KR20090056595A - 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물 및 이를이용하여 제조된 칼라 필터 - Google Patents

인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물 및 이를이용하여 제조된 칼라 필터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 착색제, 분산제, 모노머, 레벨링제, 열개시제 및 용매를 포함하는 인쇄가능한 칼라 필터용 잉크 조성물에 있어서, 상기 열개시제의 반감기가 65℃ 이상인 것을 특징으로 하는 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물을 제공한다.
상기 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물은 토출성 및 안정성이 개선된다.
Figure P1020070123815
칼라 필터, 잉크 조성물, 열개시제

Description

인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물 및 이를 이용하여 제조된 칼라 필터{Printable color filter ink composition and color filter using the same ink composition}
본 발명은 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물 및 이를 이용하여 제조된 칼라 필터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 안정성과 토출성이 향상된 칼라 필터 제조용 잉크 조성물 및 이를 이용하여 제조된 칼라 필터에 관한 것이다.
칼라 필터 제조용 잉크 조성물에 있어서, 잉크젯 프린팅법에 일반적으로 사용되는 잉크 조성물은 착색제, 분산제, 모노머, 바인더, 첨가제 등으로 구성되어 있다. 한편, 포토리소그래피법에서 사용되는 잉크 조성물은 광개시제를 더 사용한다. 이들 성분들의 함량 비율이 잉크 토출 시 제팅 성능, 인쇄 품질 등에 영향을 주게 된다.
칼라 필터 제조 방법 중 포토리소그래피 공정에 있어서, LCD 디스플레이 기술 대형화에 따른 가격 절감의 필요성이 커짐에 따라 이를 대체할 만한 기술 개발의 요구가 더욱 커지고 있다. 대표적으로 잉크젯 프린팅 기술이 포토리소그래피 공정을 대체할 수 있는 핵심 기술로서 개발이 한창 진행 중에 있다. LCD 칼라 필 터와 같은 산업 프린팅 분야에서는 오일계 잉크를 사용하기 때문에, 제팅 방향성, 반복성, 웨팅, 빠른 건조 시간 등의 인자들은 양산화에 있어서 걸림돌이 되고 있다. 따라서, 상기한 잉크의 토출성이 개선된 새로운 잉크 조성물에 대한 요구가 대두 되고 있다.
이에 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 문제점을 해결한 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물을 이용하여 제조된 칼라 필터를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는 착색제, 분산제, 모노머, 레벨링제, 열개시제 및 용매를 포함하는 인쇄가능한 칼라 필터용 잉크 조성물에 있어서, 상기 열개시제의 반감기가 65℃ 이상인 것을 특징으로 하는 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물을 제공한다.
바람직하게는, 상기 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물은 착색제 100 중량부 대비 분산제 40 내지 60 중량부, 모노머 500 내지 1200 중량부, 레벨링제 0.3 내지 3 중량부, 열 개시제 3 내지 33 중량부 및 유기 용매 2000 내지 2667 중량부를 포함한다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물을 사용하여 제조된 칼라 필터를 제공하는 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 인쇄가능한 칼라 필터용 잉크 조성물은 착색제, 분산제, 모노머, 레벨링제, 열개시제 및 용매를 포함한다. 상기 열개시제는 고온용 열개시제이다. 바람직하게는, 상기 열개시제의 반감기는 65℃ 이상이다. 바람직하게는, 반감기가 80℃ 이상이다. 상기 열개시제의 반감기가 65℃ 미만인 경우 65℃ 미만의 온도에서는 프린팅 공정중에 잉크젯 헤드 내부 온도 상승으로 인한 열개시제의 반응으로 인하여 잉크 조성물 내 모노머의 중화가 일어나게 됨으로써, 잉크 젯팅 성능 변화를 유발하여 프린팅 공정 재현성을 확보하지 못하는 문제점이 있다.
상기 반감기 (half life)란 본 발명이 속하는 분야에서 통상적으로 의미하는 바와 같이, 소정의 시간 동안 방치하여 50%의 열화 (degaradation)가 일어나는 온도로서 정의된다. 본 명세서에서는 10 시간 동안 방치했을 때 50%의 열화가 일어나는 온도를 반감기로 정의한다. 따라서, 예를 들어, 반감기가 65℃인 경우라면, 상기 열개시제가 포함된 잉크 조성물을 65℃에서 10 시간 동안 방치시키면 총 열개시제의 50%의 열화가 발생한다.
상기 본 발명에 따른 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물은 상기한 고온용 열개시제를 포함하기 때문에 하드 베이킹 이후 고 밀도 가교 결합이 가능하다.
상기 본 발명에서의 열개시제는 고온용 열개시제이기 때문에, 저온에서는 중합을 개시하지 않고, 고온에서만 중합제 역할을 하게 된다. 따라서, 상기 열개시제를 포함하는 잉크 조성물로 잉크젯 프린팅법에 의해 칼라 필터 제조하는 경우, 상기 잉크 조성물을 도포한 이후 하드 베이킹 (hard baking) 공정에서 비로소 중합을 개시하고, 이전에는 잉크 조성물에서 중합이 거의 일어나지 않기 때문에 잉크의 물성 변화로 인한 제팅 특성 저하를 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물은 상기 열개시제를 함유하여 잉크 내의 모노머 성분을 경화하여 더욱 향상된 가교 결합 네트워크를 구현한다.
바람직하게는, 상기 열개시제는 아조계 열개시제이다. 열개시제로 사용할 수 있는 더욱 구체적인 예를 들면, 1,1'-아조비스(시클로헥산-1-카보니트릴), 2,2'-아조비스(N-부틸-2-메틸프로피온아미드), 2,2'-아조비스(N-시클로헥실-2-메틸프로피온아미드) 등이다. 참고로, 상기 예들의 반감기를 살펴보면, 1,1'-아조비스(시클로헥산-1-카보니트릴)는 약 88℃, 2,2'-아조비스(N-부틸-2-메틸프로피온아미드)는 약 110℃, 2,2'-아조비스(N-시클로헥실-2-메틸프로피온아미드)는 약 111℃이다.
한편, 잉크 조성물에 광개시제가 포함되는 경우, 색순도에 나쁜 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 구현예에서는 광개시제를 포함하지 않는 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물을 제공한다. 이러한 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물은 우수한 색순도를 구현할 수 있다.
본 발명의 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물은 일반적으로 사용되는 바인더 수지를 포함하지 않을 수 있다. 통상적으로 바인더 수지는 인쇄 후 블랙 매트릭스 글래스와의 접착을 강화시키고, 안료 분산 잉크 입자들 간의 네트웍을 형성하여 잉크 상부에 얇은 필름 막을 형성하는 역할을 하고 있다. 그러나 바인더의 사용은 제팅 시 액적 (drop) 형성에 있어서 리가먼드의 길이의 증가를 유도하게 됨 으로써 (extended ligament), 액적 부피의 노즐간 균일도 저하 및 제팅 시 웨팅 (wetting) 현상 등을 유발하게 된다. 이러한 문제점은 고 정밀도의 제팅 균일성 및 방향성을 요구하는 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물에 있어서 불리한 작용을 하게 될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 구현예에서는 바인더 수지를 포함하지 않는 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물을 제공한다. 이러한, 즉 바인더 수지를 포함하지 않는 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물은 제팅 특성, 즉, 방향성 향상, 웨팅 방지 등의 효과를 구현할 수 있고, 또한, 최적의 제팅이 가능할 수 있다. 또한, 바인더를 포함하지 않은 것은 낮은 점도 및 높은 표면 장력의 확보에 유리하게 작용하고, 뉴톤 유체 특성 (newtonian fluidic property)을 갖게 한다. 그 결과 잉크 조성물의 토출성 향상 및 방향성의 정확도가 더욱 향상된다.
바람직하게는, 상기 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물은 착색제 100 중량부 대비 분산제 40 내지 60 중량부, 모노머 500 내지 1200 중량부, 레벨링제 0.3 내지 3 중량부, 열 개시제 3 내지 33 중량부 및 유기 용매 2000 내지 2667 중량부를 포함한다.
이하, 상기 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물에 포함될 수 있는 각 성분에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
상기 모노머는 잉크 조성물에 포함되는 통상적인 화합물들이 사용될 수 있으면, 그 예를 들면, 디펜타에리트리톨 펜타-및 헥사-아크릴레이트 (DPHA), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 (TMPTA), 네오펜틸 글리콜 하이드록시피발릭산 에스테 르 디(메타)아트릴레이트 (MANDA) 등을 들 수 있다. 바람직하게는 상기 모노머의 함량은 착색제 100 중량부 대비 500 내지 1200 중량부이다. 모노머의 함량이 착색제 100 중량부 대비 500 중량부 미만으로 포함될 경우 잉크 착색제와 함께 매트릭스를 형성하는데 문제가 있을 수 있고, 1200 중량부 초과하여 포함되는 경우 잉크 착색제와의 불균일성 및 열개시제로 인한 매트릭스 형성에 문제가 있을 수 있다.
상기 레벨링제는 잉크 조성물에 포함되는 통상적인 화합물들이 사용될 수 있으면, 그 예를 들면, 플로로계 또는 실리콘계 등이 사용된다. 바람직하게는 상기 레벨링제의 함량은 착색제 100 중량부 대비 0.3 내지 3 중량부이다. 레벨링제의 함량이 착색제 100 중량부 대비 0.3 중량부 미만으로 포함될 경우 부가 효과가 미미할 수 있고, 3 중량부 초과하여 포함되는 경우 잉크의 점도가 급상승하여 노즐을 막으므로 더 이상 잉크 방울이 토출하기 어렵게 되어 잉크 토출에 영향의 미칠수 있으며, 프린팅 후 하드베이킹 (hard baking)시 원하는 균일한 막의 형상을 얻을 수 없다.
본 발명의 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물 제조시 사용되는 분산제의 구체적인 예로서, 주사슬은 폴리에스테르, 폴리아크릴릭, 폴리우레탄, 폴리아민 또는 폴리카프로락톤 등이 사용되고, 보조 사슬로써 극성을 갖는 아미노, 카르복실, 술포 또는 하이드록실 기를 갖게되며, 여기서 분산제의 함량은 착색제 100 중량부를 기준으로 하여 40 내지 60 중량부가 바람직하다. 만약 계면활성제의 함량이 40 중량부 미만이면 부가 효과가 미미하고, 60 중량부를 초과하면 노즐 표면의 잉크 건조가 빨라지며, 잉크의 점도가 급상승하여 노즐을 막으므로 더 이상 잉크 방울이 토출하기 어렵게 되어 바람직하지 못하다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물은 잉크 조성물에 통상적으로 사용되는 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 점도 조절제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
점도조절제는 원활한 제팅이 유지될 수 있도록 점도를 조절하는 물질로서, 폴리비닐알코올, 카세인, 폴리비닐퍼롤리돈, 폴리에틸렌 그릴콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리에틸렌프로필렌 공중합체, 카르복시메틸셀룰로오즈 중에서 선택된 하나를 사용할 수 있으나 이에 국한되지 않는다. 여기서 점도조절제의 함량은 착색제 100 중량부를 기준으로 하여 1 내지 200 중량부가 바람직하다. 만약 점도조절제의 함량이 1 중량부 미만이면 효과 발현이 미미하고, 200 중량부를 초과하면 점도가 급격히 상승하여 바람직하지 않다.
상기 용매는 바람직하게는 유기 용매이며, 이종의 1 이상의 유기 용매를 혼합하여 사용할 수 있다. 여기에서 잉크 조성물을 구성하는 용매의 총함량은 잉크 조성물을 구성하는 착색제 100 중량부에 대하여 2000 내지 2667 중량부인 것이 바람직하다. 만약 용매의 함량이 착색제 100 중량부에 대비 2000 중량부 미만이면 노즐막힘 등의 잉크 젯팅 불안정성과 잉크의 장기 저장안정성이 감소할 수 있어 바람직하지 못하고, 2667 중량부를 초과하면 색농도가 낮아 색상 구현이 어려울 수 있다.
상기 유기 용매의 예는 특별히 제한되지는 않으나, 메틸알코올, 에틸 알코올, n-프로필알코올, 이소프로필알코올, n-부틸알코올, sec-부틸알코올, t-부틸알코올 또는 이소부틸알코올 등의 알코올류; 아세톤, 메틸에틸케톤 또는 디아세톤알코올 등의 케톤류; 에틸아세테이트, 에틸 락테이트, 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(DPMA), 디에틸렌 글리콜 모노에틸에테르 아세테이트 (EDGAC), 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트 (PGMEA), 3-메톡시 부틸 아세테이트 (MBA), 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트 (DGMA) 등의 에스테르; 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌 글리콜, 부틸렌글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,2,4-부탄트리올, 1,5-펜탄디올, 1,2-헥산디올, 1,2,6-헥산트리올, 헥실렌글리콜, 글리세롤, 글리세롤 에톡실레이트 또는 트리메틸롤프로판 에톡실레이트 등의 다가알코올류; 에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌글리콜 메틸 에테르, 디에틸렌글리콜 에틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노메틸 에테르 또는 트리에틸렌글리콜 모노에틸 에테르 등의 저급알킬 에테르; 2-피롤리돈 또는 N-메틸-2-피롤리돈 등의 함질소 화합물; 디메틸 술폭사이드, 테트라메틸렌술폰 또는 티오글리콜 등의 함황 화합물을 예로 들 수 있다.
본 발명의 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물은 25℃에서의 표면장력이 15 내지 40 dyne/cm이고, 점도는 5 내지 30 cps이며, 만약 잉크 조성물의 25℃에서의 표면장력이 상기 범위 미만이면, 잉크 젯팅시 방울 형성을 하는 과정에서 문제가 있을 수 있고, 상기 범위를 초과하면 잉크 토출시 satellite 방울이 많아져서 문제가 있을 수 있어 바람직하지 못하다. 그리고 잉크 조성물의 점도가 5 cps 미만이면, 잉크가 너무 묽어서 잉크 방울이 젯팅되지 못하는 문제가 있을 수 있고, 20 cps를 초과하면 잉크의 유동성이 나빠지고 잉크젯팅시 과도한 전압을 필요로 하게 되어 바람직하지 못하다.
본 발명에 따른 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물은 또한 잉크젯 프린팅 기술이 사용되는 직물 (textile), 디스플레이 분야에 유용하게 사용될 수 있다. 특히, LCD 분야의 잉크젯 프린팅 기술 등이 적용될 수 있고, 그 밖에도 OTFT, OLED 등 디스플레이 프린팅 등에도 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 본 발명에 따른 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물을 사용하여 제조된 칼라 필터를 제공한다.
본 발명에 따른 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물을 잉크젯 프린팅법을 사용하여 칼라 필터를 제조할 수 있다. 상기의 잉크젯 프린팅법은 일반적으로 공지된 통상적인 방법일 수 있다. 예를 들면, 기판 상에 블랙 매트릭스로 픽셀을 형성하고, 그 픽셀 내부에 잉크 조성물을 도포한 후, 이를 건조 및 하드 베이킹한 다음, 그 위에 오버 코팅층을 형성하여 칼라 필터를 제조할 수 있다.
상기 본 발명에 따른 칼라 필터는 고 밀도 가교 결합이 가능한 열개시제를 포함하는 잉크 조성물로 제조되었기 때문에, 칼라 필터 제조시 칼라 필터 패널의 잔류 용매량을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
상기 본 발명에 따른 칼라 필터는 안정성 및 토출성이 향상된 본 발명에 따른 칼라 필터 제조용 잉크 조성물을 사용하여 제조되었기 때문에, 잉크 젯팅의 공정적인 측면에서 반복성 및 재현성이 우수해 짐으로 인한 구조적 이점이 있다.
상술한 바와 같은 조성을 갖는 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물의 제조 방법을 일예를 들어 간단히 설명하면, 먼저 용매에 착색제, 분산제 및 용매를 잘 혼합한 다음, 모노머, 바인더, 레벨링제, 열개시제 등을 부가하여 혼합한 다음, 교반기로 충분히 교반하여 균일한 상태로 만들어 준다. 그 후, 상기 결과물을 필터에 통과시켜 여과함으로써 본 발명에 따른 칼라 필터 제조용 잉크 조성물을 얻게 된다.
이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 상세히 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
스위스 시바사 적색 안료 254번 3g, 폴리카프로락톤계열 분산제 1.5g를 프로필렌 글리콜 모노 메틸 에테르 아세테이트 25.5g에 넣어 잘 혼합하여 3시간 동안 잘 교반하여 습윤시켰다. 여기에 샌드 300g 을 투입하고 직경 7 cm 디스크를 사용하여 rpm 3000 으로 5시간 분쇄하였다. 분쇄가 완료되면 채를 이용하여 모래를 제거하였다. 평균 입자의 크기 75nm으로 적색 안료 분산형 용액을 얻었다. 여기에 경화형 모노머 (디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트, DPHA)25g, 용매 (디에틸렌글리콜 모노 뷰틸에테르 아세테이트, DPMA)44.5g, 열개시제 (2,2'-아조비스(N-시클로헥실-2-메틸프로피온아미드)0.5g, 플루오로계 레벨링제 0.1g 를 첨가하여 혼합기를 사용하여 2시간 동안 잘 교반하여 주었다.(샘플 1)
비교예 1
스위스 시바사 적색 안료 254번 3g, 폴리카프로락톤계열 분산제 1.5g를 프로필렌 글리콜 모노 메틸 에테르 아세테이트 (PGMEA) 25.5g에 넣어 잘 혼합하여 3시 간 동안 잘 교반하여 습윤시켰다. 여기에 샌드 300g 을 투입하고 직경 7 cm 디스크를 사용하여 rpm 3000 으로 5시간 분쇄하였다. 분쇄가 완료되면 채를 이용하여 모래를 제거하였다. 평균 입자의 크기 75nm으로 적색 안료 분산형 용액을 얻었다. 여기에 경화형 모노머 (디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트, DPHA)25g, 용매 (디에틸렌글리콜 모노 뷰틸에테르 아세테이트, DPMA)45g, 플루오로계 레벨링제 0.1g 를 첨가하여 혼합기를 사용하여 2시간 동안 잘 교반하여 주었다. (비교샘플 1)
비교예 2
스위스 시바사 적색 안료 254번 3g, 폴리카프로락톤계열 분산제 1.5g를 프로필렌 글리콜 모노 메틸 에테르 아세테이트 (PGMEA) 25.5g에 넣어 잘 혼합하여 3시간 동안 잘 교반하여 습윤시켰다. 여기에 샌드 300g 을 투입하고 직경 7 cm 디스크를 사용하여 rpm 3000 으로 5시간 분쇄하였다. 분쇄가 완료되면 채를 이용하여 모래를 제거하였다. 평균 입자의 크기 75nm으로 적색 안료 분산형 용액을 얻었다. 여기에 경화형 모노머 (디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트, DPHA)12g, 메틸 메타아크릴레이트 (분자량 10,000, acid value 30 mgKOH/g) 13g, 용매 (디에틸렌글리콜 모노 뷰틸에테르 아세테이트, DPMA)44.5g, 열개시제 (2,2'-아조비스(N-시클로헥실-2-메틸프로피온아미드)0.5g, 플루오로계 레벨링제 0.1g 를 첨가하여 혼합기를 사용하여 2시간 동안 잘 교반하여 주었다. (비교샘플 2)
비교예 3
스위스 시바사 적색 안료 254번 3g, 폴리카프로락톤계열 분산제 1.5g를 프로필렌 글리콜 모노 메틸 에테르 아세테이트 (PGMEA) 25.5g에 넣어 잘 혼합하여 3시 간 동안 잘 교반하여 습윤시켰다. 여기에 샌드 300g 을 투입하고 직경 7 cm 디스크를 사용하여 rpm 3000 으로 5시간 분쇄하였다. 분쇄가 완료되면 채를 이용하여 모래를 제거하였다. 평균 입자의 크기 75nm으로 적색 안료 분산형 용액을 얻었다. 여기에 경화형 모노머 (디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트, DPHA)12g, 메틸 메타아크릴레이트 (분자량 10,000, acid value 30 mgKOH/g) 13g, 용매 (디에틸렌글리콜 모노 뷰틸에테르 아세테이트, DPMA)44.5g, 열개시제 (2,2'-아조비스(N-시클로헥실-2-메틸프로피온아미드)0.5g, 플루오로계 레벨링제 0.1g 를 첨가하여 혼합기를 사용하여 2시간 동안 잘 교반하여 주었다. (비교샘플 3)
실시예 1 비교예 1 비교예 2 비교예 3
스위스 시바사 적색 안료 254번 3 3 3 3
폴리카프로락톤계 분산제 1.5 1.5 1.5 1.5
디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트, DPHA 25 12 25 12
메틸 메타아크릴레이트 (분자량 10,000, 산가 30 mgKOH/gDPMA) 0 13 0 13
프로필렌 글리콜 모노 메틸 에테르 아세테이트 25.5 25.5 25.5 25.5
디에틸렌글리콜 모노 뷰틸에테르 아세테이트, DPMA 44.5 45 45 44.5
2,2'-아조비스(N-시클로헥실-2-메틸프로피온아미드) 0.5 0 0 0.5
플루오로계 레벨링제 0.1 0.1 0.1 0.1
(단위: 중량%)
상기 표 1은 샘플 1 및 비교샘플 1, 2, 3에서 제조한 잉크 조성물들의 각 조성비를 나타낸 표이다.
도 1a 및 1b는 비교샘플 1과 샘플 1의 토출성을 동일 잉크젯 프린트 헤드에서 비교한 것이다. 상기 잉크젯 프린트 헤드는 상기 잉크젯 프린트 헤드는 한국특허 제2003-50477호에서 개시된 것을 제조하여 사용하였으며, 토출 주파수는 4 kHz이고, 96 노즐 전체를 동시 토출시켰을 때 액적 부피 (drop volume)를 CCD(charge coupled device) 카메라로 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 1a에서 보는 바와 같이 바인더가 함유된 비교샘플 1은 웨팅 (wetting)되는 노즐의 갯수가 3 ~ 10 퍼센트 범위로 스캔할 때마다 랜덤하게 웨팅되는 경향을 보이고 있다.
도 1b에서는 샘플 1의 토출을 나타낸 것이다. 6번에 걸쳐 반복 스캔을 거친 결과를 상기 비교샘플 1과 비교하면 제팅 시 웨팅이 발생하지 않았고, 액적 제팅의 반복성 등이 향상됨을 알 수 있다.
또한, 상기 실험 결과로부터 바인더를 포함하지 않는 샘플 1의 경우, 리가먼트 (ligament)를 줄이고 브레이크-업 타임 (break-up time)이 짧아지기 때문에 제팅 시 액적 방향의 이탈을 유발하는 가장 큰 요인 중의 하나인 웨팅 현상이 해결되고 있음을 알 수 있다.
잉크 수축율 (%) (shrinkage)
비교샘플 1 3.1
비교샘플 2 2.66
비교샘플 3 3.25
샘플 1 1.56
상기 표 2는 프린팅 후 하드 베이킹 횟수에 따른 총 고체 함량 (TSC: Total solid content)의 두께 변화를 나타낸 것이다.
비교샘플 1과 비교샘플 3의 경우 하드 베이킹에 따른 두께 변화는 열개시제의 유무에 관계없이 상대적으로 큰 정도의 수축율을 보이고 있다. 즉 바인더가 포함된 잉크는 열 개시제와의 가교 보다는 함유된 바인더 자체의 온도에 따른 free volume 감소에 따른 수축률 감소가 우세한 것으로 보인다. 반면에 비교샘플 2와 샘플 1의 경우는 열개시제가 포함되어 열개시제의 영향을 잘 보여주고 있다. 즉, 바인더가 함유되어있지 않은 잉크에서는 열개시제가 포함된 샘플 1의 경우, 포함되지 않은 비교 샘플 2의 경우 보다, 초기 하드 베이킹에서 형성된 부피가 추가적인 하드 베이킹에도 수축율 변화가 상대적으로 미미한 것으로 보아 모노머만 포함된 잉크의 경우 초기 하드 베이킹시 열개시제에 의한 열경화 정도가 증가하여 픽셀 내의 기계적 강도가 증가되었음을 의미한다.
도 1a는 바인더가 함유된 잉크의 토출시 액적 부피를 도시한 그래프이다.
도 1b는 바인더를 함유하지 않은 잉크의 토출시 액적 부피를 도시한 그래프이다.

Claims (10)

  1. 착색제, 모노머, 바인더, 레벨링제, 계면활성제, 열개시제 및 용매를 포함하는 인쇄가능한 칼라 필터용 잉크 조성물에 있어서, 상기 열개시제의 반감기가 65℃ 이상인 것을 특징으로 하는 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 착색제 100 중량부 대비 분산제 40 내지 60 중량부, 모노머 500 내지 1200 중량부, 레벨링제 0.3 내지 3 중량부, 열 개시제 3 내지 33 중량부 및 유기 용매 2000 내지 2667 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 열개시제는 1,1'-아조비스(시클로헥산-1-카보니트릴), 2,2'-아조비스(N-부틸-2-메틸프로피온아미드) 또는 2,2'-아조비스(N-시클로헥실-2-메틸프로피온아미드)인 것을 특징으로 하는 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 모노머는 디펜타에리트리톨 펜타-및 헥사-아크릴레이트 (DPHA), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 (TMPTA) 및 네오펜틸 글리콜 하이드록시피발릭산 에스테르 디(메타)아트릴레이트 (MANDA)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 점도 조절제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 상기 점도 조절제의 총함량은 상기 착색제 100 중량부에 대하여 1 내지 200 중량부인 것을 특징으로 하는 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 용매는 유기 용매인 것을 특징으로 하는 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 유기 용매는 메틸알코올, 에틸 알코올, n-프로필알코올, 이소프로필알코올, n-부틸알코올, sec-부틸알코올, t-부틸알코올, 이소부틸알코올, 아세톤, 메틸에틸케톤, 디아세톤알코올, 에틸아세테이트, 에틸 락테이트, 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(DPMA), 디에틸렌 글리콜 모노에틸에테르 아세테이트 (EDGAC), 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트 (PGMEA), 3-메톡시 부틸 아세테이트 (MBA), 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트 (DGMA), 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌 글리콜, 부틸렌글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,2,4-부탄트리올, 1,5-펜탄디올, 1,2-헥산디올, 1,2,6-헥산트리올, 헥실렌글리콜, 글리세롤, 글리세롤 에톡실레이 트, 트리메틸롤프로판 에톡실레이트, 에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌글리콜 메틸 에테르, 디에틸렌글리콜 에틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 2-피롤리돈, N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸 술폭사이드, 테트라메틸렌술폰 및 티오글리콜로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 25℃에서의 표면장력이 15 내지 40 dyne/cm이고, 점도는 5 내지 20 cps인 것을 특징으로 하는 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항에 따른 인쇄가능한 칼라 필터 제조용 잉크 조성물을 사용하여 제조된 칼라 필터.
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