KR100877210B1 - 3,4-디알콕시티오펜의 중합체 또는 공중합체를 포함하는플렉소 인쇄용 잉크 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 두개의 알콕시기가 동일 또는 상이하거나 함께 임의로 치환된 옥시-알킬렌-옥시 브릿지를 나타내는 3,4-디알콕시티오펜의 중합체 또는 공중합체, 폴리음이온 및 라텍스 바인더를 용매 또는 수성 매질에 포함하는 비염료 함유 플렉소 인쇄용 잉크로서, 상기 3,4-디알콕시티오펜의 중합체 또는 공중합체가 상기 잉크 중에 0.1중량% 이상의 농도로 존재하며, 비색 첨가성 투명 인쇄를 생성할 수 있는 비염료 함유 플렉소 인쇄용 잉크; 상기 플렉소 인쇄용 잉크의 제조방법; 및 상기 플렉소 인쇄용 잉크를 이용한 플렉소 인쇄방법을 개시한다.
Description
본 발명은 3,4-디알콕시티오펜의 중합체 또는 공중합체를 포함하는 플렉소 인쇄용 잉크(flexographic ink)에 관한 것이다.
플렉소 인쇄용 잉크 시스템은 종이 및 페이퍼보드와 같은 다공성 기판과 중합체 필름 및 호일 같은 비다공성 기판 모두를 포함하는 다양한 기판을 인쇄하는데 사용되며, 2롤 또는 3롤 시스템이나 내재된 닥터 블레이드를 사용하는 시스템을 기본으로 한다. 3롤 시스템은 잉크를 흡수해서 아닐록스 롤 (조각된 금속 또는 세라믹 롤러)로 전달하는 고무 픽업롤을 사용한다. 잉크는 조각된 셀에 충진된 다음, 이미지가 백그라운드인 비이미지 영역으로부터 양각으로 돋우어지는 플레이트 (고무 플레이트 또는 플라스틱 플레이트)로 전달된다. 마지막으로, 플레이트에서 기판으로 전달된다. 플렉소 인쇄용 프레스가 0.25 내지 10.2 m/s 범위의 속도에 작동한다.
플렉소 인쇄용 잉크는 수계 또는 용매계일 수 있으며, 색상 위에 색상을 덧칠하는데 적합한데, 상기 수계 잉크는 통상 8.5 이상의 pH를 갖는다. 플렉소 인쇄 용 잉크는 인쇄 조건 하에서 낮은 점도: 즉 10 내지 100 mPa.s를 나타내기 때문에 액상 잉크로 알려져 있다. 플렉소 인쇄에 의한 인쇄는, 예를 들면 전자 방출에 대해 민감한 전자 성분을 충진하는 대전방지 특성과 전기전도성과 같은 정보를 제공하는 것 이외에도 광범위한 기능적 효과를 충족시킬 수 있다.
전기전도제를 포함하는 플렉소 인쇄용 잉크가 특허 문헌에 보고되어 있다. 이들은 금속 입자들을 기본으로 하거나 (예를 들면, WO 00/29208호, US 5,189,952호, US 4,221,830호, US 4,282,692호, US 5,286,415호, US 5,389,403호, 및 US 5,656,081호), 카본블랙 입자를 기본으로 한다 (예를 들면, JP 49-068807A호, WO 00/77408, US 5,286,415호 및 US 5,389,403호). 금속계 잉크는 적당한 수지 용해물과 혼합된 알루미늄 또는 브론즈 입자로부터 만들어진다. 그러한 잉크는 그 잉크로 만들어진 인쇄물의 불투명성으로 인해 채색 작업에는 도입할 수 없다.
따라서, 유익한 속성인 플렉시블한 패키징에 도입될 수 있는 인쇄가 가능하면서도 추가적인 기능을 충족시킬 수 있는 전기전도제를 포함하는 플렉소 인쇄용 잉크가 요구된다.
WO 99/34371호는 도전성 중합체 페이스트의 용액 또는 분산액, 및 임의로는 바인더, 증점제 및 필러를 포함하는 점도 1 내지 200 mPa.s (102 내지 4 x 104 mPa.s)의 실크 스크린 페이스트를 개시한다. WO 99/34371호는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)[PEDOT]/폴리(스티렌설포네이트) [PSS]를 < 2중량%의 함량으로 포함하는 용액 또는 분산액에서 용매를 제거하여 고형분 함량이 > 2 중량%가 되도록 농축한 다음, 바인더 및/또는 필러를 선택적으로 첨가한 실크 스크린 페이스트의 제조방법도 개시한다. 실시예 1은 고형분 함량이 1.3중량%인 PEDOT/PSS의 수분산액을 45℃ 및 20mbar에서 회전식 증발기에 놓고 물을 증발시켜서 고형분 함량을 3중량%로 하는 방법을 개시한다.
EP-A 1 081 549호는 치환 또는 비치환 티오펜-함유 전기전도성 중합체의 용액, 필름 형성용 바인더 및 유기 용매 매질을 포함하며, 상기 매질이 37중량% 이하의 수분 함량을 갖는 코팅 조성물을 개시한다. 출발물질로서 BAYTRONTM P, 즉 PEDOT/PSS가 1.22중량%인 수분산액을 사용하는 상기 발명의 실시예에는 0.1중량%의 PEDOT/PSS (즉, BAYTRONTM P는 PEDOT 및 PSS를 1:2.4의 중량비로 포함하기 때문에 0.0294중량%의 PEDOT) 및 8 내지 25중량%의 물을 포함하는 코팅 분산액이 개시되어 있다.
EP-A 1 081 546호는 전기전도성 중합체의 용액과 유기 용매 매질을 포함하며, 상기 용매가 알콜, 케톤, 싸이클로알칸, 아렌(arenes), 에스테르, 글리콜 에테르 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고 상기 매질이 12중량% 이하의 수분 함량을 갖는 코팅 조성물을 개시한다. 출발물질로서 BAYTRONTM P, 즉 PEDOT/PSS의 1.22중량% 수분산액을 이용하는 상기 발명의 실시에에는 PEDOT/PSS 농도가 0.02 내지 0.1중량% 범위 (즉, BAYTRONRM P가 PEDOT 및 PSS를 1:2.4의 중량비로 포함하기 때문에 PEDOT는 0.00588 내지 0.0294중량%)이고 2 내지 8중량%의 수분 함량을 갖는 코팅 분산액이 개시되어 있다.
EP-A 1 081 548호는 치환 또는 비치환된 티오펜-함유 전기전도성 중합체 및 유기 용매 매질을 포함하며, 상기 매질이 12중량% 이하의 수분 함량을 갖는 코팅 조성물을 개시한다. 출발물질로서 BAYTRONTM P, 즉 PEDOT/PSS의 1.22중량% 수분산액을 이용하는 상기 발명의 실시에에는 PEDOT/PSS 농도가 0.02 내지 0.1중량% 범위 (즉, BAYTRONRM P가 PEDOT 및 PSS를 1:2.4의 중량비로 포함하기 때문에 PEDOT는 0.00588 내지 0.0294중량%)이고 2 내지 8중량%의 수분 함량을 갖는 코팅 분산액이 개시되어 있다.
EP-A 593 111호에는 한층 이상의 내수성 수지층으로 코팅된 내수성 지지체 또는 페이퍼 지지체를 포함하며, 상기 수지 지지체 또는 수지층이 중합체 폴리음이온 화합물의 존재하에서 콘쥬게이트된 중합체 골격을 갖는 폴리티오펜을 필수 성분으로서 함유하는 최외각 대전방지층으로 코팅되고, 상기 대전방지층이 40℃ 이상의 유리전이온도(Tg)를 갖는 소수성 유기 중합체를 포함하며, 상기 폴리티오펜은 0.001g/㎡ 이상의 도포율로 존재하고 상기 폴리티오펜 유기 폴리머의 중량비가 1/10 내지 1/1000 범위에 있는 것을 특징으로 하는 쉬트 또는 웹 물질을 개시한다.
EP-A 821 025호에는 3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜과 열변형성 또는 기계변형성 바인더의 혼합물로 된 투명한 대전방지층에 의해 특징지워지는 열변형성 또는 기계 변형성 중합체 호일을 개시한다.
WO 01/65903호는, (a) 제1 면과 제2 면을 포함하는 열변형성 필름을 제공하 는 단계; (b) 플렉소 인쇄법, 스크린 인쇄법, 그라비어 인쇄법, 옵셋 인쇄법, 활판 인쇄법, 패드 인쇄법, 슬롯 코팅, 플로드 코팅, 스프레이 코팅 및 젯트 인쇄를 포함하는 인쇄법 또는 코팅 방법으로 상기 열변형성 필름에 연신가능한 도전성 코팅을 도포하는 단계; (c) 상기 열변형성 필름을 3차원 형태로 절단하는 단계; (e) 압축성 EMI 가스켓을 열변형성 필름에 도포하는 단계를 포함하며, 상기 단계 (b) 내지 (e)를 임의의 순서대로 실시하는 EMI 실드(shield)의 형성방법을 개시한다.
카본 블랙을 기초로 하는 시판 불투명 도전성 플렉소 인쇄용 잉크, 예를 들면 THERMOKETTTM
Conductive Ink와 Black VX7011 (Akzo Nobel Inks 제품), 및 금속성 안료를 입수할 수 있다. 투명한 도전성 인쇄를 생성할 수 있는 플렉소 인쇄가 요구된다.
발명의 태양
따라서, 본 발명의 태양은 전기전도제를 함유하며 투명한 인쇄를 생성할 수 있는 플렉소 인쇄용 잉크를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 태양은 전기전도제를 포함하며 투명한 인쇄를 가능하게 하는 플렉소 인쇄용 잉크의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 태양은 전기전도제를 포함하며 임의로를 서빙된 기판에 투명한 인쇄를 제공할 수 있는 플렉소 인쇄용 잉크를 이용하는 플렉소 인쇄 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 태양 및 잇점은 후술하는 바로부터 명백해질 것이다.
발명의 개요
전기전도제를 포함하고 투명한 인쇄를 가능하게 하는 플렉소 인쇄용 잉크에 대한 요구를 충족시키는데 있어서, 가시광선 (400 내지 750 nm)에 대해 투명한, 오산화바나듐, 요오드화 제1구리 및 이산화인듐주석과 같은 무기성 반도체는 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리아세틸렌, 폴리파라페닐렌, 폴리티오펜, 폴리페닐렌비닐렌, 폴리티에닐렌비닐렌 및 폴리페닐렌설파이드 등과 같은 본래 도전성인 중합체들과 함께 분명한 전기전도제 후보이다. 그러나, 무기성 반도체를 포함하는 플렉소 인쇄용 잉크는 불량한 내마모성과 기판을 휠때/구부릴 때 불량한 접착성을 나타낸다는 것이 밝혀졌고, 폴리아닐린을 포함하는 플렉소 인쇄용 잉크는 투명하지만 불충분하게 도전성 (예를 들면, 0.01의 광학 밀도에서의 표면 저항이 107 Ω/□임)이거나 도전성이며 높은 광학 밀도의 그린 배경 (예를 들면, >1.0의 광학 밀도에서의 표면 저항이 1000 Ω/□임), 폴리아닐린 고유의 그린 색상이 우세한 인쇄를 생산하는 반면, 폴리티오펜을 포함하는 플렉소 인쇄용 잉크는 놀랍게도 신속한 중복인쇄가 가능하고 무색 투명한 인쇄에 대해서 5000 Ω/□ 이하의 표면저항을, 그리고 광학 밀도가 0.7 이하인 서로 다른 색상의 투명한 인쇄에 대해서는 6000 Ω/□ 이하의 표면저항을 나타내는 투명한 인쇄를 생성한다는 것을 발견하였다. 또한, 그러한 층은 다양한 기판에 대한 탁월한 접착성, 및 탁월한 내마모성, 내수성, 내알칼리성 및 내유기용매성을 나타낸다.
본 발명의 태양은 두개의 알콕시기가 동일 또는 상이하거나 함께 임의로 치환된 옥시-알킬렌-옥시 브릿지를 나타내는 3,4-디알콕시티오펜의 중합체 또는 공중합체, 폴리음이온 및 라텍스 바인더를 유기 용매 또는 수성 매질 중에 포함하는 비염료 함유 플렉소 인쇄용 잉크로서, 상기 3,4-디알콕시티오펜의 중합체 또는 공중합체가 잉크 중에 0.1중량% 이상의 농도로 존재하며, 비색 첨가성 투명 인쇄 (colorimetrically additive transparent print)를 생성할 수 있는 것을 특징으로 하는 플렉소 인쇄용 잉크에 의해 실현된다.
또한, 본 발명의 태양은 i) (3,4-디알콕시티오펜)의 중합체 또는 공중합체와 폴리음이온의 수분산액을 농축시키는 단계; 및 (ii) 라텍스 바인더를 첨가하는 단계를 포함하는 전술한 바와 같은 플렉소 인쇄용 잉크의 제조방법에 의해서 실현된다.
또한, 본 발명의 태양은 전술한 플렉소 인쇄용 잉크를 제공하는 단계; 및 인쇄용 잉크를 임의로 서빙된 기판에 인쇄하여 비색 첨가성 투명 인쇄를 생성하는 단계를 포함하는 플렉소 인쇄 방법에 의하여 제공된다.
또한, 본 발명의 태양은 2개의 알콕시기가 동일 또는 상이하거나 함께 임의로 치환된 옥시-알킬렌-옥시 브릿지를 나타내는 3,4-디알콕시티오펜 0.1중량% 이상, 폴리음이온 및 라텍스 바인더를 용매 또는 수성 매질에 포함하는 비염료 함유 플렉소 인쇄용 잉크에 의해 제공될 수 있으며, 상기 잉크가 전술한 방법에 따라서 얻을 수 있는 비색 첨가성 투명 인쇄를 생성할 수 있다.
바람직한 구현예는 독립항에 개시된다.
발명의 상세한 설명
정의
알콕시라는 용어는 알콕시기 중의 각 탄소 원자 갯수에 대해 가능할 수 있는 모든 변형체를 의미하는데, 예를 들어 3개의 탄소 원자에 대해서는 n-프로필 및 이소프로필이, 4개의 탄소 원자에 대해서는 n-부틸, 이소부틸 및 3급-부틸이, 5개의 탄소 원자에 대해서는 n-펜틸, 1,1-디메틸프로필, 2,2-디메틸프로필 및 2-메틸-부틸 등의 변형체가 가능하다.
옥시알킬렌알콕시라는 용어는 2개의 산소 원자가 하나의 알킬렌기에 결합된 것을 의미한다. 알킬렌기는 비치환되거나, 알콕시, 아릴옥시, 알킬, 아릴, 알카릴, 알킬옥시알킬, 알킬옥시알카릴, 알킬옥시아릴, 히드록실, 카르복시, 카르복시알킬, 카르복시아미노, 설포 또는 알킬설포기로 치환된 탄화수소, 예를 들면 -(CH2)n-기 (식중, n은 1 내지 5의 정수이다)이다.
특정의 중합체와 관련하여 사용되는 유도체라는 용어는 알킬, 알콕시, 알킬옥시알킬, 카르복시, 알킬설포네이토 및 카르복시 에스테르기로 치환된 그의 변형체를 의미한다.
본 발명을 개시하는데 사용되는 투명층이라는 용어는 목적물이 층을 통해 보일 수 있도록 광을 통과시키는 층을 의미한다.
본 발명을 개시하는데 사용되는 비색 첨가라는 용어는 그의 성분 표준 색상이 인접층의 성분 표준 색상에 첨가된 색상을 갖는 것을 의미한다.
수성 매질이라는 용어는 물 함량이 50중량% 내지 100중량%의 물과 수혼화성 유기 용매를 포함하는 매질 및 100중량%의 물을 의미한다.
용매 매질이라는 용어는 유기 용매를 포함하는 매질을 의미하며, 50중량% 이하 농도의 용해수를 포함할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 염료라는 용어는 도포되는 매질에서 그리고 관련 주변 조건 하에서 10㎎/ℓ 이상의 용해도를 갖는 착색제를 의미한다.
안료라는 용어는, 본 명세서에 인용으로서 통합된 DIN 55943에 의거하여, 관련 주변 조건 하에서 적용 매질에 실질적으로 불용성인, 즉 10㎎/ℓ 미만의 용해도를 갖는 무기 또는 유기, 유색 또는 무색의 착색제를 의미한다.
본 발명에 따른 냉동 건조는, 물질을 먼저 냉동한 다음, 승화 (=1차 건조 공정)에 의해, 이어서 탈착 (=2차 건조 공정)하여 셀프의 온도가 동결 건조기의 주변 온도와 동일해질 때까지 용매의 양을 감소시키는 동결 건조 공정이다. 동결 건조 공정은 얼음과 같은 고체상 물질을 정상 조건 하에서 승화 (액체 상태를 거치지 않고 곧바로 기체로 변화함)시킬 수 있도록 한다.
본 발명에 따라서 "건조 생성물"이라는 용어는 만져지도록 건조시키는 것을 의미하며 명백히 액체 상태가 아닌 것과 관련이 있다.
본 발명에 따라서 페이스트라는 용어는 연성의 플라스틱 혼합물 또는 조성물을 의미한다.
뉴톤 거동(Newtonian behaviour)이라는 용어는 다른 성분의 첨가 없이 2중량% 이하의 관련 매질 농도에 대하여 전단 속도를 증가시키면서 측정한 1 내지 80s-1 범위의 전단 속도에서 10% 이하의 변동율을 갖는 점도를 의미한다.
비뉴톤 거동(non-Newtonian behaviour)이라는 용어는 다른 성분의 첨가 없이 2중량% 이하의 관련 매질 농도에 대하여 전단 속도를 증가시키면서 측정한 1 내지 80s-1 범위의 전단 속도에서 10%를 초과하는 변동율을 갖는 점도를 의미한다.
본 발명에 있어서 "층"이라는 용어는 연속 또는 불연속 코팅을 의미한다.
본 발명에 있어서 "패턴"이라는 용어는 불연속 코팅을 의미한다.
본 발명을 개시하는데 사용된 "플렉시블"이라는 용어는 드럼과 같이 구부러진 물체의 곡률에, 예를 들면 손상 없이 순응할 수 있는 것을 의미한다.
층의 전기 저항은 통상 표면 저항 Rs (단위: Ω; 때로는 Ω/□로 정의됨)으로 표시된다. 다르게는, 부피 저항 Rv = Rs ㆍd (여기서, d는 층의 두께), 부피 도전율 kv = 1/Rv [단위: S(iemens).□], 또는 표면 도전율 ks = 1/R
s [단위: S(iemens).□]로 표시될 수 있다.
본 발명에 있어서 "전기전도성"이라는 용어는 106 Ω/□ 이하의 표면 저항율을 갖는 것을 의미한다. 106 Ω/□는 통상 전기전도성 물질을 대전방지 물질과 구별하는 표면 저항값으로서 인식된다. 대전방지 물질은 통상 106 내지 1011
Ω/□ 범위의 표면 저항율을 가지며, 전극으로서는 적합하지 않다.
도전성 향상이라는 것은 디- 또는 폴리하이드록시- 및/또는 카르복시기 또는 아미드 또는 락탐기 함유 유기 화합물과 같은 고비점 액체와 접촉시킨 다음, 임의로는 승온, 바람직하게는 100 내지 250℃에서, 바람직하게는 1 내지 90초 동안 가열하여 도전성을 향상시키는 공정을 의미한다. 다르게는, 유전 상수가 ≥ 15인 비양자성 화합물, 예를 들면 N-메틸-피롤리디논의 경우에는 100℃ 이하의 온도가 사용될 수 있다. 그러한 도전성 향상은 폴리티오펜을 사용할 때 관찰되며, 층의 제조시 또는 그 이후에 일어날 수 있다. 그러한 처리용으로 특히 바람직한 액체는 EP-A 686 662호 및 EP-A 1 003 179호에 개시된 것과 같은 N-메틸피롤리디논과 디에틸렌 글리콜이다.
본 명세서에서 사용된 PEDOT는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)을 나타낸다.
본 명세서에서 사용된 PSS는 폴리(스티렌설폰산) 또는 폴리(스티렌설포네이트)를 나타낸다.
본 명세서에서 사용된 PET는 폴리(에틸렌테레프탈레이트)를 나타낸다.
플렉소 인쇄용 잉크
본 발명의 태양은 두개의 알콕시기가 동일 또는 상이하거나 함께 임의로 치환된 옥시-알킬렌-옥시 브릿지를 나타내는 3,4-디알콕시티오펜의 중합체 또는 공중합체, 폴리음이온 및 라텍스 바인더를 포함하는 비염료 함유 플렉소 인쇄용 잉크로서, 상기 3,4-디알콕시티오펜의 중합체 또는 공중합체가 상기 플렉소 인쇄용 잉크 중에 0.1중량% 이상의 농도로 존재하며, 비색 첨가성 투명 인쇄를 생성할 수 있는 것을 특징으로 하는 플렉소 인쇄용 잉크에 의해 실현된다.
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제1 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 두개의 알콕시기가 동일 또는 상이하거나 함께 임의로 치환된 옥시-알킬렌-옥시 브릿지를 나타내는 3,4-디알콕시티오펜의 중합체 또는 공중합체를 0.2중량% 이상 함유한다.
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제2 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 두개의 알콕시기가 동일 또는 상이하거나 함께 임의로 치환된 옥시-알킬렌-옥시 브릿지를 나타내는 3,4-디알콕시티오펜의 중합체 또는 공중합체를 0.3중량% 이상 함유한다.
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제3 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 DIN 53211에 따른 연속적인 측정이 재현될 때까지 DIN 53211에 따라 측정했을 때 교반후 25℃에서의 점도가 100 mPa.s 이상의 일정한 점도를 나타낸다.
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제4 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 DIN 53211에 따른 연속적인 측정이 재현될 때까지 DIN 53211에 따라 측정했을 때 교반후 25℃에서의 점도가 200 mPa.s 이상의 일정한 점도를 갖는다.
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제5 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 DIN 53211에 따른 연속적인 측정이 재현될 때까지 DIN 53211에 따라 측정했을 때 교반후 25℃에서의 점도가 1000 mPa.s 미만의 일정한 점도를 갖는다.
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제6 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 1.5 내지 5.5의 pH를 갖는다.
3,4-디알콕시티오펜의 중합체 또는 공중합체
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제7 구현예에 따르면, (3,4-디알콕시 티오펜)의 중합체 또는 공중합체는 하기의 식을 갖는다:
식중, R1 및 R2는 독립적으로 수소 또는 C1-5-알킬기를 나타내거나 함께 임의로 치환된 C1-5-알킬렌기 또는 싸이클로알킬렌기를 나타낸다.
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제8 구현예에 따르면, (3,4-디알콕시티오펜)의 중합체 또는 공중합체는 두개의 알콕시기가 함께 임의로 치환된 옥시-알킬렌-옥시 브릿지를 나타내는 (3,4-디알콕시티오펜)의 중합체 또는 공중합체이다.
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제9 구현예에 따르면, (3,4-디알콕시티오펜)의 중합체 또는 공중합체는 두개의 알콕시기가 함께 임의로 치환된 옥시-알킬렌-옥시 브릿지를 나타내는 (3,4-디알콕시티오펜)의 중합체 또는 공중합체이고, 폴리(3,4-메틸렌디옥시티오펜), 폴리(3,4-메틸렌디옥시티오펜) 유도체, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 유도체, 폴리(3,4-프로필렌디옥시티오펜), 폴리(3,4-프로필렌디옥시티오펜) 유도체, 폴리(3,4-부틸렌디옥시티오펜) 및 폴리(3,4-부틸렌디옥시티오펜) 유도체, 및 이들의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제10 구현예에 따르면, (3,4-디알콕시티오펜)의 중합체 또는 공중합체에서, 옥시-알킬렌-옥시 브릿지용 치환기는 알킬, 알콕시, 알킬옥시알킬, 카르복시, 알킬설포네이토 및 카르복시 에스테르기이다.
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제11 구현예에 따르면, 폴리(3,4-디알콕시티오펜)에서, 두개의 알콕시기는 함께 임의로 치환된 옥시-알킬렌-옥시 브릿지 (예를 들면, 1,2-에틸렌기), 임의로 알킬-치환된 메틸렌기, 임의로 C1-12-알킬- 또는 페닐-치환된 1,2-에틸렌기, 1,3-프로필렌기 또는 1,2-싸이클로헥실렌기를 나타낸다.
그러한 중합체들이 참고문헌 [Handbook of Oligo- and Polythiophenes Edited by D. Fichou, Wiley-VCH, Weinheim (1999); Advanced Materials, volume 12, pages 481-494 (2000), L.Groenendaal et al.; Polymer Preprints, volume 40(2), page 792 (1999), L.J.Kloeppner et al.; Synthetic Metals, volume 101, pages 7-8 (1999), P. Schottland et al.; Polymer Preprints, volume 38(2), page 320 (1997), D.M.Welsh et al.]에 개시되어 있다.
폴리음이온
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제12 구현예에 따르면, 폴리음이온으로는 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 또는 폴리말레산과 같은 중합성 카르복실산과 폴리설폰산 (예를 들면 폴리(스티렌 설폰산))의 폴리음이온이 있다. 이들 폴리카르복실산과 폴리설폰산은 비닐카르복실산 및 비닐설폰산과 다른 중합성 모노머(예를 들면 아크릴산 에스테르, 메타크릴산 에스테르 및 스티렌)의 공중합체일 수 있다.
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제13 구현예에 따르면, 폴리음이온은 폴리(스티렌설포네이트)이거나, 폴리(스티렌설폰산)과 스티렌의 공중합체의 폴리음이온이다.
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제14 구현예에 따르면, 두개의 알콕시기가 동일 또는 상이하거나 함께 임의로 치환된 옥시-알킬렌-옥시 브릿지를 나타내는 3,4-디알콕시티오펜의 중합체 또는 공중합체와 폴리음이온의 몰비는 1:0.95 내지 1:6.5이다.
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제15 구현예에 따르면, 두개의 알콕시기가 동일 또는 상이하거나 함께 임의로 치환된 옥시-알킬렌-옥시 브릿지를 나타내는 3,4-디알콕시티오펜의 중합체 또는 공중합체와 폴리음이온의 몰비는 1:0.95 내지 1:3.0이다.
라텍스 바인더
본 발명의 태양은 두개의 알콕시기가 동일 또는 상이하거나 함께 임의로 치환된 옥시-알킬렌-옥시 브릿지를 나타내는 3,4-디알콕시티오펜의 중합체 또는 공중합체, 폴리음이온 및 라텍스 바인더를 포함하는 비염료 함유 플렉소 인쇄용 잉크에 의해 달성된다.
87중량%의 1,2-프로판디올, 9%중량%의 디에틸렌 글리콜, 3중량%의 탈이온수, 0.5중량%의 ZONYLTM FSO 및 0.5중량%의 실리콘 포말방지제 X50860A와 같은 본 발명의 PEDOT/PSS-함유 조성물의 통상적 분산 매질에 특정 바인더를 0.1중량% 첨가하여 라텍스 바인더의 적합성을 평가하였다. 그러한 분산 매질에 0.1중량% 정도로 용해 된 바인더는 본 발명에 따른 조성물에 적합한 것으로 인식하였다.
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제16 구현예에 따르면, 라텍스 바인더는 카르복실화 폴리올레핀이거나 스티렌, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 및 디엔 (예를 들면 이소프렌 및 부타디엔)으로 이루어진 군으로부터 선택된 모노머의 단독 중합체 또는 공중합체이다.
본 발명에 따른 적절한 라텍스 바인더는 다음과 같다:
LATEX01 = 입자 크기가 90nm인 폴리(메틸메타크릴레이트) 라텍스, 20중량%의 수분산액으로서 입수가능함.
LATEX02 = 26.5몰%의 테레프탈산, 20몰%의 이소프탈산, 3.5몰%의 설포-이소프탈산 및 50몰%의 에틸렌글리콜로 된 코폴리에스테르 라텍스, 20중량%의 수분산액으로서 입수가능함.
LATEX03 = 비닐렌클로라이드, 메틸메타크릴레이트 및 이타콘산 (88/10/2) 삼원중합체, 30중량%의 수분산액으로서 입수가능함.
LATEX04 = 80% 에틸아크릴레이트 및 20%의 메타크릴산의 공중합체, 27중량%의 수분산액으로서 입수가능함.
LATEX05 = 49%의 메틸메타크릴레이트, 49%의 부타디엔 및 2%의 이타콘산의 공중합체, 30중량%의 수분산액으로서 입수가능함.
LATEX06 = 폴리(에틸아크릴레이트), 30중량%의 수분산액으로서 입수가능함.
LATEX07 = CARBOPOLTM Aqua 30, 아크릴산과 에틸아크릴레이트의 공중합체의 라텍스 (B.F. Goodrich 제품).
LATEX08 = MEOCRYLTM BT24, 아크릴레이트계 수성 라텍스 (Zenica 제품).
LATEX09 = AQUACERTM 503, 아크릴레이트계 수성 라텍스 (BYC Cera 제품).
LATEX10 = POLYPHOBETM TR117, 아크릴레이트계 수성 라텍스 (Union Carbide 제품).
LATEX11 = ARMOREXTM CR2900, 아크릴레이트계 수성 라텍스 (Westvaco Corporation 제품).
LATEX12 = CRX-8057-45, 아크릴레이트계 수성 라텍스(Westvaco Corporation 제품).
LATEX13 = PRIMALTM EP-5380, 54중량%의 아크릴레이트계 수성 라텍스(Rohm and Haas 제품).
LATEX14 = JAGOTEXTM
KEM1020, 58중량%의 아크릴레이트계 수성 라텍스(Ernst Jager Chem. Rohstoffe GmbH 제품).
LATEX15 = PERMUTEXTM PS-34=320, 54중량%의 아크릴레이트계 수성 라텍스(Stahl Holland BV 제품).
LATEX16 = JAGOTEXTM KEM4009, 55중량%의 아크릴레이트 공중합체 수성 라텍스(Ernst Jager Chem. Rohstoffe GmbH 제품).
LATEX17 = GOOD RITETM K797, 50중량%의 아크릴산-AMPS 공중합체 수성 라텍스(B.F.Goodrich 제품).
LATEX18 = NARLEXTM DX2020, 아크릴산/스티렌 공중합체 라텍스 (Alco Chemical 제품).
LATEX19 = ALCOPERSETM 725, 아크릴산/스티렌 공중합체 라텍스 (Alco Chemical 제품).
LATEX20 = CARBOPOLTM EP2, 18.1중량%의 비가교 메타크릴레이트 산/에틸 아크릴레이트 공중합체 라텍스 (B.F. Goodrich 제품).
LATEX21 = NEOCRYLTM BT-9, 40중량%의 수성 폴리아크릴레이트 라텍스 (ZENICA Resins 제품).
LATEX22 = TANACOTETM FG3, 30중량%의 카르복실레이트화 폴리프로필렌 수분산액 (SYBRON Chemical Division 제품).
라텍스 7 및 20은 PEDOT-PSS 함량과 무관하게 분산액의 점도에 따라서 매우 강력한 영향을 나타낸다. LATEX03, LATEX04, LATEX05 및 LATEX06은 모두 25℃ 이하의 유리전이온도를 나타낸다.
바인더는 전술한 대로 뉴톤 바인더이거나 비뉴톤 바인더일 수 있다.
추가의 바인더
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제17 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 하나 이상의 추가 바인더를 포함할 수 있다. 그러한 바인더는 플렉소 인쇄용 잉크에 증점 효과를 나타낼 수 있다.
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제18 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 25℃를 초과하는 유리전이온도를 갖는 바인더를 더 포함한다.
본 발명에서 사용하기에 적합한 추가의 바인더가 EP-A 564 911호 (이 특허는 인용으로서 본 명세서에 통합된다)에 개시되어 있으며, 폴리(비닐알콜)과 같은 수용성 중합체, 아크릴산의 수용성 단독- 및 공중합체, 아크릴산의 수용성 단독- 및 공중합체 및 메타크릴산의 수용성 단독- 및 공중합체, 및 라텍스 바인더를 예로 들 수 있다. 증점 효과를 나타내는 적절한 추가의 바인더는 폴리아크릴레이트와 폴리사카라이드이다. 바람직한 폴리아크릴레이트 증점제는 폴리알케닐 폴리에테르로 가교된 아크릴산의 고분자량 단독- 및 공중합체로서, 예를 들면 CARBOPOLTM 수지 (B.F.Goodrich 제품)가 있으며, 특히 CARBOPOLTM ETD-2636이 바람직하다. 바람직한 폴리사카라이드 증점제로는 셀룰로즈, 셀룰로즈 유도체 (예를 들면, 카르복시메틸 셀룰로즈), 실리카, 구아르 고무 및 크산탄 고무가 있으며, 크산탄 고무, 예를 들면 BIOSANTM S (Hercules Inc., U.S.A. 제품), KelzanTM T (MERCK & CO., Kelco Division, U.S.A. 제품)이 특히 바람직하다.
본 발명에 따라서 플렉소 인쇄용 잉크에 사용하기에 특히 바람직한 추가의 바인더로는 다음의 것들이 있다:
ERCOLTM 48 20 = 폴리(비닐알콜) (Acetex Europe 제품).
CARBOPOLTM ETD2623 = 폴리알케닐 폴리에테르로 가교된 아크릴산 공중합체 (B.F.Goodrich 제품).
CERIDUSTTM 130 = 폴리에틸렌 왁스 (Hoechst 제품).
JONREZTM SM700 = 로진계 수지 (Johnson Polymer 제품).
JONREZTM SM705 = 로진계 수지 (Johnson Polymer 제품).
JONREZTM SM729 = 로진계 수지 (Johnson Polymer 제품).
KLUCELTM H = 하이드록시프로필셀룰로즈 (Hercules Inc. 제품).
NEOCRYLTM BT24 = 알칼리-수용성 아크릴산 공중합체 (Zenica Resins 제품).
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제19 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 폴리(비닐알콜), 하이드록시에틸메타크릴레이트의 호모- 및 공중합체, 2-프로페논산 2-(포스포노옥시)에틸 에스테르의 공중합체 및 2-메틸-2-프로페논산 2-(포스포노옥시)에틸 에스테르의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 수용성 바인더를 더 포함한다.
뉴톤 바인더
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제20 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 상기 정의된 것과 같은 뉴톤 바인더를 포함한다. 이러한 뉴톤 바인더는 라텍스 바인더 또는 추가의 바인더일 수 있다.
본 발명에 따라서 수성 조성물에 뉴톤 바인더를 첨가하면 비평면 구조 상에서의 코팅 품질이 개선될 수 있다. 그러한 바인더는 수용액의 점도를 증가시킬 수는 있지만 충분하지는 않다.
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제21 구현예에 따르면, 플렉스 인쇄용 잉크는 폴리아크릴레이트, 카르복시메틸셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 하이드록시에틸셀룰로스 (예를 들면, TYLOSETM H4000P), 하이드록시프로필셀룰로스 (예를 들면, KLUCELTM H, Hercules 제품), 설폰산기를 갖는 카르복실레이트-함유 공중합체, 하이드록시-변성 아크릴산 공중합체 및 폴리(비닐알콜)로 이루어진 군으로부터 선택된 뉴톤 바인더를 포함한다.
적절한 뉴톤 바인더에는 다음과 같은 것들이 있다:
MIROXTM TBN = 소듐 아크릴레이트와 NP 14-메타크릴레이트의 공중합체의 20중량% 수용액, Stockhausen GmbH, Krefeld, Germany 제품.
LATEX21 = NEOCRYLTM BT-9, 40중량%의 수성 폴리아크릴레이트 라텍스 (ZENICA Resins 제품).
LATEX22 = TanacoteTM FG3, 카르복실레이트화 폴리프로필렌의 30중량% 수분산액 (SYBRON Chemical Division 제품).
비뉴톤 바인더
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제22 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 비뉴톤 바인더를 포함한다. 비뉴톤 바인더는 라텍스 바인더 또는 추가의 바인더일 수 있다.
비뉴톤 바인더는 전기전도층의 성분들을 함께 결합하며 2중량% 이하의 농도에서 수용액의 점도를 실질적으로 증가시킨다.
수용액에서 비뉴톤 거동을 나타내는 폴리아크릴레이트 및 폴리사카라이드는 본 발명에 따른 수성 조성물에서 사용하기에 적합한 비뉴톤 바인더이다. 수용액의 점도를 실질적으로 증가시키는 폴리사카라이드에는 셀룰로스, 셀룰로스 유도체, 예를 들면 카르복시메틸 셀룰로스, 구아르 고무 및 크산탄 고무가 있다.
비뉴톤 바인더와 뉴톤 바인더의 유동학적 거동의 차이점은 그의 용액의 점도가 전단 속도에 따라 달라지는 것으로부터 명백하게 알 수 있다. 20℃에서, AR1000 플레이트와 콘 레오미터 (직경 4㎝; 콘 각도 2°)를 이용하고 전단 속도를 변화시키면서 비뉴톤 폴리아크릴레이트 바인더인 CARBOPOLTM ETD2623의 1중량% 용액, 뉴톤 폴리아크릴레이트 바인더인 MITOXTM TBN 중의 나트륨 폴리아크릴레이트 및 NP 14-메타크릴레이트의 공중합체의 0.2중량% 용액, 및 MITOXTM TBN의 2중량% 용액 (각 용액의 pH는 서로 다름)에 대하여 전단 속도를 변화시키면서 전단 속도의 함수로서의 점도를 하기 표 1에 나타낸다.
본 발명에서 사용하기에 적합한 비뉴톤 바인더에는 폴리알케닐 폴리에테르로 가교된 아크릴산의 고분자량 단독- 및 공중합체 (예를 들면, CARBOPOLTM 수지류로서 CARBOPOLTM ETD2623, B.F. Goodrich 제품), 및 크산탄 고무 (예를 들면, BIOSANTM S (Hercules Inc., U.S.A. 제품)), KelzanTM T (MERCK & Co., Kelco Division, U.S.A. 제품)을 들 수 있다.
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제23 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 폴리아크릴레이트 및 폴리사카라이드로 이루어진 군으로부터 선택된 비뉴톤 바인더를 더 포함한다.
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제24 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 폴리알케닐 폴리에테르로 가교된 아크릴산의 단독중합체 또는 공중합체인 비뉴톤 바인더를 더 포함한다.
유기 용매
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제25 구현예에 따르면, 플렉소 잉크는 유기 용매를 더 포함한다.
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제26 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 수혼화성 유기 용매를 더 포함한다.
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제27 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 지방족 알콜, 케톤, 아렌, 에스테르, 글리콜 에테르, 테트라하이드로푸란과 같은 고리형 에테르, 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 수혼화성 유기 용매를 더 포함한다.
두개의 알콕시기가 동일 또는 상이하거나 함께 임의로 치환된 옥시-알킬렌-옥시 브릿지를 나타내는 3,4-디알콕시티오펜의 중합체 또는 공중합체를 포함하는 층에 특정 유기 용매가 존재하고 후속의 열처리가 가해지면 EP-A 686 662호 및 EP-A 1 003 179호 (이들은 인용으로서 본 명세서에 통합된다)에 개시된 것처럼 층의 도전성이 향상된다.
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제28 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 디- 또는 폴리-하이드록시- 및/또는 카르복시기 또는 아미드 또는 락탐기 함유 유기 화합물, 예를 들면 디에틸렌 글리콜, 1,2-프로판디올, 글리세롤, 헥실렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디(에틸렌 글리콜)에틸 에테르 아세테이트 (carbitolTM 아세테이트), N-메틸아세트아미드, N-메틸 피롤리돈 및 당 알콜 (예를 들면 소르비톨, 만니톨, 사카로즈 및 프럭토즈)을 더 포함한다.
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제29 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 유전 상수가 ≥ 15인 비양자성 화합물, 예를 들면 N-메틸 피롤리디논, 2-피롤리디논, 1,3-디메틸-2-이미다졸리돈, N,N,N',N'-테트라메틸우레아, 포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 테트라메틸렌 설폰, 디메틸 설폭사이드 및 헥사메틸포스포르아미드를 더 포함한다.
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제30 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 1,2-프로판디올, 프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, N-메틸 피롤리디논 및 디(에틸렌 글리콜)에틸 에테르 아세테이트 (carbitolTM 아세테이트)로 이루어진 군으로부터 선택된 디- 또는 폴리하이드록시- 및/또는 카르복시기 또는 아미드 또는 락탐기 함유 유기 화합물을 더 포함한다.
PEDOT/PSS의 1.2중량% 수분산액 8g을 12g의 용매와 혼합하여 소정 비수성 용매의 적합성을 평가할 수 있다. 겔이 형성되지 않고 혼화되는 것이 관찰되면, 이 비수성 용매는 적절한 것으로 판단한다. 테트라하이드로푸란은 혼화성이지만 분산액은 매우 점성이 강하다. 상기 혼화성 테스트에 따른 적합성은, 테트라하이드로푸란에서 관찰되는 것처럼 PEDOT/PSS 분산액을 동일한 용매로 추가 희석할때 나타나는 상분리를 배제하지 않는다. 당업자라면 PEDOT/PSS 분산액이 상분리의 가능성 없이 무한대로 희석될 수 없다는 것을 이해할 것이다.
에틸 락테이트는 겔 형성을 유도하므로 적합하지 않다. 벤질 알콜, 퍼푸릴 알콜 및 싸이클로헥산은 상분리를 일으키므로 적합하지 않다.
안료
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제31 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 안료를 더 포함한다.
아조 안료 (예를 들면, DALMARTM Azo Yellow 및 LEVANYLTM Yellow HRLF), 디옥사진 안료 (예를 들면, LEVANYLTM Violet BNZ), 프탈로시아닌 블루 안료, 프탈로시아닌 그린 안료, 몰리브데이트 오렌지 안료, 크롬 옐로우 안료, 퀴나크리돈 안료, 바륨 침전 퍼머넌트 2B, 망간 침전 BON 레드, 로다민 B 안료 및 로다민 Y 안료와 같은 안료를 첨가함으로써 투명한 유색 조성물은 실현할 수 있다.
적절한 안료는 다음과 같은 것들이다:
가교제
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제32 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 가교제를 더 포함한다. 적절한 가교제에는 EP 564 911호 (인용으로서 본 명세서에 통합됨)에 개시된 바와 같은 에톡시실란 (예를 들면, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란)과 실란의 가수분해물 (예를 들면 테트라에톡시실란 또는 테트라메톡 시실란의 가수분해물), 및 임의로는 블록된 형태인 디- 또는 올리고-이소시아네이트가 있다.
포말방지제
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제33 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 포말방지제를 더 포함한다.
적절한 포말방지제에는 실리콘 포말방지제 X50860A (Shin-Etsu 제품)이 있다.
표면활성제
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제34 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 표면활성제를 더 포함한다.
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제35 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 에톡실화/플루오로알킬 표면활성제, 폴리에톡실화 실리콘 표면활성제, 폴리실록산/폴리에테르 표면활성제, 퍼플루오로-알킬카르복실산의 암모늄염, 폴리에톡실화 표면활성제 및 불소-함유 표면활성제와 같은 비이온성 표면활성제를 더 포함한다.
적절한 비이온성 표면활성제는 다음과 같다.
NON01 SURFYNOLTM 440 : 디(폴리에틸렌 옥사이드)-치환 알킨 (Air Product 제품).
NON02 SYNPERONICTM 13/6.55 : 트리데실폴리에틸렌글리콜 (UNIQEMA 제품)
NON03 ZONYLTM FSO-100 : 식 F(CF2CF2)1-7CH2CH
2O(CH2CH2O)yH (식중, y = 0 내지 약 15)인 에톡실화 플루오로 표면활성제의 혼합물 (DuPont 제품).
NON01 ARKOPALTM N060 : 노닐페닐폴리에틸렌글리콜 (HOECHST 제품).
NON05 FLUORADTM FC129 : 플루오로알리파틱 폴리머릭 에스테르 (3M 제품).
NON06 PLURONICTM L35 : 폴리에틸렌 글리콜/프로필렌 글리콜 (BASF 제품).
NON07 TegoglideRM 410 : 폴리실록산-중합체 공중합체 표면활성제 (Goldschmidt 제품).
NON08 TegowetTM : 폴리실록산-폴리에스테르 공중합체 표면활성제 (Goldschmidt 제품).
NON09 FLUORADTM FC126 : 퍼플루오로카르복실산의 암모늄염의 혼합물 (3M 제품).
NON10 FLUORADTM FC430 : 98.5%의 활성 플루오로알리파틱 에스테르 (3M 제품).
NON11 FLUORADTM FC431 : CF3(CF2)7SO2(C
2H5)N-CH2CO-(OCH2CH2)nOH (3M 제품).
NON12 : 폴리옥시에틸렌-10-라우릴 에테르.
NON13 ZONYLTM FSN : 이소프로판올의 50중량% 수용액 중의 F(CF2CF2)
1-9CH2CH2O(CH2CH2O)xH (식중, x는 0 내지 약 25)의 40중량% 용액 (DuPont 제품).
NON14 ZONYLTM FSN-100 : F(CF2CF2)1-9CH2CH
2O(CH2CH2O)xH (식중, x는 0 내지 약 25) (DuPont 제품).
NON15 ZONYLTM FS300 : 불소화 표면활성제의 40중량% 수용액 (DuPont 제품).
NON16 ZONYLTM FSO : 에틸렌 글리콜의 50중량% 수용액 중의, 식 F(CF2CF2
)1-7CH2CH2O(CH2C2O)yH (식중, y는 0 내지 약 15)로 표시도는 에톡실화 플루오로 표면활성제의 혼합물의 50중량% 용액 (DuPont 제품).
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제36 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 음이온성 표면활성제를 더 포함한다. 적절한 음이온성 표면활성제는 다음과 같다:
AN01 HOSTAPONTM
T : N-메틸-N-2-설포에틸-올레일아미드의 나트륨 정제염의 95% 농축물 (HOECHST 제품).
AN02 LOMARTM D : 22 페이지
AN03 AEROSOLTM OT : 설포숙신산의 디-2-에틸헥실 에스테르의 소듐염의 10g/L 수용액 (American Cyanamid 제품).
AN04 DOWFAXTM
2A1 : 비스(p-도데실, 설포-페닐)-에테르의 소듐염과 (p-도데실, 설포-페닐)(설포-페닐)에테르의 소듐염의 혼합물의 45중량% 수용액 (Dow Corning 제품).
AN05 FT 248:테트라에틸암모늄 퍼플루오로-옥틸설포네이트의 49.5g/l 수용액 (BAYER 제품).
AN06 NIAPROOF ANIONICTM 4 : 소듐 1-이소부틸-1,4-에틸-N-옥틸설포네이트의 50㎖/ℓ 수용액 (Niacet 제품).
AN07 ZONYLTM 7950 : 불소화 표면활성제 (DuPont 제품).
AN08 ZONYLTM FSA : 이소프로판올의 50중량% 수용액 중의 F(CF2CF2)
1-9CH2CH2SCH2CO2COOLi의 25중량% 용액 (DuPont 제품).
AN09 ZONYLTM FSE : 에틸렌글리콜의 70중량% 수용액 중의 [F(CF2CF2)
1-7CH2CH2O]xP(O)(ONH4)y (식중, x는 1 또는 2이고, y는 2 또는 1이며, x+y는 3이다)의 14중량% 용액 (DuPont 제품).
AN10 ZONYLTM FSJ : 이소프로판올의 25중량% 수용액 중의 [F(CF2CF2)
1-7CH2CH2O]xP(O)(ONH4)y (식중, x는 1 또는 2이고, y는 2 또는 1이며, x+y는 3이다)와 탄화수소 표면활성제의 혼합물의 40중량% 용액 (DuPont 제품).
AN11 ZONYLTM FSP : 이소프로판올의 69.2중량% 수용액 중의 [F(CF2CF2)
1-7CH2CH2O]xP(O)(ONH4)y (식중, x는 1 또는 2이고, y는 2 또는 1이며, x+y는 3이다)의 35중량% 용액 (DuPont 제품).
AN12 ZONYLTM UR : [F(CF2CF2)1-7CH2CH2
O]xP(O)(OH)y (식중, x는 1 또는 2이고, y는 2 또는 1이며, x+y는 3이다) (DuPont 제품).
AN13 ZONYLTM TBS : 아세트산의 4.5중량% 수용액 중의 [F(CF2CF2)
3-8CH2CH2SO3H의 33중량% 용액 (DuPont 제품).
AN14 FLUORADTM FX1006 : 퍼플루오로-옥탄산의 암모늄염 (3M 제품).
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제37 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 양쪽성 표면활성제를 더 포함한다. 적당한 양쪽성 표면활성제는 다음과 같다:
AMP01 AMBITERIC H : 에탄올 중의 헥사데실디메틸암모늄 아세트산의 20중량% 용액.
추가의 첨가제
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제38 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 왁스를 더 포함한다. 왁스는 인쇄의 스커프성 (scuff), 러빙성 (rub) 및 내마모성을 개선한다. 특히 적합한 왁스로는 폴리에틸렌 왁스, 폴리에틸렌 옥사이드 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 폴리프로필렌 옥사이드 왁스 및 지방산 아미드가 있다.
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제39 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 실리콘을 더 포함한다. 실리콘은 포장 라인(packagning line) 상에서의 슬립성을 개선한다.
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제40 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 실리카를 더 포함한다. 실리카는 안전하게 적층하여야 하는 중하중용 쌕 (heavy duty sack) 상의 슬립성을 감소시킨다.
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크의 제41 구현예에 따르면, 플렉소 인쇄용 잉크는 가소제를 더 포함한다. 가소제는 잉크 필름의 유연성을 증가시켜서 접착력 유지를 돕는다.
플렉소 인쇄용 잉크 제조방법
본 발명의 태양은 두개의 알콕시기가 동일 또는 상이하거나 함께 임의로 치환된 옥시-알킬렌-옥시 브릿지를 나타내는 3,4-디알콕시티오펜의 중합체 또는 공중합체 0.1중량% 이상, 폴리음이온 및 라텍스 바인더가 용매 또는 수성 매질에 포함되고 DIN 53211에 의거하여 측정한 교반후 25℃에서의 점도가 130 mPa.s 이상으로 일정한 점도를 나타내는 무염료 함유 플렉소 인쇄용 잉크의 제조 방법으로서,
i) (3,4-디알콕시티오펜)의 중합체 또는 공중합체과 폴리음이온의 수분산액을 농축시키는 단계; 및 (ii) 라텍스 바인더를 첨가하는 단계를 포함하는 무염료 함유 플렉소 인쇄용 잉크의 제조방법에 의해 실현될 수 있다.
본 발명에 따른 제조방법의 제1 구현예에 따르면, 이 방법은 디- 또는 폴리하이드록시- 및/또는 카르복시기 또는 아미드 또는 락탐기 함유 유기 화합물 (예를 들면, 소르비톨, 만니톨, 사카로즈 및 프럭토즈와 같은 당 알콜, 디에틸렌글리콜, 1,2-프로판디올, 프로필렌 글리콜 N-메틸피롤리돈) 및 EP-A 686 662호 (그 내용이 인용으로서 본 명세서에 통합됨)에 개시된 바와 같이 그의 저항이 바람직하게는 < 300Ω/□로 증가되도록 촉진하는, 상기 화합물들로부터의 도전성 코팅을 가하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 제조방법의 제2 구현예에 있어서, 상기 방법은 비수성 용매를 가하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따른 제조방법의 제3 구현예에 있어서, (3,4-디알콕시티오펜)의 중합체 또는 공중합체와 폴리음이온의 수분산액을 농축시키는 단계는 물의 증발, 1종 이상의 유기 용매 첨가후 물의 증발 또는 동결 건조에 의한 물의 증발에 의해 실시된다.
본 발명에 따른 제조방법의 제4 구현예에 있어서, 상기 방법은 안료를 첨가하는 단계를 더 포함한다.
1종 이상의 유기 용매 첨가후 물의 증발
본 발명에 따른 제조방법의 제5 구현예에 있어서, (3,4-디알콕시티오펜)의 중합체 또는 공중합체와 폴리음이온의 수분산액을 농축함에 있어서, 물의 함량이 65중량% 이상 줄어들 때까지 1종 이상의 유기 용매를 첨가한 후 물을 증발시키는 공정을 실시한다.
본 발명에 따른 제조방법의 제6 구현예에 있어서, (3,4-디알콕시티오펜)의 중합체 또는 공중합체와 폴리음이온의 수분산액을 농축함에 있어서, 물의 함량이 70중량% 이상 줄어들 때까지 1종 이상의 유기 용매를 첨가한 후 물을 증발시키는 공정을 실시한다.
본 발명에 따른 제조방법의 제7 구현예에 있어서, (3,4-디알콕시티오펜)의 중합체 또는 공중합체와 폴리음이온의 수분산액을 농축함에 있어서, 물의 함량이 80중량% 이상 줄어들 때까지 1종 이상의 유기 용매를 첨가한 후 물을 증발시키는 공정을 실시한다.
본 발명에 따른 제조방법의 제8 구현예에 있어서, (3,4-디알콕시티오펜)의 중합체 또는 공중합체와 폴리음이온의 수분산액을 농축함에 있어서, 물의 함량이 90중량% 이상 줄어들 때까지 1종 이상의 유기 용매를 첨가한 후 물을 증발시키는 공정을 실시한다.
본 발명에 따른 제조방법의 제9 구현예에 있어서, (3,4-디알콕시티오펜)의 중합체 또는 공중합체와 폴리음이온의 수분산액을 농축함에 있어서, 물의 함량이 95중량% 이상 줄어들 때까지 1종 이상의 유기 용매를 첨가한 후 물을 증발시키는 공정을 실시한다.
본 발명에 따른 제조방법의 제10 구현예에 있어서, (3,4-디알콕시티오펜)의 중합체 또는 공중합체와 폴리음이온의 수분산액을 농축함에 있어서, 물의 함량이 99중량% 이상 줄어들 때까지 1종 이상의 유기 용매를 첨가한 후 물을 증발시키는 공정을 실시한다.
본 발명에 따른 제조방법의 제11 구현예에 있어서, (3,4-디알콕시티오펜)의 중합체 또는 공중합체와 폴리음이온의 수분산액을 농축함에 있어서, 하나 이상의 유기 용매를 플렉소 인쇄용 잉크의 30중량% 이상 첨가한 후 물을 증발시키는 것은 비수성 용매이다.
본 발명에 따른 제조방법의 제12 구현예에 있어서, (3,4-디알콕시티오펜)의 중합체 또는 공중합체와 폴리음이온의 수분산액을 농축함에 있어서, 하나 이상의 유기 용매를 플렉소 인쇄용 잉크의 65중량% 이상 첨가한 후 물을 증발시키는 것은 비수성 용매이다.
본 발명에 따른 제조방법의 제13 구현예에 있어서, (3,4-디알콕시티오펜)의 중합체 또는 공중합체와 폴리음이온의 수분산액을 농축함에 있어서, 하나 이상의 유기 용매를 플렉소 인쇄용 잉크의 80중량% 이상 첨가한 후 물을 증발시키는 것은 비수성 용매이다.
통상, 본 발명에 따라서 제거할 수 있는 물의 양은 물이 분산을 통해 표면으로 확산할 수 있는 능력에 따라 달라지며, 이러한 확산 능력은 증발 조건 하에서 PEDOT/PSS 분산액의 점도에 따라 달라진다. 그러나, PEDOT/PSS분산액의 점도는 최종 분산액 중의 PEDOT/PSS 함량에 따라 크게 달라진다. PEDOT:PSS의 중량비가 1:2.4인 PEDOT/PSS의 0.8중량% 분산액을 이용하면 1 내지 5 중량%의 물 함량이 용 이하게 달성될 수 있으나, PEDOT:PSS의 중량비가 1:2.4인 PEDOT/PSS의 함량이 1.0중량%로 증가되기만 하여도 분산액의 점도에 영향을 미쳐서 물 함량이 10 내지 15중량%로 용이하게 증가될 수 있다.
본 발명에 따른 제조방법에 따라서 얻어진 PEDOT/PSS 분산액의 점도 특성이 주변 조건 하의 저장시 안정하다는 것이 적시되어야 한다.
동결 건조에 의한 물의 증발
본 발명에 따른 제조방법의 제14 구현예에 따르면, (3,4-디알콕시티오펜)의 수성 중합체 또는 공중합체와 폴리음이온의 수분산액을 농축함에 있어서, 재분산성 또는 가용성 생성물을 동결 건조시켜 물을 증발시킴으로써 무수 생성물 또는 페이스트로서 제조한다.
생성물을 동결 건조하는 제1 단계는 생성물을 냉동 상태로 전환시키는 것이다. 냉동 공정이 진행되는 동안, 용매(물)는 바람직하게는 결정화된다. 얼음 결정이 생성되면 용질과 용매의 분리가 일어난다. 이어서, 얼음 결정을 진공하에 승화시켜 제거한다. 승화 또는 제1 건조 공정에 의해 대부분의 물이 냉동 매트릭스로부터 제거되지만, 케이크 상태의 동결 건조 생성물에는 그의 중량에 대하여 5중량% 이상의 수분이 여전히 남아있다. 따라서, 남아있는 물을 재흡착하여 제거한다. 본 발명에 따른 동결 건조 생성물의 물 함량은 그의 재분산성에 강력한 영향을 미친다는 것을 발견하였다. 이 생성물은 매우 함수성이 강하다. 예를 들면, 1.2중량%의 수분산액을 102℃에서 건조시켜서 얻은 PEDOT/PSS의 중량은 실온에서 16 내지 23%였지만, 엑시케이터 중의 중량 증가는 8%에 불과했다. 본 발명에 따라서 실온에서 동결건조된 생성물은 통상 15 내지 20중량%의 물 함량을 갖는다. 동결 건조된 생성물을 110℃의 진공 건조용 컵보드 또는 110℃의 건조용 컵보드에 넣어 추가로 건조시키면 더 이상은 분산시키기 어려운 생성물이 얻어진다.
동결 건조에 의해 제조된 재분산성 또는 가용성 생성물은 무수물, 스펀지, 모 형태의 파우더(woolly powder) 또는 페이스트이다. 페이스트는 수분산액을 불완전하게 동결 건조시킴으로써 분말 대신 얻어진다. 분말 또는 페이스트 형태의 재분산성 또는 가용성 생성물에 물, 유기 용매, 또는 물/용매 혼합물을 임의로는 표면활성제 및 분산제와 같은 다른 성분과 함께 가함으로써 상기 생성물을 재용해 또는 재분산시킬 수 있다.
본 발명에 따른 제조방법의 제15 구현예에 따르면, (3,4-디알콕시티오펜)의 수성 중합체 또는 공중합체와 폴리음이온을 농축함에 있어서, 재분산성 또는 가용성 생성물을 동결 건조시켜서 물을 증발시키면 고형분 함량이 10중량% 이상인 농축된 분산액 또는 페이스트가 제조된다.
본 발명에 따른 제조방법의 제16 구현예에 따르면, (3,4-디알콕시티오펜)의 수성 중합체 또는 공중합체와 폴리음이온을 농축함에 있어서, 재분산성 또는 가용성 생성물을 동결 건조시켜서 물을 증발시키면 고형분 함량이 20중량% 이상인 농축된 분산액 또는 페이스트가 제조된다.
본 발명에 따른 제조방법의 제17 구현예에 따르면, (3,4-디알콕시티오펜)의 수성 중합체 또는 공중합체와 폴리음이온을 농축함에 있어서, 재분산성 또는 가용성 생성물을 동결 건조시켜서 물을 증발시키면 고형분 함량이 50중량% 이상인 농축 된 분산액 또는 페이스트가 제조된다.
디에틸렌 글리콜 또는 N-메틸피롤리돈과 같은 유기 용매 중의 농축된 분산액은, 예를 들면 유기 용매와 폴리티오펜/폴리음이온의 수분산액 또는 수용액의 혼합물을 유기 용매중의 폴리티오펜/폴리음이온 분산액으로 동결 건조시킴으로써 얻어진다.
이러한 농축 분산액 또는 페이스트를 희석 또는 재분산시켜서 소망하는 임의의 농축물을 유사한 방법으로 분말로 수득한다.
플렉소 인쇄 방법
본 발명의 태양은, 두개의 알콕시기가 동일 또는 상이하거나 함께 임의로 치환된 옥시-알킬렌-옥시 브릿지를 나타내는 3,4-디알콕시티오펜의 중합체 또는 공중합체, 폴리음이온 및 라텍스 바인더가 용매 또는 수성 매질 중에 포함되어 있고, DIN53211에 의거하여 측정했을 때 교반후 25℃에서의 점도 내지가 130 mPa.s의 일정한 점도를 나타내는 비염료 함유 플렉소 인쇄용 잉크를 제공하는 단계; 및 상기 인쇄용 잉크를 임의로 서빙된 기판 상에 인쇄하여 비색 첨가성 투명 인쇄물을 수득하는 단계를 포함하는 인쇄 방법에 의해 실현된다.
본 발명에 따른 인쇄 방법의 제1 구현예에 따르면, 상기 기판은 플렉시블한 기판이다. 본 발명에 따른 인쇄 방법의 제2 구현예에 따르면, 상기 기판은 종이, 중합체 필름, 유리 또는 세라믹이다.
기판은 반투명하거나 투명하거나 불투명할 수 있다. 단단하여 구부러지지 않거나 플렉시블할 수 있으며, 유리, 유리-중합체 라미네이트, 중합체 라미네이트, 열가소성 중합체 또는 듀로플라스틱 중합체일 수 있다. 얇고 플렉시블한 지지체로는 셀룰로스 에스테르, 셀룰로스 트리아세테이트, 폴리프로필렌, 폴리카르보네이트 또는 폴리에스테르로 제작된 것들을 사용할 수 있는데, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 또는 폴리(에틸렌 나프탈렌-1,4-디카르복실레이트)로 만든 것이 특히 바람직하다.
산업상 이용
본 발명에 따른 플렉소 인쇄용 잉크는, 예를 들면 임의로 서빙된 지지체, 유전층, 형광층(phosphor layer) 및 투명한 도전층에 대전방지성 패턴 및 전기전도성 패턴을 도포하는데 사용될 수 있다. 그 예로는 장난감처럼 유일하고도 제한된 용도의 전기 회로의 제작시, 라디오주파수 태그의 일부와 같은 용량성 안테나(capacitive antenna)에, 램프, 표시소자, 예를 들면 LCD, 자동차 대시보드 및 키스위치의 배면광과 같은 배면광원, 비상 조명, 셀룰러폰, 개인용 디지털 기기, 가전제품, 표시 램프에서 사용될 수 있는 전자발광장치에, 그리고 기타 발광이 필요한 용도로 사용될 수 있다.
비교 실시예 및 본 발명 실시예를 들어 본 발명을 후술할 것이다. 이들 실시예에서 퍼센트와 비율은 별도의 표시가 없는한 중량을 기초로 하는 것이다.
하기의 기판은 비교 실시예 및 본 발명 실시예에서 사용된 것들이다:
기판번호 | |
1 | 서빙층 1을 갖는 PET |
2 | 폴리에틸렌 (RC) 코팅된 종이, roll nr. GM279 |
3 | 셀룰로스 트리아세테이트 필름 |
4 | 투명한 100㎛ 두께의 PVC-호일, roll nr. 107 x 08 (Staufen 제품) |
5 | TRANSPAREXTM T787 필름 (AGFA-GEVAERT N.V. 제품) |
6 | AUTOSTATTM CT7: 양쪽 면 상에 서빙된 175㎛ 두께의 열안정화된 폴리(에틸렌테레프탈레이트)[PET] (AUTOTYPE INTERNATIONAL LTD.) |
7 | 복사 용지: SYMBIOTM BRONZE GRAPHICS (80g/㎡), SYMBIOPAPER 제품 |
8 | 코팅 용지: ALLEGROTM GLOSS (115g/㎡) |
서빙 번호 01은 하기의 조성을 갖는다:
88% 비닐리덴클로라이드, 10% 메틸아세테이트 및 2% 이타콘산의 공중합체 | 79.1% |
KieselsolTM 100F, 콜로이드성 실리카 (BYERS 제품) | 18.6% |
MersolatTNH, 표면활성제 (BYERS 제품) | 0.4% |
UltravonTM W, 표면활성제 (CIBA-GEIGY 제품) | 1.9% |
앞서 언급되지 않은 하기의 성분들이 비교 실시예 및 본 발명 실시예에서 사용되었다:
포말방지제:
X-50-860A = 실리콘 포말제거제 (Shin-Etsu 제품).
액체:
DW = 탈이온수
PD = 1,2-프로판디올 (189℃)
DEG = 디에틸렌글리콜 (245℃)
DEG-MME = 디에틸렌글리콜 모노메틸 에테르 (193℃)
염료:
수성 PEDOT/PSS 분산액
본 발명의 실시예에서 개시한 플렉소 인쇄용 잉크 제조용 출발 물질은 EP-A 440 957호에 개시된 것처럼 제조되며 PEDOT와 PSS의 중량비가 1:2.4이고, AR1000 플레이트와 콘 레오미터 (직경 4㎝; 콘 각도 2°)를 이용하여 20℃에서 측정한 통상의 점도가 5s-1의 전단속도에서는 38 mPa.s이고 35 mPa.s의 전단속도에서는 33.5 mPa.s 로 떨어지며 1.9의 통상적인 pH를 갖는 PEDOT/PSS의 1.2중량% 수분산액이었다. 75℃의 온도 및 50 mbar의 압력하에 교반하면서 60.7중량%의 물을 증발시켜서 1.2중량% 분산액으로부터 PEDOT/PSS의 3중량% 수분산액을 제조하였다.
비교 실시예 1 내지 7
표 1에 개시된 분량만큼의 성분들을 물 중의 PEDOT/PSS의 3중량% 분산액 45g에 혼합하면서 첨가한후 탈이온수와 혼합하여 비교 실시예 1 내지 7의 플렉소 인쇄용 잉크를 제조하였다.
표 1:
비교 실시예 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
PEDOT/PSS의 1.14중량% 수분산액 [g] | 81.0 | 81.0 | 81.0 | 81.0 | 81.0 | 81.0 | 81.0 |
CARBOPOLTM ETD2623 [g] | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 |
LATEX14 [g] | 1.8 | 1.8 | 1.8 | 1.8 | 1.8 | 1.8 | 1.8 |
LATEX22 [g] | 1.4 | 1.4 | 1.4 | 1.4 | 1.4 | 1.4 | 1.4 |
PD [g] | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
DEG-MME [g] | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 |
DEG [g] | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 |
SURFYNOLTM 440 [g] | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 0.7 |
x-50-860A [g] | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
이소프로판올 [g] | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
Acid Yellow 23 [g]q | 0.1 | ||||||
Direct Yellow 86 [g] | 0.1 | ||||||
Reactive Red 180 [g] | 0.1 | ||||||
Reactive Blue 199 [g] | 0.1 | 0.6 | 1.1 | 2.0 | |||
총량 [g] | 99.7 | 99.7 | 99.7 | 99.7 | 100.2 | 100.7 | 101.6 |
수성 매질중 물의 중량% | 81.0 | 81.0 | 81.0 | 81.0 | 80.6 | 80.2 | 79.5 |
점도 [mPa.s] | 680 | 700 | 690 | 720 | 750 | 760 | 750 |
착색제: Acid Yellow 23, Direct Yellow 86, Reactive Red 180 및 Direct Blue 199는 모두 25℃의 온도에서 10g/l의 수용해도를 가지므로, 본 발명에 의거하 여 염료로서 분류된다. 염료 농도의 증가가 인쇄물에서의 광학 밀도 증가와 비례하지는 않으며, 표면저항력은 염료 농도의 증가와 반비례하여 증가하였다. 또한, 인쇄물의 얼룩과 입상도 역시 잉크 중의 염료 농도가 증가함에 따라 증가한다. 상기 음이온성 염료에 의한 PEDOT/PSS 중의 PSS 대체를 포함할 수 있는 PEDOT/PSS의 플록킹이 관찰되었다.
플렉소 인쇄
140 셀/인치 크롬 도금 아닐록스 드럼이 구비된 RK Esiproof 핸드테스터 (RK Print Coat Instruments Ltd., UK)를 이용하여 본 발명 실시예 1 내지 6의 플렉소 인쇄용 잉크를 인쇄하였다.
인쇄층의 조성을 층의 표면저항, 및 컬러 필터가 구비된 MacBethTm RD918 SB를 이용하여 측정한 광학 밀도와 함께 표 2에 나타내는데, 상기 광학 밀도를 표 2에 광학 밀도값으로 제시하였다.
표 2:
비교실시예 번호 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
PEDOT/PSS의 중량% | 23.7 | 23.7 | 23.7 | 23.7 | 21.0 | 18.0 | 15.9 |
바인더의 중량% | 53.1 | 53.1 | 53.1 | 53.1 | 47.0 | 42.2 | 35.6 |
염료의 중량% | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 13.7 | 22.5 | 34.6 |
SURFYNOLTM 440의 중량% | 18.0 | 18.0 | 18.0 | 18.0 | 16.0 | 14.3 | 12.1 |
X-50-860A의 중량% | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 2.6 | 2.3 | 2.1 | 1.7 |
표면저항 [㏀/□] | 7.2 | 11.0 | 8.1 | 14 | 63 | 1400 | 비도전성 |
OD [Macbeth RD918SB] | 0.16 [Dblue] | 0.18 [Dblue] | 0.12 [Dred] | 0.23 [Dred] | 0.41 [Dred] | 0.69 [Dred] | 0.8 [Dred] |
본 발명 실시예 1 내지 6
표 3에 개시된 분량만큼의 성분들을 물 중의 PEDOT/PSS의 3중량% 분산액 45g에 혼합하면서 첨가한후 탈이온수와 혼합하여 본 발명 실시예 1 내지 6의 플렉소 인쇄용 잉크를 제조하였다.
표 3:
본 발명 실시예 번호 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
PEDOT/PSS의 3중량% 수분산액 [g] | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 |
DW [g] | 23.4 | 23.4 | 23.1 | 25.1 | 23.1 | 24.1 |
LATEX14 [g] | 1.8 | 1.8 | 1.8 | 1.8 | 1.8 | 1.8 |
LATEX22 [g] | 1.4 | 1.4 | 1.4 | 1.4 | 1.4 | 1.4 |
PD [g] | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
DEG-MME [g] | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 |
DEG [g] | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 |
SURFYNOLTM 440 [g] | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 0.7 |
X-50-860A [g] | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
이소프로판올 [g] | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
PIG01 (30%)[g] | - | 3.7 | - | - | - | - |
PIG02 (30%)[g] | - | - | 4.0 | - | - | - |
PIG03 (30%)[g] | - | - | - | 2.0 | - | - |
PIG04 (30%)[g] | - | - | - | - | 4.0 | - |
PIG05 (30%)[g] | - | - | - | 3.0 | ||
총량 [g] | 96.4 | 100.1 | 100.1 | 100.1 | 100.1 | 100.1 |
수성 매질중 물의 중량% | 70.2 | 71.2 | 71.1 | 71.3 | 71.1 | 71.2 |
점도 [mPa.s] | 200 | 745 | 470 | 215 | 320 | 615 |
본 발명 실시예 1의 플렉소 인쇄용 잉크는 비안료화되었으며, 본 발명 실시예 2 내지 6은 안료화되었다. 본 발명 실시예 2의 플렉소 인쇄용 잉크는 보라색으로 착색되었고, 본 발명 실시예 3의 잉크는 황색으로 착색되었으며, 본 발명 실시예 4 내지 6의 잉크는 시안으로 착색되었고, 본 발명 실시예의 안료는 적색으로 착색되었다.
일정한 엠프팅 시간 (emptying time)이 측정될 때까지 플렉소 인쇄용 잉크를 교반하여 DIN 4 컵을 이용하는 DIN 53211에 의거하여 플렉소 인쇄용 잉크의 25℃에서의 점도를 측정하였다. 표준환산표를 사용하여 엠프팅 시간을 동점성계수(cSt)로 환산하는데 상기 동점성값을 mPa.S로 환산함에 있어 밀도를 1로 가정한다.
플렉소 인쇄
140 셀/인치 크롬 도금 아닐록스 드럼이 구비된 RK Esiproof 핸드테스터 (RK Print Coat Instruments Ltd., UK)를 이용하여 본 발명 실시예 1 내지 6의 플렉소 인쇄용 잉크를 인쇄하였다.
건조후 고형물인 인쇄층의 조성을 층의 표면저항, 및 컬러 필터가 구비된 MacBethTM RD918 SB를 이용하여 측정한 광학 밀도와 함께 표 4에 나타내는데, 상기 광학 밀도를 표 4에 광학 밀도값으로 제시하였다.
표 4:
본 발명 실시예 번호 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
PEDOT/PSS의 중량% | 37.4 | 28.7 | 28.1 | 32.1 | 28.1 | 29.9 | |
바인더의 중량% | 40.5 | 31.0 | 30.4 | 34.7 | 30.4 | 32.5 | |
안료의 중량% | - | 23.3 | 24.9 | 14.2 | 24.9 | 19.9 | |
SURFYNOLTM 440의 중량% | 19.4 | 14.9 | 14.5 | 16.6 | 14.5 | 15.5 | |
X-50-860A의 중량% | 2.7 | 2.1 | 2.1 | 2.4 | 2.1 | 2.2 | |
표면저항 [㏀/□] | 10.5 | 8.2 | 10 | 6.7 | 6.6 | 6.1 | |
OD [Macbeth RD918SB] | - | 0.65 [Dblue] | 0.72 [Dblue] | 0.52 [Dred] | 0.62 [Dgreen] | 0.67 [Dred] |
본 발명 실시예 1의 플렉소 인쇄용 잉크로 생성된 비안료화 인쇄의 표면 저항은 10,500Ω/□였다. 표면저항이 6100 내지 8200Ω/□인 본 발명 실시예 2 내지 6의 플렉소 인쇄용 잉크를 이용하여 광학 밀도가 0.52 내지 0.72인 착색 인쇄를 얻었다. 인쇄는 기판에 대한 탁월한 접착성, 탁월한 내용매성 및 탁월한 내수성을 나타냈다.
본 발명 실시예 7
표 5에 개시된 분량만큼의 성분들을 물 중의 PEDOT/PSS의 3중량% 분산액 450g에 혼합하면서 첨가한후 탈이온수와 혼합하여 본 발명 실시예 7의 비안료화 플렉소 인쇄용 잉크를 제조하였다.
표 5:
PEDOT/PSS의 3중량% 수분산액 [g] | 450 | 13.5 (고형물) | ||||
DW g] | 172.5 | - | ||||
LATEX21 [g] | 37.5 | 15.0 (고형물) | ||||
LATEX22 [g] | 14 | 4.2 (고형물) | ||||
PD [g] | 25 | - | ||||
DEG-MME [g] | 45 | - | ||||
DEG [g] | 70 | - | ||||
SYNPERONICTM 13/6.55 (100%) [g] | 10 | 10 (고형물) | ||||
X-50-860A [g] | 1.0 | 1.0 (고형물) | ||||
이소프로판올 [g] | 200 | - | ||||
총량 [g] : | 1025 | 43.7 (고형물) | ||||
수성 매질중 물의 중량% | 60.1 | |||||
점도 [mPa.s] | 750 |
일정한 엠프팅 시간 (emptying time)이 측정될 때까지 플렉소 인쇄용 잉크를 교반하여 DIN 4 컵을 이용하는 DIN 53211에 따라서 플렉소 인쇄용 잉크의 25℃에서의 점도를 측정하였다. 표준환산표를 사용하여 엠프팅 시간을 동점성계수(cSt)로 환산하는데 상기 동점성값을 mPa.S로 환산함에 있어 밀도를 1로 가정한다.
플렉소 인쇄
140 셀/인치 크롬 도금 아닐록스 드럼이 구비된 RK Esiproof 핸드테스터 (RK Print Coat Instruments Ltd., UK)를 이용하여 서로 다른 지지체 상에 본 발명 실시예 7의 플렉소 인쇄용 잉크를 인쇄하였다. 건조후 고형물인 인쇄층의 조성을 층의 표면저항, 및 가시광선 필터가 구비된 MacBethTM RD918 SB를 이용하여 측정한 반사율과 오르토 필터가 구비된 MacBethTM TR904 밀도측정기를 이용하여 측정한 투과율에서의 광학 밀도와 함께 표 6에 나타낸다.
본 발명 실시예 7의 플렉소 인쇄용 잉크는 조사된 8개의 모든 기판, 즉 6개의 비다공성 기판 (기판 1 내지 6)과 두개의 다공성 기판 (기판 7 및 8)에 대하여 탁월한 내지는 매우 우수한 습윤 거동을 나타냈다. 관찰된 표면 저항은 지지체에 따라 현저하게 다른데, 즉 기판 3 및 5 (셀룰로스 트리아세테이트 필름 및 TRANSPAREXTM 필름)에서 매우 높은 표면 저항이 관찰되었다.
표 6:
본 발명 실시예 7 | ||||||||
기판 번호 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
PEDOT/PSS의 중량% | 30.9 | |||||||
바인더의 중량% | 43.9 | |||||||
안료의 중량% | - | |||||||
SYNPERONICTM 13/6.55의 중량% | 22.9 | |||||||
X-50-860A의 중량% | 2.3 | |||||||
표면장력(㏀/□) | 6.5 | 12.8 | 150 | 9.7 | 160 | 5.9 | 5.4 | 1.2 |
습윤 거동 | 탁월함 | 매우양호 | 탁월함 | 탁월함 | 매우양호 | 탁월함 | 매우양호 | 탁월함 |
접착력 | 탁월함 | 탁월함 | 탁월함 | 탁월함 | 탁월함 | 탁월함 | 탁월함 | 탁월함 |
중복인쇄가능성 | 탁월함 | 탁월함 | - | - | - | - | - | - |
OD [MacBethTM TD904] | < 0.01 | - | < 0.01 | < 0.01 | < 0.01 | < 0.01 | - | - |
OD [MacBethTM RD918SB] | - | 0.07 | - | - | - | - | 0.18 | 0.09 |
즉시 건조하면서 기판 2를 두 번 코팅했을 때 표면 저항이 12,800에서 5,000Ω/□ 바로 아래로 감소하였다.
본 발명 실시예 8 내지 19
표 7에 개시된 분량만큼의 성분들을 물 중의 PEDOT/PSS의 3중량% 분산액 45g에 혼합하면서 첨가한후 탈이온수와 혼합하여 본 발명 실시예 8 내지 19의 비안료화 플렉소 인쇄용 잉크를 제조하였다.
일정한 엠프팅 시간 (emptying time)이 측정될 때까지 플렉소 인쇄용 잉크를 교반하여 DIN 4 컵을 이용하는 DIN 53211에 따라서 플렉소 인쇄용 잉크의 25℃에서의 점도를 측정하였다. 표준환산표를 사용하여 엠프팅 시간을 동점성계수(cSt)로 환산하는데 상기 동점성값을 mPa.S로 환산함에 있어 밀도를 1로 가정한다.
표 7:
본 발명 실시예 번호 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
PEDOT/PSS의 3중량% 수분산액 [g] | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 |
DW [g] | 24.2 | 11.7 | 24.2 | 11.7 | 24.2 | 11.7 |
LATEX14 [g] | 1.8 | 1.8 | 1.8 | 1.8 | 1.8 | 1.8 |
LATEX22 [g] | 1.4 | 1.4 | 1.4 | 1.4 | 1.4 | 1.4 |
PD [g] | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
DEG-MME [g] | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 |
DEG [g] | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 |
ZONYLTM FSO100 [g] | 1.05 | 1.05 | 1.05 | 1.05 | 1.05 | 1.05 |
X-50-860A [g] | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
이소프로판올 [g] | 12.5 | 25 | - | - | - | - |
n-프로판올 [g] | - | - | 12.5 | 25 | - | - |
이소부탄올 [g] | - | - | - | - | 12.5 | 25 |
100.05 | 100.05 | 100.05 | 100.05 | 100.05 | 100.05 | |
수성 매질중 물의 중량% | 68.4 | 53.5 | 68.4 | 53.5 | 68.4 | 53.5 |
점도 [mPa.s] | 230 | 700 | 300 | 600 | 230 | 125 |
본 발명 실시예 번호 | 14 | 15 | 15 | 17 | 18 | 19 |
PEDOT/PSS의 3중량% 수분산액 [g] | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 |
DW [g] | 24.2 | 11.7 | 24.2 | 11.7 | 11.5 | 11.4 |
LATEX14 [g] | 1.8 | 1.8 | 1.8 | 1.8 | 1.8 | 1.8 |
LATEX22 [g] | 1.4 | 1.4 | 1.4 | 1.4 | 1.4 | 1.4 |
PD [g] | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
DEG-MME [g] | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 |
DEG [g] | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 |
ZONYLTM FSO100 [g] | 1.05 | 1.05 | 1.05 | 1.05 | 1.05 | 1.05 |
아스코르빈산 [g] | - | - | - | - | 0.15 | 0.3 |
X-50-860A [g] | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
이소프로판올 [g] | - | - | - | - | 25 | 25 |
에탄올 [g] | 12.5 | 25 | - | - | - | - |
메탄올 [g] | - | - | 12.5 | 25 | - | - |
100.05 | 100.05 | 100.05 | 100.05 | 100 | 100.05 | |
수성 매질중 물의 중량% | 68.4 | 53.5 | 68.4 | 53.5 | 53.3 | 53.2 |
점도 [mPa.s] | 210 | 600 | 175 | 325 | 325 | 325 |
플렉소 인쇄
140 셀/인치 크롬 도금 아닐록스 드럼이 구비된 RK Esiproof 핸드테스터 (RK Print Coat Instruments Ltd., UK)를 이용하여 지지체 2 위에 본 발명 실시예 7의 플렉소 인쇄용 잉크를 인쇄하였다.
건조후 고형물인 인쇄층의 조성을 층의 표면저항, 및 컬러 필터가 구비된 MacBethTM RD918 SB를 이용하여 측정한 광학 밀도와 함께 표 4에 나타낸다. 또한, 일광에 노출한지 1일, 2일 및 7일 후의 여러 가지 인쇄물에 대한 표면 저항을 표 8에 나타낸다.
표 8:
본 발명 실시예 번호 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 |
수중 PEDOT/PSS의 중량% | 34.1 | 34.1 | 34.1 | 34.1 | 34.1 | 34.1 | 34.1 | 34.5 | 34.1 | 34.1 | 32.8 | 31.7 |
바인더의 중량% | 36.9 | 36.9 | 36.9 | 36.9 | 36.9- | 36.9 | 36.9 | 36.9 | 36.9 | 36.9 | 35.6 | 34.4 |
안료의 중량% | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
ZONYLTM FSO100의 중량% | 26.5 | 26.5 | 26.5 | 26.5 | 26.5 | 26.5 | 26.5 | 26.5 | 26.5 | 26.5 | 25.5 | 24.6 |
X-50-860A의 중량% | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.4 | 2.3 |
아스코르빈산의 중량% | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 3.7 | 7.0 |
초기 표면장력 [㏀/□] | 9.0 | 3.2 | - | - | - | - | - | - | - | - | 4.2 | 3.8 |
1일 일광후 표면장력[㏀/□] | 20.0 | 5.7 | - | - | - | - | - | - | - | - | 6.0 | 5.6 |
2일 일광후 표면장력[㏀/□] | 25.0 | 6.8 | - | - | - | - | - | - | - | - | 6.5 | 5.9 |
7일 일광후 표면장력[㏀/□] | 65.0 | 11.0 | - | - | - | - | - | - | - | - | 8.5 | 6.5 |
(7일 일광후) R / (초기) R | 7.22 | 3.44 | - | - | - | - | - | - | - | - | 2.02 | 1.71 |
본 발명 실시예 8 및 9에 따른 플렉소 인쇄용 잉크에 의해 생성된 인쇄물에 대한 (일광 노출 7일후) R / (초기) R 값을 비교해본 결과, 이소프로판올을 이용하며 더 많이 희석하면 일광 노출에 대한 인쇄물의 안정성이 개선되는 것으로 나타났다: 7.22 대비 3.44.
본 발명 실시예 9, 18 및 19의 플렉소 인쇄용 잉크로 생성된 인쇄물에 대한 (일광 노출 7일후) R / (초기) R 값을 비교하면, 아스코르빈산을 도입함으로써 일 광 노출에 대한 안정성이 더 개선된 것으로 나타났다: 아스코르빈산을 포함하지 않는 인쇄의 경우 3.44인데 반해, 아스코르빈산의 각각 3.7중량% 및 7.0중량% 포함하는 인쇄에 대해서는 2.02 및 1.71임.
본 발명 실시예 20 내지 31
표 9에 개시된 분량만큼의 성분들을 물 중의 PEDOT/PSS의 3중량% 분산액 45g에 혼합하면서 첨가한후 탈이온수와 혼합하여 본 발명 실시예 20 내지 31의 플렉소 인쇄용 잉크를 제조하였다.
일정한 엠프팅 시간 (emptying time)이 측정될 때까지 플렉소 인쇄용 잉크를 교반하여 DIN 4 컵을 이용하는 DIN 53211에 따라서 플렉소 인쇄용 잉크의 25℃에서의 점도를 측정하였다. 표준환산표를 사용하여 엠프팅 시간을 동점성계수(cSt)로 환산하는데 상기 동점성값을 mPa.S로 환산함에 있어 밀도를 1로 가정한다.
표 9:
본 발명 실시예 20 내지 31의 플렉소 인쇄용 잉크 모두는 다공성 기판 및 비다공성 기판 상에서 탁월한 습윤 거동을 나타냈다.
본 발명 실시예 32 내지 43
표 10에 개시된 분량만큼의 성분들을 물 중의 PEDOT/PSS의 3중량% 분산액 45g에 혼합하면서 첨가한후 탈이온수와 혼합하여 본 발명 실시예 32 내지 43의 플렉소 인쇄용 잉크를 제조하였다.
일정한 엠프팅 시간 (emptying time)이 측정될 때까지 플렉소 인쇄용 잉크를 교반하여 DIN 4 컵을 이용하는 DIN 53211에 따라서 플렉소 인쇄용 잉크의 25℃에서의 점도를 측정하였다. 표준환산표를 사용하여 엠프팅 시간을 동점성계수(cSt)로 환산하는데 상기 동점성값을 mPa.S로 환산함에 있어 밀도를 1로 가정한다.
표 10:
본 발명 실시예 32 내지 43의 플렉소 인쇄용 잉크는 모두 다공성 기판 및 비다공성 기판 상에서 탁월한 습윤 거동을 나타냈다.
본 발명은 첨부된 청구범위와의 관련되었는지와는 무관하게, 잠재적으로 또는 명시적으로 개시된 특징들 또는 그의 일반화된 특징들중 임의의 특징 또는 그들의 조합을 모두 포함한다. 전술한 바로부터 볼 때, 당업자들은 본 발명의 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다는 것을 명백하게 알 것이다.
Claims (21)
- 두개의 알콕시기가 동일 또는 상이하거나 함께 임의로 치환된 옥시-알킬렌-옥시 브릿지를 나타내는 3,4-디알콕시티오펜의 중합체 또는 공중합체, 폴리음이온 및 라텍스 바인더를 유기 용매 또는 수성 매질에 포함하는 비염료 함유 플렉소 인쇄용 잉크로서, 상기 3,4-디알콕시티오펜의 중합체 또는 공중합체가 상기 잉크 중에 0.1중량% 이상의 농도로 존재하며, 비색 첨가성 투명 인쇄(colorimetrically additive transparent print)를 생성할 수 있는 비염료 함유 플렉소 인쇄용 잉크.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 디하이드록시기; 폴리하이드록시기; 카르복시기; 디하이드록시기와 카르복시기; 폴리하이드록시기와 카르복시기; 아미드기; 또는 락탐기를 함유하는 유기 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉소 인쇄용 잉크.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 유전 상수가 ≥ 15인 비양자성 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉소 인쇄용 잉크.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- i) (3,4-디알콕시티오펜)의 중합체 또는 공중합체 및 폴리음이온의 수분산액을 농축하는 단계; 및 ii) 라텍스 바인더를 첨가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 제1항 기재의 플렉소 인쇄용 잉크의 제조방법.
- 제13항에 있어서, 상기 (3,4-디알콕시티오펜)의 중합체 또는 공중합체와 상기 폴리음이온의 수분산액의 농축 단계는 물을 증발시키거나, 하나 이상의 유기 용매 첨가 후 물을 증발시키거나, 동결 건조에 의해 물을 증발시킴으로써 실시되는 것을 특징으로 하는 플렉소 인쇄용 잉크의 제조방법.
- 삭제
- 삭제
- 제14항에 있어서, 상기 (3,4-디알콕시티오펜)의 수성 중합체 또는 공중합체와 폴리음이온을 농축시킴에 있어서, 재분산성 또는 가용성 생성물을 동결 건조시켜서 물을 증발시켜 무수 생성물 또는 페이스트로서 제조하는 것을 특징으로 하는 플렉소 인쇄용 잉크의 제조방법.
- 제1항 기재의 플렉소 인쇄용 잉크를 제공하는 단계; 상기 인쇄용 잉크를 임의로 서빙된 기판(subbed substrate)에 인쇄하여 비색 첨가성 투명 인쇄를 생성하는 단계를 포함하는 플렉소 인쇄 방법.
- 삭제
- 삭제
- 두개의 알콕시기가 동일 또는 상이하거나 함께 임의로 치환된 옥시-알킬렌-옥시 브릿지를 나타내는 3,4-디알콕시티오펜의 중합체 또는 공중합체 0.1중량% 이상, 폴리음이온 및 라텍스 바인더를 용매 또는 수성 매질에 포함하며, 제13항 기재의 방법에 따라 수득될 수 있는 비색 첨가성 투명 인쇄를 생성할 수 있는 비염료 함유 플렉소 인쇄용 잉크.
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