다. 부식방지제의 예에는 산성 설피트, 티오황산나트륨, 암모늄 티오디글리콜레이트, 질산디이소프로필암모늄, 4질산펜타에리트리톨 및 질산디시클로헥실암모늄이 있다.
처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물은 각각 항산화제를 더 포함할 수 있다. 이러한 항산화제는 결과 라디칼 과산화물에 양자를 공급하여 안정화시키키는 라디칼 어셉터 항산화제와, 히드로과산화물을 안정한 알콜로 전환시키는 과산화물 분리 항산화제로 대략 분류된다.
라디칼 어셉터 항산화제의 전형적인 예에는 페놀성 화합물 및 아민 화합물이 있다. 페놀성 화합물의 예에는 히드로퀴논, 갈레이트 및 기타 화합물; 2,6-디-tert-부틸-p-크레솔, 스테아릴-β-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-에틸-6-tert-부틸페놀), 4,4'-티오비스(3-메틸-6-tert-부틸페놀), 1,1,3-트리스(2-메틸-4-히드록시-5-tert-부틸페닐)부탄, 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-tert-4-히드록시벤질)벤젠, 트리스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)이소시아누레이트, 테트라키스[메틸렌-3',5'-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]메탄 및 기타 간섭된 페놀성 화합물이 있다. 아민 화합물의 예에는 N,N'-디페닐-p-페닐렌디아민, 페닐- β-나프틸아민, 페닐-α-나프틸아민, N,N'-β-나프틸-p-페닐렌디아민, N,N'-디페닐에틸렌디아민, 페노티아진, N,N'-디-sec-부틸-p-페닐렌디아민 및 4,4'-테트라메틸-디아미노디페닐메탄이 있다.
과산화물 분리 항산화제의 전형적인 예에는 황 화합물 및 인 화합물이 있다. 황 화합물의 예에는 디라우릴 티오디프로피오네이트, 디스테아릴 티오디프로피오네이트, 라우릴스테아릴 티오디프로피오네이트, 디미리스틸 티오디프로피오네이트, 디스테아릴 β,β'-티오디부티레이트, 2-메캅토벤즈이미다졸 및 디라우릴 설피드가 있다. 인 화합물의 예에는 트리페닐 포스피트, 트리옥타데실 포스피트, 트리데실 포스피트, 트리라우릴 트리티오포스피트, 디페닐이소데실 포스피트,트리노닐페닐 포스피트 및 디스테아릴펜타에리트리톨 포스피트가 있다.
처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물은 각각 전술한대로 pH 조정제를 더 포함할 수 있다. pH 조정제의 예에는 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨 및 기타 알칼리 금속 수산화물; 수산화암모늄, 4차 암모늄 수산화물, 4차 포스포늄 수산화물; 탄산리튬, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 및 기타 알칼리 금속 탄산; 디에탄올아민, 트리에탄올아민 및 기타 아민; 붕산, 염산, 질산, 황산, 아세트산 및 기타 산이 있다.
처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물은 자외선광 조사시 산 또는 염기를 발생시키는 광-유도된 산 발생제 또는 광-유도된 염기 발생제와 같은 전위 산 또는 염기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 잉크 세트를 사용한 이미지 기록을 위한 이미지 형성 기구 및 이 미지 형성 방법은 도면을 참고하여 설명될 것이다.
도 7은 본 발명의 구체예로서, 이미지 형성 기구의 도식적인 구성의 투시도이다. 도 7에서, 각각의 카트리지(20)는 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물을 각각 하우징하며, 키트리지(18)에 하우징된다. 보다 상세하게, 카트리지(20)는 개별적인 색채를 가지는 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물 중 하나를 각각 하우징하며, 개별적인 조성물은 서로 분리되어 있다. 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물은 카트리지(20)에서 카트리지(18)의 기록 헤드(18a)로 공급된다. 도 7에서, 기록 헤드(18a)는 아래 방향으로 접해 있고, 헤드 평면은 나타내지 않았다.
카트리지(18)의 기록 헤드(18a)는 타이밍 벨트(23)에 의해 이동하며, 보호 축(21 및 22)에 의해 보호된다. 타이밍 벨트(23)는 주 스캐닝 모터(24)에 의해 움직인다. 기록 매질은 기록 헤드(18a)와 접하도록 압반(19)에 의해 배열된다. 도 7은 또한 기어 메카니즘(16), 2차 스캐닝 모터(17) 및 다른 주 스캐닝 모터(26)을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 다른 구체예로서 자외선 조사기(고압 수은 램프)를 가지는 이미지 형성 기구의 도식적인 구성의 투시도이다.
이 기구의 기본적인 구성은 도 7의 기수와 동일하나, 자외선 조사기 대신 고압 수은 램프(27)를 사용한 것이 다르다. 보다 상세하게, 도 7의 기구와 마찬가지로, 카트리지(18)의 기록 헤드(18a)는 타이밍 벨트(23)에 의해 이동하며, 보호 축(21 및 22)에 의해 보호된다. 타이밍 벨트(23)는 주 스캐닝 모터(24)에 의해 움직인다. 이 과정에서, 카트리지(18) 상에 배열된 고압 수은 램프(27)가 인쇄되는 기 록 매질의 표면에 자외선광을 적용해준다. 기록 액체 조성물이 기록 매질에 도착하면, 자외선광이 적용되어 광반응을 유도시킨다. 비접촉 외부 인자(자외선 조사)가 조건 변화를 초래한다. 기록 매질은 기록 헤드(18a)와 접하도록 압반(19)에 의해 배열된다. 도 8은 또한 기어 메카니즘(16), 2차 스캐닝 모터(17) 및 다른 주 스캐닝 모터(26)을 나타낸다.
도 9는 도 7 및 8에서 나타낸 기록 헤드(18a)의 노즐을 확대한 도식도이다.
예컨대, 처리 액체 조성물을 방출하기 위한 노즐(31)은 수직 방향으로 배열된다. 노즐(32, 33, 34 및 35)은 그 안의 카트리지에 대응되는 노란색, 마젠타, 시안 및 검은색 기록 액체 조성물을 각각 방출한다.
도 10은 모든 노즐이 일렬로 배열된 기록 헤드의 다른 구성을 보여준다. 도 10에서, 예컨대, 노즐(36 및 41)은 처리 액체 조성물을 방출한다. 노즐(37, 38, 39 및 40)은 그 안의 카트리지에 대응되는 노란색, 마젠타, 시안 및 검은색 기록 액체 조성물을 각각 방출한다. 이러한 구성을 가지는 기록 헤드(18a)는 양쪽 수평 말단에 처리 액체 조성물을 방출하기 위한 노즐이 장착되며, 보호 축(21 및 22)으로 보호되면서 이의 양쪽 이동 방향으로 인쇄될 수 있다. 보다 상세하게, 기록 헤드(18a)는 양 방향으로 먼저 처리 액체 조성물을 기록 매질에 적용하고, 그 후 색채 기록 액체 조성물을 그 위에 적용할 수 있으며, 그 반대도 가능하다. 이는 기록 헤드(18a)의 두 이동 방향 간에 이미지 밀도의 차이를 감소시킬 수 있다.
이미지 형성 기구에서 각각의 카트리지는 다른 처리 액체 조성물 또는 기록 액체 조성물로 대체될 수 있다. 카트리지는 기록 헤드(18a)와 통합될 수 있다. 도 11 및 12는 각각 본 발명의 처리 액체 조성물 또는 기록 액체 조성물을 하우징할 수 있는 카트리지 단면의 도식적인 투시도 및 입면도이다. 도 11 및 12에 나타낸 카트리지는 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물 어느 것도 하우징할 수 있다.
도 11 및 12에서, 카트리지(20)는 기록 액체 조성물과 처리 액체 조성물 중 하나를 흡수하는 액체 흡수제(42)를 하우징하는 카트리지 캐비넷(49)을 포함한다. 액체 흡수제(42)는 다공성이며, 흡수된 기록 액체 조성물 또는 처리 액체 조성물을 포함한다. 카트리지 캐비넷(49)은 넓은 상부 개구를 가지는 케이스(43)와, 상부 개구에 윗뚜껑 부재(44)를 포함한다. A는 클리어런스(clearance)이다. 위뚜껑 부재(44)는 밀봉부(55)를 가지는 공기 방출부(47)와, 카트리지의 부착 및 탈착을 위한 츠로젝션(81)을 가진다. 카트리지 캐비넷(49)의 케이스(43)는 기록 헤드(18a)로 각각의 조성물을 공급하기 위한 액체 공급부를 가진다. 밀봉(46)은 액체 공급부(45)의 내부 주변에 제공된다. 카트리지 캐비넷(49)은 카트리지가 이미지 형성 기구에 부착되기 이전에 액체(조성물)의 누출을 방지하기 위해, 액체 공급부(45)를 플러깅하기 위한 캡 부재(63)를 장착한다.
본 발명에서, 조성물의 개별적인 비말이 한 위치에서 슈퍼임포즈되게 하기 위해, 잉크-젯 기록 시스템에 의해, 각각의 기록 헤드(18a)가 기록 액체 조성물과 처리 액체 조성물 중 하나를 배출하는 것이 가장 바람직하다. 그러나, 본 발명이 이러한 구성으로 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 본 발명은 또한 처리 액체 조성물이 간헐적으로 적용되고, 기록 액체 조성물이 블리딩으로 인해 확장된 처리 액체 조성물에 슈퍼임포즈되는 구성, 및 처리 액체 조성물이 이미지의 윤곽에만 적용되 고, 기록 액체 조성물이 그 위에 부분적으로 슈퍼임포즈되는 구성도 포함한다.
본 발명의 잉크 세트, 이미지 형성 방법 및 이미지 형성 기구를 사용하여 형성된 본 발명의 기록물의 횡단면은 마이크로톰과 같은 뚜렷한 절단기를 사용하여 기록물을 얇은 단편으로 슬라이싱하고, 투과형 전자 현미경(TEM)으로 얇은 단면을 투과형 전자 현미경사진으로 관찰함으로써 결정될 수 있다. 선택적으로, 스캐닝 전자 현미경(SEM)이 투과형 전자 현미경(TEM) 대신 사용될 수 있다.
투과형 전자 현미경(TEM)으로 관찰시, 기록물의 횡단면은 밀도에 있어 줄무늬 패턴이 관찰된다. 이러한 줄무늬 패턴은 에너지 분산성 X-선 형광성 분광기(EDX) 또는 전자 프로브 마이크로분석기(EPMA)와 같은 성분 분석기를 사용하여 정량적으로 추가 측정될 수 있다. 따라서, 실질적으로 또는 주로 미세 입자를 포함하는 층과, 실질적으로 또는 주로 착색제를 포함하는 다른 층의 존재가 확인된다.
보다 상세하게, 주로 미세 입자로 구성된 층에서 미세 입자와, 주로 착색제로 구성된 층에서 착색제는 이 분석기를 사용하여 정량적으로 분석될 수 있다. 예컨대, 에너지 분산성 X-선 형광성 분광기(EDX)가 사용되는 경우, 기록물의 스펙트럼은 개별적인 구성 성분에 대응되는 피크를 보인다. 피크의 높이는 성분의 양과 대응된다. 각각의 성분의 정확한 양은 표준화 곡선을 사용하여 결정될 수 있다. 본 명세서에 사용된 용어 "실질적으로" 또는 "주로 구성되는"은 처리 액체 조성물내 미세 입자의 대부분이 기록 액체 조성물내 착색제의 대부분과 혼합되지 않는 상태를 의미하며, 이들이 두 액체의 계면에서 다소 혼합되는 경우도 포함한다. 미세 입자 또는 착색제는 이미지 품질의 더욱 효과적인 개선을 위해 문제시되는 층의 70% 이상을 차지하는 것이 바람직하며, 80% 이상을 차지하는 것이 보다 바람직하다.
기록물의 검은색으로 채워진 부분을 절단하고, 투과형 전자 현미경(TEM)으로 이 횡단면을 사진 찍어 관찰하여 기록물의 횡단면을 관찰할 수 있다. 이러한 투과형 전자 현미경사진을 도 13 및 14에 나타낸다. 도 13은 잉크-젯 기록 헤드가 한번 스캐닝된 1-방향 인쇄에 의해 형성된 기록물의 단면 투과형 전자 현미경사진이다. 도 14는 잉크-젯 기록 헤드가 여러번 스캐닝된 다중-방향 인쇄에 의해 형성된 기록물의 단면 투과형 전자 현미경사진이다. 이들 도면들은 밀도에 있어 줄무늬 패턴을 나타낸다. 도 15 내지 17에 나타낸 바와 같이, 에너지 분산성 X-선 형광성 분광기(EDX)로 추가 분석하여, 고-밀도 부분이 처리 액체 조성물의 층(미세 입자의 응집물 층)이고, 저-밀도 부분이 기록 액체 조성물의 층(착색제의 응집물 층)임을 확인하였다.
본 발명을 본 발명의 범위를 제한하지 않는 여러 실시예와 비교예를 참고하여 보다 상세히 설명할 것이다.
실시예 A
하기 조성을 가지는 본 발명에 따른 잉크 세트와 비교예에 따른 잉크 세트를 구성하는 처리 액체 조성물 및 기록 액체 조성물을 제조하였다. 이하 조성에서 모든 부는 달리 언급한 바 없으면 중량 기준이며, 각 조성물의 총 량을 100부로 본 것이다.
< 처리 액체 조성물 1 >
양이온성 콜로이달 실리카(SNOW TEX AK; Nissan Chemical Industries, Ltd.) 15부
2-피롤리돈 12.5부
디에틸렌 글리콜 12.5부
옥탄디올 1.0부
양이온성 계면활성제(Cation G50; Sanyo Chemical Industries, Ltd.) 2.0부
벤조트리아졸 1.0부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.2부
물 나머지
상기 조성물은 사용 전에 아세트산으로 pH 4.3으로 조정하였다.
< 처리 액체 조성물 2 >
산화티타늄(Titania IT-S; Idemitsu Kosan Co., Ltd.) 15부
2-피롤리돈 12.5부
디에틸렌 글리콜 12.5부
옥탄디올 1.0부
양이온성 계면활성제(Cation G50; Sanyo Chemical Industries, Ltd.) 2.0부
벤조트리아졸 1.0부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.2부
물 나머지
상기 조성물은 사용 전에 아세트산으로 pH 3.8로 조정하였다.
< 처리 액체 조성물 3 >
알루미나(Alumina Sol 520; Nisssan Chemical Industries, Ltd.) 15부
2-피롤리돈 12.5부
디에틸렌 글리콜 12.5부
옥탄디올 1.0부
양이온성 계면활성제(Cation G50; Sanyo Chemical Industries, Ltd.) 2.0부
벤조트리아졸 1.0부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.2부
물 나머지
상기 조성물은 사용 전에 아세트산으로 pH 3.9로 조정하였다.
< 처리 액체 조성물 4 >
음이온성 콜로이달 실리카(SNOW TEX 20; Nissan Chemical Industries, Ltd.) 15부
2-피롤리돈 12.5부
디에틸렌 글리콜 12.5부
옥탄디올 1.0부
양이온성 계면활성제(Cation G50; Sanyo Chemical Industries, Ltd.) 2.0부
벤조트리아졸 1.0부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.2부
물 나머지
상기 조성물은 사용 전에 아세트산으로 pH 3.9로 조정하였다.
< 처리 액체 조성물 5 >
처리 액체 조성물 5는 JP-B 제2711098호의 실시예 (1)의 과정에 따라 제조하였다.
4차 암모늄 염 3.0부
글리세롤 10.0부
디에틸렌 글리콜 20.0부
물 나머지
< 처리 액체 조성물 6 >
처리 액체 조성물 6은 JP-B 제2667401호의 실시예 P-1의 과정에 따라 제도하였다.
폴리알릴아민 5.0부
글리세롤 10.0부
에틸렌 글리콜 11.0부
디에틸렌 글리콜 20.0부
디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 12.0부
데히드로아세트산나트륨 0.1부
물 나머지
< 처리 액체 조성물 7 >
처리 액체 조성물 7은 JP-A 제2001-199149호의 실시예의 액체 조성물 A의 제 조예의 과정에 따라 제조하였다.
알루미나 수화물 10.0부
글리세롤 7.5부
디에틸 글리콜 7.5부
질산 0.2부
물 나머지
< 처리 액체 조성물 8 >
처리 액체 조성물 8은 JP-A 제2002-201385호의 실시예의 액체 조성물 1의 제조예의 과정에 따라 제조하였다
알루미나 수화물 10.0부
글리세롤 7.5부
디에틸 글리콜 7.5부
옥시질산지르코늄 이수화물 0.4부
물 나머지
< 처리 액체 조성물 9 >
처리 액체 조성물 9는 JP-A 제2001-30616호의 실시예의 반응 액체 A의 제조예의 과정에 따라 제조하였다.
질산마그네슘 육수화물 25.0부
트리에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 10.0부
글리세롤 10.0부
물 나머지
< 처리 액체 조성물 10 >
양이온성 콜로이달 실리카(SNOW TEX AK; Nissan Chemical Industries, Ltd.) 15부
NaCl 10부
2-피롤리돈 12.5부
디에틸렌 글리콜 12.5부
옥탄디올 1.0부
양이온성 계면활성제(Cation G50; Sanyo Chemical Industries, Ltd.) 2.0부
벤조트리아졸 1.0부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.2부
물 나머지
< 검은색 기록 액체 조성물 1(음이온성 색소-함유 기록 액체 조성물) >
카본 블랙(Cabojet 300; Cabot Corporation, GA) 10부
1,3-부탄디올 22.5부
글리세롤 7.5부
계면활성제(I) 이 때, R=C9H19, K=12 1부
2-피롤리돈 2부
데히드로아세트산나트륨 0.2부
티오황산나트륨 0.2부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.4부
이온교환수 나머지
상기 조성물은 사용 전에 수성 LiOH 용액으로 pH 10.5로 조정하였다.
< 노란색 기록 액체 조성물 1(음이온성 색소-함유 기록 액체 조성물) >
수지-코팅된 노란색 색소 분산액(노란색 색소의 고체 함량 10부) 50부
1,3-부탄디올 22.5부
글리세롤 7.5부
계면활성제(I) 이 때, R=C9H19, K=12 1부
2-피롤리돈 2부
데히드로아세트산나트륨 0.2부
티오황산나트륨 0.2부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.4부
이온교환수 나머지
상기 조성물은 사용 전에 수성 LiOH 용액으로 pH 10.5로 조정하였다.
노란색 기록 액체 조성물 1(음이온성 색소-함유 기록 액체 조성물)의 제조에 사용한 수지-코팅된 노란색 색소 분산액은 이하와 같은 방식으로 제조하였다.
수지-코팅된 노란색 색소 분산액의 제조예
(1) 중합체 용액의 제조
기계적 교반기, 온도계, 질소 가스 공급관, 응축기 및 적하 깔대기가 장착된 1-리터 플라스크의 내부 대기를 질소 가스로 완전히 대체하고, 11.2 g의 스티렌, 2.8 g의 아크릴산, 12.0 g의 라우릴 메타크릴레이트, 4.0 g의 폴리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 4.0 g의 스티렌 마크로모노머 AS-6(상표명, Toagosei Co., Ltd.에서 구매) 및 0.4 g의 메캅토에탄올을 그 안에 넣고, 이 혼합물을 65℃ 온도로 상승시켰다.
다음으로, 100.8 g의 스티렌, 25.2 g의 아크릴산, 108.0 g의 라우릴 메타크릴레이트, 36.0 g의 폴리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 60.0 g의 히드록시에틸 메타크릴레이트, 36.0 g의 스티렌 마크로모노머 AS-6(상표명, Toagosei Co., Ltd.에서 구매), 3.6 g의 메캅토에탄올, 2.4 g의 아조비스디메틸발레로니트릴 및 18 g의 메틸 에틸 케톤의 혼합물을 상기 혼합물에 플라스크 내에서 2.5 시간에 걸쳐 적가하였다.
첨가 종료 후, 0.8 g의 아조비스디메틸발레로니트릴 및 18 g의 메틸 에틸 케톤의 혼합물을 상기 혼합물에 플라스크 내에서 0.5 시간에 걸쳐 적가하였다. 65℃에서 1 시간 동안 숙성시킨 후, 0.8 g의 아조비스디메틸발레로니트릴을 더 첨가하고, 1 시간 동안 추가적으로 숙성시켰다. 반응 종료 후, 364 g의 메틸 에틸 케톤을 첨가하여 50% 농도를 가지는 800 g의 중합체 용액을 얻었다.
중합체 용액의 일부를 건조하고, 겔 침투 크로마토그래피(참조물질: 폴리스티렌, 용매: 테트라히드로푸란)로 분석하여, 중합체가 15000의 중량 평균 분자량을 가짐을 밝혔다.
(2) 수지-코팅된 노란색 색소 분산액의 제조
상기 제조된 중합체 용액(22.2 g)을 26.0 g의 노란색 색소인 Symuler Fast Yellow 4181(상표명, Dainippon Ink & Chemicals, Inc.에서 구매), 13.6 g의 1 몰/리터의 수성 수산화리튬 용액, 20 g의 메틸 에틸 케톤 및 30 g의 이온교환수와 완전히 혼합하고, 이 혼합물을 3-롤 밀 NR-84A(상표명, Noritake Co., Ltd.에서 구매)에서 20번 반죽하였다. 이 페이스트를 200 g의 이온교환수와 완전히 혼합하고, 증발기를 사용하여 메틸 에틸 케톤과 물로부터 증류시켜, 20 중량%의 고체 함량을 가지는 수지-코팅된 노란색 색소 분산액을 160 g 얻었다.
상기 제조된 노란색 색소 분산액을 사용하여, 상기 조성을 가지는 노란색 기록 액체 조성물 1을 제조하였다.
< 검은색 기록 액체 조성물 2(음이온성 염료-함유 기록 액체 조성물) >
C.I. 다이렉트 블랙 168 4부
에틸렌 글리콜 15부
글리세롤 5부
계면활성제(I) 이 때, R=C9H19, K=12 1부
데히드로아세트산나트륨 0.2부
티오황산나트륨 0.2부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.4부
이온교환수 나머지
상기 조성물은 사용 전에 수성 LiOH 용액으로 pH 10.5로 조정하였다.
< 노란색 기록 액체 조성물 2(음이온성 염료-함유 기록 액체 조성물) >
C.I. 애시드 옐로우 23 4부
에틸렌 글리콜 15부
글리세롤 5부
계면활성제(I) 이 때, R=C9H19, K=12 1부
데히드로아세트산나트륨 0.2부
티오황산나트륨 0.2부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.4부
이온교환수 나머지
상기 조성물은 사용 전에 수성 LiOH 용액으로 pH 10.5로 조정하였다.
< 검은색 기록 액체 조성물 3(색소와 양이온성 분산제를 함유하는 기록 액체 조성물) >
카본 블랙(MA 7; Mitsubishi Chemical Corp.) 10부
양이온성 분산제(N,N-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트) 2부
1,3-부탄디올 22.5부
글리세롤 7.5부
계면활성제(I) 이 때, R=C9H19, K=12 1부
2-피롤리돈 2부
데히드로아세트산나트륨 0.2부
티오황산나트륨 0.2부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.4부
이온교환수 나머지
상기 조성물은 사용 전에 수성 LiOH 용액으로 pH 10.5로 조정하였다.
< 노란색 기록 액체 조성물 3(색소와 양이온성 분산제를 함유하는 기록 액체 조성물) >
C.I. 색소 옐로우 1 10부
양이온성 분산제(N,N-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트) 2부
1,3-부탄디올 22.5부
글리세롤 7.5부
계면활성제(I) 이 때, R=C9H19, K=12 1부
2-피롤리돈 2부
데히드로아세트산나트륨 0.2부
티오황산나트륨 0.2부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.4부
이온교환수 나머지
상기 조성물은 사용 전에 수성 LiOH 용액으로 pH 10.5로 조정하였다.
< 검은색 기록 액체 조성물 4(양이온성 염료-함유 기록 액체 조성물) >
C.I. 베이직 블랙 2 10부
1,3-부탄디올 22.5부
글리세롤 7.5부
계면활성제(I) 이 때, R=C9H19, K=12 1부
2-피롤리돈 2부
데히드로아세트산나트륨 0.2부
티오황산나트륨 0.2부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.4부
이온교환수 나머지
상기 조성물은 사용 전에 수성 LiOH 용액으로 pH 10.5로 조정하였다.
< 노란색 기록 액체 조성물 4 (양이온성 염료-함유 기록 액체 조성물) >
C.I. 베이직 옐로우 33 10부
1,3-부탄디올 22.5부
글리세롤 7.5부
계면활성제(I) 이 때, R=C9H19, K=12 1부
2-피롤리돈 2부
데히드로아세트산나트륨 0.2부
티오황산나트륨 0.2부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.4부
이온교환수 나머지
상기 조성물은 사용 전에 수성 LiOH 용액으로 pH 10.5로 조정하였다.
< 검은색 기록 액체 조성물 5(음이온성 색소-함유 기록 액체 조성물) >
검은색 기록 액체 조성물 5는 JP-A 제2001-199149호의 실시예의 검은색 잉크 Bk2의 과정에 따라 제조하였다.
카본 블랙 3.0부
트리메틸올프로판 6.0부
글리세롤 6.0부
에틸렌 글리콜 6.0부
물 나머지
< 노란색 기록 액체 조성물 5(음이온성 색소-함유 기록 액체 조성물) >
노란색 기록 액체 조성물 5는 JP-A 제2001-199149호의 실시예의 노란색 잉크 Y3의 과정에 따라 제조하였다.
C.I. 색소 옐로우 74 3.0부
글리세롤 10.0부
에틸렌 글리콜 5.0부
N-메틸피롤리돈 5.0부
에탄올 2.0부
물 나머지
< 검은색 기록 액체 조성물 6(음이온성 색소-함유 기록 액체 조성물) >
검은색 기록 액체 조성물 6은 JP-A 제2002-2013859호의 실시예의 검은색 잉크 Bk2의 과정에 따라 제조하였다.
카본 블랙 3.0부
글리세롤 10.0부
에틸렌 글리콜 5.0부
N-메틸피롤리돈 5.0부
에탄올 2.0부
물 나머지
< 노란색 기록 액체 조성물 6(음이온성 색소-함유 기록 액체 조성물) >
노란색 기록 액체 조성물 6은 JP-A 제2002-2013859호의 실시예의 노란색 잉크 Y2의 과정에 따라 제조하였다.
C.I. 색소 옐로우 74 3.0부
글리세롤 10.0부
에틸렌 글리콜 5.0부
N-메틸피롤리돈 5.0부
에탄올 2.0부
물 나머지
< 검은색 기록 액체 조성물 7(음이온성 색소-함유 기록 액체 조성물) >
검은색 기록 액체 조성물 7은 JP-A 제2001-30616호의 실시예의 검은색 잉크 A1의 과정에 따라 제조하였다.
카본 블랙(MA 7; Mitsubishi Chemical Corp.) 5.0부
스티렌-아크릴산 공중합체 1.0부
아크릴 수지 에멀젼 10.0부
글리세롤 10.0부
물 나머지
< 노란색 기록 액체 조성물 7(음이온성 색소-함유 기록 액체 조성물) >
노란색 기록 액체 조성물 7은 JP-A 제2001-30616호의 실시예의 노란색 잉크 A1의 과정에 따라 제조하였다.
C.I. 색소 옐로우 74 3.5부
스티렌-아크릴산 공중합체 1.0부
아크릴 수지 에멀젼 15.0부
글리세롤 8.0부
물 나머지
< 검은색 기록 액체 조성물 8(자외선-반응성 검은색 색소-함유 기록 액체 조성물) >
카본 블랙(Cabojet 300; Cabot Corporation, GA) 10부
광-유도된 산 발생제(WS-트리아진; Sanwa Chemical Co., Ltd.) 2.0부
1,3-부탄디올 22.5부
글리세롤 7.5부
계면활성제(I) 이 때, R=C9H19, K=12 1부
2-피롤리돈 2부
데히드로아세트산나트륨 0.2부
티오황산나트륨 0.2부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.4부
이온교환수 나머지
상기 조성물은 사용 전에 수성 LiOH 용액으로 pH 10.5로 조정하였다.
< 노란색 기록 액체 조성물 8(자외선-반응성 노란색 색소-함유 기록 액체 조성물) >
수지-코팅된 노란색 색소 분산액(노란색 색소의 고체 함량 50부) 50부
광-유도된 산 발생제(WS-트리아진; Sanwa Chemical Co., Ltd.) 2.0부
1,3-부탄디올 22.5부
글리세롤 7.5부
계면활성제(I) 이 때, R=C9H19, K=12 1부
2-피롤리돈 2부
데히드로아세트산나트륨 0.2부
티오황산나트륨 0.2부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.4부
이온교환수 나머지
상기 조성물은 사용 전에 수성 LiOH 용액으로 pH 10.5로 조정하였다.
실시예 A-1
상기 제조한 처리 액체 조성물 1, 노란색 기록 액체 조성물 1 및 검은색 기록 액체 조성물 1을 처리 액체 조성물, 노란색 기록 액체 조성물 및 검은색 기록 액체 조성물용 카트리지에 각각 충전하였다. 카트리지를 도 7에 나타낸 형상을 가지는 이미지 형성 기구(잉크-젯 기록 기구)에 부착하고, 인쇄 테스트를 수행하였다. 실시예 A-1의 처리 액체 조성물 및 기록 액체 조성물의 주성분은 표 1에 나타낸다. 카트리지는 동일한 형상 및 치수를 가진다.
인쇄 테스트에 사용한 기록 매질은 백지 My Paper(상표명, NBS RICOH Co., Ltd.에서 구매)이었으며, 얇은 선 재생성 테스트에는 유화용 캔버스(미세, Sekaido Co., Ltd.에서 구매)를 사용하였다. 처리 액체 조성물이 먼저 종이에 적용되고, 각각의 색채 기록 액체 조성물이 그 위에 적용됨으로써, 잉크젯 시스템에 의해 이미지가 인쇄되었다. 이 테스트에서 종이 상의 처리 액체 조성물 및 기록 액체 조성물의 양은 대략 이하와 같이 조정하였다.
기록 액체 조성물의 양: 11.0 g/㎡
처리 액체 조성물의 양: 13.0 g/㎡
인쇄물(기록물)의 페더링, 색채 블리드, 이미지 밀도, 채도, 건조성, 광택, 얇은 선 재생성 및 이미지-고정성은 이하 기준에 따른 방법으로 측정하였다. 결과는 표 2에 나타낸다.
기록물에서 검은색으로 채워진 부분을 절단하고, 이의 횡단면을 투과형 전자 현미경(TEM)으로 관찰하였다. 이 횡단면 투과형 전자 현미경 사진을 도 18에 나타내며, 밀도에 있어 줄무늬 패턴(어둡고 밝은 색채)이 관찰되었다. 에너지 분산성 X-선 형광성 분광법(EDX)으로 추가 분석하여, 고-밀도(어두운) 부분이 미세 입자들의 응집물 층이고, 저-밀도(밝은) 부분이 착색제의 응집물 층임을 확인하였다.
< 측정 방법 >
(1) 페더링:
페더링은 인쇄물의 검은색 문자 부분을 평가 샘플과 비교하여 측정하였다.
평점 5: 블리드 없음
평점 4: 블리드 거의 없음
평점 3: 블리드 일부 있으나, 실제 사용시 사소한 정도임
평점 2: 일부 큰 블리드
평점 1: 큰 블리드
(2) 색채 블리드:
색채 블리드는 문자 "A"를 노란색 기록 액체 조성물을 사용하여 검은색으로 채워진 이미지 상에 인쇄하고, 두 색채간의 경계(변두리)를 평가 샘플과 비교하여 측정하였다.
평점 5: 색채 혼합물 없음
평점 4: 색채 혼합물 거의 없음
평점 3: 색채 혼합물 일부 있으나, 실제 사용시 사소한 정도임
평점 2: 일부 큰 색채 혼합물
평점 1: 큰 색채 혼합물
(3) 이미지 밀도:
이미지의 검은색으로 채워진 부분의 표면 광학 밀도는 측정된 이미지 밀도로부터 측정하였다.
(4) 채도:
이미지의 노란색으로 채워진 부분의 표면 L*a*b*는 측정된 노란색 채도로부터 측정하였다.
(5) 건조성:
백지 My Paper(상표명, NBS RICOH Co., Ltd.에서 구매)를 인쇄 직후 인쇄물에 눌러보아, 잉크가 인쇄된 이미지의 검은색으로 채워진 부분에서 백지로 이동하는지를 관찰하였다.
좋음: 잉크 이동 없음
나쁨: 잉크 이동 있음
(6) 광택:
인쇄물의 60도에서의 광택을 글로시미터 4501(상표명, BYK Gardner에서 구매)로 측정하였다.
(7) 얇은 선 재생성:
0.5-mm 선-및-공간 패턴을 인쇄하고, 얇은 선 재생성을 이하 기준에 따라 관찰하여 평가하였다.
좋음: 인접한 선이 분리됨
나쁨: 인접한 선이 융합됨
(8) 이미지-고정성
인쇄물의 표면을 손으로 문지르고, 이미지-고정성을 이하 기준에 따라 평가하였다.
좋음: 색채 이동 없음
나쁨: 일부 색채 이동
(9) 단면 TEM 관찰:
인쇄물의 검은색으로 채워진 부분을 절단하고, 투과형 전자 현미경(TEM)으로 관찰하였다. 성분들이 고르지않게 분포되는 경우, 밀도에 있어 줄무늬 패턴이 관찰되는데, 이는 착색제와 미세 입자들이 다른 층들을 구성한다는 것을 나타내 준다. 성분들을 다른 색채들로 맵핑하면, 착색제와 미세 입자들의 분포가 보다 신뢰성있게 관찰될 수 있다.
실시예 A-2 내지 A-6
실시예 A-2 내지 A-6에 따른 인쇄 테스트는 처리 액체 조성물 1, 검은색 기록 액체 조성물 1 및 노란색 기록 액체 조성물 1 대신, 표 1에 나타낸 기록 액체 조성물 및 처리 액체 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 A-1과 동일한 과정 을 수행하였다. 결과는 표 2에 나타낸다.
실시예 A-7
실시예 A-7에 따른 인쇄 테스트는 처리 액체 조성물 1, 검은색 기록 액체 조성물 1 및 노란색 기록 액체 조성물 1 대신, 표 1에 나타낸 기록 액체 조성물 및 처리 액체 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 A-1과 동일한 과정을 수행하였다. 결과는 표 2에 나타낸다.
실시예 A-8
실시예 A-8에 따른 인쇄 테스트는 처리 액체 조성물 1, 검은색 기록 액체 조성물 1 및 노란색 기록 액체 조성물 1 대신, 표 1에 나타낸 기록 액체 조성물 및 처리 액체 조성물을 사용하고, 도 7에 나타낸 잉크-젯 기록 기구 대신 도 8에 나타낸 자외선 조사기가 장착된 잉크-젯 기록 기구를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 A-1과 동일한 과정을 수행하였다. 결과는 표 2에 나타낸다.
비교예 A-1 내지 A-7
비교예 A-1 내지 A-7에 따른 인쇄 테스트는 처리 액체 조성물 1, 검은색 기록 액체 조성물 1 및 노란색 기록 액체 조성물 1 대신, 표 1에 나타낸 기록 액체 조성물 및 처리 액체 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 A-1과 동일한 과정을 수행하였다. 결과는 표 2에 나타낸다.
처리 액체 조성물 검은색 기록 액체 조성물 노란색 기록 액체 조성물 처리 액체 조성물의 주성분 검은색 기록 액체 조성물의 주성분 노란색 기록 액체 조성물의 주성분 참고문헌
실시예 A-1 1 1 1 양이온성 실리카 음이온성 색소 음이온성 색소
실시예 A-2 2 1 1 이산화티타늄 음이온성 색소 음이온성 색소
실시예 A-3 3 1 1 알루미나 음이온성 색소 음이온성 색소
실시예 A-4 1 2 2 양이온성 실리카 음이온성 염료 음이온성 염료
실시예 A-5 4 3 3 음이온성 실리카 양이온성 분산제 + 색소 양이온성 분산제 + 색소
실시예 A-6 4 4 4 음이온성 실리카 양이온성 염료 양이온성 안료
실시예 A-7 10 2 2 음이온성 실리카 + NaCl 음이온성 염료 음이온성 안료
실시예 A-8 1 8 8 양이온성 실리카 음이온성 염료 + 광-유도된 산 발생제 음이온성 색소 + 광-유도된 산 발생제
비교예 A-1 없음 1 1 - 음이온성 색소 음이온성 색소
비교예 A-2 1 3 3 양이온성 실리카 양이온성 분산제 + 색소 양이온성 분산제 + 색소
비교예A-3 5 2 2 4차 암모늄 염 음이온성 염료 음이온성 염료 JP-B 제2711098호
비교예 A-4 6 2 2 폴리알릴아민 음이온성 염료 음이온성 염료 JP-B 제2667401호
비교예 A-5 7 5 5 알루미나 음이온성 색소 음이온성 색소 JP-A 제2001-199149호
비교예 A-6 8 6 6 알루미나 음이온성 색소 음이온성 색소 JP-A 제2002-201385호
비교예 A-7 9 7 7 질산마그네슘 음이온성 색소 + 수지 에멀젼 음이온성 색소 + 수지 에멀젼 JP-A 제2001-030616호
페더링 색채 블리드 이미지 밀도 채도 건조성 광택 얇은선 재생성 이미지-고정성 단면 TEM 관찰
실시예 A-1 5 5 1.73 104.7 좋음 3.2 좋음 좋음 줄무늬 패턴
실시예 A-2 5 5 1.71 101.6 좋음 3.1 좋음 좋음 줄무늬 패턴
실시예 A-3 5 5 1.69 102.3 좋음 3.1 좋음 좋음 줄무늬 패턴
실시예 A-4 5 4 1.64 95.3 좋음 2.9 좋음 좋음 줄무늬 패턴
실시예 A-5 5 5 1.73 102.1 좋음 3.1 좋음 좋음 줄무늬 패턴
실시예 A-6 5 4 1.65 95.9 좋음 2.9 좋음 좋음 줄무늬 패턴
실시예 A-7 5 4 1.61 96.3 좋음 3.1 좋음 좋음 줄무늬 패턴
실시예 A-8 5 5 1.69 100.3 좋음 3.1 좋음 좋음 줄무늬 패턴
비교예 A-1 1 1 1.19 90.3 좋음 1.4 나쁨 나쁨 줄무늬 패턴 없음
비교예 A-2 1 1 1.11 85.6 나쁨 1.4 나쁨 나쁨 줄무늬 패턴 없음
비교예 A-3 2 2 1.28 89.3 나쁨 1.5 나쁨 나쁨 줄무늬 패턴 없음
비교예 A-4 2 2 1.26 87.4 나쁨 1.4 나쁨 나쁨 줄무늬 패턴 없음
비교예 A-5 4 4 1.59 89.7 나쁨 2.1 나쁨 나쁨 줄무늬 패턴 없음
비교예 A-6 4 4 1.58 91.2 나쁨 1.9 나쁨 나쁨 줄무늬 패턴 없음
비교예 A-7 4 4 1.48 88.4 나쁨 1.8 나쁨 나쁨 줄무늬 패턴 없음
본 발명에 따른 처리 액체 조성물 및 기록 액체 조성물을 사용한 실시예 A-1 내지 A-8의 잉크 세트는 페더링과 색채 블리드와 같은 블리딩 결함을 방지하고, 만족스러운 이미지 밀도와 채도를 가진다. 이들은 잉크 이동없이 좋은 건조성을 보이며, 매우 고광택을 가진다. 이들은 재기 없이 부드러운 외관을 가지면서 얇은 선으로 분리되어 재생될 수 있다. 이들은 결과 인쇄물을 손으로 문질러도 색채 이동을 나타내지 않으며, 좋은 이미지-고정성을 가진다.
실시예 A-1 내지 A-8에 따른 인쇄물은 실시예 A-1과 마찬가지로, 투과형 전자 현미경(TEM)으로 횡단면도를 관찰한 경우 밀도에 있어 줄무늬 패턴이 나타난다.
대조적으로, 비교예 A-1 내지 A-7에 따른 잉크 세트는 실시예 A-1 내지 A-8의 잉크 세트보다 나쁜 성질을 가지며, 투과형 전자 현미경(TEM)으로 횡단면 관찰시 줄무늬 패턴을 보이지 않는다.
실시예 B
하기 조성을 가지는 본 발명에 따른 잉크 세트와 비교예에 따른 잉크 세트를 구성하는 처리 액체 조성물 및 기록 액체 조성물을 제조하였다. 이하 조성에서 모든 부는 달리 언급한 바 없으면 중량 기준이며, 각 조성물의 총 량을 100부로 본 것이다.
< 처리 액체 조성물 1 >
양이온성 실리카(SNOW TEX AK; Nissan Chemical Industries, Ltd.) 15부
2-피롤리돈 12.5부
디에틸렌 글리콜 12.5부
옥탄디올 1.0부
양이온성 계면활성제(Cation G50; Sanyo Chemical Industries, Ltd.) 2.0부
벤조트리아졸 1.0부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.2부
소포제(KM-72F; Shin-Etsu Chemical Co. Ltd.) 0.1부
물 나머지
상기 조성물은 사용 전에 아세트산으로 pH 4.3으로 조정하였다.
< 검은색 기록 액체 조성물 1(음이온성 색소-함유 기록 액체 조성물) >
카본 블랙(Cabojet 300; Cabot Corporation, GA) 10부
1,3-부탄디올 22.5부
글리세롤 7.5부
계면활성제(I) 이 때, R=C9H19, K=12 1부
2-피롤리돈 2부
데히드로아세트산나트륨 0.2부
티오황산나트륨 0.2부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.4부
소포제(KM-72F; Shin-Etsu Chemical Co. Ltd.) 0.1부
이온교환수 나머지
상기 조성물은 사용 전에 수성 LiOH 용액으로 pH 10.5로 조정하였다.
< 노란색 기록 액체 조성물 1(음이온성 색소-함유 기록 액체 조성물) >
수지-코팅된 노란색 색소 분산액(노란색 색소의 고체 함량 10부) 50부
1,3-부탄디올 22.5부
글리세롤 7.5부
계면활성제(I) 이 때, R=C9H19, K=12 1부
2-피롤리돈 2부
데히드로아세트산나트륨 0.2부
티오황산나트륨 0.2부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.4부
소포제(KM-72F; Shin-Etsu Chemical Co. Ltd.) 0.1부
이온교환수 나머지
상기 조성물은 사용 전에 수성 LiOH 용액으로 pH 10.5로 조정하였다.
노란색 기록 액체 조성물 1(음이온성 색소-함유 기록 액체 조성물)의 제조에 사용한 수지-코팅된 노란색 색소 분산액은 이하와 같은 방식으로 제조하였다.
수지-코팅된 노란색 색소 분산액의 제조예
(1) 중합체 용액의 제조
기계적 교반기, 온도계, 질소 가스 공급관, 응축기 및 적하 깔대기가 장착된 1-리터 플라스크의 내부 대기를 질소 가스로 완전히 대체하고, 11.2 g의 스티렌, 2.8 g의 아크릴산, 12.0 g의 라우릴 메타크릴레이트, 4.0 g의 폴리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 4.0 g의 스티렌 마크로모노머 AS-6(상표명, Toagosei Co., Ltd.에서 구매) 및 0.4 g의 메캅토에탄올을 그 안에 넣고, 이 혼합물을 65℃ 온도로 상승시켰다.
다음으로, 100.8 g의 스티렌, 25.2 g의 아크릴산, 108.0 g의 라우릴 메타크릴레이트, 36.0 g의 폴리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 60.0 g의 히드록시에틸 메타크릴레이트, 36.0 g의 스티렌 마크로모노머 AS-6(상표명, Toagosei Co., Ltd.에서 구매), 3.6 g의 메캅토에탄올, 2.4 g의 아조비스디메틸발레로니트릴 및 18 g의 메틸 에틸 케톤의 혼합물을 상기 혼합물에 플라스크 내에서 2.5 시간에 걸쳐 적가하였다.
첨가 종료 후, 0.8 g의 아조비스디메틸발레로니트릴 및 18 g의 메틸 에틸 케톤의 혼합물을 상기 혼합물에 플라스크 내에서 0.5 시간에 걸쳐 적가하였다. 65℃에서 1 시간 동안 숙성시킨 후, 0.8 g의 아조비스디메틸발레로니트릴을 더 첨가하고, 1 시간 동안 추가적으로 숙성시켰다. 반응 종료 후, 364 g의 메틸 에틸 케톤을 첨가하여 50% 농도를 가지는 800 g의 중합체 용액을 얻었다.
중합체 용액의 일부를 건조하고, 겔 침투 크로마토그래피(참조물질: 폴리스티렌, 용매: 테트라히드로푸란)로 분석하여, 중합체가 15000의 중량 평균 분자량을 가짐을 밝혔다.
(2) 수지-코팅된 노란색 색소 분산액의 제조
상기 제조된 중합체 용액(22.2 g)을 26.0 g의 노란색 색소인 Symuler Fast Yellow 4181(상표명, Dainippon Ink & Chemicals, Inc.에서 구매), 13.6 g의 1 몰/리터의 수성 수산화리튬 용액, 20 g의 메틸 에틸 케톤 및 30 g의 이온교환수와 완전히 혼합하고, 이 혼합물을 3-롤 밀 NR-84A(상표명, Noritake Co., Ltd.에서 구매)에서 20번 반죽하였다. 이 페이스트를 200 g의 이온교환수와 완전히 혼합하고, 증발기를 사용하여 메틸 에틸 케톤과 물로부터 증류시켜, 20.0 중량%의 고체 함량을 가지는 수지-코팅된 노란색 색소 분산액을 160 g 얻었다.
상기 제조된 노란색 색소 분산액을 사용하여, 상기 조성을 가지는 노란색 기록 액체 조성물 1을 제조하였다.
실시예 B-1
상기 제조한 처리 액체 조성물 1, 노란색 기록 액체 조성물 1 및 검은색 기록 액체 조성물 1을 처리 액체 조성물, 노란색 기록 액체 조성물 및 검은색 기록 액체 조성물용 카트리지에 각각 충전하였다. 카트리지를 도 7에 나타낸 형상을 가지는 이미지 형성 기구(잉크-젯 기록 기구)에 부착하고, 인쇄 테스트를 수행하였다. 실시예 B-1의 처리 액체 조성물 및 기록 액체 조성물의 주성분은 표 5에 나타낸다. 카트리지는 동일한 형상 및 치수를 가진다.
인쇄 테스트에 사용한 기록 매질은 백지 My Paper(상표명, NBS RICOH Co., Ltd.에서 구매)이었으며, 얇은 선 재생성 테스트에는 유화용 캔버스(미세, Sekaido Co., Ltd.에서 구매)를 사용하였다. 처리 액체 조성물이 먼저 종이에 적용되고, 각각의 색채 기록 액체 조성물이 그 위에 적용됨으로써, 잉크-젯 시스템에 의해 이미지가 인쇄되었다. 인쇄시 기록 액체 조성물 및 처리 액체 조성물의 양은 잉크-젯 헤드에 적용된 추진 파형과 전압을 조절함으로써, 표 5에 나타낸 양으로 조정하였다.
인쇄물(기록물)의 페더링, 색채 블리드, 이미지 밀도, 채도, 건조성, 광택, 얇은 선 재생성 및 이미지-고정성은 이하 기준에 따른 방법으로 측정하였다. 결과는 표 5에 나타낸다.
실시예 B-1에 따른 기록물에서 검은색으로 채워진 부분을 절단하고, 이의 횡단면을 투과형 전자 현미경(TEM)으로 관찰하였다. 잉크-젯 기록 헤드가 한번 스캔한 1-패스 인쇄, 및 잉크-젯 기록 헤드가 여러번 스캔되는 멀티-패스 인쇄에 의해 형성된 각각의 기록물의 단면 투과형 전자 현미경 사진을 도 13 및 도 14에 나타낸다. 이 사진은 밀도에 있어 줄무늬 패턴이 관찰되었다. 에너지 분산성 X-선 형광성 분광법(EDX)으로 추가 분석하여, 고-밀도 부분이 처리 액체 조성물의 층(미세 입자들의 응집물 층)이고, 저-밀도 부분이 기록 액체 조성물의 층(착색제의 응집물 층)임을 확인하였다.
또한, 도 15의 스캐닝-투과형 전자 현미경 사진에서, 고-밀도(어두운 색) 부분(61)과 저-밀도(밝은 색) 부분(62)을 에너지 분산성 X-선 형광성 분광법(EDX)으로 분석하여, Si, S, O, C, Al, Cu 및 Ca(도 16A, 16B, 16C 및 16D)와 같은 원소들의 맵핑과 이들의 강도 스펙트럼(도 17A 및 17B)를 형성하였다. 구체적으로, 도 16A, 16B, 16C 및 16D는 규소, 황, 산소 및 탄소 각각에 대한 도 15의 현미경 사진의 원소 맵핑 이미지이다. 도 17A는 고-밀도 부분(61)의 강도 스펙트럼이고, 도 17B는 저-밀도 부분(62)의 강도 스펙트럼이다. 이에 기초하여, 이하 분석 결과를 얻었으며, 이는 고-밀도 부분이 처리 액체 조성물의 층(미세 입자들의 응집물 층)이고, 저-밀도 부분이 기록 액체 조성물의 층(착색제의 응집물 층)임을 확인시켜 주었다.
EDX 분석(O 및 C 포함)
측정 지점 Si(%) S(%) O(%) C(%)
1 14.6 0.7 18.0 66.7
2 0.1 0.5 0.4 99.0
EDX 분석(0 및 C 배제)
측정 지점 Si(%) S(%)
1 95.4 4.6
2 8.1 91.9
< 측정 방법 >
(1) 페더링:
페더링은 인쇄물의 검은색 문자 부분을 평가 샘플과 비교하여 측정하였다.
평점 5: 블리드 없음
평점 4: 블리드 거의 없음
평점 3: 블리드 일부 있으나, 실제 사용시 사소한 정도임
평점 2: 일부 큰 블리드
평점 1: 큰 블리드
(2) 색채 블리드:
색채 블리드는 문자 "A"를 노란색 기록 액체 조성물을 사용하여 검은색으로 채워진 이미지 상에 인쇄하고, 두 색채간의 경계(변두리)를 평가 샘플과 비교하여 측정하였다.
평점 5: 색채 혼합물 없음
평점 4: 색채 혼합물 거의 없음
평점 3: 색채 혼합물 일부 있으나, 실제 사용시 사소한 정도임
평점 2: 일부 큰 색채 혼합물
평점 1: 큰 색채 혼합물
(3) 이미지 밀도:
이미지의 검은색으로 채워진 부분의 표면 광학 밀도는 측정된 이미지 밀도로부터 측정하였다.
(4) 채도:
이미지의 노란색으로 채워진 부분의 표면 L*a*b*는 측정된 노란색 채도로부터 측정하였다.
(5) 건조성:
백지 My Paper(상표명, NBS RICOH Co., Ltd.에서 구매)를 인쇄 직후 인쇄물에 눌러보아, 잉크가 인쇄된 이미지의 검은색으로 채워진 부분에서 백지로 이동하는지를 관찰하였다.
좋음: 잉크 이동 없음
나쁨: 잉크 이동 있음
(6) 광택:
인쇄물의 60도에서의 광택을 글로시미터 4501(상표명, BYK Gardner에서 구매)로 측정하였다.
(7) 얇은 선 재생성:
0.5-mm 선-및-공간 패턴을 인쇄하고, 얇은 선 재생성을 이하 기준에 따라 관찰하여 평가하였다.
좋음: 인접한 선이 분리됨
나쁨: 인접한 선이 융합됨
(8) 이미지-고정성
인쇄물의 표면을 손으로 문지르고, 이미지-고정성을 이하 기준에 따라 평가하였다.
좋음: 색채 이동 없음
나쁨: 일부 색채 이동
(9) 단면 TEM 관찰:
인쇄물의 검은색으로 채워진 부분을 절단하고, 투과형 전자 현미경(TEM)으로 관찰하였다. 성분들이 고르지않게 분포되는 경우, 밀도에 있어 줄무늬 패턴이 관찰되는데, 이는 착색제와 미세 입자들이 다른 층들을 구성한다는 것을 나타내 준다. 성분들을 다른 색채들로 맵핑하면, 착색제와 미세 입자들의 분포가 보다 신뢰성있게 관찰될 수 있다.
실시예 B-2 내지 B-14
실시예 B-2 내지 B-14에 따른 인쇄 테스트는 처리 액체 조성물 1, 검은색 기록 액체 조성물 1 및 노란색 기록 액체 조성물 1 대신, 표 5에 나타낸 기록 액체 조성물 및 처리 액체 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 B-1과 동일한 과정을 수행하였다. 결과는 표 5에 나타낸다.
비교예 B-1
비교예 B-1에 따른 인쇄 테스트는 처리 액체 조성물 1, 검은색 기록 액체 조성물 1 및 노란색 기록 액체 조성물 1 대신, 표 5에 나타낸 기록 액체 조성물 및 처리 액체 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 B-1과 동일한 과정을 수행하였다. 결과는 표 5에 나타낸다.
처리 액체 조성물 검은색 기록 액체 조성물 노란색 기록 액체 조성물 단편 TEM 관찰 미세 입자의 층 두께(㎛) 착색제(검은색)의 층 두께(㎛)
번호 양 (g/㎡) 번호 양 (g/㎡) 번호 양 (g/㎡) 최소 최대 최소 최대
실시예 B-1 1 0.51 1 5.86 1 6.12 줄무늬 패턴 0.02 0.06 0.54 0.64
실시예 B-2 1 1.03 1 5.86 1 6.12 줄무늬 패턴 0.12 0.16 0.51 0.63
실시예 B-3 1 10.02 1 5.86 1 6.12 줄무늬 패턴 1.23 1.65 0.55 0.70
실시예 B-4 1 20.19 1 5.86 1 6.12 줄무늬 패턴 2.85 3.13 0.50 0.62
실시예 B-5 1 50.60 1 5.86 1 6.12 줄무늬 패턴 7.23 7.71 0.54 0.63
실시예 B-6 1 6.45 1 0.53 1 0.51 줄무늬 패턴 0.92 0.96 0.02 0.09
실시예 B-7 1 6.45 1 1.09 1 1.05 줄무늬 패턴 0.93 1.01 0.12 0.16
실시예 B-8 1 6.45 1 10.16 1 10.12 줄무늬 패턴 0.91 0.99 0.92 1.05
실시예 B-9 1 6.45 1 20.39 1 20.98 줄무늬 패턴 0.93 1.02 1.85 2.13
실시예 B-10 1 6.45 1 51.02 1 50.03 줄무늬 패턴 0.96 0.99 4.75 5.26
실시예 B-11 1 0.11 1 5.86 1 6.12 줄무늬 패턴 0.006 0.008 0.53 0.62
실시예 B-12 1 81.26 1 5.86 1 6.12 줄무늬 패턴 10.23 12.45 0.46 0.58
실시예 B-13 1 6.45 1 0.09 1 0.12 줄무늬 패턴 0.91 0.99 0.005 0.008
실시예 B-14 1 6.45 1 100.99 1 100.30 줄무늬 패턴 0.93 0.95 10.16 11.69
비교예 B-1 없음 - 1 5.86 1 6.12 줄무늬 패턴 없음 - - - -
페더링 색채 블리드 이미지 밀도 (검은색) 채도 (노란색) 건조성 (인쇄 후 즉시) 이미지-고정성 (인쇄 24시간 후) 광택성 얇은 선 재생성
실시예 B-1 4 4 1.23 85.3 좋음 좋음 2.1 좋음
실시예 B-2 5 5 1.31 89.6 좋음 좋음 2.8 좋음
실시예 B-3 5 5 1.39 90.9 좋음 좋음 3.1 좋음
실시예 B-4 5 5 1.46 93.5 좋음 좋음 3.3 좋음
실시예 B-5 4 4 1.49 94.6 좋음 좋음 3.4 좋음
실시예 B-6 5 5 0.85 58.1 좋음 좋음 2.3 좋음
실시예 B-7 5 5 0.95 76.1 좋음 좋음 2.6 좋음
실시예 B-8 5 5 1.49 94.1 좋음 좋음 2.7 좋음
실시예 B-9 5 5 1.76 109.6 좋음 좋음 2.9 좋음
실시예 B-10 4 4 1.86 109.6 좋음 좋음 3.0 좋음
실시예 B-11 2 2 1.01 78.3 나쁨 나쁨 1.5 나쁨
실시예 B-12 2 2 1.53 95.3 좋음 좋음 3.5 나쁨
실시예 B-13 5 5 0.12 42.3 좋음 좋음 1.8 좋음
실시예 B-14 1 1 1.95 115.1 나쁨 나쁨 3.1 나쁨
비교예 B-1 1 1 0.95 75.3 나쁨 나쁨 1.4 나쁨
본 발명에 따른 처리 액체 조성물 및 기록 액체 조성물을 사용한 실시예 B-1 내지 B-14의 잉크 세트는 페더링과 색채 블리드와 같은 블리딩 결함을 방지하고, 만족스러운 이미지 밀도와 채도를 가진다. 이들은 좋은 광택을 보인다. 이들은 재기 없이 부드러운 외관을 가지면서 얇은 선으로 분리되어 재생될 수 있다.
실시예 B-1 내지 B-14에 따른 인쇄물은 실시예 B-1과 마찬가지로, 투과형 전자 현미경(TEM)으로 횡단면도를 관찰한 경우 밀도에 있어 줄무늬 패턴이 나타난다.
대조적으로, 비교예 B-1에 따른 잉크 세트는 실시예 B-1 내지 B-14의 잉크 세트보다 나쁜 성질을 가지며, 투과형 전자 현미경(TEM)으로 횡단면 관찰시 줄무늬 패턴을 보이지 않는다.
실시예 C
하기 조성을 가지는 본 발명에 따른 잉크 세트를 구성하는 처리 액체 조성물 및 기록 액체 조성물을 제조하였다. 이하 조성에서 모든 부는 달리 언급한 바 없으면 중량 기준이며, 각 조성물의 총 량을 100부로 본 것이다.
< 제조예 1: 처리 액체 조성물 1 >
이하 성분들을 혼합하고, 0.8-㎛ Teflon(등록 상표) 필터를 통해 여과시켜, 제조예의 처리 액체 조성물 1을 얻었다.
양이온성 실리카(평균 입자 직경: 5.2 nm) 15.0부
2-피롤리돈 12.5부
디에틸렌 글리콜 12.5부
옥탄디올 1.0부
양이온성 계면활성제(Cation G50; Sanyo Chemical Industries, Ltd.) 2.0부
벤조트리아졸 1.0부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.2부
소포제(KM-72F; Shin-Etsu Chemical Co. Ltd.) 0.1부
물 나머지
상기 조성물은 사용 전에 아세트산으로 pH 4.3으로 조정하였다.
처리 액체 조성물 1에 사용한 양이온성 실리카는 이하 방식으로 제조하였다.
양이온성 콜로이달 실리카의 제조예
5.1 nm의 평균 입자 직경을 가지는 훈증 실리카(20.0g)를 혼합기에 두고, 4.0 g의 γ-아미노프로필트리에톡시실란(Mippon Unicar Co. Ltd.에서 구매)의 20.0 g의 에탄올내 용액을 8000 rpm에서 교반되는 실리카에 적가 피펫을 사용하여 적가하였다. 첨가 종료 후, 혼합물을 3분 동안 더 교반하고, 분산액을 트레이로 옮겨, 110℃의 건조기에서 질소 대기하에 1시간 동안 건조하여 에탄올을 제거하여, 5.2 nm의 평균 입자 직경을 가지는 양이온성 실리카를 24.0 g 얻었다.
< 제조예 2 내지 6: 처리 액체 조성물 2 내지 6 >
처리 액체 조성물 2 내지 6은 5.2 nm의 평균 입자 직경을 가지는 양이온성 실리카 대신, 각각 이하 평균 입자 직경을 가지는 양이온성 실리카 제품을 사용한 것을 제외하고는, 제조예 1의 과정과 동일하게 제조하였다. 이러한 양이온성 실리카 제품은 5.2 nm의 평균 입자 직경을 가지는 양이온성 실리카와 동일한 방식으로 제조하였다.
처리 액체 조성물 2: 10.2 nm
처리 액체 조성물 3: 32.6 nm
처리 액체 조성물 4: 101.1 nm
처리 액체 조성물 5: 199.1 nm
처리 액체 조성물 6: 252.6 nm
< 제조예 1: 검은색 기록 액체 조성물 1 >
제조예 1에 따른 검은색 기록 액체 조성물은 이하 성분들을 혼합하고, 0.8-㎛ Teflon(등록 상표) 필터를 통해 여과시켜, 제조하였다.
카본 블랙(Cabojet 300; Cabot Corporation, GA) 10.0부
1,3-부탄디올 22.5부
글리세롤 7.5부
계면활성제(I) 이 때, R=C9H19, K=12 1부
2-피롤리돈 2부
데히드로아세트산나트륨 0.2부
티오황산나트륨 0.2부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.4부
소포제(KM-72F; Shin-Etsu Chemical Co. Ltd.) 0.1부
이온교환수 나머지
상기 조성물은 사용 전에 수성 LiOH 용액으로 pH 10.5로 조정하였다.
< 제조예 2: 검은색 기록 액체 조성물 2 >
제조예 2에 따른 검은색 기록 액체 조성물 2는 100 g의 제조예 1의 검은색 기록 액체 조성물 1과, 100 g의 지르코니아 비드를 볼 밀의 항아리에서 회전하면서 72시간 동안 분쇄 및 혼합하여 제조하였다. 검은색 기록 액체 조성물 2는 4.8 nm의 평균 입자 직경을 가졌다.
< 제조예 3: 검은색 기록 액체 조성물 3 >
제조예 3에 따른 검은색 기록 액체 조성물 3은 100 g의 제조예 1의 검은색 기록 액체 조성물 1과, 100 g의 지르코니아 비드를 볼 밀의 항아리에서 회전하면서 48시간 동안 분쇄 및 혼합하여 제조하였다. 검은색 기록 액체 조성물 3은 12.6 nm의 평균 입자 직경을 가졌다.
< 제조예 4: 검은색 기록 액체 조성물 4 >
제조예 4에 따른 검은색 기록 액체 조성물 4는 100 g의 제조예 1의 검은색 기록 액체 조성물 1과, 100 g의 지르코니아 비드를 볼 밀의 항아리에서 회전하면서 24시간 동안 분쇄 및 혼합하여 제조하였다. 검은색 기록 액체 조성물 4는 51.9 nm의 평균 입자 직경을 가졌다.
< 제조예 5: 검은색 기록 액체 조성물 5 >
제조예 5에 따른 검은색 기록 액체 조성물 5는 100 g의 제조예 1의 검은색 기록 액체 조성물 1과, 100 g의 지르코니아 비드를 볼 밀의 항아리에서 회전하면서 12시간 동안 분쇄 및 혼합하여 제조하였다. 검은색 기록 액체 조성물 5는 110.2 nm의 평균 입자 직경을 가졌다.
< 제조예 6: 검은색 기록 액체 조성물 6 >
제조예 6에 따른 검은색 기록 액체 조성물 6은 100 g의 제조예 1의 검은색 기록 액체 조성물 1과, 100 g의 지르코니아 비드를 볼 밀의 항아리에서 회전하면서 5시간 동안 분쇄 및 혼합하여 제조하였다. 검은색 기록 액체 조성물 6은 195.3 nm의 평균 입자 직경을 가졌다.
< 제조예 1: 노란색 기록 액체 조성물 1 >
제조예 1에 따른 노란색 기록 액체 조성물은 이하 성분들을 혼합하고, 0.8-㎛ Teflon(등록 상표) 필터를 통해 여과시켜, 제조하였다.
C.I. 색소 옐로우 74(평균 입자 직경: 260.9 nm) 10.0부
1,3-부탄디올 7.5부
글리세롤 2.5부
계면활성제(I) 이 때, R=C9H19, K=12 1부
2-피롤리돈 2부
데히드로아세트산나트륨 0.2부
티오황산나트륨 0.2부
이온교환수 나머지
상기 조성물은 사용 전에 수성 LiOH 용액으로 pH 10.5로 조정하였다.
< 제조예 2: 노란색 기록 액체 조성물 2 >
제조예 2에 따른 노란색 기록 액체 조성물 2는 100 g의 제조예 1의 노란색 기록 액체 조성물 1과, 100 g의 지르코니아 비드를 볼 밀의 항아리에서 회전하면서 48시간 동안 분쇄 및 혼합하여 제조하였다. 노란색 기록 액체 조성물 2는 6.3 nm의 평균 입자 직경을 가졌다.
< 제조예 3: 노란색 기록 액체 조성물 3 >
제조예 3에 따른 노란색 기록 액체 조성물 3은 100 g의 제조예 1의 노란색 기록 액체 조성물 1과, 100 g의 지르코니아 비드를 볼 밀의 항아리에서 회전하면서 24시간 동안 분쇄 및 혼합하여 제조하였다. 노란색 기록 액체 조성물 3은 11.9 nm의 평균 입자 직경을 가졌다.
< 제조예 4: 노란색 기록 액체 조성물 4 >
제조예 4에 따른 노란색 기록 액체 조성물 4는 100 g의 제조예 1의 노란색 기록 액체 조성물 1과, 100 g의 지르코니아 비드를 볼 밀의 항아리에서 회전하면서 15시간 동안 분쇄 및 혼합하여 제조하였다. 노란색 기록 액체 조성물 4는 46.2 nm의 평균 입자 직경을 가졌다.
< 제조예 5: 노란색 기록 액체 조성물 5 >
제조예 5에 따른 노란색 기록 액체 조성물 5는 100 g의 제조예 1의 노란색 기록 액체 조성물 1과, 100 g의 지르코니아 비드를 볼 밀의 항아리에서 회전하면서 8시간 동안 분쇄 및 혼합하여 제조하였다. 노란색 기록 액체 조성물 5는 79.0 nm의 평균 입자 직경을 가졌다.
< 제조예 6: 노란색 기록 액체 조성물 6 >
제조예 6에 따른 노란색 기록 액체 조성물 6은 100 g의 제조예 1의 노란색 기록 액체 조성물 1과, 100 g의 지르코니아 비드를 볼 밀의 항아리에서 회전하면서 4시간 동안 분쇄 및 혼합하여 제조하였다. 노란색 기록 액체 조성물 6은 194.3 nm의 평균 입자 직경을 가졌다.
실시예 C-1
상기 제조한 처리 액체 조성물 2, 노란색 기록 액체 조성물 5 및 검은색 기록 액체 조성물 5를 처리 액체 조성물, 노란색 기록 액체 조성물 및 검은색 기록 액체 조성물용 카트리지에 각각 충전하였다. 카트리지를 도 7에 나타낸 형상을 가지는 이미지 형성 기구(잉크-젯 기록 기구)에 부착하고, 인쇄 테스트를 수행하였다. 실시예 C-1의 처리 액체 조성물 및 기록 액체 조성물의 주성분은 표 8에 나타낸다. 카트리지는 동일한 형상 및 치수를 가진다.
인쇄 테스트에 사용한 기록 매질은 백지 My Paper(상표명, NBS RICOH Co., Ltd.에서 구매)이었으며, 얇은 선 재생성 테스트에는 유화용 캔버스(미세, Sekaido Co., Ltd.에서 구매)를 사용하였다. 처리 액체 조성물이 먼저 종이에 적용되고, 각각의 색채 기록 액체 조성물이 그 위에 적용됨으로써, 잉크-젯 시스템에 의해 이미지가 인쇄되었다. 인쇄시 기록 액체 조성물 및 처리 액체 조성물의 양은 잉크-젯 헤드에 적용된 추진 파형과 전압을 조절함으로써 이하 양으로 조정하였다.
기록 액체 조성물의 양: 11.0 g/㎡
처리 액체 조성물의 양: 13.0 g/㎡
인쇄물(기록물)의 페더링, 색채 블리드, 이미지 밀도, 채도, 건조성, 광택, 얇은 선 재생성 및 이미지-고정성은 이하 기준에 따른 방법으로 측정하였다. 결과는 표 8에 나타낸다.
실시예 C-1에 따른 기록물에서 검은색으로 채워진 부분을 절단하고, 이의 횡단면을 투과형 전자 현미경(TEM)으로 관찰하였다. 잉크-젯 기록 헤드가 한번 스캔한 1-패스 인쇄, 및 잉크-젯 기록 헤드가 여러번 스캔되는 멀티-패스 인쇄에 의해 형성된 각각의 기록물의 단면 투과형 전자 현미경 사진은 실시예 B-1과 동일하게, 밀도에 있어서 줄무늬 패턴이 관찰되었다. 에너지 분산성 X-선 형광성 분광법(EDX)으로 추가 분석하여, 이하 언급할 Si, S, O, C, Al, Cu 및 Ca와 같은 원소들을 맵핑하고, 실시예 B-1에서와 같이, 고-밀도 부분이 처리 액체 조성물의 층(미세 입자들의 응집물 층)이고, 저-밀도 부분이 기록 액체 조성물의 층(착색제의 응집물 층)임을 확인하였다.
EDX 분석(O 및 C 포함)
측정 지점 Si(%) S(%) O(%) C(%)
1 14.6 0.7 18.0 66.7
2 0.1 0.5 0.4 99.0
EDX 분석(0 및 C 배제)
측정 지점 Si(%) S(%)
1 95.4 4.6
2 8.1 91.9
< 측정 방법 >
(1) 페더링:
페더링은 인쇄물의 검은색 문자 부분을 평가 샘플과 비교하여 측정하였다.
평점 5: 블리드 없음
평점 4: 블리드 거의 없음
평점 3: 블리드 일부 있으나, 실제 사용시 사소한 정도임
평점 2: 일부 큰 블리드
평점 1: 큰 블리드
(2) 색채 블리드:
색채 블리드는 문자 "A"를 노란색 기록 액체 조성물을 사용하여 검은색으로 채워진 이미지 상에 인쇄하고, 두 색채간의 경계(변두리)를 평가 샘플과 비교하여 측정하였다.
평점 5: 색채 혼합물 없음
평점 4: 색채 혼합물 거의 없음
평점 3: 색채 혼합물 일부 있으나, 실제 사용시 사소한 정도임
평점 2: 일부 큰 색채 혼합물
평점 1: 큰 색채 혼합물
(3) 이미지 밀도:
이미지의 검은색으로 채워진 부분의 표면 광학 밀도는 측정된 이미지 밀도로부터 측정하였다.
(4) 채도:
이미지의 노란색으로 채워진 부분의 표면 L*a*b*는 측정된 노란색 채도로부터 측정하였다.
(5) 건조성:
백지 My Paper(상표명, NBS RICOH Co., Ltd.에서 구매)를 인쇄 직후 인쇄물에 눌러보아, 잉크가 인쇄된 이미지의 검은색으로 채워진 부분에서 백지로 이동하는지를 관찰하였다.
좋음: 잉크 이동 없음
나쁨: 잉크 이동 있음
(6) 광택:
인쇄물의 60도에서의 광택을 글로시미터 4501(상표명, BYK Gardner에서 구매)로 측정하였다.
(7) 얇은 선 재생성:
0.5-mm 선-및-공간 패턴을 인쇄하고, 얇은 선 재생성을 이하 기준에 따라 관찰하여 평가하였다.
좋음: 인접한 선이 분리됨
나쁨: 인접한 선이 융합됨
(8) 이미지-고정성
인쇄물의 표면을 손으로 문지르고, 이미지-고정성을 이하 기준에 따라 평가하였다.
좋음: 색채 이동 없음
나쁨: 일부 색채 이동
(9) 단면 TEM 관찰:
인쇄물의 검은색으로 채워진 부분을 절단하고, 투과형 전자 현미경(TEM)으로 관찰하였다. 성분들이 고르지않게 분포되는 경우, 밀도에 있어 줄무늬 패턴이 관찰되는데, 이는 착색제와 미세 입자들이 다른 층들을 구성한다는 것을 나타내 준다. 성분들을 다른 색채들로 맵핑하면, 착색제와 미세 입자들의 분포가 보다 신뢰성있게 관찰될 수 있다.
(10) 방출 안정성:
100,000 카피의 출력 이후 인쇄물을 관찰하여, 검은색 문자 이미지에 이미지 결함이 관찰되는지 여부에 기초하여 방출 안정성을 측정하였다.
좋음: 이미지 결함 없음(흰색 선 없음)
나쁨: 일부 이미지 결함(흰색 선)
실시예 C-2 내지 C-11
실시예 C-2 내지 C-11에 따른 인쇄 테스트는 처리 액체 조성물 2, 검은색 기록 액체 조성물 5 및 노란색 기록 액체 조성물 5 대신, 표 8에 나타낸 기록 액체 조성물 및 처리 액체 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 C-1과 동일한 과정을 수행하였다. 결과는 표 8에 나타낸다.
처리 액체 조성물 검은색 기록 액체 조성물 노란색 기록 액체 조성물 단편 TEM 관찰 페더링
번호 평균 입자 직경(nm) 번호 평균 입자 직경(nm) 번호 평균 입자 직경(nm)
실시예 C-1 2 10.2 5 110.2 5 79.0 줄무늬 패턴 4
실시예 C-2 3 32.6 5 110.2 5 79.0 줄무늬 패턴 5
실시예 C-3 4 101.1 5 110.2 5 79.0 줄무늬 패턴 5
실시예 C-4 5 199.1 5 110.2 5 79.0 줄무늬 패턴 5
실시예 C-5 4 32.6 3 12.6 3 11.9 줄무늬 패턴 4
실시예 C-6 4 32.6 4 51.9 4 46.2 줄무늬 패턴 5
실시예 C-7 4 32.6 6 195.3 6 194.3 줄무늬 패턴 5
실시예 C-8 1 5.2 5 110.2 5 79.0 줄무늬 패턴 2
실시예 C-9 6 252.6 5 110.2 5 79.0 줄무늬 패턴 방출실패로 측정않됨
실시예 C-10 4 32.6 2 4.8 2 6.3 줄무늬 패턴
실시예 C-11 4 32.6 1 256.1 1 260.9 줄무늬 패턴 방출실패로 측정않됨
색채 블리드 이미지 밀도 (검은색) 채도 (노란색) 건조성 (인쇄 후 즉시) 이미지-고정성 (인쇄 24시간 후) 광택성 얇은 선 재생성 방출 안정성
실시예 C-1 4 1.72 102.6 좋음 좋음 3.0 좋음 좋음
실시예 C-2 5 1.74 104.2 좋음 좋음 3.2 좋음 좋음
실시예 C-3 5 1.75 105.2 좋음 좋음 3.2 좋음 좋음
실시예 C-4 5 1.79 107.1 좋음 좋음 3.2 좋음 좋음
실시예 C-5 4 1.72 107.5 좋음 좋음 3.0 좋음 좋음
실시예 C-6 5 1.72 106.5 좋음 좋음 3.1 좋음 좋음
실시예 C-7 5 1.73 104.9 좋음 좋음 3.2 좋음 좋음
실시예 C-8 2 1.65 99.1 나쁨 나쁨 2.8 나쁨 좋음
실시예 C-9 방출 실패로 측정 않됨 나쁨
실시예 C-10 2 1.73 108.1 나쁨 나쁨 2.5 나쁨 좋음
실시예 C-11 방출 실패로 측정 않됨 나쁨
본 발명에 따른 처리 액체 조성물 및 기록 액체 조성물을 사용한 실시예 C-1 내지 C-7의 잉크 세트는 페더링과 색채 블리드와 같은 블리딩 결함을 방지하고, 만족스러운 이미지 밀도와 채도를 가진다. 이들은 좋은 광택을 보인다. 이들은 재기 없이 부드러운 외관을 가지면서 얇은 선으로 분리되어 재생될 수 있다.
실시예 C-8 및 C-10에 따른 잉크 세트는 실시예 C-1 내지 C-7에 비해 페더링, 색채 블리드, 건조성, 이미지-고정성 및 얇은 선 재생성에서 못하다. 실시예 C-9 및 C-11에 따른 잉크 세트는 방출 실패로 인해, 흰색 선이나 일정하지 않은 밀도와 같은 이미지 결함을 나타냈으며, 이와 관련된 성질들을 측정할 수 없었다.
실시예 C-1 내지 C-11의 경우, 투과형 전자 현미경(TEM)으로 기록의 횡단면도를 관찰한 경우 밀도에 있어 줄무늬 패턴이 관찰되었다.
실시예 D
하기 조성을 가지는 본 발명에 따른 잉크 세트를 구성하는 처리 액체 조성물 및 기록 액체 조성물을 제조하였다. 이하 조성에서 모든 부는 달리 언급한 바 없으면 중량 기준이며, 각 조성물의 총 량을 100부로 본 것이다.
< 처리 액체 조성물 1 >
양이온성 실리카(SNOW TEX AK; Nissan Chemical Industries, Ltd.) 15.0부
2-피롤리돈 12.5부
디에틸렌 글리콜 12.5부
옥탄디올 1.0부
양이온성 계면활성제(Cation G50; Sanyo Chemical Industries, Ltd.) 2.0부
벤조트리아졸 1.0부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.2부
소포제(KM-72F; Shin-Etsu Chemical Co. Ltd.) 0.1부
물 나머지
상기 조성물은 사용 전에 아세트산으로 pH 4.3으로 조정하였다.
< 처리 액체 조성물 2 >
양이온성 실리카(SNOW TEX AK; Nissan Chemical Industries, Ltd.) 15.0부
2-피롤리돈 12.5부
디에틸렌 글리콜 12.5부
옥탄디올 1.0부
양이온성 계면활성제(Cation G50; Sanyo Chemical Industries, Ltd.) 2.0부
벤조트리아졸 1.0부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.2부
소포제(KM-72F; Shin-Etsu Chemical Co. Ltd.) 0.1부
물 나머지
상기 조성물은 사용 전에 LiOH로 pH 6.3으로 조정하였다.
< 처리 액체 조성물 3 >
양이온성 실리카(SNOW TEX AK; Nissan Chemical Industries, Ltd.) 15.0부
2-피롤리돈 12.5부
디에틸렌 글리콜 12.5부
옥탄디올 1.0부
양이온성 계면활성제(Cation G50; Sanyo Chemical Industries, Ltd.) 2.0부
벤조트리아졸 1.0부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.2부
소포제(KM-72F; Shin-Etsu Chemical Co. Ltd.) 0.1부
물 나머지
상기 조성물은 사용 전에 LiOH로 pH 6.5로 조정하였다.
< 처리 액체 조성물 4 >
양이온성 실리카(SNOW TEX AK; Nissan Chemical Industries, Ltd.) 15.0부
2-피롤리돈 12.5부
디에틸렌 글리콜 12.5부
옥탄디올 1.0부
양이온성 계면활성제(Cation G50; Sanyo Chemical Industries, Ltd.) 2.0부
벤조트리아졸 1.0부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.2부
소포제(KM-72F; Shin-Etsu Chemical Co. Ltd.) 0.1부
물 나머지
상기 조성물은 사용 전에 LiOH로 pH 6.8로 조정하였다.
< 검은색 기록 액체 조성물 1(음이온성 색소-함유 기록 액체 조성물) >
카본 블랙(Cabojet 300; Cabot Corporation, GA) 10부
1,3-부탄디올 22.5부
글리세롤 7.5부
계면활성제(I) 이 때, R=C9H19, K=12 1부
2-피롤리돈 2부
데히드로아세트산나트륨 0.2부
티오황산나트륨 0.2부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.4부
소포제(KM-72F; Shin-Etsu Chemical Co. Ltd.) 0.1부
이온교환수 나머지
상기 조성물은 사용 전에 수성 LiOH 용액으로 pH 10.5로 조정하였다.
< 노란색 기록 액체 조성물 1(음이온성 색소-함유 기록 액체 조성물) >
수지-코팅된 노란색 색소 분산액(노란색 색소의 고체 함량 10부) 50부
1,3-부탄디올 22.5부
글리세롤 7.5부
계면활성제(I) 이 때, R=C9H19, K=12 1부
2-피롤리돈 2부
데히드로아세트산나트륨 0.2부
티오황산나트륨 0.2부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.4부
소포제(KM-72F; Shin-Etsu Chemical Co. Ltd.) 0.1부
이온교환수 나머지
상기 조성물은 사용 전에 수성 LiOH 용액으로 pH 10.5로 조정하였다.
노란색 기록 액체 조성물 1(음이온성 색소-함유 기록 액체 조성물)의 제조에 사용한 수지-코팅된 노란색 색소 분산액은 이하와 같은 방식으로 제조하였다.
수지-코팅된 노란색 색소 분산액의 제조예
(1) 중합체 용액의 제조
기계적 교반기, 온도계, 질소 가스 공급관, 응축기 및 적하 깔대기가 장착된 1-리터 플라스크의 내부 대기를 질소 가스로 완전히 대체하고, 11.2 g의 스티렌, 2.8 g의 아크릴산, 12.0 g의 라우릴 메타크릴레이트, 4.0 g의 폴리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 4.0 g의 스티렌 마크로모노머 AS-6(상표명, Toagosei Co., Ltd.에서 구매) 및 0.4 g의 메캅토에탄올을 그 안에 넣고, 이 혼합물을 65℃ 온도로 상승시켰다.
다음으로, 100.8 g의 스티렌, 25.2 g의 아크릴산, 108.0 g의 라우릴 메타크릴레이트, 36.0 g의 폴리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 60.0 g의 히드록시에틸 메타크릴레이트, 36.0 g의 스티렌 마크로모노머 AS-6(상표명, Toagosei Co., Ltd.에서 구매), 3.6 g의 메캅토에탄올, 2.4 g의 아조비스디메틸발레로니트릴 및 18 g의 메틸 에틸 케톤의 혼합물을 상기 혼합물에 플라스크 내에서 2.5 시간에 걸쳐 적가하였다.
첨가 종료 후, 0.8 g의 아조비스디메틸발레로니트릴 및 18 g의 메틸 에틸 케톤의 혼합물을 상기 혼합물에 플라스크 내에서 0.5 시간에 걸쳐 적가하였다. 65℃에서 1 시간 동안 숙성시킨 후, 0.8 g의 아조비스디메틸발레로니트릴을 더 첨가하고, 1 시간 동안 추가적으로 숙성시켰다. 반응 종료 후, 364 g의 메틸 에틸 케톤을 첨가하여 50% 농도를 가지는 800 g의 중합체 용액을 얻었다.
중합체 용액의 일부를 건조하고, 겔 침투 크로마토그래피(참조물질: 폴리스티렌, 용매: 테트라히드로푸란)로 분석하여, 중합체가 15000의 중량 평균 분자량을 가짐을 밝혔다.
(2) 수지-코팅된 노란색 색소 분산액의 제조
상기 제조된 중합체 용액(22.2 g)을 26.0 g의 노란색 색소인 Symuler Fast Yellow 4181(상표명, Dainippon Ink & Chemicals, Inc.에서 구매), 13.6 g의 1 몰/리터의 수성 수산화리튬 용액, 20 g의 메틸 에틸 케톤 및 30 g의 이온교환수와 완전히 혼합하고, 이 혼합물을 3-롤 밀 NR-84A(상표명, Noritake Co., Ltd.에서 구매)에서 20번 반죽하였다. 이 페이스트를 200 g의 이온교환수와 완전히 혼합하고, 증발기를 사용하여 메틸 에틸 케톤과 물로부터 증류시켜, 20.0 중량%의 고체 함량을 가지는 수지-코팅된 노란색 색소 분산액을 160 g 얻었다.
상기 제조된 노란색 색소 분산액을 사용하여, 상기 조성을 가지는 노란색 기록 액체 조성물 1을 제조하였다.
< 검은색 기록 액체 조성물 2(음이온성 색소-함유 기록 액체 조성물) >
카본 블랙(Cabojet 300; Cabot Corporation, GA) 10부
1,3-부탄디올 22.5부
글리세롤 7.5부
계면활성제(I) 이 때, R=C9H19, K=12 1부
2-피롤리돈 2부
데히드로아세트산나트륨 0.2부
티오황산나트륨 0.2부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.4부
소포제(KM-72F; Shin-Etsu Chemical Co. Ltd.) 0.1부
이온교환수 나머지
상기 조성물은 사용 전에 수성 LiOH 용액으로 pH 9.5로 조정하였다.
< 검은색 기록 액체 조성물 3(음이온성 색소-함유 기록 액체 조성물) >
카본 블랙(Cabojet 300; Cabot Corporation, GA) 10부
1,3-부탄디올 22.5부
글리세롤 7.5부
계면활성제(I) 이 때, R=C9H19, K=12 1부
2-피롤리돈 2부
데히드로아세트산나트륨 0.2부
티오황산나트륨 0.2부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.4부
소포제(KM-72F; Shin-Etsu Chemical Co. Ltd.) 0.1부
이온교환수 나머지
상기 조성물은 사용 전에 수성 LiOH 용액으로 pH 8.8로 조정하였다.
< 검은색 기록 액체 조성물 4(음이온성 색소-함유 기록 액체 조성물) >
카본 블랙(Cabojet 300; Cabot Corporation, GA) 10부
1,3-부탄디올 22.5부
글리세롤 7.5부
계면활성제(I) 이 때, R=C9H19, K=12 1부
2-피롤리돈 2부
데히드로아세트산나트륨 0.2부
티오황산나트륨 0.2부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.4부
소포제(KM-72F; Shin-Etsu Chemical Co. Ltd.) 0.1부
이온교환수 나머지
상기 조성물은 사용 전에 수성 LiOH 용액으로 pH 8.3으로 조정하였다.
< 노란색 기록 액체 조성물 2(음이온성 색소-함유 기록 액체 조성물) >
수지-코팅된 노란색 색소 분산액(노란색 색소의 고체 함량 10부) 50부
1,3-부탄디올 22.5부
글리세롤 7.5부
계면활성제(I) 이 때, R=C9H19, K=12 1부
2-피롤리돈 2부
데히드로아세트산나트륨 0.2부
티오황산나트륨 0.2부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.4부
소포제(KM-72F; Shin-Etsu Chemical Co. Ltd.) 0.1부
이온교환수 나머지
상기 조성물은 사용 전에 수성 LiOH 용액으로 pH 9.5로 조정하였다.
< 노란색 기록 액체 조성물 3(음이온성 색소-함유 기록 액체 조성물) >
수지-코팅된 노란색 색소 분산액(노란색 색소의 고체 함량 10부) 50부
1,3-부탄디올 22.5부
글리세롤 7.5부
계면활성제(I) 이 때, R=C9H19, K=12 1부
2-피롤리돈 2부
데히드로아세트산나트륨 0.2부
티오황산나트륨 0.2부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.4부
소포제(KM-72F; Shin-Etsu Chemical Co. Ltd.) 0.1부
이온교환수 나머지
상기 조성물은 사용 전에 수성 LiOH 용액으로 pH 8.8로 조정하였다.
< 노란색 기록 액체 조성물 4(음이온성 색소-함유 기록 액체 조성물) >
수지-코팅된 노란색 색소 분산액(노란색 색소의 고체 함량 10부) 50부
1,3-부탄디올 22.5부
글리세롤 7.5부
계면활성제(I) 이 때, R=C9H19, K=12 1부
2-피롤리돈 2부
데히드로아세트산나트륨 0.2부
티오황산나트륨 0.2부
멸균-항진균제(PROXEL LV(s); Avecia Ltd.) 0.4부
소포제(KM-72F; Shin-Etsu Chemical Co. Ltd.) 0.1부
이온교환수 나머지
상기 조성물은 사용 전에 수성 LiOH 용액으로 pH 8.3으로 조정하였다.
실시예 D-1
상기 제조한 처리 액체 조성물 1, 노란색 기록 액체 조성물 1 및 검은색 기록 액체 조성물 1을 처리 액체 조성물, 노란색 기록 액체 조성물 및 검은색 기록 액체 조성물용 카트리지에 각각 충전하였다. 카트리지를 도 7에 나타낸 형상을 가지는 이미지 형성 기구(잉크-젯 기록 기구)에 부착하고, 인쇄 테스트를 수행하였다. 실시예 D-1의 처리 액체 조성물 및 기록 액체 조성물의 주성분은 표 11에 나타낸다. 카트리지는 동일한 형상 및 치수를 가진다.
인쇄 테스트에 사용한 기록 매질은 백지 My Paper(상표명, NBS RICOH Co., Ltd.에서 구매)이었으며, 얇은 선 재생성 테스트에는 유화용 캔버스(미세, Sekaido Co., Ltd.에서 구매)를 사용하였다. 처리 액체 조성물이 먼저 종이에 적용되고, 각각의 색채 기록 액체 조성물이 그 위에 적용됨으로써, 잉크-젯 시스템에 의해 이미지가 인쇄되었다. 인쇄시 기록 액체 조성물 및 처리 액체 조성물의 양은 잉크-젯 헤드에 적용된 추진 파형과 전압을 조절함으로써 이하 양으로 조정하였다.
기록 액체 조성물의 양: 11.0 g/㎡
처리 액체 조성물의 양: 13.0 g/㎡
인쇄물(기록물)의 페더링, 색채 블리드, 이미지 밀도, 채도, 건조성, 광택, 얇은 선 재생성 및 이미지-고정성은 이하 기준에 따른 방법으로 측정하였다. 결과는 표 11에 나타낸다.
실시예 D-1에 따른 기록물에서 검은색으로 채워진 부분을 절단하고, 이의 횡단면을 투과형 전자 현미경(TEM)으로 관찰하였다. 잉크-젯 기록 헤드가 한번 스캔한 1-패스 인쇄, 및 잉크-젯 기록 헤드가 여러번 스캔되는 멀티-패스 인쇄에 의해 형성된 각각의 기록의 단면 투과형 전자 현미경 사진은 실시예 B-1과 동일하게, 밀도에 있어서 줄무늬 패턴이 관찰되었다. 에너지 분산성 X-선 형광성 분광법(EDX)으로 추가 분석하여, 이하 언급할 Si, S, O, C, Al, Cu 및 Ca와 같은 원소들을 맵핑하고, 실시예 B-1에서와 같이, 고-밀도 부분이 처리 액체 조성물의 층(미세 입자들의 응집물 층)이고, 저-밀도 부분이 기록 액체 조성물의 층(착색제의 응집물 층)임을 확인하였다.
EDX 분석(O 및 C 포함)
측정 지점 Si(%) S(%) O(%) C(%)
1 14.6 0.7 18.0 66.7
2 0.1 0.5 0.4 99.0
EDX 분석(0 및 C 배제)
측정 지점 Si(%) S(%)
1 95.4 4.6
2 8.1 91.9
< 측정 방법 >
(1) 페더링:
페더링은 인쇄물의 검은색 문자 부분을 평가 샘플과 비교하여 측정하였다.
평점 5: 블리드 없음
평점 4: 블리드 거의 없음
평점 3: 블리드 일부 있으나, 실제 사용시 사소한 정도임
평점 2: 일부 큰 블리드
평점 1: 큰 블리드
(2) 색채 블리드:
색채 블리드는 문자 "A"를 노란색 기록 액체 조성물을 사용하여 검은색으로 채워진 이미지 상에 인쇄하고, 두 색채간의 경계(변두리)를 평가 샘플과 비교하여 측정하였다.
평점 5: 색채 혼합물 없음
평점 4: 색채 혼합물 거의 없음
평점 3: 색채 혼합물 일부 있으나, 실제 사용시 사소한 정도임
평점 2: 일부 큰 색채 혼합물
평점 1: 큰 색채 혼합물
(3) 이미지 밀도:
이미지의 검은색으로 채워진 부분의 표면 광학 밀도는 측정된 이미지 밀도로부터 측정하였다.
(4) 채도:
이미지의 노란색으로 채워진 부분의 표면 L*a*b*는 측정된 노란색 채도로부터 측정하였다.
(5) 건조성:
백지 My Paper(상표명, NBS RICOH Co., Ltd.에서 구매)를 인쇄 직후 인쇄물에 눌러보아, 잉크가 인쇄된 이미지의 검은색으로 채워진 부분에서 백지로 이동하는지를 관찰하였다.
좋음: 잉크 이동 없음
나쁨: 잉크 이동 있음
(6) 광택:
인쇄물의 60도에서의 광택을 글로시미터 4501(상표명, BYK Gardner에서 구매)로 측정하였다.
(7) 얇은 선 재생성:
0.5-mm 선-및-공간 패턴을 인쇄하고, 얇은 선 재생성을 이하 기준에 따라 관찰하여 평가하였다.
좋음: 인접한 선이 분리됨
나쁨: 인접한 선이 융합됨
(8) 이미지-고정성
인쇄물의 표면을 손으로 문지르고, 이미지-고정성을 이하 기준에 따라 평가하였다.
좋음: 색채 이동 없음
나쁨: 일부 색채 이동
(9) 단면 TEM 관찰:
인쇄물의 검은색으로 채워진 부분을 절단하고, 투과형 전자 현미경(TEM)으로 관찰하였다. 성분들이 고르지않게 분포되는 경우, 밀도에 있어 줄무늬 패턴이 관찰되는데, 이는 착색제와 미세 입자들이 다른 층들을 구성한다는 것을 나타내 준다. 성분들을 다른 색채들로 맵핑하면, 착색제와 미세 입자들의 분포가 보다 신뢰성있게 관찰될 수 있다.
실시예 D-2 내지 D-4
실시예 D-2 내지 D-4에 따른 인쇄 테스트는 처리 액체 조성물 1, 검은색 기록 액체 조성물 1 및 노란색 기록 액체 조성물 1 대신, 표 11에 나타낸 기록 액체 조성물 및 처리 액체 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 D-1과 동일한 과정을 수행하였다. 결과는 표 11에 나타낸다.
처리 액체 조성물 검은색 기록 액체 조성물 노란색 기록 액체 조성물 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물간의 pH 차이 단편 TEM 관찰 페더링 색채 블리드 이미지 밀도(검은색) 채도(노란색) 건조성(인쇄 후 즉시) 이미지-고정성(인쇄 24시간 후)
번호 pH 번호 pH 번호 pH
실시예 D-1 1 4.3 1 10.5 1 10.5 6.2 줄무늬 패턴 5 5 1.72 104.9 좋음 좋음
실시예 D-2 2 6.3 2 9.5 2 9.5 3.2 줄무늬 패턴 4 4 1.69 101.1 좋음 좋음
실시예 D-3 3 6.5 3 8.8 3 8.8 2.3 줄무늬 패턴 3 3 1.65 98.3 좋음 좋음
실시예 D-4 4 6.8 4 8.3 4 8.3 1.5 불명확한 줄무늬 패턴 1 1 1.49 85.2 나쁨 나쁨
광택성 얇은 선 재생성 처리 액체 조성물 검은색 기록 액체 조성물 노란색 기록 액체 조성물
번호 pH 제타 전위(mV) 번호 pH 제타 전위(mV) 번호 pH 제타 전위(mV)
실시예 D-1 3.2 좋음 1 4.3 +70.3 1 10.5 -60.5 1 10.5 -58.3
실시예 D-2 3.1 좋음 2 6.3 +55.2 2 9.5 -48.3 2 9.5 -45.2
실시예 D-3 2.9 좋음 3 6.5 +20.8 3 8.8 -12.5 3 8.8 -15.3
실시예 D-4 2.5 나쁨 4 6.8 +4.3 4 8.3 -4.8 4 8.3 -3.3
본 발명에 따른 처리 액체 조성물 및 기록 액체 조성물을 사용한 실시예 D-1 내지 D-3의 잉크 세트는 페더링과 색채 블리드와 같은 블리딩 결함을 방지하고, 만족스러운 이미지 밀도와 채도를 가진다. 이들은 좋은 광택을 보인다. 이들은 재기 없이 부드러운 외관을 가지면서 얇은 선으로 분리되어 재생될 수 있다.
실시예 D-1 내지 D-3에 따른 인쇄물은 실시예 D-1과 마찬가지로, 투과형 전자 현미경(TEM)으로 횡단면도를 관찰한 경우 밀도에 있어 줄무늬 패턴이 나타난다.
대조적으로, 비교예 D-4에 따른 잉크 세트는 실시예 D-1 내지 D-3의 잉크 세트보다 나쁜 성질을 가지며, 투과형 전자 현미경(TEM)으로 횡단면 관찰시 줄무늬 패턴을 보이지 않는다.
본 발명을 바람직한 구체예를 참고하여 서술하였으나, 공개된 구체예로만 본 발명이 제한되지 않음을 이해해야 한다. 즉, 본 발명의 다양한 변형 및 동등물이 부가된 청구항의 기술 사상 및 범위 이내이다. 이하 청구항의 범위는 이러한 변형 및 동등한 구조와 기능을 포괄하도록 광범위하게 해석된다.

Claims (40)

  1. 미세 입자의 분산액이 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하는 미세 입자를 포함하는 처리 액체 조성물; 및
    착색제의 분산액과 착색제의 용해액 중 하나가 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하는 착색제를 포함하는 기록 액체 조성물
    을 포함하는 잉크 세트로서,
    상기 처리 액체 조성물의 분산액의 파괴, 및 상기 기록 액체 조성물의 분산액 및 기록 액체 조성물의 용해액 중 하나 이상의 파괴의 결과로서, 상기 착색제가 미세 입자와 실질적으로 혼합되지 않으면서, 상기 미세 입자와 착색제가 기록 매질에 분리되어 응집되어 이미지를 형성하는 것인 잉크 세트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 처리 액체 조성물 및 기록 액체 조성물이 각각 수성 액체인 것인 잉크 세트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기록 액체 조성물이
    음이온기를 포함하는 착색제;
    양이온기를 포함하는 착색제; 및
    착색제의 표면을 직접적으로 또는 간접적으로 코팅하는, 음이온기와 양이온기 중 하나를 가지는 화합물
    중 하나를 포함하는 것인 잉크 세트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 처리 액체 조성물이
    음이온기를 포함하는 미세 입자;
    양이온기를 포함하는 미세 입자; 및
    미세 입자의 표면을 직접적으로 또는 간접적으로 코팅하는, 음이온기와 양이온기 중 하나를 가지는 화합물
    중 하나를 포함하는 것인 잉크 세트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 착색제가 음이온성 및 양이온성 중 하나이고, 상기 미세 입자가 음이온성 및 양이온성 중 하나이며, 상기 미세 입자의 전하가 착색제의 전하와 반대인 것인 잉크 세트.
  6. 제1항에 있어서, 상기 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물간의 접촉이 외부 인자를 변화시키며, 그 후, 외부 인자가 처리 액체 조성물의 분산액, 기록 액체 조성물의 분산액, 및 기록 액체 조성물의 용해액 중 하나 이상을 파괴시키는 것인 잉크 세트.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물이 잉크-젯 헤드에서 방출되고, 기록 매질 상에 슈퍼임포즈(superimpose)되어, 기록된 영역을 가지는 기록물이 형성되는 경우, 상기 기록된 영역은 주로 착색제로 구성된 층 및 주로 미세 입자로 구성된 다른 층을 분리되어 가지는 것인 잉크 세트.
  9. 제8항에 있어서, 상기 주로 착색제로 구성된 층 및 주로 미세 입자로 구성된 층이 독립적으로 0.01 ㎛ 내지 10 ㎛의 두께를 가지는 것인 잉크 세트.
  10. 제1항에 있어서, 상기 착색제 및 미세 입자가 독립적으로 10 nm 내지 200 nm의 평균 입자 직경을 가지는 것인 잉크 세트.
  11. 제1항에 있어서, 상기 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물간의 pH 차이가 2 이상인 것인 잉크 세트.
  12. 제11항에 있어서, 상기 기록 액체 조성물이 5 mV 내지 90 mV의 제타 전위 절대값을 가지는 것인 잉크 세트.
  13. 제11항에 있어서, 상기 기록 액체 조성물이 8.5 내지 12.0의 pH를 가지는 것인 잉크 세트.
  14. 제11항에 있어서, 상기 처리 액체 조성물이 5 mV 내지 90 mV의 제타 전위 절대값을 가지는 것인 잉크 세트.
  15. 제11항에 있어서, 상기 처리 액체 조성물이 2.0 내지 6.5의 pH를 가지는 것인 잉크 세트.
  16. 제11항에 있어서, 상기 처리 액체 조성물이 0.001 중량% 내지 10 중량%의 소포제를 더 포함하는 것인 잉크 세트.
  17. 미세 입자의 분산액이 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하는 미세 입자를 포함하는 처리 액체 조성물; 및
    착색제의 분산액과 착색제의 용해액 중 하나가 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하는 착색제를 포함하는 기록 액체 조성물
    을 포함하는 잉크 세트로서,
    상기 처리 액체 조성물의 분산액의 파괴, 및 상기 기록 액체 조성물의 분산액 및 기록 액체 조성물의 용해액 중 하나 이상의 파괴의 결과로서, 상기 착색제가 미세 입자와 실질적으로 혼합되지 않으면서, 상기 미세 입자와 착색제가 기록 매질에 분리되어 응집되어 이미지를 형성하는 것인 잉크 세트를 제공하는 단계;
    상기 처리 액체 조성물을 기록 액체 조성물과 접촉시키는 단계;
    상기 접촉의 결과로서, 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물 각각에 pH 변화, 용해도 변화 및 이온 형성 중 하나 이상을 초래시키는 단계;
    상기 pH 변화, 용해도 변화 및 이온 형성 중 하나 이상의 결과로서, 미세 입자를 응집시키는 단계; 및
    상기 pH 변화, 용해도 변화 및 이온 형성 중 하나 이상의 결과로서, 착색제를 응집시키는 단계
    를 포함하는 이미지 형성 방법.
  18. 제17항에 있어서, 처리 액체 조성물내 미세 입자의 응집은 미세 입자의 표면 전위 변화의 결과이고; 기록 액체 조성물내 착색제의 응집은 착색제의 표면 전위 변화의 결과인 것인 이미지 형성 방법.
  19. 제17항에 있어서, 주로 미세 입자로 구성된 층이 미세 입자의 응집의 결과로 형성되고; 주로 착색제로 구성된 층이 착색제의 응집의 결과로 형성되는 것인 이미지 형성 방법.
  20. 제18항에 있어서, 주로 미세 입자로 구성된 층이 미세 입자의 응집의 결과로 형성되고; 주로 착색제로 구성된 층이 착색제의 응집의 결과로 형성되는 것인 이미지 형성 방법.
  21. 제17항에 있어서, 상기 pH 변화, 용해도 변화 및 이온 형성이 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물간의 이온 이동에 의해 초래되는 것인 이미지 형성 방법.
  22. 제18항에 있어서, 상기 pH 변화, 용해도 변화 및 이온 형성이 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물간의 이온 이동에 의해 초래되는 것인 이미지 형성 방법.
  23. 제17항에 있어서, 미세 입자로부터 형성된 응집물은 기록 매질에 고정되고; 착색제로부터 형성된 응집물은 미세 입자로부터 형성된 응집물과 기록 매질 중 하나에 고정되는 것인 이미지 형성 방법.
  24. 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물을 분리하여 하우징(housing)하는 하우징 단위; 및
    처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물을 분리하여 방출시키는 방출 단위
    를 포함하는 이미지 형성 기구로서,
    상기 처리 액체 조성물은 미세 입자의 분산액이 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하는 미세 입자를 포함하고,
    상기 기록 액체 조성물은 착색제의 분산액과 착색제의 용해액 중 하나가 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하는 착색제를 포함하며,
    상기 처리 액체 조성물의 분산액의 파괴, 및 상기 기록 액체 조성물의 분산액 및 기록 액체 조성물의 용해액 중 하나 이상의 파괴의 결과로서, 상기 착색제가 미세 입자와 실질적으로 혼합되지 않으면서, 상기 미세 입자와 착색제가 기록 매질에 분리되어 응집되어 이미지를 형성하는 것을 특징으로 하는 것인 이미지 형성 기 구.
  25. 제24항에 있어서,
    처리 액체 조성물을 기록 액체 조성물과 접촉시키는 단계;
    상기 접촉의 결과로서, 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물 각각에 pH 변화, 용해도 변화 및 이온 형성 중 하나 이상을 초래시키는 단계;
    상기 pH 변화, 용해도 변화 및 이온 형성 중 하나 이상의 결과로서, 처리 액체 조성물내 미세 입자를 응집시키는 단계; 및
    상기 pH 변화, 용해도 변화 및 이온 형성 중 하나 이상의 결과로서, 기록 액체 조성물내 착색제를 응집시키는 단계
    를 포함하는 방법에 의해, 이미지가 기록 매질 상에 형성되는 것인 이미지 형성 기구.
  26. 제24항에 있어서, 상기 방출 단위가 잉크-젯 기록 헤드인 것인 이미지 형성 기구.
  27. 제26항에 있어서, 상기 잉크-젯 기록 헤드가 열 에너지에 의해 조성물을 방출하는 것인 이미지 형성 기구.
  28. 미세 입자의 분산액이 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하는 미세 입자를 포함하는 처리 액체 조성물; 및
    착색제의 분산액과 착색제의 용해액 중 하나가 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하는 착색제를 포함하는 기록 액체 조성물
    중 하나를 하우징하는 탱크를 포함하는 이미지 형성 기구의 하우징 단위에 하우징되는 카트리지로서,
    상기 이미지 형성 기구는
    처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물을 분리하여 하우징하는 하우징 단위; 및
    처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물을 분리하여 방출시키는 방출 단위
    를 포함하는 것인 카트리지.
  29. 잉크 세트에 의해 형성된 이미지;
    주로 미세 입자로 구성된 층; 및
    주로 착색제로 구성된 층을 포함하는 기록물로서,
    상기 잉크 세트는 미세 입자를 함유하는 처리 액체 조성물 및 착색제를 함유하는 기록 액체 조성물을 포함하는 것인 기록물.
  30. 제29항에 있어서, 상기 미세 입자는 미세 입자의 분산액이 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하고;
    상기 착색제는 착색제의 분산액과 착색제의 용해액 중 하나가 외부 인자에 의해 유지 또는 파괴되는 것을 특징으로 하며;
    상기 처리 액체 조성물의 분산액의 파괴, 및 상기 기록 액체 조성물의 분산액 및 기록 액체 조성물의 용해액 중 하나가 파괴되어, 상기 착색제가 미세 입자와 실질적으로 혼합되지 않으면서, 상기 미세 입자와 착색제가 기록 매질에 분리되어 응집되어 이미지를 형성하는 것인 기록물.
  31. 제29항에 있어서, 상기 주로 미세 입자로 구성되는 층은
    처리 액체 조성물을 상기 기록 액체 조성물과 접촉시키는 단계;
    상기 접촉의 결과로서, 처리 액체 조성물에 pH 변화, 용해도 변화 및 이온 형성 중 하나 이상을 초래시키는 단계; 및
    상기 pH 변화, 용해도 변화 및 이온 형성 중 하나 이상의 결과로서, 미세 입자를 응집시키는 단계
    를 포함하는 방법에 의해 형성되고;
    상기 주로 착색제로 구성되는 층은
    기록 액체 조성물을 처리 액체 조성물과 접촉시키는 단계;
    상기 접촉의 결과로서, 기록 액체 조성물에 pH 변화, 용해도 변화 및 이온 형성 중 하나 이상을 초래시키는 단계; 및
    상기 pH 변화, 용해도 변화 및 이온 형성 중 하나 이상의 결과로서, 착색제를 응집시키는 단계
    를 포함하는 방법에 의해 형성되는 것인 기록물.
  32. 제29항에 있어서, 상기 주로 미세 입자로 구성되는 층은
    처리 액체 조성물을 기록 액체 조성물과 접촉시키는 단계;
    상기 접촉의 결과로서, 처리 액체 조성물에 pH 변화, 용해도 변화 및 이온 형성 중 하나 이상을 초래시키는 단계;
    상기 pH 변화, 용해도 변화 및 이온 형성 중 하나 이상의 결과로서, 미세 입자의 표면 전위를 변화시키는 단계; 및
    상기 표면 전위 변화의 결과로서, 미세 입자를 응집시키는 단계
    를 포함하는 방법에 의해 형성되고;
    상기 주로 착색제로 구성되는 층은
    기록 액체 조성물을 처리 액체 조성물과 접촉시키는 단계;
    상기 접촉의 결과로서, 기록 액체 조성물에 pH 변화, 용해도 변화 및 이온 형성 중 하나 이상을 초래시키는 단계;
    상기 pH 변화, 용해도 변화 및 이온 형성 중 하나 이상의 결과로서, 착색제의 표면 전위를 변화시키는 단계; 및
    상기 표면 전위의 변화의 결과로서, 착색제를 응집시키는 단계
    를 포함하는 방법에 의해 형성되는 것인 기록물.
  33. 제29항에 있어서, 상기 주로 미세 입자로 구성되는 층은
    처리 액체 조성물을 기록 액체 조성물과 접촉시키는 단계;
    상기 접촉의 결과로서, 기록 액체 조성물과 처리 액체 조성물간의 이온 이동을 초래시키는 단계;
    상기 이온 이동의 결과로서, 처리 액체 조성물에 pH 변화, 용해도 변화 및 이온 형성 중 하나 이상을 초래시키는 단계; 및
    상기 pH 변화, 용해도 변화 및 이온 형성 중 하나 이상의 결과로서, 미세 입자를 응집시키는 단계
    를 포함하는 방법에 의해 형성되고;
    상기 주로 착색제로 구성되는 층은
    기록 액체 조성물을 처리 액체 조성물과 접촉시키는 단계;
    상기 접촉의 결과로서, 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물간의 이온 이동을 초래시키는 단계;
    상기 이온 이동의 결과로서, 기록 액체 조성물에 pH 변화, 용해도 변화 및 이온 형성 중 하나 이상을 초래시키는 단계; 및
    상기 pH 변화, 용해도 변화 및 이온 형성 중 하나 이상의 결과로서, 착색제를 응집시키는 단계
    를 포함하는 방법에 의해 형성되는 것인 기록물.
  34. 제29항에 있어서, 상기 주로 미세 입자로 구성되는 층은
    처리 액체 조성물을 기록 액체 조성물과 접촉시키는 단계;
    상기 접촉의 결과로서, 기록 액체 조성물과 처리 액체 조성물간의 이온 이동을 초래시키는 단계;
    상기 이온 이동의 결과로서, 처리 액체 조성물에 pH 변화, 용해도 변화 및 이온 형성 중 하나 이상을 초래시키는 단계;
    상기 pH 변화, 용해도 변화 및 이온 형성 중 하나 이상의 결과로서, 미세 입자의 표면 전위에 변화를 초래시키는 단계; 및
    상기 표면 전위 변화의 결과로서, 미세 입자를 응집시키는 단계
    를 포함하는 방법에 의해 형성되고;
    상기 주로 착색제로 구성되는 층은
    기록 액체 조성물을 처리 액체 조성물과 접촉시키는 단계;
    상기 접촉의 결과로서, 처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물간의 이온 이동을 초래시키는 단계;
    상기 이온 이동의 결과로서, 기록 액체 조성물에 pH 변화, 용해도 변화 및 이온 형성 중 하나 이상을 초래시키는 단계;
    상기 pH 변화, 용해도 변화 및 이온 형성 중 하나 이상의 결과로서, 착색제의 표면 전위에 변화를 초래시키는 단계; 및
    상기 표면 전위 변화의 결과로서, 착색제를 응집시키는 단계
    를 포함하는 방법에 의해 형성되는 것인 기록물.
  35. 제1항에 있어서, 상기 외부 인자가
    처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물 중 하나와 접촉하는 물질의 작용; 및
    전자기파와 열 중 하나를 통한 비-접촉 작용
    중 하나인 것인 잉크 세트.
  36. 제17항에 있어서, 상기 외부 인자가
    처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물 중 하나와 접촉하는 물질의 작용; 및
    전자기파와 열 중 하나를 통한 비-접촉 작용
    중 하나인 것인 이미지 형성 방법.
  37. 제24항에 있어서, 상기 외부 인자가
    처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물 중 하나와 접촉하는 물질의 작용; 및
    전자기파와 열 중 하나를 통한 비-접촉 작용
    중 하나인 것인 이미지 형성 기구.
  38. 제28항에 있어서, 상기 외부 인자가
    처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물 중 하나와 접촉하는 물질의 작용; 및
    전자기파와 열 중 하나를 통한 비-접촉 작용
    중 하나인 것인 이미지 형성 기구의 하우징 단위에 하우징되는 카트리지.
  39. 제30항에 있어서, 상기 외부 인자가
    처리 액체 조성물과 기록 액체 조성물 중 하나와 접촉하는 물질의 작용; 및
    전자기파와 열 중 하나를 통한 비-접촉 작용
    중 하나인 것인 기록물.
  40. 제35항에 있어서, 상기 외부 인자가 pH 변화인 것인 잉크 세트.
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