KR19980032045A - 번짐 제어된 수성 안료 산포제계 잉크-젯용 잉크 성분 - Google Patents

Abstract

번짐 제어 및 고속 건조 시간이 적어도 하나의 수성 안료 산포제와, 적어도 하나의 비수용성 유기체 합성물, 적어도 하나의 향수성 앰피필 및 물을 포함하는 마이크로감광유제를 포함하는 잉크 조성물로 제조된 수성 안료 산포제계 잉크 젯 잉크 조성물에서 성취된다. 향수성 앰피필은 물에 비수용성 유기체 합성물을 용해하기에 충분한 양을 마이크로감광유제에 갖고 있다. 본 발명에 따라 제조된 마이크로감광유제의 전달체를 사용하므로써, 현 수성 안료 산포제계 잉크 젯 잉크 조성물이 인쇄 매체상에 인쇄되는 경우 번짐을 경감시키며 고속 건조시켜 잉크 젯 인쇄의 전체 출력은 증가될 수도 있다.

Description

번짐 제어된 수성 안료 산포제계 잉크-젯용 잉크 성분

본 발명은 잉크 젯 인쇄에 사용되는 잉크 조성물에 관한 것으로, 특히 수성 안료 산포제계 잉크 젯용 잉크 조성물의 번짐 감소와 건조 시간 향상에 관한 것이다.

잉크 젯 인쇄는 잉크 방울이 종이, 투명 필름, 또는 직물과 같은 인쇄 매체상에 침착되는 충격이 없는 인쇄 방법이다. 비용이 낮고 출력이 우수할 뿐만 아니라, 비교적 소음이 없이 작동하는 잉크 젯 프린터는 컴퓨터와 사용되는 다른 유형의 프린터에 비해 대중적인 대체품이었다. 특히, 잉크 젯 인쇄는 마이크로프로세서에 의하여 발생된 전기 신호에 응답하여 인쇄 매체상에 미세한 잉크 방울을 분사한다.

현재 잉크 젯 인쇄시에 잉크 방울을 분사하기 위하여, 열에 의한 것과 압전에 의한 것의 두가지 기본 방식이 사용되고 있다. 열 잉크 젯 인쇄에 있어서, 잉크 방울을 분사하기 위한 에너지는 기포(vapor bubble)를 생성하기 위하여 마이크로프로세서로부터의 전기 신호에 응답하여 신속히 가열되어 레지스터 부재와 연결된 노즐을 통해 잉크가 배출되는 전기 가열 레지스터 부재에 의하여 발생한다. 압전 잉크 젯 인쇄에 있어서, 잉크 방울은 마이크로프로세서에 의하여 발생된 전기 신호에 응답하여 압전 변환 소자의 진동으로 인하여 분사된다. 특정 상태로 잉크 방울이 분사되면 인쇄 매체상에 수문자의 문자, 실선, 및 다른 패턴이 형성된다.

잉크 젯용 잉크는 주로 물감으로된 조성물로 이용가능하다. 그러나, 매우 한정된 양의 안료계 잉크도 이용가능하다. 사실상 현재에는 오직 두개의 검은 안료계 잉크만이 상업화 되어 있다; 유색 안료계 잉크는 상업화 되지 못하였다. 아마도 안료가 제공하는 가장 바람직한 특성은 우수한 내광성이다. 그러나 안료는 부분적으로 수성(친수성의) 매체에서의 응집 성향으로 인하여 잉크 젯용 잉크 조성물에서 널리 사용되지는 않는다. 입자의 외면이 입자 사이에 자연적인 인력을 생성하기 때문에 안료 입자는 덩어리지는 경향이 있다. 안료 입자 덩어리는 인쇄 밀도 변화 및 얼룩덜룩함, 및 낮은 신뢰도로부터 발생되는 바와 같은 결점으로 인하여, 인쇄질을 저하시킬 수 있다. 통상, 수용성 산포제가 수성 용액에 안료 입자를 푸는데 사용된다.

응집 문제는 안료와 관련하여 표명되지만, 비가열 번짐 제어시의 곤란성은 수성 물감으로된 잉크를 공유할지라도, 수성 안료 산포제계 잉크에 대한 다른 문제 영역을 이룬다. 수성 매체에서 산포제로서 고안된 안료계 잉크는 물감으로되든지 또는 안료로되든지간에 다른 수성 잉크 조성물에 인접하여 인쇄되는 경우에 번짐이 일어난다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 번짐(bleed) 이라는 용어는 색깔 사이의 불완전한 경계선으로 나타난 바와 같은, 한 색깔로부터 다른 색깔로의 침범으로 규정된다. 종이 기재내에서 뿐만 아니라 종이 기재의 표면 상에서 색깔이 혼합됨으로써 번짐이 발생한다. 인쇄는 특히 수성의 노란색, 남색의, 및 자홍색의 잉크 조성물이 서로에 그리고 검은색 잉크에 인접한 다양한 비율 및 조합으로 인쇄되는, 잉크 젯 칼라 인쇄에서 문제가 된다. 우수한 인쇄 질을 얻기 위하여, 인쇄되지 않는 색깔 사이의 경계가 필요하다.

유색에 검은색을 그리고 유색에 유색의 인쇄 문제에 대한 다양한 해답이 제의되어 왔다. 몇몇 해답은 번짐을 감소시키기 위하여 잉크 환경의 변경을 포함한다. 예를 들면 특정 규격의 종이를 동반하는, 가열 플래튼 및 다른 가열원이 번짐을 감소시키도록 사용되어 왔다. 그러나, 가열 플래튼은 프린터의 가격을 상승시키며, 특정 규격화된 종이는 보통의 종이보다 비싸다. 따라서 잉크 젯 칼라 인쇄에서의 번짐을 감소시키기 위하여 외부 장치를 사용하는 것은 대체로 경제적이지 못하다. 번짐을 감소시키기 위한 다른 통상의 사용 방법은 한 유색으로부터 다른 유색으로의 침입이 없는 색 사이의 분명한 경계를 제공하기 위하여 잉크 젯 프린터에서의 번짐 제어 연산 방식의 사용을 포함한다. 그러나, 이러한 연산 방식은 프린터의 속도를 떨어뜨린다.

잉크 젯용 잉크의 조성물 변경을 포함하는 번짐 문제에 대한 다른 해답이 제안된다. 예를 들면 표면 활성제는 물감으로된 잉크 제조에서의 번짐을 감소시키는데 효과적으로 사용된다; 이의 예로는 존 모파트(John Moffatt et al)등에 의한 쌍극성의 표면 활성제 및 양이온의 물감을 사용한 번짐 제어(Bleed Alleviation Using Zwitterionic Surfactants and Cationic Dyes) 제목의 미국 특허 제 5,106,416 호; 존 모파트의 잉크 젯용 잉크의 번짐 제어( Bleed Alleviation in Ink-Jet Inks)제목의 미국 특허 제 5,116,409 호; 존 모파트의 번짐 제어된 고 분자 무게 콜로이드(High Molecular Weight Colloids Which Control Bleed)제목의 미국 특허 제 5,133,803 호를 들 수 있다; 모두 본 출원과 동일한 출원인으로 지정되어 있다. 그러나 표면 활성제는 종이에 잉크 침투력 비를 증가시켜 예민함을 감소시키는 결과를 초래한다. 특히 물감으로된 잉크 성분에 대한 다른 해답이 존 스토펠(Jokn Stoffel)의 열 잉크 젯용 잉크에서의 번짐을 감소시키기 위하여 다원자의 양이온을 첨가한 양이온의 물감(Cationic Dyes with Added Multi-Valent Cations to Reduce Bleed in Thermal Ink Jet Inkx)제목의 미국 특허 제 5,198,023 호 및 제임스 쉘드(James Shields et al)등의 pH-민감 물감을 사용하여 번짐 제어(Bleed Alleviation Using pH-Sensitive Dyes)제목의 미국 특허 제 5,181,045 호의 본 출원이에게 지정된 특허에 개시되어 있으며 이들 모두는 본 출원인과 동일한 출원인으로 지정되어 있다.

유색에 검은색 및 유색에 유색의 문제는 많이 연구되어 온 주제이긴 하지만, 대체로 경제적이지 못한 특정 규격화된 종이 및 가열 플래튼의 사용을 제외한, 안료계 잉크 성분에는 전술한 용액중 어느 것도 적합하지 않다. 예를 들면 번짐 제어를 성취하기 위하여 물감으로된 제조에 사용되는 것과 유사한 농도로 첨가되는 경우, 표면 활성제는 수용성 분산 대체물로 제조된 안료 산포제를 불안정하게 한다. 이것은 자체로 표면 활성 합성물이 되는 산포제 대체물이 안료 표면에 완전하게 부착되는 표면 활성제를 첨가하므로써 경쟁적으로 배치되기 때문이다.

본 출원과 동일한 출원인으로 지정된 번짐 제어된, 물을 통과시키지 않는, 안료계 잉크 젯용 잉크 성분(Bleed-Alleviated, Waterfast, Pigment-based Ink-Jet ink Compositions) 제목의 미국 특허 출원 제 5,565,022 호는 수용성 산포제계 안료계 잉크 젯용 잉크 성분의 번짐 제어에 대해 개시하고 있다. 특히, 이러한 잉크의 번짐 제어는 마이크로감광유제 형태의 용액을 유지하는 비수용성 유기체 성분의 안료 산포제로써 이루어진다. 마이크로감광유제는 등방성의 수용액, 비수용성 유기체의 성분, 및 앰피필 화합물로서, 물에 비수용성 성분을 용해하기에 충분한 앰피필의 화합물이다. 안료는 소수성의 산포제, 캡슐화제와 같은 수단, 또는 표면 변형제로써 마이크로감광유제의 비수용성 부분에 산포된다. 따라서 비수용성 유기체의 성분은 안료 입자용 일차 용해제로 유지되며 물은 앰피필과 더불어 형성된 유기체 성분의 마이크로감광유제 방울을 위한 일정한 상(phase)으로써 유지된다. 그러나 인쇄에 사용되는 이 용액은 수성 안료 산포제계 잉크 젯용 잉크에 전달되기 보다는, 용해제 산포제계 안료계 잉크에 전달된다.

따라서, 번짐 제어는 물감으로된 그리고 용해제 산포제계 안료계 잉크 젯용 잉크 성분을 조절하므로써 이루어지긴 하지만, 수성의 안료 산포제계 잉크 젯용 잉크 성분의 번짐은 가열 플래튼, 특정 규격 종이 및 인쇄 제어 연산 방식과 같은 인쇄 외부 장치의 사용을 제외하고, 대부분 억제되지 않고 남아 있다.

잉크 젯용 잉크 형성에서의 소망되는 번짐 제어와 더불어, 처리량을 소화하도록 명령된 잉크 젯용 잉크 인쇄에서의 건조 시간이 향상된 잉크 형성의 발전이 소망된다. 잉크 젯 프린터는 프린터의 상주 인쇄 제어 연산 방식으로 얻어지는 느린 인쇄 속도 뿐만 아니라 잉크 젯용 잉크의 비교적 느린 건조 시간으로 인하여, 레이저 프린터에 의하여 발생되는 처리량의 레벨에 맞추는 것은 불가능하다. 전술한 번짐 제어에 영향을 미치는 해답은 통상 건조 시간을 향상시키며, 이 두 요인은 서로에 밀접하게 관련되어 있다.

따라서, 번짐이 감소되며 인쇄 매체에 의한 충격에 신속하게 건조됨이 증명된 잉크 젯 인쇄에 사용되는 수성 안료 산포제계 잉크가 필요하다. 그러나, 잉크 조성물의 인쇄 질은 보다 빠른 건조 시간을 성취하기 위하여 희생되어서는 안된다.

본 발명에 따라, 수성 안료 산포제계 잉크 젯용 잉크 조성물이 마이크로감광유제의 수성 상(phase)으로 산포된 안료 입자 사용에 제공된다. 특히, 본 발명의 안료계 잉크 젯용 잉크 조성물은 다음을 포함한다:

(a) 적어도 하나의 수성 안료 산포제; 및

(b) 다음을 포함하는 마이크로감광유제:

(i) 적어도 하나의 비수용성 유기체 합성물,

(ii) 적어도 하나의 향수성의 임피필, 및

(iii) 물, 유기체 합성물을 용해하기에 충분한 양의 향수성의 앰피필.

잉크 젯 인쇄에 사용하기에 적합한 수성 안료 산포제가 소정의 잉크 젯용 잉크 잔류 성분에 적절히 남아 있는 한 본 발명의 실시에 유익할 수도 있다. 마이크로감광유제는 비수용성 유기체 합성물, 향수성의 앰피필을 포함하며 물은 앰피필을 최소화한 비수용성 유기체 합성물 및 물 사이의 인력이 열적으로 안정된 등방성의 용액이다.

잉크 젯 인쇄에서 번짐을 감소시키는 방법은 전술한 수성 안료 산포제계 잉크 제공 및 인쇄 매체상에의 이와 동일한 인쇄 제공을 포함한다. 통상 칼라 잉크 젯 프린터는 삼색 잉크 및 단일 흑색 잉크를 가진 잉크 세트를 사용하기 때문에, 네가지 잉크 모두 또는 이중 하나가 번짐이 감소된 우수한 질의 인쇄를 얻기 위하여 본 발명에 따라 제조된다. 잉크 젯용 잉크의 세트에서 네가지 잉크 모두가 인쇄 질이 건조 시간 향상, 번짐 제어, 및 건폐율 및 두께의 균일성에 의하여 최적으로 되는 본 발명에 따라 제조되는 것이 바람직하다.

본 발명의 수성 안료 산포제계 잉크 젯용 잉크 조성물 및 번짐 제어 방법은 연속적인 압전 낙하 방식의 프린터 및 열이나 거품 낙하 방식의 프린터와 같은 다양한 잉크 젯 프린터에 사용될 수도 있다. 인쇄는 각종 매체상에 행해진다; 예로 종이, 직물, 및 투명지를 들 수 있다. 본 발명의 실시에서 얻어지는 수성 안료 산포제계 잉크의 번짐 제어 및 건조 시간 향상은 경제적이면서도 출력이 우수한 잉크 젯 프린터기를 가능하게 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따라 제조된 잉크 젯용 잉크 조성물의 마이크로감광유제로된 전달체 성분의 영역을 도시하고 있는 삼차원 상(phase) 다이아그램으로, 마이크로감광유제 성분은 비수용성 유기체 합성물의, 향수성 앰피필의 및 물의 특정 조합을 갖는다.

본 발명의 실시에서, 수성 안료 산포제계 잉크는 마이크로감광유제를 잉크 전달체로 사용함으로써 번짐 제어 및 빠른 건조 시간을 이룬다. 특히, 마이크로감광유제는 (i) 적어도 하나의 비수용성 유기체 성분, (ii) 적어도 하나의 향수성 앰피필의 성분, 및 (iii) 물을 포함한다. 향수성 앰피필의 성분은 유기체 합성물을 완전히 용매시킬 수 있는 양으로, 이에 따라 깨끗하며 안정된 마이크로감광유제를 초래한다.

본 명세서에서의 모든 농도는 다른 표시가 없다면 중량부이다. 모든 성분의 순도는 잉크 젯용 잉크용의 통상의 상업적인 실시예에 사용된 바와 같다.

어떠한 안료 또는 이의 조합이 본 발명의 실시에 이로울 수도 있음이 고려되기 때문에, 단일로 또는 조합되어 있는 각종의 유기체 및 무기체 안료가 본 발명의 실시에 이로울 수도 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 안료 의 용어는 비수용성 착색제를 의미한다. 실시에서, 안료 입자는 보다 균일한 잉크 인쇄 질을 성취하기 위하여 수성 매체에 풀어지거나 산포된다. 안료 입자를 산포시키기 위한 수단은 본 발명의 실시에서 사용될 수도 있는 잔류 잉크 성분에 적합하다. 적절한 산포 수단의 예는 수성 용액과의 조화를 성취하도록 친수성 안료 산포제 및 안료 표면의 변형예를 포함한다. 친수성 산포제는 본 발명의 실시예에 사용될 수도 있는 안료에 적합하다. 통상 불규칙한, 덩어리진, 및 지류 유형을 포함하는 중합체의 산포제의 분류 예가 수성 매체에 안료 입자를 산포하는데 사용된다. 중합체는 사실상 양이온, 음이온, 및 비이온일 수도 있다.

상업적으로 이용가능한 농도의 수성 안료 산포제가 본 발명의 실시예에 사용됨이 고려된다. 이 안료 산포제의 예로 호에츠스트(Hoechst)에 의하여 상업화된 호스타핀 엘로우(Hostafine Yellow) 및 호스타핀 그린(Hostafine Green); 및 일본(Japan) 소재의 후지 피그먼트 캄파니(Fuji pigment Co.,)에 의하여 상업화된 후지 비비엘 레드(Fuji BBL Red) 및 후지 비비엘 마젠타(Fuji BBL Magenta)를 들 수 있다. 이러한 상업적으로 이용가능한 농도의 수성 안료 산포제에 있는 물이 마이크로감광유제로 된 잉크의 부분을 형성함이 주목된다.

잉크 젯 인쇄 장치를 통한 잉크의 자유로운 유동을 허용하도록 안료 입자가 충분히 작아야 하기 때문에, 안료 입자의 크기는 잉크 젯 인쇄에서 중요한 고려 사항이 된다. 예를 들면, 열 잉크 젯 사무용 인쇄기의 분사 노즐은 순차적으로 통상 약 10 내지 60 ㎛ 의 직경을 갖는다. 또한 안료 입자의 크기는 색깔의 농도 및 광택 뿐만 아니라 안정된 안료의 산포를 이루는데 중요한 고려 사항이다. 주어진 이 고려 상항의 유용한 입경의 범위는 약 0.005 내지 15 ㎛ 이다. 안료 입경은 약 0.005 내지 5 ㎛ 의 범위가 되는 것이 바람직하며, 특히 0.005 내지 1 ㎛ 이 바람직하다. 가장 바람직한 안료 입자의 범위는 0.005 내지 0.3 ㎛ 이다. 그러나 비사무용 프린터의 경우에는, 보다 큰 크기의 안료 입자가 사용될 수도 있다.

안료는 잉크 성분의 약 20 wt％ 일수도 이지만, 대체로 약 0.1 내지 10 wt％의 범위이다. 안료는 잉크 성분의 약 0.1 내지 8 wt％인 것이 바람직하다.

본 발명에 따라, 수성 안료 산포제는 결과의 잉크 젯 인쇄 형식에서의 번짐 제어 및 빠른 건조를 이루기 위하여 주로 마이크로감광유제를 전달체로 취한다. 마이크로감광유제는 액체, 기름, 및 앰피필의 열역학적으로 안정된 등방성의 용액으로 규졍되며 비수용성의 성분을 용해하는데 사용된다. 본 발명의 실시에서, 마이크로감광유제는 액체, 적어도 하나의 비수용성 유기체 성분, 및 적어도 하나의 향수성 앰피필의 성분을 포함한다. 마이크로감광유제의 성분중 앰피필 성분은 액체와 비수용성 유기체 성분 사이의 계면 장력을 낮추도록 기능하여, 안정된 시스템을 형성한다.

본 발명의 실시에 적절히 사용될 수도 있는 비수용성 유기체 성분의 예는 비수용성 모노 또는 폴리글리콜 에테르; 비수용성 모노 또는 폴리글리콜 페닐에테르; 비수용성 알코올; 비수용성 모노 또는 폴리글리콜 에스테르; 비수용성 테르펜; 비수용성 페놀; 비수용성 알데히드 및 케톤; 및 비수용성 탄화 수소등을 포함하며 이에만 한정되지는 않는다. 대체로, 비수용성 유기체 성분, 또는 이의 조합은 이 성분이 향수성의 앰피필에 의하여 용해될 수도 있으며 잉크 젯용 잉크 혼합물에서 다른 성분과 조화될 수 있는한 본 발명의 실시예 사용될 수도 있다. 본 발명의 실시에 사용되는 비수용성 유기체 성분의 특정예는 (1) 에틸렌, 프로필렌, 폴리에틸렌, 및 폴리프로필렌 글리콜 페닐 에테르; (2) 에틸렌, 프로필렌, 폴리에틸렌, 및 아크릴레이트와 같은 폴리프로필렌 글리콜 에스테르; 및 (3) 벤질 알코올을 포함하는 것이 바람직하며, 이에만 한정되지는 않는다. 또한, 하이드로카본에 사용되는 특정 예는 톨루엔, 크실렌, 나프탈렌, 및 페나트렌을 포함하는 것이 바람직하다. 비수용성 유기 성분의 다른 예는 알파-테르피네올, 시트로넬랄, 하이드록시 시트로넬랄, 시클로헥실 메탄올, 시클로헥산온 및 그 알킬(C1 내지 C8) 유도체, 시클로헥산올 및 그 알킬(C1 내지 C8) 유도체, 시클로펜탄온 및 그 알킬(C1 내지 C8) 유도체, 시클로펜탄올 및 그 알킬(C1 내지 C8) 유도체, 유지놀, 1-헵탄올, n-헥사놀, 2-헥사놀, n-펜탄올, 신남일 알콜, 신남알데히드, m-크로졸, 3-페닐-1-프로판놀 및 살리실알데하이드를 포함한다. 본 발명의 실시에는 모노 및 디에틸렌 글리콜 페닐 에테르, 모노 및 디프로필렌 글리콜 페놀 에테르, 및 벤질 알코올이 사용되는 것이 가장 바람직하다.

비수용성 유기 성분은 잉크 젯 잉크 성분의 1 내지 70 wt%의 농도 범위이다. 비수용성 유기체 성분은 잉크 젯용 잉크 성분의 범위의 약 1 내지 20 wt％ 가 바람직하다.

오일 성분이 함유된 마이크로감광유제의 제공과 더불어, 비수용성 유기체 성분은 통상 잉크 젯 인쇄에 사용되는 바와 같은 본 잉크 젯용 잉크 성분의 동일 용제로써 사용된다. 잉크 전달체로서의 이 동일 용제의 사용은 껍질 형성 및 노즐 막힘을 방지한다. 그러므로, 유기체 성분의 증기압은 잉크 젯 인쇄의 보통의 작동중 기화되지 않는 액체의 증기압과 비교하여 충분히 낮아야 한다. 본 잉크 젯용 잉크 성분의 비수용성 유기체 성분의 농도 증가는 잉크의 액체 함유를 낮추는 첨가물로부터 생기는 종이 주름을 감소시키는 장점이다.

본 발명의 실시에 사용된 향수성 앰피필은 비수용성 유기체 성분 및 액체를 함유한 마이크로감광유제를 생성하는 향수성 앰피필일 수도 있다. 대체로 다른 표면 활성제와 같은, 적당한 향수성 앰피필 성분은 성분을 매우 작은 방울로 깨뜨리며 마이크로감광유제에 이 방울을 보유하므로써 액체의 비수용성 유기체 성분을 용해시킨다. 그러나, 표면 활성제의 다른 종류와 같지 않은, 향수성 앰피필은 안료 산포를 불안정하게 할 수도 있는 안료 표면용 친수성 산포제와 비교되지 않는다. 더구나, 향수성 앰피필은 본 발명의 실시에 향수성 앰피필을 사용하는 잉크의 표면 장력 감소가 상대적으로 감소되는 바와 같이, 사용된 다른 표면 활성제와 관련하여 표면 장력이 급격히 떨어지지는 않는다. 대조적으로, 잉크 젯용 잉크에 다른 표면 활성제를 혼합함으로써 유발되는 표면 장력의 과도한 낙하가 프린트헤드의 노즐판에 웅덩이를 유발함이 공지되어 있으며, 이에 따라 낙하 분사 특성에 안좋은 영향을 준다. 더욱이, 이 다른 표면 활성제는 에지 민감성에 영향을 줄 수도 있는 등급으로 종이에의 잉크 침투성 비를 증가시킨다. 따라서, 향수성 앰피필은 위험(불안정한 안료 산포, 노즐 판의 웅덩이, 또는 에지 민감성 손실) 없이 비수용성 유기체 성분을 용해하는데 사용된다.

마이크로감광유제 향수성 앰피필의 양은 비수용성 유기체 성분을 용해시킬 만큼이 적당하다. 향수성 앰피필 혼합물이 본 발명의 실시에 사용될 수도 있음이 주목된다. 주어진 향수성 앰피필 및 이의 농도 측정은 본 발명의 기술의 관점에서 과도한 실험에 의하지 않고서도 얻어진다.

향수성 앰피필은 사실상 음이온, 양이온, 또는 비이온일 수도 있다. 본 발명의 실시에 적절히 사용된 음이온의 향수성 앰피필의 예는 벤조산, 살릭실산, 벤조 설폰산, 본제 디설폰산, 톨루엔 설폰산, 크실렌 설폰산, 쿠메네 설폰산, 시메네 설폰산, 신나믹산, 옥탄 설폰산, 헥산 설폰산, 부탄 설폰산 및 데칸 설폰산의 염을 포함하며, 이에만 한정되지는 않는다. 이러한 염과 관련된 양이온은 Na+, K+, Li+ 또는 NH4+일 수 있다.

본 발명의 실시에 사용되기에 적당한 양이손 향수성 앰피필의 예는 p-아미노 벤조산 염산염 프로카인, 카페인과; 알킬피리디움, 알킬트리메킬 암모늄, 벤질트리알킬(C1 내지 C4) 암모늄 및 페닐트리메틸 암모늄 양이온의 염을 포함하며, 이에 제한되지 않는다. 이러한 염과 관련된 음이온은 알로겐화합물, 특히 Cl- 일 수 있다.

본 발명의 실시에 적절히 사용된 비이온의 향수성 앰피필의 예는 레조르시놀 및 피로갈롤을 포함하며 이에만 한정되지는 않는다.

임의로, 복합 표면 활성제가 본 잉크 젯용 잉크 성분에 추가될 수도 있다. 적절히 사용된 복합 표면 활성제의 예는 2-피롤리돈과 같은 락탐; 글리콜; 디올; 모노 및 디 글리콜 에테르를 포함하며 이에만 한정되지는 않으며, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 에테르, 디에틸렌 글리콜 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노 에틸, 부틸, 헥실 에테르, 프로필렌 글리콜 에테르, 디프로필렌 글리콜 에테르, 및 트리에틸렌 글리콜 에테르; 부틸 알코올, 펜틸 알코올, 및 동족 알코올과 같은 중간 사슬 알코올을 포함한다. 복합 표면 활성제가 사용되는 경우, 복합 표면 활성제는 중간 사슬 알코올 또는 3 내지 8 탄소 원자를 가진 디올을 포함하는 것이 바람직하다. 표면 활성제는 잉크 성분의 10 wt％ 일 수도 있으며, 분리 성분 또는 향수성 앰피필용 부분 대체물로써 사용된다.

특정 마이크로감광유제에 사용되는 향수성 앰피필의 적당한 양은 이른바 간소화된 방법 또는 보다 체계적인 방법의 적어도 두가지 방법으로 측정될 수도 있다. 간소화된 방법에서는 우선 비수용성 유기체 성분 및 액체를 잉크 젯용 잉크 혼합용 마이크로감광유제의 소망되는 최종 혼합을 반영한 비로 결합하여야 한다. 초래된 두가지 상(phase)의 액체는 그후 단일상 용액과 같은, 유기체 성분이 용해됨을 나타내는 깨끗한 용액이 얻어질 때까지 선별된 향수성 앰피필로 적정된다. 약 1 ％초과 향수성 앰피필이 안정된 용액을 보증하도록 임의로 추가될 수도 있다. 따라서, 비수용성 유기체 성분, 액체, 및 향수성 앰피필의 적절한 관련 농도는 전술한 적정 과정을 통하여 결정된다.

보다 체계적인 접근에서 향수성 앰피필의 적절한 양을 결정하기 위하여 선택해야 하는 경우에, 제 1 단계는 비수용성 유기체 성분 및 액체의 조합을 나타내기 위하여 상 다이아그램의 구조를 갖는다. 특히, 상 다이아그램은 액체와 비수용성 유기체 성분을 다양한 비율로 조합하며, 깨끗한 단일상 영역이 상 다이아그램 내에서 결정될 때까지 향수성 앰피필에 대하여 각각의 혼합물을 적정하므로써 이루어진다. 깨끗한 지점을 넘어 보다 적정하므로써, 복합상의 또는 중간 고형 성분의 다른 영역이 결정될 수 있다. 이 결과는, 종래의 삼각형의 플로트상에서 플롯되는 경우, 삼차원 상 다이아그램을 나타낸다. 예를 들면, 도 1은 프로필렌 글리콜 페닐 에테르, 설폰산염 크실렌 나트륨, 및 액체를 포함하는 마이크로감광유제용의 이러한 삼차원의 상 다이아그램을 도시하고 있으며, 영역(A)은 두개의 상을 갖는 유백색의 영역을 나타내며, 영역(B)은 단일상 등방성의 영역을 나타내며, 영역(C)은 중간 고형 영역을 나타낸다. 단일상의 등방성 영역[도 1의 영역(B)]은 잉크 젯용 잉크 조성물에 사용하기에 가장 적당한 유기체 성분, 액체, 및 향수성 앰피필의 조성물을 지시한다. 따라서, 특정 잉크 젯용 잉크 조성물용의 다른 기준에 맞는 조성물이 제공된 본 발명의 실시에서 이 단일상 영역의 조성물을 선별할 수 있다. 다른 예에서, 도 2는 영역(B)이 반복하여 단일상의 등방성의 영역을 나타내는 범위의, 벤질 알코올, 설폰산염 크실렌 나트륨, 및 액체를 포함하는 마이크로감광유제용 삼차원 상 다이아그램을 도시하고 있다.

유사한 결과가 아래의 삼차원 시스템으로부터 얻어진다; (1) 액체 나트륨 살리시에이트-에틸렌 글리콜 페닐 에테르; (2) 액체 나트륨 살리시에이트-프로필렌 글리콜 페닐 에테르; (3) 액체 나트륨 벤조에이트 에틸렌 글리콜 페닐 에티르; (4) 액체 나트륨 벤조에이트 프로필렌 글리콜 페닐 에테르; (5) 액체 나트륨 크실렌 설폰산염 에틸렌 글리콜 페닐 에테르; (6) 액체 파이로갈론 벤질 알코올; 및 (7) 액체 나트륨 크실렌 설폰산염 벤질 알코올.

영역(A)내의 조성물은 직물 인쇄와 같은 긴 저장 수명을 요구하지 않는 응용에 사용될 수도 있음이 주목된다. 다시말해 가열 인쇄 카트리지의 사용은 사용될 영역(C)내 조성물을 허용할 수 있다.

본 발명의 요구에 일치하는, 다양한 유형의 첨가제가 특정 응용에서 잉크 조성물의 비율을 최적으로 하기위하여 잉크에 사용될 수도 있다. 예를 들면, 당해 업계의 숙련자에게 잘 공지된 바와 같이, 하나 이상의 살생물제, 살균제, 및/또는 슬리미시드(미생물의 대체물)가 당해 업계에 통상적으로 실시된 바와 같은 잉크 조성물에 사용될 수도 있다. 적절히 사용된 미생물의 대체물의 예는 NUOSEPT[뉴덱스 잉크(Nudex Inc.)] UCARCIDE[탄소 연합(Union Carbide)] VANCIDE[알티 밴더빌트 캄파니(RT Vanderbilt Co.,)] PROXEL[아이시아이 어메리카(ICI America)]를 포함하며 이에만 한정되지는 않는다. 또한, EDTA 와 같은 사용되지 않는 대체물이 무거운 금속 불순물의 안좋은 영향을 제거하기 위하여 포함될 수도 있으며, 완충 용액이 잉크의 pH 를 제어하는데 사용될 수도 있다. 점성 변경자 및 다른 아크릴 또는 비아크릴 중합체와 같은 다른 공지된 첨가제가 소망되는 잉크 조성물의 다양한 특성을 향상시키기 위하여 추가될 수도 있다.

잉크 젯용 잉크 조성물을 만들기 위하여, 향수성 앰피필 및 비수용성 유기체 성분이 우선 조합된다. 그후 이 혼합물은 안료 산포가 혼합되는 동안 느린 유동 비에서 안료 산포 농도로 낮추어 진다. 또한 또다른 첨가제가 혼합물에 첨가될 수도 있다. 그후 혼합물은 주로 마이크로감광유제로된 잉크를 형성하기 위하여 뒤섞임, 진동, 또는 다른 혼합 수단에 의하여 균질화된다. 단순히 모든 성분을 함께 첨가하므로써만 마이크로감광유제를 만들기 위한 시도는 안료 산포 뭉침을 초래한다.

본 발명에 따라 만들어진 수성 안료 산포제계 잉크 성분은 인쇄를 완화하며 빠른 건조 시간을 나타내며 인쇄가 우수하다. 아래에 주어진 예가 이것을 증명한다.

실시예

잉크 젯용 잉크 조성물은 안료로서 3 wt％호스타핀 엘로우(호에스츠트에 의하여 상업화된); 10 wt％프로필렌 글리콜 페닐 에테르; 13 wt％설폰산염 크실렌 나트륨; 및 도 1에 도시된 상 다이아그램을 구성하므로써 결정되는 전달체 성분의 농도를 가진 균형 액체 구성을 준비한다. 특히, 도 1에 도시된 상 다이아그램은 프로필렌 글리콜 페닐 에테르와 액체를 다양한 비율로 조합하므로써 이루어지며 그후 각각의 혼합물은 깨끗한 단일상 영역이 결정될 때까지 설폰삼염 크실렌 나트륨에 대해 적정된다. 따라서 도 1의 영역(A)은 유백색의 외형에 의하여 증명된 두개의 상 영역을 생성하는 프로필렌 글리콜 페닐 에테르, 설폰산염 크실렌 나트륨 및 액체의 다양한 조합을 나타낸다. 도 1의 영역(B)은 깨끗한 단일상 영역을 생성하는 프로필렌 글리콜 페닐 에테르, 설폰산염 크실렌, 및 액체의 다양한 조합을 나타낸다. 도 1의 영역(C)은 중간 고형 상 영역이 형성될 때가지 깨끗한 지점을 넘어 프로필렌 글리콜 페닐 에테르 및 설폰산염을 가진 프로필렌 글리콜 페닐 에테르 및 액체의 혼합물을 보다 적정하므로써 형성된다. 도 1의 단일상 등방성의 영역은 본 발명의 실시에 적절히 사용될 수도 있는 프로필렌 글리콜 페닐 에테르, 설폰산염 크실렌 나트륨, 및 액체의 조성물을 지시한다. 본 발명의 영역 밖의 잉크 전달체를 나타내는 영역(C)에 의하여 조성물이 지시된다.

이 예의 잉크 젯용 잉크 조성물은 도 1의 영역(B)의 단일상의 등방성의 영역내에 있다. 특히, 이 잉크 조성물의 전달체는 전체 잉크 전달체의 퍼센테이지에 따라 약 10 wt％프로필렌 글리콜 페닐 에테르, 약 13 wt％ 설폰산염 크실렌 나트륨, 및 균형 액체를 함유한다. 도 1의 지점(D)은 삼차원의 상 다이아그램의 깨끗한 단일상 영역(B) 내에 있는 이 예시된 잉크 조성물의 전달체를 지시한다.

이 예시된 잉크 젯용 잉크 조성물은 300 dpi 용해도에서 45 피콜리터 낙하 체적 펜을 사용하여 평면 종이에 인쇄된다. 잉크는 평면 종이에 충격을 받자마자 동시에 건조된다. 비교하여, 잉크 젯용 잉크 조성물이 2-피롤리돈과 같은 수용성 복합 용액을 가지며 유한한 신속히 측정가능한 건조 시간을 나타내며 평면 종이에 인쇄하는 경우 번짐 제어 결핍이 공지되어 있다[예를 들면 본 출원과 동일한 출원인으로 지정되어 있는 서라지 힌다골라(Suraj Hindagolla et al)등의 음이온의 물감을 함유한 두개 이상의 카르복시기 집단의 신규한 연속물로 제조된 물을 통과시키지 않는 잉크(Waterfast Ink Formulations with a Novel Series of Anionic Dyes Containing Two or More Carboxyl Groups) 제목의 미국 특허 제 4,963,189 호에 개시]. 더욱이, 전술한 예의 잉크는 이른바 호스타핀 그린의 상이한 안료이지만, 독자적인 전달체의 다른 잉크에 이어 인쇄되는 경우, 범짐은 제어된다.

따라서, 본 발명에 따라 제조된 잉크 젯용 잉크 조성물은 번짐이 제어되며 잉크 젯 프린터에 의하여 인쇄되자마자 빠른 건조 시간을 나타냄이 증명된다.

본 발명의 잉크 젯용 잉크 조성물과 번짐 제어 및 본 명세서에 개시된 바와 같은 잉크 젯용 잉크 인쇄에서의 건조 시간 감소를 위한 방법은 잉크 젯 인쇄의 상업적인 사용의 발견이 기대된다.

따라서, 잉크 젯 인쇄에서의 번짐 제어 및 건조 시간 감소의 방법 뿐만 아니라 수성 안료 산포제계 잉크 젯용 잉크 조성물이 개시되어 있다. 당해 업계의 숙련자에게는 분명한 자연의 다양한 변경 및 수정이 본 발명의 정신을 벗어남이 없이 이루어질 수도 있음이 분명해질 것이며 모든 이러한 변경 및 수정은 첨부된 청구 범위에 의하여 규정된 바와 같은 본 발명의 영역 내에 속하도록 간주된다.

본 발명은 잉크 젯용 잉크 인쇄에서의 건조 시간 감소시킬 수 있으며, 수성 안료 산포제계 잉크 젯용 조성물을 제공하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 적어도 하나의 수성 안료 산포제; 및

   마이크로감광유제(microemulsion)를 포함하며,

   상기 마이크로감광유제는, 적어도 하나의 비수용성 유기체 합성물과, 적어도 하나의 향수성 앰피필(amphiphile)과, 물을 포함하며,

   상기 향수성 앰피필은 상기 마이크로감광유제에 상기 적어도 하나의 비수용성 유기체 합성물을 용해하기에 충분한 양이 제공되고;

   상기 비수용성 유기체 합성물은 비수용성 모노글리콜 에테르, 비수용성 폴리글리콜 에테르, 비수용성 모노글리콜 페닐 에테르, 비수용성 폴리글리콜 페닐 에테르, 비수용성 알코올, 비수용성 모노글리콘 에스테르, 비수용성 폴리글리콜 에스테르,비수용성 테르펜, 비수용성 페놀, 비수용성 알데히드 및 케톤; 및 비수용성 탄화 수소로 이루어진 그룹중에서 선택되는 안료계 잉크 젯용 잉크 조성물.
2. 적어도 하나의 수성 안료 산포제; 및

   마이크로감광유제(microemulsion)를 포함하며,

   상기 마이크로감광유제는, 적어도 하나의 비수용성 유기체 합성물과, 적어도 하나의 향수성 앰피필(amphiphile)과, 물을 포함하며,

   상기 향수성 앰피필은 상기 마이크로감광유제에 상기 적어도 하나의 비수용성 유기체 합성물을 용해하기에 충분한 양이 제공되고;

   상기 적어도 하나의 향수성 앰피필은 (a) 벤조산, 살릭실산, 벤조 설폰산, 본제 디설폰산, 톨루엔 설폰산, 크실렌 설폰산, 쿠메네 설폰산, 시메네 설폰산, 신나믹산, 옥탄 설폰산, 헥산 설폰산, 부탄 설폰산 및 데칸 설폰산의 염과; (b) p-아미노 벤조산 염산염 프로카인, 카페인과; 알킬피리디움, 알킬트리메킬 암모늄, 벤질트리알킬(C1 내지 C4) 암모늄 및 페닐트리메틸 암모늄 양이온의 염과; (c) 레조로시놀 및 파이로갈롤로 이루어진 그룹중에서 선택되는 안료계 잉크 젯용 잉크 조성물.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 적어도 하나의 비수용성 유기체 합성물은 모노에틸렌 글리콜 페닐 에테르, 폴리에틸렌 글리콜 페닐 에테르, 모노프로필렌 글리콜 페닐 에테르, 폴리프로필렌 글리콜 페닐 에테르, 에틸렌 글리콜 에스테르, 프로필렌 글리콜 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜 에스테르, 폴리프로필렌 글리콜 에스테르, 톨루엔, 크실렌, 나프탈렌, 페나트렌, 벤질 알코올, 알파-테르피네올, 시트로넬랄, 하이드록시 시트로넬랄, 시클로헥실 메탄올, 시클로헥산온 및 그 알킬(C1 내지 C8) 유도체, 시클로헥산올 및 그 알킬(C1 내지 C8) 유도체, 시클로펜탄온 및 그 알킬(C1 내지 C8) 유도체, 시클로펜탄올 및 그 알킬(C1 내지 C8) 유도체, 유지놀, 1-헵탄올, n-헥사놀, 2-헥사놀, n-펜탄올, 신남일 알콜, 신남알데히드, m-크로졸, 3-페닐-1-프로판놀 및 살리실알데하이드로 이루어진 그룹중에서 선택되는 안료계 잉크 젯용 잉크 조성물.