KR101290700B1

KR101290700B1 - 젯 잉크 및 잉크 젯 프린팅 공정

Info

Publication number: KR101290700B1
Application number: KR1020087005902A
Authority: KR
Inventors: 니겔 안토니 카이거; 하틀리 데이비드 셀만; 그래미 에드워드 찰스 비츠
Original assignee: 썬 케미칼 비.브이.
Priority date: 2005-08-11
Filing date: 2006-08-04
Publication date: 2013-07-31
Also published as: EP1920013B1; WO2007017644A1; JP2009504441A; CN101291999B; BRPI0616496A2; GB0516515D0; CN101291999A; EP1920013A1; TW200714487A; ZA200801479B; CA2618757A1; AU2006277837A1; ATE526377T1; JP4959702B2; US20090286000A1; KR20080034036A

Abstract

본 발명은 잉크를 기판에 프린팅하고, LED 방사선을 이용하여 상기 잉크를 경화하는 단계를 포함하는 잉크 젯 프린팅 공정에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 공정에 사용되는 양이온 잉크 젯 잉크에 관한 것으로, 상기 잉크는 요오드염 광개시제 및 감광제를 포함하며, 300 nm 내지 420 nm의 파장 범위에서 방사선을 흡수하는 광개시 시스템 및 적어도 하나의 옥시란, 사이클릭 에스터 또는 사이클릭 카보네이트 모노머를 포함하는 양이온성 경화 성분을 포함한다.

잉크 젯, 경화

Description

젯 잉크 및 잉크 젯 프린팅 공정{A Jet Ink and Ink Jet Printing Process}

본 발명은 잉크 젯 프린팅용(젯 잉크) 잉크 및 잉크 젯 프린팅 공정에 관한 것이다.

자유-라디칼 경화(free-radically curable) 젯 잉크는 자유-라디칼 중간체를 포함하여 UV 또는 전자빔과 같은 방사선을 조사시키는 연쇄 반응을 거쳐 쉽게 경화하는 중합가능한 모노머를 포함하여 발전하여 왔다. 상기 자유-라디칼 경화 젯 잉크는 분사(jet) 신뢰도가 있고, 넓은 유연성을 갖도록 제조될 수 있다. 이들은 코팅된 종이 및 플라스틱으로부터 제조된 포장 재질과 같은 다양한 매질에서 만족스런 성능 특성을 제공하는 경향이 있다. 그러나 상기 자유-라디칼 경화 젯 잉크는 아크릴과 같은 까다로운 기판에 적용하는 경우 일반적으로 낮은 접착 특성을 가진다. 나아가, 상기 자유-라디칼 경화 젯 잉크는 종종 경화시 수축도가 높은 바람직하지 않은 특성을 나타낸다. 또한, 자유-라디칼 경화 잉크의 경화는 자유-라디칼 중간체와 반응하는 분자 산소의 존재 하에 억제되어 종종 자유-라디칼 경화된 성분을 포함하는 잉크를 사용하는 프린팅 공정 중에 존재하는 분자 산소가 없도록 실질적으로 불활성인 분위기가 필요하다.

양이온성 경화(cationically curable) 젯 잉크는 양이온성 중간체를 포함하 는 연쇄 반응을 거쳐 경화한다. 자유-라디칼 경화 잉크와 비교하여, 기판에 요구되는 향상된 접착성을 나타내는 양이온성 경화 젯 잉크는 플렉소(flexo) 또는 그라비아(gravure)와 같은 통상의 프린팅 장치에 대해 발전하여 왔다. 그러나 충분한 경화 경도를 얻기 위해 요구되는 보다 긴 경화 시간 및/또는 큰 도즈량 또는 방사선과 함께 양이온성 경화 잉크용으로 적합하게 상업적으로 이용 가능한 원료 물질의 제한된 범위로부터 발생하는 상기 잉크의 조성의 유연성의 부족으로 잉크 젯 프린팅 장치 내 그 사용이 제한되어 왔다.

방사선 경화(radiation curable) 잉크를 사용하는 프린팅 공정은 잉크를 경화하기 위해 적절한 파장의 에너지를 방출하는 방사선 광원이 요구된다. 200 nm 내지 400 nm의 파장의 방사선을 방출하는 UV 램프가 상기 목적에 의해 널리 사용되고 있다. 그러나, 수은 방전 램프와 같은 통상의 UV 램프의 사용은 많은 단점이 있다. 상기 통상의 UV 램프는 종종 바람직한 파장 범위에서 방출되는 적은 방사선량으로 매우 효과적이지 못한다. 또한 상기 통상의 UV 램프는 온도에 민감하고, 즉, 따뜻한 경우에만 요구되는 파장에서 빛을 방출한다. 따라서, 램프의 사용 전에 따뜻하게 데우는 것이 요구되어 상기 램프의 반응시간이나 늦춰지거나 작동 모드에서 따뜻함을 유지하는 것이 필요하여 에너지를 소비하게 된다. 종종 상기 광원의 강도는 통상의 UV 램프로부터 변화하여 경화된 잉크의 특성의 변화를 야기한다. 나아가, 그리고 아마 대부분 중요하게도, 통상의 UV 램프는 일반적으로 크고 무거워 잉크 젯 프린팅 헤드의 실장에 어려움이 있고, 특히 프린팅 헤드는 무빙 캐리지(Moving Carriage) 및 싱글 패스 프린트 헤드에 실장된다. 싱글 패스 프린팅 헤드를 포함하는 프린팅 공정은 프린트 헤드에 일반적으로 실장되거나 근접해 있는 광원으로부터 상대적으로 낮은 싱글 도즈량의 방사선(일예로 50O mJ/cm² 미만)으로부터 빠르게 경화하는 잉크 조성물의 사용을 요구한다. 상기 "싱글 패스(single pass)" 프린팅 시스템은 프린트 헤드 하단의 기판의 싱글 패스 상에 이미지가 프린팅되는 것을 의미한다. 일반적으로 싱글 패스 프린트 헤드는 기판의 폭을 포함하도록 충분히 넓어야 한다.

이에 통상의 UV 램프보다 다른 광원으로부터의 방사선의 사용, 높은 경화 수준, 및 다양한 기판에 대해 우수한 접착성을 포함하는 허용 가능한 특성을 가진 경화된 잉크 필름을 제공하는 잉크 젯 프린팅 공정의 요구가 있다. 특히 상대적으로 낮은 경화 도즈량으로 충분한 경화를 나타내는 잉크에 대한 싱글 패스 잉크 젯 프린팅에 대한 요구가 있다.

본 발명은 잉크를 기판에 프린팅하는 단계 및 LED 방사선을 이용하여 상기 잉크를 경화하는 단계를 포함하고, 상기 잉크가 양이온성 경화 성분, 요오드염 광개시제, 감광제를 포함하고, 상기 양이온성 경화 성분은 적어도 하나의 옥시란, 사이클릭 카보네이트 또는 사이클릭 에스터 모노머를 포함하는 잉크 젯 프린팅 공정을 제공한다.

요오드염 광개시제와 감광제 조합의 사용은 양이온성 경화 모노머, 올리고머 또는 프리폴리머를 포함하는 잉크를 LED 방사선을 이용하여 경화하는 경우에 있어 우수한 경화도가 얻어질 수 있음을 알아내었다.

LED 장치는 일반적으로 통상의 UV 램프와 비교하여 상대적으로 저가의 장치이다. 또한, LED UV 광원은 상대적으로 저온에서 작동이 가능하고, 전가열(pre-heating)이 요구되지 않는 빠른 반응 시간을 가지고, 상대적으로 작고 가벼우며, 무빙 캐리지에 실장되는 디지털 장치 및 프린트 헤드에 상대적으로 쉽게 통합한다. 상기 LED 광원은 LED 장치의 어레이를 포함한다. 상기 LED 장치의 어레이는 일예로, 싱글 패스 프린트 헤드의 폭으로 실장된다.

바람직하기로, 불활성(inerting) 환경은 상기 LED 방사선 소스의 영역 내에 공급되지 않는다. 본 발명에 따른 양이온성 경화 잉크 젯 잉크는 경화 동안 산소 억제를 방지하기 위해 공급되는 질소 분위기와 같은 불활성 산소-프리 환경이 요구를 방지하기 위해 산소 존재 하에 경화된다.

바람직하기로, 상기 잉크는 가열된 프린트 헤드로 적용된다.

바람직하기로, 상기 공정은 싱글 패스 잉크 젯 프린팅 공정이다.

이전에는, LED가 일반적으로 근자외선 범위 내 근자외선 스펙트럼의 말단의 장파장, 일예로 300 nm보다 긴 파장, 바람직하기로 390 nm 근처에서 빛을 방출하기 때문에, 양이온성 경화 잉크는 LED의 방사선을 이용한 경화에는 적합하지 않은 것으로 여겼다. 양이온성 잉크 조성에 포함되는 광개시제는 일반적으로 제한된 파장 범위에서만 UV 방사선을 흡수하고, 바람직하기로 이용 가능한 LED 장치의 방출 스팩트럼에는 이상적으로 적합하지 않다. 또한 전술한 바와 같이, 통상의 UV 광원에서 조차 상기 양이온성 경화 잉크의 경화는 이전에 상대적으로 높은 방사선 도즈량 및/또는 장시간의 경화 시간이 요구되어 왔다. 이에 상기 양이온성 경화 잉크는 LED 장치에 의해 방출되는 방사선에 의한 경화가 적합한 대상이 될 수 없었으며, 이는 양이온성 경화 잉크를 경화하기 위해 LED의 사용이 이전에는 비실용적이었다.

본 발명에 따른 양이온성 경화 잉크는 LED UV 램프로 조사하는 경우 경화도가 만족스러운 수준을 나타낼 수 있음을 확인하였다. 요오드염 광개시제는 감광제의 부재 하에 방사선을 충분히 흡수하여 300 nm(약 250 nm의 요오드염의 일반적인 최대 흡수) 이상에서 LED UV 방사선 광원에 의해 활성화되어 양이온성 연쇄 반응을 개시하고, 다른 트리아릴 설포니움염과 같은 광개시제는 효과적으로 감광이 더욱 어렵고, 상대적으로 LED 방사선 광원에 의해 발생하는 일반적인 장파장의 방사선을 상대적으로 흡수할 수 없는 반면에, 상기 요오드염 광개시제는 LED 장치에 의해 방출되는 파장 범위에서 UV 방사선을 흡수하는 감광제에 의해 효과적으로 감광될 수 있음을 확인하였다. 이용 가능한 요오드염 광개시제의 범위는 바람직하기로 디토릴 요오드 헥사플루오로 포스페이트(Omnicat 440의 상품명으로 시판되는)가 본 발명의 공정 및 잉크에 사용될 수 있다.

바람직하기로, 상기 감광제는 300 nm 내지 420 nm의 파장 범위에서 방사선의 흡수가 가능하다. LED UV 방사선 광원은 통상적으로 상업적으로 이용 가능한 LED 장치에서 390 nm의 일반 피크를 방출하는 범위 내의 파장에서 방사선을 방출한다. 바람직하기로, 상기 감광제는 360 nm 내지 405 nm, 바람직하기로 380 nm 내지 400 nm의 파장에서 방사선을 흡수한다. 바람직하기로, 상기 감광제는 나프탈렌, 안트라센, 및 피라센과 같은 치환 및 비치환된 다핵 방향족 화합물과, 치환 및 비치환된 티오잔톤 및 잔톤으로 이루어진 군에서 선택된다. 이러한 감광제는 요오드염을 감광시키는데 특히 효과적이고, LED UV 광원, 일예로 300 nm 내지 420 nm의 파장 범위에서 방출되는 파장의 방사선을 흡수하는 것으로 알려져 있다. 또한 이러한 파장 범위의 방사선을 흡수하는 다른 감광제로 콘쥬게이트 방향족 화합물, 일예로 하이드록실 알킬 페논 광개시제가 본 발명에 따른 잉크용 감광제로 사용될 수 있다. 바람직하기로, 상기 감광제는 안트라센, 바람직하기로 알콕시 안트라센, 보다 바람직하기로 상기 감광제는 디부톡시 안트라센(DBA)이다. 상기 DBA는 본 발명의 잉크 조성물에 사용하기 위해 특히 효과적인 감광제임을 발견하였다.

또한 티오잔톤 감광제는 본 발명의 잉크 조성물에 사용하기 위한 효과적인 감광제임을 발견하였다. 더욱이 상기 티오잔톤은 일부 잉크 조성물에 특히 적합한 잉크에 사용하기 위해 적합한 용해도를 나타낸다. 나아가 일반적으로 상기 티오잔톤은 상대적으로 우수한 독성 프로파일(profile)을 가지고 있다.

바람직하기로, 상기 감광제를 하기 화학식 I의 티오잔톤이다:

상기에서, 각각의 R은 독립적으로, 수소, C_1-12 알킬, C_1-12 알콕시 또는 할로겐 중에서 선택된다. 바람직하기로, 상기 감광제는 1-클로로-4-프로폭시티오잔톤(CPTX) 또는 이소프로필 티오잔톤(ITX)이다.

ITX는 상대적으로 저가의 감광제이다. 본 발명의 잉크 조성물에 포함되는 바람직한 다른 티오잔톤 개시제는 이소프로필 티오잔톤, 2,4-디에틸 티오잔톤, 2-t-부틸 티오잔톤, 2-클로로티오잔톤 및 2-프로폭시 티오잔톤을 포함한다.

바람직하기로, 상기 잉크는 전체 잉크 조성물 내 1 내지 10 중량%의 광개시제를 포함한다. 이러한 광개시제의 함량은 2 내지 6 중량%의 범위 수준에서 경화도가 바람직하게 나타내는 잉크 조성물을 제공함을 발견하였다. 바람직하기로, 상기 광개시제와 감광제의 중량비는 20:1 내지 0.1:1, 바람직하기로 10:1 내지 1:1, 더욱 바람직하기로 4:1 내지 2:1이다. 이러한 감광제의 수준은 잉크 조성물이 LED 방사선 광원으로부터 UV 방사선을 이용하여 조사되는 경우 우수한 경화도를 가질 수 있음을 확인하였다.

바람직한 모노머(상기 "모노머"의 용어는 또한 중합가능한 올리고머 및 프리폴리머를 포함한다)는 사이클로알리파틱 에폭사이드를 포함하는 옥시란 화합물, 특히 바람직하기로 3,4-에폭시 사이클로헥실 메틸-3,4-에폭시 사이클로헥실 카르복실레이트이다. 옥시란(또한 에폭사이드로 알려진) 모노머는 양이온성 개환 중합을 수행하고, 특히 사이클로알리파틱 옥시란 화합물을 포함하는 프린팅 잉크에 널리 사용되고 있다.

바람직하기로, 상기 잉크는 20 내지 80 중량%, 바람직하기로 20 내지 50 중량%의 옥시란 모노머를 포함한다. 일부 본 발명에 따른 잉크 조성물은 적어도 20 중량%의 옥시란 화합물을 포함하는 경우 특히 우수한 경화 특성을 보임을 발견하였다. 상기 사이클로알리파틱 옥시란(Dow사의 Cyracure UVR6105, UVR6107, UVR6110 및 UVR6128으로 시판되고 있는) 화합물은 선형 옥시란 화합물과 비교하여 상대적으로 빠른 경화 경향을 가지기 때문에 특히 바람직하다. 다른 바람직한 옥시란 화합물은 폴리올의 글리시딜 에테르와 같은 에폭시-관능기 올리고머/모노머를 포함한다. 또한 불포화 물질의 에폭시화에 의해 유도된 옥시란 화합물이 바람직하며, 일예로 에폭시화된 대두유, 에폭시화된 폴리부타디엔 또는 에폭시화된 알켄을 포함한다. 베르노니아 갈라멘시스(Vernonia galamensis)로부터 수집된 작물 오일(crop oil)을 포함하는 천연 발생 옥시란 화합물이 또한 적합하다.

사이클로알리파틱 옥시란을 포함하는 대부분의 적합한 옥시란 화합물의 고점도는 중합성 화합물로서 옥시란을 포함하는 젯 잉크 조성물이 일반적으로 다른 화합물을 "절단(cut)" 하여 상기 조성물의 점도를 감소시키기 위한 희석제 역할을 함을 의미한다.

바람직하기로, 상기 잉크는 사이클릭 에스터 화합물을 포함한다. 본 발명에 따른 경화 가능한 잉크 젯 잉크가 락톤과 같은 사이클릭 에스터 화합물을 포함하여 우수한 경화 특성과 함께 잉크 젯 프린팅에 적합한 점도를 가진 잉크를 제공할 수 있음을 발견하였다. 이러한 발견은 사이클릭 에스터 화합물이 잉크의 경화에 불리한 효과를 가지는 양이온성 경화 잉크 내 미반응 종으로 널리 알려져 있고, 특히 높은 함량으로 사용하는 경우 경화 속도를 저감하고 점착성 필름을 형성하여 놀랍다.

상기 사이클릭 에스터 화합물은 상대적으로 저가로 상업적으로 이용가능하고, 실질적으로 무취이며, 위생 및 안전성 프로파일을 가지고 있다.

바람직하기로, 상기 사이클릭 에스터 화합물은 4-, 5-, 6- 또는 7-락톤 고리를 포함한다. 5 내지 7(고리 내 4 내지 6 탄소 원자)의 스트레인드 고리를 포함하는 에스터 화합물이 바람직함을 확인하였다. 바람직한 사이클릭 에스터 화합물은 부티로락톤, 발레로락톤 또는 카프로락톤으로 이루어진 군에서 선택되고, 보다 바람직하기로 상기 사이클릭 에스터 화합물은 γ-부티로락톤 또는 ε-카프로락톤이다. 이러한 락톤은 낮은 점성을 가지고, 우수한 경화 프로파일을 가진 잉크의 제조에 사용이 가능하다. 나아가, 이들은 상대적으로 저렴하고 쉽게 이용 가능하다.

바람직하기로, 상기 잉크는 적어도 3 중량%, 바람직하기로 적어도 5 중량%, 보다 바람직하기로 적어도 10 중량%, 특히 적어도 12 중량%의 사이클릭 에스터 화합물을 포함한다. 이는 잉크 젯 잉크 조성물 내 3 중량% 및 그 이상의 사이클릭 에스터 화합물의 수준이 이전에 제시한 바와 같이 잉크의 경화에 불리하지 않고, 적어도 12 중량%의 함량, 일예로 잉크 내 적어도 15 중량%로 존재하는 경우 상기 잉크 조성물의 점도가 상당히 낮아짐을 발견하였다. 바람직하기로, 상기 잉크는 50 중량% 미만, 바람직하기로 40 중량% 미만, 보다 바람직하기로 35 중량% 미만의 사이클릭 에스터 화합물을 포함한다. 상기 잉크 내 10 내지 30 중량%, 특히 15 내지 25 중량%의 사이클릭 에스터 화합물의 수준이 선호된다.

바람직하기로, 상기 잉크는 사이클릭 카보네이트 화합물을 포함한다. 본 발명에 따른 양이온성 경화 잉크 젯 내에 사이클릭 카보네이트 화합물의 포함은 우수한 경화 특성과 함께 잉크 젯 프린팅에 적합한 점도를 가지는 잉크를 제공함을 발견하였다. 이러한 발견은 상기 사이클릭 카보네이트 화합물이 대부분의 조성 및 최종 사용자에 의해 미반응성 조성으로 경화에 긍정적인 효과를 가지지 않고, 특히 높은 수준으로 포함할 수 없다고 간주되고 있기 때문에 놀랍다.

바람직하기로, 상기 사이클릭 카보네이트 화합물은 바람직하기로 5-고리 사이클릭 카보네이트를 포함하는 4-, 5-, 6- 또는 7-고리 화합물을 포함한다. 바람직하기로 상기 사이클릭 카보네이트 화합물은 프로필렌 카보네이트, 글리세린 카보네이트, 비닐 에틸렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트 및 부틸렌 카보네이트를 포함한다. 상기 프로필렌 카보네이트가 특히 바람직하다.

바람직하기로, 상기 잉크는 적어도 3 중량%, 바람직하기로 적어도 5 중량%, 보다 바람직하기로 적어도 8 중량%, 특히 적어도 10 중량%의 사이클릭 카보네이트 화합물을 포함한다. 이는 잉크 젯 잉크 조성물 내 3 중량% 및 그 이상의 사이클릭 카보네이트 화합물의 수준이 이전에 제시한 바와 같이 잉크의 경화에는 불리하지 않고, 적어도 8 중량%의 함량, 일예로 잉크 내 적어도 10 중량%로 존재하는 경우 상기 잉크 조성물의 점도가 상당히 낮아짐을 발견하였다. 바람직하기로, 상기 잉크는 50 중량% 미만, 바람직하기로 40 중량% 미만, 보다 바람직하기로 35 중량% 미만, 특히 25 중량% 미만의 사이클릭 카보네이트 화합물을 포함한다. 상기 잉크 내 5 내지 25 중량%, 특히 8 내지15 중량%의 사이클릭 카보네이트 화합물의 수준이 선호된다.

특히 프로필렌 카보네이트의 포함은 UV 방사선의 낮은 도즈량에도 잉크의 경화에 유용함을 확인하였다. 바람직하기로, 상기 잉크는 프로필렌 카보네이트를 전체 잉크 조성물 내 3 내지 30 중량%, 보다 바람직하기로 5 내지 20 중량%의 수준으로 포함한다.

바람직하기로, 상기 잉크는 사이클릭 에스터 및/또는 사이클릭 카보네이트 화합물의 조합과 함께 옥시란 화합물을 포함한다.

본 발명의 잉크 조성물의 적어도 하나의 옥시란, 사이클릭 카보네이트 또는 사이클릭 에스터 화합물에 더하여 옥세탄 모노머를 포함한다. 택일적으로 또는 상기 옥세탄 모노머에 더하여, 상기 잉크 조성물은 비닐 에테르를 포함한다. 상기 옥세탄 및 비닐 에테르 모노머는 양이온성 경화된 잉크 조성물의 저점도(일예로, 25℃에서 50 cPs 미만)를 달성하는데 도움을 주는 것으로 알려져 있다.

단일 관능기 옥세탄은 이들은 높은 수준으로 사용하는 경우 일반적으로 경화도를 낮추기 때문에 낮은 수준으로 사용하는 것이 적합하다는 단점이 있다. 또한 이중 관능기 옥세탄은 잉크 젯 프린팅에 사용시 필름 수축, 낮은 접착성 및 브리틀한 필름을 발생시켜 잉크의 점도를 충분히 낮추도록 요구되는 수준에서 사용되어 왔다. 또한 상기 잉크 조성물 내 옥세탄 및 다른 비닐 에스터 화합물 사용의 접근방식은 이들 재료가 플라스틱을 공격 또는 에칭하지 않기 때문에 팽윤 가능한 플라스틱 기판 상에 낮은 접착성을 가져옴을 보여준다.

바람직하기로, 옥시란 모노머를 포함하는 본 발명의 조성물은 적어도 하나의 사이클릭 카보네이트 및/또는 사이클릭 에스터를 절단하고, 이에 따라 요구되는 옥세탄 및/또는 비닐 에테르의 함량을 저감시켜 잉크 젯 프린팅에 적합한 점도를 가질 수 있다. 상기 사이클릭 카보네이트 또는 사이클릭 에스터 화합물에 의한 옥세탄 또는 비닐 에테르의 점도 저감제의 치환이 상대적으로 낮은 UV 도즈량에서 경화 수준 및 속도를 향상시킬 수 있음을 발견하였다.

바람직하기로, 상기 경화 도즈량은 500 mJ/cm² 미만, 바람직하기로 200 mJ/cm²미만이다. 본 발명의 잉크 조성물은 종종 일반 양이온성 경화 잉크와 비교하여, 또는 자유-라디칼 경화 잉크에 대해 낮은 UV 도즈량에서 경화됨을 확인하였고, 이에 따라 비용면에서 절약이 가능한 LED의 수 및/또는 강도를 결과적으로 저감시킨다.

또한 본 발명은 요오드염 광개시제 및 감광제를 포함하며, 300 nm 내지 420 nm의 파장 범위에서 방사선을 흡수하는 광개시 시스템 및

옥시란, 사이클릭 에스터 또는 사이클릭 카보네이트인 방사선 중합 가능한 모노머를 적어도 하나 포함하는 양이온성 경화 성분을 포함하는 양이온 잉크 젯 잉크를 제공한다.

상기 잉크의 점도는 잉크 젯 공정에 적합하며, 일예로 상기 점도는 25℃에서 50 mPaㆍs 미만, 바람직하기로 25℃에서 35 mPaㆍs 미만이다.

본 발명에 따른 잉크 조성물의 기본 조성에 더하여 사용될 수 있는 첨가제는 안정화제, 가소제, 안료, 왁스, 슬립조제, 레벨링 조제, 접착 촉진제, 계면활성제 및 충전제를 포함한다. 본 발명에 따른 조성물은 일반적으로, 상기 언급된 바의 첨가 조성으로서"The Printing Ink Manual", 5th Edition, edited by R. H. Leach et al., published in 1993 by Blueprint.에 언급한 바와 같이 하나 또는 그 이상의 안료, 염료, 왁스, 안정화제 및 흐름 조제를 포함한다.

본 발명은 하기 표 1에 나타낸 특정 구현예를 인용한 실시예에 의해 설명된다.

하기 표 1은 본 발명에 따른 4개의 잉크 조성물(번호 2 내지5)과 감광제가 존재하지 않는 비교예(번호 1)을 보여준다.

잉크 조성물

번호	1	2	3	4	5
처방	P.I.	P.I.+ITX	P.I.+CPTX	P.I.+DBA	2X(P.I.+CPTX)
Epoxy UVR-6105	37.25	36.25	36.25	36.25	34.25
디-옥세탄	33.5	33.5	33.5	33.5	33.5
프로필렌 카보네이트	11.25	11.25	11.25	11.25	9.25
Omnicat 440	3	3	3	3	6
ITX		1
CPTX			1		2
디부톡시 안트라센(DBA)				1
마젠타 안료 Violet 19 분산액	15	15	15	15	15
총량	100	100	100	100	100
25℃에서의 점도	24.6 cP	24.6 cP	24.6 cP	24.0 cP	32.2 cP
도즈량, mJ/cm²	경화하지 않음	195	180	385	50
스크래치 테스트-손톱		딱딱함, 비현저함(non-remarkable)	딱딱함, 비현저함	딱딱함, 비현저함	딱딱함, 비현저함
MEK Rubs-5분		>100	>100	>100	>100
MEK Rubs-60분		>100 (이하 제거, less removal)	>100 (이하 제거)	>100 (이하 제거)	>100 (이하 제거)

상기 표 1의 잉크는 딱딱한 비닐 PVC 기판 상에 12 ㎛의 두께로 도포하고 395 nm의 빛을 방출하는 Phoson RX-10 LED 방사선을 조사하여 경화하였다. 상기 방사선 도즈량은 IL390c light bug를 이용하여 측정하였다. 모든 조성은 조성물 총량에 대해 중량%로 나타낸다. P.I.는 광개시제이다.

번호 1은 바람직한 감광제 없이 LED 방사선 광원을 이용하여 수행시 잉크 내 경화가 일어나지 않음을 보여준다. 번호 2 내지 4에서 보이는 바와 같이, Omnicat 440 광개시제(디토릴 이오디움 헥사플루오로포스페이트의 상품명)와 함께 ITX, CPTX 및 DBA 감광제를 포함하는 잉크 조성물은 손톱 스크래치 테스트 및 MEK 러빙 테스트에서 400 mJ/cm² 미만의 상대적으로 낮은 UV 방사선 도즈량에서 모두 우수한 경화를 보인다. 번호 5와 3의 비교에서 알 수 있는 바와 같이, 광개시제 및 감광제의 함량이 2배인 경우(광개시제: 감광제는3:1의 중량비 유지의 경우), 상기 잉크를 경화하는데 요구되는 방사선을 크게 감소시킨다. 그러나 이는 잉크의 점도 증가를 가져온다. 이에 이러한 실시예는 본 발명에 따른 잉크는 낮은 방사선 도즈량에서 우수한 경화 특성과 전술한 바에서 제시하는 우수한 경화 특성을 갖는 바람직한 범위의 조성을 포함하는 잉크 조성물을 이용한 잉크 젯 프린팅을 위한 바람직한 점도 간에 균형을 달성할 수 있음을 보여준다.

Claims

잉크를 기판에 프린팅하고;

LED 방사선을 이용하여 상기 잉크를 경화하는 것을 포함하는 잉크 젯 프린팅 방법으로서,

상기 잉크가 사이클릭 카보네이트 모노머 또는 사이클릭 에스터 모노머 또는 이들의 조합을 포함하는 양이온성 경화 성분; 요오도늄염 광개시제; 및 감광제를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 감광제는 300 nm 내지 420 nm 파장 범위의 방사선 흡수가 가능한 것인 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 감광제는 치환 및 비치환된 나프탈렌, 안트라센, 피라센, 티오잔톤 및 잔톤으로 이루어진 군에서 선택되는 방법.
제3항에 있어서,

상기 감광제는 디부톡시 안트라센인 방법.
제3항에 있어서,

상기 감광제는 하기 화학식 I의 티오잔톤인 방법:

상기에서, 각각의 R은 독립적으로, 수소, C_1-12 알킬, C_1-12 알콕시 및 할로겐 중에서 선택된다.
제5항에 있어서,

상기 감광제는 1-클로로-4-프로폭시티오잔톤 또는 이소프로필 티오잔톤인 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 잉크는 전체 잉크 조성물 내에 1 내지 10 중량% 수준의 광개시제를 포함하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 광개시제와 감광제의 중량비는 20:1 내지 0.1:1인 방법.
제8항에 있어서,

상기 광개시제와 감광제의 중량비는 4:1 내지 2:1인 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

불활성(inerting) 환경은 LED 방사선 광원의 영역 내에 제공되지 않는 방법.
요오도늄염 광개시제 및 감광제를 포함하며, 300 nm 내지 420 nm의 파장 범위에서 방사선 흡수가 가능한 광개시 시스템; 및

사이클릭 에스터 모노머 또는 사이클릭 카보네이트 모노머 또는 이들의 조합을 포함하는 양이온성 경화 성분을 포함하는 양이온 잉크 젯 잉크.
제11항에 있어서,

잉크가 25℃에서 50 mPaㆍs 미만인 점도를 갖는 잉크.
제3항에 있어서,

상기 잉크가 500 mJ/cm² 미만의 조사 도즈량(irradiation dose)에서 LED 방사선을 이용하여 경화되는 방법.