KR101139403B1 - 오프셋 잉크용 무용제형 아크릴바인더의 제조방법 - Google Patents

오프셋 잉크용 무용제형 아크릴바인더의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오프셋 잉크용 무용제형 아크릴 바인더의 제조방법에 관한 것으로, 아크릴 단량체 100 중량부 및 반응개시제 0.03 내지 0.04 중량부를 혼합하여 반응액을 제조하는 반응액제조단계, 전술한 반응액제조단계를 통해 제조된 반응액 100 중량부에 중합개시제 20 내지 30 중량부를 혼합하여 공중합 반응물을 제조하는 공중합단계, 전술한 공중합단계를 거쳐 제조된 공중합반응물에 반응정지제 0.0005 중량부를 첨가하는 반응정지단계 및 전술한 반응정지단계를 거친 공중합반응물에 단량체를 제거하는 단량체제거단계를 포함하여 이루어진다.

Description

오프셋 잉크용 무용제형 아크릴바인더의 제조방법 {MANUFACTURING METHOD OF SOLVENTLESS TYPE ACRYL BINDER FOR OFF-SET INK}
본 발명은 오프셋 잉크용 무용제형 아크릴바인더의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 반응액제조단계, 공중합단계, 반응정지단계 및 단량체제거단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명은 오프셋 잉크용 무용제형 아크릴바인더의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 반응액제조단계, 공중합단계, 반응정지단계 및 단량체제거단계를 포함하여 이루어진다.
종래에 사용되고 있는 오프셋 잉크는 바인더로 폴리아크릴 수지, 폴리에스터 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에폭시 수지 및 폴리올레핀 수지 등의 열가소성 고분자를 휘발성 유기용매로 용해하고 은 분말을 분산시켜 제조되었는데, 이러한 종래에 아크릴바인더는 휘발성 유기용매로 인해 오프셋 인쇄시에 인쇄막의 불량, 인쇄폭의 불균일 및 연속적인 인쇄성의 저하를 야기시키는 문제점이 있었다.
또한, 디스플레이 및 PCB 전극 형성을 위한 패너팅 인쇄 후에 전극막의 전기적인 특성과 내구성에 저하로 인한 생상성 저하를 야기시키는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 유기용매의 첨가없이 은 분말에 대해 분산성이 양호한 열가소성 및 열경화성 수지를 공중합체 형태로 제조하여, 오프셋 잉크에 우수한 인쇄성, 내구성, 고휘도성, 고전도성 등의 물성을 부여하는 오프셋 잉크용 무용제형 아크릴바인더의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 아크릴 단량체 100 중량부 및 반응개시제 0.03 내지 0.04 중량부를 혼합하여 반응액을 제조하는 반응액제조단계, 상기 반응액제조단계를 통해 제조된 반응액에 중합개시제 20 내지 30 중량부를 혼합하여 공중합 반응물을 제조하는 공중합단계, 상기 공중합단계를 거쳐 제조된 공중합반응물에 반응정지제 0.02 중량부를 첨가하는 반응정지단계 및 상기 반응정지단계를 거친 공중합반응물에 단량체를 제거하는 단량체제거단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 오프셋 잉크용 무용제형 아크릴 바인더의 제조방법을 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 아크릴 단량체는 에틸아크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 에틸메타아크릴레이트, 메틸메타아크릴레이트, N-부틸메타아크릴레이트, 이소부틸메타아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 헵틸메타아크릴레이트, 아크릴아마이드, N-헥실아크릴레이트, 헵틸아크릴레이트, 히드록시에틸아크릴레이트, 히드록시메타아크릴레이트, 히드록시프로필메타아크릴레이트, 아크릴릭엑시드, 디메틸아미노에틸메타아크릴레이트, 터셔리-부틸아미노에틸메타아크릴레이트 및 글리시딜메타아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 반응개시제는 디벤조일퍼옥사이드, 디(4-터셔리-부틸퍼옥사이드), Dicumyl 히드로퍼옥사이드, 2,2-아조디(이소부틸로나이트릴), dilauroyl퍼옥사이드, 디(4-터셔리-부틸치클로헥실)퍼옥시디카보네이트, Dicumyl 퍼옥사이드 및 디(2-에틸헥실)퍼옥시디카보네이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 중합개시제는 옥틸알코올, 이소스테아릴알코올, 2-옥틸도데카놀, 이소노닐알코올, 디시클로헥실알코올, 글리콜에테르, 부틸글리콜에테르, 메틸글리콜, 에틸글리콜, 에틸트리글리콜, 메틸폴리글리콜, 부틸폴리글리콜, 디옥틸아디페이트, 트리옥틸트리멜리테이트, 디옥틸말레익산, 디이소노닐아디페이트 및 시트르산에스터로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 공중합단계는 110 내지 120℃의 온도에서 반응액제조단계를 통해 제조된 반응액 100 중량부에 중합개시제를 1분에 2 중량부씩 10 내지 15분간 첨가하고 3 내지 4 시간 동안 교반하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 반응정지제는 히드로퀴논을 포함하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 단량체제거단계는 상기 반응정지단계를 거친 공중합반응물에 메틸히드로퀴논 0.01 중량부를 혼합하고, 150 내지 160℃의 온도에서 진공증류하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명에 따른 오프셋 잉크용 무용제형 아크릴바인더의 제조방법은 유기용매를 첨가하지 않고 은 분말에 대해 분산성이 양호한 열가소성 및 열경화성 수지를 공중합체 형태로 제조하여, 오프셋 잉크에 우수한 인쇄성, 내구성, 고휘도성, 고전도성 등의 물성을 부여하는 탁월한 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 오프셋 잉크용 무용제형 아크릴바인더의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명에 따른 오프셋 잉크용 무용제형 아크릴 바인더의 제조방법은 아크릴 단량체 100 중량부 및 반응개시제 0.03 내지 0.04 중량부를 혼합하여 반응액을 제조하는 반응액제조단계(S101), 전술한 반응액제조단계(S101)를 통해 제조된 반응액에 중합개시제 20 내지 30 중량부를 혼합하여 공중합 반응물을 제조하는 공중합단계(S103), 전술한 공중합단계(S103)를 거쳐 제조된 공중합반응물에 반응정지제 0.02 중량부를 첨가하는 반응정지단계(S105) 및 전술한 반응정지단계(S105)를 거친 공중합반응물에 단량체를 제거하는 단량체제거단계(S107)를 포함하여 이루어진다.
전술한 반응액제조단계(S101)는 아크릴 단량체 100 중량부 및 반응개시제 0.03 내지 0.04 중량부를 혼합하여 반응액을 제조하는 단계로, 전술한 아크릴 단량체 및 반응개시제를 반응기에 투입하여 반응액을 제조한다.
전술한 아크릴 단량체는 에틸아크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 에틸메타아크릴레이트, 메틸메타아크릴레이트, N-부틸메타아크릴레이트, 이소부틸메타아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 헵틸메타아크릴레이트, 아크릴아마이드, N-헥실아크릴레이트, 헵틸아크릴레이트, 히드록시에틸아크릴레이트, 히드록시메타아크릴레이트, 히드록시프로필메타아크릴레이트, 아크릴릭엑시드, 디메틸아미노에틸메타아크릴레이트, 터셔리-부틸아미노에틸메타아크릴레이트 및 글리시딜메타아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하여 이루어진다.
또한, 전술한 반응개시제는 디벤조일퍼옥사이드, 디(4-터셔리-부틸퍼옥사이드), Dicumyl 히드로퍼옥사이드, 2,2-아조디(이소부틸로나이트릴), dilauroyl퍼옥사이드, 디(4-터셔리-부틸치클로헥실)퍼옥시디카보네이트, Dicumyl 퍼옥사이드 및 디(2-에틸헥실)퍼옥시디카보네이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하여 이루어진다.
전술한 공중합단계(S103)는 전술한 반응액제조단계(S101)를 통해 제조된 반응액에 중합개시제 20 내지 30 중량부를 혼합하여 공중합 반응물을 제조하는 단계로, 중합개시제를 반응기에 첨가하여 반응액과 중합개시제의 반응을 통해 공중합반응을 진행하는 단계다.
전술한 공중합단계(S103)는 110 내지 120℃의 온도에서 반응액제조단계(S101)를 통해 제조된 반응액 100 중량부에 중합개시제를 1분에 2 중량부씩 10 내지 15분간 첨가한 후에 3 내지 4 시간 동안 교반하여 이루어진다.
이때, 전술한 중합개시제는 옥틸알코올, 이소스테아릴알코올, 2-옥틸도데카놀, 이소노닐알코올, 디시클로헥실알코올, 글리콜에테르, 부틸글리콜에테르, 메틸글리콜, 에틸글리콜, 에틸트리글리콜, 메틸폴리글리콜, 부틸폴리글리콜, 디옥틸아디페이트, 트리옥틸트리멜리테이트, 디옥틸말레익산, 디이소노닐아디페이트 및 시트르산에스터로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하여 이루어진다.
전술한 반응정지단계(S105)는 전술한 공중합단계(S103)를 거쳐 제조된 공중합반응물에 반응정지제 0.02 중량부를 첨가하는 단계로, 반응정지제로 히드로퀴논을 첨가하여 공중합반응을 정지하는 단계다.
전술한 단량체제거단계(S107)는 전술한 반응정지단계(S105)를 거친 공중합반응물에 단량체를 제거하는 단계로, 전술한 반응정지단계(S105)를 거친 공중합반응물 100 중량부에 메틸히드로퀴논 0.01 중량부를 혼합하고, 150 내지 160℃의 온도에서 진공증류하여 이루어지는데, 진공증류시에 진공은 740mmHg 이상의 진공으로 진공증류하여, 공중합 반응물에 함유되어 있는 미반응 단량체 및 미반응 올리고머를 제거하는 단계다.
이하에서는, 본 발명에 따른 오프셋 잉크용 무용제형 아크릴 바인더의 제조방법을 실시예를 들어 설명한다.
<실시예 1>
2-에틸헥실아크릴레이트 단량체 33 중량부, 아크릴산 단량체 33 중량부, 히드록시에틸아크릴레이트 33 중량부 및 디벤조일퍼옥사이드 1 중량부를 반응기에 투입하고 혼합하여 반응액을 제조하고, 반응기를 115℃로 가열한 후에 에틸글리콜 30 중량부를 1분에 2 중량부씩 첨가하고 4시간 동안 교반하여 공중합 반응을 진행하고, 히드로퀴논 0.02 중량를 첨가하여 반응을 정지하고, 메틸히드로퀴논 0.01 중량부를 혼합하고 155℃의 온도에서 750mmHg의 압력으로 진공증류하여 단량체가 제거된 오프셋 잉크용 무용제형 아크릴 바인더를 제조하였다.
<실시예 2>
이소부틸메타아크릴레이트 단량체 33 중량부, 아크릴산 단량체 33 중량부, 디에틸아미노에틸메타아크릴레이트 33 중량부 및 이소부티로니트릴 1 중량부를 반응기에 투입하고 혼합하여 반응액을 제조하고, 반응기를 115℃로 가열한 후에 에틸글리콜 30 중량부를 1분에 2 중량부씩 첨가하고 4시간 동안 교반하여 공중합 반응을 진행하고, 히드로퀴논 0.02 중량를 첨가하여 반응을 정지하고, 메틸히드로퀴논 0.01 중량부를 혼합하고 155℃의 온도에서 750mmHg의 압력으로 진공증류하여 단량체가 제거된 오프셋 잉크용 무용제형 아크릴 바인더를 제조하였다.
<실시예 3>
N-부틸메타아크릴레이트 단량체 45 중량부, 아크릴산 단량체 44 중량부 및 이소부티로니트릴 1 중량부를 반응기에 투입하고 혼합하여 반응액을 제조하고, 반응기를 115℃로 가열한 후에 에틸글리콜 30 중량부를 1분에 2 중량부씩 첨가하고 4시간 동안 교반하여 공중합 반응을 진행하고, 히드로퀴논 0.02 중량를 첨가하여 반응을 정지하고, 메틸히드로퀴논 0.01 중량부를 혼합하고 155℃의 온도에서 750mmHg의 압력으로 진공증류하여 단량체가 제거된 오프셋 잉크용 무용제형 아크릴 바인더를 제조하였다.
실시예 1 내지 3을 통해 제조된 오프셋 잉크용 무용제형 아크릴 바인더의 분자량, 열분해온도 및 유리전이온도를 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.
(단, 분자량은 GPC, 열분해 온도는 TGA, 유리전이온도는 DSC를 이용하여 측정하였다.)
<표 1>
Figure 112010028993927-pat00001
위에 표 1에 나타낸 것처럼 본 발명에 의해 제조된 오프셋 잉크용 무용제형 아크릴 바인더는 오프셋 잉크에 가장 적합한 물성을 나타내는 것을 알 수 있다.
<실시예 4>
전술한 실시예 2를 통해 제조된 아크릴 바인더 12 중량부, 은분말 80 중량부, 글래스 프릿 2 중량부, 하이드록시 에틸 아크릴레이트 5 중량부, 분산제(BYK사, BYK-110) 1 중량부를 혼합하여 오프셋 잉크용 조성물을 제조하였다.
<비교예 1>
실시예 4와 동일하게 진행하되, 스티렌 계 아크릴 바인더 12 중량부를 사용하여 오프셋 잉크용 조성물을 제조하였다.
전술한 실시예 4 및 비교예 1을 통해 제조된 오프셋 잉크용 조성물의 점도, 인쇄선폭, 소성선폭, 인쇄두께를 측정하여 아래 표 2에 나타내었다.
<표 2>
Figure 112010028993927-pat00002
위에 표 2에 나타낸 것처럼 본 발명에 따른 오프셋 잉크용 무용제형 아크릴 바인더를 사용한 오프셋 잉크용 조성물은 인쇄선폭과 소성선폭이 우수하여 인쇄성이 우수한 것을 알 수 있다.
S101 ; 반응액제조단계
S103 ; 공중합단계
S105 ; 반응정지단계
S107 ; 단량체제거단계

Claims (7)

  1. 아크릴 단량체 100 중량부 및 반응개시제 0.03 내지 0.04 중량부를 혼합하여 반응액을 제조하는 반응액제조단계;
    상기 반응액제조단계를 통해 제조된 반응액에 중합개시제 20 내지 30 중량부를 혼합하여 공중합 반응물을 제조하는 공중합단계;
    상기 공중합단계를 거쳐 제조된 공중합반응물에 반응정지제 0.02 중량부를 첨가하는 반응정지단계; 및
    상기 반응정지단계를 거친 공중합반응물에 단량체를 제거하는 단량체제거단계;를 포함하여 이루어지며,
    상기 반응개시제는 디벤조일퍼옥사이드, 디(4-터셔리-부틸퍼옥사이드), Dicumyl 히드로퍼옥사이드, 2,2-아조디(이소부틸로나이트릴), dilauroyl퍼옥사이드, 디(4-터셔리-부틸치클로헥실)퍼옥시디카보네이트, Dicumyl 퍼옥사이드 및 디(2-에틸헥실)퍼옥시디카보네이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하여 이루어지고,
    상기 중합개시제는 옥틸알코올, 이소스테아릴알코올, 2-옥틸도데카놀, 이소노닐알코올, 디시클로헥실알코올, 글리콜에테르, 부틸글리콜에테르, 메틸글리콜, 에틸글리콜, 에틸트리글리콜, 메틸폴리글리콜, 부틸폴리글리콜, 디옥틸아디페이트, 트리옥틸트리멜리테이트, 디옥틸말레익산, 디이소노닐아디페이트 및 시트르산에스터로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 오프셋 잉크용 무용제형 아크릴 바인더의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 아크릴 단량체는 에틸아크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 에틸메타아크릴레이트, 메틸메타아크릴레이트, N-부틸메타아크릴레이트, 이소부틸메타아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 헵틸메타아크릴레이트, 아크릴아마이드, N-헥실아크릴레이트, 헵틸아크릴레이트, 히드록시에틸아크릴레이트, 히드록시메타아크릴레이트, 히드록시프로필메타아크릴레이트, 아크릴릭엑시드, 디메틸아미노에틸메타아크릴레이트, 터셔리-부틸아미노에틸메타아크릴레이트 및 글리시딜메타아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 오프셋 잉크용 무용제형 아크릴 바인더의 제조방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 공중합단계는 110 내지 120℃의 온도에서 반응액제조단계를 통해 제조된 반응액에 중합개시제를 1분에 2 중량부씩 10 내지 15분간 첨가하고 3 내지 4시간 동안 교반하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 오프셋 잉크용 무용제형 아크릴 바인더의 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 반응정지제는 히드로퀴논을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 오프셋 잉크용 무용제형 아크릴 바인더의 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 단량체제거단계는 상기 반응정지단계를 거친 공중합반응물에 메틸히드로퀴논 0.01 중량부를 혼합하고, 150 내지 160℃의 온도에서 진공증류하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 오프셋 잉크용 무용제형 아크릴 바인더의 제조방법.
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