KR20150143313A - 수성 잉크 조성물 - Google Patents

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이프타임 가브리엘
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Abstract

물; 공-용매; 캡슐화 수지성 안료; 고분자 라텍스; 및 저분자량 습윤 용매를 포함하고, 수성 잉크의 총 고형분은 수성 잉크 조성물 총 중량 기준으로 약 2 내지 약 25 중량%인, 수성 잉크 조성물.

Description

수성 잉크 조성물{AQUEOUS INK COMPOSITON}
본원에는 직접 및 간접 인쇄 용도에 적합한 수성 잉크 조성물이 개시된다. 수성 잉크 조성물은 물; 공-용매; 캡슐화 수지성 안료; 고분자 라텍스; 및 저분자량 습윤 용매 (humectant solute)를 포함하고; 수성 잉크의 총 고형분은 수성 잉크 조성물 총 중량 기준으로 약 2 내지 약 25 중량%이다.
직접 인쇄기에서, 기록 재료는 최종 기재에 직접 인가되어 기재에 화상을 형성한다. 다른 유형의 인쇄기는 간접 또는 옵셋 인쇄 기술을 적용한다. 간접 인쇄에서, 기록 재료는 먼저 중간 전달 부재에 인가되고, 연속하여 최종 기재로 전달된다. 두 단계 인쇄 공정은 잉크젯 프린트 헤드를 이용하여 화상 방식으로 잉크를 중간 수용 부재 예컨대 드럼, 벨트, 기타 등에 인가하는 단계를 포함한다. 잉크는 중간 수용 부재를 적시고 분산되어 임시 화상을 형성한다. 임시 화상을 형성하는 잉크는 특성 변화 예컨대 부분적 또는 완전한 건조, 열적 또는 광-경화, 겔화, 기타 등을 거치고, 형성된 임시 화상은 최종 화상 수용 기재로 전달된다.
미국 특허 출원 번호 14/066,716에는 인쇄 공정 및 간접 인쇄 용도의 수성 잉크가 기재되고, 잉크는 물; 공-용매; 착색제; 및 고분자 입자들의 수성 분산액으로 구성되고 연화점이 약 60 ℃ 내지 105 ℃ 이하이고 유리전이온도가 약 45 ℃ 내지 약 100 ℃인 고분자 라텍스로 구성된다. 특히 잉크는 전달 전에 완전히 건조되는 중간 전달 부재 인쇄용으로 조제된다.
공지 잉크 조성물 및 공정이 의도된 용도로서는 적합하지만, 소정의 특성들을 가지는 잉크 조성물로 개선할 필요성은 여전하다. 잉크, 특히 높은 고체 로딩량을 가지지만 안정성, 분사 성능 및 인쇄 품질이 개선되고 종이 전-처리 유무와 무관하게 종이에 직접 인쇄 및 중간 기재가 희생 박리층으로 처리되거나 및/또는 도포되는 간접 인쇄 모두에 적합한 잉크에 대한 필요성이 존재한다.
수성 잉크 조성물이 기재되고, 이는 물; 공-용매; 캡슐화 수지성 안료; 고분자 라텍스; 및 저분자량 습윤 용매로 구성되고; 수성 잉크의 총 고형분은 수성 잉크 조성물 총 중량 기준으로 약 2 내지 약 25 중량%이다.
또한 수성 잉크 조성물 제조방법이 기재되고, 이는 1) 고분자 라텍스 제조단계; 2) 고분자 라텍스 및 캡슐화 수지 안료, 물, 공-용매, 및 저분자량 습윤 용매와의 조합 단계; 수성 잉크 조성물을 형성하기 위하여 수성 잉크의 총 고형분은 수성 잉크 조성물 총 중량 기준으로 약 2 내지 약 25 중량%이고; 3) 선택적으로, 수성 잉크 조성물을 여과하는 단계로 구성된다.
또한 공정이 개시되고, 이는 물; 공-용매; 캡슐화 수지성 안료; 고분자 라텍스; 및 저분자량 습윤 용매를 포함하고; 수성 잉크의 총 고형분은 수성 잉크 조성물 총 중량 기준으로 약 2 내지 약 25 중량%인 수성 잉크를 잉크젯 인쇄 장치에 통합하는 단계; 잉크 방울들을 화상 패턴으로 중간 전달 부재에 토출하는 단계; 선택적으로, 용매들을 부분적 또는 완전히 건조하기 위하여 화상을 가열하는 단계; 및 화상 패턴으로 잉크를 중간 전달 부재에서 최종 기록 기재로 전달하는 단계; 또는 잉크 방울들을 화상 패턴으로 최종 화상 수용 기재에 직접 토출하는 단계로 구성된다.
물; 공-용매; 캡슐화 수지성 안료; 고분자 라텍스; 및 저분자량의 습윤 용매를 포함하고; 수성 잉크의 총 고형분은 수성 잉크 조성물 총 중량 기준으로 약 2 내지 약 25, 또는 약 3 내지 약 20, 또는 약 5 내지 약 18 중량%인 수성 잉크 조성물이 제공된다. 특정 실시태양들에서, 총 고형분은 수성 잉크 조성물 총 중량 기준으로 약 7 내지 약 15 중량%이다.
본원의 수성 잉크 조성물은 개선된 분사성, 다양한 기재로의 양호한 전달성 및 최종 인쇄물의 견고성을 가지는 높은 고형분의 “설계” 수성 잉크젯 잉크를 제공하도록 제조된다. 본 잉크의 고체 성분들은 최소한 두 가지 기능 활성화가 제공되도록 선택되고 다음이 제공된다: 1) 착색 및 안정성을 위한 캡슐화 수지성 안료; 2) 기재 부착성, 전달 층 두께, 및 견고성; 및 건조성 조절을 위한 라텍스; 및 3) 물과의 결합 및 물/공-용매 혼합물 증기압 감소 (라울의 법칙)에 의한 지연성 (latency)을 개선하는 저분자량 습윤 용매. 특정 실시태양들에서, 잉크 조성물 총 고형분이 수성 잉크 조성물 총 중량 기준으로 약 2 내지 약 25 중량%, 또는 약 7 내지 약 15 중량%를 유지하면서 성분들의 비율이 선택된다.
실시태양들에서, 본원의 잉크 조성물은 많은 압전 잉크젯 프린트 헤드의 분사 요건을 충족시키기 위하여 점도를 5 cps 이상으로 높이는 점도 개질제가 필요하지 않다. 잉크가 종이에 직접 인쇄 또는 반-습윤화 전달되는 경우 종이 구겨짐 및 말림 현상을 줄이기 위하여, 잉크는 또한 적어도 하나의 공-용매를 함유한다.
실시태양들에서, 잉크 조성물은 용해도 계수가 약 27 내지 약 37 MPa1/2 또는 약 27 내지 약 35 MPa1/2인 적어도 하나의 공-용매를 가진다. 실시태양들에서, 잉크 조성물은 용해도 계수가 약 27 내지 약 37 MPA1/2 또는 약 27 내지 약 35 MPa1/2 인 단일 공-용매 또는 혼합물의 용해도 계수가 약 27 내지 약 37 MPA1/2 또는 약 27 내지 약 35 MPa1/2인 공-용매 혼합물을 가진다. 실시태양들에서, 이러한 공-용매는 1,5-펜탄디올이다. 소정의 실시태양들에서, 공-용매는 1,5-펜탄디올, 2-피롤리돈, 글리세롤, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된다. 특정 실시태양들에서, 공-용매는 1,5-펜탄디올 및 2-피롤리돈, 글리세롤, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군의 멤버이다.
실시태양들에서, 잉크 조성물은 용해도 계수가 약 27 내지 약 35 MPa1/2인 적어도 하나의 공-용매를 함유한다. 실시태양들에서, 공-용매는 1,5-펜탄디올 및 2-피롤리돈의 혼합물이다. 소정의 실시태양들에서, 공-용매는 1,5-펜탄디올이다. 다른 실시태양들에서, 공-용매는 2-피롤리돈이다.
소정의 실시태양들에서, 공-용매는 1,5-펜탄디올, 2-피롤리돈, 글리세롤, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되고; 개별 공-용매 또는 공-용매 혼합물의 용해도 계수는 약 27 내지 약 33 MPa1/2이다.
SI Hildebrand 용해도 계수는 메가-파스칼로 표현된다. Hildebrand 용해도 계수는 당업자에게 알려져 있다. 용매 혼합물의 Hildebrand 값은 당업자에게 알려진 바와 같이 부피로 개별 용매들의Hildebrand 값을 평균하여 결정된다. 예를들면, 용해도 계수 측정 목표 범위는 실온 내지 분사 온도, 실시태양들에서, 약 20 내지 약 40 ℃이다. 용해도 계수는 모델링 소프트웨어 예컨대 Norgwyn Montgomery Software Inc. 에서 입수되는 Molecular Modeling Pro Plus를 이용하여 결정된다. 실시태양들에서, 25 ℃에서1,5-펜탄디올의 용해도 계수는 27.6이고, 25 ℃에서 2-피롤리돈 용해도 계수는 28.4이고, 25 ℃에서 글리세롤의 용해도 계수는 36.5이다.
본원의 잉크 조성물은 물 단독으로 이루어지거나, 물과 공용매, 습윤제 등(이하 공-용매라 함)으로서 언급되는, 수용성 또는 수혼화성 (water miscible) 유기 성분의 혼합물을 포함할 수 있다. 공용매는 알코올 및 알코올 유도체를 포함하며, 지방족 알코올, 방향족 알코올, 디올, 글리콜 에테르, 폴리글리콜 에테르, 장쇄 알코올, 1차 지방족 알코올, 2차 지방족 알코올, 1,2-알코올, 1,3-알코올, 1,5-알코올, 에틸렌 글리콜 알킬 에테르, 프로필렌 글리콜 알킬 에테르, 폴리에틸렌 글리콜 알킬 에테르의 고급 동족체 등을 포함하며, 구체적인 예로 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 글리세린, 디프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 트리메틸올프로판, 1,5-펜탄디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 2-에틸-2-히드록시메틸-1,3-프로판디올, 3-메톡시부탄올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 2,4-헵탄디올 등을 포함한다. 또한 공용매로는 아미드, 에테르, 우레아, 예컨대 티오우레아, 에틸렌 우레아, 알킬우레아, 알킬티오우레아, 디알킬우레아 및 디알킬티오우레아와 같은 치환된 우레아, 예컨대 2-메틸펜탄산, 2-에틸-3-프로필아크릴산, 2-에틸-헥산산, 3-에톡시프로판산 등과 같은 카르복실산 및 그 염, 에스테르, 유기설파이드, 유기설폭사이드, 설폰(예컨대, 설포란), 카르비톨, 부틸 카르비톨, 셀로솔브, 에테르, 트리프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에테르 유도체, 히드록시에테르, 아미노 알코올, 케톤, N-메틸피롤리디논, 2-피롤리디논, 시클로헥실피롤리돈, 아미드, 설폭사이드, 락톤, 고분자 전해질, 메틸 설포닐에탄올, 이미다졸, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 베타인, 예컨대 1-디옥시-D-갈락티톨, 만니톨, 이노시톨 등과 같은 당류, 치환 및 비치환된 포름아미드, 치환 및 비치환된 아세트아미드, 및 다른 수용성 또는 수혼화성 물질 뿐만 아니라 그 혼합물이 적합하다. 실시태양들에서, 공-용매는 에틸렌 글리콜, N-메틸피롤리돈, 메톡시화 글리세롤, 에톡시화 글리세롤, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된다. 소정의 실시태양들에서, 공-용매는 설포란, 메틸 에틸 케톤, 이소프로판올, 2-피롤리디논, 폴리에틸렌글리콜, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된다.
물과 수용성 또는 혼화성 유기 액체의 혼합물이 액체 비히클로서 선택될 때, 물 대 유기 용매의 비율은 임의의 적합하거나 바람직한 비율일 수 있고 실시태양들에서 약 97:3 내지 약 30:70, 또는 약 95:5 내지 약 40:60, 또는 약 90:10 내지 약 51:49의 범위이다. 액체 비히클의 비-수 성분은 일반적으로 물의 끓는점(100℃)보다 더 높은 끓는점을 가진 습윤제 또는 70℃ 정도로 낮은 끓는점을 가지는 공-용매로서 기능한다. 잉크 비히클의 유기 성분은 또한 잉크 표면 장력을 개량하고, 잉크 점도를 개질하며 및/또는 착색제를 분산시키고, 및/또는 잉크의 건조 특성에 영향을 주는데 쓰일 수 있다.
액체 비히클 총량은 임의의 적합한 또는 바람직한 함량으로 제공된다. 실시태양들에서, 액체 비히클은 잉크 조성물 중에 잉크 조성물의 총 중량 기준으로 약 55 내지 약 97 중량%, 또는 약 60 내지 약 90 중량%, 또는 약 65 내지 약 90 중량%로 존재한다.
잉크 조성물은 수성 잉크 조성물에 착색 및 안정성을 부여하는 캡슐화 수지성 안료를 포함한다. 임의의 적합한 또는 바람직한 캡슐화 수지성 안료가 선택될 수 있다. 실시태양들에서, 캡슐화 수지성 안료는 Sun Chemical Company에서 MCX-059-SJ 명칭으로 상업적으로 입수 가능한 재료이고, 상기 X는 C, M, Y, Bk으로 각각 시안, 마젠타, 엘로우 및 블랙을 나타낸다.
캡슐화 수지성 안료는 수지 쉘로 둘러싸인 안료 코어를 포함한다. 안료 코어는 임의의 적합한 또는 바람직한 안료로 구성된다. 실시태양들에서, 안료는 블랙 안료, 마젠타 안료, 시안 안료, 엘로우 안료, 또는 이들의 조합으로 구성된다.
안료 코어를 둘러싸는 수지 쉘은 임의의 적합한 또는 바람직한 수지로 구성된다. 실시태양들에서, 수지 쉘은 비-이온성 수지, 음이온성 수지, 및 이들의 조합으로 이루어진 군의 멤버에서 선택된다.
캡슐화 수지성 안료는 임의의 적합한 또는 바람직한 공정으로 제조될 수 있다. 실시태양들에서, 캡슐화 수지성 안료는 일본 특허 JP3651063에 기재된 공정으로 제조될 수 있고, 영문 요약 번역문에 의하면 vol. 평균 입도가 10-500nm인 수성 안료 분산액 제조방법이 기재되고, 이는 카르복실기로 인한 산가가 30 내지 120인 수지로 구성되는 케이크 함유 물 및 안료는 수성 매질에 카르복실기의 일부 또는 전부를 염기 화합물로 중화시켜 분산시키는 것을 특징으로 한다. 실시태양들에서, 수지성 안료는 미국 특허 공개번호 2014/0024763에 기재되는 공정으로 제조되고 이의 요약서에 안료-캡슐화 고분자 분산액 제조방법이 기재되고, 이는 단량체, 소수성 물질 및 중합 개시제가 포함되는 액체를 분산제로 물 매질에 분산시켜 단량체 유화액을 얻는 단계, 및 친수성 기가 직접 또는 다른 원자기를 통해 결합되고 친수성 기에 의해 분산되는 자체-분산성 안료를 포함하는 안료 분산액과 단량체 유화액을 혼합하는 단계, 생성된 혼합물을 전단 처리하는 단계 및 단량체 중합 단계로 구성된다.
캡슐화 수지성 안료는 임의의 적합한 또는 바람직한 입도를 가진다. 소정의 실시태양들에서, 캡슐화 수지성 안료 입자들의 평균 입도는 약 30 내지 약 230 나노미터 이하, 또는 약 35 내지 약 200 나노미터 이하, 또는 약 40 내지 약 150 나노미터 이하이다. 특정 실시태양들에서, 캡슐화 수지성 안료 입자들의 Z 평균 입도는 약 60 내지 약 250 나노미터, 또는 약 55 내지 약 120 나노미터 이하이다. 평균 입도는 임의의 적합한 또는 바람직한 방법으로, 예컨대 NanotracTM 252 (Microtrac, Montgomeryville, PA, USA) 입도 분석기로 측정된다.
캡슐화 수지성 안료는 잉크 조성물 중에 임의의 바람직한 또는 유효 함량으로 존재하고, 실시태양들에서, 잉크 조성물 총 중량 기준으로 약 0.05 내지 약 15 중량%, 또는 약 0.1 내지 약 10 중량%, 또는 약 1 내지 약 5 중량% 존재한다. 특정 실시태양들에서, 캡슐화 수지성 안료는 수성 잉크의 총 고형분이 수성 잉크 조성물 총 중량 기준으로 약 7 내지 약 15 중량%의 함량이 되도록 제공된다.
본원의 잉크 조성물은 캡슐화 수지성 안료 착색제와 함께 추가적인 착색제를 더욱 포함할 수 있다. 임의의 적합한 또는 바람직한 착색제가 본원의 실시태양들에서 캡슐화 안료 또는 선택적인 추가 착색제로 사용될 수 있고, 예를들면 안료, 염료, 염료 분산액, 안료 분산액, 및 이들의 혼합물 및 조합을 포함한다. 실시태양들에서, 선택적인 추가 착색제는 비-이온성 착색제, 음이온성 착색제, 또는 이들의 조합물이다.
착색제는 착색제 분산액 형태로 제공될 수 있다. 실시태양들에서, 착색제 분산액의 평균 입도는 약 20 내지 약 500 나노미터 (nm), 또는 약 20 내지 약 400 nm, 또는 약 30 내지 약 300 nm이다. 실시태양들에서, 착색제는 염료, 안료, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되고, 선택적으로, 착색제는 착색제, 선택적인 계면활성제, 및 선택적인 분산제로 구성되는 분산액이다.
상기된 바와 같이, 임의의 적합한 또는 바람직한 안료 착색제가 본원 실시태양들에서 캡슐화 수지성 안료 또는 선택적인 추가 착색제로 선택될 수 있다. 선택적인 추가 착색제는 염료, 안료, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 본원에 개시된 잉크는 착색제를 더욱 포함할 수 있다. 착색제는 염료, 안료, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 예시적인 적합한 염료는 음이온성 염료, 양이온성 염료, 비이온성 염료, 양성이온성 염료, 및 기타 등을 포함한다. 적합한 염료의 특정 예시로는 Food 염료 예컨대 Food Black No.1, Food Black No.2, Food Red No. 40, Food Blue No.1, Food Yellow No.7, 및 기타 등, FD ＆ C 염료, Acid Black 염료 (No.1, 7, 9, 24, 26, 48, 52, 58, 60, 61, 63, 92, 107, 109, 118, 119, 131, 140, 155, 156, 172, 194, 및 기타 등), Acid Red 염료 (No. 1, 8, 32, 35, 37, 52, 57, 92, 115, 119, 154, 249, 254, 256, 및 기타 등), Acid Blue 염료 (No. 1, 7, 9, 25, 40, 45, 62, 78, 80, 92, 102, 104, 113, 117, 127, 158, 175, 183, 193, 209, 및 기타 등), Acid Yellow 염료 (No. 3, 7, 17, 19, 23, 25, 29, 38, 42, 49, 59, 61, 72, 73, 114, 128, 151, 및 기타 등), Direct Black 염료 (No. 4, 14, 17, 22, 27, 38, 51, 112, 117, 154, 168, 및 기타 등), Direct Blue 염료 (No. 1, 6, 8, 14, 15, 25, 71, 76, 78, 80, 86, 90, 106, 108, 123, 163, 165, 199, 226, 및 기타 등), Direct Red 염료 (No. 1, 2, 16, 23, 24, 28, 39, 62, 72, 236, 및 기타 등), Direct Yellow 염료 (No. 4, 11, 12, 27, 28, 33, 34, 39, 50, 58, 86, 100, 106, 107, 118, 127, 132, 142, 157, 및 기타 등), Reactive 염료, 예컨대 Reactive Red 염료 (No. 4, 31, 56, 180, 및 기타 등), Reactive Black 염료 (No. 31 및 기타 등), Reactive Yellow 염료 (No. 37 및 기타 등); 안트라퀴논 염료, 모노아조 염료, 디아조 염료, 다양한 프탈로시아닌 술폰산염을 포함하는 프탈로시아닌 유도체, 아자(18)안눌렌, 포르마잔 구리착체, 트리페노디옥사진, 및 기타 등; 및 기타 등뿐 아니라 이들의 혼합물을 포함한다.
캡슐화 수지성 안료 또는 선택적인 추가 착색제로 선택될 수 있는 적합한 안료 예시로는 블랙 안료, 백색 안료, 시안 안료, 마젠타 안료, 엘로우 안료, 또는 기타 등을 포함한다. 또한, 안료는 유기 또는 무기 입자일 수 있다. 적합한 무기 안료는, 예를들면, 카본블랙을 포함한다. 그러나, 산화티탄, 코발트 블루 (CoO-Al2O3), 크롬 엘로우 (PbCrO4), 및 산화철과 같은 기타 무기 안료가 적합할 수 있다. 적합한 유기 안료는, 예를들면, 디아조 안료 및 모노아조 안료를 포함한 아조 안료, 다환 안료 (예를들면, 프탈로시아닌 안료 예컨대 프탈로시아닌 블루 및 프탈로시아닌 그린), 페릴렌 안료, 페리논 안료, 안트라퀴논 안료, 퀴나크리돈 안료, 디옥사진 안료, 티오인디고 안료, 이소인돌리논 안료, 피란트론 안료, 및 퀴노프탈론 안료), 불용성 염료 (예를들면, 염기 염료 타입의 킬레이트 및 산성 염료 타입의 킬레이트), 니트로안료, 니트로소 안료, 안탄트론 안료 예컨대 PR168, 및 기타 등을 포함한다. 대표적인 프탈로시아닌 블루 및 그린은 구리 프탈로시아닌 블루, 구리 프탈로시아닌 그린, 및 이의 유도체 (Pigment Blue 15, Pigment Green 7, 및 Pigment Green 36). 대표적인 퀴나크리돈은 Pigment Orange 48, Pigment Orange 49, Pigment Red 122, Pigment Red 192, Pigment Red 202, Pigment Red 206, Pigment Red 207, Pigment Red 209, Pigment Violet 19, 및 Pigment Violet 42를 포함한다. 대표적인 안트라퀴논은 안료 Red 43, 안료 Red 194, 안료 Red 177, 안료 Red 216 및 안료 Red 226을 포함한다. 대표적인 페릴렌은 안료 Red 123, 안료 Red 149, 안료 Red 179, 안료 Red 190, 안료 Red 189 및 안료 Red 224를 포함한다. 대표적인 티오인디고이드는 안료 Red 86, 안료 Red 87, 안료 Red 88, 안료 Red 181, 안료 Red 198, 안료 Violet 36, 및 안료 Violet 38을 포함한다. 대표적인 헤테로환형 엘로우는 안료 Yellow 1, 안료 Yellow 3, 안료 Yellow 12, 안료 Yellow 13, 안료 Yellow 14, 안료 Yellow 17, 안료 Yellow 65, 안료 Yellow 73, 안료 Yellow 74, 안료 Yellow 90, 안료 Yellow 110, 안료 Yellow 117, 안료 Yellow 120, 안료 Yellow 128, 안료 Yellow 138, 안료 Yellow 150, 안료 Yellow 151, 안료 Yellow 155, 및 안료 Yellow 213을 포함한다. 이러한 안료는, BASF Corporation, Engelhard Corporation, 및 Sun Chemical Corporation을 포함한 여러 공급원에서 분말 또는 압축 케이크 형태로 입수된다. 적용 가능한 예시적 검정색 안료는 카본 안료를 포함한다. 카본 안료는 허용 가능한 광학 밀도 및 인쇄 특성을 제공하는 대부분의 상업적 입수 가능한 카본 안료일 수 있다. 본 시스템 및 방법에 사용하기에 적합한 카본 안료는, 제한되지 않고, 카본블랙, 흑연, 비정질 탄소, 숯, 및 이들의 조합을 포함한다. 이러한 카본 안료는 다양한 공지 방법, 예컨대 채널 방법, 접촉 방법, 로 방법, 아세틸렌 방법 또는 열적 방법으로 제조되고, Cabot Corporation, Columbian Chemicals Company, Evonik, 및 E.I. DuPont de Nemours 및 Company와 같은 공급처에서 상업적으로 입수된다. 적합한 카본블랙 안료는, 제한되지 않고, Cabot 안료 예컨대 MONARCH® 1400, MONARCH® 1300, MONARCH® 1100, MONARCH® 1000, MONARCH® 900, MONARCH® 880, MONARCH® 800, MONARCH® 700, CAB-O-JET® 200, CAB-O-JET® 300, REGAL®, BLACK PEARLS®, ELFTEX®, MOGUL®, 및 VULCAN® 안료; Columbian 안료 예컨대 RAVEN 5000, 및 RAVEN 3500; Evonik 안료 예컨대 Color Black FW 200, FW 2, FW 2V, FW 1, FW 18, FW S160, FW S170, Special Black 6, Special Black 5, Special Black 4A, Special Black 4, PRINTEX® U, PRINTEX® 140U, PRINTEX® V, 및 PRINTEX®140V를 포함한다. 상기 목록의 안료는 미개질 안료 입자들, 소분자 부착 안료 입자들, 및 고분자-분산 안료 입자들을 포함한다. 기타 안료뿐 아니라 이들의 혼합물도 채용될 수 있다. 안료 입도는 가능한 작아 액체 비히클에 안정적인 콜로이드성 입자 현탁액 형성이 가능하고 잉크가 열적 잉크젯 프린터 또는 압전 잉크젯 프린터에 사용될 때 잉크 경로 막힘이 방지되는 것이 바람직하다.
캡슐화 수지성 안료는 잉크 조성물 중 임의의 바람직한 또는 유효 함량으로 존재하고, 실시태양들에서, 캡슐화 수지성 안료는 잉크 조성물 총 중량 기준으로 약 0.05 내지 약 15 중량%, 또는 약 0.1 내지 약 10 중량%, 또는 약 1 내지 약 5 중량% 함량으로 존재한다.
특정 실시태양들에서, 추가 착색제가 존재하는 경우, 수성 잉크의 총 고형분이 수성 잉크 조성물 총 중량 기준으로 약 2 내지 약 25 중량%, 또는 약 7 내지 약 15 중량%가 되도록 제공된다.
실시태양들에서, 라텍스 수지는 제1 및 제2 단량체 조성물로 구성된다. 제1 단량체 조성물 및 제2 단량체 조성물 제조에 있어서 임의의 적합한 단량체 또는 단량체 혼합물이 선택될 수 있다. 제1 단량체 조성물에 대한 단량체 또는 단량체 혼합물은 제2 단량체 조성물과는 독립적으로 선택되고 반대의 경우도 그러하다. 제1 및/또는 제2 단량체 조성물들에 대한 예시적 단량체들은, 제한적이지 않지만, 폴리에스테르, 스티렌, 알킬 아크릴레이트, 예컨대, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 도데실 아크릴레이트, n-옥틸 아크릴레이트, 2-클로로에틸 아크릴레이트; β-카르복시 에틸 아크릴레이트 (β-CEA), 페닐 아크릴레이트, 메틸 알파클로로아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트 및 부틸 메타크릴레이트; 부타디엔; 이소프렌; 메타크릴로니트릴; 아크릴로니트릴; 비닐 에테르, 예컨대, 비닐 메틸 에테르, 비닐 이소부틸 에테르, 비닐 에틸 에테르 및 기타 등; 비닐 에스테르, 예컨대, 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 비닐 벤조에이트 및 비닐 부티레이트; 비닐 케톤, 예컨대, 비닐 메틸 케톤, 비닐 헥실 케톤 및 메틸 이소프로페닐 케톤; 비닐리덴 할라이드, 예컨대, 염화비닐리덴 및 염불화비닐리덴; N-비닐 인돌; N-비닐 피롤리돈; 메타크릴레이트; 아크릴산; 메타크릴산; 아크릴아미드; 메타크릴아미드; 비닐피리딘; 비닐피롤리돈; 염화비닐-N-메틸피리디늄; 비닐 나프탈렌; p-염화스티렌; 염화비닐; 브롬화비닐; 불화비닐; 에틸렌; 프로필렌; 부틸렌; 이소부틸렌; 및 기타 등, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 단량체 혼합물이 사용되는 경우, 전형적으로 라텍스 중합체는 공중합체이다.
일부 실시태양들에서, 제1 단량체 조성물 및 제2 단량체 조성물은 독립적으로 2 이상의 상이한 단량체들로 구성된다. 따라서 라텍스 중합체는 공중합체를 포함한다. 이러한 라텍스 공중합체 예시로는 폴리(스티렌-n-부틸 아크릴레이트-β-CEA), 폴리(스티렌-알킬 아크릴레이트), 폴리(스티렌-1,3-디엔), 폴리(스티렌-알킬 메타크릴레이트), 폴리(알킬 메타크릴레이트-알킬 아크릴레이트), 폴리(알킬 메타크릴레이트-아릴 아크릴레이트), 폴리(아릴 메타크릴레이트-알킬 아크릴레이트), 폴리(알킬 메타크릴레이트), 폴리(스티렌-알킬 아크릴레이트-아크릴로니트릴), 폴리(스티렌-1,3-디엔-아크릴로니트릴), 폴리(알킬 아크릴레이트-아크릴로니트릴), 폴리(스티렌-부타디엔), 폴리(메틸스티렌-부타디엔), 폴리(메틸 메타크릴레이트-부타디엔), 폴리(에틸 메타크릴레이트-부타디엔), 폴리(프로필 메타크릴레이트-부타디엔), 폴리(부틸 메타크릴레이트-부타디엔), 폴리(메틸 아크릴레이트-부타디엔), 폴리(에틸 아크릴레이트-부타디엔), 폴리(프로필 아크릴레이트-부타디엔), 폴리(부틸 아크릴레이트-부타디엔), 폴리(스티렌-이소프렌), 폴리(메틸스티렌-이소프렌), 폴리(메틸 메타크릴레이트-이소프렌), 폴리(에틸 메타크릴레이트-이소프렌), 폴리(프로필 메타크릴레이트-이소프렌), 폴리(부틸 메타크릴레이트-이소프렌), 폴리(메틸 아크릴레이트-이소프렌), 폴리(에틸 아크릴레이트-이소프렌), 폴리(프로필 아크릴레이트-이소프렌), 폴리(부틸 아크릴레이트-이소프렌); 폴리(스티렌-프로필 아크릴레이트), 폴리(스티렌-부틸 아크릴레이트), 폴리(스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴), 폴리(스티렌-부틸 아크릴레이트-아크릴노니트릴), 및 기타 등을 포함한다.
실시태양들에서, 제1 단량체 조성물 및 제2 단량체 조성물은 실질적으로 수불용성, 예컨대, 소수성이고, 반응 용기에 첨가될 때 적절하게 교반하여 수상에서 분산된다.
제1 단량체 조성물 및 제2 단량체 조성물의 중량비는 약 0.5:99.5 내지 약 25:75, 약 1:99 내지 약 10:90 범위를 포함한 약 0.1:99.9 내지 약 50:50이다.
실시태양들에서, 제1 단량체 조성물 및 제2 단량체 조성물은 동일할 수 있다. 제1/제2 단량체 조성물의 예시로는 스티렌 및 알킬 아크릴레이트를 포함하는 혼합물, 예컨대, 스티렌, n-부틸 아크릴레이트 및 β-CEA로 구성되는 혼합물이다. 단량체들 총 중량 기준으로, 스티렌은 더 많거나 적을 수 있지만 약 1% 내지 약 99%, 약 50% 내지 약 95%, 약 70% 내지 약 90% 존재하고; 알킬 아크릴레이트, 예컨대, n-부틸 아크릴레이트는, 더 많거나 적을 수 있지만 약 1% 내지 약 99%, 약 5% 내지 약 50%, 약 10% 내지 약 30% 존재한다.
고분자 라텍스는 임의의 적합한 또는 바람직한 고분자 재료를 포함한다. 실시태양들에서, 고분자 라텍스는 스티렌, n-부틸 아크릴레이트, 메타크릴산, 베타-CEA (β-카르복시에틸 아크릴레이트), 및 선택적인 계면활성제의 유화 중합으로 생성되는 고분자 입자들을 포함하는 라텍스 유화액으로 구성된다.
임의의 적합한 개시제 또는 개시제들 혼합물이 라텍스 공정 및 토너 공정에서 선택된다. 실시태양들에서, 개시제는 공지 자유 라디칼 중합 개시제들에서 선택된다. 자유 라디칼 개시제는 약 30℃ 이상으로 가열되면 자유 라디칼 종들을 제공할 수 있고 자유 라디칼 중합 공정을 개시할 수 있는 임의의 자유 라디칼 중합 개시제 및 이들의 혼합물일 수 있다.
수용성 자유 라디칼 개시제들이 유화 중합 반응들에서 사용되지만, 기타 자유 라디칼 개시제들 또한 적용될 수 있다. 적합한 자유 라디칼 개시제들 예시로는, 제한적이지 않지만, 과산화물 예컨대 과황산암모늄, 과산화수소, 과산화아세틸, 과산화쿠밀, 과산화tert-부틸, 과산화프로피오닐, 과산화벤조일, 과산화클로로벤조일, 과산화디클로로벤조일, 과산화브로모메틸벤조일, 과산화라우로일, 과산화탄산디이소프로필, 과산화테트랄린, 1-페닐-2-메틸프로필-1-과산화물 및 tert-부틸과산화물; 퍼트리페닐아세테이트, tert-부틸 퍼포르메이트; tert-부틸 퍼아세테이트; tert-부틸 퍼벤조에이트; tert-부틸 퍼페닐아세테이트; tert-부틸 퍼메톡시아세테이트; tert-부틸 퍼-N-(3-톨루일)카르바메이트; 과항산나트륨; 과황산칼륨, 아조 화합물들, 예컨대, 2,2'-아조비스프로판, 2,2'-디클로로-2,2'-아조비스프로판, 1,1'-아조(메틸에틸)디아세테이트, 2,2'-아조비스(2-아미디노프로판)염산염, 2,2'-아조비스(2-아미디노프로판)-질산염, 2,2'-아조비스이소부탄, 2,2'-아조비스이소부틸아미드, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 메틸 2,2'-아조비스-2-메틸프로피오네이트, 2,2'-디클로로-2,2'-아조비스부탄, 2,2'-아조비스-2-메틸부티로니트릴, 디메틸 2,2'-아조비스이소부티레이트, 1,1'-아조비스(소듐 1-메틸부티로니트릴-3-술포네이트), 2-(4-메틸페닐아조)-2-메틸말로노드-이니트릴, 4,4'-아조비스-4-시아노발레르산, 3,5-디히드록시메틸페닐아조-2-메틸말로노드이니트릴, 2-(4-브로모페닐아조)-2-알릴말로노드이니트릴, 2,2'-아조비스-2-메틸발레로니트릴, 디메틸 4,4'-아조비스-4-시아노발레레이트, 2,2'-아조비스-2,4-디메틸발레로니트릴, 1,1'-아조비스시클로헥산니트릴, 2,2'-아조비스-2-프로필부티로니트릴, 1,1'-아조비스-1-클로로페닐에탄, 1,1'-아조비스-1-시클로헥산카르보니트릴, 1,1'-아조비스-1-시클로헵탄니트릴, 1,1'-아조비스-1-페닐에탄, 1,1'-아조비스쿠멘, 에틸 4-니트로페닐아조벤질시아노아세테이트, 페닐아조디페닐메탄, 페닐아조트리페닐메탄, 4-니트로페닐아조트리페닐메탄, 1'-아조비스-1,2-디페닐에탄, 폴리(비스페놀 A-4,4'-아조비스-4-시아노펜타노-에이트) 및 폴리(테트라에틸렌 글리콜-2,2'-아조비스이소부티레이트); 1,4-비스(펜타에틸렌)-2-테트라젠; 1,4-디메톡시카르보닐-1,4-디페닐-l-2-테트라젠, 및 기타 등; 및 이들의 혼합물을 포함한다.
더욱 전형적인 자유 라디칼 개시제들은, 제한적이지 않지만, 과황산암모늄, 과산화수소, 과산화아세틸, 과산화쿠밀, 과산화tert-부틸, 과산화프로피오닐, 과산화벤조일, 과산화클로로벤조일, 과산화디클로로벤조일, 과산화브로모메틸벤조일, 과산화라우로일, 과황산나트륨, 과황산칼륨, 과탄산디이소프로필 및 기타 등을 포함한다.
중합되는 단량체들 총 중량 기준으로, 더 많거나 더 적을 수 있지만 개시제는 약 0.1% 내지 약 5%, 약 0.4% 내지 약 4%, 약 0.5% 내지 약 3% 존재할 수 있다.
선택적으로 사슬전달제가 사용되어 라텍스 중합도, 따라서 본 발명에 의한 라텍스 공정 및/또는 토너 공정에서 생성 라텍스의 분자량 및 분자량 분포를 조절한다. 이해될 수 있는 바와 같이, 사슬전달제는 라텍스 중합체 일부가 된다.
실시태양들에서, 사슬전달제는 탄소-황 공유결합을 가진다. 탄소-황 공유결합은 적외선흡수스펙트럼에서 파수 범위 500 내지 800cm-1 에서 흡수피크를 가진다. 사슬전달제가 라텍스에 조합되고 라텍스로부터 토너가 제조되면, 흡수피크는, 예를들면, 파수 범위 400 내지 4,000cm-1로 변경된다.
예시적 사슬전달제는, n-C3-15 알킬메르캅탄, 예컨대, n-프로필메르캅탄, n-부틸메르캅탄, n-아밀메르캅탄, n헥실메르캅탄, n-헵틸메르캅탄, n-옥틸메르캅탄, n-노닐메르캅탄, n데실메르캅탄 및 n-도데실메르캅탄; 분지화 알킬메르캅탄, 예컨대, 이소프로필메르캅탄, 이소부틸메르캅탄, s-부틸메르캅탄, tert-부틸메르캅탄, 시클로헥실메르캅탄, tert-헥사데실메르캅탄, tert-라우릴메르캅탄, tert노닐메르캅탄, tert-옥틸메르캅탄 및 tert-테트라데실메르캅탄; 방향족 환함유 메르캅탄, 예컨대, 알릴메르캅탄, 3-페닐프로필메르캅탄, 페닐메르캅탄 및 메르캅토트리페닐메탄; 및 기타 등을 포함하지만 이에 국한되지 않는다. 용어들, 메르캅탄 및 티올은 C-SH 기를 나타내기 위하여 상호 교환적으로 사용된다.
이러한 사슬전달제 예시로는, 제한적이지 않지만, 도데칸티올, 부탄티올, 이소옥틸-3-메르캅토프로피오네이트, 2-메틸-5-t-부틸-티오페놀, 사염화탄소, 사브롬화탄소 및 기타 등을 포함한다.
피중합 단량체들 총 중량 기준으로, 더 많이 또는 더 적게 존재할 수 있지만 사슬전달제는 약 0.1% 내지 약 7%, 약 0.5% 내지 약 6%, 약 1.0% 내지 약 5% 존재한다.
실시태양들에서, 선택적으로 분지화제가 제1/제2 단량체 조성물에 포함되어 목표 라텍스의 분지 구조를 조절한다. 예시적 분지화제들은, 제한적이지 않지만, 데칸디올 디아크릴레이트 (ADOD), 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 트리멜리트산, 피로멜리트산 및 이들의 혼합물을 포함한다.
피중합 단량체들 총 중량 기준으로, 분지화제는 더 많이 또는 더 적게 존재할 수 있지만 약 0% 내지 약 2%, 약 0.05% 내지 약 1.0%, 약 0.1% 내지 약 0.8% 존재한다.
본 발명의 라텍스 공정에서, 유화는 임의의 적합한 공정, 예컨대, 상승 온도에서 혼합에 의해 진행된다. 예를들면, 유화 혼합물은 약 200 내지 약 400rpm으로 설정된 균질기에서 약 40℃ 내지 약 80℃로 약 1 분내지 약 20 분 동안 혼합된다.
임의 유형의 반응기가 제한 없이 사용될 수 있다. 반응기는 조성물들을 교반할 수 있는 수단, 예컨대, 임펠러를 포함한다. 반응기는 적어도 하나의 임펠러를 포함한다. 라텍스 및/또는 토너 형성을 위하여, 공정 중에 임펠러들이 유효 혼합 속도 약 10 내지 약 1,000rpm으로 작동되도록 반응기가 조작된다.
단량체 첨가 완료 후, 라텍스는 냉각되기 전에 일정 주기 동안, 예를들면 약 10 내지 약 300 분 동안 조건들을 유지하여 안정화된다. 선택적으로, 상기 공정에 의해 형성된 라텍스는 예를들면, 응집, 용해 및 침강, 여과, 세척, 건조 또는 기타 등본 분야에서 알려진 표준 방법들로 분리된다.
실시태양들에서, 고분자 라텍스는 폴리에스테르 수성 분산액으로 구성된다. 임의의 적합한 또는 바람직한 폴리에스테르가 본원의 잉크 조성물에 사용될 수 있다. 실시태양들에서, 폴리에스테르는 미국특허 6,593,049 및 미국특허 6,756,176에 기재된 물질일 수 있다. 또한 적합한 수지들은 미국특허 6,830,860에 기재된 바와 같이 비결정질 폴리에스테르 수지 및 결정질 폴리에스테르 수지의 혼합물을 포함한다.
특정 실시태양에서, 본원의 잉크 조성물은 비결정질 폴리에스테르, 결정질 폴리에스테르, 또는 비결정질 폴리에스테르 및 결정질 폴리에스테르의 혼합물로 구성되는 고분자 라텍스를 포함한다.
실시태양들에서, 수지는 선택적 촉매 존재에서 디올 및 이산 (diacid)의 반응으로 형성되는 폴리에스테르 수지이다. 결정질 폴리에스테르를 형성하기 위하여, 적합한 유기 디올들은 약 2 내지 약 36 탄소원자들의 지방족 디올들, 예컨대 1,2-에탄디올, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 2,2-디메틸프로판-1,3-디올, 1,6-헥산디올, 1,7-헵탄디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올, 1,12-도데칸디올, 및 기타 등, 및 이들의 구조이성질체를 포함한다.
지방족 디올은 임의의 바람직하거나 적합한 함량으로, 실시태양들에서, 약 40 내지 약 60 몰%, 또는 약 42 내지 약 55 몰%, 또는 약 45 내지 약 53 몰%으로 선택되고, 실시태양에서 제2 디올은 임의의 함량으로, 실시태양들에서, 수지의 약 0 내지 약 10 몰%, 또는 약 1 내지 약 4 몰%로 선택된다.
결정질 수지들 제조에서 선택되는 비닐 이산들 또는 비닐 디에스테르들을 포함한 유기 이산들 또는 디에스테르들 예시로는 옥살산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 푸마르산, 디메틸 푸마레이트, 디메틸 이타코네이트, cis-1,4-디아세톡시-2-부텐, 디에틸 푸마레이트, 디에틸 말레에이트, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 나프탈렌-2,6-디카르복실산, 나프탈렌-2,7-디카르복실산, 시클로헥산 디카르복실산, 말론산 및 메사콘산, 디에스테르 또는 이들의 무수물, 및 이들의 혼합물 및 조합을 포함한다.
유기 이산은 임의의 적합하거나 바람직한 함량으로, 실시태양들에서, 약 40 내지 약 60 몰%, 또는 약 42 내지 약 52 몰%, 또는 약 45 내지 약 50 몰%로 선택되고, 실시태양들에서 제2 이산은 임의의 적합하거나 바람직한 함량으로, 예컨대 수지의약 0 내지 약 10 몰%로 선택된다.
폴리에스테르 기반의 결정질 수지들은 폴리(에틸렌-아디페이트), 폴리(프로필렌-아디페이트), 폴리(부틸렌-아디페이트), 폴리(펜틸렌-아디페이트), 폴리(헥실렌-아디페이트), 폴리(옥틸렌-아디페이트), 폴리(에틸렌-숙시네이트), 폴리(프로필렌-숙시네이트), 폴리(부틸렌-숙시네이트), 폴리(펜틸렌-숙시네이트), 폴리(헥실렌-숙시네이트), 폴리(옥틸렌-숙시네이트), 폴리(에틸렌-세바케이트), 폴리(프로필렌-세바케이트), 폴리(부틸렌-세바케이트), 폴리(펜틸렌-세바케이트), 폴리(헥실렌-세바케이트), 폴리(옥틸렌-세바케이트), 폴리(데실렌-세바케이트), 폴리(데실렌-데카노에이트), 폴리(에틸렌-데카노에이트), 폴리(에틸렌 도데카노에이트), 폴리(노닐렌-세바케이트), 폴리(노닐렌-데카노에이트), 코폴리(에틸렌-푸마레이트)-코폴리(에틸렌-세바케이트), 코폴리(에틸렌-푸마레이트)-코폴리(에틸렌-데카노에이트), 코폴리(에틸렌-푸마레이트)-코폴리(에틸렌-도데카노에이트), 코폴리(2,2-디메틸프로판-1,3-디올-데카노에이트)-코폴리(노닐렌-데카노에이트), 폴리(옥틸렌-아디페이트)을 포함한다.
비결정질 폴리에스테르 제조를 위한 이산 또는 디에스테르의 예시로는 디카르복실산 또는 디에스테르 예컨대 테레프탈산, 프탈산, 이소프탈산, 푸마르산, 트리멜리트산, 디메틸푸마레이트, 디메틸이타코네이트, cis-1,4-디아세톡시-2-부텐, 디에틸 푸마레이트, 디에틸 말레에이트, 말레산, 숙신산, 이타콘산, 숙신산무수물, 도데실숙신산, 도데실숙신산무수물, 글루타르산, 글루타르산 무수물, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 도데칸이산, 디메틸 테레프탈레이트, 디에틸 테레프탈레이트, 디메틸이소프탈레이트, 디에틸이소프탈레이트, 디메틸프탈레이트, 프탈산 무수물, 디에틸프탈레이트, 디메틸숙시네이트, 디메틸푸마레이트, 디메틸말레에이트, 디메틸글루타레이트, 디메틸아디페이트, 디메틸 도데실숙시네이트, 및 이들의 혼합물 및 조합물을 포함한다. 유기 이산 또는 디에스테르는 임의의 적합하거나 바람직한 함량으로, 예를들면, 수지의 약 40 내지 약 60 몰%, 또는 수지의 약 42 내지 약 55 몰%, 또는 수지의 약 45 내지 약 53 몰%로 존재한다.
비결정질 폴리에스테르 제조에 사용되는 디올들 예시로는 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 펜탄디올, 헥산디올, 2,2-디메틸프로판디올, 2,2,3-트리메틸헥산디올, 헵탄디올, 도데칸디올, 비스(히드록시에틸)-비스페놀 A, 비스(2-히드록시프로필)-비스페놀 A, 1,4-시클로헥산디메탄올, 1,3-시클로헥산디메탄올, 자일렌디메탄올, 시클로헥산디올, 디에틸렌 글리콜, 비스(2-히드록시에틸) 옥시드, 디프로필렌 글리콜, 디부틸렌, 및 이들의 혼합물 및 조합물을 포함한다. 선택되는 유기 디올의 함량은 가변적이고, 임의의 적합하거나 바람직한 함량으로 선택될 수 있고, 예를들면 수지의 약 40 내지 약 60 몰%, 또는 수지의 약 42 내지 약 55 몰%, 또는 약 45 내지 약 53 몰%일 수 있다.
실시태양들에서 폴리에스테르 형성에 중축합 촉매가 사용된다. 결정질 또는 비결정질 폴리에스테르 형성에 활용되는 중축합 촉매들은 테트라알킬 티타네이트, 디알킬산화주석 예컨대 디부틸산화주석, 테트라알킬주석 예컨대 디부틸주석 디라우레이트, 및 디알킬주석 산화 수산화물 예컨대 부틸주석 산화 수산화물, 알루미늄 알콕시드, 알킬 아연, 디알킬 아연, 산화아연, 산화주석, 및 이들의 혼합물 및 조합물을 포함한다. 이러한 촉매들은 임의의 적합하거나 바람직한 함량으로, 예를들면, 폴리에스테르 수지 생성에 사용되는 출발 이산 또는 디에스테르 기준으로 약 0.01 몰% 내지 약 5 몰% 함량으로 사용된다.
상기된 바와 같이, 실시태양들에서, 불포화, 비결정질 폴리에스테르 수지가 본원 폴리에스테르로 사용될 수 있다. 이러한 수지의 예시로는 미국특허 6,063,827에 기재된 것을 포함한 폴리에스테르를 포함한다. 불포화 비결정질 폴리에스테르 수지 예시로는 폴리(프로폭시화 비스페놀 코-푸마레이트), 폴리(에톡시화 비스페놀 코-푸마레이트), 폴리(부톡시화 비스페놀 코-푸마레이트), 폴리(코-프로폭시화 비스페놀 코-에톡시화 비스페놀 코-푸마레이트), 폴리(1,2-프로필렌 푸마레이트), 폴리(프로폭시화 비스페놀 코-말레에이트), 폴리(에톡시화 비스페놀 코-말레에이트), 폴리(부톡시화 비스페놀 코-말레에이트), 폴리(코-프로폭시화 비스페놀 코-에톡시화 비스페놀 코-말레에이트), 폴리(1,2-프로필렌 말레에이트), 폴리(프로폭시화 비스페놀 코-이타코네이트), 폴리(에톡시화 비스페놀 코-이타코네이트), 폴리(부톡시화 비스페놀 코-이타코네이트), 폴리(코-프로폭시화 비스페놀 코-에톡시화 비스페놀 코-이타코네이트), 폴리(1,2-프로필렌 이타코네이트), 및 이들의 조합을 포함하지만 이에 국한되지 않는다.
실시태양들에서, 적합한 폴리에스테르 수지는 비결정질 폴리에스테르 예컨대 다음 식의 폴리(프로폭시화 비스페놀 A 코-푸마레이트) 수지이다
Figure pat00001
식 중 m은 실시태양들에서 약 5 내지 약 1000인, 또는 약 10 내지 약 500, 또는 약 15 내지 약 200인 정수이다.
라텍스 수지로 사용될 수 있는 선형 프로폭시화 비스페놀 A 푸마레이트 수지 예시로는 Resana S/A Industrias Quimicas, Sao Paulo, Brazil 의 상표명 SPARII로 입수 가능하다. Kao Corporation, Japan의 GTUF 및 FPESL-2, 및 Reichhold, Research Triangle Park, North Carolina 의 EM181635을 포함한 상업적으로 입수되는 기타 프로폭시화 비스페놀 A 푸마레이트 수지들이 사용될 수 있다.
상기 비결정질 수지와 선택적으로 조합되어 사용될 수 있는 적합한 결정질 수지들은 미국특허공개 2006/0222991에 기재된 것들을 포함한다. 실시태양들에서, 적합한 결정질 수지는 에틸렌 글리콜 및 도데칸이산 및 푸마르산 공중합체들 혼합물로 형성되는 다음 식의 수지를 포함한다
Figure pat00002
식 중 b는 예시태양들에서 약 5 내지 약 2,000인 정수이고 d는 실시태양들에서 약 5 내지 약 2,000인 정수이다.
예를들면, 실시태양들에서, 상기 폴리(프로폭시화 비스페놀 A 코-푸마레이트) 수지는 결정질 수지와 조합되어 라텍스 유화액을 형성한다. 특정 실시태양에서, 본원의 잉크 조성물은 폴리(코-프로폭시화 비스페놀 코-테레프탈레이트 코-푸마레이트, 결정질 폴리에스테르, 실시태양들에서, 폴리(1,9-노난디올-코-도데칸이산), 또는 이들의 혼합물로 구성되는 고분자 라텍스를 포함한다.
실시태양들에서, 수지는 예를들면 수지 말단에 존재하는, 카르복실산을 포함한 산기들을 가진다. 존재할 수 있는 산기는 카르복실기 및 기타를 포함한다. 카르복실산기들의 수는 수지 및 반응 조건들을 형성하기 위하여 사용되는 물질들을 조절함으로써 제어될 수 있다.
실시태양들에서, 폴리에스테르 수지의 산가는 약 2 mg KOH/g 수지 내지 약 200 mg KOH/g 수지, 또는 약 5 mg KOH/g 수지 내지 약 50 mg KOH/g 수지이다. 산 함유 수지는 테트라히드로푸란 용액에 용해된다. 산가는 지시제로서 페놀프탈레인을 함유하는 KOH/ 메탄올 용액으로 적정함으로써 검출된다. 이후 산가는 적정 종말점에서 식별되는 수지의 모든 산기들을 중화시키기 위하여 필요한 KOH/메탄올 당량에 기준으로 계산된다.
복합 라텍스 입자는 본 분야에서 알려진 임의의 적합한 수단으로 제조된다. 예를들면, 복합 라텍스 입자는 무엇보다도 당업자에게 명백한 2-단계 유화 중합 공정, 제1 단량체가 수성 분산액에서 제2 단량체 내부로 확산되어 중합되는 자체-유화 공정, 코어 또는 쉘로서 비결정질 또는 결정질 폴리에스테르가 선택되는 코어-쉘 입자 제조를 포함한 분산 중합으로 제조될 수 있다.
실시태양들에서, 폴리에스테르 유화액 또는 라텍스의 부피 평균 입도는 약 20 나노미터 (nm) 내지 약 1000 nm, 또는 약 20 내지 약 800 nm, 또는 약 50 내지 약 800 nm, 또는 약 50 내지 약 500 nm, 또는 약 50 내지 약 300 nm, 또는 약 100 내지 약 300 나노미터이다. 특정 실시태양에서, 고분자 라텍스의 부피 평균 입도는 약 200 나노미터 이하, 실시태양들에서 약 20 내지 이하 약 200 나노미터이다.
라텍스 특성들은 임의의 적합한 기술 및 장치로 측정될 수 있다. 부피 평균 입자 직경은 제조사 지시서에 따라 측정 장비 예컨대 광산란 입도계로 측정될 수 있다. 또한 부피 평균 입자 직경은 제조사 지시서에 따라 측정장비 예컨대 Beckman Coulter Multisizer 3로 측정될 수 있다.
특정 실시태양에서, 폴리에스테르는 다음 식의 화합물이다
Figure pat00003
식 중 R은 수소 또는 메틸이고, m은 약 2 내지 약 10인 정수이고, n은 약 2 내지 약 10인 정수이다.
실시태양들에서, 고분자 라텍스는 비결정질 및 결정질 폴리에스테르의 총 중량 기준으로 중량으로 90 %의 비결정질 폴리에스테르 및 10 %의 결정질 폴리에스테르로 존재하는 비결정질 고분자 및 결정질 폴리에스테르의 조합물로 구성된다.
실시태양들에서, 고분자 라텍스는 임의의 바람직한 또는 유효 함량으로, 예컨대 잉크 조성물 총 중량 기준으로 약 0.1 내지 약 25 중량%, 또는 약 1 내지 약 20 중량%, 또는 약 3 내지 약 20 중량%, 또는 약 2 내지 약 14 중량%로 존재한다.
특정 실시태양들에서, 고분자 라텍스는 수성 잉크의 총 고형분이 수성 잉크 조성물 총 중량 기준으로 약 2 내지 약 25 중량%, 또는 약 7 내지 약 15 중량%가 되도록 제공된다.
수성 잉크 조성물은 물과의 결합 및 물/공-용매 혼합물 증기압 감소 (라울의 법칙)에 의한 지연성을 개선하는 저분자량 습윤 용매를 포함한다. 용제 (solute)는 낮은 Rh 조건들에서 지연성 및 회수성을 개선시킨다.
저분자량 습윤 용매는 임의의 적합한 또는 바람직한 재료를 포함할 수 있다.
실시태양들에서, 저분자량 습윤 용매의 분자량은 약 100 g/mole 내지 약 3,000 g/mole, 또는 약 100 g/mole 내지 약 2,000 g/mole, 또는 약 100 g/mole 내지 약 1,000 g/mole이다.
저분자량 습윤 용매는 베타인, 베타인 유도체, 폴리올, 당, 및 혼합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다. 특정 실시태양에서, 저분자량 습윤 용매는 베타인이다.
온라인 사전 "위키피디아"에 기재된 바와 같이, 베타인은 임의의 천연 화합물로서 양이온 관능기 예컨대 수소원자를 가지지 않는 4차 암모늄 또는 포스포늄 (일반명: 오늄 이온) 및 양이온 자리에 인접하지 않은 음이온 관능기 예컨대 를 가진다. 따라서 베타인은 특정 유형의 양쪽성 이온이다.
본원에서 사용되는 베타인은 Kuczera 등, “지질층 BLM 개질제로서의 친양쪽성 베타인 에스테르 유도체” 1989 June; 8(3): 223-32에 기재된 물질에서 선택될 수 있고, 요약서에는, 화학식 (CH3)3N+COOCnH2n + 1Cl- (n = 10, 12, 14 또는 16)을 가지는 일련의 친양쪽성 베타인 에스테르 유도체 (V-n)가 레시틴 지방막 의 전기 특성에 대한 효과에 대하여 연구되었다. 정규화 저항 및 항복전압은 막 중 V-n 농도 및 알킬 사슬 길이 (n)에 따라 달랐다. 약 10(4) ohm.cm2까지의 저항 감소 및 111 mV의 항복전압 감소가 V-n: 측정 레시틴 몰비 범위 (0.005-0.05)에서 검출되었다. 항복전압의 최대 감소는 V-14에서 관찰되었다. 이러한 관찰 및 특징적인 음이온 선택성으로 보아, V-n 및 인지질과의 상호작용에 의해, 친수성 공극이 지질 이중층에 형성된다. 이러한 가정은 전자상자성공명 (EPR) 측정 결과로 지지되고 이는 이중층 운동 또는 배치 (ordering)에서 집합적 변화를 보이지 않았다. 특히, 막에 용해된 스핀 탐색 분자의 회전 상관관계 시간(times) 및 배치 인자들은 측정 농도 범위에서 변경되지 않았다. 상당한 막 결함들은 집합적 배치 및 운동에 영향을 미치고 형성된 공극들의 수는 작을 것으로 예상된다.
또한, 베타인 및 관련 삼투억제제. 스트레스 저항의 대사공학 표적” McNeil, 등, Plant Physiology, August 1999, Vol. 120, pp. 945-949. 참고.
본원에서 사용 가능한 베타인은 미국 특허 6,384,266에 기재된 물질에서 선택될 수 있다. 미국 특허 6,384,266는 요약서에서 합성 과정에서 부산물로 독소를 생성하지 않는 환경적으로 허용 가능한 글리신 베타인 에스테르 제조방법을 기술한다. 본 방법은 공정 중에 재생 가능한 재료의 생성물만을 생성하고, 재생된 재료는 예컨대 비료로 판매될 수 있다.
또한 본원에서 사용 가능한 베타인은 미국 특허 2,429,171에 기재된 베타인 유도체에서 선택될 수 있다. 미국 특허 2,429,171은 베타인 유도체를 기술하며, 이는 아실기에 의해 대체 될 수 있는 수소 또는 금속 원자를 함유한 유기 화합물을 베타인 염의 산 할로겐화물 또는 무수물과 반응시켜 얻어진다. 미국 특허 2,429,171에 기재된 바와 같이, 출발 물질은 지방족 알코올 예컨대 스테아릴 알코올, 지방족고리 알코올 예컨대 멘톨, 비타민 A 및 스테로이드 계열 예컨대 테스토스테론, 안드로스테론, 콜티코스테론, 데속시콜티코스테론 및 디히드로콜티코스테론의 알코올; 페놀, 크레졸, 클로르페놀, 오에스트론, 오에스트라디올 또는 이의 모노 에스테르, 비타민 E, 2-메틸-나프토히드로퀴논, 합성 또는 천연 강심 물질 (cardiac substance)의 게닌 및 이들의 배당체, 예컨대 스트로판티딘, 스트로판틴, 디지톡시게닌, 기톡신, 기톡시게닌; 1차 및 2차 아민 또는 해당 알칼로이드; β-디케톤, β- 케토카르복실산 유도체, 해당 금속 화합물들, 기타 등일 수 있다. 반응에 사용되는 베타인 염의 산 할로겐화물 또는 무수물은 카르복실산 또는 이의 염들을 해당 산 할로겐화물 또는 무수물로 전환시키기에 적합한 제제를 이용하여 베타인, 이의 염 또는 에스테르 염에서 얻을 수 있다. 실시태양들에서, 베타인 유도체는 아실기로 대체될 수 있는 활성 수소원자 및 활성 금속원자로 이루어진 군의 멤버를 포함하는 강심 배당체 및 이의 아글리콘으로 이루어진 군에서 선택되는 멤버를, 베타인 염의 산 할로겐화물 및 무수물로 이루어진 군의 멤버로 처리하여 제조되는 것을 포함한다. 실시태양들에서, 베타인 유도체는 아실기로 대체될 수 있는 활성 수소원자 및 활성 금속원자로 이루어진 군의 멤버를 포함하는 강심 배당체 및 이의 아글리콘으로 이루어진 군에서 선택되는 멤버를, 아실화 될 수 없는 유기화합물 및 베타인 염의 산 할로겐화물 및 무수물로 이루어진 군의 멤버와의 혼합물로 처리하고 무변 물질들에서 아실화물을 분리하고 가수분해제로 전기 화합물들을 모 물질들을 재생하여 제조되는 것을 포함한다. 실시태양들에서, 베타인 유도체는 베타인 염산염의 콜레스테릴 에스테르, 베타인 염산염의 스트로판티딘 에스테르, 베타인 염산염으로 3-위치에 에스테르화된 Δ-3:21-디히드록시-노르-콜라디엔산 락톤, 베타인 염산염의 멘틸 에스테르, 베타인 염산염의 스테아릴 에스테르, 베타인 염산염의 산 염화물과의 파라-히드록시-벤조산 멘틸 에스테르의 유도체, 베타인 염을 가지는 발정 활성 히드록시화 시클로펜타노폴리히드로페나트렌, 베타인 염의 데속시콜티코스테론 에스테르, 및 베타인 염을 가지는 강심 배당체의 아글리콘 에스테르, 및 혼합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다.
또한 본원에서 사용되는 베타인은 미국 특허 6,384,266에 기재된 베타인 유도체에서 선택될 수 있다. 미국 특허 6,384,266은 베타인 에스테르 합성 방법을 개술하고, 이는 (a) 염산을 글리신 베타인에 충분한 함량으로 첨가하여 염산 1몰 당 베타인 염산염 1몰 생성 단계; (b) 상기 베타인 염산염을 물에 용해시키고 농축 염산을 첨가하여 pH를 2로 조정하는 단계; (c) 상기 용액을 24시간 냉각시키고, 베타인 염산염 결정 형성이 용이하도록 에탄올 첨가, 상기 베타인 염산염 결정 여과, 및 상기 베타인 염산염 결정 건조 단계, (d) 다음 배치에 사용될 물-에탄올 용액 분획물 재생 단계; (e) 반응기에 지방산 유도 알코올 충전 및 지방산 유도 알코올 액화를 위한 가열 단계, (f) 상기 베타인 염산염 결정 및 산 촉매 첨가 단계; (g) 교반 및 온도 유지 단계; (h) 에스테르화 완료까지 혼합물 반응, 상기 혼합물 냉각, 및 산 촉매 중화를 위한 중화제 첨가 단계; (i) 정제, 결정화 및 베타인 에스테르 생성물 건조 단계로 구성된다.
저분자량 습윤 용매는 폴리올, 당, 및 혼합물 및 이들의 조합으로 구성된다. 임의의 적합한 또는 바람직한 폴리올 또는 당이 선택될 수 있다. 실시태양들에서, 융점이 약 55 내지 약 200℃, 또는 약 62 내지 약 165 ℃인 폴리올 용제가 선택된다. 선택된 실시태양들에서, 저분자량 습윤 용매는 솔비톨, 말티톨, 만니톨, 자일리톨, 이소소르비드, 및 혼합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다. 이들 물질은 Roquette, France 에서 상업적으로 입수 가능하다.
소정의 실시태양들에서, 베타인 유도체는 Alkolan® CP 30 및 Alkolan® CAP 30로서 Oxiteno에서 입수되고 천연, 재생 가능한 공급원에 기반한 다음 구조의 알킬 아미도프로필 베타인으로 구성된다:
Figure pat00004
식 중 R은 Alkolan® CP 30에서는 코코넛 오일에서 유도되는 알킬기이고 Alkolan® CAP 30에서는 팜핵유에서 유도되는 C8/C10 탄소 사슬 길이 분포를 나타낸다. 소정의 실시태양들에서, 베타인 유도체는 Alkolan® CD 30로서 Oxiteno에서 입수되는 다음 구조의 알킬 베타인을 포함한다.
Figure pat00005
식 중 R은 코코넛 오일에서 유도되는 알킬기를 나타낸다.
소정의 실시태양들에서, 베타인 유도체는 다음 구조의 글리신 베타인
Figure pat00006
,
다음 구조의 프로피오 베타인 (PB), N,N,N-트리메틸-N-(2-카르복시에틸) 암모늄, 분자내염, CAS #6458-06-6,
Figure pat00007
,
다음 구조의 디안올 베타인 (DB), N,N-디메틸-N-(2-hydroxy에틸)-N-카르복시메틸 암모늄, 분자내염, CAS # 7002-65-5,
Figure pat00008
,
다음 구조의 호모디안올 (homodeanol) 베타인 (HDB), N,N-디메틸-N-(2-hydroxyehtyl)-N-(2-카르복시에틸) 암모늄, 분자내염, CAS #6249-53-2,
Figure pat00009
,
다음 구조의 호모글리세롤 베타인 (HGB), N,N-디메틸-N-(2,3-디히드록시프로필)-N-(2-카르복시에틸) 암모늄, 분자내염,
Figure pat00010
,
다음 구조의 디에탄올 호모 베타인 (DEHB), N,N-디에탄올-N-메틸-N-(2-카르복시에틸)암모늄, 분자내염, CAS#43192-67-2,
Figure pat00011
,
다음 구조의 트리에탄올 호모베타인 (TEHB), N,N,N-트리에탄올-N-(2-카르복시etyl)암모늄, 분자내염, CAS#857163-31-6,
Figure pat00012
,
다음 구조의 히드록시 프로필 호모 베타인 (HPHB), N,N-디메틸-N-(3-히드록시프로필)-N-(2-카르복시에틸)암모늄, 분자내염,
Figure pat00013
,
다음 구조의 디메틸테틴 (DMT), N,N-디메틸-N-카르복시메틸 술포늄, 분자내염, CAS #4727-41-7,
Figure pat00014
,
다음 구조의 시클릭 베타인 (CB-1), N-메틸-N-(2-카르복시에틸)모폴리늄, 분자내염,
Figure pat00015
,
다음 구조의 술포베타인 (SB-1), N,N-디메틸-N-(2-히드록시에틸)-N-(2-술포에틸)암모늄, 분자내염, CAS #91673-91-5,
Figure pat00016
,
및 혼합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다.
베타인 유도체는 상기된 것을 포함한 임의의 적합한 또는 바람직한 공정으로 제조된다. 실시태양들에서, 베타인 유도체는 “생체 의학용 베타인 유도체 및 관련 화합물”, Madhusudan Vasudevamurthy 논문, 2006, Department of Chemical and Process Engineering, University of Canterbury, Christchurch, New Zealand. Chapter 3, pages 35-36에 기재된 바에 의해 제조되고, Vasudevamurthy 논문에는 소정의 보상적 (compensatory) 용제 합성이 기술된다.
실시태양들에서, 저분자량 습윤 용매는 임의의 적합한 또는 바람직한 함량, 예컨대 잉크 조성물 총 중량 기준으로 약 0.01 내지 약 10, 또는 약 1 내지 약 8, 또는 약 2 내지 약 6 중량%로 존재한다.
특정 실시태양들에서, 저분자량 습윤 용매는 수성 잉크의 총 고형분이 수성 잉크 조성물 총 중량 기준으로 약 2 내지 약 5 중량%이 되도록 제공된다.
계면활성제
개시된 잉크는 또한 계면활성제를 포함한다. 적합한 계면활성제의 예시로는 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양성이온성 계면활성제, 및 기타 등 및 이들의 혼합물을 포함한다. 적합한 계면활성제 예시로는 알킬 폴리에틸렌 옥시드, 알킬 페닐 폴리에틸렌 옥시드, 폴리에틸렌 옥시드 블록 공중합체, 아세틸렌 폴리에틸렌 옥시드, 폴리에틸렌 옥시드 (디)에스테르, 폴리에틸렌 옥시드 아민, 양성자화 폴리에틸렌 옥시드 아민, 양성자화 폴리에틸렌 옥시드 아미드, 디메티콘 코폴리올, 치환된 아민 옥시드 등을 포함하며, 구체적인 예는 1차, 2차, 및 3차 아민 염 화합물 예컨대, 라우릴 아민, 코코넛 아민, 스테아릴아민, 로진(rosin) 아민의 염산염, 아세트산 염; 4차 암모늄 염형 화합물 예컨대, 라우릴트리메틸암모늄 클로라이드, 세틸트리메틸암모늄 클로라이드, 벤질트리부틸암모늄 클로라이드, 벤잘코늄 클로라이드 등; 피리디늄 염형 화합물 예컨대, 세틸피리디늄 클로라이드, 세틸피리디늄 브로마이드 등; 비이온성 계면활성제 예컨대, 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르, 폴리옥시에틸렌 알킬 에스테르, 아세틸렌 알코올, 아세틸렌 글리콜; 및 다른 계면활성제 예컨대, 2-헵타데센일-히드록시에틸이미다졸린, 디히드록시에틸스테아릴아민, 스테아릴디메틸베타인, 및 라우릴디히드록시에틸베타인; 불소 계면활성제; 등뿐만 아니라 그 혼합물도 포함한다. 비이온성 계면활성제의 추가 예는 폴리아크릴산, 메탈로오스, 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 프로필 셀룰로오스, 히드록시 에틸셀룰로오스, 카르복시 메틸 셀룰로오스, 폴리옥시에틸렌 세틸 에테르, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 옥틸 에테르, 폴리옥시에틸렌 옥틸페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 올레일 에테르, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌 스테아릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 에테르, Rhone-Poulenc사제IGEPAL CA-210™ IGEPAL CA-520™, IGEPAL CA-720™, IGEPAL CO-890™, IGEPAL C0-720™, IGEPAL C0-290™, IGEPAL CA-210™, ANTAROX 890™ 및 ANTAROX 897™로서 디알킬페녹시 폴리(에틸렌옥시) 에탄올을 포함한다. 적합한 비이온성 계면활성제의 다른 예는 폴리에틸렌 옥사이드 및 폴리프로필렌 옥사이드의 블록 공중합체를 포함하며, SYNPERONIC™ PE/F사제 제품, 예컨대 SYNPERONIC™ PE/F 108와 같이 상업적으로 입수 가능한 것들을 포함한다. 음이온성 계면활성제의 다른 예는 설페이트 및 설포네이트, 소듐 도데실설페이트(SDS), 소듐 도데실벤젠설포네이트, 소듐 도데실나프탈렌 설페이트, 디알킬 벤젠알킬 설페이트 및 설포네이트, 산 예컨대 Sigma-Aldrich®사제 아비에트산, Daiichi Kogyo Seiyaku사제 NEOGEN R™, NEOGEN SC™, 그 조합 등을 포함한다. 적합한 음이온성 계면활성제의 다른 예는 DOWFAX™ 2A1, Dow Chemical사제 알킬디페닐옥시드 디설포네이트, 및/또는 Tayca Corporation (일본)사제 TAYCA POWER BN2060를 포함하며, 이는 분지된 소듐 도데실벤젠 설포네이트이다. 적합한 양이온성 계면 활성제의 다른 예는, 보통 양전하를 띠며, 알킬벤질 디메틸 암모늄 클로라이드, 디알킬 벤젠알킬 암모늄 클로라이드, 라우릴 트리메틸 암모늄 클로라이드, 알킬벤질 메틸 암모늄 클로라이드, 알킬벤질 디메틸 암모늄 브로마이드, 벤잘코늄 클로라이드, 세틸 피리디늄 브로마이드, C12, C15, C17 트리메틸 암모늄 브로마이드, 4급 폴리옥시에틸알킬아민의 할라이드 염, 도데실벤질 트리에틸 암모늄 클로라이드, Alkaril Chemical사제 MIRAPOL™ 및 ALKAQUAT™, Kao Chemicals사제 SANIZOL™ (벤잘코늄 클로라이드) 등 뿐만 아니라 그 혼합물을 포함한다. 임의의 두 개 또는 그 이상의 계면활성제의 혼합물이 사용될 수 있다..
실시태양들에서, 베타인은 계면활성제로서 기능할 수 있다. 선택되는 베타인의 원료 및 거품 특성은 표 1에 제공되고, 이는 Cosmetics ＆ Toiletries® Science Applied의 웹사이트에서 취한 것이고, 주소는 이고 표는 주소 에 연결된다.
INCI 명칭 명명 원료 거품 특성
코카미도프로필 베타인 COAB 코코넛 오일 전체적으로 가장 높은 거품 높이 그러나 최소 안정성, 가장 신속한 순간 거품 (flash foam)
라우라미도프로필 베타인 LMAB 라우르 미리스트 지방산 최고 밀도 거품, 그러나 COAB 보다 부피가 덜하고, 교반이 더욱 요구됨
세틸 베타인 CET 세틸 디메틸 아민 거품 밀도에서 LMB 다음, 그러나 가장 장기간 거품 유지 COB
코카미도프로필 베타인 (및) 올레아미도프로필 베타인 COB 코코넛 오일/올레산 다른 것들과 비교할 때 중간 거품성, 개방 구조로 양호한 순간 거품
리시놀레아미도프로필 베타인 ROAB 피마자유 중간 거품제 크림 사용감
다이머 딜리놀레아미도프로필 베타인 DLB 다이머산 중간 거품제 지속성 거품으로 양호한 사용감
긴 알킬 사슬을 가지는 베타인 유도체는 계면활성제로 기능할 수 있다. 긴 알킬 사슬이란, 베타인 유도체의 알킬 사슬이 약 6 내지 약 32, 또는 약 8 내지 약 24, 또는 약 10 내지 약 18 탄소원자들을 가진다는 것이다. 실시태양들에서, 본원의 계면활성제는 라우라미도프로필 베타인, 올레아미도프로필 베타인, 라우릴 베타인, 사르코실, 도데실 베타인, 및 혼합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 베타인일 수 있다.
분자량이 더 큰 베타인은 계면활성제로 기능할 수 있다. 소정의 베타인 유도체는 분자량에 따라 가용화제이다. 가용화제는 수용액에서 소수성 화합물들을 용해시키는 화합물들이다.
선택적인 계면활성제는 임의의 바람직한 또는 유효 함량으로 존재하고, 실시태양들에서, 계면활성제는 잉크 조성물 총 중량 기준으로 약 0.01 내지 약 5 중량%로 존재한다. 계면활성제는 일부 경우에 분산제로 명명된다는 것을 이해하여야 한다. 특정 실시태양들에서, 계면활성제는 수성 잉크의 총 고형분이 수성 잉크 조성물 총 중량 기준으로 약 2 내지 약 25 중량%, 또는 약 7 내지 약 15 중량%가 되도록 제공된다.
첨가제들
잉크 조성물은 첨가제를 더욱 포함한다. 잉크 조성물에 포함될 수 있는 선택적인 첨가제는 살생물제, 살진균제, pH 조절제 예컨대 산 또는 염기, 인산염, 카르복실산염, 아황산염, 아민염, 완충용액, 및 기타 등, 봉쇄제 예컨대 EDTA (에틸렌디아민 테트라 아세트산), 점도 개질제, 균염제, 표면활성성분 및 기타 등, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 표면활성성분은 표적 기재 또는 중간재의 습윤 조건들을 충족시키도록 조정된다.
잉크는 다음 구조의 트레할로스
Figure pat00017
,
다음 구조의 솔비톨
Figure pat00018
,
또는 혼합물 또는 이들의 조합을 더욱 포함한다.
실시태양들에서, 잉크 조성물은 저-점도 조성물이다. 용어 "저-점도"란 점도가 적어도 1,000 센티포아즈 (cps)인 종래 고-점도 잉크 예컨대 스크린 인쇄 잉크 대비 사용된다. 특정 실시태양들에서, 본원에 개시된 잉크 점도는 약 20 ℃내지 40℃에서 약 100 cps 이하, 약 50 cps 이하, 또는 약 20 cps 이하, 또는 약 15 cps 이하 또는 약 2 내지 약 30 cps, 또는 약 30 ℃내지 40℃에서 약 2 내지 약 20 cps이지만, 상기 범위 외에 있을 수 있다. 잉크젯 인쇄 분야에서 사용될 때, 잉크 조성물은 일반적으로 상기 잉크젯 인쇄 공정에 사용되기에 적합한 점도를 가진다. 예를들면, 열적 잉크젯 인쇄 분야에서, 실온 (즉, 약 25 ℃)에서, 잉크 점도는 적어도 약 1 센티포아즈, 약 10 센티포아즈 이하, 약 7 센티포아즈 이하, 또는 약 5 센티포아즈 이하이지만, 상기 범위 외에 있을 수 있다. 압전 잉크젯 인쇄 분야에서, 분사 온도에서는, 잉크 점도는 적어도 약 2 센티포아즈, 적어도 약 3 센티포아즈, 약 20 센티포아즈 이하, 약 15 센티포아즈 이하, 또는 약 10 센티포아즈 이하이지만, 상기 범위 외에 있을 수 있다. 분사 온도는 약 20 내지 25 ℃로 낮을 수 있고, 약 70℃, 약 50℃, 또는 약 40℃일 수 있지만, 상기 범위 외에 있을 수 있다.
소정의 실시태양들에서, 본원 잉크 조성물의 점도는 약 30 ℃에서 약 2 내지 약 20 센티포아즈이다.
본원 잉크 조성물은 직접 인쇄 응용에 습윤화 및 박리 특성들을 제공할 수 있는 표면장력 특성을 가진다. 실시태양들에서, 잉크 조성물은 압전식 잉크젯 프린트 헤드에서 사용되기에 적합한 표면장력, 점도, 및 입자크기를 제공하도록 선택된다.
실시태양들에서, 본원 잉크 조성물의 표면장력은 센티미터 당 약 15 내지 약 50 다인(mN/m), 또는 센티미터 당 약 18 내지 약 38 다인, 또는 센티미터 당 약 20 내지 약 35 다인이지만, 상기 범위 외에 있을 수 있다.
잉크 조성물은 임의의 적합한 공정, 예컨대 성분들의 단순 혼합으로 제조된다. 일 공정은 모든 잉크 성분들을 함께 혼합하고 혼합물을 여과하여 잉크를 얻는다. 성분들을 혼합, 필요한 경우 가열, 및 여과, 이어 임의의 바람직한 추가 첨가제를 혼합물에 첨가 및 실온에서 균질 혼합물을 얻을 때까지, 실시태양들에서 약 5 내지 약 10 분 온화하게 교반하여 잉크를 제조한다. 대안으로, 잉크 제조 과정에서 임의의 바람직한 절차에 따라, 예컨대 모든 성분들을 혼합, 필요한 경우 가열, 및 여과에 의해 선택적인 잉크 첨가제가 기타 잉크 성분들과 함께 혼합될 수 있다.
특정 실시태양에서, 잉크는 다음과 같이 제조된다: 1) 선택적으로 계면활성제로 안정화되는 고분자 라텍스 제조; 2) 선택적으로 계면활성제로 안정화되는 착색제 분산액 제조; 3) 고분자 라텍스와 착색제 분산액 혼합; 4) 혼합물의 선택적인 여과; 5) 다른 성분들 예컨대 물, 공-용매, 및 선택적인 첨가제들 첨가; 및 6) 조성물의 선택적인 여과.
또한 본원에 개시된 잉크 조성물을 화상 형성 패턴으로 기재에 적용하는 것을 포함하는 프로세스가 본원에 개시된다.
잉크 조성물을 잉크젯 인쇄 장치에 결합하여 잉크 액적들이 화상 형성 패턴으로 기재에 토출되도록 유도하는 프로세스에 잉크 조성물이 사용된다. 특정 실시태양에서, 인쇄 장치는 열적 잉크젯 프로세스를 적용하고, 여기에서 노즐에서 화상 형성 패턴으로 잉크는 선택적으로 가열되어, 잉크 액적들이 화상 형성 패턴으로 토출된다. 또 다른 실시태양에서, 인쇄 장치는 음향 잉크젯 프로세스를 적용하고, 여기에서 잉크 액적들은 음향파에 의해 화상 형성 패턴으로 토출된다. 또 다른 실시태양에서, 인쇄 장치는 압전식 잉크젯 프로세스를 적용하고, 잉크 액적들은 압전식 진동 요소에 의해 화상 형성 패턴으로 토출된다. 임의의 적합한 기재가 사용될 수 있다.
특정 실시태양에서, 본원 공정은, 본원에 개시된 바에 의해 제조된 잉크를 잉크젯 인쇄 장치에 조합하는 단계, 잉크 액적들을 화상 형성 패턴으로 중간 전달 부재로 토출하는 단계, 용매를 부분적 또는 완전히 제거하기 위하여 화상을 가열하는 단계, 및 잉크를 화상 형성 패턴으로 중간 전달 부재에서 최종 기록 기재로 전달하는 단계로 구성된다. 특정 실시태양에서, 중간 전달 부재는 인쇄 장치의 최종 기록 시트 이상 및 잉크 이하의 온도로 가열된다. 또한 옵셋 또는 간접 인쇄 공정은 예를들면, 미국특허 5,389,958에서 개시된다. 하나의 특정 실시태양에서, 인쇄 장치는 압전식 인쇄 공정을 적용하고, 여기에서 잉크 액적들은 압전식 진동 요소의 진동에 의해 화상 형성 패턴으로 토출된다.
최종 기록 시트로 임의의 적합한 기재 또는 기록 시트가 사용될 수 있고, 보통용지 예컨대 XEROX® 4024 용지, XEROX® Image Series 용지, Courtland 4024 DP 용지, 노트 괘지, 본드지, 실리카 코팅지 예컨대 Sharp Company 실리카 코팅지, JuJo 용지, HAMMERMILL LASERPRINT® 용지, 및 기타 등, 투명재료, 섬유, 천 제품, 플라스틱, 고분자 필름, 무기 기재 예컨대 금속 및 목재, 및 기타 등을 포함한다.
하기 실시예들은 본 발명의 다양한 실시예들을 보이기 위하여 기재된다. 이들 실시예는 설명 목적이고 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 또한, 달리 명시되지 없는 한 중량부, 중량%로 표기된다.
용제 (베타인), 부분 가교화 스티렌 아크릴레이트, 및 Sun Chemicals에서 입수되는 캡슐화 안료 (CMYK)를 함유하는 잉크를 조제하였다. 잉크는 Dimatix 프린터에서 양호한 분사 성능 및 회수 가능성을 보였다. 연속하여 블랙 잉크를 Kyocera 프린트 헤드로 인쇄하였다. 블랙 잉크는 양호한 분사 성능을 보였다.
실시예 1
유화 중합 라텍스 제조.
스티렌, n-부틸 아크릴레이트, 메타크릴산, 베타-CEA 및 Dow Chemical Company의 DOWFAX™ 2A1, 알킬디페닐옥시드 디술포네이트 계면활성제의 유화 중합으로 제조되는 고분자 입자들로 구성되는 라텍스 유화액을 다음과 같이 제조하였다.
1.99 그램 DOWFAX™ 2A1 및 285.43 그램 탈이온수를 10 분 동안 스테인리스 강재의 홀딩 탱크에서 혼합하여 계면활성제 용액을 제조하였다. 홀딩 탱크를 질소로 5 분 간 퍼징한 후 반응기로 옮겼다. 이후 반응기를 계속하여 질소로 퍼징하면서 450 rpm으로 교반하였다. 이후 반응기를 80 ℃로 제어하면서 가열하고 유지하였다. 별도로, 4.38 그램의 과황산암모늄 개시제를 45.52 그램의 탈이온수에 용해하였다.
별도로, 다음과 같은 방식으로 단량체 유화액을 제조하였다. 229.13 그램의 스티렌, 62.69 그램의 부틸 아크릴레이트, 45.39 그램의 메타크릴산, 10.12 그램의 베타-CEA, 2.07 그램의 1-도데칸티올, 1.18 그램의 1,10-데칸디올 디아크릴레이트 (ADOD)를 152.91 그램의 탈이온수 중 11.27 그램의 DOWFAX™ 2A1의 프리믹스에 첨가하여 유화액을 형성하였다. 질소로 퍼징하면서 1%의 상기 유화액 (4.3 그램)을 서서히 수성 계면활성제 상이 함유된 80 ℃ 반응기에 적가하여 "시드"를 형성하였다. 이후 개시제 용액을 서서히 반응기에 충전하였다. 단량체 유화액을 2 분량으로 나누고, 먼저 252.2 그램의 단량체 유화액을 반응기에 2.03 그램/분으로 공급하였다. 두 번째 분량의 259.8 그램 단량체 유화액을 2.45 그램의 DDT와 혼합하고 반응기에 2.89 그램/분으로 부가하였다. 모든 단량체 유화액이 주 반응기에 충전되면, 온도를 추가 2 시간 동안 80 ℃로 유지하여 반응을 완료하였다. 이후 완전히 냉각시키고 반응기 온도를 25 ℃로 내렸다. 생성물을 홀딩 탱크에 회수하고 25 μm 스크린으로 체질하였다.
이후 입도는 Nanotrac® U2275E 입도 분석기로 측정하여 D50는 131.3 나노미터 및 D95는 187.9 나노미터로 결정되었다.
잉크 제조
하기 표들의 잉크 성분들을 다음 방식으로 혼합하여 잉크를 제조하였다:
1. 라텍스를 물에 이어 TEA를 첨가하고, 혼합물을 2 분 동안 300 RPM으로 교반하였다;
2. 이어 교반하면서 안료를 첨가하고, 잉크를 추가 2 분 동안 300RPM으로 교반하였다;
3. 이어 공-용매를 첨가하고 용액을 추가 1 분 또는 그 이상 500 RPM으로 교반하였다;
4. 선택적으로 소포 첨가제를 첨가하였다 (1 분, 500RPM);
5. 계면활성제(들) 첨가, (예를들면: 104H, S761p);
6. 잉크를 최소 45 분 동안 500 RPM으로 교반하였다;
7. 이후 잉크를 0.45 미크론 여과기에 여과한 후 시험하였다.
실시예 2
소포제 없이 베타인 잉크를 상기와 같이 제조하였고 성분들은 표 2에 기재된다.
성분 고체 중량% 고체 중량% m/g
실시예 1의 라텍스 4.35 44.75 9.72 106.93
글리신 베타인 3.50 100 3.50 38.50
2-피롤리돈 2.50 100 2.50 27.50
글리세롤 10.00 100 10.00 110.00
TEA 1.00 100 1.00 11.0
104H 0.20 100 0.20 2.20
Sun 안료 3.65 15.00 24.33 267.67
1,5-펜탄디올 20.30 100.00 20.30 223.30
sS761p 0.0075 100.00 0.0075 0.0825
물 54.49 100 28.44 312.82
100 100 1100
m/g은 그램으로 실제 사용 중량.
TEA는 Sigma-Aldrich®의 트리에탄올아민 (> 98%) (pH 조정 용도).
104H는 Surfynol® 104H 계면활성제, Air Products - 첨가제.
Chemguard® S-761p는 Chemguard®로 입수되는 인산 에스테르 타입의 단쇄 과불계 음이온성 불소 계면활성제.
실시예 3
소포제와 함께 베타인 잉크를 상기와 같이 제조하였고 성분들은 표 3에 기재된다.
성분 고체 중량% 고체 중량% m/g
실시예 1의 라텍스 4.35 44.75 9.72 2.43
글리신 베타인 3.50 100 3.50 0.88
2-피롤리돈 2.50 100 2.50 0.63
글리세롤 10.00 100 10.00 2.50
TEA 1.00 100 1.00 0.25
104H 0.20 100 0.20 0.05
Sun 안료 3.65 15.00 24.33 6.08
1,5-펜탄디올 20.30 100.00 20.30 5.08
2-에틸-1-헥사놀 1.00 100.00 1.00 0.25
sS761p 0.0075 100.00 0.0075 0.0019
물 53.49 100 27.44 6.86
100 100 25
104H 계면활성제를 함유한 잉크는 낮은 거품 특성들, 표준 거품 시험 조건들 (용액10 밀리미터 테스트)에서2 밀리미터 이하를 보이고, 104H 및 S761p를 가지는 잉크는 약간의 거품을 보이고, 소포 첨가제 예컨대 2-에틸-1- 헥사놀을 첨가하면 거품은 더욱 감소된다.
Sun Chemicals 캡슐화 안료들을 이용하여 완전한 잉크 세트를 제조하였다.
실시예 4
시안 잉크를 상기와 같이 제조하였고 성분들을 표 4에 제시한다.
성분 고체 중량% 고체 중량% m/g
실시예 1의 라텍스 4.35 41.64 10.45 2.61
베타인 3.50 100 3.50 0.88
2-피롤리돈 2.50 100 2.50 0.63
글리세롤 10.00 100 10.00 2.50
TEA 1.00 100 1.00 0.25
104H 0.20 100 0.20 0.05
Sun 안료
농축물		 3.00 15.00 20.00 5.00
1,5-펜탄디올 20.30 100.00 20.30 5.08
sS761p 0 100.00 0 0.000
물 55.15 100 32.0533 8.01
100 100 25
실시예 5
마젠타 잉크를 상기와 같이 제조하였고 성분들을 표 5에 제시한다.
성분 고체 중량% 고체 중량% m/g
실시예 1의 라텍스 4.35 41.64 10.45 5.22
베타인 3.50 100 3.50 1.75
2-피롤리돈 2.50 100 2.50 1.25
글리세롤 10.00 100 10.00 5.00
TEA 1.00 100 1.00 0.50
104H 0.20 100 0.20 0.10
Sun 안료
농축물		 2.70 15.00 18.00 9.00
1,5-펜탄디올 20.30 100.00 20.30 10.15
sS761p 0 100.00 0 0.000
물 55.45 100 34.0533 17.03
100 100 50
실시예 6
엘로우 잉크를 상기와 같이 제조하였고 성분들을 표 6에 제시한다.
성분 고체 중량% 고체 중량% m/g
실시예 1의 라텍스 4.35 41.64 10.45 5.22
베타인 3.50 100 3.50 1.75
2-피롤리돈 2.50 100 2.50 1.25
글리세롤 10.00 100 10.00 5.00
TEA 1.00 100 1.00 0.50
104H 0.20 100 0.20 0.10
Sun 안료
농축물		 3.30 13.90 23.74 11.87
1,5-펜탄디올 20.30 100.00 20.30 10.15
sS761p 0 100.00 0 0.000
물 54.85 100 28.3123 14.16
100 100 50
실시예 7
시안 잉크를 상기와 같이 제조하였고 성분들을 표 7에 제시한다.
성분 고체 중량% 고체 중량% m/g
실시예 1의 라텍스 4.35 41.64 10.45 2.61
베타인 3.50 100 3.50 0.88
2-피롤리돈 2.50 100 2.50 0.63
글리세롤 10.00 100 10.00 2.50
TEA 1.00 100 1.00 0.25
104H 0.20 100 0.20 0.05
Sun 안료
농축물		 3.00 15.00 20.00 5.00
1,5-펜탄디올 20.30 100.00 20.30 5.08
sS761p 0.0075 100.00 0.0075 0.0019
물 55.14 100 32.0458 8.01
100 100 25
실시예 8
블랙 잉크를 상기와 같이 제조하였고 성분들을 표 8에 제시한다.
성분 고체 중량% 고체 중량% m/g
실시예 1의 라텍스 4.35 41.64 10.45 5.22
베타인 3.50 100 3.50 1.75
2-피롤리돈 2.50 100 2.50 1.25
글리세롤 10.00 100 10.00 5.00
TEA 1.00 100 1.00 0.50
104H 0.20 100 0.20 0.10
Sun 안료
농축물		 3.30 13.90 23.74 11.87
1,5-펜탄디올 20.30 100.00 20.30 10.15
sS761p 0 100.00 0 0.000
물 54.85 100 28.3123 14.16
100 100 50
실시예 9
소포제 없이 베타인 잉크를 상기와 같이 제조하였고 성분들을 표 9에 제시한다.
성분 고체 중량% 고체 중량% m/g
실시예 1의 라텍스 4.35 44.75 9.72 106.93
Alkolan® CD 30 0.35 100 3.50 38.50
2-피롤리돈 2.50 100 2.50 27.50
글리세롤 10.00 100 10.00 110.00
TEA 1.00 100 1.00 11.0
104H 0.20 100 0.20 2.20
Sun 안료 3.65 15.00 24.33 267.67
1,5-펜탄디올 20.30 100.00 20.30 223.30
sS761p 0.0075 100.00 0.0075 0.0825
물 57.64 100 28.44 312.82
100 100 1100
Oxiteno에서 입수되는 Alkolan® CD 30 코코-베타인.
잉크들은 매우 유사한 특성들을 보이고 냉동, 해동 및 60 ℃에서 3 일간 가속 노화에 안정하였다.
잉크 특성들을 표 10, 12, 13 및 14에 제시한다.
입도는 Malvern Zetasizer로 측정되었다.
표면장력은Kruss GmbH에서 입수된, Wilhelmy 플레이트를 구비한 K-100 표면장력계로 실온 약 27 ℃에서 측정하였다. 표면장력 데이터는 1 초에서 60 초 사이에 취한20개의 데이터 점들의 평균으로 구한 것이다.
점도 데이터는 35℃에서 신속 가열/냉각용 Peltier 온도 제어 시스템을 가지는 ARES-G2 조절 변형 유동계로 얻었다.
실시예 안료 점도 (cps) D10 D50 D95 PdI Z 평균 직경 계수율 표면장력 (mN/m)
4 시안 4.85 68.4 122 258 0.224 104 378 36.16
5 마젠타 4.67 85.3 146 292 0.18 131 434 36.11
6 엘로우 4.60 85.8 144 275 0.216 122 476 35.89
7 시안 - - - - - - - 24.01
냉동-해동
실시예 안료 점도 (cps) D10 D50 D95 PdI Z 평균 직경 계수율 표면장력 (mN/m)
4 시안 5.34 69.5 130 303 0.245 108 354 -
5 마젠타 4.78 90.8 151 284 0.175 134 421 -
6 엘로우 4.88 88.8 142 258 123.3 197 481 -
60 ℃에서 5 일 간 노화
실시예 안료 점도 (cps) D10 D50 D95 PdI Z 평균 직경 계수율 표면장력 (mN/m)
4 시안 5.79 71.6 130 279 0.225 112 371 36.43
5 마젠타 4.96 94.5 154 288 0.164 138.1 437 36.59
6 엘로우 4.80 84.7 145 290 0.212 124.9 479 36.60
벤치 (실온)에서 1주간 노화
실시예 안료 점도 (cps)
5 마젠타 4.87
6 엘로우 4.96
7 시안 4.99
불소 계면활성제 및 소포 첨가제를 가지는 블랙 잉크를 2 개월 실온 노화 후 Kyocera 프린트 헤드를 이용하여 인쇄 고정체에 인쇄하여, 잉크가 양호한 유통기간을 가지는 지를 결정하였다.
잉크는 Dimatix 프린터 (DMP 2800, Fujifilm USA)로 성공적으로 인쇄되었다. 잉크는 Dimatix 2800 프린터로 Epson® Premium 사진지에 분사되었다. 시험 인자들은 다음과 같다:
방울 중량: 6.8 - 7.0 ng;
방울 속도: 8 m/s;
주파수: 5 KHz;
전압: 19-23 V.
시험 인자들은 표 14에 제시된다.
실시예 8 5 6 7
안료 블랙 마젠타 엘로우 시안
방울 중량 (ng) 7.0 7.0 7.0 6.8
연속 분사* 1st 세트: 없음
2nd 세트: 없음		 1st 세트: 없음
2nd 세트: 없음		 1st 세트: 없음
2nd 세트: 없음		 1st 세트: 없음
2nd 세트: 없음
지연성
(2 분)		 통과 통과 통과 통과
제1 육안 검출 방울의 # 0 min: 1st
2 min: 1st 		0 min: 1st
2 min: 1st		 0 min: 2nd
2 min: 2nd 		0 min: 1st
2 min: 1st
밤샘 헤드 안정성 퍼징 예 예 예 예
* 15 분 동안 노즐 막힘 없이 연속 분사.
2 분 지연성이란 잉크가 다시 인쇄할 때 검출 무결함으로 2분 동안 분사 없이 아이들 상태를 유지할 수 있음.
모든 잉크는 Dimatix에서 양호하게 분사됨. 모든 잉크는 밤샘 헤드 안정성 테스트를 통과함.
인쇄 후 잉크 도트의 직경 및 원형도는 표 15에 제시된다.
잉크 실시예 도트 직경 (마이크로미터) 도트 직경 (평균 - 마이크로미터) 원형도 원형도 (평균)
5 40.9 39.64 0.9 0.87
6 39.6 39.87 0.9 0.87
7 40.1 39.05 0.9 0.88
8 40.2 39.52 0.9 0.88

Claims (10)

  1. 물; 공-용매; 캡슐화 수지성 안료; 고분자 라텍스; 및 저분자량 습윤 용매를 포함하는 수성 잉크 조성물로서, 상기 수성 잉크의 총 고형분은 수성 잉크 조성물 총 중량 기준으로 약 2 내지 약 25 중량%인, 수성 잉크 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 수성 잉크의 총 고형분은 수성 잉크 조성물 총 중량 기준으로 약 7 내지 약 15 중량%인, 수성 잉크 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 공-용매의 용해도 계수는 약 27 내지 약 37 MPa1 / 2 인, 수성 잉크 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 공-용매는 1,5-펜탄디올, 2-피롤리돈, 글리세롤, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되고; 개별 공-용매 또는 혼합물 공-용매들의 혼합물의 용해도 계수는 약 27 내지 약 33 MPa1/2인, 수성 잉크 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 캡슐화 수지성 안료는 Z 평균 입도가 약 60 내지 약 250 나노미터인 캡슐화 수지성 안료 입자들을 포함하는, 수성 잉크 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 저분자량 습윤 용매의 분자량은 약 100 내지 약 3,000 g/mole인, 수성 잉크 조성물.
  7. 수성 잉크 조성물 제조방법에 있어서,
    1) 고분자 라텍스 제조단계;
    2) 고분자 라텍스 및 캡슐화 수지 안료, 물, 공-용매, 및 저분자량 습윤 용매와의 조합 단계로서, 상기 수성 잉크의 총 고형분은 수성 잉크 조성물을 형성하기 위하여 수성 잉크 조성물 총 중량 기준으로 약 2 내지 약 25 중량%이고;
    3) 선택적으로, 수성 잉크 조성물을 여과하는 단계를 포함하는, 수성 잉크 조성물 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 수성 잉크의 총 고형분은 수성 잉크 조성물 총 중량 기준으로 약 7 내지 약 15 중량%인, 방법.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 공-용매의 용해도 계수는 약 27 내지 약 37 MPa1/2 인, 방법.
  10. 방법에 있어서,
    물; 공-용매; 캡슐화 수지성 안료; 고분자 라텍스; 및 저분자량 습윤 용매를 포함하는 수성 잉크를 잉크젯 인쇄 장치에 통합하는 단계로서, 상기 수성 잉크의 총 고형분은 수성 잉크 조성물 총 중량 기준으로 약 2 내지 약 25 중량%인 단계;
    잉크 방울들을 화상 패턴으로 중간 전달 부재에 토출하는 단계; 선택적으로, 용매들을 부분적 또는 완전히 건조하기 위하여 화상을 가열하는 단계; 및 상기 화상 패턴으로 잉크를 중간 전달 부재에서 최종 기록 기재로 전달하는 단계; 또는
    잉크 방울들을 화상 패턴으로 최종 화상 수용 기재에 직접 토출하는 단계를 포함하는, 방법.
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