KR20080072857A - 기록용 잉크, 잉크/매체 세트, 잉크 카트리지, 잉크젯 기록방법 및 잉크젯 기록 장치 - Google Patents

기록용 잉크, 잉크/매체 세트, 잉크 카트리지, 잉크젯 기록방법 및 잉크젯 기록 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수분산성 착색제, 수분산성 수지, 습윤제, 계면 활성제 및 물을 적어도 포함하는 기록용 잉크로서, 기록용 잉크 중 습윤제의 함량이 20 내지 35 질량% 범위이며, 기록용 잉크 중 수분산성 착색제 및 수분산성 수지의 총 고형분 함량이 12 내지 40 질량% 범위이며, 수분산성 수지는 불소계 수지 미립자를 함유하고, 비 A:B(여기서 A는 기록용 잉크 중 수분산성 수지의 고형분 함량이고, B는 기록용 잉크 중 수분산성 착색제에 함유된 안료의 고형분 함량임)가 0.5 내지 8 범위인 기록용 잉크를 제공한다.

Description

기록용 잉크, 잉크/매체 세트, 잉크 카트리지, 잉크젯 기록 방법 및 잉크젯 기록 장치{RECORDING INK, INK/MEDIA SET, INK CARTRIDGE, INKJET RECORDING METHOD AND INKJET RECORDING APPARATUS}
본 발명은 잉크젯 기록에 적절한 기록용 잉크 및 잉크/매체 세트뿐 아니라, 상기 기록용 잉크 및 잉크/매체 세트를 이용하는 잉크 카트리지, 잉크젯 기록 방법 및 잉크젯 기록 장치에 관한 것이다.
예컨대 프린터, 팩스기 및 복사기에 사용되는 화상 기록 장치의 유형으로서 잉크젯 기록 장치가 공지되어 있다. 이러한 잉크젯 기록 장치는 기록용 매체에 잉크를 토출하여 화상을 기록한다. 화상 형성 공정이 복잡하지 않기 때문에, 잉크젯 기록 장치 자체는 간이화가 용이할 수 있다. 또한, 잉크젯 기록 장치의 화상 형성 공정은 기록용 매질을 가열할 필요가 없어서, 에너지 소비를 절약할 수 있어, 환경에 대해 바람직하다. 이는 또한 고해상도 화상의 고속 기록능, 저렴한 운전 비용, 적은 소음 수준 및 다색 잉크를 사용하는 다양한 발색성의 화상 기록능과 같은 다수의 이점을 갖고 있다.
잉크젯 기록 장치에 통상적으로 사용되는 잉크는 착색제, 글리세린과 같은 습윤제, 기록지에 대한 잉크의 침투성을 제어하는 침투제, 계면 활성제 및 기타 첨 가제를 함유하는 수계 잉크이다.
잉크젯 기록 방법에서, 화상은 기록용 매체 상에 흡수된 이러한 액상 수계 잉크로부터 기록용 매체 상에 기록된다. 화상 형성의 이러한 기전에 대해, 더 양호한 잉크 흡수성 및 착색 성분의 정착능 및 보호능을 갖는 다양한 잉크젯 용지가 개발되어 있다. 그러나, 비용 측면에서 잉크젯 용지는 종이 기제에 다중 코팅을 적용하여 제조되기 때문에 제조 비용이 높다. 또한, 잉크젯 용지에 함유된 다량의 화학 약품으로 인해, 보통지에 비해 리사이클성이 불량하다. 따라서, 잉크젯 용지 상에 뿐 아니라 보통지 상에 고품질 화상을 기록할 수 있는 잉크젯 잉크가 요구되고 있다.
보통지 상에 고품질 화상을 형성하는 데에 있어서 장애물은, 보통지는 잉크젯 용지에 비해 불량한 잉크 흡수성을 가지며, 잉크젯 잉크를 수용하기에 적절한 표면 코팅을 제공하지 않는다는 점이다. 따라서, 보통지 상에 고품질 화상을 달성하기 위해 하기 문제점을 해결하는 것이 중요한데, 문제점은 (1) 페더링(feathering)의 발생, (2) 블리딩(bleeding)의 발생, (3) 화상 농도의 감소, (4) 발색성의 저하, (5) 내수성의 저하, (6) 내광성의 저하, (7) 내가스성의 저하, (8) 잉크 정착 특성의 저하, 및 (9) 기록용 매체의 다른 면 통과를 포함한다.
최근, 분산성이 양호하고 입경이 감소된 안료가 개발되고 있으며, 이러한 안료는 다수의 잉크젯 잉크에 사용되기 시작하였다. 안료의 분산성을 개선하기 위한 (계면 활성제 및/또는 수용성 수지의 첨가를 포함하는) 종래의 접근법에 더해, 안료 입자 표면의 산화 처리, 설폰화 처리 및 그라프트 중합을 비롯한 표면 개질 방 법은, 안료에 친수성을 부여하여 안료의 분산 안정성을 개선시키기 위해 노력해 왔다. 이러한 안료는 상기 언급한 문제 중 (5), (6) 및 (7)을 해결할 수 있지만, 안료는 염료에 비해 농도 및 발색성이 불량하고, 안료를 사용하는 잉크는 토출 안정성, 장기간 보존 안전성 및 재분산성이 염료를 사용하는 잉크보다 불량하기 때문에, 안료를 사용하는 잉크의 신뢰성에는 여전히 문제가 있다. 따라서, 안료를 사용하는 잉크의 신뢰성, 농도 및 발색성이 해결해야 할 중요한 문제가 되었다. 이들 문제를 해결하기 위해서, 잉크젯 기록용 잉크에 착색된 중합체 입자, 특히 폴리에스테르계 또는 비닐계 중합체의 에멀션화 입자를 사용하는 다수의 기술이 제안되어 있다. 이러한 잉크의 예는 특허 문헌 1 및 비특허 문헌 1에 개시된 것들을 포함한다. 이러한 잉크의 예는 착색제를 내부에 함유하는 수불용성 수지의 분산 조성물을 함유하는 것들을 더 포함한다. 또한, 착색제로서 유기 안료를 사용하는 종래의 잉크는 수용성 분산제를 사용하는 종래의 안료 잉크보다 보통지 상에서 더 양호한 화상 농도 및 더 양호한 착색 재생성을 제공할 수 있다.
종래부터, 잉크가 페더링 및 블리딩을 발생시키고, 기록용 매체의 다른 면을 통과하는 것을 방지하고, 화상 농도 및 발색성을 개선시키기 위해, 잉크의 종이에 대한 적절한 침투성을 얻기 위한 기술이 연구되어 왔다. 예컨대, 상업적으로 구입 가능한 잉크젯 기록용 잉크는 표면 장력이 35 mN/m보다 낮아서, 종이에 대한 침투성이 높다. 이러한 고침투성 잉크는 블리딩의 발생을 효율적으로 방지하고, 보통지 상에서의 건조 특성이 양호하다. 그러나, 이 잉크는 페더링을 발생시키고, 농도가 불충분하며 화상/문자가 흐릿한 화상을 기록하는 경향이 있다.
한편, 일부 상업적으로 구입 가능한 잉크는 표면 장력이 35 mN/m보다 높아서, 종이에 대한 침투가 느리다. 이러한 침투가 느린 잉크는 종이에 느리게 침투하여 종이의 표면 영역에 축적될 수 있다. 따라서, 이는 효율적으로 페더링의 발생을 방지하고, 화상 농도 및 발색성을 개선시키며, 종이의 다른 면을 통과하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 저침투성 잉크의 단점은, 낮은 침투성으로 인해 보통지 상에서의 건조 특성이 현저하게 저하되어, 잉크 정착 특성이 저하되고, 다색 화상에서 블리딩을 초래한다는 것이다.
따라서, 저침투성 잉크를 고침투성 잉크와 조합한 잉크 세트가 연구되어 왔다. 이러한 기술은 색간 블리딩을 방지할 수 있어 고품질 화상을 기록 가능하게 한다. 그러나, 이러한 잉크를 양면 인쇄에 사용하는 경우, 긴 건조 시간을 필요로 하기 때문에 생산성의 저하를 초래한다. 따라서, 잉크 건조 시간을 감소시키기 위해 일부 상업적으로 구입 가능한 기록 장치는 히터를 구비한다. 이러한 장치에서, 잉크 배치 전후에 히터로 종이를 가열한다. 이러한 장치의 예는 특허 문헌 2에 개시된 것을 포함한다. 그러나, 이러한 개시된 장치는 히터를 구비하기 때문에 대형화 및 복잡화되는 경향이 있다. 또한, 이는 종이를 가열하기 위해 다량의 에너지를 소비한다. 따라서, 이 장치는 잉크젯 기록 장치가 가지게 되는 이점이 없어진다.
상기 기술한 잉크젯 기록용 잉크 외에, 신뢰성이 있을 뿐 아니라 고품질 화상을 기록할 수도 있는 잉크를 개발하려는 다수의 시도가 이루어져 왔다. 예컨대, 잉크가 잉크젯 헤드의 노즐을 막는 것을 방지하기 위해 가능한 한 점도가 낮은 다수의 잉크가 개발되어 왔다. 특허 문헌 3은 안료 입자의 응집을 방지하여 잉크가 퍼지는 것을 방지하며, 화상에 빈 점(blank spot)의 생성을 추가로 방지할 수 있는 잉크를 제안한다. 특허 문헌 3은, 잉크를 2배 농축시킬 때 점도 변화를 초기 점도의 10배 이내로, 그리고 입경 변화를 초기 입경의 3배 이내로 조정함으로써 이러한 잉크를 얻을 수 있다고 제안한다. 그러나, 이 기술로는, 제안된 잉크를 이용하여 보통지 상에 고품질 화상을 기록하는 것이 어렵다.
특허 문헌 4에 개시된 잉크에서는, 휘발 성분이 증발한 후 잉크의 잔류물이 액체이며, 그 상태에서의 잉크의 점도가 초기 점도의 10배 이내이다. 개시된 잉크는 신뢰성은 우수하지만, 잉크 자체는 안료 잉크에 비해 화상 품질 측면에서는 불리한 염료 잉크이다.
특허 문헌 5는 60℃ 하에서 잉크로부터 수분을 증발시킨 후 점도가 증발 전 점도의 600 배 이내로 증가하는 잉크를 개시한다. 개시된 잉크는 수용성 중합체를 첨가함으로써 잉크의 내구성과 화상 품질 및 신뢰성의 균형을 잡고 있지만, 잉크 자체가 또한 염료 잉크여서 내수성이 불량하다.
특허 문헌 6은 고품질 화상을 기록할 수 있는 잉크의 점도를 5 내지 15 mPa·s로 조정할 필요가 있음을 제안한다. 개시된 기술은 신뢰성을 개선시키기 위해 잉크의 초기 증발 속도를 조정하는 것을 제안하며, 잉크의 소정 점도를 얻기 위한 점도 조정제로서 특정 종류의 화합물을 첨가하는 것을 추가로 제안한다. 따라서, 개시된 기술은 상기 기술한 문제 중 (3) 및 (4)를 해결할 수 있다. 개시된 기술의 문제점은, 사용된 안료의 입경의 균일성을 고려하지 않는다는 것이다. 따라서, 24 시간 방치 후 잉크가 우수한 신뢰성을 나타낸다고 기재되어 있지만, 잉크 액적을 토출하기 위한 헤드의 구성 및 노즐의 직경에 따라, 장기간 방치한 후 잉크의 신뢰성이 충분하지 않을 수 있다.
상기 기재한 바와 같이, 고품질 화상을 고속으로 형성하기 위해 잉크의 점도가 높아야 할 필요성이 있지만, 이러한 고점도 잉크로는 신뢰성을 얻기 어렵다.
특허 문헌 7 및 특허 문헌 8은 각각 더 양호한 화상 품질을 달성하기 위해 안료 잉크에 수불용성 수지를 첨가하는 것을 제안한다. 특허 문헌 9는 보통지에 형성된 화상의 품질을 개선할 수 있는 잉크를 제안한다. 개시된 잉크는 안료 대 수지 에멀션의 비가 1:0.1 내지 1:1 범위이며, 착색 성분의 평균 직경이 0.3 내지 1.2 ㎛ 범위이다. 수지 에멀션을 함유하는 이러한 잉크는 블리딩 및 페더링의 발생을 방지할 수 있지만, 충분한 화상 농도 및 잉크젯 기록용 잉크로서의 신뢰성을 제공할 수 없다.
특허 문헌 10은 수불용성 수지를 함유하며 최저 조막 온도가 40℃ 이상인 잉크를 제안한다. 특허 문헌 11은 에멀젼 직경이 50 nm 이하인 잉크를 제안한다. 그러나, 이들 제안된 기술에서, 신뢰성 및 화상 품질은 여전히 충분하지 않아서 개선의 여지가 있다.
특허 문헌 12는 안료, 당류 또는 그 유도체, 히드록실기를 5개 이상 갖는 폴리올 및 수지 에멀션을 함유하는 잉크를 개시한다. 이는 상기 잉크가 투명한 화상/문자를 기록할 수 있다고 기술한다. 그러나, 이 잉크는 보통지에 대한 침투성이 낮아서, 예컨대 색간 페더링, 블리딩, 및 잉크 정착 특성 및 잉크 건조 시간의 저하를 방지하는 데에 문제가 있다.
특허 문헌 13은 수분산성 수지 및 자기 분산성 안료의 고형분 함량이 1.0 내지 16 질량%인 잉크를 제안한다. 이는 상기 잉크가 보통지 상에서 더 양호한 화상 품질을 제공할 수 있다고 기술한다. 개시된 잉크는 염료 잉크보다 더 양호한 내수성을 제공할 수 있기는 하지만, 보통지 상에서 흔히 사용되는 마커 펜을 사용시 내수성은 여전히 불충분하다.
분산 안료 및 수지 에멀션을 잉크에 첨가하면 고형분 함량이 증가하여 잉크 점도가 증가한다. 잉크 점도를 증가시키기 위한 이 방법은 잉크의 특성을 개선시키기 위한 수단으로서 연구되어 왔다. 특허 문헌 12 및 특허 문헌 14는 미셀 응집체를 형성하는 수지를 첨가하여 고형분 함량을 증가시키지만, 잉크 점도 변화의 증가가 적게 유지되는 잉크를 제안한다. 제안된 잉크는 보통지에 대한 침투성이 여전히 불충분하여, 잉크로 기록된 화상의 품질이 여전히 개선되어야 한다. 종이에 대한 침투성은 루카스-워시번(Lucas-Washburn) 식으로 표시되는 모세관 현상으로서 설명된다. 잉크의 충분한 침투성을 얻기 위해, 잉크의 점도가 더 높으면 표면 장력이 더 낮고, 배치된 종이에 대한 잉크의 접촉각이 더 작아야 한다.
특허 문헌 15 및 특허 문헌 16은 고형분 함량이 높은 잉크에 다가 알콜 알킬에테르를 사용하여 침투성을 증가시키는 것을 제안한다. 그러나, 제안된 잉크에서, 고형분 함량이 증가함에 따라 점도가 증가하여, 잉크에서 충분한 침투성을 얻을 수 없어, 결과적으로 화상 품질이 저하한다.
실리콘계 계면 활성제 및/또는 불소계 계면 활성제는 소량이라도 잉크의 침투성을 증가시킬 수 있음이 공지되어 있으며, 이 수단을 적용하기 위한 다수의 시 도가 이루어져 왔다. 예컨대, 특허 문헌 17 및 특허 문헌 18은 각각 불소계 계면 활성제를 함유하는 잉크젯 잉크를 제안한다. 또한, 특허 문헌 19 및 특허 문헌 20은 각각 분산 안료 및 불소계 계면 활성제를 함유하는 잉크를 제안한다. 특허 문헌 21은 수불용성 및/또는 수난용성 착색 재료를 함유하는 불소계 계면 활성제 및 중합체 미립자를 함유하고, 중합체 에멀션을 함유하며, 점도가 5 mPa·s 이상인 잉크를 제안한다.
그러나, 이들 제안된 잉크에서 고형화된 안료의 함량이 증가함에 따라 색상이 변화한다. 따라서, 고농도 안료는 바람직한 색상을 제공할 수 없는 반면, 자기 분산성 안료는 충분한 내수성 및 잉크 정착 특성을 제공할 수 없다.
[특허 문헌 1]: 일본 특허 출원 공개(JP-A) 제2000-191972호
[특허 문헌 2]: 일본 특허 출원 공개 제55-69464호
[특허 문헌 3]: 일본 특허 출원 공개 제2002-337449호
[특허 문헌 4]: 일본 특허 출원 공개 제2000-095983호
[특허 문헌 5]: 일본 특허 출원 공개 제09-111166호
[특허 문헌 6]: 일본 특허 출원 공개 제2001-262025호
[특허 문헌 7]: 일본 특허 출원 공개 제55-157668호
[특허 문헌 8]: 일본 특허 출원 공개(JP-B) 제62-1426호
[특허 문헌 9]: 일본 특허 출원 공개 제04-332774호
[특허 문헌 10]: 일본 특허(JP-B) 제2867491호
[특허 문헌 11]: 일본 특허 출원 공개 제04-18462호
[특허 문헌 12]: 일본 특허 제3088588호
[특허 문헌 13]: 일본 특허 출원 공개 제2004-35718호
[특허 문헌 14]: 일본 특허 출원 공개 제2004-99800호
[특허 문헌 15]: 일본 특허 출원 공개 제2004-155867호
[특허 문헌 16]: 일본 특허 출원 공개 제2004-203903호
[특허 문헌 17]: 일본 특허 제2675001호
[특허 문헌 18]: 일본 특허 제2667401호
[특허 문헌 19]: 일본 특허 출원 공개 제04-211478호
[특허 문헌 20]: 일본 특허 출원 공개 제2003-277658호
[특허 문헌 21]: 일본 특허 출원 공개 제2003-226827호
[비특허 문헌]: "기노세 간료 노 기쥬츠 토 오요", CMC 퍼블리싱 컴퍼니 리미티드 발행
발명의 개시
본 발명의 목적은 상기 언급한 문제들을 해결하고, 보통지 상에 고품질 화상을 기록할 수 있고, 특히 빈 점의 생성을 방지할 수 있는 기록용 잉크 및 기록/매체 세트를 제공하는 것이다. 또한, 기록용 잉크는 화상 농도, 채도, 및 내수성 및 내광성을 비롯한 화상 내구 특성이 우수한 화상을 기록할 수 있으며, 고속 건조 화상을 제공할 수 있고, 잉크 흡수성이 불량한 보통 인쇄 용지 상에서도 잉크가 비딩(beading)되는 것을 방지할 수 있고, 건조 속도가 빠르며, 고속 기록 공정에서 사용될 수 있으며, 노즐로부터 안정하게 토출될 수 있다. 본 발명의 목적은 또한 상기 기록용 잉크 및 잉크/매체 세트를 사용하는/이에 사용되는 잉크 카트리지, 잉크젯 기록 방법 및 잉크젯 기록 장치를 제공하는 것이다.
상기 언급한 문제를 해결하기 위한 수단은 하기와 같다:
<1>. 수분산성 착색제,
수분산성 수지,
습윤제,
계면 활성제, 및
물
을 포함하는 기록용 잉크로서,
기록용 잉크 중 습윤제의 함량이 20 내지 35 질량% 범위이며,
기록용 잉크 중 수분산성 착색제 및 수분산성 수지의 총 고형분 함량이 12 내지 40 질량% 범위이며,
수분산성 수지는 불소계 수지 미립자를 함유하고,
비 A:B(여기서 A는 기록용 잉크 중 수분산성 수지의 고형분 함량이고, B는 기록용 잉크 중 수분산성 착색제에 함유된 안료의 고형분 함량임)가 0.5 내지 8 범위인 것인 기록용 잉크.
<2>. <1>에 있어서, 수분산성 착색제는 표면에 적어도 친수성 기를 함유하고, 분산제의 부재 하에 수분산성을 나타내는 안료인 것인 기록용 잉크.
<3>. <1>에 있어서, 수분산성 착색제는 수불용성 및/또는 수난용성 착색 재료를 함유하는 중합체 미립자로 구성된 중합체 에멀션인 것인 기록용 잉크.
<4>. <1>에 있어서,
수분산성 착색제는 안료, 안료 분산제 및 중합체 분산 안정화제를 함유하는 분산 안료이며,
중합체 분산 안정화제는 하기 화학식 1로 표시되는 α-올레핀/말레산 무수물 공중합체, 스티렌-(메트)아크릴 공중합체, 수용성 폴리우레탄 수지 및 수용성 폴리에스테르 수지 중 임의의 하나인 것인 기록용 잉크:
Figure 112008035557344-PCT00001
상기 화학식에서, R은 알킬기를 나타내고, n은 30 내지 100의 정수를 나타낸다.
<5>. <4>에 있어서, 중합체 분산 안정화제는 중량 평균 분자량이 20,000 이하이며, 산가가 40 내지 400 mgKOH/g이며, 사용된 산가 이상의 알칼리가(alkalinity value)를 갖는 알칼리 용액 및 알칼리 수용액 중 임의의 하나에 용해되는 것인 기록용 잉크.
<6>. <4> 또는 <5>에 있어서, 안료 분산제는 음이온계 계면 활성제, 또는 HLB 값이 10 내지 20인 비이온계 계면 활성제인 것인 기록용 잉크.
<7>. <6>에 있어서, 비이온계 계면 활성제는 폴리옥시에틸렌-β-나프틸에테르, 폴리옥시에틸렌 라우릴에테르 및 폴리옥시에틸렌 스티렌 페닐에테르 중 임의의 하나인 것인 기록용 잉크.
<8>. <1> 내지 <7> 중 어느 하나에 있어서, 불소계 수지 미립자는 플루오로올레핀 단위를 함유하며, 최저 조막 온도가 30℃ 이하인 것인 기록용 잉크.
<9>. <1> 내지 <8> 중 어느 하나에 있어서, 습윤제는 글리세린, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올, 3-메틸-1,3-부탄디올, 2-피롤리돈 및 N-메틸-2-피롤리돈에서 선택되는 임의의 1종 이상인 것인 기록용 잉크.
<10>. <1> 내지 <9> 중 어느 하나에 있어서, 계면 활성제는 실리콘계 계면 활성제 및 불소계 계면 활성제에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인 기록용 잉크.
<11>. <1> 내지 <10> 중 어느 하나에 있어서, 25℃에서의 점도가 5 내지 20 mPa·s 범위이며, 표면 장력이 35 mN/m 이하인 것인 기록용 잉크.
<12>. <1> 내지 <11> 중 어느 하나의 기록용 잉크, 및
기록용 매체
를 포함하는 잉크/매체 세트로서,
기록용 매체는 지지체(base) 및 지지체의 1면 이상에 제공된 코팅층을 포함하며,
동적 주사 흡액계(absorptometer)를 사용하여 측정된 순수의 기록용 매체에 대한 전이량이 접촉 시간 100 ms에서 2 내지 35 ㎖/㎡ 범위이며, 접촉 시간 400 ms 에서 측정시 3 내지 40 ㎖/㎡ 범위인 것인 잉크/매체 세트.
<13>. <1> 내지 <11> 중 어느 하나의 기록용 잉크를 수용하기 위한 용기를 포함하는 잉크 카트리지.
<14>. <1> 내지 <11> 중 어느 하나의 기록용 잉크에 자극을 인가함으로써 상기 기록용 잉크의 액적을 토출시켜 화상을 기록하는 것을 포함하는, 잉크젯 기록 방법.
<15>. <14>에 있어서, 자극은 열, 압력, 진동 및 빛에서 선택되는 임의의 1종 이상인 것인 잉크젯 기록 방법.
<16>. <1> 내지 <11> 중 어느 하나의 기록용 잉크에 자극을 인가함으로써 상기 기록용 잉크의 액적을 토출시켜 화상을 기록하기 위한 수단을 포함하는, 잉크젯 기록 장치.
<17>. <16>에 있어서, 자극은 열, 압력, 진동 및 빛에서 선택되는 임의의 1종 이상인 것인 잉크젯 기록 장치.
<18>. 기록용 매체, 및 기록용 매체 상에 형성된 화상을 포함하는 잉크 기록물로서,
화상은 <1> 내지 <11> 중 어느 하나의 기록용 잉크를 이용하여 형성되는 것인 잉크 기록물.
<19>. <12>의 잉크/매체 세트의 기록용 매체, 및 기록용 매체 상에 형성된 화상을 포함하는 잉크 기록물로서,
화상은 <12>의 잉크/매체 세트의 기록용 잉크를 이용하여 형성되는 것인 잉 크 기록물.
본 발명의 기록용 잉크는 수분산성 착색제, 수분산성 수지, 습윤제, 계면 활성제 및 물을 포함하며, 기록용 잉크 중 습윤제의 함량이 20 내지 35 질량% 범위이며, 기록용 잉크 중 수분산성 착색제 및 수분산성 수지의 총 고형분 함량이 12 내지 40 질량% 범위이며, 수분산성 수지는 불소계 수지 미립자를 함유하고, 비 A:B(여기서 A는 기록용 잉크 중 수분산성 수지의 고형분 함량이고, B는 기록용 잉크 중 수분산성 착색제에 함유된 안료의 고형분 함량임)가 0.5 내지 8 범위이다.
본 발명의 기록용 잉크는 보통지 상에 고품질 화상을 기록할 수 있으며, 특히 빈 점의 생성을 방지할 수 있다. 또한, 이는 화상 농도, 채도, 및 내수성 및 내광성을 비롯한 내구성이 우수한 화상을 기록할 수 있고, 건조 속도가 빠르며, 고속 기록 공정에 사용할 수 있으며, 노즐로부터 안정하게 토출될 수 있다.
상기 잉크는 또한 고속 건조 화상을 기록할 수 있으며, 잉크 흡수성이 불량한 기록용 매체인 보통 인쇄 용지 상에서도 잉크가 비딩되는 것을 방지할 수 있는데, 여기서 기록용 매체는 지지체 및 지지체의 1면 이상에 제공된 코팅을 포함하며, 동적 주사 흡액계로 접촉 시간 100 ms에서 측정시 순수의 기록용 매체에 대한 전이량이 2 내지 35 ㎖/㎡ 범위이며, 접촉 시간 400 ms에서 측정시 순수의 기록용 매체에 대한 전이량이 3 내지 40 ㎖/㎡ 범위이다.
본 발명의 잉크/매체 세트는 본 발명의 기록용 잉크 및 기록용 매체를 포함하는데, 여기서 기록용 매체는 지지체 및 지지체의 1면 이상에 제공된 코팅을 포함하며, 동적 주사 흡액계로 접촉 시간 100 ms에서 측정시 순수의 기록용 매체에 대 한 전이량이 2 내지 35 ㎖/㎡ 범위이며, 접촉 시간 400 ms에서 측정시 순수의 기록용 매체에 대한 전이량이 3 내지 40 ㎖/㎡ 범위이다.
본 발명의 잉크/매체 세트는 보통지 상에 고품질 화상을 기록할 수 있으며, 특히 빈 점의 생성을 방지할 수 있다. 또한, 이는 화상 농도, 채도, 및 내수성 및 내광성을 비롯한 내구 특성이 우수한 화상을 기록할 수 있고, 건조 속도가 빠르며, 고속 기록 공정에 사용할 수 있으며, 노즐로부터 안정하게 토출될 수 있다.
상기 잉크는 또한 고속 건조 화상을 기록할 수 있으며, 잉크 흡수성이 불량한 기록용 매체인 보통 인쇄 용지 상에서도 잉크가 비딩되는 것을 방지할 수 있는데, 여기서 기록용 매체는 지지체 및 지지체의 1면 이상에 제공된 코팅을 포함하며, 동적 주사 흡액계로 접촉 시간 100 ms에서 측정시 순수의 기록용 매체에 대한 전이량이 2 내지 35 ㎖/㎡ 범위이며, 접촉 시간 400 ms에서 측정시 순수의 기록용 매체에 대한 전이량이 3 내지 40 ㎖/㎡ 범위이다.
본 발명의 잉크 카트리지는 본 발명의 기록용 잉크를 수용하기 위한 용기이다. 잉크 카트리지는 바람직하게는 잉크젯 프린터에 사용된다. 잉크 카트리지에 수용된 잉크는 보통지 상에 빈 점이 생성되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이는 화상 농도, 채도, 및 내수성 및 내광성을 비롯한 화상 내구 특성이 우수한 화상을 기록할 수 있고, 고속 건조 화상을 제공할 수 있고, 광택 인쇄 용지 상에서도 잉크가 비딩되는 것을 방지할 수 있으며, 건조 속도가 빠르고, 고속 기록 공정에 사용할 수 있으며, 노즐로부터 안정하게 토출될 수 있다.
본 발명의 잉크젯 기록 장치는, 본 발명의 기록용 잉크에 에너지를 인가하여 기록용 잉크의 액적을 토출시켜 화상을 기록하는 잉크 토출 수단을 적어도 포함한다. 잉크젯 기록 장치에 있어서, 잉크 토출 수단이 본 발명의 기록용 잉크에 에너지를 인가하여 잉크 액적을 토출시켜 화상을 기록한다. 따라서, 기록 장치를 보통지 상에 화상을 기록하기 위해 사용하는 경우, 빈 점의 생성을 방지할 수 있고, 또한 화상 농도, 채도, 및 내수성 및 내광성을 비롯한 화상 내구 특성이 우수한 화상을 기록할 수 있다. 또한, 이는 고속 건조 화상을 제공할 수 있고, 광택 인쇄 용지 상에서도 잉크가 비딩되는 것을 방지할 수 있으며, 건조 속도가 빠르고, 고속 기록 공정에 사용할 수 있으며, 노즐로부터 안정하게 토출될 수 있으며, 오프셋 인쇄물과 같은 양호한 품질로 화상을 기록할 수 있다.
본 발명의 잉크젯 기록 방법은, 본 발명의 기록용 잉크에 에너지를 인가하여 기록용 잉크의 액적을 토출시켜 화상을 기록하는 잉크 토출 단계를 적어도 포함한다. 잉크젯 기록 방법에 있어서, 잉크 토출 단계는 본 발명의 기록용 잉크에 에너지를 인가하여 잉크 액적을 토출시켜 화상을 기록한다. 따라서, 기록 방법을 보통지 상에 화상을 기록하는 데에 사용하는 경우, 빈 점의 생성을 방지할 수 있고, 또한 화상 농도, 채도, 및 내수성 및 내광성을 비롯한 화상 내구 특성이 우수한 화상을 기록할 수 있다. 또한, 이는 고속 건조 화상을 제공할 수 있고, 광택 인쇄 용지 상에서도 잉크가 비딩되는 것을 방지할 수 있으며, 건조 속도가 빠르고, 고속 기록 공정에 사용할 수 있으며, 노즐로부터 안정하게 토출될 수 있으며, 오프셋 인쇄물과 같은 양호한 품질로 화상을 기록할 수 있다.
본 발명의 잉크 기록물은 기록용 매체, 및 본 발명의 기록용 잉크를 이용하 여 기록용 매체 상에 형성된 화상으로 구성된다.
본 발명의 잉크 기록물은 본 발명의 잉크/매체 세트의 기록용 매체, 및 본 발명의 잉크/매체 세트의 기록용 잉크를 이용하여 기록용 매체 상에 형성된 화상으로 구성된다.
본 발명의 잉크 기록물이 보통지인 경우, 빈 점의 생성을 방지할 수 있고, 화상 농도, 채도, 및 내수성 및 내광성을 비롯한 화상 내구 특성이 우수한 화상을 기록할 수 있으며, 비딩을 방지하면서 광택 인쇄 용지 상에서도 고속 건조 화상을 기록할 수 있고, 빠른 건조 속도를 제공할 수 있고, 고속 기록 공정에 사용할 수 있으며, 노즐로부터 안정하게 토출될 수 있으며, 오프셋 인쇄물과 같은 양호한 품질로 화상을 기록할 수 있다.
또한, 고속 건조 화상을 기록할 수 있으며, 잉크 흡수성이 불량한 기록용 매체인 보통 인쇄 용지 상에서도 잉크가 비딩되는 것을 방지할 수 있는데, 여기서 기록용 매체는 지지체 및 지지체의 1면 이상에 제공된 코팅을 포함하며, 동적 주사 흡액계로 접촉 시간 100 ms에서 측정시 순수의 기록용 매체에 대한 전이량이 2 내지 35 ㎖/㎡ 범위이며, 접촉 시간 400 ms에서 측정시 순수의 기록용 매체에 대한 전이량이 3 내지 40 ㎖/㎡ 범위이다.
도 1은, 본 발명의 잉크 카트리지의 일례를 도시한 개략도이다.
도 2는, 케이스 및 거기에 들어 있는 도 1의 잉크 카트리지의 일례를 도시한 개략도이다.
도 3은, 잉크젯 기록 장치를 개방된 잉크 카트리지 장전부의 커버와 함께 예시적으로 도시한 사시도이다.
도 4는, 잉크젯 기록 장치의 전체 구성의 일례를 도시한 개략도이다.
도 5는, 본 발명의 잉크젯 헤드의 일례를 도시한 개략 확대도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
(기록용 잉크)
본 발명의 기록용 잉크는 수분산성 착색제, 수분산성 수지, 습윤제, 계면 활성제, 물 및 침투제를 적어도 함유하며, 필요에 따라서 기타 성분을 추가로 함유한다.
본 발명에 있어서, 수분산성 수지는 불소계 수지 미립자를 함유하고, 비 A:B(여기서 A는 기록용 잉크 중 고형분 함량이고, B는 기록용 잉크 중 수분산성 착색제에 함유된 안료의 고형분 함량임)가 0.5 내지 8 범위이며, 바람직하게는 2 내지 6 범위이다. 비가 이 범위에 있을 경우, 잉크 정착 특성 및 발색성이 개선된다. 수분산성 수지의 고형분 함량은 발색성 및 화상 농도의 개선을 위해, 바람직하게는 안료보다 3, 4 배 이상 높게 하지만, 8배 이상이 되면 발색성 및 화상 농도의 최대 개선이 감소하므로, 바람직하게는 8배 이상 이내로 높게 한다. 또한, 비, A/B가 0.5 미만인 경우, 화상부에서 잉크 정착 특성이 저하될 수 있으며 및/또는 잉크가 종이의 다른 면을 통과할 수 있다.
기록용 잉크의 총 질량에 대한 수분산성 착색제 및 수분산성 수지의 총 함량은 바람직하게는 12 내지 40 질량% 범위이며, 더욱 바람직하게는 15 내지 35 질량% 범위이다. 총 함량이 이 범위 내에 있는 경우, 잉크는 선명한 화상/문자를 기록할 수 있다. 총 함량이 12 질량% 미만인 경우, 종이 상에서 잉크의 건조 특성이 저하될 수 있고, 또한 보통지 상에 선명한 화상/문자가 기록되지 않을 수 있다. 또한, 이것이 40 질량%를 초과하는 경우, 잉크가 노즐을 용이하게 막아 토출 불량을 초래할 수 있다.
잉크로부터 착색제 및 수분산성 수지만을 추출하는 것은, 수분산성 착색제, 수분산성 착색제의 안료 및 수분산성 수지의 고형분 함량을 측정하는 수단의 예이다. 또한, 착색제로서 안료를 사용하는 경우, 열 질량 분석에 의해 얻어진 질량 감소율을 기준으로 착색제 및 수분산성 수지의 비율을 측정할 수 있다. 착색제가 예컨대 안료 또는 염료이고 이의 분자 구조가 공지된 경우, 핵 자기 공명 분석 또는 NMR에 의해 착색제의 고형분 함량을 측정할 수 있다. 착색제가 예컨대 중금속 원자/분자 골격에 함유된 무기 안료, 금속 함유 유기 안료 또는 금속 함유 염료이고 이의 분자 구조가 공지된 경우, X선 형광 분석 또는 XRF에 의해 착색제의 고형분 함량을 측정할 수 있다.
<수분산성 착색제>
제1 구조의 수분산성 착색제는 표면에 적어도 친수성 기를 함유하고, 분산제의 부재 하에 수분산성을 나타내는 안료이다. 따라서, 안료를 이하 자기 분산성 안료라고 지칭할 수 있다.
제2 구조의 수분산성 착색제는 수불용성 및/또는 수난용성 착색제를 함유하는 중합체 미립자로 구성된 중합체 에멀션이다.
제3 구조의 수분산성 착색제는 안료, 안료 분산제 및 중합체 분산 안정화제를 함유하는 분산 안료로서, 중합체 분산 안정화제는 하기 화학식 1로 표시되는 α-올레핀/말레산 무수물 공중합체, 스티렌-(메트)아크릴 공중합체, 수용성 폴리우레탄 수지 및 수용성 폴리에스테르 수지에서 선택되는 임의의 1종 이상이다.
화학식 1
Figure 112008035557344-PCT00002
상기 화학식에서, R은 알킬기를 나타내고, n은 30 내지 100의 정수를 나타낸다.
-안료-
상기 기술한 안료로서, 유기 안료 및 무기 안료를 사용할 수 있다. 색조를 조정하기 위해 염료를 안료로서 사용할 수도 있지만, 잉크의 내구성이 저하되지 않는 범위 내로 염료의 함량을 한정해야 한다.
무기 안료의 예로는 산화티타늄, 산화철, 탄산칼슘, 황산바륨, 수산화알루미늄, 바륨 옐로우, 카드뮴 레드, 크로뮴 옐로우 및 카본 블랙이 있다. 이들 유기 안료 중에서, 카본 블랙이 바람직하다. 카본 블랙의 예로는 컨택트법, 퍼니스법 또는 서멀법과 같은 공지된 방법에 의해 제조된 것이 있다.
유기 안료의 예로는 아조 안료, 다환식 안료, 염료 킬레이트, 니트로 안료, 니트로소 안료 및 아닐린 블랙이 있다. 이들 유기 안료 중에서, 아조 안료 및 다환식 안료가 바람직하다. 아조 안료의 예로는 아조 레이크, 불용성 아조 안료, 축합 아조 안료 및 킬레이트 아조 안료가 있다. 다환식 안료의 예로는 프탈로시아닌 안료, 페릴렌 안료, 페리논 안료, 안트라퀴논 안료, 퀴나크리돈 안료, 디옥사딘 안료, 인디고 안료, 티오인디고 안료, 이소인돌리논 안료 및 퀴노프탈론 안료가 있다. 염료 킬레이트의 예로는 염기성 염료 킬레이트 및 산성 염료 킬레이트가 있다.
착색제의 색은 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 예로는 흑색 및 다양한 다른 컬러에 사용되는 착색제가 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 병용할 수 있다.
흑색에 사용되는 착색제의 예로는 퍼니스 블랙, 램프 블랙, 아세틸렌 블랙 및 채널 블랙과 같은 카본 블랙(C.I. 피그먼트 블랙 7); 구리, 철(C.I. 피그먼트 블랙 11) 및 산화티타늄과 같은 금속; 및 아닐린 블랙(C.I. 피그먼트 블랙 1)과 같은 유기 안료가 있다.
다른 컬러에 사용되는 착색제의 예로는 C.I. 피그먼트 옐로우 1, 3, 12, 13, 14, 17, 24, 34, 35, 37, 42(옐로우 산화철); 53, 55, 74, 81, 83, 95, 97, 98, 100, 101, 104, 408, 109, 110, 117, 120, 128, 138, 150, 151, 153 및 183; C.I. 피그먼트 오렌지 5, 13, 16, 17, 36, 43 및 51; C.I. 피그먼트 레드 1, 2, 3, 5, 17, 22, 23, 31, 38, 48:2 및 48:2[퍼먼넌트 레드 2B(Ca)], 48:3, 48:4, 49:1, 52:2, 53:1, 57:1(브릴리언트 카르민 6B), 60:1, 63:1, 63:2, 64:1, 81, 83, 88, 101(산화철 레드), 104, 105, 106, 108(카드뮴 레드), 112, 114, 122(퀴나크리돈 마젠타), 123, 146, 149, 166, 168, 170, 172, 177, 178, 179, 185, 190, 193, 209 및 219; C.I. 피그먼트 바이올렛 1(로다민 레이크), 3, 5:1, 16, 19, 23 및 38; C.I. 피그먼트 블루 1, 2, 15(구리 프탈로시아닌 블루), 15:1, 15:2, 15:3(구리 프탈로시아닌 블루), 16, 17:1, 56, 60, 63; 및 C.I. 피그먼트 그린 1, 4, 7, 8, 10, 17, 18 및 36이 있다.
제1 구조의 자기 분산성 안료는 안료의 표면에 적어도 친수성 기가 직접 또는 다른 원자단을 통해 결합된 표면 개질된 안료이다. 안료의 표면에 작용기(예컨대 설폰기 또는 카르복실기)를 화학적으로 결합시키거나, 또는 차아할로겐산 및 그의 염 중 적어도 하나를 사용하는 습식 산화 처리에 의해 표면을 개질시킨다. 이들 방법에 의해 얻어진 안료 중에서, 안료의 표면에 카르복실기가 결합된 수분산 안료가 특히 바람직하다. 카르복실기가 결합된 이러한 표면 개질된 안료는 분산 안정성을 개선시킬 수 있을 뿐 아니라, 고품질의 선명한 화상/문자를 기록할 수 있고, 인쇄 후 기록용 매체에 양호한 내수성을 제공할 수 있다.
안료를 사용하는 잉크는 건조 후 재분산성이 우수하다. 따라서, 잉크를 장기간 동안 사용하지 않고 잉크젯 기록 장치에 보관하여 노즐 부근에 존재하는 잉크로부터 수분이 증발하는 경우에도, 잉크젯 헤드의 잉크젯 노즐을 막지 않는다. 즉, 간단한 세정만으로 잉크젯 헤드의 고품질 화상 기록능을 유지하는 데에 충분할 수 있다.
잉크 중 자기 분산성 안료의 체적 평균 입경(D50)은 바람직하게는 0.01 내지 0.16 ㎛ 범위이다.
예컨대, 이온 특성을 가지며 음이온 또는 양이온으로 대전된 자기 분산성 카본 블랙이 바람직하게 사용된다.
음이온성 친수성 기의 예로는 -COOM, -SO3M, -PO3HM, -PO3M2, -SO2NH2 및 -SO2NHCOR(식 중, M은 수소 원자, 알칼리 금속, 암모늄 또는 유기 암모늄을 나타냄)이 있다. 식에서, R은 탄소 원자 1 내지 12 개의 알킬기, 치환체를 가질 수 있는 페닐기, 또는 치환체를 가질 수 있는 나프틸기를 나타낸다. 이들 기 중에서, 표면에 -COOM 또는 -SO3M이 결합된 컬러 안료를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 기술한 친수성 기에서, M은 리튬, 나트륨 또는 칼륨과 같은 알칼리 금속일 수 있다. 이는 모노- 및/또는 트리-메틸 암모늄, 모노- 및/또는 트리-에틸 암모늄 또는 모노- 및/또는 트리-메탄올 암모늄과 같은 유기 암모늄일 수 있다. 음이온으로 대전된 컬러 안료를 얻는 방법은 컬러 안료의 표면에 -COONa를 도입하는 것을 포함한다. -COONa를 도입하는 방법은 차아염소산소다로 산화 처리하는 방법, 설폰화하는 방법 및 디아조늄 염과 반응시키는 방법을 포함한다.
양이온성 친수성 기로서, 4급 암모늄 기가 바람직하다. 하기에 나타낸 4급 암모늄 기가 더욱 바람직하며, 본 발명에서 표면이 카본 블랙의 표면에 결합된 4급 암모늄 기 중 임의의 하나를 바람직하게는 착색 재료로서 사용한다.
Figure 112008035557344-PCT00003
친수성 기가 결합된 양이온성 자기 분산성 카본 블랙의 제조 방법은 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 예로는 하기 화학식으로 표시되는 N-에틸피리딜기를 결합시키는 방법으로서 카본 블랙을 3-아미노-N-에틸피리듐 브로마이드로 처리하는 방법이 있다.
Figure 112008035557344-PCT00004
친수성 기는 다른 원자단을 통해 카본 블랙의 표면에 결합될 수 있다. 다른 원자단의 예로는 탄소 원자 1 내지 12 개의 알킬기, 치환체를 가질 수 있는 페닐기, 또는 치환체를 가질 수 있는 나프틸기가 있다. 다른 원자단을 통해 카본 블랙 표면에 결합된 친수성 기의 특정 예로는 -C2H4COOM(식 중, M은 알칼리 금속 또는 4 급 암모늄을 나타냄), -PhSO3M(식 중, Ph는 페닐기를 나타내고, M은 알칼리 금속 또는 4급 암모늄을 나타냄) 및 -C5H10NH3 +이 있다.
제2 구조의 수분산성 착색제는 상기 기술한 안료 외에, 안료를 함유하는 중합체 미립자로 구성된 중합체 에멀션일 수 있다. 중합체 에멀션은, 안료를 봉입한 중합체 미립자 및/또는 표면에 안료를 부착시킨 중합체 미립자이다. 이러한 경우, 모든 안료가 봉입 및/또는 부착되어 있을 필요는 없으며, 본 발명의 효과가 손상되지 않는 특정량으로 안료를 에멀션에 분산시킬 수 있다. 중합체 에멀션을 형성하는 중합체는 비닐계 중합체, 폴리에스테르계 중합체 및 폴리우레탄계 중합체를 포함한다. 특히 바람직하게 사용되는 중합체는 비닐계 중합체 및 폴리에스테르계 중합체이다. 이들 중합체는 예컨대 일본 특허 출원 공개 제2000-53897호 및 일본 특허 출원 공개 제2001-139849호에 개시되어 있다.
공지된 유기/무기 안료의 입자로 구성되고 유기 안료 또는 카본 블랙으로 피복된 복합 안료를 바람직하게 사용할 수 있다. 이러한 복합 안료는 예컨대 무기 안료의 입자의 존재 하에 유기 안료를 추출하는 방법에 의해, 또는 무기 안료 및 유기 안료를 기계적으로 혼합/분쇄하는 기계 화학적 방법에 의해 얻을 수 있다. 필요에 따라, 폴리실록산 또는 알킬실란으로 구성된 유기 실란 화합물의 층을 무기 안료의 층과 유기 안료의 층 사이에 제공하여 2개 층의 결합을 증강시킬 수 있다.
유기 안료의 예로는 아닐린 블래과 같은 블랙 안료; 및 안트라퀴논, 프탈로시아닌 블루, 프탈로시아닌 그린, 디아조, 모노아조, 피란트론, 페릴렌, 복소환식 옐로우, 퀴나크리돈 및 (티오)인디고와 같은 컬러 안료가 있다. 이들 중에서, 카본 블랙, 프탈로시아닌, 퀴나크리돈, 모노아조 옐로우, 디아조 옐로우 및 복소환식 옐로우의 안료가 발색성의 측면에서 특히 바람직하다.
프탈로시아닌 블루의 대표적인 예로는 구리 프탈로시아닌 블루 및 그 유도체(C.I. 피그먼트 블루 15:3, 15:4) 및 알루미늄 프탈로시아닌이 있다. 퀴나크리돈의 예로는 C.I. 피그먼트 오렌지 48; C.I. 피그먼트 오렌지 49; C.I. 피그먼트 레드 122; C.I. 피그먼트 레드 192; C.I. 피그먼트 레드 202; C.I. 피그먼트 레드 206; 및 C.I. 피그먼트 레드 207; C.I. 피그먼트 레드 209; C.I. 피그먼트 바이올렛 19; 및 C.I. 피그먼트 바이올렛 42가 있다. 모노아조 옐로우의 대표적인 예로는 C.I. 피그먼트 옐로우 74, C.I. 피그먼트 옐로우 109, C.I. 피그먼트 옐로우 128 및 C.I. 피그먼트 옐로우 151이 있다. 디아조 옐로우의 대표적인 예로는 C.I. 피그먼트 옐로우 14, C.I. 피그먼트 옐로우 16 및 C.I. 피그먼트 옐로우 17이 있다. 복소환식 옐로우의 대표적인 예로는 C.I. 피그먼트 옐로우 117 및 C.I. 피그먼트 옐로우 138이 있다. 기타 적절한 안료는 문헌[The Color Index, the third edition(published by the Society of Dyers and Colourists, 1982)]에서 찾을 수 있다.
무기 안료의 예로는 이산화티타늄, 실리카, 알루미나, 산화철, 수산화철 및 산화주석이 있다. 이들 입자의 형상 측면에서는, 종횡비가 작은 것이 더욱 바람직하며, 입자는 구형인 것이 가장 바람직하다. 착색 재료를 표면에 부착시키는 경우, 무기 안료의 색은 바람직하게는 투명하거나 백색이다. 흑색 착색제를 표면에 부착 시키는 경우, 흑색 무기 안료를 사용할 수 있다. 무기 안료의 입자의 1차 입경은 바람직하게는 100 nm 이하, 더욱 바람직하게는 5 내지 50 nm이다.
착색 재료로서의 무기 안료 및 유기 안료(또는 착색제) 또는 카본 블랙의 질량 비는 바람직하게는 3:1 내지 1:3 범위이고, 더욱 바람직하게는 3:2 내지 1:2 범위이다. 착색 재료의 양이 불충분한 경우, 발색성 및 착색능이 저하될 수 있다. 또한, 착색 재료가 과량 함유되는 경우, 투명성 및 색조가 저하될 수 있다.
유기 안료 또는 카본 블랙으로 피복된 착색 재료로서의 이러한 무기 안료의 입자의 예로는 실리카/카본 블랙 복합 재료, 실리카/프탈로시아닌 PB(15:3) 복합 재료, 실리카/디아조 옐로우 복합 재료 및 실리카/퀴나크리돈 PR122 복합 재료(모두 토다 코교 코포레이션 제조)가 있다. 이들은 평균 1차 직경이 작아서 바람직하다.
1차 입경이 20 nm인 무기 안료의 입자를 입자와 동일량의 유기 화합물로 피복하는 경우, 1차 입경이 약 25 nm인 결과로 생긴 안료 입자를 얻을 수 있다. 소정의 1차 직경을 갖는 입자를 분산시키기 위해 적당한 분산제를 사용하여, 직경이 25 nm인 분산 입자로 구성된 미세 안료 분산 잉크를 제조할 수 있다. 이러한 복합 안료에서, 표면 상에 제공된 유기 안료 뿐 아니라, 두께가 약 2.5 nm인 유기 박층으로 피복된 무기 안료도 분산 상태에 영향을 미친다. 따라서, 유기 및 무기 안료를 모두 동시에 안정하게 분산시킬 수 있는 안료 분산제를 선택하는 것이 중요하다.
제3 구조의 수분산성 착색제는 무기 안료, 유기 안료, 복합 안료, 안료 분산제 및 중합체 분산 안정화제를 함유하는 분산 안료로서, 상기 중합체 분산 안정화 제는 바람직하게는 하기 화학식 1로 표시되는 α-올레핀/말레산 무수물, 스티렌-(메트)아크릴 공중합체, 수용성 폴리우레탄 수지 및 수용성 폴리에스테르 수지에서 선택되는 임의의 1종이다.
화학식 1
Figure 112008035557344-PCT00005
상기 화학식에서, R은 알킬기를 나타내고, n은 30 내지 100의 정수를 나타낸다. 알킬기는 바람직하게는 6 내지 25 개의 탄소 원자를 가지며, 더욱 바람직하게는 6 내지 22 개의 탄소 원자를 갖는다.
중합체 분산 안정화제는 안료 분산제와 함께 수 중에 균일하게 분산된 안료의 분산 상태를 안정하게 유지하기 위한 효과적인 수단이다. 상기 화학식 1로 표시되는 α-올레핀 말레산 무수물, 스티렌-(메트)아크릴 공중합체, 수용성 폴리우레탄 수지 및 수용성 폴리에스테르 수지는 실온 하에서 고체이며, 냉수에 거의 용해되지 않는다. 공중합체/수지의 산가 이상의 알칼리가, 또는 바람직하게는 공중합체/수지의 산가보다 1.0 내지 1.5 배 높은 알칼리가를 갖는 알칼리 용액 또는 알칼리 수용액에 용해시키는 경우, 이들은 분산 안정화제로서 작용한다.
공중합체/수지 및 알칼리 용액/알칼리 수용액의 혼합물을 가열 및 혼합함으로써, 이들을 용액에 용이하게 용해시킬 수 있다. α-올레핀/말레산 무수물 공중합 체가 긴 올레핀 쇄를 갖는 경우, 이는 용이하게 용해시킬 수 없고, 불용물을 생성시킬 수 있다. 이러한 경우, 불용물을 적절하게 여과함으로써 분산 안정화제로서의 이의 효과를 유지할 수 있다.
알칼리 용액 또는 알칼리 수용액의 염기의 예로서 수산화나트륨, 수산화칼륨 및 수산화리튬과 같은 수산화물; 암모니아, 트리에틸아민 및 모르폴린과 같은 염기성 물질; 및 트리에탄올아민, 디에탄올아민, N-메틸디에탄올아민, 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판디올 및 콜린과 같은 알콜 아민이 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 α-올레핀/말레산 무수물 공중합체로서, 적절하게 합성한 것 또는 상업적으로 구입 가능한 제품을 사용할 수 있다. 상업적으로 구입 가능한 제품의 예로는 T-YP112, T-YP115, T-YP114 및 T-YP116(모두 세이코 피엠씨 코포레이션 제조)이 있다.
스티렌-(메트)아크릴 공중합체로서, 적절하게 합성한 것 또는 상업적으로 구입 가능한 제품을 사용할 수 있다. 상업적으로 구입 가능한 제품의 예로는 JC-05(세이코 피엠씨 코포레이션 제조) 및 ARUFONUC-3900, ARUFONUC-3910 및 ARUFONUC-3920(모두 토아고세이 컴퍼니 리미티드 제조)가 있다.
수용성 폴리우레탄 수지로서, 적절하게 합성한 것 또는 상업적으로 구입 가능한 제품을 사용할 수 있다. 상업적으로 구입 가능한 제품의 예로는 TAKELAC®W-5025, TAKELAC®W-6010 및 TAKELAC®W-5661(모두 미츠이 타케다 케미컬 인코포레이티드 제조)가 있다.
수용성 폴리에스테르 수지로서, 적절하게 합성한 것 또는 상업적으로 구입 가능한 제품을 사용할 수 있다. 상업적으로 구입 가능한 제품의 예로는 NICHEGO POLYESTER W-0030, NICHEGO POLYESTER W-0005S30WO 및 NICHEGO POLYESTERW R-961(모두 니폰 신쎄틱 케미컬 인더스트리 컴퍼니 리미티드 제조) 및 PESRESIN A-210 및 PESRESIN A-520(모두 타카마츠 오일 앤드 패트 컴퍼니 리미티드 제조)가 있다.
중합체 분산 안정화제의 산가는 바람직하게는 40 내지 400 mgKOH/g 범위이고, 더욱 바람직하게는 60 내지 350 mgKOH/g 범위이다. 산가가 40 mgKOH/g 미만인 경우, 알칼리 용액의 용해성이 저하될 수 있다. 또한, 산가가 400 mgKOH/g를 초과하는 경우, 안료의 점도가 증가하여 토출 불량 및/또는 안료의 분산 안정성의 저하를 초래할 수 있다.
중합체 분산 안정화제의 질량 평균 분자량은 바람직하게는 20,000 이하이고, 더욱 바람직하게는 5,000 내지 20,000 범위이다. 질량 평균 분자량이 5,000 미만인 경우, 분산 안료의 분산 안정성이 저하할 수 있다. 이것이 20,000을 초과하는 경우, 알칼리 용액의 용해성이 저하할 수 있거나 또는 점도가 증가할 수 있다.
안료 100 질량부에 대한 중합체 분산 안정화제의 함량은 고형분 함량을 기준으로 바람직하게는 1 내지 100 질량부 범위이고, 더욱 바람직하게는 5 내지 50 질량부 범위이다. 함량이 1 질량부 미만인 경우, 중합체 분산 안정화제가 분산 상태를 충분히 안정화시킬 수 없다. 또한, 이것이 100 질량부를 초과하는 경우, 잉크 점도가 증가할 수 있어, 토출 불량을 초래하고 및/또는 생산 비용을 증가시킬 수 있다.
-안료 분산제 -
제3 구조의 수분산성 착색제는 바람직하게는 안료 분산제를 함유한다. 바람직한 안료 분산제는 음이온계 계면 활성제, 및 HLB 값이 10 내지 20인 비이온계 계면 활성제에서 선택되는 하나이다.
음이온계 계면 활성제의 예로는 폴리옥시에틸렌 알킬에테르 아세테이트; 알킬벤젠 설포네이트, 예컨대 NH4, Na 및 Ca; 알킬디페닐에테르 디설포네이트, 예컨대 NH4, Na 및 Ca; 나트륨 디알킬숙시네이트 설포네이트; 나트륨 나프탈렌 설포네이트 포르말린 축합물; 폴리옥시에틸렌 다환 페닐에테르설페이트 에스테르, 예컨대 NH4 및 Na; 염화라우릴; 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 설페이트; 및 올레산이 있다. 이들 염 중에서, 나트륨 디옥틸 설포숙시네이트 염 및 폴리옥시에틸렌 스티렌 페닐 에테르 설포숙시네이트 암모늄 염이 특히 바람직하다.
HLB 값이 10 내지 20인 비이온계 계면 활성제의 예로는 폴리옥시에틸렌 알킬에테르, 폴리옥시알킬렌 알킬에테르, 폴리옥시에틸렌 다환 페닐에테르, 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르, 알킬페놀 에톡실레이트, 폴리옥시에틸렌 알킬 아민, 폴리옥시에틸렌 알킬아미드 및 아세틸렌 글리콜이 있다. 이들 중에서, 폴리옥시에틸렌 라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌-β-나프틸에테르, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레에이트 및 폴리옥시에틸렌 스티렌 페닐 에테르가 특히 바람직하다.
안료 100 질량부에 대한 분산제의 함량은 바람직하게는 1 내지 100 질량부 범위이고, 더욱 바람직하게는 10 내지 50 질량부 범위이다. 분산제의 함량이 불충분한 경우, 안료를 충분히 미세화할 수 없다. 또한, 분산제의 함량이 너무 많은 경우, 안료에 부착하지 않는 잔류물인 과잉 성분이 잉크의 특성에 역효과를 초래하여, 블리딩, 및 내수성 및 내마모성의 저하를 초래할 수 있다.
분산 안료는 수계 매질 중에 안료 분산제를 용해시키고, 안료를 첨가한 후, 혼합물을 충분히 습윤화시키고, 호모게나이저와 같은 고속 교반기, 비드밀 또는 볼밀과 같은 분산기, 전단력을 이용하는 롤밀과 같은 혼합 분산 혼련기 또는 초음파 분산기를 사용하여 혼련/분산시켜 얻을 수 있다. 혼련/분산 공정 후에 거친 입자가 존재할 수 있는데, 이는 종종 잉크젯 노즐 및/또는 잉크 공급 경로의 막힘을 초래한다. 따라서, 예컨대 필터 또는 원심 분리기를 이용하여, 입경이 1 ㎛ 이상인 거친 입자를 제거할 필요가 있다.
잉크 중 분산 안료의 평균 입경(D50)은 바람직하게는 150 nm 이하이고, 더욱 바람직하게는 100 nm 이하이다. 평균 입경(D50)이 150 nm을 초과하는 경우, 토출 안정성이 현저하게 저하되어 잉크젯 노즐의 막힘 및/또는 잉크 토출 방향의 굴곡이 초래할 수 있다. 한편, 평균 입경(D50)이 100 nm 이하인 경우, 토출 안정성 뿐 아니라 화상 채도가 개선될 수 있다.
기록용 잉크 중 수분산성 착색제의 함량은 고형분 함량을 기준으로 바람직하게는 2 내지 15 질량% 범위이고, 더욱 바람직하게는 3 내지 12 질량% 범위이다. 함량이 2 질량% 미만인 경우, 잉크 발색성 및 화상 농도가 현저하게 저하될 수 있다. 또한, 이것이 15 질량%를 초과하는 경우, 잉크 점도가 증가하여, 잉크 토출 안정성이 저하되어 생산 비용이 증가할 수 있다.
-수분산성 수지-
조막성 또는 화상 형성능이 우수할 뿐 아니라, 발수성, 내수성 및 내구성이 우수하기 때문에, 그리고 발색성 및 내수성이 우수한 고농도 화상을 기록하기 위한 효과적인 수단이기 때문에, 수분산성 수지로서 적어도 불소계 수지 미립자를 사용한다.
불소계 수지 미립자의 바람직한 예로는 플루오로올레핀 단위를 갖는 것들이 있다. 이러한 불소계 수지 미립자 중에서, 플루오로올레핀 단위 및 비닐 에테르 단위로 구성된 비닐 에테르계 수지의 미립자를 특히 바람직하게 사용한다.
플루오로올레핀 단위는 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 예로는 -CF2CF2-, -CF2CF(CF2)- 및 -CF2CFCl-이 있다.
비닐 에테르 단위는 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 예로는 하기 화학식으로 표시되는 화합물이 있다.
Figure 112008035557344-PCT00006
플루오로올레핀 단위 및 비닐 에테르 단위로 구성된 비닐 에테르계 수지의 미립자는 바람직하게는 플루오로올레핀 단위 및 비닐 에테르 단위의 교대 공중합체 이다.
불소계 수지 미립자로서, 적절하게 합성한 것 또는 상업적으로 구입 가능한 제품을 사용할 수 있다. 상업적으로 구입 가능한 제품의 예로는 FLOUNATE FEM-500 및 FEM-600, DICGUARD F-52S, F-90, F-90M 및 F-90N, 및 AQUAFURFURAN TE-5A(모두 다이니폰 잉크 앤드 케미컬즈 인코포레이티드 제조); LUMIFLON FE4300, FE4500 및 FE4400, 및 ASAHICUARD AG-7105, AG-950, AG-7600, AG-7000 및 AG-1100(모두 아사히 글래스 컴퍼니 리미티드 제조)이 있다.
불소계 수지 미립자는 수분산성 수지와 병용할 수 있다. 이러한 경우, 수분산성 수지 중 불소계 수지 미립자의 함량은 바람직하게는 50 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 70 질량% 이상, 더더욱 바람직하게는 80 질량% 이상이다. 또한, 함량은 실질적으로 100 질량%인 것이 가장 바람직하다.
병용하는 수분산성 수지는 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 예로는 축합계 합성 수지, 중첨가 수지 및 천연 중합체 화합물이 있다.
축합계 합성 수지의 예로는 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에폭시 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에테르 수지 및 규소 수지가 있다. 중첨가 수지의 예로는 폴리올레핀 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리비닐 알콜 수지, 폴리비닐 에스테르 수지, 폴리아크릴산 수지 및 불포화 카르복실산 수지가 있다. 천연 중합체 화합물의 예로는 셀룰로오스, 로진 및 천연 고무가 있다.
수분산성 수지는 단독 중합체로서 사용할 수 있거나, 또는 공중합하여 복합 수지로서 사용할 수 있다. 이는 단상 구조, 코어셀 구조 및 파워피드형(power-feed) 에멀션 중 임의의 하나로 형성할 수 있다.
이러한 수분산성 수지는 그 자체로 친수성 기 및 자기 분산성을 갖는 것들 및 그 자체로는 자기 분산성이 없지만 계면 활성제 또는 친수성 기를 갖는 수지를 이용하여 분산성을 부여한 것들에서 선택할 수 있다. 이들 중에서, 폴리에스테르 수지 또는 폴리우레탄 수지의 아이오노머, 또는 불포화 단량체의 유화 및/또는 현탁 중합에 의해서 얻어진 수지 입자의 에멀션이 바람직하다. 불포화 단량체의 유화 중합에서, 이는 불포화 단량체, 중합 개시제 및 계면 활성제, 사슬 이동제, 킬레이트제 및 pH 조정제가 첨가된 수 중에서 유화 중합된다. 따라서, 수분산성 수지를 용이하게 얻을 수 있으며, 또한 수지 구성을 용이하게 바꿀 수 있어, 소정의 특성을 얻을 수 있다.
불포화 단량체의 예로는 불포화 카르복실산, (메트)아크릴산 에스테르 단량체, (메트)아크릴산 아미드 단량체, 방향족 비닐 단량체, 비닐 시아노 화합물 단량체, 비닐 단량체, 알릴 화합물 단량체, 올레핀 단량체, 디엔 단량체, 불포화 탄소 원자를 갖는 올리고머가 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 병용할 수 있다. 이들 단량체를 병용함으로써, 생성된 단량체의 특성을 유연하게 개질할 수 있다. 또한, 올리고머형 중합 개시제를 사용하는 중합/그라프트 중합을 이용하여, 수지의 특성을 개선시킬 수도 있다.
불포화 카르복실산의 예로는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 푸마르산 및 말레산이 있다.
일작용성 (메트)아크릴산 에스테르의 예로는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, n-아밀 메타크릴레이트, 이소아밀 메타크릴레이트, n-헥실 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 옥틸 메타크릴레이트, 데실 메타크릴레이트, 도데실 메타크릴레이트, 옥타데실 메타크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 2-히드록시프로필 메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 메타크릴옥시에틸트리메틸 암모늄 염, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, n-아밀 아크릴레이트, 이소아밀 아크릴레이트, n-헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트, 데실 아크릴레이트, 도데실 아크릴레이트, 옥타데실 아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 2-히드록시프로필 아크릴레이트, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 및 아크릴옥시에틸트리메틸 암모늄 염이 있다.
다작용성 (메트)아크릴산 에스테르의 예로는 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 1,3-부틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 1,4-부틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올 디메타크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디메타크릴레이트, 디프로필렌 글리콜 디메타크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜 디 메타크릴레이트, 폴리부틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 2,2"-비스(4-메타크릴옥시디에톡시페닐)프로판, 트리메틸올 프로판 트리메타크릴레이트, 트리메틸올 에탄 트리메타크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 1,3-부틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 1,4-부틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 1,9-노난디올 디아크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 2,2"-비스(4-아크릴옥시프로필옥시페닐)프로판, 2,2"-비스(4-아크릴옥시디에톡시페닐)프로판, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올 에탄 트리아크릴레이트, 테트라메틸올 메탄 트리아크릴레이트, 디트리메틸올 테트라아크릴레이트, 테트라메틸올 메탄 테트라아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트 및 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트가 있다.
(메트)아크릴산 아미드 단량체의 예로는 아크릴아미드, 메타크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, 메틸렌비스아크릴아미드 및 2-아크릴아미드-2-메틸프로판 설폰산이 있다.
방향족 비닐 단량체의 예로는 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐 톨루엔, 4-t-부틸스티렌, 클로로스티렌, 비닐 아니솔, 비닐 나프탈렌 및 디비닐 벤젠이 있다.
비닐 시아노 화합물 단량체의 예로는 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴이 있다.
알릴 화합물 단량체의 예로는 알릴설폰산 및 그의 염, 알릴아민, 알릴 클로라이드, 디알릴아민 및 디알릴디메틸 암모늄 염이 있다.
올레핀 단량체의 예로는 에틸렌 및 프로필렌이 있다.
디엔 단량체의 예로는 부타디엔 및 클로로프렌이 있다.
비닐 단량체의 예로는 비닐 아세테이트, 염화비닐리덴, 염화비닐, 비닐 에테르, 비닐 케톤, 비닐 피롤리돈, 비닐 설폰산 및 그의 염, 비닐 트리메톡시실란 및 비닐 트리에톡시실란이 있다.
불포화 탄소 원자를 갖는 올리고머의 예로는 메타크릴로일기를 갖는 스티렌 올리고머, 메타크릴로일기를 갖는 스티렌-아크릴로니트릴 올리고머, 메타크릴로일기를 갖는 메틸 메타크릴레이트 올리고머, 메타크릴로일기를 갖는 메틸 실록산 올리고머 및 아크릴일기를 갖는 폴리에스테르 올리고머가 있다.
분산 파괴 및 가수분해를 비롯한 분자쇄의 단열은 강알칼리성 또는 강산성 환경 하에서 일어나기 때문에, 수분산성 수지의 pH는 바람직하게는 4 내지 12 범위이고, 더욱 바람직하게는 수분산성 착색제와의 혼화성 측면에서 6 내지 11 범위이다. 이는 더더욱 바람직하게는 7 내지 9 범위이다.
수분산성 수지의 평균 입경(D50)은 분산 액체의 점도를 결정한다. 분산 액체의 조성 및 고형분 함량이 동일한 경우, 입자의 직경이 더 작을수록 점도가 더 높아진다. 수분산성 수지를 사용시 잉크의 점도가 지나치게 높아지는 것을 방지하기 위해, 수분산성 수지의 평균 입경(D50)은 바람직하게는 50 nm 이상이다. 한편, 수분산성 수지의 평균 입경이 수십 ㎛인 경우, 이의 직경이 잉크젯 노즐의 직경보다 커지기 때문에 사용할 수 없다. 또한, 수분산성 수지의 평균 입경이 노즐보다 작은 경우라도, 잉크 중에 과도하게 큰 입자가 존재하면 토출 안정성이 저하된다. 따라서, 토출 안정성의 저하를 방지하기 위해, 평균 입경(D50)은 바람직하게는 200 nm 이하이고, 더욱 바람직하게는 150 nm 이하이다.
수분산성 수지는 바람직하게는 수분산성 착색 재료를 종이 상에 정착시키는 수단으로서 기능하고, 바람직하게는 실온 하에서 막을 형성함으로써 착색제의 정착 특성을 개선시킨다. 따라서, 수분산성 수지의 최저 조막 온도(MFT)는 30℃ 이하인 것이 바람직하고, 20℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 수분산성 수지의 유리 전이 온도는 바람직하게는 -30℃ 이상인데, 이는 이 온도가 -40℃ 이하인 경우, 수지 막의 점도가 증가하여 인쇄 용지 상에 주름이 형성되기 때문이다.
기록용 잉크 중 수분산성 수지의 함량은 고형분 함량을 기준으로 바람직하게는 2 내지 30 질량% 범위이고, 더욱 바람직하게는 6 내지 25 질량% 범위이다.
-습윤제-
본 발명의 기록용 잉크는 물을 액상 매질로서 함유한다. 잉크의 건조를 방지하고 분산 안정성을 개선하기 위해, 하기 습윤제를 잉크에 사용한다. 습윤제는 수분 증발에 의해 초래되는 잉크 토출 안정성 및 용해성의 저하를 방지하기 위한 효과적인 수단이다.
습윤제는 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 예로는 다가 알콜, 다가 알콜 알킬에테르, 다가 알콜 아릴 에테르, 질소 함유 복소환 화합물, 아미드, 아민, 황 함유 화합물, 프로필렌 카르보네이트, 탄산에틸렌 및 기타 습윤제가 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 병용할 수 있다.
다가 알콜의 예로는 글리세린, 디에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올, 3-메틸-1,3-부탄디올, 트리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 트리메틸올프로판, 트리메틸올 에탄, 에틸렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 헥실렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 글리세롤, 1,2,6-헥산트리올, 1,2,4-부탄트리올, 1,2,3-부탄트리올 및 페트리올이 있다.
다가 알콜 알킬 에테르 화합물의 예로는 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 테트라에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 및 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르가 있다.
다가 알콜 아릴 에테르의 예로는 에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르 및 에틸렌 글리콜 모노벤질 에테르가 있다.
질소 함유 복소환 화합물의 예로는 2-피롤리돈, N-메틸-2-피롤리돈, N-히드록시에틸-2-피롤리돈, 1,3-디메틸이미다졸리디논, ε-카프로락탐 및 γ-부티로락톤이 있다.
아미드의 예로는 포름아미드, N-메틸포름아미드 및 N, N-디메틸포름아미드가 있다.
아민의 예로는 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 모노에틸아 민, 디에틸아민 및 트리에틸아민이 있다.
황 함유 화합물의 예로는 디메틸설폭시드, 설폴란 및 티오디에탄올이 있다.
기타 습윤제의 바람직한 예로는 당을 함유하는 것들이 있다. 당류의 예로는 단당류, 이당류, 올리고당류(삼당류 및 사당류 포함) 및 다당류가 있다. 이의 구체적인 예로는 글루코오스, 만노오스, 프럭토오스, 리보오스, 크실로오스, 아라비노오스, 갈락토오스, 말토오스, 셀로보이스, 락토오스, 수크로오스, 트레할로오스 및 말토트리오스가 있다. 여기서, "다당류"라는 용어는 광의의 당을 의미하여, α-시클로덱스트린 및 셀룰로오스와 같이 자연계에 널리 존재하는 당을 포함한다. 이러한 당의 유도체의 예로는 일반적으로 HOCH2(CHOH)nCH2OH(식 중, n은 2 내지 5의 정수임)로서 표시되는 당 알콜을 비롯한 이의 환원당, 알돈산 및 우론산과 같은 산화당, 아미노산 및 티오산이 있다. 이들 당 중에서, 당 알콜이 바람직하다. 이의 특정 예로는 말티톨 및 소르비트가 있다.
이들 습윤제 중에서, 글리세롤, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올, 3-메틸-1,3-부탄디올, 2-피롤리돈 및 N-메틸-2-피롤리돈이 우수한 보존 안정성 및 토출 안정성을 제공하므로 바람직하다.
안료 대 습윤제의 질량비는 잉크젯 노즐로부터의 잉크 액적의 토출 안정성과 특히 관련이 있다. 잉크 중 습윤제의 배합량이 고형화된 안료의 함량에 비해 낮은 경우, 잉크에 함유된 수분이 잉크 노즐 및/또는 잉크 토출 시스템으로부터 증발되어, 노즐의 막힘을 초래할 수 있다.
기록용 잉크 중 습윤제의 함량은 바람직하게는 20 내지 35 질량% 범위이고, 더욱 바람직하게는 22.5 내지 32.5 질량% 범위이다. 이 범위로 함량을 조정함으로써, 잉크가 건조되는 것을 방지하고 잉크의 보관 안정성을 개선할 수 있어, 잉크의 신뢰성이 증가할 수 있다. 함량이 20 질량% 미만인 경우, 노즐 주위의 잉크가 용이하게 건조되어, 노즐의 막힘을 초래한다. 함량이 35 질량%를 초과하는 경우, 종이 상의 건조 특성이 저하될 수 있어, 보통지 상에서의 화상 품질도 저하될 수 있다.
-계면 활성제-
계면 활성제는 임의의 착색제/습윤제와 조합하여 사용시 분산 안정성을 손상시키지 않고, 표면 장력이 낮으며, 레벨링 특성이 높은 것들에서 적절하게 선택할 수 있다. 이는 바람직하게는 실리콘계 계면 활성제 및 불소계 계면 활성제에서 선택된다. 이들 중에서, 불소계 계면 활성제가 특히 바람직하다.
불소계 계면 활성제는 바람직하게는 불소 원자로 치환된 2 내지 16 개, 더욱 바람직하게는 4 내지 16 개의 탄소 원자를 갖는다. 불소 원자로 치환된 탄소 원자의 수가 2개 미만인 경우, 일부 경우에 불소의 효과가 얻어지지 않는다. 이것이 16개를 초과하는 경우, 잉크의 보관 안정성의 저하와 같은 문제가 발생할 수 있다.
불소계 계면 활성제의 예로는 퍼플루오로알킬 설폰산 화합물, 퍼플루오로알킬 카르복실산 화합물, 퍼플루오로알킬 포스페이트 에스테르 화합물, 퍼플루오로알킬 에틸렌 옥시드 부가물, 및 퍼플루오로알킬 에테르기를 측쇄에 갖는 폴리옥시알킬렌 에테르 중합체 화합물이 있다. 이들 중에서, 퍼플루오로알킬 에테르기를 측쇄에 갖는 폴리옥시알킬렌 에테르 중합체 화합물이 발포 특성이 낮아 특히 바람직하 다.
퍼플루오로알킬 설폰산 화합물의 예로는 퍼플루오로알킬 설폰산 및 퍼플루오로알킬 설폰산 염이 있다.
퍼플루오로알킬 카르복실산 화합물의 예로는 퍼플루오로알킬 카르복실산 및 퍼플루오로알킬 카르복실산 염이 있다.
퍼플루오로알킬 포스페이트 에스테르 화합물의 예로는 퍼플루오로알킬 포스페이트 에스테르 및 퍼플루오로알킬 포스페이트 에스테르의 염이 있다.
퍼플루오로알킬 에테르기를 측쇄에 갖는 폴리옥시알킬렌 에테르 중합체 화합물의 예로는 퍼플루오로알킬 에테르기를 측쇄에 갖는 폴리옥시알킬렌 에테르 중합체, 퍼플루오로알킬 에테르기를 측쇄에 갖는 폴리옥시알킬렌 에테르 중합체의 설페이트, 및 퍼플루오로알킬 에테르기를 측쇄에 갖는 폴리옥시알킬렌 에테르 중합체의 염이 있다.
이들 불소계 계면 활성제에 있어서의 염의 반대 이온의 예로는 Li, Na, K, NH4, NH3CH2CH2OH, NH2(CH2CH2OH)2 및 NH(CH2CH2OH)3이 있다.
불소계 계면 활성제는 적절하게 합성한 것 또는 상업적으로 구입 가능한 제품에서 선택할 수 있다.
상업적으로 구입 가능한 제품의 예로는 Surflon S-111, S-112, S-113, S-121, S-131, S-132, S-141, S-145(아사히 글래스 컴퍼니 리미티드 제조); Fullard FC-93, FC-95, FC-98, FC-129, FC-135, FC-170C, FC-430, FC-431(스미토모 쓰리엠 리미티드 제조);, Megafac F-470, F-1405, F-474(다이니폰 잉크 앤드 케미컬즈 인코포레이티드 제조); Zonyl TBS, FSP, FSA, FSN-100, FSN, FSO-100, FSO, FS-300, UR(듀폰 제조); FT-110, FT-250, FT-251, FT-400S, FT-150, FT-400SW(네오스 컴퍼니 리미티드 제조) 및 PF-151N(옴노바 인코포레이티드 제조)이 있다. 이들 제품 중에서, FS-300(듀폰 제조), FT-110, FT-250, FT-251, FT-400S, FT-150, FT-400SW(네오스 컴퍼니 리미티드 제조) 및 PF-151N(옴노바 인코포레이티드 제조)이 화상 품질이 양호하고, 특히 기록된 화상의 발색성을 개선시킬 수 있어서, 잉크를 종이에 균일하게 흡수시킬 수 있기 때문에 특히 바람직하다.
불소계 계면 활성제의 특정 예로는 하기 화학식으로 표시되는 것들이 있다.
(1) 음이온성 불소계 계면 활성제
Figure 112008035557344-PCT00007
상기 화학식에서, Rf는 하기 화학식으로 표시되는 불소 함유 소수성 기의 혼합물을 나타낸다. 또한, A는 -SO3X, -COOX 또는-PO3X[식 중, X는 반대 음이온이며, 특정하게는 수소 원자, Li, Na, K, NH4, NH3CH2CH2OH, NH2(CH2CH2OH)2 또는 NH(CH2CH2OH)3일 수 있음]이다.
Figure 112008035557344-PCT00008
Figure 112008035557344-PCT00009
상기 화학식에서, Rf'은 하기 화학식으로 표시되는 불소 함유 기를 나타낸다. 여기서 X는 상기 기재한 것과 동일한 의미를 나타낸다. 또한, 여기서 n은 1 또는 2의 정수를 나타내고, m은 2-n을 나타낸다.
Figure 112008035557344-PCT00010
상기 화학식에서, n은 3 내지 10의 정수를 나타낸다.
Figure 112008035557344-PCT00011
상기 화학식에서, Rf' 및 X는 상기 기재한 것과 동일한 의미를 나타낸다.
Figure 112008035557344-PCT00012
상기 화학식에서, Rf' 및 X는 상기 기재한 것과 동일한 의미를 나타낸다.
(2) 비이온성 불소계 계면 활성제
Figure 112008035557344-PCT00013
상기 화학식에서, Rf는 상기 기재한 것과 동일한 의미를 나타낸다. 또한, 여기서 n은 5 내지 20의 정수를 나타낸다.
Figure 112008035557344-PCT00014
상기 화학식에서, Rf'은 상기 기재한 것과 동일한 의미를 나타낸다. 또한, 여기서 n은 1 내지 40의 정수를 나타낸다.
(3) 양성 불소계 계면 활성제
Figure 112008035557344-PCT00015
상기 화학식에서, Rf는 상기 기재한 것과 동일한 의미를 나타낸다.
(4) 올리고머형 불소계 계면 활성제
Figure 112008035557344-PCT00016
상기 화학식에서, Rf"은 하기 화학식으로 표시되는 불소 함유 기를 나타내고, n은 0 내지 10의 정수를 나타내며, X는 상기 기재한 것과 동일한 의미를 나타낸다.
Figure 112008035557344-PCT00017
상기 화학식에서, n은 1 내지 4의 정수를 나타낸다.
Figure 112008035557344-PCT00018
상기 화학식에서, Rf"은 상기 기재한 것과 동일한 의미를 나타내고, l, m 및 n은 각각 0 내지 10의 정수를 나타낸다.
실리콘계 계면 활성제는 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 높은 pH 환경에서 분해되는 않는 것들에서 선택하는 것이 바람직하다. 이러한 계면 활성제의 예로는 측쇄 개질 폴리디메틸실록산, 쇄 말단 개질 폴리디메틸실록산, 쇄 말단 개질 폴리디메틸실록산 및 측쇄 말단 개질 폴리디메틸실록산이 있다. 폴리옥시에틸렌기 또는 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌기를 갖는 개질 기가 수성 계면 활성제로서 우수한 특징을 갖기 때문에 특히 바람직하다.
이러한 계면 활성제는 적절하게 합성한 것 또는 상업적으로 구입 가능한 제품에서 선택할 수 있다.
상업적으로 구입 가능한 제품의 예로는 빅 재팬 케이케이, 신에츠 실리콘즈 컴퍼니 리미티드 및 다우 코닝 트레이 컴퍼니 리미티트가 제조한 것들이 있다.
폴리에테르 개질 실리콘계 계면 활성제는 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 예로는 하기 화학식으로 표시되는 폴리알킬렌 옥시드 구조를 디메틸 폴리실록산의 Si 측쇄에 도입하여 얻어진 화합물이 있다.
Figure 112008035557344-PCT00019
상기 화학식에서, m, n, a 및 b는 정수를 나타낸다. 또한, 여기서 R 및 R'는 각각 알킬기 및 알킬렌기를 나타낸다.
폴리에테르 개질 실리콘 화합물은 상업적으로 구입 가능한 제품에서 선택할 수 있다. 이의 예로는 KF-618, KF-642 및 KF-643(신에츠 케미컬 컴퍼니 리미티드 제조)이 있다.
기록용 잉크 중 계면 활성제의 함량은 바람직하게는 0.01 내지 3.0 질량% 범위이고, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2 질량% 범위이다.
함량이 0.01 질량% 미만인 경우, 계면 활성제를 첨가하는 효과를 얻을 수 없다. 함량이 3.0 질량%를 초과하는 경우, 기록용 매체에 대한 잉크의 침투성이 과도하게 증가하여 화상 농도의 감소를 초래하고 잉크의 기록용 매체의 다른 면 통과를 일으킬 수 있다.
- 침투제 -
침투제로서 적어도 20℃ 물에 대한 용해도가 0.2 내지 5.0 질량%인 폴리올 화합물이 잉크에 함유되는 것이 바람직하다. 폴리올 화합물의 예로는 지방족 디올, 예컨대 2-에틸-2-메틸-1,3-프로판디올, 3,3-디메틸-1,2-부탄디올, 2,2-디에틸-1,3-프로판디올, 2-메틸-2-프로필-1,3-프로판디올, 2,4-디메틸-2,4-펜탄디올, 2,5-디메틸-2,5-헥산디올, 5-헥센-1,2-디올 및 2-에틸-1,3-헥산디올이 있다.
이들 디올 중에서, 2-에틸-1,3-헥산디올 및 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올이 특히 바람직하다.
병용할 수 있는 기타 침투제는 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이는 잉크에 용해하여 소정 특성을 가질 수 있는 것들에서 선택할 수 있다. 이의 예로는 디에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르, 에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르, 에틸렌 글리콜 모노알릴 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르 및 테트라에틸렌 글리콜 클로로페닐 에테르를 비롯한 다가 알콜의 알킬 또는 아릴에테르; 및 에탄올과 같은 저급 알콜이 있다.
기록용 잉크 중 침투제의 함량은 바람직하게는 0.1 내지 4.0 질량% 범위이다. 함량이 0.1 질량% 미만인 경우, 잉크 건조 속도가 느려져 블리딩이 발생할 수 있다. 또한, 함량이 4.0 질량%를 초과하는 경우, 착색제의 분산 안정성이 저하되어 노즐 막힘이 빈번하게 발생하고 기록용 매체에 대한 침투성이 과도하게 증가하여, 화상 농도 저하 및 잉크의 기록용 매체의 다른 면 통과가 발생할 수 있다.
기타 성분은 특별히 한정되지 않으며, 필요에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 예로는 pH 조정제, 보존제/항균제, 킬레이트제, 방청제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 산소 흡수제 및 광 안정화제가 있다.
pH 조정제는 기록용 잉크에 역효과를 미치지 않으면서 pH를 7 내지 11 범위의 소정 수준으로 조정할 수 있다면 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 예로는 알콜 아민, 알칼리 금속 수산화물, 수산화암모늄, 포스포늄 수산화물 및 알칼리 금속 탄산염이 있다. pH 수준이 7 미만 또는 11 초과인 경우, 이를 함유하는 잉크가 잉크젯 헤드 및 잉크 공급부를 과도하게 녹여서 잉크 특성의 변화를 초래할 수 있어, 누설 및 잉크 노즐의 막힘을 초래할 수 있다.
알콜 아민의 예로는 디에탄올아민, 트리에탄올아민 및 2-아미노-2-에틸-1,3프로판디올이 있다.
알칼리 금속 원소의 수산화물의 예로는 수산화리튬, 수산화나트륨 및 수산화칼륨이 있다.
암모늄의 수산화물의 예로는 수산화암모늄, 4급 수산화암모늄 및 4급 수산화포스포늄이 있다.
알칼리 금속의 탄산염의 예로는 탄산리튬, 탄산나트륨 및 탄산칼륨이 있다.
보존제/항균제의 예로는 나트륨 디히드로아세테이트, 소르브산나트륨, 나트륨 2-피리딘티올-1-옥시드, 벤조산나트륨 및 나트륨 펜타클로로페놀이 있다.
킬레이트제의 예로는 나트륨 에틸렌디아민테트라아세테이트, 나트륨 니트릴로트리아세테이트, 나트륨 히드록시에틸 에틸렌 디아민 니트릴로트리아세테이트, 나트륨 디에틸렌트리아민 펜타아세테이트 및 나트륨 우라밀 디아세테이트가 있다.
방청제의 예로는 산성 아황산염, 티오황산나트륨, 암모늄 티오디글리콜레이트, 디이소프로필암모늄 니트레이트, 펜타에리스리톨 테트라니트레이트 및 시클로헥실암모늄 니트레이트가 있다.
산화 방지제의 예로는 페놀계 산화 방지제(장애 페놀계 산화 방지제 포함), 아민계 산화 방지제, 황계 산화 방지제 및 인계 산화 방지제가 있다.
페놀계 산화 방지제(장애 페놀계 산화 방지제를 포함)의 예로는 부틸화 히드록시아니솔, 2,6-디-tert-부틸-4-에틸페놀, 스테아릴-β-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-에틸-6-tert-부틸페놀), 4,4'-부틸리덴비스(3-메틸-6-tert-부틸페놀), 3,9-비스[1,1-디메틸-2-[β-(3-tert-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로피오닐옥시]에틸]2,4,8,10-테트라익사스피로[5,5]운데칸, 1,1,3-트리스(2-메틸-4-히드록시-5-tert-부틸페닐)부탄, 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)벤 젠 및 테트라키스[메틸렌-3-(3',5'-디-tert-부틸-4'-히드록시페닐)프로피오네이트]메탄이 있다.
아민계 산화 방지제의 예로는 페닐-β-나프틸아민, α-나프틸아민, N,N'-디-sec-부틸-p-페닐렌디아민, 페노티아진, N,N'-디페닐-p-페닐렌디아민, 2,6-디-tert-부틸-p-크레졸, 2,6-디-tert-부틸페놀, 2,4-디메틸-6-tert-부틸-페놀, 부틸히드록시아니솔, 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀), 4,4'-부틸리덴비스(3-메틸-6-tert-부틸페놀), 4,4'-티오비스(3-메틸-6-tert-부틸페놀), 테트라키스[메틸렌-3-(3,5-디-tert-부틸-4-디히드록시페닐)프로피오네이트]메탄 및 1,1,3-트리스(3-메틸-4-히드록시-5-tert-부틸페닐)부탄이 있다.
황계 산화 방지제의 예로는 디라우릴 3,3'-티오디프로피오네이트, 디스테아릴 티오디프로피오네이트, 라우릴 스테아릴 티오디프로피오네이트, 디미리스틸 3,3'-티오디프로피오네이트, 디스테아릴 β,β'-티오디프로피오네이트, 2-머캅토벤즈이미다졸 및 디라우릴 설파이트가 있다.
인계 산화 방지제의 예로는 트리페닐 포스파이트, 옥타데실 포스파이트, 트리이소데실 포스파이트, 트리라우릴 트리티오포스파이트 및 트리노닐페닐 포스파이트가 있다.
자외선 흡수제의 예로는 벤조페논계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제, 살리실레이트계 자외선 흡수제, 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제 및 니켈 착염계 자외선 흡수제가 있다.
벤조페논계 자외선 흡수제의 예로는 2-히드록시-4-n-옥톡시벤조페논, 2-히드 록시-4-n-도데실옥시벤조페논, 2,4-디히드록시벤조페논, 2-히드록시-4-메톡시벤조페논 및 2,2',4,4'-테트라히드록시벤조페논이 있다.
벤조트리아졸계 자외선 흡수제의 예로는 2-(2'-히드록시-5'-tert-옥틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-4'-옥톡시페닐)벤조트리아졸 및 2-(2'-히드록시-3'-tert-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸이 있다.
살리실레이트계 자외선 흡수제의 예로는 예컨대 페닐 살리실레이트, p-tert-부틸페닐 살리실레이트 및 p-옥틸페닐 살리실레이트가 있다.
시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제의 예로는 에틸-2-시아노-3,3'-디페닐 아크릴레이트, 메틸-2-시아노-3-메틸-3-(p-메톡시페닐)아크릴레이트 및 부틸-2-시아노-3-메틸-3-(p-메톡시페닐)아크릴레이트가 있다.
니켈 착염계 자외선 흡수제의 예로는 니켈 비스(옥틸페닐)설파이드, 2,2'-티오비스(4-tert-옥틸펠레이트)-n-부틸아민 니켈(II), 2,2'-티오비스(4-tert-옥틸펠레이트)-2-에틸헥실아민 니켈(II) 및 2,2'-티오비스(4-tert-옥틸펠레이트)트리에탄올아민 니켈(II)이 있다.
본 발명의 기록용 잉크는 수분산성 착색제, 수분산성 수지, 습윤제, 계면 활성제, 물 및 필요에 따라 기타 성분을 수계 매질에 분산/용해시킴으로써 얻는다. 이는 필요에 따라 추가로 교반/혼합할 수 있다. 예컨대 샌드밀, 호모게나이저, 볼밀, 페인트 쉐이커 또는 초음파 분산기를 이용하여 이들 성분을 분산시킬 수 있다. 예컨대 교반 날개를 구비한 통상의 교반기, 자기 교반기 또는 고속 분산기를 이용 하여 성분을 교반/혼합할 수 있다.
본 발명의 기록용 잉크의 특성은 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 조정할 수 있지만, 점도, 표면 장력 및 pH를 비롯한 특성이 하기 범위에 있는 것이 바람직하다.
기록용 잉크의 25℃에서의 점도는 바람직하게는 5 내지 20 mPa·s 범위이며, 더욱 바람직하게는 10 내지 20 mPa·s 범위이다. 점도가 5 mPa·s 이상인 경우, 잉크는 더 높은 화상 농도 및 더 양호한 화상 품질을 제공할 수 있다. 한편, 잉크 점도를 20 mPa·s 이하로 조정함으로써, 우수한 토출 안정성을 유지한다.
25℃에서의 점도는 예컨대 RL-500(토키 산교 컴퍼니 리미티드 제조의 점도계)를 이용하여 측정할 수 있다.
25℃에서의 기록용 잉크의 표면 장력은 바람직하게는 35 mN/m 이하이고, 더욱 바람직하게는 30 mN/m 이하이다. 표면 장력이 35 mN/m을 초과하는 경우, 기록용 매체 상의 잉크의 레벨링이 늦어져 건조 시간이 길어질 수 있다.
본 발명의 기록용 잉크의 색은 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 예로는 옐로우, 마젠타, 시안 및 블랙이 있다. 이러한 색을 2종 이상 병용한 잉크 세트를 사용하여 다색 화상을 기록할 수 있다. 모든 색을 병용한 잉크 세트를 사용하여 전색 화상을 기록할 수 있다.
본 발명의 기록용 잉크는 임의 유형의 잉크젯 헤드를 구비하는 프린터에 적절하게 사용할 수 있다. 잉크젯 헤드의 예로는, 잉크 유로 내 잉크에 압력을 인가하는 수단으로서 압전 소자를 사용하여 잉크 유로의 벽을 형성하고 변형되는 진동 판을 변형시켜 잉크 유로의 체적을 변화시킴으로써 잉크 액적을 토출시키는 소위 피에조형 잉크젯 헤드(일본 특허 출원 공개 제02-51734호 참조); 또는 발열 저항 부재를 이용하여 잉크 유로 내에서 잉크를 가열하여 기포를 발생시키는 소위 서멀형 잉크젯 헤드(일본 특허 출원 공개 제61-59911호 참조); 또는 잉크 유로의 벽을 형성하는 진동판과 전극을 대향 위치에 배치하여, 진동판과 전극 사이에서 정전력을 발생시켜 잉크 유로 내 체적을 변화시키는 정전형 잉크젯 헤드(일본 특허 출원 공개 제06-71882호 참조)가 있다.
본 발명의 기록용 잉크는 잉크젯 기록용 잉크로서 뿐 아니라, 만년필, 볼펜, 마커 및 싸인펜을 비롯한 다양한 용도에 적절하게 사용할 수 있다. 특히, 이는 기록된 화상의 정착을 촉진하기 위한 수단으로서 인쇄 전/후에 기록용 매체 및 잉크를 50 내지 200℃로 가열하는 프린터와 같은 잉크젯 화상 형성 장치에서 바람직하게 사용할 수 있다. 본 발명의 잉크는 본 발명의 잉크/매체 세트, 잉크 카트리지, 잉크 기록물, 잉크젯 기록 장치 및 잉크젯 기록 방법에 특히 바람직하게 사용할 수 있다.
(잉크/매체 세트)
본 발명의 잉크/매체 세트는 본 발명의 기록용 잉크 및 기록용 매체를 포함한다.
<기록용 매체>
기록용 매체는 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 적절한 예로는 보통지, 광택 코팅 인쇄지, 특수지, 직물, 필름, OHP 시트 및 보통 인쇄 용지가 있다.
화상 품질이 우수한 기록물을 얻기 위해, 기록용 매체는 지지체 및 지지체의 1면 이상에 제공된 코팅을 포함하는데, 여기서 동적 주사 흡액계로 접촉 시간 100 ms에서 측정시 순수의 기록용 매체에 대한 전이량이 2 내지 35 ㎖/㎡ 범위이며, 접촉 시간 400 ms에서 측정시 순수의 기록용 매체에 대한 전이량이 3 내지 40 ㎖/㎡ 범위이다.
접촉 시간 100 ms에서 순수의 기록용 매체에 대한 전이량이 바람직하게는 1 내지 5 ㎖/㎡ 범위이며, 접촉 시간 400 ms에서 순수의 기록용 매체에 대한 전이량이 3 내지 10 ㎖/㎡ 범위이다.
접촉 시간 100 ms에서 잉크 및 순수의 전이량이 불충분한 경우, 기록용 잉크의 비딩이 용이하게 발생할 수 있다. 이것이 너무 큰 경우, 기록용 매체 상에 기록된 화상을 형성하는 도트의 직경이 불충분할 수 있다.
접촉 시간 400 ms에서 전이량이 불충분한 경우, 기록용 매체는 빠른 건조 속도를 충분히 제공할 수 없어서 박차 흔적(spur mark)이 용이하게 발생할 수 있다. 한편, 이것이 지나치면 큰 경우, 기록용 매체는 건조된 기록 화상에 우수한 광택 표면을 제공할 수 없다.
여기서, 동적 주사 흡액계(dynamic scanning absorptometer)[문헌(JPA's Voluntary Action Plan and Report of Energy Situation in the Pulp and Paper Industry in Japan vol. 48, 88-92, May, 1994, Sigenori Kukan)에 기술됨] 또는 DSA는 매우 단시간에 흡액량을 정확하게 측정할 수 있는 장치이다. 동적 주사 흡액 계를 사용하면, 모세관 내 메니스커스의 이동으로부터 흡액 속도를 직접 측정함으로써, 샘플을 원반 형상으로 형성하고 흡액 헤드를 나선형으로 주사하며 미리 결정된 패턴에 따라 주사 속도를 자동으로 변화시킨 후 단 하나의 샘플 상에 소정 회수 측정 절차를 반복함으로써 기록용 매체의 흡액 속도를 자동으로 측정할 수 있다. 종이 샘플에의 액체 공급 헤드는 Teflon(등록 상표) 튜브를 통해 모세관에 연결되어 있으며, 모세관 내 메니스커스의 위치는 광 센서로 자동적으로 판독된다. 상세하게는, 동적 주사 흡액계(K350 시리즈 D형, 쿄와 세이코 컴퍼니 리미티드 제조)를 이용하여, 순수의 전이량을 측정할 수 있다. 접촉 시간 100 ms 및 400 ms에서의 전이량은 각각의 접촉 시간에 가까운 접촉 시간에서의 전이량의 측정치를 기준으로 하여 내삽에 의해 계산할 수 있다.
-지지체-
지지체는 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있으며, 예컨대 주성분이 목재 섬유인 종이, 및 주성분이 목재 섬유 및 합성 섬유인 부직포와 같은 시트형 물질이 있다.
종이는 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 예로는 목재 펄프 및 재생지 펄프가 있다. 목재 펄프의 예로는 광엽수 표백 크래프트 펄프(LBKP), 침엽수 표백 크래프트 펄프(NBKP), NBSP, LBSP, GP 및 TMP가 있다.
재생지 펄프의 원료는 상백지(super white paper), 괘선(rule mark)이 있는 백지, 크림 백지, 카드지, 상백지, 중백지, 모조지, 색백지(color white paper), 켄트지, 백아트지, 특수 고급 커팅지(special high cut paper), 다른 고급 코팅지, 및 신문 및 잡지용 종이에 사용되는 종이 재료를 포함한다. 이들 유형의 종이에 대한 기준은 종이 재생 촉진 센터에 의해 발행된 재생지 표준 품질 규격표에 명시되어 있다. 이들 유형의 종이의 더 특정한 예로는 IT 장치에 일반적으로 사용되는 열지 및 감압지와 같은 프린터 용지, 다양한 유형의 비코팅 PC지; PPC 시트와 같은 다양한 유형의 재생 OA 시트; 아트지, 코팅지, 미세 코팅지 및 매트지를 비롯한 다양한 유형의 코팅지; 및 고급지, 색 고급지, 메모용지, 편지지, 포장지, 팩스 용지, 중질지, 신문, 팬시 페이퍼(fancy-figured paper), 수퍼 행사지(super ceremony paper), 모조지, 순백 롤지, 밀크 카톤과 같은 다양한 유형의 비코팅지; 화학 펄프지 및 고 공정 수율 펄프 함유 용지가 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 병용할 수 있다.
재생지 펄프는 일반적으로 하기 4 단계를 조합하여 제조된다:
(1) 재생지를 펄프 제조기에 형성된 기계력 및 화학 반응에 의해 섬유로 부스러뜨린 후, 인쇄된 잉크를 섬유로부터 분리하는 분리 단계;
(2) 함유된 이물질(플라스틱 등) 및 먼지를 스크린/클리너로 제거하는 세정 단계;
(3) 섬유로부터 분리된 인쇄된 잉크를 계면 활성제를 사용하여 플로테이션법 또는 세정법에 의해 외부로 제거하는 탈잉크 단계; 및
(4) 섬유를 산화 반응 또는 환원 반응을 이용하여 처리하여 섬유를 더 백색으로 만드는 표백 단계.
재생지 펄프를 혼합하는 경우, 펄프 전량에 대한 재생지 펄프의 혼합량은 기록 후 펄프로 제조된 종이가 말리는 것을 방지하기 위해 바람직하게는 40% 이하이다.
지지체에 사용되는 내부 첨가 충전제의 예로는 공지된 백색 안료가 있다. 백색 안료의 예로는 경질 탄산칼슘, 중질 탄산칼슘, 카올린, 클레이, 탈크, 황산칼슘, 황산바륨, 이산화티타늄, 산화아연, 황화아연, 탄산아연, 새틴 화이트, 규산알루미늄, 규조토, 규산칼슘, 규산마그네슘, 합성 실리카, 알루미나, 리토폰, 제올라이트, 탄산마그네슘 및 수산화마그네슘과 같은 백색 무기 안료; 스티렌계 플라스틱안료, 아크릴계 플라스틱 안료, 폴리에틸렌, 마이크로캡슐, 우레아 수지 및 멜라민 수지와 같은 유기 안료가 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 병용할 수 있다.
지지체의 제조에 사용되는 내부 첨가 사이즈제의 예로는 중성지 제조용 중성 로진계 사이즈제; 알케닐 숙신산 무수물(ASA); 알킬 케텐 이량체(AKD); 및 석유 수지계 사이즈제가 있다. 이들 중에서, 중성 로진 사이즈제 및 알케닐 숙신산 무수물이 특히 바람직하다. 알킬 케텐 이량체는 충분한 사이즈 효과를 제공하는 데에 소량이 필요하긴 하지만, 이는 소량만이라도 첨가하는 것이 바람직하지 않을 수 있다. 이는 알킬 케텐 이량체를 첨가하면 기록지(또는 매체) 표면의 마찰 계수가 감소하여, 기록용 매체 공급 장치 상에서 매체가 용이하게 미끄러져서 매체를 공급하기 어려워지기 때문이다.
지지체의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절한 수준으로 조정할 수 있지만, 바람직하게는 50 내지 300 ㎛ 범위이다. 지지체의 평량은 바람직 하게는 45 내지 290 g/㎡ 범위이다.
-코팅층-
코팅층은 안료 및 결합제를 함유하며, 필요에 따라 계면 활성제 및 기타 성분을 더 함유한다.
안료로서, 무기 안료는 단독으로 사용하거나 다른 유기 안료와 병용할 수 있다.
무기 안료의 예로는 카올린, 중질 탄산칼슘, 경질 탄산칼슘, 아황산칼슘, 비정질 실리카, 티타늄 화이트, 탄산마그네슘, 이산화티타늄, 수산화알루미늄, 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 수산화아연 및 클로라이트가 있다. 이들 중에서, 카올린이 기록된 잉크 화상 상에서의 광택 표면 제공능이 우수하여 바람직하다. 오프셋 인쇄에 의해 인쇄된 화상만큼 품질이 우수한 기록 화상을 얻을 수 있다.
카올린의 예로는 탈라미네이트화 카올린, 소성 카올린 및 표면 개질에 의해 얻어진 엔지니어드 카올린(engineered kaolin)이 있다. 바람직한 광택 표면을 얻기 위해, 입경이 2 mm 이하인 입자가 80 질량% 이상인 입경 분포를 갖는 카올린이 전체 카올린의 50 질량% 이상을 차지하는 것이 바람직하다.
카올린의 첨가량은 바람직하게는 결합제 100 질량부당 50 질량부 이상이다. 첨가량이 50 질량부 미만인 경우, 우수한 광택 표면을 얻을 수 없다. 첨가량의 상한은 특별히 없지만, 카올린의 유동성, 특히 고전단력 하에서의 증점 특성과 같은 코팅 적합성을 고려시, 이는 더욱 바람직하게는 90 질량부 이하이다.
유기 안료의 예로는 예컨대 스티렌-아크릴 공중합체 입자, 스티렌-부타디엔 공중합체 입자, 폴리스티렌 입자 및 폴리에틸렌 입자의 수용성 분산액이 있다. 이러한 유기 안료 2종 이상을 함께 혼합할 수 있다.
유기 안료의 첨가량은 바람직하게는 코팅층에 함유된 모든 안료 100 질량부에 대해 2 내지 20 질량부 범위이다. 우수한 광택 표면 및 무기 안료에 비해 더 작은 비중을 제공할 수 있는 유기 안료를 이용하여, 양호한 표면 코팅 특성을 갖는 부피가 크고 광택성이 높은 코팅층을 얻을 수 있다. 첨가량이 2 질량부 미만인 경우, 상기 기술한 효과를 얻을 수 없다. 첨가량이 20 질량부를 초과하는 경우, 코팅액의 유동성이 저하하여 코팅층의 생산성을 감소시켜 비용을 증가시킬 수 있다.
유기 안료는 치밀형, 중공형 및 도넛형의 형태일 수 있지만, 광택 표면 및 코팅능 및 코팅액의 유동성 사이의 균형을 고려시, 바람직하게는 평균 입경(D50)이 0.2 내지 3.0 ㎛이고 더욱 바람직하게는 공극율이 40% 이상인 중공형이 바람직하다.
결합제로서, 수계 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
수계 수지로서, 수용성 수지 및 수분산성 수지 중 1 이상을 적절하게 사용할 수 있다. 수용성 수지는 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 예로는 폴리비닐 알콜, 양이온 개질 폴리비닐 알콜 및 아세탈 개질 폴리비닐 알콜과 같은 개질된 폴리비닐 알콜; 폴리비닐 피롤리돈, 및 폴리비닐 피롤리돈과 비닐 아세테이트의 공중합체, 비닐 피롤리돈과 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트의 공중합체, 4급화 비닐 피롤리돈과 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트의 공 중합체 및 비닐 피롤리돈과 메타크릴아미드프로필 트리메틸 암모늄 클로라이드의 공중합체와 같은 개질된 폴리비닐 피롤리돈; 카르복시메틸셀룰로오즈, 히드록시에틸셀룰로오스 및 히드록시프로필셀룰로오스와 같은 셀룰로오스; 양이온화 히드록시에틸셀룰로오스와 같은 개질된 셀룰로오스; 폴리에스테르, 폴리아크릴산(에스테르), 멜라민 수지 또는 이의 개질된 생성물; 폴리에스테르와 폴리우레탄의 공중합체와 같은 합성 수지; 폴리(메트)아크릴산, 폴리(메트)아크릴아미드, 산화 전분, 포스페이트 에스테르화 전분, 자기 개질 전분, 양이온화 전분 또는 다양한 개질 전분, 폴리에틸렌 옥시드, 소다 폴리아크릴레이트 및 소다 알기네이트가 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 병용할 수 있다.
이들 중에서, 폴리비닐 알콜, 양이온 개질 폴리비닐 알콜, 아세탈 개질 폴리비닐 알콜, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리에스테르와 폴리우레탄의 공중합체 등이 잉크 흡수성의 개선에 특히 바람직하다.
수분산성 수지는 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 예로는 폴리비닐 아세테이트, 에틸렌과 비닐 아세테이트의 공중합체, 폴리스티렌, 스티렌과 (메트)아크릴산의 공중합체, (메트)아크릴레이트 에스테르의 공중합체, 비닐 아세테이트와 (메트)아크릴레이트 에스테르의 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체, 에틸렌-프로필렌 공중합체 및 실리콘-아크릴계 공중합체가 있다. 메틸올화 멜라민, 메틸올화 우레아, 메틸올화 히드록시프로필렌 우레아 및 이소시아네이트와 같은 가교제를 함유시킬 수 있다. N-메틸올 아크릴아미드와 같은 단위를 포함하며 자기 가교능을 갖는 공중합체도 사용할 수 있다. 이러한 수계 수지 2 종 이상을 병용할 수 있다.
안료 100 질량부당 수계 수지의 첨가량은 바람직하게는 2 내지 100 질량부 범위이고, 더욱 바람직하게는 3 내지 50 질량부 범위이다. 수계 수지의 첨가량은 잉크의 기록용 매체에 대한 흡수 특성이 소정 범위로 조정되도록 결정한다.
수분산성 착색제를 착색제로서 사용하는 경우, 양이온성 유기 화합물도 사용할 수 있다. 양이온성 유기 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 예로는 수용성 잉크에 함유된 직접 염료 또는 산성 염료 중 설폰기, 카르복실기 또는 아미노기와 반응하여 불용성 염을 형성하는 1급 내지 3급 아민, 4급 암모늄 염의 단량체, 올리고머 및 중합체가 있다. 이들 중에서, 올리고머 또는 중합체가 바람직하다.
양이온성 유기 화합물의 예로는 디메틸아민 에피클로로히드린 중축합물, 디메틸아민 암모니아 에피클로로히드린 축합물, 폴리(트리메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 설페이트 염), 디알릴아민 히드로클로라이드 염, 아크릴아미드 공중합체, 폴리(디알릴아민 히드로클로라이드 염 이산화황), 폴리알릴아민 히드로클로라이드 염, 폴리(알릴아민 히드로클로라이드 염 디알릴아민 히드로클로라이드 염), 아크릴아미드 디알릴아민 공중합체, 폴리비닐아민 공중합체, 디시안디아미드 암모늄 클로라이드 우레아 포름알데히드 축합물, 폴리알킬렌폴리아민 디시안디아미드 암모늄 염 축합물, 디메틸디알릴 암모늄 클로라이드, 폴리디알릴메틸아민 히드로클로라이드 염, 폴리(디알릴디메틸 암모늄 클로라이드), 폴리(디알릴디메틸 암모늄 클로라이드 이산화황), 폴리(디알릴디메틸 암모늄 클로라이드 디알릴아민 히드로클 로라이드 염 유도체), 아크릴아미드 디알릴디메틸 암모늄 클로라이드 공중합체, 아크릴레이트 염, 아크릴아미드 디알릴아민 히드로클로라이드 염 공중합체, 폴리에틸렌이민 및 아크릴아민 중합체와 같은 에틸렌이민 유도체 및 개질된 폴리에틸렌이민알킬렌 옥시드가 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 병용할 수 있다.
이들 중에서, 디메틸아민 에피클로로히드린 중축합물 및 폴리알릴아민 히드로클로라이드 염과 같은 분자량이 낮은 양이온성 유기 화합물을, 폴리(디알릴디메틸 암모늄 클로라이드)를 비롯한 비교적 분자량이 높은 양이온성 유기 화합물과 병용하는 것이 바람직하다. 이들을 병용함으로써, 단독 사용과 비교시 화상 농도가 향상되고, 또한 페더링의 발생을 감소시킬 수 있다.
폴리비닐 칼륨 설페이트 및 톨루이딘 블루를 사용하는 콜로이드 적정 기술에 의해 측정된 양이온성 유기 화합물의 양이온 당량은 바람직하게는 3 내지 8 meq/g 범위이다. 양이온 당량이 이 범위에 있는 경우, 하기 언급하는 건조 부착량 범위에서 우수한 잉크 특성을 얻을 수 있다.
콜로이드 적정 기술에 의해 양이온 당량을 측정할 경우, 양이온성 유기 화합물을 고형분 함량이 0.1 질량%가 되도록 증류수로 희석하면서, pH는 조정하지 않는다.
양이온성 유기 화합물의 건조 부착량은 바람직하게는 0.3 내지 2.0 g/㎡ 범위이다. 양이온성 유기 화합물의 건조 부착량이 0.3 g/㎡ 미만인 경우, 화상 농도가 충분히 개선될 수 없으며, 페더링의 발생을 방지할 수 없다.
계면 활성제는 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있 다. 음이온계 계면 활성제, 양이온계 계면 활성제, 양성 계면 활성제 및 비이온계 계면 활성제 중 임의의 하나에서 선택할 수 있다. 이들 중에서, 비이온계 계면 활성제가 특히 바람직하다. 계면 활성제를 첨가함으로써, 화상의 내수성을 증강시킬 수 있고 화상 농도를 개선시킬 수 있어, 블리딩의 발생을 방지할 수 있다.
비이온계 계면 활성제의 예로는 고급 알콜 에틸렌 옥시드 부가물, 알킬페놀 에틸렌 옥시드 부가물, 지방산 에틸렌 옥시드 부가물, 다가 알콜 지방산 에스테르 에틸렌 옥시드 부가물, 고급 지방족 아민 에틸렌 옥시드 부가물, 지방산 아미드 에틸렌 옥시드 부가물, 유지의 에틸렌 옥시드 부가물, 폴리프로필렌 글리콜 에틸렌 옥시드 부가물, 글리세롤의 지방산 에스테르, 펜타에리스리톨의 지방산 에스테르, 소르비톨 및 소르비탄의 지방산 에스테르, 수크로오스의 지방산 에스테르, 다가 알콜의 알킬 에테르 및 알칸올아민의 지방산 아미드가 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 병용할 수 있다.
다가 알콜은 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 예로는 글리세롤, 트리메틸올프로판, 펜타에리스리트, 소르비톨 및 수크로오스가 있다. 수용성을 유지할 수 있는 범위에서 일부를 프로필렌 옥시드 또는 부틸렌 옥시드와 같은 알킬렌 옥시드로 치환한 에틸렌 옥시드 부가물이 유용하다. 치환율은 바람직하게는 50% 이하이다. 비이온계 계면 활성제의 HLB(친수성 대 소수성의 비)는 바람직하게는 4 내지 15 범위이고, 더욱 바람직하게는 7 내지 13 범위이다.
양이온성 유기 화합물 100 질량부당 계면 활성제의 첨가량은 바람직하게는 0 내지 10 질량부 범위이고, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1.0 질량부 범위이다.
본 발명의 범위에 포함되고 소정의 효과를 달성할 수 있다면, 기타 필요 성분을 코팅층에 첨가할 수 있다. 기타 성분의 예로는 알루미나 분말, pH 조정제, 보존제 및 산화 방지제와 같은 첨가제가 있다.
코팅층의 형성 방법은 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 예컨대, 이는 지지체를 코팅액으로 함침하거나 또는 지지체 상에 코팅액을 도포함으로써 형성할 수 있다. 함침/도포 방법은 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 예컨대, 이의 코팅기는 통상적인 사이즈 프레스, 게이트 롤 사이즈 프레스, 필름 트랜스퍼 사이즈 프레스, 블레이드 코터, 로드 코터, 에어 나이프 코터 및 커튼 코터를 비롯한 다양한 코팅기에서 선택할 수 있다. 그러나, 비용 측면에서, 코팅액을 초지기에 설치되어 있는 통상적인 사이즈 프레스, 게이트 롤 사이즈 프레스 또는 필름 트랜스퍼 사이즈 프레스를 이용하여 함침 또는 증착시키고 온머쉰(on-machine)으로 완성해야 한다.
지지체 상에 제공되는 코팅액의 양은 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절한 수준으로 조정할 수 있지만, 바람직하게는 고형분 함량을 기준으로 0.5 내지 20 g/㎡ 범위이고, 더욱 바람직하게는 1 내지 15 g/㎡ 범위이다.
이어서, 이렇게 형성된 코팅층을 필요에 따라 건조시킬 수 있다. 이 경우, 건조 온도는 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절한 수준을 선택할 수 있지만, 바람직하게는 약 100 내지 250℃ 범위이다.
기록용 매체는 지지체의 이면 상에 백층(back layer)을, 그리고 지지체와 코 팅층 사이에 또는 지지체와 백층 사이에 다른 층을 포함할 수 있다. 또한, 코팅층 상에 보호층도 형성할 수 있다. 단층 또는 다층을 형성할 수 있다.
기록용 매체는 다양한 잉크젯 기록지 뿐 아니라, 보통 인쇄지, 오프셋 인쇄용 코팅지 및 그라비어 인쇄용 코팅지를 비롯한 다른 상업적으로 구입 가능한 제품에서 선택할 수 있다.
상업적으로 구입 가능한 인쇄용 코팅지는 캐스트 코팅지, A0 및 A1 사이즈의 아트지, A2 사이즈 코팅지, A3 사이즈 코팅지, B2 사이즈 코팅지, 경량 코팅지 및 경코팅지(lightly coated paper)를 비롯한 상업 인쇄 및 출판에 사용되는 것들을 포함한다. 이러한 유형의 종이는 오프셋 인쇄, 그라비어 인쇄 등에 사용된다.
더욱 상세하게는, 이의 예로는 AURORACOATER(니폰 페이퍼 그룹 인코포레이티드로부터 구입 가능) 및 POD GLOSSCOAT(오지 페이퍼 컴퍼니 리미티드)가 있다.
(잉크 카트리지)
본 발명의 잉크 카트리지는 본 발명의 기록용 잉크를 수용하기 위한 용기를 구비하며, 필요에 따라 적절하게 선택된 다른 부재를 추가로 구비한다.
용기는 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 형상, 구조, 크기 및 재료를 적절하게 결정할 수 있다. 이의 적절한 예로는 예컨대 알루미늄 라미네이트 필름 또는 수지 필름으로 제조된 잉크 주머니를 적어도 구비하는 잉크 용기가 있다.
이어서, 도 1 및 도 2를 참조로 하여 잉크 카트리지를 설명한다. 도 1은 본 발명의 잉크 카트리지를 예시적으로 도시한 도면이다. 도 2는 도 1의 잉크 카트리지(200)를 수용하는 케이스(또는 외부 용기)를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 잉크는 잉크 카트리지(200)에 잉크 주입구(242)로부터 잉크 주머니(241)에 충전되어, 거기에 존재하는 공기/가스를 탈기한 후, 잉크 주입구(242)를 열 융합시켜 폐쇄시킨다. 사용시, 잉크 카트리지(200)는 고무 부재인 잉크 출구(243)를 통해 꽂는 바늘을 통해 잉크젯 기록 장치에 잉크를 공급한다.
잉크 주머니(241)는 예컨대 공기 침투성이 없는 알루미늄 라미네이트 필름으로 제조된 포장 부재이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 잉크 주머니(241)는 일반적으로 플라스틱 카트리지 케이스(244)에 수용되며, 사용되는 다양한 잉크젯 기록 장치에 착탈 가능하게 장착된다.
본 발명의 잉크 카트리지는 본 발명의 기록용 잉크/잉크 세트를 구비하며, 사용되는 다양한 잉크젯 기록 장치에 착탈 가능하게 장착된다. 본 발명의 잉크 카트리지는 하기 설명하는 본 발명의 잉크젯 기록 장치에 착탈 가능하게 장착되는 것이 특히 바람직하다.
( 잉크젯 기록 장치 및 잉크젯 기록 방법)
본 발명의 잉크젯 기록 장치는 적어도 잉크 토출 수단을 구비하며, 필요에 따라 자극 발생 수단 및 제어 수단과 같은 적절하게 선택된 다른 수단을 추가로 구비한다.
본 발명의 잉크젯 기록 방법은 잉크 토출 단계를 적어도 포함하며, 필요에 따라 자극 발생 단계 및 제어 단계와 같은 적절하게 선택된 다른 단계를 추가로 포함한다.
본 발명의 잉크젯 기록 방법은 본 발명의 잉크젯 기록 장치를 이용하여 적절 하게 수행할 수 있다. 잉크 토출 단계는 잉크 토출 수단을 이용하여 적절하게 수행할 수 있다. 또한, 상기 언급한 다른 단계는 이에 따라 상기 언급한 다른 수단을 이용하여 적절하게 수행할 수 있다.
-잉크 비상 단계 및 잉크 비상 수단-
잉크 토출 단계는 본 발명의 기록용 잉크에 자극을 인가함으로써 기록용 잉크의 액적을 토출시켜 화상을 형성하는 단계이다.
잉크 토출 수단은 본 발명의 기록용 잉크에 자극을 인가함으로써 기록용 잉크의 액적을 토출시켜 화상을 형성하는 수단이다. 잉크 토출 수단은 특별히 한정되지 않는다. 이의 예로는 다양한 잉크 액적 토출용 노즐이 있다.
자극은 예컨대 자극 발생 수단을 이용하여 발생시킬 수 있다. 자극은 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 예로는 열, 압력, 진동 및 빛이 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 병용할 수 있다. 이들 중에서, 열 및 압력이 적절하다.
자극 발생 수단의 예로는 가열 장치, 가압 장치, 압전 소자, 진동 발생기, 초음파 발진기 및 라이트가 있다. 더욱 특정한 예로는 압전 소자를 비롯한 압전 작동기, 발열 부재와 같은 전기-열 변환기를 이용하여 액체 막비를 발생시켜 상 변화를 이용하는 열 작동기, 온도 변화에 의해 발생되는 금속 상 변화를 이용하는 형상 기억 합금 작동기 및 정전력을 이용하는 정전 작동기가 있다.
기록용 잉크의 잉크 액적의 토출 방법은 특별히 한정되지 않으며, 인가되는 선택 자극에 따라 선택할 수 있다. 예컨대, 열을 자극으로서 사용하는 경우, 기록 헤드에 수용된 기록용 잉크에 대하여 기록 신호에 대응하여 발생된 열 에너지를 예컨대 서멀 헤드를 통해 부여하여 기록용 잉크에 기포를 발생시킨 후, 기포의 압력에 의해 기록 헤드에 있는 노즐로부터 기록용 잉크를 액적의 형태로 토출시킨다. 압력을 자극으로서 사용하는 경우, 예컨대 기록 헤드의 잉크 유로 내에 위치한 소위 압력실에 제공된 압전 부재에 전압을 인가함으로써, 압전 부재를 휘게 하여 압력실의 부피를 감소시켜 노즐로부터 기록용 잉크를 액적의 형태로 토출시켜 잉크 액적을 토출시킬 수 있다.
잉크 액적의 양은 바람직하게는 3 내지 40 pl 범위이다. 잉크 액적의 토출 속도는 바람직하게는 5 내지 20 m/s 범위이다. 잉크에 인가되는 자극의 주파수는 바람직하게는 1 kHz 이상이다. 형성된 화상의 해상도가 300 dpi 이상인 것이 바람직하다.
제어 수단은 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있는데, 단 상기 기술한 수단의 운동을 제어하는 데에 적절해야 한다. 이의 예로는 시퀀서(sequencer) 및 컴퓨터와 같은 다양한 기구가 있다.
본 발명의 잉크젯 기록 장치를 사용하여 본 발명의 잉크젯 기록 방법을 실시하는 구체예를 도면을 참조하여 설명한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 잉크젯 기록 장치는 본체(101), 본체(101)에 부착된 종이를 장전하기 위한 종이 공급 트레이(102), 본체(101)에 부착되어 화상이 기록(형성)된 종이를 보관하기 위한 배지 트레이(103) 및 잉크 카트리지 장전부(104)를 구비한다. 도 3에서, 111은 상부 커버이고, 112는 잉크젯 기록 장치의 전면을 나타낸다.
조작 키 및/또는 표시기를 비롯한 조작부(105)가 잉크 카트리지 장전부(104) 상에 제공된다. 잉크 카트리지 장전부(104)는 잉크 카트리지(201)의 교환을 가능하게 하기 위해 제공된 개폐 가능한 전면 커버(115)를 구비한다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 캐리지(133)를 주요 주사 방향으로 미끄러짐 가능하게 유지할 수 있도록, 캐리지(133)를 주본체(101) 내에 가이드 로드(131) 및 스테이(132)와 함께 유지시킨다. 가이드 로드(131)는 가이드 로드(131)의 좌우에 제공된 2개의 측판(미도시)으로 지탱되어 있다. 캐리지(133)는 주요 주사 모터(미도시)를 이용하여 도 5에 도시된 화살표로 표시된 방향으로 이동한다.
캐리지(133)에는, 옐로우(Y), 시안(C), 마젠타(M) 및 블랙(B)의 기록용 잉크를 토출시키기 위한 4개의 헤드로 구성된 기록 헤드(134)가 주요 주사 방향과 교차하는 방향으로 배열되어 있다. 기록 헤드(134)의 잉크 액적 토출 방향은 하향하고 있다.
기록 헤드(134)를 구성하는 이러한 잉크젯 헤드의 예로는 압전 부재와 같은 압전 작동기, 발열 부재와 같은 전기-열 변환기를 이용하여 액체 막비를 발생시켜 상 변화를 이동하는 열 작동기, 온도 변화에 의해 발생되는 금속 상 변화를 이용하는 형상 기억 합금 작동기 및 정전력을 이용하는 정전 작동기를 비롯한, 잉크 액적을 토출하기 위한 에너지 발생 수단을 구비한 것들이 있다.
캐리지(133)는 기록 헤드(134)에 각각의 색 잉크를 공급하기 위한 각각의 색 잉크에 대한 서브탱크(135)를 구비한다. 본 발명의 기록용 잉크의 각각의 색은 잉크 공급 튜브(미도시)를 통해 잉크 카트리지 장전부(105)에 제공된 본 발명의 잉크 카트리지(201)로부터 서브탱크(135)로 공급된다.
배지 트레이(103)에 위치한 종이 적재부(또는 가압판)(141) 상에 적재된 종이(142)를 공급하기 위한 수단으로서, 반월 롤러[또는 종이 공급 롤러(143)] 및 분리 패드(144)가 제공된다. 종이 공급 롤러(143)는 적재된 종이(142)로부터 종이를 1 장씩 분리 및 공급하기 위한 것이다. 분리 패드(144)는 종이 공급 롤러(143)에 대향하고 있으며, 마찰 계수가 큰 물질로 구성된다. 분리 패드(144)는 종이 공급 롤러(143)를 향해 압박되어 있다.
종이 공급 수단에 의해 공급된 종이(142)를 하기 수단을 이용하여 기록 헤드(134) 아래로 공급한다: 정전 흡수에 의해 종이(142)를 공급하기 위한 공급 벨트(151); 종이를 공급 벨트(151)에 끼워 가이드(145)를 통해 용지 공급 수단으로부터 종이(142)를 공급하기 위한 카운터 롤러(152); 길이 방향이 평행선에 대해 실질적으로 수직 방향으로부터 공급 벨트(151) 방향으로 변경되도록 공급된 종이를 90° 회전시키기 위한 공급 가이드(153); 및 공급 벨트(151) 상에 제공되며 가압부(154)의 일부인 선단 가압 롤러(155). 공급 벨트(151)에는 벨트 표면을 대전시키기 위한 대전 수단으로서 대전 롤러(156)가 구비된다.
공급 벨트(151)는 무단 벨트이며, 공급 롤러(157)와 텐션 롤러(158) 사이에 제공되어 이들 사이에 걸쳐 놓이며, 종이 공급 방향으로 회전할 수 있다. 공급 벨트(151)는 예컨대 종이를 운송하기 위한 표면으로서 작용하며 두께가 약 40 ㎛이며 저항을 제어하고 있지 않은 수지 표면층을 포함하며, 예컨대 테트라플루오로에틸렌과 에틸렌의 공중합체 또는 ETFE로 제조된 수지 표면층, 및 수지 표면층과 동일한 재료로 제조되며 탄소로 저항을 제어한 백층(예컨대 중저항층 또는 그라운딩층)을 포함한다. 공급 벨트(151)의 백층 상에는 기록 헤드(134)의 인쇄 영역에 대응하는 가이드 부재(161)가 제공된다. 기록 헤드(134)를 이용하여 화상이 기록된 종이(142)를 배출하기 위한 수단으로서 분리 클로(separation claw)(17), 종이 배출 롤러(172) 및 종이 배출 롤러(173)가 제공된다. 분리 클로(171)는 공급 벨트(151)로부터 종이(142)를 분리하기 위한 수단으로서 작용한다. 또한, 종이 배출 롤러(172) 아래에 종이를 배출하기 위한 배지 트레이(103)가 제공된다.
양면 종이 공급 유닛(181)이 본체(101)의 배면부에 탈착 가능하게 부착되어 있다. 양면 종이 공급 유닛(181)은 벨트를 역회전시켜 공급 벨트(151)로부터 복귀되는 종이(142)를 수용하고, 수용된 종이를 반전시킨 후, 카운터 롤러(152)와 공급 벨트(151) 사이에 반전된 종이를 공급한다. 수동 종이 공급부(182)가 양면 종이 공급 유닛(181)의 상부 영역에 제공된다.
이 잉크젯 기록 장치에 있어서, 공급 방향에 대해 실질적으로 수직으로 향하는 길이 방향으로 종이를 공급하기 위한 수단을 이용하여 종이(142)가 1 장씩 분리 및 공급되고, 가이드(145)로 안내되어, 공급 벨트(151)와 카운터 롤러(152) 사이에 끼워져서 공급된다. 이 종이의 선단은 공급 가이드(153)로 추가로 안내되어, 선단 가압 롤러(155)로 이를 가압함으로써 공급 벨트(151)에 탑재된 후, 이의 길이 방향이 공급 방향에 대해 약 90° 회전된다.
동시에, 공급 벨트(157)가 대전 롤러(156)에 의해 대전되고, 종이(142)가 운송되는 공급 벨트(151)로 정전기적으로 부착된다. 캐리지(133)가 이동하면서, 화상 신호에 따라서 기록 헤드(134)가 구동되고, 잉크 액적을 제공하기 위해 운동이 정지될 때 종이(142) 상에 잉크 액적이 토출되어 1 줄의 글자, 문자 또는 화상을 기록한 후, 다음 줄의 기록을 위해 준비되어 있는 미리 정해진 거리만큼 종이(142)가 공급된다. 잉크젯 기록 장치가 기록 종료 신호 또는 종이(142)의 하단이 기록 영역에 도달함을 나타내는 신호를 받으면 기록 동작이 종료된다. 그 다음, 종이(142)가 배지 트레이(103)에 배출된다.
서브탱크(135) 내 기록용 잉크의 잔류량이 거의 비었음이 감지될 때, 잉크 카트리지(201)로부터 서브탱크(135)에 소정량의 기록용 잉크가 공급된다.
잉크젯 기록 장치의 잉크 카트리지(201)에 담긴 기록용 잉크를 다 쓴 경우, 잉크 카트리지(201) 내 잉크 주머니만을 교체하면 된다. 잉크 카트리지(201)를 개방하여 잉크 주머니를 꺼낼 수 있다. 잉크 카트리지(201)는 본체(101)의 전면 영역에 수직으로 배치되어 있을 때, 기록용 잉크를 안정하게 공급하는 능력을 유지할 수 있다. 이 경우, 본체(101) 위쪽의 공간이 주위 환경에 개방되지 않은 경우라도, 예컨대 선반에 배치된 경우 또는 물건이 본체(101) 위에 있는 경우라도, 잉크 카트리지(201)를 용이하게 교체할 수 있다.
여기서는, 본 발명의 기록용 잉크를 캐리지가 주사하는 직렬형(셔틀형) 잉크젯 기록 장치에 적용한 예를 설명했지만, 라인형 헤드를 구비한 라인형 잉크젯 기록 장치에 기록용 잉크를 마찬가지로 적용할 수 있다.
본 발명의 잉크젯 기록 장치 및 잉크젯 기록 방법은, 잉크젯 기록 시스템을 이용하는 다양한 기록에 적용할 수 있다. 이것이 적절하게 적용되는 특히 적절한 예로는 잉크젯 기록용 프린터, 팩스기, 복사기 및 프린터/팩스/복사기 복합기가 있다.
(잉크 기록물)
본 발명의 잉크 기록물은 본 발명의 잉크젯 기록 장치 및 잉크젯 기록 방법을 이용하여 기록된 것이다.
본 발명의 잉크 기록물은 기록용 매체, 및 본 발명의 기록용 잉크를 이용하여 기록용 매체 상에 형성된 화상으로 구성된다.
본 발명의 잉크 기록물은 본 발명의 잉크/매체 세트의 기록용 매체, 및 본 발명의 잉크/매체 세트의 기록용 잉크를 이용하여 기록용 매체 상에 형성된 화상으로 구성된다.
기록용 매체는 특별히 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 예로는 보통지, 광택지, 특수지, 보통 인쇄 용지, 직물, 필름 및 OHP 시트가 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 병용할 수 있다.
잉크 기록물은 블리딩 없는 고품질 화상 및 우수한 시간 경과 안정성을 제공할 수 있어서, 다양한 글자/문자 및/또는 화상이 기록되는 원재료를 비롯한 다양한 용도에 적절하게 사용할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 참조로 하여 본 발명을 상세히 설명하지만, 하기 실시예 및 비교예는 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
( 제조예 1)
-수용성 중합체 화합물의 수용액 A의 제조-
* 탄소 원자 20 내지 24 개의 올레핀쇄를 가지며 산가가 190 mgKOH/g이고 중량 평균 분자량이 10,000인 하기 화학식 1로 표시되는 α-올레핀/말레산 무수물 공중합체(T-YP112, 세이코 피엠씨 코포레이션 제조) 10.0 질량부
화학식 1
Figure 112008035557344-PCT00020
* 산가가 상기 화학식 1의 α-올레핀/말레산 무수물 공중합체보다 1.2 배 높은 규정 LiOH 수용액 17.34 질량부
* 이온 교환수 72.66 질량부
수용성 중합체 화합물의 수용액 A를 제조하기 위해, 상기 기술한 성분들을 혼합기를 이용하여 가열 및 혼합하고, 상기 화학식 1로 표시되는 α-올레핀/말레산 무수물 공중합체를 얻어진 혼합물에 용해시킨 후, 용액에 존재하는 매우 소량의 미용해 물질을 평균 공경이 5 ㎛인 필터를 이용하여 여과하여 제거하였다.
( 제조예 2)
-표면 처리 블랙 안료의 분산액의 제조-
CTAB 비표면적이 150 ㎡/g이고 DBP 흡유량이 100 ㎖/100 g인 카본 블랙 90 g을, 2.5 N의 황산 나트륨 용액 3,000 ㎖에 첨가하였다. 이렇게 얻어진 용액을 60℃ 하에서 300 rpm에서 교반하고 10 시간 동안 반응시켰다. 이에 따라, 산화 처리가 수행되었다. 이렇게 얻어진 반응액을 여과하여 여과된 카본 블랙을 얻었다. 얻어진 카본 블랙을 수산화나트륨 용액으로 중화하고, 초여과를 수행하였다.
결과로 생긴 카본 블랙을 세정하고 건조시킨 후, 순수에 분산시켰다. 이렇게 얻어진 용액 중 고형분 함량을 30 질량%로 조정하고, 충분히 교반하였다. 이에 따라 블랙 안료의 분산액을 얻었다. 분산 안료의 평균 입경(D50)을 측정하였는데 103 nm로 밝혀졌다. 평균 입경(D50)을 측정하기 위해, NANOTRAC UPA-EX105(니키소 컴퍼니 리미티드 제조의 입자 크기 분석기)를 이용하였다.
( 제조예 3)
-물에 분산된 마젠타 안료 함유 중합체 미립자의 제조-
<중합체 용액 A의 제조>
기계식 교반기, 온도계, 질소 가스 도입관, 환류관 및 적하 깔때기를 구비한 1 ℓ 플라스크에 질소 가스를 충분히 채운 후, 11.2 g의 스티렌, 2.8 g의 아크릴산, 12.0 g의 라우릴 메타크릴레이트, 4.0 g의 폴리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 4.0 g의 스티렌 마크로머 및 0.4 g의 머캅토에탄올을 넣었다. 그 다음, 이를 플라스크에서 혼합하고, 65℃로 가열하였다. 이어서, 100.8 g의 스티렌, 25.2 g의 아크릴산, 108.0 g의 라우릴 메타크릴레이트, 36.0 g의 폴리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 60.0 g의 히드록시에틸 메타크릴레이트, 36.0 g의 스티렌 마크로머, 3.6 g의 머캅토에탄올, 2.4 g의 아조비스메틸 발레로니트릴 및 18 g의 메틸 에틸 케톤의 혼 합 용액을 2.5 시간에 걸쳐 플라스크에 적가하였다. 적가 후, 0.8 g의 아조비스메틸 발레로니트릴 및 18 g의 메틸 에틸 케톤의 다른 혼합 용액을 0.5 시간에 걸쳐 플라스크에 적가하였다. 1 시간 동안 65℃에서 숙성시킨 후, 0.8 g의 아조비스메틸 발레로니트릴을 첨가한 후, 혼합물을 1 시간 동안 추가 숙성시켰다. 그 다음, 364 g의 메틸 에틸 케톤을 플라스크에 첨가하여 농도가 50 질량%인 800 g의 중합체 용액 A를 제조하였다.
<물에 분산된 안료 함유 중합체 미립자의 제조>
하기 성분을 충분히 혼합하였다: 28 g의 중합체 용액 A, 42 g의 C.I. 피그먼트 레드 122, 13.6 g의 1 몰/ℓ의 수산화칼륨 수용액, 20 g의 메틸 에틸 케톤 및 13.6 g의 이온 교환수. 그 다음, 이렇게 얻어진 혼합물을 롤 밀을 이용하여 혼련하였다. 이렇게 얻어진 페이스트를 200 g의 순수에 붓고, 결과로 얻어진 혼합물을 충분히 혼합하였다. 그 다음, 메틸 에틸 케톤 및 물을 증발기를 이용하여 이로부터 제거하였다. 결과로 생긴 분산액으로부터 거친 입자를 제거하기 위해, 평균 공경이 5.0 ㎛인 폴리비닐리덴 플루오라이드 막 필터를 이용하여 가압 여과를 수행하였다. 물에 분산된 이렇게 얻어진 마젠타 중합체 미립자는 15 질량%의 안료 및 20 질량%의 고형분 함량을 함유하였다. 이렇게 얻어진 분산 안료의 평균 입경(D50)을 측정하였는데 145 nm로 밝혀졌다. 평균 입경(D50)을 측정하기 위해, NANOTRAC UPA-EX105(니키소 컴퍼니 리미티드 제조의 입자 크기 분석기)를 이용하였다.
( 제조예 4)
-옐로우 안료 계면 활성제의 분산액의 제조-
* 30.0 질량부의 모노아조 옐로우 안료(다이니치세이카 컬러 앤드 케미컬즈 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 제조의 C.I. 피그먼트 옐로우 74)
* 10.0 질량부의 폴리옥시에틸렌 스티렌 페닐에테르(NOIGEN EA-177, HLB 값이 15.7인 다이이치 코교 세이야쿠 컴퍼니 리미티드 제조의 비이온계 계면 활성제)
* 60.0 질량부의 이온 교환수
계면 활성제를 이온 교환수에 용해시켰다. 그 다음, 안료를 혼합물에 혼합하였다. 충분한 수분을 갖는, 결과로 생긴 혼합물의 성분을 직경 0.5 mm의 지르코니아 비드를 충전한 습윤 분산기(DYNO-MILL KDLA, WAB 컴퍼니 리미티드 제조)를 이용하여 2 시간 동안 2,000 rpm에서 분산시켰다. 이에 따라 1차 분산 안료를 얻었다. 이어서, 4.26 질량부의 TAKELAC W-5661(활성 성분이 35.2 질량%이고 산가가 40 mgKOH/g이며 중량 평균 분자량이 18,000인, 미츠이 타케다 케미컬즈 인코포레이티드 제조의 수용성 폴리우레탄 수지)을 수용성 중합체 화합물의 수용액으로서 1차 분산 안료에 첨가하였다. 이렇게 얻어진 혼합물을 충분히 혼합하고, 이에 따라 옐로우 안료 계면 활성제의 분산액을 얻었다. 이렇게 얻어진 분산 안료의 평균 입경(D50)을 측정하였는데 62 nm로 밝혀졌다. 평균 입경(D50)을 측정하기 위해, NANOTRAC UPA-EX105(니키소 컴퍼니 리미티드 제조의 입자 크기 분석기)를 이용하였다.
( 제조예 5)
-마젠타 안료 계면 활성제의 분산액의 제조-
* 30.0 질량부의 퀴나크리돈 안료(다이니치세이카 컬러 앤드 케미컬즈 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 제조의 C.I. 피그먼트 레드 122)
* 10.0 질량부의 폴리옥시에틸렌-β-나프틸에테르(RT-100, HLB 값이 18.5인, 타케모토 유시 컴퍼니 리미티드 제조의 비이온계 계면 활성제)
* 60.0 질량부의 이온 교환수
계면 활성제를 이온 교환수에 용해시켰다. 그 다음, 안료를 혼합물에 혼합하였다. 충분한 수분을 갖는, 결과로 생긴 혼합물의 성분을 직경 0.5 mm의 지르코니아 비드를 충전한 습윤 분산기(DYNO-MILL KDLA, WAB 컴퍼니 리미티드 제조)를 이용하여 2 시간 동안 2,000 rpm에서 분산시켰다. 이에 따라 1차 분산 안료를 얻었다. 이어서, 7.14 질량부의 JC-05[활성 성분이 21 질량%이고 산가가 170 mgKOH/g이며 중량 평균 분자량이 16,000인, 세이코 피엠씨 코포레이션 제조의 수용성 스티렌-(메트)아크릴산 공중합체]를 1차 분산 안료에 첨가하였다. 이를 충분히 혼합하고, 이에 따라 마젠타 염료 계면 활성제의 분산액을 얻었다. 이렇게 얻어진 분산 안료의 평균 입경(D50)을 측정하였는데 83 nm로 밝혀졌다. 평균 입경(D50)을 측정하기 위해, NANOTRAC UPA-EX105(니키소 컴퍼니 리미티드 제조의 입자 크기 분석기)를 이용하였다.
( 제조예 6)
-시안 안료 계면 활성제의 분산액 A의 제조-
* 30.0 질량부의 프탈로시아닌 안료(다이이치세이카 컬러 앤드 케미컬즈 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 제조의 C.I. 피그먼트 블루 15:3)
* 10.0 질량부의 폴리옥시에틸렌 라우릴에테르(DKSNL-450, HLB 값이 18.3인, 다이이치 코교 세이야쿠 컴퍼니 리미티드 제조의 비이온계 계면 활성제)
* 60.0 질량부의 이온 교환수
계면 활성제를 이온 교환수에 용해시켰다. 그 다음, 안료를 혼합물에 혼합하였다. 충분한 수분을 갖는, 결과로 생긴 혼합물의 성분을 직경 0.5 mm의 지르코니아 비드를 충전한 습윤 분산기(DYNO-MILL KDLA, WAB 컴퍼니 리미티드 제조)를 이용하여 2 시간 동안 2,000 rpm에서 분산시켰다. 이에 따라 1차 분산 안료를 얻었다.
이어서, 7.51 질량부의 제조예 1의 수용성 중합체 화합물의 수용액 A 및 2.51 질량부의 NICHEGO POLYESTER W-0030(활성 성분이 29.9 질량%이고 산가가 100 mgKOH/g이며 중량 평균 분자량이 7,000인, 니폰 신쎄틱 케미컬 인더스트리 컴퍼니 리미티드 제조의 수용성 폴리에스테르 수지)을 1차 분산 안료에 첨가하였다. 결과로 생긴 혼합물을 충분히 혼합하고, 이에 따라 시안 안료 계면 활성제의 분산액 A를 얻었다. 분산 안료의 평균 입경(D50)을 측정하였는데 78 nm로 밝혀졌다. 평균 입경(D50)을 측정하기 위해, NANOTRAC UPA-EX105(니키소 컴퍼니 리미티드 제조의 입자 크기 분석기)를 이용하였다.
( 제조예 7)
-시안 안료 계면 활성제의 분산액 B의 제조-
* 30.0 질량부의 프탈로시아닌 안료(다이이치세이카 컬러 앤드 케미컬즈 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 제조의 C.I. 피그먼트 블루 15:3)
* 10.0 질량부의 폴리옥시에틸렌 스티렌 페닐에테르(NOIGEN EA-177, HLB 값이 15.7인, 다이이치 코교 세이야쿠 컴퍼니 리미티드 제조의 비이온계 계면 활성제)
* 60.0 질량부의 이온 교환수
계면 활성제를 이온 교환수에 용해시켰다. 그 다음, 안료를 혼합물에 혼합하였다. 충분한 수분을 갖는, 결과로 생긴 혼합물의 성분을 직경 0.5 mm의 지르코니아 비드를 충전한 습윤 분산기(DYNO-MILL KDLA, WAB 컴퍼니 리미티드 제조)를 이용하여 2 시간 동안 2,000 rpm에서 분산시켰다. 이에 따라 1차 분산 안료를 얻었다.
이어서, 15.0 질량부의 제조예 1의 수용성 중합체 화합물의 수용액 A를 1차 분산 안료에 첨가하였다. 이를 충분히 혼합하고, 이에 따라 시안 안료 계면 활성제의 분산액 B를 얻었다. 이렇게 얻어진 분산 안료의 평균 입경(D50)을 측정하였는데 80 nm로 밝혀졌다. 평균 입경(D50)을 측정하기 위해, NANOTRAC UPA-EX105(니키소 컴퍼니 리미티드 제조의 입자 크기 분석기)를 이용하였다.
( 제조예 8)
-시안 안료 계면 활성제의 분산액 C의 제조-
* 30.0 질량부의 프탈로시아닌 안료(다이이치세이카 컬러 앤드 케미컬즈 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 제조의 C.I. 피그먼트 블루 15:3)
* 10.0 질량부의 폴리옥시에틸렌 라우릴에테르(DKSNL-450, HLB 값이 18.3인, 다이이치 코교 세이야쿠 컴퍼니 리미티드 제조의 비이온계 계면 활성제)
* 60.0 질량부의 이온 교환수
계면 활성제를 이온 교환수에 용해시켰다. 그 다음, 안료를 혼합물에 혼합하였다. 충분한 수분을 갖는, 결과로 생긴 혼합물의 성분을 직경 0.5 mm의 지르코니아 비드를 충전한 습윤 분산기(DYNO-MILL KDLA, WAB 컴퍼니 리미티드 제조)를 이용하여 2 시간 동안 2,000 rpm에서 분산시켰다. 이에 따라 시안 안료 계면 활성제의 분산액 C를 얻었다. 이렇게 얻어진 분산 안료의 평균 입경(D50)을 측정하였는데 75 nm로 밝혀졌다. 평균 입경(D50)을 측정하기 위해, NANOTRAC UPA-EX105(니키소 컴퍼니 리미티드 제조의 입자 크기 분석기)를 이용하였다.
( 실시예 1 내지 12 및 비교예 1 내지 7)
-기록용 잉크의 제조-
하기와 같이 기록용 잉크를 얻었다. 하기 표 1 내지 4에 나타낸 각각의 실시예/비교예에 대한 성분, 습윤제, 침투제, 계면 활성제, 곰팡이 제거제(fungicide) 및 물을 1 시간 동안 균일하게 혼합하였다. 이렇게 얻어진 혼합된 용액 각각에 수분산성 수지를 첨가하고, 각각의 혼합물을 1 시간 동안 혼합하였다. 또한, 안료 분산액 및 소포제를 거기에 첨가하고, 1 시간 동안 혼합하였다. 거친 입자 및 이물질을 생성된 분산액으로부터 제거하기 위해, 평균 공경이 5.0 ㎛인 폴리비닐리덴 플루오라이드 막 필터를 이용하여 가압 여과를 수행하였다. 이에 따라 실시예 1 내지 12 및 비교예 1 내지 7의 기록용 잉크를 얻었다.
Figure 112008035557344-PCT00021
Figure 112008035557344-PCT00022
Figure 112008035557344-PCT00023
Figure 112008035557344-PCT00024
하기 표 1 내지 4에 나타낸 화합물에 대한 생략된 설명을 제공한다.
* 불소 수지 에멀션 A: 고형분 함량이 50 질량%이고 평균 입경이 150 nm이며 최저 조막 온도(MFT)가 30℃ 이하인, 아사히 글래스 컴퍼니 리미티드 제조의 LUMIFLON FE 4300
* 불소 수지 에멀션 B: 고형분 함량이 50 질량%이고 평균 입경이 160 nm이며 최저 조막 온도(MFT)가 28℃ 이하인, 아사히 글래스 컴퍼니 리미티드 제조의 LUMIFLON FE 4500
* 불소 수지 에멀션 C: 고형분 함량이 50 질량%이고 평균 입경이 200 nm 이하이며 최저 조막 온도(MFT)가 55℃인, 아사히 글래스 컴퍼니 리미티드 제조의 LUMIFLON FE 4400
* 폴리우레탄 에멀션: 고형분 함량이 45 질량%이고 평균 입경이 160 nm이며 최저 조막 온도(MFT)가 20℃ 이하인, 다이니폰 잉크 앤드 케미컬즈 인코포레이티드 제조의 HYDRAN APX-101H
* POLYFOX PF-151N: 옴노바 솔루션 인코포레이티드 제조의 비이온계 불소계 계면 활성제의 50% 용액
* ZONYL FS-300: 듀폰 리미티드 제조의 폴리옥시에틸렌 퍼플루오로 알킬에테르의 40% 용액
KF-643: 신에츠 케미컬 컴퍼니 리미티드 제조의 폴리에테르 개질된 실리콘 계면 활성제의 100% 용액
* SOFTANOL FP-5035: 니폰 쇼쿠바이 컴퍼니 리미티드 제조의 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 분지쇄형 알킬에테르의 100% 용액
* Proxel GXL: 아베시아 리미티드 제조의 곰팡이 제거제 및 1,2-벤즈이소티아졸린-3-온의 20% 디프로필렌 글리콜 함유 용액
* KM-72F: 신에츠 실리콘즈 제조의 자기 유화형 실리콘 소포제의 100% 용액
실시예 1 내지 12 및 비교예 1 내지 7의 기록용 잉크를 하기 설명하는 바와 같이 평가하였다. 결과를 하기 표 5 및 6에 나타낸다.
<수지(A) 대 안료(B)의 비>
수용성 수지(에멀션) 중 수지의 고형분 함량 대 안료의 고형분 함량, 또는 수지의 고형분 함량(A)/안료의 고형분 함량(B)의 비를 기록용 잉크 각각에 대해 측정하였다.
<잉크의 고형분 함량>
기록용 잉크 각각 중 안료 및 수지, 또는 에멀션 및 수용성 수지의 총 함량을 측정하였다.
<잉크 점도의 측정>
25℃에서의 잉크 점도를 RL-500(토키 산교 컴퍼니 리미티드 제조의 점도계)로 측정하였다.
<잉크 표면 장력의 측정>
25℃에서의 잉크 표면 장력을 CBVP-Z(쿄와 인터페이스 사이언스 컴퍼니 리미티드 제조의 전자동 표면 장력계)를 이용하여 측정하였다.
-화상 기록 품질의 평가-
23℃ 및 50% 상대 습도 하에서 IPSIOG707(리코 컴퍼니 리미티드 제조의 잉크젯 프린터)을 이용하여 기록용 매체 상에 화상을 기록하였다. 화상을 형성하는 토출 잉크 액적이 균일량이 되도록 압전 소자에 인가된 구동 전압을 조정하였다.
<토출 안정성>
Microsoft Word 2000을 이용하여 얻어진, 색당 각각 전체 면적의 5%를 차지하는 충전 영역(fill area)을 갖는 A4 사이즈 차트 서류를 Type 6200(엔비에스 리코 컴퍼니 리미티드 제조의 프린터)을 이용하여 종이 200 장에 인쇄하였다. 인쇄를 완료한 후, 프린터 각각의 색에 대한 노즐을 조사하여 토출 안정성을 평가하였다. 프린터에 구비된 드라이버 소프트웨어를 이용하여 프린터를 작동시켰다. 인쇄 전에, 보통지에 대한 사용자 설정 메뉴에서 인쇄 모드를 "보통지-표준/고속"에서 "색 보정 없음"으로 바꿨다.
<평가 기준>
A: 토출 장애가 인지되지 않았다.
B: 약간의 토출 장애가 인지되었다.
C: 토출 장애 또는 토출 막힘이 인지되었다.
<화상 농도>
Microsoft Word 2000을 이용하여 얻어진, 64 포인트 블록(■)부가 있는 차트 서류를 Xerox 4024(후지 제록스 컴퍼니 리미티드 제조의 프린터)를 이용하여 종이 1 장에 인쇄하였다. 인쇄 완료 후, 인쇄된 블록부의 색을 X-Rite 938로 조사하여, 하기 평가 기준을 이용하여 화상 농도를 평가하였다. 프린터를 구비한 드라이버 소프트웨어를 이용하여 프린터를 작동시켰다. 인쇄 전에, 보통지에 대한 사용자 설정 메뉴에서 인쇄 모드를 "보통지-표준/고속"에서 "색 보정 없음"으로 바꿨다.
<평가 기준>
A: 블랙: 1.3 이상, 옐로우: 0.85 이상, 마젠타: 0.95 이상, 시안: 1.1 이상
B: 블랙: 1.2 이상 1.3 미만, 옐로우: 0.8 이상 0.85 미만, 마젠타: 0.9 이상 0.95 미만, 시안: 1.0 이상 1.1미만
C: 블랙: 1.1 이상 1.2 미만, 옐로우: 0.7 이상 0.8 미만, 마젠타: 0.8 이상 0.90 미만, 시안: 0.9 이상 1.0 미만
D: 블랙: 1.1 미만, 옐로우: 0.7 미만, 마젠타: 0.8 미만, 시안 0.9 미만
<발색성>
화상 농도의 평가와 동일한 방식으로 Xerox 4024(후지 제록스 컴퍼니 리미티드 제조)를 이용하여 차트를 기록한 후, 인쇄된 블록(■)부를 X-Rite 938로 조사하여, 하기 평가 기준을 이용하여 발색성을 평가하였다. 프린터를 구비한 드라이버 소프트웨어를 이용하여 프린터를 작동시켰다. 인쇄 전에, 보통지에 대한 사용자 설정 메뉴에서 인쇄 모드를 "보통지-표준/고속"에서 "색 보정 없음"으로 바꿨다. 측정된 채도 대 표준 색(Japan Color Ver. 2)에 기술된 채도(옐로우: 91.34, 마젠타: 74.55, 시안: 62.82)의 비를 얻어, 하기 평가 기준을 이용하여 발색성을 평가하였다.
<평가 기준>
A: 0.8 이상
B: 0.8 미만
<내수성>
화상 농도의 평가와 동일한 방식으로 Type 6200(엔비에스 리코 컴퍼니 리미티드 제조)을 이용하여 차트를 기록한 후, 인쇄된 블록(■)부를 23℃ 및 50% 상대 습도 하에서 24 시간 동안 건조시켰다. 영역을 1 분 동안 30℃ 물에 침지하고, 물에서 조심스럽게 끌어올린 후, 자연 건조시켰다. 그 다음, 이의 내수성을 하기 기준을 이용하여 평가하였다.
<평가 기준>
A: 잉크 삼출이 인지되지 않았다.
B: 잉크 삼출이 인지되었다.
<내마모성>
Microsoft Word 2000을 이용하여 얻어진, 길이 및 폭 3 cm의 단색 충전 영역을 갖는 차트 서류를 Geljet Printer(엔비에스 리코 컴퍼니 리미티드 제조)용 Ricoh Matte Glossy Paper에 인쇄하였다. 그 다음 인쇄된 화상을 24 시간 동안 23℃ 및 50% 상대 습도 하에서 건조시켰다. 화상부를 양면 접착제를 이용하여 CM-1 클락 미터에 부착된 면포(JIS L0803 표준에 부합됨)로 5 회 왕복하여 문질렀다. 화상부로부터 면포에 전이된 잉크의 양을 X-Rite 938을 이용하여 측정하였다. 측정량을 기준으로 하여, 면포에 전이된 잉크의 농도를 얻고, 하기 기준을 이용하여 평가하였다. 농도를 얻기 위해 면포의 원래 색의 효과를 제거하였다.
<평가 기준>
A: 0.12 미만
B: 0.12 이상
<내광성>
화상 농도의 평가와 동일한 방식으로 Type 6200(엔비에스 리코 컴퍼니 리미티드 제조)을 이용하여 차트를 기록한 후, 인쇄된 블록(■)부를 23℃ 및 50% 상대 습도 하에서 24 시간 동안 건조시켰다. 인쇄된 블록부를 70℃, 50% 상대 습도 및 89℃ 블랙 패널 온도 하에서 24 시간 동안 태양광과 근사한 Ci35AW(아틀라스 일렉트릭 디바이스 컴퍼니 제조의 Weather-O'meter)를 이용하여 0.35 W/㎡에서 크세논에 조사시켰다. 크사논 조사에 노출시키기 전 및 후의 인쇄된 블록부의 퇴색 및 색 변화를 측정하고, 하기 평가 기준을 이용하여 평가하였다.
<평가 기준>
A: 변색 및 변화가 거의 인지되지 않았다.
B: 허용 가능한 정도의 변색 및 변화가 인지되었다.
C: 허용 불가능할 정도로 변색 및 변화가 너무 컸다.
<건조 특성>
화상 농도의 평가와 동일한 방식으로 Type 6200(엔비에스 리코 컴퍼니 리미티드 제조)을 이용하여 차트를 기록한 후, 인쇄 직후 여과지를 인쇄된 블록(■)부에 대해 압박하였다. 잉크의 여과지에 전이된 정도를 기준으로 건조 특성을 평가하였다.
<평가 기준>
A: 여과지 상에 전이된 잉크가 인지되지 않았다.
B: 여과지 상에 잉크가 소량 전이되었다.
C: 여과지 상에 잉크가 다량 전이되었다.
<잉크 보관 안정성>
유리 샘플 병에, 실시예 및 비교예에서 제조한 잉크 20 g을 각각 밀폐하였다. 유리 샘플 병의 뚜껑을 추가로 닫고, 비닐 테입으로 밀봉한 후, 유리 샘플 병을 1 달 동안 50℃에서 항온조에 유지하였다. 입경 변화를 NANOTRAC UPA-EX 150(니키소 컴퍼니 리미티드 제조의 입자 크기 분석기)을 이용하여 측정하였다. 초기 입경에 대한 보관 후 잉크의 평균 입경의 변화율(D50%)을 하기 수학식을 이용하여 얻었다.
변화율 = [(보관 후 평균 입경/보관 전 평균 입경)-1] * 100
<평가 기준>
A: 변화율이 단지 ±10% 이내였다.
B: 변화율이 단지 ±10% 내지 ±20%이었다.
C: 변화율이 ±20% 이상이었다.
Figure 112008035557344-PCT00025
Figure 112008035557344-PCT00026
비교예 3, 6 및 7의 잉크를 사용하여 기록한 화상은 다른 잉크를 사용하여 기록한 화상만큼 양호하지 않았다. 따라서, 이들은 평가하지 않았다.
하기 언급하는 기록지 (1) 내지 (4) 및 실시예 3 내지 5의 기록용 잉크를 사용하여, 화상 품질 평가 시험을 하기 설명하는 바와 같이 수행하였다.
-기록지(1)-
상표명: AURORACOATE(니폰 페이퍼 그룹 인코포레이티드 제조의, 평량 104.7 g/㎡의 상업적으로 구입 가능한 종이)
-기록지(2)-
오지 페이퍼 컴퍼니 리미티드 제조의 POD Glass Coat 100 g/㎡
-기록지(3)-
상표명: Super Fine Paper(세이코 엡손 코포레이션 제조의, 상업적으로 구입 가능한 잉크젯 인쇄용 매트 코팅지)
-기록지(4)-
상표명: Lumirror U10(토레이 인더스트리즈 인코포레이티드 제조의, 두께 100 ㎛의 투명 폴리에스테르 필름)
순수의 기록지 (1) 내지 (4) 각각에 대한 전이량을 하기와 같이 측정하였다. 결과를 하기 표 7에 나타낸다.
<동적 주사 흡액계를 이용하는 순수의 전이량의 측정>
동적 주사 흡액계(모델: KS350D, 쿄와 세이코 컴퍼니 리미티드 제조)를 이용하여 순수의 기록지 (1) 내지 (4)에 대한 흡수 곡선을 얻었다. 전이량(㎖/㎡) 및 접촉 시간의 평방근으로부터의 기울기 직선을 플롯하여 흡수 곡선을 얻었다. 일정 시간 후의 전이량을 내삽에 의해 결정하였다.
순수의 전이량(㎖/㎡)
접촉 시간 100 ms 접촉 시간 400 ms
기록지(1) 2.8 3.4
기록지(2) 3.1 3.5
기록지(3) 41.0 44.8
기록지(4) 0.1 0.1
<화상 품질 평가>
IPSIO G7570(리코 컴퍼니 리미티드 제조의 잉크젯 기록 장치)에 기록지 (1) 내지 (4) 및 실시예 3 내지 5의 기록용 잉크를 사용하여, 하기 설명하는 바와 같이 화상 품질 평가 시험을 수행하였다. 결과를 하기 표 8에 나타낸다.
(1) 비딩(화상 농도의 불균일)
결과로 생긴 녹색 충전 영역의 화상 농도의 불균일 정도를 육안으로 평가하였다. 평가 기준에 대해, 단계 견본(불량/1.0 내지 양호/5.0 등급)을 사용하였다.
(2) 박차 흔적
결과로 생긴 적색 충전 영역으로부터 백그라운드부로의 오프셋 박차 흔적의 생성 빈도를 육안으로 평가하였다. 평가 기준 및 등급은 하기와 같다.
등급 1: 명백하게 인지됨
등급 2: 희미하게 인지됨
등급 3: 인지되지 않음
(3) 광택 정도
광택계(빅 가드너 제조, 4501)를 이용하여, 결과로 생긴 시안 충전 영역의 광택 정도를 측정하였다.
비딩 박차 흔적 광택 정도
기록지(1) 4.5 2.0 33.0
기록지(2) 3.5 2.0 25.0
기록지(3) 5.0 3.0 2.0
기록지(4) 1.0 1.0 측정 불가
* 잉크가 건조되지 않아서 광택 정도를 측정할 수 없었음
본 발명의 기록용 잉크는 보통지 상에 고품질 화상을 기록할 수 있고, 특히 화상 농도, 채도, 및 내수성 및 내광성을 비롯한 화상 내구 특성이 우수한 화상을 기록할 수 있으며, 건조 속도가 빠르고, 고속 기록 공정에 사용할 수 있으며, 노즐로부터 안정하게 주입할 수 있다. 따라서, 예컨대 잉크 카트리지, 잉크 기록물, 잉크 기록 장치 및 잉크젯 기록 방법에 적절하게 이용할 수 있다.
상기 잉크는 또한 고속 건조 화상을 기록할 수 있고, 잉크가 비딩을 일으키는 것을 방지할 수 있으며, 지지체 및 지지체의 1 면 이상에 제공된 코팅을 포함하며 동적 주사 흡액계를 이용하여 접촉 시간 100ms에서 측정시 순수의 기록용 매체에 대한 전이량이 2 내지 35 ㎖/㎡ 범위이며, 접촉 시간 400 ms에서 측정시 순수의 기록용 매체에 대한 전이량이 3 내지 40 ㎖/㎡ 범위인, 잉크 흡수성이 불량한 기록용 매체인 보통 인쇄 용지 상에서도 오프셋 인쇄 제품만큼 양호한 품질로 상을 형성할 수 있다.
본 발명의 잉크젯 기록 장치 및 잉크젯 기록 방법은 잉크젯 기록 시스템을 이용한 다양한 기록에 적용할 수 있으며, 예컨대 잉크젯 기록용 프린터, 팩스기, 복사기 및 프린터/팩스/복사기 복합기에 적절하게 적용할 수 있다.

Claims (19)

  1. 수분산성 착색제,
    수분산성 수지,
    습윤제,
    계면 활성제, 및
    물
    을 포함하는 기록용 잉크로서,
    기록용 잉크 중 습윤제의 함량이 20 내지 35 질량% 범위이며,
    기록용 잉크 중 수분산성 착색제 및 수분산성 수지의 총 고형분 함량이 12 내지 40 질량% 범위이며,
    수분산성 수지는 불소계 수지 미립자를 함유하고,
    비 A:B(여기서 A는 기록용 잉크 중 수분산성 수지의 고형분 함량이고, B는 기록용 잉크 중 수분산성 착색제에 함유된 안료의 고형분 함량임)가 0.5 내지 8 범위인 것인 기록용 잉크.
  2. 제1항에 있어서, 수분산성 착색제는 표면에 적어도 친수성 기를 함유하고, 분산제의 부재 하에 수분산성을 나타내는 안료인 것인 기록용 잉크.
  3. 제1항에 있어서, 수분산성 착색제는 수불용성 및/또는 수난용성 착색 재료를 함유하는 중합체 미립자로 구성된 중합체 에멀션인 것인 기록용 잉크.
  4. 제1항에 있어서,
    수분산성 착색제는 안료, 안료 분산제 및 중합체 분산 안정화제를 함유하는 분산 안료이며,
    중합체 분산 안정화제는 하기 화학식 1로 표시되는 α-올레핀/말레산 무수물 공중합체, 스티렌-(메트)아크릴 공중합체, 수용성 폴리우레탄 수지 및 수용성 폴리에스테르 수지 중 임의의 하나인 것인 기록용 잉크:
    화학식 1
    Figure 112008035557344-PCT00027
    상기 화학식에서, R은 알킬기를 나타내고, n은 30 내지 100의 정수를 나타낸다.
  5. 제4항에 있어서, 중합체 분산 안정화제는 중량 평균 분자량이 20,000 이하이며, 산가가 40 내지 400 mgKOH/g이며, 사용된 산가 이상의 알칼리가(alkalinity value)를 갖는 알칼리 용액 및 알칼리 수용액 중 임의의 하나에 용해되는 것인 기록용 잉크.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 안료 분산제는 음이온계 계면 활성제, 또는 HLB 값이 10 내지 20인 비이온계 계면 활성제인 것인 기록용 잉크.
  7. 제6항에 있어서, 비이온계 계면 활성제는 폴리옥시에틸렌-β-나프틸에테르, 폴리옥시에틸렌 라우릴에테르 및 폴리옥시에틸렌 스티렌 페닐에테르 중 임의의 하나인 것인 기록용 잉크.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 불소계 수지 미립자는 플루오로올레핀 단위를 함유하며, 최저 조막 온도가 30℃ 이하인 것인 기록용 잉크.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 습윤제는 글리세린, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올, 3-메틸-1,3-부탄디올, 2-피롤리돈 및 N-메틸-2-피롤리돈에서 선택되는 임의의 1종 이상인 것인 기록용 잉크.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 계면 활성제는 실리콘계 계면 활성제 및 불소계 계면 활성제에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인 기록용 잉크.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 25℃에서의 점도가 5 내지 20 mPa·s 범위이며, 표면 장력이 35 mN/m 이하인 것인 기록용 잉크.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 기록용 잉크, 및
    기록용 매체
    를 포함하는 잉크/매체 세트로서,
    기록용 매체는 지지체(base) 및 지지체의 1면 이상에 제공된 코팅층을 포함하며,
    동적 주사 흡액계(absorptometer)를 사용하여 측정된 순수의 기록용 매체에 대한 전이량이 접촉 시간 100 ms에서 2 내지 35 ㎖/㎡ 범위이며, 접촉 시간 400 ms에서 측정시 3 내지 40 ㎖/㎡ 범위인 것인 잉크/매체 세트.
  13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 기록용 잉크를 수용하기 위한 용기를 포함하는 잉크 카트리지.
  14. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 기록용 잉크에 자극을 인가함으로써 상기 기록용 잉크의 액적을 토출시켜 화상을 기록하는 것을 포함하는, 잉크젯 기록 방법.
  15. 제14항에 있어서, 자극은 열, 압력, 진동 및 빛에서 선택되는 임의의 1종 이상인 것인 잉크젯 기록 방법.
  16. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 기록용 잉크에 자극을 인가함으로써 상기 기록용 잉크의 액적을 토출시켜 화상을 기록하기 위한 수단을 포함하는, 잉크젯 기록 장치.
  17. 제16항에 있어서, 자극은 열, 압력, 진동 및 빛에서 선택되는 임의의 1종 이상인 것인 잉크젯 기록 장치.
  18. 기록용 매체, 및 기록용 매체 상에 형성된 화상을 포함하는 잉크 기록물로서,
    화상은 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 기록용 잉크를 이용하여 형성되는 것인 잉크 기록물.
  19. 제12항의 잉크/매체 세트의 기록용 매체, 및 기록용 매체 상에 형성된 화상을 포함하는 잉크 기록물로서,
    화상은 제12항의 잉크/매체 세트의 기록용 잉크를 이용하여 형성되는 것인 잉크 기록물.
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