KR100472136B1 - 신규한 알루미나 수화물 입자, 알루미나 수화물 입자 분산졸, 잉크 수용층을 형성하는 코팅액 및 잉크 수용층을지닌 기질 - Google Patents

신규한 알루미나 수화물 입자, 알루미나 수화물 입자 분산졸, 잉크 수용층을 형성하는 코팅액 및 잉크 수용층을지닌 기질 Download PDF

Info

Publication number
KR100472136B1
KR100472136B1 KR10-2002-7002686A KR20027002686A KR100472136B1 KR 100472136 B1 KR100472136 B1 KR 100472136B1 KR 20027002686 A KR20027002686 A KR 20027002686A KR 100472136 B1 KR100472136 B1 KR 100472136B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
alumina
alumina hydrate
hydrate particles
weight
receiving layer
Prior art date
Application number
KR10-2002-7002686A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20020043213A (ko
Inventor
니시다히로야수
에노모토나오유키
코마쭈미치오
Original Assignee
쇼꾸바이 카세이 고교 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쇼꾸바이 카세이 고교 가부시키가이샤 filed Critical 쇼꾸바이 카세이 고교 가부시키가이샤
Publication of KR20020043213A publication Critical patent/KR20020043213A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100472136B1 publication Critical patent/KR100472136B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/34—Preparation of aluminium hydroxide by precipitation from solutions containing aluminium salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/78—Compounds containing aluminium and two or more other elements, with the exception of oxygen and hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/14—Pore volume
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/16—Pore diameter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/22—Rheological behaviour as dispersion, e.g. viscosity, sedimentation stability
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/40—Electric properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/60—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249953—Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]
    • Y10T428/249978—Voids specified as micro
    • Y10T428/249979—Specified thickness of void-containing component [absolute or relative] or numerical cell dimension
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • Y10T428/256—Heavy metal or aluminum or compound thereof
    • Y10T428/257—Iron oxide or aluminum oxide
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • Y10T428/258—Alkali metal or alkaline earth metal or compound thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)

Abstract

큰 구멍 부피를 지니고, 특정 범위로 떨어지는 구멍 직경을 지니며, 고-농도 분산 졸로 형성되었을 때 낮은 점도를 나타내는 고도로 투명한 알루미나 수화물 입자가 제공된다. 일반식 x M2O ·y (NH4)2O ·Al2O3 ·z H2O (2 ×10-4 ≤x ≤25 ×10-4, 0.1 ×10-4 ≤y ≤20 ×10-4, 0.6 ≤z ≤2.5, M은 알칼리 금속을 표시하며 ; 알칼리 금속이 M2O 형식일 때, x는 Al2O3의 몰당 그의 몰수이며 ; 암모니아가 (NH4)2O 형식일 때, y는 Al2O3의 몰당 그의 몰수이며 ; z는 Al2O3의 몰당 수화 물(H2O)의 몰수임)로 표시되는 조성을 지닌 알루미나 수화물 입자, 0.02 내지 0.2 ㎛의 평균 입자 직경, 0.5 내지 1.5 ml/g의 총 구멍 부피, 및 0.3 내지 1.0 ml/g의 그 직경이 15 내지 30 nm인 구멍의 부피를 지닌 알루미나 수화물 입자.

Description

신규한 알루미나 수화물 입자, 알루미나 수화물 입자 분산 졸, 잉크 수용층을 형성하는 코팅액 및 잉크 수용층을 지닌 기질{Novel alumina hydrate particle, alumina hydrate particle dispersion sol, coating liquid for forming ink receptive layer and substrate with ink receptive layer}
본 발명은 알루미나 수화물 입자, 알루미나 수화물 입자 분산 졸 및 알루미나 수화물 입자가 포함된 잉크 수용층을 형성하는 코팅액에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 알칼리 금속 산화물과 암모니아 성분을 극히 적은 양으로 포함하며 물에 분산되면 낮은 점도를 나타내는 고도로 투명한 알루미나 수화물 입자에 관한 것이며, 또한 알루미나 수화물 입자가 분산된 졸, 알루미나 수화물 입자가 포함된 잉크 수용층을 형성하는 코팅액 및 코팅액으로부터 얻어진 잉크 수용층을 지닌 기질에 관한 것이다.
실리카, 알루미나 또는 알루미나 수화물과 같은 금속 산화물의 미세 입자, 금속 수산화물의 미세 입자 및 이들을 용매에 분산시켜 얻어진 졸은 다양한 분야에서 사용되어져 왔다. 예를 들면, 촉매, 촉매 지지물, 필름 형성 물질, 수지에 결합된 필러, 다양한 바인더, 미끄럼 개선제, 윤활제, 씨커너(thickener), 화장품 성분 등에서의 사용이 언급될 수 있다.
최근, 인쇄 기록 매체에서 수용층의 형성에 대한 알루미나 또는 알루미나 수화물 입자의 사용에 대한 기대가 증가하고 있다. 예를 들면, 일본 특허 공보 제3(1991)-24906호에서는 양이온성 수화된 알루미늄 산화물이 포함된 수용층을 지닌 기록 매체가 물에 녹는 염료 잉크로 인쇄하는 것에 고도로 적당함이 기술된다.
일본 특허 공보 제4(1992)-115984호에서는 또한 슈도보마이트(pseudoboehmite) 알루미나 층 및 그 위에 포개진 다공성 실리카 층을 포함하는 기록 시트가 고도로 투명하며 높은 잉크 흡수성을 나타냄이 기술된다.
일본 특허 공개 공보 제6(1994)-55829호에서는 또한 2 내지 50 ㎛의 평균 입자 직경, 8 내지 50 ㎚의 평균 구멍 직경, 0.8 내지 2.5 cc/g의 구멍 부피를 지닌 다공성 실리카 층 및 그 위에 포개진 알루미나 졸을 건조하여 얻어진 슈도보마이트(pseudoboehmite) 다공성 층을 포함하는 기록 시트가 높은 잉크 흡수성을 나타내며 색소 안정성에서 우수함이 기술된다.
반면에, 발명자들은 일본 특허 출원 제10(1998)-206284호에서 그 표면에서 특별히 금속 양이온으로 Al3+를 포함하는 양이온성 수화된 금속 화합물을 나르는 양성 ζ-포텐셜의 산화물 입자를 포함하는 잉크 수용층을 형성하는 코팅액을 이용하여 제조된 잉크 수용층을 지닌 기록 시트를 제안하였다. 기록 시트는 얼룩으로부터 자유롭고, 선명한 인쇄가 가능하며, 물 저항성, 날씨 저항성, 페이딩(fading) 경향 등에서 우수함이 기술되었다.
그러나, 작은 구멍 직경 또는 작은 구멍 부피의 종래의 알루미나 입자가 사용되면, 색소 안정성은 우수하지만, 잉크 흡수 속도가 느리고 잉크 흡수 용량 또한 작아서 얼룩과 선명하지 않음이 나타났다.
게다가, 알루미나와 알루미나 수화물 입자의 평균 구멍 직경은 일반적으로 약 5 내지 15 ㎚ 범위이며, 더 큰 구멍 직경의 그것은 얻기 어렵다. 그것이 얻어진다 하더라도, 구멍 부피는 바람직하지 않게 작으며, 예를 들면 후-처리와 특별한 기술의 필요에 의한 경제적 비효율성의 문제가 발생하게 된다.
또한, 종래의 알루미나 졸 또는 알루미나 수화물 입자 분산 졸에 대하여, 점도가 높고 입자들은 서로 집합하므로 다양한 문제점이 주장되었다. 예를 들면, Al2O3의 농도가 약 8 중량% 또는 그 이상인 고-농도 졸을 제조하는 것이 어려워, 저-농도 졸의 운송을 강요하는 것이다. 이는 운송 비용을 증가시킨다. 앞서 말한 사용에서, 저-농도 졸의 제조는 코팅 형성시 낮은 농도 때문에 예를 들면 두꺼운 코팅 형성을 불가능하게 한다. 코팅 두께를 증가시키기 위해, 바람직하지 않게 코팅액의 적용과 건조를 반복하는 것이 요구된다.
또한, 고-농도 졸이 종래의 알루미나 또는 알루미나 수화물 입자로부터 제조된다 하더라도, 졸의 투명도가 낮으며 졸의 점도가 극히 높은 문제점이 있었다.
특별히, 다공성 알루미나로부터 높은 투명도와 낮은 점도의 졸을 얻는 것은 어려웠다.
본 발명은 선행 기술의 상기 문제점을 해결하기 위한 목적으로 만들어졌다. 따라서, 본 발명의 목적은 큰 구멍 부피를 지니고 특정 범위에서 떨어지는 구멍 직경을 지니는 알루미나 수화물 입자를 제공하고, 높은 농도에서도 낮은 점도를 나타내는 고도로 투명한 알루미나 수화물 입자 분산 졸을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 상기 알루미나 수화물 입자가 포함된 잉크 수용층을 형성하는 코팅액을 제공하고, 코팅액의 사용으로 형성된 잉크 수용층을 지닌 기질을 제공하는 것이다.
(발명의 구성)
본 발명의 알루미나 수화물 입자는 일반식으로 표시되는 조성을 지닌다 :
x M2O ·y (NH4)2O ·Al2O3 ·z H2 O (1)
2 ×10-4 ≤x ≤25 ×10-4
0.1 ×10-4 ≤y ≤20 ×10-4
0.6 ≤z ≤2.5
M은 알칼리 금속을 표시하며 ; 알칼리 금속이 M2O 형식일 때, x는 Al2O3의 몰당 그의 몰수이며 ; 암모니아가 (NH4)2O 형식일 때, y는 Al2O3의 몰당 그의 몰수이며 ; z는 Al2O3의 몰당 수화 물(H2O)의 몰수이며,
알루미나 수화물 입자는
0.02 내지 0.2 ㎛의 평균 입자 직경,
0.5 내지 1.5 ml/g의 총 구멍 부피, 및
0.3 내지 1.0 ml/g의 그 직경이 15 내지 30 nm인 구멍의 부피를 지닌다.
본 발명에 따른 알루미나 수화물 입자를 생산하는 과정은
알칼리 금속 알루미네이트 수용액 또는 알루미늄 염 수용액을 중화시켜 알루미나 하이드로겔 형성시킴 ;
알루미나 하이드로겔을 여과하여 분리, 및 분리된 알루미나 하이드로겔을 물 및/또는 암모니아 수용액으로 세척시킴 ;
세척된 알루미나 하이드로겔의 pH 값이 9 내지 12 범위 내로 떨어지도록 조정, 및 알루미나 하이드로겔을 50 내지 105℃에서 가열하여 알루미나 하이드로겔의 숙성에 영향을 줌 ;
알루미나 하이드로겔에 산을 첨가하여 알루미나 하이드로겔이 알루미나 하이드로졸로 디플로컬레이트(deflocculate) 되도록 함 ; 및
알루미나 하이드로졸을 건조시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 알루미나 수화물 입자 분산 졸은 물에서 상기 알루미나 수화물 입자의 분산액을 포함한다. 이 알루미나 수화물 입자 분산 졸은 바람직하게는 Al2O3가 20 중량%의 농도를 지닐 때 50 내지 2000 cP의 점도를 나타낸다. 또한, 이 알루미나 수화물 입자 분산 졸은 바람직하게는 Al2O3가 20 중량%의 농도를 지닐 때 0.6 또는 그 이하의 흡광도(ABS)를 나타낸다.
본 발명에 따른 잉크 수용층을 형성하는 코팅액은
물 및/또는 유기 용매에 분산된 상기 알루미나 수화물 입자, 및 바인더를 포함한다.
본 발명에 따른 잉크 수용층을 지닌 기질은 잉크 수용층을 형성하는 상기 코팅액으로부터 그 위에 형성된 잉크 수용층을 지닌 기질 시트를 포함한다.
본 발명에 따른 알루미나 수화물 입자, 알루미나 수화물 입자 분산 졸 및 잉크 수용층을 형성하는 코팅액은 아래에 상세하게 기술된다.
[알루미나 수화물]
본 발명의 알루미나 수화물은 다음 일반식 (1)로 표시되어 특성화되며, 알칼리 금속과 암모니아를 특정 비율로 포함한다.
x M2O ·y (NH4)2O ·Al2O3 ·z H2 O (1)
M은 알칼리 금속을 표시하며 ; 알칼리 금속이 M2O 형식일 때, x는 Al2O3의 몰당 그의 몰수이며 ; 암모니아가 (NH4)2O 형식일 때, y는 Al2O3의 몰당 그의 몰수이며 ; z는 Al2O3의 몰당 수화 물(H2O)의 몰수이다.
알루미나 수화물 입자의 알칼리 금속이 M2O 형식일 때, 그의 몰수(x)는 Al2O3의 몰당 2 ×10-4 내지 25 ×10-4 몰, 바람직하게는 3 ×10-4 내지 20 ×10-4 몰이다. 알칼리 금속 산화물 M2O의 양이 2 ×10-4 몰 이하일 때, 알루미나 수화물 입자를 사용하여 형성된 잉크 수용층을 지닌 기록 시트는 인쇄가 그 위에 영향을 줄 때 변색될 수 있다. 변색의 이유는 알칼리 금속 산화물의 양이 2 ×10-4 몰 이하일 때 알루미나 수화물의 표면 활성도가 높아서 포함된 염료 또는 다른 유기물이 영향을 받는 것으로 추정된다. 반면에, 알칼리 금속 산화물의 양이 25 ×10-4 몰을 초과하면, 알루미나 수화물 입자가 분산된 졸의 안정성은 낮아질 수 있거나 그의 점도가 증가할 수 있어서, 고-농도 졸을 얻는 것은 어려울 수 있다.
알루미나 수화물 입자의 암모니아가 (NH4)2O 형식일 때, 그의 몰수(y)는 Al2O3의 몰당 0.1 ×10-4 내지 20 ×10-4 몰이다. (NH4 )2O의 양이 0.1 ×10-4 몰 이하일 때, 알루미나 수화물 입자를 사용하여 형성된 잉크 수용층을 지닌 기록 시트는 인쇄가 그 위에 영향을 줄 때 인쇄된 색이 변색될 수 있다. 반면에, (NH4)2O의 양이 20 ×10-4 몰을 초과하면, 알루미나 수화물 입자가 분산된 졸의 안정성은 낮아질 수 있거나 그의 점도가 증가할 수 있어서, 고-농도 졸을 얻는 것은 어려울 수 있다.
Al2O3의 몰당 수화 물(H2O)의 몰수, z는 0.6 내지 2.5 몰의 범위이다.
수화 물의 양이 0.6 몰 이하일 때, 알루미나 수화물 입자의 분산도는 낮아질 수 있으며, 알루미나 수화물 입자에서 전기 전하량은 잉크 흡수성을 낮추도록 감소하게 된다. 반면에, 수화 물의 양이 2.5 몰을 초과하면, 알루미나 수화물 입자의 구멍 부피는 잉크 흡수성을 낮추도록 작아지게 된다.
여기서, 전문 용어 "수화 물(hydration water)"은 알루미나 수화물 입자를 100℃에서 2시간 동안 건조 후에도 남아있는 물을 말한다. 수화 물의 양은 샘플을 100℃에서 2시간 동안 건조, 샘플을 N2 흐름 속에서 600℃로 가열하여 기체를 방출시켜 칼 피셔 방법(Karl Fischer method)에 따라 기체의 물 함량을 측정하여 결정된다.
이러한 알루미나 수화물 입자의 평균 입자 직경은 0.02 내지 0.2 ㎛, 바람직하게는 0.03 내지 0.15 ㎛의 범위이다.
알루미나 수화물 입자의 평균 입자 직경이 0.02 ㎛ 이하일 때, 알루미나 수화물 입자 분산 졸은 높은 점도를 가지며, 따라서 그로부터 제조된 잉크 수용층을 형성하는 코팅액은 높은 점도를 가진다. 따라서, 코팅액은 낮은 적용성을 가질 수 있다. 반면에, 알루미나 수화물 입자의 평균 입자 직경이 0.2 ㎛를 초과하면, 알루미나 수화물 입자 분산 졸은 낮은 투명도를 가질 수 있다. 따라서, 얻어진 잉크 수용층은 낮은 투명도와 낮은 인쇄된 이미지 선명도를 가질 수 있다.
알루미나 수화물 입자의 평균 입자 직경은 입자 사이즈 디스트리뷰션 미터(모델 CAPA-700, Horiba Seisakusho Co., Ltd. 제조)로 측정되었다.
이러한 알루미나 수화물 입자의 총 구멍 부피는 0.5 내지 1.5 ml/g, 바람직하게는 0.6 내지 1.4 ml/g의 범위이다. 총 구멍 부피가 0.5 ml/g 이하일 때, 알루미나 수화물 입자로부터 얻어진 잉크 수용층은 낮은 잉크 흡수성을 나타낼 수 있어서 선명한 인쇄를 할 수 없게 된다. 반면에, 총 구멍 부피가 1.5 ml/g을 초과하면, 잉크 얼룩이 일어날 수 있다.
이러한 알루미나 수화물 입자에 대하여, 그 직경이 15 내지 30 nm인 구멍의 부피는 0.25 내지 1.0 ml/g, 바람직하게는 0.3 내지 0.8 ml/g의 범위이다. 그 직경이 15 내지 30 nm인 구멍의 부피가 0.25 ml/g 이하일 때, 알루미나 수화물 입자로부터 얻어진 잉크 수용층은 낮은 잉크 흡수성과 바람직하지 않게 낮은 잉크 흡수 속도를 나타낼 수 있어서 얼룩을 일으키고 선명한 인쇄를 할 수 없게 된다. 반면에, 그 직경이 15 내지 30 nm인 구멍의 부피가 1.0 ml/g을 초과하면, 물 저항성이 나빠지게 된다.
알루미나 수화물 입자의 총 구멍 부피는 수은 침투 포로시미터(모델 2000, Amco Inc. 제조)로 그 직경이 600 Å 또는 그 이상인 구멍의 부피를 측정하고, N2 흡착 방법에 따라 그 직경이 600 Å 이하인 구멍의 부피를 측정하여, 이러한 2개의 구멍 부피 측정치를 합하여 결정되었다. 그 직경이 15 내지 30 nm인 구멍의 부피는 상기 총 구멍 부피 측정에서 얻어진 것으로부터 결정되었다.
이러한 알루미나 수화물 입자는 예를 들면 다음 과정에 의해 생산된다.
첫째로, 알칼리 금속 알루미네이트 수용액 또는 알루미늄 염 수용액을 중화시켜 알루미나 하이드로겔 형성시킨다.
알칼리 금속 알루미네이트 수용액은 소디움 알루미네이트 또는 포타시움 알루미네이트와 같은 물에 녹는 염의 수용액이 될 수 있다. 소디움 알루미네이트의 수용액은 특별히 바람직하게 사용된다.
알루미늄 염 수용액은 예를 들면 알루미늄 설페이트 수용액 또는 알루미늄 클로라이드 수용액이 될 수 있다. 알루미늄 설페이트 수용액이 바람직하다.
예를 들면, 알루미나 하이드로겔은 알칼리 금속 알루미네이트 수용액 또는 알루미늄 염 수용액을 알칼리 금속 하이드록사이드 및/또는 암모니아 수용액과 같은 염기 또는 미네랄산 또는 유기산과 같은 산 존재하에서 선택적으로 중화시켜 제조될 수 있다. 또한, 알루미나 하이드로겔은 알칼리 금속 알루미네이트 수용액을 미네랄산 또는 유기산과 같은 산 화합물로 중화시켜 제조될 수 있다. 또한, 알루미나 하이드로겔은 알루미늄 염 수용액을 알칼리 금속 하이드록사이드 및/또는 암모니아 수용액으로 중화시켜 제조될 수 있다.
알칼리 금속 하이드록사이드 수용액은 예를 들면 리튬 하이드록사이드, 소디움 하이드록사이드, 포타시움 하이드록사이드와 스트론티움 하이드록사이드 중 어느 것의 수용액이 될 수 있다. 이들 중, 소디움 하이드록사이드 또는 포타시움 하이드록사이드 수용액이 바람직하다. 암모니아 성분은 분해되었을 때 암모니아를 방출하는 우레아로 만들어져 사용될 수 있다.
미네랄산은 예를 들면 황산, 염산 또는 질산이 될 수 있다. 유기산은 예를 들면 아세트산, 옥살산 또는 시트르산이 될 수 있다.
결정 성장 억제자가 수용액에 선택적으로 첨가될 수 있다. 글루콘산, 아스파르트산 또는 아디프산과 같은 카르복실산, 또는 글루코네이트, 아스파르테이트 또는 아디페이트와 같은 카르복실산 염이 결정 성장 억제자로 바람직하게 사용된다.
알루미나 하이드로겔이 형성될 수 있는 동안 특별히 제한되는 것은 아니지만, 상기 수용액 각각의 농도는 형성된 Al2O3의 농도가 1 내지 5 중량% 범위에 있는 것이 바람직하다.
제조된 알루미나 하이드로겔의 pH 값은 약 9 내지 12 범위에 있는 것이 바람직하다.
또한, 제조시 알루미나 하이드로겔의 액체 온도는 10 내지 50℃ 범위에 있는 것이 바람직하다.
제조된 알루미나 하이드로겔은 여과하여 분리되고, 물 및/또는 암모니아 수용액으로 세척하여 염을 제거한다. 이 세척은 알루미나 하이드레이트 입자에 포함된 알칼리 금속의 양이 옥사이드에 관하여 Al2O3의 몰당 2 ×10-4 내지 20 ×10-4 몰 범위에 있도록 수행된다.
세척된 알루미나 하이드로겔의 물 함량은 Al2O3에 관한 농도가 약 1 내지 7 중량% 범위에 있도록 조정된다. 그의 pH 값은 선택적으로 암모니아 수용액을 첨가하여 9 내지 12 범위 내로 떨어지도록 조정된다. 이어서, 알루미나 하이드로겔은 50 내지 105℃, 바람직하게는 80 내지 105℃에서 10 내지 100 시간동안 가열되어 알루미나 하이드로겔의 숙성에 영향을 준다.
포함된 암모니아는 알루미나 하이드로겔의 숙성 중 또는 그 후에 가능하면 완전히 바람직하게 증발된다. 따라서, 압력은 숙성 완료 후 선택적으로 진공으로 감소될 수 있어서 암모니아를 제거한다. 알루미나 하이드로겔 슬러리의 이온 전도도가 10 내지 1000 μS/㎝ 범위 내로 떨어질 때까지 암모니아의 제거가 영향을 받는 것이 바람직하다. 이온 전도도가 이 범위에 있을 때, 최종적으로 얻어진 입자에서 (NH4)2O 형태의 암모니아의 함량은 Al2O3의 몰당 0.1 ×10-4 내지 20 ×10-4 몰 범위에 있을 수 있다.
알루미나 하이드로졸은 세척된 알루미나 하이드로겔에 산을 첨가하여 알루미나 하이드로겔을 디플로컬레이트(deflocculate)시켜 얻어질 수 있다. 첨가된 산은 앞서 말한 대로 염산 또는 질산과 같은 미네랄산, 또는 아세트산과 같은 유기산이 될 수 있다.
첨가된 산의 양은 디플로컬레이션(deflocculation)이 수행될 수 있는 동안 바람직하게 최소화된다. 산의 양은 바람직하게는 Al2O3의 몰당 약 0.2 몰 또는 그 이하이다. 디플로컬레이션으로 얻어진 알루미나 하이드로졸은 본 발명의 알루미나 수화물 입자를 얻을 수 있도록 뜨거운 공기에서 건조된다. 본 발명의 알루미나 수화물 입자 분산 졸은 얻어진 알루미나 수화물 입자를 물에 분산시켜 얻어질 수 있다.
건조 방법이 얻어진 알루미나 수화물 입자의 분산도에 해롭지 않는 한 특별히 제한되지는 않지만, 스프레이 건조 및 동일한 건조 방법이 분산도에 있어서 그의 반대 효과 가능성이 낮다는 점에서 바람직하다.
스프레이 건조에서, 스프레이 건조 영역으로 공급되는 뜨거운 공기의 온도는 150 내지 400℃ 범위에 있는 것이 바람직하며, 스프레이 건조 영역으로부터 배출되는 기체의 온도는 60 내지 150℃ 범위에 있는 것이 바람직하다.
스프레이 건조 영역으로 공급되는 뜨거운 공기의 온도가 150℃보다 낮을 때, 알루미나 수화물 입자에서 (NH4)2O 형태의 암모니아의 함량은 Al2O3 의 몰당 20 ×10-4 몰 또는 그 이하가 될 수 있어서 본 발명에 따른 높은 농도, 낮은 점도 및 높은 투명도의 알루미나 수화물 입자 및 알루미나 수화물 입자 분산 졸을 얻을 수 없게 된다. 반면에, 상기 온도가 400℃를 초과하면, (NH4)2O 형태의 암모니아의 함량은 Al2O3의 몰당 0.1 ×10-4 몰 또는 그 이하가 될 수 있어서, 용매(물)에서 그의 분산도가 낮아져서 안정하고 균일한 졸 또는 코팅액을 얻는 것이 어려워진다. 또한, 인쇄된 색의 변질이 생길 수 있다.
[알루미나 수화물 입자 분산 졸]
본 발명의 알루미나 수화물 입자 분산 졸은 물에서 상기 알루미나 수화물 입자의 분산액이다.
Al2O3에 관한 농도가 20 중량%일 때 나타나는 이 알루미나 수화물 입자 분산 졸의 점도는 바람직하게는 50 내지 2000 cP, 더욱 바람직하게는 100 내지 500 cP 범위에 있다.
상기 점도가 50 cP 보다 낮을 때, 잉크 수용층을 형성하는 코팅액과 같은 코팅액의 점도는 낮아서 한번 적용으로 두꺼운 코팅 필름을 형성하는 것이 어려울 수 있다. 반면에, 알루미나 수화물 입자 분산 졸의 상기 점도가 2000 cP를 초과하면, 코팅액의 점도는 높아서 코팅액의 취급이 어려울 수 있다. 그의 점도를 낮추기 위해 이 코팅액을 희석하면 한번 적용으로 두꺼운 코팅 필름을 형성하는 것이 어려울 수 있다.
Al2O3에 관한 농도가 20 중량%가 되도록 제조된 알루미나 수화물 입자 분산 졸의 흡광도(ABS)는 바람직하게는 2.0 또는 그 이하, 더욱 바람직하게는 1.5 또는 그 이하이다. 흡광도가 2.0을 초과하면, 알루미나 수화물 입자로부터 얻어진 코팅 필름의 투명도는 만족스럽지 않을 수 있다.
점도는 비스코미터(모델 BM, Tokimec, Inc. 제조)를 사용하여 측정되었다. 흡광도에 대하여, 550 nm의 파장에서 스펙트로포토미터(모델 U-2000, Hitachi, Ltd. 제조)를 사용하여 측정되었다.
본 발명의 알루미나 수화물 입자 분산 졸에 대하여, 특정 조성의 상기 알루미나 수화물 입자가 그 안에 분산되어 있으므로, Al2O3에 관한 농도는 약 40 중량% 이상 증가할 수 있다. Al2O3에 관한 농도가 40 중량%를 초과하면, 코팅액의 점도가 높아서 코팅액이 조종될 수 없으며 균일한 두께의 코팅 필름을 형성하기 어려울 수 있다.
[잉크 수용층을 형성하는 코팅액]
본 발명에 따른 잉크 수용층을 형성하는 코팅액은 물 및/또는 유기 용매에 분산된 상기 알루미나 수화물 입자와 바인더를 포함한다.
바인더
주로, 친수성 폴리머가 본 발명에 따른 잉크 수용층을 형성하는 코팅액에서 바인더로 사용된다. 그러한 친수성 폴리머의 예는 폴리비닐 알코올, 변경된 폴리비닐 알코올과 폴리비닐피롤리돈을 포함한다. 이들은 사용 전에 변경될 수 있다. 또한, 소수성 폴리머도 바인더로 사용될 수 있다.
바인더 타입에 따라 다르지만, 첨가되는 바인더의 양은 알루미나 수화물 입자의 무게에 기초하여 바람직하게는 5 내지 60 중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 40 중량%이다.
바인더의 양이 5 중량% 이하일 때, 잉크 수용층과 기질 시트간의 부착력은 약해서 잉크 수용층이 쉽게 벗겨질 수 있다. 또한, 잉크 수용층의 강도는 약할 수 있다. 반면에, 바인더의 양이 60 중량%를 초과하면, 잉크 수용량이 바람직하지 않게 감소할 수 있으며 물 저항성이 만족스럽지 않을 수 있다.
본 발명에 따른 잉크 수용층을 형성하는 코팅액은 잉크 수용층과 기질 시트간의 부착력을 향상시키고, 잉크 수용층의 강도와 날씨 저항성을 증가시키거나 잉크 수용층의 구멍 구조를 조절하기 위해 상기 산화물 입자와 바인더 외에도 항산화제, 셀룰로즈, 바이오-피버와 같은 유기 폴리머, 무기 폴리머, 무기 미세 입자 등을 포함할 수 있다.
물 및/또는 유기 용매는 본 발명에 따른 잉크 수용층을 형성하는 코팅액에서 분산 매질로 사용된다. 유기 용매는 예를 들면 이소프로필 알코올, 에탄올 또는 부탄올이 될 수 있다.
잉크 수용층을 형성하는 코팅액은 물에서 상기 알루미나 수화물 입자를 분산시키고 상기 성분을 분산액에 혼합하여 제조될 수 있다.
적용 방법에 따라 적절히 선택되겠지만, 코팅액에서 알루미나 수화물 입자의 농도는 바람직하게는 2 내지 40 중량%, 더욱 바람직하게는 5 내지 30 중량% 범위이다.
농도가 2 중량%보다 낮을 때, 코팅 필름 형성을 위한 코팅액의 농도는 높을 수 있어서 두꺼운 코팅 필름을 얻을 수 없게 된다. 반면에, 알루미나 수화물 입자의 농도가 40 중량%를 초과하면, 코팅액의 점도는 높아서 균일한 코팅 필름의 형성이 어려운 결과와 함께 코팅액이 조종될 수 없거나 건조 불균일성이 일어날 수 있다.
[잉크 수용층을 형성하는 방법과 잉크 수용층]
종래의 방법이 기질 시트에서 잉크 수용층을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 바람직한 방법은 기질 타입에 따라 사용될 수 있다.
예를 들면, 잉크 수용층은 스프레이 방법, 롤 코우터 방법, 블레이드 코우터 방법, 바 코우터 방법, 커튼 코우터 방법 등으로 기질 시트를 상기 코팅액으로 코팅한 후 코팅액을 건조하여 형성될 수 있다.
기질은 코팅 작업 전에 프라이머로 전처리 될 수 있다.
본 발명에서 사용하기 위한 기질 시트는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 PET 또는 폴리비닐 클로라이드와 같은 수지의 필름 시트, 다양한 타입의 종이, 구리 플레이트와 천 중 어느 것이 될 수 있다.
이렇게 형성된 잉크 수용층에서, 그의 총 구멍 부피는 0.5 내지 1.5 ml/g, 특별히 0.7 내지 1.3 ml/g 범위에 있는 것이 바람직하다.
잉크 수용층의 총 구멍 부피가 0.5 ml/g 이하일 때, 흡수된 잉크의 부피가 작아서 얼룩이 생길 수 있어서 선명한 고-정밀 이미지를 얻을 수 없게 된다. 반면에, 잉크 수용층의 총 구멍 부피가 1.5 ml/g보다 클 때, 염료 고정가능성이 저하될 수 있으며 잉크 수용층의 강도가 바람직하지 않게 낮아질 수 있다.
시트의 두께, 인쇄된 것의 활용, 인쇄 잉크의 타입 등에 따라 적절히 선택될 수 있지만, 기질 시트 상에 형성된 잉크 수용층의 두께는 바람직하게는 5 내지 100 ㎛ 범위이다. 잉크 수용층의 두께가 5 ㎛ 이하일 때, 흡수된 잉크의 부피가 작아서 얼룩이 생길 수 있거나, 사용된 잉크의 양이 감소될 때, 색은 선명하지 않다. 두께가 100 ㎛보다 큰 잉크 수용층은 한번 적용으로 동일한 것을 얻기 어렵다. 100 ㎛보다 큰 두께를 지닌 잉크 수용층을 형성하기 위해 다수의 적용을 행하면 경제적으로 불리할 뿐 아니라 적용 후 건조시 크래킹(cracking) 또는 필링(peeling)이 일어날 수 있다.
(발명의 효과)
본 발명의 알루미나 수화물 입자(파우더)는 특정량의 알칼리 금속 산화물과 암모니아를 포함한다. 따라서, 알루미나 수화물의 표면 활성도는 낮아서 알루미나 수화물의 표면 활성도에 의한 염료와 같은 유기 물질의 악화는 억제된다. 따라서, 이러한 알루미나 수화물 입자를 이용하여 형성된 잉크 수용층을 지닌 기록 시트는 인쇄시 변색으로부터 자유로울 수 있다. 높은 농도로 분산된다 하더라도 이러한 알루미나 수화물 입자는 졸 안정성 저하 또는 점도 증가로부터 자유로울 수 있어서, 두꺼운 코팅 필름이 그로부터 형성될 수 있다.
이러한 알루미나 수화물 입자(파우더)는 큰 구멍 직경과 증가된 구멍 부피를 가지므로, 잉크 수용층의 형성에서 그의 사용은 색소 안정성이 우수하고, 높은 잉크 흡수 속도를 나타내며 큰 잉크 흡수 용량을 지니고 얼룩으로부터 자유로운 잉크 수용층을 실현한다.
본 발명은 다음의 실시예에 관하여 아래에 더욱 설명되지만, 그러한 실시예들이 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
(실시예 1)
알루미나 수화물 입자의 제조
12.7 kg의 소디움 알루미네이트 수용액(Al2O3에 관한 농도 : 3 중량%)을 교반하는 동안, 7.3 g의 26 중량% 소디움 글루코네이트 수용액이 거기에 첨가되고, 25 kg의 알루미늄 설페이트 수용액(Al2O3에 관한 농도 : 1.5 중량%)은 12분에 걸쳐 첨가되었다. 그리하여, 알루미나 하이드로겔이 얻어졌다. 알루미나 하이드로겔 제조시, 알루미나 하이드로겔의 액체 온도는 30℃이며 얻어진 알루미나 하이드로겔의 pH는 10.2 이다.
그 후에, 교반을 멈추고 알루미나 하이드로겔은 30℃에서 90분 동안 숙성되었다.
형성된 알루미나 하이드로겔은 여과하여 분리되었고, 1.5% 암모니아 수용액으로 세척되었다. 알루미나에 남은 알칼리와 설페이트 라디칼의 양은 각각 Na2O에 관해 0.022 중량%이고 SO4에 관해 0.062 중량%(건조 알루미나 파우더에 기초하여)이었다.
Al2O3에 관한 농도를 5.0 중량%로 조정하기 위해 세척된 알루미나 하이드로겔에 물이 첨가되었다. 이어서, pH 값을 11.2로 조정하기 위해 15% 암모니아 수용액이 첨가되었으며, 느린 교반 하에서, 알루미나 하이드로겔의 숙성은 95℃에서 80시간 동안 수행되었다. 숙성되는 동안, pH 값은 15% 암모니아 수용액을 첨가하여 11.2로 조정되었다.
암모니아의 제거는 온도를 100 내지 105℃로 유지하면서 알루미나 하이드로겔 슬러리의 전도도가 100 μS/㎝로 될 때까지 증발된 스팀과 암모니아 기체를 배출하면서 약 20시간 동안 수행되었다.
암모니아의 제거 후, 온도는 95℃로 낮추어졌다. 아세트산이 Al2O3의 무게에 기초하여 5.5 중량%의 양으로 첨가되고, 3시간 동안 교반되고, 35℃로 냉각되었다. 순수 물이 첨가되어, 5.0 중량%의 Al2O3에 관한 농도를 지닌 알루미나 하이드로졸이 얻어졌다.
이렇게 얻어진 알루미나 하이드로졸은 스프레이 건조기로 실어져, 스프레이 건조 영역으로 공급되는 뜨거운 공기의 온도를 250℃로 조절하고 스프레이 건조 영역으로부터 배출되는 기체의 온도를 100 ±10℃로 조절하면서 스프레이 건조가 수행되었다. 그리하여, 알루미나 수화물 입자(A)의 파우더가 얻어졌다.
얻어진 알루미나 수화물 입자(A)에 대하여, 알칼리 금속 함량, 암모니아 함량, 평균 입자 직경 및 총 구멍 부피가 측정되었다.
결과를 표 1에 나타내었다.
물 분산 졸의 제조
알루미나 수화물 입자(A)는 물에 분산되어, 20 중량%의 Al2O3 농도를 지닌 물 분산 졸이 얻어졌다. 그의 점도가 측정되었다. 또한, 물 분산액은 Al2O3에 관한 농도가 20 중량%가 되도록 알루미나 수화물 입자(A)를 분산시켜 제조되었으며, 그의 흡광도가 측정되었다.
결과를 또한 표 1에 나타내었다.
잉크 수용층을 형성하는 코팅액의 제조
상기 얻어진 알루미나 수화물 입자(A)는 고체 농도가 15 중량%가 되도록 물에 분산되었다. 이 분산액의 100 중량부와 10 중량% 폴리비닐 알코올 수용액의 37.5 중량부가 함께 혼합되어서, 코팅액이 얻어졌다.
기록 시트의 제조
얻어진 코팅액은 바 코우터를 이용하여 PET 필름에 적용되고, 건조되고 140℃에서 가열되었다. 그리하여, 기록 시트가 얻어졌다. 잉크 수용층의 두께는 30㎛이었다.
다음의 인쇄는 얻어진 기록 시트에 수행되었으며, 평가되었다.
결과를 또한 표 1에 나타내었다.
인쇄
2 ㎝ 정사각형의 패턴 W가 순종 염료 잉크를 사용한 잉크 젯 프린터(마스터젯, Graphtec 제조)로 얻어진 기록 시트 전체에 걸쳐 인쇄되었다. 마젠타, 블랙, 시안과 노란색이 사용되었으며, 인쇄는 출력을 변화시키면서 밀도를 변화시키는 동안 영향을 받았다. 다음의 평가는 얻을 수 있는 인쇄된 시트에 행해졌다.
[밀도]
밀도는 칼라 리플렉토미터(KRD-2200, Nippon Denshoku Kogyo Co., Ltd. 제조)를 사용하여 측정되었다. 밀도가 1.2 또는 그보다 더 높을 때, 어느 특별한 문제없이 사용될 수 있다.
[얼룩]
각 인쇄된 점의 배열은 현미경으로 관찰되었으며, 다음의 기준에 따라 평가되었다 :
우수함 : 완전히 원형, 얼룩이 관찰되지 않음,
좋음 : 원형, 약간의 얼룩이 관찰됨, 그리고
나쁨 : 원형, 선명한 얼룩이 관찰됨.
[건조 속도]
다른 색으로 2개의 겹쳐진 점에 대하여, 색의 혼합은 현미경으로 관찰되었으며, 다음의 기준에 따라 평가되었다 :
우수함 : 색 혼합이 관찰되지 않음,
좋음 : 약간의 색 혼합이 관찰됨, 그리고
나쁨 : 선명한 색 혼합이 관찰됨.
[물 저항성]
인쇄된 조각들은 물에 적셔졌으며, 그로부터 색소와 염료의 리칭(leaching)이 관찰되었다. 평가는 다음의 기준으로 이루어졌다 :
우수함 : 얼룩이 관찰되지 않음,
좋음 : 약간의 얼룩이 관찰됨,
나쁨 : 선명한 얼룩이 관찰됨, 그리고
매우 나쁨 : 색소 또는 염료의 리칭이 관찰됨.
(실시예 2)
알루미나 수화물 입자(B)는 실시예 1의 세척 단계에서 1.5% 암모니아 수용액 대신 0.5% 암모니아 수용액으로 세척된 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조되었다.
이 암모니아 세척 후, 알루미나 수화물 입자(B)에 남은 알칼리와 설페이트 라디칼의 양은 각각 Al2O3의 무게에 기초하여 Na2O에 관해 0.12 중량%(건조 기초)이고 SO4에 관해 0.28 중량%(건조 기초)이었다.
암모니아의 제거 후, 알루미나 하이드로겔 슬러리의 전도도는 250 μS/㎝이었다.
얻어진 알루미나 수화물 입자(B)에 대하여, 알칼리 금속 함량, 암모니아 함량, 평균 입자 직경 및 총 구멍 부피가 측정되었다.
결과를 표 1에 나타내었다.
물 분산 졸의 제조
알루미나 수화물 입자(B)는 물에 분산되어, 20 중량%의 Al2O3 농도를 지닌 물 분산 졸이 얻어졌다. 그의 점도가 측정되었다. 또한, 물 분산액은 Al2O3에 관한 농도가 20 중량%가 되도록 알루미나 수화물 입자(B)를 분산시켜 제조되었으며, 그의 흡광도가 측정되었다.
결과를 또한 표 1에 나타내었다.
잉크 수용층을 형성하는 코팅액의 제조
상기 얻어진 알루미나 수화물 입자(B)는 고체 농도가 15 중량%가 되도록 물에 분산되었다. 이 분산액의 100 중량부와 10 중량% 폴리비닐 알코올 수용액의 37.5 중량부가 함께 혼합되어서, 코팅액이 얻어졌다.
기록 시트의 제조
얻어진 코팅액은 바 코우터를 이용하여 PET 필름에 적용되고, 건조되고 140℃에서 가열되었다. 그리하여, 기록 시트가 얻어졌다. 잉크 수용층의 두께는 30㎛이었다.
실시예 1과 동일한 방법으로, 인쇄는 얻어진 기록 시트에 수행되었으며 평가되었다.
결과를 또한 표 1에 나타내었다.
(실시예 3)
알루미나 수화물 입자(C)의 파우더는 실시예 1의 암모니아 제거 단계에서 암모니아의 제거가 알루미나 하이드로겔 슬러리의 전도도가 50 μS/㎝로 될 때까지 약 80시간 동안 수행된 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조되었다.
얻어진 알루미나 수화물 입자(C)에 대하여, 알칼리 금속 함량, 암모니아 함량, 평균 입자 직경 및 총 구멍 부피가 측정되었다.
결과를 표 1에 나타내었다.
물 분산 졸의 제조
알루미나 수화물 입자(C)는 물에 분산되어, 20 중량%의 Al2O3 농도를 지닌 물 분산 졸이 얻어졌다. 그의 점도가 측정되었다. 또한, 물 분산액은 Al2O3에 관한 농도가 20 중량%가 되도록 알루미나 수화물 입자(C)를 분산시켜 제조되었으며, 그의 흡광도가 측정되었다.
결과를 또한 표 1에 나타내었다.
잉크 수용층을 형성하는 코팅액의 제조
상기 얻어진 알루미나 수화물 입자(C)는 고체 농도가 15 중량%가 되도록 물에 분산되었다. 이 분산액의 100 중량부와 10 중량% 폴리비닐 알코올 수용액의 37.5 중량부가 함께 혼합되어서, 코팅액이 얻어졌다.
기록 시트의 제조
얻어진 코팅액은 바 코우터를 이용하여 PET 필름에 적용되고, 건조되고 140℃에서 가열되었다. 그리하여, 기록 시트가 얻어졌다. 잉크 수용층의 두께는 30㎛이었다.
실시예 1과 동일한 방법으로, 인쇄는 얻어진 기록 시트에 수행되었으며 평가되었다.
결과를 또한 표 1에 나타내었다.
(실시예 4)
알루미나 수화물 입자(D)의 파우더는 실시예 1의 숙성 단계에서 숙성이 95℃에서 80시간 동안 대신 100℃에서 80시간 동안 수행된 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조되었다.
얻어진 알루미나 수화물 입자(D)에 대하여, 알칼리 금속 함량, 암모니아 함량, 평균 입자 직경 및 총 구멍 부피가 측정되었다.
결과를 표 1에 나타내었다.
물 분산 졸의 제조
알루미나 수화물 입자(D)는 물에 분산되어, 20 중량%의 Al2O3 농도를 지닌 물 분산 졸이 얻어졌다. 그의 점도가 측정되었다. 또한, 물 분산액은 Al2O3에 관한 농도가 20 중량%가 되도록 알루미나 수화물 입자(D)를 분산시켜 제조되었으며, 그의 흡광도가 측정되었다.
결과를 또한 표 1에 나타내었다.
잉크 수용층을 형성하는 코팅액의 제조
상기 얻어진 알루미나 수화물 입자(D)는 고체 농도가 15 중량%가 되도록 물에 분산되었다. 이 분산액의 100 중량부와 10 중량% 폴리비닐 알코올 수용액의 37.5 중량부가 함께 혼합되어서, 코팅액이 얻어졌다.
기록 시트의 제조
얻어진 코팅액은 바 코우터를 이용하여 PET 필름에 적용되고, 건조되고 140℃에서 가열되었다. 그리하여, 기록 시트가 얻어졌다. 잉크 수용층의 두께는 30㎛이었다.
실시예 1과 동일한 방법으로, 인쇄는 얻어진 기록 시트에 수행되었으며 평가되었다.
결과를 또한 표 1에 나타내었다.
(비교실시예 1)
알루미나 수화물 입자(E)의 파우더는 스프레이 건조 영역으로 공급되는 뜨거운 공기의 온도를 450℃로 조절하고 스프레이 건조 영역으로부터 배출되는 기체의 온도를 180 ±10℃로 조절하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조되었다.
얻어진 알루미나 수화물 입자(E)에 대하여, 알칼리 금속 함량, 암모니아 함량, 평균 입자 직경 및 총 구멍 부피가 측정되었다.
결과를 표 1에 나타내었다.
알루미나 수화물 입자(E)는 물에 분산되어, 20 중량%의 Al2O3 농도를 지닌 물 분산 졸이 얻어졌다. 그의 점도가 측정되었다. 또한, 물 분산액은 Al2O3에 관한 농도가 20 중량%가 되도록 알루미나 수화물 입자(E)를 분산시켜 제조되었으며, 그의 흡광도가 측정되었다.
결과를 또한 표 1에 나타내었다.
잉크 수용층을 형성하는 코팅액의 제조
상기 얻어진 알루미나 수화물 입자(E)는 고체 농도가 15 중량%가 되도록 물에 분산되었다. 이 분산액의 100 중량부와 10 중량% 폴리비닐 알코올 수용액의 37.5 중량부가 함께 혼합되어서, 코팅액이 얻어졌다.
기록 시트의 제조
얻어진 코팅액은 바 코우터를 이용하여 PET 필름에 적용되고, 건조되고 140℃에서 가열되었다. 그리하여, 기록 시트가 얻어졌다. 잉크 수용층의 두께는 30㎛이었다. 실시예 1과 동일한 방법으로, 인쇄는 얻어진 기록 시트에 수행되었으며 평가되었다.
결과를 또한 표 1에 나타내었다.
(비교실시예 2)
알루미나 수화물 입자
알루미나 하이드로졸은 실시예 1과 동일한 방법으로 제조되어 50℃ 진공에서 농축되어서, 15 중량% 농도의 알루미나 하이드로졸을 얻었다.
알루미나 하이드로졸의 일부를 공기 건조시켜, 알루미나 수화물 입자(F)의 파우더를 얻었다.
얻어진 알루미나 수화물 입자(F)에 대하여, 알칼리 금속 함량, 암모니아 함량, 평균 입자 직경 및 총 구멍 부피가 측정되었다.
결과를 표 1에 나타내었다.
물 분산 졸의 제조
알루미나 수화물 입자(F)는 물에 분산되어, 20 중량%의 Al2O3 농도를 지닌 물 분산 졸이 얻어졌다. 그의 점도가 측정되었다. 또한, 물 분산액은 Al2O3에 관한 농도가 20 중량%가 되도록 알루미나 수화물 입자(F)를 분산시켜 제조되었으며, 그의 흡광도가 측정되었다.
결과를 또한 표 1에 나타내었다.
잉크 수용층을 형성하는 코팅액의 제조
상기 얻어진 알루미나 수화물 입자(F)는 고체 농도가 15 중량%가 되도록 물에 분산되었다. 결과 알루미나 하이드로졸의 100 중량부와 10 중량% 폴리비닐 알코올 수용액의 37.5 중량부가 함께 혼합되어서, 코팅액이 얻어졌다.
기록 시트의 제조
얻어진 코팅액은 바 코우터를 이용하여 PET 필름에 적용되고, 건조되고 140℃에서 가열되었다. 그리하여, 기록 시트가 얻어졌다. 잉크 수용층의 두께는 30㎛이었다. 실시예 1과 동일한 방법으로, 인쇄는 얻어진 기록 시트에 수행되었으며 평가되었다. 결과를 또한 표 1에 나타내었다.
(비교실시예 3)
알루미나 수화물 입자의 제조
12.7 kg의 소디움 알루미네이트 수용액(Al2O3에 관한 농도 : 3 중량%)을 교반하는 동안, 7.3 g의 26 중량% 소디움 글루코네이트 수용액이 거기에 첨가되고, 25 kg의 알루미늄 설페이트 수용액(Al2O3에 관한 농도 : 1.5 중량%)은 12분에 걸쳐 첨가되었다. 그리하여, 알루미나 하이드로겔이 얻어졌다. 알루미나 하이드로겔 제조시, 알루미나 하이드로겔의 액체 온도는 30℃이며 얻어진 알루미나 하이드로겔의 pH는 10.2 이다. 그 후에, 교반을 멈추고 알루미나 하이드로겔은 30℃에서 90분 동안 숙성되었다.
형성된 알루미나 하이드로겔은 여과하여 분리되었고, 1.5% 암모니아 수용액으로 세척되었다. 알루미나에 남은 알칼리와 설페이트 라디칼의 양은 각각 Al2O3의 무게에 기초하여 Na2O에 관해 0.022 중량%(건조 기초)이고 SO4에 관해 0.12 중량%(건조 기초)이었다. Al2O3에 관한 농도를 5.0 중량%로 조정하기 위해 세척된 알루미나 하이드로겔에 물이 첨가되었다. 이어서, pH 값을 11.2로 조정하기 위해 15% 암모니아 수용액이 첨가되었으며, 느린 교반 하에서, 알루미나 하이드로겔의 숙성은 60℃에서 10시간 동안 수행되었다.
숙성되는 동안, 그의 pH 값은 15% 암모니아 수용액을 첨가하여 11.2로 조정되었다.
아세트산이 Al2O3의 무게에 기초하여 15.5 중량%의 양으로 95℃에서 첨가되고, 3시간 동안 교반되고, 35℃로 냉각되었다. 순수 물이 첨가되어, 5.0 중량%의 Al2O3에 관한 농도를 지닌 알루미나 하이드로졸이 얻어졌다.
이렇게 얻어진 알루미나 하이드로졸은 스프레이 건조기로 실어져, 스프레이 건조 영역으로 공급되는 뜨거운 공기의 온도를 250℃로 조절하고 스프레이 건조 영역으로부터 배출되는 기체의 온도를 100 ±10℃로 조절하면서 스프레이 건조가 수행되었다. 그리하여, 알루미나 수화물 입자(G)의 파우더가 얻어졌다.
얻어진 알루미나 수화물 입자(G)에 대하여, 알칼리 금속 함량, 암모니아 함량, 평균 입자 직경 및 총 구멍 부피가 측정되었다.
결과를 표 1에 나타내었다.
물 분산 졸의 제조
알루미나 수화물 입자(G)는 물에 분산되어, 20 중량%의 Al2O3 농도를 지닌 물 분산 졸이 얻어졌다. 그의 점도가 측정되었다. 또한, 물 분산액은 Al2O3에 관한 농도가 5 중량%가 되도록 알루미나 수화물 입자(G)를 분산시켜 제조되었으며, 그의 흡광도가 측정되었다.
결과를 또한 표 1에 나타내었다.
잉크 수용층을 형성하는 코팅액의 제조
상기 얻어진 알루미나 수화물 입자(G)는 고체 농도가 15 중량%가 되도록 물에 분산되었다. 이 분산액의 100 중량부와 10 중량% 폴리비닐 알코올 수용액의 37.5 중량부가 함께 혼합되어서, 코팅액이 얻어졌다.
기록 시트의 제조
얻어진 코팅액은 바 코우터를 이용하여 PET 필름에 적용되고, 건조되고 140℃에서 가열되었다. 따라서, 기록 시트가 얻어졌다. 잉크 수용층의 두께는 30㎛이었다. 실시예 1과 동일한 방법으로, 인쇄는 얻어진 기록 시트에 수행되었으며 평가되었다. 결과를 또한 표 1에 나타내었다.
알루미나 수화물 입자 수화물 분산 졸 잉크 수용층
M2O몰/Al2O3몰 함량×10-4 (NH4)2O몰/Al2O3몰 함량×10-4 평균 입자 직경(㎛) 총 구멍 부피(ml/g) 구멍 부피(15-30 nm)(ml/g) 점도20중량%농도(cP) 흡광도20중량%농도 반사 밀도 안티-블랏팅 건조 속도 물 저항성
실시예 1 3.5 2.8 0.05 0.91 0.50 100 0.82 1.4 우수함 우수함 우수함
실시예 2 19.4 15.6 0.06 0.80 0.30 1490 1.18 1.3 좋음 우수함 우수함
실시예 3 10.0 0.5 0.06 0.82 0.41 135 0.95 1.3 우수함 우수함 우수함
실시예 4 12.8 3.9 0.06 1.20 0.71 57 1.25 1.4 우수함 우수함 우수함
비교실시예 1 4.6 3.0 0.30 0.45 0.20 4500 2.80 1.1 나쁨 나쁨 나쁨
비교실시예 2 30.0 155.0 0.50 0.51 0.21 8400 3.10 1.0 나쁨 나쁨 나쁨
비교실시예 3 3.5 25.0 0.03 0.31 0.10 6500 1.57 1.0 나쁨 나쁨 나쁨

Claims (7)

  1. 일반식으로 표시되는 조성을 지닌 알루미나 수화물 입자에 있어서,
    x M2O ·y (NH4)2O ·Al2O3 ·z H2 O (1)
    2 ×10-4 ≤x ≤25 ×10-4
    0.1 ×10-4 ≤y ≤20 ×10-4
    0.6 ≤z ≤2.5
    M은 알칼리 금속을 표시하며 ; 알칼리 금속이 M2O 형식일 때, x는 Al2O3의 몰당 그의 몰수이며 ; 암모니아가 (NH4)2O 형식일 때, y는 Al2O3의 몰당 그의 몰수이며 ; z는 Al2O3의 몰당 수화 물(H2O)의 몰수이며,
    상기 알루미나 수화물 입자는
    0.02 내지 0.2 ㎛의 평균 입자 직경,
    0.5 내지 1.5 ml/g의 총 구멍 부피, 및
    0.3 내지 1.0 ml/g의 그 직경이 15 내지 30 nm인 구멍의 부피를 지님을 특징으로 하는 알루미나 수화물 입자
  2. 산성 화합물에 의해 알칼리 금속 알루미네이트 수용액을 중화시키고, 알칼리 금속 수산화물 및 선택적으로는 암모니아 수용액에 의해 알루미늄 염 수용액을 중화시키고/또는 알칼리의 존재하에서 알루미나 하이드로겔을 형성하기 위해 알루미늄 염 수용액에 의해 알칼리 금속 알루미네이트 수용액을 중화시키는 단계;
    알칼리 금속의 양이 Al2O3 몰 당 산화물로서 2 ×10-4 내지 20 ×10-4 몰의 범위로 알루미나 수화물 입자 내에 함유되도록 여과에 의해 알루미나 하이드로겔을 분리하고, 분리된 알루미나 하이드로겔을 물 및/또는 암모니아 수용액으로 세척시키는 단계;
    세척된 알루미나 하이드로겔의 pH 수치가 암모니아 수용액에 의해 9∼12의 범위에 놓이도록 조정하고, 50∼105℃에서 알루미나 하이드로겔을 가열하여 알루미나 하이드로겔의 숙성에 영향을 미치게 하여, 알루미나 하이드로겔의 숙성 동안 또는 그 후에 알루미나 하이드로겔의 이온 전도성을 10∼1000 μS/cm의 범위로 조정시킨 후 암모니아를 제거하는 단계;
    알루미나 하이드로겔 내에 산을 첨가시켜 알루미나 하이드로겔이 알루미나 하이드로졸로 디플로컬레이트(deflocculate)시키는 단계; 및
    알루미나 하이드로졸을 150∼400℃에서 건조시키는 단계로 구성된 제 1항의 알루미나 수화물 입자를 제조하는 방법
  3. 물에서 제 1항의 알루미나 수화물 입자의 분산액을 포함하는 알루미나 수화물 입자 분산 졸
  4. Al2O3가 20 중량%의 농도를 지닐 때 50 내지 2000 cP의 점도를 나타내는 제 3항의 알루미나 수화물 입자 분산 졸
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, Al2O3가 20 중량%의 농도를 지닐 때 2.0 또는 그 이하의 흡광도(ABS)를 나타내는 알루미나 수화물 입자 분산 졸
  6. 물 및/또는 유기 용매에 분산된 제 1항의 알루미나 수화물 입자 및 바인더를 포함하는 잉크 수용층을 형성하는 코팅액
  7. 제 6항의 잉크 수용층을 형성하는 코팅액으로부터 그 위에 형성된 잉크 수용층을 지닌 기질 시트를 포함하는 잉크 수용층을 지닌 기록 시트
KR10-2002-7002686A 1999-08-31 2000-08-09 신규한 알루미나 수화물 입자, 알루미나 수화물 입자 분산졸, 잉크 수용층을 형성하는 코팅액 및 잉크 수용층을지닌 기질 KR100472136B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24549699 1999-08-31
JPJP-P-1999-00245496 1999-08-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020043213A KR20020043213A (ko) 2002-06-08
KR100472136B1 true KR100472136B1 (ko) 2005-03-10

Family

ID=17134543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-7002686A KR100472136B1 (ko) 1999-08-31 2000-08-09 신규한 알루미나 수화물 입자, 알루미나 수화물 입자 분산졸, 잉크 수용층을 형성하는 코팅액 및 잉크 수용층을지닌 기질

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6890647B1 (ko)
EP (1) EP1241137B1 (ko)
JP (1) JP4137446B2 (ko)
KR (1) KR100472136B1 (ko)
TW (1) TW572852B (ko)
WO (1) WO2001016026A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7335965B2 (en) * 1999-08-25 2008-02-26 Micron Technology, Inc. Packaging of electronic chips with air-bridge structures
JP5274117B2 (ja) * 2008-06-16 2013-08-28 日揮触媒化成株式会社 多孔質球状粒子、その製造方法および該多孔質球状粒子を含むインク受容層形成用塗布液
JP5610842B2 (ja) * 2010-05-20 2014-10-22 日揮触媒化成株式会社 アルミナ水和物微粒子、アルミナ水和物微粒子の製造方法、結合剤およびセラミック成型体
JP5892764B2 (ja) * 2010-12-16 2016-03-23 日揮触媒化成株式会社 結晶性シリコアルミノリン酸塩成型体およびその製造方法
CN103043694B (zh) * 2011-10-17 2016-11-16 中国石油化工股份有限公司 一种水合氧化铝的制备方法
JP6052780B2 (ja) * 2013-01-11 2016-12-27 日揮触媒化成株式会社 アルミナ水和物微粒子粉末の製造方法およびアルミナ水和物微粒子粉末
JP6843045B2 (ja) * 2015-05-27 2021-03-17 日揮触媒化成株式会社 炭化水素油の水素化処理触媒、その製造方法及び水素化処理方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1012925B (it) * 1974-05-30 1977-03-10 Sir Soc Italiana Resine Spa Procedimento e catalizzatore per la preparazione di monoolefine lineari mediante deidrogenazione catalitica di paraffine lineari
US4371513A (en) * 1977-03-25 1983-02-01 W. R. Grace & Co. Alumina compositions
JP2605585B2 (ja) 1987-07-07 1997-04-30 旭硝子株式会社 記録シート
JPH04115984A (ja) 1990-09-07 1992-04-16 Asahi Glass Co Ltd 記録用シートおよび記録物
US5275867A (en) 1991-02-19 1994-01-04 Asahi Glass Company Ltd. Recording film and recording method
JP3110476B2 (ja) * 1991-02-19 2000-11-20 旭硝子株式会社 記録用フィルムおよび記録方法
JP3827351B2 (ja) * 1995-10-26 2006-09-27 東燃ゼネラル石油株式会社 アルミナ系複合金属酸化物の細孔特性の制御方法及びアルミナ系複合金属酸化物の製造方法
US6048470A (en) * 1996-12-20 2000-04-11 Asahi Glass Company Ltd. Alumina sol, alumina hydrate powder and processes for their production
US6649234B1 (en) * 1998-02-06 2003-11-18 Canon Kabushiki Kaisha Fine powder material for forming in-receiving layer, manufacturing method thereof, recording medium making use of the fine powder material and image forming method using the recording medium

Also Published As

Publication number Publication date
EP1241137A4 (en) 2004-05-06
WO2001016026A1 (fr) 2001-03-08
TW572852B (en) 2004-01-21
EP1241137A1 (en) 2002-09-18
JP4137446B2 (ja) 2008-08-20
US6890647B1 (en) 2005-05-10
KR20020043213A (ko) 2002-06-08
EP1241137B1 (en) 2011-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2039271C (en) Ink-jet recording medium and ink-jet recording method making use of it
EP1124693B1 (en) Silica dispersion, coating composition and recording medium
KR100425356B1 (ko) 메소포러스 실리카, 그 합성방법 및 용도
EP0736491B1 (en) Alumina sol and recording sheet
KR100595347B1 (ko) 무기 다공성 미립자
US6740702B2 (en) Coating liquid for forming ink-receiving layer
KR100472136B1 (ko) 신규한 알루미나 수화물 입자, 알루미나 수화물 입자 분산졸, 잉크 수용층을 형성하는 코팅액 및 잉크 수용층을지닌 기질
EP0858907B1 (en) Recording medium and recording method using the same
KR101003197B1 (ko) 콜로이드성 실리카를 포함하는 코팅 조성물 및 이로부터제조된 광택성 잉크 제트 기록 시이트
JP3797796B2 (ja) インク受容層付記録用シートおよびインク受容層形成用塗布液
JPS63162276A (ja) 被記録材
EP1153759B1 (en) Fixing agent for dye and ink-jet recording medium
JP3784183B2 (ja) インクジェット方式用インク受容層付記録シートおよびそのインク受容層形成用塗布液
JPS63166586A (ja) 被記録材
EP1153886B1 (en) Dye-fixing agent for aqueous ink, ink jet recording medium and porous hydrotalcite compound
JPS62286787A (ja) 被記録材
KR101063209B1 (ko) 잉크 수용층을 지닌 기록 시트 및 잉크 수용층 형성용도포액
EP1375178B1 (en) Ink jet recording element and priting method
JP4397506B2 (ja) 光沢膜付記録用シート
GB2369075A (en) Recording sheet having ink-receiving layer and a coating liquid for forming ink-receiving layer
JP2001278614A (ja) 記録媒体用材料及びその製造方法
EP1120280B1 (en) Method for increasing dot size on porous media printed with pigmented inks
JPH11246218A (ja) アルミナゾル、アルミナゾルの製造方法および記録シート
JPS63170074A (ja) 被記録材
JP2002060216A (ja) アルミナ改質微粒子および該微粒子を含んでなる被膜付基材

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130118

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140117

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150119

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160104

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170102

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180103

Year of fee payment: 14

LAPS Lapse due to unpaid annual fee