KR20150126915A

KR20150126915A - 잉크 조성물

Info

Publication number: KR20150126915A
Application number: KR1020157027649A
Authority: KR
Inventors: 하메렌 리하르트 판; 로날트 흐로트하위세; 페테르 알 마르키스; 마르크 에이 엠 레넨; 마르크 후이마케르스
Original assignee: 오세-테크놀로지스 베파우
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2014-03-06
Publication date: 2015-11-13
Also published as: AU2014224632B2; SG11201507162WA; US9616676B2; US20160002480A1; AU2014224632A1; CA2900324A1; JP2016516103A; CN105008468A; ES2632619T3; EP2964711A1; WO2014135635A1; EP2964711B1

Abstract

본 발명은 수-분산된 수지, 수분산성 착색제 및 물을 포함하는 잉크 조성물로서, 공용매를 추가로 포함하고, 공용매가 당류 및 고리 구조를 포함하는 공용매로 이루어지는 군으로부터 선택되고, 상기 고리 구조가 5-원, 6-원 또는 7-원 고리를 포함하는 잉크 조성물에 관한 것이다. 또한 잉크 조성물은 시클로덱스트린 화합물을 포함한다. 본 발명은 또한 상기 잉크 조성물을 제조하는 방법 및 상기 잉크 조성물을 사용하여 수신 매체 상에 이미지를 적용하는 방법에 관한 것이다.

Description

잉크 조성물 {INK COMPOSITION}

본 발명은 잉크 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 잉크 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 수신 매체 (receiving medium) 에 이미지를 적용하는 방법에 관한 것이다.

수-분산된 수지 (water-dispersed resin), 수분산성 착색제 및 물을 포함하는 잉크는 당업계에 공지되어 있다. 상기 잉크 조성물은 또한 라텍스 잉크로 공지되어 있다. 라텍스 잉크는 예를 들어 잉크 젯 인쇄를 사용하여 수신 매체 상에 이미지를 인쇄하는데 사용될 수 있다. 라텍스 잉크는, 착색제 입자를 보호하는 수신 매체의 표면 상에 형성되는 중합체 입자의 층으로 인해, 강인성 이미지 (robust image) 를 산출하는 것으로 공지되어 있다.

라텍스 잉크의 공지된 문제는 물의 증발시에 인쇄 헤드 내의 잉크의 특성이 악화될 수 있다는 것이다. 물의 증발로 인해, 잉크 조성물은 걸쭉해져서, 예를 들어 점도 증가를 야기할 수 있거나, 잉크 조성물로부터 고체 입자의 침전이 발생하여 분사 안정성의 감소를 야기할 수 있다.

물 및 하나 이상의 공용매를 포함하는 액체 비히클을 갖는 라텍스 잉크를 산출하는, 라텍스 잉크에 대한 공용매의 첨가는 공지되어 있다. 상기 공용매의 첨가는 액체 비히클의 증발의 저감을 야기할 수 있다. 공용매는 또한 잉크 조성물 중 안료 입자 및/또는 수-분산된 수지 입자의 안정화를 보조하여, 고체 침전물의 형성을 방지할 수 있다.

잉크가 예를 들어 기록 매체에 대한 잉크 조성물의 액적 분사에 의해 기록 매체 상에 적용되는 경우, 잉크는 건조된다. 그 결과, 물 및 하나 이상의 공용매를 포함하는 액체 비히클은 제거될 필요가 있다. 이는 기록 매체에서의 흡수 및/또는 액체 비히클의 증발에 의해 이루어질 수 있다. 그러나, 기록 매체에 의한 액체 비히클의 흡수는 오로지 기록 매체가 다공성 매체인 경우에 가능할 수 있다. 기록 매체가 비다공성 매체인 경우, 액체는 매체에 흡수될 수 없다. 후자의 경우, 모든 용매는 증발에 의해 제거될 필요가 있을 수 있다.

이는 여러 관점에서 단점이다. 예를 들어 액체의 증발은 에너지를 소비한다. 또한 공용매의 증발에 의해 이러한 공용매의 증기가 형성된다. 공용매의 증기는 건강, 안전 & 환경 (HSE) 관점에서 해로울 수 있다. 예를 들어, 이러한 증기는 독성이고/거나 인화성일 수 있다.

따라서, 건조시에 에너지를 덜 필요로 하는 잉크 조성물을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다. 또한 본 발명의 목적은 해로운 증기를 형성하지 않거나 오로지 적게만 형성하는 잉크 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 또한 인쇄 헤드에서 안정한 잉크 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명의 추가 목적은 인쇄 후에 잉크의 급속 건조를 허용하는 잉크 조성물을 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 목적은 강인성 이미지를 제공하는 잉크 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 하기를 포함하는 잉크 조성물에서 적어도 완화된다: 수-분산된 수지; 수분산성 착색제; 시클로덱스트린 화합물; 물 및 공용매, 여기서 수-분산된 수지는 잉크 조성물의 총 중량을 기준으로 3.5 중량% 이상의 양으로 존재하고, 공용매는 당류 및 고리 구조를 포함하는 공용매로 이루어지는 군으로부터 선택되고, 상기 고리 구조는 5-원, 6-원 또는 7-원 고리를 포함한다.

수-분산된 수지 (라텍스 수지)

본 발명에 따른 잉크젯 잉크는 기록 매체에 대한 착색제의 고정성의 관점에서 수-분산된 수지를 함유한다. 수-분산된 수지로서, 필름 형성 (이미지 형성) 이 가능하고, 높은 발수성, 높은 수견뢰도 (waterfastness) 및 높은 내후성을 갖는 수-분산된 수지가 높은 수견뢰도 및 높은 이미지 농도 (높은 발색력) 를 갖는 이미지 기록에 유용하다.

수-분산된 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 수-분산된 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, 폴리에스테르-폴리우레탄 수지, 예컨대 Alberdingk® U 6100, U6150, U8001, U9150, U9370, U9380, U9700, U 9800, UC90, UC150, UC300, UC300 VP 또는 UC310 수지 (Alberdingk Boley GmbH 로부터 입수). 하지만, 수-분산된 수지 에멀젼이 이러한 예에 제한되는 것은 아니다.

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

본 발명의 잉크에 첨가된 수-분산된 수지의 함량은 바람직하게는 잉크의 총 중량을 기준으로 3.5-40 중량%, 더 바람직하게는 3.5-30 중량%, 보다 더 바람직하게는 4-25 중량% 이다.

보다 더 바람직하게는, 잉크젯 잉크에 함유된 수-분산된 수지의 양은 고체 함량으로서, 전체 잉크 조성물에 대해 4.5 중량% 내지 15 중량%, 더 바람직하게는 6 중량% 내지 13 중량%, 예컨대 7.5 내지 11 중량% 이다.

수-분산된 수지는 잉크의 건조 이후, 예컨대 기록 매체 상에 적용된 후 건조된 이후에 강인성 층을 형성할 수 있고, 이에 따라 기록 매체 상에 이미지를 형성한다. 잉크 조성물 중 수-분산된 수지의 함량이 잉크의 총 중량을 기준으로 3.5 중량% 미만인 경우, 강인성 층은 인쇄 후에 형성될 수 없다. 잉크 조성물 중 수-분산된 수지의 함량이 잉크의 총 중량을 기준으로 40 중량% 초과인 경우, 잉크 중 고체의 양은 잉크 조성물의 안정한 분사를 허용하기에는 너무 많을 수 있다.

수-분산된 수지의 평균 입자 직경 (D50) 은 바람직하게는 10 nm - 1 ㎛, 더욱 바람직하게는 10 - 500 nm, 보다 더욱 바람직하게는 20 - 200 nm, 및 특히 바람직하게는 25 - 200 nm 이다.

또한, 중합체 입자의 입자 크기 분포에 대한 특별한 제한은 없으며, 중합체 입자가 광범위한 입자 크기 분포를 갖거나 또는 중합체 입자는 단분산 유형의 입자 크기 분포를 갖는 것이 가능하다.

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

수-분산된 착색제

수-분산된 착색제는 착색제가 수-분산성 또는 수분산성인 한, 안료 또는 안료 혼합물, 염료 또는 염료 혼합물 또는 안료 및 염료를 포함하는 혼합물일 수 있다.

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 포함되고, 수분산성 안료 또는 유분산성 안료가 이용가능하다. 예를 들어, 불용성 안료 또는 레이크 안료와 같은 유기 안료 뿐 아니라, 카본 블랙과 같은 무기 안료가 바람직하게는 사용될 수 있다. 안료는 자체 분산성 안료일 수 있거나 당업계에 공지된 바와 같은 적합한 분산제를 사용하여 분산된 안료일 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 옐로우 이외에, 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, 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.

상기 안료 이외에, 적색, 녹색, 청색 또는 중간 색채가 필요하다. 하기 안료가 개별적으로 또는 이의 조합으로 사용되는 것이 바람직하다. 사용가능한 안료의 예는 하기를 포함한다: C.I. Pigment Red 209, 224, 177, 및 194, C.I. Pigment Orange 43, C.I. Vat Violet 3, C.I. Pigment Violet 19, 23, 및 37, C.I. Pigment Green 36, 및 7, C.I. Pigment Blue 15:6.

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.

시클로덱스트린 화합물

잉크 조성물은 또한 시클로덱스트린 화합물을 포함할 수 있다. 시클로덱스트린 화합물 (또한 시클로덱스트린으로 공지됨) 은 시클릭 화합물, 즉 시클릭 올리고당류이다. 시클로덱스트린은 다수의 α-1,4 연결된 α-D-글루코피라노오스 단위를 결합시켜 형성된 기본 골격을 형성한다. 임의로, α-D-글루코피라노오스 단위는 하나 이상의 치환기, 예컨대 알킬 치환기, 히드록실 알킬 치환기, 중합체 치환기, 당 치환기 또는 당중합체 치환기를 포함할 수 있다. 알킬 치환기의 예는 메틸, 에틸, 프로필 등이다. 히드록실 알킬 치환기의 예는 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시 등이다. 중합체 치환기의 예는 폴리에테르, 폴리에스테르 및 폴리-THF 치환기이다. 본 발명의 맥락에서, 시클로덱스트린은 비치환 시클로덱스트린 분자 및 치환 시클로덱스트린을 모두 포함한다. 6 개의 글루코오스 분자로 이루어지는 시클로덱스트린은 α-시클로덱스트린으로 공지되어 있고; 7, 8 또는 9 개의 글루코오스 분자를 포함하는 시클로덱스트린은 각각 β-시클로덱스트린, γ-시클로덱스트린 및 δ-시클로덱스트린으로 공지되어 있다.

시클로덱스트린은 공동이 형성되는 구조를 갖는다. 공동은 친유성 성질을 갖는다. 시클로덱스트린의 외부 표면은 친수성이다. 이러한 친수성 외부 표면으로 인해, 시클로덱스트린은 수용성이다.

이러한 친유성 공동에서, 소분자가 결합할 수 있다. 공동의 크기는 시클로덱스트린을 형성하는 α-D-글루코피라노오스 단위의 수에 가변적이다. 예를 들어, α-시클로덱스트린의 공동은 β-시클로덱스트린의 공동 (이는 γ-시클로덱스트린 등의 공동보다 더 작음) 보다 더 작다.

시클로덱스트린의 공동에서, 시클로덱스트린의 내부 직경 (이는 공동의 직경에 해당함) 보다 작은 크기를 갖는 분자가 혼입될 수 있다. 게스트 분자로서 업계에 또한 공지되어 있는 소분자의 결합은 시클로덱스트린과 게스트 분자 사이의 초분자 착물의 형성을 산출할 수 있다. 초분자 착물의 형성은 가역적일 수 있는데; 즉, 소분자는 시클로덱스트린의 공동 내부에 결합할 수 있고 공동으로부터 해리될 수 있다. 초분자 착물 및 개별적 성분은 식 2 에 나타낸 바와 같이 평형상태일 수 있다.

시클로덱스트린 + 게스트 물질 ↔ 초분자 착물 화학식 2

평형의 위치는 예를 들어 게스트 분자의 크기, 게스트 분자의 화학적 성질, 및 시클로덱스트린 및 게스트 분자의 농도에 가변적일 수 있다. 시클로덱스트린 및 게스트 분자의 농도가 더 높아지면, 평형이 더 많이 오른쪽으로 이동할 것이다.

공용매를 포함하는 잉크 조성물에 대한 시클로덱스트린 화합물의 첨가 (여기서, 공용매는 당류 및 고리 구조를 포함하는 공용매로 이루어지는 군으로부터 선택되고, 상기 고리 구조는 5-원, 6-원 또는 7-원 고리를 포함함) 는 수신 매체에 대한 잉크의 적용 이후 잉크 조성물의 건조를 향상시킨다는 것이 밝혀졌다. 이론에 얽메이지 않으며, 이는 시클로덱스트린의 공동에서 공용매의 가역적 결합, 이에 따른 시클로덱스트린-공용매 착물의 형성에 의해 야기되는 것으로 여겨진다.

잉크가 아직 건조되지 않은 경우, 예를 들어 잉크가 여전히 인쇄 헤드에 존재하는 경우, 시클로덱스트린 및 공용매의 농도는 비교적 낮을 수 있고, 이에 따라 평형은 왼쪽으로 기울수 있다. 따라서, 오로지 적은 공용매만이 시클로덱스트린의 공동에 결합될 수 있고, 대부분의 공용매는 시클로덱스트린 화합물에 결합되지 않은 잉크 조성물의 수성 액체 비히클에 용해될 수 있다. 비결합 상태로 이하 나타내어지는 이러한 상태에서, 공용매는 예를 들어 잉크 조성물 중에 분산된 입자를 안정화시키고 잉크 조성물의 점도 및/또는 표면 장력을 개질시킬 수 있다. 이는 분사능력을 유지하는데 중요하다.

잉크가 수신 매체에 적용된 이후, 물은 잉크 조성물로부터 증발하기 시작하여, 공용매 및 시클로덱스트린의 농도를 증가시킬 수 있다. 이러한 농도의 증가는 평형을 오른쪽으로 이동시킬 수 있고, 더 많은 공용매가 시클로덱스트린의 공동에 혼입되어 초분자 착물을 형성할 수 있다. 공용매가 시클로덱스트린 공동에 결합되는 경우, 이는 더이상 잉크 조성물 중에 분산된 입자를 안정화시킬 수 없다. 그러나, 잉크가 건조되는 경우, 이는 문제가 아닐 필요가 있다. 또한, 공용매가 흡습 성질을 갖는 경우, 시클로덱스트린 공동에서 공용매의 결합은 공용매의 흡습 성질을 감소시킬 수 있다. 흡습 성질이 상실되면, 이는 더이상 잉크 조성물의 건조에서 물을 보유할 수 없고, 이에 따라 잉크 조성물이 더 빨리 건조되는 것을 허용한다. 당류는 예를 들어 흡습 성질을 갖는 것으로 공지되어 있다.

따라서, 비결합 상태의 공용매가 물을 결합할 수 있는 한편, 시클로덱스트린의 공동에 결합된 공용매는 물을 더이상 보유할 수 없다. 따라서, 공용매를 포함하지만 시클로덱스트린은 포함하지 않는 잉크에 비하여, 공용매 및 시클로덱스트린을 포함하는 잉크의 건조로부터 마지막 미량의 물을 제거하는 것이 더 쉬울 수 있다.

바람직하게는, 시클로덱스트린은 넓은 범위의 수-분산된 수지와 상용성일 수 있고, 그 결과 시클로덱스트린 및 초분자 시클로덱스트린-이소소르비드는 잉크의 건조시에 형성된 수지 필름에 혼입될 수 있다.

시클로덱스트린은 전체 잉크 조성물을 기준으로 0.1 중량% 내지 10 중량% 의 양으로 존재할 수 있다.

구현예에서, 시클로덱스트린은 β-시클로덱스트린이다. 본 발명에 따른 잉크 조성물에 대한 β-시클로덱스트린의 첨가는 다른 유형의 시클로덱스트린에 비해 건조 시간에 관해 가장 강한 개선을 나타낸다. 이는 β-시클로덱스트린의 공동 크기에 의해 야기되는 것으로 여겨지고, 이는 수용하는 당류 예컨대 이소소르비드에 관해 최적인 것으로 여겨진다.

구현예에서, 수-분산된 수지는 시클로덱스트린 화합물의 양을 기준으로 80 중량% 이상의 양으로 존재한다. 수-분산된 수지 및 시클로덱스트린 화합물은 서로 상용성일 수 있다. 잉크가 수신 매체에서 건조되는 경우, 수-분산된 수지는 필름을 형성할 수 있다. 이러한 필름은 이미지를 보호할 수 있고 인쇄물의 강인성을 향상시킬 수 있다. 시클로덱스트린 화합물은 수-분산된 수지의 필름 형성을 방해할 수 없다. 따라서, 시클로덱스트린 화합물 및 수-분산된 수지를 포함하는 잉크에 의해 제조된 인쇄물은 강인성 이미지를 제공할 수 있다.

수-분산된 수지가 시클로덱스트린 화합물의 양을 기준으로 80 중량% 미만으로 존재하는 경우, 수신 매체 상에 수지의 필름을 형성하기에 너무 적은 수-분산된 수지가 존재할 수 있다.

공용매

잉크 조성물은 공용매를 포함할 수 있다. 공용매는 잉크의 특성 (예를 들어 점도 및 극성) 을 조정할 수 있고 잉크 내 입자, 예컨대 수-분산된 수지 입자 및 수분산성 인료 입자를 안정화시키는 것을 보조할 수 있다.

공용매는 잉크 비히클과 혼화성이어야 한다. 잉크 비히클은 잉크에 존재하는 물 및 잉크 조성물에 존재하는 임의의 추가 공용매에 의해 형성된다. 바람직하게는, 공용매는 물에 가용성이다.

공용매는 당류 및 고리 구조를 포함하는 공용매로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있고, 여기서 상기 고리 구조는 5-원, 6-원 또는 7-원 고리를 포함한다. 고리 구조를 포함하는 공용매 (여기서, 고리 구조는 5-원, 6-원 또는 7-원 고리를 포함함) 는 당류와 상이할 수 있다. 상기 언급된 군의 일부인 공용매는 게스트 분자로서 역할 할 수 있고, 시클로덱스트린 화합물의 공동에서 결합하여, 공용매와 시클로덱스트린 화합물 사이에 초분자 착물을 형성할 수 있다.

5-원 고리를 포함하는 공용매의 비제한적 예는 시클로펜탄, 푸란, 테트라히드로푸란, 피롤, 피롤리딘, 2-피롤리돈, 이미다졸, 이미다졸린, 시클로펜타논 및 티오펜이다. 6-원 고리를 포함하는 공용매의 예는 시클로헥산, 시클록헥센, 벤젠, 나프탈렌, 톨루엔, 시클로헥사논, 피리딘, 피페리딘, 포스피닌, 테트라히드로피란, 모르폴린, 티오모르폴린 및 디옥산이다. 7-원 고리를 포함하는 공용매의 예는 카프로락톤, 카프로락탐, 시클로헵탄, 시클로헵텐, 시클로헵타논, 아제판, 옥세판 및 티에판이다. 고리는 치환될 수 있다. 예를 들어, 고리 구조는 알킬, 히드록실 또는 알콕시 치환기를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 고리 구조는 카르보닐 기를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 고리는 에스테르 기, 에테르 기, 아미드 기, 카르복실산 에스테르 기로 치환될 수 있다.

공용매는 또한 당류의 군으로부터 선택될 수 있다. 당류의 비제한적 예는 단당류, 이당류, 삼당류 및 다당류이다. 본 발명의 맥락에서, 용어 당류는 당류 유도체를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

단당류의 예는 트레오스, 에리트룰로오스, 에리트로오스, 아라비노오스, 리불로오스, 리보오스, 자일로오스, 자일룰로오스, 라이속오스, 글루코오스, 프럭토오스, 만노오스, 인도오스, 소르보오스, 굴로오스, 탈로오스, 타가토오스, 갈락토오스, 알로오스, 프시코오스, 알트로오스이다. 당류 유도체의 예는 환화 당류; 산소제거된 당류 예컨대 데옥시리보오스; 당류 및 알데히드 예컨대 포름알데히드 또는 아세트알데히드의 축합 생성물; 당류 및 유기 산, 예컨대 아세트산의 에스테르화 생성물; 당류 및 알코올의 에테르화 생성물; 및 수소화 당류 및 상기 수소화 당류의 환화 생성물이다. 상기 환화 생성물의 예는 소르비탄 및 이소소르비드이다. 본 발명에 따른 당류는 또한 상기 환화 생성물의 에테르화 생성물, 예컨대 디-메틸이소소르비드를 포함한다.

당류 및 고리 구조를 포함하는 공용매 (여기서, 고리 구조는 5-원, 6-원 또는 7-원 고리를 포함함) 는 시클로덱스트린 화합물에 결합할 수 있고, 이에 따라 시클로덱스트린-공용매 착물을 형성할 수 있는 것으로 여겨진다.

이당류의 예는 말토오스, 이소말토오스, 셀로비오스, 락토오스, 수크로오스, 트레할로오스, 이소트레할로오스, 겐티오비오지 (gentiobioge), 멜리비오스, 투라노오스, 소포로오스 및 이소사카로오스이다.

다당류의 예는 호모글리칸 (예컨대 글루칸, 프럭탄, 만난, 자일란, 갈락투로난, 만누로난 및 N-아세틸글루코사민 중합체); 및 헤테로글리칸 (예컨대 디헤테로글리칸 및 트리헤테로글리칸); 예를 들어 말토트리오스, 이소말토트리오스, 파노오스, 말토테트라오스, 말토펜타오스를 포함한다.

본 발명에 따른 잉크 조성물은 하나의 공용매 또는 다수의 공용매를 포함할 수 있다. 예를 들어, 잉크 조성물은 하나의 당류 또는 당류 혼합물을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 잉크 조성물은 고리 구조를 포함하는 하나 이상의 공용매를 포함할 수 있고, 여기서 고리 구조는 5-원, 6-원 또는 7-원 고리를 포함한다.

공용매는 전체 잉크 조성물을 기준으로 0.1 중량% 내지 30 중량% 의 양으로 존재할 수 있다. 바람직하게는, 공용매는 0.3 중량% 내지 15 중량% 의 양으로 존재할 수 있다. 공용매의 양이 너무 낮은 경우, 예를 들어 0.1 중량% 미만인 경우, 물이 너무 빠르게 증발할 수 있고/거나 잉크 중 고체 입자가 더이상 충분하게 안정화될 수 없어, 침전물의 형성을 야기할 수 있다. 공용매의 양이 너무 높은 경우, 예를 들어 30 중량% 초과인 경우, 인쇄 이후 필름의 건조가 문제가 된다.

구현예에서, 수 분산된-수지는 공용매 및 시클로덱스트린 화합물과 상용성이다. 상기 언급된 바와 같이, 수-분산된 수지는 바람직하게는 시클로덱스트린 화합물과 상용성이어서, 수신 매체에서 잉크의 건조시에 필름 형성을 허용한다. 공용매 및 수-분산된 수지는 상용성이다. 수-분산된 수지는 물 및 하나 이상의 공용매를 포함하는 잉크 비히클에 안정하게 분산될 수 있다.

구현예에서, 공용매는 당류이다. 당류는 천연 생성물이다. 따라서, 공용매로서 당류를 사용하여 환경 친화적 잉크를 제공할 수 있다. 또한, 공용매로서 당류를 사용하는 것은 건강 관점에서 또한 유익할 수 있다. 카르보히드레이트 또는 이의 유도체를 포함하는 당류는 일반적으로 다수의 -OH (히드록실) 관능기를 포함한다. 이러한 히드록실 관능기로 인해, 당류는 일반적으로 수용성이고, 이에 따라 수성 잉크 중 공용매로서 적용될 수 있다. 또한, 히드록실 관능기는 잉크에 존재하는 입자, 예컨대 수-분산된 수지 입자 및 안료 입자와 수소 가교를 형성할 수 있고, 이에 따라 이러한 입자의 안정화를 보조한다. 당류는 일반적으로 실온에서 고체이다. 실온에서 고체이지만 -수성 매질에 용해될 때- 용매로서 작용하는 화합물은 "고체 용매" 로 공지되어 있다. 고체 용매를 사용하는 이점은 용매가 잉크의 건조시에 증발될 필요가 없다는 것인데, 이는 에너지 효율적이다.

추가 구현예에서, 당류는 단당류, 이당류 및 삼당류를 포함하는 군으로부터 선택된다. 본 발명의 맥락에서, 당류 예컨대 단당류는 당류 유도체, 예컨대 수소화 당류, 에스테르화 당류 및 수소화 당류의 환화 생성물을 포함한다.

이러한 당류는 물에 잘 용해될 수 있다. 또한, 이는 시클로덱스트린 화합물의 공동에 잘 결합될 수 있어, 시클로덱스트린-당류 착물을 형성한다.

이소소르비드

구현예에서, 잉크 조성물은 공용매로서 이소소르비드를 포함할 수 있다. 이소소르비드는 또한 이무수글루시톨 (dianhydroglucitol) 또는 이무수소르비톨 (dianhydrosorbitol) 로 공지되어 있다. 이소소르비드는 수소화 당류의 환화 생성물의 예이다. 이소소르비드 대신에 또는 그 이외에, 대안적인 수소화 당류의 환화 생성물, 예를 들어 소르비탄이 사용될 수 있다.

이소소르비드의 분자 구조는 하기 화학식 1 로 나타내어진다.

이소소르비드는 글루코오스로부터 유래될 수 있고, 이에 따라 잉크 조성물을 구성하기에 적합한 재생성, 바이오기재 공급원이다. 이소소르비드는 주변 조건에서 고체이다. 이것이 고체이기는 하지만, 이는 예를 들어 이의 높은 수용해도 및 이의 흡습 성질로 인해 수성 잉크 조성물 중 (고체) 공용매로서 유용하다.

잉크 조성물이 수신 매체 상에 적용되느 경우, 잉크는 건조된다. 일반적으로, 잉크는 잉크의 액체 비히클을 증발시키고/거나 수신 매체에 의해 액체 비히클에 흡수시켜 건조된다. 그러나, 이미지가 비흡수성 매체 또는 약한 흡수성 매체에 적용된 경우, 잉크는 잉크가 효과적으로 건조될 정도로 흡수될 수 없다. 액체 비히클은 이때 증발에 의해 제거될 수 있지만, 이는 에너지 소비적이고 긴 시간이 걸릴 수 있다.

이미지가 고체 용매를 포함하는 잉크를 사용하여 적용되는 경우, 잉크는 고체 용매의 고체화에 의해 건조될 수 있다. 그러나, 이러한 경우에 고체 용매는 인쇄 이미지로부터 제거되지 않고 인쇄된 이미지의 특성, 예컨대 인쇄 이미지의 시각적 양상 및/또는 인쇄 이미지의 강인성에 부정적 영향을 줄 수 있다. 이는 예를 들어 고체 용매 및 수-분산된 수지의 비상용성으로부터 야기될 수 있다.

이소소르비드는 넓은 범위의 격자와 상용성이고, 그 결과 이소소르비드는 수-분산된 수지에 의해 수신 매체 상에 형성된 층에 혼입될 수 있다. 따라서, 수신 매체 상에 제공된 이미지는 증발되는 이소소르비드 공용매 없이 건조될 수 있다. 이소소르비드는 건조될 때 비정질 고체를 형성할 수 있다. 이에 따라, 이소소르비드 결정이 형성되지 않거나 약간 형성될 수 있다. 공용매 결정의 존재는 인쇄 이미지의 인쇄 품질에 이로운 효과를 줄 수 있다.

공용매로서 이소소르비드를 사용하는 것의 상기 언급된 이점 이외에, 이소소르비드를 사용하는 것은 추가 이점을 가질 수 있다. 시클로덱스트린 화합물을 포함하는 잉크, 예를 들어 본 발명에 따른 잉크 조성물에서, 이소소르비드는 시클로덱스트린 화합물의 공동에 결합될 수 있고, 이에 따라 초분자 이소소르비드-시클로덱스트린 착물을 형성할 수 있다 이는 심지어 잉크 조성물의 건조 속도를 추가로 증가시킬 수 있다.

잉크 조성물은 추가 성분, 예컨대 수-분산된 수지 또는 수분산성 착색제, 습윤제 및 계면활성제를 분산시키기 위한 분산제를 포함할 수 있다.

계면활성제의 예는 비이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 특히 베타인 계면활성제, 실리콘 계면활성제 및 플루오로화학 계면활성제를 포함한다. 특히, 정지 표면 장력을 40 mN/m 이하로 감소시킬 수 있는 아세틸렌 계면활성제, 실리콘 계면활성제 및 플루오로화학 계면활성제로부터 선택된 하나 이상이 바람직하게는 사용된다.

구현예에서, 공용매 및 시클로덱스트린은 1:20 내지 20:1 의 몰비로 존재한다. 공용매와 시클로덱스트린 사이의 비율은 분사 이전 (예를 들어 인쇄 헤드에서) 및 분사 이후, 예컨대 건조 동안 잉크의 특성에 영향을 줄 수 있다.

공용매 및 시클로덱스트린이 1:20 미만의 몰비로 존재하는 경우, 불충분한 공용매가 존재할 수 있다. 또한, 심지어 잉크의 건조 이전, 비교적 다량의 공용매가 시클로덱스트린 화합물에 결합될 수 있다. 공용매는 잉크의 특성을 조절하고, 노즐에서 잉크의 건조를 방지하고, 잉크에 분산되는 입자를 안정화시키는데 필요할 수 있다. 공용매 및 시클로덱스트린이 20:1 초과의 몰비로 존재하는 경우, 너무 많은 공용매가 존재할 수 있다. 시클로덱스트린 화합물의 양에 대해 공용매의 양은, 오로지 (적은) 백분율의 잉크 중 존재하는 공용매만이 건조시에 시클로덱스트린 화합물에 결합할 수 있을 정도일 수 있다. 이는 잉크의 건조를 저감시킬 수 있고 인쇄 이미지를 건조시키는데 필요한 에너지를 증가시킬 수 있다.

구현예에서, 공용매는 2-피롤리돈이다. 2-피롤리돈은 특정 유형의 기록 매체, 예를 들어 비닐 매체의 표면을 연화시키는데 사용될 수 있다. 공용매로서 2-피롤리돈을 사용하여, 기록 매체의 표면은 잉크의 적용시에 연화될 수 있고, 이에 따라 표면에 대한 인쇄 이미지의 부착을 개선시킨다. 잉크가 건조되면, 2-피롤리돈은 시클로덱스트린 화합물에 결합할 수 있고, 이는 잉크의 건조시에 더 빠른 건조 및 감소된 에너지 소비를 산출할 수 있다.

본 발명의 양상에서, 하기 단계를 포함하는, 수-분산된 수지, 수분산성 착색제, 물 및 공용매를 포함하는 잉크 조성물의 제조 방법이 제공된다:

● 물을 제공하는 단계;

● 교반하면서 공용매를 첨가하는 단계, 여기서 공용매는 당류 및 고리 구조를 포함하는 공용매로 이루어지는 군으로부터 선택되고, 상기 고리 구조는 5-원, 6-원 또는 7-원 고리를 포함함;

● 교반하면서 시클로덱스트린 화합물을 첨가하는 단계;

● 수-분산된 수지의 수성 분산액 및 수분산성 착색제의 수성 분산액을 첨가하는 단계.

잉크 조성물이 계면활성제를 포함하는 경우, 계면활성제는 수성 분산액이 첨가되기 전에 첨가될 수 있다.

본 발명의 추가 양상에서, 하기 단계를 포함하는, 수-분산된 수지, 수분산성 착색제, 물, 시클로덱스트린 화합물 및 공용매를 포함하는 잉크 조성물의 액적을 적용하여 수신 매체 상에 이미지를 적용하는 방법으로서, 상기 공용매가 당류 및 고리 구조를 포함하는 공용매로 이루어지는 군으로부터 선택되고, 상기 고리 구조가 5-원, 6-원 또는 7-원 고리를 포함하는 방법이 제공된다:

a. 잉크젯 인쇄기의 잉크 저장소에 잉크 조성물을 제공하는 단계;

b. 수신 매체 상에 잉크 조성물의 액적을 분사하는 단계;

c. 수신 매체 상에서 잉크 조성물이 건조되는 것을 허용하고, 이에 따라 잉크 조성물이 수신 매체 상에 고체 필름을 제공하는 단계.

잉크 조성물은 잉크젯 인쇄기의 잉크 저장소에 제공될 수 있다. 잉크의 액적은 수신 매체 상에 잉크 젯 인쇄기에 의해 분사될 수 있다. 수신 매체에의 잉크 액적의 분사시에, 잉크의 액적은 유체 상태일 수 있다. 예를 들어, 공용매는 잉크 조성물의 수성 비히클에 용해될 수 있다. 잉크 조성물의 액적이 수신 매체에 적용되고 이에 따라 수신 매체 상에 이미지를 형성하는 경우, 잉크가 건조되어 수신 매체 상에 고체 필름을 제공한다. 잉크 조성물은 수성 비히클, 예컨대 물 및 임의로 휘발성 공용매의 휘발성 성분의 제거에 의해 건조될 수 있다. 휘발성 성분은 증발에 의해 제거될 수 있다. 증발은 주변 조건 하에 이루어질 수 있거나, 잉크 조성물이 제공된 수신 매체가 가열될 수 있고/거나 에어플로우 (airflow) 가 수신 매체에 적용되어 증발 속도를 증가시킬 수 있다. 임의로, 수성 비히클의 일부는 또한 수신 매체에 의해 흡수될 수 있다. 수성 비히클이 제거되는 경우, 고체 성분, 예컨대 분산 수지, 안료 및 시클로덱스트린 화합물의 농도가 증가한다. 공용매는 물보다 높은 비점을 가질 수 있다. 잉크가 건조되는 경우, 물은 공용매보다 높은 속도로 증발할 것이다. 이에 따라, 또한 공용매의 농도는 잉크가 건조될 때 증가할 수 있다. 고체 공용매가 사용되는 경우, 공용매는 증발하지 않을 수 있지만 특정 지점에서 이러한 성분은 침전될 것이다. 고체 성분은 이후 함께 수신 매체 상에 고체 필름을 형성할 수 있다.

도면의 간략한 설명

도 1 은 잉크젯 인쇄 시스템의 개략도를 나타낸다.

도 2 는 잉크젯 마킹 장치의 개략도를 나타낸다: A) 및 B) 잉크젯 헤드의 어셈블리; C) 잉크젯 헤드의 어셈블리의 일부의 상세도.

도면의 상세한 설명

도면에서 동일한 참조 번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

본 발명에 따른 잉크가 적합하게 사용되는 인쇄 공정은 도 1 및 도 2A-C 에 나타낸 첨부 도면을 참조로 기재된다. 도 1 및 2A-C 는 각각 잉크젯 인쇄 시스템 및 잉크젯 마킹 장치의 개략도를 나타낸다.

도 1 은 수신 매체 (P) 의 시트를 나타낸다. 이미지 수신 매체 (P) 는 예를 들어 종이, 판지, 라벨 스톡, 코팅 종이, 플라스틱, 기계 코팅된 종이 또는 텍스타일로 구성될 수 있다. 대안적으로, 수신 매체는 웹 형태의 매체일 수 있다 (나타내지 않음). 매체, (P) 는 수송 메카니즘 (12) 의 도움으로 및 화살표 (50) 및 (51) 로 나타낸 운송 방향으로 수송된다. 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. 수신 매체 시트의 적합한 운송을 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.

도 1 은 수신 매체 (P) 의 시트가 제 1 전처리 모듈 (13) 으로 운송 및 이에 통과될 수 있고, 이 모듈은 예열기, 예를 들어 복사형 가열기, 코로나/플라즈마 처리 장치, 기체 산 처리 장치 또는 상기 중 임의의 조합을 포함할 수 있다. 임의로 및 이후, 전처리 액체 소정량이 전처리 액체 적용 구성원 (14) 에서 수신 매체 (P) 의 표면에 적용된다. 구체적으로, 전처리 액체는 전처리 액체의 저장 탱크 (15) 로부터 이중 롤 (16) 및 (17) 로 구성된 전처리 액체 적용 구성원 (14) 에 제공된다. 이중 롤의 각각의 표면은 다공성 수지 물질 예컨대 스폰지로 덮여질 수 있다. 보조 롤 (16) 에 먼저 전처리 액체를 제공한 이후, 전처리 액체는 주요 롤 (17) 에 수송되고, 소정량이 수신 매체 (P) 의 표면에 적용된다. 이후, 전처리 액체가 공급되는 이미지 수신 매체 (P) 는 임의로 건조 구성원 (18) 에 의해 가열 및 건조될 수 있는데, 이는 전처리 액체 중 물 함량을 소정 범위로 감소시키기 위해 전처리 액체 적용 구성원 (14) 의 다운스트림 위치에 설치된 건조 가열기로 구성된다. 수신 매체 (P) 에 제공된 제공 전처리 액체 중 총 물 함량을 기준으로 1.0 중량% 내지 30 중량% 의 양으로 물 함량을 감소시키는 것이 바람직하다.

수송 메카니즘 (12) 가 전처리 액체에 의해 오염되는 것을 방지하기 위해, 세정 장치 (나타내지 않음) 가 설치될 수 있고/거나 수송 메카니즘이 상기 기재된 바와 같은 다중 벨트 또는 드럼으로 구성될 수 있다. 후자의 장치는 수송 메카니즘, 특히 인쇄 영역의 수송 메카니즘의 업스트림 부분의 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. 잉크젯 잉크는 본 발명에 따른 잉크젯 잉크일 수 있다.

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 수신 매체 상에 침착되어, 잉크젯 마킹 모듈 아래 수신 매체의 단일 통로에 의해 이미지의 모든 픽셀이 형성되는 잉크젯 기록법이다.

도 1 에서, (11) 은 각각 상이한 색상의 잉크 (예컨대 시안, 마젠타, 황색 및 흑색) 가 배출되도록 배치된, (111), (112), (113), (114) 로 표시되는 4 개의 잉크젯 마킹 장치를 포함하는 잉크젯 마킹 모듈을 나타낸다. 각각의 헤드의 노즐 피치는 예를 들어 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. 엇갈림은 예를 들어 제 2 열의 잉크젯 헤드의 노즐 위치가 노즐 피치의 절반으로 잉크젯 마킹 장치의 길이 방향으로 이동되도록 잉크젯 헤드의 제 2 열을 배열함으로써 잉크젯 마킹 장치의 길이 방향으로 노즐 피치를 감소 (이에 따라 인쇄 해상도는 증가함) 시키는데 사용될 수 있는데, 상기 노즐 피치는 잉크젯 헤드에서 인접 노즐 사이의 거리, d_노즐 이다 (도 2C 참조, 이는 도 2B 의 (80) 의 상세도를 나타냄). 해상도는 또한 잉크젯 헤드의 더 많은 열을 사용하여 증가될 수 있는데, 이들 각각은 각각의 열의 노즐 위치가 모든 다른 열의 노즐 위치에 대해 길이 방향으로 이동되도록 배열된다.

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, 전단 방식 (shear 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, 수신 매체 (P) 가 잉크젯 마킹 모듈 (11) 의 업스트림 부분으로 운송되는 것을 나타낸다. 그 후, 이미지 형성은 이미지 수신 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 수신 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. 온도 조절 장치 (19) 는 수신 매체 (P) 의 표면 온도를 예를 들어 10 ℃ 내지 125 ℃ 범위로 조절하는데 사용될 수 있다. 온도 조절 장치 (19) 는 가열기, 예컨대 복사형 가열기 및 냉각 장치, 예를 들어 냉각 블라스트를 포함하여, 수신 매체의 표면 온도를 상기 범위 내로 조절할 수 있다. 이후 및 인쇄 동안, 수신 매체 (P) 는 잉크젯 마킹 모듈 (11) 의 다운스트림 부분에 운송된다.

건조 및 고정

이미지가 수신 매체 상에 형성된 후, 인쇄물은 건조되어야 하고, 이미지는 수신 매체 상에 고정되어야 한다. 건조는 용매, 특히 선택된 수신 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 운송되어 이를 통과한다. 인쇄물은 인쇄된 이미지 중에 존재하는 용매 예컨대 물 및/또는 유기 용매를 증발시키기 위하여 가열된다. 증발 및 이에 따른 건조의 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 강인성 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.

후처리

인쇄 강인성 또는 인쇄물의 기타 특성 예컨대 광택 수준을 증가시키기 위해, 인쇄물은 후처리될 수 있는데, 이는 인쇄 공정에서 임의의 단계이다. 예를 들어, 인쇄물은 인쇄물을 적층시켜 후처리될 수 있다. 대안적으로, 후처리 단계는 잉크젯 인크가 적용되는 코팅 층의 표면에 후처리 액체를 적용 (예를 들어 분사) 하여, 인쇄된 기록 매체 상에 투명한 보호층을 형성하는 단계를 포함한다.

여기에, 인쇄 공정은 이미지 형성 단계가 모두 동일한 장치에 의해 수행되는 전처리 단계 (예를 들어 (수성) 전처리 액체의 적용) 및 건조 및 고정 단계와 함께 인-라인으로 수행되는 것으로 기재되었다 (도 1 참조). 그러나, 인쇄 공정은 상기 언급된 구현예에 제한되지 않는다. 둘 이상의 기계가 벨트 컨베이어, 드럼 컨베이어 또는 롤러를 통해 연결되는 방법, 및 전처리 액체의 적용 단계, 코팅 용액의 (임의의) 건조 단계, 이미지를 형성하기 위한 잉크젯 잉크의 배출 단계 및 인쇄 이미지의 건조 및 고정 단계가 수행된다. 그러나, 상기 정의된 인-라인 이미지 형성 방법에 의하여 이미지 형성을 수행하는 것이 바람직하다.

실험 및 실시예

물질

Latex A1127, 아크릴산 공중합체 라텍스를 DSM Neoresin 으로부터 입수하였다. Latex A662 는 또한 DSM Neoresin 으로부터 입수하였다. Latex U9800, 폴리에스테르 폴리우레탄 공중합체를 Alberdingk Boley GmbH 로부터 입수하였다. 안료로서, Fujifilm 사제의 Pro-Jet^TMBlack APD 1000 를 사용하였다. 왁스로서, Michelman 사제의 Michem Lube 190E 을 사용하였다. 글리세롤, 이소소르비드, D-(+)-트레할로오스, D-만니톨, 2-피롤리돈, 1,2-헥산디올,2,3-부탄디올, 펜타에리트리톨 에톡실레이트 (3/4 OH), 테트라에틸렌글리콜 (TEG), Triton® X-100 프로폭시화 β-시클로덱스트린, 프로폭시화 α-시클로덱스트린 및 말토덱스트린을 Sigma-Aldrich 로부터 입수하였다. 계면활성제로서, Vantex® T, Dynol^TM 607 및 Tego® Wet 240 을 사용하였다. Vantex® T 및 Dynol^TM 607 을 Taminco Air Products 로부터 입수하였고, Tego® Wet 240 을 Evonik Industries AG 로부터 입수하였다.

실시예에 사용된 모든 물질을 달리 나타내지 않는 한 입수한 대로 사용하였다.

방법

점도

점도는 달리 나타내지 않는 한, 32 ℃ 의 온도에서 평판 형상을 갖는 Haake Rheometer, 유형 Haake Rheostress RS 600 을 사용해 측정된다. 점도는 10 s^-1 의 전단 속도 (γ) 로 측정된다.

건조 시간

14 ㎛ 의 두께를 갖는 층을 수득하기 위해 실온에서 수신 매체 (Hello Gloss (90 gr/m²)) 상에 잉크 조성물을 로드코팅 (rodcoating) 하여 샘플을 제조하였다. 잉크의 액적이 수신 매체 상에 적용되면, 잉크 층을 1 cm 직경의 고무공을 사용하여 매 5 초마다 수동으로 닦아냈다. 고무 공이 잉크 층을 더이상 손상시키거나 얼룩지게 하지 않는 순간, 잉크 층은 건조된 것으로 여겨진다. 짧은 건조 시간은 긴 건조 시간보다 바람직하다.

노즐 개방 시간

Dimatix 인쇄 헤드 (Jet Powered^TM, Model# DMC-11610/PN 700-10702-01) 를 사용하여 잉크 조성물을 분사하여 노즐 개방 시간을 측정하였다. 분사되는 잉크 액적은 7 ms^-1 의 속도를 가졌다. 잉크 조성물을 30 초 동안 분사하였다. 30 초의 분사 기간 이후, 노즐을 시간 간격 동안 탈활성화하였다. 이러한 시간 간격 이후, 인쇄 헤드를 또다른 30 초 등 동안 활성화하였다.

헤드가 탈활성화되는 시간 간격의 기간은 매 시간 증가된다. 헤드가 탈활성화되는 시간 간격의 기간은 각각 10, 20, 30, 60, 90, 120, 150, 180, 240, 270, 300, 330, 360, 390, 420, 480 및 540 초였다.

활성화 이후 노즐이 양호하고 안정한 분사 거동을 나타내는 최대 시간-각격이 노즐 개방 시간이다. 긴 노즐 개방 시간이 유리하다.

고정 & 인쇄 강인성

16 ㎛ 의 두께를 갖는 잉크 층을 수득하기 위해 UPM Finesse Gloss 종이 (115 gr m^-2) 상에 잉크 조성물을 로드코팅하여 샘플을 제조하였다.

이후, 샘플을 1 초 동안 가열하였다. 샘플을 가열 플레이트 위에 두어 다양한 온도로 가열하였다. 가열 이후, 인쇄물의 강인성을 위치-시험 (Wisch-test) 을 사용해 시험하였다. 위치 시험에서, 무지 종이 조각을 인쇄물 위에 가볍게 문질렀다. 이후, 무지 종이 조각을 검사하고, 이를 이미지 (의 일부) 가 샘플로부터 무지 종이 조각으로 이동하였는지 여부를 시각적으로 판단하였다.

제 1 시험에서, 고정 온도가 측정된다. 고정 온도는 얼룩짐이 일어나지 않는, 즉 위치-시험에서 종이 조각에 수송되는 잉크가 없는 최소 온도이다. 이러한 시험에서, 가열판 위에 샘플을 두어 1 초 동안 샘플을 가열하였다. 플레이트의 온도는 바뀌었다. 이후, 샘플을 실온으로 냉각시켰다. 이후, 위치-시험을 수행하였다. 고정 온도는 이미지가 해당 위치-시험에서 수신 매체로부터 (부분적으로) 제거되지 않는 가열 플레이트의 최소 온도이다. 낮은 고정 온도는 높은 고정 온도보다 바람직하다.

제 2 시험에서, 샘플은 고정 온도보다 20 ℃ 더 높은 온도로 1 초 동안 가열되었다. 가열된 이후, 샘플은 제 2 가열 플레이트에 옮겨지고, 샘플은 다양한 온도로 가열되었다. 이러한 온도에서, 위치-시험을 수행하였다. 시험은 130 ℃ 초과의 온도로 가열되는 제 2 가열 플레이트를 사용하여 수행되었다. 해당 위치-시험에서 이미지가 (부분적으로) 수신 매체로부터 제거되지 않는 제 2 가열 플레이트의 최대 온도는 최대 위치 온도 (T_{Wisch rob}) 이다. 높은 최대 위치 온도가 낮은 최대 위치 온도보다 바람직하다.

실시예

여러 잉크 조성물을 제조하였다. 잉크 조성물 Ex 1, Ex 2, Ex 3, Ex 4, Ex 5, Ex 6 및 Ex 7 은 본 발명에 따른 잉크인 반면, 잉크 조성물 CE 1, CE 2, CE 3, CE 4 및 CE 5 는 본 발명에 따른 잉크 조성물이 아니다.

모든 잉크 조성물 Ex 1-Ex 7 은 시클로덱스트린 화합물을 포함한다. 잉크 조성물 Ex 1-Ex 4 및 Ex 6 는 당류를 포함한다. 잉크 조성물 Ex 5 및 Ex 7 은 고리 구조를 포함하는 공용매를 포함하는데, 여기서 상기 고리 구조는 5-원 고리를 포함한다.

제조예 1-7

실온에서 교반하면서 7.5 gr 의 펜타에리트리톨에톡실레이트, 8 gr 의 2,3-부탄디올 및 1 gr 의 왁스를 물에 첨가하여 잉크 조성물 Ex 1 을 제조하였다. 이후, 5.0 gr 의 이소소르비드 및 2.5 gr 의 프로폭시화 β-시클로덱스트린을 교반하면서 첨가하였다. 다음으로, 0.3 gr 의 Vantex-T, 0.8 gr 의 Dynol 607 및 0.4 gr 의 Tegowet 240 을 교반하면서 첨가하였다.

마지막으로, Pro-Jet Black APD 안료의 수성 분산액 및 Latex A 662 및 Latex U9800 의 수성 분산액을 교반하면서 첨가하였다. 분산액의 부피 및 농도는, 3.85 gr 의 안료, 6.1 gr 의 Latex A 662, 2.9 gr 의 Latex U9800 및 61.65 gr 의 물이 잉크 조성물 100 g 당 존재하도록, 선택되었다.

또한, 제조 시작시에 존재하는 물의 양은 100 gr 의 잉크 조성물 Ex1 이 수득되도록 선택되었다.

잉크 조성물 Ex 2 - Ex 7 을 유사하게 제조하였다.

표 1: 잉크 조성물 Ex 1 - Ex 7

비교예

비교 제조예 CE1 - CE4

실온에서 교반하면서 물에 7.5 gr 의 펜타에리트리톨에톡실레이트, 8 gr 의 2,3-부탄디올 및 1 gr 의 왁스를 첨가하여 잉크 조성물 CE 1 을 제조하였다. 이후, 5.0 gr 의 이소소르비드 및 2.5 gr 의 말토덱스트린을 교반하면서 첨가하였다. 다음으로, 0.3 gr 의 Vantex-T, 0.8 gr 의 Dynol 607 및 0.4 gr 의 Tegowet 240 을 교반하면서 첨가하였다.

마지막으로, Pro-Jet Black APD 안료의 수성 분산액 및 Latex A 662 및 Latex U9800 의 수성 분산액을 교반하면서 첨가하였다. 분산액의 부피 및 농도는 3.85 gr 의 안료, 6.1 gr 의 Latex A 662, 2.9 gr 의 Latex U9800 및 61.65 gr 의 물이 잉크 조성물 100 gr 당 존재하도록 선택되었다.

또한, 제조 시작시에 존재하는 물의 양은 100 gr 의 잉크 조성물 CE 1 이 수득되도록 선택되었다.

잉크 조성물 CE 2, CE 3, CE 4 및 CE 5 를 유사하게 제조하였다.

표 2: 잉크 조성물 CE1 - CE5.

비교 실험

잉크 조성물의 건조 시간 및 노즐 개방 시간

잉크 조성물의 건조 시간을 시험하였다. 결과를 표 3 에 요약하였다. 또한, 노즐 개방 시간을 다수의 잉크 조성물에 관해 측정하였다. 결과를 또한 표 3 에 요약하였다.

표 3:

잉크 조성물 Ex 6 은 본 발명에 따른 잉크 조성물이다. 잉크 조성물 Ex 6 은 예를 들어 이소소르비드 (4.8 중량%) 및 프로폭시화 β-시클로덱스트린 (2.4 중량%) 을 포함한다. 잉크 조성물 CE 3 및 CE 4 는 본 발명에 따른 잉크 조성물이 아니다. 잉크 조성물 CE 3 및 CE4 는 CE 3 및 CE 4 가 이소소르비드를 포함하지 않는다는 점에서 잉크 조성물 Ex 6 과 상이하다. 잉크 조성물 CE3 은 또한 프로폭시화 β-시클로덱스트린을 포함하지 않는다. 잉크 조성물 CE 3 은 잉크 조성물 Ex 6 보다 더 많은 물을 포함한다. 잉크 조성물 CE4 는 잉크 조성물 EX 6 및 CE 3 보다 더 많은 TEG 공용매를 포함한다.

본 발명에 따른 잉크 조성물 Ex 6 은 70 초의 건조 시간을 갖는다. 잉크 조성물 CE 3 의 건조 시간은 60 초이다. 이는 Ex 6 의 건조 시간보다 더 짧다. 그러나, 공용매에 의한 물의 (일부) 대체시에 건조 시간이 증가함은 공지되어 있다. 잉크 조성물 CE 3 은 다른 잉크 조성물 (Ex 6 및 CE 4) 보다 높은 물 함량 및 낮은 공용매 함량을 갖는다. 높은 물 함량으로 인해, 잉크 조성물 CE 3 을 건조시키는데 필요한 에너지는 다른 잉크 조성물에 비해 더 높을 것이다. 본 발명에 따른 잉크 조성물이 아닌 잉크 조성물 CE 4 의 건조 시간은 80 초이다. 이러한 건조 시간은, 심지어 CE 4 의 물 함량이 Ex 6 의 물 함량보다 높지 않음에도 Ex 6 의 건조시간보다 더 길다.

본 발명에 따른 잉크 조성물인 Ex 6 에 따른 잉크 조성물은 390 초의 노즐 개방 시간을 갖는다. 이는 잉크의 두 분사 기간 사이의 6.5 분 간격 이후, 잉크가 여전히 안정하게 인쇄 헤드로부터 배출됨을 의미한다.

본 발명에 따른 잉크 조성물이 아닌 잉크 조성물 CE 3 및 CE4 는 각각 240 s 및 480 s 의 노즐 개방 시간을 갖는다.

CE 3 의 노즐 개방 시간은 짧다. 이는 노즐 고장이 잉크 조성물 CE 3 을 분사할 때 발생할 가능성이 있음을 의미한다. CE 4 의 노즐 개방 시간은 길다. 그러나, 잉크 조성물 CE 4 의 건조는 오래 걸린다. 잉크 조성물 EX 6 의 건조 시간은 CE 4 의 건조 시간보다 짧다.

따라서, 본 발명에 따른 잉크 조성물인 잉크 조성물 Ex 6 은 양호한 건조 시간과 양호한 노즐 개방 시간을 결합하는 한편, 본 발명에 따른 잉크 조성물이 아닌 CE3 및 CE4 는 양호한 건조 시간과 양호한 노즐 개방 시간을 결합하지 않는다.

또한 건조 시간 실험이 수행되었고, 그 결과를 아래 표 4 에 요약하였다.

표 4

잉크 조성물 Ex 1, Ex 2 및 Ex 6 는 유사한 양의 물 및 유사한 양의 이소소르비드 및 프로폭시화 β-시클로덱스트린을 포함한다. 각각의 잉크 조성물 Ex 1, Ex 2 및 Ex 6 의 건조 시간은 70 s 이다. 잉크 조성물 Ex 1, Ex 2 및 Ex 6 은 모두 본 발명에 따른 잉크 조성물이다.

잉크 조성물 Ex 6 및 Ex 7 은 모두 본 발명에 따른 잉크 조성물이다. 잉크 조성물 Ex 6 은 이소소르비드를 포함하는 한편, 잉크 조성물 Ex 7 은 2-피롤리돈을 포함한다. 2-피롤리돈은 5-원 고리를 포함하는 공용매이다. Ex 6 및 Ex 7 은 동일한 양의 공용매를 포함한다. Ex 7 의 건조 시간은 65 s 인데, 이는 심지어 Ex 6 의 건조 시간보다 짧다. 따라서, 또한 고리 구조를 포함하는 공용매 (여기서, 고리 구조는 5-원, 6-원 또는 7-원 고리를 포함함) 는 본 발명에 따른 잉크 조성물에 유용하게 적용될 수 있다.

잉크 조성물 Ex 5 및 CE 5 는 모두 2-피롤리돈을 공용매로서 포함한다. Ex 5 의 잉크 조성물은 프로폭시화 β-시클로덱스트린을 포함하고 본 발명에 따른 잉크 조성물인 한편, 잉크 조성물 CE 5 는 프로폭시화 β-시클로덱스트린을 포함하지 않고 본 발명에 따른 잉크 조성물이 아니다. Ex 5 의 건조 시간은 55 s 인 한편, CE 5 의 건조 시간은 60 s 이다. 심지어 잉크 조성물 CE 5 가 잉크 조성물 Ex 5 보다 더 많은 물을 포함함에도, Ex 5 의 건조 시간은 CE 5 의 건조 시간보다 더 짧다. 프로폭시화 β-시클로덱스트린의 존재는 잉크 조성물의 건조 시간을 단축시킨다. 일반적으로, 본 발명에 따라 시클로덱스트린 화합물과 공용매를 조합하는 것은 더 짧은 건조 시간을 갖는 잉크를 수득하는 것으로 고려되는 것으로 여겨진다.

인쇄물의 고정

잉크 조성물의 고정을 시험하였다. 결과를 아래 표 5 에 요약하였다.

표 5:

잉크 조성물 EX 1, Ex 3 및 EX 4 는 70 ℃ 의 고정 온도를 갖는다. 따라서, 인쇄물의 70 ℃ 로의 가열은 수신 매체에 고정되고 얼룩을 나타내지 않는 이미지를 제공하기에 충분하다. 잉크 조성물 Ex 2 는 71 ℃ 의 고정 온도를 갖는데, 이는 잉크 조성물 Ex 1, Ex 3 및 Ex 4 의 고정 온도와 매우 근사하다.

모든 잉크 조성물 Ex1-Ex4 는 위치 시험이 130 ℃ 로 인쇄 이미지를 가열한 후에 수행될 때 손상되지 않는 이미지를 산출하였다. 따라서, 잉크 조성물 Ex 1 - Ex 4 중 임의의 것을 사용하여 제조된 이미지는 130 ℃ 이상의 T_{Wisch rob}을 갖는다.

잉크 조성물 CE 1 을 사용하여 제조된 이미지는 또한 130 ℃ 이상의 T_{Wisch rob}을 갖는다. 그러나, 이러한 이미지의 고정 온도는 80 ℃ 이고, 이는 본 발명에 따른 잉크의 고정 온도보다 높다. 또한 잉크 조성물 CE 2 를 사용하여 제조된 이미지는 더 높은 고정 온도: 즉 84 ℃ 를 갖는다. 따라서, 본 발명에 따르지 않은 잉크로 만들어진 샘플은 본 발명에 따른 잉크로 제조된 샘플보다 높은 고정 온도를 갖는다. 따라서, 비교적 낮은 고정 온도가 본 발명에 따른 잉크 조성물을 사용하여 강인성 이미지를 수득하기에 충분하다.

잉크 조성물 CE 2 는 120 ℃ 의 T_{Wisch rob}을 갖는데, 이는 시험된 다른 잉크 조성물 중 임의의 것의 T_{Wisch rob}보다 낮다. 따라서, 잉크 조성물 CE 2 는 가열에 대해 덜 안정한 샘플을 제공하는 한편, 본 발명에 따른 잉크 (Ex 1 - Ex 4) 는 모두 적어도 130 ℃ 까지의 가열에 대해 안정한 샘플을 제공한다.

따라서, 안정한 라텍스 필름이 본 발명에 따른 잉크 조성물을 사용하여 수득될 수 있다.

본 발명의 상세한 구현예가 본원에 개시되어 있기는 하지만; 개시된 구현예는 단지 본 발명의 예시이고 이는 다양한 형태로 구현될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 본원에 개시된 특정 구조적 및 기능적 상세한 사항은 제한적인 것으로 해석되지 않고, 단지 청구항을 위한 기초로서 및 당업자가 실질적으로 및 적절하게 상세한 구조로 본 발명을 다양하게 사용하도록 교시하기 위한 기초로서 해석된다. 특히, 별도의 종속 청구항에 나타내고 기재된 특징이 조합되어 적용될 수 있고 이러한 청구항의 임의의 조합이 이와 함께 개시된다.

1. 하기를 포함하는 잉크 조성물

● 수-분산된 수지

● 수분산성 착색제

● 물

여기서, 잉크 조성물은 또한 이소소르비드를 포함함.

2. 제 1 항에 있어서, 잉크 조성물이 시클로덱스트린을 추가로 포함하는 잉크 조성물.

3. 제 2 항에 있어서, 시클로덱스트린이 β-시클로덱스트린인 잉크 조성물.

4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 이소소르비드 및 시클로덱스트린이 1:20 내지 20:1 의 몰비로 존재하는 잉크 조성물.

5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 수-분산된 수지가 이소소르비드 및 시클로덱스트린과 상용성인 잉크 조성물.

6. 하기 단계를 포함하는, 제 1 항에 따른 잉크 조성물의 제조 방법:

● 물을 제공하는 단계;

● 교반하면서 이소소르비드를 첨가하는 단계;

7. 하기 단계를 포함하는, 수신 매체 상에 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 잉크 조성물의 액적을 적용하여 수신 매체 상에 이미지를 적용하는 방법:

● 사전정의된 패턴으로 수신 매체 상에 잉크 조성물의 액적을 적용하는 단계.

Claims

하기를 포함하는 잉크 조성물:
● 수-분산된 수지;
● 수분산성 착색제;
● 시클로덱스트린 화합물;
● 물;
● 공용매;
여기서, 수-분산된 수지는 잉크 조성물의 총 중량을 기준으로 3.5 중량% 이상의 양으로 존재하고, 공용매는 당류 및 고리 구조를 포함하는 공용매로 이루어지는 군으로부터 선택되고, 상기 고리 구조는 5-원, 6-원 또는 7-원 고리를 포함함.
제 1 항에 있어서, 시클로덱스트린이 β-시클로덱스트린 화합물인 잉크 조성물.
제 1 항에 있어서, 수-분산된 수지가 시클로덱스트린 화합물의 양을 기준으로 80 중량% 이상의 양으로 존재하는 잉크 조성물.
제 1 항에 있어서, 공용매 및 시클로덱스트린이 1:20 내지 20:1 의 몰비로 존재하는 잉크 조성물.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 수-분산된 수지가 공용매 및 시클로덱스트린 화합물과 상용성인 잉크 조성물.
제 1 항에 있어서, 공용매가 당류인 잉크 조성물.
제 6 항에 있어서, 당류가 단당류, 이당류 및 삼당류로 이루어지는 군으로부터 선택되는 잉크 조성물.
제 5 항에 있어서, 공용매가 이소소르비드인 잉크 조성물.
제 1 항에 있어서, 공용매가 2-피롤리돈인 잉크 조성물.
하기 단계를 포함하는, 제 1 항에 따른 잉크 조성물의 제조 방법:
● 물을 제공하는 단계;
● 교반하면서 공용매를 첨가하는 단계, 여기서 공용매는 당류 및 고리 구조를 포함하는 공용매로 이루어지는 군으로부터 선택되고, 상기 고리 구조는 5-원, 6-원 또는 7-원 고리를 포함함;
● 교반하면서 시클로덱스트린 화합물을 첨가하는 단계;
● 수-분산된 수지의 수성 분산액 및 수분산성 착색제의 수성 분산액을 첨가하는 단계.
하기 단계를 포함하는, 수신 매체 상에 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 잉크 조성물의 액적을 적용하여 수신 매체 상에 이미지를 적용하는 방법:
● 사전정의된 패턴으로 수신 매체 상에 잉크 조성물의 액적을 적용하는 단계.