KR20050033006A

KR20050033006A - 인쇄 방법과 인쇄 조성물

Info

Publication number: KR20050033006A
Application number: KR1020040076844A
Authority: KR
Inventors: 데베라콘다에스. 사르마
Original assignee: 일리노이즈 툴 워크스 인코포레이티드
Priority date: 2003-10-02
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2005-04-08
Also published as: DE602004013102D1; US20050073564A1; CN1618896A; JP2005113132A; TW200517452A; ES2303932T3; EP1520885A1; EP1520885B1; CA2482493A1; DE602004013102T2; TWI302558B

Abstract

본 발명은, 충격식 인쇄 기술에 의한 도포에 적합한 점성 인쇄 조성물과, 희석제를 혼합해서 제조되고, 잉크젯 인쇄에 적합한 조성물의 제조에 관한 것이다. 점성이 있는 친수성 인쇄 조성물을 위해, 희석제는 (i) 물과, (ii) 글리콜과, (iii) 적어도 하나의 표면 장력 조절제와, (iv) 선택적으로, 수산화 암모늄과, (v) 선택적으로, 하나 이상의 용매를 포함한다. 점성이 있는 친지질성 인쇄 조성물을 위해, 희석제는 지방산 주성분 오일에 용해될 수 있는 표면 장력 조절제를 포함한다. 본 발명은 또한 스크린 인쇄 페이스트로부터 조성물을 제조하는 방법과, 기재에 점성이 있는 인쇄 조성물을 도포하는데 잉크젯을 이용하는 방법에 관한 것이다.

Description

인쇄 방법과 인쇄 조성물{PROCESS AND COMPOSITIONS FOR PRINTING}

본 출원은, 본 명세서에 참조 문서로 포함되고 2003년 10월 2일자로 출원된 미국 임시 출원번호 60/508,514의 우선권을 기초로 하고, 그 우선권을 청구한다.

본 발명은, 잉크젯 인쇄 장치를 이용해서 기재에 인쇄 매체를 도포하는 것과, 잉크젯 인쇄 장치에 사용하는데 적합성이 향상된 형태로 잉크 조성물을 조절하는 것에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 조성물에 관한 것이다.

장식, 정보 또는 실용의 목적으로 기재에 물질 패턴을 도포하는 단계를 일반적으로 필요로 하는 인쇄는, 두 가지 방법 중 한 가지 방법으로 흔히 수행된다. 한 가지 일반적인 메커니즘은 충격식 인쇄 기술의 사용을 필요로 한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "충격식 인쇄(impact printing)"라는 것은 기구(appliance)에 형성된 잉크 패턴을 기재에 접하게 함으로써 기재에 잉크 패턴을 형성하고 이를 전사하는 기구를 사용하는 임의의 기술을 가리킨다. 다른 기술은 비 충격식 인쇄를 포함한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "비 충격식 인쇄"라는 것은, 예를 들어 인쇄 매체 방울의 흐름을 하나의 패턴으로 기재 위에 사출함으로써 기재 위에 직접 잉크 패턴을 형성하는 임의의 기술을 가리킨다. 충격식 인쇄 기술의 예는 스크린 인쇄와 오프셋 인쇄이다. 비 충격식 인쇄의 한 가지 예는 잉크젯 인쇄이다.

일반적으로, "인쇄 매체"라는 용어는, 기재 위에 장식, 정보 또는 실용적인 패턴의 물질을 형성하는 조성물 (예를 들어, 잉크)을 가리킨다. "인쇄 매체"와 "인쇄 조성물"이라는 용어는 본 명세서에서 동의어로 사용된다. 인쇄 작업을 통해 기재에 도포된 인쇄 매체는 인쇄 작업의 요건에 맞는 물리적이고 화학적인 특성을 가져야만 한다. 충격식 인쇄 기술에 사용하기 위한 인쇄 매체 (예를 들어, 스크린 인쇄 잉크)에 필요한 특성 중 일부는, J. M. Adams, D. D. Faux, L. J. Rieber가 저술한 "인쇄 기술" 4판 (Delmar 출판사, 뉴욕, 올버니시, 1996년)에 기술되어 있고, 이는 본 명세서에 참조 문서로 포함되어 있다. 충격식 인쇄에 관해서 때로 중요하게 간주되는 인쇄 매체 특성의 예로는, 인쇄 매체의 점성도와 접착 및 응집 특성, 사용된 인쇄 장비의 구체적인 유형, 도포 후 기재 위 매체의 원하는 작용이 있다.

여러 가지 유형의 기재와 기재 형상에 맞게 기술을 조절한 기본적인 스크린 인쇄 기술의 많은 변형이 존재한다 (예를 들어, 회전, 평면, 롤러 및 패드 스크린 인쇄). 알려진 바와 같이, 인쇄 스크린은 인쇄 매체 - 밀봉재로 밀폐된 선택 영역을 갖는 메시 물질이다. 인쇄 스크린은 일반적으로 스크린 전면에 인쇄 매체를 도포하고, 이를 밀폐되지 않은 영역의 스크린 메시에 강제로 밀어 넣음으로써 인쇄 매체로 충전되어 스크린에 침투하는 고른 두께의 잉크 층을 형성함으로써 스크린의 밀폐되지 않은 영역에 따라 패턴을 형성한다. 이러한 패턴의 인쇄 매체 층을 포함한 스크린 면이 기재와 접할 경우, 인쇄 매체는 스크린의 메시에서 접촉 기재로 전사된다.

스크린 인쇄에 사용하는데 바람직한 인쇄 매체 특성은, 스크린 위에 막을 형성하는데 충분한 점성도와 응집성, 막을 스크린에서 기재로 효과적으로 전사하기 위해 충분히 낮은 스크린 접착성, 전사 후 기재 위에 명확하고 신속하게 경화된 패턴을 효과적으로 제공하기 위해 충분히 높은 기재 접착성 및/또는 기재의 투과성을 포함한다. 상술한 내용으로부터, 충격식 인쇄 기술을 사용해서 매우 다양한 기재에 도포하도록 제조된 다양한 인쇄 매체가 있다는 사실을 인식할 수 있을 것이다.

인쇄 매체는 일반적으로, 광의 하나 이상의 파장을 흡수하는 (인쇄된 상이 눈에 보일 수 있게 하는) 착색제(coloring) (이후, "colorant")(예를 들어, 염료 또는 안료), 분산제 (분산 상태로 착색제 유지), 용매 (인쇄 매체가 흐르도록 하는), 결합제 (기재에 대한 인쇄 매체의 접착성 향상)를 포함한다. 보일 필요가 없고, 이에 따라 일차적인 기능을 수행하기 위해 착색제의 결합을 필요로 하지 않는 물질을 도포하는데 스크린 인쇄 기술을 사용할 수 있다는 것을 인식할 것이다. 이것의 예는, 예를 들어 인쇄 회로 기판에 대한 접촉 패턴 제공시, 화학 부식액에 손상되지 않는 막의 도포이다. 일반적으로, 이러한 도포에서도, 만족스러운 기재 범위로 인쇄 패턴이 도포되었음을 시각적으로 확인할 수 있게 하는 조성물에는 착색제가 포함되어 있다.

충격식 인쇄 기술은 일반적으로, 도포하고자 하는 인쇄 매체의 서로 다른 각각의 유형이나 색에 대해 고정된 디자인을 포함하는 개별 기구의 제조를 필요로 한다. 예를 들어, 스크린 인쇄 기술을 이용해서 직물 기재에 세 가지 색의 패턴을 도포할 경우, 도포하고자 하는 디자인의 각각의 색에 대해 개별 인쇄 스크린이 필요하다. 인쇄 기구에 대한 디자인의 고정 특성과 다중색 디자인을 만드는데 필요한 기구의 개수는 충격식 인쇄 기술 사용시 기재에 도포된 패턴을 신속하게 바꾸기 어렵게 한다. 적은 개수의 인쇄 항목을 제공하기 위해, 충격식 인쇄 기술을 사용한 인쇄는 귀찮고 시간을 소비하며 비교적 값이 비쌀 수 있다. 비교를 통해, 잉크젯 인쇄 장치는 기재에 도포된 표시 패턴의 손쉬운 변화를 허용하고, 물리적으로 서로 다른 기구를 제조하는 대신 컴퓨터 프로그램을 조작함으로써 착색과 디자인패턴을 변경할 수 있다.

잉크젯 인쇄 장치는 인쇄 장치로부터 규칙적으로 형성된 인쇄 매체 방울의 흐름을 방출함으로써 기재에 인쇄 매체를 도포한다. 충격식 인쇄 기술과 달리, 잉크젯 장치로 인쇄할 경우에는 매체를 한 가지 패턴으로 형성하는 기구가 필요하지 않다. 사용시, 잉크젯 인쇄 장치는 인쇄하고자 하는 기재로부터 일정 거리 떨어져 있고, 기재를 향해 이 방울의 흐름을 방출한다. 기재 영역에 잉크를 원하지 않을 경우, 잉크젯 장치는 방울의 흐름을 끄거나 (열 및 펄스 잉크젯 인쇄 장치), 이 방울의 흐름을 기재 위로 떨어지는 것으로부터 우회시킨다 (연속 잉크젯 장치). 장치가 기재를 지날 때 이러한 방식으로 잉크 방울의 흐름을 조절함으로써, 기재로 방출된 잉크가 패턴으로 형성된다. 이러한 작동 원리는, 잉크젯 인쇄가 기재 위에 인쇄하기 위한 비 충격식 기술인 것으로 분류한다.

잉크젯 인쇄 장치를 이용해서 성공적으로 도포될 수 있는 인쇄 조성물의 물리적인 특성과 화학적인 특성이 잘 알려져 있다. 일반적으로, 적절한 인쇄 매체는 25℃에서 약 100 cps 미만의 브룩필드 점성도(Brookfield viscosity)를 가질 것이다. 이러한 특징을 갖는 인쇄 매체는 주변 온도에서 잉크통(reservoir)으로부터 잉크젯 인쇄 장치로 흐를 것이다. 잉크젯 인쇄 매체에 필요한 이러한 물리적 특성과 이와 다르게 알려진 물리적 특성은 Pond가 저술한 "잉크젯 기술과 제품 개발 전략" (테리 파인 리써치, 2000년, 칼스배드 캘리포니아)에 기술되어 있고, 또한 J. Johnston이 편집한 "비 충격식 인쇄의 원리, 제 2판" (1992년, 팔라티노 출판사, 어빈, 캘리포니아)에도 기술되어 있으며, 이 두 가지는 본 명세서에 참조 문서로 포함되어 있다.

따라서, 잉크젯 인쇄 장치를 이용한 용도에 적합한 인쇄 매체 (때로는 본 명세서에서 편의를 위해 "잉크젯 가능" 인쇄 매체라고도 지칭됨)는, 충격식 인쇄 기술을 이용한 도포에 적합한 인쇄 매체와 비교할 경우 잉크젯 장치의 작동 조건에서 비교적 낮은 점성도를 가져야만 한다. 일반적으로, 잉크젯 가능 인쇄 매체의 점성도는 잉크가 잉크젯 장치를 통해 흐르게 할 수 있는 만큼 충분히 낮아야 한다. 또한, 잉크젯 가능 인쇄 매체는 잉크젯 인쇄 장치를 구성한 물질에 대해 적어도 약간의 친화력을 가져야만 한다 (즉, 매체와 접한 잉크젯 장치의 일부를 "적시는" 능력을 갖는다). 이는 인쇄 매체를 방출하는 잉크젯 장치에 의해 제공되는 방울들의 크기와 개수의 일관성을 보장하는데, 이는 방울의 크기는 인쇄 매체의 능력에 적절히 의존하고, 일관적으로 일부 인쇄 장치의 챔버(들)를 채우기 때문이다. 챔버를 채우는 능력은 잉크젯 장치의 내부를 적시는 능력과 관련이 있다. 또한, 잉크젯 가능 인쇄 매체는, 인쇄되는 기재에 도포하기 위해 적절한 크기의 방울을 형성하는 잉크젯 인쇄 장치를 빠져나오는 온도에서 충분한 응집성을 가져야만 한다.

잉크젯 인쇄 장치와, 잉크젯 인쇄 장치를 이용해서 인쇄하는데 적합한 형태의 잉크가, 예를 들어 Taniguchi의 미국 특허 번호 6,447,592, Sarma 등의 6,302,536, Erdtmann 등의 6,030,438, Cooke 등의 5,154,761, Ma 등의 5,085,698에 기술되었다. Taniguchi, Sarma, Cooke 및 Ma의 특허 각각은 특별한 잉크젯 인쇄 장치에 필요한 물리적 특성과 화학적 특성의 조합을 나타내도록 조절된 단일 목적의 잉크 조성물을 기술한다. Erdtmann의 특허는 단축된 건조 시간을 제공하기 위해 수성 잉크젯 인쇄 매체와 섞일 수 있는 점토 흡수제를 기술한다.

충격식 인쇄 기술에 사용하는데 적합한 인쇄 매체는 일반적으로 잉크젯 인쇄 장치를 통해 분사하는데 적합하지 않다. 출원인은 각각의 잉크젯 가능 조성물이 특별한 잉크젯 장치를 이용한 특정 용도의 사용에 지금까지 효과적으로 한정되었다는 사실을 한 가지 문제점으로 인식하게 되었다.

출원인은, 현재 충격식 인쇄 기술 (예를 들어, 직물 인쇄)(일반적으로 스크린 인쇄 기술을 이용해서 수행됨)을 이용해서 일차적으로 완성된 많은 인쇄 작업들은 잉크젯 인쇄 장치를 이용한 인쇄 기술을 통해 제공된 유연성으로부터 이익을 얻을 수 있을 것으로 인식하게 되었다. 그러나, 충격식 인쇄 기술을 위해 개발된 매우 다양한 인쇄 매체와, 특히, 특별한 용도 (예를 들어, 직물 인쇄)로 한정된 인쇄 매체는, 잉크젯 가능한 유사 인쇄 매체에 사용할 수 없다. 따라서, 잉크젯 인쇄 장치를 이용한 인쇄를 통해 제공된 패턴의 신속한 배열과 변화는 잉크젯 가능한 소수의 인쇄 매체에 의해 제한된다. 출원인은, 충격식 인쇄 기술에 적합한 널리 사용될 수 있는 인쇄 매체를, 잉크젯 인쇄 장치를 이용한 도포에 필요한 특성을 갖는 조성물로 변환시키는 수단을 제공하는 것의 바람직함을 인식했다.

놀랍게도 출원인은, 충격식 인쇄 기술을 이용해서 기재에 도포하는데 적합한 인쇄 매체 (본 명세서에서는 "점성이 있는 인쇄 조성물")가, 잉크젯 인쇄 장치를 이용해서 조성물이 기재에 효과적이고 경제적으로 도포되게 하는데 필요한 특성을 점성 조성물에 부여할 수 있는 주의 깊게 선택된 희석제를 점성이 있는 인쇄 조성물에 첨가함으로써, 잉크젯 가능 조성물을 제공하도록 조절될 수 있음을 발견했다. 본 발명에 따라 형성된 잉크젯 가능한 조성물은, 이를 형성한 점성 인쇄 조성물의 인쇄 특성과 인쇄 후 특징을 유지하는 것이 바람직하다.

본 발명의 한 가지 양상은, 점성이 있는 인쇄 조성물, 바람직하게는 25℃에서 약 100 cps를 초과하는 부룩필드 점성도를 갖는 것이 바람직한 인쇄 조성물을 제공하는 단계와, 점성이 있는 인쇄 조성물에 표면 장력 조절제, 바람직하게는 글리콜 주성분 화합물을 포함한 표면 장력 조절제를 포함한 희석제를 첨가하는 단계 (희석제는 점성이 있는 인쇄 매체와 적어도 부분적으로 섞일 수 있음)를 포함하는, 점성이 있는 인쇄 조성물을 잉크젯 가능 인쇄 조성물로 변환시키는 방법을 제공한다. 이 첨가 단계는 유효 조건에서 수행되고, 첨가량은 잉크젯 가능 인쇄 조성물을 제조할 만큼 충분하다. 제조된 잉크젯 가능 조성물은 임펄스 잉크젯 인쇄 장치의 작동 온도에서, 약 20 cps 미만, 바람직하게는 약 5 cps 내지 약 20 cps의 브룩필드 점성도를 갖는 것이 바람직하다. 제조된 잉크젯 가능 조성물은 또한 백금 고리 방법으로 측정한 경우, 약 50 dyne/cm 미만, 바람직하게는 약 45 dyne/cm 미만, 더 바람직하게는 약 25 dyne/cm 내지 약 40 dyne/cm, 훨씬 더 바람직하게는 약 30 dyne/cm 내지 약 40 dyne/cm의 표면 장력을 갖는 것이 바람직하다.

본 방법은 모든 유형의 점성 인쇄 조성물 변환과 연결해서 사용하는데 일반적으로 적합하지만, 특히 두 가지 유형의 이러한 인쇄 매체, 즉 친수성 점성 인쇄 조성물 (예를 들어, 적어도 약 1 중량%의 물을 함유한 점성 인쇄 조성물)과 친지질성 점성 인쇄 조성물 (예를 들어, 약 1 중량% 미만의 물을 함유한 점성 조성물)을 변환하는데 매우 적합하다. 친수성 점성 인쇄 조성물을 변환시키는 방법을 위해, 희석제는 표면 장력 조절제 외에, 물, 적어도 하나의 글리콜과, 선택적으로 수산화 암모늄 및/또는 추가 친수성 용매를 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 실시예 중 몇몇 실시예에서는, 친수성 점성 인쇄 조성물이 약 10 중량% 이상의 물을 함유하는 것이 바람직하다. 어떤 실시예에서는, 제조된 잉크젯 가능한 조성물은, 최대 약 50 중량부 (parts by weight, pbw), 보다 바람직하게는 약 10 pbw 내지 약 40 pbw의 친수성 점성 인쇄 매체와, 최대 약 60 pbw의 본 발명에 기재된 희석제를 혼합해서 형성된다.

친지질성 점성 인쇄 매체를 잉크젯 가능한 인쇄 조성물로 변환시키는 방법에 관한 본 발명의 양상에 대해서, 희석제는 적어도 한 가지 지방산 오일과 부분적으로 또는 완전하게 섞일 수 있는 글리콜 유도체와 지방산 에스테르로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 한 가지 표면 장력 조절제를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 실시예에서는, 표면 장력 조절제가 친지질성 점성 인쇄 매체와 부분적으로 또는 완전하게 섞일 수 있는 것이 더 바람직하다.

본 발명의 방법 양상의 한 가지 실시예는 잉크젯 가능한 인쇄 매체를 제조하는 방법으로서, 이 방법은,

(a) 스크린 인쇄 기술을 통해 기재에 도포하기 적합한 페이스트를 제공하는 단계와,

(b) 상기 페이스트와 섞일 수 있고, 페이스트를 분산시킬 수 있는 희석제를 상기 페이스트에 첨가해서 블렌드(blend)를 형성하는 단계로, 희석제의 양은 약 25℃에서 약 100 cps 미만의 브룩필드 점성도와, 백금 고리 기술 (platinum ring technique)을 통해 측정할 때 약 70 dyne/cm 미만의 표면 장력을 갖는 블렌드를 제공하는데 충분한, 블렌드 형성 단계와,

(c) 크기가 약 1 마이크론보다 더 큰 입자를 제거하기 위해 상기 블렌드를 여과하는 단계로, 상기 블렌드는 잉크젯 인쇄 장치의 잉크 접촉 성분을 포함하는 구성 물질을 적시는데 적합하도록 조절되어 있고, 잉크젯 인쇄 장치, 바람직하게는 펄스 유형의 잉크젯 인쇄 장치를 통해 분사될 수 있는 것을 더 특징으로 하는, 상기 블렌드의 여과 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 양상은 본 발명의 방법에 따라 점성 인쇄 매체로부터 제조된 잉크젯 가능한 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 다른 양상은 스크린 인쇄 기술을 이용해서 기재에 도포하는데 적합한 형태의 인쇄 페이스트를 기재에 도포하기 위해 잉크젯 인쇄 장치를 이용하는 방법으로, 이 방법은, (a) 페이스트에 희석제를 첨가해서 상기 인쇄 페이스트를 잉크젯 가능 조성물로 변환시키는 단계와, (b) 임펄스 유형의 잉크젯 인쇄 헤드로 기재에 잉크젯 가능 조성물을 도포하는 단계를 포함한다.

본 발명은 스크린 인쇄에 사용하는데 일반적으로 적합한 점성 인쇄 조성물로부터 잉크젯 가능 조성물을 제공하는 것과 관련해서 최대한의 적용성을 가질 것으로 간주되지만, 본 발명의 방법 양상은 임의의 충격식 인쇄 기술을 통해 기재에 도포하는데 적합한 어떠한 종류의 점성 인쇄 조성물에도 적용할 수 있는 것으로 생각된다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에서 친지질성과 친수성 스크린 인쇄 페이스트를 이용해서 흔히 설명되지만, "점성 인쇄 조성물"이란 용어는 인쇄 페이스트로 분류한 것을 벗어날 수 있는 물질, 예를 들어 접착제와 에칭 레지스트를 포함한 점성 조성물을 대체로 나타낸다.

본 발명은, 점성 인쇄 조성물을 잉크젯 가능 조성물로 적합하게 조절함으로써 아래에 설명되는데, 이 잉크젯 가능 조성물은 Sarma 등의 미국 특허 6,302,536, Rogers 등의 6,179,408, Howkins의 4,697,193에 기술된 것과 같은 임펄스 유형의 잉크젯 인쇄 장치를 이용한 도포에 적합한 형태를 갖는다. 설명되어 있는 잉크젯 인쇄 장치는 분사 전 충전 (fill-before-fire), 충전 전 분사 (fire-before-fill) 잉크젯 인쇄 장치 모두를 포함한다. 증명된 원리는 광범위한 점성 인쇄 조성물을 임의의 알려진 잉크젯 인쇄 장치로 적합하게 조절하는데 적용될 수 있는 것으로 평가될 것이다. 따라서, 본 명세서에 기술된 예들은 본 발명을 예를 들어 설명하지만, 예시한 조성물과 방법에 본 발명을 한정하지 않는다.

앞에서 명시한 바와 같이, 본 발명에는 기재 위에 기능성 표식을 제공하는데 사용된 스크린 인쇄 페이스트로부터 제조된 조성물 (예를 들어, 세라믹, 금속, 및 유리와 같은 기재 위의 접착제 또는 에칭 레지스트)(예를 들어, Wilflex^?? SSV 플라스티솔 주성분 스크린 잉크, 3500 시리즈 UV Vinex 스크린 잉크, 및 Aquasafe^?? 시리즈 2200 다목적 수성 글로스 스크린 잉크와 같은 에폭시 수지 주성분의 스크린 인쇄 잉크)이 또한 포함된다. 앞에 명시한 바와 같이, 본 발명의 조성물과 방법은, 앞에서 한정된 바와 같이 "스크린 인쇄 페이스트"라는 용어에 포함된 매우 다양한 조성물로 수행될 수 있다는 것을 인식할 것이다.

잉크젯 인쇄 장치

본 발명은 잉크젯 인쇄 장치를 이용한 도포에 적합한 형태로 인쇄 매체를 적합하게 조절하는 것에 관한 것이다. 잉크젯 인쇄 장치는 다음 세 가지 그룹으로 분류될 수 있다. (i) 연속적인 방울의 흐름을 방출하는 연속 유형의 잉크젯 장치(CIJ), (ii) 잉크 방울의 흐름을 형성하기 위해 매체를 오리피스에 통과시키는 몇 가지 형태의 펄스 기계 작동장치를 사용하는 임펄스 유형의 잉크젯 장치 (때로는 드롭 온 디맨드라 불림), (iii) 방울의 흐름을 형성하기 위해, 인쇄 매체를 일련의 "방출(burst)"을 통해 오리피스에 통과시키는 압력 "버블"을 생성하기 위해 인쇄 매체의 한 가지 이상의 성분을 증발시키는 열을 사용하는 열 유형의 잉크젯 장치 ("버블젯" 장치로도 불림). 본 명세서에 사용된 "잉크젯 인쇄 장치"라는 용어는 상술한 모든 유형의 장치와 아직 개발되지는 않았지만 본 명세서에 기술된 기본 원리에 따라 작동하는 임의의 이러한 장치를 포함한다.

상술한 여러 잉크젯 인쇄 장치는 광범위한 온도에서 작동하거나, 작동하도록 적합하게 조절될 수 있다. 본 발명은 잉크젯 가능 조성물, 특히 이러한 모든 작동 온도에서 작동하는 인쇄 장치에 유용한 인쇄 잉크 제조에 적합한 것으로 생각된다. "특별한 유형의 잉크젯 인쇄 장치의 작동 온도에서" 측정시 본 명세서에 기술된 조성물의 점성도에 의하면, 조성물은 상기 유형의 잉크젯 인쇄 장치 또는 본 명세서에 기술된 것 이외의 작동 온도 능력으로 사용할 수 있게 되는 장치에 대해 이용 가능한 작동 온도 범위 내의 적어도 하나의 온도에 대해 관찰된 점성도 값 (또는 명시된 범위 내의 값)을 가질 것으로 생각된다고 이해할 수 있을 것이다. 본 방법과 조성물은 약 150℃ 미만의 작동 온도를 갖는 잉크젯 인쇄 장치에 유용한 잉크젯 가능한 잉크를 제공하는 것이 바람직하다. 본 발명의 조성물과 방법은 작동 온도가 적어도 약 100℃인 열 잉크젯 인쇄 장치와 사용하도록 조절된 것이 바람직하다. 본 발명의 조성물과 방법은 작동 온도가 약 25℃ 내지 약 30℃인 연속 잉크젯 인쇄 장치와 사용하도록 조절된 것이 바람직하다. 특정 실시예에서, 본 조성물과 방법은 작동 온도가 약 25℃ 내지 약 150℃인 임펄스 잉크젯 인쇄 장치에 유용한 잉크젯 가능 조성물을 제공한다. 이러한 값보다 높거나 낮은 온도도 가능하다는 점을 이해할 것이다.

방법

상술한 바와 같이, "잉크젯 가능한", 즉 잉크젯 인쇄 장치를 이용해서 기재에 도포하는데 적합한 인쇄 매체는 특정한 점성도와 표면 장력 특성을 갖는 것이 바람직하고, 그 특정 값은 일반적으로, "분사"하는 잉크젯 인쇄 장치의 구체적인 유형과 장치가 작동하는 온도에 의존할 것이다. 일반적으로, 점성도 특성은 브룩필드 점도계로 인쇄 매체의 점성도를 측정함으로써 측정될 수 있다. 브룩필드 점도계를 이용해서 인쇄 매체 점성도를 측정하는 방법이 알려지고 발표되어 있다 {예를 들어, 폴리에틸렌 왁스를 측정하고, 인쇄 잉크에 적용될 수 있는 ASTM 시험 규격 D 1986 - 91 (2002)와, J. V. Koleske가 편집한 "페인트와 코팅 시험 매뉴얼" 14판 (ASTM)에 기술된 내용}. 알려질 바와 같이, 점성도는 일반적으로 온도에 따라 변한다. 본 발명의 조성물의 바람직한 점성도 특성은 브룩필드 점도계에 의해 특정 온도에서 측정된 특정 점성도에 관해서, 또는 잉크젯 인쇄 장치의 작동 범위 내의 어떤 온도에서 조성물에 대해 관찰된 점성도에 관해서, 본 명세서에 기술된다.

특정 실시예에서 중요한 잉크젯 가능 조성물의 다른 특성은 조성물의 표면 장력이다. 조성물의 표면 장력은 "고리" 기술을 이용하는 공개 규격, 예를 들어 ISO 4311 (1979년 6월 1일), ASTM D-1331-89 (2001) (1989년 5월 26일), DIN 13310 (1982년 8월 1일), BSEN 14210:2003 (2004년 1월 19일)에 기재된 측정에 따라 측정될 수 있다. 상기 규격 중 한 가지 이상을 따르는 고리 기술에 의해 표면 장력을 측정하는 상업적으로 구매 가능한 한 가지 표면 장력 시험 장치는, 예를 들어 Tensiomat Model 21 (Fischer Scientific)이다. Tensiomat에 예시된 고리 기술과, 앞에서 참조한 규격을 이용한 표면 장력 측정은, 편의를 위해 본 명세서에서 "백금 고리 기술"에 의해 측정된 표면 장력 값으로 불린다.

일반적으로, 잉크젯 가능 조성물은, 충격식 인쇄 기술을 이용해서 기재에 도포하는데 적합한 것이 특징인 점성 인쇄 매체를 제공하고, 이를 잉크젯 인쇄 장치를 통해 분사될 수 있는 충분히 낮은 점성도의 잉크젯 가능 조성물을 제공하는데 효과적인 유형의 충분한 양의 희석제와 혼합해서 제조된다. 이 조성물은 잉크젯 인쇄에 적합한 표면 장력 및/또는 습식 특성을 갖는 것이 바람직하다.

본 명세서에 사용된 바와 같이, 본 명세서에서 때로 편의를 위해 "점성 인쇄 매체"라고도 불리는 "점성 인쇄 조성물"은 충격식 인쇄 기술을 이용해서 기재에 도포될 수 있는 흐를 수 있는 물질, 예를 들어 스크린 인쇄 기술을 통해 도포하는데 적합한 잉크 (본 명세서에서 인쇄 페이스트라고도 불림)이다. 점성 인쇄 조성물은 친수성이나 친지질성 중 한 가지일 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 친수성 점성 인쇄 조성물은 물과 부분적으로 또는 완전히 섞일 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 친지질성 점성 인쇄 조성물은 지방산 오일, 즉 유리 지방산이나 하나 이상의 지방산 유도체 (일반적으로 동물과 식물 공급원으로부터 유도됨), 예를 들어 상업적으로 구매 가능한 Emersol^?? 시리즈의 윤활제와 코그니스 코포레이션 사로부터 구매 가능한 용매를 포함한 오일과 부분적으로 또는 완전히 섞일 수 있다. 본 발명에 사용된 부분적으로 섞일 수 있고 완전히 섞일 수 있다는 용어는 Hawley 요약 화학 사전 (12판, 1993년)에 의해 정의된 용어와 대체로 일치한다. 본 발명의 잉크젯 가능 조성물 제조시 사용하는데 바람직한 점성 인쇄 조성물은 주변 온도에서 100 cps를 초과하고, 바람직하게는 주변 온도에서 200 cps를 초과하는 브룩필드 점성도를 갖는다.

많은 경우, 바람직한 희석제는 특히 잉크젯 가능 조성물로 변환되는 점성 인쇄 조성물의 유형을 포함해서, 도포의 세부 사항에 좌우된다. 친수성 및 친지질성 점성 인쇄 조성물에 특히 매우 적합하게 조절된 희석제는 아래에 상세하게 설명된다. 일반적으로, 본 발명의 희석제는, (i) 점성 인쇄 조성물과 부분적으로 또는 완전하게 섞일 수 있고, (ii) 점성 인쇄 조성물과 섞을 경우, 인쇄 조성물을 분산 상태로 유지함으로써, 인쇄 조성물이나 그 성분이 분산 상태로부터 침전되지 않게 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 희석제는,

(a) 점성 인쇄 조성물과 적어도 부분적으로 섞일 수 있는 적어도 하나의 표면 장력 조절제와,

(b) 선택적으로, 점성 인쇄 조성물과 적어도 부분적으로 섞일 수 있는 용매를 포함하고, 몇몇 실시예에서 이것으로 필수 구성된다.

바람직한 표면 장력 조절제는 글리콜 유도체와, 점성 인쇄 조성물과 적어도 부분적으로 섞일 수 있고, 글리콜 유도체와 실질적으로 유사한 표면 활성 특성을 갖는 화합물과, 이들의 화합물로 필수 구성된 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "글리콜 유도체"라는 용어는 적어도 하나의 하이드록시 작용기의 수소가 다른 유기 작용기, 예를 들어 에스테르, 아미노, 카르복시산염, 에테르, 또는 다른 작용기에 의해 치환된 임의의 글리콜 화합물 (본 명세서에 정의된)을 가리킨다. "글리콜 유도체"라는 용어는, 하나 이상의 하이드록시 기가 예를 들어 앞에서 명시한 것과 같은 유기 작용기로 치환된 글리콜 부분을 갖는 화합물을 또한 포함한다. 본 발명에 사용하는데 적합하게 조절된 글리콜 유도체 화합물의 예는, 모노-, 디-, 트리프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 모노-, 디-, 트리프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르, 모노-, 디-, 트리프로필렌 글리콜 n-프로필 에테르, 모노-, 디에틸렌 글리콜 n-부틸 에테르, 폴리프로필렌 글리콜 알킬-에테르 (알칼기는 약 1개 내지 약 6개의 탄소 원자를 갖고, 선형, 가지형, 또는 고리형임), 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트를 포함한다. 알려진 원리에 따른 몇몇 조성물에서는, 희석제 조성물에 두 개 이상의 글리콜 유도체 화합물의 혼합물을 포함하는 것이 바람직할 수 있는 것으로 이해될 것이다.

본 발명의 방법과 조성물에 사용하는데 적합한 글리콜 유도체 화합물은 이들의 표면 활성 특성을 위해 선택된다. 친수성 희석제에 사용하기 위해, 희석제와 점성 인쇄 조성물의 혼합을 허용하고, 변환되는 점성 인쇄 조성물과, 용매인 물과 (존재할 경우) 희석제 조성물에 또한 존재하는 임의의 글리콜 성분 또는 성분들 모두와의 섞임도를 향상시키는 글리콜 유도체(또는 글리콜 유도체의 혼합물)가 선택된다. 몇몇 바람직한 친수성 희석제 조성물에서, 바람직한 글리콜 유도체는 트리프로필렌 글리콜 메틸렌 에테르이다.

친수성 희석제 조성물에서, 잉크젯 가능 조성물에 동일하거나 향상된 분사 특성을 제공하기 위해, 몇몇 수용성 또는 물과 섞일 수 있는 유기 용매는 수용성 글리콜 유도체 표면 장력 조절제 대신 사용될 수 있다. 표면 활성 특성이 수용성 글리콜 유도체와 실질적으로 유사하고, 앞에서 기술된 선택적인 수용성 또는 물과 섞일 수 있는 임의의 유기 용매가 희석제 조성물 (예를 들어, N-알킬 헤테로고리 아민)의 글리콜 유도체 대신 사용될 수 있다. 몇몇 바람직한 조성물에서, 특히 바람직한 유기 용매 표면 장력 조절제는 N-메틸 피롤리딘이다. 다른 유기 용매 표면 장력 조절제의 예는, 수용성 또는 물과 섞일 수 있는 알코올, 에스테르, 케톤, 글리콜로부터 유도된 수용성 또는 물과 섞일 수 있는 디에스테르와, 글리콜로부터 유도된 수용성 또는 물과 섞일 수 있는 디케톤을 포함한다.

친지질성 희석제에서, 적절한 표면 장력 조절제는 글리콜 유도체 화합물로, 이는 잉크젯 가능 조성물이 제조되는 친지질성 점성 인쇄 조성물과 섞일 수 있다. 표면 장력 조절제는 점성 인쇄 조성물의 성분을 안정한 분산액으로 유지시키는 이들의 능력을 기준으로 또한 선택된다. 친지질성 희석제에 표면 장력 조절제로 사용하는데 바람직한 글리콜 유도체는 글리콜 에테르로, 예를 들어 프로필렌 글리콜 페닐 에테르와, 그 동족체, 예를 들어 에틸렌 글리콜 페닐 에테르이다.

지방산 에스테르는 친지질성 점성 인쇄 조성물로부터 제조된 본 발명의 잉크젯 가능 조성물을 위한 희석제 조성물에서 표면 장력 조절제로도 사용될 수 있다. 본 발명에 사용된 바와 같이, 지방산 에스테르는, 친지질성 점성 인쇄 조성물로부터 제조된 본 발명의 잉크젯 가능 조성물에 사용하기 위해, 앞에서 기술된 글리콜 유도체 화합물 표면 장력 조절제와 유사한 표면 활성 특성을 갖는 2 작용기 지방산의 유도체이다. 친지질성 희석제에 적합한 지방산 에스테르의 예는 시바스산 디부틸 (dibutyl sebacate)을 포함한다. 두 개 이상의 적절한 표면 장력 조절제 혼합물은 또한 희석제 조성물에 사용될 수 있는 것으로 이해될 것이다.

다른 성분은 희석제 및/또는 잉크젯 인쇄 가능 조성물에 첨가될 수 있다. 이러한 다른 성분의 예는 추가 결합제, 착색제, 수지, 살생물제, 발포 조절제 등을 포함한다.

희석제는, 효과적일 뿐만 아니라, 약 20℃ 내지 약 30℃의 주변 온도에서 약 100 cps 미만의 브룩필드 점성도를 갖고, 보다 바람직하게는 적어도 하나의 잉크젯 인쇄 장치의 작동 온도 범위 내의 온도에서 약 20 cps 미만의 브룩필드 점성도를 갖는 잉크젯 가능 조성물을 제공하기 위해 충분량이 사용되는 유형인 것이 바람직하다. 본 명세서에 포함된 교시를 고려하면, 점성 인쇄 매체 (친지질성이거나 친수성인)와 함께 사용할 수 있는 희석제의 양과 유형은 앞에서 명시한 범위를 벗어나는 점성도와 표면 장력을 갖는 잉크젯 가능 조성물을 제공하도록 조절될 수 있음이 이해될 것이다.

본 발명의 조성물에 추가 성분이 첨가될 수 있다. 예를 들어, 기재에 대한 인쇄 매체의 접착성을 향상시키기 위해, 예를 들어 AQ51^?? 제조 증량제 베이스 (Garston, Inc.)와 같은 추가 결합제가 첨가될 수 있다. 원하는 색도(color intensity)를 얻기 위해 충분한 두께의 인쇄 매체층을 도포하도록, 인쇄될 기재 영역 위를 인쇄 장치가 통과해야 하는 회수를 줄이기 위해 추가 착색제가 또한 첨가될 수 있다. 살생물제와 같은 다른 기술에서 인식된 성분이 또한 첨가될 수 있다.

친수성 잉크젯 가능 조성물의 형성

본 발명의 잉크젯 가능 조성물과 방법에 사용하는데 적합한 친수성 점성 인쇄 조성물은, 물을 주성분으로 한 친수성 점성 인쇄 조성물 (물 주성분 매체)와, 용매를 주성분으로 한 친수성 점성 인쇄 조성물 (용매 주성분 매체)의 두 가지 그룹으로 나누어질 수 있다. 본 발명에 따른 물을 주성분으로 한 매체는 착색제와 적어도 약 10 중량%의 물을 함유하는 것이 바람직하다. 물을 주성분으로 한 바람직한 매체는, 본 명세서에 이미 함유되어 있는 임의의 물, 글리세린, 또는 알코올 이외에 이러한 물질 일정량이 본 발명에 따라 인쇄 매체에 첨가될 경우, 물, 글리세린, 탄소 원자가 약 5개 미만인 알코올로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 한 가지 성분과 부분적으로 또는 완전히 섞일 수 있음을 추가 특징으로 한다. 본 발명의 물을 주성분으로 한 매체는 또한 탄소 원자가 약 6개를 초과하는 알코올과 섞이지 않는 것이 바람직하고, 또한 끓는점은 약 150℃ 미만인 것이 바람직하다.

본 발명의 물을 주성분으로 한 매체는, (a) 약 26 중량부 (pbw) 내지 약 88 중량부 (pbw)의 물과, (b) 약 7 pbw 내지 약 50 pbw의 착색제 (수용성 염료 또는 안료를 포함하는 것이 바람직함)와, (c) 최대 약 23 pbw의 디에틸렌 글리콜과, (d) 최대 약 13 pbw의 수지와, (e) 최대 약 5pbw의 아미노 알코올을 포함하는 것이 바람직하다. 몇몇 바람직한 조성물에서, 친수성 점성 인쇄 조성물은 물을 주성분으로 한 스크린 인쇄 페이스트이고, 보다 바람직하게는 상업적으로 구매 가능한 물을 주성분으로 한 스크린 인쇄 페이스트이다. 물을 주성분으로 한 친수성 점성 인쇄 조성물의 예는, 물을 주성분으로 한 페인트, 물을 주성분으로 한 접착제, 직물 기재에 장식용 표식을 도포하는데 사용되는 스크린 인쇄 페이스트를 포함한다. 상업적으로 구매 가능한 물을 주성분으로 한 친수성 점성 인쇄 조성물의 예는, Aquaprint RFU^?? 9500/8550 투명 농축액 시리즈의 스크린 잉크 (코네티컷, 맨체스터의 가스턴 사)이다.

본 발명에 따른 바람직한 용매 주성분 매체는, 착색제와, 약 1 중량% 내지 약 10 중량%의 물뿐만 아니라, 부분적으로 또는 완전히 물과 섞일 수 있는 용매, 예를 들어 프로필렌 글리콜과 수용성 알코올과 아민을 포함한다. 본 발명의 방법과 조성물에 사용하는데 적합한 용매 주성분의 친수성 점성 인쇄 매체는, 본 발명에 따른 알코올의 양이 인쇄 매체에 이미 함유되어 있는 것 외에 추가로 인쇄 매체에 첨가될 경우, 적어도 하나의 알코올과 부분적으로 또는 완전히 섞일 수 있는 것이 바람직하다. 본 발명의 용매 주성분 매체는 약 150℃를 초과하는 끓는점을 갖는 것이 바람직하다. 적절한 용매 주성분 매체의 예는 용매 주성분 접착제, 예를 들어 메틸 에틸 케톤 (MEK)을 함유한 에폭시 접착제를 포함한다.

본 발명의 조성물과 방법에 사용하는데 적합한 친수성 점성 인쇄 조성물 (물을 주성분으로 하거나 용매를 주성분으로 하는)은, 적어도 하나의 글리콜 화합물과, 희석제 (아래 상세히 기술되어 있음)를 함유한 적어도 하나의 글리콜 유도체 화합물과 섞일 수 있는 하나 이상의 성분을 포함하는 것이 바람직하다. 적절한 점성 친수성 인쇄 매체의 예는, 예를 들어 면, 면 블렌드, 린넨과 같은 직물 기재에 인쇄하기 위해 사용되는 9500 Aquaprint RFU^?? 스크린 잉크이다.

특정한 바람직한 실시예에서, 본 발명의 잉크젯 가능 조성물은 최대 약 50 pbw의 친수성 점성 인쇄 조성물과, 본 발명에 따른 약 50 pbw를 초과하는 희석제를 혼합해서 형성된다. 특정 실시예에서, 친수성 점성 인쇄 조성물은 스크린 인쇄 페이스트이다.

본 발명의 바람직한 특정 친수성 잉크젯 가능 조성물은, 약 1 pbw 내지 약 40 pbw, 보다 바람직하게는 10 pbw 내지 약 40 pbw, 더 바람직하게는 약 30 pbw의 친수성 점성 인쇄 조성물과, 본 발명에 따른 약 60 pbw 내지 약 99 pbw의 희석제를 혼합해서 형성된다. 다른 바람직한 조성물은, 약 1 pbw 내지 약 15 pbw의 친수성 점성 인쇄 조성물과, 본 발명에 따른 약 85 pbw 내지 약 99 pbw의 희석제를 포함한다. 그러나, 본 발명의 조성물은, 희석제 및 구성 물질과 혼합된 점성 인쇄 조성물에 존재하는 성분과, 점성 인쇄 조성물이 적합하게 조절된 잉크젯 인쇄 장치의 작동 파라미터에 관한 고려를 포함한, 특별한 용도의 필요성에 따라 이러한 범위를 벗어날 수 있다는 점을 이해해야 한다.

본 발명의 잉크젯 가능 조성물은, 화학 및 물리적 특성 및/또는 잉크젯 인쇄 장치에서의 작용을 특징으로 하는 것이 바람직하다. 바람직한 특정 실시예에서, 친수성 점성 인쇄 조성물 (본 명세서에서는 때로 "친수성 잉크젯 가능 조성물"로 불림)로부터 제조된 본 발명의 잉크젯 가능 조성물은, (a) 잉크젯 가능 조성물이 분사된 잉크젯 인쇄 장치의 작동 범위 내의 온도 (바람직하게는 약 20℃ 내지 약 150℃)에서 측정시 약 1 센티푸아즈 (cps) 내지 약 20 cps의 브룩필드 점성도, 및/또는 (b) 백금 고리 기술에 의해 측정된, 약 70 dyne/cm, 바람직하게는 약 65 dyne/cm 미만의 표면 장력을 갖는 것이 바람직하다.

연속 유형의 잉크젯 인쇄 장치와 열 유형의 잉크젯 인쇄 장치에 대해, 친수성 잉크젯 가능 조성물은, (a) 적어도 하나의 상기 잉크젯 장치의 작동 범위 내의 적어도 한 온도 (바람직하게는, 연속 잉크젯 장치에 대해, 약 30℃ 미만, 열 장치에 대해서는, 바람직하게 적어도 약 100℃)에 대해 관찰된, 약 1 센티푸아즈 (cps) 내지 약 10 cps, 더 바람직하게는 약 1 cps 내지 약 5 cps의 브룩필드 점성도와, (b) 백금 고리 기술에 의해 측정된, 약 72 dyne/cm, 더 바람직하게는 약 65 dyne/cm 미만의 표면 장력을 갖는 것이 바람직하다. 바람직한 특정 실시예에서, 표면 장력은, 약 25 내지 약 50 dyne/cm, 더 바람직하게는 약 30 dyne/cm 내지 약 40 dyne/cm의 범위에 있다.

임펄스 유형의 잉크젯 인쇄 장치에 대해, 본 발명의 바람직한 특정 친수성 잉크젯 가능 조성물은, 적어도 하나의 상기 잉크젯 장치의 작동 범위 내의 적어도 한 온도 (바람직하게는 약 20℃ 내지 약 150℃)에 대해 관찰된, 약 5 cps 내지 약 20 cps의 브룩필드 점성도와, 백금 고리 기술에 의해 측정된 약 72 dyne/cm, 바람직하게는 약 70 dyne/cm, 보다 더 바람직하게는 약 65 dyne/cm 미만의 표면 장력을 갖는다. 이러한 특정 실시예에서, 표면 장력은 바람직하게는 약 25 내지 약 50 dyne/cm이고, 더 바람직하게는 약 30 dyne/cm 내지 약 40 dyne/cm이다. 약 25℃ 내지 약 60℃의 작동 온도를 갖는 임펄스 유형의 잉크젯 인쇄 헤드에 사용하기 위한 몇몇 바람직한 친수성 잉크젯 가능 조성물은, 작동 범위 내의 일부 온도에서 약 10 cps 내지 약 15 cps의 브룩필드 점성도와, 백금 고리 기술에 의해 측정된 약 35 dyne/cm 내지 약 45 dyne/cm의 표면 장력을 갖는다. 주변 온도 (약 20℃ 내지 약 30℃)에서 작동하는 임펄스 유형의 잉크젯 인쇄 장치에 사용하기 위한 바람직한 다른 친수성 잉크젯 가능 조성물은, 주변 온도에서 약 3 cps 내지 약 5 cps의 브룩필드 점성도와, 약 35 dyne/cm 내지 약 40 dyne/cm의 표면 장력을 갖는다.

다른 바람직한 실시예에서, 본 발명의 친수성 잉크젯 가능 조성물은, 약 30℃ 내지 약 40℃의 온도에서 약 13 cps 미만의 브룩필드 점성도와, 백금 고리 기술에 의해 측정된, 약 70 dyne/cm, 바람직하게는 약 65 dyne/cm 미만, 더 바람직하게는 약 25 dyne/cm 내지 약 50 dyne/cm, 훨씬 더 바람직하게는 약 30 dyne/cm 내지 약 40 dyne/cm의 표면 장력을 갖는다.

친수성 점성 인쇄 조성물 (친수성 희석제)로부터 잉크젯 가능 조성물을 형성하는데 사용된 희석제는,

i. 물과,

ii, 적어도 하나의 글리콜과,

iii. 하나 이상의 표면 장력 조절제와,

iv. 선택적으로, 수산화 암모늄과,

v. 선택적으로, 하나 이상의 친수성 용매를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 친수성 희석제에 포함된 바람직한 글리콜은, 적어도 하나의 글리콜 부분, 즉 이가 알코올 (dihydric alcohol)을 포함한 적어도 하나의 화합물을 포함한다. 글리콜 부분을 함유한 화합물의 예는, 단위체, 올리고머, 이가 알코올의 중합체, 예를 들어, 에틸렌, 프로필렌 글리콜과 그 올리고머 및 중합체이다. 글리콜과 그 올리고머 및 중합체로부터 선택된 두 개 이상의 임의의 화합물의 혼합물을 또한 사용할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 점성 인쇄 조성물이 적합하게 조절된 잉크젯 인쇄 장치 (때로는 편의를 위해 본 명세서에서 "프린트 헤드"로도 불림)의 작동 온도 범위 내의 온도에서 액체인 글리콜을 사용하는 것이 바람직하다. 희석제의 선택적인 용매 및/또는 이와 다른 성분과 혼합될 경우, 점성 인쇄 조성물이 적합하게 조절된 인쇄 헤드의 작동 범위 내 온도에서 액체 형태인 조성물을 제공할 경우, 끓는점이 더 높은 글리콜을 사용할 수 있는 것이 유리하다. 글리콜 화합물은 섞인 점성 인쇄 조성물 및 물과 섞일 수 있도록 선택된다. 적절한 글리콜 화합물의 예는, 모노-, 디-, 트리-, 테트라 에틸렌 글리콜과, 모노-, 디-, 트리프로필렌 글리콜이다.

희석제 조성물에 사용하는데 적합한 글리콜 화합물의 순도는, 상업용이나 공업용 물질로부터 보다 높은 순도의 시약용 물질로 변할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 또한, 알려진 원리에 따라, 본 발명의 조성물과 방법에 여러 가지 글리콜 화합물의 혼합물을 사용하는 것이 바람직할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 몇 가지 바람직한 친수성 희석제 조성물에 대해서, 글리콜 성분으로는 프로필렌 글리콜이 바람직하다.

희석제에 수산화 암모늄이 포함된 경우, 개별 성분으로 첨가되거나, 또는 물과 미리 혼합되고 수산화 암모늄 수용액으로 첨가될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 용액으로 첨가된 경우, 약 2.5 중량% 내지 약 20 중량%의 수산화 암모늄을 함유하는 수산화 암모늄 용액으로 첨가되는 것이 바람직하다. 일반적으로, 상업용으로부터 약제학적 등급의 임의 순도의 수산화 암모늄을 사용할 수 있다.

선택적인 친수성 용매의 예는, 물과 섞일 수 있거나 물에 용해될 수 있는 알킬 알코올, 아민, 케톤, 에스테르와, 물에 섞일 수 있고 혼합된 작용기가 있는 유기 용매를 포함한다. 케톤과 알킬 알코올의 예는, 최대 약 6개의 탄소 원자를 포함하고, 선형, 가지형, 또는 고리형, 알킬기, 예를 들어 아세톤, 에탄올 및 메탄올을 갖는 것이다. 혼합된 작용기를 갖는 물에 섞일 수 있는 용매의 예는, 디아세톤 알코올과 N-메틸 피롤리딘을 포함한다. 유사한 섞임도 또는 용해도 특성을 갖는 다른 용매가 예시된 것에 추가해서 사용되거나 그 대신 사용될 수 있고, 또한 두 가지 이상의 용매의 화합물도 사용될 수 있다.

일반적으로, 희석제 조성물에 사용된 물의 양, 수산화 암모늄의 양 (사용한 경우), 글리콜의 양과 그 유형, 표면 장력 조절제의 양과 그 유형, 선택적인 용매(들)은 본 발명의 범위 내 넓은 범위에서 변할 수 있고, 이러한 모든 변형은 본 발명의 넓은 범위 내에 있다. 사용된 구체적인 유형과 양은, 본 명세서에 포함된 교시를 고려해서 당업자에 의해, 다른 인자 중에서 잉크젯 가능 조성물에 바람직한 특성, 인쇄 페이스트의 성분, 사용될 인쇄 헤드에 사용된 구조의 작동 특징과 물질, 및 인쇄될 기재를 기준으로 결정될 수 있다.

바람직한 특정 조성물에서, 친수성 희석제는, (a) 약 5 중량부 (pbw) 내지 약 20 중량부 (pbw)의 물과, (b) 약 0.5 pbw 내지 약 1 pbw의 수산화 암모늄과 (c) 약 10 pbw 내지 약 40 pbw의 글리콜과 (d) 약 20 pbw 내지 약 50 pbw의 물과 섞일 수 있는 표면 장력 조절제를 포함한다. 바람직한 다른 특정 실시예에서, 친수성 희석제는, (a) 약 1 중량%의 수산화 암모늄과, (b) 약 20 중량%의 물과, (c) 약 7 중량%의 글리세린과 (d) 약 29 중량%의 프로필렌 글리콜과, (e) 약 43 중량%의 트리프로필렌 글리콜 메틸 에테르 (표면 장력 조절제)로 필수 구성된다. 또 다른 바람직한 실시예에서, 희석제는, (a) 약 70 pbw 내지 약 85 pbw의 물과, (b) 약 5 pbw 내지 약 25 pbw의 글리콜, 바람직하게는 디에틸렌 글리콜과, (c) 약 5 pbw 내지 약 25 pbw의 표면 장력 조절제, 바람직하게는 N-메틸 피롤리딘과 (d) 최대 약 12 pbw의 글리세롤과, (e) 최대 약 0.5 pbw의 결합제, 바람직하게는 AQ 51 제조 증량제 베이스를 포함한다. 특히 바람직한 조성물은, 약 70 pbw 내지 약 82 pbw의 물과, 약 6 pbw 내지 약 22 pbw의 디에틸렌 글리콜과, 약 6 pbw 내지 약 22 pbw의 N-메틸 피롤리딘과 최대 약 12 pbw의 글리세롤과, 최대 약 0.5 pbw의 결합제, 바람직하게는 AQ 51 제조 증량제 베이스를 포함한다.

본 발명의 한 가지 양상은, 친수성 점성 인쇄 조성물로부터 제조된 잉크젯 가능 조성물의 점성도와 표면 장력을, 바람직하게는 독립적으로, 바꾸기 위한 방법에 관한 것이다. 따라서, 친수성 잉크젯 가능 조성물의 점성도는, 바람직하게는 조성물의 표면 장력을 실질적으로 변화시키지 않으면서, 조성물에 첨가된 글리콜의 상대적인 양을 조절해서 바뀔 수 있다. 본 발명의 친수성 잉크젯 가능 조성물의 표면 장력은, 바람직하게는 잉크젯 가능 조성물의 점성도를 실질적으로 변화시키지 않으면서, 조성물에 첨가된 물의 상대적인 양을 조절해서 바뀔 수 있다.

친지질성 잉크젯 가능 조성물의 형성

친지질성 잉크젯 가능 조성물을 필요로 하는 본 발명의 실시예에서, 희석제 조성물은, (A) 글리콜 유도체, 지방산 에스테르, 이들의 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 표면 장력 조절제와, (B) 선택적으로, 용매를 포함하고, 바람직한 특정 실시예에서는 이것으로 필수 구성된다. 선택 용매로 많은 화합물을 사용할 수 있지만, 친지질성 잉크젯 가능 조성물을 제조하기 위해, 용매는 지방산 오일 (앞에서 정의된)과, 오일과 섞일 수 있는 유기 알코올 (예를 들어, 탄소 원자가 6개 이상인 알킬 부분을 갖는 것)을 포함하는 것이 바람직하다.

일반적으로, 바람직한 희석제에 사용된 글리콜 유도체이 양과 유형은 특정 용도의 특별한 필요성에 따라 크게 달라질 수 있다. 바람직한 특정 실시예에서, 글리콜 유도체는 글리콜 에테르, 지방산 에스테르, 이들의 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 바람직한 특정 실시예에서, 글리콜 유도체는 (i) 글리콜 에스테르와 디에스테르, (ii) 글리콜 프탈레이트와 디프탈레이트, (iii) 글리콜 에테르와 디에테르, (iv) 글리콜로부터 유도된 모노-, 디-케톤, 및 이 중 두 개 이상의 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 특히 친지질성 잉크젯 가능 조성물에 바람직한 글리콜 에테르는, 프로필렌 글리콜 페닐에테르, 에틸렌 글리콜 페닐 에테르, 트리프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 n-알킬 에테르 (알킬기는 약 10개 이하의 탄소 원자를 포함), 및 이 중 임의의 두 개 이상의 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.

일반적으로, 친지질성 점성 인쇄 조성물로부터 제조된 본 발명의 잉크젯 가능 조성물 (본 명세서에서 때로는 "친지질성 잉크젯 가능 조성물"로 불림)은, 본 발명의 친수성 잉크젯 가능 조성물보다, 특별한 잉크젯 장치에서 사용하는데 더 낮은 표면 장력을 갖는 것이 바람직하다. 바람직한 특정 친지질성 잉크젯 가능 조성물은, 적어도 하나의 임펄스 유형 잉크젯 장치의 작동 범위 내 온도에서 약 5 cps 내지 약 20 cps의 브룩필드 점성도와, 백금 고리 기술로 측정된, 50 dyne/cm 미만, 바람직하게는 45 dyne/cm 미만, 더 바람직하게는 약 25 dyne/cm 내지 약 40 dyne/cm, 훨씬 더 바람직하게는 약 30 dyne/cm 내지 약 40 dyne/cm의 표면 장력을 갖는다.

바람직한 특정 친지질성 잉크젯 가능 조성물은, 약 30℃ 내지 약 40℃의 온도에서 약 13 cps 미만의 브룩필드 점성도와, 백금 고리 기술로 측정된, 약 70 dyne/cm 미만, 바람직하게는 약 65 dyne/cm 미만, 더 바람직하게는 약 25 dyne/cm 내지 약 50 dyne/cm, 훨씬 더 바람직하게는 약 30 dyne/cm 내지 약 40 dyne/cm의 표면 장력을 갖는다.

본 발명에 따른 친지질성 매체는, 약 1 중량% 미만의 물을 포함하고, 탄소 원자가 적어도 6개인 적어도 하나의 알코올과 부분적으로 또는 완전히 섞일 수 있으며, 또 바람직하게는 물, 글리콜, 또는 탄소 원자가 6개 미만인 알코올과 크게 섞이지 않는 것이 바람직하다. 또한 친지질성 매체는 적어도 하나의 글리콜 유도체 화합물과 부분적으로 또는 완전히 섞일 수 있는 하나 이상의 성분과, 케톤, 에테르, 본 발명에 따른 에스테르 (아래 기술된)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 용매를 포함하는 것이 바람직하다.

바람직한 친지질성 점성 인쇄 매체는, (a) 약 20 중량부 (pbw) 내지 약 50 중량부 (pbw)의 안료 (예를 들어, 카본 블랙)와, (b) 약 20 pbw 내지 약 40 pbw의 가소제, 예를 들어 에스테르, 아민 또는 글리콜 에테르와, (c) 약 40 pbw 내지 약 60 pbw의 가소제, 예를 들어 디부틸 프탈레이트를 포함한다. 적합한 친지질성 점성 인쇄 매체의 예는, Sarma 등의 미국 특허 제 6,391,943호에 기술되어 있는 바 코드 분산액 (본 명세서에 참조 문서로 완전히 포함되어 있음)과, 오일을 주성분으로 한 스크린 인쇄 페이스트, 보다 바람직하게는 상업적으로 구매 가능한 오일 주성분 스크린 인쇄 페이스트, 예를 들어 가스턴 사가 제조한 비닐 잉크의 플라스티솔 GNS 시리즈이다.

본 발명의 특정한 친지질성 잉크젯 가능 조성물은, 약 10 중량% 내지 약 20 중량%의 글리콜 에테르와, 약 10 중량% 내지 약 50 중량%의 친지질성 점성 인쇄 조성물을 포함한다.

본 발명의 한 가지 양상은, 친지질성 점성 인쇄 조성물로부터 제조된 본 발명의 잉크젯 가능 조성물의 점성도와 표면 장력을, 바람직하게는 독립적으로 변화시키는 방법에 관한 것이다. 따라서, 친지질성 잉크젯 가능 조성물의 점성도는, 바람직하게는 조성물의 표면 장력을 실질적으로 변화시키지 않으면서, 조성물에 첨가된 글리콜 에테르의 상대적인 양을 조절해서 바뀔 수 있다. 본 발명의 친지질성 잉크젯 가능 조성물의 표면 장력은, 바람직하게는 잉크젯 가능 조성물의 점성도를 실질적으로 변화시키지 않으면서, 조성물에 첨가된 지방산 오일의 상대적인 양을 조절해서 바뀔 수 있다.

조성물의 제조

본 발명의 적응 방법이 실행될 수 있고, 본 발명의 잉크젯 가능 조성물은, 희석제 조성물의 여러 성분을 섞은 다음, 앞에서 기술한 원리에 따라 점성 인쇄 조성물의 일정 부분과 희석제 조성물을 혼합함으로써 제조될 수 있다. 대안적으로, 본 발명의 잉크젯 가능 조성물이 제조될 수 있고, 본 발명의 적응 방법은 희석제 조성물의 각 개별 성분과, 점성 인쇄 조성물의 일정 부분을 직접 혼합함으로써 수행될 수 있다. 본 발명의 잉크젯 가능 조성물이 또한 제조될 수 있고, 본 발명의 적응 방법은 임의의 적절한 순서로, 점성 인쇄 조성물과 희석제 조성물의 각 여러 성분을 혼합함으로써 수행된다. 이러한 방법의 많은 변형은 본 발명의 조성물과, 적응 방법을 제공하기 위해 동일하게 잘 수행될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 앞에서 명시한 임의의 방법은 "점성 인쇄 조성물과 희석제 조성물"을 "블렌딩" 또는 "혼합"한다는 표현으로 생각된다.

일반적으로, 희석제를 제조하는 동안, 희석제 성분의 균질성을 보장하기 위해 블렌딩과 함께 희석제 성분을 가열하는 것이 유리할 것이다. 일반적으로, 점성 인쇄 조성물과 희석제 조성물을 주변 온도 이상의 온도에서 혼합해서 희석제 안에서 점성 인쇄 조성물의 분산을 촉진시키는 것이 또한 유리할 것이다. 수동으로 작동하는 벤치 탑 규모의 장치 (bench-top scale equipment)부터 자동화된 산업용 규모의 장치까지, 두 가지 흐를 수 있는 물질 (예를 들어, 점성 스크린 인쇄 페이스트와 액체 희석제)을 블렌딩하는데 적합한 임의 종류의 임의 혼합 장치를 사용해서 조성물 성분을 혼합할 수 있다는 것이 이해될 것이다.

본 발명에 따라 형성된 잉크젯 가능 조성물은, 주변 온도 (즉, 약 20℃ 내지 약 30℃의 온도)에서 약 100 cps 미만의 브룩필드 점성도와, 백금 고리 기술에 의해 측정된, 약 73 dyne/cm 미만, 바람직하게는 약 70 dyne/cm 미만, 더 바람직하게는 약 65 dyne/cm 미만, 훨씬 더 바람직하게는 약 25 dyne/cm 내지 약 50 dyne/cm 및 훨씬 더 바람직하게는 약 30 dyne/cm 내지 약 40 dyne/cm의 표면 장력을 갖는 것이 바람직하다. 잉크젯 가능 조성물은 적어도 하나의 잉크젯 인쇄 장치의 잉크 접촉부를 "젖게"할 수 있다는 것을 특징으로 하는 것이 더 바람직하다. 점성 인쇄 조성물은 충격식 인쇄 방법에 점성 인쇄 조성물의 일부를 제공하는 저장 조건으로부터 제공되는 것이 바람직하다.

본 발명의 방법은 추가 단계, 예를 들어 잉크젯 인쇄 장치를 통한 분사에 불리할 수 있는 입자를 제거하기 위한 여과 단계 (예를 들어, 직경이 약 1 마이크론을 초과하는 입자를 제거하기 위해)와, 희석제와 점성 인쇄 조성물을 혼합하기 전 또는 혼합하는 동안 희석제의 가열 단계와, 가열 단계를 사용한 경우, 희석제와 점성 인쇄 조성물의 블렌딩 단계 다음에 일어나는 감온 단계를 또한 포함할 수 있다. 또한, 탈기 (degassing) 단계가 여과 단계 이후에 수행될 수 있다.

가열과 감온은 액체와 반고체 및 플라스틱 물질을 가열하고 감온하는 것으로 알려져 있는 임의의 수단에 의해 이루어질 수 있는 것으로 이해될 것이다. 또한, 탈기는 알려진 임의의 수단, 예를 들어 조성물을 몇 시간 동안 가만히 두거나 조성물이 진공 상태가 되게 함으로써 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 친수성 점성 인쇄 조성물에 적응 방법을 사용하는 것이 바람직하고, 물을 주성분으로 한 스크린 인쇄 페이스트로부터 친수성 점성 인쇄 조성물을 선택하는 것이 더 바람직하다.

다음의 예는 상술한 내용을 예시할 목적으로 제공된 것으로, 청구된 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

(예)

스크린 인쇄 페이스트로부터 본 발명의 잉크젯 가능 조성물을 제조하고, 이 조성물을 잉크젯 인쇄 장치를 이용해서 기재에 도포하는 두 가지 예가 다음에 온다.

예 1: 잉크젯 인쇄 장치를 이용해서 기재에 도포하는데 적합한 형태로 스크린 인쇄 페이스트를 조절하기

스크린 인쇄 기술을 이용해서 기재에 도포하는데 적합한 친수성 점성 인쇄 조성물을 잉크젯 인쇄 장치를 이용해서 도포하는데 적합한 형태로 적합하게 조절하는 희석제는, 교반 패들 (stirring paddle)이 설치된 재킷 용기 (jacketed vessel)에서, 14.5 킬로그램(kg)의 물과, 500 그램(g)의 수산화 암모늄 (공업용, 상업 약품)과, 5kg의 글리세린 (USP 등급, 상업 약품)과, 20kg의 프로필렌 글리콜과, 30kg의 트리프로필렌 글리콜 메틸 에테르를 혼합해서 제조되었다. 모든 성분을 첨가한 후, 희석제 혼합물을 약 40℃로 가열하고 약 35℃ 내지 약 40℃에서 약 두 시간 동안 교반하면서 유지했다.

두 시간 후, 계속 저어주면서 30kg의 시안 베이스 Aquaprint RFU 9500/8550 시리즈^?? 스크린 인쇄 페이스트 (가스턴 사)를 희석제 혼합물 (약 35℃ 내지 약 40℃의 온도로 유지)에 첨가했다. 약 35℃ 내지 약 40℃ 범위로 블렌드 조성물의 온도를 유지하기 위해, 첨가 후 가열하면서 약 3시간 동안 계속 교반했다. 블렌드 조성물을 주변 온도, 약 25℃로 감온했고, 20 psig의 구동 압력에서 1 마이크론의 절대 필터 (Pressure Filtration^??)를 통해 압력 여과했다. 블렌드 조성물 (잉크젯 가능 조성물)은 조성물을 탈기시키기 위해 약 한 시간 동안 주변 조건에 가만히 두었다. 이렇게 제조된 잉크젯 가능 조성물 시료를 Mastersize 2000^?? 입자 크기 분석기 (아이아미, 오번, 맬번 인스트루먼트 사)로 측정하고, 입자 크기 분포는 1 마이크론 미만인 것으로 밝혀졌다. 잉크젯 가능 조성물의 점성도와 표면 장력을 측정했다. 조성물은 25℃에서 약 14 cps의 브룩필드 점성도를 가졌고, 백금 고리 기술에 의해 측정된 약 38 dyne/cm의 표면 장력을 가졌다. 잉크젯 가능 조성물의 수분 함량은 약 10 중량% 내지 약 30 중량%였다.

위와 같이 제조된 잉크젯 가능 조성물을, 직물 기재에 인쇄하는데 적합한 UJII 96/32 프린트헤드 장착 프린터 (트리덴트 사)의 저장용기에 넣었다. 100% 면인 시험용 직물의 정사각형 조각 (각 면이 6 인치, 테스트 페브릭 PA)을 프린터에 삽입했다. 프린터 헤드를 40℃의 작동 온도로 조절하고 일정 온도에서 작동시켰다. 직물 위에 텍스트 문자를 형성하기 위해 최대 6번의 인쇄 통과(printing pass)를 실행했다. 잉크젯 가능 조성물은 3번 내지 6번의 통과로 만족할만한 색농도를 나타낸 문자를 형성하는 것으로 밝혀졌다. 인쇄 완료 후, 직물 시료를 약 3분 동안 약 150℃로 가열된 오븐에서 베이킹해서 인쇄 매체를 경화시켰다. 인쇄된 상은, 스크린 인쇄 기술을 통해 시안 베이스 아쿠아프린트 RFU 9500 스크린 인쇄 페이스트 (가스턴 사)를 이용한 유사한 시험용 조각에 도포된 동일 상과 명확도와 색 면에서 동일한 것으로 밝혀졌다.

예 1에 기술된 단계들의 결합은 임펄스 유형의 잉크젯 인쇄 헤드를 이용해서 기재에 스크린 인쇄 페이스트를 도포하는 방법의 예를 예시하고, 이 방법은 (a) 약 20 cps를 초과하는 점성도와 약 65 dyne/cm를 초과하는 표면 장력을 갖는 스크린 인쇄 페이스트를 제공하는 단계와, (b) 스크린 인쇄 방법을 이용해서 직물 기재에 상기 저장 스크린 인쇄 페이스트의 일부를 도포하도록 하는데 적합한 조건 하에 상기 스크린 인쇄 페이스트를 저장하는 단계와, (c) 상기 (b) 단계에 이어서, 상기 스크린 인쇄 페이스트의 일부에, 혼합시 잉크젯 인쇄 장치를 이용해서 표면에 도포하는데 적합한 점성도와 표면 장력을 갖는 조성물을 제공하는 양만큼의 조성물을 갖는 희석제를 첨가하는 단계와, (d) 상기 혼합물로부터 약 1 마이크론보다 큰 입자를 제거하는 단계와, (e) 상기 혼합물을 직물 기재에 도포하는 단계를 포함한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

예 2에서, 스크린 인쇄 페이스트의 8가지 색은 본 발명에 따라 잉크젯 가능 형태로 적합하게 조절되고, Mimaki TX2-1600 직물 프린터 (프린터)를 이용해서 직물 기재에 도포된다. 프린터는 주변 온도에서 작동하는 8개의 엡슨 임펄스 (드롭 온 디맨트) 잉크젯 프린트 헤드가 설치되어 있다. 프린터의 8개의 프린트 헤드 각각은 개별 잉크 저장용기에 의해 공급된다.

예 2 - 잉크젯 인쇄 장치를 이용해서 직물에 도포하기 위한 스크린 인쇄 페이스트의 조절

잉크젯 가능 조성물을 제조하기 위해 예 1에서 상술한 방법을 이용해서, 청록색, 연 청록색, 자홍색, 연 자홍색, 황색, 청색, 회색, 검정색 RFU 9500/8500 아쿠아프린트 시리즈^?? 스크린 직물 잉크의 일정 부분을, 상술한 Mimaki 프린터로부터 분사하는데 적합한 잉크젯 가능 형태로 적합하게 조절했다. 이에 따라, 희석제 조성물은, 교반 패들 (stirring paddle)이 설치된 재킷 용기 (jacketed vessel)에서, 26킬로그램(kg)의 물과, 4kg의 N-메틸 피롤리딘과, 4kg의 디에틸렌 글리콜과, 4kg의 글리세린 (USP 등급, 상업 약품)과, 결합제인 2kg의 AQ51 제조 증량제 베이스 (가스턴 사)를 혼합해서 제조되었다. 모든 성분을 용기에 첨가한 후, 약 40℃로 가열하고 약 35℃ 내지 약 40℃의 온도에서 약 두 시간 동안 계속해서 교반하면서 유지했다. 약 두 시간 후, 이 희석제를 8개의 동일한 부분 (각각 약 5kg)으로 나누었다.

다음에, 각각의 희석제 일정 부분을 약 35℃ 내지 약 40℃의 온도로 재킷 용기에서 가열했다. 희석제 일정 부분이 설정 온도로 가열되면, 상술한 것으로부터 선택된 RFU 9500/8500 아쿠아프린트 시리즈^?? 스크린 직물 잉크의 색 중에서 2kg의 일정 부분을, 실질적으로 균질한 혼합물 (잉크젯 가능 조성물)이 제조될 때까지 교반하면서 가열된 희석제에 첨가했다. 잉크젯 가능 조성물을 주변 온도, 약 25℃로 감온하고, 20 psig의 구동 압력에서 0.5 마이크론의 절대 필터 (Pressure Filtration^??)를 통해 압력 여과했다. 상술한 방법을 통해 제조된 잉크젯 가능 조성물의 각 일정 부분을 탈기시키기 위해 약 한 시간 동안 주변 환경에 가만히 두었다. 각각의 컬러 잉크젯 가능 조성물의 시료를 Mastersize 2000^?? 입자 크기 분석기 (아이아미, 오번, 맬번 인스트루먼트 사)로 측정했고, 약 1 마이크론 미만의 입자 크기 분포를 갖는 것으로 밝혀졌다. 잉크젯 가능 조성물 각 색의 점성도와 표면 장력 특성을 또한 측정했다. 모든 시료는 25℃에서 약 3 cps 내지 약 5 cps의 브룩필드 점성도와, 백금 고리 기술에 의해 측정된 약 35 dyne/cm 내지 약 40 dyne/cm의 표면 장력을 갖는 것으로 밝혀졌다. 위와 같이 제조된 잉크젯 가능 조성물 각 색의 수분 함량은 약 60 중량% 내지 약 70 중량%였다.

위와 같이 제조된 잉크젯 가능 조성물 각 색의 일정 부분을 주변 조건에서, 상술한 Mimaki 프린터의 서로 다른 저장 용기로 전달했다. 면, 폴리에스테르, 폴리에스테르/면 블렌드, 실크를 포함한 정사각형의 시험용 조각 (각 면은 6 인치, 테스트 패브릭 PA)을, 엡슨 프린트 헤드가 장착된 Mimaki 프린터를 이용해서 풀 컬러의 시험 패턴으로 인쇄했다. 인쇄 후, 이 조각을 경화시키기 위해 3분 동안 약 149℃ 내지 약 163℃ (약 300℉ 내지 약 325℉)의 대류 오븐에 두었다.

경화된 각각의 조각의 무작위 시료를, 상술한 잉크젯 가능 조성물 제조에 사용된 RFU 9500/8500 아쿠아프린트 시리즈^?? 스크린 직물 잉크와 종래의 스크린 인쇄 기술을 이용해서 동일한 패턴으로 인쇄된 동일한 직물 유형의 시험용 조각과 시각적으로 비교했다. 두 개의 서로 다르게 인쇄된 조각의 그룹은 실질적으로 동일한 외관을 갖는 것으로 밝혀졌다. 무작위적으로 선택된 인쇄 조각 시료는 각 직물 유형으로부터 선택되고, 미국 직물 화학자와 색 전문가 협회 (AATCC)에 의해 공포된 방법에 따라 시험되었다. 따라서, 세탁 견고성(wash-fastness)을 위해서는 AATCC 방법 61-2003에 따라, 내광성(light-fastnes)을 위해서는 AATCC 방법 16-2003에 따라 이 조각들을 시험했다. 이러한 시험 조건에서, 본 발명에 따라 인쇄된 조각들은, 종래의 직물 스크린 잉크를 사용한 종래의 스크린 기술에 의해 동일한 상으로 인쇄된 시험용 시료에 적절하게 비유되는 것으로 밝혀졌다.

이러한 결과는, 점성 인쇄 매체가 본 발명에 따라, 잉크젯 인쇄 장치로 도포하는데 적합하게 조절될 수 있고, 점성 인쇄 매체의 바람직한 성능 특징을 유지할 수 있다는 점을 증명한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은, 충격식 인쇄 기술에 의한 도포에 적합한 점성 인쇄 조성물과, 희석제를 혼합해서 제조되고, 잉크젯 인쇄에 적합한 조성물을 제조하는 방법에 관한 것으로, 충격식 인쇄 기술에 적합한 인쇄 매체를 잉크젯 인쇄 장치를 이용한 도포에 필요한 특성을 갖는 조성물로 변환시키는 수단을 제공하고 있다.

Claims

충격식 인쇄 기술(impact printing technique)을 이용해서 기재(substrate)에 도포하는데 적합한 친수성 점성 인쇄 조성물(hydrophilic viscous printing composition)과 블렌딩(blending)함으로써 제조되는 조성물로서,

희석제(diluent)는,

i. 물과,

ii. 적어도 하나의 글리콜과,

iii. 하나 이상의 표면 장력 조절제와,

iv. 선택적으로, 수산화 암모늄과,

v. 선택적으로, 하나 이상의 친수성 용매를

포함하고,

상기 조성물은, 잉크젯 인쇄 장치를 이용해서 기재에 도포하는데 적합한 것을 더 특징으로 하는, 조성물.
제 1항에 있어서, 약 10 내지 약 40 중량%의 물을 주성분으로 한 스크린 인쇄 페이스트와, 약 5 내지 약 20 중량%의 물과, 약 0.5 내지 약 1 중량%의 수산화 암모늄과, 약 10 내지 약 40 중량%의 적어도 하나의 글리콜 화합물과, 약 20 내지 약 50 중량%의 적어도 하나의 표면 장력 조절제를 포함하는, 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 친수성 점성 인쇄 조성물은 직물 인쇄 페이스트인, 조성물.
제 1항에 있어서,

(a) 약 1 중량% 내지 약 15 중량%의 물을 주성분으로 한 스크린 인쇄 페이스트와,

(b) 약 60 중량% 내지 약 70 중량%의 물과,

(c) 약 5 중량% 내지 약 20 중량%의 적어도 하나의 글리콜과,

(d) 약 5 중량% 내지 약 20 중량%의 하나 이상의 표면 장력 조절제와,

(e) 최대 약 10 중량%의 글리세롤과,

(f) 최대 약 5 중량%의 결합제를

포함하고,

상기 조성물은 잉크젯 인쇄 장치로부터 분사될 수 있는 것을 더 특징으로 하는, 조성물.