KR100495852B1

KR100495852B1 - 안료조성물

Info

Publication number: KR100495852B1
Application number: KR1019970067148A
Authority: KR
Inventors: 데이빗 맥그레고; 폴 커윈; 존 브라이스 블랙번
Original assignee: 시바 스페셜티 케미칼스 홀딩 인크.
Priority date: 1996-12-10
Filing date: 1997-12-09
Publication date: 2005-09-26
Also published as: EP0848047B1; ES2173398T3; CN1170898C; DK0848047T3; ZA9711025B; KR19980063958A; CN1186094A; JP4156698B2; AU740211B2; CZ397897A3; AU4689697A; JPH10183047A; CA2224933A1; EP0848047A1; DE69711822D1; DE69711822T2; GB9625758D0; MX9709969A; US6007612A; BR9705833A

Abstract

본 발명은 석판 인쇄 잉크에서 생성물의 수지화된 부분의 10 내지 100%가 수지 에스테르인, 수지화된 안료의 착색제로서의 용도를 제공한다.

Description

안료 조성물{Pigment Compositions}

본 발명은 석판 (lithographic) 인쇄 잉크에 사용하기에 적합한 안료 조성물에 관한 것이다.

석판 인쇄 잉크 제조용 안료 조성물은 일반적으로 잉크 전색제내의 안료의 습윤성 및 분산성을 개선시키기 위한 첨가제를 함유한다. 이들은 유동성 및 광택과 같은 다른 잉크 특성을 변성시킬 수도 있다. 이런 첨가제들은 전형적으로 로진 및 예를 들어, 수소화 수지, 불균화 수지 및 말레산 변성 수지와 같은 변성 로진이다. 이들은 일반적으로 안료 합성 동안 묽은 알칼리중에 수용액으로서 혼입되고, 이어서 산, 예를 들어 칼슘, 알루미늄과 같은 금속염 또는 아민/4급 암모늄염의 첨가에 의해 안료와 함께 침전된다.

그러나, 생태학적인 이유로 통상적인 원액 중의 저급 지방족 알콜을 예를 들어, 글리콜, 계면활성제 등으로 대체함으로써, 상술한 바와 같은 안료 첨가제들이 석판 인쇄 공정에 장해를 일으키고, 원액 및 잉크의 수성/비수성의 정교한 균형을 방해하여, 원액의 pH 불안정성에 영향을 미칠 수 있다.

따라서, 이런 안료들이 석판 잉크에 사용될 때 원액의 pH는 점차 상당히 예를 들어, 전형적으로 약 5 내지 7 이하 또는 그 이상으로 증가된다는 것이 밝혀졌다. 이런 경우에, 잉크 및 원액의 혼합을 시작하고, 이로 인해 특히 현대 고속 인쇄기를 사용할 때 예를 들어, 인쇄 선명도과 같은 인쇄 성능의 저하가 초래된다.

이 현상은 수 년 동안 공지되어 왔고, pH의 이동을 감소시키기 위한 유용성 (油溶性) 완충제의 사용이 EP 제0315844호에 제안되어 있다.

따라서 본 발명은 석판 인쇄 잉크에서 생성물의 수지화된 부분의 10 wt% 내지 100 wt%, 바람직하게는 40 wt% 내지 100wt%가 수지 에스테르인 수지화된 안료의 착색제로서의 용도를 제공한다.

본 발명자들은 원액의 pH가 바람직하지 않게 상향 이동하는 것은 통상적으로 사용되는 수지산 및 염들을, 수지 중의 카르복실산기(들)을 알콜, 폴리올 또는 페놀과 부분적으로 또는 완전히 반응시켜 불용성 수지 에스테르를 형성한 수지들로 대체함으로써 상당히 감소되거나 심지어 제거될 수 있다는 것을 본 발명에 이르러 발견하였다. 생성된 안료 조성물은 석판 잉크내로 용이하게 혼입될 뿐만 아니라, 더 양호한 원액/잉크 균형, 감소된 원액 pH 이동, 및 그 결과 더 양호한 잉크 전달 및 인쇄 선명도를 특징으로 하는 향상된 인쇄 특성을 잉크에 부여한다. 수지 에스테르는 안료의 착색 특성에 악영향을 주지 않고도 유동성 및 광택과 같은 특성을 향상시킬 수 있다.

따라서 본 발명은 석판 인쇄 잉크에서 수지화된 안료 중의 수지화된 부분의 10 wt% 내지 100 wt%, 바람직하게는 40 wt% 내지 100wt%가 수지 에스테르인 수지화된 안료의 착색제로서의 용도를 제공한다.

본 발명과 관련있는 염기 안료로는 석판 잉크에 사용될 수 있는 임의의 것들 예를 들어, 피그먼트 레드 48, 52, 53, 57과 같은 아조 레이크 안료, 피그먼트 옐로우 12, 13, 14 및 피그먼트 오렌지 34와 같은 디아릴리드 안료 및 피그먼트 블루 15:3과 같은 프탈로시아닌이 있다.

사용된 수지 에스테르는 예를 들어, 로진 산의 에스테르 또는 변성 (수소화, 불균화, 말레에이트화(maleated), 중합, 페놀 변성)된 로진 산의 에스테르일 수 있다. 에스테르화에 사용되는 알콜은 전형적으로 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖고, 할로겐, 예를 들어 염소와 같은 기 또는 아미노기로 임의로 치환될 수 있다. 적합한 폴리올은 글리세롤 및 펜타에리트리톨과 같이 2 내지 10개의 OH기를 가질 수 있다. 적합한 페놀로는 페놀 자체 및 크레졸이 포함된다.

임의로, 표면 활성제와 같은 다른 첨가제가 공지된 기술에 따라 안료 합성을 돕기 위해 첨가될 수 있다. 이런 첨가제로는 비이온계, 음이온계, 양쪽성 및 양이온계 계면활성제 예를 들어, 에톡실화-알콜, -페놀, -산, -아민, 로진 및 변성 로진산염, 알킬 설페이트, 알킬 술포숙시네이트, 알킬 아릴 술폰산, 아민 및 4급 암모늄염을 들 수 있다. 그러나, 이런 보조제의 유형 및 양을 선택하는데 있어서 이들의 사용이 주요 첨가제인 수지 에스테르의 값어치를 무효화하지 않는다는 것을 보장하기 위해 주의를 기울여야만 된다.

안료 생성물은 석판 잉크에 사용된다. 이런 잉크에 사용되는 전색제로는 방향족 석유 탄화수소 수지, 알칼리로 정제된 아마인유, 페놀 변성 로진의 펜타에리트리톨 에스테르, 말레산으로 변성된 로진 에스테르, 및 이들의 혼합물 및 이들과 동유와의 혼합물이 포함된다.

본 발명은 또한 석판 인쇄 잉크 전색제 및 착색제로서, 생성물의 수지화된 부분의 10 wt% 내지 100 wt%, 바람직하게는 40 wt% 내지 100 wt%가 수지 에스테르인 수지화된 안료를 포함하는 석판 인쇄 잉크를 제공한다.

본 발명은 하기 실시예에 의해 예증된다.

실시예 1

4-아미노 톨루엔-3-술폰산 (98.2%) 35.9 g을 47% 수산화나트륨 용액 16.2 g을 사용하여 물 265 ㎖에 교반시키면서 용해시켰다. 미리 물 50 ㎖에 용해시킨 아질산나트륨 12.2 g을 첨가하기 전에, 얼음을 첨가하여 용액의 온도를 0℃ 내지 -5℃로 감소시켰다. 진한 염산 (35%) 38 ㎖를 이 용액에 교반시키면서 첨가하여 디아조염을 형성하였다. 현탁액의 부피를 얼음을 첨가하여 0 ℃ 내지 -5℃에서 750 ㎖로 조정하였다.

불균화된 아비에트산 로진 (상표명이 '레콜디스 (Recoldis) A'이고 랑글레이 스미스 앤드 캄파니사 (Langley Smith and Co.)로부터 공급됨) 9.5 g을 수산화나트륨 용액 (47%) 2.6 g과 함께 80 ℃로 가열하여 기계 교반으로 물 240 ㎖에 용해시켰다. 일단 수지 용액이 얻어지면, 이 용액을, 240 ㎖의 물을 첨가하여 50 ℃로 냉각시켰다. 수산화나트륨 용액 (47%) 30 g 및 베타 히드록시 나프토산 (BONA) 35.5 g을 기계 교반을 계속하면서 첨가하였다. 타콜린 (Tacolyn) 153으로 공지되고 헤르쿨레스 BV (Hercules BV)에 의해 공급되는 50% w/w 수지 에스테르 분산액 19 g을 이 용액에 첨가하였다. 이 분산액의 부피를, 얼음을 추가하여 0 ℃ 내지 -5 ℃에서 800 ㎖로 조정하였다.

디아조 성분을 수지/수지 에스테르/BONA 현탁액에 40분에 걸쳐서 기계 교반하고 0 ℃ 내지 -5 ℃의 온도 및 10.8 내지 11의 pH를 유지하면서 첨가하였다.

커플링 과정이 완료된 후, 염화칼슘 (80%) 33.2 g을 첨가하기 전에 현탁액을 상기 조건에서 추가로 15분 동안 교반시켰다. 이 현탁액을 완전한 레이킹 (laking)을 보장하기 위해 30분 동안 상기 조건하에서 유지하였다. 이 현탁액의 pH를 묽은 염산(10%)을 사용하여 7.0으로 조정한 후, 현탁액을 80℃로 스팀 가열하였다. 이 현탁액을 65℃로 플러쉬하고 여과 및 세정하여 염을 제거하였다. 이 생성물을 90℃에서 밤새 건조시킨 후에 분말로 분쇄시켰다.

마무리된 분말 20 g을 증류액 (PKWF 4/7 뉴 (New)으로 공지되고 할테르만사 (Halterman)에 의해 공급됨) 1부, 수지 (스파클 (Sparkle) 93으로 공지되고 로우터 인터내셔날사 (Lawter International)에 의해 공급됨) 2부 및 겔화된 경질 수지(루미넥스 (Luminex) 55로 공지되고 로우터 인터내셔날사에 의해 공급됨) 3.25부로 구성되는 잉크 바니쉬 80 g에 혼입하였다. 불러 (Buhler) SDY-200 3본 롤밀의 배면 롤상에서 23℃ 및 10 bar의 압력에서 5분 동안 혼합하였다. 이어서, 이 혼합물을 23℃에서 3×10 bar로 3본 롤밀을 통과시킨 후 (각각의 롤밀 통과 사이에 2분간 배면 롤 혼합), 더 많은 잉크 바니쉬를 사용하여 분쇄 장치를 이용하여 착색도를 18%로 낮추었다.

이 시료는 비교예 4에 기재된 표준 (수지 에스테르가 부재) 안료와 비교할 때 필적할만한 색상 강도, 상당히 향상된 광택 및 상당히 향상된 낮은 전단 흐름을 나타냈다.

석판 인쇄 공정에 사용되는 원액의 pH 이동에 대한 잉크의 효과는 하기 방법에 따라 평가된다. 잉크 50 g을 표준 원액 (잉클랜드사 (Inkland Ltd)에 의해 공급되는 파운트졸 (Fountsol) F5) 150 ㎖와 함께 플라스틱 용기내에 위치시키고 VOSS 이중패들 혼합기를 사용하여 1시간 동안 혼합물을 교반시켰다 (150 rpm). 이 원액을 잉크로부터 분리시켜 pH를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타냈다. 이 시료는 레진 에스테르가 없는 안료를 포함하는 잉크 (비교예 4)와 비교할 때 pH 이동에 있어서 상당한 개선을 나타냈다.

실시예 2

레콜디스 A 로진 3.8 g을 수산화나트륨 용액 (47%) 1.04 g과 함께 용해시키고, 타콜린 153 수지 에스테르 분산액 30.4 g을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 같이 안료를 제조하였다.

실시예 1에서와 같이 열경화 잉크 바니쉬에 혼입하고 시험하였을 때, 이 시료는 수지 에스테르가 없는 안료를 포함하는 잉크 (비교예 4)와 비교할 때 대등한 색상 강도, 상당히 향상된 광택, 낮은 전단 흐름 및 감소된 pH 이동 (표 1)을 나타냈다.

실시예 3

레콜디스 A 수지를 사용하지 않고, 타콜린 153 (50% w/w) 수지 에스테르 분산액 38 g을 생성물에 혼입한 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 같이 안료를 제조하였다. 이 분말을 실시예 1에서와 같이 열경화 바니쉬에 혼입하였을 때, 최종 잉크는 수지 에스테르가 없는 안료를 포함하는 잉크 (비교예 4)와 비교할 때 대등한 색상 강도 및 상당히 향상된 광택, 낮은 전단 흐름 및 감소된 pH 이동 (표 1)을 나타냈다.

비교예 4

레콜디스 A 수지 19 g을 수산화나트륨 용액 (47%) 5.2 g과 함께 용해시키고 수지 에스테르를 생성물에 혼입시키지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 같이 안료를 제조하였다. 이 생성물을 사용하여, 실시예 1에서와 같이 제조된 잉크의 pH 이동 결과를 하기 표 1에 나타냈다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 4
초기 pH	4.6	4.6	4.6	4.6
최종 pH	5.8	5.7	5.7	7.6
이동	+1.2	+1.1	+1.1	+3.0

본 발명에 따르면, 양호한 색상 강도 및 광택, 낮은 전단 흐름, 및 감소된 pH 이동을 갖는 수지화된 안료를 제조할 수 있으며, 이를 석판 인쇄 잉크에 착색제로서 사용할 수 있다.

Claims

수지화된 안료 조성물 중의 수지화된 부분의 10 내지 100 wt%가 수지 에스테르이며, 여기서 상기 수지 에스테르가 로진의 유리산기를 임의로 치환된 알콜 또는 폴리올로 에스테르화함으로써 로진으로부터 유도되고, 카르복실산기가 알콜 또는 폴리올과 완전히 반응되었으며, 단 상기 알콜은 아미노 알콜이 아니고, 상기 안료가 아조 레이크 안료인, 석판 인쇄 잉크 중의 착색제로 사용되는 수지화된 안료 조성물.
제1항에 있어서, 수지화된 안료 조성물 중의 수지화된 부분의 40 내지 100 wt%가 수지 에스테르인 안료 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 로진이 우드 (wood) 로진, 검 로진, 톨유 로진, 또는 수소화, 불균화, 중합 또는 유기 반응물과의 반응에 의해 이들 로진류로부터 유도된 생성물인 안료 조성물.
제1항에 있어서, 수지 에스테르가 로진상의 유리산기를 글리세롤 또는 펜타에리트리톨로 에스테르화함으로써 로진으로부터 유도된 것인 안료 조성물.
잉크 전색제, 및 제1항에 정의된 수지화된 안료 조성물을 포함하는 석판 잉크.