KR100393247B1 - 잉크젯잉크 - Google Patents

Abstract

필요시 선택된 비말 형성 주파수에서 조작하기에 적합한 비말 형태의 정전 인쇄기용 잉크. 상기 잉크는 비전도성 액체, 불용성 하전 표지 입자, 및 상기 입자에 대한 유동 변화제를 포함한다. 유동 변화제는 하전되는 입자와 상호 작용하거나 흡수되어 입자의 하전능을 변화시켜서 입자의 전하 대 질량의 비를 변화시키는 화합물이다. 또한, 본 발명은 정전 잉크젯 장치로부터 잉크의 특정의 비말 형성 주파수를 요망되는 비말 형성 주파수에 매칭시키는 방법 및 잉크의 상이한 색상이 선택점으로부터 분출하기에 적합하고 잉크의 불용성 표지 입자의 특성 및 액체 부분의 각 잉크의 유동성에 따라 각 잉크는 비말 형성의 상이한 주파수를 갖는 다수 분출점에 대한 각 점에 대한 비말 형성의 속도를 매칭시키는 방법을 포함한다.

Description

잉크젯 잉크

잉크는 일반적으로 염료가 용해되어 있는 액체다. 액체 및 잉크에 분산된 입자를 포함하는 잉크 또한 공지되어 있다. 필기용 잉크와 구별되는 기계용 잉크의 실제 조성은 이러한 잉크의 적용 방법에 의해 결정된다.

오늘날 두 가지 주요 형태의 잉크젯 적용 기술이 사용되고 있다. 이중 첫 번째는 연속식 잉크젯으로 공지되어 있고, 두 번째는 충격식 잉크젯(impulse ink jek)으로 공지되어 있다.

연속식 잉크젯 시스템에서, 잉크의 소적은 노즐을 통해 상기 잉크를 밀어내는 액체 잉크 상에 가해지는 정수압(hydrostatic pressure)의 결과로서 생성된다. 노즐은 예를 들어 피에조-전기 진동(piezo-electric vibration)에 의해 작동되어 소적을 규칙적으로 분출시킨다. 형성 시점에서, 소적은 전도적으로 및/또는 전기 화학적으로 하전된 후, 이들 소적을 편향시키도록 하는 일정한 정전기장을 제공하는 전극을 통과할 수 있다. 따라서, 필요한 소적은 기재로 제어되고 원하지 않은 소적은 제거된다. 하전 요건 때문에, 잉크는 반드시 전도성일 필요가 있다. 이러한잉크는 물 또는 용매를 기초로 할 수 있고, 착색제는 안료 또는 가용성 염료일 수 있다.

충격식 잉크젯 시스템에 있어서, 소적은 젯 노즐에 인접한 잉크내에서의 압력 교란의 발생에 의해 필요에 따라서만 생성된다. 압력은 피에조-전기 결정에 의해 유발되는 자극에 의해 또는 미세 기포가 전기 저항 가열기에 의해 발생되는 열 자극에 의해 적용될 수 있다. 전형적인 잉크는 물을 기초로 하며 착색제용 염료를 사용하지만, 이 공정에 있어서, 용매와 안료를 사용하는 것이 배제되지는 않는다. 소적 하전이 필요하지 않으므로, 잉크 전도성에 관한 어떤 특정한 요건은 없다.

충격식 시스템의 추가의 구체예는 고온 용융 잉크젯(hot melt ink jet) 기술이다. 이 방법은 잉크가 실온에서 고체지만 조작 조건하에서 액체가 되도록 프린트 헤드 중에서 고온으로 유지된다는 점을 제외하고는, 피에조-전기 필요시 적하법과 유사하다. 따라서, 잉크의 전도성이 일부 장비 성능 표준에 맞춰져야 할 필요가 없다.

소형 전기기계 밸브를 사용하여 소적을 생성시키는 최종 시스템이 밸브 젯 방법(valve jet process)으로서 공지되어 있다. 이러한 방법은 본질적으로 마이크로 스프레이 건 시스템(micro spray gun system)이며, 실제 잉크젯 기술보다 훨씬 큰 소적을 생성시킨다. 소적은 기계적으로 생성되므로, 잉크의 전도성에 관한 요건은 없다.

소적 형성이 젯 노즐 직경의 함수이므로, 상기 기술들은 달성가능한 해상도 측면에서 제한을 받는다. 사용되는 노즐의 최소 직경은 7.5 내지 10 마이크로미터로서 14 내지 20 마이크로미터 정도의 소적을 생성시키며, 이것은 선택된 종이 상에 30 내지 40 마이크로미터의 도트(dot) 크기로 옮겨진다. 또한, 이러한 작은 노즐을 지닌 젯 프린터에 사용되는 잉크는 수용성 염료를 기초로 하는데, 이는 안료를 기초로 하는 잉크가 노즐 막힘과 관련된 문제를 일으키기 때문이다. 따라서, 안료 제형의 이점, 즉, 입수가능한 착색제의 광범위성 뿐만 아니라 우수한 내수성 및 내광성이 배제된다.

정전기식 잉크젯은 소적이 정전기장의 영향하에 오리피스로부터 유도되는 것에 의해 특징되는 또 다른 기술이다. 밸브 전극과 오리피스 사이에서 작용하는 이러한 정전기장은 정전기적 당김(pull)이 잉크의 표면 장력을 능가하는 경우에 소적이 생기도록 잉크 내부의 자유 전하를 잉크의 표면으로 끌어당긴다. 이러한 기술은 자유 전하의 인력에 의존하므로, 잉크는 전도성이어야 한다.

신규 잉크젯 인쇄 기술은 1993년 6월 24일에 공개된 리서치 래버러토리즈 오브 오스트레일리아 피티와이 엘티디(Reserach Laboratories of Australia Pty Ltd)의 WO-A-9311866호에 기술되어 있다. 상기 방법은 고농도의 미립 물질을 함유하는, 여러 가지 크기의 잉크 소적을 생성시키는 수단을 제공한다. 이 방법에 의한 특이적인 이점은 착색 물질로서 여전히 안료를 사용하면서 몇 마이크로미터 정도의 작은 소적을 형성시킬 수 있는 능력을 포함한다. 이것은 소적의 크기가 주로 분출점상의 전압과 입자의 하전 능력에 의해 조절되므로써 잉크젯 노즐의 크기에 의해 제한되지 않기 때문이다. 또한, 미립 물질은 분출된 소적에 상당히 농축되어 있다. 따라서, 내광성 및 내수성 안료를 기초로 하는 고해상도 및 고밀도 이미지가 형성될 수 있다.

본 발명은 형성된 분출 소적이 실질적으로 고체 착색제이고 소량의 액체만을 함유하는 상기 약술된 신규한 잉크젯 인쇄 기술에 사용될 수 있는 잉크에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 잉크는 소적 분출점에서의 착색제 물질의 농도에 대해 필수적인 특성을 갖는다.

또한, 본 발명의 잉크젯 잉크는 고해상도 마킹(marking)을 생성시키는데 용이하게 사용되는 특성을 갖는다. 이는 부분적으로는 젯 프린터에 의해 생성된 본래 작은 소적, 및 소적내에서의 착색제 입자의 농도로 인한 감소된 위킹(wicking) 및 블리딩(bleeding)에 기인한다.

인쇄 헤드 기술과 잉크를 바람직한 인쇄 속도에 매칭시키는 경우 및 예를 들어 컬러 인쇄용으로 인쇄 헤드에서 다수의 잉크를 사용하는 경우에, 소적이 형성되는 주파수는 중요한 고려사항이 될 수 있다.

WO-A-9311866에서 설명된 인쇄 기술을 사용하는 경우 다수의 인자가 소적 형성의 고유 주파수에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 이들 인자중 몇몇은 쉽게 달라질 수 없는 것들이지만, 놀랍게도 잉크 제형을 변형하면 소적 형성 주파수에 영향을 미칠 수 있는 것으로 밝혀졌다.

본 발명의 목적은 선택된 주파수로 소적을 형성하도록 설계된 잉크젯 잉크를 제조하는 데에 있다.

본 발명은 잉크를 사용하는 인쇄에 관하여 일반적으로 설명되어 있지만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 액체중 지지될 수 있는 미립 물질을 특정 비로 적용시키거나 주입시킬 필요가 있는 많은 분야에 사용될 수 있는 것으로 이해해야 할 것이다.

발명의 요약

일 형태(이것이 유일한 형태이거나 가장 광범위한 형태는 아니지만)에 있어서, 본 발명은 선택된 주파수로 소적을 형성하도록 작동되는 필요시 적하형의 정전기식 프린터용 잉크에 있어서, 잉크가 비전도성 액체, 불용성의 하전가능한 마킹 입자, 및 입자에 대한 이동도 개질제를 포함하며, 선택된 주파수로 응집되어 프린터의 분출 지점으로부터 분출되도록 되어 있는 타입이며, 이동도 개질제가 하전가능한 입자와 상호작용하거나 상기 입자에 흡착되어 입자의 하전도를 변화시킴으로써 입자의 전하 대 질량비를 변화시키는 화합물이며, 잉크 중의 이동도 개질제의 양을 변화시켜 잉크의 소적을 선택된 주파수로 응집시키고 분출시킬 수 있는 잉크에 관한 것이다.

다른 형태에 있어서, 본 발명은 정전기식 잉크젯 장치로부터의 잉크의 고유한 소적 형성 주파수를, 잉크젯 장치에서의 요구되는 소적 형성 주파수에 매칭시키는 방법으로서, 선택된 양의 이동도 개질제를 첨가하는 단계를 포함하고, 잉크가 비전도성 액체 및 불용성 안료 입자를 가지며 안료 입자 및 액체의 레올로지(rheology)에 따라 고유한 소적 형성 주파수를 갖는 타입이고, 이동도 개질제가 액체에 첨가되어 입자의 하전도를 변화시킴으로써 입자의 전하 대 질량비를 변화시키는 화합물인 방법에 관한 것이다.

또 다른 형태에 있어서, 본 발명은 상이한 색의 잉크들이 선택된 지점으로부터 분출되도록 되어 있고, 각각의 잉크가 잉크의 불용성 마킹 입자의 특성과 각각의 잉크의 액체 부분의 레올로지에 따라 상이한 고유한 소적 형성 주파수를 갖는 다중 분출점 정전기식 프린터의 각각의 분출점에 대해 소적 형성비를 매칭시키는 방법으로서, 소적 형성 주파수 비가 각각 잉크에 대해 실질적으로 동일해지도록, 선택된 양의 이동도 개질제를 각각의 잉크에 첨가시켜서 이것의 고유한 소적 형성 주파수를 변화시키는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다.

이동도 개질제는 잉크의 0.05중량% 내지 20중량%로 존재할 수 있다. 이동도 개질제는 담체 액체에 가용성이거나 부분 가용성이고 하전 공정에 관여하는 임의의 물질로부터 선택될 수 있다.

바람직한 구체예의 상세한 설명

본 발명의 액체는 상기 설명된 바와 같은 특성을 갖는 적당한 액체일 수 있으며, 헥산, 시클로헥산, 이소-데칸, 이소파(Isopar)(제조원: Exxon) 및 셀솔 티(Shellsol T)(제조원: Shell)와 같은 지방족 탄화수소; 크실렌, 톨루엔 및 솔베소(Solvesso) 100(제조원: Exxon)과 같은 방향족 탄화수소; 염화 디에틸렌 및 클로로포름과 같은 염소화된 용매; 디메틸 폴리실록산, 예를 들어 DC 200(제조원: Dow Corning) 및 고리형 디메틸 폴리실록산, 예를 들어 DC 345(제조원: Dow Corning)와 같은 실리콘 유체 및 올리브, 잇꽃, 해바라기, 대두 및 아마씨 오일과 같은 식물성 오일을 포함할 수 있다.

마킹 입자는 안료, 불용성 염료, 중합체 또는 이들의 혼합물일 수 있거나 약제일 수 있고, 잉크의 0.5 내지 30중량% 농도, 바람직하게는 3 내지 20중량% 농도로 존재할 수 있다. 놀랍게도, 이와 같은 높은 고체 함량을 갖는 잉크젯 잉크가 성공적으로 사용되어, 제형화 및 저장 비용을 경감시킬 수 있고 주어진 고체 함량에 대해 보다 작은 크기의 탱크, 펌프 및 카트리지를 사용할 수 있게 해준다.

이동도 개질제는 카르복실산의 금속염, 금속비누, 지방산, 레시틴, 유기 인 화합물, 숙신이미드, 술포숙시네이트 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 다르게는, 이동도 개질제는 개질된 로진 에스테르, 아크릴 수지, 비닐 수지, 탄화수소 수지 또는 이들의 혼합물과 같은 가용성 또는 부분 가용성 수지일 수 있다. 이동도 개질제는 0.05중량% 내지 20중량% 농도, 바람직하게는 0.1중량% 내지 10중량% 농도로 존재할 수 있다.

본 발명에 따른 잉크의 중요한 특성 중의 하나는 잉크의 액체 부분이 실질적으로 비전도성이어서 최대량의 이동도 개질제가 사용되더라도, 액체의 전도성을 소적 형성을 조절못할 정도로는 감소시키지 않을 것으로 인식될 것이다.

잉크 액체에 불용성인 마킹 입자는 이들의 제시된 특정 최종 용도에 맞춰 선택될 수 있고, 광범위한 착색제, 중합체 및 화학물질 또는 이들의 혼합물로 제조될 수 있다. 잉크에 사용하기에 적합한 착색제의 예로는 피그먼트 옐로우(pigment yellow) 1, 피그먼트 옐로우 14, 피그먼트 레드(pigment red) 48:2, 피그먼트 레드 122, 피그먼트 블루(pigment blue) 15:3 및 피그먼트 블루 56과 같은 유기 안료; 피그먼트 화이트(pigment white) 6, 피그먼트 쉘로우 35, 피그먼트 블루 27, 피그먼트 블랙(pigment black) 7 및 피그먼트 블랙 11과 같은 무기 안료; 솔벤트 레드(solvent red) 7, 솔벤트 옐로우(solvent yellow) 88, 솔벤트 블루(solventblue) 49, 베이직 레드(basic red) 1 및 베이직 블루(basic blue) 26과 같은 용매 염료 및 피그먼트 메탈(pigment metal) 1 및 피그먼트 메탈 2와 같은 금속성 염료가 있다.

잉크에 입자로서 사용하기에 적합한 중합체의 예로는 비스페놀 A 에폭시, 노볼락 에폭시 및 지환족 에폭시와 같은 에폭시 수지, 아크릴산의 중합체 및 공중합체 및 이들의 에스테르, 메트아크릴산의 중합체 및 공중합체 및 이들의 에스테르와 같은 아크릴 수지, 비닐 아세테이트, 염화비닐, 비닐 알코올 및 비닐 부티랄을 포함하는 중합체 및 공중합체와 같은 비닐 수지; 오일, 페놀 및 로진 개질된 알키드와 같은 알키드 수지 및 이합체화된 펜타에리트리톨 로진 에스테르와 같은 개질된 로진 에스테르가 있다. 이들의 중합체는 착색되거나 이들 중합체와 함께 분산되는 안료를 포함할 수 있다.

잉크내의 입자로서 사용하기에 적합한 화학물질의 예로는 아세틸 살리실산, 수크로스 및 아스코르브산과 같은 약제, 옥시염화구리 및 황 원소와 같은 농업용 화학물질 및 공업용 화학물질이 있다. 마킹 입자는 조성물의 0.5중량% 내지 30중량% 농도로 존재할 수 있다.

또한, 액체에 가용성이거나 부분적으로 가용성인 수지 및 중합체가, 마킹 입자를 액체에 분산시켜서 기재에 대해 상기 마킹 입자에 대한 결합제로서 작용하도록 사용될 수 있다. 적합한 수지의 예로는 이들이 액체에 용해도를 부여하는 거대 알킬기를 갖는다는 것을 제외하고는 상기 열거된 화합물과 유사한 몇몇 개질된 로진 에스테르, 아크릴수지 및 비닐수지가 있다. 또한, 알파 메틸 스티렌 및 폴리이소부틸렌과 같은 탄화수소 수지가 적합하다.

이동도 개질제는 액체에 가용성이거나 부분 가용성이고 하전 공정에 관여하는 임의의 물질일 수 있다. 이러한 제(agent)의 예로는 금속염, 예를 들어 헵탄산의 리튬염, 카드뮴염, 칼슘염, 망간염 및 마그네슘염, 옥탄산의 지르코늄염, 알루미늄염, 코발트염 및 망간염, 2-에틸 헥산산의 지르코늄염, 알루미늄염, 코발트염 및 망간염, 지방산; 레시틴, 유기 인 화합물, 숙신이미드, 소듐 디헥실 술포숙시네이트 및 소듐 디옥틸 술포숙시네이트와 같은 술포숙시네이트 및 알코올, 케톤 및 에스테르와 같은 극성 용매가 있다. 또한, 입자 분산 및 결합제 기능을 제공하는 전술한 가용성 중합체 및 수지가 유동성 개질에 기여하는 것으로 밝혀졌다. 제형에 첨가되는 이동도 개질제의 양이 잉크의 전기 전도성을 10⁹오옴.cm의 한계치 보다 낮게 감소시키지 않는다는 것이 중요하다. 잉크내에서의 이러한 이동도 개질제의 작용이 완전하게 이해되는 것은 아니지만, 이들이 입자의 하전을 도와서 분출 지점 또는 이 근처에서 상당한 구배의 불균일 정전기장의 존재하에 비전도성 액체에서의 하전된 입자의 응집물의 형성을 돕는 것으로 여겨진다. 이동도 개질제는 잉크 조성물의 0.05중량% 내지 20중량% 농도로 존재할 수 있다.

본 발명에 따른 잉크젯 잉크는 상기 마킹 입자 및 그 밖의 전술한 성분을 액체에 분산시킴으로써 제조될 수 있다. 볼 밀, 마멸기, 콜로이드 밀, 3-롤 밀, 펄(pearl) 밀 및 고속 분산기를 포함하는 다수의 방법들이 잉크를 제조하기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로, 입자는 액체중에서 입자의 중합에 의해 형성될 수 있다.

잉크젯 프린터용 잉크의 종래 제형의 경우, 소적내의 입자의 이동도에 대한 요건은 없었고 단지 전체적으로 소적의 이동도가 문제시되었으므로, 담체 액체내의 입자의 이동도는 중요한 인자가 아니었다. 이것은 소적 형성 도중의 입자의 농도에 대한 요건 또는 설명이 없었기 때문이다.

잉크내의 입자의 응집이 농밀 마킹 입자를 제공하는데 사용되는, PCT 특허 출원 제 WO-A-9311866에 기술된 신규한 기술에 있어서, 액체내의 입자의 이동도는 중요하다. 선택된 수의 입자가 응집하는데 소요되는 시간이 긴 경우, 소적 형성 주파수는, 입자가 높은 이동도를 갖는 잉크의 다른 제형의 경우와 같이 높지 않을 것이다. 특정한 잉크에 대한 잉크 소적 분출의 고유 주파수는 잉크 제형 및 조성에 좌우되는 것으로 밝혀졌다. 이것은 불용성 마킹 입자의 타입 뿐만 아니라 크기 및 이러한 입자의 그라인딩(grinding)과 같은 형성 방법을 포함할 수 있다. 특히, 고유한 소적 형성 주파수가 제형중의 이동도 개질제의 양을 변화시킴으로써 변화될 수 있는 것으로 밝혀졌다.

이러한 관계를 초래하는 정확한 메커니즘은 불분명하지만, 이동도 개질제의 농도가 증가하면 불용성 입자의 전하 대 질량비가 증가하는 것으로 생각된다. 따라서, 불용성 입자는 전기장이 가해지는 경우에 잉크 담체 액체 중에서 높은 이동도를 얻으므로, 이는 분출될 수 있는 크기로 응집되는 속도를 높여서 높은 분출 주파수가 되게 한다.

인가된 전기장에 반응하는 잉크 담체 액체를 통한 잉크 입자의 이동도는 하기 식으로 기술될 수 있다.

[수학식 1]

상기 식에서 μ는 이동도이고, q는 입자 전하이고, η는 매질의 점도이고 r은 입자반경이다.

입자 하전의 메커니즘은 또한 완전하게 이해되지 않으며, 사용되는 화학물질의 성질에 의존한다. 예를 들어, 금속 카르복실레이트 이동도 개질제는 비수성 액체에 용해되는 경우 뒤집힌 미셀(inverse miscell)을 형성하는 것으로 여겨진다. 그 후, 이온 교환이 잉크 입자 및 뒤집힌 미셀 사이에서 일어나서, 입자는 양 하전되는 반면, 뒤집힌 미셀은 음 하전되어 대이온(counterions)으로서 작용한다.

전체적인 결과는 입자상에서 전하가 증가하고, 주어진 환경에 대해 입자의 이동도가 변형된다.

본 발명이 유도될 수 있는 실제 적용은 상이한 색상의 잉크가 칼라 인쇄 방법에 대해 사용되는 다중 주입 지점 인쇄 헤드의 경우이다. 다양한 잉크에 대한 고유한 소적 형성 주파수는 사용되는 안료에 따라 6배까지 변화될 수 있다. "느린" 잉크에 대해서는 소적 형성 주파수를 증가시키고, "빠른" 잉크에 대해서 소적 형성 주파수를 감소시킴으로써, 각각의 잉크가 실질적으로 동일한 비로 응집하고 분출되도록 함으로써 인쇄 이미지의 상이한 색상이 겹치는 문제를 피할 수 있다.

본 발명에 따른 잉크에 대한 적용의 예는 다양하며, 사무용 프린터, 성분 마킹, 자성 잉크 특성 인식, 집적회로 마킹, 유리 및 세라믹 마킹, 금속 및 합금 마킹, 음식물 마킹, 직물 인쇄 및 옵셋 마스터로서 기능하는 인쇄판의 마킹을 포함한다. 제안된 최종 용도에 의해 다양한 성분의 선택이 이루어질 것으로 인식될 것이다.

또한, 본 발명의 잉크 조성물은 정확한 양의 약제를 적용하고자 하는 경우, 약제를 동물 또는 사람에게 직접 투여하거나 비활성 정제와 같은 기재 상으로 투여하기 위해 사용될 수 있다. 고유한 소적 형성비 또는 주파수의 선택은 약제의 정확한 투여를 가능하게 한 것이다.

실시예

본 발명을 하기의 실시예로 설명하지만 이는 단지 본 발명의 이해를 돕고자 하는 것이며, 이하 잉크 제형의 예, 및 이동도 개질제의 양의 변화에 의한 소적 형성의 고유 주파수의 변화에 대하여 기술하고자 한다.

실시예 1-6

잉크 농축물 1

상기 성분을 볼병(ball jar)에 첨가하고 2일간 분쇄시켜서 마젠타(magenta) 색의 잉크 농축물을 제조하였다.

그 후, 하기 잉크 분산액을 제조하였다.

이들 실시예를 PCT/AU92/00665에 설명된 잉크젯 인쇄 장치에서 시험하여 하기 성능이 관찰되는 복사 본드지(copy bond paper)를 이미지화시켰다.

실시예 1-6은 잉크의 주파수가 이동도 개질제(지르코늄 옥타노에이트)의 농도를 변화시킴으로써 조절될 수 있는 방식을 예시한다. 일 가능한 구성에 있어서, 실시예 1로부터의 잉크는 1kHz 및 60mm/sec 정도의 챠트 속도로 작동하는 단일 화소 챠트 기록기에 사용하기에 적합할 수 있다. 또 다른 구성에 있어서, 실시예 3의 잉크는 600dpi의 해상도 및 7kHz의 속도로 작동하는 단조(monotone) 직렬 인쇄장치에서 사용하기에 적합할 것이다.

이소파 G 및 이소파 L은 엑손 케미칼(Exxon Chemical)이 제조한 이소파라핀용매 G 및 L이고, 호스타페름 핑크 E(Hostaperm Pink E)(CI 피그먼트 레드 122)는 훽스트 아게(Hoechst AG)에서 제조한 것이고, FOA-2는 듀퐁(DuPont)에서 제조한 석유 첨가제(연료-오일 첨가제-2)이고, 6% 눅스트라 지르코늄은 휼스 아메리카 인코포레이티드(Huls America Inc)에서 제조한 백색 주정제중의 지르코늄 옥타노에이트의 용액이다.

실시예 7

상기의 성분을 볼병에 첨가하고 2일 동안 분쇄시켜서 황색 잉크 농축물을 제조하였다. 그 후, 이러한 농축물을 이소파 G를 사용하여 1:10으로 희석시켜서, 이동도 개질제의 함량이 0.2중량%인 잉크 분산액을 형성시켰다.

실시예 8

상기 성분을 볼병에 첨가하고 2일 동안 분쇄시켜서 흑색의 잉크 농축물을 제조하였다. 그 후, 이러한 농축물을 이소파 G를 사용하여 1:10으로 희석시켜서, 이동도 개질제의 함량이 1.0중량%인 잉크 분산액을 형성시켰다.

실시예 9

상기 성분을 볼병에 첨가하고 2일 동안 분쇄시켜서 마젠타색의 잉크 농축물을 제조하였다. 그 후, 이 농축물을 이소파 G를 사용하여 1:10으로 희석시켜서, 이동도 개질제의 함량이 0.3중량%인 잉크 분산액을 형성시켰다.

실시예 10

상기 성분을 볼병에 첨가하고 2일 동안 분쇄시켜서 청록색의 잉크 농축물을 제조하였다. 그 후, 이 농축물을 이소파 G를 사용하여 1:10으로 희석시켜서, 이동도 개질제의 함량이 1.0중량%인 잉크 분산액을 형성시켰다.

실시예 7-10에 기술된 잉크를 PCT/AU92/00665에 기술된 잉크젯 인쇄 장치에서 시험하여 하기의 성능이 관찰되는 복사 본드지(copy bond paper)를 이미지화시켰다.

이러한 4가지 잉크의 세트는 7kHz 및 800 dpi의 해상도로 작동하는 4색 데스크 탑 프린터에서 사용하기에 적합할 것이다.

모노리트 옐로우(Monolite Yellow) GNA (CI 피그먼트 옐로우 1)는 아이씨아이 오스트레일리아(ICI Australia)에서 제조되고,

이르갈리트 블루(Irgalite Blue) LGLD (CI 피그먼트 블루 15:3)는 시바-가이기(Ciba-Geigy)에서 제조되고,

마이크로리쓰 블랙(Microlith Black) CT (CI 피그먼트 블랙 7)는 시바-가이기에서 제조되고,

리플렉스 블루(Reflex Blue) 3G (CI 피그먼트 블루 18)는 훽스트 아게에서 제조된다.

본 발명에 의해, 선택된 주파수로 분출되도록 될 수 있는 잉크젯 프린터용의 액체 잉크를 제형할 수 있거나, 다르게는, 다색 인쇄를 위해, 각각의 색상에 대한 분출 주파수를 이동도 개질제를 첨가함으로써 선택된 값으로 매칭시킬 수 있는 것으로 나타날 것이다.

본 명세서 및 하기에 기술된 청구의 범위 전체에 걸쳐 문맥상 어떠한 다른 것을 필요로 하지 않는다면, 본원에 사용되는 표현 '포함한다(comprise)' 와 '함유한다(include)' 및 '포함하는(comprising)' 과 '함유하는(including)'과 같은 변형된 표현은 언급된 사항 또는 이들의 군을 포함함을 의미하지만 임의의 다른 사항 또는 이들의 군을 배제하지는 않는 것으로 이해될 것이다.

본 발명은 잉크, 및 더욱 상세하게는 선택된 주파수(frequency)로 작동되는 것이 요망되는 잉크젯 인쇄 장치에 적합한 잉크에 관한 것이다.

Claims (21)

1. 선택된 주파수(frequency)로 소적을 형성하도록 작동되는 필요시 적하형(drop on demand type)의 정전기식 프린터용 잉크로서, 잉크가 비전도성 액체, 불용성의 하전가능한 마킹(marking) 입자 및 이러한 입자에 대한 이동도 개질제를 포함하고, 선택된 주파수로 응집되어 프린터의 분출 지점으로부터 분출되도록 되어 있는 타입이며, 이동도 개질제가 하전가능한 입자와 상호작용하거나 하전가능한 입자상에 흡착되어 입자의 하전도를 변화시킴으로써 입자의 전하 대 질량비를 변화시키는 화합물이며, 잉크 중의 이동도 개질제의 양을 변화시켜 잉크의 소적을 선택된 주파수로 응집시키고 분출시킬 수 있음을 특징으로 하는 잉크.
2. 제 1항에 있어서, 이동도 개질제가 카르복실산의 금속염, 금속 비누, 지방산, 레시틴, 유기 인 화합물, 숙신이미드, 술포숙시네이트, 및 개질된 로진 에스테르, 아크릴 수지, 비닐 수지, 탄화수소 수지 또는 이들의 혼합물을 포함하는 가용성 또는 부분 가용성 수지로 구성된 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 잉크.
3. 제 1항에 있어서, 이동도 개질제가 헵탄산의 리튬염, 헵탄산의 카드뮴염, 헵탄산의 칼슘염, 헵탄산의 망간염 및 헵탄산의 마그네슘염, 옥탄산의 지르코늄염, 옥탄산의 알루미늄염, 옥탄산의 코발트염 및 옥탄산의 망간염, 및 2-에틸 헥산산의 지르코늄염, 2-에틸 헥산산의 알루미늄염, 2-에틸 헥산산의 코발트염 및 2-에틸 헥산산의 망간염으로 구성된 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 잉크.
4. 제 1항에 있어서, 이동도 개질제가 0.05중량% 내지 20중량% 농도로 존재함을 특징으로 하는 잉크.
5. 제 1항에 있어서, 이동도 개질제가 0.1중량% 내지 10중량% 농도로 존재함을 특징으로 하는 잉크.
6. 제 1항에 있어서, 비전도성 액체가 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소, 염소화된 용매, 실리콘 유체 또는 오일, 및 식물성 오일로 구성된 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 잉크.
7. 제 1항에 있어서, 불용성 마킹 입자가 안료, 불용성 염료, 중합체 또는 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 잉크.
8. 제 5항에 있어서, 불용성 마킹 입자가 잉크의 0.5중량% 내지 30중량% 농도로 존재함을 특징으로 하는 잉크.
9. 제 7항에 있어서, 불용성 마킹 입자가 잉크의 3중량% 내지 20중량% 농도로 존재함을 특징으로 하는 잉크.
10. 제 1항에 있어서, 개질된 로진 에스테르, 아크릴 수지, 비닐 수지, 및 알파 메틸 스티렌과 폴리이소부틸렌을 포함하는 탄화수소 수지로 구성된 군으로부터 선택된 결합제를 추가로 포함함을 특징으로 하는 잉크.
11. 제 1항에 있어서, 잉크의 전기 저항이 10⁹오옴.cm 이상임을 특징으로 하는 잉크.
12. 정전기식 잉크젯 장치(electrostatic ink jet apparatus)로부터의 잉크의 고유한 소적 형성 주파수를, 이러한 정전기식 잉크젯 장치에서 요구되는 소적 형성 주파수에 매칭시키는 방법으로서, 선택된 양의 이동도 개질제를 잉크에 첨가시키는 단계를 포함하고, 잉크가 비전도성 액체 및 불용성 안료 입자를 가지며 안료 입자 및 액체의 레올로지에 따라 고유한 소적 형성 주파수를 갖는 타입이며, 이동도 개질제가 액체에 첨가되어 입자의 하전도를 변화시킴으로써 입자의 전하 대 질량비를 변화시키는 화합물임을 특징으로 하는 방법.
13. 제 12항에 있어서, 이동도 개질제가 카르복실산의 금속염, 금속 비누, 지방산, 레시틴, 유기 인 화합물, 숙신이미드, 술포숙시네이트, 및 개질된 로진 에스테르, 아크릴 수지, 비닐 수지, 탄화수소 수지 또는 이들의 혼합물을 포함하는 가용성 또는 불용성 수지로 구성된 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 방법.
14. 제 12항에 있어서, 이동도 개질제가 지르코늄 옥타노에이트, 헵탄산의 리튬염, 헵탄산의 카드뮴염. 헵탄산의 칼슘염, 헵탄산의 망간염 및 헵탄산의 마그네슘염, 옥탄산의 지르코늄염, 옥탄산의 알루미늄염, 옥탄산의 코발트염 및 옥탄산의 망간염, 및 2-에틸 헥산산의 지르코늄염, 2-에틸 헥산산의 알루미늄염, 2-에틸 헥산산의 코발트염 및 2-에틸 헥산산의 망간염으로 구성된 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 방법.
15. 제 12항에 있어서, 이동도 개질제가 0.05중량% 내지 20중량% 농도로 존재함을 특징으로 하는 방법.
16. 제 12항에 있어서, 이동도 개질제가 0.1중량% 내지 10중량% 농도로 존재함을 특징으로 하는 방법.
17. 상이한 색의 잉크들이 선택된 지점으로부터 분출되도록 되어 있고, 각각의 잉크가 잉크의 불용성 마킹 입자의 특성과 각각의 잉크의 액체 부분의 레올로지에 따라 상이한 고유한 소적 형성 주파수를 갖는 다중 분출점 정전기식 프린터의 각각의 분출점에 대해 소적 형성비를 매칭시키는 방법으로서, 소적 형성 주파수 비가 각각의 잉크에 대해 사실상 동일해지도록, 선택된 양의 이동도 개질제를 각각의 잉크에 첨가시켜서 이것의 고유한 소적 형성 주파수를 변화시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
18. 제 17항에 있어서, 이동도 개질제가 카르복실산의 금속염, 금속 비누, 지방산, 레시틴, 유기 인 화합물, 숙신이미드, 술포숙시네이트, 및 개질된 로진 에스테르, 아크릴 수지, 비닐 수지, 탄화수소 수지 또는 이들의 혼합물을 포함하는 가용성 또는 불용성 수지로 구성된 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 방법.
19. 제 17항에 있어서, 이동도 개질제가 지르코늄 옥타노에이트, 헵탄산의 리튬염, 헵탄산의 카드뮴염, 헵탄산의 칼슘염, 헵탄산의 망간염 및 헵탄산의 마그네슘염, 옥탄산의 지르코늄염, 옥탄산의 알루미늄염, 옥탄산의 코발트염 및 옥탄산의 망간염, 및 2-에틸 헥산산의 지르코늄염, 2-에틸 헥산산의 알루미늄염, 2-에틸 헥산산의 코발트염 및 2-에틸 헥산산의 망간염으로 구성된 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 방법.
20. 제 17항에 있어서, 이동도 개질제가 0.05중량% 내지 20중량% 농도로 존재함을 특징으로 하는 방법.
21. 제 17항에 있어서, 이동도 개질제가 0.1중량% 내지 10중량% 농도로 존재함을 특징으로 하는 방법.