KR101616001B1 - 덴드리머를 포함하는 요판 인쇄용 잉크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음각된 동판의 요판 인쇄용 잉크에 관한 것으로 고분자량의 수지상 폴리머를 바인더 성분으로 포함한다.
상기의 수지상 폴리머를 포함하는 잉크는 인쇄 공정에서 요구되는 적절한 점도의 범위를 가지면서 현저히 감소된 양의 유기용매(휘발성 유기 성분, VOC)를 포함하도록 제조될 수 있으며, 인쇄되거나 경화된 본 발명의 요판 잉크는 우수한 화학적, 기계적 내성을 가진다.

Description

덴드리머를 포함하는 요판 인쇄용 잉크{Intaglio Printing Ink Comprising Dendrimers}

본 발명은 인쇄용 잉크에 관한 것으로, 보다 구체적으로 고분자량의 수지상 폴리머를 바인더 성분으로 포함하는 음각된 동판의 요판 인쇄용 잉크에 관한 것이다.

상기와 같은 고분자를 포함하는 잉크는 인쇄 공정에서 요구되는 적절한 점도의 범위를 가지면서 현저히 감소된 양의 유기용매(휘발성 유기 성분, VOC)를 포함하도록 형성될 수 있으며, 인쇄되거나 경화된 본 발명의 요판 잉크는 우수한 화학적, 기계적 내성을 가진다.

현 인쇄기술에 있어서 동판의 요판 인쇄는 기본적인 인쇄 공정으로 사용된다.

당업자에게 알려진 바와 같이, 이와 같은 인쇄 공정은 40 ℃, 1000s^-1에서 5 내지 40 Pa.s의 점도를 가지는 윤활성 페이스트 잉크를 사용한다. 요판 잉크는 일반적으로 20 내지 100 미크론의 두께로 다소 두껍게 인쇄되고, 이러한 이유로 인쇄 후 건조 또는 경화를 요하며, 일 예로서 기질에 인쇄된 잉크는 단단하게 굳어지도록 한다.

인쇄된 제품의 용매에 대한 충분한 내성을 확보하기 위하여 산소 공기의 영향하에서 촉매적 산화중합 또는 바인더 성분의 에너지 활성화(UV, E-beam)의 중합에 의한 화학적 건조가 잉크의 휘발성 용매의 증발에 의한 물리적 건조보다 바람직하다.

현재 다량의 휘발성 유기 용매를 포함하는 요판 잉크의 건조에 있어서 인쇄공정에 적합한 요건을 갖추도록 잉크의 점도를 조절하기 위하여 산화 중합이 사용된다. 반면, 휘발성 유기 성분(VOC)은 환경 규제에 영향을 받으므로, 잉크를 제조함에 있어서 점차적으로 상기 휘발성 유기성분의 사용량을 가능한 줄이려고 한다.

대중의 환경적 문제에 대한 관심이 높아지면서 REACH 및 GHS와 같은 환경 규제에 화학 산업이 부응하여 요판 잉크의 새로운 제조 방법을 고안하게 되었다. 저 휘발성 유기성분을 가지는 요판 페이스트 잉크는 저 휘발성 유기용매(low VOC) 잉크로 시장에서 판매될 수 있으며, 상기 저 휘발성 유기 용매는 환경적 관점에서 바람직한 표지로서 기준이 되므로 휘발성 유기 용매를 감소시키는 것이 잉크와 관련된 시장에 있어서 이점을 가져올 수 있다.

따라서, 요판 인쇄용 잉크의 유기용매 성분을 제거하지는 못하더라도, 유기용매의 사용량을 종래보다 더 감소시킬 필요성은 여전히 존재한다.

본 발명은 독립항들에 따른 개선된 요판 잉크 조성물에 관한 것으로, 인쇄되고 건조된 잉크 필름의 인쇄 성능, 물기 닦임성(water-wipeability), 및 기계적 화학적 내성을 유지하면서 동시에 유기 용매 및 희석제와 같은 휘발성 유기 용매 성분(VOC)의 함량을 감소시키는 문제의 해결방법에 관한 것이다.

음각된 동판의 요판 인쇄 공정용 잉크는 유럽특허출원 EP 0 340 163 B1에 기재되어 있다. 상기 문헌은 국가간 및 국제법상 요구되는 중요한 문제인 환경, 건강, 안전의 규제에 발맞추어 잉크 및 인쇄공정에서 휘발성 유기 성분(VOC)을 감소시켜야하는 필요성에 대하여 이미 설명하였다. 상기 유럽특허 문헌에 개시된 잉크는 물로서 용매 부분을 대체한 친수성 바인더로 이루어진다. 따라서 VOC를 감소시킬 수 있다. 본 발명은 같은 목적을 달성할 수 있는 다른 방법에 대하여 설명하고자 한다.

본 발명에 따르면, 요판 잉크 바인더의 점도는 잉크 바인더의 성분으로 필수적 성분인 수지상 폴리머(덴드리머)에 의하여 낮아지게 된다. 덴드리머는 고분자량 고분자로서, 상기 분자는 연장되는 분자 사슬의 형상이라기보다는 콤팩트한 구형의 형상을 가지고 있다. 이와 같은 고분자는 당업자에게 알려진 바와 같이 점도 대 분자량의 비가 낮은 값을 가진다. 따라서 덴드리머를 포함하는 잉크는 과량의 용매를 포함하지 않고도 제조가 가능하다. 본 발명에 따른 잉크로 인쇄 후, 구형의 분자 단위는 화학적 건조 메커니즘을 통하여 가교될 수 있다.

본 발명에 따르면 바람직한 바인더는 사슬형 고분자 일부와 수지상 폴리머(덴드리머) 일부로 이루어진다. 상기와 같이 혼합된 고분자 바인더는 사슬형 고분자로 배타적으로 이루어진 일반적인 바인더에 비하여 훨씬 우수한 인쇄 내성 기능을 가지는 것을 발견하게 되었다.

또 다른 측면에서 본 발명은 물기에 의하여 닦여지는(water-wipeable) 요판 인쇄 공정에 적합한 수분산성(water-dispersible) 잉크의 제조가 가능하다.

본 발명은 잉크 제조방법, 인쇄용 보안 문서용 잉크 및 잉크를 보유하는 보안 문서를 포함한다.

도 1은 본 발명의 잉크 조성물에 사용되는 수지상 폴리 히드록실 폴리머 코어의 화학식 및 구조식을 도시한 것이다.
도 2는 수지상 폴리히드록실 폴리머 코어 상에 그라프트되는 화학 관능기의 상이한 양상을 도시한 것이다.

본 발명의 목적은 인쇄 후 건조된 잉크 필름의 기계적 화학적 내성뿐만 아니라 특히 점도에 있어서 잉크의 인쇄성 및 건조성을 유지 또는 향상시키고 유기용매의 함량이 감소된 요판 잉크 조성물을 제공하기 위함이다.

바인더(바니시) 성분의 점도는 일면에 있어서는 고분자의 분자량과 관련된다. 예를 들면 분자량이 클수록 고분자의 점도가 높아진다. 또한 다른 측면에서는 고분자의 화학적 및 기학학적 요인이 바인더 성분의 점도에 영향을 미칠 수 있다.

상기 화학적 요인은 고분자 사슬에 존재하는 특성으로서 수소결합이나 카르보닐 또는 카르복실기와 같은 극성기의 존재하는 경우 고유 분자량 하에서 고분자의 점도가 증가하는 것을 포함한다. 상기 기하학적 요인은 고유 분자량 하에서 고분자의 분자 형태, 즉 구형 분자 형태는 신장된 사슬형 분자 형태보다 현저히 낮은 점도를 나타내는 것을 포함한다.

코팅 조성물 제조분야의 당업자는 한편으로 공 모양 또는 구형의 분자형태를 가지는 고분자의 바인더는 점도가 감소되는 것을 유발한다는 사실을 알고 있으며, 다른 한편으로는, 내성 필름을 제조하기 위한 성능과 같은 코팅 조성물의 필수적 요건은 점도만이 유일한 요건이 아닌 것도 알고 있는 사실이다. 상기 요건은 공 모양 또는 구형 분자로 이루어진 바인더의 경우 항상 요구되지 않는다.

요판 인쇄용 잉크에서 바인더 수지에 포함되는 바니시에 주요한 영향을 미치는 요인은 휘발성 유기 용매(VOC)이다. 따라서 잉크에 있어서 휘발성 유기 화합물의 감소는 잉크 바인더에 포함되는 휘발성 유기 용매의 감소 또는 제거가 중요한 해결과제이다.

바인더 고분자의 분자량을 낮추는 것은 바람직한 선택이 아니다. 그 이유는 최종 인쇄용 잉크의 건조시간을 증가시키게 되고 인쇄된 제품의 내성에 불리한 영향을 미치기 때문이다. 바인더 수지의 극성 및 수소결합의 화학적 특성의 제거 역시 바람직한 선택이 아니다. 그 이유는 상기 화학적 특성이 잉크와 기질의 요구되는 접착력을 제공하기 때문이다.

그 외에 잉크에 요구되는 조건으로는 요판 인쇄 공정의 워터 와이핑(water-wiping) 시스템이다. 인쇄 공정이 진행되는 동안 회전하는 요판 인쇄 실리더는 잉킹 시스템에 의하여 연속적으로 잉크가 덧입혀 지고, 와이핑 실린더에 의하여 깨끗하게 닦여지고, 시트와 같은 기질에 가압에 의하여 접합되어 인쇄가 이루어진다.

와이핑 실린더는 순차적으로 끊임없이 세제로서 수산화나트륨 및 황산화 피마자유로 이루어진 와이핑 용매에 의하여 세척된다.

상기 와이핑 시스템은 세제의 영향하에서 물과 유화되기 위하여 충분한 친수성을 가진 잉크를 요구한다. 환경적 관점에서 워터 와이핑 잉크는 폐수의 염기 및 유기량을 감소시키기 위하여 보다 저 농도의 수산화 나트륨 및 설폰화 피마자유로 공정이 실시되도록 최적화될 것이 요구된다.

그러므로, 최종 요판 인쇄 자국은 질적인 면이나 내구성 측면에서 몇 가지 선험적으로는 모순되는 요구가 잉크에 의하여 동시에 제공되어야 한다.

예를 들어 건조된 요판 인쇄 자국과 같은 인쇄된 잉크 필름의 내성을 증가시키기 위해서는 잉크 제조 시 일반적으로 고 분자량의 바인더 고분자를 사용하여야 한다.

그러나 바인더 고분자의 분자량의 증가는 잉크의 점도를 증가시키는 것을 초래하고, 우수한 인쇄품질 달성에 적합하지 않은 잉크의 인쇄 성능을 부여한다. 이러한 경우에는 인쇄 공정의 적정 수준을 위하여 잉크 점도를 감소시켜야 하고, 이를 위해서는 용매의 첨가가 필요하며 보통 높은 끓는점을 가지는 탄화수소 용매가 사용된다.

발명자는 바인더 고분자의 일부를 수지상 폴리머(덴드리머)로 대체하여 사용하는 경우 저 점도의 요판 인쇄용 잉크를 수득할 수 있으며 인쇄에 요구되는 잉크의 점도 조절에 필요한 용매 함량을 감소시킬 수 있음을 알게 되었다.

이와 더불어, 바인더 고분자의 분자량을 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 인쇄 공정을 실시하는 경우 추가적인 용매의 첨가 없이도 충분히 낮은 점도를 보유하면서 인쇄된 잉크 필름의 내성 역시 확보될 수 있다.

더 나아가, 발명자는 유기 용매의 일부 또는 전부를 반응성 희석제로서 기능하는 저 점도 덴드리머 화합물로 대체하는 경우, 인쇄 공정에서 적절한 잉크 점도를 유지하면서 현저히 망상화된 고 분자량 잉크 필름을 수득할 수 있다는 것을 알게 되었다.

당해 기술분야에서 알려진 구형 분자 형태의 고분자는 스타버스트-(star burst) 또는 성형 중합체(star-polymer)로 설명할 수 있으며, 초분지, 수지상 폴리머 또는 덴드리머로 설명할 수 있다.

폴리에스테르계 자가 중합 고분자는 수지상 구조를 가지는 것으로 추정되며, 이는 미국특허 제3,669,939호에 개시되어 있다. 이들은 a-폴리히드록실-모노카르복실산 단량체로부터 유래될 수 있으며, 특히 2,2-디메틸올프로피온산(DMPA)으로부터 유래될 수 있다. 상기 문헌에는 공기 건조에 의한 폴리에스테르 형성은 DMPA 및 아마인유로부터 제조될 수 있다는 내용 역시 개시되어 있다.

알키드 수지 성분으로서 2,2-디메틸올프로피온산(DMPA)은 미국특허 제3,345,313호에 개시되어 있으며, 이것의 산업적 합성은 프랑스 특허 제1418073호에 과산화수소로 산화시킨 프로파날의 히드록실메틸화에 의하여 수득될 수 있다는 내용이 개시되어 있다.

미국특허 제4,912,187호는 입체장애적 폴리히드록실-모노카르복실산을 로진, 알키드 또는 상기 덴드리머계 폴리에스테르를 포함하는 폴리에스테르 레진, 및 펜타에리스리톨 또는 트리메틸올에탄과 같은 핵형성 분자로서 폴리하이드로시 화합물과 함께 중합하여 수득된 디메틸올프로미오닉산과 같은 덴드리머계 폴리에스테르를 개시하고 있다.

코팅 조성물에 적합한 폴리에스테르 타입의 덴드리머는 국제특허 WO 93/17060 A1 및 유럽특허 0 630 389 B1에 개시되어 있다.

이와 같은 화합물은 하나 이상의 연속적인 단계를 거치며 디메틸올프로피온산의 적절한 당량비로 중심 핵형성 분자로서 제공되는 폴리히드록실 화합물(트리에틸올프로판, 펜타에리스리톨 등)의 조절된 에스테르화에 의하여 수득된다.

수득된 폴리올은 수득물의 말단 히드록실기를 적절한 부사슬로 변성하여 보다 관능화될 수 있다(예를 들면, 포화 카르복실산, 알키드 잔기, 아크릴산, 비닐 에테르, 또는 에폭사이드, 옥세탄, 아지리딘, 이소시아나이드, 카르보디이미드 등과 같은 관능기를 포함하는 잔기로 에스테르화).

국제특허 WO 93/17060 A1의 덴드리머에 기초하여 국제특허 WO 96/13558 A1은 산화 건조 코팅 및 접착을 위한 불포화 바인더 조성물을 개시하고 있다.

상기 개시된 수지상 폴리올은 산업적으로 제조되고 있다(국제특허 WO 99/00439 A1 및 WO 99/00440 A1). 또한 상기 수지상 폴리올의 관능화된 유도체 역시 산업적으로 제조되고 있다(국제특허 WO 00/64975 A1는 아크릴 말단기 폴리에스터를, 국제특허 WO 02/066541 A1은 카르복시 말단기 폴리에스테르를 개시). 상기 산업적 제조와 관련된 공기 건조(국제특허 WO 04/037928 A1: 알키드) 및 방사 경화성(국제특허 WO 05/047396 A1: 아크릴레이트) 수성 코팅 조성물 역시 선행문헌에 개시되어 있다.

본 발명의 요판 잉크는 필수적 바인더 성분으로 수지상 폴리머(덴드리머)를 포함한다. 상기 수지상 폴리머는 바람직하게는 초분지형 폴리에스테르의 유도체인 것이 바람직하며, 2,2-디메틸올프로피온산의 유도체인 것이 바람직하다.

상기 폴리에스테르는 기본적으로 폴리-히드록실-관능화된 초분지형 폴리에스테르일 수 있다. 상기 폴리에스테르는 그것의 히드록실기로 부분적 또는 전체적으로 관능화될 수 있다.

특히 이와 같이 관심을 끄는 관능기로는 포화카르복실산, 불포화 카르복실산, 아크릴 잔기, 에폭사이드, 옥세탄, 아지리딘, 이소시아나이드, 카르보디이미드 등으로부터 제공된 가교성 관능기를 들 수 있다.

본 발명의 잉크는 다른 관능기를 가지는 둘 이상의 초분지형 폴리에스테르를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 기본적인 폴리히드록실 덴드리머, 포화 카르복시산 잔기로 변성된 폴리-히드록실 덴드리머, 및 불포화(건조) 카르복실산 잔기로 변성된 폴리-히드록실 덴드리머를 들 수 있다.

일 구체예로서, 본 발명의 요판 인쇄용 잉크는 바인더, 안료, 충전제 및 선택적으로 유기 용매를 포함하고, 40 ℃에서 3 내지 60 Pa.s의 점도를 가지며, 상기 바인더는 최소한 하나 이상의 수지상 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 한다.

다른 구체예로서, 최소한 하나의 수지상 폴리머는 히드록실-관능화된 초분지형 폴리에스테르 유도체, 2,2-디메틸올프로피온산으로부터 유도된 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직하게는 2,2-디메틸올프로피온산 유도체이다.

바람직한 초분지형 유도체는 카르복실 모노-, 디-, 및 폴리산; 카르복시무수물; 모노-,디-, 및 폴리이소시아나아드, 에폭사이드, 옥세탄;으로 관능화된 수지상 폴리에스테르의 반응 산물이며, 선택적으로는 모노-알코올, 폴리-알코올, 특히 모노-글리콜 및 폴리-글리콜; 모노-아민, 폴리-아민; 및 그 유도체로 히드록실 관능화된 수지상 폴리에스테르의 반응 산물이다.

또 다른 구체예로서, 최소한 하나의 수지상 폴리머는 불포화 지방산으로 개질된 히드록실 관능화된 초분지형 폴리에스테르로부터 선택된다. 바람직하게는 2,2-디메틸올프로피온산으로부터 유도된다. 상기 변성된 불포화 지방산은 2,500 내지는 10,000 g/mol의 분자량을 가지고 1 내지 50 중량%의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다.

상기 잉크는 최소한 하나 이상의 수지상 폴리머는 히드록실 관능화된 초분지형 폴리에스테르로 변성된 포화 지방산으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는 2,2-디메틸올프로피온산으로부터 유도된다. 상기 변성된 포화 지방산은 1,000 내지는 10,000 g/mol, 바람직하게는 2,500 내지는 5,000 g/mol의 분자량을 가지고, 1 내지 10 중량%의 함량으로 포함된다.

상기 수지상 성분은 페놀계 수지 또는 폐놀계 변성 로진 에스테르를 수지상 폴리올과 에스테르화시킨 지방산을 열 경화하여 도입할 수 있다.

에너지 경화 조성물의 적용에 있어서, 히드록실 관능화된 수지상 폴리에스테르는 아크릴레이트, 비닐 에테르, 에폭사이드, 옥스탄, 아지리딘, 이소시아나이드, 및 카르보디이미드로 이루어진 군에서 선택된 반응성 화학적(가교성) 관능기와 그라프트될 수 있다.

상기 잉크는 에너지 경화성을 부여받기 위하여 반응성 화학 관능기와 그라프트된 수지상 폴리에스테르를 최소한 하나 이상 포함할 수 있다.

히드록실 관능화된 초분지형 폴리에스테르와 그라프트된 상기 반응성 관능기는 1,000 내지는 10,000 g/mol, 바람직하게는 2,500 내지는 5,000 g/mol의 분자량을 가지고 1 내지 10 중량%의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다.

상기 잉크는 광개시제를 더 포함할 수 있다. 상기 광개시제는 당업자에게 알려진 방법으로 잉크의 가교(경화)를 광화학적으로 개시하기 위하여 수지상 폴리에스테르에 그라프트된 적절한 반응성기(아크릴레이트, 메타크릴레이트, 비닐 에테르, 에폭사이드)와 함께 제공된다.

상기 잉크는 건조화제(siccativating agent)를 더 포함할 수 있다. 상기 건조제는 공기 중 산소와 불포화 카르복시산 잔기(“알키드 수지” 화학)와 같은 적절한 반응성기들 사이에 산화중합 반응이 일어나도록 한다.

산화중합 촉매는 코발트(2+), 바나딜(2+), 망간(2+), 또는 세륨(3+)과 같은 다가 이온을 가지는 장쇄(긴사슬) 지방산의 염일 수 있다.

상기 종류의 염들은 유용성이므로 지방 알키드계 잉크와 상용성을 갖는다. 상기 잉크는 심층 건조의 개선을 위하여 칼슘 및/또는 지르코늄 및/또는 세륨의 비누를 보조 건조화제(co-siccativating agent)로서 더 첨가될 수 있다. 요판 잉크의 비코발트계 건조 시스템은 유럽특허 제07112020.8호에 개시되어 있다.

본 발명의 요판 인쇄용 잉크는 최소한 하나 이상의 왁스를 더 포함할 수 있다. 상기 왁스로는 카나우바 왁스 또는 폴리에틸렌 왁스를 예시할 수 있다. 본 발명의 요판 인쇄용 잉크에서 상기 왁스 또는 왁스 혼합물은 10 중량% 이하, 바람직하게는 5 중량% 이하로 포함된다.

상기 요판 인쇄용 잉크 조성물은 잉크에 색상을 부여하기 위한 안료, 충진제, 유화제, 용매(일 예로서 점도 조절을 위한 용매), 보안 또는 법의학적 목적을 위하여 특수한 첨가제 또는 마커 등의 다른 성분을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 요판 인쇄용 잉크는 순수한 폴리-히드록실-덴드리머의 총 함량을 20% 이하로 포함한다. 본 발명의 요판 인쇄용 잉크는 변성된 또는 관능화된 폴리-히드록실-덴드리머의 총 함량을 50% 이하로 포함한다.

상기에서 기재한 내용에 따라, 상이한 요판 잉크의 시리즈가 제조되었고 각각의 잉크에 대한 물성이 입증되었다.

이하에서, 인쇄물에 잉크의 양호한 내성 및 양호한 인쇄성을 제공하기 위한 적정의 레올로지를 보여주고, 폴리히드록실 덴드리머 및 워터 파이핑 공정에 필요한 산화 경화 요판 잉크를 포함하는 서로 다른 두 개의 덴드리머를 포함하는, 열 고정 요판 잉크를 설명한다.

보다 구체적인 실시예로 반응성 희석제로서 덴드리머의 용도에 관하여 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 잉크를 제조하기 위한 첫 번째 방법은 초분지형 폴리에스테르의 유도체, 바람직하게는 2,2-디메틸올프로피온산의 유도체로부터 선택된 수지상 폴리머를 최소한 하나 이상 잉크에 투입하는 단계를 포함하여 이루어진다.

상기 초분지형 폴리에스테르 유도체는 히드록실, 아크릴레이트, 비닐 에테르, 에폭사이드, 옥세탄, 아지리딘, 이소시아나이드, 및 카르보디이미드로 이루어진 군으로부터 선택된 화학 관능기를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 잉크를 제조하기 위한 또 다른 방법으로는 페놀계 수지 또는 페놀계 변성 로진 에스테르 및 히드록실 관능화된 초분지형 폴리에스테르로 변성된 포화 지방산을 쿠킹하는 단계를 포함하는 것이다.

본 발명에 따른 잉크는 보안 문서, 특히 화폐의 인쇄용으로 사용될 수 있다.

본 발명은 본 발명에 따른 잉크를 보유하는 보안문서를 포함한다. 상기 보안 문서는 특히 은행권일 수 있다.

본 발명은 하기 도면 및 실시예에 의하여 보다 더 상세하게 설명할 수 있다.

실시예

본 발명의 잉크를 제조하기 위한 전형적 수지로 제품명 Boltorn®(Perstorp AB 제조)인 수지상 폴리머를 사용하였다. 상기 수지상 폴리머는 폴리알콜 코어 및 2,2-디메틸올-프로피온산(Bis-MPA)으로부터 유도된다. 상기 기초 제품은 히드록실-관능기의 수지상 폴리에스테르로부터 얻어진다. 완전한 지방족이고 3차 에스테르 결합을 배타적으로 포함하는 상기 수지상 폴리머는 우수한 내열성 및 내화학성을 제공한다. 이들의 광범위한 브랜치는 반응성을 개선하고, 더 낮은 점도 및 균형잡힌 기계적 물성(수축 감소; 등방성 거동)을 가지도록 한다.

또 다른 수지상 폴리머로서는 분자량 및 말단 히드록실기의 수가 상이한 Boltorn® H20 (16 OH; mw 1750); H2003 (12 OH, mw 2300); H2004 (6 OH, mw 3100); H30 (32 OH, mw 3600); H40 (64 OH, mw 7300)을 사용하였다. 또한 관능화된 Boltorn® 수지가 사용될 수 있으며, 예로서 P500(방사 건조를 위한 변성 아크릴레이트), U3000(산화 중합 건조를 위한 변성 알키드)을 들 수 있다.

다른 덴드리머들 중 수지상 폴리에스테르 아크릴레이트의 올리고머인 BDE 시리즈(Bomar Specialities사 제조)가 요판 인쇄 시스템에서 좋은 실험 결과를 나타내었다.

하기 세 가지 실시예는 수지상 성분이 인쇄공정에서 적정한 점도에 도달하는데 필요한 용매의 양에 미치는 영향 및/또는 건조된 잉크층의 기계적 화학적 내성의 개선에 관한 내용을 하기에 설명하기 위한 것이다.

일반적 절차:

잉크를 SDY300 3-롤 밀에 3회 통과(1회는 8 bar, 2회는 16 bar에서 통과시킴)시켜 준비하였다.

기계적 내성 측정은 1에서 최대 5의 스케일 범위에 기초하여 측정하였다. 측정값이 3 이하인 경우에는 고급 문서 및 은행권에 사용될 수 없다.

점도는 1000s^-1 및 40 ℃에서 하케 로토 비스코 1 로테이셔널 레오메타(Haake RotoVisco 1 rotational rheometer)로 측정하였다.

실시예 1: 덴드리머를 포함하는 열 고정 요판 잉크 조성물

파트 1. 열 고정 바니시의 제조

표준 열 고정 바니시는 로진-변성 페놀계 고분자량 수지 48 중량부; 우레탄-알키드 수지 8 중량부; 미네랄 오일 용매 44 중량부를 포함한다.

수지상 열 고정 바니시는 볼톤 H30 5 중량부; 볼톤 H2004 10 중량부; 로진-변성 페놀계 고분자량 수지 35 중량부; 우레탄-알키드 수지 9 중량부; 미네랄 오일 용매 41 중량부를 포함한다.

사용된 원료는 다음과 같다.

로진-변성 페놀계 고분자량 수지: 아리조나 케미칼 SYLVAPRINT MP 6364 로진-변성 페놀계 고분자량 수지와 아리조나 케미칼 SYLVAPRINT RL43 로진-변성 페놀계 고분자량 수지가 1:1의 비율로 사용되었다.

시크파-우레탄-알키드 수지(SICPA-specific urethane-alkyd resin)가 사용되었다.

홀터만 N-DODECANE 미네랄 오일 용매가 사용되었다.

파트 2. 열 고정 잉크의 제조

바니시에 및 잉크에 포함되는 전체 용매는 덴드리머 잉크에서는 4 내지 5% 정도의 차이가 난다.

수지상 열 고정 요판 잉크를 제조하는 동안 점도의 조정에 필요한 용매의 양은 표준 열 고정 요판 잉크의 제조에서 요구되는 양의 1/3 정도이다.

파트 3. 열 고정 잉크의 화학적 및 기계적 내성:

덴드리머계 폴리올을 포함하는 바니시로 제조된 열 고정 요판 잉크의 내성은 표준잉크에 비하여 개선된 것을 알 수 있다.

실시예 2: 페놀계 수지 덴드리머 변성 바니시를 포함하는 워터 와이핑 산화 요판 잉크

파트 1. 워터 와이핑 산화 페놀계 수지계 바니시의 제조

표준 워터 와이핑 산화 바니시는 페놀계 변성 로진 에스테르 41 중량부를 텅 오일(tung oil) 41 중량부에 쿡(cook)하고, 이들 혼합물을 미네랄 오일 18 중량부에 용해시켜 제조한다.

덴드리머를 포함하는 수지상 워터 와이핑 산화 바니시는 페놀계 변성 로진 에스테르 40 중량부를 볼톤 U3000 40 중량부에 쿡(cook)하고 이들 혼합물을 미네랄 오일 20 중량부에 용해시켜 제조한다.

파트 2. 워터 와이핑 산화 잉크의 제조

잉크는 하기 조성으로 제조되었다.

상기 잉크 모두 약 12%의 휘발성 유기 용매(미네랄 오일)를 포함하고 있으나 수지상 폴리머를 포함하는 잉크가 훨씬 우수한 화학적 내성을 가짐을 알 수 있다.

파트 3. 화학적 및 기계적 내성:

덴드리머 포함 워터 와이핑 요판 잉크의 화학적 및 기계적 내성이 표준 잉크보다 우수함을 알 수 있다.

실시예 3: 수지상 반응성 희석제를 포함하지 않는 워터 와이핑 산화 요판 잉크

실시예 3은 반응성 희석제로서 수지상 폴리올 변성된 불포화 지방산(볼톤 U3000)을 사용하였다.

파트 1. 워터 와이핑 요판 잉크의 제조

워터 와이핑 요판 잉크가 하기와 같이 제조되었다.

볼톤 U300을 반응성 희석제로 포함하는 요판 잉크는 휘발성 유기 용매를 단지 10.4% 포함하므로, 12.4%의 휘발성 유기 용매를 포함하는 표준잉크보다 저 휘발성 유기 용매라는 것을 알 수 있다.

파트 2. 화학적 및 기계적 내성:

상기 실시예는 수지상 반응성 희석제로 워터 와이핑 요판 잉크의 미네랄 오일 및/또는 식물성 오일을 대체시 얻어지는 장점을 설명해준다.

낮은 용매 함량을 가지면서 적절한 인쇄 점도를 유지하므로 수지상 반응성 희석제를 포함하는 잉크는 우수한 기계적 내성을 나타낸다.

실시예 4: 덴드리머 바니시 및 덴드리머 희석제를 포함하는 열 고정 잉크

파트 1. 열 고정 바니시의 제조

표준 열 고정 바니시는 로진 변성 페놀계 고분자량 수지 48 중량부, 및 우레탄 알키드 수지 8 중량부를 미네랄 오일 용매 44 중량부에 용해하여 제조된다.

수지상 열 고정 바니시는 볼톤 H30 7 중량부, 볼톤 H2004 14 중량부, 및 로진 변성 페놀계 고분자량 수지 35 중량부를 미네랄 오일 용매 35 중량부에 용해하여 제조한다.

파트 2. 열 고정 잉크의 제조:

수지상 잉크에 있어서 바니시에 첨가되는 용매의 양은 표준잉크의 절반 정도이다. 잉크에서 수지상 폴리머(덴드리머)의 농도는 약 15%이다.

파트 3. 열 고정 잉크의 화학적 및 기계적 내성:

수지상 희석제의 첨가 없이 수지상 폴리올을 포함하는 바니시로 제조된 열 고정 요판 잉크의 내성은 상당히 개선된 것을 알 수 있다.

본 발명이 속하는 기술에서 통상의 지식을 가진 자는 여기에 기재된 내용에 근거하여 본 발명의 추가적인 구체예를 도출할 수 있음을 밝혀둔다.

Claims (21)

1. 바인더, 안료, 충진제 및 선택적으로 용매를 포함하고, 40℃에서 3 ∼ 60 Pa.s 범위의 점도를 갖는, 동판의 요판 인쇄 공정용 잉크로서,
   상기 바인더가 불포화 지방산으로 개질된 히드록실 관능화된 초분지형(hyperbranched) 폴리에스테르로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 수지상 폴리머를 포함하고,
   하나 이상의 왁스 또는 왁스 혼합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크.
2. 제1항에 있어서, 상기 불포화 지방산으로 개질된 히드록실 관능화된 초분지형 폴리에스테르로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 수지상 폴리머가 2,2-디메틸올프로피온산으로부터 유도되는 것인 잉크.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 불포화 지방산으로 개질된 히드록실 관능화된 초분지형 폴리에스테르는 분자량이 2,500 ∼ 10,000 g/mol 범위 내인 잉크.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 불포화 지방산으로 개질된 초분지형 폴리에스테르가 1 중량% ∼ 50 중량% 범위의 양으로 존재하는 것인 잉크.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 포화 지방산으로 개질된 히드록실 관능화된 초분지형 폴리에스테르의 군에서 선택되는 하나 이상의 수지상 폴리머를 더 포함하는 것인 잉크.
6. 제5항에 있어서, 상기 포화 지방산으로 개질된 히드록실 관능화된 초분지형 폴리에스테르는 분자량이 1,000 ∼ 10,000 g/mol 범위 내인 잉크.
7. 제5항에 있어서, 상기 포화 지방산으로 개질된 히드록실 관능화된 초분지형 폴리에스테르가 1 중량% ∼ 10 중량% 범위의 양으로 존재하는 것인 잉크.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 잉크의 산화중합(oxypolymerisation)에 의한 건조를 개시하는 건조화제(siccativating agent)를 더 포함하는 것인 잉크.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 에너지 경화성의 반응성 화학 관능기를 갖는, 히드록실 관능화된 초분지형 폴리에스테르의 유도체의 군에서 선택되는 하나 이상의 수지상 폴리머를 더 포함하는 것인 잉크.
10. 제9항에 있어서, 상기 에너지 경화성의 반응성 화학 관능기를 갖는, 히드록실 관능화된 초분지형 폴리에스테르의 유도체의 군에서 선택되는 하나 이상의 수지상 폴리머가 2,2-디메틸올프로피온산으로부터 유도되는 것인 잉크.
11. 제9항에 있어서, 에너지 경화성의 반응성 화학 관능기는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 비닐 에테르, 에폭사이드 및 옥세탄으로 이루어진 군에서 선택되는 화학 관능기를 포함하는 것인 잉크.
12. 제9항에 있어서, 상기 에너지 경화성의 히드록실 관능화된 초분지형 폴리에스테르는 분자량이 1,000 ∼ 10,000 g/mol의 범위 내인 잉크.
13. 제9항에 있어서, 상기 에너지 경화성의 히드록실 관능화된 초분지 폴리에스테르가 1 중량% ∼ 10 중량% 범위의 양으로 존재하는 것인 잉크.
14. 제9항에 있어서, 광개시제를 더 포함하는 것인 잉크.
15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 보안 문서의 인쇄에 사용되는 것인 잉크.
16. 제1항 또는 제2항에 따른 잉크를 보유하는 보안 문서.
17. 제1항 또는 제2항에 따른 잉크를 제조하는 방법으로서,
    - 불포화 지방산으로 개질된 히드록실 관능화된 초분지형 폴리에스테르로 이루어진 군에서 선택되는, 수지상 폴리머의 하나 이상의 유도체를 잉크에 첨가하는 단계; 및
    - 하나 이상의 왁스 또는 왁스 혼합물을 잉크에 첨가하는 단계
    를 포함하는 것인 방법.
18. 제17항에 있어서, 불포화 지방산으로 개질된 히드록실 관능화된 초분지형 폴리에스테르로 이루어진 군에서 선택되는, 수지상 폴리머의 하나 이상의 유도체가 2,2-디메틸올프로피온산으로부터 유도되는 것인 방법.
19. 제1항 또는 제2항에 따른 잉크를 제조하는 방법으로서,
    - 페놀계 수지 또는 페놀계 변성 로진 에스테르와, 포화 지방산으로 개질된 히드록실 관능화된 초분지 폴리에스테르를 쿠킹(cooking)하는 단계; 및
    - 이것을 잉크에 첨가하는 단계
    를 포함하는 것인 방법.
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