KR20090086558A

KR20090086558A - 안료-기재 비수성 잉크-젯 잉크

Info

Publication number: KR20090086558A
Application number: KR1020097010373A
Authority: KR
Inventors: 로드니 스트라멜; 폴 겔덴휴이스; 리차드 파워; 말란 칼리츠; 제이미 로운데스; 존 클레인
Original assignee: 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
Priority date: 2006-11-22
Filing date: 2007-11-16
Publication date: 2009-08-13
Also published as: EP2099874A4; CN101535425B; JP5546248B2; CN101535425A; RU2420550C2; JP2010510382A; BRPI0717661B1; WO2008064125A3; CA2670326C; CA2670326A1; BRPI0717661A2; EP2099874A2; EP2099874B1; RU2009123436A; US20080119593A1; WO2008064125A2

Abstract

본 발명은 잉크-젯 기록을 위한 잉크 조성물 및 방법에 관한 것이다. 잉크 조성물은 분쇄된 안료, 계면활성제, 비수성 공용매계 및 잉크 조성물에 용해된 2 중량％ 이상의 수지를 포함할 수 있다. 비수성 용매계는 주 공용매계를 포함하며, 이러한 계의 각 공용매는 표면 장력이 25℃에서 32 dyne/cm 미만이다. 공용매계는 또한 감마 부티로락톤 및 제2 공용매계를 포함한다. 제2 공용매계는 각각 표면 장력이 25℃에서 32 dyne/cm 초과인 하나 이상의 공용매(들)를 포함한다. 제2 공용매계 또는 다른 성분은 임의로 전체 잉크 조성물의 전반적인 표면 장력을 증가시키도록 작용할 수 있다.

잉크-젯 잉크, 안료, 계면활성제, 비수성 공용매계, 수지, 표면 장력, 주 공용매계, 제2 공용매계

Description

안료-기재 비수성 잉크-젯 잉크{PIGMENT-BASED NON-AQUEOUS INK-JET INKS}

잉크-젯 인쇄 산업은 여러 유형의 기록용 유체, 예컨대 오일-기재 잉크, 공용매-기재 (비수성) 잉크, 수분-기재 잉크 및 고체 잉크 (분배를 위해 제조시 용융됨)를 사용한다. 공용매-기재 잉크는 다른 잉크보다 신속히 건조되는 경향이 있으며, 그 결과 산업용 인쇄에 폭넓게 사용된다. 수지 및 다른 성분을 함유하는 공용매-기재 잉크가 기판 상에 분사되는 경우, 공용매(들)는 잉크로부터 일부 또는 전부 증발되어 수지 및 안료 입자와 같은 다른 성분을 인쇄된 기판 상에 건조 필름의 형태로 남긴다.

잉크 조성물의 제제화는 종종 목적하는 품질의 조화이다. 예를 들어, 보다 점성인 잉크 및 심지어 보다 큰 표면 장력을 갖는 잉크는 블리딩(bleeding) 및 페더링(feathering) 내성과 같은 일부 보다 우수한 성능 특성을 나타내는 경향이 있다. 그러나, 이러한 잉크는 또한 보다 긴 건조 시간이라는 원치않는 효과를 나타내는 경향이 있고, 프린트 헤드 장치를 막히게 하여 인쇄 과정을 방해하고 다른 바람직하지 않은 속성, 예를 들어 불량한 도트(dot) 전개, 불량한 도트 제어, 감소된 프린트 헤드 점화 빈도 등을 초래하는 경향이 있다. 전형적으로, 잉크 제제화는 종종 다른 성질을 얻거나 개선하기 위해 일부 성질을 희생시키는 것이 필요하다. 따라서, 보다 신속한 건조 속도, 감소된 프린트 헤드 점화 빈도, 보다 우수한 블리 딩 및 페더링 내성, 및 개선된 도트 전개를 비롯한 개선된 잉크 품질을 나타내는 비수성 공용매-기재 잉크를 제공하는 것이 가치있을 것이다.

지금부터 예시적인 실시양태가 언급될 것이고, 이들을 설명하기 위해 본원에서 특정 언어가 사용될 것이다. 그럼에도 불구하고 이에 의해 본 발명의 범위를 한정하고자 함은 아니라는 것을 이해할 것이다. 본 개시문헌을 인식하는 당업자에게 떠오르는, 본원에 예시된 본 발명의 특징의 변경 및 추가 변형, 및 본원에 예시된 바와 같은 본 발명의 원리의 추가 응용은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주될 것이다. 본 발명을 설명하고 청구하는데 있어서, 하기 용어가 하기 기재된 정의에 따라 사용될 것이다.

단수 형태의 "정관사" 및 "부정관사"는 문맥에서 달리 명확히 서술되지 않는 한 복수 지시대상물을 포함한다. 따라서, 예를 들어 "안료"에 대한 언급은 전형적으로 이러한 물질을 하나 이상 포함한다.

본 발명의 잉크를 언급할 때 용어 "용매-기재"는 (물 이외에) 하나 이상의 유기 공용매를 포함하는 비수성 잉크이다.

본원에 사용된, "공용매계"를 언급할 때 용어 "계"는 이러한 계에 하나 이상의 공용매가 존재하는 것을 나타낸다. 예를 들어, "주 공용매계"는 단일 유기 공용매 또는 다중 유기 공용매를 포함할 수 있으며, 이 경우 하나 이상의 공용매는 50 중량％ 이상으로 잉크에 존재한다. "주 공용매계"의 부분인 공용매 각각은 표면 장력이 32 dyne/cm 미만이다. 마찬가지로, "제2 공용매계"는 단일 유기 공용매 또는 다중 유기 공용매를 포함할 수 있으며, 이 경우 하나 이상의 공용매는 30 중량％ 이하로 잉크에 존재한다. "제2 공용매계"의 부분인 공용매 각각은 표면 장력이 32 dyne/cm 이상이다. 주 공용매계 및 제2 공용매계는 보다 일반적인 "비수성 공용매계"의 부분이라는 것을 주목한다.

본원에 사용된 용어 "약"은 주어진 값이 한계점의 "약간 위" 또는 "약간 아래"일 수 있다는 것을 제공하여 수치 범위 한계점에 융통성을 제공하도록 사용된다. 이러한 용어의 융통성 정도는 특정 변수에 의해 지시될 수 있으며, 당업자의 지식 내에서 경험 및 본원에 관련된 기재를 기초로 결정될 것이다.

본원에 사용된 복수의 물품, 조성 원소 및/또는 물질은 편의상 통상적 목록으로 제시될 수 있다. 그러나, 이들 목록은 목록의 각 구성성분이 별개의 고유한 구성성분으로서 개별적으로 확인된 것처럼 해석되어야 한다. 따라서, 이러한 목록의 개별 구성성분은 달리 나타내지 않는 한 단지 통상적인 군에 이들의 제시를 기초로 동일한 목록의 임의의 다른 구성성분과 사실상 동일한 것으로 해석되어서는 안된다.

비율, 농도, 양, 분자 크기 등과 같은 수치는 본원에 범위 형식으로 제시될 수 있다. 이러한 범위 형식은 단지 편의 및 간결함을 위해 사용된다고 이해되며, 범위의 한계로서 명확히 기재된 수치 뿐만 아니라 그 범위 내에 포함된 모든 개별 수치 또는 하위 범위도 각 수치 및 하위 범위가 명확히 기재되어 있는 것처럼 포함하는 것으로 융통성 있게 해석되어야 한다. 예를 들어, 약 1 중량％ 내지 약 20 중량％의 중량 범위는 1 중량％ 내지 약 20 중량％의 명확히 기재된 농도 한계 뿐만 아니라 2 중량％, 3 중량％, 4 중량％와 같은 개별 농도 및 5 중량％ 내지 15 중량％, 10 중량％ 내지 20 중량％ 등과 같은 하위 범위도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명의 측면은 잉크 조성물 및 관련 방법에 관한 것이다. 본 발명의 조성물 및 방법은 특정 공통점 및 특성을 공유한다는 것을 주목한다. 이들 특성 중 일부는 조성물과 관련하여 논의될 것이고, 다른 특성은 방법과 관련하여 기재될 것이다. 어디에서 논의되는지 여부에 관계 없이, 하기 설명의 각각은 본 발명의 조성물 및 방법에 일반적으로 적용된다는 것을 주목하여야 한다. 또한, 하기 상세한 설명에서, 잉크에 대한 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 상세설명이 기재된다. 그러나, 당업자는 본 발명의 잉크가 이들 특정 상세설명 없이도 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 다른 경우, 널리 공지된 방법, 절차, 제제 및 조성물은 본 발명의 잉크의 성질을 모호하게 하지 않도록 상세하게 설명되지 않았다.

본 발명의 실시양태에 따라, 잉크-젯 기록용 잉크 조성물은 분쇄된 안료, 계면활성제, 비수성 공용매계, 및 잉크 조성물에 용해된 2 중량％ 이상의 수지를 포함할 수 있다. 비수성 공용매계는 하나 이상의 공용매(들) 각각의 표면 장력이 25℃에서 32 dyne/cm 미만인, 약 50 중량％ 내지 약 95 중량％의 주 공용매계를 포함할 수 있다. 비수성 공용매계는 또한 하나 이상의 공용매(들) 각각의 표면 장력이 25℃에서 32 dyne/cm 초과, 25℃에서 36 dyne/cm, 또는 심지어 25℃에서 38 dyne/cm인, 약 1 중량％ 내지 약 30 중량％의 제2 공용매계를 포함할 수 있다. 또한, 비수성 공용매계는 약 1 중량％ 내지 약 10 중량％의 감마 부티로락톤을 포함할 수 있다. 이들 이외에 다른 공용매, 즉 임의의 상기 언급된 범주에 적합하지 않은 공용매가 또한 존재할 수 있다. 잉크 조성물은 잉크-분사가능하며, 또한 제2 공용매계는 임의로 전체 잉크 조성물의 전반적인 표면 장력을 변화시키도록 작용할 수 있다. 추가로 또는 별법으로, 감마 부티로락톤 및/또는 수지는 또한 전체 잉크 조성물의 표면 장력을 증가시킬 수 있다. 또다른 실시양태에서, 이미지의 인쇄 방법은 상기 기재된 잉크 조성물을 매체 기판(media substrate) 상에 잉크-분사하는 것을 포함할 수 있다.

상기 약술된 조성물 및 방법은 이제까지 통상적인 잉크-젯 잉크로 얻기에 힘들었던 목적하는 품질의 조합 및 범위를 나타내는 것으로 밝혀졌다. 공용매 및 감마 부티로락톤을 포함시킴으로써, 잉크 성능 및 최종 프린트 이미지 품질을 비롯한 잉크의 전반적인 품질이 통상적인 비수성 잉크에 비해 개선된다. 구체적으로, 본 발명의 잉크 조성물은 증가된 프린트 헤드 점화 빈도, 기판 상에서 개선된 도트 전개, 보다 신속한 건조 속도, 보다 우수한 액적 크기 제어, 개선된 도트 제어, 개선된 도트 획득, 보다 적은 색 대 색 블리딩, 보다 적은 페더링, 개선된 IQ, 및 최종 생성물의 보다 적은 입자성을 나타낸다.

잉크-젯 잉크의 여러 성분의 상대량은 변할 수 있다. 예를 들어, 주 공용매계는 잉크-젯 잉크에 약 50 중량％ 내지 약 95 중량％, 약 50 중량％ 내지 약 90 중량％, 또는 약 70 중량％ 내지 약 90 중량％로 존재할 수 있다. 주 공용매계는 각각 표면 장력이 25℃에서 약 32 dyne/cm 미만인 단일 공용매 또는 공용매의 혼합물일 수 있다. 주 공용매계는 감마 부티로락톤이 아니며, 상기 기재된 바와 같이 보다 큰 표면 장력을 가져야 하는 제2 공용매계의 임의의 공용매도 감마 부티로락톤이 아니다. 제2 공용매계는 약 1 중량％ 내지 약 30 중량％, 약 2 중량％ 내지 약 8 중량％, 또는 약 3 중량％ 내지 약 6 중량％의 양으로 존재할 수 있는 단일 공용매 또는 공용매의 혼합물일 수 있다. 또한, 감마 부티로락톤은 조성물에 약 1 중량％ 내지 약 10 중량％, 약 2 중량％ 내지 약 8 중량％, 또는 약 3 중량％ 내지 약 6 중량％의 양으로 존재할 수 있다. 추가로, 안료는 잉크 조성물에 약 0.1 중량％ 내지 약 15 중량％, 또는 별법으로 약 0.5 중량％ 내지 약 10 중량％, 또는 약 0.5 중량％ 내지 약 6 중량％로 존재할 수 있다. 다시, 이들 범위는 총 안료 고체 함량 (이러한 함량이 잉크-젯 잉크 중 단일 안료로부터의 것인지 다중 안료로부터의 것인지 간에)과 관련된다. 이어서, 잉크-젯 잉크에 용해되는 수지의 양은 변할 수 있다. 하나 이상의 수지는 잉크에 용해된 총 함량의 부분일 수 있다. 예를 들어, 한 실시양태에서, 잉크-젯 잉크 조성물의 2 중량％ 이상은 용해된 수지(들)를 포함한다. 별법으로, 잉크는 3 중량％ 이상의 용해된 수지(들), 또는 심지어 4 중량％ 이상의 용해된 수지(들)를 포함한다. 한 실시양태에서, 용해된 수지는 2 중량％ 내지 약 5 중량％로 존재할 수 있다. 이들 실시양태 각각에서, 존재하는 모든 수지(들)가 잉크-젯 잉크에 용해되어야 할 필요는 없지만, 전형적으로는 수지가 잉크에 적어도 실질적으로 용해될 수 있다.

추가 상세설명에서, 본 발명의 잉크에 사용될 수 있는 특정 물질에 대하여, 수지, 공용매, 안료 및 계면활성제가 보다 상세하게 기재된다.

비수성 공용매계

본 발명의 비수성 공용매계는 3개 이상의 상이한 성분, 즉 주 공용매계, 제2 공용매계 및 감마 부티로락톤의 혼합물을 포함한다. 모든 3개의 성분이 3개의 상이한 성분 유형을 나타낸다는 것을 이해하여야 하며, 예를 들어 감마 부티로락톤은 동시에 제2 공용매계로서 작용할 수 없다. 또한, 수지는 동시에 제2 공용매계로 작용할 수 없다. 임의의 비수성 글리콜 에테르 공용매(들)는 주 공용매계의 일부 또는 전부로서 사용될 수 있는 공용매의 비제한적 예이며, 단 공용매(들)의 표면 장력이 25℃에서 32 dyne/cm 미만인 것을 전제로 한다. 글리콜 에테르 공용매의 비제한적 예에는 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 트리프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 에틸 에테르, 프로필렌 글리콜 부틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 에틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 n-프로필 에테르, 디프로필렌 글리콜 n-프로필 에테르, 트리프로필렌 글리콜 n-프로필 에테르, 프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르, 트리프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 디메틸 에테르 (프로글림)가 있다. 에스테르 및 글리콜 에테르 아세테이트, 예컨대 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트, 부틸 글리콜레이트, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 에틸 락테이트, 부틸 락테이트, n-프로필 s-락테이트 및 에틸헥실-s-락테이트, 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 및 프로필렌 글리콜 디아세테이트가 또한 사용될 수 있다. 또한, 케톤, 예컨대 디이소 부틸 케톤이 사용하기에 바람직할 수도 있다. 각 공용매의 표면 장력이 25℃에서 32 dyne/cm 미만인 임의의 단일 공용매 또는 공용매의 조합이 주 공용매계로 간주될 수 있다는 것을 주목한다. 또한, 상기 나열된 공용매가 25℃에서 32 dyne/cm 초과의 표면 장력을 갖도록 개질될 수 있는 정도까지, 특히 전체 본 발명의 실시양태에 따라 제조된 잉크의 표면 장력을 증가시킬 수 있는 경우, 제2 공용매계의 범주에 속할 수 있다는 것을 주목한다.

제2 공용매계는 임의로 전체 잉크 조성물의 전반적인 표면 장력을 증가시킬 수 있다. 공용매는 25℃에서 32 dyne/cm 초과, 25℃에서 36 dyne/cm, 또는 심지어 25℃에서 38 dyne/cm의 표면 장력을 갖는 임의의 비수성 공용매로부터 선택될 수 있다. 제2 공용매계에 포함시키기 유용한 공용매의 일부는 25℃에서 40 dyne/cm 초과의 표면 장력을 가질 수 있다. 제2 공용매계에 사용되는 공용매의 비제한적 예에는 n-에틸 피롤리돈 (37.6 dyne/cm), N-메틸피롤리돈 (40.7 dyne/cm), 락트산 (39 dyne/cm), 메틸 에스테르 (39 dyne/cm), 1,3-부탄디올 (37.8 dyne/cm), 프로필렌 카르보네이트 (41.4 dyne/cm), 및 글리세릴 아세테이트 (38.6 dyne/cm), 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논 (41 dyne/cm), 2-피롤리돈 (46.18 dyne/cm), 1-옥틸-2-피롤리돈 (35 dyne/cm), 시클로헥사논 (34 dyne/cm)이 포함된다. 한 실시양태에서, 제2 공용매계는 전체 잉크 조성물의 표면 장력을 약 3 dyne/cm 초과의 양으로 증가시키기에 충분한 양으로 조성물에 존재할 수 있다.

제3 공용매계인 감마 부티로락톤이 잉크 조성물에 존재할 수 있으며, 임의로 잉크의 표면 장력을 전반적으로 증가시키는 작용을 할 수도 있다. 감마 부티로락톤은 안료 용해화에 대해 유익한 효과를 나타내므로, 최종 잉크 조성물에 포함시키기 바람직한 조성물 성분이다. 그러나, 감마 부티로락톤의 사용은 보다 높은 농도에서 양이 제안되어야 하며, 전체 잉크 조성물 뿐만 아니라 잉크-젯 아키텍쳐(architecture)에 부식형 효과를 나타내는 경향이 있다. 약 10％ 초과의 감마 부티로락톤의 사용은 전체 잉크 조성물을 지나치게 용매화하는 것으로 밝혀졌으며, 개별 성분 및 전체 잉크의 성능을 방해한다. 감마 부티로락톤의 이러한 성질은 잉크에 특정 이익을 부여하는 것으로 생각된다. 예를 들어, 감마 부티로락톤은 인쇄 노즐의 "세정제"로서 작용할 수 있다. 이러한 공용매는 적어도 부분적으로 이러한 세정 기능을 제공하면서 다수의 물질을 용해시킬 매우 공격적인 공용매이다. 감마 부티로락톤은 또한 노즐 점화 동안 및 잉크가 기판 상에서 건조되는 동안 용해된 잉크의 성분을 유지시키는 느린 증발성 공용매이다.

수지

본 발명의 실시양태에 따라 사용될 수 있는 용매-가용성 수지의 비제한적 예에는 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 비닐 클로라이드 수지, 및 셀룰로스-기재 수지가 포함된다. 아크릴 수지의 비제한적 예는 미국 19106 펜실베니아주 필라델피아 소재 롬 앤드 하스 컴파니(ROHM ＆ HAAS Company)에서 명칭 파랄로이드(Paraloid) 아크릴 수지로 하기와 같이 시판된다: A-11, A-12, A-101, A-10S, A-646, B-60, B-64, B-66, B-66T, B-66X, B-72, B-82, A-21, A-21LV, B-44, B-44S, B-48N, B-48S, B-84, B-67, B-99N, XR-34, B-1225, DM-55, M-825, NAD-10V, 및 F-10. 사용될 수 있는 다른 용매-가용성 수지에는 관능기, 예를 들어 카르복실기 및/또는 히드록실기 함유 및 비함유 비닐 아세테이트 (이의 에스테르, 예를 들어 비닐 아세테이트 에스테르 포함)와 비닐 클로라이드의 공중합체가 포함된다. 이들 중합체의 일부는 독일 D-84489 부르가우젠 바커 폴리머즈 게엠베하(WACKER Polymers GmbH)에서 명칭 빈놀(Vinnol) 수지로 하기와 같이 시판된다: E 15/45, H 15/45, H 14/36, H 15/42, H 15/50, H 11/59, H 40/43, H 40/50, H 40/55, 및 H 40/60. 사용될 수 있는 관능화 용매-가용성 수지의 다른 비제한적 예는 바커 폴리머즈 게엠베하에서 명칭 E 15/45M, H 15/45M, E 15/40A, E 15/48A, 및 E 22/48A로 시판된다. 기재된 바와 같이, 수지는 전체 잉크 조성물에 적어도 부분적으로 가용성이지만 통상 적어도 실질적으로 가용성인 것이 바람직하다. 한 실시양태에서, 수지는 인쇄된 기판에 안료를 고정시키고/거나 인쇄된 잉크에 내후성 및 내화학성 및 내마모성을 부여하도록 작용할 수 있다.

안료

또한 언급된 바와 같이, 잉크 조성물은 분쇄된 안료를 포함한다. 다른 안료 및/또는 염료가 또한 존재할 수 있다. 본 발명의 실시양태에 따라, 안료는 특정 잉크-젯 잉크 응용을 위해 적절하게 사이징(sizing)될 수 있도록 분쇄된다. 한 실시양태에서, 안료는 최종 잉크-젯 잉크 조성물의 주 공용매계 (또는 이의 하나 이상의 공용매)와, 임의로 계면활성제와 함께 분쇄된다. 공용매와 계면활성제의 조합은 안료를 안정화시켜 보다 우수한 성능의 사이징된 분쇄 안료를 생성함으로써 분쇄 과정에 이익을 제공한다. 또한, 계면활성제의 존재는 필요한 분쇄 시간을 감소시킬 수 있고, 또한 분쇄 과정이 보다 균일하게 사이징된 안료를 생성하도록 도울 수 있다고 생각된다. 또한, 분쇄 과정에 존재하는 계면활성제는, 유효한 분쇄에 도움이 되는, 예를 들어 안료 세그먼트를 분쇄된 것처럼 보다 우수하게 분산시키는 작용을 하는 안료 용액 (사전 분쇄된 것 및 분쇄 동안의 것 둘 다)을 생성할 수 있다고 이론화되어 있다.

잉크 조성물은 임의의 색일 수 있다. 특정 실시양태에서, 잉크 조성물은 청록색, 자홍색, 황색 또는 흑색일 수 있다. 별법으로, 잉크 조성물은 옅은 청록색, 옅은 자홍색, 분홍색, 녹색, 주황색, 청색, 적색, 자색 등일 수 있다. 마찬가지로, 본 발명의 잉크는 잉크 세트에 포함될 수 있다. 이러한 잉크 세트는 본원에 기재된 바와 같은 하나 또는 다수의 잉크를 포함할 수 있다. 잉크 세트는 예를 들어 각각 현재 제공된 조성물에 따라 제제화된 청록색 잉크 조성물, 자홍색 잉크 조성물 및 황색 잉크 조성물을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시양태에 따라 사용될 수 있는 안료의 비제한적 예에는 황색 안료 색지수 PY 83, PY 151, PY 150 및 PY 154를 갖는 황색 안료가 포함된다. 색지수 PR 202, PR 254 및 PR 122를 갖는 적색 안료 및 색지수 PV 19, PV 23 및 PV 29를 갖는 자색 안료로 구성된 자홍색 안료가 또한 사용될 수 있다. 색지수 PB 15:3, 15:4, 15:2 및 15:1을 갖는 청색 안료, 및 호스타파인 블루(Hostafine Blue) B2G, 및 색지수 PBL 블랙 7을 갖는 블랙 안료가 또한 사용가능하다. 마이크로리쓰(Microlith) 4G-Wa는 사용될 수 있는 또다른 안료이다. 사용될 수 있는 다른 안료의 예에는 청록색, 자홍색, 황색 또는 흑색 이외의 색인 안료이며 색 혼합에 의해 재생성되기에 어려운 소위 "스팟 컬러 안료(spot color pigment)"가 포함된다. 사용될 수 있는 특정 스팟 컬러 안료에는 둘 다 스위스 체하-4002 바젤 소재 시바 컴파니(Ciba Company)로부터 입수가능한 크로모프탈 오렌지(Cromophtal Orange) GL (PO-64) 또는 마이크로리쓰 그린(Microlith Green) (PG 7) G-K가 포함된다.

계면활성제

계면활성제(들)는 음이온성, 양이온성, 비이온성, 양쪽성, 실리콘-무함유, 플루오로계면활성제, 폴리실록산 등일 수 있다. 한 실시양태에서, 계면활성제는 폴리에테르 실록산 공중합체 계면활성제일 수 있다. 이러한 물질의 보다 특정한 예에는 기판 습윤성을 개선시키는, 독일 D-45127 에센 골드슈미트스트라쎄 100 소재 테고 케미 서비스 게엠베하(Tego Chemie Service GmbH)에서 명칭 웨트(Wet) ZFS 453, 글리드(Glide) 415, 글리드 100, 글리드 450 및 글리드 410으로 시판하는 계면활성제 또는 명칭 글리드 A 115, 플로우(Flow) 300, 글리드 420, 글리드 406, 글리드 411, 글리드 435 및 글리드 440의 평활제(leveling agent)가 포함된다.

또다른 실시양태에서, 계면활성제에는 유기 개질된 폴리아크릴레이트, 예컨대 네덜란드 8440 에이엔 히렌빈 소재 EFKA 컴파니(EFKA Company)에서 시판하는 것, 예를 들어 EFKA-4340이 포함될 수 있다.

또다른 실시양태에서, 계면활성제는 하나 이상의 용매-가용성 또는 용매-분산성 성분을 포함할 수 있다. 계면활성제의 비제한적인 예에는 블록 공중합체를 비롯한, 안료 친화성기를 갖는 고분자량 공중합체가 포함될 수 있다. 사용될 수 있는 계면활성제의 다른 특정 예에는 독일 D-46462 베젤 포스트파흐 100245 소재 BYK 케미 게엠베하(BYK Chemie GmbH)에서 명칭 디스퍼비크(Disperbyk)-115, 디스퍼비크-160, 디스퍼비크-161, 디스퍼비크-162, 디스퍼비크-163, 디스퍼비크-164, 디스퍼비크-166, 디스퍼비크-167, 디스퍼비크-169, 디스퍼비크-182, 디스퍼비크-174 및 디스퍼비크-184로 시판하는 것이 포함된다.

한 실시양태에서, 계면활성제는 분쇄 동안 안료 흐름을 증가시켜 분쇄 과정의 유효성을 증대시킬 수 있다. 추가로, 첨가된 계면활성제는 분쇄 과정에서 보다 작고 보다 균일하게 사이징된 안료를 생성하도록 도울 수 있다.

다른 성분 및 인쇄 기판

안료(들), 수지(들), 계면활성제(들) 및 비수성 용매계 이외에, 조성물은 다른 첨가제, 예컨대 습윤제, 분산제, 평활제, 보존제, 소포제, pH 조절제, 소독제, 탈취제, 향료, 항산화제, 전하-조정제, 자외선 흡수제, 몰딩방지제(anti-molding agent), 저장 안정성 향상제 등을 포함할 수 있다. 이들 첨가제는 전형적으로 극소량으로 존재한다. 예를 들어, 용매 가용성 또는 분산성 분산제(들)는 0.5 중량％ 내지 5 중량％로 존재할 수 있다. 일반적으로, 이들 성분은 각각 전체 잉크 조성물에 0.01 중량％ 내지 약 10 중량％로 존재할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시양태에 따라 제조된 잉크 조성물은 매체 기판 또는 다른 유형의 기판 상에 잉크-분사될 수 있다는 것을 주목한다. 본 발명의 실시양태에 따라, 잉크-젯 잉크는 폭넓은 범위의 기판, 예를 들어 종이, 사진 매체 및 상업용 오프셋(off-set) 매체를 포함한 코팅 종이, 비닐 및 PVC와 같은 플라스틱, 유리, 및 금속에 부착할 수 있는 양호한 부착 성질을 소유할 수 있다.

하기 실시예는 현재 가장 잘 알려져 있는 본 발명의 실시양태를 예시한다. 그러나, 하기는 단지 본 발명의 원리의 적용을 예시하는 것으로 이해될 것이다. 다수의 변형 및 다른 조성물, 방법 및 시스템이 본 발명의 취지 및 범위에 벗어남 없이 당업자에 의해 고안될 수 있다. 첨부된 특허청구범위는 이러한 변형 및 배열을 포함하는 것으로 의도된다. 따라서, 본 발명이 특정적으로 상기에 기재되었지만, 하기 실시예는 현재 본 발명의 가장 실용적이고 바람직한 실시양태라고 간주되는 것과 관련하여 더 상세하게 제공된다. 또한, 하기 실시예에서, 모든 실시예는 실시예 1에 기재된 방식과 유사한 방식으로 제조된다는 것을 주목한다.

실시예 1 - 청록색 잉크 조성물

청록색 잉크 조성물을 하기 표 1에 따라 빈놀 E15/45를 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트 (BEA)에 용해될 때까지 첨가하여 제조하였다. 이어서, 피그먼트 블루(Pigment Blue) 15:3을 분말로서 첨가하고, 균질한 분산액을 수득할 때까지 전체 조성물을 혼합하였다. 이어서, 100 내지 300 nm의 목적하는 입자 크기에 도달할 때까지 혼합물을 분쇄하였다. 사전 용해된 빈놀 E15/45 및 디스퍼비크 D-167을 분쇄된 분산액에 첨가하고, 30분 동안 혼합하였다. 이어서, BEA를 분산액에 첨가하고, 추가 30분 동안 혼합하였다. 이어서, BEA 및 프로필렌 카르보네이트를 분산액에 첨가하여 대략 30분 동안 혼합하였다.

성분	중량％
BEA (에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트)	75 - 90
프로필렌 카르보네이트	3 - 6
감마 부티로락톤	3 - 6
디스퍼비크 D-167	1 - 3
빈놀 E15/45 (비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 수지)	3 - 6
피그먼트 블루 15:3	3 - 5

실시예 2 - 자홍색 잉크 조성물

자홍색 잉크 조성물을 하기 표 2에 따라 실시예 1에 약술된 것과 동일한 방법으로 피그먼트 블루 15:3 대신 피그먼트 레드(Pigment Red) 122 및 디스퍼비크 D-167 대신 EFKA 4340을 이용하여 제조하였다. 이 실시양태에서, 분쇄 과정 후 대신 분쇄 과정 전에 EFKA 4340을 분산액에 첨가하였다.

성분	중량％
BEA (에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트)	75 - 90
프로필렌 카르보네이트	3 - 6
감마 부티로락톤	3 - 6
EFKA 4340 (개질된 폴리아크릴레이트)	2 - 5
빈놀 E15/45 (비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 수지)	2.5 - 4.5
피그먼트 레드 122	4 - 6.5

실시예 3 - 황색 잉크 조성물

황색 잉크 조성물을 하기 표 3에 따라 실시예 1에 약술된 것과 동일한 방법으로 피그먼트 블루 15:3 대신 피그먼트 옐로우(Pigment Yellow) 129 및 피그먼트 옐로우 150을 이용하여 제조하였다.

성분	중량％
BEA (에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트)	75 - 90
프로필렌 카르보네이트	3 - 6
감마 부티로락톤	3 - 6
디스퍼비크 D-167 (계면활성제)	2 - 4
빈놀 E15/45 (비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 수지)	2.5 - 4.5
피그먼트 옐로우 129	0.1 - 1.5
피그먼트 옐로우 150	1 - 4

실시예 4 - 흑색 잉크 조성물

흑색 잉크 조성물을 하기 표 4에 따라 실시예 1에 약술된 것과 동일한 방법으로 피그먼트 블루 15:3 대신 피그먼트 블랙(Pigment Black) 7을 이용하여 제조하였다.

성분	중량％
BEA (에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트)	75 - 90
프로필렌 카르보네이트	3 - 6
감마 부티로락톤	3 - 6
디스퍼비크 D-167 (계면활성제)	1 - 3
빈놀 E15/45 (비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 수지)	4 - 6
피그먼트 블랙 7 (카본 블랙)	2 - 6

실시예 5 - 옅은 청록색 잉크 조성물

옅은 청록색 잉크 조성물을 하기 표 5에 따라 실시예 1에 약술된 것과 동일한 방법으로 보다 낮은 농도에서 잉크에 로딩된 피그먼트 블루 15:3을 이용하여 제조하였다.

성분	중량％
BEA (에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트)	75 - 90
프로필렌 카르보네이트	3 - 6
감마 부티로락톤	3 - 6
디스퍼비크 D-167 (계면활성제)	0.5 - 3
빈놀 E15/45 (비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 수지)	3.5 - 6
피그먼트 블루 15:3	0.1 - 2

실시예 6 - 옅은 자홍색 잉크 조성물

옅은 자홍색 잉크 조성물을 하기 표 6에 따라 실시예 2에 약술된 것과 동일한 방법으로 제조하였다.

성분	중량％
BEA (에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트)	75 - 90
프로필렌 카르보네이트	3 - 6
감마 부티로락톤	3 - 6
EFKA 4340 (계면활성제)	0.5 - 3
빈놀 E15/45 (비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 수지)	3 - 6
피그먼트 레드 122	0.5 - 3

실시예 7 - 옅은 청록색 잉크 조성물

다른 옅은 청록색 잉크 조성물을 하기 표 7에 따라 실시예 1에 약술된 것과 동일한 방법으로 보다 낮은 농도에서 잉크에 로딩된 피그먼트 블루 15:3 뿐만 아니라 주 용매계 및 제2 용매계에 존재하는 다수의 용매를 이용하여 제조하였다.

성분	중량％
BEA (에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트)	35 - 45
DPMA (디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트)	35 - 45
헥산온	1.5 - 3
프로필렌 카르보네이트	2 - 4
감마 부티로락톤	3 - 6
디스퍼비크 D-167 (계면활성제)	0.5 - 3
빈놀 E15/45 (비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 수지)	3.5 - 6
피그먼트 블루 15:3	0.1 - 2

상기 실시예에 따라 제조된 잉크는 각종 기판, 예컨대 비닐, PVC, 종이 및 다른 플라스틱에 적용될 수 있다. 이들 잉크는 개선된 프린트 헤드 점화 빈도, 모든 기판 상에서 개선된 도트 전개, 보다 신속한 건조 속도, 개선된 도트 제어, 개선된 도트 획득, 개선된 이미지 품질, 최종 프린트의 보다 적은 입자성을 나타낸다. 추가로, 이들 실시예에서 제2 공용매계는 전체 잉크 조성물의 표면 장력을 증가시키는 작용을 하고, 추가로 감마 부티로락톤 및/또는 수지도 이러한 성분을 함유하지 않는 잉크의 원래 표면 장력 및 잉크 조성물에 첨가된 양에 따라 상기 유형의 잉크 조성물의 표면 장력을 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 잉크 실시예에서, 제2 공용매는 프로필렌 카르보네이트를 포함한다는 것을 주목한다. 그러나, 상기 기재된 잉크의 각각은 본 발명의 실시양태에 따라 다른 공용매를 포함하도록 개질될 수 있다는 것을 이해한다. 또한, 각 잉크 성분의 다수의 양이 다른 실시예와 유사하다. 각 성분의 양은 변할 수 있다는 것을 주목하여야 한다. 또한, 상기 기재되지 않은 다른 성분이 잉크 조성물에 포함될 수 있다는 것을 이해한다. 또한, 실시예 7에서와 같이, 실시예 1 내지 6의 임의의 잉크가 하나 또는 두 범주의 공용매로부터 둘 이상의 공용매를 포함하도록 개질될 수 있거나, 또는 별법으로 둘 이상의 수지, 계면활성제 등도 사용될 수 있다. 즉, 잉크 실시예는 단지 예시적이고, 따라서 성분의 선택 및 양을 변형하여 목적하는 결과를 달성할 수 있다. 따라서, 잉크의 특정 성질이 본원에 예시 및 설명되었지만, 다수의 변형, 치환, 변화 및 동등물이 당업자에게 떠오를 것이다. 따라서, 첨부된 특허청구범위는 잉크의 실제 파라미터에 속하는 모든 상기 변형 및 변화를 포함하고자 함을 이해할 것이다.

Claims

a) 분쇄된 안료;

b) 계면활성제;

c) i. 주 공용매계의 각 공용매의 표면 장력이 25℃에서 32 dyne/cm 미만인, 약 50 중량％ 내지 약 95 중량％의 주 공용매계;

ii. 제2 공용매계의 각 공용매의 표면 장력이 25℃에서 32 dyne/cm 초과인, 약 1 중량％ 내지 약 30 중량％의 제2 공용매계;

iii. 약 1 중량％ 내지 약 10 중량％의 감마 부티로락톤

을 포함하는 비수성 용매계;

d) 잉크 조성물에 용해된 2 중량％ 이상의 수지

를 포함하며, 잉크-분사가능한 잉크-젯 기록용 잉크 조성물.
제1항에 있어서, 제2 공용매계가 전체 잉크 조성물의 전반적인 표면 장력을 증가시키도록 작용하는 잉크 조성물.
제1항에 있어서, 주 공용매계가 프로필렌 글리콜 에테르, 글리콜 에테르 아세테이트, 케톤 및 에스테르의 군으로부터 선택된 하나 이상의 공용매를 포함하는 것인 잉크 조성물.
제1항에 있어서, 제2 공용매계가 약 2 중량％ 내지 약 8 중량％의 양으로 존재하는 잉크 조성물.
제1항에 있어서, 주 공용매계가 단일 공용매인 잉크 조성물.
제1항에 있어서, 제2 공용매계가 단일 공용매인 잉크 조성물.
제1항에 있어서, 제2 공용매계의 각 공용매의 표면 장력이 25℃에서 36 dyne/cm 초과인 잉크 조성물.
제1항에 있어서, 제2 공용매계가 n-에틸 피롤리돈, 프로필렌 카르보네이트, N-메틸피롤리돈, 락트산, 메틸 에스테르, 1,3-부탄디올 및 글리세릴 아세테이트의 군으로부터 선택된 하나 이상의 공용매를 포함하는 것인 잉크 조성물.
제1항에 있어서, 감마 부티로락톤이 약 2 중량％ 내지 약 8 중량％의 양으로 존재하는 잉크 조성물.
제1항에 있어서, 수지가 전체 잉크 조성물의 약 3 중량％ 초과의 양으로 용해된 잉크 조성물.
제1항에 있어서, 수지가 아크릴, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 비닐 클로라이드, 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 수지 및 셀룰로스-기재 수지의 군으로부터 선택된 하나 이상의 구성성분을 포함하는 것인 잉크 조성물.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 잉크 조성물 하나 이상을 포함하는 잉크 세트.
각각 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에서와 같이 제제화된 청록색 잉크 조성물, 자홍색 잉크 조성물 및 황색 잉크 조성물을 포함하는 잉크 세트.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 잉크 조성물을 매체 기판(media substrate)에 잉크-분사하는 것을 포함하는, 이미지의 인쇄 방법.
제14항에 있어서, 매체 기판이 플라스틱, 유리 또는 금속을 포함하는 것인 방법.
제14항에 있어서, 매체 기판이 종이를 포함하는 것인 방법.