KR101318902B1 - 잉크젯 프린팅 시스템 - Google Patents

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KR101318902B1 KR1020077027843A KR20077027843A KR101318902B1 KR 101318902 B1 KR101318902 B1 KR 101318902B1 KR 1020077027843 A KR1020077027843 A KR 1020077027843A KR 20077027843 A KR20077027843 A KR 20077027843A KR 101318902 B1 KR101318902 B1 KR 101318902B1
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리챠드 바커
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후지필름 디마틱스, 인크.
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Abstract

먹을 수 있는 기질 상에 프린트하기 위한 시스템은, 잉크젯 프린터 및 분사 유체를 포함한다. 이 유체는 먹을 수 있는 기질 상에 이용되기에 적절하고 원하는 점도 및 표면 장력을 갖는다.

Description

잉크젯 프린팅 시스템 {INK JET PRINTING SYSTEM}
* 관련 출원의 교차 참조
본 출원은 2005년 5월 9일 출원된 미국 가특허출원 제 60/679,401호로부터 우선권을 주장하고, 이 가특허출원의 내용은 그 전체가 여기서 참조로 인용된다.
본 발명은 분사 시스템에 관한 것이다.
잉크젯 프린터는 잉크 공급부로부터 노즐 경로로의 잉크 경로를 일반적으로 포함한다. 노즐 경로는 노즐 개구에서 끝나고, 이 노즐 개구로부터 잉크 드롭이 방출된다. 잉크 드롭 방출은 예를 들어 압전 편향기, 열적 버블젯 생성기 또는 정전기적으로 편향된 요소일 수 있는 액츄에이터로 잉크 경로의 잉크를 가압함에 의해 제어된다. 일반적인 프린트헤드는 대응하는 노즐 개구 및 관련 액츄에이터를 가진 잉크 경로의 배열을 갖고, 이에 의해 각각의 노즐 개구로부터의 드롭 방출이 독립적으로 제어될 수 있다. 드롭-온-디맨드(drop-on-demand) 프린트헤드에서, 프린트헤드 및 프린팅 기질이 서로에 대해 이동함에 따라, 각각의 액츄에이터는 이미지의 특정 픽셀 위치에 드롭을 선택적으로 방출하도록 가열된다(fired). 고성능 프린트헤드에서, 노즐 개구는 일반적으로 50마이크로미터 또는 그 미만, 예를 들어 약 35마이크로미터의 지름을 가지고, 100-300노즐/인치의 피치로 분리되어 있으며, 100 내지 3000dpi 또는 3000dpi 초과의 해상도를 가지고, 약 1 내지 70피코리터 또는 그 미만의 드롭 크기를 제공한다. 드롭 방출 주파수는 일반적으로 10kHz 또는 10kHz 초과이다.
압전 잉크젯 프린트 어셈블리는 미국 특허 제 5,265,315, 4,825,227, 4,937,598, 5,659,346 및 5,757,391호; 및 미국 특허 출원 제 2004/0004649호에서 설명되고, 이들의 각각의 전체 내용은 여기서 참조로 인용된다.
때때로 음식물 제품 상에 프린트하는 것이 요구된다. 압전 잉크젯 프린터를 위한 먹을 수 있는 잉크는 여기서 전체 내용이 참조로 인용된 WO 03/048260에서 설명된다.
본 발명은 먹을 수 있는 기질 상에 프린트하기 위한 분사 시스템에 관한 것이다.
일 태양에서, 본 발명은 먹을 수 있는 기질 상에 프린트하기 위한 시스템의 특징을 가진다. 이 시스템은 10kHz 또는 10kHz 초과의 주파수로 분사하기 위한 고주파수 압전 잉크젯 프린터 및 약 20dynes/cm 내지 약 40dynes/cm의 표면 장력을 바람직하게 가지며 계면활성제를 포함하는 먹을 수 있는 기질 상에 프린트하기 위한 유체를 포함한다. 먹을 수 있는 기질은 유체로 프린트된 이후에도 먹을 수 있는 채로 남아 있다.
다른 태양에서, 본 발명은 먹을 수 있는 기질 상에 프린트하는 방법의 특징을 가지는데, 이는 잉크젯 프린터를 제공하는 단계; 약 36dynes/cm 보다 큰 표면 장력을 갖는 예비 유체를 얻는 단계; 프린팅 이후에도 먹을 수 있는 채로 남아 있는 먹을 수 있는 기질에 가하기에 적절한 낮은 표면 장력의 유체를 얻기 위해, 10퍼센트 이상만큼 유체의 표면 장력을 줄이도록 충분한 양의 계면활성제를 첨가하는 단계; 및 먹을 수 있는 기질 상으로 이 유체를 분사하는 단계를 포함한다.
다른 태양에서, 본 발명은 먹을 수 있는 기질 상에 프린트하기 위한 시스템의 특징을 가진다. 이 시스템은, 먹을 수 있는 기질 상에 프린트하기 위한 유체 및 10kHz 또는 10kHz 초과의 주파수로 분사하도록 구성된 압전 잉크젯 프린터를 포함한다. 이 유체는, 폴리실록산을 포함하고 약 20dynes/cm 내지 약 40dynes/cm의 표면 장력을 갖는 계면활성제를 포함한다. 이 먹을 수 있는 기질은 유체로 프린트된 이후에도 먹을 수 있다.
다른 태양에서, 본 발명은 먹을 수 있는 기질 상에 프린트하는 방법의 특징을 가진다. 이 방법은 잉크젯 프린터를 제공하는 단계; 약 36dynes/cm보다 큰 표면 장력을 갖는 예비 유체를 얻는 단계; 및 프린팅 이후에도 먹을 수 있는 채로 남아 있는 먹을 수 있는 기질에 가하기에 적절한 낮은 표면 장력의 유체를 얻기 위해, 10퍼센트 이상만큼 표면 장력을 줄이도록 예비 유체에 폴리실록산을 포함한 충분한 양의 계면활성제를 첨가하는 단계; 및 이 먹을 수 있는 기질 상으로 낮은 표면 장력의 유체를 분사하는 단계를 포함한다.
실시예는 이하의 하나 이상을 포함할 수 있다. 표면 장력은 약 26dynes/cm 내지 약 36dynes/cm이고, 예를 들어 약 28dynes/cm 내지 약 32dynes/cm이다. 이 유체는 약 5 내지 25cps, 예를 들어 약 10 내지 14cps의 점도를 갖는다. 이 유체는 거의 수성(aqueous)이다. 계면활성제는 에테르 변형(ether-modified) 폴리디메틸실록산, 폴리디메틸실록산, 레시틴, 레시틴 파생물, 포스포리피드, 글리세롤 에스테르, 양쪽성 아미노산, 양쪽성 이미노산, 소르비톨, 소르비탄, 글리콜 에스테르, 글리세롤 에스테르, 에스테르 변형 폴리디메틸실록산, 또는 이의 혼합물이다. 유체에서 계면활성제의 농도는 약 2g/L 내지 약 40g/L이다. 잉크젯 프린트헤드는 적어도 부분적으로 금속, 탄소 또는 실리콘으로 형성된 펌핑 챔버를 포함한다. 프린트헤드는 노즐 개구를 포함한다. 노즐 개구는 금속, 탄소, 또는 실리콘에 형성된다. 프린트헤드는 약 50μm 또는 그 미만의 노즐 개구를 갖는다. 프린트헤드는 100dpi 또는 100dpi 초과의 해상도를 갖는다. 프린트헤드는 약 50℃ 또는 50℃ 초과의 분사 온도에서 작동한다. 이 시스템은 공기 제거 렁(deaeration lung)을 포함한다.
다른 태양에서, 본 발명은 에테르 변형 폴리디메틸실록산과 같은 계면활성제를 포함하는 먹을 수 있는 기질 상에 프린트하기 위한 시스템에서 이용되는 유체의 특징을 갖는다.
실시예 및/또는 태양은 이하의 장점 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 조성물은 먹을 수 있는 기질 상에 프린트하는데 이용될 수 있고, 이에 의해 이러한 기질의 브랜딩(branding) 또는 마킹(marking)을 가능하게 한다. 이러한 마킹은 소비자를 기쁘게 하고 및/또는 즐겁게 할 수 있다. 특히 먹을 수 있는 기질 상에 프린트하는 것은 아이들에게 있어 즐겁고 교육적일 수 있다. 조성물은 이러한 프린트헤드로부터 방출되는 드롭의 크기 및 속도 균일성을 향상시킴에 의해 프린트헤드의 프린팅 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한, 조성물은 펌핑 챔버에서 공극을 감소시킴에 의해 더 높은 주파수 드롭 방출을 가능하게 할 수 있고, 이는 방출된 드롭의 해상도를 향상시킬 수 있다.
달리 정의되지 않는다면, 여기서 이용된 모든 기술적 및 과학적 용어는 이 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 여기서 설명된 것과 유사한 또는 동등한 방법 및 물질이 본 발명의 시험 및 수행에서 이용될 수 있지만, 적절한 방법 및 물질은 이하에서 설명된다. 여기서 언급된 모든 공보, 특허 출원, 특허 및 다른 참고문헌은 그 전체가 여기서 참조로 인용된다. 분쟁의 경우에, 정의를 포함한 본 명세서가 제어할 것이다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 이하의 상세한 설명으로부터 명백하게 나타날 것이다.
도 1은 프린팅 모듈 및 잉크 공급부를 포함하는 프린팅 장치의 개략 사시도이다.
도 2는 프린트헤드의 정면 사시도이다.
도 3은 프린트헤드의 일부의 확대 사시도이다.
도 1-3을 참고하면, 음식물에 프린팅하기 위한 시스템(10)은, 압전 프린트 모듈(14), 잉크 공급부(18)에 있는 분사 유체(16), 및 프린트 모듈(14) 아래에서 먹을 수 있는 기질(12)을 움직이기 위한 기질 수송 설비(15)를 포함한다. 분사 유체(16)는 프린팅 모듈(14)과 함께 조직화되고, 이에 의해 먹을 수 있는 기질(12) 상으로 신뢰성 있는 프린팅을 촉진시킨다. 특히, 프린트 모듈은 고주파수 분사 모듈이고, 분사 유체는 선택된 표면 장력 및 점도를 가지며, 이는 먹을 수 있는 기질에 적절하게 이용된다.
도 2 및 3을 특히 참고하면, 잉크젯 프린트헤드(20)는 다수의 유동 경로를 포함하고, 이 유동 경로의 각각은 펌핑 챔버(22) 및 오리피스 플레이트(25)에 형성된 방출 오리피스(24)를 구비하고 있다. 이 공급부로부터의 분사 유체(16)는 압전 요소(26)에 의해 펌핑 챔버(22)에서 압력을 받고, 이에 의해 기질(12)을 향해 방출되는 드롭(drop)을 형성한다. 드롭 방출 주파수는 일반적으로 10kHz 또는 10kHz 초과이고, 예를 들어 20-30kHz이다. 유동 경로는, 예를 들어 스테인리스 강으로 만들어진 오리피스 플레이트와 같이 금속, 및 펌핑 챔버와 같이 탄소로 만들어진 구성요소에 형성된다. 특별한 잉크젯 프린트헤드는 스펙트라 노바-AAA 분사 프린팅 모듈이고, 이 모듈은 256개의 독립적으로 어드레스로 끄집어낼 수 있는(addressable) 분사구를 가지고, 이는 600dpi에 이르는 작동 능력을 가지며, 이는 스텍트라사, 하노버, NH로부터 구입 가능하다. 이 프린팅 모듈은 이하의 특징 을 가진다.
작동 파라미터 단위 수치
노즐 공간 인치 0.011(279)
천연 해상도 dpi 90
노즐 지름 마이크로미터 54
조정된 드롭 크기 피코리터 80
드롭 크기의 조정 범위 피코리터 60-100
드롭 크기 변화, 1σ 퍼센트 5
분사구 직선도(jet straightness), 1σ 도(degree) 0.5
평균 드롭 속도 미터/초 9
속도 변화, 1σ 퍼센트 5
누화(crosstalk), 최대 퍼센트 5
작동 온도 ℃(℉) 125(257)
최대 주파수 KHz 38
점도 범위(분사 온도에서) 센티포이즈(centipoise)(cP) 8-20
산정 최소 수명 빌리온 드롭/분사 25
전기 인터페이스 형태 RS-422
잉크 필터 마이크로미터 절대값(micron absolute) 8
메니스커스 진공(meniscus vacuum) 인치 워터 게이지(inwg) 2.0-4.0
렁 진공(lung vacuum) 인치 Hg 게이지 22
노즐 라인 길이 인치(mm) 2.82(71.6)
길이 X 폭 X 높이 인치(mm) 4 X 1 X 4 (102 X 25 X 102)
이 시스템은 공기 제거 렁(deaeration lung)을 포함할 수 있다. 공기 제거 렁은 미국 특허 제 5,489,925호에서 설명되고, 그 전체 내용은 여기서 참조로 인용된다.
분사 유체는, 예상 가능한 부피, 궤도, 형상 및 드롭 속도를 갖는 규칙적인 유체 드롭의 형태로 분사되고 일정 범위의 프린팅 조건에 걸쳐 이러한 분사를 지속하도록 분사된다. 분사 유체는 먹을 수 있는 기질에 이용되기에 적절하고, 분사 품질을 향상시키는 점도 및 표면 장력을 갖는다. 표면 장력에 의해 분사 유체는 펌핑 챔버 및 노즐 플레이트와 같은 모듈의 유체 접촉면을 효과적으로 적신다. 적절한 분사는 드롭 형성을 촉진하고, 챔버로의 에어의 흡입을 감소시키며, 공기 제 거 렁의 효율을 증가시킨다. 분사 조건 하에서, 점도는 모듈에 의해 야기된 변하는 압력 조건 하에서 젖은 표면에 걸쳐 유체의 유동성이 효과적으로 퍼져나가도록 한다.
특별한 실시예에서, 분사 유체는 먹을 수 있는 기질에 이용될 수 있는 계면 활성제로 변경된 상업적으로 구입 가능하고, 거의 수성의 음식물-등급 유체이다. 특히, 변경된 유체는 약 20dynes/cm 내지 약 40dynes/cm의 표면 장력을 갖는다. 특별한 실시예에서, 유체는 약 26dynes/cm 내지 약 36dynes/cm, 예를 들어 약 28dynes/cm 내지 약 32dynes/cm의 표면 장력을 갖는다. 표면 장력은 두 노우이 방법(Du Nouy method)을 이용하여 측정된다. 두 노우이 방법은 KSV 인스트루먼트사로부터 구입 가능한 시그마 KSV 703 장력계(tensionmeter)를 이용하여 수행될 수 있다. 유체의 점도는 예를 들어 상온에서 약 5 센티포이즈 내지 약 25 센티포이즈이고, 예를 들어 약 10 센티포이즈 내지 약 14 센티포이즈이다. 점도는 회전 실린더-형태 점도계를 이용하여 ASTM D2196에 의해 측정된다. 적절한 기구는 Brookfield, Middleboro, MA로부터 구입 가능한 모델 106 프로그래머블(programmable) 온도 제어기에 의해 제어되는 열경화성(Thermoset) 시스템 3 샘플 홀더를 구비한 모델 DV-Ⅲ 프로그래머블 전류계(rheometer)이다. #18 주축(spindle)을 구비한 채 60rpm에서, 시스템은 약 49.9cps에 이르는 점도를 측정할 수 있다. 높은 점도는 평행한 플레이트 점도계로 측정될 수 있다. 표면 장력 및 점도 측정은 모두 예를 들어 50-55℃의 분사 온도에서 측정된다.
계면활성제는 이온성 계면활성제, 예를 들어 음이온성, 양이온성 또는 양쪽 성, 및 비이온성 계면활성제를 포함한다. 예시적 계면활성제는 폴리실록산, 예를 들어 에테르 변형(ether-modified) 또는 폴리에테르 변형 폴리디메틸실록산, 히드록시-작용기 폴리디메틸실록산, 에스테르 변형 또는 폴리에스테르 변형 폴리디메틸실록산, 폴리디메틸실록산, 옥타메틸시클로테트라실록산, 페닐 실록산, 디메시콘(dimethicones), 실세스퀴옥산(silsesquioxanes), 예를 들어 전체적으로 또는 부분적으로 응축된 실세스퀴옥산, 실리콘 왁스(silicone waxes), 알킬메틸실록산, 디메시콘 코폴리올(dimethicone copolyols), 레시틴(lecithin), 레시틴 파생물, 포스포리피드, 글레세롤 에스테르, 양쪽성 아미노산, 양쪽성 이미노산, 소르비톨(sorbitol), 소르비탄(sorbitan), 글리콜 에스테르, 또는 이러한 계면활성제의 혼합물을 포함한다.
실세스퀴옥산은 완전히 응축된 실세스퀴옥산, 부분적으로 응축된 실세스퀴옥산 및 폴리머릭 실세스퀴옥산을 포함한다. 예를 들면, 완전히 응축된 실세스퀴옥산은 1,3,5,7,9,11,13,15-옥타키스-(디메틸시릴옥시)-펜타시클로[9.5.1.13,9.15,15.17,13]옥타실록산 및 1-(2-트랜스-시클로헥산디올)에틸-3,5,7,9,11,13,15-이소부틸펜타시클로-[9.5.1.13,9.15,15.17,13]옥타실록산을 포함한다. 부분적으로 응축된 실세스퀴옥산은 1,3,5,7,9,11,14-헵타시클로펜틸-트리시클로-[7.3.3.15,11]헵타실록산-엔도-3,7,14-트리올 및 1,3,5,7,9,11-옥타시클로펜틸-테트라시클로[7.3.3.15,11]옥타실록산-엔도-3,7-디올을 포함한다. 폴리머릭 실세스퀴 옥산의 예는 폴리[(프로필메타아크릴-헵타이소부틸-PSS)-코-(n-부틸메타아크릴레이트)]이다. 다른 계면활성제는 폴리옥시에틸레네이트 알킬페놀(대부분 p-옥틸-, p-노닐-, p-도데실-, 디노닐페놀), 폴리옥시에틸레네이트 직선 체인 알콜, 폴리옥시에틸레네이트 폴리옥시프로필렌 글리콜, 폴리옥시엘레네이트 메르캅탄(mercaptan), 긴 체인 카르복시산 에스테르(천연 지방산의 글리세릴 및 폴리글리세릴 에스테르, 프로필렌 글리콜, 소르비톨, 및 폴리옥시에틸레네이트 소르비톨 에스테르, 폴리옥시에틸렌 글리콜 에스테르), 알카놀아민(디에탄올아민-, 이소프로판올아민-, 지방산 응축물), 및 알콜, 구연산, 호박산(succinic acid), 디아세틸 타르타르산 에스테르, 모노 및 디글리세라이드, 젖산 에스테르, 아세트산 에스테르, 구연산 에스테르, 호박산 에스테르, 소르비탄 에스테르, 수크로즈 에스테르, 폴리에틸렌 산화물, 폴리프로필렌 산화물, 에틸렌 산화물 및 프로필렌 산화물의 코폴리머 응축물, 소듐 라우릴 설페이트(sodium lauryl sulfate), 폴리소르베이트 60 및 80, 메틸 글루코사이드-코코넛 오일 에스테르 또는 이러한 계면활성제의 혼합물을 포함한다.
폴리실록산은 미국의 Struktol Company 및 Dow Corning®의 상표명 UTRASILTM을 가진 노베온(Noveon)으로부터 이용 가능하다. 특히, 에스테르 변형 폴리디메틸실록산은 BYK Chemie, 예를 들어 BYK333으로부터 이용 가능하다. 실세스퀴옥산은 Aldrich Chemical 또는 Reade Adavanced Materials로부터 구입 가능하다. 실세스퀴옥산의 제조 및 이의 반응 화학은, 그 전체가 여기서 참조로 인용되어 있는 "실세스퀴옥산, 폴리머 및 세라믹 사이의 갭을 메우기(Bridging)", Chemfiles, Vol. 1, No.6, 2001(Aldrich Chemical)에서 일반적으로 언급된다. 유용한 계면활성제는 21CFR 하에서 직접 음식물 첨가제만큼 안전한 것으로 일반적으로 알려져 있고, 계면활성제는 EAFUS-리스트 되어 있으며, 즉 "미국에서 음식물에 첨가되는 모든 것"의 음식물 및 약품 관리(Food and Drug Administration)의 리스트 상에 포함된다. 다른 유용한 계면활성제는 리스트되어 있을 수 있는 것들이다.
분사 유체는 예를 들어 염기 잉크(base ink)와 같은 예비 유체(pre-fluid)에 상기의 계면활성제의 충분한 양을 첨가함에 의해 제조될 수 있다. 적절한 염기 유체는 캘리포니아, Excondido의 Sensient/Formulabs으로부터의 "FG" 패밀리 잉크이다. 이 잉크는, 양을 감소시키기 위해, 프로필렌 글리콜, 글리세린, 정화된 물, 이소프로필 알콜, 및 유기 염료로 이루어진다. 블루 잉크는 FD&C 블루 No.1 및 레드 No.3를 포함한다. 레드 잉크는 레드 No.3 및 레드 No.40 및 블루 1을 포함한다. 옐로우 잉크는 옐로우 No.5, 레드 No.50 및 블루 No.1를 포함한다. 그린 잉크는 옐로우 No.5, 블루 No.1을 포함하고, 또한 소듐 히드록사이드(sodium hydroxide)를 포함한다. 이러한 잉크는 각각 2.1%, 2-3%, 2.0% 및 2.0% 순수 염료 미만이다. 실시예에서, 분사 유체는 약 36 dynes/cm보다 큰 표면 장력을 갖는 염기 잉크에 상기 계면활성제의 충분한 양을 첨가함에 의해 준비된다. 선택된 계면활성제의 충분한 양은 예비 유체에 첨가되어 유체의 표면 장력을 10퍼센트 이상, 예를 들어 12퍼센트, 15퍼센트, 20퍼센트, 25퍼센트, 50퍼센트 또는 그 초과, 예를 들어 75퍼센트 만큼 감소시키고, 이에 의해 기질에 가하기에 적절한 낮은 표면 장력 유체를 얻는다. 계면활성제는 먹을 수 있는 기질이 유체를 가한 후 먹을 수 있게 남아 있도록 선택된다. 일정한 수행에서, 계면활성제는 염기 유체에 첨가되고, 이에 의해 유체 내의 계면활성제의 농도가 약 2g/L 내지 약 40g/L, 예를 들어 5g/L, 10g/L, 20g/L, 또는 초과, 예를 들어 35g/L가 된다. 특정 실시예에서, 에테르 변형 폴리디메틸실록산이 약 0.1웨이트퍼센트 내지 약 1웨이트퍼센트, 예를 들어 약 0.5웨이트퍼센트로 첨가된다.
유체는 예를 들어 약 1웨이트퍼센트 내지 약 20웨이트퍼센트의 물을 포함할 수 있다. 유체는 유체 내에 떠있는 고체를 선택적으로 포함할 수 있다. 예를 들면, 고체는 티타늄 디옥사이드, 실리카, 안료(pigment), 예를 들어 레이크 안료(lake pigments) 또는 이러한 고체의 혼합물일 수 있다. 일정한 수행에서, 유체 내의 고체의 평균 입자 크기는 약 0.05마이크로미터 내지 약 3마이크로미터이고, 예를 들어 0.1마이크로미터, 0.25마이크로미터, 1마이크로미터 또는 초과, 예를 들어 2.5마이크로미터이다. 이 고체는 유체의 약 1웨이트퍼센트 내지 약 30웨이트퍼센트까지 구성할 수 있다. 이 유체는 습윤제를 포함할 수 있고, 이에 의해 예를 들어 때 이른 건조(premature drying)를 감소시킨다. 예를 들면, 습윤제는 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 카르보하이드레이트, 폴리올, 소르비톨, 폴리아크릴산, 또는 이의 혼합물일 수 있다. 유체는 예를 들어 약 5웨이트퍼센트 내지 약 80웨이트퍼센트의 습윤제를 포함할 수 있다. 또한, 유체는 점도 증진물 또는 점증제(bodying agnet)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 점증제는 폴리머, 염(salt), 예를 들어 리튬 염, 또는 염 및 폴리머의 혼합물일 수 있다. 구체적인 실시예에서는, 점증제가 알긴산프로필렌글리콜(propylene glycol alginate)이다. 점증제는 예를 들어 유체의 약 1웨이트퍼센트 내지 약 30웨이트퍼센트를 구성할 수 있다. 이 유체는 소포제(defoaming agent)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 소포제는 폴리에틸렌 산화물, 실리콘 오일, 폴리디메틸실록산, 폴리소르베이트, 소르비탄 모노스테아르산염, 알루미늄 스테아르산염일 수 있다. 이 소포제는 유체의 약 1웨이트퍼센트 내지 약 5웨이트퍼센트를 구성할 수 있다. 유체는 살균제(biocidal agent)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 살균제는 파라벤(paraben), 아미노산, 은 화합물, 예를 들어 은 염(silver salt), 예를 들어 은 질산염(silver nitrate) 또는 이러한 살균제의 혼합물일 수 있다. 살균제는 유체의 약 0.001웨이트퍼센트 내지 약 1웨이트퍼센트를 구성할 수 있다. 유체는 착색제를 포함할 수 있다. 적절한 착색제는 예를 들어 고체, 예를 들어 레이크 안료 도는 용해성 착색제, 예를 들어 FD&C 블루 No.1, FD&C 레드 No.3, FD&C 레드 No.40, 및 FD&C 옐로우 No.5를 포함한다. 실시예에서, 분사 유체 그 자체는 먹을 수 없으나 예를 들어 용매가 증발된 이후와 같이 세팅(setting) 이후 먹을 수 있게 된다.
먹을 수 있는 미디어(media)에 적절한 성분이 WO 03/048260호에서 설명되고, 그 전체 내용은 여기서 참조로 인용된다. 적절한 맛은, 과일향 추출물과 같은 추출물 또는 설탕을 포함한다. 이 미디어는 먹을 수 있는 구성요소를 포함하는 것이 바람직하고, 이 구성요소는 위험화물수송규칙(Code of Federal Regulation)의 섹션 21에 있는 안전한 직접적인 음식물 첨가제(Safe direct food additive, GRAS)로서 일반적으로 인식된 것에 리스트되어 있거나 또는 EAFUS-리스트 되어 있고, 즉 "미국에서 음식물에 첨가되는 모든 것"의 음식물 및 약품 관리 리스트에 포함되어 있다. "먹을 수 있는 미디어"는 불순물, 즉 GRAS에 리스트 되어 있지 않거나 EAFUS 에 리스트 되어 있지 않은 구성요소에 대해서는 오직 100ppm 미만의 중량만을 포함하는 잉크이다.
적절한 기질은 과일, 초콜렛, 캔디, 칩스(chips) 또는 소비 가능한 다른 음식물을 포함한다.
본 발명의 다수의 실시예가 설명되었다. 그럼에도 불구하고, 다양한 개조가 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않은 채 이루어질 수 있다.
압전 액츄에이터가 설명되었지만, 다른 액츄에이터도 가능하다. 예를 들면, 열적 버블젯 액츄에이터 또는 정전기적 편향된 액츄에이터가 이용될 수 있다.
기질 상에 프린팅을 넘어, 분사 유체는 먹을 수 있는 기질에 맛을 가할 수 있고, 및/또는 기질에 향을 제공할 수 있다.

Claims (21)

10 kHz 또는 10 kHz를 초과하는 주파수로 분사하도록 구성된 압전 잉크젯 프린터; 및
식용(edible) 기판 상에 프린팅하기 위한 식용-불가(non-edible) 유체; 를 포함하고,
상기 식용-불가 유체는 20 dynes/cm 내지 40 dynes/cm의 표면 장력을 가지고 폴리실록산(polysiloxane)을 포함하는 계면활성제를 포함하며,
상기 식용-불가 유체를 세팅한 후에, 상기 식용 기판은 상기 식용-불가 유체로 프린트된 이후에도 먹을 수 있는 상태로 남아있는,
식용 기판 상에 프린팅하기 위한 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 표면 장력이 26 dynes/cm 내지 36 dynes/cm인,
식용 기판 상에 프린트하기 위한 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 표면 장력이 28 dynes/cm 내지 32 dynes/cm인,
식용 기판 상에 프린트하기 위한 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 식용-불가 유체가 5 내지 25 cps의 점도를 갖는,
식용 기판 상에 프린트하기 위한 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 식용-불가 유체가 10 내지 14cps의 점도를 갖는,
식용 기판 상에 프린트하기 위한 시스템.
제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 식용-불가 유체가 물을 포함하는,
식용 기판 상에 프린트하기 위한 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 폴리실록산이, 에테르-변형(ether-modified) 폴리디메틸실록산, 폴리에테르-변형 폴리디메틸실록산, 히드록시-작용기(hydroxy-functional) 폴리디메틸실록산, 에스테르-변형 폴리디메틸실록산, 폴리에스테르-변형 폴리디메틸실록산, 폴리디메틸실록산, 옥타메틸시클로테트라실록산, 페닐 실록산, 디메시콘(dimethicone), 실세스퀴옥산(silsesquioxane), 실리콘 왁스, 알킬메틸실록산, 디메시콘 코폴리올, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는,
식용 기판 상에 프린트하기 위한 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 폴리실록산이 에테르-변형 폴리디메틸실록산을 포함하는,
식용 기판 상에 프린트하기 위한 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 식용-불가 유체 내의 상기 계면활성제의 농도가 2 g/L 내지 40 g/L인,
식용 기판 상에 프린트하기 위한 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 시스템이 잉크젯 프린트헤드를 포함하고,
상기 잉크젯 프린트헤드가 펌핑 챔버를 포함하며,
상기 펌핑 챔버는 일부 또는 전부가 금속, 탄소, 또는 실리콘으로 형성되는,
식용 기판 상에 프린트하기 위한 시스템.
제 10 항에 있어서,
상기 잉크젯 프린트헤드가 노즐 개구를 포함하며,
상기 노즐 개구는 금속, 탄소 또는 실리콘 내에 형성되는,
식용 기판 상에 프린트하기 위한 시스템.
제 10 항에 있어서,
상기 잉크젯 프린트헤드가 50 마이크로미터 또는 50 마이크로미터 미만의 노즐 개구를 갖는,
식용 기판 상에 프린트하기 위한 시스템.
제 10 항에 있어서,
상기 잉크젯 프린트헤드가 100 dpi 또는 100 dpi를 초과하는 해상도를 갖는,
식용 기판 상에 프린트하기 위한 시스템.
제 10 항에 있어서,
상기 잉크젯 프린트헤드가 50 ℃ 또는 50 ℃를 초과하는 분사 온도에서 작동하는,
식용 기판 상에 프린트하기 위한 시스템.
잉크젯 프린터를 제공하는 단계;
36 dynes/cm보다 큰 표면 장력을 갖는 예비-유체(pre-fluid)를 얻는 단계;
상기 예비-유체에 계면활성제를 첨가하는 단계로서, 식용 기판에 가할 수 있도록 낮은 표면 장력의 식용-불가 유체를 얻기 위해, 10 퍼센트 이상만큼 상기 예비-유체의 표면 장력을 줄이도록 상기 예비-유체에 폴리실록산을 포함하는 충분한 양의 계면활성제를 첨가하는 단계; 및
상기 식용 기판 상으로 상기 식용-불가 유체를 분사하는 단계; 를 포함하며,
상기 식용-불가 유체를 세팅한 후에, 상기 식용 기판은 상기 식용-불가 유체로 프린트된 이후에도 먹을 수 있는 상태로 남아있는,
식용 기판 상에 프린트하는 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 식용-불가 유체의 표면 장력이 28 dynes/cm 내지 32 dynes/cm이 될 때까지, 상기 계면활성제를 첨가하는 단계를 반복하는 단계를 더 포함하는,
식용 기판 상에 프린트하는 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 예비-유체의 표면 장력이 25 퍼센트 이상만큼 감소되는,
식용 기판 상에 프린트하는 방법.
제 15 항 내지 제 17 항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 잉크젯 프린터는 압전 잉크젯 프린터인,
식용 기판 상에 프린트하는 방법.
제 15 항 내지 제 17 항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 잉크젯 프린터는 10 kHz 또는 10 kHz를 초과하는 주파수로 분사하도록 구성되는,
식용 기판 상에 프린트하는 방법.
제 15 항 내지 제 17 항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 폴리실록산이 에테르-변형 폴리디메틸실록산을 포함하는,
식용 기판 상에 프린트하는 방법.
압전 잉크젯 프린터; 및
식용 기판 상에 프린팅하기 위한 식용-불가 유체; 를 포함하며,
상기 식용-불가 유체는 계면활성제를 포함하고,
상기 계면활성제는 20dynes/cm 내지 40dynes/cm의 표면 장력을 가지고 폴리실록산을 포함하며,
상기 식용-불가 유체를 세팅한 후에, 상기 식용 기판은 상기 식용-불가 유체로 프린트된 이후에도 먹을 수 있는 상태로 남아있는,
식용 기판 상에 프린트하기 위한 시스템.
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