KR100510133B1 - 내광성 착색제 및 이를 포함하는 내광성 잉크 조성물 - Google Patents

내광성 착색제 및 이를 포함하는 내광성 잉크 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내광성 착색제 및 이를 포함하는 내광성 잉크 조성물에 관한 것이다. 본 내광성 착색제는 신나메이트 유도체와 착색제를 공유결합을 통하여 결합시켜서 얻어진 것으로서, 이를 이용하여 제조된 잉크 조성물은 내광성 뿐만 아니라 보존 안정성도 개선될 수 있다.

Description

내광성 착색제 및 이를 포함하는 내광성 잉크 조성물{Lightfast colorant and lightfast ink composition comprising the same}
본 발명은 내광성 착색제 및 이를 포함하는 내광성 잉크 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 신나메이트 유도체를 착색제와 화학결합시켜 분자 자체에 내광성을 부여한 내광성 착색제 및 이를 포함하는 내광성 잉크 조성물에 관한 것이다.
잉크젯 프린팅은 비접촉식 프린팅(non-impact printing) 방식의 하나로서 접촉식 프린팅(impact printing) 방식에 비하여 소음이 적고, 레이저 빔 프린터에 비하여 칼라 구현이 용이하다는 장점을 가지고 있다.
비접촉식 프린팅 방식은 다시 연속 잉크젯 방식과 드롭-온-디멘드(drop-on-demand: DOD) 방식으로 구분가능하다. 연속 잉크젯 방식은 잉크를 연속적으로 분사하는 동안 전자기장의 변화를 유도하여 잉크 방향을 조절함으로써 프린팅하는 방식이다. 반면, DOD 방식은 잉크를 미세한 방울 별로 분사하여 프린팅하는 방식으로서, 열-버블식 잉크젯(thermal-bubble ink-jet) 방식과 압전식 잉크젯(piezoelectric inkjet) 방식으로 나뉘어 진다. 열-버블식 잉크젯 방식은 잉크를 가열하여 발생시킨 버블의 팽창에서 발생하는 압력을 이용하여 분사하는데 반하여, 압전식 잉크젯 방식은 전기에 의하여 역학적으로 변형을 일으키는 압전판을 이용하여 압력을 발생시켜 잉크를 분사한다.
최근에는 잉크젯 프린터의 도트 사이즈가 작아지는 경향이 있으며, 고해상도에서 고품질인 인쇄물이 요구되고 있다. 보다 작은 도트 크기를 얻기 위해 잉크젯 프린터의 헤드가 보다 작은 노즐 개구부를 갖게 되는데, 이와 같은 작은 노즐 개구부는 막히기 쉽고, 잉크젯 방울의 크기에 영향을 미치는 침전물 등에 의해 성능이 좌우된다. 잉크 배합물의 성분이 노즐의 막힘에 영향을 미치는 것은 알려진 사실이며, 이를 방지하기 위하여 통상 습윤제가 잉크젯용 잉크에 첨가되고 있다.
한편, 잉크젯 프린터용 잉크 조성물은 기본적으로 색을 부여하는 착색제, 용매 및 첨가제를 포함한다. 착색제로서 염료를 사용하는 경우에는 인쇄물의 내광성이 떨어져 그 사용이 제한적이다. 착색제로서 안료를 사용하는 경우에도 착색제로서 염료를 사용하는 경우보다 인쇄물의 내광성이 우수하지만, 자외선에 노출되는 경우에는 변색되거나 탈색될 우려가 있는 면에서는 동일하다. 따라서, 내광성을 향상시키기 위해서 별도의 내광성 강화제를 첨가하지만, 이러한 내광성 강화제로 인해 또 다른 부작용이 발생할 수 있다. 즉, 잉크젯용 잉크 조성물에 내광성 강화제를 첨가하면 잉크 엉킴에 의한 노즐 막힘 현상이 증가하며, 잉크 조성물의 균질성의 확보도 곤란해진다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 부작용을 최소화할 수 있는 내광성 착색제를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 내광성 착색제를 함유하는 내광성 잉크 조성물을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 구현예는,
하기 화학식 1의 신나메이트계 유도체로 표시되는 내광성 착색제를 제공한다:
여기서, R'는 할로겐, 니트로기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 옥시카보닐알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 19의 아릴알킬렌기를 나타내고,
R은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알키닐렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 헤테로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 30의 알킬렌아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 4 내지 30의 헤테로알킬렌아릴렌기를 나타내고,
X는 -CONH-, -NHCO-, -COO-, -OCO-, -CO-, -SO2-, -SO3-, -O-P(=O)(OH)-O-또는 -O-P(OH)-O- 결합을 나타내고, 및
Y는 착색제 잔기(colorant residue)를 각각 나타낸다.
본 발명의 일 구현예에 따른 내광성 착색제에 있어서, 상기 착색제 잔기 Y는, 착색제와 신나메이트 유도체를 연결하는 연결기인 상기 X를 제외한 나머지 부분의 염료 또는 안료의 화학구조 부분(moiety)을 의미한다. 상기 연결기 X는 착색제(염료 또는 안료) 분자구조내에 존재하는 히드록시기, 아미노기, 술폰산기 및 인산기 등의 반응성 관능기와 신나메이트 유도체의 카르복실기 또는 히드록시기가 축합반응하여 형성된 것이다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 구현예는
상기 본 발명에 따른 내광성 착색제로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 내광성 착색제; 및
수성 액체 매질을 포함하는 내광성 잉크 조성물을 제공한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 구현예는
착색제;
본 발명의 내광성 착색제로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 내광성 착색제; 및
수성 액체 매질을 포함하는 내광성 잉크 조성물을 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 내광성 착색제에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 내광성 착색제는 내광성 물질을 착색제와 화학결합시켜 착색제에 내광성을 부여한 것이다. 즉, 본 발명의 내광성 착색제는 통상의 착색제를 신나메이트 유도체와 화학결합시켜서 얻어지는 것으로서 내광성이 우수하여 잉크 제조시 별도의 내광제 없이도 장기간 저장 안정성을 확보할 수 있으며, 또한 수용성 작용기인 아미노기, 히드록시기, 카르복실기, 술폰산기, 인산기 등이 아미드기, 에스테르기, 카보닐기 또는 술포닐기로 전환되므로 인쇄 후 화상의 내수성도 향상될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 내광성 착색제는,
하기 화학식 1의 신나메이트계 유도체로 표시되는 내광성 착색제이다.
<화학식 1>
여기서, R'는 할로겐, 니트로기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 옥시카보닐알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 19의 아릴알킬렌기를 나타내고,
R은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알키닐렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 헤테로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 30의 알킬렌아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 4 내지 30의 헤테로알킬렌아릴렌기를 나타내고,
X는 -CONH-, -NHCO-, -COO-, -OCO-, -CO-, -SO2-, -SO3-, -O-P(=O)(OH)-O- 또는 -O-P(OH)-O- 결합을 나타내고, 및
Y는 착색제 잔기(colorant residue)를 각각 나타낸다.
착색제 잔기 Y는, 착색제와 신나메이트 유도체를 연결하는 연결기인 X의 아미드 결합, 에스테르 결합, 카보닐 결합 또는 술포닐 결합을 제외한 나머지의 염료 또는 안료의 화학구조 부분(moiety)을 의미한다. 상기 연결기 X는 착색제(염료 또는 안료) 분자구조내에 존재하는 히드록시기, 아미노기, 술폰산기 및 인산기 등의 반응성 관능기와 신나메이트 유도체의 카르복실기 또는 히드록시기가 축합반응하여 형성된 것이다.
상기 본 발명에 따른 내광성 착색제는 반응성 관능기를 갖는 착색제와 내광성을 발현할 수 있는 신나메이트 유도체를 화학 결합시켜 생성된 것이다. 즉, 화학식 1로 표시되는 본 발명의 내광성 착색제는 아미드 결합, 에스테르 결합, 카보닐 결합, 술포닐 결합 등을 통하여 착색제와 하기 화학식 2의 신나메이트 유도체와 화학결합된 것이다.
여기서, R', R은 화학식 1에서의 경우와 동일한 의미를 갖고, X'는 카르복실기, 히드록시기, 아미노기, 술폰산기 또는 인산기 등의 반응성 관능기를 의미한다.
화학식 1로 표시되는 본 발명의 내광성 착색제는 하기 반응식 1 내지 4에 의하여 예시된 바와 같이 착색제 분자구조 내에 존재하는 카르복실기, 히드록시기, 아미노기, 술폰산기 또는 인산기 등의 반응성 관능기와 화학식 2중의 반응성 관능기 X'가 축합반응하여 형성된 것이다.
<반응식 1>
<반응식 2>
<반응식 3>
<반응식 4>
상기 반응식 1 내지 4에 있어서, R, R' 및 Y는 화학식 1의 경우와 동일한 의미를 갖는다.
화학식 2의 신나메이트 유도체와 화학결합하는 착색제는, 반응식 1 ~ 4에서는 HO-Y, H2N-Y, HOOC-Y로 표시된 것인데, 잉크 조성물에서 통상적으로 사용되는 염료 또는 안료 중 분자 내에 아미노기, 카르복실기, 히드록실기, 인산기 또는 술폰산기가 존재한다면 모두 다 사용가능하다. 상기 염료의 구체적인 예로서 C.I, 디렉트 블랙 9(C.I. Direct Black 9), 17, 19, 22, 32, 51, 56, 91, 94, 97, 166, 168, 173, 199; C.I, 디렉트 블루 1(C.I. Direct Blue 1),10, 15, 22, 77, 78, 80, 200, 201, 202, 203, 207, 211; C.I, 디렉트 레드 2(C.I. Direct Red 2), 4, 9, 23, 31, 39, 63, 72, 83, 84, 89, 111, 173, 177, 184, 240; C.I, 디렉트 옐로우 8(C.I. Direct Yellow 8), 9, 11, 12, 27, 28, 29, 33, 35, 39, 41, 44, 50, 53, 58 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 기타의 직접 염료, 분산 염료, 염기성 염료, 산성 염료, 아조 염료 등도 사용될 수 있다. 상기 안료의 구체적인 예로서 카본 블랙, 그래파이트, 유리 카본(vitreous carbon), 활성화된 차콜(activated charcoal), 활성화된 탄소(activated carbon), 안트라퀴논(anthraquinone), 프탈로시아닌 블루(phthalocyanine blue), 프탈로시아닌 그린, 디아조스(diazos), 모노아조스(monoazos), 피란트론(pyranthrones), 페릴렌(perylene), 퀴나크리돈(quinacridone), 인디고이드계 안료(indigoid pigments) 등을 들 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.
화학식 1, 2에서 R'는 할로겐, 니트로기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 옥시카보닐알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 19의 아릴알킬렌기를 나타낸다.
상기 알킬기는 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 포함하며, 바람직하게는 탄소수 1 내지 10의 알킬기를 포함한다. 구체적인 예로서는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, t-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 도데실 등을 들 수 있다. 상기 알킬기 중 하나 이상의 수소원자는 할로겐원자, 할로알킬기, 알콕시기, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 저급 알킬렌아미노, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산기나 그의 염 등으로 치환될 수 있다.
상기 알콕시기는 탄소수 1 내지 20의 알콕시를 포함하며, 바람직하게는 탄소수 1 내지 10의 알콕시기를 포함한다. 구체적인 예로서는 메톡시기, 에톡시기, n-프로톡시기 등을 들 수 있다. 상기 알콕시기중의 하나 이상의 수소원자는 할로겐원자, 할로알킬기, 알콕시기, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 저급 알킬렌아미노, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산기나 그의 염 등으로 치환될 수 있다.
상기 옥시카보닐알킬기는 탄소수 2 내지 20의 옥시카보닐알킬기를 포함하며, 바람직하게는 탄소수 2 내지 10의 옥시카보닐알킬기를 포함한다. 구체적인 예로서는, 옥시카보닐메틸기, 옥시카보닐에틸기, 옥시카보닐프로필기 등을 들 수 있다.
상기 아릴기는 하나 이상의 방향족 고리를 포함하는 탄소원자수 6 내지 18개의 아릴기를 포함하며, 바람직하게는 탄소수 6 내지 12의 아릴기를 포함한다. 상기 방향족 고리들은 펜던트 방법으로 함께 부착되거나 또는 융합될 수 있다. 그 예로서는 페닐, 나프틸, 비페닐(biphenyl), 테트라히드로나프틸, 인다닐(indanyl)과 같은 방향족 라디칼을 포함한다. 상기 아릴기는 바람직하게는 페닐 또는 나프틸이다. 상기 아릴기는 상기 아릴기 중 하나 이상의 수소원자가 할로겐원자, 할로알킬기, 알콕시기, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 저급 알킬아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산기나 그의 염 등으로 치환될 수 있다.
상기 아릴알킬렌기는 탄소수 7 내지 19의 아릴알킬렌기를 포함하며, 바람직하게는 탄소수 7 내지 13의 아릴알킬렌기를 포함한다. 구체적인 예로서는 상기 정의된 바와 같은 아릴기중의 수소원자중 일부가 저급 알킬렌기, 예를 들면 메틸렌, 에틸렌, n-프로필렌, iso-프로필렌 등의 같은 라디칼로 치환된 것을 들 수 있다. 예를 들면, 벤질기, 페닐에틸렌기, 페닐트리메틸렌기, 나프틸메틸렌기, 나프틸에틸렌기 등을 들 수 있다. 상기 아릴알킬렌기 중 하나 이상의 수소원자는 할로겐원자, 할로알킬기, 알콕시기, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 저급 알킬아미노, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산기나 그의 염 등으로 치환될 수 있다.
화학식 1 등에 있어서, R는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알키닐렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 헤테로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 30의 알킬렌아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 4 내지 30의 헤테로알킬렌아릴렌기를 나타낸다. 상기 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, 헤테로알킬렌기, 아릴렌기, 알킬렌아릴렌기(또는 아릴렌알킬렌기), 헤테로아릴렌기 및 헤테로알킬렌아릴렌기(또는 헤테로아릴렌알킬렌기)는 각각 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 헤테로알킬기, 아릴기, 알킬아릴렌기(또는 아릴알킬렌기), 헤테로아릴기, 헤테로아릴알킬렌기(또는 헤테로알킬아릴렌기)에 대응되는 라디칼로서, 단지 화합물의 말단에 연결되는 것이 아니라 화합물의 결합의 중간부에 삽입되는 형태의 라디칼이라는 것만 다르다.
상기 알킬렌기는 탄소수 1 내지 30의 직쇄형 또는 분지형 알킬렌 라디칼을 포함하며, 바람직하게는 1 내지 약 20개의 탄소원자를 갖는 직쇄형 또는 분지형 라디칼을 포함한다. 더욱 바람직한 알킬렌기는 1 내지 12개의 탄소원자를 갖는 알킬렌기이다. 이와 같은 알킬렌기의 구체적인 예로서는 메틸렌, 에틸렌, n-프로필렌, 이소프로필렌, n-부틸렌, 이소부틸렌, sec-부틸렌, t-부틸렌, n-펜틸렌, sec-펜틸렌, t-펜틸렌, 헥실렌, 헵틸렌, 옥틸렌, 노닐렌, 데실렌, 도데실렌 등을 들 수 있다. 상기 알킬렌기 중 하나 이상의 수소원자는 할로겐원자, 할로알킬기, 알콕시기, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 저급 알킬렌아미노, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산기나 그의 염 등으로 치환될 수 있다.
상기 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알케닐렌기 또는 상기 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알키닐렌기는 상기 알킬렌기에 대응되는 라디칼로서, 단지 상기 알킬렌기내의 최소한 어느 한 곳에 탄소-탄소 이중결합 또는 탄소-탄소 삼중결합을 함유하고 있는 것만이 다르다. 이들 알케닐렌기나 알키닐렌기 중 적어도 하나 이상의 수소원자는 할로겐원자, 할로알킬기, 알콕시기, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 저급 알킬렌아미노, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산기나 그의 염 등으로 치환될 수 있다.
상기 헤테로알킬렌기는 상기와 같이 정의된 탄소수 1 내지 30의 알킬렌기가 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1 내지 3개의 헤테로원자를 포함하는 것을 의미한다. 구체적인 예로서는 옥시메틸렌, 옥시에틸렌, 옥시프로폭시, 머캅토메틸렌, 머캅토에틸렌, 머캅토프로폭시 등을 들 수 있다. 상기 헤테로알킬렌기 중 적어도 하나 이상의 수소원자는 할로겐원자, 할로알킬기, 알콕시기, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 저급 알킬렌아미노, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산기나 그의 염 등으로 치환될 수 있다.
상기 아릴렌기는 탄소수 6 내지 30의 하나 이상의 방향족 고리를 포함하는 탄소원자수 6 내지 30개의 아릴렌기를 포함하며, 바람직하게는 탄소수 6 내지 12의 아릴렌기를 포함한다. 상기 방향족 고리들은 펜던트 방법으로 함께 부착되거나 또는 융합될 수 있다. 그 예로서는 페닐렌, 나프틸렌, 비페닐렌, 테트라히드로나프틸렌, 인다닐렌(indanylene)과 같은 방향족 그룹을 포함한다. 상기 아릴기렌는 바람직하게는 페닐렌, 비페닐렌 또는 나프틸렌이다. 상기 아릴렌기는 상기 아릴렌기 중 적어도 하나 이상의 수소원자가 할로겐원자, 할로알킬기, 알콕시기, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 저급 알킬아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산기나 그의 염 등으로 치환될 수 있다.
상기 알킬렌아릴렌기는 탄소수 7 내지 30의 알킬렌아릴렌기를 포함하며, 바람직하게는 탄소수 7 내지 13의 아릴알킬렌기를 포함한다. 여기서 알킬렌아릴렌기는 아릴렌알킬렌기도 포함하는 것으로 정의된다. 구체적인 예로서는 메틸렌페닐렌, 에틸렌페닐렌, 메틸렌나프틸렌, 에틸렌나프틸렌, 메틸렌비페닐렌, 에틸렌비페닐렌, n-프로필렌페닐렌, iso-프로필렌페닐렌 등을 들 수 있다. 상기 알킬렌아릴렌기 중 하나 이상의 수소원자는 할로겐원자, 할로알킬기, 알콕시기, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 저급 알킬아미노, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산기나 그의 염 등으로 치환될 수 있다.
상기 헤테로아릴렌기는 방향족 고리 골격 원자로서 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1 내지 3개의 헤테로원자를 포함하고, 나머지 방향족 고리 골격 원자가 탄소인 탄소원자수 3 내지 30의 2가 아릴렌 그룹을 의미한다. 바람직하게는, 상기 페테로아릴렌기의 방향족 고리 골격의 탄소원자수는 3 내지 15이다. 또한, 상기 용어는 고리내 헤테로원자가 산화되거나 사원화되어, 예를 들어 N-옥사이드 또는 4차 염을 형성하는 2가 아릴렌 그룹을 포함한다. 대표적인 예로는 티에닐렌, 벤조티에닐렌, 피리딜렌, 피라지닐렌, 피리미디닐렌, 피리다지닐렌, 퀴놀리닐렌, 퀴녹살리닐렌, 이미다졸릴렌, 푸라닐렌, 벤조푸라닐렌, 티아졸릴렌, 이속사졸릴렌, 벤즈이속사졸릴렌, 벤즈이미다졸릴렌, 트리아졸릴렌, 피라졸릴렌, 피롤릴렌, 인돌릴렌, 2-피리도닐렌, 4-피리도닐렌, N-알킬-2-피리도닐렌, 피라지노닐렌, 피리다지노닐렌, 피리미디노닐렌, 옥사졸로닐렌, 및 이들의 상응하는 N-옥사이드(예를 들어, 피리딜렌 N-옥사이드, 퀴놀리닐렌 N-옥사이드), 이들의 4차 염 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 상기 헤테로아릴렌기는 상기 헤테로아릴렌기 중 적어도 하나 이상의 수소원자가 할로겐원자, 할로알킬기, 알콕시기, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 저급 알킬아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산기나 그의 염 등으로 치환될 수 있다.
상기 헤테로알킬렌아릴렌기는 상기 헤테로아릴렌기의 수소원자 일부가 알킬렌기로 치환된 것을 의미한다. 상기 헤테로알킬렌아릴렌기는 탄소수 4 내지 30의 헤테로알킬렌아릴렌기를 포함하며, 바람직하게는 탄소수 4 내지 16개의 헤테로알킬렌아릴렌기를 포함한다. 대표적인 예로는 메틸렌티에닐렌, 에틸렌티에닐렌, 메틸렌벤조티에닐렌, 에틸렌벤조티에닐렌, 메틸렌피리딜렌, 에틸렌피리딜렌, 메틸렌피라지닐렌, 에틸렌피라지닐렌, 메틸렌피리미디닐렌, 에틸렌피리미디닐렌, 메틸렌피리다지닐렌, 에틸렌피리다지닐렌, 메틸렌퀴놀리닐렌, 에틸렌퀴놀리닐렌, 메틸렌퀴녹살리닐렌, 에틸렌퀴녹살리닐렌, 메틸렌이미다졸릴렌, 에틸렌이미다졸릴렌, 메틸렌푸라닐렌, 에틸렌푸라닐렌 등을 들 수 있다. 상기 헤테로알킬렌아릴렌기는 상기 헤테로알킬렌아릴렌기 중 적어도 하나 이상의 수소원자가 할로겐원자, 할로알킬기, 알콕시기, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 저급 알킬아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산기나 그의 염 등으로 치환될 수 있다.
상기 화학식로 표시되는 본 발명에 따른 내광성 착색제의 구체적인 예로서는 하기 화학식 3 내지 화학식 8의 내광성 착색제를 들 수 있다.
여기서, R', R, 및 X는 화학식 1에서와 동일한 것을 의미한다.
여기서, R', R, 및 X는 화학식 1에서와 동일한 것을 의미한다.
여기서, R', R, 및 X는 화학식 1에서와 동일한 것을 의미한다.
여기서, R', R, 및 X는 화학식 1에서와 동일한 것을 의미한다.
여기서, R', R, 및 X는 화학식 1에서와 동일한 것을 의미한다.
여기서, R', R 및 X는 화학식 1에서와 동일한 것을 의미한다.
이어서, 상기 본 발명에 따른 내광성 잉크 조성물을 포함하는 내광성 잉크 조성물에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 잉크 조성물은 착색제로서 통상의 착색제를 포함하지 않고 본 발명에 따른 내광성 착색제만을 포함하는 잉크 조성물이다. 즉, 본 발명의 일 구현예에 따른 잉크 조성물은 상기 본 발명에 따른 내광성 착색제로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 내광성 착색제; 및 수성 액체 매질을 포함하는 것이다.
상기 본 발명의 일 구현예에 따른 잉크 조성물에 있어서, 각 성분의 함량비는, 상기 잉크 조성물 100 중량부를 기준으로 상기 내광성 착색제 1 내지 20 중량부인 것이 바람직하고, 상기 잉크 조성물 100 중량부를 기준으로 상기 내광성 착색제 1 내지 10 중량부인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 잉크 조성물은 착색제로서 통상의 착색제 및 본 발명에 따른 내광성 착색제를 함께 포함하는 잉크 조성물이다. 즉, 본 발명의 다른 구현예에 따른 잉크 조성물은 통상의 착색제; 화학식 1로 표시되는 본 발명에 따른 내광성 착색제로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 내광성 착색제; 및 수성 액체 매질을 포함하는 것이다.
상기 본 발명의 다른 구현예에 따른 잉크 조성물에 있어서, 각 성분의 함량비는, 상기 잉크 조성물 100 중량부를 기준으로 상기 착색제 1 내지 15 중량부 및 상기 내광성 착색제 1 내지 15 중량부이며, 상기 통상의 착색제 + 본 발명에 따른 내광성 착색제의 총함량이 상기 잉크 조성물 100 중량부를 기준으로 2 내지 20 중량부인 것이 바람직하다. 상기 통상의 착색제 + 본 발명에 따른 내광성 착색제의 총함량이 상기 잉크 조성물 100 중량부를 기준으로 2 내지 10 중량부인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 일 구현예 및 다른 구현예에 따른 잉크 조성물에 있어서, 상기 착색제 및 본 발명에 따른 내광성 착색제는 수성 액체 매질에 용해 또는 분산되어 있다.
상기 수성 액체 매질은 물 단독; 또는 유기용매 5 내지 50중량%와 물 50중량% 내지 95중량%의 혼합물인 것이 바람직하다.
상기 수성 액체 매질에 첨가되는 물과 유기용매의 양은 다양한 요인, 예를 들어 점도, 표면장력, 건조 속도 등과 같이 잉크 조성물의 특성에 따라 달라질 수 있으며, 이 성질들은 잉크가 사용되는 잉크젯 인쇄 방법에 따라 달라지고, 또한 잉크가 인쇄되어지는 기재의 종류 등에 따라 달라질 수 있다.
상기 유기용매는 메틸알콜, 에틸 알콜, n-프로필알콜, 이소프로필알콜, n-부틸알콜, sec-부틸알콜, t-부틸알콜 또는 이소부틸알콜의 알콜류 화합물; 아세톤, 메틸에틸케톤, 디에틸케톤 또는 디아세톤알콜의 케톤 화합물; 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트 또는 에틸 락테이트의 에스테르 화합물; 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,2,4-부탄트리올, 1,5-펜탄디올, 1,2,6-헥산트리올, 헥실렌글리콜, 글리세롤, 글리세롤 에톡실레이트 또는 트리메틸롤프로판 에톡실레이트의 다가 알콜 화합물; 에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌글리콜 메틸 에테르, 디에틸렌글리콜 에틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노메틸 에테르 또는 트리에틸렌글리콜 모노에틸 에테르의 에테르 화합물; 2-피롤리돈 또는 N-메틸-2-피롤리돈의 함질소 화합물; 및 디메틸 술폭사이드, 테트라메틸렌술폰 또는 티오글리콜의 함황 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 일 구현예 및 다른 구현예에 따른 상기 잉크 조성물은 분산제, 점도 조절제, 계면활성제, 저장안정제, 및 습윤제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
착색제가 안료 또는 물에 용해되지 않는 염료인 경우에는 착색제의 분산안정성을 위하여 필요에 따라 1종 이상의 분산제를 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용가능한 분산제에 대하여 특별한 제한은 없다. 즉, 비교적 구조가 단순하고 분자량이 작은 분산제 뿐만 아니라, 잉크의 물성이나 안정성 및 기능성을 제한할 염려가 있는 블록코폴리머같은 큰 분자량의 분산제도 본 발명의 잉크 조성물에서는 사용될 수 있다.
비교적 분자량이 작고 구조가 간단한 분산제의 구체적 예로서는, 폴리비닐알콜(PVA), 셀룰로오스계 폴리머(cellulosics), 에틸렌 옥사이드로 개질된 페놀계 폴리머(ethylene oxide modified phenols), 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드 폴리머, 소듐 폴리아크릴레이트 용액(TEGO, disperse 715W), 변성 폴리아크릴 수지 용액(TEGO, disperse 735W), 저분자 폴리카르복실산 폴리머의 알킬올 암모늄염 용액(BYK-Chemie, Disperbyk), 다기능성 폴리머의 알킬올 암모늄 용액(BYK-Chemie, Disperbyk-181), 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
구조가 복잡하고 분자량이 큰 분산제의 구체적인 예로서는, 폴리에테르 실록산 공중합체(TEGO, Wet KL 245/Wet 260)와 같은 실록산 계열; AB 또는 BAB 구조의 친수성 폴리머(이때, A는 비치환된 또는 치환된 탄소수가 1 내지 30인 아크릴계 모노머(acrylic monomer)의 소수성 호모폴리머 또는 코폴리머이고, B는 비치환된 또는 치환된 탄소수가 1 내지 30인 아크릴계 모노머의 친수성 폴리머 또는 코폴리머로 이루어진 친수성 폴리머인 AB 또는 BAB 폴리머) 등을 들 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 구조가 복잡하고 분자량이 큰 분산제의 더욱 구체적인 예로서는 아크릴산/아크릴레이트 코폴리머(acrylic acid/acrylate copolymer), 메타크릴산/메타크릴레이트 코폴리머(methacrylic acid/methacrylate copolymer), 아크릴산/폴리디알킬실록산/아크릴레이트 블록코폴리머(acrylic acid/polydialkylsiloxane/acrylate block copolymer) 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현예 및 다른 구현예에 따른 잉크 조성물에 있어서, 상기 분산제의 함량은 상기 잉크 조성물 100 중량부를 기준으로 1 내지 20 중량부인 것이 바람직하다.
점도 조절제는 원활한 제팅이 유지될 수 있도록 잉크 조성물의 점도를 조절하는 역할을 한다. 이의 구체적인 예로서 카세인, 카르복시메틸셀룰로오스 등을 사용할 수 있다. 점도 조절제의 함량은 잉크 조성물 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 5.0 중량부인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 구현예 및 다른 구현예에 따른 잉크 조성물에 있어서, 상기 계면활성제의 함량은 상기 잉크 조성물 100 중량부를 기준으로 0.5 내지 5 중량부인 것이 바람직하다.
계면활성제는 잉크 조성물의 표면장력을 조절하여 노즐에서의 제팅 성능을 안정화시키기 위한 것인데, 음이온성 계면활성제나 비이온성 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 음이온성 계면활성제의 예로는 탄소수 1 내지 1000의 알킬카르복실산의 염(바람직하게는 탄소수 10 내지 200의 알킬카르복실산의 염), 탄소수 1 내지 1000의 알콜 술폰산 에스테르의 염(바람직하게는 탄소수 10 내지 200의 알콜 술폰산 에스테르의 염), 탄소수 1 내지 1000의 알킬술폰산의 염(바람직하게는 탄소수 10 내지 200의 알킬술폰산의 염), 탄소수 1 내지 1000의 알킬벤젠술폰산의 염(바람직하게는 탄소수 10 내지 200의 알킬벤젠술폰산의 염), 또는 그 혼합물을 들 수 있다.
비이온성 계면활성제의 예로는 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르(단, 알킬은 탄소수 1 내지 1000의 알킬기이고, 바람직하게는 탄소수 10 내지 200의 알킬기임), 폴리옥시에틸렌 알킬 페닐 에테르(단, 알킬은 탄소수 1 내지 1000의 알킬기, 바람직하게는 탄소수 10 내지 200의 알킬기임), 폴리옥시에틸렌 이차 알콜 에테르, 폴리옥시에틸렌-옥시프로필렌 블록 코폴리머, 폴리글리세린 지방산 에스테르, 소르비탄 지방산 에스테르, 또는 그 혼합물을 들 수 있다.
본 발명의 일 구현예 및 다른 구현예에 따른 잉크 조성물에 있어서, 상기 계면활성제의 함량은 상기 잉크 조성물 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 5 중량부인 것이 바람직하다.
습윤제는 잉크 조성물이 노즐에서 클로깅되는 것을 방지하기 위한 것이다. 이러한 습윤제로서는 다가알콜(polyhydric alcohol)이 바람직한다. 습윤제의 구체적인 예로서 글리세린, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 헥실렌 글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 2-부텐-1,4-디올, 2-메틸-2-펜탄디올 및 그 혼합물을 들 수 있다.
본 발명의 일 구현예 및 다른 구현예에 따른 잉크 조성물에 있어서, 상기 습윤제의 함량은 상기 잉크 조성물 100 중량부를 기준으로 10 내지 30 중량부인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 구현예 및 다른 구현예의 잉크 조성물에 있어서, 상기 분산제, 점도 조절제, 계면활성제, 저장안정제, 및 습윤제로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제의 총함량은 상기 잉크 조성물 100 중량부를 기준으로 0.5 내지 40 중량부인 것이 바람직하다.
이하, 상기한 본 발명의 일 구현예 및 다른 구현예에 따른 잉크 조성물의 제조방법을 설명한다.
상기 내광성 착색제 및/또는 통상의 착색제를, 분산제, 점도조절제, 계면활성제 등 기타 첨가물과 함께 수성 액체 매질에 혼합한 후, 이를 충분히 교반하여 균일한 잉크 조성물을 제조한다. 그 후, 이 조성물을 0.45 또는 0.8㎛의 필터에 통과시켜 여과하면 본 발명에 따른 잉크 조성물이 최종적으로 얻어진다.
한편, 본 발명의 내광성 착색제에 있어서, 착색제중에 존재하는 술폰기는 소디움 술포네이트기와 같은 금속 술포네이트기도 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 상세히 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
본 실시예는 아래의 반응식 5에 따라 4-카르복시페닐 4'-메톡시신나메이트를 합성하는 것을 설명하기 위한 실시예이다.
환류 냉각기가 장착된 250mL 둥근 플라스크에 DMSO 150mL와 4-메톡시신남산(4-methoxycinnamic acid) 9g을 넣은 후, 질소 기류하에서 티오닐 클로라이드(thionyl chloride) 6g을 가하고 잘 교반시켰다. 이 용액에 4-하이드록시벤조산(4-hydroxybenzoic acid) 7g을 천천히 가하고, 교반하면서 천천히 온도를 올려 약 60℃에서 5시간 동안 반응을 지속시켰다. 반응 혼합물의 온도를 상온으로 냉각시킨 후, 반응물을 과량의 증류수에 떨어뜨려 침전시켰다. 침전물을 여과하고, 증류수로 여러번 세척한 후 클로로포름과 에탄올의 혼합용매를 이용하여 재결정하여 4-카르복시페닐 4'-메톡시신나메이트 12.5g을 얻었다.
실시예 2
본 실시예는 아래의 반응식 6에 따라 5-카르복시펜틸 4'-메톡시신나메이트를 합성하는 것을 설명하기 위한 실시예이다.
환류 냉각기가 장착된 250mL 둥근플라스크에 DMSO 150mL와 4-메톡시신남산 9g을 넣은 후, 질소 기류하에서 티오닐 클로라이드 6g을 가한 후 잘 교반시켰다. 이 용액에 6-하이드록시카프로산(6-hydroxycaproic acid) 6.5g을 천천히 가하고, 교반하면서 천천히 온도를 올려 약 60℃에서 5시간 동안 반응시켰다. 반응 혼합물의 온도를 상온으로 냉각시킨 후, 반응물을 과량의 증류수에 떨어뜨려 침전시켰다. 침전물을 여과하고, 증류수로 여러번 세척한 후 클로로포름과 에탄올의 혼합용매를 이용하여 재결정하여 5-카르복시펜틸 4'-메톡시신나메이트 11.3g을 얻었다.
실시예 3
본 실시예는 아래의 반응식 7에 따라 2-카르복시-1-메틸에틸 4'-메톡시신나메이트를 합성하는 것을 설명하기 위한 실시예이다.
환류 냉각기가 장착된 250mL 둥근플라스크에 DMSO 150mL와 4-메톡시신남산 9g을 넣은 후, 질소 기류하에서 티오닐 클로라이드 6g을 가한 후 잘 교반시켰다. 이 용액에 3-하이드록시부티르산(3-hydroxybutyric acid) 5g을 천천히 가하고, 교반하면서 천천히 온도를 올려 약 60℃에서 5시간 동안 반응시켰다. 반응 혼합물의 온도를 상온으로 냉각시킨 후, 반응물을 과량의 증류수에 떨어뜨려 침전시켰다. 침전물을 여과하고, 증류수로 여러번 세척한 후 클로로포름과 에탄올의 혼합용매를 이용하여 재결정하여 2-카르복시-1-메틸에틸 4'-메톡시신나메이트 8.5g을 얻었다.
실시예 4
본 실시예는 아래의 반응식 8에 따라 11-카르복시운데실 4'-메톡시신나메이트를 합성하는 것을 설명하기 위한 실시예이다.
환류 냉각기가 장착된 250mL 둥근플라스크에 DMSO 150mL와 4-메톡시신남산 9g을 넣은 후, 질소 기류하에서 티오닐 클로라이드 6g을 가한 후 잘 교반시켰다. 이 용액에 3-하이드록시도데칸산(3-hydroxydodecanoic acid) 5g을 천천히 가하고, 교반하면서 천천히 온도를 올려 약 60℃에서 5시간 동안 반응시켰다. 반응 혼합물의 온도를 상온으로 냉각시킨 후, 반응물을 과량의 증류수에 떨어뜨려 침전시켰다. 침전물을 여과하고, 증류수로 여러번 세척 후 클로로포름과 에탄올의 혼합용매를 이용하여 재결정하여 11-카르복시운데실 4'-메톡시신나메이트 14.7g을 얻었다.
실시예 5
본 실시예는 실시예 1에서 합성된 신나메이트 유도체와 직접염료의 하나인 C.I. Direct black 168을 반응시켜 화학식 9의 내광성 착색제를 얻는 것을 설명하기 위한 실시예이다.
환류 냉각기가 장착된 250mL 둥근플라스크에, 에틸 아세테이트 용매 150mL, 실시예 1의 신나메이트 유도체 15g 및 C.I. Direct Black 168 염료 33.2g을 넣고 용해시켰다. 여기에 비등석을 넣고 진한 황산 10mL을 천천히 적가한 후, 12시간 이상 충분히 환류시켰다. 이 반응 혼합물을 증류수로 수세하고, 유기층만을 수집, 농축였다. 이 농축액을 재결정하여 하기 화학식 9의 내광성 착색제 33.5g을 얻었다.
실시예 6
본 실시예는 실시예 2에서 합성된 신나메이트 유도체와 산성염료의 하나인 C.I. Acid Black 191 염료를 반응시켜 화학식 10의 내광성 착색제를 얻는 것을 설명하기 위한 실시예이다.
환류 냉각기가 장착된 500mL 둥근 플라스크에, DMSO 150mL, 실시예 2의 신나메이트 유도체 14.6g을 넣고 용해시켰다. 여기에 SOCl2 6g을 넣고 실온에서 1시간 이상 반응시켰다. 상기 플라스크내에 다시 DMSO 200mL에 C.I. Acid Black 191 염료 38.6g을 용해시킨 용액 및 비등석을 넣은 후, 80℃에서 8시간 이상 충분히 반응시켰다. 이 반응 혼합물을 실온으로 냉각시킨 후, 이에 과량의 메탄올을 가하여 생긴 결정을 흡입 여과기로 여과하고 수세하였다. 미반응물을 제거하기 위해, 상기 결정을 DMSO에 다시 용해시켜 얻은 용액에 메탄올을 가하여 생긴 결정을 다시 흡입 여과기로 여과, 수세하였다. 얻어진 결정을 오븐에서 건조시켜서 하기 화학식 10의 내광성 착색제 32.5g을 얻었다.
실시예 7
본 실시예는 실시예 3에서 합성된 신나메이트 유도체와 산성염료의 하나인 C.I. Acid Yellow 23 염료를 반응시켜 화학식 11의 내광성 착색제를 얻는 것을 설명하기 위한 실시예이다.
환류 냉각기가 장착된 500mL 둥근 플라스크내에, DMSO 200mL, 실시예 3의 신나메이트 유도체 26.5g을 넣고 용해시켰다. 여기에, SOCl2 12.5g을 넣고 실온에서 1시간 이상 반응시켰다. 상기 플라스크내에 다시, DMSO 200mL에 C.I. Acid Yellow 23 염료 24.5g을 녹인 용액 및 비등석을 넣은 후, 약 80℃에서 약 8시간 이상 충분히 반응시켰다. 이 반응 혼합물을 실온으로 냉각시킨 후, 이에 과량의 메탄올을 가하여 생긴 결정을 흡입 여과기로 여과, 수세하였다. 미반응물을 제거하기 위해서, 상기 결정을 DMSO에 다시 용해시켜 얻은 용액에 메탄올을 가하여 생긴 결정을 다시 흡입 여과기로 여과, 수세하였다. 얻어진 결정을 오븐에서 건조시켜 하기 화학식 11의 내광성 착색제 27.5g 을 얻었다.
실시예 8
본 실시예는 실시예 4에서 합성된 신나메이트 유도체와 직접염료의 하나인 C.I. Direct Black 51 염료를 반응시켜 화학식 12의 내광성 착색제를 얻는 것을 설명하기 위한 실시예이다.
환류 냉각기가 장착된 500mL 둥근 플라스크내에, DMSO 150mL, 실시예 4의 신나메이트 유도체 18.8g을 넣고 용해시켰다. 여기에, SOCl2 6g을 넣고 실온에서 1시간 이상 반응시켰다. 상기 플라스크내에 다시, DMSO 200mL에 C.I. Direct Black 51 28.7g을 용해시킨 용액 및 비등석을 넣은 후, 약 80℃에서 약 8시간 이상 충분히 반응시켰다. 이 반응 혼합물을 실온으로 냉각시킨 후, 이에 과량의 메탄올을 가하여 생긴 결정을 흡입 여과기로 여과, 수세하였다. 미반응물을 제거하기 위해서, 상기 결정을 DMSO에 다시 용해시켜 얻은 용액에 메탄올을 가하여 생긴 결정을 다시 흡입 여과기로 여과, 수세하였다. 얻어진 결정을 오븐에서 건조시켜 하기 화학식 12의 내광성 착색제 28.5g을 얻었다.
실시예 9
본 실시예는 실시예 1에서 합성된 신나메이트 유도체와 C.I. Pigment Red 177을 반응시켜 화학식 13의 내광성 착색제를 얻는 것을 설명하기 위한 실시예이다.
환류 냉각기가 장착된 500mL 둥근 플라스크내에, DMSO 150mL, 실시예 1의 신나메이트 유도체 15g을 넣고 용해시켰다. 여기에 SOCl2 6g을 넣고 실온에서 1시간 이상 반응시켰다. 상기 플라스크내에 다시, DMSO 200mL에 C.I. Pigment Red 177 17.5g 을 용해시킨 용액 및 비등석을 넣은 후, 약 80℃에서 약 8시간 이상 충분히 반응시켰다. 이 반응 혼합물을 실온으로 냉각시킨 후, 과량의 메탄올을 가하여 생긴 결정을 흡입 여과기로 여과,수세하였다. 미반응물을 제거하기 위해서, 상기 결정을 DMSO에 다시 용해시킨 후 메탄올을 가하여 생긴 결정을 다시 흡입 여과기로 여과, 수세하였다. 얻어진 결정을 오븐에서 건조시켜 하기 화학식 13의 내광성 착색제 23.5g을 얻었다.
실시예 10
본 실시예는 실시예 1에서 합성된 신나메이트 유도체와 C.I. Pigment Red 57을 반응시켜 화학식 14의 내광성 착색제를 얻는 것을 설명하기 위한 실시예이다.
환류 냉각기가 장착된 500mL 둥근 플라스크내에, DMSO 150mL, 실시예 1의 신나메이트 유도체 15g을 넣고 용해시켰다. 여기에 SOCl2 6g을 넣고 실온에서 1시간 이상 반응시켰다. 상기 플라스크내에 다시, DMSO 200mL에 C.I. Pigment Red 57 20.4g을 용해시킨 용액 및 비등석을 넣은 후, 약 80℃에서 약 8시간 이상 충분히 반응시켰다. 이 반응 혼합물을 실온으로 냉각시킨 후, 과량의 메탄올을 가하여 생긴 결정을 흡입 여과기로 여과, 수세하였다. 미반응물을 제거하기 위해서, 상기 결정을 DMSO에 다시 용해시킨 후 메탄올을 가하여 생긴 결정을 다시 흡입 여과기로 여과, 수세하였다. 얻어진 결정을 오븐에서 건조시켜서 하기 화학식 14의 내광성 착색제 24.5g 을 얻었다.
실시예 11
잉크 조성
C.I. Direct black 168 3g
실시예 5의 내광성 착색제 1g
물 77g
이소프로필 알콜 3g
에틸렌 글리콜 10g
글리세린 6g
상기 성분들을 혼합하고 약 30분 이상 충분히 교반하여 균질한 상태의 잉크 조성물을 만들었다. 상기 잉크 조성물을 0.45㎛의 필터에 통과시켜 목적하는 본 발명에 따른 내광성 잉크 조성물을 제조하였다.
실시예 12
C.I. Direct black 168 염료 대신 C.I. Acid Black 191 염료를, 또한 실시예 5의 내광성 착색제 대신 실시예 6에서 제조된 내광성 착색제를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 11과 동일한 방법으로 본 발명에 따른 내광성 잉크 조성물을 제조하였다.
실시예 13
C.I. Direct black 168 염료 대신 C.I. Acid Yellow 23 염료를, 또한 실시예 5의 내광성 착색제 대신 실시예 7에서 제조된 내광성 착색제를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 11과 동일한 방법으로 본 발명에 따른 내광성 잉크 조성물을 제조하였다.
실시예 14
C.I. Direct black 168 염료 대신 C.I. Direct Black 51 염료를, 또한 실시예 5의 내광성 착색제 대신 실시예 8에서 제조된 내광성 착색제를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 11과 동일한 방법으로 본 발명에 따른 잉크 조성물을 제조하였다.
실시예 15
C.I. Direct black 168 염료 대신 C.I. Pigment Red 177을, 또한 실시예 5의 내광성 착색제 대신 실시예 9에서 제조된 내광성 착색제를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 11과 동일한 방법으로 본 발명에 따른 내광성 잉크 조성물을 제조하였다. 다만, 이 때 분산제로 TEGO disperse 750W를 5.0g 첨가하고 대신 물의 양은 72g으로 줄였으며, 0.8㎛의 필터를 사용하였다.
실시예 16
C.I. Direct black 168 염료 대신 C.I. Pigment Red 57을, 또한 실시예 5의 내광성 착색제 대신 실시예 10에서 제조된 내광성 착색제를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 11과 동일한 방법으로 본 발명에 따른 내광성 잉크 조성물을 제조하였다.
실시예 17
C.I. Direct black 168 염료는 사용하지 않고 실시예 5의 내광성 착색제 4g 만을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 11과 동일한 방법으로 본 발명에 따른 내광성 잉크 조성물을 제조하였다.
비교예 1
착색제로서 C.I. Direct black 168 4g 만을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 11과 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하였다.
비교예 2
착색제로서 C.I. Acid Black 191 염료 4g 만을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 12와 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하였다.
비교예 3
착색제로서 C.I. Acid Yellow 23 염료 4g 만을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 13과 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하였다.
비교예 4
착색제로서 C.I. Direct Black 51 염료 4g 만을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 14와 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하였다.
비교예 5
착색제로서 C.I. Pigment Red 177 4g 만을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 15과 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하였다.
비교예 6
착색제로서 C.I. Pigment Red 57 4g 만을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 16과 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하였다.
비교예 7
비교예 1에 내광성 물질로서 옥틸 메톡시 신나메이트(Octyl methoxy cinnamate) 0.2g을 첨가한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하였다.
비교예 8
비교예 2에 내광성 물질로서 옥틸 메톡시 신나메이트 0.2g을 첨가한 것을 제외하고는, 비교예 2와 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하였다.
비교예 9
비교예 3에 내광성 물질로서 옥틸 메톡시 신나메이트 0.2g을 첨가한 것을 제외하고는, 비교예 3과 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하였다.
비교예 10
비교예 4에 내광성 물질로서 옥틸 메톡시 신나메이트 0.2g을 첨가한 것을 제외하고는, 비교예 4와 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하였다.
이하, 실시예 및 비교예에서 제조한 잉크 조성물의 내광성 및 노즐막힘에 대한 저항성을 다음과 같이 시험하였다.
실험예 1 : 저장 안정성(노즐막힘에 대한 저항성) 시험
실시예 11 내지 17 및 비교예 1 내지 10에서 얻어진 잉크 조성물을 내열성 유리병에 100ml씩 담은 다음 입구를 밀봉하고 60℃ 항온조에 저장하였다. 이를 2개월 동안 방치한 후 바닥의 침전유무를 확인하였다. 그 결과를 표 2에 정리하였다.
○: 침전물 없음. ×: 침전물 있음.
[표 1]
구분 실시예 비교예
11 12 13 14 15 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
저장안정성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 0 0 0 0 0 0 × × × ×
표 1을 참조하면, 본 발명의 내광성 착색제를 사용하여 얻어진 잉크 조성물인 실시예 11 내지 17의 경우, 종래의 내광성 물질을 사용한 비교예 7 내지 10의 경우와 비교하여 침전형성이 관찰되지 않아서 저장안정성이 우수함을 알 수 있다.
실험예 2 : 내광성 시험
실시예 11 내지 17 및 비교예 1 내지 6 에서 얻어진 잉크 조성물을 잉크제트방식의 프린터(모델명: MJC 1130i , 제조사: (주)삼성전자 )을 이용하여 2cm × 2cm의 솔리드 패턴을 인쇄한 후 이를 Q-SUN 제논 테스트 챔버(Q-SUN Xenon Test Chamber)에서 100시간 동안 광노출시킨 후 테스트 전후의 OD값 변화를 측정하여, 내광성 정도를 다음과 같이 평가하였다.
A = [테스트 후의 OD값 / 테스트 전의 OD값 ] ×100(%)
O : A ≥ 90
△ : 75 ≤ A < 90
X : A < 75
[표 2]
구분 실시예 비교예
11 12 13 14 15 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
내광성정도 O O O O O O O X X X X △ △ O O O O
표 2를 참조하면, 본 발명의 내광성 착색제를 사용하여 얻어진 잉크 조성물인 실시예 11 내지 17의 경우의 얻어진 화상의 내광성 값의 범위가 90% 이상으로서, 종래의 착색제를 사용한 비교예 1 내지 6의 경우의 90 % 미만과 비교할 때 내광성이 개선되었음을 알 수 있다.
상기한 바와 같이, 내광성 신나메이트 유도체를 착색제에 화학적으로 결합시킴으로써 얻어진 본 발명에 따른 내광성 착색제는 내광성이 우수하며, 이를 이용하여 제조된 본 발명에 따른 잉크 조성물은 내광성 뿐만 아니라 보존 안정성도 개선되었다.

Claims (9)

  1. 하기 화학식 1의 신나메이트계 유도체로 표시되는 내광성 착색제:
    <화학식 1>
    여기서, R'는 할로겐, 니트로기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 옥시카보닐알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 18의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 19의 아릴알킬렌기를 나타내고,
    R은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알키닐렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 헤테로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 30의 알킬렌아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 4 내지 30의 헤테로알킬렌아릴렌기를 나타내고,
    X는 -CONH-, -NHCO-, -COO-, -OCO-, -CO-, -SO2-, -SO3-, -O-P(=O)(OH)-O-또는 -O-P(OH)-O- 결합을 나타내고, 및
    Y는 염료 또는 안료인 착색제와 신나메이트계 유도체를 연결하는 상기 연결기 X를 제외한 나머지 부분의 염료 또는 안료의 화학구조 부분(moiety)을 나타내는 착색제 잔기(colorant residue)를 각각 나타낸다.
  2. 삭제
  3. 제1항에 따른 내광성 착색제로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 내광성 착색제; 및
    물 또는 물과 유기용매의 혼합물인 수성 액체 매질을 포함하며,
    상기 내광성 착색제의 함량은 상기 잉크 조성물 100 중량부를 기준으로 1 내지 20 중량부인 것을 특징으로 하는 내광성 잉크 조성물.
  4. 삭제
  5. 염료 또는 안료인 착색제;
    제1항에 따른 내광성 착색제로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 내광성 착색제; 및
    물 또는 물과 1종 이상의 유기용매의 혼합물인 수성 액체 매질을 포함하며,
    상기 착색제의 함량은 상기 잉크 조성물 100 중량부를 기준으로 1 내지 15 중량부이고, 상기 내광성 착색제의 함량은 상기 잉크 조성물 100 중량부를 기준으로 1 내지 15 중량부이고, 또한 상기 착색제 + 상기 내광성 착색제의 총함량은 상기 잉크 조성물 100 중량부를 기준으로 2 내지 20 중량부인 것을 특징으로 하는 내광성 잉크 조성물.
  6. 삭제
  7. 제3항 또는 제5항에 있어서, 상기 수성 액체 매질은 물 단독; 또는 유기용매 5 내지 50중량% 및 물 50중량% 내지 95중량%의 혼합물인 것을 특징으로 하는 내광성 잉크 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 유기용매는 메틸알콜, 에틸 알콜, n-프로필알콜, 이소프로필알콜, n-부틸알콜, sec-부틸알콜, t-부틸알콜 또는 이소부틸알콜의 알콜 화합물; 아세톤, 메틸에틸케톤, 디에틸케톤 또는 디아세톤알콜의 지방족 케톤 화합물; 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트 또는 에틸 락테이트의 에스테르 화합물; 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,2,4-부탄트리올, 1,5-펜탄디올, 1,2,6-헥산트리올, 헥실렌글리콜, 글리세롤, 글리세롤 에톡실레이트 또는 트리메틸롤프로판 에톡실레이트의 다가 알콜 화합물; 에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌글리콜 메틸 에테르, 디에틸렌글리콜 에틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노메틸 에테르 또는 트리에틸렌글리콜 모노에틸 에테르의 에테르 화합물; 2-피롤리돈 또는 N-메틸-2-피롤리돈의 함질소 화합물; 및 디메틸 술폭사이드, 테트라메틸렌술폰 또는 티오글리콜의 함황 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 내광성 잉크 조성물.
  9. 제3항 또는 제5항에 있어서, 상기 잉크 조성물이 분산제, 점도 조절제, 계면활성제, 저장안정제, 및 습윤제로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 상기 잉크 조성물 100 중량부를 기준으로 0.5 내지 40 중량부 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내광성 잉크 조성물.
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