KR20170140201A - 습식 옵셋 인쇄 공정용 환경 친화적 습수액 및 습식 옵셋 인쇄 공정 - Google Patents

습식 옵셋 인쇄 공정용 환경 친화적 습수액 및 습식 옵셋 인쇄 공정 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산화성 건조 잉크를 기본으로 하는 습식 옵셋 인쇄 공정용 환경 친화적 습수액 분야에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 보안 문서 상에 보안 특징부를 생성하는 습식 옵셋 인쇄 공정 분야에 관한 것이다. 본 발명은 C1-C3 카복실산의 1종 이상의 망간 (II) 염을 포함하는 습수액을 사용함으로써 수행되는 습식 옵셋 인쇄 공정에 의해 보안 특징부를 생성하는 방법, 뿐만 아니라, 습수액 및 습수액 농축물을 제공한다.

Description

습식 옵셋 인쇄 공정용 환경 친화적 습수액 및 습식 옵셋 인쇄 공정
본 발명은 산화성 건조 잉크(oxidative drying inks)를 기본으로 하는 습식 옵셋 인쇄 공정용 환경 친화적 습수액(fountain solution) 분야에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 보안 문서상에 보안 특징부(security features)를 생성하는 습식 옵셋 인쇄 공정, 이에 사용되는 습수액, 및 습수액 농축물(concentrate)에 관한 것이다.
옵셋 인쇄 공정은 잉크가 인쇄판으로부터 블랭킷 실린더로 전사된 후 상기 잉크가 기재로 전사되는 간접 방법으로 구성된다. 따라서, 블랭킷 실린더는 인쇄판에 의해 잉크로 칠해진다. 옵셋 인쇄는 인쇄판의 화상(image) 영역과 비-화상(non-image) 영역 사이의 표면 에너지의 차이를 이용한다. 화상 영역이 친유성인 반면, 비-화상 영역은 친수성이다. 따라서, 상기 방법에 사용되는 유성 잉크는 화상 영역에는 점착되고, 인쇄판의 비-화상 영역으로부터는 기피되는 경향이 있다. 습식 옵셋 인쇄는 보통, 습수액(이 기술 분야에서 급습액(dampening solution)으로도 언급됨)과 친유성 잉크를 인쇄판 표면으로 공급하여, 화상 영역이 우선적으로 잉크를 받고 비-화상 영역은 우선적으로 습수액을 받게 한 다음, 이어서 화상 영역 상에 있는(deposited) 잉크를 기재로 전사함으로써 일반적으로 실시된다.
종래의 습식 옵셋 인쇄 공정에서, 인쇄판은 습수액으로 축축해져(damped), 인쇄판의 화상 및 비-화상 영역 간 표면 에너지의 차이를 증가시키고, 이를 통해 비-화상 영역의 발잉크성(ink repellency)과, 화상의 잉크 수용성(ink receptivity)을 개선한다. 이러한 공정에서, 물은 인쇄판의 친수성 영역(즉, 비-화상 영역) 상에 막을 형성하나, 발수성 영역(즉, 화상 영역) 상에서 작은 액적으로 줄어든다. 잉크가 칠해진 롤러가 축축해진 인쇄판 위를 통과할 때, 수막으로 덮인 영역을 잉크로 칠할 수는 없지만, 발수성 영역 상의 액적을 밀어서 이들이 잉크로 칠해지게 한다. 즉, 습수액은 인쇄판의 비-화상 영역으로의 잉크의 전사를 방지하기 위해, 화상 및 비-화상 영역을 분리하는데 사용된다. 게다가, 습수액은 신속하고, 균일하며, 과하지 않게 비-화상 영역을 적시는 것; 유성 잉크로 균질한 에멀전을 신속하게 생성하는 것; 부식 및 마모(wear)로부터 인쇄판을 보호하는 것; 및 잉크 트레인 내에서 낮고 일정한 온도를 유지하는 것을 포함하는 다양한 임무를 이행해야 한다.
산화성 건조 잉크(즉, 산소의 존재 하에, 특히 대기 산소의 존재 하에 산화에 의해 건조되는 잉크)는 옵셋 인쇄 공정 동안 보통 사용된다. 산화성 건조 잉크는 바람직하게는, 촉매 또는 건조제(이 기술 분야에서 흡습건조제(siccative), 건조제제(siccative agents), 방습제(desiccatives) 또는 제습제(dessicators)로도 언급됨)을 포함하여, 산화 공정을 설정한다. 건조제의 예는 금속(들)의 무기 또는 유기염, 유기산의 금속 비누, 금속 착물(metal complex) 및 금속 착염을 포함한다. 알려진 건조제는 예를 들어, 코발트, 구리, 망간, 세륨, 지르코늄, 바륨, 스트론튬, 리튬, 비스무트, 칼슘, 바나듐, 아연, 철, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 특히, 코발트염은 산화 효율이 높고 강력하기 때문에(즉, 이들의 효율이 코팅 조성물에 독립적으로 유지됨), 잉크 및 코팅용 건조제로 널리 사용된다.
잉크가 신속하게 건조되지 못하면 뒤묻음(set off)이 발생한다. 뒤묻음은 프레스를 제거함에 따라 인쇄된 기재(substrate)를 쌓아 올리는 동안 그 상부에 위치한 인쇄된 기재의 이면에 건조되지 않은 인쇄 잉크가 점착될 때 발생한다(예를 들어, US 4,604,952호 참조). 이는 보안 특징부를 생성하는 옵셋 인쇄 공정의 사용에서 특히 문제이다. 은행권 및 다른 보안 문서는 보통 잇달아 도포된 다수의 겹쳐진 보안 특징부를 갖는다. 이전에 도포된 보안 특징부 예를 들어, 배경 화상 또는 그래픽 패턴이 아직 충분히 건조되지 않은 경우, 전체 다중-단계 인쇄 공정은 지연될 것이다.
건조 공정의 가속화를 목표로, 건조제 특히, 코발트-함유 건조제를 습수액에 첨가하는 것이 실시되었다. 잉크와 습수액은 혼합되지 않지만, 특정양의 습수액은 판으로부터 잉크 롤러로 항상 전사된다. 그로 인해 건조제가 잉크 시스템으로 전달되고, 잉크 내에서 유화된다(예를 들어, US 3,354,824호 참조).
JP 2001341458 A호는 석판술 인쇄 공정용 습수액을 개시하고, 상기 습수액은 종이 상에서 산화성 건조 잉크의 건조 공정을 가속화하기 위한 건조제로서 지방산 금속염을 포함한다. 개시된 지방산 금속염이 수용성이 아니기에, 다공성 그레인(porous grain), 특히 평균 크기가 0.1㎛ 내지 10㎛이고 물에 분산되는(dispersed) 소수성 실리카 입자 상에서 흡수된다. 따라서, 이러한 소수성 입자는 침전되기 쉬워서, 저장 및 옵셋 인쇄기 상에서 사용 시 안정성이 부족한 습수액을 초래한다. 상기 명세서는 예를 들어, 코발트, 망간, 납, 철, 칼슘, 세륨 또는 희토류 금속이 지방산 금속염의 금속 성분으로 사용될 수 있음을 언급한다. JP 2001341458 A호에 개시된 유일한 예가 코발트 함유 지방산염이다. 코발트 함유 화합물(수용성 및 수불용성)은 건강 및 환경에 대해 SVHC(substance of very high concern, 고위험성 물질)로 분류된다.
건강 및 환경에 대한 이유로 코발트-함유 화합물에 대한 염려가 증가하고 있고, 다량의 습수액이 사용됨으로써 다량의 폐기물이 생성되기 때문에, 환경 친화적인 습수액에 대한 강한 요구가 존재한다.
따라서, 기재 상에 보안 특징부를 생성하기 위해, 도포된 잉크의 건조 성능에 영향을 미치지 않고, 실온에서 보관시의 안정성과, 인쇄기 상에서 사용시의 저온 안정성을 겸비한 친환경적 습수액을 사용하는 습식 옵셋 인쇄 공정에 대한 요구가 존재한다.
발명의 요약
따라서, 본 발명은 위에서 논의한 종래기술의 결함을 극복하는 것을 목적으로 한다. 이는 C1-C3 카복실산의 1종 이상의 수용성, 건강- 및 환경 친화적 망간 (II) 염, 바람직하게는 C1-C3 모노카복실산의 망간 (II) 염, 보다 바람직하게는 C1- 또는 C2 모노카복실산의 망간 (II) 염(즉, 망간 (II) 포르메이트 및 망간 (II) 아세테이트)을 습식 옵셋 인쇄 공정, 특히 간접 습식 옵셋 인쇄 공정용 습수액에서 첨가제로서 사용함을 제공함으로써 달성된다.
또한, 습식 옵셋 인쇄 공정 특히, 간접 습식 옵셋 인쇄 공정에 의해 보안 특징부를 인쇄하는 방법이 본 발명에 의해 기재되고 특허 청구되며, 방법은:
a) 인쇄판을, C1-C3 카복실산의 1종 이상의 망간 (II) 염, 바람직하게는 C1-C3 모노카복실산의 망간 (II) 염, 보다 바람직하게는 C1-C2 모노카복실산의 망간 (II) 염(즉, 망간 (II) 포르메이트 및 망간 (II) 아세테이트)을 포함하는 습수액으로 적시는 단계;
b) 인쇄판을 산화성 건조 잉크로 칠하는 단계;
c) 산화성 건조 잉크를 옵셋 인쇄기 내의 인쇄판으로부터 기재로, 앞서 설명된 것처럼 옵셋("블랭킷") 실린더를 통해 전사하여 기재 상에 보안 특징부를 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에 기재되고 특허 청구된 것은 습식 옵셋 인쇄 공정, 바람직하게는 간접 습식 옵셋 인쇄 공정에 의해 보안 특징부를 생성하기 위한, 본원에서 기재된 바와 같은, C1-C3 카복실산의 1종 이상의 망간 (II) 염, 바람직하게는 C1-C3 모노카복실산의 망간 (II) 염, 보다 바람직하게는 C1-C2 모노카복실산의 망간 (II) 염(즉, 망간 (II) 아세테이트 및 망간 (II) 포르메이트)을 포함하는 습수액의 용도이다.
본 발명에 기재되고 특허 청구된 습수액은 본원에서 기재된 바와 같은 C1-C3 카복실산의 1종 이상의 망간 (II) 염, 바람직하게는 C1-C3 모노카복실산의 망간 (II) 염, 보다 바람직하게는 C1-C2 카복실산의 망간 (II) 염(즉, 망간 (II) 포르메이트 및 망간 (II) 아세테이트)을 포함하고, 상기 망간 (II) 염은 유해한 화합물로 분류되지 않는다. 구체적으로, 본 발명은 습식 옵셋 인쇄 공정에 적합한 습수액에 관한 것으로, 상기 습수액은 C1-C3 카복실산의 1종 이상의 망간 (II) 염과,
(a) 산,
(b) 다른 pH 조절 화합물 -- 산 및 다른 pH 조절 화합물은 경우에 따라 함께 버퍼를 형성함 --,
(c) 수용성 유기용제,
(d) 계면활성제,
(e) 폴리머 감감제(desensitizer), 및
(f) 킬레이트제로부터 선택된 적어도 하나의 성분을 포함한다.
게다가, 본원에서 기재된 습수액 중에, 본원에서 기재된 C1-C3 카복실산의 1종 이상의 망간 (II) 염, 바람직하게는 C1-C3 모노카복실산의 망간 (II) 염, 보다 바람직하게는 C1-C2 모노카복실산의 망간 (II) 염(즉, 망간 (II) 포르메이트 및 망간 (II) 아세테이트)의 존재는 수용성 또는 물-분산성(water-dispersible) 건조제가 없는 습수액에 비해, 습식 옵셋 인쇄 공정에 의해 도포되는 산화성 건조 잉크의 건조 시간을 크게 감소시킨다.
따라서, 본 발명의 습수액 및 습식 옵셋 인쇄 공정, 특히 간접 습식 옵셋 인쇄 공정 동안 이의 사용은 산화성 건조 잉크에서 건조제(들)의 양의 감소를 또한 허용하고, 상기 건조제(들)는 수용성 또는 물-분산성 건조제가 없는 습수액에 비해, 코발트 옥토에이트와 같은 유해한 금속 착물 건조제를 함유한다.
JP 2001341458 A호에 개시된 것과 같은 건조제를 함유하는 습수액에 비교하여 본 발명에 따른 습수액의 다른 이점은, C1-C3 카복실산의 1종 이상의 망간 (II) 염의 높은 가용성으로 인하여 공업적 제조가 쉽고 간단하다는 것이다.
본 발명은 또한 물로 희석하여 본 발명의 습수액을 제조할 수 있는, 이후에 기재되고 특허청구범위에 정의된 바와 같은 습수액 농축물에 관한 것이다.
정의
하기 정의들은 상세한 설명 및 특허청구범위에서 사용된 용어의 의미를 명확히 한다.
본원에 사용된 단수형은 단수 및 복수를 가리키고, 지시대상인 명사를 필수적으로 단수로 제한하지는 않는다.
본원에 사용된 "약"이란 용어는 해당 양, 값 또는 범위가 지정된 특정한 값일 수 있거나 그 근처의 일부 다른 값일 수 있음을 의미한다. 일반적으로, 특정한 값을 나타내는 "약"이란 용어는 그 값의 ±5%의 범위 내를 나타내려는 것이다. 한 예로, "약 100"이라는 구절은 100±5, 즉 95 내지 105의 범위를 나타낸다. 일반적으로, "약"이란 용어가 사용된 경우, 본 발명에 따른 유사한 결과 또는 효과가 제시된 값의 ±5의 범위 내에서 수득될 수 있는 것으로 예상될 수 있다. 그러나, "약"이란 용어가 부가된 특정 양, 값 또는 범위는 본원에서 바로 그 양, 값 또는 범위 자체, 즉 "약"의 부가가 없는 것도 나타내려는 것이다.
"수용성"이란 용어는 실온(25°C)의 물에 사용된 양으로 용해됨을 지칭한다. 예를 들어, 본 발명의 습수액 내에서 어떤 성분이 0.01 내지 99.9 중량%의 양으로, 바람직하게는, 0.1 내지 99 중량%의 양으로, 보다 바람직하게는 0.5 내지 90 중량%의 양으로, 더욱 바람직하게는 1 내지 50 중량%의 양으로 사용될 수 있는 경우, 그 성분이 25°C의 물에 상기 중량 범위 내로 완전히 용해되면, 상기 성분은 수용성이다.
본원에 사용된 "및/또는"이란 용어는 어떤 그룹의 전체 요소 또는 단지 1개의 요소가 존재할 수 있음을 의미한다. 예를 들어, "A 및/또는 B"는 "A만, 또는 B만, 또는 A와 B 둘 다"를 의미한다. "A만"의 경우, 이 용어는 또한 B가 없는 가능성, 즉, "B가 없고 A만"을 포괄한다.
본원에 사용된 "포함하는(comprising)"이란 용어는 배타적이지 않고 제한이 없는 것이다. 따라서, 예를 들어, 화합물 A를 포함하는 습수액은 A 외에도 다른 성분들을 포함할 수 있다. 그러나, "포함하는(comprising)"이란 용어는 또한 이의 특별한 실시양태로서, 보다 제한적인 의미인 "필수적으로 이루어진(consisting essentially of)" 및 "이루어진(consisting of)"을 포괄하여, 예를 들어, "화합물 A를 포함하는 습수액"은 화합물 A로 (필수적으로) 이루어질 수도 있다.
본 명세서가 "바람직한" 실시양태/특징을 언급하는 경우, "바람직한" 실시양태/특징이 기술적으로 의미가 있는 한, 이들 "바람직한" 실시양태/특징의 조합도 기재된 것으로 더 간주되어야 한다.
"보안 특징부"란 용어는 인증 목적으로 사용될 수 있는 화상, 패턴 또는 그래픽 요소를 나타내는데 사용된다.
"보안 문서"란 용어는 적어도 하나의 보안 특징부에 의해, 위조 또는 사기로부터 주로 보호되는 문서를 언급한다. 보안 문서의 예는 유가 문서(value document) 및 유가 상품(value commercial goods)을 포함하나 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 특정 실시양태의 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제시된다. 이들은 포괄적이거나, 본 발명을 개시된 정확한 형태로 한정하려는 것은 아니며, 상기 교시된 관점에서 명백하게 많은 수정 및 변형이 가능하다. 예시적인 실시양태들은 본 발명의 원리 및 그 실제 응용을 최선으로 설명함으로써, 이 분야의 기술자로 하여금 본 발명 및 고려된 용도에 적합한 각종 변형을 갖는 다양한 실시양태를 최선으로 활용할 수 있도록 선택 및 기재되었다.
본 발명은 습식 옵셋 인쇄 공정에 의해 기재 상에 보안 특징부를 생성(인쇄)하는 방법을 제공한다. 습식 옵셋 공정은 주로 습수액(이 기술분야에서 "급습액"으로도 지칭됨) 및 친유성 잉크 모두를 인쇄판 표면에 전달함으로써 실시되어, 화상 영역은 우선적으로 잉크를 받고 비-화상 영역은 우선적으로 습수액을 받도록 허용한 다음, 화상 영역 상에 있는 잉크를 기재로 전사한다.
종래의 습식 옵셋 인쇄 공정에서, 인쇄판은 습수액으로 축축해져(damped), 인쇄판의 화상 및 비-화상 영역 간 표면 에너지의 차이를 증가시키고, 이를 통해 비-화상 영역의 발잉크성과, 화상의 잉크 수용성을 개선한다. 이러한 공정에서, 물은 인쇄판의 친수성 영역(즉, 비-화상 영역) 상에 막을 형성하나, 발수성 영역(즉, 화상 영역) 상에서 작은 액적으로 줄어든다. 잉크가 칠해진 롤러가 축축해진 인쇄판 위를 통과할 때, 수막으로 덮인 영역을 잉크로 칠할 수는 없지만, 발수성 영역 상의 액적을 밀어서 이들이 잉크로 칠해지게 한다. 즉, 습수액은 인쇄판의 비-화상 영역으로의 잉크의 전사를 방지하기 위해, 화상 및 비-화상 영역을 분리하는데 사용된다.
기본적으로, 습수액을 인쇄판으로 전달하기 위한 두 개의 공정이 존재한다. 소위 "직접" 공정에서, 습수액은, 균일하고 정확하게 측정된 막을 제공하는 책임이 있는 일련의 롤러에 의해, 인쇄판과 직접 접촉하는 축임 롤러(dampening roller)로 운반된다. 여기서, 습수액의 막은 비-화상 영역의 표면에서 생성되고, 화상 영역의 표면에서 작은 액적으로 줄어든다. 별도로, 잉크는 일련의 롤러에 의해, 이전에 축여진 인쇄판과 직접 접촉하는 잉크 롤러로 운반된다. 따라서, 화상 영역 상의 습수액 막은 잉크에 유화되는 반면, 잉크는 비-화상 영역에 의해 기피된다. 그 후, 잉크 에멀전은 블랭킷 실린더를 통해 물품 또는 인쇄 기재로 전사되어 화상을 생성한다. "간접" 공정(이 기술분야에서 Dahlgren 공정으로도 언급됨)에서, 습수액은 하나 이상의("일련의") 롤러에 의해 잉크 롤러로 운반된다. 따라서, 잉크 중의 습수액 에멀전은 인쇄판과 접촉하기 전에 생성되므로, 그 품질이 개선된다. 그 후, 에멀전은 인쇄판으로 전사된다. 나머지 단계는 직접 공정과 동일하다. Dahlgren 시스템에서, 인쇄판은 잉크가 칠해진 롤러에 의해서만 접촉되고 즉, 습수액은 하나 이상의 잉크가 칠해진 롤러, 주로 폼 롤러 중 하나에 의해 축임 유닛 롤러로부터 인쇄판으로 전달되어야 한다. 이러한 종류의 시스템은 US 3,625,715호에 개시된 수용성 글리콜 또는 US 3,168,037호에 개시된 휘발성 알코올과 같이 물 운반 첨가제의 도움을 필요로 한다. 본 발명은 "간접" 습식 (축임) 공정을 바람직하게는 사용하고 즉, 인쇄판은 간접적으로 적셔진다.
두 공정에 대해, 습수액은 신속하고, 균일하며, 과하지 않게 비-화상 영역을 적시는 것; 유성 잉크로 균질한 에멀전을 신속하게 생성하는 것; 부식 및 마모로부터 인쇄판을 보호하는 것; 및 잉크 트레인 내에서 낮고 일정한 온도(보통 5 내지 15°C)를 유지하는 것을 포함하는 다양한 임무를 이행해야 한다.
본 발명의 습수액은 C1-C3 카복실산의 1종 이상의 수용성, 건강- 및 환경-친화적인 망간 (II) 염, 바람직하게는 C1-C3 모노카복실산의 망간 (II) 염(즉, 망간 (II) 포르메이트, 망간 (II) 아세테이트 및 망간 (II) 부타노에이트), 보다 바람직하게는 C1-C2 모노카복실산의 망간 (II) 염(즉, 망간 (II) 포르메이트 및 망간 (II) 아세테이트)을 포함하는 수성 조성물이다. 모노- 또는 디카복실산은 특히, 하이드록실 치환기와 같이 물-용해도를 증가시키는 치환기로 치환될 수 있다.
바람직하게는, 상기 C1-C3 카복실산의 1종 이상의 망간 (II) 염은 상기 염의 침전을 막기 위해, 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%, 바람직하게는 약 0.05 중량% 내지 약 2 중량%, 보다 바람직하게는 약 0.1 중량% 내지 약 1 중량%의 양으로 존재하고, 상기 중량%는 습수액의 전체 중량을 기준으로 한다.
본원에 기재된 C1-C3 카복실산의 1종 이상의 망간 (II) 염, 바람직하게는 C1-C3 모노카복실산의 망간 (II) 염(즉, 망간 (II) 포르메이트 및 망간 (II) 아세테이트 및 망간 (II) 프로피오네이트), 보다 바람직하게는 C1- 또는 C2- 모노카복실산의 망간 (II) 염(즉, 망간 (II) 포르메이트 또는 망간 (II) 아세테이트) 및 물 외에, 본 발명의 습수액은 다음 성분 중 1종 이상을 포함할 수 있다:
(a) 예를 들어, 무기산 또는 유기산과 같은 산,
(b) 다른 pH 조절 화합물(바람직하게는 버퍼 시스템 내에 생성됨),
(c) 수용성 유기용제,
(d) 계면활성제,
(e) 폴리머 감감제,
(f) 킬레이트제,
(g) 예를 들어, 실리콘계 유체 또는 에멀전(특히, 폴리디메틸 실록산)과 같은 소포제, 유기 아연염과 같은 부식 방지제, 수용성 유기 폴리포스페이트(킬레이트제(f)로도 작용할 수 있음), 수용성 구리염, 수용성 몰리브덴염, 붕산과 붕산염과 같은 수용성 붕소 화합물, 및 WO 98/51512호의 4쪽 및 5쪽에 기재된 추가적인 임의의 부식 방지제; 살진균제, 살균제(germicides), 항생제, 항균제(antibacterials), 항바이러스제(antivirals), 항진균제 및 이들의 조합과 같은 항균제제 또는 살균제제(방부제); 비-파일링(non-piling) 또는 윤활유 첨가제, 에멀전 조절제(성분 d 이외의), 점도 향상 성분(성분 e 이외의); 염료 및 점착제로부터 선택될 수 있는, 습수액에 주로 사용되는 1종 이상의 추가의 첨가제.
하나의 실시양태에서, 본 발명은 구체적으로 습식 옵셋 인쇄 공정에 적합한 습수액에 관한 것으로, 상기 습수액은 C1-C3 카복실산의 1종 이상의 망간(II) 염, 및
(a) 1종 이상의 산,
(b) 1종 이상의 다른 pH 조절 화합물 -- 산 및 다른 pH 조절 화합물은 경우에 따라 함께 버퍼를 형성함 --,
(c) 1종 이상의 수용성 유기용제,
(d) 1종 이상의 계면활성제,
(e) 1종 이상의 폴리머 감감제, 및
(f) 1종 이상의 킬레이트제로부터 선택된 적어도 하나의 성분을 포함한다.
하나의 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 습수액은 pH 4 내지 6 이고, 상기 pH는 버퍼에 의해, 바람직하게는 시트르산/시트레이트 버퍼에 의해 바람직하게는 조절된다.
하나의 보다 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 습수액은 폴리머 감감제, 바람직하게는 막-형성 폴리머 증감제, 보다 바람직하게는 아라비아 검과 같은 검을 포함한다.
하나의 보다 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 습수액은 C1-C3 카복실산의 1종 이상의 망간 (II) 염을 0.001 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.05 중량% 내지 2 중량%의 양으로 포함하고:
(a) 1종 이상의 산,
(b) 경우에 따라 1종 이상의 다른 pH 조절 화합물 -- 산 및 다른 pH 조절 화합물은 경우에 따라 함께 버퍼를 형성하고, 산 및 다른 pH 조절 화합물의 전체 양은 존재하는 경우 0.1 내지 3 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 1.5 중량%임 --
(c) 적어도 0.5 중량%, 바람직하게는 3-20 중량%의 1종 이상의 수용성 유기용제,
(d) 0.0001 내지 1 중량%의 1종 이상의 계면활성제,
(e) 0.01 내지 1 중량%의 1종 이상의 폴리머 감감제, 및
(f) 경우에 따라 0.001 내지 0.5 중량%의 1종 이상의 킬레이트제, 및
경우에 따라 비-계면활성제계 소포제, 부식 방지제, 방부제, 비-파일링 또는 윤활유 첨가제, 에멀전 조절제, 점도 향상 성분, 염료 및 점착제로부터 선택된 최대 1 중량%의 1종 이상의 추가적인 첨가제를 더 포함하고, 나머지는 바람직하게는 물이고, 상기 중량%로 주어진 모든 양은 습수액의 전체 중량을 기준으로 한다.
본원에 기재된 1종 이상의 산은 보통 산화 알루미늄(Al2O3)의 박층을 갖는 알루미늄으로 이루어진 인쇄판의 친수성을 유지하는 역할을 한다. 산의 바람직한 예는 인산, 및 모노- 또는 폴리카복실산 또는 모노- 또는 폴리하이드록시카복실산, 예를 들어 시트르산, 락트산, 숙신산, 및 이들의 혼합물을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 대해 적합한 습수액은 약 4.0 내지 약 6.0, 바람직하게는 약 4.5 내지 약 5.5의 pH를 바람직하게는 갖는다. 필요한 pH를 유지하고, 상이한 원인 예를 들어, 물에 의한 희석 및/또는 알카리성 인쇄 종이 기재와의 접촉에 기인한 pH 변화를 피하기 위해, 습수액은 원하는 경우 전술한 산과 함께 필요한 버퍼 능력을 제공할 수 있는 1종 이상의 pH 조절 화합물을 포함할 수 있다. 약 4.0 미만의 pH는 폴리머 감감제(예를 들어, 아라비아 검)과 같이 습수액 중에 존재하는 다른 성분의 효율에 악영향을 미치고, 산화성 건조 잉크의 건조 시간을 증가시킬 수 있다. 게다가, 약 4 미만의 pH 값은 잉크 트레인의 금속 원소의 부식 위험을 증가시킨다. 약 pH 6.0을 초과하는 pH 값은 알루미늄 인쇄판의 친수성을 유지하기 위해 사용되는 산의 효율을 감소시키는데, 이는 사용되는 산(예를 들어, 인산)이 알루미늄 표면에 존재하는 하이드록실기와 더 이상 반응할 수 없기 때문이다. 무기산 또는 유기산의 pKa가 원하는 pH 범위에 충분히 근접한 경우, 1종 이상의 pH 조절 화합물은 상술한 것들과 같은 무기산, 유기산의 상응하는 염, 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 1종 이상의 산이 본원에 기재된 습수액 중에 이미 존재할 수 있기 때문에, 원하는 버퍼 능력은 4.0 내지 6.0의 바람직한 값으로 pH를 조절하는데 필요한, 예를 들어, 소듐 포스페이트, NaH2PO4, 디소듐 포스페이트, Na2HPO4, 소듐 시트레이트, 소듐 락테이트, 소듐 숙시네이트 또는 이들의 혼합물과 같은 상응하는 산염의 양을 첨가함으로써 얻을 수 있다. 하나의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 습수액은 시트르산/시트레이트 버퍼 또는 포스페이트계 버퍼와 같은, 모노- 또는 폴리카복실산 또는 모노 또는 폴리하이드록시카복실산을 함유한 버퍼 시스템을 함유한다.
본원에 기재된 습수액은 바람직하게는, 일가 알코올(바람직하게는 에탄올 및/또는 이소프로필 알코올), 수용성 다가 알코올 예를 들어, 글리콜, 폴리글리콜 및 글리세롤, 수용성 에테르, 수용성 글리콜에테르, 수용성 에스테르 및 수용성 글리콜에스테르로부터 선택되는 1종 이상의 수용성 유기용제를 포함할 수 있다. 본원에 기재된 1종 이상의 수용성 유기용제는 습수액의 표면장력을 낮추고, 인쇄판의 비-인쇄 영역을 신속하고 효율적으로 적시는 역할을 한다. 다가 유기용제는 아래에서 설명되는 습윤제로도 작용할 수 있다. 보통, 이소프로필 알콜은 간접(Dahlgren) 공정 동안 수용성 유기용제로 사용된다. 이소프로필 알코올의 증기압이 다소 낮기 때문에(25°C에서 33.1 mm Hg), 사용 중 증발하여, 잉크 트레인의 온도를 보통 5 내지 15°C로 낮게 유지하고 잔여물이 남지 않게 한다. 휘발성 유기 화합물(VOC) 및 자극성(irritating) 화합물로 분류되는 이소프로필 알콜에 대한 건강 및 환경 염려가 증가함에 따라, 대체물이 개발되고, 이를 대체하도록 제안되고 있다. 이들 대체물의 일반적인 예는 US 6,436,176호에 기재된 것과 같은, 다가 알코올 예를 들어, 글리콜, 폴리글리콜 또는 글리세롤, 에테르, 글리콜에테르, 에스테르 및 글리콜에스테르와 같은 저휘발성 또는 비휘발성 알코올을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 글리콜, 글리세롤, 소르비톨, 헥시톨 또는 폴리글리콜은 또한, US 4,798,627호에 기재된 습윤제 효과를 갖는다. 바람직하게는, 본원에 기재된 1종 이상의 수용성 유기용제는 각각 습수액의 전체 중량을 기준으로 하여, 적어도 0.5 중량%, 보다 바람직하게는 약 3 내지 약 20 중량%, 예를 들어 약 0.5 내지 약 5 중량%(예를 들어, 휘발성 일가 알코올이 존재하지 않는 경우) 또는 약 5 내지 약 15 중량%(예를 들어, 이소프로필 알코올과 같은 휘발성 일가 알코올이 존재하는 경우)의 양으로 존재한다.
본 발명의 습수액은 1종 이상의 수용성 계면활성제를 포함할 수 있다. 1종 이상의 계면활성제는 1종 이상의 수용성 유기용제와 유사한 기능을 갖고, 즉, 습수액의 표면 장력을 감소시켜, 상기 습수액에 의한 인쇄판의 비-인쇄 영역을 적시는 것을 가속화하고, 잉크 에멀전의 형성에 도움을 준다. 추가적으로, 1종 이상의 계면활성제의 존재는 이소프로필 알코올 또는 대안적인 수용성 유기용제의 양의 감소를 허용한다. 1종 이상의 계면활성제는 예를 들어, EP 2 098 377 A2호에 기재된 것처럼, 음이온 계면활성제, 비이온 계면활성제 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 바람직하게는, 본원에 기재된 1종 이상의 계면활성제는 기포(foam) 형성을 피하기 위해 약 1 중량%를 초과하지 않는, 바람직하게는 0.01 내지 약 0.5 중량%의 양으로 존재하고, 상기 중량%는 습수액의 전체 중량을 기준으로 한다.
본원에 기재된 습수액은 바람직하게는 막 형성 특성을 갖는 1종 이상의 폴리머 감감제를 포함할 수 있다. 1종 이상의 감감제는 인쇄판의 비-인쇄 영역을 보호하고 친수성을 유지하는 역할을 한다. 1종 이상의 감감제는 검, 특히 아라비아 검과 같이 탄수화물계 천연물로부터 선택될 수 있다. 대안적으로, 예를 들어, EP 2 098 377 A2호에 기재된 것처럼 합성 하이드록시화 폴리머 화합물 또는, 셀룰로오스 또는 녹말의 합성 유도체가 1종 이상의 감감제로 사용될 수 있다. 바람직하게는, 본원에 기재된 1종 이상의 감감제는 습수액의 전체 중량을 기준으로, 약 0.01 내지 약 5 중량%, 보다 바람직하게는 약 0.05 내지 약 1.5 중량%의 양으로 존재한다.
본원에 기재된 습수액은 1종 이상의 킬레이트제를 포함할 수 있다. 1종 이상의 킬레이트제는 특히 "경수(hard)" 수돗물(tap water)이 사용될 때 잠정적인 과도 양이온을 배위하거나 착화하는 역할을 한다. 예를 들어, 이러한 경수 중에 존재하는 칼슘 및 마그네슘 양이온은 본원에 기재된 산화성 건조 잉크 중의 지방산기와 반응하여 침전을 유도할 수 있거나, 또는 칼슘 카보네이트는 인쇄기에 침강될 수 있다. 양이온을 배위하는데 적합한 킬레이트제는 당해 분야에서 공지되어 있고, EP 2 098 377 A2호에 개시된 바와 같이, 에틸렌디아민테트라아세트산과 그의 칼륨염 및 소듐염, 디에틸렌트리아민펜타아세트산과 그의 칼륨염 및 소듐염, 트리에틸렌테트라민헥사아세트산과 그의 칼륨염 및 소듐염, 하이드록시에틸에틸렌디아민트리아세트산과 그의 칼륨염 및 소듐염, 니트릴로트리아세트산과 그의 소듐염, 1-하이드록시에탄하이드록시 에탄-1,1-디포스폰산과 같은 유기 포스폰산과 그의 칼륨염 및 소듐염, 메틸렌포스폰 산과 그의 칼륨염 및 소듐염, 및 포스포노알칸에트리카복실산을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 바람직하게는, 본원에 기재된 1종 이상의 킬레이트제는 습수액의 전체 중량을 기준으로 하여 약 0.001 중량% 내지 약 0.5 중량%의 양으로 존재한다.
본원에 기재된 습수액은 균질하고 깨끗한 습수액을 얻도록 물, 본원에 기재된 C1-C3 모노카복실산의 망간 (II) 염, 및 존재하는 경우 앞서 기재된 1종 이상의 성분 (a) 내지 (g)을 부드럽게(gently) 혼합함으로써 제조될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 적합한 습수액은 3000 μS/cm을 초과하지 않는, 바람직하게는 500을 초과하되 3000 μS/cm를 초과하지 않는 전도율을 가져서, 예를 들어 스커밍(scumming) 또는 스트리핑(stripping)과 같은 인쇄 문제를 회피한다.
본 발명은 또한, 습수액 농축물(concentrate)에 관한 것으로, 습수액 농축물은 C1-C3 카복실산의 1종 이상의 망간 (II) 염, 경우에 따라 물, 및 추가적으로
(a) 1종 이상의 산,
(b) 1종 이상의 다른 pH 조절 화합물 -- 산 및 다른 pH 조절 화합물은 경우에 따라 함께 버퍼를 형성함 --,
(c) 1종 이상의 수용성 유기용제,
(d) 1종 이상의 계면활성제,
(e) 1종 이상의 폴리머 감감제, 및
(f) 1종 이상의 킬레이트제, 및
(g) 비-계면활성제계 소포제, 부식 방지제, 방부제, 비-파일링 또는 윤활유 첨가제, 에멀전 조절제, 점도 향상 성분, 염료 및 점착제로부터 선택된 1종 이상의 추가적인 첨가제로부터 선택된 적어도 1종의 성분을 포함하고, 상기 비-수용성 성분의 양은 농축물의 전체 중량의 적어도 25 중량%, 바람직하게는 적어도 35 중량%, 보다 바람직하게는 50 중량%이다. 이러한 농축물은 물로 희석되어, 본원에 기재되고 특허청구된 습수액을 수득할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시양태에 따르면, 본 발명의 습수액 농축물에서 성분의 중량비는 물에 의한 희석 이후, 본원에 기재되고 특허청구된 습수액이 수득될 수 있도록 한다.
옵셋 인쇄 공정은 산화성 건조 잉크(즉, 산소의 존재 하에, 특히 대기 산소의 존재 하에 산화에 의해 건조되는 잉크)를 사용한다. 건조 처리 동안, 산소는 잉크 전색제(ink vehicle)의 1종 이상의 성분과 결합되어, 잉크를 반고체 또는 고체 상태로 변화시킨다. 건조 공정은 금속염과 같은 1종 이상의 촉매 또는 건조제를 사용함으로써 및/또는 열처리를 함으로써 가속화될 수 있다. 산화성 건조 잉크의 보통의 인쇄 동안, 건조 공정은 수 시간 내지 수 일 동안 진행된다.
건조제의 바람직한 예는 금속(들)의 무기 또는 유기염, 유기산의 금속 비누, 금속 착물 및 금속 착염을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 공지된 건조제는 예를 들어, 코발트, 구리, 망간, 세륨, 지르코늄, 바륨, 스트론튬, 리튬, 비스무트, 칼슘, 바나듐, 아연, 철과 같은 금속, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 특히, 코발트염은 산화 효율이 높고 강력하므로(즉, 이들의 효율이 코팅 조성물과 독립적으로 유지됨), 잉크 및 코팅용 건조제로 널리 사용된다. 존재하는 경우, 1종 이상의 건조제는 산화성 건조 잉크의 전체 중량을 기준으로, 약 0.001 내지 약 10 중량%의 양으로 바람직하게는 존재한다.
보통, 습식 옵셋 인쇄 공정에 적합한 산화성 건조 잉크는 40°C 및 1000 s-1에서 약 3 내지 약 12 Pa 범위 내의 점도를 갖고, 상기 점도는 콘 플레이트 1을 구비한 Haake Roto-Visco RV1 상에서 측정되었다.
산화성 건조 잉크는 바람직하게는, 적어도 1종의 산화성 건조 바니시를 포함한다. 산화성 건조 바니시는 통상적으로 이 기술분야에 알려진 바와 같이, 보통 불포화 지방산 잔여물, 포화 지방산 잔여물 또는 이들의 혼합물을 포함하는 폴리머이다. 포화 및 불포화 지방산 화합물은 천연 및/또는 인공 공급원으로부터 얻을 수 있다. 바람직하게는, 본원에 기재된 산화성 건조 바니시는 공기 건조 특성을 보장하기 위해 불포화 지방산 잔여물을 포함한다. 적합한 지방산은, 미리스트올레산, 팔미톨레산, 아라키돈산, 에루크산, 가돌레산, 클루파노돈산(clupanadonic acid), 올레산, 리시놀레산, 리놀레산, 리놀렌산, 리칸산, 니신산 및 엘레오스테아르산 또는 그 혼합물과 같이, 에틸렌성 불포화 콘쥬게이트되거나 콘쥬게이트되지 않은 C2-C24 카복실산이다. 이들 지방산은 천연유 또는 합성유 유래 지방산의 혼합물의 형태로 보통 사용된다. 특히 바람직한 산화성 건조 바니시는 불포화산기를 포함하는 수지이고, 보다 더 바람직하게는 불포화 카복실산기를 포함하는 수지이다. 하지만, 수지는 포화 지방산 잔여물을 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 본원에 기재된 산화성 건조 바니시는 산기를 포함하고 즉, 산화성 건조 바니시는 산 변성 수지(modified resins) 중에서 선택된다. 본원에 기재된 산화성 건조 바니시는 알킬드 수지, 비닐 폴리머, 폴리우레탄 수지, 고분기(hyperbranched) 수지, 로진-변성 말레산 수지, 로진-변성 페놀 수지, 로진 에스테르, 석유 수지-변성 로진 에스테르, 석유 수지-변성 알킬드 수지, 알킬드 수지-변성 로진/페놀 수지, 알킬드 수지-변성 로진 에스테르, 아크릴-변성 로진/페놀 수지, 아크릴-변성 로진 에스테르, 우레탄-변성 로진/페놀 수지, 우레탄-변성 로진 에스테르, 우레탄-변성 알킬드 수지, 에폭시-변성 로진/페놀 수지, 에폭시-변성 알킬드 수지, 테르펜 수지 니트로셀룰로오스 수지, 폴리올레핀, 폴리아미드, 아크릴 수지 및 이들의 조합 및 혼합물로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. 본원에서는 폴리머 및 수지가 교환 가능하게(대체 가능하게) 사용된다.
본원에 기재된 산화성 건조 잉크는 당업자에게 공지된 것과 같이 1종 이상의 산화방지제를 더 포함할 수 있다. 적합한 산화방지제는 알킬 페놀, 입체장애된(hindered) 알킬 페놀, 알킬티오메틸-페놀, 유게놀, 2차 아민, 티오에테르, 포스파이트(phosphite), 포스포나이트(phosphonites), 디티오카바메이트, 갈레이트, 말로네이트, 프로피오네이트, 아세테이트 및 다른 에스테르, 카복사미드, 하이드로퀴논, 아스코르브산, 트리아진, 벤질 화합물뿐만 아니라 토코페놀 및 유사한 테르펜을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 이러한 산화방지제는 예를 들어, WO 02/100 960호에 개시된 공급원으로부터 상업적으로 입수 가능하다. 산화방지제에 대한 추가적인 일반적인 정보는 Taschenbuch der Kunststoff-Additive(R. Gaechter 및 H. Mueller, Carl Hanser Verlag Muenchen Wien, 2. Ausg. 1983, ISBN 3-446-13689-4) 또는 Plastics Additives Handbook(H. Zweifel, 5th Ed. 2001, Hanser Publishers Munich, ISB 3-446-21654-5)에서 찾을 수 있다. 입체장애된 알킬 페놀은 페놀성 하이드록실에 대하여 오르쏘(ortho)인 적어도 1종 또는 2종의 알킬기를 갖는 페놀이다. 페놀성 하이드록실에 대하여 오르쏘인 하나의, 바람직하게는 두 개의 알킬기는 바람직하게는 2차 또는 3차 알킬, 가장 바람직하게는 3차 알킬, 특히 t-뷰틸, t-아밀 또는 1,1,3,3-테트라메틸뷰틸이다. 바람직한 산화방지제는 입체장애된 알킬 페놀, 및 특히 2-t-뷰틸-하이드로퀴논, 2,5-디-t-뷰틸-하이드로퀴논, 2-t-뷰틸-p-크레솔 및 2,6-디-t-뷰틸-p-크레솔이다. 존재하는 경우, 1종 이상의 산화방지제는 약 0.05 내지 약 3 중량%의 양으로 존재하고, 상기 중량%는 산화성 건조 잉크의 전체 중량을 기준으로 한다.
본원에 기재된 산화성 건조 잉크는 1종 이상의 염료, 1종 이상의 무기 안료, 1종 이상의 유기 안료 또는 그의 혼합물과 같은 1종 이상의 착색제를 더 포함할 수 있다.
본원에 기재된 산화성 건조 잉크는 카본 섬유, 탈크, 운모(백운모), 규회석, 하소 점토, 차이나 클레이, 카올린, 카보네이트(예를 들어, 칼슘 카보네이트, 소듐 알루미늄 카보네이트), 실리케이트(예를 들어, 마그네슘 실리케이트, 알루미늄 실리케이트), 설페이트(예를 들어, 마그네슘 설페이트, 바륨 설페이트), 티타네이트(예를 들어, 포타슘 티타네이트), 알루미나 수화물, 실리카, 발연 실리카, 몬모릴로나이트, 그라파이트, 아나타제, 루틸, 벤토나이트, 버미큘라이트, 아연백, 아연 황화물, 나무 분말, 석영 분말, 천연 섬유, 합성 섬유, 및 그 조합으로 구성된 군으로부터 바람직하게는 선택된 1종 이상의 필러(fillers) 또는 증량제(extenders)를 더 포함할 수 있다. 존재하는 경우, 1종 이상의 필러 또는 증량제는 약 0.1 내지 약 40 중량%의 양으로 바람직하게는 존재하고, 상기 중량%는 산화성 건조 잉크의 전체 중량을 기준으로 한다.
본원에 기재된 산화성 건조 잉크는 합성 왁스, 석유 왁스 및 천연 왁스로 구성된 군으로부터 바람직하게는 선택되는 1종 이상의 왁스를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 1종 이상의 왁스는 미정질 왁스, 파라핀 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 플루오로카본 왁스, 폴리테트라플루오로에틸렌 왁스, 피셔-트롭슈(Fischer-Tropsch) 왁스, 실리콘 유체, 밀랍, 칸델릴라 왁스, 몬탄 왁스, 카나우바 왁스 및 그 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된다. 존재하는 경우, 1종 이상의 왁스는 약 0.1 내지 15 중량%의 양으로 바람직하게는 존재하고, 상기 중량%는 산화성 건조 잉크의 전체 중량을 기준으로 한다.
본원에 기재된 산화성 건조 잉크는 자성 재료, 발광성 재료, 전기 도전성 재료, 적외선-흡수 재료 및 그 조합 또는 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 기계 판독 가능 재료를 더 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 "기계 판독가능 재료"란 용어는 장치 또는 기계에 의해 검출 가능하고, 층에 포함되어 인증을 위한 특정 장비의 사용을 통해 상기 층 또는 층을 포함하는 물품을 인증하기 위한 방식을 제공(confer)할 수 있는 적어도 하나의 독특한 특성을 나타내는 재료를 지칭한다. 자성 재료는 약 5 내지 약 70 중량%의 양으로 바람직하게는 존재하고, 발광성 화합물은 약 0.5 내지 약 60 중량%의 양으로 바람직하게는 존재하고, 적외선-흡수 화학물은 약 0.3 내지 60 중량%의 양으로 바람직하게는 존재하며, 상기 중량%는 산화성 건조 잉크의 전체 중량을 기준으로 한다.
당업자에게 공지된 바와 같이, 본원에 기재된 산화성 건조 잉크는 1종 이상의 용제 및 희석제를 더 포함할 수 있다.
본원에 기재된 산화성 건조 잉크는 침전방지제, 소포제, 계면활성제, 및 잉크 분야에 알려진 다른 가공 보조제 중 1종 이상뿐만 아니라 이들의 조합을 포함하는 첨가제를 더 포함할 수 있다. 본원에 기재된 첨가제는 본원에 기재된 산화성 건조 잉크 조성물 내에, 당해 분야에 공지된 양 및 형태로 존재할 수 있고, 입자의 치수 중 적어도 하나가 1 내지 1000nm의 범위 내에 있는 소위 나노 재료의 형태를 포함한다.
본원에 기재된 인쇄 공정에 적합한 특히 바람직한 산화성 건조 잉크는 다음 성분을 다음의 양으로 포함한다:
Figure pct00001
*중량%로 표기된 양은 산화성 건조 잉크의 전체 중량을 기준으로 하고, 합은 100 중량%이다.
본원에 기재된 산화성 건조 잉크는 본원에 기재된 모든 성분, 본원에 기재된 1종 이상의 산화방지제, 본원에 기재된 1종 이상의 왁스, 본원에 기재된 1종 이상의 착색제, 경우에 따라, 존재하는 경우 본원에 기재된 1종 이상의 필러 및/또는 증량제, 및 본원에 기재된 적어도 1종의 산화성 건조 바니시(즉, 페이스트 조성물)가 있는 곳에 존재하는 경우 1종 이상의 첨가제를 분산, 혼합 및/또는 분쇄하는(milling) 단계를 포함하는 방법에 의해 보통 제조된다. 본원에 기재된 1종 이상의 건조제는 다른 모든 성분의 분산 또는 혼합 단계 동안 잉크에 첨가될 수 있거나, 이후 단계에서 첨가될 수 있다.
본원에 기재된 바와 같이, 본원에 기재된 방법은 잉크를 칠하는 단계를 포함하고, 본원에 기재된 산화성 건조 잉크는 옵셋 인쇄기의 인쇄판에 칠해지고, 상기 방법은 앞서 설명한 것처럼 보안 특징부를 형성하기 위해 산화성 건조 잉크를 인쇄판으로부터 기재로, 옵셋("블랭킷") 실린더를 통해 전사하는 단계를 포함한다.
기재의 일반적인 예는 섬유계 기재 바람직하게는, 종이, 종이-함유 재료, 폴리머계 기재, 복합 재료(예를 들어, 종이층 및 폴리머막의 적층에 의해 수득된 기재), 금속 또는 금속 재료, 유리, 세라믹 및 그 조합과 같은 셀룰로오스 섬유를 기본으로 하는 기재를 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 폴리머계 기재의 일반적인 예는 폴리프로필렌(PP) 및 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리비닐 클로라이드(PVC) 및 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET)와 같은 에틸렌- 또는 프로필렌계 호모- 및 코폴리머로 이루어진 기재이다. 복합 재료의 일반적인 예는 앞서 기재된 것과 같은 폴리머를 비롯하여, 적어도 1종의 종이층과 적어도 1종의 폴리머막의 다층 구조(예컨대 적층) 뿐만 아니라, 셀룰로오스 섬유 및 합성 폴리머 섬유의 혼합물을 기본으로 하는 종이-형 기재를 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 하나의 바람직한 실시양태에서, 보안 특징부는 옵셋 종이와 신용 지폐(fiduciary paper)로부터 선택된 기재 상에 인쇄된다. 옵셋 종이는 종이를 옵셋 인쇄에 적합하게 하는, 치수 안정성, 말림(curling)에 대한 저항성, 높은 표면 강도, 이물질(foreign particles)이 없는 표면, 및 높은 수준의 수분 침투 방지성을 포함하는 특성을 갖는 목재-펄프 셀룰로오스로 제조된다. 일반적으로, 옵셋 종이의 기본 중량 평량(basis weight)은 30g/m2 내지 250g/m2, 바람직하게는 50g/m2 내지 150g/m2 이다.
신용 지폐(이 기술분야에서 보안 종이로도 지칭됨)는 리그닌이 없는 목화-펄프 셀룰로오스로부터 제조된다. 신용 지폐의 추가적인 특성은 옵셋 종이에 비해, 기계적 저항성(특히, 찢김 및 마모에 대한 저항성), 얼룩에 대한 저항성, 및 미생물(박테리아, 바이러스 및 진균류)에 의한 성능 저하에 대한 처리를 개선시킨다. 신용 지폐의 기계적 저항성은 합성 섬유의 종이(목화계) 펄프를 도입함으로써 개선될 수 있고, 얼룩 방지 성능은 은행권의 보안 특징부를 인쇄 또는 도포하기 전, 얼룩-방지 폴리머층을 코팅 또는 인쇄함으로써 개선될 수 있다. 보통, 살생물제에 의한 처리는 얼룩 방지 처리와 조합된다. 일반적으로, 신용 지폐는 50 내지 150 g/m2, 바람직하게는 80 내지 120 g/m2의 기준 중량 평량을 갖는다.
또한, 옵셋 종이 대신 신용 지폐의 사용은 위조 방지를 보장하는 추가적인 요소를 첨가하는데, 이는 신용 지폐가 보안 종이의 제조에서만 이용 가능한 특수한 제지기 상에서 제조되고, 가령, 위조자가 신용 지폐를 유용하는 것을 방지하도록 공급 체인이 보호되기 때문이다.
본원에 기재된 공정은 보안 문서에 대한 기재로서 적합한 기재 상에 보안 특징부를 생성하는데 특히 적합하다. 하나의 바람직한 실시양태에 따르면, 보안 특징부는 인쇄 대상인 기재상에서 배경 인쇄로 사용된다. 이는 본원에 기재된 공정에 의해 인쇄된 보안 특징부의 상부 즉, 인증 목적을 위한 화상, 패턴 또는 그래픽 요소 상에, 추가적인 보안 특징부 또는 비-보안 특징부가 한 번 이상의 추가적인 인쇄 또는 도포 동작으로 인쇄되거나 도포되어, 본원에 기재된 공정에 의해 인쇄된 보안 특징과, 추가적인 보안 또는 비-보안 특징이 겹쳐진다는 것을 의미한다.
"보안 문서"란 용어는 위조 또는 불법적인 복제 시도가 있을 수 있는 가치가 있고, 하나 이상의 보안 특징부에 의해 위조 또는 사기로부터 보호되는 문서를 지칭한다. 보안 문서의 예는 유가 문서 및 유가 상품을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 유가 문서의 일반적인 예는 제한 없이, 은행권, 증서, 티켓, 수표, 상품권, 재정 우표 및 세금 라벨 및 합의서 등, 여권과 같은 신원 증명서, 신분증, 비자, 은행 카드, 신용 카드, 트랜잭션 카드, 액세스 문서, 보안 뱃지, 입장권, 교통 티켓 또는 증서(title) 등을 포함한다.
"유가 상품"이란 용어는 예를 들어, 진품 약품과 같이 포장 내의 내용물이 진품이라는 것을 보장 하기 위해, 하나 이상의 보안 특징부를 포함할 수 있는, 특히 제약, 화장품, 전자제품 또는 식품 분야에 대한 포장재를 지칭한다. 이들 포장재의 예는 인증 브랜드 라벨, 텍스 밴더롤(tax banderoles), 개봉 흔적 표시 라벨(tamper evidence label) 및 실(seal)과 같은 라벨을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 본원에 기재된 보안 문서는 본원에 기재된 보안 특징부의 하부 또는 상부에 1종 이상의 추가적인 층 또는 코팅을 더 포함할 수 있다. 본원에 기재된 기재 및 보안 특징부 사이의 점착성이 예를 들어, 기재 재료, 표면의 불균일함 또는 표면의 비균질함에 기인하여 불충분한 경우, 당업자에게 공지된 바와 같이 기재와 보안 특징부 사이에 추가적인 층, 코팅 또는 프라이머가 도포될 수 있다.
보안 문서의 보안 수준 및 위조 및 불법 복제 방지성을 추가로 증가시킬 목적으로, 기재는 워터마크, 은선(security thread), 섬유, 플랑셰트(planchette), 발광 화합물, 윈도우, 호일(foil), 데칼(decal), 코팅 및 이들의 조합을 함유할 수 있다.
본원에 기재된 산화성 건조 잉크가 도포되는 본원에 기재된 기재는 보안 문서의 고유한 부분으로 구성될 수 있거나, 대안적으로 본원에 기재된 산화성 건조 잉크는 예를 들어, 은선, 보안 줄무늬(security stripe), 호일, 데칼 또는 라벨과 같은 보조 기재 상에 도포되고, 결과적으로 별도의 단계에서 보안 문서에 전사된다.
또한, 본원에 기재된 습식 옵셋 인쇄 공정용 습수액 중의 첨가제로서, C1-C3 카복실산의 1종 이상의 망간 (II) 염, 바람직하게는, C1-C3 모노카복실산의 망간 (II) 염, 보다 바람직하게는 C1-C2 모노카복실산의 망간 (II) 염(즉, 망간 (II) 아세테이트 및 망간 (II) 포르메이트)의 용도가 본원에 기재된다.
또한, 본원에 기재된 습식 옵셋 인쇄 공정용 보안 특징부를 생성하기 위해, C1-C3 카복실산의 1종 이상의 망간 (II) 염, 바람직하게는 C1-C3 모노카복실산의 망간 (II) 염, 보다 바람직하게는 C1-C2 모노카복실산의 망간 (II) 염(즉, 망간 (II) 아세테이트 및 망간 (II) 포르메이트)의 용도가 본원에 기재된다.
실시예
본 발명은 비-제안적인 실시예를 참조로 더 상세하게 기재된다. 아래의 실시예는 본 발명 및 비교 데이터에 따라 습수액의 제조 및 용도에 대한 세부사항을 제공한다.
[표 1]
Figure pct00002
표 1 - 옵셋 산화성 건조 잉크 조성물
표 1의 옵셋 산화성 건조 잉크 조성물의 제조
표 1에 열거된 성분을 실온에서 혼합함으로써 산화성 건조 잉크 조성물을 제조하였다. 생성한 페이스트를 3DY 300 3롤밀 상에서 3회 통과시켜 가루로 만들었다(제1 통과는 6 바의 압력에서, 제2 통과 및 제3 통과는 12 바의 압력에서 이루어짐). 건조제를 앞서 기재된 바와 같이 얻은 페이스트에 첨가하였고, 상기와 같이 얻은 약 10g의 조성물을 SpeedMixerTM(Hauschild Engineering 상의 DAC 150 SP CM31)내, 실온에서 3분간 2500 rpm의 속도로 혼합하였다. Haake Roto Visco 1 회전 레오미터(rheometer) 상에서 약 7 Pa.s의 점도를 측정하였다(40°C 및 1000 s-1)
표 2의 습수액의 제조
표 2에 주어진 성분을 기재된 양으로 실온에서 약 1분간 부드럽게 혼합함으로써, 15 kg의 습수액을 제조하였다. 본원에 사용된 염용액은 이하에 자세히 기재된 바와 같이 제조하였다. Wassertop SF 3.0은 독일의 DC Druckchemie GmbH사로부터 입수할 수 있는 습수액 농축물이다.
[표 2]
Figure pct00003
표 2 - 습수액 조성물
1: Mettler Toledo SevenGoDuo pH 및 도전율 결합 장치를 이용한 인쇄 공정의 개시 이후, pH 및 도전율을 수 분간 측정하였다.
산염용액의 준비
Mn(II) 아세테이트 용액 (200g): 71.6g의 망간 (II) 아세테이트 4수화물(99 중량%의 순도, 시그마 알드리치 AG)을 500 mL의 유리 용기에 담긴 122.1g의 탈이온수에 첨가하였다. 결정이 완전히 용해될 때까지(15-20분) 용액을 자성 교반기로 교반한 후, 6.3 g의 80%의 아세트산(Brenntag Schweizerhall AG)을 첨가하였으며, 용액을 3-4분 간 더 교반하였다. Mn(II) 아세테이트 용액은 25.3 중량% Mn(II) 아세테이트를 포함하였다. 습수액 중의 Mn(II) 아세테이트의 최종 함량은 31.46g(0.21 중량%)이었다.
Mn(II) 포르메이트 용액 (500 g): 33.4g의 망간 (II) 포르메이트 2수화물(98 중량%의 순도, Alfa Aesar)을 1L 유리 용기 내의 466.1 g의 탈이온수에 첨가하였다. 결정이 완전히 용해될 때까지(15-20분) 용액을 자성 교반기로 교반한 후, 0.5g의 80% 포름산(시그마 알드리치)을 첨가하였으며, 용액을 3-4분 간 더 교반하였다. Mn(II) 포르메이트 용액은 5.24 중량%의 Mn(II) 포르메이트를 포함하였다. 습수액 중의 Mn(II) 포르메이트의 최종 함량은 26.11g(0.174 중량%)이었다.
Mn(II) 니트레이트 용액 (200 g): 74.8 g의 망간 (II) 니트레이트 4수화물(97 중량%의 순도, 시그마 알드리치 AG)을 500 mL의 유리 용기에 담긴 68.4g의 탈이온수에 첨가하였다. 결정이 완전히 용해될 때까지(5-10분) 용액을 자성 교반기로 교반한 후, 24.0g의 80%의 아세트산(Brenntag Schweizerhall AG)과 32.8g의 소듐 아세테이트 (99 중량%의 순도, 시그마 알드리치 AG)를 첨가하였으며, 결정이 완전히 용해될 때까지 용액을 5-10분 간 더 교반하였다. Mn(II) 니트레이트 용액은 Mn(II) 니트레이트를 포함하였다. 습수액 중의 Mn(II) 니트레이트의 최종 함량은 32.20g(0.215 중량%)이었다.
V(II) 옥살레이트 용액: 6.65 중량% V(II)를 함유한 용액(OMG 보르처)을 직접 습수액에 첨가하였다. 이 용액은 18.14 중량%의 V(II) 옥살레이트를 포함하였다. 습수액 중의 V(II) 옥살레이트의 최종 함량은 25.03g(0.167 중량%)이었다.
Co(II) 아세테이트 용액(500 g): 50.8g의 코발트 (II) 아세테이트 4수화물(98 중량%의 순도, Brenntag Schweizerhall AG)을 1L 유리 용기 내의 291.2 g의 탈이온수에 첨가하였다. 결정이 완전히 용해될 때까지(15-20분), 용액을 자성 교반기로 교반한 후, 2.0g의 80%의 아세트산(Brenntag Schweizerhall AG)과 156g의 탈이온수를 첨가하였으며, 용액을 3-4분 동안 더 교반하였다. Co(II) 아세테이트 용액은 7.08 중량%의 Co(II) 아세테이트를 포함하였다. 습수액 중의 Co(II) 아세테이트의 최종 함량은 31.86 g(0.212 중량%)이었다.
인쇄 방법
시간 당 7500장을 인쇄하는 Heidelberg Speed Master 74-1를 이용하여, 정사각형 패턴(크기 4.5 cm x 5.2 cm)을 옵셋 종이(Antalis Normaset puro 100g/m2, 70.1 cm x 49.9 cm)와 신용 지폐(70.1 cm x 49.9 cm, Louisenthal BNP paper 100 g/m2) 상에 인쇄하였다(시험 조건: T=22°C 및 54%의 상대 속도). 인쇄 조건은 표 3에 기재된다. 각 실시예에 대해, 전체 2000장을 출력하였다. 표준 건조 조건을 시뮬레이션하기 위해, 각 인쇄 작업 이후, 2000장의 인쇄된 용지 위에, 동일한 종이의 1000장의 빈 용지를 두었다. 1.2에 근접한 광학 밀도를 얻도록 옵셋 산화성 건조 잉크의 양을 고정하였다. 인쇄기는 Alcolor 연속 막-축임 시스템(continuous-film dampening system)(Dahlgren system)을 구비하였다. 잉크의 과도한 에멀전(overemulsion)(너무 많은 습수액을 첨가함으로써) 또는 잉크의 불충분한 에멀전(충분한 습수액을 첨가하지 못함으로써)을 피하기 위해, 축임 롤러 및 잉크 롤러의 상대 속도(%)를 변화시킴으로써, 잉크와 습수액 사이의 비율을 확립하였다.
[표 3]
Figure pct00004
표 3. 인쇄 조건
1 densitometer Gretag D19C를 이용하여 각 인쇄된 패턴의 두 개의 영역에서 광학 밀도를 측정하였고, 평균 값을 계산하였다.
건조 시험
각 실시예에 대해, x일(일수에 대한 표 4 참조) 이후, 파일(pile)의 바닥부에서 인쇄된 기재의 용지를 선택하고, 인쇄 패턴을 자르고, 동일한 기재의 빈 부분으로 이를 덮은 다음, 이렇게 형성된 어셈블리를 ORMAG Intaglio Proof Press로 80°C에 처리함으로써, 건조 시험을 수행하였다. 인쇄된 패턴과 빈 부분을 분리하였고, 빈 부분을 잉크 전사에 대해 검사하였다. Konica Minolta bizhub C552 컬러 스캐너를 사용하여 600dpi의 해상도에서, 원본의 인쇄된 패턴과 빈 부분 모두에 대해 스캔을 하였다. 각 스캔물(원본의 인쇄된 패턴과 빈 부분을 포함)을 Photoshop CS 6으로 열었고, 원본의 인쇄된 패턴과 전사된 패턴에 대한 픽셀의 개수를 확인하였다. 전사된 패턴의 픽셀수와 원본의 인쇄된 패턴의 픽셀수 사이의 비율을 사용하여, 원본의 인쇄된 패턴으로부터 빈 부분으로 전사된 잉크의 양을 평가하였다. 이 비율(%)을 표 4a(인쇄 동작 1) 및 표 4b(인쇄 동작 2)에 나타내었다.
[표 4a]
Figure pct00005
표 4a. 인쇄 동작 1의 결과
[표 4b]
Figure pct00006
표 4b. 인쇄 동작 2의 결과
표 4a 및 도 4b에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 옵셋 산화성 건조 잉크 조성물과 함꼐 망간 (II) 아세테이트 (E1) 또는 망간 (II) 포르메이트 (E2)를 포함하는 습수액의 사용은 임의의 금속염 (C0)이 없는 습수액 조성물에 비해, 건조 성능이 개선되었음을 나타내는 인쇄 패턴을 야기하였다.
표 4a-표 4b에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 옵셋 산화성 건조 잉크 조성물과 함께 망간 (II) 아세테이트 (E1)를 포함하는 습수액의 사용은 코발트(II) 아세테이트 (C2), 망간 (II) 니트레이트 (C1) 또는 바나듐 (II) 옥살레이트 (C3)를 포함하는 습수액 조성물과 비교하여, 적어도 유사한 건조 성능을 나타내는 인쇄 패턴을 야기하였다. 하지만, 망간 (II) 아세테이트 (E1) 또는 포르메이트 (E2)와 같은 C1-C3 산의 망간 (II) 염을 포함하는 본 발명의 습수액은 옵셋 인쇄 분야에서 흔히 사용되는 다른 건조제에 비해 환경 친화적이면서, 인쇄기 상에서 실온 보관 시의 안정성과, 저온 사용시의 안정성을 겸비한다.

Claims (14)

  1. 습식 옵셋 인쇄 공정에 의해 기재 상에 보안 특징부(security feature)를 인쇄하는 방법으로서,
    a) 인쇄판을 C1-C3 카복실산의 1종 이상의 망간 (II) 염을 포함하는 습수액으로 적시는 단계,
    b) 상기 인쇄판에 산화성 건조 잉크로 잉크를 칠하는 단계, 및
    c) 산화성 건조 잉크를 옵셋 인쇄기 내의 상기 인쇄판으로부터 기재로 전사하여 상기 기재 상에 보안 특징부를 인쇄하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 상기 인쇄판이 간접적으로 적셔지는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 습수액이 상기 C1-C3 카복실산의 1종 이상의 망간 (II) 염을 상기 습수액의 전체 중량을 기준으로 0.001 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 2 중량%의 양으로 포함하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 망간 (II) 염이 망간 (II) 포르메이트 및 망간 (II) 아세테이트로부터 선택되는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재가
    종이 기재, 폴리머계 기재 및, 적어도 하나의 종이층과 적어도 하나의 폴리머 막의 적층에 의해 수득된 복합 기재로부터 선택되는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 종이가 신용 지폐(fiduciary paper)인 방법.
  7. 습식 옵셋 인쇄 공정에 적합한 습수액으로서,
    상기 습수액은 C1-C3 카복실산의 1종 이상의 망간 (II) 염을 포함하고,
    상기 습수액은 4 내지 6의 pH를 갖고,
    상기 pH는 버퍼, 바람직하게는 시트르산/시트레이트 버퍼에 의해 조절되는 습수액.
  8. 제7항에 있어서,
    (c) 1종 이상의 수용성 유기용제,
    (d) 1종 이상의 계면활성제,
    (e) 1종 이상의 폴리머 감감제, 및
    (f) 1종 이상의 킬레이트제로부터 선택되는 적어도 1종의 성분을 더 포함하는 습수액.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 망간 (II) 염이 망간 (II) 포르메이트 및 망간 (II) 아세테이트로부터 선택되는 습수액.
  10. 제7항, 제8항 또는 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 습수액이 폴리머 감감제, 바람직하게는 막-형성 폴리머 증감제, 보다 바람직하게는 아라비아 검과 같은 검을 포함하는 습수액.
  11. 제7항, 제8항, 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 습수액이 C1-C3 카복실산의 1종 이상의 망간 (II) 염을 0.001 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.05 중량% 내지 2 중량%의 양으로 포함하고, 상기 산 및 다른 pH 조절 화합물의 전체 양이 0.1 내지 3 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 1.5 중량%이며, 상기 습수액은:
    (c) 적어도 0.5 중량%, 바람직하게는 3-20 중량%의 1종 이상의 수용성 유기용제,
    (d) 0.0001 내지 1 중량%의 1종 이상의 계면 활성제,
    (e) 0.01 내지 1 중량%의 1종 이상의 폴리머 감감제, 및
    (f) 경우에 따라 0.001 내지 0.5 중량%의 1종 이상의 킬레이트제, 및
    경우에 따라, 비-계면활성제계 소포제, 부식방식제, 방부제, 비-파일링(non-piling) 또는 윤활유 첨가제, 에멀전 조절제, 점도 향상 성분, 염료 및 점착제로부터 선택된 최대 1 중량%의 1종 이상의 추가적인 첨가제를 더 포함하고, 나머지는 바람직하게는 물이고, 중량%로 주어진 모든 양은 습수액의 전체 중량을 기준으로 하는 습수액.
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 습수액이 습수액 농축물이고, 비-수성 성분의 양은 농축물의 전체 중량의 적어도 25 중량%, 바람직하게는 적어도 35 중량%, 보다 바람직하게는 50 중량%인 습수액.
  13. 제12항에 따른 습수액 농축물 형태의 습수액으로서,
    성분의 중량비는 물에 의한 희석 이후 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 습수액이 수득될 수 있게 하는 습수액.
  14. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 습수액이 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 방법.
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