KR20090057749A - 수불식 요판잉크 및 이의 전색제 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 은행권 또는 각종 유가증권 등의 요판인쇄 시 수불식 요판인쇄방식에 사용할 수 있는 잉크용 전색제와 이를 함유한 요판잉크의 제조방법으로 요판인쇄기(Super Orlof Intaglio)에서 고속인쇄 및 고심도 인쇄가 가능하고, 인쇄제품의 내약품성, 내알카리성 및 내마모성 등의 내구성이 우수한 요판잉크의 제조방법에 관한 것이다.
요판인쇄, 잉크, 수불식 알키드 바니시, 우레탄 변성 알키드 바니시

Description

수불식 요판잉크 및 이의 전색제 제조방법{Water-wipping type intaglio ink and method for preparing vehicle for the ink}
본 발명은 요판인쇄 시 수불식 요판 인쇄방식에 사용할 수 있는 전색제와 잉크의 제조방법으로 고속인쇄기(Super Orlof Intaglio)에서 인쇄가 가능한 잉크와 이러한 잉크에 사용되는 전색제 제조방법에 관한 것이다.
요판인쇄 방식은 인쇄판의 요부에 잉크를 채운 후 비화선부(요부를 제외한 부분)에 묻은 잉크를 와이핑롤러로 닦아내고, 닦아낸 잉크를 알카리성 수용액으로 세척하는 것을 수불식 방식이라 한다.
수불식이 용이하게 되기 위해서는 잉크가 알카리 용액에서 쉽게 분산되어야 하고 요부의 잉크가 용지로 전이되어 형성된 인쇄물은 내알카리성 등의 내약품성이 강해야 하며, 인쇄제품의 품위 향상을 위해 잉크피막의 내마모성도 우수하여야 하고, 장시간 인쇄 시 인쇄기 상에서 잉크 경화가 일어나지 않아야 하며 고속 인쇄 시 잉크비산이 없어야 한다.
종래의 수불식 요판잉크는 내알카리성이 약하여 이를 개선한 내알카리성 요판잉크를 제조하는 방법을 제공(특허 제 36791호)한 바 있으나, 이와 같이 제조된 요판잉크는 수불식 적성이 미흡하여 고속인쇄가 어렵고 잉크피막의 두께가 100㎛ 이하에서만 무간지 인쇄가 가능하고 고심도에선 무간지 인쇄에 어려움이 있다.
수불식 고심도 요판잉크(특허 제 89670호)는 고심도 요판인쇄물을 얻을 수 있지만, 수불식 적성이 미흡하여 고속인쇄가 어렵고, 수불식 요판인쇄 잉크(특허 제 128373호)는 고속인쇄 시 잉크비산과 잉크피막의 내부경화 건조성이 미흡하여 드로우시트 퇴적과 인쇄물 분리적성의 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 개선하여 고심도 인쇄판에서 무간지 적성, 고속인쇄 시 불식적성, 잉크 전이성, 비산 방지적성이 우수하고, 인쇄 후 인쇄물의 분리가 양호하며 다음 공정의 요판인쇄 시 드로우쉬트에 퇴적이 없고, 내구성이 우수한, 친환경성의 요판잉크에 사용되는 제 1 및 2 전색제를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 제1전색제 및 제2전색제를 함유하는 요판잉크를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 잉크제조용으로 새로운 2종의 전색제를 사용하며, 이러한 제1전색제 바니시는 내알카리성, 내석검성 등의 내약품성이 우수하고, 고비점지방족탄화수소계 용제에 용해성이 좋으므로 용해력이 강한 글리콜에테르계 용제 사용량을 줄일 수 있기 때문에 잉크의 점도가 높아 인쇄기 상에서 잉크의 전이성을 증가시켜 적절한 잉크 배출량으로 인쇄가 가능하여 잉크의 비산을 방지할 수 있고, 산화건조(경화)성이 양호하여 실온에서의 건조성과 광택이 우수한 우레탄 변성 알키드 바니시이며, 상기 제2전색제 바니시는 잉크 제조 시 산가(Acid value)를 조절하여 수불식 적성을 향상시키는 알키드 바니시이다.
본 발명에 따르면 수불식 요판인쇄 방식으로 고속인쇄기에서 잉크의 불식적성, 전이성, 무간지 적성이 우수하여 고심도 요판 인쇄가 가능하며 특히, Super Orlof Intaglio 인쇄기에서 고속인쇄(10,000장/시간)를 행하여도 잉크 비산이 없으며 인쇄제품의 내약품성, 내알카리성, 내마모성 등의 내구성이 우수한 품질 특성을 갖는 수불식 요판 인쇄잉크가 제공된다.
이하, 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
인쇄용지가 큰 고속인쇄기(Super Orlof Intaglio)와 종전의 요판인쇄기를 비교하면 Orlof 요판인쇄기는 각각의 잉킹(inking) 장치에서 배출되는 서로 다른 4색의 잉크가 조각로라(chablon roller)를 거쳐 1개의 집합통(collecting drum)에 합친 다음 판통에 잉크를 묻혀주는 간접 잉킹 방식이며 조각로라의 경도가 종전보다 높기 때문에 잉크의 전이성이 우수하여야 하고, 종전의 쇼트잉킹시스템(Short Inking System)보다 로러 수도 많고 롤러닙(Roller Nip)도 크며 잉크 집합통을 제외하고는 인쇄기의 모든 로라 직경이 작으므로 고속인쇄 시 강한 윈심력에 의해 잉크의 비산방지와 기상안정성이 요구되어 종전과 다른 잉크 조성물이 필요하다.
본 발명에서 이러한 목적을 달성하기 위해서 잉크제조용으로 새로운 2종의 전색제를 제공하고 있고, 또한 이를 함유하는 수불식 요판인쇄 잉크를 제공하고 있다.
본 발명은 촉매 및 불활성 가스 존재 하에 탈수피마자유, 아마인유 및 대두 유 지방산으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 식물유 지방산 25 내지 30중량%에 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판, 글리세린, 트리메틸올에탄, 펜타에리트리톨, 및 디펜타에리트리톨로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 다가알콜을 8 내지 12중량%를 첨가하여 교반하면서 220 내지 230℃에서 2 내지 2.5시간 에스테르화 반응시키고 160℃로 냉각시키는 제1단계; 제1단계의 반응물에 무수프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 무수마레인산, 후말산, 아디픽산, 테트라하이드로 프탈산, 및 무수트리메릿산으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 다염기산 8 내지 12중량%를 첨가하여 180 내지 190℃에서 2 내지 3시간 반응시키고 140℃로 냉각시키는 제2단계; 및 제2단계의 반응물에 하나 또는 그 이상의 고비점지방족탄화수소계 용제 30 내지 40중량% 가하고 우레탄화 변성제인 2,4-톨루엔 디이소시아네이트, 65/35-톨루엔 디이소시아네이트, 80/20-톨루엔 디이소시아네이트, 및 4,4-디페닐메탄 디이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 디이소시아네이트 7 내지 10중량%를 1drop/sec. 정도의 속도로 가한 후 70 내지 80℃에서 2 내지 3시간 반응시키고 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 및 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 글리콜에테르계 용제 8 내지 12중량%를 가하여 반응시키는 제3단계를 거쳐 제조되며, 산가 30 내지 35, 점도 300내지 400poise(25℃), 중량평균 분자량 17,000 내지 23,000의 물성을 갖는 우레탄 변성 알키드 바니시인 제1전색제 바니시를 제공한다.
본 발명은 또한 촉매 및 불활성 가스 존재 하에 탈수피마자유, 아마인유 및 대두유 지방산으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 식물유 지방산 40 내지 45중량%에 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판, 글리세린, 트리메틸올에탄, 펜타에리트리톨, 및 디펜타에리트리톨로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 다가알콜 12 내지 18중량% 및 무수프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 무수마레인산, 후말산, 아디픽산, 테트라하이드로 프탈산, 및 무수트리메릿산으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 다염기산 10내지 15중량%를 첨가하여 교반하면서 230 내지 240℃에서 2 내지 3시간 에스테르화 반응시키고 150℃로 냉각시키는 제1단계; 제1단계의 반응물에 추가의 다염기산 14 내지 16중량%를 첨가하여 170 내지 180℃에서 2 내지 3시간 반응시키고 150℃로 냉각시킨 다음, 고비점지방족탄화수소계 용제 8 내지 12중량% 및 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 및 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 글리콜에테르계 용제 3 내지 5중량%를 가하여 반응시키는 제2단계의 반응을 거쳐 제조되며, 산가 65 내지 70, 점도 200내지 400poise(25℃), 중량평균 분자량 8,000 내지 12,000의 물성을 갖는 수불식 요판인쇄 잉크용 전색제 바니시인 제2전색제 바니시를 제공하고 있다.
본 발명의 제1전색제 바니시인 우레탄 변성 알키드 바니시와 제2전색제 바니시인 수불식 알키드 바니시를 제조하는데 사용되는 식물유 지방산은 산화 경화 속도가 빠른 탈수 피마자유 지방산이 바람직하며, 아마인유 지방산, 대두유 지방산, 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 상기 식물유 지방산의 함량에 따라 바니시의 물성이 좌우되므로 요구되는 전색제의 특성에 부합되도록 함량을 선택하여야 한 다. 전색제 바니시에 함유된 지방유 또는 지방산의 %는 유장(oil length)으로 표시하며 유장은 크게 단유성, 중유성 및 장유성으로 대별된다.
유장은 전색제 바니시 또는 이를 사용하여 만든 잉크 물성에 크게 영향을 미치며 그 대략적인 관계는 다음 표와 같다.
유장 물성 단유(%) 중유(%) 장유(%)
40 50 60
불휘발분 → →
점도 ← ←
용해성 → →
작업성 → →
안료 혼화성 → →
건조성 → ←
광택 ← ←
흐름성 → →
경도 ← ←
가소성 → →
부착성 → ←
내수성 → →
내유성 ← ←
내후성 → ←
상기 표와 같은 특성을 고려하여, 본 발명의 제1전색제 바니시인 우레탄 변성 알키드 바니시를 제조하는 데는 25 내지 30중량%가 적합하며, 제2전색제 바니시인 수불식 알키드 바니시를 제조하는 데는 40 내지 45중량%가 적합하다.
본 발명의 제1전색제 바니시인 우레탄 변성 알키드 바니시와 제2전색제 바니시인 수불식 알키드 바니시를 제조하는데 사용되는 다가알콜은 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판, 글리세린, 트리메틸올에탄, 펜타에리트리톨, 및 디펜타에리트리톨로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 다가알콜이 바람직하며, 이와같은 다가알콜의 함량이 높거나, 작아지면 요구되는 잉크물성 및 인쇄적성에 적합한 잉크제조가 어려워지게 된다.
예를 들어 다가알콜의 함량이 많아지면 투입된 지방산의 카복실산과 반응한 후 미 반응 잔여 알콜기가 초과상태로 되어 다음 반응 진행 시 요구되는 산가 및 분자량 조절이 어렵게 된다.
따라서, 다가알콜의 함량은 요구되는 바니시 특성에 부합되도록 적절히 선택되야되며, 본 발명의 제1전색제 바니시를 제조하는 데는 8 내지 12중량%가 적합하며, 제2전색제 바니시인 수불식 알키드 바니시를 제조하는 데는 12 내지 18중량%가 적합하다.
본 발명의 제1전색제 바니시인 우레탄 변성 알키드 바니시와 제2전색제 바니시인 수불식 알키드 바니시를 제조하는데 사용되는 다염기산은 무수프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 무수마레인산, 후말산, 아디픽산, 테트라하이드로 프탈산, 및 무수트리메릿산으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 다염기산이 바람직하며, 상기 다염기산은 그 함량이 낮을수록 전색제의 최종 산가가 낮아져 제조될 잉크의 불식적성이 저하되는 반면, 그 함량이 높을수록 전색제의 최종 산가가 높아져 제조될 잉크의 내 약품성이 저하되는 경향을 나타내므로 각각의 전색제에 요구되는 특성에 부합되도록 적절히 선택하여야한다.
본 발명에서 요구되는 다염기산의 함량은 1전색제 바니시를 제조하는 데는 8 내지 12중량%가 적합하고, 제2전색제 바니시인 수불식 알키드 바니시를 제조하는 데는 먼저 10내지 15중량%가 첨가되고 그 후에 14 내지 16중량%가 첨가되어 총 24 내지 31중량%가 적합하다.
본 발명의 제1전색제 바니시인 우레탄 변성 알키드 바니시와 제2전색제 바니 시인 수불식 알키드 바니시를 제조하는데 사용되는 고비점지방족탄화수소계 용제는 기상안정성과 무간지적성을 향상시킬 수 있도록 비점범위 150 내지 210℃의 용제 및/또는 비점범위 230 내지 320℃의 용제를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 고비점지방족탄화수소 용제는 원유를 증류(190-210℃ 또는 230-320℃)하고 방향족부분을 제거한 용제를 의미한다. 상기 고비점지방족탄화수소계 용제의 함량은 낮을수록 바니시의 점도가 상승하는 반면, 함량이 높을 경우엔 전색제의 점도가 낮아지므로 제조될 잉크의 물성 및 바니시 제조의 용이성을 고려하여 적절히 선택되며, 본 발명의 제1전색제 바니시를 제조하는 데는 30 내지 40중량%가 적합하고, 제2전색제 바니시인 수불식 알키드 바니시를 제조하는 데는 8 내지 12중량%가 적합하다.
본 발명의 제1전색제인 우레탄 변성 알키드 바니시를 제조하는데 사용되는 디이소시아네이트는 본 발명에 사용되는 우레탄화 화합물인 디이소시아네이트는 2,4-톨루엔 디이소시아네이트, 65/35-톨루엔 디이소시아네이트, 80/20-톨루엔 디이소시아네이트, 및 4,4-디페닐메탄 디이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택하여 사용될 수 있다. 이러한 방향족 디이소시아네이트는 제1전색제 바니시를 제조하는데 있어서 7 내지 10중량%의 양으로 사용되며 이러한 방향족 디이소시아네이트의 양이 7중량% 미만이면 적정 분자량과 요구되는 내구성을 갖는 제1전색제 바니시를 얻을 수 없으며, 10중량% 초과이면 적정 분자량이 초과되며, 제조 시 겔화 등의 점도 상승으로 제조에 많은 어려움이 있으며, 불식적성이 나빠진다.
본 발명의 제1전색제인 우레탄 변성 알키드 바니시와 제2전색제 바니시인 수 불식 알키드 바니시를 제조하는데 사용되는 글리콜에테르계 용제는 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 및 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 글리콜에테르계 용제이며, 이러한 글리콜에테르계 용제는 그 함량이 낮을수록 전색제의 점도가 상승하는 반면, 그 함량이 높을수록 전색제의 점도가 낮아지므로 취급 용이성, 제조될 잉크의 물성 및 인쇄적성 등을 고려하여 적절히 선택한다. 이러한 글리콜에테르계 용제는 본 발명의 제1전색제를 제조하는 데는 8 내지 12중량%가 적합하며, 제2전색제를 제조하는 데는 3 내지 5중량%가 적합하다.
본 발명은 또한 상기 제1전색제 바니시인 우레탄 변성 알키드 바니시 23내지 28중량%; 제2전색제 바니시인 수불식 알키드 바니시 8 내지 13중량%; 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 및 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 글리콜에테르계 용제 3내지 6중량%; 하나 또는 그 이상의 고비점지방족탄화수소 용제 3 내지 6중량%, 몬탄에스테르 석검왁스 단독, 또는 파라핀왁스 및 테프론왁스와의 혼합물의 왁스 5 내지 8중량%, 음이온계, 양이온계 및 비이온계의 하나 또는 그 이상의 계면활성제 4 내지 7중량%, 코발트염, 칼슘염, 지르코늄염 및 이들의 혼합 금속염으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 건조제 1.0 내지 2.0중량%, 착색안료 4 내지 7중량%, 및 체질안료 30 내지 40중량%를 포함하는 수불식 요판인쇄 잉크를 제공한다.
본 발명의 수불식 요판인쇄 잉크에는 제1전색제 바니시인 우레탄 변성 알키 드 바니시는 23내지 28중량%의 양으로 사용되는데, 그 이유는 23중량% 미만에서는 잉크의 내구성이 저하되는 반면 인쇄 시 불식적성 좋아지고, 28중량% 초과에서는 내구성은 상승되는 반면 인쇄 시 불식적성이 나빠지게 된다.
본 발명의 수불식 요판인쇄 잉크에는 제2전색제 바니시인 수불식 알키드 바니시가 8 내지 13중량%의 양으로 사용되는데, 그 이유는 8중량% 미만에서는 잉크의 인쇄 시 내구성은 좋아지지만 불식적성이 저하되며, 13중량% 초과에서는 인쇄 시 불식적성은 좋아지는 반면 내구성은 현저하게 나빠진다. 제1전색제 및 제2전색제는 상호보완적인 전색제로 내구성이 좋아지면 불식적성이 나빠지고, 반대로 불식적성이 좋아지면 내구성이 나빠지는 양면적인 관계가 있다. 따라서, 내구성과 불식적성이 양호한 상기 혼합비율을 선택하여 잉크를 제조하는 것이 중요하다.
본 발명의 수불식 요판인쇄 잉크의 제조에 사용되는 글리콜에테르계 용제는 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상 글리콜에테르계 용제이며, 바람직하게는 부틸카비톨이고, 사용량은 요구되는 잉크물성 및 인쇄적성에 따라 결정되며, 사용 글리콜에테르계 용제의 선택은 요구되는 잉크의 물성 및 인쇄적성에 따라 선택하며, 바람직한 글리콜에테르계 용제의 함유량은 3 내지 6중량%이다.
본 발명의 수불식 요판인쇄 잉크의 제조에 사용되는 고비점지방족탄화수소계 용제는 기상 안정성과 무간지 적성을 향상시킬 수 있도록 비점범위 190 내지 210℃의 용제 및/또는 비점범위 230 내지 320℃의 고비점지방족탄화수소 용제이며, 바람 직하게는 3 내지 6중량%의 범위로 사용된다.
본 발명의 수불식 요판인쇄 잉크의 제조하는데 있어서, 뒤묻음 방지 및 내마모 효과를 향상시키기 위해서 왁스가 사용되며, 이러한 왁스는 몬탄에스테르 석검왁스 단독 사용보다 파라핀왁스 및 테프론 왁스를 혼용함이 바람직하다. 사용량이 적을 경우는 인쇄 시 뒤묻음이 발생하며, 많을 경우엔 불식적성 등의 물성에 영향을 주며, 내구성 향상을 위해 테프론 왁스 사용한다. 바람직하게는, 왁스는 5 내지 8중량%의 양으로 사용된다.
본 발명의 수불식 요판인쇄 잉크 제조 시 사용되는 계면활성제의 산가가 높으면 불식적성은 양호하지만, 인쇄물의 내구성이 나빠지는 양면성이 있어 양호한 불식적성 및 내석검성을 유지하기 위해선 적정량의 계면활성제의 사용이 바람직하다. 계면활성제로서는 소듐도데실벤젠설포네이트 및 암모늄염 등이 있다. 소듐도데실벤젠설포네이트는 제품명 3300B(영국, 제프린사)가 있는데, 산가가 높은 제품으로 사용량이 적을 경우엔 불식상태가 불량하며, 반대로 많을 경우엔 인쇄물이 비누(soap, 알카리)에 대한 저항성(내석검성)이 약해진다. 본 발명의 수불식 요판인쇄 잉크에 함유되는 계면활성제는 바람직하게는 4 내지 7중량%이다.
또한 인쇄물의 빠른 산화건조(경화)를 위하여 코발트계 건조제를 주로 사용하는 경우 피막내부 건조가 불량하여 인쇄물의 내구성에 큰 영향을 미치므로 코발트계, 망간계, 칼슘계, 지르코늄계 등의 내, 외부 건조제가 혼합된 건조제를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 본 발명의 수불식 요판인쇄 잉크에 함유되는 건조제는 바람직하게는 코발트계, 칼슘계 및 지르코늄계 건조제를 혼합하여 사용한다. 본 발명에서 건조제는 1.0 내지 2.0중량%가 바람직하며, 1.0중량%보다 적은 경우에는 건조시간이 지연되며, 2.0중량% 보다 많은 경우에는 표면 건조가 급격하게 진행됨에 따라 형성된 피막으로 인하여 내부 건조가 이루어지지 않는 불균형을 초래하여 부착불량 및 내석검성 등의 내구성이 저하되는 문제를 일으키는 원인이 된다.
그러나 이와 같이 투입원료를 다양화 할 경우에는 투입원료 및 조성비와 반응조건에 따라 반응성과 내약품성, 수분산성 등의 수지 특성이 달라지므로 적정조성비와 반응조건 설정의 조정이 필요하다.
본 발명의 수불식 요판인쇄 잉크에는 또한 착색안료 및 체질안료가 사용되며, 그 사용되는 안료의 종류 및 양은 본 기술 분야에서 통상 사용되는 안료 및 그 함량이다.
이와 같이, 본 발명은 수불식 요판인쇄 방식으로 고심도 인쇄판에서 무간지 적성, 인쇄용지가 큰 인쇄기에서 인쇄속도 10,000장/시간으로 고속인쇄 시 잉크 전이성, 불식적성, 비산 방지적성이 우수하고, 인쇄물의 잉크피막의 내부경화 적성, 내약품성, 내알카리성 및 내마모성 등의 내구성이 우수한 품질 특성을 갖는 수불식 요판인쇄 잉크이다.
이하 실시 예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1
제1전색제 바니시의 제조
1단계 반응으로 탈수피마자유지방산 28.8g에 펜타에리트리톨 9.8g 및 수산화리튬 0.15g 및 트리페닐포스페이트 0.1g를 가하고 질소 존재하에 교반하면서 220℃에서 2시간 에스테르 반응을 시키고 160℃로 냉각시킨 다음, 2단계 반응으로 무수프탈산 9.2g을 가하여 180℃에서 2시간 반응시키고 140℃로 냉각시킨 다음, 3단계 반응으로 고비점지방족탄화수소(비점범위 230 내지 320℃) 36.3g을 가하고 2,4 톨루엔 디이소시아네이트 8.2g을 1drop/sec의 속도로 가한 후 80℃에서 3시간 반응시키고 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르 7.5g을 가하여 반응을 완료하여 산가 31, 점도 300poise(25℃), 중량평균 분자량 약 20,000의 물성을 갖는 우레탄 변성 알키드 바니시를 제조하였다.
실시예 2
제2전색제 바니시의 제조
1단계 반응으로 탈수피마자유지방산 42.0g에 펜타에리트리톨 15.5g, 이소프탈산 12.0g에 미량의 수산화리튬 및 트리페닐포스페이트를 가하고 질소 존재 하에 교반하면서 약 230℃에서 3시간 에스테르반응을 시키고 150℃로 냉각시킨 다음, 2단계 반응으로 테트라하이드로프탈산 15.5g을 첨가하여 170℃에서 2시간 반응시키고 150℃로 냉각시킨 다음, 고비점지방족탄화수소 10.5g 및 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르 4.5g을 가하여 반응을 완료하여 산가 66, 점도 250poise(25℃), 중량평균 분자량 8,000의 물성을 갖는 알키드 바니시를 제조하였다.
실시예 3
수불식 요판잉크 제조
이와 같은 본 발명의 제조방법에 의한 잉크제조 방법에 있어서 바람직한 실시 예에 따른 조성비들을 설명하면 다음과 같다.
실시예 1에서 제조된 제1전색제 바니시, 실시예 2에서 제조된 제2전색제 바니시, 글리콜에테르계 용제, 지방족 탄화수소계 용제, 왁스, 유화제, 건조제, 착색안료 및 체질안료를 하기 표 1에 기재된 성분과 양으로 혼합하고 교반한 후 연육하여 잉크를 제조하였다.
[표 1]
구분 성분 실시예
진녹색 잉크(g) 황녹색 잉크(g)
제1전색제 바니시 25.32 26.05
제2전색제 바니시 10.31 10.61
청색안료 (착색안료) 1.49 1.69
적색안료 (착색안료) 0.33 1.24
황색안료 (착색안료) 2.03 3.42
흑색(착색안료 및 기능성 안료) 0.89 -
탄산칼슘 (충전제) 16.03 19.52
바륨설페이트 (충전제) 12.97 12.98
탈크 (충전제) 9.01 1.88
혼합 왁스 6.13 6.54
계면활성제 5.64 5.64
지방족탄화수소용제(비점범위 230-320℃) 4.16 4.46
글리콜에테르계용제(디에틸렌글리콜모노부틸에테르) 4.16 4.46
혼합 건조제 1.53 1.51
계 100 100
이와 같은 방법으로 제조된 잉크물성은 택크(시험기기 : Tack-O-Scope, 시험 조건 : 로라온도 40℃, 로라속도 50m/min, 시료량 2g)의 초기값은 80 내지 140, Stability 250-300, 건조시간(25℃) 7 내지 12시간, 점도(Haake Rotvisco, 40℃, 50rpm, 30ch) 7 내지 10 PaS의 범위를 가지며 Super Orlof Intaglio 인쇄기 상에서 가성소다 0.8%, 로트유 0.3%의 불식용액을 사용하여 인쇄한 결과 잉크전이성, 불식적성, 인쇄물 선예성, 무간지 적성, 비산방지적성 등의 제반 인쇄적성이 양호하였으며, 인쇄물의 내구성 시험평가 기준에 따른 평가결과치가 5로 보안제품에서 요구되는 내구성을 충족시켰다.
- 평가 방법 및 평가 기준
구 분 시 험 명 평가 결과
화학적 내구성 알콜류 5
케톤류 5
아세테이트류 5
석유계 용제 (방향족, 지방족) 5
산 5
알카리 5
표백제 5
뜨거운 물 5
인공 땀 5
비누 5
물리적 내구성 Rub test 5
구김성 5
접착력 5
※ 평가기준 범례
[5] : 무변화 (5%이내) [4] : 미세한 변화 (20%이내) [3] : 상당한 변화 (50%이내) [2] : 중대한 변화 (50%이상) [1] : 요소사라짐

Claims (7)

  1. 촉매 및 불활성가스 존재 하에, 탈수피마자유, 아마인유 및 대두유 지방산으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 식물유 지방산 25 내지 30중량%에 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판, 글리세린, 트리메틸올에탄, 펜타에리트리톨, 및 디펜타에리트리톨로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 다가알콜 8 내지 12중량%를 첨가하여 교반하면서 220 내지 230℃에서 2 내지 2.5시간 에스테르화 반응시키고 160℃로 냉각시키는 제1단계;
    제1단계의 반응물에 무수프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 무수마레인산, 후말산, 아디픽산, 테트라하이드로 프탈산, 및 무수트리메릿산으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 다염기산 8 내지 12중량%를 첨가하여 180 내지 190℃에서 2 내지 3시간 반응시키고 140℃로 냉각시키는 제2단계; 및
    제2단계의 반응물에 하나 또는 그 이상의 지방족탄화수소계 용제 30 내지 40중량% 가하고 우레탄 화합물인 2,4-톨루엔 디이소시아네이트, 65/35-톨루엔 디이소시아네이트, 80/20-톨루엔 디이소시아네이트, 및 4,4-디페닐메탄 디이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 디이소시아네이트 7 내지 10중량%를 1drop/sec의 속도로 가한 후 70 내지 80℃에서 2 내지 3시간 반응시키고 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 및 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 글리콜에테르계 용제 8 내지 12중량%를 가하여 반응시키는 제3단계를 거쳐 제조되며, 산가 30 내지 35, 점도 300내지 400poise(25℃), 중량평균 분자량 17,000 내지 23,000의 물성을 갖는 것을 특징으로 하는 수불식 요판인쇄 잉크용 전색제 바니시.
  2. 촉매 및 불활성가스 존재하에,
    탈수피마자유, 아마인유 및 대두유 지방산으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 식물유 지방산 40 내지 45중량%에 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판, 글리세린, 트리메틸올에탄, 펜타에리트리톨, 및 디펜타에리트리톨로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 다가알콜 12 내지 18중량% 및 무수프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 무수마레인산, 후말산, 아디픽산, 테트라하이드로 프탈산, 및 무수트리메릿산으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 다염기산 10내지 15중량%를 첨가하여 교반하면서 230 내지 240℃에서 2 내지 3시간 동안 에스테르화 반응시키고 150℃로 냉각시키는 제1단계;
    제1단계의 반응물에 추가의 다염기산 14 내지 16중량%를 첨가하여 170 내지 180℃에서 2 내지 3시간 반응시키고 150℃로 냉각시킨 다음, 하나 또는 그 이상의 지방족탄화수소계 용제 8 내지 12중량% 및 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 및 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 글리콜에테르계 용제 3 내지 5중량%를 가하여 반응시키는 제2단계를 거쳐 제조되며, 산가 65 내지 70, 점도 200내지 300poise(25℃), 중량평균 분자량 8,000 내지 12,000의 물성을 갖는 것을 특징으로 하는 수불식 요 판인쇄 잉크용 전색제 바니시.
  3. 제 1항에 따른 전색제 바니시 23내지 28중량%; 제2항에 따른 전색제 바니시 8 내지 13중량%; 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 및 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 글리콜에테르계 용제 3내지 6중량%; 하나 또는 그 이상의 고비점지방족탄화수소 용제 3 내지 6중량%, 몬탄에스테르 석검왁스 단독, 또는 파라핀왁스 및 테프론왁스 혼합의 왁스 5 내지 8중량%, 하나 또는 그 이상의 유화제 4 내지 7중량%, 하나 또는 그 이상의 건조제 1.0 내지 2.0중량%, 하나 또는 그 이상의 착색안료 4 내지 7중량%, 및 하나 또는 그 이상의 체질안료 30 내지 40중량%로 구성된 것을 특징으로 하는 수불식 요판인쇄 잉크.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 지방족 탄화수소계 용제가 비점범위 230 내지 320℃의 용제 또는 비점범위 190 내지 210℃의 용제를 포함하거나 이들의 혼합물을 포함함을 특징으로 하는 수불식 요판인쇄 잉크.
  5. 제 3항에 있어서, 글리콜에테르계 용제가 부틸카비톨인 수불식 요판인쇄 잉 크.
  6. 제 3항에 있어서, 계면활성제가 소듐도데실벤젠설포네이트 및 암모늄염인 수불식 요판인쇄 잉크.
  7. 제 3항에 있어서, 건조제가 코발트계, 칼슘계 및 지르코늄계의 혼합 인 수불식 요판인쇄 잉크.
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