KR0185529B1 - 디지탈 윤전 등사용 잉크 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초고속 디지털 윤전 등사잉크의 조성물에 관한 것으로서, 등사잉크 제조시 사용되는 수지 및 왁스류의 조성 및 몰 비를 조정하므로써 안정성, 불응고성 및 기계 작동성이 우수하고 환경 친화적인 디지털 윤전 등사잉크에 관한 것이다. 일반적으로 윤전 등사잉크는 사용 공정상 및 보관 온도에서 장시간에 걸쳐 안정하고, 불응고성이며 기계 작동성이 좋을 뿐만 아니라, 환경적으로 친화적이어야하나, 기존의 윤전 등사잉크는 대부분의 경우 안정성과 불응고성이 좋으면 농도에서 문제점이 있거나, 기계 작동성이 우수하면 환경 비친화적인 문제점이 있었다.

본 발명은 잉크의 점도 및 고형분비를 조정하므로써 저장성, 사용공정시 작동성 및 건조 후 종합 물성에서 우수한 특성을 나타낼 뿐만 아니라 환경 친화적이며, 난연성과 같은 물성까지 가지는 디지털 윤전 등사잉크를 제공하는데 목적이 있다.

Description

디지털 윤전 등사용 잉크 조성물

제1도는 본 발명에 따른 잉크를 제조하는 공정도.

[발명의 배경 및 산업상 이용 분야]

본 발명은 초고속 디지털 윤전 등사잉크의 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 등사잉크 제조시 사용되는 수지 및 왁스류의 조성 및 몰 비를 조정하므로서 안정성, 불응고성 및 기계작동성이 우수하고 환경 친화적인 디지털 윤전 등사잉크에 관한 것이다. 일반적으로 윤전등사잉크는 사용 공정상 및 보관 온도에서 장기간에 걸쳐 안정하고 불응고성이며 기계작동성이 좋을뿐만 아니라, 환경적으로 친화적이어야 한다. 그러나, 기존의 윤전 등사잉크는 대부분의 경우 안정성과 불응고성이 좋으면 농도에서 문제점이 있거나, 기계작동성이 우수하면 환경 비친화적인 문제점이 있었다.

[발명이 해결하고자 하는 문제점 및 목적]

따라서 본 발명자들은 상기 종래의 문제점을 해결하고 또한 우수한 기계작동성 및 환경 친화성을 부여하기 위해서는 잉크의 점도 및 고형분비를 조정해야 한다는 사실을 알게 되어 본 발명을 완성하였다. 본 발명은 저장성, 사용공정시 작동성 및 건조 후 종합물성에서 우수한 특성을 나타낼 뿐만 아니라, 환경 친화적이며, 난연성과 같은 물성까지 가지는 디지털 윤전 등사잉크를 제공하는데 목적이 있다.

[발명의 간단한 설명]

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명은 안료, 수지, 물, 왁스류 및 첨가제의 성분으로 구성되는 등사잉크에 있어서 물이 50% 이상인 것을 특징으로 한다. 이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명에서 갖는 잉크의 제조 공정은 크게 5단계로 나눌 수 있으며 다음과 같다.

[공정예 1]

먼저 제1공정에서는 안료인 카본블랙과 변성 알키드 수지, 건성유인 아마인유와 친화 안정성 및 색 안정성 그리고, 침투성에 매우 효과적인 저점도의 기계유를 적정 비율로 혼합한 다음 교반기에 의해 잘 섞으면서 120∼140℃의 온도로 가열시켜 준다. 여기에서는 안료와 수지가 잘 연육된 바니쉬 형태의 생성물을 얻을 수 있는데, 포화 산인 스테릭산과 불포화 산인 올레익산, 리놀레익산, 리놀레닉산으로 이루어진 아마인유의 첨가량 여부에 의해 알키드 수지의 오일 길이는 달라지고 잉크내 수지의 물성이 변하게 된다. 본 발명에서 오일의 양은 48% 미만이어야 하며, 48%이상이면 광택성 및 내구성에서 문제가 발생한다.

[공정예 2]

제2공정은 안료 착색 및 침투 조건에 매우 효과적이며, 종이 이외 타 물질에서의 불응고성 부여에 주 역할을 담당하는 불건성유인 광물유와 유화제의 혼합 공정이다. 제1공정에서 형성된 중간물에 이 두 가지 물질을 차례로 넣어 주면서 잘 섞어 준다. 여기에서 유화제는 솔비탄 유도체 등이 쓰여질 수 있다.

[공정예 3]

제3공정은 앞의 공정들과는 구분된 독립 반응기에서 알키드 수지 조성물 중 폴리올로서 사용되며 동결 방지에 중요한 용제류인 에틸렌 글리콜과 비이클인 물을 혼합하는 공정이다. 본 발명에서 물은 탈이온수 및 증류수를 사용하는 것이 바람직하나 지하수나 수돗물도 사용될 수 있다. 이렇게 생성된 중간물을 각각의 따로된 용기에 보관하고(편의상 여기에서 제 1,2공정의 중간물을 1, 제3공정의 중간물을 Ⅱ라고 표기한다.) 이 어액형의 반응물을 일정 속도의 교반과 동시에 섞어 주게 되는데, 반응물 Ⅱ를 반응물 Ⅰ에 소량씩 떨어뜨리도록 한다. 이때 반응물 Ⅱ를 한꺼번에 많이 첨가하면 반응속도가 매우 늦어지는 경향이 있다.

[공정예 4]

제4공정은 전기한 공정에서 만들어진 잉크에 디 메틸 실리콘 오일의 첨가와 리시놀레인산 축합물을 혼합한다. 여기서 실리콘 오일을 1.08중량% 이하 사용하면 변색 및 난연성 결여의 문제점이 발생하며 리시놀레인산 축합물을 0.35중량% 이하 사용하면 미셀 안정성 및 잉크 분리 방지성에서 문제점이 발생한다.

[공정예 5]

최종적으로 320메쉬 스텐 여과망을 통해 불순물을 걸러 주고, 3단 롤밀로 탈포공정을 하여 줌으로써 최종 디지탈 윤전 등사잉크를 얻는다.

이하 본 발명을 실시예 및 비교예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

본 실시예는 본 발명에 따른 윤전 등사잉크의 한 조성물 농도를 예시한 것이다.

상기 표 1의 조성물을 이용하여 도면 1에서 보여주는 공정을 통하여 등사잉크를 제조하였다.

[실시예 2]

실시예 2는 배합에 있어 제2공정 중 광물유의 첨가량을 7.0중량%로 하고, 제3공정에서는 물을 52.5중량%로 바꾸어 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

[실시예 3]

실시예 1의 잉크 조성물 중 제2공정에서 첨가하는 광물유 대신에 동일 조성의 피마자유를 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

[비교예 1]

비교예 1에서는 상기 실시예 1의 기본 윤전 등사잉크 조성물과는 동일하나, 그 공정 순서를 변경하여 잉크를 제조하였다.

여기서는 도면 1에서 나타내 주는 공정과 그 순서를 달리하여 제1공정에서 첨가했던 POG와 실리콘 오일을 제2공정 중에서 광물유를 첨가한 후에 POG와 실리콘 오일을 순서대로 첨가한 다음 솔비탄 유도체를 첨가하여 교반 시킨 후 제3공정과 제5공정을 실시하였다.

[비교예 2]

비교예 2에서는 기본 윤전 등사잉크 조성물에 있어서 실시예 1의 제1공정에서 변성 알키드 수지 7.4 중량 % 대신 로진변성 페놀 수지 9.5중량%를 첨가하고, 제2공정의 광물유 6.0중량%대신에 유동파라핀 8.1중량%를 넣고, 제3공정에서는 에틸렌 글리콜 대신 글리세롤을 동일 조성으로 사용한 것 외에는 조성 및 공정이 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.

[비교예 3]

기본 윤전 등사잉크 조성물은 농도를 비롯하여 실시예 1과 동일하게 하고 제3공정의 에틸렌 글리콜 대신에 솔비톨을 사용하였다.

상시 실시예 및 비교예를 통해 제조된 디지털 윤전 등사잉크의 물성 비교 데이터를 다음 표 2에 나타내었다.

[실험예 1]

표 2의 시험 방법은 디지탈 윤전 등사기에 사용되는 에멀젼 잉크의 규격(안)에 따라 평가하였다.

하기 시험 방법은 비고란에 기입된 KS 규격 및 아래와 같은 시험 방법들에 기초하고 있다.

· 냄새 : 시료 50㎖ 비이커에 반쯤 취하고, 유리막대로 세게 저어 준 후 냄새를 맡는다.

·농도 : 시료 1g을 달아서 희석용 백색 잉크 10g과 잘 혼합한 다음, 70×150mm의 젖빛 유리판 위에 약 0.075∼0.1mm 두께로 고루 발라서 24시간 건조시킨 후 백색 반사율(비반사율 측정 방법에 따라)을 측정한다.

·불응고성 : 실내에서 유리판 위에 시료 3cc∼5cc를 놓고 2일 이상 방치하여 피막, 응고 여부를 확인한다.

·친화도 : 동일 기종 타 잉크와 섞어 농도, 예사성, 탄성의 변화 여부를 육안·감촉을 통해 검사한다.

·안정성 : -10℃에서 24시간, 40℃에서 24시간 방치하였다가 평상 온도에 복귀하여 24시간 후 분리현상 유무를 확인한다. (이것을 1cycle로 하여 시험한다)

※ 조건 : 2cycle에서 이상 없을 것.

※ 참고 : ◎ - 매우좋음 ○ - 양호 △ - 보통 × - 불량

상기와 같은 배합물들의 특성에 유의하여 잉크의 조성율을 달리하여 등사잉크를 제조하였을 때에는 실시예와 같이 고점도·저점도의 에멀젼 잉크를 얻을 수 있는데 이것은 온도나 기후 조건 변화에도 분리가 잘 일어나지 않고, 카트리지 안이나 노출 부위에서 응고가 절대 일어나지 않으며, 고속 인쇄시에도 태크가 적절하다. 고점도 및 저점도 잉크는 각각 피스톤식 용기분사식 용기의 잉크 내용물로서 적합하게 된다. 이러한 잉크의 점도 조절은 물과 오일의 양을 조절함으로써 가능하여지는데, 물이 50% 이상이나 섞인 수성잉크임에도 불구하고 일단 피 인쇄물에 인쇄된 후에는 물로 지워지거나 번지지 않는 장점이 있다. 특히 물을 많이 사용함으로써 종래 등사잉크들이 갖고 있었던 잉크의 환경오염성을 저하시킬 수 있다.

한편, 비교예 1의 경우에는 오일들이 변질을 일으켜 실시예 1에서 생성된 잉크의 예사성, 틱소트로픽성, 점도 및 농도 같은 효과를 나타내지 못하며 잉크가 변색을 일으켰고, 비교예 2에 따른 조성물들의 유화 상태는 실시예 1에 비해 상당히 양호했으나, 등사잉크를 인쇄하였을 때 피 인쇄체의 인쇄 화상은 시간이 지남에 따라 피막이 푸석푸석해지고 거칠어졌다. 비교예 3에서는 안정성 면에서는 좋았었으나, 인쇄 시 침투가 잘 안되어 잉크가 인쇄지에 잘 스며들지 않았고 등사잉크의 색깔이 처음에는 검정색이었으나 시간이 지남에 따라 쥐색으로 변했다.

이상 공정예, 실시예, 비교예 및 실험예를 통하여 본 발명에서 고안한 디지털 윤전 등사잉크 조성물의 우수성을 입증하여 하기와 같이 청구하는 바이다.

Claims (9)

1. 수지, 안료, 물, 계면활성제를 포함하는 등사잉크 조성물에 있어서, 변성 알키드 수지 5∼23 중량%, 안료 2∼10 중량%, 계면활성제 1~5중량%, 건성유 2~10중량%, 저점도 기계유 2∼10 중량%, 불건성유 5∼12 중량%, 물 50∼70 중량%, 에틸렌글리콜 3∼8 중량%, 실리콘 오일 1.08∼2.1 중량%를 포함하는 등사잉크 조성물.
2. 제1항에 있어서, 글리세린 축합 에스테르화물 0.35∼1 중량%를 더 포함하는 등사잉크 조성물.
3. 제1항에 있어서, 에틸렌 글리콜은 모노 에틸렌 글리콜 또는 디 에틸렌 글리콜인 등사잉크 조성물.
4. 제1항에 있어서, 상기 계면활성제는 에이취엘비(HLB) 값이 3∼11이고, 폴리옥시에틸렌아민 유도체, 폴리옥시에틸렌 에스테르 유도체, 폴리옥시에틸렌 에테르 유도체 및 솔비탄 유도체로 구성되는 그룹에서 선택되는 등사잉크 조성물.
5. 제1항에 있어서, 상기 변성 알키드 수지는 로진 변성 알키드 수지, 비닐 변성 알키드 수지, 폴리아미드 변성 알키드 수지로 구성되는 그룹에서 선택되는 등사잉크 조성물.
6. 제1항에 있어서, 상기 건성유는 아마인유인 등사잉크 조성물.
7. 제2항에 있어서, 상기 글리세린 축합 에스테르화물은 리시놀레인산 축합물인 등사잉크 조성물.
8. 제1항에 있어서, 상기 불건성유는 광물유로서 나프텐계 오일인 등사잉크 조성물.
9. 수지, 안료, 물, 계면활성제를 포함하는 등사잉크 조성물의 제조방법에 있어서, 안료 2∼10 중량%, 변성 알키드 수지 5∼23 중량%, 건성유 2∼10 중량%, 저점도 기계유 2∼10 중량%(전체 등사잉크 조성물 기준임, 이하 같음)를 혼합하고 가열하여 연육된 바니쉬를 얻는 단계(1단계), 상기 1단계의 생성물에 불건성유 5∼12 중량%와 유화제(계면활성제)1∼5중량%를 혼합하는 단계(2단계), 3∼8 중량%의 에틸렌 글리콜과의 50∼70 중량%의 물의 혼합물을 상기 제2단계의 생성물에 혼합하는 단계(3단계), 상기 제3단계의 생성물에 실리콘 오일 1.08∼2.1 중량%를 단독으로 첨가하거나 글리세린 축합 에스테르화물 0.35∼1 중량%와 함께 첨가하는 단계(4단계), 및

   상기 4단계에 의하여 생성된 잉크 조성물을 여과하고 탈포하는 단계(5단계)를 포함하는 등사잉크 조성물의 제조방법.