KR19980032236A - 잉크젯 인쇄용 내광성 잉크 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 약 10 내지 약 40 중량%의 하나 이상의 유기 용매; 및 임의로 계면활성제, 완충제, 살생물제 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 독립적으로 선택된 약 5 중량% 이하의 첨가제를 포함하는, 비히클(vehicle)에 사용하기 위한 수성 잉크에 관한 것이다. 잉크는 약 1 내지 약 10 중량%의 반응성 검정 31 염료(Reactive Black 31 dye)의 가수 분해된 형태, 즉 비닐 설폰 형태와 에틸 하이드록시 형태중 하나 또는 두가지 모두를 포함한다. 안정화된(pacified) 반응성 검정 31을 사용해서 제조한 잉크젯(inkjet) 잉크는 다양한 인쇄 매체에 대해 향상된 내광성과 신뢰할만한 잉크젯 펜의 성능을 제공한다.

Description

잉크젯 인쇄용 내광성 잉크
본 발명은 잉크젯 프린터의 잉크 조성물, 및 더 구체적으로는 신뢰할만한 잉크젯 펜 성능을 가지는 내광성 잉크 조성물에 관한 것이다.
잉크젯 인쇄 방식의 사용은 최근 급속히 늘어나고 있다. 이러한 성장은 인쇄 해상도 및 전체적인 인쇄질이 뚜렷이 개선되면서 가격이 격감되었기 때문이다. 오늘날의 잉크젯 프린터는 수년전 사용했던 동등한 상품에 비해 훨씬 낮은 가격으로 산업용, 상업용, 사무용 및 가정용 용도에 허용가능한 인쇄질을 제공하고 있다.최근의 성공에도 불구하고 잉크젯 상의 내광성을 향상시키기 위해 집중적인 연구과 개발 노력이 계속되고 있다. 일반적으로, 잉크젯 상의 내광성은 전자 사진이나 사진 요판 인쇄와 같은 다른 기술로 제조된 상에 비해 아직은 떨어진다. 잉크젯 인쇄에 대한 요구가 계속됨에 따라, 합리적인 가격으로 고품질의 내광성 상을 산출할 수 있는 신뢰할만한 프린터 개발이 요구되고 있다.
잉크젯 상은 프린트헤드(printhead)라고 공지되어 있는 액적 발생 장치로부터 인쇄 매체로 세밀한 방식의 점(dot)을 분사하여 형성한다. 전형적인 잉크젯 프린트헤드는 일련의 세밀하게 형성된 노즐을 포함하고 있으며 이러한 노즐은 노즐판에 위치하고 잉크젯 프린트헤드 지지체에 부착되어 있다. 지지체는 일련의 분사실(firing chamber)을 가지고 있으며 이 분사실은 하나 이상의 잉크통과의 유체연통에 의해 액상 잉크(용매에 용해되거나 분산된 색소)를 받는다. 각 분사실은 분사 레지스터(resistor)라고 공지된 박막 레지스터를 포함하고 있으며 이 레지스터는 노즐의 반대편에 위치하고 있어서, 분사 레지스터와 노즐 사이에 잉크가 모일 수 있다. 특히, 각 레지스터 소자는 전형적으로 저항성 물질의 패드로서 크기가 약 35㎛×35㎛이다. 프린트헤드는 프린트 카트리지(cartridge)(예: 잉크젯 펜)로 지칭되는 외부 포장재에 의해 고정되고 보호된다.
특정 레지스터 소자에 전압이 가해지면, 잉크 액적이 노즐을 통해서 종이, 투명 필름 등의 인쇄 매체로 분사된다. 잉크 액적의 분사는 전형적으로 마이크로프로세서(microprocessor)의 통제하에 이루어지고 이때 마이크로프로세서의 신호는 전기 추적에 의해 레지스터 소자에 전달되고 이로써 인쇄 매체에 수문자 및 다른 문자들을 형성하게 된다.
전형적으로 직경이 30 내지 40㎛인 노즐을 오랫동안 사용하기 위해서는 잉크가 노즐을 막지 않아야 한다. 더구나, 상업적으로 실용적인 잉크 카트리지의 수명 동안, 수 백만의 분사를 견디어야만 하는 레지스터 소자는 반복적인 분사로 인해 막히고 펜의 성능이 떨어질 수 있다. 이러한 레지스터 소자 위의 잔류물 축적은 잉크젯 프린터에서만 나타나며 이는 코가화(kogation)로 공지되었고 레지스터 표면의 잔류물(코가)의 축적으로 정의된다. 잉크 조성물은 인쇄 매체, 특히 종이와 상호 작용하여, 심하게 퍼지는 현상과 그로 인해 인쇄 질이 떨어지는 것과 같은 현상 없이 종이에 스며들 수 있어야 한다. 또한, 시간이 경과해도 인쇄된 상이 원상태를 유지하기 위해서, 착색제가 내광성인 것이 중요하다. 상기에서 언급한 특성을 하나 이상 갖는 잉크는 공지되어 있다.
그러나, 상술한 바람직한 특성을 모두 갖는 잉크 조성물은 거의 공지되어 있지 않은데, 이는 한가지 특성을 개선시키면 다른 특성이 감소되기 때문이다. 예를 들어, 미국 특허 제 4,694,302 호와 제 5,062,892 호에는 검정색 잉크젯 잉크에 사용하기 위한 식품용 검정 2(Food Black 2)와 ICI(현재는 제네카(Zeneca)) 286/287과 같은 염료를 개시하고 있다. 상기 잉크는 과거에는 사용되었으나, 상당히 불량한 내광성을 보였고, 잉크젯 펜(프린트 카트리지)의 성능이 감소되는 것에 비해 내광성의 개선 정도는 낮았다.
그러므로, 상업적으로 사용되는 다수의 잉크를 보면, 내광성 및 펜 성능과 같은 각 성능 특성에 대해 적어도 적절하게 반응하는 잉크를 얻고자 하는 시도의 절충 결과를 나타낸다. 이들 잉크의 어떤 것도 뛰어난 내광성과 허용할 수 있는 펜 성능을 함께 제공하지는 않는다.
따라서, 개선된 특성을 가지며 한 특성을 개선시키기 위해 다른 특성이 손상되지 않는 잉크 배합물의 개발이 계속되고 있다. 그러므로, 펜 성능 및 작업신뢰성을 해치지 않고 잉크젯 인쇄의 내광성을 향상시키려는 노력이 계속되고 있다.
본 발명의 목적은 펜 성능 및 작업신뢰성을 해치지 않으면서 잉크젯 인쇄의 내광성을 향상시킬 수 있는 잉크 배합물을 개발하는 것이다.
도 1은 다른 잉크와 비교한, 본 발명의 잉크에 대한 길버트 본드지(Gilbert Bond paper)의 상대적인 광퇴색율 대 염료 첨가량(최대 UV-vis 흡광도)의 도표이며, 이는 본 발명의 결과로서 광퇴색율의 개선을 나타낸다.
도 2는 다른 잉크와 비교한, 본 발명의 잉크에 대한 휴렛트-팩카드 프리미엄 잉크젯 용지(Hewlett-Packard Premium Ink-Jet Paper)의 상대적인 광퇴색율 대 염료 첨가량(최대 UV-vis 흡광도)의 도표이며, 이는 본 발명의 결과로서 광퇴색율의 개선을 나타낸다.
도 3은 다른 잉크와 비교한, 본 발명의 잉크에 대한 휴렛트-팩카드 프리미엄 잉크젯 광택 용지(Hewlett-Packard Premium Ink-Jet Glossy Paper)의 상대적인 광퇴색율 대 염료 첨가량(최대 UV-vis 흡광도)의 도표이며, 이는 본 발명의 결과로서 광퇴색율의 개선을 나타낸다.
도 4는 첫번째 비작용 노즐 발생에 걸리는 시간 대 잉크 종류의 도면이고 이는 다른 잉크와 비교할 때 본 발명의 잉크에 대한 단기간 비작동 성능(short term decap performance)을 예시하며, 본 발명의 결과로서 노즐이 견딜 수 있는 비-분사 시간이 증가하였음을 보여준다.
도 5는 노즐의 회복율 대 잉크의 종류에 대한 도면이고 이는 다른 잉크와 비교하여 본 발명의 잉크를 3일 저장한 후의 회복도를 나타내며 본 발명의 결과로서 노즐 회복도의 증가를 나타낸다.
도 6은 다른 잉크와 비교한, 본 발명의 잉크에 대한 내광성(평균 상대적인 광퇴색율 %), 단기간 비작동 성능(첫번째 비작용 노즐 발생에 걸리는 시간), 및 저장후 노즐의 회복도(저장 후 노즐 회복율 %)를 요약한 도면이고 이는 본 발명의 결과로서 광퇴색율 및 펜 성능의 개선을 나타낸다.
본 발명은 다양한 보통 종이 및 코팅지(coated paper)와, 다른 인쇄 매체에 대한 잉크젯 인쇄 방법에 특히 적절한 검정 잉크에 관한 것이다. 상기 잉크는 다양한 인쇄 매체 및 염료 첨가량에 대해 우수한 내광성을 보인다. 또한, 펜 성능을 해치지 않고 내광성이 향상된다. 본 발명의 잉크는 하기 화학식 1의 염료 또는 그의 혼합물을 포함한다:
상기 식에서, X는 -CH2-CH2-O-H 또는 -CH2=CH2이다.
본 발명의 수성 잉크는 염료 약 1 내지 약 10 중량%; 하나 이상의 유기 용매 약 10 내지 약 40 중량%; 및 임의로 계면활성제, 완충제, 살생물제, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 독립적으로 선택된 첨가제 약 5 중량% 이하를 포함한다.
본원에 기술된 발명은, 캘리포니아주 팔로 앨토 소재의 휴렛트-팩카드 캄파니(Hewlett-Packard Company)에서 제조한 데스크젯(DESKJET, 등록 상표) 프린터와 같은 시판중인 프린터; 및 시판중인 다른 가정용 또는 사무용 잉크젯 프린터의 잉크로 사용되는 특정한 검정 염료의 가수분해된 형태에 관한 것이다. 잉크젯 잉크 조성물의 가수분해된 염료를 사용하면 펜의 작업신뢰성 및 성능을 해치지 않고 내광성있는 상을 산출할 수 있다.
반응성 검정 31 염료(RB31)는 내광성 염료로서, 화학식 2와 같은 반응성 형태는 잉크젯 잉크 조성물에 사용하기에는 적절하지 않다.
중성 pH에서, 상기 반응성 염료는 불안정하고(즉, 시간이 지남에 따라 가수분해됨), 그 결과 잉크는 낮은 pH를 나타내고 설페이트 이온이 증가된다. 이러한 가수 분해는 잉크를 함유하는 잉크젯 프린트 카트리지의 작업신뢰성에 부정적인 영향을 미치고 이는 도 4 및 도 5의 성능 결과에 나타나 있다. 화학식 1을 함유하는 본 발명에 유용한 염료는 화학식 2의 반응성 염료를 안정화시켜 준비할 수 있다. 안정화된 RB31(PRB 31)의 두가지 형태, 즉 비닐 설폰 형태와 에틸 하이드록시 형태는 두가지 모두 잉크젯 인쇄에 사용하기에 적절하며 RB31의 내광성을 유지하는데, 이는 안정화 공정이 발색단에 영향을 미치지 않기 때문이다. 본 발명의 수성 잉크는 염료 약 1 내지 약 10 중량%; 하나 이상의 유기 용매 약 10 내지 약 40 중량%; 및 임의로 계면활성제, 완충제, 살생물제 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹에서 독립적으로 선택된 첨가제 약 5 중량% 이하를 포함한다.
염료
반응성 검정 31 염료(RB31)는 훽스트 케미칼 캄파니(Hoechst Chemical Company)와 바이엘(Bayer)과 같은 판매사에서 레마졸 검정 RL 반응성 검정 31(Remazol Black RL Reactive Black 31)로 시판중이다. RB 31염료는 알카리 금속(Na, K, 또는 Li) 또는 아민과 같은 염의 형태일 수 있다. 이러한 염 형태중 몇몇(예: Na 염)은 시판중이다. 다른 염의 형태는 널리 공지된 방법으로 제조할 수 있다.
본 발명의 염료는 염료 RB31를 널리 공지된 안정화 방법으로 안정화시켜 제조한다. 반응성 검정 31의 수용액을 제조하여 안정화 공정을 달성한다. 수용액을 60℃로 가열한다. 충분한 양의 수산화 나트륨을 첨가하여 염료를 가수분해하면 용액의 pH는 약 8 내지 약 12로 들게 된다. 용액에 수산화 나트륨을 더 이상 첨가해도 용액의 pH는 상기 범위로 유지된다. 가수분해를 완전히 마친 후에, 염산을 사용하여 용액의 pH를 약 7까지 낮춘다. 반응중에 생성된 설페이트 이온과 공정중에 첨가한 클로라이드 및 나트륨 이온은 역삼투나 다른 통상적인 방법에 의해 선택적으로 제거할 수 있다. 본 발명의 잉크는 바람직하게는 설페이트 이온 약 1중량% 미만을 함유한다. 더 바람직하게는, 잉크는 설페이트 이온 약 1000ppm 이하를 함유하고 가장 바람직하게는 설페이트 이온 약 100ppm 이하를 함유한다. 생성된 안정화된 염료 용액은 가수 분해된 형태, 즉 비닐 설폰 형태와 에틸 하이드록시 형태중 하나 또는 두가지 모두를 함유할 것이다. PRB 31의 두가지 가수분해된 형태는 내광성을 나타내고 작업신뢰성있는 잉크젯 잉크를 제조하기에 적절하다.
유기 용매
본 발명의 잉크는 하나 이상의 유기 용매를 약 10 내지 약 40 중량%로 포함한다. 더 바람직하게는, 잉크는 하나 이상의 유기 용매 약 15 내지 약 30 중량%를 포함하고 가장 바람직하게는 하나 이상의 유기 용매 약 20 내지 약 25 중량%를 포함한다.
본 발명의 잉크젯 조성물에 사용하기에 적절한 수용성 유기 용매로는 질소-함유 헤테로 환상 케톤(예: 2-피롤리돈, N-메틸-피롤리드-2-온(NMP), 1,3-디메틸이미다졸리드-2-온, 및 옥틸-피롤리돈), 디올[예: 에탄디올(예컨대, 1-2-에탄디올), 프로판디올(예컨대, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 2-에틸-2-하이드록시메틸-1,3-프로판디올, 에틸하이드록시-프로판디올(EHPD), 부탄디올(예컨대, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올), 펜탄디올(예컨대, 1,5-펜탄디올), 헥산디올(예컨대, 1,6-헥산디올, 2,5-헥산디올), 헵탄디올(예컨대, 1,2-헵탄디올, 1,7-헵탄디올), 옥탄디올(예컨대, 1,2-옥탄디올, 1,8-옥탄디올)]; 및 잉크젯 잉크에 일반적으로 사용되는 글리콜 에테르 및 티오글리콜 에테르[예: 폴리알킬렌 글리콜(예컨대, 폴리에틸렌 글리콜(예컨대, 디에틸렌 글리콜(DEG), 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜)), 폴리프로필렌 글리콜(예컨대, 디프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜, 테트라프로필렌 글리콜), 중합체성 글리콜(예컨대, PEG 200, PEG 300, PEG 400, PPG 400) 및 티오디글리콜]과 같은 화합물 중 임의의 것이나 둘 이상의 혼합물을 들 수 있다. 바람직하게는 본 발명의 실시에 1,5-펜탄디올, 2-피롤리돈, NMP, DEG, 및 EHPD를 사용하며, 1,5-펜탄디올, 2-피롤리돈 및 에틸하이드록시-프로판디올이 가장 바람직하다(바람직하게는 약 1:1:1의 비).
계면활성제
본 발명의 잉크는 임의로 계면활성제 약 5 중량% 이하를 함유한다. 더 바람직하게는 계면활성제 약 1 내지 약 4 중량% , 가장 바람직하게는 약 2 내지 3 중량%를 포함한다.
본 발명의 실시에 있어서, 이급 알콜 에톡실레이트는 인쇄 매체로 잉크의 침투를 증가시켜 색의 번짐을 막아준다. 이급 알콜 에톡실레이트는 비이온성 계면활성제이고, 예를 들어 텍사스주 휴스톤 소재의 유니온 카바이드 캄파니(Union Carbide Co.)로부터 털지톨(TERGITOL) 15-S-3 및 털지톨 15-S-7과 같은 털지톨 시리즈로서 구입할 수 있다.
이급 알콜 에톡실레이트는 (a) 쇄내에 명시된 수의 탄소를 함유하는 지방족 쇄와 (b) 명시된 수의 에톡실레이트화 단위를 함유한다. 이들 에톡실레이트는 상업적인 에톡실레이트 혼합물로서 시판중이고, 이들은 주어진 화합물의 우세한 형태로 표시되어 있다. 본 발명의 실시에 적절하게 사용되는 이급 알콜 에톡실레이트는 주로 지방족 쇄내에 탄소 원자 약 12 내지 약 18 개를 함유하고, 에톡실레이트 단위의 수는 주로 약 4 내지 약 8개이다. 따라서, 털지톨 15-S-7은 주로 지방족 쇄내에 약 15개의 탄소와 약 7개의 에톡실레이트 단위를 함유하는 이급 알콜 에톡실레이트 계면활성제를 나타낸다. 털지톨 15-S-7 및 털지톨 15-S-5가 바람직한 계면활성제이고, 털지톨 15-S-7이 가장 바람직하다.
완충제
본 발명의 잉크는 임의로 완충제 약 5 중량% 이하를 포함한다. 더 바람직하게는 잉크는 완충제 약 1 중량% 이하를 포함하고, 약 0.5 중량% 이하의 농도가 가장 바람직하다.
pH를 조절하기 위해서 본 발명의 실시에 사용되는 완충제는 유기성 생물학적 완충제, 또는 인산 나트륨과 같은 무기 완충제이다. 또한, 사용된 완충제는 본 발명의 실시 중에 약 6 내지 약 9, 바람직하게는 약 6.5 내지 약 8, 가장 바람직하게는 약 6.7 내지 약 7.1의 pH를 제공하여야 한다. 바람직하게 사용되는 유기 완충제의 예로는 위스콘신주 밀워키 소재의 알드리흐 케미칼(Aldrich Chemical)과 같은 회사에서 구입할 수 있는 트리즈마(Trizma) 염기, 4-모폴린에탄설폰산(MES) 및 4-모폴린프로판설폰산(MOPS)를 들 수 있다. 가장 바람직하게는 본 발명의 실시에 MES를 사용한다.
살생물제
분 발명의 잉크는 임의로 살생물제 약 5중량% 이하를 함유한다. 더 바람직하게는 잉크는 약 1 중량% 이하의 살생물제를 포함하고 약 0.2 중량% 이하의 농도가 가장 바람직하다.
본 발명의 실시에 사용할 수 있는 잉크젯 잉크에 일반적으로 사용되는 살생물제로는 할스 아메리카(Hals America, 뉴저지주 피스카타웨이 소재)에서 구입한 뉴오셉트(NUOSEPT) 95, 델라웨어주 윌밍톤 소재의 제네카(Zeneca)에서 구입한 프록셀(PROXEL) GXL 및 뉴저지 바운드 브룩 소재의 유니온 카바이드 캄파니에서 구입한 글루탈알데하이드(상품명 어카사이드(UCARCIDE) 250)를 들 수 있다. 프록셀 GXL이 바람직한 살생물제이다.
실시예
비히클(vehicle)이 하기 중량%의 조성물로 이루어진 잉크를 제조하였다.
1,5-펜타디올 8%
EHPD 7.5%
2-피롤리돈 7.5%
털지톨 15-S-7 2.2%
MES 0.2%
pH 6.0-6.5
물 잔여량
표 1은 상기 비히클과 다양한 염료를 혼합하여 제조한 상이한 검정 잉크 세트를 나타낸다.
평가한 잉크 세트
잉크 세트 검정 염료
1 나트륨-반응성 검정 31
2 안정화된 반응성 검정 31
3 식품용 검정 2(바이엘(Bayer))
4 나트륨-286/287(제네카 색소)
5 NH4-286/287(제네카 색소)잉크 검정 라스 액체 PF075(산도즈(Sandoz)의 황 검정(Sufur Blacks))
6 듀아신(Duasyn) 검정 S-SF VP 2086(훽스트의 황 검정)
사용한 염료는 반응성 검정 (RB31) 염료와 안정화된 반응성 검정 (PRB31)를 포함한다. 각 잉크 세트는 다섯 가지의 다른 염료 첨가량: 0.1, 0.15, 0.2, 0.25 및 0.3을 이루어지고 이는 1:10,000로 희석시켜 최대 UV-vis 흡광도로 결정하였다. 본 발명의 잉크의 장점을 평가하고 비교하기 위해서, 다른 검정 염료를 사용하는 추가의 잉크를 준비하였다. 이들 추가의 검정 잉크는 시판중인 잉크젯 프린터에서 사용되거나 또는 허용할만한 내광성을 보유하고 있는 검정 염료이다. 황 검정, PF075 및 S-SF VP 2162는 단지 첨가량이 0.15인 한가지 경우만 제조하였다.
평가
본 발명의 실시로 달성한 이익을 측정하기 위해 배합된 잉크의 세가지 다른 성질, 즉 (a) 다양한 인쇄 매체 및 염료 첨가량에서의 광퇴색율; (b) 단기간 비작동 성능 및 (c) 저장후의 노즐 회복 성능을 잉크젯 펜의 신뢰도와 성능의 척도로서 측정하였다.
광퇴색율
표 2에 기재되어 있는 종이에서 배합된 잉크의 광퇴색율을 측정하였고 도 1 내지 도 3에 보고하였다. 원래 형태의 반응성 검정 31의 내광성 특징은 안정화된 형태의 경우와 동일하기 때문에, 내광성에 대하여 평가하지 않았다(즉, 가수분해 반응은 발색단에 영향을 주지 않음). 두가지 황 염료(PF075 및 S-SF VP 2162)의 광퇴색율은 염료 첨가량이 0.15인 한가지 경우에서만 측정하였다.
광퇴색율 평가에 사용한 종이
종이 종이 종류
1 길버트 본드지(미드(Mead)의 본드지)
2 휴렛트-팩카드 프리미엄 잉크젯 용지, 고유 번호 51634Y
3 휴렛트-팩카드 프리미엄 잉크젯 광택 용지, 고유 번호 C3836A
광퇴색율은 댜양한 잉크/염료 첨가량/매체 조합에 대하여 휴렛-팩커드 데스크젯 660C 프린터와 휴렛트-팩카드 프린트 카트리지(잉크젯 펜) 고유 번호 51649A를 사용하여 두장씩 인쇄하여 측정하였고 상기 프린트와 카트리지는 캘리포니아주 팔로 앨토 소재의 휴렛-팩커드 캄파니에서 시판중이다. 프린트 견본중의 하나는 어두운 곳에 두고 다른 하나는 아틀라스 페이드-오미터(Atlas Fade-ometer)를 사용하여 사무실 빛의 일년치와 동일한 양에 노출시켰다. 두 종이 위의 잉크의 광학농도(OD)를 표준 색 측정법을 사용하여 멕베쓰 농도계(뉴욕주 소재의 콜모겐 인스트루먼트 코포레이션(Kollmorgen Instruments Corporation)의 멕베쓰 디비젼(MacBeth Devision)에서 제조함)로 측정하였다. 각 견본의 상대적인 광퇴색율은 하기 식으로 계산하였다:
((퇴색전의 OD-퇴색 후의 OD)/(퇴색전의 OD))×100.
광퇴색율 수치는 최소가 되는 것이 바람직하다. 도 1 내지 도 3의 측정치가 보여주는 것과 같이, 본 발명에 따라 배합된 각 잉크는 상당히 낮은 광퇴색 수치를 보인다. 본 발명의 잉크는 매체 세트에 걸쳐 향상된 내광성(낮은 광퇴색율)를 보임을 알아야 한다. 또한, 본 발명의 잉크는 다양한 잉크 첨가량에 대해서 향상된 내광성을 보여준다. 상기 두 특징, 즉 매체 세트와 첨가량에 걸쳐 보여지는 내광성의 향상은 잉크젯 인쇄 장치를 디자인하는데 중요하다. 예를 들면, 전자의 특징은 허용할 수 있는 매체의 범위를 확장할 수 있으며, 후자의 특징은 보다 적은 염료 첨가량을 요구하는 잉크젯 인쇄 장치로도 본 발명의 잉크의 향상된 내광성을 보일 수 있다.
잉크젯 펜의 신뢰성
배합된 잉크를 캘리포니아주 팔로 앨토 소재의 휴렛트-팩카드 캄파니에서 구입한 잉크젯 프린트 카트리지(고유 번호 51649A)에 충진시켰다. 잉크가 충진된 모든 펜은 모든 노즐이 작업조건에 있음을 보장하기 위해서 시험하였다. 잉크는 휴렛트-팩카드 데스크젯 660C 프린터(데스크젯은 휴렛트-팩카드사의 상표이다)를 사용해서 본드지에 인쇄하였다. 잉크가 충진된 각 펜의 작업신뢰성은 두가지 시험, 즉, 단기간 비작동 성능 및 저장후의 노즐의 회복 성능에 의해 결정하였다.
단기간 비작동 성능
본 시험에서는 노즐이 결함없이 견딜 수 있는 비작동 기간을 측정했다. 잉크가 충진된 펜을 프린터내에 장착하고 이미 결정된 인쇄 양식에 따라서 화일 인쇄(print file)를 인쇄하게 하였다. 화일 인쇄는 연속적인 잉크 방울 분사 사이에 노즐이 예정된 시간 동안 잠깐 멈추도록 설정되었다. 인쇄된 노즐 방식을, 약하거나, 방향이 잘못되거나 또는 없어진 노즐과 같은 결점들에 대해 검사하였다. 단기간 비작동이란 노즐이 결점없이 분사 레지스터 사이에서 견딜 수 있는 최장의 비작동 시간을 의미한다. 노즐이 레지스터 분사 사이의 장기간의 경과 시간을 견디는 것이 바람직하다. 결과는 도 4에 나타냈다. 알 수 있듯이, PRB-31은 식품용 검정 2 및 나트륨-286/287과 같은 두가지 다른 잉크에 대해 40초의 단기간 비작동 성능을 보였다.
저장후의 노즐 회복 성능
본 시험은 긴 시간동안 노즐을 사용하지 않은 후, 노즐의 회복도를 측정하는 것이다. 잉크가 충진된 펜을 프린터밖에서 3일동안 방치하였다. 노즐은 마개를 벗기고 주위 대기에 노출해 놓았다. 잉크가 충진된 펜은 예정된 화일 인쇄를 인쇄하였다. 프린터 밖에서 마개를 제거한 상태로 3일이 지난 후에, 펜 레지스터를 5000회 분사시킨 후의 회복된 노즐의 비율을 측정하였다. 노즐은 종이위에 인쇄된 노즐 진단 양식의 적당한 위치에 적당한 크기의 액적을 분사하면 회복되는 것으로 간주하였다. 노즐 회복 결과는 도 5에 나타냈다. 노즐의 100%가 회복되는 것이 바람직하다. 도 5의 수치에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따라 배합된 잉크는 각각 식품용 검정 2 및 S-SF VP 2162에 비해 상당히 높은 회복도를 보인다. 또한, 도 5의 자료에서 알 수 있듯이, RB31은 매우 불량한 성능을 보였다.
도 6은 다른 잉크와 비교한, 본 발명의 잉크의 내광성(평균 상대적인 광퇴색율 %), 단기간 비작동 성능(첫번째 비-작용 노즐 발생에 걸리는 시간), 및 저장후의 노즐의 회복 성능(저장후 노즐 회복율 %)을 나타내고 있고 이는 본 발명의 결과로서 광퇴색율과 펜 작동이 함께 향상되었음을 보여준다. 알 수 있듯이, 본 발명에 따라 제조된 잉크에서만 내광성과 펜의 작업신뢰성의 이점이 둘다 있었다. Y축에 붙여진 백분율은 평균 상대적인 퇴색율 % 및 저장후 노즐 회복율 %을 나타내고 Y축에 붙여진 초란 첫번째 비작용 노즐 발생에 걸리는 시간을 나타낸다.
본 발명의 잉크를 사용하여 인쇄된 상은 바람직하게는 약 40% 미만, 더 바람직하게는 30% 미만, 가장 바람직하게는 20% 미만의 평균 광퇴색율을 나타낸다. 또한, 본 발명의 잉크는 바람직하게는 단기간 비작동 성능이 15초보다 길고, 더 바람직하게는 25초보다 길고, 가장 바람직하게는 35초보다 길다. 또한, 본 발명의 잉크는 바람직하게는 저장후의 노즐의 회복도가 약 30%보다 크고, 더욱 바람직하게는 60%보다 크고, 가장 바람직하게는 90%보다 크다.
본 발명의 장점은 펜의 작업신뢰성과 광퇴색율 자료를 함께 고려하면 명백해진다. 본원에서 제시한 결과들은 본 발명에 따라 제조된 잉크만이 내광성과 펜의 작업신뢰성의 두 장점을 가짐을 나타낸다. 또한, 내광성은 다양한 매체와 상이한 염료 첨가량에 걸쳐, 특히 낮은 염료 농도에서 나타났다.
본 발명에 따라서 제조된 잉크에서만 내광성과 펜의 작업신뢰성이 둘다향상되는 효과를 보였다.

Claims (14)

  1. 하기 화학식 1의 염료 또는 그의 혼합물 약 1 내지 약 10 중량%를 포함하는 잉크젯(inkjet) 잉크 조성물:
    화학식 1
    상기 식에서, X는 -CH2-CH2-O-H 또는 -CH2=CH2이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 염료의 농도가 약 5 내지 약 10 중량%인 잉크 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 염료의 농도가 약 7 내지 약 10 중량%인 잉크 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    설페이트 이온 약 1 중량% 미만을 함유하는 잉크 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    설페이트 이온 약 1000ppm 미만을 함유하는 잉크 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    설페이트 이온 약 100ppm 미만을 함유하는 잉크 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    유기 용매 약 10 내지 약 40 중량%; 및 임의로 계면활성제, 살생물제, 완충제 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 독립적으로 선택된 첨가제 약 5 중량% 이하를 추가로 포함하는 잉크 조성물.
  8. 하기 화학식 1의 염료 또는 그의 혼합물 약 1 내지 약 10 중량%를 포함하는 잉크젯 잉크를 제공하는 단계를 포함하는, 잉크젯 프린터를 사용하여 내광성이 향상된 잉크젯 상을 인쇄하는 방법:
    화학식 1
    상기 식에서, X는 -CH2-CH2-O-H 또는 -CH2=CH2이다.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 염료의 농도가 약 5 내지 약 10 중량%인 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 염료의 농도가 약 7 내지 약 10 중량%인 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 잉크가 설페이트 이온 약 1 중량% 미만을 함유하는 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 잉크가 설페이트 이온 약 1000ppm 미만을 함유하는 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 잉크가 설페이트 이온 약 100ppm 미만을 함유하는 방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 잉크가 유기 용매 약 10 내지 약 40 중량%; 및 임의로 계면활성제, 살생물제, 완충제 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 독립적으로 선택된 첨가제 약 5 중량% 이하를 추가로 함유하는 방법.
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