KR20020092820A - 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제, 잉크젯 인쇄 잉크, 착색제를함유하는 수성 안료 분산액, 및 유기 및 무기 복합 입자 - Google Patents

잉크젯 인쇄 잉크용 착색제, 잉크젯 인쇄 잉크, 착색제를함유하는 수성 안료 분산액, 및 유기 및 무기 복합 입자 Download PDF

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히로코 모리
케이수케 이와사키
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토다 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명의 잉크젯 인쇄 인크용 착색제는 평균 입자 직경이 0.001 내지 0.15 ㎛이고, 코어 입자인 체질 안료(extender pigment); 상기 코어 입자 표면의 적어도 일부 상에 형성된 접착제 코팅층; 및 상기 접착제 코팅층의 적어도 일부 상에 균일하게 형성된 유기 안료 코팅을 포함한다. 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제는 높은 착색력 및 선명한 색상을 나타낼 뿐만 아니라 미립자임에도 불구하고 탁월한 분산성 및 내광성을 나타낸다.

Description

잉크젯 인쇄 잉크용 착색제, 잉크젯 인쇄 잉크, 착색제를 함유하는 수성 안료 분산액, 및 유기 및 무기 복합 입자{Colorant For Ink-Jet Printing Ink, Ink-Jet Printing Ink, Aqueous Pigment Dispersion Containing the Colorant, and Organic and Inorganic Composite Particles}
본 발명은 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제, 잉크젯 인쇄 잉크, 수성 안료 분산액, 및 유기 및 무기 복합 입자에 관한 것이고, 더욱 구체적으로는 높은 착색력 및 선명한 색상을 나타낼 뿐만 아니라 미립자임에도 불구하고 탁월한 분산성 및 내광성을 나타내는 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제; 탁월한 분산 안정성 및 내광성을 나타낼 뿐만 아니라 잉크젯 기록 장치의 헤드 부분에서 폐쇄가 일어나지 않는 잉크젯 인쇄 잉크; 착색제를 함유하는 수성 안료 분산액; 및 유기 및 무기 복합 입자에 관한 것이다.
근래에, 개인용 컴퓨터와 같은 다양한 OA 기구의 발달은 영업 및 가정용 응용 모두에 신속히 보급되었다. 이들 OA 기구용 기록 장치의 하나인 잉크젯 인쇄기 또한 근래의 저비용 및 고성능 경향으로 인해 널리 사용되어 왔다.
실제 사용시, 잉크젯 인쇄기가 높은 신뢰도 및 넓은 응용성을 갖는 것이 중요하다. 상기 요구를 만족시키기 위해서, 잉크젯 인쇄기에 사용되는 잉크젯 인쇄 잉크는 인쇄기의 헤드 부분에서 폐쇄되지 않으며, 탁월한 분산 안정성, 높은 인쇄 상 밀도, 탁월한 내수성 및 내광성 등을 나타내는 것이 요구되어 왔다.
지금까지는, 인쇄기의 헤드 부분에서 폐쇄가 일어나지 않고, 양호한 분산 안정성, 양호한 채도(chroma) 및 양호한 투명성으로 인하여 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제로 다양한 염료가 사용되어 왔다. 그러나, 이들 염료는 독성으로 인한 문제가 있다. 인쇄된 물체의 내광성에 대한 근래의 요구를 만족시킬 뿐만 아니라 상기 문제를 해결하기 위해서, 염료(dye) 대신 안료(pigment)를 사용하는 것이 시도되었다. 이러한 사실에 대하여, 일본 특허 출원 공개 (KOKAI) 제11-131001호 (1999)는 "... 염료는 이의 본래 성질로 인하여 내수성 및 인쇄된 상의 내광성이 불량한 것과 같은 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 염료 대신 안료를 사용하는 잉크를 개발하려는 시도가 있었다"고 기술하고 있다.
안료가 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제로 사용되는 경우에는, 착색제로 염료를 사용한 경우와 비교하여 높은 상 밀도 뿐만 아니라 탁월한 내수성 및 내광성을 갖는 인쇄된 상을 형성할 수 있다. 그러나, 일반적으로 잉크젯 인쇄 잉크의 80％는 물로 이루어지므로, 안료, 특히 유기 안료를 잘 분산하는 것이 어려웠다. 또한, 안료는 염료와 달리 통상적으로 물 등에 불용성이므로, 이러한 안료를 사용한 잉크젯 인쇄 잉크를 장기간 동안 안정한 상태로 보존하는 것이 어렵고, 잉크젯 인쇄 잉크의 헤드 부분이 이로 인해 폐쇄되는 경향이 있는 문제점 등이 발생하였다.
반대로, 착색제의 입자 크기가 감소된다면, 이러한 착색제를 사용한 잉크는 헤드 부분에서 폐쇄되는 것이 예방될 수 있으며, 투명성이 개선될 수 있다고 예측할 수 있다. 그러나, 작은 입자 크기를 갖는 착색제는 잉크 조성물에서의 불량한 분산성, 이러한 착색제를 사용한 잉크의 낮은 내광성 등의 문제를 일으키는 경향이 있다.
통상적으로, 안료를 사용한 잉크젯 인쇄 잉크 (일본 특허 출원 공개 (KOKAI) 제9-227812호 (1997), 제11-131001호 (1999) 및 제2000-53901호); 결합제를 사용한 수지 입자와 함께 커플링 안료에 의해 제조된 착색제 (일본 특허 제2903631호 및 제3097208호); 및 결합제를 통하여 실리카 입자의 표면 상에 염료를 결합시키는 것에 의해 제조된 착색제 (일본 특허 제 3105511 호)가 공지되어 있다.
현재, 착색력, 내광성 및 분산 안정성이 탁월할 뿐만 아니라 선명한 색상을 나타낼 수 있는 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제를 제공하는 것이 강하게 요구되고 있다. 그러나, 통상적 착색제는 여전히 이들 요구를 만족시키지 못하였다.
즉, 일본 특허 출원 공개 (KOKAI) 제9-227812호 (1997) 및 제2000-53901호에는, 높은 품질의 인쇄된 상을 얻기 위한 목적의 안료 및 콜로이드성 실리카를 함유하는 수성 잉크젯 기록 액체가 기술되어 있다. 그러나, 유기 안료는 잉크젯 인쇄 잉크 조성물에서 불량한 분산성을 나타내어, 얻은 잉크젯 인쇄 잉크가 양호한 분산 안정성 및 인쇄된 상의 충분한 내광성을 나타내지 못하였다. 또한, 착색에 기여하지 않는 다량의 콜로이드성 실리카가 잉크 조성물에 함유되어 있으므로, 안료 농도를 충분히 증가시키기 어려워서, 높은 밀도의 인쇄된 상을 얻지 못하였다.
일본 특허 출원 공개 (KOKAI) 제11-131001호 (1999)에는, 실리카 또는 바륨 술페이트 미립자가 부착된 안료를 함유하는 잉크젯 기록 액제가 기술되어 있다. 그러나, 미립자의 안료의 표면에 대한 부착력이 매우 약하기 때문에, 미립자는 잉크젯 인쇄 잉크 조성물에 분산되었을 때 안료로부터 탈착되는 경향이 있어서, 탁월한 분산 안정성 및 항폐쇄 성질(aniti-clogging property) 뿐만 아니라 인쇄된 상의 탁월한 내광성을 갖는 잉크젯 인쇄 잉크를 얻기 어려웠다.
일본 특허 제2903631호 및 제3097208호에는, 결합제를 사용하여 안료 및 수지 입자를 반응시켜 제조한 입자가 분산된 잉크젯 인쇄 잉크가 기술되어 있다. 결합제는 용액 중에서 하기 언급하는 비교 실시예에 나타낸 바와 같이 행동하기 때문에, 충분한 전단력을 유기 안료에 가할 수 없었다. 따라서, 유기 안료를 미립자의 형태로 분산시키기 어려워, 유기 안료를 수지 입자의 표면 상에 균일하게 부착하지 못하였다.
일본 특허 제3105511호에서는, 실란 기제 결합제를 통하여 염료를 실리카 입자의 표면 상에 부착시켜 제조한 입자가 기술되어 있다. 하기 언급하는 비교 실시예에 나타낸 바와 같이, 염료는 실리카 입자의 표면 상에 부착되기 때문에, 얻은 착색된 실리카 입자는 충분한 내광성을 나타내지 못하였다.
나아가, 일본 특허 출원 공개 (KOKAI) 제11-323174호 (1999) 및 제2001-11339호에는, 흑색 산화철 입자 또는 흑색 산화철 수산화물 입자; 알콕시실란 또는 폴리실록산으로부터 얻을 수 있는 유기실란 화합물을 포함하는, 흑색 산화철 입자 또는 흑색 산화철 수산화물 입자의 표면 상에 형성된 코팅층; 및 코팅층의 표면 상에 형성된 카본 블랙 코팅을 포함하는 철 기제 흑색 복합 입자가 기술되어 있다. 그러나, 이들 선행 기술에 기재된 기술 분야는 카본 블랙을 철 기제 흑색 입자 상에 고정시키는 것이고, 높은 채도를 갖는 착색제를 얻는 기술과는 다소 상이하다. 또한, 철 기제 입자는 비중이 5 내지 5.5로 높기 때문에, 철 기제 입자가 착색제로 사용되는 경우 충분한 분산 안정성을 갖는 잉크젯 인쇄 잉크를 얻는 것이어려울 수 있다.
본 발명자들의 진지한 연구 결과, 평균 입자 직경이 0.001 내지 0.15 ㎛이고, 코어 입자인 체질 안료, 코어 입자 표면의 적어도 일부 상에 형성된 접착제 코팅층, 및 접착제 코팅층의 적어도 일부 상에 형성된 유기 안료 코팅을 포함하는 착색제가 높은 착색력 및 선명한 색상을 나타낼 뿐만 아니라 미립자임에도 불구하고 탁월한 분산성 및 내광성을 나타내고, 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제로 사용하기 적합하다는 것을 발견하였다. 본 발명은 상기 발견에 기초하여 달성되었다.
본 발명의 목적은 유기 안료가 극히 미세하게 분산된 상태를 유지하면서 균일 부착 코팅의 형태로 접착제를 통하여 체질 안료의 표면 상에 부착되고, 높은 착색력 및 선명한 색상 뿐만 아니라 미립자 임에도 불구하고 탁월한 분산성 및 내광성을 나타낼 수 있는, 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 탁월한 분산 안정성 및 내광성 뿐만 아니라 잉크젯 기록 장치의 헤드 부분에서 폐쇄되지 않는 잉크젯 인쇄 잉크를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 잉크젯 인쇄 잉크를 함유하는 수성 안료 분산액을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 유기 안료가 접착제를 통하여 백색 무기 입자의 표면 상에 균일하게 부착되어 유기 안료 코팅을 형성한, 평균 입자 직경이 0.001 이상 0.01 ㎛ 미만인, 유기 및 무기 복합 입자를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 측면으로,
코어 입자인 체질 안료(extender pigment);
상기 코어 입자 표면의 적어도 일부 상에 형성된 접착제 코팅층; 및
상기 접착제 코팅층의 적어도 일부 상에 균일하게 형성된 유기 안료 코팅
을 포함하는, 평균 입자 직경이 0.001 내지 0.15 ㎛인, 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제가 제공된다
본 발명의 제2 측면으로,
코어 입자인 체질 안료;
상기 코어 입자 표면의 적어도 일부 상에 형성된 접착제 코팅층; 및
상기 체질 안료 100 중량부를 기준으로 1 내지 500 중량부의 양으로, 상기 접착제 코팅층의 적어도 일부 상에 균일하게 형성된 유기 안료 코팅
을 포함하는, 평균 입자 직경이 0.001 내지 0.15 ㎛이고, BET 비표면적 값이 15 내지 500 m2/g이고, 비중이 1.3 내지 3.5이며, 은폐력이 1,000 ㎠/g 미만인 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제가 제공된다.
본 발명의 제3 측면으로,
코어 입자인 체질 안료;
상기 코어 입자 표면의 적어도 일부 상에 형성된 접착제 코팅층;
상기 접착제 코팅층의 적어도 일부 상에 균일하게 형성된 유기 안료 코팅; 및
음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제 및 중합체성 분산화제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 물질을 포함하는, 상기 유기 안료 코팅의 적어도 일부 상에 형성된 외부 코팅층
을 포함하는, 평균 입자 직경이 0.001 내지 0.15 ㎛인 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제가 제공된다.
본 발명의 제4 측면으로,
코어 입자인 체질 안료;
알루미늄 수산화물, 알루미늄 산화물, 실리콘 수산화물 및 실리콘 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 화합물을 포함하는, 상기 코어 입자 표면의 적어도 일부 상에 형성된 코팅층;
상기 코팅층의 표면의 적어도 일부 상에 형성된 접착제 코팅층;
상기 접착제 코팅층의 적어도 일부 상에 균일하게 형성된 유기 안료 코팅
을 포함하는, 평균 입자 직경이 0.001 내지 0.15 ㎛인 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제가 제공된다.
본 발명의 제5 측면으로,
코어 입자인 체질 안료;
알루미늄 수산화물, 알루미늄 산화물, 실리콘 수산화물 및 실리콘 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 화합물을 포함하는, 상기 코어 입자 표면의 적어도 일부 상에 형성된 코팅층;
상기 코팅층의 표면의 적어도 일부 상에 형성된 접착제 코팅층;
상기 접착제 코팅층의 적어도 일부 상에 균일하게 형성된 유기 안료 코팅;및
음이온성 게면활성제, 비이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제 및 중합체성 분산화제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 물질을 포함하는, 상기 유기 안료 코팅의 적어도 일부 상에 형성된 외부 코팅층
을 포함하는, 평균 입자 직경이 0.001 내지 0.15 ㎛인 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제가 제공된다.
본 발명의 제6 측면으로,
코어 입자인 체질 안료;
상기 코어 입자 표면의 적어도 일부 상에 형성된 접착제 코팅층; 및
상기 접착제 코팅층의 적어도 일부 상에 균일하게 형성된 유기 안료 코팅
을 포함하는, 평균 입자 직경이 0.001 내지 0.15 ㎛인 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제 및 잉크 기제(base) 용액을 포함하는 잉크젯 인쇄 잉크가 제공된다.
본 발명의 제7 측면으로, 잉크 기제 용액의 중량을 기준으로 1 내지 20 중량％의 양의 상기 제2 내지 제5 측면 중 어느 하나에서 정의된 착색제, 및 잉크 기제 용액을 포함하는 잉크젯 인쇄 잉크가 제공된다.
본 발명의 제8 측면으로,
코어 입자인 체질 안료;
상기 코어 입자 표면의 적어도 일부 상에 형성된 접착제 코팅층; 및
상기 접착제 코팅층의 적어도 일부 상에 균일하게 형성된 유기 안료 코팅
을 포함하는, 평균 입자 직경이 0.001 내지 0.15 ㎛인 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제10 내지 40 중량％, 및 수성 안료 분산액용 기제 용액을 포함하는 수성 안료 분산액이 제공된다.
본 발명의 제9 측면으로,
코어 입자인 체질 안료;
상기 코어 입자 표면의 적어도 일부 상에 형성된 접착제 코팅층; 및
상기 접착제 코팅층의 적어도 일부 상에 균일하게 형성된 유기 안료 코팅
을 포함하는, 평균 입자 직경이 0.001 내지 0.15 ㎛인 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제 10 내지 40 중량％, 및 수성 안료 분산액용 기제 용액을 포함하는 수성안료 분산액, 및 분산제 및 물을 포함하는 잉크젯 인쇄 잉크가 제공된다.
본 발명의 제10 측면으로,
코어 입자인 백색 무기 입자;
상기 백색 무기 입자 표면의 적어도 일부 상에 형성된 접착제 코팅층; 및
상기 백색 무기 입자 100 중량부를 기준으로 1 내지 500 중량부의 양으로, 상기 접착제 코팅층의 적어도 일부 상에 균일하게 형성된 유기 안료 코팅
을 포함하는, 평균 입자 직경이 0.001 이상 0.01 ㎛ 이하인 유기 및 무기 복합 입자가 제공된다.
본 발명의 제11 측면으로,
코어 입자인 체질 안료;
알루미늄 수산화물, 알루미늄 산화물, 실리콘 수산화물 및 실리콘 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 화합물을 포함하는, 상기 코어 입자 표면의 적어도 일부 상에 형성된 코팅층;
상기 코팅층의 표면의 적어도 일부 상에 형성된 접착제 코팅층;
백색 무기 입자 100 중량부를 기준으로 1 내지 500 중량부의 양인, 상기 접착제 코팅층의 적어도 일부 상에 균일하게 형성된 유기 안료 코팅
을 포함하는, 평균 입자 직경이 0.001 이상 0.01 ㎛ 미만인 유기 및 무기 복합 입자가 제공된다.
도 1은 실시예 1에서 사용된 실리카 입자의 현미경 사진 (×50,000).
도 2는 실시예 1에서 사용된 유기 안료 A의 현미경 사진 (×50,000).
도 3은 실시예 1에서 사용된 착색제의 현미경 사진 (×50,000).
도 4는 실시예 1의 비교용으로 사용된 실리카 입자와 유기 안료 A의 단순 혼합물의 현미경 사진 (×50,000).
도 5는 실시예 17에서 사용된 유기 안료 B의 현미경 사진 (×50,000).
도 6은 실시예 17에서 얻은 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제의 현미경 사진 (×50,000).
도 7은 실시예 1의 대조용으로 사용된 실리카 입자와 유기 안료 B의 단순 혼합물의 현미경 사진 (×50,000).
도 8은 실시예 18에서 사용된 유기 안료 D의 현미경 사진 (×50,000).
도 9는 실시예 18에서 얻은 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제의 현미경 사진 (×50,000).
도 10은 실시예 1의 대조용으로 사용된 실리카 입자와 유기 안료 D의 단순 혼합물의 현미경 사진 (×50,000).
본 발명은 하기에 더욱 상세히 설명할 것이다.
먼저, 본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제, 및 유기 및 무기 복합 입자를 설명한다.
본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제는 평균 입자 직경이 0.001 내지 0.15 ㎛이고, 코어 입자인 체질 안료, 개별 코어 입자 표면의 적어도 일부 상에 형성된 접착제 코팅층, 및 접착제 코팅층의 적어도 일부 상에 균일하게 형성된 유기 안료 코팅을 포함한다.
본 발명에 따른 유기 및 무기 복합 입자는 평균 입자 직경이 0.001 이상 0.01 ㎛ 미만이고, 코어 입자인 백색 무기 입자, 개별 백색 무기 입자 표면의 적어도 일부 상에 형성된 접착제 코팅층, 및 접착제 코팅층의 적어도 일부 상에 형성된 유기 안료 코팅을 포함한다.
본 발명에 사용되는 체질 안료로는, 실리카 분말, 백색 탄소 입자, 규산 미분말 및 규조토 입자, 점토 입자, 칼슘 카르보네이트 입자, 침강 바륨 술페이트 입자, 알루미늄 백색 입자, 활석, 투명 티타늄 산화물 입자, 사틴 백색 입자 등을 예로 들 수 있다. 이들 체질 안료 중에서, 얻은 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제의 양호한 색상을 고려하면 실리카 입자가 바람직하다.
본 발명에 사용되는 백색 무기 입자로는, 상기 체질 안료 이외에, 티타늄 이산화물 및 아연 산화물 입자와 같은 백색 안료; 티타늄 운모 입자 및 백운모 입자와 같은 펄(pearl) 입자 등을 예로 들 수 있다. 백색 무기 입자는 필요한 성질 또는 응용에 따라서 상기 예시한 입자로부터 적합하게 선택될 수 있다.
코어 입자는 구형 입자, 과립형 입자, 다면체형 입자, 바늘형 입자, 방추형 입자, 라이스 볼(rice ball)형 입자, 플레이크형(flake-shaped) 입자, 비늘형 입자 및 플레이트형 입자와 같은 모든 적당한 형상을 갖는 것일 수 있다.
특히, 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제의 경우에는, 코어 입자는 바람직하게는 구형, 과립형 또는 다면체형이다. 얻은 잉크젯 인쇄 잉크의 양호한 분산 안정성을 고려하면, 1.0 이상 2.0 미만의 구형도(sphericity) (평균 입자 직경(평균 최대 직경)/평균 최소 직경; 이하, 단순히 "구형도"로 지칭함)를 갖는 구형 또는 과립형 입자가 바람직하다.
코어 입자는 평균 입자 직경이 바람직하게는 0.0009 내지 0.14 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.002 내지 0.11 ㎛, 더더욱 바람직하게는 0.004 내지 0.09 ㎛ 이다.
코어 입자의 평균 입자 직경이 0.14 ㎛ 보다 큰 경우는, 얻은 착색제가 거칠어져서 투명성 및 분산성이 훼손될 수 있다. 코어 입자의 평균 입자 직경이 0.0009 ㎛ 미만인 경우는, 이러한 입자는 미립자로 인하여 응집되는 경향이 있을수 있다. 그 결과, 코어 입자의 표면 상에 균일한 접착제 코팅층을 형성하고, 코팅층의 표면 상에 유기 안료가 균일하게 부착되는 것이 어려울 수 있다.
코어 입자는 BET 비표면적 값이 바람직하게는 15 m2/g 이상이다. BET 비표면적 값이 15 m2/g 미만인 경우는, 코어 입자는 거칠어질 수 있고, 얻은 착색제 또한 거칠어지고, 따라서 투명성 및 분산성이 훼손되는 경향이 있을 수 있다. 얻은 착색제의 양호한 투명성 및 분산성을 고려하면, 코어 입자의 BET 비표면적 값은 더욱 바람직하게는 20 m2/g 이상, 더더욱 바람직하게는 25 m2/g 이상이다. 코어 입자의 표면 상의 균일한 접착제 코팅층, 또는 접착제 코팅층의 표면 상의 균일한 유기 안료 코팅의 형성을 고려하면, 코어 입자의 BET 비표면적 값의 상한은 바람직하게는 500 m2/g, 더욱 바람직하게는 450 m2/g, 더더욱 바람직하게는 400 m2/g이다.
본 발명에 사용되는 코어 입자는 비중이 바람직하게는 1.3 내지 4.2, 더욱 바람직하게는 1.4 내지 3.8, 더더욱 바람직하게는 1.5 내지 3.4이다. 코어 입자의 비중이 4.2 보다 큰 경우는, 얻은 착색제의 비중이 또한 너무 커질 수 있다.
코어 입자의 색상에 대해서, C*값은 바람직하게는 12.0 이하, 더욱 바람직하게는 10.0 이하, 더더욱 바람직하게는 8.00 이하이다. 코어 입자의 C*값이 12.0 보다 큰 경우는 코어 입자의 매우 강한 색상으로 인하여 선명한 색상을 나타내는 목적한 착색제를 얻는 것이 어려울 수 있다.
본 발명에 사용되는 코어 입자는 은폐력이 바람직하게는 1,000 ㎠/g 이하, 더욱 바람직하게는 750 ㎠/g 이하, 더더욱 바람직하게는 500 ㎠/g 이하이다. 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제의 경우에는, 이의 코어 입자는 은폐력이 바람직하게는 400 ㎠/g 이하, 더욱 바람직하게는 300 ㎠/g 이하, 더더욱 바람직하게는 200 ㎠/g 이하, 보다 더욱 바람직하게는 100 ㎠/g 이하이다. 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제의 코어 입자의 은폐력이 400 ㎠/g 보다 큰 경우는 얻은 착색제는 투명성이 훼손되는 경향이 있다.
본 발명에서 사용되는 접착제는 유기 안료가 이를 통해 코어 입자의 표면 상에 부착될 수 있는 모든 종류의 것일 수 있다. 바람직한 접착제의 예로는 알콕시실란, 플루오로알킬실란 및 폴리실록산과 같은 유기실리콘 화합물; 실란 기제 결합제, 티타네이트 기제 결합제, 알루미네이트 기제 결합제 및 지르코네이트 기제 결합제와 같은 다양한 결합제; 올리고머 화합물; 중합체 화합물 등을 들 수 있다. 이들 접착제는 단독으로 또는 임의의 2 이상의 혼합물의 형태로 사용될 수 있다. 유기 안료의 접착제를 통한 코어 입자의 표면 상에의 부착력을 고려하면 더욱 바람직한 접착제는 알콕시실란, 플루오로알킬실란 및 폴리실록산과 같은 유기실리콘 화합물, 및 실란 기제 결합제, 티타네이트 기제 결합제, 알루미네이트 기제 결합제 및 지르코네이트 기제 결합제와 같은 다양한 결합제이다.
특히, 실리카 미립자가 코어 입자로 사용되는 경우에는 접착제로 유기실리콘 화합물 또는 실란 기제 결합제를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 유기실리콘 화합물은 (1) 알콕시실란 화합물로부터 얻는 유기실란 화합물; (2) 폴리실록산, 또는 (2-A) 폴리에테르, 폴리에스테르 및 에폭시 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 화합물로 개질된 폴리실록산 (이하, 단순히 "개질된 폴리실록산"으로 지칭함), 및 (2-B) 카르복실산기, 알콜기 및 히드록실기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 화합물로 분자 말단이 개질된 폴리실록산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 개질된 폴리실록산; 및 (3) 플루오로알킬실란 화합물로부터 얻는 플루오로알킬 유기실란 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 유기실리콘 화합물이다.
유기실란 화합물 (1)은 하기 화학식 1의 알콕시실란 화합물로부터 제조될 수 있다.
R1 aSiX4-a
상기 식에서, R1은 C6H5-, (CH3)2CHCH2- 또는 n-CbH2b+1- (여기서, b는 1 내지 18의 정수임)이고, X는 CH3O- 또는 C2H5O-이고, a는 0 내지 3의 정수이다.
알콕시실란 화합물의 구체적 예로는 메틸트리에톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 디페닐디에톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 이소부틸트리메톡시실란, 데실트리메톡시실란 등을 들 수 있다. 이들 알콕시실란 화합물 중에서, 유기 안료의 탈착 백분율 및 부착 효과를 고려하면 메틸트리에톡시실란, 메틸트리메톡시실란,디메틸디메톡시실란 및 이소부틸트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란이 바람직하고, 메틸트리에톡실실란 및 메틸트리메톡시실란이 더욱 바람직하다.
폴리실록산 (2)로는, 하기 화학식 2의 화합물이 사용될 수 있다.
상기 식에서, R2는 H- 또는 -CH3-이고, d는 15 내지 450의 정수이다.
개질된 폴리실란산 (2-A)로서, 하기 (a1), (a2), (a3) 또는 이의 혼합물이 사용될 수 있다.
(a1) 하기 화학식 3의 폴리에테르로 개질된 폴리실록산;
{상기 식에서, R3는 -(-CH2-)h-이고, R4는 -(CH2-)i-CH3이고, R5는 -OH, -COOH, -CH=CH2, -CH(CH3)=CH2또는 -(-CH2-)j-CH3이고, R6는 -(-CH2-)k-CH3이고, g 및 h는 1 내지 15의 정수이고, i, j 및 k는 0 내지 15의 정수이고, e는 1 내지 50의 정수이며, f는 1 내지 300의 정수임}
(a2) 하기 화학식 4의 폴리에스테르로 개질된 폴리실록산;
{상기 식에서, R7, R8및 R9는 -(-CH2-)q-이고, 동일하거나 상이할 수 있으며, R10은 -OH, -COOH, -CH=CH2, -CH(CH3)=CH2또는 -(-CH2-)r-CH3이고, R11은 -(-CH2-)s-CH3이고, n 및 q는 1 내지 15의 정수이고, r 및 s는 0 내지 15의 정수이고, e'은 1 내지 50의 정수이며, f'은 1 내지 300의 정수임}
(a3) 하기 화학식 5의 에폭시로 개질된 폴리실록산.
{상기 식에서, R12는 -(-CH2-)v-이고, v는 1 내지 15의 정수이고, t는 1 내지 50의 정수이며, u는 1 내지 300의 정수임}
말단 개질된 폴리실록산 (2-B)로서, 하기 화학식 6의 것을 사용할 수 있다.
상기 식에서, R13및 R14는 -OH, R16OH 또는 R17COOH이고, 동일하거나 상이할 수 있으며, R15는 -CH3또는 C6H5이고, R16및 R17은 -(-CH2-)y-이고, 여기서 y는 1 내지 15의 정수이고, w는 1 내지 200의 정수이며, x는 0 내지 100의 정수이다.
유기 안료의 탈착 백분율 및 부착 효과를 고려하면, 메틸 히드로겐 실록산 단위를 갖는 폴리실록산, 폴리에테르로 개질된 폴리실록산 및 카르복실산기로 말단이 개질된 폴리실록산이 바람직하다.
플루오로알킬 유기실란 화합물 (3)은 하기 화학식 7의 플루오로알킬실란 화합물로부터 제조될 수 있다.
상기 식에서, R18은 CH3-, C2H5-, CH3O- 또는 C2H5O-이고, X는 CH3O- 또는 C2H5O-이고, Z는 0 내지 15의 정수이며, a'은 0 내지 3의 정수이다.
플루오로알킬실란 화합물의 구체적 예로는 트리플루오로프로필 트리메톡시실란, 트리데카플루오로옥틸 트리메톡시실란, 헵타데카플루오로데실 트리메톡시실란,헵타데카플루오로데실메틸 디메톡시실란, 트리플루오로프로필 에톡시실란, 트리데카플루오로옥틸 트리에톡시실란, 헵타데카플루오로데실 트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 이들 플루오로알킬실란 화합물 중에서, 유기 안료의 탈착 백분율 및 부착 효과로 볼 때에 트리플루오로프로필 트리메톡시실란, 트리데카플루오로옥틸 트리메톡시실란 및 헵타데카플루오로데실 트리메톡시실란이 바람직하고, 트리플루오로프로필 트리메톡시실란 및 트리데카플루오로옥틸 트리메톡시실란이 더욱 바람직하다.
실란 기제 결합제로는 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, N-β(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, γ-클로로프로필트리메톡시실란 등을 예로 들 수 있다.
티타네이트 기제 결합제로는 이소프로필트리스테아로일 티타네이트, 이소프로필트리스(디옥틸피로포스페이트)티타네이트, 이소프로필트리(N-아미노에틸-아미노에틸)티타네이트, 테트라옥틸비스(디트리데실포스페이트)티타네이트, 테트라(2,2-디아릴옥시메틸-1-부틸)비스(디트리데실)포스페이트 티타네이트, 비스(디옥틸피로포스페이트)옥시아세테이트 티타네이트, 비스(디옥틸피로포스페이트)에틸렌 티타네이트 등을 예로 들 수 있다.
알루미늄 기제 결합제로는 아세토알콕시알루미늄 디이소프로필레이트, 알루미늄디이소프로폭시모노에틸아세토아세테이트, 알루미늄트리스에틸아세토아세테이트, 알루미늄트리스아세틸아세토네이트 등을 예로 들 수 있다.
지르코네이트 기제 결합제로는, 지르코늄테트라키스아세틸아세토네이트, 지르코늄디부톡시비스아세틸아세토네이트, 지르코늄테트라키스에틸아세토아세테이트, 지르코늄트리부톡시모노에틸아세토아세테이트, 지르코늄트리부톡시아세틸아세토네이트 등을 예로 들 수 있다.
300 이상 10,000 미만의 분자량을 갖는 올리고머 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 약 10,000 내지 약 100,000의 분자량을 갖는 중합체 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 코어 입자 상의 균일한 코팅층의 형성을 고려하면, 올리고머 또는 중합체 화합물은 바람직하게는 액상이거나, 물 또는 다양한 용매에 가용성이다.
접착제 코팅층의 양은 접착제 코팅된 코어 입자의 중량을 기준으로 바람직하게는 0.01 내지 15.0 중량％, 더욱 바람직하게는 0.02 내지 12.5 중량％, 더더욱 바람직하게는 0.03 내지 10.0 중량％ (C로 계산함)이다.
접착제 코팅층의 양이 0.01 중량％ 미만인 경우는, 100 중량부의 코어 입자 상에 1 중량부 이상의 유기 안료가 부착되기 어려울 수 있다. 접착제 코팅층의 양이 15.0 중량％ 보다 큰 경우는 100 중량부의 코어 입자 상에 1 내지 500 중량부의 유기 안료가 부착될 수 있기 때문에, 15.0 중량％ 초과량의 접착제 코팅층을 형성하는 것은 불필요하다.
본 발명에서 사용되는 유기 안료로는 유기 적색 기제 안료, 유기 청색 기제 안료, 유기 주황색 기제 안료, 유기 갈색 기제 안료 및 유기 보라색 기제 안료와 같은 페인트 및 수지 조성물용 착색제로 통상적으로 사용되는 다양한 유기 안료를 예로 들 수 있다.
유기 적색 기제 안료의 예로는 퀴나크리돈 레드와 같은 퀴나크리돈 안료, 퍼머넌트 카민 및 퍼머넌트 레드와 같은 아조 기제 안료, 응축 아조 레드와 같은 응축 아조 안료, 페릴렌 레드와 같은 페릴린 안료 등을 들 수 있다. 유기 청색 기제 안료의 예로는 메탈 프리 프탈로시아닌 블루, 프탈로시아닌 블루 및 패스트 스카이 블루, 알칼리 블루와 같은 프탈로시아닌 기제 안료 등을 들 수 있다. 유기 황색 기제 안료의 예로는 한자 옐로우와 같은 모노아조 기제 안료, 벤지딘 엘로우 및 퍼머넌트 옐로우와 같은 디스아조 기제 안료, 응축 아조 옐로우와 같은 응축 아조 안료 등을 수 있다. 유기 녹색 기제 안료의 예로는 프탈로시아닌 그린과 같은 프탈로시아닌 기제 안료 등을 들 수 있다. 유기 주황색 기제 안료의 예로는 퍼머넌트 오렌지, 리톨 패스트 오렌지 및 불칸 패스트 오렌지와 같은 아조 기제 안료 등을 들 수 있다. 유기 갈색 기제 안료의 예로는 퍼머넌트 브라운 및 파라 브라운과 같은 아조 기제 안료 등을 들 수 있다. 유기 보라색 기제 안료의 예로는 패스트 바이올렛과 같은 아조 기제 안료 등을 들 수 있다.
한편, 이들 유기 안료는 요구되는 색상에 따라서 임의의 이들의 2 이상의 혼합물의 형태로 사용될 수 있거나, 또는 동일한 칼라형의 2 이상의 유기 안료가 요구되는 색상 및 성질에 따라서 조합하여 사용될 수 있다.
부착된 유기 안료의 양은 코어 입자 100 중량부를 기준으로 바람직하게는 1 내지 500 중량부, 더욱 바람직하게는 30 내지 400 중량부, 더더욱 바람직하게는 50 내지 300 중량부이다.
부착된 유기 안료의 양이 1 중량부 미만인 경우는 코어 입자 상에 코팅된 유기 안료의 양이 매우 작아서, 본 발명에 따른 선명한 색상을 갖는 목적한 착색제를 얻는 것이 어려울 수 있다. 부착된 유기 안료의 양이 500 중량부 보다 큰 경우는 부착된 유기 안료의 양이 매우 많아서 코어 입자로부터 유기 안료가 탈착되는 경향이 있다. 그 결과, 착색제는 잉크젯 인쇄 잉크 또는 비히클에서의 분산성이 훼손될 수 있다.
본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제 및 유기 및 무기 복합 입자의 입자형 및 입자 크기는 코어 입자의 입자형 및 입자 크기에 크게 의존할 수 있다. 착색제 및 유기 및 무기 복합 입자는 코어 입자와 유사한 입자 배열, 즉 코어 입자 보다 약간 더 큰 입자 크기를 가질 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제는 평균 입자 직경이 통상적으로 0.001 내지 0.15 ㎛, 바람직하게는 0.003 내지 0.12 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.005 내지 0.10 ㎛이다.
본 발명에 따른 유기 및 무기 복합 입자는 평균 입자 직경이 바람직하게는 0.001 이상 0.01 ㎛ 이하이다.
본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제의 평균 입자 직경이 0.15 ㎛ 보다 큰 경우는 너무 큰 입자 크기로 인하여 얻은 잉크젯 인쇄 잉크가 잉크젯 기록 장치의 헤드 부분에 폐쇄되는 것을 예방하는 것이 어려울 수 있다. 착색제의 평균 입자 직경이 0.001 ㎛ 미만인 경우는 미립자로 인하여 착색제는 함께 응집되는 경향이 있고, 이에 의해 잉크젯 인쇄 잉크에서 착색제가 분산되는 것이 어려울 수 있다.
본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제 및 유기 및 무기 복합 입자는 BET 비표면적 값이 15 내지 500 m2/g, 더욱 바람직하게는 20 내지 450 m2/g, 더더욱 바람직하게는 25 내지 400 m2/g이다. BET 비표면적 값이 15 m2/g 미만인 경우는 얻은 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제, 및 유기 및 무기 복합 입자는 거칠어질 수 있다. 나아가, 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제는 투명성이 훼손되는 경향이 있다. BET 비표면적 값이 500 m2/g 보다 큰 경우는 얻은 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제 및 유기 및 무기 복합 입자는 미립자로 인하여 응집되어 잉크젯 인쇄 잉크 또는 비히클에서의 분산성이 훼손되는 경향이 있을 수 있다.
본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제의 색상에 대하여, C*값은 바람직하게는 20 이상, 더욱 바람직하게는 21 이상, 더더욱 바람직하게는 22 이상이다. 특히, 유기 적색 기제 안료 또는 유기 황색 기제 안료를 유기 안료로 사용하는 경우에는 C*값은 바람직하게는 40 이상, 더욱 바람직하게는 45 이상, 더더욱 바람직하게는 50 이상이다. C*값이 20 미만인 경우는 얻은 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제는 선명한 색상을 나타내지 못할 수 있다.
본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제는 비중이 바람직하게는 1.3 내지 3.5, 더욱 바람직하게는 1.4 내지 3.0, 더더욱 바람직하게는 1.5 내지 2.5, 보다 더욱 바람직하게는 1.6 내지 2.2이다. 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제의 비중이3.5 보다 큰 경우는 얻은 잉크젯 인쇄 잉크는 분산 안정성이 훼손되는 경향이 있다.
본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제는 은폐력이 바람직하게는 1,000 ㎠/g 미만, 더욱 바람직하게는 900 ㎠/g 이하, 더더욱 바람직하게는 800 ㎠/g 이하이다. 은폐력이 1,000 ㎠/g 이상인 경우는 잉크젯 인쇄용 착색제는 투명성이 훼손되는 경향이 있다.
본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제 및 유기 및 무기 복합 입자의 착색력은 하기 언급하는 평가 방법에 의해 측정하였을 때 바람직하게는 110％ 이상, 더욱 바람직하게는 115％ 이상, 더더욱 바람직하게는 120％ 이상이다.
본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제 및 유기 및 무기 복합 입자로부터의 유기 안료의 탈착도는 시각적으로 관찰하고 하기 언급하는 방법에 의해 평가하였을 때 바람직하게는 5급 또는 4급, 더욱 바람직하게는 5급이다. 유기 안료의 탈착도가 1급, 2급 또는 3급인 경우, 잉크젯 인쇄 잉크 또는 비히클에서의 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제 및 유기 및 무기 복합 입자의 균일한 분산은 탈착된 유기 안료에 의해 억제되는 경향이 있다.
본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크, 및 유기 및 무기 복합 입자의 내광성에 대하여, ΔE*값은 하기 언급하는 평가 방법에 의해 측정하였을 때 바람직하게는 3.0 이하, 더욱 바람직하게는 2.5 이하, 더더욱 바람직하게는 2.0 이하이다. ΔE*값이 3.0 보다 큰 경우, 이러한 착색제를 사용한 잉크젯 인쇄 잉크로 인쇄된 상 뿐만 아니라 착색제를 사용한 페인트 및 수지 조성물이 충분한 내광성을 나타내지 못할 수 있다.
본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제의 표면의 적어도 일부가 필요한 경우 계면활성제 및(또는) 중합체성 분산화제로 더 코팅될 수 있다. 계면활성제 및(또는) 중합체성 분산화제로 코팅된 착색제는 코팅되지 않은 착색제와 비교하여 잉크젯 인쇄 잉크에서의 분산성 뿐만 아니라 분산 안정성이 개선될 수 있다.
계면활성제의 예로는 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 및 양이온성 계면활성제를 들 수 있다. 잉크젯 인쇄 잉크에서의 분산성 및 분산 안정성을 개선하는 효과를 고려할 경우, 이들 계면활성제 중에서 음이온성 계면활성제 및 비이온성 계면활성제가 바람직하다.
바람직한 음이온성 계면활성제의 구체적 예로는 지방산 염, 황산 에스테르, 술폰산염, 인산 에스테르 등을 들 수 있다. 이들 음이온성 계면활성제 중에서, 황산 에스테르 및 술폰산염이 더욱 바람직하다.
바람직한 비이온성 계면활성제의 구체적 예로는 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 및 폴리옥시에틸렌 아릴 에테르와 같은 폴리에틸렌 글리콜형 비이온성 계면활성제; 소르비탄 지방산 에스테르와 같은 폴리히드릭 알콜형 비이온성 계면활성제 등을 들 수 있다. 이들 비이온성 계면활성제 중에서, 폴리에틸렌 글리콜형 비이온성 계면활성제가 더욱 바람직하다.
바람직한 양이온성 계면활성제의 구체적 예로는 아민염형 양이온성 계면활성제, 4급 암모늄염형 양이온성 계면활성제 등을 들 수 있다. 이들 양이온성 계면활성제 중에서, 4급 암모늄염형 양이온성 계면활성제가 더욱 바람직하다.
중합체성 분산화제로는, 스티렌-아크릴산 공중합체, 스티렌-말레산 공중합체, 폴리아크릴산 유도체 등과 같은 알칼리 가용성 수지가 사용될 수 있다.
계면활성제 및(또는) 중합체성 분산화제의 코팅량은 계면활성제 및(또는) 중합체성 분산화제로 코팅된 착색제의 중량을 기준으로 바람직하게는 0.1 내지 10.0 중량％, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 7.5 중량％, 더더욱 바람직하게는 0.3 내지 5.0 중량％ (C로 계산함)이다.
계면활성제 및(또는) 중합체성 분산화제의 코팅량이 0.1 중량％ 미만인 경우, 잉크젯 인쇄 잉크에서의 분산성 및 분산 안정성을 개선하는 것이 어려울 수 있다. 계면활성제 및(또는) 중합체성 분산화제의 코팅량이 10 중량％ 보다 큰 경우, 잉크젯 인쇄 잉크에서의 분산성 및 분산 안정성의 개선 효과는 이미 포화되어 있다. 따라서, 이처럼 다량의 계면활성제 및(또는) 중합체성 분산화제로 착색제를 코팅하는 것은 불필요하고 의미없는 것이다.
본 발명에 따른 계면활성제 및(또는) 중합체성 분산화제로 코팅된 착색제는 본 발명에 따른 계면활성제 및(또는) 중합체성 분산화제로 코팅되지 않은 착색제와 입자 크기, BET 비표면적 값, 비중, 색상, 은폐력, 착색력, 내광성 및 유기 안료의 탈착도가 실질적으로 동일하다.
본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제, 및 유기 및 무기 복합 입자에서, 필요한 경우 코어 입자의 표면은 알루미늄 수산화물, 알루미늄 산화물, 실리콘 수산화물 및 실리콘 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 화합물로미리 코팅될 수 있다. 알루미늄 수산화물, 알루미늄 산화물, 실리콘 수산화물 및 실리콘 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 화합물을 포함하는 이러한 코팅 (이하, 단순히 "중간 코팅"으로 지칭함)을 갖는 코어 입자를 사용한 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제, 유기 및 무기 복합 입자는 중간 코팅이 없는 코어 입자를 사용한 것과 비교하여 코어 입자 표면으로부터 탈착되는 유기 안료의 양을 더욱 효과적으로 감소시킬 수 있다.
중간 코팅의 양은 중간 코팅으로 코팅된 코어 입자의 중량을 기준으로 바람직하게는 0.01 내지 20 중량％ (Al, SiO2, 또는 Al 및 SiO2의 합으로 계산함)이다.
중간 코팅의 양이 0.01 중량％ 미만인 경우, 탈착되는 유기 안료의 양이 감소되는 효과를 얻는 것이 어려울 수 있다. 중간 코팅의 양이 0.01 내지 20 중량％의 범위인 경우 동안은 탈착되는 유기 안료의 양이 감소되는 효과를 충분히 얻을 수 있다. 따라서, 20 중량％ 보다 많은 양의 중간 코팅을 형성하는 것은 불필요하다.
본 발명에 따른 중간 코팅을 갖는 코어 입자를 사용하여 제조된 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제는 본 발명에 따른 중간 코팅이 없는 코어 입자를 사용한 착색제와 입자 크기, BET 비표면적 값, 비중, 색상, 은폐력, 착색력 및 내광성이 실질적으로 동일하다. 착색제로부터의 유기 안료의 탈착도는 착색제가 코어 입자 상에 중간 코팅을 형성하는 것에 의해 개선될 수 있으며, 이는 바람직하게는 5급의 유기 안료 탈착도를 나타낼 수 있도록 하는 것이다.
본 발명에 따른 중간 코팅을 갖는 코어 입자를 사용하여 제조된 유기 및 무기 복합 입자는 본 발명에 따른 중간 코팅이 없는 코어 입자를 사용한 유기 및 무기 복합 입자와 입자 크기, BET 비표면적 값, 색상, 착색력 및 내광성이 실질적으로 동일하다. 유기 및 무기 복합 입자로부터의 유기 안료의 탈착도는 코어 입자 상에 중간 코팅을 형성하는 것에 의해 개선될 수 있으며, 이는 유기 및 무기 복합 입자가 바람직하게는 5급의 유기 안료 탈착도를 나타낼 수 있도록 하는 것이다.
다음으로, 본 발명의 착색제를 함유하는 잉크젯 인쇄 잉크를 설명한다.
본 발명의 잉크젯 인쇄 잉크는 본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제, 분산제 및 물을 포함하고, 필요한 경우 수용성 수지, 침투제, 습윤제, 수용성 용매, pH 조절제, 보존제 등을 더 함유할 수 있다.
잉크젯 인쇄 잉크에 포함되는 착색제의 양은 통상적으로 잉크 기제 용액의 중량을 기준으로 1 내지 20 중량％이다.
잉크젯 인쇄 잉크에 포함되는 분산제의 양은 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제의 중량을 기준으로 바람직하게는 5 내지 200 중량％, 더욱 바람직하게는 7.5 내지 150 중량％, 더더욱 바람직하게는 10 내지 100 중량％이다.
분산제로는, 이들은 착색제의 표면 코팅용으로 사용되는 것과 동일한 계면활성제 및(또는) 중합체성 분산화제가 사용될 수 있다. 잉크젯 인쇄 인크에서의 착색제의 양호한 분산성 및 얻은 잉크의 양호한 분산 안전성을 고려하여, 계면활성제로는 음이온성 계면활성제 및 비이온성 계면활성제가 바람직하고, 중합체성 분산화제로는 스티렌-아크릴산 공중합체와 같은 수용성 수지가 바람직하다.
잉크젯 인쇄 잉크용 용매로는 필요한 경우 수용성 유기 용매와 함께 물이 사용될 수 있다. 잉크젯 인쇄 잉크에 함유되는 수용성 유기 용매의 양은 잉크 기제 용액의 중량을 기준으로 바람직하게는 1 내지 50 중량％, 더욱 바람직하게는 1 내지 40 중량％, 더더욱 바람직하게는 1 내지 30 중량％이다.
수용성 유기 용매의 예로는 메탄올, 에탄올, n-프로판올 및 이소프로판과 같은 모노히드릭 알콜; 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 및 디프로필렌 글리콜과 같은 디히드릭 알콜; 글리세롤과 같은 트리히드록 알콜; 폴리에틸렌 글리콜과 같은 폴리알킬렌 글리콜; 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 및 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르와 같은 폴리히드릭 알콜의 저급 알킬 에스테르 등을 들 수 있다. 이들 수용성 유기 용매는 단독으로 또는 이들의 임의의 2 이상의 혼합물로 사용될 수 있다. 상기 수용성 유기 용매 중에서, 디히드릭 알콜이 바람직하다.
본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크에 분산된 착색제는 평균 분산 입자 직경 (D50)이 바람직하게는 0.2 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.15 ㎛ 이하, 더더욱 바람직하게는 0.1 ㎛ 이하이다. 잉크에 함유된 착색제의 분산 입자 직경 (D50)이 0.2 ㎛ 보다 큰 경우, 잉크젯 기록 장치의 헤드 부분이 상기 착색제로 폐쇄되는 경향이 있고, 잉크젯 인쇄 잉크의 착색제의 분산성이 나빠지는 경향이 있다.
본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크의 분산 안정성은 시각적으로 관찰하고, 하기 언급하는 방법에 의해 평가하는 경우 바람직하게는 4급 또는 5급, 더욱 바람직하게는 5급이다. 분산 입자 직경 (D50)의 변화 백분율은 바람직하게는 10％ 이하, 더욱 바람직하게는 8％ 이하이다.
본 발명의 잉크젯 인쇄 잉크를 사용하여 형성된 인쇄된 상의 색상에 대하여, 이의 C*값은 바람직하게는 20 이상, 더욱 바람직하게는 22 이상, 더더욱 바람직하게는 24 이상이다. 특히, 잉크젯 인쇄 잉크가 유기 안료로 유기 적색 기재 안료 또는 유기 황색 기제 안료를 사용하는 착색제와 같은 것을 함유하는 경우, 이의 인쇄된 상의 C*값은 바람직하게는 40 이상, 더욱 바람직하게는 45 이상, 더더욱 바람직하게는 50 이상이다. C*값이 20 미만인 경우, 얻어진 인쇄된 상은 선명한 색상을 나타내지 못할 수 있다.
본 발명의 잉크젯 인쇄 잉크를 사용하여 얻은 인쇄된 상의 내광성에 대하여, 이의 ΔE*값은 바람직하게는 3.0 이하, 더욱 바람직하게는 2.5 이하, 더더욱 바람직하게는 2.0 이하이다.
본 발명의 잉크젯 인쇄 잉크는 시각적으로 관찰하고, 하기 언급하는 방법에 의해 평가하였을 때 바람직하게는 4급 또는 5급, 더욱 바람직하게는 5급의 헤드 부분에서의 항폐쇄 성질(anti-clogging property)을 갖는다.
다음으로, 잉크젯 인쇄 잉크의 제조에 사용되는, 본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제를 함유하는 수성 안료 분산액을 설명한다.
본 발명의 수성 안료 분산액은 본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제를통상적으로 10 내지 40 중량％, 바람직하게는 15 내지 35 중량％의 양으로 함유한다.
본 발명의 수성 안료 분산액은 상기 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제, 분산제 및 물을 포함하고, 필요한 경우 수용성 수지, 수용성 용매 등을 더 함유할 수 있다.
수성 안료 분산액용 분산제로는 상기 잉크젯 인쇄 잉크에 사용된 것과 동일한 분산제가 사용될 수 있다.
본 발명의 수성 안료 분산액에 함유된 착색제의 분산 입자 직경 (D50)은 바람직하게는 0.15 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.12 ㎛ 이하, 더더욱 바람직하ㅔ는 0.09 ㎛ 이하이다.
본 발명의 수성 안료 분산액의 분산 안전성은 시각적으로 관찰하고, 하기 언급하는 방법에 의해 평가하였을 때, 바람직하게는 4급 또는 5급, 더욱 바람직하게는 5급이다. 분산 입자 직경 (D50)의 변화 백분율은 바람직하게는 12％ 이하, 더욱 바람직하게는 10％ 이하이다.
본 발명의 수성 안료 분산액을 사용하여 얻은 잉크젯 인쇄 잉크는 잉크에 함유된 착색제의 분산 입자 직경 (D50)이 바람직하게는 0.15 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.12 ㎛ 이하, 더더욱 바람직하게는0.09 ㎛ 이하인 것과 같이 더욱 탁월한 분산 상태를 나타낼 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제 및 유기 및 무기 복합 입자의 제조 방법을 설명한다.
본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제 및 유기 및 무기 복합 입자는 코어 입자를 접착제와 혼합하여 개별 코어 입자 표면의 적어도 일부 상에 접착제 코팅층을 형성하는 단계; 및 접착제로 코팅된 코어 입자를 유기 안료와 혼합하여 접착제 코팅층의 적어도 일부 상에 유기 안료 코팅을 형성하는 단계에 의해 제조될 수 있다.
코어 입자의 표면 상에 접착제 코팅층을 형성하는 단계는 코어 입자를 접착제와 기계적으로 혼합하고 교반하거나, 또는 접착제를 코어 입자에 분무하면서 코어 입자와 접착제를 기계적으로 혼합하고 교반하는 것에 의해 수행될 수 있다. 첨가되는 접착제의 실질적 총량은 코어 입자의 표면을 코팅하기 위해 사용될 수 있다.
한편, 알콕시실란 또는 플루오로알킬실란이 접착제로 사용되는 경우, 알콕시실란 또는 플루오로알킬실란의 일부는 코팅 단계를 통해 알콕시실란으로부터 제조된 유기실란 화합물 또는 플루오로알킬실란으로부터 제조된 플루오로알킬 유기실란 화합물의 형태로 코팅될 수 있다. 상기와 같은 경우라도, 접착제 코팅층 상의 유기 안료의 후속적 부착에는 나쁜 영향이 없다.
접착제를 코어 입자의 표면에 균일하기 코팅하기 위하여는, 응집된 코어 입자를 분쇄기를 사용하여 미리 탈응집시키는 것이 바람직하다.
코어 입자의 접착제와 혼합 및 교반, 유기 안료의 혼합제 코팅된 코어 입자와의 혼합 및 교반, 접착제의 접착제를 통해 유기 안료 코팅으로 코팅된 코어 입자와의 혼합 및 교반, 및 유기 안료 및 착색된 부착층을 갖는 코어 입자 및 그 위에형성된 접착제 코팅층의 혼합 및 교반은 바람직하게는 분말 혼합물에 전단력을 가할 수 있는 장치, 구체적으로는 전단 작용, 스파툴라 스트로킹(spatula stroking) 및 압축을 동시에 이룰 수 있는 장치와 같은 것을 사용하여 수행한다. 이러한 장치의 예로는 휠(wheel)형 혼련기, 볼(ball)형 혼련기, 블레이드(blade)형 혼련기, 롤(roll)형 혼련기 등을 들 수 있다. 이들 장치 중에서, 휠형 혼련기가 본 발명을 효과적으로 실시하기에 바람직하다.
휠형 혼련기의 구체적인 예로는 에지 러너(edge runners) (혼합 분쇄기(mix muller), 심프슨 밀(Simpson mill) 및 샌드 밀(sand mill)과 의미 유사), 멀티밀(multimill), 스토츠 밀(Stotz mill), 웨트 팬 밀(Wet pan mill), 코너 밀(corner mill), 링 뮬러(ring muller) 등을 들 수 있다. 이들 혼련기 중에서, 바람직한 것은 에지 러너, 멀티밀, 스토츠 밀, 웨트 팬 밀 및 링 분쇄기이고, 더욱 바람직한 것은 에지 러너이다. 볼형 혼련기의 구체적인 예로는 진동 밀(vibration mill) 등을 들 수 있다. 블레이드형 혼련기의 구체적인 예로는 헨셀 혼합기(Henschel mixer), 행성(planetary) 혼합기, 나우터(Nauter) 혼합기 등을 들 수 있다. 롤형 혼련기의 구체적인 예로는 압출기 등을 들 수 있다.
혼합 및 교반 처리 조건은 입자의 표면을 접착제로 균일하게 코팅하도록 선택될 수 있다. 구체적으로, 혼합 및 교반 조건은 선하중 (linear load)이 통상적으로 19.6 내지 1,960 N/cm (2 내지 200 Kg/cm), 바람직하게는 98 내지 1,470 N/cm (10 내지 150 Kg/cm), 더욱 바람직하게는 147 내지 980 N/cm (15 내지 100 Kg/cm)이고, 처리 시간이 통상적으로 5분 내지 24시간, 바람직하게는 10분 내지 20시간이고, 교반 속도가 통상적으로 2 내지 2,000 rpm이고, 바람직하게는 5 내지 1,000 rpm이고, 더욱 바람직하게는 10 내지 800 rpm 이도록 적합하게 조절할 수 있다.
첨가되는 접착제의 양은 코어 입자 100 중량부를 기준으로 바람직하게는 0.15 내지 45 중량부이다. 접착제가 0.15 내지 45 중량부의 양으로 첨가되는 경우, 1 내지 500 중량부의 유기 안료가 100 중량부의 코어 입자에 부착될 수 있다.
코어 입자의 표면이 접착제로 코팅된 후, 유기 안료가 첨가되고, 코팅된 코어와 혼합하고 교반하여 유기 안료를 접착제 코팅층에 부착시킨다. 얻은 입자는 필요한 경우 추가로 건조 또는 가열 처리할 수 있다.
첨가법으로는, 연속 첨가법 및 분할 첨가법을 예로 들 수 있다. 유기 안료를 연속적으로 첨가하는 경우, 유기 안료는 서서히 소량씩, 특히 5분 내지 24시간 동안 바람직하게는 5분 내지 20시간 동안 첨가될 수 있다. 유기 안료를 분할하여 첨가하는 경우, 코어 입자 100 중량부를 기준으로 5 내지 25 중량부의 유기 안료의 첨가 단계, 및 하기 조건하의 혼합 및 교반 단계는 첨가되는 유기 안료의 양이 미리 결정한 양에 이를 때까지 반복될 수 있다.
혼합 및 교반 조건은 접착제 코팅층 상에 균일한 유기 안료 코팅을 형성하도록 적합하게 선택될 수 있고, 선하중이 통상적으로 19.6 내지 1,960 N/cm (2 내지 200 Kg/cm), 바람직하게는 98 내지 1,470 N/cm (10 내지 150 Kg/cm), 더욱 바람직하게는 147 내지 980 N/cm (15 내지 100 Kg/cm)이고, 처리 시간이 통상적으로 5분 내지 24시간, 바람직하게는 10분 내지 20시간이고, 교반 속도가 통상적으로 2 내지 2,000 rpm이고, 바람직하게는 5 내지 1,000 rpm이고, 더욱 바람직하게는 10 내지800 rpm이도록 적합하게 조절할 수 있다.
첨가되는 유기 안료의 양은 100 중량부의 코어 입자를 기준으로 하여 통상적으로 1 내지 500 중량부, 바람직하게는 30 내지 400 중량부, 더욱 바랍직하게는 50 내지 300 중량부이다. 첨가되는 유기 안료의 양이 상기 규정한 범위 이외의 것일 때는 목적한 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제를 얻기 힘들 수 있다.
건조 및 가열 처리에서 사용되는 가열 온도는 바람직하게는 40 내지 150℃, 더욱 바람직하게는 60 내지 120℃이고, 가열 시간은 바람직하게는 10분 내지 12시간, 더욱 바람직하게는 30분 내지 3시간이다.
한편, 알콕시실란 또는 플루오로알킬실란이 접착제로 사용되는 경우, 알콕시실란으로부터 얻을 수 있는 유기실란 화합물 또는 플루오로알킬실란으로부터 얻을 수 있는 불소 함유 유기실란 화합물을 포함하는 코팅층은 상기 단계를 통해 처리한 경우 최종적으로 코어 입자의 표면 상에 형성된다.
본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제, 및 유기 및 무기 복합 입자의 제조에서, 첨가되는 유기 안료는 상기 단계를 통해 처리한 경우 미분되고, 접착제를 통하여 코어 입자의 표면 상에 균일하고 조밀한 부착 코팅 형태로 부착된다.
본 발명에 따른 표면이 계면활성제 및(또는) 중합체성 분산화제로 코팅된 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제는 상기 얻어진 착색제를 계면활성제 및(또는) 중합체성 분산화제로 코팅하는 것에 의해 얻을 수 있다.
착색제 표면 상에 계면활성제 및(또는) 중합체성 분산화제 코팅층을 형성하는 것은 착색제를 계면활성제 및(또는) 중합체성 분산화제와 기계적으로 혼합하고교반하는 것에 의해 수행될 수 있다.
첨가되는 계면활성제 및(또는) 중합체성 분산화제의 양은 착색제 100 중량부를 기준으로 바람직하게는 0.05 내지 50 중량부이다. 게면활성제 및(또는) 중합체성 분산화제를 0.05 내지 50 중량부의 양으로 첨가하는 것에 의해, 잉크젯 인쇄 잉크에서 착색제의 분산성, 및 얻어진 잉크의 분산 안정성을 더 개선할 수 있다.
코어 입자는 필요한 경우, 접착제와 혼합 및 교반하는 것에 선행하여 알루미늄 수산화물, 알루미늄 산화물, 실리콘 수산화물 및 실리콘 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 화합물 1 이상으로 미리 코팅될 수 있다.
중간 코팅의 형성은 다음과 같이 수행한다. 즉, 알루미늄 화합물, 실리콘 화합물, 또는 알루미늄 및 실리콘 화합물 둘다를 코어 입자를 물에 분산시켜 제조한 수 현탁액에 첨가한다. 얻은 혼합물을 함께 혼합하고 교반하며, 필요한 경우 pH 값을 적절히 조절하여 코어 입자의 표면 상에 중간 코팅을 형성한다. 그 후, 알루미늄 수산화물, 알루미늄 산화물, 실리콘 수산화물 및 실리콘 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 화합물 1 이상으로 코팅하여 얻어진 코어 입자를 여과하고, 물로 세척하고, 건조하였으며, 미분쇄하였으며, 필요한 경우 탈기(deaeration) 및 압축 등의 후속 처리를 더 할 수 있다.
알루미늄 화합물의 예로는 알루미늄 아세테이트, 알루미늄 술페이트, 알루미늄 클로라이드 및 알루미늄 니트레이트와 같은 알루미늄 염, 나트륨 알루미네이트와 같은 알칼리 알루미네이트 등을 들 수 있다.
실리콘 화합물의 예로는 수 글래스(water glass) #3, 나트륨 오르쏘실레케이트, 나트륨 메타실리케이트 등을 들 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 잉크젯 잉크의 제조방법을 설명한다.
본 발명에 따른 잉크젯 잉크는 필요한 양의 본 발명에 따른 잉크젯 잉크 인쇄용 착색제, 분산제 및 물을 필요한 경우 침투제, 습윤제, 수용성 용매, pH 조절제 및 보존제와 같은 다양한 첨가제와 함께 분산 장치를 사용하여 혼합하고 분산하여 일차 분산액을 형성하고; 얻은 분산액을 물, 수용성 용매 및 기타 첨가제와 함께 더 혼합하고 분산하고; 얻은 분산액을 막 여과기를 사용하여 여과하는 것에 의해 제조할 수 있다.
분산 장치로는 볼 밀, 샌드 밀, 아트리터(attritor), 롤 밀, 비즈 밀, 콜로이드 밀, 초음파 호모게나이저, 고압 호모게나이저 등을 사용할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 수성 안료 분산액의 제조방법을 설명한다.
본 발명에 따른 수성 안료 분산액은 필요한 양의 착색제, 분산제 및 물을 필요한 경우 수용성 수지 및 수용성 용매와 같은 다양한 첨가제와 함게 분산 장치를 사용하여 혼합 및 분산하고, 얻은 분산액을 막 여과기를 사용하여 여과하는 것에 의해 제조할 수 있다.
분산 장치로는 디스퍼(disper), 볼 밀, 샌드 밀, 아트리터, 롤 밀, 비즈 밀, 콜로이드 밀, 초음파 호모게나이저, 고압 호모게나이저 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 수성 안료 분산액을 잉크젯 인쇄 잉크의 제조용으로 사용하는 경우, 필요한 양의 수성 안료 분산액, 분산제 및 물을 필요한 경우 수용성 수지, 침투제, 습윤제, 수용성 용매, pH 조절제 및 보존제와 같은 다양한 첨가제와 함께 분산 장치를 사용하여 혼합하고 분산하며, 얻은 분산액을 막 여과기를 사용하여 여과하여 잉크젯 인쇄 잉크를 제조한다.
본 발명의 수성 안료 분산액은 얻은 잉크젯 인쇄 잉크에 함유된 안료의 농도가 1 내지 20 중량％가 되는 것과 같은 양으로 사용될 수 있다.
분산 장치로는, 상기 기술한 것과 동일한 분산 장치를 사용할 수 있다.
본 발명의 포인트는 코어 입자 표면의 적어도 일부 상에 형성된 접착제 코팅층 및 접착제 코팅층의 적어도 일부 상에 균일 부착 코팅의 형태로 부착된 유기 안료를 포함하는, 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제 및 유기 및 무기 복합 입자가 높은 착색력 및 선명한 색상을 나타낼 뿐만 아니라 미립자임에도 불구하고 탁월한 분산성 및 내광성을 나타낸다는 것이다.
본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제, 및 유기 및 무기 복합 입자가 선명한 색상을 나타낼 수 있는 이유는 다음과 같이 여겨진다. 즉, 사용되는 코어 입자가 낮은 채도(chroma) 및 낮은 은폐력을 갖기 때문에 유기 안료는 코어 입자의 색상으로 인해 은폐되고 방해됨이 없이 그 고유 색상을 나타낼 수 있다.
본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제, 및 유기 및 무기 복합 입자가 탁월한 분산성을 나타낼 수 있는 이유는 다음과 같이 여겨진다. 즉, 사용되는 코어 입자가 상대적으로 높은 분산성을 가지고, 유기 안료가 접착제를 통하여 코어 입자의 표면 상에 강하게 부착되기 대문에, 착색제, 및 유기 및 무기 복합 입자로부터 탈착되는 유기 안료의 양이 감소될 수 있으며, 이에 의해 착색제, 및 유기 및 무기 복합 입자는 탈착된 유기 안료에 의한 방해 없이 시스템에 잘 분산된다.
또한, 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제의 표면이 계면활성제 및(또는) 중합체성 분산화제로 코팅되는 경우, 그러한 코팅된 착색제를 사용한 잉크젯 인쇄 잉크는 더욱 탈월한 분산 안정성을 나타낼 수 있다. 그 이유는 본 발명의 착색제의 표면을 친수성 표면 개질제로 작용할 수 있는 계면활성제 및(또는) 중합체성 분산화제로 코팅하는 것에 의해 착색제가 거의 물로 구성된 잉크젯 인쇄 잉크에 균일하고 안정하게 분산될 수 있기 때문인 것으로 여겨진다.
본 발명의 잉크젯 인쇄 잉크는 탁월한 분산 안전성을 나타낼 뿐만 아니라 잉크젯 기록 장치의 헤드 부분이 폐쇄되지 않는다. 또한, 잉크젯 인쇄 잉크를 사용하여 형성된 인쇄된 상이 선명한 색상 및 탁월한 내광성을 나타낼 수 있다.
본 발명의 잉크젯 인쇄 잉크가 탁월한 분산 안정성을 나타낼 수 있는 이유는 다음과 같이 여겨진다. 즉, 일반적으로, 유기 안료는 잉크 기제 용액 중에 약 0.2 ㎛의 분산 입자 직경 (D50)을 갖는 분산 입자의 형태로 존재하고, 따라서 시간이 경과함에 따라 자가 응집되고 침전되는 경향이 있다. 반대로, 본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제의 경우에는, 유기 안료가 통상적으로 항침전제로 사용되는 체질 안료의 표면 상에 균일 부착 코팅의 형태로 부착되었기 때문에, 개별 착색제 입자는 잉크 기제 용액 중에 잘 분산된 상태로 존재할 수 있다.
본 발명의 잉크젯 인쇄 잉크가 잉크젯 기록 장치의 헤드 부분에서 폐쇄되지 않는 이유는 다음과 같은 것으로 여겨진다. 즉, 일반적으로, 유기 안료는 잉크 기제 용액 중에 미세하게 분산되기 어렵다. 또한, 유기 안료는 통상적으로 잉크 기제 용액 중에 약 0.2 ㎛의 분산 입자 직경 (D50)을 갖는 분산 입자의 형태로 존재하기 때문에, 유기 안료는 시간이 지남에 따라 자가 응집되는 경향이 있다. 그 결과, 응집된 유기 안료의 입자 크기는 잉크젯 기록 장치의 헤드 부분의 노즐 직경보다 커지고, 헤드 부분의 폐쇄를 일으킨다. 반대로, 본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제의 경우에는 유기 안료가 균일 부착 코팅의 형태로 체질 안료의 표면 상에 부착되기 때문에, 본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제는 잉크 기제 용액 중에 자가 응집됨이 없이 잘 분산된 상태로 존재할 수 있다.
본 발명의 잉크젯 인쇄 잉크를 사용하여 얻은 인쇄된 상이 선명한 색상을 나타낼 수 있는 이유는 다음과 같은 것으로 여겨진다. 즉, 본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제의 경우에는, 통상적으로 잉크 기제 용액 중에 약 0.2 ㎛의 분산 입자 직경 (D50)을 갖는 분산 입자의 형태로 존재하는 유기 안료가 체질 안료의 표면 상에 균일 부착 코팅의 형태로 존재하기 때문, 즉 개별 유기 안료가 잉크 중에 극히 미세하게 분산된 입자와 유사한 상태로 유지될 수 있기 때문이다. 또한, 착색제 자체가 잉크 중에서 탁월한 분산성을 나타낼 수 있다.
본 발명의 잉크젯 인쇄 잉크를 사용하여 얻은 인쇄된 상이 탁월한 내광성을 나타낼 수 있는 이유는 다음과 같은 것으로 여겨진다. 체질 안료의 표면 상의 염료와 비교하여 균일 부착 코팅의 형태인 몹시 탁월한 내광성을 갖는 유기 안료를 부착하는 것에 의해 얻어진 본 발명의 착색제가 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제로 사용되기 때문이다.
본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제는 높은 착색력 및 선명한 선명한 색상을 나타낼 뿐만 아니라 미립자임에도 불구하고 탁월한 분산성 및 내광성을 나타내고, 따라서 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제로 적합하게 사용될 수 있다.
본 발명의 잉크젯 인쇄 잉크는 탁월한 분산 안정성을 나타낼 수 있고, 잉크젯 기록 장치의 헤드 부분이 폐쇄를 예방할 수 있다. 또한, 본 발명의 잉크젯 인쇄 잉크를 사용하여 얻은 인쇄된 상은 선명한 색상 및 탁월한 내광성을 나타낼 수 있다. 따라서, 본 발명의 잉크젯 인쇄 잉크는 잉크젯 기록용 잉크로 적합하게 사용될 수 있다.
본 발명의 유기 및 무기 복합 입자는 높은 착색력 및 선명한 색상을 나타낼 뿐만 아니라 미립자임에도 불구하고 탁월한 분산성 및 내광성을 나타내고, 따라서 페인트, 잉크 및 수지 조성물용 착색제로 적합하게 사용될 수 있다.
실시예
본 발명은 실시에 및 비교 실시예에 의해 더욱 상세히 설명될 것이나, 실시예는 단지 예시할 목적이며, 따라서 본 발명의 범위를 제한하는 것을 의도하지 않는다.
다양한 성질을 하기 방법에 의해 평가하였다.
(1)입자의 평균 입자 크기는 현미경 사진 (×50,000)에서 관찰된 350개의 입자의 평균 값으로 나타내었다.
(2)구형도(sphericity)는 평균 입자 직경 (평균 최대 직경) 대 평균 최소직경의 비율로 나타내었다.
(3)비표면적은 BET 법으로 측정한 값으로 나타내었다.
(4)각 코어 입자, 유기 안료, 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제, 및 유기 및 무기 복합 입자의 비중은 "다중 부피 농도계 1305 모델(Multi-Volume Densitometer 1305-Model" (Micro-Meritix Co., Ltd. 제조)를 사용하여 측정하였다.
(5) 알루미늄 수산화물, 알루미늄 산화물, 실리콘 수산화물 및 실리콘 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 화합물로 코팅된 코어 입자의 표면 상에 존재하는Al 및 Si의 양은 JIS K0119 "형광 X-레이 분석의 일반적 규정"에 따라서 형광 X-레이 분광광도계 "3063 M-형" (RIGAKU DENKI KOGYO CO., LTD. 제조)에 의해 측정하였다.
(6)코어 입자의 표면 상에 형성된 접착제 코팅층의 양, 잉크젯 인쇄용 착색제 및 유기 및 무기 복합 입자에 부착된 유기 안료의 양, 및 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제의 표면 상에 코팅된 계면활성제 및(또는) 중합체성 분산화제의 양은 각각 "호리바(Horiba) 금속, 탄소 및 황 분석기 EMIA-2200 모델" (Horiba Seisakusho Co., Ltd. 제조)를 사용하여 탄소 함량을 측정하는 것에 의해 결정하였다.
(7) 코어 입자로부터의유기 안료의 탈착도는 시각적으로 관찰하고, 하기의 방법에 의해 평가하였으며, 관찰 결과는 하기 5개의 등급으로 분류하였다. 5급은 코어 입자의 표면으로부터 탈착된 유기 안료의 양이 최소인 것을 나타낸다.
즉, 2 g의 측정할 입자 및 20 ㎖의 에탄올을 50 ㎖ 원뿔형 플라스크에 넣고, 60분 동안 초음파 분산시켰다. 그 후, 얻은 분산액을 10,000 rpm의 회전 속도로15분 동안 원심분리하여 입자를 용매로부터 분리하였다. 얻은 입자를 80℃에서 1시간 동안 건조하고, 현미경 (×50,000)을 시각적으로 관찰하여 현미경의 가시부에 존재하는 탈착되고 재응집된 유기 안료 입자를 계수하였다. 현미경 사진을 접착제 형성층을 형성하지 않고 코어 입자를 유기 안료와 단순히 혼합하여 얻은 혼합 입자의 현미경 사진 (×50,000)과 비교하였다. 결과를 하기 5개의 등급으로 분류하였다.
1급: 탈착되고 재응집된 입자의 수가 단순히 혼합한 입자에서와 실질적으로 동일하였다.
2급: 100개의 코어 입자 당 30 내지 49개의 탈착되고 재응집된 입자가 관찰되었다.
3급: 100개의 코어 입자 당 10 내지 29개의 탈착되고 재응집된 입자가 관찰되었다.
4급: 100개의 코어 입자 당 5 내지 9개의 탈착되고 재응집된 입자가 관찰되었다.
5급: 100개의 코어 입자 당 0 내지 4개의 탈착되고 재응집된 입자가 관찰되었다.
(8) 각 코어 입자, 유기 안료, 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제, 및 유기 및 무기 복합 입자의색상은 하기 방법에 의해 측정하였다.
즉, 0.5 g의 각 샘플을 0.5 ㎖의 피마자유와 후버 뮬러(Hoover's muller)에 의해 함께 균질하게 혼련하여 페이스트를 형성하였다. 4.5 g의 맑은 락커를 얻은페이스트에 첨가하고, 균질하게 혼련하여 페인트를 형성하였다. 얻은 페인트를 150 ㎛ (6-mil) 어플리케이터를 사용하여 주조 코팅된 종이 상에 도포하여 코팅 필름 피스 (약 30 ㎛의 필름 두께를 가짐)를 제조하였다. 얻은 코팅 필름 피스를 다중 분광 색상기 (Multi-Spectro-Colour-Meter) "MSI-IS-2D" (SUGA SHIKENKI CO., LTD. 제조)에 의해 측정하여 JIS Z 8729에 따른 색 표시 값(color specification value) (L*, a*및 b*값)을 결정하였다. 한편, 채도를 나타내는 C*값은 하기 식에 따라서 계산하였다:
C*= ((a*)2+ (b*)2)1/2
(9) 각 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제, 및 유기 및 무기 복합 입자의착색력은 하기 방법에 의해 측정하였다.
즉, 하기 언급하는 방법에 의해 제조한 일차 칼라 에나멜 및 비히클 에나멜을 각각 150 ㎛ (6-mil) 어플리케이터를 사용하여 주조 코팅된 종이 상에 도포하여 코팅 필름 피스를 제조하였다. 얻은 코팅 필름 피스를 다중 분광 색상기 "MSC-IS-2D" (SUGA SHIKENKI CO., LTD. 제조)에 의해 측정하여 JIS Z 8729에 따른 색 표시 값 (L*값)을 결정하였다. 얻은 L*값 사이의 차는 ΔL* 값으로 나타내었다.
다음으로, 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제, 및 유기 및 무기 복합 입자용 표준 샘플로, 혼합안료를 유기 안료 및 코어 입자를 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제 및 유기 및 무기 복합 입자의 제조에 사용된 것과 동일 혼합비로 단순히 혼합하여 제조하였다. 제조된 혼합 안료를 표준 샘플로 사용하여 상기 규정한 것과 동일한 공정을수행하여 일차 칼라 에나멜 및 비히클 에나멜을 제조하고, 코팅 필름 피스를 형성하고, 이의 L*값을 측정하였다. L*값 사이의 차는 ΔLs*값으로 나타내엇다.
잉크젯 인쇄 잉크용 착색제, 및 유기 및 무기 복합 입자의 얻은 ΔL*값, 및 표준 샘플의 ΔLs*값으로부터 착색력 (％)을 하기 식에 따라서 계산하였다:
착색력 (％) = 100 + {(ΔLs*- ΔL*) ×10}
일차 칼라 에나멜의 제조:
10 g의 상기 샘플 입자, 16 g의 아미노 알킬 수지 및 6 g의 희석제를 함께 블렌딩하였다. 얻은 혼합물을 90 g의 3mmΦ글라스 비드와 함께 140 ㎖ 유리병에 가하고, 페인트 진탕기로 45분 동안 혼합하고 분산하였다. 얻은 혼합물을 50 g의 아미노 알킬 수지와 혼합하고, 페인트 진탕기로 5분 동안 더 분산시켜 일차 칼라 에나멜을 얻었다.
비히클 에나멜의 제조:
12 g의 상기 제조한 일차 칼라 에나멜 및 40 g의 아라믹 화이트(Aramic White) (티타늄 이산화물 분산된 아미노 알킬 수지)를 함께 블렌딩하고, 얻은 혼합물을 페인트 진탕기로 15분 동안 혼합하고 분산시켜 비히클 에나멜을 제조하였다.
(10) 각 코어 입자, 유기 안료, 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제, 및 유기 및 무기 복합 입자의은폐력은 상기 제조한 일차 칼라 에나멜을 사용하여 JIS K5101-8.2에 따라서 크립토미터(cryptometer) 방법에 의해 측정하였다.
(11) 각 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제, 및 유기 및 무기 복합 입자의내광성은 하기 방법에 의해 측정하였다.
즉, 상기 제조한 것과 같은 일차 칼라 에나멜을 냉간압연 강철판 (0.8 ㎜×70 ㎜×150 ㎜; JIS G-3141) 상에 도포하고, 건조하여 150 ㎛의 두께를 갖는 코팅 필름을 형성하였다. 제조된 시험 검체 절반을 금속 호일로 덮고, 자외선을 100 mW/㎠의 강도로 6 시간 동안 "EYE SUPER UV TESTER SUV-W13" (IWASAKI DENKI CO., LTD. 제조)를 사용하여 시험 검체에 연속적으로 조사하였다. 이어서, 시험 검체의 UV 조사된 부분 및 금속 호일로 덮인 비조사된 부분의 색상 (L*, a*및 b*값)을 다중 분광 색상기 "MSC-IS-2D" (SUGA SHIKENKI CO., LTD. 제조)를 사용하여 각각 측정하엿다. ΔE*값을 금속 호일로 덮인 비조사된 부분과 UV 조사된 부분의 측정된 색상 값 사이의 차로부터 다음의 식에 따라 계산하였다:
ΔE*= [(ΔL*)2+ (Δa*)2+ (Δb*)2]1/2
상기 식에서, ΔL*는 비조사된 부분과 UV 조사된 부분의 L*값 사이의 차이를 나타내고, Δa*는 비조사된 부분 및 UV 조사된 부분의 a*값 사이의 차를 나타내며, Δb*는 비조사된 부분과 UV 조사된 부분의 b*값 사이의 차이를 나타낸다.
(12) 잉크젯 인쇄 잉크 및 수성 안료 분산액에 함유된 입자의분산 입자 직경(D50)을 레이저 회절형 입자 크기 분포 측정 장치 "모델 HELOSLA/KA" (SYMPATECCo. Ltd. 제조)에 의해 측정하였다.
(13) 잉크젯 인쇄 잉크의분산 안정성을 다음과 같이 평가하였다. 즉, 측정할 잉크젯 인쇄 잉크 25 ㎖을 튜브 칼라 비교에 놓고, 60℃에서 1달 동안 방치하였다. 이어서, 잉크젯 인쇄 잉크에 함유된 착색제의 침전도를 시각적으로 관찰하고 평가하였다. 관찰 결과를 하기 5개의 등급으로 분류하였다.
1급: 비착색 부분의 길이가 10 ㎝ 이상.
2급: 비착색 부분의 길이가 5 ㎝ 내지 10 ㎝ 미만.
3급: 비착색 부분의 길이가 1 ㎝ 내지 5 ㎝ 미만.
4급: 비착색 부분의 길이가 1 ㎝ 미만.
5급: 비착색 부분이 관찰되지 않음.
(14) 잉크젯 인쇄 잉크 및 수성 안료 분산액에 함유된 입자의 분산 입자 직경 (D50)의변화 백분율을 다음과 같이 측정하였다. 즉, 측정할 잉크 또는 수성 안료 분산액을 60℃에서 1달 동안 방치한 후, 함유된 입자의 분산 입자 직경 (D50)을 레이저 회절형 입자 크기 분포 측정 장치 "모델 HELOSA/KA" (SYMPATEC Co., Ltd. 제조)에 의해 측정하였다. 분산 입자 직경의 변화 백분율은 방치 시험 전과 후 사이의 분산 입자 직경의 변화량을 방치 시험 전에 측정한 분산 입자 직경으로 나누어 얻은 값 (％)로 나타내었다.
(15) 잉크젯 인쇄 잉크의색상 및 채도는 각각 다중 분광 색상기 "MSC-IS-2D" (SUGA SHIKENKI CO., LTD.)를 사용하여 보통 종이 "KB" (KOKUYO CO., LTD. 제조) 상에 인쇄된 상의 색상을 측정하여 JIS Z 8729에 따라 결정한 색 표시 값 (L*, a*및 b*값) 및 C*값에 의해 나타내었다.
(16) 잉크젯 인쇄 잉크의내광성은 하기 방법에 의해 측정하였다.
즉, 상을 측정할 잉크젯 인쇄 잉크를 사용하여 보통 종이 "KB" (KOKUYO CO., LTD. 제조) 상에 인쇄하였다. 인쇄된 종이의 절반을 금속 호일로 덮고, 자외선을 연속적으로 종이 상에 100 mW/㎠의 강도로 6 시간 동안 "EYE SUPER UV TESTER SUV-W13" (IWASAKI DENKI CO., LTD. 제조)를 사용하여 연속적으로 조사하였다. 이어서, 종이의 UV 조사된 부분과 금속 호일로 덮인 비조사된 부분 상의 인쇄된 상의 색상 (L*, a*및 b*값)을 각각 다중 분광 색상기 "MSC-IS-2D" (SUGA SHIKENKI CO., LTD. 제조)를 사용하여 측정하였다. ΔE*값을 상기 식에 따라서 종이의 금속 호일로 덮인 비조사된 부분과 UV 조사된 부분 상에 형성된 인쇄된 상의 측정된 색상 값 사이의 차이로부터 계산하였다. 잉크젯 인쇄 잉크의 내광성을 ΔE*값으로 나타내었다.
(17) 잉크젯 인쇄 잉크의항폐쇄 성질을 하기와 같이 측정하였다. 즉, 측정할 잉크를 잉크젯 인쇄기 "DESKJET 970Cxi" (HEWLETT PACKARD CORP. 제조)의 잉크 카트리지에 충전하여 실온에서 보통 종이 "KB" (KOKUYO CO., LTD. 제조) 상에 잉크 상을 반복적으로 인쇄하였다. 인쇄된 상을 시각적으로 관찰하여 비균일성, 부족 및 분사되지 않은 결함을 검사하였다. 관찰 결과를 하기 5개의 등급으로 분류하였다.
1급: 인쇄된 상의 비균일, 부족 또는 분산되지 않은 결함이 최초 인쇄된 종이에 이어서 발생하였다.
2급: 인쇄된 상의 비균일, 부족 또는 분산되지 않은 결함이 5번째 인쇄된 종이까지 발생되지 않았다.
3급: 인쇄된 상의 비균일, 부족 또는 분산되지 않은 결함이 10번째 인쇄된 종이까지 발생되지 않았다.
4급: 인쇄된 상의 비균일. 부족 또는 분산되지 않은 결함이 20번째 인쇄된 종이까지 발생되지 않았다.
5급: 인쇄된 상의 비균일, 부족 또는 분산되지 않은 결함이 25번째 인쇄된 종이까지 발생되지 않았다.
실시예 1:
<잉크젯 인쇄 잉크용 착색제의 제조>
280 g의 메틸 히드로겐 폴리실록산 (상품명: "TSF484", GE TOSHIBA SILICONE CO., LTD. 제조)를 에지 러너를 작동시키면서 도 1에 나타낸 바와 같은 7.0 kg의 실리카 입자 (코어 입자 A; 입자 크기: 구형; 평균 입자 직경: 0.022 ㎛; 구형도: 1.06; BET 비표면적값: 193.8 m2/g; 비중: 2.32; L*값: 92.4; a*값: 0.2; b*값: 0.4; C*값: 0.4; 은폐력: 10 ㎠/g)에 첨가하고, 얻은 혼합물을 22 rpm의 교반 속도에서 588 N/㎝ (60 Kg/㎝)의 선하중 하에서 30분 동안 혼합하고 교반하였다.
이어서, 도 2의 현미경 사진 (×50,000)에 나타낸 바와 같은 유기 안료 7.0 kg (종류: 프탈로시아닌 기제 안료; 입자형: 과립형; 평균 입자 크기 0.06 ㎛; BET 비표면적 값: 71.6 m2/g; 비중: 1.65; 은폐력: 630 ㎠/g; 내광성 (ΔE*값): 10.8; L*값: 17.7; a*값: 9.7; b*값: -23.4; C*값: 25.4)를 에지 러너를 작동하면서 상기 얻은 혼합물에 30분 동안 첨가하고, 얻은 혼합물을 22 rpm의 교반 속도로 588 N/cm (60 Kg/cm)의 선하중 하에서 120분 동안 혼합하고 교반하여, 개별 실리카 입자 상에 형성된 메틸 히드로겐 폴리실록산 코팅층 상에 유기 안료 A 코팅을 형성하였다. 얻은 입자를 건조기를 사용하여 80℃로 60분 동안 건조하여 착색제를 얻었다.
얻은 착색제는 평균 입자 직경이 0.026 ㎛이고, 구형도가 1.07이고, BET 비표면적 값이 128.1 m2/g이며, 비중이 1.97인 과립 입자의 형태였다. 착색제의 색상에 대하여, 이의 L*값은 20.9이고, a*값은 9.4이고, b*값은 -21.6이며, C*값은 23.6이었다. 또한, 착색제는 은폐력이 550 ㎠/g이고, 착색력이 158％이고, 내광성 (ΔE*값)이 1.6이고, 유기 안료 탈착도가 5급이며 메틸 히드로겐 폴리실록산의 코팅량이 1.08 중량％ (C로 계산함)이라는 것과, 부착된 유기 안료 A의 양이 33.16 중량％ (C로 계산함; 실리카 입자 100 중량부를 기준으로 100 중량부에 상응함)이라는 것을 확인하였다.
도 3에 나타낸 바와 같이 얻은 착색제의 현미경 사진 (×50,000)의 관찰 결과와 같이, 현미경 사진에서는 유기 안료 A를 거의 관찰할 수 없었으므로, 실질적으로 전량의 사용된 유기 안료 A가 메틸 히드로겐 폴리실록산을 포함하는 코팅층 상에 유기 안료 코팅을 형성하는데 사용되었음을 확인하였다. 나아가, 부착된 유기 안료 A는 더 이상 처음에 첨가된 것의 입자형 및 크기를 유지하지 않으며, 더욱 구체적으로는 유기 안료 A는 코어 입자 보다 더욱 미세한 입자 크기를 가지고, 균일 부착 코팅의 형태로 체질 안료 상에 부착되어 있음을 확인하였다.
다른 한편으로는, 체질 안료 및 유기 안료 A를 접착제를 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 규정한 것과 동일한 방법에 의해 서로 단순히 혼합하였다. 얻은 단순 혼합 입자의 현미경 사진 (×50,000)은 도 4에 나타내었다. 도 4의 현미경 사진에서 분명해지는 바와 같이, 유기 안료 A 및 실리카 입자를 접착제를 사용하지 않고 서로 단순히 혼합한 경우에는, 유기 안료 A는 입자 크기가 감소되지 않고, 2종의 입자 모두는 개별적으로 서로 독립되어 분산되어 있어서 체질 안료의 표면 상에 부착된 균일하고 치밀한 코팅을 형성하지 못함을 확인하였다.
실시예 2:
<잉크젯 인쇄 잉크 A의 제조>
88.5 중량부의 이온 교환수 및 1.2 중량부의 분산제 (폴리아크릴산과 스티렌-말렌산 공중합체의 혼합물 (혼합비: 8:2))를 샌드 밀에 충전하고, 서로 혼합하였다. 이어서, 실시예 1에서 얻은 착색제 10.0 중량부 및 0.3 중량부의 탈포제 (실리콘 기제 탈포제)를 혼합 용액에 첨가하고, 얻은 혼합물을 1 시간 동안 혼합하고 분산시켜 잉크젯 인쇄 잉크용 일차 분산액을 얻었다.
다음으로, 하기 성분을 하기 나타낸 혼합비로 혼합하고 교반하였으며, 얻은 혼합물을 0.5 ㎛ 메시 막 여과기를 통해 통과시켜 잉크젯 인쇄 잉크를 얻었다.
잉크 조성물
잉크젯 인쇄 잉크용 일차 분산액 10.0 중량부
디에틸렌 글리콜 2.0 중량부
이온 교환수 8.0 중량부
얻은 잉크젯 인쇄 잉크는 분산 입자 직경 (D50)이 0.03 ㎛이고, 분산 안정성 (시각적 관찰에 의함)이 5급이고, 분산 입자 직경 (D50)의 변화 백분율이 6.6％이고, 내광성 (ΔE*값)이 1.0이며, 항폐쇄 성질이 5급이었다. 잉크젯 인쇄 잉크의 색상에 대하여, L*값은 21.0이고, a*값은 9.0이고, b*값은 -21.5이며, C*값은 23.3이었다.
실시예 3:
<수성 안료 분산액의 제조>
78.5 중량부의 이온 교환수 및 1.2 중량부의 분산제 (폴리아클리산과 스티렌-말렌산 공중합체의 혼합물 (혼합비: 8:2))를 샌드 밀에 충전하고 서로 혼합하였다. 이어서, 실시예 1에서 얻은 착색제 20.0 중량부 및 0.3 중량부의 탈포제 (실리콘 기제 탈포제)를 혼합 용액에 첨가하고, 얻은 혼합물을 1시간 동안 혼합하고 분산시켰으며, 0.5 ㎛ 메시 막 여과기를 통해 통과시켜 수성 안료 분산액을 얻었다.
얻은 수성 안료 분산액은 분산 입자 직경 (D50)이 0.02 ㎛이고, 분산 안정성 (시각적 관찰에 의함)이 5급이고, 분산 입자 직경 (D50)의 변화 백분율이 6.0％였다.
실시예 4:
<잉크젯 인쇄 잉크 B의 제조>
실시예 3에서 얻은 25.0 중량부의 수성 안료 분산액, 64.6 중량부의 이온 교환수, 10.0 중량부의 디에틸렌 글리콜, 0.3 중량부의 분산제 (폴리아크릴산과 스티렌-말렌산 공중합체 (혼합비: 8:2)) 및 0.1 중량부의 탈포제 (실리콘 기제 탈포제)를 샌드 밀에 충전하고, 1시간 동안 혼합하고 분산시켰으며, 0.5 ㎛ 메시 막 여과기를 통해 통과시켜 잉크젯 인쇄 잉크 B를 얻었다.
얻은 잉크젯 인쇄 잉크 B는 분산 입자 직경 (D50)이 0.02 ㎛이고, 분산 안정성 (시각적 관찰에 의함)이 5급이고, 분산 입자 직경 (D50)의 변화 백분율이 5.9％이고, 내광성 (ΔE* 값)이 0.9이며, 항폐쇄 성질이 5급이었다.
잉크젯 인쇄 잉크 B의 색상에 대하여, L*값은 21.3이고, a*값은 9.2이고, b*값은 -21.7이며, C*값은 23.6이었다.
실시예 5:
<유기 및 무기 복합 입자의 제조>
140 g의 메틸 히드로겐 폴리실록산 (상품명: "TSF484", GE TOSHIBA SILICONE CO., LTD. 제조)를 에지 러너를 작동시키면서 7.0 kg의 실리카 입자 (입자형: 구형; 평균 입자 직경: 0.005 ㎛; 구형도: 1.03; BET 비표면적 값: 312.6 m2/g; 비중: 2.28; L*값: 92.2; a*값: 0.1; b*값: 1.3; C*값: 1.3; 은폐력: 6 ㎠/g)에 첨가하고, 얻은 혼합물을 22 rpm의 교반 속도로 588 N/cm (60 Kg/cm)의 선하중 하에서 20분 동안 혼합 및 교반하였다.
이어서, 7.0 Kg의 유기 안료 B (종류; 퀴나크리돈 기제 안료; 입자형: 과립형; 평균 입자 직경: 0.58 ㎛; BET 비표면적 값: 19.3 m2/g; 비중: 1.68; 은폐력: 480 ㎠/g; 내광성 (ΔE*값): 14.7; L*값: 37.0; a*값: 51.9; b*값: 20.6; C*값: 55.8)을 상기에서 얻은 혼합물에 에지 러너를 작동시키면서 150분 동안 첨가하였으며, 얻은 혼합물을 22 rpm의 교반 속도로 441 N/cm (45 Kg/cm)의 선하중 하에서 90분 동안 혼합하고 교반하여 개별 실리카 입자 상에 형성된 메틸 히드로겐 폴리실록산 코팅층 상에 유기 안료 B 코팅을 형성하였다. 얻은 입자를 건조기를 사용하여 80℃로 60분 동안 건조하여 유기 및 무기 복합 입자를 얻었다.
얻은 유기 및 무기 복합 입자는 평균 입자 직경이 0.09 ㎛이고, 구형도가1.04이고, BET 비표면적 값이 242.5 m2/g이며, 비중이 1.97인 과립 입자 형태였다. 유기 및 무기 복합 입자의 색상에 대하여, L*값은 56.8이고, a*값은 48.5이고, b*값은 18.8이고, C*값은 52.0이었다. 또한, 유기 및 무기 입자는 은폐력이 500 ㎠/g이고, 착색력이 172％이고, 내광성 (ΔE*값)이 1.4이고, 유기 안료 탈착도가 5이고, 메틸 히드로겐 폴리실록산의 코팅량이 0.53 중량％ (C로 계산함)이며, 부착된 유기 안료 B의 양이 38.45 중량％ (C로 계산함; 100 중량부의 실리카 입자를 기준으로 100 중량부에 상응함)임을 확인하였다.
얻은 유기 및 무기 복합 입자의 현미경 사진을 관찰한 결과, 현미경 사진에서 유기 안료 B가 거의 관찰되지 않았으므로, 실질적으로 전량의 유기 안료 B가 메틸 히드로겐 폴리실록산을 포함하는 코팅층 상의 유기 안료 코팅의 형성에 사용되었음을 확인하였다. 나아가, 부착된 유기 안료 B는 더 이상 처음에 첨가된 것의 입자형 및 크기를 유지하지 않으며, 더욱 구체적으로는 유기 안료 B는 코어 입자 보다 더욱 미세한 입자 크기를 가지고, 균일 부착 코팅의 형태로 체질 안료 상에 부착되어 있음을 확인하였다.
코어 입자 1 내지 6:
표 1에 나타낸 성질을 갖는 코어 입자 1 내지 6을 제조하였다.
코어 입자 7:
실리카 입자를 함유하는 슬러리를 20 kg의 실리카 입자 (코어 입자 1)을 150L의 물에 분산하여 얻었다. 얻은 실리카 입자 함유 슬러리의 pH 값을 10.5로 조정하고, 슬러리 농도를 물을 가하여 98 g/L로 조정하였다. 150 L의 슬러리를 60℃로 가열한 후, 2.722 ㎖의 1.0 몰/L NaAlO2용액 (실리카 입자의 중량을 기준으로 0.5 중량％ (Al로 계산함)에 상응함)을 슬러리에 첨가하였다. 얻은 슬러리를 30분 동안 방치한 후, 슬러리의 pH 값을 아세트산을 사용하여 7.5로 조정하였다. 얻은 슬러리를 30분 동안 더 방치한 후, 슬러리를 여과하고, 물로 세척하고, 건조하고 미분쇄하여 표면이 알루미늄 수산화물로 코팅된 실리카 입자를 얻었다.
알루미늄 수산화물로 코팅된 얻은 실리카 입자의 다양한 성질을 표 3에 나타내었다.
코어 입자 8 내지 12:
코어 입자의 종류 및 표면 처리 단계에서 첨가되는 첨가제의 종류 및 양을 여러가지로 변화시킨 것을 제외하고는 상기 코어 입자 7의 제조에 대해 규정한 것과 동일한 공정을 사용하여 표면 처리된 코어 입자를 얻었다.
주요 처리 조건을 표 2에 나타내었고, 얻은 표면 처리된 코어 입자의 다양한 성질을 표 3에 나타내었다.
한편, 표에서 "표면 처리 단계에서 사용된 코팅 물질의 종류"에서 설명하는 "A" 및 "S"는 각각 알루미늄 수산화물 및 실리콘 산화물를 나타낸다.
유기 안료 A 내지 E:
표 4에 나타낸 것과 같은 성질을 갖는 유기 안료 A 내지 E를 제조하였다.
실시예 6 내지 18 및 비교 실시예 1 내지 4:
코어 입자의 종류, 접착제 코팅 단계에서 첨가되는 접착제의 종류 및 양, 접착제 코팅 단계에서 사용되는 에지 러너 처리에 대한 선하중 및 처리 시간, 유기 안료 부착 단계에서 부착되는 유기 안료의 종류 및 양, 및 유기 안료 부착 단계에서 사용되는 에지 러너 처리에 대한 선하중 및 처리 시간을 여러가지로 변화시킨 것을 제외하고는 실시예 1에서 규정한 것과 동일한 공정을 사용하여 착색제를 얻었다.
한편, 실시예 10에서는, 50 중량부의 유기 안료 B 및 70 중량부의 유기 안료 D를 헨셀 혼합기 등을 사용하여 함께 미리 혼합한 후, 얻은 혼합 안료를 각각 20.0 중량부의 양으로 100 중량부의 코어 입자에 간헐적으로 5회 첨가하여 첨가된 혼합 안료의 총량이 120 중량부가 되도록 하였다.
실시예 13에서는, 40 중량부의 유기 안료 B 및 20 중량부의 유기 안료 A를 헨셀 혼합기 등을 사용하여 함께 미리 혼합한 후, 얻은 혼합 안료 60 중량부를 120분 동안 100 중량부의 코어 입자에 연속적으로 첨가하였다.
주요 생산 조건을 표 5 및 6에 나타내었고, 얻은 착색제의 다양한 성질은 표 7 및 8에 나타내었다.
비교 실시예 5 (일본 특허 제 3097208의 실시예 1의 후속 시험):
실리카 입자 (코어 입자 1)을 하기 언급하는 블렌딩 비로 증류수에 분산시켰다. 실란 기제 결합제 (γ-아미노프로필 트리에톡시실란)을 얻은 분산액에 점차 첨가하였다. 실란 기재 결합제의 첨가 완료 후, 분산액을 실리카 입자와 실란 기제 결합제 간의 반응이 완료될 때까지 50℃에서 수 시간 동안 방치하였다. 한편, 실란 입자와 실란 기제 결합제 간의 반응 종료는 FT-IR "MAGNA-IR" (Nicolett Co., Ltd. 제조)를 사용하여 측정하였다. 얻은 분산액을 아트리터로 옮기고, 유기 안료 A (프탈로시아닌 기제 안료)를 분산액에 첨가하였다. 얻은 혼합물을 12시간 동안 분산시켜 실란 기제 결합제와 유기 안료 A 간의 반응을 수행하였다.
분산액 조성:
실리카 입자 10.0 중량부
증류수 84.3 중량부
실란 기제 결합제 0.2 중량부
유기 안료 A 5.0 중량부
얻은 착색된 실리카 입자의 다양한 성질을 표 8에 나타내었다.
비교 실시예 6 (일본 특허 제 3105511 호의 실시예의 후속 시험):
9.6 g의 실리카 입자 (코어 입자 1)을 자기 교반기 및 딘-스타크(Dean-Stark) 트랩이 장치된 500 ㎖ 둥근 바닥 플라스크에 넣고, 24시간 동안 100℃에서 건조하였다. 공비 증류에 의해 미리 건조한 300 ㎖의 톨루엔 및 2.9 g의 실란 기제 결합제 (γ-아미노프로필 트리에톡시실란)을 건조된 실리카 입자에 첨가하였다. 얻은 현탁액을 111℃에서 5시간 동안 환류시키고, 실온으로 냉각하였으며, 약 10,000 rpm의 회전 속도로 원심분리하였다. 현탁액으로부터 상층액을 제거한 후,얻은 침전물을 500 ㎖의 디클로로메탄으로 세척하고, 연속하여 침전물 및 디클로로메탄의 혼합물을 원심분리하였다. 혼합물로부터 상층액을 제거한 후, 얻은 잔류물을 진공 건조기 (200 mmHg) 중에서 40℃로 2.5일 동안 건조하여 9.6 g의 백색 입자 (수율: 76％)를 얻었다.
다음으로, 실란 기제 결합제를 함유하는 상기 실리카 입자 1.0 g 및 브릴리언트 블루 FCF 1.0 g을 40 ㎖의 물에 분산시켜 제조한 수성 혼합물을 자기 교반기가 장치된 둥근 바닥 플라스크에 넣고, 실온에서 18시간 동안 교반하고, 원심분리하였다. 얻은 잔류물을 물에 분산시키고, 상층액이 무색이 될 때까지 원심분리하였다. 얻은 잔류물을 물에 재분산시키고, 동결 건조기를 사용하여 동결 건조하여 0.75 g의 착색된 실리카 입자를 얻었다.
얻은 착색된 실리카 입자의 다양한 성질을 표 8에 나타내었다.
실시예 19:
20 g의 나트륨 도데실벤젠술포네이트 (음이온성 계면활성제)를 실시예 6에서 얻은 착색제 2 kg에 가하고, 얻은 혼합물을 헨셀 혼합기를 사용하여 30℃에서 30분 동안 교반하여 코팅된 착색제를 얻었다.
주요 제조 조건을 표 9에 나타내었으며, 얻은 코팅된 착색제의 다양한 성질을 표 10에 나타내었다.
실시예 20 내지 22:
착색제의 종류, 계면활성제 및(또는) 중합체성 분산화제의 종류 및 양, 및 코팅 단계에서 사용되는 에지 러너 처리에 대한 조건을 여러가지로 변화시킨 것을 제외하고는 실시예 19에서 규정한 것과 동일한 공정을 사용하여 계면활성제 및(또는) 중합체성 분산화제로 코팅된 착색제를 얻었다.
주요 제조 조건을 표 9에 나타내었고, 얻은 코팅된 착색제의 다양한 성질을 표 10에 나타내었다.
실시예 23 내지 40 및 비교 실시예 7 내지 16:
착색제의 종류를 여러가지로 변화시킨 것을 제외하고는 실시예 2 <잉크젯 인쇄 잉크의 제조>에 규정한 것과 동일한 공정을 사용하여 잉크젯 인쇄 잉크를 얻었다.
주요 제조 조건을 표 11 및 12에 나타내었고, 얻은 잉크젯 인쇄 잉크의 다양한 성질을 표 13 및 14에 나타내었다.
실시예 41 내지 46 및 비교 실시예 17 내지 23:
착색제의 종류를 여러가지로 변화시킨 것을 제외하고는 실시예 3에서 규정한 것과 동일한 공정을 사용하여 수성 안료 분산액을 얻었다.
주요 제조 조건 및 얻은 수성 안료 분산액의 다양한 성질을 표 15에 나타내었다.
실시예 47 내지 52 및 비교 실시예 24 내지 30:
수성 안료 분산액의 종류를 다양하게 변화시킨 것을 제외하고는 실시예 4 <잉크젯 인쇄 잉크 B의 제조>에서 규정한 것과 동일한 공정을 사용하여 잉크젯 인쇄 잉크를 얻었다.
주요 제조 조건 및 얻은 잉크젯 인쇄 잉크의 다양한 성질을 표 16에 나타내었다.
코어 입자의 종류 코어 입자의 성질
종류 형상 평균 입자 직경(㎛)
코어 입자 1 실리카 구형 0.021
코어 입자 2 실리카 과립형 0.013
코어 입자 3 실리카 구형 0.005
코어 입자 4 알루미나 과립형 0.098
코어 입자 5 침전 바륨술페이트 과립형 0.059
코어 입자 6 티타늄 산화물 과립형 0.008
코어 입자의 종류 코어 입자의 성질
구형도(-) BET 비표면적 값(m2/g) 비중(-)
코어 입자 1 1.02 196.2 2.19
코어 입자 2 1.28 256.3 2.43
코어 입자 3 1.03 312.6 2.28
코어 입자 4 1.31 41.3 3.65
코어 입자 5 1.22 21.3 4.15
코어 입자 6 1.04 92.2 4.17
코어 입자의 종류 코어 입자의 성질
색상 은폐력(㎠/g)
L*값(-) a*값(-) b*값(-) C*값(-)
코어 입자 1 93.1 0.1 0.3 0.3 6
코어 입자 2 94.0 0.3 -0.1 0.3 11
코어 입자 3 92.2 0.1 1.3 1.3 6
코어 입자 4 96.3 0.1 0.2 0.2 18
코어 입자 5 91.6 0.3 1.1 1.1 13
코어 입자 6 94.4 0.3 1.3 1.3 320
코어 입자 코어 입자의 종류 표면 처리 단계
첨가제
종류 하기의 것으로 계산함 양(중량％)
코어 입자 7 코어 입자 1 나트륨알루미네이트 Al 0.5
코어 입자 8 코어 입자 2 알루미늄술페이트 Al 2.0
코어 입자 9 코어 입자 3 알루미늄술페이트 Al 2.0
코어 입자 10 코어 입자 4 수 글라스 #3 SiO2 0.5
코어 입자 11 코어 입자 5 나트륨알루미네이트수 글라스 #3 AlSiO2 2.00.5
코어 입자 12 코어 입자 6 수 글라스 #3 SiO2 1.0
코어 입자 표면 처리 단계
코팅 물질
종류 하기의 것으로 계산함 양(중량％)
코어 입자 7 A Al 0.49
코어 입자 8 A Al 1.96
코어 입자 9 A Al 1.96
코어 입자 10 S SiO2 0.48
코어 입자 11 AS AlSiO2 1.930.47
코어 입자 12 S SiO2 0.98
코어 입자의 종류 표면 처리된 코어 입자의 성질
평균 입자 직경(㎛) 구형도(-) BET 비표면적 값(m2/g) 비중(-)
코어 입자 7 0.022 1.02 186.3 2.20
코어 입자 8 0.015 1.28 211.4 2.45
코어 입자 9 0.005 1.03 296.4 2.31
코어 입자 10 0.099 1.31 40.8 3.60
코어 입자 11 0.061 1.22 21.9 4.13
코어 입자 12 0.008 1.04 61.2 4.15
코어 입자의 종류 표면 처리된 코어 입자의 성질
색상 은폐력(㎠/g)
L*값(-) a*값(-) b*값(-) C*값(-)
코어 입자 7 93.1 0.1 0.1 0.1 6
코어 입자 8 94.1 0.2 0.1 0.2 10
코어 입자 9 92.0 0.1 1.4 1.4 6
코어 입자 10 93.8 0.1 0.3 0.3 21
코어 입자 11 91.0 0.4 0.8 0.9 14
코어 입자 12 94.1 0.6 1.5 1.6 310
유기 안료 유기 안료의 성질
종류 형상 평균 입자 직경(㎛)
유기 안료 A 청색 안료(프탈로시아닌기제 안료) 과립형 0.06
유기 안료 B 적색 안료(퀴나크리돈기제 안료) 과립형 0.58
유기 안료 C 적색 안료(아조 기제안료) 과립형 0.55
유기 안료 D 황색 안료(아조 기제안료) 과립형 0.74
유기 안료 E 녹색 안료(프탈로시아닌기제 안료 과립형 0.06
유기 안료 유기 안료의 성질
BET 비표면적 값(m2/g) 비중(-) 은폐력(㎠/g) 내광성(ΔE*값)(-)
유기 안료 A 71.6 1.65 630 10.8
유기 안료 B 19.3 1.68 480 14.7
유기 안료 C 18.6 1.48 380 18.6
유기 안료 D 11.2 1.85 320 16.3
유기 안료 E 60.5 2.29 210 9.63
유기 안료 유기 안료의 성질
색상
L*값(-) a*값(-) b*값(-) C*값(-)
유기 안료 A 17.7 9.7 -23.4 25.4
유기 안료 B 37.0 51.9 20.6 55.8
유기 안료 C 39.3 49.2 19.8 53.0
유기 안료 D 65.4 -6.9 59.4 59.8
유가 안료 E 21.8 -18.3 -7.4 19.7
실시예 코어 입자의 종류 착색제의 제조
접착제와의 코팅 단계
첨가제
종류 첨가된 양(중량부)
실시예 6 코어 입자 1 메틸 트리에톡시실란 2.0
실시예 7 코어 입자 2 메틸 히드로겐폴리실록산 3.0
실시예 8 코어 입자 4 이소프로필트리이소스테아로일티타네이트 3.0
실시예 9 코어 입자 5 수용성 아크릴 수지 2.0
실시예 10 코어 입자 6 디메틸디메톡시실란 1.5
실시예 11 코어 입자 7 γ-아미노프로필트리에톡시실란 5.0
실시예 12 코어 입자 8 메틸 히드로겐폴리실록산 4.0
실시예 13 코어 입자 9 폴리비닐 알콜 1.0
실시예 14 코어 입자 10 페닐 트리에톡시실란 6.0
실시예 15 코어 입자 11 메틸트리메톡시실란 8.0
실시예 16 코어 입자 12 폴리비닐 알콜 2.0
실시예 17 코어 입자 A 메틸 히드로겐폴리실록산 4.0
실시예 18 코어 입자 A 메틸 히드로겐폴리실록산 4.0
실시예 착색제의 제조
접착제와의 코팅 단계
에지 러너 처리 코팅량(C로 계산함)(중량％)
선하중 시간(분)
(N/cm) (Kg/cm)
실시예 6 588 60 30 0.13
실시예 7 588 60 20 0.79
실시예 8 441 45 30 2.17
실시예 9 588 60 20 0.99
실시예 10 294 30 30 0.30
실시예 11 735 75 30 0.80
실시예 12 294 30 30 1.05
실시예 13 588 60 30 0.54
실시예 14 588 60 20 2.03
실시예 15 441 45 20 0.61
실시예 16 294 30 30 1.05
실시예 17 588 60 30 1.06
실시예 18 588 60 30 1.08
실시예 착색제의 제조
유기 안료의 부착 단계
유기 안료
종류 첨가된 양(중량부) 종류 첨가된 양(중량부)
실시예 6 A 50.0 - -
실시예 7 B 100.0 - -
실시예 8 C 100.0 - -
실시예 9 D 100.0 - -
실시예 10 B 50.0 D 70.0
실시예 11 A 100.0 - -
실시예 12 B 150.0 - -
실시에 13 B 40.0 A 20.0
실시에 14 C 30.0 - -
실시예 15 D 50.0 - -
실시예 16 E 70.0 - -
실시예 17 B 100.0 - -
실시예 18 D 100.0 - -
실시예 착색제의 제조
유기 안료의 부착 단계
에지 러너 처리 부착된 양(C로 계산함)(중량％)
선하중 시간(분)
(N/cm) (Kg/cm)
실시예 6 588 60 60 22.14
실시예 7 588 60 90 38.36
실시예 8 588 60 60 29.08
실시예 9 588 60 90 28.25
실시예 10 392 40 75 30.66
실시에 11 735 75 90 33.19
실시예 12 588 60 120 46.03
실시예 13 588 60 60 27.37
실시예 14 588 60 30 13.37
실시예 15 441 45 60 18.81
실시예 16 588 60 60 14.88
실시예 17 588 60 120 38.42
실시예 18 588 60 120 28.21
비교 실시예 코어 입자의 종류 착색제의 제조
접착제와의 코팅 단계
첨가제
종류 첨가된 양(중량부)
비교 실시예 1 코어 입자 1 - -
비교 실시예 2 코어 입자 1 메틸 트리에톡시실란 0.005
비교 실시예 3 코어 입자 1 메틸 트리에톡시실란 1.0
비교 실시예 4 코어 입자 1 메틸 트리에톡시실란 1.0
비교 실시예 착색제의 제조
접착제와의 코팅 단계
에지 러너 처리 코팅량(C로 계산함)(중량％)
선하중 시간(분)
(N/cm) (Kg/cm)
비교 실시예 1 - - - -
비교 실시예 2 588 60 30 -
비교 실시예 3 588 60 30 0.06
비교 실시예 4 588 60 30 0.06
비교 실시예 착색제의 제조
유기 안료의 부착 단계
유기 안료
종류 첨가된 양(중량부) 종류 첨가된 양(중량부)
비교 실시예 1 A 50.0 - -
비교 실시예 2 A 50.0 - -
비교 실시예 3 A 750.0 - -
비교 실시예 4 A 0.5 - -
비교 실시예 착색제의 제조
유기 안료의 부착 단계
에지 러너 처리 부착된 양(C로 계산함)(중량％)
선하중 시간(분)
(N/cm) (Kg/cm)
비교 실시예 1 588 60 30 22.04
비교 실시예 2 588 60 30 22.09
비교 실시예 3 588 60 30 58.53
비교 실시예 4 588 60 30 0.30
실시예 착색제의 성질
평균 입자 직경(㎛) 구형도(-) BET 비표면적 값(m2/g) 비중(-)
실시예 6 0.023 1.02 121.2 2.00
실시예 7 0.018 1.28 165.8 2.04
실시예 8 0.099 1.32 38.6 2.54
실시예 9 0.061 1.22 21.0 2.98
실시예 10 0.011 1.05 54.9 2.85
실시에 11 0.026 1.02 115.4 1.90
실시예 12 0.023 1.28 151.2 1.97
실시예 13 0.008 1.04 241.2 2.12
실시예 14 0.100 1.31 40.1 3.02
실시예 15 0.062 1.22 20.4 3.25
실시예 16 0.010 1.05 58.3 3.36
실시예 17 0.026 1.07 120.9 1.99
실시예 18 0.026 1.06 117.6 2.06
실시예 착색제의 성질
색상
L*값(-) a*값(-) b*값(-) C*값(-)
실시예 6 21.3 8.6 -21.3 23.0
실시예 7 44.2 50.8 19.8 54.5
실시예 8 48.3 48.6 18.5 52.0
실시예 9 71.3 -5.0 54.6 54.8
실시예 10 56.6 28.9 40.9 50.1
실시예 11 20.6 8.8 -21.8 23.5
실시예 12 41.6 50.3 19.3 53.9
실시예 13 53.3 38.8 -4.2 39.1
실시예 14 46.6 48.0 18.0 51.3
실시에 15 68.3 -5.6 56.6 56.9
실시예 16 25.7 -18.5 -7.7 20.0
실시예 17 43.9 50.8 19.5 54.5
실시예 18 71.0 -6.1 55.3 55.6
실시예 착색제의 성질
은폐력(㎠/g) 착색력(％)
실시예 6 520 138
실시예 7 420 165
실시예 8 320 136
실시예 9 220 143
실시예 10 490 205
실시예 11 560 164
실시예 12 440 183
실시예 13 480 163
실시예 14 260 118
실시예 15 180 125
실시예 16 200 142
실시예 17 540 157
실시예 18 520 155
실시예 착색제의 성질
내광성(ΔE*값)(-) 유기 안료의 탈착도
실시예 6 1.2 5
실시예 7 1.4 5
실시예 8 1.9 4
실시예 9 2.0 4
실시예 10 2.1 5
실시예 11 1.0 5
실시예 12 1.3 5
실시예 13 1.3 5
실시예 14 1.6 5
실시예 15 1.6 5
실시예 16 1.1 5
실시예 17 1.7 5
실시예 18 1.9 5
비교 실시예 착색제의 성질
평균 입자 직경(㎛) 구형도(-) BET 비표면적 값(m2/g) 비중(-)
비교 실시예 1 0.021 1.02 153.2 2.01
비교 실시예 2 0.021 1.02 148.3 2.01
비교 실시예 3 0.033 1.05 81.6 1.71
비교 실시예 4 0.021 1.02 188.3 2.18
비교 실시예 5 0.021 1.02 179.5 2.01
비교 실시예 6 0.021 1.02 182.7 2.13
비교 실시예 착색제의 성질
색상
L*값(-) a*값(-) b*값(-) C*값(-)
비교 실시예 1 24.6 6.3 -15.6 16.8
비교 실시예 2 23.9 5.8 -17.8 18.7
비교 실시예 3 18.1 9.5 -23.0 24.9
비교 실시예 4 48.2 3.1 -6.3 7.0
비교 실시예 5 22.5 6.5 -15.0 16.3
비교 실시예 6 26.4 5.8 -18.9 19.8
비교 실시예 착색제의 성질
은폐력(㎠/g) 착색력(％)
비교 실시예 1 480 110
비교 실시예 2 450 113
비교 실시예 3 620 208
비교 실시예 4 120 101
비교 실시예 5 540 109
비교 실시예 6 480 96
비교 실시예 착색제의 성질
내광성(ΔE*값)(-) 유기 안료의 탈착도
비교 실시예 1 8.1 1
비교 실시예 2 7.6 2
비교 실시예 3 6.7 2
비교 실시예 4 1.5 -
비교 실시예 5 7.7 1
비교 실시예 6 12.5 -
실시예 착색제의 종류 표면 코팅된 착색제의 제조
계면활성제 및(또는) 중합체성 분산화제와의 코팅 단계
첨가제
종류 양(중량부)
실시예 19 실시에 6 나트륨 도데실벤젠술포네이트 1.0
실시예 20 실시예 7 나트륨 아크릴레이트 2.0
실시예 21 실시예 11 나트륨 라우릴술페이트 1.0
실시예 22 실시예 12 노닐페닐 폴리에틸렌글리콜 에테르 5.0
실시예 표면 코팅된 착색제의 제조
게면활성제 및(또는) 중합체성 분산화제와의 코팅 단계
처리 온도(℃) 처리 시간(분) 코팅량(C로 계산함)(중량％)
실시예 19 30 30 0.60
실시예 20 30 30 0.71
실시예 21 25 20 0.48
실시예 22 25 30 3.67
실시예 표면 코팅된 착색제의 성질
평균 입자 크기(㎛) 구형도(-) BET 비표면적 값(m2/g) 비중(-)
실시예 19 0.023 1.02 116.3 1.99
실시예 20 0.017 1.28 156.2 2.02
실시예 21 0.026 1.02 111.3 1.89
실시예 22 0.022 1.29 138.2 1.92
실시예 표면 코팅된 착색제의 성질
색상
L* 값(-) a*값(-) b*값(-) C*값(-)
실시예 19 21.2 8.7 -21.4 23.1
실시예 20 43.0 50.0 19.2 53.6
실시예 21 20.4 8.9 -22.1 23.8
실시에 22 41.1 49.5 19.6 53.2
실시예 표면 코팅된 착색제의 성질
은폐력(㎠/g) 착색력(％) 내광성(ΔE*값)(-)
실시예 19 530 140 1.1
실시예 20 450 163 1.2
실시예 21 560 161 0.9
실시예 22 450 180 1.1
실시예 잉크젯 인쇄 잉크의 제조
착색제 콜로이드성 실리카
종류 블렌딩된 양(중량) 종류 블렌딩된 양(중량부)
실시예 23 실시예 6 5.0 - -
실시예 24 실시예 7 5.0 - -
실시예 25 실시예 5에서 얻은 유기 및 무기 복합 입자 5.0 - -
실시예 26 실시예 8 5.0 - -
실시예 27 실시예 9 5.0 - -
실시예 28 실시예 10 5.0 - -
실시예 29 실시예 11 5.0 - -
실시예 30 실시예 12 5.0 - -
실시예 31 실시예 13 5.0 - -
실시예 32 실시예 14 5.0 - -
실시예 33 실시예 15 5.0 - -
실시예 34 실시예 16 5.0 - -
실시예 35 실시예 17 5.0 - -
실시예 36 실시예 18 5.0 - -
실시예 37 실시예 19 5.0 - -
실시예 38 실시예 20 5.0 - -
실시예 39 실시예 21 5.0 - -
실시예 40 실시예 22 5.0 - -
비교 실시예 잉크젯 인쇄 잉크의 제조
착색제 콜로이드성 실리카
종류 블렌딩된 양(중량부) 종류 블렌딩된 양(중량부)
비교 실시예 7 유기 안료 A 4.5 코어 입자 1 10.0
비교 실시예 8 유기 안료 B 4.5 코어 입자 1 10.0
비교 실시예 9 유기 안료 C 4.5 코어 입자 7 10.0
비교 실시예 10 유기 안료 D 4.5 코어 입자 1 10.0
비교 실시예 11 비교 실시예 1 5.0 - -
비교 실시예 12 비교 실시예 2 5.0 - -
비교 실시예 13 비교 실시예 3 5.0 - -
비교 실시예 14 비교 실시예 4 5.0 - -
비교 실시예 15 비교 실시예 5 5.0 - -
비교 실시예 16 비교 실시에 6 5.0 - -
실시예 잉크젯 인쇄 잉크의 성질
분산 입자 직경(㎛) 분산 안정성
시각적 관찰(-) 분산 입자 직경의 변화 백분율(％)
실시예 23 0.03 5 6.5
실시예 24 0.03 5 6.6
실시예 25 0.02 5 6.7
실시예 26 0.13 4 8.6
실시예 27 0.08 4 9.5
실시예 28 0.02 5 6.4
실시예 29 0.03 5 5.8
실시예 30 0.02 5 6.0
실시예 31 0.01 5 6.2
실시예 32 0.12 4 8.2
실시예 33 0.09 4 8.7
실시예 34 0.02 4 9.6
실시예 35 0.03 5 6.5
실시예 36 0.03 5 6.8
실시예 37 0.03 5 4.2
실시예 38 0.03 5 4.6
실시예 39 0.03 5 4.3
실시예 40 0.03 5 3.9
실시예 잉크젯 인쇄 잉크의 성질
내광성(ΔE*값)(-) 항폐쇄 성질(-)
실시예 23 1.1 5
실시예 24 1.4 5
실시예 25 1.4 5
실시예 26 1.9 4
실시예 27 1.5 4
실시예 28 1.9 5
실시예 29 0.8 5
실시예 30 0.9 5
실시예 31 1.2 5
실시예 32 1.4 4
실시예 33 1.5 4
실시예 34 1.0 4
실시예 35 1.2 5
실시예 36 1.8 5
실시예 37 1.1 5
실시예 38 1.2 5
실시예 39 0.7 5
실시예 40 0.9 5
비교 실시예 잉크젯 인쇄 잉크의 성질
분산 입자 직경(㎛) 분산 안정성
시각적 관찰(-) 분산 입자 직경의 변화 백분율(％)
비교 실시예 7 0.18 1 20.6
비교 실시예 8 0.63 1 17.4
비교 실시예 9 0.76 1 24.0
비교 실시예 10 0.83 1 18.5
비교 실시예 11 0.23 1 17.2
비교 실시예 12 0.21 1 16.9
비교 실시예 13 0.16 2 14.3
비교 실시예 14 0.06 2 8.5
비교 실시예 15 0.15 1 14.3
비교 실시예 16 0.09 3 8.4
비교 실시예 잉크젯 인쇄 잉크의 성질
색상
L*값(-) a*값(-) b*값(-) C*값(-)
비교 실시예 7 18.5 8.6 -23.4 24.9
비교 실시예 8 36.1 49.6 20.0 53.5
비교 실시예 9 39.0 47.3 19.3 51.1
비교 실시예 10 64.9 -5.3 56.2 56.4
비교 실시예 11 23.6 5.2 -15.0 15.9
비교 실시예 12 23.8 4.8 -17.1 17.8
비교 실시예 13 18.4 9.0 -22.6 24.3
비교 실시예 14 50.3 2.6 -5.4 6.0
비교 실시예 15 23.1 5.5 -14.8 15.8
비교 실시예 16 26.6 5.3 -18.8 19.5
비교 실시예 잉크젯 인쇄 잉크의 제조
내광성(ΔE*값)(-) 항폐쇄 성질(-)
비교 실시예 7 6.8 2
비교 실시예 8 6.9 1
비교 실시예 9 10.5 1
비교 실시예 10 10.0 1
비교 실시예 11 6.7 2
비교 실시예 12 6.5 2
비교 실시예 13 6.6 2
비교 실시예 14 1.8 2
비교 실시예 15 7.2 2
비교 실시예 16 19.3 3
실시예 및비교 실시예 수성 안료 분산액의 제조
착색제 콜로이드성 실리카
종류 블렌딩된 양(중량부) 종류 블렌딩된 양(중량부)
실시예 41 실시예 6 20.0 - -
실시예 42 실시예 5에서 얻은 유기 및 무기 복합 입자 20.0 - -
실시예 43 실시예 8 20.0 - -
실시예 44 실시예 9 20.0 - -
실시예 45 실시예 10 20.0 - -
실시예 46 실시예 11 20.0 - -
비교 실시예 17 유기 안료 A 10.0 코어 입자 1 10.0
비교 실시예 18 비교 실시예 1 20.0 - -
비교 실시예 19 비교 실시예 2 20.0 - -
비교 실시예 20 비교 실시예 3 20.0 - -
비교 실시예 21 비교 실시예 4 20.0 - -
비교 실시예 22 비교 실시예 5 20.0 - -
비교 실시예 23 비교 실시예 6 20.0 - -
실시예 및비교 실시예 수성 안료 분산액의 성질
분산 입자 직경(㎛) 분산 안정성
시각적 관찰(-) 분산 입자 직경의 변화 백분율(％)
실시예 41 0.02 5 6.1
실시예 42 0.01 5 6.3
실시예 43 0.10 5 6.9
실시예 44 0.06 5 7.0
실시예 45 0.01 5 6.0
실시예 46 0.02 5 5.6
비교 실시예 17 0.18 1 20.2
비교 실시예 18 0.21 1 17.0
비교 실시예 19 0.20 1 16.6
비교 실시예 20 0.15 2 14.1
비교 실시예 21 0.06 2 8.4
비교 실시예 22 0.12 1 13.9
비교 실시예 23 0.09 3 8.2
실시예 및비교 실시예 잉크젯 인쇄 잉크의 제조
수성 안료 분산액
종류 블렌딩된 양(중량부)
실시예 47 실시예 41 25.0
실시예 48 실시예 42 25.0
실시예 49 실시예 43 25.0
실시예 50 실시예 44 25.0
실시예 51 실시예 45 25.0
실시예 52 실시예 46 25.0
비교 실시예 24 비교 실시예 17 25.0
비교 실시예 25 비교 실시예 18 25.0
비교 실시예 26 비교 실시예 19 25.0
비교 실시예 27 비교 실시예 20 25.0
비교 실시예 28 비교 실시예 21 25.0
비교 실시예 29 비교 실시예 22 25.0
비교 실시에 30 비교 실시예 23 25.0
실시예 및비교 실시예 잉크젯 인쇄 잉크의 성질
분산 입자 직경(㎛) 분산 안정성
시각적 관찰(-) 분산 입자 직경의 변화 백분율(％)
실시예 47 0.02 5 5.9
실시예 48 0.01 5 6.2
실시예 49 0.09 5 6.6
실시예 50 0.06 5 6.9
실시예 51 0.01 5 5.8
실시예 52 0.02 5 5.4
비교 실시예 24 0.17 1 20.1
비교 실시예 25 0.20 1 16.8
비교 실시예 26 0.19 1 16.5
비교 실시예 27 0.14 2 14.0
비교 실시예 28 0.06 2 8.3
비교 실시예 29 0.11 1 13.6
비교 실시예 30 0.08 3 8.1
실시예 및비교 실시예 잉크젯 인쇄 잉크의 성질
색상
L*값(-) a*값(-) b*값(-) C*값(-)
실시예 47 21.8 8.6 -21.3 23.0
실시예 48 57.7 49.0 19.5 52.7
실시예 49 48.8 47.2 18.3 50.6
실시예 50 71.5 -4.8 54.5 54.7
실시예 51 57.4 28.4 40.7 49.6
실시예 52 21.1 8.7 -21.9 23.6
비교 실시예 24 18.8 8.5 -23.3 24.8
비교 실시예 25 23.8 5.3 -14.9 15.8
비교 실시예 26 24.0 4.8 -17.3 18.0
비교 실시예 27 18.5 8.9 -22.8 24.5
비교 실시예 28 50.5 2.7 -5.5 6.1
비교 실시예 29 23.2 5.7 -14.6 15.7
바교 실시예 30 26.9 5.5 -18.5 19.3
실시예 및비교 실시예 잉크젯 인쇄 잉크의 성질
내광성(ΔE* 값)(-) 항폐쇄 성질(-)
실시예 47 1.0 5
실시예 48 1.3 5
실시예 49 1.8 5
실시예 50 1.4 5
실시예 51 1.9 5
실시예 52 0.8 5
비교 실시예 24 6.7 2
비교 실시예 25 6.6 2
비교 실시예 26 6.4 2
비교 실시예 27 6.4 2
비교 실시예 28 1.7 2
비교 실시예 29 7.0 2
비교 실시예 30 19.1 3
본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제는 높은 착색력 및 선명한 선명한색상을 나타낼 뿐만 아니라 미립자임에도 불구하고 탁월한 분산성 및 내광성을 나타내고, 따라서 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제로 적합하게 사용될 수 있다.
본 발명의 잉크젯 인쇄 잉크는 탁월한 분산 안정성을 나타낼 수 있고, 잉크젯 기록 장치의 헤드 부분이 폐쇄를 예방할 수 있다. 또한, 본 발명의 잉크젯 인쇄 잉크를 사용하여 얻은 인쇄된 상은 선명한 색상 및 탁월한 내광성을 나타낼 수 있다. 따라서, 본 발명의 잉크젯 인쇄 잉크는 잉크젯 기록용 잉크로 적합하게 사용될 수 있다.
본 발명의 유기 및 무기 복합 입자는 높은 착색력 및 선명한 색상을 나타낼 뿐만 아니라 미립자임에도 불구하고 탁월한 분산성 및 내광성을 나타내고, 따라서 페인트, 잉크 및 수지 조성물용 착색제로 적합하게 사용될 수 있다.

Claims (22)

  1. 코어 입자인 체질 안료(extender pigment);
    상기 코어 입자 표면의 적어도 일부 상에 형성된 접착제 코팅층; 및
    상기 접착제 코팅층의 적어도 일부 상에 균일하게 형성된 유기 안료 코팅
    을 포함하는, 평균 입자 직경이 0.001 내지 0.15 ㎛인 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제.
  2. 제1항에 있어서, BET 비표면적 값이 15 내지 500 m2/g이고, 비중이 1.3 내지 3.5이며, 은폐력이 1,000 ㎠/g 미만인 착색제.
  3. 제1항에 있어서, 상기 접착제가 유기실리콘 화합물 및 결합제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 물질인 착색제.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유기 안료 코팅의 양이 상기 체질 안료 100 중량부를 기준으로 1 내지 500 중량부인 착색제.
  5. 제1항에 있어서, 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제 및 중합체성 분산화제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 물질을 포함하며, 상기 유기 안료 코팅의 적어도 일부 상에 형성된 외부 코팅층을 추가로포함하는 착색제.
  6. 제5항에 있어서, 상기 외부 코팅층의 양이 착색제의 중량을 기준으로 0.1 내지 10.0 중량％ (C로 계산함)인 착색제.
  7. 제1항에 있어서, 알루미늄 수산화물, 알루미늄 산화물, 실리콘 수산화물 및 실리콘 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 화합물을 포함하는 코팅층이 상기 코어 입자의 표면과 상기 접착제 코팅층 사이에 형성된 착색제.
  8. 제7항에 있어서, 알루미늄 수산화물, 알루미늄 산화물, 실리콘 수산화물 및 실리콘 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 화합물을 포함하는 상기 코팅층의 양이 코팅된 코어 입자의 중량을 기준으로 0.01 내지 20 중량％ (Al, SiO2, 또는 Al 및 SiO2의 합으로 계산함)인 착색제.
  9. 코어 입자인 체질 안료;
    상기 코어 입자 표면의 적어도 일부 상에 형성된 접착제 코팅층; 및
    상기 체질 안료 100 중량부를 기준으로 1 내지 500 중량부의 양으로 상기 접착제 코팅층의 적어도 일부 상에 균일하게 형성된 유기 안료 코팅
    을 포함하며, 평균 입자 직경이 0.001 내지 0.15 ㎛이고, BET 비표면적 값이 15 내지 500 m2/g이고, 비중이 1.3 내지 3.5이며, 은폐력이 1,000 ㎠/g 미만인 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제.
  10. 코어 입자인 체질 안료;
    상기 코어 입자 표면의 적어도 일부 상에 형성된 접착제 코팅층;
    상기 접착제 코팅층의 적어도 일부 상에 균일하게 형성된 유기 안료 코팅; 및
    음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제 및 중합체성 분산화제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 물질을 포함하고, 상기 유기 안료 코팅의 적어도 일부 상에 형성된 외부 코팅층
    을 포함하는, 평균 입자 직경이 0.001 내지 0.15 ㎛인 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제.
  11. 제10항에 있어서, 상기 외부 코팅층의 양이 착색제의 중량을 기준으로 0.1 내지 10.0 중량％ (C로 계산함)인 착색제.
  12. 코어 입자인 체질 안료;
    알루미늄 수산화물, 알루미늄 산화물, 실리콘 수산화물 및 실리콘 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 화합물을 포함하는, 상기 코어 입자 표면의 적어도 일부 상에 형성된 코팅층;
    상기 코팅층의 표면의 적어도 일부 상에 형성된 접착제 코팅층;
    상기 접착제 코팅층의 적어도 일부 상에 균일하게 형성된 유기 안료 코팅
    를 포함하는, 평균 입자 직경이 0.001 내지 0.15 ㎛인 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제.
  13. 코어 입자인 체질 안료;
    알루미늄 수산화물, 알루미늄 산화물, 실리콘 수산화물 및 실리콘 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 화합물을 포함하는, 상기 코어 입자 표면의 적어도 일부 상에 형성된 코팅층;
    상기 코팅층의 표면의 적어도 일부 상에 형성된 접착제 코팅층;
    상기 접착제 코팅층의 적어도 일부 상에 균일하게 형성된 유기 안료 코팅; 및
    음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제 및 알칼리 가용성 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 물질을 포함하는, 상기 유기 안료 코팅의 적어도 일부 상에 형성된 외부 코팅층
    을 포함하는, 평균 입자 직경이 0.001 내지 0.15 ㎛인 잉크젯 인쇄 잉크용 착색제.
  14. 제1항에서 정의된 착색제 및 잉크 기제(base) 용액을 포함하는 잉크젯 인쇄 잉크.
  15. 제14항에 있어서, 상기 착색제의 양이 상기 잉크 기제 용액의 중량을 기준으로 1 내지 20 중량％인 잉크젯 인쇄 잉크.
  16. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에서 정의된 착색제, 및 잉크 기제 용액을 포함하며, 상기 착색제의 양은 상기 잉크 기제 용액의 중량을 기준으로 1 내지 20 중량％인, 잉크젯 인쇄 잉크.
  17. 제1항에서 정의된 착색제 10 내지 40 중량％, 및 수성 안료 분산액용 기제 용액을 포함하는 수성 안료 분산액.
  18. 제17항에서 정의된 수성 안료 분산액, 분산제 및 물을 포함하는 잉크젯 인쇄 잉크.
  19. 코어 입자인 백색 무기 입자;
    상기 백색 무기 입자 표면의 적어도 일부 상에 형성된 접착제 코팅층; 및
    상기 백색 무기 입자 100 중량부를 기준으로 1 내지 500 중량부의 양으로 상기 접착제 코팅층의 적어도 일부 상에 균일하게 형성된 유기 안료 코팅
    을 포함하는, 평균 입자 직경이 0.001 이상 0.01 ㎛ 미만인 유기 및 무기 복합 입자.
  20. 제19항에 있어서, 상기 접착제가 유기실리콘 화합물 및 결합제로 이루어지는군으로부터 선택되는 1 이상의 물질인 유기 및 무기 복합 입자.
  21. 제19항에 있어서, 알루미늄 수산화물, 알루미늄 산화물, 실리콘 수산화물 및 실리콘 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 화합물을 포함하는 코팅층이 상기 코어 입자의 표면과 상기 접착제 코팅층 사이에 형성된 유기 및 무기 복합 입자.
  22. 제21항에 있어서, 알루미늄 수산화물, 알루미늄 산화물, 실리콘 수산화물 및 실리콘 산화물로부터 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 화합물을 포함하는 코팅층의 양이 코팅된 코어 입자의 중량을 기준으로 0.01 내지 20 중량％ (Al, SiO2, 또는 Al 및 SiO2의 합으로 계산함)인 유기 및 무기 복합 입자.
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