KR102542147B1 - 신규 블랙 잉크 - Google Patents

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루카 구찌아리
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제이케이 그룹 에스.피.에이.
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Abstract

본발명은 디스퍼스 블루 291 및/또는 291:1, 디스퍼스 레드 82 및 디스퍼스 레드 54를 포함하는 수성 비히클 내 블랙 염료 분산액을 포함하는 블랙 잉크 및 바람직하게는 폴리에스테르 상에 직물의 디지털 잉크젯-프린팅을 위한 방법에서의 그러한 블랙 잉크의 사용에 관한 것이다.

Description

신규 블랙 잉크
본발명은 염료 디스퍼스 블루 291 및/또는 291:1, 디스퍼스 레드 82 및 디스퍼스 레드 54의 혼합물을 포함하는 블랙 잉크 및 상기 블랙 잉크를 포함하는 잉크젯-프린팅하기 위한 잉크 세트에 관한 것이다. 바람직하게는 폴리에스테르 또는 폴리에스테르 블렌드로 제조된 직물 상에 잉크젯-프린팅하기 위한 방법에서의 상기 블랙 잉크의 용도가 본발명의 추가 목적이다.
잉크젯-프린팅은 프린트될 패턴이 적절한 그래픽 소프트웨어를 통해 생성되고 지지체 상에 작은 잉크 방울을 분출하는 잉크 젯을 통해 프린트될 기판 상에 직접 압입되는 디지털 프린팅의 특정의 방법이다. 잉크의 압출은 연속적이거나 또는 필요시에만 있을 수 있다 (Drop On Demand, DOD로 지칭됨). 결국, DOD 시스템에서 잉크 방울의 압출 매카니즘은 두 개의 타입일 수 있다: 열적 또는 압전기. 첫번째 경우, 전류 펄스가 통과되는 레지스터가 각각의 노즐에 배치되고; 각각의 펄스에서, 레지스터는 몇 마이크로초 내에 수백도의 온도까지 가열하고 접촉하는 잉크 내에 증기 버블을 발생시킨다. 후자의 확장은 위에 가로놓인 노즐로부터의 잉크 방울의 압출을 유발한다. 두번째 경우, 압전기 결정에 의해 둘러싸인 작은 채널이 각각의 노즐 하에서 배치되고; 전기 펄스는 결정이 변형되고 따라서 채널이 갑자기 좁아지고 잉크가 분출되는 것을 유발한다.
근년, 디지털 잉크젯-프린팅은 통상적인 프린팅 방법, 가령 실크 스크린 프린팅보다 몇가지 장점을 가지기 때문에 직물 프린팅 방법으로서 점점 더 중요해지고 있다. 사실, 디지털 잉크젯-프린팅은 소량의 물품에 대해서는 비경제적인 스크린 프린팅 도구의 생성과 관련된 고비용을 제거한다. 또한, 디지털 잉크젯-프린팅은 많은 수의 색상과 그의 구배의 사용을 가능하게 한다. 마지막으로, 더 빠른 잉크젯 프린터가 이제 시판 중이고 따라서 산업적으로 적합하게 사용되고; 이들 프린터는 수계 잉크와 호환성인 많은 노즐을 가지는 잉크 헤드를 가진다. 수계 잉크의 사용에 적합한 디지털 잉크젯 프린터는 예를 들어 Artistri® 2020 및 3210 Textile (E.I. du Pont de Nemours), Textile Jet (Mimaki), Display-Maker Fabrijet (MacDermid Color Span), Amber, Zircon, Amethyst 및 Pike (Stork), JP 및 Lario 시리즈 (MS Printing Solutions), Rhotex 및 Kappa (Durst), Vutek (Efi), Renoir (Efi-Reggiani), Monnalisa (Robustelli) 시리즈이다.
폴리에스테르는 직물 산업에서 가장 많이 사용되는 합성 섬유 중의 하나이고; 이는 단독으로 또는 다른 천연 또는 합성 섬유와 함께 사용될 수 있고, 가변적인 두께를 가질 수 있고 상이한 사용 조건에 적응하여 가공될 수 있다. 폴리에스테르는 실제로 어떠한 의류, 가령 셔츠, 바지, 자켓, 속옷, 장갑 등을 제조하기 위해, 면 또는 나일론, 폴리프로필렌, Lycra, 등과의 블렌드로 사용될 수 있다. 폴리에스테르는 또한 기술-스포츠 의료에 대해, 중공 코어를 가진 다양한 폴리에스테르에서, 겨울 옷에 대한 패딩으로서, 플리스를 얻기 위한 출발 섬유로서, 및 증산 재료로서 사용이 증가되고 있다.
디스퍼스 염료는 직물 프린팅, 특히 가령 폴리에스테르 및 셀룰로스 아세테이트의 소수성 섬유 프린팅에서 널리 사용된다.
분산된 염료 시스템은 직물 상 디지털 잉크젯-프린팅에서 사용되기 위한 특정의 요건, 예를 들어 프린터 노즐을 통해 통과하는 능력, 사용 및 저장 동안 안정성, 색상 특성, 가령 예를 들어 강도를 가져야만 한다.
우수한 색상 강도를 갖는 물 및 분산된 염료에 기초한 블랙 잉크는 US 7,221,130에 기술되어 있다.
그러나, 직물이 다량의 잉크로 프린트된 때뿐만 아니라 또한 소량의 잉크를 사용한 프린트 영역에 대해서도 블랙이 회색으로 급속히 변하지 않고 강하게 남아있도록 높은 강도, 즉, 높은 광학 밀도를 가지는 블랙 잉크를 수득할 필요성이 여전히 특히 느껴진다.
발명의 요약
본발명자는 특정의 디스퍼스 염료 혼합물을 포함하는 블랙 잉크가 심지어 감소된 양의 침착된 잉크에 대해서도 직물에 높은 광학 밀도 착색을 부여한다는 것을 발견하였다.
본발명에 따르는 블랙 잉크의 옅어짐에 대한 낮은 경향은 다음을 포함하는 장점을 유도한다:
· 동일한 해상도로 우수한 강도를 유지하면서 소 부피의 방울을 생성할 가능성; 이는 프린팅 정의의 증가, 및/또는 압출 빈도의 가능한 증가 및 따라서 더 높은 프린팅 속도를 유도할 수 있다;
· 심지어 더 낮은 프린팅 해상도에서도 높은 광학 밀도의 달성.
따라서, 본발명의 제 1 목적은 염료 디스퍼스 블루 291 및/또는 291:1, 디스퍼스 레드 82, 및 디스퍼스 레드 54의 혼합물을 포함하는 잉크젯 프린팅에서의 사용에 적합한 블랙 잉크이다.
본발명의 제 2 목적은 다음을 포함하는 잉크 세트이다:
- 본발명의 제 1 목적에 따르는 블랙 잉크, 및
- 수성 비히클 내에 적어도 하나의 디스퍼스 염료를 포함하는, 시안, 마젠타, 옐로우, 레드, 바이올렛, 오렌지 및 블루로부터 선택되는 적어도 하나의 착색 잉크.
본발명의 제 3 목적은 본발명의 제 2 목적에 따르는 잉크 또는 본발명의 제 2 목적에 따르는 잉크 세트를 사용하여 직물 상에 잉크젯-프린팅하기 위한 방법이다.
바람직하게는, 상기 방법은 다음 단계를 포함한다:
(a) 디지털 신호에 반응성인 잉크젯 프린터를 제공하고,
(b) 프린터에 프린트될 직물을 로딩하고,
(c) 프린터에 본발명의 제 1 목적에 따르는 블랙 잉크 또는 본발명의 제 2 목적에 따르는 잉크 세트를 로딩하고,
(d) 디지털 신호에 반응하여 상기 블랙 잉크 또는 잉크 세트를 사용하여 직물을 프린팅하고, 임의로
(e) 가열에 의해 직물 상에 프린트된 잉크를 고정하고,
(f) 그렇게 처리된 직물을 세척하는 것.
본발명의 제 4 목적은 잉크젯-프린팅에서의 본발명의 제 1 목적에 따르는 블랙 잉크 또는 본발명의 제 2 목적에 따르는 잉크 세트의 용도이다.
본발명의 제 5 목적은 수성 비히클 내에 다음 디스퍼스 염료의 혼합물을 포함하는 본발명에 따르는 블랙 잉크를 제조하기 위한 조성물이다:
- 상기 조성물의 총중량에 기초하여 6 내지 20%, 바람직하게는 8 내지 14%, 여전히 더욱 바람직하게는 9 내지 11%, 여전히 더욱 바람직하게는 10.4 중량%의 디스퍼스 블루 291 및/또는 291:1;
- 1 내지 8%, 바람직하게는 3 내지 5%, 여전히 더욱 바람직하게는 3.6 중량%의 디스퍼스 레드 82,
- 1 내지 10%, 바람직하게는 2 내지 7%, 여전히 더욱 바람직하게는 6 중량%의 디스퍼스 레드 54.
정의
본발명의 분산된 염료는 수성 비히클 내에 실질적으로 불용성이고 잉크젯-프린팅 잉크 제조에서 흔히 사용되는 분산 기술에 의해 본업계에서의 숙련가에게 공지된 통상적인 분산제 내에 분산된다.
본발명의 분산된 염료는, Color Index, 3rd edition, 1971에 발표된 Society Dyers and Colourists, Dradford, Yorkshire, UK에 의해 정립된 명칭 "C.I."로서 식별된다.
본발명에서, 프린트된 잉크의 색상은 International Commission of Illumination (CIE)에 의해 코드화되고 CIEL*a*b*로서 또한 공지된 비색 모델 L*a*b*로 평가되었다. 이 모델을 사용하여, 색상은 세 값으로 식별된다: L*, 휘도, 그 값은 0 내지 100 범위; a* 및 b*, 그린 색상 (a*<0)/레드 (a*>0), 또한 블루 (b*<0)/옐로우 (b*>0) 로의 경향을 -120 내지 +120 값으로 나타내는 2 색상 좌표. 색상 측정 시스템으로서 L*a*b* 스케일을 사용하여, 본발명의 잉크를 동일한 농도를 갖는 상이한 C.I.로 제조된 잉크와 비교하는 것이 가능하다. 특히, 블랙에 대해서는 이론적으로 0 내지 100 범위인 휘도 값 L*을 고려하는 것이 중요하다. L* 값이 높을수록, 프린트된 가공품이 더 옅을 것이다. 상이한 제제에 대해 프린트된 잉크의 상이한 양에서 L* 편차를 비교하여, 옅어지는 잉크의 상이한 경향을 측정 가능하다.
본발명에 따르는 "프린트된 잉크 양"은 잉크의 g/m2 (g/m2)로서 측정되는, 직물 표면의 단위 당 잉크의 중량을 의미한다.
본발명에 따르는 "수성 비히클"은 염료 가 분산되어 있는 용액, 현탁액 또는 유액을 의미한다. 수성 비히클은 수성 용매 및 존재할 때 잉크 첨가제로 구성되고, 따라서 염료 외의 잉크의 모든 성분으로 구성된다.
본발명에 따르는 "수성 용매"는 물 또는 물 및 물과 혼화가능한 유기 용매의 혼합물을 의미한다.
본발명에 따르는 "첨가제" 또는 "잉크 첨가제"는 염료 및 수성 용매 외의 잉크의 모든 성분을 의미한다.
본발명의 제 1 목적은 염료 디스퍼스 블루 291 및/또는 291:1, 디스퍼스 레드 82 및 디스퍼스 레드 54의 혼합물을 포함하는 잉크젯 프린팅에서의 사용에 적합한 블랙 잉크이다.
바람직하게는, 상기 블랙 잉크는 상기 염료의 혼합물 외의 다른 염료를 함유하지 않는다. 이 바람직한 구체예에서, 본발명의 제 1 목적에 따르는 블랙 잉크 내에 존재하는 염료는 상기 혼합물로 이루어진다.
바람직하게는, 본발명의 제 1 목적에 따르는 블랙 잉크는 잉크의 총중량에 기초하여
- 3 내지 10 중량%의 디스퍼스 블루 291 및/또는 291:1,
- 0.5 내지 4 중량%의 디스퍼스 레드 82, 및
- 0.5 내지 5 중량%의 디스퍼스 레드 54,
을 포함한다.
더욱 바람직하게는, 본발명의 제 1 목적에 따르는 블랙 잉크는 다음을 포함한다:
- 잉크의 총중량에 기초하여 4 내지 7%, 더욱 바람직하게는 4.5 내지 5.5%, 여전히 더욱 바람직하게는 5.2 중량%의 디스퍼스 블루 291 및/또는 291:1, 바람직하게는 디스퍼스 블루 291:1.
- 1.5 내지 2.5%, 더욱 바람직하게는 1.8 중량%의 디스퍼스 레드 82, 및
- 1 내지 3.5%, 더욱 바람직하게는 3 중량%의 디스퍼스 레드 54.
특히 바람직한 구체예에 따르면, 본발명의 제 1 목적에 따르는 블랙 잉크는 잉크의 총중량에 기초하여 5.2 중량%의 디스퍼스 블루 291 및/또는 291:1, 1.8 중량%의 디스퍼스 레드 82, 및 3 중량%의 디스퍼스 레드 54을 포함한다.
바람직하게는, 본발명에 따르는 블랙 잉크는, 대안적으로, 디스퍼스 블루 291 및 디스퍼스 블루 291:1로부터 선택되는 단지 하나의 디스퍼스 블루 염료를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 상기 블루 염료는 디스퍼스 블루 291:1이다.
바람직하게는, 상기 염료의 혼합물은 바람직하게는 수성 용매 및, 임의로, 잉크의 첨가제로 구성된 수성 비히클 내에 분산된다.
바람직하게는, 본발명의 제 1 목적에 따르는 블랙 잉크는 다음을 포함한다:
- 잉크의 총중량에 기초하여 70 내지 98%, 바람직하게는 70 내지 95%, 더욱 바람직하게는 88 내지 92%, 심지어 더욱 바람직하게는 90 중량%의 수성 비히클 및 2 내지 30%, 바람직하게는 5 내지 30%, 더욱 바람직하게는 8 내지 12%, 여전히 더욱 바람직하게는 10 중량%의 상기 염료의 혼합물.
잉크 점적 속도, 점적 인대 길이, 점적 흐름의 크기와 안정성은 잉크의 표면 장력 및 점도에 강하게 영향을 받는다.
따라서, 바람직하게는, 본발명의 제 1 목적에 따르는 블랙 잉크는 25℃에서 20 및 40 mN/m 사이를 포함하는, 더욱 바람직하게는 25 및 35 mN/m 사이를 포함하는 표면 장력 및/또는 25℃에서 3 및 9 mPa*s 사이를 포함하는, 더욱 바람직하게는 4 및 8 mPa*s 사이를 포함하는 점도를 가진다.
본발명의 제 2 목적은 다음을 포함하는 잉크젯-프린팅하기 위한 잉크 세트이다:
- 본발명의 제 1 목적에 따르는 블랙 잉크, 및
- 위에서 정의된 바와 같은 수성 비히클 내에 적어도 하나의 디스퍼스 염료를 포함하는, 시안, 마젠타, 옐로우, 레드, 바이올렛, 오렌지 및 블루 중 선택된 적어도 하나의 착색 잉크.
본발명의 제 2 목적의 바람직한 구체예에서, 잉크 세트는 본발명의 제 1 목적에 따르는 블랙 잉크 및 수성 비히클 내에 적어도 하나의 디스퍼스 염료를 각각 포함하는, 시안, 마젠타, 옐로우, 레드, 바이올렛, 오렌지 및 블루 잉크를 포함한다.
본발명의 제 2 목적에 따르면, 시안 잉크는 바람직하게는 DB60, DB56, DB27, DB87, DB257, DB367 및 그의 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나의 디스퍼스 염료를 포함한다.
본발명의 제 2 목적에 따르면, 마젠타 잉크는 바람직하게는 DR76, DR92, DR86, DR89, DR5, DR75, DR121, DR127, DR132, DR145, DR159, DR164, DR179, DR184, DR189, DR191 및 그의 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나의 디스퍼스 염료를 포함한다.
본발명의 제 2 목적에 따르면, 옐로우 잉크는 바람직하게는 DY5, DY42, DY33, DY50, DY59, DY114, DY79, DY83, DY98, DY100, DY122, DY139, DY140, DY160, DY199, DY201, DY204, DY206, DY224, DY231 및 그의 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나의 디스퍼스 염료를 포함한다.
본발명의 제 2 목적에 따르면, 레드 잉크는 바람직하게는 DR54, DR177, DR229, DR258 및 그의 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나의 디스퍼스 염료를 포함한다.
본발명의 제 2 목적에 따르면, 바이올렛 잉크는 바람직하게는 DV26, DV57, DV37 및 그의 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나의 디스퍼스 염료를 포함한다.
본발명의 제 2 목적에 따르면, 오렌지 잉크는 바람직하게는 DO44, DO29, DO30 및 그의 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나의 디스퍼스 염료를 포함한다.
본발명의 제 2 목적에 따르면, 블루 잉크는 바람직하게는 DB77, DB77:1, DB79, DB79:1, DB291:1, DB165, DB165:1, DB73 및 그의 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나의 디스퍼스 염료를 포함한다.
본발명의 제 2 목적에 따르면, 적어도 하나의 착색 잉크는 더 낮은 농도의 염료를 함유하는, "라이트" 버전일 수 있다.
본발명의 제 2 목적에 따르면, 잉크 세트는 상이한 방식으로 또는 나열된 것과 상이한 색상 구배로 디스퍼스 염료를 포함하는 추가 잉크 색상을 또한 포함할 수 있다.
본발명의 제 1 및/또는 제 2 목적에 따르면, 바람직하게는 수성 비히클은 수성 용매로서, 임의로 하나의 이상의 유기 용매와 혼합된 물을 함유한다.
바람직하게는, 본발명에 따르는 블랙 잉크는 잉크의 총중량에 기초하여 60 내지 90%, 바람직하게는 65 내지 85%, 더욱 바람직하게는 70 내지 80 중량%의 물을 포함한다.
본발명의 제 1 및/또는 제 2 목적에 따르는 잉크의 수성 비히클 내 사용된 유기 용매의 타입 및 그의 양은 용도의 타입, 및 소정의 표면 장력, 잉크의 점도 및 증기 압력, 물 내 그의 용해도, 사용된 염료 및 프린팅 장치를 구성하는 재료와의 호환성, 그리고 잉크가 프린트될 기판에 의존한다.
상기 블랙 또는 착색 잉크의 수성 비히클 내 사용가능한 물-혼화가능한 유기 용매의 예시는, 알콜, 케톤, 케토-알콜, 에테르 및 기타, 가령 티오디글리콜, 설폴란, 2-피롤리돈, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논 및 카프로락탐; 글리콜 가령 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜, 트리메틸렌 글리콜, 부틸렌 글리콜 및 헥실렌 글리콜; 옥시에틸렌 또는 옥시프로필렌, 가령 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜 등의 부가 중합체; 트리올 가령 글리세롤 및 1,2,6-헥사노트리올; 폴리하이드릭 알코올의 저급 알킬 에테르, 가령 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르; 폴리하이드릭 알콜의 저급 디알킬 에테르, 가령 디에틸렌 글리콜 디메틸 또는 디에틸 에테르를 포함한다.
유기 용매는 본발명의 제 1 및/또는 제 2 목적에 따르는 잉크의 수성 비히클 내에 수성 비히클의 총중량에 기초하여 2 내지 70%, 바람직하게는 5 내지 50%, 더욱 바람직하게는 5 내지 30%, 여전히 더욱 바람직하게는 7 내지 25%의 양으로 존재한다.
본발명의 제 1 목적에 따르는 블랙 잉크의 바람직한 구체예에 따르면, 수성 용매는 물, 글리세롤 및 프로필렌 글리콜의 혼합물로 구성된다. 바람직하게는, 이 경우, 블랙 잉크는, 잉크의 총중량에 기초하여, 2 내지 15%, 바람직하게는 5 내지 10%, 더욱 바람직하게는 7 내지 9%, 여전히 더욱 바람직하게는 8.5 중량%의 글리세롤, 1 내지 3%, 바람직하게는 1.5 내지 2.5%, 더욱 바람직하게는 2 중량%의 프로필렌 글리콜 및 60 내지 90%, 바람직하게는 65 내지 85%, 더욱 바람직하게는 70 내지 80 중량%의 물을 포함한다.
본발명의 제 1 및 제 2 목적에 따르면, 수성 비히클은 분출될 최종 잉크의 안정성 및 능력을 방해하지 않는 한, 분산된 잉크 내에 통상 사용되는 첨가제를 추가로 포함한다.
특히, 본발명의 제 1 목적에 따르면 수성 비히클 내, 첨가제는, 존재하는 경우, 잉크의 총중량에 기초하여 15 중량% 미만이다.
그러한 첨가제는, 본업계에서의 숙련가에게 널리 공지되어 있고 본업계에서 흔히 사용되고 다음을 포함한다: 표면 장력 및 습윤성을 조절하는 계면활성제; 안정성을 향상시키는 분산 중합체; 미생물 성장을 저해하는 살생물제; pH 조절제; 불순물로서 존재하는 금속 이온의 효과를 제거하는 금속이온봉쇄제 (즉 킬레이트제).
첨가제로서 적합한 계면활성제는 예를 들어 에톡시화 아세틸렌 디올 (즉, Air Products의 Surfynols(R) 시리즈), 1차 에톡시화 알콜 (즉 Clariant의 Genapol® 시리즈) 및 2차 에톡시화 알콜 (즉 Union Carbide의 Tergitol(R) 시리즈), 설포숙시네이트 (즉 Cytec의 Aerosol(R) 시리즈), 유기 실리콘 (즉 GE Silicons의 Silwet(R) 시리즈) 및 염소화 계면활성제 (즉 DuPont의 Zonyl(R) 시리즈)이다. 특히, 본발명의 제 1 목적에 따르는 블랙 잉크에서, 계면활성제는, 존재하면, 잉크의 총중량에 기초하여 0.01 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 2 중량%, 여전히 더욱 바람직하게는 0.2 및 3 중량% 사이의 범위 양으로 사용된다.
첨가제로서 적합한 분산 중합체는, 예를 들어 수성 비히클 내 중합체 가용성 또는 분산가능성이고, 이온성 또는 비-이온성일 수 있다. 중합체의 적합한 부류는 아크릴산, 스티렌-아크릴산 중합체 및 폴리우레탄일 수 있다. 상기 화학적 부류에 속하고 본발명의 잉크에서의 사용에 적합한 상업적 중합체는 예를 들어, BYK-Chemie GmbH에 의해 시판되는 DISPERBYK-190및 BASF SE에 의해 시판되는 Joncryl 시리즈이다.
특히, 본발명의 제 1 목적에 따르는 블랙 잉크에서, 분산 중합체는, 존재하면, 잉크의 총중량에 기초하여 15 중량% 미만의 양, 바람직하게는 잉크의 총중량에 기초하여 1 내지 10%, 더욱 바람직하게는 1 내지 6%, 여전히 더욱 바람직하게는 4 중량% 범위 양으로 사용된다.
첨가제로서 적합한 살생물제는 예를 들어 Proxel GXL (Lonza LTD에 의해 시판되는)를 포함한다.
첨가제로서 적합한 pH 조절제는, 예를 들어, 트리스(히드록시메틸)-아미노메탄 ("Trizma" 또는 "Tri s"), TEA (트리에탄올아민) 및 2-아미노-2-메틸프로판-1-올 (AMP95, Dow Chemical Company에 의해 시판됨)를 포함한다.
첨가제로서 적합한 금속이온봉쇄제는 에틸렌디아민테트라아세트산 (EDTA), 이미노디아세트산 (IDA), 에틸렌디아민-디(o-히드록시페닐아세트산) (EDDHA), 니트릴로트리아세트산 (NTA), 디히드록시에틸글리신 (DHEG), trans-1,2-시클로헥사노디아미나테트라아세트산 (CyDTA), 에틸렌트리아민-N,N,N',N'',N''- 펜타아세트산 (DTPA), 글리콜에테르디아민-N,N,N',N'-테트라아세트산 (GEDTA), 및 그의 염을 포함한다.
본발명의 제 1 목적에 따르는 블랙 잉크의 특히 바람직한 구체예에 따르면, 이는 첨가제로서 pH 조절제, 바람직하게는 2-아미노-2-메틸프로판-1-올, 계면활성제, 바람직하게는 에톡시화 아세틸렌 디올, 및 분산 중합체, 바람직하게는 안료 친화성을 갖는 높은 분자량 블록 공중합체의 물 내 40% 용액으로 구성된, 상표 DISPERBYK-190 하에서 시판된 중합체를 포함한다. 계면활성제 및 중합체의 양은 바람직하게는 위에서 나타낸 바람직한 표면 장력 및 점도 값에 도달하도록 보정된다.
바람직하게는, 본발명의 제 1 목적에 따르는 블랙 잉크에서, pH는 6 및 9 사이, 바람직하게는 7 및 8 사이, 여전히 더욱 바람직하게는 7.5의 값을 가진다.
본발명에 따르는 블랙 잉크의 특히 바람직한 제제는 다음을 포함한다:
5.2 중량%의 디스퍼스 블루 291 및/또는 디스퍼스 블루 291:1;
1.8 중량%의 디스퍼스 레드 82;
3 중량%의 디스퍼스 레드 54;
8.5 중량%의 글리세롤;
2 중량%의 프로필렌 글리콜;
4%의 분산 중합체;
71% 내지 80 중량%의 물.
바람직하게는, 상기 제제는 pH 조절제, 바람직하게는 2-아미노-2-메틸프로판-1-올, 계면활성제, 바람직하게는 에톡시화 아세틸렌 디올 및 살생물제를 추가로 포함한다. 계면활성제 및 중합체의 양은 바람직하게는 위에서 나타낸 바람직한 표면 장력 및 점도 값에 도달하도록 보정된다.
실험 부분에서 나타낸 바와 같이, 표면 단위 당 상이한 양으로 직물 상에 프린트된 본발명의 제 1 목적에 따르는 블랙 잉크는, 동등한 양, 특히 배치된 더 낮은 양에 대한 프린트된 비교 블랙 잉크보다 항상 더 낮은 L* 값을 나타낸다.
본발명의 제 3 목적은 본발명의 제 1 목적에 따르는 블랙 잉크 또는 본발명의 제 2 목적에 따르는 잉크 세트를 사용하여 직물 상에 잉크젯-프린팅하기 위한 방법이다.
바람직하게는, 상기 방법은 다음 단계를 포함한다:
(a) 디지털 신호에 반응성인 잉크젯 프린터를 제공하고,
(b) 프린터에 프린트될 직물을 로딩하고,
(c) 프린터에 본발명의 제 1 목적에 따르는 블랙 잉크 또는 본발명의 제 2 목적에 따르는 잉크 세트를 로딩하고,
(d) 디지털 신호에 반응하여 상기 잉크를 사용하여 직물을 프린팅하고,
임의로,
(e) 분산된 잉크를 고정하고,
(f) 디지털적으로 프린트된 직물을 세척하는 것,
바람직하게는, 본발명의 제 3 목적에 따르면, 프린터는 본발명의 제 2 목적에 따르는 잉크 세트로 로딩된다.
본발명의 제 4 목적은 바람직하게는 직물의 잉크젯-프린팅에서 본발명의 제 1 목적에 따르는 블랙 잉크 또는 본발명의 제 2 목적에 따르는 잉크 세트의 용도이다.
본발명의 제 3 및 제 4 목적에 따르면, 직물은 폴리에스테르 및/또는 폴리에스테르 블렌드로 제조된다. 폴리에스테르 직물의 예시는 잉크젯-프린팅 동안 적용된 잉크가 직물 그 자체 상에 흡수되도록 직접 프린팅을 위해 예비-처리된 Georg+Otto Friedrich, 6050 KBC, 100% 폴리에스테르, 115g/m2이다. 적합한 예비-처리는 본업계에서의 숙련가에게 공지되어 있고 공지된 방법, 예를 들어 담금 또는 분무에 의해 적용된다. 예비-처리후, 직물은 일반적으로, 일반적으로 100 ℃ 미만 온도에서 직물이 건조될 때까지 통상적인 방법으로 건조된다.
본발명의 제 3 및 제 4 목적에 따르면, 프린팅은 바람직하게는 DOD 기술을 갖는 잉크젯 프린터, 예를 들어 Artistri ® 2020 및 3210 Textile (E.I. du Pont de Nemours), Textile Jet (Mimaki), Display-Maker Fabrijet (MacDermid Color Span), Amber, Zircon, Amethyst 및 Pike (Stork), JP 및 Lario 시리즈 (MS Printing Solutions), Rhotex (Durst), Vutek (Efi), Renoir (Efi-Reggiani), Monnalisa (Robustelli)로부터 선택되는 프린터에 의해 수행된다.
직물에 적용되는 잉크 양은 프린터 모델 및 그의 해상도, 및 특정 색상을 달성하기 위해 필요한 잉크 양에 의존한다. 이러한 고려에 기초하여, 주어진 색상에 대한 직물 면적의 단위 당 프린트된 잉크의 그램인 양이 결정된다. 본발명의 제 3 및 제 4 목적에 따르는 구체예에서, 직물 m2 당 잉크 0.5 내지 20 그램이 적용된다.
본발명의 제 3 및 제 4 목적에 따라서 프린트된 직물은 본업계에서의 숙련가 공지된 방법으로 후-처리된다. 바람직하게는, 직물은 색상 고정 전 25 ℃ 및 50% 미만 상대습도에서 유지된다. 고정은 바람직하게는 1 분간 200 ℃에서 건조 가열; 바람직하게는 25 분간 140 ℃에서 증기 압력; 또는 바람직하게는 170-180 ℃에서 7-10 분간 초가열 스트림에 의해 수행될 수 있다. 고정 후, 바람직하게는 프린트된 직물은 10-15 분간 냉수 내에서 세척된다. 과잉 염료는 이후 70 ℃에서 10-15 분간1g/리터의 소듐 히드록사이드, 2 g/리터의 소듐 히드로설파이트 및 1g/리터의 이온성 계면활성제의 용액을 사용하여 환원에 의해 제거된다. 폴리에스테르 직물 상 분산된 염료를 세척하기 위해 적합한 이온성 계면활성제가 이온성 계면활성제로서 사용될 수 있다.
본발명의 제 5 목적은 수성 비히클 내에 다음 디스퍼스 염료의 혼합물을 포함하는 본발명에 따르는 블랙 잉크를 제조하기 위한 조성물이다:
- 상기 조성물의 총중량에 기초하여 6 내지 20%, 바람직하게는 8 내지 14%, 여전히 더욱 바람직하게는 9 내지 11%, 여전히 더욱 바람직하게는 10.4 중량%의 디스퍼스 블루 291 및/또는 291:1;
- 1 내지 8%, 바람직하게는 3 내지 5%, 여전히 더욱 바람직하게는 3.6 중량%의 디스퍼스 레드 82,
- 1 내지 10%, 바람직하게는 2 내지 7%, 여전히 더욱 바람직하게는 6 중량%의 디스퍼스 레드 54.
본발명의 제 5 목적에 따르는 조성물에서, 수성 비히클은 물 또는 물 및 적어도 하나의 유기 용매의 혼합물일 수 있는 수성 용매를 함유한다. 바람직하게는, 수성 용매는 물 및 글리세롤의 혼합물이다. 후자의 경우, 상기 조성물은 상기 조성물의 총중량에 기초하여 5 내지 15%, 바람직하게는 6 내지 10%, 여전히 더욱 바람직하게는 8 중량%의 글리세롤을 포함한다.
여전히 더욱 바람직하게는, 상기 조성물은 위에서 기술된 분산 중합체를 추가로 포함한다. 바람직하게는, 그러한 분산 중합체는 상기 조성물의 총중량에 기초하여 5 내지 30%, 바람직하게는 6 내지 15%, 여전히 더욱 바람직하게는 8 중량% 범위 양으로 존재한다.
본발명의 제 5 목적에 따르는 조성물은 그의 나머지 성분과의 희석에 의해 본발명의 제 1 목적에 따르는 블랙 잉크의 제조를 위한 중간체로서 저장 및 사용될 수 있다.
실험 부분
농축 염료 분산액 1 내지 6의 제조
20 중량%의 디스퍼스 염료 분말, 20 중량%의 중합체 분산제 (DisperBYK 190), 8 중량%의 글리세롤, pH를 7.5로 만들기 위해 필요한 2-아미노-2-메틸프로판-1-올 (AMP 95), 100%로 만들기 위해 필요한 물을 혼합하여 상이한 염료의 농축 분산액을 제조하였다.
특히, 6 개의 상이한 농축 분산액을 제조하였다:
20 중량%의 디스퍼스 블루 291:1 (DB291:1)를 포함하는 농축 염료 분산액 1;
20 중량%의 디스퍼스 레드 82 (DR82)를 포함하는 농축 염료 분산액 2;
20 중량%의 디스퍼스 레드 54 (DR54)를 포함하는 농축 염료 분산액 3;
20 중량%의 디스퍼스 옐로우 114 (DY114)를 포함하는 농축 염료 분산액 4;
20 중량%의 디스퍼스 오렌지 29 (DO29)를 포함하는 농축 염료 분산액5;
20 중량%의 디스퍼스 블루 79:1 (DB79:1)를 포함하는 농축 염료 분산액 6.
농축 염료 분산액 1 내지 6를 이후 0.05 및 0.3 미크론 사이 평균 입자 크기에 도달할 때까지 마이크로스피어 밀에 의해 분쇄하였다.
- 블랙 염료 분산액의 제조
위에서 기술된 바와 같이 제조된 농축 염료 분산액을 적절히 혼합하여, 얻어진 블랙 제제의 총중량에 기초하여 중량 퍼센트 다음 조성을 갖는3개의 상이한 블랙 제제를 얻었다:
본발명에 따르는 블랙 분산액 (BLACK DISP INV):
디스퍼스 블루 291:1 (DB291:1)의 52% 농축 분산액
- 디스퍼스 레드 82 (DR82)의18% 농축 분산액, 및
- 디스퍼스 레드 54 (DR54)의30% 농축 분산액.
비교 블랙 분산액 1 (COMP BLACK DISP1):
- 디스퍼스 레드 54 (DR54)의 30% 농축 분산액
- 디스퍼스 옐로우 114 (DY114)의 10% 농축 분산액, 및
- 디스퍼스 블루 79:1 (DB79:1)의 60% 농축 분산액.
비교 블랙 분산액 2 (COMP BLACK DISP2):
- 디스퍼스 블루 291:1 (DB291:1)의 46% 농축 분산액
- 디스퍼스 레드 82 (DR82)의 22% 농축 분산액, 및
- 디스퍼스 오렌지 29 (DO29)의 32% 농축 분산액.
- 블랙 잉크의 제조
연속 교반 하에서 4.5 부의 글리세롤에, 0.2 부의 살생물제 (Proxel GXL), 위에서 나타낸 바와 같이 제조된 50 부의 블랙 염료 분산액, 2 부의 프로필렌 글리콜, 0.5 부의 아세틸렌 계면활성제 (Surfynol 440) 및 100까지 필요한 물을 부가하고 균질해질 때까지 혼합하여 세 개의 블랙 잉크, 즉 하나의 본발명에 따르는 잉크 (INV 잉크) 및 두 개의 비교 잉크 (COMP1 잉크 1 및 COMP2 잉크)를 제조하였다.
본발명의 잉크 (INV 잉크)에서, 블랙 분산액 BLACK DISP INV를 사용하고, 비교 블랙 잉크 1 (COMP1 잉크)에서는, 블랙 분산액 COMP BLACK DISP1를 사용하고 비교 블랙 잉크 2 (COMP2 잉크)에서는, COMP BLACK DISP2를 사용하였다.
본발명에 따르는 블랙 잉크 (INV 잉크) 및 비교 잉크 1 및 2 (COMP1 잉크 및 COMP2 잉크)의 조성 및 특성을 표 1에 나타낸다.
성분 INV 잉크 COMP1 잉크 COMP2 잉크
Inv. BLACK DISP. 50
COMP1 BLACK DISP. 50
COMP2 BLACK DISP. 50
글리세롤 4.5 4.5 4.5
Proxel GXL 0.2 0.2 0.2
프로필렌 글리콜 2 2 2
Surfynol 440 0.5 0.5 0.5
물 100에 필요한 만큼 100에 필요한 만큼 100에 필요한 만큼
특성
pH 7.5 7.5 7.5
점도
(mPa*s 25 ℃)
6.0
6.4
6.1
표면 장력
30.1
30.3
30.1
쉽게 알 수 있는 바와 같이, 상기 3 잉크는 동일한 중량%의 염료를 함유한다.
- 폴리에스테르 직물 상 블랙 잉크의 프린팅
얻어진 잉크를 여과하고, 필요시 탈기하였다.
각각의 이들 잉크를 이후 C 모드로 MS JP5 프린터를 사용하여 폴리에스테르 직물 (Georg+Otto Friedrich, 6050 KBC, 100% 폴리에스테르, 115 g/m2 직버 프린팅을 위해 예비-처리된)에 적용하고; 각각의 잉크로, 잉크의 상이한 양으로 직물의 상이한 영역을 프린팅하였다.
프린팅 후, 색상을 10 분간 170 ℃에서 증기로 고정하고, 이후 직물을 환원 배쓰에서 벗겨내고 세척하였다.
- 폴리에스테르 직물 상 색상 측정
프린트된 잉크를 갖는 직물 (INV 잉크로 프린트된 직물, COMP1 잉크로 프린트된 직물, COMP2 잉크로 프린트된 직물)를 L*a*b* 좌표를 사용하여 Datacolor DATAFLASH DF110 분광 광도계를 사용하여 분석하였다. 침착된 잉크의 상이한 양에 대한 L*, a* 및 b* 판독치의 결과를 표 2에 나타낸다. 표 2는 ΔL*1 및 ΔL*2로 각각 나타낸, 비교 잉크, COMP1 잉크 또는 COMP2 잉크 각각으로 프린트된 직물 상에서 측정된 L* 값, 및 본발명에 따르는 잉크로 프린트된 직물 상에서 측정된 상응하는 L* 값 사이의 차이를 또한 나타낸다.
침착된 잉크의 양 (g/m 2 ) 분석된 샘플 L* a* b* ΔL*1 (L*COMP1-L* INV) ΔL*2 (L*COMP2-L* INV)
/ 비프린트된 직물 91.13 1.73 -12.14
9.06 INV 잉크로 프린트된 직물 24.21 0.59 -2.62 0.04 1.30
COMP1 잉크로 프린트된 직물 24.25 -0.24 -0.67
COMP2 잉크로 프린트된 직물 25.51 0.03 -2.35
5.32 INV 잉크로 프린트된 직물 25.46 1.91 -4.50 0.80 4.53
COMP1 잉크로 프린트된 직물 26.26 -0.31 -1.53
COMP2 잉크로 프린트된 직물 29.99 -0.13 -3.04
2.76 INV 잉크로 프린트된 직물 29.16 3.29 -7.12 8.09 12.87
COMP1 잉크로 프린트된 직물 37.25 -1.11 -4.15
COMP2 잉크로 프린트된 직물 42.03 -0.65 -4.31
1.47 INV 잉크로 프린트된 직물 36.60 4.60 -8.47 9.66 14.64
COMP1 잉크로 프린트된 직물 46.26 -1.51 -5.78
COMP2 잉크로 프린트된 직물 51.24 -0.70 -5.05
0.70 INV 잉크로 프린트된 직물 49.44 4.91 -9.90 8.57 20.19
COMP1 잉크로 프린트된 직물 58.01 -1.12 -7.54
COMP2 잉크로 프린트된 직물 69.63 2.49 -13.49
표 2에 나타낸 데이터로부터 알 수 있는 바와 같이, 본발명에 따르는 블랙 잉크로 프린트된직물 샘플은 비프린트된 직물보다 더 낮은 L* 값을 가진다.
또한, 본발명의 블랙 잉크로 프린트된 직물의 색상은 직물이 큰 양뿐만 아니라 특히 작은 양으로 프린트된 때에도 비교 잉크에 비해 더 낮은 L* 값을 가진다. 다시 말하면, 표 2에 나타낸 데이터는 본발명의 블랙 잉크로 프린트된 직물의 블랙 색상이 비교 잉크보다 훨씬 가볍게 해줘서, 프린트된 양의 획기적인 감소를 나타낸다.

Claims (15)

  1. 염료 디스퍼스 블루 291 및/또는 291:1, 디스퍼스 레드 82, 및 디스퍼스 레드 54의 혼합물을 포함하는, 잉크젯 프린팅에서의 사용을 위한 블랙 잉크.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 혼합물은 수성 용매로 이루어진 수성 비히클 내에 분산되는 블랙 잉크.
  3. 제 2항에 있어서, 잉크의 총중량에 기초하여 다음을 포함하는 블랙 잉크:
    - 70 내지 98%의 상기 수성 비히클, 및
    - 2 내지 30%의 상기 염료의 혼합물.
  4. 제 1항에 있어서, 잉크의 총중량에 기초하여 다음을 포함하는 블랙 잉크:
    - 3 내지 10%의 디스퍼스 블루 291 및/또는 디스퍼스 블루 291:1,
    - 0.5 내지 4%의 디스퍼스 레드 82, 및
    - 0.5 내지 5%의 디스퍼스 레드 54.
  5. 제 1항에 있어서, 25℃에서 20 내지 40 mN/m의 표면 장력 및/또는 25℃에서 3 내지 9 mPa*s의 점도를 갖는 블랙 잉크.
  6. 제 2항에 있어서, 상기 수성 용매는 물 및 유기 용매의 혼합물로 구성되는 블랙 잉크.
  7. 제 6항에 있어서, 잉크의 총중량에 기초하여, 2 내지 15%의 글리세롤, 1 내지 3%의 프로필렌 글리콜, 및 60 내지 90%의 물을 포함하는 블랙 잉크.
  8. 제 1항에 있어서, pH 조절제, 계면활성제, 및 분산 중합체를 추가로 함유하고, 6 내지 9의 pH를 갖는 블랙 잉크.
  9. 다음을 포함하는 잉크 세트:
    - 제 1항에 따르는 블랙 잉크, 및
    - 수성 비히클 내 적어도 하나의 디스퍼스 염료를 포함하는, 시안, 마젠타, 옐로우, 레드, 바이올렛, 오렌지 및 블루 중 선택된 적어도 하나의 착색 잉크.
  10. 제 9항에 있어서, 시안 잉크는 DB60, DB56, DB27, DB87, DB257, DB367, 및 그의 혼합물 중 선택된 적어도 하나의 디스퍼스 염료를 포함하고, 마젠타 잉크는 DR76, DR92, DR86, DR89, DR5, DR75, DR121, DR127, DR132, DR145, DR159, DR164, DR179, DR184, DR189, DR191, 및 그의 혼합물 중 선택된 적어도 하나의 디스퍼스 염료를 포함하고, 옐로우 잉크는 DY5, DY42, DY33, DY50, DY59, DY114, DY79, DY83, DY98, DY100, DY122, DY139, DY140, DY160, DY199, DY201, DY204, DY206, DY224, DY231 및 그의 혼합물 중 선택된 적어도 하나의 디스퍼스 염료를 포함하고, 레드 잉크는 DR54, DR177, DR229, DR258 및 그의 혼합물 중 선택된 적어도 하나의 디스퍼스 염료를 포함하고, 바이올렛 잉크는 DV26, DV57, DV37 및 그의 혼합물 중 선택된 적어도 하나의 디스퍼스 염료를 포함하고, 오렌지 잉크는 DO44, DO29, DO30 및 그의 혼합물 중 선택된 적어도 하나의 디스퍼스 염료를 포함하는 잉크 세트.
  11. 다음 단계를 포함하는 직물을 잉크젯-프린팅하기 위한 방법:
    (a) 디지털 신호에 반응성인 잉크젯 프린터를 제공하고,
    (b) 프린터에 프린트될 직물을 로딩하고,
    (c) 프린터에 제 1항에 따르는 블랙 잉크 또는 9항에 따르는 잉크 세트를 로딩하고,
    (d) 디지털 신호에 반응하여 상기 잉크를 사용함에 의해 직물을 프린팅하는 것.
  12. 제 11항에 있어서, 직물은 폴리에스테르 또는 폴리에스테르 블렌드로 제조되는 방법.
  13. 제 11항에 있어서, 다음 단계를 추가로 포함하는 방법:
    (e) 가열에 의해 직물 상에 프린트된 잉크를 고정하고,
    (f) 디지털적으로 프린트된 직물을 세척하는 것.
  14. 수성 비히클 내에 분산된 다음 염료의 혼합물을 포함하는, 제 1항에 따르는 블랙 잉크를 제조하기 위한 조성물:
    - 상기 조성물의 총중량에 기초하여 6 내지 20%의 디스퍼스 블루 291 및/또는 291:1;
    - 1 내지 8%의 디스퍼스 레드 82,
    - 1 내지 10%의 디스퍼스 레드 54.
  15. 제 14항에 있어서, 수성 비히클은 글리세롤 및 물의 혼합물로 구성되고 분산 중합체를 추가로 포함하고, 글리세롤은 상기 조성물의 총중량에 기초하여 5 내지 15%이고, 분산 중합체는 상기 조성물의 총중량에 기초하여 5 내지 30%인 조성물.
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