KR20080091695A - 잉크젯용 염료 발염 잉크 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 환원제 특히, 유황계 환원제의 분해에 의해 발생한 산성물질에 의한 헤드노즐의 부식을 방지할 수 있으며, 이에 의해 발염 잉크의 토출직진성의 저해를 줄일 수 있는 동시에, 환원제의 가수분해에 의해 발생하는 발염 능력의 저하를 억제할 수 있는 잉크젯용 염료 발염 잉크를 제공하는 것으로, 적어도 환원제와 아민 화합물을 함유하는 것을 특징으로 한다.
환원제, 잉크젯용 염료, 발염잉크
Description
본 발명은 잉크젯용 염료 발염(拔染) 잉크(잉크젯용 발염액) 등에 관한 것이다.
종래부터 잉크젯용 염료 발염 잉크로서는, 환원제, 그 중에서도 유황계 환원제를 사용한 잉크젯용 염료 발염 잉크가 알려져 있다(예를 들어, 일본특허공개 소63-21990호 공보). 이와 같은 환원제, 그 중에서도 유황계 환원제를 사용한 잉크젯용 염료 발염 잉크는 아조계 염료의 탈색에 뛰어나다.
하지만, 종래의 환원제, 그 중에서도 유황계 환원제를 사용한 잉크젯용 염료 발염 잉크에서는, 분해·산화·휘발 등에 의한 경시적 변화에 따라 황산이온이나 카르복시산 등의 산성물질이 생성되어, 잉크젯 헤드의 표면층 및 중간층에 손상을 주는 것이 문제시되었다.
이와 함께, 환원제와 동시에 첨가되는 킬레이트(chelate)제나 계면활성제(예를 들어, 일본특허공개 2004-143621호 공보)는 탈색 얼룩을 방지하는 효과가 있지만, 잉크젯 방식을 사용하면 헤드 표면층에 손상을 주고, 그 결과 연속사용 환경하에서 노즐 주변의 표면층 및 노즐 플레이트가 손상을 받아, 잉크의 토출직진성이 저해되는 문제가 있었다. 여기서, 노즐 플레이트의 손상은, 노즐 플레이트 표면에 용제의 휘발성분이 원인이 되어 발생하는 결노를 와이퍼(wiper)로 제거하는 와이핑 기능을 탑재한 장치의 경우, 와이핑 기구에 의한 물리적 손상이 추가로 더해짐으로써, 더욱 커지는 문제가 있었다.
또한, 종래의 환원제, 그 중에서도 유황계 환원제를 사용한 잉크젯용 염료 발염 잉크는, 장기 보관시에 가수분해에 의한 환원제의 분해가 진행되어 발염 능력이 떨어지는 것이 문제였다.
본 발명은 상기 과제에 감안하여 이루어진 것으로, 환원제 특히, 유황계 환원제의 분해에 의해 발생한 산성물질에 의한 헤드 노즐 재료의 부식을 억제할 수 있으며, 이에 의해 발염 잉크의 토출직진성의 저해를 줄일 수 있는 잉크젯용 염료 발염 잉크를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이와 함께, 본 발명은 잉크젯 헤드의 토출면(노즐 플레이트의 표면)의 와이핑 기구에 의한 물리적 손상에 유래하는 잉크젯 헤드 토출면의 손상을 줄일 수 있고, 이에 의해 발염 잉크의 토출직진성의 저해를 줄일 수 있는 잉크젯용 염료 발염 잉크를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 환원제 특히, 유황계 환원제의 가수분해에 의해 발생하는 '환원제의 분해에 의한 발염 능력의 저하'를 억제할 수 있는 잉크젯용 염료 발염 잉크를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 적어도 환원제와 아민 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 잉크젯용 염료 발염 잉크를 제공한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 환원제가 유황계 환원제인 것을 특징으로 하는 잉크젯용 염료 발염 잉크를 제공한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 유황계 환원제가 론갈리트를 함유하는 것을 특징으로 하는 잉크젯용 염료 발염 잉크를 제공한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 아민 화합물이 알코올 아민계 화합물인 것을 특징으로 하는 잉크젯용 염료 발염 잉크를 제공한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 알코올 아민계 화합물이 트리에탄올아민을 함유하는 것을 특징으로 하는 잉크젯용 염료 발염 잉크를 제공한다.
상기 본 발명에 있어서, 적어도 상기 환원제로서 론갈리트를 함유하고, 상기 아민 화합물로서 트리에탄올아민을 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉크 젯용 염료 발염 잉크를 제공한다.
상기 본 발명에 있어서, pH가 9.5~11.0의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯용 염료 발염 잉크를 제공한다.
본 발명에 따른 잉크젯용 염료 발염 잉크에 따르면, 유황환원제 및 그 밖의 원인에 의한 헤드 손상을 억제하고, 장기간 연속사용에서도 발염 잉크의 안정적인 토출이 가능해지며, 또한 장기간에 걸쳐 그 발염 능력을 유지할 수 있게 된다.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.
본 발명의 잉크젯용 염료 발염 잉크는, 적어도 환원제와 아민계 화합물을 발염액 안에 공존시킨 것을 특징으로 한다.
본 발명은 환원제와 아민계 화합물을 발염액 안에 공존시킴으로써, 환원제 특히, 유황계 환원제의 분해에 의해 발생한 산성물질에 의한 헤드노즐 재료의 부식을 방지할 수 있으며, 또한 헤드 표면의 와이핑 기구에 의한 물리적 손상에 유래하는 잉크젯 헤드 토출면의 손상을 줄일 수 있다. 이에 의해, 발염 잉크의 토출직진성이 저해되는 것을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 환원제와 아민계 화합물을 발염액 안에 공존시킴으로써, 환원제 특히, 유황계 환원제의 가수분해에 의해 발생하는 환원제의 분해에 의한 발염 능력의 저하를 억제할 수 있다.
본 발명의 잉크젯용 염료 발염 잉크에 있어서 환원제와 아민계 화합물은, 상 기 작용/효과 중 적어도 하나가 실질적으로 인정되는 정도로 발염액 안에 공존하는 것이 바람직하고, 또한 상기 작용/효과 모두가 실질적으로 인정되는 정도로 발염액 안에 공존하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 환원제로서는 아디티온산 나트륨 [하이드로설파이트(Na2S2O4)], 론갈리트 C(NaHSO2·CH2O·H2O), 론갈리트 Z(ZnSO2·CH2O·H2O), 데크로린(Decrolin) [Zn(HSO2·CH2O)2], 이산화티오요소와 같은 술핀산(sulfinic acid)류, 아황산수소나트륨, 티오황산나트륨 등의 유황계 환원제나, 염화 제1 주석(SnCl2·2H2O), 아염소산나트륨과 같은 산성하에서 표백효과가 있는 것 일반, 또는 단독체 혹은 수용액 안에서 불안정한 것 일반 등의 비유황계 환원제를 예로 들 수 있다.
본 발명에서는, 유황계 환원제를 사용하는 경우에 상술한 본 발명의 과제가 크게 문제되기 때문에, 본 발명은 유황계 환원제를 사용하는 경우에 적용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 유황계 환원제로서 론갈리트를 사용하는 것이, 적은 환원제 첨가량으로 발염 효과가 높기 때문에 바람직하다.
본 발명에서는, 아민 화합물(특히, 알코올 아민류)을 유황계 환원제에 첨가함으로써 아래의 효과를 가진다.
(1) 유황 환원제의 가수분해·산화에 의해 생성되는 산성물질(술핀산·카르복시산)에 대한 중화효과가 있다.
(2) 유황계 환원제는 pH가 떨어지면 가수분해가 가속도적으로 진행하기 때문 에, pH를 알칼리로 유지함으로써, 장기간 보전에 따른 유황계 환원제의 가수분해에 의한 환원제의 열화를 억제할 수 있다.
(3) 아민 화합물(특히, 알코올 아민류)이 헤드 재료 특히, 금속성분에 배위(coordination)하여 보호효과를 일으킨다.
본 발명의 잉크젯용 염료 발염 잉크에 있어서 아민 화합물이나 유황계 환원제는, 상기 (1)~(3)의 작용/효과가 발휘되는 것이 실질적으로 인정되는 정도로, 바람직하게는 상기 (1)~(3)의 작용/효과가 효과적으로 발휘되도록 배합되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 아민 화합물로서는, 이소프로필아민, n-헥실아민, 디데실아민, 디옥틸아민, 트리-n-옥틸아민 등의 지방족 아민, 방향족 아민이나, 트리에탄올아민 등의 알코올 아민 화합물 등을 들 수 있다.
본 발명에서는 아민류로서 알코올 아민류를 사용하는 것이, 상기 (1)~(3)의 작용/효과가 크게 발휘된다는 점, 및 NaOH와 같이 금속 이온을 함유하지 않기 때문에 발염시에 분해한 염료와 금속 이온의 재결합에 의한 색 번짐(blur)이 적다는 등의 이유 때문에 바람직하다.
본 발명에서는 알코올 아민류로서 트리에탄올아민을 사용하는 것이, 상기 (1)~(3)의 작용/효과가 보다 크게 발휘된다는 점, 및 NaOH와 같이 금속 이온을 함유하지 않기 때문에 발염시에 분해한 염료와 금속 이온의 재결합에 의한 색 번짐이 적다는 등의 이유 때문에 바람직하다.
본 발명의 잉크젯용 염료 발염 잉크에 있어서 발염액의 매체로는, 물 단독, 바람직하게는 물과 유기용제의 혼합액을 사용한다. 사용하는 유기용제로서는 에틸렌글리콜계(예를 들어, 디에틸렌글리콜 등)나 피롤리돈류(예를 들어, N메틸피롤리돈 등) 등을 들 수 있다.
본 발명의 잉크젯용 염료 발염 잉크에 있어서, 다른 첨가성분으로서는 계면활성제(아세틸렌 유도체/노니온계 계면활성제 등), 녹방지제를 들 수 있다.
본 발명의 잉크젯용 염료 발염 잉크에서는, 환원제, 아민 화합물, 계면활성제의 3가지를 포함하고 있는 것이 바람직하고, 유황계 환원제(예를 들어, 론갈리트), 알코올 아민(예를 들어, 트리에탄올아민), 계면활성제(예를 들어, 서피놀(surfynol))의 3가지를 포함하고 있는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에서 말하는 잉크젯용 염료 발염 잉크에는, 염료나 안료 등의 착색재를 포함하지 않는 잉크젯용 발염액이 포함된다. 이 잉크젯용 발염액은, 발염제를 포함하는 발염액과 염료 또는 안료를 포함하는 잉크를 각각 다른 노즐에서 나누어서 프린트하는 2액 타입에서의 '발염제를 포함하는 발염액'으로서 사용되며, 아래의 태양을 예로 들 수 있다.
(가) 발염제를 포함하는 발염액 + 비염료 잉크(안료계 잉크) [2액타입]
(나) 발염제를 포함하는 발염액 + 염료 잉크(난환원성 염료) [2액타임]
또한, 본 발명에서 말하는 잉크젯용 염료 발염 잉크에는, 염료나 안료 등의 착색재를 포함하고, 하나의 잉크로서 한개의 노즐로 프린트하는 1액타입의 잉크젯용 발염액으로서 사용되며, 아래의 태양을 예로 들 수 있다. 1액타입은 발염과 동시에 착색하는 이른바 착색 발염에 사용된다.
(다) 발염제 + 비염료 잉크 (안료계 잉크) [1액타임]
(라) 발염제 + 염료 잉크 (난환원성 염료) [1액타임]
본 발명의 잉크젯용 염료 발염 잉크에 있어서, 특히 바람직한 배합예로서는 예를 들어, 상기 (가)의 2액타입에서의 '발염제를 포함하는 발염액'의 태양의 경우, 예를 들어, 유황계 환원제로서 론갈리트 6~10중량%, 트리에탄올아민 3~7중량%를 함유하는 발염액 조성을 들 수 있으며, 이 발염액의 바람직한 수소이온 농도는 pH: 9.5~11.0이다.
한편, 이 발염액 조성은 일례이며, 론갈리트 첨가량의 증감에 따라 아민 화합물의 양을 증감하여도 된다. 또한, 본 발명은 이 조성예로 한정되지 않는다.
(실시예)
이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이 예들로 한정되지 않는다.
본 발명의 잉크젯용 염료 발염 잉크와 비교용 발염 잉크를 사용하여, 하기 (I), (II)에 나타내는 비교시험을 하였다.
(I) 잉크젯 헤드로의 손상억제효과 비교시험
(II) 발염능력보유 비교시험
비교시험할 때의 발염 잉크의 조성예로서는 하기 [A], [B]에 나타내는 조성의 것을 사용하였다.
[A]: 본 발명에 따른 발염 잉크의 조성예
론갈리트 6중량%
트리에탄올아민 5중량%
노니온성 계면활성제 6중량%
방부제 0.05중량%
벤조트리아졸 0.05중량%
디에틸렌글리콜 15.0중량%
N-메틸-2-피롤리돈 5중량%
디에틸렌글리콜모노메틸에테르 5중량%
물 잔부
발염액의 수소이온 농도 pH: 10.5
[B] 비교용 발염잉크의 조성예
론갈리트 6중량%
중탄산 나트륨 1중량%
니트리로삼초산나트륨(NTA) 1중량%
노니온성 계면활성제 6중량%
방부제 0.05중량%
벤조트리아졸 0.05중량%
디에틸렌글리콜 15.0중량%
N-메틸-2-피롤리돈 5중량%
디에틸렌글리콜모노메틸에테르 5중량%
물 잔부
발염액의 수소이온 농도 pH: 9.5
(I) 잉크젯 헤드로의 손상억제효과 비교시험
(시험내용)
상기 [A], [B]에 나타내는 조성의 잉크젯용 발염 잉크를 사용하여, 각각 다른 잉크젯 헤드(헤드 표면의 와이핑 기구를 가지는 헤드)에 충진하고, 아래의 조건으로 비교시험을 하였다.
이 때, 발염 프린트 기능을 가지는 잉크젯 프린터 장치(예를 들어, 가부시키가이샤 미마키 엔지니어링 제품: JV4)를 사용하였다.
(i) 노즐 플레이트의 표면을 8시간 간격으로 와이핑하는 정기 와이핑 작업을 한달동안 하였다. 이 때, 프린트는 하지 않고, 잉크젯 헤드에 잉크젯용 발염 잉크를 충진한 상태에서 한달동안 방치하였다.
한달후 헤드노즐 주변의 외관상 부식(손상)을 현미경 관찰로 조사하였더니, 노즐 주위의 표면층 및 노즐 플레이트 쌍방에 관하여, 종래의 발염 잉크 [B]를 사용한 경우에는 부식(손상)이 꽤 확인된 것에 대하여, 본 발명에 따른 잉크 [A]를 사용한 경우에는 부식(손상)을 대폭 억제할 수 있게 되었다.
(ii) 잉크젯 프린터 장치(예를 들어, 가부시키가이샤 미마키 엔지니어링 제품: JV4)를 사용하여, 잉크젯용 발염 잉크를 노즐로부터 토출시키고, 노즐체크 패턴의 프린트 테스트를 정기적(예를 들어, 매일)으로 하였더니, 종래의 발염 잉크 [B]를 사용한 경우에는 연속사용 환경하에서 1주일 정도에 비행굴곡이 발생하였는데, 본 발명에 따른 잉크 [A]를 사용한 경우에는 연속사용 환경하에서 3주 정도의 내손상 성능을 달성하는 것이 가능해졌다.
(II) 발염능력보유 비교시험
(시험내용)
상기 [A], [B]에 나타내는 조성의 잉크젯용 발염 잉크를 사용하여, 하기 1)~4)의 처리를 하였다.
이 때, 발염 프린트 기능을 가지는 잉크젯 프린터 장치(예를 들어, 가부시키가이샤 미마키 엔지니어링 제품: GP-604D)를 사용하였다.
1) 발염 잉크 보유조건: 60℃ 환경에서 0시간, 3주간, 4주간 보유(방치)한 발염 잉크를 각각 사용
2) 프린트 처리 : 잉크젯 프린터로 프린트(720dpi×720dpi), 단방향 프린트, 2패스 1회 코팅, 100% 프린트 농도
3) 발염 처리 : 흑색 T셔츠에 상기 2)의 조건으로 발염액으로 프린트한 후, 160℃, 60초에서 핫프레스
4) 색차 측정 : 미발염 부분과 발염 부분의 색차(ΔE)를 분광농도계(X-Rite사 제품: X-Rite 500 시리즈)로 측정
(평가)
상기 조건에서 발염 잉크를 보유(방치)한 후, 발염처리를 하여 발염액 [A], [B]에 의한 색차(ΔE) 비교를 한 결과를 아래의 표 1에 나타낸다. 한편, 표 1에서 색차(ΔE)의 단위는 NBS(National Bureau of Standards,미국 표준 규격) 단위이다.
| 60℃ 방치기간 | 0일 | 3주 | 4주 | 변화율 (4주/0일) |
| 본 발명에 따른 발염잉크[A] | 25.00 | 24.82 | 25.27 | 101% |
| 비교용 발염잉크[B] | 30.5 | 30.3 | 17.3 | 56% |
그 결과, 본 발명의 발염액 [A]에 관해서는 60℃ 환경하에서 4주동안 방치한 후 사용하여도 미발염 부분과 발염 부분의 색차(ΔE)가 거의 변하지 않고, 60℃ 환경하에서 0일~4주가 경과하여도 그 동안 발염능력은 떨어지지 않아, 장기간에 걸쳐 발염능력을 안정적으로 보존하는 것이 가능해졌다.
발염액 [B]에서는 4주째에 발염 능력이 대략 반감하였다.
상기 실시예로부터도 명확하듯이, 본 발명에 따른 잉크젯용 염료 발염 잉크는, 유황 환원제 및 그 밖에 유래하는 헤드 손상을 억제하고, 장기간의 연속사용에서도 발염 잉크의 안정적인 토출이 가능하며, 또한 장기간에 걸쳐 그 발염능력을 보유하는 것이 가능해졌다.
Claims (7)
- 적어도 환원제와 아민 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 잉크젯용 염료 발염 잉크.
- 제 1 항에 있어서,상기 환원제가 유황계 환원제인 것을 특징으로 하는 잉크젯용 염료 발염 잉크.
- 제 2 항에 있어서,상기 유황계 환원제가 론갈리트를 함유하는 것을 특징으로 하는 잉크젯용 염료 발염 잉크.
- 제 1 항에 있어서,상기 아민 화합물이 알코올 아민계 화합물인 것을 특징으로 하는 잉크젯용 염료 발염 잉크.
- 제 4 항에 있어서,상기 알코올 아민계 화합물이 트리에탄올아민을 함유하는 것을 특징으로 하는 잉크젯용 염료 발염 잉크.
- 제 1 항에 있어서,적어도 상기 환원제로서 론갈리트를 함유하고, 상기 아민 화합물로서 트리에탄올아민을 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉크젯용 염료 발염 잉크.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,pH가 9.5~11.0의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯용 염료 발염 잉크.
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