KR20030036928A

KR20030036928A - 직물에서의 현색이 개선된, 염료 함량이 높은 잉크젯 잉크

Info

Publication number: KR20030036928A
Application number: KR10-2003-7005190A
Authority: KR
Inventors: 제이슨 라이; 다이앤 버니스 그라프; 메리 엘리자베쓰 키스터
Original assignee: 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
Priority date: 2000-10-13
Filing date: 2001-10-11
Publication date: 2003-05-09
Also published as: MXPA03003052A; EP1370617A2; TW572976B; ES2225616T3; US20030101903A1; EP1370617B1; AU2002211691A1; DE60106095T2; CA2423653C; KR100864119B1; WO2002031067A3; WO2002031067A2; JP2004531585A; US6451098B1; DE60106095D1; US6596066B2; CA2423653A1; ATE277981T1; US20020083867A1; HK1058054A1

Abstract

본 발명은 물, 화학식 1의 N-메틸모르폴린-N-옥사이드 공용매, 및 반응성 염료, 산성 염료, 염기성 염료 또는 직접 염료 중에서 선택된 염료 약 0.5중량％ 이상을 포함하는 수계 잉크젯 잉크에 관한 것이다.

<화학식 1>

Description

직물에서의 현색이 개선된, 염료 함량이 높은 잉크젯 잉크{HIGH DYE LOADING INK JET INKS WITH IMPROVED COLOR DEVELOPMENT ON TEXTILES}

잉크젯 프린트 방법은 경제적인 고품질 다색 프린트물을 제공하기 때문에, 급성장하는, 상업적으로 중요한 프린트 공정이다. 실제로 잉크젯 프린트 방법은 좁은 포멧과 넓은 포멧 모두에서, 그래픽 및 폰트로 이루어진 컴퓨터-생성된 이미지의 유색 하드카피를 만드는 프린트 방법이다. 잉크젯 프린트 방법은, 전자 신호에 의해 다양한 기재 위에 침착될 수 있는 잉크 방울 또는 스트림을 제어하고 지정하는, 비-충격식 및 비-접촉식 프린트 방법이다. 현재의 잉크젯 프린트 방법은 압전 압력(piezoelectric pressure), 열방출(thermal ejection) 또는 발진(oscillation)에 의해 작은 노즐을 통해 잉크 방울을 재료/매체 표면 위에 강제로 분사시킴을 포함한다. 잉크젯 프린트 방법은, 이 방법을 적용할 수 있는 기재가 무척 다양하고, 이 방법으로 달성할 수 있는 프린트의 품질 및 공정 속도도 다양하기 때문에, 그 용도가 매우 넓다. 또한, 잉크젯 프린트 방법은 디지털 제어도 가능하다.

이러한 이유로, 잉크젯 프린트 방법은 산업용 마킹 및 라벨링에서 널리 채택되고 있다. 또한, 잉크젯 프린트 방법은 건축 및 공업 디자인 분야, 의학용 화상 진찰, 사무실용 (문서 및 그림의) 프린트, 지리학적 이미지화 시스템(예를 들면 지진 데이타 분석 및 지도작성), 도로 표지, 디스플레이 그래픽(예를 들면 사진 복사, 상업용 및 법정용 그래픽, 그래픽 아트) 등의 분야에서도 폭넓게 사용되고 있다. 마지막으로, 잉크젯 프린트 방법은 현재 면, 실크 및 합성섬유 같은 다양한 직물 기재 위에 이미지를 형성하는데에도 사용되고 있다.

염료 및 안료는 이러한 잉크젯 잉크 배합물용 착색제로서 사용되어 왔다. 염료가 (통상적으로는 염료 용액 형태로) 잉크젯 잉크에 사용되는 경우, 잉크 중량의 4중량％의 농도(총 염료 고형분 ％)를 거의 초과하지 않는다. 직물용 수계 잉크젯 잉크의 경우, 직물 위에 진한 색상의 프린트물을 형성하려면 염료 고형분의 농도를 잉크 질량의 4％보다 높도록 증가시키는 것이 종종 바람직하다. 어떤 경우에는, 고형분 염료 농도가 잉크 질량의 10％를 초과할 수도 있다. 이 정도 수준의 고형분 염료 농도에서는, 우수한 잉크 분사성 및 유용한 잉크 저장 수명을 유지하면서 다량의 염료를 잉크젯 잉크에 혼입시키는 것은 모험이라는 것이 판명되었다. 특히 염료 함량이 높은 잉크를 분출시키면, 잉크 내의 입상 퇴적물/침전물로 인해 잉크젯이 폐색되고 저장 수명도 더 짧아진다. 잉크 제조가 실용적이기 위해서는, 잉크의 저장 수명이 적어도 9 내지 24개월인 것이 이상적이다. 잉크젯이 폐색된다는 것은 잉크젯 프린터로부터 잉크 분사가 지연됨을 뜻할 수도 있다. 이 때"분사(jetting)"란 잉크젯 프린트헤드로부터의 잉크 분출을 뜻한다.

특정 염료의 함량을 높이기 위해서 잉크젯 잉크에 공용매로서 또는 첨가제로서 여러 화합물들을 사용할 수 있지만, 흔히 프린트 및 잉크 안정성이 이로 인해 영향을 받는다. 예를 들면 눈으로 보기에, 프린트된 이미지가 깨지거나, 이미지 색상 강도가 감소될 수 있다. 이 때 "염료 함량이 높은 잉크"란 염료를 잉크 질량의 약 4％를 초과하는 함량으로 함유하는 잉크, 즉 염료 고형분 함량이 잉크 질량의 약 4％를 초과하는 잉크를 말한다.

잉크 분사 문제를 방지하기 위해서는, 잉크에 함유된 물질들로 하여금 특정 기재 위에 생성된 이미지가 시각적으로 빛나게(밝게) 보이도록 만드는 것이 특히 유리하다. 이러한 물질들은, 기재를 팽창시켜 착색제가 기재속으로 보다 잘 침투하게 하는 메카니즘을 포함하나 여기에만 국한되지는 않는 몇몇 메카니즘에 의해 염료를 빛나 보이게 할 수 있다. 기재 위에 프린트된 이미지의 색상을 개선시키는 또다른 가능한 메카니즘은 잉크 내에서 개개의 염료 분자들이 서로 결합하여 미소 응집체를 형성하는 것을 방지함을 포함할 수 있다. 염료 분자들이 서로 결합하여 응집체를 형성하면 색상이 더 흐릿해진다는 사실은 잘 알려져 있다. 따라서, 공용매를 통해 잉크 분사 문제를 방지하는 외에도, 기재 위에 프린트된 잉크 색상과 관련하여 또다른 장점을 잉크에 부가할 수 있는 공용매를 개발할 필요가 있다는 것을 알 수 있다.

따라서 프린트의 품질, 잉크 분사 공정, 프린트 색상 밝기, 또는 저장 수명을 희생하지 않고도 염료 함량이 높은 잉크젯 잉크가 필요하다. 또한 염료 함량이높은 잉크젯 잉크를 사용하는 잉크젯 프린트 방법이 필요하다. 특히 염료 함량이 높은 잉크젯 잉크를 사용하여 직물을 잉크젯 프린트하는 방법이 필요하다. 본 발명은 이러한 요구를 충족시킨다.

발명의 개요

본 발명의 한 실시양태에 따르는 수계 잉크젯 잉크는, 잉크 분사성을 훼손하지 않고, 보다 긴 저장 수명을 갖도록 잉크 안정성을 유지하고, 시각적으로 보다 밝은 색상을 갖는 프린트물을 형성하면서도, 다량의 염료(염료 고형분 함량이 4 내지 20％)를 잉크에 혼입할 수 있게 하는 N-메틸모르폴린-N-옥사이드(NMMO) 공용매를 포함한다. 본 발명의 공용매-함유 수계 잉크는 잉크중 고형분 염료 함량이 4중량％ 미만인 상태로 사용될 수도 있다는 것을 알아야 한다. 본 발명은 또한 염료 함량이 약 4중량％보다 높은, NMMO 공용매-함유 잉크젯 잉크를 사용하는 잉크젯 프린트 방법에 관한 것이다. 바람직하게는, 본 발명은 염료 함량이 약 4중량％보다 높은, NMMO 공용매-함유 수계 잉크젯 잉크를 사용하여 직물을 잉크젯 프린트하는 방법에 관한 것이다. 잉크는 바람직하게는 반응성 염료, 직접 염료, 염기성 염료 또는 산성 염료계 잉크이다. 더우기, 이러한 배합물은 N-메틸 아세트아미드, N-메틸 피롤리돈 또는 테트라메틸렌 설폰 같은 추가적인 공용매 1종이상을 포함할 수 있다. NMMO를 반응성 또는 산성 염료계 잉크에서 0.5 내지 20중량％의 양으로 사용할 경우, 염료 함량이 잉크젯 잉크의 총 염료 고형분의 약 10％ 이상 수준으로 증가되고, 다른 공용매를 사용해 제조한 프린트물과 비교해 볼 때, 프린트물의 시각적 외관이 유리하게 개선된다.

본 발명은 잉크젯 잉크에 관한 것이다. 더욱 특히는, 본 발명은 공용매를 함유하는 잉크젯 잉크에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에서 유용한 정제 시스템의 예시적인 실시양태이다.

NMMO 공용매-함유 잉크젯 잉크는 잉크젯 프린트헤드를 폐색하지 않으면서 개선된 저장 수명을 갖고서 잉크젯 프린트헤드에서 분출된다. 또한 NMMO-함유 잉크는 직물에 프린트되고 증열처리될 경우, 시각적으로 보다 밝은 색상의 프린트물을 제공한다는 것도 밝혀졌다. 이러한 잉크젯 잉크는 주용매로서 물, 바람직하게는 탈이온수를 약 20.0 내지 95중량％로 함유하고, NMMO 공용매를 약 0.5 내지 20.0중량％ 함유하고, 염료, 특히 반응성 또는 산성 염료를 잉크중 염료 고형분의 약 0.5 내지 20중량％, 바람직하게는 4.0중량％보다 많이 함유한다. 잉크 배합물은 임의적으로 습윤제를 약 0.5 내지 20중량％로 함유할 수 있다. 또한 잉크 배합물은 기타 공용매를 약 1.0 내지 12.0중량％의 양으로 함유할 수 있다.

잉크 성능을 개선시키기 위해서 기타 첨가제, 예를 들면 시간이 흐름에 따라 잉크를 훼손할 수 있는 화학반응에 관여하게 되는 금속이온을 격리할 수 있는, 특히 금속 착체 염료와 함께 사용되는 착화제, 프린터 또는 잉크 전달 시스템의 금속 성분의 보호를 돕기 위한 부식방지제, 원치않는 세균, 균류 또는 효모가 잉크에서 자라는 것을 막는 살생물제 또는 발육저지제(biostat), 및 잉크 표면장력을 조절하기 위한 계면활성제를 첨가할 수도 있다. 그러나 계면활성제를 사용할지의 여부는 사용되는 프린트헤드의 종류에 따라 변할 수 있다. 계면활성제를 사용할 경우, 계면활성제는 바람직하게는 약 0.1 내지 1.0중량％의 양으로 존재한다. 부식방지제를 사용할 경우, 부식방지제는 바람직하게는 약 0.1 내지 1.0중량％의 양으로 존재한다. 살생물제 또는 발육저지제를 사용할 경우, 살생물제 또는 발육저지제는 바람직하게는 약 0.1 내지 0.5중량％의 양으로 존재한다.

공용매인 상기 화학식 1의 N-메틸모르폴린-N-옥사이드(NMMO)는 미국 위스콘신주 밀워키 소재의 알드리치 케미칼 캄파니 인코포레이티드(Aldrich Chemical Co. Inc.)에서 구입할 수 있다. 반응성 또는 산성 염료 잉크에서 NMMO를 0.5 내지 20중량％, 바람직하게는 1.0 내지 12중량％로 사용하면, 잉크젯 잉크의 염료 고형분 함량을 약 10％로 증가시킬 수 있다. 또다른 순수 NMMO의 예로는 CAS 등록번호 7529-22-8, 4-메틸모르폴린-4-옥사이드, 4-메틸모르폴린-N-옥사이드, 4-메틸모르폴린 옥사이드, N-메틸모르폴린-N-옥사이드 및 NMO를 들 수 있다. NMMO는 물과 강력하게 결합하기 때문에, 종종 수화물 형태(예를 들면 디세스퀴히드레이트(CAS 등록번호 80913-65-1), N-메틸모르폴린-N-옥사이드 수화물(2:5), CAS 등록번호 172158-61-1(모르폴린-4-메틸-4-옥사이드와 물의 혼합물), CAS 등록번호 80913-66-2(NMMO와 물이 불특정한 비율로 혼합된 혼합물), CAS 등록번호 70187-32-5(4-메틸모르폴린-4-옥사이드 일수화물), CAS 등록번호 85489-61-8(N-메틸모르폴린 옥사이드 이수화물))로서 사용된다. 실제로, NMMO는 물과 결합함으로써 공용매로서뿐만 아니라습윤제로서도 작용할 수 있다.

임의적으로는, 배합물에 추가로 사용되는 습윤제에는 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 글리세린, 및 폴리에틸렌 글리콜 200, 400 및 600, 프로판-1,3-디올, 기타 글리콜, 프로필렌글리콜모노메틸 에테르, 예를 들면 미국 캘리포니아주 산타 아나 소재의 갈라드 케미칼 인코포레이티드(Gallade Chemical Inc.)의 다우아놀 PM(Dowanol PM)이 포함된다. 이미 언급한 바와 같이, 잉크 배합물은 수많은 습윤제를 함유할 수 있다.

잉크 배합물에 첨가할 수 있는 반응성 염료를 바스프(BASF), 다이스타(DyeStar), 클라리안트(Clariant) 및 시바(Ciba)와 같은 회사에서 구입할 수 있다. 본질적으로 어떠한 반응성 염료라도 사용할 수 있지만, 허용가능한 반응성 염료의 군은 예를 들면 모노클로로트리아진, 모노플루오로트리아진, 테트라클로로피리미딘, 2,3-디클로로퀴녹살린, 디클로로프탈라진, 5-클로로디플루오로피리미디닐, β-설파토에틸설파모일, β-클로로에틸설파모일, 설파토에틸설폰, 및 비닐 설폰 반응성 염료를 포함한다. 본 발명에서 유용한 반응성 염료의 예는 CI 리엑티브 옐로우(Reactive Yellow) 7, CI 리엑티브 옐로우 18, CI 리엑티브 옐로우 22, CI 리엑티브 옐로우 55, CI 리엑티브 옐로우 86, CI 리엑티브 오렌지(Reactive Orange) 4, CI 리엑티브 오렌지 12, CI 리엑티브 오렌지 13, CI 리엑티브 오렌지 35, CI 리엑티브 오렌지 66, CI 리엑티브 레드(Reactive Red) 2, CI 리엑티브 레드 3, CI 리엑티브 레드 5, CI 리엑티브 레드 6, CI 리엑티브 레드 11, CI 리엑티브 레드 31, CI 리엑티브 그린(Reactive Green) 8, CI 리엑티브 블루(Reactive Blue)4, CI 리엑티브 블루 5, CI 리엑티브 블루 9, CI 리엑티브 블루 13, CI 리엑티브 블루 49, CI 리엑티브 블루 63, CI 리엑티브 블루 71, CI 리엑티브 블루 72, CI 리엑티브 블루 62, CI 리엑티브 블루 96, CI 리엑티브 블루 99, CI 리엑티브 블루 109, CI 리엑티브 블루 122, CI 리엑티브 블루 140, CI 리엑티브 블루 161, CI 리엑티브 블루 162, CI 리엑티브 블루 163, CI 리엑티브 블루 166, CI 리엑티브 블루 198, CI 리엑티브 바이올렛(Reactive Violet) 1, CI 리엑티브 브라운(Reactive Brown) 9, CI 리엑티브 브라운 10, CI 리엑티브 브라운 17, CI 리엑티브 브라운 22, CI 리엑티브 브라운 23, CI 리엑티브 블랙(Reactive Black) 8 및 CI 리엑티브 블랙 14를 포함하지만 여기에만 국한되는 것은 아니다. 이 목록은 단지 예일 뿐이지, 한정적인 것이 아니며, 추가적인 예들이 이후 실시예에서 기술될 것이다. 이후 실시예에서, 프로시온(Procion) 염료는 미국 노쓰 캐롤라이나주 샤를로테 소재의 바스프 코포레이션(BASF Corp.)에서 구입한 것이며, 시바크론(Cibacron) 염료는 미국 노쓰 캐롤라이나주 하이포인트 소재의 시바 스페셜티 케미칼스 코포레이션(Ciba Specialty Chemicals Corp.)에서 구입한 것이었다.

본 발명에서 사용하기에 유용한 산성 염료는 모를롯 코포레이션(Morlot Corporation) 같은 회사에서 구입될 수 있으며, 그 예는 CI 애시드 옐로우(Acid Yellow) 3, CI 애시드 옐로우 5, CI 애시드 옐로우 23, CI 애시드 옐로우 36, CI 애시드 옐로우 73, CI 애시드 옐로우 210, CI 애시드 오렌지(Acid Orange) 7, CI 애시드 오렌지 8, CI 애시드 오렌지 60, CI 애시드 오렌지 63, CI 애시드 오렌지 142, CI 애시드 레드(Acid Red) 52, CI 애시드 레드 87, CI 애시드 레드 357, CI애시드 그린(Acid Green) 1, CI 애시드 그린 26, CI 애시드 블루(Acid Blue) 9, CI 애시드 블루 254, CI 애시드 바이올렛(Acid Violet) 90, CI 애시드 브라운(Acid Brown) 26, CI 애시드 브라운 268, CI 애시드 브라운 269, CI 애시드 블랙(Acid Black) 194 및 CI 애시드 블랙 210을 포함하나, 여기에만 국한되는 것은 아니다. 반응성 염료의 목록과 마찬가지로, 이 목록은 단지 예일 뿐이지 한정적인 것은 아니다.

전형적으로, 시판되는 표준 염료는 이러한 염료가 디지털 프린트 시스템, 예를 들면 잉크젯 프린트 시스템에 직접 사용되는 것을 방해하는 불순물을 함유한다. 따라서 직물 염색 및 스크린 프린트에 사용될 표준 염료를 디지털 프린트 시스템에 허용적으로 사용하기 위해서는 통상적인 정제 과정을 거쳐야 한다. 이러한 정제 과정을 거침으로써, 잉크 안정성, 및 프린트헤드 및 프린트의 품질과 관련한 잉크 성능을 훼손하는 것으로 판명된 물질을 염료 용액으로부터 제거한다. 일단 염료를 선택한 후에는, 이것을 용매 혼합물에 첨가하기 전에, 정제하고 배합하여 정제된 염료 원액으로 만든다. 이러한 정제된 염료 원액을, 원치않는 오염물을 제거하는 정제 시스템을 사용하여 제조한다. 그러나, 염(pH 완충제로서의 역할을 함) 같은 몇몇 불순물들은 염료 안에서 이로운 작용을 한다. 따라서 정제 시스템을, 정제된 염료 원액의 품질에 나쁜 영향을 미치는 불순물만을 제거하도록 설계하는 것이 바람직하다. 불순물을 제거한 후, 이 정제된 염료를 물과 혼합하고, 염료 용액을 잉크젯 잉크로 제조하기 전까지 안정하게 유지하기 위해서, 임의적으로는 완충 물질(예를 들면, 미국 위스콘신주 밀워키 소재의 알드리치 케미칼 캄파니 인코포레이티드에서 제조된 시트르산, 알드리치 케미칼 캄파니 인코포레이티드에서 제조된 아세트산, 미국 일리노이주 버팔로 그로브 소재의 안거스 케미칼 캄파니(Angus Chemical Company)에서 제조된 AMP-95 또는 미국 코넥티컷주 댄버리 소재의 유니온 카바이드 케미칼스 앤드 플라스틱스 캄파니 인코포레이티드(Union Carbide Chemicals and Plastics Co.Inc.)에서 제조된 트리에탄올아민(TEA))과 혼합함으로써, 정제된 염료 원액을 제조한다. 완충 물질을 사용하는 경우, 이를 염료 용액의 1.0중량％ 미만의 양으로 사용한다. 잉크 정제에 유용한 정제 시스템의 예에는 여과, 이온교환, 침전, 전기투석 및 원심분리가 포함된다. 그러나 바람직한 정제 시스템은 여과 시스템이다.

본 발명에서 사용할 수 있는 여과 시스템은 여러가지가 있고, 그 예로는 몇가지만 들자면 직교류 여과(crossflow filtration) 및 통류 여과(throughflow filtration)가 있는데, 이 중에서도 직교류 여과가 바람직하다. 이 두 가지 방법은 큰 입자에서부터 작은 분자 및 이온에 이르는 여러가지 종류의 물질들을 분리하는데 사용될 수 있다. 분리할 물질의 종류에 따라서 막 시스템의 종류를 결정한다. 막 시스템의 예는 정밀여과(microfiltration), 한외여과(ultrafiltration), 나노여과(nanofiltration) 및 역삼투를 포함하나 여기에만 국한되지는 않는다. 염료 분자는 중간-입도의 분자이므로(분자량이 약 500), 큰 입자와 작은 분자 모두를 제거할 수 있는 여과 시스템을 선택하는 것이 바람직하다. 더우기, 염료에 함유된 모든 불순물들이 잉크 성능에 해로운 것은 아니기 때문에, 특정 불순물만을 제거하고 이로운 불순물들은 남겨둘 수 있는 여과 시스템을 선택해야 한다. 끝으로, 막의 폐색 및 분해 위험을 최소화하는 여과 시스템을 선택하는 것이 바람직하다. 이러한 이유 때문에 직교류 막 여과 시스템("투석"이라고도 함)이 바람직한 여과 시스템이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 직교류 막 여과 시스템(200)에서 염료는 2단계 공정을 거친다. 첫번째 단계에서는, 크기 배제 방식을 사용하여 보다 큰 불순물들을 제거할 수 있는 막(270)을 사용한다. 두번째 단계에서는, 보다 작은 불순물들을 제거할 수 있는, 상기 막과 상이한 막(270)을 사용한다.

직교류 막 여과 시스템(200)은 염료 입구(210), 제 1 출구(220) 및 재순환 출구(230)를 포함한다. 이 시스템(200)은 또한 직교류 여과 영역(240)을 포함하고, 이 영역은 막(270)을 사이에 두고 위치한 저지대(250) 및 고지대(260)를 갖는다. 볼트 또는 기타 조이는 수단을 사용하여 막(270)을 여과 단계동안에 제자리에 고정시켜야 하는데, 왜냐하면 염료는 통상적으로 점점 빨라지는 속도 및 높아지는 압력에서 여과되면서 막(270)에 상당한 힘을 가하기 때문이다. 추가로, 시스템(200)을 통한 유체의 흐름을 조절하기 위해 펌프(285), 압력계(290) 및 압력조절밸브(295)를 사용할 수 있다. 제 1 출구(22) 및 재순환 출구(230)로부터 나오는 배출물은 여과 단계에 따라 달라질 것이다. 제 1 여과 단계에서는, 보다 큰 입자가 막(270)에 의해 붙들려서 재순환 출구(230)로 재순환되어 여기에서 제거된다. 부분적으로 정제된 염료 및 보다 작은 입자는 막(270)을 통과하고 제 1 출구(220)를 통해 나온다. 제 2 여과 단계에서는, 제 1 단계의 막과 상이한 기공크기 및 선택성을 갖는 제 2 막(270)을 사용한다. 이 단계에서는 보다 작은 불순물 및 물이막(270)을 통과하여 제 1 출구(220)를 통해 시스템(200)을 빠져나간다. 시스템을 빠져나온, 불순물을 잔뜩 함유한 물을 깨끗한 증류수로 대체한다. 불순한 물을 깨끗한 물로 대체하기 위해 물을 첨가하는 것을 전형적으로 "정용여과(diafiltration)"라 한다. 정제된 염료는 막(270)에 의해 붙들려서 깨끗한 물과 함께 재순환 출구(230)를 통과하고, 용기(도시되지 않음)에 수거되고 물 및 완충제와 혼합되어 정제된 염료 원액을 형성한다.

다른 한편으로는, 두 가지의 상이한 막(270)을 직렬로 배열(기공크기가 보다 큰 막을 제 1 막으로 사용)한 여과 장치를 설계해 볼 수도 있다. 이렇게 하면 여과 장치는 3개의 출구를 가지게 된다. 제 1 막을 통과하지 못하는, 보다 큰 불순물을 포함하는 물질은 제 1 출구를 통해 폐기된다. 제 2 막을 통과한, 보다 작은 불순물을 포함하는 물질은 제 3 출구를 통해 폐기된다. 정제된 염료는 제 2 출구를 통해 회수된다.

막(270)은 주로 기공크기에 따라 선택된다. 그러나, 막(270)은 바람직하게는, 특정 불순물만을 선택적으로 보유 또는 제거하여 이로운 불순물이 염료 용액중에 남아있게 하도록, pH 조절 같은 방법에 의해 개조될 수 있다. 바람직하게는, 직교류 여과에 사용되는 정밀여과막은 수포르(SUPOR, 등록상표) 막이다. 이것은 미국 미시간주 앤 아버 소재의 겔만 사이언스(Gelman Sciences)에 의해 제조되고 VWR 사이언티픽 프로덕츠(VWR Scientific Products)에 의해 판매되는 폴리에테르설폰 막이다. 이 정밀여과막의 기공크기는 바람직하게는 0.2㎛이다.

또한, 직교류 여과용 한외여과막은 미국 사우쓰 캐롤라이나주 록 힐 소재의세퍼레이션 테크놀로지 인코포레이티드(Separation Technology, Inc.)에서 G5, G10 및 G20이라는 상표로 판매되고 있다. 이 박막 복합 여과막은, 실제 분리 작용을 하는 상부 박막 여과막층과 지지 작용을 하는, 상대적으로 두꺼운 저부 지지체층의 2층으로 이루어져 있다. G5, G10 및 G20 막은 각기 다른 분획분자량(molecular weight cutoff)으로서 분류되어 있다. 그러나, 분획분자량은 지침으로만 이용해야지 절대적인 기준으로 생각해서는 안 된다는 것을 명심해야 한다. G5는 가장 낮은 여과량을 가지며 G20은 가장 높은 여과량을 갖는다. 염료 분자의 많은 부분(95 내지 99％)이 특정 막에 의해 보유되도록 여과량을 결정해야 한다.

추가의 공용매를 잉크 배합물에 첨가할 수 있다. 이러한 추가의 공용매의 예에는 N-메틸 피롤리돈 같은 락탐이 포함된다. 그러나, 임의적 공용매의 또다른 예로서 N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸 포름아미드, 프로필렌글리콜-모노메틸에테르, 테트라메틸렌 설폰, 및 트리프로필렌글리콜모노메틸에테르를 들 수 있다. 사용가능한 또다른 용매의 예로는 프로필렌 글리콜 및 트리에탄올아민(TEA)이 있다. 아세트아미드계 공용매를 배합물에 첨가할 경우, 그 양은 약 1.0 내지 12중량％, 바람직하게는 약 5중량％이다.

살생물제 또는 발육저지제를 잉크 배합물에 첨가하는 경우, 이러한 살생물제 또는 발육저지제로서 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 제네카 코포레이션(Zeneca Corporation)에서 판매되는 프록셀 GXL(Proxel GXL)을 들 수 있다. 다른 예를 들자면, 미국 일리노이주 버팔로 그로브 소재의 안거스 케미칼 캄파니의 바이오반 DXN(Bioban DXN)이다. 부식방지제를 잉크 배합물에 첨가하는 경우, 이러한 부식방지제의 예로서 미국 오하이오주 신시네티 소재의 PMC 스페셜티 그룹 디스트리뷰팅(PMC Specialty Group Distributing)의 코브라텍(Cobratec)을 들 수 있다. 또다른 부식방지제의 예는 아질산나트륨, 트리에탄올아민 포스페이트 및 n-아실 사르코신이다. 또다른 예는 알드리치의 벤조트리아졸이다. 계면활성제를 잉크 배합물에 첨가하는 경우, 미국 펜실베이니아주 알렌타운 소재의 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스 인코포레이티드(Air Products and Chemicals, Inc.)의 서피놀 504(Surfynol 504)라는 비이온계 계면활성제가 바람직하다. 또다른 예는 에어 프로덕츠의 서피놀 465 및 디놀 604(Dynol 604)이다. 착화제를 잉크 배합물에 첨가할 경우, 착화제의 예로서 에틸렌 디아민테트라아세트산(EDTA)을 들 수 있다. 용도에 따라서는, 기타 첨가제, 예를 들면 pH 안정화제/완충제(예를 들면 시트르산 및 아세트산 뿐만 아니라 이들의 알칼리금속염), 점도조절제, 및 소포제(예를 들면 서피놀 DF-65)도 잉크 배합물에 첨가할 수 있다.

최종 잉크 특성, 예를 들면 점도 및 표면장력은 사용된 프린트헤드, 및 플랫폼 및 포맷에 따라 달라진다는 것을 알아야 한다. 이러한 물리적 특성을 변화시킴으로써, 과도한 실험 없이도, 한 잉크를 다양한 프린트헤드에 맞게 변화시킬 수 있다. 예를 들면 표면장력을 조절해야 할 경우, 추가적/대안적 계면활성제를 배합물에 첨가할 수 있다. 점도를 증가시켜야 할 경우, 폴리에틸렌글리콜 같은 점도증가제를 배합물에 첨가할 수 있다.

염료 함량이 높은, NMMO 공용매-함유 잉크젯 잉크를 제조하려면, 우선 공용매를 물과 혼합한다. 이어서 이 배합물에 기타 비-염료 성분을 첨가하고, 교반하고, 30분 내지 2시간, 바람직하게는 약 1시간에 걸쳐, 약 30 내지 50℃, 바람직하게는 약 40℃로 가열한다. 착화제로서 에틸렌 디아민테트라아세트산(EDTA)을 배합물에 첨가할 경우, 가열된 배합물을 EDTA가 용해될 때까지 교반한다. 이어서 염료 성분을 혼합물에 첨가한다. 이미 기술한 바와 같이, 염료 성분을 혼합물에 첨가하기 전에, 용액 형태의 염료를 투석하여, 프린트헤드 위에서 응고되어 프린트헤드 젯을 폐색할 수 있는 원치않는 염을 제거하는 것이 바람직하다.

특정 잉크, 예를 들면 구조 내에 착화된 금속원자를 함유하는 염료 및 청색 염료를 포함하는 잉크의 경우, 착화제를 잉크 배합물에 첨가하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 착화제 또는 격리제의 예는 NaOH중 EDTA의 사나트륨염인 베르센 100XL(Versene 100XL)이다. 무수 EDTA 이나트륨도 사용할 수 있다. 이러한 물질은 8.0 미만의 중간 pH를 제공하며, 미국 미시간주 미들랜드 소재의 다우 케미칼(Dow Chemical)에서 판매되고 있다. 베르센 100XL을 사용하는 경우, 이를 약 0.1 내지 1.5중량％의 양으로 사용하는 것이 바람직하다. EDTA를 사용하는 경우, 이를 약 0.1 내지 1.0중량％의 양으로 사용하는 것이 바람직하다. 또다른 착화제의 예에는 미국 뉴 햄프셔주 나슈아 및 일리노이주 시카고 소재의 악조 노벨(Akzo Novel)의 디졸빈 H-88X(Dissolvine H-88X)가 포함된다.

반응성 잉크, 예를 들면 모노클로로트리아진 반응성 염료를 함유하는 잉크의 경우, pH는 바람직하게는 약 6 내지 8이다. 비닐 설폰 반응성 염료를 포함하는 잉크의 경우, pH는 바람직하게는 4 내지 6이다. pH를 조절할 필요가 있을 경우, 트리에탄올아민(TEA) 또는 2-아미노-1-히드록시-2-메틸프로판(또는 히드록시-tert-부틸아민)(예를 들면 AMP-95)을 혼합물에 첨가함으로써 pH를 조절할 수 있다. 그 양은 약 0.05 내지 5중량％인 것이 바람직하다. 다른 허용가능한 pH 조절제의 예에는 시트르산, 아세트산, 타르타르산 및 염산이 포함된다 .

혼합을 마친 후, 혼합물을 약 15분 내지 2시간, 바람직하게는 약 1시간에 걸쳐, 약 30 내지 50℃, 바람직하게는 약 40℃로 가열한다. 이 혼합물을 냉각한 후 다중막을 통해 여과한다. 바람직하게는 잉크를 우선 0.45μ 막을 통해 여과한 후 0.2μ 막을 통해 여과한다. 이렇게 잉크를 제조한 후에는, 이 잉크를 잉크젯 프린터 카트리지(예를 들면 칼라스판(Colorspan) 카트리지, 칼라스판 부품번호 0900400-300)에 넣은 후, 이것을 잉크젯 프린터(예를 들면 칼라스판 DM-XII 감열식 잉크젯 프린터)에 삽입한다. 또다른 프린터의 예로는 일본 세이코-엡손 코포레이션(Seiko-Epson Corp.)의 엡손 칼라 스타일러스 3000(Epson Color Stylus 3000), 미국 캘리포니아주 산디에고 소재의 엔카드(Encad)에서 판매되는, 엔카드 600dpi 카트리지를 사용하는 엔카드 노바젯 PRO 600e(Encad Novajet PRO 600e), 엔카드 300dpi 카트리지를 사용하는 엔카드 60e 프린터, 엔카드 300dpi 카트리지를 사용하는 엔카드 42e 프린터, 및 엔카드 300dpi 카트리지를 사용하는 엔카드 1500tx 프린터를 들 수 있다.

칼라스판 프린터를 다음 실시예에 기술되는 바와 같이 조작해야 한다. 직물 프린트용 프린터의 경우, 기재상에 잉크를 약 200％의 포화도로 제공하는 프린트 방식을 택해야 한다.

시험방법

통상적으로는, 다량의 염료를 잉크젯 잉크에 첨가하는 것은 여러가지 문제를 일으킬 수 있다. "잉크 안정성"이란 용어는 잉크 저장시 또는 열적 응력으로 인한 잉크의 변화를 기술할 때 사용된다. 이러한 변화는 (i) 잉크를 가만히 놓아두거나, 승온(예를 들면 50℃)에서 저장시에, 잉크 내에 미소 입자, 심지어는 거대 입자가 생성되는 것, (ii) "스타트업(startup)", 즉 카트리지가 처음 발사될 때(즉 잉크 방울을 분출하라는 신호를 받을 때) 잉크가 프린트를 시작하지 않고 이미지가 생성되기 전에 몇개의 줄을 건너뛰는 프린트 문제, (iii) 24, 48시간 등의 스타트업(이로 인해서 일정 유휴시간 후에, 프린터 카트리지에 들어있는 잉크는 프린트 즉시 작업개시를 할 수 없게 됨), (iv) pH 변화, (v) 점도 또는 표면장력의 변화, (vi) 잉크의 기타 물리적, 화학적 또는 프린트 성질의 변화를 포함할 수 있지만 여기에만 국한되는 것은 아니다.

잉크 샘플을 50℃ 오븐에 넣어 둠으로써 잉크 안정성을 시험할 수 있다. 잉크를 오븐에 넣기 전에, 미국 매사추세츠주 보스톤 소재의 오리온 리써치 인코포레이티드(Orion Research Inc.)의 오리온 모델 420 A(Orion Model 420 A) 전자계량계를 사용하여 잉크의 pH 특성을 규명한다. 강물, 연못물 및 시냇물의 침니 수준을 검사하는 ASTM 스탠다드(Standard) D4189-82를 변형시킨 여과 시험법을 사용하여, 잉크를 50℃에서 저장시, 시간이 흐름에 따른 잉크내 입자 수준의 변화를 감시할 수 있다.

이 변형 여과 시험법(가속 노화 시험법)은 다음과 같다: 용량이 50㎖인, 25㎜ 스테인리스강 여과 깔때기를 250㎖들이 여과 플라스크에 장착한다. 팔 코포레이션(Pall Corporation)의 25㎜, 0.45μ 팔 얼티포(Pall Ultipor) 막 여과 디스크를 여과 깔때기에 고정한다. 이어서 여과막을 탈이온수로 적신다. 진공계에 연결된 진공관을 이 장치에 부착하여 23inHg 진공을 제공한다. 눈금실린더를 이용해 잉크 20㎖를 계량하고 이것을 여과기에 한번에 쏟아붓는다. 모든 잉크가 여과기를 통과하는데 소요되는 시간을 0.01초 단위까지 측정한다. 이 시간을 T1으로 표시한다. 추가로 잉크 160㎖를 동일한 막을 통해, 시간을 측정하지 않고 여과한다. 끝으로 잉크 20㎖를 상기 장치를 통해 여과한다. 최종 잉크 20㎖가 여과막을 통과하는데 소요되는 시간을 T3으로 표시한다. 여과지수(FI)를 T1/T3로부터 계산한다. (50℃ 오븐에서 3일 또는 1주일 동안 저장한 후) 잉크의 FI가 감소한다는 것은 잉크가 불안정하다(잉크 내에 입자가 형성되었다)는 것을 뜻한다. 바람직하게는, T1/T3는 약 0.80이상이다. 더욱 바람직하게는, 잉크가 긴 저장 수명을 보장받기 위해서는 0.90보다 높은 여과지수를 가져야 한다. 본질적으로, 잉크가 특정 시간 내에 여과되는 경우, 시험에 합격한 것이다. 이러한 조건은 4개월의 상온 노화 시험의 조건과 필적할만한 것이다. 그러나, 여과지수가 0.80보다 높다 하더라도, 막의 기공을 폐색하지는 않지만 프린트 성능을 훼손시킬 수는 있는 보다 큰 입자(예를 들면 결정)가 쌓여있는지를 검사하기 위해, 통상적인 방법으로 여과막을 시각적 관찰한다. 고형분의 관찰을 돕기 위해, 여과막을 화학계량주걱으로 긁어낸다. 고형분이 관찰되면, 여과지수가 0.80보다 높다고 하더라도, 잉크는 여과시험에 불합격한 것이다.

구체적으로는 예를 들면 반응성 직물 잉크 샘플 300㎖를 50℃ 블루 엠 일렉트릭 캄파니(Blue M. Electric Company)의 대류식 오븐에서 3일, 1주일 또는 2주일 동안 가열한 후, 오븐에서 꺼내어 실온으로 냉각한다. 다른 방법으로는, 가열 단계에서 야마토 DX300(Yamato DX300) 대류식 오븐, 텔코 프리시즌 사이언티픽(Thelco Precision Scientific) 오븐, 또는 GCA 코포레이션 프리시즌 사이언티픽 그룹(GCA Corporation Precision Scientific Group) 오븐을 사용한다. 이어서 잉크를 전술한 바와 같이 시간 측정을 병행하면서 여과하고 여과기에 입자가 쌓여있는지를 검사한다.

프린트 용량이란 잉크젯 프린터에 사용되는 잉크의 능력을 말한다. 이를 다음의 프린트 시험법으로 측정할 수 있다. 이상적으로는, 잉크는 전자적으로 활성화되자마자, 즉 잉크 방울을 분출하라는 신호가 프린트헤드에 전달되자마자, 프린트헤드로부터 분출되어야한다. 여러번의 발사 신호가 보내질 때까지도 분출되지 않는 잉크는 "나쁜 스타트업"을 한다고 한다. 첫번째 신호를 받고서 분출되는 잉크를 "좋은 스타트업"을 한다고 한다. 프린터의 매체 공급 방향으로 4㎜ 줄무늬를 프린트함으로써 스타트업을 시험한다. 이 때 사용되는 매체는 직물 또는 기타 기재, 예를 들면 광택지일 수 있다. 좋은 스타트업 잉크는 즉시 줄무늬를 프린트하기 시작하는 반면, 나쁜 스타트업 잉크는 매체가 프린트헤드 밑을 수㎜ 지나간 후에야 프린트를 시작한다. 추가의 프린트 시험에서는, 좁은 줄무늬 대신에 넓은 구획을 프린트하여, 수평선 형성(banding) 및 건너뜀(skipping)을 검사할 수 있다.

측색법이란 사물간의 색상차를 객관적으로 평가하고 정량하는데 사용될 수 있는 세 개의 숫자로써 색시감을 해석하는 것을 말한다. 사물 표면으로부터 반사된 광의 스펙트럼을 측정하고 이 스펙트럼을 색시감과 관련된 일련의 숫자로 전환시키는 장치를 사용한다. 예를 들면 "밝기(brightness)"라는 주관적인 용어를, 측색계를 사용하여 얻은 객관적인 양인 "광도(luminance)"를 사용하여 정량할 수 있다. 직물을 프린트한 후, 이 프린트물을 증열처리하고, 이를 냉각하고 건조한 후, 미니스캔 XE 45/0(Miniscan XE 45/0) 측정 헤드를 갖는 헌터 스펙트로포토메터(Hunter Spectrophotometer)(미국 버지니아주 22090 레스톤 선셋 힐스 로드 11491 소재의 헌터 어소시에이츠 래보러토리 인코포레이티드(Hunter Associates Laboratory, Inc.) 제조)의 측정 개구에 상기 프린트된 부분을 집어넣고 제조사의 설명에 따라 통상적인 방식으로 조작하였다. 사용된 직물이 완전히 불투명하지는 않기 때문에, 측정을 수행하는 동안 샘플을 표준 백색 교정 타일(헌터 어소시에이츠 래보러토리 인코포레이티드) 위에 놓았다. 색시감은 사물 관찰에 사용된 광원의 종류(예를 들면 직사광, 텅스텐 필라멘트 광 등) 뿐만 아니라, 사물이 점유하는 관찰자의 시야의 양을 포함하는 많은 인자에 따라 달라지기 때문에, 색을 측정할 때에는 이러한 변수들을 명시해야만 한다. D65 광원 및 10°관찰자를 사용하여 측색 데이타를 얻었다.

본 발명에서는, NMMO를 잉크젯 잉크에 다양한 수준으로 혼입시켰다. 이 잉크는 좋은 스타트업, 및 50℃로 가열 후 1주일 또는 3일 동안 저장하는 여과 시험에서 안정성을 나타내었다. 또한, NMMO-함유 잉크를 사용하여 제조한 프린트물은 직물에 프린트되고 증열처리될 때 시각적으로 보다 밝은 색상을 나타내었다. 공용매-함유 잉크를 다음 실시예를 통해 설명할 것이다. 실시예에서 ％는 달리 언급이없는 한 중량％이다.

실시예에서 염료는 액체 형태로서 바스프 및 시바에서 판매되는 것으로, 미국 사우쓰 캐롤라이나주 록 힐 소재의 세퍼레이션 테크놀로지 인코포레이티드에 의해 과량의 염이 제거된 것이다. 염료를, 바람직하게는 미국 캘리포니아주 산디에고 소재의 데살 인코포레이티드(Desal Inc.)의, 한외여과막 또는 나노여과막을 사용한 직교류 막 투석시켰다. 여과기는 G5, G10 또는 G20인데, G10이 바람직하다. 직교류 여과의 조작 조건은 다음과 같았다. 염료 용액을, 200 내지 800psi의 압력에서, 막을 가로질러 1갤론/분의 속도(이보다 더 높거나 낮은 속도도 가능함)로 펌핑하였다. 300 내지 500psi의 압력에서 수행하는 것이 바람직하다. 이 염료 용액에 탈이온수를 첨가하여 막을 통과하는 유체를 대체하도록 하였다. 투과물의 전도도가 아심프토픽(asymptopic) 수준에 이르면 염료는 충분히 처리된 것이다. 일단 직교류막을 사용해 염료를 여과시키고 나면, 이것을 이미 전술한 기타 성분들과 혼합하고, 카트리지에 넣고(이 경우에는 칼라스판 0900400-300 카트리지), 칼라스판 DM XII 프린터로 프린트하였다.

잉크 성분들을 표기된 순서대로 혼합하였다. 전형적으로는 모든 비-염료 성분들을 40℃에서 약 20분 동안, 모든 고형분이 용해될 때까지 함께 혼합하였다. 이어서 적당한 염료 용액을 첨가하고 혼합물을 40℃에서 1시간 동안 교반한 후, 실온으로 냉각하였다. 이어서 이 혼합물을 기공크기가 0.2μ 이상인 여과기(진공 여과기)로 여과하였다. 전형적으로 잉크를 우선 0.45μ 막(미국 미시간주 앤 아버 소재의 팔 코포레이션의 얼티포 N 66)을 통해 여과한 후, 0.2μ 막(팔 코포레이션의 니라플로(Nylaflo) 47㎜, 0.2μ)을 통해 여과하였다.

충전된 칼라스판 0900400-300 카트리지를 칼라스판 프린터에 넣었다. 프린터 사양은 12색, 8 패스 모드(pass mode), 200％ 잉크 레이다운(laydown)이었다. 이면에 코팅지가 덧대어진 면 포플린(기본중량 6.5oz/sq.yd, 킴벌리-클라크 코포레이션의 킴벌리-클라크 코튼 포플린(Kimberly-Clark Cotton Poplin) 133×72 평직)을 프린터에 공급한 후 프린트하였다. 종이는 접착제를 포함하며 프린터에서의 사용이 가능하도록 지지체에 라미네이팅되었다. 이 종이 지지체는 아메리칸 빌트리트(American Builtrite)에서 6798이라는 상표로 판매되는 것이다. 라미네이트는 미국 조지아주 로스웰 소재의 킴벌리-클라크 코포레이션에서 코튼 포플린/Gen.2 라는 상표로서 판매되고 있다. 이 라미네이트는 전문이 참조로 인용되고 위와 동일한 양도인에게 양도된 미국특허출원 제 09/526,831 호에도 기술되어 있다. 시각적 비교를 위해, 각 색마다 2개의 샘플(하나는 본 발명의 공용매 시스템을 포함하는 잉크, 또다른 하나는 본 발명의 공용매 시스템을 포함하지 않는 잉크)을 프린트하였다. 지지체를 프린트된 직물로부터 떼어내고, 직물을 자카드 버티칼 스티머(Jacquard Vertical Steamer)로 100℃에서 25분 동안 증열처리하였다. 프린트물을, 시각적 관찰 및 측색을 통해 비교하였다.

본 발명을 다음의 구체적인 실시예를 통해 기술할 것이다. 그러나, 이러한 실시예는 본 발명의 개념 또는 범주를 제한하려는 것이 결코 아니다. 달리 언급이 없는 한, 모든 ％는 중량％이다. 실시예에서, (전술한 바와 같이 탈염된) 염료 용액의 총 ％ 고형분 함량을 다음과 같이 측정하고 계산하였다.

분석저울(정확도 0.1㎎)에서, 칭량접시의 중량을 측정하고 그것을 기록하였다. (용액중) 염료 2g을 접시에 놓고 접시와 염료의 총 중량을 기록하였다. 접시 위의 샘플을 110℃의 통상적인 오븐에 1시간동안 넣어 두었다. 샘플을 오븐에서 꺼내고 데시케이터에서 냉각시켰다. 잔류 고형분이 놓여진 접시를 다시 중량 측정하였다. 이어서 다음 수학식 1에 따라 ％ 고형분 함량을 계산하였다.

염료 용액중 ％ 고형분 함량={(접시 중량 + 잔류물)-접시 중량)/(샘플 중량)}×100

정제 후에도 염료 용액중에 무색 화합물이 존재할 수 있기 때문에, 염료 용액의 흡광도 시험도 수행하였다. 따라서, 흡광도 시험을 수행함으로써 잉크 또는 염료 용액중의 유효 착색제의 농도를 측정할 수 있다. 그 결과를 특정 파장에서 흡광도 단위로서 나타내었다. 용액중 염료의 농도가 증가함에 따라, 흡광도값도 비례적으로 증가된다. 흡광도 시험을 다음 방법으로 염료 및 잉크에 대해 수행하였다.

미국 펜실베이니아주 19380 웨스트 체스터 고센 파크웨이 1310 소재의 VWR 사이언티픽 프로덕츠에서 판매되는, 그라운드유리 스토퍼가 장착된 A급 부피 플라스크에, 마이크로리터 주사기를 사용하여 잉크 또는 염료 용액 한 방울을 넣었다. 1:2000 비율로 희석할 경우에는, VWR 사이언티픽 프로덕츠의 해밀톤(Hamilton) 마이크로리터 701호 10㎕ 피하주사기를 사용해서, 잉크 5㎕ 한 방울을 10㎖ 부피 플라스크에 넣고, 탈이온수를 사용해서 10㎖로 만들었다. 1:1000 비율로 희석할 경우에는, 해밀톤 마이크로리터 701호 10㎕ 피하주사기를 사용해서, 잉크 10㎕ 한 방울을 10㎖ 부피 플라스크에 넣고, 탈이온수를 사용해서 10㎖로 만들었다. 1:4000 비율로 희석할 경우에는, 바이오히트 시스템즈 인코포레이티드(Biohit Systems, Inc.)의 25㎕ 고정 부피 피펫을 사용해서, 잉크 또는 염료 용액 25㎕를 100㎖ 부피 플라스크에 넣고, 탈이온수를 사용해서 100㎖로 만들었다. 1:5000 비율로 희석할 경우에는, 해밀톤 마이크로리터 701호 10㎕ 피하주사기를 사용해서, 잉크 또는 염료 용액 5㎕를 25㎖ 부피 플라스크에 넣었다. 1:10000 비율로 희석할 경우에는, 해밀톤 마이크로리터 701호 10㎕ 피하주사기를 사용해서, 잉크 또는 염료 용액 5㎕를 50㎖ 부피 플라스크에 넣고, 탈이온수를 사용해서 50㎖로 만들었다. 1:500 비율로 희석할 경우에는, 해밀톤 마이크로리터 701호 10㎕ 피하주사기를 사용해서, 잉크 또는 염료 용액 10㎕ 두 방울을 10㎖ 부피 플라스크에 넣고, 탈이온수를 사용해서 10㎖로 만들었다.

충전된 부피 플라스크를 6번 이상 뒤집어서 내용물이 잘 혼합되도록 하였다. 이어서 희석된 잉크 또는 염료 용액을, 퍼킨-엘머 람다 2 UV/VIS 이중빔 분광광도계(Perkin-Elmer Lambda 2 UV/VIS dual beam spectrophotometer)(독일 우베르링겐 데-7770 퍼킨-엘머 게엠베하, 보덴시베르크)로, 다음 방법에 따라 분석하였다. VWR 사이언티픽 프로덕츠에서 판매되는, 경로길이가 10㎜인, 짝맞춘(matched) 7Q 석영 분광광도계 셀(카탈로그번호 58016-276)을 흡광도 분석에 사용하였다. 기준빔 및 샘플빔 둘다에 대해서 탈이온수로 바탕값을 보정하였다. 분석할 희석 용액을 샘플 큐벳에 넣고, 분광광도계의 샘플빔에 넣고, 기준셀을 제자리에 놓고, 750㎚ 내지 350㎚에서 스펙트럼을 스캐닝하였다. 가시광선 스펙트럼을, 가장 뚜렷한 피크, 파장 및 흡광도값과 더불어 그래프로 기록하였다. 각 샘플에 대해 최대 흡광도값 및 파장을, 희석비와 함께 기록하였다. 가시광선 스펙트럼에서 둘 이상의 피크를 갖는 착색제 및 잉크의 경우, 가장 뚜렷한 피크에 대한 흡광도값 및 파장을 기록하였다. 예를 들면, "669.6㎚에서 0.1319 및 420㎚에서 1.6178(희석비 1:2000)"이라는 결과는, 가시광선 스펙트럼에서 뚜렷한 피크 두 개(하나는 669.6㎚에서 0.1319 흡광도 단위의 흡광도를 갖는 피크이고, 다른 하나는 420㎚에서 1.6178 흡광도 단위의 흡광도를 갖는 피크)가 존재한다는 것을 의미한다. 그리고 최초 샘플을 2000배로 희석하여 제조한 샘플을 분석하였다는 것이다.

잉크 또는 염료 용액 샘플중 염료의 양을, 희석비를 고려하여 특정 파장에서 흡광도를 검사함으로써 결정할 수 있다. 흡광도는 비어-람버트(Beer-Lambert) 공식(하기 수학식 2)에 따라, 염료 농도에 직접 비례한다.

ABS = εcl

ABS는 흡광도를 나타내며, ε는 염료의 흡광계수(특정 파장에서 특정 염료에 대한 상수)(단위는ℓ/mole/cm)이고, l은 샘플을 빛추는 광의 경로길이(단위는 통상적으로 cm)이고, c는 농도(단위는 mole/ℓ 또는 g/ℓ)이다. 따라서 흡광도는 염료 농도에 직접 비례하고 희석비에 역비례한다. 따라서, 상이한 희석비로 측정된 한 염료의 농도를 비교하기 위해서는 하기 수학식 3을 사용할 수 있다.

ABS1×D1 = ABS2×D2

ABS1은 희석비 D1에서 측정된 흡광도이고 ABS2는 희석비 D2에서 측정된 흡광도이다. 따라서, 일단 희석비를 알고나면 흡광도값을 이용하여, 다양한 잉크의 염료 함량을 비교할 수 있다.

실시예 1(청록색)

성분 중량％

탈이온수 23.5％

베르센 100XL 1.3％

글리세린 3.5％

NMMO(50％ 수용액 상태) 7.0％

코브라텍 99 0.3％

(50％ 수성 2-피롤리돈중 33％ 용액 상태)

프록셀 GXL 0.3％

서피놀 504 0.2％

(혼합물을 15분 동안 혼합)

프로시온 터쾨이즈(Turquiose) H-A25 용액 46.9％

(탈염, 고형분 함량 25.96％, 바스프에서 구입. 정제후 흡광도: 666.3㎚에서 1.077, 628㎚에서 0.615(희석비 1:10000)) (염료를 사용전에 0.2μ 막 여과기로 예비 여과)

(혼합물을 45분 동안 교반하고 0.2μ 여과막을 사용하여 여과)

최종 잉크 흡광도: 666.7㎚에서 0.5270 및 627.8㎚에서 0.2663(희석비 1:10000)

잉크중 염료 고형분의 대략적인 ％함량을 계산하려면, 탈염 염료 용액의 고형분 함량과 잉크중 염료 용액의 중량％를 곱한 후, 이렇게 얻은 곱에 100을 곱한다. 따라서 실시예 1의 잉크의 경우, 잉크의 염료 고형분의 ％함량은 (0.2596×0.469)×100, 즉 12.18％가 된다.

실시예에서 제시된 NMMO의 농도는 잉크에 첨가된 "50％ NMMO 수용액"의 양임을 주목하도록 한다. 예를 들면 실시예 1의 잉크는 실제로 NMMO 3.5％(즉 "50％ NMMO 수용액" 7％)를 함유한다.

실시예 1의 잉크를 만든 후, 이것을 칼라스판 0900400-300 카트리지에 채우고, 칼라스판 DX XII 색 프린터를 사용하여 프린트 시험을 하였다. 실시예 1의 잉크는 프린트 지연이나 프린트 이미지 훼손 없이 프린트된다는 점에서 프린트-안정하다는 것이 판명되었다. 이 잉크는 점도가 약간 높았기 때문에, 재배합이 시급하였으므로, 50℃ 저장후 여과지수는 시험해 보지 않았다. 그러나, 이 잉크는 잘 프린트되었으며, 이 프린트물을 가지고 추가로 측색 시험하였다. 실시예 9의 잉크는 실시예 1의 잉크로부터 유래된 청록색 잉크 배합물이며, 이것을 여과지수 시험법으로 시험하였다.

실시예 2(밝은 황금색)

성분 중량％

탈이온수 54.2％

베르센 100XL 0.6％

EDTA 이나트륨 0.3％

(이 용액을 40℃로 가온하고 교반)

글리세린 3.5％

NMMO(50％ 수용액 상태) 7.0％

폴리에틸렌 글리콜 400 1.0％

코브라텍 99 0.3％

(50％ 수성 2-피롤리돈중 33％ 용액 상태)

프록셀 GXL 0.3％

서피놀 504 0.1％

서피놀 465 0.1％

(혼합물을 15분 동안 혼합)

프로시온 오렌지(Orange) PX-2R 용액 3.4％

(탈염, 고형분 함량 23.14％, 바스프에서 구입. 정제후 흡광도: 488.5㎚에서 1.132(희석비 1:10000))

시바크론 옐로우(Yellow) P-6GS 용액 29.2％

(탈염, 고형분 함량 22.05％, 시바에서 구입. 정제후 흡광도: 421.5㎚에서 0.825(희석비 1:10000))

(잉크를 45분 동안 혼합한 후 0.2μ 막 여과기를 사용하여 여과)

최종 잉크 흡광도: 422.5㎚에서 0.5105(희석비 1:5000)

실시예 2의 잉크는 잘 프린트되었으며, 여과 시험에 합격하였고, 50℃에서 1주일 동안 저장후 여과지수는 0.90이었다.

실시예 3(진홍색)

성분 중량％

탈이온수 45.8％

베르센 100XL 0.6％

EDTA 이나트륨 0.3％

(이 용액을 고형분이 용해될 때까지 40℃로 가온하고 교반)

글리세린 3.5％

NMMO(50％ 수용액 상태) 24.0％

코브라텍 99 0.3％

(50％ 수성 2-피롤리돈중 33％ 용액 상태)

프록셀 GXL 0.3％

서피놀 504 0.1％

서피놀 465 0.1％

(혼합물을 15분 동안 혼합)

프로시온 스칼렛(Scarlet) H-RMA 용액 21.0％

(탈염, 고형분 함량 17.06％, 바스프에서 구입. 정제후 흡광도: 507.7㎚에서 0.613(희석비 1:10000)) (염료를 사용전에 0.2μ 막 여과기로 예비 여과)

(혼합물을 45분 동안 교반하고 0.2μ 막 여과기를 사용하여 여과)

최종 잉크 흡광도: 507㎚에서 0.6041 및 376.5㎚에서 0.1858(희석비 1:2000)

실시예 3을 통해서 여과 시험에 합격하고 칼라스판 DM12 프린터에서 잘 프린트되는 진홍색 잉크를 얻었다. 50℃에서 1주일 동안 저장후 여과지수는 0.93이었다.

실시예 4(황색)

성분 중량％

탈이온수 36.5％

베르센 100XL 0.6％

EDTA 이나트륨 0.3％

(이 용액을 고형분이 용해될 때까지 40℃로 가온하고 교반)

글리세린 3.5％

NMMO(50％ 수용액 상태) 7.0％

코브라텍 99 0.3％

(50％ 수성 2-피롤리돈중 33％ 용액 상태)

프록셀 GXL 0.3％

서피놀 504 0.1％

서피놀 465 0.1％

(혼합물을 15분 동안 혼합)

시바크론 옐로우 P-6GS 용액 51.3％

(탈염, 고형분 함량 22.05％, 시바에서 구입. 정제후 흡광도: 421.5㎚에서0.825(희석비 1:10000))

최종 잉크 흡광도: 421.6㎚에서 0.4514(희석비 1:10000)

실시예 4의 잉크는 칼라스판 DM12 프린터에서 잘 프린트되고 직물에 밝은 황색으로서 프린트되었다. 이 잉크는, 50℃에서 1주일 동안 저장후 여과지수가 0.92여서, 여과 시험에 합격하였다.

실시예 5(오렌지색)

성분 중량％

탈이온수 47.5％

베르센 100XL 0.6％

EDTA 이나트륨 0.3％

(이 용액을 고형분이 용해될 때까지 40℃로 가온하고 교반)

글리세린 3.5％

NMMO(50％ 수용액 상태) 7.0％

코브라텍 99 0.3％

(50％ 수성 2-피롤리돈중 33％ 용액 상태)

프록셀 GXL 0.3％

서피놀 504 0.1％

서피놀 465 0.1％

(혼합물을 15분 동안 혼합)

프로시온 오렌지 RX-2R 용액 40.3％

혼합물을 45분 동안 교반하고 0.2μ 막을 사용하여 여과하였다.

실시예 5의 잉크는 잘 프린트되었으며, 50℃에서 1주일 동안 저장후 여과지수는 0.96이었다. 실시예 5의 잉크의 흡광도는 487.5㎚에서 1.1456(희석비 1:4000)이었다.

실시예 6(중간 청록색)

성분 중량％

탈이온수 76.4％

베르센 100XL 0.6％

EDTA 이나트륨 0.3％

(이 용액을 고형분이 용해될 때까지 40℃로 가온하고 교반)

글리세린 3.5％

NMMO(50％ 수용액 상태) 7.0％

PEG-400 2.0％

PEG-600 3.0％

코브라텍 0.3％

(50％ 수성 2-피롤리돈중 33％ 용액 상태)

프록셀 GXL 0.3％

서피놀 504 0.2％

(혼합물을 15분 동안 혼합)

프로시온 터쾨이즈 H-A25 용액 6.4％

(탈염, 고형분 함량 25.96％, 바스프에서 구입. 정제후 흡광도: 628㎚에서 1.077 및 628㎚에서 0.615(희석비 1:10000)(염료 용액을 사용전에 0.2μ 여과기로 예비 여과)

혼합물을 45분 동안 교반하고 0.2μ 막 여과기를 사용하여 여과하였다.

실시예 6의 잉크는 잘 프린트되었으며, 50℃에서 1주일 동안 저장후 여과지수는 0.96이었다. 실시예 6의 잉크의 흡광도는 666.4㎚에서 0.3681 및 629.4㎚에서 0.2041(희석비 1:2000)이었다.

실시예 7(회색)

성분 중량％

탈이온수 75.7％

베르센 100XL 0.6％

EDTA 이나트륨 0.3％

(이 용액을 40℃로 가온하고 교반)

글리세린 3.5％

NMMO(50％ 수용액 상태) 7.0％

PEG-400 2.0％

PEG-600 3.0％

코브라텍 0.3％

(50％ 수성 2-피롤리돈중 33％ 용액 상태)

프록셀 GXL 0.3％

서피놀 504 0.1％

(혼합물을 15분 동안 혼합)

시바크론 그레이(Grey) P-AS 용액 7.2％

(탈염, 고형분 함량 18.89％, 시바에서 구입. 정제후 흡광도: 589.2㎚에서 0.387(희석비 1:10000))

실시예 7의 잉크는 잘 프린트되었다. 흡광도와 저장후 여과지수를 시험하지 않았다.

실시예 8(녹색)

성분 중량％

탈이온수 46.3％

베르센 100XL 0.6％

EDTA 이나트륨 0.3％

(이 용액을 고형분이 용해될 때까지 40℃로 가온하고 교반)

글리세린 3.5％

NMMO(50％ 수용액 상태) 7.0％

PEG-400 1.0％

코브라텍 0.3％

(50％ 수성 2-피롤리돈중 33％ 용액 상태)

프록셀 GXL 0.3％

서피놀 504 0.1％

(혼합물을 15분 동안 혼합)

프로시온 터쾨이즈 H-A25 용액 2.1％

시바크론 옐로우 P-6GS 용액 38.5％

(탈염, 고형분 함량 22.05％, 시바에서 구입. 정제후 흡광도: 421.5㎚에서 0.825)

실시예 8의 잉크는 잘 프린트되며 녹색 프린트물을 제공하였다. 이 잉크는 50℃에서 1주일 동안 저장후 여과지수가 0.90이어서, 여과지수 시험에 합격하였으며, 시험이 끝난 후 여과막에서 입자가 관찰되지 않았다. 최종 잉크 흡광도는 669.6㎚에서 0.1319 및 420.3㎚에서 1.6178(희석비 1:2000)이었다.

실시예 9(청록색)

성분 중량％

탈이온수 33.4％

베르센 100XL 0.6％

EDTA 이나트륨 0.3％

(이 용액을 고형분이 용해될 때까지 40℃로 가온하고 교반)

글리세린 3.0％

NMMO(50％ 수용액 상태) 15.0％

코브라텍 0.3％

(50％ 수성 2-피롤리돈중 33％ 용액 상태)

프록셀 GXL 0.3％

서피놀 504 0.2％

(혼합물을 15분 동안 혼합)

프로시온 터쾨이즈 H-A25 용액 46.9％

(탈염, 고형분 함량 25.96％, 바스프에서 구입. 정제후 흡광도: 628㎚에서 1.077 및 628㎚에서 0.615(희석비 1:10000)(염료 용액을 사용전에 0.2μ 막 여과기로 예비 여과)

실시예 9의 잉크는 잘 프린트되며 청록색 프린트물을 제공하였다. 이 잉크는 50℃에서 1주일 동안 저장후 여과지수가 0.97이어서, 여과지수 시험에 합격하였으며, 시험이 끝난 후 여과막에서 입자가 관찰되지 않았다. 최종 잉크 흡광도는 666.5㎚에서 0.5385 및 627.8㎚에서 0.2925(희석비 1:10000)이었다.

비교실시예 1(청록색)

성분 중량％

탈이온수 31.1435％

N-메틸피롤리돈 4.975％

디에틸렌 글리콜 3.4825％

베르센 100XL 0.897％

EDTA 이나트륨 0.4985％

(이 용액을 고형분이 용해될 때까지 40℃로 가온하고 교반)

글리세린 3.4825％

코브라텍 0.2985％

(50％ 수성 2-피롤리돈중 33％ 용액 상태)

프록셀 GXL 0.2985％

서피놀 504 0.199％

(혼합물을 15분 동안 혼합)

프로시온 터쾨이즈 H-A25 용액 54.725％

(탈염, 고형분 함량 24.15％, 바스프에서 구입. 정제후 흡광도: 666.4㎚에서 0.923)(염료 용액을 사용전에 0.2μ 여과기로 예비 여과)

잉크 흡광도는 666㎚에서 0.523 및 628㎚에서 0.282였고, 이것은 비교실시예 1의 잉크의 염료 함량이 실시예 1 및 실시예 9의 잉크의 염료 함량과 필적할만하다는 것을 말해준다. 이 잉크는 측색 시험을 할 수 있을 정도로 잘 프린트되었으나,여과지수 시험 결과, 여과지수가 0.84로서, 잉크에 함유된 EDTA 농도가 더 높음에도 불구하고 이러한 낮은 수치로써 시험에 합격하였다.

비교실시예 2(밝은 황금색)

성분 중량％

탈이온수 48.3％

에틸렌 글리콜 3.0％

글리세린 2.0％

N-메틸피롤리돈 5.0％

베르센 100XL 0.6％

EDTA 이나트륨 0.3％

코브라텍 0.3％

(50％ 수성 2-피롤리돈중 33％ 용액 상태)

프록셀 GXL 0.3％

서피놀 504 0.2％

(혼합물을 고형분이 용해될 때까지 40℃에서 교반후 냉각)

시바크론 옐로우 P-6GS 용액 36％

(탈염, 고형분 함량 18.35％, 시바에서 구입. 정제후 흡광도: 422㎚에서 0.686(희석비 1:10000))

프로시온 오렌지 PX-2R 40 용액 4.0％

(탈염, 고형분 함량 20.22％, 바스프에서 구입. 정제후 흡광도: 488.2㎚에서0.948(희석비 1:10000))

최종 잉크 흡광도는 422㎚에서 0.502(희석비 1:5000)였다. 이 잉크는 50℃에서 1주일 동안 저장하는 여과시험에는 합격하였으나, 이 잉크로 킴벌리-클라크 코튼-포플린에 프린트한 프린트물은 실시예 2의 잉크를 사용한 것만큼 시각적으로 밝지는 않았다.

비교실시예 3(진홍색)

성분 중량％

탈이온수 63.3％

테트라메틸렌 설폰 12.0％

글리세린 2.0％

EDTA 이나트륨 0.3％

베르센 100XL 0.6％

코브라텍 0.3％

(50％ 수성 2-피롤리돈중 33％ 용액 상태)

프록셀 GXL 0.3％

서피놀 504 0.2％

(혼합물을 10분 동안 혼합)

프로시온 스칼렛 H-RMA 25 용액 21.0％

(탈염, 고형분 함량 17.06％, 바스프에서 구입. 정제후 흡광도: 507.7㎚에서0.613(희석비 1:10000))(염료 용액을 사용전에 0.2μ 여과기로 예비 여과)

혼합물을 교반하면서 40℃로 가열한 후, 45분에 걸쳐 냉각시키고, 이어서 0.2μ 막 여과기를 사용하여 여과하였다.

최종 잉크 흡광도는 507.6㎚에서 0.6083 및 377.6㎚에서 0.212(희석비 1:2000)였다. 이 잉크는 안정하여, 여과지수가 0.96이었으나, 이 잉크로 100％ 코튼 포플린 133×72 밀도(thread count)(킴벌리-클라크 제조번호 502-101-xxxx 직물)에 프린트하고 증열처리하여 얻은 프린트물의 색상은 실시예 3의 잉크를 사용한 것만큼 시각적으로 밝지 않았다.

비교실시예 4(황색)

성분 중량％

탈이온수 31.3％

N-메틸 피롤리돈 5.0％

디에틸렌 글리콜 3.5％

글리세린 3.5％

베르센 100XL 0.6％

EDTA 이나트륨 0.3％

코브라텍 0.3％

(50％ 수성 2-피롤리돈중 33％ 용액 상태)

프록셀 GXL 0.3％

서피놀 504 0.2％

(혼합물을 40℃에서 15분 동안 혼합)

시바크론 옐로우 P-6GS 용액 55.0％

(탈염, 고형분 함량 18.35％, 시바에서 구입. 정제후 흡광도: 422㎚에서 0.686)(염료 용액을 사용전에 0.2μ 여과기로 예비 여과)

혼합물을 1시간 동안 교반하고 0.2μ 막 여과기를 사용하여 여과하였다.

이 잉크는 0.97의 여과지수를 나타내어, 여과지수 시험에 합격하였다. 최종 잉크 흡광도는 442㎚에서 0.381(희석비 1:10000)이었으며, 이것은 이 잉크의 염료 함량이 실시예 4의 잉크의 것과 필적할만하다는 것을 말해주지만, 잉크를 면에 프린트하고 증열처리하여 프린트물을 만들 때, 실시예 4의 잉크로 만든 것이 색상이 더 밝았다(전술한 바와 같이 헌터 장치를 사용해 측정시 표 1 및 표 2의 L^*값이 증가한 것으로부터 알 수 있음).

비교실시예 5(오렌지색)

성분 중량％

탈이온수 46.0％

N-메틸 피롤리돈 5.0％

디에틸렌 글리콜 3.5％

글리세린 3.5％

베르센 100XL 0.6％

EDTA 이나트륨 0.3％

코브라텍 0.3％

(50％ 수성 2-피롤리돈중 33％ 용액 상태)

프록셀 GXL 0.3％

서피놀 504 0.2％

(혼합물을 40℃에서 15분 동안 혼합)

프로시온 오렌지 PX-2R 용액 40.3％

(탈염, 고형분 함량 23.14％, 바스프에서 구입. 정제후 흡광도: 488.5㎚에서 1.132(희석비 1:10000))(염료 용액을 사용전에 0.2μ 여과기로 예비 여과)

최종 잉크 흡광도는 488㎚에서 0.8194 및 378㎚에서 0.273(희석비 1:5000)이었다. 이 잉크는 칼라스판 DM XII에서 잘 프린트되었으며, 50℃에서 1주일 동안 저장후 여과지수는 0.85(낮은 수치로 합격)이었다. 그러나, 이 잉크로 킴벌리-클라크 프린팅 테크놀로지 코튼 포플린 제조번호 502-101-xxxxx에 프린트하고 증열처리(25분)하여 얻은 프린트물은 실시예 5의 잉크를 사용한 것보다 색상이 더 흐릿하였다(표 1 및 표 2의 L^*값이 낮은 것으로부터 알 수 있음).

비교실시예 6(중간 청록색)

성분 중량％

탈이온수 79.9％

N-메틸 피롤리돈 5.0％

디에틸렌 글리콜 3.5％

글리세린 3.5％

베르센 100XL 0.6％

EDTA 이나트륨 0.3％

코브라텍 0.3％

(50％ 수성 2-피롤리돈중 33％ 용액 상태)

프록셀 GXL 0.3％

서피놀 504 0.2％

(혼합물을 40℃에서 15분 동안 혼합)

프로시온 터쾨이즈 H-A25 용액 6.4％

(탈염, 고형분 함량 25.96％, 바스프에서 구입. 정제후 흡광도: 666.3㎚에서 1.077 및 628㎚에서 0.615(희석비 1:10000))(염료 용액을 사용전에 0.2μ 여과기로 예비 여과)

혼합물을 1시간 동안 교반하고 0.2μ 여과기를 사용하여 여과하였다.

최종 잉크 흡광도는 666.5㎚에서 0.3411 및 628.7㎚에서 0.1783(희석비 1:2000)이었다. 이 잉크는 안정하여, 50℃에서 1주일 동안 저장후 여과지수는 0.92였다.

비교실시예 7(회색)

성분 중량％

탈이온수 77.3％

N-메틸 피롤리돈 5.0％

디에틸렌 글리콜 3.5％

글리세린 3.5％

베르센 100XL 0.6％

EDTA 이나트륨 0.3％

코브라텍 0.3％

(50％ 수성 2-피롤리돈중 33％ 용액 상태)

프록셀 GXL 0.3％

서피놀 504 0.2％

(혼합물을 40℃로 가온)

시바크론 그레이 P-AS 용액 9.0％

(탈염, 고형분 함량 15.62％, 시바에서 구입. 정제후 흡광도: 590.2㎚에서 0.307(희석비 1:10000))

혼합물을 1시간 동안 교반하고, 냉각하고, 0.2μ 여과기를 사용하여 여과하였다.

최종 잉크 흡광도는 590㎚에서 0.535(희석비 1:500)였다. 이 잉크는 안정하여, 50℃에서 1주일 동안 저장후 여과지수는 0.95였지만, 이 잉크를 코튼 포플린에 프린트하고 증열처리하여 얻은 프린트물은 실시예 7의 것보다 색상이 덜 밝았다.

비교실시예 8(녹색)

성분 중량％

탈이온수 36.3％

N-메틸 피롤리돈 3.0％

글리세린 2.0％

테트라메틸렌 설폰 7.0％

베르센 100XL 0.6％

EDTA 이나트륨 0.3％

코브라텍 0.3％

(50％ 수성 2-피롤리돈중 33％ 용액 상태)

프록셀 GXL 0.3％

서피놀 504 0.2％

(혼합물을 40℃에서 15분 동안 혼합)

시바크론 옐로우 P-6GS 용액 47.5％

(탈염, 고형분 함량 18.35％, 시바에서 구입. 정제후 흡광도: 422㎚에서 0.686)

프로시온 터쾨이즈 H-A25 용액 2.5％

(탈염, 고형분 함량 24.15％, 바스프에서 구입. 정제후 흡광도: 666.4㎚에서 0.923 및 629㎚에서 0.521)(염료를 사용전에 0.2μ 여과기로 예비 여과)

혼합물을 1시간 동안 교반하고, 냉각한 후, 0.2μ 막 여과기를 사용하여 여과하였다.

이 잉크는 잘 프린트되었으며 안정하였고, 50℃에서 1주일 동안 저장후 여과지수는 0.96이었다. 최종 잉크 흡광도는 421㎚에서 0.628(희석비 1:5000)이었다. 이 잉크는 잘 프린트되었으나, 이 잉크를 킴벌리-클라크 프린팅 테크놀로지 코튼-포플린에 프린트하여 얻은 프린트물은, 실시예 8의 것보다 색상이 더 흐릿하였다. 흡광도 측정 결과, 이 잉크가 본 발명에 따르는 녹색 잉크(실시예 8)보다 염료를 약간 덜 함유하지만, 본 발명의 잉크를 직물에 프린트하여 얻은 프린트물이 비교실시예 8의 프린트물보다 L^*값이 더 높고 시각적으로도 색상이 더 밝다.

실시예 1 내지 8의 잉크 및 비교실시예 1 내지 8의 잉크를 감열식 카트리지(칼라스판 부품번호 0900400-300)에 충진하고, 칼라스판 DM XII 프린터를 사용하여 킴벌리-클라크 프린팅 테크놀로지 코튼 포플린(제품번호 502-101-xxxxx)에 프린트하였다. 잉크를 100％ 레이다운 모드 및 200％ 레이다운 모드로 프린트하였다. 프린트된 직물로부터 지지체를 떼어내고, 직물을 100℃에서 자카드 버티칼 스티머로 25분동안 증열처리하였다. 이렇게 얻은 프린트물을 시각적 관찰한 결과, 모든 경우에서, 본 발명의 잉크로 만들어진 프린트물은 상응하는 비교실시예의 잉크로 만들어진 프린트물보다 시각적으로 더 밝았다. 대부분의 경우에서, 측색 결과, 프린트물의 색시감과 일치하는 물성 데이타가 얻어졌다. 프린트물의 색상을 측정하고 이것을 하기 표 1(100％ 잉크 레이다운) 및 2(200％ 잉크 레이다운)에 나타내었다. 표 1 및 표 2에 제시된 데이타는 3번 측정한 값을 평균낸 것이다.

전술한 기기에서 D-65 광원 및 10°시야 관찰자를 사용하여, CIE L^a^b^*색공간에서 킴벌리-클라크 코튼 포플린 직물의 증열처리된 프린트물의 색좌표(3번 측정한 값을 평균낸 값들임, 100％ 4-패스 프린트 모드를 사용해 프린트함)
색상	공용매	레이다운	L^*	a^*	b^*
회색	실시예 7	100％	39.32	-8.16	-10.72
	비교실시예 7	100％	34.25	-7.78	-10.64
녹색	실시예 8	100％	66.12	-31.03	73.13
	비교실시예 8	100％	63.91	-31.02	73.02
오렌지색	실시예 5	100％	52.77	58.92	63.7
	비교실시예 5	100％	54.06	58.92	64.59
청록색	실시예 1	100％	41.35	-26.89	-32.76
	비교실시예 1	100％	39.56	-24.73	-33.18
진홍색	실시예 3	100％	47.14	59.38	30.23
	비교실시예 3	100％	45.83	59.82	27.73
밝은 황금색	실시예 2	100％	67.65	43.46	82.03
	비교실시예 2	100％	66.51	45.46	82.89
황색	실시예 4	100％	82.69	4.68	102.26
	비교실시예 4	100％	82.09	4.34	103.23
중간 청록색	실시예 6	100％	63.11	-37.32	-30.95
	비교실시예 6	100％	63.9	-36.73	-32.57

전술한 기기에서 D-65 광원 및 10°시야 관찰자를 사용하여, CIE L^a^b^*색공간에서 킴벌리-클라크 코튼 포플린 직물의 증열처리된 프린트물의 색좌표(200％ 8-패스 프린트 모드를 사용해 프린트함)
색상	공용매	레이다운	L^*	a^*	b^*
회색	실시예 7	200％	34.86	-6.23	-8.83
	비교실시예 7	200％	27.91	-5.25	-8.66
녹색	실시예 8	200％	56.2	-30.85	60.15
	비교실시예 8	200％	54.84	-30.3	59.46
오렌지색	실시예 5	200％	46.72	55.89	56.04
	비교실시예 5	200％	49.4	58.93	60.37
청록색	실시예 1	200％	31.21	-18.2	-30.12
	비교실시예 1	200％	30.19	-15.89	-29.66
진홍색	실시예 3	200％	41.52	57.37	31.34
	비교실시예 3	200％	41.88	60.11	34.92
밝은 황금색	실시예 2	200％	62.46	48.25	76.04
	비교실시예 2	200％	60.59	49.23	74.6
황색	실시예 4	200％	79.2	10.62	99.05
	비교실시예 4	200％	79.03	8.93	98.74

본 발명의 잉크들을 사용해 만든 프린트물들은 비교실시예의 잉크들을 사용해 만든 프린트물보다 사람의 눈에 시각적으로 더 밝게 보이고, 대부분의 경우, 표 1 및 표 2에 제시된 측색 데이타는 시감과 일치한다는 것을 주목하도록 한다. 실시예 5 및 6을 제외한 모든 경우에서, NMMO가 잉크에 함유될 때 보다 높은 L^*(광도)값을 얻었고, 이것은 프린트물이 시각적으로 더 밝음을 나타낸다.

비교실시예 9

성분 중량％

탈이온수 23.9％

글리세린 3.5％

N-메틸 피롤리돈 5.0％

디에틸렌 글리콜 3.5％

프록셀 GXL 0.3％

서피놀 504 0.2％

코브라텍 0.3％

(50％ 수성 2-피롤리돈중 33％ 용액 상태)

베르센 100XL 0.6％

EDTA 이나트륨 0.3％

프로시온 브릴리언트 블루(Brilliant Blue) PX 3R 40 용액

(탈염, 고형분 함량 10.7％) 62.4％

이 잉크는 프린트시 스타트업이 좋지 않았으나 여과 시험에는 합격하였다(50℃에서 1주일 후 여과지수가 0.95).

비교실시예 10

성분 중량％

탈이온수 36.3％

글리세린 3.5％

N-메틸 피롤리돈 3.5％

디에틸렌 글리콜 3.5％

프록셀 GXL 0.3％

서피놀 504 0.2％

베르센 100XL 0.6％

EDTA 이나트륨 0.3％

코브라텍 0.3％

(50％ 수성 2-피롤리돈중 33％ 용액 상태)

프로시온 브릴리언트 블루 PX 3R 40 용액 50.0％

(탈염, 고형분 함량 10.7％)

이 잉크는 스타트업이 좋지 않았고 여과 시험에도 불합격하였다.

비교실시예 11

성분 중량％

탈이온수 58.1％

글리세린 2.0％

테트라메틸렌 설폰 12.0％

프록셀 GXL 0.3％

서피놀 504 0.2％

코브라텍 0.3％

(50％ 2-피롤리돈/물중 33％ 용액 상태)

베르센 100XL 0.6％

EDTA 이나트륨 0.3％

(교반하고 40℃로 가온한 후, 아래의 것을 첨가)

액상 탈염 프로시온 스칼렛 H-RMA 25 용액 26.2％

(고형분 함량 12.58％, 염료 용액을 사용전에 0.2μ 여과막으로 예비 여과하였다)

40℃에서 1시간 동안 교반한 후, 0.45μ 막으로 여과한 후, 0.2μ 막으로 여과하였다. 동일한 막을 사용하였다.

50℃에서 1주일 후 잉크의 여과지수는 0.79였다.

비교실시예 12

성분 중량％

탈이온수 39.3％

에틸렌 글리콜 3.0％

글리세린 3.0％

다우아놀 PM 3.0％

프록셀 GXL 0.3％

베르센 100XL 0.6％

EDTA 이나트륨 0.3％

서피놀 504 0.2％

코브라텍 0.3％

(50％ 2-피롤리돈/물중 33％ 용액 상태)

(교반하고 40℃로 가온한 후, 아래의 것을 첨가)

액상 탈염 프로시온 터쾨이즈 HA 25 용액(고형분 함량 24.15％) 2.5％

시바크론 옐로우 P6GS 리퀴드 33 용액(고형분 함량 18.35％) 47.5％

(염료 용액을 사용전에 0.2μ 여과막으로 예비 여과)

이 혼합물을 40℃에서 1시간 동안 교반한 후, 0.45μ 막으로 여과한 후, 0.2μ 막으로 여과하였다. 다우아놀 PM, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르(습윤제 및 공용매)는 미국 캘리포니아주 산타 아나 소재의 갈라드 케미칼 캄파니 인코포레이티드에서 구입한 것이다.

50℃에서 1주일후 잉크의 여과지수는 0.98이었지만, 여과시험이 끝난 후 여과막 위에는 (주걱으로 긁어낼 수 있을 정도의) 상당량의 침전물이 있었고, 이는 잉크젯 프린터의 노즐을 폐색할 수 있는 큰 입자들이 생성되었음을 보여준다. 따라서 이 잉크는 안정하지 않을 뿐더러 시간이 흐를수록 프린트의 품질이 나빠지게 만든다.

본 발명을 바람직한 실시양태를 중심으로 상술하였으나, 첨부된 청구의 범위에 기재된 본 발명의 개념 및 범주에서 벗어나지 않게 많은 변경, 첨가 및 삭제를 가할 수 있다는 것을 알아야 한다.

Claims

(a) 물, (b) N-메틸모르폴린-N-옥사이드 및 (c) 염료 고형분 약 0.5중량％ 이상을 포함하는 잉크젯 잉크.
제 1 항에 있어서, 상기 N-메틸모르폴린-N-옥사이드가 약 0.5 내지 20중량％의 양으로 존재하는 잉크젯 잉크.
제 2 항에 있어서, 상기 N-메틸모르폴린-N-옥사이드가 약 1 내지 12중량％의 양으로 존재하는 잉크젯 잉크.
제 1 항에 있어서, 상기 염료 고형분이 약 0.5 내지 20중량％의 양으로 존재하는 잉크젯 잉크.
제 1 항에 있어서, 상기 염료 고형분이 약 4.0중량％ 보다 많은 양으로 존재하는 잉크젯 잉크.
제 1 항에 있어서, 상기 염료가 반응성 염료, 산성 염료, 직접 염료 및 염기성 염료로 이루어진 군에서 선택된 잉크젯 잉크.
제 6 항에 있어서, 상기 염료가 반응성 염료 및 산성 염료로 이루어진 군에서 선택된 잉크젯 잉크.
제 1 항에 있어서, 추가로 습윤제를 포함하는 잉크젯 잉크.
제 8 항에 있어서, 습윤제가 약 0.5 내지 20중량％의 양으로 존재하는 잉크젯 잉크.
제 8 항에 있어서, 상기 습윤제가 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 글리세린, 및 폴리에틸렌 글리콜 200, 400 및 600, 프로판-1,3-디올, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 글리콜, 디올, 및 다가 알콜로 이루어진 군에서 선택되는 잉크젯 잉크.
제 10 항에 있어서, 상기 습윤제가 글리콜인 잉크젯 잉크.
제 10 항에 있어서, 상기 습윤제가 다가 알콜인 잉크젯 잉크.
제 10 항에 있어서, 상기 습윤제가 디올인 잉크젯 잉크.
제 1 항에 있어서, 상기 물이 약 20.0 내지 95중량％의 양으로 존재하는 잉크젯 잉크.
제 1 항에 있어서, 추가로 1종 이상의 추가적인 공용매를 포함하는 잉크젯 잉크.
제 15 항에 있어서, 상기 1종 이상의 추가적인 공용매가 약 1 내지 12중량％의 양으로 존재하는 잉크젯 잉크.
(a) 물 약 20 내지 95중량％, (b) N-메틸모르폴린-N-옥사이드 공용매 약 0.5 내지 20중량％ 및 (c) 염료 고형분 약 0.5중량％ 이상을 포함하는 잉크젯 잉크.
제 17 항에 있어서, 추가로 습윤제를 포함하는 잉크젯 잉크.
제 17 항에 있어서, 추가로 1종 이상의 추가적인 공용매를 포함하는 잉크젯 잉크.
N-메틸모르폴린-N-옥사이드 및 염료를 포함하는 수성 잉크젯 잉크.
제 20 항에 있어서, 상기 N-메틸모르폴린-N-옥사이드가 약 0.5 내지 20.0중량％의 양으로 존재하는 수성 잉크젯 잉크.
제 20 항에 있어서, 상기 N-메틸모르폴린-N-옥사이드가 약 1 내지 12중량％의 양으로 존재하는 수성 잉크젯 잉크.
제 20 항에 있어서, 상기 염료가 약 0.5 내지 20중량％의 고형분 염료 함량으로서 존재하는 수성 잉크젯 잉크.
제 20 항에 있어서, 상기 염료 고형분이 약 4.0중량％보다 많은 양으로 존재하는 수성 잉크젯 잉크.
제 20 항에 있어서, 상기 염료가 반응성 염료, 산성 염료, 직접 염료 및 염기성 염료로 이루어진 군에서 선택된 수성 잉크젯 잉크.
제 25 항에 있어서, 상기 염료가 반응성 염료 또는 산성 염료중에서 선택된 수성 잉크젯 잉크.
제 20 항에 있어서, 추가로 1종 이상의 추가적인 공용매를 포함하는 수성 잉크젯 잉크.
제 20 항에 있어서, 추가로 습윤제를 포함하는 수성 잉크젯 잉크.
제 20 항에 있어서, 착화제, 부식방지제, 살균제, 계면활성제 또는 pH 안정화제, 완충제, 점도조절제, 소포제 또는 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 첨가제를 추가로 포함하는 수성 잉크젯 잉크.
(a) 물, (b) N-메틸모르폴린-N-옥사이드 공용매 및 (c) 염료 고형분 약 0.5중량％ 이상을 포함하는 잉크젯 잉크를 제공하고, 이 잉크젯 잉크를 잉크젯 프린터로 직물 기재 위에 프린트함을 포함하는, 직물 기재의 프린트 방법.
제 30 항의 방법에 따라 프린트된 직물 기재.