KR20030089450A - 안료 조성물 및 이를 이용한 잉크 조성물 - Google Patents

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카토시게키
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도요 잉키 세이조 가부시끼가이샤
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Abstract

잉크용으로 이용시 우수한 유동성 및 안정성을 나타내며, 그리고 그 인쇄물은 우수한 광택, 투명도, 색 강도 및 이동견뢰도(migrationfastness)를 나타내는 안료 조성물, 및 프탈로시아닌 타입 안료 및 화학식 (1)의 화합물로 형성된 안료 조성물이 개시된다.
P-[SO3 -ㆍFen+/n]m (1)
(단, 상기 식에서 P는 염소 원자, 브롬 원자 혹은 이들 모두와 치환될 수 있는 금속-프리 혹은 금속 프탈로시아닌 잔기이며, n은 2 또는 3이며 m은 1-4의 수임.)

Description

안료 조성물 및 이를 이용한 잉크 조성물{Pigment Composition and Ink Composition Using the Same}
본 발명은 그라비어 잉크, 플렉소그래픽 잉크 또는 오프셋 잉크용으로 이용시 우수한 유동성 및 안정성을 나타내며, 그리고 그 인쇄물은 우수한 광택, 투명도, 색 강도 및 이동견뢰도(migrationfastness)를 나타내는 안료 조성물, 및 이를 이용한 잉크 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 배경
프탈로시아닌 타입 안료는 투명한 색조 및 색 강도를 가지며 기후 견뢰도 혹은 내화학성과 같은 여러가지 저항성이 우수하여, 이들은 광범위한 용도에 사용된다. 그러나, 이들은 대부분의 경우에 분산되기 어렵기때문에, 제조품의 가치가 종종 손상된다.
특히, 프탈로시아닌 타입 안료는 그라비아 잉크, 플렉소스래픽 잉크 혹은 오프셋 잉크에 사용되는 경우, 상기 안료는 잉크용 매체내에 0.1㎛ 또는 그 미만의 상대적으로 미세한 입자직경을 갖도록 분산될 것이 요구되기때문에, 획득된 잉크는고 점도를 갖는 경향이 있다. 따라서, 잉크 분산 장치로부터 잉크를 운반하는 것은 어렵다. 종종, 상기 잉크는 보관도중 겔화를 겪으며 사용못하게 된다. 또한, 상기 안료는 잉크내에 응집이 일어나며 응집물이 종종 침전된다. 또한, 인쇄물과 관련하여 광택, 투명도 및 색 강도의 감소가 종종 일어난다.
상기한 바와 같은 여러가지 문제점을 해결하기위하여 여러가지 방법이 제시되어 왔다. 특히 효과적인 방법으로서, USP2,526,345, JP-B-39-28884, JP-B-40-4143 및 JP-B-3-132231에 나타난 바와 같이, 알카리토금속염 혹은 구리 프탈로시아닌 술폰산의 유기 아민염이 프탈로시아닌 타입 안료와 함께 혼합되는 방법이 있다. 그러나, 잉크의 유동성은 여전히 불충분하며 보관도중 잉크의 점도가 점점 증가하는 현상이 일어난다. 시스템이 잉크 마커에 광범위하게 채택되는 고-농축된 안료 분산물의 보관을 거치는 것을 포함하는 잉크-제조 시스템에서, 고-농축된 안료 분산물의 점도가 너무 높기때문에, 특히, 잉크의 생성은 많은 경우에 방해된다.
본 발명의 목적은 그라비어 잉크, 플렉소그래픽 잉크 또는 오프셋 잉크용으로 이용시 우수한 유동성 및 안정성을 나타내며, 그리고 그 인쇄물은 우수한 광택, 투명도, 색 강도 및 이동견뢰도를 나타내는 안료 조성물, 및 이를 이용한 잉크 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 특히 유동성이 유용한, 즉 점도가 낮으며, 그리고 시간이 지남에 따라 점도 증가가 거의 없는 안료 조성물 및 이를 이용한 잉크 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 프탈로시아닌 타입 안료 및 화학식 (1)의 화합물로 형성된 안료 조성물을 제공한다.
P-[SO3 -ㆍFen+/n]m (1)
(상기 식에서 P는 염소 원자, 브롬 원자 혹은 이들 모두와 치환될 수 있는 금속-프리 혹은 금속 프탈로시아닌 잔기이며, n은 2 또는 3이며 m은 1-4의 수임)
본 발명은 또한 상기한 바에 따르며, 여기서 상기 프탈로시아닌 타입 안료의 100중량부당 상기 화학식 (1)의 화합물의 양은 0.1-30중량부인 안료 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한 상기 안료 조성물 및 잉크용 매체로 구성된 잉크 조성물을 제공한다.
본 발명자들은 프탈로시아닌 타입 안료 및 상기 화학식 (1)의 화합물로 형성된 안료 조성물이 잉크용으로 사용되는 경우 우수한 유동성 및 안정성을 나타내며, 그리고 그 인쇄물은 우수한 광택, 투명도, 색 강도 및 이동견뢰도를 나타냄을 발견하였다. 이에 따라 본 발명자들은 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은 이하 상세히 설명된다. 본 발명은 안료 조성물이 프탈로시아닌 타입 안료 및 상기 화학식 (1)의 화합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 안료 조성물 및 이를 이용한 잉크 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 사용되는 프탈로시아닌 타입 안료는 금속-프리 프탈로시아닌 또는 구리, 철, 니켈, 코발트, 알루미늄, 아연, 주석, 티타늄, 바나듐 등의 금속 프탈로시아닌이다. 이것은 염소 원자, 브롬 원자 혹은 이들 모두로 치환될 수 있다. 상기 프탈로시아닌 화합물의 치환가능한 수소원자의 최대수는 16이다.
본 발명의 화학식 (1)의 화합물은 염소 원자, 브롬 원자 혹은 이들 모두로 치환될 수 있는 금속-프리 혹은 금속 프탈로시아닌 술폰산의 철염이다. 금속 프탈로시아닌의 금속은 구리, 철, 니켈, 코발트, 알루미늄, 아연, 주석, 티타늄 및 바나듐을 포함한다. 본 발명의 효과는 술폰산기의 치환수가 프탈로시아닌 1분자당 1-4인 경우 획득될 수 있다. 이는 하기에 나타낸 바와 같이 제조 용이성면에서 1 또는 2가 바람직하다. 또한, 철염의 철이온은 2가 이온이거나 3가 이온일 수 있다. 모든 경우에, 본 발명의 효과가 획득될 수 있다.
본 발명의 화학식(1)의 화합물의 제조방법은 염소 원자, 브롬 원자 혹은 이들 모두로 치환될 수 있는 금속-프리 혹은 금속 프탈로시아닌 술폰산의 합성반응 및 상기 술폰산 화합물과 철이온의 염-형성 반응을 포함한다. 상기 술폰산 화합물의 합성은 공지된 방법에 따라 수행될 수 있다. 그 방법의 예는 원료로서 무수프탈산의 일부 혹은 전체가 Wyler 방법에 따라 금속 프탈로시아닌의 합성에서 술포프탈산으로 대체되는 방법, 및 염소 원자, 브롬 원자 혹은 이들 모두로 치환될 수 있는 금속-프리 혹은 금속 프탈로시아닌이 발연황산, 클로로술폰산, 술포 트리옥시드 등으로 술폰화되는 방법을 포함한다. 이들중, 발연황산을 이용한 술폰화가 합성의 어려움성 혹은 원료의 가격을 고려하여 산업적으로 유리하다. 술폰산기의 치환수는 사용된 술포프탈산 혹은 발연황산의 술포 트리옥시드 성분의 비율이 증가함에 따라 증가될 수 있다. 그러나, 반응조건은 이들 방법에서 극단적으로 된다. 또한, 술폰산 화합물이 반응-종결액으로 부터 운반되는 경우에 수행되는 물을 이용한 세정단계에서 술폰산의 친수성때문에, 수율 손실이 일어나기쉽다. 이러한 점을 고려하여, 술폰산기의 치환수는 바람직하게 1 또는 2이다.
염-형성 반응은 상기 술폰산 화합물을 철 화합물과 혼합하여 획득된다. 철 화합물의 예는 철 [II] 술페이트, 철 [III] 술페이트, 철 [II] 클로라이드, 철 [III] 클로라이드, 철 [II] 포스페이트, 철 [III] 포스페이트, 철 [III] 니트레이트, 철 [II] 옥살레이트, 철 [III] 시트레이트 및 철 [II] 암모늄 술페이트를 포함한다. 혼합방법은 철 화합물이 술폰산 화합물, 그 알카리 금속염 혹은 그 암모늄염의 수용액 혹은 수성 서스펜션에 첨가되고, 여과 및 세정이 수행되는 방법이 바람직하다. 그러나, 화학식(1)의 화합물은 또한 철 화합물이 술폰산 화합물, 그 알카리 금속염, 그 암모늄염, 혹은 USP2,526,345, JP-B-39-28884, JP-B-40-4143 및 JP-B-3-132231에 나타난 바와 같이, 분말 형태의 알칼리토류금속염 혹은 구리 프탈로시아닌 술폰산의 유기 아민염중 어느 하나와 혼합되는 방법에 의해 획득될 수 있다.
프탈로시아닌 타입 안료와 화학식(1)의 화합물의 혼합비와 관련하여, 프탈로시아닌 타입 화합물의 100중량부당 화학식(1)의 화합물의 양은 0.1-30중량부, 바람직하게 0.5-15중량부이다. 화학식(1)의 화합물의 양이 상기 범위의 하한치보다 낮은 경우에는 본 발명의 효과가 얻어질 수 없다. 상기 상한치보다 많은 경우에는 첨가된 양에 상응하는 효과가 얻어질 수 없다.
프탈로시아닌 타입 안료와 화학식(1)의 화합물의 혼합방법과 관련하여, 이들 성분은 분말 형태, 수성 케이크 형태 혹은 수성 서스펜션 형태중 어느 하나로 혼합될 수 있다. 또한, 상기 화학식의 화합물은 니더, 분말 분쇄기(attritor), 볼 밀 혹은 진동 밀을 이용하는 습 혹은 건조 미분쇄 단계, 유기용매 혹은 황산과의 접촉단계, 정제 혹은 표면처리단계와 같이 프탈로시아닌 타입 안료의 제조단계에서 혼합될 수 있다.
본 발명의 잉크 조성물은 본 발명의 안료 조성물 및 잉크용 매체로 구성된다. 잉크용 매체의 예는 다음과 같다. 그라비어 잉크 혹은 플렉소그래픽 잉크의 경우에, 잉크용 매체는 검 로진, 우드 로진, 통유(talloil), 라임 로진, 로진 에스테르, 말레산 수지, 폴리아미드 수지, 비닐 수지, 셀룰로오스 니트레이트, 셀룰로오스 아세테이트, 에틸 셀룰로오스, 염화 고무, 환식 고무, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 수지, 우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 알키드 수지, 길소나이트, 다마르 수지, 셸락 등을 포함한다. 다른 경우에, 상기 수지 혼합물 및 하이드로카본, 알코올, 케톤, 에테르, 에스테르 혹은 물과 같은 용매중 어느 하나로 형성된 용액 혹은 에멀션을 포함한다. 오프셋 잉크용 매체로서, 이들의 예는 로진-개질된 페놀릭 수지, 석유 수지, 알키드 수지 혹은 이들중 어느 하나의 건조 오일-개질된 수지, 아마인유, 오동유 및 콩유와 같은 식물성 오일, 및 노르말 파라핀, 이소파라핀, 방향족, 나프텐 및 α-올레핀과 같은 용매로 구성된 매체를 포함한다.
본 발명의 잉크 조성물은 본 발명의 안료 조성물과 잉크용 매체를 분산기, 고속 혼합기, 호모믹서, 니더, 플래셔, 롤 밀, 샌드 밀, 분말 분쇄기 등을 이용하여 혼합 및 분산시켜 획득될 수 있다.
실시예
본 발명은 이하 제조예, 실시예 및 비교예를 참고로 설명되며, 여기서 "부" 및 "%"는 각각 "중량부" 및 "중량%"를 나타낸다.
제조예 1
C.I. Pigment Blue 15(15부)가 4% 발연황산(200부)에 용해되고, 그 혼합물은 1시간동안 100℃로 유지되어 술폰화 반응이 이루어졌다. 그 결과물인 혼합물은 물(2,000부)로 희석된 다음 여과되고 물로 세정되어 모노술폰산 화합물이 획득되었다. 이 여과된 케이크는 물(500부)에 부유되고, 철 [II] 술페이트-7-수화물(7부)가 그 서스펜션에 첨가되고, 그리고 여과, 물 세정 및 건조가 행해져 구리 프탈로시아닌 모노술폰산 철염[화합물 A](17부)이 획득되었다. 상기 화합물 A는 P가 구리 프탈로시아닌이며, n은 2 그리고 m은 1인 화학식(1)의 화합물에 상응하는 것이다.
제조예 2
알루미늄 클로라이드(95부) 및 소디움 클로라이드(20부)가 170℃에서 용해되고 C.I. Direct Blue 86(20부, 활성 성분 70%)가 용해된 혼합물에 첨가되었다. 클로린 가스(12부)가 동일한 온도에서 2시간에 걸쳐 반응 혼합물에서 버블링되어 클로린화 반응이 수행되었다. 반응 혼합물을 물(2,000부)에 붓고 그 다음 여과 및 물 세정을 수행하여 모노술폰산 화합물의 수성 케이크를 획득하였다. 상기 케이크를 물(500부)에 부유시키고, 철 [II] 술페이트-7-수화물(5부)을 그 서스펜션에 첨가하고, 여과, 물 세정 및 건조하여 옥타클로로-구리 프탈로시아닌 모노술폰산 철염[화합물 B](17부)를 획득하였다. 상기 화합물 B는 P가 옥타클로로-구리 프탈로시아닌이며, n은 2 그리고 m은 1인 화학식(1)의 화합물에 상응하는 것이다.
제조예 3
C.I. Pigment Blue 75(15부)가 15% 발연황산(200부)에 용해되고, 그 혼합물은 1시간동안 100℃로 유지되어 술폰화 반응이 이루어졌다. 그 결과물인 혼합물은 물(2,000부)로 희석된 다음 여과되어 희석된 황산을 함유하는 디술폰산 화합물 케이크가 획득되었다. 상기 케이크는 물(500부)에 부유되고, 철 [II] 술페이트-n-수화물(15부)가 그 서스펜션에 첨가되고, 그리고 소디움 하이드록시드가 더욱 첨가되어 pH 7로 조절되었다. 그 다음, 여과, 물 세정 및 건조가 행해져 코발트 프탈로시아닌 디술폰산 철염[화합물 C](20부)이 획득되었다. 상기 화합물 C는 P가 코발트 프탈로시아닌이며, n은 3 그리고 m은 2인 화학식(1)의 화합물에 상응하는 것이다.
제조예 4
본 발명의 효과를 명확히 하기위해 통상적인 기술에 따라 하기 술폰산 화합물을 제조하였다.
제조예 1에 사용된 철 [II] 술페이트-7-수화물(7부)가 칼슘 클로라이드(3부)로 대체된 것을 제외하고 제조예 1과 동일한 방법으로 구리 프탈로시아닌 모노술폰산 칼슘염[화합물 D](17부)이 획득되었다. 또한, 제조예 1에 사용된 철 [II] 술페이트-7-수화물(7부)이 도데실아민 아세테이트(6부)로 대체된 것을 제외하고 제조예 1과 동일한 방법으로 구리 프탈로시아닌 모노술폰산 도데실아민염[화합물 E](21부)이 획득되었다.
제조예 2에 사용된 철 [II] 술페이트-7-수화물(5부)이 바륨 클로라이드(4부)로 대체된 것을 제외하고 제조예 2와 동일한 방법으로 옥타클로로-구리 프탈로시아닌 모노술폰산 바륨염이 획득되었다.
제조예 3에 사용된 철 [III] 술페이트-n-수화물(15부)이 도데실아민 아세테이트(13부)로 대체된 것을 제외하고 제조예 3과 동일한 방법으로 코발트 프탈로시아닌 디술폰산 도데실아민염[화합물 G](28부)이 획득되었다.
실시예 1-3
안료 조성물은 프탈로시아닌 타입 안료와 제조예 1-3에서 획득된 술폰산 화합물중 어느 하나를 혼합하여 제조되었다. 상기 안료 조성물중 하나(20부), 하기 혼합비를 갖는 그라비어 잉크용 매체(80부) 및 3mmφ스틸 볼(300부)을 혼합하고 그 혼합물을 60분간 페인트 컨디셔너로 분산시켜 그라비어 잉크를 획득하였다.
상기 그라비어 잉크는 B-타입 점도계로 점도가 측정되었다. 또한, 상기 그라비어 잉크는 트리아세테이트 필름상에 인쇄되고 이에 따라 획득된 인쇄물은 광택계로 광택도가 측정되었다. 또한, 상기 그라비어 잉크는 시간에 따른 안정성을 평가하기위해 점도가 측정되었다.
또한, 이동견뢰도에 대한 시험이 하기와 같이 수행되었다. 나일론 필름은 상기 획득된 인쇄물과 친밀한 접촉이 이루어지고, 인쇄물과 함께 상기 나일론 필름은 1시간동안 끓는물에 놓여졌다. 그 다음, 상기 나일론 필름에 대한 색 변이도를 육안으로 관찰하였다. 색 변이가 작은 경우, 우수한 것으로 평가하였다.
(그라비어 잉크용 매체의 혼합비)
셀룰로오스 니트레이트(SS1/4) 50부
에틸 아세테이트 30부
메탄올 200부
가소제 10부
다른 한편, 본 발명의 안료 조성물 대신 비교예로서 프탈로시아닌 타입 안료와 제조예 4에서 획득된 통상의 기술에 따른 술폰산중 어느 하나를 혼합하여 안료 조성물을 제조하였다.
그라비어 잉크는 상기와 동일한 방법으로 획득되었으며 그 그라비어 잉크를 평가하였다.
표 1은 상기 실시예의 결과를 나타낸다. 실시예 1-3은 비교예에 비하여 분산후 즉시 점조가 현저히 낮았으며, 실시예 1-3은 0℃에서 1주후 점도가 조금 증가하였다. 즉, 실시예 1-3은 시간에 따른 유동성 및 안정성이 우수하였으며 또한 광택도 및 이동견뢰도가 우수하였다.
안료 조성물 점도(cps)B 타입 점도계6rpm 값 광택도(%) 이동견뢰도
프탈로-시아닌 타입 안료 술폰산 화합물
No. 첨가량 분산후 즉시 40℃에서 1주일후
Ex. 1 Lionol Blue FG-7350(C.I. Pigment Blue 15:3, Toyo Ink Mfg.Co.ltd.) A 10% 80 85 89 우수
CEx. 상동 D 10% 4,000 8,000 65 조금 우수
CEx. 상동 E 10% 2,500 4,600 84 저조
Ex.2 Lionol Green YS-07(C.I. Pigment Green 7, Toyo Ink Mfg.Co.ltd.) B 8% 70 80 84 우수
CEx. 상동 F 8% 3,200 7,600 78 조금 우수
Ex.3 Seika Fast Blue 5000P(C.I.Pigment Blue 75, Dainich-seika sha) C 12% 100 110 82 우수
CEx. 상동 G 12% 4,800 9,200 72 저조
Ex.=실시예, CEx.=비교예
본 발명의 안료 조성물은 특정 황산 화합물을 안료와 함께 혼합하여 얻어진 생성물이다. 상기 안료 조성물을 이용한 잉크 조성물은 뛰어난 유동성을 나타내며그 인쇄물은 뛰어난 광택, 투명도, 색 강도 및 이동견뢰도를 나타낸다.

Claims (4)

  1. 프탈로시아닌 타입 안료 및 화학식 (1)의 화합물로 형성된 안료 조성물.
    P-[SO3 -ㆍFen+/n]m (1)
    (단, 상기 식에서 P는 염소 원자, 브롬 원자 혹은 이들 모두와 치환될 수 있는 금속-프리 혹은 금속 프탈로시아닌 잔기이며, n은 2 또는 3이며 m은 1-4의 수임.)
  2. 제 1항에 있어서, 상기 프탈로시아닌 타입 안료의 100중량부당 화학식(1)의 화합물의 양은 0.1-30중량부인 것을 특징으로 하는 안료 조성물.
  3. 제 1항의 안료 조성물 및 잉크용 매체로 구성된 잉크 조성물.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 잉크용 매체는 그라비어 잉크 혹은 플렉소그래픽 잉크용 매체인 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
KR10-2003-0030383A 2002-05-17 2003-05-13 안료 조성물 및 이를 이용한 잉크 조성물 KR20030089450A (ko)

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