KR20080000343A

KR20080000343A - 블랙 잉크 조성물, 이를 포함한 잉크 카트리지 및 잉크젯기록 장치

Info

Publication number: KR20080000343A
Application number: KR1020060058074A
Authority: KR
Inventors: 함철; 유승민; 박효근
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2006-06-27
Publication date: 2008-01-02
Also published as: US20070296786A1; CN101096477A

Abstract

본 발명은 광견뢰도, 수견뢰도가 우수한 아조계 금속 착물 염료에 보조 염료를 혼용하여 인쇄시 검정 계조가 중성을 띠면서, 색채 농도가 높고, 프린트 헤드에서 데캅(decap) 성능이 우수한 블랙 잉크 조성물을 제공한다.

Description

블랙 잉크 조성물, 이를 포함한 잉크 카트리지 및 잉크젯 기록 장치{Black ink composition, ink cartridge and ink jet recording apparatus including the same}

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 잉크 조성물을 포함하는 잉크 카트리지의 측면 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 잉크 조성물을 포함하는 잉크 카트리지를 구비한 잉크젯 기록장치의 사시도이다.

<도면의 주요부호에 대한 간단한 설명>

7…홀(hole) 8…프린터 커버

9…고정 래치(latch) 10…이동성 래치

11…잉크 카트리지 14…리세스(recsss)

100…카트리지 112…잉크통

123…수직 장벽 124…제1챔버

126…제2챔버 126a…벤트홀

128…잉크통로 130… 프린트 헤드 노즐

140…필터

본 발명은 블랙 잉크 조성물, 이를 포함한 잉크 카트리지 및 상기 잉크 카트리지를 구비한 잉크젯 기록 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광견뢰도, 수견뢰도가 우수한 아조계 금속 착물 염료에 보조 염료를 혼용하여 인쇄시 검정 계조가 중성을 띠면서, 색채 농도가 높고, 프린트 헤드에서 데캅(decap) 성능이 우수한 블랙 잉크 조성물, 이를 포함한 잉크 카트리지 및 상기 잉크 카트리지를 구비한 잉크젯 기록 장치에 관한 것이다.

잉크젯 인쇄에 사용되는 잉크로서는 염료(dyes)를 수성 매체 혹은 비수성 매체에 용해시킨 잉크，안료(pigments)를 수성 혹은 비수성 매체 중에 분산시킨 잉크，또는 열융해 가능한 고체 잉크 등 다양한 종류의 잉크가 제안되어 있거나 실용화 단계에 있다． 그 중에서 현재 주로 이용되고 있는 잉크는 염료를 수성 매체에 용해시킨 잉크로서 발색이 아름답고 인체 및 환경에 대한 안전성이 높은 특징을 갖고 있다.

특히, 근래에는 가정이나 사무실에서 간단히 인쇄할 수 있는 잉크젯 프린터가 널리 보급되고 화질도 은염 사진에 필적하는 것이 개발되어 있다． 이와 같은 잉크젯 기록용 수성 잉크가 장시간에 걸쳐 양호한 기록을 행하기 위해서는, 상기 잉크는 매우 엄격한 요건, 특히 광견뢰도, 수견뢰도, 순도, 용해도, 저장 안정도, 점도, 표면 장력, 전도성, 색상 강도, 색조 및 광택과 관련된 요건을 만족시켜야 한다. (미국 특허 제 5,188,664호)

이 중에서 가장 중요한 부분은 잉크에 사용되는 염료이다. 수많은 염료가 사용되고 있지만, 현재의 잉크젯 인쇄 공정의 요건을 만족시키는 염료는 극히 적은 실정이다.

초기에는, 식품, 직물 및 종이 분야의 전통적인 염료를 잉크젯 용도를 위해 특정하게 개질하여 사용하였다. 이는 잉크 내의 블랙 염료로 사용되는 C.I. Food Black 2 및 이와 구조적으로 유사한 화합물로 설명된다. 그러나 이 화합물을 사용한 인쇄는 선명하지 않은 남색의 블랙을 나타내었다. 수견뢰도도 또한 만족스럽지 못하다. 이러한 단점을 최소화하기 위해, C.I. Food Black 2의 치환기들을 변화시킴으로써 보다 중성의 블랙을 제공하고 개선된 수견뢰도를 갖는 블랙 염료를 얻었다. (미국 특허 제 5,053,495호) 그러나, 카르복실기의 도입으로 개선된 수견뢰도를 제공하지만, 동시에 염료 분자가 수용 매체 속으로 매우 극소량만 침투되거나 전혀 침투하지 않아 내문지름성에 불리한 영향을 끼치며, 광견뢰도가 우수하지 못한 문제점이 있다.

디스아조 및 C.I.Direct Black 62 같은 테트라아조 금속 착물 염료(독일 특허공개 제 19831095호), 또는 트리스아조 금속 착물 염료(미국 특허 제 6,749,674호)를 사용함으로써 개선된 광견뢰도가 얻어졌다.

그러나, 이러한 아조 금속 착물 염료는 개선된 내구성을 제공하지만, 모든 요건을 만족시키는 것은 아니다. 예를 들어, 블랙 잉크의 색상이 중성이 아니며, 색채 농도 또한 만족스럽지 못하다. 또한 낮은 저장 안정성을 나타낼 뿐 아니라, 적용 매질에 비효율적으로 용해되며, 잉크에 적용하여 잉크젯 프린터로 인쇄할 때 노즐 표면에서 잉크가 건조되어 초기 인쇄가 되지 않는 문제점이 있다.

한편, 잉크의 데캅(Decap) 시간은 프린트 헤드에 마개를 덮지 않은 상태에서 아무런 작업없이 노즐이 막히는 데 걸리는 시간을 의미한다. 노즐은 점성 물질이나 잉크의 표면 덮음, 또는 염료의 결정화로 막힐 수 있다. 일단 노즐이 막히면, 잉크 방울은 잘못된 방향으로 토출되어 화상에 악영향을 미치거나, 전혀 통과하지 못한다. 데캅은 종종 레이턴시(Latency)라고도 불린다.

프린트 헤드의 모든 노즐이 항상 인쇄에 사용되지는 않으므로, 화상의 결점이 생기는 것을 막기위해, 일정한 간격으로 프린터 서비스 과정이 필요하다. 그러나 프린터 서비스는 잉크를 소비하고 인쇄 속도를 늦추므로 가급적 적게 하는 것이 바람직하다. 따라서 잉크는 긴 데캅 시간을 갖는 것이 필요하다.

따라서, 잉크의 광견뢰도, 수견뢰도, 용해도, 저장 안정성, 색상 및 색채 농도 측면에서 종래 기술의 블랙 잉크보다 우수하면서도 잉크젯 분야에서 필요한 기타 특성을 갖는 잉크가 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 본 발명의 첫번째 기술적 과제는 광견뢰도, 수견뢰도가 우수한 아조계 금속 착물 염료에 보조 염료를 혼용하여 인쇄시 검정 계조가 중성을 띠면서, 색채 농도가 높고, 프린트 헤드에서 데캅(decap) 성능이 우수한 블랙 잉크 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 두번째 기술적 과제는 상기 잉크 조성물을 포함하는 잉크젯 인쇄용 잉크 카트리지를 제공하는 것이다.

본 발명의 세번째 기술적 과제는 상기 잉크젯 인쇄용 잉크 카트리지를 구비한 잉크젯 인쇄용 기록장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 과제 및 기타 과제들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 해결될 수 있다.

상기 첫번째 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 아조계 금속 착물 염료와 보조 염료 및 용매를 포함하는 블랙 잉크 조성물로서, 상기 보조 염료는 Acid Blue 9, Direct Blue 86, Direct Blue 199, Reactive Red 23, Acid Red 52, Direct Red 75, Direct Violet 107, Reactive Red 180, Reactive Red 195, Direct Red 227 및 Acid Red 289로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상이고, 상기 아조계 금속 착물 염료와 상기 보조 염료의 중량 혼합비는 50:1 ~ 2:1인 것을 특징으로 하는 블랙 잉크 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 구현예에 따르면 상기 아조계 금속 착물 염료는 Acid Black 194, Reactive Black 8, Reactive Black 31, Direct Black 62 및 하기 화학식 1로 표시되는 염료로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다:

< 화학식 1>

상기 식에서 X는 화학 결합, -CO- 또는 -SO₂- 이고;

R¹은 OH, O(C₁~C₆)-알킬, COOM, SO₃M 및 NH₂로 구성된 군으로부터 선택된 1, 2 또는 3개의 치환기로 치환된 페닐 또는 나프탈렌 라디칼이고;

R²는 H, 메틸 또는 O(C₁~C₆)-알킬이고;

R³ 및 R⁴는 각각 H, COOM, SO₃M이고;

R⁵는 OH, O(C₁~C₆)-알킬, COOM, SO₃M, NH₂, NH아릴, NH아실 및 페닐설포로 이루어지는 군으로부터 선택된 1, 2 또는 3개의 치환기로 치환된 페닐, 나프틸, 피리딜 또는 피라졸 라디칼이고;

M은 H, Na, K, Li, Ca/2 또는 암모늄 이온이다.

본 발명의 다른 구현예에 따르면 상기 아조계 금속 착물 염료와 보조 염료의 총 함유량은 잉크젯 잉크 조성물 중 1 내지 10 중량%일 수 있다.

상기 두번째 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 상기 잉크 조성물을 포함하는 잉크젯 인쇄용 잉크 카트리지를 제공한다.

상기 세번째 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 상기 잉크젯 인쇄용 잉크 카트리지를 구비한 잉크젯 인쇄용 기록장치를 제공한다.

본 발명에 따른 잉크 조성물은 광견뢰도, 수견뢰도, 용해도, 저장 안정성, 색상 및 색채 농도 측면에서 뛰어난 블랙 잉크를 제공한다.

이하 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 잉크 조성물은 아조계 금속 착물 염료와 보조 염료 및 용매를 포함하는 블랙 잉크 조성물로서, 상기 보조 염료는 Acid Blue 9, Direct Blue 86, Direct Blue 199, Reactive Red 23, Acid Red 52, Direct Red 75, Direct Violet 107, Reactive Red 180, Reactive Red 195, Direct Red 227 및 Acid Red 289로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상이고, 상기 아조계 금속 착물 염료와 상기 보조 염료의 중량 혼합비는 50:1 ~ 2:1인 것을 특징으로 한다.

상기 아조계 금속 착물 염료로서는 특별히 한정되지는 않고, 예를 들면 모노아조계, 디스아조계, 트리스아조계, 테트라아조계 금속 착물 염료 등이 있으며, 보다 자세하게는 Acid Black 194, Reactive Black 8, Reactive Black 31, Direct Black 62 및 하기 화학식 (1)로 표시되는 염료 등이 있다.

< 화학식 1>

상기 식에서 X는 화학 결합, -CO- 또는 -SO₂- 이고;

R²는 H, 메틸 또는 O(C₁~C₆)-알킬이고;

R³ 및 R⁴는 각각 H, COOM, SO₃M이고;

M은 H, Na, K, Li, Ca/2 또는 암모늄 이온이다.

염료의 총 함유량은 용매의 종류, 잉크에 요구되는 특성 등에 의해 결정되지만, 일반적으로 잉크젯 잉크 조성물 중 1 내지 10 중량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직한 것은 2 내지 7 중량%이다. 염료의 총 함유량이 1중량%보다 적으면 원하는 색농도를 얻을 수 없고 10중량%보다 많으면 용해된 염료가 석출되어 잉크의 저장 안정성이 떨어질 수 있다.

아조 금속 착물 염료는 잉크에 개선된 내구성을 제공하지만, 검정 색조에 있어서 중성색을 띠지 못하고, 색채 농도에 있어서도 충분하지 못하다. 검정색도 빨강, 초록, 노랑 그리고 파랑 등의 색조를 띨 수 있고, 색조가 없는 검정 잉크를 중성으로 간주한다. 검정색의 색조가 중성이어야 고품질 화상을 제공할 수 있다. 또한, 높은 색채 농도를 갖는 블랙 잉크가 흑백 계조에 있어서 더 많은 수의 변화를 표현할 수 있고 따라서 고품질 화상을 제공한다.

본 발명의 잉크 조성물은 보조 염료를 혼합함으로써 이러한 아조 금속 착물 염료의 색조를 중화시킬 수 있어 검정 색조의 중성색을 띠게 하고, 색채 농도를 크게 향상시키게 되는 것이다.

또한, 아조 금속 착물 염료는 잉크에 적용하여 잉크젯 프린터로 인쇄할 때 노즐 표면에서 잉크가 건조되어 초기 인쇄가 되지 않는, 즉 잉크의 데캅(Decap) 시간이 짧다는 문제점이 있는데, 본 발명에서 염료의 화학 구조가 상이한 보조 염료를 혼합함으로써 아조 금속 착물 염료가 노즐 표면 위에서 쉽게 응집되거나 결정화되는 것을 막아 결과적으로 잉크의 데캅 성능을 향상시키게 된다.

본 발명에 따른 잉크 조성물은 계면활성제를 더 포함할 수 있으며, 이러한 계면활성제로는 양이온계, 음이온계 또는 비이온계 등이 있으며, 이 중에서 비이온계 계면활성제가 소포 성능이 우수하기 때문에 바람직하다. 바람직한 비이온계 계면활성제로는 아세틸렌 에톡시화 디올(Acetylenic ethoxylated diol) 구조를 갖는 Air Products 사의 SURFYNOL 계열, 노닐페놀에톡실레이트 구조를 갖는 Union Carbide 사의 TERGITOL 계열, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르(Polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester) 구조를 갖는 Tween 계열 등이 있고, 이들을 1종 이상 사용할 수 있다. 상기 계면활성제의 함량은 잉크 조성물 중 0.05 내지 3 중량%인 것이 바람직하다. 상기 계면활성제의 함량이 0.05중량% 보다 적으면 잉크의 표면장력이 높아 용지 위에서 흡수가 잘 안되고, 3중량%를 초과하면 노즐을 통한 토출시 노즐 표면으로 잉크가 흘러나와 토출을 방해할 수 있다.

또 본 발명의 본 발명에 따른 조성물은 용매로서 물을 포함한다. 본 발명에 있어서 물은 특별히 한정하지는 않으나 탈이온수인 것이 바람직하다. 본 발명의 잉크 조성물에서 물의 함량은 잉크젯 잉크 조성물 중 10 내지 98 중량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직한 것은 40 내지 95 중량%이다. 상기 물의 함량이 10 중량% 미만인 경우 잉크 조성물의 점도를 증가시켜 토출 성능을 저하시키는 문제가 있고, 98 중량%를 초과하는 경우 잉크의 표면 장력이 지나치게 상승하여 보통 용지 또는 전문 용지 등의 인쇄매체에 인쇄할 경우 상기 인쇄매체 상에서의 침투성, 도트 형성능 및 인쇄된 화상의 건조 성능 등의 인쇄 특성이 좋지 않게 되는 문제가 있어 바람직하지 않다.

본 발명의 잉크 조성물은 용매로서 상기 물 이외에 수용성 유기 용매를 더 포함할 수 있다. 본 발명에서 상기 수용성 유기 용매의 함량은 잉크젯 잉크 조성물 중 1 내지 40 중량%인 것이 바람직하다. 상기 수용성 유기 용매의 함량이 1 중량% 미만인 경우 잉크의 표면 장력이 지나치게 상승하여 보통 용지 또는 전문 용지 등의 인쇄매체에 인쇄할 경우 상기 인쇄매체 상에서의 침투성, 도트 형성능 및 인쇄된 화상의 건조 성능 등 인쇄 특성이 좋지 않을 수 있고, 40 중량%를 초과하는 경우에는 잉크 조성물의 점도가 지나치게 증가하여 토출 성능이 저하될 수 있으므로 바람직하지 않다.

상기 수용성 유기 용매의 예로는 지방족 1가 알콜, 지방족 다가 알콜 및 지방족 다가 알콜 유도체를 들 수 있다. 상기 수용성 유기 용매가 더 포함되는 경우 물과 상기 수용성 유기 용매의 중량비는 1:0.02 내지 1인 것이 바람직하다. 상기 수용성 유기 용매의 물에 대한 중량비가 0.02 미만이면 잉크 조성물의 표면 장력이 지나치게 상승하여 인쇄 매체 상에서의 침투성, 도트 형성능 및 인쇄된 화상의 건조 성능이 좋지 않을 수 있고, 1을 초과하면 점도가 지나치게 상승하여 잉크 조성물의 토출 성능이 저하될 수 있는 문제가 있어 바람직하지 않다.

본 발명에서 상기 지방족 1가 알콜은 잉크 조성물의 표면 장력을 조절하여 인쇄 매체 상에서의 침투성, 도트 형성능 및 인쇄된 화상의 건조 성능을 향상시키는 역할을 한다. 또한, 본 발명에서 상기 지방족 다가 알콜 및 그 유도체는 쉽게 증발하지 않고, 잉크 조성물의 빙점을 낮춤으로써 저온에서도 잉크 조성물의 보존 안정성을 향상시켜 노즐의 막힘을 방지하는 역할을 한다.

본 발명에서 상기 지방족 1가 알콜의 예로는 메틸 알콜, 에틸 알콜, n-프로필 알콜, i-프로필 알콜, n-부틸 알콜, s-부틸 알콜 및 t-부틸 알콜 등의 C1 내지 C10 저급 알콜을 들 수 있다. 특히, 에틸 알콜, i-프로필 알콜 및 n-부틸 알콜이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 상기 지방족 다가 알콜의 예로는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜 및 글리세롤 등의 알킬렌글리콜류; 폴리에틸렌글리콜 및 폴리프로필렌글리콜 등의 폴리알킬렌글리콜류; 티오디글리콜류; 및 그 혼합물을 들 수 있다.

또한, 본 발명에서 상기 지방족 다가 알콜 유도체의 예로는 상기 지방족 다가 알콜의 저급 알킬에테르류 및 상기 지방족 다가 알콜의 저급 카르복실산에스테르류를 들 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 지방족 다가 알콜의 저급 알킬에테르의 예로서 에틸렌글리콜디메틸에테르를 들 수 있고, 상기 지방족 다가 알콜의 저급 카르복실산에스테르의 예로서 에틸렌글리콜디아세테이트를 들 수 있다.

본 발명의 잉크 조성물은 상기 성분 이외에 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잉크 조성물에 통상적으로 사용되는 점도 조절제, pH 조절제, 방부제 또는 킬레이트제 등의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 잉크 조성물은 그 용도가 특별하게 제한되지는 않으며, 잉크젯 인쇄용 잉크 카트리지 외에도 토너 조성물, 각종 도료 및 코팅액 등에도 사용될 수 있다. 바람직하게는 본 발명의 잉크 조성물은 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 기록장치의 처리량을 증가시킬 수 있으며 본 발명에 따른 잉크 조성물을 사용할 경우 효과적으로 인쇄할 수 있다.

본 발명은 상기 잉크 조성물을 포함하는 잉크젯 인쇄용 잉크 카트리지를 제공한다. 이하, 본 발명에 따른 잉크젯 인쇄용 잉크 카트리지를 첨부된 도 1을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 잉크 조성물을 포함하는 잉크젯 인쇄용 잉크 카트리지의 측면 단면도를 나타낸다.

상기 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 잉크젯 인쇄용 잉크 카트리지(100)는 잉크통(112)을 형성하는 잉크 카트리지 본체(110), 잉크통(112)의 상부를 덮는 내부 커버(114), 잉크통(112)과 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 제1챔버(124) 및 제2챔버(126)로 구획된다. 제1챔버(124) 및 제2챔버(126) 사이의 잉크 통로(128)는 상기 수직 장벽(123)의 최하부에 형성되어 있다. 제1챔버(124)는 잉크로 채워져 있고, 제2챔버(126)는 스폰지 및 잉크로 채워져 있다. 상기 제2챔버(126)에 대응하는 벤트 홀 (vent hole)(126a)은 내부 커버(114) 상에 형성되어 있다. 또한, 필터(140)가 제2챔버(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 배치되어 있다. 본 발명의 잉크 조성물은 제1챔버(124) 및 제2챔버(126)에 저장되어 있다가 기록장치가 작동할 때 필터(140)를 통과하고 프린트 헤드의 노즐(130)을 통과하여 상기 잉크통(112)으로부터 잉크가 액적 형태로 인쇄 매체 상으로 토출된다.

또한, 본 발명은 상기 잉크젯 인쇄용 잉크 카트리지를 구비한 잉크젯 인쇄용 기록장치를 제공한다. 이하, 본 발명에 따른 잉크젯 인쇄용 기록장치는 첨부된 도 2를 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 잉크 조성물을 포함하는 잉크젯 인쇄용 잉크 카트리지를 구비한 잉크젯 기록장치의 사시도를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 잉크젯 인쇄용 기록장치(5)는 아조계 금속 착물 염료, 보조 염료, 용매, 그리고 계면활성제를 함유하는 블랙 잉크 조성물을 포함하는 잉크젯 인쇄용 잉크 카트리지(11)를 구비하고 있다. 기록장치 커버(8)는 기록장치(5)의 본체(13)에 힌지로 연결되어 있다. 이동성 래치(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 기록장치 커버(8)가 닫히면, 기록장치 커버(8) 안에서 결착한다. 상기 기록장치 커버(8)는 홀(7)을 통하여 연장된 이동성 래치(10)의 맞물림 부분에 대응하는 리세스(14)를 갖는다. 잉크 카트리지(11)는 상기 잉크 카트리지(11)의 하부를 통과하는 종이(3) 상에 잉크를 도포할 수 있도록 장치된다.

이상, 본 발명에 따른 잉크 조성물, 상기 잉크 조성물을 포함하는 잉크젯 인쇄용 잉크 카트리지, 상기 잉크 카트리지를 구비한 잉크젯 인쇄용 기록매체에 관하여 설명하였다. 본 발명에 따른 잉크 조성물은 광견뢰도, 수견뢰도가 우수한 아조계 금속 착물 염료에 보조 염료를 혼용하여 인쇄시 검정 계조가 중성을 띠면서, 색채 농도가 높고, 프린트 헤드에서 데캅(decap) 성능이 우수하다.

이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

실시예

하기 실시예 1 내지 5에 나타나는 성분을 믹서로 완전히 혼합하여 실시예 1 내지 5의 잉크 조성물을 제조하였다. 점도는 Brookfield 점도계로 25℃에서 측정하였으며, 표면 장력은 Kruss K-12 tensiometer (Wilhelmy plate method)로 25℃에서 측정하였다.

실시예 1

C.I. Acid Black 194 4.5 중량%

C.I. Acid Blue 9 0.4 중량%

C.I. Reactive Red 23 0.6 중량%

글리세롤 10 중량%

디에틸렌글리콜 8 중량%

비이온계 계면활성제 1.5 중량%

(상품명: Surfynol 440, Air Products 社)

물(탈이온수) 나머지

실시예 2

C.I. Reactive Black 8 4.3 중량%

C.I. Direct Red 75 0.6 중량%

글리세롤 9 중량%

디에틸렌글리콜 6 중량%

에틸렌글리콜 2 중량%

비이온계 계면활성제 0.8 중량%

(상품명: Tween 20, Aldrich 社)

물(탈이온수) 나머지

실시예 3

C.I. Reactive Black 31 4.2 중량%

C.I. Direct Blue 86 0.7 중량%

디에틸렌글리콜 9 중량%

에틸렌글리콜 7 중량%

비이온계 계면활성제 0.9 중량%

(상품명: Surfynol 465, Air Products 社)

물(탈이온수) 나머지

실시예 4

<화학식 1>의 아조계 금속 착물 염료 5.1 중량%

(상품명: Duasynjet Black NB SF, Clariant 社)

C.I. Direct Blue 86 0.4 중량%

C.I. Direct Red 227 0.6 중량%

글리세롤 7 중량%

디에틸렌글리콜 6 중량%

에틸렌글리콜 5 중량%

비이온계 계면활성제 0.8 중량%

(상품명: Tween 40, Aldrich 社)

물(탈이온수) 나머지

실시예 5

C.I. Direct Black 62 4.4 중량%

C.I. Acid Red 52 0.5 중량%

글리세롤 4 중량%

디에틸렌글리콜 5 중량%

에틸렌글리콜 7 중량%

비이온계 계면활성제 0.5 중량%

(상품명: Tergitol NP-30, Union Carbide 社)

물(탈이온수) 나머지

하기 비교예 1 내지 5에 나타나는 성분을 믹서로 완전히 혼합하여 비교예 1 내지 5의 잉크젯 기록용 잉크 조성물을 제조하였다.

비교예 1

C.I. Acid Black 194 5.5 중량%

글리세롤 10 중량%

디에틸렌글리콜 8 중량%

비이온계 계면활성제 1.5 중량%

(상품명: Surfynol 440, Air Products 社)

물(탈이온수) 나머지

비교예 2

C.I. Reactive Black 8 4.9 중량%

글리세롤 9 중량%

디에틸렌글리콜 6 중량%

에틸렌글리콜 2 중량%

비이온계 계면활성제 0.8 중량%

(상품명: Tween 20, Aldrich 社)

물(탈이온수) 나머지

비교예 3

C.I. Reactive Black 31 4.9 중량%

디에틸렌글리콜 9 중량%

에틸렌글리콜 7 중량%

비이온계 계면활성제 0.9 중량%

(상품명: Surfynol 465, Air Products 社)

물(탈이온수) 나머지

비교예 4

화학식 1의 아조계 금속 착물 염료 6.1 중량%

(상품명: Duasynjet Black NB SF, Clariant 社)

글리세롤 7 중량%

디에틸렌글리콜 6 중량%

에틸렌글리콜 5 중량%

비이온계 계면활성제 0.8 중량%

(상품명: Tween 40, Aldrich 社)

물(탈이온수) 나머지

비교예 5

C.I. Direct Black 62 4.9 중량%

글리세롤 4 중량%

디에틸렌글리콜 5 중량%

에틸렌글리콜 7 중량%

비이온계 계면활성제 0.5 중량%

(상품명: Tergitol NP-30, Union Carbide 社)

물(탈이온수) 나머지

레이턴시 ( Latency ) 평가

레이턴시(decap 시간)는 평가 중에 잉크 카트리지가 서비스되지 않도록 개조된 삼성 MJC-3300P 프린터를 사용하여 아래의 방법으로 결정하였다.

평가 시작 전에 노즐 검사 패턴을 인쇄하여 모든 노즐이 토출되는 것을 확인한다. 프린트 헤드가 용지를 한 번 가로지를 때, 51개의 수직선을 인쇄한다. 각 수직선은 모든 노즐이 한 방울씩 토출하였을 때 형성되고, 따라서 선은 잉크 한 방울의 폭을 가진다. 미리 지정된 레이턴시 시간 후에 각 노즐로부터 처음으로 토출되는 잉크 방울이 첫번째 수직선을 인쇄한다.

점점 긴 시간 간격으로 패턴 인쇄를 반복하며, 표준 시간 간격은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 200, 300, 400, 500 그리고 600 초이다. 인쇄 후 첫번째 수직선이 결함없이 인쇄된 가장 긴 시간 간격이 데캡 시간이다.

항목	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5
표면 장력(mN/m)	35	36	35	34	36
점도 (cps)	2.6	2.9	2.4	3.1	2.8
pH	7.6	7.4	6.1	6.5	6.3
색채 농도	0.72	0.74	0.69	0.73	0.76
데캡 시간 (초)	60	100	90	50	70

항목	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4	비교예 5
표면 장력(mN/m)	33	38	37	35	35
점도 (cps)	2.5	2.6	2.5	3.0	2.7
pH	7.3	7.7	6.5	6.9	5.5
색채 농도	0.61	0.62	0.56	0.64	0.68
Decap 시간 (초)	10	20	8	10	7

표 1, 2의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 5의 잉크 조성물을 잉크젯 인쇄에 사용하는 경우 모두 우수한 색채 농도와 데캡 시간을 나타냈으며, 인쇄 화상도 양호하였다. 즉, 보조 염료를 전혀 사용하지 않은 비교예 1 내지 5에 비하여 인쇄시 색채 농도가 높으면서, 프린트 헤드에서 데캡 성능이 우수한 것을 확인할 수 있다.

본 발명에 따른 잉크 조성물은 광견뢰도, 수견뢰도가 우수한 아조계 금속 착물 염료에 보조 염료를 혼용하여 인쇄시 검정 계조가 중성을 띠면서, 색채 농도가 높고, 프린트 헤드에서 데캅(decap) 성능이 우수하다.

이상에서 본 발명이 구체적인 실시예를 통하여 설명되었지만, 본 발명의 기술 사상의 범위 안에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

아조계 금속 착물 염료와 보조 염료 및 용매를 포함하는 블랙 잉크 조성물로서, 상기 보조 염료는 Acid Blue 9, Direct Blue 86, Direct Blue 199, Reactive Red 23, Acid Red 52, Direct Red 75, Direct Violet 107, Reactive Red 180, Reactive Red 195, Direct Red 227 및 Acid Red 289로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상이고, 상기 아조계 금속 착물 염료와 상기 보조 염료의 중량 혼합비는 50:1 ~ 2:1인 것을 특징으로 하는 블랙 잉크 조성물.
제1항에 있어서,

상기 아조계 금속 착물 염료가 Acid Black 194, Reactive Black 8, Reactive Black 31, Direct Black 62 또는 하기 화학식 1로 표시되는 염료인 것을 특징으로 하는 블랙 잉크 조성물:

< 화학식 1>

상기 식에서 X는 화학 결합, -CO- 또는 -SO₂- 이고;

R¹은 OH, O(C₁~C₆)-알킬, COOM, SO₃M 및 NH₂로 구성된 군으로부터 선택된 1, 2 또는 3개의 치환기로 치환된 페닐 또는 나프탈렌 라디칼이고;

R²는 H, 메틸 또는 O(C₁~C₆)-알킬이고;

R³ 및 R⁴는 각각 H, COOM, SO₃M이고;

R⁵는 OH, O(C₁~C₆)-알킬, COOM, SO₃M, NH₂, NH아릴, NH아실 및 페닐설포로 이루어지는 군으로부터 선택된 1, 2 또는 3개의 치환기로 치환된 페닐, 나프틸, 피리딜 또는 피라졸 라디칼이고;

M은 H, Na, K, Li, Ca/2 또는 암모늄 이온이다.
제1항에 있어서,

상기 아조계 금속 착물 염료와 보조 염료의 총 함유량이 잉크 조성물 중 1 내지 10 중량%인 것을 특징으로 하는 블랙 잉크 조성물.
제1항에 있어서,

계면활성제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블랙 잉크 조성물.
제4항에 있어서,

상기 계면활성제가 아세틸렌 에톡시화 디올(Acetylenic ethoxylated diol), 노닐페놀 에톡실레이트(Nonylphenol ethoxylate), 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르(Polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester)로 이루어진 군에서 선택된 1종이상이고, 상기 계면활성제의 함량이 잉크 조성물 중 0.05 내지 3 중량%인 것을 특징으로 하는 블랙 잉크 조성물.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 블랙 잉크 조성물을 포함하는 잉크젯 인쇄용 잉크 카트리지.
제6항의 잉크젯 인쇄용 잉크 카트리지를 구비한 잉크젯 인쇄용 기록 장치.