KR101529178B1 - 카본블랙 분산 유기용액 내부의 카본블랙 분산성 평가방법 - Google Patents
카본블랙 분산 유기용액 내부의 카본블랙 분산성 평가방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 카본블랙 분산 유기용액 내부의 카본블랙 분산성 평가방법에 관한 것으로서, 표면이 화학적으로 처리된 인화지의 표면에 카본블랙 분산 유기용액을 코팅하고, 코팅된 인화지 표면의 카본블랙 미세입자의 형상 및 분포를 관찰하여 카본블랙 분산성을 평가하는 카본블랙 분산 유기용액 내부의 카본블랙 분산성 평가방법을 제공한다.
Description
본 발명은 카본블랙 분산 유기용액 내부의 카본블랙 분산성 평가방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 카본블랙 미세입자들의 물리·화학적 응집현상을 최소한으로 억제하여 카본블랙 입자의 형상 및 분포를 관찰하는 카본블랙 분산 유기용액 내부의 카본블랙 분산성 평가방법에 관한 것이다.
일반적으로, 카본블랙은 미세한 탄소의 분말로 고무용 보강재, 플라스틱 착색제, 자외선 차단제, 잉크/페인트용 착색제 등 다양한 영역에 사용된다. 인쇄잉크용 카본블랙은 입도가 미세하고 분산이 용이하며 흡유량이 적당한 것을 이용한다.
하지만, 카본블랙은 입자 사이즈가 작아질수록 분자 간의 인력이 커져 분산시키기가 어렵고, 카본블랙이 제품 내에서 분산성을 갖추지 못하면 제품이 균일한 특성을 지닐 수 없게 된다.
이러한 이유로 카본블랙 미세입자의 분산성을 향상시키기 위해 다양한 분산제를 첨가하거나 카본블랙의 표면을 개질하려는 연구개발이 진행되어 왔다. 이에 발맞춰 용이하고 간단하게 유기용액 내부의 카본블랙의 분산성을 평가할 수 있는 방법이 제공된다면, 더욱더 효과적으로 카본블랙 관련 연구개발 및 제품개발이 진행될 수 있을 것이다.
한편, 종래에는 카본블랙의 분산성을 평가하는 방법의 하나로, 카본블랙 분산 유기용액을 바이알 등의 투명 용기에 그대로 두고 형상 및 색도의 변화를 장시간에 걸쳐 살펴볼 수 있었으나, 이는 카본블랙이 약간의 분산성만 있어도 분산용액의 색도 변화 등이 거의 없어 분산성을 평가하기 어렵다.
그리고, 종래의 다른 카본블랙의 분산성을 평가하는 방법으로는, 슬라이드 글라스 위에 카본블랙 분산용액의 액적을 한 방울 떨어뜨린 후, 육안 및 광학현미경으로 액적을 관찰하는 방법을 들 수 있으나, 이는 유기용제의 휘발에 의해 카본블랙의 물리·화학적인 응집이 액적의 가장자리를 중심으로 가속되므로 분산용액 내 카본블랙의 분산성을 제대로 관찰하기 어렵다.
따라서, 전술한 바와 같이, 카본블랙 분산 유기용액 내부의 카본블랙 분산성을 용이하고 간단하게 평가하는 방법 중에 유기용액을 바이알 내에 그대로 두고 육안으로 장시간 관찰하는 방법과, 슬라이드 글라스 위에 카본블랙 분산 유기용액을 한 방을 떨어뜨려 육안 및 광학현미경으로 관찰하는 방법이 있으나, 양 방법 모두 전술한 바와 같은 이유로 인해서 카본블랙의 분산성을 평가하는데 많은 어려움이 있었다.
이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 표면이 화학적으로 처리된 인화지 표면에 카본블랙 분산 유기용액을 적당량 얇게 코팅함으로써, 유기용제의 휘발에 따른 카본블랙의 물리·화학적 응집현상을 최소한으로 억제하여 유기용액 내부의 카본블랙 분산성을 관찰할 수 있도록 한 카본블랙 분산 유기용액 내부의 카본블랙 분산성 평가방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적은, 카본블랙 분산 유기용액 내부의 카본블랙 분산성 평가방법으로서, 표면이 화학적으로 처리된 인화지의 표면에 카본블랙 분산 유기용액을 코팅하고, 코팅된 인화지 표면의 카본블랙 미세입자의 형상 및 분포를 관찰하여 카본블랙 분산성을 평가하는 카본블랙 분산 유기용액 내부의 카본블랙 분산성 평가방법에 의해 달성된다.
그리고, 인화지는 인쇄 특성이 우수하도록 표면이 화학적으로 처리된 컬러잉크 또는 컬러토너 프린터용 사진 인화지인 것을 포함하고, 인화지의 표면에 코팅되는 카본블랙 분산 유기용액의 코팅 두께는 10∼500㎛인 것을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 카본블랙 분산 유기용액 내부의 카본블랙 분산성 평가방법에 의하면, 표면이 화학적으로 처리된 인화지 표면에 카본블랙 분산 유기용액을 적당량 얇게 코팅하는 것으로 이루어진다.
이와 같이 표면이 화학적으로 처리된 인화지 표면에 코팅된 카본블랙 미세입자들은 자발적인 물리·화학적 응집현상이 최소한으로 억제되는 한편 유기용제가 휘발하더라도 카본블랙 미세입자들이 물리·화학적 응집현상이 최소한으로 억제됨으로써 카본블랙 입자의 형상 및 분포를 용이하게 관찰할 수 있게 되므로 카본블랙 분산성을 용이하면서도 간단하게 평가할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 카본블랙 분산 유기용액 내부의 카본블랙 분산성 평가방법을 통해 더욱더 효과적으로 카본블랙 관련 연구개발 및 제품개발이 진행될 수 있을 것이다.
도 1a 및 도 1b는 세 가지 카본블랙 분산 유기용액(분산용액 A : 분산안정제 미첨가, 분산용액 B : 분산안정제 TMBD 첨가, 분산용액 C : 분산안정제 PB-881 첨가)을 본 발명의 평가방법에 따라 표면이 화학적으로 처리된 인화지 표면에 코팅한 사진들과, 코팅 후 광학현미경으로 관찰한 사진들이다.
도 2는 세 가지 카본블랙 분산 유기용액(분산용액 A : 분산안정제 미첨가, 분산용액 B : 분산안정제 TMBD 첨가, 분산용액 C : 분산안정제 PB-881 첨가)을 종래의 방법에 따른 바이알 내에 그대로 두고 장시간 관찰한 비교예1의 사진이다.
도 3a 및 도 3b는 세 가지 카본블랙 분산 유기용액(분산용액 A : 분산안정제 미첨가, 분산용액 B : 분산안정제 TMBD 첨가, 분산용액 C : 분산안정제 PB-881 첨가)을 종래의 방법에 따른 슬라이드 글라스 위에 한 방울 떨어뜨린 사진들과, 광학현미경으로 관찰한 비교예2의 사진들이다.
도 2는 세 가지 카본블랙 분산 유기용액(분산용액 A : 분산안정제 미첨가, 분산용액 B : 분산안정제 TMBD 첨가, 분산용액 C : 분산안정제 PB-881 첨가)을 종래의 방법에 따른 바이알 내에 그대로 두고 장시간 관찰한 비교예1의 사진이다.
도 3a 및 도 3b는 세 가지 카본블랙 분산 유기용액(분산용액 A : 분산안정제 미첨가, 분산용액 B : 분산안정제 TMBD 첨가, 분산용액 C : 분산안정제 PB-881 첨가)을 종래의 방법에 따른 슬라이드 글라스 위에 한 방울 떨어뜨린 사진들과, 광학현미경으로 관찰한 비교예2의 사진들이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예와 비교예를 참조하여 상세히 설명한다.
한편, 본 발명에서 설명되는 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위가 이들 실시예에 의해 한정되거나 국한되지는 않음을 미리 밝혀둔다.
첨부도면 도 1a 내지 도 3b는 세 가지 카본블랙 분산 유기용액(분산용액 A : 분산안정제 미첨가, 분산용액 B : 분산안정제 TMBD 첨가, 분산용액 C : 분산안정제 PB-881 첨가)을 본 발명의 평가방법과 종래의 방법에 따라 비교 관찰한 사진들이다.
본 발명에 따른 카본블랙 분산 유기용액 내부의 카본블랙 분산성 평가방법은, 표면이 화학적으로 처리된 인화지의 표면에 카본블랙 분산 유기용액을 코팅하고, 코팅된 인화지 표면의 카본블랙 미세입자의 형상 및 분포를 관찰하여 카본블랙 분산성을 평가하는 것이다.
그리고, 인화지는 인쇄 특성이 우수하도록 표면이 화학적으로 처리된 컬러잉크 또는 컬러토너 프린터용 사진 인화지를 사용할 수 있다.
여기서, 표면이 화학적으로 처리된 인화지의 표면에 카본블랙 분산 유기용액을 적당량 얇게 코팅하는 단계에서 인화지로는 Micro Porous 코팅 기술을 이용해 젖음(wetting) 특성이 뛰어난 고광택 인화지를 사용하되, 이에 한정되거나 국한되지는 않는다.
한편, 인화지의 표면에 코팅되는 카본블랙 분산 유기용액의 코팅 두께는 10∼500㎛로 형성하는 것이 바람직하다. 이는, 코팅 두께가 10㎛ 미만인 경우에는 코팅 두께가 너무 얇아 균일한 도막을 얻기 어렵고, 500㎛를 초과하는 경우에는 카본블랙 입자의 수가 과다하여 분산성 평가의 정확성이 저하될 수 있다.
그리고, 본 발명에서 카본블랙 분산 유기용액 제조 시, 사용되는 유기용제로는 방향족 비닐계 모노머, 아크릴레이트계 모노머 및 메타크릴레이트계 모노머 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하되, 이에 한정되거나 국한되지는 않는다.
[실시예] (분산용액의 인화지 코팅 표면 관찰)
본 발명의 평가방법을 이용하여 유기용액 내 카본블랙의 분산성을 평가하였다. 20㎖ 바이알 병에 스티렌 7.00g, n-부틸 아크릴레이트 2.00g, 메틸 메타크릴레이트 1.00g과, 분산안정제(TMBD (N,N,N',N'- tetramethyl-1,3-butanediamine), Sigma-Aldrich 또는 PB-881, Ajinomoto Fine-Techno Co.) 0.2g을 넣고 15 분 동안 충분히 교반시킨 뒤, 카본블랙(Mogul-L, Carbot Corp.) 0.01g을 첨가한 다음 10 분 동안 분산시켜 카본블랙 분산용액을 준비하였다.
그리고, 분산안정제를 넣지 않은 카본블랙 분산 유기용액도 제조하여 총 세 가지 분산용액(분산용액A : 분산안정제 미첨가, 분산용액B : 분산안정제 TMBD 첨가, 분산용액C : 분산안정제 PB-881 첨가)을 준비하였다.
이와 같이 준비된 각 분산용액을 표면이 화학적으로 처리된 인화지(LG Ultra Premium Photo Paper, 두께=260㎛) 표면에 마이크로피펫을 이용하여 각 카본블랙 분산용액 5㎕을 떨어트린 후, 바코터를 이용하여 100㎛ 두께로 코팅하였다.
각 분산용액의 코팅 표면을 육안 및 광학현미경으로 관찰한 결과, 카본블랙의 자발적인 물리·화학적 응집현상이 최소한으로 억제되어 카본블랙의 분산성을 평가할 수 있었다.
도 1a 및 도 1b에서 보는 바와 같이, 디지털 광학현미경 사진을 보면, 코팅 표면의 카본블랙의 형상 및 분포가 서로 다름을 알 수 있고, 이를 통해 카본블랙 분산용액 내부의 카본블랙 분산성에 서로 차이가 남을 알 수 있다.
[비교예1] (바이알 내 분산용액 관찰)
실시예와의 비교를 위해 실시예와 마찬가지로 20㎖ 바이알 병에 스티렌 7.00g, n-부틸 아크릴레이트 2.00g, 메틸 메타크릴레이트 1.00g과, 분산안정제(TMBD (N,N,N',N'-tetramethyl-1,3-butanediamine), Sigma- Aldrich 또는 PB-881, Ajinomoto Fine-Techno Co.) 0.2g을 넣고 15 분 동안 충분히 교반시킨 뒤, 카본블랙(Mogul-L, Carbot Corp.) 0.01g을 첨가한 다음 10분 동안 분산시켜 카본블랙 분산용액을 준비하였다.
그리고, 분산안정제를 넣지 않은 카본블랙 분산 유기용액도 제조하여 총 세 가지 분산용액(분산용액A : 분산안정제 미첨가, 분산용액B : 분산안정제 TMBD 첨가, 분산용액C : 분산안정제 PB-881 첨가)을 준비하였다.
도 2에서 보는 바와 같이, 분산용액을 바이알 내에 그대로 두고 장시간 관찰해도 카본블랙의 물리·화학적 응집현상에 따른 분산용액의 형상 및 색도 변화가 크지 않아 분산용액 내부의 카본블랙 분산성을 평가하기가 어렵다는 것을 알 수 있다.
[비교예2] (분산용액의 슬라이드 글라스 코팅 표면 관찰)
실시예와의 비교를 위해 실시예와 마찬가지로 20㎖ 바이알 병에 스티렌 7.00g, n-부틸 아크릴레이트 2.00g, 메틸 메타크릴레이트 1.00g과, 분산안정제(TMBD (N,N,N',N'-tetramethyl-1,3-butanediamine), Sigma- Aldrich 또는 PB-881, Ajinomoto Fine-Techno Co.) 0.2g을 넣고 15 분 동안 충분히 교반시킨 뒤, 카본블랙(Mogul-L, Carbot Corp.) 0.01g을 첨가한 다음 10분 동안 분산시켜 카본블랙 분산용액을 준비하였다.
그리고, 분산안정제를 넣지 않은 카본블랙 분산 유기용액도 제조하여 총 세 가지 분산용액(분산용액A : 분산안정제 미첨가, 분산용액B : 분산안정제 TMBD 첨가, 분산용액C : 분산안정제 PB-881 첨가)을 준비하였다.
슬라이드 글라스 위에 마이크로피펫을 이용하여 카본블랙 분산 유기용액 5㎕ 떨어트린 후, 광학현미경을 이용하여 유기용액 내부의 카본블랙 분산성을 관찰하였다.
도 3a 및 도 3b에서 보는 바와 같이, 유기용제의 휘발에 의한 카본블랙의 물리·화학적 응집현상이 심하여 슬라이드 글라스 위의 카본블랙 입자의 형상 및 분포가 분산용액 내부와 현저히 달라지므로 분산용액 내부의 카본블랙 분산성을 평가하기가 어렵다는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 카본블랙 분산 유기용액 내부의 카본블랙 분산성 평가방법은 위 실시예에서 알 수 있듯이, 표면이 화학적으로 처리된 인화지의 표면에 카본블랙 분산 유기용액을 적당량 코팅하는 것으로, 이와 같이 표면이 화학적으로 처리된 인화지의 표면에 카본블랙 분산 유기용액을 적당량 얇게 코팅하게 되면, 카본블랙 미세입자의 자발적인 물리·화학적 응집현상이 최소한으로 억제되어 카본블랙 입자의 형상 및 분포를 관찰할 수 있으며, 이를 통해 분산용액 내 카본블랙의 분산성 평가가 가능함을 확인할 수 있었다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상을 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.
Claims (3)
- 카본블랙 분산 유기용액 내부의 카본블랙 분산성 평가방법으로서, 표면이 화학적으로 처리된 인화지의 표면에 카본블랙 분산 유기용액을 코팅하고, 코팅된 인화지 표면의 카본블랙 미세입자의 형상 및 분포를 관찰하여 카본블랙 분산성을 평가하는 카본블랙 분산 유기용액 내부의 카본블랙 분산성 평가방법.
- 청구항 1에 있어서,
인화지는 인쇄 특성이 우수하도록 표면이 화학적으로 처리된 컬러잉크 또는 컬러토너 프린터용 사진 인화지인 것을 포함하는 카본블랙 분산 유기용액 내부의 카본블랙 분산성 평가방법.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
인화지의 표면에 코팅되는 카본블랙 분산 유기용액의 코팅 두께는 10∼500㎛인 것을 포함하는 카본블랙 분산 유기용액 내부의 카본블랙 분산성 평가방법.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030009130A (ko) * | 2001-06-07 | 2003-01-29 | 토다 고교 가부시끼가이샤 | 잉크젯 인쇄 잉크용 흑색 착색제, 잉크젯 인쇄용 잉크 및상기 흑색 착색제를 함유하는 수성 안료 분산액 |
-
2014
- 2014-01-27 KR KR1020140009709A patent/KR101529178B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030009130A (ko) * | 2001-06-07 | 2003-01-29 | 토다 고교 가부시끼가이샤 | 잉크젯 인쇄 잉크용 흑색 착색제, 잉크젯 인쇄용 잉크 및상기 흑색 착색제를 함유하는 수성 안료 분산액 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Polymer(Korea), Vol. 33, No. 5, pp397-406, 2009 * |
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