KR20150024406A

KR20150024406A - 잉크 조성물

Info

Publication number: KR20150024406A
Application number: KR1020157001166A
Authority: KR
Inventors: 미하엘 티 제이 페르헤헨; 뢰로프 에이치 에페르하르두스; 로이 안토니우스 피 엠 엠 판
Original assignee: 오세-테크놀로지스 베파우
Priority date: 2012-06-20
Filing date: 2013-06-06
Publication date: 2015-03-06
Also published as: CN104379684A; JP2015523435A; EP2864429B1; CA2873912A1; AU2013279662A1; JP6219381B2; CN104379684B; ES2641485T3; US20150105504A1; WO2013189746A1; EP2864429A1; AU2013279662B2; US9790380B2

Abstract

본 발명은 인쇄 품질 및 인쇄 강인성을 손상시키지 않으면서, 개선된 건조 및 퓨즈 거동을 갖는 수성 잉크 조성물에 관한 것이다. 상기와 같은 잉크 조성물은 1 내지 40 중량% 의 수분산성 수지, 0.5 내지 15 중량% 의 착색제, 20 내지 80 중량% 의 물 및 1 내지 30 중량% 의 아세탈 공용매를 포함하고, 여기서 모든 양은 총 잉크 조성물에 대한 상대값이다.
상기 잉크 조성물은 15 내지 75 중량% 의 분산 안정화 공용매를 추가로 포함할 수 있다.

Description

잉크 조성물 {INK COMPOSITION}

본 발명은 잉크젯 인쇄 방법에 사용하기에 적합한 잉크 조성물에 관한 것이다.

EP 2 233 309 A2 에는 잉크의 총 중량을 기준으로 20-90 중량% 의 양의 물, 안료 및 수분산된 수지 (즉, 라텍스) 일 수 있는 수지를 함유하는 잉크 조성물이 개시되어 있다. WO 2011/021591 에는 수분산성 착색제, 수용성 유기 용매, 계면활성제, 침투제, 물 및 바람직하게는 수분산성 수지를 함유하는 잉크젯 잉크가 개시되어 있다.

언급된 상기 2 개의 선행기술 문헌에는 프로세스 (process) 인쇄 또는 오프셋 (offset) 인쇄에 일반적으로 사용되는 매체 (media) (예컨대, 기계 코팅된 (MC) 또는 오프셋 코팅된 매체) 상에 상기 잉크를 인쇄하는 방법이 개시되어 있다.

생산성이 높은 잉크젯 인쇄에서는, 고속으로 처리되고, 인쇄 모듈에서 추가의 공정 장비, 예를 들어 프린터의 퓨저 스테이션 (fuser station) 으로의 이동 중 손상되지 않은 채로 유지될 수 있는, (거의) 즉시 건조되고 강인한 인쇄물을 수득하는 것이 바람직하다.

공지된 수성 잉크 조성물의 단점은 이들의 건조 속도가 너무 느리고/느리거나 생산성이 높은 잉크젯 인쇄 방법에서 적합하게 사용되기 위하여 비교적 높은 퓨즈 에너지가 요구된다는 점이다.

분산된 성분 (예컨대, 분산된 수지 및/또는 분산된 염료 또는 안료) 을 포함하는 공지된 수성 잉크 조성물의 단점은, 상기와 같은 잉크가, 특히 생산성이 높은 잉크젯 인쇄에 사용되는 경우, 잉크젯 인쇄 장치 (프린트 헤드) 의 신뢰할 만한 제팅 (jetting) 및 세척 (cleaning) 거동을 제공하기 위하여, 수용성 유기 공용매, 통상적으로 비교적 낮은 증기압을 갖는 지방족 다가 알코올의 비(非)증발성 또는 거의 비증발성 분산-안정화 극성 분획을 상당량 (예컨대, 총 잉크 조성물에 대하여 20 중량% 이상) 함유하는 것이 요구된다는 점이다. 상기와 같은 비증발성 또는 거의 비증발성 분산-안정화 극성 분획은, 인쇄될 매체의 성질에 따라, 인쇄물의 건조 속도 및/또는 요구되는 퓨즈 에너지에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 인쇄 품질, 강인성 (robustness) 을 제공하는 보다 특정한 건조 및/또는 퓨즈 거동을 갖는 잉크 조성물이 유리할 수 있고, 특히 생산성이 높은 잉크젯 인쇄 방법에 사용되도록 의도되는 경우, 건조 속도가 보다 빠르고 요구되는 퓨즈 에너지가 비교적 낮은 잉크 조성물이 바람직하다.

알킬렌 또는 디알킬렌 글리콜 모노- 및 디-에테르 (예컨대, 프로필렌 글리콜 모노-메틸 에테르) 가 건조 거동을 조절하기 위하여, 때때로 인쇄 중 매체의 가열 (~ 50 ℃) 과 조합으로, 잉크 제형 중 공용매로서 통상적으로 사용된다. 하지만, 일부 높은 HS&E (즉 건강, 안전 및 환경 (Health, Safety and Environmental)) 위험으로 인해 이러한 글리콜 에테르 부류로부터 적합한 공용매를 선택하는 것은 제한적이다.

따라서, 본 발명의 목적은 인쇄 품질 및 인쇄 강인성을 손상시키지 않으면서, 개선된 건조 및 퓨즈 거동을 갖는 수성 잉크 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 잉크 조성물의 분산 안정성 및 인쇄 품질 및 인쇄 강인성을 손상시키지 않으면서, 분산된 성분을 포함하고, 개선된 건조 및 퓨즈 거동을 갖는 수성 잉크 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 낮은 및 특히 무시해도될 정도의 HS&E 위험을 갖는 수성 잉크 조성물을 제공하는 것이다.

발명의 요약

상기 목적은 하기를 포함하는 잉크 조성물을 제공함으로써 적어도 부분적으로 달성된다:

- 1 - 40 중량% 의 수분산성 수지;

- 0.5 - 15 중량% 의 착색제;

- 20 - 80 중량% 의 물;

- 1 - 30 중량% 의 아세탈 공용매

(여기서, 모든 양은 총 잉크 조성물에 대한 상대값임).

수분산성 수지는 물 중 수분산성 수지의 안정한 분산액으로서 잉크 조성물에 첨가될 수 있다. 물 중 수분산성 수지의 안정한 분산액은 또한 라텍스 조성물로 불릴 수 있다. 수분산된 수지를 포함하는 잉크 조성물은 라텍스 잉크 조성물로서 불릴 수 있다.

착색제는 염료, 안료, 염료의 혼합물, 안료의 혼합물 또는 안료 및 염료의 혼합물일 수 있다. 바람직하게는, 착색제는 수분산성 착색제, 더욱 바람직하게는 수분산성 안료를 포함한다.

아세탈은 동일한 탄소 원자에 부착된 2 개의 단일결합된 산소 원자를 포함하는 분자의 화합물이다.

발명자들은 놀랍게도, 잉크 조성물 중에 포함된 물과의 양립성을 특징으로 하는 아세탈 공용매 부류가, 인쇄 품질을 손상시키지 않으면서, 광범위한 매체, 특히 기계 코팅된 (MC) 매체와 같은 거의 비(非)흡수성 또는 비흡수성 매체에 대하여 잉크 조성물의 건조 및 퓨즈 거동을 유의하게 개선시킬 수 있다는 것을 발견하였다. 본 발명에 따른 잉크 조성물은 개선된 즉각적 건조 및 인쇄물의 강인성을 제공한다.

이론에 구애받지 않으면서, 화학 구조에 따라, 아세탈은 침투제로서 (흡수성 매체 내로), 또는 물의 증발 촉진제로서 (약해진 수소 결합 또는 물과의 공비혼합물을 통해), 또는 상기 두 가지의 조합으로서 기능할 수 있는 것으로 사료된다.

인쇄될 매체-유형은 흡수성이 우수한 일반 용지 (plain paper) 및 잉크젯 코팅된 매체 뿐 아니라, 천천히 흡수하는 오프셋-코팅된 매체 (또한 기계 코팅된 (MC) 매체로 불림) 및 심지어 비흡수성 매체, 예컨대 PE, PP, PET, PVC 필름 또는 이들의 복합체 또는 혼합물이다.

적합한 아세탈 공용매의 사용 특징은 이미 주위 온도에서 흡수 및/또는 증발에 의해, 보다 완전한 및/또는 빠른 물 제거로 인한, 상기 언급된 매체 상의 수성 잉크 조성물, 특히 수성 유색 라텍스 잉크 조성물의 보다 빠른 (반-건조) 필름 형성이다.

아세탈 공용매의 부가적인 이점은 이들이 부분적으로 생물-기반의 (즉, 생물-공급원료로부터 유래된) 일반적인 환경친화적 공용매라는 점이다.

라텍스 잉크 조성물은 수분산된 수지를 함유하고, 이는 주로 기록 기판 상의 인쇄된 이미지의 강인성을 개선하기 위하여 사용된다. 인쇄된 이미지에 개선된 강인성을 제공하기 위하여, 잉크 조성물 중에 포함된 라텍스 조성물은 기록 기판 상에 필름을 형성할 수 있어야 한다. 따라서, 잉크 조성물 및 특히 라텍스 조성물은 인쇄 중 기록 기판 온도 미만의 최소 필름-형성 온도 (MFFT) 를 가져야 한다. 따라서, 낮은 온도, 예컨대 실온의, MFFT 를 갖는 라텍스 조성물을 사용하는 것이 바람직하다. 이의 단점은, 필름 형성이 잉크젯 인쇄 장치 내부, 특히 잉크젯 인쇄 장치의 노즐 오리피스 (orifice) 내부에서 제팅 온도에서 일어날 수 있는데, 이는 노즐 오리피스의 막힘 및 이로 인한 제팅 공정의 방해를 야기할 수 있다는 점이다. 이러한 이유로, 제팅 온도 초과의 MFFT 를 갖는 라텍스 조성물이 바람직하다.

상기와 같은 라텍스 잉크젯 잉크의 단점은, 기록 기판 상에서의 필름 형성이 인쇄된 기록 기판을 가열함으로써 유도 및/또는 보조되도록 요구될 수 있다는 점이다. 따라서, 일반적으로, 잉크젯 인쇄 장치 내 안정성을 개선하기 위하여 잉크 조성물에 보다 높은 MFFT 를 갖는 라텍스 조성물을 선택 및 사용함으로써, 기록 기판 상에 잉크 조성물을 고정 (즉, 퓨즈) 시키기 위한 에너지 소비가 증가한다. 인쇄물의 목적하는 강인성을 수득하기 위하여, 상승된 온도 (잉크 조성물의 MFFT 초과) 에서 작동하는 개별적인 퓨저 스테이션이 요구될 수 있다.

수분산성 수지 및 아세탈 공용매를 함유하는 본 발명의 구현예에 따른 잉크 조성물은 개선된 건조 거동 및 기록 기판에의 잉크 고정 (퓨징 (fusing)) 을 위한 감소된 에너지 소비를 나타낼 수 있다.

일 구현예에서, 라텍스 조성물의 MFFT 는 제팅 온도 초과, 특히 30℃ 초과, 바람직하게는 35℃ 내지 95℃, 더욱 바람직하게는 40℃ 내지 90℃ 이다.

일 구현예에서, 수분산성 수지는 30℃ 초과, 바람직하게는 50℃ 내지 120℃, 더욱 바람직하게는 60℃ 내지 100℃ 의 유리 전이 온도 (T_g) 를 갖는다. 수분산성 수지의 T_g 가 주로 라텍스 조성물의 MFFT 를 결정한다. 일반적으로, 분산된 수지의 T_g 가 높을수록, 라텍스 조성물의 MFFT 가 높을 수 있다. 하지만, 본 발명에 따른 아세탈 공용매의 존재 하에서, 비교적 높은 T_g 를 갖는 수지를 포함하는 라텍스 조성물의 MFFT 는 유의하게 감소될 수 있다. 이의 이점은, 필름 형성 및 기록 기판에의 인쇄된 이미지의 퓨징이 비교적 온화한 온도 조건에서 일어날 수 있기 때문에, 인쇄물의 강인성이 손상되지 않으면서 감소된 에너지 소비를 나타낸다는 점이다.

이론에 구애받지 않으면서, 상기 기재된 바와 같은 흡수 및/또는 증발 증진 효과 이외에, 아세탈 공용매는 주로 수분산성 수지용 가소화제로서 작용한다고 여겨진다. 가소화 작용은 비교적 높은 T_g (예컨대, 70℃ 초과) 를 갖는 수분산성 수지를 포함하는 라텍스 조성물의 MFFT 를 감소시켜, 기록 기판에의 잉크의 고정 (퓨징) 을 위한 에너지 소비를 감소시킨다. 일단 잉크가 기록 기판에 고정되면, 아세탈 공용매의 부재 하에서, 비슷한 T_g 를 갖는 수분산성 수지를 포함하는 잉크 조성물과 비교시, 강인성에 있어서 유의한 차이가 없다.

일 구현예에서, 상기 잉크 조성물은 1-75 중량% 의 분산 안정화 공용매, 특히 수용성 유기 용매를 포함한다.

본 발명의 구현예에서, 분산 안정화 공용매 및 아세탈 공용매는 두 가지 모두 서로 및 물과 양립가능한 것으로 선택된다.

일 구현예에서, 상기 잉크 조성물은 총 잉크 조성물에 대하여 0.01 중량% 내지 3 중량% 의 양으로 계면활성제를 포함한다.

기록 매체 표면의 제트 안정성 및/또는 습윤성을 개선하기 위하여, 잉크 조성물의 표면 장력을 조정하는 하나 이상의 계면활성제가 잉크 조성물에 첨가될 수 있다. 개선된 습윤성은 이미지 수용 기판 (image receiving substrate) 의 표면 상에의 잉크 액적의 확산을 개선시킬 수 있고, 이는 형성된 이미지의 이미지 농도 및 색 포화도를 개선시킬 수 있고, 인쇄된 이미지 내 백점 (white spot) 을 감소시킬 수 있다.

일 구현예에서, 아세탈 공용매는 글리세롤-포르말 (즉, 5-히드록시-1,3-디옥산 및 4-히드록시메틸-1,3-디옥솔란의 혼합물); 비스(2-메톡시-에톡시)메탄 (또한 2,5,7,10-테트라-옥사-운데칸: TOU 로 불림); 1,3-디옥솔란; 알킬-아세탈 및 이들 복수의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.

글리세롤-포르말; 비스(2-메톡시-에톡시)메탄 (2,5,7,10-테트라-옥사-운데칸: TOU) 및 1,3-디옥솔란이 바람직하게는 총 잉크 조성물에 대하여 1 중량% 내지 20 중량%, 바람직하게는 2 중량% 내지 15 중량%, 더욱 바람직하게는 3 중량% 내지 10 중량% 의 양으로 존재한다.

1,3-디옥솔란이 바람직하게는 총 잉크 조성물에 대하여 1 중량% 내지 10 중량%, 바람직하게는 2 중량% 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 3 중량% 내지 8 중량% 의 양으로 존재한다.

일 구현예에서, 아세탈 공용매는 메틸알, 에틸알 및 부틸알로 이루어진 군으로부터 선택되는 알킬-아세탈일 수 있다. 알킬-아세탈은 총 잉크 조성물에 대하여 1 중량% 내지 10 중량%, 바람직하게는 3 중량% 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 5 중량% 내지 8 중량% 의 양으로 존재할 수 있다.

일 구현예에서, 아세탈 공용매는 에테르 아세탈, 바람직하게는 디에테르 아세탈이다.

일 구현예에서, 아세탈 공용매는 선형 에테르 아세탈 또는 선형 디에테르 아세탈이다.

일 구현예에서, 아세탈 공용매는 하기 화학식 1 에 따르는 분자 구조를 갖는다:

R₁-O-R₂-O-CH₂-O-R₃-O-R₄ 화학식 1

[식 중,

R₁ 및 R₄ 는 서로 독립적으로 -H, 분지형 또는 선형일 수 있는 C₁-C₆ 1가 알킬기, 특히 -CH₃, -C₂H₅ 및 -C₃H₇ 로 이루어진 군으로부터 선택되고;

R₂ 및 R₃ 은 서로 독립적으로 분지형 또는 선형일 수 있는 C₂-C₆ 알킬 2가 기, 특히 -C₂H₄-, -C₃H₆-, -C₄H₈- 로 이루어진 군으로부터 선택됨].

일 구현예에서, 아세탈 공용매는 비스(2-메톡시-에톡시)메탄 (또한 2,5,7,10-테트라-옥사-운데칸: TOU 로 불림) 이다.

단지 실례로서 제시되며 본 발명을 제한하지 않는, 하기 제시되는 상세한 설명 및 수반되는 도면을 통해 본 발명이 보다 완전하게 이해될 수 있을 것이며, 도면은 하기와 같이 설명될 수 있다:
도 1 은 잉크젯 인쇄 시스템의 도식적 표현을 나타낸다.
도 2A 및 2B 는 잉크젯 헤드 조립체의 도식적 표현을 나타낸다.
도 3 은 Ricoh 퓨저 설정 (fuser setting) 과 퓨저에 혼입된 퓨즈 드럼의 회전 속도 사이의 상관관계를 나타낸다.

잉크 조성물

본 발명에 따른 잉크 조성물은 용매, 특히 물; 착색제, 바람직하게는 수분산성 착색제, 수분산성 수지 및 아세탈 공용매를 포함한다. 상기 잉크 조성물은 임의로 공용매, 바람직하게는 하나 이상의 분산 안정화 공용매를 포함할 수 있다. 본 발명의 맥락에서, 용어 공용매는 광범위하게 이해될 수 있으며: 공용매는 액체 공용매 및/또는 수용성 (고체) 화합물, 특히 물 중에 용해시 분산 안정화 효과를 갖는 수용성 (고체) 화합물을 포함할 수 있다. 상기 잉크 조성물은 계면활성제 및 임의로 기타 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 잉크의 성분은 다음 단락에서 상세하게 기재될 것이다.

용매

물은 환경 친화적이기 때문에 바람직한 용매로 인용된다. 본 발명에서, 전체 잉크에 대한 물의 함량은 바람직하게는 20 중량% 내지 80 중량% 이다. 더욱 바람직하게는 물의 함량은 30 중량% 내지 75 중량% 이고, 보다 더욱 바람직하게는 40 중량% 내지 70 중량% 이다.

수분산성 착색제

본 발명에 따른 잉크젯 잉크에서, 안료는 주로 내후성의 측면에서, 및 색조의 조절을 위한 목적으로 수분산성 착색제로서 사용되고; 염료는 내후성을 손상시키지 않는 범위 내에서 함유될 수 있다. 안료는 특별히 제한되지 않으며, 의도되는 용도에 따라 적합하게 선택될 수 있다.

본 발명에 사용가능한 안료의 예에는 비제한적으로 통상적으로 공지된 것들이 포함된다. 예를 들어, 불용성 안료 또는 레이크 안료와 같은 유기 안료 뿐 아니라, 카본 블랙과 같은 무기 안료가 사용될 수 있다.

불용성 안료의 예는 특별히 제한되지 않으며, 아조, 아조메틴, 메틴, 디페닐메탄, 트리페닐메탄, 퀴나크리돈, 안트라퀴논, 페릴렌, 인디고, 퀴노프탈론, 이소인돌리논, 이소인돌린, 아진, 옥사진, 티아진, 디옥사진, 티아졸, 프탈로시아닌 또는 디케토피롤로피롤 염료가 바람직하다.

예를 들어, 흑색 및 컬러 잉크용 무기 안료 및 유기 안료를 예로 들 수 있다. 이러한 안료는 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.

무기 안료로서, 산화티타늄, 산화철, 탄산칼슘, 황산바륨, 수산화알루미늄, 바륨 옐로우, 카드뮴 레드 및 크롬 옐로우에 더하여, 공지된 방법, 예컨대 접촉법, 퍼니스 (furnace) 법 및 열처리법에 의해 제조되는 카본 블랙을 사용할 수 있다.

유기 안료로서, 아조 안료 (아조 레이크, 불용성 아조 안료, 농축 안료, 킬레이트 아조 안료 등 포함), 폴리시클릭 안료 (예컨대, 프탈로시아닌 안료, 페릴렌 안료, 페리논 안료, 안트라퀴논 안료, 퀴나크리돈 안료, 디옥사진 안료, 인디고 안료, 티오인디고 안료, 이소인돌리논 안료 및 퀴노프탈론 안료), 염료 킬레이트 (예컨대, 염기성 염료 유형 킬레이트, 및 산성 염료 유형 킬레이트), 니트로 안료, 니트로소 안료, 아닐린 블랙이 사용될 수 있다. 이들 중에서, 특히, 물과 높은 친화성을 갖는 안료가 바람직하게 사용된다.

바람직하게 사용가능한 구체적인 안료는 하기 나열된 것들이다.

마젠타 (magenta) 또는 적색 안료의 예에는 하기가 포함된다: C.I. Pigment Red 1, C.I. Pigment Red 2, C.I. Pigment Red 3, C.I. Pigment Red 5, C.I. Pigment Red 6, C.I. Pigment Red 7, C.I. Pigment Red 15, C.I. Pigment Red 16, C.I. Pigment Red 17, C.I. Pigment Red 22, C.I. Pigment Red 23, C.I. Pigment Red 31, C.I. Pigment Red 38, C.I. Pigment Red 48:1, C.I. Pigment Red 48:2 (퍼머넌트 레드 (Permanent Red) 2B(Ca)), C.I. Pigment Red 48:3, C.I. Pigment Red 48:4, C.I. Pigment Red 49:1, C.I. Pigment Red 52:2; C.I. Pigment Red 53:1, C.I. Pigment Red 57:1 (브릴리언트 카르민 (Brilliant Carmine) 6B), C.I. Pigment Red 60:1, C.I. Pigment Red 63:1, C.I. Pigment Red 64:1, C.I. Pigment Red 81, C.I. Pigment Red 83, C.I. Pigment Red 88, C.I. Pigment Red 101 (철단 (colcothar)), C.I. Pigment Red 104, C.I. Pigment Red 106, C.I. Pigment Red 108 (카드뮴 레드 (Cadmium Red)), C.I. Pigment Red 112, C.I. Pigment Red 114, C.I. Pigment Red 122 (퀴나크리돈 마젠타 (Quinacridone Magenta)), C.I. Pigment Red 123, C.I. Pigment Red 139, C.I. Pigment Red 44, C.I. Pigment Red 146, C.I. Pigment Red 149, C.I. Pigment Red 166, C.I. Pigment Red 168, C.I. Pigment Red 170, C.I. Pigment Red 172, C.I. Pigment Red 177, C.I. Pigment Red 178, C.I. Pigment Red 179, C.I. Pigment Red 185, C.I. Pigment Red 190, C.I. Pigment Red 193, C.I. Pigment Red 209, C.I. Pigment Red 219 및 C.I. Pigment Red 222, C.I. Pigment Violet 1 (로다민 레이크 (Rhodamine Lake)), C.I. Pigment Violet 3, C.I. Pigment Violet 5:1, C.I. Pigment Violet 16, C.I. Pigment Violet 19, C.I. Pigment Violet 23 및 C.I. Pigment Violet 38.

주황색 또는 황색 안료의 예에는 하기가 포함된다: C.I. Pigment Yellow 1, C.I. Pigment Yellow 3, C.I. Pigment Yellow 12, C.I. Pigment Yellow 13, C.I. Pigment Yellow 14, C.I. Pigment Yellow 15, C.I. Pigment Yellow 15:3, C.I. Pigment Yellow 17, C.I. Pigment Yellow 24, C.I. Pigment Yellow 34, C.I. Pigment Yellow 35, C.I. Pigment Yellow 37, C.I. Pigment Yellow 42 (황색 산화철), C.I. Pigment Yellow 53, C.I. Pigment Yellow 55, C.I. Pigment Yellow 74, C.I. Pigment Yellow 81, C.I. Pigment Yellow 83, C.I. Pigment Yellow 93, C.I. Pigment Yellow 94, C.I. Pigment Yellow 95, C.I. Pigment Yellow 97, C.I. Pigment Yellow 98, C.I. Pigment Yellow 100, C.I. Pigment Yellow 101, C.I. Pigment Yellow 104, C.I. Pigment Yellow 408, C.I. Pigment Yellow 109, C.I. Pigment Yellow 110, C.I. Pigment Yellow 117, C.I. Pigment Yellow 120, C.I. Pigment Yellow 128, C.I. Pigment Yellow 138, C.I. Pigment Yellow 150, C.I. Pigment Yellow 151, C.I. Pigment Yellow 153 및 C.I. Pigment Yellow 183; C.I. Pigment Orange 5, C.I. Pigment Orange 13, C.I. Pigment Orange 16, C.I. Pigment Orange 17, C.I. Pigment Orange 31, C.I. Pigment Orange 34, C.I. Pigment Orange 36, C.I. Pigment Orange 43 및 C.I. Pigment Orange 51.

녹색 또는 시안 안료의 예에는 하기가 포함된다: C.I. Pigment Blue 1, C.I. Pigment Blue 2, C.I. Pigment Blue 15, C.I. Pigment Blue 15:1, C.I. Pigment Blue 15:2, C.I. Pigment Blue 15:3 (프탈로시아닌 블루 (Phthalocyanine Blue)), C.I. Pigment Blue 16, C.I. Pigment Blue 17:1, C.I. Pigment Blue 56, C.I. Pigment Blue 60, C.I. Pigment Blue 63, C.I. Pigment Green 1, C.I. Pigment Green 4, C.I. Pigment Green 7, C.I. Pigment Green 8, C.I. Pigment Green 10, C.I. Pigment Green 17, C.I. Pigment Green 18 및 C.I. Pigment Green 36.

나아가, 흑색 안료의 예에는 하기가 포함된다: C.I. Pigment Black 1, C.I. Pigment Black 6, C.I. Pigment Black 7 및 C.I. Pigment Black 11. 본 발명에 사용가능한 흑색 컬러 잉크 안료의 구체적인 예에는 카본 블랙 (예컨대, 퍼니스 블랙 (furnace black), 램프 블랙 (lamp black), 아세틸렌 블랙 및 채널 블랙 (channel black)); (C.I. Pigment Black 7) 또는 금속계 안료 (예컨대, 산화구리, 산화철 (C.I. Pigment Black 11) 및 산화티타늄); 및 유기 안료 (예컨대, 아닐린 블랙 (C.I. Pigment Black 1)) 이 포함된다.

수분산성 안료의 평균 입자 직경 (D50) 은 잉크젯 잉크 중 분산 안정성 및 배출 신뢰성의 관점에서, 바람직하게는 0.01 ㎛ (10 nm) 내지 0.25 ㎛ (250 nm), 더욱 바람직하게는 20 nm 내지 200 nm 이고, 보다 더욱 바람직하게는 40 nm 내지 150 nm 이다.

잉크젯 잉크 중 함유된 수불용성 안료의 양은, 고체 함량으로서, 바람직하게는 0.5 중량% 내지 15 중량%, 더욱 바람직하게는 0.8 중량% 내지 10 중량%, 및 보다 더욱 바람직하게는 1 중량% 내지 6 중량% 이다. 수불용성 안료의 양이 0.5 중량% 미만인 경우, 잉크의 발색력 (color developing ability) 및 이미지 농도가 저하될 수 있다. 수불용성 안료의 양이 15 중량% 초과인 경우, 불리하게도, 잉크의 점도가 증가되어, 잉크 배출 안정성의 저하를 야기할 수 있다.

수분산성 수지 (라텍스 수지)

본 발명에 따른 잉크젯 잉크는 기록 매체에 대한 안료 고정성의 관점에서 수분산성 수지를 함유한다. 수분산성 수지로서, 필름 성형성 (이미지 성형성) 이 탁월하고, 높은 발수성, 높은 수견뢰도 (waterfastness) 및 높은 내후성을 갖는 수분산성 수지가 높은 수견뢰도 및 높은 이미지 농도 (높은 발색력) 를 갖는 이미지 기록에 유용하다.

수분산성 수지의 예에는 합성 수지 및 천연 중합체 화합물이 포함된다.

합성 수지의 예에는 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에폭시 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에테르 수지, 폴리(메트)아크릴 수지, 아크릴-실리콘 수지, 불소계 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리부타디엔계 수지, 폴리비닐 아세테이트계 수지, 폴리비닐 알코올계 수지, 폴리비닐 에스테르계 수지, 폴리비닐 클로라이드계 수지, 폴리아크릴산계 수지, 스티렌-아크릴레이트 공중합체 수지, 스티렌-부타디엔 공중합체 수지와 같은 불포화 카르복실산계 수지 및 공중합체, 및 이들 복수의 조합물이 포함된다.

천연 중합체 화합물의 예에는 셀룰로오스, 로진 및 천연 고무가 포함된다.

시판용 수분산성 수지 에멀젼의 예에는 하기가 포함된다: Joncryl 537 및 7640 (스티렌-아크릴 수지 에멀젼, Johnson Polymer Co., Ltd. 사제), Microgel E-1002 및 E-5002 (스티렌-아크릴 수지 에멀젼, Nippon Paint Co., Ltd. 사제), Voncoat 4001 (아크릴 수지 에멀젼, Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd. 사제), Voncoat 5454 (스티렌-아크릴 수지 에멀젼, Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd. 사제), SAE-1014 (스티렌-아크릴 수지 에멀젼, Zeon Japan Co., Ltd. 사제), Jurymer ET-410 (아크릴 수지 에멀젼, Nihon Junyaku Co., Ltd. 사제), Aron HD-5 및 A-104 (아크릴 수지 에멀젼, Toa Gosei Co., Ltd. 사제), Saibinol SK-200 (아크릴 수지 에멀젼, Saiden Chemical Industry Co., Ltd. 사제) 및 Zaikthene L (아크릴 수지 에멀젼, Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. 사제), DSM Neoresin 의 아크릴 공중합체 에멀젼, 예컨대 NeoCryl 제품 라인, 특히 아크릴 스티렌 공중합체 에멀젼 NeoCryl A-662, NeoCryl A-1131, NeoCryl A-2091, NeoCryl A-550, NeoCryl BT-101, NeoCryl SR-270, NeoCryl XK-52, NeoCryl XK-39, NeoCryl A-1044, NeoCryl A-1049, NeoCryl A-1110, NeoCryl A-1120, NeoCryl A-1127, NeoCryl A-2092, NeoCryl A-2099, NeoCryl A-308, NeoCryl A-45, NeoCryl A-615, NeoCryl BT-24, NeoCryl BT-26, NeoCryl BT-26, NeoCryl XK-15, NeoCryl X-151, NeoCryl XK-232, NeoCryl XK-234, NeoCryl XK-237, NeoCryl XK-238, NeoCryl XK-86, NeoCryl XK-90 및 NeoCryl XK-95. 하지만, 수분산성 수지 에멀젼이 이러한 예에 제한되는 것은 아니다.

수분산성 수지는 단일중합체, 공중합체 또는 복합체 수지의 형태로 사용될 수 있고, 단상 (monophase) 구조 또는 코어-쉘 구조를 갖는 수분산성 수지 및 급전 (power-feed) 에멀젼 중합에 의해 제조되는 수분산성 수지가 모두 사용될 수 있다.

본 발명의 잉크에 첨가되는 수분산성 수지의 함량은 잉크의 총 중량을 기준으로 바람직하게는 1 - 40 중량% 이고, 더욱 바람직하게는 1.5 - 30 중량% 이고, 보다 더욱 바람직하게는 2 - 25 중량% 이다.

보다 더욱 바람직하게는, 잉크젯 잉크 중 함유된 수분산성 수지의 양은, 고체 함량으로서, 총 잉크 조성물에 대하여 2.5 중량% 내지 15 중량%, 및 더욱 바람직하게는 3 중량% 내지 7 중량% 이다.

수분산성 수지의 평균 입자 직경 (D50) 은 바람직하게는 10 nm - 1 ㎛, 더욱 바람직하게는 10 - 500 nm, 보다 더욱 바람직하게는 20 - 200 nm, 및 특히 바람직하게는 50 - 200 nm 이다.

또한, 중합체 입자의 입자 크기 분포에 대한 특별한 제한은 없으며, 중합체 입자는 광범위한 입자 크기 분포를 갖거나 또는 중합체 입자는 단분산 유형의 입자 크기 분포를 가질 수 있다.

일 구현예에서, 본 발명에 따른 잉크 조성물은 서로의 혼합물로서 상기 인용된 합성 수지, 합성 공중합체 수지 및 천연 중합체 화합물로부터 선택되는 둘 이상의 수분산성 수지를 포함한다.

아세탈 공용매

본 발명에 따른 잉크 조성물은 아세탈 공용매를 포함한다. 아세탈 공용매의 적합한 예는 하기와 같다: 글리세롤-포르말 (즉, 5-히드록시-1,3-디옥산 및 4-히드록시메틸-1,3-디옥솔란의 혼합물); 비스(2-메톡시-에톡시)메탄 (또한 2,5,7,10-테트라-옥사-운데칸: TOU 로 불림); 1,3-디옥솔란; 알킬-아세탈, 예컨대 메틸알, 에틸알 및 부틸알.

아세탈은 단독으로 또는 복수의 조합물로 사용될 수 있다.

메틸알, 에틸알 및 부틸알과 같은 알킬-아세탈은 바람직하게는 총 잉크 조성물에 대하여 1 중량% 내지 10 중량%, 바람직하게는 3 중량% 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 5 중량% 내지 8 중량% 의 양으로 존재한다.

공용매

잉크의 용매로서, 잉크의 배출 특성을 개선하거나 또는 잉크의 물리적 특성을 조정하기 위한 목적으로, 잉크는 바람직하게는 물에 더하여, 분산 안정화 공용매, 특히 수용성 유기 용매를 함유한다. 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 한, 수용성 유기 용매의 유형에는 특별한 제한이 없다.

수용성 유기 용매의 예에는 다가 알코올, 다가 알코올 알킬 에테르, 다가 알코올 아릴 에테르, 질소-함유 헤테로시클릭 화합물, 아미드, 아민, 암모늄 화합물, 황-함유 화합물, 프로필렌 카르보네이트 및 에틸렌 카르보네이트가 포함된다.

용매의 예에는 하기가 포함된다: 글리세린 (또한 글리세롤로 불림), 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜, 테트라프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 바람직하게는 200 g/mol (gram/mol) 내지 1000 g/mol 의 분자량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜(예컨대 PEG 200, PEG 400, PEG 600, PEG 800, PEG 1000), 글리세롤 에톡실레이트, 펜타에리트리톨 에톡실레이트, 바람직하게는 200 g/mol 내지 1000 g/mol 의 분자량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜 (디)메틸에테르, 트리-메틸올-프로판, 디글리세롤 (디글리세린), 트리메틸글리신 (베타인), N-메틸모르폴린 N-옥시드, 데카글리세롤, 1,4-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,2,6-헥산트리올, 2-피롤리디논, 디메틸이미다졸리디논, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 테트라에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 테트라에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 트리프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 트리프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르, 트리프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르, 트리프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르, 테트라프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 디부틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 디부틸 에테르, 트리프로필렌 글리콜 디부틸 에테르, 3-메틸 2,4-펜탄디올, 디에틸렌-글리콜-모노에틸 에테르 아세테이트, 1,2-헥산디올, 1,2-펜탄디올 및 1,2-부탄디올.

다가 알코올의 구체예에는 디프로필렌 글리콜, 1,5-펜탄디올, 3-메틸-1,3-부탄디올, 프로필렌 글리콜, 2-메틸-2,4-펜탄디올, 에틸렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜, 헥실렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 1,6-헥산디올, 1,2,6-헥산트리올, 트리메틸올에탄 및 트리메틸올프로판이 포함된다.

다가 알코올 알킬 에테르의 예에는 에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸에테르, 에틸렌 글리콜 모노-2-에틸헥실에테르 및 프로필렌 글리콜 모노에틸에테르가 포함된다.

다가 알코올 아릴 에테르의 예에는 에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르 및 에틸렌 글리콜 모노벤질 에테르가 포함된다.

질소-함유 헤테로시클릭 화합물의 예에는 2-피롤리돈, N-메틸-2-피롤리돈, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, ε-카프로락탐 및 γ-부티로락톤이 포함된다.

아미드의 예에는 포름아미드, N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드 및 N,N-디에틸포름아미드가 포함된다.

아민의 예에는 모노에탄올아민, 디메탄올아민, 트리에탄올아민, N,N-디메틸모노에탄올아민, N-메틸디에탄올아민, N-메틸에탄올아민, N-페닐에탄올아민, 3-아미노프로필 디에틸아민, N-에틸디에탄올아민, N,N-디에틸모노에탄올아민, 트리프로판올아민, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, N-에틸-모노에탄올아민, N,N-디-n-부틸모노에탄올아민, 디-이소프로판올아민, N-n-부틸모노에탄올아민, N-n-부틸디에탄올아민 및 디글리콜아민이 포함된다.

황-함유 화합물의 예에는 디메틸술폭시드, 술포란 및 티오디글리콜이 포함된다.

일 구현예에서, 수용성 유기 용매의 혼합물이 본 발명에 따른 잉크 조성물 중에 포함될 수 있다. 각각의 유기 용매는 총 잉크 조성물에 대하여, 바람직하게는 1 중량% 내지 50 중량% 의 양으로, 더욱 바람직하게는 1 중량% 내지 40 중량% 의 양으로, 보다 더욱 바람직하게는 1 중량% 내지 25 중량% 의 양으로 존재한다.

잉크 조성물 중 함유된 수용성 유기 용매의 총량은 특별히 제한되지 않는다. 하지만, 총 잉크 조성물에 대하여, 바람직하게는 1 중량% 내지 75 중량%, 더욱 바람직하게는 10 중량% 내지 70 중량% 및 보다 더욱 바람직하게는 15 중량% 내지 60 중량% 이다. 수용성 유기 용매의 양이 80 중량% 초과인 경우, 잉크 조성물의 건조 시간이 너무 길어진다. 수용성 유기 용매의 양이 10 중량% 미만인 경우, 잉크 조성물 중의 물이 보다 빨리 증발되어 잉크 조성물의 안정성을 유의하게 감소시킬 수 있다.

계면활성제

계면활성제의 예는 특별히 제한되지 않는다. 하기가 인용될 수 있다.

계면활성제의 예에는 비(非)이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 특히 베타인 계면활성제, 실리콘 계면활성제 및 플루오로화합물 계면활성제가 포함된다. 특히, 표면 장력을 30 mN/m 이하로 감소시킬 수 있는 아세틸렌 계면활성제, 실리콘 계면활성제 및 플루오로화합물 계면활성제로부터 선택되는 적어도 하나가 바람직하게 사용된다.

양이온성 계면활성제의 예에는 하기가 포함된다: 지방족 아민 염, 지방족 4차 암모늄 염, 벤즈알코늄 염, 벤제토늄 클로라이드, 피리디늄 염, 이미다졸리늄 염.

음이온성 계면활성제의 예에는 하기가 포함된다: 폴리옥시에틸렌 알킬에테르 아세트산 염, 도데실벤젠 술폰산 염, 라우르산 염 및 폴리옥시에틸렌 알킬에테르 술페이트의 염, 지방족산 비누, N-아실-N-메틸 글리신 염, N-아실-N-메틸-β-알라닌 염, N-아실글루타메이트, 아실화 펩티드, 알킬술폰산 염, 알킬벤젠술폰산 염, 알킬나프탈렌술폰산 염, 디알킬술포 숙시네이트 (예컨대, 나트륨 디옥틸 술포숙시네이트 (DSS); 다른 명칭: 도쿠세이트 나트륨 (docusate sodium), Aerosol OT 및 AOT), 알킬술포 아세테이트, α-올레핀 술포네이트, N-아실-메틸 타우린, 술포네이트화 오일, 고급 알코올 술페이트 염, 2차 고급 알코올 술페이트 염, 알킬 에테르 술페이트, 2차 고급 알코올 에톡시술페이트, 폴리옥시에틸렌 알킬페닐 에테르 술페이트, 모노글리술페이트, 지방족산 알킬올아미도 술페이트 염, 알킬 에테르 포스페이트 염 및 알킬 포스페이트 염.

양쪽성 계면활성제의 예에는 하기가 포함된다: 카르복시베타인 유형, 술포베타인 유형, 아미노카르복실레이트 염 및 이미다졸륨 베타인.

비이온성 계면활성제의 예에는 하기가 포함된다: 폴리옥시에틸렌 알킬에테르, 폴리옥시프로필렌 폴리옥시에틸렌 알킬에테르, 폴리옥시에틸렌 2차 알코올 에테르, 폴리옥시에틸렌 알킬페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 스테롤 에테르, 폴리옥시에틸렌라놀린 유도체, 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 알킬 에테르, 폴리옥시에틸렌 알킬에스테르, 폴리옥시에틸렌글리세린 지방족산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 피마자유, 수소화 피마자유, 폴리옥시에틸렌 소르비톨 지방족산 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜 지방족산 에스테르, 지방족산 모노글리세리드, 폴리글리세린 지방족산 에스테르, 소르비탄 지방족산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방족 에스테르, 프로필렌 글리콜 지방족산 에스테르, 사탕수수 지방족산 에스테르, 지방족산 알칸올 아미드, 폴리옥시에틸렌 알킬아미드, 폴리옥시에틸렌 지방족산 아미드, 폴리옥시에틸렌 알킬아민, 알킬아민 옥시드, 아세틸렌글리콜, 에톡실화 아세틸렌 글리콜, 아세틸렌 알코올.

비이온성 플루오로화합물 계면활성제의 예에는 퍼플루오로알킬 인산 에스테르 화합물, 퍼플루오로알킬 에틸렌 옥시드 부가물, 및 측쇄로서 퍼플루오로알킬 에테르기를 갖는 폴리옥시알킬렌 에테르 중합체 화합물이 포함된다. 이들 중에서, 측쇄로서 퍼플루오로알킬 에테르기를 갖는 폴리옥시알킬렌 에테르 중합체 화합물이 발포 특성이 낮기 때문에 바람직하다.

플루오로화합물 계면활성제로서, 시판용 제품이 사용될 수 있다.

시판용 제품의 예에는 SURFLON S-Hl, S-112, S-113, S-121, S-131, S-132, S-141 및 S-145 (모두 Asahi Glass Co., Ltd. 사제), FLUORAD FC-93, FC-95, FC-98, FC-129, FC-135, FC-170C, FC-430 및 FC-431 (모두 Sumitomo 3M Limited 사제), MEGAFAC F-470, F-1405 및 F-474 (모두 Dainippon Ink Chemical Industries Co., Ltd. 사제), ZONYL TBS, FSP, FSA, FSN-100, FSN, FSO-100, FSO, FS-300 및 UR (모두 E. I. du Pont de Nemours and Company 사제), FT-110, FT-250, FT-251, FT-400S, FT- 150 및 FT-400SW (모두 Neos Company Limited 사제), 및 POLYFOX PF-136A, PF-156A, PF-151N, PF-154 및 PF-159 (모두 OMNOVA Solutions Inc. 사제) 가 포함된다. 이들 중에서, ZONYL FS-300 (E. I. du Pont de Nemours and Company 사제), FT-110, FT-250, FT-251, FT-400S, FT-150, FT-400SW (Neos Company Limited 사제) 및 POLYFOX PF-151N (OMNOVA Solutions Inc. 사제) 이, 인쇄 품질, 특히 발색력 및 염료-균염성 (leveling property) 이 탁월하기 때문에 바람직하다.

실리콘 계면활성제는 특별히 제한되지 않으며, 의도되는 용도에 따라 적합하게 선택될 수 있다.

실리콘 계면활성제의 예에는 측쇄 개질된 폴리디메틸실록산, 양쪽 말단이 개질된 폴리디메틸실록산, 한쪽 말단이 개질된 폴리디메틸실록산 및 측쇄/양쪽 말단이 개질된 폴리디메틸실록산이 포함된다. 개질된 기로서, 폴리옥시에틸렌기 또는 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌기를 갖는 폴리에테르-개질된 실리콘 계면활성제가, 수계 계면활성제로서 탁월한 물리적 특성을 나타내기 때문에 특히 바람직하다.

실리콘 계면활성제는 적합하게 합성되거나 또는 시판용 제품이 사용될 수 있다. 시판용 제품은 BYK Chemie GmbH, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., TORAY Dow Corning Silicone Co., Ltd., Nihon Emulsion Co., Ltd., Kyoeisha Chemical Co., Ltd. 등으로부터 용이하게 입수가능하다.

폴리에테르-개질된 실리콘 계면활성제로서, 시판용 제품이 사용될 수 있다.

시판용 제품의 예에는 KF-618, KF-642 및 KF-643 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 사제); EMALEX-SS-5602 및 SS-1906EX (Nihon Emulsion Co., Ltd. 사제); FZ-2105, FZ-2118, FZ-2154, FZ-2161, FZ-2162, FZ-2163 및 FZ-2164 (TORAY Dow Corning Silicone Co., Ltd. 사제); 및 BYK-33, BYK 331, BYK 341, BYK 348, BYK 349, BYK 3455, BYK-387 (BYK Chemie GmbH 사제); Tegowet 240, Tegowet 245, Tegowet 250, Tegowet 260 (Evonik 사제); Silwet L-77 (Sabic 사제) 이 포함된다.

일 구현예에서, 계면활성제는 디알킬 술포숙시네이트 염, 예컨대 나트륨 디옥틸 술포숙시네이트 (AOT), 에톡실화 아세틸렌 글리콜, 예컨대 Dynol 607 (Air Products) 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

에톡실화 아세틸렌 글리콜의 구체예는 에톡실화 3-메틸-1-노닌-3-올, 에톡실화 7,10-디메틸-8-헥사데신-7,10-디올, 에톡실화 4,7-디메틸-5-데신-4,7-디올, 에톡실화 2,4,7,9-테트라메틸-5-데신-4,7-디올 및 에톡실화 2,5,8,11-테트라메틸-6-도데신-5,8-디올이다. 이들은 서로 조합되어 사용될 수 있다.

본 단락에 언급된 모든 계면활성제는 단독으로 또는 복수의 조합으로 사용될 수 있다.

수용 매체 (receiving media)

본 발명에 따른 잉크 또는 잉크 세트 (시안, 마젠타, 황색 및 흑색 (Cyan, Magenta, Yellow 및 blacK, CMYK)) 를 사용하는 인쇄 방법에 사용되는 적합한 수용 매체는 임의의 유형으로 특별히 제한되지 않는다. 수용 매체는 의도되는 적용에 따라 적합하게 선택될 수 있다.

적합한 수용 매체는 매체 일반 용지 (예를 들어 Oce Red Label) 와 같은 강력한 수분 흡수성 매체에서부터 플라스틱 시트 (예를 들어 PE, PP, PVC 및 PET 필름) 와 같은 수분 비(非)흡수성 매체에 이르기까지 광범위할 수 있다. 인쇄 품질을 최적화하기 위하여, 매체가 강한 수분 흡수성 코팅을 포함하는, 잉크젯 코팅된 매체가 공지되어 있다.

본 발명의 맥락에서 특히 관심있는 것은 기계 코팅된 (MC) 매체 (또한 오프셋 코팅된 매체로 공지됨) 및 광택성 (glossy) (코팅된) 매체이다. MC 매체는 통상적인 인쇄 방법, 예를 들어 오프셋 인쇄에 사용되도록 설계된 것으로, 상기 인쇄 방법에 사용되는 잉크에 사용되는 용매, 통상적으로 유기 용매에 대하여 우수한 흡수 특징을 나타낸다. MC 및 광택성 매체는 물, 따라서 수성 잉크에 대하여 열등한 (일반 용지보다 불량하고, 플라스틱 시트보다 우수함) 흡수 거동을 나타낸다.

기계 코팅된 또는 오프셋 코팅된 매체는 베이스층 및 코팅층을 포함한다.

베이스층은 목재 섬유 또는 합성 섬유와 조합된 목재 섬유를 포함하는 부직포 섬유 물질로 제조된 종이 시트일 수 있다. 베이스층은 목재 펄프 또는 재활용된 종이 펄프로 제조될 수 있고, 표백될 수 있다.

베이스층은 내부 충전제, 예를 들어 통상의 백색 안료, 예컨대 침전된 탄산칼슘, 중 (heavy) 탄산칼슘, 카올린, 점토, 탈크, 황산칼슘, 황산바륨, 이산화티타늄, 산화아연, 황화아연, 탄산아연, 새틴 화이트 (satin white), 규산알루미늄, 규조토, 규산칼슘, 규산마그네슘, 합성 실리카, 수산화알루미늄, 알루미나, 리토폰 (lithophone), 제올라이트, 탄산마그네슘 또는 마그네슘 수화물을 포함할 수 있다.

베이스층은 베이스의 제조에 사용되는 내부 사이즈제 (sizing agent) 를 포함할 수 있고, 예를 들어 중성 제지에 사용되는 중성 로진 사이즈, 알케닐 숙신산 무수물 (ASA), 알킬 케텐 이량체 (AKD), 또는 석유 수지 사이즈가 사용될 수 있다.

베이스의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 의도되는 용도에 따라 적합하게 선택될 수 있다. 하지만, 바람직하게는 50 ㎛ 내지 300 ㎛ 이다. 베이스의 평량은 바람직하게는 45 g/m² 내지 290 g/m² 이다.

코팅층은 (백색) 유기 및/또는 무기 안료, 결합제를 포함할 수 있고, 요구되는 경우 계면활성제 및 기타 성분을 추가로 함유할 수 있다.

무기 안료의 예에는 카올린, 탈크, 중탄산칼슘, 경 (light) 탄산칼슘, 아황산칼슘, 비정질 실리카, 티타늄 화이트, 탄산마그네슘, 이산화티타늄, 수산화알루미늄, 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 수산화아연 및 아염소산염이 포함된다.

유기 안료의 예에는, 예를 들어 스티렌-아크릴 공중합체 입자, 스티렌-부타디엔 공중합체 입자, 폴리스티렌 입자 또는 폴리에틸렌 입자의 (수성) 분산액이 포함된다.

결합제는 바람직하게는 수성 수지, 예컨대 폴리비닐 알코올 및 폴리비닐 알코올 개질 생성물, 예컨대 음이온-개질된 폴리비닐 알코올, 양이온-개질된 폴리비닐 알코올 또는 아세탈-개질된 폴리비닐 알코올; 폴리우레탄; 폴리비닐 피롤리돈 및 폴리비닐 피롤리돈 개질 생성물, 예컨대 폴리비닐 피롤리돈과 비닐 아세테이트의 공중합체, 비닐 피롤리돈과 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트의 공중합체, 4차화 비닐 피롤리돈과 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트의 공중합체 또는 비닐 피롤리돈과 메타크릴아미드 프로필 트리메틸 암모늄 클로라이드의 공중합체; 셀룰로오스, 예컨대 카르복시메틸 셀룰로오스, 히드록시에틸 셀룰로오스 또는 히드록시프로필 셀룰로오스; 셀룰로오스 개질 생성물, 예컨대 양이온화 히드록시에틸 셀룰로오스; 합성 수지, 예컨대 폴리에스테르, 폴리아크릴산 (에스테르), 멜라민 수지 또는 이의 개질 생성물 또는 폴리에스테르와 폴리우레탄의 공중합체; 및 폴리(메트)아크릴산, 폴리(메트)아크릴아미드, 산화 전분, 인산-에스테르화 전분, 자가-개질 (self-modifying) 전분, 양이온화 전분, 각종 유형의 개질된 전분, 폴리에틸렌 옥시드, 나트륨 폴리아크릴레이트 및 나트륨 알기네이트를 포함한다. 이러한 수용성 수지는 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.

인쇄 공정

본 발명에 따른 잉크가 적합하게 사용될 수 있는 인쇄 공정은 도 1 및 도 2 에 제시된 첨부 도면을 참고로 하여 설명된다. 도 1 및 2 는 각각, 잉크젯 인쇄 시스템 및 잉크젯 마킹 장치의 도식적 표현이다.

도 1 은 수용 매체, 특히 기계 코팅된 매체, P 의 시트가, 화살표 50 및 51 로 표시된 바와 같은 수송 방향으로, 수송 메카니즘 (transportation mechanism) 12 의 도움으로 수송되는 것을 나타낸다. 수송 메카니즘 12 는 하나 (도 1 에 제시된 바와 같음) 또는 그 이상의 벨트를 포함하는 구동 벨트 시스템일 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 상기 벨트는 하나 이상의 드럼으로 교환될 수 있다. 수송 메카니즘은 인쇄 공정의 각각의 단계에서 시트 수송의 요구조건 (예컨대, 시트 레지스트레이션 (registration) 정확성) 에 따라 적합하게 설정될 수 있고, 이에 따라 하나 이상의 구동 벨트 및/또는 하나 이상의 드럼을 포함할 수 있다. 수용 매체 시트의 적합한 수송을 위하여, 시트가 수송 메카니즘에 고정되는 것이 요구된다. 고정 방법은 특별히 제한되지 않으며, 정전기적 고정, 기계적 고정 (예컨대, 클램핑 (clamping)) 및 진공 고정으로부터 선택될 수 있다. 이들 중에서, 진공 고정이 바람직하다.

이하 기재되는 인쇄 공정은 하기 단계로 이루어진다: 매체 전처리, 이미지 형성, 건조 및 고정 및 임의로 후처리.

매체 전처리

수용 매체, 특히 느린 흡수성 매체, 예컨대 기계 코팅된 매체 상에의 잉크의 확산 및 피닝 (pinning) (즉, 안료 및 수분산된 중합체 입자의 고정) 을 개선하기 위하여, 수용 매체는 전처리, 즉 매체 상에 이미지를 인쇄하기 전에 처리될 수 있다. 전처리 단계는 하기 단계 중 하나 이상을 포함할 수 있다:

- 수용 매체 상에의 사용되는 잉크의 확산을 증진 및/또는 수용 매체 내로의 사용되는 잉크의 흡수를 증진시키기 위한 수용 매체의 예열;

- 사용되는 잉크에 의한 수용 매체의 습윤성 개선 및 잉크 조성물의 분산된 고체 분획 (즉, 안료 및 분산된 중합체 입자) 의 안정성 조절을 위한, 수용 매체의 표면 장력을 증가시키기 위한 프라이머 처리 (primer treatment). 프라이머 처리는 염산, 황산, 아세트산, 인산 및 락트산과 같은 기체 산을 갖는 기체상, 또는 액체상에서 수용 매체를 프라이머 용액으로 코팅함으로써 수행될 수 있다. 프라이머 용액은 용매로서의 물, 하나 이상의 공용매, 계면활성제와 같은 첨가제, 및 다가 금속 염, 산 및 양이온성 수지로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다;

- 코로나 (corona) 또는 플라즈마 (plasma) 처리.

도 1 은 수용 매체 P 의 시트가, 예열기, 예를 들어 복사형 가열기, 코로나/플라즈마 처리 장치, 기체 산 처리 장치 또는 상기의 임의의 조합물을 포함할 수 있는 제 1 전처리 모듈 13 으로 이동하여 이를 통과할 수 있다는 것을 나타낸다. 임의로 및 이어서, 선결된 양의 수성 프라이머 용액이 수성 프라이머 용액 적용 부재 14 에서 수용 매체 P 의 표면 상에 적용된다. 구체적으로, 수성 프라이머 용액이 수성 프라이머 용액의 저장 탱크 15 에서 이중 롤 16 및 17 로 이루어진 수성 프라이머 용액 적용 부재 14 로 제공된다. 이중 롤의 각각의 표면은 스폰지와 같은 다공성 수지 물질로 커버될 수 있다. 수성 프라이머 용액이 보조 롤 16 에 먼저 적용된 후, 수성 프라이머 용액은 주 롤 17 로 이동하여, 선결된 양이 수용 매체 P 의 표면 상에 적용된다. 이어서, 수성 프라이머 용액 중 물 함량의 양을 선결된 범위로 감소시키기 위하여, 코팅된 인쇄 용지 P 상에 제공된 수성 프라이머 용액은 임의로 가열 및 수성 프라이머 용액 적용 부재 14 의 하류 위치에 설치된 건조 가열기로 이루어진 건조 부재 18 에 의해 건조될 수 있다. 상기 물 함량을 수용 매체 P 상에 제공되는 제공된 프라이머 용액 중 총 물 함량을 기준으로 1.0 중량% 내지 30 중량% 의 양으로 감소시키는 것이 바람직하다.

수송 메카니즘 12 가 프라이머 용액으로 오염되는 것을 방지하기 위하여, 세척 장치 (제시되지 않음) 가 설치되고/되거나 상기 수송 메카니즘이 상기 기재된 바와 같은 다중 벨트 또는 드럼으로 이루어질 수 있다. 후자의 수단은 수송 메카니즘의 상류 부분, 특히 인쇄 영역 내 수송 메카니즘의 오염을 방지한다.

이미지 형성

이미지 형성은 잉크젯 잉크가 로딩된 잉크젯 프린터를 이용하여, 잉크 액적이 디지털 신호를 기반으로 하는 잉크젯 헤드로부터 인쇄 매체 상에 배출되는 방식으로 수행된다.

단일 경로 (single pass) 잉크젯 인쇄 및 다중 경로 (즉, 스캐닝) 잉크젯 인쇄 둘 모두 이미지 형성에 사용될 수 있지만, 바람직하게는 고속 인쇄를 수행하는데 효과적인 단일 경로 잉크젯 인쇄가 사용된다. 단일 경로 잉크젯 인쇄는 잉크 액적이 수용 매체 상에 증착되어, 잉크젯 마킹 모듈 아래 수용 매체의 단일 통로에 의해 모든 픽셀의 이미지가 형성되는 잉크젯 기록법이다.

도 1 에서, 11 은 각각 상이한 색상의 잉크 (예컨대 시안, 마젠타, 황색 및 흑색) 가 배출되도록 배치된, 111, 112, 113 및 114 로 표시되는 4 개의 잉크젯 마킹 장치를 포함하는 잉크젯 마킹 모듈을 나타낸다. 각각의 헤드의 노즐 피치는 바람직하게는 약 360 dpi 이다. 본 발명에서, "dpi" 는 2.54 cm 당 도트 수 (dot number) 를 의미한다.

단일 경로 잉크젯 인쇄에 사용되는 잉크젯 마킹 장치, 111, 112, 113, 114 는, 이중 화살표 52 로 표시되는 목적하는 인쇄 범위 너비 이상의 길이 L 을 갖는데, 상기 인쇄 범위는 화살표 50 및 51 로 표시되는 매체 수송 방향에 수직이다. 잉크젯 마킹 장치는 상기 목적하는 인쇄 범위 너비 이상의 길이를 갖는 단일 프린트 헤드를 포함할 수 있다. 잉크젯 마킹 장치는 또한 각각의 잉크젯 헤드의 조합된 길이가 인쇄 범위의 전체 너비를 커버하도록, 둘 이상의 잉크젯 헤드를 조합하여 구축될 수 있다. 상기와 같이 구축된 잉크젯 마킹 장치는 또한 프린트 헤드의 페이지 와이드 어레이 (page wide array (PWA)) 로 불린다. 도 2A 는 2 개의 평행한 열로 배치된 7 개의 개별적인 잉크젯 헤드 (201, 202, 203, 204, 205, 206, 207) 를 포함하는 잉크젯 마킹 장치 111 (112, 113, 114 는 동일할 수 있음) 를 나타내며, 제 1 열은 4 개의 잉크젯 헤드 (201 - 204) 를 포함하고, 제 2 열은 제 1 열의 잉크젯 헤드에 대하여 엇갈린 배열로 배치된 3 개의 잉크젯 헤드 (205 - 207) 를 포함한다. 엇갈린 배열은 잉크젯 마킹 장치의 길이 방향으로 실질적으로 등거리인 노즐의 페이지 와이드 어레이를 제공한다. 엇갈린 배열은 또한 제 1 열 및 제 2 열의 잉크젯 헤드가 오버랩되는 영역에서 여분의 노즐을 제공할 수 있다, 도 2B 의 70 참조.

잉크의 배출에 의한 이미지 형성에서, 이용되는 잉크젯 헤드 (즉, 프린트 헤드) 는 온-디멘드형 (on-demand type) 또는 연속형 잉크젯 헤드일 수 있다. 잉크 배출 시스템으로서, 전기적-기계적 전환 시스템 (예컨대, 단일-캐비티 (single-cavity) 유형, 이중-캐비티 유형, 벤더 (bender) 유형, 피스톤 (piston) 유형, 공유 모드 (share mode) 유형 또는 공유된 벽 (shared wall) 유형), 또는 전기적-열적 전환 시스템 (예컨대, 열적 잉크젯 유형 또는 버블 젯 (Bubble Jet) 유형 (등록 상표명)) 이 사용될 수 있다. 이들 중에서, 현재 이미지 형성 방법에서는 노즐의 직경이 30 ㎛ 이하인 피에조 (piezo) 유형 잉크젯 기록 헤드를 사용하는 것이 바람직하다.

도 1 은 전처리 후, 수용 매체 P 가 잉크젯 마킹 모듈 11 의 상류 부분으로 수송되는 것을 나타낸다. 그 후, 이미지 형성은 수용 매체 P 의 전체 너비가 커버되도록 배치된 각각의 잉크젯 마킹 장치 111, 112, 113 및 114 로부터 각각의 색상 잉크가 배출됨으로써 수행된다.

임의로, 이미지 형성은 수용 매체의 온도를 조절하면서 수행될 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 온도 조절 장치 19 가 수송 메카니즘 (예컨대, 벨트 또는 드럼) 표면의 온도를 조절하기 위해 잉크젯 마킹 모듈 11 아래 배치될 수 있다.

건조 및 고정

이미지가 수용 매체 상에 형성된 후, 인쇄물은 건조되어야 하고, 이미지는 수용 매체 상에 고정되어야 한다. 건조는 용매, 특히 선택된 수용 매체에 대하여 불량한 흡수 특징을 갖는 용매의 증발을 포함한다.

도 1 은 가열기, 예를 들어 복사형 가열기를 포함할 수 있는, 건조 및 고정 장치 20 을 도식적으로 나타낸다. 이미지가 형성된 후, 인쇄물은 건조 및 고정 장치 20 으로 이동하여 이를 통과한다. 인쇄물은 인쇄된 이미지 중에 존재하는, 대체로 물인 용매를 증발시키기 위하여 가열된다. 증발 및 이에 따른 건조 속도는 건조 및 고정 장치 20 에서의 공기 재생 속도 (air refresh rate) 를 증가시킴으로서 증진될 수 있다. 동시에, 인쇄물이 최소 필름 형성 온도 (MFFT) 초과의 온도로 가열되기 때문에, 잉크의 필름 형성이 일어난다. 건조 및 고정 장치 20 에서의 인쇄물의 체류 시간 및 건조 및 고정 장치 20 이 작동하는 온도는, 인쇄물이 건조 및 고정 장치 20 을 떠날 때, 건조 및 강인한 인쇄물이 수득되도록 최적화된다. 상기 기재된 바와 같이, 고정 및 건조 장치 20 에서의 수송 메카니즘 12 는 전처리의 수송 메카니즘으로부터 분리될 수 있고, 인쇄 장비의 인쇄 섹션은 벨트 또는 드럼을 포함할 수 있다.

지금까지, 상기 인쇄 공정은 이미지 형성 단계가 전처리 단계 (예컨대, 수성 프라이머 용액의 적용) 및 건조 및 고정 단계와 연결되어, 모두 동일한 장비 (도 1 참조) 에 의해 수행되는 것으로 기재되었다. 하지만, 인쇄 공정이 상기 언급된 구현예에 제한되는 것은 아니다. 둘 이상의 메카니즘이 벨트 컨베이어, 드럼 컨베이어 또는 롤러를 통해 연결되어 있고, 수성 프라이머 용액의 적용 단계, 코팅 용액의 (임의적) 건조 단계, 이미지 형성을 위한 잉크젯 잉크의 배출 단계 및 인쇄된 이미지의 건조 및 고정 단계로 이루어진 방법이 수행되기도 한다. 하지만, 상기 정의된 연결된 이미지 형성 방법을 이용하여 이미지 형성을 수행하는 것이 바람직하다.

실시예

실험 및 측정 방법

퓨징 실험

퓨징 실험은 Ricoh company LTD 사의 Ricoh Fuser, model 592 를 이용하여 수행하였다. Ricoh 퓨저는 직경 20 cm 의 회전가능한 드럼 (퓨즈 드럼) 및 약 750 W 의 동력을 갖는 페이지-와이드 할로겐 퓨즈 램프 (page-wide Halogen fuse lamp) 를 포함한다. 퓨즈 램프는 3 cm 의 간격으로 퓨즈 드럼의 반대 위치에 배치되어 있다. Ricoh 퓨저는 1 에서 10 의 설정으로 작동될 수 있다. 각각의 설정은 퓨즈 드럼의 회전 속도에 해당한다. 도 3 은 Ricoh 퓨즈 설정 (x-축) 과 분 당 회전수 (RPM) 로의 퓨즈 드럼의 회전 속도 (y-축) 사이의 상관관계를 나타낸다. 퓨즈 드럼의 회전 속도는 Ricoh 퓨즈 설정이 증가함에 따라 증가한다. 퓨즈 드럼에 의해 수송되는 기록 매체 시트의 퓨즈 방사선에 대한 노출 시간은 Ricoh 퓨즈 설정이 증가함에 따라 감소하기 때문에, 적용된 퓨즈 에너지는 Ricoh 퓨즈 설정이 증가함에 따라 감소한다. 본 발명에 따른 잉크를 이용하여 수행된 모든 퓨징 실험을 동일한 조건 하에서 수행하였다.

잉크 이미지를 기록 매체의 시트에 퓨징한 직후, 잉크층을 한 장의 일반 용지 (Oce Red label) 로 문질렀다. 인쇄물의 강인성을 잉크층에 부여된 손상을 기준으로 판단하고, 하기와 같이 1 내지 5 로 평가하였다:

5 는 잉크층에 어떠한 손상도 없는, 탁월한 인쇄 강인성을 나타내고;

4 는 문지른 영역에 약간의 매팅 (matting) 효과가 있는, 우수한 인쇄 강인성을 나타내고;

3 은 잉크층에 약간의 시각적 손상이 있는, 충분한 인쇄 강인성을 나타내고;

2 는 잉크층에 상당한 시각적 손상이 있는, 약한 인쇄 강인성을 나타내고;

1 은 문지름 후에 잉크층이 완전히 제거되는, 불량한 인쇄 강인성을 나타냄.

유리 전이 온도 (T _g )

T_g 는 ASTM E 1356-03 에 따라 시차 주사 열량측정법으로, TA instruments Q2000 을 이용하여 측정하였다. 준비된 샘플을 10 ℃/분의 속도로 가열하였다. T_g 의 시작점을 제 2 실행 (즉, 측정 시작 전 먼저 샘플을 가열 및 냉각시킴) 중에 측정하였다. T_g 는 2차 전이이며, 이는 DSC 곡선의 굴곡 지점을 분석하여 측정할 수 있었다.

최소 필름 형성 온도 (MFFT)

본 발명의 맥락에서, 라텍스 조성물은 공급업자가 명기한 바와 같은 이의 MFFT 를 기준으로 선택하였다.

최소 필름 형성 온도는 ASTM D-2354 에 따라, 예를 들어 Sheen Instruments Ltd, MFFT bar SS-3000 상에서 측정할 수 있었다. 습윤화된 라텍스 조성물을 사전 도입된 평형화된 온도 구배 및 건조 공기 흐름을 이용하여, 바 또는 플레이트 (장치 구성에 따라) 상에 캐스팅하였다. 형성된 필름이 탁한 백색 및/또는 갈라진 필름에서 투명하고 일관된 필름으로 변하는 전이 지점 (온도) 을 시각적으로 관찰하여 MFFT 를 측정하였다.

잉크 조성물의 제조

비교예 A

170 g (gram) 의 NeoCryl A-662 라텍스 (DSM 사에서 입수, 40 중량% 라텍스, 라텍스 입자의 평균 입자 직경 D50 은 ± 100 nm 이고; 라텍스 수지의 T_g 는 97 ℃ 이고, MFFT >90℃ 임), 285.7 g 의 Pro-Jet Cyan APD 1000 안료 분산액 (14 중량% 안료 분산액, FujiFilm Imaging Colorants 사에서 입수), 215 g 의 PEG600 (Sigma Aldrich 사에서 입수), 50 g 의 1,2-프로판디올 (Sigma Aldrich 사에서 입수), 8.7 g 의 Dynol 607 (Air Products 사에서 입수), 3.5 g 의 BYK 348 (BYK 사에서 입수), 3.5 g 의 Tegowet 240 (Sabic 사에서 입수) 및 263.6 g 의 탈염수를 용기에 혼합하고, 약 60 분 동안 교반하고, 기공 크기가 1 ㎛ 인 Pall Profile Star 앱솔루트 유리 필터 상에서 여과하였다. 수득한 잉크 조성물을 표 1 에 제시하였다.

상기 잉크 조성물을 실시예 1-3 에 제시된 바와 같은 아세탈 공용매를 포함하는 잉크 조성물의 건조/경화 거동에 대한 기준으로서 사용하였다.

비교예 B

비교예 A 의 작업 방법을 반복하고, 디프로필렌 글리콜 모노 메틸 에테르 (DPGME; Sigma Aldrich 사에서 입수) 를 총 잉크 조성물에 대하여 3 중량% 의 양으로 첨가하였다. 비교예 A 의 기준 잉크와 비슷한 잉크 조성물의 점도를 유지하기 위하여, 물의 양을 감소시켜 DPGME 의 양을 보상하였다. 수득한 잉크 조성물을 표 1 에 제시하였다.

실시예 1

비교예 A 의 작업 방법을 반복하고, 2,5,7,10-테트라-옥사-운데칸 (TOU; Lambiotte&Cie 사에서 제조 및 ICS 사에서 입수) 을 총 잉크 조성물에 대하여 3 중량% 의 양으로 첨가하였다. 비교예 A 의 기준 잉크와 비슷한 잉크 조성물의 점도를 유지하기 위하여, 물의 양을 감소시켜 아세탈 (본 실시예에서 TOU) 의 양을 보상하였다. 수득한 잉크 조성물을 표 1 에 제시하였다.

실시예 2 - 3

실시예 1 을 반복하였다. 아세탈 공용매로서, TOU 를 각각 메틸알 (실시예 2) 및 글리세롤 포르말 (실시예 3) (둘 모두 Lambiote&Cie 사에서 제조 및 ICS 에서 입수) 로 대체하였다. 수득한 잉크 조성물을 표 1 에 제시하였다.

비교예 C

Neocryl A-662 라텍스 대신 NeoCryl A-1127 라텍스 (DSM 사에서 입수, 40 중량% 라텍스, 라텍스 수지의 T_g 는 -13 ℃ 및 110℃ 이고, MFFT 는 7℃ 임) 를 이용하여, 비교예 A 의 작업 방법을 반복하였다. 수득한 잉크 조성물을 표 1 에 제시하였다.

본 잉크 조성물을 실시예 4-6 에 제시된 바와 같은 아세탈 공용매를 포함하는 잉크 조성물의 건조/경화 거동에 대한 기준으로서 사용하였다.

실시예 4 - 6

비교예 C 의 작업 방법을 반복하고, 각각 2,5,7,10-테트라-옥사-운데칸 (TOU; 실시예 4), 메틸알 (실시예 5) 및 글리세롤 포르말 (실시예 6) 을 총 잉크 조성물에 대하여 3 중량% 의 양으로 첨가하였다. 비교예 A 의 기준 잉크와 비슷한 잉크 조성물의 점도를 유지하기 위하여, 물의 양을 감소시켜 아세탈의 양을 보상하였다. 수득한 잉크 조성물을 표 1 에 제시하였다.

비교예 D

Neocryl A-662 라텍스 대신 Carboset PC 27 라텍스 (Lubrizol 사에서 입수) 를 이용하여, 비교예 A 의 작업 방법을 반복하였다. Carboset PC 27 라텍스의 MFFT 는 약 90℃ 였다. 수득한 잉크 조성물을 표 1 에 제시하였다.

본 잉크 조성물을 실시예 7 에 제시된 바와 같은 아세탈 공용매를 포함하는 잉크 조성물의 건조/경화 거동에 대한 기준으로서 사용하였다.

실시예 7

비교예 D 의 작업 방법을 반복하고, 2,5,7,10-테트라-옥사-운데칸 (TOU) 을 총 잉크 조성물에 대하여 3 중량% 의 양으로 첨가하였다. 비교예 A 의 기준 잉크와 비슷한 잉크 조성물의 점도를 유지하기 위하여, 물의 양을 감소시켜 아세탈의 양을 보상하였다. 수득한 잉크 조성물을 표 1 에 제시하였다.

퓨즈 거동 / (퓨즈) 에너지 소비의 평가

실시예 8

비교예 A-D 및 실시예 1-7 에 따른 잉크를 로드 코팅 (rod coating) 에 의해 두께 8 ㎛ 의 잉크층으로 Hello 사에서 입수한 기계 코팅된 매체 Hello Gloss (115 g/m²) 에 적용하였다. 습윤화된 로드 코트 샘플을 상기 기재된 바와 같은 Ricoh 퓨저에 적용하고, 각각 퓨즈 드럼 회전 속도 20 RPM, 25 RPM, 30 RPM 및 35 RPM 에 해당하는, 퓨즈 설정 4, 4.5, 5 및 5.5 에서 처리하였다.

기판 상 잉크층의 강인성을 상기 기재된 바와 같은 방법에 따라 측정하였다.

상기 평가의 결과를 표 2 에 요약하였다.

표 2 는 아세탈 공용매를 비교적 높은 MFFT 라텍스 조성물을 포함하는 잉크 조성물에 첨가함으로써 (실시예 1-3 을 비교예 A 와 비교하고, 실시예 7 을 비교예 D 와 비교함), 강인한 잉크층을 수득하기 위하여 요구되는 퓨즈 에너지가, 유의하게 감소한다는 것을 나타낸다 (즉, 보다 낮은 퓨즈 에너지 (보다 높은 Ricoh 퓨즈 설정) 에서, 실시예 1-3 에서의 인쇄 강인성은 비교예 A 에서의 강인성보다 크다).

퓨즈 설정 4.5 및 5 (각각 퓨즈 드럼의 회전 속도 25 RPM 및 30 RPM 에 해당함) 에서, 실시예 1-3 (예컨대, 아세탈 공용매를 포함함) 과 비교예 B (DPGME 를 포함함) 에 따른 잉크 조성물 사이의 강인성 수준의 차이는 미미하였다. 상기 설정에서 퓨즈된 로드 코트 샘플의 강인성 순서는 하기와 같았다:

실시예 1 (TOU) >> 비교예 B (DPGME) > 실시예 3 (글리세롤 포르말) > 실시예 2 (메틸알)

종합적으로, 아세탈 공용매를 포함하는 잉크 조성물은 DPGME 를 포함하는 잉크의 강인성 수준과 비슷한 강인성 수준을 나타내고, 특히 TOU 는 개선된 강인성 수준을 나타낸다고 결론내렸다.

표 2 는 또한 아세탈 공용매를 비교적 낮은 MFFT 라텍스 조성물을 포함하는 잉크 조성물에 첨가하는 것은 (실시예 4-6 과 비교예 C 를 비교함), 강인성에 유의한 영향을 미치지 않고, 퓨즈 에너지 수득을 얻지 못한다는 것을 나타낸다. 라텍스 조성물의 유리 전이 온도/MFFT 가 최종 강인성 및 퓨즈 에너지 소비에 지배적인 영향을 미치는 것으로 보인다. 하지만, 잉크 조성물 중 아세탈의 존재는 끈적해지거나 매끈하지 못하게 된다는 점에서 형성된 필름을 방해하지는 않는다.

본 발명의 상세한 구현예가 본원에 개시되어 있지만; 상기 개시된 구현예는 단지 본 발명의 예시로서, 이는 각종 형태로 구현될 수 있다고 이해되어야 한다. 따라서, 본원에 개시된 특정한 구조적 및 기능적 설명은 제한하는 것으로 이해되어서는 안되고, 단지 청구범위에 대한 기본 내용으로서 및 당업자가 본 발명을 다양하게 이용하기 위하여 가상적으로 및 적절하게 설명된 구조로 교시하기 위한 대표적인 기본 내용으로서 이해되어야 한다. 특히, 개별적인 종속항에 제시 및 기재된 특징들은 조합으로 적용될 수 있고, 이러한 청구범위의 임의의 조합은 본원에 개시되어 있다.

나아가, 본원에 사용된 용어 및 구절은 제한의 의미가 아니라, 본 발명의 이해하기 쉬운 설명을 제공하기 위한 것으로 의도된다. 본원에 사용된 단수 형태의 용어는, 하나 또는 하나 이상으로 정의된다. 본원에 사용된 용어 "복수의 조합" 은 둘 또는 둘 이상으로 정의된다.

Claims

하기를 포함하는 잉크 조성물:
- 1 - 40 중량% 의 수분산성 수지;
- 0.5 - 15 중량% 의 착색제;
- 20 - 80 중량% 의 물;
- 1 - 30 중량% 의 아세탈 공용매
(여기서, 모든 양은 총 잉크 조성물에 대한 상대값임).
제 1 항에 있어서, 착색제가 염료, 안료, 염료의 혼합물, 안료의 혼합물 또는 안료 및 염료의 혼합물인 잉크 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 착색제가 수분산성 착색제인 잉크 조성물.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 수분산성 수지가 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에폭시 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에테르 수지, 폴리(메트)아크릴 수지, 아크릴-실리콘 수지, 불소계 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리부타디엔계 수지, 폴리비닐 아세테이트계 수지, 폴리비닐 알코올계 수지, 폴리비닐 에스테르계 수지, 폴리비닐 클로라이드계 수지, 폴리아크릴산계 수지, 스티렌-아크릴레이트 공중합체 수지, 스티렌-부타디엔 공중합체 수지와 같은 불포화 카르복실산계 수지 및 공중합체, 및 이들 복수의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 잉크 조성물.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 15-75 중량% 의 분산 안정화 공용매를 추가로 포함하는 잉크 조성물.
제 5 항에 있어서, 분산 안정화 공용매가 수용성 유기 용매인 잉크 조성물.
제 6 항에 있어서, 수용성 유기 용매가 다가 알코올, 다가 알코올 알킬 에테르, 다가 알코올 아릴 에테르, 질소-함유 헤테로시클릭 화합물, 아미드, 아민, 암모늄 화합물, 황-함유 화합물, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트 및 이들 복수의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 잉크 조성물.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 계면활성제를 총 잉크 조성물에 대하여 0.01 중량% 내지 3 중량% 의 양으로 추가로 포함하는 잉크 조성물.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 아세탈 공용매가 글리세롤-포르말; 비스(2-메톡시-에톡시)메탄; 1,3-디옥솔란; 알킬-아세탈 및 이들 복수의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 잉크 조성물.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 아세탈 공용매가 글리세롤-포르말; 비스(2-메톡시-에톡시)메탄 및 1,3-디옥솔란으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 아세탈 공용매는 총 잉크 조성물에 대하여 1 중량% 내지 20 중량% 의 양으로 존재하는 잉크 조성물.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 아세탈 공용매가 1,3-디옥솔란이고, 이는 총 잉크 조성물에 대하여 1 중량% 내지 10 중량% 의 양으로 존재하는 잉크 조성물.
제 9 항에 있어서, 아세탈 공용매가 메틸알, 에틸알 및 부틸알로 이루어진 군으로부터 선택되는 알킬-아세탈인 잉크 조성물.
제 12 항에 있어서, 알킬-아세탈이 총 잉크 조성물에 대하여 1 중량% 내지 10 중량% 의 양으로 존재하는 잉크 조성물.