KR101496600B1 - 화상 형성 방법 및 화상 형성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 전처리액을 기록 매체에 도포하는 단계; 및 잉크젯용 잉크에 자극을 가하여, 전처리액이 도포된 기록 매체 상에 잉크젯용 잉크를 토출시킴으로써, 상기 기록 매체 상에 화상을 형성하는 단계를 포함하는 화상 형성 방법으로서, 상기 전처리액은 수용성 지방족 유기산, 수용성 유기 모노아민 화합물, 수용성 유기 용매 및 물을 포함하고, 상기 잉크젯용 잉크는 안료가 음이온성 분산제 또는 비이온성 분산제로 분산된 수성 안료 분산체, 수용성 유기 용매, 음이온성 이오노머계 수성 우레탄 수지, 계면활성제, 침투제 및 물을 포함하며, 상기 전처리액은 수용성 지방족 유기산에 함유된 산기에 대하여 1 몰 당량 이상의 수용성 유기 모노아민 화합물을 포함하는 화상 형성 방법을 제공한다.

Description

화상 형성 방법 및 화상 형성물{IMAGE FORMING METHOD AND IMAGE FORMED MATTER}
본 발명은, 잉크젯 시스템으로 일반 용지, 인쇄 용지 등에 고품질 화상을 기록할 수 있는 화상 형성 방법, 및 이 화상 형성 방법을 이용하는 화상 형성물에 관한 것이다.
잉크젯 기록 방법은, 일반 용지에 컬러 화상을 기록할 수 있고 운용비가 낮기 때문에, 근래에 급속하게 대중화되고 있다. 그러나, 잉크젯 기록 방법은, 사용하는 기록 매체와 잉크의 조합에 따라 문자 페더링(이하, 페더링으로 일컬음)으로 대표되는 화상 결함이 쉽게 발생하면서, 화상 품질이 현저하게 저하되는 문제가 있다. 따라서, 잉크 투과성을 억제하여 페더링을 방지하는 시도가 있어왔다. 그러나, 이 경우에는, 잉크의 건조성이 저하되므로, 기록물의 잉크로 손이 더러워지고 화상 얼룩이 발생한다.
컬러 화상을 잉크젯 기록 방법으로 기록하는 경우에, 상이한 색상의 잉크들이 서로 순차적으로 중첩된다. 결과적으로, 색상의 경계 부분에서 컬러 잉크들이 번지고 함께 혼합되며(이하, 색 번짐으로 일컬음), 화상 품질이 현저하게 저하된다. 이 문제들을 해결하기 위해, 잉크 투과성을 높임으로써 색 번짐을 방지하는 시도가 있어왔다. 그러나, 이 경우에는, 착색제가 기록 매체 내부에 침투하므로, 화상 농도가 저하되고, 잉크가 기록 매체의 이면으로 현저하게 관통하여, 양면 인쇄를 적합한 방식으로 실시할 수 없다.
이 문제들을 해결하고 화상 품질을 개선하기 위해서, 전처리액과 잉크를 사용하는 화상 형성 방법이 제시되었다.
특허문헌 1에는, 수성 잉크의 극성의 반대 극성으로 표면이 하전된 미립자를 분산 상태로 함유하는 액체 조성물을 이용하는, 기록 매체 상에 착색부를 형성하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법은 착색제의 응집 및 흡착에 분명한 효과가 있으나, 페더링 및 색 번짐의 억제에 대한 충분한 효과를 성취할 수 없다. 또한, 이 방법에서는, 수성 잉크의 정착성의 면에서 또 다른 문제가 발생한다. 구체적으로, 액체 조성물 및 수성 잉크가 기록 매체에 부착된 다음, 비히클(액체 조성물 또는 수성 잉크 중의 액체 성분)이 기록 매체에 침투하여, 기록 매체의 표면에 미립자와 착색제의 혼합물이 축적된다. 이렇게 형성된 축적물은 기계적으로 약하며, 손 등에 의한 마찰로 쉽게 제거될 수 있다. 따라서, 잉크가 사용자의 손 및 중첩된 인쇄물의 이면을 얼룩지게 하며, 그 결과로 내찰성(rubfastness) 부족의 불량이 발생한다.
특허문헌 2에는, 화상 형성물의 내찰성을 개선하기 위해, 잉크 조성물 및 중합체 미립자를 함유하는 제1 액체를 기록 매체 상에 부착하여 인쇄를 실시하는 잉크젯 기록 방법이 개시되어 있다. 이 방법에 따르면, 충분한 내찰성을 얻기 위해서는 다량의 중합체 입자가 필요하다. 그러나, 다량의 중합체 입자를 첨가하는 것은, 토출 안정성 및 보관 안정성의 저하, 점도 증가 등과 같은 부작용을 야기할 수 있다. 따라서, 문제들은 아직 해결되지 않았다.
특허문헌 3에는 잉크젯용 액체 조성물 및 잉크젯용 잉크 세트가 개시되어 있으며, 상기 잉크젯용 액체 조성물은 전처리액의 보관 안정성을 향상시키기 위해, 산 해리 상수 pKa가 4.5 이하인 유기산, 유기 아민 화합물, 수용매 및 물을 함유하고, 유기산의 양과 유기 아민 화합물의 양의 비율이 명시되어 있다. 이 잉크 세트를 사용함으로써, 잉크젯용 액체 조성물과 잉크의 혼합시에 pH가 산성으로 유지되므로, 잉크의 색재가 효과적으로 응집될 수 있다. 그러나, 개시된 액체 조성물이 보관 안정성을 얻을 수 있다 하더라도, 개시된 잉크 세트는, 기록 매체의 표면에 착색제가 응집하고 축적되므로, 인쇄 직후에 화상의 양호한 스미어 부착성(smear adhesion)(우수한 내찰성으로도 일컬음)을 달성하지 못한다.
따라서, 전처리액을 잉크와 병용하는 종래의 화상 형성 방법으로 화상 형성물 상의 페더링과 색 번짐 모두를 억제하는 것을 시도하는 경우에, 전처리액의 보관 안정성이 저하되고 생성된 화상의 스미어 부착성이 저하된다.
특허문헌 1: 일본 특허 출원 공개(JP-A) 제 2001-199151호 특허문헌 2: 국제 공개 제 WO 00/06390호 특허문헌 3: JP-A 제 2006-35689호
본 발명의 목적은, 복사 용지와 같이 코팅층을 갖지 않는 기록 매체 상에, 페더링 및 색 번짐을 발생시키지 않으며 양호한 스미어 부착성(우수한 내찰성으로도 일컬어짐)을 갖는 화상을 형성할 수 있는 화상 형성 방법을 제공하고, 이 화상 형성 방법을 이용하는 화상 형성물을 제공하는 것이다.
상기 과제들을 해결하기 위한 수단들은 하기와 같다.
<1> 전처리액을 기록 매체에 도포하는 단계; 및 잉크젯용 잉크에 자극을 가하여, 전처리액이 도포된 기록 매체 상에 잉크젯용 잉크를 토출시킴으로써, 상기 기록 매체 상에 화상을 형성하는 단계를 포함하는 화상 형성 방법으로서, 상기 전처리액은 수용성 지방족 유기산, 수용성 유기 모노아민 화합물, 수용성 유기 용매 및 물을 포함하고, 상기 잉크젯용 잉크는 안료가 음이온성 분산제 또는 비이온성 분산제로 분산된 수성 안료 분산체, 수용성 유기 용매, 음이온성 이오노머계 수성 우레탄 수지, 계면활성제, 침투제 및 물을 포함하며, 상기 전처리액은 수용성 지방족 유기산에 함유된 산기에 대하여 1 몰 당량 이상의 수용성 유기 모노아민 화합물을 포함하는 화상 형성 방법.
<2> <1>에 있어서, 음이온성 이오노머계 수성 우레탄 수지는 폴리에스테르 우레탄 수지 또는 폴리에테르 우레탄 수지인 화상 형성 방법.
<3> <1> 또는 <2>에 있어서, 수용성 지방족 유기산은 일반식 (I)로 표시되는 화합물인 화상 형성 방법:
Figure 112013037684185-pct00001
[일반식 (I)에서, R1은 수소 원자, 또는 카르복실기로 치환된 메틸기를 나타내고; R2는 메틸기, 카르복실기로 치환된 메틸기, 또는 수산기와 카르복실기로 치환된 메틸기를 나타낸다.]
<4> <1> 내지 <3> 중 어느 하나에 있어서, 수용성 유기 모노아민 화합물은 일반식 (IV) 및 일반식 (V)로 표시되는 화합물들로 구성되는 군에서 선택되는 화상 형성 방법:
Figure 112013037684185-pct00002
[일반식 (IV)에서, R3, R4 및 R5는 각각, 수소 원자, 1개 ~ 4개의 탄소 원자를 갖는 알콕시기, 1개 ~ 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 히드록시에틸기 또는 히드록시프로필기를 나타내며, 단, R3, R4 및 R5 전부가 수소 원자인 화합물은 제외된다];
Figure 112013037684185-pct00003
[일반식 (V)에서, R6는 히드록시메틸기를 나타내고; R7은 메틸기, 에틸기 또는 히드록시메틸기를 나타내며; R8은 수소 원자, 1개 ~ 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 또는 히드록시메틸기를 나타낸다.]
<5> <1> 내지 <4> 중 어느 하나에 있어서, 전처리액은 지방족 유기산염 화합물 또는 무기 금속염 화합물을 추가로 포함하는 화상 형성 방법.
<6> <1> 내지 <5> 중 어느 하나에 있어서, 전처리액은 정적 표면 장력이 25℃에서 30 mN/m 이하인 화상 형성 방법.
<7> <1> 내지 <6> 중 어느 하나에 있어서, 잉크젯용 잉크는 정적 표면 장력이 25℃에서 20 mN/m ~ 35 mN/m인 화상 형성 방법.
<8> 기록 매체; 및 상기 기록 매체 상에 형성된 화상을 포함하는 화상 형성물로서, 상기 화상은 <1> 내지 <7> 중 어느 하나에 따른 화상 형성 방법에 의해 기록 매체 상에 형성되는 화상 형성물.
본 발명에 따라, 이 종래의 문제들을 해결할 수 있으며, 목적을 달성한다. 본 발명은, 복사 용지와 같이 코팅층을 갖지 않는 기록 매체 상에, 페더링 및 색 번짐을 발생시키지 않고 양호한 스미어 부착성(smear adhesion)을 손상시키지 않으면서 화상을 형성할 수 있는 화상 형성 방법 및 이 화상 형성 방법을 이용하는 화상 형성물을 제공할 수 있다.
도 1은 잉크젯 기록 장치의 예를 도시하는 개략적인 구성도이다.
도 2는 잉크젯 기록 장치의 다른 예를 도시하는 개략적인 구성도이다.
(화상 형성 방법)
본 발명의 화상 형성 방법은 전처리액을 기록 매체에 도포하는 전처리 단계; 및 잉크젯용 잉크에 자극을 가하여, 전처리액이 도포된 기록 매체 상에 상기 잉크젯용 잉크를 토출시킴으로써, 상기 기록 매체 상에 화상을 형성하는 잉크 토출 단계를 포함하고, 필요할 경우 기타 단계를 더 포함하며, 여기서 상기 전처리액은 수용성 지방족 유기산, 수용성 유기 모노아민 화합물, 수용성 유기 용매 및 물을 함유하고, 상기 잉크젯용 잉크는 안료가 음이온성 분산제 또는 비이온성 분산제로 분산된 수성 안료 분산체, 수용성 유기 용매, 음이온성 이오노머계 수성 우레탄 수지, 계면활성제, 침투제 및 물을 함유한다.
<전처리액>
전처리액은 수용성 지방족 유기산, 수용성 유기 모노아민 화합물, 수용성 유기 용매 및 물을 함유하며, 필요할 경우, 기타 성분을 더 함유한다.
전처리액은 수용성 지방족 유기산을 함유하며, 수분산성 착색제를 응집시키는 특성을 갖는다. 여기서, 용어 "응집"은 수분산성 착색제 입자들이 서로 흡착하여 합쳐지는 것을 의미한다. 이 현상은 입도 분포 측정 장치를 사용하여 확인할 수 있다. 수용성 지방족 유기산과 같은 이온 물질을 전처리액에 첨가하는 경우, 이온이 수분산성 착색제의 표면 전하에 흡착되어, 표면 전하가 중화되고 분자간 인력에 의해 응집 효과가 증강됨으로써, 수분산성 착색제가 응집된다. 수분산성 착색제의 응집을 확인하는 방법의 예로서, 수분산성 착색제 5 질량%를 함유하는 잉크젯용 잉크(이하, 잉크로도 일컬어짐) 5 ㎕에 전처리액 30 mL를 첨가하는 즉시, 착색제의 응집 여부가 확인되는 방법이 있다.
-수용성 지방족 유기산-
수용성 지방족 유기산으로는, 카르복실기 함유 수용성 지방족 유기산 및 술포기 함유 수용성 지방족 유기산이 바람직하게 사용된다. 여기서, 용어 "지방족"은 직쇄 또는 분지쇄형 탄화수소기가 함유되는 것을 의미하며, 상기 탄화수소기는 포화 탄화수소기일 수 있고, 불포화 탄화수소기일 수 있다. 수용성 지방족 유기산 중의 탄소 원자 수는 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 용매에서의 용해성의 면에서, 분자당 2개 ~ 6개인 것이 바람직하고, 분자당 2개 ~ 4개인 것이 더 바람직하다. 수용성 지방족 유기산 중의 산기의 수는, 화상 농도의 면에서, 분자당 3개 이하인 것이 바람직하고, 분자당 2개 이하인 것이 더 바람직하며, 분자당 1개인 것이 더욱더 바람직하다.
수용성 지방족 유기산으로는, 하기 일반식 (I) ~ (III) 중 어느 하나로 표시되는 카르복실기 함유 수용성 지방족 유기산이 바람직하게 사용된다. 이들 중, 일반식 (I)로 표시되는 유기산이 특히 바람직하다.
Figure 112013037684185-pct00004
일반식 (I)에서, R1은 수소 원자 또는 카르복실기로 치환된 메틸기를 나타내고; R2는 메틸기, 카르복실기로 치환된 메틸기, 또는 수산기와 카르복실기로 치환된 메틸기를 나타낸다.
Figure 112013037684185-pct00005
일반식 (II)에서, n은 1 ~ 4의 정수를 나타낸다.
Figure 112013037684185-pct00006
일반식 (III)에서, n은 0 ~ 4의 정수를 나타낸다.
일반식 (I)로 표시되는 화합물의 예로는 유산(pKa: 3.83), 사과산(pKa: 3.4), 구연산(pKa: 3.13) 및 주석산(pKa: 2.93)이 있다.
일반식 (II)로 표시되는 화합물의 예로는 옥살산(pKa: 1.04), 말론산(pKa: 2.05), 호박산(pKa: 4.21) 및 아디프산(pKa: 4.42)이 있다.
일반식 (III)으로 표시되는 화합물의 예로는 초산(pKa: 4.76), 프로피온산(pKa: 4.87), 부티르산(pKa: 4.82) 및 발레르산(pKa: 4.82)이 있다.
일반식 (I) ~ (III) 중 어느 하나로 표시되는 화합물 이외의 카르복실기 함유 수용성 지방족 유기산의 예로는 글루콘산(pKa: 2.2), 피루브산(pKa: 2.49) 및 푸마르산(pKa: 3.02)이 있다.
술포기 함유 수용성 지방족 유기산으로는, 타우린이 바람직하게 사용된다.
전처리액의 총량 중 수용성 지방족 유기산의 양은, 1 질량% ~ 40 질량%인 것이 바람직하고, 3 질량% ~ 30 질량%인 것이 더 바람직하다. 첨가량이 40 질량% 초과일 경우, 전처리액의 배합 때문에, 중화에 필요한 양의 수용성 유기 모노아민을 첨가하는 것이 어려울 수 있다. 첨가량이 1 질량% 미만일 경우, 화상 품질을 향상시키는 효과가 감소될 수 있다.
--수용성 유기 모노아민 화합물--
본 발명에서 사용하는 전처리액은, 바람직하게는, 잉크의 투과성을 제어하고 금속의 부식을 방지할 목적으로 수용성 유기 모노아민 화합물을 함유한다. 수용성 유기 모노아민 화합물은 1급, 2급, 3급, 4급 아민 및 이의 염들 중 어느 것일 수 있다. 본 발명에서, 용어 4급 아민은 질소 원자가 4개의 알킬기로 치환되는 화합물을 의미함을 주지하라. 수용성 유기 모노아민 화합물 중의 탄소 원자 수는 특별히 한정되지 않으나, 용매에서의 용해성의 면에서, 분자당 2개 ~ 12개인 것이 바람직하고, 분자당 2개 ~ 6개인 것이 더 바람직하다.
수용성 유기 모노아민 화합물로는, 하기 일반식 (IV) 및 (V) 중 하나로 표시되는 화합물이 바람직하게 사용된다.
Figure 112013037684185-pct00007
일반식 (IV)에서, R3, R4 및 R5는 각각, 수소 원자, 1개 ~ 4개의 탄소 원자를 갖는 알콕시기, 1개 ~ 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 히드록시에틸기 또는 히드록시프로필기를 나타내며, 단, R3, R4 및 R5 전부가 수소 원자인 화합물은 제외된다.
Figure 112013037684185-pct00008
일반식 (V)에서, R6는 히드록시메틸기를 나타내고; R7은 메틸기, 에틸기 또는 히드록시메틸기를 나타내며; R8은 수소 원자, 1개 ~ 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 또는 히드록시메틸기를 나타낸다.
일반식 (IV)로 표시되는 화합물의 예로는 디메틸아민, 에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 프로필아민, 디프로필아민, 이소프로필아민, 디이소프로필아민, n-부틸아민, sec-부틸아민, t-부틸아민, 디-n-부틸아민, 트리부틸아민, 펜틸아민, 디펜틸아민, 트리펜틸아민, 2-에틸헥실아민, 디-2-에틸헥실아민, 디-n-옥틸아민, 트리-n-옥틸아민, 1-아미노-2-프로판올, 3-아미노-1-프로판올, N-메틸에탄올아민, N,N-디에틸에탄올아민, N,N-디메틸에탄올아민, N-메틸디에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 트리이소프로판올아민, N-부틸디에탄올아민 및 N,N-디부틸에탄올아민이 있다.
일반식 (V)로 표시되는 화합물의 예로는 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판디올, 2-아미노-2-(히드록시메틸)-1,3-프로판디올, 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올 및 2-아미노-2-메틸-1-프로판올이 있다.
일반식 (IV) 및 (V) 중 하나로 표시되는 화합물 이외의 수용성 유기 모노아민 화합물의 예로는 알릴아민, 디알릴아민, 3-에톡시프로필아민, 2-(2-아미노에톡시)에탄올, 3-메톡시프로필아민 및 콜린이 있다.
수용성 유기 모노아민 화합물의 첨가량은, 수용성 지방족 유기산에 함유된 산기의 1 몰에 대하여 1.0 몰 ~ 1.5 몰인 것이 바람직하고, 1.0 몰 ~ 1.2 몰인 것이 더 바람직하다. 수용성 유기 모노아민 화합물의 첨가량이 1.0 몰 미만일 경우, 화상 형성물의 도트 수축(dot shrinkage)으로 인해 백색 줄무늬가 발생할 수 있다. 수용성 유기 모노아민 화합물의 첨가량이 1.5 몰 초과일 경우, 처리액에 유리된 수용성 유기 모노아민 화합물이 잉크젯용 잉크의 침투를 촉진하여 화상 농도의 저하를 유발할 수 있다.
수용성 유기 모노아민 화합물은 수용성 지방족 유기산과의 중화염의 제조에 필요하고, 전처리액이 5 이상의 pH를 갖는 것이 중요하므로, 수용성 유기 모노아민 화합물 또는 수용성 지방족 유기산의 분자량에 따라 수용성 유기 모노아민 화합물의 양을 적절하게 조절할 필요가 있다.
-수용성 유기 용매-
본 발명에 사용되는 전처리액은, 잉크의 투과성을 제어하고 금속의 부식을 방지할 목적으로 수용성 유기 용매를 바람직하게 함유한다. 수용성 유기 용매의 예로는 다가 알콜, 다가 알콜 알킬 에테르, 다가 알콜 아릴 에테르, 질소 함유 복소환 화합물, 아미드, 아민, 황 함유 화합물, 프로필렌 카보네이트 및 에틸렌 카보네이트가 있다.
수용성 유기 용매는, 전처리액 중의 물이 증발하고 평형 상태에 도달하는 경우에도 다량의 물을 보유함으로써, 전처리액에 유동성을 부여한다. 이 경우에, 수용성 유기 용매로서 평형 수분량이 높은 수용성 유기 용매를 사용함으로써, 잉크젯 처리액 중의 물이 증발하고 평형 상태에 도달하는 경우에도 잉크 점도의 과도한 증가를 방지할 수 있다.
평형 수분량이 높은 수용성 유기 용매로는, 23℃의 온도 및 80% RH에서, 평형 수분량이 30 질량% 이상인 수용성 유기 용매가 바람직하고, 40 질량% 이상인 것(이하, "수용성 유기 용매 A"로 일컬음)이 더 바람직하다. 용어 "평형 수분량"은, 수용성 유기 용매와 물의 혼합물이 일정한 온도 및 일정한 습도에서 공기 중에 방출되고, 용액 중 물의 증발과 공기 중 물의 수용성 유기 용매로의 흡수가 평형 상태일 때의 수분량을 의미함을 주지하라. 더 구체적으로, 평형 수분량은 염화칼륨 포화 수용액 및 데시케이터를 사용하여 측정할 수 있다. 데시케이터의 내부 온도를 23℃ ± 1℃로 유지하고, 그의 내부 습도를 80% ± 3% RH로 유지한다. 이어서, 수성 유기 용매의 각 샘플을 1 g 칭량하여, 페트리 접시에 붓고, 이 페트리 접시를 데시케이터에 두며, 샘플의 질량 변화가 더 이상 없을 때까지 보관하고, 샘플의 평형 수분량을 하기 수학식으로 구할 수 있다.
Figure 112013037684185-pct00009
본 발명에서 바람직하게 사용되는 수용성 유기 용매 A로서, 23℃의 온도 및 80% RH에서 평형 수분량이 30 질량% 이상인 다가 알콜이 사용된다. 이러한 수용성 유기 용매 A의 구체예로는 디에틸렌 글리콜(비등점(bp): 245℃, 43 질량%), 트리에틸렌 글리콜(bp: 285℃, 39 질량%), 테트라에틸렌 글리콜(bp: 324℃ ~ 330℃, 37 질량%), 1,3-부탄디올(bp: 203℃ ~ 204℃, 35 질량%), 글리세린(bp: 290℃, 49 질량%), 디글리세린(bp: 270℃/20 hPa, 38 질량%), 1,2,3-부탄트리올(bp: 175℃/33 hPa, 38 질량%) 및 1,2,4-부탄트리올(bp: 190℃ ~ 191℃/24 hPa, 41 질량%)이 있다. 이들 중, 1,3-부탄디올 및 글리세린이 특히 바람직하게 사용되며, 이는, 이 물질들이 물을 함유하는 경우에, 이 화합물들의 점도가 감소하고, 안료 분산체가 응집하지 않으면서 안정적으로 유지될 수 있기 때문이다.
사용하는 수용성 유기 용매의 총량에 대하여 50 질량% 이상의 양으로 수용성 유기 용매 A를 사용하는 것이 바람직한데, 토출 안정성을 확보할 수 있고, 이러한 잉크가 잉크 토출 장치의 유지 장치에서 폐잉크의 부착을 방지하는 데 우수하기 때문이다.
본 발명에서 사용되는 전처리액은, 23℃의 온도 및 80% RH에서 평형 수분량이 30 질량% 미만인 수용성 유기 용매(이하, "수용성 유기 용매 B"로 불리움)를, 수용성 유기 용매 A에 추가하거나 이 용매 A의 일부를 대신하여 병용할 수 있다. 수용성 유기 용매 B의 예로는 다가 알콜, 다가 알콜 알킬 에테르, 다가 알콜 아릴 에테르, 질소 함유 복소환 화합물, 아미드, 아민, 황 함유 화합물, 프로필렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트 및 기타 수용성 유기 용매가 있다.
수용성 유기 용매 B의 다가 알콜의 구체예로는 에틸렌 글리콜(bp: 196℃ ~ 198℃), 폴리에틸렌 글리콜(점성 액체 내지 고체), 프로필렌 글리콜(bp: 187℃), 디프로필렌 글리콜(bp: 232℃), 트리프로필렌 글리콜(bp: 267℃), 폴리프로필렌 글리콜(bp: 187℃), 3-메틸-1,3-부탄디올(bp: 203℃), 1,5-펜탄디올(bp: 242℃), 2-메틸-2,4-펜탄디올(bp: 197℃), 헥실렌 글리콜(bp: 197℃), 1,6-헥산디올(bp: 253℃ ~ 260℃), 1,2,6-헥산트리올(bp: 178℃), 트리메틸올에탄(고체, 융점(mp): 199℃ ~ 201℃) 및 트리메틸올프로판(고체, mp: 61℃)이 있다.
다가 알콜 알킬 에테르의 예로는 에틸렌 글리콜 모노에틸에테르(bp: 135℃), 에틸렌 글리콜 모노부틸에테르(bp: 171℃), 디에틸렌 글리콜 모노메틸에테르(bp: 194℃), 디에틸렌 글리콜 모노에틸에테르(bp: 197℃), 디에틸렌 글리콜 모노부틸에테르(bp: 231℃), 에틸렌 글리콜 모노-2-에틸헥실에테르(bp: 229℃) 및 프로필렌 글리콜 모노에틸에테르(bp: 132℃)가 있다.
다가 알콜 아릴 에테르의 예로는 에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르(bp: 237℃) 및 에틸렌 글리콜 모노벤질 에테르가 있다.
질소 함유 복소환 화합물의 예로는 2-피롤리돈(bp: 250℃, mp: 25.5℃, 47 질량% ~ 48 질량%), N-메틸-2-피롤리돈(bp: 202℃), 1,3-디메틸-2-이미다졸리디오논(bp: 226℃), ε-카프로락탐(bp: 270℃) 및 γ-부티로락톤(bp: 204℃ ~ 205℃)이 있다.
아미드의 예로는 포름아미드(bp: 210℃), N-메틸포름아미드(bp: 199℃ ~ 201℃), N,N-디메틸포름아미드(bp: 153℃) 및 N,N-디에틸포름아미드(bp: 176℃ ~ 177℃)가 있다.
아민의 예로는 모노에탄올아민(bp: 170℃), 디메탄올아민(bp: 268℃), 트리에탄올아민(bp: 360℃), N,N-디메틸모노에탄올아민(bp: 139℃), N-메틸디에탄올아민(bp: 243℃), N-메틸에탄올아민(bp: 159℃), N-페닐에탄올아민(bp: 282℃ ~ 287℃) 및 3-아미노프로필 디에틸아민(bp: 169℃)이 있다.
황 함유 화합물의 예로는 디메틸술폭시드(bp: 139℃), 술포란(bp: 285℃) 및 티오디글리콜(bp: 282℃)이 있다.
기타 수용성 유기 용매로는, 당류가 바람직하다. 당류의 예로는 단당류, 이당류, 올리고당류(삼당류 및 사당류 포함) 및 다당류가 있다. 그 구체예로는 글루코오스, 만노오스, 과당, 리보오스, 크실로오스, 아라비노오스, 갈락토오스, 말토스, 셀로비오스, 락토오스, 수크로오스, 트레할로스 및 말토트리오스가 있다. 여기서, 전술한 다당류는 넓은 의미의 당류를 의미하며, 이는 자연계에 널리 존재하는 물질, 예컨대 α-시클로덱스트린 및 셀룰로스를 포함할 수 있다. 이들 당류의 유도체로는 당류의 환원당[예를 들어, 일반식: HOCH2(CHOH)nCH2OH(여기서 n은 2 ~ 5의 정수)로 표시되는 당알콜], 산화당(예를 들어, 알돈산 및 우론산), 아미노산 및 티오산이 있다. 이들 중, 당알콜이 바람직하다. 당알콜의 구체예로는 말티톨 및 소르비톨이 있다.
전처리액에 함유되는 수용성 유기 용매의 양은, 어떠한 제한 없이 소정의 목적에 따라 적합하게 선택된다. 이는 10 질량% ~ 80 질량%인 것이 바람직하고, 15 질량% ~ 60 질량%인 것이 더 바람직하다. 수용성 유기 용매의 양이 80 질량% 초과일 경우, 전처리 후의 기록 매체가 수용성 유기 용매의 종류에 따라 건조되기 어려울 수 있다. 그 양이 10 질량% 미만일 경우, 전처리액 중의 물이 전처리액 도포 단계 등에서 증발하면서, 전처리액의 조성에 현저한 변화를 야기할 가능성이 있다.
-지방족 유기산염 화합물, 무기 금속염 화합물-
지방족 유기산염 화합물 또는 무기 금속염 화합물을 본 발명에서 사용되는 전처리액에 첨가하는 경우, 안료가 기록 매체의 표면에 잔류하여 염석 효과를 향상시킬 가능성이 있어, 화상 농도가 증가할 수 있다.
유기산의 지방족 유기산염 화합물의 예로는 L-아스파르트산나트륨, L-아스파르트산마그네슘, 아스코르브산칼슘, L-아스코르브산나트륨, 숙신산나트륨, 숙신산이나트륨, 숙신산이암모늄, 구연산알루미늄, 구연산칼륨, 구연산칼슘, 구연산삼칼륨, 구연산삼나트륨, 구연산삼암모늄, 구연산이나트륨, 구연산이암모늄, 유산나트륨, 유산칼륨, 유산칼슘, 유산마그네슘, 유산알루미늄, 유산암모늄, 유산아연, 주석산칼륨, 주석산칼슘, DL-주석산나트륨 및 주석산나트륨칼륨이 있다.
무기 금속염 화합물의 예로는 황산마그네슘, 황산알루미늄, 황산망간, 황산니켈, 황산철(II), 황산구리(II), 황산아연, 질산철(II), 질산철(III), 질산코발트, 질산칼슘, 질산스트론튬, 질산구리(II), 질산니켈(II), 질산아연(II), 질산망간(II), 염화니켈(II), 염화칼슘, 염화주석(II), 염화스트론튬, 염화바륨, 및 염화마그네슘, 황산나트륨, 황산칼륨, 황산리튬, 황산수소나트륨, 황산수소칼륨, 질산나트륨, 질산칼륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산수소칼륨, 염화나트륨, 및 염화칼륨이 있다.
전처리액의 총량 중 지방족 유기산염 화합물 또는 무기 금속염 화합물의 양은 0.1 질량% ~ 30 질량%인 것이 바람직하고, 1 질량% ~ 20 질량%인 것이 더 바람직하다. 그 양이 30 질량% 초과일 경우, 지방족 유기산염 화합물이 전처리액에 불충분하게 용해되고 침전될 수 있다. 그 양이 0.1 질량% 미만일 경우, 화상 농도 향상의 효과가 감소할 수 있다.
-계면활성제-
본 발명에서 사용되는 전처리액에는, 기록 매체 표면의 습윤성, 및 화상 형성물의 화상 농도와 채도를 개선하고 백색 반점을 감소시키기 위해, 계면활성제를 혼입할 수 있다. 이 경우에, 기록 매체 표면의 습윤성 및 잉크 투과성을 향상시키기 위해, 계면활성제로 전처리액의 정적 표면 장력을 30 mN/m 이하(25℃)로 조절하는 것이 바람직하다.
계면활성제의 예로는 비이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 베타인 계면활성제, 실리콘 계면활성제 및 불소화학계(fluorochemical) 계면활성제가 있다. 특히, 정적 표면 장력을 30 mN/m 이하로 감소시킬 수 있는, 실리콘 계면활성제 및 불소화학계 계면활성제가 바람직하게 사용된다. 이들 계면활성제는 단독으로 사용되거나 병용될 수 있다.
불소계 계면활성제(fluorosurfactant)는 불소 원자로 치환된 2개 ~ 16개 탄소 원자를 갖는 것이 바람직하고, 불소 원자로 치환된 4개 ~ 16개의 탄소 원자를 갖는 것이 더 바람직하다. 불소 원자로 치환된 탄소 원자의 수가 2 미만일 경우, 이러한 불소계 계면활성제는 어떠한 효과도 주지 못할 수 있다. 그 수가 16 초과일 경우, 전처리액의 보관 안정성에 문제가 발생할 수 있다.
불소계 계면활성제의 예로는 비이온성 불소계 계면활성제, 음이온성 불소계 계면활성제, 양성 불소계 계면활성제 및 소중합체 불소계 계면활성제가 있다.
비이온성 불소계 계면활성제의 예로는 퍼플루오로알킬 인산 에스테르화 화합물, 퍼플루오로알킬에틸렌 옥시드 부가물, 및 각각 측쇄에 퍼플루오로알킬 에테르기를 갖는 폴리옥시알킬렌 에테르 중합체 화합물들이 있다. 이들 중, 측쇄에 퍼플루오로알킬 에테르기를 갖는 폴리옥시알킬렌 에테르 중합체 화합물이 발포성이 낮아 바람직하며, 일반식 (1)로 표시되는 불소계 계면활성제가 특히 바람직하다.
CF3CF2(CF2CF2)m-CH2CH2O(CH2CH2O)nH 일반식 (1)
일반식 (1)에서, m은 0 ~ 10의 정수인 것이 바람직하고, n은 0 ~ 40의 정수인 것이 바람직하다.
음이온성 불소계 계면활성제의 예로는 퍼플루오로알킬 술폰산 화합물, 퍼플루오로알킬 카르복실산 화합물, 퍼플루오로알킬 인산 에스테르 화합물, 및 측쇄에 퍼플루오로알킬 에테르기를 갖는 폴리옥시알킬렌 에테르 중합체 화합물이 있다.
퍼플루오로알킬 술폰산 화합물의 예로는 퍼플루오로알킬 술폰산, 및 퍼플루오로알킬 술폰산의 염이 있다.
퍼플루오로알킬 카르복실산 화합물의 예로는 퍼플루오로알킬 카르복실산, 및 퍼플루오로알킬 카르복실산의 염이 있다.
퍼플루오로알킬 인산 에스테르 화합물의 예로는 퍼플루오로알킬 인산 에스테르, 및 퍼플루오로알킬 인산 에스테르의 염이 있다.
측쇄에 퍼플루오로알킬 에테르기를 갖는 폴리옥시알킬렌 에테르 중합체 화합물의 예로는 측쇄에 퍼플루오로알킬 에테르기를 갖는 폴리옥시알킬렌 에테르 중합체, 측쇄에 퍼플루오로알킬 에테르기를 갖는 폴리옥시알킬렌 에테르 중합체의 황산 에스테르 염, 및 측쇄에 퍼플루오로알킬 에테르기를 갖는 폴리옥시알킬렌 에테르 중합체의 염이 있다.
이들 불소계 계면활성제의 염의 반대 이온의 예로는 Li, Na, K, NH4, NH3CH2CH2OH, NH2(CH2CH2OH)2 및 NH(CH2CH2OH)3가 있다.
불소계 계면활성제의 다른 예로는, 하기 일반식 (2) ~ (10)으로 표시되는 것들이 바람직하다.
<음이온성 불소계 계면활성제>
Figure 112013037684185-pct00010
일반식 (2)에서, Rf는 구조식 (2a)로 표시되는 불소 함유 소수기의 혼합물을 나타내고; A는 -SO3X, -COOX 또는 -PO3X이며, 여기서 X는 반대 이온, 구체적으로 수소 원자, Li, Na, K, NH4, NH3CH2CH2OH, NH2(CH2CH2OH)2 및 NH(CH2CH2OH)3를 나타낸다.
Figure 112013037684185-pct00011
Figure 112013037684185-pct00012
일반식 (3)에서, Rf'는 구조식 (3a)로 표시되는 불소 함유기를 나타내고; X는 일반식 (2)에서와 동일하며; n은 1 또는 2를 나타내고; m은 2-n을 나타낸다.
Figure 112013037684185-pct00013
구조식 (3a)에서, n은 3 ~ 10의 정수를 나타낸다.
Figure 112013037684185-pct00014
일반식 (4)에서, X는 일반식 (2)에서와 동일하고, Rf'는 일반식 (3)에서와 동일하다.
Figure 112013037684185-pct00015
일반식 (5)에서, X는 일반식 (2)에서와 동일하고, Rf'는 일반식 (3)에서와 동일하다.
<비이온성 불소계 계면활성제>
Figure 112013037684185-pct00016
일반식 (6)에서, Rf는 일반식 (2)에서와 동일하고, n은 5 ~ 20의 정수를 나타낸다.
Figure 112013037684185-pct00017
일반식 (7)에서, Rf'는 일반식 (3)에서와 동일하고, n은 1 ~ 40의 정수를 나타낸다.
<양성 불소계 계면활성제>
Figure 112013037684185-pct00018
일반식 (8)에서, Rf는 일반식 (2)에서와 동일하다.
<소중합체 불소계 계면활성제>
Figure 112013037684185-pct00019
일반식 (9)에서, Rf"는 구조식 (9a)로 표시되는 불소 함유기이고; n은 1 ~ 10의 정수를 나타내며; X는 일반식 (2)에서와 동일하다.
Figure 112013037684185-pct00020
구조식 (9a)에서, n은 1 ~ 4의 정수를 나타낸다.
Figure 112013037684185-pct00021
일반식 (10)에서, Rf"는 일반식 (9)에서와 동일하고; l은 1 ~ 10의 정수를 나타내며; m은 1 ~ 10의 정수를 나타내고; n은 1 ~ 10의 정수를 나타낸다.
불소계 계면활성제로, 시판품을 사용할 수 있다. 시판품의 예로는 SURFLON S-111, S-112, S-113, S-121, S-131, S-132, S-141, S-145(전부 AGC SEIMI CHEMICAL CO., LTD 제조); FLUORAD FC-93, FC-95, FC-98, FC-129, FC-135, FC-170C, FC-430, FC-431(전부 Sumitomo 3M Limited 제조); MEGAFACE F-470, F-1405, F-474(전부 DIC Corporation 제조); ZONYL TBS, FSP, FSA, FSN-100, FSN, FSO-100, FSO, FS-300, UR(전부 E.I.du Pont de Nemours & Company 제조); FT-110, FT-250, FT-251, FT400S, FT-150, FT-400SW(전부 NEOS COMPANY LIMITED 제조); PolyFox PF-136A, PF-156A, PF-151N, PF-154, PF-159(전부 Omnova Solutions, Inc. 제조)가 있다. 이들 중, E.I.du Pont de Nemours & Company의 FS-300, NEOS COMPANY LIMITED의 FT-110, FT-250, FT-251, FT400S, FT-150 및 FT-400SW, 및 Omnova Solutions, Inc.의 PolyFox PF-151N은, 이들의 사용이 우수한 인쇄 품질, 특히 발색성을 얻는 데 도움이 되고, 종이에 대한 균일한 염색성을 현저히 증가시키므로 특히 바람직하다.
실리콘 계면활성제는 어떠한 제한 없이 소정의 목적에 따라 적합하게 선택되며, 그 예로는 측쇄 변성 폴리디메틸실록산, 양말단 변성 폴리디메틸실록산, 편말단 변성 폴리디메틸실록산, 및 측쇄와 양말단 변성 폴리디메틸실록산이 있다. 변성기로서 폴리옥시에틸렌기 및 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌기를 갖는 폴리에테르 변성 실리콘 계면활성제가, 수성 계면활성제로서의 우수한 특성을 가지므로 특히 바람직하다.
이러한 실리콘 계면활성제는 적절하게 합성된 것 또는 시판품에서 선택할 수 있다. 시판품은, 예를 들어 BYK Japan K.K., Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Dow Corning Toray Co., Ltd., Nihon Emulsion Co., Ltd. 및 Kyoeisha Chemical Co., Ltd.로부터 용이하게 입수 가능하다.
폴리에테르 변성 실리콘 계면활성제는 어떠한 제한 없이 소정의 목적에 따라 적합하게 선택된다. 그 예로는 일반식 (11)로 표시되는 폴리알킬렌 옥시드 구조가, 디메틸폴리실록산의 측쇄의 Si 부분에 도입된 화합물이 있다.
Figure 112013037684185-pct00022
일반식 (11)에서, m, n, a 및 b는 각각 1 이상의 정수를 나타내고, R 및 R'는 각각 알킬기 또는 알킬렌기를 나타낸다.
폴리에테르 변성 실리콘 계면활성제로, 시판품을 사용할 수 있다. 폴리에테르 변성 실리콘 계면활성제의 시판품의 예로는: KF-618, KF-642 및 KF-643(Shin Etsu Chemical Co., Ltd.); EMALEX-SS-5602 및 SS-1906EX(Nihon Emulsion Co., Ltd.); FZ-2105, FZ-2118, FZ-2154, FZ-2161, FZ-2162, FZ-2163 및 FZ-2164(Dow Corning Toray Co., Ltd.); 그리고 BYK-33 및 BYK-387(BYK Japan K.K.)이 있다.
음이온성 계면활성제의 예로는 폴리옥시에틸렌 알킬에테르의 초산염, 도데실벤젠 술폰산 염, 라우릴산 염, 및 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 설페이트의 염이 있다.
비이온성 계면활성제의 예로는 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르, 폴리옥시프로필렌 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르, 폴리옥시에틸렌 알킬 에스테르, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 알킬페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 알킬아민 및 폴리옥시에틸렌 알킬 아미드가 있다.
전처리액에 함유되는 계면활성제의 양은 0.001 질량% ~ 5 질량%인 것이 바람직하고, 0.05 질량% ~ 1 질량%인 것이 더 바람직하다. 계면활성제의 양이 0.001 질량% 미만일 경우, 계면활성제의 첨가로 얻을 수 있는 효과가 작을 수 있다. 계면활성제의 양이 5 질량% 초과일 경우, 첨가량을 증가시켜 계면활성제의 효과를 증진시키는 데에서 어떠한 개선도 얻을 수 없다.
-기타 성분-
본 발명에서 사용되는 전처리액은, 비습윤성 C8-11 폴리올 화합물 및 글리콜 에테르 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 침투제로서 함유하는 것이 바람직하다. 비습윤성제는 25℃의 물에서 용해도가 0.2 질량% ~ 5.0 질량%인 것들을 의미한다.
이들 중, 일반식 (12)로 표시되는 1,3-디올 화합물이 바람직하며, 용해도가 4.2%(25℃)인 2-에틸-1,3-헥산디올, 및 용해도가 2.0%(25℃)인 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올이 특히 바람직하다.
Figure 112013037684185-pct00023
일반식 (12)에서, R'는 메틸기 또는 에틸기를 나타내고; R"는 수소 원자 또는 메틸기를 나타내며; R"'는 에틸기 또는 프로필기를 나타낸다.
전술한 것 이외의 비습윤성 폴리올 화합물의 예로는 지방족 디올, 예컨대 2-에틸-2-메틸-1,3-프로판디올, 3,3-디메틸-1,2-부탄디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 2-메틸-2-프로필-1,3-프로판디올, 2,4-디메틸-2,4-펜탄디올, 2,5-디메틸-2,5-헥산디올 및 5-헥산-1,2-디올이 있다.
전술한 것들과 병용할 수 있는 기타 침투제는, 이들이 전처리액에 용해되어 전처리액이 소정의 특성을 갖도록 제어할 수 있는 한해서는 어떠한 제한 없이 소정의 목적에 따라 적합하게 선택된다. 그 예로는: 다가 알콜의 알킬 또는 아릴 에테르, 예컨대 디에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르, 에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르, 에틸렌 글리콜 모노알릴 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르 및 테트라에틸렌 글리콜 클로로페닐 에테르; 및 저급 알콜, 예컨대 에탄올이 있다.
이 경우에, 전처리액에 함유되는 침투제의 양은 0.1 질량% ~ 5.0 질량%인 것이 바람직하다. 그 양이 0.1 질량% 미만일 경우, 침투제는 전처리액을 침투시키는 효과를 주지 못할 수 있다. 그 양이 5.0 질량% 초과일 경우, 침투제의 용매에 대한 용해성이 낮아, 침투제의 일부가 용매에서 분리되어, 전처리액의 침투를 향상시키는 효과가 포화될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 전처리액은, 하기 기술할 잉크젯용 잉크에 사용되는, 방부제, 방청제 등을 경우에 따라 포함할 수 있음을 주지하라.
전처리액의 pH 값은 5 ~ 9.5인 것이 바람직하다. 전처리액의 pH 값이 5 미만일 경우, 수용성 유기 모노아민 화합물로 수용성 지방족 유기산이 충분히 중화되지 않아, 불충분한 화상 품질 개선 효과가 나타난다. 그의 pH 값이 9.5 초과일 경우, 유리된 아민이 화상 농도를 저하시킬 수 있다.
<잉크젯용 잉크>
본 발명에서 사용되는 잉크젯용 잉크는, 안료가 음이온성 분산제 또는 비이온성 분산제로 분산된 수성 안료 분산체, 수용성 유기 용매, 음이온성 이오노머계 수성 우레탄 수지(이하, 수성 우레탄 수지 α로도 일컬음), 계면활성제, 침투제 및 물을 적어도 함유하며, 본 발명에 사용되는 전처리액의 작용에 의해 응집하는 특성을 갖는다.
수성 안료 분산체, 특히, 안료가 비이온성 분산제만으로 분산되는 수성 안료 분산체가 사용되는 경우에, 그 내부의 안료 입자는, 단지 수성 안료 분산체를 전처리액과 혼합함에 의해서는 거의 응집되지 않는다. 그러나, 잉크가 수성 우레탄 수지 α를 수성 안료 분산체와 함께 함유하고, 전처리액과 접촉하게 되는 경우, 수성 우레탄 수지 α가 절단되고 잉크에 분산되어, 응집된다. 이 현상이 발생하는 이유는 명백하지 않으나, 수성 우레탄 수지 α가 전처리액의 영향으로 쉽게 응집되기 때문에 발생하는 것으로 생각된다. 전술한 것 이외의 음이온성 수분산성 수지 및 비이온성 수분산성 수지를 사용하는 경우에, 이들 수지는 거의 응집하지 않거나 응집성이 약하여, 화상 농도 및 채도를 포함한 화상 품질의 향상 효과가 작다. 양이온성 수분산성 수지를 사용하는 경우에는, 잉크의 안정성을 유지하기 어렵다.
수성 우레탄 수지 α가 전처리액과 접촉하는 경우에 수성 우레탄 수지 α가 절단되고 분산되어 응집되는 현상을 기록 매체 상에 발생시킴으로써, 수성 우레탄 수지 α가 응집되고, 동시에 수성 안료 분산체를 포매(encapsulate)하며, 안료가 기록 매체의 표면 부근에 잔류함으로써, 생성된 화상의, 화상 농도 및 채도를 포함한 화상 품질이 향상된다. 또한, 저온에서 막을 형성할 수 있는 수지를 사용함으로써, 수지가 실온에서 막을 형성하고, 안료가 기록 매체 상에 정착됨으로써, 생성된 화상의 양호한 스미어 부착이 발생한다.
-음이온성 이오노머계 수성 우레탄 수지(수성 우레탄 수지 α)-
수성 우레탄 수지 α로서, 특히, 각각 약 pH 7.5 ~ 약 pH 10인 폴리에스테르 우레탄 수지 에멀션 및 폴리에테르 우레탄 수지 에멀션을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 우레탄 수지 에멀션의 최저 막 형성 온도는 실온 이하인 것이 바람직하다.
폴리에스테르 우레탄 수지의 시판품의 예로는 HYDRAN HW-140SF, HYDRAN ADS-110, HYDRAN ADS-120, HYDRAN HW-311, HYDRAN HW-333, HYDRAN HW-350, HYDRAN HW-930, HYDRAN AP-20, HYDRAN AP-40, HYDRAN AP-40N, HYDRAN APX-101H 및 HYDRAN AP-60LM(DIC Corporation 제조)이 있다. 폴리에테르 우레탄 수지의 시판품의 예로는 HYDRAN HW-312B, HYDRAN WLS-201, HYDRAN WLS-210 및 HYDRAN WLS-213(DIC Corporation 제조)이 있다.
수성 우레탄 수지 α는, 강알칼리성 또는 강산성의 조건 하에서 분산 상태의 파괴, 또는 분자쇄의 단리, 예컨대 가수 분해가 발생한다. 따라서, 수성 우레탄 수지 α의 pH는, 수성 우레탄 수지 α의 수성 안료 분산체와의 상용성의 관점에서 6 ~ 11인 것이 바람직하고, 7 ~ 11인 것이 더 바람직하며, 7.5 ~ 10인 것이 더욱더 바람직하다.
수성 우레탄 수지 α의 부피 평균 입경(D50)은 분산액의 점도와 관련한다. 조성이 동일한 수성 우레탄 수지의 경우에서는, 동일한 고형분에서 입경이 작아질수록 점도가 높아진다. 생성된 잉크가 지나치게 높은 점도를 갖는 것을 방지하기 위해, 수분산성 수지의 부피 평균 입경(D50)은 20 nm 이상인 것이 바람직하다. 부피 평균 입경(D50)이 수십 마이크로미터인 경우, 수성 우레탄 수지 α의 직경이 잉크젯 헤드의 노즐구(nozzle hole)의 직경보다 크므로, 수성 우레탄 수지 α를 사용할 수 없다. 수성 우레탄 수지 α의 부피 평균 입경(D50)이 노즐구의 직경보다 작으나, 입경이 큰 입자가 잉크에 존재하는 경우, 잉크 토출 안정성이 저하된다. 잉크 토출 안정성을 악화시키지 않기 위해, 수성 우레탄 수지 α의 부피 평균 입경(D50)은 200 nm 이하인 것이 바람직하고, 150 nm 이하인 것이 더 바람직하다.
수성 우레탄 수지 α는, 바람직하게는 용지의 표면에 수성 안료 분산체를 정착시키는 기능을 가져, 상온에서 코팅을 형성하고 색재의 정착성을 향상시킨다. 따라서, 수성 우레탄 수지 α의 최저 막 형성 온도(MFT)는 30℃ 이하인 것이 바람직하다.
잉크젯용 잉크에 함유되는 수성 우레탄 수지 α의 양은, 고형분으로 1 질량% ~ 15 질량%인 것이 바람직하고, 2 질량% ~ 10 질량%인 것이 더 바람직하다. 잉크젯용 잉크의 고형분은, 수성 안료 분산체 및 수성 우레탄 수지 α만을 잉크젯용 잉크로부터 분리하는 방법으로 측정할 수 있다. 또한, 안료를 수성 안료 분산체로서 사용하는 경우에는, 열 질량 분석을 통해, 생성된 잉크젯용 잉크의 질량 감소율을 평가함으로써, 안료와 수성 우레탄 수지 α 간의 질량비를 측정할 수 있게 한다. 수성 안료 분산체의 착색제의 분자 구조가 명백히 공지된 경우에는, NMR을 사용하여 착색제의 고형분 함량을 측정하는 것이 가능하고; 착색제가 중금속 원자 및 분자 골격에 함유되는 무기 안료, 혹은 금속 함유 유기 안료 또는 금속 함유 염료인 경우에는, 형광 X선 분석을 이용하여 착색제의 고형분 함량을 측정할 수 있다.
정착성을 향상시키기 위해서, 수성 우레탄 수지 α 이외의 수분산성 수지를 병용할 수 있다. 상기 수분산성 수지의 예로는 축합 합성 수지, 부가 합성 수지 및 천연 고분자 화합물이 있다.
축합 합성 수지의 예로는 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에폭시 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에테르 수지, 폴리(메트)아크릴 수지, 아크릴-실리콘 수지 및 불소 수지가 있다.
부가 합성 수지의 예로는 폴리올레핀 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리비닐 알콜 수지, 폴리비닐 에스테르 수지, 폴리아크릴산 수지 및 불포화 카르복실산 수지가 있다.
천연 고분자 화합물의 예로는 셀룰로스, 로진 및 천연 고무가 있다.
이들 중, 폴리우레탄 수지 입자, 아크릴-실리콘 수지 입자 및 불소 수지 입자가 특히 바람직하다. 또한, 2종 이상의 수분산성 수지들이 병용될 수 있다.
-수성 안료 분산체-
안료는, 내후성의 면에서, 잉크젯용 잉크에 사용되는 수성 안료 분산체의 착색제로서 주로 사용되며, 색조 조정의 목적으로, 내후성을 악화시키지 않는 범위 내에서 잉크젯용 잉크에 염료가 함유될 수 있다. 안료는 어떠한 제한 없이 소정의 목적에 따라 적합하게 선택된다. 예를 들어, 흑색 또는 컬러 잉크용 무기 안료 및 유기 안료가 사용된다. 이들 안료는 단독으로 사용되거나 병용될 수 있다.
무기 안료로는, 당업계에 공지된 종래의 방법, 예컨대 접촉법, 퍼니스법 및 서멀법으로 제조한 카본 블랙뿐만 아니라, 산화티타늄, 산화철, 탄산칼슘, 황산바륨, 수산화알루미늄, 바륨 옐로우, 카드뮴 레드 및 크롬 옐로우가 사용될 수 있다.
유기 안료의 예로는 아조 안료(예컨대, 아조 레이크, 불용성 아조 안료, 축합 아조 안료 및 킬레이트 아조 안료), 다환식 안료(예컨대, 프탈로시아닌 안료, 페릴렌 안료, 페리논 안료, 안트라퀴논 안료, 퀴나크리돈 안료, 디옥사진 안료, 인디고 안료, 티오인디고 안료, 이소-인돌리논 안료 및 퀴노프타론 안료), 염료 킬레이트(예컨대, 염기성 염료 킬레이트 및 산성 염료 킬레이트), 니트로 안료, 니트로소 안료 및 아닐린 블랙이 있다. 이들 중 안료, 물에 대한 상용성이 양호한 것들이 특히 바람직하게 사용된다.
바람직한 흑색용 안료의 구체예로는: 카본 블랙(C.I. Pigment Black 7), 예컨대 퍼네스 블랙, 램프 블랙, 아세틸렌 블랙 및 채널 블랙; 금속, 예컨대 구리, 철(C.I. Pigment Black 11); 금속 산화물, 예컨대 산화티타늄; 및 유기 안료, 예컨대 아닐린 블랙(C.I. Pigment Black 1)이 있다.
바람직한 컬러용 안료의 예로는: C.I. Pigment Yellow 1, 3, 12, 13, 14, 17, 24, 34, 35, 37, 42(황색 산화물), 53, 55, 74, 81, 83, 95, 97, 98, 100, 101, 104, 408, 109, 110, 117, 120, 128, 138, 150, 151, 153, 183; C.I. Pigment Orange 5, 13, 16, 17, 36, 43, 51; C.I. Pigment Red 1, 2, 3, 5, 17, 22, 23, 31, 38, 48:2(Parmanent Red 2B(Ca)), 48:3, 48:4, 49:1, 52:2, 53:1, 57:1(브릴리언트 카민 6B), 60:1, 63:1, 63:2, 64:1, 81, 83, 88, 101(아이언 레드), 104, 105, 106, 108(카드뮴 레드), 112, 114, 122(퀴나크리돈 마젠타), 123, 146, 149, 166, 168, 170, 172, 177, 178, 179, 185, 190, 193, 209, 219; C.I. Pigment Violet 1(로다민 레이크), 3, 5:1, 16, 19, 23, 38; C.I. Pigment Blue 1, 2, 15, 15:1, 15:2, 15:3(프탈로시아닌 블루), 16, 17:1, 56, 60, 63; 및 C.I. Pigment Green 1, 4, 7, 8, 10, 17, 18, 36이 있다.
수성 안료 분산체는, 전술한 안료를 음이온성 분산제 또는 비이온성 분산제로 분산시켜 제조한다.
음이온성 분산제의 예로는 폴리옥시에틸렌 알킬에테르 아세테이트, 알킬벤젠 술폰산 염(NH4, Na, Ca), 알킬디페닐에테르 디술폰산 염(NH4, Na ,Ca), 디알킬숙시네이트 술포네이트의 나트륨 염, 나프탈렌 술포네이트-포르말린 축합물의 나트륨 염, 폴리옥시에틸렌 다환식 페닐에테르 설페이트의 에스테르 염(NH4, Na), 라우르산 염, 폴리옥시에틸렌 알킬에테르의 설페이트 염, 및 올레산 염이 있다. 이들 중, 디옥틸 술포숙시네이트의 나트륨 염, 및 폴리옥시에틸렌 스티렌 페닐에테르 술포네이트의 암모늄 염이 특히 바람직하다.
비이온성 분산제로는, HLB 치가 10 ~ 20인 비이온성 분산제가 바람직하다. 그 예로는 폴리옥시에틸렌 알킬에테르, 폴리옥시알킬렌 알킬 에테르, 폴리옥시에틸렌 다환식 페닐 에테르, 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 알킬 페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 알킬 아민, 폴리옥시에틸렌 알킬 아미드 및 아세틸렌 글리콜이 있다. 이들 중, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르, 폴리옥시에틸렌-β-나프틸에테르, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레에이트 및 폴리옥시에틸렌 스티렌 페닐 에테르가 특히 바람직하다.
전술한 분산제를 수성 매체에 용해시킨다. 이어서, 여기에 유기 안료 또는 무기 안료를 첨가하고, 이 시스템을 충분히 습윤시킨 다음, 균질기를 사용하여 고속 교반하거나, 비드 밀 및 볼 밀과 같이 볼을 이용하는 분산기, 롤 밀과 같이 전단력을 이용하는 분산 혼련기, 초음파 분산기 등을 사용하여 교반 및 분산시킴으로써, 안료 분산체를 제조한다. 대부분의 경우, 이러한 혼련/분산 단계 후에, 생성된 안료 분산체에 조대 입자가 함유된다. 이는 잉크젯 노즐 막힘 및/또는 장치 내 잉크 공급로의 막힘을 유발하며, 따라서 필터 또는 원심 분리기를 사용하여 입경이 각각 1 ㎛ 이상인 입자들을 제거할 필요가 있다.
분산제의 사용량은, 안료에 대하여 1 질량% ~ 100 질량%인 것이 바람직하고, 10 질량% ~ 50 질량%인 것이 더 바람직하다. 분산제의 양이 적을 경우, 안료를 충분히 미립자로 형성할 수 없다. 분산제의 양이 지나치게 많을 경우, 안료 상에 흡착되지 않은 분산제의 과잉 성분이 생성된 잉크의 물성에 악영향을 주며, 이는 잉크 번짐, 및 형성되는 화상의 내수성과 내마모성의 저하를 야기할 수 있다.
또한, 안료 분산체를 안정화하기 위해, 중량 평균 분자량이 30,000 이하인 수용성 고분자 화합물이 병용될 수 있다.
수용성 고분자 화합물로는. 일반적으로, 각각 중량 평균 분자량이 30,000 이하인, 수용성 스티렌-아크릴 수지, 수용성 아크릴 수지, 수용성 폴리우레탄, 수용성 폴리에스테르, 수용성 스티렌-말레산 공중합체 및 수용성 α-올레핀-무수 말레산 공중합체가 바람직하다.
이들 중, 산가가 100 mgKOH/g ~ 400 mgKOH/g이고, 중량 평균 분자량이 5,000 ~ 20,000인, 일반식 (13)으로 표시되는 수용성 α-올레핀-무수 말레산 공중합체가 특히 바람직하다. 산가가 100 mgKOH/g 미만일 경우, 알칼리 용액의 용해성이 저하될 수 있다. 반면, 산가가 400 mgKOH/g 초과일 경우, 안료 분산체의 점도가 증가하며, 잉크 토출성이 쉽게 저하되고 안료 분산체의 분산 안정성이 쉽게 저하될 가능성이 있다. 중량 평균 분자량이 5,000 미만일 경우, 안료 분산체의 분산 안정성이 저하될 수 있다. 반면, 중량 평균 분자량이 20,000 초과일 경우, 알칼리 용액의 용해성이 저하될 수 있고, 그의 점도가 증가할 수 있다.
Figure 112013037684185-pct00024
일반식 (13)에서, R은 6개 ~ 30개의 탄소 원자, 바람직하게는 6개 ~ 22개의 탄소 원자, 더 바람직하게는 18개 ~ 22개의 탄소 원자를 갖는 알킬기를 나타내고, n은 20 ~ 100의 정수, 바람직하게는 30 ~ 100의 정수를 나타낸다.
본 발명에서, 탄소 원자 수가 상이한 알킬기들이 중합체 사슬에 무작위로 도입된 α-올레핀-무수 말레산 공중합체가, 일반식 (13)으로 표시되는 α-올레핀-무수 말레산 공중합체로서 사용될 수 있다.
일반식 (13)으로 표시되는 α-올레핀-무수 말레산 공중합체의 중량 평균 분자량은 하기와 같이 측정할 수 있다.
<중량 평균 분자량의 측정>
공중합체의 중량 평균 분자량은 GPC(겔 투과 크로마토그래피) 시스템을 이용하여 구한다.
먼저, 공중합체를 테트라히드로푸란에 용해시키고, KF-806L(THF용)을 GPC 칼럼으로 사용한다. 분자량의 표준 물질로서, 이미 공지된, 분자량이 상이한 3개의 폴리스티렌(분자량: 1,000, 2,400, 8,500)을 측정하여 검정 곡선을 사전에 작성한다.
공중합체를 GPC로 측정하고, 그 결과로 얻은 SEC 크로마토그램, 그 결과로 얻은 차등(differential) 분자량 분포 곡선, 및 분자량의 표준 물질을 사용하여 얻는 검정 곡선을 반영하는 그래프로부터, 공중합체의 중량 평균 분자량을 산출할 수 있다.
안료 분산체에 함유되는 수용성 고분자 화합물의 사용량은, 안료에 대하여 1 질량% ~ 100 질량%(고형분 기준)인 것이 바람직하고, 5 질량% ~ 50 질량%인 것이 더 바람직하다. 수용성 고분자 화합물의 양이 1 질량% 미만일 경우, 분산 안정성의 개선 효과가 불충분할 수 있다. 반면, 수용성 고분자 화합물의 양이 100 질량% 초과일 경우, 잉크의 점도가 증가하며, 그의 토출 안정성이 저하될 수 있고, 그 양이 증가함에도 분산 안정성의 개선 효과의 차이가 없어, 경제적으로 소용이 없을 수 있다.
안료 분산체의 안료 입자의 부피 평균 입경(D50)은, 잉크 내에서 150 nm 이하인 것이 바람직하고, 100 nm 이하인 것이 더 바람직하다. 안료 입자의 부피 평균 입경(D50)이 150 nm 초과일 경우, 생성된 잉크의 토출 안정성이 급격히 저하되며, 노즐 막힘 및 잉크 토출 편향(deviation)이 쉽게 발생한다. 반면, 부피 평균 입경(D50)이 100 nm 이하일 경우, 토출 안정성이 향상되고, 화상의 채도도 향상된다.
잉크 중 안료의 양은, 1 질량% ~ 15 질량%인 것이 바람직하고, 2 질량% ~ 12 질량%인 것이 더 바람직하다.
상기 수성 안료 분산체 이외에, 안료가 음이온성 중합체 미립자로 코팅된 중합체 에멀션, 및 자기 분산성 안료가 사용될 수 있다.
안료가 음이온성 중합체 미립자로 코팅된 중합체 에멀션의 예로는, 각각의 음이온성 중합체 입자 중에 안료가 포매된 것들, 및 각각의 중합체 입자의 표면에 안료가 흡착된 것들이 있다. 이 경우에, 안료의 모든 입자가 포매되거나 흡착될 필요는 없으며, 본 발명의 얻을 수 있는 효과에 악영향을 주지 않는 한해서는 안료의 일부 입자가 에멀션에 분산될 수 있다.
음이온성 중합체 에멀션을 형성하는 중합체(즉, 중합체 입자의 중합체)의 예로는 비닐계 중합체, 폴리에스테르계 중합체 및 폴리우레탄계 중합체가 있다. 비닐계 중합체 및 폴리에스테르계 중합체가 특히 바람직하게 사용되며, JP-A 제 2000-53897호 및 제 2001-139849호에 개시된 음이온성 중합체가 사용될 수 있다.
자기 분산성 안료는, 입자의 표면에 1 이상의 친수기를 직접 또는 다른 원자단을 통해 결합시킴으로서 입자들의 각 표면을 개질시킨 안료이다. 이 표면 개질의 방법으로는, 소정의 작용기(술포기, 카르복실기 등과 같은 작용기)를 안료의 각 입자의 표면에 화학적으로 결합시키는 방법, 또는 차아할로겐산 또는 이의 염을 사용하는 습식 산화 공정을 이용한다. 이들 방법 중, 안료의 각 입자의 표면에 카르복실기를 결합시킨 다음, 안료를 물에 분산시키는 방법이 특히 바람직하다. 안료의 각 입자의 개질된 표면에 카르복실기를 결합시킴으로써, 안료의 분산 안정성이 향상되고, 생성된 잉크에 의해 고품질 화상이 제공될 수 있으며, 기록 후 기록 매체의 내수성이 향상된다.
자기 분산성 안료로는, 이온성 자기 분산성 안료, 예를 들어 카본 블랙이 바람직하며, 음이온성 친수기를 갖는, 음이온성으로 하전된 자기 분산성 카본 블랙이 특히 바람직하다.
음이온성 친수기의 예로는 -COOM, -SO3M, -PO3HM, -PO3M2, -SO2NH2 및 -SO2NHCOR(여기서, M은 알칼리 금속, 암모늄 또는 유기 암모늄이고; R은 C1-C12 알킬기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 혹은 치환 또는 비치환된 나프틸기임)이 있다. 이들 중, -COOM 및 -SO3M이 바람직하다. 전술한 작용기 중 "M"이 알칼리 금속인 경우, 이러한 알칼리 금속의 예로는 리튬, 나트륨 및 칼륨이 있다. 전술한 작용기 중 "M"이 유기 암모늄인 경우, 이러한 유기 암모늄의 예로는 모노메틸 암모늄, 디메틸 암모늄 또는 트리메틸 암모늄; 모노에틸 암모늄, 디에틸 암모늄 또는 트리에틸 암모늄; 및 모노메탄올 암모늄, 디메탄올 암모늄 또는 트리메탄올 암모늄이 있다.
이 경우에, 음이온성 작용기를 갖는 컬러 안료를 얻기 위해서, 예를 들어, 컬러 안료를 차아염소산나트륨으로 산화 처리하는 방법, 술폰화에 의한 방법 또는 디아조늄 염과 반응시키는 방법으로, 음이온성 작용기(예를 들어 -COONa)를 컬러 안료의 각 입자의 표면에 도입할 수 있다.
친수기는 다른 원자단을 통해 카본 블랙의 표면에 결합될 수 있다. 이러한 원자단의 예로는 C1-C12 알킬기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 및 치환 또는 비치환된 나프틸기가 있다. 원자단을 통해 카본 블랙의 표면에 결합된 치환기의 구체예로는 -C2H4COOM(M은 알칼리 금속 또는 4급 암모늄임) 및 -PhSO3M(Ph는 페닐기이고, M은 알칼리 금속 또는 4급 암모늄)이 있다.
-수용성 유기 용매-
본 발명에서 사용되는 잉크에 함유되는 수용성 유기 용매로는, 전처리액용 수용성 유기 용매가 적합하게 사용된다. 잉크 중 수용성 유기 용매에 대한 수성 안료 분산체의 질량비는 헤드로부터 토출되는 잉크의 토출 안정성에 영향을 준다. 예를 들어, 수성 안료 분산체의 고형분 함량이 높더라도, 소량의 수용성 용매가 잉크에 배합되는 경우, 노즐의 잉크 메니스커스 부근에서 수분 증발이 촉진되며, 이는 토출 불량을 야기할 수 있다.
잉크에 함유되는 수용성 유기 용매의 양은 20 질량% ~ 50 질량%인 것이 바람직하고, 20 질량% ~ 45 질량%인 것이 더 바람직하다. 그 양이 20 질량% 미만일 경우, 생성된 잉크의 토출 안정성이 낮을 수 있고, 또는 잉크젯 기록 장치의 유지 장치에 폐잉크가 침착되고 고형화될 수 있다. 그 양이 50 질량% 초과일 경우, 용지 상의 잉크의 건조성이 낮을 수 있고, 또한 일반 용지상의 문자 품질이 낮을 수 있다.
-계면활성제-
본 발명에서 사용되는 잉크에 함유되는 계면활성제로는, 전처리액에 사용되는 계면활성제가 적합하게 사용된다. 전처리액의 설명에서 언급한 계면활성제들 중에서, 착색제의 종류에 따라서, 또는 사용하는 수용성 유기 용매와의 조합시에, 분산 안정성에 악영향을 주지 않으면서 표면 장력이 낮고, 침투성이 높으며, 레벨링성(leveling ability)이 높은 것이 바람직하게 사용된다. 구체적으로, 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 실리콘 계면활성제 및 불소계 계면활성제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것이 적합하게 사용된다. 이들 중, 실리콘 계면활성제 및 불소계 계면활성제가 특히 바람직하다.
잉크에 함유되는 계면활성제의 양은, 0.01 질량% ~ 3 질량%인 것이 바람직하고, 0.5 질량% ~ 2 질량%인 것이 더 바람직하다. 그 양이 0.01 질량% 미만일 경우, 계면활성제를 첨가함으로써 얻을 수 있는 효과가 충분하지 않을 수 있다. 그 양이 3 질량% 초과일 경우, 기록 매체에 대한 잉크의 침투성이 과하게 높아, 기록되는 화상의 농도가 저하되거나, 뒤배임이 발생할 수 있다.
-침투제-
본 발명에 사용되는 잉크에 함유되는 침투제로는, 전처리액에 사용하는 침투제가 적합하게 사용된다. 잉크에 함유되는 침투제의 양은 0.1 질량% ~ 4 질량%인 것이 바람직하다. 침투제의 양이 0.1 질량% 미만일 경우, 잉크의 속건조성(quick drying properties)이 감소하므로, 번짐이 발생할 수 있다. 침투제의 양이 4 질량% 초과일 경우, 잉크가 착색제의 분산 안정성을 잃을 수 있어 기록 장치의 노즐의 막힘을 유발하는 경향이 있으며, 또는 기록 매체에 대한 잉크의 침투성이 과하게 높아 화상 농도가 저하되거나 뒤배임이 발생할 수 있다.
-기타 성분-
본 발명에 사용되는 잉크에 첨가될 수 있는 기타 성분을 하기에 설명할 것이다. 기타 성분은 어떠한 제한 없이 소정의 목적에 따라 적합하게 선택되며, 그 예로는 pH 조절제, 방부제와 항진균제, 킬레이트 시약, 방청제, 산화방지제, 자외선 흡수제, 산소 흡수제 및 광안정화제가 있다.
-pH 조절제-
pH 조절제는, 생성된 잉크에 악영향을 주지 않고, 생성된 잉크의 pH 값을 7 ~ 11의 범위로 조절할 수 있는 한해서는, 어떠한 제한 없이 소정의 목적에 따라 적합하게 선택된다. 본 발명에 적합하게 사용되는 pH 조절제의 예로는 알콜 아민, 알칼리 금속 수산화물, 수산화암모늄, 수산화포스포늄 및 알칼리 금속 탄산염이 있다. 잉크의 pH 값이 7 미만이거나 11 초과일 경우, 잉크가 기록 장치의 잉크 공급 유닛 또는 잉크젯 헤드를 녹여 잉크의 특성을 변화시키거나 잉크의 누출을 초래할 수 있으며, 이는 토출 불량과 같은 문제들을 야기할 수 있다.
알콜 아민의 예로는 디에탄올 아민, 트리에탄올 아민, 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판디올이 있다.
알칼리 금속 수산화물의 예로는 수산화리튬, 수산화나트륨 및 수산화칼륨이 있다.
수산화암모늄의 예로는 수산화암모늄, 4급 수산화암모늄 및 4급 수산화포스포늄이 있다. 수산화포스포늄의 예로는 4급 수산화포스포늄이 있다.
알칼리 금속 탄산염의 예로는 탄산리튬, 탄산나트륨 및 탄산칼륨이 있다.
방부제와 항진균제로는, 예를 들어, 나트륨 디히드로아세테이트, 나트륨 소르베이트, 나트륨-2-피리딘티올-1-옥시드, 안식향산나트륨, 나트륨 펜타클로로페놀 등이 적합하게 사용된다.
킬레이트 시약으로는, 예를 들어 나트륨 에틸렌디아민테트라아세테이트, 나트륨 니트릴로트리아세테이트, 나트륨 히드록시에틸에틸렌디아민트리아세테이트, 나트륨 디에틸렌트리아민펜타아세테이트, 나트륨 우라밀디아세테이트 등이 적합하게 사용된다.
방청제로는, 예를 들어 산성 아황산염, 티오황산나트륨, 암모늄 티오디글리콜레이트, 디이소프로필 암모늄 니트리트, 펜타에리트리톨 테트라니트레이트, 디시클로헥실 암모늄 니트리트 등이 적합하게 사용된다.
산화방지제로는, 예를 들어 페놀계 산화방지제(부자유 페놀계 산화방지제를 포함함), 아민계 산화방지제, 황계 산화방지제, 인계 산화방지제 등이 적합하게 사용된다.
자외선 흡수제로는, 예를 들어 벤조페논계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제, 살리실레이트계 자외선 흡수제, 시아노 아실레이트계 자외선 흡수제, 니켈 착염계 자외선 흡수제 등이 바람직하게 사용된다.
-잉크의 제조 방법-
본 발명에서 사용되는 잉크는 하기의 방식으로 제조할 수 있다: 먼저, 안료, 음이온성 분산제 또는 비이온성 분산제 및 물을 비드 밀, 볼 밀 등으로 분산시킨 다음; 수용성 유기 용매, 음이온성 이오노머계 수성 우레탄 수지, 계면활성제, 침투제 및 물, 그리고 경우에 따라 기타 성분을 수성 매체에 분산 및 용해시키고, 수분산성 착색제, 수용성 유기 용매, 계면활성제, 침투제 및 물, 그리고 경우에 따라 기타 성분을 수성 매체에 분산 및 용해시키며, 경우에 따라 이를 교반 및 혼합한다. 교반 및 혼합은, 예를 들어 샌드 밀, 균질기, 볼 밀, 페인트 쉐이커(paint shaker), 초음파 분산기 등으로 실시할 수 있으며, 교반 블레이드를 사용하는 교반기, 자석 교반기 등으로 실시할 수도 있다.
-잉크의 물성-
본 발명에 사용되는 잉크의 물성은 어떠한 제한 없이 소정의 목적에 따라 적합하게 선택된다. 예를 들어, 잉크의 점도, 표면 장력 등은 하기 범위에 속하는 것이 바람직하다.
잉크의 점도는, 25℃에서 5 mPa·s ~ 20 mPa·s인 것이 바람직하다. 잉크의 점도를 5 mPa·s 이상으로 조절함으로써, 형성되는 화상의 농도 및 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 잉크의 점도를 20 mPa·s 이하로 조절함으로써, 잉크가 우수한 토출 안정성을 얻을 수 있다. 여기서, 잉크의 점도는 25℃에서 점도계(예를 들어 RE-550L, TOKI SANGYO CO., LTD. 제조)를 사용하여 측정할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 잉크의 정적 표면 장력은, 25℃에서 20 mN/m ~ 35 mN/m인 것이 바람직하고, 20 mN/m ~ 30 mN/m인 것이 더 바람직하다. 잉크의 정적 표면 장력이 20 mN/m ~ 35 mN/m의 범위 내일 경우, 잉크의 침투성이 증가하고, 잉크가 일반 용지상의 인쇄에 사용되는 경우에도 건조성이 우수하며, 따라서 색 번짐의 발생이 감소한다. 또한, 이러한 표면 장력의 잉크는 기록 매체 상의 전처리액의 부착부를 쉽게 습윤시킴으로써, 발색성을 향상시킬 뿐만 아니라 백색 반점의 발생도 방지한다. 그의 정적 표면 장력이 35 mN/m 초과일 경우, 기록 매체 상에 잉크를 레벨링하는 것(즉, 잉크로 기록 매체의 표면을 즉시 균일하게 습윤시키는 것)이 어려우며, 따라서 건조 속도가 지연될 수 있다.
잉크의 색상은 어떠한 제한 없이 소정의 목적에 따라 적합하게 선택된다. 그 예로는 황색, 마젠타색, 시안색 및 흑색이 있다. 이들 색상의 잉크를 2종 이상 적절하게 함유하는 잉크 세트의 사용은 다색 화상의 형성을 실현하며, 모든 색상의 잉크를 함유하는 잉크 세트의 사용은 풀컬러 화상의 형성을 실현한다.
<화상 형성 방법>
본 발명에 따른 화상 형성 방법은, 기록 매체에 전처리액을 도포하는 전처리 단계, 잉크젯용 잉크에 자극을 가하여, 전처리액이 도포된 기록 매체 상에 잉크젯용 잉크를 토출시킴으로써, 기록 매체 상에 화상을 형성하는 잉크 토출 단계를 포함한다.
-전처리 단계-
전처리 단계는, 이 단계를, 기록 매체의 표면에 전처리액을 균일하게 도포하고 부착시킬 수 있는 방법에 따라 실시하는 한해서는 어떠한 제한 없이 적합하게 선택된다. 이러한 방법의 예로는 블레이드 코팅, 그라비어 코팅, 그라비어 오프-세트 코팅, 바 코팅, 롤러 코팅, 나이프 코팅, 에어 나이프 코팅, 콤마 롤러 코팅, U-콤마 롤러 코팅, AKKU 코팅, 스무딩 코팅(smoothing coating), 마이크로 그라비어 코팅, 리버스 롤러 코팅, 4롤 또는 5롤 코팅, 침지 코팅, 커튼 코팅, 슬라이드 코팅 및 다이 코팅이 있다.
전처리는, 표면이 충분히 건조한 기록 매체 또는 표면이 건조되고 있는 기록 매체 상에서 실시하여, 전처리의 효과를 발현시킬 수 있다. 전처리한 기록 매체는, 필요할 경우 건조시킬 수 있음을 주지하라. 이 경우에, 기록 매체는 롤 히터, 드럼 히터 또는 온풍으로 건조시킬 수 있다.
전처리 단계에서, 기록 매체에 대한 전처리액의 부착량은, 습량 기준(즉, 건조되기 전의 기록 매체 상의 전처리액의 부착량)으로 0.1 g/m2 ~ 30.0 g/m2이고, 더 바람직하게는 0.2 g/m2 ~ 10.0 g/m2이다. 그 부착량이 습량 기준으로 0.1 g/m2 미만일 경우, 형성물의 화상의 품질[예를 들어 농도, 채도, 비딩(beading)에 대한 내성 및 색 번짐에 대한 내성]이 종래의 방법으로 얻은 형성물의 수준과 동일하게 머무를 수 있다. 그 부착량이 30.0 g/m2 초과일 경우, 전처리액의 건조성이 저하되거나, 형성물의 컬링(curling)이 발생할 수 있다.
-잉크 토출 단계-
본 발명의 화상 형성 방법에서 잉크 토출 단계는, 잉크에 자극(에너지)을 가하여, 전처리액이 도포된 기록 매체 상에 잉크를 토출시킴으로써, 기록 매체 상에 화상을 형성하는 단계이다. 잉크에 자극(에너지)을 가하여 기록 매체 상에 화상을 형성하는 방법으로는, 당업계에 공지된 다양한 잉크젯 기록 방법을 사용할 수 있다. 이러한 잉크젯 기록 방법의 예로는, 헤드 주사 시스템의 잉크젯 기록 방법, 및 라인화된(aligned) 헤드를 사용하여 특정 시트형 기록 매체 상에 화상을 기록하는 잉크젯 기록 방법이 있다.
잉크 토출 단계에서, 잉크 토출의 수단인 기록 헤드의 구동 시스템은 특별히 제한되지 않는다. 구동 시스템의 예로는: 티탄산 지르콘산 연(PZT)를 사용하는 압전 소자 엑츄에이터를 이용한 시스템; 열 에너지를 작용시키는 시스템; 정전기력을 이용하는 엑츄에이터 등을 사용하는 주문형 헤드를 사용하는 시스템; 및 하전 제어형 연속 토출 헤드를 기록에 사용하는 시스템이 있다.
<장치>
본 발명의 화상 형성 방법을 실시하기 위한 장치를 도 1과 관련하여 설명할 것이다. 도 1은, 잉크젯 기록 헤드로 기록 매체의 표면을 주사하여 화상을 형성하도록 구성된 화상 형성 장치의 예를 도시하는 개략적인 구조도이다. 도 1에 도시된 전처리액 도포 및 잉크젯 기록 장치에서는, 기록 매체(6)가 급지 롤러(7)에 의해 공급된 다음, 이 기록 매체(6)에 전처리액(1)이 도포 롤러(4) 및 카운터 롤러(5)에 의해 균일하고 얇게 도포된다. 전처리액(1)은 스쿱 롤러(3)에 의해 퍼올려지고, 막 두께 제어 롤러(2)에 의해 도포 롤러(4)의 표면에 균일하게 도포된다. 전처리액(1)이 도포된 기록 매체(6)는 잉크젯 기록 헤드(20)가 위치한 기록 주사부에 반송된다. 전처리액 도포 공정의 종료점(도 1의 A부)으로부터 기록 주사부의 개시점(도 1의 B부)까지의 용지 반송 경로의 길이는, 급지 방향으로의 기록 매체(6)의 길이보다 길도록 설정되므로, 기록 매체(6)가 기록 주사부의 개시점에 도달하는 시점까지는, 전처리액(1)의 도포가 완전히 종료될 수 있다. 이 경우에, 전처리액(1)의 도포는 잉크젯 기록 헤드(20)가 인쇄를 위해 주사를 개시하고 기록 매체(6)가 간헐적으로 반송되기 전에 실시되므로, 전처리액(1)은, 기록 매체(6)의 일정한 반송 속도로 기록 매체(6) 상에 균일하게 지속적으로 도포될 수 있다. 도 1에 도시된 예시적인 장치는, 전처리가 필요한 기록 매체(6)는 하단 용지 카세트로부터 공급되고, 처리할 필요가 없거나 처리되지 않아야 하는 기록 매체(17)는 상단 용지 카세트로부터 공급되도록 설정되므로, 기록 매체들의 반송에 긴 용지 반송 경로를 제공하는 것이 편리함을 주지하라.
도 2에서, "8"은 급지 트레이를 나타내고, "10"은 기록 매체 유지 롤러를 나타내며, "11" ~ "16"은 각각 기록 매체 반송 롤러를 나타내고, "18"은 급지 롤러를 나타내며, "21"은 잉크 카트리지를 나타내고, "22"는 캐리지 축을 나타내며, "23"은 캐리지를 나타낸다.
도 2는, 본 발명의 화상 형성 방법을 실시하기 위한 장치의 다른 예를 도시한다. 도 2에 도시된 장치는, 역시 잉크젯 기록 헤드로 기록 매체의 표면을 주사하여 화상을 형성하도록 구성된 유형의 기록 장치이나, 도 1의 장치의 구조보다 더 조밀한 구조를 갖는 기록 장치의 예이다.
기록 매체(17)는 급지 롤러(18)에 의해 공급되고, 이 기록 매체(17)에, 전처리액(1)이 도포 롤러(4) 및 카운터 롤러(5)에 의해 균일하고 얇게 도포된다. 전처리액(1)은 스쿱 롤러(3)에 의해 퍼올려지고, 막 두께 제어 롤러(2)에 의해 도포 롤러(4)의 표면에 균일하게 도포된다. 전처리액(1)으로 도포되면서, 기록 매체(17)는 잉크젯 기록 헤드(20)가 위치하는 기록 주사부를 통과하며, 기록 매체(17) 상의 전처리액(1)의 도포가 완료될 때까지 반송된다. 기록 매체(17)에 전처리액(1)의 도포가 완료되는 시점에, 기록 매체(17)는 이 기록 매체(17)의 선단부가 기록 주사부의 개시점에 도달할 때까지 기록 주사부로 다시 복귀된다. 전처리액 도포의 완료 여부는, 기록 장치의 전처리액 도포 유닛의 출구 근방에, 공지된 기록 매체 검지 수단(도시되지 않음)을 제공함으로써 검지할 수 있다. 이 검지 수단은 반드시 제공되는 것은 아니며, 장치는, 기록 매체(17)의 길이의 정보가 사전에 제어기에 입력되고, 모터의 회전수를 제어함으로써 기록 매체 반송 롤러의 외주(outer periphery)의 회전 당 공급량을 기록 매체(17)의 길이에 대응시키는 시스템 구성을 가질 수 있다.
전처리액(1)이 도포된 기록 매체(17)는 전처리액(1)이 건조되고 고체화되기 전에 기록 주사부로 다시 반송된다. 이때에, 기록 매체(17)는 잉크젯 기록 헤드(20)의 주사 작동의 시기에 맞도록, 기록 주사부에 간헐적으로 다시 반송된다. 기록 매체(17)가 먼저 반송되었던 동일한 경로로 복귀되는 경우, 기록 매체(17)의 후단이 전처리액 도포 유닛에 반대로 진입되며, 불균일한 코팅 및 기록 매체의 걸림(jam)과 같은 결함을 야기할 가능성이 있다. 따라서, 기록 매체(17)가 후방으로 복귀되는 경우, 그 방향이 기록 매체 가이드(31)에 의해 전환된다. 즉, 기록 매체(17)가 전처리액(1)으로 코팅된 후에 후방으로 반송되는 경우, 기록 매체 가이드(31)는 솔레노이드 및 모터와 같은 공지된 수단에 의해, 도면에 점선으로 표시된 위치로 이동된다. 이 구성으로, 기록 매체(17)가 기록 매체 복귀 가이드(34)의 위치로 반송되며, 따라서 기록 매체(17)의 얼룩 및 용지 걸림을 방지할 수 있다.
도 3에서, "8"은 급지 트레이를 나타내고, "10"은 기록 매체 유지 롤러를 나타내며, "11" ~ "16"은 각각 기록 매체 반송 롤러를 나타내고, "21"은 잉크 카트리지를 나타내며, "22"는 캐리지 축을 나타내고, "23"은 캐리지를 나타내며, "32" 및 "33"은 각각 기록 매체 반송 롤러를 나타내고, "35"는 반송 경로 전환 가이드를 나타낸다.
전처리 단계는 10 mm/s ~ 1,000 mm/s의 일정한 선속도에서 연속적으로 실시되는 것이 바람직하다. 이러한 속도로 이 단계를 실시하기 위해, 전술한 기록 장치의 예들에서는, 시트 형태의 기록 매체가 사용되며, 이러한 기록 매체에 전처리액을 도포하는 공정이 완료된 후에, 잉크젯 기록 방법으로 특정 기록 매체에 잉크를 적용하여 화상을 형성하는 공정이 개시된다. 이러한 기록 장치에서, 전처리액을 도포하는 속도와 화상을 기록하는 속도는 대개의 경우에 일치하지 않으며, 특정 시트의 기록 개시점과 이 시트의 기록 종료점 사이에, 전처리액의 도포시로부터 화상의 기록시까지의 시간차가 있다. 이 차이가 극명하더라도, 물보다 비등점이 높고 증발 속도가 느리며 프린터가 사용되는 환경 하에서의 공기 중 평형 수분량에 가깝게 조절된 수분 비율을 갖는 친수성 용매를 전처리액이 다량으로 함유하므로, 전처리액으로부터 물이 증발하는 것을 실질적으로 방지하는 것이 가능하다. 따라서, 기록 매체의 시트의 기록 개시부와 기록 종료부 사이에 발생하는 화상 품질의 차이는, 적어도 이러한 차이를 육안으로 관찰할 수 있는 수준 이하로 낮출 수 있다.
이 장치에서의 기록 매체의 반송 공정으로부터 분명한 것은, 대부분의 경우에서는, 기록 매체 상에 전처리액이 도포된 후, 기록 매체는 전처리액으로 코팅된 기록 매체와 접촉하는 부재들, 예컨대 롤러, 롤러 베어링 및 가이드에 의해 반송되어야 한다. 이 경우에, 기록 매체에 도포된 전처리액이 기록 매체의 반송 부재로 전달되면, 반송 기능이 손상될 수 있고, 얼룩이 축적될 수 있어, 화상 품질이 저하된다. 이러한 문제의 발생은, 파형 플레이트의 가이드, 스퍼형 롤러 베어링, 및 표면이 방수 재료로 제조된 롤러와 같은 부재들을 사용함으로써 방지할 수 있다.
그러나, 기록 매체에 도포된 전처리액이 기록 매체에 급속이 흡수되고 기록 매체의 표면이 건조한 것으로 보이는 것이 바람직하다. 이 목적을 달성하기 위해서는, 전처리액의 표면 장력을 30 mN/m 이하로 조절하여, 전처리액이 기록 매체에 급속히 흡수되도록 하는 것이 효과적이다. 기록 매체에 도포된 전처리액의 "건조 및 고형화"는, 전술한 바와 같이 전처리액이 기록 매체에 흡수되고 기록 매체의 표면이 건조한 것으로 보이는 것을 의미하는 것은 아니며, 전처리액 중의 액상 화합물, 예컨대 물이 증발하고 액체 상태를 유지할 수 없으며, 이어서 고형화됨을 의미한다.
전술한 바와 같은 잉크젯 처리액 도포 유닛과 화상 기록 장치의 조합을 포함하는 기록 장치에서 전처리액을 사용함으로써 본 발명의 전처리액이 기록 매체에 흡수되고 그의 표면이 건조한 것으로 보이더라도, 잉크젯 기록은 전처리액이 실제로 고형화되지 않은 상태로 실시될 수 있으며, 화상 품질은 극소량의 전처리액의 도포로 현저히 향상될 수 있다.
실시예
이하에 본 발명의 예를 실시예 및 비교예로 구체적으로 기술할 것이나, 이 예들이 어떤 식으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 이해되어서는 안 될 것이다. 이하의 예들에서, "부" 및 "%"는 각각 "질량부" 및 "질량%"를 의미한다.
조제예 1
-수용성 고분자 화합물 수용액 A의 조제-
하기 배합을 갖는 재료를 교반기로 가열하고 교반하여, 일반식 (13)으로 표시되는 α-올레핀-무수 말레산 공중합체를 용액에 용해시켰다. 이어서, 소량의 불용물을 평균 공경이 5 ㎛인 필터로 여과함으로써, 수용성 고분자 화합물 수용액 A를 조제하였다.
<배합>
일반식 (13)으로 표시되는 α-올레핀-무수 말레산 공중합체 10.0 부
[T-YP112, SEIKO PMC CORPORATION 제조,
R: 20개 ~ 24개의 탄소 원자를 갖는 올레핀 사슬,
(α-올레핀-무수 말레산 공중합체,
여기서, 일반식 (13) 중 R은
18개 ~ 22개의 탄소 원자를 갖는 알킬기에 해당함),
산가: 190 mgKOH/g, 및 중량 평균 분자량: 10,000]
1N-LiOH 수용액[일반식 (13)으로 표시되는 17.34 부
α-올레핀-무수 말레산 공중합체의 산가로 1.2 배의 양]
이온 교환수 72.66 부
조제예 2
-황색 안료-계면활성제 분산액의 조제-
모노아조 옐로우 안료(C.I. Pigment Yellow 74, 20.0 부
Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd. 제조)
폴리옥시에틸렌 스티렌 페닐 에테르 7.0 부
(비이온성 계면활성제,
DAI-ICHI KOGYO SEIYAKU CO., LTD. 제조, NOIGEN EA-177,
HLB 치: 15.7)
이온 교환수 73.0 부
먼저, 상기 열거된 계면활성제를 이온 교환수에 용해시키고, 이것과 상기 열거된 안료를 혼합한 다음, 충분히 습윤시켰다. 이어서, 이 시스템을, 직경이 0.5 mm인 지르코니아 비드로 채운 습식 분산기(DYNO-MILL KDL A Model, WAB AG 제조)를 사용하여 2,000 rpm에서 2 시간 동안 분산시켜, 1차 안료 분산체를 얻었다.
이어서, 상기 1차 안료 분산체에, 2.84 부의 수용성 폴리우레탄 수지(TAKELAC W-5661, Mitsui Chemicals, Inc. 제조, 성분: 35.2%, 산가: 40 mgKOH/g, 분자량: 18,000)를 수용성 고분자 화합물 수용액으로서 첨가하고, 충분히 교반하여 황색 안료-계면활성제 분산액을 얻었다.
생성된 황색 안료-계면활성제 분산액 중 안료 분산체의 평균 입경(D50)은 입도 분포 측정 장치(NANOTRACK UPA-EX150, NIKKISO Co., Ltd. 제조)로 측정하여 62 nm였다.
조제예 3
-마젠타색 안료-계면활성제 분산액의 조제-
퀴나크리돈 안료(C.I. Pigment Red 122, 20.0 부
Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd. 제조)
폴리옥시에틸렌-β-나프틸에테르(비이온성 계면활성제, 7.0 부
RT-100, TAKEMOTO OIL & FAT Co., Ltd. 제조, HLB 치 = 18.5)
이온 교환수 73.0 부
먼저, 상기 열거된 계면활성제를 이온 교환수에 용해시키고, 이것과 상기 열거된 안료를 혼합한 다음, 충분히 습윤시켰다. 이어서, 이 시스템을 직경이 0.5 mm인 지르코니아 비드로 채운 습식 분산기(DYNO-MILL KDL A Model, WAB AG 제조)를 사용하여 2,000 rpm에서 2 시간 동안 분산시켜, 1차 안료 분산체를 얻었다.
이어서, 상기 1차 안료 분산체에, 4.76 부의 수용성 스티렌-(메트)아크릴산 공중합체(JC-05, SEIKO PMC CORPORATION 제조, 성분: 21%, 산가: 170 mgKOH/g, 중량 평균 분자량: 16,000)를 첨가하고, 충분히 교반하여 마젠타색 안료-계면활성제 분산액을 얻었다.
생성된 마젠타색 안료-계면활성제 분산액 중 안료 분산체의 평균 입경(D50)은, 조제예 2에서와 동일한 방식으로 측정하였으며, 83 nm였다.
조제예 4
-시안색 안료-계면활성제 분산액 (1)의 조제-
프탈로시아닌 안료(C.I Pigment Blue 15:3, 20.0 부
Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd. 제조)
폴리옥시에틸렌 스티렌 페닐 에테르 7.0 부
(비이온성 계면활성제,
DAI-ICHI KOGYO SEIYAKU CO., LTD. 제조,
NOIGEN EA-177, HLB 치: 15.7)
이온 교환수 73.0 부
먼저, 상기 열거된 계면활성제를 이온 교환수에 용해시키고, 이것과 상기 열거된 안료를 혼합한 다음, 충분히 습윤시켰다. 이어서, 이 시스템을 직경이 0.5 mm인 지르코니아 비드로 채운 습식 분산기(DYNO-MILL KDL A Model, WAB AG 제조)를 사용하여 2,000 rpm에서 2 시간 동안 분산시켜, 1차 안료 분산체를 얻었다.
이어서, 상기 1차 안료 분산체에, 조제예 1의 수용성 고분자 화합물 수용액 A 15.0 부를 첨가하고, 충분히 교반하여 시안색 안료-계면활성제 분산액 (1)을 얻었다.
생성된 시안색 안료-계면활성제 분산액 중 안료 분산체의 평균 입경(D50)은, 조제예 2에서와 동일한 방식으로 측정하였으며, 78 nm였다.
조제예 5
-시안색 안료-계면활성제 분산액 (2)의 조제-
프탈로시아닌 안료(C.I. Pigment Blue 15:3, 20.0 부
Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd. 제조)
폴리옥시에틸렌 스티렌 페닐 에테르 암모늄 술포네이트 7.0 부
(음이온성 계면활성제,
DAI-ICHI KOGYO SEIYAKU CO., LTD. 제조, HITENOL NF-17)
이온 교환수 73.0 부
먼저, 상기 열거된 계면활성제를 이온 교환수에 용해시키고, 이것과 상기 열거된 안료를 혼합한 다음, 충분히 습윤시켰다. 이어서, 이 시스템을 직경이 0.5 mm인 지르코니아 비드로 채운 습식 분산기(DYNO-MILL KDL A Model, WAB AG 제조)를 사용하여 2,000 rpm에서 2 시간 동안 분산시켜, 1차 안료 분산체를 얻었다.
이어서, 상기 1차 안료 분산체에, 3.35 부의 수용성 폴리에스테르 수지(Nichigo POLYESTER W-0030, The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd. 제조, 성분: 29.9%, 산가: 100 mgKOH/g, 중량 평균 분자량: 7,000)를 첨가하고, 충분히 교반하여 시안색 안료-계면활성제 분산액 (2)를 얻었다.
생성된 시안색 안료-계면활성제 분산액 중 안료 분산체의 평균 입경(D50)은, 조제예 2에서와 동일한 방식으로 측정하였으며, 88 nm였다.
조제예 6
-시안색 안료-계면활성제 분산액 (3)의 조제-
프탈로시아닌 안료(C.I. Pigment Blue 15:3, 20.0 부
Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd. 제조)
라우릴 디메틸 벤질 암모늄 브로마이드 7.0 부
(양이온성 계면활성제, CATINAL CB-50,
TOHO Chemical Industry Co., LTD. 제조)
이온 교환수 73.0 부
먼저, 상기 열거된 계면활성제를 이온 교환수에 용해시키고, 이것과 상기 열거된 안료를 혼합한 다음, 충분히 습윤시켰다. 이어서, 이 시스템을 직경이 0.5 mm인 지르코니아 비드로 채운 습식 분산기(DYNO-MILL KDL A Model, WAB AG 제조)를 사용하여 2,000 rpm에서 2 시간 동안 분산시켜, 1차 안료 분산체를 얻었다.
이어서, 상기 1차 안료 분산체에, 3.35 부의 수용성 폴리에스테르 수지(Nichigo POLYESTER W-0030, The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd. 제조, 성분: 29.9%, 산가: 100 mgKOH/g, 중량 평균 분자량: 7,000)를 첨가하고, 충분히 교반하여 시안색 안료-계면활성제 분산액 (3)를 얻었다.
그러나, 잠시 후, 상기 분산액이 응집되고 증점되기 시작하였으며, 안료 분산체의 부피 평균 입경(D50)을 측정할 수 없었다. 잉크를 제조할 수 없었다.
제조예 1 ~ 16
-잉크 1 ~ 16의 제조-
각각의 잉크젯용 잉크를 하기의 절차에 따라 제조하였다. 먼저, 표 1에 제시된 수용성 유기 용매(습윤제), 침투제, 계면활성제, 항진균제 및 물을 혼합하고, 1 시간 동안 교반하여 균일하게 혼합시켰다. 또한, 혼합액에 따라, 수분산성 수지를 첨가하고, 1 시간 동안 교반한 다음, 안료 분산액, 소포제 및 pH 조절제를 상기 혼합액에 첨가하고 1 시간 동안 교반하였다. 이 분산액을 평균 공경이 5.0 ㎛인 폴리비닐리덴 플루오라이드 막 필터를 통해 가압 하에 여과하여 조대 입자 및 외래 입자를 제거함으로써, 제조예 1 ~ 16의 각 잉크들을 제조하였다.
Figure 112013037684185-pct00025
Figure 112013037684185-pct00026
표 1 및 표 2에 제시된 약어들을 이하에 설명한다.
CAB-O-JET300: 자기 분산성 흑색 안료, CABOT CORPORATION 제조, 안료 고형분 15%
음이온성 이오노머계 수성 우레탄 수지 1: HYDRAN APX-101H, DIC Corporation 제조, 폴리에스테르 우레탄 수지, 고형분 45%, 부피 평균 입경 148 nm, 최저 막 형성 온도(MFT) = 20℃
음이온성 이오노머계 수성 우레탄 수지 2: HYDRAN WLS-201, DIC Corporation 제조, 폴리에테르 우레탄 수지, 고형분 35%, 부피 평균 입경 26.5 nm, 최저 막 형성 온도(MFT) = 0℃ 이하
음이온성 이오노머계 수성 우레탄 수지 3: HYDRAN HW-111, DIC Corporation 제조, 폴리에스테르 우레탄 수지, 고형분 45%, 부피 평균 입경 65.3 nm, 최저 막 형성 온도(MFT) = 0℃ 이하
아크릴-실리콘 수지 에멀션: POLYSOL ROY6312, SHOWA HIGHPOLYMER CO., LTD 제조, 고형분 40%, 부피 평균 입경 171 nm, 및 최저 막 형성 온도(MFT) 20℃
ZONYL FS-300: 폴리옥시에틸렌 퍼플루오로알킬 에테르, E.I.du Pont de Nemours & Company 제조, 성분 40%
SOFTANOL EP-7025: 폴리옥시알킬렌 알킬 에테르, Nippon Shokubai Co., Ltd. 제조, 성분 100%
Proxel GXL: 1,2-벤즈이소티아졸린-3-온을 주성분으로 함유하는 항진균제, Avecia Inc. 제조, 성분 20%, 디프로필렌 글리콜을 함유함
KM-72F: 자기 유화형 실리콘 소포제, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제조, 성분 100%
이어서, 제조예 1 ~ 16의 제조된 잉크들 각각을 하기의 평가 방법에 따라 이들의 물성에 대해 평가하였다. 결과를 표 3에 제시한다.
<부피 평균 입경(D50)>
잉크의 부피 평균 입경(D50)은 입도 측정 장치(NANOTRAC UPA-EX150, NIKKISO Co., Ltd. 제조)로 측정하였다.
<점도>
잉크의 점도는 점도계(RE-80L, TOKI SANGYO CO., LTD. 제조)로 25℃에서 측정하였다.
<정적 표면 장력>
잉크의 정적 표면 장력은 자동 표면 장력계(CBVP-Z, Kyowa Interface Science Co., Ltd. 제조)로 25℃에서 측정하였다.
Figure 112013037684185-pct00027
조제예 7 ~ 15
<전처리액의 제조>
각각의 전처리액을 하기에 기술한 방식으로 조제하였다.
먼저, 표 4에 제시된 각각의 재료들을 1 시간 동안 교반하여, 균일한 혼합물을 얻었다. 이어서, 생성된 혼합물을 평균 공경이 5.0 ㎛인 폴리비닐리덴 플루오라이드 막 필터를 사용하여 가압 여과함으로써 불용물과 같은 외래 입자를 제거하여, 조제예 7 ~ 15의 각각의 전처리액을 제조하였다.
Figure 112013037684185-pct00028
표 4 중의 약어들은 하기와 같다.
L-유산: TOKYO CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD. 제조, 순도 85% 이상, 3개의 탄소 원자를 가짐
L(+)-주석산: KANTO CHEMICAL CO., INC. 제조, 순도 99.5% 이상, 4개의 탄소 원자를 가짐
DL-사과산: KANTO CHEMICAL CO., INC. 제조, 순도 99% 이상, 5개의 탄소 원자를 가짐
ZONYL FS-300: 폴리옥시에틸렌 퍼플루오로알킬 에테르, E.I.du Pont de Nemours & Company 제조, 성분 40%
KF-643: 폴리에테르 변성 실리콘 계면활성제, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제조, 성분 100%
FUTARGENT 251: 분지쇄형 퍼플루오로알케닐기 함유 불소계 계면활성제, NEOS COMPANY LIMITED 제조, 성분 100%
Proxel GXL: 1,2-벤즈이소티아졸린-3-온을 주성분으로 함유하는 항진균제, Avecia Co. 제조, 성분 20%, 디프로필렌 글리콜을 함유함
조제예 7 ~ 15의 전처리액의 물성을 표 5에 제시한다. 유기산에 대한 유기 아민의 비율은 하기 수학식을 이용하여 계산하였음을 주지하라. 정적 표면 장력은 자동 표면 장력계(CBVP-Z, Kyowa Interface Science Co., Ltd. 제조)로 25℃에서 측정하였다.
Figure 112013037684185-pct00029

Figure 112013037684185-pct00030
<화상 형성>
-전처리 단계-
조제예 7 ~ 15의 전처리액 각각을, 표 6에 제시된 습량 기준의 부착량으로 표 6에 제시된 기록 매체에 롤 코팅법으로 도포한 다음, 자연 건조하였다.
-잉크 토출 단계-
온도가 23℃ ± 2℃이고 상대 습도가 50% ± 5%인 조절된 환경 하에, 잉크젯 프린터 IPSIO GX5000(Ricoh Company, Ltd. 제조)에서, 피에조 소자의 구동 전압을 변경하여 잉크를 균일하게 토출하도록 하고, 기록 매체에 동일한 양으로 잉크가 부착되게 하였다.
이어서, 잉크젯 프린터의 인쇄 모드를 "Gloss Paper_Fine"으로 설정하고, 표 6에 기재된 기록 매체 및 잉크 세트를 사용하여 화상을 형성하였다. 그 후, 형성된 화상을 온풍으로 건조하고 일시에 정착시켰다.
Figure 112013037684185-pct00031
-인쇄 평가의 준비-
온도가 23℃ ± 0.5℃이고 상대 습도가 50% ± 5%인 조절된 환경 하에, 실시예 1 ~ 6 및 비교예 1 ~ 6의 각 잉크가 장착된 잉크젯 프린터 IPSIO GX5000(Ricoh Company, Ltd. 제조)에서, 압전 소자의 구동 전압을 변경하여 잉크를 균일하게 토출하도록 하고, 기록 매체(일반 용지, Type 6200, Ricoh Company, Ltd. 제조)에 동일한 양으로 잉크가 부착되게 하였다. 이 조건들 하에서, 화상 농도, 채도, 페더링, 색 번짐, 스미어 부착성 및 건조성을 하기와 같이 평가하였다.
<화상 농도>
MICROSOFT WORD 2000(Microsoft 제품)을 사용하여 64 포인트의 부호 "■"(고체 정사각형 화상)를 작성한 차트를 기록 매체(일반 용지, Type 6200, Ricoh Company, Ltd. 제조) 상에 인쇄하고, 인쇄된 표면의 화상 "■"의 농도를 X-Rite 939(X-Rite 제조)를 사용하여 측정하였다. 그 결과를 하기의 평가 기준에 기초하여 평가하였다. 인쇄 모드에 있어서는, 프린터에 설치된 드라이버를 사용하여 일반 용지의 사용자 설정에서 "Plain paper_Fine" 모드를 "색 보정 없음" 모드로 변경하였다. 화상 농도는, 하기의 기준을 기초로 하여 4개의 색상 중 가장 불량하게 평가된 1개의 색상을 표 7에 제시된 평가 결과로 여기는 방식으로 평가하였다.
[평가 기준]
A: 흑색 1.4 이상,
황색 0.85 이상,
마젠타색 1.05 이상, 또는
시안색 1.1 이상.
B: 흑색 1.3 이상 1.4 미만,
황색 0.8 이상 0.85 미만,
마젠타색 1.0 이상 1.05 미만, 또는
시안색 1.0 이상 1.1 미만.
C: 흑색 1.3 미만,
황색 0.8 미만,
마젠타색 1.0 미만, 또는
시안색 1.0 미만.
<채도>
전술한 화상 농도의 시험을 위한 샘플과 동일한 방식으로 작성한 차트를, 기록 매체(일반 용지, Type 6200, Ricoh Company, Ltd. 제조) 상에 인쇄하고, 인쇄된 표면의 화상 "■"을 X-Rite 939를 사용하여 측정하였다. 그 결과를 하기의 평가 기준에 기초하여 평가하였다. 인쇄는, 프린터에 설치된 드라이버를 사용하여 "일반 용지_표준, 빠름" 모드에서 실시하였다.
이어서, 구한 채도의 값을 계산하여, 표준색(Japan color ver. 2)의 채도 값(황색: 91.34, 마젠타색: 74.55, 시안색: 62.82)에 대한 비율을 구하고, 그 결과를 하기의 평가 기준에 기초하여 평가하였다.
[평가 기준]
A: 0.85 이상
B: 0.80 이상 0.85 미만
C: 0.75 이상 0.80 미만
D: 0.75 미만
<페더링>
MICROSOFT WORD 2000을 사용하여 하기에 도시된 6 포인트의 한자를 작성한 차트를, 기록 매체(일반 용지, Type 6200, Ricoh Company, Ltd. 제조) 상에 인쇄하고, 기록된 표면상의 문자 부분에서 페더링의 발생을 육안으로 관찰하였으며, 하기의 평가 기준에 기초하여 평가하였다.
Figure 112013037684185-pct00032
[평가 기준]
A: 전혀 문제 없음.
B: 아주 약간 발생하나, 문제 없음.
C: 약간 발생하며, 문제 있음.
D: 발생하며, 문제 있음.
<색 번짐>
기록 매체(일반 용지, Type 6200, Ricoh Company, Ltd. 제조)를 사용하여, 마젠타색, 시안색 및 흑색의 각 색상의 0.5 mm 선 화상을 황색 고체 화상 상에 형성시키고, 상이한 색상의 잉크가 서로 인접하여 배치된 색상 경계에서의 번짐, 즉 "상이한 색상들 사이의 번짐"의 발생을 육안으로 관찰하고 하기의 평가 기준에 기초하여 평가하였다. 상기와 유사하게, 마젠타색, 황색 및 흑색의 각 색상의 0.5 mm 선 화상을 시안색 고체 화상에 형성한 경우, 및 시안색, 황색 및 흑색의 각 색상의 0.5 mm 선 화상을 마젠타색 고체 화상에 형성한 경우도 역시, 색상 경계에서의 번짐의 유무에 대해 육안으로 관찰하였다.
[평가 기준]
A: 전혀 문제 없음.
B: 아주 약간 발생하나, 문제 없음.
C: 약간 발생하며, 문제 있음.
D: 발생하며, 문제 있음.
<스미어 부착성(smear adhesion)(내찰성)>
MICROSOFT WORD 2000을 사용하여 작성한 3 제곱 cm 크기의 흑백 고체 화상을 포함하는 차트를 기록 매체(일반 용지, Type 6200, Ricoh Company, Ltd. 제조) 상에 인쇄한 다음, 23℃ ± 1℃의 온도 및 50% ± 10%의 상대 습도에서 5 분간 건조하였다. 인쇄 표면상의 흑백 고체 화상을, CM-1 클록 미터에 양면 접착테이프로 부착된 면포 No. 3(JIS L0803 표준을 준수함)로 5회 왕복하여 문질렀다. 고체 화상으로부터 면포에 전사된 잉크의 양을 X-Rite 938을 사용하여 측정하였다. 면포의 원색을 공제하여 농도를 구하였다. 측정량을 기준으로 하여, 면포 상에 전사된 잉크의 농도를 구하고 하기의 평가 기준에 기초하여 평가하였다.
[평가 기준]
A: 0.03 미만
B: 0.03 이상 0.07 미만
C: 0.07 이상 0.10 미만
D: 0.10 이상
<건조성>
MICROSOFT WORD 2000로 작성한 3 제곱 cm 크기의 흑백 고체 화상을 포함하는 차트를 기록 매체(일반 용지, Type 6200, Ricoh Company, Ltd. 제조) 상에 인쇄하였다. 인쇄 직후, 여과지를 기록 매체 표면의 흑백 고체 화상과 접촉시킨 다음, 잉크의 전사 유무에 따라 건조성을 평가하였다.
[평가 기준]
A: 전사 얼룩이 관찰되지 않음.
B: 전사 얼룩이 약간 관찰됨.
C: 전사 얼룩이 관찰됨.
그 평가 결과를 표 7에 제시한다. 잉크는, 상기 기재한 평가 기준에 기초하여 각 색상에 대해 평가하였다. 평가 항목의 결과에 있어서는, 가장 많은 평가 등급을 결과로서 기재하였음을 주지하라. 평가 등급의 수가 동일할 경우, 예를 들어, 2개의 B 등급 및 2개의 C 등급의 경우에, 더 양호한 등급을 결과로서 기재하였다.
Figure 112013037684185-pct00033
본 발명의 화상 형성 방법 및 화상 형성물은, 잉크젯 기록 방법에 의한 다양한 기록에 사용될 수 있다.
1 전처리액
2 막 두께 제어 롤러
3 스쿱 롤러
4 도포 롤러
5 카운터 롤러
6, 17 기록 매체
7, 18 급지 롤러
8 급지 트레이
10 기록 매체 유지 롤러
11, 12, 13, 14, 15, 16 기록 매체 반송 롤러
20 잉크젯 기록 헤드
21 잉크 카트리지
22 캐리지 축
23 캐리지
31 기록 매체 가이드
32, 33 기록 매체 반송 롤러
34 기록 매체 복귀 가이드
35 반송 경로 전환 가이드

Claims (8)

  1. 전처리액을 기록 매체에 도포하는 단계; 및
    잉크젯용 잉크에 자극을 가하여, 전처리액이 도포된 기록 매체 상에 잉크젯용 잉크를 토출시킴으로써, 상기 기록 매체 상에 화상을 형성하는 단계
    를 포함하는 화상 형성 방법으로서,
    상기 전처리액은 수용성 지방족 유기산, 수용성 유기 모노아민 화합물, 수용성 유기 용매 및 물을 포함하고, 상기 잉크젯용 잉크는 안료가 음이온성 분산제 또는 비이온성 분산제로 분산된 수성 안료 분산체, 수용성 유기 용매, 음이온성 이오노머계 수성 우레탄 수지, 계면활성제, 침투제 및 물을 포함하며,
    상기 전처리액은 수용성 지방족 유기산에 함유된 산기에 대하여 1 몰 당량 이상의 수용성 유기 모노아민 화합물을 포함하는 화상 형성 방법.
  2. 제1항에 있어서, 음이온성 이오노머계 수성 우레탄 수지는 폴리에스테르 우레탄 수지 또는 폴리에테르 우레탄 수지인 화상 형성 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 수용성 지방족 유기산은 일반식 (I)로 표시되는 화합물인 화상 형성 방법:
    Figure 112013037684185-pct00034

    [일반식 (I)에서, R1은 수소 원자, 또는 카르복실기로 치환된 메틸기를 나타내고; R2는 메틸기, 카르복실기로 치환된 메틸기, 또는 수산기와 카르복실기로 치환된 메틸기를 나타낸다.]
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 수용성 유기 모노아민 화합물은 일반식 (IV) 및 일반식 (V)로 표시되는 화합물들로 구성되는 군에서 선택되는 화상 형성 방법:
    Figure 112013038339105-pct00035

    [일반식 (IV)에서, R3, R4 및 R5는 각각, 수소 원자, 1개 ~ 4개의 탄소 원자를 갖는 알콕시기, 1개 ~ 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 히드록시에틸기 또는 히드록시프로필기를 나타내며, 단, R3, R4 및 R5 전부가 수소 원자인 화합물은 제외된다];
    Figure 112013038339105-pct00036

    [일반식 (V)에서, R6는 히드록시메틸기를 나타내고; R7은 메틸기, 에틸기 또는 히드록시메틸기를 나타내며; R8은 수소 원자, 1개 ~ 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 또는 히드록시메틸기를 나타낸다.]
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전처리액은 지방족 유기산염 화합물 또는 무기 금속염 화합물을 추가로 포함하는 화상 형성 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전처리액은 정적 표면 장력이 25℃에서 30 mN/m 이하인 화상 형성 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 잉크젯용 잉크는 정적 표면 장력이 25℃에서 20 mN/m ~ 35 mN/m인 화상 형성 방법.
  8. 기록 매체; 및
    상기 기록 매체 상에 형성된 화상
    을 포함하는 화상 형성물로서,
    상기 화상은 제1항 또는 제2항에 따른 화상 형성 방법에 의해 기록 매체 상에 형성되는 화상 형성물.
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Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8252207B2 (en) * 2006-09-15 2012-08-28 Ricoh Company, Ltd. Ink for inkjet recording, ink set for inkjet recording, ink media set for inkjet recording, ink cartridge, inkjet recording method, and inkjet recording apparatus
JP5655618B2 (ja) * 2011-02-18 2015-01-21 株式会社リコー インクジェット用処理液及び該処理液を用いた画像形成方法
JP5910372B2 (ja) 2012-07-11 2016-04-27 株式会社リコー 画像形成方法
JP2014051625A (ja) * 2012-09-07 2014-03-20 Ricoh Co Ltd インクジェット用インク、インクカイートリッジ、インクジェット記録装置、記録物
CN104507696B (zh) * 2012-10-24 2017-06-13 惠普发展公司，有限责任合伙企业 打印机和打印方法
JP6107141B2 (ja) 2013-01-07 2017-04-05 株式会社リコー 画像形成方法及び画像形成装置
JP2015044405A (ja) 2013-08-02 2015-03-12 株式会社リコー インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置
JP2016020469A (ja) 2013-09-13 2016-02-04 株式会社リコー インクジェット用インク、インクセット、インクカートリッジ、インクジェット記録装置、インクジェット記録方法及びインク記録物
JP6164033B2 (ja) 2013-10-10 2017-07-19 株式会社リコー 画像形成方法及び画像形成装置
JP6472947B2 (ja) * 2013-10-25 2019-02-20 セイコーエプソン株式会社 インクジェットインク組成物、記録方法、及び記録物
US9428664B2 (en) * 2014-10-02 2016-08-30 Xerox Corporation Undercoat layer with low release force for aqueous printing transfix system
US9951239B2 (en) * 2015-01-29 2018-04-24 Fujifilm Corporation Ink set and image forming method
US10280321B2 (en) 2015-01-29 2019-05-07 Ricoh Company, Ltd. Ink, ink container, inkjet recording device, and recorded matter
US10190007B2 (en) * 2015-05-14 2019-01-29 Ricoh Company, Ltd. Ink, ink container, image forming method, image forming apparatus, and image formed matter
US10131805B2 (en) 2015-06-23 2018-11-20 Ricoh Company, Ltd. Ink, ink stored container, inkjet recording apparatus, and printed matter
US9873809B2 (en) 2015-07-07 2018-01-23 Ricoh Company, Ltd. Ink, image forming method, image forming apparatus, and recorded matter
WO2017048237A1 (en) 2015-09-15 2017-03-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Print pre-treatment module
JP2017082043A (ja) * 2015-10-23 2017-05-18 株式会社リコー インク、画像形成方法、及び画像形成装置
US9873252B2 (en) 2015-12-25 2018-01-23 Ricoh Company, Ltd. Printing device and printing method
US10233345B2 (en) 2016-03-17 2019-03-19 Ricoh Company, Ltd. Ink set, recording device, and method of recording
JP6968335B2 (ja) * 2016-09-09 2021-11-17 株式会社リコー インク吐出装置及びインク吐出方法
JP6794777B2 (ja) * 2016-10-27 2020-12-02 株式会社リコー インク、インク収容容器、及びインクジェット記録方法
CN110036080A (zh) 2017-01-31 2019-07-19 惠普发展公司，有限责任合伙企业 喷墨墨水组合物
EP3494183B1 (en) 2017-01-31 2022-01-26 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Inkjet ink composition and inkjet cartridge
WO2018143960A1 (en) 2017-01-31 2018-08-09 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Inkjet printing system
WO2019022746A1 (en) 2017-07-27 2019-01-31 Hewlett-Packard Development Company, L.P. POLYMER PARTICLES
US10829659B2 (en) 2017-01-31 2020-11-10 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method of inkjet printing and fixing composition
US11208570B2 (en) 2017-04-13 2021-12-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. White inks
JP7167471B2 (ja) 2017-06-28 2022-11-09 株式会社リコー インク、インクセット、インク容器、画像形成方法、及び画像形成装置
JP7013980B2 (ja) * 2018-03-20 2022-02-01 セイコーエプソン株式会社 顔料捺染インクジェットインク組成物、顔料捺染用インクセット及びインクジェット記録方法
JP7283885B2 (ja) * 2018-11-05 2023-05-30 サカタインクス株式会社 水性プライマー組成物とインクのセット及び印刷物
JPWO2021235414A1 (ko) * 2020-05-21 2021-11-25

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003246135A (ja) 2002-02-26 2003-09-02 Ricoh Co Ltd 画像形成用処理液及び該処理液を用いる画像形成方法
EP1666550A1 (en) * 2004-12-01 2006-06-07 Hewlett-Packard Development Company, L.P. An inkjet printing system that provides improved mottle
JP2006199896A (ja) 2005-01-24 2006-08-03 Fuji Xerox Co Ltd インクジェット用インクセット、インクジェット用インクタンク、インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置
US20100091052A1 (en) 2007-06-25 2010-04-15 Riso Kagaku Corporation Ink for inkjet printing

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3904120B2 (ja) * 1996-04-16 2007-04-11 セイコーエプソン株式会社 二液を用いたインクジェット記録方法に用いられる反応液およびそれを用いたインクジェット記録方法
WO2000006390A1 (fr) 1998-07-27 2000-02-10 Seiko Epson Corporation Procede d'enregistrement par jet d'encre avec deux fluides
JP3780162B2 (ja) 1999-11-12 2006-05-31 キヤノン株式会社 液体組成物、インクセット、被記録媒体への着色部の形成方法及びインクジェット記録装置
DE60113901T2 (de) * 2000-03-10 2006-06-22 Canon K.K. Tintenstrahldruckverfahren
JP4098954B2 (ja) 2000-12-07 2008-06-11 株式会社リコー 記録液、インクジェット記録方法及び記録用機器
JP2006035689A (ja) 2004-07-28 2006-02-09 Fuji Xerox Co Ltd インクジェット用液体組成物、インクジェット用インクセット、インクジェット記録方法、並びに、インクジェット記録装置
JP4923417B2 (ja) * 2005-03-10 2012-04-25 富士ゼロックス株式会社 インクジェット用処理液、インクジェト用処理液タンク、インクジェット用インクセット、インクジェット用インクタンク、インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置
KR100980746B1 (ko) 2005-12-22 2010-09-07 가부시키가이샤 리코 안료 분산체, 기록용 잉크, 잉크 카트리지, 잉크젯 기록방법 및 잉크젯 기록 장치
US20070197685A1 (en) 2006-01-18 2007-08-23 Tamotsu Aruga Recording ink as well as ink media set, ink cartridge, ink recorded matter, inkjet recording apparatus and inkjet recording method
JP4544174B2 (ja) * 2006-02-14 2010-09-15 富士ゼロックス株式会社 インクジェット用液体組成物、インクジェット用インクセット、インクジェット用液体組成物タンク、インクジェット用インクタンク、インクジェット記録方法、並びに、インクジェット記録装置
KR101031797B1 (ko) 2006-03-10 2011-04-29 가부시키가이샤 리코 기록용 잉크, 잉크 카트리지, 잉크젯 기록 방법 및 잉크젯 기록 장치
JP5118832B2 (ja) 2006-08-22 2013-01-16 株式会社リコー 記録用インク及びインクメディアセット、並びにインクカートリッジ、インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置
JP5152631B2 (ja) * 2006-09-15 2013-02-27 株式会社リコー インクジェット記録用インク、インクジェット記録用インクセット、インクジェット記録用インク−メディアセット、インクカートリッジ、インクジェット記録方法、インクジェット記録装置。
KR101053966B1 (ko) 2006-12-27 2011-08-04 가부시키가이샤 리코 잉크 매체 세트, 잉크 조성물, 잉크 카트리지, 잉크젯 기록방법, 잉크젯 기록 장치 및 잉크 기록물
JP5097395B2 (ja) * 2006-12-28 2012-12-12 株式会社リコー 記録用インク、インクメディアセット、インクカートリッジ、インクジェット記録方法、インクジェット記録装置、及びインク記録物
JP5240501B2 (ja) 2007-03-19 2013-07-17 株式会社リコー インクセット、インクカートリッジ、インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置
JP5263584B2 (ja) * 2007-06-12 2013-08-14 株式会社リコー インクジェット記録用インク、インクメディアセット、インクカートリッジ、インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法
JP2009166387A (ja) 2008-01-17 2009-07-30 Ricoh Co Ltd 画像形成方法および画像形成記録物
JP5274083B2 (ja) * 2008-04-08 2013-08-28 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置
US20090295893A1 (en) * 2008-05-28 2009-12-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Inkjet recording method and pretreatment liquid for inkjet recording
JP5157750B2 (ja) * 2008-08-25 2013-03-06 株式会社リコー インクジェット記録用インク、該インクを用いた記録方法及び記録物
JP5564821B2 (ja) * 2009-04-09 2014-08-06 株式会社リコー インクジェット用前処理液、画像形成方法、及び画像形成物
EP2467262B1 (en) 2009-08-21 2015-09-30 Ricoh Company Ltd. Image forming method, and image formed matter
JP6051695B2 (ja) 2011-09-15 2016-12-27 株式会社リコー 画像形成方法、及び該画像形成方法を実施するためのインクジェット画像形成装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003246135A (ja) 2002-02-26 2003-09-02 Ricoh Co Ltd 画像形成用処理液及び該処理液を用いる画像形成方法
EP1666550A1 (en) * 2004-12-01 2006-06-07 Hewlett-Packard Development Company, L.P. An inkjet printing system that provides improved mottle
JP2006199896A (ja) 2005-01-24 2006-08-03 Fuji Xerox Co Ltd インクジェット用インクセット、インクジェット用インクタンク、インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置
US20100091052A1 (en) 2007-06-25 2010-04-15 Riso Kagaku Corporation Ink for inkjet printing

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Publication number Publication date
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