KR100333251B1 - 잉크, 잉크 세트, 잉크 카트리지, 기록 유닛, 화상 기록 방법 및화상 기록 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 안료 및 착색제 캡슐화 수지를 포함하는 잉크에 관한 것이다. 상기 잉크는 광학 밀도가 높고, 러브-오프 (rub-off) 저항성, 내수성 및 라인 마커에 대한 저항성이 우수한 화상을 제공할 수 있으며, 잉크젯 기록에 사용될 경우 기록 헤드로부터의 토출 안정성이 우수하다.
Description
본 발명은 잉크젯 기록에 사용하기에 적합하고, 신뢰성이 우수하고, 무광택지(plain paper) 상에서도 광학 밀도가 높은 화상을 제공하고 또한 내수성 및 라인 마커에 대한 저항성이 우수한 화상을 형성할 수 있는 잉크, 및 상기 잉크를 사용하는 잉크 세트, 잉크 카트리지, 기록 유닛, 화상 기록 장치 및 화상 기록 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 잉크젯 기록에 사용하기에 적합하고, 신뢰성이 우수하고, 무광택지 상에서도 광학 밀도가 높은 화상을 제공하고, 내수성 및 저항성이 우수한 화상을 형성하며 또한 다른 색 잉크와 함께 잉크젯 기록 방법에 의해 다색 화상을 형성할 때 기록 매체 상의 다색 화상의 상이한 색 사이 경계의 블리딩(bleeding)을 매우 효과적으로 방지할 수 있는 잉크, 및 상기 잉크를 사용하는 잉크 세트, 잉크 카트리지, 기록 유닛, 화상 기록 장치 및 화상 기록 방법에 관한 것이다.
잉크젯 기록 방법은 잉크를 토출시켜 종이와 같은 기록 매체에 잉크를 도포함으로써 기록을 수행하는 시스템이다. 예를 들면 일본 특허 공보 제61-59911호, 동 제61-59912호 및 동 제61-59914호에는 열 에너지를 잉크에 가하여 기포를 발생시킴으로써 잉크를 토출시키기 위한 토출 에너지 공급 수단으로서 전열 변환기를 사용하며, 기록 헤드 중의 고밀도 다중 오리피스를 쉽게 형성하고, 고해상 및 고품질 화상을 고속으로 기록할 수 있는 잉크젯 기록 시스템이 개시되어 있다. 따라서, 이와 같은 잉크젯 계는 현재 실용적으로 사용되고 있는 잉크젯 기록 방법을 위한 주요 시스템이다.
그런데, 상기 잉크젯 기록 방법에 사용되는 잉크에는 착색제로서 예를 들면 수용성 염료가 사용된다. 그러나, 상기 잉크로 기록된 화상은 내수성 및 무광택지 상의 라인 마커에 대한 저항성이 보다 개선될 필요가 있다.
무광택지에 다색 인쇄를 실시할 경우, 상기 잉크로 형성된 화상 중의 잉크 사이의 경계에서 상이한 색의 잉크 혼합에 의해 유발되는 소위 색 블리딩을 보다 감소시킬 필요가 있다.
상기 문제점들을 개선시키고, 특히 기록된 화상의 광학 밀도 및 내수성을 개선시키기 위한 다수의 방법들이 지금까지 제안되고 있다. 그 해결법 중 하나로 착색제로서 안료를 함유하고 물에 분산된 잉크를 제조하는 방법이 제안되었다. 예를 들면, 착색제로서 카본 블랙을 사용하는 잉크는 잉크젯 기록에 의한 화상에 높은광학 밀도 및 우수한 내수성을 제공한다. 그러나, 상기 기록된 화상에는 러브-오프 저항성 및 특히 무광택지 상의 라인 마커에 대한 저항성이 개선되어야 할 여지가 여전이 남아있다.
상술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위한 기술로서 잉크에 수지를 가함으로써 화상 정착능을 개선하는 것이 알려졌다. 예를 들면, 일본 특허 출원 공개 제3-172362호에는 수지 입자가 정착제로서 분산된 양이온성 에멀젼을 착색제로서 염료 또는 안료를 포함하는 잉크에 함유시켜 기록 매체 상의 잉크의 정착능을 개선하는 기술이 개시되어 있다. 일본 특허 출원 공개 제8-239610호에는 필수 성분으로서 안료, 착색 수지 및 습윤제를 포함하는 잉크젯용 수성 안료 조성물이 개시되어 있다. 또한, 상기 조성물에 의해 착색능 및 내수성 모두가 우수한 인쇄물이 제공될 수 있다는 것이 개시되어 있다.
본 발명자들이 상기 종래 기술을 깊이 연구한 결과에 따르자면, 잉크에 함유될 수 있는 안료 및 수지량의 상한치는 잉크의 토출능을 고려할 경우 자연적으로 제한되기 때문에 기록된 화상의 광학 밀도에 영향을 주는 안료의 양, 및 잉크의 화상 정착능에 영향을 주는 수지의 양을 교환 성질, 즉 광학 밀도와 화상 정착능간의 균형의 관점에서 선택해야만 한다. 따라서, 본 발명자들은 상기와 같은 상황에서 이제까지 제안된 안료 잉크가 착색제로서 안료를 사용함으로써 얻는 장점을 최적으로 이용할 수 있게 한다고는 말할 수 없다고 결론지었다.
보다 구체적으로, 일본 특허 출원 공개 제8-239160호의 명세서에는 착색된 수지가 염료에 의해 착색된 수지의 분산액이라고 설명되어 있다. 그 실시예에 기재된 착색된 수지의 제조 방법에 따르면, 먼저 수지 에멀젼에 염료를 첨가하고, 혼합물을 약 80 ℃로 가열한 후 냉각함으로써 착색된 수지를 제조한다. 그러나, 이 특허 명세서 제4면 좌컬럼 제38행 내지 제41행에는 '염료를 수지에 충분히 용해시키기 위한 (염료의) 양은 수지 100부 당 바람직하게는 10부 미만, 특히 8부 미만이다'라고 기재되어 있다. 명세서의 제조예 8 내지 13에 기재된 각 제조 방법에는 에멀젼 중합체 중 고체 수지 함유물에 대한 염료의 혼합 비율은 약 1:10 내지 1:12(염료:수지)인 것으로 기재되어 있다. 그러나, 본 발명자들의 연구에 따르자면 일본 특허 출원 공개 제8-239610호에 기재된 바와 같은 착색된 수지를 사용할 경우 명세서에 기재된 바와 같은 수지에 대한 염료의 비율이 몇몇 경우에는 잉크에 함유될 수 있는 착색제의 양을 감소시키기 때문에 광학 밀도 감소를 보상하기에 충분하다고 말할 수 없으며, 또한 기록 매체에 대한 잉크의 정착능을 개선시키기 위하여 안료 잉크에 수지를 가하게 된다고 결론지었다. 또한, 충분한 광학 밀도를 달성할 정도로 착색제 수지를 가할 경우에는 착색된 수지를 잉크젯 잉크가 잉크젯 기록 시스템으로부터 정확하게 토출될 수 있는 범위에서 벗어나는 양으로 첨가하여야 한다고 생각할 수 있다. 상기한 바와 같이, 종래 기술에 대한 고찰로부터 본 발명자들은 안료 잉크의 광학 밀도 및 화상 정착능을 보다 개선하기 위해서는 종래 기술과는 전혀 상이한 새로운 기술 개발이 요구된다는 결론에 도달하였다.
따라서, 본 발명자들은 또다른 연구를 수행하였다. 그 결과, 안료 함유 잉크에 대한 문제점들을 해결할 수 있고 착색제로서 안료를 사용하여 얻는 장점을 최적으로 이용할 수 있는 기술을 알게 되어 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 마찬가지로, 본 발명자들의 연구의 결과로서 안료 함유 잉크에 대한 문제점들을 해결할 수 있고 착색제로서 안료를 사용하여 얻는 장점을 최적으로 이용할 수 있으며 다색 인쇄에 적용할 때에 블리딩을 매우 효과적으로 방지할 수 있는 기술을 알게 되어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은 광학 밀도가 높고 러브-오프 저항성, 내수성 및 라인 마커에 대한 저항성이 우수한 화상을 제공할 수 있으며 잉크젯 기록에 사용할 경우 기록 헤드로부터의 토출 안정성이 우수한 잉크를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 광학 밀도가 높고 러브-오프 저항성, 내수성 및 라인 마커에 대한 저항성이 우수한 화상을 제공할 수 있으며 잉크젯 기록에 사용할 경우 기록 헤드로부터의 토출 안정성이 우수하며, 또한 다색 인쇄에 사용할 경우 블리딩을 매우 효과적으로 감소시킬 수 있는 잉크를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 광학 밀도가 높고 러브-오프 저항성, 내수성 및 라인 마커에 대한 저항성이 우수한 화상을 형성할 수 있는 화상 기록 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 역시 또다른 목적은 광학 밀도가 높고 러브-오프 저항성, 내수성 및 라인 마커에 대한 저항성이 우수한 화상을 형성할 수 있고, 또한 기록 매체에 대한 블리딩을 매우 효과적으로 감소시킬 수 있는 다색 화상 기록 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 광학 밀도가 높고 러브-오프 저항성, 내수성및 라인 마커에 대한 저항성이 우수한 화상을 안정하게 형성하는데 사용할 수 있는 화상 기록 장치, 및 상기 화상 기록 장치에 사용할 수 있는 잉크 세트, 잉크 카트리지 및 기록 유닛을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 광학 밀도가 높고 러브-오프 저항성, 내수성 및 라인 마커에 대한 저항성이 우수한 다색 화상을 안정하게 형성하는데 사용할 수 있으며 블리딩이 거의 일어나지 않는 화상 기록 장치, 및 상기 화상 기록 장치에 사용할 수 있는 잉크 세트, 잉크 카트리지 및 기록 유닛을 제공하는 것이다.
도 1은 하나의 실시태양에 따른 잉크젯 기록 장치 헤드의 종단면도.
도 2는 도 1의 선 2-2를 따라 얻은 횡단면도.
도 3은 다중 헤드를 개략적으로 보여주는 도면.
도 4는 하나의 실시태양에 따른 잉크젯 기록 장치를 보여주는 개략 사시도.
도 5는 하나의 실시태양에 따른 잉크 카트리지의 종단면도.
도 6은 기록 유닛의 사시도.
도 7은 잉크젯 기록 헤드 구성의 또다른 예를 보여주는 개략 사시도.
도 8은 4개의 잉크 카트리지가 장착된 기록 헤드를 개략적으로 보여주는 도면.
도 9는 4개의 기록 헤드가 캐리지 상에 정렬된 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
13: 헤드 14: 유동 경로(노즐)
15: 가열 기판 16: 보호막
17-1, 17-2: 전극 18: 내열층
19: 축열층 20: 기판
21: 잉크 22: 토출 오리피스
23: 메니스커스 25: 기록 매체
26: 홈 27: 유리 평판
28: 가열 헤드 40: 잉크 용기 부분
42: 스토퍼 44: 잉크 흡수 부재
45: 잉크 카트리지
상기 목적들은 후술하는 본 발명에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 하나의 실시태양에서는 안료 및 착색제 캡슐화 수지를 포함하는 잉크가 제공된다.
상기 잉크는 광학 밀도가 높고 러브-오프 저항성, 내수성 및 잉크젯 기록에 의한 라인 마커에 대한 저항성이 우수한 고품질 화상을 제공할 수 있으며, 잉크젯 기록의 경우 신뢰성(토출 내구성, 토출 안정성, 막힘 방지성 등)이 우수하다.
본 발명의 또다른 실시태양에서는 안료 및 착색제 캡슐화 수지를 포함하는 잉크를 함유하는 잉크 용기를 포함하는 잉크 카트리지가 제공된다.
본 발명의 또다른 실시태양에서는 안료 및 착색제 캡슐화 수지를 포함하는 잉크를 함유하는 잉크 용기, 기록 헤드 및 잉크를 잉크 용기로부터 기록 헤드로 공급하기 위한 수단을 포함하는 기록 유닛이 제공된다
본 발명의 또다른 실시태양에서는 제1 잉크와 함께 제2 잉크를 포함하는 잉크 세트로서, 제1 잉크는 안료 및 착색제 캡슐화 수지를 포함하고, 제1 잉크 및 제2 잉크는 각각 황색, 마젠타색, 시안색, 흑색, 적색, 녹색 및 청색으로 이루어진 군으로부터 선택된 색을 갖는 것인 잉크 세트가 제공된다.
또한, 본 발명의 또다른 실시태양에서는 안료 및 착색제 캡슐화 수지를 포함하는 잉크를 기록 매체에 도포하는 단계를 포함하는 화상 기록 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 또다른 실시태양에서는 안료 및 착색제 캡슐화 수지를 포함하는 잉크를 함유하는 잉크 용기, 기록 헤드, 및 잉크를 잉크 용기로부터 기록 헤드로 공급하기 위한 수단을 포함하는 기록 유닛, 및 기록 유닛을 작동시켜 잉크를 기록 헤드로부터 토출시키기 위한 수단을 포함하는 화상 기록 장치가 제공된다.
상기한 실시태양을 채용함으로써 광학 밀도가 높고 러브-오프 저항성, 내수성 및 라인 마커에 대한 저항성이 우수한 고품질 화상을 잉크젯 기록에 의해 제공하는 효과가 있다.
본 발명의 하나의 실시태양에서 양이온기를 갖는 안료, 또는 양이온기를 갖는 안료 및 안료 분산제 중 하나, 및 착색제 캡슐화 수지를 포함하는 잉크가 제공된다.
상기 잉크는 광학 밀도가 높고 러브-오프 저항성, 잉크젯 기록에 의한 라인 마커에 대한 저항성 및 내수성이 우수한 고품질 화상을 제공할 수 있다.
적어도 하나의 양이온성 친수성기가 직접 결합되거나 또는 또다른 기를 통하여 결합된 표면에 대해 자체 분산성인 카본 블랙을 안료로서 사용할 경우, 잉크에 첨가하고자 하는 안료 분산제 등의 양을 감소시킬 수 있거나, 또는 상기 분산제를첨가할 필요가 없게 된다. 그 결과, 상기한 효과 이외에 잉크젯 기록의 경우 신뢰성(토출 내구성, 토출 안정성, 막힘 방지성 등)이 보다 개선된다.
본 발명의 또다른 실시태양에서는 양이온기를 갖는 안료, 또는 양이온기를 갖는 안료 및 안료 분산제 중 하나, 및 착색제 캡슐화 수지를 포함하는 잉크를 함유하는 잉크 용기를 포함하는 잉크 카트리지가 제공된다.
본 발명의 또다른 실시태양에서는 양이온기를 갖는 안료, 또는 양이온기를 갖는 안료 및 안료 분산제 중 하나, 및 착색제 캡슐화 수지를 포함하는 잉크를 함유하는 잉크 용기, 기록 헤드 및 잉크를 잉크 용기로부터 기록 헤드로 공급하기 위한 수단을 포함하는 기록 유닛이 제공된다
본 발명의 또다른 실시태양에서는 제1 잉크와 함께 제2 잉크를 포함하는 잉크 세트로서, 제1 잉크는 양이온기를 갖는 안료, 또는 양이온기를 갖는 안료 및 안료 분산제 중 하나, 및 착색제 캡슐화 수지를 포함하고, 제1 잉크 및 제2 잉크는 각각 황색, 마젠타색, 시안색, 흑색, 적색, 녹색 및 청색으로 이루어진 군으로부터 선택된 색을 갖는 것인 잉크 세트가 제공된다.
또한, 본 발명의 또다른 실시태양에서는 양이온기를 갖는 안료, 또는 양이온기를 갖는 안료 및 안료 분산제 중 하나, 및 착색제 캡슐화 수지를 포함하는 잉크를 기록 매체에 도포하는 단계를 포함하는 화상 기록 방법이 제공된다.
상기 화상 기록 방법에 따라 광학 밀도가 높고, 내수성, 라인 마커에 대한 저항성 및 러브-오프 저항성이 우수한 고품질 화상을 잉크젯 기록에 의해 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 또다른 실시태양에서는 적어도 2색의 잉크를 잉크젯 기록 방법을 사용하여 기록 매체에 도포하여 다색 화상을 형성하는 단계를 포함하는 화상 기록 방법으로서, 하나의 잉크는 양이온기를 갖는 안료, 또는 양이온기를 갖는 안료 및 안료 분산제 중 하나, 및 착색제 캡슐화 수지를 포함하고, 다른 하나의 잉크는 음이온기를 갖는 화합물을 포함하는 것인 화상 기록 방법이 제공된다.
상기 화상 기록 방법에 따라 광학 밀도가 높고, 내수성, 라인 마커에 대한 저항성 및 러브-오프 저항성이 우수한 고품질 화상을 잉크젯 기록에 의해 제공할 수 있고, 블리딩 발생이 감소된 고품질의 다색 화상을 잉크젯 기록에 의해 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 또다른 실시태양에서는 양이온기를 갖는 안료, 또는 양이온기를 갖는 안료 및 안료 분산제 중 하나, 및 착색제 캡슐화 수지를 포함하는 잉크를 함유하는 잉크 용기, 기록 헤드, 및 잉크를 잉크 용기로부터 기록 헤드로 공급하기 위한 수단을 포함하는 기록 유닛, 및 기록 유닛을 작동시켜 잉크를 기록 헤드로부터 토출시키기 위한 수단을 포함하는 화상 기록 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 또다른 실시태양에서는 제1 잉크 및 제2 잉크를 각각 함유하는 잉크 용기, 기록 헤드, 및 잉크를 잉크 용기로부터 기록 헤드로 공급하기 위한 수단을 포함하는 기록 유닛, 및 기록 유닛을 작동시켜 각 잉크를 기록 헤드로부터 토출시키기 위한 수단을 포함하는 화상 기록 장치로서, 제1 잉크는 양이온기를 갖는 안료, 또는 양이온기를 갖는 안료 및 안료 분산제 중 하나, 및 착색제 캡슐화 수지를 포함하고, 제2 잉크는 음이온성 잉크인 화상 기록 장치가 제공된다.
상기 화상 기록 장치에 따라 광학 밀도가 높고, 내수성, 라인 마커에 대한 저항성 및 러브-오프 저항성이 우수한 고품질 화상을 잉크젯 기록에 의해 제공할 수 있고, 블리딩 발생이 감소된 고품질의 다색 화상을 잉크젯 기록에 의해 형성할 수 있다.
본 발명의 제1 실시태양에 따른 잉크는 안료 및 착색제 캡슐화 수지를 포함한다. 이하, 성분에 대한 각각의 필요조건들을 다음 순서대로 설명한다:
(1) 착색제 캡슐화 수지;
(2) 안료;
(3) 수성 매질, 다른 첨가제, 등; 및
(4) 기록 장치, 기록 방법 등.
(1) 착색제 캡슐화 수지:
이하, 착색제 캡슐화 수지를 설명한다.
착색제 캡슐화 수지의 예로서, 수지, 수지로 이루어진 미소캡슐에 캡슐화된 착색제가 있는 수지, 및 유성 용매에 분산되었거나 분산되고, 수성 매질에 분산되는 염료 또는 안료가 있는 수지 에멀젼을 언급할 수 있다. 그러나, 착색제를 캡슐화하는 미소캡슐화된 수지가 특히 바람직하다.
보다 구체적으로는, 소수성 착색제, 예를 들면 유성 물감 또는 안료를 착색제로서 사용하는 경우, 착색제 및 수지의 소수성 잔기가 미소캡슐화에 의해 서로 상호작용하기 쉬우므로 수지의 소수성 잔기가 수계 (water system)로는 배향하기 어렵게 된다고 여겨진다. 따라서, 이러한 착색제 캡슐화 수지로 구성된 잉크젯 잉크를 잉크젯 프린터로부터 토출할 경우, 상기 수지는 방수 처리시킨 잉크젯 헤드의 노즐형 표면에 퇴적되거나 축적되지 못하며, 따라서 이러한 수지는 장기간 동안 잉크의 토출 안정성을 추가로 개선시킨다고 기대된다.
캡슐화된 착색제가 있는 수지는 착색제를 유성 용매 중에 용해시키거나 분산시키고, 이처럼 얻은 용액 또는 분산액을 물에 에멀젼화 및 분산시킨 후, 생성되는 에멀젼을 통상적으로 공지된 적합한 방법에 의해 미소캡슐화하여 수득한 수지 분산액이다.
착색제로서, 수불용성 착색제, 예를 들면 안료 또는 지용성 염료를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 즉, 수불용성 착색제는 미소캡슐화된 착색제가 있는 수지를 제조하기에 용이하다. 특히, 카본 블랙 등을 흑색 (Bk)용 안료로서 사용할 수 있다. 카본 블랙으로서, 퍼니스 (furnace) 공정 또는 채널 공정에 의해 생성되며 주요 입경이 15 내지 40 ㎚이고, BET 방법에 의해 측정하였을 때 비표면적이 50 내지 300 ㎡/g이며, 오일 흡수성이 DBF를 사용하여 측정하였을 때 40 내지 150 ㎖/100 g이고, 휘발 물질이 0.5 내지 10 %이고, pH가 2 내지 9인 특성을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 특성을 갖는 시판되는 카본 블랙의 예로는, 2300번, 900번, MCF88, 33번, 40번, 45번, 52번, MA7, MA8 및 2200B번 [모두 미쯔비시 케미칼 인더스트리즈 리미티드 (Mitsubishi Chemical Industries Limited) 제품], 레이븐 (RAVEN) 1255 [콜럼비안 카본 저팬 리미티드 (Columbian Carbon Japan Limited) 제품], 리갈 (REGAL) 400R, 리갈 330R, 리갈 660R 및 모글 (MOGUL) L [모두 캐보트 코포레이션 (CABOT Co.) 제품], 및 칼라 블랙 (Color Black) FW-1, 칼라블랙 FW18, 칼라 블랙 S170, 칼라 블랙 S150, 프린텍스 (Printex) 35 및 프린텍스 U [모두 데구사 (Degussa) AG 제품]이 있다.
지용성 염료로서 하기의 염료를 사용하는 것이 바람직할 수 있다:
C. I. 솔벤트 옐로우 1, 2, 3, 13, 19, 22, 29, 36, 37, 38, 39, 40, 43, 44, 45, 47, 62, 63, 71, 76, 81, 85 및 86;
C. I. 솔벤트 레드 8, 27, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 58, 60, 65, 69, 81, 86, 89, 91, 92, 97, 99, 100, 109, 118, 119 및 122;
C. I. 솔벤트 블루 14, 24, 26, 34, 37, 38, 39, 42, 43, 45, 48, 52, 53, 55, 59 및 67; 및
C. I. 솔벤트 블랙 3, 5, 7, 8, 14, 17, 19, 20, 22, 24, 26, 27, 28, 29, 43 및 45.
또한, 다양한 종류의 통상적으로 공지된 수용성 염료의 짝이온 (통상, 나트륨, 칼륨 또는 암모늄 이온)이 유기 아민 등으로 대체될 수 있는 한, 이들을 사용할 수 있다.
후속하여 기재되는, 염료와 동일한 색조를 갖는 착색제는 예를 들면 안료의 색조를 조정하거나 보충하기 위하여 상술한 다양한 종류의 착색제로부터 선택하는 것이 바람직하다. 따라서, 생성되는 기록된 화상의 광학 밀도가 증가될 수 있다. 예를 들면, 후술되는 바와 같이 카본 블랙을 안료로서 사용하는 경우, 카본 블랙을 착색제로서 사용하는 것이 바람직하다. 둘 이상의 착색제를 수지에 캡슐화된 착색제로서 사용할 수 있다.
이러한 경우, 각각의 착색제는 상이한 수지 중에서, 또는 착색제가 있는 수지 중에서 캡슐화될 수 있다.
이하, 착색제 캡슐화 수지로서 수지 중의 미소캡슐에 캡슐화된 착색제가 있는 수지를 제조하는 공정을 설명한다.
먼저, 착색제를 유성 용매에 용해 또는 분산시키고나서, 유성 용매를 물에 에멀젼화하거나 분산시킨다. 물에 용해되거나 분산된 착색제가 있는 유성 용매를 에멀젼화하거나 분산시키는 방법의 예로는 초음파에 의한 분산 방법, 및 다양한 분산 기계 또는 교반 기계를 사용하는 방법을 들 수 있다. 이 경우, 다양한 종류의 에멀젼화제 및(또는) 분산제, 및 추가로 보호 콜로이드와 같은 에멀젼화 또는 분산 보조제를 필요에 따라 사용할 수도 있다.
이러한 에멀젼화제 및 분산 보조제로는, PVA, PVP 및 아라비아 검과 같은 중합체 물질, 및 음이온 계면활성제, 비이온 계면활성제 등을 사용할 수 있다. 상기 에멀젼을 미소캡슐화하는 방법의 예로는 착색제 및 수지가 수불용성 유기 용매 (유성 용매) 중에 용해되는 방법, 및 용액을 수계로 상전환시켜 상전환 유화를 수행하는 방법, 중합 반응을 유기상 및 수성상 사이의 계면에서 발생시켜 미소캡슐화를 수행하는 계면 중합 방법, 유기상에 대해서만 벽을 형성할 수 있는 물질을 용해시키거나 공존시켜 미소캡슐을 형성하는 소위 현장 중합 방법, 및 중합체 수성 용액의 pH, 온도, 농도 등을 변화시켜 중합체의 농축된 상을 상분리하여 미소캡슐을 형성하는 코아세르베이션 (coacervation) 방법이 있다. 미소캡슐을 형성한 후, 유성 용매를 제거하는 단계가 포함된다. 상술한 방식에 의해 얻은 착색제 캡슐화 수지의 평균 입경은 0.01 내지 2.0 ㎛, 보다 바람직하게는 0.05 내지 1 ㎛ 범위인 것이 바람직하다.
본 실시태양에서, 수지의 예로는 친수성 관능기와 같은 단량체와 소수성 관능기와 같은 단량체의 중합체, 및 이들의 염을 포함한다. 일반적으로, 양이온성 친수성 기를 갖는 단량체의 예로는 술폰산 유형 단량체 및 카르복실산 유형 단량체가 있다. 술폰산 유형 단량체의 예로는 스티렌술폰산 및 그의 염, 및 비닐술폰산 및 그의 염을 포함한다. 카르복실산 유형 단량체의 예로는 α,β-에틸렌형 불포화 카르복실산, α,β-에틸렌형 불포화 카르복실산 유도체, 아크릴산, 아크릴산 유도체, 메타크릴산, 메타크릴산 유도체, 말레산, 말레산 유도체, 이타콘산, 이타콘산 유도체, 푸마르산 및 푸마르산 유도체가 있다. 소수성 성분으로서의 단량체의 예로는 스티렌, 스티렌 유도체, 비닐톨루엔, 비닐톨루엔 유도체, 비닐나프탈렌, 비닐나프탈렌 유도체, 부타디엔, 부타디엔 유도체, 이소프렌, 이소프렌 유도체, 에틸렌, 에틸렌 유도체, 프로필렌, 프로필렌 유도체, 알킬 아크릴레이트 및 알킬 메타크릴레이트가 있다.
중합체의 염의 예로는, 알칼리 금속, 암모늄 이온, 유기 암모늄 이온, 포스포늄 이온, 술포늄 이온, 옥소늄 이온, 스티보늄 이온, 스타노늄 이온 또는 요오도늄 이온이 있는 오늄 화합물이 있다. 상기의 중합체 및 그의 염에 더하여, 폴리옥시에틸렌기, 히드록실기, 아크릴아미드, 아크릴아미드 유도체, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 에톡시에틸 메타크릴레이트, 부톡시에틸 메타크릴레이트, 에톡시트리에틸렌 메타크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 비닐피롤리돈, 비닐피리딘, 비닐 알콜, 알킬 에테르 등이 적합하게 포함될 수 있다.
(2) 안료:
안료로서, 통상적으로 공지된 안료, 예를 들면 카본 블랙 및 유기 안료를 문제없이 사용할 수 있다. 흑색용 잉크를 제조하는 경우, 하나 이상의 친수성 기가 직접적으로 또는 다른 원자기를 통해 표면에 결합된 자체 분산 카본 블랙을 사용하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 자체 분산 카본 블랙을 사용하는 경우, 잉크에 안료를 분산시키기 위한 분산제를 가할 필요가 없거나, 가하는 양을 상당히 감소시킬 수 있다. 분산제로서, 통상적으로 공지된 수용성 중합체 등을 사용할 수 있다. 그러나, 이러한 중합체는 몇몇 경우 잉크젯 기록 헤드의 잉크 토출 개구면에 퇴적되어 잉크의 토출 안정성을 저하시킬 수 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 자체 분산 카본 블랙을 안료로서 사용할 경우, 이러한 중합체의 함량은 0에 가까와지거나 상당히 감소될 수 있다. 그 결과, 잉크젯 기록시의 생성되는 잉크의 토출 안정성이 더 개선될 수 있다.
이하, 자체 분산 카본 블랙을 보다 상세히 설명한다. 자체 분산 카본 블랙은 이온성을 갖는 것이 바람직하며, 예를 들면 음이온 하전된 것이 사용하기에 바람직할 수 있다.
음이온으로 하전된 카본 블랙의 예로는 -COO(M2), -SO3(M2), -PO3H(M2) 및 -PO3(M2)2와 같은 친수성 기 중 어느 하나를 카본 블랙의 표면에 결합시켜 수득한 것이 있다 (식 중, M2는 수소, 알칼리 금속, 암모늄 또는 유기 암모늄임). 이들 중에서, -COO(M2) 또는 -SO3(M2)를 카본 블랙의 표면에 결합시켜 음이온으로 하전시킨 카본 블랙이 잉크로의 분산성이 우수하기 때문에 본 실시태양에 사용하기에 특히 바람직하다. 상술한 친수성 기에서 'M2'로 나타낸 것 중, 알칼리 금속의 특정 예로는 Li, Na, K, Rb 및 Cs가 있으며, 유기 암모늄의 특정 예로는 메틸암모늄, 디메틸암모늄, 트리메틸암모늄, 에틸암모늄, 디에틸암모늄, 트리에틸암모늄, 메탄올 암모늄, 디메탄올 암모늄 및 트리메탄올 암모늄이 있다. 음이온으로 하전된 자체 분산 카본 블랙을 제조하는 방법의 예로는 카본 블랙을 하이포아염소산나트륨으로 산화 처리시키는 것을 언급할 수 있다. 이러한 방법에 따라, -COONa 기를 카본 블랙의 표면에 화학적으로 결합시킬 수 있다.
(3) 수성 매질, 다른 첨가제 등:
착색제 캡슐화 수지 및 안료는 잉크를 구성하는 수성 매질에 의해 분산된 상태로 유지된다. 수성 매질은 성분으로서 적어도 물을 함유하는 것이 바람직하다. 잉크에 함유된 물의 비율은 예를 들면 잉크의 총 중량을 기준으로 20 내지 95 중량%, 바람직하게는 40 내지 95 중량%, 보다 바람직하게는 60 내지 95 중량%이다.
1종 이상의 수용성 유기 용매가 수성 매질 내에 함유될 수 있다. 바람직하게 사용된 수용성 유기 용매의 예로는 메틸 알콜, 에틸 알콜, n-프로필 알콜, 이소프로필 알콜, n-부틸 알콜, 2급 부틸 알콜 및 3급 부틸 알콜과 같은 탄소수 1 내지 4의 알킬 알콜; 아세톤 및 디아세톤 알콜과 같은 케톤 및 케톤 알콜; 디메틸포름아미드 및 디메틸아세트아미드와 같은 아미드; 테트라히드로푸란 및 디옥산과 같은에테르; 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜과 같은 폴리알킬렌 글리콜; 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 티오디글리콜, 헥실렌 글리콜 및 디에틸렌 글리콜과 같은 알킬렌 잔기가 2 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 글리콜; 1,2,6-헥산트리올; 글리세롤; 에틸렌 글리콜 메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 에틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노메틸 및 트리에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르와 같은 다가알콜의 알킬 에테르; N-메틸-2-피롤리돈; 2-피롤리돈; 및 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논이 있다. 잉크 중의 수용성 유기 용매의 총 함량은 잉크의 총 중량을 기준으로 2 내지 60 중량%, 바람직하게는 5 내지 25 중량% 범위이다.
바람직한 수용성 유기 용매로는 글리세롤이 있고, 그의 첨가된 양은 잉크의 총 중량을 기준으로 2 내지 30 중량%가 바람직하며, 보다 바람직하게는 5 내지 15 중량%이다. 보다 바람직한 수용성 유기 용매는 글리세롤 및 또다른 다가 알콜 (예를 들면, 디에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 등)을 포함하는 혼합 용매이다. 상기 또다른 다가 알콜에 대한 글리세롤의 혼합 비율은 10:5 내지 10:50의 범위가 바람직하다. 글리세롤 이외의 다가 알콜의 예로는 디에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜이 있다. 또한, 이러한 글리세롤 및 글리세롤과 또다른 다가 알콜의 혼합 용매는 다른 수용성 유기 용매와 혼합하여 사용할 수 있다.
본 실시태양에 따른 잉크는 열 에너지 또는 기계적 에너지에 의해 기록 헤드로부터 잉크를 토출시켜 이를 기록 매체에 도포하여 화상을 기록하는 잉크젯 기록방법에 적합하게 사용된다. 본 실시태양에 따른 잉크를 잉크젯 기록에 사용하기에 특히 적합하게 제조하는 경우, 잉크는 25 ℃에서 측정되었을 때 15 내지 60 dyn/㎝, 바람직하게는 20 내지 50 dyn/㎝의 표면 장력, 15 cP 또는 그 이하, 바람직하게는 10 cP 또는 그 이하, 보다 바람직하게는 5 cP 또는 그 이하의 점도, 및 3 내지 11, 보다 바람직하게는 3.5 내지 8 범위의 pH와 같은 그 자체의 물리적 특성을 갖도록 조절된다. 이러한 특성을 달성할 수 있는 특정 잉크 조성물로는, 예를 들면 후술되는 실시예에 사용되는 다양한 잉크 조성물을 언급할 수 있다.
또한, 상술한 방식에 의해 얻은 착색제 캡슐화 수지 및 안료 이외에, 계면활성제, pH 조절제 및 항균제와 같은 각종 첨가제를 본 실시태양에 따른 잉크에 가할 수 있다.
본 실시태양에 따른 잉크를 사용하는 기록 방법에 사용된 기록 매체에는 특별한 제한이 없으며, 이들의 예로는 각종 복사지 및 본드지와 같은 무광택지, 잉크젯 기록을 위해 특별히 제조된 코팅지, 광택지, 및 OHP 필름이 있다.
본 발명의 제2 실시태양에 따른 잉크는 양이온기를 갖는 안료, 또는 양이온기를 갖는 안료 및 안료 분산제 중 하나, 및 착색제 캡슐화 수지를 포함한다.
이하, 본 실시태양의 성분에 대한 각각의 필요조건들을 다음 순서대로 설명한다:
(4) 양이온기를 갖는 착색제 캡슐화 수지;
(5) 안료 또는 안료 분산제가 양이온기를 갖는 안료 분산액; 및
(6) 수성 매질, 다른 첨가제 등.
(4) 양이온기를 갖는 착색제 캡슐화 수지:
이하, 착색제 캡슐화 수지를 설명한다.
착색제 캡슐화 수지의 예로는 수지의 미소캡슐에 캡슐화된 착색제가 있는 수지, 및 양이온기를 갖는 수지의 수성 분산액이 있으며, 상기 수지는 유성 용매에 용해 또는 분산된 안료 또는 염료를 에멀젼화시켜 착색제를 캡슐화한다. 이들 중에서, 수지의 미소캡슐에 캡슐화된 착색제가 있는 수지가 특히 바람직하다.
수지의 미소캡슐에 캡슐화된 착색제가 있는 수지는 착색제를 유성 용매에 용해 또는 분산시키고, 이처럼 수득한 용매 또는 분산액을 물에 에멀젼화 및 분산시키고나서, 생성되는 에멀젼을 통상적으로 공지된 적합한 방법에 의해 미소캡슐화시켜 수득한 수지 분산액이다.
착색제로는, 상기 필요조건 (1)에 기재된 바와 같은 것을 사용할 수 있다.
이하, 착색제 캡슐화 수지로서 수지의 미소캡슐 내에 캡슐화된 착색제가 있는 수지의 제조 방법을 설명한다.
먼저, 착색제를 유성 용매에 용해 또는 분산시키고나서, 유성 용매를 물에 에멀젼화하고 분산시킨다. 착색제가 용해되거나 분산된 유성 용매를 에멀젼화하고 분산시키는 방법의 예로는 초음파에 의한 분산 방법 및 각종 분산 기계 또는 교반 기계를 사용하는 방법을 들 수 있다. 이 경우, 각종 에멀젼화제 및(또는) 분산제, 및 추가로 보호 콜로이드와 같은 에멀젼화 또는 분산 보조제를 필요에 따라 사용할 수도 있다. 이러한 에멀젼화제 및 분산 보조제로는, PVA, PVP 및 아라비아 검과 같은 중합체 물질, 및 음이온 계면활성제, 비이온 계면활성제 등을 사용할 수 있다. 상기 에멀젼을 미소캡슐화하는 방법의 예로는 착색제 및 수지가 수불용성 유기 용매 (유성 용매) 중에 용해되는 방법, 및 용액을 수계로 상전환시켜 상전환 유화를 수행하는 방법, 중합 반응을 유기상 및 수성상 사이의 계면에서 발생시켜 미소캡슐화를 수행하는 계면 중합 방법, 유기상에 대해서만 벽을 형성할 수 있는 물질을 용해시키거나 공존시켜 미소캡슐을 형성하는 소위 현장 중합 방법, 및 중합체의 수성 용액의 pH, 온도, 농도 등을 변화시켜 중합체의 농축된 상을 상분리하여 미소캡슐을 형성하는 코아세르베이션 방법이 있다. 미소캡슐을 형성한 후, 유성 용매를 제거하는 단계가 포함된다. 상술한 방식에 의해 얻은 착색제 캡슐화 수지의 평균 입경은 0.01 내지 2.0 ㎛, 보다 바람직하게는 0.05 내지 1 ㎛ 범위인 것이 바람직하다.
착색제 캡슐화 수지 중의 양이온기의 예로는 N,N-디메틸-아미노에틸 메타크릴레이트 [CH2=C(CH3)·COO·C2H4N(CH3)2], N,N-디메틸아미노에틸 아크릴레이트 [CH2=CH·COO·C2H4N(CH3)2], N,N-디메틸아미노프로필 메타크릴레이트 [CH2=C(CH3)·COO·C3H6N-(CH3)2], N,N-디메틸아미노프로필 아크릴레이트 [CH2=CH·COO·C3H6N(CH3)2], N,N-디메틸아크릴아미드 [CH2=CH·CON(CH3)2], N,N-디메틸메타크릴아미드 [CH2=C(CH3)·CON(CH3)2], N,N-디메틸아미노에틸 아크릴아미드 [CH2=CH·CONHC2H4N(CH3)2], N,N-디메틸아미노에틸 메타크릴아미드 [CH2=C(CH3)·CONHC2H4N(CH3)2], N,N-디메틸아미노프로필 아크릴아미드[CH2=CH·CONHC3H5N(CH3)2] 및 N,N-디메틸아미노프로필 메타크릴아미드 [CH2=C(CH3)·CONHC3H5N(CH3)2]가 있다.
3급 아민의 경우, 염을 형성하기 위한 화합물의 예로는 염산, 술폰산 및 아세트산이 있다. 4급화에 사용되는 화합물의 예로는 메틸 클로라이드, 디메틸술폰산, 벤질 클로라이드 및 에피클로로히드린이 있다.
(5) 안료:
본 실시태양에 따른 안료로는, 통상적으로 공지된 카본 블랙 및 유기 안료를 문제 없이 사용할 수 있다. 그러나, 1종 이상의 양이온 친수성 기가 직접적으로 또는 다른 원자기를 통해 표면에 결합된 자체 분산 카본 블랙이 특히 바람직하다.
이하, 이의 특정 실시예를 설명한다.
(양으로 하전된 카본 블랙)
양으로 하전된 카본 블랙의 예로는 하기의 4급 암모늄기로부터 선택된 1 종 이상을 카본 블랙의 표면에 결합시켜 수득한 것이 있다.
상기 식 중, R은 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기, 치환되거나 치환되지 않은 페닐기, 또는 치환되거나 치환되지 않은 나프틸기이다.
상술한 바와 같은 친수성 기를 결합시켜 양으로 하전된 자체 분산 카본 블랙을 제조하는 방법의 일례로, 예를 들면 하기 구조의 N-에틸피리딜기를 카본 블랙의 표면에 결합시키는 방법이 있다:
즉, 카본 블랙을 3-아미노-N-에틸피리디늄 브로마이드로 처리하는 방법이 있다. 친수성 기를 카본 블랙의 표면에 도입하는 방식으로 양으로 하전된 자체 분산 카본 블랙은 이온의 반발력에 기인하여 물에서 양호한 분산성을 갖기 때문에, 분산제 등을 가하지 않고 수성 잉크에 포함되는 경우에도 안정하게 분산된 상태를 유지한다.
상술된 바와 같은 이러한 다양한 친수성 기는 카본 블랙의 표면에 직접 결합될 수 있다. 별법으로, 다른 원자기가 카본 블랙의 표면과 친수성 기 사이에 개재되어 친수성 기를 간접적으로 카본 블랙의 표면에 결합시킬 수 있다. 상기 다른 원자기의 특정 예로는 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌기, 치환되거나 치환되지 않은 페닐렌기 및 치환되거나 치환되지 않은 나프틸렌기가 있다. 페닐렌 및 나프틸렌기 상의 치환기의 예로는 탄소수 1 내지 6의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기가 있다. 상기 또다른기 및 친수성 기의 혼합물의 특정 예로는 -C2H4-COOM, -Ph-SO3M, Ph-COOM 및 -C5H10-NH3 +(여기서, Ph는 페닐기임)이 있다.
본 실시태양에서, 둘 이상의 상술한 자체 분산 카본 블랙을 적합하게 선택하여 잉크용 착색제로서 사용할 수 있다. 잉크에 가해지는 자체 분산 카본 블랙의 양은 잉크의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 15 중량%, 특히 1 내지 10 중량% 범위인 것이 바람직하다. 자체 분산 카본 블랙을 위의 범위로 가하는 경우, 잉크에서 만족스러운 분산 상태가 유지될 수 있다.
본 실시태양에서, 양이온기를 갖는 자체 분산 카본 블랙 뿐만 아니라, 통상적으로 공지된 상술한 카본 블랙이 양이온기를 갖는 분산제에 의해 분산된 안료 분산액을 사용할 수 있다. 본 명세서에 사용된 용어 '안료 분산제'는 '안료의 분산을 위한 분산제'를 의미한다. 양이온기를 갖는 분산제의 예로는 비닐 단량체의 중합에 의해 수득한 것이 있다. 수득한 중합체 중 적어도 일부를 구성하는 양이온 단량체의 예로는 3급 아민 단량체의 염 및 그의 4급화 화합물이 있다. 이러한 화합물의 예로는, N,N-디메틸-아미노에틸 메타크릴레이트 [CH2=C(CH3)·COO·C2H4N(CH3)2], N,N-디메틸아미노에틸 아크릴레이트 [CH2=CH·COO·C2H4N(CH3)2], N,N-디메틸아미노프로필 메타크릴레이트 [CH2=C(CH3)·COO·C3H5N-(CH3)2], N,N-디메틸아미노프로필 아크릴레이트 [CH2=CH·COO·C3H6N(CH3)2], N,N-디메틸아크릴아미드 [CH2=CH·CON(CH3)2], N,N-디메틸메타크릴아미드 [CH2=C(CH3)·CON(CH3)2], N,N-디메틸아미노에틸 아크릴아미드 [CH2=CH·CONHC2H4N(CH3)2], N,N-디메틸아미노에틸 메타크릴아미드 [CH2=C(CH3)·CONHC2H4N(CH3)2], N,N-디메틸아미노프로필 아크릴아미드 [CH2=CH·CONHC3H5N(CH3)2] 및 N,N-디메틸아미노프로필 메타크릴아미드 [CH2=C(CH3)·CONHC3H6N(CH3)2]가 있다. 3급 아민의 경우, 염을 형성하기 위한 화합물의 예로는 염산, 술폰산 및 아세트산이 있다. 4급화에 사용된 화합물의 예로는 메틸 클로라이드, 디메틸황산, 벤질 클로라이드 및 에피클로로히드린이 있다. 이들 중에서, 메틸 클로라이드 및 디메틸황산이 본 실시태양에서 사용된 분산제의 제조라는 관점에서 바람직하다. 상술한 바와 같은 이러한 3급 아민염 및 4급 암모늄 화합물은 물에서 양이온으로 작용하며, 이들은 중화 조건 하에서 산성 영역에서 안정하게 용해될 수 있다. 상응하는 공중합체 중의 이러한 단량체의 함량은 20 내지 60 중량% 범위인 것이 바람직하다.
상술한 양이온 중합체 분산제를 형성하기 위하여 사용된 다른 단량체의 예로는 2-히드록시에틸 메타크릴레이트와 같은 히드록실기를 갖는 아크릴 에스테르 및 측쇄에 긴 에틸렌 옥사이드 사슬을 갖는 아크릴 에스테르, 스티렌 단량체와 같은 소수성 단량체, 및 pH 약 7에서 물에 용해되는 수용성 단량체, 예를 들면 아크릴아미드 및 그의 유도체, 비닐 에테르 및 그의 유도체, 비닐피롤리돈 및 그의 유도체, 비닐피리딘 및 그의 유도체, 및 비닐옥사졸린 및 그의 유도체가 있다. 사용된 소수성 단량체의 예로는 스티렌, 스티렌 유도체, 비닐나프탈렌, 비닐나프탈렌 유도체, (메트)아크릴산 및 아크릴로니트릴의 알킬 에스테르가 있다. 공중합에 의해 수득한 중합체 분산제 중에서, 수성 용액에서 공중합체를 안정화시키기 위하여 수용성 단량체를 15 내지 35 중량%의 범위로 사용하고, 안료에 대한 공중합체의 분산 효과를 증가시키기 위하여 소수성 단량체를 20 내지 40 중량%의 범위로 사용하는 것이 바람직하다.
안료를 분산시키기 위한 분산제로서 상술한 양이온 수용성 중합체를 사용할때, 안료가 6 이상의 등전점을 갖도록, 또는 안료가 중성 또는 염기성인 특징이 있는 단순한 수성 분산액의 pH가 예를 들면 7 내지 10이 되도록 조정하는 것이 물리적 특성 면에서 바람직하다. 안료와 양이온 수용성 중합체 사이의 이온 상호작용이 강해진다는 사실에 기인하여 분산성 면에서 이러한 안료가 바람직하다는 것이 이해될 것이다.
상술한 바와 같은 물질을 사용하여 안료의 미립 수성 분산액을 수득하기 위하여, 예를 들면 카본 블랙을 양이온 분산제의 용액 중에 미리 혼합한 후, 높은 인장률의 분산 기계에서 밀링한다. 희석시킨 후, 혼합물을 원심 분리하여 희석 혼합물로부터 응집 입자를 제거한다. 이어서, 원하는 잉크 제제를 형성하는데 필요한 물질을 가하고, 생성되는 혼합물을 필요에 따라 노화시킨다. 계속하여, 이처럼 처리된 혼합물을 최종적으로 원심 분리하여 목적하는 평균 입경을 갖는 안료 분산액을 수득함으로써, 카본 블랙의 수성 분산액을 얻을 수 있다. 따라서, 제조한 잉크의 pH를 3 내지 7의 범위로 조정하는 것이 바람직하다.
(6) 수성 매질, 기타 첨가제 등:
필요조건 (4)에서 기술한 바와 같은 양이온기를 갖고 착색제를 캡슐화하는 수지, 및 필요조건 (5)에 기술한 양이온기를 갖는 안료 분산제를 함유하는 양이온성 안료 또는 안료 분산액을 분산 상태로 유지하여 잉크를 구성하기 위한 수성 매질로서는, 구성 필요조건 (3)에 기술되어 있는 것들을 적절하게 사용할 수 있다. 잉크중의 물의 비율은 잉크의 총 중량을 기준으로 하여, 예를 들어, 20 내지 95 중량%, 특별하게는 40 내지 95 중량%, 보다 특별하게는 60 내지 95 중량%가 바람직하다. 수성 매질에 가할 수 있는 수용성 유기 용매로서는, 구성 필요조건 (3)에 언급한 것들 또한 사용할 수 있다. 바람직한 수용성 유기 용매는 글리세롤이고, 그의 첨가량은 잉크의 총 중량을 기준으로 하여 바람직하게는 2 내지 30 중량%, 보다 바람직하게는 5 내지 15 중량%이다. 보다 바람직한 수용성 유기 용매는 글리세롤과 또다른 다가 알콜, 예를 들어, 디에틸렌 글리콜 또는 에틸렌 글리콜을 포함하는 혼합 용매이다. 글리세롤 대 상기의 또다른 다가알콜의 혼합비는 바람직하게는 10:5 내지 10:50이다. 글리세롤 이외의 또다른 다가 알콜의 예는 디에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜을 포함한다. 또한, 이들 글리세롤 및 글리세롤과 또다른 다가 알콜의 혼합 용매를 다른 수용성 유기 용매와 조합하여 사용할 수 있다.
이 실시태양에 따른 잉크는, 잉크가 기록 헤드로부터 열 에너지 또는 기계적 에너지에 의하여 토출되어, 기록 매체에 도포됨으로써 화상을 기록하는 잉크젯 기록 수단에 적절하게 사용된다. 이 실시태양에 따른 잉크가 잉크젯 기록에 특히 적절하게 사용될 때, 잉크는, 25 ℃에서 측정한 그들의 물리적 성질과 같이, 15 내지 60 dyn/cm, 바람직하게는 20 내지 50 dyn/cm의 표면 장력, 15 cP 이하, 특별하게는 10 cP이하, 보다 특별하게는 5 cP이하의 점도 및 바람직하게는 3 내지 11, 보다 바람직하게는 3.5 내지 8의 pH를 갖도록 조절된다.
이러한 성질을 얻을 수 있는 특정 잉크 조성물로서 언급할 수 있는 것들은, 예를 들어, 하기에 기술하는 실시예에서 사용되는 다양한 잉크의 조성물이다.
이 실시태양에 따른 잉크에, 상기에 기술한 방식으로 수득한 착색제 캡슐화수지 및 안료에 부가하여 다양한 종류의 첨가제, 예를 들어, 계면활성제, pH 조절제 및 곰팡이 방지제를 추가로 가할 수 있다.
이 실시태양에 따른 잉크를 사용하는 기록 방법에 사용되는 기록 매체에는 아무런 제한도 가해지지 않으며, 다양한 종류의 무광택지, 예를 들어, 복사지 및 본드지, 잉크젯 기록용으로 특별하게 제조된 코팅지, 광택지, 및 OHP 필름이 적절하게 사용된다.
(7) 기록 장치, 기록 방법 등:
제1 또는 제2 실시태양에 따른 상기에 기술한 잉크를 사용하여 기록 매체상에 기록하는데 사용하기에 적절한 화상 기록 장치, 및 이를 이용하는 화상 기록 방법을 하기에 기술한다. 화상 기록 장치의 예로서는 기록 신호에 대응하는 열 에너지가 기록 헤드내의 잉크에 가해지고, 열 에너지에 의하여 잉크 소적이 생성되는 장치를 언급할 수 있다. 이러한 장치에 대하여 하기에서 기술한다.
도 1 및 2는 상기 화상 기록 장치의 주 요소인 헤드의 구성 중 한 예를 예시하는 개략적인 단면도이다. 특히, 도 1은 잉크의 유동 경로를 따라 도시한 헤드 (13)의 개략적인 단면도이고, 도 2는 도 1의 선 2-2를 따라 도시한 단면도이다. 헤드 (13)은 잉크가 통과하는 유동 경로(노즐) (14)를 갖는 유리, 세라믹, 실리콘 또는 플라스틱 평판 등을 가열 기판 (15)에 결합하여 성형한다. 가열 기판 (15)는 산화 실리콘, 질화 실리콘, 탄화 실리콘 등으로 제조된 보호막 (16), 알루미늄, 금, 알루미늄-구리 합금 등으로 성형된 전극 (17-1) 및 (17-2), 고융점 재료, 예를들어, HfB2, TaN 또는 TaAl로 성형된 내열층 (18), 산화 실리콘, 산화 알루미늄 등으로 성형된 축열층 (19), 및 우수한 열 복사능을 갖는 실리콘, 알루미늄, 질화 알루미늄 등으로 성형된 기판 (20)으로 이루어진다.
헤드 (13)의 전극 (17-1) 및 (17-2)에 펄스된 전기 신호를 가할 때, 가열 기판 (15)는 'n'으로 나타낸 구역에서 빠르게 열을 생성시켜, 이 구역과 접촉하는 잉크 (21)중에 기포를 형성시킨다. 잉크의 메니스커스 (23)이 압력에 의하여 돌출되어 생성되고, 잉크 (21)이 헤드 (13)의 노즐 (14)를 통하여 토출 오리피스 (22)로부터 기록 매체를 향하여 토출된다. 도 3은 도 1에 도시한 바와 같은 다수의 헤드 배열로 구성되어 있는 다중 헤드의 외양을 도시한다. 다중 헤드는 다수의 홈 (26)을 갖는 유리 평판 (27)을 도 1에 도시한 것과 유사하게 가열 헤드 (28)에 인접하게 결합하여 성형된다.
도 4는 상기에 기술한 바와 같은 헤드가 포함되어 있는 잉크젯 기록 장치중 하나의 예를 도시한다. 도 4에 있어서, 참조 번호 (61)은 와이핑 부재로서 작용하는 블래이드를 나타내고, 이의 한쪽 단부는 블레이드-유지 부재에 의하여 유지되어 캔티레버를 형성하는 고정 단부이다. 블레이드 (61)은 기록 헤드 (65)가 조작되는 구역에 인접한 위치에 제공되고, 이 실시태양에 있어서, 기록 헤드 (65)가 이동하는 경로로 돌출된 형태로 유지된다. 참조 번호 (62)는 기록 헤드 (65)의 토출 개구면을 위한 캡을 나타내고, 이는 블레이드 (61)의 원위치에 인접하게 제공되며, 기록 헤드 (65)가 이동하는 방향과 수직한 방향으로 이동하도록 구성되며, 토출 개구면과 접촉하여 이를 캡핑한다. 참조 번호 (63)은 블레이드 (61)과 인접하게 제공되고, 블레이드 (61)과 유사하게, 기록 헤드 (65)가 이동하는 경로로 돌출된 형태로 유지되는 잉크 흡수 부재를 나타낸다. 상기에 기술한 블레이드 (61), 캡 (62) 및 잉크 흡수 부재 (63)은 토출 회수부 (64)를 구성하고, 블레이드 (61) 및 잉크 흡수 부재 (63)에서 잉크 토출 개구면으로부터의 물, 먼지 등이 제거된다. 참조 번호 (65)는 토출 에너지 발생 수단을 갖고, 토출 개구가 제공되어 기록이 행해지는 토출 개구면의 반대쪽에서 기록 매체 세트상으로 잉크 토출 작용을 하는 기록 헤드를 나타낸다. 참조 번호 (66)은 기록 헤드 (65)가 이동할 수 있도록 기록 헤드 (65)가 설치되어 있는 캐리지를 나타낸다. 캐리지 (66)은 가이드 봉 (67)과 미끄러질 수 있게 연동되어 있고, 모터 (68)로 구동되는 벨트 (69)와 연결되어 있다(도시하지 않음). 따라서, 캐리지 (66)은 가이드 봉 (67)을 따라 이동함으로써 기록 헤드 (65)를 기록 영역으로부터 이와 근접한 영역으로 이동시킬 수 있다. 참조 번호 (51) 및 (52)는 각각 기록 매체가 삽입되는 공급 부분, 및 모터로 구동되는(도시하지 않음) 공급 로울러를 나타낸다. 이러한 구성을 사용함으로써 기록 매체가 기록 헤드 (65)의 토출 개구면의 반대쪽으로 공급되고, 기록이 진행됨에 따라 배출 로울러 (53)이 제공되어 있는 배출 영역으로부터 배출된다. 상기 구성에 있어서, 헤드 복귀 부분 (64)중의 캡 (62)는 기록 헤드 (65)가 그의 원위치로 되돌아 갈 때, 예를 들어, 기록을 완료한 후 기록 헤드의 이동 경로로부터 후퇴하고, 블레이드 (61)은 이동 경로로 돌출되어 있는채로 남아있게 된다. 따라서, 기록 헤드 (65)의 토출 개구면이 와이핑된다. 캡 (62)가 기록 헤드 (65)의 토출 개구면과 접촉하여 이를 캡핑할 때, 캡 (62)는 이동하여 기록 헤드 (65)의 이동 경로로 돌출된다.
기록 헤드 (65)가 그의 원위치로부터 기록이 개시되는 위치로 이동할 때, 캡 (62) 및 블레이드 (61)은 상기에 기술한 바와 같이 와이핑 위치와 동일한 위치에 있게 된다. 따라서, 기록 헤드 (65)의 토출 개구면 또한 이동시에 와이핑된다.
상기와 같은 원위치로의 기록 헤드 (65)의 이동은 기록이 완료되거나, 기록 헤드가 토출를 위하여 회복될 때 뿐만아니라, 기록 헤드 (65)가 기록을 위하여 기록 구역 사이를 이동할 때 행해지며, 이 동안 기록 헤드는 주어진 간격으로 각각의 기록 구역에 인접한 원위치로 이동하며, 토출 개구면이 이러한 이동에 따라 와이핑된다.
도 5는 잉크 공급 부재, 예를 들어, 튜브를 통하여 잉크가 공급되게 되는 잉크 카트리지 (45)를 도시한다. 여기서, 참조 번호 (40)은 공급될 잉크를 함유하는 잉크 용기 부분을 나타내고, 잉크용 백이 좋은 예이다. 이들의 한쪽 단부에는 고무로 제조된 스토퍼 (42)가 제공되어 있다. 니들(예시하지 않음)이 이 스토퍼로 삽입되어 잉크용 백중의 잉크를 헤드로 공급할 수 있다. 참조 번호 (44)는 폐 잉크를 회수하기 위한 흡수 부재를 나타낸다. 잉크 용기 부분 (40)은 잉크와 접촉하게 되는 표면을 폴리올레핀, 특히, 폴리에틸렌으로 성형하는 것이 바람직하다.
[기록 유닛]
본 발명에 사용되는 잉크젯 기록 장치는 헤드 및 잉크 카트리지가 개별적으로 제공되어 있는 상기에 기술한 장치에 제한되지 않는다. 따라서, 도 6에서 도시한 바와 같이, 이들 부재들이 통합적으로 형성되어 있는 장치 또한 바람직하게 사용될 수 있다. 도 6에 있어서, 참조 번호 (70)은, 예를 들어, 내부에 잉크를 함유하는 잉크 용기 부분, 잉크 흡수 부재를 포함하는 기록 유닛를 나타낸다. 기록 유닛 (70)은 상기 잉크 흡수 부재중의 잉크가 다수의 오리피스를 갖는 헤드 (71)을 통하여 소적 형태로 토출되도록 구성된다. 본 발명에 있어서, 폴리우레탄이 잉크 흡수 부재용 재료로서 바람직하게 사용된다. 잉크젯 용기 부분은 잉크 흡수 부재를 사용하지 않고 내부에 스프링 등이 제공되어 있는 잉크용 백으로 구성할 수 있다. 참조 번호 (72)는 기록 유닛 (70)의 내부와 대기를 연락시키는 공기 통로를 나타낸다.
이 기록 유닛 (70)은 도 4에 도시한 기록 헤드 (65) 대신에 사용되고, 캐리지 (66)상에 탈착가능하게 장착된다.
[압전 소자를 사용한 잉크젯 기록 장치 및 기록 방법]
기계적 에너지를 사용하는 잉크젯 기록 장치의 바람직한 예로서 언급할 수 있는 것은 다수의 노즐을 갖는 노즐 형성 기판, 노즐과 반대쪽에 제공되어 있는 압전 재료 및 전기 전도성 재료로 구성되는 압력 발생 소자, 및 압력 발생 소자 주위에 채워진 잉크를 포함하며, 압력 발생 소자에 인가된 전압을 변화시킴으로써 노즐로부터 잉크 소적을 토출시키는 온-디멘드 형태의 잉크젯 기록 장치이다.
이러한 기록 장치의 주요 성분인 기록 헤드의 구성 예를 도 7에 도시하였다.
이 헤드는 잉크 챔버(도시하지 않음)와 연락하는 잉크 유동 경로 (80), 목적하는 부피를 갖는 잉크 소적이 토출되는 오리피스 평판 (81), 압력을 잉크로 직접가하기 위한 진동 평판 (82), 진동 평판에 직접 결합되어 전기 신호에 따른 변화를 행하는 압전 소자 (83), 및 오리피스 평판 (81), 진동 평판 (82) 등을 지지하고 고정시키도록 수용된 기판 (84)로 구성된다.
도 7에 있어서, 잉크 유동 경로 (80)은 감광성 수지등으로 성형된다. 오리피스 평판 (81)은 금속, 예를 들어, 스테인레스강 또는 니켈로 제조되고, 이것의 토출 개구 (85)는 전기 주조, 가압 펀칭 등으로 성형된다. 진동 평판 (82)는 금속 필름, 예를 들어, 스테인레스강, 니켈 또는 티타늄 필름 및 고모듈러스 수지 필름 등으로 성형된다. 압전 소자 (83)은 유전체 재료, 예를 들어, 티탄산 바륨 또는 PZT로 제조된다.
상기의 구성을 갖는 기록 헤드는 펄스된 전압이 압전 소자 (83)에 인가되어 압력을 생성시킴으로써 응력 변형을 일으키도록 조작되며, 압전 소자 (83)에 결합된 진동 평판 (82)는 압력 에너지에 의하여 변형되고, 따라서 잉크 유동 경로 (80)중의 잉크는 수직적으로 압축되어 오리피스 평판 (81)의 토출 개구 (85)로부터 잉크 소적(도시하지 않음)이 토출됨으로써 기록이 행해진다.
이러한 기록 헤드는 도 4에 도시한 것과 유사한 잉크젯 기록 장치에 포함시켜 사용한다. 잉크젯 기록 장치의 상세한 조작은 상기에 기술한 것과 동일한 방식으로 행한다.
[잉크 세트]
본 발명의 다양한 실시태양에 따라 상기에 기술한 잉크는 흑색 잉크를 구성하고, 이를 각각 황색, 마젠타색, 시안색, 적색, 청색 및 녹색용 착색제를 포함하는 컬러 잉크로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 컬러 잉크와 합하여 컬러 화상을 형성시키는데 사용하기에 적절한 잉크 세트로서 제공될 수 있다. 특히, 제2 실시태양에 따른 흑색 잉크를 음이온기를 갖는 1종 이상의 수용성 염료 및 적어도 하나의 음이온기를 함유하는 화합물을 포함하는 잉크와 함께 사용할 때, 기록 매체상에서 이온 반응이 각 잉크 사이의 경계 구역에서 일어나기 때문에 블리딩의 발생을 극히 효과적으로 감소시킬 수 있다. 음이온기를 갖는 수용성 염료의 예는 종래에 공지된 직접 염료 및 산 염료를 포함한다. 적어도 하나의 음이온기를 함유하는 화합물의 예는 종래에 공지된 음이온 계면활성제 및 음이온기 함유 고분자 화합물을 포함한다. 또한, 이들 중에는 안료 분산제 등도 포함된다.
(컬러 잉크)
상기 잉크 세트에 사용할 수 있는 컬러 잉크용 착색제로서는, 공지된 염료 및 안료를 사용할 수 있다. 염료로서는, 예를 들어, 산 연료 및 직접 염료를 사용할 수 있다. 음이온 염료로서는 적절한 색조 및 색밀도를 갖는 한, 예를 들어, 대부분의 공지되어 있거나 합성된 염료를 사용할 수 있다. 이들 중 몇몇을 조합하여 사용할 수도 있다. 음이온 염료의 특정예로서는 하기의 염료들을 언급할 수 있다:
(황색용 착색제)
씨.아이. 다이랙트 옐로우(C.I. Direct Yellow) 8, 11, 12, 27, 28, 33, 39, 44, 50, 58, 85, 86, 87, 88, 89, 98, 100 및 110;
씨.아이. 애씨드 옐로우(C.I. Acid Yellow) 1, 3, 7, 11, 17, 23, 25, 29, 36, 38, 40, 42, 44, 76, 98 및 99;
씨.아이. 리액티브 옐로우(C.I. Reactive Yellow) 2, 3, 17, 25, 37 및 42; 및
씨.아이. 푸드 옐로우(C.I. Food Yellow) 3.
(적색용 착색제)
씨.아이. 다이랙트 레드(C.I. Direct Red) 2, 4, 9, 11, 20, 23, 24, 31, 39, 46, 62, 75, 79, 80, 83, 89, 95, 197, 201, 218, 220, 224, 225, 226, 227, 228 및 229;
씨.아이. 애씨드 레드(C.I. Acid Red) 6, 8, 9, 13, 14, 18, 26, 27, 32, 35, 42, 51, 52, 80, 83, 89, 92, 106, 114, 115, 133, 134, 145, 158, 198, 249 265 및 289;
씨.아이. 리액티브 레드(C.I. Reactive Red) 7, 12, 13, 15, 17, 20, 23, 24, 31, 42, 45, 46 및 59; 및
씨.아이. 푸드 레드(C.I. Food Red) 87, 92 및 94.
(청색용 착색제)
씨.아이. 다이랙트 블루(C.I. Direct Blue) 1, 15, 22, 25, 41, 76, 77, 80, 86, 90, 98, 106, 108, 120, 158, 163, 168, 199 및 226;
씨.아이. 애씨드 레드(C.I. Acid Blue) 1, 7, 9, 15, 22, 23, 25, 29, 40. 43. 59, 62, 74, 78, 80, 90, 100, 102, 104, 117, 127, 138, 158 및 161; 및
씨.아이. 리액티브 레드(C.I. Reactive Blue) 4, 5, 7, 13, 14, 15, 18, 19, 21, 26, 27, 29, 32, 38, 40, 44 및 100.
(흑색용 착색제)
씨.아이. 애씨드 블랙(C.I. Acid Black) 2, 4, 8 ,51, 52, 110, 115, 156; 및
씨.아이. 푸드 블랙(C.I. Food Black) 1 및 2.
(용매)
각각 상기에 기술한 바와 같은 컬러 잉크용 착색제를 포함하는 잉크용 용매 또는 분산 매질의 예는 물 및 물과 수용성 유기 용매의 혼합 용매를 포함한다. 수용성 유기 용매의 예는 제1 실시태양에 기술한 것들과 동일한 용매를 포함한다. 이러한 컬러 잉크를 잉크젯 시스템(예를 들어, 버블젯 시스템)에 의하여 기록 매체에 도포할 때, 잉크를 목적하는 점도 및 표면 장력을 갖도록 조절함으로써 잉크가 상기한 바와 같이 우수한 잉크젯 토출능을 나타내도록 하는 것이 바람직하다.
(착색제의 함량)
각각의 컬러 잉크중 착색제의 함량은 상기 잉크가, 예를 들어, 잉크젯 기록용으로 사용될 때, 우수한 잉크젯 토출능 및 목적하는 색조 및 색밀도를 갖도록 하는 방식으로 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 기준으로써 잉크의 총 중량을 기준으로 하여 3 내지 50 중량%의 양이 바람직하다. 잉크에 함유되어 있는 물의 함량은 잉크의 총 중량을 기준으로 하여 50 내지 95 중량%인 것이 바람직하다.
[잉크 세트를 사용한 기록 장치 및 기록 방법]
상기에 기술한 각각의 잉크 세트를 컬러 화상을 기록하는데 사용할 때, 예를 들어, 각각이 도 3에 도시되어 있는 4개의 기록 헤드가 캐리지상에 배열되어 있는기록 장치를 사용할 수 있다. 이들의 실시태양을 도 9에 도시하였다. 참조 번호 (91), (92), (93) 및 (94)는 각각 황색, 마젠타색, 시안색 및 흑색 잉크를 토출하기 위한 기록 유닛를 나타낸다. 기록 유닛는 상기에 기술한 기록 장치의 캐리지상에 배열되고, 각각의 기록 신호에 대응하여 잉크를 토출시키는 작용을 한다. 도 9는 4개의 기록 헤드가 사용되는 경우를 도시한다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지는 않는다. 예를 들어, 상기의 4개의 컬러 잉크를 각각 함유하는 잉크 카트리지 (86) 내지 (89)가 기록 헤드 (90)에 놓이고, 잉크 유동 경로가 카트리지 (86) 내지 (89)로부터 공급되는 컬러 잉크가 도 8에 도시한 바와 같이 하나의 기록 헤드 에 의하여 개별적으로 토출되게 하는 방식으로 형성됨으로써 기록이 행해지는 실시태양 또한 포함한다.
본 발명에 대해서 하기의 실시예 및 비교예에 의하여 보다 구체적으로 기술한다. 그러나, 본 발명은 발명의 요지를 벗어나지 않는 한 하기의 실시예에 제한되는 것은 아니다. 또한, 하기의 실시예에서 사용되는 '부' 또는 '부(들)' 및 '%'는 다른 지시가 없으면 평균 중량부 또는 중량부 및 중량%를 의미한다. 하기의 실시예에 있어서, 평균 입경은 동적 광 산란 입경 측정 장치[오츠카 덴시 K.K.(Ohtsuka Denshi K.K)에서 제조한 ELS-800(상표명)]를 사용하여 측정한 값이다.
<실시예 1 내지 6>
분산액 (C-1) 및 (C-2)를 카본 블랙 분산액으로서 제공하였다.
(분산액 (C-1)의 제조)
분산액 C-1을 하기와 같이 제조하였다.
스티렌-메타크릴산-에틸 아크릴레이트 공중합체(산가 : 350; 중량 평균 분자량 : 3,000; 20 % 수용액; 중화제 : 수산화 칼륨)를 분산제로서 사용하였다. 하기의 재료들을 회분식 샌드밀[아이맥스 캄파니(Aimex Company) 제조]에 충전하고, 1 mm의 직경을 갖는 유리 비드를 분쇄 매질로서 충전하여 물로 냉각하면서 3 시간 동안 분산액을 처리하였다.
분산제 수용액(20 % 수용액) 30 부
카본 블랙[모굴(Mogul)(상표명); 카블랙사(Cablack Co.) 제품] 20 부
글리세롤 10 부
물 30 부
이렇게 수득한 카본 블랙 분산액은 0.1 ㎛의 평균 입경 및 10.0의 pH를 가졌다.
(분산액 (C-2)의 제조)
자체 분산성 카본 블랙 CAB-O-JET 200[상표명; 캐보트사(Cabot Co.) 제품; 고체 함량 20 %; 그의 표면에 관능기로서 술폰기를 가짐]를 사용하는 것을 제외하고 분산액 (C-2)를 분산액 (C-1)의 제조 방법과 동일한 방식으로 제조하였다. 이렇게 수득한 카본 블랙 분산액은 0.13 ㎛의 평균 입경 및 7.0의 pH를 가졌다. 착색제 캡슐화 수지 분산액 (MC-1) 및 (MC-2)의 제조:
분산액 (MC-1) 및 (MC-2)를 착색제 캡슐화 수지 분산액으로서 제공하였다.
(분산액 MC-1의 제조)
하기의 재료들을 용액으로 혼합하였다.
C.I. 솔벤트 블랙 3 10 부
스티렌-아크릴산 공중합체(산가 : 200; 분자량 : 30,000) 40 부
메틸 에틸 케톤 50 부
얻어진 용액을 중화제로서 수산화 나트륨을 사용하여 물중에 상전환 유화시키고, 메틸 에틸 케톤을 제거하여 최종적으로 20 % 농도로 고체를 함유하는 0.08 ㎛의 평균 입경을 갖는 미소캡슐의 수성 분산액을 수득하였다.
(분산액 MC-2의 제조)
20 % 농도로 고체를 함유하는 0.13 ㎛의 평균 입경을 갖는 미소캡슐의 수성 분산액을, 분산액 MC-1의 제조에 사용된 수지를 스티렌-아크릴산-메틸 메타크릴레이트 삼합체(산가 : 250; 분자량 : 25,000)로 바꾼것을 제외하고, 분산액 MC-1의 제조 방법과 동일한 방식을 사용하여 최종적으로 수득하였다.
상기에 기술한 방식으로 제공된 각각의 분산액을 혼합하여 고체 함량을 표 1에 나타낸 것과 상응한 비율이 되게 한 후, 글리세롤 및 이소프로필 알콜을 글리세롤과 이소프로필 알콜의 농도가 각각 16 % 및 4.0 %가 되는 방식으로 각각의 혼합물과 혼합하여, 최종적으로 각각의 잉크 중 총 고체 농도를 기준으로 하여 8 %의 농도로서 카본 블랙 및 착색제 캡슐화 수지를 함유하는 개개의 잉크를 제조하였다.
표 1에 나타낸 'C.B./MC'는 제조한 각각의 잉크중의 개별적인 고체(즉, 카본 블랙 및 수지)의 최종 농도를 나타낸다. 보다 구체적으로는, 이는, 예를 들어, 실시예 1에 따른 잉크 A가 카본 블랙 및 착색제 캡슐화 수지의 고체 함량이 각각 1.5% 및 6.5 %가 되게 하는 방식으로 제조된다는 사실을 나타낸다. 또한, 표 1중의 실시예 1 내지 3에서의 카본 블랙의 양은 카본 블랙과 분산제의 총 고체 함량을 의미한다. 반면에, 실시예 4 내지 6에 있어서 카본 블랙의 양은 카본 블랙에 분산제를 사용하지 않았기 때문에 단지 카본 블랙만의 양을 의미한다.
이렇게 제조한 6개의 잉크 A, B, C, D, E 및 F를 개별적으로 BJ 프린터 BJC-420J[상표명, 캐논 인크(Cannon Inc.)제조]에 장착된 BJ 카트리지 BC-21의 흑색용 잉크 탱크에 충전하고, 이 카트리지를 BJC-420에 장착하여 기록지인 캐논 PB 페이퍼(상표명, 캐논 인코포레이트디 제품; BJ-전자사진에 통상적으로 사용되는 종이)상에서 360 X 360 DPI, BJC-420J 무광택지용 HQ 모드에 따라 인쇄를 행하였다.
<비교예 1 내지 3>
표 1에 나타낸 바와 같이 단지 그에 상응하는 카본 블랙만을 함유하는 잉크 G 및 H 및 단지 그에 상응하는 착색제 캡슐화 수지만을 함유하는 잉크 I를 사용하여 실시예 1 내지 6에서와 정확히 동일한 방식으로 인쇄를 행하였다.
실시예 | 잉크 | C.B.분산액 | 착색제 캡슐화 수지 | C.B./MC |
실시예 1 | A | C-1 | MC-1 | 1.5/6.5 |
실시예 2 | B | C-1 | MC-1 | 3.0/5.0 |
실시예 3 | C | C-1 | MC-1 | 4.0/4.0 |
실시예 4 | D | C-2 | MC-2 | 1.5/6.5 |
실시예 5 | E | C-2 | MC-2 | 3.0/5.0 |
실시예 6 | F | C-2 | MC-2 | 4.0/4.0 |
비교예 1 | G | C-1 | 사용하지 않음 | 8.0/0 |
비교예 2 | H | C-2 | 사용하지 않음 | 8.0/0 |
비교예 3 | I | 사용하지 않음 | MC-1 | 0/8.0 |
이렇게 수득한 인쇄물을 하기 방법으로 평가하였다.
화상의 광학 밀도:
베타 인쇄 샘플을 인쇄 후 12 시간 동안 둔 후, 광학 밀도를 반사 덴시토미터인 맥베쓰(Macbeth) RD-918 (상표명, 맥베쓰사 제조)로 측정하였다. 평가 결과는 하기 기준에 따라 평가하였다.
A: 광학 밀도가 1.35 이상;
B: 광학 밀도가 1.2 내지 1.34; 및
C: 광학 밀도가 1.2 미만.
내수성:
화상의 광학 밀도 평가에 사용한 바와 동일한 베타 인쇄 샘플을 사용하고 인쇄 후 12 시간 동안 두었다. 이어서, 화상 샘플을 3 초간 수도물에 담그고 건조시켜 전술한 반사 덴시토미터로 광학 밀도를 측정함으로써 광학 밀도의 백분율 보유도를 내수성 시험 전과 후의 광학 밀도로부터 발견하여 내수성의 측정치로서 사용하였다. 평가 결과는 하기 기준에 따라 평가하였다:
A: 광학 밀도의 백분율 보유도가 90 % 이상;
B: 광학 밀도의 백분율 보유도가 70 % 이상 90 % 미만;
C: 광학 밀도의 백분율 보유도가 70 % 미만.
라인 마커에 대한 저항성:
문자 인쇄 1 시간 후에 얻은 인쇄 샘플의 문자 부분을 황색 형광펜인 스폿 라이터 옐로우(Spot Lighter Yellow) (상표명; 파이롯트 펜 (Pilot Pen) 주식회사 제품)로 보통의 쓰기 압력하에 한번 표시하여 라인 마커에 대한 저항성을 하기 평가 기준에 따라 평가하였다:
A: 인쇄 샘플에서 백색 부분 상 블리딩이나 얼룩이 관찰되지 않고, 펜 포인트도 또한 얼룩지지 않음;
B: 인쇄 샘플에서 백색 부분 상 얼룩이 관찰되지 않았지만, 펜 포인트가 다소 얼룩짐; 및
C: 인쇄 샘플에서 백색 부분 상 얼룩이 관찰됨.
러브-오프 저항성:
화상 인쇄 4 시간 후에 실본지(Silbon paper)를 인쇄지 상에 놓고 5 cm 사각 바닥 영역을 갖는 1 kg 추를 실본지 상에 놓았다. 이어서, 실본지를 뽑아서 인쇄지의 비인쇄 부분 (백색 부분) 및 실본지가 인쇄지의 인쇄 부분과 실본지 사이의 마찰에 의해 얼룩지지 않았나를 육안으로 관찰하였다. 러브-오프 저항성은 하기 평가 기준에 따라 평가하였다:
A: 백색 부분과 실본지 모두에서 얼룩이 관찰되지 않음;
B: 실본지에서만 얼룩이 관찰됨; 및
C: 백색 부분과 실본지 모두에서 얼룩이 관찰됨.
토출 안정성:
1-도트 수직선을 카트리지 BC-21의 사용 초기에 기록지 상에 인쇄하였다. 카트리지 BC-21이 소모될 때까지 텍스트 인쇄를 수행하였다. 소모되기 바로 전에 이 카트리지를 사용하여 다른 기록지 상에 1-도트 수직선을 인쇄하였다. 이러한 기록지 샘플을 25 cm 거리에서 육안으로 관찰함으로써 사용 초기에 카트리지에 의한 인쇄 결과와 소모되기 전 카트리지 표면에 의한 인쇄 결과를 비교하여 하기 평가 기준에 따라 토출 안정성을 평가하였다:
A: 두 개의 샘플 사이에 차이점이 관찰되지 않음;
B: 도트 충격의 편차가 소모되기 전 카트리지 표면에 의해 인쇄된 수직선의 부분에서 관찰되지만, 이 선은 직선으로 인식될 수 있음; 및
C: 도트 충격의 편차가 소모되기 전 카트리지 표면에 의해 인쇄된 수직선의 부분에서 확실히 관찰되고, 수직선이 벗어남을 관찰할 수 있음.
평가 결과를 표 2에 나타냈다.
광학 밀도 | 내수성 | 라인 마커에 대한 저항성 | 러브-오프저항성 | 토출 안정성 | |
실시예 1 | B | A | A | A | B |
실시예 2 | B | A | A | A | B |
실시예 3 | A | A | B | A | B |
실시예 4 | A | A | A | A | A |
실시예 5 | A | A | A | A | A |
실시예 6 | A | A | A | A | A |
비교예 1 | A | A | C | C | B |
비교예 2 | A | A | C | C | A |
비교예 3 | C | A | A | A | A |
표 2로부터 본 발명에 따른 잉크가 잉크젯용 잉크이고, 무광택지 상 광학 밀도가 충분히 높고 내수성, 라인 마커에 대한 저항성 및 러브-오프 저항성이 우수하며 토출 안정성이 충분히 우수한 화상을 제공할 수 있다. 카본 블랙의 단독 시스템의 잉크 및 착색제 캡슐화 수지의 단독 시스템의 잉크는 화상의 광학 밀도, 내수성, 라인 마커에 대한 저항성, 러브-오프 저항성 및 토출 안정성을 동시에 모두 만족시키는 결과를 얻을 수는 없었다.
<실시예 7 내지 12>
분산액 C-3 및 C-4를 카본 블랙 분산액으로 제공하였다.
(분산액 C-3의 제조)
분산액 C-3을 하기 방법으로 제조하였다.
단량체로서 양이온성 중합체 P-1 (중량 평균 분자량: 11,000, 수용액의 pH: 3.26) 함유 아크릴아미드 및 트리메틸아미노프로필아크릴아미드 술페이트를 70:30의 중량비로 분산제로 사용하여 하기 카본 블랙 분산액 C-3을 제조하였다.
양이온성 중합체 P-1의 수용액 (고체 함량: 20 %) 20 부
카본 블랙 #2600 (미쯔비시 가가쿠 (Mitsubishi Kagaku)사 제품) 10 부
디에틸렌 글리콜 5 부
이소프로필 알콜 5 부
물 60 부.
전술한 물질을 배취식 수직 샌드 밀 (아이멕스(Aimex)사 제조)에 충진시키고, 1 mm 직경을 갖는 유리 구슬을 분쇄 매질로 넣어 물로 냉각시키면서 3 시간 동안 분산 처리를 수행하였다. 분산 처리 후, 분산액은 28 cP의 점도 및 4.05의 pH를 가졌다. 이 분산액을 원심분리하여 조 입자를 제거함으로써 0.12 ㎛ 평균 입자 직경을 갖는 분산액 C-3을 수득하였다. 분산액은 총 10 %의 고체 함량을 가졌다.
(분산액 C-4의 제조)
분산액 C-4를 하기 방법으로 제조하였다.
230 m2/g의 표면적과 70 ml/100 g의 DBP 오일 흡수도를 갖는 카본 블랙 10 g및 3-아미노-N-에틸피리디늄 브로마이드 3.06 g을 물 72 g과 완전히 혼합한 후, 질산 1.62 g을 혼합물에 적가하고, 70 ℃에서 교반하였다. 몇분 후 물 5 g에 용해된 질산나트륨 1.07 g의 용액을 추가로 혼합물에 첨가하고, 생성된 혼합물을 추가로 1 시간 동안 교반하였다. 생성된 슬러리를 여과지 (토요(Toyo) 여과지 No. 2, 상표명; 어드벤티스(Advantes)사 제품)를 통해 여과시키고, 생성된 안료 입자를 물로 충분히 세척하고 110 ℃로 조절된 오븐에서 건조하였다. 물을 건조 안료에 첨가하여 안료 농도가 10 %를 갖는 안료의 수성 분산액을 제조하였다. 전술한 방법은 화학식의 기를 카본 블랙의 표면에 도입하기 위해 수행하였다.
(착색제 캡슐화 수지의 분산액 MC-3 및 MC-4의 제조)
분산액 MC-3 및 MC-4는 또한 착색제 캡슐화 수지의 분산액으로서 제공되었다.
(분산액 MC-3의 제조)
하기 물질을 용액으로 혼합하였다.
C.I. 솔벤트 블랙 3 10 부
스티렌-N,N-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 공중합체 40 부
(분자량: 40,000)
메틸 에틸 케톤 50 부.
생성된 용액을 중화제로 아세트산을 사용하여 상전환 유화시키고, 메틸 에틸 케톤을 제거하여 최종적으로 20 % 농도에서 고체를 함유한 0.08 ㎛의 평균 입자 직경을 갖는 마이크로캡슐의 수성 분산액을 수득하였다.
(분산액 MC-4의 제조)
20 % 농도에서 고체를 함유한 0.13 ㎛의 평균 입자 직경을 갖는 마이크로캡슐의 수성 분산액을 분산액 MC-3에 사용된 수지를 스티렌-N,N-디메틸아미노프로필 메타크릴레이트 공중합체 (분자량: 35,000)로 바꾼 것만 제외하고는 분산액 MC-3의 제조와 동일한 방법으로 최종적으로 수득하였다.
전술한 방법에 제공된 각 분산액을 혼합하여 표 3에 나타낸 상응하는 비율로 고체 함량을 수득한 후, 글리세롤 및 이소프로필 알콜을 각각의 혼합물과 글리세롤 및 이소프로필 알콜의 농도가 각각 16 % 및 4.0 %로 되도록 혼합하여 최종적으로 카본 블랙과 각 잉크에 총 고체 함량으로 8 % 농도에서 착색제 캡슐화 수지를 함유한 각각의 잉크를 제조하였다. 표 3에 나타낸 C.B./MC는 제조된 각 잉크에서 각각의 고체의 최종 농도를 나타낸다. 더욱 특히, 실시예 7에 따른 잉크 A가 카본 블랙 및 착색제 캡슐화 수지 각각의 고체 함량이 1.5 % 및 6.5 %가 되도록 제조하였다. 하기에도 동일하게 적용하였다. 부수적으로는, 표 3에서 실시예 7 내지 9의 카본 블랙의 양은 카본 블랙 및 분산제의 총 고체 함량을 의미한다. 반면에 실시예 10 내지 12에서 카본 블랙의 양은 분산제가 카본 블랙에 사용되지 않기 때문에 카본 블랙만의 양을 의미한다.
따라서, 6개의 잉크 J, K, L, M, N 및 O는 컬러 BJ 프린터 (BJC-420J, 상표명; 캐논사 제조)에 놓인 BJ 카트리지 BC-21의 흑색용 잉크 탱크에 개별적으로 충진하여 제조하였고, 카트리지는 360 x 360 DPI, BJC-420J의 무광택지용 HQ 모드에따라 기록지인 캐논 PB지(Canon PB Paper) (상표명, 캐논사 제품; BJ-전자사진에서 통상적 사용을 위한 종이) 상에 인쇄를 수행하기 위해 BJC-420에 셋팅하였다. 이렇게 수득한 인쇄물을 실시예 1 내지 6과 정확히 동일한 방법으로 화상의 광학 밀도, 내수성, 라인 마커에 대한 저항성, 러브-오프 저항성 및 토출 안정성을 평가하였다. 평가 결과를 표 4에 나타냈다.
<비교예 4 내지 6>
표 3에 나타낸 각각의 상응하는 카본 블랙만을 함유한 잉크 P와 Q 및 표 3에 나타낸 상응하는 착색제 캡슐화 수지만을 함유한 잉크 R을 실시예 7 내지 12에 따른 잉크와 동일한 방법으로 제조하고, 실시예 7 내지 12와 정확히 동일한 방법으로 화상의 광학 밀도, 내수성, 라인 마커에 대한 저항성, 러브-오프 저항성 및 토출 안정성을 평가하였다. 평가 결과를 표 4에 나타냈다.
잉크 | C.B. 분산액 | 착색제 캡슐화 수지 | C.B./MC | |
실시예 7 | J | C-3 | MC-3 | 1.5/6.5 |
실시예 8 | K | C-3 | MC-3 | 3.0/5.0 |
실시예 9 | L | C-3 | MC-3 | 4.0/4.0 |
실시예 10 | M | C-4 | MC-4 | 1.5/6.5 |
실시예 11 | N | C-4 | MC-4 | 3.0/5.0 |
실시예 12 | O | C-4 | MC-4 | 4.0/4.0 |
비교예 4 | P | C-3 | 사용 않함 | 8.0/0 |
비교예 5 | Q | C-4 | 사용 않함 | 8.0/0 |
비교예 6 | R | 사용 않함 | MC-3 | 0/8.0 |
실시예 1 내지 6과 동일한 방법으로 광학 밀도, 내수성, 라인 마커에 대한 저항성, 러브-오프 저항성 및 토출 안정성을 평가하였다. 평가 결과를 표 4에 나타냈다.
광학 밀도 | 내수성 | 라인 마커에 대한 저항성 | 러브-오프저항성 | 토출 안정성 | |
실시예 7 | B | A | A | A | B |
실시예 8 | B | A | A | A | B |
실시예 9 | A | A | B | A | B |
실시예 10 | A | A | A | A | A |
실시예 11 | A | A | A | A | A |
실시예 12 | A | A | A | A | A |
비교예 4 | A | A | C | C | B |
비교예 5 | A | A | C | C | A |
비교예 6 | C | A | A | A | A |
표 4로부터 전술한 실시예에 따른 잉크의 사용이 무광택지상 충분히 높은 광학 밀도 및 우수한 내수성, 라인 마커에 대한 저항성 및 러브-오프 저항성을 갖는 화상을 제공할 수 있다는 것이 이해된다. 표 4에 나타난 바와 같이, 카본 블랙 단독 시스템의 잉크 및 착색제 캡슐화 수지 단독 시스템의 잉크는 화상의 광학 밀도, 내수성, 라인 마커에 대한 저항성, 러브-오프 저항성 및 토출 안정성을 동시에 모두 만족시키는 결과를 얻을 수 없었다.
<실시예 13 내지 18>
실시예 7 내지 12에서 제조된 잉크 J 내지 O를 각각 실시예 13 내지 18에서의 평가용으로 사용하기 위해 컬러 BJ 프린터, BJC-610JW (상표명; 캐논사 제조)의 흑색용 잉크 탱크내로 분리하여 충진하였다. BJC-610JW용으로만 제조된 컬러 잉크를 컬러 잉크로서 사용하였다. 블랙 문자를 PB지(캐논사 제품) 상에 컬러 고형-인쇄 배경으로 인쇄함으로써 잉크 J 내지 O의 각각의 잉크로 형성된 블랙 화상 및 컬러 화상 사이의 색 블리딩에 대한 저항성을 평가하였다. 더욱 특히, 흑색과 황색 사이의 색 블리딩에 대한 저항성, 흑색과 시안색 사이의 색 블리딩에 대한 저항성 및 흑색과 마젠타색 사이의 색 블리딩에 대한 저항성을 분리하여 평가하였다.
대조 샘플로서, BJC-610JW를 위해서만 제조한 흑색 잉크 및 컬러 잉크를 전술한 것과 동일한 방법으로 색 블리딩에 대한 저항성을 평가하기 위해 사용하였다. 그 결과로서, 실시예 13 내지 18의 각각에서 색 블리딩가 대조 샘플과 비교하여 감소하였고 컬러 배경으로 블랙 문자의 삼출이 일어나지 않았으며 블랙 문자의 선명도가 또한 대조 실시예와 비교하여 개선됨을 알 수 있었다.
동시에, 실시예 13 내지 18에 따른 흑색 잉크로 형성된 화상의 광학 밀도, 내수성, 라인 마커에 대한 저항성 및 러브-오프 저항성을 평가하였다(인쇄는 Bk 액센트 모드에 따라 수행함). 그 결과로서, 실시예 7 내지 12와 동일한 결과를 수득하였다.
<실시예 19 내지 24>
분산액 MC-5를 착색제로 카본 블랙 캡슐화 수지의 분산액으로서 제공하였다.
(분산액 MC-5의 제조)
하기 물질을 혼합하고 분산시켰다.
카본 블랙 MCF-88 (상표명; 미쯔비시 가가꾸사의 제품) 20 부
스티렌-N,N-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 공중합체 40 부
(분자량: 45,000)
메틸 에틸 케톤 40 부.
생성된 혼합물을 중화제로 아세트산을 사용하여 상전환 유화시키고, 메틸 에틸 케톤을 제거하여 최종적으로 20 % 농도에서 고체를 함유한 0.10 ㎛의 평균 입자 직경을 갖는 카본 블랙 캡슐화 양이온성 수지의 수분산액을 수득하였다.
전술한 방법에 제공된 카본 블랙-함유 수지의 수분산액 MC-5 및 실시예 7 내지 12에서 제조된 카본 블랙 분산액 C-3 및 C-4를 혼합하여 표 5에 나타낸 상응하는 비율로 고체 함량을 수득한 후, 글리세롤, 프로필렌 글리콜 및 이소프로필 알콜을 각각의 혼합물과 글리세롤, 프로필렌 글리콜 및 이소프로필 알콜의 농도가 각각 7.0 %, 8.0 % 및 4.0 %가 되는 방법으로 혼합하여 카본 블랙과 각 잉크에서의 총 고체 함량으로 8 % 농도에서 카본 블랙을 캡슐화하는 수지를 최종적으로 함유한 각각의 잉크를 제조하였다.
잉크 | C.B. 분산액 | 착색제 캡슐화 수지 | C.B./MC | |
실시예 19 | S | C-3 | MC-5 | 1.5/6.5 |
실시예 20 | T | C-3 | MC-5 | 3.0/5.0 |
실시예 21 | U | C-3 | MC-5 | 4.0/4.0 |
실시예 22 | V | C-4 | MC-5 | 1.5/6.5 |
실시예 23 | W | C-4 | MC-5 | 3.0/5.0 |
실시예 24 | X | C-4 | MC-5 | 4.0/4.0 |
이렇게 수득한 잉크를 실시예 7 내지 12와 동일한 방법으로 화상의 광학 밀도, 내수성, 라인 마커에 대한 저항성 및 토출 안정성을 평가하였다. 그러나, 화상의 광학 밀도의 평가는 하기 기준에 따라 수행하였다:
AA: 광학 밀도가 1.4 이상임;
A: 광학 밀도가 1.35 내지 1.39임;
B: 광학 밀도가 1.2 내지 1.34임; 및
C: 광학 밀도가 1.2 미만임.
평가 결과를 표 6에 나타냈다.
광학 밀도 | 내수성 | 라인 마커에 대한 저항성 | 러브-오프저항성 | 토출 안정성 | |
실시예 19 | B | A | A | A | B |
실시예 20 | A | A | A | A | A |
실시예 21 | A | A | A | A | A |
실시예 22 | AA | A | A | A | A |
실시예 23 | AA | A | A | A | A |
실시예 24 | AA | A | A | A | A |
<실시예 25 내지 30>
하기의 상응하는 조성을 갖는 컬러 잉크를 제조하였다.
황색 잉크:
C.I. 다이렉트 옐로우 86 3.5 부
글리세롤 10.0 부
아세틸렌올 EH 1.0 부
(상표명, 가와켄 파인 케미칼 (Kawaken Fine Chemicals)사의 제품)
물 85.5 부.
마젠타색 잉크:
C.I. 애씨드 레드 285 3.5 부
글리세롤 10.0 부
아세틸렌올 (EH) (상동) 1.0 부
물 85.5 부.
시안색 잉크:
C.I. 애씨드 블루 199 3.5 부
글리세롤 10.0 부
아세틸렌올 EH (상동) 1.0 부
물 85.5 부.
이러한 잉크를 컬러 BJ 프린터 BJC-420JW (상표명; 캐논사 제조)의 컬러 잉크용 잉크 탱크에 각각 충진하였다. 실시예 19 내지 24에서 제조된 흑색 잉크 S 내지 X를 각각 컬러 BJ 프린터 BJC-420JW의 흑색 잉크용 잉크 탱크에 충진시켜 실시예 25 내지 30에서 평가하기 위해 사용하였다. 흑색 잉크 S 내지 X의 각각과 황색, 마젠타택 및 시안색의 전술한 컬러 잉크 사이의 색 블리딩에 대한 저항성을 실시예 13 내지 18과 정확히 동일한 방법으로 평가하였다. 그 결과는 실시예 13 내지 18과 동일하였다. 컬러 배경으로의 삼출이 흑색 잉크 S 내지 X로 형성된 블랙 화상에서 발생하지 않았고, 블랙 문자의 선명도가 또한 대조 실시예와 비교하여 개선되었다. 동시에, 흑색 잉크만으로 형성된 화상의 광학 밀도, 내수성, 라인 마커에 대한 저항성 및 러브-오프 저항성을 평가하였다(인쇄는 Bk 액센트 모드에 따라 수행함). 그 결과로서, 실시예 19 내지 24와 정확히 동일한 결과를 수득하였다.
본 발명에 따라 전술한 바와 같이 안료 잉크의 장점을 손상시키지 않고 라인 마커에 대한 저항성 및 러브-오프 저항성이 개선된 화상을 제공하고, 잉크젯 기록시 광학 밀도 및 내수성이 우수하고 또한 신뢰도 (방출 내구성, 토출 안정성, 막힘 방지성 등)가 우수한 화상을 제공할 수 있는 잉크를 제공할 수 있다.
또한, 화상의 고광학 밀도 및 우수한 내수성 외에 라인 마커에 대한 저항성 및 러브-오프 저항성이 우수한 화상을 형성하는 것이 가능하다.
수지로 캡슐화함으로써, 수지의 소수성기가 근본적으로 캡슐내에 배열되는반면에 수지의 친수성기는 캡슐의 외부에 배열된다. 따라서, 수지는 방출 개구면이 방수 처리되는 경우 기록 헤드의 방출 개구면에 잘 부착되지 않아서 수지가 잉크젯 헤드의 방출 개구면 상에 침착되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 잉크의 토출 안정성이 더욱더 개선될 수 있다.
본 발명에 따라, 안료 잉크의 문제는 안료 잉크의 장점을 손상시키지 않고 상쇄될 수 있다. 더욱 특히, 고광학 밀도 및 내수성, 라인 마커에 대한 저항성 및 러브-오프 저항성이 우수한 화상이 안정하게 제공될 수 있다. 수지 캡슐이 착색제캡슐화 수지로서 사용되는 경우, 수지의 소수성기는 근본적으로 캡슐내에 배열되는 반면에 수지의 친수성기는 캡슐 외부에 배열된다. 따라서, 수지는 방출 개구면이 방수 처리되는 경우 기록 헤드의 방출 개구면에 잘 부착되지 않아서 수지가 잉크젯 헤드의 방출 개구면 상에 침착되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 잉크의 토출 안정성이 더욱더 개선될 수 있다.
다색 화상이 잉크젯 기록에 의해 본 발명에 따른 둘 이상의잉크로 형성되는 경우, 전술한 효과 외에 기록 매체 상 블리딩이 효과적으로 감소될 수 있다.
Claims (59)
- 수성 매질에 분산된, 자체 분산성 안료 및 착색제 캡슐화 수지를 포함하는 잉크젯 방식에 의한 토출용 잉크.
- 제1항에 있어서, 안료가 카본 블랙인 잉크.
- 제2항에 있어서, 카본 블랙은 적어도 하나의 친수성 기가 직접적으로 또는 다른 원자기를 통해 표면에 결합된 자체 분산성의 카본 블랙인 잉크.
- 제3항에 있어서, 친수성 기가 음이온성인 잉크.
- 제1항에 있어서, 안료 분산제를 더 포함하는 것인 잉크.
- 제5항에 있어서, 분산제가 표면에 음이온성 친수성 기를 갖는 것인 잉크.
- 제1항에 있어서, 착색제 캡슐화 수지가 표면에 음이온성 친수성 기를 갖는 것인 잉크.
- 제1항에 있어서, 착색제가 수불용성 염료인 잉크.
- 제1항에 있어서, 착색제가 안료인 잉크.
- 제1항에 있어서, 안료 및 착색제가 실질적으로 동일한 색을 갖는 것인 잉크.
- 제1항에 있어서, 착색제가 수지로 이루어진 미소캡슐에 캡슐화되는 것인 잉크.
- 제1항에 있어서, 자체 분산성 안료가 표면에 양이온성 기가 결합된 것인 잉크.
- 제12항에 있어서, 안료가 카본 블랙인 잉크.
- 제12항에 있어서, 안료는 적어도 하나의 양이온성 친수성 기가 직접적으로 또는 다른 원자기를 통해 표면에 결합된 자체 분산성의 카본 블랙인 잉크.
- 제12항에 있어서, 착색제가 수불용성 염료 또는 안료인 잉크.
- 제12항에 있어서, 착색제 캡슐화 수지가 표면에 양이온성 친수성 기를 갖는 것인 잉크.
- 제12항에 있어서, 양이온기를 갖는 안료 및 착색제가 실질적으로 동일한 색을 갖는 것인 잉크.
- 제12항에 있어서, 착색제가 수지로 이루어진 미소캡슐에 캡슐화되는 것인 잉크.
- 수성 매질에 분산된, 자체 분산성 안료 및 착색제 캡슐화 수지를 포함하는 잉크를 함유하는 잉크 용기를 포함하는 잉크 카트리지.
- 제19항에 있어서, 안료가 카본 블랙인 잉크 카트리지.
- 제20항에 있어서, 카본 블랙은 적어도 하나의 친수성 기가 직접적으로 또는 다른 원자기를 통해 표면에 결합된 자체 분산성의 카본 블랙인 잉크 카트리지.
- 제21항에 있어서, 친수성 기가 음이온성인 잉크 카트리지.
- 제19항에 있어서, 안료 분산제를 더 포함하는 것인 잉크 카트리지.
- 제23항에 있어서, 분산제가 표면에 음이온성 친수성 기를 갖는 것인 잉크 카트리지.
- 제19항에 있어서, 착색제 캡슐화 수지가 표면에 음이온성 친수성 기를 갖는 것인 잉크 카트리지.
- 제19항에 있어서, 착색제가 수불용성 염료인 잉크 카트리지.
- 제19항에 있어서, 착색제가 안료인 잉크 카트리지.
- 제19항에 있어서, 안료 및 착색제가 실질적으로 동일한 색을 갖는 것인 잉크 카트리지.
- 제19항에 있어서, 착색제가 수지로 이루어진 미소캡슐에 캡슐화되는 것인 잉크 카트리지.
- 제19항에 있어서, 자체 분산성 안료는 표면에 양이온성 기가 결합된 것인 잉크 카트리지.
- 제30항에 있어서, 안료가 카본 블랙인 잉크 카트리지.
- 제30항에 있어서, 카본 블랙은 적어도 하나의 양이온성 친수성 기가 직접적으로 또는 다른 원자기를 통해 표면에 결합된 자체 분산성의 카본 블랙인 잉크 카트리지.
- 제30항에 있어서, 착색제가 수불용성 염료 또는 안료인 잉크 카트리지.
- 제30항에 있어서, 착색제 캡슐화 수지가 표면에 양이온성 친수성 기를 갖는 것인 잉크 카트리지.
- 제30항에 있어서, 양이온기를 갖는 안료 및 착색제가 실질적으로 동일한 색을 갖는 것인 잉크 카트리지.
- 제30항에 있어서, 착색제가 수지로 이루어진 미소캡슐에 캡슐화되는 것인 잉크 카트리지.
- 수성 매질 중에 분산된, 자체 분산성 안료 및 착색제 캡슐화 수지를 포함하는 잉크를 함유하는 잉크 용기,기록 헤드, 및잉크를 잉크 용기로부터 기록 헤드로 공급하기 위한 수단을 포함하는 기록 유닛.
- 제37항에 있어서, 자체 분산성 안료는 표면에 양이온성 기가 결합된 것인 기록 유닛.
- 제1 잉크와 함께 제2 잉크를 포함하는 잉크 세트로서, 제1 잉크는 수성 매질중에 분산된, 자체 분산성 안료 및 착색제 캡슐화 수지를 포함하고, 제1 잉크 및 제2 잉크는 각각 황색, 마젠타색, 시안색, 흑색, 적색, 녹색 및 청색으로 이루어진 군으로부터 선택된 색을 갖는 것인 잉크 세트.
- 제39항에 있어서, 착색제가 수지로 이루어진 미소캡슐에 캡슐화되는 것인 잉크 세트.
- 제39항에 있어서, 자체 분산성 안료는 표면에 양이온성 기가 결합된 것인 잉크 세트.
- 제41항에 있어서, 제2 잉크가 음이온성 화합물을 포함하는 것인 잉크 세트.
- 제42항에 있어서, 음이온성 화합물이 음이온기를 갖는 염료인 잉크 세트.
- 제41항에 있어서, 착색제는 수지로 이루어진 미소캡슐에 캡슐화되는 것인 잉크 세트.
- 수성 매질 중에 분산된, 자체 분산성 안료 및 착색제 캡슐화 수지를 포함하는 잉크를 기록 매체에 도포하는 단계를 포함하는 화상 기록 방법.
- 제45항에 있어서, 착색제는 수지로 이루어진 미소캡슐에 캡슐화되는 것인 화상 기록 방법.
- 제45항에 있어서, 자체 분산성 안료는 표면에 양이온성 기가 결합된 것인 화상 기록 방법.
- 제47항에 있어서, 착색제는 수지로 이루어진 미소캡슐에 캡슐화되는 것인 화상 기록 방법.
- 적어도 2색의 잉크를 잉크젯 기록 방법을 사용하여 기록 매체에 도포하여 다색 화상을 형성하는 단계를 포함하는 화상 기록 방법으로서, 하나의 잉크는 수성 매질 중에 분산된, 양이온기를 갖는 자체 분산성 안료 및 착색제 캡슐화 수지를 포함하고, 다른 하나의 잉크는 양이온기를 갖는 화합물을 포함하는 것인 다색 화상 기록 방법.
- 제49항에 있어서, 착색제는 수지로 이루어진 미소캡슐에 캡슐화되는 것인 화상 기록 방법.
- 제49항에 있어서, 양이온기를 갖는 자체 분산성 안료 및 착색제 캡슐화 수지를 포함하는 잉크가 흑색 잉크인 화상 기록 방법.
- 제49항에 있어서, 음이온기를 갖는 화합물이 음이온기를 갖는 염료인 화상 기록 방법.
- 수성 매질 중에 분산된, 자체 분산성 안료 및 착색제 캡슐화 수지를 포함하는 잉크를 함유하는 잉크 용기, 기록 헤드, 및 잉크를 잉크 용기로부터 기록 헤드로 공급하기 위한 수단을 포함하는 기록 유닛, 및기록 유닛을 작동시켜 잉크를 기록 헤드로부터 토출시키기 위한 수단을 포함하는 화상 기록 장치.
- 제53항에 있어서, 착색제는 수지로 이루어진 미소캡슐에 캡슐화되는 것인 화상 기록 장치.
- 제53항에 있어서, 자체 분산성 안료는 표면에 양이온성 기가 결합된 것인 화상 기록 장치.
- 제55항에 있어서, 착색제는 수지로 이루어진 미소캡슐에 캡슐화되는 것인 화상 기록 장치.
- 제55항에 있어서, 기록 유닛이 음이온성 잉크를 함유하는 다른 잉크 용기를 갖는 것인 화상 기록 장치.
- 제57항에 있어서, 착색제는 수지로 이루어진 미소캡슐에 캡슐화되는 것인 화상 기록 장치.
- 착색제로서의 자체 분산성 안료 및 착색제 캡슐화 수지를 포함하고, 광학 밀도가, 착색제와 등롬의 안료를 포함하는 잉크로 형성된 화상의 광학 밀도와 실질적으로 동일한 화상을 제공하는, 잉크젯 인쇄 방식용 수성 잉크.
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