KR100203542B1 - 공판 인쇄용 에멀젼 잉크 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유상과 체질 안료(extender pigment)를 함유하는 수상을 갖는 유중수(W/O)형 공판 인쇄용 에멀젼 잉크에 관한 것이다. 당해 에멀젼 잉크는 잉크의 배어남, 뒷묻음 및 블리딩 없이 인쇄 농도가 높고 품질이 일정한 인쇄 화상을 제공한다.

Description

공판 인쇄용 에멀젼 잉크
본 발명은 공판 인쇄용 에멀젼 잉크에 관한 것이다. 보다 특히, 본 발명은 인쇄 용지의 종류나 인쇄 용지 표면의 요철의 유무에 관계 없이 농도가 높고 품질이 일정한 인쇄 화상을 제공할 수 있고 인쇄 잉크의 블리딩(bleeding), 배어남(strike through) 및 뒷묻음(offset)이 생기지 않는 공판 인쇄용 에멀젼 잉크에 관한 것이다.
공판 인쇄에서, 공판 인쇄 원지를 사용하여 판 제작(plate-making)을 먼저 수행한 다음, 당해 원지에 형성된 천공부를 통해 잉크를 공급하여 종이와 같은 피인쇄체를 인쇄한다. 천공된 공판 인쇄판의 제조가 쉬워서, 공판 인쇄는 다양한 용도로 사용된다.
잉크가 공판 인쇄용으로 사용될 때, 일반적으로 유중수(W/O)형 에멀젼 잉크가 사용된다. 이들 에멀젼 잉크의 건조는 잉크 성분을 피인쇄체인 인쇄 용지에 침투시킴과 동시에 공기 중에서 수 성분들을 휘산시켜 수행한다[일본국 공개특허공보 제(소)61-255967호, 제(소)64- 14284호, 제(평)4-132777호 제(평)5-117565호].
그러나, 종래의 W/O형 에멀젼 잉크에 있어서, 당해 잉크가 건조될 때 잉크성분들이 인쇄 용지에 침투되고, 동시에 착색제도 인쇄 용지에 침투된다. 따라서, 인쇄 용지 표면에 잔류하는 착색제의 양이 감소하여 인쇄 농도가 감소되는 문제가 존재한다. 또한, 잉크 중의 착색제가 인쇄 용지내로 침투되기 때문에, 인쇄 용지의 배면을 통해 역상의 인쇄 화상이 보이는, 소위 배어남 현상이 발생하기 쉽다.
또한, 인쇄 용지내로의 잉크 성분들의 침투 속도가 인쇄 용지 종류에 따라 상이하기 때문에, 인쇄 용지 종류에 따라 수득되는 인쇄 화상의 농도, 잉크의 블리딩, 배어남 및 뒷묻음의 정 도가 변하는 문제가 존재한다. 즉, 인쇄 용지로의 잉크의 침투 속도가 빠를 경우, 인쇄용지 표면에 잉크가 거의 잔류하지 않을 정도로 잉크 성분들이 인쇄 용지내로 침투한다. 따라서, 인쇄 농도는 감소되고 잉크의 배어남은 증가되는 반면에 잉크 성분들이 인쇄 용지 표면에 잔류하지 않을 것이기 때문에 잉크의 뒷묻음이 감소된다. 한편, 침투 속도가 늦을 경우, 잉크 성분들이 인쇄 용지 표면에 잔류하기 쉽기 때문에 화상의 인쇄 농도는 증가하고 배어남은 감소된다. 그러나, 잉크 성분들이 인쇄 용지 표면에 많이 잔류하기 때문에 뒷묻음은 증가한다.
따라서, 인쇄 용지로의 잉크의 침투 속도에 영향받지 않는 농도가 높은 인쇄 화상을 제공하고 동시에 잉크의 배어남 및 뒷묻음이 일어나지 않는 공판 인쇄용 에멀젼 잉크를 제공하는 것이 요망되고 있다.
또한, 에멀젼 잉크의 건조가 인쇄 용지내로의 잉크 성분들의 침투에 의해 실행되기 때문에, 공판 인쇄가 표면에 요철이 있는 인쇄 용지로 실행될 경우, 인쇄 용지 종류에 따른 광택조 (gloss tone)의 인쇄 화상을 수득하는 것은 어렵다. 이러한 현상은 심지어 고급지(상질지) 및 중질지, 특히 하급지에서 현저하게 관찰된다. 따라서, 수득되는 인쇄 화상의 질은 인쇄 용지 표면의 요철의 유무에 따라 변하고, 이러한 현상은 특히 오스트발트 순색(full color) 인쇄가 실행될 경우 현저하게 나타난다.
또한, 공판 인쇄에서, 잉크가 천공부를 통해 압출되어 인쇄 용지에 공급되기 때문에, 잉크에 어느 정도의 점도를 부여해야 했다. 점도 부여가 유상중에 함유시킬 수지와 같은 고분자 화합물로 행해질때, 잉크의 침투 속도가 감소되고 잉크의 배어남이 일어나기 쉽다.
본 발명의 목적은 앞서 언급한 선행 기술의 문제를 해결하고, 인쇄 용지의 종류나 인쇄 용지 표면의 요철의 유무에 관계 없이 농도가 높고 품질이 일정한 인쇄 화상을 제공하고, 인쇄 잉크의 블리딩, 배어남 및 뒷묻음이 일어나지 않는 공판인쇄용 에멀젼 잉크를 제공 하는 것이다.
본 발명의 양태는 다음과 같이 요약될 수 있다.
(1) 유상 및 체질 안료를 함유하는 수상을 갖는 유중수(W/O)형 공판 인쇄용 에멀젼 잉크.
(2) 체질 안료가 에멀젼 잉크 총 중량을 기준으로 하여 1 내지 50중량% 함유되는, 제(1)항에 따르는 공판 인쇄용 에멀젼 잉크.
(3) 유상중에 착색제, 수지, 비휘발성 용매, 휘발성 용매 및 유화제를 함유하고, 수상중에 수중유(O/W)형 수지 에멀젼, 수용성 고분자 화합물 또는 이들의 혼합물을 함유하는, 제(1)항 또는 제(2)항에 따르는 공판 인쇄용 에멀젼 잉크.
(4) 유상중에 비휘발성 용매, 휘발성 용매 및 유화제를 함유하고, 수상중에 착색제, 수중유(O/W)형 수지 에멀젼, 수용성 고분자 화합물 또는 이들의 혼합물을 함유하는, 제(1)항 또는 제(2)항에 따르는 공판 인쇄용 에멀젼 잉크.
본 발명에서, 체질 안료가 W/O형 에멀젼 잉크의 수상에 함유될 경우, 체질 안료가 미립자 형태이기 때문에 체질 안료는 다공성 구조의 용지내로 침투할 수 없고, 따라서 체질 안료는 용지 표면에 정체된다. 이는 체질 안료의 분산매인 수상이 유동성을 갖고 다공성 구조의 용지내로 침투되고, 수상중의 체질 안료 이외의 다른 유동성 성분은 용지내로 침투되기 때문이다. 그 결과로서, 체질 안료는 용지표면에 잔류하고, 착색제 성분은 용지 표면에 많이 잔류할 수 있고, 잉크 건조 후에 인쇄 농도가 감소되지 않고, 잉크의 배어남은 감소된다.
본 발명에서 체질 안료가 수상에 함유되기 때문에, 통상적인 에멀젼 잉크와 동일한 잉크 침투 속도를 수득할 수 있고 잉크 뒷묻음의 증가를 방지할 수 있다.
비록 인쇄 용지 표면에 요철이 존재할지라도, 본 발명에 따라서 용지 표면위의 함몰부가 잉크중의 체질 안료로 채워질 수 있고, 심지어 인쇄가 오스트발트 순색으로 실행될 때 조차도 품질이 일정한 인쇄 화상을 수득할 수 있기 때문에 광택조의 인쇄가 가능해진다.
또한, 본 발명에 따라서, 공판 인쇄용 잉크에 대한 점도 부여가 체질 안료의 첨가에 의해 실행될 수 있기 때문에, 수지와 같은 고분자 화합물을 유상에 가해 점도를 부여하는 경우와 비교하여 잉크의 침투 속도의 감소가 없는 공판 인쇄용으로 적합한 에멀젼 잉크를 제조하는 것이 가능하다.
본 발명의 W/O형 에멀젼 잉크는, 예를 들면 수상(W) 90 내지 30중량%를 유상(0) 10 내지 70중량%에 점차적으로 가하여 이들을 유화시킴으로써 제조할 수 있다.
본 발명에서, 수상은 체질 안료를 함유한다. 이러한 체질 안료는 잉크중에 함유될지라도 무착색 안료이고 잉크 성분들이 인쇄 용지내로 침투될 때 착색제가 용지 내부로 침투되는 것을 방지하고 인쇄 용지 표면에 잔류하도록 하는 작용을 갖는다.
체질 안료의 유형은 수불용성 미립자 형태인 한 특별하게 제한되지 않고, 예를 들면, 백토, 활석, 점토, 규조토, 탄산칼슘, 황산바륨, 산화티탄, 알루미나 화이트, 실리카, 카올린, 운모 및 수산화알루미늄과 같은 무기 미립자; 폴리아크릴산 에스테르, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리스티렌, 폴리실록산, 페놀 수지, 에폭시 수지 및 벤조구안아민 수지 및 이들의 공중합체와 같은 유기 미립자이다.
체질 안료의 첨가량은, 에멀젼 잉크의 총 중량을 기준으로 하여, 바람직하게는 1 내지 50 중량%, 보다 바람직하게는 5 내지 20중량%이다. 체질 안료 첨가량이 너무 적을 경우, 인쇄물의 인쇄 농도 및 배어남에 대한 효과도 작아진다. 그러나, 체질 안료의 첨가량이 너무 많을 경우, 당해 잉크는 공판 인쇄에 부적합하게 되어 천공부를 통해 압출되기 어렵다.
체질 안료의 평균 입자 크기는 특별히 제한되지 않고, 에멀젼 잉크를 붕괴시키지 않을 정도의 크기로 사용될 수 있다. 구체적으로, 체질 안료의 평균 입자 크기는 10㎛미만이 바람직 하다.
체질 안료의 분산성 및 용지에 대한 이의 고착성을 향상시키기 위해 수상에 O/W형 수지 에멀젼, 수용성 고분자 화합물 또는 이들의 혼합물을 가하는 것이 바람직하다.
O/W형 수지 에멀젼으로서, 폴리비닐 아세테이트, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 비닐 아세테이트-아크릴산 에스테르 공중합체, 폴리메타크릴산 에스테르, 폴리스티렌, 스티렌- 아크릴산 에스테르 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체, 비닐리덴 클로라이드-아크릴산 에스테르 공중합체, 비닐 클로라이드, 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 공중합체 및 폴리우레탄과 같은 수지 에멀젼을 사용할 수 있다.
수용성 고분자 화합물로서, 폴리비닐 알콜, 메틸 셀룰로즈, 카복시메틸 셀룰로즈, 하이드록시메틸 셀룰로즈, 폴리비닐 피롤리돈, 에틸렌-비닐 알콜 공중합체, 폴리에틸렌 산화물, 폴리 비닐 에테르, 폴리아크릴아미드, 아라비아 고무, 전분 및 수용성 우레탄과 같은 수용성 수지를 사용할 수 있다.
이들 수지 성분의 첨가량은 고형분으로 환산하여 에멀젼 잉크 총 중량을 기준으로 하여 바람직하게는 20중량% 이하, 보다 바람직하게는 10중량% 이하이다.
수지 성분의 첨가량이 너무 많을 경우, 잉크를 인쇄판 위에 얹고 장시간 방치하면 수지 성분이 때때로 인쇄판 위의 천공 부분에 막을 형성하여 인쇄시 잉크의 통과를 방해한다.
체질 안료의 물에 대한 습윤성 및 분산성을 개량시키기 위해 수상에 계면 활성제 및 다른 물질들을 가할 수 있다. 또한, 수상에, 필요한 경우, 습윤제, 전해질, 항진균제, 산화방지제 및 수 증발 방지제와 같은 수용성 부가물을 가할 수 있다.
수상은 착색제를 함유할 수 있다. 이런 경우에, O/W형 수지 에멀젼, 수용성 수지 또는 이들 혼합물의 존재는 상기 언급한 체질 안료의 경우와 동일하게 착색제의 분산성 및 용지에 대한 이의 고착성을 향상시킨다.
착색제로서, 공지된 안료가 사용될 수 있다. 예를 들면, 단색 인쇄용으로 퍼니스(furnace) 카본 블랙, 램프 블랙, 아세틸렌 블랙 및 채널 블랙 등의 카본 블랙; 구리, 철, 산화티탄 등의 금속 또는 금속 산화물 및 탄산칼슘; 아조, 시아닌, 디옥사진 등의 유기 안료 및 퀸아크리돈계 안료를 사용할 수 있다.
본 발명에서, 유상에 착색제, 수지, 비휘발성 용매, 휘발성 용미 및 유화제를 가할 수 있는 반면에, 착색제를 수상에 가할 경우에는 유상으로부터 착색제 뿐만 아니라 수지 성분도 제외될 수 있다. 이는 수지 성분이 착색제의 분산성 향상 및 다른 목적을 위하 배합되기 때문이다.
착색제가 유상에 함유될 경우, 상기 언급한 동일한 유형의 착색제가 사용될 수 있다. 수지로서, 예를 들면, 페놀 수지, 말레산 수지, 석유 수지, 알키드 수지를 사용할 수 있다.
비휘발성 용매로서, 모우터 오일, 스핀들유, 머쉰유, 및 유동 파라핀 등의 광물유와 올리브유, 아주까리 끼름 및 샐럿 기름 등의 식물유를 사용할 수 있다. 휘발성 용매로서, 공지된 광물유 및 식물유를 사용할 수 있다. 사용되는 이들 용매(비휘발성 용매/휘발성 용매)의 비는 유상 대 수상의 비율에 따라서 상이하지만 50 내지 95/50 내지 5의 중량비가 바람직하다.
유화제는 W/O형 에멀젼 형성을 위해 사용되고, 비이온성 계면활성제가 바람직하게 사용 된다. 예를 들면, 소르비탄 모노라우레이트, 소르비탄 모노팔미테이트, 소르비탄 모노스테아레이트, 소르비탄 트리스테아레이트, 소르비탄 모노올레 에이트 및 소르비탄 세스퀴놀레에이트 등의 소르비탄 고급 지방산 에스테르; 지방산 모노글리세라이드; 지방산 디글리세라이드; 및 고급 알콜, 알킬 페놀 또는 지방산의 에틸렌 옥사이드 부가물이 예시될 수 있다.
[실시예]
본 발명은 실시예들을 참조로 보다 상세히 기술될 것이다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예들로 제한되지 않음이 이해되어야 한다. 실시예들중, 부는 달리 규정하지 않는 한 중량부를 의미한다.
[실시예 1 내지 4 및 비교 실시예 1]
W/O형 에멀젼 잉크는 표 1에 나타낸 배합을 사용하여 하기 방법으로 각각 제조된다.
우선, 알키드 수지, 퍼니스 카본 블랙, 소르비탄 모노올레에이트, 모우터 오일 제40호 및 용매 제5호를 서로 가하고, 충분히 교반한 다음 3-롤로 충분히 혼련하여 유상 성분을 제조 한다. 이후에, 물, 체질 안료, 폴리비닐 피롤리돈 및 에틸렌 글리콜을 포함하는 혼합액을 보올 밀(ball mill)로 분산시킨다. 당해 수 분산액을 상기 유상 성분에 점차적으로 가하면서 교반기로 교반하여 에멀젼을 생성하고 W/O형 에멀젼 잉크를 제조한다.
[실시예 5]
실시예 1에서와 동일한 유상 성분을 실시예 1과 동일한 조건으로 혼련한 후, 물, 체질 안료, 폴리비닐 피롤리돈 및 에틸렌 글리콜을 포함하는 분산액을 점차적으로 가하면서 실시예 1과 동일한 방식으로 유화시킨다. 이후에, O/W형 에멀젼을 점차적으로 가하면서 추가로 유화시켜 W/O형 에멀젼 잉크를 제조한다.
[실시예 6]
W/O형 에멀젼을 표 1에 나타낸 배합을 사용하여 하기 방법으로 각각 제조한다.
우선, 소르비탄 모노올레에이트, 모우터 오일 제40호 및 용매 제5호를 서로 가하고 충분히 교반하여 유상 성분을 수득한다. 이후에, 물, 체질 안료, 폴리비닐 피롤리돈 및 에틸렌 글리콜을 포함하는 혼합액을 보올 밀로 분산시킨다. 당해 수 분산액을 상기 유상 성분에 점차적으로 가하면서 교반기로 교반하여 에멀젼을 생성한다. 이후에, 폴리비닐 피롤리돈으로 분산시킨 퍼니스 카본 블랙 분산액을 점차적으로 가하여 유화시켜 W/O형 에멀젼 잉크를 제조한다.
표 1에 나타낸 체질 안료의 평균 입자 크기는 원심식 입자 직경 측정 장치[CAPA-700, 제조원: 호리바, 리미티드(Horiba, Ltd.)]로 측정한다.
시험 실시예
실시예 1 내지 실시예 6 및 비교 실시예 1에서 수득한 공판 인쇄용 에멀젼 잉크를 각각 사용하여, 공판 인쇄기 리소그라프(Risograph) RC115D[들록 상표; 리소가가쿠 코포레이션 (Riso Kagaku corporation) 제조]로 상질지에 공판 인쇄한다.
표면에 요철을 갖는 하급지(갱지)에 인쇄할 경우, 인쇄물의 인쇄 농도, 배어남, 뒷묻음, 블리딩에 대한 평가 및 인쇄 농도의 측정은 하기 방법으로 실행하고 결과는 표 2에 나타낸다.
(1) 인쇄 농도 : 인쇄된 셋-솔리드(set-solid) 부분의 인쇄 농도를 0D계[RD-920, 제조원; 맥베스 캄파니(Macbeth Co.)]로 측정한다.
(2) 배어남 : 인쇄된 셋-솔리드 부분의 배면의 농도를 0D계(상동)로 측정한다.
(3) 뒷묻음 : 연속적으로 100장을 인쇄한 후, 인쇄면의 배면의 얼룩을 육안으로 관찰하고 얼룩이 생기지 않을 경우는 0로 평가하고 얼룩이 생길 경우에는 X로 평가한다.
(4) 블리딩 : 잉크가 고착된 부분의 블리딩 상태를 현미경 (80x)으로 관찰한다. 블리딩이 거의 없을 경우에는 0로 평가하고 블리딩이 뚜렷할 경우에는 X로 평가한다.
(5) 하급지의 인쇄 농도 : (1)과 동일한 방법으로 측정한다.
본 발명에 따라서, 인쇄 용지의 종류나 인쇄 용지 표면의 요철의 유무에 관계없이 인쇄 농도가 높고 품질이 일정한 인쇄 화상을 얻을 수 있는 공판 인쇄용 에멀젼 잉크를 제공할 수 있고, 당해 에멀젼 잉크를 사용함으로써 잉크의 배어남, 뒷묻음 및 블리딩을 방지할 수 있는데, 그 이유는 수상에 체질 안료를 첨가함으로써 잉크의 건조시, 인쇄 용지 내부로의 착색제의 침투가 방지될 수 있어 착색제를 인쇄 용지 표면에 유지시킬 수 있기 때문이다.

Claims (2)

  1. 착색제, 수지, 비휘발성 용매, 휘발성 용매 및 유화제를 함유하는 유상 10 내지 70 중량 %와 수중유(O/W)형 수지 에멀젼, 수용성 고분자 화합물 또는 이들의 혼합물을 함유하는 수상 90 내지 30중량%를 혼합한 에멀젼 잉크에, 에멀젼 잉크의 총 중량을 기준으로 하여, 1 내지 50중량%의 체질 안료(extender pigment)를 수상 속에 함유시킨 유중수(W/O)형 공판 인쇄용 에멀젼 잉크.
  2. 비휘발성 용매, 휘발성 용매 및 유화제를 함유하고 유상 10 내지 70중량%와 착색제, 수중유(O/W)형 수지 에멀젼, 수용성 고분자 화합물 또는 이들의 혼합물을 함유하는 수상 90 내지 30중량%를 혼합한 에멀젼 잉크에, 에멀젼 잉크의 총 중량을 기준으로 하여, 1 내지 50중량%의 체질 안료를 수상 속에 함유시킨 유중수(W/O)형 공판 인쇄용 에멀젼 잉크.
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