KR20050035169A - 개질 안료를 포함하는 분산액 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비히클 및 개질 안료를 포함하는 분산액에 관한 것이다. 수성 매질 중에서 측정한 상기 개질 안료의 제타 (zeta) 전위는 5.0 내지 11.0의 pH에서 0.0 mV이다. 또한, 본 발명은 잉크젯 잉크 조성물 및 잉크젯 소모성 세트를 제공한다.

Description

개질 안료를 포함하는 분산액 {Dispersions Comprising Modified Pigments}
본 발명은 비히클, 및 유기 기가 부착된 안료를 포함하는 개질 안료를 포함하는 분산액에 관한 것이다. 수성 매질 중에서 측정한 상기 개질 안료의 제타 (zeta) 전위가 약 5.0 내지 약 11.0의 pH에서 0.0 mV이다. 또한, 본 발명은 잉크젯 잉크 조성물 및 잉크젯 소모성 세트를 개시한다.
일반적으로, 단독 안료는 액체 비히클 중에 용이하게 분산성이 아니다. 안정한 안료 분산액을 제공할 수 있는 각종 기술이 개발되었다. 예를 들어, 안료에 분산제를 가하여 특정 매질 중에서의 안료의 분산성을 향상시킬 수 있다. 분산제의 예로는 수용성 중합체 및 계면활성제가 포함된다. 안료 분산액은 각종 안료 기재 잉크 조성물에 사용된다.
최근에는, 분산성 등의 특성이 개선된 잉크 조성물을 제공하는 개질된 착색 안료도 개발되었다. 예를 들어, 미국 특허 제5,851,280호에는 유기 기를 안료에 부착시키는 방법, 예를 들어 디아조늄염의 일부분인 유기 기를 디아조늄 반응을 통해 안료에 부착시키는 방법이 기재되어 있다. 생성된 표면 개질 안료를 잉크, 잉크젯 잉크, 코팅물, 토너, 플라스틱, 고무 등의 각종 용품에 사용할 수 있다.
PCT 국제 공개 제WO 01/51566호에는 제1 화학 기 및 제2 화학 기를 반응시켜 제3 화학 기가 부착된 안료를 형성함으로써 개질 안료를 제조하는 방법이 기재되어 있다. 제1 화학 기는 하나 이상의 친핵체를 포함하고 제2 화학 기는 하나 이상의 친전자체를 포함하거나, 또는 제1 화학 기는 하나 이상의 친전자체를 포함하고 제2 화학 기는 하나 이상의 친핵체를 포함한다. 이들 안료는 잉크 조성물 및, 특히 잉크젯 잉크 조성물에 사용된다.
상기와 같은 노력에 의해 개선된 특성을 갖는 개질 안료가 제공되나, 개선된 안료 기재의 분산액 및 잉크 조성물에 대한 필요성이 여전히 남아있다.
<발명의 요약>
본 발명은
a) 비히클; 및
b) 2종 이상의 유기 기가 부착된 안료를 포함하며, 수성 매질 중에서 측정한 제타 전위가 약 5.0 내지 약 11.0의 pH에서 0.0 mV인 개질 안료
를 포함하는 분산액에 관한 것이다. 바람직한 실시양태에서, 상기 분산액은 잉크젯 잉크 조성물이다.
또한, 본 발명은
a) 비히클; 및
b) 음이온 (anionic) 기 또는 음이온성 (anionizable) 기 및 하나 이상의 양이온 (cationic) 기 또는 양이온성 (cationizable) 기를 포함하는 하나 이상의 유기 기가 부착된 안료를 포함하며, 수성 매질 중에서 측정한 제타 전위가 약 5.0 내지 약 11.0의 pH에서 0.0 mV인 개질 안료
를 포함하는 분산액에 관한 것이다. 바람직한 실시양태에서, 상기 분산액은 잉크젯 잉크 조성물이다.
또한, 본 발명은 표면 pH가 약 4.0 내지 약 8.0인 기재 및 본원에 기재된 잉크젯 잉크 조성물을 포함하는 잉크젯 소모성 세트에 관한 것이다.
상기 일반적 설명 및 하기 상세한 설명 모두 단지 예시적 및 설명적인 것이며, 청구의 범위에 청구된 본 발명을 더 설명하기 위한 것으로 의도됨을 이해하여야 한다.
도 1은 본원에 기재된 개질 안료를 포함하는 분산액의 제타 전위에 대한 pH의 일반적 효과를 나타내는 플롯이다.
도 2는 실시예 1 내지 4에 기재된 본 발명의 분산액 및 비교예 1에 기재된 분산액의 제타 전위에 대한 pH의 효과를 나타내는 플롯이다.
본 발명은 비히클 및 개질 안료를 포함하는 분산액에 관한 것이다. 수성 매질 중에서 측정한 상기 개질 안료의 제타 전위는 소정의 pH 범위 내에서 0.0 mV이다.
본 발명의 분산액은 비히클 및 개질 안료를 포함한다. 비히클은 수성 또는 비-수성 액체 비히클일 수 있으나, 바람직하게는 물을 함유하는 비히클이다. 따라서, 바람직하게는 비히클은 수성 비히클이고, 예를 들어 물, 또는 알콜과 같은 수 혼화성 용매와 물의 혼합물일 수 있다. 바람직하게는, 수성 비히클은 물이고 분산액은 수분산액이다.
또한, 본 발명의 분산액은 개질 안료를 포함한다. 상기 개질 안료는 유기 기가 부착된 안료를 포함한다. 안료는 당업자가 통상적으로 사용하는 임의 유형의 안료, 예를 들어 흑색 안료 및 기타 착색 안료이다. 또한, 상이한 안료의 혼합물을 사용할 수 있다.
흑색 안료의 대표적 예로는, 각종 카본 블랙 (피그먼트 블랙 (Pigment Black) 7), 예를 들어 채널 블랙, 퍼니스 블랙 및 램프 블랙이 포함되며, 예를 들어 캐보트 코포레이션 (Cabot Corporation)으로부터 상표명 레갈 (Regal, 등록상표), 블랙 펄즈 (Black Pearls, 등록상표), 엘프텍스 (Elftex, 등록상표), 모나크 (Monarch, 등록상표), 모굴 (Mogul, 등록상표) 및 불칸 (Vulcan, 등록상표)으로 시판되는 카본 블랙 (예를 들어, 블랙 펄즈 (등록상표) 2000, 블랙 펄즈 (등록상표) 1400, 블랙 펄즈 (등록상표) 1300, 블랙 펄즈 (등록상표) 1100, 블랙 펄즈 (등록상표) 1000, 블랙 펄즈 (등록상표) 900, 블랙 펄즈 (등록상표) 880, 블랙 펄즈 (등록상표) 800, 블랙 펄즈 (등록상표) 700, 블랙 펄즈 (등록상표) L, 엘프텍스 (등록상표) 8, 모나크 (등록상표) 1400, 모나크 (등록상표) 1300, 모나크 (등록상표) 1100, 모나크 (등록상표) 1000, 모나크 (등록상표) 900, 모나크 (등록상표) 880, 모나크 (등록상표) 800, 모나크 (등록상표) 700, 모굴 (등록상표) L, 레갈 (등록상표) 330, 레갈 (등록상표) 400, 불칸 (등록상표) P)이 포함된다. 다른 적합한 카본 블랙에는 프린텍스 (Printex) 40, 프린텍스 80, 프린텍스 300, 프린텍스 L, 프린텍스 U, 프린텍스 V, 스페셜 블랙 (Special Black) 4, 스페셜 블랙 5, FW200, (데구사 코포레이션 (Degussa Corporation)으로부터 입수가능함), 레이븐 (Raven) 780, 레이븐 890, 레이븐 1020, 레이븐 1040, 레이븐 1255, 레이븐 1500, 레이븐 5000, 레이븐 5250 (콜롬비안 케미칼 코포레이션 (Colombian Chemical Corporation)으로부터 입수가능함), 및 미쯔비시 케미칼 코포레이션 (Mitsubishi Chemical Corporation)으로부터 입수가능한 MA100 및 MA440이 포함되나, 이에 제한되지는 않는다.
또한, 안료는 광범위한 통상적 착색 안료로부터 선택될 수 있다. 착색 안료는, 청색, 흑색, 갈색, 청록색, 녹색, 백색, 보라색, 자홍색, 적색, 오렌지색, 황색 및 이들의 혼색일 수 있다. 착색 안료의 적합한 군은, 예를 들어 안트라퀴논, 프탈로시아닌 블루, 프탈로시아닌 그린, 디아조, 모노아조, 피란트론, 페릴렌, 헤테로시클릭 옐로우, 퀴나크리돈 및 (티오)인디고이드를 포함한다. 프탈로시아닌 블루의 대표적 예로는 구리 프탈로시아닌 블루 및 그의 유도체 (피그먼트 블루 (Pigment Blue) 15)가 포함된다. 퀴나크리돈의 대표적 예로는 피그먼트 오렌지 (Pigment Orange) 48, 피그먼트 오렌지 49, 피그먼트 레즈 (Pigment Red) 122, 피그먼트 레드 192, 피그먼트 레드 202, 피그먼트 레드 206, 피그먼트 레드 207, 피그먼트 레드 209, 피그먼트 바이올렛 (Pigment Violet) 19 및 피그먼트 바이올렛 42가 포함된다. 안트라퀴논의 대표적 예로는 피그먼트 레드 43, 피그먼트 레드 194 (페리논 레드 (Perinone Red)), 피그먼트 레드 216 (브롬화 피란트론 레드 (Brominated Pyranthrone Red)) 및 피그먼트 레드 226 (피란트론 레드 (Pyranthrone Red))이 포함된다. 페릴렌의 대표적 예로는 피그먼트 레드 123 (버밀리언 (Vermillion)), 피그먼트 레드 149 (스칼렛 (Scarlet)), 피그먼트 레드 179 (머륜 (Maroon)), 피그먼트 레드 190 (레드 (Red)), 피그먼트 바이올렛 19, 피그먼트 레드 189 (옐로우 쉐이드 레드 (Yellow Shade Red)) 및 피그먼트 레드 224가 포함된다. 티오인디고이드의 대표적 예로는 피그먼트 레드 86, 피그먼트 레드 87, 피그먼트 레드 88, 피그먼트 레드 181, 피그먼트 레드 198, 피그먼트 바이올렛 36 및 피그먼트 바이올렛 38이 포함된다. 헤테로시클릭 옐로우의 대표적 예로는 피그먼트 옐로우 (Pigment Yellow) 1, 피그먼트 옐로우 3, 피그먼트 옐로우 12, 피그먼트 옐로우 13, 피그먼트 옐로우 14, 피그먼트 옐로우 17, 피그먼트 옐로우 65, 피그먼트 옐로우 73, 피그먼트 옐로우 74, 피그먼트 옐로우 151, 피그먼트 옐로우 117, 피그먼트 옐로우 128 및 피그먼트 옐로우 138이 포함된다. 이들 안료는 많은 제조원, 예를 들어 바스프 코포레이션 (BASF Corporation), 엥겔하드 코포레이션 (Engelhard Corporation) 및 선 케미칼 코포레이션 (Sun Chemical Corporation)으로부터 분말 또는 압착 케이크 형태로 상업적으로 입수가능하다. 다른 적합한 착색 안료의 예는 문헌 [Colour Index, 3rd edition, The Society of Dyers and Colourists, 1982]에 기재되어 있다.
안료의 다른 예는 호스타핀 (Hostafine, 등록상표) 시리즈, 예를 들어 호스타핀 (등록상표) 옐로우 GR (피그먼트 13), 호스타핀 (등록상표) 옐로우 (피그먼트 83), 호스타핀 (등록상표) 레드 FRLL (피그먼트 레드 9), 호스타핀 (등록상표) 루빈 (Rubine) F6B (피그먼트 184), 호스타핀 (등록상표) 블루 2G (피그먼트 블루 15:3), 호스타핀 (등록상표) 블랙 T (피그먼트 블랙 7), 및 호스타핀 (등록상표) 블랙 TS (피그먼트 블랙 7), 노르만디 마젠타 (Normandy Magenta) RD-2400, 팔리오젠 바이올렛 (Paliogen Violet) 5100, 팔리오젠 (등록상표) 바이올렛 5890, 퍼머넌트 (Permanent) 바이올렛 VT2645, 헬리오젠 (Heliogen) 그린 L8730, 아르길 (Argyle) 그린 XP-111-S, 브릴리언트 그린 토너 (Brilliant Green Toner) GR0991, 헬리오젠 (등록상표) 블루 L6900, L7020, 헬리오젠 (등록상표) 블루 D6840, D7080, 수단 블루 (Sudan Blue) OS, PV 패스트 블루 (Fast Blue) B2GO1, 이르갈라이트 (Irgalite) 블루 BCA, 팔리오젠(등록상표) 블루 6470, 수단 III, 수단 II, 수단 IV, 수단 오렌지 G, 수단 오렌지 220, 팔리오젠 (등록상표) 오렌지 3040, 오르토 (Ortho) 오렌지 OR 2673, 팔리오젠 (등록상표) 옐로우 152, 1560, 리톨 패스트 옐로우 (Lithol Fast Yellow) 0991K, 팔리오톨 (Paliotol) 옐로우 1840, 노보펌 (Novoperm, 등록상표) 옐로우 FG 1, 퍼머넌트 옐로우 YE 0305, 루모젠 (Lumogen) 옐로우 D0790, 수코-겔브 (Suco-Gelb) L1250, 수코-옐로우 D1355, 호스타펌 (Hostaperm, 등록상표) 핑크 E, 파날 (Fanal) 핑크 D4830, 신쿠아시아 (Cinquasia) 마젠타, 리톨 (Lithol) 스칼렛 D3700, 톨루이딘 레드, 스칼렛 포 써모플래스트 (Scarlet for Thermoplast) NSD PS PA, E.D. 톨루이딘 레드, 리톨 루빈 토너, 리톨 스칼렛 4440, 본 레드 (Bond Red) C, 로얄 브릴리언트 레드 RD-8192, 오라셋 (Oracet) 핑크 RF, 팔리오젠 (등록상표) 레드 3871K, 팔리오젠 (등록상표) 레드 3340 및 리톨 패스트 스칼렛 L4300이 포함된다. 이들은 훽스트 셀라니즈 코포레이션 (Hoechst Celanese Corporation), 폴 울리히 (Paul Uhlich), 바스프, 아메리칸 훽스트 (American Hoechst), 시바-가이기 (Ciba-Geigy), 알드리히 (Aldrich), 듀폰 (DuPont), 우긴 쿨만 오브 캐나다 (Ugine Kuhlman of Canada), 도미니온 컬러 캄퍼니 (Dominion Color Company), 마그루더 (Magruder) 및 메테손, 콜만, 벨 (Matheson, Coleman, Bell)과 같은 제조원으로부터 입수가능하다.
안료는 질소 흡착법에 의해 측정할 때 폭넓은 범위의 BET 표면적을 가질 수 있다. 바람직하게는, 안료는 작은 1차/응집물 입자 크기에 상응하는 85 m2/g 이상, 더욱 바람직하게는 약 100 m2/g 이상의 표면적을 갖는다. 그러한 표면적은 안료상의 처리제의 보다 균일한 분포 및 효율적 수준, 및 후가공 기술후 개질 안료의 보다 높은 백분율 수율을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 안료의 바람직한 높은 표면적 (그에 의해 작은 입자 크기에 상응함)이 쉽게 이용가능하지 않는 경우, 안료에 통상의 크기 분쇄 또는 감소 기술, 예를 들어 볼 또는 젯 밀링을 적용하여 안료를 목적하는 입자 크기로 감소시킬 수 있다는 것이 당업자에 의해 충분히 인지된다.
본 발명의 제1 실시 양태에서, 분산액은 2종 이상의 유기 기가 부착된 개질 안료를 포함한다. 2종 이상의 유기 기는 유기 기 A 및 유기 기 B의 2종 유형의 유기 기를 의미한다. 이들 기는 임의의 순서로 안료에 부착될 수 있다. 각각의 유기 기 A 및 B는 하나 이상의 이온 기, 이온성 기, 또는 이온 기와 이온성 기의 혼합물을 포함한다. 이온 기는 음이온 또는 양이온이고, Na+, K+, Li+, NH4 +, NR'4 +, 아세테이트, NO3 -, SO4 -2, R'SO3 -, R'OSO3 -, OH- 및 Cl- (여기서, R'는 수소 또는 유기 기, 예를 들어 치환되거나 비치환되 아릴 및(또는) 알킬기를 나타냄)와 같은 무기 또는 유기 반대이온을 포함하는 반대 전하의 반대이온과 결합된다. 이온성 기는 사용 매질 중에서 이온 기를 형성할 수 있는 기이다. 음이온성 기는 음이온을 형성하고, 양이온성 기는 양이온을 형성한다. 유기 이온 기는 그의 전문이 본원에 참고로 도입되는 미국 특허 제5,698,016호에 기재된 것들을 포함한다.
유기 기 A는 바람직하게는 하나 이상의 음이온 또는 음이온성 기를 포함한다. 음이온 기는 산성 치환체와 같은 음이온을 형성할 수 있는 이온성 치환체를 갖는 기 (음이온성 기)로부터 생생될 수 있는 음 대전된 이온 기이다. 또한, 음이온 기는 이온성 치환체의 염 중의 음이온일 수 있다. 바람직하게는, 이온성 치환체가 음이온을 형성하는 경우, 이온성 치환체의 pKa가 11 미만이다. 또한 음이온 기는 pKa가 11 미만인 이온성 기를 갖는 화학종 및 pKa가 11 미만인 이온성 치환체의 염으로부터 생생될 수 있다. 이온성 치환체의 pKa는 단지 산성 치환체만이 아닌 전체적인 이온성 치환체의 pKa를 가리킨다. 더욱 바람직하게는, pKa는 10 미만, 가장 바람직하게는 9 미만이다.
음이온 기의 대표적인 예로는 -COO-, -SO3 -, -OSO3 -, -HPO3 -, -OPO3 -2 및 -PO3 -2가 포함된다. 음이온성 기의 대표적인 예로는 -COOH, -SO3H, -PO3H2, -R'SH, -R'OH 및 -SO2NHCOR' (여기서, R'는 수소 또는 유기 기, 예를 들어 치환되거나 비치환된 아릴 및(또는) 알킬기를 나타냄)이 포함된다. 바람직하게는, 음이온 기 또는 음이온성 기는 카르복실산 기, 술폰산 기, 포스폰산 기 또는 그의 염이다.
유기 기 B는 바람직하게는 하나 이상의 양이온 기 또는 양이온성 기를 포함한다. 양이온 기는 양성자화 아민과 같은 양이온을 형성할 수 있는 이온성 치환체 (양이온성 기)로부터 생생될 수 있는 양 대전된 유기 이온 기이다. 예를 들어, 알킬 또는 아릴 아민이 산성 매질 중에서 양성자화되어 암모늄기 -NR'2H+ (여기서, R'는 치환되거나 비치환된 아릴 및(또는) 알킬기와 같은 유기 기를 나타냄)를 형성할 수 있다. 바람직하게는, 아민의 pKb는 5 미만이다. 또한, 양이온 기는 양 대전된 유기 이온 기일 수 있다. 그의 예로는 4급 암모늄기 (-NR'3 +) 및 4급 포스포늄기 (-PR'3 +)가 포함된다. 여기서, R'는 수소 또는 치환되거나 비치환된 아릴 및(또는) 알킬기와 같은 유기 기를 나타낸다. 바람직하게는, 양이온 기 또는 양이온성 기는 아민기 또는 그의 염이다.
또한, 유기 기 A 및 유기 기 B는 독립적으로 중합체 기일 수 있다. 바람직하게는, 중합체 기는 상기 기재된 이온 기 또는 이온성 기를 포함한다. 따라서, 유기 기 A는 하나 이상의 음이온 기 또는 음이온성 기를 포함하는 중합체 기일 수 있다. 그의 예로는 다중산, 예를 들어 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 스티렌-아크릴산 중합체를 포함한 아크릴산 또는 메타크릴산의 공중합체, 및 말레산 무수물 함유 중합체의 가수분해된 유도체가 포함되나 이에 제한되지는 않는다. 또한, 유기 기 B는 하나 이상의 양이온 기 또는 양이온성 기를 포함하는 중합체 기일 수 있다. 그의 예는 선형 또는 분지형 폴리아민, 예를 들어 폴리에틸렌이민 (PEI), 에틸렌이민의 올리고머 (예를 들어, 펜타에틸렌아민, PEA) 및 폴리에틸렌이민의 유도체를 포함하나 이에 제한되지는 않는다.
예를 들어, 유기 기 A 및 유기 기 B는 화학식 -X-Sp[중합체]R로 표시되는 기일 수 있다. 안료에 직접 부착된 X는 아릴렌 또는 헤테로아릴렌기 또는 알킬렌기를 나타내고, Sp기로 치환된다. Sp는 스페이서 기를 나타낸다. 중합체 기는 반복 단량체 기 또는 다수의 단량체 기 또는 둘다를 포함하는 중합체 기를 나타낸다. R은 수소, 결합, 치환되거나 비치환된 알킬기, 또는 치환되거나 비치환된 아릴기를 나타낸다. 바람직하게는, 단량체기의 적어도 한 유형은 하나 이상의 이온 기 또는 이온성 기를 포함한다. 따라서, 바람직하게는 유기 기 A의 경우, 단량체의 적어도 한 유형은 음이온 기 또는 음이온성 기를 포함하고, 유기 기 B의 경우, 단량체의 적어도 한 유형은 양이온 기 또는 양이온성 기를 포함한다. 중합체 기는 추가의 기로 더 치환될 수 있다. "중합체"를 이루는 단량체 반복 단위의 총 수는 바람직하게는 약 500개 단량체 반복 단위 이하이다.
중합체 기는 예를 들어 열가소성 중합체 기 또는 열경화성 중합체 기와 같은 임의 유형의 중합체 기일 수 있다. 또한, 중합체 기는 단독중합체, 공중합체, 삼원중합체 및(또는) 임의의 수의 상이한 반복 단위를 함유하는 중합체일 수 있다. 또한, 중합체 기는 랜덤 중합체, 교호 중합체, 그래프트 중합체, 블록 중합체, 별형 중합체 및(또는) 빗형 중합체일 수 있다. 중합체 기의 바람직한 예는 상기 기재된 것들이다.
Sp기는 본원에 사용되는 바와 같이 2개의 기 사이의 연결부인 스페이서 기를 나타낸다. Sp기는 결합 또는 화학 기일 수 있다. 화학 기의 예로는 -CO2, -O2C-, -CO-, -OSO2-, -SO3-, -SO2-, -SO2C2H4O-, -SO2C2H4S-, -SO2C2H4NR-, -O-, -S-, -NR-, -NRCO-, -CONR-, -NRCO2-, -O2CNR-, -NRCONR-, -NRCOCH(CH2CO2R)-, -NRCOCH2CH(CO2R)-, -N(COR)(CO)-, 이미드기, 아릴렌기, 알킬렌기 등이 포함되나 이에 제한되지는 않는다. R은 동일하거나 상이할 수 있으며, 수소 또는 치환되거나 비치환된 아릴 또는 알킬기와 같은 유기 기를 나타낸다.
X기는 아릴렌 또는 헤테로아릴렌기 또는 알킬렌기를 나타낸다. X는 안료에 직접 부착되고, Sp기로 더 치환된다. 방향족기는 임의의 기, 예를 들어 하나 이상의 알킬기 또는 아릴기로 더 치환될 수 있다. 바람직하게는, 아릴렌기는 페닐렌, 나프틸렌 또는 비페닐렌, 및 헤테로아릴렌기이다. X가 알킬렌기를 나타내는 경우, 그 예로는 분지형 또는 비분지형일 수 있는 치환되거나 비치환된 알킬렌기가 포함되나 이에 제한되지는 않는다. 알킬렌기는 하나 이상의 기, 예를 들어 방향족기로 치환될 수 있다. 그의 예로는 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌 또는 부틸렌기와 같은 C1-C12기가 포함되나 이에 제한되지는 않는다. 바람직하게는, X는 아릴렌기이다.
X기는 하나 이상의 관능기로 치환될 수 있다. 관능기의 예로는 R''', OR''', COR''', COOR''', OCOR''', 카르복실레이트, 할로겐, CN, NR'''2, SO3H, 술폰산염, 황산염, NR'''(COR'''), CONR'''2, NO2, PO3H2, 포스폰산염, 인산염, N=NR''', SOR''', NSO2R''' (여기서, R'''은 동일하거나 상이할 수 있고 독립적으로 수소, 분지형 또는 비분지형 C1-C20 치환되거나 비치환된, 포화 또는 불포화 탄화수소, 예를 들어 알킬, 알케닐, 알키닐, 치환되거나 비치환된 아릴, 치환되거나 비치환된 헤테로아릴, 치환되거나 비치환된 알크아릴, 또는 치환되거나 비치환된 아르알킬임)이 포함되나 이에 제한되지는 않는다.
상기 구조식으로 나타낸 바와 같이, 중합체 기는 스페이서 기 Sp를 통해 안료에 부착된다. 그러나, 또한, R이 결합을 나타내는 경우, 이용가능한 결합이 또한 안료에 부착될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이외에, 중합체 기는 또한 반복 단량체 단위 상에 치환기의 적절한 선택을 통해 중합체 사슬을 따라 다중 점에서 안료에 부착될 수 있다. 또한, 이들 치환체는 상기 기재된 바와 같이 스페이서 기 또는 -X-Sp-기를 포함할 수 있다. 따라서, 이들 기는 말단 또는 골격을 따른 점들에서 안료에 부착될 수 있다. 더욱이, 이들 기는 임의 유형의 중합체 기, 예를 들어 랜덤 중합체, 교호 중합체, 그래프트 중합체, 블록 중합체, 별형 중합체 및(또는) 빗형 중합체일 수 있다.
이러한 제1 실시양태에 있어서, 본 발명의 분산액에 사용되는 상기 개질 안료는 당업자에게 공지된 방법을 통해 개질되어 유기 기가 안료에 부착된다. 예를 들면, 본 발명의 분산액에 사용되는 개질 안료는 미국 특허 제5,851,280호, 동 제5,698,016호, 동 제5,922,118호 및 동 제5,837,045호 및 PCT 공개 WO 99/51690 및 동 WO 00/22051에 기재된 방법을 이용하여 제조할 수 있으며, 상기 문헌들은 그의 전문이 본원에 참고로 도입된다. 이는 중합체, 계면활성제 등과 같은 흡착된 기에 비해 상기 기를 안료에 더욱 안정하게 부착되도록 한다.
본 실시양태에서는 부착된 유기 기 각각의 양을 달리 함으로써 원하는 성능 부여를 달성할 수 있으며, 이에 대해서는 하기에 기재한다. 따라서, 예를 들어 유기 기 A 및 유기 기 B의 양은 수성 매질 중에서 측정한 제타 전위가 약 5.0 내지 11.0의 pH 범위에서 0.0 mV인 개질 안료를 생성하는 임의의 양일 수 있다.
본 발명의 제2 실시양태에서, 상기 분산액은 하나 이상의 음이온 기 또는 음이온성 기 및 하나 이상의 양이온 기 또는 양이온성 기를 포함하는 하나 이상의 유기 기가 부착된 개질 안료를 포함한다. 본 실시양태에서는 음이온 기 또는 음이온성 기 뿐 아니라 양이온 기 또는 양이온성 기 모두가 동일한 유기 기에 존재한다. 음이온 기 또는 음이온성 기 및 양이온 기 또는 양이온성 기는 상기한 것과 동일하다. 음이온 기 또는 음이온성 기는 카르복실산 기, 술폰산 기, 포스폰산 기 또는 그의 염인 것이 바람직하다. 양이온 기 또는 양이온성 기 아민 기 또는 그의 염인 것이 바람직하다. 유기 기는 중합체 기일 수도 있다. 따라서, 유기 기는 양이온 기 또는 양이온성 기를 포함하고 음이온 기 또는 음이온성 기를 추가로 포함하는 중합체 기일 수 있다.
유기 기는 하나 이상의 음이온 기 또는 음이온성 기를 포함하는 하나 이상의 유기 기 A와, 하나 이상의 양이온 기 또는 양이온성 기를 포함하는 하나 이상의 유기 기 B와의 반응 생성물을 포함하는 것이 바람직하다. 유기 기 A 및 유기 기 B는 상기 기재한 바와 같다.
이러한 제2 실시양태에 있어서, 본 발명의 분산액에 사용되는 개질 안료는 당업자에게 공지된 방법을 통해 제조되어 유기 기가 안료에 부착될 수 있다. 예를 들면, 개질 안료는 PCT 공개 WO 01/51566에 기재된 방법을 이용하여 제조될 수 있으며, 상기 문헌은 그의 전문이 본원에 참고로 도입된다. 이 방법에 따르면, 상기 기를 임의의 순서로 반응시킬 수 있다. 바람직하게는, 하나의 기를 안료에 부착시킨 후에 제2의 기와 반응시킨다. 따라서, 예를 들어 유기 기 A가 안료에 부착된 유기 기 B와 반응할 수 있고, 유기 기 B가 안료에 부착된 유기 기 A와 반응할 수도 있다.
이러한 제2 실시양태에서, 음이온 기 또는 음이온성 기 및 양이온 기 또는 양이온성 기의 양을 달리 함으로써 원하는 성능 부여를 달성할 수 있으며, 이에 대해서는 하기에 기재한다. 따라서, 예를 들어 음이온 기 또는 음이온성 기 및 양이온 기 또는 양이온성 기의 양은 수성 매질 중에서 측정한 제타 전위가 약 5.0 내지 11.0의 pH 범위에서 0.0 mV인 개질 안료를 생성하는 임의의 양일 수 있다.
부착된 유기 기가 하나 이상의 음이온 기 또는 음이온성 기를 포함하는 하나 이상의 유기 기 A와 하나 이상의 양이온 기 또는 양이온성 기를 포함하는 하나 이상의 유기 기 B와의 반응 생성물을 포함하는 경우에는 유기 기 B에 대한 유기 기 A의 몰비도 달라질 수 있다. 각 기의 몰 양은 적정법 및 원소 분석법 등을 비롯한 당업계에 공지된 임의의 기술을 이용하여 측정할 수 있다. 안료에 유기 기 B가 부착된 경우에는 유기 기에서 양이온 기 또는 양이온성 기에 대한 음이온 기 또는 음이온성 기의 몰비가 1 미만인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 양이온 기 또는 양이온성 기에 대한 음이온 기 또는 음이온성 기의 몰비가 0.75 미만이고, 가장 바람직하게는 0.50 미만이다. 따라서, 안료에 유기 기 B가 부착된 경우에는 음이온 기 또는 음이온성 기의 몰 양이 양이온 기 또는 양이온성 기의 몰 양보다 적다. 추가로, 안료에 유기 기 A가 부착된 경우에는 음이온 기 또는 음이온성 기에 대한 양이온 기 또는 양이온성 기의 몰비가 1 미만인 것이 바람직하다. 더욱 바람직한 몰비는 0.75 미만이고, 가장 바람직한 몰비는 0.50 미만이다. 따라서, 안료에 유기 기 A가 부착된 경우에는 양이온 기 또는 양이온성 기의 몰 양이 음이온 기 또는 음이온성 기의 몰 양보다 적다. 그러나, 개질 안료의 제조 방법과는 관계없이, 부착된 유기 기의 양은 생성되는 개질 안료의 수성 매질 중에서 측정한 제타 전위가 하기에 언급한 pH 범위에서 0.0 mV이 되는 양이다.
특히 바람직한 유기 기는 아민 함유 중합체 기 (유기 기 A)와 시클릭 무수물 (유기 기 B)과의 반응 생성물을 포함하는 기이다. 가장 바람직한 것은 아민 함유 중합체가 안료에 부착되어 있는 경우이다. 아민 함유 중합체는 폴리에틸렌이민 (PEI), 에틸렌이민의 올리고머 (예컨대 펜타에틸렌아민, PEA) 또는 폴리에틸렌이민의 유도체인 것이 바람직하다. 무수물은 치환되거나 비치환된 방향족 또는 지방족 시클릭 무수물, 특히 숙신산 무수물인 것이 바람직하다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명은 비히클 및 개질 안료를 포함하는 분산액에 관한 것이다. 상기한 본 발명의 2가지 실시양태 모두에 있어서, 질소 흡착법 (BET 방법)을 통해 측정할 때 부착된 유기 기의 총량은 일반적으로 안료 표면적 1 m2 당 유기 기 약 0.01 내지 약 10.0 μmol이다. 예를 들면, 부착된 유기 기의 양은 약 0.5 내지 약 4.0 μmol/m2이다. 또한, 개질 안료는 추가의 부착된 유기 기를 더 포함할 수 있다. 이로써 성질이 더욱 개선될 수 있다.
개질 안료는 예를 들어 여과, 원심분리 또는 이들 두가지 방법의 병행을 통해 세척하여 미반응 원료, 부산물 염 및 기타 반응 불순물을 제거함으로써 정제될 수 있다. 또한, 상기 생성물은 예를 들어 증발 등을 통해 단리할 수 있거나, 또는 당업자에게 공지된 기술로 여과 및 건조함으로써 회수할 수 있다.
분산액을 정제하거나 분류하여, 제조 공정의 결과로서 분산액 중에 공존할 수 있는 불순물 및 기타 바람직하지 않은 유리 종을 제거할 수도 있다. 예를 들면, 분산액을 정제하여 미반응된 처리제 등과 같은 임의의 원치않는 유리 종을 제거할 수 있다. 막 또는 이온 교환을 이용한 한외여과/투석여과의 공지된 기술을 통해 분산액을 정제하고 상당량의 유리 이온종 및 원치않는 종을 제거할 수 있다. 정제 공정 중에 한외여과, 역삼투, 이온 교환 컬럼 등과 같은 공지된 이온 교환 기술을 통해, 반대이온의 임의의 교환 단계를 수행하여 개질 안료의 일부를 형성하는 반대이온을 교환하거나 대안적인 반대이온 (예컨대 양쪽친매성 이온 등)으로 대체할 수도 있다. 교환할 수 있는 반대이온의 특정 예로는 Na+, K+, Li+, NH4 +, Ca2+, Mg2+, Cl-, NO3 -, NO2 -, 아세테이트 및 Br- 등이 있으나 이에 제한되지 않는다.
상기 분산액은 추가 성분 (첨가제 및(또는) 보조용매) 및 추가 가공 단계를 최소화하여 제조될 수 있다. 그러나, 계면활성제 및 보조용매 등과 같은 첨가제를 포함시킬 수도 있다.
본 발명의 분산액은 수성 매질 중에서 측정한 제타 전위가 약 5.0 내지 11.0의 pH 범위에서 0.0 mV인 개질 안료를 포함한다. 제타 전위는 입자 표면 부근의 전기 이중층 위쪽의 액체 벌크와 전단면 사이의 전위차이다. 제타 전위를 직접 측정할 수는 없지만, 당업계에 공지된 다양한 기술을 이용하여 계산할 수 있다. 예를 들면, 전해질을 함유하는 용액 중 입자들의 분산액이 대전된 전극 사이에 놓일 수 있으며, 이때 상기 입자들의 제타 전위는 그의 전기영동 이동성에 대한 측정치로부터 계산할 수 있다. 제타 전위에 관한 더욱 완전한 논의를 위해서는, 문헌 [R. J. Hunter, Zeta Potential in Colloid Science (Academic Press, 1981)]을 참조한다.
개질 안료 등과 같은 입자의 제타 전위는 pH를 비롯한 여러 인자에 따라 달라진다. 예를 들면, 입자를 함유하는 분산액의 pH가 변화함에 따라, 입자의 제타 전위는 그의 표면 화학에 따라 음 또는 양으로 상승한다. 사실상, 제타 전위는 최대 음 또는 양의 값에서 점근선에 접근한다. 이러한 최대 제타 전위는, 상기 값이 pH에 따라 더이상 변화하지 않는 전위이다.
입자의 제타 전위는 0.0 mV일 수도 있다. 입자의 알짜 제타 전위가 0인 전위를 흔히 등전점이라고 지칭하며, 이는 pH 뿐 아니라 입자 표면의 특성에 따라서도 달라진다. 따라서, 예를 들어 입자를 함유하는 분산액의 pH가 변화함에 따라, 표면 전하는 알짜 전하가 존재하지 않는 전위로 중성화될 수 있다.
본 발명의 분산액은 비히클, 및 수성 매질 중에서 측정한 제타 전위가 약 5.0 내지 약 11.0의 pH에서 0.0 mV인 개질 안료를 포함한다. 수성 매질은 제타 전위 측정에 유용하며 물을 함유하는 임의의 매질일 수 있다. 전형적으로, 수성 매질은 KCl 등과 같은 수용성 염을 함유한다. 바람직하게는, 개질 안료는 약 6.0 내지 약 10.0의 pH, 더욱 바람직하게는 약 8.0 내지 10.0의 pH에서의 제타 전위가 0.0 mV이다.
추가로, 바람직한 실시양태에서는 본 발명의 분산액에 사용되는 개질 안료의 최대 제타 전위가 ±50 mV, 더욱 바람직하게는 ±35 mV이다. 따라서, 분산액의 pH가 상승 (또는 저하)됨에 따라 제타 전위 값은 이러한 최대 값에 접근하다가 pH를 더욱 상승 (또는 저하)시켜도 변화하지 않는다. 추가의 바람직한 실시양태에서, 상기 개질 안료는 최대 음(-)의 제타 전위가 약 6.0 초과의 pH에서 0.0 내지 -35.0 mV이고, 최대 양(+)의 제타 전위는 약 10.0 미만의 pH에서 0.0 내지 +35.0 mV이다.
본원에 기재한 바와 같이 본 발명의 분산액에 사용되는 개질 안료는 높은 pH에서는 음의 제타 전위를 갖고 낮은 pH에서는 양의 제타 전위를 갖는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 예를 들어 개질 안료는 알칼리성 조건하에서 최대 음의 제타 전위를 가지며, pH가 저하되어 약 5.0 내지 약 11.0의 pH에서는 제타 전위가 0.0 mV에 도달하는 것으로 밝혀졌다. pH가 더욱 저하됨에 따라, 분산액은 산성 조건하에서 최대 양의 제타 전위에 도달한다. 이러한 효과는 도 1에 추가로 설명되어 있다. 이러한 개질 안료는 높거나 낮은 pH에서는 분산성이지만 중간 pH에서는 분산성이 아니어서, 잉크 조성물의 성능을 개선시킬 수 있는 것으로 밝혀졌다.
추가로, 본 발명은 액체 비히클 및 개질 안료를 포함하는 잉크젯 잉크 조성물에 관한 것이다. 상기 기재한 바와 같이, 개질 안료는 본 발명의 분산액에 사용되며 유기 기가 부착된 안료를 포함한다. 개질 안료는 수성 매질 중에서 측정한 제타 전위가 약 5.0 내지 약 11.0의 pH에서 0.0 mV이다.
통상적으로, 잉크 조성물은 담체로서 기능하는 비히클 및 염료 또는 안료 등과 같은 착색제로 구성된다. 첨가제 및(또는) 보조용매를 혼입하여 잉크가 원하는 성능을 달성하도록 조정할 수 있다. 본 발명의 잉크젯 잉크 조성물용 비히클은 수성 비히클이거나 비-수성 비히클일 수 있다. 상기 비히클이 수성 비히클이고 잉크젯 잉크 조성물은 수성 잉크젯 잉크 조성물인 것이 바람직하다.
본 발명의 잉크젯 잉크 조성물은 추가 성분 (첨가제 및(또는) 보조용매) 및 추가 가공 단계를 최소화하여 제조될 수 있다. 개질 안료는 상기한 것과 동일하며, 잉크젯 잉크 조성물 중에 잉크젯 잉크의 성능에 해로운 영향을 미치지 않으면서 원하는 화질 (예컨대 광학 밀도) 제공에 효과적인 양으로 존재한다. 예를 들면, 개질 안료는 전형적으로 잉크 중량을 기준으로 약 0.1 ％ 내지 약 20 ％ 범위의 양으로 존재한다. 또한, 본원에 기재한 개질 안료와 개질되지 않은 안료, 기타 개질 안료 또는 둘다의 혼합물을 함유하는 조성물을 사용하는 것도 본 발명의 범위에 속한다.
이들 잉크젯 잉크 조성물에 적합한 첨가제를 혼입하여 조성물의 안정성을 유지하면서 수많은 원하는 특성을 부여할 수도 있다. 예를 들면, 계면활성제를 첨가하여 조성물의 콜로이드 안정성을 추가로 향상시킬 수 있다. 기타 첨가제는 당업계에 공지되어 있으며, 습윤제, 살생물제, 결합제, 건조 가속화제, 침투제 등을 포함한다. 특정 첨가제의 양은 다양한 인자에 따라 달라지겠지만, 통상적으로는 0 ％ 내지 40 ％ 범위의 양으로 존재한다.
추가로, 본 발명의 잉크젯 잉크 조성물에 염료를 추가로 혼입하여 색상 균형을 개질시키고 광학 밀도를 조정할 수 있다. 이러한 염료로는 식용 염료, FD＆C 염료, 산성 염료, 직접 염료, 반응성 염료, 프탈로시아닌 술폰산의 유도체, 예컨대 구리 프탈로시아닌 유도체, 나트륨 염, 암모늄 염, 칼륨 염, 리튬 염 등이 있다.
상기 잉크젯 잉크 조성물은 개질 안료 및 그의 분산액에 관하여 상기한 바와 같은 방법을 이용하여 정제되고(되거나) 분류될 수 있다. 임의의 반대이온 교환 단계를 이용할 수도 있다. 이러한 방식으로, 원치않는 불순물 또는 바람직하지 않은 대형 입자를 제거하여 전반적인 특성이 양호한 잉크를 제조할 수 있다.
추가로, 본 발명은 기재 및 잉크젯 잉크 조성물을 포함하는 잉크젯 소모성 세트에 관한 것이다. 상기 잉크젯 잉크 조성물은 상기에 기재된 바와 같으며, 액체 비히클 및 유기 기가 부착된 개질 안료를 포함한다. 상기 개질 안료는 수성 매질 중에서 측정한 제타 전위가 약 4.0 내지 약 11.0의 pH에서 0.0 mV이다. 잉크젯 소모성 세트에서, 잉크젯 잉크 조성물은 예컨대 열적 잉크젯 인쇄, 압전성 잉크젯 인쇄 및 연속 잉크젯 인쇄 등과 같은 당업계에 공지된 임의의 잉크젯 인쇄 공정을 이용하여 도포될 수 있다. .
기재는 잉크가 도포될 수 있는 임의의 적합한 기재일 수 있다. 예로는 종이, 코팅되거나 적층된 종이, 카드 스톡 (card stock), 투명 필름, 직물 또는 플라스틱 등이 있다. 기재의 표면 pH는 약 4.0 내지 약 8.0인 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 잉크젯 소모성 세트는 기재의 표면 pH가 잉크젯 잉크 조성물 중의 개질 안료의 제타 전위가 0.0 mV인 pH 범위에 속하는 것이다. 본 발명의 잉크젯 잉크 조성물을 상기와 같은 표면 pH를 갖는 기재에 도포함으로써, 광학 밀도, 번짐 고착성 (smear fastness) 및 누출 (bleed) 조절력 등과 같은 인쇄 특성이 개선된다. 더욱 바람직하게는, 기재의 표면 pH와 잉크젯 잉크 조성물 중의 개질 안료의 제타 전위가 0.0 mV가 되는 pH의 차이는 2 이하이다. 따라서, 잉크 조성물 중 안료의 등전점은 본질적으로 기재의 표면 pH에 근접한다.
하기 실시예를 통해 본 발명을 더욱 명백하게 기술할 것이며, 이들 실시예는 단지 예시하기 위한 것임을 이해해야 한다.
실시예 1 내지 실시예 4
하기 일반적 절차를 사용하여 실시예 1 내지 실시예 4의 분산액을 제조하였다. 각 실시예에서 사용된 시약의 양은 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 PEI-1200-개질 안료 분산액의양 (g) 1 M NaOH의 양 (g) 숙신산무수물의양 (g) 추가의탈이온수의 양 (g)
1 13.33 0.32 16 6.2
2 13.33 0.82 41 5.8
3 13.33 1.6 82 5
4 13.33 3.2 163 3.5
비교예 1 13.33 8.2 408 0
PCT 공개 WO 01/51566의 실시예 4에 기재된 절차에 따라 폴리에틸렌이민 (PEI)-개질 안료의 수분산액을 제조하였다. 특히, PCT 공개 WO 01/51566의 실시예 B에 기재된 APSES-처리된 카본 블랙은 블랙 펄즈 (등록상표) 700 카본 블랙 (캐보트 코포레이션으로부터 구입함) 및 아미노페닐-(2-(술파토에틸)-술폰으로부터 제조하였다. 이어서, 실시예 4에 추가로 기재한 바와 같이, APSES-처리된 카본 블랙을 MW 1200인 폴리에틸렌이민 (PEI) (PEI-1200, 미국 노쓰캐롤라이나주 카를로트에 소재하는 바스프 코우퍼레이션 (BASF Cooperation)으로부터 구입함)의 수용액에 첨가하였다. 생성된 PEI-1200 개질 안료에 부착된 질소 수준은 1.7 mmol/g이었다. 모든 질소 기가 아민 기라고 가정할 때, 개질 안료에는 아민 기가 1.7 mmol/g 존재했다.
PEI-1200 개질 안료의 15 ％ 고형분 수분산액을 제조하고, 여기에 1 M NaOH을 한번에 모두 첨가하였다. 상기 혼합물을 약 1시간 동안 교반하였다. 이어서, 다양한 양의 숙신산 무수물 (미국 위스콘신주 밀워키에 소재하는 알드리히 케미칼 (Aldrich Chemical)로부터 구입함)을 10분에 걸쳐 조금씩 첨가하였다. 추가량의 탈이온수를 첨가하여 개질 안료의 고형분 함량을 대략 10 ％로 희석시켰다. 생성된 혼합물을 밤새 교반하였다. 이어서, 처음에는 10배 부피의 0.1 M NaOH를 사용하고 이후에는 20배 부피의 탈이온수를 사용하여 투석여과 (투석여과 모듈은 0.05 미크론 등급이었으며, 미국 캘리포니아주 란코 도밍게쯔에 소재하는 스펙트럼 랩 (Spectrum Lab)으로부터 구입함)함으로써 조 생성물을 정제하였다.
PCT 공개 WO 01/51566에 기재된 절차에 따라, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4에서와 동일한 출발 물질을 상기 표 1에 나타낸 시약의 양으로 사용하여 비교예 1의 분산액을 제조하였다.
아민 기 및 숙신산 무수물 기의 몰 양 뿐 아니라 아민 기에 대한 숙신산 무수물 기의 몰비를 하기 표 2에 나타내었다.
실시예 아민 기의 mmol 숙신산 무수물 기의mmol 아민 기에 대한 숙신산 무수물 기의몰비
1 3.4 0.16 0.05
2 3.4 0.41 0.12
3 3.4 0.82 0.24
4 3.4 1.63 0.48
비교예 1 3.4 4.08 1.20
실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 1의 분산액 특성을 측정하였다. MICROTRAC (등록상표) 초미세 입자 분석기 (Ultrafine Particle Analyzer) (미국 미네소타주 미니아폴리스에 소재하는 허니웰 (Honeywell)로부터 구입함)를 이용한 동적 광 산란법을 통해, 평균 부피 입도를 탈이온수 또는 pH 완충 용액 중에서 측정하였다. 제타 플러스 제타 전위 분석기 (Zeta Plus Zeta Potential Analyzer) (미국 뉴욕주 홀츠빌에 소재하는 브루크하벤 인스트루먼트 코포레이션 (Brookhaven Instrument Corp.)으로부터 구입함)를 이용한 전기영동을 통해 제타 전위를 pH 6 미만의 1 mM KCl에서 측정하였으며, 그보다 높은 pH의 용액은 소량의 1 M NaOH를 1 mM KCl 용액에 첨가하여 제조하여 측정하였다. 그 결과를 하기 표 3 및 도 2에 나타내었다.
실시예 평균 부피 입자 크기 (nm) 제타 전위 vs pH
1 135(탈이온수 중) pH 5.55 8.66 9.18 9.81 10.32
제타 전위(mV) 32 24 11 -6 -15
2 133(탈이온수 중) pH 5.7 8.56 9.03 9.43 9.98
제타 전위(mV) 32 6 -4 -10 -23
3 130(탈이온수 중) pH 5.3 7.9 8.8 9.56 -
제타 전위(mV) 29 7 -14 -25 -
4 139(pH 10 완충액 중) pH 5.7 6.3 7.5 9.03 10.11
제타 전위(mV) 22 -3 -18 -27 -29
비교예 1 140(탈이온수 중) pH 5.5 - - - -
제타 전위(mV) -30 - - - -
표 3 및 도 2의 결과는 숙신산 무수물의 도입 수준이 달라짐에 따라 최종 분산액의 등전점이 약 6 내지 약 10의 pH 범위 이내로 하락함을 나타낸다. 이들 분산액의 최대 제타 전위는 ±35 mV였다. 제타 전위는 더 높은 pH에서는 음수이고 더 낮은 pH에서는 양수이다. 비교예 1의 경우, 분산액의 제타 전위는 pH 5.5에서 -30 mV이었다. 따라서, 이 안료의 제타 전위가 0.0 mV인 pH는 대략 4이다.
실시예 1 내지 실시예 4의 분산액은 비교예 1의 분산액에 비하여 제타 전위 특성이 우수한 것으로 밝혀졌으며, 특히, 최종 사용 용품의 성능을 개선시킬 것이라 예측된다. 예를 들면, 본 발명의 분산액을 사용하여 제조된 수성 잉크젯 잉크 조성물은 표면 pH가 약 4.0 내지 8.0인 기재상에 분사될 경우에 광학 밀도, 번짐 고착성 및 누출 조절력이 개선될 것이라 예측된다.
따라서, 본 발명의 분산액은 안료의 제타 전위에 대한 조절이 요구되는 광범위하게 다양한 수성 및 비-수성 용품에 유용할 수 있다. 특히, 안료의 등전점이 기재의 표면 pH에 근접한 잉크젯 잉크 조성물의 경우에 유용하다.

Claims (34)

  1. a) 비히클; 및
    b) 2종 이상의 유기 기가 부착된 안료를 포함하며, 수성 매질 중에서 측정한 제타 (zeta) 전위가 약 5.0 내지 약 11.0의 pH에서 0.0 mV인 개질 안료
    를 포함하는 분산액.
  2. 제1항에 있어서, 상기 개질 안료의 제타 전위가 약 6.0 내지 약 10.0의 pH에서 0.0 mV인 분산액.
  3. 제2항에 있어서, 상기 개질 안료의 제타 전위가 약 8.0 내지 약 10.0의 pH에서 0.0 mV인 분산액.
  4. 제1항에 있어서, 상기 개질 안료에 하나 이상의 음이온 기 또는 음이온성 기를 포함하는 하나 이상의 유기 기 A 및 하나 이상의 양이온 기 또는 양이온성 기를 포함하는 하나 이상의 유기 기 B가 임의의 순서로 부착된 분산액.
  5. 제4항에 있어서, 상기 음이온 기 또는 음이온성 기가 카르복실산 기, 술폰산 기, 포스폰산 기 또는 그의 염인 분산액.
  6. 제4항에 있어서, 상기 양이온 기 또는 양이온성 기가 아민기 또는 그의 염인 분산액.
  7. 제1항에 있어서, 상기 개질 안료의 최대 제타 전위가 ±50.0 mV인 분산액.
  8. 제7항에 있어서, 상기 개질 안료의 최대 제타 전위가 ±35.0 mV인 분산액.
  9. 제1항에 있어서, 상기 개질 안료의 최대 음(-)의 제타 전위가 약 6.0 초과의 pH에서 0.0 내지 -35.0 mV이고, 최대 양(+)의 제타 전위가 약 10.0 미만의 pH에서 0.0 내지 +35.0 mV인 분산액.
  10. 제1항에 있어서, 상기 안료가 청색 안료, 흑색 안료, 갈색 안료, 청록색 안료, 녹색 안료, 백색 안료, 보라색 안료, 자홍색 안료, 적색 안료, 오렌지색 안료, 황색 안료, 이들 색조를 띤 (shade) 안료 또는 이들의 혼합물인 분산액.
  11. 제1항에 있어서, 상기 안료가 카본 블랙인 분산액.
  12. 제1항에 있어서, 상기 액체 비히클이 수성 비히클인 분산액.
  13. 제1항에 있어서, 잉크젯 잉크 조성물인 분산액.
  14. a) 비히클; 및
    b) 하나 이상의 음이온 기 또는 음이온성 기 및 하나 이상의 양이온 기 또는 양이온성 기를 포함하는 하나 이상의 유기 기가 부착된 안료를 포함하며, 수성 매질 중에서 측정한 제타 전위가 약 5.0 내지 약 11.0의 pH에서 0.0 mV인 개질 안료
    를 포함하는 분산액.
  15. 제14항에 있어서, 상기 개질 안료의 제타 전위가 약 6.0 내지 약 10.0의 pH에서 0.0 mV인 분산액.
  16. 제15항에 있어서, 상기 개질 안료의 제타 전위가 약 8.0 내지 약 10.0의 pH에서 0.0 mV인 분산액.
  17. 제14항에 있어서, 상기 유기 기가 하나 이상의 음이온 기 또는 음이온성 기를 포함하는 하나 이상의 유기 기 A와, 하나 이상의 양이온 기 또는 양이온성 기를 포함하는 하나 이상의 유기 기 B와의 반응 생성물을 포함하는 것인 분산액.
  18. 제17항에 있어서, 상기 안료에 유기 기 B가 부착되고 상기 유기 기의 양이온 기 또는 양이온성 기에 대한 음이온 기 또는 음이온성 기의 몰비가 1 미만인 분산액.
  19. 제17항에 있어서, 상기 안료에 유기 기 A가 부착되고 상기 유기 기의 음이온 기 또는 음이온성 기에 대한 양이온 기 또는 양이온성 기의 몰비가 1 미만인 분산액.
  20. 제14항에 있어서, 상기 음이온 기 또는 음이온성 기가 카르복실산 기, 술폰산 기, 포스폰산 기 또는 그의 염인 분산액.
  21. 제14항에 있어서, 상기 양이온 기 또는 양이온성 기가 아민기 또는 그의 염인 분산액.
  22. 제17항에 있어서, 유기 기 A가 폴리에틸렌이민이고, 유기 기 B가 치환되거나 비치환된 방향족 또는 지방족 시클릭 무수물인 분산액.
  23. 제22항에 있어서, 상기 지방족 시클릭 무수물이 숙신산 무수물인 분산액.
  24. 제14항에 있어서, 상기 개질 안료의 최대 제타 전위가 ±50.0 mV인 분산액.
  25. 제24항에 있어서, 상기 개질 안료의 최대 제타 전위가 ±35.0 mV인 분산액.
  26. 제14항에 있어서, 상기 개질 안료의 최대 음의 제타 전위가 약 6.0 초과의 pH에서 0.0 내지 -35.0 mV이고, 최대 양의 제타 전위가 약 10.0 미만의 pH에서 0.0 내지 +35.0 mV인 분산액.
  27. 제14항에 있어서, 상기 안료가 청색 안료, 흑색 안료, 갈색 안료, 청록색 안료, 녹색 안료, 백색 안료, 보라색 안료, 자홍색 안료, 적색 안료, 오렌지색 안료, 황색 안료, 이들의 담색 또는 이들의 혼합물인 분산액.
  28. 제14항에 있어서, 상기 안료가 카본 블랙인 분산액.
  29. 제14항에 있어서, 상기 액체 비히클이 수성 비히클인 분산액.
  30. 제14항에 있어서, 잉크젯 잉크 조성물인 분산액.
  31. (i) 표면 pH가 약 4.0 내지 약 8.0인 기재; 및
    (ii) a) 액체 비히클; 및
    b) 2종 이상의 유기 기가 부착된 안료를 포함하며, 수성 매질 중에서 측정한 제타 전위가 약 4.0 내지 약 11.0의 pH에서 0.0 mV인 개질 안료를 포함하는 잉크젯 잉크 조성물
    을 포함하는 잉크젯 소모성 세트.
  32. 제31항에 있어서, 기재의 표면 pH와 개질 안료의 제타 전위가 0.0 mV가 되는 pH의 차가 2 이하인 잉크젯 소모성 세트.
  33. (i) 표면 pH가 약 4.0 내지 약 8.0인 기재; 및
    (ii) a) 액체 비히클; 및
    b) 음이온 기 또는 음이온성 기 및 양이온 기 또는 양이온성 기를 포함하는 하나 이상의 유기 기가 부착된 안료를 포함하며, 수성 매질 중에서 측정한 제타 전위가 약 4.0 내지 약 11.0의 pH에서 0.0 mV인 개질 안료를 포함하는 잉크젯 잉크 조성물
    을 포함하는 잉크젯 소모성 세트.
  34. 제33항에 있어서, 기재의 표면 pH와 잉크젯 잉크 조성물의 제타 전위가 0.0 mV가 되는 pH의 차가 2 이하인 잉크젯 소모성 세트.
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