KR102255881B1

KR102255881B1 - 포토-마스크 용도에 적합한 수분산성 상 변화 잉크

Info

Publication number: KR102255881B1
Application number: KR1020150166084A
Authority: KR
Inventors: 우 보; 더블유. 토마스 줄
Original assignee: 제록스 코포레이션
Priority date: 2014-12-13
Filing date: 2015-11-26
Publication date: 2021-05-25
Also published as: CN105694592B; DE102015223783A1; JP2016121333A; RU2015150764A; CN105694592A; US20160168403A1; DE102015223783B4; RU2015150764A3; US9481803B2; RU2690438C2; KR20160072021A

Abstract

수분산성 상 변화 잉크 조성물은 적어도 하나의 에톡실 모이어티를 가지는 친수성 왁스; 친수성 왁스와 혼화되고 적어도 하나의 히드록실기를 가지는 저점도 왁스; 선택적인 안정화제; 및 차단하고자 하는 영역의 빛을 흡수하도록 선택되는 착색제를 포함한다. 잉크젯 프린터 스틱 또는 펠렛은 수분산성 상 변화 잉크 조성물을 포함한다. 포토-이미지화 스텐실 형성 방법은 수분산성 상 변화 잉크 조성물을 이용한다.

Description

포토-마스크 용도에 적합한 수분산성 상 변화 잉크{WATER DISPERSIBLE PHASE CHANGE INK SUITABLE FOR USE AS A PHOTO-MASK}

본원에서 포토-마스크, 실시태양들에서, UV (자외선) 차단 마스크 용도에 적합한 수분산성 상 변화 잉크가 개시된다.

상업적 스크린 인쇄 산업에서는 스크린 인쇄용 포토-이미지화 스텐실을 사용한다. 이미지화 스텐실은 이미지화 필름을 이용하여 제작되고, 상기 필름은 UV 광을 차단할 수 있는 잉크로 인쇄, 복사 또는 도안된 이미지가 배치되는 투명 필름을 포함한다. 이미지화 필름을 스크린 상의 감광성 에멀전 층에 배치하고, UV 조사선에 노출시킨다. UV 노출 후, 이미지화 필름을 제거하고 차단 영역의 에멀전을 세척하여, 스크린 인쇄용 포토-이미지화 스텐실이 제작된다.

포토-이미지화 스텐실 또는 마스크 제작을 위한 개선된 방법 및 개선된 물질에 대한 필요성이 존재한다.

수분산성 상 변화 잉크 조성물이 개시되고, 이는 적어도 하나의 에톡실 모이어티를 가지는 친수성 왁스; 친수성 왁스와 혼화되고 적어도 하나의 히드록실기를 가지는 저점도 왁스; 선택적인 안정화제; 및 차단하고자 하는 영역의 빛을 흡수하도록 선택되는 착색제를 포함한다.

또한 수분산성 상 변화 잉크 조성물을 포함하는 잉크젯 프린터 스틱 또는 펠렛이 개시되고, 상기 상 변화 잉크 조성물은 적어도 하나의 에톡실 모이어티를 가지는 친수성 왁스; 친수성 왁스와 혼화되고 적어도 하나의 히드록실기를 가지는 저점도 왁스; 존재한다면 방향족 아민, 장애 아민, 페놀, 및 이들 혼합물 및 조합물로 이루어진 군에서 선택되는 선택적인 안정화제; 및 차단하고자 하는 영역의 빛을 흡수하도록 선택되는 착색제를 포함한다.

또한 방법이 개시되고, 이는 스크린 상의 감광성 에멀전 필름에 마스크를 형성하기 위하여 수분산성 상 변화 잉크 조성물을 배치하는 단계; 상기 수분산성 상 변화 잉크 조성물은 적어도 하나의 에톡실 모이어티를 가지는 친수성 왁스; 친수성 왁스와 혼화되고 적어도 하나의 히드록실기를 가지는 저점도 왁스; 선택적인 안정화제, 및 차단하고자 하는 영역의 빛을 흡수하도록 선택되는 착색제를 포함하고; 스텐실을 형성하기 위하여 마스크를 조사선 (radiation)에 노출하는 단계; 및 마스크를 제거하고, 포토-이미지화 스텐실을 얻기 위하여 물로 세척하는 단계를 포함한다.

이미지화 필름을 본 개시의 수분산성 상 변화 잉크로 에멀전 층에 인쇄된 디지털 이미지로 대체함으로써 포토-이미지화 스텐실 제작에 특히 적합한 수분산성 상 변화 잉크 조성물이 제공된다. 잉크 조성물은 충분한 UV 차단성 및 수 용해성 또는 분산성을 가지므로, UV 마스크를 형성하기 위하여 스크린에 배치된 감광성 에멀전 필름에 수분산성 상 변화 잉크 조성물을 인쇄하고; 스텐실을 형성하기 위하여 인쇄된 잉크를 UV 조사선에 노출시키고; UV 마스크를 제거하여 포토-이미지화 스텐실을 형성하기 위하여 물로 세척할 수 있다. 따라서, 사용자는 별도의 프린터에 필름을 인쇄하고, 스크린에 정렬시킨 후, 노출할 필요 없이, 디지털 필름을 스크린에 직접 인쇄할 수 있다.

따라서, 특히 UV 마스크로 사용하기에 적합한 수분산성 상 변화 잉크 조성물이 제공된다. 실시태양들에서, 수분산성 상 변화 잉크 조성물은 개선된 분사 신뢰성, UV 마스크로 기능하는 인쇄 이미지의 개선된 내구성, 및 양호한 광학 콘트라스트를 제공한다. 수분산성 상 변화 잉크 조성물은 바람직하게는 물로 쉽게 제거될 수 있는 에멀전 층에 인쇄 이미지를 제공한다. 실시태양들에서, 수분산성 상 변화 잉크 조성물은 수 세척성 잉크이고; 즉, 수분산성 상 변화 잉크 조성물로 인쇄된 이미지는 물로 제거될 수 있다.

실시태양들에서, 수분산성 상 변화 잉크 조성물은 적어도 하나의 에톡실 모이어티를 가지는 친수성 왁스; 친수성 왁스와 혼화되고 적어도 하나의 히드록실기를 가지는 저점도 왁스; 선택적인 안정화제; 및 차단하고자 하는 영역의 빛을 흡수하도록 선택되는 착색제를 포함한다. 실시태양들에서, 착색제는 가시광선 영역의 흡광을 전달한다. 다른 실시태양들에서, 착색제는 자외선 (UV) 영역의 흡광을 전달한다.

실시태양들에서, 수분산성 상 변화 잉크 조성물을 포함하는 잉크젯 프린터 스틱 또는 펠렛이 제공되고, 상기 조성물은 적어도 하나의 에톡실 모이어티를 가지는 친수성 왁스; 친수성 왁스와 혼화되고 적어도 하나의 히드록실기를 가지는 저점도 왁스; 존재한다면, 장애 아민, 페놀, 및 이들 혼합물 및 조합물로 이루어진 군에서 선택되는 선택적인 안정화제; 및 착색제를 포함한다.

본원에서, 적어도 하나의 에톡실 모이어티를 가지는 친수성 왁스란 다음 화학식의 적어도 하나의 기를 가지는 친수성 왁스를 의미한다:

-(CH₂CH₂O)-.

본원에서, 적어도 하나의 히드록실기를 가지는 저점도 왁스란 다음 식의 적어도 하나의 기를 가지는 저점도 왁스를 의미한다:

-OH

소정의 실시태양들에서, 수 세척성 고체 잉크, 실시태양들에서, 블랙 잉크가 제공되고 특히 스크린 인쇄 분야에서 사용하기에 적합하다. 수분산성 상 변화 잉크는 에톡실 모이어티를 가지는 친수성 왁스를 포함하여 잉크는 물로 쉽게 세척 또는 제거되는 인쇄 이미지를 제공할 수 있다. 실시태양들에서, 저점도 왁스는 점도 개질제로 선택된다. 저점도 왁스는 친수성 왁스와 혼합성을 제공하는 히드록실기를 가진다. 실시태양들에서, 안정화제가 잉크에 포함된다. 안정화제는 히드록실기 산화 및 에톡실 모이어티의 잠재적 열적 분해를 방지하여 양호한 열적 안정성을 제공한다.

수분산성 상 변화 잉크 조성물은 주변 온도에서 수분산성이다. 수분산성 상 변화 잉크 조성물은 성공적으로 에멀전 층에 토출되어 차단 영역 또는 마스크를 형성하고, 조사되고, 이어 물로 세척하여 제거되어, 따라서 포토-이미지화 스텐실을 얻는다. 형성된 이미지는 내구성이 있고, 바람직한 파장의 빛, 예컨대 UV 또는 가시광선 영역에 대한 충분한 차단력을 가지고, 물로 쉽게 제거된다. 수분산성 상 변화 잉크 조성물은 시간 경과에 따른 잉크 점도의 양호한 열적 안정성 및 양호한 분사 성능을 보인다.

수분산성 상 변화 잉크 조성물은 적어도 하나의 에톡실 모이어티를 가지는 친수성 왁스를 포함한다. 본원의 실시태양들에서 임의의 적합한 또는 바람직한 친수성 왁스가 선택될 수 있다. 실시태양들에서, 친수성 왁스는 에톡실화 탄화수소 왁스, 예컨대 Baker Petrolite에서 입수되는 Unithox® 왁스, 에톡실화 알코올, 및 이들 혼합물 및 조합물로 이루어진 군에서 선택된다.

실시태양들에서, 친수성 왁스는, 예컨대 Petrolite 에서 입수되고 하기 일반식을 가지는 에톡실화 알코올이다:

식 중 x는 약 1 내지 약 50인 정수, 예컨대 약 5 내지 약 40 또는 약 11 내지 약 24이고 y는 약 1 내지 약 70인 정수, 예컨대 약 1 내지 약 50 또는 약 1 내지 약 40이다. 물질의 융점은 약 60℃ 내지 약 150℃, 예컨대 약 70℃ 내지 약 120℃ 또는 약 80℃ 내지 약 110℃이고 분자량 (Mn) 범위는 약 100 내지 약 5,000, 예컨대 약 500 내지 약 3,000 또는 약 500 내지 약 2,500이다. 상업적 실시예들은 UNITHOX 420 (Mn = 560), UNITHOX 450 (Mn = 900), UNITHOX 480 (Mn = 2,250), UNITHOX 520 (Mn = 700), UNITHOX 550 (Mn = 1,100), UNITHOX 720 (Mn = 875), UNITHOX 750 (Mn = 1,400), 및 기타 등을 포함한다.

친수성 왁스는 상 변화 잉크 조성물에 임의의 적합한 또는 바람직한 함량으로 존재한다. 실시태양들에서, 친수성 왁스는 상 변화 잉크 조성물의 총 중량 기준으로 약 10 내지 약 90 중량%, 또는 약 20 내지 약 80 중량%, 또는 약 25 내지 약 70 중량%로 존재한다.

수분산성 상 변화 잉크 조성물은 친수성 왁스와 혼화되고 적어도 하나의 히드록실기를 가지는 저점도 왁스를 포함한다. 임의의 적합한 또는 바람직한 저점도 왁스가 본원의 실시태양들에서 선택된다. 실시태양들에서, 저점도 왁스의 점도는 약 80 내지 약 120 ℃에서 약 1 내지 약 15, 또는 약 2 내지 약 13, 또는 약 3 내지 약 10 센티포와즈이다. 실시태양들에서, 저점도 왁스는 스테아릴 알코올, 베헤닐 알코올, 및 이들 혼합물 및 조합물로 이루어진 군에서 선택된다.

저점도 왁스는 상 변화 잉크 조성물에서 임의의 적합한 또는 바람직한 함량으로 존재한다. 실시태양들에서, 저점도 왁스는 상 변화 잉크 조성물의 총 중량 기준으로 약 15 내지 약 75 중량%, 또는 약 20 내지 약 60 중량%, 또는 약 25 내지 약 50 중량%로 존재한다.

실시태양들에서, 상 변화 조성물에서 친수성 왁스 및 저점도 왁스 모두 및 임의의 추가적인 선택적인 기타 왁스를 포함한 모든 왁스의 총 함량은 상 변화 잉크 조성물의 총 중량 기준으로 약 15 내지 약 75 중량%, 또는 약 20 내지 약 70 중량%, 또는 약 25 내지 약 60 중량%이다.

수분산성 상 변화 잉크 조성물은 안정화제를 더욱 포함한다. 임의의 적합한 또는 바람직한 안정화제가 본원의 실시태양들에서 선택된다. 실시태양들에서, 안정화제는 장애 아민, 페놀, 방향족 아민 항산화제 안정화제, 및 이들 혼합물 및 조합물로 이루어진 군에서 선택된다.

안정화제는 상 변화 잉크 조성물에 임의의 적합한 또는 바람직한 함량으로 존재한다. 실시태양들에서, 안정화제는 상 변화 잉크 조성물의 총 중량 기준으로 약 0.05 내지 약 10 중량%, 또는 약 0.1 내지 약 7 중량%, 또는 약 0.2 내지 약 3 중량%로 존재한다.

잉크는 첨가제와 연관된 공지 기능성의 이점을 취하기 위하여 종래 첨가제를 또한 포함한다. 이러한 첨가제는, 예를들면, 적어도 하나의 항산화제, 소포제, 평활성 및 표면조정제, 청징제, 점도 개질제, 접착제, 가소제 및 기타 등을 포함한다. 실시태양들에서, 상 변화 잉크 조성물은 가소제, 안정화제, 항산화제, 소포제, 평활성 및 표면조정제, 청징제, 점도 개질제, 접착제, 및 이들 혼합물 및 조합물로 이루어진 군에서 선택되는 멤버를 포함한다.

잉크는 선택적으로 항산화제를 포함하여 이미지가 산화되지 않도록 방지하고 또한 잉크 저장소에 가열 용융물로 존재할 때 잉크 성분이 산화되지 않도록 방지한다. 적합한 항산화제의 실시예들로는 N,N′-헥사메틸렌 비스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시 히드로신남아미드) (IRGANOX® 1098, BASF 에서 입수); 2,2-비스(4-(2-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시히드로신나모일록시)) 에톡시페닐)프로판 (TOPANOL-205, Vertellus 에서 입수); 트리스(4-tert-부틸-3-히드록시-2,6-디메틸 벤질)이소시아누레이트 (Aldrich); 2,2′-에틸리덴 비스(4,6-디-tert-부틸페닐)플루오로 포스포나이트 (ETHANOX® 398, Albermarle Corporation 에서 입수); 테트라키스(2,4-디-tert-부틸페닐)-4,4′-비페닐 디포스포나이트 (Aldrich); 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트 (TCI America); 트리부틸암모늄 차아인산염 (Aldrich); 2,6-디-tert-부틸-4-메톡시페놀 (Aldrich); 2,4-디-tert-부틸-6-(4-메톡시벤질)페놀 (Aldrich); 4-브로모-2,6-디메틸페놀 (Aldrich); 4-브로모-3,5-디메틸페놀 (Aldrich); 4-브로모-2-니트로페놀 (Aldrich); 4-(디에틸 아미노메틸)-2,5-디메틸페놀 (Aldrich); 3-디메틸아미노페놀 (Aldrich); 2-아미노-4-tert-아밀페놀 (Aldrich); 2,6-비스(히드록시메틸)-p-크레졸 (Aldrich); 2,2′-메틸렌디페놀 (Aldrich); 5-(디에틸아미노)-2-니트로소페놀 (Aldrich); 2,6-디클로로-4-플루오로페놀 (Aldrich); 2,6-디브로모 플루오로 페놀 (Aldrich); α-트리플루오로-o-크레졸 (Aldrich); 2-브로모-4-플루오로페놀 (Aldrich); 4-플루오로페놀 (Aldrich); 4-클로로페닐-2-클로로-1,1,2-트리-플루오로에틸 술폰 (Aldrich); 3,4-디플루오로 페닐아세트산 (Adrich); 3-플루오로페닐아세트산 (Aldrich); 3,5-디플루오로 페닐아세트산 (Aldrich); 2-플루오로페닐아세트산 (Aldrich); 2,5-비스 (트리플루오로메틸) 벤조산 (Aldrich); 에틸-2-(4-(4-(트리플루오로메틸)페녹시)페녹시)프로피오네이트 (Aldrich); 테트라키스 (2,4-디-tert-부틸 페닐)-4,4′-비페닐 디포스포나이트 (Aldrich); 4-tert-아밀 페놀 (Aldrich); 3-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-히드록시 페네틸알코올 (Aldrich); NAUGARD® 76, NAUGARD® 445, NAUGARD® 512, 및 NAUGARD® 524 (Chemtura Corporation 제조); 및 기타 등, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 항산화제가, 잉크에 존재할 때 임의의 바람직한 또는 유효 함량, 예컨대 잉크의 약 0.25 중량% 내지 약 10 중량% 또는 잉크의 약 1 중량% 내지 약 5 중량%로 존재한다.

수분산성 상 변화 잉크 조성물은 착색제를 더욱 포함한다. 염료, 안료, 및 이들의 혼합물 및 조합물을 포함한 임의의 적합한 또는 바람직한 착색제가 선택될 수 있다. 실시태양들에서, 착색제는 염료, 안료, 및 이들의 혼합물 및 조합물로 이루어진 군에서 선택된다. 특정 실시태양들에서, 착색제는 염료이다. 다른 실시태양들에서, 착색제는 안료이다. 소정의 실시태양들에서, 착색제는 블랙 염료이다.

본원의 상 변화 잉크 조성물은 UV 또는 가시광선 마스크를 제공한다. 본원의 착색제는 차단하기 원하는 파장 또는 영역의 빛을 흡수하도록 선택된다. 따라서, 수분산성 상 변화 잉크 조성물은 자외선 마스크를 형성한다. 실시태양들에서, 착색제는 바람직한 파장이 흡수되도록 상 변화 잉크 조성물에 전달 능력에 따라 선택된다. 실시태양들에서, 착색제는 UV 범위에서 흡수하도록 선택된다. 실시태양들에서, 착색제는 UV를 흡수하는 블랙 염료이다. 따라서, 실시태양들에서, 착색제는 자외선 영역의 빛을 흡광하도록 선택되는 블랙 염료이다.

염료, 안료, 이들의 혼합물, 및 기타 등 임의의 바람직한 또는 효과적인 착색제가 잉크 전색제에 용해되거나 분산될 수 있다면 잉크에 적용된다. 조성물은 종래 잉크 착색제, 예컨대 Color Index (C.I.) Solvent Dyes, Disperse Dyes, 개질 Acid 및 Direct Dyes, Basic Dyes, Sulphur Dyes, Vat Dyes, 및 기타 등과 조합되어 사용될 수 있다.

적합한 염료의 예시로는 Neozapon® Red 492 (BASF); Orasol® Red G (Pylam Products); Direct Brilliant Pink B (Oriental Giant Dyes); Direct Red 3BL (Classic Dyestuffs); Supranol® Brilliant Red 3BW (Bayer AG); Lemon Yellow 6G (United Chemie); Light Fast Yellow 3G (Shaanxi); Aizen Spilon Yellow C-GNH (Hodogaya Chemical); Bemachrome Yellow GD Sub (Classic Dyestuffs); Cartasol® Brilliant Yellow 4GF (Clariant); Cibanone Yellow 2G (Classic Dyestuffs); Orasol® Black RLI (BASF); Orasol® Black CN (Pylam Products); Savinyl Black RLSN (Clariant); Pyrazol Black BG (Clariant); Morfast® Black 101 (Rohm ＆ Haas); Diaazol Black RN (ICI); Thermoplast® Blue 670 (BASF); Orasol® Blue GN (Pylam Products); Savinyl Blue GLS (Clariant); Luxol Fast Blue MBSN (Pylam Products); Sevron Blue 5GMF (Classic Dyestuffs); Basacid® Blue 750 (BASF); Keyplast Blue (Keystone Aniline Corporation); Neozapon® Black X51 (BASF); Classic Solvent Black 7 (Classic Dyestuffs); Sudan Blue 670 (C.I. 61554) (BASF); Sudan Yellow 146 (C.I. 12700) (BASF); Sudan Red 462 (C.I. 26050) (BASF); C.I. Disperse Yellow 238; Neptune Red Base NB543 (BASF, C.I. Solvent Red 49); Neopen® Blue FF-4012 (BASF); Fastol® Black BR (C.I. Solvent Black 35) (Chemische Fabriek Triade BV); Morton Morplas Magenta 36 (C.I. Solvent Red 172); 금속 프탈로시아닌 착색제, 예컨대 미국특허번호 6,221,137에 개시된 것 및 기타 등을 포함한다. 고분자 염료는, 예컨대, 미국특허 5,621,022 및 미국특허 5,231,135에서 개시된 것들, 및 상업적으로, 예를들면, Milliken ＆ Company 에서 Milliken Ink Yellow 869, Milliken Ink Blue 92, Milliken Ink Red 357, Milliken Ink Yellow 1800, Milliken Ink Black 8915-67, 언컷 Reactint® Orange X-38, 언컷 Reactint® Blue X-17, Solvent Yellow 162, Acid Red 52, Solvent Blue 44, 및 언컷 Reactint® Violet X-80으로 입수되는 것도 포함한다.

실시태양들에서, 착색제는 황색 염료를 포함한다. 다른 실시태양들에서, 착색제는 블랙 염료를 포함한다. 실시태양들에서, 착색제는 미국특허 6,590,082에 기술된 바와 같은 아조 피리돈 착색제이다. 실시태양들에서, 착색제는 다음 식의 화합물이다:

식 중 R₁, R₂, 및 R₃ 각각은, 서로 독립적으로, 수소 원자, 알킬기이고, 단 탄소원자 및, 헤테로 원자가 존재한다면 헤테로 원자의 총 개수는, R₁ +R₂+R₃ 에서 임의의 치환체의 원자를 제외하고, 적어도 약 18이고, M은 금속원자이고, 각각의 A, 각각의 E, 및 각각의 G는, 서로 독립적으로, 페닐 또는 피라졸론 고리의 치환체를 나타내고, G는 수소 원자일 수 있고, m은 0, 1, 또는 2인 정수, p는 0, 1, 2, 3, 또는 4인 정수, J는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 아릴알킬기, 또는 알킬아릴기를 나타내고, 페닐 또는 피라졸론 고리의2 이상의 치환체는 함께 결합되어 고리를 형성할 수 있고, n은 1, 2, 또는 3인 정수를 나타내고, 이는 미국특허 7,294,730에 기술된 바와 같다.

착색제는 잉크에서 임의의 바람직한 또는 유효 함량으로 존재하고, 실시태양들에서 착색제는 잉크 총 중량 기준으로 약 1 내지 약 60 중량%, 또는 약 30 내지 약 40 중량%, 또는 약 10 내지 약 25 중량%로 존재한다.

수분산성 상 변화 잉크 조성물은 선택적으로 상승제를 더욱 포합한다. 임의의 적합한 또는 바람직한 상승제가 적용될 수 있다. 실시태양들에서, 구리 프탈로시아닌 유도체가 안료화 상 변화 잉크의 분산 안정성을 개선시키기 위한 상승제로 적용될 수 있다.

본원의 수분산성 상 변화 잉크 조성물은 분산제를 포함한다. 임의의 적합한 또는 바람직한 분산제가 적용될 수 있다.

분산제는 선택적으로 예컨대 The Lubrizol Corporation 에서 입수되는 Solsperse®, 실시태양들에서, Solsperse® 1700, Solsperse® 32000, Solsperse® 13240 로 판매되는 고분자 분산제이다.

분산제는 상 변화 잉크 조성물에서 임의의 적합한 또는 바람직한 함량으로 제공된다. 실시태양들에서, 분산제는 상 변화 잉크 조성물 안료 총 중량 기준으로 약 1 내지 약 500 중량%, 또는 약 10 내지 약 300 중량%, 또는 약 30 내지 약 200 중량%의 총 분산제로 존재한다,.

수분산성 상 변화 잉크 조성물은 임의의 바람직한 또는 적합한 방법으로 제조될 수 있다. 예를들면, 잉크 성분들이 함께 혼합되고, 범위를 벗어날 수 도 있지만 적어도 약 100 ℃ 내지 약 140 ℃ 이하로 가열되고, 균질 잉크 조성물이 획득될 때가지 교반하고, 이어 잉크를 주변 온도 (전형적으로 약 20 내지 약 25 ℃)로 냉각한다. 본 개시의 잉크는 주변 온도에서 판매된다. 특정 실시태양에서, 성형 공정 과정에서, 용융 잉크는 주형에 부어진 후 냉각 및 고화되어 잉크 스틱을 형성한다.

실시태양들에서, 본원의 잉크젯 프린터 스틱 또는 펠렛은 본원에 기재된 수분산성 상 변화 잉크 조성물을 포함한다. 실시태양들에서, 잉크젯 프린터 스틱 또는 펠렛은 수분산성 상 변화 잉크 조성물을 포함하고, 상기 상 변화 잉크 조성물은 적어도 하나의 에톡실 모이어티를 가지는 친수성 왁스; 친수성 왁스와 혼화되고 적어도 하나의 히드록실기를 가지는 저점도 왁스; 존재한다면, 장애 아민, 페놀, 방향족 아민 항산화제 안정화제, 및 이들 혼합물 및 조합물로 이루어진 군에서 선택되는 선택적인 안정화제; 및 차단하고자 하는 영역의 빛을 흡수하도록 선택되는 착색제를 포함한다.

선택 성분들의 특정 조합 및 상대 비율을 가지는 수분산성 상 변화 잉크 조성물이 제공된다. 실시태양들에서, 특정 조합은 친수성 왁스 및 친수성 왁스와 혼화되는 저점도 왁스 양자, 선택적인 안정화제, 실시태양들에서, 아미드, 및 착색제의 조합을 포함한다. 본 발명자들은 성분들의 이러한 특정 조합 및 비율이 개선된 분사 신뢰성, 렌즈에 인쇄 후 개선된 내구성, 렌즈에 물로 쉽게 세척 또는 지워지고 양호한 부착력을 친수성 및 소수성 렌즈 모두에 제공하고, 양호한 광학 콘트라스트를 투명하고 어두운 렌즈에 제공하는 인쇄 이미지를 제공한다는 것을 알았다.

본원에 개시된 잉크는 직접 인쇄 잉크젯 처리 및 간접 (옵셋) 인쇄 잉크젯 분야 장치에 적용된다. 또 다른 실시태양은 본원에 개시된 잉크를 잉크젯 인쇄 장치에 통합, 잉크 용융, 및 용융 잉크 액적을 이미지 방식으로 기록 기재에 분사하는 것을 포함하는 방법에 관한 것이다. 직접 인쇄 방법은, 예를들면, 본원에 참고로 전체가 통합되는 미국특허 5,195,430에도 기재된다. 본원에 개시된 바에 의해 제조되는 잉크는 간접 (옵셋) 인쇄 잉크젯 분야 장치에 적용된다. 또 다른 실시태양은 본원에 개시된 바에 의해 제조되는 잉크를 잉크젯 인쇄 장치에 통합하는 단계, 잉크 용융 단계, 용융 잉크 액적을 이미지 방식으로 중간 전달 부재에 분사하는 단계, 및 잉크를 이미지 방식으로 중간 전달 부재에서 최종 기록 기재로 전달하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다. 특정 실시태양에서, 중간 전달 부재는 최종 기록 시트 이상으로 및 인쇄 장치의 용융 잉크 이하로 가열된다. 옵셋 또는 간접 인쇄 방법은, 예를들면, 미국특허 5,389,958에서도 기재된다. 하나의 특정 실시태양에서, 인쇄 장치는 압전 인쇄 방법을 적용하고 잉크 액적은 압전 진동 요소의 발진으로 이미지 방식으로 분사된다.

실시태양들에서, 본원의 방법은 본원에 기재된 상 변화 잉크 조성물을 잉크젯 인쇄 장치에 통합하는 단계; 잉크 조성물을 용융시키는 단계; 및 용융 잉크 액적을 이미지 방식으로 기재에 분사하는 단계를 포함한다.

잉크 분사 온도는 임의의 적합한 또는 바람직한 분사 온도이고, 실시태양들에서, 분사 온도는 약 50 ℃ 내지 약 150 ℃ 또는 약 50 ℃ 내지 약 140 ℃ 또는 더욱 전형적으로 약 100 ℃ 내지 약 140 ℃이다. 잉크 조성물의 용융 점도는 일반적으로 분사 온도 (하나의 실시태양에서 약 50℃ 이상, 또 다른 실시태양에서 약 60℃ 이상, 또 다른 실시태양에서 약 70℃ 이상, 및 하나의 실시태양에서 약 150℃ 이하, 및 또 다른 실시태양에서 약 145℃ 이하지만, 분사 온도는 상기 범위 외일 수 있다)에서 하나의 실시태양에서 약 30 센티포와즈 이하, 또 다른 실시태양에서 약 20 센티포와즈 이하, 또 다른 실시태양에서 약 15 센티포와즈 이하, 및 하나의 실시태양에서 약 2 센티포와즈 이상, 또 다른 실시태양에서 약 5 센티포와즈 이상, 및 또 다른 실시태양에서 약 7 센티포와즈 이상이고, 또 다른 실시태양에서, 약 40℃ 이하에서 약 10⁵ 센티포와즈 이상, 또 다른 실시태양에서, 약 70 ℃ 이상에서 약 15 센티포와즈 이하지만, 용융 점도는 상기 범위 외일 수 있다.

하나의 특정 실시태양에서, 잉크는 낮은 온도, 특히 약 150℃ 이하, 하나의 실시태양에서 약 40℃ 내지 약 150℃, 또 다른 실시태양에서 약 50℃ 내지 약 145℃, 및 또 다른 실시태양에서 약 60℃ 내지 약 120℃에서 분사되지만, 분사 온도는 이들 범위 외에 있을 수 있다.

실시태양들에서, 본원의 잉크 조성물은 스크린 인쇄 장치의 에멀전 층에 분사된다. 실시태양들에서, 본원의 방법은 스크린 상의 감광성 에멀전 필름에 마스크를 형성하기 위하여 수분산성 상 변화 잉크 조성물을 배치하는 단계; 상기 수분산성 상 변화 잉크 조성물은 적어도 하나의 에톡실 모이어티를 가지는 친수성 왁스; 친수성 왁스와 혼화되고 적어도 하나의 히드록실기를 가지는 저점도 왁스; 선택적인 안정화제, 선택적인 아미드; 및 차단하고자 하는 영역의 빛을 흡수하도록 선택되는 착색제를 포함하고; 스텐실을 형성하기 위하여 마스크를 조사선에 노출하는 단계; 및 마스크를 제거하고, 포토-이미지화 스텐실을 얻기 위하여 물로 세척하는 단계를 포함한다.

실시예들

하기 실시예들은 본 개시의 다양한 측면들을 더욱 규정하기 위한 것이다. 이러한 실시예들은 단지 예시적인 것이고 본 개시의 범위를 제한할 의도는 아니다. 또한, 부 및 %는 달리 표기되지 않는 한 중량기준이다.

표 1의 성분들을 가지는 잉크 실시예들을 제조하였다. 표 1의 성분들을 자석 교반기 및 히터가 구비된 비이커에서 혼합하고, 약 130 ℃로 가열하고 약 2 시간 교반하여 잉크를 제조하였다. 이후 잉크를 1 μm 여과지에서 여과하여 원하는 잉크를 획득하였다.

실시예	1
성분	중량%
베헤닐 알코올	28.28
Unithox™ 550	65.99
블랙 염료	5.33
Naugard® 445	0.4
총계	100

베헤닐 알코올, CH₃(CH₂)₂₀CH₂OH, 저점도 왁스를, Sasol North America Inc., Westlake, LA에서 NACOL® 22-98로서 입수하였다.

식 CH₃-(CH₂CH₂)_n-(CH₂CH₂O)_m-H의 Unithox™ 550, 에톡실화 친수성 왁스를 Baker Hughes 에서 입수하였다.

블랙 염료를 미국특허 7,294,730의 실시예 1에서와 같이 제조하였다. TEFLON® 코팅된 자석, 실리콘 오일조, 자석 교반 열판, 및 응축기가 구비된2-리터 3-구 환저 플라스크에 1,100 그램 메틸 이소부틸 케톤 (Aldrich Chemical Co. 에서 입수)을 채웠다. 교반하기 시작하고 다음 식의 Solvent Black 45 유리산 염료 (약 250 그램, 0.275 몰)를 플라스크에 첨가하였다.

염료가 완전히 용해될 때까지 오일조를 120 ℃에서 약 2 시간 가열하였다. 이어 약 196.3 그램 (0.20 몰)의 디스테아릴 아민 (ARMEEN® 2HT, Akzo Nobel)을 첨가하고, 반응 혼합물을 약 16 시간 동안 환류하였다. 증류 장치를 부착시켜 질소 주입으로 용매를 증류시켰다. 증류가 완료될 때, 시스템에 진공을 가하였다. 점차 진공도를 높여 거품을 방지하고 약 16 시간 동안 120 ℃로 유지하였다. 이어 플라스크를 120 ° 오븐으로 옮기고 거꾸로 고정시켜 생성물을 모았다. 생성물은 다음 화학식을 가진다고 판단된다:

.

Naugard® 445는 방향족 아민 항산화제 안정화제, 4,4’-Bis(α, α-디메틸벤질) 디페닐아민으로, 상업적으로 Chemtura Corporation 에서 입수된다.

잉크는 다음과 같이 특정되었다.

실시예	1
잉크 특성	중량%
110 ℃에서 점도	14.20
125 ℃에서 점도	10.57
130 ℃에서 점도	9.58
BuOH에서 분광 강도
579 나노미터에서 미여과 잉크	1047
381 나노미터에서 미여과 잉크	903
579 나노미터에서 여과 잉크	1044
381 나노미터에서 여과 잉크	904
DSC (℃)
피크 융점	67.4
피크 동결점	60.5

Rheometrics Corporation, 현재는 TA Instruments, Inc에서 입수되는 AR 1000 점도계에서 50 밀리미터 콘 및 플레이트 구조를 이용하여 물질의 점도 특성을 측정하였다.

DSC: DuPont 2100 열량계를 이용하여 주사속도 10 ℃/분으로 시차주사 열량측정법으로 융점을 측정하였다.

잉크의 열적 안정성은 유리병 내의 잉크를 125 ℃ 오븐에 넣어 시험하고, 점도 변화를 감시하였다. 표 3에 도시된 바와 같이 결과는 매우 6 내지 9 일 동안 125 ℃에서 매우 양호한 점도의 열적 안정성을 보이고, 이는 신뢰할 수 있는 분사 성능에 대한 바람직한 특성이다. 점도는 110 ℃ 및 125 ℃에서 센티포와즈로 나타낸다.

	125 ℃에서 일수	0	1	2	4	5
실시예	특성
1	125 ℃에서 점도	10.57	10.53	10.67	10.96	11.13

또한, 본원의 잉크는 상이한 주파수에 걸쳐 주사할 때 점도에 대하여 바람직한 뉴턴 거동을 보였다.

Claims

적어도 하나의 에톡실 모이어티를 갖는 친수성 왁스;
상기 친수성 왁스와 혼화되고 적어도 하나의 히드록실기를 갖는 왁스;
선택적인 안정화제; 및
차단하고자 하는 영역의 빛을 흡수하도록 선택되는 착색제;를 포함하는 수분산성 상 변화 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 착색제는 가시광선 범위의 빛을 흡수하도록 선택되는 착색제인 수분산성 상 변화 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 착색제는 자외선 범위의 빛을 흡수하도록 선택되는 착색제인 수분산성 상 변화 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 착색제는 자외선 범위의 빛을 흡수하도록 선택되는 블랙 염료인 수분산성 상 변화 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 친수성 왁스는 에톡실화 탄화수소 왁스, 에톡실화 알코올, 및 이들의 혼합물 및 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 수분산성 상 변화 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 히드록실기를 갖는 왁스는 80℃ 내지 120℃ 범위의 온도에서 1 내지 15 센티포와즈의 점도를 갖는 왁스인 수분산성 상 변화 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 히드록실기를 갖는 왁스는 스테아릴 알코올, 베헤닐 알코올, 및 이들의 혼합물 및 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 수분산성 상 변화 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 안정화제는 존재하고, 방향족 아민, 장애(hindered) 아민, 페놀, 및 이들의 혼합물 및 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 수분산성 상 변화 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 안정화제는 방향족 아민 항산화제인 수분산성 상 변화 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 착색제는 염료, 안료, 및 이들의 혼합물 및 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 수분산성 상 변화 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 수분산성 상 변화 잉크 조성물은 자외선 마스크를 형성하는 수분산성 상 변화 잉크 조성물.
수분산성 상 변화 잉크 조성물을 포함하는 잉크젯 프린터 스틱으로서, 상기 상 변화 잉크 조성물은:
적어도 하나의 에톡실 모이어티를 갖는 친수성 왁스;
상기 친수성 왁스와 혼화되고 적어도 하나의 히드록실기를 갖는 왁스;
존재한다면, 방향족 아민, 장애 아민, 페놀, 및 이들의 혼합물 및 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 선택적인 안정화제; 및
차단하고자 하는 영역의 빛을 흡수하도록 선택되는 착색제;를 포함하는 잉크젯 프린터 스틱.
청구항 12에 있어서,
상기 착색제는 가시광선 범위 또는 자외선 범위의 빛을 흡수하도록 선택되는 착색제인 잉크젯 프린터 스틱.
청구항 12에 있어서,
상기 착색제는 자외선 범위의 빛을 흡수하도록 선택되는 블랙 염료인 잉크젯 프린터 스틱.
청구항 12에 있어서,
상기 잉크젯 프린터 스틱은 자외선 마스크를 형성하는 잉크젯 프린터 스틱.
청구항 12에 있어서,
상기 친수성 왁스는 에톡실화 탄화수소 왁스, 에톡실화 알코올, 및 이들의 혼합물 및 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 잉크젯 프린터 스틱.
청구항 12에 있어서,
상기 적어도 하나의 히드록실기를 갖는 왁스는 스테아릴 알코올, 베헤닐 알코올, 및 이들의 혼합물 및 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 잉크젯 프린터 스틱.
스크린 상에 배치된 감광성 에멀전 필름에 수분산성 상 변화 잉크 조성물을 배치하여 마스크를 형성하는 단계;
상기 마스크를 조사선(radiation)에 노출하여 스텐실을 형성하는 단계; 및
물로 세정하여 상기 마스크를 제거하여, 포토-이미지화 스텐실을 얻는 단계;를 포함하는 방법으로서,
상기 수분산성 상 변화 잉크 조성물은 적어도 하나의 에톡실 모이어티를 갖는 친수성 왁스; 상기 친수성 왁스와 혼화되고 적어도 하나의 히드록실기를 갖는 왁스; 선택적인 안정화제; 및 차단하고자 하는 영역의 빛을 흡수하도록 선택되는 착색제;를 포함하는 방법.
청구항 18에 있어서,
상기 친수성 왁스는 에톡실화 탄화수소 왁스, 에톡실화 알코올, 및 이들의 혼합물 및 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
청구항 18에 있어서,
상기 적어도 하나의 히드록실기를 갖는 왁스는 80℃ 내지 120℃ 범위의 온도에서 1 내지 15 센티포와즈의 점도를 갖는 왁스인 방법.
수분산성 상 변화 잉크 조성물을 포함하는 잉크젯 프린터 펠렛으로서, 상기 상 변화 잉크 조성물은:
적어도 하나의 에톡실 모이어티를 갖는 친수성 왁스;
상기 친수성 왁스와 혼화되고 적어도 하나의 히드록실기를 갖는 왁스;
존재한다면, 방향족 아민, 장애 아민, 페놀, 및 이들의 혼합물 및 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 선택적인 안정화제; 및
차단하고자 하는 영역의 빛을 흡수하도록 선택되는 착색제;를 포함하는 잉크젯 프린터 펠렛.
청구항 21에 있어서,
상기 착색제는 가시광선 범위 또는 자외선 범위의 빛을 흡수하도록 선택되는 착색제인 잉크젯 프린터 펠렛.
청구항 21에 있어서,
상기 착색제는 자외선 범위의 빛을 흡수하도록 선택되는 블랙 염료인 잉크젯 프린터 펠렛.
청구항 21에 있어서,
상기 잉크젯 프린터 펠렛은 자외선 마스크를 형성하는 잉크젯 프린터 펠렛.
청구항 21에 있어서,
상기 친수성 왁스는 에톡실화 탄화수소 왁스, 에톡실화 알코올, 및 이들의 혼합물 및 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 잉크젯 프린터 펠렛.
청구항 21에 있어서,
상기 적어도 하나의 히드록실기를 갖는 왁스는 스테아릴 알코올, 베헤닐 알코올, 및 이들의 혼합물 및 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 잉크젯 프린터 펠렛.