KR20050083639A - 수성 잉크 인쇄물 보호제 - Google Patents

수성 잉크 인쇄물 보호제 Download PDF

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테츠야 오치아이
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Abstract

본 발명은 수성 잉크로 인쇄된 인쇄물의 보호제에 관한 것이다. 전체 용제의 50% 이상을 차지하는 저비점 탄화수소계 용제와, 이것에 가용인 친유성 수지를 함유한다. 저비점 탄화수소계 용제와 친유성 수지와의 배합 비율이 중량비로 97:3~40~60이다. 저비점 탄화수소계 용제의 비점이 50~110℃이다. 저비점 탄화수소계 용제는 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 헥사메틸실록산 등이고, 친유성 수지는 아크릴산에스테르공중합체수지, 실리콘계아크릴수지, 메틸페닐계실리콘수지, 1,2-폴리부타디엔계엘라스토머 등이다.

Description

수성 잉크 인쇄물 보호제{PROTECTIVE AGENT FOR PRINT WITH WATER-BASED INK}
본 발명은 수성 잉크로 인쇄된 문자나 도형, 화상 등의 인쇄물을 보호하는 약제에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 잉크젯 방식으로 인쇄된 인쇄물을 장기간에 걸쳐서 수분, 자외선, 오존, 산소, S0X 및 NOX 등에 의한 열화로부터 보호할 뿐만 아니라 인쇄물에 광택감을 부여하고 그 표면에 찰과상 등이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 수성 잉크 인쇄물 보호제에 관한 것이다.
종래 수성 잉크 인쇄물, 특히 잉크젯 방식으로 인쇄된 인쇄면을 보호하는 방법으로서 인쇄면에 투명 필름을 피복하는 라미네이트법(일본특허공개 평제9-66683호 공보), 흡수성 수지를 이용하는 방법(일본특허공개 평제9-76653호 공보)등이 알려져 있다.
또한, 현재 시판되고 있는 인쇄물 보호제로서는 아크릴 수지 등의 범용 수지를 크실렌 등의 용제에 용해하여 에어로졸화한 것이 있다.
그렇지만, 상술한 것과 같은 종래 기술에 있어서, 라미네이트법은 고가이고 절차가 번거롭다.
또한, 흡수성 수지를 이용하는 방법은, 용제로서 사용하는 물 및 수용성 유기용매가 염료 잉크를 용해하여 색 변화(color drift)를 발생시키고, 그 인쇄 상태를 변화시켜 버린다는 문제가 있다.
더욱이, 시판되는 보호제의 경우 에어로졸화되어 있으므로 사용이 간단하지만, 사용되고 있는 용제 자체의 독성이 강하고 냄새도 심하다. 또한, 그 뿐만 아니라 비점이 높기 때문에(144℃) 건조시간이 길어지고 균일한 보호피막을 형성하는 것이 곤란하다.
그런데, 퍼스널 컴퓨터 등에 의하여 출력된 문자나 화상을 인쇄하는 프린터로서 잉크젯 방식의 것이 많이 사용되고 있다. 여기에 사용되고 있는 잉크에는 염료 잉크와 안료잉크가 있는데, 둘다 물을 용매 내지는 분산매로 하는 수성 잉크이며, 전자는 염료를 물에 용해한 것이고 후자는 안료를 물에 분산시킨 것이다. 또한, 이들 잉크는 이하와 같은 단점이 있다.
① 염료 잉크
염료 자체가 자외선 등의 자연 환경하에서 열화 퇴색(색이 바램)한다.
염료 자체가 수용성이므로 내수성이 열등하다(물에서 염료가 용출하여 색번짐을 발생시키는 등).
② 안료 잉크
마찰(문지름)시키면 안료가 떨어지고 박리된다(내마모성이 열등하다).
종이류 등의 인쇄 매체로의 밀착 불량에 의하여 화상 등과 같은 인쇄물에 표면 흠집(결함 부분)이 발생할 수 있다.
본 발명은 이와 같은 종래 기술이 가지는 문제들을 해결하고자 하는 것으로서, 그 목적은, 수성 잉크, 특히 잉크젯 방식으로 인쇄된 인쇄물이 수분이나 자외선 등의 각종 환경 인자에 의하여 변색·퇴색 등이 되어 열화하는 것을 방지할 뿐만 아니라, 인쇄물에 광택감을 부여하고, 그 표면에 찰과상 등이 발생하는 것을 효과적이고도 간편하게 방지할 수 있는 수성 잉크 인쇄물 보호제를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 수성 잉크 인쇄물 보호제는, 상술한 것과 같은 각 잉크가 본래 지니는 약점을 더 커버하고 보호하는 것이다.
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위하여 거듭 연구를 행한 결과 소정의 저비점 탄화수소계 용제와 친유성 수지를 병용하는 것에 의하여 염료나 안료를 용해, 용출시키지 않고도 단시간에 간단하게 보호막을 형성하는 것이 가능한 것을 알아내고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 수성 잉크 인쇄물 보호제는 수성 잉크에 의하여 인쇄된 인쇄물의 보호제에 있어서,
전체 용제의 50% 이상을 차지하는 저비점 탄화수소계 용제와, 이것에 가용인 친유성 수지를 함유하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 수성 잉크 인쇄물 보호제의 바람직한 형태는, 상기 저비점 탄화수소계 용제와 상기 친유성 수지와의 배합비율이 중량비로 저비점 탄화수소계 용제 : 친유성 수지 = 97 : 3 ~ 40 : 60인 것을 특징으로 한다.
더욱이, 본 발명의 수성 잉크 인쇄물 보호제의 다른 바람직한 형태는, 상기 저비점 탄화수소계 용제의 비점이 50~110℃인 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 저비점 탄화수소계 용제는 n-펜탄, i-펜탄, 사이클로펜탄, n-헥산, i-헥산, 사이클로헥산, 메틸사이클로헥산, n-헵탄, i-헵탄, n-옥탄, i-옥탄 및 헥사메틸실록산으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1종의 용제인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 수성 잉크 인쇄물 보호제의 또 다른 바람직한 형태는, 상기 친유성 수지가 아크릴산에스테르공중합체수지, 실리콘계아크릴수지, 메틸페닐계실리콘수지, 1,2-폴리부타디엔계엘라스토머, 폴리이소부틸렌고무, 방향족계석유수지, 지환족계석유수지 및 폴리스티렌계수지로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종의 수지인 것을 특징으로 한다.
더욱이, 본 발명의 수성 잉크 인쇄물 보호 에어로졸제는 상술한 것과 같은 수성 잉크 인쇄물 보호제 20~80 중량부와, 분사제 80~20 중량부를 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 수성 잉크 인쇄물 보호제에 대하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명에 있어서「%」는 특별히 기재하지 않는 한 중량 백분율을 나타낸다.
상술한 것과 같이, 본 발명의 수성 잉크 인쇄물 보호제는 전체 용제의 50% 이상을 차지하는 저비점 탄화수소계 용제와 친유성 수지를 포함하는데, 이 친유성 수지는 저비점 탄화수소계 용제에 가용이다.
또한, 본 발명은 상기 친유성 수지를 소정의 저비점 탄화수소계 용제에 용해시켜 인쇄물에 피복하여 보호피막을 형성시키는 것을 골자로 한다.
여기서, 저비점 탄화수소계 용제로서는 특히 한정되는 것은 아니지만 상온에서의 작업성을 고려하면 그 비점이 50~110℃인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
비점이 50℃ 미만의 경우 처리 직후로부터 거의 건조상태로 되어 버리고 인쇄 매체의 요철을 전사하기 쉬워서 본 인새물 보호제의 균일한 피막을 형성하는 것이 곤란한다. 또한, 비점이 110℃를 초과하면 건조시간 자체가 길어지는 것과 함께 인쇄 매체의 경사 등에 의하여 균일한 피막을 형성하는 것이 곤란하게 된다.
또한, 본 발명에서는 이와 같은 저비점성에 더하여, 수용성 잉크가 번지지 않는, 즉, 그 염료를 용해, 용출하지 않도록 하는 성질을 가지는 용제가 더욱 바람직하다.
상기 저비점 탄화수소계 용제의 구체예로서는 n-펜탄, i-펜탄, 사이클로펜탄, n-헥산, i-헥산, 사이클로헥산, 메틸사이클로헥산, n-헵탄, i-헵탄, n-옥탄, i-옥탄 또는 헥사메틸실록산 및 이들의 임의의 혼합용제를 사용하는 것이 가능하다.
한편, 친유성 수지로서는 건조 후에 투명하게 되고 인쇄물을 피복하여 보호할 수 있는 성질을 가지며, 상기 저비점 탄화수소계 용제에 가용이고 균일한 피막을 형성하기 쉬운 것이 바람직하고, 구체적으로는, 아크릴산에스테르공중합체수지, 실리콘계아크릴수지, 메틸페닐계실리콘수지, 1,2-폴리부타디엔계엘라스토머, 폴리이소부틸렌고무, 방향족계석유수지, 지환족계석유수지 또는 폴리스티렌계수지 및 이들을 임의로 조합시킨 수지를 사용하는 것이 가능하다.
본 발명에 있어서, 상술한 저비점 탄화수소계 용제와 친유성 수지와의 배합비율은, 대표적으로, 저비점 탄화수소계 용제 : 친유성 수지 = 97 : 3 ~ 40 : 60 (중량비) 이지만, 수지 비율을 3~50%로 하는 것이 적당하고, 4~45%로 하는 것이 바람직하다.
수지 비율이 3% 미만에서는 수지량이 적기 때문에 적절한 막두께를 가지는 피막을 균일하게 형성하는 것이 곤란하다. 또한, 수지 비율이 60%를 초과하면 레벨링(leveling) 성이 악화되어 균일한 피막을 형성하는 것이 곤란하게 된다.
여기서, 염료 잉크에 의한 인쇄물의 염료가 용해·용출하는 것을 극복하고자 전체 용제 중에 대한 상기 저비점 탄화수소계 용제의 비율을 50% 이상으로 한다. 다른 염료 잉크에 영향을 주는 유기용제, 예를 들어 알콜류(이소프로필알콜 등)이나 케톤류(메틸에틸케톤 등)이나 에스테르류 등을 50% 이상 함유하면 염료가 용해, 용출한다.
또한, 본 발명자들은 저비점 탄화수소계 용제와 유기용제의 혼합물을, 프린터로서 엡손사 제품 상품명 PM-900c를 이용하여 그것의 진품 염료 잉크로 캐논 진품 포토광택필름(상품명 HG-201)에 인쇄한 인쇄면에 분무하고, 수직으로 살며시 놓고 잉크의 번짐을 관찰하여, 저비점 탄화수소계 용제가 50% 미만의 비율로 포함되면 잉크의 번짐이 발생하는 것을 확인하였다.
본 발명의 인쇄물 보호제에 있어서는 저비점 탄화수소계 용제의 종류와 혼합비율을 변화시키는 것에 의하여 건조속도를 조절하는 것이 가능하다. 즉, 저비점 성분을 많게 하면 빠르고, 고비점 성분을 많게 하면 느리게 될 수 있다.
상기 건조속도의 조절은 형성하는 보호막의 표면 상태에도 영향을 주는데, 빠르게 하면 균일성이 양호하게 되고, 느리게 하면 광택감이 양호하게 되는 등의 작용도 있다. 따라서, 이들의 조합 및 그 비율은 인쇄물을 보호하는 보호막을 형성시키는 것에 있어서 중요한 요소가 된다.
본 발명의 인쇄물 보호제에 있어서, 저비점 탄화수소계 용제와 친유성 수지의 바람직한 조합 및 그 혼합 비율로서 80~97%의 이소헥산과 20~3%의 메틸페닐실리콘수지, 70~90%의 이소펜탄과 30~10%의 실리콘계아크릴수지 등을 예로 들 수 있다.
상술한 것과 같이, 본 발명의 수성 잉크 인쇄물 보호제는 상기의 저비점 탄화수소계 용제와 친유성 수지를 필수 성분으로 하지만, 이외의 다른 성분으로서 자외선 흡수제, 형광증백제, 레벨링제 및 향료 등을 첨가하는 것도 바람직하다.
여기서, 자외선 흡수제로서는 살리실산계, 벤조트리아졸계 및 벤조페논계의 UV 흡수제, 레벨링제로서는 알킬렌옥사이드변성실리콘이나 에폭시변성실리콘을 예로 들 수 있다.
본 발명의 수성 잉크 인쇄물 보호제의 제조 방법에 대하여는, 특히 제한은 없으며, 친유성 수지나 저비점 탄화수소계 용제를 포함하는 전체 용제에 균일하게 용해하고 또한 형성되는 보호막의 최종 상태가 투명한 것이 바람직하다.
또한, 그 사용 방법도 특히 한정되는 것은 아니지만, 에어로졸 및 아토마이저(atomizer)에 의한 분무나, 브러시 및 에플리케이터(applicator) 등에 의한 도포를 대표예로 들 수 있다.
또한, 에어로졸화하는 경우에는 본 발명의 수성 잉크 인쇄물 보호제 20~80 중량부에 대하여, 분사제, 예를 들어, 프로판, n-부탄 또는 i-부탄 및 이들의 혼합 LPG (대표적으로는 20℃에서의 압력이 0.20~0.55 MPa 정도) 또는 DME (디메틸에테르)를 80~20 중량부 가하는 것이 바람직하고, 이에 의하여 분무 후의 우수한 레벨링성을 실현하는 것이 가능하다.
상술한 것과 같은 본 발명의 수성 잉크 인쇄물 보호제에 의하여 형성된 투명한 보호 피막은 다음과 같은 특성을 가지고 인쇄물에 대한 보호 작용을 발휘하는 것이다.
① 투명하지만 색조에 어떠한 영향을 가하지 않는다. 광택이 양호하게 된다.
② (탄화수소계 용제에 가용인 것에 의하여) 수지 자체가 소수성이므로 수분이 머물러 있지 않고 내수성이 우수하다.
③ 전면에 피막을 형성하고 있으므로 공기중의 산소, 오존, S0X 나 NOX 등과 염료가 직접 접촉하지 않아서 이들에 의한 열화(퇴색)를 방지한다.
④ 마찰(문지름)에 의하여 안료가 떨어지지 않는다.
⑤ 냄새가 적고, 손쉽게 단시간에 보호막을 형성하는 것이 가능하다.
⑥ 각종 인쇄 매체(미디어)에 대응가능하다.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의하여 더욱 상세히 설명하지만 본 발명이 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1~5)
하기 표 1에 나타낸 친유성 수지, 저비점 탄화수소계 용제 및 그 외의 용제를 소정 비율로 혼합하여 각 예의 수성 잉크 인쇄물 보호제를 제조하였다. 또한, 표 1중의 수치는 질량 백분율을 나타낸다.
(비교예 1~3)
표 1에 나타낸 수지 및 용제를 사용하여 실시예 1~5와 같은 공정을 반복하여 각 예의 수성 잉크 인쇄물 보호제를 얻었다.
실시예 비교예
1 2 3 4 5 1 2 3
친유성수지 실리콘계아크릴수지 6 20 40 2.5 15
메틸페닐실리콘수지 5 10 23
1,2-폴리부타디엔엘라스토머 0.5
지환족계석유수지 1.0
저비점 용제 i-헥산 36 30 20 20 30
사이클로헥산 50 35 40 49.0 50 30 27
메틸사이클로헥산 10 5 29.5 40.0 20
i-옥탄 5
기타 용제 이소프로필알콜 4 10 20 10 55
도데칸 50
적용방법 에어로졸 에어로졸 아토마이저 에어로졸 에플리케이터 에어로졸 에어로졸 에플리케이터
[성능 평가]
수성 잉크로서 염료 잉크(엡손사 제품, 상품명 : PM-900C) 또는 안료 잉크(엡손사 제품, 상품명 : MC-2000)를 이용하고, 인쇄 매체(미디어)로서 채용한 캐논 진품 포토광택필름 (상품명 : HG-201)에 잉크젯식 범용 프린터로 인쇄를 수행하였다.
이에 따라 얻어지는 인쇄물에 각 예의 수성 잉크 인쇄물 보호제를 표 1에 나타낸 방법으로 적용하여 각 예의 시험체를 얻고, 하기의 성능 평가에 이용하였다.
① 육안 관찰
인쇄물 보호제를 적용한 후, 각 시험체의 투명도, 균일성, 염료의 번짐 및 광택감 등을 육안으로 판정하였다.
② 내후성
페이드 미터(fade meter)를 사용하여, 크세논 램프로 각 시험체를 72시간 조사(照射)하여 그 퇴색 비율을 하기의 OD값 변화율에 의하여 산출하였다. 얻어진 결과를 옐로(yellow), 마젠타(magenta), 시안(cyan) 및 블랙(black)의 각 색별로 표 2에 나타내었다. 또한, 표 2 중 내후성에 대한 수치는「%」를 나타낸다.
퇴색 비율(%) = (조사 후의 OD 값)/(조사 전의 OD 값)×100
③ 내수성
각 시험체의 표면에 대한 물방울의 접촉각을 측정하고, 얻어진 결과를 표 2에 나타내었다. 또한, 표 2 중 내수성에 대한 수치는「°」를 나타낸다.
번호항목 미처리 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5
염료 안료 염료 안료 염료 안료 염료 안료 염료 안료 염료 안료
내후성 옐로 62 98 88 97 87 97 90 96 88 97 90 98
마젠타 57 99 90 98 92 98 92 98 89 96 91 97
시안 60 97 87 95 89 99 91 99 92 95 89 95
블랙 65 98 90 92 90 98 89 95 90 92 88 96
내수성 50> 50> 92 90 89 90 87 89 93 91 92 94
내후성의 수치는「%」를 나타낸다.
내수성의 수치는「°」를 나타낸다.
표 2에 의하여 본 발명의 범위에 속하는 실시예1~5에서 우수한 내후성 및 내수성이 발휘되는 것을 알 수 있다. 또한, 현시점에 있어서는 광택성 및 균일성의 관점으로부터 실시예2가 가장 양호하다고 할 수 있다.
또한, 육안 관찰에 있어서 실시예 1~5는 투명감, 균일성, 염료의 번짐 및 광택감이 모두 양호하였다. 이에 비하여, 비교예1은 다량으로 분무하였기 때문에 균일성이 불량하였다. 또한, 비교예2는 염료 잉크의 인쇄체에 번짐이 발생하고, 비교예3은 건조속도가 늦고 더욱이 균일성도 떨어졌다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 소정의 저비점 탄화수소계 용제와 친유성 수지를 병용하였기 때문에 수성 잉크, 특히 잉크젯 방식으로 인쇄된 인쇄물이 수분이나 자외선 등의 각종 환경인자에 의하여 변색·퇴색 등이 되어 열화하는 것을 방지하며 인쇄물에 광택감을 부여하고 그 표면에 찰과상 등이 발생하는 것을 효과적이고도 간편하게 방지할 수 있는 수성 잉크 인쇄물 보호제를 제공하는 것이 가능하다.

Claims (6)

  1. 수성 잉크에 의하여 인쇄된 인쇄물의 보호제에 있어서,
    전체 용제의 50% 이상을 차지하는 저비점 탄화수소계 용제와, 이것에 가용인 친유성 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 수성 잉크 인쇄물 보호제.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 저비점 탄화수소계 용제와 상기 친유성 수지의 배합 비율이 중량비로 저비점 탄화수소계 용제 : 친유성 수지 = 97 : 3 ~ 40 : 60 인 것을 특징으로 하는 수성 잉크 인쇄물 보호제.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 저비점 탄화수소계 용제의 비점이 50~110℃ 인 것을 특징으로 하는 수성 잉크 인쇄물 보호제.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저비점 탄화수소계 용제는 n-펜탄, i-펜탄, 사이클로펜탄, n-헥산, i-헥산, 사이클로헥산, 메틸사이클로헥산, n-헵탄, i-헵탄, n-옥탄, i-옥탄 및 헥사메틸실록산으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1종의 용제인 것을 특징으로 하는 수성 잉크 인쇄물 보호제.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 친유성 수지는 아크릴산에스테르공중합체수지, 실리콘계아크릴수지, 메틸페닐계실리콘수지, 1,2-폴리부타디엔계엘라스토머, 폴리이소부틸렌고무, 방향족계석유수지, 지환족계석유수지 및 폴리스티렌계수지로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종의 수지인 것을 특징으로 하는 수성 잉크 인쇄물 보호제.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 의한 수성 잉크 인쇄물 보호제 20~80 중량부와, 분사제 80~20 중량부를 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수성 잉크 인쇄물 보호 에어로졸제.
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