KR20040014301A - 모노아조 레이크 안료 조성물 및 이를 이용한 그라비아 잉크 - Google Patents

모노아조 레이크 안료 조성물 및 이를 이용한 그라비아 잉크 Download PDF

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Abstract

가용성기를 갖는 방향족 아민을 디아조화하여 얻어진 디아조 성분 및 커플러 성분을 커플링하고 커플링 후 혹은 동시에 레이크화하여 제조되는 레이크된 안료 수성 슬러리로부터 얻어지는 모노아조 레이크 안료를 함유하는 모노아조 레이크 안료 조성물, 상기 안료 조성물 및 그라비아 잉크 전색제를 포함하는 그라비아 잉크가 제공되며, 이 때, 상기 레이크화는 상기 커플러 성분 100중량부 당 수용성 아크릴계 중합체 0.1~40중량부의 존재하에서 수행된다.

Description

모노아조 레이크 안료 조성물 및 이를 이용한 그라비아 잉크{Monoazo Lake Pigment Composition and Gravure Ink Using the Same}
본 발명은 유동성, 경시 안정성, 인쇄적성 및 인쇄물의 광택이 향상된 모노아조레이크 안료 및 상기 안료를 사용한 그라비아 잉크에 관한 것이다.
디아조 성분으로서 가용성기를 갖는 방향족 아민과 커플러(coupler) 성분으로서 β-옥시나프토산 혹은 β-나프톨을 커플링하여 얻어진 모노아조 레이크 안료는 인쇄잉크, 코팅 조성물 및 플라스틱의 착색과 같은 다양한 적용에 광범위하게 사용된다. 이러한 모노아조 레이크 안료는 투명하고 선명한 색조를 만들기 위한 목적으로 보다 정밀한 입자 모양을 가지도록 제어된다. 그러나, 상기 레이크 안료가 그라비아 잉크로 사용되는 경우, 결함이 있다. 즉, 상기 안료의 입자가 보다 정밀해지면, 입자의 응집이 진행되며 잉크의 점도가 증가되고 겔화가 일어나기 때문에 사용할 수 없다. 상기의 결함을 극복하기 위하여, 첨가제로서 방향족 술폰산의 포르말린 응축물을 사용하는 안료 조성물(JP-A-62-18472) 및 첨가제로서 수-용성 아크릴 중합체를 사용하는 안료 조성물(JP-A-7-2922749)이 개시된다. 그러나, 이러한 안료 조성물은 점도가 감소됨에 따라 약해지고 인쇄적성이 불충분하기 때문에 실질적으로 사용하기에는 적합하지 않다.
본 발명의 목적은 그라비아 잉크에 사용되는 경우, 유동성, 경시안정성 및 인쇄적성이 매우 우수하며, 인쇄물의 광택이 매우 우수한 안료 및 상기 안료를 포함하는 그라비아 잉크 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 가용성기를 갖는 방향족 아민기를 디아조화하여 얻어진 디아조 성분과 커플러 성분을 커플링하고 커플링후 혹은 동시에 레이크화하여 제조되는 레이크된 안료 수성 슬러리로부터 얻어진 모노아조 레이크 안료를 함유하는 모노아조 레이크 안료 조성물을 제공하는 것이며, 이 때 상기 레이크화는 상기 커플러 성분 100부당 0.1~40 중량부의 수-용성 아크릴계 중합체의 존재하에서 수행된다.
나아가 본 발명은 상기에 따른 모노아조 레이크 안료 조성물을 제공하는 것이며, 이 때, 상기 모노아조 레이크 안료는 레이크된 안료 수성 슬러리의 100중량부(고형분 함량)에 수-용성 아크릴 중합체 0.1~30중량부를 첨가하여 표면처리된다.
나아가, 본 발명은 상기에 따른 모노 아조 레이크 안료 조성물을 제공하는 것이며, 상기 모노아조 레이크 안료는 수성 슬러리를 여과 및 건조하여 레이크화된안료 수성 슬러리에서 분리된 안료 100부에 수-용성 아크릴 중합체 분말 0.1~30중량부를 첨가하고 함께 혼합하여 얻어진다.
본 발명의 디아조 성분을 구성하는 가용성기를 갖는 방향족 아민의 예로는 2-클로로-5-아미노톨루엔-4-술폰산, 4-아미노톨루엔-3-술폰산, 4-클로로-아닐린-3-술폰산, 안트라닐산, 4-클로로안트라닐산, 2-나프틸아민-1-술폰산 및 이들의 소디움 염을 포함한다. 이들중, 아미노톨루엔 술폰산의 유도체가 바람직하다.
바람직하게 커플러 성분은 β-옥시나프토산 혹은 β-나프톨이며, 이는 아세토아세트아닐리드일 수 있다.
본 발명은 수용성 아크릴계 중합체 0.1~40중량부가 레이크화시에 커플러 성분 100중량부에 첨가되는 특징을 갖는다.
상기 수-용성 아크릴계 중합체의 예로는 아크릴산-말레산 공중합체, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리말레산, 이소부틸렌-말레산 공중합체, 스티렌-아크릴산 공중합체, 및 이들의 소디움 염, 포타슘 염 혹은 암모늄 염을 포함한다. 보다 상세하게, POIZ 520, 530, 및 540, DEMOL EP, P 및 LP(Kao Corporation에서 공급), ARON-T40 및 A-10SL(Toa Gosei Chemical Industry Co., Ltd에서 공급), Joncryl 67, 586, 611, 678, 680 및 683(JOHNSON POLYMER CORPORATION에서 공급), JURYMER AC-10S 및 AC-20N(NIHON JUNYAKU CO.,LTD에서 공급)을 포함한다.
본 발명의 수-용성 아크릴계 중합체를 레이크화시 사용하는 양은 고형분 함량로 환산하여 커플러 성분 100중량부 당 바람직하게는 0.1~40중량부, 보다 바람직하게는 1~20중량부이다. 수용성 아크릴계 중합체의 상기된 양이 상기 범위의 하한보다 작은 경우에는 본 발명의 효과가 나타나지 않는다. 또한, 상기된 범위의 상한보다 큰경우에는 첨가된 양에 상응하는 효과가 얻어질 수 없다.
본 발명의 모노아조 레이크 안료는 통상적으로 알려진 모노아조 레이크 안료의 제조 방법에 따라 제조될 수 있다. 즉, 수용성기를 갖는 방향족 아민은 일반적인 방법에 따라 디아조화된다. 반대로, 커플러 성분은 일반적인 방법에 따라 제조된다. 그 후, 모든 성분을 커플링하여 염료를 얻는다. 염료에 상기 수-용성 아크릴계 중합체를 첨가한 다음 상기 염료를 안료 레이크화용 금속을 사용하여 레이크한다. 다른 방법으로, 안료 레이킹용 금속이 디아조 성분 혹은 커플러 성분에 첨가되거나, 반대로 상기 수-용성 아크릴계 수지를 미리 상기 커플러 성분에 첨가하는 방법이 적용될 수 있으며, 아크릴 수용액의 존재하에서의 커플링 및 레이크화를 동시에 수행한다. 안료 레이크화용 금속의 예로는 칼슘, 바륨, 스트론튬 및 망간등을 포함한다.
레이크화시 존재하는 수용성 아크릴계 중합체의 사용량은 수성 슬러리 100중량부에 수-용성 아크릴 중합체 0.1~30중량부, 보다 바람직하게는 1~20중량부를 첨가하고 함께 혼합하여 모노아조 레이크 안료를 표면 처리한다. 상기 수-용성 아크릴계 중합체의 혼합은 본 발명의 효과를 촉진시킨다. 수-용성 아크릴 중합체의 첨가량이 상기 범위의 하한보다 작은 경우에는 본 발명의 효과를 촉진시키는 효과가 작아진다. 또한, 상기 범위의 상한보다 큰 경우에는 첨가된 양에 상응하는 효과가 얻어질 수 없다. 상기 수-용성 아크릴 수지는 수용액 형태로 바람직하게 첨가되며, 분말의 형태로 첨가될 수 있다.
레이크화 안료 수성 슬러리를 여과하고 건조하여 얻어진 건조 안료 100중량부에 수용성 아크릴 중합체를 바람직하게 0.1~30중량부, 보다 바람직하게는 1~20중량부 첨가하고 함께 혼합하는 것이 바람직하다. 상기 수용성 아크릴 중합체의 혼합은 본 발명의 효과를 촉진시킨다. 수용성 아크릴계 중합체의 첨가량이 상기 범위의 하한보다 작은 경우에는 본 발명의 효과를 촉진시키는 효과가 작다. 또한 상기 범위의 상한보다 큰 경우에는 첨가된 양에 상응하는 효과가 얻어질 수 없다.
본 발명의 그랴비야 잉크 구성에 대하여 예를 들어, 상기 그라비아 잉크는 수지 10~80중량부, 잉크 용매 10~80중량부, 본 발명의 안료 조성물 5~35중량부, 및 증량제 안료 0~20중량부로 이루어진다. 부가적으로, 필요에 따라 다른 보조제로서, 가소제, 자외선 방지제, 산화 방지제, 대전 방지제, 레벨링제, 소포제, 왁스 등을 포함할 수 있다.
수지의 예로는 고무 로진, 나무 로진, 토올유 로진, 로진 에스테르, 라임 경화된 로진, 아연-개질경화된 로진, 말레-개질된 로진, 퓨마르-개질된 로진, 셀룰로오스 니트레이트, 에틸 셀룰로오스, 폴리아미드, 폴리우레탄, 고리화된 고무, 염소화 고무 및 아크릴 수지를 포함한다. 잉크 용매의 예로는 방향족 탄화수소, 지방족 탄화수소, 알콜, 에스테르, 케톤 용매, 물등 예를 들어, 톨루엔, 자일렌, 에틸 아세테이트, 아세톤, 노르말 헥산, 이소프로필 알콜 혹은 물을 포함한다. 증량제 안료의 예로는 바륨 술페이트, 바륨 카보네이트, 칼슘 카보네이트, 플라스터, 알루미나 화이트, 클레이, 실리카, 실리카 화이트, 탈크, 칼슘 실리케이트 혹은 침전 마그네슘 카보네이트를 포함한다. 이러한 수지, 용매 및 안료는 단독으로 혹은 각각의 혼합물로 사용될 수 있다.
본 발명의 모노아조 레이크 안료는 오프셋 잉크와 같은 잉크용 혹은 모울드 플라스틱의 착색용 뿐만 아니라 그라비아 잉크용으로 사용될 수 있다.
실시예
본 발명은 다음 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. 실시예에서 "부"는 "중량부"를 의미하며 "%"는 "중량%"를 의미한다.
실시예 1
소디움 하이드록사이드 16.8부 및 4-아미노톨루엔-3-술폰산 78.5부를 물 932부에 용해하여 용액을 얻었다. 35% 염산 105부를 용액에 첨가하였다. 그 후, 얼음 840부를 결과 용액에 첨가하여 0℃로 냉각한 다음, 35% 칼슘 클로라이드 172g을 첨가하였다. 물 95부 및 소디움 나이트라이트 30g으로 구성된 용액을 결과 혼합물에 첨가하고 상기 혼합물을 3℃ 이하의 온도에서 45분동안 교반하여 디아조 성분을 얻었다.
β-옥시나프토산 91부를 물 2100부 및 소디움 하이드록사이드 44.5부로 이루어진 용액에 용해하고 결과 용액을 15℃로 냉각하였다. Joncryl 678(JOHNSON POLYMER CORPORATION에서 공급되는 수용성 아크릴 수지)의 30% 용액 18.7부(Joncryl 678 30부, 소디움 하이드록사이드 3.8부 및 물 66.2부)를 냉각된 용액에 첨가하여 커플러 성분을 얻었다. 상기 디아조 성분을 커플러 성분에 30분간첨가하고 교반을 30분동안 유지하여 레이크화 반응을 진행하였다. 그 후, 상기 반응 혼합물을 85℃로 가열하고 교반을 30분동안 유지하여 레이크화 반응을 종결하여 레이크화 안료 슬러리를 얻었다. 슬러리 pH를 35% 염산으로 4.5~5.0으로 조절한 다음, 상기 슬러리를 30분동안 교반하였다. 그 후, 여과 물로 세척, 건조를 수행하여 안료 조성물을 얻었다.
실시예 2
실시예 1에서 얻어진 동일한 레이크된 안료 슬러리 100부(고형분 함량)을 85℃로 가열한 다음 30분간 교반하였다. 그 후, 그 pH를 35% 염산으로 4.5~5.0으로 조절하였다. 부가적으로, Joncryl 678 30% 용액 40부를 첨가하고 결과 혼합물을 30분동안 교반하였다. 그 후, 여과, 물로 세척 및 건조를 수행하여 안료 조성물을 얻었다.
실시예 3
Joncryl 678 12부를 실시예 1에서 얻어진 동일한 건조 안료 조성물 100부에 함께 첨가하여 안료 조성물을 얻었다.
실시예 4
실시예 1에서 사용되는 Joncryl 678 30% 수용액의 양을 9.4부로 감소시킨것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 안료 조성물을 얻었다.
실시예 5
실시예 4에서 얻어진 동일한 레이크 안료 슬러리 100부(고형분 함량)를 85℃로 가열한 다음, 30분동안 교반하였다. 그 후, 35% 염산으로 pH를 4.5~5.0으로 조절하였다. 부가적으로, Joncryl 678 30% 용액을 첨가하고 결과 혼합물을 30분간 교반하였다. 그 후, 여과, 물로 세척, 건조를 수행하여 안료 조성물을 얻었다.
실시예 6
실시예 4에서 얻어진 것과 동일한 건조 안료 조성물 100부에 Joncryl 678의 분말 19.5부를 첨가하고 함께 혼합하여 안료 조성물을 얻었다.
실시예 7
실시예 1에서 사용되는 4-아미노톨루엔-3-술폰산 78.5부를 4-아미노톨루엔-3-술폰산 76.5 부 및 2-아미노나프탈렌-1-술폰산 2부의 혼합물로 교체하고 Joncryl 678의 30% 용액의 양을 12부로 감소시킨것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 안료 조성물을 얻었다.
실시예 8
실시예 7에서 사용되는 Joncryl 678 30% 용액을 DEMOL EP 3.6부(고형분 함량)로 교체한 것을 제외하고 실시예 7에서와 동일한 방법으로 안료 조성물을 얻었다.
실시예 9
실시예 7에서 사용되는 Joncryl 678 30% 용액을 POIZ 520 2.0부(고형분 함량)로 교체한 것을 제외하고 실시예 7와 동일한 방법으로 안료 조성물을 얻었다.
실시예 10
실시예 7에서 사용되는 Joncryl 678 30% 용액을 JURYMER AC-10S 2부(고형분 함량)로 교체한 것을 제외하고 실시예 7과 동일한 방법으로 안료 조성물을 얻었다.
비교예 1
Joncryl 678 30% 용액을 첨가하지 않은 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 비-처리된 안료를 얻었다.
비교예 2
실시예 1에서 사용되는 Joncryl 678 30% 용액 18.7부를 로진 비누 28부(고형분 함량으로 환산하여 5.6부)로 교체한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 비교 안료를 얻었다.
비교예 3
실시예 7에서 사용되는 Joncryl 678의 30% 용액을 첨가하지 않은 것을 제외하고 실시예 7과 동일한 방법으로 비-처리된 안료를 얻었다.
이후에 본 발명에서 얻어진 각 안료의 그라비아 잉크 안정성을 나타낼 것이다.
각 실시예에서 얻어진 모노아조 레이크 안료 조성물을 다음 방법으로 테스트하였다.
(테스트 방법)
1. 폴리우레탄 형 그라비아 잉크
모노아조 레이크 안료 조성물 10부
폴리우레탄 형 바니쉬 40부
용매(MEK) 40부
첨가제 10부
5mm의 직경을 갖는 글래스 비드 100g와 함께 상기 성분을 부피가 225ml인 마요네즈 병에 장입한 다음 90분동안 페인트 콘디셔너로 분산시켰다.
2. 수성 그라비아 잉크
모노아조 레이크 안료 조성물 30부
수성 바니쉬 30부
물 39부
첨가제 1부
3mm의 직경을 갖는 알루미나 비드 200g과 함께 상기 성분을 부피가 225ml인 마요네즈 병에 장입한 다음 90분동안 페인트 콘디셔너로 분산시켰다.
표 1 및 표 2는 상기 각각의 그라비아 테스트 결과를 나타낸다.
유리 용기에 함유된 잉크를 25℃의 항온조에 장입시킨 후에 BM형 점도계로 잉크 형성 직후의 분산성을 측정하였다(단위:cps)
경시유동성은 유리 용기에 함유된 잉크를 4일동안 40℃의 항온조에서 보존한 다음 25℃의 항온조에 1시간동안 장입한 후 측정하였다.
투명도는 얻어진 잉크를 전색된 필름의 투명도를 육안 관찰로 평가하였다. 결과를 상 하의 순서로 ⊙, O, △, 혹은 X로 표시하였다.
광택은 잉크를 전색된 필름을 글로스 미터로(60℃) 측정하여 측정되었다.
소형 인쇄기의 판막힘 저항성을 100m/min의 속도로 30분동안 소형 프린터를 작동시킨 후에 인쇄물의 잉크 착육성을 육안 관찰하여 평가하였다. 결과를 상 하의순서로 ⊙, O, △, 혹은 X로 표시하였다.
표 1
폴리우레탄 형 그라비아 잉크의 테스트 결과
평가 항목 유동성 투명도 광택(%) 비침투성
잉크화 직후 40℃에서 4일후
6/60rpm 6/60rpm
실시예 1 430/300 740/540 ⊙ 82 O
실시예 2 60/60 460/350 ⊙ 80 ⊙
실시예 3 60/60 430/330 ⊙ 80 ⊙
실시예 4 390/270 540/390 O 82 O
실시예 5 75/70 140/110 O 79 ⊙
실시예 6 70/70 250/180 O 78 ⊙
비교예 1 410/270 500/350 X 75 X
비교예 2 450/320 1050/760 ⊙ 83 X
표 2
수성 그라비아 잉크의 테스트 결과
평가 항목 유동성 투명도 광택(%) 인쇄판 막힘에 대한 저항성
잉크화 직후 40℃에서 4일후
6/60rpm 6/60rpm
실시예 7 140/120 680/440 ⊙ 20 O
실시예 8 160/150 700/470 ⊙ 20 O
실시예 9 200/180 870/520 O 20 O
실시예 10 300/260 970/630 O 20 O
비교예 3 190/160 3960/2200 X 19 △
본 발명에 따라서, 모노아조 레이크 안료의 제조에 수용성 아크릴 중합체를첨가하여 유동성, 경시 안정성, 인쇄적성 및 인쇄물의 광택이 매우 우수한 안료 및 그라비아 잉크 조성물을 얻었다.

Claims (5)

  1. 가용성기를 갖는 방향족 아민을 디아조화하여 얻어진 디아조 성분과 커플러 성분을 커플링하고 상기 커플링 후에 혹은 동시에 상기 커플러 성분 100부당 0.1~40중량부의 수용성 아크릴계 중합체의 존재하에서 레이크화하여 제조되는 레이크화 안료 수성 슬러리로부터 얻어진 모노아조 레이크 안료를 함유하는 모노아조 레이크 안료 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 모노아조 레이크 안료는 나아가 레이크화 안료 수성 슬러리 100중량부(고형분 함량)에 수-용성 아크릴 중합체 0.1~30부를 첨가하여 표면-처리됨을 특징으로 하는 모노아조 레이크 안료 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 모노아조 레이크 안료는 상기 레이크화 안료 수성 슬러리에서 여과 및 건조하여 분리된 안료 100부에 수용성 아크릴 중합체 분말 0.1~30중량부를 첨가하고 함께 혼합하여 얻어짐을 특징으로 하는 모노아조 레이크 안료 조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 디아조 성분은 아미노톨루엔술폰산 유도체이며, 커플러 성분은 β-옥시나프토산 혹은 β-나프톨임을 특징으로 하는 모노아조 레이크 안료 조성물.
  5. 제 1항에 개시된 바와 같은 상기 안료 조성물을 포함하는 그라비아 잉크 및 그라비아 잉크 전색제.
KR1020030054330A 2002-08-07 2003-08-06 모노아조 레이크 안료 조성물 및 이를 이용한 그라비아 잉크 KR20040014301A (ko)

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