KR20070044977A - 잉크 조성물, 이를 포함한 잉크 카트리지 및 잉크젯 기록장치 - Google Patents

잉크 조성물, 이를 포함한 잉크 카트리지 및 잉크젯 기록장치 Download PDF

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KR20070044977A
KR20070044977A KR1020050101348A KR20050101348A KR20070044977A KR 20070044977 A KR20070044977 A KR 20070044977A KR 1020050101348 A KR1020050101348 A KR 1020050101348A KR 20050101348 A KR20050101348 A KR 20050101348A KR 20070044977 A KR20070044977 A KR 20070044977A
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Abstract

본 발명은 하기 화학식 1의 화합물, 착색제 및 물로 이루어진 잉크 조성물에 관한 것이다. 상기 잉크 조성물은 장기간 보관하여도 저장안정성이 우수하며, 미디어에서의 번짐성, 내수성 및 내마찰성이 우수하여 인쇄화상의 내구성이 향상된다.
<화학식 1>
Figure 112005061054713-PAT00001
잉크, 비스(펜타메틸렌)우레아, 내수성, 내마찰성

Description

잉크 조성물, 이를 포함한 잉크 카트리지 및 잉크젯 기록 장치 {Ink composition, ink cartridge and ink jet recording apparatus including the same}
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따라, 화학식 1의 화합물, 착색제 및 물을 포함하는 잉크젯 기록용 잉크 조성물을 포함하는 잉크 카트리지를 구비하는 잉크젯 기록 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따라, 화학식 1의 화합물, 착색제 및 물을 포함하는 잉크젯 기록용 잉크 조성물을 포함하는 잉크 카트리지의 횡단면 측면도이다.
<도면의 주요부호에 대한 간단한 설명>
8…프린터 커버 10…이동성 래치
7…홀 9…고정 래치
14…리세스 11…잉크 카트리지
100…카트리지 112…잉크통
123…수직 장벽 124…제1 챔버
126…제2 챔버 128…잉크통로
126a …벤트 홀 140…필터
130… 프린트 헤드의 노즐
본 발명은 잉크젯 잉크 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 장기간 보관하여도 저장안정성이 우수하며, 미디어에서의 내수성 및 내마찰성이 우수하여 인쇄화상의 내구성이 향상된 잉크 조성물에 관한 것이다.
잉크젯 기록 장치는 미세한 노즐을 통해서 잉크 방울을 토출시켜 미디어에 화상을 구현하는 것이다. 잉크젯 잉크가 갖추어야 할 성능으로는 미디어에서의 건조 특성이 우수하고, 화상이 번지지 않으며, 미디어 종류에 상관없이 고른 화상을 나타내고, 여러 색을 인쇄할 때 서로 다른 색의 경계면에서 색상 섞임이 생기지 않아야 하고, 화상의 내구성 (내수성, 내광성, 내마찰성)이 우수하여야 한다.
이와 같은 조건을 만족시키기 위해서 다양한 잉크 조성물이 제시되었는데, 미국 특허 제 5,346,462 및 제 5,973,025에서는 폴리머를, 제 5,425,805에서는 에톡시화된 폴리에틸렌 이민을, 그리고 제 6,280,512에서는 특정 암모늄염을 첨가하여 내수성을 향상시키는 방법이 제시되었다. 한편, 미국 특허 제 6,436,178에서는 시클릭아미드를, 제 6,646,024에서는 폴리머 수지를, 제 6,779,884에서는 별도의 정착액 조성물 (fixer composition)을 사용하여 내마찰성을 향상시키는 방법이 제시되었다. 하지만, 폴리머를 사용하는 경우에는 점도 조절면이나 노즐막힘 측면에서 문제점이 발생할 수 있고, 별도의 정착액 조성물을 사용하는 경우에는 별도의 카트리지가 부가되어야 한다는 단점 등이 있다. 또한, 상기와 같이 다양하게 제시된 잉크 조성물 역시 저장안정성, 일반 용지에서의 번짐성, 내수성 및 내마찰성 등의 화상 내구성을 만족시키기에는 부족하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 장기간 보관하여도 저장안정성이 우수하며, 미디어에서의 번짐성, 내수성 및 내마찰성이 우수하여 인쇄화상의 내구성이 향상된 잉크 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여,
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 잉크 조성물은 기본적으로 하기 화학식 1의 화합물, 착색제 (colorant) 및 물로 이루어진다.
Figure 112005061054713-PAT00002
상기 식에서, R1 내지 R4은, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1-C20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬설폰아미 드기, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴설폰아미드기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 아실아미노기, C1-C20 알킬우레이도(alkylureido)기, C6-C20 아릴우레이도기, C2-C20 알콕시카르보닐기, C2-C20 알콕시카르보닐아미노기, 카바모일(carbamoyl)기, 설파모일(sulfamoyl)기, 설포(sulfo)기와 그의 염, 카르복시기와 그의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C20의 히드록시알킬옥시알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20의 디알킬아미노알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 피리딜알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C20의 피리딜기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 이미다졸릴기, 히드라진기, 히드로존기, C1-C20의 치환 또는 비치환된 피리딜알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 헤테로아릴기, 또는 C6-C20의 헤테로아릴알킬기, C6-C20의 치환 또는 비치환된 헤테로아릴알케닐기 또는 C3-C20의 치환 또는 비치환된 헤테로시클로알킬기를 나타내고, n은 0 내지 3의 정수이다.
X1 또는 X2는, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1-C20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬설폰아미드기, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴설폰아미드기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 아실아미노기, C1- C20 알킬우레이도 (alkylureido)기, C6-C20 아릴우레이도기, C2-C20 알콕시카르보닐기, C2-C20 알콕시카르보닐아미노기, 카바모일(carbamoyl)기, 설파모일(sulfamoyl)기, 설포(sulfo)기와 그의 염, 카르복시기와 그의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C20의 히드록시알킬옥시알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20의 디알킬아미노알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 피리딜알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C20의 피리딜기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 이미다졸릴기, 히드라진기, 히드로존기, C1-C20의 치환 또는 비치환된 피리딜알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 헤테로아릴기, 또는 C6-C20의 헤테로아릴알킬기, C6-C20의 치환 또는 비치환된 헤테로아릴알케닐기 또는 C3-C20의 치환 또는 비치환된 헤테로시클로알킬기를 나타내고, m은 0 내지 5의 정수이다.
여기에서 m이 0인 경우는 -(CH2)n- 부분에 수소이외에 C1-C5 알킬기 등과 같은 다른 치환기는 전혀 결합되지 않은 것을 의미한다.
상기 식에서, 바람직하게는 n은 3이다.
상기 화합물의 함량은 착색제 1 중량부를 기준으로 0.1 내지 15 중량부, 특히 0.1 내지 10 중량부가 바람직하다. 만약 화학식 1의 화합물의 함량이 착색제 1 중량부 기준으로 0.1 중량부 미만이면 함량이 너무 낮아 상기 화합물 첨가에 의한 내구성 향상 효과가 거의 나타나지 않으며, 15 중량부를 초과하면 잉크 조성물의 토출 성능이 저하되므로 바람직하지 않다.
본 발명에서, 상기 화학식 1의 화합물은 아미드 모이어티 (moiety)를 통해 착색제에 가까이 배열하게 되며, 특히 착색제와 미디어의 셀룰로오스와의 구조적 유사성에 의한 친화성에 의해 착색제가 미디어에 고착되게 함으로써 인쇄 화상의 번짐성, 내수성 및 특히 착색제가 안료인 경우 내마찰성을 향상시키는 역할을 한다. 또한, 상기 화학식 1의 화합물은 물과의 친화성에 의해 저장안정성이 우수하여 오랜 기간 동안 보관하여도 잉크에 침전이 생기거나 노즐 막힘을 유발하지 않는다.
상기 잉크 조성물에 사용되는 착색제의 종류에는 특별한 제한이 없다. 즉, 물에 녹거나 분산될 수 있는 염료, 분산제와 함께 사용되어 물에 안정하게 분산될 수 있는 안료, 별도의 분산제 없이 물에 안정하게 분산될 수 있는 자가분산 안료 또는 이들의 혼합물 모두 사용이 가능하다.
상기 조성물에 사용되는 착색제 중 염료의 구체적인 예로는 Food Black dyes, Food red dyes, Food Yellow dyes, Food Blue dyes, Acid Black dyes, Acid Red dyes, Acid Blue dyes, Acid Yellow dyes, Direct Black dyes, Direct Blue dyes, Direct Yellow dyes, 안트라퀴논 염료, 모노아조 염료, 디아조 염료, 프탈로시아닌 유도체 등을 들 수 있고, 안료의 구체적인 예로는 카본 블랙, 그래파이트, 유리 카본 (vitreous carbon), 활성화 차콜, 활성화 탄소, 안트라퀴논, 프탈로시아닌 블루, 프탈로시아닌 그린, 디아조스, 모노아조스, 피란트론, 페릴렌, 퀴나크리돈, 인디고이드계 안료 (indigoid pigments) 등을 들 수 있지만, 반드시 이에 한정 되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 잉크 조성물은 공용매 (co-solvent)를 더 포함할 수 있다. 상기 공용매로는 유기용매가 주로 사용되며, 물과 함께 착색제를 녹이거나 분산시키는 역할을 한다. 상기 공용매로는 메틸알코올, 에틸 알코올, n-프로필알코올, 이소프로필알코올, n-부틸알코올, sec-부틸알코올, t-부틸알코올 또는 이소부틸알코올과 같은 알코올류 화합물; 아세톤, 메틸에틸케톤, 디에틸케톤 또는 디아세톤알코올과 같은 케톤 화합물; 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트 또는 에틸 락테이트와 같은 에스테르 화합물; 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,2,4-부탄트리올, 1,5-펜탄디올, 1,2,6-헥산트리올, 헥실렌글리콜, 글리세린, 글리세린 에톡실레이트 또는 트리메틸롤프로판 에톡실레이트와 같은 다가 알코올 화합물; 2-피롤리돈 또는 N-메틸-피롤리돈과 같은 함질소 화합물; 및 디메틸 술폭사이드, 테트라메틸렌술폰 또는 티오글리콜과 같은 함황 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것이 바람직하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 일 구현예 및 다른 구현예에 따른 잉크 조성물에 있어서, 상기 공용매의 함량은 상기 착색제 1 중량부를 기준으로 0.5 내지 40 중량부인 것이 바람직하다. 만약 공용매의 함량이 착색제 1 중량부 기준으로 0.5 중량부 미만이면 착색제를 녹이거나 분산시키는 역할이 미미하여 잉크 조성물의 안정성을 저하시키고, 40 중량부를 초과하면 잉크 조성물의 점도가 너무 높아져 토출 성능이 저하되므로 바람직하지 않다.
여기에서 물과 공용매의 중량비는 1 : 0.02 내지 1이다. 이와 같이 물과 유 기 용매를 함께 사용하면 잉크 조성물의 점도 및 표면 장력을 적정 범위로 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 잉크 조성물은 습윤제를 더 포함할 수 있다. 습윤제는 잉크 조성물이 노즐에서 클로깅 (clogging)되는 것을 방지하기 위한 것으로서 다가알코올 (polyhydric alcohol)이 바람직하다. 습윤제의 구체적인 예로서 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 및 그 혼합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 구현예 및 다른 구현예에 따른 잉크 조성물에 있어서, 상기 습윤제의 함량은 착색제 1 중량부를 기준으로 0.5 내지 20 중량부인 것이 바람직하다. 만약 습윤제의 함량이 착색제 1 중량부 기준으로 0.5 중량부 미만이면 노즐막힘이 발생하기 쉽고, 20 중량부를 초과하면 잉크 조성물의 점도가 너무 높아져 토출 성능이 저하되므로 바람직하지 않다.
상기 잉크 조성물에는 잉크 조성물의 표면장력을 조절하여 노즐에서의 제팅 성능을 안정화시키고 잉크가 미디어에 투과되는 정도를 조절하기 위해, 본 발명에 따른 잉크 조성물은 계면활성제를 더 포함할 수 있다. 상기 계면활성제로는 음이온성 계면활성제나 양이온성 계면활성제 또는 비이온성 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 음이온성 계면활성제의 예로서, 1 내지 1000의 탄소수을 갖는 알킬카르복실산의 염 (더욱 바람직하게는, 10 내지 200의 탄소수를 갖는 알킬카르복실산의 염), 1 내지 1000의 탄소수를 갖는 알코올 술폰산 에스테르의 염 (더욱 바람직하게는 탄소수 10 내지 200의 알코올 술폰산 에스테르의 염), 탄소수 1 내지 1000의 알킬술폰산의 염(더욱 바람직하게는 10 내지 200의 탄소수를 갖는 알킬술폰산의 염), 1 내지 1000의 탄소수를 갖는 알킬벤젠술폰산의 염 (더욱 바람직하게는 10 내지 200의 탄소수를 갖는 알킬벤젠술폰산의 염) 또는 그 혼합물을 들 수 있다. 양이온성 계면활성제의 예로서, 지방산 아민염, 4급 암모늄염, 술포늄염, 포스포늄염, 이들의 염 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 상기 비이온성 계면활성제의 예로는 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 (단, 알킬은, 바람직하게는 1 내지 1000의 탄소수를 갖는 알킬기이고, 더욱 바람직하게는 10 내지 200의 탄소수를 갖는 알킬기임), 폴리옥시에틸렌 알킬 페닐 에테르 (단, 알킬은, 바람직하게는 1 내지 1000의 탄소수를 갖는 알킬기, 더욱 바람직하게는 10 내지 200의 탄소수를 갖는 알킬기임), 폴리옥시에틸렌 이차 알코올 에테르, 폴리옥시에틸렌-옥시프로필렌 블록 코폴리머, 폴리글리세린 지방산 에스테르, 소르비탄 지방산 에스테르, 또는 그 혼합물을 들 수 있다. 본 발명의 일 구현예 및 다른 구현예에 따른 잉크 조성물에 있어서, 상기 계면활성제의 함량은 상기 착색제 1 중량부를 기준으로 0.01 내지 5 중량부인 것이 바람직하다. 만약 계면활성제의 함량이 착색제 1 중량부 기준으로 0.01 중량부 미만이면 잉크 조성물의 표면장력이 너무 높아서 토출 성능이 저하되고, 5 중량부를 초과하면 미디어에의 투과가 심하게 일어나 화상이 저하되므로 바람직하지 않다
또한, 본 발명에 따른 일 구현예 및 다른 구현예에 따른 상기 잉크 조성물은, 착색제가 자가분산 안료가 아니거나 또는 물에 용해되지 않는 염료일 경우에는 착색제의 분산안정성을 위해서 필요에 따라 1종 이상의 분산제를 더 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용 가능한 분산제에 대하여 특별한 제한은 없다. 즉, 비교적 구조가 단순하고 분자량이 작은 분산제 뿐만 아니라, 잉크의 물성이나 안정성 및 기능성을 제한할 염려가 있는 블록코폴리머같은 큰 분자량의 분산제도 본 발명의 잉크 조성물에서 사용될 수 있다. 비교적 분자량이 작고 구조가 간단한 분산제의 구체적 예로서는, 폴리비닐알코올 (PVA), 셀룰로오스계 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 폴리카르복실산 폴리머의 알킬올 암모늄염 용액 (BYK-Chemie, Disperbyk), 다기능성 폴리머의 알킬올 암모늄 용액(BYK-Chemie, Disperbyk-181), 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 구조가 복잡하고 분자량이 큰 분산제의 구체적인 예로서는, 폴리에테르 실록산 공중합체 (TEGO, Wet KL 245/Wet 260)와 같은 실록산 계열; AB 또는 BAB 구조의 친수성 폴리머 (이때, A는 비치환된 또는 치환된 탄소수가 1 내지 30인 아크릴계 모노머 (acrylic monomer)의 소수성 호모폴리머 또는 코폴리머이고, B는 비치환된 또는 치환된 탄소수가 1 내지 30인 아크릴계 모노머의 친수성 폴리머 또는 코폴리머로 이루어진 친수성 폴리머인 AB 또는 BAB 폴리머) 등을 들 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 구조가 복잡하고 분자량이 큰 분산제의 더욱 구체적인 예로서는 아크릴산 / 아크릴레이트 코폴리머 (acrylic acid / acrylate copolymer), 메타크릴산 / 메타크릴레이 트 코폴리머 (methacrylic acid / methacrylate copolymer), 아크릴산 / 폴리디알킬실록산 / 아크릴레이트 블록코폴리머 (acrylic acid / polydialkylsiloxane / acrylate block copolymer) 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 일 구현예 및 다른 구현예에 따른 잉크 조성물에 있어서, 상기 분산제의 함량은 상기 착색제 1 중량부를 기준으로 0.01 내지 5 중량부인 것이 바람직하다. 만약 분산제의 함량이 착색제 1 중량부 기준으로 0.01 중량부 미만이면 착색제가 안정적으로 분산되지 못하므로 잉크 조성물의 안정성이 저하되고, 5 중량부를 초과하면 노즐 막힘이 발생하고 토출 안정성이 저하되므로 바람직하지 않다.
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 잉크젯 잉크 조성물은 그 특성을 강화시키기 위하여 다양한 첨가제를 포함할 수 있으며, 구체적으로는 점도조절제, pH 조절제, 및 항산화제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 착색제 1중량부에 대하여 0.01 내지 5중량부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예 및 다른 구현예에 따른 잉크 조성물의 제조방법은 다음과 같다. 즉, 착색제, 물, 그리고 상기 화학식 1의 화합물을 섞고 여기에 필요에 따라 공용매, 습윤제, 계면활성제, 분산제, 점도 조절제 등을 부가하여 혼합한 다음, 교반기로 충분히 교반하여 균일한 상태로 만들어 준다. 그 후, 상기 결과물을 필터에 통과시켜 여과함으로써 본 발명에 따른 잉크 조성물을 얻게 된다.
본 발명의 잉크 조성물은 그 용도가 특별하게 제한되지는 않으며, 잉크 조성물 외에도 토너 조성물, 각종 도료, 코팅액 등에 사용 가능하다. 바람직하게는 본 발명의 잉크는 어레이 헤드 (array head)를 채용한 잉크젯 프린터 카트리지에 유용하게 사용될 수 있다.
어레이 헤드를 채용한 잉크젯 프린터는 1개의 칩을 이송하여 인쇄하는 셔틀형 잉크젯 프린터와는 달리 다수의 칩을 이용하여 고속으로 인쇄하므로 프린터의 처리량을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 잉크젯 기록 장치는 상술한 잉크 조성물을 함유한 잉크 카트리지를 구비하며, 일 실시예에 따른 잉크 기록 장치의 사시도를 도 1에 나타내었다.
도 1에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 구현예에 따른 잉크젯 기록 장치는 화학식 1의 화합물, 착색제 및 물을 포함하는 잉크젯 기록용 잉크 조성물을 포함하는 잉크 카트리지를 포함한다. 프린터 커버 (8)은 프린터 (5)의 본체 (13)에 힌지 (hidge)로 연결되어 있다. 이동성 래치 (latch) (10)의 서로 맞물리는 영역이 홀 (7)을 관통하여 돌출되어 있다. 상기 이동성 래치 (10)는 고정 래치 (9)와 맞물리는데, 상기 고정 래치 (9)는 프린터 커버가 닫히면, 프린터 커버 안에서 접촉한다. 상기 커버는, 홀 (7)을 통하여 연장된 이동성 래치 (10)의 맞물림 부분에 대응하는 리세스 (recess) (14)를 갖는다. 잉크 카트리지 (11)은 상기 잉크 카트리지 (11)의 하부를 통과하는 종이 (3) 상에 잉크를 도포할 수 있도록 장치된다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 화학식 1의 화합물, 착색제 및 물을 포함하는 잉크젯 기록용 잉크 조성물을 포함하는 잉크 카트리지의 횡단면 측면도를 나타낸 것이다.
상기 카트리지 (100)는 잉크통 (112)을 형성하는 상기 잉크 카트리지 본체 (110), 잉크통 (112)의 상부를 덮는 내부 커버 (114), 상기 잉크통 (112)와 상기 내부 커버 (114)를 밀폐하기 위해서 내부 커버 (114)로부터 소정의 간격으로 이격된 외부 커버 (116)를 구비한다.
상기 잉크통 (112)은 수직 장벽 (123)에 의하여 제1 및 제2 챔버 (124 및 126)로 구획된다. 제1 및 제2 챔버 (124 및 126) 사이의 잉크 통로 (128)은 상기 수직 장벽 (123)의 최하부에 형성되어 있다. 잉크가 제1 챔버 (124)를 채우고, 스폰지 (129) 및 잉크가 제2 챔버 (126)를 채운다. 상기 제2 챔버 (126)에 대응하는 벤트 홀 (vent hole) (126a)은 내부 커버 (114) 상에 형성되어 있다.
필터 (140)가 제2 챔버 (126) 하부에 장치되어 잉크의 불순물과 미세한 거품들을 여과하여, 프린트 헤드의 노즐 (130)이 막히는 것을 막아준다. 훅 (142)은 상기 필터 (140)의 에지 (테두리 부분)에 형성되어 스탠드파이프 (standpipe) (132)의 최상부 상에 배치된다. 프린트 헤드의 노즐 (130)을 통과하여, 상기 잉크통 (112)로부터 잉크가 액적 형태로 인쇄 매개체 위로 토출된다.
이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
단, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다.
착색제 (g) 화학식 1의 화합물 (g) 기타 첨가제 (g)
실시예1 디렉트 블루 199 (Papicel) : 4.0 비스(펜타메틸렌) 우레아 (Aldrich) : 10.0 디에틸렌 글리콜 : 4.0 글리세린 : 2.0 2-피롤리돈 : 6.0 서피놀 465 : 0.8 물 : 73.2
실시예2 리액티브 레드 180 (Papicel): 5.0 비스(펜타메틸렌) 우레아 (Aldrich) : 4.0 에틸렌 글리콜 : 5.0 1,5-펜탄디올: 4.0 2-피롤리돈 : 4.0 서피놀 465 : 1.0 물 : 77.0
실시예3 카본 블랙 (cabjet-200) : 5.0 비스(펜타메틸렌) 우레아 (Aldrich) : 6.0 글리세린 : 3.0 디에틸렌 글리콜 : 3.0 N-메틸 피롤리돈 : 6.0 서피놀 465 : 0.3 물 : 76.7
비교예1 디렉트 블루 199 (Papicel) : 4.0 - 디에틸렌 글리콜 : 4.0 글리세린 : 4.0 2-피롤리돈 : 6.0 서피놀 465 : 0.8 물 : 81.2
비교예2 카본 블랙 (cabjet-200) : 4.5 - 글리세린 : 3.0 디에틸렌 글리콜 : 3.0 N-메틸 피롤리돈 : 6.0 서피놀 465 : 0.2 물 : 83.3
비교예3 카본 블랙 (cabjet-200) : 4.0 비스(펜타메틸렌) 우레아 (Aldrich) : 0.2 디에틸렌 글리콜 : 4.0 에틸렌 글리콜 : 3.0 N-메틸 피롤리돈 : 6.0 서피놀 465 : 0.3 물 : 82.5
비교예4 카본 블랙 (cabjet-200) : 4.0 비스(펜타메틸렌) 우레아 (Aldrich) : 45.0 에틸렌 글리콜 : 5.0 1,5-펜탄디올: 5.0 2-피롤리돈 : 4.0 서피놀 465 : 0.3 물 : 36.7
<실험예 1: 잉크 저장 안정성>
상기 실시예 1-3 및 비교예 1-4에서 얻어진 잉크조성물을 내열성 유리병에 100 ml씩 담은 다음 입구를 밀봉하고 60 ℃ 항온조에 2개월 동안 저장한 후 바닥에의 침전 유무와 층분리 여부를 확인하여 다음과 같이 평가하고, 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.
○ : 침전 없음, 층분리 없음.
△ : 침전 없음, 층분리 있음.
X : 침전 발생
<실험예 2 : 인쇄 성능>
상기 실시예 1-3 및 비교예 1-4에서 얻어진 잉크 조성물을 칼라 잉크는 C60 카트리지에, 블랙 잉크는 M50 카트리지에 리필하고 프린터 (MJC-3300p, 삼성전자)에서 솔리드 박스 (10×10 cm)를 인쇄한 후 솔리드 박스 내부에 생성된 흰선 (white line)의 발생 정도에 따라 다음과 같이 평가하고 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.
○ : 흰선의 발생이 거의 없음.
△ : 흰선이 소량 발생함.
X : 흰선이 많이 발생함.
<실험예 3: 내번짐성 (Feathering)>
상기 실시예 1-3 및 비교예 1-4에서 얻어진 잉크 조성물을 칼라 잉크는 C60 카트리지에, 블랙 잉크는 M50 카트리지에 리필하고 프린터 (MJC-3300p, 삼성전자)에서 영문자와 숫자를 일반용지에 인쇄한 후 현미경 (microscope)으로 확대하여 샤프니스 (sharpness)와 해상도 (resolution)을 관찰하여 다음과 같이 평가하고 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.
○ : 에지 (edge)가 샤프하고, 해상도가 좋음.
△ : 에지에서 페더링 (feathering)이 약간 나타나지만 실제 사용에 문제 없음.
X : 해상도가 나쁘고, 페더링 (feathering)이 나타나 실제 사용상에 문제 있음.
<실험예 4: 내수성 (Water-fastness)>
상기 실시예 1-3 및 비교예 1-4에서 얻어진 잉크 조성물을 칼라 잉크는 C60 카트리지에, 블랙 잉크는 M50 카트리지에 리필하고 프린터 (MJC-3300p, 삼성전자)에서 막대 그림 (2×10 cm)을 인쇄하고 5 분 후에 5 방울의 물을 떨어뜨리고 이를 24 시간 동안 말린 후 물이 흘려 내려가며 감소한 OD를 원막대 그림의 OD와 비교하여 백분율로 나타내어 다음과 같이 평가하고 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.
A = (물이 흘러내린후 화상 OD/원 막대 그림의 OD)×100(%)
◎ : A ≥ 90
○ : 80 ≤ A < 90
△: 60 ≤ A < 80
X : A < 60
<실험예 5: 내마찰성 (Rub-fastness)>
실시예 3 및 비교예 2-4에서 얻어진 잉크 조성물을 M50 카트리지에 리필하고 프린터 (MJC-3300p, 삼성전자)에서 막대 그림 (2×10 cm)을 인쇄한 후 이를 24 시간 동안 말린 후 테스트기를 이용하여 5회 문질러 주었을 때 막대그림에서 전이된 화상의 OD를 문지르기 전의 막대 그림의 화상 OD와 비교하여 백분율로 나타내어 다음과 같이 평가하고 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.
A = (전이된 화상의 OD/原 막대 그림의 OD)×100(%)
◎ : A ＜ 10,
○ : 10 ≤ A < 20
△ : 20 ≤ A < 30
X : A ≥ 30
<실험예 6: 노즐 막힘>
상기 실시예 1-3 및 비교예 1-4에서 얻어진 잉크 조성물 중 컬러 잉크는 잉크 카트리지 C-60 (삼성전자)에, 블랙 잉크는 잉크 카트리지 M-50 (삼성전자)에 리필하고 상온 (25 ℃), 및 저온 (-18 ℃)에서 2 주씩 두었다가 프린팅을 하였을 때 정상 인쇄가 가능하는 데 필요한 노즐청소 횟수를 측정하고 다음과 같이 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
◎ : 노즐청소 1회 시 정상 인쇄 가능
○ : 노즐청소 2~4회 시 정상 인쇄 가능
X : 노즐청소 5~10회 시 정상 인쇄 가능
XX : 노즐청소 10회 해도 정상 인쇄 불가
잉크 저장안정성 인쇄 성능 내번짐성 내수성 내마찰성 노즐 막힘
실시예1 ○ ○ ○ ○ - ◎
실시예2 ○ ○ ○ ○ - ◎
실시예3 ○ ○ ○ ◎ ◎ ○
비교예1 ○ ○ △ X - ◎
비교예2 ○ ○ △ △ X ○
비교예3 ○ ○ △ △ △ ○
비교예4 ○ X ○ ◎ ◎ XX
본 발명의 잉크 조성물은 장기간 보관하여도 저장안정성이 우수하며, 미디어에서의 번짐성, 내수성 및 내마찰성이 우수하여 인쇄화상의 내구성을 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 하기 화학식 1의 화합물, 착색제 및 물로 이루어진 잉크 조성물:
    <화학식 1>
    Figure 112005061054713-PAT00003
    상기 식에서, R1 내지 R4은, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1-C20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬설폰아미드기, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴설폰아미드기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 아실아미노기, C1-C20 알킬우레이도 (alkylureido)기, C6-C20 아릴우레이도기, C2-C20 알콕시카르보닐기, C2-C20 알콕시카르보닐아미노기, 카바모일 (carbamoyl)기, 설파모일 (sulfamoyl)기, 설포 (sulfo)기와 그의 염, 카르복시기와 그의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C20의 히드록시알킬옥시알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20의 디알킬아미노알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 피리딜알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C20의 피리딜기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 이미다졸릴기, 히드라진기, 히드로존기, C1- C20의 치환 또는 비치환된 피리딜알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 헤테로아릴기, 또는 C6-C20의 헤테로아릴알킬기, C6-C20의 치환 또는 비치환된 헤테로아릴알케닐기 또는 C3-C20의 치환 또는 비치환된 헤테로시클로알킬기를 나타내고, n은 0 내지 3의 정수이고;
    X1 또는 X2는, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1-C20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬설폰아미드기, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴설폰아미드기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 아실아미노기, C1-C20 알킬우레이도 (alkylureido)기, C6-C20 아릴우레이도기, C2-C20 알콕시카르보닐기, C2-C20 알콕시카르보닐아미노기, 카바모일 (carbamoyl)기, 설파모일 (sulfamoyl)기, 설포 (sulfo)기와 그의 염, 카르복시기와 그의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C20의 히드록시알킬옥시알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20의 디알킬아미노알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 피리딜알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C20의 피리딜기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 이미다졸릴기, 히드라진기, 히드로존기, C1-C20의 치환 또는 비치환된 피리딜알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 헤테로아릴기, 또는 C6-C20의 헤테로아릴알킬기, C6-C20의 치환 또는 비치환된 헤테로아릴알케닐기 또는 C3-C20의 치환 또는 비치환된 헤테로시클로알킬기를 나타내고, m은 0 내지 5의 정수이며, 여기서 m이 0인 경우는 -(CH2)n- 부분에 수소이외에 C1-C5 알킬기 등과 같은 다른 치환기는 전혀 결합되지 않은 것을 의미한다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물의 함량은 착색제 1 중량부 기준으로 0.1 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 착색제는 염료, 안료, 자가분산 안료 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 잉크 조성물을 포함하는 잉크 카트리지.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 잉크 조성물을 포함하는 잉크 카트리지를 구비하는 잉크젯 기록 장치.
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