KR20020079658A - 잉크젯용 염료잉크의 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아조계염료 2.5-3중량부, 안료 0.5-1.5, 지연제 4-15중량부, 보습제 0.2-1중량부, 분산제 0.01-0.3중량부, 습윤제0.01~0.5중량부 및 기타 물로 조성된 잉크젯 잉크조성물에 관한 것이다.

Description

잉크젯용 염료잉크의 조성물{The composition of dyes-ink using ink-jet}

본 발명은 잉크젯용 염료잉크의 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세히 설명하면, 수성염료 잉크를 이용해 잉크젯 출력기, 예를 들면 써말, 피에조 방식의 시스템에 관계없이 높은 선명성과 내수성 특히 높은 내광성을 가진 잉크젯용 염료잉크의 조성물에 관한 것이다.

최근에는 잉크젯프린트 방식으로 현수막, 인화지, 팝(pop) 등 다양한 소지에 자유로운 이미지 연출을 할 수 있어 일상 생활에 널리 응용되고 있어 이에 따라 많은 종류의 소재가 개발하고 있어 왔다.

잉크젯프린트는 이미지를 생성하기 위해 잉크방울들이 작은 구멍으로부터 기재로 분사되는 충격이 없는 도트 매트릭스 프린트기술을 이용한 것이며, 프린트하고자 하는 이미지가 전자적으로 기호화되는 디지털프린트로서 프린트된 이미지에서 색이 표현되는 방식에 의해 구별되는 두가지 기본적인 형태의 디지털프린트방법이 현재 사용되고 있다.

첫 번째 방법은, 완전한 색 범위를 얻기 위해서 일반적으로 4개 내지 8개인 고정된 수의 기본색이 사용되는 프린트로서 서로 다르게 채색된 도트의 가시상태를 최소화하기 위한 디터링공정을 사용해서 이러한 다양한 양의 색 세트가 기재에서 결합된다.

두 번째 방법은 색 또는 스폿색을 사용하는 것으로서 원하는 색조를 만들고 다음으로 원하는 이미지를 만드는데 사용되는 잉크나 착색제의 선혼합이 필요하다.

이와 같이 잉크젯 기술을 사용하여 프린트하는 것이 속도와 다목적용도와 관련이 있으며, 잉크젯잉크는 색을 장식하기 위해서 뿐만 아니라 분사하기 위한 엄격한 요구사항 모두를 만족시켜야 한다.

낮은 점성도, 원하는 표면장력, 낮은 독성, 원하는 색상, 원하는 건조시간을 갖어야 하며, 잉크젯 잉크는 선택된 기재에 대한 결합과 고착이 또한 필요하다.

특히 잉크젯잉크는 일반적인 용도에 충분히 견딜 수 있도록 기재에 q nckr되어야 하며, 색이 바래지거나, 엷어지거나, 다른 기재에 물들거나, 건조한 클리닝 용매에 용해되어서는 안된다.

이러한 잉크젯 프린트에 사용되는 잉크조성물은 염료를 포함하며, 염료의 양은 인쇄에 필요한 밀도에 의해 결정되며, 일정 점도와 표면장력을 요구한다.

전형적인 잉크분사식 프린트에 사용하는 잉크조성물은 수용성 염료를 포함하며 이 수용성 염료를 적절한 점도와 표면 장력 및 색도를 가지면서 안정한 액상을 유지할 수 있도록 하기 위하여 통상 물과, 수불혼화성 유기용매 및 수용성염료로 이루어져 있다.

예를 들면 대한민국공개특허공보 공개번호 특2001-0014301호에는 내수성,내광성 및 광학밀도가 양호하고, 분해되지 않으며, 침전물이 형성되지 않는 모노아조염료를 함유한 잉크젯 잉크조성물이 기술되어 있고,

동 공보 공개번호 특1998-077883호에는 반응성염료와, 유기용매 및 증류수로 이루어진 잉크분사식 인쇄용 잉크조성물이 기재되어 있으며,

미국특허 제4,557,761호에는 나트륨, 칼륨, 리튬, 암모늄, 및 아민염과 같은 양이온과 슬폰산기를 염료중에 혼합시켜 수용성 염료의 용해도를 증가시키는 잉크조성물이 기재되어 있고,

미국특허공보 제5,1006,417호에는 안료를 분산시키기 위한 고분자량의 산 폴리아크릴수지성분이 있는 수용성 잉크가 기술되어 있으며, 미국특허공보 제5,624,485호에는 물을 수용하지 않는 기재상에 향상된 이미지 품질을 위한 소량의 중합체를 함유하는 수용성잉크가 기술되어 있고, 미국특허공보 제6,005,023호에는 측쇄형 중합체 분산제와 에멀션중합체를 함유하는 수용성잉크젯잉크가 기재되어 있으며,

일본특허공보 특허번호 62225577호에는 몰리에스테르 또는 폴리아미드로 구성된 중합체와 교차결합제를 포함하는 수용성잉크가 기술되어 있으나,

상기와 같은 종래의 잉크젯 잉크조성물은 염료를 이용해 이미지를 출력하면 색상이 뛰어나고 선명하여 상품가치가 월등하지만 염료가 가지고 있는 내수, 내광에 관한 문제 때문에 옥외용 소재로 사용할 수가 없다는 단점이 있어 사용할 수가 없었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 발색 해상도 내수성, 내광성이 우수하여 어떤 기종이나 이용할 수 있고 옥내 외를 가리지 않고 사용할 수 있는 아조계염료 2.5-3중량부, 무기안료 0.5-1.5, 지연제 4-15중량부, 보습제 0.2-1중량부, 분산제 0.01-0.3중량부, 습윤제0.01~0.5중량부 기타 물로 조성된 잉크젯 잉크조성물을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 아조계염료 2.5-3중량부, 안료 0.5-1.5, 지연제 4-15중량부, 보습제 0.2-1중량부, 분산제 0.01-0.3중량부, 습윤제0.01~0.5중량부 및 기타 물로 조성된 잉크젯 잉크조성물에 관한 것이다.

본 발명에서 사용되는 아조계 염료로는 직접염료, 산성염료, 매염염료, 염기성염료, 카치온염료, 분산염료 등이 있으며 본 발명에서는 글로블랙브이(Globlack V : C3OH24N4O8S2-2Na Mixture), 글로시아노(Glocyano : C32H14CuN8O6S2-2Na Mixture), 글로레드(Glored : C44H30Cl2N14O20S6 Mixture), 글로엘로우II (Gloyellow II : C39H34N10O13S4-4Na Mixture) 염료에서 선택된 어느 하나의 화합물을 사용했다.

본 발명의 안정성을 위해서 분산제로 알킬에스테르(Alkylester(Eo)n(PO)n), (n >1), 산화방지제로 2,2,4-트리메칠-1,2-디하이드로퀴놀린 (2,2,4-trimethyl-1,2 - dihydroquinoline), 증백제로는 이미다졸론(Imidazolone), 습윤제로는 폴리에칠렌글리콜(polyethyleneglycol)등을 적당량 첨가하여 잉크젯 잉크조성물을 개발한것이다.

그리고 안료로는 크게 무기안료, 유기안료로 대별되는데 이 실험에서는 카본블랙과 같은 무기안료, 아조레이크안료, 프탈로사이아닌, 다이아릴라이드,모노아조 그리고 퀸아크리딘의 화합물 중에서 선택된 어느 하나의 화합물을 유기안료로 사용했다.

여기서 안료를 사용하여 염료잉크가 가지고 있는 근본적인 문제점인 내광성을 완벽히 해결하였고 산도 조절제를 첨가하여 잉크젯 잉크조성물를 개발하였다.

지연제는 디에칠렌글라이콜이며, 보습제는 글라이세롤을 사용하였다.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

실시예1

글로블랙브이(Globlack V : C3OH24N4O8S2-2Na Mixture) 2.5g, 카본블랙 0.5g, 디지연제로 에칠렌글라이콜4-15g, 보습제로 글라이세롤 0.2-1g, 분산제로 알킬에스테르(Alkylester(Eo)n(PO)n), (n >1)0.01g, 습윤제로 폴리에칠렌글리콜 (polyethyleneglycol)0.01~0.5g 및 물을 혼합하여 전체를 100g으로 하여 잉크젯 잉크 조성물을 제조한 다음, 폴리에스터 천에 잉크젯 잉크조성물을 10g/M² 이 되도록 나이프 코터로 도포하고 120℃에서 3-5분간 건조하였다.

실시예2

글로블랙브이(Globlack V : C3OH24N4O8S2-2Na Mixture) 3.7g, 카본블랙 1.5g, 디에칠렌글라이콜4-15g, 글라이세롤 0.2-1g, 알킬에스테르(Alkylester(Eo)n(PO)n), (n >1)0.01g, 폴리에칠렌글리콜(polyethyleneglycol) 0.01~0.5g와 나머지는 물을 혼합하여 전체 100g으로 하여 잉크젯 잉크 조성물을 제조한 다음, 폴리에스터 천에 잉크젯 잉크조성물을 10g/M² 이 되도록 나이프 코터로 도포하고 120℃에서 3-5분간 건조하였다.

실시예 3 내지 실시예 8

제조 방법은 상기 실시예1과 동일하고 조성물 및 조성비만 하기 도표에기재된바와같이 상이하게 하여 잉크젯 잉크조성물을 제조하였다.

염료유형별	염료(g)	안료(g)	지연제,보습제,습윤제,분산제	증류수(g)
실시예3	글로시아노 2.7	프탈로시아닌 1.5	실시예1과 동일	79.29~91.58
실시예4	글로시아노 3.7	프탈로시아닌0.5	실시예1과 동일	"
실시예5	글로레드 2.7	다이아릴라이드1.5	실시예1과 동일	"
실시예6	글로레드3.7	다이아릴라이드0.5	실시예1과 동일	"
실시예7	글로엘로우II2.7	아조레이크 1.5	실시예1과 동일	"
실시예8	글로엘로우II3.7	아조레이크0.5	실시예1과 동일	"

실험예

소재는 폴리에스터 천에 코팅액을 10g/㎡이 되도록 나이프 코터로 도포 한후 120℃ 에서 3-5분간 건조하여 제조된 염료용 소재를 사용하였고 실시예 의 방법으로 된 잉크젯 잉크조성물을 표와 같이 실험을 실시하였으며 플롯터는 노바젯 850으로 출력하였다. 그리고 다음과 같은 내용의 실험을 실시하였다.

1) 유수테스트

사방 10cm로 재단된 시편을 25℃ 물에 넣고 물에 5분간 각반시켜 시험편의 화상을 육안으로 확인하였다.

2) 자외선 테스트

시험편을 일광견뢰도 측정기에 넣어 65℃ 100시간 폭로실험한 후 육안으로 확인하였다.

3) 실질내광시험

햇볕이 잘 드는 외부에 출력물을 그대로 방치한 후 45일간 45잉크의 변색 등을 관찰하였다.

실험결과

	유수테스트	자외선시험	실질내광시험	발색시험
실시예 1	ⓒ	○	□	○
실시예 2	○	○	○	○
실시예 3	○	○	○	○
실시예 4	□	○	○	□
실시예 5	○	○	○	○
실시예 6	○	○	○	○
실시예 7	○	ⓒ	ⓒ	○
실시예 8	○	○	○	○

□; 매우좋음

O ; 우수

□; 양호

X ; 불량

유수 테스트 : 25도의 물에 시편을 고정시키고 물을 5 분간 각반한다.

자외선 시험 : 자외선 시험기 100시간

실질내광시험 : 햇볕이 잘 드는 옥외에 그대로 방치한 후 45일간 관찰하였다.

유수테스트에서는 기존의 소재와 큰 차이가 없이 물이 빠지는 현상을 볼 수가 없었다.

자외선 시험에서는 기존의 안료잉크와 마젠타의 경우 기존잉크보다 약 15시간 정도 더 오래가는 것을 확인할 수 있었다.

실질내광시험에서는 약45일 후 마젠타의 경우 약10중량부정도 탈색된 것을 확인할 수 있었다.

이상의 실험결과를 보면 기존의 안료잉크 및 염료잉크를 사용했을 경우 기존의 안료잉크와 거의 유사한 결과를 보았으며 발색시험의 경우 월등히 우수한 결과를 얻을 수 있었다.

상기와 같은 본 발명은 기재에 대한 잉크의 결합을 향상시키며, 내광성과, 선명한 발색으로 인한 인쇄품위가 높게 나타나며, 인쇄물의 장기 보존성이 우수한 효과가 있는 것이다.

Claims (8)

1. 잉크젯 잉크조성물에 있어서, 아조계염료 2.5-3중량부, 안료 0.5-1.5, 지연제 4-15중량부, 보습제 0.2-1중량부, 분산제 0.01-0.3중량부 그리고 습윤제 0.01~0.5중량부 및 물78.7~92.78중량부로 조성되어 있음을 특징으로 하는 잉크젯 잉크조성물.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 아조계 염료는 글로블랙브이(Globlack V : C3OH24N4O8S2-2Na Mixture), 글로시아노(Glocyano : C32H14CuN8O6S2-2Na Mixture), 글로레드(Glored : C44H30Cl2N14O20S6 Mixture), 글로엘로우II (Gloyellow II : C39H34N10O13S4-4Na Mixture) 염료에서 선택된 어느 하나임을 특징으로 하는 잉크젯 잉크조성물.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 안료는 무기안료로 카본블랙임을 특징으로 하는 잉크젯 잉크조성물.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 안료는 유기안료로 무기안료, 아조레이크안료, 프탈로사이아닌, 다이아릴라이드,모노아조 그리고 퀸아크리딘의 화합물 중에서 선택된 어느하나의 화합물을 사용함을 특징으로 하는 잉크젯 잉크조성물.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 분산제는 알킬에스테르(Alkylester(Eo)n(PO)n), (n >1), 임을 특징으로 하는 잉크젯 잉크조성물.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 습윤제는 폴리에칠렌글리콜(polyethyleneglycol)임을 특징으로 하는 잉크젯 잉크조성물.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 지연제는 디에칠렌글라이콜임을 특징으로 하는 잉크젯 잉크조성물.
8. 청구항 1에 있어서, 상기 보습제는 글라이세롤임을 특징으로 하는 잉크젯 잉크조성물.