KR101401267B1 - 상 변화 잉크 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 착색제(a)와 분지된 트리아미드(i) 및 평균 피크 분자량이 350 내지 730이고 다분산도가 1.03 내지 3.0이며 분자량 분포가 고분자량 말단 쪽으로 편향되어 비대칭인 폴리에틸렌 왁스(ii)를 포함하는 상 변화 잉크 캐리어(b)를 포함하는 상 변화 잉크에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 (1) 착색제(a)와 분지된 트리아미드(i) 및 평균 피크 분자량이 350 내지 730이고 다분산도가 1.03 내지 3.0이며 분자량 분포가 고분자량 말단 쪽으로 편향되어 비대칭인 폴리에틸렌 왁스(ii)를 포함하는 상 변화 잉크 캐리어(b)를 포함하는 상 변화 잉크를 잉크젯 인쇄 장치 속으로 도입시키고, (2) 잉크를 용융시키고, (3) 용융된 잉크의 액적을 기재 위에 화상 패턴으로 사출시킴을 포함하는 방법에 관한 것이다.
상 변화 잉크, 착색제, 상 변화 잉크 캐리어, 분지된 트리아미드, 폴리에틸렌 왁스, 잉크젯 프린터.

Description

상 변화 잉크{Phase change ink}
도 1은 "y"축에 샘플에 존재하는 상이한 분자량을 갖는 분자의 상대량을, "x"축에 보유 시간을 나타낸, 상이한 평균 피크 분자량 값을 갖는 폴리에틸렌 왁스에 대하여 수득한 고온 겔 투과 크로마토그래피(크기 배제 크로마토그래피(SEC)라고도 함) 곡선을 재현한 것이다.
본 발명은 핫 멜트 또는 상 변화 잉크 및 이의 사용방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 감소된 에너지 요건을 갖는 상 변화 잉크젯 인쇄 공정에서 사용하기에 특히 적합한 핫 멜트 또는 상 변화 잉크에 관한 것이다.
공지된 조성물 및 방법이 이의 의도된 목적에 적합하지만, 125℃ 미만의 온도에서 분사(jetting)될 수 있는 상 변화 잉크; 감소된 에너지 요건으로 분사될 수 있는 상 변화 잉크; 덜 고가인 프린트헤드로 분사될 수 있는 상 변화 잉크; 프린터에서 가열되는 경우 시간 경과에 따른 색상 안정성으로서 나타나는 잉크의 개선된 열 안정성을 가능하게 하는 상 변화 잉크; 개선된 프린터 신뢰성을 가능하게 하는 상 변화 잉크; 대기 모드로부터의 신속한 회복 시간을 가능하게 하는 상 변화 잉크; "인스턴트-온(instant-on)" 모드로 인쇄할 수 있는 상 변화 잉크; 강하된 인쇄 온도에서 바람직한 점도 값을 나타내는 상 변화 잉크; 위에서 언급한 이점을 가능하게 하고 또한 예를 들면, 트랜스픽싱(transfixing) 특성[디터(dither) 및 고체 필 드롭아웃(solid fill dropout) 성능 포함], 허용되는 분사 견고성(jetting robustness), 접기 및 주름잡기 성능, 광택, 색상 강도 등의 인쇄 특성이 우수하게 나타나는 상 변화 잉크; 경도가 개선된 이미지를 발생시키는 상 변화 잉크; 감소된 스웨팅(sweating)[스웨팅은 일부 잉크 성분이 고형 잉크 스틱의 표면으로 이동하여 프린터 내부의 잉크 스틱 표면에서 응집하는 문제이고, 점착성 "스웨트"는 기저로 점진적으로 배수되어 프린터의 잉크 적재 랙(ink load rack)에서 잉크 스틱이 슬라이딩(sliding)되기 어렵게 할 수 있다]을 나타내는 상 변화 잉크; 및 종이 기재 위에 인쇄하는 경우, 인쇄비침(showthrough)이 감소된 이미지를 발생시키는 상 변화 잉크가 요구된다.
본 발명의 잉크는 분지된 트리아미드를 포함한다. 분지된 트리아미드는 예를 들면, 미국 특허공보 제6,860,930호에 기재되어 있다.
하나의 특정 양태에서, 분지된 트리아미드는 화학식
Figure 112011094399617-pat00001
[여기서, x, y 및 z는 각각 서로 독립적으로, 프로필렌옥시 반복 단위의 수이고, x+y+z는 5 내지 6이고; p, q 및 r은 각각 서로 독립적으로, -(CH2)- 반복 단위의 수이고, 다양한 양태에서 15 이상, 20 이상 또는 26 이상이고, 다양한 양태에서 60 이하, 55 이하 또는 45 이하이지만, p, q 및 r의 값은 이러한 범위를 벗어날 수 있다]으로 나타낸다. 트리아미드 조성물은 각각의 분자가 p, q 및 r에 대하여 동일한 값을 갖는 균일한 조성물이기 보다는, 종종 p, q 및 r이 각각 조성물 내에서 피크 평균 쇄 길이의 수인 물질의 혼합물로서 수득되며, 혼합물 내에서 일부 개별적인 쇄는 제시된 수보다 길거나 짧을 수 있음을 이해해야 한다.
트리아미드는 임의의 목적하는 양 또는 유효한 양으로 잉크에 존재하며, 상 변화 잉크 캐리어의 중량을 기준으로 하여, 다양한 양태에서 2중량% 이상, 5중량% 이상 또는 10중량% 이상이고 다양한 양태에서 50중량 이하, 40중량% 이하 또는 35중량 이하로 존재하지만, 상기 양은 이러한 범위를 벗어날 수 있다.
본 발명의 상 변화 잉크는 또한 폴리에틸렌 왁스를 함유한다. 상기 폴리에틸렌 왁스의 평균 피크 분자량은 고온 겔 투과 크로마토그래피로 측정하여, 다양한 양태에서 350 이상, 400 이상 또는 470 이상이고, 다양한 양태에서 730 이하, 700 이하 또는 600 이하이지만, 평균 피크 분자량은 이러한 범위를 벗어날 수 있다.
폴리에틸렌 왁스의 다분산도(중량 평균 분자량을 수 평균 분자량으로 나누어 결정)는 하나의 양태에서 1.03 이상이고 다양한 양태에서 2.5 이하, 2.0 이하 또는 1.8 이하이지만, 다분산도는 이러한 범위를 벗어날 수 있다.
폴리에틸렌 왁스의 피크 융점(시차 주사 열량법(DSC)으로 측정함)은 다양한 양태에서 50℃ 이상, 60℃ 이상 또는 70℃ 이상이고 다양한 양태에서 130℃ 이하, 125℃ 이하 또는 120℃ 이하이지만, 피크 융점은 이러한 범위를 벗어날 수 있다.
폴리에틸렌 왁스의 용융 개시점(시차 주사 열량법으로 측정함)은 다양한 양태에서 45℃ 이상, 50℃ 이상 또는 55℃ 이상이고, 다양한 양태에서 71℃ 이하, 70℃ 이하 또는 69℃ 이하이지만, 용융 개시점은 이러한 범위를 벗어날 수 있다.
폴리에틸렌 왁스의 용융 범위는 ASTM D3418-03에서 정의한 바와 같은 용융 종료점 및 용융 개시점 사이의 차이로서 정의되는 것으로, 다양한 양태에서 20℃ 이상, 25℃ 이상 또는 27℃ 이상이고, 다양한 양태에서 40℃ 이하, 39℃ 이하 또는 38℃ 이하이지만, 용융 범위는 이러한 범위를 벗어날 수 있다.
폴리에틸렌 왁스의 빙점(시차 주사 열량법으로 측정함)은 다양한 양태에서 40℃ 이상, 50℃ 이상 또는 55℃ 이상이고 다양한 양태에서 83℃ 이하, 81℃ 이하 또는 80℃ 이하이지만, 빙점은 이러한 범위를 벗어날 수 있다.
폴리에틸렌 왁스의 110℃에서의 점도는 다양한 양태에서 3센티푸아즈 이상, 4센티푸아즈 이상 또는 4.5센티푸아즈 이상이고 다양한 양태에서 10센티푸아즈 이하, 9센티푸아즈 이하 또는 8센티푸아즈 이하이지만, 점도는 이러한 범위를 벗어날 수 있다.
용어 "평균 피크 분자량"이란, 폴리에틸렌 왁스가, 화학식 -(CH2)n-의 분자[여기서, n은 -CH2- 반복 단위의 수를 나타내는 정수이다]의 혼합물을 포함하는 한편, 분자의 상대량 대 보유 시간 또는 분자량의 플롯이 종형 곡선으로 나타나도록 하는 분자의 분포를 가지는데, 종형 곡선의 피크가 바로 평균 피크 분자량을 나타냄을 의미하는 것이다. 대조적으로, 상이한 평균 피크 분자량 값을 갖는 폴리에틸렌 왁스는, "n" 값이 중복되는 물질을 함유할 수 있지만, 상이한 특성을 갖는다.
도면에 굴절률 검출, 1,2,4-트리클로로벤젠의 이동상 및 분리용의 2개의 폴리머 3㎛ 혼합-E 컬럼을 사용한 폴리머 랩스 220HT 시스템으로 고온 겔 투과 크로마토그래피하여 측정한 몇 가지 폴리에틸렌 왁스에 대한 분자량의 측정치를 나타낸다. 주입전 전체 시스템 및 샘플 용액을 140℃로 가열하였다. 분자량은 눈금보정용 폴리에틸렌 표준물을 사용하여 특성화하였다. 물질은 오클라호마주 털사 소재의 베이커 페트로라이트(Baker Petrolite)로부터 시판중인 2개의 폴리에틸렌 왁스로, 하나는 POLYWAX 500(PE500)이고, 다른 하나는 POLYWAX 655(PE 655)였다. 증류시켜 최저 10% 분자량 분획을 제거한 것을 제외하고는 POLYWAX 500과 유사한, 베이커 페트로라이트로부터 입수한 폴리에틸렌 왁스(왁스 #1)를 또한 측정하였다. 이러한 증류 공정은 예를 들면, 미국 공개특허공보 제2005/0130054호에 기재된 바와 같이 수행할 수 있다. 제2 증류된 폴리에틸렌 왁스를 또한 이러한 예에 대하여 제공하였다. 왁스 #2는 베이커 페트로라이트로부터 입수하였으며, 이는 증류시켜 최저 15% 분자량을 제거한 것을 제외하고는 POLYWAX 655와 유사하였다. 이러한 물질의 보유 시간에 대한 데이터중 일부는 다음과 같았다. 이러한 예에서, x축은 고분자량 물질이 좌측에 나타나고 저분자량 물질이 우측에 나타난다는 점에서 "역전"된 것이다. 음수는 기구 눈금보정으로 인한 것이며, y축의 데이터는 상대량을 반영한다.
Figure 112013069422540-pat00002
삭제
Figure 112006089133015-pat00003
Figure 112006089133015-pat00004
이러한 왁스에 대하여 고온 겔 투과 크로마토그래피로 측정한 피크 평균 분자량(Mp), 수 평균 분자량(Mn), 중량 평균 분자량(Mw) 및 다분산도(MWD)는 다음과 같았다.
Mp Mn Mw MWD
PE　500 572 516 570 1.10
증류된 폴리에틸렌 왁스 #1 582 574 613 1.07
증류된 폴리에틸렌 왁스 #2 611 613 646 1.05
PE　655 795 729 785 1.08
피크 융점(℃, ASTM D 3418-03에 따라 DUPONT 2100 열량계를 사용하여 시차 주사 열량법에 의해 측정함), 용융 개시점(℃, 시차 주사 열량법에 의해 측정함), 110℃에서의 점도(센티푸아즈, 레오메트릭 사이언티픽(Rheometric Scientific) DSR-2000 원추판 레오미터를 사용하여 측정함) 및 이러한 왁스의 고온 겔 투과 크로마토그래피의 편향(skew)은 다음과 같았다:
피크 MP 개시 MP 점도 편향
PE　500 81.2 52.5 5.44 0.21
증류된 폴리에틸렌 왁스 #1 82.8 57.4 6.03 -0.16
증류된 폴리에틸렌 왁스 #2 86.0 66.3 6.65 -0.26
PE　655 94.6 72.3 9.80 0.35
도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 저분자량 분획의 일부가 제거된 폴리에틸렌 왁스의 경우, "y"축 상의 상이한 분자량을 갖는 분자의 상대량 대 "x"축 상의 보유 시간의 플롯을 나타내는 종형 곡선이 비대칭이거나 편향되어 있다. 대조적으로, 시판중인 왁스의 경우, 이러한 종형 곡선은 완전히 대칭은 아니지만, 저분자량 분획의 일부를 제거한 폴리에틸렌 왁스에 대한 곡선과 비교하여 상대적으로 덜 편향되어 있다.
본 발명의 잉크 중의 폴리에틸렌 왁스는 최저 분자량 분획의 일부를 제거한 것으로, 다양한 양태에서 적어도 최저 5%, 7.5%, 10%, 12.5% 또는 15% 분자량 분획을 제거한 것이지만, 제거량은 이러한 범위를 벗어날 수 있다.
저분자량 분획은 미국 공개특허공보 제2005/0130054호에 기재된 증류방법을 포함(그러나 이로써 한정되지는 않음)하여 임의의 목적하는 또는 유효한 방법에 의해서 폴리에틸렌 왁스로부터 제거될 수 있다.
저분자량 분획을 제거한 결과, 표준 분석방법, 예를 들면, 고온 기체 크로마토그래피(HT-GC), 위에서 예시한 바와 같은 고온 겔 투과 크로마토그래피(HT-GPC), 고압 액체 크로마토그래피로도 공지되어 있는 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC), 분석에 사용되는 기타 임의의 크로마토그래피 방법 등에 의해 측정된 폴리에틸렌 왁스에 대한 분자량 분포 곡선은 비대칭이다. 이러한 비대칭성을 "편향성"이라고 한다. 좌측에서 우측으로 증가하는 x축 값을 갖는 통상적인 x-y축 플롯에서, 좌측에 상대적인 급락을 갖고 우측에 늘어지는 꼬리 모양(보다 큰 x 값 방향으로)을 갖는 종형 곡선을 양의 편향이라고 하는 반면, 좌측에 늘어지는 꼬리 모양(보다 작은 x 값 방향으로)을 갖고 우측에 상대적인 급락을 갖는 종형 곡성을 음의 편향이라고 한다.
크로마토그래프의 통상적인 기기 출력은, 샘플에 존재하는 상이한 분자량을 갖는 분자의 비례하는 상대량인, 물리적 특성의 강도는 "y"축에, 보유 시간은 "x"축에 플롯팅된 다이어그램으로 이루어진다. 고온 겔 투과 크로마토그래피로부터의 결과에서 나타난 바와 같이, 보유 시간은 분자량에 반비례한다. 따라서, 고분자량 물질은 기기 출력 다이어그램의 좌측에 나타나고 저분자량 물질은 기기 출력 다이어그램의 우측에 나타난다.
수학적 이론은 수학식 1에 나타낸 바와 같이 확률(분포) 함수 P(x)의 "편향도" γ1을 나타낸다.
Figure 112006089133015-pat00005
위의 수학식 1에서,
μ2는 제2 중앙 모멘트이고,
μ3은 제3 중앙 모멘트이다.
μ2 및 μ3은 수학식 2, 3 및 4에 나타낸 i번째(정규화된) 원 모멘트(raw moment) μi'으로부터 계산한다.
Figure 112006089133015-pat00006
Figure 112006089133015-pat00007
Figure 112006089133015-pat00008
따라서, 도면에 나타낸 증류된 폴리에틸렌 왁스 #1에 대한 HT-GPC 곡선으로부터의 값은 다음과 같다.
중앙 모멘트 μ1 = 890
중앙 모멘트 μ2 = 856
중앙 모멘트 μ3 = -4122
원 모멘트 μ1' = 890
원 모멘트 μ2' = 7.93E+05
원 모멘트 μ3' = 7.08E+08
표준 편차 s = 29.2
편향도 γ1 = -0.165
도면에 나타낸 증류된 폴리에틸렌 왁스 #2에 대한 HT-GPC 곡선으로부터의 값 은 다음과 같다.
중앙 모멘트 μ1 = 888
중앙 모멘트 μ2 = 681
중앙 모멘트 μ3 = -4536
원 모멘트 μ1' = 888
원 모멘트 μ2' = 7.9E+05
원 모멘트 μ3' = 7.03E+08
표준 편차 s = 26.1
편향도 γ1 = -0.255
본 발명의 잉크용으로 선택된 폴리에틸렌 왁스 물질은 분자량 분포가 비대칭이고 고분자량 말단 쪽으로 편향된 분자의 혼합물이다. 본 발명의 잉크 및 폴리에틸렌 왁스에 대하여, 용어 "…쪽으로 편향된"은, 분자량을 측정하는 데 사용된 방법과 상관 없이, "y"축(종축)의 상이한 분자량을 갖는 분자의 상대량 대 "x"축(횡축)의 분자량에 정비례 또는 반비례하는 일부 기타 값을 플롯팅한 곡선이 저분자량 값의 방향에서 늘어지는 꼬리 모양을 갖고 고분자량 값의 방향에서 상대적인 급락을 갖는 종형 곡선임을 의미하는 것으로 정의된다. 따라서, 분자량을 측정하는 데 사용된 방법이 고온 겔 투과 크로마토그래피(HT-GPC)이고 측정치의 횡축 단위는 보유 시간(이는 분자량에 반비례함)인 경우, 종형 곡선은 좌측에 늘어지는 꼬리 모양을 갖고 우측에 상대적인 급락을 갖고, 음의 편향 값을 가지며, 고분자량 방향으로 편향된다(분자량이 보유 시간에 반비례하므로). 상이한 분자량을 갖는 분자의 상대량이 "x"축(횡축) 상에 분자량에 대하여 분자량이 좌측에서 우측으로 횡축을 따라 증가하는 방식으로 직접 플롯팅되는 경우, 종형 곡선은 우측에 늘어지는 꼬리 모양을 갖고 좌측에 상대적인 급락을 가지며, 양의 편향 값을 갖고, 또한 고분자량 방향으로 편향된다.
특정 양태에서, 폴리에틸렌 왁스 물질은 이로부터 저분자량 분획을 제거한 후 고온 겔 투과 크로마토그래피로 시험하는 경우, 절대값이 다양한 양태에서 0.05 이상, 0.075 이상 또는 0.1 이상이고 다양한 양태에서 0.8 이하, 0.7 이하 또는 0.6 이하인(그러나 상기 곡선의 편향 값은 이러한 범위를 벗어날 수 있다) 음의 편향을 갖는 곡선을 제공하며, 이는 굴절률 검출기 대 보유 시간(초)에 의해 검출된 신호 강도에 의해 나타낸 바와 같이, 컬럼의 말단에 제시된 분자량의 용리된 폴리에틸렌의 상대량을 나타낸다.
폴리에틸렌 왁스는 임의의 목적하는 또는 유효한 양으로 잉크에 존재할 수 있고, 캐리어의 중량을 기준으로 하여, 다양한 양태에서 10중량% 이상, 15중량% 이상 또는 20중량% 이상이고, 다양한 양태에서 95중량% 이하, 90중량% 이하 또는 85중량% 이하로 존재하며, 상기 양은 이러한 범위를 벗어날 수 있다.
적합한 상 변화 잉크 캐리어 물질의 추가의 예는 모노아미드, 테트라아미드, 이들의 혼합물 등이다. 적합한 지방 아미드 캐리어 물질의 특정 예로는 스테아릴 스테아르아미드, 예를 들면, 코네티컷주 그리니치 소재의 크롬프톤 코포레이션(Crompton Corporation)으로부터 입수 가능한 KEMAMIDE S-180 등이다. 하나의 특정한 양태에서, 모노아미드는 잉크 캐리어의 중량을 기준으로 하여, 다양한 양태에서 0.01중량% 이상, 2중량% 이상 또는 5중량% 이상이고 다양한 양태에서 90중량% 이하, 80중량% 이하 또는 70중량% 이하인 양으로 캐리어에 존재하며, 상기 양은 이러한 범위를 벗어날 수 있다.
상 변화 잉크 캐리어 물질로서, 이소시아네이트 유도된 수지 및 왁스, 예를 들면, 우레탄 이소시아네이트 유도된 물질, 우레아 이소시아네이트 유도된 물질, 우레탄/우레아 이소시아네이트 유도된 물질, 이들의 혼합물 등이 또한 적합하다.
또 다른 특정 양태에서, 잉크는 미국 특허공보 제6,309,453호의 실시예 4에 기재된 바와 같이 제조된 글리세롤계 알콜과 스테아릴 이소시아네이트 3당량의 부가물인 우레탄 수지를 함유할 수 있다. 존재하는 경우, 상기 수지는 잉크 캐리어의 중량을 기준으로 하여, 다양한 양태에서 0.5중량% 이상, 1중량% 이상 또는 2중량% 이상이고 다양한 양태에서 40중량% 이하, 35중량% 이하 또는 30중량% 이하의 양으로 잉크에 존재한다.
잉크 캐리어는 임의의 목적하는 양 또는 유효한 양으로 상 변화 잉크에 존재하며, 잉크의 중량을 기준으로 하여, 다양한 양태에서 0.1중량% 이상, 50중량% 이상 또는 90중량% 이상이고 다양한 양태에서 99중량% 이하, 98중량% 이하 또는 95중량% 이하로 존재하지만, 상기 양은 이러한 범위를 벗어날 수 있다.
상 변화 잉크 조성물은 또한 착색제를 함유한다. 상 변화 잉크 조성물은 컬러 인덱스(C.I.) 용매 염료, 분산 염료, 개질된 산 및 직접 염료, 염기성 염료, 황 염료, 뱃(Vat) 염료등의 상 변화 잉크 착색 물질과 배합하여 사용할 수 있다.
착색제는 목적하는 색상 또는 색조를 수득하는 임의의 목적하는 또는 유효한 양으로 잉크에 존재하며, 잉크의 중량을 기준으로 하여, 다양한 양태에서 0.1중량% 이상, 0.2중량% 이상 또는 0.5중량% 이상이고 다양한 양태에서 50중량% 이하, 20중량% 이하 또는 10중량% 이하로 존재하지만, 상기 양은 이러한 범위를 벗어날 수 있다.
잉크는 또한 산화방지제를 임의로 함유할 수도 있다. 잉크 조성물의 임의의 산화방지제는 이미지가 산화되지 않도록 보호하고 또한 잉크 제조 공정의 가열 부분 동안 잉크 성분이 산화되지 않도록 보호한다. 적합한 산화방지제의 특정 예는 NAUGUARD
Figure 112013069422540-pat00009
524, NAUGUARD
Figure 112013069422540-pat00010
76 및 NAUGUARD
Figure 112013069422540-pat00011
512[코네티컷주 옥스포드 소재의 유니로열 케미칼 캄파니(Uniroyal Chemical Company)에서 시판중임], IRGANOX
Figure 112013069422540-pat00012
1010[시바 가이기(Ciba Geigy)에서 시판중임] 등을 포함한다. 임의의 산화방지제는 존재하는 경우, 임의의 목적하는 또는 유효한 양으로 잉크에 존재하며, 잉크의 중량을 기준으로 하여, 다양한 양태에서 0.01중량% 이상, 0.05중량% 이상 또는 0.1중량% 이상이고, 다양한 양태에서 20중량% 이하, 5중량% 이하 또는 3중량% 이하로 존재하지만, 상기 양은 이러한 범위를 벗어날 수 있다.
잉크 조성물은 다양한 양태에서 피크 융점이 50℃ 이상, 60℃ 이상 또는 70℃ 이상이고 다양한 양태에서 160℃ 이하, 140℃ 이하 또는 100℃ 이하이지만, 피크 융점은 이러한 범위를 벗어날 수 있다.
잉크 조성물은 일반적으로 분사 온도(다양한 양태에서 75℃ 이상, 85℃ 이상 또는 95℃ 이상이고 다양한 양태에서 150℃ 이하, 또는 120℃ 이하이지만, 분사 온도는 이러한 범위를 벗어날 수 있다)에서의 용융 점도가 다양한 양태에서 30센티푸아즈 이하, 20센티푸아즈 이하 또는 15센티푸아즈 이하이고 다양한 양태에서 2센티푸아즈 이상, 5센티푸아즈 이상 또는 7센티푸아즈 이상이지만, 용융 점도는 이러한 범위를 벗어날 수 있다. 또 다른 특정한 양태에서, 잉크의 점도는 110, 115 및/또는 120℃의 온도에서 7 내지 15센티푸아즈이다.
잉크 조성물은 임의의 목적하는 또는 적합한 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 잉크 성분은 함께 혼합한 다음, 하나의 양태에서 100℃ 이상이고 하나의 양태에서 140℃ 이하인 온도(상기 온도는 이러한 범위를 벗어날 수 있다)로 가열하고, 균질한 잉크 조성물이 수득될 때까지 교반한 다음, 잉크를 주위 온도(통상적으로 20 내지 25℃)로 냉각시킬 수 있다. 잉크는 주위 온도에서 고체 상태이다. 특정한 양태에서, 형성 공정 동안, 용융 상태의 잉크를 금형으로 투입한 다음 냉각시키고 응고시켜 잉크 스틱을 형성한다.
잉크는 직접 인쇄 잉크 공정용 장치 및 간접(오프셋) 인쇄 잉크젯 어플리케이션에 사용할 수 있다. 또 다른 양태는 본 발명의 잉크를 잉크젯 인쇄 장치 속으로 도입시키고, 잉크를 용융시키고, 용융된 잉크의 액적을 화상 패턴으로 기록 기재 위에 사출시킴을 포함하는 방법에 관한 것이다. 직접 인쇄방법은 또한, 예를 들면, 미국 특허공보 제5,195,430호에 기재되어 있다. 그러나, 본 발명의 또 다른 양태는 본 발명의 잉크를 잉크젯 인쇄 장치 속으로 도입시키고, 잉크를 용융시키고, 용융된 잉크의 액적을 화상 패턴으로 중간 전사 부재 위에 사출시키고, 잉크를 중간 전사 부재로부터 화상 패턴으로 최종 기록 기재로 전사시킴을 포함하는 방법에 관한 것이다. 특정 양태에서, 중간 전사 부재는 최종 기록 시트의 온도보다는 높고 인쇄 장치의 용융 잉크의 온도보다는 낮은 온도로 가열한다. 또 다른 특정 양태에서는, 두 중간 전사 부재 및 최종 기록 시트를 가열하고, 본 양태에서는 두 중간 전사 부재 및 최종 기록 시트를 인쇄 장치의 용융 잉크보다는 낮은 온도로 가열하며, 본 양태에서는 중간 전사 부재 및 최종 기록 시트의 상대 온도가 다음과 같을 수 있다: (1) 중간 전사 부재를 최종 기록 기재보다 높고 인쇄 장치의 용융 잉크보다 낮은 온도고 가열하고, (2) 최종 기록 기재를 중간 전사 부재보다 높고 인쇄 장치의 용융 잉크보다 낮은 온도로 가열하거나, (3) 중간 전사 부재 및 최종 기록 시트를 거의 동일한 온도로 가열한다. 오프셋 또는 간접 인쇄방법은 또한 예를 들면, 미국 특허공보 제5,389,958호에 기재되어 있다. 하나의 특정 양태에서, 인쇄 장치는 잉크의 액적을 압전기 진동 소자를 진동시켜 화상 패턴으로 사출시키는 압전기 인쇄방법을 이용한다. 본 발명의 잉크는 또한 핫 멜트 인쇄방법, 예를 들면, 핫 멜트 음향 잉크젯 인쇄, 핫 멜트 열 잉크젯 인쇄, 핫 멜트 연속 스트림 또는 편향 잉크젯 인쇄 등에 이용할 수도 있다. 본 발명의 상 변화 잉크는 또한 핫 멜트 잉크젯 인쇄방법 이외의 인쇄방법에 사용될 수도 있다.
임의의 적합한 기재 또는 기록 시트가 사용될 수 있으며, 일반 종이, 예를 들면, XEROX
Figure 112006089133015-pat00013
4024지, XEROX
Figure 112006089133015-pat00014
이미지 시리즈지(Image Series papers), 커트랜드(Courtland) 4024 DP지, 제도용 노트북지, 본드지, 실리카 피복지, 예를 들면, 샤프 컴퍼니(Sharp Company) 실리카 피복지, 주조지(JuJo paper), HAMMERMILL LASERPRINT
Figure 112006089133015-pat00015
지 등, 투명 재료, 직물, 텍스타일 제품, 플라스틱, 중합체 필름, 무기 기재, 예를 들면, 금속 및 목재 등이 포함된다.
실시예 I
잉크 조성물을 다음 방법으로 제조하였다. 착색제(들)를 제외한 모든 잉크 성분을 스테인레스 강 비이커로 투입하였다. 이어서, 수득한 혼합물을 오븐 속에서 110℃의 온도에서 함께 용융시킨 후, 110℃에서 0.3시간 동안 온도 조절된 맨틀에서 교반하여 블렌딩하였다. 이어서, 상기 혼합물에 착색제(들)를 가하였다. 2시간 동안 추가로 교반한 후, 이렇게 형성된 잉크를 가열된 와트먼(Whatman) #3 필터지를 사용하여 1in2당 15lb의 압력하에 MOTT
Figure 112013069422540-pat00016
장치[모트 메탈러지컬(Mott Metallurgical)로부터 입수함]를 통하여 여과하였다. 이렇게 형성된 여과된 상 변화 잉크를 금형 속으로 투입하고 응고시켜 잉크 스틱을 형성하였다. 잉크를 다음 성분으로부터 제조하였다: 폴리에틸렌 왁스, Mp = 572, Mn = 516, Mw = 570, MWD = 1.10, HT-GPC로 측정함(베이커 페트로라이트로부터 입수한 PE 500); 폴리에틸렌 왁스, 저분자량 분획 10중량% 제거함, Mp = 582, Mn = 574, Mw = 613, MWD = 1.07, 베이커 페트로라이트로부터 입수한 HT-GPC로 측정함; 미국 특허공보 제6,860,930호의 실시예 II에 기재된 바와 같이 제조한, 화학식
Figure 112013069422540-pat00017
의 분지된 트리아미드(여기서, p, q 및 r은 각각 평균 값이 35이다); 스테아릴 스테아르아미드 왁스(크롬프톤 코포레이션으로부터 입수한 KEMAMIDE
Figure 112013069422540-pat00018
S-180); KE-100 수지[일리노이주 시카고 소재의 아라카와 케미칼 인더스트리즈 (유에스에이) 인코포레이티드(Arakawa Chemical Industries (USA) Inc.)로부터 입수한 수소화 아비트(로진)산의 트리글리세라이드]; 미국 특허공보 제6,309,453호의 실시예 4에 기재된 바와 같이 제조한, 글리세롤계 알콜과 스테아릴 이소시아네이트 3당량의 부가물인 우레탄 수지; NAUGUARD
Figure 112013069422540-pat00019
445 산화방지제(코네티컷주 미들베리 소재의 유니로열 케미칼 캄파니로부터 입수함); 미국 특허공보 제6,472,523호의 실시예 V 내지 XI에 기재된 바와 같은 시안 착색제; 미국 특허 공보 제6,713,614호의 실시예 I, II 및 IV에 기술된 바와 같은 황색 착색제; 미국 특허공보 제6,821,327호의 실시예 I, E부에 기재된 바와 같이 제조한 진홍색 착색제(이하, 마젠타 #1이라고 함); 미국 특허공보 제6,835,238호의 실시예 I에 기재된 바와 같은 진홍색 착색제(이하, 마젠타 #2라고 함); 염화아연; 및 도데실 벤젠 황산[DDBSA, Bio-soft S-100, 일리노이주 엘우드 소재의 스티판 캄파니(Stepan Company)로부터 입수함]. 각 성분의 잉크의 중량을 기준으로 한 양(중량%)을 각각의 잉크에 대하여 아래의 표에 열거한다.
잉크 A B 1 2 3 4 5 6 7
PE　500 50.00 51.87 0 0 0 0 0 0 0
증류 왁스 0 0 52.91 52.91 53.3 58.04 53.92 53.9 58.00
트리아미드 13.95 13.06 15.32 12.32 12.4 10.49 12.16 12.72 11.00
S-180 15.14 14.85 15.14 15.14 15.24 12.87 14.9 15.4 12.8
KE-100 12.42 11.23 7.96 10.96 11.1 9.3 10.78 11.3 10
우레탄 4.42 4.34 4.42 4.42 4.44 3.76 4.33 4.5 3.76
DDBSA 0.35 0 0.27 0.27 0 0 0.25 0 0
N-445 0.17 0.17 0.17 0.17 0.18 0.14 0.17 0.18 0.17
시안
착색제		 3.55 0 3.81 3.81 0 0 3.48 0 0
황색
착색제		 0 0 0 0 3.34 0 0 2 0
마젠타 #1 0 2.32 0 0 0 3.04 0 0 2.10
마젠타 #2 0 1.87 0 0 0 1.65 0 0 1.90
ZnCl2 0 0.3 0 0 0 0.7 0 0 0.27
잉크 A 및 잉크 B는 비교용으로 제공된 것이다.
잉크 특성
잉크의 다양한 특성을 측정하고 아래의 표에 나타내었다. 점도(η, 센티푸아즈)는 DSR-2000 원추판 레오미터로 110℃에서 측정하였다. 스펙트럼 강도(SS)는 n-부탄올 중의 마젠타 잉크와 톨루엔에 시안 및 황색 잉크를 용해시키고 퍼킨 엘머 람다(Perkin Elmer Lambda) 25 UV/VIS 분광광도계를 사용하여 흡광도를 계산하여 용액 중의 잉크 흡수율의 계산을 기본으로 한 스펙트로포토그래피 공정을 사용하여 측정하였다. 유리 전이 온도(Tg)는 레오메트릭스 솔리드 분석기(Rheometrics Solid Analyzer)(RSA II)를 사용하여 다이나믹 메카닉 분석에 의해 측정하였다. 피크 융점(MP)는 DUPONT 2100 열랑계를 사용하는 시차 주사 열량법(DSC)으로 측정하였다.
잉크 A B 1 2 3 4 5 6 7
η 10.5 10.62 10.74 10.62 10.85 11.09 10.97 10.74 10.85
SS 4469 --- 4852 4790 1692 940 4212 1025 717
Tg --- 12.9 11.36 10.77 11.57 9.63 11.48 12.04 11.2
MP --- 80.5, 93.0 83.5 82.9 82.6 81.1 82.9 83.3 82
--- 측정되지 않거나 계산되지 않음
데이터가 나타내는 바와 같이, 이러한 잉크의 융점은 80℃이고, 이들 대부분의 점도는 110℃에서 10.6에 근접하여, 상기 잉크가 105 내지 115℃의 온도에서 분사시키기에 적합함을 나타낸다. 스펙트럼 강도는 시안, 마젠타 및 황색 착색제의 우수한 용해성을 확인하도록 한다. K-인쇄 프루퍼(K-Printing Proofer)[영국 로이스톤 소재의 알케이 프린트 코트 인스트루먼츠(RK Print Coat Instruments)에서 제조함]와 함께 HAMMERMILL지 위에 인쇄한 잉크중 일부에 대한 색상 공간 데이터는 ASTM 1E805(물질의 색상 또는 색상차 측정치의 기기법의 표준 관계)에 규정화된 측정방법에 따라 기기 제조업자가 공급한 적합한 눈금보정 표준을 사용하여 ACS
Figure 112013069422540-pat00020
스펙트로 센서(Spectro Sensor)
Figure 112013069422540-pat00021
II 비색계[어플라이드 컬러 시스템즈 인코포레이티드(Applied Color Systems Inc.)로부터 입수함]에서 수득하였다. 잉크의 전체 비색계 성능을 입증하고 정량화하기 위하여, ASTM E308(CIE 시스템을 사용하여 물체의 색상을 컴퓨팅하기 위한 표준법)에 따라 3자극 적분(tristimulus integration)을 통하여 측정 데이터를 환산하여 각각의 상 변화 잉크 샘플에 대한 1976 CIE L*(광도), a*(적색도-녹색도) 및 b*(황색도-청색도) CIELAB 값을 계산하였다. 결과는 다음과 같다:
잉크 2 3 4 5 6 7
L* 64.16 91.08 56.20 65.59 92.13 63.51
a* -43.60 2.75 69.63 -43.76 0.30 61.40
b* -26.82 95.23 -32.55 -27.06 87.70 -32.58
C* 51.19 95.27 76.86 51.45 87.70 69.51
h* 211.60 88.35 334.94 211.73 89.80 332.05
--- 측정되지 않거나 계산되지 않음
잉크 색상 안정성
잉크 2, 3 및 4를 110℃에서 가열하고 서로 다른 시간 간격으로 샘플링하였다. 온도는 잉크가 상 변화 잉크젯 프린터에서 분사될 수 있는 온도와 유사하다. 샘플링된 잉크를 150℃에서 K-프루퍼와 함께 인쇄하고, 오븐 가열로 인한 수득한 인쇄물의 색상 변화를 가열한 시간의 함수로서 측정하였다. 아래의 표에 나타난 바와 같이, 매우 낮은 델타 E 값으로 증명되듯, 가열은 색상 변화에 그다지 영향을 미치지 않았으며, 이는 보다 낮은 프린터 작동 온도의 이점을 말한다.
잉크 2 3 4
0일 0.0 0.0 0.0
3일 1.0 0.7 1.1
6일 1.7 1.2 1.3
10일 2.7 1.7 2.2
14일 3.6 1.9 2.0
인쇄 성능
잉크 1 내지 7을 모두 XEROX
Figure 112011094399617-pat00022
PHASER
Figure 112011094399617-pat00023
8400에서 110℃에서 성공적으로 분사시켰다. 잉크 2를 110℃에서 인쇄하도록 개질된 XEROX
Figure 112011094399617-pat00024
PHASER
Figure 112011094399617-pat00025
8400 속으로 도입시켜 분사 및 트랜스픽싱(transfixing) 성능에 대하여 광범위하게 시험하고, 표준 인쇄 온도에서 인쇄용으로 시판중인 시안 잉크에 대한 이의 성능을 XEROX
Figure 112011094399617-pat00026
PHASER
Figure 112011094399617-pat00027
8400과 비교하였다. 결과를 아래의 표에 요약한다. 표에서, +는 시판되는 잉크보다 우수한 성능을 나타내고, ○는 시판되는 잉크와 동일한 성능을 나타내며, -는 시판되는 잉크보다 열등한 성능을 나타낸다.
디터 드롭아웃 ○
고체 필드 드롭아웃 -
종이 내구성 게이지(%) ○
종이 내구성 폴드(mils) ○
표면 피니쉬(광택) ○
블록킹 ○
드롭아웃이란, 프린트 엔진으로부터 최종 기록 기재로의 잉크 전사 효율성을 말한다. 드롭아웃이 매우 불량한 경우, 이미지의 일부가 인쇄물로부터 생략된다(즉, 화소가 중간 전사 부재로부터 최종 기록 시트에 전사되지 않는다). 디터 드롭아웃이란, 디터링된 이미지를 인쇄하는 경우, 그리고 거친 기록 시트 위에서의 전사 실패를 말한다(예를 들면, 30 내지 70% 적용 범위). 고체 드롭아웃이란, 평활하거나 거친 기록 시트 위에서의 고체 필(임의의 주어진 색상에 대한 최고의 필)을 인쇄하는 경우의 전사 실패를 말한다. 드롭아웃을 측정하기 위하여, 매우 평활한 표면을 갖는 추적 기록 시트를 인쇄 직후 상대적으로 느린 트랜스픽스 속도에서 수행한다. 추적 시트를 중간 전사 부재 위에서 좌측에 위치하는 임의의 잉크를 픽업(pick up)하는 데 사용한다. 추적 시트를 스캐닝(scanning)하고 드롭아웃 값을 "PPI" 또는 인치당 화소로 기록한다. 게이지 측정은 기록 시트 위에서의 융합 등급 또는 잉크의 내구성을 특징화시키는 데 사용한다. 이는 잉크가 얼마나 잘 기록 시트에 부착하는지(잉크 부착성의 척도)와 잉크가 얼마나 잘 그 자체에 부착하는지(잉크의 응집 강도 또는 강성의 척도)를 정량화한다. 가변 중량 게이지 테스터(Variable Weight Gouge Tester)라고 하는 특수 기계를 사용하여 게이지를 정량화한다. 상기 공정은 3개의 "조정"되고 중량 측정한 금속 핑거를 이미지에 대하여 드래깅(dragging)하고 제거된 잉크의 양을 인치당 픽셀로 계산함을 수반한다. 용어가 암시하는 바와 같이, 접힘 내구성은 잉크가 균열되고/거나 파괴되고/거나 페이지를 떨어뜨려 생략된 잉크의 선을 남긴 페이지를 남기지 않고 접히는 능력(기록 시트 위에서)에 관한 것이다. 접힘은 접은 후 남은 백색 영역의 평균 폭을 측정하여 정량화한다. 고체 필은 스트레스 조건이므로 사용된다. 광택은 표면을 평가하는 경우 발생하는 가시적인 인상이다. 반사광이 보다 직접적일수록 광택의 인상은 보다 명백해질 것이다. 광택은 BYK 가드너 마이크로-TRI-광택 계기와 같은 계량기로 측정한다. 고체 1차 또는 2차 필은 광택을 측정하는 경우 사용된다. 블로킹이란, 이미지의 한 부분으로부터 기록 시트(이미지를 포함하는 동일한 기록 시트 또는 기록 시트의 또 다른 장)의 인쇄되지 않은 부분으로의 잉크 전사량 및/또는 잉크 전사 강도를 말한다. 통상적인 경우는 다중 이미지가 장기간 동안 또는 상대적으로 높은 온도에서 스택킹(stacking)되는 경우 발생한다.
비교예 : 분사 견고성
모든 비교용 잉크를 제조하고 135℃에서 여과하였다. 제1 비교용 잉크 조성물(비교용 잉크 A)은 POLYWAX 655(PE 655, 베이커 페트로라이트로부터 입수함)를 함유함을 제외하고는, 잉크 2와 유사하였다. 제2 비교용 잉크 조성물(비교용 잉크 B)은 분지된 트리아미드 대신 미국 특허공보 제6,174,937호의 실시예 1에 기재된 바와 같이 제조한 테트라-아미드[델라웨어주 뉴 캐슬 소재의 유니크마(Uniquema)로부터 입수한 C-36 이량체 산 1당량과 에틸렌 디아민 및 및 UNICID
Figure 112011094399617-pat00028
700(베이커 페트로라이트로부터 입수함, 말단 카복실산 그룹을 갖는 장쇄 탄화수소) 2당량과의 반응으로부터 수득함]를 함유함을 제외하고는, 잉크 2와 유사하였다. 제3 비교용 잉크 조성물(비교용 잉크 C)은 다음 성분들을 함유하였다: POLYWAX 655(PE 655, 베이커 페트로라이트로부터 입수함) 45.26중량%; 미국 특허공보 제6,174,937호의 실시예 1에 기재된 바와 같이 제조한, 테트라-아미드[유니크마로부터 입수한 C-36 이량체 산 1당량과 에틸렌 디아민 및 UNICID
Figure 112011094399617-pat00029
700(베이커 페트로라이트로부터 입수함, 말단 카복실산 그룹을 갖는 장쇄 탄화수소) 2당량과의 반응으로부터 수득함] 19.50중량%; 스테아릴 스테아르아미드 왁스(크롬프톤 코포레이션으로부터 입수한 KEMAMIDE
Figure 112011094399617-pat00030
S-180) 14.20중량%; 미국 특허공보 제5,782,966호의 실시예 1에 기재된 바와 같이 제조한, ABITOL
Figure 112011094399617-pat00031
E 하이드로아비틸 알콜(델라웨어주 윌밍톤 소재의 허큘리스 인코포레이티드(Hercules Inc.)로부터 입수함) 2당량과 이소포론 디이소시아네이트 1당량과의 반응으로부터 수득한 우레탄 수지 11.32중량%; 미국 특허공보 제6,309,453호의 실시예 4에 기재된 바와 같이 제조한, 스테아릴 이소시아네이트 3당량과 글리세롤계 알콜의 부가물인 우레탄 수지 5.65중량%; NAUGARD
Figure 112011094399617-pat00032
445 산화방지제(유니로열 케미칼 캄파니로부터 입수함) 0.2중량%; 도데실 벤젠 황산(DDBSA, Bio-Soft S-100, 스티판 캄파니로부터 입수함) 0.35중량%; 및 미국 특허공보 제6,472,523호의 실시예 V 내지 XI에 기재된 시안 착색제 3.52중량%. 이어서, 3개의 비교용 잉크 및 잉크 3을 XEROX
Figure 112011094399617-pat00033
PHASER
Figure 112011094399617-pat00034
8200 프린터 속으로 도입시키고 다양한 온도에서 분사시켰다. 잉크의 분사 견고성이란, 예를 들면, 주어진 기간 동안 연속적으로 또는 한 패턴으로, 잉크가 주어진 전압에서 적합한 질량을 달성하는 능력 및/또는 잉크가 실패하지 않고 분사되는 능력을 말한다. 잉크 견고성에 사용된 시험은 1) 잉크를 출발 프린트헤드 온도에서 시험 고착 프린트헤드로 수동 공급하고, 2) 진공 또는 가압 퍼지를 사용하여 헤드를 퍼징하여 헤드 및 제트를 잉크로 완전히 충전시키고, 3) 잉크를 전체 빈도수 15초 동안 분사하여 시험 개시 및 종료시 작동하는 제트의 수를 측정함을 포함한다. 실패한 분사율(%)의 결과를 아래의 표에 나타낸다.
잉크 2 A B C
90℃ 20% 100% 100% 100%
95℃ 0% 100% 100% 100%
100℃ 0% 100% 75% 100%
105℃ 0% 100% 12% 100%
110℃ 0% 2% 0% 100%
115℃ 0% 1% 0% 100%
120℃ 0% 0% 0% 45%
125℃ 0% 0% 0% 9%
130℃ 0% 0% 0% 0%
데이터가 나타내는 바와 같이, 비교용 잉크는 110℃ 이하의 분사 온도에서 불량하게 실행되어 실패한 제트수가 많다. 대조적으로, 잉크 2는 110℃ 미만의 온도에서 잘 실행된다.
실시예 II: 잉크 스틱 스웨팅
2개의 추가의 잉크 조성물(잉크 D 및 잉크 E)을 실시예 I에 기재된 방법으로 제조하였다. 이러한 잉크는 잉크 1 및 7에 대한 비교를 위하여 사용하였다. 잉크는 다음 성분들을 다음의 양으로 함유하였다:
잉크 1 6 7 D E
PE 500 0 0 0 50.00 51.87
증류 왁스 52.91 53.9 58.03 0 0
트리아미드 15.32 12.72 10.49 13.95 13.06
S-180 15.14 15.4 12.87 15.14 14.84
KE-100 7.96 11.3 9.3 12.42 11.23
우레탄 4.42 4.5 3.76 4.42 4.34
DDBSA 0.27 0 0 0.35 0
N-445 0.17 0.18 0.14 0.17 0.17
시안
착색제		 3.81 0 0 3.55 0
황색
착색제		 0 2 0 0 0
마젠타 #1 0 0 3.04 0 2.32
마젠타 #2 0 0 1.65 0 1.87
ZnCl2 0 0 0.7 0 0.30
잉크 스틱을 일부 잉크 성분들이 고형 잉크 스틱의 표면으로 이동하여 프린터 내부의 잉크 스틱 표면에서 응집하는 문제인, 스웨팅에 대하여 평가하는데; 점착성 "스웨트"는 기저 하부로 점진적으로 배수하고 잉크 스틱이 프린터의 잉크 적재 랙에 부착되도록 할 수 있다. 잉크로 스틱을 형성하고 다양한 온도의 오븐 속의 팬에 스틱을 위치시켜 스웨팅을 가시적으로 평가하였다. 결과를 아래의 표에 요약한다. 0 = 스웨팅 없음; 1 = 약간 스웨팅; 2 = 어느 정도 스웨팅; 3 = 현저한 스웨팅.
잉크 에이징 시간 18시간 43시간 18시간 18시간 43시간
온도 50℃ 50℃ 60℃ 69℃ 69℃
1 0 0 0 0 0
6 0 0 0 0 0
7 0 0 0 0 0
D 0 0 0 1 1
E 0 0 0 1 1
결과가 나타내는 바와 같이, 최저 10% 분자량 분획이 제거된 왁스를 함유하는 제조된 잉크는 시판되는 폴리에틸렌 왁스를 함유하는 잉크와 비교하여 개선된 거동을 나타내었다.
실시예 III: 잉크 인쇄물 비침성
폴리에틸렌 왁스를 함유하는 잉크로 종이 위에 인쇄된 인쇄물의 경우, 잉크가 종이를 통하여 확산되어 종이의 뒷면에 색상을 나타내는, 잉크 인쇄비침이 고온 조건하에 이러한 인쇄물로 인하여 때때로 발생한다. 이러한 현상을 연구하도록 계획된 실험실 실험에서, 잉크 1, 6 및 7과, 시판되는 잉크 F, G, H 및 J를 K-인쇄 프루퍼(RK 프린트 코트 인스트루먼트에서 제조함)로 도입시키고 인쇄를 HAMMERMILL지 위에 135℃에서 수행하였다.
잉크 F G H J 1 6 7
PE　500 49.46 50.20 50.72 51.74 0 0 0
증류 왁스 0 0 0 0 52.91 53.9 58.03
트리아미드 17.31 13.90 14.15 13.10 15.32 12.72 10.49
S-180 14.44 15.14 15.36 14.80 15.14 15.4 12.87
KE-100 9.00 12.30 12.61 11.30 7.96 11.3 9.3
우레탄 왁스 5.00 4.42 4.48 4.34 4.42 4.5 3.76
DDBSA 0.30 0.32 0.50 0 0.27 0 0
N-445 0.19 0.17 0.18 0.17 0.17 0.18 0.14
시안 착색제 4.30 3.55 0 0 3.81 0 0
황색 착색제 0 0 2.00 0 0 2 0
마젠타 #1 0 0 0 2.35 0 0 3.04
마젠타 #2 0 0 0 0.30 0 0 1.65
ZnCl2 0 0 0 1.90 0 0 0.7
잉크 F, G, H 및 J는 비교를 목적으로 제공된 것이다.
색상 공간 데이터를, 기기 제조업자에 의해 공급된 적합한 눈금보정 표준을 사용하여 ASTM 1E805(물질의 색상 또는 색상차 측정의 기기적 방법의 표준 관행)에서 규정된 측정방법에 따라 ACS
Figure 112006089133015-pat00035
스펙트로 센서
Figure 112006089133015-pat00036
II 비색계(어플라이드 컬러 시스템즈 인코포레이티드로부터 수득함) 위에서 종이의 뒷면에 대하여 수득하였다. 잉크의 전체 비색 성능을 입증하고 정량화하기 위하여, ASTM E308(CIE 시스템을 사용하여 물체의 색상을 컴퓨팅하기 위한 표준법)에 따라 3자극 적분을 통하여 측정 데이터를 환산하여 각각의 상 변화 잉크 샘플에 대한 1976 CIE L*(광도), a*(적색도-녹색도) 및 b*(황색도-청색도) CIELAB 값을 계산하였다. 그 후, 인쇄물을 빈 종이와 분리하고 50℃ 및 69℃의 오븐 내에 위치시켰다. 주목할만한 뒷면 인쇄비침은 50℃에서는 관찰되지 않았다. 그러나, 69℃에서는 현저한 인쇄비침이 잉크 F 내지 J의 경우 관찰되었다. 인쇄비침은 69℃에서의 시간 함수로서 쿡킹(cooking) 이전의 원래의 색상(시간 0)으로부터의 뒷면 색상 변화(델타 E의 항으로)로 표시하였으며; 델타 E 대 시간은 아래 표에 나타낸다:
잉크 18시간 43시간 113시간 18시간 43시간 113시간
50℃ 50℃ 50℃ 69℃ 69℃ 69℃
F 0.3 0.4 0.3 2.5 4.0 6.6
G 0.3 0.4 0.4 2.2 4.5 6.5
H 1.3 1.4 1.3 5.9 9.4 11.5
J 0.5 0.6 0.6 5.0 8.0 11.6
1 0.2 0.3 0.5 0.7 1.1 1.6
6 1.3 1.4 1.4 3.9 5.9 9.0
7 0.6 0.6 0.6 2.0 4.3 8.2
결과가 나타내는 바와 같이, 모두 시판되는 폴리에틸렌 왁스를 함유하는 잉크 F, G, H 및 J는 이의 제형 및 염료 농도가 상이하더라도 매우 유사한 인쇄비침도를 나타내었으며, 이는 인쇄비침이 왁스에 의해 크게 영향을 받는다는 것을 제시한다. 대조적으로, 최저 10% 분자량 분획이 제거된 폴리에틸렌 왁스를 함유하는 잉크 1은 시판되는 폴리에틸렌 왁스를 함유하는 잉크와 비교하여 실질적으로 감소된 인쇄비침을 나타내었다.
본 발명의 상 변화 잉크는 저온에서 분사될 수 있고, 스웨팅에 대하여 개선된 거동을 나타내며, 인쇄비침 현상이 실질적으로 감소된다.

Claims (5)

  1. 착색제(a) 및 상 변화 잉크 캐리어(b)를 포함하는 상 변화 잉크로서,
    상기 캐리어가, 분지된 트리아미드(i) 및 평균 피크 분자량이 350 내지 730이고 다분산도가 1.03 내지 3.0이며 분자량 분포가 적어도 최저 5% 분자량 분획을 제거함으로써 고분자량 말단 쪽으로 편향되어 비대칭인 폴리에틸렌 왁스(ii)를 포함하는, 상 변화 잉크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리에틸렌 왁스가, 고온 겔 투과 크로마토그래피로 시험하는 경우, 굴절률 검출기로 검출된 신호 강도로 표시된 상대량 대 보유 시간(초)에 대한 곡선으로서, 절대값이 0.05 이상인 음의 편향 값을 갖는 곡선을 제공하는, 상 변화 잉크.
  3. 제1항에 있어서, 상기 폴리에틸렌 왁스가, 고온 겔 투과 크로마토그래피로 시험하는 경우, 굴절률 검출기로 검출된 신호 강도로 표시된 상대량 대 보유 시간(초)에 대한 곡선으로서, 절대값이 0.8 이하인 음의 편향 값을 갖는 곡선을 제공하는, 상 변화 잉크.
  4. (1) 착색제(a) 및 상 변화 잉크 캐리어(b)를 포함하는 상 변화 잉크를 잉크젯 인쇄 장치 속으로 도입시키는 단계로서, 상기 캐리어가, 분지된 트리아미드(i) 및 평균 피크 분자량이 350 내지 730이고 다분산도가 1.03 내지 3.0이며 분자량 분포가 적어도 최저 5% 분자량 분획을 제거함으로써 고분자량 말단 쪽으로 편향되어 비대칭인 폴리에틸렌 왁스(ii)를 포함하는 단계,
    (2) 상기 잉크를 용융시키는 단계, 및
    (3) 상기 용융된 잉크의 액적을 기재 위에 화상 패턴으로 사출시키는 단계를 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 기재가 중간 전사 부재이고, 상기 용융된 잉크의 액적이 화상 패턴으로 상기 중간 전사 부재에 사출된 후, 상기 중간 전사 부재로부터의 화상 패턴이 최종 기록 시트에 전사되는 방법.
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