KR20030058350A - 적외선 형광잉크 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적외선 형광잉크 조성물에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 에르븀 및 이테르븀을 포함하는 비가시형 희토류 금속복합 화합물을 적외선 형광안료로서 사용하여 근적외선 영역인 900∼1000㎚의 적외선광 하에서 여기되어 530∼550㎚에서 발광하는 비가시형 적외선 형광잉크 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 조성물은 우수한 스크린 및 그라비어 인쇄적성을 나타낼 뿐만 아니라 은행권 및 각종 유가증권과 기타 증명류 등에 사용되어 위변조 방지 기능을 향상시킬 수 있다.

Description

적외선 형광잉크 조성물{Composition for infrared fluorescent ink}
본 발명은 적외선 형광잉크 조성물에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 에르븀 및 이테르븀을 포함하는 비가시형 희토류 금속복합 화합물을 적외선 형광안료로서 사용하여 특정 적외선광 하에서 발광함으로써, 우수한 스크린 및 그라비어 인쇄적성을 나타낼 뿐만 아니라 은행권 및 각종 유가증권과 기타 증명류 등에 사용되어 위변조 방지 기능을 향상시킬 수 있는 적외선 형광잉크 조성물에 관한 것이다.
종래 일반적으로 적용되고 있는 위변조 방지용 잉크 조성물은 자외선광 하에서 254㎚ 및 365㎚에서 발광하는 비가시형 자외선 형광잉크로서 스크린, 그라비아, 활판 및 옵??인쇄 방식에까지 상당히 폭넓게 적용되고 있다. 그러나, 상기 잉크에 사용된 자외선광에 의해 형광이 발해지는 형광물질은 산업기술의 전반적 진전에 따라 비교적 손쉽게 구할 수 있는 UV램프를 이용하여 은행권 등에 인쇄된 형광을 비교적 쉽게 확인할 수 있어 위조 등에 이를 도용할 여지가 많다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여, 적외선 영역에서 강한 광흡수를 갖는 특정 적외선 형광 화합물을 이용한 잉크 조성물이 개발되었다.
예를 들어, 일본 특개평 제8-113776호는 적외선 형광체로서 네오디뮴, 이테르븀 및 에르븀으로부터 선택된 하나 이상의 희토류 금속을 포함하는 유기물로 구성된 잉크 조성물로서, 상기 유기물은 700∼1000㎚ 파장의 적외선 영역에서 흡수가 일어남을 개시하고 있고, 일본 특개평 제7-310072호는 네오디뮴, 이테르븀 및 유기물로 구성된 형광체로서 충분한 발광출력을 지닌 안료 조성물로서, 상기 특허에는 적외선광에 여기되고 90%세기의 발광정도를 얻기까지의 시간, 안료입자의 직경 및, 네오디뮴과 이테르븀의 몰분율 등을 개시하고 있다. 그러나, 상기 특허들에서는 형광체 성분상으로서는 네오디뮴과 이테르븀을 기본으로 유기물로서 카르본산의 일종인 세피산 또는 안식향산을 사용한 복합염의 화합물로서 그 성분구조가 본 발명과 다르며, 또한 잉크 조성물에 있어서도 폴리비닐 알코올을 사용한 수용성 잉크로서 인쇄시 피막층이 약해지는 문제점이 있다.
한편, 미국 특허 제5,569,531호는 베이스 필름 및 잉크층으로 구성된 적외선 형광물질의 잉크리본을 개시하고 있고, 미국 특허 제5,766,324호는 적외선 광을 받아 여기되어 적외선 파장영역의 빛을 발하는 형광물질과 적외선 파장영역에서는 빛을 흡수하지 않는 블랙 착색제로 구성된 잉크 조성물을 개시하고 있으며, 미국 특허 제5,478,381호 및 일본 특개평 제7-188599호는 알킬아민 또는 인산염과 같은 분산제, 바인더 수지, 및 형광물질을 포함한 적외선 형광잉크 조성물을 개시하고 있다. 그러나, 상기 특허들에서는 형광체 성분상으로서는 인산염을 기본으로 네오디뮴, 이테르븀 및 이트리븀 또는 기타 금속 복합물로 구성된 것으로서, 형광체 안료의 성분구조 등 잉크 조성물에 사용된 성분이 본 발명과 상이할 뿐 아니라, 위변조 방지 기능등의 용도 적용상 한계점이 있다.
전술한 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명자들이 광범위한 연구를 거듭한 결과, 이트륨 옥시설파이드, 에르븀 및 이테르븀을 포함하는 비가시형 희토류 금속복합 화합물을 적외선 형광안료로서 사용하여 근적외선 영역인 900∼1000㎚의 적외선광 하에서 여기되어 530∼550㎚에서 발광하는 비가시형 적외선 형광잉크 조성물을 얻을 수 있었으며, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 우수한 스크린 인쇄적성을 가질 뿐만 아니라, 위변조 방지 기능을 향상시킨 스크린용 적외선 형광잉크 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 우수한 그라비어 인쇄적성을 가질 뿐만 아니라, 위변조 방지 기능을 향상시킨 폴리에스테르계 필름인쇄용 그라비어 적외선 형광잉크 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 우수한 그라비어 인쇄적성을 가질 뿐만 아니라, 위변조 방지 기능을 향상시킨 인쇄용지용 그라비어 적외선 형광잉크 조성물을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조성물은 바니시 65.0∼70.0중량%, 이트륨 옥시설파이드, 에르븀 및 이테르븀을 포함하는 비가시형 희토류 금속복합 화합물 25.0∼35.0중량%, 에틸카비톨계 용제 1.0∼2.0중량%, 에어로질 R-812 0.5∼1.0중량%, 폴리에틸렌계 왁스 0.1∼0.5중량%, 및 비이온계 계면활성제 0.1∼0.5중량%를 포함한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조성물은 폴리에스테르 수지계바니시 30.0∼40.0중량%, 이트륨 옥시설파이드, 에르븀 및 이테르븀을 포함하는 비가시형 희토류 금속복합 화합물 25.0∼35.0중량%, 메틸에틸케톤계 용제 10.0∼20.0중량%, 톨루엔 15.0∼25.0중량%, 에어로질 R-812 0.5∼1.0중량%, 폴리에틸렌계 왁스 0.1∼0.5중량%, 비이온계 계면활성제 0.1∼0.5중량%, 및 대전방지제 0.1∼0.5중량%를 포함한다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조성물은 아크릴과 스티렌의 코폴리머 수지인 바니시 65.0∼70.0중량%, 이트륨 옥시설파이드, 에르븀 및 이테르븀을 포함하는 비가시형 희토류 금속복합 화합물 25.0∼35.0중량%, 에어로질 R-812 0.5∼1.0중량%, 폴리에틸렌계 왁스 0.1∼0.5중량%, 및 비이온계 계면활성제 0.1∼0.5중량%를 포함한다.
이하, 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 적외선 형광잉크 조성물에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 에르븀 및 이테르븀을 포함하는 비가시형 희토류 금속복합 화합물을 적외선 형광안료로서 사용하여 특정 적외선광 하에서 발광함으로써, 우수한 스크린 및 그라비어 인쇄적성을 가질 뿐만 아니라 위변조 방지 기능을 향상시킨 적외선 형광잉크 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 인쇄적성상의 전이성 및 침강방지적성을 향상시키기 위하여 잉크용 바니시의 점도를 조절하고, 비이온계의 계면활성제 및 대전방지제 등을 사용하여 개선하여 계면장력을 낮출 뿐만 아니라 분산성을 증가시킬 수 있었으며,마이크로화된 입자인 폴리에틸렌계 왁스 및 흄드 실리카를 사용하여 침강속도를 저하시켜 스크린 및 그라비어의 인쇄적성을 개선하였다.
본 발명에 따른 적외선 형광안료는 무기계의 이트륨 옥시설파이드, 에르븀 및 이테르븀을 포함하는 희토류 금속복합 화합물로서, 일반 유기계 복합물질로 구성된 형광체에 비하여 내광성이 뛰어나고 내약품성 및 용매성이 우수하다. 특히, 본 발명에 사용가능한 형광안료로는 영국 GLOWBUG사에서 시판되고 있는 제품인 UC-1 Green 또는 LC1124 등이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이 때 상기 형광안료는 25.0∼35.0중량%의 양으로 사용하는 것이 바람직하며, 상기 형광안료의 함량이 25.0중량% 미만이면 발광효과가 미흡하고, 35.0중량%를 초과하면 인쇄적성이 저하된다.
본 발명에 따른 스크린용 적외선 형광잉크 조성물은 바니시 65.0∼70.0중량%, 이트륨 옥시설파이드, 에르븀 및 이테르븀을 포함하는 비가시형 희토류 금속복합 화합물 25.0∼35.0중량%, 에틸카비톨계 용제 1.0∼2.0중량%, 에어로질 R-812 0.5∼1.0중량%, 폴리에틸렌계 왁스 0.1∼0.5중량%, 및 비이온계 계면활성제 0.1∼0.5중량%를 포함한다.
상기 스크린용 적외선 형광잉크 조성물에 사용가능한 바니시는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트계 수지, 아크릴과 스티렌의 코폴리머 수지, 및 염화비닐계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되며, 이 때 상기 바니시는 65.0∼70.0중량%의 양으로 사용하는 것이 바람직하며, 상기 바니시의 함량이 65.0중량% 미만이면 전이성이 낮아지고, 70.0중량%를 초과하면 전이성은 증가하지만 인쇄적성이 미흡하다.
상기 스크린용 적외선 형광잉크 조성물에 사용가능한 용제로는 특히 에틸카비톨계 용제가 점도 및 건조조절 측면에서 바람직하며, 이 때 상기 용제는 1.0∼2.0중량%의 양으로 사용하는 것이 바람직하며, 상기 용제의 함량이 1.0중량% 미만이면 물성 조절효과가 미흡하고, 2.0중량%를 초과하면 건조적성이 지연된다.
한편, 본 발명에 따른 폴리에스테르계 필름인쇄용 그라비어 적외선 형광잉크 조성물은 폴리에스테르 수지계 바니시 30.0∼40.0중량%, 이트륨 옥시설파이드, 에르븀 및 이테르븀을 포함하는 비가시형 희토류 금속복합 화합물 25.0∼35.0중량%, 메틸에틸케톤계 용제 10.0∼20.0중량%, 톨루엔 15.0∼25.0중량%, 에어로질 R-812 0.5∼1.0중량%, 폴리에틸렌계 왁스 0.1∼0.5중량%, 비이온계 계면활성제 0.1∼0.5중량%, 및 대전방지제 0.1∼0.5중량%를 포함한다.
상기 폴리에스테르계 필름인쇄용 그라비어 적외선 형광잉크 조성물에 사용가능한 폴리에스테르 수지계 바니시는 테레푸탈산 및 이소푸탈산계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되며, 이 때 상기 바니시는 30.0∼40.0중량%의 양으로 사용하는 것이 바람직하며, 상기 바니시의 함량이 30.0중량% 미만이면 전이성이 낮아지고, 40.0중량%를 초과하면 전이성은 증가되나, 인쇄적성이 저하된다.
상기 폴리에스테르계 필름인쇄용 그라비어 적외선 형광잉크 조성물에 사용가능한 용제로는 메틸에틸케톤계 용제가 용해력이 크고, 증발속도가 빨라 건조적성 측면에서 특히 바람직하며, 이 때 상기 용제는 10.0∼20.0중량%의 양으로 사용하는 것이 바람직하며, 상기 용제의 함량이 10.0중량% 미만이면 점도조절이 미흡해지고,20.0중량%를 초과하면 건조가 너무 빨라 전이성이 미흡해진다.
또한, 본 발명에 따른 인쇄용지용 그라비어 적외선 형광잉크 조성물은 아크릴과 스티렌의 코폴리머 수지인 바니시 65.0∼70.0중량%, 이트륨 옥시설파이드, 에르븀 및 이테르븀을 포함하는 비가시형 희토류 금속복합 화합물 25.0∼35.0중량%, 에어로질 R-812 0.5∼1.0중량%, 폴리에틸렌계 왁스 0.1∼0.5중량%, 및 비이온계 계면활성제 0.1∼0.5중량%를 포함한다.
상기 인쇄용지용 그라비어 적외선 형광잉크 조성물에 사용가능한 바니시로는 특히 아크릴과 스티렌의 코폴리머 수지가 앤쇄적성 측면에서 바람직하며, 이 때 상기 바니시는 65.0∼70.0중량%의 양으로 사용하는 것이 바람직하며, 상기 바니시의 함량이 65.0중량% 미만이면 전이성이 미흡하고, 70.0중량%를 초과하면 전이성은 증가되나 인쇄적성이 저하된다.
본 발명에 따르면, 상기 각각의 적외선 형광잉크 조성물에 유색안료로서 화스트 레드, 카본 블랙 및 시아닌 그린으로 이루어진 군으로부터 선택된 착색제 0.5∼1.0중량%를 더욱 첨가하여 이색성 효과를 갖도록 할 수 있다.
본 발명의 적외선 형광안료는 근적외선 영역인 900∼1000㎚의 적외선광 하에서 여기되어 530∼550㎚에서 발광함으로써, 발광상태를 육안으로는 확인할 수 없고, 수은 램프, He-Ne, 레이저 단색화장치 및 주사 조절기(scanning controller) 등의 각종 광학장치를 이용해야만 발광특성을 확인할 수 있어, 은행권 또는 유가증권류 등의 특수인쇄물에 사용하여 이의 위변조 방지 기능을 향상시킬 수 있다.
이하, 하기 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만, 이에본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트계 수지(이스트만사) 25.0중량%에 싸이크로 헥사논계 용제 75.0중량%를 가하여 용해시켜 25℃에서 50∼150poise의 점도를 갖는 스크린용 바니시를 제조하였다.
적외선 형광안료로서 이트륨 옥시설파이드, 에르븀 및 이테르븀을 포함하는 비가시형 희토류 금속복합 화합물(UC-1 Green, 영국 GLOWBUG사) 30.0중량%, 상술한 바와 같이 제조된 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트계 수지(이스트만사) 바니시 68.0중량%, 흄드실리카인 에어로질 R-812 0.5중량%, 에틸카비톨계 용제 1.0중량%, 폴리에틸렌계 왁스(독일 클라이언트사) 0.2중량%, 및 비이온계 계면활성제(CD-1, 미국 Troy사) 0.3중량%를 배합하여 3-롤밀(연육기)에서 2∼3회 정도 연육분산시켜 스크린용 적외선 형광잉크를 제조하였다. 상기 제조된 잉크를 실험용 스크린 인쇄기에서 실험한 다음, 이의 적외선 형광 발광유지 특성 측정을 위해 wether-o-meter 모델 Ci65/XW인 기계에서 제논 램프를 사용하여 160시간 동안 내광성 시험을 실시한 결과, 발광특성이 양호하였다.
실시예 2
유색안료로서 화스트 레드, 카본 블랙, 또는 시아닌 그린 0.5중량%를 더욱 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 이색성 효과를 갖는 스크린용 적외선 형광잉크를 얻었다. 상기 제조된 잉크를 실험용 스크린 인쇄기에서 실험한 다음, 이의 적외선 형광 발광유지 특성 측정을 위해 wether-o-meter 모델Ci65/XW인 기계에서 제논 램프를 사용하여 160시간 동안 내광성 시험을 실시한 결과, 발광특성이 양호하였다.
실시예 3
아크릴과 스티렌의 코폴리머 수지(라로후렉스 MP45, BASF사) 25.0중량%에 싸이크로 헥사논계 용제 75.0중량%를 가하여 용해시켜 25℃에서 50∼150poise의 점도를 갖는 스크린용 바니시를 제조하였다.
셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트계 수지 대신 상술한 바와 같이 제조된 아크릴과 스티렌의 코폴리머 수지 바니시를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 스크린용 적외선 형광잉크를 제조하였다. 상기 제조된 잉크를 실험용 스크린 인쇄기에서 실험한 다음, 이의 적외선 형광의 발광유지 특성 측정을 위해 wether-o-meter 모델 Ci65/XW인 기계에서 제논 램프를 사용하여 160시간 동안 내광성 시험을 실시한 결과, 발광특성이 양호하였다.
실시예 4
염화비닐계 수지(vyns-3, 유니온카바이드사) 25.0중량%에 싸이크로 헥사논계 용제 75.0중량%를 가하여 용해시켜 25℃에서 50∼150poise의 점도를 갖는 스크린용 바니시를 제조하였다.
셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트계 수지 대신 상술한 바와 같이 제조된 염화비닐계 수지 바니시를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 스크린용 적외선 형광잉크를 제조하였다. 상기 제조된 잉크를 실험용 스크린 인쇄기에서 실험한 다음, 이의 적외선 형광 발광유지 특성 측정을 위해 wether-o-meter 모델 Ci65/XW인 기계에서 제논 램프를 사용하여 160시간 동안 내광성 시험을 실시한 결과, 발광특성이 양호하였다.
실시예 5
적외선 형광안료로서 이트륨 옥시설파이드, 에르븀 및 이테르븀을 포함하는 비가시형 희토류 금속복합 화합물(UC-1 Green, 영국 GLOWBUG사) 30.0중량%, 폴리에스테르 수지계 바니시 35.0중량%, 메틸에틸케톤계 용제 15.0중량%, 톨루엔 19.0중량%, 흄드실리카인 에어로질 R-812 0.5중량%, 대전방지제(J1-65, 중일유화) 0.2중량%, 비이온 계면활성제(CD-1, 미국 Troy사) 0.1중량%, 및 폴리에틸렌 왁스(독일 클라이언트사) 0.2중량%를 배합하여 볼밀 또는 비드밀에서 연육분산시켜 폴리에스테르계 필름인쇄용 그라비어 적외선 형광잉크를 제조하였다. 상기 제조된 잉크를 그라비어 인쇄적성시험기에서 실험한 다음, 이의 적외선 형광 발광유지 특성 측정을 위해 wether-o-meter 모델 Ci65/XW인 기계에서 제논 램프를 사용하여 160시간 동안 내광성 시험을 실시한 결과, 발광특성이 양호하였다.
실시예 6
아크릴과 스티렌의 코폴리머 수지(라로후렉스 MP45, BASF사) 30.0중량%에 톨루엔 70.0중량%를 가하여 용해시켜 25℃에서 100∼150poise의 점도를 갖는 그라비어 인쇄용지용 바니시를 제조하였다.
적외선 형광안료로서 이트륨 옥시설파이드, 에르븀 및 이테르븀을 포함하는 비가시형 희토류 금속복합 화합물(UC-1 Green, 영국 GLOWBUG사) 30.0중량%, 상술한 바와 같이 제조된 아크릴과 스티렌 코폴리머 수지인 라로후렉스 MP45 그라비어용바니시 69.0중량%, 흄드실리카인 에어로질 R-812 0.5중량%, 비이온 계면활성제(CD-1, 미국 Troy사) 0.2중량%, 및 폴리에틸렌 왁스(독일 클라이언트사) 0.3중량%를 배합하여 볼밀 또는 비드밀에서 연육분산시켜 피인쇄체로서 인쇄용지용 그라비어 적외선 형광잉크를 제조하였다. 상기 제조된 잉크를 그라비어 인쇄기 모델 300K에서 실험한 다음, 이의 적외선 형광 발광유지 특성 측정을 위해 wether-o-meter 모델 Ci65/XW인 기계에서 제논 램프를 사용하여 160시간 동안 내광성 시험을 실시한 결과, 발광특성이 양호하였다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 은행권 및 각종 유가증권 기타 증명류 등에 일반적으로 적용되는 자외선 형광잉크가 아닌 비가시형 희토류 금속복합 화합물을 포함하는 적외선 형광잉크 조성물을 적용함으로써 우수한 스크린 및 그라비어 인쇄적성을 가질 뿐만 아니라 제품의 위·변조 방지기능을 향상시킨 적외선 형광잉크 조성물을 제공할 수 있다.

Claims (5)

  1. 바니시 65.0∼70.0중량%, 이트륨 옥시설파이드, 에르븀 및 이테르븀을 포함하는 비가시형 희토류 금속복합 화합물 25.0∼35.0중량%, 에틸카비톨계 용제 1.0∼2.0중량%, 에어로질 R-812 0.5∼1.0중량%, 폴리에틸렌계 왁스 0.1∼0.5중량%, 및 비이온계 계면활성제 0.1∼0.5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린용 적외선 형광잉크 조성물.
  2. 폴리에스테르 수지계 바니시 30.0∼40.0중량%, 이트륨 옥시설파이드, 에르븀 및 이테르븀을 포함하는 비가시형 희토류 금속복합 화합물 25.0∼35.0중량%, 메틸에틸케톤계 용제 10.0∼20.0중량%, 톨루엔 15.0∼25.0중량%, 에어로질 R-812 0.5∼1.0중량%, 폴리에틸렌계 왁스 0.1∼0.5중량%, 비이온계 계면활성제 0.1∼0.5중량%, 및 대전방지제 0.1∼0.5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르계 필름인쇄용 그라비어 적외선 형광잉크 조성물.
  3. 아크릴과 스티렌의 코폴리머 수지인 바니시 65.0∼70.0중량%, 이트륨 옥시설파이드, 에르븀 및 이테르븀을 포함하는 비가시형 희토류 금속복합 화합물 25.0∼35.0중량%, 에어로질 R-812 0.5∼1.0중량%, 폴리에틸렌계 왁스 0.1∼0.5중량%, 및 비이온계 계면활성제 0.1∼0.5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄용지용 그라비어 적외선 형광잉크 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한항에 있어서, 상기 조성물은 화스트 레드, 카본 블랙 및 시아닌 그린으로 이루어진 군으로부터 선택된 착색제 0.5∼1.0중량%를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 형광잉크 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 바니시는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트계 수지, 아크릴과 스티렌의 코폴리머 수지, 및 염화비닐계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 적외선 형광잉크 조성물.
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