KR20030058348A - 자외선 경화형 적외선 형광 활판인쇄 잉크 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자외선 경화형 적외선 형광 활판인쇄 잉크 조성물에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 에폭시 아크릴레이트 프리폴리머 40∼50중량%; 이트륨 옥시설파이드, 에르븀 및 이테르븀을 포함하는 비가시형 희토류 금속복합 화합물 15∼25중량%; 디펜타에리트리틀 헥사아크릴레이트 모노머 5∼10중량%, 또는 펜타에리트리틀 트리아크릴레이트와 1,6-헥산디올디아크릴레이트의 혼합물 9∼13중량%; 2-메틸-1-[4-(메틸티오) 페닐]-2-몰폴리노프로파논-1 5∼10중량%; 유색안료 5∼10중량%; 및 첨가제 8∼14중량%를 포함하는 자외선 경화형 적외선 형광 활판인쇄 잉크 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 문양의 활판인쇄시 인쇄면 바탕색의 가시색에 다른 색의 비가시형 적외선 형광잉크의 발광색이 나타나도록 하여 위·변조 방지 기능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 고속인쇄에 대한 전이성 및 비산방지 적성 등의 인쇄적성이 우수한 자외선 경화형 적외선 형광 활판인쇄 잉크 조성물을 제공할 수 있다.

Description

자외선 경화형 적외선 형광 활판인쇄 잉크 조성물{Composition for infrared fluorescent ultraviolet ink used in letterpress printing}

본 발명은 자외선 경화형 적외선 형광 활판인쇄 잉크 조성물에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 전색제로서 에폭시 아크릴레이트의 프리폴리머 및 적외선 형광체로서 비가시형의 무기계 희토류 금속 복합화합물로 구성된 안료를 사용하여 자외선 경화 건조형식으로서 고속인쇄적성을 갖고, 특수한 적외선 광하에서 여기되어 발광토록 하여 은행권 및 각종 유가증권과 기타 증명류 등에 대한 위변조 방지기능이 향상된 자외선 경화형 적외선 형광 활판인쇄 잉크 조성물에 관한 것이다.

종래의 은행권 및 각종 유가증권과 기타 증명류 등의 번호, 인장 및 마크 등의 문양을 인쇄하기 위한 활판 인쇄용 잉크에 있어서 건성유 또는 반건성유를 주성분으로 수지 등을 용해 또는 합성하여 변성시킨 후 용제로 희석시켜 적정한 물성을 갖도록 제조된 전색제가 사용되어 왔다. 또한, 종래의 건조방법은 침투, 증발법 또는 금속염 등의 건조제를 사용한 방법 등을 이용한 산화중합 건조법으로서 잉크가 완전히 건조되기까지는 수시간 내지 수십시간이 소요될 뿐만 아니라, 후속 공정을 위한 많은 시간과 공간면적이 요구되어 생산성이 떨어지고 특히, 건조과정에서발생되는 용제류는 대기중에 확산되어 대기오염에 의한 작업 환경위생상 많은 문제점이 유발되었다.

상술한 종래 인쇄잉크의 문제점을 해결하기 위하여 인쇄시 잉크의 건조속도를 빠르게 하기 위해 개발된 잉크로서는 자외선 경화잉크 및 적외선 경화잉크가 있다. 상기 자외선 경화잉크는 감광성 수지, 감광성 모노머 및 광개시제를 주성분으로 한 전색제를 사용하여 자외선 조사시 잉크를 순간적으로 건조시킬 수 있는 잉크이며, 상기 적외선 경화잉크는 IR 바니시, 겔 바니시 및 용매를 주성분으로 한 전색제를 사용하여 잉크의 건조속도를 단축시킨 잉크이다.

예를 들어, 일본 특개평 제8-113776호는 적외선 형광체로서 네오디뮴, 이테르븀 및 에르븀으로부터 선택된 하나 이상의 희토류 금속을 포함하는 유기물로 구성된 잉크 조성물을 개시하고 있으며, 상기 유기물은 700∼1000㎚ 파장의 적외선 영역에서 흡수가 일어나며 충분한 발광출력을 가짐을 개시하고 있다. 또한, 일본 특개평 제7-310072호는 네오디뮴, 이테르븀 및 유기물로 구성된 형광체로서 충분한 발광출력을 지닌 안료 조성물을 개시하고 있으며, 상기 특허에는 적외선광에 여기되고 90%세기의 발광정도를 얻기까지의 시간, 안료입자의 직경 및, 네오디뮴과 이테르븀의 몰분율 등을 개시하고 있다.

한편, 미국 특허 제5,569,531호는 베이스 필름 및 잉크층으로 구성된 적외선 형광물질의 잉크리본을 개시하고 있으며, 미국 특허 제5,478,381호 및 일본 특개평 제7-188599호는 알킬아민 또는 인산염과 같은 분산제, 바인더 수지, 형광물질을 포함한 적외선 형광잉크 조성물을 개시하고 있다. 또한, 미국 특허 제5,766,324호는적외선 광을 받아 여기되어 적외선 파장영역의 빛을 발하는 형광물질과 적외선 파장영역에서는 빛을 흡수하지 않는 블랙 착색제로 구성된 잉크 조성물을 개시하고 있다.

그러나, 전술한 종래 문헌에 따른 잉크 조성물은 자외선 경화형 잉크 또는 적외선 경화형 잉크만을 개시하고 있어 고속인쇄에 대한 전이성, 비산방지 적성 등 인쇄적성이 바라는 바에 미치지 못할 뿐만 아니라, 자외선광에 의해 형광이 발해지는 형광물질은 산업기술의 전반적 진전에 따라 비교적 손쉽게 구할 수 있는 UV램프로서 은행권 등에 인쇄된 형광을 비교적 쉽게 확인할 수 있어 위조 등에 이를 도용할 여지가 많다.

전술한 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명자들이 광범위한 연구를 거듭한 결과, 전색제로서 에폭시 아크릴레이트의 프리폴리머를 사용하고, 적외선 형광체로서 비가시형의 무기계 희토류 금속 복합화합물로 구성된 안료를 사용하여 인쇄적성이 우수하고 위변조 방지기능이 향상된 자외선 경화형 적외선 형광 활판인쇄 잉크 조성물을 얻을 수 있었으며, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 고속인쇄에 대한 전이성, 비산방지 적성 등 인쇄적성이 우수한 활판인쇄 잉크 조성물을 제공하는데 있다.

본 발명은 다른 목적은 특수한 적외선광 하에서 여기되어 발광하는 활판인쇄 잉크 조성물을 제공하는데 있다.

상기 목적 및 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조성물은 에폭시 아크릴레이트 프리폴리머 40∼50중량%; 이트륨 옥시설파이드, 에르븀 및 이테르븀을 포함하는 비가시형 희토류 금속복합 화합물 15∼25중량%; 디펜타에리트리틀 헥사아크릴레이트 모노머 5∼10중량%, 또는 펜타에리트리틀 트리아크릴레이트와 1,6-헥산디올디아크릴레이트의 혼합물 9∼13중량%; 2-메틸-1-[4-(메틸티오) 페닐]-2-몰폴리노프로파논-1 5∼10중량%; 유색안료 5∼10중량%; 및 첨가제 8∼14중량%를 포함한다.

이하, 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 자외선 경화형 적외선 형광 활판인쇄 잉크 조성물에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 전색제로서 에폭시 아크릴레이트의 프리폴리머를 사용하고, 적외선 형광체로서 비가시형의 무기계 희토류 금속 복합화합물로 구성된 안료를 사용하여 문양의 활판인쇄시 인쇄면 바탕색의 가시색에 다른 색의 비가시형 적외선 형광잉크의 발광색이 나타나도록 하여 위·변조 방지 기능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 고속인쇄에 대한 인쇄적성이 우수한 자외선 경화형 적외선 형광 활판인쇄 잉크 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 자외선 경화건조형 적외선 형광 활판인쇄 잉크 조성물은 하이델베르크나 수퍼 뉴메르타 등의 고속 활판인쇄기에 적용하여 번호, 인장, 마크 등의 문양을 인쇄하는 잉크로서 고속인쇄에 대한 전이성, 비산방지 적성 등 인쇄적성이 우수해야 한다. 또한, 본 발명의 잉크는 안료의 비중이 4.4 정도로 무거운 무기계 적외선 형광체를 사용하기 때문에 상기 고속인쇄에 대한 우수한 인쇄적성이 더욱 요구된다. 따라서 본 발명은 이러한 인쇄적성에 대하여 분산성 및 점탄성 등이 개선된 잉크 조성물을 제조하였다.

본 발명에 사용가능한 전색제는 에폭시 아크릴레이트 프리폴리머로서, 상기 물질에 대한 합성법은 대한민국 특허 제128372호에 이미 개시된 바 있다. 상기 특허는 에폭시수지와 아클릴산의 혼합물에, 촉매로서 디에탄올아민 하이드로크로라이드 및 중합억제제로서 하이드로퀴논을 가하여 반응시킨 다음, 후점도 조절용으로서 1,6-헥산디올 디아클릴레이트를 혼합하여 은행권 및 유가증권 등의 번호, 인장 등에 고속 활판인쇄용으로 사용할 수 있는 자외선 경화형 잉크의 전색제를 제조하는 방법을 개시하고 있다.

본 발명은 대한민국 특허 제128372호에 개시된 방법에 따라 에폭시 아크릴레이트 프리폴리머를 제조하였으며, 본 발명의 전색제는 경화성 및 피막밀착성이 우수한 에폭시 수지와 아크릴산을 중합시켜 제조한 에폭시아크릴레이트 전색제를 사용함으로써 자외선 경화형 전용의 카본블랙이 아닌 일반 카본블랙 안료를 사용하더라도 잉크의 경화성을 향상시킬 수 있다. 본 발명에 따르면, 상기 에폭시 아크릴레이트 프리폴리머는 40∼50중량%의 양으로 사용하는 것이 바람직하며, 상기 프리폴리머가 40중량% 미만이면 경화가 미흡해지며, 50중량%를 초과하면 잉크제조 및 물성조정이 곤란해진다.

본 발명에 사용가능한 적외선 형광안료는 이트륨 옥시설파이드, 에르븀 및 이테르븀을 포함하는 비가시형 희토류 금속복합 화합물로 구성된 적외선 형광안료로서, 이러한 안료로는 영국 GLOWBUG사에서 시판하고 있는 제품인 UC-1 Green 또는 LC1124 등이 바람직하다.

본 발명의 적외선 형광안료는 근적외선 파장영역인 900∼1000㎚에서 적외선 광에 의해 여기되고, 530∼550㎚에서 발광되는 특성을 가지고 있으며, 각종 광학장치를 이용해야만 발광특성을 확인할 수 있어, 은행권 또는 유가증권류 등의 특수인쇄물에 사용할 수 있다. 본 발명에 따르면, 상기 비가시 발광 복합화합물은 15∼25중량%의 양으로 사용하는 것이 바람직하며, 상기 복합화합물이 15중량% 미만이면 발광효과가 미흡하며, 25중량%를 초과하면 인쇄적성이 저하된다.

또한, 본 발명에 사용가능한 감광성 모노머로는 6관능성의 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트; 또는 펜타에리트리틀 트리아크릴레이트 및 1,6-헥산디올디아크릴레이트의 혼합물이 포함된다. 이 때, 상기 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트는 5∼10중량%의 양으로 사용되는 것이 바람직하고, 상기 펜타에리트리틀 트리아크릴레이트와 1,6-헥산디올디아크릴레이트의 혼합물은 1.5:2.2의 중량비로 혼합되어 9∼13중량%의 양으로 사용되는 것이 바람직하다.

본 발명에 사용가능한 광중합 개시제는 2-메틸-1-[4-(메틸티오) 페닐]-2-몰폴리노프로파논-1으로서, 이의 사용량은 5∼10중량%이 바람직하며, 상기 사용범위를 벗어난 경우 광중합 개시효과가 미약하다.

본 발명에 사용가능한 유색안료로는 카본 블랙, 화스트 레드, 시아닌 블루, 퍼머넌트 오렌지, 본 레드, 디시조 옐로 및 이들의 혼합물이 포함되며, 이의 사용량은 5∼10 중량%가 바람직하다.

한편, 자외선경화형 잉크 제조시 흑색계통의 잉크를 사용하는 경우 몇가지 특성을 더욱 만족시켜야 한다. 예를 들어, 카본블랙 안료를 사용한 흑색잉크를 사용하는 자외선 조사시 안료자체가 자외선을 흡수하기 때문에 광개시재의 기능과 프리폴리머인 전색제의 광중합반응을 감소시키므로 일반 유색안료(황,적)를 사용한 잉크에 비하여 50%이상 경화속도가 저하된다. 따라서, 광개시제의 함량을 증가시키지 않으면 안되나 일정함량(15%정도) 이상에서는 광개시제의 증가에 따른 광개시 효과의 증가가 없으며 이로 인하여 오히려 경화피막이 미흡할 뿐만 아니라 불쾌한 냄새를 발생시킬 수 있기 때문에 고가인 자외선 경화형 잉크전용으로 개발한 특수 블랙(special black 250) 및 코랙스 P(상품명 : Degussa사) 또는 일본 특공소 52-8040호에 개시된 로진 금속염으로 표면개질시킨 카본블랙 안료 등을 사용하여 적성을 개선하기도 한다. 특히 은행권 번호 및 인장인쇄용의 고속활판인쇄기(10,000장/시간)에서는 잉크필름 5㎛ 이내의 고속옵세트 또는 인쇄속도가 늦은 실크인쇄(3,000∼4,000/시간)와는 달리 경화건조성 및 비산방지성 등이 더욱 우수해야 한다.

그러나 본 발명에서는, 자외선 경화형 전용의 카본블랙이 아닌 일반 카본블랙 안료를 사용하더라도 잉크의 경화성을 향상시키기 위해 경화성 및 피막밀착성이 우수한 에폭시아크릴레이트 전색제를 사용하여 경화성을 해결할 수 있었으며, 또한 물성조정용과 광개시제로서는 다관능성의 모노머 및 장파장(360nm 이상)영역에서 활성화가 큰 개시제를 단독 또는 혼용하여 선정 사용함으로써 고속인쇄에 적합한 자외선 경화형 활판잉크의 경화성을 증대시킬 수 있었다.

한편, 본 발명에 따르면 잉크의 물성을 향상시키기 위하여 여러 가지 첨가제가 사용되며, 상기 첨가제는 전체 8∼14중량%의 양으로 사용되는 것이 바람직하다.상기 첨가제로는 잉크의 점탄성 및 비산방지를 조절하기 위한 수산화 알루미늄 및 흄드실리카로서 에어로질 R-812가 포함되며, 이들의 사용량은 각각 3∼6중량% 및 3∼5 중량%가 바람직하다. 또한, 본 발명의 첨가제는 분산제로서 비이온계 계면활성제를 및 폴리에틸렌계 왁스를 더욱 포함하며, 이의 사용량은 각각 1∼2중량% 및 1∼2중량%가 바람직하다.

본 발명에 따르면, 상기 각각의 잉크 성분은 교반기에서 혼합된 다음, 3본 롤밀(연육기)상에서 잉크입자 크기가 10㎛이하가 되도록 3∼5회 연육되어 고속인쇄적성을 가질 뿐만 아니라 근적외선 파장영역인 900∼1000㎚에서 적외선 광에 의해 여기되고 530∼550㎚에서 발광되어 위·변조 방지 기능을 발현할 수 있는 잉크 조성물이 제공된다.

이하, 하기 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만, 이에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

카본 블랙 안료로서 프린텍스(printex) 55 4.0중량% 및 LOO 80 6.0중량%를 수산화 알루미늄 3.0중량%, 흄드실리카인 에어로질 R-812 3.0중량%, 폴리에틸렌계 왁스 2.0중량%, 비이온계 계면활성제 2.0중량% 및 적외선 형광안료 20.0중량%가 첨가된 혼합물에 넣고, 여기에 에폭시 아크릴레이트 프리폴리머 40.0중량%, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 모노머 10.0중량% 및 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-몰폴리노프로파논-1 10.0중량%를 가해 교반 혼합한 후, 3본 롤밀에서 연육분산시켜 자외선 경화형 적외선 형광 활판인쇄 먹색잉크 조성물을 제조하였다.

실시예 2

유색안료로서 적색계 안료인 시뮬러 화스트 레드 3.0중량% 및 본 레드 또는 퍼머넌트 오렌지 7.0중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 자외선 경화형 적외선 형광 활판인쇄 적색잉크 조성물을 제조하였다.

실시예 3

유색안료로서는 청색계 안료인 시아닌 블루로 6.0중량% 및 수산화 알루미늄과 전색제인 바니시 에폭시 아크릴레이트 프리폴리머의 사용량을 각각 2중량% 증가시킨 수산화 알루미늄 5.0중량% 및 에폭시 아크릴레이트 프리폴리머 42.0중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 자외선 경화형 적외선 형광 활판인쇄 적색잉크 조성물을 제조하였다.

본 발명의 실시예에 따라 제조된 자외선 경화형 적외선 형광 활판인쇄 잉크 조성물을 자외선 경화장치(120w/inch, 수은램프 4개)가 부착된 고속활판 인쇄기인 수퍼 뉴메르타에 적용함으로써 양호한 인쇄적성을 얻을 수 있었다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 은행권 및 각종 유가증권과 기타 증명류의 번호, 인장 및 마크 등의 문양을 활판인쇄로 인쇄시 인쇄면 바탕색의 가시색에 다른 색의 비가시형의 적외선 형광잉크의 발광색이 나타나도록 함으로써 위·변조 방지 기능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 우수한 고속인쇄적성을 갖는 자외선 경화건조형의 적외선 형광 활판인쇄 잉크 조성물을 제공할 수 있다.

Claims (3)

1. 에폭시 아크릴레이트 프리폴리머 40∼50중량%;

   이트륨 옥시설파이드, 에르븀 및 이테르븀을 포함하는 비가시형 희토류 금속복합 화합물 15∼25중량%;

   디펜타에리트리틀 헥사아크릴레이트 모노머 5∼10중량%, 또는 펜타에리트리틀 트리아크릴레이트와 1,6-헥산디올디아크릴레이트의 혼합물 9∼13중량%;

   2-메틸-1-[4-(메틸티오) 페닐]-2-몰폴리노프로파논-1 5∼10중량%;

   유색안료 5∼10중량%; 및

   첨가제 8∼14중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 경화건조형 적외선 형광 활판인쇄 잉크 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 펜타에리트리틀 트리아크릴레이트와 1,6-헥산디올디아크릴레이트의 혼합물은 중량비 1.5:2.2로 혼합되어 사용됨을 특징으로 하는 자외선 경화건조형 적외선 형광 활판인쇄 잉크 조성물.
3. 제1항에 있어서, 상기 첨가제는 수산화 알루미늄 3∼5중량%, 에어로질 R-812 3∼5중량%, 비이온계 계면활성제 1∼2중량%, 및 폴리에틸렌계 왁스 1∼2중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 경화건조형 적외선 형광 활판인쇄 잉크 조성물.