KR20150132957A - 폴리에스테르-폴리아민 분산제 및 이를 포함하는 잉크 조성물 - Google Patents

폴리에스테르-폴리아민 분산제 및 이를 포함하는 잉크 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리에스테르 화합물과 폴리아민 화합물의 산염기 중화반응에 의해 형성된 염인 폴리에스테르-폴리아민 분산제를 제공한다. 나아가 이러한 분산제를 포함하는 잉크 조성물은 고체입자의 유기용제에 대한 분산성이 우수하며, 잉크의 부착력 및 장기 저장성능이 우수하여 색조 변화가 적은 고농도의 잉크를 제공할 수 있다.
이에 본 발명의 분산제 및 이를 포함하는 잉크 조성물은, 전도성 나노 잉크 제조, 프린터 전자소재 제조, 플렉시블 인쇄 소재, 착색 도료, 인쇄 잉크, 컬러 필터용 잉크, 컬러 필터용 레지스트, 잉크젯용 잉크, 복사용 토너, 탄소-고분자 복합재료 등에 다양하게 사용할 수 있다.

Description

폴리에스테르-폴리아민 분산제 및 이를 포함하는 잉크 조성물{Polyester-Polyamine Dispersants and Ink Composition including the same}
본 발명은 폴리에스테르-폴리아민 분산제 및 이를 포함하는 잉크 조성물에 관한 것으로, 구체적으로 본 발명에서의 폴리에스테르-폴리아민 분산제는 폴리에스테르 화합물과 폴리아민 화합물을 산염기 중화반응에 의해 형성된 염으로서, 이를 잉크 조성물의 분산제로 사용 시 잉크의 부착력 및 장지 저장성능을 향상시켜 고농도의 잉크 조성물을 제공할 수 있다.
통상의 프린터는 종이에 인쇄하는 것을 전제로 제작되기 때문에 종이에는 거의 모든 이미지를 인쇄할 수 있으나 강판이나 유리, 도자기, 섬유 등에 인쇄를 하고자 하는 경우에는 실크스크린 등으로 인쇄방법이 제한된다.
그러나, 실크스크린은 색도에 따라 스크린을 제작해야 하고, 도자기처럼 굴곡지거나 인쇄면이 넓은 경우에는 적용하기 어려워 그 적용이 T-셔츠 등 일부에 국한되고 있다.
따라서, 이미지를 잉크젯 프린터 등으로 종이에 인쇄를 하여 인쇄하고자 하는 면에 전사하는 인쇄방법이 주목을 받고 있는데 분산염료를 이용한 전사잉크가 사용되고 있으며 잉크가 전위되어 전사됨으로써 인쇄된다.
전사잉크는 불용성인 고체 입자를 유기 용매에 적절한 고분자 분산제를 이용하여 분산시킨 것에 분산용 바인더, 바니쉬, 지건 용제를 포함하는 유기 용제 등을 일정한 비율로 혼합하여 제조되며 전사는 이미지가 인쇄된 종이를 천이나 강판, 알루미늄, 유리, 도자기 등에 접착시키고 열을 가하여 잉크를 전위시킴으로써 이루어진다.
한편 한국 등록특허 제10-020234호에는 잉크젯 프린터용 승화형 잉크 및 종이에 인쇄한 후, 열전사 시키는 인쇄방법이 개시되어 있으나, 전사지가 아닌 일반용지에 인쇄하여 전사할 수 있고 다양한 소재에 적용할 수 있다는 장점이 있으나, 카본 농도가 낮아 인쇄성이 나쁘고 분산성이 낮아 고체입자가 쉽게 침전되며 저장안정성에 문제점이 있을 뿐만 아니라 색상 구현성이 좋지 않다는 단점이 있다.
이에 인쇄성이 좋고, 분산성 및 저장안전성이 우수한 잉크젯 프린터용 잉크 조성물 특히, 이미지를 잉크젯 프린터로 일반용지에 인쇄한 후, 열을 가하여 섬유나 도자기 등에 이미지를 전사할 수 있는 전사잉크 조성물이 필요한 실정이다.
본 발명자들은 폴리에스테르 화합물과 폴리아민 화합물의 산염기 중화반응에 의해 성성된 염을 분산제로 이용하는 경우, 이를 잉크 조성물에 포함하여 사용 시 잉크의 인쇄성이 좋고, 분산성 및 저장안전성이 우수하다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
이에 본 발명은 화학식 1의 폴리에스테르-폴리아민 분산제를 제공하는데 있다.
또한 본 발명은 상기 화학식 1의 폴리에스테르-폴리아민 분산제를 포함하는 잉크 조성물을 제공하는데 있다.
위와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 하기 화학식 2의 폴리에스테르 화합물과 화학식 3의 폴리아민 화합물의 산염기 중화반응에 의해 성성된 화학식 1의 폴리에스테르-폴리아민 분산제를 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
[화학식 2]
Figure pat00002
[화학식 3]
Figure pat00003
(상기 화학식 1 ~ 3에서, n은 탄소수 4 ~ 18의 정수, m은 탄소수 2 ~ 10의 정수, o는 1 ~ 3의 정수임)
또한 본 발명은 상기 화학식 1의 폴리에스테르-폴리아민 분산제를 포함하는 잉크 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 폴리에스테르-폴리아민 분산제는 잉크 조성물에 포함 시 잉크 조성물 속 고농도의 고체입자를 유기용제에 대해 우수한 분산성을 나타나게 하며, 잉크의 부착력 및 장기 저장성능이 우수하고, 색조 변화가 적어 잉크젯 프린터용으로 더욱 적합한 잉크 조성물을 제공하는 것이 가능하다.
또한 본 발명의 분산제 및 이를 포함하는 잉크 조성물은, 전도성 나노 잉크 제조, 프린터 전자소재 제조, 플렉시블 인쇄 소재, 착색 도료, 인쇄 잉크, 컬러 필터용 잉크, 컬러 필터용 레지스트, 잉크젯용 잉크, 복사용 토너, 탄소-고분자 복합재료 등에 다양하게 사용할 수 있다.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 하기 화학식 2의 폴리에스테르 화합물과 화학식 3의 폴리아민 화합물의 산염기 중화반응에 의해 성성된 화학식 1의 폴리에스테르-폴리아민 분산제를 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00004
[화학식 2]
Figure pat00005
[화학식 3]
Figure pat00006
상기 화학식 1 ~ 3에서, n은 탄소수 4 ~ 18의 정수, m은 탄소수 2 ~ 10의 정수, o는 1 ~ 3의 정수이다.
보다 구체적으로, 본 발명에서의 분산제는 화학식 2의 폴리에스테르 화합물과 화학식 3의 폴리아민 화합물을 산염기 중화반응에 의해 형성된 염인 것으로, 이러한 반응을 통해 폴리아민 화합물의 말단 유리 아미노기와 폴리에스테르 화합물의 말단 유리 카르복실기를 통해 염을 형성하게 되어, 최종적으로 화학식 1의 폴리에스테르-폴리아민 분산제가 되는 것이다.
또한 상기 산염기 중화반응에서의 화학식 2의 폴리에스테르 화합물과 폴리아민 화합물의 사용량은, 화학식 2의 폴리에스테르 화합물 100 중량부에 대해 화학식 3의 폴리아민 화합물 1 ~ 20 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 5 ~ 20 중량부이다. 폴리아민 화합물이 1 중량부 미만인 경우 카본 분산성에 문제가 있고, 20 중량부 초과인 경우에는 카본의 인쇄성 및 경제적인 문제가 있기에 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다. 또한 이때 상기 반응에서의 용제는 에틸 아세테이트, 크실렌, 톨루엔 등의 용제를 이용하여 제조할 수 있다. 이때 용제의 사용량은 폴리에스테르 화합물과 폴리아민 화합물 100 중량부에 대해 50 ~ 300 중량부를 사용할 수 있다.
그리고 상기 산염기 중화반응은 40 ~ 100℃ 온도에서 0.5 ~ 5 시간 동안 수행하는 것이 바람직하다. 반응 생성물에 착색을 초래하는 경우와 아미드 반응의 진행 우려가 있기 때문에, 온도의 상한은 100℃로 하는 것이 바람직하고, 80℃로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 반응 시간이 길어지는 경우가 있기 때문에 온도의 하한은 40℃로 하는 것이 바람직하고, 50℃로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 반응은 질소 기류 하에서 행하면 착색이 적은 것이 얻어진다.
따라서, 더욱 바람직하게는 50 ~ 80℃ 온도에서 1 ~ 2 시간 동안 수행하는 것이 좋다.
아울러, 상기 화학식 2의 폴리에스테르 화합물은 화학식 4의 이염기산 화합물과 화학식 5의 디올 화합물을 130 ~ 200℃ 온도에서 3 ~ 18 시간 동안 축합중합반응하여 제조한 것이고, 중량평균분자량이 1,000 ~ 10,000인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
[화학식 4]
Figure pat00007
[화학식 5]
Figure pat00008
이때 상기 화학식 4에서 m은 탄소수 2 ~ 10의 정수이고, 화학식 5에서 n은 탄소수 4 ~ 18의 정수이다.
상기 축합중합 반응은 에스테르화 촉매 존재 하에서 300 torr의 감압 하에서 이루어지며, 축합중합 반응의 온도는 130 ~ 200℃가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 150 ~ 180℃이다. 아울러, 반응 시간은 3 ~ 18 시간이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 6 ~ 10 시간이다. 축합중합 반응 온도가 130℃ 미만인 경우 분자량이 너무 작아 부착력에 문제가 있으며, 200℃ 초과인 경우 분자량이 너무 크게 되어 용해성에 문제가 있고, 반응 시간이 3 시간 미만인 경우 축합반응이 충분하게 진행되지 않는 문제가 있으며, 18 시간 초과인 경우 분자량이 너무 크게 되어 용해성에 문제가 있기에 상기 범위 내에서 수행하는 것이 바람직하다.
또한 이때 폴리에스테르 화합물은 중량평균분자량이 1,000 ~ 10,000인 것이 바람직하며, 2,000 ~ 5,000이 더욱 좋다. 중량평균분자량이 1,000 미만인 경우 부착력에 문제가 있으며, 10,000 초과인 경우 용해성에 문제가 있기에 상기 범위 내의 것을 사용하는 것이 좋다.
아울러, 상기 화학식 3의 폴리아민 화합물은 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 테트라에틸렌펜타아민, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 화학식 1의 폴리에스테르-폴리아민 분산제는 통상의 잉크 조성물에 포함시켜 사용 시, 고농도의 잉크 속 안료, 유용성 염료 또는 카본 입자를 포함하는 고체입자의 유기용제에 대한 분산성을 향상시키며, 잉크의 부착력 및 장기 저장성능을 향상시켜 색조 변화가 적은 잉크를 제공할 수 있다.
보다 상세하게, 본 발명에서의 잉크 조성물은 (A) 안료, 유용성 염료 또는 카본 입자를 포함하는 고체입자 5 ~ 20 중량%; (B) 분산용 바인더 10 ~ 30 중량%; (C) 지건 용제 1 ~ 10 중량%; 및 (D) 유기용제 20 ~ 75 중량%를 포함하는 잉크 조성물 100 중량부에 대해, (E) 제 1 항 내지 제 3 항 중에서 선택된 어느 한 항의 분산제 0.1 ~ 5 중량부를 더 포함한다.
이때 상기 고체입자(A)는 색상을 나타내기 위해 첨가되는 것으로, 안료, 유용성 염료 또는 카본 입자를 포함하며, 이는 잉크 조성물 전체 중량에 대해 5 ~ 20 중량%를 사용한다. 고체입자가 5 중량% 미만인 경우 인쇄성에 문제가 있으며, 20 중량% 초과인 경우 분산성에 문제가 있기에 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.
다음으로, 상기 분산용 바인더(B)는 잉크 인쇄성 및 부착력을 향상시키기 위해 사용되고 점착성을 유지하면서 실같이 길게 늘어지는 것을 방지하고 전사잉크를 인쇄필름에 인쇄한 후 잉크 강도 및 내약품성을 증상기키기 위해 첨가된다. 이때 상기 분산용 바인더는 아크릴 레진, 우레탄 수지, 비닐 레진, 폴리에스테르, 및 석유 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함한다.
또한 분산용 바인더는 잉크 조성물 전체 중량에 대해 10 ~ 30 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 분산용 바인더가 10 중량% 미만인 경우 인쇄성 및 부착력을 기대하기가 어렵고, 30 중량% 초과인 경우 건조 불량, 도포량 조절 미비, 점도 조절의 어려움, 및 경제적이지 못한 단점이 있기에 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.
상기 지건 용제(C)는 스크린 및 동판 인쇄 시 재용해성을 원활하게 하기 위해 사용되는 것으로, 부틸 셀룰솔브, 시클로헥사논, 디부틸렌글리콜, 및 N-메틸-2-피롤리돈 (N-methyl-2-pyrrolidone, NMP)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함한다. 이대 지건 용제는 잉크 조성물 전체 중량에 대해 1 ~ 10 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 지건 용제가 1 중량% 미만인 경우 레벨링성이 나쁘고 스크린의 막힘 현성이 나타나며, 10 중량% 초과인 경우 건조가 나쁘다는 문제가 있기에 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.
또한 상기 유기용제(D)는 전사잉크를 인쇄필름에 인쇄한 후의 용제 휘발로 인해 잉크막에 피막을 형성함으로써 잉크가 피인쇄물에 묻어나는 것을 방지해 주기 위해 첨가되는 것이다. 예를 들면 이소프로필알코올, 메틸이소부틸케톤, 메틸에틸케톤, 에탄올, 메탄올, 에틸아세테이트 또는 크실렌을 사용할 수 있다.
이때 상기 유기용제는 잉크 조성물 전체 중량에 대해 20 ~ 75 중량%를 사용한다. 유기용제가 20 중량% 미만인 경우 인쇄 시 인쇄스크린의 메시가 막혀 연속 인쇄가 불가능하고 잉크의 겔화가 빨라져 바림직하지 않으며, 75 중량% 초과인 경우 인쇄 시 전사잉크가 번지게 된다는 문제가 있기에 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 잉크 조성물은 상기 (A) 내지 (D)를 포함하는 조성물 100 중량%를 100 중량부로 할 때, 본 발명에 따른 폴리에스테르-폴리아민 분산제를 0.1 ~ 5 중량부를 더 포함한다. 이때 상기 분산제가 0.1 중량부 미만으로 사용한 경우 인쇄성에 문제가 있으며, 5 중량부 초과하여 사용한 경우 경제적이지 못한 문제가 있기에 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.
앞서 언급한 바와 같이, 상기 분산제는 잉크 조성물 속 고체 분자를 균일하게 분산하여 인쇄성, 부착력, 작업성을 향상시키는 역할을 하며, 상기 화학식 1의 구조를 갖는 것으로, 상기 화학식 2의 폴리에스테르 화합물과 화학식 3의 폴리아민 화합물의 산염기 중화반응에 의해 생성된 염이다.
아울러, 본 발명에 따른 잉크 조성물은 잉크젯 프린터용 잉크로 더욱 적합하며, 이미지를 잉크젯 프린터로 일반용지에 인쇄한 후, 열을 가하여 섬유나 도자기 등에 이미지를 전사할 수 있는 장점과, 색상 구현성, 인쇄성, 및 분산성이 우수하며, 잉크 속 고체 입자의 침전이 잘 발생하지 않아 저장안정성이 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
제조예 1: 폴리에스테르 화합물의 제조
4구 1 L 반응기에 온도계, 콘덴서, 트랩, 압력장치를 장착하고 아디프산 146 g(1 mol), 1,6-헥산디올 118 g(1 mol), 촉매로 Titanium(IV) isopropoxide 0.43g(아디프산의 0.15 mol%)을 가하고 질소를 1 시간 퍼지하여 반응기에 존재하는 산소를 제거한다. 그 후 질소를 끄고 진공펌프로 반응기의 진공도를 300 torr로 유지하고 온도를 150℃ 까지 승온한다. 축합반응이 진행되면서 생성되는 물을 제거하면서 6 시간 동안 반응한 후 반응을 종결하였다. GPC(Gel Permeation Chromatography)로 분자량을 측정한 결과, 중량평균분자량이 5,000 g/mol을 나타내었다.
제조예 2: 폴리에스테르 화합물의 제조
4구 1 L 반응기에 온도계, 콘덴서, 트랩, 압력장치를 장착하고 아디프산 146 g(1 mol), 1,8-옥탄디올 146 g(1 mol), 촉매로 Titanium(IV) isopropoxide 0.43g(아디프산의 0.15 mol%)을 가하고 질소를 1 시간 퍼지하여 반응기에 존재하는 산소를 제거한다. 그 후 질소를 끄고 진공펌프로 반응기의 진공도를 300 torr로 유지하고 온도를 150℃까지 승온한다. 축합반응이 진행되면서 생성되는 물을 제거하면서 6 시간 동안 반응한 후 반응을 종결하였다. GPC(Gel Permeation Chromatography)로 분자량을 측정한 결과, 중량평균분자량이 5,500 g/mol을 나타내었다.
실시예 1 ~ 3: 폴리에스테르- 폴리아민 분산제 및 카본 잉크의 제조
100 mL bottle에 에틸아세테이트 20 mL를 넣고 위에서 제조예 1에서 제조한 폴리에스테르 화합물 10 g을 가한 후 60℃로 승온하여 투명하게 녹인다. 여기에 디에틸렌트리아민 1 g(실시예 1), 트리에틸렌테트라아민 1 g(실시예 2), 테트라에틸렌펜타아민 1 g(실시예 3)을 각각 가하여 1 시간 반응하여 분산제를 제조하였다.
이때 실시예 1 분산제의 OH가는 57.7 mgKOH/g, TBN은 33.4 mgKOH/g 이었다. 실시예 2 분산제의 OH가는 43.1 mgKOH/g, TBN은 26.3 mgKOH/g 이었다. 실시예 3 분산제의 OH가는 64.5 mgKOH/g, TBN은 54.2 mgKOH/g이었다.
상기 실시예에 따른 분산제를 하기 표 1에 나타낸 조성 및 함량에 따라 사용하여 최종적으로 카본 잉크를 제조하였다.
실시예 4 ~ 6: 폴리에스테르- 폴리아민 분산제 및 카본 잉크의 제조
100 mL bottle에 에틸아세테이트 20 mL를 넣고 위에서 제조예 2에서 제조한 폴리에스테르 화합물 10 g을 가한 후 60℃로 승온하여 투명하게 녹인다. 여기에 디에틸렌트리아민 1 g(실시예 4), 트리에틸렌테트라아민 1 g(실시예 5), 테트라에틸렌펜타아민 1 g(실시예 6)을 각각 가하여 1 시간 반응하여 분산제를 제조하였다.
실시예 4 분산제의 OH가는 55.7 mgKOH/g, TBN은 30.4 mgKOH/g 이었다. 실시예 5 분산제의 OH가는 41.1 mgKOH/g, TBN은 25.3 mgKOH/g 이었다. 실시예 6 분산제의 OH가는 54.5 mgKOH/g, TBN은 54.2 mgKOH/g 이었다.
상기 실시예에 따른 분산제를 하기 표 1에 나타낸 조성 및 함량에 따라 사용하여 최종적으로 카본 잉크를 제조하였다.
비교예 1: 폴리에스테르- 폴리아민 분산제 및 카본 잉크의 제조
폴리아민 화합물로 에틸렌디아민을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 폴리에스테르-폴리아민 분산제를 제조하였다. 이때 분산제의 OH가는 68.4mg KOH/g, TBN은 25.6 mgKOH/g이었다. 합성한 폴리에스테르-폴리아민 분산제를 사용하여 표 1에서와 같이 카본 잉크를 제조하였다.
비교예 2: 폴리에스테르- 폴리아민 분산제 및 카본 잉크의 제조
폴리아민 화합물로 에틸렌디아민을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 4에서와 동일한 방법으로 폴리에스테르-폴리아민 분산제를 제조하였다. 분산제의 OH가는 63.6 mgKOH/g, TBN은 23.9 mgKOH/g이었다. 합성한 폴리에스테르-폴리아민 분산제를 사용하여 표 1에서와 같이 카본 잉크를 제조하였다.
비교예 3: 폴리에스테르- 폴리아민 분산제 및 카본 잉크의 제조
상용 분산제로 사용되는 루브리졸 34750 분산제를 사용하였으며, 이때 분산제의 OH가는 37.6 mgKOH/g, TBN은 17.9 mgKOH/g이었다. 상용 분산제를 사용하여 하기 표 1에서와 같이 카본 잉크를 제조하였다.
비교예 4 ~ 5: 폴리에스테르- 폴리아민 분산제 및 카본 잉크의 제조
실시예 1에 따른 분산제를 하기 표 1에 나타낸 조성 및 함량에 따라 사용하여 최종적으로 카본 잉크를 제조하였다.
잉크 조성물 및 함량
구분 실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5
잉크조성물
(단위:
중량%)		 (A)카본입자 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11
(B)비닐
레진		 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
(B)아크릴
레진		 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32
(C)지건 용제 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
(D)용제1 ) 49 49 49 49 49 49 49 49 49 49 49
총 합량* 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
추가
(단위:
중량부)		 (E)폴리에스테르-폴리아민 분산제 1 1 1 1 1 1 1 1 1 7 15
*잉크 조성물 100 중량%를 100 중량부로 하였을 때, 추가되는 (E) 폴리에스테르-폴리아민 분산제를 중량부로 나타냄.
1) 유기용제로서 에틸아세테이트를 사용함.
실험예 : 물성 측정
상기 표 1에 나타낸 실시예 1 ~ 6 및 비교예 1 ~ 5의 카본 잉크을 이용하여 다음과 같은 방법으로 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 인쇄성 측정: 바코드 방법을 통해 측정하였다. 바코드 인쇄 방법은 필름위에 잉크를 도포한 후 바코드로 코팅하여 도포면의 건조속도, 레벨링 및 색상의 밝음 정도(색차계 및 육안 확인)를 상대적으로 비교하였다.
(2) 부착력 측정: ASTM D3359에 의하여 평가하였다. 구체적으로 잉크 코팅막에 커터로 바둑판 모양의 흠을 낸 후 그 위에 3M 테이프를 잘 밀착시켜 일정한 힘으로 수회 떼어내어 코팅층과 기재와의 밀착정도를 관찰하였다. 코팅된 지지체 표면에 1 m 간격으로 11 x 11로 십자형으로 칼집을 내어 100개의 정방형을 만들고, 그 위에 테이프 (3M Tape)를 부착한 후 급격히 잡아당겨 표면을 평가하였다. 남은 눈 수의 개수가 100개면 5B, 95개 이상은 4B, 85개 이상은 3B, 65개 이상은 2B, 35개 이상은 1B, 그 이하는 0B로 나타내었다.
(3) 잉크 외관 측정: Zhan컵 점도계를 통해 측정하였다. Zhan컵 점도계로 잉크의 외관을 평가하는 방법은 잉크의 흐름성, 점도의 변화 유무, 인쇄성 및 분산성을 통해 평가하였다.
(4) 분산성 측정: Glossmeter(Gardner 사)를 이용하여 85도 각도에서 반사 각도로 도포면에 빛을 조사할 때의 반사량을 측정하여 평가하였다.
(5) 입도(㎛) 측정: 일본 Toyoseiki 사 입도계로 측정하였다.
(6) 저장안정성 측정: Zhan컵 점도계, 브룩필드 점도계, 육안식별로 점도를 측정하여 잉크의 처음 점도 대비 2 개월 후 점도의 증가율을 %로 나타내었다.
(7) 작업성 측정: 작업자가 안료 및 수지를 혼합하여 분산시키기 용이한 정도를 주관적으로 평가하였다.
물성 측정 결과
구분 목표치 실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5
인쇄성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ △ △ △
부착력, kgf/m2 4B 이상 4B 5B 5B 4B 5B 5B 4B 4B 2B 2B 2B
잉크 외관 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ △ △ △ △ △
분산성 95 이상 96.6 95.8 95.5 95.5 94.9 94.5 92.9 93.1 93.7 94.5 94.6
입도(μm) 1.5 이하 1.5 이하 1.5 이하 1.5 이하 1.5 이하 1.5 이하 1.5 이하 1.5 이하 1.5 이하 1.5 이하 1.5 이하 1.5 이하
저장
안정성(%)		 100% 이하 85 90 91 91 95 95 105 100 95 95 95
작업성
* : 아주좋음, ○ : 좋음, △ : 보통, X : 나쁨, XX : 아주 나쁨
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 ~ 6의 잉크 조성물은 폴리에스테르-폴리아민 분산제의 사용함으로써 본 발명의 구성범위를 벗어난 비교예 1 ~ 5와 대비하여 특히 부착력, 잉크 외관, 분산성, 저장 안정성 등의 물성이 우수함을 확인하였다.

Claims (8)

  1. 하기 화학식 2의 폴리에스테르 화합물과 화학식 3의 폴리아민 화합물의 산염기 중화반응에 의해 생성된 화학식 1의 폴리에스테르-폴리아민 분산제.
    [화학식 1]
    Figure pat00009

    [화학식 2]
    Figure pat00010

    [화학식 3]
    Figure pat00011

    (상기 화학식 1 ~ 3에서, n은 탄소수 4 ~ 18의 정수, m은 탄소수 2 ~ 10의 정수, o는 1 ~ 3의 정수임)
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 산염기 중화반응에서의 화학식 2의 폴리에스테르 화합물과 화학식 3의 폴리아민 화합물의 사용량은, 화학식 2의 폴리에스테르 화합물 100 중량부에 대해 화학식 3의 폴리아민 화합물 1 ~ 20 중량부를 사용하여 생성되는 것을 특징으로 하는 분산제.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 산염기 중화반응은 40 ~ 100℃ 온도에서 0.5 ~ 5 시간 동안 수행하여 생성되는 것을 특징으로 하는 분산제.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 화학식 2의 폴리에스테르 화합물은 화학식 4의 이염기산 화합물과 화학식 5의 디올 화합물을 130 ~ 200℃ 온도에서 3 ~ 18 시간 동안 축합중합반응하여 제조한 것이고, 중량평균분자량이 1,000 ~ 10,000인 것을 특징으로 하는 분산제.
    [화학식 4]
    Figure pat00012

    [화학식 5]
    Figure pat00013

    (상기 화학식 4에서 m은 탄소수 2 ~ 10의 정수이고, 화학식 5에서 n은 탄소수 4 ~ 18의 정수임)
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 화학식 3의 폴리아민 화합물은 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 테트라에틸렌펜타아민, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 분산제.
  6. (A) 안료, 유용성 염료 또는 카본 입자를 포함하는 고체입자 5 ~ 20 중량%;
    (B) 분산용 바인더 10 ~ 30 중량%;
    (C) 지건 용제 1 ~ 10 중량%; 및
    (D) 유기용제 20 ~ 75 중량%를 포함하는 잉크 조성물 100 중량부에 대해,
    (E) 제 1 항 내지 제 3 항 중에서 선택된 어느 한 항의 분산제 0.1 ~ 5 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 분산용 바인더(B)는 아크릴 레진, 우레탄 수지, 비닐 레진, 폴리에스테르, 및 석유 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 지건 용제(C)는 부틸 셀룰솔브, 시클로헥사논, 디부틸렌글리콜, 및 N-메틸-2-피롤리돈 (N-methyl-2-pyrrolidone, NMP)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.

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