KR102194473B1

KR102194473B1 - 수불식 요판잉크 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR102194473B1
Application number: KR1020140191964A
Authority: KR
Inventors: 최원균; 김수동; 서범준; 신화섭
Original assignee: 한국조폐공사
Priority date: 2014-12-29
Filing date: 2014-12-29
Publication date: 2020-12-23
Also published as: KR20160080339A

Abstract

본 발명은 페놀 변성 테르펜 조성물 1 내지 10 중량%, 바니시 15 내지 40 중량%, 안료 30 내지 60 중량%, 왁스 1 내지 10 중량%, 용매 1 내지 10 중량%, 계면활성제 3 내지 10 중량% 및 첨가제 1 내지 5 중량%를 포함하는 수불식 요판잉크로, 상기 수불식 요판잉크는 롤러 온도 40℃, 롤러 속도 50m/min, 시료량 2g의 조건에서 택-o-스코프로 측정한 태크의 초기 값이 90 내지 120, 태크의 최대 값이 300 이상, 안정성(stability) 값이 150 내지 400초인 수불식 요판잉크에 관한 것이다.

Description

수불식 요판잉크 및 이의 제조방법{Water-wipping type intaglio ink and manufacturing method thereof}

본 발명은 수불식 요판잉크 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 잉크와 기재 간의 접착력을 높여 인쇄 불량을 방지하고, 내세탁성을 높인 수불식 요판잉크에 관한 것이다.

은행권, 패스포트, 증권류 및 우표류 등은, 그 성질상 위조나 변조가 되기 어려운 것이 요구되며, 미적인 요소도 요구된다. 이러한 요구 때문에, 은행권 등의 인쇄에는, 인쇄물의 마무리가 매우 우수하고, 제판 공정이 복잡하여 용이하게 위조되기 어려운 조각 요판 인쇄(이하, 단순히 「요판 인쇄」라고 하는 경우가 있음)가 이용되고 있다.

이 요판 인쇄 방식으로 제작되는 요판 인쇄물의 특징으로서, 독특한 촉감, 세밀하고 샤프한 획선의 형성이 가능한 것, 나아가 특수한 인쇄기를 이용하지 않으면 제조할 수 없는 것을 들 수 있고, 이러한 이유에서도, 상기와 같은 보안 인쇄물에는 요판 인쇄가 많이 이용되고 있다.

요판 인쇄란, 금속제의 판면에 오목한 획선을 제작하고, 판면에 잉크를 캐스팅하여 획선 오목부에 잉크를 채워 넣고, 요판 판면 상의 잉여의 잉크를 닦아내고, 강한 압력으로 용지에 잉크를 전이시키는 인쇄 방법이다. 통상, 요판 획선의 오목부의 깊이는 최대 100 ㎛에도 달하지만, 용지에 전이되는 잉크는 캐스팅된 잉크의 일부이며, 전이후의 용지 상에서의 잉크 피막의 두께는 대략 10 ㎛ 내지 40 ㎛ 정도이다. 이 용지 상에 전이된 잉크 피막의 두께는, 다른 인쇄 방식에 의해 얻어지는 잉크 피막에 비해 현저하게 두껍다.

이러한 요판 인쇄에 이용되는 요판 잉크는, 일반적으로 건성유 변성 알키드 수지를 주성분으로 하고, 용제나 왁스를 배합한 와니스 성분에 안료를 반죽함으로써 제조되고 있다. 또, 요판 인쇄 방식에서는, 상기와 같이, 형성되는 인쇄물 상의 잉크의 피막 두께가, 오프셋 등의 다른 인쇄방법에 의한 경우에 비해 매우 두껍다. 그 때문에, 요판 인쇄된 인쇄물을 적재하면, 겹친 인쇄물의 이면에 잉크가 묻는, 소위 뒤묻음의 문제가 발생한다. 이 뒤묻음을 방지하기 위해 여러가지 연구가 이루어지고 있다.

예를 들면, 1) 인쇄물 사이에 간지를 삽입하거나, 2) 잉크에 용제를 첨가하여 용제를 종이에 침투시킴으로써 와니스 중의 수지분의 석출을 촉진하기도 하며, 3) 잉크를 상온에서 굳히고, 인쇄 시에 요판 판면을 가온하여 인쇄 시에는 유동성을 부여하고 잉크의 전이를 용이하게 함으로써, 인쇄 후에 유동성을 없애고 부착력을 저감시키는 등의 방법이다.

또, 요판 인쇄 방식에서는, 요판 판면 상의 잉여 잉크를 닦아내는 공정이 존재한다. 이 닦아내는 공정은, 페이퍼와이핑 방식 또는 롤와이핑 방식에 의해 행해지지만, 폐기물의 양이나 인쇄 속도 등의 이유 때문에, 대량인쇄의 경우는 주로 롤와이핑 방식이 이용되고 있다.

롤와이핑 방식이란, 요판 판면을 부착한 판 동체와 역방향으로 회전하는 와이핑 롤러에 의해, 요판 판면 상의 잉여 잉크를 닦아내는 방식이다. 와이핑 롤러에 부착된 잉크를, 유성 용액 또는 계면활성제를 포함하는 수용액에 분산 또는 용해시킴으로써, 연속적인 와이핑을 가능하게 하는 것이다. 유성 용액을 이용하는 경우를 유성 와이핑 방식, 계면활성제를 포함하는 수용액을 이용하는 경우를 수성 와이핑 방식(수불식)이라고 칭하지만, 작업환경에 대한 부하가 적다는 이유 때문에, 수성 와이핑 방식이 주류가 되어 있다.

이러한 롤와이핑 방식에 의해, 요판 잉크를 용이하게 닦아내는 것이 가능하고, 또한 계면활성제를 포함하는 수용액에 분산 또는 용해시키도록 하기 위해, 저점도이며 비교적 저분자량인 건성유 변성 수지를 주성분으로 한 와니스를 포함하는 잉크 조성물이 이용되고 있다. 그러나, 이러한 저점도의 건성유 변성 수지를 주성분으로 하는 와니스에서는, 와니스의 분자간 상호 작용이 작고, 인쇄 용지에 와니스가 침투하기 쉽기 때문에, 미시적으로 보면 획선이 번진다. 그 때문에, 위조 방지를 위해 이용되는 미세문자 등의 세획선에서는 인쇄 품질이 저하된다고 하는 새로운 문제가 생긴다.

또, 뒤묻음을 방지하기 위해 잉크의 건조를 빠르게 하면, 용지에 대한 잉크 전이전의 시점부터 잉크의 건조반응이 어느 정도 진행되어 버리기 때문에, 잉크의 전이 불량이 생기는 경우가 있으며, 일부 화학약품 또는 세탁에 의해 잉크층의 손상이 야기되어 내구성이 취약하다는 문제가 제기될 수 있다. 여기에 기존의 요판잉크의 경우 침투, 증발 또는 건조제를 사용하여 건조하는 방식을 취함으로써, 잉크가 완전히 건조되기까지 장시간을 요하며, 흡수성이 미흡한 피인쇄체에 인쇄하는 경우 건조시간이 오래 걸리고 뒤묻음이 발생하는 단점들이 존재하였었다.

대한민국 공개특허 10-2011-0073810 (2011년 06월 30일) 대한민국 공개특허 10-209-0057749 (2009년 06월 08일)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출한 것으로 본 발명의 목적은 잉크 전이성이 우수하고, 다양한 기재에 인쇄가 가능하며, 건조 시간을 단축하면서도 세탁견뢰도가 높은 수불식 요판잉크를 제공하는 것이다.

본 발명은 수불식 요판잉크에 관한 것이다.

본 발명의 일 양태는 페놀 변성 테르펜 조성물 1 내지 10 중량%, 바니시 15 내지 40 중량%, 안료 30 내지 60 중량%, 왁스 1 내지 10 중량%, 용매 1 내지 10 중량%, 계면활성제 3 내지 10 중량% 및 첨가제 1 내지 5 중량%를 포함하는 수불식 요판잉크로, 상기 수불식 요판잉크는 롤러 온도 40℃, 롤러 속도 50m/min, 시료량 2g의 조건에서 택-o-스코프로 측정한 태크의 초기 값이 90 내지 120, 태크의 최대 값이 300 이상, 안정성(stability) 값이 150 내지 400초인 수불식 요판잉크에 관한 것이다.

본 발명에서 상기 페놀 변성 테르펜 조성물은 페놀 변성 테르펜 수지 30 내지 60 중량%, 동유 10 내지 40 중량% 및 경질 석유계 용제 10 내지 30 중량%를 포함할 수 있으며, 불휘발성분 70 내지 90 중량%, 산가 40 내지 80, 중량평균분자량 1,000 내지 5,000 g/mol일 수 있다.

본 발명에서 상기 페놀 변성 테르펜 조성물은,

a) 페놀 변성 테르펜 수지와 동유를 반응기에 투입하고 가열하여 합성하는 단계;

b) 가열을 중지하고 반응기를 냉각하는 단계; 및

c) 경질 석유계 용제를 투입하고 혼합하여 반응을 종료하는 단계;

를 포함하여 제조될 수 있다. 이때 상기 a) 단계는 질소분위기, 200 내지 250℃에서 2 내지 4시간 진행할 수 있으며, 상기 b) 단계는 반응기를 50 내지 80℃까지 냉각하여 진행할 수 있다.

본 발명에서 상기 수불식 요판잉크는 샘플홀더 간격 0.1㎜, 온도 40℃, 전단속도 1,000 S^-1의 조건에서 유변물성 측정기(Haake Rotovisco)로 측정한 점도가 7 내지 12 Pa·S일 수 있으며, 또한 온도 25℃, 상대습도 35%에서의 건조시간이 5 내지 10시간일 수 있다.

본 발명에 따른 수불식 요판잉크는 롤러 온도 40℃, 롤러 속도 50m/min, 시료량 2g의 조건에서 택-o-스코프로 측정한 태크의 초기 값이 90 내지 120, 태크의 최대 값이 300 이상, 안정성(stability) 값이 150 내지 400초를 만족하는 것을 특징으로 하며, 기재에 대한 접착력이 우수하고, 요판과 잉크와의 이형성이 높아 인쇄 불량이 발생하지 않으며, 다양한 기재에 인쇄가 가능하다. 또한 내세탁성이 우수하고 건조시간이 짧아 인쇄 후 뒤묻음 현상을 억제할 수 있으며, 고속인쇄기에서 인쇄적성이 우수한 수불식 요판잉크를 제공할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예에 의해 제조된 잉크를 이용한 인쇄물의 세탁 후 견뢰도를 평가한 사진이다.

이하 구체예를 들어 본 발명에 따른 수불식 요판잉크를 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.

또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.

또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.

본 발명에 따른 수불식 요판잉크는 페놀 변성 테르펜 조성물 1 내지 10 중량%, 바니시 15 내지 40 중량%, 안료 30 내지 60 중량%, 왁스 1 내지 10 중량%, 용매 1 내지 10 중량%, 계면활성제 3 내지 10 중량% 및 첨가제 1 내지 5 중량%를 포함하여 제조될 수 있다.

본 발명에서 상기 페놀 변성 테르펜 조성물은 페놀 변성 테르펜 수지 30 내지 60 중량%, 동유 10 내지 40 중량% 및 경질 석유계 용제 10 내지 30 중량%하여 제조될 수 있다.

상기 페놀 변성 테르펜 수지는 유기 용매에서 산 촉매의 존재 하에 테르펜 및 페놀성 화합물을 반응시킴으로써 제조된 수지로서, 잉크와의 상용성을 조절하면서 기재와의 접착력을 향상시키기 위하여 첨가되는 물질이다.

본 발명에서 상기 테르펜은 종이, 테르펜타인 및 시트러스 오일을 제조하기 위한 크래프트 방법으로부터 수득된 탄소수 10개의 고리형 불포화 탄화수소이다. 테르펜 및 그의 변성된 형태는 본 발명의 페놀 변성 테르펜 수지를 제조하는데 사용가능하다. 테르펜 화합물들의 예로는 α-피넨, β-피넨, d-리모넨, 디펜텐(라세믹 리모넨), δ-3 카렌, 캄펜, 테르피넨 등이 있으며, α-피넨이 사용하기에 바람직하다.

본 발명에서 상기 페놀성 화합물은 방향족 고리에 직접 결합되는 1개 이상의 히드록실기를 갖는다. 상기 모든 페놀성 화합물들은 본 발명의 페놀 변성 테르펜 수지의 제조에 사용가능하다. 모(parent) 페놀성 화합물은 페놀 자체이다. 다른 페놀성 화합물들은 페놀의 유도체들이며, 0개 내지 2개의 방향족 수소가 독립적으로 히드록실; (C1-C12)알킬; 히드록실 및 페닐로 구성된 군으로부터 선택되는 1개 또는 2개의 기들로 치환된 (C1-C12)알킬; 페닐; 및 히드록실 및 (C1-C12)알킬로 구성된 군으로부터 선택되는 1개 또는 2개의 기들로 치환된 페닐로 구성된 군으로부터 선택되는 동일한 수의 치환체들에 의해 치환된다. 페놀의 특정 유도체들은 (오르토 크레졸, 메타 크레졸 및 파라 크레졸을 포함하는) 크레졸, 1,3,5-크실레놀, C1-22 알킬페놀, 이소-프로필페놀, tert-부틸페놀, 아밀페놀, 옥틸페놀, 노닐페놀, 디페닐올프로판, 페닐페놀, 레조르시놀, 캐슈 넛셸액(cashew nutshell liquid), 비스페놀-A 및 쿠밀페놀을 포함한다. (히드록실기에 대해) 파라 위치에 단일 치환체를 갖는 페놀성 화합물들은 p-tert-부틸페놀, p-옥틸페놀 및 p-노닐페놀을 포함한다. 본 발명의 실시에 사용하기에 바람직한 페놀성 화합물은 페놀이다.

본 발명에서 산 촉매의 예로는 황산, 염산, 인산, 폴리인산, 삼불화붕소, 삼염화알루미 늄, 염화아연 및 p-톨루엔설폰산이 있다. 본 발명의 페놀 변성 테르펜 수지의 제조에 사용하기에 특히 바람직한 촉매는 삼불화붕소 촉매이다. 삼불화붕소 촉매는 페놀 충전량을 기준으로 약 8 중량% 내지 약 12 중량% 사용될 것이다. 촉매의 양은 페놀 충전량을 기준으로 보다 바람직하게는 약 9.5 중량% 내지 약 10.5 중량%, 가장 바람직하게는 약 10 중량%이다.

본 발명의 방법에 사용하기 위한 통상적인 용매들은 톨루엔, 크실렌 또는 다른 방향족 탄화수소, 디클로로에탄, 클로로포름 또는 다른 할로겐화 탄화수소, 에테르, 나프타 또는 다른 지방족 탄화수소, 이황화탄소, 및 방향족 탄화수소와 지방족 탄화수소의 혼합물을 포함한다.

반응들은 통상적으로 약 25 ℃ 내지 약 45 ℃, 보다 바람직하게는 약 35 ℃ 내지 약 45 ℃의 온도에서 실시된다. 용매 및 반응되지 않은 원료들은 증류에 의해 반응 혼합물로부터 제거되어 수지성 물질들을 수득할 수 있다. 반응 온도와 반응 시간은 출발 물질들의 타입, 사용된 촉매 및 형성되는 화합물에 따라 자유롭게 조절 가능하며 본 발명에서 이를 제한하는 것은 아니다.

본 발명에서 상기 페놀 변성 테르펜 수지는 조성물 100 중량% 중 30 내지 60 중량%를 첨가할 수 있다. 30 중량% 미만 첨가되는 경우 기재와 잉크 간 접착력이 떨어질 수 있으며, 60 중량% 초과 첨가되는 경우 잉크가 너무 견고하여 부서지기 쉽다.

본 발명에서 상기 동유(Tung Oil)는 건성유의 일종으로, 유동(油桐)의 씨에서 만드는 기름을 뜻한다. 동유는 점성이 높고 건조가 빠르며, 도막이 강하고 탄력이 있어 본 발명에 따른 요판잉크의 내세탁성을 높이며, 건조속도를 향상시키는 효과를 부여한다. 다만 본 발명에서는 동유만을 한정하고 있으나, 아마인유(Linseed Oil), 들깨유(Perilla Oil)와 같은 건성유 또는 반건성유인 홍화유(Safflower Oil), 해바라기유(Sunflower Oil), 대두유(Soybean Oil) 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합 오일을 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 동유는 조성물 100 중량% 중 10 내지 40 중량%를 포함할 수 있다. 10 중량% 미만 첨가되는 경우 잉크의 건조시간이 지나치게 길어질 우려가 있으며, 40 중량% 첨가되는 경우 인쇄기에서 잉크의 마름 현상이 일어나 인쇄물의 선명도가 저하될 수 있다.

본 발명에서 상기 경질 석유계 용제는 탈황처리된 것을 사용하는 것이 좋으며, 그 종류를 제한하는 것은 아니나 상기 테르펜 수지에 대한 용해력이 높으며, 코팅성 및 건조속도 등 작업성이 우수한 탄소수 10 내지 20개인 계 비 방향족 용제를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 경질 석유계 용제는 조성물 100 중량% 중 10 내지 30 중량% 첨가하는 것이 좋다. 10 중량% 미만 첨가되는 경우 점도가 높아 작업성이 떨어지며, 30 중량% 초과 첨가되는 경우 작업성이 떨어지고 건조가 지연되는 단점이 있을 수 있다.

본 발명에 따른 상기 페놀 변성 테르펜 조성물의 제조방법은 먼저 페놀 변성 테르펜 수지와 동유를 반응기에 투입하고 가열하여 합성을 진행한다. 이때 상기 합성은 질소분위기, 200 내지 250℃에서 2 내지 4시간 진행하는 것이 좋다. 특히 반응 시 온도가 중요한데, 200℃ 미만에서 진행하는 경우 반응이 제대로 일어나지 않으며, 250℃ 초과인 경우 과중합 현상이 일어나 겔화가 진행되기 쉬울 수 있다. 중합시간 또한 4시간 이상 진행되면 겔화되기 쉽고 점도가 높아져 바람직하지 않다. 반대로 2시간 미만 중합을 진행하면 접착력 향상 효과가 저하되며 조성물의 상태가 불안정해질 수 있다.

중합이 완료되면 가열을 중지하고 반응기를 냉각한다. 이때 반응기의 온도를 50 내지 80℃까지 냉각하는 것이 좋다. 50℃ 미만으로 냉각하는 경우 점도가 높아져 동유의 혼합이 균일하지 못하며, 냉각온도가 80℃ 초과인 경우 용제가 휘발될 수 있다.

반응기를 냉각한 후, 경질 석유계 용제를 투입하고 혼합한다. 반응기는 계속 냉각하면서 상온에서 반응을 종료하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 페놀 변성 테르펜 조성물는 불휘발성분 70 내지 90 중량%, 산가 40 내지 80, 중량평균분자량 1,000 내지 5,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 다양한 온도 조건에서도 기재에 대한 우수한 접착력을 발휘할 수 있으며, 적절한 점도를 유지하여 잉크 조성물의 겔화 및 경화를 막을 수 있다.

본 발명에서 상기 페놀 변성 테르펜 조성물은 전체 수불식 요판잉크 100 중량% 중 1 내지 10 중량% 포함하는 것이 좋다. 1 중량% 미만 첨가되는 경우 잉크-기재 간 접착력 향상 효과가 떨어지며, 10 중량% 초과 첨가되는 경우 잉크가 견고하여 경화가 발생하기 쉬우며, 인쇄기에서 잉크 마름 현상이 발생할 수 있다.

본 발명에서 상기 바니시는 열가소성 수지, 열경화성 수지, 또는 광경화성 수지를 들 수 있고, 유기용제에 용해되는 것이라면 종류에 한정하지 않는다. 본 발명에서 사용 가능한 바니시의 예를 들면 열가소성 수지로서는, 석유 수지, 카제인, 쉘락, 로진 변성 말레산 수지, 로진 변성 페놀 수지, 니트로셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 환화 고무, 염화 고무, 산화 고무, 염산 고무, 페놀 수지, 알키드 수지, 폴리에스테르 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 아미노 수지, 에폭시 수지, 비닐 수지, 염화비닐 수지, 염화비닐리덴 수지, 염화초산비닐 수지, 에틸렌초산비닐 수지, 아크릴 수지, 메타크릴 수지, 폴리우레탄 수지, 실리콘 수지, 불소 수지, 건성유, 합성 건성유, 스티렌-말레산 수지, 스티렌-아크릴 수지, 폴리아미드 수지, 또는 부티랄 수지 등을 들 수 있다. 열경화성 수지로서는, 에폭시 수지, 페놀 수지, 벤조구아나민 수지, 멜라민 수지, 또는 요소 수지 등을 들 수 있다. 광경화성 수지(감광성 수지)로서는, 수산기, 카르복실기, 또는 아미노기 등의 반응성의 치환기를 갖는 선상 고분자에 이소시아네이트기, 알데히드기, 또는 에폭시기 등의 반응성 치환기를 갖는 (메타)아크릴화합물이나 계피산을 반응시켜서, (메타)아크릴로일기, 또는 스티릴기 등의 광가교성기를 그 선상 고분자에 도입한 수지를 사용할 수 있다. 또한, 스티렌-무수 말레산 공중합물이나 α-올레핀-무수 말레산 공중합물 등의 산무수물을 포함하는 선상 고분자를 히드록시알킬(메타)아크릴레이트 등의 수산기를 갖는 (메타)아크릴화합물에 의해 하프에스테르화한 것을 사용하는 것도 가능하다.

본 발명에서 상기 바니시는 전체 조성물 100 중량% 중 15 내지 40 중량% 첨가하는 것이 좋다. 바니시가 15 중량% 미만 첨가되는 경우 잉크의 유동성이 낮아지며 불식이 불량하여 인쇄 적성에 악영향이 있고, 40 중량%를 초과하는 경우 잉크의 점도가 높아져 역시 인쇄 적성에 문제가 있을 수 있다.

본 발명에서 상기 안료는 특별이 제한되지 않으며, 예를 들면 용성 아조 안료, 불용성 아조 안료, 프탈로시아닌 안료, 할로겐화 프탈로시아닌 안료, 퀴나크리돈 안료, 이소인돌리논 안료, 이소인돌린 안료, 페릴렌 안료, 페리논 안료, 디옥사진 안료, 안트라퀴논 안료, 디안트라퀴노닐 안료, 안트라피리미딘 안료, 안단트론 안료, 인단트론 안료, 플라반트론 안료, 피란트론 안료, 또는 디케토피롤로피롤 안료 등을 들 수 있다. 이를 컬러 인덱스의 일반명으로 나타내면, 피그먼트 블랙 7, 피그먼트 블루 15, 피그먼트 블루 15:1, 피그먼트 블루 15:3, 피그먼트 블루 15:4, 피그먼트 블루 15:6, 피그먼트 블루 22, 피그먼트 블루 60, 또는 피그먼트 블루 64 등의 청색 안료;

피그먼트 그린 7, 피그먼트 그린 36, 또는 피그먼트 그린 58 등의 녹색 안료;

피그먼트 레드 9, 피그먼트 레드 48, 피그먼트 레드 49, 피그먼트 레드 52, 피그먼트 레드 53, 피그먼트 레드 57, 피그먼트 레드 97, 피그먼트 레드 122, 피그먼트 레드 123, 피그먼트 레드 144, 피그먼트 레드 146, 피그먼트 레드 149, 피그먼트 레드 166, 피그먼트 레드 168, 피그먼트 레드 177, 피그먼트 레드 178, 피그먼트 레드 179, 피그먼트 레드 180, 피그먼트 레드 185, 피그먼트 레드 192, 피그먼트 레드 202, 피그먼트 레드 206, 피그먼트 레드 207, 피그먼트 레드 209, 피그먼트 레드 215, 피그먼트 레드 216, 피그먼트 레드 217, 피그먼트 레드 220, 피그먼트 레드 221, 피그먼트 레드 223, 피그먼트 레드 224, 피그먼트 레드 226, 피그먼트 레드 227, 피그먼트 레드 228, 피그먼트 레드 238, 피그먼트 레드 240, 피그먼트 레드 242, 피그먼트 레드 254, 또는 피그먼트 레드 255 등의 적색 안료;

피그먼트 바이올렛 19, 피그먼트 바이올렛 23, 피그먼트 바이올렛 29, 피그먼트 바이올렛 30, 피그먼트 바이올렛 37, 피그먼트 바이올렛 40, 또는 피그먼트 바이올렛 50 등의 자색 안료;

피그먼트 옐로 12, 피그먼트 옐로 13, 피그먼트 옐로 14, 피그먼트 옐로 17, 피그먼트 옐로 20, 피그먼트 옐로 24, 피그먼트 옐로 74, 피그먼트 옐로 83, 피그먼트 옐로 86, 피그먼트 옐로 93, 피그먼트 옐로 94, 피그먼트 옐로 95, 피그먼트 옐로 109, 피그먼트 옐로 110, 피그먼트 옐로 117, 피그먼트 옐로 120, 피그먼트 옐로 125, 피그먼트 옐로 128, 피그먼트 옐로 137, 피그먼트 옐로 138, 피그먼트 옐로 139, 피그먼트 옐로 147, 피그먼트 옐로 148, 피그먼트 옐로 150, 피그먼트 옐로 151, 피그먼트 옐로 153, 피그먼트 옐로 154, 피그먼트 옐로 155, 피그먼트 옐로 166, 피그먼트 옐로 168, 피그먼트 옐로 180, 피그먼트 옐로 185, 또는 피그먼트 옐로 213 등의 황색 안료;

피그먼트 오렌지 13, 피그먼트 오렌지 36, 피그먼트 오렌지 37, 피그먼트 오렌지 38, 피그먼트 오렌지 43, 피그먼트 오렌지 51, 피그먼트 오렌지 55, 피그먼트 오렌지 59, 피그먼트 오렌지 61, 피그먼트 오렌지 64, 피그먼트 오렌지 71, 또는 피그먼트 오렌지 74 등의 등색(橙色) 안료; 또는,

피그먼트 브라운 23, 피그먼트 브라운 25, 또는 피그먼트 브라운 26 등의 갈색 안료를 들 수 있다. 또한, 카본블랙에 대해서는 중성, 산성, 또는 염기성 등의 모든 카본블랙을 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 안료는 투입량을 한정하는 것은 아니나, 전체 요판잉크 조성물 중 30 내지 60 중량% 투입하는 것이 좋다. 다만 상기 범위는 제조되는 유가증권의 종류, 형태, 제조 목적 등에 따라 얼마든지 증감할 수 있다.

본 발명에서 상기 왁스는 수지의 끈적임(tack)을 줄이는 효과가 있는 분말(파우더) 타입이라면 종류에 한정하지 않으며, 일예로 폴리에틸렌 왁스, 아미드 왁스, 에루카미드(erucamide) 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 파라핀 왁스, 테플론 및 카르나우바(carnauba) 왁스 등에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에서 상기 왁스는 전체 조성물 100 중량% 중 1 내지 10 중량% 첨가할 수 있다. 1 중량% 미만 첨가되는 경우 조성물의 끈적거림이 심해져 뒤묻음 현상이 나타날 수 있으며, 10 중량% 초과 첨가되는 경우 기재와 요판잉크 간의 접착성이 떨어질 수 있다.

본 발명에서 상기 용매는 일반적인 유기용매로서 왁스, 안료, 바니시 등의 물질을 균일하게 혼합할 수 있는 것이라면 종류에 한정하지 않는다. 사용 가능한 용매의 일예로는 초산에틸, 초산 n-부틸, 초산이소부틸, 톨루엔, 크실렌, 아세톤, 헥산, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노에틸아세테이트 및 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르아세테이트 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 용매는 첨가량을 한정하는 것은 아니나 조성물 100 중량% 중 1 내지 10 중량% 첨가하는 것이 점도 유지 및 작업성을 높일 수 있어 바람직하다.

본 발명에서 상기 계면활성제는 종류를 한정하는 것은 아니나 불소화 계면활성제, 중합성 불소화계면활성제, 실록산 계면활성제, 중합성 실록산 계면활성제, 폴리옥시에틸렌 계면활성제 및 그들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. 또한 첨가량은 전체 조성물 100 중량% 대비 3 내지 10 중량% 포함할 수 있으나 잉크 조성물이 사용되는 유가증권의 종류, 형태, 제조 목적 등에 따라 자유롭게 변경할 수 있다.

이 밖에도 본 발명에 따른 수불식 요판잉크는 사용 용도에 따라 가소제, 표면조정제, 자외선방지제, 산화방지제, 광안정제, 대전방지제, 안티블로킹제, 소포제, 점도조절제, 레벨링제 등의 각종 첨가제를 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 조성물의 제조 목적에 따라 자유롭게 취사선택할 수 있으며, 첨가량 또한 본 발명에서 제한하지 않는다.

본 발명에 따른 잉크 조성물은 롤러 온도 40℃, 롤러 속도 50m/min, 시료량 2g의 조건에서 택-o-스코프로 측정한 태크의 초기 값이 90 내지 120, 태크의 최대 값이 300 이상, 바람직하게는 320 내지 400의 최대값에 안정성(stability) 값이 150 내지 400초일 수 있다. 상기 조건에서 내 세탁성이 증가하며, 기재에 도포된 후에 요판잉크의 건조시간이 단축될 수 있다.

이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명에 따른 수불식 요판잉크를 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다.

하기 실시예 및 비교예를 통해 제조된 시료의 물성을 다음과 같이 측정하였다.

(태크)

롤러 온도 40℃, 롤러 속도 50m/min, 시료량 2g의 조건에서 택-o-스코프(tack-o-scope)로 측정하였다.

(세탁 견뢰도)

면펄프 용지 표면에 바니시(Longlife, Luisenthal社)를 도포한 기재에 하기 실시예와 동일한 방법으로 잉크로 인쇄한 후 상온에서 72시간 건조하였다. 그리고 가정용 세탁기로 2 시간 세탁 후 인쇄 상태를 육안으로 확인하였다.

(건조시간)

요판잉크를 어플리케이터(37㎛)를 이용하여 유리판에 전색한 후, 건조시간 측정기(B.K. drying coater)로 건조시간을 측정하였다.

(점도)

샘플홀더 간격 0.1㎜, 온도 40℃, 전단속도 1,000 S^-1의 조건에서 점도측정기(Haake Rotovisco)로 측정하였다.

(산가)

산가란 페놀 변성 테르펜 조성물 1g 중에 함유되고 있는 유리지방산을 중화하는 데 소요되는 수산화칼륨의 수(㎎)를 의미하는 것으로, 페놀 변성 테르펜 조성물을 혼합 용액(에탄올: 톨루엔 = 1:1)에 녹이고 페놀프탈레인 지시약을 소량 첨가한다. 0.1 mol/ℓ 수산화칼륨 메탄올 용액을 페놀 변성 테르펜 조성물이 포함된 혼합 용액에 조금씩 투입한다. 용액의 색상이 적색으로 변하는 시점에서 투입을 멈춘다.

(불휘발성분)

페놀 변성 테르펜 조성물을 아세톤에 녹여서 자연순환식 건조기(Jeio tech社의 ON-22GW 제품)에서 105 ℃의 온도 조건에서 무게의 감량이 없을 때까지 건조하여 불휘발성분의 비율을 계산하였다.

(중량평균분자량)

겔 침투 크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography, Agilent社의 1100 series 장비)를 이용하여 페놀 변성 테르펜 조성물의 중량평균분자량을 측정하였다.

(실시예)

페놀 변성 테르펜 수지(강남화성 社의 F-896) 50 중량% 및 동유 25 중량%를 반응기에 넣고 질소 분위기, 220℃에서 3시간 합성 반응을 진행하였다. 그 후 가열을 중지하고 80℃까지 냉각한 후 탈황 처리된 경질 석유계 용제(Isopar L, ExxonMobil Chemical社) 25 중량%를 혼합하여 상온(20℃)에서 반응을 종료시켰다. 제조된 조성물의 산가는 46 불휘발성분은 76 중량%, 중량평균분자량 3,700 g/mol 이었다.

다음으로 상기 방법으로 제조된 페놀 변성 테르펜 조성물을 포함한 수불식 요판잉크를 제조하였다. 이때 요판잉크의 조성비는 하기 표 1과 같다. 제조된 잉크 및 잉크를 이용한 인쇄물의 물성을 측정하여 표 2에 기재하였다.

(비교예)

페놀 변성 테르펜 수지를 포함하지 않은 것을 제외하고 실시예와 동일한 방법으로 수불식 요판잉크를 제조하였다. 제조된 요판잉크의 조성비는 하기 표 1과 같으며, 물성 측정 데이터는 표 2에 기재하였다.

[표 1]

[표 2]

상기 실시예를 보면 페놀 변성 테르펜 조성물의 영향으로 태크의 최대값이 증가하였다. 이는 잉크와 기재 간의 접착력이 높아지는 것을 의미하며 결과적으로 도 1, 2와 같이 용지 표면에 바니시가 코팅되었음에도 높은 세탁견뢰도를 가짐을 확인할 수 있었다.

Claims

페놀 변성 테르펜 조성물 1 내지 10 중량%, 바니시 15 내지 40 중량%, 안료 30 내지 60 중량%, 왁스 1 내지 10 중량%, 용매 1 내지 10 중량%, 계면활성제 3 내지 10 중량% 및 첨가제 1 내지 5 중량%를 포함하는 수불식 요판잉크로, 상기 수불식 요판잉크는 롤러 온도 40℃, 롤러 속도 50m/min, 시료량 2g의 조건에서 택-o-스코프로 측정한 태크의 초기 값이 90 내지 120, 태크의 최대 값이 300 이상, 안정성(stability) 값이 150 내지 400초인 수불식 요판잉크.
제 1항에 있어서,
상기 페놀 변성 테르펜 조성물은 페놀 변성 테르펜 수지 30 내지 60 중량%, 동유 10 내지 40 중량% 및 경질 석유계 용제 10 내지 30 중량%를 포함하는 것인 수불식 요판잉크.
제 2항에 있어서,
상기 페놀 변성 테르펜 조성물는 불휘발성분 70 내지 90 중량%, 산가 40 내지 80, 중량평균분자량 1,000 내지 5,000 g/mol인 수불식 요판잉크.
제 1항에 있어서,
상기 페놀 변성 테르펜 조성물은,
a) 페놀 변성 테르펜 수지와 동유를 반응기에 투입하고 가열하여 합성하는 단계;
b) 가열을 중지하고 반응기를 냉각하는 단계; 및
c) 경질 석유계 용제를 투입하고 혼합하여 반응을 종료하는 단계;
를 포함하여 제조된 것인 수불식 요판잉크.
제 4항에 있어서,
상기 a) 단계는 질소분위기, 200 내지 250℃에서 2 내지 4시간 진행하는 것인 수불식 요판잉크.
제 4항에 있어서,
상기 b) 단계는 반응기를 50 내지 80℃까지 냉각하는 것인 수불식 요판잉크.
제 1항에 있어서,
상기 수불식 요판잉크는 샘플홀더 간격 0.1㎜, 온도 40℃, 전단속도 1,000 S^-1의 조건에서 유변물성 측정기로 측정한 점도가 7 내지 12 Pa·S인 수불식 요판잉크.
제 1항에 있어서,
상기 수불식 요판잉크는 온도 25℃, 상대습도 35%에서의 건조시간이 5 내지 10시간인 수불식 요판잉크.