KR101689733B1 - 방법, 분산물 및 용도 - Google Patents

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Abstract

I) 이후에 II)의 순서로 다음 단계를 포함하는 잉크젯 인쇄 잉크 용도로 적합한 캡슐화된 안료 분산물을 제조하는 방법:
I) 안료, 액체 매체 및 성분 a) 내지 c)에서 에틸렌성 불포화 모노머의 공중합에서 유래하는 반복 단위를 포함하는 분산제를 포함하는 분산물을 제공하는 단계:
a) 벤질 (메트) 아크릴레이트 50 부 이상을 포함하는 하나 이상의 소수성 에틸렌성 불포화 모노머 75 내지 97 부;
b) 하나 이상의 이온성 기(들)을 가지는 1 종 이상의 친수성 에틸렌성 불포화 모노머 3 내지 25 부;
c) 친수성 비이온성 기를 가지는 1 종 이상의 친수성 에틸렌성 불포화 모노머 0 내지 2 부; 및
여기서 부는 중량부이며 a) 내지 c)의 합은 100 이다;
II) 상기 안료 및 상기 액체 매체 존재 하에서 상기 분산제를 가교하는 단계.

Description

방법, 분산물 및 용도{Process, dispersions and use}
본 발명은 캡슐화된 안료 분산물의 제조 방법, 상기 방법으로 얻을 수 있는 캡슐화된 안료 분산물 및 상기 잉크젯 인쇄 잉크 제조 방법의 용도에 관한 것이다.
잉크는 사용되는 착색제의 유형에 따라 종종 두 가지 유형 중의 어느 하나이다. 염료계 잉크는 종종 액체 매체에 용해된 염료를 포함한다. 안료 잉크는 액체 매체에 분산된 안료를 포함한다. 안료 잉크는 염료계 잉크보다 더 우수한 오존 견뢰도 및 광 견뢰도를 가지는 경향이 있다. 그러나, 안료는 미립자 분산물의 형태이기 때문에 잉크가 저장되는 동안 및/또는 잉크가 사용되는 동안 (예를 들어 인쇄되는 동안) 안료 미립자는 응집되거나 또는 엉기는 경향이 있다. 잉크가 기재 상에 인쇄되기 전에 그러한 응집 (agglomeration) 또는 엉김 (flocculation)은 매우 바람직하지 않으며, 프린터 노즐이 매우 작고 임의의 큰 미립자 물질에 의해 막히기 쉬운 잉크젯 인쇄 잉크에서 특히 그렇다. 따라서, 잉크젯 분야에서 안료 분산물의 콜로이드 안정성을 증가시키기 위한 많은 노력들이 행하여지고 있다. 액체 매체가 많은 양의 수혼화성 유기 용매를 포함하고 상대적으로 더 적은 양의 물을 포함하는 경우 우수한 콜로이드 안정성을 가지는 안료 잉크를 제공하는 것은 특히 어렵다.
특히 보통 용지 상에 인쇄되는 경우 높은 광학 밀도 (OD)를 제공하는 안료 잉크를 제공하는 것이 또한 바람직하다 .
안료 분산물은 종종 분산제에 의하여 콜로이드적으로 안정화된다.
분산제 안정화된 안료 잉크에 대한 우리 자신의 연구에서 우리는 우수한 콜로이드 안정성 및 보통 용지 상에 높은 광학 밀도를 동시에 보이는 잉크를 제조한다는 것이 특히 어렵다는 것을 발견하였다. 예를 들어, 우리는 본 기술 분야에서 공지된 높은 콜로이드 안정성을 가지는 분산제 안정화된 안료 잉크는 보통 용지에 인쇄될 때 낮은 광학 밀도를 주며 반대도 또한 같다는 것을 발견하였다.
상업적으로는, 적어도 부분적으로 상술한 문제들의 하나 이상을 해결하는 잉크를 제조하는데 사용될 수 있는 안료 분산물에 대한 요구가 아직 남아 있다.
본 발명의 제 1 측면에 따르면 I) 이후에 II)의 순서로 다음 단계를 포함하는 잉크젯 인쇄 잉크 용도로 적합한 캡슐화된 안료 분산물을 제조하는 방법이 제공된다:
I) 안료, 액체 매체 및 성분 a) 내지 c)의 에틸렌성 불포화 모노머의 공중합에서 유래하는 반복 단위를 포함하는 분산제를 포함하는 분산물을 제공하는 단계:
a) 벤질 (메트) 아크릴레이트 50 부 이상을 포함하는 1 종 이상의 소수성 에틸렌성 불포화 모노머 75 내지 97 부 ;
b) 하나 이상의 이온성 기(들)을 가지는 1 종 이상의 친수성 에틸렌성 불포화 모노머 3 내지 25 부;
c) 친수성 비이온성 기를 가지는 1 종 이상의 친수성 에틸렌성 불포화 모노머 0 내지 2 부; 및
여기서 상기 부는 중량부이며 a) 내지 c)의 합은 합하여 100이고;
II) 상기 안료 및 상기 액체 매체 존재 하에서 상기 분산제를 가교하는 단계.
분산제 (1), (2) 및 (3)을 포함하는 캡슐화된 안료 분산물이 비교예 분산제 (1)를 포함하는 것들보다 월등히 더 낮은 임계 응고 농도 값을 가진다는 것을 쉽게 알 수 있다.
표 4로부터, 본 발명의 제 1 측면에 따른 방법으로 제조된 캡슐화된 안료 분산물이 보통 용지에 인쇄되는 경우 특히 우수한 반사율 광학 밀도를 제공하는 잉크젯 인쇄 잉크를 제조하는데 사용될 수 있다는 것을 쉽게 알 수 있다.
정의
본 명세서에서 단어 “하나 또는 1 종”은 달리 언급하지 않으면 하나 또는 1 종 이상을 의미한다. 따라서, 예를 들어, "하나의 또는 1 종의" 안료는 하나 또는 1 종 이상의 안료가 있을 가능성을 포함하며, 유사하게 "하나의 또는 1 종의" 분산제는 하나 또는 1 종 이상의 분산제가 있을 가능성을 포함한다.
단계 I)
일 구현예에서 단계 I)에서 분산물은 상술한 조성을 가지는 분산제 존재하에서 액체 매체에 안료를 분산시키는 단계를 포함하는 방법에 의하여 제공될 수 있다. 분산은 예를 들어 비드 밀링 (bead milling), 비드 쉐이킹 (bead shaking), 초음파 처리, 균질화 및/또는 미세유동화 (microfluidizing)를 포함하는 임의의 적합한 방법으로 수행될 수 있다. 액체 매체에서 안료를 분산시키는 바람직한 방법은 비드 밀링을 포함한다. 전형적으로, 비드 밀링은 밀링 비드, 분산제, 액체 매체 및 상대적으로 높은 비율의 안료 (액체 매체 중량에 대하여 종종 약 15-45 중량 %)를 포함하는 조성물을 사용하여 수행된다. 밀링 후, 밀링 비드는 전형적으로 여과에 의하여 제거된다. 밀링된 분산물 (밀-베이스)은 상술한 조성물에 포함된 분산제와 동일하거나 또는 다를 수 있는 분산제를 선택적으로 더 포함하는 더 많은 액체 매체로 희석될 수 있다.
다른 구현예에서 단계 I)에서의 분산물은 상업적 소스로부터 얻어질 수 있다.
안료
안료는 수성 액체 매체에 불용성인 무기 또는 유기 안료 재료 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있으며 바람직하게는 수성 액체 매체에 불용성인 무기 또는 유기 안료 재료 또는 이들의 혼합물이다.
바람직한 유기 안료는, 예를 들어, Colour Index International, 3판, (1971) 및 이의 후속 개정판, 및 이의 부록에서, "안료"로 표제가 붙은 장에서 개시된 임의의 종류의 안료를 포함한다. 유기 안료의 예는 아조 (디스아조 및 축합 아조를 포함), 티오인디고 (thioindigo), 인단트론, 이소인단트론, 안탄트론, 안트라퀴논, 이소디벤즈안트론 (isodibenzanthrone), 트리펜디옥사진 (triphendioxazine), 퀴나크리돈 (quinacridone) 및 프탈로시아닌 계열, 특히 구리 프탈로시아닌 및 이의 핵이 할로겐화된 유도체 (nuclear halogenated derivatives), 및 또한 산성, 염기성 및 매염 염료의 레이크들(lakes)로부터의 안료들을 포함한다. 바람직한 유기 안료는 프탈로시아닌, 특히 구리 프탈로시아닌 안료, 아조 안료, 인단트론, 안탄트론 및 퀴나크리돈 안료이다.
바람직한 무기 안료는 카본 블랙, 이산화 티타늄, 산화 알루미늄, 산화 철 및 이산화 규소를 포함한다.
카본 블랙 안료의 경우, 이들은 카본 블랙 표면의 일부가 산화된 기를 갖는 방식으로 제조될 수 있다 (예를 들어 카르복실산 기 및/또는 히드록시 기). 그러나, 그러한 기의 함량은 바람직하게는 그렇게 높지 않아서 카본 블랙은 분산제 도움없이 물에 분산될 수 있다.
바람직하게는, 상기 안료는 시안, 마젠타, 옐로우 또는 블랙 안료이다.
상기 안료는 단일 화학종 또는 2 이상의 화학종을 포함하는 혼합물일 수 있다 (예를 들어 2 이상의 다른 안료를 포함하는 혼합물). 바꾸어 말하면, 2 종 이상의 다른 안료가 본 발명의 방법에서 사용될 수 있다. 2 종 이상의 안료가 사용되는 경우 이들은 동일한 색 (color) 또는 색조 (shade)일 필요는 없다.
바람직하게는, 상기 안료는 분산제의 도움없이는 수성 액체 매체에 분산되지 않으며, 즉 분산을 촉진하기 위해서는 분산제 존재가 요구된다. 바람직하게는, 상기 안료는 예를 들어 안료 표면에 공유 결합된 이온성 기를 가지게 하는 것과 같이 화학적으로 표면 처리되지는 않는다 (특히 -CO2H 또는 -SO3H는 아니다).
액체 매체
바람직하게는, 상기 액체 매체는 수성이며 즉 상기 액체 매체는 물이거나 또는 물을 포함한다. 수성 액체 매체는 1 종 이상의 수혼화성 유기 용매를 선택적으로 포함할 수 있다.
액체 매체가 물 및 1 종 이상의 수혼화성 유기 용매의 혼합물을 포함하는 경우, 모든 수혼화성 유기 용매에 대한 물의 중량 비는 바람직하게는 1:1 내지 100:1이고, 더욱 바람직하게는 2:1 내지 50:1이고 및 특히 3:1 내지 20:1이다.
바람직한 액체 매체는 다음을 포함한다:
(a) 물 50 내지 100 부, 더욱 바람직하게는 75 내지 100 부; 및
(b) 1 종 이상의 수혼화성 유기 용매를 합계 0 내지 50 부, 더욱 바람직하게는 0 내지 25 부;
여기서 부는 중량이고 (a) 및 (b)의 합 = 100이다.
일 구현예에서 액체 매체에서 유일한 액체는 물이다.
액체 매체는 물 및 수혼화성 유기 용매에 더하여 추가적인 성분을 포함할 수 있는데, 예를 들어 살생물제, 계면활성제, 추가적인 분산제(들) 등이다.
수혼화성 유기 용매는 수성 액체 매체에서 분산제의 용해도를 증가시키기 위해 사용될 수 있다.
바람직하게는, 액체 매체는 25℃에서 측정될 때 100 mPa.s 미만, 더욱 바람직하게는 50 mPa.s 미만의 점도를 가진다.
분산제
바람직한 분산제는 그래프트 구조, 빗 (comb) 구조 또는 별 구조, 더욱 바람직하게는 선형 구조를 가진다.
상기 분산제는 코폴리머이다. 바람직한 코폴리머는 블록 코폴리머 (예를 들어 코폴리머의 모노머 단위는 코폴리머 전체를 통하여 AAAA-BBBB 같이 블록으로 분포되어 있다)이고, 더욱 바람직하게는 코폴리머성 분산제는 랜덤 코폴리머 (예를 들어 랜덤 코폴리머의 모노머 단위는 코폴리머 전체를 통하여 무작위적으로/통계적으로 분포되어 있다)이다.
본 발명에서 사용되는 분산제는 합성하여 준비될 수 있거나 또는 상업적 소스로부터 얻어질 수 있다.
상술한 바와 같은 2 종 이상의 분산제가 사용될 수 있다. 상술한 종류의 1 종 이상의 분산제 및 다른 종류의 1 종 이상의 추가적인 분산제를 활용하는 것이 가능하다. 바람직하게는, 존재하는 모든 분산제는 본 명세서에 기재된 것이다.
본 발명의 제 1 측면에 따른 방법에 사용되는 분산제는 임의의 적합한 방법으로 제조될 수 있다. 바람직한 하나의 방법은 자유 라디칼 중합이다. 적합한 자유 라디칼 중합 방법은 현탁 중합, 에멀젼 중합, 분산 중합 및 바람직하게는 용액 중합을 포함한다. 바람직하게는, 상기 분산제는 수성 또는 유기 액체 캐리어 존재 하에 성분 a), b) 및 c)의 에틸렌성 불포화 모노머의 용액 중합으로 제조된다.
성분 a) 1 종 이상의 소수성 에틸렌성 불포화 모노머
소수성이라는 용어는 성분 b) 및 c)의 친수성 모노머보다 더 소수성인 것을 의미한다. 바람직하게는, 소수성 모노머는 이온성이든 비이온성이든 친수성 기를 가지지 않는다. 예를 들어, 소수성 모노머는 산성기 또는 폴리에틸렌옥시 기가 바람직하게는 전혀 없다.
바람직하게는, 소수성 에틸렌성 불포화 모노머는 1 이상, 더욱 바람직하게는 1 내지 6, 특히 2 내지 6의 계산된 Log P 값을 가진다.
Mannhold, R. 및 Dross ,K. (Quant. Struct-Act. Relat. 15, 403-409, 1996)에 의한 리뷰는 화합물 및 특히 약 (drug)의 Log P 값을 계산하는 14 가지 방법을 개시한다. 상기 리뷰에서 우리는 "프래그멘탈 방법 (fragmental method)" 및 특히 ACD 연구소 소프트웨어에 의하여 수행되는 프래그멘탈 방법을 선호한다. 모노머의 계산된 Log P는 상업적으로 이용가능한 컴퓨터 소프트웨어, 예를 들어 Log P DB 소프트웨어 버전 7.04 또는 그러한 소프트웨어의 이후 버전을 사용하여 (Advanced Chemistry Development Inc (ACD labs)로부터 입수가능하다) 계산될 수 있다. 임의의 이온성 기 또는 이온화가능한 기 (ionisable group)는 이들의 중성 (비이온화) 형태로부터 계산된다. 더 높은 log P 값은 더 소수성 모노머에 대응된다. 우리는 그러한 모노머를 포함하는 것이 안료 표면 상에 분산제를 흡착시키는데 도움을 주고 보통 용지 상에 인쇄되는 경우 우수한 광학 밀도를 가지는 캡슐화된 안료 분산물을 제공하는데 도움을 준다는 것을 발견하였다.
바람직한 소수성 에틸렌성 불포화 모노머는 스티렌성 모노머 (예를 들어 스티렌, 알파 메틸 스티렌), 방향족 (메트)아크릴레이트 (특히 벤질 (메트)아크릴레이트), C1 -30-히드로카르빌 (메트)아크릴레이트, 부타디엔, 폴리(C3-4)알킬렌 옥사이드 기를 포함하는 (메트)아크릴레이트, 알킬실록산 또는 불화 알킬기를 포함하는 (메트)아크릴레이트 및 비닐 나프탈렌이다.
바람직하게는, 상기 분산제는 성분 a) 75 내지 97 중량부, 더욱 바람직하게는 77 내지 97 중량부, 특히 80 내지 93 중량부 및 가장 특히 82 내지 91 중량부의 공중합에서 유래하는 반복 단위를 포함한다.
우리는 캡슐화된 안료 분산물이 보통 용지에 인쇄되는 경우 벤질 (메트)아크릴레이트 모노머 반복 단위 50 부 이상을 포함하는 분산제가 캡슐화된 안료 분산물에 우수한 안정성 및 우수한 광학 밀도를 제공한다는 것을 발견하였다.
성분 a)는 바람직하게는 벤질 (메트)아크릴레이트를 60 중량부 이상, 더욱 바람직하게는 70 중량부 이상 및 특히 80 중량부 이상 포함한다. 전체적으로 바람직한 함량의 소수성 모노머를 얻기 위해 요구되는 나머지는 벤질 (메트)아크릴레이트이외의 상술한 소수성 모노머 중 임의의 1 종 이상에 의하여 제공될 수 있다. 이러한 선호도는 보통 용지 상에 인쇄되는 경우 훨씬 더 우수한 광학 밀도를 제공하는 최종의 캡슐화된 안료 분산물을 제공한다.
바람직하게는, 벤질 (메트)아크릴레이트는 (벤질 아크릴레이트라기 보다는)벤질 메타크릴레이트이다.
바람직한 일 구현예에서 성분 a)는 벤질 (메트)아크릴레이트만을 포함하며, 더욱 바람직하게는 벤질 메타크릴레이트만을 포함한다.
성분 b) 하나 이상의 이온성 기를 가지는 1 종 이상의 친수성 에틸렌성 불포화 모노머
성분 b)에서 존재하는 각각의 친수성 에틸렌성 불포화 모노머는 하나 이상의 이온성 기를 가진다.
바람직하게는, 성분 b)의 모노머는 비중성화 형태에서 계산되는 경우 (예를 들어 유리산) 1 미만, 더욱 바람직하게는 0.99 내지 2, 특히 0.99 내지 0 및 가장 특히 0.99 내지 0.5의 계산된 Log P 값을 가진다.
바람직하게는, 성분 b)의 모노머에 존재하는 이온성 기는 양이온성일 수 있거나 또는 더욱 바람직하게는 음이온성일 수 있다.
바람직하게는, 성분 b)의 모노머 각각은 하나 이상의 음이온성 기를 가지며, 더욱 바람직하게는 각각은 하나 이상의 산성 음이온성 기를 가진다.
바람직한 산성 음이온성 기는 술폰산, 포스폰산 및 특히 카르복실산을 포함한다. 또한 산성 술페이트, 포스페이트 및 폴리포스페이트가 산성 음이온성 기로서 사용될 수 있다.
따라서, 바람직하게는 성분 b)는 하나 이상의 카르복실산 기를 가지는 1 종 이상의 모노머이거나 또는 하나 이상의 카르복실산 기를 가지는 1 종 이상의 모노머를 포함한다.
하나 이상의 카르복실산를 갖는 성분 b)로서 바람직한 친수성 에틸렌성 불포화 모노머는 베타 카르복실 에틸 아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 크로톤산을 포함하며, 더욱 바람직하게는 아크릴산을 포함하며 특히 메타크릴산을 포함한다. 바람직하게는, 이러한 에틸렌성 불포화 모노머는 중합되는 경우 분산제에 유일한 이온성 기를 제공한다.
바람직한 구현예에서 성분 b)는 메타크릴산이거나 또는 메타크릴산을 포함한다.
바람직하게는, 상기 분산제는 성분 b)를 3 내지 25 중량부, 더욱 바람직하게는 3 내지 23 중량부, 특히 7 내지 20 중량부, 가장 특히 9 내지 18 중량부의 공중합에서 유래하는 반복 단위를 포함한다. 이는 성분 b)가 메타크릴산을 포함하거나 또는 더욱 바람직하게는 메타크릴산인 경우 특히 그렇다.
성분 c) 하나 이상의 친수성 비이온성 기를 가지는 1 종 이상의 친수성 에틸렌성 불포화 모노머 2 부 이하
성분 c)에서 존재하는 각각의 친수성 에틸렌성 불포화 모노머는 하나 이상의 친수성 비이온성 기를 가진다.
본 발명의 목적상 이온성 및 비이온성 친수성 기 모두를 가지는 모노머는 성분 c)에 속하는 것으로 여겨진다. 따라서, 성분 b)의 모든 에틸렌성 불포화 모노머는 친수성 비이온성 기가 없다.
바람직하게는, 성분 c)의 모노머는 1 미만, 더욱 바람직하게는 0.99 내지 -2의 계산된 Log P 값을 가진다.
우리는 하나 이상의 친수성 비이온성 기를 가지는 친수성 에틸렌성 불포화 모노머로부터의 반복 단위를 상대적으로 적은 함량 포함하는 분산제는 최종 안료 잉크가 보통 용지에 인쇄되는 경우 최종 안료 잉크가 높은 광학 밀도를 얻는 능력을 상당히 감소시키는 경향이 있다는 것을 발견하였다. 또한 분산제에서 이러한 반복 단위의 존재는 임계인 응고 농도 (critical coagulation concentration)의 증가를 야기한다. 우리 연구에서 분산제에서 이러한 반복 단위의 함량을 모든 모노머 반복 단위 100 부 당 2 중량부 이하로 제한함으로써, 보통 용지 상에 높은 광학 밀도가 더 잘 얻어질 수 있다는 것을 우리는 발견하였다.
바람직하게는, 성분 c)는 1 부 미만, 더욱 바람직하게는 0.5 부 미만, 특히 0.1 부 미만 및 가장 특히 0 부 (즉 없음)이다. 이러한 방식으로 상기 분산제는 하나 이상의 친수성 비이온성 기를 가지는 친수성 모노머로부터의 반복 단위를 포함하지 않는다.
친수성 비이온성 기의 예는 폴리에틸렌옥시, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐 피롤리돈, 히드록시 관능성 셀룰로오스 및 폴리 비닐 알코올을 포함한다. 친수성 비이온성 기를 가지는 가장 일반적인 에틸렌성 불포화 모노머는 폴리에틸렌옥시 (메트) 아크릴레이트이다.
분산제에 성분 c)로부터의 반복 단위가 존재하는 경우 (예를 들어 성분 c) 2 중량부) 일 구현예에서 성분 c)의 함량은 성분 a)의 바람직한 함량으로부터 공제된다. 이러한 방식으로 성분 a) 내지 c)의 모든 함량은 합해서 100이 된다. 예를 들어 성분 c)가 2 중량부 존재하는 경우 위에 표시된 성분 a)의 바람직한 함량은 성분 a) 73 내지 95 (75-2 내지 97-2) 중량부, 더욱 바람직하게는 75 내지 95 (77-2 내지 97-2) 중량부, 특히 78 내지 91 (80-2 내지 93-2) 중량부 및 가장 특히 80 내지 89 (82-2 내지 91-2) 중량부가 될 수 있다. 다른 구현예에서 성분 b)의 바람직한 함량으로부터 성분 c)의 함량을 공제하여 성분 a) 내지 c)의 함량의 합이 100 중량부가 되도록 하는 것이 가능하다.
바람직한 분산제
상술한 것의 관점에서 바람직한 분산제는 에틸렌성 불포화 모노머 a) 내지 c)의 공중합에서 유래하는 반복 단위를 포함한다:
(a) 벤질 메타크릴레이트 50 부 이상을 포함하는 1 종 이상의 소수성 에틸렌성 불포화 모노머 75 내지 97 부;
(b) 메타크릴산 3 내지 25 부; 및
(c) 하나 이상의 친수성 비이온성 기를 가지는 친수성 에틸렌성 불포화 모노머는 없음;
여기서 부는 중량부이며 a) 내지 c)의 합은 100 이다.
성분 a)에서 유일한 소수성 에틸렌성 불포화 모노머는 벤질 메타크릴레이트인 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는 상기 분산제는 다음의 에틸렌성 불포화 모노머 a) 내지 c)의 공중합에서 유래하는 반복 단위를 포함한다:
(a) 벤질 메타크릴레이트 50 부 이상을 포함하는 1 종 이상의 소수성 에틸렌성 불포화 모노머 80 내지 93 부;
(b) 메타크릴산 7 내지 20 부;
(c) 친수성 비이온성 기를 가지는 친수성 에틸렌성 불포화 모노머는 없음,
여기서 부는 중량부이며 a) 내지 c)의 합은 100 이다.
분산제에서 이온성 기(들)
바람직하게는, 상기 분산제는 분산제 g 당 이온성 기를 0.35 mmole 이상, 더욱 바람직하게는 0.9 mmole 이상, 더더욱 바람직하게는 1.15 mmole 이상 및 특히 1.3 mmole 이상 가진다.
바람직하게는, 상기 분산제는 증가하는 선호도 순으로 분산제 g 당 이온성 기를 2.65 mmole 이하, 2.3 mmole 이하, 2.15 mmole 이하, 2.0 mmole 이하 및 1.75 mmole 이하로 가진다.
바람직한 분산제는 분산제 그램 당 이온성 기를 합계로 예를 들어 0.9 내지 2.65 mmole, 특히 1.0 내지 2.3 mmole 및 가장 바람직하게는 1.0 내지 2.0 mmole 가진다. 우리는 그러한 분산제가 본 발명에서 특히 잘 작동하며 보통 용지 상에 특히 우수한 광학 밀도를 제공하고 우수한 콜로이드 안정성을 가지는 안료 잉크를 제공하는데 사용될 수 있다는 것을 발견하였다.
이온성 기의 함량은 임의의 적합한 방법으로 확립될 수 있으며 바람직 방법은 적정 방법이며, 예를 들어 산/염기 적정이다.
바람직하게는, 분산제에 존재하는 모든 이온성 기는 음이온성 (특히 산성)이다. 분산제에 존재하는 모든 이온성 기는 각각 독립적으로 -CO2H, -SO3H 및 -PO3H2 기 및 이들의 염으로부터 선택되는 것이 특히 바람직하다. 가장 바람직하게는, 분산제에 존재하는 모든 이온성 기는 -CO2H 기 또는 이의 염이다. 우리는 모든 이온성 기가 -CO2H 기 또는 이의 염인 경우 분산제가 보통 용지 상에 특히 우수한 광학 밀도를 가지는 잉크를 제조하는데 사용될 수 있다는 것을 발견하였다. 따라서, 이온성 기의 mmole의 상술한 함량은 분산제에서 카르복실산 기의 mmole의 바람직한 함량과 직접 대응하는 것이 바람직하다.
자기 가교 가능한 분산제
분산제는 단계 II)에서 분산제가 자기 가교되도록 하는 하나 이상의 기를 선택적으로 포함할 수 있다.
일 구현예에서 분산제는 개시제 (특히 자유 라디칼 개시제)를 사용하여 후속적으로 가교되는 미반응 에틸렌성 불포화 기 (특히 비닐 기)를 가짐으로써 자기 가교될 수 있다.
다른 구현예에서 분산제는 하나 이상의 이온성 기(들) (성분 b에 개시된 바와 같이) 및 상기 이온성 기(들)와 가교하는 하나 이상의 기를 가짐으로써 자기 가교될 수 있다. 예를 들어, 분산제는 카르복실산 이온성 기 및 에폭시 가교 기의 조합을 가질 수 있다.
자기 가교 반응은 바람직하게는 분산물을 가열함으로써 수행된다.
분산제 흡착
분산제는 바람직하게는 안료 상에 흡착된다.
분산제가 안료 표면에 화학적으로 결합하는 것이 가능함에도 불구하고 이는 바람직하지 않다.
바람직하게는, 분산제는 안료 및 액체 매체 존재 하에 에틸렌성 불포화 모노머를 중합하여 제조되지는 않는다.
임계 응고 농도
바람직하게는 단계 I)에서 분산물은 증가하는 선호도 순으로 2.0M 이하, 1.8M 이하, 1.6M 이하, 1.4M 이하, 1.2M 이하, 1.0M 이하 및 0.8M 이하의 염화 나트륨 임계 응고 농도 (CCC)를 가진다.
바람직하게는 단계 I)에서 분산물은 0.1M 이상, 더욱 바람직하게는 0.25M 이상 및 특히 0.35M 이상의 임계 응고 농도를 가진다.
바람직한 구현예에서 임계 응고 농도는 0.1 내지 2.0M, 더욱 바람직하게는 0.10 내지 1.8M, 더더욱 바람직하게는 0.20 내지 1.6M 및 특히 0.30 내지 0.8M이다.
임계 응고 농도는 바람직하게는 i) 내지 v)의 순서로 다음 단계로 측정된다:
i) 단계 I)에서 언급된 분산물에서 안료의 농도를 물을 첨가하거나 또는 제거함으로써 10 중량 %로 조정하는 단계;
ii) 단계 i)에서 제조된 조정된 분산물 2 방울 및 0.5M의 몰농도를 가지는 염화 나트륨 수용액 1.5g을 혼합하여 테스트 시료를 제조하는 단계;
iii) 단계 ii)에서 제조된 테스트 시료를 25℃의 온도에서 24 시간 동안 보관하는 단계 ;
iv) 시료 바닥에 의미있는 침전이 있는지 테스트 시료를 시각적으로 평가하는 단계 ;
v) 단계 iv)에서 언급된 시각적 평가가 시료의 바닥에서 의미있는 침전을 보이는 염화 나트륨 용액의 최저 몰농도(상기 몰농도가 임계 응고 농도이다)가 확립될 때까지, 더 높은 몰농도 또는 더 낮은 몰농도의 염화 나트륨 용액을 사용하여 단계 i) 내지 iv)를 반복하는 단계.
의미있는 침전이란 테스트 시료에 초기에 존재하던 안료의 대부분 또는 전부가 침전하는 것을 의미하며, 단순한 침전의 흔적은 무시된다. 중량 측정 방법 또는 광 투과 방법을 사용하여 침전도를 더욱 정확하게 측정하는 것이 가능할 수 있으나, 대부분 목적의 경우 시각적 평가는 충분히 정확하며 믿을 수 있다.
단계 v)에서 우리는 요구되는 정확도에 따라 예를 들어, 0.05M 또는 0.1M 정도까지, 더 높은 몰농도 또는 더 낮은 몰농도의 염화 나트륨 용액을 사용하는 것이 일반적으로 적합할 것이라는 것을 발견하였다.
실험적으로는, 종종 임계 응고 농도를 신속히 확립하기 위해 각각 다른 염화 나트륨 농도를 가지는 많은 시료를 간단히 제조하는 것이 편리하다.
우리는 상술한 임계 응고 농도 값을 가지는 분산물은 보통 용지 상에 더 높은 광학 밀도의 프린트를 제공하는 경향이 있음을 발견하였다.
바람직한 분산 특성
단계 I)에서 언급된 분산물에서의 안료 입자는 바람직하게는 1 마이크론 이하의 평균 입자 크기, 더욱 바람직하게는 10 내지 1000nm 의 평균 입자 크기, 특히 50 내지 500nm 의 평균 입자 크기 및 가장 특히 50 내지 300nm의 평균 입자 크기를 가진다. 평균 입자 크기는 바람직하게는 광산란 기술로 측정된다. 바람직하게는 평균 입자 크기는 Z-평균 크기 또는 부피 평균 크기이다.
바람직하게는 단계 I)에서 분산물의 pH는 5 내지 12, 더욱 바람직하게는 7 내지 11이다.
단계 II ) 분산제 가교
단계 II)에서 분산제는 자기 가교될 수 있거나, 가교제를 사용하여 가교될 수 있거나 또는 두 가지의 조합으로 가교될 수 있다. 어떤 경우이든 가교 반응이 분산제 분자들을 공유 결합으로 연결시키는 것이 바람직하다.
가교 반응은 PCT 특허 공보 WO 2005/061087 6 쪽, 표 1에 개시된 임의의 쌍의 기를 이용할 수 있는데 여기서 칼럼 2의 "화합물 중의 반응성 기"는 가교제의 반응성 기로 이해될 수 있다.
바람직한 가교제는 이소시아네이트기, 아지리딘기, n-메틸올기, 카보디이미드기, 옥세탄 (oxetane)기, 옥사졸린기, 및 특히 에폭시 기를 가지는 것들을 포함한다. 이들 반응성 기는, 특히 성분 b)가 하나 이상의 카르복실산 기를 가지는 1 종 이상의 친수성 에틸렌성 불포화 모노머를 포함하는 분산제에 대해 유용하다. 바람직한 가교제는 에폭시 기를 가지며 다른 가교 기는 가지지 않는다.
바람직한 일 구현예에서 단계 II)에서의 가교는 에폭시 가교제에 의하여 실행되며 성분 b)는 하나 이상의 카르복실산 기를 가지는 1 종 이상의 친수성 에틸렌성 불포화 모노머이거나 하나 이상의 카르복실산 기를 가지는 1 종 이상의 친수성 에틸렌성 불포화 모노머를 포함한다.
바람직하게는, 단계 II)에서의 가교는 바람직하게는 40 내지 100℃ 온도까지 분산물을 가열함으로써 수행된다. 가교 반응을 가속시키거나 촉전시키기 위해서 때때로 촉매를 첨가하는 것이 유용하다.
단계 II)에서의 분산물의 pH는 바람직하게는 5 내지 13, 특히 7 내지 12이다.
가교 반응이 에폭시 기를 포함하는 경우 반응은 붕산 염 및/또는 붕산 존재 하에 수행되는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 가교 단계는 다음 성분을 하기 특정된 비율로 포함하는 조성물을 혼합하는 단계를 포함하는 방법으로 수행된다:
(a) 액체 매체 30 내지 99.7 부, 바람직하게는 50 내지 97 부;
(b) 안료 0.1 내지 50 부, 바람직하게는 1 내지 30 부;
(c) 분산제 0.1 내지 30 부, 바람직하게는 1 내지 30 부; 및
(d) 가교제 0.001 내지 30 부, 바람직하게는 0.01 내지 10 부;
여기서 부는 중량이다.
최종 분산물 특성
바람직하게는, 본 발명의 방법으로부터 생성되는 최종 캡슐화된 안료 분산물은 2.0M 이하의 임계 응고 농도를 가진다. 생성된 캡슐화된 안료 분산물의 임계 응고 농도는 바람직하게는 0.1 내지 2.0M, 더욱 바람직하게는 0.10 내지 1.8M, 특히 0.20 내지 1.6M 및 가장 바람직하게는 0.30 내지 1.0M이다.
건조 또는 농축
본 발명의 일 측면에 따른 방법은 생성물로부터 액체 매체 일부 또는 전부를 제거하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있다. 액체 매체는 기화 또는 여과 같은 방법에 의하여 제거될 수 있다. 상기 방식으로 안료 분산물은 농축될 수 있거나 또는 건조 고체 형태로 전환될 수 있다. 액체 매체가 물 및 수혼화성 유기 용매의 혼합물을 포함하는 경우 수혼화성 유기 용매를 선택적으로 제거하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 예를 들어 증류 또는 막 처리에 의하여 수행될 수 있다.
분산물 정제
바람직하게는, 본 발명의 제 1 측면에 따른 방법은 캡슐화된 안료 분산물을 정제하는 단계를 추가로 포함한다. 바람직하게는, 상기 정제 방법은 단계 II) 이후에 수행된다. 정제는 디캔테이션 (decantation) 및 세척 이후의 미세여과 (microfiltration), 탈이온 수지 (deionizer resins), 원심 분리 (centrifugation)를 포함하는 임의의 적합한 방법일 수 있다. 바람직한 방법은 막 여과 특히 한외여과이다. 바람직한 한외여과 막은 약 0.1 마이크론의 기공 크기를 가진다. 바람직하게는, 단계 II) 이후의 분산물은 분산물 부피 기준으로 정제수 5 내지 50 부피로 세척된다. 바람직하게는, 한외여과 방법에 사용되는 물은 탈이온화되거나, 증류되거나 역삼투에 의하여 정제된 것이다. 분산물이 성공적으로 정제된 시점을 평가하는 바람직한 방법은 투과 스트림이 100μS/cm 미만, 더욱 바람직하게는 50μS/cm 미만 전도도를 가질 때까지 한외여과 단계로부터의 투과 스트림의 전도도를 측정하고 추가 부피의 순수를 계속 추가하는 것이다. 한외여과는 바람직하게는 분산물 중에 10 내지 15 중량 %의 안료를 가지는 분산물에 대해 수행된다. 우리는 몇몇 경우에 정제가 보통 용지에 인쇄되는 경우 더욱 향상된 광학 밀도를 가지는 최종 분산물 및 잉크를 제공할 수 있음을 발견하였다.
첨가제
본 발명의 방법은 점도 개질제, pH 완충제, 금속 킬레이트제, 계면활성제, 부식 방지제, 살생물제, 염료, 수혼화성 유기 용매(들) 및/또는 코게이션 (kogation) 감소 첨가제로부터 선택되는 1 종 이상의 첨가제를 첨가하는 단계를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 이들은 단계 II) 이후에 첨가된다.
상기 방법의 생성물
본 발명의 제 2 측면에 따르면 본 발명의 제 1 측면에 따른 방법에 의하여 얻어지거나 얻어질 수 있는 캡슐화된 안료 분산물이 제공된다.
잉크 및 잉크젯 인쇄 잉크
본 발명의 제 2 측면에 따른 캡슐화된 안료 분산물 및 본 발명의 제 1 측면에 따른 방법은 잉크, 특히 잉크젯 인쇄 잉크를 제조하는데 사용될 수 있다.
바람직하게는, 상기 잉크는 25℃의 온도에서 측정되는 경우 50 mPa.s 미만, 더욱 바람직하게는 30 mPa.s 미만 및 특히 15 mPa.s 미만의 점도를 가진다.
바람직하게는, 상기 잉크는 25℃의 온도에서 측정되는 경우 20 내지 65 dynes/cm, 더욱 바람직하게는 30 내지 60 dynes/cm의 표면 장력을 가진다.
상기 잉크의 pH는 바람직하게는 4 내지 11, 더욱 바람직하게는 7 내지 10이다.
이 잉크가 잉크젯 인쇄 잉크로 사용되는 경우, 이 잉크는 바람직하게는 백만 당 500 부(ppm) 미만, 더욱 바람직하게는 백만 당 100 부 미만의 할라이드 이온 농도를 가진다. 잉크가 백만 당 100 부 미만, 더욱 바람직하게는 백만 당 50 부 미만의 2 가 및 3 가 금속을 가지는 것이 특히 바람직하다. 상기 사용되는 백만 당 부(ppm)는 잉크의 전체 중량에 대한 중량부를 나타낸다. 생성된 잉크에서 이러한 낮은 농도의 이온은 상술한 정제 단계로 달성될 수 있다.
바람직하게는 이 잉크 제조 방법은 예를 들어 여과 또는 원심 분리에 의하여 직경 1 마이크론 초과의 입자 크기를 가지는 입자를 제거하는 단계를 포함한다. 바람직하게는 상기 잉크는 직경 1 마이크론을 초과하는 크기를 가지는 입자를 10 중량 % 미만, 더욱 바람직하게는 2 중량 % 미만 및 특히 1 중량 % 미만으로 가진다.
바람직하게는, 상기 잉크에서 안료의 함량은 0.1 내지 15 중량 %, 더욱 바람직하게는 1 내지 10 중량 % 및 특히 3 내지 10 중량 %이다.
잉크 중의 유기 용매
바람직하게는 상기 잉크는 물 및 유기 용매를 중량비로 99:1 내지 1:99, 더욱 바람직하게는 99:1 내지 50:50 및 특히 95:5 내지 70:30 포함한다.
바람직한 유기 용매는 수혼화성 유기 용매 및 그러한 용매들의 혼합물이다. 바람직한 수혼화성 유기 용매는 C1 -6 알칸올, 바람직하게는 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, sec-부탄올, tert-부탄올, n-펜탄올, 시클로펜탄올 및 시클로헥산올; 직쇄형 아미드, 바람직하게는 디메틸포름아미드 또는 디메틸아세트아미드; 케톤 및 케톤-알코올, 바람직하게는 아세톤, 메틸 에테르 케톤, 시클로헥산온 및 디아세톤 알코올; 수혼화성 에테르, 바람직하게는 테트라하이드로푸란 및 디옥산; 디올, 바람직하게는 2 내지 12 개의 탄소 원자를 갖는 디올, 예를 들면 펜탄-1,5-디올, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 펜틸렌 글리콜, 헥실렌 글리콜, 및 티오디글리콜 및 올리고- 및 폴리-알킬렌글리콜, 바람직하게는 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜; 트리올, 바람직하게는 글리세롤 및 1,2,6-헥산트리올; 디올의 모노-C1 -4-알킬 에테르, 바람직하게는 2 내지 12 개의 탄소 원자를 갖는 디올의 모노-C1 -4-알킬 에테르, 특히 2-메톡시에탄올, 2-(2-메톡시에톡시)에탄올, 2-(2-에톡시에톡시)-에탄올, 2-[2-(2-메톡시에톡시)에톡시]에탄올, 2-[2-(2-에톡시에톡시)-에톡시]-에탄올 및 에틸렌글리콜 모노알릴에테르; 시클릭 아미드, 바람직하게는 2-피롤리돈, N-메틸-2-피롤리돈, N-에틸-2-피롤리돈, 카프로락탐 및 1,3-디메틸이미다졸리돈; 시클릭 에스테르, 바람직하게는 카프로락톤; 설폭사이드, 바람직하게는 디메틸 설폭사이드; 및 설포란을 포함한다. 바람직하게는 액체 매체는 물 및 2종 이상의, 특히 2 내지 8종의 수혼화성 유기 용매를 포함한다.
잉크에 대해 특히 바람직한 수혼화성 유기 용매는 시클릭 아미드, 특히 2-피롤리돈, N-메틸-피롤리돈 및 N-에틸-피롤리돈; 디올, 특히 1,5-펜탄 디올, 에틸렌글리콜, 티오디글리콜, 디에틸렌글리콜 및 트리에틸렌글리콜; 및 디올의 모노-C1 -4-알킬 및 디-C1 -4-알킬 에테르, 더욱 바람직하게는 2 내지 12 개의 탄소 원자를 갖는 디올의 모노-C1 -4-알킬 에테르, 특히 2-메톡시-2-에톡시-2-에톡시에탄올이다.
물 및 1 종 이상의 유기 용매의 혼합물을 포함하는 추가적인 적합한 잉크 매체의 예가 US 4,963,189, US 4,703,113, US 4,626,284 및 EP 425,150에 기재되어 있다.
상기 잉크젯 인쇄 잉크는 잉크젯 프린터 카트리지 챔버에 쉽게 가해질 수 있다.
응용
본 발명의 방법은 잉크젯 인쇄 잉크 용도로 특히 적합한 캡슐화된 안료 분산물을 제조한다. 또한 상기 캡슐화된 안료 분산물은 잉크, 페인트, 머리 염색제 (tints), 화장품, 열가소성 플라스틱 및 열경화성 플라스틱에서 사용될 수 있다.
본 발명의 제 3 측면에 따르면 잉크젯 인쇄 잉크 제조를 위한 본 발명의 제 1 측면에 따른 방법의 용도가 제공된다. 바람직하게는, 이 용도는 보통 용지에 인쇄되는 경우 더 높은 광학 밀도를 제공하는 잉크젯 인쇄 잉크를 제공하는 기술적 목적을 위한 것이다.
본 발명의 방법으로 제조되는 캡슐화된 안료 분산물을 포함하는 잉크젯 인쇄 잉크는 몇몇 구현예에서, 예를 들어, 습윤 견뢰도 (wet fastness), 광학 밀도를 향상시키거나 또는 칼라 블리딩 (colour bleeding)을 감소시키기 위하여 정착제 (fixing agent)를 포함하는 종이와 함께 사용될 수 있다. 다른 구현예에서 본 발명의 방법으로 제조된 캡슐화된 안료 분산물을 포함하는 잉크젯 인쇄 잉크는 정착제와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 잉크젯 프린터 카트리지는 하니의 챔버에 상술한 잉크를 포함할 수 있고 다른 챔버에 정착제를 포함하는 액체를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로 잉크젯 프린터는 잉크 및 정착제를 기재에 도포할 수 있다.
정착제는 당해 기술 분야에서 공지되어 있으며 금속 염, 산 및 양이온성 물질 같은 것들을 포함한다.
본 발명은 추가적으로 하기의 실시예에 의해 설명되며 여기서 모든 부 및 백분율은 달리 언급하지 않으면 중량 기준이다.
실시예
하기 기재된 실험은 요구에 따라 스케일 업 또는 스케일 다운될 수 있으므로 함량은 부로 표현되었다. 실제 실험은 모든 부를 그램으로 하여 수행되었다.
1. 분산제 제조
1.1 분산제 (1)의 제조
벤질 메타크릴레이트 (871 부), 메타크릴산 (129 부) 및 이소프로판올 (375 부)을 혼합하여 모노머 공급 조성물을 제조하였다.
2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴) (22.05 부) 및 이소프로판올 (187.5 부)을 혼합하여 개시제 공급 조성물을 제조하였다.
이소프로판올 (187.5 부)을 반응기 용기에서 80℃까지 가열하였고, 계속 교반하고 질소 가스 분위기로 퍼지하였다. 내용물을 교반하고 80℃ 온도를 유지하고 질소 분위기를 유지하면서, 모노머 공급 조성물 및 개시제 공급 조성물을 반응 용기 내에 천천히 투입하였다. 모노머 공급물 및 개시제 공급물 모두를 2 시간에 걸쳐 반응기에 투입하였다. 25℃로 냉각하기 전에 반응 용기 내용물을 80℃에서 4 시간 동안 추가로 유지하였다. 다음으로 감압 하에 회전 증발 (rotary evaporation)로 반응 용기 내용물로부터 생성된 분산제를 분리하였다. 이를 분산제 (1)로 표기하였다. 분산제 (1)은, GPC로 측정할 때 47,999의 수 평균 분자량, 89,332의 중량 평균 분자량 및 1.86의 다분산도를 가지는 아크릴 코폴리머였다. 분산제 (1)은 1.5 mmole의 산기/분산제 g에 상당하는 산가를 가졌다. 분산제 (1)은 벤질 메타크릴레이트 및 메타크릴산 각각 87.1:12.9의 중량비의 반복 단위를 포함하였다.
1.2 분산제 (2)의 제조
분산제 (2)는 사용된 모노머가 벤질 메타크릴레이트 (827 부) 및 메타크릴산 (173 부)인 점을 제외하고는 분산제 (1)과 동일한 방식으로 제조되었다. 이를 분산제 (2)로 표기하였다. 분산제 (2)는, GPC로 측정할 때 50,823의 수 평균 분자량, 92,274의 중량 평균 분자량 및 1.82의 다분산도를 가지는 아크릴 코폴리머였다. 분산제 (2)는 2.0 mmole의 산기/분산제 g에 상당하는 산가를 가졌다. 분산제 (2)는 벤질 메타크릴레이트 및 메타크릴산 각각 82.7:17.3의 중량비의 반복 단위를 포함하였다. 메타크릴산의 더 높은 비율로부터 명백하듯이, 분산제 (2)는 분산제 (1)보다 약간 더 친수성이다.
1.3 분산제 (3)의 제조
분산제 (3)은 사용된 모노머가 벤질 메타크릴레이트 (785 부) 및 메타크릴산 (215 부)인 점을 제외하고는 분산제 (1)과 동일한 방식으로 제조되었다. 이를 분산제 (3)으로 표시하였다. 분산제 (3)은, GPC로 측정할 때 47,535의 수 평균 분자량, 82,400의 중량 평균 분자량 및 1.73의 다분산도를 가지는 아크릴 코폴리머였다. 분산제 (3)은 2.5 mmole의 산기/분산제 g에 상당하는 산가를 가졌다. 분산제 (3)은 벤질 메타크릴레이트 및 메타크릴산 각각 78.5:21.5의 중량비의 반복 단위를 포함하였다. 메타크릴산의 더 높은 비율로부터 명백하듯이, 분산제 (3)은 분산제 (1) 및 분산제 (2)보다 약간 친수성이다.
1.4 비교예 분산제 (1)의 제조
비교예 분산제 (1)은 사용된 모노머가 2-에틸 헥실 메타크릴레이트 (350 부), 메틸 메타크릴레이트 (413 부) 및 메타크릴산 (237 부)인 점을 제외하고는 분산제 (1)과 동일한 방식으로 제조되었다. 이를 비교예 분산제 (1)로 표시하였다. 비교예 분산제 (1)은, GPC로 측정할 때 11,865의 수 평균 분자량, 29,225의 중량 평균 분자량 및 2.5의 다분산도를 가지는 아크릴 코폴리머였다. 비교예 분산제 (1)은 2.75 mmole의 산기/분산제 g에 상당하는 산가를 가졌다. 비교예 분산제 (1)은 2-에틸 헥실 메타크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트 및 메타크릴산 각각 35 : 41.3 : 23.7의 중량비의 반복 단위를 포함하였다. 알 수 있듯이 비교예 분산제 (1)은 벤질 (메트)아크릴레이트 반복 단위가 없다.
1.5 비교예 분산제 (2)의 제조
비교예 분산제 (2)는 사용된 모노머가 벤질 메타크릴레이트 (350 부), 메틸 메타크릴레이트 (413 부) 및 메타크릴산 (237 부)인 점을 제외하고는 분산제 (1)과 동일한 방식으로 제조되었다. 이를 비교예 분산제 (2)로 표시하였다. 비교예 분산제 (2)는, GPC로 측정할 때 52,105의 수 평균 분자량, 85,450의 중량 평균 분자량 및 1.64의 다분산도를 가지는 아크릴 코폴리머였다. 비교예 분산제 (2)는 2.75 mmole의 산기/분산제 g에 상당하는 산가를 가졌다. 비교예 분산제 (2)는 벤질 메타크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트 및 메타크릴산 각각 35 : 41.3 : 23.7의 중량비의 반복 단위를 포함하였다. 알 수 있듯이 비교예 분산제 (2)는 고분자 100 부당 50 부 미만의 벤질 (메트)아크릴레이트 반복 단위를 포함하므로, 이는 본 발명의 범위 밖이다.
2. 분산제 용액의 제조
2.1 분산제 용액 (1)
분산제 (1) (200 부)을 물에 용해시켜 1000 부로 하고 수산화 칼륨 수용액으로 중화시켜 약 9의 pH를 가지는 수용액을 제조하였다. 이로써 약 20 중량 %의 분산제 (1)를 포함하는 분산제 용액 (1)이 생성되었다.
2.2 분산제 용액 (2)
분산제 (1) 대신 분산제 (2)를 사용한 것을 제외하고 분산제 용액 (1)과 동일한 방식으로 분산제 용액 (2)를 제조하였다. 이로써 약 20 중량 %의 분산제 (2)를 포함하는 분산제 용액 (2)가 생성되었다.
2.3 분산제 용액 (3)
분산제 (1) 대신 분산제 (3)을 사용한 것을 제외하고는 분산제 용액 (1)과 동일한 방식으로 분산제 용액 (3)을 제조하였다. 이로써 약 20 중량 %의 분산제 (3)를 포함하는 분산제 용액 (3)이 생성되었다.
2.4 비교예 분산제 용액 (1)
분산제 (1) 대신 비교예 분산제 (1)을 사용한 것을 제외하고는 분산제 용액 (1)과 동일한 방식으로 비교예 분산제 용액 (1)을 제조하였다. 이로써 약 20 중량 %의 비교예 분산제 (1)을 포함하는 비교예 분산제 용액 (1)이 생성되었다.
2.5 비교예 분산제 용액 (2)
분산제 (1) 대신 비교예 분산제 (2)를 사용한 것을 제외하고는 분산제 용액 (1)과 동일한 방식으로 비교예 분산제 용액 (2)를 제조하였다. 이로써 약 20 중량 %의 비교예 분산제 (2)를 포함하는 비교예 분산제 용액 (2)가 생성되었다.
3. 밀-베이스의 제조
3.1 블랙 밀-베이스 (1)
안료 분말 (Degussa의 NIPexTM170IQ 카본 블랙 안료 90 부), 분산제 용액 (1) (225 부)을 함께 혼합하여 예비혼합물을 형성하였다. 혼합 및 밀링을 위한 적합한 점도를 제공하기에 적당하도록 예비혼합물에 몇몇 경우 물을 첨가하였다.
SilversonTM 믹서를 30 분 동안 사용하여 예비혼합물을 완전히 혼합하였다. 혼합후 혼합물을 1mm 비드를 포함하는 수직 비드 밀로 이동시켰다. 다음으로 혼합물을 4 시간 동안 밀링하였다.
다음으로 밀링된 혼합물로부터 밀링 비드를 여과하였다. 순수를 첨가하여 밀링된 혼합물을 안료 10 중량 %로 조정하였다. 이로써 블랙 밀-베이스 (1)이 생성되었다. 생성된 밀-베이스의 안료 입자는 144nm의 Mv 평균 입자 크기를 가졌다. Honeywell-Microtrac로부터 입수한 Nanotrac 150을 사용하여 모든 분산물에 대해 Mv 평균 입자 크기를 확인하였다.
3.2 마젠타 밀-베이스 (1)
블랙 밀-베이스 (1)에서 설명한 대응하는 성분 대신 마젠타 안료 (Dainichi Seika로부터 입수한 TRM11, C.I. 피그먼트 122 85 부) 및 분산제 용액 (1) (215 부)을 사용한 것을 제외하고는 블랙 밀-베이스 (1)과 동일한 방식으로 마젠타 밀-베이스 (1)을 제조하였다. 이 경우 전체 8 시간 동안 밀링을 계속하였다. 생성된 밀-베이스에서의 안료 입자는 151nm의 Mv 평균 입자 크기를 가졌다.
3.3 옐로우 밀-베이스 (1)
밀-베이스 (1)에서 설명한 대응하는 성분 대신 옐로우 안료 (Ciba로부터 입수한 IrgaliteTM옐로우 GS 아릴아미드 안료 100 부) 및 분산제 용액 (1) (250 부)을 사용한 것을 제외하고는 블랙 밀-베이스 (1)과 동일한 방식으로 옐로우 밀-베이스 (1)을 제조하였다. 이 경우 전체 9 시간 동안 밀링을 계속하였다. 생성된 밀-베이스에서 안료 입자는 131nm의 Mv 평균 입자 크기를 가졌다.
3.4 시안 밀-베이스 (1)
안료 분말 (Dainichi Seika로부터 입수한 TRB2 페이스트 (50% 농도의 C.I. 피그먼트 블루 15:3 페이스트) 150 부), 분산제 용액 (1) (187.5 부)을 혼합하여 예비혼합물을 형성하였다. 혼합 및 밀링을 위한 적합한 점도를 제공하기에 적당하도록 예비혼합물에 몇몇 경우 물을 첨가하였다.
90 분 동안 SilversonTM 믹서를 사용하여 예비혼합물을 완전히 혼합하였다. 혼합물을 혼합한 후 0.5mm 비드를 포함하는 수평 비드 밀로 옮겼다. 다음으로 혼합물을 5 시간 동안 밀링하였다.
다음으로 밀링된 혼합물로부터 밀링 비드를 여과하였다. 이로써 시안 밀-베이스 (1)가 생성되었다. 생성된 밀-베이스의 안료 입자는 171nm의 Mv 평균 입자 크기를 가졌다.
3.5 블랙 밀-베이스 (2)
분산제 용액 (1) 대신 분산제 용액 (2)을 사용한 것을 제외하고는 블랙 밀-베이스 (1)과 동일한 방식으로 블랙 밀-베이스 (2)를 제조하였다. 이 경우 전체 3 시간 동안 밀링을 계속하였다. 생성된 밀-베이스의 안료 입자는 144nm의 Mv 평균 입자 크기를 가졌다.
3.6 마젠타 밀-베이스 (2)
분산제 용액 (1) 대신 분산제 용액 (2)를 사용한 것을 제외하고는 마젠타 밀-베이스 (1)과 동일한 방식으로 마젠타 밀-베이스 (2)를 제조하였다. 이 경우 전체 7 시간 동안 밀링을 계속하였다. 생성된 밀-베이스의 안료 입자는 126nm의 Mv 평균 입자 크기를 가졌다.
3.7 옐로우 밀-베이스 (2)
분산제 용액 (1) 대신 분산제 용액 (2)를 사용한 것을 제외하고는 옐로우 밀-베이스 (1)과 동일한 방식으로 옐로우 밀-베이스 (2)를 제조하였다. 생성된 밀-베이스의 안료 입자는 136nm의 Mv 평균 입자 크기를 가졌다.
3.8 시안 밀-베이스 (2)
분산제 용액 (1) 대신 분산제 용액 (2)를 사용한 것을 제외하고는 시안 밀-베이스 (1)과 동일한 방식으로 시안 밀-베이스 (2)를 제조하였다. 이 경우 전체 4 시간 동안 밀링을 계속하였다. 생성된 밀-베이스의 안료 입자는 158nm의 Mv 평균 입자 크기를 가졌다.
3.9 블랙 밀-베이스 (3)
분산제 용액 (1) 대신 분산제 용액 (3)을 사용한 것을 제외하고는 블랙 밀-베이스 (1)과 동일한 방식으로 블랙 밀-베이스 (3)을 제조하였다. 이 경우 전체 8 시간 동안 밀링을 계속하였다. 생성된 밀-베이스의 안료 입자는 124nm의 Mv 평균 미립자 크기를 가졌다.
3.10 비교예 블랙 밀-베이스 (1)
블랙 밀-베이스 (1)에서 대응하는 성분 대신 NIPexTM 170IQ, 카본 블랙 안료 (225 부) 및 비교예 분산제 용액 (1)(450 부)을 사용한 것을 제외하고는 블랙 밀-베이스 (1)과 동일한 방식으로 비교예 블랙 밀-베이스 (1)을 제조하였다. 이 경우 전체 6 시간 동안 밀링을 계속하였다. 생성된 밀-베이스의 안료 입자는 154nm의 Mv 평균 입자 크기를 가졌다.
3.11 비교예 마젠타 밀-베이스 (1)
마젠타 밀-베이스 (1)에서 대응하는 성분 대신 TRM11 마젠타 안료 (838 부) 및 비교예 분산제 용액 (1)(1255 부)을 사용한 것을 제외하고는 마젠타 밀-베이스 (1)과 동일한 방식으로 비교예 마젠타 밀-베이스 (1)을 제조하였다. 이 경우 전체 12 시간 동안 밀링을 계속하였다. 생성된 밀-베이스의 안료 입자는 154nm의 Mv 평균 입자 크기를 가졌다.
3.12 비교예 옐로우 밀-베이스 (1)
옐로우 밀-베이스 (1)에서 대응하는 성분 대신 IrgaliteTM 옐로우 GS 안료 (900 부) 및 비교예 분산제 용액 (1)(1350 부)을 사용한 것을 제외하고는 옐로우 밀-베이스 (1)과 동일한 방식으로 비교예 옐로우 밀-베이스 (1)을 제조하였다. 이 경우 전체 23 시간 동안 밀링을 계속하였다. 생성된 밀-베이스의 안료 입자는 148nm의 Mv 평균 입자 크기를 가졌다.
3.13 비교예 시안 밀-베이스 (1)
시안 밀-베이스 (1)에서 대응하는 성분 대신 TRB2 페이스트 (35% 농도로 750 부) 및 비교예 분산제 용액 (1)(35% 농도로 조정한 후 451 부)을 사용한 것을 제외하고는 시안 밀-베이스 (1)과 동일한 방식으로 비교예 시안 밀-베이스 (1)을 제조하였다. 이 경우 전체 3.5 시간 동안 밀링을 계속하였다.
3.14 비교예 옐로우 밀-베이스 (2)
옐로우 밀-베이스 (1)에서 대응하는 성분 대신 TRY-13 옐로우 안료 (Dainichi Seika로부터 입수한 C.I. 피그먼트 옐로우 74) (100 부) 및 비교예 분산제 용액 (2) (250 부)를 사용한 것을 제외하고는 옐로우 밀-베이스 (1)과 동일한 방식으로 비교예 옐로우 밀-베이스 (2)를 제조하였다. 이 경우 전체 17 시간 동안 밀링을 계속하였다. 생성된 밀-베이스의 안료 입자는 145nm의 Mv 평균 입자 크기를 가졌다.
4. 분산제를 가교하여 캡슐화된 안료 분산물을 제조
4.1 밀-베이스의 가교
상기 3.1 내지 3.14에서 제조한 모든 밀-베이스에 물을 첨가하여 약 10 중량 %의 고형분 함량으로 조정하였다.
다음으로 폴리에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르 (Aldrich로부터 입수한 평균 분자량 526, 이후 PEGDGE라 약칭함) 또는 트리메틸올프로판 폴리글리시딜 에테르 (Nagase ChemteX로부터 입수한 Denacol EX-321, 에폭시 당 중량 = 140, 이후 EX-321라 약칭함) 중 어느 하나의 가교제를 사용하여 각각의 밀-베이스의 분산제를 가교하였다. 이는 분산제 중의 카르복실산 기를 가교하였으며 이로써 안료를 캡슐화하였다. 붕산 (Aldrich로부터 입수)이 존재로 가교 반응을 조절하였다. 각각의 경우 표 1에 구체화된 함량의 성분을 포함하는 혼합물을 제조하였다. 상술한 혼합물을 약 65℃ 온도로 5 시간 동안 가열함으로써 가교 반응을 수행하였다. 이로써 표 1의 칼럼 1에 표시된 바와 같은 다양한 범위의 캡슐화된 안료 분산물을 제조하였다.
캡슐화된 안료 분산물 사용된
밀-베이스 		밀-베이스 (부) 가교제 (부) 붕산
(부)		 최종
Mv (nm)
캡슐화된
블랙 분산물 (1)		 블랙 밀-베이스 (1) 450 PEGDGE (1.777) 0.417 143
캡슐화된
마젠타 분산물 (1)		 마젠타 밀-베이스 (1) 150 PEGDGE (0.592) 0.139 165
캡슐화된
옐로우 분산물 (1)		 옐로우 밀-베이스 (1) 120 PEGDGE (0.474) 0.111 145
캡슐화된
시안 분산물 (1)		 시안 밀-베이스 (1) 500 PEGDGE (1.97) 0.464 180
캡슐화된
블랙 분산물 (2)		 블랙 밀-베이스 (2) 450 PEGDGE (1.777) 0.417 135
캡슐화된
마젠타 분산물 (2)		 마젠타 밀-베이스 (2) 150 PEGDGE (0.592) 0.139 115
캡슐화된
옐로우 분산물 (2)		 옐로우 밀-베이스 (2) 120 PEGDGE (0.474) 0.111 142
캡슐화된
시안 분산물 (2)		 시안 밀-베이스 (2) 432 PEGDGE (1.71) 0.400 156
캡슐화된
블랙 분산물 (3)		 블랙 밀-베이스 (3) 100 PEGDGE (0.92) 0.216 자료 없음
캡슐화된
마젠타 분산물 (3)		 마젠타 밀-베이스 (1) 150 EX-321 (0.315) 0.139 160
비교예 캡슐화된
블랙 분산물 (1)		 비교예 블랙 밀-베이스 (1) 500 PEGDGE (3.686) 0.865 자료 없음
비교예 캡슐화된
마젠타 분산물 (1)		 비교예 마젠타
밀-베이스 (1)		 7025 PEGDGE (38.8) 9.1 자료 없음
비교예 캡슐화된
옐로우 분산물 (1)		 비교예 옐로우 밀-베이스 (1) 5646 PEGDGE (13.4) 3.1 자료 없음
비교예 캡슐화된
시안 분산물 (1)		 비교예 시안 밀-베이스 (1) 9614 PEGDGE (45.6) 10.7 자료 없음
비교예 캡슐화된
옐로우 분산물 (2)		 비교예 옐로우 밀-베이스 (2) 600 PEGDGE (2.58) 0.61 자료 없음
표 1에서 "최종 Mv"제목의 칼럼은 가교 단계 II)이후 바로 제조된 캡슐화된 안료의 Mv 평균 입자 크기를 표화한 것이다.
5. 한외여과
0.1 마이크론 기공 크기를 가지는 막을 이용하는 한외여과로 상기 4.1에서 제조된 캡슐화된 안료 분산물을 각각 정제하였다. 캡슐화된 안료 분산물 1 부피당 탈이온화된 순수 약 10 내지 40 세척 부피로 캡슐화된 안료 분산물을 투석여과 (diafilter)하였다. 다음으로 한외여과 막을 사용하여 캡슐화된 분산물을 다시 약 10 내지 13 중량 %의 고형분 함량을 가지도록 농축하였다.
6. 임계 응고 농도 측정
NaCl 농도에서의 0.1M 단계를 이용하는 상술한 방법으로 5 이후에 정제된 캡슐화된 안료 분산물에 대한 염화 나트륨 임계 응고 농도 (CCC)를 측정하였다.
이 결과는 임계 응고 농도 값에서의 현저한 차이를 보여주었는데, 우리는 이것이 주로 분산제 조성에서의 차이 때문이라 생각한다.
캡슐화된 안료 분산물의 CCC 값
캡슐화된 안료 분산물 CCC (M NaCl)
캡슐화된 블랙 분산물 (1) 0.2
캡슐화된 마젠타 분산물 (1) 0.5
캡슐화된 옐로우 분산물 (1) 자료 없음
캡슐화된 시안 분산물 (1) 0.4
캡슐화된 블랙 분산물 (2) 0.6
캡슐화된 마젠타 분산물 (2) 0.8
캡슐화된 옐로우 분산물 (2) 자료 없음
캡슐화된 시안 분산물 (2) 0.6
캡슐화된 블랙 분산물 (3) 자료 없음
캡슐화된 마젠타 분산물 (3) 0.5
비교예 캡슐화된 블랙 분산물 (1) 4
비교예 캡슐화된 마젠타 분산물 (1) 자료 없음
비교예 캡슐화된 옐로우 분산물 (1) 4.5
비교예 캡슐화된 시안 분산물 (1) 4.5
비교예 캡슐화된 옐로우 분산물 (2) 자료 없음
분산제 (1), (2) 및 (3)을 포함하는 캡슐화된 안료 분산물이 비교예 분산제 (1)를 포함하는 것들보다 월등히 더 낮은 임계 응고 농도 값을 가진다는 것을 쉽게 알 수 있다.
7. 잉크 및 비교예 잉크의 제조
상기 5에서 정제된 캡슐화된 안료 분산물 및 비교예 캡슐화된 안료 분산물 각각을 이용하여 다음의 조성 중 하나를 가지는 잉크 또는 비교예 잉크를 제조하였다.
잉크 비히클 (1)
캡슐화된 안료 분산물 X 부
2-피롤리돈 3.00 부
글리세롤 15.00 부
1,2 헥산 디올 4.00 부
에틸렌 글리콜 5.00 부
SurfynolTM 465 0.50 부
순수 100 부로 하기에 충분한 양
SurfynolTM465은 Airproducts로부터 입수 가능한 계면활성제이다.
잉크 비히클 (2)
캡슐화된 안료 분산물 X 부
트리에틸렌글리콜 모노부틸 에테르 5.00 부
에틸렌 글리콜 15.00 부
SurfynolTM 465 0.70 부
순수 100 부로 하기에 충분한 양
캡슐화된 안료 분산물 X 부
블랙 색상 잉크의 경우 안료 액티브(pigment active 또는 모든 다른 고형 성분 중량을 제외한 안료 고형분 기준)로 블랙 안료 6 부를 사용하였다(캡슐화된 안료 분산물 약 60 부). 마젠타 색상 잉크의 경우 안료 액티브 기준으로 마젠타 안료 5.5 부를 사용하였다. 옐로우 색상 잉크의 경우 안료 액티브 기준으로 옐로우 안료 5 부를 사용하였다. 시안 색상의 잉크의 경우 안료 액티브 기준으로 시안 안료 4 부를 사용하였다.
상기 잉크 조성을 사용하여, 예를 들어, 캡슐화된 블랙 분산물 (1)을 사용하여 블랙 잉크 (1)을 제조하고 비교예 캡슐화된 옐로우 분산물 (2)를 사용하여 비교예 옐로우 잉크 (2)를 제조하였다. 정확한 참조 사항을 표 3에 완전히 개설하였다.
잉크 캡슐화된 안료 분산물 잉크 비히클
블랙 잉크 (1) 캡슐화된
블랙 분산물 (1)		 잉크 비히클 (1)
마젠타 잉크 (1) 캡슐화된
마젠타 분산물 (1)		 잉크 비히클 (1)
옐로우 잉크 (1) 캡슐화된
옐로우 분산물 (1)		 잉크 비히클 (1)
시안 잉크 (1) 캡슐화된
시안 분산물 (1)		 잉크 비히클 (1)
블랙 잉크 (2) 캡슐화된
블랙 분산물 (2)		 잉크 비히클 (1)
마젠타 잉크 (2) 캡슐화된
마젠타 분산물 (2)		 잉크 비히클 (1)
옐로우 잉크 (2) 캡슐화된
옐로우 분산물 (2)		 잉크 비히클 (1)
시안 잉크 (2) 캡슐화된
시안 분산물 (2)		 잉크 비히클 (2)
블랙 잉크 (3) 캡슐화된
블랙 분산물 (3)		 잉크 비히클 (1)
마젠타 잉크 (3) 캡슐화된
마젠타 분산물 (3)		 잉크 비히클 (1)
비교예 블랙 잉크 (1) 비교예 캡슐화된
블랙 분산물 (1)		 잉크 비히클 (1)
비교예 마젠타 잉크 (1) 비교예 캡슐화된
마젠타 분산물 (1)		 잉크 비히클 (1)
비교예 옐로우 잉크 (1) 비교예 캡슐화된
옐로우 분산물 (1)		 잉크 비히클 (1)
비교예 시안 잉크 (1) 비교예 캡슐화된
시안 분산물 (1)		 잉크 비히클 (1)
비교예 옐로우 잉크 (2) 비교예 캡슐화된
옐로우 분산물 (2)		 잉크 비히클 (1)
8. 인쇄물의 제조
상기 7에서 설명한 잉크 및 비교예 잉크 각각을 보통 (비처리한) 용지, 즉 Xerox 4200 용지 상에 인쇄하였다. 100% 블록 색상을 인쇄하는 SEC D88 잉크젯 프린터로 인쇄를 수행하였다.
9. 광학 밀도 측정
2o의 관찰자 각도에서 D65 광원을 사용하여 발광되고 필터가 장착되지 않은 Gretag Macbeth key wizard V2.5 Spectrolino 광농도계 기구를 사용하여 각각의 인쇄물에 대하여 반사율 광학 밀도 (ROD)를 측정하였다. 인쇄물을 따라 2 지점 이상에서 측정을 하여 평균하였다.
10. 광학 밀도 측정 결과
ROD 측정 결과를 하기 표 4에 요약하였다.
잉크 및 비교예 잉크로부터 얻은 인쇄물
잉크 분산제 ROD
블랙 잉크 (1) 분산제 (1) 1.20
블랙 잉크 (2) 분산제 (2) 1.17
블랙 잉크 (3) 분산제 (3) 1.07
비교예 블랙 잉크 (1) 비교예 분산제 (1) 0.97
마젠타 잉크 (1) 분산제 (1) 1.18
마젠타 잉크 (2) 분산제 (2) 1.08
마젠타 잉크 (3) 분산제 (1) 1.20
비교예 마젠타 잉크 (1) 비교예 분산제 (1) 0.99
옐로우 잉크 (1) 분산제 (1) 1.18
옐로우 잉크 (2) 분산제 (2) 1.10
비교예 옐로우 잉크 (1) 비교예 분산제 (1) 1.00
비교예 옐로우 잉크 (2) 비교예 분산제 (2) 1.01
시안 잉크 (1) 분산제 (1) 1.18
시안 잉크 (2) 분산제 (2) 1.12
비교예 시안 잉크 (1) 비교예 분산제 (1) 1.01
표 4로부터, 본 발명의 제 1 측면에 따른 방법으로 제조된 캡슐화된 안료 분산물이 보통 용지에 인쇄되는 경우 특히 우수한 반사율 광학 밀도를 제공하는 잉크젯 인쇄 잉크를 제조하는데 사용될 수 있다는 것을 쉽게 알 수 있다.
11. 추가적인 잉크
표 5 및 6에 개시된 추가적인 잉크가 제조될 수 있으며 여기서 제1 칼럼에 표시된 한외여과된 캡슐화된 안료 분산물 (EPDs)은 제 2 칼럼에 표시된 함량으로 사용될 수 있다.
나아가 제 3 칼럼에 인용된 숫자들은 해당 잉크 성분의 부 (part)의 수를 의미한다. 모든 부는 중량 기준이다. 잉크는 열식, 압전식 (piezo) 또는 Memjet식 잉크젯 인쇄로 종이에 도포될 수 있다.
표 5 및 6에 다음의 약어가 사용된다:
PG = 프로필렌 글리콜
DEG = 디에틸렌 글리콜
NMP = N-메틸 피롤리돈
DMK = 디메틸케톤
IPA = 이소프로판올
MEOH = 메탄올
2P = 2-피롤리돈
MIBK = 메틸이소부틸 케톤
P12 = 프로판-1,2-디올
BDL = 부탄-2,3-디올
Surf = Airproducts로부터의 SurfynolTM 465
PHO = Na2HPO4 및
TBT = 3 차 부탄올
TDG = 티오디글리콜
GLY = 글리세롤
nBDPG = 디프로필렌 글리콜의 모노-n-부틸 에테르
nBDEG = 디에틸렌 글리콜의 모노-n-부틸 에테르
nBTEG = 트리에틸렌 글리콜의 모노-n-부틸 에테르
EPD - 캡슐화된 안료 분산물
EBD1 - 캡슐화된 블랙 분산물 (1)
EBD2 - 캡슐화된 블랙 분산물 (2)
EMD1 - 캡슐화된 마젠타 분산물 (1)
EMD2 - 캡슐화된 마젠타 분산물 (2)
EYD1 캡슐화된 옐로우 분산물 (1)
EYD2 캡슐화된 옐로우 분산물 (2)
EPD EPD
함량		 물 PG DEG NMP DMK NaOH Na 스테아레이트 IPA MEOH 2P MIBK GLY nBDPG
EBD1
EBD1
EBD1
EBD1
EMD1
EMD1
EMD1
EMD1
EYD1
EYD1
EYD1
EYD1
EBD2
EBD2
EMD2
EMD2
EYD2
EYD2
EBD1
EBD1
EBD1
EBD1		 30
30
40
40
40
40
40
40
50
50
50
50
40
40
40
40
50
50
40
40
40
40		 50
59.8
45
51
45.8
41
10
30
25
29.7
15
46
50
40
40
44
30
39.7
29
51
40
40		 5

3

5

4

5
3


5
2


2

2
5

8


15
20
4
5
5


6
5



20		 6
5
3


9
3


2
4


2

11


2
4		 3

3



3

5
10
6


5


10
7
1
0.2



0.5











0.3



0.2
0.5



0.3



4

6
9


5

5
1



3

5



10

6

4
4




2		 5

1


9
5



6


4
15
5


3
5


1
5

4

5

5





6

3		 1



















20






1













20
EPD EPD
함량		 물 PG DEG NMP Surf TBT TDG BDL PHO 2P PI2 nBDEG nBTEG
EBD1
EBD1
EMD1
EMD1
EYD1
EYD1
EBD1
EBD1
EMD1
EMD1
EYD1
EYD1
EBD2
EBD2
EMD2
EMD2
EYD2
EYD2
EBD1
EBD1
EBD1		 30
30
40
40
40
40
50
50
40
40
40
40
50
50
40
40
30
30
40
40
40		 49.8
58.8
44.65
49.88
41.7
44.8
39.7
20
35
51
35.05
38
36
24.5
50
50
48
40
40
40
40		 15

5

4



4


5

5



2
5
5
6
8
10
5
10
10

9
11

5
10




10


4


5
4
3
6
7

7
4.1


5
8		 0.2

0.15

0.3








1

4







2


0.2

0.2



0.3






0.1

10
12
15
8




5

1
2




5
1.2

0.12

0.2




0.95


0.1



 5






4
6
3
5
6
7
5


5
5
12

10
5


6


11









1








10

1

















10

Claims (22)

  1. I) 이후에 II)의 순서로 다음 단계를 포함하는 잉크젯 인쇄 잉크 용도로 적합한 캡슐화된 안료 분산물 제조 방법:
    I) 안료, 액체 매체, 및 성분 a) 내지 c)의 에틸렌성 불포화 모노머의 공중합에서 유래하는 반복 단위를 포함하는 분산제를 포함하는 분산물을 제공하는 단계:
    a) 1 이상의 계산된 Log P 값을 가지며 벤질 (메트)아크릴레이트 50 부 이상을 포함하는 1 종 이상의 소수성 에틸렌성 불포화 모노머 75 내지 97 부;
    b) 1 미만의 계산된 Log P 값 및 하나 이상의 이온성 기(들)을 가지는 1 종 이상의 친수성 에틸렌성 불포화 모노머 3 내지 25 부;
    c) 폴리에틸렌옥시, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐 피롤리돈, 히드록시 관능성 셀룰로오스 (hydroxy functional celluloses) 및 폴리비닐 알코올로부터 선택되는 친수성 비이온성 기를 가지는 1 종 이상의 친수성 에틸렌성 불포화 모노머 0 내지 2 부; 및
    여기서 부는 중량부로 상기 분산제 100 중량부를 기준으로 하며, a) 내지 c)의 합은 100 이다;
    II) 상기 안료 및 상기 액체 매체 존재 하에서 상기 분산제를 가교하여 상기분산제 분자들을 공유 결합으로 연결하는 단계
    여기서, 상기 분산제는 상기 분산제 1g 당 0.9 내지 2.65 mmol의 카르복실산 기를 갖는다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    성분 a)가 벤질(메트)아크릴레이트 60 부 이상을 포함하는 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    성분 a)가 벤질 (메트) 아크릴레이트 70 부 이상을 포함하는 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    성분 a)가 벤질 메타크릴레이트만을 포함하는 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    성분 b)가 메타크릴산을 포함하는 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    성분 c)가 존재하지 않는(즉 성분 c)가 0 부) 제조 방법 .
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 분산제가 성분 a) 내지 c)의 에틸렌성 불포화 모노머의 공중합에서 유래하는 반복 단위를 포함하는 제조 방법:
    (a) 1 이상의 계산된 Log P 값을 가지며 벤질 메타크릴레이트 50 부 이상을 포함하는 1 종 이상의 소수성 모노머 80 내지 93 부;
    (b) 메타크릴산 7 내지 20 부;
    (c) 폴리에틸렌옥시, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐 피롤리돈, 히드록시 관능성 셀룰로오스 및 폴리비닐 알코올로부터 선택되는 친수성 비이온성 기를 가지는 친수성 에틸렌성 불포화 모노머는 없음;
    여기서 부는 중량부로 상기 분산제 100 중량부를 기준으로 하며, a) 내지 c)의 합은 100 이다.
  8. 제 1 항에 있어서,
    단계 II)에서의 상기 가교 단계가 에폭시 가교제에 의하여 실행되며 및 성분 b)는 하나 이상의 카르복실산 기를 가지는 1 종 이상의 모노머이거나 또는 하나 이상의 카르복실산 기를 가지는 1 종 이상의 모노머를 포함하는 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 액체 매체는 물이거나 또는 물을 포함하는 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    생성된 캡슐화된 안료 분산물이 0.2M 내지 1.6M의 염화 나트륨 임계 응고 농도를 가지는 제조 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 캡슐화된 안료 분산물을 정제하는 단계를 더 포함하는 제조 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    점도 개질제, pH 완충제, 금속 킬레이트제, 계면활성제, 부식 방지제, 살생물제, 염료, 수혼화성 유기 용매(들) 및/또는 코게이션 감소 첨가제로부터 선택되는 1 종 이상의 첨가제를 더 포함하는 제조 방법.
  13. 제 1 항에 따른 방법으로 얻어지거나 또는 얻을 수 있는 캡슐화된 안료 분산물.
  14. 제 13 항에 따른 캡슐화된 안료 분산물을 포함하는 잉크젯 인쇄 잉크.
  15. 챔버 및 잉크젯 인쇄 잉크를 포함하는 잉크젯 프린터 카트리지로서, 상기 잉크젯 인쇄 잉크가 상기 챔버 내에 존재하며 제 14 항에 따른 것인 잉크젯 프린터 카트리지.
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