KR20030045171A

KR20030045171A - 잉크 분사 용도에 유리하게 사용되는 용매 유한량을혼입한 잉크 및 기타 조성물

Info

Publication number: KR20030045171A
Application number: KR10-2003-7006248A
Authority: KR
Inventors: 일리탈로캐럴라인엠; 세버런스리차드엘; 테리로날드케이
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
Priority date: 2000-11-09
Filing date: 2001-10-04
Publication date: 2003-06-09
Also published as: US6558753B1; WO2002038687A1; US20030158283A1; EP1332188A1; EP1642943A2; JP2004522813A; KR100828060B1; AU2001296988A1; US6730714B2

Abstract

저 표면 장력 용매 성분 적량을 포함하는 방사선 경화성 잉크는 우수한 유동성, 접착력, 망점 확대성, 상용성, 내후성 및 경화성을 갖는 잉크 분사된 형상을 형성 및 경화시킬 수 있게 하는 고유의 가공성을 제공한다. 대표적인 인쇄법에서, 1 이상의 올리고/수지, 표면 장력을 갖는 방사선 경화성의 반응성 희석제 및 표면 장력을 갖는 용매를 포함하는 용매 성분 1∼15 중량%를 포함하는 잉크 분사가능한 잉크 조성물이 제공된다. 용매의 표면 장력은 대략적으로 반응성 희석제의 표면 장력보다 크지 않으며, 바람직하게는 반응성 희석제의 표면 장력보다 2 dyne/cm 이상 작다. 잉크 조성물을 기재 상에 잉크 분사하여 잉크 분사된 형상을 형성한다. 용매의 적어도 일부분이 잉크 분사된 형상 내에 존재하는 동안, 인쇄된 형상의 방사선 경화성 성분을 적어도 실질적으로 경화시키고 잉크 분사된 형상을 적어도 실질적으로 건조시키는 데 효과적인 조건 하에서 경화 에너지량에 잉크 분사된 형상을 노출시킨다.

Description

잉크 분사 용도에 유리하게 사용되는 용매 유한량을 혼입한 잉크 및 기타 조성물{INKS AND OTHER COMPOSITIONS INCORPORATING LIMITED QUANTITIES OF SOLVENT ADVANTAGEOUSLY USED IN INK JETTING APPLICATIONS}

잉크젯 화상형성 기법은 상업적인 소비재에 널리 보급된 방법이다. 잉크젯 프린터는 근접한 잉크 액적의 제어된 패턴으로 수용 기재 상에 잉크를 분사하여 작동한다. 잉크젯 프린터는 잉크 액적의 패턴을 선택적으로 조절하여, 텍스트, 그래픽, 이미지, 홀로그램 등을 비롯한 각종 인쇄 형상을 산출할 수 있다. 또한, 잉크젯 프린터는 각종 기재 뿐 아니라, 쾌속 성형(rapid prototyping)과 같은 용도에서의 3차원 사물에 인쇄 형상을 형성할 수 있다.

현재 널리 사용되는 2 가지 주요 유형의 잉크젯 시스템은 열 잉크젯 프린터와 압전식(piezo) 잉크젯 프린터이다. 상기 2가지 유형의 프린터에서, 잉크는 적절히 분사될 수 있어야 하고 생성된 인쇄 형상이 소정의 기계적 특성, 화학적 특성, 시각적 특성 및 내구성을 갖도록 잉크는 엄격한 성능 요건을 만족해야 한다. 특히, 잉크는 분사시 점도가 비교적 낮아야 하고, 정확하고 내구적인 화상을 소정의 수용 기재 상에 형성할 수 있어야 한다. 예를 들어, 열 잉크젯용으로 전형적인 잉크는 통상 점도가 25℃에서 3∼5 센티포이즈이고, 압전식 잉크는 보통 점도가 분사 온도에서 3∼30 센티포이즈여야 한다. 저 점도 잉크를 사용해야 하기 때문에 기계적, 화학적, 시각적 및 내구적 특성이 양호한 인쇄 형상을 얻기가 어렵다.

용매계 및 수계의 분사가능한 잉크는 잘 알려져 있다. 전형적인 수계 잉크는 일반적으로 물, 염료 및/또는 안료일 수 있는 착색제, 1 이상의 보조용매, 및 잉크의 성능 증진을 위해 함유되는 1 이상의 첨가제를 포함한다. 이러한 첨가제의 대표예로는 1 이상의 착색제, 슬립 변형제, 요변제, 발포제, 소포제, 유동 또는 기타 레올로지 제어제, 왁스, 유제, 가소제, 결합제, 항산화제, 살진균제, 살균제, 유기 및/또는 무기 충전재 입자, 균염제, 유백제, 정전기방지제, 분산제 등이 있다.

수계 잉크에는 단점이 있다. 공업용의 경우, 건조 과정에 에너지와 장비가 집중된다. 또한 물을 건조하는 데 시간이 소요되고, 비교적 오랜 건조 시간 동안 인쇄된 재료를 조심스럽게 취급해야 한다. 수계 잉크는 제한된 범위의 기재, 통상 물이 어느 정도 흡수되는 기재와만 상용성이 있다. 수계 잉크를 사용하여 형성된화상은 통상적으로 옥외 용도를 위해 보호성 상도적층물을 필요로 한다.

기타 용매계 잉크는 물 대신에 비교적 휘발성의 무기 용매를 포함한다. 이러한 잉크는 수성 잉크보다 더욱 빠르고 쉽게 건조된다. 그러나, 이러한 용매는 독성, 가연성 등의 특성을 나타낼 수 있어서, 취급시 주의를 기울여야 한다. 또한, 이들 잉크는 제한된 범위의 기재와만 상용성인 경향이 있다.

종래의 용매를 사용하지 않기 위해서, 자유 라디칼 중합성 희석제를 혼입한 잉크 조성물이 개발되었다. 희석제는 용매로서 기능할 뿐만 아니라, 점도 저하제, 경화시 결합제, 그리고 경우에 따라서 가교제로서 기능한다. 미경화 상태에서, 이들 조성물은 점도가 낮고 쉽게 분사가능하다. 그러나, 중합성 단량체는 적절한 경화 에너지원, 예컨대 자외선, 전자선 에너지 및/또는 그외의 에너지원에 노출시 쉽게 가교되어 가교형 중합체망을 형성한다. 희석제에 혼입된 단량체의 종류에 따라서, 생성된 망은 내구성, 가요성, 탄성, 광택, 경도, 화학적 내성, 강성, 이들의 조합 특성 등을 갖는 인쇄 형상을 제공할 수 있다.

비교적 다량의 용매를 방사선 경화성 잉크 조성물에 혼입한 예가 많이 있다. 예를 들어, EP 407,054(1990) 및 미국 특허 제4,978,969호는 각각 용매 10∼40 중량%를 함유하는 방사선 경화성 잉크젯 잉크를 개시하고 있다. JP 9-314981호(1997)에는 메틸 에틸 케톤(MEK) 용매 40 중량% 이상을 함유하는 잉크젯 잉크가 개시되어 있다. 미국 특허 제5,623,001호에는 물 20∼75 중량%를 함유하는 방사선 경화성 잉크젯 잉크가 기재되어 있다. 비교적 다량의 용매를 함유하는 잉크 조성물은 별도의 건조 단계가 필요하므로 그 사용을 피하는 것이 바람직하다.

방사선 경화성 잉크 조성물에 임의의 용매를 거의 혼입하지 않은 다른 예들도 있다. 예를 들어, EP 540,203(1993) 및 미국 특허 제5,275,646호는 용매를 포함하지 않는 방사선 경화성 조성물을 개시하고 있다. JP 9-183929(1997) 및 WO 98/27171호도 무용매 조성물을 설명하고 있다. WO 99/29787호 및 99/29788호는 모두 용매를 1% 미만으로 함유하는 방사선 경화성 잉크젯 잉크를 개시하고 있다.

WO 97/31071호(미국 특허 제6,114,406호 대응 출원)도 용매 함량이 제한된 잉크젯 잉크를 개시하고 있다. 이 출원은 일반적으로 잉크가 용매 약 10 중량% 이하를 함유할 수 있음을 시사하고 있지만, 실시예에는 임의의 용매를 포함하지 않는 잉크 배합물만이 개시되어 있다. 이 조성물은 알콕실화 또는 폴리알콕실화된 물질을 주로 포함해야 하지만, 불행히도 이러한 조성물은 생성된 경화 매트릭스의 주쇄(들) 중의 알콕실화된 부분이 많아서 내후성, 접착력 및 상용성 특성이 불량한 경향이 있다.

기재 상용성은, 특히 인쇄 형상이 각종 상이한 기재 재료 상에 형성될 수 있는 산업상 용도 또는 신호 용도에 있어서 방사선 경화성 조성물의 중요한 특징이다. 그러나, 다수의 방사선 경화성 조성물은 한정된 범위의 기재에 대해서만 양호한 습윤성과 접착력을 나타내므로, 각종 기재가 직면할 수 있는 환경에서 여러 종류의 다른 잉크를 관리해야 한다. 여러 방사선 경화성 잉크 조성물, 특히 상당량의 주쇄 알콕실화된 또는 폴리알콕실화된 작용기를 도입한 조성물은 옥외 용도에서 내후성이 불량하다. 각종 상이한 다공성 및 비다공성 기재와 상용성이 있는 잉크젯 잉크를 제공하는 것이 바람직하다.

방사선 경화성 조성물의 쾌속 경화는 생산 용량 및 처리량을 증가시키는 데 매우 바람직하다. 그러나, 주변 산소는 자유 라디칼 중합 반응을 억제할 우려가 있다. 불활성 대기에서 재료를 경화시켜 산소에 의한 억제를 피할 수 있지만, 경화 과정에서 불활성 대기를 유지하는 데에는 별도의 장비와 비용이 소요된다. 불활성 대기에서의 경화는 일부 용도에서는 실시될 수 없다. 따라서, 주변 조건에서 신속하게 경화되고 주변 조건에서의 산소에 의한 억제 위험이 상당히 감소된 잉크젯 잉크를 제공하는 것이 매우 바람직하다. 이러한 경화를 불활성 대기에 의존하지 않고 실시할 수 있다면 더욱 더 바람직할 것이다.

잉크젯 조성물은 또한 양호한 망점 확대(dot gain) 특성을 필요로 한다. 망점 확대란 잉크 분사된 점이 기재에 적용시 퍼지는 정도를 말한다. 잉크 분사된 점이 기재 상에서 너무 많이 퍼지면, 불량한 가장자리 선명도와 색상간 번짐이 관찰된다. 한편, 잉크 분사된 점이 기재에 적용시 불충분하게 퍼지면, 불량한 색상 밀도가 생길 가능성이 있다. 망점 확대 특성은 잉크젯 조성물의 특성, 기재 온도, 잉크와 기재 간의 계면 장력, 기재 특성을 비롯한 인자에 따라서 달라진다. 일부 잉크는 일부 기재 상에서는 바람직한 망점 확대 특성을 나타내지만, 다른 기재 상에서는 그렇지 않다. 각종 상이한 다공성 및 비다공성 기재에 대해서 일관되게 양호한 망점 확대 특성을 갖는 잉크 조성물을 제공하는 것이 바람직하다.

통상적으로, 습윤성 및 망점 확대 특성을 개선시키기 위해서, 유동제를 첨가하여 잉크의 표면 장력을 낮춘다. 유동제는 비교적 낮은 농도로 존재한다. 통상적인 잉크 배합물은, 예컨대 1 이상의 유동제 0.1∼1 중량% 이하를 함유한다. 일반적으로 사용되는 유동제는 실리콘계 또는 불소계이다. 양 부류의 유동제 모두 단점을 갖는다. 실리콘계 유동제는 잉크의 기재에 대한 접착력을 낮출 우려가 있다. 불소계 유동제는 증가하고 있는 환경 측면에서의 엄격한 규제 및 제약의 대상이 되고 있다. 일반적으로 유동제는 소량만 첨가되더라도, 표면 장력을 너무 많이 감소시킬 수 있으므로, 잉크젯 노즐에서의 메니스커스 불안정성을 초래할 수 있다. 매니스커스 불안정성은 불량한 잉크 신뢰성, 노즐판의 플러딩(flooding)을 유발할 수 있고, 빈번한 프린트헤드 준비(priming)를 필요하게 한다. 따라서, 우수한 인쇄 성능을 위해 적절한 표면 장력 특성이 필요하긴 하지만, 잉크 배합물 중에 유동제를 포함시키지 않고 이러한 특성을 얻을 수 있는 것이 좋다.

본 발명은 점성, 습윤성, 상용성 및 쾌속 경화성 등의 장점을 갖는 조성물을 제공하는 용매 유한량을 혼입한 저 점성의 잉크 분사가능한 방사선 경화성 조성물에 관한 것이다. 이 조성물은 일반적으로 방사선 경화성 성분(1 이상의 방사선 경화성 단량체, 거대단량체, 올리고머 및/또는 중합체를 함유함), 용매와, 착색제, 광개시제 등의 선택 첨가제 등을 포함한다. 본 발명의 조성물은 특히 표지, 보도, 도로, 자동차, 보트, 항공기, 가구, 장비 등의 기재 상에 잉크 분사되고 방사성 경화된 인쇄 형상을 형성하는 데 매우 적합하다. 이 조성물은 옥외 용도에 특히 적합하다.

본 발명은 부분적으로는 저 표면 장력(및 바람직하게는 휘발성) 용매 성분 적량을 포함하는 방사선 경화성 잉크가, 우수한 유동성, 접착력, 망점 확대성, 상용성, 내후성 및 경화성을 갖는 잉크 분사된 형상을 형성 및 경화시킬 수 있게 하는 특유의 가공성을 제공한다는 발견에 기초한 것이다. 조성물 중의 일부 용매의 존재는 여러가지 상이한 기재 재료와의 상용성 및 습윤성을 증진한다. 실제로, 바람직한 구체예에서, 기재 내로 침투하는 용매를 선택하면 기재와 잉크 간의 상호작용을 촉진을 보조하여 접착력이 향상된다. 또한, 일부 용매의 사용은 조성물 점도를 급격히 감소시킨다. 이로 인하여 잉크 분사가능한 점도 특성을 유지하면서 잉크 내로 혼입할 수 있는 단량체, 거대단량체, 올리고머 및/또는 중합체의 범위와 함량이 확대된다. 저 표면 장력의 용매를 선택하여 잉크 전체의 표면 장력을 줄이면,별도의 유동제가 필요없게 된다. 사실상, 저 표면 장력 특성을 갖는 용매는 용매로서 그리고 유동제로서 작용하는 이중 기능을 수행한다.

또, 용매의 양을 제한함으로써, 용매를 쉽게 제거하여 건식의 잉크 분사된 형상을 얻을 수 있다. 바람직한 구체예에서, 잉크 분사된 형상은 방사선 경화 과정에서 형성된 열만을 사용하여 건조할 수 있어서 최소한 건조 및 경화 대부분의 과정을 실질적으로 동일 단계에서 실시할 수 있다. 요컨대, 습식의 잉크 분사된 형상을 동시에 방사선 경화 및 건조시킬 수 있다.

잉크가 적량의 용매를 포함하면 방사선 경화가 더 빨리 일어난다. 이론에 구애 받지 않고서, 더 신속한 방사선 경화 속도는 적어도 부분적으로는 증발 용매의 존재에 기인하는 것으로 생각된다. 경화열에 의해 형성된 용매 증기는 인쇄된 형상 위로 배리어를 형성하는 것으로 생각된다. 이 배리어는 주변 산소가 경화 중인 형상의 표면에 쉽게 도달하지 못하게 하는데, 그렇지 않으면 산소는 자유 라디칼 중합 반응을 억제할 수 있다. 실질적으로, 보호성 배리어는 경화가 발생한 그 위치의 형상 위에 형성되는 것이 유리하다. 본 발명의 잉크를 사용하면 경화 속도의 증진과 별도의 건조 단계 불필요로 인하여 1000 ft²/hr(92.9 m²/hr) 이상의 생산 속도를 실현할 수 있다.

또한, 자유 라디칼 경화형 잉크의 산소에 의한 억제를 감소 또는 방지하면 더 양호하게 경화되고, 필요에 따라 점착성이 없는 경화 표면의 화상을 산출할 수 있다.

본 발명의 일 측면은 잉크 분사가능한 유체 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이 방법에 따르면, 조성물 내로 혼입할 용매 성분을 선택하는데, 이 때 용매 성분은 표면 장력을 갖는 용매를 포함하며, 용매 표면 장력의 지표인 용매 특성을 포함한 정보로부터 조성물 내로 혼입할 용매를 선택한다. 일단 선택하면, 상기 용매 및 표면 장력을 갖는 방사선 경화성의 반응성 희석제를 포함하는 조성물 내로 용매 1∼15 중량%를 혼입하는 데, 이 때 용매의 표면 장력은 대략적으로 방사선 경화성 반응성 희석제의 표면 장력보다 크지 않으며, 바람직하게는 반응성 희석제의 표면 장력보다 약 2 dyne/cm 이상 작다. 조성물은 1 이상의 올리고/수지도 포함한다. 따라서, 잉크 분사가능한 유체 조성물이 형성된다.

본 발명의 또 다른 측면은 인쇄법에 관한 것이다. 1 이상의 올리고/수지, 표면 장력을 갖는 방사선 경화성의 반응성 희석제, 및 표면 장력을 갖는 용매를 포함하는 용매 성분 1∼15 중량%를 포함하는 잉크 분사가능한 잉크 조성물이 제공된다. 용매 표면 장력은 대략 반응성 희석제의 표면 장력보다 크지 않으며, 바람직하게는 반응성 희석제의 표면 장력보다 약 2 dyne/cm 이상 작다. 잉크 조성물을 기재에 분사하면 잉크 분사된 형상이 형성된다. 용매의 적어도 일부분이 잉크 분사된 형상 내에 존재하는 동안, 인쇄된 형상의 방사선 경화성 성분을 적어도 실질적으로 경화시키고 잉크 분사된 형상을 적어도 실질적으로 건조시키는 데 효과적인 조건 하에서 경화 에너지량에 잉크 분사된 형상을 노출시킨다.

본 발명의 또 다른 측면은 분사가능한 잉크 조성물에 관한 것이다. 조성물은 1 이상의 올리고/수지, 표면 장력을 갖는 방사선 경화성의 반응성 희석제를 포함하는 방사선 경화성 성분, 표면 장력을 갖는 용매 1∼15 중량%[이 때 용매의 표면 장력은 대략 반응성 희석제의 표면 장력보다 크지 않으며, 바람직하게는 반응성 희석제의 표면 장력보다 약 2 dyne/cm 이상 작음], 및 경화시 육안으로 인식가능한 광학 특성을 잉크에게 제공하는 착색제 유효량을 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면은 1 이상의 올리고/수지, 방사선 경화성 성분, 분지쇄 지방족 부분을 포함하는 에스테르 용매 0.5∼20 중량%[상기 에스테르 용매는 표면 장력이 약 30 dyne/cm 미만임], 및 경화시 육안으로 인식가능한 광학 특성을 잉크에게 제공하는 착색제 유효량을 포함하는 분사가능한 잉크 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 측면은 1 이상의 올리고/수지, 알콕실화 또는 폴리알콕실화된 원료 약 30 중량% 이하를 포함하는 방사선 경화성 성분, 표면 장력이 30 dyne/cm 미만인 용매 0.5∼15 중량%, 및 경화시 육안으로 인식가능한 광학 특성을 잉크에게 제공하는 착색제 유효량을 포함하는 분사가능한 잉크 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 측면은 표면 장력이 약 30 dyne/cm 미만이고 인화점이 50℃ 이상인 용매를 포함하는 분사가능한 잉크 조성물에 관한 것으로서, 상기 조성물은 적어도 불소화된 부분 및/또는 실리콘 부분을 포함하는 유동 조절제를 실질적으로 함유하지 않는다.

본 발명의 1 이상의 측면의 바람직한 구체예는 다음과 같은 일부 바람직한 특징 중 1 이상을 포함할 수 있다:

용매의 표면 장력은 약 30 dyne/cm 미만이다;

용매는 비극성이다;

조성물은 적어도 실리콘 부분 및/또는 플루오르화된 부분을 포함하는 유동 조절제를 실질적으로 함유하지 않는다;

용매는 아세테이트 에스테르이다;

조성물은 실질적으로 비도전성이다;

용매는 인화점이 50℃ 이상이다;

조성물은 용매 1∼10 중량%를 함유한다;

용매는 C_4-20의 분지쇄 지방족 부분을 포함하는 에스테르이다;

분지쇄 지방족 부분은 분지쇄 알킬 부분, 예컨대 이소알킬 부분이다; 및/또는

용매는 적어도 방사선 경화성 부분을 실질적으로 함유하지 않는다.

하기에 개시된 본 발명의 구체예들은 하기 상세한 설명에 개시된 정확한 형태로 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다. 그 보다는 당업자들이 본 발명의 원리 및 실시법 등을 알고 이해할 수 있도록 구체예들을 선택하여 개시한 것이다.

본 발명의 유체 조성물을 도포한 후 경화시켜 1 이상의 수용 기재 상에 1 이상의 소정 패턴으로 내구성, 내후성의 형상, 예컨대 텍스트, 바코드, 그래픽 및/또는 다른 표지 등을 형성할 수 있다. 본 발명의 바람직한 구체예에서 잉크는 착색 잉크 또는 보호성 클리어코트 잉크의 형태일 수 있다.

경화 전에, 본 발명의 유체 조성물은 몇가지 바람직한 특성 중 1 이상의 특성을 갖는 것이 좋다. 먼저, 본 발명의 방사선 경화성 조성물은, 잉크 분사 기법을 사용하여 유체 조성물을 수용 기재에 도포할 수 있도록 충분히 낮은 점도 특성을 갖는 경향이 있다. 바람직하게는, 본 발명의 유체 조성물은 소정의 잉크 분사 온도(통상적으로는 상온 내지 약 65℃ 이하)에서 점도가 약 30 센티포이즈 이하, 바람직하게는 약 25 센티포이즈 이하, 더욱 바람직하게는 약 20 센티포이즈 이하이다. 그러나, 특정 조성물에 대한 최적의 점도 특성은 기재 상에 조성물을 도포하는 데 사용되는 잉크 분사 시스템의 종류와 분사 온도에 좌우된다. 예를 들어, 압전식 잉크 분사 도포시, 통상의 목적하는 점도는 프린트헤드 온도에서 3∼30 센티포이즈이다. 일반적으로, 이것은 유체 조성물의 점도가 25℃에서 50 센티포이즈 이하인 것이 바람직함을 의미하는 것이다. 본 명세서에 개시된 특히 바람직한 구체예의 유체 조성물은 25∼65℃의 중간 온도에서 10∼16 센티포이즈 범위의 점도를 갖는 경향이 있다.

이러한 점도 특성은 일반적으로 조성물이 목적하는 프린트헤드 온도에서 분사가능하도록 보조한다. 방사선 경화성 조성물의 1 이상의 구성성분의 잠재 휘발성 및 반응성으로 인하여, 유체 조성물은 약 65℃ 이하, 더욱 바람직하게는 약 50℃ 이하의 온도에서 분사된다.

잉크 분사 용도에 적합한 또 다른 바람직한 특성으로서, 본 발명의 유체 조성물은 중간 내지 낮은 표면 장력 특성을 갖는 것이 좋다. 바람직한 배합물은 표면 장력이 프린트헤드 조작 온도에서 20 dyne/cm∼50 dyne/cm, 더욱 바람직하게는 22dyne/cm∼40 dyne/cm 범위이다. 본 발명의 방사선 경화성 성분 내로 혼입하고자 하는 대부분의 방사선 경화성 단량체 구성성분(이하 "반응성 희석제"라고 함)과, 후술된 바람직한 용매는 이미 바람직한 범위 내의 표면 장력 특성을 갖고 있다. 따라서, 적절한 표면 장력 특성을 갖는 본 발명의 유체 조성물을 쉽게 배합할 수 있다.

본 발명의 바람직한 유체 조성물은 뉴턴의 점도 특성, 또는 실질적인 뉴턴의 점도 특성을 갖는다. 뉴턴 유체는 적어도 전단 속도와 거의 무관한 점도를 갖는다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 유체의 지수법칙 지수가 0.95 이상인 유체의 점도는 실질적으로 전단 속도와 무관한 것으로 생각되므로 적어도 실질적인 뉴턴 유체이다. 유체의 지수법칙 지수는 하기 수학식 1로 표시된다.

η= mγ^n-1

상기 식에서, η는 전단 점도이고, γ는 전단 속도(s^-1)이며, m은 상수이고, n은 지수법칙 지수이다. 지수법칙 지수의 원리는 문헌[C.W.Macosko, "Rheology: Principles, Measurements, and Applications" ISBN #1-56081-579-5, page 85]에 개시되어 있다.

뉴턴 유체 조성물 또는 실질적인 뉴턴 유체 조성물은 실질적인 전단 박화(shear thinning) 양상을 나타내는 비뉴턴 유체에 비하여 특히 바람직하다. 통상적으로, 실질적인 전단 박화 유체는 탄성이 있다. 유체의 탄성은 확장 농밀화 양상을 유발하는 경향이 있는데, 확장 농밀화 양상은 저 점도 조건이 만족되는 경우에도 잉크의 분사를 방지하는 것으로 알려져 있다. 적어도 실질적인 뉴턴 점도 성질을 갖는 유체를 이용하는 또 다른 이유는, 분사는 통상적으로 약 1 ×10⁶s^-1의 전단 속도에서 이루어지지만, 저장소로부터 잉크 분사 헤드 채널로의 잉크 재충전은 100∼1000 s^-1에서 발생하기 때문이다. 고도의 전단 박화 잉크는 분사 속도에서보다 재충전 속도에서 점도가 휠씬 높다. 이는 재충전을 지연시켜, 프린트헤드 성능을 저하시킬 우려가 있다. 분사 온도에서 거의 또는 전혀 탄성을 나타내지 않는 유체 조성물을 배합하면 전단 박화 유체를 없앨 수 있다. 탄성은, 유체 조성물 내에 혼입된 올리고/수지의 양과 중량 평균 분자량을 조절하고, 고도의 분지형 올리고/수지를 선택하며, 및/또는 배합물 중의 고분자량 종의 용해도를 조작하여 최소화한다. 일반적으로 올리고/수지의 가용성이 더 큰 배합물은 올리고/수지의 가용성이 더 작은 것보다 탄성이 큰 경향이 있다.

본 발명의 조성물은 경화시 일부 바람직한 특징 중 1 이상의 특징을 갖는 것이 좋다. 먼저, 본 발명의 바람직한 구체예의 조성물은 매우 다양한 다공성 및 비다공성 기재와 상용성이 있다. 이것은, 적어도 부분적으로는 올리고/수지 구성성분(들)(예, 올리고머 및/또는 중합체), 반응성 희석제의 단량체(들) 및 용매(들)의 조합에 기인하는 것이다. 또한 방사선 경화성 유체 조성물은, 테이프 테스트에 의해 접착력을 측정하는 표준 시험법 ASTM D 3359-95A, 방법 B에 따라 측정시, 비다공성 기재, 특히 재귀반사성 시트 탑필름에 사용되는 비다공성 기재에 대한 양호한 접착력을 나타낸다.

본 발명의 경화된 조성물은 목적하는 용도에 따라서 광범위한 신장 특성을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 이러한 조성물은 필요에 따라, 신장율이 약 1% 이상, 바람직하게는 약 20% 이상, 더욱 바람직하게는 50∼300% 이상인 것을 특징으로 할 수 있다. 약 50% 이상의 신장 특성을 갖는 경화된 조성물을 사용하여 응력 균열을 감소시키고, 인성을 증가시키며, 내후성을 향상시키는 것이 유리하다. 본 발명의 실시에서, 경화된 재료의 신장이란 ASTM 시험법 D-3759에 따라 측정된 파단시 최대 신장을 말한다.

본 발명의 경화된 조성물은 신장율이 약 50% 이상, 바람직하게는 약 100% 이상, 더욱 바람직하게는 100 이상 내지 300%인 것을 특징으로 하는 것이 좋다. 유리하게는, 이러한 신장 특성을 갖는 경화된 조성물은 하부 기재의 연신 또는 기타 치수 변화로 인하여 경화된 잉크층이 적층분리되는 것을 방지하는 데 매우 이롭다. 이러한 신장 특성은, 트럭 또는 기타 차량의 패널 상의 외형 및 리벳과 같은 윤곽이 있는 표면에 경화된 잉크가 더욱 수월하게 합치되도록 한다.

본 발명의 방사선 경화된 유체의 여러 구체예들은, 카본 블랙, 티타니아(TiO₂) 또는 유기 블랙 염료와 같은 유백 착색제를 함유하는 임의의 것을 제외하고는, 재귀반사성 시트의 재귀반사 계수에 대한 표준 시험법 ASTM 810에 따라 측정시 투명하다. 즉, 재귀반사성 기재에 코팅시, 이러한 필름의 표면을 비추는 가시광선은 재귀반사성 시트 성분으로 투과된다. 이 성질로 인하여 잉크는 옥외 표지 용도, 특히 교통 제어 신호계에 유용하게 된다. 이들 액체 배합물의 방사선 경화된 필름을, 경화시 무점착성 표면을 나타내도록 하는 조건 하에서 배합 및 경화시킨다. 이것은 인쇄된 화상에 분진이 축적되는 것 등을 방지한다.

바람직한 구체예에서, 경화된 필름은 중간 정도의 마모시 손상에 대한 내성을 나타낸다. 내마모성을 평가하는 유용한 방법은 테이버 마모기에 의한 유기 코팅의 내마모성 표준 시험법 ASTM D 4060이다. 마모된 표면 상의 광택 또는 재귀반사성 유지율(%)을 모니터링하면, 바람직한 구체예들의 경화된 필름은 종래의 스크린 인쇄 잉크 표준품과 비교하여 우수한 내마모성을 나타낸다.

바람직한 구체예들의 방사선 경화 필름은 또한 옥외 용도, 특히 재귀반사성 시트를 포함하는 시스템으로서 사용시 내구성을 나타낸다. 직접 비교해보면, 이들 필름은 종래의 스크린 인쇄 잉크 표준품과 비교하여 유사하거나 또는 향상된 내구성을 나타낸다.

본 발명의 바람직한 방사선 경화성 조성물에는 일반적으로 (1) 반응성 희석제, 임의의 1 이상의 거대단량체, 임의의 1 이상의 올리고머 및/또는 임의의 1 이상의 중합체를 포함하는 방사선 경화성 성분, (2) 용매 성분, 및 (3) 조성물의 목적하는 용도에 따라 선택되는 1 이상의 임의의 보조제를 혼입한다. 본 발명의 실시에 있어서, "방사선 경화성"은 적절한 경화 에너지원에 노출시 가교 반응에 관여하는 단량체, 올리고머 또는 중합체 주쇄(경우에 따라서)에 직접 또는 간접적으로 매달린 작용기를 의미한다. 이러한 작용기는 일반적으로 방사선에 노출시 양이온 메카니즘을 통해 가교되는 기 뿐 아니라 자유 라디칼 메카니즘을 통해 가교되는 기도 포함한다. 본 발명의 실시에 적절한 방사선 가교성 기의 대표예로는 에폭시기, (메트)아크릴레이트기, 올레핀계 탄소-탄소 결합, 알릴옥시기, 알파-메틸 스티렌기, (메트)아크릴아미드기, 시아네이트 에스테르기, 비닐 에스테르기, 이들의 조합 등이 있다. 자유 라디칼 중합성 기가 바람직하다. 이중에서, (메트)아크릴 부분이 가장 바람직하다. 본 명세서에서 사용된 용어 "(메트)아크릴"은 아크릴 및/또는 메타크릴을 포함한다.

방사선 경화성 작용기를 가교시키는 데 사용되는 에너지원은 화학선(예, 자외선 또는 가시광선 스펙트럼 영역의 파장을 갖는 방사선), 가속화된 입자(예, 전자선), 열(예, 가열 또는 적외선) 등일 수 있다. 에너지원은 화학선 또는 가속화된 입자가 바람직한데, 그 이유는 이러한 에너지원은 가교 개시 및 속도를 양호하게 제어할 수 있기 때문이다. 또한, 화학선 및 가속화된 입자는 비교적 저온에서 경화에 사용될 수 있다. 이로 인하여, 열 경화 기법을 사용할 때 경화성 기의 가교를 개시하는 데 필요한 비교적 높은 온도에서 민감한 성분이 분해되는 것을 피할 수 있다. 적절한 화학선원으로는 수은 램프, 크세논 램프, 카본 아크 램프, 텅스텐 필라멘트 램프, 레이저, 전자선 에너지, 태양광선 등이 있다. 자외선, 특히 중압 수은 램프에서 나온 자외선이 가장 바람직하다.

본 명세서에서 사용된 용어 "단량체"는 1 이상의 중합성 기를 포함하는 비교적 저 분자량(분자량이 약 500 g/몰 미만임)의 물질을 의미한다. "올리고머"는 1 이상의 중합성 기를 포함하는 비교적 중간 정도의 분자량(분자량이 500 g/몰 내지 100,000 g/몰 이하임)의 물질을 의미한다. "중합체"는 1 이상의 단량체 및/또는 올리고머 구성성분으로부터 형성된 부분 구조를 갖고 방사선 경화성 기(들)를 추가로포함하지 않는 분자를 의미한다. 본 명세서 전반에 사용된 용어 "분자량"은 달리 언급한 것이 없으면 수 평균 분자량을 의미한다.

본 명세서에서 사용된 용어 "올리고/수지"는 올리고머 및 중합체를 총체적으로 일컫는 데 사용된다. 바람직한 올리고/수지는 수 평균 분자량이 약 100,000 이하, 바람직하게는 500∼30,000, 더욱 바람직하게는 700∼10,000이다. 1 이상의 올리고/수지를 본 발명의 유체 조성물에 혼입하여 점도 제어, 경화시 수축 감소, 내구성, 가요성, 다공성 및 비다공성 기재에 대한 접착력, 옥외 내후성 및/또는 기타 특성을 비롯한 많은 잇점을 제공할 수 있다. 본 발명의 실시에 적절한 올리고/수지는 폴리우레탄, 아크릴 물질, 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리아미드, 에폭시, 폴리스티렌, 스티렌 및 치환된 스티렌 함유 물질, 실리콘 함유 물질, 불소화된 물질, 이들의 조합 등일 수 있다. 지방족 물질은 내후성이 양호한 경향이 있다는 점에서 올리고/수지 물질은 지방족인 것이 바람직하다.

경우에 따라서, 본 발명의 방사선 경화성 단량체 및/또는 올리고/수지 중 하나는 본 발명의 유체 조성물의 성능 향상을 보조하는 작용기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 올리고/수지는 적절한 에너지원에 노출시 이들 물질을 반응성 희석제와 동시 가교시키는 방사선 가교성 작용기를 포함할 수 있다. 올리고/수지가 반응성 희석제와 상호침투성 중합체망을 형성하게 하기 위해서, 올리고/수지는 상이한 종류의 가교 작용기, 예컨대 펜던트 히드록실기 등을 포함할 수 있다. 이소시아네이트 가교제의 존재 하에, 펜던트 히드록실 부분은 이소시아네이트 가교제의 NCO기와 우레탄 가교 반응을 진행하여 우레탄 결합을 포함하는 가교망을 형성한다. 안료 착색제, 무기 분말 충전제 등의 임의의 첨가제의 분산을 보조하기 위해서, 올리고/수지는 펜던트 분산제 부분, 예컨대 설포네이트, 포스페이트, 포스포네이트, 카르복실레이트, 극성 복소환, (메트)아크릴로니트릴, 및/또는 기타의 산 또는 염 부분을 포함할 수 있다.

옥외 용도를 위해서, 폴리우레탄 및 아크릴 함유 올리고/수지는, 내구성과 내후성이 양호한 경향이 있기 때문에 바람직하다. 이러한 물질은 방사선 경화성의 (메트)아크릴레이트 작용 단량체로부터 형성된 반응성 희석제 중에서 쉽게 용해되는 경향이 있다.

올리고/수지의 방향족 구성성분은 태양광선에 대해 불량한 내성 및/또는 불량한 내후성을 나타내는 경향이 있기 때문에, 방향족 구성성분은 바람직하게는 5 중량% 미만, 바람직하게는 1 중량% 미만으로 제한되며, 본 발명의 올리고/수지 및 반응성 희석제로부터 방향족 성분을 실질적으로 배제하는 것이 더욱 바람직하다. 따라서, 옥외 용도에 사용하고자 하는 올리고/수지를 형성하는 데에는 직쇄, 분지쇄 및/또는 고리형 지방족 및/또는 복소환 원료가 바람직하다.

올리고/수지 자체는 직쇄, 분지쇄 및/또는 고리형일 수 있다. 분지쇄 올리고/수지는 유사한 분자량의 직쇄 대응부보다 점도가 낮은 경향이 있기 때문에 바람직하다. 본 발명의 유체 조성물 중에 혼입된 올리고/수지 물질의 양은 생성 조성물의 목적하는 용도, 반응성 희석제의 특성, 올리고/수지(들)의 특성, 올리고/수지의 중량 평균 분자량 등과 같은 인자에 따라서 광범위하게 달라질 수 있다. 일반적인 지침으로서, 잉크 분사가능한 유체 조성물은 올리고/수지 0.1∼50 중량%를 포함할 수 있으며, 이 때 중합체 종은 조성물의 0.1∼30 중량%, 바람직하게는 5∼20 중량%를 구성하는 것이 바람직할 수 있다. 올리고머 종은 조성물의 0.1∼50 중량%, 바람직하게는 15∼40 중량%를 차지할 수 있다.

본 발명에 사용하기 위한 적절한 방사선 경화성 올리고/수지의 비제한적인 예로는, (메트)아크릴화된 우레탄(즉, 우레탄 (메트)아크릴레이트), (메트)아크릴화된 에폭시(즉, 에폭시 (메트)아크릴레이트), (메트)아크릴화된 폴리에스테르(즉, 폴리에스테르 (메트)아크릴레이트), (메트)아크릴화된 (메트)아크릴산, (메트)아크릴화된 실리콘, (메트)아크릴화된 폴리에테르(즉, 폴리에테르 (메트)아크릴레이트), 비닐 (메트)아크릴레이트 및 (메트)아크릴화된 오일 등이 있다.

바람직한 (메트)아크릴화된 지방족 우레탄은 히드록시 말단의 이소시아나토(-NCO) 연장된 지방족 폴리에스테르 또는 지방족 폴리에테르의 디(메트)아크릴레이트 에스테르이다. (메트)아크릴화된 폴리에스테르는 (메트)아크릴산과 지방족 이염기산/지방족 디올계 폴리에스테르의 반응 생성물이다. 시판용 (메트)아크릴화된 우레탄과 폴리에스테르의 예로는 상표명 PHOTOMER(미국 뉴저지주 호보켄 소재의 헨켈 코포레이션); EBECRYL 284, 810, 4830, 8402, 1290, 1657, 1810, 2001, 2047 ,230, 244, 264, 265, 270, 4833, 4835, 4842, 4866, 4833, 657, 770, 80, 81, 811, 812, 83, 830, 8301, 835, 870, 8800, 8803, 8804(미국 조지아주 스미르나 소재의 UCB 래드큐어 인코포레이티드); SARTOMER CN 시리즈, CN964 B-85, CN292, CN704, C816, CN817, CN818, CN929, CN944B-85, CN945A-60, CN945B-85,CN953, CN961, CN962, CN963, CN965, CN966, CN968, CN980, CN981, CN982, CN983, CN984, CN985(미국 팬실베니아주 엑스톤 소재의 사토머 캄파니); ACTILANE(미국 뉴저지주 뉴 브룬스윅 소재의 액크로스 케미칼스); 및 UVITHANE(일리노이주 시카고 소재의 모톤 인터내쇼날)로 알려진 것들이 있다.

바람직한 아크릴화된 아크릴로는 후속 반응을 위해 자유 라디칼을 형성할 수 있는 반응성 펜던트 또는 말단 (메트)아크릴산 기를 갖는 아크릴 올리고머 또는 중합체이다. 시판용 (메트)아크릴화된 아크릴의 예로는 미국 조지아주 스미르나 소재의 UCB 래드큐어 인코포레이티드로부터 입수가능한 상표명 EBECRYL 745, 754, 767, 1701 및 1755로 알려진 것 등이 있다. 기타 올리고/수지의 예는 상표명 ELVACITE 2014(미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 ICI 아크릴릭스 인코포레이티드); JONCRYL 587(미국 위스콘신주 라신 소재의 에스.씨.존슨); 및 ACRYLOID B 시리즈 및 PARALOID B 시리즈, 예컨대 PARALOID B-60(미국 펜실베니아주 필라델피아 소재의 롬 앤드 하스 캄파니)로 입수가능한 중합체를 포함한다.

또 다른 특히 바람직한 부류의 방사선 경화성 우레탄 올리고머는, 2000년 11월 9일에 "INKS AND OTHER COMPOSITIONS INCORPORATING LOW VISCOSITY, RADIATION CURABLE, POLYESTER URETHANE OLIGOMER"라는 발명의 명칭으로 출원된, 양수인의 공계류중인 미국 출원 제09/711,346호(Carlson 등)에 개시되어 있다. 이들 방사선 경화성 우레탄 올리고머는 일반적으로 비전형적인 저 점도 특성을 특징으로 하며, 우레탄 함량이 비교적 높고, 매우 경제적으로 제조할 수 있으며, 각종 다공성 및 비다공성 기재와 상용성이 있다.

반응성 희석제는 일반적으로 1 이상의 방사선 경화성 단량체를 포함한다. 목적하는 성능 기준에 따라서, 임의의 방사선 경화성 단량체 또는 이의 조합을 반응성 희석제에 혼입할 수 있다. 따라서, 임의의 성능 조건이 만족되는 한 각종 측면에서의 특정 종류의 방사선 경화성 단량체에 본 발명을 한정하려는 것은 아니다. 그러나, 잉크 분사 용도의 경우, 적어도 혼합 상태에서의 단량체는 소정의 잉크 분사 헤드 온도에서 잉크 분사가능한 점도를 갖는 액체로서 존재하는 것이 바람직하다.

반응성 희석제의 방사선 경화성 단량체는 방사선 경화성 부분이 모노-, 디-, 트리-, 테트라- 또는 그 외의 다작용성일 수 있다. 이들 단량체는 올리고/수지 성분(존재하는 경우)에 대한 희석제 또는 용매로서, 점도 저하제로서, 경화시 결합제로서, 그리고 가교제로서 작용한다. 반응성 희석제에 혼입하고자 하는 단량체의 양은 생성된 조성물의 목적하는 용도에 따라서 광범위하게 달라질 수 있다. 일반적인 지침에 따르면, 본 발명의 방사선 경화성 성분은 단량체 25∼100 중량%, 바람직하게는 40∼90 중량%를 포함할 수 있다.

반응성 희석제에 사용하기 적절한 단일작용성의 방사선 경화성 단량체의 대표적인 예로는 스티렌, 알파-메틸스티렌, 치환된 스티렌, 비닐 에스테르, 비닐 에테르, N-비닐-2-피롤리돈, (메트)아크릴아미드, N-치환된 (메트)아크릴아미드, 옥틸(메트)아크릴레이트, 노닐페놀 에톡실레이트 (메트)아크릴레이트, 이소노닐(메트)아크릴레이트, 이소보르닐 (메트)아크릴레이트, 2-(2-에톡시에톡시)에틸 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 라우릴 (메트)아크릴레이트, β-카르복시에틸 (메트)아크릴레이트, 이소부틸 (메트)아크릴레이트, 지환족 에폭시드, α-에폭시드, 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴로니트릴, 말레산 무수물, 이타콘산, 이소데실 (메트)아크릴레이트, 도데실 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, 메틸 (메트)아크릴레이트, 헥실 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴산, N-비닐카프로락탐, 스테아릴 (메트)아크릴레이트, 히드록시 작용성 카프로락톤 에스테르 (메트)아크릴레이트, 이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 히드록시메틸 (메트)아크릴레이트, 히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 히드록시이소프로필 (메트)아크릴레이트, 히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 히드록시이소부틸 (메트)아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴 (메트)아크릴레이트, 이들의 조합 등이 있다.

다작용성 방사선 경화성 물질은, 경화된 필름의 1 이상의 특성, 예컨대 가교 밀도, 경도, 내손상성(mar resistance) 등을 향상시키기 위해서 반응성 희석제 내로 혼입할 수 있다. 이러한 다작용성 물질 중 1 이상이 존재하는 경우, 반응성 희석제는 이러한 물질 0.5∼50 중량%, 바람직하게는 0.5∼35 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5∼25 중량%를 포함할 수 있다. 이러한 고 작용성의 방사선 경화성 단량체의 예로는 에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 디(메트)아크릴레이트, 에톡실화된 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 글리세롤 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트 및 네오펜틸글리콜 디(메트)아크릴레이트, 이들의 조합 등이 있다.

본 발명의 바람직한 방사선 경화성의 반응성 희석제를, 방사선 경화성 조성물 및/또는 생성된 경화 조성물이 1 이상의 바람직한 성능 기준을 만족하도록 보조하는 1 이상의 방사선 경화성 단량체 또는 이의 조합물과 배합할 수 있다. 예를 들어, 생성된 경화 물질의 내마모성 및 경도를 증진시키기 위해서, 고 Tg 성분이 결여된 다른 동일한 물질과 비교하여 존재시 경화된 물질 또는 이의 일부의 유리 전이 온도 Tg를 더 높이는 방사선 경화성 단량체(들)["고 Tg 성분"이라 함]를 본 발명의 유체 조성물에 유리하게 혼입할 수 있다. 고 Tg 성분의 바람직한 단량체 구성성분은 일반적으로, 단독 중합체의 Tg가 약 50℃ 이상, 바람직하게는 약 60℃ 이상, 더욱 바람직하게는 약 75℃ 이상인 단량체를 포함한다. 사용시, 고 Tg 성분은 방사선 경화성의 반응성 희석제 0.5∼50 중량%, 바람직하게는 0.5∼40 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5∼30 중량%를 구성한다.

고 Tg 성분에 혼입하기 적절한 비교적 높은 Tg 특성을 갖는 경향이 있는 방사선 경화성 단량체 종류의 일례는 일반적으로 1 이상의 방사선 경화성 (메트)아크릴레이트 부분과 1 이상의 지환족 및/또는 복소환 부분을 포함한다. 이소보르닐 (메트)아크릴레이트는 이러한 단량체의 구체적인 예이다. 예컨대 이소보르닐 아크릴레이트로부터 형성된 경화된 단독중합체 필름은 Tg가 88℃이다. 단량체 자체는 분자량이 208 g/몰이고, 실온에서 투명한 액체로서 존재하며, 25℃에서의 점도가 9 센티포이즈이며, 25℃에서의 표면 장력이 31.7 dyne/cm이고, 각종 종류의 올리고/수지에 대한 양호한 반응성 희석제이다. 본 발명의 실시에 있어서, 단량체의 Tg는단량체의 단독중합체의 경화된 필름의 유리 전이 온도를 말하며, 여기서 Tg는 시차 주사 열량계(DSC) 기법으로 측정된다.

방사선 경화 전과 특히 경화 후에 접착력을 증진하기 위해서, 접착력 증진 성분이 결여된 다른 동일한 배합물과 비교하여 존재시 미경화 및/또는 경화 물질의 소정의 수용 기재에 대한 접착력을 높이는 방사선 경화성 단량체(들)["접착력 증진 성분"이라 함]를 본 발명의 유체 조성물에 유리하게 혼입할 수 있다. 접착력 증진 성분의 바람직한 단량체 구성성분은 일반적으로 테이프 테스트에 의해 접착력을 측정하는 표준 시험법 ASTM D 3359-95A, 방법 B에 따라 측정시, 접착력 점수가 약 50 이상, 바람직하게는 약 80 이상, 더욱 바람직하게는 약 95 이상인 단량체를 포함한다. 사용시, 접착력 증진 성분은 반응성 희석제 0.5∼70 중량%, 바람직하게는 0.5∼50 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5∼40 중량%를 구성할 수 있다.

접착력 증진 특성을 갖는 각종 단량체를 단독으로 또는 조합하여 반응성 희석제의 접착력 증진 성분에 혼입할 수 있다. 접착력 증진 성분은 기재로 확산되어 경화시 물리적 구속을 형성하는 경향이 있는 단량체이다. 이러한 단량체는 해당 기재에 대해 측정가능한 확산 계수를 갖는다. 이러한 종류의 단량체는 1 이상의 (메트)아크릴레이트 부분과 1 이상의 알콕시 및/또는 폴리알콕시 부분을 포함한다. 이들 알콕실화된 단량체는 경화시 양호한 가요성, 낮은 수축성 및 충격 강도를 특징으로 한다. 그러나, 이러한 물질의 알콕시 또는 폴리알콕시 부분은 경시적으로 산화하는 경향이 있을 수 있다. 이러한 경향은, 특히 알콕실화된 작용기가 단량체 내에 위치하여 본 발명의 조성물이 경화될 때 이러한 작용기가 주 중합체 주쇄의 일부로서 위치하게 되는 경우에, 생성된 경화된 물질의 성능을 손상시킬 수 있다. 이들 물질은 제한된 범위의 비다공성 기재와만 상용성이 있다.

따라서, 이러한 주 사슬 알콕실화된 작용기를 포함하는 알콕실화된 단량체의 사용은 제한하는 것이 좋으며, 바람직한 반응성 희석제는 알콕실화된 단량체를 약 30 중량% 이하로 포함한다. 알콕실화된 작용기가 주 중합체 주쇄에 매달린 알콕실화된 단량체의 사용을 제한하는 것은 일반적으로 본 발명의 실시에 필요한 것은 아니다. 이러한 펜던트 알콕실화된 작용기의 산화는 주요 사슬 알콕실화된 작용기의 산화보다 전체 중합체 특성에 영향을 덜 미친다.

예시적인 알콕실화된 단량체의 구체적인 예는 2-(2-에톡시에톡시)에틸 아크릴레이트이다. 이 단량체는 실온에서는 투명한 액체이며, 25℃에서의 점도가 6 센티포이즈이고, 25℃에서의 표면 장력이 32.4 dyne/cm이며, 약간 극성이다. 이 단량체의 단독중합체는 Tg가 -54℃이다.

접착력 증진 성분에 사용하기 적절한 접착력 증진 특성을 갖는 방사선 경화성 단량체의 또 다른 종류는 1 이상의 복소환 부분과 1 이상의 (메트)아크릴레이트 부분을 포함하는 비교적 낮은 Tg의 단량체를 포함한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "저 Tg"는 단량체의 경화된 단독중합체 필름의 Tg가 약 40℃ 미만, 바람직하게는 약 10℃ 미만, 더욱 바람직하게는 약 -10℃ 미만인 것을 의미한다. 이러한 단량체의 예시적인 구체예는 테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트이다. 이 단량체는 여러가지 상이한 종류의 다공성 및 비다공성 기재에 대한 우수한 접착력 증진제이며, 실온에서 투명한 액체이고, 25℃에서의 점도가 6 센티포이즈이고, 25℃에서의 표면장력이 36.1 dyne/cm이며, Tg가 -28℃이고, 분자량이 156 g/몰이다.

접착력 증진 특성을 갖는 단량체들의 조합은, 본 발명의 접착력 증진 성분을 배합하는 데 이용되는 것이 유리하다. 양호한 접착력 증진 특성을 갖는 하나의 특히 바람직한 조합은 복소환 (메트)아크릴레이트 5∼15 중량부당 알콕실화된 (메트)아크릴레이트 1∼10 중량부를 포함한다. 이러한 조합의 특히 바람직한 구체예는 2-(2-에톡시에톡시)에틸 (메트)아크릴레이트와 테트라히드로푸르푸릴 (메트)아크릴레이트를 포함한다.

여러 용도에서, 양호한 초기 광택 및 경시적으로 양호한 광택 유지력을 갖는 인쇄 형상이 중요하다. 이러한 용도를 위해서, 광택 성분이 결여된 다른 동일한 필름과 비교하여 존재시 초기 광택 및/또는 광택 유지력이 향상된 경화된 인쇄 형상을 제공하는 1 이상의 단량체[광택 성분]를 반응성 희석제에 혼입하는 것이 바람직할 수 있다. 바람직한 방사선 경화성의 반응성 희석제는, 물질의 경화된 단독중합체 필름의 60°광택이 정반사 광택에 대한 표준 시험법 ASTM D 523에 따라 측정시 70 이상, 바람직하게는 90 이상이 되도록 충분량의 광택 성분을 포함한다. 광택 성분이 사용되는 경우, 반응성 희석제는 광택 성분 0.5∼30 중량%, 바람직하게는 0.5∼15 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5∼10 중량%를 포함할 수 있다.

각종 적절한 단량체를 단독으로 또는 조합하여 광택 성분에 혼입할 수 있다. 이러한 종류의 단량체는 실온에서 고체인 방사선 경화성 단량체를 포함한다. 그 자체는 고체일 수 있지만, 이러한 단량체는 반응성 희석제를 구성하는 다른 단량체 중 1 이상의 단량체에 쉽게 용해되는 경향이 있다. 따라서, 이들 고체인 광택 증진물질을 잉크 분사가능한 배합물에 포함시키는 것은 쉽다. 이러한 단량체의 구체적인 예는 N-비닐 카프로락탐이다. 이 단량체는 약 34℃ 이하에서 고체이고, 50℃에서의 점도가 2.88 센티포이즈이며, 인화점이 114℃이다.

몇몇 예에서, 반응성 희석제 내에 혼입된 1 이상의 단량체는 어떤 측면에서는 유리한 특성을 가질 수 있지만, 각종 다른 종류의 다공성 및 비다공성 기재를 습윤시켜야 하는 측면에서는 불량한 습윤성을 나타낼 수 있다. 테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트는 이것의 좋은 일례이다. 이 단량체는 우수한 접착제 특성을 갖지만, 습윤 특성은 제한된다. 따라서, 이러한 경우에는 필요에 따라, 습윤성 향상 성분이 결여된 다른 동일한 조성물과 비교하여 존재시 방사선 경화성 유체 조성물의 목적하는 기재(들)에 대한 습윤 특성을 향상시키는 1 이상의 단량체[습윤성 향상 성분]를 반응성 희석제에 혼입하는 것이 바람직할 수 있다. 습윤성 향상 성분의 바람직한 구성성분은 각각의 표면 장력 특성이 약 30 dyne/cm 이하인 단량체 1 이상을 포함하는 것이 좋다.

표면 장력 특성이 낮은 각종 단량체를 단독으로 또는 조합하여 습윤성 향상 성분에 혼입할 수 있다. 이러한 종류의 단량체는 직쇄 또는 분지쇄인 1 이상의 지방족 부분과 1 이상의 (메트)아크릴레이트 부분을 포하한다. 이러한 종류의 단량체의 구체적인 예는 이소옥틸 아크릴레이트이다. 단량체는 실온에서 투명한 액체이며, 분자량은 184 g/몰이고, 표면 장력은 28 dyne/cm이다.

전술한 반응성 희석제 성분 중 1 이상을 혼입하는 것이 유리한 본 발명의 방사선 경화성의 반응성 희석제 배합물의 특정 구체예의 대표적 예가 몇가지 있다.예를 들어, 하나의 반응성 희석제 구체예는 고 Tg 성분(바람직하게는 이소보르닐 (메트)아크릴레이트) 10∼40 중량%, 접착력 증진 성분(바람직하게는 테트라히드로푸르푸릴 (메트)아크릴레이트 1∼20 중량부당 2-(2-에톡시에톡시)에틸 (메트)아크릴레이트 1∼20 중량부의 혼합물) 15∼50 중량%, 광택 성분(바람직하게는 N-비닐카르포락탐) 5∼10 중량%, 다작용성 방사선 경화성 단량체(바람직하게는 1,6-헥산디올 디(메트)아크릴레이트) 5∼20 중량%, 및 저 표면 장력 성분(바람직하게는 이소옥틸 (메트)아크릴레이트) 5∼20 중량%를 포함한다.

또 다른 예로서, 본 발명의 바람직한 반응성 희석제는 고 Tg 성분(바람직하게는 이소보르닐 (메트)아크릴레이트) 30∼50 중량%, 접착력 증진 성분(바람직하게는 2-(2-에톡시에톡시)에틸 (메트)아크릴레이트 및/또는 테트라히드로푸르푸릴 (메트)아크릴레이트) 30∼50 중량%, 및 다작용성 방사선 경화성 단량체(바람직하게는 1,6-헥산디올 디(메트)아크릴레이트) 5∼15 중량%를 포함한다.

본 발명의 방사선 경화성 잉크 조성물은 저 표면 장력 특성을 갖는 용매 성분을 제한된 적량으로 포함하는 것이 유리하다. 바람직한 용매는 표면 장력이 대략적으로 전체 반응성 희석제의 표면 장력보다 크지 않으며, 바람직하게는 약 2 dyne/cm 이상 작지만, 단 더욱 바람직한 용매는 표면 장력이 25℃에서 약 30 dyne/cm 미만, 바람직하게는 25℃에서 약 28 dyne/cm 미만, 더욱 바람직하게는 25℃에서 약 26 dyne/cm 미만이다. 바람직한 용매는 인화점이 약 50℃ 이상, 바람직하게는 약 60℃ 이상으로 비교적 높은 것이 좋다.

조성물은, 습윤성 및 접착력을 소정 수준으로 향상시키고, 잉크 분사 용도에적절한 수준으로 조성물의 점도를 낮추며, 조성물의 표면 장력을 필요한 수준으로 감소시켜 각종 기재를 습윤시키며, 및/또는 경화 품질을 높이기 위해 방사선 경화 과정에서 생긴 인쇄된 조성물 상에 형성되는 증기 배리어를 제공하는 데 충분한 용매를 포함한다. 필요에 따라 이들 목적들 중 2 이상을 향상시키는 데 충분한 용매가 존재하는 범위 내에서, 다소 소량의 용매를 사용하면 다량의 용매를 사용한 것과 비교하여 양질의 인쇄 형상을 제공하는 경향이 있다. 필요한 것보다 더 다량의 용매를 사용하면 방사선 경화 과정에서 인쇄 형상의 건조가 곤란해질 수 있고 경화된 화상 외관 및 특성이 나빠질 수 있다. 일반적인 지침으로서, 본 발명의 방사선 경화성 잉크 조성물은 용매 성분 0.1∼40 중량%, 바람직하게는 0.5∼15 중량%, 더욱 바람직하게는 1∼10 중량%를 포함할 수 있다.

용매 성분은 수성 또는 무기 용매, 극성 또는 비극성 용매 등일 수 있는 1 이상의 용매를 포함할 수 있다. 극성 또는 비극성인 유기 용매는, 방사선 경화 과정에서 더욱 쉽게 건조되는 경향이 있으므로 더욱 바람직하다. 바람직한 유기 용매는 잉크의 표면 장력을 소정 수준으로 낮추어 각종 중합체 기재와의 상용성을 증진시킨다. 또한, 바람직한 용매는, 용매가 잉크 불안정성을 유발하지 않도록 안료 분산액과 상용성이 있어야 한다. 또 다른 바람직한 특성으로서, 본 발명의 용매는 바람직하게는 프린트헤드 온도에서 액체이며, 배합물의 방사선 경화성 성분이 방사선 경화될 때 자유 라디칼 중합 메카니즘을 통해 중합되는 일이 거의 없다.

따라서, 각종 용매를 용매 성분에 혼입할 수 있음을 주지해야 한다. 대표적인 예로는 물, 이소프로필 알코올(IPA) 또는 에탄올 등의 알코올; 메틸 에틸 케톤,시클로헥사논 또는 아세톤 등의 케톤, 방향족 탄화수소, 이소포론, 부티로락톤, N-메틸 피롤리돈, 테트라히드로푸란, 락테이트, 아세테이트 등의 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PM 아세테이트), 디에틸렌 글리콜 에틸 에테르 아세테이트(DE 아세테이트), 에틸렌 글리콜 부틸 에테르 아세테이트(EB 아세테이트), 디프로필렌 글리콜 모노메틸 아세테이트(DPM 아세테이트), 이소알킬 에스테르, 이소헥실 아세테이트, 이소헵틸 아세테이트, 이소옥틸 아세테이트, 이소노닐 아세테이트, 이소데실 아세테이트, 이소도데실 아세테이트, 이소트리데실 아세테이트 또는 기타 이소알킬 에스테르 등의 에스테르 용매, 이들의 조합 등이 있다.

에스테르, 특히 이소알킬 부분과 같은 분지쇄 지방족 부분을 포함하는 것이 바람직한 종류의 용매이다. 이들 용매는 방사선 경화성 잉크 분사용 잉크에 혼입시 여러가지 장점을 제공한다. 먼저, 이들 용매는 현재 표지 제작 산업에서 널리 사용되는 모든 다공성의 중합체 기재와 상용성이다. 이 물질은 방사선 경화성 단량체, 올리고머 및 중합체에 대한 우수한 용매이다. 특이하게도 이들 물질은 매우 쉽게 증발되지만, 인화점은 비교적 높다. 따라서, 이들 용매는 방사선 경화 과정에서 쉽게 제거되지만, 배합물의 인화점을 유의적으로 낮추지는 않는다. 또한, 이들 용매를 포함하는 잉크 조성물은 매우 바람직한 망점 확대 특성을 갖는다. 각종 분지쇄의 지방족 에스테르 용매는 미국 텍사스주 어빙 소재의 엑손모빌 코포레이션에서 상표명 "EXXATE"로 시판된다.

바람직한 구체예에서, 이소프로필 알코올 등의 비교적 극성인 용매는, 잉크 내의 안료를 안정화시키는 데 사용되는 분산제(존재하는 경우)에 대한 강력한 친화도를 나타낼 수 있다는 점에서 비교적 비극성인 용매보다 덜 바람직하다. 분산제에 대한 친화도는 안료 응집 및 잉크 탈안정화를 유발할 수 있다. 25℃에서의 정적 표면 장력이 약 30 dyne/cm 이상인 용매는 덜 바람직하다.

방사선 경화성 성분 및 용매 외에, 1 이상의 기타 첨가제를 통상적인 실시에 따라서 본 발명의 조성물에 혼입할 수 있다. 이들 선택 첨가제는 광개시제, 착색제, 슬립 변형제, 요변제, 발포제, 소포제, 유동 또는 기타 레올로지 제어제, 왁스, 유제, 가소제, 결합제, 항산화제, 광개시제 안정화제, 전기 도전제, 살진균제, 살균제, 유기 및/또는 무기 충전재 입자, 균염제, 유백제, 정전기방지제, 분산제 등 중에서 1 이상을 포함한다.

잉크 조성물 내에 사용되는 안료는 소정의 색상을 제공한다. 내구성 안료는 양호한 옥외 내구성을 가지며 태양 및 자연력에 노출시 퇴색을 방지한다는 점에서, 본 발명의 잉크에는 내구성 안료를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 유용한 안료는 유기 안료 또는 무기 안료일 수 있다. 적절한 무기 안료로는 카본 블랙 및 티타니아(TiO₂) 등이 있으며, 적절한 유기 안료로는 프탈로시아닌, 안트라퀴논, 페릴렌, 카르바졸, 모노아조벤즈이미다졸론, 디아조벤즈이미다졸론, 이소인돌리논, 모노아조나프톨, 디아릴리데피라졸론, 로다민, 인디고이드, 퀸아크리돈, 디아조피란트론, 디니트르아닐린, 피라졸론, 디아니시딘, 피란트론, 테트라클로로이소인돌리논, 디옥사진, 모노아조아크릴리드, 안트라피리미딘 등이 있다. 주 분자에 결합된 작용기에 따라서 유기 안료의 농담이 다르거나, 또는 색상이 다를 수 있다는 것을 당업자는 알 것이다.

유용한 유기 안료의 시판품의 예로는 영국 요크셔의 Society of Dyers and Colourists 1-8권 색지수에 개시된, 상표명 피그먼트 블루 1, 피그먼트 블루 15, 피그먼트 블루 15:1, 피그먼트 블루 15:2, 피그먼트 블루 15:3, 피그먼트 블루 15:4, 피그먼트 블루 15:6, 피그먼트 블루 16, 피그먼트 블루 24 및 피그먼트 블루 60(청색 안료); 피그먼트 브라운 5, 피그먼트 브라운 23 및 피그먼트 브라운 25(갈색 안료); 피그먼트 옐로우 3, 피그먼트 옐로우 14, 피그먼트 옐로우 16, 피그먼트 옐로우 17, 피그먼트 옐로우 24, 피그먼트 옐로우 65, 피그먼트 옐로우 73, 피그먼트 옐로우 74, 피그먼트 옐로우 83, 피그먼트 옐로우 95, 피그먼트 옐로우 97, 피그먼트 옐로우 108, 피그먼트 옐로우 109, 피그먼트 옐로우 110, 피그먼트 옐로우 113, 피그먼트 옐로우 128, 피그먼트 옐로우 129, 피그먼트 옐로우 138, 피그먼트 옐로우 139, 피그먼트 옐로우 150, 피그먼트 옐로우 154, 피그먼트 옐로우 156 및 피그먼트 옐로우 175(황색 안료); 피그먼트 그린 1, 피그먼트 그린 7, 피그먼트 그린 10 및 피그먼트 그린 36(녹색 안료); 피그먼트 오렌지 5, 피그먼트 오렌지 15, 피그먼트 오렌지 16, 피그먼트 오렌지 31, 피그먼트 오렌지 34, 피그먼트 오렌지 36, 피그먼트 오렌지 43, 피그먼트 오렌지 48, 피그먼트 오렌지 51, 피그먼트 오렌지 60 및 피그먼트 오렌지 61(오렌지색 안료); 피그먼트 레드 4, 피그먼트 레드 5, 피그먼트 레드 7, 피그먼트 레드 9, 피그먼트 레드 22, 피그먼트 레드 23, 피그먼트 레드 48, 피그먼트 레드 48:2, 피그먼트 레드 49, 피그먼트 레드 112, 피그먼트 레드 122, 피그먼트 레드 123, 피그먼트 레드 149, 피그먼트 레드 166, 피그먼트레드 168, 피그먼트 레드 170, 피그먼트 레드 177, 피그먼트 레드 179, 피그먼트 레드 190, 피그먼트 레드 202, 피그먼트 레드 206, 피그먼트 레드 207 및 피그먼트 레드 224(적색 안료); 피그먼트 바이올렛 19, 피그먼트 바이올렛 23, 피그먼트 바이올렛 37, 피그먼트 바이올렛 32 및 피그먼트 바이올렛 42(자색 안료); 및 피그먼트 블랙 6 및 7(흑색 안료) 등이 있다.

안료는 일반적으로, 선택된 반응성 단량체와 임의의 올리고/수지 물질 내로 안료를 분쇄함으로써 잉크 조성물에 혼입할 수 있다. 잉크가 재귀반사성 백킹과 함께 사용되는 용도에 잉크를 사용하는 경우, 안료는 재귀반사가 가능하고 재귀반사성 색상을 제공하는 데 충분한 투명성을 부여하는 입자 크기로 분쇄되어야 한다. 이는, 예컨대 안료를 분쇄하여 달성될 수 있다.

안료 형태의 착색제가 사용되는 경우, 안료를 안정화시키기 위해서 일부 경우에 분산제가 필요할 수 있다. 분산제는 사용된 안료 종류, 배합물 내의 올리고/수지(들)의 종류, 안료가 분산될 상(들)의 조성 등에 따라 선택한다. 이러한 용도로 적합한 시판용 분산제의 예로는 미국 델라웨어주 윌밍톤에 소재하는 제네카에서 입수가능한 상표명 SOLSPERSE; 미국 오하이오주 윅클리프에 소재하는 루브리졸 코포레이션에서 입수가능한 상표명 EFKA; 및 미국 코네티컷주 월링포드에 소재하는 빅-케미로부터 입수가능한 상표명 BYK로 시판되는 것들이 있다.

분산제의 혼합물을 사용하는 것도 가능하다. 첨가되는 분산제의 양은 안료의 종류 및 농도에 따라 달라진다. 통상적으로 유기 안료 100 중량부당 분산제 20∼100 중량부를 사용하며, 무기 안료 100 중량부당 분산제 5∼80 중량부를 사용한다.

본 발명의 바람직한 방식에서는 UV 방사선을 사용하여 잉크를 경화시키는 데, 이 경우 통상적으로 1 이상의 광개시제가 존재하면 이롭다. 사용되는 광개시제의 종류는 잉크 중의 착색제 선택과 방사선 파장에 따라서 달라진다. 본 발명에 적절한 시판용 자유 라디칼 생성 광개시제의 비제한적인 예로는 벤조페논, 벤조인 에테르 및 아크릴포스핀 광개시제, 예컨대 뉴욕주 아드세이 소재의 시바 가이기 코포레이션으로부터 상표명 IRGACURE 및 DAROCUR로 시판되는 것들이 있다.

또한, 잉크 중의 착색제는 입사 방사선의 일부를 흡수하여, 광개시제(들)를 활성화시키는 이용가능한 에너지를 고갈시킨다. 이것은 경화 속도를 지연시키고, 도포된 잉크 전체 및/또는 표면 경화를 불량할 수 있다. 따라서, 광개시제의 혼합물을 사용하여 표면 및 전체 경화를 제공하는 것이 바람직하다. 통상적으로 사용되는 광개시제(들)의 양은 착색제를 함유하는 배합물에 대해서 1∼15 중량%, 바람직하게는 3∼12 중량%, 더욱 바람직하게는 5∼10 중량%이다. 착색되지 않은 잉크에서는 광개시제 농도가 더 낮을 수 있다. 보조 개시제 및 아민 상승제는 경화 속도를 향상시키기 위해서 함유시킬 수 있다. 예로는 이소프로필티옥산톤, 에틸 4-(디메틸아미노)벤조에이트, 2-에틸헥실 디메틸아미노벤조에이트 및 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 등이 있다.

특히 태양광선에 노출된 옥외 환경에서 인쇄된 화상 그래픽의 내구성을 향상시키기 위해서, 경우에 따라서 각종 시판용 안정화 화학물을 본 발명의 잉크에 첨가할 수 있다. 이들 안정화제는, 열 안정화제, 자외선 안정화제 및 자유 라디칼 스캐빈저의 카테고리로 분류할 수 있다. 열 안정화제는 보통 생성된 화상 그래픽을 열의 영향으로부터 보호하는 데 사용되며, 상표명 MARK V 1923(미국 코네티컷주 그린위치 소재의 위트코 코포레이션); SYNPRON 1163, Ferro 1237 및 Ferro 1720(미국 오하이오주 월톤 힐스 소재의 페로 코포레이션의 중합체 첨가물과)로 시판된다. 이러한 열 안정화제는 0.02∼0.15 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.

자외선 안정화제는 상표명 UVINOL 400(미국 뉴저지주 패시패니 소재의 바스프 코포레이션에서 시판되는 벤조페논형 UV 흡수제); Cyasorba UV164(미국 뉴저지주 웨스트 패터슨 소재의 사이텍 인더스트리즈) 및 TINUVIN 900 및/또는 1130 UV-흡수제(미국 뉴욕주 테리타운 소재의 시바 스페셜티 케미칼스)로 시판되며, 총 잉크의 0.1∼5 중량%의 양으로 존재할 수 있다.

자유 라디칼 스캐빈저는 총 잉크의 0.05∼2.5 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 스캐빈저의 비제한적인 예로는 힌더드 아민 광 안정화제(HALS) 화합물, 히드록실아민, 입체 장애형 페놀 등이 있다.

시판되는 HALS 화합물로는 TINUVIN 292(미국 뉴욕주 테리타운 소재의 시바 스페셜티 케미칼스가 시판하는 힌더드 아민 광 안정화제의 상표명) 및 CYASORB UV3581(미국 뉴욕주 웨스트 패터슨 소재의 사이텍 인더스트리즈가 시판하는 힌더드 아민 광 안정화제의 상표명) 등이 있다.

경우에 따라서, 조성물은 이의 전기 도전성을 조정하는 1 이상의 첨가제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 용도에 대해 바람직한 범위로 제안된 바와 같이, 전기 저항이 500 ohm-cm 이하, 바람직하게는 약 500 ohm-cm 이하가 되도록 조성물의 전기 전도도를 조정할 수 있다. 본 발명에 따르면, 이 범위의 전기 저항을 갖는 경우 잉크는 도전성인 것으로 생각할 수 있다. 이 범위 밖에서는, 잉크는 실질적으로 비도전성인 것으로 생각된다. 도전제가 존재하는 경우, 약 2 중량% 이하의 양으로 존재하는 것이 통상적이다. 예로는 디메틸아민 히드로클로라이드, 디에틸아민 히드로클로라이드, 질산리튬 및 히드록실아민 히드로클로라이드 등이 있다.

일정 형태의 잉크젯 인쇄와 같은 일부 용도에서, 실질적인 비도전성 잉크가 양호한 성능을 위해 필요하다. 이러한 용도에서, 본 발명의 잉크 조성물은 실질적으로 비도전성인 것이 바람직하다.

본 발명의 조성물은 임의의 적절한 기법을 사용하여 목적하는 원료들을 함께 혼합함으로써 조제된다. 예를 들어, 1 단계 방법에서는 모든 원료들을 합하고 블랜딩, 교반, 분쇄하거나, 그렇지 않으면 혼합하여 균질 조성물을 형성한다. 또 다른 별법으로서, 방사선 경화성 성분 중 적어도 일부 성분과 용매 중 적어도 일부를 제1 단계에서 함께 블랜딩할 수 있다. 그 다음, 1 이상의 추가 단계에서 남은 용매가 있는 경우 그 용매, 남은 방사선 경화성 성분이 있다면 그 성분, 그리고 1 이상의 첨가제를 블랜딩, 분쇄 또는 기타 혼합 기법으로 조성물에 혼입할 수 있다.

방사선 경화성의 유체 조성물 중에 안료 착색제를 함유시킨 경우 특히 바람직한 또 다른 방법으로서, 바람직한 처리법은 착색제의 안료 입자 크기가 5 미크론 미만, 바람직하게는 1 미크론 미만, 이상적으로는 0.5 미크론 미만이 되도록 조성물을 준비하는 것을 포함한다. 동적 광 산란(DLS) 또는 현미경과 같은 적절한 방법으로 안료 착색제의 입자 크기를 특성화할 수 있다. 본 발명자들은 미세 안료 착색제를 포함하는 잉크 분사가능한 조성물이, 특히 옥외 신호의 재귀반사성 신호계 상에 인쇄된 착색 잉크인 용도에서 우수한 색 채도, 투명도 및 분사성을 제공한다는 것을 발견하였다.

초기에, 안료 착색제 1∼80 중량%를 함유하고 나머지는 올리고/수지, 반응성 희석제, 그리고 필요에 따라 기타 첨가제인 분산액을 제조한다. 이 단계에서, 공급자가 제공한 대로 안료를 분산액에 혼입할 수 있다. 후속되는 분쇄 과정으로 안료 입자 크기를 목적하는 미세 입자 크기로 줄인다. 이 초기 분산액은, 먼저 액체 성분 중에 분산제를 사전용해시키고 나서, 소정량의 안료 분말을 첨가하여 제조할 수 있다. 고 전단 혼합으로 안료를 초기에 습윤화시킨다. 그 다음, 분산액에 대해 볼 밀링, 샌드 밀링, 수평 매체 밀링, 어트리터(attritor) 밀링, 또는 2 롤이나 3롤 밀링 등의 고 에너지 분쇄 기법을 실시하여 안료를 소정의 입자 크기로 줄인다. 분쇄 후에, 생성된 잉크 분산액은 특히 안정하다(즉, 분산액은 균질하며, 장기간(예, 26주간) 입자 크기가 증가하지 않는다). 분쇄 절차 후에, 추가의 용매, 단량체, 올리고머, 중합체, 분산제, 유동제, 계면활성제, 광개시제, UVA, HALS 및/또는 기타의 것으로 안료 분산액을 희석할 수 있다. 이러한 추가의 성분을 첨가 및 혼입한 후에도 안료분산액(millbase)은 여전히 안정하다. 안료 분쇄 및 안료분산액 안정화와 관련된 상세한 교시 내용은 Patton의 문헌["Paint Flow and Pigment Dispersion", ISBN #0-471-03272]에서 찾아볼 수 있다.

임의의 적절한 방식으로 목재, 금속, 종이, 직포, 부직포, 수지 피복 종이, 금속박, 중합체 물품, 중합체 필름 등과 같은 수용 기재 상에 본 발명의 조성물을도포할 수 있다. 코팅법의 대표적인 예로는 스크린 인쇄법, 분무법, 잉크 분사법, 압출 다이 코팅법, 플렉소그래픽 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 그라뷰어 코팅법, 나이프 코팅법, 브러싱법, 커튼 코팅법, 와이어를 감은 막대 코팅법, 바 코팅법 등이 있다. 본 발명의 조성물을 사용하여 그래픽 부재, 텍스트 항목, 연속층, 바코드 또는 기타 형상을 형성할 수 있다.

본 발명의 조성물은 다공성 기재 및 비다공성 기재와 고도로 상용가능하다. 비다공성 재료와의 상용성은 이들 조성물을 각종 비다공성 중합체 필름 상에 도포가능하게 한다. 이러한 필름의 비제한적인 예로는 아크릴 함유 필름, 폴리(비닐 클로라이드) 함유 필름, (예, 비닐, 가소화된 비닐, 보강 비닐, 비닐/아크릴 블랜드), 우레탄 함유 필름, 멜라민 함유 필름, 폴리비닐부티랄 함유 필름의 단층 및 다층 구조물과, 미국 특허 제5,721,086호(Emslander 등)에 개시된 바와 같은 산- 또는 산/아크릴레이트 변형 에틸렌 비닐 아세테이트 수지를 포함하는 화상 수용층을 갖는 다층 필름 또는 2 이상의 모노에틸렌계 불포화 단량체 단위를 갖는 중합체를 포함하는 화상 수용층을 보유하는 다층 필름 등이 있으며, 여기서 상기 단량체 단위 중 하나는 각각의 분지쇄가 0∼8개의 탄소 원자를 포함하는 치환된 알켄을 포함하며, 다른 하나의 단량체 단위는 3차가 아닌 알킬 알코올의 (메트)아크릴산 에스테르[이 때, 알킬기는 1∼12개의 탄소 원자를 포함하고 알킬쇄 중의 헤테로원자를 포함할 수 있으며 알코올이 사실상 직쇄, 분지쇄 또는 환형임]를 포함한다.

이러한 필름은 본 발명의 잉크젯 화상 그래픽을 수용하는 한면과 감압 접착제 측에 접착될 다른 면으로 구성된 2개의 주 표면을 갖는다. 일반적으로, 하나의주면 상의 접착제 측은 박리 라이너로 보호된다. 이러한 필름은 투명, 반투명 또는 불투명할 수 있다. 이 필름은 무색이거나, 고체 색상 또는 색상 패턴일 수 있다. 이 필름은 투과성, 반사성 또는 재귀반사성일 수 있다.

당업자에게 공지된 시판용 필름은 3엠 캄파니에서 상표명 PANAFLEX, NOMAD, SCOTCHCAL, SCOTCHLITE, CONTROLTAC 및 CONTROLTAC-PLUS로 시판되는 다수의 필름을 포함한다.

코팅 후에, 적절한 경화 에너지 양 및 종류를 이용하여 조성물을 경화시킬 수 있다. 경화에 사용되는 경화 에너지 양은 여러 인자, 예컨대 포함되어 있는 반응물의 양 및 종류, 에너지원, 웨브 속도, 에너지원으로부터의 거리, 및 경화시키고자 하는 물질의 두께에 따라 달라진다. 일반적으로, 에너지 강도가 증가하면 경화 속도도 증가하는 경향이 있다. 또한, 조성물 중에 존재하는 광촉매 및/또는 광개시제의 양이 증가함에 따라서 경화 속도도 증가하는 경향이 있다. 일반적인 지침으로서, 화학선은 통상 총 에너지 노출이 0.1∼10 J/cm²이며, 전자선은 통상 총 에너지 노출이 1 Mrads 미만∼100 Mrads 이상, 바람직하게는 1∼10 Mrads 범위이다. 노출 시간은 약 1초 미만 내지 최대 10 분 이상일 수 있다. 방사선 노출은 공기 중에서 또는 질소와 같은 불활성 대기에서 실시할 수 있다.

이하 본 발명은 하기 실시예를 참조하여 추가로 상세히 설명될 것이다.

실시예에 사용된 시험법

브룩필드 점도계를 사용하거나, 또는 컵(cup)과 밥(bob) 기하학을 구비한 Rheometrics SR-200(미국 뉴저지주 피스카터웨이 소재의 레오메트릭 사이언티픽 인코포레이티드) 제어형 응력 레오미터를 사용하여 점도를 측정하였다. 전단 속도 및 온도에 대한 점도의 의존도를 기록하였다. 전단 박화 샘플의 경우, 1000 s^-1에서 측정시 점도는 분사 과정에서의 점도와 동일하다고 가정하였다.

지수 법칙 지수는 샘플의 전단 박화 양상을 측정하여 계산하였다.

정지 표면 장력은 실온에서 Kruss K-12 프로세서 표면장력계(독일 함부르크 소재의 크루스 게엠베하에서 입수가능함)를 사용하여 플레이트법으로 측정하였다.

경화된 필름의 신장률(%)은 ASTM 시험법 D-5035에 따라 측정하였다.

접촉각 측정(전진)은 미국 뉴저지주 마운틴 레이크 소재의 람-하트 인코포레이티드의 고니오미터를 사용하여 실시하였다.

습윤성 및 유동성 평점은 육안으로 판정하였다. 평점 0은 완전한 습윤성 및 유동성을 나타내는 등급의 한쪽 끝이며, 평점 3은 매우 불량한 습윤성 및 유동성을 나타내는 등급의 다른 한쪽 끝이다.

접착력은 테이프 테스트에 의한 접착력을 측정하는 표준 시험법 ASTM D 3359-95A 방법 B에 따른 음영법으로 측정하였다.

실시예 중에 다음 약어가 사용된다.

cP센티포이즈;

THFFA테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트;

IBOA이소보르닐 아크릴레이트;

EEEA2-(2-에톡시에톡시)에틸 아크릴레이트;

HDDA헥산디올 디아크릴레이트;

IOA이소옥틸 아크릴레이트;

NVCN-비닐카프로락탐;

다이아몬드 등급3엠 캅파니에서 입수가능한

3M SCOTCHLITE DIAMOND GRADE LDP

REFLECTIVE SHEETING SERIES 3970 재귀반사성 필름

3540C 필름3엠 캄파니에서 입수가능한

3M CONTROLTAC PLUS GRAPHIC MARKING FILM WITH

COMPLY^TMPERFORMANCE 3540C(스크린 인쇄)

180-10 비닐3엠 캄파니에서 입수가능한

3M CONTROLTAC PLUS GRAPHIC SYSTEM

180-10 비닐 필름

SF96-100SILICONE SF96-100

미국 뉴욕주 스키넥터디 소재의

제너럴 일렉트릭 코포레이션에서 입수가능한

실리콘 유동제의 상표명

IPTX미국 뉴욕주 뉴 하이드 파크 소재의

아세토 코포레이션에서 상표명 SPEEDCURE ITX로

시판되는 이소프로필티옥산톤

다음과 같은 추가의 물질이 실시예에 사용되었다:

올리고머 A는 다음과 같이 제조하였다: 폴리카프로락톤 아크릴레이트 60 g(분자량 344, 0.174 당량, 미국 위스콘신주 밀워키 소재의 알드리치 케미칼 캄파니)을 BHT 200 ㎎ 및 디부틸주석 디라우레이트 1 소적에 첨가하였다. 이것을 건조 공기의 분위기 하에서 45℃로 가열하였다. 55℃ 이하로 발열을 제어하면서 VESTANAT TMDI 24 g(2,2,4-트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트 및 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트의 혼합물의 상표명, 0.236 당량, 미국 뉴저지주 서머셋 소재의 크리노바 인코포레이티드에서 입수가능)을 서서히 첨가하였다. 50℃에서 2시간 유지한 후에, 미국 코네티컷주 덴부리 소재의 유니온 카바이드 코포레이션으로부터 입수가능한 분자량 550의 TONE 0305 폴리카프로락톤 트리올 11.1 g(0.062 당량)을 2 소적의 디부틸주석 디라우레이트와 함께 첨가하였다. 반응을 48 시간 동안 50℃에서 유지하고, 24 시간째에 디부틸주석 디라우레이트 2 소적을 첨가하였다. 이어서, 적외선 스펙트럼 결과 소량의 잔여 이소시아네이트가 나타났으며, 이는 에탄올 1 g을 첨가하여 2 시간 동안 유지하여 소비하였다. 생성물의 브룩필드 점도는 25℃에서 9000 cp인 것으로 측정되었다. 계산된 분자량 데이타: M_n=1250, M_w=2100. 겔 투과 크로마토그래피 결과: M_n=1380, M_w=2480.

올리고머 B는 다음과 같이 제조하였다: 미국 코네티컷주 덴부리 소재의 유니온 카바이드 코포레이션에서 입수가능한 TONE M-100 폴리카프로락톤 아크릴레이트 281.3 g(0.818 당량)을 2,6-디-t-부틸-4-메틸 페놀(BHT) 0.040 g 및 디부틸주석 디라우레이트 1 소적(BHT 및 디부틸주석 디라우레이트는 모두 미국 위스콘신주 밀워키 소재의 알드리치 케미칼 캄파니에서 입수함)에 첨가하였다. 이를 건조 공기의 분위기 하에서 교반하면서 90℃로 가열하였다. 수조를 이용하여 100℃ 이하로 발열을 제어하면서 VESTANAT TMDI 84.2 g(2,2,4-트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트 및 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트의 혼합물의 상표명, 0.80 당량, 미국 뉴저지주 서머셋 소재의 크리노바 인코포레이티드에서 입수가능)을 서서히 첨가하였다. 90℃에서 8시간 반응을 유지한 후에, IR 스펙트럼 결과 잔여 이소시아네이트는 없었다. 생성물의 브룩필드 점도는 25℃에서 2500 cp인 것으로 측정되었다. 이 물질의 계산된 분자량은 875였다.

BAYER YELLOW Y5688은 미국 펜실베니아주 피츠버그 소재의 베이어 코포레이션에서 입수가능한 황색 안료의 상표명이다.

RT-343-D 마젠타 피그먼트는 미국 뉴욕주 테리타운 소재의 시바 스페셜티 케미칼스에서 입수가능한 마젠타 안료의 상표명이다.

249-1284 시안 15:3 피그먼트는 미국 뉴저지주 포트리 소재의 선 케미칼 코포레이션에서 입수가능한 시안 안료의 상표명이다.

LAMPBLACK LB 101 피그먼트 I은 미국 뉴욕주 뉴욕 소재의 파이자 인코포레이티드에서 입수가능한 블랙 안료의 상표명이다.

STABAXOL I는 미국 뉴저지주 트렌톤 소재의 레인 케미 코포레이션에서 입수가능한 2,2',6,6'-테트라이소프로필디페닐 카르보디이미드의 상표명이다.

IRGACURE 819는 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀 옥시드의 상표명이고 IRGACURE 651은 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온의 상표명이며, IRGACURE 369는 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온의 상표명이다. 이들은 모두 미국 뉴욕주 테리타운 소재의 시바 스페셜티 케미칼스에서 입수가능한 광개시제이다.

SOLSPERSE 5000 및 SOLSPERSE 32000은 미국 델라웨어주 윌밍톤에 소재하는 제네카 리미티드에서 입수가능한 분산제의 상표명이다.

SR368은 트리스(2-히드록시 에틸)이소시아네이트 트리아크릴레이트의 상표명이며 PRO-4303은 THFFA 10 중량%, SR368 16 중량% 및 지방족 폴리에스테르계 우레탄 디아크릴레이트인 CN983 74 중량%의 혼합물의 상표명이다. 이들은 모두 미국 펜실베니아주 엑스톤 소재의 사토머 캄파니에서 입수가능하다.

EBECRYL 284는 미국 조지아주 스미르나 소재의 UCB 케미칼스에서 입수가능한 헥산디올 디아크릴레이트로 12% 희석된 지방족 우레탄 디아크릴레이트의 상표명이다.

테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트, 이소보르닐 아크릴레이트, 2-(2-에톡시에톡시)에틸 아크릴레이트, 헥산디올 디아크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트 및 N-비닐카프로락탐은 미국 펜실베니아주 엑스톤 소재의 사토머 캄파니에서 입수가능하다.

IRGANOX 1035 및 TINUVIN 292는 미국 뉴욕주 테리타운에 소재한 시바 스페셜티 케미칼스에서 입수가능한 안정화제의 상표명이다.

P-M ACETATE는 미국 테네시주 킹스포트에 소재하는 이스츠만 케미칼 캄파니에서 입수가능한 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트의 상표명이다.

MINI-ZETA는 미국 펜실베니아주 밀 네취 인코포레이티드에서 입수가능한 비드 밀의 상표명이다.

XAAR XJ128-200 및 XAAR XJ128-360 프린트헤드는 영국 캠브릿지 소재의 자아 리미티드에서 입수하였다.

PIXEL JET는 미국 코네티컷주 브룩필드 소재의 트리덴트 인터내쇼날로부터 입수가능한 64 채널 잉크젯 프린트헤드의 상표명이다.

실시예 1

본 실시예는 황색의 UV 경화성 잉크[비교용 잉크 A1 및 본 발명의 잉크 B1]의 제법을 개시한다.

0.5 mm 지르코니아 매체와 네취의 Mini-Zeta 비드 밀로 Bayer 옐로우 Y5855 40부, Solsperse 32000 25부 및 THFFA 35부를 70분간 분쇄하여 황색 안료분산액(안료분산액 A)을 제조하였다.

잉크 A1(비교용)은 황색 안료분산액 A 20부, 올리고머 A 100부, NVC 40부, THFFA 75부, IBOA 75부 및 EEEA 75부를 합하여 제조하였다. 이들을 24시간 동안 롤러에서 혼합하였다.

잉크 B는 잉크 A1 120부와 PM ACETATE(표면 장력은 25℃에서 27.4 dyne/cm였음)를 혼합하면서 합하여 제조하였다. 잉크 B1의 용매 함량은 7.7 중량%였다.

2종의 잉크의 표면 장력 및 점도는 표 1에 제시되어 있다.

특성	잉크 A1(비교예)	잉크 B1
점도(cP)	27.6	19.1
표면 장력(dyne/cm)	33.6	32.6

양 잉크의 분사 성능은, XAAR XJ128-200 압전식 잉크 젯 프린트헤드를 사용하여 평가하였다. 잉크 A1은 평균 낙하 속도가 3.35 m/s인 반면, 잉크 B1은 평균 낙하 속도가 4.0 m/s였다. 실온에서 분사하였고, 잉크 A1의 점도가 잉크 B1보다 높기 때문에, 이 결과는 예상된 것이었다.

분사 성능에 대한 점도의 영향을 없애기 위해서, Trident Pixel 제트 프린트헤드를 사용하였다. 이 프린트헤드는 2종의 잉크가 동일한 점도에서 분사될 수 있도록 가열될 수 있다. 잉크 A1은 45.2℃에서 분사되었으며, 잉크 B1은 37.3℃에서 분사되었다. 이들 온도에서, 양 잉크의 점도는 12 cP였다. 이 온도에서 분사 성능을 조사하면, 낙하 속도와 위성 낙하 형성 측면에서 양 잉크는 유사한 성능을 나타내었다. 이 결과로부터 첨가된 용매가 분사 성능에 부정적인 영향을 주지 않으며, 실온에서 분사시 점도를 낮추어 분사 성능을 개선시킴을 알 수 있다.

실시예 2

본 실시예는 첨가된 용매가 경화된 필름 경도와 내손상성을 향상시키는 것을 보여준다.

하기의 배합에 따라 잉크 A1 및 잉크 B1에 광개시제를 첨가하였다:

잉크 A1 100부, IRGACURE 819 3부, IRGACURE 651 2부, IPTX 1부, IRGACURE 369 0.5부(잉크 A2, 비교예).

잉크 B1 100부, IRGACURE 819 3부, IRGACURE 651 2부, IPTX 1부, IRGACURE 369 0.5부(잉크 B2).

180-10 비닐 필름 상의 200 ×300 dpi 해상도 고체 충전 화상으로 XAAR XJ128-200 프린트헤드를 사용하여 x-y 배치가능한 압반에 잉크를 인쇄하였다. 잉크 A2는 인쇄가 불량하고, 인쇄 과정에서 몇몇 노즐의 발사가 중단되었다. 대조적으로, 잉크 B2는 인쇄가 매우 양호하여 균일한 광택 화상을 제공하였다.

퓨전 UV 시스템 프로세서(중간압 수은구, 미국 매릴랜드주 록빌)를 사용하여 240 mJ/cm²노출시켜 인쇄된 필름을 경화시켰다. 양 샘플을 한번에 경화시켰다. 잉크 B2는 잉크 A2보다 내손상성이 양호한 경질 표면을 제공하였다. 목재 스틱을 압력을 가하면서 필름 표면을 따라 이동시켜 내손상성을 평가하였는데, 내손상성을 남은 표시의 경중으로 정량적으로 평가된다.

실시예 3

잉크 C(비교예)는, 안료분산액 A 20부, 올리고머 B 30부, THFFA 33부, IBOA 30부, EEEA 30부, NVC 20부, HDDA 10부, TINUVIN 292 4부, STABAXOL I 1.8부, IRGANOX 1035 0.2부, IRGACURE 819부 12부, IRGACURE 651 4부, IRGACURE 369 4부 및 IPTX 2부를 혼합하면서 합하여 제조하였다.

잉크 D는 잉크 C 18부와 에틸 아세테이트(표면 장력은 25℃에서 23.1dyne/cm였음)를 혼합하면서 합하여 제조하였다. 잉크 D의 용매 함량은 10 중량%였다.

2종의 잉크의 표면 장력 및 점도는 표 2에 제시되어 있다.

특성	잉크 C(비교예)	잉크 D
점도(cP)	17.5	8.8
표면 장력(dyne/cm)	34.1	32.0

3540C 폴리올레핀 필름, 180-10 비닐 필름 및 다이아몬드 등급의 재귀반사성 필름 상의 317 ×285 dpi 해상도 고체 충전 화상으로 XAAR XJ128-360 프린트헤드를 사용하여 x-y 배치가능한 압반에서 잉크를 인쇄하였다. 인쇄된 필름을 실시예 1에 개시된 바와 같이 경화시켰다. 접착력, 망점 확대 및 화질(습윤성)을 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 제시한다.

기재	잉크 C	잉크 C	잉크 C	잉크 D	잉크 D	잉크 D
기재	접착력	망점 직경	습윤성	접착력	망점 직경	습윤성
3540C 필름	100%	62 미크론	3	100%	85 미크론	3
180-10 비닐 필름	100%	98 미크론	3	100%	123 미크론	2
다이아몬드 등급	90%	150 미크론	1	100%	185 미크론	0

이 결과로부터 유한량의 용매를 함유하는 샘플은 일반적으로 개선된 습윤성 및 화질과, 잉크 망점의 유동성 증가를 나타낸다는 것을 알 수 있다. 첨가된 용매는 다이아몬드 등급의 필름에 대한 접착력을 개선시킨다.

실시예 4

본 실시예는 마젠타색의 UV 경화성 잉크의 제조에 대해 개시한다.

0.5 mm 지르코니아 매체와 네취 Mini-Zeta 비드 밀을 사용하여 RT-343-D 마젠타 피그먼트 33부, SOLSPERSE 32000 11.55부 및 THFFA 55.45부를 90분간 분쇄하여 마젠타 안료분산액(안료분산액 B)을 제조하였다.

잉크 E는, 안료분산액 B 20부, SR368 4부, PRO-4303 5부, EBECRYL 284 5부, THFFA 1부, EEEA 9부, IBOA 6부, IOA 24.5부, HDDA 5부, NVC 5부, TINUVIN 292 2부, STABAXOL I 0.9부, IRGACURE 819 6부, IRGACURE 651 3부, IRGACURE 369 2.5부 및 IPTX 1부를 혼합하면서 합하여 제조하였다.

잉크 F는 잉크 E 18부와 에틸 아세테이트 2부를 혼합하면서 합하여 제조하였다. 잉크 F의 용매 함량은 10 중량%였다.

잉크 G는 잉크 E 19.99부와 SF96-100 실리콘 유동제를 혼합하면서 합하여 제조하였다.

잉크 E, F 및 G의 표면 장력 및 접촉각은 표 4에 제시된 바와 같다.

	표면 장력(dyne/cm)	180-10 비닐 필름과의 접촉각(°)	3540C 필름과의 접촉각(°)
잉크 E	30.8	11.1	17.7
잉크 F	29.2	9.6	15.7
잉크 G	23.1	9.3	12.0

10% 용매를 첨가하면 표면 장력에 미세한 변화가 초래되지만 접촉각은 유의적으로 감소되고, 유동제를 첨가하면 접촉각은 감소되지만 표면 장력도 너무 많이 감소된다. 이는 표면 장력이 약 26 dyne/cm 미만인 압전식 잉크가 일부 프린터헤드로부터 분사시 노즐판 플러딩을 초래하여 잉크 신뢰성을 저하시키기 때문에 바람직하지 못하다. 접촉각 감소는 망점 확대를 증가시키고 화질을 개선시킨다.

실시예 5

0.5 mm 지르코니아 매체와 네취 Mini-Zeta 비드 밀을 사용하여 Lampblack LB-1011 피그먼트 25부, Solsperse 32000 5부 및 THFFA 70부를 45분간 분쇄하여 블랙 안료분산액(안료분산액 C)을 제조하였다.

잉크 H는, 안료분산액 C 10부, SR368 5부, PRO-4303 5부, EBECRYL 284 10부, THFFA 2부, EEEA 13.1부, IBOA 7부, IOA 23부, HDDA 5부, NVC 5부, TINUVIN 292 2부, STABAXOL I 0.9부, IRGACURE 819 5부, IRGACURE 651 3부, IRGACURE 369 3부 및 IPTX 1부를 혼합하면서 합하여 제조하였다.

잉크 I는 잉크 H 41.2부, 에틸 아세테이트 5부 및 EBECRYL 284 3.8부를 혼합하면서 합하여 제조하였다.

잉크 J는 잉크 H 19.99부와 SF96-100 실리콘 유동제 0.01부를 혼합하면서 합하여 제조하였다.

표 5에는 3가지 잉크의 표면 장력 및 점도가 제시되어 있다.

	표면 장력(dyne/cm)	점도(센티포이즈)
잉크 H	30.8	16.6
잉크 I	29.4	16.1
잉크 J	23.4	16.5

317 ×295 dpi 해상도로 XAAR XJ128-200 프린트헤드를 사용하여 다이아몬드등급 필름 상에 잉크 H, I 및 J를 고체 블록 패턴으로 분사하였다. 중간압 수은 램프를 구비한 퓨전 UV 시스템 UV 프로세서를 사용하여 240 mJ/cm²노출시켜 공기 중에서 분사된 잉크를 경화시켰다. 경화 품질은, 면봉 도포기로 필름을 문질러서 평가하고, 내손상성은 목재 도포기로 필름을 문질러서 측정하였다. 1∼5의 등급으로 경화 및 손상을 정량적으로 평가하였다. 여기서 1은 불량한 품질을 나타내고, 5는 최상의 품질을 나타낸다. 결과는 표 6에 제시되어 있다.

	경화 평점	내손상성 평점
잉크 H	4	1
잉크 I	4.5	4
잉크 J	4	1

실시예 6

시안 안료분산액(안료분산액 D)은, 0.5 mm 지르코니아 매체가 있는 네취 Mini-Zeta 비드 밀을 사용하여 249-1284 시안 15:3 피그먼트 29.7부, SOLSPERSE 5000 3.3부, SOLSPERSE 32000 13.2부 및 THFFA 53.8부를 45분간 분쇄하여 제조하였다.

표 7에 개시된 바와 같은 배합량을 사용한 것 외에는 실시예 1의 절차에 따라서 안료분산액 D를 사용하여 일련의 시안 잉크를 제조하였다. 잉크 K는 비교예이다.

본 명세서를 참조하거나 또는 본 명세서에 개시된 본 발명의 실시로부터 당업자에게는 본 발명의 기타 구체예들이 자명할 것이다. 하기 청구범위에 의해 제시되는 본 발명의 진정한 범위 및 취지를 벗어나지 않고 당업자는 본 명세서에 개시된 원리 및 구체예들에 대한 각종 생략예, 변형예 및 변화예를 실시할 수 있다.

Claims

(a) 잉크 분사가능한 유체 조성물에 혼입할 용매 성분을 선택하는 단계로서, 용매 성분은 표면 장력을 갖는 용매를 포함하고, 용매 표면 장력의 지표인 용매 특성을 포함하는 정보로부터 조성물로의 혼입을 위한 용매를 선택하는 단계; 및

(b) 상기 용매, 1 이상의 올리고/수지 및 표면 장력을 갖는 방사선 경화성의 반응성 희석제를 포함하는 조성물에 용매 1∼15 중량%를 혼입하는 단계[용매의 표면 장력은 대략 방사선 경화성의 반응성 희석제의 표면 장력보다 크지 않음]를 포함하는 잉크 분사가능한 유체 조성물의 제조 방법.
(a) 1 이상의 올리고/수지, 표면 장력을 갖는 방사선 경화성의 반응성 희석제, 및 표면 장력을 갖는 용매를 포함하는 용매 성분 1∼15 중량%를 포함하는 잉크 분사가능한 잉크 조성물을 제공하는 단계[용매의 표면 장력은 대략 방사선 경화성의 반응성 희석제의 표면 장력보다 크지 않음];

(b) 잉크 조성물을 기재에 잉크 분사하여 잉크 분사된 형상을 형성하는 단계; 및

(c) 용매의 적어도 일부분이 잉크 분사된 형상 내에 존재하는 동안, 인쇄된 형상의 방사선 경화성 성분을 적어도 실질적으로 경화시키고 잉크 분사된 형상을 적어도 실질적으로 건조시키는 데 효과적인 조건 하에서 경화 에너지량에 잉크 분사된 형상을 노출시키는 단계를 포함하는 인쇄 방법.
(a) 표면 장력을 갖는 방사선 경화성의 반응성 희석제를 포함하는 방사선 경화성 성분;

(b) 1 이상의 올리고/수지;

(c) 표면 장력을 갖는 용매 1∼15 중량%[용매의 표면 장력은 대략 반응성 희석제의 표면 장력보다 크지 않음]; 및

(d) 경화시 육안으로 인식가능한 광학 특징을 잉크에게 제공하는 착색제 유효량을 포함하는 잉크 분사가능한 잉크 조성물.
(a) 방사선 경화성 성분;

(b) 표면 장력이 약 30 dyne/cm 미만인, 분지쇄 지방족 부분을 포함하는 에스테르 용매 0.5∼20 중량%; 및

(c) 경화시 육안으로 인식가능한 광학 특징을 잉크에게 제공하는 착색제 유효량을 포함하는 잉크 분사가능한 잉크 조성물.
(a) 알콕실화 또는 폴리알콕실화된 구성성분 약 30 중량% 이하를 포함하는 방사선 경화성 성분;

(b) 1 이상의 올리고/수지;

(c) 표면 장력이 30 dyne/cm 미만인 용매 0.5∼15 중량%; 및

(d) 경화시 육안으로 인식가능한 광학 특징을 잉크에게 제공하는 착색제 유효량을 포함하는 잉크 분사가능한 조성물.
표면 장력이 약 30 dyne/cm 미만이고 인화점이 50℃ 이상인 용매를 포함하고, 불소화된 부분 및/또는 실리콘 부분을 포함하는 유동 조절제를 적어도 실질적으로 함유하지 않는 잉크 분사가능한 잉크 조성물.
제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 용매의 표면 장력이 약 30 dyne/cm 미만인 것인 방법 또는 조성물.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 용매의 표면 장력이 방사선 경화성의 반응성 희석제의 표면 장력보다 2 dyne/cm 이상 작은 것인 방법 또는 조성물.
제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 용매가 비극성인 것인 방법 또는 조성물.
제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 조성물이 실질적으로 비도전성인 것인 방법 또는 조성물.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 조성물이 실리콘 부분 및/또는 불소화된 부분을 포함하는 유동 조절제를 적어도 실질적으로 함유하지 않는 것인 방법 또는 조성물.
제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 용매가 아세테이트 에스테르인 것인 방법 또는 조성물.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 용매의 인화점이 50℃ 이상인 것인 방법 또는 조성물.
제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 조성물이 용매 1∼10 중량%를 포함하는 것인 방법 또는 조성물.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 용매는 4∼20개의 탄소 원자를 포함하는 분지쇄 지방족 부분을 갖는 에스테르인 것인 방법 또는 조성물.
제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 용매가 적어도 실질적으로 방사선 경화성 부분을 포함하지 않는 것인 방법 또는 조성물.