KR20170098243A - Inks - Google Patents
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Abstract
하기를 포함하는 잉크: (a) 자가 분산성 안료 0.5 내지 5 부; (b) 스티렌 아크릴 라텍스 바인더 및/또는 스티렌 부타디엔 라텍스 바인더 2 내지 8 부; (c) 폴리 우레탄 라텍스 바인더 0.5 내지 5 부; (d) 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜 또는 트리에틸렌 글리콜로 이루어진 군으로부터 선택된 글리콜 0 내지 5 부; (e) 2-피롤리돈 1 내지 10 부; (f) 글리세롤 1 내지 15 부; (g) 아세틸렌 계면활성제 0.1 내지 3 부; (h) 살생물제 0.001 내지 5 부; (i) 점도 개질제 0 내지 10 부; 및 (j) 100 부가 되도록 하기 위한 잔부의 물. 또한, 잉크젯 인쇄 방법. 잉크젯 잉크 용기, 인쇄된 기채 및 잉크젯 프린터.An ink comprising: (a) from 0.5 to 5 parts of a self dispersible pigment; (b) 2 to 8 parts of a styrene acrylate latex binder and / or a styrene butadiene latex binder; (c) 0.5 to 5 parts of a polyurethane latex binder; (d) 0 to 5 parts of a glycol selected from the group consisting of ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol or triethylene glycol; (e) 1 to 10 parts of 2-pyrrolidone; (f) 1 to 15 parts of glycerol; (g) 0.1 to 3 parts of an acetylene surfactant; (h) 0.001 to 5 parts of biocidal agent; (i) 0 to 10 parts of viscosity modifier; And (j) The remainder of the water to make 100 parts. Further, the ink-jet printing method. Inkjet ink containers, printed jars and inkjet printers.
Description
본 발명은 잉크, 잉크젯 인쇄 공정, 잉크젯 잉크 용기, 잉크 세트 및 잉크젯 프린터에 관한 것이다.The present invention relates to an ink, an inkjet printing process, an inkjet ink container, an ink set, and an inkjet printer.
잉크젯 인쇄는 노즐을 기재에 접촉시키지 않고 잉크 액적이 미세 노즐을 통해 기재로 토출되는 비충격(non-impact) 인쇄 기술이다. 기본적으로 하기 3가지 유형의 잉크젯 인쇄가 있다: Ink-jet printing is a non-impact printing technique in which an ink droplet is ejected through a fine nozzle onto a substrate without contacting the nozzle with the substrate. There are basically three types of inkjet printing:
i) 연속식 잉크젯 인쇄는 노즐로부터 잉크 액적(droplet)의 연속적인 흐름을 생성하는 가압된 잉크 소스를 사용한다. 잉크 액적은 열적으로 또는 정전기적 수단에 의해 공칭상(nominally) 일정한 거리에서 노즐로부터 보내어진다. 성공적으로 편향(deflected)되지 않은 액적은 거터(gutter)를 통해 잉크 저장소(ink reservoir)로 재순환된다.i) Continuous inkjet printing uses a pressurized ink source that produces a continuous flow of ink droplets from the nozzles. The ink droplets are sent from the nozzles at a nominally constant distance thermally or electrostatically. Successfully deflected droplets are recycled through the gutter to the ink reservoir.
ii) 드롭-온-디맨드(drop-on-demand) 잉크젯 인쇄는 잉크가 카트리지에 저장되고 가압 작동기(pressurization actuator)를 사용하여 인쇄 헤드 노즐로부터 분출된다(통상적으로 열 또는 압전식임). 드롭-온-디맨드 인쇄의 경우 오직 인쇄에 필요한 액적만 생성된다.ii) Drop-on-demand inkjet printing is where the ink is stored in the cartridge and ejected from the printhead nozzles using a pressurization actuator (typically thermal or piezoelectric). For drop-on-demand printing, only the droplets required for printing are generated.
iii) 재순환 잉크젯 인쇄는 잉크가 인쇄 헤드 내에서 연속적으로 재순환되고, (드롭-온-디맨드 인쇄와 같이) 인쇄에 필요한 액적들만이 노즐로 인출된다.iii) Recycled ink-jet printing requires that the ink be continuously recirculated in the printhead and only droplets necessary for printing (such as drop-on-demand printing) are drawn into the nozzles.
이러한 유형의 잉크젯 인쇄 각각은 독특한 문제를 나타낸다. 따라서, 연속식 잉크젯 인쇄에서 노즐로부터 토출되나 인쇄된 이미지를 생성하지 않는 액적의 비행 시간(flight time)(즉, 노즐 토출과 거터 재순환 사이의 시간) 동안 및 과잉 공기(미사용 액적이 재순환될 때 저장소로 유입됨)가 제거되는 환기 공정으로부터의 용매 증발을 막기 위해 적극적인 용매의 모니터링 및 규제가 요구된다.Each of these types of inkjet printing presents a unique problem. Thus, during continuous inkjet printing, during flight times (i.e., the time between nozzle ejection and gutter recirculation) of the droplets that are ejected from the nozzles or that do not produce printed images, and excess air (when the unused droplets are recirculated, To prevent evaporation of the solvent from the ventilation process.
드롭-온-디맨드 인쇄에서 잉크는 장기간 동안 카트리지 내에 보관될 수 있으며, 이때 잉크는 열화되어 침전물을 형성할 수 있으며, 이는 사용중 인쇄 헤드에서 미세 노즐을 막을 수 있다. 현탁된 안료 입자가 침전될 수 있는 안료 잉크에서 이 문제는 특히 첨예하다. In drop-on-demand printing, the ink can be stored in the cartridge for a long period of time, where the ink can deteriorate to form a precipitate, which can block the fine nozzles in the printhead during use. This problem is particularly acute in pigment inks where suspended pigment particles can be precipitated.
재순환 잉크젯 인쇄는 이들 문제를 회피한다. 잉크는 지속적으로 순환하기 때문에 안료 침강의 기회가 줄어들고, 잉크는 이미지를 형성하는데 요구되는 만큼만 노즐로 제거되므로 용매 증발이 최소화된다.Recycled inkjet printing avoids these problems. Since the ink circulates continuously, the chance of pigment settling is reduced and the evaporation of the solvent is minimized since the ink is removed by the nozzle only as required to form the image.
재순환 잉크젯 프린터는 산업 분야에서 특별한 유용성을 발견하였다. 산업용 잉크젯 프린터는 고속으로 작동하는 것이 요구된다. 최적으로는, 산업용 잉크젯 프린터용 인쇄 헤드는 높은 밀도로 배열된 다수의 노즐을 가지므로 높은 생산성의 1회 통과(single-pass) 인쇄가 가능할 것이며, 이는 수용할 수 있는 인쇄 해상도를 갖는다.Recycled inkjet printers have found particular usefulness in industry. Industrial inkjet printers are required to operate at high speeds. Optimally, printheads for industrial inkjet printers will have a high number of nozzles arranged at a high density, thus allowing for high productivity single-pass printing, which has acceptable print resolution.
모든 형태의 잉크젯 인쇄를 위한 잉크 배합물에게는 매우 많은 것이 요구된다. 이러한 높은 속도의 1회 통과 인쇄 헤드에서 작동할 수 있는 잉크를 배합하는 것은 특히 어렵다. 이러한 프린터가 이러한 고속에서 작동할 수 있게 하려면 사용되는 잉크가 기포 발생 가능성이 적고 탁월한 방울 형성을 나타내야 한다. Much is required of ink formulations for all types of inkjet printing. It is particularly difficult to formulate inks that can operate in these high speed one-pass printheads. To enable such a printer to operate at such a high speed, the ink used should exhibit less bubbling and excellent droplet formation.
따라서, 본 발명은,Therefore,
(i) 재순환 헤드에서 노즐 막힘(blockage)을 일으키지 않고;(i) without causing nozzle blockage in the recycle head;
(ii) 표준 잉크젯 잉크보다 더 휘발성이어서 빠른 건조를 가능하게 하고(이는 낮은 에너지 소비(즉, 저온 인쇄)로 높은 생산 속도를 가능하게 하므로 산업 공정에서 필수적이다);(ii) is more volatile than standard inkjet inks to enable fast drying (which is essential in industrial processes because it allows high production rates with low energy consumption (i. e., low temperature printing));
(iii) 신중하게 선택된 라텍스를 혼입하고 잉크 운송 설계를 최적화함으로써 플렉소그래픽(flexographic) 인쇄에 필적하는 높은 내구성의 고품질 이미지를 제공하고;(iii) provide high quality images of high durability comparable to flexographic printing by incorporating carefully selected latex and optimizing the ink delivery design;
(iv) 연속적인 산업 환경에서 사용될 수 있도록 충분히 안정적이고 견고하고;(iv) sufficiently stable and robust to be used in continuous industrial environments;
(v) 발포를 일으키지 않으며;(v) does not cause foaming;
(vi) 인쇄 헤드의 면판 습윤(face-plate wetting)을 일으키지 않기 위한 배합된 안료 잉크를 제공한다.(vi) does not cause face-plate wetting of the printhead.
액체의 습윤 능력(wetting capability)은 고체 표면의 표면 에너지에 대한 액체의 표면 장력의 함수이다. 따라서, 액체 분자들이 서로 간의 인력보다 고체 표면의 분자들과 더 큰 인력을 가지는 경우(접착력이 응집력보다 강함), 표면 습윤이 일어난다. 그러나, 액체 중의 분자들이 고체 표면의 분자들보다 서로 더 강하게 끌어당기는 경우(응집력이 접착력보다 강함), 액체는 구슬 모양이 되고(bead-up), 표면을 적시지 않는다. 특정 표면 상에서 액체의 습윤 정도는 표면 상에 위치한 액체 방울의 접촉각을 측정함으로써 결정될 수 있다. 접촉각이 90° 미만인 경우 액체가 표면을 적신다고 말한다. 접촉각이 낮을수록 습윤 정도는 커진다.The wetting capability of the liquid is a function of the surface tension of the liquid relative to the surface energy of the solid surface. Thus, when the liquid molecules have molecules on the solid surface and a larger attractive force than the attraction between them (the adhesion is stronger than the cohesive force), surface wetting occurs. However, if the molecules in the liquid are attracted more strongly than molecules on the solid surface (cohesion is stronger than adhesion), the liquid becomes bead-up and does not wet the surface. The degree of wetting of a liquid on a specific surface can be determined by measuring the contact angle of the liquid droplet located on the surface. If the contact angle is less than 90 °, the liquid is said to wet the surface. The lower the contact angle, the greater the degree of wetting.
발포를 일으키지 않고 인쇄 헤드의 면판을 적시지 않는 낮은 필름 형성 온도의 라텍스(상기 (ii) 및 (iii)에서 요구되는 바와 같은)를 함유하는 휘발성 잉크를 설계하는 것이 과제이다.It is a problem to design a volatile ink containing a low film forming temperature latex (as required in (ii) and (iii)) that does not wet the face plate of the print head without causing foaming.
따라서, 본 발명의 일 측면에 따르면, 하기를 포함하는 잉크가 제공된다:Thus, according to one aspect of the present invention, there is provided an ink comprising:
(a) 자가 분산성(self-dispersible) 안료 0.5 내지 5 부(parts); (a) 0.5 to 5 parts of a self-dispersible pigment;
(b) 스티렌 아크릴 라텍스 바인더 및/또는 스티렌 부타디엔 라텍스 바인더 2 내지 8 부;(b) 2 to 8 parts of a styrene acrylate latex binder and / or a styrene butadiene latex binder;
(c) 폴리우레탄 라텍스 바인더 0.5 내지 5 부;(c) 0.5 to 5 parts of a polyurethane latex binder;
(d) 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜 또는 트리에틸렌 글리콜로 이루어진 군으로부터 선택된 글리콜 0 내지 5 부; (d) 0 to 5 parts of a glycol selected from the group consisting of ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol or triethylene glycol;
(e) 2-피롤리돈 1 내지 10 부;(e) 1 to 10 parts of 2-pyrrolidone;
(f) 글리세롤 1 내지 15 부;(f) 1 to 15 parts of glycerol;
(g) 아세틸렌 계면활성제 0.1 내지 3 부;(g) 0.1 to 3 parts of an acetylene surfactant;
(h) 살생물제 0.001 내지 5 부; (h) 0.001 to 5 parts of biocidal agent;
(i) 점도 개질제 0 내지 10 부; 및(i) 0 to 10 parts of viscosity modifier; And
(j) 100 부가 되도록 하기 위한 잔부의 물. (j) The remainder of the water to make 100 parts.
본 명세서에서 모든 부 및 퍼센트는 (달리 언급되지 않는 한) 중량 부 및 중량 퍼센트이다.All parts and percentages herein are by weight (unless otherwise stated) and percent by weight.
"자가 분산성 안료"는 액체 매체에 첨가될 때, 자유롭고, 빠르고, 연속적으로 분산할 수 있는 안료 제제(preparation)이다. 상기 안료가 그 표면상에 (직접적으로 또는 화합된 중합체 분산제를 통해) 하전된 기(charged group)를 가지면, 이는 바람직하게는 반대 이온을 갖는다.A "self dispersible pigment" is a pigment preparation which, when added to a liquid medium, is free, fast and continuously dispersible. If the pigment has a charged group on its surface (either directly or through a conjugated polymer dispersant), it preferably has a counterion.
바람직하게는, 상기 자가 분산성 안료는 Colour Index 제3판(1971) 및 이후 개정판 및 이의 부록의 제목 "안료" 챕터에서 기술된 임의의 종류의 안료로부터 유래된다. Preferably, the self-dispersible pigments are derived from any kind of pigment described in the Color Index Third Edition (1971) and later in the edition entitled " Pigments "
적합한 유기 안료의 예는, 아조(디스아조 및 축합 아조를 포함함), 티오인디고, 인단트론, 이소인단트론, 안탄트론, 안트라퀴논, 이소디벤즈안트론, 트리펜디옥사진, 퀴나크리돈 및 프탈로시아닌 시리즈, 특히 구리 프탈로시아닌 및 이의 핵이 할로겐화된 유도체뿐만 아니라, 산 염료 레이크, 염기 염료 레이크 및 매염(mordant) 염료 레이크로부터 유래된 것들이다. 카본 블랙은, 종종 무기 안료인 것으로 간주되나, 분산 특성이 유기 안료와 유사하게 거동하며, 또한 적합하다. 바람직한 유기 안료는 프탈로시아닌, 특히 구리 프탈로시아닌 안료, 아조 안료, 인단트론, 안탄트론, 퀴나크리돈 및 카본 블랙 안료이다.Examples of suitable organic pigments are azo pigments including azo (including disazo and condensed azo), thioindigo, indanthrone, isoindanthrone, anthanthrone, anthraquinone, isodibenzanthrone, triphendioxane, quinacridone, Phthalocyanine series, especially copper phthalocyanine and its nucleus halogenated derivatives, as well as those derived from acid dye lake, base dye lake and mordant dye lake. Carbon black is often considered to be an inorganic pigment, but its dispersion properties behave similarly to organic pigments and are also suitable. Preferred organic pigments are phthalocyanines, especially copper phthalocyanine pigments, azo pigments, indanthrone, anthanthrone, quinacridone and carbon black pigments.
바람직하게는, 상기 안료는 옐로우, 시안, 마젠타 또는 블랙 안료이다. 상기 안료는 단일 화학종이거나 또는 2종 이상의 화학종을 포함하는 혼합물(예를 들어, 2종 이상의 상이한 안료를 포함하는 혼합물)일 수 있다. 즉, 2종 이상의 상이한 안료 고형물은 본 발명의 방법에서 사용될 수 있다.Preferably, the pigment is a yellow, cyan, magenta or black pigment. The pigment may be a single species or a mixture comprising two or more species (for example, a mixture comprising two or more different pigments). That is, two or more different pigment solids can be used in the process of the present invention.
더욱 바람직하게는, 상기 자가 분산성 안료는 카본 블랙; 피그먼트 블루 15:3; 피그먼트 블루 60; 피그먼트 옐로우 74; 피그먼트 옐로우 155; 피그먼트 레드 254 및 피그먼트 레드 122로부터 선택된다.More preferably, the self-dispersible pigment is selected from the group consisting of carbon black; Pigment Blue 15: 3; Pigment Blue 60; Pigment Yellow 74; Pigment Yellow 155; Pigment Red 254 and Pigment Red 122.
상기 자가 분산성 안료 중 안료는 당해 기술분야에 공지된 임의의 수단에 의해 분산될 수 있다. 이는 적합한 분산제 또는 이들의 혼합물로 상기 안료의 표면을 코팅하는 것을 포함할 수 있다. 상기 분산제는 음이온성, 양이온성 또는 비이온성일 수 있으며, 랜덤, 블록 또는 콤(comb) 중합체를 포함할 수 있다. 적합한 분산제는, 이에 제한되는 것은 아니나, 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르 및 폴리에테르를 포함한다. The pigments in the self-dispersing pigments may be dispersed by any means known in the art. This may include coating the surface of the pigment with a suitable dispersing agent or a mixture thereof. The dispersing agent may be anionic, cationic or nonionic and may include random, block or comb polymers. Suitable dispersing agents include, but are not limited to, poly (meth) acrylates, polyurethanes, polyesters and polyethers.
다른 바람직한 자가 분산성 안료는 안료의 표면을 화학적으로 개질함으로써 제조될 수 있다. 이는 카본 블랙의 경우 특히 바람직한데, 안료 표면이 산화되어 카본 블랙이 수분산성이 되도록 한다. 적합한 산화제는 공기, 과산화수소, 하이포아염소산염, 질산, 이산화질소, 오존 및 과황산염을 포함한다.Other preferred self-dispersible pigments can be prepared by chemically modifying the surface of the pigment. This is particularly desirable in the case of carbon black, where the pigment surface is oxidized so that the carbon black is water-dispersible. Suitable oxidizing agents include air, hydrogen peroxide, hypochlorite, nitric acid, nitrogen dioxide, ozone and persulfate.
따라서, 본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 자가 분산성 안료는 표면이 산화된 카본 블랙이다.Thus, in one preferred embodiment of the present invention, the self-dispersible pigment is a surface-oxidized carbon black.
또한, 유기 안료는 특정 종류/유형의 안료에 특성화된 시약을 사용하거나 또는 술폰화와 같은 더욱 일반적인 반응을 사용하여 이들의 표면상에 도입된 하전된 기를 가질 수 있다.The organic pigments may also have charged groups introduced on their surface using reagents characterized for a particular type / type of pigment or using more general reactions such as sulfonation.
대안적으로, 상기 자가 분산성 안료는 하전된 기를 갖거나 또는 이의 표면에 화학적으로 공유적으로 부착된 중합체 분산제를 가질 수 있다.Alternatively, the self-dispersible pigment may have a charged group or have a polymeric dispersant chemically covalently attached to its surface.
따라서, 예를 들어, 카본 블랙은 디아조늄염과 반응할 수 있다. 이는 상기 카본 블랙의 표면상에 특정한 하전된 기의 도입을 가능하게 한다. 페닐에 결합될 하전된 기/분산성기와 함께 페닐 스페이서기가 통상적으로 사용된다. 이러한 하전된 기의 예는 술포네이트, 카르복실, 포스포네이트 및 비포스포네이트이다. 또한, 디아조늄 화학을 사용하여 카본 블랙의 표면에 다양한 중합체 분산제를 도입하는 것이 가능하다.Thus, for example, carbon black can react with a diazonium salt. This allows the introduction of certain charged groups on the surface of the carbon black. A phenyl spacer group is commonly used with a charged group / dispersant group to be attached to the phenyl. Examples of such charged groups are sulfonate, carboxyl, phosphonate and non-phosphonate. It is also possible to introduce various polymeric dispersants onto the surface of the carbon black using diazonium chemistry.
또한, 특정한 유기 안료는 이들의 표면 상에 디아조늄 화학을 통해 도입된 하전된 기 및 중합체 분산제를 가질 수 있다. 상기 자가 분산성 안료의 표면에 부착된 분산제는 당해 기술분야의 기술자에게 공지된 임의의 유형의 것일 수 있다. 분산제는 특정 안료와 함께 사용되도록 고안되거나 일반적으로 적용가능한 것일 수 있다. In addition, certain organic pigments may have charged groups and polymeric dispersants introduced via diazonium chemistry on their surface. The dispersant attached to the surface of the self-dispersing pigment may be of any type known to those skilled in the art. Dispersants may be designed for use with a particular pigment or may be generally applicable.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 자가 분산성 안료는 디아조늄 화합물의 수단으로 상기 안료의 표면에 공유적으로 부착된 하전된 기 또는 중합체 분산제를 갖는 안료이다. In a preferred embodiment of the invention, the self-dispersible pigment is a pigment having a charged group or polymer dispersant covalently attached to the surface of the pigment by means of a diazonium compound.
분산제의 바람직한 일 형태는 이중블록 공중합체 A-B 또는 삼중블록 공중합체 A-B-A이며, 여기서 블록 B는 안료에 대한 친화도를 가지며, 블록 A는 콜로이드 안정화에 기여한다. 유기 안료의 경우, 후합성 단계에서 상기 안료에 분산제를 부착시키보다는 이러한 분산제를 포함하는 특정 안료를 합성하는 것이 가능하다.One preferred form of dispersant is a diblock copolymer A-B or a triblock copolymer A-B-A, wherein block B has affinity for the pigment and block A contributes to colloidal stabilization. In the case of an organic pigment, it is possible to synthesize a specific pigment containing such a dispersant rather than attaching the dispersant to the pigment in the post-synthesis step.
성분 (a)의 상기 자가 분산성 안료는 안료 둘레에 가교된 분산제를 포함하는 것이 바람직하다.The self-dispersing pigment of component (a) preferably comprises a dispersing agent bridged around the pigment.
특히 바람직한 일 구현예에서, 성분 (a)의 상기 자가 분산성 안료는 가교제에 의해 안료 코어 둘레에 가교된 카르복시-관능성 분산제를 포함하고, 상기 가교제는 옥세탄, 카르보디이미드, 하이드라지드, 옥사졸린, 아지리딘, 이소시아네이트, N-메틸올, 케텐이민, 이소시아누레이트 및 에폭시기, 특히 2개 이상의 에폭시기로부터 선택된 2개 이상의 기를 갖는다.In a particularly preferred embodiment, the self-dispersing pigment of component (a) comprises a carboxy-functional dispersant cross-linked by a crosslinking agent around the pigment core, wherein the crosslinking agent is selected from oxetane, carbodiimide, hydrazide, At least two groups selected from oxazoline, aziridine, isocyanate, N-methylol, ketene imine, isocyanurate and epoxy groups, especially two or more epoxy groups.
상기 가교제로 가교되기 이전에 상기 분산제는 바람직하게는 적어도 125 mg KOH/g의 산가(acid value)를 갖는다.Prior to crosslinking with the crosslinking agent, the dispersant preferably has an acid value of at least 125 mg KOH / g.
바람직하게는, 상기 분산제는 하나 이상의 올리고머 분산성기를 갖는다.Preferably, the dispersant has at least one oligomer dispersing group.
수분산성(water-dispersibility)을 제공하기 위해, 중합체로 캡슐화된(polymer-encapsulated) 안료 입자는 바람직하게는 카르복시기를 갖는다(즉, 분산제 중 모든 카르복시기가 가교되어 중합체로 캡슐화된 안료 입자를 형성하는 것이 아니다).In order to provide water-dispersibility, polymer-encapsulated pigment particles preferably have a carboxyl group (i.e., all of the carboxyl groups in the dispersant are crosslinked to form pigment particles encapsulated in a polymer no).
상기 중합체로 캡슐화된 안료 입자는 안료 및 가교제의 존재 하에, 바람직하게는 100℃ 미만의 온도 및/또는 적어도 6의 pH에서, 카르복시-관능성 분산제 중 일부 카르복시기를 가교함으로써 제조될 수 있다. 이러한 가교는 일반적으로 수성 매체, 예를 들어, 물 및 유기 용매를 포함하는 혼합물 중에서 수행된다. 물 및 유기 용매를 포함하는 적절한 혼합물은 잉크와 관련하여 앞에서 기술한 바와 같다.The pigment particles encapsulated with the polymer may be prepared by crosslinking some of the carboxyl groups in the carboxy-functional dispersant, preferably in the presence of a pigment and a crosslinking agent, preferably at a temperature of less than 100 < 0 > C and / or at a pH of at least 6. [ Such crosslinking is generally carried out in an aqueous medium, for example, a mixture comprising water and an organic solvent. Suitable mixtures, including water and organic solvents, are described above in connection with inks.
바람직하게는, 상기 중합체로 캡슐화된 안료 입자는 500 nm 미만, 더욱 바람직하게는 10 내지 400 nm, 특히 15 내지 300 nm의 Z-평균 입자 크기를 갖는다. Preferably, the pigment particles encapsulated with the polymer have a Z-average particle size of less than 500 nm, more preferably from 10 to 400 nm, especially from 15 to 300 nm.
Z-평균 입자 크기는 임의의 수단에 의해 측정될 수 있으나, 바람직한 방법은 Malvern® 또는 Coulter®로부터 상업적으로 입수가능한 광자 상관 분광학(photon correlation spectroscopy) 장치에 의할 수 있다.The Z-average particle size can be measured by any means, but the preferred method is to use a photon correlation spectroscopy apparatus commercially available from Malvern (R) or Coulter (R).
상기 중합체로 캡슐화된 안료 입자의 적합한 제조 방법은 제WO2006/064193호 및 제WO2010/038071호에 기술되어 있다. 본질적으로, 카르복시기를 갖는 분산제가 안료에 흡착된 후, 카르복시기 중 일부(전부가 아님)가 가교되어 안료 분산물을 제공하며, 상기 안료는 가교된 분산제 내에 영구적으로 포획된다. 이러한 입자는 FUJIFILM Imaging Colorants Limited사에 의해 상업적으로 입수가능하다. Suitable methods of preparing the pigment particles encapsulated with the polymer are described in WO2006 / 064193 and WO2010 / 038071. Essentially, after a dispersant with a carboxyl group is adsorbed to the pigment, some (but not all) of the carboxyl groups are crosslinked to provide a pigment dispersion, which is permanently entrapped in the crosslinked dispersant. These particles are commercially available from FUJIFILM Imaging Colorants Limited.
바람직하게는, 상기 카르복시-관능성 분산제는 벤질 메타크릴레이트를 포함한다.Preferably, the carboxy-functional dispersant comprises benzyl methacrylate.
바람직한 카르복시-관능성 분산제는 1종 이상의 소수성 에틸렌성 불포화 단량체(바람직하게는, 적어도 중량의 절반이 벤질 메타크릴레이트임); 하나 이상의 카르복시기를 갖는 1종 이상의 친수성 에틸렌성 불포화 단량체; 및 선택적으로 하나 이상의 친수성 비이온성기를 갖는 일부 친수성 또는 비친수성의 에틸렌성 불포화 단량체;를 포함하는 공중합체다.Preferred carboxy-functional dispersants include at least one hydrophobic ethylenically unsaturated monomer (preferably at least one-half by weight benzyl methacrylate); At least one hydrophilic ethylenically unsaturated monomer having at least one carboxyl group; And optionally some hydrophilic or non-hydrophilic ethylenically unsaturated monomers having at least one hydrophilic nonionic group.
특히 바람직한 카르복시-관능성 분산제는 하기를 포함하는 공중합체다:A particularly preferred carboxy-functional dispersant is a copolymer comprising:
(i) 적어도 50부의 벤질 메타크릴레이트를 포함하는 1종 이상의 소수성 에틸렌성 불포화 단량체 75 내지 97 부;(i) from 75 to 97 parts of at least one hydrophobic ethylenically unsaturated monomer comprising at least 50 parts of benzyl methacrylate;
(ii) 하나 이상의 카르복시기를 갖는 1종 이상의 친수성 에틸렌성 불포화 단량체 3 내지 25 부; 및(ii) 3 to 25 parts of at least one hydrophilic ethylenically unsaturated monomer having at least one carboxyl group; And
(iii) 하나 이상의 친수성 비이온성기를 갖는 친수성 에틸렌성 불포화 단량체 0 내지 1 부.(iii) 0 to 1 part of a hydrophilic ethylenically unsaturated monomer having at least one hydrophilic nonionic group.
여기서, 부는 중량부이다.Here, parts are parts by weight.
통상적으로, (i), (ii) 및 (iii)의 부의 합은 100 이하이다.Typically, the negative sum of (i), (ii) and (iii) is 100 or less.
성분 (i) 에서 소수성 에틸렌성 불포화 단량체가 오직 벤질 메타크릴레이트인 것이 바람직하다.In component (i) it is preferred that the hydrophobic ethylenically unsaturated monomer is only benzyl methacrylate.
더욱 바람직하게는, 상기 카르복시-관능성 분산제는 하기를 포함하는 공중합체다:More preferably, the carboxy-functional dispersant is a copolymer comprising:
(i) 적어도 50부의 벤질 메타크릴레이트를 포함하는 1종 이상의 소수성 에틸렌성 불포화 단량체 80 내지 93 부;(i) 80 to 93 parts of at least one hydrophobic ethylenically unsaturated monomer comprising at least 50 parts of benzyl methacrylate;
(ii) 하나 이상의 카르복시기를 갖는 1종 이상의 친수성 에틸렌성 불포화 단량체 7 내지 20 부; 및(ii) 7 to 20 parts of at least one hydrophilic ethylenically unsaturated monomer having at least one carboxyl group; And
(iii) 친수성 비이온성기를 갖는 친수성 에틸렌성 불포화 단량체 0 내지 1 부;(iii) 0 to 1 part of a hydrophilic ethylenic unsaturated monomer having a hydrophilic nonionic group;
여기서, 상기 부는 중량부이다.Here, the parts are parts by weight.
통상적으로, (i), (ii) 및 (iii)의 부의 합은 100 이하이다.Typically, the negative sum of (i), (ii) and (iii) is 100 or less.
바람직하게는, 상기 소수성 단량체는 이온성 또는 비이온성이든 친수성기를 갖지 않는다. 예를 들어, 바람직하게는 수분산성기가 없다.Preferably, the hydrophobic monomer does not have an ionic or nonionic hydrophilic group. For example, there is preferably no water-dispersible group.
바람직하게는, 상기 소수성 에틸렌성 불포화 단량체는 적어도 1, 더욱 바람직하게는 1 내지 6, 특히 2 내지 6의 계산된 log P값을 갖는다.Preferably, the hydrophobic ethylenically unsaturated monomer has a calculated log P value of at least 1, more preferably from 1 to 6, in particular from 2 to 6.
Mannhold, R 및 Dross, K.(Quant. Struct-Act. Relat. 15, 403-409, 1996)의 리뷰 보고서는 log P 값의 계산 방법을 기술한다.A review report by Mannhold, R and Dross, K. (Quant. Struct-Act Relat. 15, 403-409, 1996) describes how to calculate the log P value.
바람직한 소수성 에틸렌성 불포화 단량체는 스티렌계 단량체(예를 들어, 스티렌 및 알파 메틸 스티렌), 방향족 (메트)아크릴레이트(특히, 벤질 (메트)아크릴레이트), C1 - 30하이드로카빌 (메트)아크릴레이트, 부타디엔, 폴리(C3-4)알킬렌 옥사이드기를 함유하는 (메트)아크릴레이트, 알킬실록산 또는 플루오르화 알킬기를 함유하는 (메트)아크릴레이트 및 비닐 나프탈렌이다. Preferred hydrophobic ethylenically unsaturated monomers include styrene-based monomers (e.g., styrene and alpha-methyl styrene), aromatic (meth) acrylate (in particular, benzyl (meth) acrylate), C 1 - 30 hydrocarbyl (meth) acrylate , Butadiene, (meth) acrylates containing a poly (C 3-4 ) alkylene oxide group, (meth) acrylates and vinylnaphthalenes containing an alkylsiloxane or a fluorinated alkyl group.
바람직하게는, 상기 분산제는 75 내지 97, 더욱 바람직하게는 77 내지 97, 특히 80 내지 93, 가장 특히 82 내지 91 중량부의 성분 (i)를 공중합함으로써 유래된 반복 단위를 포함한다.Preferably, the dispersant comprises recurring units derived from copolymerization of component (i) of 75 to 97, more preferably 77 to 97, especially 80 to 93, most particularly 82 to 91 parts by weight.
적어도 50부의 벤질 (메트)아크릴레이트 단량체 반복 단위를 포함하는 분산제는 우수한 안정성 및 우수한 광학 밀도를 갖는 중합체로 캡슐화된 안료 분산물을 제공할 수 있다. Dispersants comprising at least 50 benzyl (meth) acrylate monomer repeat units can provide a pigment dispersion encapsulated with a polymer having excellent stability and good optical density.
바람직하게는, 성분 (i)는 적어도 60 중량부, 더욱 바람직하게는 적어도 70중량부, 특히 적어도 75 중량부의 벤질 (메트)아크릴레이트를 포함한다. 전체 바람직한 양의 소수성 단량체를 얻기 위해 요구되는 나머지는 벤질 (메트)아크릴레이트 이외에 1종 이상의 임의의 상기 소수성 단량체에 의해 제공될 수 있다. 바람직하게는, 벤질 (메트)아크릴레이트는 (벤질 아크릴레이트이기보다는) 벤질 메타크릴레이트이다. Preferably, component (i) comprises at least 60 parts by weight, more preferably at least 70 parts by weight, especially at least 75 parts by weight benzyl (meth) acrylate. The remainder required to obtain the entire desired amount of hydrophobic monomer may be provided by one or more of any of the above hydrophobic monomers other than benzyl (meth) acrylate. Preferably, benzyl (meth) acrylate is benzyl methacrylate (rather than benzyl acrylate).
바람직한 일 구현예에서, 성분 (i)는 오직 벤질 (메트)아크릴레이트를 포함하고, 더욱 바람직하게는 오직 벤질 메타크릴레이트를 포함한다.In a preferred embodiment, component (i) comprises only benzyl (meth) acrylate, more preferably only benzyl methacrylate.
바람직하게는, 성분 (ii)의 단량체는, 중화되지 않은 형태(예를 들어, 유리 산(free acid))로 계산될 때, 1 미만, 더욱 바람직하게는 0.99 내지 -2, 특히 0.99 내지 0, 가장 특히 0.99 내지 0.5의 계산된 log p 값을 갖는다.Preferably, the monomers of component (ii) have a weight average molecular weight of less than 1, more preferably from 0.99 to -2, especially from 0.99 to 0, Most particularly from 0.99 to 0.5.
성분 (ii)에서 하나 이상의 카르복시기를 갖는 바람직한 친수성 에틸렌성 불포화 단량체는 베타 카르복실 에틸 아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 크로톤산, 더욱 바람직하게는 아크릴산, 특히 메타크릴산을 포함한다. 바람직하게는, 이들 에틸렌성 불포화 단량체는 중합되었을 때 상기 분산제에 유일한 이온성기를 제공한다.Preferred hydrophilic ethylenically unsaturated monomers having at least one carboxyl group in component (ii) include betacarboxyl ethyl acrylate, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, crotonic acid, more preferably acrylic acid, especially methacrylic acid. Preferably, these ethylenically unsaturated monomers provide a unique ionic group to the dispersant when polymerized.
바람직한 일 구현예에서, 성분 (ii)는 메타크릴산이거나 또는 메타크릴산을 포함한다.In a preferred embodiment, component (ii) is either methacrylic acid or methacrylic acid.
바람직하게는, 상기 분산제는 3 내지 25 중량부, 더욱 바람직하게는 3 내지 23 중량부, 특히 7 내지 20 중량부, 및 가장 특히 9 내지 18 중량부의 성분 (ii)를 공중합함으로써 유래된 반복 단위를 포함한다. 이는 성분 (ii)가 메타크릴산을 포함하거나 또는 더욱 바람직하게는 메타크릴산인 경우 특히 그러하다.Preferably, the dispersing agent comprises repeating units derived from copolymerization of 3 to 25 parts by weight, more preferably 3 to 23 parts by weight, especially 7 to 20 parts by weight, and most particularly 9 to 18 parts by weight of component (ii) . This is especially true when component (ii) comprises methacrylic acid or, more preferably, is methacrylic acid.
본 발명의 목적을 위하여, 이온성 및 비이온성 친수성기를 모두 갖는 단량체는 성분(iii)에 속하는 것으로 간주된다. 따라서, 성분 (ii) 중 모든 에틸렌성 불포화 단량체는 친수성 비이온성기가 없다. For the purposes of the present invention, monomers having both ionic and nonionic hydrophilic groups are considered to belong to component (iii). Thus, all ethylenically unsaturated monomers in component (ii) are free of hydrophilic nonionic groups.
바람직하게는, 성분 (iii) 중 단량체는 1 미만, 더욱 바람직하게는 0.99 내지 -2의 계산된 log P 값을 갖는다.Preferably, the monomers in component (iii) have a calculated log P value of less than 1, more preferably from 0.99 to -2.
바람직하게는, 성분 (iii)는 1부 미만, 더욱 바람직하게는 0.5부 미만, 특히 0.1부 미만 및 가장 특히 0부(즉, 부존재)이다. 이러한 방식으로, 상기 분산제는 하나 이상의 친수성 비이온성기를 갖는 친수성 단량체로부터 유래된 반복 단위를 함유하지 않는다.Preferably, component (iii) is less than 1 part, more preferably less than 0.5 part, especially less than 0.1 part, and most particularly 0 part (i.e., absent). In this manner, the dispersant does not contain repeating units derived from a hydrophilic monomer having at least one hydrophilic nonionic group.
친수성 비이온성기의 예들은 폴리에틸렌옥시, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐 피롤리돈, 히드록시 관능성 셀룰로오스 및 폴리 비닐 알코올을 포함한다. 친수성 비이온성기를 갖는 가장 통상적인 에틸렌성 불포화 단량체는 폴리에틸렌옥시 (메트)아크릴레이트이다.Examples of hydrophilic nonionic groups include polyethyleneoxy, polyacrylamide, polyvinylpyrrolidone, hydroxy-functional cellulose and polyvinyl alcohol. The most common ethylenically unsaturated monomer having a hydrophilic nonionic group is polyethyleneoxy (meth) acrylate.
성분 (iii)로부터 유래된 반복 단위가 분산제 중에 존재하는 구현예(예를 들어, 성분 (iii) 1 중량부)들 중 일 구현에서, 성분 (iii)의 양은 상기 성분 (i)의 바람직한 양으로부터 뺀다. 이러한 방식으로, 성분 (i), (ii) 및 (iii)의 모든 양은 여전히 합해서 100 이하이다. 따라서, 성분 (iii)가 1 중량부로 존재하는 구현예들의 경우, 앞에서 언급한 성분 (i)의 바람직한 양은 74 내지 96(75-1 내지 97-1) 중량부, 더욱 바람직하게는 76 내지 96(77-1 내지 97-1) 중량부, 특히 79 내지 92(80-1 내지 93-1) 중량부, 및 가장 특히 81 내지 90(82-1 내지 91-1) 중량부의 성분 (i)가 될 것이다. 다른 구현예에서, 성분 (iii)의 양을 성분 (ii)의 바람직한 양에서 빼는 것도 가능하고, 이 경우에도 성분 (i), (ii) 및 (iii)의 양의 합은 더해서 100 중량부 이하가 된다.In one embodiment of the embodiment wherein recurring units derived from component (iii) are present in the dispersant (e.g., 1 part by weight of component (iii)) the amount of component (iii) is from the preferred amount of component (i) Subtract. In this way, all amounts of components (i), (ii) and (iii) are still less than 100 in total. Thus, for embodiments in which component (iii) is present in an amount of 1 part by weight, the preferred amount of component (i) mentioned above is in the range of 74 to 96 (75-1 to 97-1) parts by weight, more preferably 76 to 96 (I) of from 80 to 93-1 parts by weight, particularly from 79 to 92 parts by weight, and most particularly from 81 to 90 parts by weight (82-1 to 91-1 parts by weight) will be. In another embodiment, it is also possible to subtract the amount of component (iii) from the preferred amount of component (ii), in which case the sum of the amounts of components (i), (ii) and (iii) .
상기 분산제 중 카르복실산기(들)의 주요 기능은 가교제와 가교하고, 이후 중합체로 캡슐화된 안료 입자에 수성 잉크 매체 내에서의 분산 능력을 제공하는 것이다. 카르복실산기(들)이 상기 수성 매체 중 중합체로 캡슐화된 안료 입자를 안정화시키는 유일한 기인 경우, 가교제 중 카르복시-반응성기(예를 들어, 에폭시기)에 대하여 몰 과량(molar excess)의 카르복실산기를 갖는 것이 바람직하고, 이는 가교 반응이 완료된 이후에 미반응된 카르복실산기가 남아 있는 것을 보장하기 위함이다. 일 구현예에서, 카르복실산기의 몰수 대 가교제 중 카르복시-반응성기(예를 들어, 에폭시기)의 몰수의 비는 바람직하게는, 10:1 내지 1.1:1, 더욱 바람직하게는 5:1 내지 1.1:1, 특히 바람직하게는 3:1 내지 1.1:1이다. The main function of the carboxylic acid group (s) in the dispersant is to crosslink with the crosslinking agent, and then to provide the pigment particles encapsulated with the polymer with dispersing ability in an aqueous ink medium. When the carboxylic acid group (s) is the only group that stabilizes the pigment particles encapsulated in the polymer in the aqueous medium, the carboxylic acid group of the molar excess relative to the carboxy-reactive group (e.g., epoxy group) , Which is to ensure that unreacted carboxylic acid groups remain after the crosslinking reaction is completed. In one embodiment, the ratio of the number of moles of carboxylic acid groups to the number of moles of carboxy-reactive groups (e.g., epoxy groups) in the crosslinking agent is preferably from 10: 1 to 1.1: 1, more preferably from 5: : 1, particularly preferably from 3: 1 to 1.1: 1.
상기 분산제는 선택적으로 다른 안정화기를 가질 수 있다. 안정화기의 선택뿐만 아니라 이러한 기들의 양은 수성 매체의 성질에 따라 크게 달라질 것이다.The dispersant may optionally have other stabilizers. As well as the choice of stabilizer, the amount of these groups will vary greatly depending on the nature of the aqueous medium.
상기 가교제가 1종 이상의 올리고머 분산성기를 갖는 구현예들에서, 상기 분산제는 적어도 125 mg KOH/g의 산가를 갖는다. In embodiments in which the crosslinking agent has at least one oligomer dispersing group, the dispersing agent has an acid value of at least 125 mg KOH / g.
상기 가교제와 가교되기 이전에 상기 분산제의 산가는 바람직하게는 130 내지 320, 더욱 바람직하게는 135 내지 250 mg KOH/g이다. 본 발명자들은 이러한 산가를 갖는 분산제가 결과적으로 수성 액체 잉크에서 우수한 안정성을 나타낼 뿐만 아니라, 상기 가교제와의 후속 가교를 위한 충분한 카르복시기를 갖는 중합체로 캡슐화된 안료 입자를 제공한다는 것을 발견하였다. 바람직하게는, (가교 이전)상기 분산제는 500 내지 100,000, 더욱 바람직하게는 1,000 내지 50,000, 특히 1,000 내지 35,000의 수평균 분자량을 갖는다. 분자량은 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정될 수 있다.The acid value of the dispersant before crosslinking with the crosslinking agent is preferably 130 to 320, more preferably 135 to 250 mg KOH / g. The present inventors have found that dispersants having such acid values not only provide excellent stability in aqueous liquid inks, but also provide pigment particles encapsulated with polymers having sufficient carboxyl groups for subsequent crosslinking with the crosslinking agent. Preferably, the dispersant (prior to crosslinking) has a number average molecular weight of 500 to 100,000, more preferably 1,000 to 50,000, especially 1,000 to 35,000. The molecular weight can be measured by gel permeation chromatography.
상기 분산제는 상기 중합체로 캡슐화된 안료 입자를 제조하기 위해 사용되는 액체 매체에 전부 용해될 필요는 없다. 즉, 완전히 투명하고 비산란성(non-scattering) 용액일 필요는 없다. 상기 분산제는 계면활성제와 같이 마이셀로 응집하여 액체 매체 중에 약간 탁한 용액을 제공할 수 있다. 상기 분산제는 분산제 중 일부 비율이 콜로이드상 또는 마이셀상을 형성하는 경향이 있는 것일 수 있다. 상기 분산제는 방치시(on standing) 침전 또는 분리되지 않는 중합체로 캡슐화된 안료 입자를 제조하기 위해 사용되는 액체 매체 내에서 균일하고 안정한 분산물을 생성하는 것이 바람직하다.The dispersant need not be completely dissolved in the liquid medium used to prepare the pigment particles encapsulated with the polymer. That is, it need not be a completely transparent, non-scattering solution. The dispersant may aggregate with micelles like a surfactant to provide a slightly turbid solution in the liquid medium. The dispersing agent may be one in which some proportion of the dispersing agent tends to form a colloidal or micelle phase. The dispersant preferably produces a uniform and stable dispersion in a liquid medium used to prepare the pigment particles encapsulated with a polymer that is not precipitated or separated on standing.
상기 분산제는 중합체로 캡슐화된 안료 입자를 제조하기 위하여 사용되는 액체 매체 중에 실질적으로 용해성인 것이 바람직하고, 이는 투명하거나 또는 탁한 용액을 제공한다.The dispersant is preferably substantially soluble in the liquid medium used to prepare the pigment particles encapsulated in the polymer, which provides a clear or turbid solution.
바람직한 랜덤 중합체 분산제는 투명한 조성물을 제공하는 경향이 있는 반면, 2개 이상의 세그먼트를 갖는 덜 바람직한 중합체 분산제는 액체 매체 중에 전술한 바와 같은 탁한 조성물을 제공하는 경향이 있다.While preferred random polymer dispersants tend to provide a clear composition, less preferred polymeric dispersants having two or more segments tend to provide a cloudy composition as described above in a liquid medium.
전형적으로, 상기 분산제는 가교 이전에 안료 상에 흡착되어 비교적 안정한안료 입자 분산물을 형성한다. 이후 이러한 분산물은 가교제를 사용하여 가교되어 중합체로 캡슐화된 안료 입자를 형성한다. 이러한 예비 흡착 및 예비 안정화는 특히 본 발명을 코아세르베이션(coacervation) 접근 방법과 구별하는데, 이에 의하여 중합체 또는 예비중합체(분산제가 아님)가 입자상 고체, 액체 매체 및 가교제와 혼합되고, 그 결과 오직 가교 동안 또는 가교 이후에 가교된 중합체 침전물이 상기 입자상 고체 상에 생성되는 것이다. Typically, the dispersant is adsorbed onto the pigment prior to crosslinking to form a relatively stable pigment particle dispersion. This dispersion is then crosslinked using a crosslinking agent to form pigment particles encapsulated in the polymer. This pre-adsorption and pre-stabilization distinguishes the present invention from the coacervation approach in particular, whereby the polymer or prepolymer (but not the dispersant) is mixed with the particulate solid, the liquid medium and the cross-linking agent, Or crosslinked polymeric precipitate is formed on the particulate solid.
상기 분산제가 적어도 125 mg KOH/g의 산가를 갖는 구현예들에서, 상기 가교제는 올리고머 분산성기를 갖지 않을 수 있으나, 바람직하게는 상기 가교제는 하나 이상의 올리고머 분산성기를 갖는다.In embodiments where the dispersant has an acid value of at least 125 mg KOH / g, the crosslinking agent may not have an oligomer dispersing group, but preferably the crosslinking agent has at least one oligomer dispersing group.
하나 이상의 올리고머 분산성기를 갖는 가교제는 잉크 중에서 중합체로 캡슐화된 안료 입자의 안정성을 증가시킨다. Crosslinking agents having one or more oligomeric dispersing groups increase the stability of the pigment particles encapsulated in the polymer in the ink.
바람직하게는, 상기 올리고머 분산성기는 폴리알킬렌옥사이드, 더욱 바람직하게는 폴리 C2 -4-알킬렌옥사이드, 특히 폴리에틸렌옥사이드이거나 또는 이를 포함한다. 폴리알킬렌옥사이드기는 생성된 캡슐화된 입자상 고체의 안정성을 향상시키는 입체적 안정화(steric stabilisation)를 제공한다.Preferably, the oligomer dispersing group is or comprises a polyalkylene oxide, more preferably a poly C 2 -4 -alkylene oxide, especially polyethylene oxide. The polyalkylene oxide groups provide steric stabilization which improves the stability of the resulting encapsulated particulate solids.
바람직하게는, 상기 폴리알킬렌옥사이드는 3 내지 200개, 더욱 바람직하게는 5 내지 50개의 알킬렌옥사이드, 특히 5 내지 20개의 알킬렌옥사이드 반복 단위를 함유한다.Preferably, the polyalkylene oxide contains 3 to 200, more preferably 5 to 50, alkylene oxides, especially 5 to 20 alkylene oxide repeat units.
바람직하게는, 상기 가교제는 적어도 2개의 에폭시기를 갖는다.Preferably, the crosslinking agent has at least two epoxy groups.
2개의 에폭시기를 갖고, 올리고머 분산성기가 없는 바람직한 가교제는 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 레조르시놀 디글리시딜 에테르, 네오펜틸 글리콜 디글리시딜 에테르, 1,6-헥산디올 디글리시딜 에테르, 수소화된 비스페놀 A 디글리시딜 에테르 및 폴리부타디엔 디글리시딜 에테르이다. Preferred crosslinking agents having two epoxy groups and free of oligomer dispersing groups are ethylene glycol diglycidyl ether, resorcinol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl Ether, hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether and polybutadiene diglycidyl ether.
2개의 에폭시기를 갖고 하나 이상의 올리고머 분산성기를 갖는 바람직한 가교제는 디에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 폴리에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 디프로필렌 글리콜 디글리시딜 에테르 및 폴리프로필렌 글리콜 디글리시딜 에테르이다.Preferred crosslinking agents having two epoxy groups and having at least one oligomer dispersing group are diethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, dipropylene glycol diglycidyl ether and polypropylene glycol diglycidyl ether .
3개 이상의 에폭시기를 갖고 올리고머 분산성기가 없는 바람직한 가교제는 소르비톨 폴리글리시딜 에테르, 폴리글리세롤 폴리글리시딜 에테르, 펜타에리트리톨 폴리글리시딜 에테르, 디글리세롤 폴리글리시딜 에테르, 글리세롤 폴리글리시딜 에테르 및 트리메틸올프로판 폴리글리시딜 에테르이다.Preferred crosslinking agents having three or more epoxy groups and no oligomer dispersing group are sorbitol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, pentaerythritol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether Diallyl ether and trimethylol propane polyglycidyl ether.
일 구현예에서, 상기 에폭시 가교제는 올리고머 분산성기를 갖지 않는다. In one embodiment, the epoxy cross-linker does not have an oligomer dispersing group.
옥세탄 가교제의 예들은 1,4-비스[(3-에틸-3-옥세타닐메톡시메틸)]벤젠, 4,4'-비스[(3-에틸-3옥세타닐)메톡시]벤젠, 1,4-비스[(3-에틸-3-옥세타닐)메톡실-벤젠, 1,2-비스[(3-에틸-3-옥세타닐)-메톡시]벤젠, 4,4-비스[(3-에틸-3-옥세타닐)메톡시]비페닐 및 3,3',5,5'-테트라메틸-[4,4'-비스(3-에틸-3-옥세타닐)메톡시]비페닐을 포함한다.Examples of the oxetane crosslinking agent include 1,4-bis [(3-ethyl-3-oxetanylmethoxymethyl)] benzene, 4,4'-bis [(3-ethyl-3oxetanyl) methoxy] Bis [(3-ethyl-3-oxetanyl) -methoxy] benzene, 4,4-bis (3-ethyl-3-oxetanyl) methoxy] biphenyl and 3,3 ', 5,5'-tetramethyl- [4,4'- Lt; / RTI > biphenyl.
카르보디이미드 가교제의 예들은 DSM NeoResin사로부터의 가교제 CX-300을 포함한다. 또한, 물에서 우수한 용해성 및 분산성을 갖는 카르보이미드 가교제는 미국 특허 제6,124,398호의 합성예 1 내지 93에 기술된 바와 같이 제조될 수 있다.Examples of carbodiimide crosslinking agents include crosslinking agent CX-300 from DSM NeoResin. Carboymide crosslinking agents having excellent solubility and dispersibility in water can also be prepared as described in Synthesis Examples 1 to 93 of U.S. Patent No. 6,124,398.
카르보디이미드 가교제의 예들은 DSM NeoResin사로부터의 가교제 CX-300을 포함한다. 또한, 물에서 우수한 용해성 및 분산성을 갖는 카르보이미드 가교제는 미국 특허 제6,124,398호의 합성예 1 내지 93에 기술된 바와 같이 제조될 수 있다.Examples of carbodiimide crosslinking agents include crosslinking agent CX-300 from DSM NeoResin. Carboymide crosslinking agents having excellent solubility and dispersibility in water can also be prepared as described in Synthesis Examples 1 to 93 of U.S. Patent No. 6,124,398.
이소시아네이트 가교제의 예들은, 이소포론 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트, 메틸렌 디시클로헥실 디이소시아네이트, 2-메틸-1,5-펜탄디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸-1,6-헥산 디이소시아네이트 및 1,12-도데칸 디이소시아네이트, 1,11-디이소시아네이토운데칸, 1,12-디이소시아네이토도데칸, 2,2,4- 및 2,4,4-트리메틸-1,6-디이소시아네이토헥산, 1,3-디이소시아네이토시클로부탄, 4,4'-비스-(이소시아네이토시클로헥실)-메탄, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 1,2-비스-(이소시아네이토메틸)-시클로부탄, 1,3- 및 1,4-비스-(이소시아네이토메틸)시클로헥산, 헥사하이드로-2,4- 및/또는 -2,6-디이소시아네이톨루엔, 1-이소시아네이토-2-이소시아네이토메틸 시클로펜탄, 1-이소시아네이토-3-이소시아네이토메틸-3,5,5-트리메틸-시클로헥산, 2,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트 및 1-이소시아네이토-4(3)-이소시아네이토메틸-1-메틸 시클로헥산, 테트라메틸-1,3,- 및/또는 -1,4-자일렌 디이소시아네이트, 1,3- 및/또는 1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 2,4- 및/또는 2,6-톨루엔 디이소시아네이트, 2,4- 및/또는 4,4'-디페닐-메탄 디이소시아네이트, 1,5-디이소시아네이토나프탈렌 및 p-자일릴렌 디이소시아네이트를 포함한다. 또한, 적합한 디이소시아네이트는, 2개 이상의 이소시아네이트기를 포함하는 한, 뷰렛(biuret), 우레트디온, 이소시아누레이트, 알로파네이트 및/또는 카르보디이미드기와 같은 개질기(modification group)를 함유하는 것들을 포함하는 것으로 이해된다. 이소시아네이트의 경우, 몇몇 경우 비록 물이 블로킹된 이소시아네이트에서는 허용되나, 바람직하게는 액체 매체는 비수성이다. Examples of isocyanate crosslinking agents include isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, toluene diisocyanate, methylenediphenyl diisocyanate, methylenedicyclohexyl diisocyanate, 2-methyl-1,5-pentane diisocyanate, 2,2,4 -Trimethyl-1,6-hexane diisocyanate and 1,12-dodecane diisocyanate, 1,11-diisocyanatocondecane, 1,12-diisocyanatododecane, 2,2,4- and 2,4 , 4-trimethyl-1,6-diisocyanatohexane, 1,3-diisocyanatocyclobutane, 4,4'-bis- (isocyanatocyclohexyl) -methane, hexamethylene diisocyanate, 1 (Isocyanatomethyl) -cyclobutane, 1,3- and 1,4-bis- (isocyanatomethyl) cyclohexane, hexahydro-2,4- and / or -2, 6-diisocyanatoluene, 1-isocyanato-2-isocyanatomethylcyclopentane, 1-isocyanato-3-iso Cyanate methyl-3,5,5-trimethyl-cyclohexane, 2,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate and 1-isocyanato-4 (3) -isocyanato methyl- Hexane, tetramethyl-1,3, - and / or -1,4-xylene diisocyanate, 1,3- and / or 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4- and / Toluene diisocyanate, 2,4- and / or 4,4'-diphenyl-methane diisocyanate, 1,5-diisocyanatonaphthalene and p-xylylene diisocyanate. Suitable diisocyanates also include those containing a modification group such as biuret, uretdione, isocyanurate, allophanate and / or carbodiimide groups, as long as they contain two or more isocyanate groups . In the case of isocyanates, in some cases water is allowed in blocked isocyanates, but preferably the liquid medium is non-aqueous.
바람직한 일 구현예에서, 상기 폴리이소시아네이트 가교제는 3개의 이소시아네이트기를 함유한다. 트리이소시아네이트 관능성 화합물의 편리한 공급원은 디이소시아네이트의 이소시아누레이트 유도체로 알려져 있다. 디이소시아네이트의 이소시아누레이트 유도체는 디이소시아네이트를 적합한 삼량체화(trimerization) 촉매와 함께 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 3개의 이소시아네이트기로 종결된 펜던트 유기 사슬을 갖는 이소시아누레이트 코어를 함유하는 이소시아누레이트 유도체가 제조된다. 몇몇 디이소시아네이트의 이소시아누레이트 유도체가 상업적으로 입수가능하다. 바람직한 일 구현예에서, 사용되는 이소시아누레이트는 이소포론 디이소시아네이트의 이소시아누레이트이다. 다른 바람직한 구현예에서, 헥사메틸렌 디이소시아네이트의 이소시아누레이트가 사용된다.` In a preferred embodiment, the polyisocyanate crosslinker contains three isocyanate groups. A convenient source of triisocyanate functional compounds is known as isocyanurate derivatives of diisocyanates. Isocyanurate derivatives of diisocyanates can be prepared by reacting a diisocyanate with a suitable trimerization catalyst. An isocyanurate derivative containing an isocyanurate core having a pendant organic chain terminated with three isocyanate groups is prepared. Some isocyanurate derivatives of diisocyanates are commercially available. In one preferred embodiment, the isocyanurate used is an isocyanurate of isophorone diisocyanate. In another preferred embodiment, isocyanurate of hexamethylene diisocyanate is used.
N-메틸올 가교제의 예들은 디메톡시디히드록시 에틸렌 우레아; N,N-디메틸올 에틸 카르바메이트; 테트라메틸올 아세틸렌 디우레아; 디메틸올 우론; 디메틸올 에틸렌 우레아; 디메틸올 프로필렌 우레아; 디메틸올 아디픽 아미드; 및 이들 중 2 이상을 포함하는 혼합물을 포함한다. Examples of N-methylol cross-linkers include dimethoxydihydroxyethylene urea; N, N-dimethylol ethyl carbamate; Tetramethylol acetylenediurea; Dimethylolurone; Dimethylol ethyleneurea; Dimethylol propylene urea; Dimethylol adipic amide; And mixtures comprising two or more of the foregoing.
케텐이민 가교제의 예들은 화학식 Ph2C=C=N-C6H4-N=C=CPh2의 화합물을 포함하고, 여기서 각각의 Ph는 독립적으로 선택적으로 치환된 페닐기이다.Examples of ketene imine crosslinkers include compounds of the formula Ph 2 C = C = NC 6 H 4 -N = C = CPh 2 , wherein each Ph is independently an optionally substituted phenyl group.
하이드라자이드 가교제의 예들은 말로닉 디하이드라자이드, 에틸말로닉 디하이드라자이드, 숙시닉 디하이드라자이드, 글루타릭 디하이드라자이드, 아디픽 디하이드라자이드, 이소프탈릭 디하이드라자이드, 옥살일 디하이드라자이드 및 피멜릭 디하이드라자이드를 포함한다.Examples of hydrazide crosslinking agents are malonic acid dihydrazide, ethyl malonic acid dihydrazide, succinic dihydrazide, glutaric dihydrazide, adipic dihydrazide, isophthalic dihydrazide , Oxyl dihydrides and pimelic dihydrazides.
상업적으로 입수가능한 매우 높은 반응성의 옥사졸린 가교제는, 예를 들어, Nippon Shokubai사로부터 상표명 Epocross®로 입수가능하다. 이들은 유화액(emulsion) 유형(예를 들어, Epocross K-2000 시리즈, 예를 들어, K-2010E, K-2020E 및 K-2030E) 및 수용성 유형(예를 들어, Epocross WS 시리즈, 예를 들어, WS-300, WS-500 및 WS-700)을 포함한다.Very highly reactive oxazoline crosslinkers commercially available are, for example, available from Nippon Shokubai under the trade name Epocross®. They may be of the emulsion type (e.g. Epocross K-2000 series, e.g. K-2010E, K-2020E and K-2030E) and aqueous type (e. G. Epocross WS series, -300, WS-500 and WS-700).
아지리딘 가교제의 예들은 에틸렌 이민계 폴리아지리딘(예를 들어, PolyAziridine LLC, Medford, NJ로부터 입수가능한 PZ-28 및 PZ-33); XC-103 삼관능성 아지리딘, XC-105 다관능성 아지리딘 및 Crosslinker XC-113 (Shanghai Zealchem Co., Ltd., China로부터 입수가능함); 다관능성 아지리딘 액체 가교제 SaC-100(Shanghai UN Chemical Co.,Ltd, China로부터 입수가능함); WO 2009/120420에 개시된 아지리딘 가교제; NeoCryl® CX-100(DSM NeoResin으로부터 입수가능함); Xama® 다관능성 아지리딘(Lubrizol로부터 입수가능함); 트리메틸올프로판 트리스(베타-아지리디노)프로피오네이트, 네오펜틸글리콜 디(베타-아지리디노)프로피오네이트, 글리세릴 트리스(베타-아지리디노)프로피오네이트, 펜타에리트리틸테트라(베타-아지리디노)프로피오네이트, 4,4'-이소프로필리덴디페놀 디(베타-아지리디노)프로피오네이트, 4,4'-메틸렌디페놀 디(베타-아지리디노); 및 이들 중 2 이상을 포함하는 혼합물;을 포함한다. Examples of aziridine crosslinking agents include ethyleneimine polyaziridines (e.g., PZ-28 and PZ-33 available from PolyAziridine LLC, Medford, NJ); XC-103 trifunctional aziridine, XC-105 polyfunctional aziridine and Crosslinker XC-113 (available from Shanghai Zealchem Co., Ltd., China); Multifunctional aziridine liquid crosslinking agent SaC-100 (available from Shanghai UN Chemical Co., Ltd, China); Aziridine crosslinking agents disclosed in WO 2009/120420; NeoCryl 占 CX-100 (available from DSM NeoResin); Xama® polyfunctional aziridine (available from Lubrizol); (Beta-aziridino) propionate, pentaerythrityl tetra (beta-aziridino) propionate, neopentyl glycol di (beta-aziridino) propionate, glyceryl tris Dino) propionate, 4,4'-isopropylidenediphenol di (beta-aziridino) propionate, 4,4'-methylenediphenol di (beta-aziridino); And mixtures comprising at least two of the foregoing.
특히 바람직한 가교제는 (예를 들어, 526의 평균 분자량을 갖고 Aldrich로부터 입수가능한) 폴리에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르 및/또는 트리메틸올프로판 폴리글리시딜 에테르(예를 들어, Nagase Chemtex로부터 입수가능하고, 에폭시 당 중량이 140인 Denacol® EX-321)이다.Particularly preferred crosslinking agents are polyethylene glycol diglycidyl ether and / or trimethylolpropane polyglycidyl ether (available, for example, from Nagase Chemtex, having an average molecular weight of 526 and available from Aldrich) Denacol® EX-321 with an epoxy weight of 140).
바람직하게는 성분 (a)는 0.75 내지 4 부, 더욱 바람직하게는 1 내지 3부의 범위로 존재한다.Preferably, component (a) is present in the range of 0.75 to 4 parts, more preferably 1 to 3 parts.
상기 잉크는 1종 이상의 스티렌 아크릴 라텍스 바인더 및/또는 스티렌 부타디엔 라텍스 바인더 (성분 (b))를 포함할 수 있다. 상기 라텍스 바인더들은 입자 크기, 유리 전이 온도 또는 분자량과 같은 특성이 상이할 수 있다. The ink may comprise one or more styrene acrylic latex binders and / or styrene butadiene latex binders (component (b)). The latex binders may differ in properties such as particle size, glass transition temperature or molecular weight.
그러나, 상기 스티렌 아크릴 라텍스 바인더 및/또는 스티렌 부타디엔 라텍스 바인더는 바람직하게는 스티렌 아크릴 라텍스 바인더이거나 또는 스티렌 부타디엔 라텍스 바인더이다. 더욱 바람직하게는 성분 (b)는 스티렌 아크릴 라텍스 바인더이다.However, the styrene acrylate latex binder and / or styrene butadiene latex binder is preferably a styrene acrylate latex binder or a styrene butadiene latex binder. More preferably, component (b) is a styrene acrylic latex binder.
바람직하게는 상기 스티렌 아크릴 라텍스 바인더는 -30℃ 내지 50℃의 범위, 더욱 바람직하게는 0℃ 내지 40℃의 범위 및 특히 10℃ 내지 30℃의 범위의 Tg를 갖는다.Preferably, the styrene acrylic latex binder has a Tg in the range of -30 캜 to 50 캜, more preferably in the range of 0 캜 to 40 캜, and particularly in the range of 10 캜 to 30 캜.
바람직하게는 상기 스티렌 부타디엔 라텍스 바인더는 0℃ 내지 120℃, 더욱 바람직하게는 10℃ 내지 110℃의 범위 및 특히 50℃ 내지 90℃ 범위의 Tg를 갖는다.Preferably, the styrene butadiene latex binder has a Tg in the range of from 0 占 폚 to 120 占 폚, more preferably from 10 占 폚 to 110 占 폚, and particularly in the range of from 50 占 폚 to 90 占 폚.
상기 Tg는 건조된 라텍스의 시차 주사 열량계(Differential Scanning Calorimetry)로 측정된다. 상기 Tg는 재열 시차 주사 열량계 스캔(즉, 초기 가열 및 냉각 후)의 중간 값으로 취해진다.The Tg is measured by Differential Scanning Calorimetry of the dried latex. The Tg is taken as an intermediate value of the reheating differential scanning calorimetry scan (i.e., after the initial heating and cooling).
상기 스티렌 아크릴 라텍스는 5 내지 100 mgKOH/g의 범위, 더욱 바람직하게는 30 내지 70 mgKOH/g의 범위의 산가(acid value)를 갖는 것이 바람직하다.The styrene acrylic latex preferably has an acid value in the range of 5 to 100 mgKOH / g, more preferably 30 to 70 mgKOH / g.
바람직하게는 상기 스티렌 아크릴 라텍스 바인더 및/또는 스티렌 부타디엔 라텍스 바인더는 유화 중합에 의해 제조된다.Preferably, the styrene acrylate latex binder and / or styrene butadiene latex binder is prepared by emulsion polymerization.
상기 스티렌 아크릴 라텍스 바인더 및 스티렌 부타디엔 라텍스 바인더의 분자량은 당 분야에 공지된 방법, 예를 들어 사슬 이동제(chain transfer agent)(예를 들어, 머캅탄)의 사용에 의해 및/또는 유화 중합의 경우 개시제 농도의 제어에 의해 및/또는 가열 시간에 의해 조절될 수 있다. 바람직하게는 상기 스티렌 아크릴 라텍스 바인더 및 스티렌 부타디엔 라텍스 바인더는 20,000 달톤 초과, 더욱 바람직하게는 100,000 달톤 초과의 분자량을 갖는다. 상기 스티렌 아크릴 라텍스 바인더 및 스티렌 부타디엔 라텍스 바인더의 분자량은 200,000 초과 내지 500,000 달톤 초과인 것이 특히 바람직하다.The molecular weight of the styrene acrylic latex binder and the styrene butadiene latex binder can be adjusted by methods known in the art, for example, by the use of a chain transfer agent (e.g., mercaptan) and / By controlling the concentration and / or by the heating time. Preferably, the styrene acrylic latex binder and the styrene butadiene latex binder have a molecular weight of greater than 20,000 daltons, more preferably greater than 100,000 daltons. The molecular weight of the styrene acrylate latex binder and the styrene butadiene latex binder is particularly preferably more than 200,000 to more than 500,000 daltons.
상기 스티렌 아크릴 라텍스 바인더 및 스티렌 부타디엔 라텍스 바인더는 바람직하게는 1000nm 미만, 더욱 바람직하게는 200nm 미만 및 특히 150nm 미만의 평균 입자 크기를 갖는 모노모달(monomodal)일 수 있다. 바람직하게는, 상기 스티렌 아크릴 라텍스 바인더 및 스티렌 부타디엔 라텍스 바인더의 평균 입자 크기는 적어도 20 nm, 더욱 바람직하게는 적어도 50 nm이다. 따라서, 상기 스티렌 아크릴 라텍스 바인더 및 스티렌 부타디엔 라텍스 바인더는 바람직하게는 20 내지 200 nm 범위, 더욱 바람직하게는 50 내지 150 nm의 범위의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 상기 스티렌 아크릴 라텍스 바인더 및 스티렌 부타디엔 라텍스 바인더의 평균 입자 크기는 광자 상관 분광학을 사용하여 측정될 수 있다.The styrene acrylic latex binder and the styrene butadiene latex binder may preferably be monomodal with an average particle size of less than 1000 nm, more preferably less than 200 nm and especially less than 150 nm. Preferably, the average particle size of the styrene acrylic latex binder and the styrene butadiene latex binder is at least 20 nm, more preferably at least 50 nm. Thus, the styrene acrylate latex binder and the styrene butadiene latex binder may have an average particle size preferably in the range of 20 to 200 nm, more preferably in the range of 50 to 150 nm. The average particle size of the styrene acrylic latex binder and the styrene butadiene latex binder can be measured using photon correlation spectroscopy.
상기 스티렌 아크릴 라텍스 바인더는 및 스티렌 부타디엔 라텍스 바인더는 또한 바이모달(bimodal) 입자 크기 분포를 나타낼 수 있다. 이는 상이한 입자 크기의 2 이상의 라텍스를 혼합하거나 또는 예를 들어 두 단계의 중합에 의해 바이모달 분포를 직접 생성함으로써 달성될 수 있다. 바이모달 입자 크기 분포가 사용되는 경우, 더 낮은 입자 크기 피크는 20-80 nm 범위에 있고, 더 높은 입자 크기 피크는 100-500nm 범위에 있는 것이 바람직하다. 2개의 입자 크기의 비가 적어도 2, 더욱 바람직하게는 적어도 3 및 가장 바람직하게는 적어도 5인 것이 더 바람직하다.The styrene acrylic latex binder and the styrene butadiene latex binder may also exhibit a bimodal particle size distribution. This may be accomplished by mixing two or more latexes of different particle sizes or by directly producing a bimodal distribution by, for example, two-step polymerization. When a bimodal particle size distribution is used, it is preferred that the lower particle size peak is in the 20-80 nm range and the higher particle size peak is in the 100-500 nm range. More preferably, the ratio of the two particle sizes is at least 2, more preferably at least 3, and most preferably at least 5.
상기 스티렌 아크릴 라텍스 바인더 및 스티렌 부타디엔 라텍스 바인더의 분자량은 THF를 용리제(eluent)로 하여 PL Mixed Gel C 컬럼을 갖는 Agilent HP1100 장치를 사용하여 폴리스티렌 표준에 대한 겔 투과 크로마토그래피로 측정될 수 있다.The molecular weight of the styrene acrylic latex binder and the styrene butadiene latex binder can be measured by gel permeation chromatography on a polystyrene standard using an Agilent HP 1100 apparatus with a PL Mixed Gel C column with THF as the eluent.
일단 상기 스티렌 아크릴 라텍스 바인더 및 스티렌 부타디엔 라텍스 바인더가 형성되면 예를 들어, 3㎛ 미만, 바람직하게는 0.3 내지 2㎛, 특히 0.5 내지 1.5㎛의 평균 기공 크기를 갖는 필터를 통해, 사용 전에 스크리닝되어 오버사이즈 입자가 제거된다. 상기 스티렌 아크릴 라텍스 바인더 및 스티렌 부타디엔 라텍스 바인더는 이것이 다른 성분과 혼합되어 잉크를 형성하기 이전에, 형성하는 동안 또는 그 이후에 스크리닝될 수 있다.Once the styrene acrylic latex binder and the styrene butadiene latex binder are formed, they are screened and over-exposed prior to use, for example, through a filter having an average pore size of less than 3 mu m, preferably 0.3 to 2 mu m, particularly 0.5 to 1.5 mu m, Size particles are removed. The styrene acrylate latex binder and the styrene butadiene latex binder may be screened during or after the formation of the ink by mixing it with other components.
상업적으로 입수가능한 스티렌 아크릴 라텍스 바인더 및 스티렌 부타디엔 라텍스 바인더는 본 발명에 따른 잉크에 사용될 수 있다. Commercially available styrene acrylate latex binders and styrene butadiene latex binders can be used in the inks according to the present invention.
본 발명의 잉크에 사용될 수 있는 상업적으로 입수가능한 스티렌 아크릴 라텍스 바인더 및 스티렌 부타디엔 라텍스 바인더의 예는 Mallard Creek Polymer사에 의해 공급되는 Rovene® 범위, 특히 Rovene 6102, Rovene 6112 및 Rovene 6103의 스티렌 아크릴 라텍스 및 Rovene 5499 및 Rovene 4111와 같은 스티렌 부타디엔를 포함한다.Examples of commercially available styrene acrylic latex binders and styrene butadiene latex binders that can be used in the inks of the present invention are the Rovene® range supplied by Mallard Creek Polymer, in particular the styrene acrylic latexes of Rovene 6102, Rovene 6112 and Rovene 6103, Rovene 5499, and Rovene 4111.
성분 (b)는 바람직하게는 5 내지 8 부 범위이다.Component (b) preferably ranges from 5 to 8 parts.
성분 (c)는 폴리우레탄 라텍스 바인더이다. Component (c) is a polyurethane latex binder.
폴리우레탄 분산물은 하기에 의해 통상적으로 제조된다:The polyurethane dispersions are conventionally prepared by:
(i) 폴리머 디올(폴리올) 및 선택적으로 이소시아네이트기와 반응할 수 있는 기타 성분들과 디이소시아네이트와의 반응에 의한 예비중합체의 형성; (i) formation of a prepolymer by reaction of a polymeric diol (polyol) and optionally other components capable of reacting with an isocyanate group with a diisocyanate;
(ii) 이후, 물과의 반응에 의해 및/또는 수상으로 존재하는 사슬 연장제와의 반응에 의해, 물에서의 분산(선택적으로, 예비중합체의 사슬 연장도 이루어짐).(ii) dispersion in water (optionally followed by chain extension of the prepolymer) by reaction with water and / or by reaction with a chain extender present as an aqueous phase.
상기 분산물은 폴리우레탄에 존재하는 단량체, 예를 들어, 이온성기 또는 비이온성기에 의해 또는 첨가된 계면활성제에 의해 안정화될 수 있다.The dispersion may be stabilized by monomers present in the polyurethane, for example, ionic groups or nonionic groups, or by added surfactants.
상기 폴리우레탄 라텍스 바인더의 Tg는 상기 폴리올, 디이소시아네이트 및 사슬 연장제의 선택을 통해 제어될 수 있다. 상이한 Tg를 갖는 라텍스의 배치들을 혼합함으로써 폴리우레탄 바인더 라텍스의 Tg를 제어하는 것 또한 가능하다.The Tg of the polyurethane latex binder can be controlled through the selection of the polyol, diisocyanate and chain extender. It is also possible to control the Tg of the polyurethane binder latex by mixing batches of latexes having different Tg's.
바람직하게는, 상기 폴리우레탄 라텍스 바인더는 -30℃ 내지 0℃의 범위의 Tg를 갖는다.Preferably, the polyurethane latex binder has a Tg in the range of -30 캜 to 0 캜.
상기 폴리우레탄의 중량 평균 분자량은 바람직하게는 >20,000, 더욱 바람직하게는 >50,000, 가장 바람직하게는 >100,000이다.The weight average molecular weight of the polyurethane is preferably > 20,000, more preferably > 50,000, and most preferably > 100,000.
바람직하게는, 상기 폴리우레탄 라텍스 바인더는 1000nm 미만, 더욱 바람직하게는 200nm 미만, 특히 150 nm 미만의 평균 입자 크기를 갖는다. 바람직하게는, 상기 라텍스 바인더의 평균 입자 크기는 적어도 20nm, 더욱 바람직하게는 적어도 50nm이다. 따라서, 상기 라텍스 바인더는 20 내지 200nm의 범위, 더욱 바람직하게는 50 내지 150nm 범위의 평균 입자 크기를 갖는다. 상기 라텍스 바인더의 평균 입자 크기는 광자 상관 분광학을 사용하여 측정될 수 있다.Preferably, the polyurethane latex binder has an average particle size of less than 1000 nm, more preferably less than 200 nm, in particular less than 150 nm. Preferably, the average particle size of the latex binder is at least 20 nm, more preferably at least 50 nm. Thus, the latex binder has an average particle size in the range of 20 to 200 nm, more preferably in the range of 50 to 150 nm. The average particle size of the latex binder can be measured using photon correlation spectroscopy.
상업적으로 입수가능한 폴리우레탄 라텍스 바인더는 Incorez로부터의 W835/177 및 W835/397, BASF로부터의 Joncryl® U4190 및 Lubrizol로부터의 Sancure 2710을 포함한다. Commercially available polyurethane latex binders include W835 / 177 and W835 / 397 from Incorez, Joncryl® U4190 from BASF and Sancure 2710 from Lubrizol.
성분 (c)는 바람직하게는 1 내지 3 부의 범위로 존재한다. 상기 라텍스 바인더는 저 표면 에너지 기재에 적용될 때 및 습윤 및 유성 조건에서 인쇄물의 내구성에 본 발명의 잉크와 관련하여 개선된 접착에 핵심적인 역할을 한다. Component (c) is preferably present in the range of 1 to 3 parts. The latex binder plays a key role in improved adhesion to the ink of the present invention when applied to low surface energy substrates and to durability of prints under wet and oily conditions.
상기 라텍스 바인더 (b) 및 (c)는 저 표면 에너지 기재에 적용될 때 및 습윤 및 유성 조건에서 인쇄물의 내구성에 본 발명의 잉크와 관련하여 개선된 접착에 핵심적인 역할을 한다.The latex binders (b) and (c) play a key role in improved adhesion to the ink of the present invention when applied to low surface energy substrates and to durability of prints under wet and oily conditions.
성분 (d)는 바람직하게는 에틸렌 글리콜 또는 트리에틸렌 글리콜이다. Component (d) is preferably ethylene glycol or triethylene glycol.
성분 (d)는 바람직하게는 0.5 내지 2.5 부의 범위 및 더욱 바람직하게는 0.75 내지 2.0 부의 범위로 존재한다.Component (d) is preferably present in the range of 0.5 to 2.5 parts and more preferably in the range of 0.75 to 2.0 parts.
성분 (e)는 바람직하게는 2.5 내지 7.5 부의 범위로 존재한다.Component (e) is preferably present in the range of from 2.5 to 7.5 parts.
성분 (f)는 바람직하게는 2 내지 7.5 부의 범위로 존재한다.Component (f) is preferably present in the range of 2 to 7.5 parts.
임의의 아세틸렌 계면활성제가 성분 (g)로서 사용될 수 있다. 그러나, 2,4,7,9-테트라메틸-5-데신-4,7-디올과 이의 에틸렌 옥사이드 축합물 및 2,5,8,11-테트라메틸-6-도데신-5,8-디올과 이의 에틸렌 옥사이드 축합물이 바람직하다.Any acetylenic surfactant can be used as component (g). However, it has been found that when 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol and its ethylene oxide condensate and 2,5,8,11-tetramethyl-6-dodecyne- And an ethylene oxide condensate thereof are preferable.
아세틸렌 계면활성제가 4,7,9-테트라메틸-5-데신-4,7-디올 또는 이의 에틸렌 옥사이드 축합물인 것이 특히 바람직하다. 아세틸렌 계면활성제가 4,7,9-테트라메틸-5-데신-4,7-디올인 것이 특히 바람직하다. 계면활성제 2,4,7,9-테트라메틸-5-데신-4,7-디올과 이의 에틸렌 옥사이드 축합물은 Air Product로부터 계면활성제 Surfynol® 범위로 입수가능하다. It is particularly preferred that the acetylene surfactant is 4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol or an ethylene oxide condensate thereof. It is particularly preferable that the acetylene surfactant is 4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol. Surfactants 2,4,7,9-Tetramethyl-5-decyne-4,7-diol and its ethylene oxide condensates are available from Air Products in the surfactant Surfynol® range.
바람직한 계면활성제 2,4,7,9-테트라메틸-5-데신-4,7-디올은 Air Product로부터 Surfynol® 440 또는 에톡실화된 유사체 Surfynol® 465로 상업적으로 입수가능하다. The preferred surfactant 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol is commercially available from Air Products as Surfynol® 440 or the ethoxylated analogue Surfynol® 465.
다양한 계면활성제를 함유하는 혼합물이 사용될 수 있다. Mixtures containing various surfactants may be used.
성분 (g)는 바람직하게는 0.001 내지 2.5부, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 1.5부, 특히 0.05 내지 1.0부, 및 더욱 특히 0.1 내지 0.5부의 범위로 상기 조성물 중에 존재한다.The component (g) is preferably present in the composition in a range of 0.001 to 2.5 parts, more preferably 0.01 to 1.5 parts, especially 0.05 to 1.0 part, and more particularly 0.1 to 0.5 part.
상기 계면활성제는 본 발명의 잉크 중에서 주요 성분이다. 상기 계면활성제및 특히 잉크 중 이의 농도 모두의 올바른 선택은 인쇄 헤드의 면판 습윤 없이 잉크를 효과적으로 분사하는데 필수적이다.The surfactant is a major component in the ink of the present invention. The correct selection of both the surfactant and its concentration, especially in the ink, is essential for effectively spraying the ink without wetting the face of the printhead.
상기 계면활성제가 잉크를 발포시키지 않는 것이 필수적이다. It is essential that the surfactant does not foil the ink.
또한, 잉크가 "비습윤 코팅"으로 처리되지 않은 인쇄 헤드의 면판을 적시지 않도록 설계되는 것이 바람직하다. 이러한 면판은 물과 90°미만, 또는 80°미만의 접촉각을 나타낼 수 있다. 비습윤이도록 구체적으로 설계된 면판은 물과 90° 초과, 때때로 95° 초과, 때때로 심지어 100° 초과의 접촉각을 가질 수 있다.Further, it is preferable that the ink is designed not to wet the face plate of the print head that has not been treated with the "non-wetting coating ". Such a face plate may exhibit a contact angle of less than 90 DEG or less than 80 DEG with water. A face plate specifically designed to be non-wetted may have a contact angle greater than 90 °, sometimes greater than 95 °, and sometimes even greater than 100 °.
이러한 특성을 달성하기 위하여, 상기 잉크가 동적 표면 장력 범위(dynamic surface tension range)를 나타내는 것, 즉 이의 표면 장력이 표면 수명(surface age)에 따라 달라지는 것이 바람직하다. 새롭게 생성된 표면의 표면 장력은 높지만, 계면활성제 또는 표면으로 이동한 다른 표면 활성 종(species) 때문에 감소한다. 동적 표면 장력 범위는 버블 장력계(bubble tensiometer)에서의 측정에 의해 결정될 수 있다. 이는 표면 수명 또는 버블 진동수(bubble frequency)의 함수로서 표면 장력을 측정한다. 5 ms (γ(5))에서 측정된 표면 장력이 >35 dynes/cm이고, 1,000 ms (γ(1000))에서 측정된 표면 장력이 20 내지 40 dynes/cm의 범위에 있으며, (γ(10) > γ(1000))인 것이 바람직하다. 대안적으로, 잉크의 평형 표면 장력(equilibrium surface tension)이 계면활성제(들)의 포함없이 제조된 동등체(equivalent)의 그것과 비교될 수 있다. 계면활성제가 없는 평형 표면 장력은 계면활성제(들)이 존재하는 경우보다 적어도 10 dynes/cm 더 높은 것이 바람직하다. In order to achieve this property, it is desirable that the ink exhibit a dynamic surface tension range, i.e. its surface tension depends on the surface age. The surface tension of the newly generated surface is high but decreases due to surfactant or other surface active species moving to the surface. The dynamic surface tension range can be determined by measurement in a bubble tensiometer. This measures the surface tension as a function of surface life or bubble frequency. The surface tension measured at 5 ms (γ (5)) is> 35 dynes / cm and the surface tension measured at 1,000 ms (γ (1000)) is in the range of 20 to 40 dynes / cm, ) >? (1000)). Alternatively, the equilibrium surface tension of the ink may be compared to that of an equivalent prepared without the inclusion of the surfactant (s). The equilibrium surface tension without surfactant is preferably at least 10 dynes / cm higher than when the surfactant (s) are present.
성분 (h)의 경우에, 상기 잉크 중에서 안정한 임의의 살생물제(biocide)(또는 살생물제의 혼합물)이 사용될 수 있다. 상기 살생물제는 20%의 활성액(active solution)으로 입수가능한 Lonza사의 Proxel® 및 Bioban®로부터의 1,2-벤즈이소티아졸린-3-온 및 Dow Chemical Company사로부터의 DXN(2,6-디메틸-1,3-디옥산-4-일 아세테이트)을 포함하는 것이 특히 바람직하다.In the case of component (h), any biocide stable (or a mixture of biocides) in the ink may be used. The biocide is a mixture of 1,2-benzisothiazolin-3-one from Lonza's Proxel® and Bioban® available as an active solution at 20% and DXN (2,6- Dimethyl-1,3-dioxan-4-yl acetate).
성분 (i)의 점도 개질제는, 바람직하게는, 폴리에테르(예를 들어, 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리(에틸렌 옥사이드)), 셀룰로오스 중합체(예를 들어, 히드록시에틸 셀룰로오스, 히드록시프로필 셀룰로오스 및 카르복시메틸 셀룰로오스), 수용성 폴리에스테르, 2-에틸-옥사졸린의 단독중합체, 폴리-2-에틸-2-옥사졸린), 폴리(비닐 알코올) 및 폴리(비닐피롤리돈) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. The viscosity modifier of component (i) is preferably selected from the group consisting of polyethers (e.g., polyethylene glycol and poly (ethylene oxide)), cellulosic polymers (such as hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose and carboxymethylcellulose ), Water-soluble polyesters, homopolymers of 2-ethyl-oxazoline, poly-2-ethyl-2-oxazoline), poly (vinyl alcohol) and poly (vinylpyrrolidone) do.
성분 (i)는 바람직하게는 폴리(에틸렌 글리콜) 또는 폴리(에틸렌 옥사이드)이다. 더욱 바람직하게는 성분 (h)는 폴리에틸렌 글리콜, 특히 폴리에틸렌 글리콜 20,000이다. Component (i) is preferably poly (ethylene glycol) or poly (ethylene oxide). More preferably, component (h) is polyethylene glycol, especially polyethylene glycol 20,000.
성분 (i)는 바람직하게는 조성물 내에 3 내지 8 부의 양으로 존재한다.Component (i) is preferably present in the composition in an amount of from 3 to 8 parts.
상기 잉크는 바람직하게는 65℃ 미만, 특히 60℃ 미만의 MFFT를 갖는다.The ink preferably has a MFFT of less than 65 占 폚, especially less than 60 占 폚.
상기 MFFT는, 예를 들어 잉크 건조 동안, 잉크 성분의 성분들이 응집하여(coalesce) 필름을 형성할 최저 온도이다. The MFFT is the lowest temperature at which components of the ink component coalesce to form a film, for example during ink drying.
MFFT 측정 장치는 상업적으로 입수가능하며, 예를 들어, 최소 필름 형성 온도 바(Minimum Film Forming Temperature Bar)는 Rhopoint Instrument사로부터 입수가능하다("MFFT Bar 90"). 상기 MFFT Bar 90은, 전자적으로 부과되는 온도 구배와 함께, 니켈도금된 구리 압판(platen)을 갖는 온도 바(bar)를 포함한다. 표면 아래에서 동일한 간격의 10개의 센서가 상기 바를 따라 즉각적으로 온도를 측정한다. 원하는 온도 프로그램이 선택되고, 기구가 열적 평형에 도달하도록 한다. 정육면체 도포기(cube applicator) 또는 스프레더(spreader)를 사용하여, 습윤 시험 잉크의 트랙들이 도포될 수 있다. 일단 잉크가 건조되었으면 장치는 MFFT를 보여준다. 어떤 사유로 전술한 상업적으로 입수가능한 장비가 잉크에 대해 작동하지 않을 경우(예를 들어, 낮은 라텍스 함량 및/또는 잉크 색조로 인하여), 그에 대신하여 접시에 소량의 잉크를 두고, 상기 잉크를 포함한 접시를 24 시간 동안 원하는 평가 온도 (예를 들어, 70℃)로 가열한 다음, 장갑을 낀 손가락으로 표면을 문질러서 필름이 형성되었는지 여부를 평가한다. 필름이 형성되었을 경우, 장갑을 낀 손가락에 잉크가 거의 또는 전혀 묻지 않을 것이지만, 필름이 형성되지 않았을 경우에는 장갑을 낀 손가락에 현저하게 잉크가 묻거나, 건조된 잉크가 균열될 것이다.MFFT measurement devices are commercially available, for example, the Minimum Film Forming Temperature Bar is available from Rhopoint Instrument ("MFFT Bar 90"). The MFFT Bar 90 includes a temperature bar with a nickel plated copper platen, with an electronically imposed temperature gradient. Ten sensors of equal spacing beneath the surface immediately measure the temperature along the bars. The desired temperature program is selected, allowing the instrument to reach thermal equilibrium. Using a cube applicator or a spreader, the tracks of the wet test ink can be applied. Once the ink has dried, the device shows MFFT. If, for some reason, the above-described commercially available equipment does not operate on the ink (e.g. due to low latex content and / or ink tint), a small amount of ink may be placed in the dish instead, The plate is heated for 24 hours at the desired evaluation temperature (e.g., 70 DEG C) and then rubbed with gloved fingers to assess whether the film is formed. If a film is formed, little or no ink will be applied to the fingers with gloves, but if the film is not formed, the fingers with the gloves will have significant inking or the dried ink will crack.
바람직한 MFFT는 중합체 라텍스 및 유기 용매의 조합을 적절히 선택함으로써 달성될 수 있다. 잉크의 MFFT가 너무 높을 경우, 잉크 MFFT를 원하는 범위로 가져오기 위해 응집하는 용매(coalescing solvent)의 양이 증가되거나 및/또는 더 낮은 Tg의 중합체 라텍스가 사용될 수 있다. 따라서, 잉크 설계 단계에서, 원하는 MFFT에 따라, 더 또는 덜 응집하는 용매 및 더 높은 또는 더 낮은 Tg 중합체 라텍스를 포함할지를 결정할 수 있다. A preferred MFFT can be achieved by appropriate selection of a combination of polymer latex and organic solvent. If the MFFT of the ink is too high, the amount of coalescing solvent (coalescing solvent) to bring the ink MFFT to the desired range may be increased and / or polymer latex of lower Tg may be used. Thus, in the ink design step, it may be determined, depending on the desired MFFT, to include more or less cohesive solvent and higher or lower Tg polymer latex.
전형적으로 잉크는 기재가 변형, 뒤틀림 또는 용융될 온도 미만의 MFFT를 갖도록 잉크 및 기재를 선택할 것이다. 이러한 방식으로, 잉크는 기재를 손상시키지 않는 온도에서 기재 상에 막을 형성할 수 있다.Typically, the ink will select the ink and substrate so that the substrate has a MFFT below the temperature at which the substrate is deformed, twisted, or melted. In this way, the ink can form a film on the substrate at a temperature that does not damage the substrate.
제1 바람직한 구현예에서 32℃에서 상기 잉크의 점도는 브룩필드 SC4-18을 이용하여 150 rpm에서 측정될 때, 10 내지 14 mPa.s의 범위에 있다.In a first preferred embodiment the viscosity of the ink at 32 DEG C is in the range of 10 to 14 mPa.s when measured at 150 rpm using BROOKFIELD SC4-18.
제2 바람직한 구현예에서 32℃에서 상기 잉크 1의 점도는 브룩필드 SC4-18을 이용하여 150 rpm에서 측정될 때, 4 내지 8 mPa.s의 범위에 있다.In a second preferred embodiment, the viscosity of the Ink 1 at 32 占 폚 is in the range of 4 to 8 mPa.s when measured at 150 rpm using Brookfield SC4-18.
제1 바람직한 구현예에서 상기 잉크는 Kruss K100 tensiometer를 이용하여 25℃에서 측정될 때, 20 내지 65 dynes/cm, 더욱 바람직하게는 20 내지 50 dynes/cm, 특히 32 내지 42 dynes/cm 및 더욱 특히 34 내지 38 dynes/cm의 표면 장력을 갖는다.In a first preferred embodiment, the ink has a viscosity of from 20 to 65 dynes / cm, more preferably from 20 to 50 dynes / cm, especially from 32 to 42 dynes / cm, more particularly from 20 to 65 dynes / And a surface tension of 34 to 38 dynes / cm.
제2 바람직한 구현예에서 상기 잉크는 Kruss K100 tensiometer를 이용하여 25℃에서 측정될 때, 20 내지 65 dynes/cm, 더욱 바람직하게는 20 내지 50 dynes/cm, 특히 30 내지 40 dynes/cm의 표면 장력을 갖는다.In a second preferred embodiment, the ink has a surface tension of from 20 to 65 dynes / cm, more preferably from 20 to 50 dynes / cm, especially from 30 to 40 dynes / cm, as measured at 25 DEG C using a Kruss K100 tensiometer Respectively.
바람직하게는, 상기 잉크 조성물은 10 마이크론 미만, 더욱 바람직하게는 5 마이크론 미만, 및 특히 1 마이크론 미만의 평균 기공 크기를 갖는 필터를 통해 여과된 것이다.Preferably, the ink composition is filtered through a filter having an average pore size of less than 10 microns, more preferably less than 5 microns, and especially less than 1 micron.
바람직하게는, 상기 잉크는 7.5 내지 9.5 범위의 pH를 갖는다. 상기 pH는 적합한 완충액(buffer)에 의해 조절될 수 있다.Preferably, the ink has a pH in the range of 7.5 to 9.5. The pH can be controlled by a suitable buffer.
상기 언급한 성분에 추가적으로, 상기 잉크 조성물은 1종 이상의 잉크 첨가제를 선택적으로 포함할 수 있다. 잉크젯 인쇄 잉크에 적합한 바람직한 첨가제는 코게이션 방지제(anti-kogation agent), 리올로지 개질제(rheology medifier), 부식 억제제 및 킬레이트제(chelating agent)이다. 바람직하게는, 이러한 모든 첨가제의 총량은 10 중량부를 초과하지 않는다. 이들 첨가제들은 잉크에 첨가되는 물인 성분 (j)에 첨가되고, 성분 (j)의 일부를 차지한다. In addition to the above-mentioned ingredients, the ink composition may optionally comprise one or more ink additives. Preferred additives suitable for inkjet printing inks are anti-kogation agents, rheology medifiers, corrosion inhibitors and chelating agents. Preferably, the total amount of all such additives does not exceed 10 parts by weight. These additives are added to component (j) which is the water added to the ink and occupy a part of component (j).
바람직한 일 구현예에 있어서, 상기 잉크는 하기를 포함한다: In one preferred embodiment, the ink comprises:
(a') 자가 분산성(self-dispersible) 안료 0.75 내지 4 부(parts); (a ') 0.75 to 4 parts of a self-dispersible pigment;
(b') 스티렌 아크릴 라텍스 바인더 4 내지 10 부;(b ') 4 to 10 parts of a styrene acrylate latex binder;
(c') 폴리 우레탄 라텍스 바인더 1 내지 3 부;(c ') 1 to 3 parts of a polyurethane latex binder;
(d') 에틸렌 글리콜 0.5 내지 2.5 부; (d ') 0.5 to 2.5 parts of ethylene glycol;
(e') 2-피롤리돈 2.5 내지 7.5 부;(e ') 2.5 to 7.5 parts of 2-pyrrolidone;
(f') 글리세롤 2 내지 7.5 부;(f ') 2 to 7.5 parts of glycerol;
(g') 2,4,7,9-테트라메틸-5-데신-4,7-디올 0.05 내지 1.0 부;(g ') 0.05 to 1.0 part of 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol;
(h') 살생물제 0.001 내지 2 부; (h ') 0.001 to 2 parts of biocidal agent;
(i') 점도 개질제 3 내지 8 부; 및(i ') 3 to 8 parts of viscosity modifier; And
(j') 100 부가 되도록 하기 위한 잔부의 물. (j ') The remainder of the water to make 100 parts.
제2 바람직한 구현예에서, 본 발명의 잉크는 글리콜이 부족하다. 즉, 성분 (d)는 0이다.In a second preferred embodiment, the ink of the present invention is deficient in glycol. That is, the component (d) is zero.
본 발명은 비흡수성 및/또는 감온성 기재에 인쇄하는데 특별한 가치가 있는 것이지만, 흡수성 및/또는 비 감온성 기재에 인쇄하기 위해 또한 사용될 수 있다. 이러한 기재들에 대하여, 본 발명의 잉크 및 방법은 종래 방법에서 사용되는 온도보다 더 낮은 온도에서 우수한 마찰견뢰도(rub-fastness) 특성을 갖는 인쇄물을 제공하는 이점을 제공하고, 이에 의해 제조 비용을 절감한다.The present invention is of particular value in printing on non-absorbent and / or thermosensitive substrates, but can also be used for printing on absorbent and / or non-thermosensitive substrates. For these substrates, the inks and methods of the present invention provide the advantage of providing prints with excellent rub-fastness properties at temperatures lower than those used in conventional processes, thereby reducing manufacturing costs do.
비흡수성 기재의 예는 폴리에스테르, 폴리우레탄, 베이크라이트(bakelite), 폴리 비닐 클로라이드, 나일론, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, 폴리카보네이트, 약 50%의 폴리카보네이트 및 약 50%의 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌의 블렌드, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 고무, 유리 세라믹 및 금속을 포함한다. Examples of non-absorbent substrates include, but are not limited to, polyester, polyurethane, bakelite, polyvinyl chloride, nylon, polymethylmethacrylate, polyethylene terephthalate, polypropylene, acrylonitrile-butadiene-styrene, polycarbonate, % Polycarbonate, and a blend of about 50% acrylonitrile-butadiene-styrene, polybutylene terephthalate, rubber, glass ceramic and metal.
일 구현예에서 본 발명의 잉크는 저밀도 폴리에틸렌 필름을 포함하는 기재 상에 인쇄하는데 사용되는 것이 특히 바람직하다. In one embodiment, the ink of the present invention is particularly preferably used for printing on a substrate comprising a low density polyethylene film.
다른 바람직한 구현에에서, 상기 잉크는 스펀본드 필름 라미네이트, 특히 폴리프로필렌계 스펀본드 필름 라미네이트를 포함하는 기재를 인쇄하는데 사용되는 것이 바람직하다. In another preferred embodiment, the ink is preferably used for printing a substrate comprising a spunbond film laminate, in particular a polypropylene-based spunbond film laminate.
상기 잉크는 바람직하게는 폴리프로필렌을 포함하고, 더욱 바람직하게는 폴리프로필렌계 스펀본드 필름 라미네이트를 포함하는 부직포 와이프(non-woven wipe)를 인쇄하는데 사용되는 것이 특히 바람직하다. The ink preferably comprises polypropylene and more preferably is particularly preferably used for printing non-woven wipes comprising a polypropylene-based spunbond film laminate.
원하는 경우, 기재에 대한 잉크의 부착력을 향상시키기 위하여, 예를 들어, 플라즈마, 코로나 방전 또는 계면활성제 처리를 사용하여 상기 기재가 전처리될 수 있다. 예를 들어, 상기 기재는 거침처리되거나(roughened) 또는 잉크 수용성(receptive) 코팅으로 코팅될 수 있다.If desired, the substrate can be pretreated using, for example, plasma, corona discharge or a surfactant treatment to improve the adhesion of the ink to the substrate. For example, the substrate may be roughened or coated with an ink receptive coating.
일 구현예에서, 상기 방법은 상기 기재에 도포된 잉크를 최대 70℃, 더욱 바람직하게는 최대 65℃, 특히 최대 60℃에서 건조시키는 단계를 더 포함한다. In one embodiment, the method further comprises drying the ink applied to the substrate at a maximum of 70 캜, more preferably at most 65 캜, particularly at most 60 캜.
본 발명의 제2 측면은 본 발명의 제1 측면에 따른 잉크를 잉크젯 프린터에 의해 기재 상에 인쇄하는 잉크젯 인쇄 방법을 제공한다. 바람직하게는 본 발명의 제2 측면에서 상기 본 발명의 제1 측면에 따른 잉크는 잉크 재순환 인쇄 헤드를 갖는 잉크젯 프린터를 사용하여 기재 상에 인쇄된다.A second aspect of the present invention provides an inkjet printing method for printing an ink according to the first aspect of the present invention on a substrate by means of an inkjet printer. Preferably, in the second aspect of the present invention, the ink according to the first aspect of the present invention is printed on a substrate using an ink jet printer having an ink recycling print head.
본 발명의 방법은 잉크 재순환 인쇄 헤드를 갖는 임의의 잉크젯 프린터를 사용할 수 있다. 바람직하게는, 인쇄 헤드는 잉크 공급 시스템 내에 잉크 재순환 채널을 갖는다. 이러한 채널은 신선한 잉크가 분사에 이용될 수 있게 하고, 이는 잉크 공급 시스템의 일부일 수 있거나 또는 심지어 노즐판 뒤에서 작동하는 특별히 엔지니어링된 채널들일 수 있다. 노즐판 뒤에서 작동하는 잉크 공급 시스템이 바람직한데, 이는 재시작(restart)/잠재(latency) 거동을 손상시키지 않으면서 더욱 휘발성인 잉크를 사용할 수 있기 때문이다. 노즐판 뒤에서의 재순환은 상업적으로 입수가능한 Samba®또는 SG1024®와 같은 FUJIFILM Dimatix 인쇄 헤드로 예시된다. The method of the present invention can use any inkjet printer having an ink recycling printhead. Preferably, the printhead has an ink recirculation channel in the ink supply system. These channels allow fresh ink to be used for injection, which can be part of the ink supply system or even be specially engineered channels that operate behind the nozzle plate. An ink supply system that operates behind the nozzle plate is desirable because it can use more volatile ink without compromising the restart / latency behavior. Recirculation behind the nozzle plate is exemplified by a commercially available FUJIFILM Dimatix printhead, such as Samba® or SG1024®.
본 발명의 바람직한 유형의 재순환 인쇄 헤드는 일반적으로 분사 온도를 제어하기 위해 저장고 히터 및 서미스터(thermistor)가 장착된다. 바람직하게는 단계 (III)에서 분사 온도는 30℃를 초과한다.A preferred type of recycle print head of the present invention is generally equipped with a reservoir heater and a thermistor to control the spray temperature. Preferably, the spray temperature in step (III) exceeds 30 占 폚.
바람직하게는 잉크젯 프린터에 의해 도포되는 잉크의 방울 체적(drop volume)은 1 내지 100 pl의 범위이다.Preferably, the drop volume of the ink applied by the ink jet printer is in the range of 1 to 100 pl.
단계 (I)에서 전술한 바와 같이, 제1 바람직한 구현예의 잉크가 분사될 때, 잉크젯 프린터에 의해 도포되는 잉크의 방울 체적은 바람직하게는 20 내지 100 pl의 범위 및 더욱 바람직하게는 20 내지 40 pl의 범위 및 특히 25 내지 35 pl이다.As described above in step (I), when the ink of the first preferred embodiment is jetted, the droplet volume of the ink applied by the ink jet printer is preferably in the range of 20 to 100 pl and more preferably in the range of 20 to 40 pl And in particular from 25 to 35 pl.
단계 (I)에서 전술한 바와 같이, 제2 바람직한 구현예의 잉크가 분사될 때, 잉크젯 프린터에 의해 도포된 잉크의 방울 체적은 바람직하게는 1 내지 20 pl의 범위 및 더욱 바람직하게는 2 내지 8 pl의 범위이다.As described above in step (I), when the ink of the second preferred embodiment is sprayed, the droplet volume of the ink applied by the ink jet printer is preferably in the range of 1 to 20 pl and more preferably 2 to 8 pl .
본 발명의 제3 측면은 본 발명의 제1 측면에서 기술된 잉크를 사용하는 본 발명의 제2 측면에서 기술된 잉크젯 인쇄 방법에 의해 인쇄된 기재를 제공한다. 이 기재는 본 발명의 제1 측면에 기술된 바와 같으며, 거거에서 바람직하게 기재된 것이 바람직하다. A third aspect of the present invention provides a substrate printed by the ink jet printing method described in the second aspect of the present invention using the ink described in the first aspect of the present invention. This substrate is as described in the first aspect of the present invention, and it is preferable that the substrate is preferably described.
따라서, 일 구현예에서 인쇄된 기재는 바람직하게는 저밀도 폴리에틸렌 필름을 포함한다. Thus, in one embodiment, the printed substrate preferably comprises a low density polyethylene film.
제2 구현에에서, 인쇄된 기재는 바람직하게는 스펀본드 필름 라미네이트, 특히 폴리프로필렌계 스펀본드 필름 라미네이트를 포함하는 기재이다. In a second embodiment, the printed substrate is preferably a substrate comprising a spunbond film laminate, in particular a polypropylene-based spunbond film laminate.
더욱 바람직하게는, 제2 구현예에서, 인쇄된 기재는 바람직하게는 폴리프로필렌을 포함하는 부직포 와이프 및 더욱 바람직하게는 폴리프로필렌계 스펀본드 필름 라미네이트를 포함하는 부직포 와이프(non-woven wipe)를 포함한다. More preferably, in a second embodiment, the printed substrate comprises a non-woven wipe, preferably comprising a nonwoven wipes comprising polypropylene and more preferably a polypropylene spunbond film laminate do.
본 발명의 제4 측면에 따르면, 본 발명의 제1 측면에서 정의된 잉크를 포함하는 잉크젯 프린터 잉크 용기(예를 들어, 카트리지 또는 더 큰 잉크 탱크)가 제공된다.According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an inkjet printer ink container (e.g., a cartridge or a larger ink tank) containing the ink defined in the first aspect of the present invention.
본 발명의 제5 측면은 본 발명의 제2 측면에서 기술된 바와 같은 재순환 인쇄 헤드를 갖는 잉크젯 프린터 및 본 발명의 제4 측면에서 기술된 바와 같은, 잉크를 포함하는 잉크젯 프린터 잉크 용기를 갖는 잉크젯 프린터를 제공한다.A fifth aspect of the present invention is an inkjet printer having a recycling printhead as described in the second aspect of the present invention and an inkjet printer comprising the ink as described in the fourth aspect of the invention. Lt; / RTI >
본 발명의 제6 측면은 블랙 잉크, 시안 잉크, 옐로우 잉크 및 마젠타 잉크를 포함하는 잉크세트를 제공하며, 여기서 잉크는 본 발명의 제1 측면에서 기술된 바와 같으며, 거거에서 바람직하게 기재된 것이 바람직하다. 바람직하게는, 상기 블랙 잉크 중 안료는 카본 블랙이고; 시안 잉크 중 안료는 피그먼트 블루 15:3이고; 옐로우 잉크 중 안료는 피그먼트 옐로우 74 (또는 피그먼트 옐로우 155)이고; 마젠타 잉크 중 안료는 피그먼트 레드 122이다. 상기 잉크 세트는 또한 블루 잉크 및 레드 잉크를 포함할 수 있다. 바람직하게는 블루 잉크 중 안료는 피그먼트 블루 60이고, 레드 잉크 중 안료는 피그먼트 레드 254이다.A sixth aspect of the present invention provides an ink set comprising a black ink, a cyan ink, a yellow ink and a magenta ink, wherein the ink is as described in the first aspect of the present invention, Do. Preferably, the pigment in the black ink is carbon black; The pigment in the cyan ink is Pigment Blue 15: 3; The pigment in the yellow ink is Pigment Yellow 74 (or Pigment Yellow 155); The pigment in the magenta ink is Pigment Red 122. The ink set may also include a blue ink and a red ink. Preferably, the pigment in the blue ink is Pigment Blue 60, and the pigment in the red ink is Pigment Red 254.
실시예Example
이제 본 발명은 하기 실시예에 의해 실증될 것이며, 여기서 모든 부는 달리 언급되지 않는 한 중량부이다.The present invention will now be illustrated by the following examples in which all parts are by weight unless otherwise stated.
사용한 상기 자가 분산성 안료는 Pro-Jet® APD 1000 블랙이었다. Pro-Jet® APD 1000 시안, 마젠타, 옐로우 및 엘로우 LF, 레드 및 블루를 사용하여 동일한 잉크가 제조될 수 있다. 상기 Pro-Jet® APD 1000 안료 분산물은 FUJIFILM Imaging Colorants Limited사로부터 입수가능하다.The self-dispersible pigment used was Pro-Jet APD 1000 Black. Pro-Jet® APD 1000 The same ink can be prepared using cyan, magenta, yellow and yellow LF, red and blue. The Pro-Jet APD 1000 pigment dispersion is available from FUJIFILM Imaging Colorants Limited.
Surfynol® 440 및 465는 Air Product사의 아세틸렌성 계면활성제이다.Surfynol® 440 and 465 are acetylenic surfactants from Air Products.
Rovene® 6102는 Mallard Creek Polymer사의 스티렌 아크릴 분산물이다. Rovene 6102의 Tg는 20℃이고, 산 가(acid number)는 50 mgKOH/g이다.Rovene® 6102 is a styrene acrylic dispersion from Mallard Creek Polymer. The Tg of Rovene 6102 is 20 ° C and the acid number is 50 mg KOH / g.
Sancure® 20025F는 Lubrizol사의 지방족 폴리에스테르 우레탄 중합체 분산물이다. Sancure® 20025F is an aliphatic polyester urethane polymer dispersion from Lubrizol.
NeoRez® R-551는 DSM사의 폴리우레탄 분산물이다.NeoRez® R-551 is a polyurethane dispersion from DSM.
Lonza사로부터 Proxel® GXL(20% 용액)로서 1,2-벤즈이소티아졸린-3-온을 입수하였다.1,2-Benzisothiazolin-3-one was obtained as Proxel (R) GXL (20% solution) from Lonza.
실시예 1 및 2의 잉크를 FUJIFILM Dimatix사의 StarFire® SG1024 재순환 인쇄 헤드를 통해 인쇄하였다. StarFire® SG1024 재순환 인쇄 헤드는 수성 잉크와 함께 사용하는 경우 이의 면판을 "습윤"시키는 경향이 있어 프린터 성능에 악영향을 미치기 때문에 통상적으로 오직 비수성 잉크와 함께 사용한다.The inks of Examples 1 and 2 were printed through a StarFire (R) SG1024 recycle printhead from FUJIFILM Dimatix. StarFire® SG1024 recycle printheads are typically only used with non-aqueous inks because they tend to "wet" their faces when used with water-based inks, which adversely affects printer performance.
그러나, 상기 실시예의 잉크는 어떠한 문제도 없이 인쇄되었다. 상기 인쇄 헤드를 JetXpert 방울 관찰기(drop watcher)로 측정하였다. 본 발명의 상기 잉크로 젖은 면판이 있다는 어떠한 증거도 없었다.
However, the ink of the above example was printed without any problem. The printhead was measured with a JetXpert drop watcher. There was no evidence that the ink of the present invention was a wetted faceplate.
습식 고착 견뢰도(Wet fastness to fastness ( WetWet CrockCrock -- fastnessfastness ))
실시예 1과 비교예 1 및 2의 잉크를 각각 폴리올레핀 필름 상에 인쇄하였다.The inks of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were each printed on a polyolefin film.
F1571에서 개정된 ASTM D5264 방법의 프로토콜을 사용하여 습식 고착 견뢰도에 대하여 인쇄를 평가하였다.Printing was evaluated for wet fastness to fastness using the protocol of the ASTM D5264 method as amended in F1571.
결과를 하기에 나타냈으며 더 높은 숫자는 더 높은 습식 고착 견뢰도를 반영한다.The results are shown below and the higher number reflects higher wet fastness.
명백하게, 본 발명의 잉크는 비교예 잉크에 비해 우수한 습식 고착 견뢰도를 나타내었다.
Obviously, the ink of the present invention exhibited excellent wet fixation fastness as compared with the comparative ink.
발포 테스트(Foam testing ( FoamFoam TestingTesting ))
발포에 대한 잉크 저항성을 테스트하기 위해 2 ml의 잉크를 일회용 12 cm 플라스틱 테스트 튜브에 넣었다. 그 후, 공기를 2 분 동안 잉크를 통해 버블링시켜 발포체를 형성하였다. 그 후, 잉크를 발포체가 소멸되도록 2분 동안 방치하였다. 잉크 상에 형성된 발포체 높이의 측정은 발포체가 상승하는 동안 및 발포체가 소멸하는 동안에 30 s 시간 간격으로 기록하였다. 테스트를 3회 실시하였고, 평균 결과를 하기 표에 나타내었다.To test the ink resistance to foaming, 2 ml of ink was placed in a disposable 12 cm plastic test tube. Thereafter, air was bubbled through the ink for 2 minutes to form a foam. Thereafter, the ink was allowed to stand for 2 minutes so that the foam disappears. The measurement of the height of the foam formed on the ink was recorded at intervals of 30 s during the rise of the foam and during the disappearance of the foam. The test was carried out three times and the average results are shown in the table below.
비교예 잉크 1Liquid / foam height
Comparative Example Ink 1
실시예 잉크 1Liquid / foam height
Example Ink 1
비교예 잉크 3Liquid / foam height
Comparative Example Ink 3
명백하게, 본 발명의 잉크는 비교예 잉크에 비해 훨씬 더 낮은 발포 경향을 나타내었고, 형성된 임의의 발포체는 휠씬 더 빠르게 소멸되었다.Obviously, the ink of the present invention showed a much lower foaming tendency than the comparative ink, and any foams formed disappeared much faster.
Claims (15)
(a) 자가 분산성(self-dispersible) 안료 0.5 내지 5 부(parts);
(b) 스티렌 아크릴 라텍스 바인더 및/또는 스티렌 부타디엔 라텍스 바인더 2 내지 8 부;
(c) 폴리우레탄 라텍스 바인더 0.5 내지 5 부;
(d) 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜 또는 트리에틸렌 글리콜로 이루어진 군으로부터 선택된 글리콜 0 내지 5 부;
(e) 2-피롤리돈 1 내지 10 부;
(f) 글리세롤 1 내지 15 부;
(g) 아세틸렌 계면활성제 0.1 내지 3 부;
(h) 살생물제(biocide) 0.001 내지 5 부;
(i) 점도 개질제 0 내지 10 부; 및
(j) 100 부가 되도록 하기 위한 잔부의 물.An ink comprising:
(a) from 0.5 to 5 parts of a self-dispersible pigment;
(b) 2 to 8 parts of a styrene acrylate latex binder and / or a styrene butadiene latex binder;
(c) 0.5 to 5 parts of a polyurethane latex binder;
(d) 0-5 parts of a glycol selected from the group consisting of ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol or triethylene glycol;
(e) 1 - 10 parts of 2-pyrrolidone;
(f) 1 to 15 parts of glycerol;
(g) 0.1 to 3 parts of an acetylene surfactant;
(h) 0.001 to 5 parts biocide;
(i) 0 to 10 parts of a viscosity modifier; And
(j) the remainder of water to make 100 parts.
성분 (a)의 상기 자가 분산성 안료는 카본 블랙; 피그먼트 블루 15:3; 피그먼트 블루 60; 피그먼트 옐로우 74; 피그먼트 옐로우 155; 피그먼트 레드 254 및 피그먼트 레드 122로 이루어진 군으로부터 선택되는, 잉크.The method according to claim 1,
The self-dispersible pigment of component (a) is selected from the group consisting of carbon black; Pigment Blue 15: 3; Pigment Blue 60; Pigment Yellow 74; Pigment Yellow 155; Pigment Red 254, and Pigment Red 122.
성분 (a)의 상기 자가 분산성 안료는 2개 이상의 에폭시기에 의해 안료 코어 둘레에 가교된 카르복시-관능성 분산제를 포함하는, 잉크.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the self-dispersible pigment of component (a) comprises a carboxy-functional dispersant bridged around the pigment core by two or more epoxy groups.
성분 (b)는 스티렌 아크릴 라텍스 바인더인, 잉크.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Component (b) is a styrene acrylic latex binder.
성분 (c)는 1 내지 3.0 부의 범위인, 잉크.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
And the component (c) is in the range of 1 to 3.0 parts.
성분 (d)는 에틸렌 글리콜인, 잉크.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Component (d) is ethylene glycol.
성분 (e)는 2.5 내지 7.5 부의 범위로 존재하는, 잉크.7. The method according to any one of claims 1 to 6,
Component (e) is present in the range of 2.5 to 7.5 parts.
성분 (f)는 2 내지 7.5 부의 범위로 존재하는, 잉크.8. The method according to any one of claims 1 to 7,
Component (f) is present in the range of 2 to 7.5 parts.
성분 (g)는 2,4,7,9-테트라메틸-5-데신-4,7-디올인, 잉크.9. The method according to any one of claims 1 to 8,
Wherein the component (g) is 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol.
성분 (i)는 폴리에틸렌 글리콜인, 잉크.10. The method according to any one of claims 1 to 9,
Wherein component (i) is polyethylene glycol.
하기를 포함하는 잉크:
(a') 자가 분산성 안료 0.75 내지 4 부;
(b') 스티렌 아크릴 라텍스 바인더 4 내지 10 부;
(c') 폴리우레탄 라텍스 바인더 1 내지 3 부;
(d') 에틸렌 글리콜 0.5 내지 2.5 부;
(e') 2-피롤리돈 2.5 내지 7.5 부;
(f') 글리세롤 2 내지 7.5 부;
(g') 2,4,7,9-테트라메틸-5-데신-4,7-디올 0.05 내지 1.0 부;
(h') 살생물제 0.001 내지 2 부;
(i') 점도 개질제 3 내지 8 부; 및
(j') 100 부가 되도록 하기 위한 잔부의 물.The method according to claim 1,
An ink comprising:
(a ') 0.75 to 4 parts of a self dispersible pigment;
(b ') 4 to 10 parts of a styrene acrylate latex binder;
(c ') 1 to 3 parts of a polyurethane latex binder;
(d ') 0.5 to 2.5 parts of ethylene glycol;
(e ') 2.5 to 7.5 parts of 2-pyrrolidone;
(f ') 2 to 7.5 parts of glycerol;
(g ') 0.05 to 1.0 part of 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol;
(h ') 0.001 to 2 parts of biocidal agent;
(i ') 3 to 8 parts of viscosity modifier; And
(j ') < / RTI >
잉크 재순환 인쇄 헤드를 갖는 잉크젯 프린터를 사용하여 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 잉크가 기재 상에 인쇄되는, 잉크젯 인쇄 방법.As an inkjet printing method,
An inkjet printing method, wherein the ink according to any one of claims 1 to 11 is printed on a substrate using an inkjet printer having an ink recycling printhead.
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