KR20180031745A - 열 전달 인쇄 - Google Patents

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KR20180031745A
KR20180031745A KR1020187005200A KR20187005200A KR20180031745A KR 20180031745 A KR20180031745 A KR 20180031745A KR 1020187005200 A KR1020187005200 A KR 1020187005200A KR 20187005200 A KR20187005200 A KR 20187005200A KR 20180031745 A KR20180031745 A KR 20180031745A
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인나 초미크
하노흐 론
다니엘 스크비르스키
라이아 슬리브니아크
글레브 로만트코브
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에이치피 인디고 비.브이.
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Abstract

투명 정전 잉크 조성물(3)을 전달 물질(2) 상에 정전 인쇄하는 단계로서, 이때 상기 투명 정전 잉크 조성물은 열가소성 수지를 포함하는, 단계; 이미지(4)를 상기 투명 정전 잉크 조성물 상에 인쇄하는 단계; 상기 투명 정전 잉크 조성물의 열가소성 수지가 연화되거나 용융되도록 하는 조건 하에서, 상기 이미지를 타깃 기판(1)에 접촉시키는 단계, 및 상기 타깃 기판과 상기 전달 물질을 분리시켜 상기 이미지 및 그 위에 놓인(overlying) 투명 정전 잉크 조성물 층을 상기 타깃 기판 상에 남기는 단계를 포함하는 열 전달 인쇄 공정이 제공된다. 상부에 이미지를 갖는 직물, 상기 이미지가 그 위에 놓인 투명 정전 잉크 조성물 층을 갖는, 상부에 이미지가 있는 직물이 또한 제공된다.

Description

열 전달 인쇄
본 발명은 열 전달 인쇄에 관한 것이다.
열 전달 인쇄(또한 열 전사 인쇄로도 공지됨)는 열의 적용에 의해 하나의 기판으로부터 다른 기판으로 이미지(image)를 전달하는 공정이다. 이미지는 먼저 제1 기판, 예를 들면 중합체계 필름에 적용될 수 있고, 이 이미지는 이후 타깃 기판, 예컨대 직물과 접촉되고 가열된다. 상기 타깃 기판 및 상기 제1 기판은 이후 분리될 수 있고, 타깃 기판에 (반전된(in reverse)) 이미지를 남긴다.
도 1a, 1b 및 1c는, 본원에 개시된 열 전달 공정의 실시예를 도식적으로 나타낸다.
열 전달 인쇄 및 관련된 양상이 개시되고 기재되기 전에, 본원은, 공정 단계 및 물질은 다소 달라질 수 있기 때문에, 본원에 개시된 특정한 공정 단계 및 물질로 제한되지 않음이 이해되어야 한다. 또한, 본원에 사용된 전문용어가 단지 특정한 예시를 기재하기 위해 사용됨이 이해되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위 및 이의 등가물에 의해 제한되도록 의도되기 때문에 용어들은 제한적인 것이 아니다.
본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용될 때, 달리 명백하게 나타내지 않는 한, 단수형은 복수형을 포함함에 주목한다.
본원에 사용된, "액체 담체", "담체 액체", "담체" 또는 "담체 운반체(vehicle)"는, 중합체, 입자, 착색제, 전하 지향제 및 다른 첨가제가 분산되어 액체 정전 잉크 또는 전자 사진 잉크를 형성할 수 있는 유체(fluid)를 지칭한다. 이러한 담체 액체 및 운반체 구성요소는 당 업계에 공지되어 있다. 전형적인 담체 액체는 다양한 여러 제제, 예컨대 계면활성제, 공용매, 점도 개질제, 및/또는 다른 가능한 성분의 혼합물을 포함할 수 있다.
본원에 사용된, "정전 잉크 조성물"은, 때때로 전자 사진 인쇄 공정이라 부르는, 정전 인쇄 공정에 사용하기에 전형적으로 적합한 잉크 조성물을 일반적으로 지칭한다. 정전 잉크 조성물은, 인쇄 시, 본원에 기재된 바와 같을 수 있는, 액체 담체에 분산된 수지의 대전성(chargeable) 입자 및, 존재하는 경우, 안료를 포함할 수 있다. 투명 정전 잉크 조성물은 착색제(예컨대, 안료)가 없는 정전 잉크 조성물일 수 있다. 반면에, 이미지 층을 형성하기 위한 정전 잉크 조성물은 착색제를 함유할 수도 있다. 착색제는 잉크에 색상을 부여하는 종, 예를 들면 자홍색, 청록색, 황색 및 흑색으로부터 선택된 색상일 수 있다.
본원에 사용된, "공중합체"는 2개 이상의 단량체로부터 중합되는 중합체를 지칭한다.
특정 단량체는 중합체의 특정한 중량%를 구성하는 것으로 본원에 기재될 수 있다. 이는, 중합체 내의 상기 단량체로부터 형성된 반복 단위가 중합체의 상기 중량%를 구성함을 나타낸다.
표준 시험이 본원에 언급되는 경우, 달리 나타내지 않는 한, 참고될 시험 버전은 본 특허 명세서를 제출하는 시점에서 가장 최근 것이다.
본원에 사용된, "정전 인쇄" 또는 "전자 사진 인쇄"는 일반적으로 사진 이미지 기판으로부터 직접적으로, 또는 중간 전달 부재를 통해 간접적으로, 인쇄 기판에 전달되는 이미지를 제공하는 공정을 지칭한다. 이때, 이미지는 적용되는 사진 이미지 기판 내로 실질적으로 흡수되지 않는다. 추가적으로, "전자 사진 인쇄기" 또는 "정전 인쇄기"는 일반적으로, 전술된 바와 같은 전자 사진 인쇄 또는 정전 인쇄를 수행할 수 있는 인쇄기를 지칭한다. "액체 전자 사진 인쇄"는 전자 사진 공정에서 분말 토너 대신에 액체 잉크를 사용하는 특정한 유형의 전자 사진 인쇄이다. 정전 인쇄 공정은, 전기장, 예를 들어 1000 V/cm 이상, 또는 일부 예에서는 1500 V/cm 이상의 전계 구배를 갖는 전기장에 전자 사진 잉크 조성물을 적용함을 포함할 수 있다.
본원에 사용될 때, 정전 잉크 조성물과 관련하여, 용어 "투명"은 착색제 또는 안료가 전혀 없거나 실질적으로 없는 것을 의미한다
본원에 사용된 용어 "약"은, 주어진 값이 종료점을 "약간 넘는" 또는 "약간 모자란" 값일 수 있음을 제공함으로써, 종료점의 수치 범위에 융통성을 제공하기 위해 사용된다. 이 용어의 융통성 정도는 특정한 변수에 의해 영향을 받을 수 있고 당업자의 지식 범위 내에서 본원과 관련한 설명 및 경험에 기초하여 결정될 수 있다.
본원에 사용된, 다수의 품목, 구조적 요소, 조성물 요소, 및/또는 물질은 편의상 공통 목록으로 제시될 수 있다. 그러나, 이러한 목록은 목록의 각각의 요소가 별개의 독특한 요소로서 개별적으로 식별된 것처럼 해석되어야 한다. 따라서, 상기 목록의 개별 요소는, 반대되는 기재가 없다면, 단지 공통 군으로의 이들의 제시에 기초하여, 동일한 목록의 임의의 다른 요소와 사실상 등가물로서 해석되어서는 안 된다.
농도, 양, 및 다른 수치 데이터는 범위 형식으로 본원에 표현되거나 제시될 수 있다. 이러한 범위 형식은 단지 편의성과 간결성을 위해 사용된 것이고, 따라서, 마치 각각의 수치 및 부분 범위가 정확하게 인용된 것처럼, 범위의 제한을 정확하게 인용하는 수치뿐만 아니라, 그 범위 내에 포괄된 개별 수치 또는 부분 범위를 모두 포함하도록 유연하게 해석되어야 함을 이해해야 한다. 예시로서, "약 1 중량% 내지 약 5 중량%"의 수치 범위는 약 1 중량% 내지 약 5 중량%의 정확하게 인용된 값뿐만 아니라, 나타낸 범위 내의 개별 값 및 부분 범위를 포함하는 것으로 해석해야 한다. 따라서, 2, 3.5 및 4와 같은 개별 값, 및 1 내지 3, 2 내지 4, 및 3 내지 5 등과 같은 부분 범위가 이 수치 범위에 포함된다. 이 동일한 원리는, 단지 하나의 수치를 인용하는 범위에 적용된다. 또한, 이러한 해석은 기재된 광범위한 범위 또는 특성에 상관없이 적용해야 한다.
달리 언급하지 않는 한, 본원에 기재된 임의의 특징은 본원에 기재된 임의의 태양 또는 임의의 다른 특징과 조합될 수 있다.
일 태양에서, 열 전달 인쇄 공정이 제공된다. 상기 공정은 하기 단계들을 포함할 수 있다:
투명 정전 잉크 조성물을 전달 물질 상에 정전식 인쇄하는 단계로서, 이때 상기 투명 정전 잉크 조성물은 열가소성 수지를 포함하는, 단계;
그 후, 일부 경우에서는, 상기 투명 정전 잉크 조성물 상에 이미지(image)를 인쇄하는 단계;
상기 투명 정전 잉크 조성물의 열가소성 수지가 연화되거나 용융되도록 하는 조건 하에서 상기 이미지를 타깃 기판에 접촉시키는 단계, 및
상기 타깃 기판과 상기 전달 물질을 분리시켜 상기 이미지 및 그 위에 놓인(overlying) 투명 정전 잉크 조성물 층을 상기 타깃 기판 상에 남기는 단계.
일 태양에서, 상기 전달 인쇄 공정으로 제조된 타깃 기판이 제공된다.
일 태양에서, 상부에 이미지가 있는 직물로서, 상기 이미지는 그 위에 놓인 투명 정전 잉크 조성물 층을 갖고, 상기 정전 잉크 조성물은 열가소성 수지 및 전하 지향제 및/또는 전하 지향제를 포함하는, 상부에 이미지가 있는 직물이 제공된다. 상기 이미지가 그 위에 놓인 투명 정전 잉크 조성물 층을 갖는, 상부에 이미지가 있는 상기 직물은, 상기 직물이 타깃 기판인, 본원에 기재된 열 전달 인쇄 공정에 따라 제조된 것일 수 있다.
도 1a, 1b 및 1c는, 본원에 개시된 열 전달 공정의 예를 도식적으로 나타낸다. 도 1a는, 상부에 투명 정전 잉크 조성물(3)이 인쇄된 전달 물질(2)을 보여주고, 차례로, 그 위에 이미지 층(4)이 인쇄되어있다. 상기 투명 정전 잉크 조성물(3) 및 상기 이미지 층(4) 둘다 정전 잉크 공정에 의해 인쇄된 것일 수 있다. 도 1a는 또한, 상부에 투명 정전 잉크 조성물(3) 및 이미지 층(4)이 인쇄되어 있는 전달 물질(2)로부터 분리된, 타깃 기판(1)을 보여준다.
도 1b에서는, 타깃 기판(1)이 이미지 층(4)과 접촉되어 있다. 투명 정전 잉크 조성물(3)의 열가소성 수지가 연화되거나 용융되도록 열이 적용된다.
도 1c에서는, 상기 타깃 기판 및 상기 전달 물질이 분리되어, 이미지 층(4) 및 그 위에 놓인 투명 정전 잉크 조성물 층(3)을 상부에 갖는 타깃 기판 상에 남겨졌다.
투명 정전 잉크 조성물
투명 정전 잉크 조성물은 열가소성 수지를 포함한다. 이는 전하 보조제 및/또는 전하 지향제(charge director)를 추가적으로 포함할 수 있다. 투명 정전 잉크 조성물은 어떠한 안료도 함유하지 않거나 실질적으로 안료가 결핍되고, 따라서 무-안료의 조성물이다. 투명 정전 잉크 조성물은 달리 무색 정전 잉크 조성물 또는 디지털 인쇄용 무색 니스로 지칭될 수 있다. 투명 정전 잉크 조성물은 5 중량% 미만의 착색제 고체, 일부 예에서는 3 중량% 미만의 착색제 고체, 일부 예에서는 1 중량% 미만의 착색제 고체를 포함할 수 있다. "착색제"는 상기 잉크 조성물에 색상을 부여하는 물질일 수 있다. 본원에 사용된 "착색제"는 안료 및 염료, 예컨대 잉크에 색상(예컨대 흑색, 자홍색, 청록색 및 황색)을 부여하는 것들을 포함한다. 본원에 사용된 "안료"는 일반적으로 안료 착색제, 자성 입자, 알루미나, 실리카, 및/또는 다른 세라믹 또는 유기-금속을 포함한다. 따라서, 본원의 설명은 주로 안료 착색제의 사용을 전형적인 예시로 들지만, 용어 "안료"는 더욱 일반적으로 안료 착색제뿐 아니라 다른 안료 예컨대 유기-금속, 페라이트, 세라믹 등을 기술하는데 사용될 수 있다.
상기 열가소성 수지는, 투명 정전 잉크 조성물의 고체의 85 중량% 이상, 일부 예에서 투명 정전 잉크 조성물의 고체의 90 중량% 이상, 일부 예에서 투명 정전 잉크 조성물의 고체의 95 중량% 이상을 구성할 수 있다.
고체 극성 화합물이 존재하는 경우, 상기 열가소성 수지 및 상기 고체 극성 화합물은 함께, 투명 정전 잉크 조성물의 고체의 85 중량% 이상, 일부 예에서 투명 정전 잉크 조성물의 고체의 90 중량% 이상, 일부 예에서 투명 정전 잉크 조성물의 고체의 95 중량% 이상을 구성할 수 있다.
투명 정전 잉크 조성물은 하나 이상의 첨가제, 예컨대 계면활성제, 점도 개질제, 해유화제(emulsifier) 등을 추가적으로 포함할 수 있다.
일부 예에서, 인쇄되면, 투명 정전 잉크 조성물은 10 ㎛ 미만의 두께의 층, 예를 들면 9 ㎛ 미만의 두께, 8 ㎛ 미만의 두께, 7 ㎛ 미만의 두께, 6 ㎛ 미만의 두께, 5 ㎛ 미만의 두께, 4 ㎛ 미만의 두께, 3 ㎛ 미만의 두께, 2 ㎛ 미만의 두께, 1.5 ㎛ 미만의 두께의 층을 형성한다. 일부 예에서, 투명 정전 잉크 조성물은 약 1 ㎛의 두께이다.
일부 예에서, 인쇄되면, 투명 정전 잉크 조성물은 0.1 ㎛ 초과의 두께의 층, 예를 들면 0.2 ㎛ 초과의 두께, 0.3 ㎛ 초과의 두께, 0.4 ㎛ 초과의 두께, 0.5 ㎛ 초과의 두께, 0.6 ㎛ 초과의 두께, 0.7 ㎛ 초과의 두께, 0.8 ㎛ 초과의 두께, 0.9 ㎛ 초과의 두께의 층을 형성한다. 일부 예에서, 상기 물질의 필름은 약 1 ㎛의 두께이다.
액체 담체
일부 예에서, 인쇄 시에, 투명 정전 잉크 조성물은 액체 담체를 포함한다. 일반적으로, 액체 담체는 상기 정전 잉크 조성물 내의 다른 성분들을 분산시키는 매질로서 작용할 수 있다. 예를 들면, 액체 담체는 탄화수소, 실리콘 오일, 식물성 오일 등이거나 이를 포함할 수 있다. 액체 담체는, 토너 입자용 매질로 사용될 수 있는 절연성, 무극성, 비수성 액체를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 액체 담체는 약 109 ohm-cm를 초과하는 비저항을 갖는 화합물을 포함할 수 있다. 액체 담체는 약 5 미만, 일부 예에서 약 3 미만의 유전율을 가질 수 있다. 액체 담체는 지방족 탄화수소를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 탄화수소는 지방족 탄화수소, 이성질체화된 지방족 탄화수소, 분지쇄 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소, 및 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 액체 담체의 예는 지방족 탄화수소, 이소파라핀계 화합물, 파라핀계 화합물, 탈방향족화된 탄화수소 화합물 등을 포함하되, 이에 제한되지 않는다. 특히, 액체 담체는 이소파르(Isopar)-G(상표), 이소파르-H(상표), 이소파르-L(상표), 이소파르-M(상표), 이소파르-K(상표), 이소파르-V(상표), 노르파르(Norpar) 12(상표), 노르파르 13(상표), 노르파르 15(상표), 엑솔(Exxol) D40(상표), 엑솔 D80(상표), 엑솔 D100(상표), 엑솔 D130(상표), 및 엑솔 D140(상표)(각각 엑손 코포레이션(EXXON CORPORATION)에서 판매됨); 테클렌(Teclen) N-16(상표), 테클렌 N-20(상표), 테클렌 N-22(상표), 니세키 나프테솔(Nisseki Naphthesol) L(상표), 니세키 나프테솔 M(상표), 니세키 나프테솔 H(상표), #0 솔벤트(Solvent) L(상표), #0 솔벤트 M(상표), #0 솔벤트 H(상표), 니세키 이소솔(Nisseki lsosol) 300(상표), 니세키 이소솔 400(상표), AF-4(상표), AF-5(상표), AF-6(상표) 및 AF-7(상표)(각각 니폰 오일 코포레이션(NIPPON OIL CORPORATION)에서 판매됨); IP 솔벤트 1620(상표) 및 IP 솔벤트 2028(상표)(각각 이데미츠 페트로케미칼 캄파니 리미티드(IDEMITSU PETROCHEMICAL CO., LTD.)에서 판매됨); 암스코(Amsco) OMS(상표) 및 암스코 460(상표)(각각 아메리칸 미네랄 스피리츠 코포레이션(AMERICAN MINERAL SPIRITS CORP.)에서 판매됨); 및 일렉트론(Electron), 포지트론(Positron), 뉴 II(New II), 퓨로겐(Purogen) HF(100% 합성 테르펜)(에코링크(ECOLINK, 상표)로 판매됨)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
정전 인쇄 전에, 액체 담체는 상기 투명 정전 잉크 조성물의 약 20 중량% 내지 99.5 중량%, 일부 예에서 50 중량% 내지 99.5 중량%를 구성할 수 있다. 인쇄 전에, 액체 담체는 상기 투명 정전 잉크 조성물의 약 40 중량% 내지 90 중량%를 구성할 수 있다. 인쇄 전에, 액체 담체는 상기 투명 정전 잉크 조성물의 약 60 중량% 내지 80 중량%를 구성할 수 있다. 인쇄 전에, 액체 담체는 상기 투명 정전 잉크 조성물의 약 90 중량% 내지 99.5 중량%, 일부 예에서 95 내지 99 중량%를 구성할 수 있다.
상기 잉크는, 상기 전달 물질상에 정전 인쇄될 때, 액체 담체를 실질적으로 함유하지 않을 수 있다. 정전 인쇄 공정 중에 및/또는 그 이후에, 액체 담체는, 실질적으로 고체만 상기 전달 물질에 전달되도록, 예컨대 인쇄 중의 전기영동(electrophoresis) 공정 및/또는 증발에 의해 제거될 수 있다. 액체 담체를 실질적으로 함유하지 않는다는 것은 상기 전달 물질상에 인쇄된 상기 잉크가 액체 담체를 5 중량% 미만, 일부 예에서 2 중량% 미만, 일부 예에서 1 중량% 미만, 일부 예에서 0.5 중량% 미만으로 함유한다는 것을 의미할 수 있다. 일부 예에서, 상기 전달 물질상에 인쇄된 상기 잉크는 액체 담체를 함유하지 않는다.
열가소성 수지
투명 정전 잉크 조성물은, 수지로 지칭되는 열가소성 수지를 포함한다. 열가소성 중합체는 때때로 열가소성 수지로 지칭된다.
상기 수지는 전형적으로 중합체를 포함한다. 상기 수지는 열가소성 중합체를 포함할 수 있으나, 이것으로 제한되지 않는다. 일부 예에서, 수지의 중합체는 에틸렌 아크릴산 공중합체; 에틸렌 메타크릴산 공중합체; 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체; 에틸렌(예를 들어 80 중량% 내지 99.9 중량%), 및 메타크릴산 또는 아크릴산의 알킬(예를 들어 C1 내지 C5) 에스터(예를 들어 0.1 중량% 내지 20 중량%)의 공중합체; 에틸렌(예를 들어 80 중량% 내지 99.9 중량%), 아크릴산 또는 메타크릴산(예를 들어 0.1 중량% 내지 20.0 중량%) 및 메타크릴산 또는 아크릴산의 알킬(예를 들어 C1 내지 C5) 에스터(예를 들어 0.1 중량% 내지 20 중량%)의 공중합체; 폴리에틸렌; 폴리스티렌; 아이소탁틱(isotactic) 폴리프로필렌 (결정질); 에틸렌 에틸 아크릴레이트; 폴리에스터; 폴리비닐 톨루엔; 폴리아미드; 스티렌/부타다이엔 공중합체; 에폭시 수지; 아크릴 수지(예를 들어 아크릴산 또는 메타크릴산 및 하나 이상의 아크릴산 또는 메타크릴산의 알킬 에스터(여기서, 알킬의 탄소 원자 수는 일부 예에서 1 내지 약 20이다)의 공중합체, 예컨대 메틸 메타크릴레이트(예컨대 50 중량% 내지 90 중량%)/메타크릴산(예컨대 0 중량% 내지 20 중량%)/에틸헥실아크릴레이트(예컨대 10 중량% 내지 50 중량%)); 에틸렌-아크릴레이트 삼원공중합체; 에틸렌-아크릴 에스터-말레산 무수물(MAH) 또는 글리시딜 메타크릴레이트(GMA) 삼원공중합체; 에틸렌-아크릴산 이오노머 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다.
상기 수지는 산 측기를 갖는 중합체를 포함할 수 있다. 상기 산 측기를 갖는 중합체는 50 mg KOH/g 이상, 일부 예에서 60 mg KOH/g 이상, 일부 예에서 70 mg KOH/g 이상, 일부 예에서 80 mg KOH/g 이상, 일부 예에서 90 mg KOH/g 이상, 일부 예에서 100 mg KOH/g 이상, 일부 예에서 105 mg KOH/g 이상, 일부 예에서 110 mg KOH/g 이상, 일부 예에서 115 mg KOH/g 이상의 산도를 가질 수 있다. 상기 산 측기를 갖는 중합체는 200 mg KOH/g 이하, 일부 예에서 190 mg KOH/g 이하, 일부 예에서 180 mg KOH/g 이하, 일부 예에서 130 mg KOH/g 이하, 일부 예에서 120 mg KOH/g 이하의 산도를 가질 수 있다. mg KOH/g 단위로 측정된 중합체의 산도는 당해 분야의 표준 방법을 사용하여, 예를 들어 ASTM D1386에 기재된 방법을 사용하여 측정될 수 있다.
상기 수지는 약 60 g/10분 미만, 일부 예에서 약 50 g/10분 이하, 일부 예에서 약 40 g/10분 이하, 일부 예에서 30 g/10분 이하, 일부 예에서 20 g/10분 이하, 일부 예에서 10 g/10분 이하의 용융 유동 속도를 갖는, 일부 예에서 산 측기를 갖는 중합체를 포함할 수 있다. 일부 예에서는, 상기 입자들 내의 산 측기 및/또는 에스터기를 갖는 모든 중합체는 각각 개별적으로 90 g/10분 미만, 일부 예에서 80 g/10분 이하, 일부 예에서 70 g/10분 이하, 일부 예에서 60 g/10분 이하의 용융 유동 속도를 갖는다.
상기 산 측기를 갖는 중합체는 약 10 g/10분 내지 약 120 g/10분, 일부 예에서 약 10 g/10분 내지 약 70 g/10분, 일부 예에서 약 10 g/10분 내지 40 g/10분, 일부 예에서 20 g/10분 내지 30 g/10분의 용융 유동 속도를 가질 수 있다. 상기 산 측기를 갖는 중합체는 일부 예에서 약 50 g/10분 내지 약 120 g/10분, 일부 예에서 60 g/10분 내지 약 100 g/10분의 용융 유동 속도를 가질 수 있다. 상기 용융 유동 속도는 당해 분야의 표준 방법을 사용하여, 예를 들어 ASTM D1238에 기재된 방법을 사용하여 측정될 수 있다.
상기 산 측기는 자유산 형태일 수 있거나, 또는 음이온의 형태이고 하나 이상의 반대이온, 전형적으로 금속 반대이온, 예를 들면 알칼리 금속(예컨대 리튬, 나트륨 및 칼륨), 알칼리 토금속(예컨대 마그네슘 또는 칼륨), 및 전이 금속(예컨대 아연)으로부터 선택된 금속의 반대이온과 결합될 수 있다. 상기 산 측기를 갖는 중합체는, 수지, 예컨대 에틸렌 및 아크릴산 또는 메타크릴산의 에틸렌계 불포화 산의 공중합체; 및 이의 이오노머, 예컨대 금속 이온(예를 들어 Zn, Na, Li)으로 적어도 부분적으로 중성화된 메타크릴산 및 에틸렌-아크릴산 또는 메타크릴산 공중합체, 예컨대 설린(SURLYN, 등록상표) 이오노머로부터 선택될 수 있다. 상기 산 측기를 포함하는 중합체는 에틸렌 및 아크릴산 또는 메타크릴산의 에틸렌계 불포화 산의 공중합체일 수 있고, 이때 아크릴산 또는 메타크릴산의 에틸렌계 불포화 산은 공중합체의 5 중량% 내지 약 25 중량%, 일부 예에서 10 중량% 내지 약 20 중량%를 구성한다.
상기 수지는 산 측기를 갖는 2개의 서로 다른 중합체를 포함할 수 있다. 상기 산 측기를 갖는 2개의 중합체는, 전술된 범위 내에 포함될 수 있는 상이한 산도를 가질 수 있다. 상기 수지는, 50 mg KOH/g 내지 110 mg KOH/g의 산도를 갖는 산 측기를 갖는 제1 중합체, 및 110 mg KOH/g 내지 130 mg KOH/g의 산도를 갖는 산 측기를 갖는 제2 중합체를 포함할 수 있다.
상기 수지는, 산 측기를 갖는 2개의 서로 다른 중합체, 즉 약 10 g/10 분 내지 약 50 g/10 분의 용융 유동 속도 및 50 mg KOH/g 내지 110 mg KOH/g의 산도를 갖는, 산 측기를 갖는 제1 중합체, 및 약 50 g/10 분 내지 약 120 g/10 분의 용융 유동 속도 및 110 mg KOH/g 내지 130 mg KOH/g의 산도를 갖는, 산 측기를 갖는 제2 중합체를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 중합체에는 에스터 기가 존재하지 않을 수 있다.
상기 수지는, 산 측기를 갖는 2개의 서로 다른 중합체, 즉 80 내지 110 g/10 분의 용융 유동 속도를 갖는, 에틸렌(예를 들어 92 내지 85 중량%, 일부 예에서 약 89 중량%) 및 아크릴산 또는 메타크릴산(예를 들어 8 내지 15 중량%, 일부 예에서 약 11 중량%)의 공중합체인 제1 중합체, 및 제1 중합체보다 낮은 용융 점도, 예를 들어 15000 푸아즈 이하, 일부 예에서 10000 푸아즈 이하, 일부 예에서 1000 푸아즈 이하, 일부 예에서 100 푸아즈 이하, 일부 예에서 50 푸아즈 이하, 일부 예에서 10 푸아즈 이하의 용융 점도를 갖는, 에틸렌(예를 들어 약 80 내지 92 중량%, 일부 예에서 약 85 중량%) 및 아크릴산(예를 들어 약 18 내지 12 중량%, 일부 예에서 약 15 중량%)의 공중합체인 제2 중합체를 포함할 수 있다. 용융 점도는 표준 기술을 사용하여 측정될 수 있다. 용융 점도는 유동계, 예를 들어 써멀 어낼리시스 인스트루먼츠(Thermal Analysis Instruments)에서 시판중인 AR-2000 유동계를 사용하여, 25 mm 강판-표준 평행 강판의 기하학을 사용하고, 120 ℃, 0.01 hz 전단 속도에서 판 상 판(plate over plate) 유동 등온선을 확인하여 측정될 수 있다.
전술된 임의의 수지에서, 산 측기를 갖는 제1 중합체 대 산 측기를 갖는 제2 중합체의 비는 약 10:1 내지 약 2:1일 수 있다. 또 하나의 예에서, 상기 비는 약 6:1 내지 약 3:1, 일부 예에서 약 4:1일 수 있다.
상기 수지는, 15000 푸아즈 이하, 일부 예에서 10000 푸아즈 이하, 일부 예에서 1000 푸아즈 이하, 일부 예에서 100 푸아즈 이하, 일부 예에서 50 푸아즈 이하, 일부 예에서 10 푸아즈 이하의 용융 점도를 갖는 중합체를 포함할 수 있고; 상기 중합체는 본원에 기재된 산 측기를 갖는 중합체일 수 있다. 상기 수지는 15000 푸아즈 이상, 일부 예에서 20000 푸아즈 이상, 일부 예에서 50000 푸아즈 이상, 일부 예에서 70000 푸아즈 이상의 용융 점도를 갖는 제1 중합체를 포함할 수 있고; 일부 예에서 상기 수지는, 상기 제1 중합체보다 낮은 용융 점도, 일부 예에서 15000 푸아즈 이하, 일부 예에서 10000 푸아즈 이하, 일부 예에서 1000 푸아즈 이하, 일부 예에서 100 푸아즈 이하, 일부 예에서 50 푸아즈 이하, 일부 예에서 10 푸아즈 이하의 용융 점도를 갖는 제 2 중합체를 포함할 수 있다. 상기 수지는 60000 푸아즈 초과, 일부 예에서 60000 푸아즈 내지 100000 푸아즈, 일부 예에서 65000 푸아즈 내지 85000 푸아즈의 용융 점도를 갖는 제1 중합체; 15000 푸아즈 내지 40000 푸아즈, 일부 예에서 20000 푸아즈 내지 30000 푸아즈의 용융 점도를 갖는 제2 중합체; 및 15000 푸아즈 이하, 일부 예에서 10000 푸아즈 이하, 일부 예에서 1000 푸아즈 이하, 일부 예에서 100 푸아즈 이하, 일부 예에서 50 푸아즈 이하, 일부 예에서 10 푸아즈 이하의 용융 점도를 갖는 제3 중합체를 포함할 수 있고; 상기 제1 중합체의 예는 누크렐(Nucrel) 960(뒤퐁(DuPont)에서 판매중)이고, 제2 중합체의 예는 누크렐 699(뒤퐁에서 판매중)이고, 제3 중합체의 예는 AC-5120(하니웰(Honeywell)에서 판매중)이다. 제1, 제2 및 제3 중합체는 본원에 기재된 산 측기를 갖는 중합체일 수 있다. 용융 점도는 유동계, 예를 들어 써멀 어낼리시스 인스트루먼츠에서 시판중인 AR-2000 유동계를 사용하여, 25 mm 강판-표준 평행 강판의 기하학을 사용하고, 120 ℃, 0.01 hz 전단 속도에서 판 상 판 유동 등온선을 확인하여 측정될 수 있다.
상기 수지가 단일 유형의 수지 중합체를 포함하는 경우, 상기 수지 중합체(정전 잉크 조성물의 임의의 다른 성분을 제외함)는 6000 푸아즈 이상, 일부 예에서 8000 푸아즈 이상, 일부 예에서 10000 푸아즈 이상, 일부 예에서 12000 푸아즈 이상의 용융 점도를 가질 수 있다. 상기 수지가 다수의 중합체를 포함하는 경우, 상기 수지의 모든 중합체가 함께 6000 푸아즈 이상, 일부 예에서 8000 푸아즈 이상, 일부 예에서 10000 푸아즈 이상, 일부 예에서 12000 푸아즈 이상의 용융 점도를 갖는 혼합물(정전 잉크 조성물의 임의의 다른 성분을 제외함)을 형성할 수 있다. 용융 점도는 표준 기술을 사용하여 측정될 수 있다. 용융 점도는 유동계, 예를 들어 써멀 어낼리시스 인스트루먼츠에서 시판중인 AR-2000 유동계를 사용하여, 25 mm 강판-표준 평행 강판의 기하학을 사용하고, 120 ℃, 0.01 hz 전단 속도에서 판 상 판 유동 등온선을 확인하여 측정될 수 있다.
상기 수지는, 에틸렌 및 메타크릴산 또는 아크릴산의 에틸렌계 불포화 산의 공중합체; 및 이의 이오노머, 예컨대 금속 이온(예를 들어 Zn, Na, Li)으로 적어도 부분적으로 중성화된 메타크릴산 및 에틸렌-아크릴산 또는 메타크릴산 공중합체, 예컨대 설린(SURLYN, 등록상표) 이오노머로부터 선택된, 산 측기를 갖는 상이한 2개의 중합체를 포함할 수 있다. 상기 수지는, (i) 에틸렌 및 아크릴산 및 메타크릴산의 에틸렌계 불포화 산의 공중합체인 제1 중합체(이때, 아크릴산 또는 메타크릴산의 에틸렌계 불포화 산은 공중합체의 8 중량% 내지 약 16 중량%, 일부 예에서 공중합체의 10 중량% 내지 16 중량%을 구성함); 및 (ii) 에틸렌 및 아크릴산 및 메타크릴산의 에틸렌계 불포화 산의 공중합체인 제2 중합체(이때, 아크릴산 또는 메타크릴산의 에틸렌계 불포화 산은 공중합체의 12 중량% 내지 약 30 중량%, 일부 예에서 공중합체의 14 중량% 내지 약 20 중량%, 일부 예에서 공중합체의 16 중량% 내지 약 20 중량%, 일부 예에서 공중합체의 17 중량% 내지 19 중량%를 구성함)를 포함할 수 있다.
일 예에서, 상기 열가소성 수지는 투명 정전 잉크 조성물의 고체의 약 10 내지 99 중량%, 일부 예에서 약 15 내지 95 중량%를 구성한다. 또 다른 예에서, 상기 수지는 투명 정전 잉크 조성물의 고체의 약 20 내지 95 중량%를 구성한다. 또 다른 예에서, 상기 수지는 투명 정전 잉크 조성물의 고체의 약 25 내지 95 %를 구성한다. 또 다른 예에서, 상기 수지는 투명 정전 잉크 조성물의 고체의 약 35 내지 95 중량%, 일부 예에서 75 내지 95 중량%를 구성한다. 또 다른 예에서, 상기 수지는 투명 정전 잉크 조성물의 고체의 약 35 내지 95 중량%, 일부 예에서 75 내지 99 중량%를 구성한다.
상기 열가소성 수지는, 전술된 산 측기를 갖는 중합체(에스터 측기가 없을 수 있음), 및 에스터 측기를 갖는 중합체를 포함할 수 있다. 상기 에스터 측기를 갖는 중합체는, 일부 예에서는, 열가소성 중합체이다. 상기 에스터 측기를 갖는 중합체는 산 측기를 추가로 포함할 수 있다. 상기 에스터 측기를 갖는 중합체는 에스터 측기를 갖는 단량체 및 산 측기를 갖는 단량체의 공중합체일 수 있다. 상기 중합체는 에스터 측기를 갖는 단량체, 산 측기를 갖는 단량체, 및 어떤 산 측기 및 에스터 측기도 없는 단량체의 공중합체일 수 있다. 상기 에스터 측기를 갖는 단량체는, 에스터화된 아크릴산 또는 에스터화된 메타크릴산으로부터 선택된 단량체일 수 있다. 상기 산 측기를 갖는 단량체는, 아크릴산 또는 메타크릴산으로부터 선택된 단량체일 수 있다. 상기 어떤 산 측기 및 에스터 측기도 없는 단량체는, 에틸렌 또는 프로필렌(이에 국한되지 않음)을 포함하는 알킬렌 단량체일 수 있다. 상기 에스터화된 아크릴산 또는 에스터화된 메타크릴산은, 각각, 아크릴산의 알킬 에스터 또는 메타크릴산의 알킬 에스터일 수 있다. 아크릴산 또는 메타크릴산의 알킬 에스터 내의 알킬 기는 1 내지 30 개의 탄소, 일부 예에서 1 내지 20개의 탄소, 일부 예에서 1 내지 10개의 탄소를 갖는 알킬 기일 수 있고; 일부 예에서 메틸, 에틸, 이소-프로필, n-프로필, t-부틸, 이소-부틸, n-부틸 및 펜틸로부터 선택될 수 있다.
상기 에스터 측기를 갖는 중합체는, 에스터 측기를 갖는 제1 단량체, 산 측기를 갖는 제2 단량체, 및 어떤 산 측기 및 에스터 측기도 없는 알킬렌 단량체인 제3 단량체의 공중합체일 수 있다. 상기 에스터 측기를 갖는 중합체는, (i) 에스터화된 아크릴산 및 에스터화된 메타크릴산, 일부 예에서 아크릴산 또는 메타크릴산의 알킬 에스터로부터 선택된 에스터 측기를 갖는 제1 단량체, (ii) 아크릴산 및 메타크릴산으로부터 선택된 산 측기를 갖는 제2 단량체, 및 (iii) 에틸렌 및 프로필렌으로부터 선택된 알킬렌 단량체인 제3 단량체의 공중합체일 수 있다. 제1 단량체는 상기 공중합체의 1 내지 50 중량%, 일부 예에서 5 내지 40 중량%, 일부 예에서 5 내지 20 중량%, 일부 예에서 5 내지 15 중량%를 구성할 수 있다. 제 2 단량체는 상기 공중합체의 1 내지 50 중량%, 일부 예에서 5 내지 40 중량%, 일부 예에서 5 내지 20 중량%, 일부 예에서 5 내지 15 중량%를 구성할 수 있다. 일 예에서, 제1 단량체는 공중합체의 5 내지 40 중량%를 구성하고, 제2 단량체는 공중합체의 5 내지 40 중량%를 구성하고, 제3 단량체는 공중합체의 나머지 중량을 구성한다. 일 예에서, 제1 단량체는 공중합체의 5 내지 15 중량%를 구성하고, 제2 단량체는 공중합체의 5 내지 15 중량%를 구성하고, 제3 단량체는 공중합체의 나머지 중량을 구성한다. 일 예에서, 제1 단량체는 공중합체의 8 내지 12 중량%를 구성하고, 제2 단량체는 공중합체의 8 내지 12 중량%를 구성하고, 제3 단량체는 공중합체의 나머지 중량을 구성한다. 일 예에서, 제1 단량체는 공중합체의 약 10 중량%를 구성하고, 제2 단량체는 공중합체의 약 10 중량%를 구성하고, 제3 단량체는 공중합체의 나머지 중량을 구성한다. 에스터 측기를 갖는 중합체는 뒤퐁(등록상표)에서 입수가능한 바이넬(Bynel, 등록상표) 부류의 단량체, 예컨대 바이넬 2022 및 바이넬 2002로부터 선택될 수 있다.
상기 에스터 측기를 갖는 중합체는 상기 수지 내의 수지 중합체의 총 양, 예를 들어 산 측기를 갖는 중합체 및 에스터 측기를 갖는 중합체의 총 양의 1 중량% 이상을 구성할 수 있다. 상기 에스터 측기를 갖는 중합체는, 상기 수지 내의 수지 중합체의 총 양의, 5 중량% 이상, 일부 예에서 8 중량% 이상, 일부 예에서 10 중량% 이상, 일부 예에서 15 중량% 이상, 일부 예에서 20 중량% 이상, 일부 예에서 25 중량% 이상, 일부 예에서 30 중량% 이상, 일부 예에서 35 중량% 이상을 구성할 수 있다. 상기 에스터 측기를 갖는 중합체는, 상기 수지 내의 수지 중합체의 총 양의, 5 % 내지 50 중량%, 일부 예에서 10 % 내지 40 중량%, 일부 예에서 15 % 내지 30 중량%를 구성할 수 있다.
상기 에스터 측기를 갖는 중합체는, 50 mg KOH/g 이상의 산도, 일부 예에서 60 mg KOH/g 이상의 산도, 일부 예에서 70 mg KOH/g 이상의 산도, 일부 예에서 80 mg KOH/g 이상의 산도를 가질 수 있다. 상기 에스터 측기를 갖는 중합체는 100 mg KOH/g 이하의 산도, 일부 예에서 90 mg KOH/g 이하의 산도를 가질 수 있다. 상기 에스터 측기를 갖는 중합체는 60 mg KOH/g 내지 90 mg KOH/g, 일부 예에서 70 mg KOH/g 내지 80 mg KOH/g의 산도를 가질 수 있다.
상기 에스터 측기를 갖는 중합체는, 약 10 g/10 분 내지 약 120 g/10 분, 일부 예에서 약 10 g/10 분 내지 약 50 g/10 분, 일부 예에서 약 20 g/10 분 내지 약 40 g/10 분, 일부 예에서 약 25 g/10 분 내지 약 35 g/10 분의 용융 유동 속도를 가질 수 있다.
일 예에서, 상기 수지의 중합체는 누크렐 계열의 토너(예를 들어 누크렐 403(상표), 누크렐 407(상표), 누크렐 609HS(상표), 누크렐 908HS(상표), 누크렐 1202HC(상표), 누크렐 30707(상표), 누크렐 1214(상표), 누크렐 903(상표), 누크렐 3990(상표), 누크렐 910(상표), 누크렐 925(상표), 누크렐 699(상표), 누크렐 599(상표), 누크렐 960(상표), 누크렐 RX 76(상표), 누크렐 2806(상표), 바이넬 2002, 바이넬 2014, 및 바이넬 2020(이 아이 뒤퐁(E. I. du PONT)에서 판매됨)), 아클린(Aclyn) 계열의 토너(예를 들어 아클린 201, 아클린 246, 아클린 285, 및 아클린 295), 및 로타더(Lotader) 계열의 토너(예를 들어 로타더 2210, 로타더, 3430, 및 로타더 8200(아르케마(Arkema)에서 판매됨))로부터 선택될 수 있다.
전하 지향제 (charge director) 및 전하 보조제
일부 예에서, 투명 정전 잉크 조성물은 전하 지향제 또는 전하 보조제, 또는 둘다를 포함한다.
전하 지향제는, 정전 인쇄 중 잉크 입자(상기 열가소성 수지를 포함하는 입자일 수 있음)에 원하는 극성의 전하를 부여하고/하거나 충분한 정전 전하를 유지하기 위해 정전 잉크 조성물에 첨가될 수 있다. 상기 전하 지향제는 이온성 화합물, 특히 지방산의 금속 염, 설포-숙시네이트의 금속 염, 옥시포스페이트의 금속 염, 알킬-벤젠설폰 산의 금속 염, 방향족 카복실산 또는 설폰산의 금속 염, 뿐만 아니라 양쪽이온성 및 비이온성 화합물, 예컨대 폴리옥시에틸화된 알킬아민, 레시틴, 폴리비닐피롤리돈, 다가 알코올의 유기 산 에스터 등을 포함할 수 있다. 상기 전하 지향제는 비제한적으로, 오일-가용성 석유 설포네이트(예를 들어, 중성 칼슘 페트로네이트(Petronate, 상표), 중성 바륨 페트로네이트(상표), 및 염기성 바륨 페트로네이트(상표)), 폴리부틸렌 숙신이미드(예를 들어 올로아(OLOA, 상표) 1200 및 아모코(Amoco) 575), 및 글리세리드 염(예를 들어, 불포화 및 포화 산 치환기를 갖는 인산화된 모노- 및 다이글리세리드의 나트륨 염), 및 비제한적으로, 설폰산의 바륨, 나트륨, 칼슘 및 알루미늄 염을 포함하는 설폰산 염으로부터 선택될 수 있다. 설폰산은 비제한적으로 알킬 설폰산, 아릴 설폰산 및 알킬 숙시네이트의 설폰산을 포함할 수 있다. 전하 지향제는 정전 잉크 조성물의 수지-함유 입자에 음전하 또는 양전하를 부여할 수 있다.
일부 예에서, 투명 정전 잉크 조성물은 단순 염을 포함하는 전하 지향제를 포함한다. 단순 염은 자신들만으로 미셀(micelles)을 형성하지 않는 염이지만, 미셀 형성 염과 함께 미셀에 대한 코어를 형성할 수 있다. 단순 염을 구성하는 이온은 모두 친수성이다. 단순 염은, Mg, Ca, Ba, NH4, t-부틸 암모늄, Li+ 및 Al+3으로 이루어진 군으로부터, 또는 이들의 임의의 하위군으로부터 선택된 양이온을 포함할 수 있다. 단순 염은, SO4 2-, PO3-, NO3-, HOP4 2 -, CO3 2-, 아세테이트, 트라이플루오로아세테이트(TFA), Cl-, BF4 -, F-, ClO4 -, 및 TiO3 4 -로 이루어진 군으로부터, 또는 이들의 임의의 하위군으로부터 선택된 음이온을 포함할 수 있다. 단순 염은 CaCO3, Ba2TiO3, Al2(SO4), Al(NO3)3, Ca3(PO4)2, BaSO4, BaHPO4, Ba2(PO4)3, CaSO4, (NH4)2CO3, (NH4)2SO4, NH4OAc, t-부틸 암모늄 브로마이드, NH4NO3, LiTFA, Al2(SO4)3, LiClO4 및 LiBF4, 및 이들의 임의의 하위 군으로부터 선택될 수 있다.
전하 지향제는 (i) 콩 레시틴, (ii) 바륨 설포네이트 염, 예컨대 염기성 바륨 페트로네이트(BPP), 및 (iii) 이소프로필아민 설포네이트 염 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 염기성 바륨 페트로네이트는 21 내지 26개 탄화수소 알킬의 바륨 설포네이트 염이고, 예를 들어, 켐투라(Chemtura)에서 수득할 수 있다. 예시적인 이소프로필아민 설포네이트 염은 크로다(Croda)에서 입수가능한 도데실벤젠 설폰산 이소프로필아민이다.
일부 예에서, 투명 정전 잉크 조성물은 화학식 MAn의 설포숙시네이트 염을 포함하는 전하 지향제를 포함하고, 여기서 M은 금속이고, n은 M의 원자가이고, A는 하기 화학식 (I)의 이온이다:
(I) [R1-O-C(O)CH2CH(SO3)C(O)-O-R2]-
상기 식에서, R1 및 R2는 각각 알킬 기이다.
상기 화학식 MAn의 설포숙시네이트 염은 미셀 형성 염의 예시이다. 전하 지향제는 화학식 HA(여기서, A는 전술된 바와 같음)의 산을 전혀 함유하지 않거나 실질적으로 함유하지 않을 수 있다. 전하 지향제는 나노입자의 적어도 일부를 둘러싸는 상기 설포숙시네이트 염의 미셀을 포함할 수 있다. 전하 지향제는, 200 nm 이하 및/또는 일부 예에서 2 nm 이상의 크기를 갖는 나노입자를 적어도 일부 포함할 수 있다.
화학식 [R1-O-C(O)CH2CH(SO3 -)C(O)-O-R2]에서, 일부 예에서 각 R1 및 R2는 지방족 알킬 기이다. 일부 예에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 C6-25 알킬이다. 일부 예에서 상기 지방족 알킬 기는 선형이다. 일부 예에서 상기 지방족 알킬 기는 분지형이다. 일부 예에서 상기 지방족 알킬 기는 6개 초과의 탄소 원자의 직쇄를 포함한다. 일부 예에서 R1 및 R2는 동일하다. 일부 예에서 R1 및 R2 중 하나 이상은 C13H27이다. 일부 예에서 M은 Na, K, Cs, Ca, 또는 Ba이다.
일부 예에서, 전하 지향제는 투명 정전 잉크 조성물의 고체의 약 0.001 내지 20 중량%, 일부 예에서 0.01 내지 20 중량%, 일부 예에서 0.01 내지 10 중량%, 일부 예에서 0.01 내지 1 중량%를 구성한다. 일부 예에서 전하 지향제는 투명 정전 잉크 조성물의 고체의 약 0.001 내지 0.15 중량%, 일부 예에서 0.001 내지 0.15 중량%, 일부 예에서 0.001 내지 0.02 중량%, 일부 예에서 0.1 내지 2 중량%, 일부 예에서 0.2 내지 1.5 중량%, 일부 예에서 0.1 내지 1 중량%, 일부 예에서 0.2 내지 0.8 중량%를 구성한다. 일부 예에서 전하 지향제는, 투명 정전 잉크 조성물의 고체 g 당 전하 지향제 1 mg 이상(이하 mg/g로 축약된다), 일부 예에서 2 mg/g 이상, 일부 예에서 3 mg/g 이상, 일부 예에서 4 mg/g 이상, 일부 예에서 5 mg/g 이상의 양으로 존재한다. 일부 예에서 전하 지향제는 상기 기술된 양으로 존재하고, 전하 지향제는 투명 정전 잉크 조성물의 고체 g 당 전하 지향제 1 mg/g 내지 50 mg/g (이하 mg/g로 축약된다), 일부 예에서 1 mg/g 내지 25 mg/g, 일부 예에서 1 mg/g 내지 20 mg/g, 일부 예에서 1 mg/g 내지 15 mg/g, 일부 예에서 1 mg/g 내지 10 mg/g, 일부 예에서 3 mg/g 내지 20 mg/g, 일부 예에서 3 mg/g 내지 15 mg/g, 일부 예에서 5 mg/g 내지 10 mg/g의 양으로 존재한다.
전하 보조제는, 인쇄 중에, 정전 잉크 조성물에 전하 지향제가 존재하는 경우 입자의 하전을 촉진할 수 있다. 전하 보조제는 비제한적으로, 바륨 페트로네이트, 칼슘 페트로네이트, 나프텐산의 Co 염, 나프텐산의 Ca 염, 나프텐산의 Cu 염, 나프텐산의 Mn 염, 나프텐산의 Ni 염, 나프텐산의 Zn 염, 나프텐산의 Fe 염, 스테아르산의 Ba 염, 스테아르산의 Co 염, 스테아르산의 Pb 염, 스테아르산의 Zn 염, 스테아르산의 Al 염, 스테아르산의 Zn 염, 스테아르산 Cu 염, 스테아르산의 Pb 염, 스테아르산의 Fe 염, 금속 카복실레이트(예를 들어, Al 트라이스테아레이트, Al 옥타노에이트, Li 헵타노에이트, Fe 스테아레이트, Fe 다이스테아레이트, Ba 스테아레이트, Cr 스테아레이트, Mg 옥타노에이트, Ca 스테아레이트, Fe 나프테네이트, Zn 나프테네이트, Mn 헵타노에이트, Zn 헵타노에이트, Ba 옥타노에이트, Al 옥타노에이트, Co 옥타노에이트, Mn 옥타노에이트, 및 Zn 옥타노에이트), Co 리네올레이트, Mn 리네올레이트, Pb 리네올레이트, Zn 리네올레이트, Ca 올레에이트, Co 올레에이트, Zn 팔미레이트, Ca 레지네이트, Co 레지네이트, Mn 레지네이트, Pb 레지네이트, Zn 레지네이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트-코-메타크릴산 칼슘 및 암모늄 염의 AB 다이블록 공중합체, 알킬 아크릴아미도글리콜레이트 알킬 에터의 공중합체(예를 들어, 메틸 아크릴아미도글리콜레이트 메틸 에터-코-비닐 아세테이트), 및 하이드록시 비스(3,5-다이-t-부틸 살리실릭) 알루미네이트 일수화물을 포함할 수 있다. 일 예에서, 전하 보조제는 알루미늄 다이- 또는 트라이스테아레이트이거나 이를 포함한다. 전하 보조제는, 투명 정전 잉크 조성물의 고체의 약 0.1 내지 5 중량%의 양으로 존재할 수 있고, 일부 예에서 약 0.1 내지 1 중량%, 일부 예에서 약 0.3 내지 0.8 중량%, 일부 예에서 약 1 내지 3 중량%, 일부 예에서 약 1.5 내지 2.5 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
일부 예에서, 투명 정전 잉크 조성물은, 예를 들어 전하 보조제로서, 다가 양이온 및 지방산 음이온의 염을 추가로 포함한다. 상기 다가 양이온 및 지방산 음이온의 염은 전하 보조제로서 작용할 수 있다. 상기 다가 양이온은, 일부 예에서, 2가 또는 3가 양이온일 수 있다. 일부 예에서, 상기 다가 양이온은 주기율표의 2족, 전이 금속 및 3족 및 4족으로부터 선택된다. 일부 예에서, 상기 다가 양이온은 Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al 및 Pb로부터 선택된 금속을 포함한다. 일부 예에서, 상기 다가 양이온은 Al3 +이다. 상기 지방산 음이온은 포화 또는 불포화 지방산 음이온으로부터 선택될 수 있다. 상기 지방산 음이온은 C8 내지 C26 지방산 음이온, 일부 예에서 C14 내지 C22 지방산 음이온, 일부 예에서 C16 내지 C20 지방산 음이온, 일부 예에서 C17, C18 또는 C19 지방산 음이온으로부터 선택될 수 있다. 일부 예에서 지방산 음이온은 카프릴산 음이온, 카프르산 음이온, 라우르산 음이온, 미리스트산 음이온, 팔미트산 음이온, 스테아르산 음이온, 아라키드산 음이온, 베헨산 음이온 및 세로트산 음이온으로부터 선택된다.
예컨대 다가 양이온 및 지방산 음이온의 염이거나 이를 포함할 수 있는 상기 전하 보조제는, 투명 정전 잉크 조성물의 고체의 0.1 내지 5 중량%의 양으로 존재할 수 있고, 일부 예에서 0.1 내지 2 중량%, 일부 예에서 0.3 내지 1.5 중량%, 일부 예에서 약 0.5 내지 1.2 중량%, 일부 예에서 약 0.8 내지 1 중량%, 일부 예에서 약 1 내지 3 중량%, 일부 예에서 약 1.5 내지 2.5 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
고체 극성 화합물
투명 정전 잉크 조성물은 고체 극성 화합물을 추가로 포함할 수 있다. 일부 예에서, 고체 극성 화합물은 (예를 들면, 상온에서, 즉 약 20 ℃ 내지 약 25 ℃에서) 고체이고, 무색의 유기 물질이다. 상기 고체 유기 물질은 중합체 물질 또는 비-중합체 물질일 수 있다. 고체 극성 화합물은 무극성 담체 유체, 예를 들면 본원에 기재된 이소파라핀계 유체에서의 팽윤 또는 용해에 대해 저항성이 있는 유기 입자이다. 고체 극성 화합물은 수지 내에 분산되어 있을 수 있고, 또한, 일부 예에서, 투명 정전 잉크 조성물의 고체의 60 중량% 이하의 양으로 존재한다. 상기 고체 극성 화합물은 사카라이드, 폴리아크릴산, 폴리비닐 알코올, 스티렌 말레산 무수물, 비스말레이미드 올리고머, 셀룰로오스 유도체 및 지방족 우레탄 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
일부 예에서, 투명 정전 잉크 조성물은 사카라이드 또는 개질된 사카라이드를 포함한다. 일부 예에서, 개질된 사카라이드는 아세틸화된 사카라이드이다. 일부 예에서, 투명 정전 잉크 조성물은 다이사카라이드 또는 개질된 다이사카라이드를 포함한다. 일부 예에서, 투명 정전 잉크 조성물은, 말토오스 일수화물, 수크로오스, 수크로오스 옥타노에이트, 수크로오스 옥타아세테이트, 덱스트린, 자일리톨 및 수크로오스 벤조에이트로부터 선택된 사카라이드 또는 개질된 사카라이드를 포함한다.
일부 예에서, 투명 정전 잉크 조성물은, 정전 잉크 조성물 내의 비-휘발성 고체의 15 중량%을 초과하는 양, 예를 들면 투명 정전 잉크 조성물 내의 비-휘발성 고체의 20 중량%을 초과하는 양, 예를 들면 25 중량%을 초과하는 양, 예를 들면 30 중량%을 초과하는 양의 사카라이드 또는 개질된 사카라이드를 포함한다. 일부 예에서, 투명 정전 잉크 조성물은, 투명 정전 잉크 조성물 내의 비-휘발성 고체의 60 중량% 미만의 양, 예를 들면 50 중량% 미만의 양, 예를 들면 45 중량% 미만의 양, 예를 들면 40 중량% 미만의 양의 사카라이드 또는 개질된 사카라이드를 포함한다.
일부 예에서, 상기 사카라이드는 말토오스 일수화물, 수크로오스, 수크로오스 옥타노에이트, 덱스트린, 자일리톨, 수크로오스 옥타아세테이트, 및 수크로오스 벤조에이트로 이루어진 군으로부터 선택된다. 일부 예에서, 상기 고체 극성 화합물은 약 30 nm 내지 약 300 nm의 입자 크기를 갖는다.
상업적으로 이용가능한 스티렌 말레산 무수물의 예는, 사르토머 컴퍼니 유에스에이 엘엘씨(Startomer Co., USA, LLC)에서 시판중인 공중합체, 예를 들면 SMA(등록상표) 4000I, SMA(등록상표) 1000I, 및 SMA(등록상표) 1000P를 포함한다. 셀룰로오스 유도체의 예는 나트륨 카복시메틸 셀룰로오스 및 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트를 포함한다. 비스말레이미드 올리고머의 적합한 예는 비스-스테아르아미드이고, 지방족 우레탄 아크릴레이트의 적합한 예는 레아프리(REAFREE, 등록상표) UV ND-2335(스페인 소재의 아르케마(Arkema)에서 판매됨)이다. 상기의 고체 극성 화합물들은 예들이며, 극성 원자를 포함하고 무극성 담체 유체에서의 팽윤 또는 용해에 대해 저항성이 있는 임의의 다른 유기 물질이 사용될 수 있음이 이해되어야 한다.
다른 첨가제
투명 정전 잉크 조성물은 첨가제 또는 복수의 첨가제들을 포함할 수 있다. 상기 첨가제 또는 복수의 첨가제들은 방법 중 어느 단계에서도 첨가될 수 있다. 상기 첨가제 또는 복수의 첨가제들은 왁스, 계면활성제, 살생물제, 유기 용매, 점도 개질제, pH 조절용 물질, 금속 이온 봉쇄제(sequestering agent), 방부제, 호환성 첨가제, 해유화제 등으로부터 선택될 수 있다. 상기 왁스는 비상용성 왁스일 수 있다. 본원에 사용된 "비상용성 왁스"는 본원의 수지와 상용되지 않는 왁스를 지칭할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 가열된 블랭킷(blanket)일 수 있는 중간 전달 부재로부터 잉크 필름을 인쇄 기판에 전달하는 동안 및 이후에 인쇄 기판 상에서 수지 융합 혼합물의 냉각 시, 왁스 상은 수지 상으로부터 분리된다.
타깃 기판
타깃 기판은 임의의 적합한 매체일 수 있다. 타깃 기판은 그 상부에 이미지가 인쇄될 수 있는 임의의 적합한 매체일 수 있다. 타깃 기판은 유기 또는 무기 물질로부터 선택된 물질을 포함할 수 있다. 상기 물질은 천연 중합체 물질, 예컨대 셀룰로오스를 포함할 수 있다. 상기 물질은 합성 중합체 물질, 예를 들면 알킬렌 단량체로부터 형성된 중합체(비제한적으로 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 포함함), 및 공중합체(예컨대 스티렌-폴리부타다이엔)를 포함할 수 있다. 상기 폴리프로필렌은, 일부 예에서, 2축 배향된 폴리프로필렌일 수 있다. 상기 물질은, 시트(sheet) 형태일 수 있는, 금속을 포함할 수 있다. 상기 금속은 예를 들어, 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 구리(Cu), 및 이들의 혼합물로부터 선택되거나 이들로부터 제조될 수 있다. 상기 금속은 원소성(elemental) 금속이거나 합금 형태의 금속일 수 있다. 상기 물질은 나무 또는 유리를 포함할 수 있고, 시트 형태일 수 있다. 일 예에서, 상기 인쇄 매체는 셀룰로오스 종이를 포함한다. 일 예에서, 셀룰로오스 종이는 중합체 물질, 예를 들어 스티렌-부타다이엔 수지로부터 형성된 중합체로 코팅된다. 일부 예에서, 셀룰로오스 종이는, 중합체 물질과 함께 (잉크로 인쇄하기 전에) 표면에 결합된 무기 물질을 갖고, 이때 무기 물질은 예를 들어 카올리나이트 및 탄산 칼슘으로부터 선택될 수 있다. 상기 타깃 기판은 일부 예에서, 종이와 같은 셀룰로오스성 인쇄 매체이다. 셀룰로오스성 인쇄 매체는 일부 예에서 코팅된 셀룰로오스성 인쇄 매체이다. 일부 예에서 투명 정전 잉크 조성물이 타깃 기판에 인쇄되기 전에, 프라이머가 상기 인쇄 매체에 코팅될 수 있다.
일부 예에서, 상기 타깃 기판은 종이, 금속 호일, 및 플라스틱 중 하나 이상의 필름 또는 시트를 포함한다. 일부 예에서, 상기 타깃 기판은 투명하다. 일부 예에서, 상기 타깃 기판은 금속화된 종이 또는 금속화된 플라스틱 필름을 포함한다. 일부 예에서, 상기 타깃 기판은 알루미늄 호일을 포함한다. 일부 예에서 상기 타깃 기판은 플라스틱 물질, 예를 들면, 폴리에틸렌(PE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 폴리프로필렌(PP), 2축 배향된 폴리프로필렌(BOPP)의 필름을 포함한다. 일부 예에서, 상기 타깃 기판은 한쪽 표면이 금속, 예컨대 알루미늄 층으로 코팅된 종이 기판의 형태의 금속화된 종이를 포함한다. 일부 예에서, 상기 타깃 기판은 한쪽 표면이 금속, 예컨대 알루미늄 층으로 코팅된 중합체 기판의 형태의 금속화된 플라스틱 필름을 포함한다. 일부 예에서, 상기 타깃 기판은 금속화된 BOPP 필름, 금속화된 PET 필름, 또는 금속화된 폴리에틸렌(PE) 필름 형태의 금속화된 플라스틱 필름을 포함한다.
일부 예에서, 상기 타깃 기판은 물질의 필름을 포함하며, 이때 상기 필름의 두께는 100 ㎛ 미만, 예를 들면 두께가 90 ㎛ 미만, 두께가 80 ㎛ 미만, 두께가 70 ㎛ 미만, 두께가 60 ㎛ 미만, 두께가 50 ㎛ 미만, 두께가 40 ㎛ 미만, 두께가 30 ㎛ 미만, 두께가 20 ㎛ 미만, 두께가 15 ㎛ 미만이다. 일부 예에서, 물질의 필름은 두께가 약 12 ㎛이다.
일부 예에서, 상기 타깃 기판은, 필름의 두께가 12 ㎛ 초과, 예를 들면 두께가 15 ㎛ 초과, 두께가 20 ㎛ 초과, 두께가 30 ㎛ 초과, 두께가 40 ㎛ 초과, 두께가 50 ㎛ 초과, 두께가 60 ㎛ 초과, 두께가 70 ㎛ 초과, 두께가 80 ㎛ 초과, 두께가 90 ㎛ 초과인, 물질의 필름을 포함한다. 일부 예에서, 물질의 필름은 두께가 약 100 ㎛이다.
일부 예에서, 상기 타깃 기판은 직물, 예를 들면 직조 직물(woven fabric), 편직 직물(knitted fabric), 또는 부직포(non-woven fabric)을 포함한다. 직물은 실(yarn) 또는 섬유로부터 직조, 편직, 펠트 또는 다른 기술에 의해 제조된 천일 수 있다. 일부 예에서, 상기 타깃 기판은 폴리에스터, 폴리아미드, 폴리비닐 알코올, 리오셀, 레이온, 비스코스, 나일론, 면, 린넨, 아마(flax), 대마(hemp), 황마(jute) 및 양모, 아세테이트, 아크릴, 엘라스테인, 실크 또는 이들의 임의의 조합으로부터 선택된 물질을 포함하는 실로부터 제조된 직물을 포함한다.
전달 물질
전달 물질은, 열을 전도시키고, 그 상부에 투명 정전 잉크 조성물이 정전 인쇄되는 물질일 수 있다. 상기 전달 물질 상에 이미지 층이, 타깃 기판 상에 보이게 될 이미지의 반전형으로 인쇄된다. 상기 전달 물질은 또한 "라벨 시트" 또는 "리본"으로 지칭될 수 있다. 상기 전달 물질은 타깃 기판과 상이한 물질일 수 있다. 예를 들면, 타깃 기판이 직물이거나 이를 포함하는 경우, 전달 물질은 비-직물 물질, 예컨대 중합체 필름 또는 종이 기판일 수 있다.
상기 전달 물질은 열 전사 인쇄에 사용되는 임의의 적합한 전송 매체일 수 있다. 상기 전달 물질은 그 상부에 이미지가 인쇄될 수 있는 임의의 적합한 매체일 수 있다. 일부 예에서, 상기 전달 물질은, 폴리에스터 필름(예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름), 폴리비닐 클로라이드(PVC) 필름 및 폴리에틸렌 필름으로부터 선택된 물질을 포함한다.
상기 전달 물질은 비정질 (비-결정질) 폴리에스터, 예컨대 비정질 폴리에틸렌 테레프탈레이트(APET)를 포함할 수 있다.
일부 예에서, 상기 전달 물질은 우수한 열 전달을 허용한다. 일부 예에서 상기 전달 물질은, 필름의 두께가 100 ㎛ 미만, 예를 들면 두께가 90 ㎛ 미만, 두께가 80 ㎛ 미만, 두께가 70 ㎛ 미만, 두께가 60 ㎛ 미만, 두께가 50 ㎛ 미만, 두께가 40 ㎛ 미만, 두께가 30 ㎛ 미만, 두께가 20 ㎛ 미만, 두께가 15 ㎛ 미만인 물질의 필름을 포함한다. 일부 예에서, 전달 물질은 시트 또는 필름의 형태일 수 있고/있거나 5 ㎛ 내지 250 ㎛의 두께, 일부 예에서 5 ㎛ 내지 100 ㎛, 일부 예에서 5 ㎛ 내지 50 ㎛, 일부 예에서 5 ㎛ 내지 20 ㎛ 또는 일부 예에서 100 ㎛ 내지 250 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
상기 전달 물질은, 그 위에 상기 투명 정전 잉크 조성물이 인쇄되는 복수의 층, 예를 들면 폴리에스터 필름(예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름), 폴리비닐 클로라이드(PVC) 필름 및 폴리에틸렌 필름으로부터 선택된 물질을 포함하는 층, 및 프라이머 층일 수 있는 추가적인 층을 포함할 수 있다.
상기 전달 물질은 유기 또는 무기 물질로부터 선택된 물질을 포함할 수 있다. 상기 물질은 천연 중합체 물질, 예컨대 셀룰로오스를 포함할 수 있다. 상기 물질은 합성 중합체 물질, 예를 들어 알킬렌 단량체로부터 형성된 중합체(비제한적으로, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 포함함), 및 공중합체 예컨대 스티렌-폴리부타다이엔을 포함할 수 있다. 상기 폴리프로필렌은, 일부 예에서, 2축 배향된 폴리프로필렌일 수 있다. 상기 물질은, 시트 형태의 금속을 포함할 수 있다. 상기 금속은 예를 들어, 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 구리(Cu), 및 이들의 혼합물로부터 선택되거나 이들로부터 제조될 수 있다. 일 예에서, 상기 인쇄 매체는 셀룰로오스 종이를 포함한다. 일 예에서, 셀룰로오스 종이는 중합체 물질, 예를 들어 스티렌-부타다이엔 수지로부터 형성된 중합체로 코팅된다. 일부 예에서, 셀룰로오스 종이는 중합체 물질과 함께 (잉크로 인쇄하기 전에) 표면에 결합된 무기 물질을 갖고, 이때 무기 물질은 예를 들어 카올리나이트 및 탄산 칼슘으로부터 선택될 수 있다. 상기 전달 물질은 일부 예에서 종이와 같은 셀룰로오스성 인쇄 매체이다. 셀룰로오스성 인쇄 매체는 일부 예에서 코팅된 셀룰로오스성 인쇄 매체이다.
일 예에서, 상기 전달 물질은 종이, 금속 호일, 및 플라스틱 중 하나 이상의 필름 또는 시트를 포함한다. 일 예에서, 상기 전달 물질은 투명하다. 일 예에서, 상기 전달 물질은 금속화된 종이 또는 금속화된 플라스틱 필름을 포함한다. 일 예에서, 상기 전달 물질은 알루미늄 호일을 포함한다. 일 예에서 상기 전달 물질은 플라스틱 물질, 예를 들면, 폴리에틸렌(PE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 폴리프로필렌(PP), 2축 배향된 폴리프로필렌(BOPP)의 필름을 포함한다. 일 예에서, 상기 전달 물질은 한쪽 표면이 금속, 예컨대 알루미늄 층으로 코팅된 종이 기판의 형태의 금속화된 종이를 포함한다. 일 예에서, 상기 전달 물질은 한쪽 표면이 금속, 예컨대 알루미늄 층으로 코팅된 중합체 기판의 형태의 금속화된 플라스틱 필름을 포함한다. 일 예에서, 상기 전달 물질은 금속화된 BOPP 필름, 금속화된 PET 필름, 또는 금속화된 폴리에틸렌(PE) 필름 형태의 금속화된 플라스틱 필름을 포함한다.
이미지 층
상기 전달 물질 상의 정전 잉크 조성물은 상부에 이미지가 인쇄되어 있고, 이는 이미지 층을 형성한다고 말할 수 있다. 상기 이미지 층은 흑색 착색제, 자홍색 착색제, 황색 착색제 및 청록색 착색제로부터 선택된 착색제를 포함할 수 있다.
일부 예에서, 상기 이미지 또는 이미지 층은, 착색제, 열가소성 수지 및 전하 지향제 및/또는 전하 보조제를 포함하는 정전 잉크 조성물을 사용하는 정전 인쇄 공정으로, 전달 물질 위의 정전 잉크 조성물 상에 인쇄된다. 임의의 적합한 착색제, 예를 들면 안료가 사용될 수 있다. 상기 이미지 또는 정보는 타깃 기판에 반전 인쇄될 수 있다.
일부 예에서, 이미지 층 인쇄 후, 타깃 기판은, 투명 정전 잉크 조성물의 인쇄에 앞서 이미지 층의 코로나(corona) 처리를 거쳐, 또한 결합 강도를 향상시킬 수 있다. 일부 예에서, 상기 타깃 기판 및 기판 중 하나 이상은 결합 강도를 향상시키기 위해, 예컨대 상부에 어떠한 인쇄를 하기 전에, 코로나 처리를 거친다.
열 전달 인쇄
상기 이미지 층 및 투명 정전 잉크 조성물은 열 전달 인쇄에 의해 타깃 기판으로 전달된다. 이는, 투명 정전 잉크 조성물의 열가소성 수지가 연화되거나 용융되도록 하는 조건 하에서 전달 물질 위의 이미지를 타깃 기판에 접촉시키는 단계, 및 상기 타깃 기판과 상기 전달 물질을 분리시켜 상기 이미지 및 그 위에 놓인(overlying) 투명 정전 잉크 조성물 층을 타깃 기판 상에 남기는 단계를 수반할 수 있다. 상기 투명 정전 잉크 조성물의 열가소성 수지의 연화 및/또는 용융을 수행하기 위해, 열 및/또는 압력이 적용될 수 있다. 상기 접촉은, 상업적으로 이용가능한 라미네이션(lamination) 장치 또는 압력 실러(sealer)에서 수행될 수 있다.
상기 접촉은, 접촉 중에 상기 열가소성 수지가 연화되거나 용융되도록 하는 적합한 온도에서 수행될 수 있다. 상기 적합한 온도는 상승된 온도, 예컨대 30 ℃ 이상, 일부 예에서 40 ℃ 이상, 일부 예에서 50 ℃ 이상, 일부 예에서 60 ℃ 이상, 70 ℃ 이상, 80 ℃ 이상, 일부 예에서 100 ℃ 이상, 일부 예에서 150 ℃ 이상, 일부 예에서 180 ℃ 이상일 수 있다. 상기 적합한 온도는 30 ℃ 내지 100 ℃, 일부 예에서 30 ℃ 내지 80 ℃, 일부 예에서 30 ℃ 내지 70 ℃, 일부 예에서 40 ℃ 내지 80 ℃일 수 있다. 상기 적합한 온도는 50 ℃ 내지 250 ℃, 일부 예에서 60 ℃ 내지 220 ℃, 일부 예에서 90 ℃ 내지 210 ℃, 일부 예에서 90 ℃ 내지 130 ℃, 일부 예에서 100 ℃ 내지 110 ℃일 수 있다. 상기 타깃 기판 및 상기 전달 물질은, 상기 열가소성 수지가 연화되거나 용융되는 동안 분리될 수 있다.
상기 온도는, ASTM D1525를 사용하여 측정된, 상기 수지의 비캣(Vicat) 연화점 이상의 온도일 수 있다. 상기 온도는, ASTM D3418 하에서 열시차 열량 분석법으로 측정된, 상기 수지의 어는점 이상의 온도일 수 있다. 상기 온도는, ASTM D3418 하에서 열시차 열량 분석법으로 측정된, 상기 수지의 녹는점 이상의 온도일 수 있다. 다수의 중합체가 상기 수지에 사용된 경우, 상기 연화점, 어는점 또는 녹는점은 중합체의 블렌드에 대해 측정될 수 있다.
상기 접촉은, 두 구성부(이중 하나 이상, 일부 예에서는 둘 모두가, 예를 들면 상기에 언급된 온도로 가열됨) 사이에 상기 기재 물질 및 상기 기판을 압박하는 것을 수반할 수 있다. 일부 예에서, 상기 두 구성부는 동일 온도, 예를 들면 상기에 언급된 온도로 가열될 수 있다. 일부 예에서, 상기 두 구성부는 상이한 온도, 예를 들면 하나는 40 ℃ 내지 100 ℃(예를 들어 40 ℃ 내지 70 ℃)의 온도로, 다른 하나는 보다 높은(예를 들어 100 ℃ 이상, 예를 들어 110 ℃ 내지 250 ℃, 예를 들어 110 ℃ 내지 150 ℃) 온도로 가열될 수 있다. 일부 예에서, 상기 구성부 중 하나 이상은 100 ℃ 이상의 온도로 가열된다. 상기 두 구성부는 롤러일 수 있고, 라미네이션 장치의 부분일 수 있다. 상기 두 구성부가 롤러인 경우, 상기 타깃 기판 및 상기 전달 물질(이들 사이에 투명 정전 이미지를 가짐)을 롤러들에 통과시키는 속도는, 투명 정전 잉크 조성물의 상기 수지가 연화 또는 용융되도록 하는 적합한 속도일 수 있다. 상기 속도는 0.1 m/분 이상, 일부 예에서 0.5 m/분 이상, 일부 예에서 1 m/분 이상일 수 있다. 상기 속도는 10 m/분 이하, 일부 예에서 5 m/분 이하, 일부 예에서 4 m/분 이하, 일부 예에서 3 m/분 이하일 수 있다. 상기 속도는 0.1 m/분 내지 10 m/분, 일부 예에서 0.5 m/분 내지 5 m/분, 일부 예에서 0.5 m/분 내지 4 m/분, 일부 예에서 1 m/분 내지 3 m/분일 수 있다. 상기 속도는 롤러들의 온도에 의존하여 결정될 수 있으며, 보다 높은 온도는 상기 수지의 보다 빠른 연화 또는 용융으로 이어지고, 접촉 시간이 더 짧을 수 있기 때문에 보다 빠른 속도를 허용한다.
일부 예에서, 상기 타깃 기판은 중합체 필름, 예컨대 폴리에틸렌 필름을 포함하고, 또한 투명 정전 잉크 조성물의 열가소성 수지가 연화 또는 용융되도록 하는 조건 하에서 상기 이미지를 타깃 기판에 접촉시키는 것은, 투명 정전 잉크 조성물의 열가소성 수지가 연화 또는 용융되도록 하는 60 ℃ 내지 120 ℃에서 타깃 기판과 상기 이미지를 접촉시키는 것이다. 일부 예에서, 상기 타깃 기판은 직물을 포함하고, 또한 투명 정전 잉크 조성물의 열가소성 수지가 연화 또는 용융되도록 하는 조건 하에서 상기 이미지를 타깃 기판에 접촉시키는 것은, 투명 정전 잉크 조성물의 열가소성 수지가 연화 또는 용융되도록 하는 70 ℃ 내지 130 ℃에서 타깃 기판과 상기 이미지를 접촉시키는 것이다. 일부 예에서, 상기 타깃 기판은 금속화된 필름(예를 들면, 중합체 필름, 예컨대 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 위의 알루미늄 층)을 포함하고, 투명 정전 잉크 조성물의 열가소성 수지가 연화 또는 용융되도록 하는 조건 하에서 상기 이미지를 타깃 기판에 접촉시키는 것은, 투명 정전 잉크 조성물의 열가소성 수지가 연화 또는 용융되도록 하는 50 ℃ 내지 80 ℃에서 타깃 기판과 상기 이미지를 접촉시키는 것이다.
상기 접촉 중에, 예컨대 상기에 언급된 온도에서, 상기 전달 물질 및 상기 타깃 기판에 압력이 가해질 수 있다. 상기 압력은 1 바(100 kPa) 이상, 일부 예에서 2 바 이상, 일부 예에서 1 바 내지 20 바, 일부 예에서 2 바 내지 10 바, 일부 예에서 2 바 내지 5 바, 일부 예에서 5 바 내지 10 바일 수 있다.
상승된 온도 하에서 및, 일부 예에서는 압력 하에서, 상기 접촉은 접착을 수행하기에 적합한 시간 동안 수행될 수 있고, 상기 적합한 시간은 0.1초 이상, 일부 예에서 0.2초 이상, 일부 예에서 0.5초 이상, 일부 예에서 0.8초 이상, 일부 예에서 1초 이상, 일부 예에서 1.2초 이상, 일부 예에서 1.5초 이상, 일부 예에서 1.8초 이상, 일부 예에서 2초 이상으로부터 선택될 수 있다. 상기 적합한 시간은 0.1초 내지 10초, 일부 예에서 0.5초 내지 5초일 수 있다.
정전 인쇄
상기 투명 정전 잉크 조성물의 정전 인쇄는,
표면 위에 정전 잠상(latent electrostatic image)을 형성하고;
상기 투명 정전 잉크 조성물의 적어도 일부가 상기 표면에 접착되어 상기 표면 위에 현상된 토너 이미지를 형성하도록, 상기 표면을 상기 투명 정전 잉크 조성물과 접촉시키고;
일부 예에서는 중간 전달 부재를 통해, 상기 토너 이미지를 타깃 기판으로 전달하는
과정을 포함한다. 인쇄 중의 상기 투명 정전 잉크 조성물은, 토너 입자로 지칭될 수 있는 입자를 포함할 수 있고, 상기 입자들은 열가소성 수지, 및 일부 예에서는 전하 보조제 및/또는 전하 지향제를 포함한다.
상기 이미지는 착색제를 포함하는 정전 잉크 조성물을 포함할 수 있다. 상기 이미지는, 이미지 층을 형성하기 위해 열가소성 수지, 및 전하 보조제 및/또는 전하 지향제를 포함할 수 있다. 이미지 형성에 사용되는 상기 정전 잉크 조성물의 상기 열가소성 수지, 상기 전하 보조제 및/또는 상기 전하 지향제는 각각, 독립적으로, 투명 정전 잉크 조성물의 상기 열가소성 수지, 상기 전하 보조제 및/또는 상기 전하 지향제와 동일하거나 상이할 수 있고, 투명 정전 잉크 조성물에 관하여 상기에 개시된 열가소성 수지, 전하 보조제 및/또는 전하 지향제로부터 선택될 수 있다. 이미지 형성에 사용되는 정전 잉크 조성물의 착색제는 흑색 착색제, 자홍색 착색제, 청록색 착색제 및 황색 착색제로부터 선택될 수 있다.
이미지의 인쇄는 정전 인쇄 공정을 사용하여, 예를 들면 상기 투명 정전 잉크 조성물을 전달 물질에 인쇄하는데 사용된 것과 동일한 정전 인쇄 장비를 사용하여 수행될 수 있다. 이미지의 정전 인쇄는,
표면 위에 추가적인 정전 잠상을 형성하고;
정전 잉크 조성물의 적어도 일부가 상기 표면에 접착되어 상기 표면 위에 현상된 착색제-함유 토너 이미지를 형성하도록, 상기 표면을 상기 정전 잉크 조성물과 접촉시키고;
일부 예에서는 중간 전달 부재를 통해, 상기 토너 이미지를 타깃 기판 위의 투명 정전 잉크 조성물로 전달하는
과정을 포함할 수 있다.
전달 물질 상의 투명 정전 잉크 조성물 및 그 위에 놓인(overlying) 이미지의 정전 인쇄는 단일 단계로, 예를 들면 투명 정전 잉크 조성물 및 이미지를 함께 전달 물질 상에 인쇄하여 예컨대 이미지가 상기 전달 물질 상의 상기 투명 정전 잉크 조성물 위에 놓이도록 함으로써 수행될 수 있다. 일부 예에서 이는, (착색제를 포함하는 정전 잉크 조성물로 형성된) 이미지를 우선 정전 인쇄 공정에서 중간 전달 부재 상에 배치하는 것, 그 후에 상기 이미지 위에 투명 정전 잉크 조성물의 상부 층을 형성하는 것, 및 상기 이미지 및 상기 투명 정전 잉크 조성물 층을 상기 전달 물질로 전달하는 것을 수반할 수 있다.
상기 정전 잠상이 형성되는 표면은 회전 부재, 예를 들면 원기둥 형태일 수 있다. 정전 잠상이 형성되는 표면은, 광화상판(PIP)의 일부를 형성할 수 있다. 상기 접촉은 상기 투명 정전 잉크 조성물을 고정(stationary) 전극과 회전 부재 사이로 통과시킴을 포함할 수 있고, 상기 회전 부재는 정전 잠상을 상부에 갖는 표면을 갖는 부재 또는 정전 잠상을 상부에 갖는 표면과 접촉하는 부재일 수 있다. 입자가 회전 부재의 표면에 접착되도록, 상기 고정 전극과 상기 회전 부재 사이에 전압이 인가된다. 이는, 투명 정전 잉크 조성물을 50 내지 400 V/㎛ 또는 그 이상, 일부 예에서 600 내지 900 V/㎛ 또는 그 이상의 전계 구배를 갖는 전기장에 적용하는 것을 포함할 수 있다.
상기 중간 전달 부재는, 일부 예에서, 예를 들면 80 내지 160 ℃의 온도로, 일부 예에서 90 내지 130 ℃의 온도로, 일부 예에서 100 내지 110 ℃의 온도로 가열된, 가요성 회전 부재일 수 있다.
상기 정전 인쇄는 복수의 임프레션(impression) 또는 사본이 수행되도록 수행될 수 있다. 임프레션 또는 사본의 개수는 10 이상, 일부 예에서 100 이상, 일부 예에서 1000 이상, 일부 예에서 5000 이상일 수 있다. 각 임프레션에서 각 인쇄 기판의 인쇄 피복율(coverage)은 40 % 이하, 일부 예에서 30 % 이하, 일부 예에서 20 % 이하일 수 있다. 임프레션은 인쇄 기판 상에 형성된 하나의 색상의 단일 이미지일 수 있다. 사본은 예를 들어 흑색, 자홍색, 청록색 및 황색에서 선택된 복수의 색상을 가진 단일 이미지일 수 있다.
상기 정전 인쇄는 복수의 타깃 기판 시트, 예를 들어 10장 이상, 일부 예에서 100장 이상, 일부 예에서 500장 이상, 일부 예에서 1000장 이상의 타깃 기판 시트가 인쇄되도록 수행될 수 있다. 상기 시트는 임의의 적당한, 예를 들어 A4 또는 A3의 표준 인쇄 크기의 크기 또는 모양일 수 있다.
실시예
본원에 기재된 방법 및 다른 태양의 실시예들이 하기에 예시된다. 따라서, 이들 실시예들은 본원을 제한하는 것으로 간주되지 않아야 하고, 단지 본원의 실시예가 어떻게 구성되는지를 교시하기 위한 것이다.
하기 실시예에서, '이소파르'는, 엑손모빌(ExxonMobil)에서 제조되어 64742-48-9의 CAS 번호를 갖는 이소파르(Isopar, 상표) L 유체이다.
하기 실시예에서, 사용된 수지는, 4:1의 중량비의, 뒤퐁에서 판매중인 누크렐 699, 및 하니웰에서 판매중인 A-C 5120이다.
하기 실시예에서, NCD는, 세가지 성분, 즉 KT(인지질 및 지방산의 천연 콩 레시틴), BBP(염기성 바륨 페트로네이트, 예를 들어 21-26개 탄화수소의 알킬의 바륨 설포네이트 염, 켐투라(Chemtura)에서 제공됨), 및 GT(도데실 벤젠 설폰산 이소프로필아민, 크로다(Croda)에서 제공됨)로 만들어진 천연 전하 지향제를 나타낸다. 조성은 6.6 중량% KT, 9.8 중량% BBP 및 3.6 중량% GT, 나머지 80 % 이소파르이다.
하기 실시예에서, SCD는, US 2009/0311614 또는 WO 2007/130069에 기재된 바와 같은 바륨 비스 설포숙시네이트 염인 합성 전하 지향제를 나타낸다. 이것은, 미셀 코어에 강한 염기(바륨 포스페이트)를 갖는 강한 음전하 지향제이고, 잉크 입자상의 안정된 음전하를 향상시킨다. SCD는 전하 지향제이고 (분산제의 부재시) 매우 낮은 저전계 하전(높은 전하 분배)을 보이는 것으로 확인되었다.
실시예 1
투명 정전 잉크는 73.14 g의 페이스트(4:1 중량비(중량:중량)의 에틸렌 메타크릴산 공중합체 및 에틸렌 아크릴산 공중합체, 즉 누크렐 699 (뒤퐁) 및 A-C 5120 (하니웰)이 분산되어 있는 이소파라핀계 무극성 담체 유체)를 포함하였다. 상기 페이스트는 35 중량%의 수지 고체 (즉, 누크렐 699 (뒤퐁) 및 A-C 5120 (하니웰)의 조합물), 35 중량% 말토오스 일수화물 (피셔(Fisher)) 및 1.0 중량% 알루미늄 스테아레이트 (분쇄 조제/전하 보조제; 시그마 알드리치(Sigma Aldrich))를 함유하였다. 상기 잉크를 25 ℃에서 24시간동안 마모분쇄기 (유니온 프로세스 유에스에이(Union Process USA)로부터의 S0)를 사용하여 분쇄하였다. 상기 잉크를 이소파르에 2 중량% 고체가 되도록 희석하고, 8 ml의 상업적으로 이용가능한 HP 인디고 이미징 제(HP Indigo Imaging Agent) (HP 인디고 6000 시리즈 인쇄기와 함께 사용; 이미징 제는 NCD를 함유하지만 SCD가 사용될 수도 있음)를 첨가 부하하고, 인쇄 전에 하룻밤 동안 놓아 두었다.
상기 투명 정전 잉크 조성물을, HP 인디고 6600 액체 정전 인쇄 설비를 사용하여 PET상에 적용하였다. 인쇄 전에, 12 ㎛ 두께의 PET (폴리플렉스 코포레이션(Polyplex Corporation)으로부터 입수) 기판을 1 kW 코로나(Corona)(인쇄 설비에 장착됨)로 처리하였다. 상기 정전 잉크 조성물 및 이미지를 동일한 방법으로 인쇄하였다. 상기 이미지는, 이후 이형될 수 있는 층으로 사용되는 상기 투명 정전 잉크 위에 인쇄하였다. 실험실 라미네이터(GMP로부터 입수됨, 엑셀람 플러스(EXCELAM PLUS) 355RM 모델)를 사용하여, 폴리에틸렌(PE 90 ㎛) 타깃 기판으로의 열 전달을 수행하였다. 상기 이미지의 타깃 기판으로의 열 전달 이전에, 상기 PE 필름(타깃 기판)을 이미지-포함 호일 위에 올려두었다. 상기 필름들은 두 개의 가열된 롤 라미네이터에 통과되었으며, 여기서 상기 이미지-포함 호일은 상부 롤에 의해 120 ℃로 가열되고, 하부의 필름(PE)은 하부 롤에 의해 50 ℃로 가열되었다. 호일 속도는 1.9 m/분이었다.
상기 이미지-포함 호일(즉, 상기 PET 시트)로부터의 이미지는 PE 필름으로 완전히 전달되었다.
실시예 2
실시예 1의 정전 잉크 조성물을, 인디고 6600 인쇄 설비를 사용하여 인쇄하였다. 인쇄 전에, 12 ㎛ 두께의 PET (폴리플렉스 코포레이션으로부터 입수) 기판을 1 kW 코로나 (인쇄 설비에 장착됨)로 처리하였다. 상기 투명 정전 잉크 조성물 및 이미지를 동일한 방법으로 인쇄하였다. 상기 이미지는, 이후 이형될 수 있는 층으로 사용되는 상기 투명 정전 잉크 위에 인쇄하였다. 본 실시예에서, 상기 이미지는 직물 (제품 번호: P2008, 100 % 딥 코팅 나일론 태피터, 양 면 코팅, 중국에서 제조, 제품 번호: PN7702A9, 나일론/폴리에스터 블렌드 태피터, 형광 없음, 양-면 코팅, 제조: 후저우 시니라벨 머티리얼 컴퍼니 리미티드(HUZHOU SINYLABEL MATERIAL CO., LTD))로 전달되었다. 실험실 라미네이터(GMP로부터 입수됨, 엑셀람 플러스 355RM 모델)를 사용하여, 열 전달을 수행하였다. 상기 이미지의 타깃 기판으로의 열 전달 이전에, 상기 직물(타깃 기판)을 상기 이미지-포함 호일 위에 올려두었다. 상기 필름들은 두 개의 가열된 롤 라미네이터에 통과되었으며, 여기서 상기 이미지-포함 호일은 상부 롤에 의해 104 ℃로 가열되고, 하부의 층(직물)은 하부 롤에 의해 104 ℃로 가열되었다. 호일 속도는 1.9 m/분이었다.
상기 이미지-포함 호일(즉, 상기 PET 시트)로부터의 이미지는 직물로 완전히 전달되었다.
실시예 3
실시예 1의 정전 잉크 조성물을, 인디고 6600 인쇄 설비를 사용하여 인쇄하였다. 인쇄 전에, 12 ㎛ 두께의 PET (폴리플렉스 코포레이션으로부터 입수) 기판을 1 kW 코로나 (인쇄 설비에 장착됨)로 처리하였다. 상기 투명 정전 잉크 조성물 및 이미지를 동일한 방법으로 인쇄하였다. 상기 이미지는, 이후 이형될 수 있는 층으로 사용되는 상기 투명 정전 잉크 위에 인쇄하였다. 실험실 라미네이터(GMP로부터 입수됨, 엑셀람 플러스 355RM 모델)를 사용하여, 알루미늄 호일 타깃 기판(알루미늄 15 ㎛ (토플라스트(Toplast)로부터 입수))으로의 열 전달을 수행하였다. 상기 이미지의 타깃 기판으로의 열 전달 이전에, 상기 알루미늄 호일(타깃 기판)을 이미지-포함 호일(즉, 상기 투명 정전 잉크 조성물 및 그 위에 올려진 정전식 인쇄된 이미지를 포함하는 PET) 위에 올려두었다. 상기 필름들은 두 개의 가열된 롤 라미네이터에 통과되었으며, 여기서 상기 이미지-포함 호일은 상부 롤에 의해 80 ℃로 가열되고, 하부의 필름은 하부 롤에 의해 80 ℃로 가열되었다. 호일 속도는 1.6 m/분이었다.
상기 이미지-포함 호일(즉, 상기 PET 시트)로부터의 이미지는 알루미늄 호일로 완전히 전달되었다.
상기 실시예들은, 본원에 기재된 공정을 사용하여 열 전달 인쇄를 수행할 때의 용이함을 나타낸다. 알 수 있듯이, 상기 투명 정전 잉크 조성물은 우선, 이미지가 그 위에 인쇄될 수 있는 접착 층으로 작용하나, 이후, 가열되었을 때, 전달 부재로부터 쉽게 분리되어 상기 이미지가 최종 기판으로 잘 전달되도록 한다.
상기 타깃 기판은 그 위에 이미지와, 상기 투명 정전 잉크 조성물을 포함하는 보호 상부 층을 가진다. 상기 보호 상부 층 및 상기 이미지는, 두 개의 별도의 장치 또는 상이한 방법보다는 동일한 장치, 예를 들어 정전 인쇄 장치를 사용하여 형성될 수 있다.
또한, 본 발명은 투명 정전 잉크 조성물 및 이미지를 단일 단계로 인쇄함으로써 높은 수율을 허용하여, 시간과 돈을 절약한다.
상기 공정 및 관련된 태양들은 특정 실시예를 참조하여 기재되었지만, 당업자는 본원의 범주를 벗어나지 않고 다양하게 변형, 변경, 생략 및 치환할 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 상기 공정 및 관련된 태양들은 하기의 특허청구범위의 범주에 의해 제한되는 것으로 의도된다. 임의의 종속항의 특징은 임의의 다른 종속항, 및 임의의 독립항의 특징과 조합될 수 있다.

Claims (15)

  1. 투명 정전 잉크 조성물을 전달 물질 상에 정전식 인쇄하는 단계로서, 이때 상기 투명 정전 잉크 조성물은 열가소성 수지를 포함하는, 단계;
    이미지(image)를 상기 투명 정전 잉크 조성물 상에 인쇄하는 단계;
    상기 투명 정전 잉크 조성물의 열가소성 수지가 연화되거나 용융되도록 하는 조건 하에서, 상기 이미지를 타깃 기판에 접촉시키는 단계, 및
    상기 타깃 기판과 상기 전달 물질을 분리시켜 상기 이미지 및 그 위에 놓인(overlying) 투명 정전 잉크 조성물 층을 상기 타깃 기판 상에 남기는 단계;
    를 포함하는 열 전달 인쇄 공정.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 정전 잉크 조성물은 전하 지향제(charge director) 및/또는 전하 보조제를 추가적으로 포함하는, 열 전달 인쇄 공정.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 정전 잉크 조성물은 사카라이드 또는 개질된 사카라이드를 추가적으로 포함하는, 열 전달 인쇄 공정.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 정전 잉크 조성물은 다이사카라이드 또는 개질된 다이사카라이드를 추가적으로 포함하는, 열 전달 인쇄 공정.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 사카라이드 또는 개질된 사카라이드는, 말토오스 일수화물, 수크로오스, 수크로오스 옥타노에이트, 수크로오스 옥타아세테이트, 덱스트린, 자일리톨 및 수크로오스 벤조에이트로부터 선택된, 열 전달 인쇄 공정.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 사카라이드 또는 개질된 사카라이드는, 상기 투명 정전 잉크 조성물 내에 존재하는 비-휘발성 고체의 20 내지 60 중량%의 양으로 존재하는, 열 전달 인쇄 공정.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 사카라이드 또는 개질된 사카라이드는, 상기 투명 정전 잉크 조성물 내에 존재하는 비-휘발성 고체의 25 내지 50 중량%의 양으로 존재하는, 열 전달 인쇄 공정.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 투명 정전 잉크 조성물은 담체 액체를 추가적으로 포함하는, 열 전달 인쇄 공정.
  9. 제 1 항에 있어서,
    이미지를 인쇄하는 단계는, 열가소성 수지, 착색제 및 전하 지향제 및/또는 전하 보조제를 포함하는 정전 잉크 조성물을 사용하여 이미지를 정전식 인쇄함을 포함하는, 열 전달 인쇄 공정.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 타깃 기판은 직물을 포함하는, 열 전달 인쇄 공정.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 타깃 기판은 중합체 필름을 포함하는, 열 전달 인쇄 공정.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 타깃 기판은 금속을 포함하는, 열 전달 인쇄 공정.
  13. 상부에 이미지가 있는 직물로서,
    상기 이미지는 그 위에 놓인 투명 정전 잉크 조성물 층을 갖고, 상기 정전 잉크 조성물은 열가소성 수지 및 전하 지향제 및/또는 전하 보조제를 포함하는, 상부에 이미지가 있는 직물.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 이미지가, 열가소성 수지, 착색제 및 전하 지향제 및/또는 전하 보조제를 포함하는 정전 잉크 조성물을 포함하는 이미지 층의 일부분을 형성하는, 상부에 이미지가 있는 직물.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 투명 정전 잉크 조성물은 사카라이드 또는 개질된 사카라이드를 추가적으로 포함하는, 상부에 이미지가 있는 직물.
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