KR101747006B1

KR101747006B1 - 정착액

Info

Publication number: KR101747006B1
Application number: KR1020157006382A
Authority: KR
Inventors: 필립 씨 카글; 데이빗 마이클 잉글; 요하네스 콘드
Original assignee: 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2017-06-13
Also published as: US20150275007A1; CN109135424A; EP2895566B2; EP2895566B1; EP2895566A1; CN104619793A; US9683120B2; BR112015005402A2; KR20150043433A; IN2015DN01911A; EP2895566A4; WO2014042652A1

Abstract

본원은 정착액 조성물, 및 관련 시스템 및 방법을 제공한다. 한 예에서, 정착액은 액체 비히클, 계면활성제, 및 양이온성 중합체를 포함할 수 있다. 액체 비히클은 물 및 160℃ 내지 250℃의 비점을 갖는 보조용매를 포함할 수 있고, 보조용매는 1중량% 내지 40중량%의 양으로 정착액에 존재한다. 계면활성제는 1중량% 내지 10중량%의 양으로 정착액에 존재할 수 있다. 양이온성 중합체는 0.1중량% 내지 25중량%의 양으로 정착액에 존재할 수 있다. 정착액은 비다공성 매체 상에서의 인쇄용으로 배합될 수 있고, 5중량% 이하의 휘발성 보조용매 및 3중량% 이하의 비휘발성 보조용매를 포함한다.

Description

정착액{FIXER FLUIDS}

본 발명은 잉크젯용 정착액(ink-jettable fixer fluid)에 관한 것이다.

비닐 및 다른 비다공성 필름은 도로 표지(signage) 및 다른 인쇄 용도의 통상적인 기재이다. 수성 잉크를 사용한 잉크젯 인쇄가 이들 매체 상에서의 인쇄에 점점 더 많이 이용되고 있다. 비다공성 매체 상에서의 수성 잉크의 잉크젯 인쇄는 전통적인 다공성 종이계 매체 상에서의 잉크젯 도포와는 실질적으로 상이한 것으로 인식되고 있다. 다공성 종이 상에서, 잉크 건조는 주로 매체 공극 구조 내로의 잉크 침투에 의해 이루어지고, 이미지 품질의 제어는 매체 내로의 잉크 침투 속도의 강력한 함수이다. 그러므로, 침투 속도의 최적화가 광학 밀도 및 색상간 번짐(bleed) 같은 속성에 이용된다. 비다공성 매체 상에서는, 매체 중으로의 잉크의 침투가 없고(즉, 착색제가 매체 표면 상에 잔류하고), 습윤 및 비다공성 표면을 가로지르는 잉크 이동으로부터 야기되는 이미지 품질 결함은 특히 높은 인쇄 속도에서 제어하기가 더욱 어렵다.

이로써, 잉크젯 잉크 및 비다공성 매체용의 관련 유체에 대한 개선은 당업계에서의 진보를 의미한다.

본 발명은 음이온성 수성 잉크젯 잉크와 함께 사용되고 비닐 같은 비다공성 매체 상에 사용될 때 우수한 인쇄 특징과 함께 더욱 신속한 인쇄를 제공하는 양이온성 잉크젯-인쇄되는 정착액에 관한 것이다.

본원의 추가적인 특징 및 이점은 첨부 도면(이들 도면은 함께 본원의 특징을 예시함)과 함께 하기 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 번짐 대 본원의 한 실시예에 따라 인쇄된 정착제 밀도 %의 그래프이다.
도 2는 균일성 대 본원의 한 실시예에 따라 인쇄된 정착제 밀도 %의 그래프이다.
도 3은 20° 광택 대 본원의 한 실시예에 따라 인쇄된 정착제 밀도 %의 그래프이다.
이제 본원에 예시된 예시적인 실시양태를 참조하고, 구체적인 용어를 사용하여 본원을 기재한다. 그렇지만, 본원의 영역에 대해서는 한정할 의도가 없는 것으로 이해되어야 한다.

비다공성 매체 상에 잉크젯 잉크를 인쇄하는데 관련된 다양한 방법을 고려한 바, 다양한 문제점 및 단점이 인식되었다. 예를 들면, 비다공성 매체 상에서의 이미지 품질을 제어하는 한 가지 방법은 가열 건조를 이용하는 것이다. 전형적인 구성에서, 프린터는 2개의 가열되는 대역, 즉 인쇄 대역 및 경화 대역을 함유한다. 인쇄 대역은 잉크가 도포되는 이미지화 구역이다. 이미지 품질을 제어하기 위하여 인쇄 대역을 가열하여 물을 증발시킨다. 잉크 필름을 건조 및 경화시키기 위하여 경화 대역에서 추가로 물 및 휘발성 용매를 증발시킨다.

스캐닝 잉크젯 인쇄 헤드의 다중 통로를 사용하여 이미지를 단계적으로 인쇄하는 것으로 구성되는 다중-통로 스캐닝 인쇄 모드와 함께 가열되는 인쇄 대역을 이용할 수 있다. 예를 들어, 4개-통로 인쇄 모드에서는, 전체 잉크를 통로 4개에서 25% 밀도로 도포하여, 각각 100% 잉크의 이미지를 제공할 수 있다. 인쇄 헤드 통로 1개당 더 낮은 잉크 밀도를 갖는 다중-통로 인쇄 모드는 가열 시스템에 의한 잉크의 증발 및 점성화를 더욱 손쉽게 하여, 인쇄된 매체 상에서의 잉크 유동을 제한하고 높은 이미지 품질을 가능케 한다.

그러나, 이 방법은 인쇄 대역에서 전용 가열 시스템을 필요로 하고, 가열 시스템이 높은 동력 수요를 가지며, 생성되는 고온이 프린트헤드 신뢰도에 영향을 끼치고 민감한 매체에 손상을 줄 수 있는 문제를 갖는 것으로 밝혀졌다. 또한, 건조 단계 동안 단위 면적당 잉크를 한정하기 위해 느린 인쇄 모드를 이용함으로써, 전체 인쇄 속도를 느리게 한다.

다공성 종이계 매체 상에서, 잉크 침투 속도를 제어하는데 이용되는 한 가지 방법은 "정착액"을 사용함에 의한 것으로, 정착액은 잉크와 상호작용하여 착색제 이동성을 감소시키는 성분을 함유한다. 전형적으로는, 잉크 착색제의 침투 속도를 잉크 비히클의 다른 성분의 침투 속도에 비해 느리게 하여 번짐, 가장자리 선예도, 페더링(feathering) 및 낮은 광학 밀도(다공성 매체 내로의 착색제의 침투로 인한) 같은 인쇄 품질 속성이 제어되도록 하기 위해, 인쇄 대역에서 잉크를 인쇄하기 전에 정착제를 매체에 도포한다.

다공성 매체용으로 디자인된 정착액은 전형적으로 비닐 같은 비다공성 매체에 적합하지 않다. 종이용으로 디자인된 잉크는 전형적으로 비닐 또는 폴리올레핀 같은 표면 에너지가 낮은 매체를 습윤시키는데 문제가 있다. 또한, 비다공성 매체에 대해 내구성을 수득하는 것은 흔히 특히 옥외 내후성을 필요로 하는 용도에서 종이계 매체의 경우보다 훨씬 더 어렵다. 종이계 매체용의 전통적인 잉크젯 정착제는 최종 사용 조건을 충족시키는데 적절한 내마모성, 내수성, 내용매성 및 세정액 저항성을 제공하지 못하고, 또한 옥외 환경에서 광 퇴색 안정성 또는 잉크 필름 영속성에 영향을 끼칠 수 있다.

따라서, 정착액을 비다공성 기재용으로 디자인할 수 있고 우수한 이미지 품질, 번짐 및 응집성을 제공하는 방법을 이용하여 인쇄할 수 있음을 인식하게 되었다. 예를 들어, 비다공성 매체 상에 잉크와 함께 정착액을 인쇄하면 이전 해결책으로는 달성할 수 없었던 인쇄 이점을 제공할 수 있다.

본원은 음이온성 수성 잉크젯 잉크와 함께 사용되고 비닐 같은 비다공성 매체 상에 사용될 때 우수한 인쇄 특징과 함께 더욱 신속한 인쇄를 제공하는 양이온성 잉크젯-인쇄되는 정착액에 관한 것이다. 인쇄된 매체 표면 상에서 잉크와 합쳐질 때, 정착액은 색상간 혼합 및 구역 채움 불균일성 같은 인쇄 품질 결함을 야기하는 잉크의 이동을 느리게 한다.

상기 내용을 염두에 두고, 정착액은 물 및 보조용매를 비롯한 액체 비히클, 계면활성제 및 양이온성 중합체를 포함할 수 있다. 정착액은 비다공성 매체 상에서의 인쇄용으로 배합된다. 본원에 사용되는 용어 "양이온성 중합체"는 특정 이온이 특성상 양이온성인 이온성 중합체, 예를 들어 4급화된 폴리아민을 가리킨다.

더욱 구체적으로, 정착액은 일반적으로 액체 비히클, 계면활성제 및 양이온성 중합체를 포함하고, 이때 액체 비히클은 물 및 보조용매를 포함한다. 보조용매는 160℃ 내지 250℃의 비점을 갖고, 일반적으로 1중량% 내지 40중량%의 양으로 존재하고, 정착액은 비다공성 매체 상에서의 인쇄용으로 배합된다. 또한, 정착액은 5중량% 이하의 휘발성 보조용매를 포함하고, 또한 3중량% 이하의 비휘발성 보조용매를 포함한다. 하나의 구체적인 양태에서, 정착액은 160℃ 내지 250℃의 비점을 갖는 다수개의 보조용매를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 액체 비히클은 비휘발성 용매를 포함하지 않을 수 있다. 다른 예에서, 액체 비히클은 휘발성 용매를 포함하지 않을 수 있다.

본 조성물, 시스템 및 방법을 논의함에 있어서, 이들 논의 각각이 그 실시양태와 관련하여 명시적으로 논의되는지 아닌지와 무관하게 이들 실시양태 각각에 적용될 수 있는 것으로 생각될 수 있음을 알아야 한다. 그러므로, 예를 들어, 정착액중 양이온성 중합체를 논의함에 있어서, 이러한 양이온성 중합체는 또한 인쇄 시스템 또는 비다공성 매체 상에 이미지를 생성시키는 방법에도 사용될 수 있고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.

본원에서 사용되는 "보조용매"는 160℃ 내지 250℃의 비점을 갖는 유기 용매를 가리킨다. 본원에 사용되는 "비휘발성 용매"는 250℃ 초과의 비점을 갖는 유기 용매를 일컫는다. 본원에 사용되는 "휘발성 용매"는 160℃ 미만의 비점을 갖는 유기 용매를 말한다. 물은 유기 용매가 아니기 때문에, 이들 세 카테고리와 무관하고, 따라서 이들 카테고리에 대해 인용되는 범위에 의해 한정되지 않는다. 본 용매 시스템은 다수의 기준에 의해 정해지는 특수한 유기 용매 비점 프로파일을 갖는다. 첫째, 보조용매는 가열 건조로 제거될 수 있는데, 그렇지 않으면 이들은 건조된 잉크 필름에 계속 존재하게 되고, 건조된 잉크/정착제 필름중에 계속 존재하는 잔류 비휘발성 용매는 이미지의 내구성에 손상을 줄 수 있다. 둘째, 160℃ 미만의 비점을 갖는 용매를 사용하면, 실질적으로 냄새가 없는 인쇄 시스템을 제공하기가 어려워진다. 추가로, 160℃ 미만의 비점을 갖는 용매를 사용하면, 프린트헤드 신뢰성 및 환경 면에서의 건강 및 안전성(독성, 노출 한도, 인화점)도 악화된다. 이러한 제한은 본원의 실시예에 따라 다량으로 사용될 수 있는 용매의 유형을 한정한다.

일반적으로, 정착액은 잉크젯 인쇄에 의해 도포되고, 비다공성 매체 상으로 인쇄하도록 배합된다. 이로써, 한 예에서, 정착액은 ASTM D2578 방법에 의해 측정될 때 40다인/cm 미만의 표면 에너지를 갖는 비닐 및 다른 비다공성 매체를 정착액이 균일하게 습윤시킬 수 있도록 하는 비의 보조용매, 계면활성제 및 양이온성 중합체로 배합될 수 있다.

통상적으로, 정착액은 매체 상에서 잉크와 합쳐질 때 이 둘의 조합이 건조 후 허용가능한 내구성을 갖는 이미지를 제공하도록 배합된다. 내구성 시험 방법은 테이프 접착성(ASTM 3359 방법), 손톱 긁힘 저항성, 테이버(Taber) 건조 문지름 내마모성, 및 물, 용매 및 세정 용액에 대한 습윤 문지름 저항성을 포함한다. 인쇄된 이미지는 또한 2004년 2월 11일에 공개된 SAE J2527 방법에 의해 측정될 때 광 퇴색 및 다른 결함에 대한 옥외 내후성도 유지할 수 있다.

또한, 정착액은 잉크로 덮인 구역에만 비다공성 매체 상에서 잉크젯 인쇄에 의해 도포될 수 있다. 이 이미지-맞춤(imagewise) 방법은 매체 상에 균일한 코팅으로서 도포되는 정착제에 수반되는 두 가지 주요한 쟁점을 없앤다. 첫째, 정착액 효율이 증가하여, 1페이지당 원료 비용을 감소시키고, 건조 시스템에 의해 건조되어야 하는 정착액의 양을 최소화하는데, 이는 더 낮은 건조기 동력 설정에 도움이 되고 인쇄 속도를 증가시킬 수 있다. 둘째, 이미지의 잉크가 없는 구역에서의 손상 또는 전사를 피하기 위하여 정착액이 홀로 높은 내구성을 가져야 할 필요성을 없앤다.

양이온성 정착제와 함께 사용하기 위한 잉크는 특성상 음이온성이다. 본원에 사용되는 "음이온성"은 실질적으로 음전하를 갖는 이온성 분산 기, 또는 중합체 또는 계면활성제 같은 다른 음이온성 성분을 함유하는 안료 분산액을 함유하는 잉크를 가리키며, 이때 음이온성 작용기는 카복실레이트, 포스페이트 또는 유사한 화학 작용기에 의해 제공된다.

프린터에서는, 규정된 이미지에 사용되는 잉크의 양에 의해, 도포되는 정착액의 부피가 결정된다. 잉크와 정착제의 특정 비는 정착액중 양이온성 중합체 및 잉크중 음이온성 성분 둘 다의 특이적인 화학적 특성 및 농도에 따라 달라진다. 사용되는 정착제의 부피는 정착제로부터의 양전하 μ몰/리터에 대한 잉크로부터의 음전하 μ몰/리터의 함수이다. 도포되는 정착제의 부피는 잉크중 음이온 당량의 전하 중화가 이루어져서 안료 입자를 응집시키기에 충분한 양전하를 함유한다. 입자 응집은 매체 표면 상에서의 잉크 유동 및 인쇄된 이미지에서의 후속 잉크 결함을 최소화한다(이 전하 중화 메카니즘을 능가하는 다른 메카니즘이 또한 구상될 수 있기는 하지만). 영전하점보다 실질적으로 높거나 낮은 잉크와 정착제의 조합은 잉크의 정착을 더 불량하게 한다.

매체 상에 인쇄되는 잉크와 정착제의 양, 정착제와 잉크중의 양이온성 잔기와 음이온성 잔기의 전하 밀도, 및 정착제와 잉크중 양이온성 물질 및 음이온성 물질의 로딩에 의해 비가 제어된다. 이미지 품질을 제어하는 기능을 하는 정착제와 잉크의 구체적인 혼합 범위 및 그렇지 못한 구체적인 범위가 존재하는 것으로 밝혀졌다. 하나의 예에서, 인쇄되는 정착제의 부피는, 이온성 전하의 총 양이온 당량이 인자 X(이때, X는 0.1 내지 10임) × 잉크의 음이온 당량과 같도록, 잉크의 양에 기초할 수 있다. 한 양태에서, X는 0.5 내지 3일 수 있다.

정착제의 양은 또한 특히 가열 건조와 함께 이용되는 경우 프린터 처리량에 따라서도 조정될 수 있다. 더 느린 속도와 비교할 때 더 빠른 스캐닝 속도/더 높은 잉크 유동이 더 높은 정착제 양 및/또는 더 높은 가열 수준으로부터 유리해진다. 이미지화 방법은 또한 이미지의 광택 수준을 제어하는 방법을 제공하는데, 예컨대 정착제 대 잉크의 비를 제어함으로써, 60°에서 비와이케이-가드너(BYK-Gardner) 광택계에 의해 측정되는 이미지 광택의 수준을 높은 수준에서 낮은 수준으로 제어할 수 있다(광택이 있는 이미지의 눈부심을 감소시키는 이점).

본 인쇄 방법은 고속에서의 잉크 이동을 제어하는 능력 때문에 가열 건조를 이용하는 인쇄 시스템에서 비다공성 매체 상으로의 더욱 빠른 인쇄를 가능케 할 수 있다. 정착액의 사용은 잉크가 더 높은 프린트헤드 캐리지 속도(더 높은 잉크 유동/면적/초)로 프린트헤드의 더 적은 통로에서 인쇄될 수 있도록 하고, 또한 인쇄 대역에서 직접 더욱 저온을 이용할 수 있도록 한다. 한 예에서, 정착액의 사용은 디폴트(default) 10개 통로 인쇄 모드보다 개선된 6개 통로 인쇄 모드를 이용할 수 있도록 하는데, 여기에서 1.66" 주사폭을 갖는 프린트헤드 어레이를 사용하는 60" 와이드 프린트의 경우 상응하는 처리량은 170sqft/h 대 100sqft/h이다.

본원에 사용되는 "액체 비히클"은 양이온성 중합체가 존재하여 정착액을 형성하는 액체를 말한다. 본원에 사용되는 "액체 비히클"은 착색제가 존재하여 잉크를 형성하는 액체를 가리킨다. 한 예에서, 착색제는 안료일 수 있다. 액체 비히클과 잉크 비히클은 당업계에 널리 공지되어 있고, 매우 다양한 이러한 비히클을 본 발명의 방법에 사용할 수 있다. 이러한 비히클은 계면활성제, 용매, 보조용매, 코게이션(kogation) 방지제, 완충액, 살생물제, 금속 이온 봉쇄제, 점도 개질제, 표면-활성제, 물 등을 비롯한 다양한 상이한 약제의 혼합물을 포함할 수 있다. 비히클 자체의 일부가 아니더라도, 착색제에 덧붙여, 비히클은 중합체, 라텍스, UV 경화성 물질, 가소화제, 안료 등과 같은 고체 첨가제를 함유할 수 있다. 또한, 용어 "수성 액체 비히클", "수성 잉크 비히클" 또는 "수성 비히클"은 용매로서 물을 포함하는 비히클을 가리킨다. 한 예에서는, 물이 비히클의 대부분을 차지할 수 있다.

또한, 본원에 사용되는 "안료"는 통상 안료 착색제, 자기 입자, 알루미나, 실리카 및/또는 다른 세라믹, 유기-금속 또는 다른 불투명 입자를 포함한다. 한 예에서, 착색제는 안료일 수 있다. 한 양태에서, 착색제는 색상을 부여하는 안료일 수 있다. 하나의 예에서, 잉크는 음이온성 안료 분산액을 포함할 수 있다. 한 양태에서, 음이온성 안료 분산액은 자가-분산 안료를 포함할 수 있다. 다른 양태에서, 음이온성 안료 분산액은 음이온성 계면활성제로 분산된 안료를 포함할 수 있다. 다른 양태에서, 음이온성 안료 분산액은 중합체 분산제로 분산된 안료를 포함할 수 있다.

상기에 덧붙여, 본 잉크는 라텍스를 추가로 포함할 수 있다. 본원에 사용되는 "라텍스" 또는 "라텍스 미립자"는 유체, 예를 들어 물에 분산된 개별적인 중합체 덩어리를 일컫는다.

라텍스에 사용되는 단량체는 비닐 단량체일 수 있다. 이로써, 단량체는 비닐 단량체, 아크릴레이트 단량체, 메타크릴레이트 단량체, 스티렌 단량체, 이들의 조합 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

하나의 예에서, 단량체는 비닐 단량체, 아크릴레이트 단량체, 메타크릴레이트 단량체, 스티렌 단량체, 에틸렌, 비닐 클로라이드, 비닐리덴 클로라이드, 말리에이트 에스터, 푸마레이트 에스터, 이타코네이트 에스터, 이들의 조합 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 한 양태에서, 단량체는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 및 스티렌을 포함할 수 있다. 또한, 단량체는 상기 단량체를 비롯한 친수성 단량체, 및 소수성 단량체를 포함할 수 있다.

라텍스 미립자를 제조함에 있어서 중합될 수 있는 단량체는 스티렌, p-메틸 스티렌, α-메틸 스티렌, 메틸 메타크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 헥실 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, 옥타데실 아크릴레이트, 옥타데실 메타크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트, 비닐벤질 클로라이드, 이소본일 아크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴 아크릴레이트, 2-페녹시에틸 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 에톡실화된 노닐 페놀 메타크릴레이트, 에톡실화된 베헤닐 메타크릴레이트, 폴리프로필렌글라이콜 모노아크릴레이트, 이소본일 메타크릴레이트, 사이클로헥실 메타크릴레이트, 사이클로헥실 아크릴레이트, 3급-부틸 메타크릴레이트, n-옥틸 메타크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 트라이데실 메타크릴레이트, 알콕실화된 테트라하이드로푸르푸릴 아크릴레이트, 이소데실 아크릴레이트, 이소본일 메타크릴레이트, 이소본일 아크릴레이트, 다이메틸 말리에이트, 다이옥틸 말리에이트, 아세토아세톡시에틸 메타크릴레이트, 다이아세톤 아크릴아미드, N-비닐 이미다졸, N-비닐카바졸, N-비닐-카프로락탐, 이들의 조합, 이들의 유도체 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다.

라텍스 미립자를 제조함에 있어서 중합될 수 있는 산성 단량체는 아크릴산, 메타크릴산, 에타크릴산, 다이메틸아크릴산, 말레산 무수물, 말레산, 비닐설포네이트, 사이아노아크릴산, 비닐아세트산, 알릴아세트산, 에틸리딘아세트산, 프로필리딘아세트산, 크로톤산, 푸마르산, 이타콘산, 소르브산, 안젤산, 신남산, 스티릴아크릴산, 시트라콘산, 글루타콘산, 아코니트산, 페닐아크릴산, 아크릴옥시프로피온산, 아코니트산, 페닐아크릴산, 아크릴옥시프로피온산, 비닐벤조산, N-비닐석신아미드산, 메사콘산, 메타크로일알라닌, 아크릴로일하이드록시글리신, 설포에틸메타크릴산, 설포프로필 아크릴산, 스티렌 설폰산, 설포에틸아크릴산, 2-메타크릴로일옥시메탄-1-설폰산, 3-메타크릴로일옥시프로판-1-설폰산, 3-(비닐옥시)프로판-1-설폰산, 에틸렌설폰산, 비닐 황산, 4-비닐페닐 황산, 에틸렌 포스폰산, 비닐 인산, 비닐 벤조산, 2-아크릴아미도-2-메틸-1-프로판설폰산, 이들의 조합, 이들의 유도체 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이들로 국한되지는 않는다.

라텍스 미립자와 관련하여, 라텍스는 다양한 입자 크기 및 분자량을 가질 수 있다. 하나의 예에서, 라텍스 미립자는 약 5,000 내지 약 500,000의 중량 평균 분자량(M_w)을 가질 수 있다. 한 양태에서, 라텍스 미립자는 약 100,000 내지 약 500,000의 중량 평균 분자량(M_w)을 가질 수 있다. 일부 다른 예에서, 라텍스 수지는 약 200,000 내지 300,000의 중량 평균 분자량을 갖는다.

또한, 라텍스 입자의 평균 입경은 약 10nm 내지 약 1㎛; 일부 다른 예에서는 약 10nm 내지 약 500nm; 또 다른 예에서는 약 100nm 내지 약 300nm일 수 있다. 라텍스의 입자 크기 분포는 특별하게 제한되지 않고, 넓은 입자 크기 분포를 갖는 라텍스 또는 단분산(mono-dispersed) 입자 크기 분포를 갖는 라텍스를 사용할 수 있다. 또한, 각각 단분산 입자 크기 분포를 갖는 라텍스 입자의 둘 이상의 종류를 함께 사용할 수도 있다.

본원에 기재되는 전형적인 정착제 액체 비히클 배합물은 물을 포함할 수 있고, 잉크젯 프린트헤드 프로필에 따라 총 1중량% 내지 40중량%로 존재하는 비점 160℃ 내지 250℃의 보조용매를 추가로 포함할 수 있다. 한 양태에서, 이들 보조용매는 5중량% 내지 30중량%로 존재할 수 있다. 언급한 바와 같이, 앞서 기재된 바대로 휘발성 및 비휘발성 용매가 거의 또는 전혀 존재할 수 없다. 또한, 추가적인 비이온성, 양이온성 및/또는 음이온성 계면활성제가 0.01중량% 내지 10중량%로 존재할 수 있다. 양이온성 및 비이온성 계면활성제를 통상적으로 사용하는데, 다수의 음이온성 계면활성제가 양이온성 중합체의 존재하에 용해도 문제를 야기할 수 있기 때문이다. 이로써, 한 예에서, 정착액은 양이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 플루오로 계면활성제, 실리콘 계면활성제 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 한 양태에서, 정착액은 비이온성 계면활성제 및 플루오로 계면활성제를 포함할 수 있다. 중합체 또는 안료에 덧붙여, 배합물의 나머지는 순수한 물, 또는 살생물제, 점도 개질제, pH 조정을 위한 물질, 금속 이온 봉쇄제, 보존제 등과 같은 당업계에 공지되어 있는 다른 비히클 성분일 수 있다.

본원에 기재되는 전형적인 잉크 액체 비히클 배합물은 물을 포함할 수 있고, 잉크젯 프린트헤드 프로필에 따라 총 0.1중량% 내지 50중량%로 존재하는 용매를 추가로 포함할 수 있다. 하나의 예에서, 잉크 액체 비히클은 용매로서 물을 대부분 갖는 수성 액체 비히클일 수 있다. 또한, 정착제 액체 비히클에 대해 논의된 것을 비롯한 다른 비히클 성분이 첨가될 수 있으며, 또한 다른 잉크 성분은 본원에서 논의된 계면활성제를 포함한다.

양이온성 고분자 전해질로도 일컬어지는 중합체 양이온성 중합체는 구아니디늄 또는 완전히 4급화된 암모늄 작용기를 함유한다(예를 들어, 4급화된 폴리아민 공중합체). 하나의 예에서, 양이온성 중합체는 옥외 노출시 황변 문제점 때문에 폴리알릴아민 또는 폴리에틸렌 이민 같이 1급 또는 2급 암모늄 작용기를 함유하지 않는다. 일반적으로, 양이온성 중합체의 중량 평균 분자량(M_w)은 브룩필드(Brookfield) 점도계에서 측정될 때 25℃에서 25cP 미만의 점도를 허용한다. 전형적인 M_w는 500,000 미만이고, 한 양태에서는 50,000 미만이다. 한 예에서, 양이온성 중합체는 정착 효율을 개선하기 위하여 높은 전하 밀도를 가질 수 있다. 이로써, 양전하 밀도는 양이온성 작용기 1000μ당량/g 초과일 수 있고, 한 양태에서는 4000μ당량/g 초과일 수 있다. 또한, 농도는 수계 독성에 대한 규제상의 쟁점을 피하기 위해 낮을 수 있다(0.1중량% 내지 25중량%, 한 양태에서는 1중량% 내지 2.5중량%).

사용될 수 있는 양이온성 중합체의 부류는 4급화된 폴리아민, 다이사이안다이아미드 다가 양이온, 다이알릴다이메틸 암모늄 클로라이드 공중합체, 4급화된 다이메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트 중합체, 4급화된 비닐이미디졸 중합체, 알킬 구아니딘 중합체, 알콕실화된 폴리에틸렌 이민 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이들로 국한되는 것은 아니다. 하나 이상의 다가 양이온을 사용할 수 있고 다가 양이온의 임의의 바람직한 조합을 사용할 수 있음을 알아야 한다. 양이온성 고분자 전해질의 하나 이상의 이온은 니트레이트, 아세테이트, 메실레이트 또는 다른 이온에 대해 이온-교환될 수 있다. 비한정적인 예로서, 하나의 바람직한 물질은 플로쿠앗(Floquat)(등록상표) FL2350, 즉, 에스엔에프 인코포레이티드(SNF Inc.)에서 시판중인 에피클로로하이드린과 다이메틸 아민으로부터 유도되는 4급화된 폴리아민이다.

사용될 수 있는 보조용매의 부류는 지방족 알콜, 방향족 알콜, 다이올, 글라이콜 에터, 폴리글라이콜 에터, 카프로락탐, 포름아미드, 아세트아미드 및 장쇄 알콜을 비롯한 유기 보조용매를 포함할 수 있다. 이러한 화합물의 예는 1급 지방족 알콜, 2급 지방족 알콜, 1,2-알콜, 1,3-알콜, 1,5-알콜, 에틸렌 글라이콜 알킬 에터, 프로필렌 글라이콜 알킬 에터, 폴리에틸렌 글라이콜 알킬 에터의 고급 동족체(C₆-C₁₂), 피롤리딘온, N-알킬 카프로락탐, 치환되지 않은 카프로락탐, 치환된 포름아미드 및 치환되지 않은 포름아미드, 치환된 아세트아미드 및 치환되지 않은 아세트아미드 등을 포함한다.

하나의 예에서, 보조용매는 다음 화합물을 포함할 수 있다: 프로필렌 글라이콜 n-부틸 에터; 에틸렌 글라이콜 n-부틸 에터; 2,3-부탄다이올; 1,2-프로판다이올; 프로필렌 글라이콜; 다이프로필렌 글라이콜 메틸 에터; 1,2-부탄다이올; 다이에틸렌 글라이콜 메틸 에터; 에틸렌 글라이콜; 2-메틸-2,4-펜탄다이올(헥실렌 글라이콜); 2,4-펜탄다이올; n-메틸피롤리딘온; n-에틸피롤리딘온; 다이에틸렌 글라이콜 에틸 에터; 1,3-부탄다이올; 3,5-다이메틸-3-헥신-2,5-다이올; 1,2-펜탄다이올; 에틸렌 글라이콜 n-헥실 에터; 2,2-다이메틸-1,3-프로판다이올; 다이프로필렌 글라이콜 3급-부틸 에터; 2-메틸-1,3-프로판다이올(MP다이올); 다이프로필렌 글라이콜 n-프로필 에터; 1,3-프로판다이올; 2,5-다이메틸-2,5-헥산다이올; 2,5-헥산다이올; 1,2-헥산다이올; 1,4-부탄다이올; 다이프로필렌 글라이콜 n-부틸 에터; 다이에틸렌 글라이콜 n-부틸 에터; 2,2,4-트라이메틸-1,3-펜탄다이올(TMPD 글라이콜); 1,5-펜탄다이올; 2-에틸-1,3-헥산다이올; 트라이프로필렌 글라이콜 메틸 에터; 프로필렌 글라이콜 페닐 에터; 에틸렌 글라이콜 페닐 에터; 다이(에틸렌 글라이콜); 다이(프로필렌 글라이콜); 2-피롤리딘온; 트라이에틸렌 글라이콜 메틸 에터; 및 이들의 혼합물. 비점 범위가 160℃ 내지 250℃보다 높거나 낮은 다른 용매를 사용할 수 있되, 이 범위보다 높은 용매의 총 로딩은 3중량% 미만이고, 이 범위보다 낮은 용매의 총 로딩은 5중량% 미만이다.

본원의 배합물과 일관되게, 다양한 다른 첨가제를 사용하여 특수 용도를 위한 잉크 조성물 및/또는 정착액 조성물의 특성을 향상시킬 수 있다. 이들 첨가제의 예는 유해 미생물의 생육을 억제하기 위해 첨가되는 것이다. 이들 첨가제는 살생물제, 살진균제, 및 잉크 배합물과 정착제 배합물에 통상적으로 사용되는 다른 미생물 약제일 수 있다. 적합한 미생물 약제의 예는 누오셉트(NUOSEPT)(등록상표)[누덱스 인코포레이티드(Nudex, Inc.)], 우카사이드(UCARCIDE)(상표)[유니온 카바이드 코포레이션(Union Carbide Corp.)], 밴사이드(VANCIDE)(등록상표)[알.티. 반더빌트 캄파니(R.T. Vanderbilt Co.)], 프록셀(PROXEL)(등록상표)[아이씨아이 아메리카(ICI America)] 및 이들의 조합을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다.

EDTA(에틸렌 다이아민 테트라아세트산) 같은 금속 이온 봉쇄제를 포함시켜 중금속 불순물의 유해한 효과를 없앨 수 있으며, 완충 용액을 사용하여 잉크의 pH를 제어할 수 있다. 예를 들어, 0중량% 내지 2중량%를 사용할 수 있다. 점도 개질제 및 완충제뿐만 아니라 잉크의 특성을 목적하는 바대로 개질시키는 것으로 당업자에게 공지되어 있는 다른 첨가제도 존재할 수 있다. 이러한 첨가제는 0중량% 내지 20중량%로 존재할 수 있다.

상기에 덧붙여, 잉크 세트는 정착액 및 잉크를 포함할 수 있고, 이때 정착액은 비다공성 매체 상에서의 인쇄용으로 배합된다. 정착액 및 잉크는 본원에 기재된 것들중 임의의 것을 포함할 수 있다. 또한, 하나의 예에서, 잉크는 음이온성 안료 분산액 및 라텍스를 포함할 수 있다.

또한, 비다공성 매체 상에서 이미지를 생성시키는 방법은, 비다공성 매체 상에 정착액을 인쇄하고, 정착액 상에 잉크를 인쇄함을 포함할 수 있다. 하나의 예에서는, 이미지 품질 및 내구성을 최대화하도록 잉크와 정착액의 비를 선택할 수 있다. 한 양태에서, 정착액의 인쇄 및 잉크의 인쇄는 인쇄되는 정착액 대 인쇄되는 잉크의 비를 제어함으로써 40의 60° 광택을 발생시킨다.

또한, 본원은 공정 단계 및 물질이 다소 변화할 수 있기 때문에 본원에 개시된 특정 공정 단계 및 물질로 한정되는 것은 아님을 알아야 한다. 본원에 사용되는 용어는 특정 예를 기재할 목적으로만 사용됨을 또한 알아야 한다. 첨부된 특허청구범위 및 그의 등가물에 의해서만 본원의 영역을 한정하고자 하기 때문에, 용어가 한정하는 것으로 생각되지 않아야 한다.

본 상세한 설명 및 첨부된 특허청구범위에 사용되는 단수형은 문맥상 명백하게 달리 해석되지 않는 한 복수형을 포함함을 알아야 한다.

본원에 사용되는 복수개의 품목, 구조 요소, 조성 요소 및/또는 물질은 편의상 공통적인 목록으로 제공될 수 있다. 그러나, 이들 목록은 이 목록의 각 일원이 별도의 독특한 일원으로서 개별적으로 확인되는 것과 같이 간주되어야 한다. 따라서, 이러한 목록의 개별적인 일원은 다른 표시 없이는 공통적인 군에 존재함에 기초하여 동일한 목록의 임의의 다른 일원의 사실상의 등가물로서 생각되지 않아야 한다.

농도, 양 및 다른 수치 데이터는 범위 형식으로 표현되거나 제공될 수 있다. 이러한 범위 형식은 편리하고 간결하기 때문에 이용되는 것일 뿐이며, 따라서 그 범위의 한계로서 명시적으로 인용된 수치 값을 포함할 뿐만 아니라 각각의 수치 값 및 더 작은 범위가 명시적으로 인용되는 것처럼 그 범위 내의 개별적인 수치 값 또는 더 작은 범위를 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예로서, "약 1 내지 약 5"의 수치 범위는 약 1 내지 약 5의 명시적으로 인용된 값을 포함할 뿐만 아니라 표시된 범위 내의 개별적인 값 및 더 작은 범위를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 그러므로, 2, 3 및 4 같은 개별적인 값, 및 1 내지 3, 2 내지 4 및 3 내지 5 등과 같은 더 작은 범위가 이 수치 범위 내에 포함된다. 또한, "0"이라는 하한을 갖는 수치 범위는 하한 값으로서 "0.1"을 사용하는 더 작은 범위를 포함할 수 있다.

실시예

하기 실시예는 이제 알게 된 본 잉크젯 잉크 조성물 및 방법의 몇몇 실시양태를 예시한다. 그러나, 하기는 본 조성물, 방법 및 시스템의 원리의 적용의 예 또는 예시일 뿐임을 알아야 한다. 당업자는 본 조성물 및 방법의 원리 및 영역으로부터 벗어나지 않으면서 다수의 변형 및 다른 조성물, 방법 및 시스템을 고안해낼 수 있다. 첨부된 특허청구범위는 이러한 변형 및 배치를 포괄하고자 한다. 그러므로, 본 조성물, 방법 및 시스템을 특정적으로 상기에 기재하였지만, 하기 실시예는 허용가능한 실시양태인 것으로 간주되는 것과 관련하여 더욱 상세하게 기재된다.

실시예 1 - 정착제 대 잉크의 비 계산

약 2200μ당량/g의 음이온성 작용기를 함유하는 청록색 잉크 및 약 1600μ당량/g의 양이온성 작용기를 함유하는 정착액을 잉크-분사함으로써 이미지를 만들었으며, 이 경우 이론적인 잉크 및 정착제 조성물에 기초하여 양을 추정한다. 매 1/600 × 1/600인치² 화소마다 잉크 세 방울을 분사함으로써 이미지를 만들었다. 이 특정 잉크와 정착제 조합의 경우, 우수한 정착을 위해 잉크 부피의 12%(1/600 피복률당 0.48방울)인 대략적인 총 정착액 양에서 우수한 이미지 품질을 획득할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이 비는 양이온성 잉크 당량과 음이온성 잉크 당량의 전하 중화로부터 야기되는 영전하점(14%)에 매우 근접한다. 이 특정 실시예에서, 2%(1/600 피복률당 0.06방울) 같은 더 낮은 정착제 수준 또는 36% PT(1/600 피복률당 1.08방울) 같은 더 높은 수준을 이용하면 적절한 정착을 제공하지 못한다. 상기 개념을 이용하여 정착액중 양이온성 중합체의 농도를 조정함으로써 매체 상에 인쇄되는 정착액의 총량을 감소시키면서 이미지 품질을 최고로 향상시킬 수 있다.

실시예 2 - 잉크젯 잉크 제조

아래 표 1에 나열된 양으로 조성 요소를 혼합함으로써 잉크젯 잉크 조성물을 제조하였다.

구성성분	잉크 1(중량%)
2-메틸-1,3-프로판다이올	9.0
2-피롤리딘온	19.0
자가-분산된 청록색 안료	1.6
아크릴 라텍스	7.0
플루오로 계면활성제	0.8
비이온성 계면활성제	0.3
탈이온수	나머지량
pH(KOH)	8

실시예 3 - 정착액 제조

조성 요소를 아래 표 2에 나열된 양으로 혼합함으로써, 정착액 조성물을 제조하였다.

구성성분	정착제 1 (중량%)	정착제 2 (중량%)	정착제 3 (중량%)	정착제 4 (중량%)	정착제 5 (중량%)	정착제 6 (중량%)	정착제 7 (중량%)
2-메틸-1,3-프로판다이올	9.0	-	9.0	9.0	9.0	9.0	9.0
2-피롤리딘온	19.0	-	19.0	19.0	19.0	19.0	19.0
트라이메틸올프로판	-	16.0	-	-	-	-	-
N-메틸 모폴린 N-옥사이드	-	4.0	4.0	4.0	-	-	-
플루오로 계면활성제	0.8	0.8	0.8	-	0.8	0.8	0.8
비이온성 계면활성제	0.3	0.3	0.3	-	0.3	0.3	0.3
플로쿠앗(등록상표) FL2350	1.3	1.3	1.3	1.3	-	-	-
플로쿠앗(등록상표) DEC50	1.5	1.5	1.5	1.5	-	-	-
질산칼슘 육수화물	-	-	-	-	-	5.0	-
탈이온수	나머지량	나머지량	나머지량	나머지량	나머지량	나머지량	나머지량
pH(메탄설폰산)	4	4	4	4	-	-	-
pH(석신산)	-	-	-	-	4	4	7

실시예 4 - 인쇄 특징

실시예 3의 정착액을 MPI2900 비다공성 비닐 매체[에이버리 그래픽스(Avery Graphics)] 상에 인쇄한 다음 실시예 2의 잉크젯 잉크를 인쇄하였다. 인쇄 결과는 표 3에 나열된다. 정착제 1이 가장 우수한 전체 성능을 갖는다. 정착제 1은 유기 보조용매, MPI2900 비닐에 적합한 습윤 패키지, 및 전하 밀도가 높은 양이온성 중합체의 블렌드를 함유한다. 양이온성 중합체 블렌드를 함유하지 않는 정착제 7 또는 정착제 없이 인쇄된 잉크와 비교할 때, 구역 채움 균일성 및 문지름 저항성에서의 개선을 볼 수 있다.

정착제 2 및 3은 MPI2900에 적합한 습윤 패키지와 함께 종이계 매체 상에서 사용하기 위한 비휘발성 용매를 함유한다. 여기에서, 정착제는 매체를 습윤시키고 매체 상에서의 구역 채움 품질을 개선하는 것으로 보이지만, 비휘발성 용매의 존재로 인해 윈덱스(Windex) 문지름 저항성은 영향을 받는다.

정착제 4는 비닐에 적합한 습윤 패키지를 함유하지 않기 때문에 구역 채움 품질이 영향을 받는다. 정착제 5는 정착제로서 양이온성 중합체를 함유하지 않고, 그 대신 정착제로서 석신산을 사용하는데, 이는 다공성 매체용 정착제로서 사용되는 성분이다. 이 조합은 내구성을 손상시키지는 않으나, 이미지 품질을 개선시키지 못한다.

정착제 6은 다공성 매체용의 다른 통상적인 정착 성분인 질산칼슘을 함유한다. 칼슘 염은 대조용 정착제 7에 비해 구역 채움 품질을 개선하지만, 문지름 저항성에 부정적인 효과를 갖는다. 5중량% 로딩에서의 칼슘 염의 정착 효과는 2.8중량%에서의 정착제 1의 양이온성 중합체 블렌드만큼 효과적이지 않다.

정착제	구역 채움 품질(높을수록 우수함)	윈덱스(등록상표) 테이버 문지름 저항성
1	10	최우수
2	10	불량
3	10	불량
4	3	불량
5	5	우수
6	8	불량
7	5	우수
없음	4	우수

실시예 5 - 인쇄 특징

정착제 수준이 변화하는 24개의 블럭으로 이루어진 시험 패턴을 표 4의 잉크 및 표 5의 정착제로 인쇄하였다.

구성성분	잉크 2(중량%)	잉크 3(중량%)
2-피롤리딘온	16.0	16.0
2-메틸-1,3-프로판다이올	9.0	9.0
프탈로사이아닌 청록색 안료	2.4	-
카본블랙 안료	-	2.5
스티렌 아크릴 분산제	0.7	0.7
아크릴 라텍스	6.0	6.0
플로쿠앗(등록상표) FL2350	2.5	2.5
실리콘 계면활성제	1.0	1.0
비이온성 계면활성제	0.5	0.5
탈이온수	나머지량	나머지량

구성성분	정착제 8 (중량%)	정착제 9 (중량%)	정착제 10 (중량%)	정착제 11 (중량%)	정착제 12 (중량%)
2-피롤리딘온	16.0	16.0	16.0	16.0	16.0
2-메틸-1,3-프로판다이올	9.0	9.0	9.0	9.0	9.0
플로쿠앗(등록상표) FL2350	0.50	1.00	2.50	3.50	5.00
실리콘 계면활성제	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0
비이온성 계면활성제	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
탈이온수	나머지량	나머지량	나머지량	나머지량	나머지량

각각의 블럭은 청록색/흑색 번짐을 평가하기 위하여 중간에 2mm의 흑색 선을 갖는 짙은 청록색으로 채워진 구역을 함유하였다. 각 블럭의 흑색 및 청록색 잉크의 양은 600dpi 화소(=1/600 × 1/600인치²)당 30피코리터의 잉크 밀도로 일정하게 유지된 반면, 인쇄되는 정착제의 양은 600dpi 화소당 0피코리터 내지 30피코리터로 변화되었다. 정착제는 0.5중량%, 1.0중량%, 2.5중량%, 3.5중량% 및 5중량%의 양이온성 중합체 로딩을 함유하였다. 인쇄되는 정착제 수준은 0방울/600dpi 화소 내지 2.5방울/600dpi 화소로 변화하였다. 잉크의 백분율로서, 인쇄되는 정착액 수준은 다음과 같았다: 0%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10%, 12%, 14%, 16%, 18%, 20%, 22%, 24%, 26%, 28%, 30%, 32%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% 및 100%.

흑색 대 청록색 번짐(침투 mm)을 정착제 수준 및 양이온성 중합체 농도의 함수로서 등급을 매겼다. 구역 채움 균일성을 상대적인 1 내지 10등급(10 = 가장 불량)으로 육안으로 등급을 매겼는데, 이때 "2"의 등급(작은 결함)은 허용가능한 것으로 생각되고, "5"보다 높은 등급은 심각하게 얼룩덜룩하게 또는 잉크가 불완전하게 덮이도록 채워진 구역을 가졌다. 더 높은 정착제 수준(전형적으로는, 28 내지 32%보다 많은 정착제)에서는, 이미지가 "넘치는" 것으로 보였다. 번진 샘플에는 "20"의 등급이 매겨졌다. 비와이케이-가드너 광택계로 샘플의 거울 광택을 측정하였다.

도 1 내지 도 3은 번짐 제어에 있어서 정착제중 양이온성 중합체 로딩 및 잉크 100%에 대한 인쇄된 정착액의 백분율의 효과를 보여준다. 도 1과 관련하여, 번짐 값의 수가 낮을수록 더 양호하다. 하나의 예에서, 번짐값 목표는 2.5 미만일 수 있다. 도 2와 관련하여, 균일성 값의 수가 낮을수록 더 양호하다. 한 예에서, 균일성 값은 2 미만일 수 있다. 한편, 도 3은 광택과 관련한 데이터를 제공한다. 또한, 아래 도시된 도식 1은 정착제에 존재하는 양이온 당량과 청록색 잉크의 음이온 당량의 합으로부터 계산된 영전하점(PZC)을 설정한다.

각각의 양이온성 중합체 로딩의 경우, 이미지 품질 제어를 위해 정착액의 양을 이용한다. 번짐, 구역 채움 균일성 및 광택 제어는 각각 이용되는 잉크 및 정착제의 음이온/양이온 화학량론에 일치되고 정착제/잉크 조합의 PZC에 상당히 근접하는 잉크와 정착제의 고정 비를 이용한다. 예를 들어, 8% 정착제로 인쇄된 0.5%의 양이온성 중합체 로딩을 갖는 정착제는 4% 정착제로 인쇄된 1% 양이온성 중합체 로딩을 갖는 정착제와 유사한 이미지 품질을 제공한다.

양이온성 중합체 로딩이 낮으면 첨가되는 정착제의 양이 PZC에 근접하지 않는 경우 덜 효과적이다. 0.2중량% 이하의 더 낮은 양이온성 중합체 수준에서는, 이미지에 도포되는 정착액의 양과 무관하게 이미지의 정착이 불량하였다. 더 높은 정착액 수준, 전형적으로 28 내지 32%(0.8방울/600dpi 정착제, 2.5방울/600dpi 잉크)보다 많은 정착제에서는, 희석 증가 또는 영전하점에 도달하더라도 입자 상에서의 양전하 반전으로 인해 우수한 구역 채움 균일성이 이루어지지 않는다.

도식 1

정착제중 양전하 μ당량/g:

잉크중 음전하 μ당량/g: 2137

전하 소멸: 100% 잉크에 정착제를 첨가한 후의 순 전하, μ당량/g.

순 전하: 총 양전하 - 총 음전하.

실시예 6 - 프린트 처리량

세 가지 상이한 인쇄 대역 온도(25℃, 45℃ 및 55℃) 및 네 가지 상이한 인쇄 속도(45, 80, 110 및 140m²/h)에서 에이버리 MPI2900 매체 상으로 LX610 라텍스 잉크[휴렛 팩커드(Hewlett Packard)]와 함께 정착제 1을 인쇄하였다. 이미지에서 정착액 1 수준은 잉크 밀도의 백분율로서 조정하였다. 두 가지 정착액 수준을 이용하였다(100% 잉크에 기초): 0% 또는 12% 정착제. 이미지 품질을 육안으로 평가하였다(표 6 및 7). 0% 정착제를 이용하는 경우, 더 높은 인쇄 속도 또는 더 낮은 인쇄 대역 온도에서는, 색상간 번짐 및 구역 채움 불균일성으로 인해 이미지 품질이 열화되었다. 12% 정착제를 이용하는 경우, 25℃의 더 낮은 인쇄 대역에서도 이미지 품질은 110m²/h까지 우수하였다.

	정착제를 사용하지 않은 이미지 품질
인쇄 대역 온도(℃)	45m²/h	80m²/h	110m²/h	140m²/h
25	불량	불량	불량	불량
45	우수	우수	불량	불량
55	우수	우수	적당	불량

	정착제를 사용한 이미지 품질
인쇄 대역 온도(℃)	45m²/h	80m²/h	110m²/h	140m²/h
25	우수	우수	우수	적당
45	우수	우수	우수	우수
55	우수	우수	우수	우수

특정 실시양태를 참조하여 본원을 기재하였으나, 당업자는 본원의 원리로부터 벗어나지 않으면서 다양한 변형, 변화, 삭제 및 치환을 이룰 수 있음을 알게 될 것이다. 따라서, 본원은 하기 특허청구범위의 범주에 의해서만 한정되어야 한다.

Claims

물 및 160℃ 내지 250℃의 비점을 갖는 보조용매를 포함하는 액체 비히클, 계면활성제, 및 양이온성 중합체를 포함하되, 상기 보조용매가 1중량% 내지 40중량%의 양으로 정착액에 존재하고, 상기 계면활성제가 0.1중량% 내지 10중량%의 양으로 정착액에 존재하고, 상기 양이온성 중합체가 0.1중량% 내지 25중량%의 양으로 정착액에 존재하는 잉크젯용 정착액(ink-jettable fixer fluid)으로서,
비다공성 매체 상에서의 인쇄용으로 배합되고 5중량% 이하의 휘발성 보조용매 및 3중량% 이하의 비휘발성 보조용매를 포함하는 정착액.
제 1 항에 있어서,
휘발성 보조용매 및 비휘발성 보조용매를 포함하지 않는 정착액.
제 1 항에 있어서,
정착액이, 160℃ 내지 250℃의 비점을 갖는 복수개의 보조용매를 5중량% 내지 30중량%의 총량으로 포함하는, 정착액.
제 1 항에 있어서,
양이온성 중합체가 1중량% 내지 5중량%의 농도로 정착액에 존재하고, 상기 양이온성 중합체가 양이온성 작용기 1000μ당량/g 초과의 양전하 밀도를 갖는, 정착액.
제 1 항에 있어서,
양이온성 중합체가 양이온성 작용기 4000μ당량/g 초과의 양전하 밀도를 갖는, 정착액.
제 1 항에 있어서,
액체 비히클이 프로필렌 글라이콜 n-부틸 에터; 에틸렌 글라이콜 n-부틸 에터; 2,3-부탄다이올; 1,2-프로판다이올; 프로필렌 글라이콜; 다이프로필렌 글라이콜 메틸 에터; 1,2-부탄다이올; 다이에틸렌 글라이콜 메틸 에터; 에틸렌 글라이콜; 2-메틸-2,4-펜탄다이올(헥실렌 글라이콜); 2,4-펜탄다이올; n-메틸피롤리딘온; n-에틸피롤리딘온; 다이에틸렌 글라이콜 에틸 에터; 1,3-부탄다이올; 3,5-다이메틸-3-헥신-2,5-다이올; 1,2-펜탄다이올; 에틸렌 글라이콜 n-헥실 에터; 2,2-다이메틸-1,3-프로판다이올; 다이프로필렌 글라이콜 3급-부틸 에터; 2-메틸-1,3-프로판다이올(MP다이올); 다이프로필렌 글라이콜 n-프로필 에터; 1,3-프로판다이올; 2,5-다이메틸-2,5-헥산다이올; 2,5-헥산다이올; 1,2-헥산다이올; 1,4-부탄다이올; 다이프로필렌 글라이콜 n-부틸 에터; 다이에틸렌 글라이콜 n-부틸 에터; 2,2,4-트라이메틸-1,3-펜탄다이올(TMPD 글라이콜); 1,5-펜탄다이올; 2-에틸-1,3-헥산다이올; 트라이프로필렌 글라이콜 메틸 에터; 프로필렌 글라이콜 페닐 에터; 에틸렌 글라이콜 페닐 에터; 다이(에틸렌 글라이콜); 다이(프로필렌 글라이콜); 2-피롤리딘온; 트라이에틸렌 글라이콜 메틸 에터; 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 보조용매를 함유하고; 양이온성 중합체가 4급화된 폴리아민, 다이사이안다이아미드 다가 양이온, 다이알릴다이메틸 암모늄 클로라이드 공중합체, 4급화된 다이메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트 중합체, 4급화된 비닐이미디졸 중합체, 알킬 구아니딘 중합체, 알콕실화된 폴리에틸렌 이민 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고; 계면활성제가 양이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 정착액.
물 및 160℃ 내지 250℃의 비점을 갖는 보조용매를 포함하는 액체 비히클, 계면활성제, 및 양이온성 중합체를 포함하는 잉크젯용 정착액; 및 음이온성 안료 분산액 및 라텍스를 포함하는 잉크를 포함하는 잉크 세트로서,
상기 보조용매가 1중량% 내지 40중량%의 양으로 정착액에 존재하고, 상기 계면활성제가 0.1중량% 내지 10중량%의 양으로 정착액에 존재하고, 상기 양이온성 중합체가 0.1중량% 내지 25중량%의 양으로 정착액에 존재하고, 상기 정착액이 비다공성 매체 상에서의 인쇄용으로 배합되고 5중량% 이하의 휘발성 보조용매 및 3중량% 이하의 비휘발성 보조용매를 포함하는, 잉크 세트.
제 7 항에 있어서,
음이온성 안료 분산액이 자가-분산 안료, 음이온성 계면활성제로 분산된 안료, 또는 음이온성 중합체로 분산된 안료를 포함하고; 라텍스가 스티렌, p-메틸 스티렌, α-메틸 스티렌, 메틸 메타크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 헥실 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, 옥타데실 아크릴레이트, 옥타데실 메타크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트, 비닐벤질 클로라이드, 이소본일 아크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴 아크릴레이트, 2-페녹시에틸 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 에톡실화된 노닐 페놀 메타크릴레이트, 에톡실화된 베헤닐 메타크릴레이트, 폴리프로필렌글라이콜 모노아크릴레이트, 이소본일 메타크릴레이트, 사이클로헥실 메타크릴레이트, 사이클로헥실 아크릴레이트, 3급-부틸 메타크릴레이트, n-옥틸 메타크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 트라이데실 메타크릴레이트, 알콕실화된 테트라하이드로푸르푸릴 아크릴레이트, 이소데실 아크릴레이트, 이소본일 메타크릴레이트, 이소본일 아크릴레이트, 다이메틸 말리에이트, 다이옥틸 말리에이트, 아세토아세톡시에틸 메타크릴레이트, 다이아세톤 아크릴아미드, N-비닐 이미다졸, N-비닐카바졸, N-비닐-카프로락탐, 이들의 조합, 이들의 유도체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합된 단량체를 포함하는, 잉크 세트.
제 7 항에 있어서,
액체 비히클이 프로필렌 글라이콜 n-부틸 에터; 에틸렌 글라이콜 n-부틸 에터; 2,3-부탄다이올; 1,2-프로판다이올; 프로필렌 글라이콜; 다이프로필렌 글라이콜 메틸 에터; 1,2-부탄다이올; 다이에틸렌 글라이콜 메틸 에터; 에틸렌 글라이콜; 2-메틸-2,4-펜탄다이올(헥실렌 글라이콜); 2,4-펜탄다이올; n-메틸피롤리딘온; n-에틸피롤리딘온; 다이에틸렌 글라이콜 에틸 에터; 1,3-부탄다이올; 3,5-다이메틸-3-헥신-2,5-다이올; 1,2-펜탄다이올; 에틸렌 글라이콜 n-헥실 에터; 2,2-다이메틸-1,3-프로판다이올; 다이프로필렌 글라이콜 3급-부틸 에터; 2-메틸-1,3-프로판다이올(MP다이올); 다이프로필렌 글라이콜 n-프로필 에터; 1,3-프로판다이올; 2,5-다이메틸-2,5-헥산다이올; 2,5-헥산다이올; 1,2-헥산다이올; 1,4-부탄다이올; 다이프로필렌 글라이콜 n-부틸 에터; 다이에틸렌 글라이콜 n-부틸 에터; 2,2,4-트라이메틸-1,3-펜탄다이올(TMPD 글라이콜); 1,5-펜탄다이올; 2-에틸-1,3-헥산다이올; 트라이프로필렌 글라이콜 메틸 에터; 프로필렌 글라이콜 페닐 에터; 에틸렌 글라이콜 페닐 에터; 다이(에틸렌 글라이콜); 다이(프로필렌 글라이콜); 2-피롤리딘온; 트라이에틸렌 글라이콜 메틸 에터; 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 보조용매를 함유하고; 양이온성 중합체가 4급화된 폴리아민, 다이사이안다이아미드 다가 양이온, 다이알릴다이메틸 암모늄 클로라이드 공중합체, 4급화된 다이메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트 중합체, 4급화된 비닐이미디졸 중합체, 알킬 구아니딘 중합체, 알콕실화된 폴리에틸렌 이민 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 잉크 세트.
제 7 항에 있어서,
정착액이, 160℃ 내지 250℃의 비점을 갖는 복수개의 보조용매를 5중량% 내지 30중량%의 총량으로 포함하고,
양이온성 중합체가 1중량% 내지 5중량%의 농도로 정착액에 존재하는, 잉크 세트.
제 7 항에 있어서,
양이온성 중합체가 양이온성 작용기 1000μ당량/g 초과의 양전하 밀도를 갖는, 잉크 세트.
비다공성 매체 상에 정착액을 인쇄하고, 정착액 상에 잉크를 인쇄함을 포함하는, 비다공성 매체 상에서 이미지를 생성시키는 방법으로서,
상기 정착액이 물 및 160℃ 내지 250℃의 비점을 갖는 보조용매를 포함하는 액체 비히클, 계면활성제, 및 양이온성 중합체를 포함하고, 상기 보조용매가 1중량% 내지 40중량%의 양으로 정착액에 존재하고, 상기 계면활성제가 0.1중량% 내지 10중량%의 양으로 정착액에 존재하고, 상기 양이온성 중합체가 0.1중량% 내지 25중량%의 양으로 정착액에 존재하고, 상기 정착액이 5중량% 이하의 휘발성 보조용매 및 3중량% 이하의 비휘발성 보조용매를 포함하고, 상기 잉크가 음이온성 안료 분산액 및 라텍스를 포함하는, 방법.
제 12 항에 있어서,
정착액이, 160℃ 내지 250℃의 비점을 갖는 복수개의 보조용매를 5중량% 내지 30중량%의 총량으로 포함하고,
양이온성 중합체가 1중량% 내지 2.5중량%의 농도로 정착액에 존재하고, 상기 양이온성 중합체가 양이온성 작용기 1000μ당량/g 초과의 양전하 밀도를 갖는, 방법.
제 12 항에 있어서,
정착액을, 이온 전하의 총 양이온 당량이 인자 X × 잉크의 음이온 당량과 동일하도록, 잉크의 양에 기초한 양으로 인쇄하고, 이때 상기 X가 0.1 내지 10인 방법.
제 14 항에 있어서,
X가 0.5 내지 3인 방법.