KR20010022844A - 이탈기를 지닌, 잉크 및 코팅제용의 개질된 탄소 생성물 - Google Patents

이탈기를 지닌, 잉크 및 코팅제용의 개질된 탄소 생성물 Download PDF

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Abstract

개질된 탄소 생성물은 a) 탄소에 직접 결합되어 있는 하나 이상의 방향족기 또는 C1-C12알킬기 및 b) 화학식 -AG-Sp-LG-Z (여기서, AG는 활성화기이고, Sp는 스페이서기이고, LG는 이탈기이고, Z는 반대이온임)의 기를 포함하는, 임의의 양으로 존재하는 하나 이상의 유기기에 결합된 탄소를 포함하는 것으로 설명된다. 본 발명은 또한 상기 개질된 탄소 생성물을 포함하는 잉크 및 코팅 조성물에 관한 것이다.

Description

이탈기를 지닌, 잉크 및 코팅제용의 개질된 탄소 생성물{Modified Carbon Products with Leaving Groups for Inks and Coatings}
현재, 탁월한 블랙 안료는 카본 블랙, 예컨대 퍼니스 (furnace) 블랙이고, 이것은 건조 분말 형태의 플러슁된 페이스트 또는 액체 농축액 형태의 착색제로서 사용될 수 있다. 일반적으로, 착색제의 형태는 색조, 내구성, 벌크, 투명도, 광택, 레올로지, 최종 용도 및 인쇄 품질에 영향을 미친다.
현재 다양한 유형의 잉크가 사용되고 있다. 이런 종류에는 인쇄 잉크, 자외선 경화 잉크, 볼펜 잉크 및 스탬프 패드 또는 마킹 잉크가 포함된다. 일반적으로, 잉크는 활판 인쇄, 석판 인쇄, 플렉소 인쇄, 그라비어 인쇄, 실크 스크린, 스텐실, 복사기 및 정전기를 통해 도포할 수 있다. 이와 같은 잉크는 신문, 간행물, 상업용 접는 판지, 서적, 골판지 상자, 종이 가방, 책 표지, 라벨, 금속 용기, 플라스틱 용기, 플라스틱 필름, 호일 적층물, 식료품 첨가물, 위생 종이, 텍스타일 등과 같은 최종 용도에서 찾아볼 수 있다. 문헌 [McGraw-Hill's Encyclopedia of Science and Technology, Vol. 7, pgs. 159-164]에서는 이용가능한 잉크의 형태 및 그의 용도에 대하여 추가로 상세히 설명하고 있으며, 이는 본 명세서에 참고문헌으로 인용된다.
코팅제는 또한 안료를 함유할 수 있고, 여러 종류의 표면의 장식용, 보호용 및 기능성 처리용으로 사용되고 있다. 이러한 표면에는 코일, 금속, 기구, 가구, 하드보드, 판재 및 합판, 선박, 보수재료, 자동차, 캔 및 페이퍼보드의 표면이 포함된다. 해저 파이프라인상의 코팅제와 같은 몇몇 코팅제는 보호 목적으로 사용된다. 자동차 외장 코팅과 같은 다른 것들은 장식용 및 보호용 기능을 충족한다. 또다른 것들은 보트 갑판 또는 자동차 시이트상의 마찰을 억제하기도 한다. 몇몇의 코팅제는 선박 바닥의 오염을 막고, 다른 코팅제들은 캔에 든 음식물 및 음료를 보호한다. 실리콘 칩, 인쇄 기판 패널, 신호 전달용 도파관 섬유상의 코팅제 및 비디오 테이프상의 자기 코팅제 및 컴퓨터 디스크가, 소위 코팅제의 여러 첨단기술 응용 분야에 속한다.
수성 잉크 및 코팅제용 수성 비히클의 종류에는 결합제가 수용성인 것들, 콜로이드같이 분산된 것들, 및 유화되어 라텍스를 형성하는 것들이 포함된다. 결합제와 휘발성 액체의 조합물은 비용매중에서 미세 결합제 입자들의 분산액 또는 용액일 수 있는 비히클로 불리운다. 안료는 코팅 비히클중에 분산되고 최종 필름중의 결합제 전반에 분포된 미분된 불용성 고체 입자들이다. 계면활성제는 안료 분산제로서 사용할 수 있다. 수성 코팅제의 성분 및 제조 방법은 문헌 [Concised Encyclopedia of Polymers, Science and Engineering, pgs. 160-171 (1990)]에 추가로 논의되어 있으며, 이는 본 명세서에 참고문헌으로 인용된다.
비수성 잉크 및 코팅제는 수성 비히클이 적합하지 않은 여러 응용분야에 사용된다. 예를 들어, 소수성, 비다공성 기재 (예컨대, 금속, 유리 또는 플라스틱)상에 인쇄되는 잉크는 급속-건조형 이어야 한다. 따라서, 케톤, 에스테르, 알콜 또는 탄화수소와 같은 용매가 종종 물 대신에 사용된다. 이러한 용매-기재 잉크가 종이 기재상 인쇄, 및 카드보드 박스 및 다양한 금속 또는 플라스틱 용기 및 구성요소의 산업용 라벨링용으로 널리 사용되고 있다. 구체적인 예에는 신문용 잉크 조성물 및 웹 오프셋 광택 열경화 잉크 조성물이 포함된다.
또한, 잉크 및 코팅제는 특정 상황에서 내수성일 필요가 있다. 이러한 예에 있어서, 내수성 수지는 잉크 및 코팅 배합물의 비수성 용매에 용해되어 건조시에 목적하는 내수성을 제공할 수 있다. 이러한 비수성 코팅제의 주요한 용도는 금속 및 플라스틱 자동차 부품의 코팅이다.
＜발명의 개요＞
본 발명은 a) 하나 이상의 방향족기 또는 C1-C12알킬기 및 b) 화학식 -AG-Sp-LG-Z (여기서, AG는 활성화기이고, Sp는 활성화기가 이탈기 제거를 촉진하는 것을 돕는 스페이서기이고, LG는 이탈기이고, Z는 반대이온임)의 기를 포함하는 하나 이상의 유기기가 결합된 탄소를 포함하는 개질된 탄소 생성물에 관한 것이다. 상기 방향족기 또는 C1-C12알킬기는 탄소에 직접 결합되어 있다. 본 발명은 또한 이들 개질된 탄소 생성물을 포함하는 잉크 및 코팅 조성물에 관한 것이다.
본 명세서에서 사용되는 탄소는 결정형 및(또는) 무정형일 수 있다. 그 예에는 흑연, 카본 블랙, 탄소 섬유, 유리질 탄소, 및 활성탄 또는 활성 탄소가 포함되나, 이에 제한되지는 않는다. 상기 탄소의 미분된 형태가 바람직하고, 또한 상이한 탄소들의 혼합물을 사용하는 것도 가능하다.
본 발명은 개질된 탄소 생성물 및 이를 함유하는 잉크 및 코팅제에 관한 것이다.
개질된 탄소 생성물은 a) 하나 이상의 방향족기 또는 C1-C12알킬기 및 b) 화학식 -AG-Sp-LG-Z (여기서, AG는 활성화기이고, Sp는 활성화기가 이탈기 제거를 촉진하는 것을 돕는 스페이서기이고, LG는 이탈기이고, Z는 반대이온임)의 이온성기 또는 이온화될 수 있는 기를 포함하는 하나 이상의 유기기가 결합된 탄소를 포함한다. 활성화기는 이탈기 제거를 촉진하는 기이다. 활성화기의 예에는 -SO2-, -NRSO2-, -NRCO-, -O2C-, -SO2NR (여기서, R은 독립적으로 수소, C1-C12치환 또는 비치환 알킬, C2-C12치환 또는 비치환 알케닐, 시아노에틸, 또는 C7-C20치환 또는 비치환 아랄킬 또는 알카릴임) 등이 포함되나 이에 제한되는 것은 아니다. 스페이서기는 바람직하게는 임의의 에틸렌기, 또는 -AG에 인접한 탄소상에 하나 이상의 수소를 지닌 치환된 에틸렌기이다. 이탈기는 탄소 착색제 또는 안료에 결합되어 있는 유기기로부터 제거될 수 있는 기이다. 이탈기가 탄소 생성물에 결합되어 있는 유기기로부터 제거된 후에는, 탄소 생성물에 결합된 남아있는 이온성기 또는 이온화될 수 있는 기의 갯수는 감소된다. 이탈기의 예에는 -OSO3 -, -SSO3 -, -OPO3 2-, Q+등이 포함되나 이에 제한되는 것은 아니다. Q+는 NR3 +, N(C2H4)3N+, 또는 피리디늄과 같은 N-치환 헤테로고리화합물이다. 방향족기 또는 C1-C12알킬기는 탄소에 직접 결합되어 있고, 탄소상에 존재하는 유기기의 양에는 어떠한 제한도 없다. 바람직하게는, 탄소에 결합된 유기기의 양은 CTAB 또는 탄소의 t-면적을 기준으로, 사용된 탄소 1 ㎡ 당 약 0.10 내지 약 4.0 마이크로몰, 보다 바람직하게는 약 2.0 내지 약 3.3 마이크로몰이다. 화학식 AG-Sp-LG-Z의 적합한 이온성기 또는 이온화될 수 있는 기에는 SO2C2H4OSO3 -M+, SO2C2H4SSO3 -M+, SO2C2H4OPO3 2-M2 +, SO2C2H4Q+X-, NRSO2C2H4OSO3 -M+, NRSO2C2H4SSO3 -M+, NRSO2C2H4OPO3 2-M2 +, NRSO2C2H4Q+X-, SO2NRC2H4OSO3 -M+, SO2NRC2H4SSO3 -M+, SO2NRC2H4OPO3 2-M2 +, SO2NRC2H4Q+X-, NRCOC2H4OSO3 -M+, NRCOC2H4SSO3 -M+, NRCOC2H4Q+X-, O2CC2H4OSO3 -M+, O2CC2H4SSO3 -M+, SO2C2H4SO2C6H4SO3 -M+, SO2C2H4SO2C6H4CO2 -M+, NRCOC2H4SO2C2H4OSO3 -M+, NRCOC2H4SO2C6H4SO3 -M+, NRCOC2H4SO2C6H4CO2 -M+(여기서, R은 독립적으로 수소, C1-C12치환 또는 비치환 알킬, C2-C12치환 또는 비치환 알케닐, 시아노에틸, 또는 C7-C20치환 또는 비치환 아랄킬 또는 알카릴이고, M은 H 또는 알칼리 금속 이온, 예를 들어, Li, Na, K, Cs 또는 Rb이고, Q는 상기 정의된 바와 같고, X는 할라이드, 또는 무기산 또는 유기산으로부터 유래된 음이온임)가 포함되나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기에 일반적으로 그리고 구체적으로 기재된 헤테로시클릭 및 시클릭 이온성기 또는 이온화될 수 있는 기도 또한 N-치환 헤테로고리화합물로서 사용할 수 있다. 구체적인 예에는 화학식및가 포함되나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 N-고리 화합물에서, SO3 -는 이탈기이고 M+는 반대이온이다. AG-Sp는 N-고리이다.
시클릭 화합물의 예에는및(여기서, R은 상기 정의된 바와 같고, "물결모양"선은 방향족기와 같은 유기기에 대한 결합을 나타냄)이 포함된다. 보다 구체적인 예로는(여기서, 직선은 탄소 생성물에 대한 결합을 나타냄)이 있다. 고온 또는 염기성 조건하에, 이들 고리형 구조물은 아황산 이온을 방출할 수 있다.
바람직한 유기기는 C6H4SO2C2H4OSO3 -NA+이다. 이온성기 또는 이온화될 수 있는 기의 LG-Z 부분은 바람직하게는 탄소 생성물이 예를 들어, 수성 잉크 또는 코팅 배합물내에 위치할 때, 제거 반응을 통해 탄소 생성물로부터 제거된다. 제거는 가열하면서 또는 가열 없이 일정 기간에 걸쳐 일어날 수 있다. 이러한 제거법의 예로는 SO2C2H4OSO3M기를 (CH3)2NC2H4OH와 반응시켜 SO2CH2=CH2기 및 M+H(CH3)2N+C2H4OH-SO4 2-를 형성하는 방법이 있다. 하나 이상의 이들 개질된 탄소 생성물 및 적절한 유기 용매 또는 물과 같은 수성 매질을 포함하는 수성 및 비수성 잉크 및 코팅 조성물 또는 배합물을 제조할 수 있다. 일단, 이들 개질된 탄소 생성물이 코팅 배합물내에 존재하면, 제거 반응이 일어나고, 개질된 탄소 생성물은 a) 방향족기 또는 C1-C12알킬기 및 b) 화학식 -AG-CH=CH2, -AG-C2H4OH 또는 -AG-C2H4-O-C2H4-AG- (여기서, 각각의 AG는 동일하거나 또는 상이할 수 있고 탄소에 결합되어 있음)의 기를 포함하는 하나 이상의 유기기가 결합된 탄소를 포함한다. 이들 개질된 탄소 생성물을 함유하는 잉크 및 코팅제도 또한 본 발명의 일부분이다.
탄소는 결정형 및(또는) 무정형일 수 있다. 그 예에는 흑연, 카본 블랙, 유리질 탄소, 활성탄, 탄소 섬유, 활성 탄소, 및 이들의 혼합물이 포함되나 이에 제한되지는 않는다. 상기 탄소들의 미분된 형태가 바람직하고, 또한 상이한 탄소들의 혼합물을 사용하는 것도 가능하다.
개질된 탄소 생성물은 바람직하게는 탄소를 액체 반응 매질중에서 디아조늄염과 반응시킴으로써 하나 이상의 유기기를 탄소 표면에 결합시켜 제조할 수 있다. 디아조늄염은 탄소에 결합되는 유기기를 함유할 수 있다. 디아조늄염은 하나 이상의 디아조늄기를 갖는 유기 화합물이다. 바람직한 반응 매질에는 물, 물을 함유하는 임의의 매질, 및 알콜을 함유하는 임의의 매질이 포함된다. 물이 가장 바람직한 매질이다. 탄소가 카본 블랙인 개질된 탄소 생성물의 예 및 그의 다양한 바람직한 제조 방법은 미국 특허 출원 제08/356,660호 (발명의 명칭 "Reaction of Carbon Black with Diazonium Salts, Resultant Carbon Black Products and Their Uses", 1994년 12월 15일 출원) 및 그의 일부 계속 출원인 미국 특허 출원 제08/572,525호 (1995년 12월 14일 출원)에 기재되어 있으며, 이 두 출원은 본 명세서에 참고문헌으로 인용된다. 탄소가 카본 블랙이 아닌 개질된 탄소 생성물의 예 및 그의 다양한 바람직한 제조 방법은 미국 특허 제5,554,739호 (발명의 명칭 "Reaction of Carbon Materials With Diazonium Salts and Resultant Carbon Products"), WO 제96/18696호 및 동 제96/18688호에 기재되어 있으며, 이들 모두는 본 명세서에 참고문헌으로 인용된다.
상기의 개질된 탄소 생성물의 바람직한 제조에 있어서, 디아조늄염은 탄소와의 반응을 허용하기에 충분히 안정하기만 하면 된다. 따라서, 이 반응은 몇몇의 디아조늄염과 수행될 수 있고, 그렇지 않으면 불안정해지고 분해될 것으로 여겨진다. 몇몇의 분해 과정이 탄소와 디아조늄염 사이의 반응과 경쟁할 수 있고, 탄소에 결합된 유기기의 총 갯수를 감소시킬 수 있다. 또한, 이 반응은 승온에서 수행할 수 있고, 이 때 많은 디아조늄염이 분해될 수도 있다. 또한, 승온은 유리하게는 반응 매질중에서 디아조늄염의 용해도를 증가시키고, 반응 동안 취급성을 개선시킬 수 있다. 그러나, 승온은 다른 분해 반응으로 인한 디아조늄염의 약간의 손실을 초래할 수 있다. 이 디아조늄염은 반응중에 제조될 수 있다. 본 발명의 개질된 탄소 생성물은 부산물 또는 비결합된 염을 포함하지 않는 것이 바람직하다.
바람직한 제조 방법에 있어서, 카본 블랙은 묽고, 쉽게 교반되는 수성 슬러리로 존재하거나, 카본 블랙 펠렛 형성을 위한 적당량의 물의 존재하에서 디아조늄염과 반응할 수 있다. 원하는 경우, 카본 블랙 펠렛은 통상적인 펠렛화 기술을 사용하여 회분식 또는 연속식으로 형성될 수 있다. 다른 탄소는 유사하게 디아조늄염과 반응할 수 있다. 또한, 카본 블랙 이외의 탄소를 사용하여 개질된 탄소 생성물이, 예를 들어, 비수성 잉크 및 코팅제에 사용될 때, 바람직하게는 탄소는 바람직한 방법중에서 디아조늄염과 반응하기 전에 미세 입도로 분쇄되어 잉크 및 코팅제중의 개질된 탄소 생성물의 원치 않는 침전을 방지해야 한다. 또한, 카본 블랙 이외의 탄소를 사용하여 개질된 탄소 생성물이 잉크젯 잉크중에 사용되는 경우에 바람직하게는, 탄소는 바람직한 방법에서 디아조늄염과 반응하기 전에 미세 입도로 분쇄되어 잉크에서 원치 않는 침전을 방지해야 한다. 추가의 입자의 안정화 수단이 탄소상의 소량의 유기기를 사용할 때 잉크젯 잉크에서 필요할 수 있다. 이러한 방법 중 하나로 중합체 분산제의 사용을 들 수 있다.
전술한 바와 같이, 유기기에는 방향족기 또는 C1-C12알킬기가 포함된다. 방향족기에는 하나 이상의 고리를 함유하는 불포화 시클릭 탄화수소가 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 방향족기는 치환되거나 비치환된 것일 수 있다. 방향족기에는 아릴기 (예를 들어, 페닐, 나프틸, 안트라세닐 등) 및 헤테로아릴기 (이미다졸릴, 피라졸릴, 피리디닐, 티에닐, 티아졸릴, 푸릴, 트리아지닐, 인돌릴 등)가 포함된다. C1-C12알킬기는 분지되거나 비분지될 있고, 바람직하게는 에틸이다.
다른 추가의 유기기도 또한 본 발명의 탄소 생성물에 결합될 수 있다. 이들 추가의 다른 유기기는 a) 방향족기 또는 C1-C12알킬기 및 b) 유기기로부터 제거되지 않은 이온성기 또는 이온화될 수 있는 기를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 추가의 그러나 임의의 이온성기 또는 이온화될 수 있는 기는 약 2.4 마이크로몰/㎡ 미만의 농도로 존재한다. 이들 추가의 이온화될 수 있는 기는 사용 동안 이온기를 형성할 수 있다. 이온성기는 음이온성기 또는 양이온성기일 수 있으며, 이온화될 수 있는 기는 음이온 또는 양이온을 형성할 수 있다. 결합될 수도 있는 기타 추가의 유기기의 예로는 C6H4SO3 -Na+및 C6H4CO2 -Na+를 들 수 있다. 다른 예들은 미국 특허 제5,571,311호 및 동 제5,630,868호; 및 동시 계류중인 미국 특허 출원 제08/572,542호, 동 제08/663,707호 및 동 제08/663,694호 (모두 전체내용이 본 명세서에 참고문헌으로 인용됨)에 기재되어 있다.
본 발명의 개질된 탄소 생성물의 분산액은 벤조산나트륨 또는 아세트산나트륨과 같은 완충제 또는 안정화제를 첨가하여 조발 제거반응 또는 가수분해를 억제하여 안정화될 수 있다. 안정화제 또는 완충제 수용액은 일반적으로 이들 분산액의 안정화를 개선하는 수준으로 존재하고, 바람직하게는 약 0.05 M 미만으로 존재한다. 화학식 -AG-Sp-LG-Z기 외에 카르복실레이트기가 결합된 탄소 생성물도 안정성을 개선시켰다.
본 발명의 개질된 탄소 생성물은 모두가 수성 및 비수성인 잉크 및 코팅 배합물에 사용할 수 있다. 일반적으로, 잉크는 착색제 또는 안료, 및 점도와 건조도를 조정하기 위한 용매를 포함한다. 잉크는 임의로는 인쇄 동안 캐리어로서 작용하는 비히클 또는 바니쉬 및(또는) 인쇄능, 건조도 등을 개선하기 위한 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 잉크의 특성, 제조방법 및 용도에 관한 일반적인 논의에 대해서는 문헌 [The Printing Manual, 5th Ed., R.H. Leach 등 Eds. (Chapman ＆ Hall, 1993)]을 참조한다. 다른 공지된 잉크 첨가제도 잉크 배합물에 혼입할 수 있다. 개질되지 않은 탄소와 개질된 탄소 생성물의 혼합물을 함유한 잉크 배합물을 사용하는 것도 또한 본 발명의 범위내에 있다.
본 발명의 개질된 탄소 생성물은 표준 기술을 이용하여 예비분산액 또는 고체로서 잉크 배합물에 혼합할 수 있다. 본 발명의 개질된 탄소 생성물을 사용하면, 배합물의 점도를 감소시켜 현저한 잇점 및 비용 절감을 제공할 수 있다. 또한, 배합물중에 탄소 생성물을 보다 많이 충전할 수 있다. 또한, 분쇄 시간도 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 개질된 탄소 생성물은 분사도, 청색조 및 광택을 개선시킬 수 있다.
상기의 개질된 탄소 생성물은 또한 도료 또는 피니쉬와 같은 비수성 코팅 조성물에도 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 한 실시양태는 적합한 용매 및 본 발명의 개질된 탄소 생성물을 함유하는 코팅 조성물이다. 다른 통상적인 코팅 첨가제를 결합제와 같은 비수성 코팅 조성물에 혼합할 수 있다.
비수성 코팅 배합물은 최종 용도의 조건 및 요건에 따라 광범위하게 다양하다. 일반적으로, 코팅계는 30 중량% 이하의 탄소를 함유한다. 수지 함량은 거의 100 중량% 이하로 광범위하게 다양하다. 그 예에는 아크릴, 알키드, 우레탄, 에폭시, 셀룰로오스 등이 포함된다. 용매 함량은 0 내지 80 중량%로 다양할 수 있다. 그 예에는 방향족 탄화수소, 지방족 탄화수소, 알콜, 폴리알콜, 케톤, 에스테르 등이 포함된다. 두 가지 종류의 다른 일반적인 첨가제로는 충전제 및 개질제가 있다. 충전제의 예로는 다른 착색 안료 (예를 들어, TiO2, 프탈로 블루 등), 점토, 활석, 실리카 및 카보네이트가 있다. 충전제는 최종 용도 요건에 따라 60 중량% 이하로 첨가될 수 있다. 개질제의 예로는 일반적으로 5 중량% 미만으로 가해진 유동제 및 균염제와 살균제가 있다. 본 발명의 개질된 탄소 생성물은 표준 기술을 이용하여 예비분산액 또는 고체로 비수성 코팅 조성물에 혼합될 수 있다.
본 발명의 개질된 탄소 생성물을 함유하는 조성물의 혼입을 위한 비수성 매질의 예에는 멜라민-아크릴 수지, 멜라민-알키드 수지, 우레탄-경질 알키드 수지, 우레탄-경질 아크릴 수지 등이 포함되나, 이에 제한되지는 않는다. 또한, 본 발명의 개질된 탄소 생성물은 수성 에멀젼 도료중에도 사용될 수 있다. 이러한 형태의 도료에 있어서, 안료를 함유하는 비수성 부분이 존재하며, 이어서 이 비수성 부분은 수성 도료에 분산된다. 따라서, 본 발명의 개질된 탄소 생성물은 수성 에멀젼 도료내에 분산되는 비수성 부분의 일부로서 사용될 수 있다.
본 발명의 개질된 탄소 생성물은 또한 수성 잉크 및 코팅 배합물에 유용하다. 수성부분은 물과 다른 수혼화성 또는 수분산성 물질, 예컨대 알코올의 혼합물을 포함한다. 따라서, 본 발명은 물과 본 발명에 따른 개질된 탄소 생성물을 포함하는 수성 잉크 조성물을 제공한다. 공지의 다른 수성 잉크 첨가제를 수성 잉크 배합물에 혼입할 수 있다. 전술한 바와 같이, 잉크는 상술한 다양한 성분으로 이루어질 수 있다. 또한, 다양한 수성 잉크 조성물은 예를 들어, 모두 본 명세서에 참고문헌으로 인용되는 미국 특허 제2,833,736호, 동 제3,607,813호, 동 제4,104,833호, 동 제4,308,061호, 동 제4,770,706호 및 동 제5,026,755호에 개시되어 있다.
본 발명의 개질된 탄소 생성물은 또한 잉크젯 잉크 배합물에 유용하다. 미국 특허 제5,571,311호 및 동 제5,630,868호에 기재된 첨가제 및 배합물은 본 발명의 개질된 탄소 생성물과 함께 본 명세서에 사용할 수 있다.
본 발명의 개질된 탄소 생성물은 표준 기술을 이용하여 예비분산액 또는 고체로서 수성 잉크 배합물에 혼입할 수 있다.
플렉소 인쇄 잉크는 잉크 조성물 중 일군이다. 플렉소 인쇄 잉크는 일반적으로, 착색제, 결합제 및 비수성 또는 수성 용매를 포함한다. 본 발명의 개질된 탄소 생성물은 플렉소 인쇄 잉크 착색제로서 유용할 수 있다. 본 발명의 개질된 탄소 생성물은 수성 신문용 잉크에 사용할 수 있다. 예를 들어, 수성 신문용 잉크 조성물은 물, 본 발명의 개질된 탄소 생성물, 수지, 및 소포제 첨가제 또는 계면활성제와 같은 통상의 첨가제를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 개질된 탄소 생성물은 도료 또는 피니쉬와 같은 수성 코팅 조성물에 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 한 실시양태는 물, 수지 및 본 발명에 따른 개질된 탄소 생성물을 포함하는 개선된 수성 코팅 조성물이다. 공지의 다른 수성 코팅 첨가제를 수성 코팅 조성물에 혼입할 수 있다. 예를 들어, 모두 본 명세서에 참고문헌으로 인용되는 문헌 [McGraw-Hill Encyclopedia of Science ＆ Technology, 5th Ed. (McGraw-Hill, 1982)], 및 미국 특허 제5,051,464호, 동 제5,319,044호, 동 제5,204,404호, 동 제5,051,464호, 동 제4,692,481호, 동 제5,356,973호, 동 제5,314,945호, 동 제5,266,406호 및 동 제5,266,361호 참조. 본 발명의 수성 조성물은 또한 추가의 다른 착색 안료 (예를 들어, TiO2및 프탈로 블루 등), 점토, 활석, 실리카 및 카보네이트를 포함할 수 있다. 본 발명의 개질된 탄소 생성물은 표준 기술을 이용하여 예비분산액 또는 고체로서 수성 코팅 조성물에 혼입할 수 있다.
잉크 또는 코팅제는 다양한 용도로 사용될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 수성 잉크 및 코팅제에 있어서, 개질된 탄소 생성물은 잉크 또는 코팅제의 20 중량% 이하의 양으로 존재한다. 또한, 본 발명의 개질된 탄소 생성물과 비개질 탄소의 혼합물을 함유하는 수성 또는 비수성 잉크 또는 코팅 배합물을 사용하는 것도 본 발명의 범위내에 있다. 하기 논의하는 바와 같은 통상의 첨가제를 분산액에 첨가하여 수성 잉크 또는 코팅제의 특성을 추가로 개선시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 개질된 탄소 생성물을 잉크 배합물이 용매, 수성 매질 또는 수성 에멀션을 기재로 할 수 있는 잉크젯용 잉크에서 사용할 수도 있다.
하기 실시예는 청구된 본 발명을 예시하기 위한 것이며 제한하지는 않는다.
ASTM D-4820을 이용하여 BET 질소 표면적을 얻었다. ASTM D-2414를 이용하여 CTAB 면적값을 얻었다. L*a*b*값은 10도 D65 CIELAB 칼라 스페이스 기구에서 헌터 랩 스캔 (Hunter Lab Scan) 6000을 사용하여 측정하였다.
질소 및 외부 표면적 (t-면적)은 ASTM D-3037에 기재된 시료 제법과 측정 절차에 따라 측정하였다. 이러한 측정을 위해, 질소 흡착 등온선을 0.55 상대압까지 연장시켰다. 상대압은 압력 (P)을 포화 압력 (Po, 질소가 응축될 때의 압력)으로 나눈 값이다. 흡착층 두께 (t, Å)는 하기 식을 이용하여 계산하였다:
t = 0.88(P/Po)2+ 6.45(P/Po) + 2.98
이어서, 흡착된 질소의 부피 (v)를 t1에 대해 플롯팅한 다음, 3.9 내지 6.2 Å 사이의 t값에 대한 데이터 점을 통하여 직선을 그었다. 이어서, t-면적을 다음과 같이 상기 직선의 기울기로부터 구하였다:
t-면적 (㎡/g) = 15.47×기울기
각각의 시료를 속슬렛 (Soxhlet) 세척한 후에 연소 분석하여 카본 블랙 제품상의 황 함량을 측정하였다. 결합된 황의 mmol수는 비처리 카본 블랙의 분석치와의 차이로 측정하였다.
＜실시예 1＞
카본 블랙 생성물의 제조
본 실시예는 A 내지 J로 나타낸 카본 블랙 생성물의 제조를 예시한다. 각 시료에 대하여, CTAB 표면적이 361 m2/g이고 DBPA가 117 ㎖/100 g인 카본 블랙 10 g을 물 약 90 g중의 술파닐산 및 4-아미노페닐술페이토에틸술폰 (APSES) (하기 표에 그 양을 나타냄)에 가하고, 70 ℃에서 교반하였다. 물 몇 ㎖중의 NaNO2용액을 1 분 동안 가하고, 혼합물을 70 ℃에서 1 시간 동안 교반하였다. 생성된 분산액은 C6H4SO3 -Na+및(또는) C6H4SO2C2H4OSO3 -Na+기가 결합된 카본 블랙 생성물을 함유하였다.
실시예 술파닐산 (g) APSES (g) NaNO2(g)
A 0.61 1.49 0.61
B 0.00 4.08 1.01
C 1.30 0.90 0.74
D 1.75 1.24 1.00
E 0.87 2.14 0.87
F 1.96 0.37 0.87
G 1.37 0.25 0.61
H 0.00 3.00 0.74
I 1.85 0.00 0.74
J 2.50 0.00 1.00
＜실시예 2＞
카본 블랙 생성물의 제조
20.3 cm (8 인치)의 펠렛화기에 CTAB 표면적이 350 m2/g이고 DBPA가 120 ㎖/100 g인 카본 블랙 300 g과 술파닐산 (SA) 및 4-아미노페닐술페이토에틸술폰 (APSES) (하기 표에 그 양을 나타냄)을 채웠다. 펠렛화기를 100 rpm으로 1 분 동안 가동시켰다. 탈이온수중의 NaNO2용액을 65 ℃에서 가하고, 펠렛화기를 600 rpm으로 1 분 동안 가동시켰다. 추가로 5 g의 물을 가하고, 펠렛화기를 600 rpm으로 1 분 동안 추가로 가동시켰다. 4-술포벤젠디아조늄 히드록시드 내염 및(또는) 4-(2-술페이토에틸)술포닐벤젠디아조늄 히드록시드 내염이 반응중에 형성되었고, 이들을 카본 블랙과 반응시켰다. 생성물에는 p-C6H4SO3 -Na+및(또는) p-C6H4SO2C2H4OSO3 -Na+기가 결합되었다. 선택된 생성물의 시료를 0.5 M NaOH중에서 1 시간 동안 비등시키고, 속슬렛 추출기내에서 물로 철야 추출하여 건조시키고, 황을 분석하여 결합된 술폰의 양을 측정하였다.
실시예 SA (g) APSES (g) NaNO2(g) H2O (g) 총 처리 수준(μmol/m2) 결합된 술폰(μmol/m2)
2A 0 122 31.0 253 4.14 3.26
2B 0 106 26.9 253 3.60 2.88
2C 0 90.2 22.8 253 3.06 2.69
2D 26.5 63.7 26.9 229 3.62 -
2E 24.1 57.8 22.8 253 3.29 -
＜실시예 3＞
카본 블랙 생성물의 제조
20.3 cm (8 인치)의 펠렛화기에 CTAB 표면적이 350 m2/g이고 DBPA가 120 ㎖/100 g인 카본 블랙 300 g과 술파닐산 66.1 g을 채웠다. 펠렛화기를 100 rpm으로 1 분 동안 가동시켰다. 탈이온수 (228.5 g) 및 NaNO2(26.9 g)의 용액을 65 ℃에서 가하고, 펠렛화기를 600 rpm으로 1 분 동안 가동시켰다. 추가로 5 g의 물을 가하고, 펠렛화기를 600 rpm으로 1 분 동안 추가로 가동시켰다. 4-술포벤젠디아조늄 히드록시드 내염이 반응중에 형성되었고, 이것을 카본 블랙과 반응시켰다. 생성물의 시료를 건조시키고, 속슬렛 추출기중에서 메탄올로 철야 추출하여 건조하고, 황을 분석하였다. 생성물에는 2.96 μmol/m2의 p-C6H4SO3 -Na+기가 결합되었다.
＜실시예 4＞
카본 블랙 생성물의 제조
CTAB 표면적이 361 m2/g이고 DBPA가 117 ㎖/100 g인 카본 블랙 100 부/시간을 수용액으로서의 술파닐산 및 아질산나트륨과 함께 연속 가동되는 핀 혼합기에 채웠다. 생성된 물질을 건조하여 p-C6H4SO3 -Na+기가 결합된 펠렛화 카본 블랙 생성물을 얻었다.
실시예 술파닐산 (부/시간) NaNO2(부/시간)
4A 25 10
4B 18 7.2
＜실시예 5＞
코팅 조성물에서 카본 블랙 생성물의 사용
본 실시예는 수성 열경화성 아크릴 조성물중에서 실시예 1의 카본 블랙 생성물을 사용한 것을 예시한다. 코팅 조성물은 하기와 같이 제조하였다.
조성물 A : 물 (289 g), 파트코 (Patco) 845 탈포제 0.5 g 및 디메틸에탄올아민 17 g을 저전단응력 혼합기를 사용하여 5 분 동안 혼합하였다. 카길 (Cargill) 17-7241 아크릴 수지 (172 g) 및 SURFYNOL CT136 계면활성제 21.5 g을 가하고, 조성물을 저전단응력 혼합기를 사용하여 10 분 동안 추가로 혼합하였다. 파트코 845 탈포제는 미국 미주리주 캔사스시 소재의 아메리칸 인그레디언츠 캄파니 (American Ingredients Co.)로부터 입수할 수 있다. 카길 17-4271 아크릴 수지는 미국 미네소타주 미네아폴리스 소재의 카길 인크. (Cargill Inc.)로부터 입수할 수 있다. SURFYNOL CT136은 미국 펜실바니아주 앨런타운 소재의 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스 인크. (Air Products and Chemicals, Inc.)의 등록상표명이다.
조성물 B : 물 (61.0 g), 카길 17-7241 아크릴 수지 84.4 g, 디메틸에탄올아민 10.1 g, 카길 23-2347 멜라민 수지 19.8 g 및 BYK-306 계면활성제 1.14 g을 저전단응력 혼합기를 사용하여 10 분 동안 혼합하였다. 카길 23-2347 멜라민 수지는 카길 인크.로부터 입수할 수 있다. BYK-306은 생산된 계면활성제에 대한 등록상표명이고 BYK-케미사 USA (BYK-Chemie USA, Willingford)에 의해 시판된다
조성물 C : 실시예 1의 카본 블랙 생성물의 분산액 2 중량%는, 카본 블랙 생성물을 물에 가하고, 저전단응력하에 약 15 분 동안 교반함으로써 제조하였다. 이 분산액 (12.5 g)을 조성물 A 3.2 g 및 조성물 B 9.3 g과 함께 자석 교반기를 사용하여 20 분 동안 혼합하였다. 코팅 조성물은 사용전에 소정의 시간 동안 정치하였다.
대조용 코팅 조성물은 질소 표면적이 560 m2/g이고 DBPA가 100 ㎖/100 g이고 휘발성분 함량이 9.5%인 카본 블랙으로 제조하였다. 조성물 A (28.2 g), 물 19.4 g, 카본 블랙 2.6 g 및 #550 강환 150 g을 도료 진탕기상의 1/2 파인트 캔에서 3 시간 동안 진탕하였다. 여과후, 이 물질 5.7 g을 조성물 B 19.3 g에 가하고, 혼합물을 자석 교반자로 15 분 동안 교반하였다. 코팅 조성물은 사용전에 소정의 시간 동안 정치하였다.
코팅제를 0.076 mm (3 mil) 버드 (Bird) 도포기를 사용하여 레네타 (Leneta) 용지상에 도포하고, 163 ℃에서 15 분 동안 건조하였다. 투명한 코트를 도포하고, 시료를 다시 건조하였다. L*, a*및 b*값을 측정하고, 대조용 블랙의 값과 비교하였다. 하기 표는 p-C6H4SO2C2H4OSO3 -Na+기가 결합된 실시예 1의 카본 블랙 생성물을 사용하였을 때, 분사도 (jetness)가 개선된 코팅제를 얻었음을 나타낸다.
실시예로부터의 탄소 시간 (일) ΔL* Δa* Δb*
A 9 -0.51 0.10 -0.09
B 9 -0.29 0.07 0.26
C# 7 -0.23 0.02 0.21
D## 7 0.04 -0.02 0.08
D## 9 -0.16 0.09 -0.12
E 7 -0.41 0.02 0.14
F 7 0.08 -0.07 0.11
F 9 -0.03 0.19 -0.18
G 7 -0.32 -0.02 0.10
H 7 -0.24 0.23 0.22
I 7 0.21 0.09 0.20
J 7 0.07 -0.15 0.16
# 결과는 3회 수행의 평균임## 결과는 2회 수행의 평균임
＜실시예 6＞
코팅 조성물에서 카본 블랙 생성물의 사용
본 실시예는 실시예 5의 수성 코팅 조성물중에서 실시예 1B의 카본 블랙 생성물을 사용한 것을 예시한다. 코팅제의 건조 시간이 다르고 투명 코트의 존재 및 부재하에 평가한 것을 제외하고는, 코팅제를 실시예 5에서와 같이 제조 및 평가하였다. 하기 표의 결과는 액상 코팅 배합을 사용전 일정 기간 동안 정치하였을 때, 코팅제의 분사도가 개선되었음을 나타낸다.
투명 코트 존재 투명 코트 부재
시간 ΔL* Δa* Δb* ΔL* Δa* Δb*
1 시간 0.34 0.19 0.40 0.36 0.30 0.34
24 시간 0.01 0.15 0.27 0.14 0.15 0.26
3 일 -0.28 -0.06 0.17 -0.31 0.08 0.26
7 일 -0.40 0.00 0.04 -0.20 0.21 0.32
9 일 -0.29 0.07 0.26 -0.24 0.05 0.47
＜실시예 7＞
코팅 조성물에서 카본 블랙 생성물의 사용
본 실시예는 수성 열경화성 아크릴 조성물중에서 실시예 2 내지 4의 카본 블랙 생성물을 사용한 것을 예시한다. 코팅 조성물을 하기와 같이 제조하였다.
조성물 A : 물 (289.2 g), 파트코 845 탈포제 0.4 g 및 디메틸에탄올아민 17.0 g을 저전단응력 혼합기를 사용하여 5 분 동안 혼합하였다. 카길 17-7241 아크릴 수지 (86.0 g) 및 SURFYNOL CT136 계면활성제 10.7 g을 가하고, 조성물을 저전단응력 혼합기를 사용하여 10 분 동안 추가로 혼합하였다.
조성물 B : 물 (685.5 g), 카길 17-7241 아크릴 수지 230.2 g, 디메틸에탄올아민 27.4 g, 카길 23-2347 멜라민 수지 54.0 부 및 BYK-306 계면활성제 3.0 부를 저전단응력 혼합기를 사용하여 10 분 동안 혼합하였다.
조성물 C : 실시예 2B의 카본 블랙 생성물의 분산액 10 중량%는, 카본 블랙 생성물을 물에 가하고 저전단응력하에 약 15 분 동안 교반함으로써 제조하였다. 이 분산액 (2.5 g)을 조성물 A 3.2 g 및 조성물 B 19.3 g과 함께 자석 교반기를 사용하여 20 분 동안 혼합하였다. 코팅 조성물은 사용전에 소정의 시간 동안 정치하였다.
코팅제를 실시예 5의 방법으로 평가하고, 실시예 5의 대조용 코팅제와 비교하였다. 하기 표는 C6H4SO2C2H4OSO3 -Na+기가 결합된 실시예 2의 카본 블랙 생성물을 사용하였을 때, 분사도가 개선된 코팅제를 얻었음을 나타낸다.
실시예로부터의 탄소 시간(일) SA 처리 수준(μmol/m2) APSES 처리 수준(μmol/m2) 총 처리 수준(μmol/m2) ΔL* Δa* Δb*
2A 5 0 4.14 4.14 -0.40 0.12 0.18
2B 2 0 3.60 3.60 -0.61 0.05 0.03
2B 5 0 3.60 3.60 -0.61 0.12 0.05
2C 5 0 3.06 3.06 -0.47 0.02 0.07
2D 5 1.46 2.16 3.62 -0.32 0.05 0.14
2E 5 1.33 1.96 3.29 -0.44 -0.07 0.17
3 5 3.63 0 3.63 0.27 -0.02 0.10
4A 5 4.14 0 4.14 0.30 -0.06 0.14
4B 5 2.97 0 2.97 0.02 0.18 -0.01
＜실시예 8＞
코팅 조성물에서 카본 블랙 생성물의 사용
본 실시예는 상이한 아민을 함유한 것을 제외하고는, 실시예 5의 것과 유사한 수성 코팅 조성물중에서 실시예 2B의 카본 블랙 생성물을 사용한 것을 예시한다. 코팅 조성물을 하기와 같이 제조하였다.
조성물 A : 물 (57.8 g), 파트코 845 탈포제 0.1 g 및 아민을 저전단응력 혼합기를 사용하여 5 분 동안 혼합하였다. 카길 17-7241 아크릴 수지 (34.4 g) 및 SURFYNOL CT136 계면활성제 4.3 g을 가하고, 조성물을 저전단응력 혼합기를 사용하여 10 분 동안 추가로 혼합하였다.
조성물 B : 물 (342.7 g), 카길 17-7241 아크릴 수지 115.1 g, 아민, 카길 23-2347 멜라민 수지 27.0 g 및 BYK-306 계면활성제 1.5 g을 저전단응력 혼합기를 사용하여 10 분 동안 혼합하였다.
조성물 C : 실시예 2B의 카본 블랙 생성물의 분산액 10 중량%는, 카본 블랙 생성물을 물에 가하고 저전단응력하에 약 15 분 동안 교반함으로써 제조하였다. 이 분산액 (2.5 g)을 조성물 A 3.2 g 및 조성물 B 19.3 g과 함께 자석 교반기를 사용하여 20 분 동안 혼합하였다. 코팅 조성물은 사용전에 소정의 시간 동안 정치하였다.
코팅제를 실시예 5의 방법에 의해 평가하고, 실시예 5의 대조용 코팅제와 비교하였다.
아민 조성물 A에대한 아민의 중량 (g) 조성물 B에 대한아민의 중량 (g) 시간(시간) ΔL* Δa* Δb*
트리에틸아민 3.9 15.5 1 -0.05 0.06 -0.05
트리에틸아민 3.9 15.5 120 -0.28 0.17 0.15
2-아미노-2-메틸프로판올 3.4 13.7 1 0.82 0.38 0.82
2-아미노-2-메틸프로판올 3.4 13.7 120 -0.07 0.05 0.24
＜실시예 9＞
카본 블랙 생성물의 제조
CTAB 표면적이 361 m2/g이고 DBPA가 117 ㎖/100 g인 카본 블랙 100 부/시간을 p-아미노페닐술페이토에틸술폰 35 부/시간 및 9% 아질산나트륨 수용액 100.4 부/시간과 함께 연속 가동되는 핀 혼합기에 채웠다. 생성물에는 C6H4SO2C2H4OSO3 -Na+기가 결합되었다.
＜실시예 10＞
코팅 배합물에서 카본 블랙 생성물의 사용
본 실시예는 실시예 5의 수성 코팅 조성물중에서 실시예 9의 카본 블랙 생성물을 사용한 것을 예시한다. 코팅제를 제조하고, 8 일 후에 실시예 5에서와 같이 평가하였다. 코팅제는 각각 ΔL*가 -0.43이고, Δa*가 0.00이고, Δb*가 0.15였다.
본 발명의 다른 실시양태는 본 명세서에 개시된 본 발명의 세부내용 및 실시를 고려할 때, 당업계의 숙련자들에게 명백할 것이다. 세부내용 및 실시예는 예시적으로만 고려되고, 본 발명의 진정한 범위 및 정신은 하기 청구의 범위로 나타낸다.

Claims (58)

  1. a) 탄소에 직접 결합되어 있는 하나 이상의 방향족기 또는 C1-C12알킬기 및 b) 화학식 -AG-Sp-LG-Z (여기서, AG는 활성화기이고, Sp는 활성화기가 LG 제거를 촉진하도록 돕는 스페이서기이고, LG는 이탈기이고, Z는 반대이온임)의 이온성기 또는 이온화될 수 있는 기를 포함하는 하나 이상의 유기기가 결합된 탄소를 포함하는 개질된 탄소 생성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이온성기 또는 이온화될 수 있는 기가 SO2C2H4OSO3 -M+, SO2C2H4SSO3 -M+, SO2C2H4OPO3 2-M2 +, SO2C2H4Q+X-, NRSO2C2H4OSO3 -M+, NRSO2C2H4SSO3 -M+, NRSO2C2H4OPO3 2-M2 +, NRSO2C2H4Q+X-, SO2NRC2H4OSO3 -M+, SO2NRC2H4SSO3 -M+, SO2NRC2H4OPO3 2-M2 +, SO2NRC2H4Q+X-, NRCOC2H4OSO3 -M+, NRCOC2H4SSO3 -M+, NRCOC2H4Q+X-, O2CC2H4OSO3 -M+, O2CC2H4SSO3 -M+, SO2C2H4SO2C6H4SO3 -M+, SO2C2H4SO2C6H4CO2 -M+, NRCOC2H4SO2C2H4OSO3 -M+, NRCOC2H4SO2C6H4SO3 -M+, NRCOC2H4SO2C6H4CO2 -M+(여기서, R은 독립적으로 수소, C1-C12치환 또는 비치환 알킬, C2-C12치환 또는 비치환 알케닐, 시아노에틸, 또는 C7-C20치환 또는 비치환 아랄킬 또는 알카릴이고, M은 H, Li, Na, K 또는 Cs이고, Q+는 NR3 +, N(C2H4)3N+또는 N-치환 헤테로고리화합물이고, X는 할라이드, 또는 무기산 또는 유기산으로부터 유래된 음이온임)인 것인 개질된 탄소 생성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 이온성기 또는 이온화될 수 있는 기가 SO2C2H4OSO3 -M+인 것인 개질된 탄소 생성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 활성화기가 -SO2, -NRSO2, -NRCO, -O2C 또는 -SO2NH인 것인 개질된 탄소 생성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 스페이서기가 에틸렌기 또는 치환된 에틸렌기인 것인 개질된 탄소 생성물.
  6. 제5항에 있어서, 상기 스페이서기가 -AG에 인접한 탄소상에 하나 이상의 수소를 지닌 기인 개질된 탄소 생성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 이탈기가 -OSO3 -, -SSO3 -, -OPO3 2-또는 Q+이고, 이 때 Q+는 NR3 +(여기서, R은 독립적으로 수소, C1-C12치환 또는 비치환 알킬, C2-C12치환 또는 비치환 알케닐, 시아노에틸, 또는 C7-C20치환 또는 비치환 아랄킬 또는 알카릴임), N(C2H4)3N+또는 N-치환 헤테로고리화합물인 것인 개질된 탄소 생성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 반대이온이 H, Li, Na, K, Rb, Cs 또는 할라이드, 또는 무기산 또는 유기산으로부터 유래된 음이온인 것인 개질된 탄소 생성물.
  9. 제1항에 있어서, 탄소가 카본 블랙, 흑연, 탄소 섬유, 유리질 탄소, 미분 탄소, 활성탄, 활성 탄소, 또는 이들의 혼합물인 것인 개질된 탄소 생성물.
  10. 제9항에 있어서, 탄소가 카본 블랙인 것인 개질된 탄소 생성물.
  11. 제1항에 있어서, a) 방향족기 또는 C1-C12알킬기 및 b) 유기기로부터 제거되지 않은 이온성기 또는 이온화될 수 있는 기를 포함하는, 상기 탄소에 결합된 제2 유기기를 더 포함하는 개질된 탄소 생성물.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제2 유기기가 C6H4SO3 -Na+또는 C6H4CO2 -Na+인 것인 개질된 탄소 생성물.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제2 유기기가 약 2.4 마이크로몰/㎡ 미만의 농도로 탄소상에 존재하는 것인 개질된 탄소 생성물.
  14. 제1항에 있어서, 상기 유기기가 CTAB 또는 탄소의 t-면적을 기준으로, 사용된 탄소 1 ㎡ 당 약 0.10 내지 약 4.0 마이크로몰의 수준으로 존재하는 것인 개질된 탄소 생성물.
  15. 제14항에 있어서, 상기 수준이 CTAB 또는 탄소의 t-면적을 기준으로, 사용된 탄소 1 ㎡ 당 약 2.0 내지 약 3.3 마이크로몰인 것인 개질된 탄소 생성물.
  16. a) 제1항 기재의 개질된 탄소 생성물 및 b) 비수성 또는 수성 비히클을 포함하는 잉크 조성물.
  17. a) 제1항 기재의 개질된 탄소 생성물 및 b) 비수성 또는 수성 비히클을 포함하는 코팅 조성물.
  18. 제16항에 있어서, 탄소가 카본 블랙, 흑연, 탄소 섬유, 유리질 탄소, 미분 탄소, 활성탄, 활성 탄소, 또는 이들의 혼합물인 것인 잉크 조성물.
  19. 제18항에 있어서, 탄소가 카본 블랙인 것인 잉크 조성물.
  20. 제17항에 있어서, 탄소가 카본 블랙, 흑연, 탄소 섬유, 유리질 탄소, 미분 탄소, 활성탄, 활성 탄소, 또는 이들의 혼합물인 것인 코팅 조성물.
  21. 제20항에 있어서, 탄소가 카본 블랙인 것인 코팅 조성물.
  22. a) 탄소에 직접 결합되어 있는 하나 이상의 방향족기 또는 C1-C12알킬기 및 b) 화학식 -AG-CH=CH2, -AG-C2H4OH 또는 -AG-C2H4-O-C2H4-AG- (여기서, 각각의 AG는 동일하거나 또는 상이할 수 있는 활성화기임)의 기를 포함하는 하나 이상의 유기기가 결합된 탄소를 포함하는 개질된 탄소 생성물.
  23. 제22항에 있어서, 상기 활성화기가 -SO2, -NRSO2, -NRCO, -O2C 또는 -SO2NH (여기서, R은 독립적으로 수소, C1-C12치환 또는 비치환 알킬, C2-C12치환 또는 비치환 알케닐, 시아노에틸, 또는 C7-C20치환 또는 비치환 아랄킬 또는 알카릴임)인 것인 개질된 탄소 생성물.
  24. a) 제22항 기재의 개질된 탄소 생성물 및 b) 비수성 또는 수성 비히클을 포함하는 잉크 조성물.
  25. a) 제22항 기재의 개질된 탄소 생성물 및 b) 비수성 또는 수성 비히클을 포함하는 코팅 조성물.
  26. 제24항에 있어서, 탄소가 카본 블랙, 흑연, 탄소 섬유, 유리질 탄소, 미분 탄소, 활성탄, 활성 탄소, 또는 이들의 혼합물인 것인 잉크 조성물.
  27. 제25항에 있어서, 탄소가 카본 블랙, 흑연, 탄소 섬유, 유리질 탄소, 미분 탄소, 활성탄, 활성 탄소, 또는 이들의 혼합물인 것인 코팅 조성물.
  28. 물 또는 비수성 용매, 제1항 기재의 개질된 탄소 생성물, 및 카본 블랙 이외의 착색 안료를 포함하는 코팅 조성물.
  29. 물 또는 비수성 용매, 제2항 기재의 개질된 탄소 생성물, 및 카본 블랙 이외의 착색 안료를 포함하는 코팅 조성물.
  30. 물 또는 비수성 용매, 제3항 기재의 개질된 탄소 생성물, 및 카본 블랙 이외의 착색 안료를 포함하는 코팅 조성물.
  31. 물 또는 비수성 용매, 제4항 기재의 개질된 탄소 생성물, 및 카본 블랙 이외의 착색 안료를 포함하는 코팅 조성물.
  32. 물 또는 비수성 용매, 제5항 기재의 개질된 탄소 생성물, 및 카본 블랙 이외의 착색 안료를 포함하는 코팅 조성물.
  33. 물 또는 비수성 용매, 제6항 기재의 개질된 탄소 생성물, 및 카본 블랙 이외의 착색 안료를 포함하는 코팅 조성물.
  34. 물 또는 비수성 용매, 제7항 기재의 개질된 탄소 생성물, 및 카본 블랙 이외의 착색 안료를 포함하는 코팅 조성물.
  35. 물 또는 비수성 용매, 제1항 기재의 개질된 탄소 생성물, 및 점토, 활석, 실리카 또는 카보네이트를 포함하는 코팅 조성물.
  36. 물 또는 비수성 용매, 제21항 기재의 개질된 탄소 생성물, 및 카본 블랙 이외의 착색 안료를 포함하는 코팅 조성물.
  37. 물 또는 비수성 용매, 제22항 기재의 개질된 탄소 생성물, 및 카본 블랙 이외의 착색 안료를 포함하는 코팅 조성물.
  38. 물 또는 비수성 용매, 제11항 기재의 개질된 탄소 생성물, 및 카본 블랙 이외의 착색 안료를 포함하는 코팅 조성물.
  39. 물 또는 비수성 용매, 제12항 기재의 개질된 탄소 생성물, 및 카본 블랙 이외의 착색 안료를 포함하는 코팅 조성물.
  40. 제22항에 있어서, a) 방향족기 또는 C1-C12알킬기 및 b) 유기기로부터 제거되지 않은 이온성기 또는 이온화될 수 있는 기를 포함하는, 상기 탄소에 결합된 제2 유기기를 더 포함하는 개질된 탄소 생성물.
  41. 제40항에 있어서, 상기 제2 유기기가 C6H4SO3 -Na+또는 C6H4CO2 -Na+인 것인 개질된 탄소 생성물.
  42. 제40항에 있어서, 상기 제2 유기기가 약 2.4 마이크로몰/㎡ 미만의 농도로 탄소상에 존재하는 것인 개질된 탄소 생성물.
  43. a) 제11항 기재의 개질된 탄소 생성물 및 b) 비수성 또는 수성 비히클을 포함하는 잉크 조성물.
  44. a) 제11항 기재의 개질된 탄소 생성물 및 b) 비수성 또는 수성 비히클을 포함하는 코팅 조성물.
  45. a) 제1항 기재의 개질된 탄소 생성물 및 b) 완충제, 안정화제, 또는 완충제와 안정화제 모두를 포함하는 수성 조성물.
  46. 제45항에 있어서, 상기 완충제가 벤조산나트륨 또는 아세트산나트륨인 것인 수성 조성물.
  47. a) 제1항 기재의 개질된 탄소 생성물 및 b) 비수성 또는 수성 비히클을 포함하는 잉크젯 잉크 조성물.
  48. 제47항에 있어서, 탄소가 카본 블랙, 흑연, 탄소 섬유, 유리질 탄소, 미분 탄소, 활성탄, 활성 탄소, 또는 이들의 혼합물인 것인 잉크젯 잉크 조성물.
  49. 제48항에 있어서, 상기 탄소가 카본 블랙인 것인 잉크젯 잉크 조성물.
  50. a) 제22항 기재의 개질된 탄소 생성물 및 b) 비수성 또는 수성 비히클을 포함하는 잉크젯 잉크 조성물.
  51. 제50항에 있어서, 탄소가 카본 블랙인 것인 잉크젯 잉크 조성물.
  52. 제1항에 있어서, 상기 이온성기 또는 이온화될 수 있는 기가 시클릭기 또는 헤테로시클릭기를 포함하는 것인 개질된 탄소 생성물.
  53. 제52항에 있어서, 상기 이온성기 또는 이온화될 수 있는 기가,,또는(여기서, R은 독립적으로 수소, C1-C12치환 또는 비치환 알킬, C2-C12치환 또는 비치환 알케닐, 시아노에틸, 또는 C7-C20치환 또는 비치환 아랄킬 또는 알카릴임)인 것인 개질된 탄소 생성물.
  54. a) 제52항 기재의 개질된 탄소 생성물 및 b) 비수성 또는 수성 비히클을 포함하는 잉크 조성물.
  55. a) 제52항 기재의 개질된 탄소 생성물 및 b) 비수성 또는 수성 비히클을 포함하는 코팅 조성물.
  56. a) 제52항 기재의 개질된 탄소 생성물 및 b) 비수성 또는 수성 비히클을 포함하는 잉크젯 잉크 조성물.
  57. 제22항에 있어서, AG가 N(COCH=CHCO) 및 N(COCH=CCH3CO)인 것인 개질된 탄소 생성물.
  58. 제22항에 있어서, 상기 AG가 시클릭기의 일부 또는 헤테로시클릭기의 일부를 이루거나 또는 형성하는 것인 개질된 탄소 생성물.
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