KR100387664B1 - 승화성 분산 잉크 조성물 및 그 제조 방법 - Google Patents

승화성 분산 잉크 조성물 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 승화성 전사 잉크 조성물 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 염료 2 내지 10 %, 분산제 15 내지 25 %, 용제 10 내지 15 %, 암모니아 2 내지 10 %, 소포제 0.1 내지 5 %, 및 H2O 40 내지 70 %로 이루어진 것을 특징으로 하는 승화성 전사 잉크 조성물 및 그의 제조 방법을 제공함으로써 섬유 및 종이 등에 사용할 수 있는 전사용 잉크를 제공할 수 있다.

Description

승화성 분산 잉크 조성물 및 그 제조 방법{SUBLIMATABLE DISPERSE INK COMPOSITION AND METHOD FOR PREPARING THEREOF}
[산업상 이용분야]
본 발명은 승화성 전사 잉크 조성물 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프린터용 잉크제에 뿐만 아니라 섬유, 종이 등에 사용할 수 있는 승화성 전사 잉크 조성물 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
[종래 기술]
현재 승화성 전사 잉크 조성물은 프린터용 잉크젯에만 사용되고 있으나 일반적으로 필기구와 물감 등에는 입도가 크기 때문에 사용되지 못하고 있다.
이러한 승화성 전사 잉크는 전사 잉크라고도 하며, 크게 유성용 전사 잉크와 수용성 전사 잉크로 구별할 수 있다.
필기구와 물감 등에 사용되는 유성용 전사 잉크는 있지만 사용하기가 불편하고 인체 유해성이 비교적 크며, 보존성도 만족하기가 어려운 수준이다.
반면, 수용성 승화성 전사 잉크는 인체에 비교적 무해하고 제조 원가가 저렴한 장점이 있으나 침전이 빨리 일어나 일정한 농도를 유지하기 어려우므로 상품성이 없어 판매를 할 수 없다.
특히, 폴리 에스테르 섬유 및 나일론 섬유에 사용하는 경우에는 시간이 경과함에 따라 변색 또는 퇴색되어 옷을 입기가 힘든 경우 등이 야기될 수 있다.
본 발명은 위에서 설명한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 폴리에스테르 섬유에 염료를 전사할 때 일정하게 전사되고 또한 변색 또는 오염 현상이 일어나지 않는 승화성 전사 잉크 조성물 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
염료 2 내지 10 %, 분산제 15 내지 25 %, 용제 10 내지 15 %, 암모니아 2 내지 10 %, 소포제 0.1 내지 5 %, 및 H2O 40 내지 70 %로 이루어진 것을 특징으로 하는 승화성 전사 잉크 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은
ⅰ) 염료 원료를 98 % 이상 포함되어 있는 수분을 건조하고 포함되어 있는 염을 제거하는 단계;
ⅱ) 분산제, 용제, 염료 원료, 소포제, 증류수를 순서적으로 투입하여 혼합하는 단계; 및
ⅲ) 상기 혼합된 혼합물을 밀링 체임버에 투입하여 승화성 분산 잉크 조성물을 제조하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 승화성 전사 잉크 조성물의 제조 방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 승화성 전사 잉크 조성물 및 그 제조 방법을 더욱 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명의 승화성 전사 잉크 조성물에 사용되는 염료는 일반적으로 옷감 등에 사용되는 승화성 염료를 사용한다. 승화성 염료란 고상에서 일정 온도 이상에서는 고체상에서 기체상으로 상변화가 일어나는 염료를 말하며, 분산제가 첨가되어 있지 않은 염료를 말한다.
본 발명에서는 상기 승화성 염료를 케이크 상의 것을 이용하여야 하며, 수분 함유량이 거의 없어야 공정 중 압력에 의한 수분 증발에 의한 폭발 등을 방지할 수 있으므로 수분을 98 % 이상 건조하여야 하며, 또한 염 등의 불순물을 제거하여야 한다.
상기 승화성 염료 케이크는 색상에 따라 다음과 같은 것을 사용하는 것이 바람직하다.
옐로우 성분인 경우 디스퍼스 옐로우(disperse yellow) 54, 64, 119, 시안(blue) 성분인 경우 디스퍼스 블루(disperse blue) 56, 183, 359, 바이올렛 성분인 경우(violet) 디스퍼스 바이올렛(disperse violet) 26, 28, 29, 31, 오렌지(orange) 성분인 경우 디스퍼스 오렌지 25를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 승화성 염료 케이크는 2 내지 10 %를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 승화성 전사 잉크 조성물에서는 상기 승화성 염료 케이크를 일정하게 고르게 분산시키기 위하여 분산제(solsperse)를 사용한다.
상기 분산제는 일반적으로 옷감에 사용되는 안료 및 염료를 분산시키기 위하여 사용되는 분산제를 사용하면 된다. 상기 분산제로는 통상 분산제로 사용되는 BYK 사의 Disperbyk-183, -184, -185, -190 등을 사용할 수 있다.
상기 분산제는 15 % 이하를 사용하는 경우에는 상기 승화성 염료들이 뭉쳐져 있어서 바람직하지 않고, 25 % 이상을 사용하는 경우에는 분산 후 염료들이 침전을 일으키므로 바람직하지 않으므로 15 내지 25 %를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 승화성 염료 케이크를 녹이기 위해 용제를 사용하고, 본 발명의 승화성 전사 잉크 조성물을 사용할 때 융점을 강하시키기 위하여 사용한다. 상기 용제는 일반적인 염료를 녹이는 유기 용매를 사용하면 무방하다. 상기 용제로는 프로필렌글라이콜, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글라이콜, 디프로필렌글라이콜, 디프로필렌글라이콜, 글리세린 중 1 종 이상을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 용제는 10 내지 15 %를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는 승화성 전사 잉크 조성물을 제조한 후 염료의 침전을 방지하기 위하여 안정제를 사용한다.
상기 안정제로는 암모니아를 사용하는 것이 바람직하며, 사용량은 2 내지 10을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 승화성 잉크 조성물은 거품을 방지하고, 제조시 온도를 일정 온도로 유지하기 위하여 소포제를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 소포제는 상기 승화성 염료 케이크가 잘 분산할 수 있도록 분산 효과를 도와주는 역할을 한다.상기 소포제로는 통상 사용되는 소포제인 BYK 사의 비실리콘 폴리머 소포제를 사용할 수 있다.
상기 소포제는 0.1 내지 5 %를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 물은 불순물을 제거한 증류수 또는 순수를 사용하는 것이 바람직하다. 불순물이 존재하는 경우에는 일광 견뢰도 등 본 발명의 승화성 전사 잉크 조성물의 특성이 저하되므로 물 속에 포함되어 있는 불순물은 제거되는 것이 바람직하다.
상기 물은 40 내지 70 %를 사용하는 것이 바람직하며, 70 % 이상 사용하는 경우에는 잉크 사용시 건조속도를 느리게 하므로 바람직하지 않다.
본 발명에서 제조되는 승화성 전사 잉크 조성물은 평균 입도가 0.2 내지 0.3 ㎛이므로 펜, 볼펜 등에 사용하는 경우에도 일정한 흐름성을 가질 수 있으므로 펜, 볼펜 등의 필기구 등에 직접사용할 수 있다.
또한, 승화성 염료를 사용하므로 종이, 천 등에 먼저 그림등을 그린 후 매개체에 의해 다른 종이나 천 등에 전사가 가능하다.
전사가 가능한 매체로는 반합성 섬유, 합성 섬유 및 종이 등이 있으며, 매개체로는 열 매체가 바람직하다.
본 발명의 승화성 전사 잉크 조성물의 제조 방법은 다음과 같다.
먼저, 승화성 염료 케이크를 98 % 이상 수분과 염을 제거한다. 이렇게 수분과 염이 제거된 염료 케이크를 분산제(solsperse), 용제, 안정제, 소포제, 물을 혼합 체임버에 투입한 후 혼합시킨다.
상기 분산제로는 일반적으로 안료 또는 염료들을 분산시키기 위한 분산제를사용하며, 용제로는 프로필렌글라이콜, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글라이콜, 디프로필렌글라이콜, 디프로필렌글라이콜, 글리세린 중 1 종 이상을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 안정제로는 암모니아를 사용하는 것이 바람직하고, 물은 불순물이 제거된 증류수 또는 순수를 사용하는 것이 바람직하다.
혼한 공정이 완료된 후 그라인드 비드(bead) 크기가 0.3 mm 내지 0.8 mm인 그라인드 체임버에 투입하여 입출구 온도가 20 내지 40 ℃로 유지하면서, 압력 0.35 내지 0.5 기압, 회전수 900 내지 1300 rpm으로 2시간 내지 5시간 정도 혼합, 그라인드하여 승화성 전사 잉크 조성물을 제조한다.
본 발명에서 상기 그라인드 체임버 내에 있는 그라인드 비드의 크기는 제조되는 승화성 전사 잉크 조성물의 입도에 영향을 미치게 되므로 중요한 인자로서 작용하게 되며, 0.8 mm 이상인 경우에는 잉크 조성물의 입자 크기가 크게 되어 바람직하지 않다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 제시한다. 다만, 하기하는 실시예는 본 발명 더욱 잘 이해하기 위하여 제시되는 것일 뿐 본 발명이 하기하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
케이크 형태의 디스퍼스 블루 56(엘지화학 제조)을 98 % 이상 건조하여 수분을 제고하고, 또한 염을 제거하였다. 이렇게 수분과 염이 제거된 디스퍼스 블루 56 7%와 분산제(solsperse, Disperbyk-184; BYK사 제조) 15%, 프로필렌 글리콜 10%, 암모니아 3%, 소포제(BYK-011, BYK사 제조) 2%, 증류수 53%를 체임버에 투입한 후 혼합하였다. 이렇게 혼합된 혼합물을 그라인드 비드(bead) 크기가 0.3 mm 내지 0.8 mm인 그라인드 체임버에 투입하여 입출구 온도가 30 ℃로 유지하면서, 압력 0.4 기압, 회전수 1200 rpm으로 4시간 정도 혼합, 그라인드하여 본원의 승화성 전사 잉크 조성물을 제조하였다.
실시예 2 내지 4
실시예 1에서 디스퍼스 블루 56 대신에 실시예 2는 디스퍼시 옐로우 54, 실시예 3은 디스퍼스 바이올렛 28, 실시예 4는 디스퍼스 오렌지 25(이상, 엘지화학 제조)를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정을 진행하여 승화성 전사 잉크 조성물을 제조하였다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서 제조된 승화성 전사 잉크 조성물은 수용성 및 유용성이 가능하므로 잉크젯 프린터 뿐만 아니라 일반적인 필기구와 물감등에 사용할 수 있고, 환경친화적이며, 전사 특성이 있으므로 전사용 잉크로 사용이 가능하다.

Claims (12)

  1. 승화성 염료 케이크 2 내지 10 %, 분산제 15 내지 25 %, 용제 10 내지 15 %, 암모니아 2 내지 10 %, 소포제 0.1 내지 5 %, 및 H2O 40 내지 70 %로 이루어진 것을 특징으로 하는 승화성 전사 잉크 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 용제는 에틸렌글라이콜, 디에틸렌글라이콜, 프로필렌글라이콜, 디프로필렌글라이콜 및 글리세린으로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 물질인 승화성 전사 잉크 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 승화성 염료 케이크는 옐로우인 경우 디스퍼스 옐로우 54. 64. 119, 블루인 경우 디스퍼스 블루 56. 183. 359, 비이올렛인 경우 디스퍼스 바이올렛 26. 28. 29. 31, 오렌지인 경우 디스퍼스 오렌지 25인 승화성 전사 잉크 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 승화성 전사 잉크 조성물의 평균 입도는 0.2 내지 0.3 ㎛인 승화성 전사 잉크 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 승화성 전사 잉크 조성물은 수성 물감 및 기록보존용 필기구에 사용될 수 있는 것인 승화성 전사 잉크 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 승화성 전사 잉크 조성물은 반합성 섬유, 합성 섬유 및 종이로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 물질에 사용될 수 있는 승화성 전사 잉크 조성물.
  7. 제 6항에 있어서 상기 승화성 전사 잉크 조성물은 상기 반합성 섬유, 합성 섬유 및 종이로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 물질에 사용된 후 열 매체에 의해 또 다른 인쇄 매체에 전사될 수 있는 승화성 전사 잉크 조성물.
  8. ⅰ) 승화성 염료 케이크를 98 % 이상 포함하고 있는 수분을 건조하고 포함되어 있는 염을 제거하는 단계;
    ⅱ) 분산제, 용제, 승화성 염료 케이크, 암모니아, 소포제, 물을 순서적으로 투입하여 혼합하는 단계; 및
    ⅲ) 상기 혼합된 혼합물을 밀링 체임버에 투입하여 승화성 분산 잉크 조성물을 제조하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 승화성 전사 잉크 조성물의 제조 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 밀링 체임버는 0.3 내지 0.8 mm의 그라인드 비드를 구비하고 있는 승화성 전사 잉크 조성물의 제조 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 ⅲ) 단계에서 밀링 시간은 2시간 내지 5 시간이고, 밀링 체임버의 압력은 0.35 내지 0.5 기압, 상기 밀링 체임버의 입출구 온도는 20 내지 40 ℃인 승화성 전사 잉크 조성물의 제조 방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 승화성 염료 케이크는 2 내지 10 %, 상기 분산제는 15 내지 25 %, 상기 용제는 10 내지 15 %, 상기 암모니아는 2 내지 10 %, 상기 소포제는 0.1 내지 5 % 및 상기 H2O는 40 내지 70 %를 투입하는 것을 특징으로 하는 승화성 전사 잉크 조성물의 제조 방법.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 승화성 염료 케이크는 옐로우인 경우 디스퍼스 옐로우 54. 64. 119, 블루인 경우 디스퍼스 블루 56. 183. 359, 비이올렛인 경우 디스퍼스 바이올렛 26.28. 29. 31, 오렌지인 경우 디스퍼스 오렌지 25인 승화성 전사 잉크 조성물의 제조 방법.
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