KR101698156B1

KR101698156B1 - 잉크젯 프린팅용 2 성분 반응성 잉크

Info

Publication number: KR101698156B1
Application number: KR1020137018366A
Authority: KR
Inventors: 다비데 참피니; 루이지나 지노
Original assignee: 시크파 홀딩 에스에이
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2010-12-23
Publication date: 2017-01-19
Also published as: BR112013018315A2; PT2655528E; RS54003B1; AU2010366131B2; KR20140026358A; EP2655528A1; HUE025447T2; WO2012084052A1; ES2536576T3; US9574096B2; AU2010366131A1; CN103354829B; CN103354829A; EP2655528B1; JP5793753B2; US20130271526A1; SG191345A1; CA2822686A1; JP2014505754A; IL227128A

Abstract

본 발명은 (i) 2 성분 시스템을 포함하는 잉크젯 프린팅용 반응성 잉크로서, 중합가능한 모노머를 포함하는 제1 성분; 및 중합 촉매를 포함하는 제2 성분을 포함하고, 상기 모노머는 저온에서 상기 촉매를 접촉하는 것으로부터 30분 이내에, 바람직하게는 10분 이내에 고분자 필름을 형성할 수 있는 잉크젯 프린팅용 반응성 잉크, (ii) 이러한 반응성 잉크를 사용하여 비다공성 기재 위의 화상을 형성하는 공정 및 2 성분 잉크 시스템을 포함하는 잉크젯 프린트 헤드에 관한 것이다.

Description

잉크젯 프린팅용 2 성분 반응성 잉크{Bicomponent reactive ink for ink jet printing}

본 발명은 잉크젯 프린팅용 반응성 잉크에 관한 것이다. 더욱 특정적으로는, 본 발명은 중합가능한 모노머를 포함하는 제1 성분과 중합 촉매를 포함하는 제2 성분의 2 성분 시스템을 포함하는 잉크젯 프린팅용 반응성 잉크에 관한 것이다.

본 기술 분야에서 알려진 잉크젯 장치는 연속 스트림(continuous stream) 장치와 드랍 온 디맨드(drop-on-demand) 장치로 나뉘어진다.

연속 스트림 장치에서는 잉크가 액적(droplet)의 연속적인 스트림으로서 적어도 하나의 노즐을 통하여 스프레이된다. 액적은 노즐을 떠날 때 정전기적으로 하전되고 편향판(deflector plate) 세트에 고전압 펄스를 인가함에 의하여 비행(flight) 중 편향된다. 각각의 액적의 궤적(trajectory) 및 그 후 프린트될 기재(substrate)와의 접촉 위치가 정밀하게 제어된다.

드랍 온 디맨드 장치에서는 노즐을 위치시키고 액적의 분사(ejection)를 제공하는 디지털 시스템의 입력에 따라서 잉크가 노즐로부터 기재의 특정 위치로 직접 스프레이된다.

본 발명은 드랍 온 디맨드 장치를 위한 잉크에 관한 것이다.

드랍 온 디맨드 장치는 크게 세 종류이다. 첫 번째 종류의 장치는 압력 펄스를 생성시키는 압전 변환기(piezoelectric transducer)에 의하여 노즐로부터 분사되는 잉크를 공급받는 헤드를 포함하는 압전 시스템(piezoelectric system)을 구성한다. 두 번째 종류는 액체 표면으로부터 액적의 방출을 유발시키는 음향 펄스의 능력을 사용하는 음향 시스템(acoustic system)를 구성한다. 세 번째 종류는 열저항(thermal resistance)을 갖추고 잉크를 공급받는 헤드를 포함하는 열적 시스템(thermal system)을 구성한다. 상기 열 저항은 잉크 용매(보통 물)의 증발 및 버블의 형성을 야기시키고, 이것은 다음으로 헤드 노즐을 통한 잉크 분사를 야기시킨다.

플라스틱, 유리, 금속 및 복합체 재료의 표면과 같은 비다공성(non-porous) 표면 위의 프린팅 분야에서 위에서 언급한 잉크젯 프린팅 기술을 사용하는 것이 가능하다.

드랍 온 디맨드 잉크젯 프린팅 기술은 감소된 잉크 소모, 고선명 화상(high image definition) 및 저비용과 같은 산업 분야의 프린팅에서 몇 가지 근본적인 장점을 보여준다.

잉크젯 기술에 의하여 분사되는 잉크의 비다공성 표면 위의 고정은 다른 방법론들에 의하여 이루어질 수 있다. 예를 들면, 용매로 착색제(colorant)를 기재 내에 전달하도록 잉크가 기재의 표면을 화학적으로 공격할 수 있다. 대안적으로, 잉크는 열적 또는 광화학적 처리에 의하여 중합하고 기재의 표면 위에 착색제를 고정시키고 유지하는 필름을 형성할 수 있는 반응성 성분(reactive component)을 포함할 수 있다.

이 기술들은 둘 다 결점을 갖는다.

첫 번째 기술은 프린트될 기재가 잉크 용매에 의하여 공격을 받는 경우에만 작용할 수 있다. 따라서 그처럼 배합된(formulated) 잉크는 잉크 용매에 의하여 쉽게 공격받는 플라스틱 지지체에만 사용될 수 있다. 유리, 금속 또는 높은 내화학적성을 갖는 다른 표면 위에 프린트하는 경우 다른 기술에 의지해야 한다.

두 번째 기술은 중합을 촉진시키기 위하여 프린트되는 잉크가 고온으로 가열되거나 UV 방사에 노출될 수 있을 것을 요구한다.

그러나 열적 중합(thermal polymerizable) 잉크는 열적 잉크젯 시스템(thermal ink-jet system)에서 사용될 수 없는데, 이는 분사 챔버에서 도달된 온도가 잉크 성분의 중합을 촉진시킬 수 있기 때문이다. 열적 중합 잉크는 압전 잉크젯 시스템과 사용될 수 있으나, 여전히 프린팅 헤드의 막힘(clogging)을 가져올 수 있는 저장시 안정성의 문제가 있고, 0℃ 미만의 온도에서 저장을 필요로 한다. 게다가 잉크의 중합을 위한 고온의 사용은 높은 열적 안정성을 갖는 기재로 프린트될 기재의 유형을 제한한다.

UV 중합 잉크의 사용은 3차원 대상이나 완전히 평면적이지 않은 표면의 중합을 어렵게 한다. 게다가, 중합을 위한 장치를 갖는 프린터의 총 비용 및 전체 크기는 상당히 더 높다. 그 외에 (반응성 모노머 또는 올리고머와 중합 촉매가 함께 동일한 조성물 안에 혼합되어 있는) 반응성 잉크는 시간이 지날 수록 불안정해지기 더욱 쉽고, 노즐을 막을 가능성이 더 높아서 프린트 헤드의 신뢰도에 나쁜 영향을 미친다.

위에서 언급한 단점들을 갖는 반응성 잉크 조성물을 개시한 특허 및 특허 출원은 예를 들어 US 5,380,769, US 7,632,546, US 7,563,489, US 2008/00384 및 US 2008/0295731 이다.

US 7,632,546 는 압전 잉크젯 장치에 바람직하게 사용되는 방사선 경화성 상 변화 잉크(radiation curable phase change ink)를 개시하며, 이 잉크는 경화성 폴리아미드-에폭시 아크릴레이트 성분 및 폴리아미드 성분을 포함하는 적어도 하나의 겔화제(gellant) 및 적어도 하나의 착색제를 포함하는 잉크 전색제(ink vehicle)를 포함한다. US 7,563,489 는 압전 잉크젯 장치에 바람직하게 사용되는 방사 경화성 잉크를 개시한다. 상기 잉크는 적어도 하나의 경화성 에폭시-폴리아미드 겔화제 및 적어도 하나의 착색제를 포함하는 잉크 전색제를 포함한다.

US 2008/00384 는 적어도 하나의 경화성 운반체(curable carrier), 적어도 하나의 겔화제, 적어도 하나의 경화성 왁스 및 적어도 하나의 광개시제(photoinitiator)를 포함하는 잉크 전색제를 포함하는 방사 경화성 상 변화 잉크를 개시한다.

US 5,380,769 는 적어도 두 개의 반응성 성분, 베이스 잉크 성분 및 경화 성분을 포함하는 반응성 잉크 조성물을 개시하며, 이들은 수용 기재에 별도로 적용된다. 베이스 잉크 성분은 잉크 운반체, 상용성(compatible) 착색제 및 가교결합가능한(cross-linkable) 성분을 포함하며, 상기 경화 성분은 가교 결합제(cross-linking agent)이다. 상기 베이스 잉크 성분을 경화 성분에 노출시키면, 잉크의 적어도 일부가 가교 결합되어 내구력 있고 마모 저항을 갖는 프린트된 화상을 제공한다.

US 2008/0295731 는 근본적으로 중합가능한 모노머의 세 가지 혼합물을 포함하는 반응성 잉크 세트를 개시한다. 첫 번째 혼합물은 과산화물(peroxide)를 포함하고, 두 번째 혼합물을 과산화물 분해제를 포함하고, 선택적인 세 번째 혼합물은 과산화물 또는 과산화물 분해제를 포함하지 않는다. 첫 번째 혼합물과 두 번째 혼합물은 액체 상태에서 분사 후 중합하여 기재 위에 고체 잉크를 형성한다.

본 출원인은 위에서 언급한 하나 이상의 결점들을 극복할 수 있는 잉크 및 잉크젯 프린팅 방법을 개발하였다.

본 출원인은 놀랍게도 위에서 언급한 문제들이 제1 성분이 중합가능한 모노머를 포함하고, 제2 성분이 중합 촉매를 포함하는 2 성분 시스템을 포함하는 잉크젯 프린팅용 반응성 잉크에 의하여 극복될 수 있는 것을 발견하였다.

특히, 본 출원인은 제1 성분이 중합가능한 모노머를 포함하고, 제2 성분이 중합 촉매를 포함하고, 상기 모노머는 저온에서 상기 촉매를 접촉하는 것으로부터 30분 이내에, 바람직하게 10분 이내에, 고분자 필름을 형성할 수 있는 잉크젯 프린팅용 반응성 잉크를 개발하였다.

"저온"의 표현은 본 발명의 범위에서 그리고 첨부된 청구항에서 80℃ 미만의 온도를 의미한다.

본 출원인은 또한, 정지 단계(stationary phase) 또는 저장 동안 프린팅 헤드 내에서 원하지 않는 중합 또는 특성 변화를 초래하지 않으면서 높은 반응성을 갖는 위에서 언급된 반응성 잉크를 사용하는 방법을 개발하였다.

상기 방법은 상기 2 성분 반응성 잉크 조성물의 두 성분들을 비다공성 기재 위에 별도로 분사하는(jetting) 단계를 포함하고, 상기 두 성분의 분사는 둘 이상의 잉크 탱크 및 유압 시스템(hydraulic system)을 갖는 다중 챔버 프린팅 헤드를 사용하거나, 또는 단일 경로 또는 다중 경로 응용을 갖는 둘 이상의 단일 챔버 프린팅 헤드를 사용함으로써 동시에 또는 순차적으로 제공될 수 있다.

상기 잉크의 두 성분 중 적어도 하나, 바람직하게는 둘 모두는 착색제 및 프린팅 헤드로부터의 양호한 분사성, 적절한 점도 및 기재에 대한 적절한 젖음성(wettability)을 갖기 위하여 요구되는 특성을 잉크에 부여하기 위하여 본 기술분야에서 알려진 다른 구성 성분들을 포함한다. 중합 촉매 및 모노머는 기재 위에서 서로 혼합될 것이고, 그리하여 기재에 대한 양호한 접착성을 갖고 착색제를 유지하고 보호할 수 있는 고분자 필름을 형성할 것이다.

따라서, 본 발명의 제1 측면은 제1 성분은 중합가능한 모노머를 포함하고, 제2 성분은 중합 촉매를 포함하는 2 성분 시스템을 포함하고, 상기 모노머는 저온에서 상기 촉매를 접촉하는 것으로부터 30분 이내에, 바람직하게 10분 이내에 고분자 필름을 형성할 수 있는 잉크젯 프린팅용 반응성 잉크에 관한 것이다.

제2 측면에서, 본 발명은 또한 비다공성 기재 위에 화상을 형성하는 공정에 관한 것이며, 상기 공정은 상기 비다공성 기재 위로 반응성 잉크 조성물을 분사하는 단계를 포함하며, 상기 반응성 잉크 조성물은 중합가능한 모노머를 포함하는 제1 성분 및 중합 촉매를 포함하는 제2 성분을 포함하고, 상기 모노머는 저온에서 상기 촉매를 접촉하는 것으로부터 30분 이내에, 바람직하게 10분 이내에 고분자 필름을 형성할 수 있다.

제3 측면에서, 본 발명은 또한 2 성분 잉크 시스템을 포함하는 잉크젯 프린트 헤드에 관한 것이다. 상기 프린트 헤드는 중합가능한 모노머를 포함하는 제1 잉크 성분, 중합 촉매를 포함하는 제2 잉크 성분을 포함하는 제2 탱크 및 상기 제1 및 상기 제2 잉크 성분을 위한 별도의 분사 시스템을 포함한다.

본 발명에 따른 잉크젯 프린팅용 잉크는 비다공성 기재 위에 프린트할 수 있고, 저온에서 사용 가능하여 프린팅 헤드의 막힘을 방지할 수 있다.

도 1은 프린팅 헤드의 모식적인 단면도이다.
도 2는 삼색(trichromic) 프린팅 헤드의 모식적인 단면도이다.

본 발명의 반응성 잉크는 2 성분 시스템을 포함하며, 제1 성분은 중합가능한 모노머(polymerizable monomer)를 포함하고, 제2 성분은 중합 촉매(polymerization catalyst)를 포함한다.

유리하게, 제1 및 제2 성분은 1:1 내지 1:10, 바람직하게는 1:1 내지 1:5, 더욱 바람직하게는 1:1 내지 1:3의 범위의 중합가능한 모노머 대 중합 촉매의 중량비(weight ratio)를 제공할 수 있는 양으로 채용된다.

상기 잉크의 두 성분 중 적어도 하나, 바람직하게는 둘 모두가 착색제 및 본 기술 분야에 알려진 다른 구성 성분들(ingredient)을 포함하여 프린팅 헤드로부터의 양호한 분사성(ejectability)을 갖는데 필요한 특성들을 잉크에 부여한다. 그러나 상기 방법의 목적이 비다공성 기재 위에 보호 필름을 제공하는 것인 경우에 착색제는 생략될 수 있다.

본 발명의 반응성 잉크는 모든 성분들이 용해되거나 분산되는 운반체 매질(carrier medium)을 일반적으로 포함한다.

중합가능한 모노머( Polymerizable monomer )

본 발명의 반응성 잉크의 제1 성분에 포함된 중합가능한 모노머는 적어도 하나의 에폭시기를 갖는 에폭시 모노머이다. 본 발명에 유용한 에폭시 모노머는 "Chemistry and Technology of the Epoxy Resins", B. Ellis, Chapman Hall 1993, New York 및 "Epoxy Resins Chemistry and Technology", C. May and Y. Tanaka, Marcell Dekker 1972, New York 에 기술되어 있는 에폭시 모노머를 포함한다. 본 발명에 사용될 수 있는 에폭시 모노머는 바람직하게 금속 수산화물(metal hydroxide), 예를 들면 수산화 나트륨과 같은 염기성 촉매의 존재 하에 히드록실, 카르복실 또는 아민을 함유한 화합물과 에피클로로히드린의 반응에 의하여 생성될 수 있는 에폭시 모노머를 포함한다. 또한, 적어도 하나, 바람직하게는 둘 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 함유한 화합물과 과산(peroxyacid)과 같은 과산화물(peroxide)과의 반응에 의하여 생성되는 에폭시 수지가 포함된다.

본 발명에 유용한 에폭시 모노머는 80℃ 미만의 온도와 30분 이하의 시간 동안 고분자 필름을 형성할 수 있다.

유리하게, 본 발명에 유용한 중합가능한 모노머는 60℃ 이하, 바람직하게는 40℃ 이하, 더욱 바람직하게는 30℃ 내지 10℃의 온도에서, 촉매, 특히 충분한 산 강도(acid strength)를 갖는 산 촉매(acid catalyst)를 접촉하는 것으로부터 30분 이하, 바람직하게는 10분 이하, 더욱 바람직하게는 1분 이하의 시간 동안 고분자 필름을 형성할 수 있다.

본 발명에 유용한 에폭시 모노머는 지방족 에폭시 모노머, 지환족(alicyclic) 에폭시 모노머, 및 방향족 에폭시 모노머를 포함한다.

지방족 에폭시 모노머는 지방족 사슬 및 적어도 하나의 에폭시기를 갖는 모노머이다. 지환족 에폭시 모노머는 지환족 고리와 적어도 하나의 에폭시기를 갖는 모노머이다. 방향족 에폭시 모노머는 방향족 고리와 적어도 하나의 에폭시기를 갖는 모노머이다.

바람직하게, 본 발명의 에폭시 모노머는 지방족, 지환족 또는 방향족 모이어티(moiety)에 연결된 두 개의 에폭시기를 포함한다.

상기 에폭시기를 함유한 상기 지방족, 지환족 또는 방향족 모이어티는 유리하게 예를 들어 아미노기, 에스테르기, 에테르기 등과 같은 하나 이상의 관능기(functional groups)를 더 포함한다.

상기 에폭시기를 함유한 상기 지방족, 지환족 또는 방향족 모이어티는 할로겐 원자, 히드록시기, 알킬기, 알콕시기, 아미노기 등과 같은 하나 이상의 통상적인 치환기로 더 치환될 수 있다.

본 발명에 유용한 바람직한 에폭시 모노머는 지환족(cycloaliphatic) 및 지방족 에폭시 모노머이다.

지방족 에폭시 모노머는 C₄-C₂₀ 지방족기 또는 폴리글리콜기를 포함하는 적어도 하나의 지방족기를 함유하는 화합물을 포함한다. 본 발명에 유용한 지방족 에폭시 모노머의 바람직한 예들은 부타디엔 디옥사이드, 디메틸펜탄 디옥사이드, 디글리시딜 에테르, 1,4-부탄디올 디글리시딜 에테르, 디에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 및 디펜텐 디옥사이드를 포함한다. 이러한 지방족 에폭시 수지는 Dow 의 DER 732 및 DER 736 과 같이 상업적으로 입수가능하다.

본 발명에 유용한 지환족 에폭시 모노머의 바람직한 예들은 (3',4'-에폭시시클로헥산)메틸 3',4'-에폭시시클로헥실-카르복시레이트 (Celloxide 2021P by Daicel Chemical Industries), 2-(3,4-에폭시)시클로헥실-5,5-스피로-(3,4-에폭시) 시클로헥산-m-디옥산, 3,4-에폭시시클로헥실알킬-3,4-에폭시 시클로헥산카르복시레이트, 3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸-3,4-에폭시-6-메틸시클로헥산카르복시레이트, 비닐 시클로헥산디옥사이드, 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸) 아디페이트, 비스(3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸) 아디페이트, 엑소-엑소 비스(2,3-에폭시시클로펜틸)에테르, 엔도-엑소 비스(2,3-에폭시시클로펜틸)에테르, 2,2-비스(4-(2,3-에폭시프로폭시)시클로헥실) 프로판, 2,6-비스(2,3-에폭시프로폭시시클로헥실-p-디옥산), 2,6-비스(2,3-에폭시프로폭시) 노보넨, 리놀렌산 이합체(linoleic acid dimer)의 디글리시딜에테르, 리모넨 디옥사이드(limonene dioxide) (Celloxide 3000 by Daicel Chemical Industries), 2,2-비스(3,4-에폭시시클로헥실)프로판, 디시클로펜타디엔 디옥사이드, 1,2-에폭시-6-(2,3-에폭시프로폭시)헥사히드로-4,7-메타노인단, p-(2,3-에폭시) 시클로펜틸페닐-2,3-에폭시프로필에테르, 1-(2,3-에폭시프로폭시)페닐-5,6-에폭시헥사히드로-4,7-메타노인단(methanoindane), o-(2,3-에폭시) 시클로펜틸페닐-2,3-에폭시프로필 에테르, 1,2-비스(5-(1,2-에폭시)-4,7-헥사히드로-메타노인다녹실(methanoindanoxyl)) 에탄, 시클로펜테닐페닐 글리시딜 에테르, 시클로헥산디올 디글리시딜 에테르, 및 디글리시딜 헥사히드로프탈레이트를 포함한다.

유리하게, 상기 지환족 에폭시 수지는 (3',4'-에폭시시클로헥산)메틸 3',4'-에폭시시클로헥실-카르복시레이트(Celloxide 2021P by Daicel Chemical Industries)이다.

방향족 에폭시 수지가 또한 본 발명에 사용될 수 있다. 본 발명에 유용한 방향족 에폭시 수지의 예들은 비스페놀-A 에폭시 수지, 비스페놀-F 에폭시 수지, 페놀 노볼락 에폭시 수지, 크레졸-노볼락 에폭시 수지, 비페놀 에폭시 수지, 비페닐 에폭시 수지, 4,4'-비페닐 에폭시 수지, 다관능성(polyfunctional) 에폭시 수지, 디비닐벤젠 디옥사이드, 및 2-글리시딜페닐글리시딜 에테르를 포함한다.

유리하게, 방향족 에폭시 수지는 비스페놀-F의 디글리시딜 에테르(DGEBF), 및 비스페놀-A의 디글리시딜 에테르(DGEBA)이다.

둘 이상의 에폭시 모노머 및 올리고머의 조합이 본 발명에 사용될 수 있다.

중합 촉매(Polymerization catalyst)

본 발명의 반응성 잉크의 제2 성분에 포함된 중합 촉매는 에폭시 모노머의 산(양이온성) 중합(acid (cationic) polymerization)을 촉진할 수 있는 화합물이다.

본 출원인은 본 발명의 에폭시 모노머의 중합이 양이온성 또는 산 촉매 중합(또는 호모중합)일 수 있음을 발견하였다. 루이스산이 가장 일반적으로 채용되지만, 적절한 브론스테드 산이 또한 사용될 수 있다.

본 출원인은 에폭시 모노머를 60℃ 보다 저온, 바람직하게는 40℃ 보다 저온, 더욱 바람직하게는 30℃ 내지 10℃ 의 온도에서, 30분 이하, 바람직하게는 10분 이하, 더욱 바람직하게는 1분 이하의 시간 동안 중합하기 위하여 충분한 산 강도(acid strength)의 산 촉매가 요구됨을 발견하였다.

요구되는 산 강도는 에폭시 모노머 출발 물질의 성질에 의존할 것이다. 예를 들면, 지환족 에폭시 모노머는 방향족 에폭시 모노머 보다 훨씬 더 반응성이 있으며, 따라서 후자가 더 큰 강도의 산을 요구할 것이다. 산 촉매의 다른 요구사항은 그것이 운반체 매질에서 충분한 시간 동안 안정하여 원하는 기술적인 효과를 제공하고, 또는 상기 산과 적절한 극성 운반체의 반응의 생성물 자체가 충분한 강도의 산이어서 원하는 기술적 효과를 얻을 수 있는 것이다.

본 발명에서 유용한 산 촉매는 4 이하, 바람직하게는 2 이하의 pKa 를 갖는 모든 산, 및 특히 초강산(superacid)이다.

적절한 산은 무기산(mineral acid), 유기 술폰산(organic sulfonic acid) 및 초강산이다.

무기산은 황산, 염산, 과염소산(perchloric acid), 질산, 인산 등을 포함한다.

유기 술폰산은 방향족 및 지방족 술폰산을 모두 포함한다. 상업적으로 입수가능한 대표적인 술폰산은 메탄술폰산, 트리플루오로메탄술폰산, 벤젠술폰산, 도데실벤젠술폰산, 도데실 디페닐 옥사이드 술폰산(dodecyl diphenyl oxide sulfonic acid), 5-메틸-1-나프틸렌술폰산, 및 p-톨루엔술폰산을 포함한다.

초강산은 본 발명의 목적을 위하여 특히 유용한 분야의 산이며, 100% 황산보다 산도(acidity)가 더 강한 산성 물질로서 정의된다. 이들은 G.A. Olah, G.K.S. Prakash, A. Molnar and J. Sommer, Superacid Chemistry, Wiley-Interscience, 2009 에 기술되어 있다.

유용한 초강산은 과염소산, 플루오로황산, 트리플루오로메탄술폰산, 및 퍼플루오로알킬술폰산(perfluoroalkylsulfonic acid)을 포함한다. 이들은 또한 SbF₅, TaF₅, NbF₅, PF₅, 및 BF₃,및 HSbF₆, HTaF₆, HNbF₆, HPF₆, 및 HBF₄ 를 제공하는 이들과 불산의 조합과 같은 루이스 초강산을 포함한다.

본 발명을 위한 특히 유용한 산은 과염소산, 오르쏘인산(orthophosphoric acid), 트리플루오로메탄술폰산, 테트라플루오로보론산(tetrafluoroboric acid, HBF₄) 및 헥사플루오로안티몬산(HSbF₆)을 포함한다.

운반체 매질(Carrier Medium)

본 발명의 실시에 채용된 반응성 잉크 조성물은 보통 적어도 하나의 용매를 포함하는 운반체 매질을 포함한다. 그러나 본 발명의 교시가 다른 적절한 운반체 매질에도 채용될 수 있음이 의도된다.

운반체 매질은 반응성 잉크 조성물의 다른 구성 성분들을 용해시키거나 분산시킬 수 있고, 액적 형성과 잉크젯 프린트 헤드를 통한 분사를 지속할 수 있는 모든 용매일 수 있다. 반응성 잉크 조성물이 열적 유형의 잉크젯 프린트 헤드를 통하여 분사되는 경우, 운반체 매질은 원하는 액적 부피를 옮길 수 있을 정도로 충분히 큰 증기 버블(vapor bubble)의 생성을 허용할 수 있는 특정한 임계 특성을 가져야 할 것이다. 물이 열적 잉크젯 잉크(thermal ink-jet inks)를 위한 운반체 매질로서 일반적으로 선택되고, 다양한 응용을 위한 소비자 잉크젯 프린터를 위한 잉크에 광범위하게 채용되는데, 이는 물이 안전하고 효과적인 운반체 매질이고, 액체에서 증기로 변할 때 우수한 부피 팽창을 갖기 때문이다.

그러나 프린팅이 비다공성 기재 위에 수행되는 경우, 주된 운반체 매질로서물을 사용하는 것은 특히 플라스틱과 같은 낮은 표면 에너지 기재 위의 프린팅시 잉크가 기재의 표면으로부터 종종 반발되고, 상기 기재 위의 잉크의 건조 속도가 느린 결정적인 결점을 야기한다.

본 발명의 반응성 잉크 조성물의 바람직한 운반체는 상기 반응성 잉크 조성물의 기능적인 구성 성분들이 용이하게 용해되거나 분산될 수 있는 적어도 하나의 유기 용매를 포함한다. 중합 촉매의 완전한 분해의 촉진 또는 열적 잉크젯 프린팅이 사용되는 경우 증기 버블의 형성을 위한 보조제로서의 특징과 같은 특정적인 특성을 부과하는데 필요한 경우 물이 운반체 매질에 도입될 수 있다.

운반체 매질로서 유용한 유기 용매의 적절한 예들은 다음을 포함한다: 메틸 알코올, 에틸 알코올, n-프로필 알코올, 이소프로필 알코올, n-부틸 알코올, sec-부틸 알코올, 또는 tert-부틸 알코올과 같은 알코올; 디메틸포름아미드 또는 디메틸아세트아미드와 같은 아미드; 카르복시산; 에틸 아세테이트, 에틸 락테이트, 및 에틸렌 카보네이트와 같은 에스테르; 테트라히드로퓨란 또는 디옥산과 같은 에테르; 글리세린; 글리콜; 글리콜 에스테르; 글리콜 에테르; 아세톤, 디아세톤, 메틸 에틸 케톤 또는 메틸 이소부틸 케톤과 같은 케톤; N-이소프로필 카프로락탐 또는 N-에틸 발레로락탐과 같은 락탐; 부티로락톤과 같은 락톤; 유기 황화물(organosulfides); 디메틸설폰과 같은 설폰; 디메틸 술폭시화물(dimethyl sulfoxide) 또는 테트라메틸렌 술폭시화물과 같은 유기 술폭시화물(organosulfoxides); 및 이들의 유도체 및 이들의 혼합물. 이들 유기 용매 중에서 알코올이 바람직하다. 유리하게, 에틸 알코올, 메틸 알코올, 이소프로필 알코올, n-프로필 알코올 또는 이들의 혼합물이 본 발명의 반응성 잉크 조성물에 바람직하게 채용된다.

본 발명의 반응성 잉크는 또한 플라스틱 표면 또는 유기 용매에 의하여 공격받는 다른 기재 위에 또한 사용될 수 있다. 그러한 경우에, 본 발명의 반응성 잉크는 예를 들어, 자일렌, 디메틸포름아미드(DMF), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논(DMI), 디메틸 술폭시화물(DMSO), γ-부티로락톤, ε-카프로락톤과 같은 공격적인 용매를 포함할 수 있다.

착색제(Colorant)

사용되는 착색제의 유형이나 양에 특별한 한정이 부과되지 않는다. 본 발명에 유용한 착색제는 염료(dye) 또는 안료(pigment)일 수 있다.

본 발명의 실시에 사용될 수 있는 염료의 예들은 산 염료(acid dye), 직접 염료, 식품 염료, The Color Index 에 기술된 반응성 염료의 어느 것이든 포함한다. The Color Index 에 기술되지 않은 염료들이 또한 사용될 수 있다. 본 발명에 유용한 염료들은 양이온성, 음이온성, 양쪽성 및 비이온성 염료를 포함한다.

본 발명의 실시에 사용될 수 있는 특히 유용한 염료는 The Color Index 에 용매 염료로서 일반적으로 기술된, 유기 용매에 실질적으로 또는 완전히 용해 가능한 염료들을 포함한다. 본 발명의 실시에 사용될 수 있는 염료의 예들은 다음을 포함한다: Intraplast Black RL; Neopen Black X 55; Orasol Black RL; Orasol Black RLI; Orasol Black RLP; Orient Black 3808; Solvent Black 29; ValiFast Black 3806; ValiFast Black 3808; ValiFast Black 3810 을 포함하는 블랙 용매 염료; Intraplast Yellow 2GLN, Neozapon Yellow 081, Neozapon Yellow 141, Valifast Yellow 4120, Valifast Yellow 4121를 포함하는 용매 황색 염료; Neozapon Red 492, Orasol Red 2 BL, Intraplast Red G, Valifast Red 3311, Valifast Red 3312 와 같은 마젠타 염료; Orasol Blue 2 GLN, Neozapon Blue 807, Orasol Blue GN, Intraplast Brilliant Blue GN, Valifast Blue 1605, Uniflow Blue 1100, Valifast Blue 2620 및 이들의 혼합물과 같은 시안 염료.

본 발명의 실시에 사용될 수 있는 염료의 다른 유용한 예들은 블랙 잉크 용의 Food Black 2, 아조 염료들의 혼합물 (Bayscript Schwarz N01-Bayer), Direct Black 168 및 Direct Black 195, 및 컬러 잉크 용의 Direct Blue 86, Direct Blue 199, Acid Blue 9, Acid Yellow 23, Direct Yellow 86, Acid Red 52 및 Acid Red 249 를 포함한다.

앞서 언급한 염료들은 원하는 컬러 강도 및 유기 용매 용해도에 따라 효과적인 양으로 첨가될 수 있다. 적절한 양은 예를 들어 약 0.5 중량 % 내지 약 25중량 %, 바람직하게 약 1 중량 % 내지 약 5 중량 % 일 수 있다.

앞서 언급한 염료들은 잉크의 두 부분 모두에 또는 하나의 부분에만 첨가될 수 있다. 잉크의 두 부분 모두에 첨가되는 경우, 그 양은 두 부분에 대하여 동일하거나 다를 수 있다.

넓은 범위의 안료, 유기 및 무기 안료가 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다. 산성 또는 염기성 관능기를 갖거나 표면에 고분자를 갖는 안료들이 특히 유용하다.

잉크젯 잉크 프린터를 사용한 프린팅을 포함하는 응용의 경우, 안료 입자가 프린팅 장치를 통하여 자유롭게 이동하도록 안료 입자가 충분히 작은 크기일 필요가 있다. 잉크젯 잉크 프린터의 분사 노즐(ejecting nozzle)의 직경이 약 10 내지 100 마이크론의 범위를 가지므로 본 발명에 사용되기에 적절한 안료는 약 0.01 마이크론 내지 10 마이크론, 바람직하게는 약 0.01 마이크론 내지 1 마이크론, 더욱 바람직하게는 약 0.01 마이크론 내지 0.5 마이크론의 입자 크기의 범위를 가질 수 있다.

안료가 본 발명에서 착색제로서 채용되는 경우, 총 잉크의 안료의 양은 1 내지 20%, 바람직하게는 2 내지 5% 사이에 있다.

황색 잉크로서 본 발명의 실시에 사용될 수 있는 안료의 예들은 C.I. Pigment Yellow 1, C.I. Pigment Yellow 3, 및 C.I. Pigment Yellow 13 를 포함한다. 마젠타 잉크로서 본 발명의 실시에 사용될 수 있는 안료의 예들은 C.I. Pigment Red 5, C.I. Pigment Red 7, C.I. Pigment Red 12, C.I. Pigment Red 112, 및 C.I. Pigment Red 122 를 포함한다. 시안 잉크로서 본 발명의 실시에 사용될 수 있는 안료의 예들은 C.I. Pigment Blue 1, C.I. Pigment Blue 2, C.I. Pigment Blue 16, C.I. Vat Blue 4, 및 C.I. Vat Blue 6 를 포함한다. 카본 블랙이 안료로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 아세틸렌 블랙, 채널 블랙, 퍼니스 블랙, 램프 블랙(lampblack) 및 열블랙(thermal black)과 같은 모든 유용한 상업적으로 입수가능한 카본 블랙의 형태가 유리하게 채용될 수 있다. 상업적으로 입수가능한 카본 블랙 안료의 예들은 ACRYJET Black-357 (Polytribo), BONJET CW-1 (Orient Chemical Corporation), DISPERS Jet Black 1 (BASF), 및 NOVOFIL Black BB-03 (Hoechst Celanese Corporation) 을 포함한다.

금속 또는 금속 산화물의 미세 입자들이 또한 본 발명의 조성물을 위한 착색제로서 포함될 수 있다. 금속 및 금속 산화물이 자성 및 전도성 잉크젯 잉크의 제조에 사용된다. 전형적으로, 철 및 철 산화물의 미세 입자가 자성 잉크의 제조에 사용되지만, 크롬, 망간, 아연, 코발트, 니켈 등과 같은 다른 금속 및 금속 산화물이 유리하게 첨가될 수 있다. 은, 금 및 구리의 단독 또는 합금으로서의 미세 입자, 또는 도금한 입자가 철, 코발트, 니켈, 카드뮴, 인듐, 주석, 탈륨, 납, 몰리브덴, 및 비스무스와 같은 다른 전도성 금속과 함께 유리하게 전도성 잉크의 제조에 사용된다. 은의 나노입자가 전도성 잉크의 제조에 특히 바람직하다.

기타 성분들

위에서 기술된 구성 성분들에 더하여, 본 발명에 채용된 반응성 잉크 조성물은 계면 활성제, 소포제, 격리제(sequestering agent), 및 살생물제를 요구되거나 바람직한 경우 함유할 수 있다. 다른 구성 성분들이 배제되지 않는다.

잉크 또는 액체 조성물의 거품의 생성을 방지하는데 효과적인 하나 이상의 소포제가 바람직하게 약 0.01% 내지 1% 의 범위에서, 더욱 바람직하게 0.05% 내지 0.1 %의 범위에서 사용될 수 있다. 적절한 소포제는 실리콘 소포제(silicone defoamer) 및 아세틸렌 소포제(acetylenic defoamer)를 포함한다. 실리콘 소포제의 예들은 DC-150 (Dow Corning Co.) 및 Silwet™ 720 (Union Carbide Co.) 를 포함한다. 아세틸렌성 소포제의 예는 Surfonyl™ 104 PG50 (Air Products and Chemical Co.)를 포함한다.

전형적으로 약 0.01% 내지 약 5%, 바람직하게는 0.5 내지 2.0% 의 하나 이상의 계면활성제가 반응성 표면 위의 반응성 잉크 조성물의 젖음성을 향상시키기 위하여 첨가될 수 있다. 이러한 습윤제의 예들은 Atlas™ (음이온성 에테르 황산염 계면활성제, ICI Americas) 및 Fluorad™ FC 430 (플루오로지방족 고분자 에스테르 코팅 첨가물, 3M Company)를 포함한다. 계면활성제의 선택은 기록 매질 안으로의 조성물의 침투성을 조절하기 위한 점에서 특히 중요하다.

하나 이상의 격리제(sequestering agent)가 중금속의 해로운 효과를 방지하게 위하여 사용될 수 있다. 예들은 소듐 에틸렌 디아민 테트라아세테이트, 소듐 니트릴로트리아세테이트, 소듐 히드록시에틸 에틸렌 디아민 트리아세테이트, 소듐 디에틸렌 트리아민 펜타아세테이트, 및 소듐 우라밀 디아세테이트(sodium uramil diacetate)를 포함한다.

하나 이상의 살생물제가 약 0.001 % 내지 4%의 양으로 미생물의 성장을 방지하기 위하여 도입될 수 있다. 이러한 살생물제의 예들은 세미포르말 글리콜(semiformal glycol) 및 이소티아졸리논의 혼합물 (Preventol™ D6, Bayer) 및 1,2-벤조이소티아졸린-3-온 (Proxel™, Zeneca Corp.)을 포함한다.

본 발명의 반응성 잉크는 일반적인 프린팅 및 문서 생성 분야에 잘 알려진 열적 또는 압전 분사 헤드에 유리하게 채용될 수 있다.

본 기술분야의 기술자들에게 알려진 바와 같이, 열적 및 압전 분사 헤드는 전형적으로 적어도 다음의 구성 요소들을 포함하는 분사 시스템을 갖는다: (a) 오리피스(orifice); (b) 분사 챔버; 및 (c) 가열 또는 압전 요소일 수 있는 작동 요소(actuating element). 분사 헤드는 전형적으로 작동 요소를 작동시키기 위한 전자 구성 요소를 포함하는 실리콘 기판 위에 형성된다.

오리피스의 크기는 기재 표면 위에 적절한 크기의 점을 생성하기에 충분하며, 여기에서 오리피스는 약 1 내지 1000 ㎛, 보통 약 5 내지 100 ㎛, 더욱 일반적으로는 약 10 내지 60 ㎛ 의 범위의 직경을 갖는다.

분사 챔버는 약 1 pl 내지 10 nl, 보통 약 10 pl 내지 5nm, 더욱 일반적으로는 약 35 pl 내지 1.5 nl 범위의 부피를 갖는다.

작동 요소는 빠른 에너지 펄스를 열 또는 압력 형태의 어느 하나로 전달하도록 구현된다. 가열 요소는 오리피스로부터 생물학적 유체의 예정된 부피의 액적을 생성할 수 있도록 분사 챔버 내의 충분한 부피의 잉크를 증기화하기에 충분한 온도를 달성할 수 있다. 일반적으로, 가열 요소(heating element)는 약 100℃ 이상, 보통 약 400 ℃ 이상, 더욱 일반적으로 약 700 ℃ 이상의 온도를 얻을 수 있으며, 이때 가열 요소에 의하여 얻을 수 있는 온도는 1000 ℃ 이상일 수 있다. 압전 요소(piezoelectric element)는 전기 펄스의 작동 아래 그 크기를 변화시키고 분사 앰버의 부피를 감소시켜서 예정된 부피의 잉크의 액적을 오리피스로부터 분사시킬 수 있는 압력을 생성한다.

분사 챔버(ejection chamber)는 유압 시스템(hydraulic system)을 통하여 잉크를 함유한 탱크로 연결된다. 탱크는 분리된 용기이거나 또는 열적 또는 압전 분사 헤드와 통합되어 잉크젯 카트리지를 형성할 수 있다.

본 발명의 반응성 잉크는 적어도 두 개의 분리된 분사 시스템, 중합가능한 모노머를 포함하는 제1 성분을 위한 적어도 제1 시스템, 및 중합 촉매를 포함하는 제2 성분을 위한 적어도 제2 시스템을 포함하는 열적 또는 압전 분사 헤드와 함께 사용된다.

잉크젯 프린터에 널리 채용되는 일반적인 프린팅 헤드가 사용될 수 있다. 두 개의 분리된 일반적인 프린팅 헤드가 사용될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 각각의 프린팅 헤드(10)는 (본 발명의 반응성 잉크의 한 성분을 함유한) 탱크(20) 및 분사 시스템(30)을 포함한다. 선택적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 일반적인 삼색(trichromic) 프린팅 헤드(11)가 사용될 수 있다. 프린팅 헤드(11)는 각각 세 개의 분리된 분사 시스템(31, 32, 33)과 연결된 세 개의 분리된 탱크(21, 22, 23)를 포함한다. 제1 성분은 하나의 탱크(예를 들어 탱크 21)에 함유되고, 제2 성분은 다른 두 탱크(예를 들면 22 및 23)에 함유된다. 모든 다른 조합이 본 발명의 목적을 위하여 실시될 수 있다. 예를 들면, 다중 컬러 프린팅 헤드는 각각의 컬러에 대하여 두 개의 탱크 및 각각 탱크에 연결된 두 개의 분리된 분사 시스템의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 여섯 개의 탱크와 여섯 개의 분리된 분사 시스템의 조합이 세 가지 컬러 프린팅 헤드를 위하여 적용될 수 있다.

본 발명은 이하에서 조성물의 몇 가지 제조 및 평가 예들에 의해 더 설명될 것이며, 이것은 예시적인 목적일 뿐 본 발명을 제한하는 것은 아니다.

실시예

다음의 표 1은 중합가능한 모노머와 잉크 배합물(formulation)용의 기타 통상적인 구성 성분들을 함께 포함하는 본 발명의 반응성 잉크의 제1 성분의 조성물(M1-M3)을 나타낸다.

	M1	M2	M3
Celloxide 2021P	27.5	40	10
Intraplast Brilliant Blue GN	3.75	3.75	3.75
Silquest A187	10	10	4
BYK 346	1.25	1.25	1.25
BYK 380	1.25	1.25	1.25
에탄올	56.25	43.75	81.25

Celloxide 2021P 는 (3',4'-에폭시시클로헥산)메틸 3',4'-에폭시시클로헥실-카르복시레이트이고, Daicel Chemical Industries 으로부터 입수가능하다.

Intraplast Brilliant Blue GN 는 Sensient Technologies Corporation 에서 제공되는 Solvent Blue 67 의 상품명이다.

Silquest A187 은 에폭시 작용기를 갖는 실란이며, Momentive Performance Materials Inc. 으로부터 입수가능하다.

BYK 346 은 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르 내의 폴리에테르 개질된 디메틸폴리실록산의 용액이며, Byk Chemie; Wallingford, Conn 으로부터 입수가능하다.

BYK 380 은 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르 내의 아크릴 비이온성 코폴리머의 용액이며, Byk Chemie; Wallingford, Conn 으로부터 입수가능하다.

다음의 표 2는 고분자화 촉매(A로 그루핑)와 잉크 배합물(B로 그루핑) 용의 기타 통상적인 구성 성분을 함께 포함하는 본 발명의 반응성 잉크의 제2 성분의 조성물을 보여준다.

		C1	C2	C3	C4	C5	C6	C7	C8	C9
A	헥사플루오로안티몬산	55	55	-	-	-	-	-	-	-
	오르쏘인산 (85% w/w)	-	-	55	-	-	-	-	-	-
	황산 (96% w/w)	-	-	-	55	-	-	-	-	-
	아세트산 (100% w/w)	-	-	-	-	55	-	-	-	-
	젖산 (100% w/w)	-	-	-	-	-	55	-	-	-
	Jeffamine T-403	-	-	-	-	-	-	15	-	-
	NH₄OH (25% w/w)	-	-	-	-	-	-	-	55	-
	KOH (0.1 M)	-	-	-	-	-	-	-	-	55
B	에탄올	44	-	44,8	44,8	44,8	44,8	60	44,8	44,8
	이소프로판올	-	44	-	-	-	-	-	-	-
	H₂O	-	-	-	-	-	-	24	-	-
	BYK 307	-	-	0.2	0.2	0.2	0.2	-	0.2	0.2
	BYK 346	1	1	-	-	-	-	1	-	-

Jeffamine® T-403 은 폴리에테르 트리아민이고, Huntsman Corporation, Everberg, Belgium 으로부터 입수가능하다.

BYK 307 은 폴리에테르 개질된 폴리디메틸실록산이고, Byk Chemie; Wallingford, Conn 으로부터 입수가능하다.

BYK 346 은 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르 내의 폴리에테르 개질된 폴리디메틸실록산의 용액이고, Byk Chemie; Wallingford, Conn 으로부터 입수가능하다.

제1 성분들 M1-M3과 제2 성분들 C1-C9를 다음의 표 3에 따라 모노머 대 촉매의 중량비 1:1로 별도로 혼합하였고, 다른 온도에서의 중합 시간을 각각의 혼합물에 대하여 측정하였다. 중합 시간을 무점착성(tack free)에 대한 시간, 즉, 손가락 접촉에 대하여 점착성이 없는 고분자 필름을 형성하는데 필요한 시간 으로서 표현하였다. 변환 퍼센티지를 1분 미만에 변환된 에폭시 관능기(epoxy functionality)의 몰 퍼센티지로서 표현하였다. 그 결과를 또한 표 3에 요약하였다.

	제1성분 모노머	제2성분 촉매	무점착성 시간	변환%	무점착성 시간	변환%	무점착성 시간	변환%
	제1성분 모노머	제2성분 촉매	20℃		40℃		60℃
Inv	M1	C1, C2, C3, C4	≤1m	≥70	≤1m	≥70	≤1m	≥70
Comp	M1	C5, C6	> 24h	-	> 24h	-	> 24h	-
Comp	M1	C7, C8, C9	> 24h	-	> 24h	-	> 24h	-
Inv	M2	C1, C2, C3, C4	≤6m	≥70	≤1m	≥70	≤1m	≥70
Comp	M2	C5, C6	> 24h	-	> 24h	-	> 24h	-
Comp	M2	C7, C8, C9	> 24h	-	> 24h	-	> 24h	-
Inv	M3	C1, C2	≤1	≥70	≤1	≥70	≤1	≥70
Inv	M3	C3, C4	≤30m	≥70	≤6m	≥70	≤1	≥70
Comp	M3	C5, C6	> 24h	-	> 24h	-	> 24h	-
Comp	M3	C7, C8, C9	> 24h	-	> 24h	-	> 24h	-

Inv = 본 발명

Comp = 비교예

m = 분 h = 시간

모노머 대 촉매 중량비 1:2를 사용하여 테스트를 반복하였다. 그 결과를 표 4에 요약하였다.

	제1성분 모노머	제2성분 촉매	무점착성 시간	변환%	무점착성 시간	변환%	무점착성 시간	변환%
	제1성분 모노머	제2성분 촉매	20℃		40℃		60℃
Inv	M1	C1, C2, C3, C4	≤1m	≥70	≤1m	≥70	≤1m	≥70
Comp	M1	C5, C6	> 24h	-	> 24h	-	> 24h	-
Comp	M1	C7, C8, C9	> 24h	-	> 24h	-	> 24h	-
Inv	M2	C1, C2, C3, C4	≤6m	≥70	≤1m	≥70	≤1m	≥70
Comp	M2	C5, C6	> 24h	-	> 24h	-	> 24h	-
Comp	M2	C7, C8, C9	> 24h	-	> 24h	-	> 24h	-
Inv	M3	C1, C2	≤1m	≥70	≤1m	≥70	≤1m	≥70
Inv	M3	C3, C4	≤30m	≥70	≤6m	≥70	≤1m	≥70
Comp	M3	C5, C6	> 24h	-	> 24h	-	> 24h	-
Comp	M3	C7, C8, C9	> 24h	-	> 24h	-	> 24h	-

Inv = 본 발명

Comp = 비교예

m = 분 h = 시간

최상의 결과가 제1 성분 M1 과 제2 성분 C1, C2, C3, 또는 C4의 조합 및 제1 성분 M3와 제2 성분 C1 또는 C2의 조합에서 얻어졌다. 이 경우에 무점착성에 대한 시간이 모든 온도 및 모든 모노머 대 촉매 중량비에서 1분 이하였다.

양호한 결과가 또한 제1 성분 M2와 제2 성분 C1, C2, C3, 또는 C4의 조합에서 얻어졌다. 이 경우에 무점착성에 대한 시간이 40℃ 및 60℃의 온도 및 모든 모노머 대 촉매 중량비에서 1분 이하였다. 여하튼, 20℃에서 무점착성에 대한 시간이 여전히 6분 이하였다.

유리한 결과가 또한 제1 성분 M3와 제2 성분 C3 또는 C4의 조합에서 얻어졌다. 이 경우에 무점착성에 대한 시간이 60℃의 온도 및 모든 모노머 대 촉매 중량비에서 1분 이하였다. 여하튼, 40℃ 및 20℃에서 무점착성에 대한 시간이 여전히 각각 6분 및 30분 이하였다.

모든 다른 조합들은 유용한 결과를 제공하지 않았다. 중합 시간을 24시간 동안 모니터하였고, 상기 혼합된 조합들이 24시간 후 여전히 점착성을 가졌다.

10, 11: 프린팅 헤드
20, 21, 22, 23: 탱크
30, 31, 32, 33: 분사 시스템

Claims

2 성분 시스템을 포함하는 잉크젯 프린팅용 반응성 잉크로서,
중합가능한 모노머(polymerizable monomer)를 포함하는 제1 성분; 및
중합 촉매(polymerization catalyst)를 포함하는 제2 성분을 포함하고,
상기 중합가능한 모노머는 60℃ 이하의 온도에서 상기 촉매를 접촉한 때로부터 30분 이내에 고분자 필름을 형성할 수 있고,
상기 중합 촉매는 4 이하의 pKa를 갖는 루이스산 및 브론스테드산으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고,
상기 제1 성분 및 상기 제2 성분은 상기 중합가능한 모노머 대 상기 중합 촉매의 중량비(weight ratio)가 1:1 내지 1:10의 범위로 제공되는 양으로 혼합된 잉크젯 프린팅용 반응성 잉크.
제1 항에 있어서, 상기 중합가능한 모노머는 저온에서 상기 촉매를 접촉한 때로부터 10분 이내에 고분자 필름을 형성할 수 있는 잉크젯 프린팅용 반응성 잉크.
제1 항에 있어서, 상기 중합가능한 모노머는 저온에서 상기 촉매를 접촉한 때로부터 1분 이내에 고분자 필름을 형성할 수 있는 잉크젯 프린팅용 반응성 잉크.
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합가능한 모노머는 40℃ 이하의 온도에서 고분자 필름을 형성할 수 있는 잉크젯 프린팅용 반응성 잉크.
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합가능한 모노머는 10℃ 내지 30℃의 범위의 온도에서 고분자 필름을 형성할 수 있는 잉크젯 프린팅용 반응성 잉크.
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합가능한 모노머는 지방족 에폭시 모노머, 지환족 에폭시 모노머, 방향족 에폭시 모노머 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 잉크젯 프린팅용 반응성 잉크.
제1 항에 있어서, 상기 중합 촉매는 상기 중합가능한 모노머의 산 중합 또는 양이온성 중합을 촉진시킬 수 있는 화합물인 잉크젯 프린팅용 반응성 잉크.
삭제
제1 항에 있어서, 상기 중합 촉매는 무기산(mineral acid), 유기 술폰산(organic sulfonic acid), 초강산(superacid) 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 잉크젯 프린팅용 반응성 잉크.
제1 항에 있어서, 상기 중량비는 1:1 내지 1:5의 범위인 잉크젯 프린팅용 반응성 잉크.
제1 항에 있어서, 상기 중량비는 1:1 내지 1:3의 범위인 잉크젯 프린팅용 반응성 잉크.
제1 항 내지 제3 항, 제7 항, 및 제9 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 성분 및 상기 제2 성분은 적어도 하나의 운반체 매질(carrier medium)을 더 포함하는 잉크젯 프린팅용 반응성 잉크.
제1 항 내지 제3 항, 제7 항, 및 제9 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 성분 및 상기 제2 성분은 착색제, 계면 활성제, 소포제, 격리제(sequestering agent) 및 살생물제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 성분을 더 포함하는 잉크젯 프린팅용 반응성 잉크.
비다공성 기재 위에 화상을 형성하는 방법으로서,
상기 비다공성 기재 위로 반응성 잉크 조성물을 분사하는 단계를 포함하고,
상기 반응성 잉크 조성물은 중합가능한 모노머를 포함하는 제1 성분 및 중합 촉매를 포함하는 제2 성분을 포함하고,
상기 중합가능한 모노머는 60℃ 이하의 온도에서 상기 촉매를 접촉한 때로부터 30분 이내에 고분자 필름을 형성할 수 있고,
상기 중합 촉매는 4 이하의 pKa를 갖는 루이스산 및 브론스테드산으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고,
상기 제1 성분 및 상기 제2 성분은 상기 중합가능한 모노머 대 상기 중합 촉매의 중량비가 1:1 내지 1:10의 범위로 제공되는 양으로 혼합되는 화상 형성 방법.
제14 항에 있어서, 상기 제1 성분은 상기 제2 성분과 별도로 분사되는 화상 형성 방법.
제15 항에 있어서, 상기 제1 성분은 상기 제2 성분과 동시에 분사되는 화상 형성 방법.
제15 항에 있어서, 상기 제1 성분은 상기 제2 성분의 분사 후에 분사되는 화상 형성 방법.
제15 항에 있어서, 상기 제1 성분은 상기 제2 성분의 분사 전에 분사되는 화상 형성 방법.
제14 항 내지 제18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합가능한 모노머는 저온에서 상기 촉매를 접촉한 때로부터 10분 이내에 고분자 필름을 형성할 수 있거나, 또는 상기 중합가능한 모노머는 저온에서 상기 촉매를 접촉한 때로부터 1분 이내에 고분자 필름을 형성할 수 있는 화상 형성 방법.
제14 항 내지 제18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합 촉매는 상기 중합가능한 모노머의 산 중합 또는 양이온성 중합을 촉진시킬 수 있거나, 또는 상기 중합 촉매는 무기산(mineral acid), 유기 술폰산(organic sulfonic acid), 초강산(superacid) 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 화상 형성 방법.
2 성분 잉크 시스템을 포함하는 잉크젯 프린트 헤드로서,
중합가능한 모노머를 포함하는 제1 잉크 성분을 포함하는 제1 탱크, 중합 촉매를 포함하는 제2 잉크 성분을 포함하는 제2 탱크 및 상기 제1 잉크 성분 및 상기 제2 잉크 성분을 위한 별도의 분사 시스템을 포함하고, 상기 중합 촉매는 4 이하의 pKa를 갖는 루이스산 및 브론스테드산으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 잉크젯 프린트 헤드.
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