KR950006944B1

KR950006944B1 - 수불식 고심도 요판인쇄잉크 및 그 전색제의 제조방법

Info

Publication number: KR950006944B1
Application number: KR1019910024923A
Authority: KR
Inventors: 장윤진; 김종균
Original assignee: 한국조폐공사; 김무룡
Priority date: 1991-12-28
Filing date: 1991-12-28
Publication date: 1995-06-26
Also published as: KR930013023A

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

수불식 고심도 요판인쇄잉크 및 그 전색제의 제조방법

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 은행권 및 각종 유가증권의 요판인쇄(凹版印刷)시 수불식 요판인쇄(水拂拭凹版印刷方式)을 사용할 수 있는 전색제(展色劑)와 잉크의 제조방법으로서 내알칼리성이 우수한 품질과 잉크 필름 두께가 150㎛ 정도에서도 무간지(無間紙)로서 뒷묻음이 발생되지 않고 인쇄할 수 있는 잉크와 이러한 잉크의 제조에 사용되는 전색제의 제조방법에 관한 것이다.

요판인쇄에 있어서는, 요판에 잉크를 묻힌후, 잉크가 채워져야 할 요홈부분인 화선부(畵線部) 이외의 부분 즉, 비화선부(非畵線部)에 묻은 잉크를 와이핑 로울러로 닦아내고, 더럽혀진 와이핑 로울러를 다시 불식(拂拭)시켜야(닦아내야)하는데, 와이핑 로울러에 묻은 잉크를 알카리성 불식용액으로 세척하는 즉, 수불식(水拂拭) 잉크에 있어서는 와이핑로울러에 묻은 잉크를 용이하게 불식시키기 위하여 잉크가 쉽게 용해 분산되어야 하는 특성을 필요로 한다.

그런데 이와 같이 잉크가 불식용액에 쉽게 용해 분산된다면 인쇄된 은행권등의 잉크가 비눗물등의 알카리성 용액에 쉽게 용해되어 은행권등이 못쓰게 되는 결점이 있게 된다. 그리하여 불식용액으로서는 쉽게 용해 분산될 수 있으나 일반적인 알카리용액에서는 쉽게 용해 분산되지 아니하는 즉, 비교적 내알카리성이 강한 인쇄잉크를 제조하는 방법이 제공된 바 있다(특허 제36791호). 그러나 이와 같은 내알칼리성 요판 인쇄잉크의 제조방법에 의해 제조된 잉크는 이를 사용한 인쇄물에 있어서 잉크 필름 두께가 100㎛ 이하 70㎛ 정도에서만 무간지 인쇄가 가능한 수불식 요판인쇄로서의 적성을 지니므로, 잉크 필름의 두께가 150㎛ 정도의 요판 인쇄효과 및 위조 방지효과가 우수하며 예술성이 뛰어난 고품질이 요구되는 제품의 인쇄에 있어서는 수불식 무간지 요판인쇄가 불가능하였다.

그러므로 100㎛ 이상 고심도의 제품에 대해서는 간지를 사용하여 인쇄를 하지 않으면 안되어 생산성 저하 및 원가상승을 초래하였다. 그러므로 고품질의 우수한 제품을 얻기 위해서는 고심도 요판인쇄적성에 적합한 전색제와 잉크물성을 지녀야 한다.

고심도 요판인쇄 적성에 적합하기 위해서는 동일 인쇄속도에서의 잉크 배출량이 종전의 잉크 배출량에 비해 배가 증대되므로 잉크가 약알카리성 수용액(水溶液)의 불식용액(拂拭溶液)에 쉽게 용해 분산되어야 하는 성질인 수분산성(水分散性) 즉 불식속도가 빨라야 하며 잉크 로라와 로라 사이 또는 로라와 인쇄판까지의 전달되는 과정에서의 잉크 전이성(轉移性)도 증대되어야 하고 인쇄후에는 지촉건조(指觸乾燥) 속도가 빨라서 인쇄물 적재상(積載床)에서 뒷묻음이 발생하지 않아야 하기 때문에 적색제 및 잉크 물성이 종전의 수불식 요판잉크와는 달라야 한다.

종전의 수불식 요판인쇄의 전색제로는 아마인유, 그리세린, 마레인산, 로진등을 사용하여 합성(合成)한 로진 변성 마레인화 알키드 수지 바니쉬 그리고 동유에 후말산을 부가하여 반응시킨 것과 아마인유, 펜타에리트리톨, 무수마레인산에 로진 변성 마레인산 수지를 용해시켜 합성한 마레인화 알키드 수지 마니쉬를 혼용하여 사용한 것, 또는 아마인유 지방산, 에폭시 수지, 트리메치롤푸로판, 무수푸탈산, 무수트리메리틱산등을 사용하여 합성한 내알카리성 수불식 요판인쇄용 에폭시 변성 알키드 바니쉬등을 사용하였다.

그리고, 잉크 조성상에 잉크용 용제로서는 친유성 용제(親油性溶劑)로서 주로 지방족 탄화수소(地方族炭化水素) 용제인 비점 범위(沸点範圍) 230~320℃를 사용하였고 왁스(wax)로는 폴리에칠렌왁스(Polyethylene wax), 몬탄에스텔왁스(Montanester wax), 스테아린산(Srearic acid)등을 사용하였다.

본 발명의 제조방법에 의한 잉크 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다. 식물유 22.7 내지 25.6부에 다가알콜 10.3 내지 10.7부를 가하고 불활성 개스(N₂)와 촉매(수산화 리듐) 존재하에 교반하면서 230 내지 240℃에서 약 1 내지 1.5시간 모노 그리세라이드 반응을 시키고 150℃로 냉각시킨 다음, 2단계 반응으로 무수프탈산 15.9부를 가하여 190 내지 210℃에서 20 내지 35분간 에스테르화 반응시켜 산가 90 내지 105정도에서 반응을 중단시키고 50 내지 60℃로 냉각한다. 그리고 3단계 반응을 위해 투입물의 1.5배에 상당하는 반응 희석용제로서 벤젠을 가하고 우레탄화 화합물인 디이소시아네이트 8.7부 내지 10.3부를 20 내지 30분간에 걸쳐 점적(Drop) 시킨후 60 내지 70℃에서 약 3시간 반응시킨다.

다음에 디에칠렌 그리콜 모노부칠에텔 20 내지 30부를 가하고 감압하에서 벤젠을 완전히 회수한 후 지방족 탄화수소용제(비점 범위 150 내지 210℃) 15 내지 20부를 가하므로서, 산가 55 내지 60, 점도(25℃) 150 내지 200포이스(poise)의 물성을 갖도록 제조한 유변성 우레탄화 알키드 바니쉬를 얻는다. 이러한 유변성 우레탄화 알키드 바니쉬를 전색제로 하여 본 발명의 잉크를 제조하는 바, 상기 유변성 우레탄화 알키드 바니쉬 30 내지 40부량에 친수성용제 1 내지 10부, 친유성 용제 10 내지 20부, 왁스(Droping point 98-105℃) 5 내지 15부 그리고 흔히 사용되는 건조제 1부 정도와 착색안료 5 내지 15부 및 체질안료 20 내지 30부를 혼합하고 교반한후 연육하여 잉크를 제조한다.

이와 같은 잉크를 제조함에 있어서, 전색제인 유변성 우레탄화 알키드 바니쉬를 제조하기 위하여 사용되는 식물유로서는 에레오스테아린산(Eleostearic acid)을 함유하고 있어 빠른산화전조정, 피막강인성, 광택성등의 우수한 특성을 갖는 동유(Tung Oil)가 바람직하다. 그리고 아마인유지방산이 효과적으로 사용될수 있으며, 그외에도 아마인유, 대두유, 탈수피마자유, 대두유지방산, 탈수 피마자유지방산이 사용될수도 있다.

그리고 다가알콜로는 그리세린, 트리메치롤 푸로판, 펜타에리트리톨, 디에칠렌 그리콜, 트리에칠렌 그리콜이 선택적으로 사용될수 있으며, 다염기산으로는 무수 푸탈산, 무수마레인산, 후말산, 아디픽산, 무수트리메리틱산 등이 사용될수도 있다. 그리고 우레탄수지의 내약품성, 접착성 등 우수한 성질을 도입하기 위해 사용하는 우레탄화 화합물인 디이소시아네이트는 톨루엔 디 이소시아네이트(TDI)와 헥사메칠렌 디 이소시아네이트(HDI)가 사용될수도 있다.

그러나 이와 같이 투입원료를 다양화 할 경우에는 투입원료 및 조성비와 반응조건에 따라 반응성과 내약품성, 수분산성등의 수지 특성이 달라지므로 적정 조성비와 반응 조건 설정의 조정이 필요하게 된다. 전색제의 합성에 있어서, 디이소시아네이트의 함량을 증가시킬수록 거대한 망상구조를 형성하여 급격한 분자량 증대로 인한 내구성향상과 더불어 점도상승 및 분산성이 저하되고 또한 용해력이 강한 용제를 필요로 하며 잉크의 물성 조정이 곤란하고 불식성 및 전이성이 떨어지게 됨을 알았다.

이와 같은 본 발명의 제조방법에 따른 전색제인 유변성 우레탄화 알키드 바니쉬의 바람직한 제조 실시예를 설명하면 다음과 같다.

[유변성 우레탄화 알키드 바니쉬의 실시예]

[실시예 1]

건성유인 동유 22.7부에 트리메치롤푸로판 10.7부를 가하고, 불활성 깨스(N₂)와 촉매(Lithium hydroxide) 존재하에 교반하면서 230-240℃에서 약 1-1.5시간 동안 모노그리세라이드(Mono glyceride)의 반응을 시키고 150℃로 냉각시킨 다음 2단계 반응으로 무수푸탈산(Phthalic anhydride) 15.9부를 가하여 190-200℃에서 30-35분 에스테르화(Ester 化) 반응을 시켜 산가 95-105정도에서 반응을 중단시킨 다음 50-60℃로 냉각한다. 그리고 3단계 반응을 위해 투입물의 1.5배에 상당하는 반응 희석(稀釋) 용제로서 벤젠(Benzene)을 가하고 톨루엔디이소시아네이트(2.4 80%, 2.6 20%) 8.7부를 20-30분간 Drop(適加)시킨후 60-70℃에서 3시간 교반하면서 반응을 종료한다.

다음 디에칠렌그리콜 모노 부틸 에틸(Diethylene glycole mono butyl ether) 24.6부를 가하고 감압하에서 벤젠을 완전히 회수한후 지방족 탄화수소 용제(비점 범위 150-210℃) 17.4부를 가해 점도를 조정하여 제품을 완성한다. 이와 같이 제조된 전색제의 산가는 55-60정도, 점도(粘度)는 150-200poise(25℃)이다.

[실시예 2]

위의 실시예 1에서 제1단계 반응시의 투입물인 식물유 동유 22.7부를 아마인유 지방산 25.6부로, 다가알콜인 트리메치롤푸로판 10.7부를 펜타에리트리틀 10.3로 대체하며, 다염기산인 무수푸탈산 15.9부를 11.8부로 감량하고 온도와 반응시간을 각각 200 내지 210℃와 20 내지 30분으로 조정하여 반응시키며, 제3단계 반응시에 톨루엔 디 이소시아네이트(2.4 80%, 2.6 20%) 8.7부 대신에 톨루엔 디 이소시아네이트(2.4 80%, 2.6 20%) 또는 헥사메칠렌 디이소시아네이트 10.3부를 가해 반응시키므로서 산가 50 내지 60, 점도(25℃) 300 내지 500포이스의 물성을 갖도록 제조한다.

본 발명의 제조방법에 의하여 제조되는 잉크는 위와 같이 하여 제조된 전색제 30 내지 40부량에 공지의 착색안료 5 내지 15부, 체질안료 20 내지 30부, 친수성용제 1 내지 10부, 친유성용제 10 내지 20부, 왁스 5 내지 10부, 건조제 1부량 내외를 혼합하여 공지의 인쇄잉크 제조방법에서 보는 바와 같이 교반 혼합한후 연육하여 잉크를 제조한다.

다만, 위의 잉크 제조방법에 사용되는 친수성용제로서는 디에칠렌 그리콜 모노부틸에텔, 디에칠렌그리콜 모노에틸에텔, 디에틸렌그리콜 모노메틸에텔을 선택적으로 사용할 수 있으며, 친유성 용제로서는 지촉 건조시간을 단축시켜 무간지 인쇄적성을 향상시킬수 있도록 비점범위 150 내지 210℃인 저비점의 지방족 탄화수소용제(석유의 일종)를, 그리고 왁스로서는 Droping point 98-105℃ 몬탄 에스텔 석검왁스를 사용하는 것이 바람직하다.

다만, 기타 자재인 착색안료, 체질안료, 건조제등은 종래의 잉크 제조방법에 사용되는 것을 그대로 사용한다.

이와 같은 본 발명의 제조방법에 의한 잉크 제조방법에 있어서 바람직한 실시예에 따른 조성비들을 설명하면 다음과 같다.

[실시예 4]

실시예 1의 디에틸렌글리콜 모노 부칠에텔 대신 디에칠렌글리콜 모노메틸에텔로 사용함.

[실시예 5]

실시예 1의 디에틸렌글리콜 모노 부칠에텔 대신 디에칠렌글리콜 모노에틸에텔로 사용함.

[실시예 6]

실시예 1의 디에칠렌글리콜 모노 부칠에텔 대신 디에칠렌글리콜 모노메칠에텔과 디에칠렌글리콜 모노부칠에텔을 1 : 1로 혼용하여 사용함.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 수불식 요판인쇄 잉크 제조에 대한 조성물은 유변성우레탄화 알키드수지 바니쉬 30-40부, 착색안료 5-15부, 체질안료 20-30부, 친수성 용해 1-10부, 친유성 용제 10-20부, 왁스 5-15부, 건조제 1부 내외를 사용하여 일반 인쇄잉크 제조방법과 동일한 방법으로 교반 혼합한후 연육하여 제조한다.

이와 같은 방법으로 제조된 잉크의 물성은 택크(32℃, 30sec) 20-30, 항복가 (25℃, dyne/cm) 6,000-9,000, 건조시간(25℃, hr) 4-7범위를 가지며, 수분산성, 지촉건조, 보관 안정성등이 양호하였고, 데라루지오리사의 요판 인쇄기 상에서 가성소다 1%, 로트유 0.6%의 불식액을 사용하여 인쇄 실험한 결과 전이성, 불식적성, 인쇄효과, 무간지적성등 제반 인쇄적성과 내약품성, 내마모성 등의 품질 적성이 양호하였다.

이와 같은 본 발명의 잉크를 사용함으로서 종래의 수불식 요판인쇄 잉크로서는 고품질의 우수한 고심도(150㎛) 인쇄 제품을 얻을 수 없었던 문제점들을 해결할 수 있었으며, 제품의 품위를 향상시킬 수 있었다.

Claims

식물유 22.7 내지 25.6부에 다가알콜 10.3-10.7부를 가하고 불활성 개스(N₂)와 촉매(수산화리듐) 존재하에 교반하면서 230-240℃ 온도에서 약 1-1.5시간 모노그리세라이드 반응을 시키고 150℃로 냉각시킨 다음, 2단계 반응으로서 무수푸탈산 11.8-15.9부를 가하여 190-210℃에서 20-35분 에스테르화 반응을 시켜 산가 90-105정도에서 반응을 중단시킨 다음 50-60℃로 냉각하고 제3단계 반응으로서 우레탄화 화합물 8.7-10.3부를 20-30분간 점적(Drop)시킨후 60-70℃에서 3시간 반응시켜 반응을 종료한후, 친수성용제 20-30부를 가하고, 비점범위 150-210℃인 지방족 탄화수소 용제 15-20부를 가하여 제조함을 특징으로 하는 수불식 요판인쇄잉크용 전색제의 제조방법.
특허청구 범위 제1항의 것에 있어서, 식물유는 동유이고, 다가알콜은 트리메치롤 푸로판이며, 우레탄화합물은 톨루엔 디 이소시아네이트(2.4 80%, 2.6 20%)이고 친수성용제는 디에칠레그리콜 모노부칠에텔임을 특징으로 하는 수불식 요판 인쇄잉크용 전색제의 제조방법.
특허청구 범위 제1항의 것에 있어서, 식물유는 아마인유 지방산이고, 다가알콜은 펜타에리트리틀이고, 우레탄 화합물은 톨루엔 디이소시아네이트(2.4 80%, 2.6 20%)나 헥사메칠렌 디이소시아네이트임을 특징으로 하는 수불식 요판인쇄잉크용 전색제의 제조방법.
특허청구 범위 제1항 내지 제3항중 어느 하나의 것에 있어서, 제3단계 반응시 투입물의 1.5배에 상당하는 반응희석용제인 벤젠을 가하고 3단계 반응을 종료하고 친수성용제를 가한후 감압하에서 벤젠을 회수함을 특징으로 하는 수불식 요판인쇄잉크용 전색제의 제조방법.
공지의 안료등에 식물유 22.7-25.6부에 다가알콜 10.3-10.7부를 가하고 불활성개스(N₂)와 촉매(수산화 리듐) 존재하에 교반하면서 230-240℃ 온도에서 약 1-1.5시간 모노그리세라이드 반응을 시키고 150℃로 냉각시킨 다음, 2단계 반응으로서 무수푸탈산 11.8-15.9부를 가하여 190-210℃에서 20-35분 에스테르화 반응을 시켜 산가 90-105정도에서 반응을 중단시킨 다음 50-60℃로 냉각하고, 제3단계 반응으로서 우레탄화 화합물 8.7-10.3부를 20-30분간 점적(Drop)시킨후 60-70℃에서 3시간 반응시켜 반응을 종료한후, 친수성 용제 20-30부를 가하고, 비점범위 150-210℃인 지방족 탄화수소용제 15-20부를 가하여 제조한 전색제인 유변성 우레탄화 알키드수지 바니쉬 30-40부와 친수용융제 1-10부, 비점범위 150-210℃의 지방족 탄화수소용제 10-20부, 왁스(Droping point 98-105℃) 5-15부를 가하여 제조함을 특징으로 하는 수불식 요판인쇄잉크의 제조방법.
특허청구 범위 제5항의 것에 있어서, 제3단계 반응시 투입물의 1.5배에 상당하는 반응희석용제인 벤젠을 가하고, 3단계 반응을 종료하고, 친수성용제를 가한후 감압하에서 벤젠을 회수함을 특징으로 하는 수불식 요판인쇄잉크의 제조방법.