KR920000472B1 - 요철무늬의 고분자 재료를 제조하기 위한 엠보싱(embossing) 조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

요철무늬의 고분자 재료를 제조하기 위한 엠보싱(embossing) 조성물

[발명의 상세한 설명]

[발명의 분야]

본 발명은 화학적으로 요철무늬를 형성한 고분자 재료의 제조시에 사용하기 위한 엠보싱 조성물(embossing composition)에 관한 것이며, 또한 그 엠보싱 조성물을 사용하여 엠보싱된 발포 고분자 재료 특히 요철무늬의 마루덮개를 제조하기 위한 발포성 고분자 재료의 제조방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 균일한 엠보싱 특성, 우수한 저장안정성 및 우수한 유동학적(rbeological) 성질을 갖는, 환경적으로 허용될만한 수성-기제의 엠보싱 조성물에 관한 것이다. 본 엠보싱 조성물은 발포성 중합체 조성물의 인쇄를 위한 표준장치와 함께 사용되기 특히 적합한 것이다.

본 발명에 의한 엠보싱 조성물의 용도는 요철무늬의 발포된 마루덮개, 특히 비닐 시이트 상품의 생산과 관련지어 여기에 예증되어 있다. 본 조성물은 아래에 기술된 바와 같이 여러 가지 다른 적용분야에도 광범위하게 사용될 수 있다.

발포성 중합체 조성물을 화학적으로 엡보싱시키기 위한 엠보싱 조성물은 당분야에 잘 알려져 있다. 그러한 조성물은 일차적으로, 요철무늬의 마루덮개 및 그와 유사한 시이트 재료의 생산시에 사용하기 위하여 개발되었었다. 이러한 사항은, 예컨대 1966. 12. 20일자 특허되고 본 발명에 참고로 한 내이른 일행의 미합중국 특허 제3,293,094호에 기재되어 있다. 이 특허에 기술되어 있듯이, 요철무늬의 발포 고분자 재료는, 발포제의 활성에 직접적 혹은 간접적으로 영향을 미치는 조절제를 발포제가 들어있는 발포성 중합체 조성물의 표면에 선택적으로 적용시킴으로써 생산된다. 예컨대 요철무늬가 있는 마루덮개의 전형적인 생산공정에 있어, 발포제가 들어있는 플라스티졸을 지지체에 적용시키고 발포제를 활성화시키지 않는 조건하에서 열처리하여, 플라스티졸을 보통 “겔”이라 불리우는 발포성 조성물로 전환시킨다.

발포제에 대한 조절제가 들어있는 엠보싱 조성물을 예정된 모양으로 겔의 선택된 부위에다 적용시킨다. 이 과정은 윤전 그라비아 인쇄실린더를 사용하여 엠보싱 조성물을 겔에다 적용시킴으로써 실시되는 것이 보통이다.

이후, 인쇄된 혹은 코우팅된 겔을 처리하여 발포제를 활성화시키면, 겔의 선택된 부위상에 조절제가 존재함으로 인하여 겔의 차별 발포 혹은 팽창이 야기된다. 이로인해, 겔속에는 엠보싱 모양 혹은 요철무늬가 만들어지는데, 이후 이것을 융합시킨다.

여러기능을 가진 조절제, 예컨대 발포제 자체의 활성을 촉진 혹은 억제하거나 겔속의 발포제와 혼합되어 있는 촉매나 촉진제의 활성을 촉진 혹은 억제하는 조절제들이 공지되어 있다. 전형적으로 조절제는 특별한 용도에 필요한 유동학적 특성을 갖는 액체 배합물로서 겔위에 무늬가 넣어진다. 그러한 액체 배합물의 필수성분들은 상기한 조절제 및, 배합물의 액상속에 용해되거나 분산되며, 또 배합물이 건조될 때 결합제로서의 기능을 하는 필름 형성 수지이다. 또한 배합물은, 요철무늬의 디자인에 색상을 부여해주는 착색제, 예컨대 잉크, 안료 혹은 염료를 함유하는 것이 보통이다. 조절제와 필름 형성제, 그리고 임의에 따라 착색제를 포함하는 그러한 액체 배합물은 당 분야에 “엠보싱 조성물”이라고 알려져 있으므로, 여기서는 그렇게 부르기로 한다. 요철무늬가 형성된 전술한 유형의 마루덮개가 처음 도입되었을때부터 현재까지, 그러한 제품을 제조하기 위해 미국에서 상업용으로 사용된 유일한 엠보싱 조성물의 유형은 엠보싱 조성물을 구성하는 다른 성분들의 용매 및/또는 담체로서 탄화수소 액체를 사용하여 된 것들이었고, 이들은 여전히 유일한 유형으로 남아았다. 그러한 조성물은 본 공업분야에서 전형적으로 “유기-기제 엠보싱 조성물”이라 불리우며 약 55내지 약 85중량% 또는 그 이상의 탄화수소 액체를 포함할 수 있다.

그러한 조성물은 요철무늬의 마루덮개 제조공정에서 우수한 기능을 발휘하지만, 그러한 유기물질이 작업자들과 또 그 물질이 방출될 환경에 미치는 영향에 관한 우려가 존재한다. 실제로 그러한 우려는, 환경에 방출될 수 있는 유기물질의 양을 엄격히 규제하는 정부차원적 단속을 불러일으켰다. 대기중에 방출되는 유기 물질의 양을 감소시키는 장치에 수백만 달러가 투자되고 있지만, 오늘날의 기술정도로 보아, 실질적인 의미에서 그러한 방출을 완전히 피하기란 불가능하다. 유기물질의 계속되는 방출이 환경보호론자들에 의해 묵인되는 이유는 단지 만족스러운 대안이 없었던 까닭으로 인해서라고 생각한다.

조사된 한가지 대안은 엠보싱 조성물내의 탄화수소 액체를 물로 대체하는 것이며 본 발명이 관여하고 있는 것이 그러한 물-기제의(즉, 물을 기제로 한) 엠보싱 조성물이다.

[개발된 기술]

하기 특허들은 수성-기제 엠보싱 조성물이 기술되어 있는 것들이다.

해밀톤의 미합중국 특허 제4,083,907호 및 관련 특허 제4,191,581호(본 발명의 출원인에게 양도됨)에는 약 1 내지 약 15중량%의 조절제(이 특허에서는 “포움-성장 조절 화학제”라고 불리움), 약 1 내지 약 9중량%의 수용성 또는 수분산성 알콜, 예컨대 이소프로판올; 약 1 내지 약 11중량%의 완충제, 예컨대 암모니아; 약 30 내지 약 75중량%의 수성 인쇄 잉크 배합물; 및 약 10 내지 40중량%의 첨가수를 함유하고 약 8 내지 약 12의 pH를 갖는 수성-기제 엠보싱 조성물이 기술되어 있다. 이 특허에 기술된 조절제의 예에는 벤조트리아졸 및 여러 가지 아미노트리아졸이 있다. 그러한 화합물들은 알코올 성분에 의해 알칼리성 조성물속에 용해되는 보통 고체인 물질이다.

브리시우스의 미합중국 특허 제4,369,065호 및 관련 특허 제4,421,561호에는, 1 내지 약 25중량%의 조절제, 즉 탄소수 2 내지 12인 유기 카르복실산, 그러한 산의 무수물 또는 그러한 산의 산할로겐화물; 약 3 내지 약 45중량%의 수성 인쇄 잉크 배합물; 약 1 내지 약 25중량%의 염기성 중화제, 예컨대 암모니아; 및 약 1 내지 약 10중량%의 pH 조절제, 예컨대 붕산-테트라붕산나트륨을 함유하고 약 8 내지 약 12의 pH를 갖는 수성의 엠보싱 조성물이 기술되어 있다. 이 특허에서는, 트리멜리트산 무수물이 특히 바람직한 조절제라고 나와있다.

하우저와 엑커트의 미합중국 특허 제4,407,882호에는, 조절제로서, 특정 유형의 아졸(이 특허에서는 “포움 억제제”라고 불리움) 약 2 내지 약 20중량%; 1 내지 10중량%의 안료; 15 내지 40중량%의 열가소성 수지, 예컨대 폴리(염화비닐) ; 및 5 내지 25중량%의 유기 용매, 예컨대 이소프로판올을 포함하는 수성 엠보싱 조성물이 기술되어 있다.

전술한 특허에 기재된 발전에도 불구하고 수성-기제 엠보싱 조성물의 상업적인 이용은 여러 가지 이유로 말미암아 좌절되었었다. 엠보싱시키고자 하는 지역을 적합하고도 효율적으로 처리하도록 해주는 조절제 농도를 엠보싱 조성물속에 조성시키기에 충분한 양의 조절제를 수성 조성물속에 용해시키는 것이 난제였었다. 예컨대 조절제로 통상 사용되는 몇몇 트리아졸은 산성 매질속에서 거의 불용성이다. 따라서 그러한 조절제들은 알칼리성 용액속에서만 사용되는 것이 보통이다. 알칼리성이 강한 용액은 엠보싱 롤에 자주 사용되는 금속에 대한 전기화학적 공격을 촉진시키므로 그러한 용액을 실질상 이 기계류를 사용하는 이같은 적용분야에서는 유용성이 없다.

이와 더불어, 공지된 많은 조절제들은 알칼리성 용액에서 조차도 제한된 용해성을 갖는다. 따라서, 잘 규정된 엠보싱 효과를 제공하기에 충분히 높은 농도만큼 이러한 조절제를 엠보싱 조성물로부터 밑에 놓인 발포제-함유 겔로 거의 균일하게 적용시키는 일은 쉽게 성취될 수가 없다. 유기 용매, 특히 물-혼화성 유기용매, 예컨대 저급(예컨대 C₁-C₆) 알칸올을 첨가함으로써 산성 및 알칼리 수용액속에서의 이들 조절제의 용해성을 촉진시키고자 하는 여러 시도가 있었다. 하지만 조절제의 적합한 가용화는 최적의 유동학적 성질을 희생하고서만 달성되는 경우가 종종 있다. 전형적으로 엠보싱 조성물의 점도는 인쇄에 요구되는 것 아래로 감소되어, 증점제의 첨가를 필요로 하게 된다. 증점제는 특정 성분 및 기질에 의해 측정되는 정도로 인쇄 특성을 방해하는 경향이 있다.

전술한 해밀톤, 브리시우스 및 하우저 일행의 특허에는 용해된 형태의 조절제를 포함하고 있는 수성의 엠보싱 조성물이 기재되어 있다. 해밀톤의 특허에는, 조절제가 또한 수성-알코올 엠보싱 조성물속에서 “분산성”이 있다는 추가의 공개내용이 들어있는데, 알코올은 해밀톤 조성물의 필수적인 구성성분이다. 해밀톤 특허의 모든 실시예를 분석해보면, 예시된 각 엠보싱 조성물속에서 조절제가 용해된 형태로 존재함을 알 수 있다. 이러한 목적상, 용매(알코올)대 조절제의 중량비는 비교적 높다. 예를들자면, 용매가 조절제에 비해 0.58 내지 1.5배로 사용되거나 용매가 용매와 조절제의 중량을 기준으로 37 내지 60중량%로 사용된다. 그러한 조성물의 사용은 문제점을 야기하며, 전술한 유형의 단점들을 수반한다.

본 발명은 현재 사용되는 제조라인, 특히 운전 그라비아 인쇄라인에 비교적 제한된 변화를 가지고서 공업적으로 이용될 수 있는 환경상 허용가능한 개선된 물-기제 엠보싱 조성물에 관한 것이다.

[발명의 요약]

본 발명에 따라, 조절제를 가용화시키는데 효과적인 물질, 예컨대 전술한 해밀톤과 하우저 일행의 특허에 언급된 유형의 알코올성 가용화제 같은 용매의 부재하에서, 조절제가 유효량만큼 조성물속에 균일하게 분산되도록 하는데 충분히 작은 크기의 미세한 고체 입체 형태로 조성물속에 존재하는 비수용성 조절제를 사용함으로써 개선된 물-기제의 엠보싱 조성물이 배합될 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 조절제와 물 이외에 본 발명의 조성물의 또다른 필수 성분은 조성물의 수성 매질속에 용해 혹은 분산된 필름-형성 수지이다.

바람직한 형태에 있어, 본 발명의 물-기제 엠보싱 조성물은 조절제의 고체 입자를 연화시키는데 효과적인 물질도 포함한다. 여기서 “연화제”라고 불리우는 그러한 물질은 후술하는 바와 같이 입자를 전성(展性)이 있게 혹은 유연하게 만들어줌으로써 엠보싱 조성물의 여러 성질들을 개선시킨다. 조성물내 연화제의 양은 조절제 입자의 양에 비하여 적으며, 예컨대 연화제와 조절제의 총 중량을 기준으로 약 25% 이하의 연화제가 사용된다. 바람직한 연화제의 예에는 아민과 알코올이 있는데, 특히 알코올이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 요지에 따르면, 발포성 고분자 재료를 화학적으로 엠보싱시키는데 사용하기 위한, 하기(A), (B) 및 (C)를 포함하는 물-기제의 엠보싱 조성물이 제공된다 :

(A) 상기 조성물의 수성 매질속에 용해 혹은 분산된 필름 - 형성수지;

(B) 엠보싱 조성물의 액체 매질속에서 거의 불용성이고 균일하게 분산될 수 있으며 약 100미크론 이하의 평균 입자 크기를 갖는 미립 고체로 되어 있고 발포제의 활성을 조절하는데 효과적인 조절제(이 조절제는 조성물내에 약 3중량% 이상의 양으로 존재함) ; 그리고

(C) 임의에 따라, 착색제 및/또는 연화제.

본 발명을 실시하기 위한 바람직한 조절제는 트리아졸이며, 가장 바람직하기로는 벤조트리아졸 또는 톨릴트리아졸이다.

특히 바람직한 형태에 있어서, 조절제의 평균 입자 크기는 약 75미크론 이하이며, 가장 바람직하게는 약 40 내지 약 75미크론이다.

본 발명은, 특히 수성 인쇄잉크의 형태로 조성물에 첨가된 착색제를 갖는 조성물과 관련지어 가장 광범위하게 사용될 것이라고 생각된다.

본 발명의 또다른 요지에 따라, 화학적으로 엠보싱될 수 있는 발포성 고분자 재료를 제조하기 위한 하기 단계(A)-(C)로 이루어진 방법이 제공된다 :

(A) 수지, 그리고 고온하에서 상기 중합체 물질의 발포를 야기할 수 있는 발포제로 이루어진 발포성 고분자 재료를 제공하고;

(B) 처리된 재료가 가열될 때 엠보싱 조성물이 적용될 재료의 부위에서 발포제의 활성을 조절하기에 효과적인 조절제가 포함된 물-기제의 액체 엠보싱 조성물을 상기 고분자 재료표면의 예정된 부위에 적용시키고(상기 조절제는, 조절제가 상기 조성물의 액체 매질속에 균일하게 분산되도록 하기에 충분히 작은 크기의 미세한 고체 입자 형태로 있다);

(C) 엠보싱 조성물이 상기 표면에 적용된 후 엠보싱 조성물을 건조시킨다.

바람직한 형태에 있어, 본 발명의 방법은 발포성 고분자 재료속의 발포제와 발포제용 촉진제의 존재 및 촉진제를 최소한 부분적으로 불활성화시키는 조절제의 사용을 포함한다.

본 발명은 요철무늬 물품의 제조시 물을 기재로 하는 엠보싱 조성물을 사용한다는 것을 포함하는 선행기술의 방법에 비하여 수많은 장점을 제공해준다. 그와 같은 장점은 미분 고체 형태의 발포제 조절제를 사용함으로 말미암아 도출되는 것이다. 그러한 미립자의 사용은, 제조업자가 예컨대 점성과 같은 조성물의 기타 바람직한 성질에 악영향을 주지 않으면서 비교적 많은 양의 조절제를 엠보싱 조성물속에 첨가할 수 있도록 해준다. 비교적 많은 양의 조절제가 필요한(예컨대 조성물의 중량기준으로 30% 초과) 적용분야가 존재하므로 이같은 사실은 중요한 것이다. 본 발명의 또다른 장점은 조성물의 pH를 고려하지 않고서도 원하는 양만큼의 조절제를 조성물속에 집어넣을 수 있다는 것이다. 이러한 사실은 조성물에 사용되는 다른 성분들을 선택함에 있어 훨씬 많은 유연성과, 제조변수들을 선택함에 있어서의 많은 유연성을 사용자에게 제공해준다.

본 발명의 중요한 또다른 특색은 엠보싱 조성물이, 길어야 약 1주의 저장안정성을 가질 수 있는 선행기술의 수성 엠보싱 조성물과 비교했을 때, 전형적으로 약 2개월 이상의 오랜 기간동안 원하는 조절 성질을 보유한다는 것이다. 그러한 성질은 수주간의 기간동안, 그리고 3개월 이상에 걸쳐서까지도 보유된다는 사실이, 더 나아간 연구결과 밝혀졌다. 이 점에 있어서, 엠보싱된 발포성 고분자 재료를 만드는 시간과 재료를 더 처리하여 발포제를 활성화시켜 이 재료를 발포시키고 이것을 완제품으로 만드는 시간사이에 오랜 기간이 걸리는 적용분야가 있다는 사실에 주목하게 된다.

여러 가지 유형의 선행기술에 의한 엠보싱 조성물은 노화됨에 따라 그들의 개조 성질을 잃어버린다. 즉, 조절제는 발포제의 활성을 변화시키는 그의 능력을 잃는 경향이 있다는 사실이 경험결과 밝혀졌다. 이러한 사실은 이제껏 알려진 유형의 발포성 인쇄 고분자 재료의 사용을 제한시킨다. 그러한 문제점들은 본 발명을 실시함으로써 없앨 수 있다.

엠보싱 조성물의 탁월한 안정성은 이 조성물이 후술하는 바와 같이 이제껏 알려진 인쇄방법중 특별한 유형인 전사(轉寫) 공정에 사용되기 극히 적합하도록 해준다. 따라서 본 발명의 또다른 특색은 전사 공정에 사용되기 위한 전사 시이트를 포함하는데, 상기 시이트는 본 발명의 엠보싱 조성물이 예정된 모양으로 부착되어 있고 상기 조성물로부터 떼어낼 수 있는 지지 시이트를 포함한다. 본 엠보싱 조성물의 장기간에 걸친 안정성은 특히 유용하고, 전사 시이트에서의 사용에 있어 극히 중요하다.

본 발명을 이용함으로 인한 다른 장점들은 하기의 발명의 상세한 설명을 읽어봄으로써 잘 알게 될 것이다.

본 발명의 액체 엠보싱 조성물의 필수성분은, (A) 물; (B) 그 속에 분산된 필름-형성수지; 그리고 (C) 미분 고체 형태의 발포제용 조절제이다. 임의에 따라 본 엠보싱 조성물은 착색제 및 통상의 첨가제, 그리고 또, 임의적이기는 하나 매우 바람직한 성분인 연화제를 함유한다.

본 발명의 엠보싱 조성물속에 사용되기 위한 여러 종류의 필름-형성수지 및 조절제가 예컨대 전술한 특허에 각기 기술된 바와 같이 공지되어 있으며 또 엠보싱 조성물속에서 사용되도록 제안되었었다. 그러한 선행기술의 발표내용에 기초하여, 발포성 중합체 재료의 표면상에 모양을 인쇄하는데 사용될 수 있는 유형의 각종 엠보싱 조성물에서 본 발명의 독특한 특색을 유리하게 사용할 수 있다.

알려진 바와 같이, 엠보싱 조성물의 필름-형성 수지 성분은 조성물을 이루는 다른 성분들에 대한 결합제로서 작용한다. 전형적으로 필름-형성 수지는 조성물 내에서 용해된 형태로 존재하거나, 혹은 보다 더 전형적인 경우로서, 조성물 내에 분산된 고체 수지 입자 형태로 존재할 것이다. 라텍스, 즉 물속에 분산된 고체수지 입자를 함유하는 수성 조성물은 엠보싱 조성물 배합시 널리 사용된다. 본 발명을 실시하는데 사용될 수 있는 필름-형성 수지의 예에는, 비닐 및 아크릴 수지, 예컨대 폴리(염화비닐), 폴리(염화비닐리덴), 염화비닐과 초산비닐의 공중합체, 폴리(비닐알콜), 에틸렌산 공중합체, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 그리고 아크릴산 및 메타크릴산의 중합체, 또한 폴리우레탄 및 멜라민 수지가 포함된다. 필름-형성 수지들의 혼합물이 엠보싱 조성물속에 사용될 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명은 착색제를 함유하는그러한 형태의 조성물에 가장 널리 사용될 것이다. 하지만 엠보싱 조성물이 착색제를 함유치않는 적용분야가 있는데, 이 경우에는 조성물로부터 투명한 필름이 형성될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 투명 필름은 본 공업분야에선 착색제를 함유치 않는 “클리어” 혹은 “리듀싱 클리어”로 불리우는 상업용 인쇄잉크로부터 형성될 수 있다.

본 발명에 사용되는 조절제는 엠보싱 조성물과 접촉되는 발포성 고분자 재료속의 발포제(blowing or foaming agent)의 활성에 직접 혹은 간접으로 영향을 미치는 물질이다. 발포제 활성의 조절은 조절제가, 발포제 혹은 그 자체가 발포제상에 영향을 주는 물질, 예컨대 발포성 고분자 재료내에 존재하는 촉매, 촉진제 혹은 억제제에 직접적으로 작용하도록 함으로써 실시될 수 있다. 적용시 사용되기 위해 선택된 특정 조절제는 발포성 고분자 재료속에 사용되는 발포제 혹은 발포제와 함께 사용될 수 있는 특정 촉매, 촉진제 혹은 억제제에 따라 좌우될 것이라는 사실을 알아야 한다. 그러한 선택은 당 업자들에게 공지된 정보에 따라 이루어질 수 있다. 그러한 선택에 영향을 주는 인자들에 관한 광범위한 검토는 전술한 내이론 일행의 특허에 나와있다.

본 발명은 엠보싱 조성물의 액체 매질속에서 실질상 불용성이며, 조성물속에 조절제가 균일 분산되도록 하기에 충분히 작은 입자 크기로 감소될 수 있는 어떠한 조절제의 사용도 포함한다. “거의 불용성”이라는 용어는 실온[22.2℃(72℉)]하에 조성물의 물-기제 액체 매질속에서 3중량% 이하의 조절제가 용해된다는 것을 뜻한다. 전형적으로 조절제의 실온하의 수(水)용해도는 그보다 더 낮기조차하며, 예컨대 약 1중량%이하이다. 수성 매질속에서의 물질의 용해도는 매질의 pH에 따라 변할 수 있다는 사실을 알아야 한다. 선행기술의 엠보싱 조성물을 사용하는데 수반되는 단점중의 하나는, 조절제로 사용되기에 특히 적합한 화합물들이 사용에 유리한 pH 값에서 우수한 용해성을 갖지 않는다는 것이다. 예를들어 윤전 그라비아 인쇄실린더의 사용을 포함하는 적용분야에서는 알칼리성 엠보싱 조성물보다 중성이나 산성의 엠보싱 조성물을 사용하는 것이 더 바람직한데, 그 이유는 알칼리 조성물이 그런 실린더를 구성하는 금속의 질을 저하시키기 때문이다. 그러나 트리아졸과 같은 특히 효과적인 조절제는 산성 내지 중성의 엠보싱 조성물속에서 열등한 용해성을 가지며, 따라서, 선행기술의 지침에 따라 그러한 조절제를 가용형태로 사용하는 것은 알칼리성 엠보싱 조성물에 국한된다. 실린더의 분해를 막는 노력을 기울이면서 원하는 용해성을 얻기 위하여는, 주의 깊은 조작의 연습과 특별한 기술의 실시가 요구된다. 이것은 공업적 이용에 반하는 요구이다.

본 발명에 따르면, 조절제를 엠보싱 조성물속에 효과적으로 집어넣는 것과 연관된 엠보싱 조성물의 pH를 고려할 필요가 없다. 따라서 본 발명에 의한 엠보싱 조성물의 pH 값은 넓은 범위에 걸쳐 산성에서 염기성으로까지 다양할 수 있다.

전술한 내이른 일행의 특허(제3,293,094호)를 참고로 들 수 있는데, 이 특허에는 엠보싱된 발포 고분자 물품의 제조원료인 발포성 수지 조성물속에 존재하는 발포제의 “발포”성질을 조절하는데 사용될 수 있는 유형의 화합물들이 광범위하게 기재되어 있다. 그러한 화합물은 상기 특허에서 “조절제(requlator)” 또는 “억제제”라 칭하고 있다. 여기서 사용된 “조절제(modifier)”라는 용어는 내이른 일행의 특허에 기재된 방식으로 작용하는 유형의 화합물들을 총 망라하는 것이다.

또한 내이른 일행의 특허에는, 어떤 적용분야에 쓰이기 위해 선택된 특정 조절제가, 사용된 발포제 또는 발포제 시스템의 성질에 따라 좌우되며 선택에 대한 지침을 설명해 준다고 기술되어 있다. 엠보싱 조성물속에서 조절제로 사용되기 위한, 내이른 일행에 의해 발포된 화합물의 유형중에는 다음과 같은 것들이 있다: 유기산, 예컨대 적어도 두 개의 카르복실기를 갖는 것들 또는 적어도 한 개의 카르복실기와 적어도 한 개의 히드록시기를 갖는 것들(탄소수는 2 내지 12); 유기 산할로겐화물과 무수물, 예컨대 탄소수가 2 내지 20인것들; 다가 알코올, 예컨대 아민, 아미드 및 옥심; 황-함유 화합물, 예컨대 티올, 메르캅탄, 설파이드, 설폰, 설폭사이드, 설폰산, 염화설포닐; 설폰아미드 및 설피미드; 이소시아네이트, 예컨대 모노- 및 3-이소시아네이트; 케톤 및 알데히드; 예컨대 두 개의 관능기를 갖는 것들; 그리고 포스페이트 및 포스파이트 화합물.

또한 내이른 일행의 특허에는 예컨대 제17컬럼의 11-55째줄에서, 잡다한 유형의 조절제에 관한 추가의 예들이 기술되어 있다. 물-기제 엠보싱 조성물내에서 특허 유용한 것이라고 기재된 조절제들은 전술한 하우저 일행 특허의 주제이다. 이 특허에 기술된 조절제는 특별한 유형의 아졸이다.

본 발명에 따라 사용되기에 바람직한 조절제의 예에는, 아미노트리아졸을 비롯한 트리아졸, 아졸, 히드로퀴논 및 티오우레아가 있다.

바람직한 형태에 있어 본 발명은 발포성 고분자 재료를 포함하는 조성물속에 존재하는 발포제 시스템의 한가지 성분인 촉진제의 효력을 최소한 부분적으로 감소시킴으로써 발포제의 활성을 간접적으로 조절하는데 효과적인 조절제의 사용을 포함하고 있다. 촉진제는 여러 가지 방법으로 발포제의 활성을 조절하는 기능을 할 수 있다. 예를들어, 촉진제는 발포제의 분해를 가속화시킬 수 있고, 혹은 발포제의 분해 온도를 낮출 수도 있고, 혹은 발포제의 활성화 온도를 낮추기 위해 발포제의 분해 온도범위를 좁힐 수 있다.

본 발명을 실시하는데 사용되도록 추천되는 매우 바람직한 조절제/발포제 시스템은, 조절제로서 벤조트리아졸 또는 톨릴트리아졸을 포함하고 발포제 역할을 하는 아조디카르본아미드와 촉진제 역할을 하는 산화아연을 함유하고 있는 발포제 시스템을 포함한다.

조절제의 입자 크기에 관해 말하자면, 입자의 최소크기는, 조성물내에 존재하는 조절제를 고체 형태로 만드는 것 및, 조절제를 분산될 수는 있으나 용해되지 않는 미세한 크기의 형태로 만드는 실용성 및 경제성과 연관된 고려사항에 의하여 근본적으로 결정된다. 최대 크기에 관해 말하자면, 엠보싱 조성물이 원하는 인쇄수단에 의해 발포성 고분자 재료의 표면에 적용될 때 조절제가 상기 표면에 거의 균일하게 적용되도록, 미분 조절제는 조성물내에서 비교적 안정하고 균일한 현탁액이나 분산액을 형성할 수 있어야 한다. 특별한 조절제 및/또는 특별한 적용을 위하여, 최대 및 최소 입자 크기는 경험적인 수단에 의해 결정되는 것이 가장 좋을 수 있다. 많은 적용분야에서 약 100미크론 이하의 평균 입자 크기를 갖는 조절제를 사용함으로써 이익을 볼 것이라고 생각된다. 현재의 작업을 기준으로 했을 때, 조절제의 평균 입자 크기는 약 75미크론 이하, 예컨대 약 10 내지 약 75미크론인 것이 바람직하고, 가장 바람직하게는 평균 크기가 약 40 내지 약 75미크론이다.

조절제는 여러 가지 방식으로 조성물속에 첨가될 수 있다. 예컨대, 사용된 조절제의 양에 따라 점성 액체 혹은 진한 페이스트를 생성시키기 위해 조절제의 거친 입자를 리듀싱 클리어로 밀링시킬 수 있다. 이러한 농도의 수지 및 조절제는 안료 및 요구되는 기타 성분들과 혼합함으로써 원하는 엠보싱 조성물을 제조하는데 사용될 수 있다. 투명 엠보싱 조성물은, 원하는 최종 조성물을 생산하기에 충분한 양만큼의 추가의 수지를 조절제/투명 농축물에 첨가함으로써 제조될 수 있다. 양자택일적으로, 조절제의 거친 입자들을 미크론화 공정에서 처리함으로써 입자의 크기를 원하는 미세도에 이르기까지 감소시킬 수 있다. 이후 미세 분말 형태의 조절제를 엠보싱 조성물을 구성하는 다른 성분들속에 직접 첨가하여 그들과 혼합할 수 있다.

전술한 바와 같이 임의적이기는 하나 본 발명의 매우 바람직한 성분은, 조절제의 고체 입자를 전성이 있게 혹은 유연하게 만드는 작용을 하는 연화제이다. 연화제의 사용은 엠보싱 조성물의 인쇄질을 개선시킨다. 유연성있는 입자들은 인쇄실린더의 셀속에서 보다 더 효과 있게 짜 넣을 수 있는 까닭에, 그러한 개선을 최소한 부분적으로 이루는 것이라고 생각한다. 이로써, 엠보싱 조성물이 발포성 겔에 적용되는 균일성이 개선된다. 또한, 연화제를 사용하면 통상적인 인쇄장치에 사용되는 유형의 닥터 블레이드와 접촉된 후 엠보싱 조성물에 줄이 그어지는 것을 막을 수 있다고 관찰되었다.

또한, 엠보싱 조성물의 흐름 성질을 그 속에 연화제를 사용함으로써 일반적으로 개선된다.

전형적으로, 연화제는 엠보싱 조성물의 액상속에서 가용성 혹은 혼화성이 있는 액체 물질이며 조절제의 고체 입자에 의해 흡수될 수 있다. 흡수된 연화제는 고체 조절제 입자를 팽창시키는 경향이 있다. 사용될 수 있는 연화제의 예에는 아민과 알코올이 있는데, 이중에서 알코올, 예컨대 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올과 헥산올, 그리고 이들의 여러 이성체들이다. 사용될 수 있는 아민의 예에는, 알킬아미노 알코올이 포함될 수 있는데, 그 예에는 2-디메틸아미노에탄올, 2-메틸아미노에탄올 및 2-에틸아미노에탄올이 있다. 조성물 또는 인쇄 엠보싱 공정에 악영향을 주지 않고, 조절제 입자를 연화시키는 기타 탄화수소 혼화성 혹은 가용성 액체도 사용될 수 있다.

그러한 연화제의 사용은, 선행기술, 에컨대 전술한 해밀톤과 하우저 일행의 특허에 기술된 바와 같은 알코올 및 다른 “조절제” 용매의 사용과 구별되어야 한다. 선행기술에서는, 효과적 조절제 용매인 알코올 및 다른 물질들이, 용해시키기에 충분한 양으로 사용된다. 조절제를 용해시키기 위하여 용매 대 조절제의 중량비는 비교적 높다. 예컨대 해밀톤의 특허에 기술된 특정 조성물에서알코올은 알코올과 조절제의 총 중량을 기준으로 37 내지 60중량%를 구성한다. 더 나아가, 해밀톤 특허의 실시예 부분에 나와있는 조성물은 조절제를 용해시키는데 도움을 주는 아미노히드록시 화합물을 포함한다. 따라서 그러한 조성물은 조절제의 양에 비해 많은 비율의 유기 용매화 물질을 포함한다. 반대로, 해밀톤 특허에 기재된 조성물은 조절제 대 알코올 비율이 비교적 작은데, 예컨대 그러한 조성물은 알코올의 약 0.7 내지 1.7배에 해당하는 조절제를 함유한다.

선행기술의 지침과는 반대로 충분히 많은 양일 때 조절제용 용매로 작용하는 화합물들을 비롯한 본 발명에 따른 연화제는 조절제를 용해시키는데 유효하지 못한 양으로 사용된다. 이같은 목적을 위하여, 조절제에 대한 연화제의 최대량은 비교적 작다. 연화제가 조절제에 미치는 영향은 연화제에 따라 다양할 것이므로 본 발명을 실시하는데 사용되는 양은, 연화제/조절제의 어떠한 특정 조합인 경우라도 하기의 지침을 고려하면서 액체 연화제가 고체 조절제에 미치는 영향을 평가함으로써 결정하는 것이 가장 좋다. 일반적으로 말해서, 고체 조절제 입자의 눈에 보이는 어떤 연화작용도, 연화제의 최소량이 고체 입자 연화에 효과적일 수 있도록 해주는 개선을 초래하는 경향이 있다. 조절제에 대한 용매이기도 한 연화제를 사용할 경우 연화제의 최대량은 물-기제 조성물내에 고체 입자가 용해되도록 해주는 양보다 적은 양이다. 그와 달리 최대량은 마주칠 수 있는 개선이나 역효과의 평균에 의해 결정될 수 있다. 더 상세한 지침으로서 권할만한 사항은, 연화제의 양이 조성물의 총 중량을 기준으로 조성물의 약 1중량% 이상을 차지하고 조성물이 연화제보다 최소한 약 3.5배에 달하는 조절제를 함유하는 것이 좋다는 것이다. 대부분의 용도에 있어, 연화제를 조성물의 총 중량 기준으로 약 5중량% 이상 사용할 필요는 없을 것이라고 생각된다. 바람직한 형태에 있어 연화제는 조성물의 총 중량을 기준으로 약 2 내지 약 4중량%이며, 조성물은 연화제보다 적어도 약 5배 더 많은 조절제를 포함한다. 전술한 이유로 말미암아 특정 연화제/조절제 조합을 위하여 상기 양에 다양한 변화를 가할 필요가 있음을 명심해야 한다.

여기에 기재된 비교적 소량의 연화제를 사용함으로써 인쇄공정에 있어서의 기능적 개선뿐만 아니라, 선행기술에 따른 높은 비율의 용매를 사용함으로 인해 수반되는 여러 문제들이 제거된다. 예컨대 해밀톤에 의해 기술된 알코올로 용매의 사용과 관련시키자면, 알코올은 엠보싱 조성물의 점도를 상당히 낮추는 작용을 함으로써 조성물을 묽게 만들고, 이에 따라 분해능이 나쁜 벌레모양의 화상(畵像)이 만들어지게 된다. 전술한 해밀톤 특허에 기술된 여러 가지 알칸올아민은 엠보싱 조성물의 건조를 더디게 만드는 작용을 할 수 있다. 이를 보상하기 위하여는 인쇄작업의 라인속도를 감소시켜야 한다. 그러한 바람직하지 않은 특색 및 조정은 본 발명을 실시함으로써 제거될 수 있다.

앞서 언급했던 바와 같이, 본 발명은 예컨대 안료(무기 혹은 유기) 또는 염료 형태의 착색제를 함유하는 엠보싱 조성물과 관련지어 가장 널리 사용될 것이다. 본 발명의 조성물은, 다음에 보다 더 상세히 기재되는 바와 같이, 산성 또는 알칼리성 조성물로서 효과적으로 사용될 수 있으므로, 광범위한 종류의 착색제가 사용될 수 있다. 따라서 엠보싱 조성물 분야에 사용되기 위한 착색제의 산 혹은 알칼리 감수성은, 만일 있다 손치더라도, 선행기술의 물-기제 엠보싱 조성물의 경우에서보다 본 발명을 실시함에 있어 훨씬 더 적어진 착색제로 사용될 수 있는 안료의 예에는, 프탈로 블루, 프탈로그린, 스칼렛레드, 카본블랙, 이산화티탄, 황화아연, 황화카드뮴, 산화철, 페리오논 및 디스아조 옐로우가 있다. 착색제로 사용될 수 있는 염료의 예에는, 바소닐 레드-NB 540, 네오자폰 옐로우 108, 네오자폰 블랙 X 51 및 네오자폰 블루 807이 있다.

착색제-함유 엠보싱 조성물과, 또한 투명 필름 생성시 사용되는 엠보싱 조성물은 잉크 제조업체, 예컨대 아메리칸 잉크 캄퍼니, 카롤리나 잉크 캄퍼니, 커스텀 케미칼즈 인코포레이티드, 고탐 캄퍼니, GPI-썬 코포레이숀, 인몬트 캄퍼니, 레네이프 캄퍼니, 폴리텍스 코포레이숀, RBH 디스퍼존스, 신클레어 ＆amp; 발레타인 코포레이숀, 스트라한 캄퍼니 및 비졸 코포레이숀에 의하여 마루덮개 산업분야에 판매되는 통상 유표(有標) 조성물인 “인쇄잉크”로부터 배합되는 것이 전형적이다. 착색 필름 생성에 사용되는 인쇄잉크는 일반적으로, 안료, 필름-형성 수지 고체 및 물로 된 혼합물을 포함하고 있다. 투명 엠보싱 조성물은 전술한 바와 같이 당 분야에서 착색제를 갖지 않는 “클리어” 혹은 “리듀싱 클리어”라 불리우는 상업용 인쇄잉크로부터 통상적으로 배합된다. 착색된 엠보싱 조성물은 투명 엠보싱 조성물을 기제로하여 착색제를 첨가함으로써 제조하는 것이 편리하다. 인쇄잉크속에는 첨가제, 예컨대 계면활성제 및 유화제도 존재한다.

본 발명에 사용되기 위하여 인쇄잉크는 물을 기제로 하는 조성물이며, 사용될때는 이것이 필름-형성 수지중 최소한 일부의 공급원이며 조성물의 물 구성분일 뿐 아니라 착색제 공급원이기도 하다. 그러한 수성 인쇄잉크는 비교적 소량의 탄화수소 액체, 예컨대 알코올 또는 보다 더 유능한 유기 용매인 에테르나 에스테르 같은 것을 함유할 수 있다. 전술한 바와 같이 그러한 탄화수소 액체는 본 발명 조성물중 비교적 작은 비율을 차지하는데, 예를 들자면 조성물의 총 중량을 기준으로 약 5중량% 이하이다. 그러나 어떠한 경우에 있어서도 그러한 액체가 조절제를 용해시킬만한 양으로 존재하지는 않는다.

조성물을 구성하는 전술한 필수적 성분과 임의적 성분의 양은 넓은 범위에 걸쳐 변할 수 있다. 필름-형성 수지의 양은 원하는 결합 효과를 제공하기에 적어도 충분한 것이어야 한다. 조절제의 양은 발포제의 활성을 원하는 만큼 변화시키기에 최소한 충분한 것이어야 한다. 또, 착색제의 양은 요철무늬표면속의 인쇄모양에게 원하는 색이나 색무리(shading)를 제공하는데 필요한 만큼이어야 한다.

위의 사항들을 만족시키기 위해 추천할만한 것으로서, 조성물은 약 10중량% 이상의 필름-형성 수지와 약 3중량% 이상의 조절제를 포함하고, 착색제와 연화제(사용될 경우)는 각기 조성물의 적어도 약 3중량% 및 1중량%를 차지하는 것이 좋다. 대부분의 적용분야에 있어 하기 배합물이 효과적일 것이라고 생각된다: (A) 약 10 내지 약 40중량%의 상기 필름-형성수지; (B) 약 3 내지 약 40중량%의 상기 조절제; (C) 0 내지 약 45중량%의 착색제; (D) 0 내지 약 5중량%의 연화제; 그리고 (E) 약 10 내지 약 40중량%의 물(연화제가 사용되는 경우, 조절제의 양은 연화제의 양보다 최소한 약 3.5배에 달해야 함).

본 발명의 조성물은 본 조성물에 직접 첨가되거나 필름-형성 수지 성분 혹은 착색제 성분의 연합 성분으로서 첨가될 수 있는 한가지 이상의 첨가제를 포함할 수 있다. 그러한 첨가제의 몇가지 예로써,가소제, 안정제, 분산 보조제, 건조 보조제, 점성 조절용 첨가제, 완충제, pH 조절제, 응집제 및 유화제가 포함된다. 그런 첨가제중 어떤 것이라 할지라도 그 양은 약 2.5중량%를 초과하지 않을 것이며 첨가제의 총량은 엠보싱 조성물의 총 중량을 기준으로 약 5중량% 이상인 것이 보통이다.

전술한 바와 같이 본 발명의 장점 중의 하나는 넓은 pH 범위에 걸쳐 안정한 상태로 배합될 수 있다는 것이다. 대부분의 적용에 있어 pH가 약 6.5 내지 약 12의 범위내에 있으면 만족스러운 것이라고 생각된다. 조성물의 pH가 약 6.5 내지 약 9인 것이 바람직하다. 조성물의 pH는 필요에 따라 무기산 또는 알칼리 금속 수산화물을 사용하여 조절할 수 있다.

본 발명에 따라, 본 명세서에 기재된 엠보싱 조성물은 각종 적용분야에 사용되도록 허용해 주는 점도 수준에서 배합될 수 있다. 앞서 지적한 바와 같이 본 조성물은 엠보싱 조성물이 윤전 그라비아 인쇄 실린더에 의해 발포성 겔위에 무늬로 찍혀질 수 있는 윤전 그라비아 적용분야에서 사용되기에 특히 적합한 것이다. 이들 실린더는 인쇄용 유기-기제 엠보싱 조성물용으로 오랫동안 사용되어 왔으며 이 분야에서 주된 자본 투자를 대표한다. 이러한 적용분야에 있어서, 유기-기제 엠보싱 조성물을 발포성 겔을 포함하는 기판에다 적용하기 위해서 전형적 깊이가 약 50 내지 약 60미크론인 인쇄 셀이 달려있는 실린더를 사용한다. 그러한 실린더를 실질상 수성-기제 엠보싱 조성물과 더불어 효과적으로 사용될 수가 없는데, 그 이유는 기판에 적용된 필름으로부터 물을 증발시키는데 소요되는 시간의 양이, 전형적으로 사용되는 유기용매를 증발시키는데 소요되는 시간보다 훨씬 더 많기 때문이다. 필름으로부터 물 성분을 증발시키는데 충분한 시간을 제공하기 위하여, 바람직하지는 않지만 인쇄라인의 속도를 감소시킬 수 있다.

이러한 문제를 피하거나 상쇄시키기 위한 노력으로, 인쇄 셀의 깊이를 감소시켜서(이에 따라 그 부피도 감소됨) 더 적은 양의 엠보싱 조성물이(이에 따라 더 적은 양의 물이) 기판위에 인쇄되도록 할 수 있다. 물의 양이 적을수록 건조시간은 짧아진다. 그러나 상기 문제점에 대한 이같은 접근책은 더 큰 농도의 조절제를 수성-기제 엠보싱 조성물내에 사용할 것을 요구하게 되어, 개조된(더 작은 부피의) 실린더로부터 조성물을 적용시키면 허용될 만한 엠보싱 효과를 위해 동량의 조절제가 발포성 겔 위에 적용된다. 그러나 알칼리 pH에서는 벤조트리아졸같은 널리 사용되는 조절제의 필요량(전형적으로 15 내지 30중량%)이, 전술한 해밀톤 특허에 기재된 바와 같이 저급알코올 같은 유기용매인 가용화제를 사용할 때를 제외하곤 수성-기제 조성물 속에 용해될 수 없다. 불행하게도, 그러한 가용화제를 사용하면 윤전 그라비아 인쇄용으로 허용되지 못할 만큼 낮은 점도, 전형적으로 약 100cp 미만(23.3℃(74℉)에서의 브룩필드))의 점도를 갖는 엠보싱 조성물이 생성된다. 그러한 저-점도 조성물을 윤전 그라비아 인쇄에 사용할 때 생기는 문제들을 피하기 위해, 그의 점도는 최소한 약 600cp, 바람직하게는 최소한 약 700cp(각각 23.3℃에서의 브룩필드)이어야 한다. 유기 액체 가용화제가 함유된 수성-기제 조성물의 점도를 이같은 적용분야 및 필적할 만한 적용분야에 허용가능한 수준으로까지 증가시키기 위한 시도는 대부분 성공적이지 못하였다. 예컨대 증점제의 사용은 전형적으로 질이 나쁜 엠보싱 조성물을 초래하였었다.

본 발명은 전혀 새로운 접근책에 의하여 이같은 난제들을 극복해 준다. 미립자 형태인 조절제를 비교적 고농도(예컨대 약 15 내지 약 30중량%)로 함유하는 본 발명의 조성물은 약 600 내지 약 1000cp의 점도값으로 쉽게 배합할 수 있다. 이는, 점도를 허용될 만한 값으로 증가시키기 위해 점도 조절제를 조성물에다 첨가할 필요 없이 성취될 수 있다. 따라서 본 발명의 범주내에 있는 조성물은 비교적 얕은 셀 깊이의 실린더가 사용되는 운전 그라비아 적용분야에 완전히 적합한 것이다. 예컨대, 그러한 조성물은 약 18 내지 약 42μ의 셀 깊이를 갖는 전기 기계적으로 인쇄된 실린더를 사용하는 엠보싱 공정에 이용될 수 있는데, 그 이유는 이들이 비교적 고농도, 예컨대 약 17중량% 이상으로서 약 30 내지 40중량%까지의 농도로 조절제를 함유할 수 있기 때문이다. 이로써 보통 인쇄 속도(예컨대 분당 약 45 내지 90m〈150 내지 300피이트〉)가 얻어질 수 있다. 일반적으로, 셀의 깊이가 얕을수록 조절제의 농도는 높아야 한다.

더 높은 점도의 조성물이 요구되는 적용분야가 있을 경우, 통상의 중점제, 예컨대 무정형 실리카겔을 소요의 점도를 얻기에 충분한 양만큼 유용하게 첨가할 수 있다.

본 발명의 물-기제 엠보싱 조성물이 적용될 발포성 고분자 재료는 촉진제 혹은 억제제의 유무에 관계없이, 수지 및 발포제를 포함한다. 폴리(염화비닐)은 당분야에 가장 널리 사용되는 수지이지만, 그 외의 다른 수지들, 예컨대 염화비닐 중합체 및 공중합체, 그리고 폴리우레탄, 폴리스티렌 및 폴리아미드 같은 수지가 사용될 수도 있다. 발포성 고분자 재료는 액체 가소제 속에 분산된 수지 고체를 포함하는 플라스티졸로부터 제조되는 것이 바람직하다. 가소제의 예에는 디옥틸프탈레이트, 부틸벤질프탈레이트, 디-(2-에틸헥실)프탈레이트 및 트리크레실포스페이트가 포함된다. 가열될 때 불활성 가스를 방출시키는 화합물인 발포제는 아조디카르본아미드인 것이 전형적인데, 이것은 당 업계에서 널리 사용되는 발포제이다. 그러나 당 분야의 지식에 따르면, 그 외의 다른 발포제, 예컨대 비스-(p-히드록시벤젠설포닐) 히드라지드, 아조비스이소부티랄-니트릴 및 디아조아미노벤젠이 사용될 수도 있다. 전술한 바와 같이 발포제는 발포제의 성질을 개조시키는 촉진제나 억제제와 조합하여 사용할 수 있다. 그러한 물질의 예에는 산화아연, 2 염기성 인산납 및 옥탄산아연이 포함된다.

가장 널리 사용되는 형태에 있어, 발포성 고분자 재료는 발포제 시스템 및 액체 매질속에 분산된 한가지 이상의 수지(예컨대 플라스티졸)을 포함하는 조성물로부터 제조된다. 전술한 네이른 일행의 특허에는 그러한 발포성 재료의 제조에 관한 광범위한 기재가 되어 있고 수지, 가소제 및 발포제, 그리고 발포제에 영향을 미치는 물질에 관한 무수한 예들이 인용되어 있다.

마루 재료로 사용하기 위하여, 발포제와 플라스티졸과 임의의 성분들, 예컨대 충전제, 안료 및 안정제를 포함하는 액체수지 조성물을 조성물에 대한 운반체 혹은 지지체로서 작용하는 기판에다 적용시키는 것이 보통이다. 그러한 기판은 펠트재료, 고분자 재료 또는 섬유-강화물질, 예컨대 석면, 유리 및 천연 및 합성섬유로 이루어질 수 있다. 액체 수지 조성물을 기판에 적용시킨 후 생성된 복합체는 액체를 겔화시키기엔 충분히 높지만 발포제가 활성화되는 온도보다는 낮은 온도로 가열한다.

본 발명의 엠보싱 조성물은 원하는 시각적 효과를 달성하기 위하여, 겔화된 발포성 고분자 재료에 적합한 디자인으로 적용시킬 수 있다. 다색효과를 위하여 몇번 적용시키는 것이 통례적이다. 본 조성물은 별도의 작업하에 조절제 없이 또는 투명 엠보싱 조성물과 더불어서 각각 엠보싱 부위가 없는 채색지역 또는 채색부위가 없는 엠보싱 지역으로 적용시킬 수 있다.

전술한 네이른 일행의 특허에 기술되어 있듯이 엠보싱 조성물을 발포성 조성물층의 아랫쪽에 혹은 지지기재에다 적용시킴으로써 엠보싱된 물품을 제조할 수도 있다.

본 발명의 조성물이 윤전 그라비아 기술에 의해 적용되기에 특히 적합한 것이기는 하나, 예컨대 오프셋 그라비아, 플렉소 인쇄 공정, 스크린 인쇄 또는 부조 인쇄를 비롯한 다른 인쇄 방법이 사용될 수도 있다. 또한 본 발명은 바로 아래에 기재된 유형의 전사 공정에 사용되는 “전사 시이트”의 제작시 매우 유익하게 사용될 수 있다.

본 발명의 사용에 대한 전술한 기재에서는 관련 조성물을 발포성 고분자 재료의 표면에다 직접 초기 적용시키는 것을 필요로 하였다. 전사 전공에 사용되기 위해서는 본 조성물을 초기에 발포성 고분자 재료에 적용시키지 않고, 그 대신 지지 시이트의 표면에다 적용시킨다. 엠보싱 조성물이 예정된 스타일로 인쇄되어 지지시이트는, 엠보싱 조성물이 고분자 재료의 표면과 접촉되게 하는 방식으로 발포성 고분자 재료위에 겹쳐 놓음으로써 사용될 수 있는 “전사 시이트”로서 알려져 있다. 이후 지지 시이트를 발포성 중합체 표면에서 벗기거나 떼어내면, 그 위에는 엠보싱 조성물이 원하는 모양으로 남게 된다. 전형적으로, 엠보싱 조성물과 발포성 조성물을 위에 갖고 있는 지지체를 포함하는 여러겹의 구조에다 열과 압력을 적용시켜, 엠보싱 조성물이 그의 지지 시이트로부터 발포성 중합체의 표면으로 이동하게끔 해준다. 이러한 유형의 전사 공정의 한가지 예가, 본 발명에 참고로 한 미합중국 특허 제4,482,598호에 기재되어 있다.

요철무늬의 마루 덮개 및 그와 유사한 것의 제작시 전사 공정을 사용하려는 동기를 제공하는 여러 가지 요인이 존재한다. 배경으로서 말하자면, 여기에 기재된 유형의 엠보싱 조성물을 적용시키기 위해 윤전 그라비아 공정에 사용되는 윤전 그라비아 인쇄 실린더는 비교적 값이 비싸다고 할 수 있다. 따라서 최종 제품 제조시 전사 시이트가 사용될 수 있는 먼 곳에 까지, 최종 제품보다 더 경제적으로 수송될 수 있는 전사 시이트에다 엠보싱 조성물을 적용하기 위하여 그러한 인쇄 실린더를 사용할 수 있다는 경제적 장점이 존재한다. 간단히 말하자면, 여기에 기재된 유형의 전사 시이트를 사용하면 최종 제품 제조시에 필요한 전체 투자액의 많은 비율을 차지할 수 있는 인쇄 실린더 및 인쇄 설비에 투자할 필요없이 최종 제품을 만들 수 있게 된다.

전술한 바와 같은 유형의 전사 공정이 몇 년동안 알려져 왔기는 하나, 이제껏 알려진 물-기제의 엠보싱 조성물과 더불어 효과적으로 사용되지는 못했었다. 그 이유는 그러한 조성물이 불안정하였기 때문인데, 그렇지만 않았다면 실제적인 사용에 있어서 효과적이었을 것이다. 엠보싱 조성물내의 조절제는 그의 효력을 상실한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 범주내에 있는 엠보싱 조성물은 장기간의 시간(수개월 포함)에 걸쳐 매우 안정한 형태로 배합될 수 있다. 이같은 사실은, 한 단체가 전사 시이트를 제작하여 예컨대 저렴한 해상 운송에 의하여, 자본 투자용 돈에다 프리미엄을 붙일 수 있는 나라로 수송할 수 있도록 해준다. 이 점에 있어, 이것은 운전 그라비아 설비 인쇄 실린더의 구입 및 제조에 필요한 높은 자본 투자액으로 말미암아 만들어지지 못하였을 마루 덮개 또는 유사한 제품의 제조시 사용될 수 있다.

이제 본 발명이 관련하고 있는 유형의 전사 시이트에 대한 보다 상세한 기재로 돌아가자면, 본 전사 시이트는 두 개의 필수 성분들, 즉 지지 시이트 및 그 표면에 원하는 모양으로 부착되어 있는 본 발명에 따른 엠보싱 조성물을 포함하고 있다.

전자 시이트는 지지 시이트와 엠보싱 조성물 사이에 끼여있는 박리층도 포함하는 형태로서 가장 널리 사용될 것이라고 생각된다. 그러한 박리층은 지지 시이트가 전사 시이트로부터 보다 더 쉽게 벗겨지거나 떼어질 수 있도록 하여, 발포성 중합체 조성물의 표면위에 엠보싱 조성물을 남긴다.

예컨대 플라스틱 필름, 금속 호일 또는 종이나 종이 유형의 물질을 비롯한 어떤 적합한 물질이라도 지지 시이트용으로 사용될 수 있다. 그러한 물질의 예로는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리(염화비닐) 및 크래프트 페이퍼가 포함된다.

박리층이 사용되는 경우, 이 층은 당 분야에 이용되는 기술에 따라 배합될 수 있다. 예컨대 박리층은 박리제, 예컨대 왁스 또는 실리콘 및 박리제용 액상담체, 예컨대 셀롤로스 유도체 또는 수지 고형물의 수성 분산액(라텍스)으로 이루어진 조성물로부터 생성될 수 있다. 그러한 물질의 예에는 셀롤로스아세테이트 또는 에틸셀롤로스 또는 스티렌이나 아크릴 수지의 라텍스가 포함된다. 박리층을 생성시키기 위해 사용된 조성물 속에는 또한 첨가제, 예컨대 가소제, 충전제 또는 계면활성제도 포함될 수 있다.

박리 조성물은 예컨대 분무, 브러쉬 또는 롤 코우팅이나 압출같은 어떤 적합한 수단에 의해서도 지지 시이트에 적용될 수 있다. 지지층에 적용된 박리 조성물의 양은 예컨대 약 1 내지 약 50미크론의 원하는 두께를 가진 박리층을 형성하기에 충분한 양으로 한다.

엠보싱 조성물은 윤전 그라비아 인쇄 실린더를 사용함으로써, 혹은 그외의 다른 수단에 의해 사용될 때, 지지 시이트의 표면 혹은 박기층의 표면에 적용될 수 있다.

전사 시이트를 발포성 중합체 조성물의 표면과 접촉되도록 겹쳐놓은 후, 일반적으로 열과 압력을 이 복합구조에 적용시킴으로써 엠보싱 조성물이 전사 시이트로부터 상기한 중합체 조성물의 표면으로 이동된다. 일반적으로, 비교적 낮은 온도와 압력, 예컨대 사용된 장치에 따라 약 8 내지 약 70kg/㎠의 압력과 약 150 내지 약 220℃의 온도가 사용된다. 그러한 장치는 한 쌍의 마주보는 롤을 포함할 수 있는데, 그중 한 개는 가열된 롤 혹은 가열된 프레스이다.

엠보싱 조성물이 발포성 중합체 조성물의 표면으로 이동되고 지지 시이트가 제거된 후 이용가능한 기술에 따라 조성물의 발포 및 엠보싱을 실시하기 위해 중합체 조성물을 가열할 수 있다.

원하는 결과를 달성하기 위하여, 전술한 전사 공정에 대해 여러 가지 수정을 가할 수 있다. 예를 들어 전술한 미합중국 특허 제4,482,598호에 기재된 바와 같이, 엠보싱 조성물과 더불어 순수하게 장식용인 모양도 전사 시이트에다 적용시킬 수 있다.

하기 실시예들은 본 발명의 실시를 설명해준다.

[실시예]

[실시예 1]

상업용으로 이용 가능한 필름 형성 수지(W-B 클리어 59-995, 구입처 RBH 디스퍼죤스) 및 조절제로서 톨릴트리아졸 마이크로-제트 분말로부터 본 발명에 따른 엠보싱 조성물을 배합한다. 이 과정에서는 먼저 수지 클리어와 무정형 실리카겔(분산/항-차단계, 데이비슨 케미칼에서 실로이드 308이라는 상표로 시판중)을 혼합하고, 12 내지 15분간 진탕하면서 생성된 혼합물에다 톨릴트리아졸 마이크로-제트 분말(평균 입자크기 75μ)을 첨가해준다. 생성물 속에 존재할지도 모르는 결점들을 부각할 목적으로 산도쯔에 의해 루코포아 BMB라는 상표로 시판중인 형광제(형광 증백제)를 첨가한다. 조성물은 또한 RBH 디스퍼죤에 의해 공급되는 점도 조절제(화학적 정체는 미지)도 포함한다.

생성된 엠보싱 조성물은 다음과 같은 것들로 구성되어 있다.

성분 중량 %

필름-형성수지 33.1

톨릴트리아졸 25.0

실리카겔 2.5

형광제 0.2

이소프로필알코올 4.0

디에틸아미노에탄올 1.0

점도 조절제 0.2

계면 활성제 1.0

물 33.0

100.0

조성물의 점도는 860cp(23.3℃에서의 브룩필드)이다. 다른 언급이 없는 한 여기에 나와있는 점도값은 23.3℃에서의 브룩필드이다.

다음의 두 실시예에서도 본 발명의 범주내에 있는 엠보싱 조성물이 나와 있다. 이들은 실시예 1의 조성물과 유사한 것들이다.

[실시예 2]

성분 중량 %

필름-형성수지 39.00

톨릴트리아졸 12.50

실리카겔 2.50

형광제 0.25

이소프로필알코올 4.66

디에틸아미노에탄올 1.27

계면 활성제 1.27

물 38.55

100.0

이 조성물의 점도는 800cp이다.

[실시예 3]

성분 중량 %

필름-형성수지 31.05

톨릴트리아졸 30.00

실리카겔 2.50

이소프로필알코올 3.72

디에틸아미노에탄올 1.00

계면 활성제 1.00

물 30.73

100.00

이 조성물의 점도는 850cp이다.

[실시예 4]

하기 실시예는 실시예 1 내지 3의 조성물과 유사하되, 다른 조절제를 포함하고 있는 본 발명의 엠보싱 조성물을 보여준다. 조절제의 평균 입자 크기는 실시예 1 내지 3의 조절제와 동일하다.

성분 중량 %

필름-형성수지 35.65

벤조트리아졸 20.00

실리카겔 1.95

이소프로필알코올 4.25

디에틸아미노에탄올 1.15

계면 활성제 1.15

물 35.85

100.00

이 조성물의 점도는 800cp이다.

다음 세 실시예는 본 발명에 따른 착색제-함유 엠보싱 조성물을 예증하는 것이다. 이들 조성물은 실시예 2의 조성물에다 안료를 첨가함으로써 제조된다. 안료 공급원은 판매인, 즉 RBH 디스퍼죤스의 독점 상품인 안료 페이스트이다.

실시예 5 내지 7의 엠보싱 잉크의 제조 원료가 되는 실시예 2의 조성물을 잉크 제조용 기본 물질로 사용하기에 앞서 2개월간 저장한다. 조성물은 이 저장 기간 중에 안정한 상태로 남는다. 안정한 조성물로부터 제조된 엠보싱 잉크는, 디옥틸프탈레이트로 가소화시킨 겔화된 폴리(염화비닐) 조성물내에서 아조디카르본아미드 발포제와 함께 있는 산화아연 촉진제를 불활성화시키는 조절제의 효력에 의해 입증되듯이, 엠보싱 분야에서 효과적으로 사용될 수 있다.

다음 실시예는 본 발명의 범주내에 있는 착색제-함유 조성물 하나를 보여주는 것이다. 그 조성물의 필름-형성 수지와 안료의 공급원 및 기타 구성성분들은 전술한 실시예의 조성물과 동일하다.

[실시예 8]

성분 중량 %

필름-형성수지 35.50

톨릴트리아졸 17.53

실리카겔 2.44

형광제 0.30

이소프로필알코올 4.24

디에틸아미노에탄올 1.16

백색 안료 페이스트 1.50

적색 안료 페이스트 0.40

황색 안료 페이스트 0.45

흑색 안료 페이스트 0.25

계면 활성제 1.17

물 35.06

100.00

이 조성물의 점도는 850cp(26.7℃에서)이고 그의 pH는 8.1이다.

상기 실시예 1 내지 8의 조성물을 사용하여, 아래와 같은 배합식을 가지며 높은 게이지의 실험실 구조를 갖는 발포성 고분자 재료를 엠보싱시킨다.

발포성 고분자 재료를 약 148.9℃(300℉)의 온도하에 약 3분간 가열하여 겔화시킨다. 그런 다음 겔 샘플 두 개의 각 표면의 일부분에다 실시예 1의 조성물과 실시예 8의 조성물을 각각 인쇄한다. 이때 셀 깊이가 28미크론이고 2.54cm당 (1인치당 : 1pi) 150개의 라인이 전자적으로 조각된 프루우프 플레이트를 이용한다. 그런다음, 인쇄된 각각의 겔 샘플에다 폴리(염화비닐) 마모층을 적용시킨다. 이들을 약 198.9℃(390℉)의 온도하에 약 2분간 각각 가열하여, 발포제를 분해시키고 복합재료를 융합시킨다.

각각의 샘플에 대한 측정결과는 다음과 같다 :

상기한 결과에 의하면, 진귀 구조의 만족스러운 엠보싱은 사용된 조절제 농도에서 얕은 조각 인쇄 플레이트를 사용하여 이루어질 수 있다는 것을 알게 된다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 요철무늬가 형성된 발포된 마루 덮개 생산지에 특히 유익하게 사용될 수 있다. 또한 본 발명은 예컨대 벽과 천장 덮개, 테이블 윗면 및 장식 용기를 비롯한, 발포되고 요철무늬가 형성된 또는 엠보싱된 구조를 갖는 다른 여러 종류의 제품 생산시에 사용될 수도 있다는 것을 알아야 한다.

요약하자면, 본 발명은 공업적 작동 라인에서 비교적 저렴한 자본 투자로써 제조업자가 유기-기제 엠보싱 조성물 대신 물-기제의 엠보싱 조성물을 사용할 수 있도록 함으로써, 문제가 많은 탄화수소 액체의 사용을 피하게 해주는 실제적이고 기능적으로 효과적인 수단을 제공해 준다. 또한 본 발명에 따른 엠보싱 조성물의 탁월한 안정성은 높은 습도와 같은 열등한 저장 조건하에서도 수성-기제 엠보싱 조성물의 전사 공정에서의 실질적인 사용을 처음으로 가능하게 만들었다.

Claims (33)

1. 발포제가 첨가되어 있는 발포성 고분자 재료를 화학적으로 엠보싱시키는데 사용하기 위한 다음 (A) 및 (B)를 포함하는 물을 기재로 한 엠보싱 조성물 : (A) 수성 조성물속에 용해 또는 분산된 필름-형성수지 ; 및 (B) 엠보싱 조성물의 액체 매질속에서 실제적으로 불용성이고 그 속에 균일하게 분산될 수 있으며 100미크론이하의 평균 입자크기를 갖는 미립고체로 되어 있고, 조성물내에서 3중량% 이상의 양으로 존재하는, 발포제 활성의 조절에 효과적인 조절제.
2. 제1항에 있어서, 상기조절제의 평균 입자 크기가 75미크론 이하인 조성물.
3. 제2항에 있어서, 상기 입자 크기가 10 내지 75미크론인 조성물.
4. 제3항에 있어서, 상기 입자 크기가 40 내지 75미크론인 조성물.
5. 제1항에 있어서, 조절제가 벤조트리아졸 또는 톨릴트리아졸인 조성물.
6. 제1항에 있어서, 600 내지 1000cps의 점도를 갖는 조성물.
7. 제1항에 있어서, 6.5 내지 12의 pH를 갖는 조성물.
8. 제7항에 있어서, 6.5 내지 9의 pH를 갖는 조성물.
9. 제1항에 있어서, 10중량% 이상의 상기 수지와 3중량% 이상의 상기 조절제를 포함하는 조성물.
10. 제1항에 있어서, 3중량% 이상의 착색제를 포함하는 조성물.
11. 제1항에 있어서, 1중량% 이상의 조절제 고체를 위한 연화제를 포함하는 조성물.
12. 제1항에 있어서, 필수적으로 다음 성분으로 구성되는 조성물. (A) 10 내지 40중량%의 상기 필름-형성수지; (B) 3 내지 40중량%의 상기 조절제; (C) 0 내지 45중량%의 착색제; (D) 1 내지 5중량%의 조절제 고체를 위한 연화제; 및 (E) 10 내지 40중량%의 물.
13. 제12항에 있어서, 3 내지 45중량%의 상기 착색제를 포함하는 조성물.
14. 제1항에 있어서, 20 내지 40중량%의 상기 조절제를 포함하는 조성물.
15. 제14항에 있어서, 30 내지 40중량%의 상기 조절제를 포함하는 조성물.
16. 제12항에 있어서, 2 내지 4중량%의 상기 연화제를 포함하는 조성물.
17. 발포제가 첨가되어 있는 발포성 고분자 재료를 화학적으로 엠보싱시키는데 사용하기 위한, 다음 성분 (A), (B) 및 (C)를 포함하는, 물을 기재로한 엠보싱 조성물; (A) 수성 조성물속에 용해 또는 분산된 필름 - 형성수지; (B) 발포제의 활성을 조절하는데 효과적이며, 조절제를 가용화시키는데 효과적인 물질의 부재하에서 조절제가 조성물 속에 유효량만큼 균일 분산되도록 하기에 충분히 작은 크기의 미세한 고체 입자 형태로 있으며 조성물내에 3중량% 이상의 양으로 존재하는 조절제; 그리고 (C) 상기 조절제의 고체 입자를 연화시키기에 적어도 충분한 양만큼인, 상기 입자에 대한 연화제.
18. 제17항에 있어서, 1 내지 5중량%의 상기 연화제를 포함하는 조성물.
19. 제18항에 있어서, 상기 조절제와 상기 연화제의 양은, 조성물이 연화제보다 3.5배 이상의 조절제를 포함하도록 하는 양인 조성물.
20. 제19항에 있어서, 상기 양은, 조성물이 연화제보다 5배 이상의 조절제를 포함하도록 하는 양인 조성물.
21. 제17항에 있어서, 상기 연화제가 상기 조절제를 용해시킬 수 있는 물질로서 상기 조절제를 용해시킬 수 있는 양이 아니라 상기 조절제를 연화시키는데 충분한 양으로 존재하는 조절제의 고체입자를 위한 연화제를 포함하는 조성물.
22. 제21항에 있어서, 상기 연화제가 알코올인 조성물.
23. 제17항에 있어서, 상기 연화제가 알칸올아민인 조성물.
24. 제17, 18, 19, 20 또는 21항에 있어서, 상기 조절제가 톨릴트리아졸 또는 벤조트리아졸인 조성물.
25. 제24항에 있어서, 상기 연화제가 저급알킬알코올인 조성물.
26. 제17항에 있어서, 상기 조절제가 트리아졸, 아미노트리아졸 또는 아졸인 조성물.
27. (A) 수지 및 고온하에 발포성 고분자 재료를 발포시킬 수 있는 발포제를 포함하는 발포성 고분자 재료를 제공하고; (B) 그 표면의 예정된 부위를, 처리된 재료를 가열할 때에는 엠보싱 조성물이 적용되는 재료의 상기 부위속에서 발포제의 활성을 조절하는데 효과적이며 또 엠보싱 조성물의 액체 매질속에서 실제적으로 불용성이고 그 속에 균질하게 분산되는 미립 고체형태인 조절제를 포함하는 물을 기재로한 액체 엠보싱 조성물과 접촉시킴으로써 상기 재료를 처리하고; (C) 엠보싱 조성물이 상기 표면에 적용된 후 상기 엠보싱 조성물을 건조시키는 단계들을 포함하는, 화학적으로 엠보싱될 수 있는 발포성 고분자 재료의 제조방법.
28. 제27항에 있어서, 상기 재료가 상기 발포제를 위한 촉진제를 함유하며, 상기 조절제는 상기 촉진제를 최소한 부분적으로 무력하게 만드는 데 효과적인 것인 방법.
29. 제28항에 있어서, 상기 촉진제가 산화아연이고 상기 조절제가 벤조트리아졸 또는 톨릴트리아졸인 방법.
30. 제27항에 있어서, 요철무늬의 물품으로 전환되는 시간에 앞서 최소한 한달동안, 생성된 물품을 노화시키는 단계를 포함하는 방법.
31. 지지 시이트의 표면에 예정된 모양으로 부착되어 있는 건조한 형태의 제1, 제11, 12, 14, 15, 17, 18. 19 또는 20항의 조성물과, 이 조성물에서 벗겨낼 수 있는 지지 시이트를 포함하고 있는 전사 시이트.
32. 제31항에 있어서, 상기 엠보싱 조성물과 상기 지지 시이트 사이에 끼여 있는 박리층을 갖고 있는 전사 시이트.
33. 제27항에 있어서, 상기 엠보싱 조성물은 셀의 길이가 18 내지 42미크론인 인쇄 실린더에 의하여 상기 재료에 적용되며, 상기 조성물내 조절제의 농도는 17중량% 이상인 방법.