KR20030091006A

KR20030091006A - 잉크젯 기록을 위한 금속산화물을 포함하는 액체조성물 및상기 액체조성물을 사용하는 잉크젯 기록 방법

Info

Publication number: KR20030091006A
Application number: KR1020020028921A
Authority: KR
Inventors: 정연경; 유승민; 정수아; 이경훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2002-05-24
Publication date: 2003-12-01
Also published as: KR100503790B1

Abstract

본 발명은, 기록매체상에 이미지를 형성시키는 잉크젯 기록을 위하여 잉크조성물과 결합되어 사용되는 액체조성물로서, 금속산화물, 분산매질 및 분산제를 포함하는 액체조성물을 제공한다. 또한 기록매체상에 이미지를 형성시키는 잉크젯 기록을 위하여 액체조성물과 잉크조성물을 레코딩 헤드로부터 각각 분사시키는 잉크젯 기록 방법에 있어서, 상기 액체조성물은 본 발명에 따르는 액체조성물인 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 방법을 제공한다. 본 발명에 따르는 액체조성물 또는 잉크젯 기록 방법을 사용함으로써 기록된 이미지의 건조시간, 광학밀도(optical density), 색번짐성, 내수성(waterfastness), 내마찰성(smearfastness) 등을 개선시킬 수 있다.

Description

잉크젯 기록을 위한 금속산화물을 포함하는 액체조성물 및 상기 액체조성물을 사용하는 잉크젯 기록 방법 {Liquid formulation which contains metal oxides for ink-jet recording, and ink-jet recording process using the liquid formulation which contains metal oxides}

본 발명은 기록된 이미지의 건조시간, 광학밀도(optical density), 색번짐성, 내수성(waterfastness), 내마찰성(smearfastness) 등을 개선시키기 위하여 사용되는, 기록매체상에 이미지를 형성시키는 잉크젯 기록을 위하여 잉크조성물과 결합되어 사용되는 액체조성물, 그리고 상기 액체조성물 및 잉크조성물을 레코딩 헤드로부터 각각 분사시키는 잉크젯 기록 방법에 관한 것이다.

잉크젯 기록 방법은 비접촉식 프린팅(non-impact printing) 방식의 하나로서, 접촉식 프린팅 방식(impact printing)에 비하여 소음이 적고 레이저 빔 프린터에 비하여 칼라 구현이 비교적 용이하다는 장점을 지니고 있다.

비접촉식 프린팅 방식은 다시 연속 잉크젯(continuous ink jet) 방식과 드롭-온-디멘드(drop-on-demand: 이하 "DOD"라고 함) 방식으로 구분된다. 여기서 연속 잉크젯 방식은 잉크를 연속적으로 분사하는 동안 전자기장을 변화시켜 잉크의방향을 조절함으로써 프린팅하는 방식이다. 반면, DOD 방식은 잉크를 미세한 방울 별로 분사하여 프린팅하는 방식으로서, 열-버블식 잉크젯(thermal-bubble ink jet) 방식과 압전식 잉크젯(piezoelectric ink jet) 방식으로 나뉘어진다. 이 때 전자는 잉크를 가열하여 발생하는 버블의 팽창에서 발생하는 압력을 이용하여 분사하는 데 반하여, 후자는 전기에 의하여 역학적으로 변형을 일으키는 압전판을 사용하여 압력을 발생시켜 잉크를 분사한다.

한편, 잉크젯 기록용 잉크조성물은 기본적으로 색을 나타내는 착색제(colorant; 염료 또는 안료)와 이를 포함하는 비이클(vehicle)로 구성되는데, 이러한 잉크조성물은 저장안정성, 점도, 표면장력, 분사 안정성(jetting stability), 기록 헤드 및 미디어(종이, OHP 필름, 직물 등)와의 친화성, 건조시간, 번짐성(bleeding), 칼라 구현성(hue, lightness, saturation), 화상의 선명성 (optical density, dot uniformity), 내마찰성(smearfastness), 내수성 (waterfastness) 등과 같은 항목에서 적절한 성능을 나타내어야 한다.

그러나 종래의 잉크조성물은 착색제로서 염료를 함유하거나 안료를 함유하거나 또는 이들의 혼합물을 함유하건간에 상기의 성능항목들을 충분히 만족시키지 못하고 있다. 특히, 매체에 기록된 이미지의 품질에 직접적인 영향을 미치는 성능항목인 기록된 이미지의 건조시간, 광학밀도, 색번짐성, 내수성, 내마찰성 등에서 개선이 필요하다.

이러한 성능항목의 개선을 위하여, 잉크가 분사되기 전에 양질의 이미지를 형성시킬 수 있는 액체조성물을 기록매체에 도포하는 방법들이 제안되고 있다. 예를 들어, 일본 특허출원 공개공보 58-128862 호는 잉크조성물 분사 헤드와 분리된 별도의 기록헤드를 사용하여 이러한 액체조성물을 기록 매체에 분사하는 장치를 개시하고 있다. 일본 특허출원 공개공보 63-60783 호는 염기성 폴리머를 함유하는 액체조성물을 기록매체에 분사한 후 음이온성 염료를 함유하는 잉크조성물을 분사하는 기록방법을 개시하고 있다. 일본 특허출원 공개공보 63-299971 호는 적어도 두개의 양이온기를 갖는 유기화합물을 포함하는 액체조성물을 기록매체에 먼저 분사한 후 음이온성 염료를 함유하는 잉크조성물을 분사하는 기록방법을 개시하고 있다. 일본 특허출원 공개공보 64-9279 호는 숙신산 또는 그와 유사한 물질을 포함하는 액체조성물을 기록매체에 분사한 후 음이온성 염료를 포함하는 잉크조성물을 분사하는 기록방법을 개시하고 있다. 일본 특허출원 공개공보 64-63185 호는 양이온성 폴리머를 함유하고 응집에 의하여 염료를 녹지 않게 만드는 액체조성물을 기록매체에 도포한 후 잉크조성물을 분사하는 기록방법을 개시하고 있다.

그러나 이러한 방법들은 주파수 특성(frequency characteristics), 분사 안정성, 내구성(durability), 내고착성(anti-sticking performance), 초기 토출 성능(start-up performance) 등과 같은 액체조성물의 신뢰도를 만족시키는데 어려움을 겪고 있을 뿐만아니라, 음이온성 염료를 사용해야 한다는 제약조건을 가지기 때문에 결합되어 사용될 잉크조성물 제조시 염료 선정상의 제한이 가해진다.

한편, 기록된 이미지의 광학밀도, 내마찰번짐성 등의 성능항목을 개선시키기 위한 또 다른 제안으로서, 미국특허 6,277,183 호는 적어도 하나의 잉크 비이클, 적어도 하나의 안료 혼합물 및 적어도 하나의 금속산화물을 포함하는 잉크젯 잉크조성물을 개시하고 있으며, 상기 안료는 적어도 하나의 유기기를 포함하며 상기 유기기는 적어도 하나의 방향족기 또는 C₁내지 C₁₂의 알킬기를 포함하고 상기 안료는 상기 비이클 내에서 상기 금속산화물과 반응하지 않는 것이 바람직함을 제안하고 있다.

그러나 통상적으로 금속산화물의 분산을 위하여 친수성 블록과 소수성 블록을 갖는 블록코폴리머가 분산제로서 사용되고 있으며, 상기 블록코폴리머 계열 분산제는 그 구조의 복잡성에 기인하는 큰 분자량을 갖고 있다. 따라서 이러한 분산제, 안료 및 금속산화물을 포함하는 잉크조성물은 상기 분산제의 영향으로 인하여 물성, 안정성 및 기능성의 제한을 받게된다는 문제점을 안고 있다.

본 발명은, 잉크조성물의 물성, 안정성 및 기능성이 금속산화물의 분산제에 의해 제한받지 않도록 하고, 결합하여 사용되는 잉크조성물에 투입되는 염료 및 안료 선정의 폭을 확대시키고, 동시에 매체에 기록된 이미지의 품질에 직접적인 영향을 미치는 성능항목인 기록된 이미지의 건조시간, 광학밀도, 색번짐성, 내수성, 내마찰성 등을 개선시킬 수 있는 잉크젯 기록을 위한 액체조성물 및 상기 액체조성물을 사용하는 잉크젯 기록 방법을 제공하고자 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 기록매체상에 이미지를 형성시키는 잉크젯 기록을 위하여 잉크조성물과 결합되어 사용되는 액체조성물로서, 금속산화물, 분산매질 및 분산제를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체조성물을 제공한다.

상기 금속산화물은 알루미늄 산화물, 철 산화물, 아연 산화물, 티타늄 산화물, 마그네슘 산화물 및 지르코늄 산화물 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 분산매질은 물 및 유기용매 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하며, 상기 액체조성물 중의 상기 분산매질의 함량은 상기 금속산화물 100 중량부를 기준으로 400 내지 200,000 중량부인 것이 바람직하다.

상기 유기용매는 1가 알콜(monohydric alcohol) 및 다가 알콜(polyhydric alcohol) 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하며, 상기 분산매질 중의 상기 유기용매의 함량은 상기 분산매질 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 30 중량부인 것이 바람직하다.

상기 1가 알콜은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 펜탄올 및 헥산올 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하며, 상기 분산매질 중의 상기 1가 알콜의 함량은 상기 분산매질 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부인 것이 바람직하다.

상기 다가 알콜은 글리세린, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 헥실렌 글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 2-부텐-1,4-디올, 2-메틸-2-펜탄디올, 1,2-헥산디올 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하며, 상기 분산매질 중의 상기 다가 알콜의 함량은상기 분산매질 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 20 중량부인 것이 바람직하다.

상기 액체조성물 중의 상기 분산제의 함량은 상기 금속산화물 100 중량부를 기준으로 10 내지 500 중량부인 것이 바람직하다.

더우기, 상기 액체조성물은 계면활성제 및 점도조절제 중에서 선택되는 하나 이상을 더 포함할 수 있으며, 상기 액체조성물 중의 계면활성제의 함량은 상기 분산매질 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부이고, 상기 액체조성물 중의 점도조절제의 함량은 상기 분산매질 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 기록매체상에 이미지를 형성시키는 잉크젯 기록을 위하여 액체조성물과 잉크조성물을 레코딩 헤드로부터 각각 분사시키는 잉크젯 기록 방법에 있어서, 상기 액체조성물은 본 발명에 따른 액체조성물인 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 방법을 제공한다.

상기 액체조성물은 상기 잉크조성물 분사 전에 미리 분사될 수 있다.

또는, 상기 액체조성물은 상기 잉크조성물 분사 후에 분사될 수도 있다.

또는, 상기 액체조성물의 분사, 상기 잉크조성물의 분사, 상기 액체조성물의 분사가 연속적으로 실행될 수도 있다.

또는, 상기 액체조성물은 서로 다른 색 잉크의 경계면에 미리 분사될 수도 있다.

또한, 본 발명은 기록매체상에 이미지를 형성시키는 잉크젯 기록을 위하여 잉크조성물과 분리된 액체조성물을 포함하는 잉크젯 기록용 카트리지로서, 상기 액체조성물은 본 발명에 따른 액체조성물인 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록용 카트리지를 제공한다.

이하에서는, 앞에서 언급된 본 발명의 기술적 구성을 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명에서는, 기록매체상에 이미지를 형성시키는 잉크젯 기록을 위하여 잉크조성물과 결합되어 사용되는 액체조성물로서, 금속산화물, 분산매질 및 분산제를 포함하는 액체조성물을 제공하는데, 상기 액체조성물은 잉크조성물과 분리되어 저장되고 별개의 헤드를 통하여 분사되므로, 본 발명에 사용되는 금속산화물의 선정에 있어서 잉크조성물 내의 성분들과의 상호관계를 고려한 어떠한 제한도 가해지지 않는다. 따라서 어떠한 금속산화물이라도 사용가능하며, 바람직하게는 알루미늄 산화물, 철 산화물, 아연 산화물, 티타늄 산화물, 마그네슘 산화물 및 지르코늄 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있는데, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 상기 금속산화물은 1㎛ 이하의 입자크기를 갖는 분말형태로서 사용되는 것이 바람직하다. 상기 금속산화물은 하나 이상의 금속산화물의 혼합물일 수 있으며, 이러한 혼합물에는 하나의 금속산화물이 다른 금속산화물에 의하여 코팅되어 있는 형태도 포함된다. 또한, 금속산화물이 아닌 물질의 입자가 금속산화물에 의하여 코팅되어 있는 형태도 포함된다.

상기 액체조성물의 분산매질로서는 물, 또는 물과 유기용매의 혼합물이 사용될 수 있다. 기록된 이미지의 건조시간, 광학밀도, 색번짐성, 내수성, 내마찰성 등의 향상을 얻기위해서는 본 발명의 액체조성물에서의 금속산화물의 농도는 적정하여야 하므로, 상기 액체조성물 중의 상기 분산매질의 함량은 상기 금속산화물 100 중량부를 기준으로 400 내지 200,000 중량부인 것이 바람직하다.

특히, 바람직한 유기용매로서는 1가 알콜(monohydric alcohol), 다가 알콜(polyhydric alcohol) 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있으며, 상기 분산매질 중의 상기 유기용매의 함량은 상기 분산매질 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 30 중량부인 것이 바람직하다.

이때, 1가 알콜은, 종이에 침투하는 성질이 뛰어나므로 캐리어로서 용매 특성을 향상시키는 침투제(penetrant)로서의 역할도 하며, 또한 휘발성이 물보다 크므로 분사된 후에 건조시간을 단축시키는 역할도 한다. 1가 알콜의 구체적인 예로서는, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있는데, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 상기 분산매질 중의 상기 1가 알콜의 함량은 상기 분산매질 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부인 것이 바람직하다. 만약 1가 알콜의 함량이 10 중량부를 초과하면 노즐에서의 건조가 너무 빨리 일어나 막힘이 일어나기 쉽고, 0.1 중량부 미만이면 종이에 인쇄된 후의 건조시간이 너무 길어져 인쇄된 상이 번져 좋은 화상을 얻을 수 없게될 가능성이 있다.

한편, 다가 알콜은 액체조성물의 노즐에서의 막힘(clogging)을 방지하는 습윤제(humectant)로서의 역할도 한다. 다가 알콜로서는 글리세린, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 헥실렌 글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 2-부텐-1,4-디올, 2-메틸-2-펜탄디올, 1,2-헥산디올 또는 이들의 혼합물 등을 예로 들 수 있는데, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 상기 분산매질 중의 상기 다가 알콜의 함량은 상기 분산매질 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 20 중량부인 것이 바람직하다. 이때, 다가 알콜의 함량이 20.0 중량부를 초과하면 점도가 크게 증가하여 잉크젯트 기록용으로 적합하지 못하며, 0.1 중량부 미만이면 용해성 저하로 노즐 막힘 현상이 일어날 가능성이 있다.

액체조성물내의 금속화합물의 분산성 또는 저장안정성을 위하여 상기 액체조성물은 1종 이상의 분산제를 포함한다. 본 발명의 액체조성물은 착색제를 포함하지 않고 주로 금속산화물 분말만을 분산시키고 있기 때문에 분산제의 선정이 용이하며, 따라서 본 발명에서 사용가능한 분산제에 대하여 특별한 제한은 없다. 즉, 비교적 구조가 단순하고 분자량이 작은 분산제 뿐 아니라, 잉크조성물에 직접 포함되어 있을 경우에는 잉크의 물성이나 안정성 및 기능성을 제한할 염려가 있는 블록코폴리머같은 큰 분자량의 분산제도 본 발명의 액체조성물에서는 사용될 수 있다.

예를 들면, 비교적 분자량이 작고 구조가 간단한 분산제로서는, 폴리비닐알콜(PVA), 셀룰로스계 폴리머(cellulosics), 에틸렌 옥사이드로 개질된 페놀계 폴리머(ethylene oxide modified phenols), 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드 폴리머, 소듐 폴리아크릴레이트 용액(TEGO, disperse 715W), 변성 폴리아크릴 수지 용액(TEGO, disperse 735W), 저분자 폴리카르복실릭산 폴리머의 알킬올 암노늄염 용액(BYK-Chemie, Disperbyk), 다기능성 폴리머의 알킬올 암노늄 용액(BYK-Chemie, Disperbyk-181), 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.

또한, 예를 들면, 구조가 복잡하고 분자량이 큰 분산제로서는, 폴리에테르 실록산 공중합체(TEGO, Wet KL 245/Wet 260)와 같은 실록산 계열이 사용될 수 있고, 또한 AB 또는 BAB의 구조를 가지며, 이때 A는 비치환된 또는 치환된 탄소수가 1 내지 30인 아크릴계 모노머(acrylic monomer)의 소수성 호모폴리머(homopolymer) 또는 코폴리머(copolymer)이고, B는 비치환된 또는 치환된 탄소수가 1 내지 30인 아크릴계 모노머의 친수성 폴리머 또는 아크릴계 모노머의 코폴리머로 이루어진 친수성 폴리머인 AB 또는 BAB 폴리머, 더욱 상세하게는, 아크릴산/아크릴레이트 코폴리머(acrylic acid/acrylate copolymer), 메타크릴산/메타크릴레이트 코폴리머(methacrylic acid/methacrylate copolymer), 아크릴산/폴리디알킬실록산/아크릴레이트 블락코폴리머(acrylic acid/polydialkylsiloxane/acrylate block copolymer), 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.

그리고, 상기 액체조성물 중의 상기 분산제의 함량은 상기 금속산화물 100 중량부를 기준으로 10 내지 500 중량부인 것이 바람직하다. 금속산화물의 함량을 고려할 때, 분산제의 함량이 500 중량부를 초과하더라도 분산효과의 증가는 미미하므로 500 중량부를 초과하여 분산제를 첨가할 필요는 없다. 한편, 10 중량부 미만인 경우에는 분산 효과가 미미하여 바람직하지 못하다.

상기 액체조성물은 계면활성제를 더 포함할 수 있다. 계면활성제는 액체조성물의 표면장력을 조절하여 노즐에서의 토출 성능을 안정화시키는 역할을 수행한다.이러한 기능을 수행하는 계면활성제로는 이온성 계면활성제나 비이온성 계면활성제를 사용한다. 상기 계면활성제로서 특히 폴리옥사이드계 물질을 사용하는 경우, 이 폴리옥사이드계 물질은 글리콜계 물질과 유사한 화학구조를 가지므로 증발에 의한 노즐에서의 막힘 현상을 막아 증발억제제 역할도 수행할 수 있다. 상기 액체조성물 중의 계면활성제의 함량은 상기 분산매질 100 중량부를 기준으로 하여 0.1 내지 10.0 중량부를 사용한다. 만약 계면활성제의 함량이 10.0 중량부를 초과하면 조성물의 점도가 지나치게 증가하여 토출이 어려워지고 0.1 중량부 미만이면 계면활성제로서의 효과가 발현되지 않는다.

상기 액체조성물은 점도조절제를 더 포함할 수 있다. 점도조절제는 원활한 토출이 유지될 수 있도록 점도를 조절하는 물질로서, 폴리비닐알콜 (Polyvinylalcohol), 폴리비닐피롤리돈(Polyvinylpyrrolidone), 폴리에테르이미드 (Polyetherimide), 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol), 카세인, 카르복시메틸셀룰로스 중에서 선택되는 하나 이상을 사용하는데, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 여기서 상기 액체조성물 중의 점도조절제의 함량은 상기 분산매질 100중량부를 기준으로 하여 0.1 내지 10.0 중량부인 것이 바람직하다. 만약 점도조절제의 함량이 10.0 중량부를 초과하면 점도가 너무 커져서 토출이 일어나지 않고, 0.1 중량부 미만이면 점도조절제의 효과가 발현되지 않는다.

상술한 바와 같은 조성을 갖는 액체조성물은 금속산화물, 분산매질 및 분산제 등을 통상의 혼합방법으로 혼합함으로써 제조될 수 있다. 예를 들면 다음과 같은 과정을 거쳐 제조될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.

먼저, 알콜과 같은 유기용매와 물의 혼합물인 분산매질에 분산제를 부가하여 (경우에 따라서는 점도조절제 및/또는 계면활성제 등을 더 부가하여) 혼합한 다음 이를 50 내지 80℃에서 교반기에서 충분히 교반하여 균일한 상태로 만들어준다. 이 때 교반기에서의 혼합물의 온도를 50 내지 80℃로 유지시키면, 고르고 안정적인 혼합상태를 얻을 수 있는 잇점이 있다. 만약 혼합물의 온도가 50℃ 미만인 경우에는 미세 상분리에 의하여 고른 혼합상태를 얻기가 어렵고, 80℃를 초과하면 활발한 분자 운동으로 안정적인 혼합상태를 얻기가 힘들다는 문제점이 있다. 이어서, 상기 혼합물의 온도를 30 내지 40℃로 낮춘 다음, 금속산화물을 부가하여 더 교반한다. 여기서 혼합물의 온도를 30 내지 40℃로 낮추는 이유는 알콜의 증발이 크게 일어나지 않으면서도 미세 상분리가 일어나지 않는 조건을 만들기 위함이다. 그 후, 상기 결과물을 필터에 통과시켜 여과함으로써 본 발명에 따른 액체조성물이 얻어진다.

또한 본 발명은, 기록매체상에 이미지를 형성시키는 잉크젯 기록을 위하여 액체조성물과 잉크조성물을 레코딩 헤드로부터 각각 분사시키는 잉크젯 기록 방법에 있어서, 상기 액체조성물은 앞에서 기술한 본 발명에 따른 액체조성물인 잉크젯 기록 방법을 제공한다.

상기 금속산화물을 포함하는 액체조성물과 단수 또는 복수의 잉크조성물을 결합하기 위하여 사용되는 장치로서는, 일본 특허출원 공개공보 58-128862 호에 개시된 것과 같이 잉크조성물 분사 헤드와 분리된 별도의 기록헤드를 통하여 액체조성물을 기록 매체에 분사할 수 있도록 되어있는 것이라면 어떠한 잉크 카트리지라도 사용될 수 있다. 또한 액체조성물 및 잉크조성물의 분사방식은 통상적으로 사용되는 연속 잉크젯 (continuous ink jet) 방식과 드롭-온-디멘드 (drop-on-demand: 이하 "DOD"라고 함) 방식 등이 사용될 수 있으며, DOD 방식으로서는 열-버블식 잉크젯 (thermal-bubble ink jet) 방식과 압전식 잉크젯 (piezoelectric ink jet) 방식 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 잉크젯 기록 방법이 적용되는 기록매체에는 특별한 제한이 없다. 통상적으로 사용되는 프린터용지, 복사용지, 본드지 (bond paper), 잉크젯용 특수 코팅지뿐만아니라 투명필름, 백상지, 광택지 등이 사용된다.

본 발명에 사용되는 잉크조성물에도 특별한 제한이 없다. 염료계 및 안료계 잉크조성물을 모두 포괄하고, 음이온성 착색제로 제한되지도 않으며 착색제와 금속산화물 간의 반응성 여부도 문제되지 않는다. 또한 본 발명에 결합되어 사용되는 잉크조성물은 흑색 잉크조성물, 청록색 (cyan) 잉크조성물, 자홍색 (magenta) 잉크조성물, 황색 (yellow) 잉크조성물 중에서 하나 이상이 사용되며, 통상적으로는 상기 4개의 잉크조성물이 모두 사용되며, 상업적으로 입수가능한 통상의 잉크조성물을 사용할 수 있다.

상기 액체조성물과 상기 잉크조성물은 레코딩 헤드로부터 각각 분사되는데, 이때 상기 액체조성물은 상기 잉크조성물 분사 전에 인쇄영역에 미리 분사될 수도 있고, 상기 액체조성물은 상기 잉크조성물 분사 후에 분사될 수도 있으며, 상기 액체조성물의 분사, 상기 잉크조성물의 분사, 상기 액체조성물의 분사가 연속적으로 실행될 수도 있다. 또한, 상기 액체조성물은 서로 다른 색 잉크 사이의 경계면에 미리 분사되어 서로 다른 색상간의 색번짐현상을 최소화 시킬 수도 있다.

분사된 상기 액체조성물과 분사된 잉크조성물은 기록매체상에서 겹쳐지고, 분사 후 건조되는 과정에서 금속산화물과 착색제의 복합체가 형성되는 것으로 추정된다. 이에 따라, 기록된 이미지의 건조시간, 광학밀도, 색번짐성, 내수성 , 내마찰성 등이 개선된다.

또한 본 발명은, 기록매체상에 이미지를 형성시키는 잉크젯 기록을 위하여 잉크조성물과 분리된 액체조성물을 포함하는 잉크젯 기록용 카트리지로서, 상기 액체조성물은 앞에서 기술된 본 발명에 따른 액체조성물인 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록용 카트리지를 제공한다.

이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

앞에서 기술된 제조방법에 따라 산화알루미늄(Cab-O-Sperse PG 003) 10.0 g, 증류수 66.0 g, 1가알콜(에탄올) 3.0 g, 다가알콜(에틸렌 글리콜) 10.0 g, 분산제(TEGO dispers 750W) 5.0 g, 계면활성제(트윈20) 3.0 g 및 점도조절제(PEG 200) 3.0 g을 함유하는 액체조성물을 제조하였다.

이렇게 얻어진 액체조성물을 흑색 잉크 카트리지(삼성 M50)에 주입하였다. 상기 액체조성물 카트리지와 컬러 잉크 카트리지(삼성 C60)를 잉크젯 프린터(삼성 MJC 1130i)에 장착하였다. 액체조성물과 잉크조성물의 분사를 각각 제어하는 기능을 갖는 프린터 드라이버를 작성하고 이를 이용하여 잉크젯 기록이미지를 얻었다.

비교예 1

상기의 액체조성물을 포함하지 않는 통상의 컬러 잉크 카트리지(삼성 C60)를 잉크젯 프린터(삼성 MJC 1130i)에 장착하여 잉크젯 기록이미지를 얻었다.

평가결과

평가는 저장안정성, 광학밀도, 색번짐성, 내수성 및 내마찰성의 항목으로 실시되었으며 평가방법 및 평가기준은 다음과 같다.

(1) 저장안정성

내열성 유리병에 액체조성물 100㎖를 저장한 다음, 입구를 밀봉하고 60 ℃로 조절된 항온실에 저장한다. 이를 2개월동안 방치한 다음, 육안 관찰 및 필터링(filtering)을 통해 액체조성물에 침전이 생겼는지를 확인하고 다음과 같이 평가하였다.

○: 침전물 없음.

×: 침전물 있음.

(2) 광학밀도

광학밀도측정기(Macbeth사, RD-1235)를 이용하여 일반 용지에 기록된 칼라(Color:C/M/Y) 이미지의 광학밀도를 측정하여 평균광학밀도를 하기 기준에 따라 평가하였다.

○: 0.90 이상

△: 0.75~0.90

×: 0.75 미만

(3) 색번짐성

서로 다른 색의 잉크로 솔리드 이미지(solid image)를 인접하게 인쇄한 후 경계면에서의 색번짐 정도를 관찰하고 다음과 같이 평가하였다.

○: 번짐현상이 관찰되지 않음

△: 약간의 번짐이 발생하나 실제 사용에 있어 문제가 없음

×: 번짐현상이 발생하고 실제 사용에 문제가 있음.

(4) 내수성

출력한 지 1 시간 경과후 기록된 이미지를 물에 담갔을 때 착색제 성분이 물에 다시 녹아나오는 정도를 조사하기 위하여 물에 담그기 전후의 광학밀도 변화를 측정하였다.

○: 광학밀도의 변화가 10% 미만임

△: 광학밀도의 변화가 10∼30% 정도임

×: 광학밀도의 변화가 30%를 초과함

(5) 내마찰번짐성

출력한 지 1 시간후에 기록된 이미지를 피셔 사이언티픽사 (Fisher Scientific Co.) 에서 제조된 라텍스 검사 글러브 (latex examination glove)를 착용한 손가락으로 문질러 번짐 여부를 판단하였다.

○: 번짐이 없음.

△: 번짐이 약간 발생함.

×: 심하게 번짐.

상술한 방법에 따라 실시예 1 및 비교예 1에 따른 잉크젯 기록 이미지에 대한 평가 결과는 하기 표 1과 같다.

평가항목	실시예1전분사	실시예1후분사	실시예1전후분사	실시예1색상간 분사	비교예 1
저장안정성	액체조성물 실시예 1의 저장안정성 O	O
광학밀도	O	O	O	△	△
색 번짐성	O	△	O	O	△
내수성	O	O	O	△	△
내마찰성	O	O	O	△	△

표 1에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 액체조성물 또는 잉크젯 기록 방법을 사용함으로써 광학밀도, 색번짐성, 내수성 및 내마찰성이 우수한 잉크젯 기록 이미지를 얻을 수 있고, 또한 본 발명에 따른 액체조성물의 저장안정성이 우수함을 알 수 있었다.

본 발명에 따른 잉크젯 기록을 위한 액체조성물 및 상기 액체조성물을 사용하는 잉크젯 기록 방법을 사용함으로써, 잉크조성물의 물성, 안정성 및 기능성이 금속산화물의 분산제에 의해 제한받지 않도록 하고, 결합하여 사용되는 잉크조성물에 투입되는 염료 및 안료 선정의 폭을 확대시키고, 동시에 매체에 기록된 이미지의 품질에 직접적인 영향을 미치는 성능항목인 기록된 이미지의 건조시간, 광학밀도, 색번짐성, 내수성, 내마찰성 등을 개선시킬 수 있다.

Claims

기록매체상에 이미지를 형성시키는 잉크젯 기록을 위하여 잉크조성물과 결합되어 사용되는 액체조성물로서, 금속산화물, 분산매질 및 분산제를 포함하는 것을특징으로 하는 액체조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 금속산화물은 알루미늄 산화물, 철 산화물, 아연 산화물, 티타늄 산화물, 마그네슘 산화물 및 지르코늄 산화물 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 분산매질은 물 및 유기용매 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하며, 상기 액체조성물 중의 상기 분산매질의 함량은 상기 금속산화물 100 중량부를 기준으로 400 내지 200,000 중량부인 것을 특징으로 하는 액체조성물.
제 3 항에 있어서, 상기 유기용매는 1가 알콜(monohydric alcohol) 및 다가 알콜(polyhydric alcohol) 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하며, 상기 분산매질 중의 상기 유기용매의 함량은 상기 분산매질 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 30 중량부인 것을 특징으로 하는 액체조성물.
제 4 항에 있어서, 상기 1가 알콜은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 펜탄올 및 헥산올 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하며, 상기 분산매질 중의 상기 1가 알콜의 함량은 상기 분산매질 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 액체조성물.
제 4 항에 있어서, 상기 다가 알콜은 글리세린, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 헥실렌 글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 2-부텐-1,4-디올, 2-메틸-2-펜탄디올, 1,2-헥산디올 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하며, 상기 분산매질 중의 상기 다가 알콜의 함량은 상기 분산매질 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 20 중량부인 것을 특징으로 하는 액체조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 액체조성물 중의 상기 분산제의 함량은 상기 금속산화물 100 중량부를 기준으로 10 내지 500 중량부인 것을 특징으로 하는 액체조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 액체조성물은 계면활성제 및 점도조절제 중에서 선택되는 하나 이상을 더 포함하며, 상기 액체조성물 중의 계면활성제의 함량은 상기 분산매질 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부이고, 상기 액체조성물 중의 점도조절제의 함량은 상기 분산매질 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 액체조성물.
기록매체상에 이미지를 형성시키는 잉크젯 기록을 위하여 액체조성물과 잉크조성물을 레코딩 헤드로부터 각각 분사시키는 잉크젯 기록 방법에 있어서, 상기 액체조성물은 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 액체조성물인 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 액체조성물은 상기 잉크조성물 분사 전에 미리 분사되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 액체조성물은 상기 잉크조성물 분사 후에 분사되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 액체조성물의 분사, 상기 잉크조성물의 분사, 상기 액체조성물의 분사가 연속적으로 실행되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 액체조성물은 서로 다른 색 잉크의 경계면에 미리 분사되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 방법.
기록매체상에 이미지를 형성시키는 잉크젯 기록을 위하여 잉크조성물과 분리된 액체조성물을 포함하는 잉크젯 기록용 카트리지로서, 상기 액체조성물은 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 액체조성물인 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록용 카트리지.