KR101117352B1 - 비닐 방향족-아크릴계 중합체 분산액과 비닐 방향족-디엔중합체 분산액의 배합물을 사용하는 종이의 피복 방법 - Google Patents

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Abstract

(I) 조성물을 제공하고;
(II) 상기 조성물을 종이 기재에 적용하고;
(III) 상기 종이 기재 상에 종이 피복을 형성하는 것을 포함하며;
상기 조성물은 중합체의 배합물을 포함하고, 상기 중합체의 배합물은 비닐 방향족-아크릴계 중합체 및 비닐 방향족-디엔 중합체를 포함하며, 상기 비닐 방향족-아크릴계 중합체는 비닐 방향족 성분과 알킬 (메트)아크릴레이트의 반응 생성물을 포함하고, 상기 비닐 방향족-디엔 중합체는 비닐 방향족 성분과 공액 디엔의 반응 생성물을 포함하며, 중합체 배합물 중 모든 중합체의 고형분 중량을 기준으로, 상기 비닐 방향족-아크릴계 중합체는 50% 내지 약 95%의 양으로 중합체 배합물 중에 존재하고, 상기 비닐 방향족-디엔 중합체는 약 5% 내지 50%의 양으로 존재하는 방법.
종이 피복, 아크릴, 공액 디엔, 비닐 방향족

Description

비닐 방향족-아크릴계 중합체 분산액과 비닐 방향족-디엔 중합체 분산액의 배합물을 사용하는 종이의 피복 방법{Method of Coating Paper Using a Blend of a Vinyl Aromatic-Acrylic Polymer Dispersion with a Vinyl Aromatic-Diene Polymer Dispersion}
종이 피복은 종이에 대한 마무리로서 종이 및 판지와 같은 종이 기재에 적용된다. 종이 피복은 다양한 인쇄 작업에서 종이 기재의 인쇄 적성을 개선한다. 종이 피복에 대한 추가의 정보는 문헌[Polymer Dispersions and Their Industrial Applications, Edited by Dieter Urban et al., Chapter 4: Applications in the Paper Industry, by Jurgen Schmidt-Thummes et al., pp. 75-101, Wiley-VCH, 2002]에서 찾아볼 수 있으며, 이는 여기에 참고 문헌으로 도입된다.
모든 종이 피복 조성물이 여러 가지 종이 피복 성질을 동시에 개선할 수 있는 것은 아니다.
종이 피복을 위한 선택된 성질을 개선할 수 있는 종이 피복 조성물을 사용하는 것이 바람직할 것이다.
발명의 요약
본 발명은 (I) 조성물을 제공하고; (II) 상기 조성물을 종이 기재에 적용하고; (III) 상기 종이 기재 상에 종이 피복을 형성하는 것을 포함하며; 상기 조성물 은 중합체의 배합물을 포함하고, 상기 중합체의 배합물은 비닐 방향족-아크릴계 중합체 및 비닐 방향족-디엔 중합체를 포함하며, 상기 비닐 방향족-아크릴계 중합체는 비닐 방향족 성분과 알킬 (메트)아크릴레이트의 반응 생성물을 포함하고, 상기 비닐 방향족-디엔 중합체는 비닐 방향족 성분과 공액 디엔의 반응 생성물을 포함하며, 중합체 배합물 중 모든 중합체의 고형분 중량을 기준으로, 상기 비닐 방향족-아크릴계 중합체는 50% 내지 약 95%의 양으로 중합체 배합물 중에 존재하고, 상기 비닐 방향족-디엔 중합체는 약 5% 내지 50%의 양으로 존재하며, 상기 비닐 방향족-아크릴계 중합체는 50% 내지 65%의 양으로 중합체 배합물 중에 존재하는 경우, 상기 비닐 방향족-아크릴계 중합체 중 비닐 방향족 성분의 양은 약 5% 내지 20 중량% 미만이다.
도 1은 실시예 1의 시료에 대한 헬리오 변동 하프톤 (Helio Variable Halftone) 대 파커 프린트 서프(Parker Print Surf)(pps)의 그래프이다.
도 2는 실시예 1의 시료에 대한 75°에서의 인쇄 광택 대 아인레너 미싱 도트(Einlehner Missing Dots)의 그래프이다.
도 3은 실시예 2의 시료에 대한 상업적인 기포 내성 대 픽 강도(프루프바우; Prufbau)의 그래프이다.
본 명세서에 걸쳐 사용되는 범위는 그 범위 내에 있는 각각의 및 모든 값을 기재하기 위한 약기로서 사용된다. 상기 범위 내의 임의의 값이 상기 범위의 한계로 선택될 수 있다.
본 발명은 (I) 조성물을 제공하고; (II) 상기 조성물을 종이 기재에 적용하고; (III) 상기 종이 기재 상에 종이 피복을 형성하는 것을 포함하며; 상기 조성물은 중합체의 배합물을 포함하고, 상기 중합체의 배합물은 비닐 방향족-아크릴계 중합체 및 비닐 방향족-디엔 중합체를 포함하며, 상기 비닐 방향족-아크릴계 중합체는 비닐 방향족 성분과 알킬 (메트)아크릴레이트의 반응 생성물을 포함하고, 상기 비닐 방향족-디엔 중합체는 비닐 방향족 성분과 공액 디엔의 반응 생성물을 포함하며, 중합체 배합물 중 모든 중합체의 고형분 중량을 기준으로, 상기 비닐 방향족-아크릴계 중합체는 50% 내지 약 95%의 양으로 중합체 배합물 중에 존재하고, 상기 비닐 방향족-디엔 중합체는 약 5% 내지 50%의 양으로 존재한다. 바람직하게는, 상기 비닐 방향족-아크릴계 중합체는 약 50% 내지 약 90%의 양으로 존재하며, 상기 비닐 방향족-디엔 중합체는 약 10% 내지 약 50%의 양으로 존재한다.
바람직한 구현예에서는, 상기 비닐 방향족-디엔 중합체의 총 중량을 기준으로, 상기 비닐 방향족 성분은 0을 초과하여 약 90%까지(바람직하게는 약 20% 내지 약 80%)의 양으로 존재하고, 상기 공액 디엔은 약 10 내지 100% 미만(바람직하게는 약 20% 내지 약 80%)의 양으로 존재한다. 또한, 상기 비닐 방향족-아크릴계 중합체의 총 중량을 기준으로, 상기 비닐 방향족 성분은 약 5% 내지 약 60%의 양으로 존재하고, 상기 알킬 (메트)아크릴레이트는 약 40% 내지 약 95%의 양으로 존재한다. 상기 비닐 방향족-아크릴계 중합체는 50% 내지 65%의 양으로 중합체 배합물 중에 존재하며, 상기 비닐 방향족-아크릴계 중합체 중 비닐 방향족 성분의 양은 약 5% 내지 20 중량% 미만이다.
상기 비닐 방향족-아크릴계 중합체 라텍스 및 비닐 방향족-디엔 중합체 라텍스의 예는 미국 특허 제 5,846,381 호에서 찾아볼 수 있으며, 이는 여기에 참고문헌으로 도입된다. 또한, 이들 중합체를 형성하기 위해 사용될 수 있는 또 다른 단량체의 예, 상기 중합체를 제조하기 위한 반응에 사용되는 여타 물질의 예, 및 상기 중합체의 제조 방법은 2001년 12월 13일자 출원된 미국 특허 출원 번호 10/023,400 호에서 찾아볼 수 있으며, 이는 여기에 참고문헌으로 도입된다. 바람직한 구현예에서, 스티렌-비닐 방향족 중합체 라텍스는
(a1) 상기 비닐 방향족-아크릴계 중합체의 총 중량을 기준으로 40 내지 95, 특히 바람직하게는 45 내지 85 중량%의 알킬 (메트)아크릴레이트,
(a2) 상기 비닐 방향족-아크릴계 중합체의 총 중량을 기준으로 5 내지 60, 바람직하게는 5 내지 55 중량%의 비닐 방향족 단량체, 및
(a3) 선택적으로, 상기 비닐 방향족-아크릴계 중합체의 총 중량을 기준으로 0 내지 30, 바람직하게는 1 내지 10 중량%의 추가 올레핀계 불포화 단량체의 반응 생성물을 포함한다.
알킬 (메트)아크릴레이트는 (메트)아크릴산과 C1-C12-알칸올의 에스테르 또는 그러한 에스테르의 혼합물이다. 바람직하게는, 상기 알칸올은 C4-C12 알칸올이다. 바람직한 알칸올은 부탄올, 2-에틸헥산올, 이소부탄올, t-부탄올, n-펜탄올, 이소아밀 알코올, n-헥산올, 시클로헥산올, 옥탄올 및 라우릴 알코올을 비제한적으로 포함한다.
비닐 방향족 성분의 예는 20 개 이하의 탄소 원자를 갖는 비닐 방향족 단량체, 스티렌, α-메틸 스티렌, p-메틸스티렌, o-클로로스티렌, 클로로메틸 스티렌, α-페닐 스티렌, 스티렌 술폰산, 스티렌 술폰산의 염, p-아세톡시스티렌, 디비닐벤젠, 디알릴 프탈레이트, 비닐 톨루엔 및 비닐 나프탈렌을 비제한적으로 포함한다.
선택적인 추가의 단량체(a3)의 예는, 1종 이상의 에틸렌계 불포화 카르복실산 및/또는 아미드 및/또는 그의 무수물, 예를 들면 아크릴산, 아크릴아미드, 메타크릴산, 메타크릴아미드, 이타콘산, 말레산 또는 푸마르산, 비닐술폰산, 비닐포스폰산, 아크릴아미도프로판술폰산, 및 이들의 수용성 염, 에틸렌과 같은 올레핀, 비닐 및 비닐리덴 클로라이드와 같은 비닐 및 비닐리덴 할라이드, 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 비닐 n-부티레이트, 비닐 라우레이트 및 비닐 스테아레이트와 같은 탄소수 1 내지 18의 모노카르복실산과 비닐 알코올의 에스테르, 및 말레산, 푸마르산 및 이타콘산과 같은 α,β-모노에틸렌계 불포화된 디카르복실산과 일반적으로 1 내지 12 개, 바람직하게는 1 내지 9 개, 특히 1 내지 4 개의 탄소 원자를 갖는 알칸올의 에스테르, 예를 들면 디메틸 말레이트 또는 n-부틸 말레이트 등 자유 라디칼 중합이 가능한 단량체이다. 다른 예는 다음 화학식과 같은 염기성 단량체:
Figure 112006029187423-pct00001
Figure 112006029187423-pct00002
Figure 112006029187423-pct00003
Figure 112006029187423-pct00004
(상기 식에서, R1은 H 또는 CH3이고, R2는 1 내지 4 개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌이며, R3 및 R4는 각각 H 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬임), 및 염기성 중심을 함유하고, 자유 라디칼 중합이 가능하며 또한 N-양성자화 또는 N-알킬화된 형태일 수도 있는, 예를 들면 디알릴디메틸암모늄 클로라이드 등의 여타 단량체이다. 불포화 산의 양은 바람직하게는 4 중량% 미만이다.
에틸렌계 불포화된 카르복실산이 포함될 경우, 상기 산의 양은 약 1 내지 약 12 중량%가 바람직하다.
가교 단량체 또한, 자유 라디칼 중합이 가능한 기에 더하여 추가의 가교성 작용 기를 함유하는 단량체로서 중합체 A) 중에 0 내지 10 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 그러한 단량체의 예는 이하에 나열된 공액 디엔, 및 자유 라디칼 중합이 가능하고 적어도 하나의 에폭시, 히드록실, N-알킬올, N-알콕시, 카르보닐 또는 아미딘 기 또는 적어도 2 개의 비공액 에틸렌계 불포화 이중 결합을 갖는 단량체이다. 상기 화합물들의 조합이 가능하다. 에폭시-함유 단량체의 예는 글리시딜 아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트 및 비닐 글리시딜 에테르이다.
N-알킬올 화합물의 예는, N-메틸올아크릴아미드, N-에탄올아크릴아미드, N-프로판올아크릴아미드, N-메틸올메타크릴아미드, N-에탄올메타크릴아미드, N-메틸올말레이미드, N-메틸올말레아미드 및 N-메틸올-p-비닐벤즈아미드와 같은, 알킬 기가 1 내지 4 개의 탄소 원자를 갖는 에틸렌계 불포화된 카르복실산의 N-알킬올아미드를 비제한적으로 포함한다.
N-알콕시메틸아크릴아미드 및 N-알콕시메틸메타크릴아미드의 예로서, N-(메톡시메틸)아크릴아미드, N-(부톡시메틸)아크릴아미드, N-(메톡시메틸)메타크릴아미드 및 N-(부톡시메틸)메타크릴아미드와 같은 알콕시 기가 1 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는 화합물, 및 메틸올 기가 C1-C8-알킬로 에테르화될 수 있는 메틸올알릴 카바메이트를 비제한적으로 들 수 있다. 바람직한 카르보닐-함유 단량체는 아크롤레인, 디아세톤아크릴아미드, 포르밀스티렌, 비닐 알킬 케톤, 미국 특허 제 4,250,070 호에 따르는 (메트)아크릴로일옥시알킬프로판알, 디아세톤 아크릴레이트, 아세토닐 아크릴레이트, 디아세톤 메타크릴레이트, 2-히드록시프로필 아크릴레이트 아세틸아세테이트 및 1,4-부탄디올 아크릴레이트 아세틸아세테이트를 비제한 적으로 포함한다.
아지리디닐-함유 단량체의 예로서 2-(1-아지리디닐)에틸 메타크릴레이트를 비제한적으로 들 수 있다.
적어도 2 개의 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 알킬 또는 비닐 기 또는 상응하는 조합을 갖는 가교성 성분의 예로서, 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 1,3-부틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 프로필렌 글리콜 디아크릴레이트 및 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트와 같은 알킬렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 1,3-글리세릴 디메타크릴레이트, 1,1,1-트리메틸올 프로판 디메타크릴레이트, 1,1,1-트리메틸올에탄 디아크릴레이트, 펜타에리트리틸 트리메타크릴레이트, 소르비탄 펜타메타크릴레이트, 메틸렌비스아크릴아미드, 메틸렌비스메타크릴아미드, 디비닐벤젠, 비닐 메타크릴레이트, 비닐 크로토네이트, 비닐 아크릴레이트 디비닐 아디페이트, 디알릴 프탈레이트, 알릴 메타크릴레이트, 알릴 아크릴레이트, 디알릴 말레이트, 디알릴 이타코네이트, 디알릴 말로네이트, 디알릴 카보네이트, 트리알릴 시트레이트, 디비닐 에테르, 에틸렌 글리콜 디비닐 에테르, 및 시클로펜타디에닐 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 비제한적으로 들 수 있다.
또 다른 적합한 단량체는 예를 들면 비닐 트리알콕시실란, γ-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란과같은 아크릴로일옥시실란, 및 메타크릴로일옥시에틸트리메틸실란과 같은, SiR5R6R7 (여기에서 R5, R6 및 R7은 서로 독립적으로 각각 메틸, 에틸, 메톡시 또는 에톡시와 같은 C1-C4-알킬 또는 알콕시임) 기를 갖는 것들이다.
상기 가교 단량체의 사용에 더하여, 상기 중합체 필름의 내부 강도는, 중합이 완결된 후, 필름이 상기 염과 결합할 수 있는 기, 예를 들면 카르복실 기를 함유하는 경우에, 특정의 상황에서 금속 염, 예를 들면 Ca, Mg 또는 Zn 염을 첨가함으로써 증가될 수 있고; 중합이 완결된 후 히드라진 유도체, 아미노옥시알칸 및 포름알데히드, 멜라민, 페놀 및/또는 우레아를 기재로 하는 축합물을 첨가하는 것도 가능하다.
상기 비닐 방향족-아크릴계 중합체는 상기 비닐 방향족-아크릴계 중합체 라텍스 중 중합체 중량의 20% 미만, 더욱 바람직하게는 5% 미만, 더욱 바람직하게는 2% 미만의 양으로 아크릴로니트릴 또는 메타크릴로니트릴을 함유할 수 있다.
하나의 구현예에서, 상기 비닐 방향족-아크릴계 중합체 라텍스는 예를 들면 t-도데실 머캅탄, 사염화 탄소, 사브롬화 탄소, 트리클로로브로모메탄, 부틸 머캅탄, 알릴 알코올, 폴리테트라히드로푸란비스티올, 머캅토에탄올, 아세틸아세톤, 티오글리콜산 또는 티오글리콜레이트와 같은 분자량 조절제의 존재 하에 제조될 수 있다. 상기 물질은 중합될 단량체와의 혼합물로서 상기 반응 혼합물에 첨가되는 것이 바람직하다.
비닐 방향족-아크릴계 중합체는 일반적으로 50 내지 1000 nm, 바람직하게는 80 내지 500 nm, 더욱 바람직하게는 100 내지 300 nm의 수 평균 입자 크기를 갖는다. 두 가지 모드 또는 여러 모드를 가진 입자 크기 분포가 사용될 수도 있다.
바람직한 비닐 방향족-아크릴계 중합체는 n-부틸 아크릴레이트-스티렌 중합체 라텍스 및 n-부틸 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 중합체 라텍스이다. 바 람직한 비닐 방향족-아크릴계 중합체의 예가 아크로날(ACRONAL(R))이라는 상표 하에 제품명 NX4787, S504, PR8466, 866 및 S728 하에 바스프 사(BASF Corporation)로부터 입수가능하다.
바람직한 구현예에서, 비닐 방향족-디엔 중합체 라텍스는
(b1) 비닐 방향족-디엔 중합체의 총 중량을 기준으로 10 내지 100% 미만, 바람직하게는 20 내지 80%, 더욱 바람직하게는 20 내지 65 중량%의 공액 디엔 단량체,
(b2) 비닐 방향족-디엔 중합체의 총 중량을 기준으로 0을 초과하여 90%까지, 바람직하게는 20 내지 80%, 더욱 바람직하게는 30 내지 80 중량%의 비닐 방향족 단량체, 및
(b3) 선택적으로, 비닐 방향족-디엔 중합체의 총 중량을 기준으로 0 내지 20 중량%의 추가 올레핀계 불포화된 단량체의 반응 생성물을 포함한다.
비닐 방향족 성분의 예는 상기 주어진 바와 같다. 추가의 올레핀계 불포화된 단량체의 예가 위에 주어져 있으며, 이는 에틸렌계 불포화된 카르복실산, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 및 알킬 (메트)아크릴레이트를 포함한다. 포함될 경우, 에틸렌계 불포화된 카르복실산은 약 1 내지 약 15 중량%의 양으로 존재하며, 상기 (메트)아크릴로니트릴은 약 2 내지 약 12 중량%의 양으로 존재한다.
공액 디엔의 예로서, 부타디엔, 이소프렌 및 클로로프렌을 비제한적으로 들 수 있다.
사용된 단량체의 양을 기준으로 0 내지 5 중량% 양의 분자량 조절제가 상기 비닐 방향족-디엔 중합체의 제조를 위해 사용될 수 있다. 분자량 조절제의 예는 위에 주어진 것과 같다.
바람직한 비닐 방향족-디엔 중합체 라텍스는 스티렌-부타디엔 중합체 라텍스, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 중합체 라텍스, 및 카르복실화된 스티렌-부타디엔 중합체 라텍스이다. 카르복실화되었다는 것은 적어도 하나의 에틸렌계 불포화된 카르복실산이 반응하여 반응 생성물이 됨을 의미한다. 바람직한 비닐 방향족-디엔 중합체의 예가 바스프 사로부터 스티로날(STYRONALTM) 이라는 상표 하에 ND430, NX4489, ND656, NX4681, ND811, NX4222X, NX4515X, BN4606X, BN4204 및 NX4690X라는 제품명으로 입수가능하다.
상기 라텍스 중 중합체는 -50 내지 40℃, 더욱 바람직하게는 -40 내지 30℃, 특히 바람직하게는 -30 내지 30℃의 계산된 유리 전이 온도 Tg(팍스(Fox) 방정식에 의한)를 갖는 것이 바람직하다.
최소의 필름 형성 온도는 통상적으로 상기 중합체 라텍스의 Tg와 같은 온도이지만, 어쩌면 가소제로서 유화제 또는 물이 사용되기 때문에 이는 경우에 따라 실질적으로 더 낮을 수도 있다.
비닐 방향족-아크릴계 중합체 및 비닐 방향족-디엔 중합체의 중합체 성분은 통상의 자유 라디칼 중합 개시제를 사용하는 용액 또는 유화 중합에 의해 통상적인 방법으로 제조될 수 있다.
적합한 자유 라디칼 중합 개시제는 자유 라디칼 수성 유화 중합을 개시할 수 있는 모든 것이다. 상기 중합체를 제조하기 위해 반응에 사용될 수 있는 개시제로서 임의의 산화제를 들 수 있다. 적합한 산화제는 과황산염, 과황산 암모늄, 과황산 나트륨, 과황산 칼륨, 과산화물, 벤조일 퍼옥시드, t-부틸 히드로퍼옥시드, 과산화수소, 큐멘 히드로퍼옥시드, 큐믹 히드로퍼옥시드, γ-부틸 퍼피발레이트, t- 부틸 퍼-2-에틸헥사노에이트, 2,5-디메틸-2,5-디-(t-부틸퍼옥시)-헥산, 아조 화합물, 아조비스이소부티로니트릴 및 2,2'-아조비스(2-아미디노프로판) 디히드로클로라이드를 비제한적으로 포함한다. 추가로, 환원제가 상기 산화제와 조합되어 사용될 수 있다.
사용가능한 환원제로서 소듐 포름알데히드 술폭실레이트, 에리토르브산 (erythorbic acid), 중아황산염, 메타중아황산 나트륨, 중아황산 나트륨, 탄소수 3 내지 8 케톤의 중아황산 이온과의 첨가 생성물, 탄소수 3 내지 8 케톤과 아황산의 첨가 생성물, 환원성 당, 아스코르브산, 술핀산, 히드록시메탄-술핀산, 알칸 술핀산, 이소프로판 술핀산을 비제한적으로 들 수 있다.
예를 들면 t-부틸 히드로퍼옥시드 및 히드록시메탄술핀산의 나트륨 염 또는 과산화수소와 아스코르브산과 같은, 1종 이상의 유기 환원제 및 1종 이상의 과산화물 및/또는 히드로퍼옥시드로 구성되는 조합된 계가 또한 적합하다. 중합 매질에 용해성이며 금속 성분이 복수의 원자가 상태로 나타날 수 있는 소량의 금속 화합물을 추가로 함유하는 조합된 계, 예를 들면 아스코르브산/ 황산 철(II)/ 과산화수소와 같은 계가 또한 유용하며, 히드록시메탄술핀산의 나트륨 염, 아황산 나트륨, 중아황산 나트륨 또는 메타중아황산 나트륨이 또한 아스코르브산 대신 빈번히 사용되 고, t-부틸 히드로퍼옥시드 또는 알칼리 금속 퍼옥소디설페이트 및/또는 암모늄 퍼옥소디설페이트도 사용된다. 일반적으로, 사용되는 자유 라디칼 개시제 계의 양은 중합되는 단량체 총량을 기준으로 0.1 내지 3 중량%이다. 그 자체로서 또는 조합된 계의 부분으로서의 암모늄 및/또는 알칼리 금속 퍼옥소디설페이트가 개시제로서 특히 바람직하게 사용된다. 소듐 퍼옥소디설페이트가 특히 바람직하게 사용된다.
자유 라디칼 수성 유화 중합의 도중에 자유 라디칼 개시제 계가 중합 용기에 첨가되는 방식은 당업자에게 공지되어 있다. 이는 중합 용기에 그 전체로서 초기에 투입되거나 자유 라디칼 수성 유화 중합의 도중에 그것이 소모되는 속도로 연속적으로 또는 단계적으로 첨가될 수 있다. 이는 구체적으로, 당업자에게 그 자체로서 공지된 방식으로, 개시제 계의 화학적 성질 및 중합 온도의 양자에 의존한다. 바람직하게는, 일부는 초기에 투입되고 나머지는 소모되는 속도로 중합 영역에 첨가된다.
유화 중합의 경우, 공지된 이온성 및/또는 비이온성 유화제 및/또는 보호 콜로이드 또는 안정화제가 사용될 수 있다.
이러한 유형의 적합한 계면활성제는 원칙적으로 통상적으로 분산제로 사용되는 보호 콜로이드 및 유화제이다. 적합한 보호 콜로이드의 상세한 설명은 문헌[Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Volume XIV/1, Makromolekulare Stoffe, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961, pages 411 to 420]에 나타나 있다. 음이온성, 양이온성 및 비이온성 유화제가 동반되는 유화제로서 적합하다. 보호 콜로이드와는 반대로, 상대적 분자량이 통상적으로 2000 미만인 유화제만이 바람직하게 사용된다. 음이온성 및 비이온성 유화제가 동반되는 계면활성제로서 바람직하게 사용된다. 통상의 동반되는 유화제는 예를 들면 에톡실화된 지방 알코올 (에톡실화 정도: 3 내지 50, 알킬 기: C8 내지 C36), 에톡실화된 모노-, 디- 및 트리알킬페놀 (에톡실화 정도: 3 내지 50, 알킬 기: C4 내지 C9), 술포숙신산의 디알킬 에스테르의 알칼리 금속 염, 및 알킬설페이트(알킬 기: C8 내지 C12)의, 에톡실화된 알칸올(에톡실화 정도: 4 내지 30, 알킬 기: C12 내지 C18)의, 에톡실화된 알킬페놀(에톡실화 정도: 3 내지 50, 알킬 기: C4 내지 C9)의, 알칸술폰산(알킬 기: C12 내지 C18)의 및 알킬아릴술폰산(알킬 기: C9 내지 C18)의 알칼리 금속 및 암모늄 염이다.
추가의 적합한 유화제가 문헌[Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Volume XIV/1, Makromolekulare Stoffe, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1961, pages 192-208]에 기재되어 있다.
에멀션은 또한 기존의 유화제에 더하여 또는 유화제의 부재 하에 보호 콜로이드를 사용하여 제조될 수도 있으며, 상기 보호 콜로이드의 양은 사용되는 단량체의 양을 기준으로 100 중량%까지, 바람직하게는 0.5 내지 30 중량%일 수 있다.
상기 방법에서, 상기 보호 콜로이드는 단량체와 동시에 또는 다른 시점에, 단량체와 함께 또는 그와는 별도로, 완전히 또는 부분적으로 첨가될 수 있으며; 단량체를 기준으로 수용액 중 보호 콜로이드의 30 중량% 이하, 바람직하게는 10 중량% 이하로 초기에 투입되는 것이 유리할 수 있다.
천연 보호 콜로이드의 예는 전분, 카제인, 젤라틴 및 알기네이트이고, 개질 된 천연 생성물의 예는 히드록시에틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스 및 카르복시메틸셀룰로오스, 뿐만 아니라 양이온적으로 개질된 전분이다. 적합한 합성 보호 콜로이드는 폴리아크릴산 및 그의 염, 폴리아크릴아미드, 수용성 아크릴산 공중합체, 수용성 아크릴아미드 공중합체, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐 알코올 및 부분적으로 가수분해된 폴리비닐 알코올을 포함한다.
상기 보호 콜로이드의 일부가 중합체 상에 그래프트되는 것이 유리할 수도 있다.
유화 중합은 일반적으로 30 내지 95℃, 바람직하게는 75 내지 90℃에서 수행된다. 중합 매질은 물만으로 이루어지거나 물과 메탄올 등 수-혼화성 액체의 혼합물로 이루어질 수 있다. 바람직하게는, 물이 단독으로 사용된다. 유화 중합은 배치식 공정, 및 단계 또는 구배 과정을 포함하는 공급 공정의 형태의 양자로 수행될 수 있다. 중합 배치의 일부가 초기에 투입되고 중합 온도로 가열하고 중합시킨 후 중합 배치의 나머지를 통상적으로 복수의 공간적으로 간격을 갖는, 그 하나 이상이 상기 단량체를 순수한 형태 또는 유화된 형태로 함유하는 공급구를 통해, 중합을 지속하면서, 연속적으로, 단계적으로 또는 농도 구배가 겹치도록 첨가하는 공급 공정이 바람직하다.
자유 라디칼 수성 유화 중합은 물론 대기압 이상 또는 감압 하에 수행될 수도 있다.
상기 수성 중합 에멀션은 일반적으로 15 내지 75 중량%, 바람직하게는 40 내지 60 중량%의 총 고형분 함량으로 제조된다.
상기 라텍스는 수산화 칼륨, 암모니아와 같은 통상의 보조제, 또는 중화제로서 에탄올 아민, 기포방지제로서 실리콘 화합물, 살생물제 및 점착을 감소시키기 위한 실리콘 오일 또는 왁스를 함유할 수 있다.
본 발명의 조성물은 추가의 첨가제를 더 함유할 수 있다. 상기 첨가제는 종이 피복 조성물에 일반적으로 포함될 수 있는 임의의 첨가제 또는 특정 조성물을 제조하기 위해 사용될 수 있는 임의의 첨가제일 수 있다. 추가의 첨가제로서 계면활성제, 습윤제, 보호 콜로이드, 충진재, 착색제, 방부제, 살생물제, 분산제, 증점제, 틱소트로피제, 부동제, pH 조절제, 부식 억제제, 자외선 안정화제, 가교 촉진제 및 산화 방지제를 비제한적으로 들 수 있다.
계면활성제 및 습윤제의 예로서 상기 나열된 계면활성제, 술포숙시네이트, 플루오르화된 계면활성제 및 실리콘 계면활성제를 비제한적으로 들 수 있다.
보호 콜로이드의 예는 부분적으로 또는 완전히 가수분해된 폴리비닐 알코올, 히드록시에틸 셀룰로오스, 히드록시메틸 셀룰로오스, 에틸히드록시에틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스, 에톡실화된 전분 유도체, 폴리아크릴산, 알칼리 금속 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴아미드, 폴리(메틸 비닐 에테르/말레산 무수물), 폴리비닐피롤리돈, 수용성 전분, 아교, 젤라틴, 수용성 알기네이트, 구아르, 아라비아 검 및 트라가칸트 검이다. 상기 조성물에 사용되는 보호 콜로이드의 양은 의도한 응용에 따라 변하며 일반적으로 상기 조성물 총 중량을 기준으로 약 0.1 중량% 내지 약 2 중량%의 범위이다.
충진재의 예로서 활석, 탄산 칼슘, 규조토, 운모, 고령토, 황산 바륨, 탄산 마그네슘, 에어로실(Aerosil), 질석, 흑연, 알루미나, 실리카 및 고무 분말을 들 수 있다. 이산화 티탄 및 카본 블랙과 같은 착색제가 충진재로서 또한 사용될 수 있다. 충진재의 양은 본 발명의 조성물 총 중량을 기준으로 일반적으로 약 5 중량% 내지 약 50 중량%의 범위이다.
다양한 유기 안료 및 무기 안료가 착색제로서 광범하게 사용될 수 있지만, 비-독성의 항부식성 안료가 바람직하다. 그러한 안료의 예는 인산 아연, 인산 칼슘, 인산 알루미늄, 인산 티탄, 인산 규소 및 이들의 오르토- 및 융합된 인산염과 같은 인산염-계열의 항부식성 안료; 몰리브덴산 아연, 몰리브덴산 칼슘, 몰리브덴산 칼슘 아연, 몰리브덴산 칼륨 아연, 몰리브덴산 칼륨 아연 및 포스포몰리브덴산 칼륨 칼슘과 같은 몰리브덴산-계열의 항부식성 안료; 및 붕산 칼슘, 붕산 아연, 붕산 바륨, 메타-붕산 바륨 및 메타-붕산 칼슘과 같은 붕산염-계열의 항부식성 안료이다. 또한, 임의의 색상 안료, 효과 안료 또는 색상 및 효과 안료가 사용될 수 있다. 사용되는 착색제의 양 또한 본 발명 조성물의 최종-용도 응용에 근거하여 적절하게 선택될 수 있다.
방부제의 예는 피롤 화합물, 이미다졸 화합물, 티아졸 화합물, 피리딘 화합물 및 유기 할로겐 화합물이다. 방부제의 양은 적절하게 선택될 수 있고, 예를 들면 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 (고형분 함량으로) 약 4 중량% 이하이다.
습윤-상태 보호제로서 또는 피복 조성물의 필름 보호제로서 사용되는 살생물제의 예는 광범하게 다양한 살균제, 곰팡이 제거제 또는 살조제이며, 산화 아연, 산화 제일구리, 유기주석 안료, 메타크릴산의 유기주석 에스테르와 아크릴레이트의 공중합체, 트리부틸 주석 산화물 및 이들의 혼합물을 비제한적으로 포함한다. 습윤-상태 보호제로서 특히 유용한 살생물제의 다른 예는 옥사졸라딘, 유기 황화합물 및 벤즈이소티아졸린이다. 일반적인 임의의 독성 시약이 살생물제로서 적합할 수 있다.
분산제는 폴리카르복실산의 나트륨 염, 융합된 나프탈렌 술포네이트의 나트륨 또는 암모늄 염, 페놀 에테르의 폴리옥시알킬렌 알킬 에테르, 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시알킬렌 지방산 에스테르, 글리세린 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 스티렌 페놀, 소듐 트리폴리포스페이트 및 소듐 헥사메타포스페이트와 같은 무기 분산제를 비제한적으로 포함한다. 전술한 바와 같이, 계면활성제로 유용한 동유(tung oil) 또는 아마인유, 또는 고급 에루스산(erucic acid) 평지씨유의 유기실란올 유도체도 분산제로서 또한 적합하다. 분산제의 양은 상기 조성물 총 중량을 기준으로 일반적으로 약 10 중량% 이하의 범위이다.
증점제 및 틱소트로피제는 동일 또는 상이한 것일 수있고 상기 언급된 보호 콜로이드와 같을 수 있다. 증점제 또는 틱소트로피제의 예는 폴리비닐 알코올, 히드록시에틸 셀룰로오스, 히드록시프로필 셀룰로오스 및 카르복시메틸 셀룰로오스 염과 같은 셀룰로오스 유도체, 폴리에테르 화합물, 우레탄 개질된 폴리에테르 화합물, 폴리카르복실산 화합물, 폴리카르복실 화합물의 나트륨 염, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌 글리콜 에테르 및 폴리에틸렌 글리콜 디스테아레이트와 같은 폴리옥시에틸렌 유도체, 알긴산 나트륨, 및 규산 나트륨 및 벤토나이트와 같은 무기 물질이다. 상기 증점제 또는 틱소트로피제의 양은 본 발명 조성물의 최종-응용의 유형에 따라 적절하게 선택될 수 있다.
pH 조절제의 예로서 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 탄산 수소 나트륨, 수산화 암모늄, 암모니아, 아민, 트리에탄올아민 및 3-디메틸아미노에탄올을 비제한적으로 들 수 있다. pH 조절제의 양은 상기 조성물이 원하는 pH를 갖도록 선택된다.
가교 촉진제의 예는 카보디이미드를 비제한적으로 포함한다.
상기 조성물은 바람직하게는 수성 에멀션의 형태인 종이 피복 슬립(slip)일 수 있다.
상기 결합재 혼합물의 수성 에멀션은 15 내지 65 중량%, 바람직하게는 40 내지 60 중량%의 고형분 함량을 갖는다. 상기 에멀션은 실온에서 교반하면서 개개의 성분의 에멀션을 혼합함으로써 바람직하게 제조된다.
종이 피복 슬립으로서, 상기 조성물은 상기 종이 피복 슬립의 안료 함량을 기준으로 1 내지 50 중량%, 바람직하게는 5 내지 20 중량%의 양으로 상기 비닐 방향족-아크릴계 중합체 및 비닐 방향족-디엔 중합체의 배합물을 함유하는 것이 바람직하다.
안료가 일반적으로 종이 피복 슬립의 주 성분이다. 빈번히 사용되는 안료로서 황산 바륨, 탄산 칼슘, 칼슘 술포알루미네이트, 고령토, 활석, 이산화 티탄, 산화 아연, 백악 또는 피복 점토를 비제한적으로 들 수 있다.
종이 피복 슬립은 또한 통상의 분산제를 함유할 수 있다. 적합한 분산제는 예를 들면 폴리포스포르산의 폴리음이온 또는 폴리아크릴산의 염(폴리염)이며, 이는 일반적으로 안료의 양을 기준으로 0.1 내지 3 중량%의 양으로 존재한다.
종이 피복 슬립은 보조결합재를 더 함유할 수 있다. 천연 유래의 보조 결합재의 예는 전분, 카제인, 젤라틴 및 알긴산염이고, 개질된 천연 유래 제품의 예는 히드록시에틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 및 양이온적으로 개질된 전분이다. 뿐만 아니라, 합성의 보조결합재, 예를 들면 비닐 아세테이트 또는 아크릴레이트를 기재로 하는 것들이 사용될 수도 있다.
이들은 안료의 양을 기준으로 0.1 내지 10 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
상기 종이 피복 슬립은 피복될 종이에 통상의 방법에 의해 적용될 수 있다 (Ullmann's Encyklopadie der Technischen Chemie, 4th Edition, Vol. 17, page 603 et seq. 참고).
상기 조성물로 피복되는 종이 기재는 종이 및 판지를 비제한적으로 포함하는 임의의 종이 기재일 수 있다.
본 발명의 방법은 로토그라비어, 시트 옵셋, 웹 옵셋 및 플렉소인쇄를 비제한적으로 포함하는 임의의 유형의 종이 피복 공정과 함께 사용될 수 있다.
이러한 방식으로 피복된 종이는 옵셋 인쇄 방법에 의한 이어지는 인쇄 공정에서, 즉 인쇄 잉크/물 계와 접촉시, 양호한 균일한 인쇄적성, 즉 얼룩에 대한 매우 적은 경향을 갖는다.
본 발명의 조성물을 사용하여 종이/판지를 피복하는 것은 종이 피복의 성질을 향상시킨다. 향상될 수 있는 성질은 피복기 및 기계 작동성, 시트 광택, 접착적성, 픽 내성, 및 웹 및 시트 옵셋 인쇄(석판 인쇄)에 대한 인쇄적성 성질(얼룩 내성, 인쇄 광택, 인쇄된 평활성, 바니시 광택, 잉크 보유, 도트 이득)를 포함한 다. 로토그라비어 및 플렉소인쇄의 경우, 미싱 도트, PPS, 평활성, 헬리오 하프톤, 인쇄 광택 COF 및 세선이 시험되는 성질이고 본 발명에 의해 개선됨이 밝혀졌다.
본 발명을 이하의 실시예에서 더욱 설명한다. 실시예는 단지 예시적인 것이며 기재되고 청구된 바 본 발명의 범위를 어떤 식으로든 제한하는 것이 아니다. 사용된 시험 방법을 이하에 기재한다.
실시예 1
다음에 나열된 성분들(기재된 양은 건조 중량에 의한 부이다)을, 혼합물이 브룩필드 RVT 점도계 상의 100 rpm에서 500 내지 800 cps의 점도를 가질 때까지 혼합하여 다음과 같은 로토그라비어 인쇄용 피복 조성물을 제조하였다: 50 부의 탈적층된 점토, 40 부의 활석, 10 부의 소성된 점토, 5부의 라텍스, 1,2 부의 칼슘 스테아레이트 및 증점제(BASF의 제품인 STEROCOLLTM FD). 혼합물의 pH는 약 8.7이었고, 총고형분은 약 52 내지 54%였다. 조성물 중 라텍스는 스티렌-부타디엔 중합체 (다이아몬드); 스티렌-부타디엔 중합체 (원); 스티렌-아크릴계 (정사각형); 및 스티렌-부타디엔 및 스티렌-아크릴계의 혼합물, 55 중량%의 스티렌-아크릴계(삼각형)인 4 가지 라텍스의 하나였다.
4 가지 조성물을 종이 상에 6 g/m2으로 피복하였다. 그 종이를 헬리오 변동 하프톤 및 파커 인쇄 서프에 대하여 시험하였다. 헬리오 변동 하프톤의 결과를 파 커 인쇄 서프(pps)에 대하여 플롯하고, 그 결과를 도 1에 나타낸다. 비닐 방향족-아크릴계 및 비닐 방향족-디엔 배합물은 삼각형으로 나타내었고, 스티렌 아크릴계는 정사각형으로 나타내었으며, 스티렌-부타디엔은 원으로 나타내었고, 다른 스티렌-부타디엔은 다이아몬드로 나타내었다.
또한, 종이를 75°에서의 인쇄 광택 및 아인레너 미싱 도트에 대하여 시험하였다. 인쇄 광택의 결과를 아인레너 미싱 도트에 대하여 플롯하고, 그 결과를 도 2에 나타내었다. 상기 비닐 방향족-아크릴계 및 비닐 방향족-디엔 배합물을 삼각형으로 나타내었고, 스티렌 아크릴계는 정사각으로 나타내었으며, 스티렌-부타디엔은 원으로 나타내었고, 다른 스티렌-부타디엔은 다이아몬드로 나타내었다.
실시예 2
다음에 나열된 성분들(기재된 양은 건조 중량에 의한 부이다)을 혼합하여 다음과 같은 자유 시트 웹 옵셋 인쇄용 피복 조성물을 제조하였다: 40 부의 No.1 점토, 50 부의 미세 탄산 칼슘, 5 부의 이산화 티탄, 5 부의 플라스틱 안료, 12.5 부의 라텍스, 3 부의 전분, 0.6 부의 가교제 (바스프의 제품인 CURESANTM 199 글리옥살 불용화제) 및 0.1 부의 증점제 (바스프의 제품인 STEROCOLLTM FD). 혼합물의 pH는 약 8.5였고 총 고형분은 약 64%였다. 상기 조성물 중 라텍스는 실시예 1에서 제조된 라텍스였다.
4 가지 조성물을 6g/m2으로 종이 상에 피복하였다. 종이를 상업적 기포 내성 및 픽 강도에 대하여 시험하였다. 상업적 기포 내성의 결과를 픽 강도(프루프 바우)에 대하여 플롯하고 그 결과를 도 3에 나타낸다. 비닐 방향족-아크릴계 및 비닐 방향족-디엔 배합물은 삼각형으로 나타내었고, 스티렌 아크릴계는 정사각형으로 나타내었으며, 스티렌-부타디엔은 원으로 나타내었고, 다른 스티렌-부타디엔은 다이아몬드로 나타내었다. 상기 결과는 종이가 우수한 강도 및 탁월한 기포 내성에 동시에 도달할 수 있었음을 보여준다. 통상의 조건 하에, 기포 내성은 강도를 희생시키면서 나타난다.
인쇄 서프는 TAPPI T-555에 준하여 수행되었다.
헬리오 변동 하프톤 시험
헬리오시험 인쇄는 로토그라비아 인쇄 공정을 시뮬레이트하기 위해 사용되는 방법이다. 종이 시험 조각을 주어진 속도 및 압력에서, 과량의 잉크를 미리 긁어 제거한 새겨진 인쇄 원판을 이용하여 동적으로 인쇄한다. 상기 장치는, 종이 인쇄 적성의 공업적 분류에 대한 기준의 결과에 따르는, 그 위에 패턴이 새겨지고 디자인 및 치수를 갖는 인쇄 원판으로 구성된다. 통상의 하프톤 면적; 변동가능한 하프톤 스크린; 및 도트의 라인인, 3 개의 새겨진 면적을 하나의 롤 위에서 합한다.
실험과정
장치
IGT (AIC2-5) 인쇄적성 시험기
IGT 고무 블랭킷 또는 적절한 안감 재료
닥터 블레이트 조립품
헬리오시험 인쇄 원판
헬리오시험 잉크
적어도 5.08 cm (2") 내지 6.35 cm(2.5")의 폭 및 약 33 cm(13")의 인쇄된 면적(기계 방향)을 덮기에 충분한 길이를 갖는 시험용 종이 조각
일반
종이 조각을 약 21.1℃±1.7℃(70°F±3°F) 및 50% 상대 습도 ±4%의 온도 및 습도 제어된 방에서 24 시간 동안 평형을 이루게 하였다.
0에서 언급된 크기를 갖는 최소 5 개의 조각을 각 피복된 시료에 대하여 시험한다.
설정
모든 포장 조각을 실린더로부터 제거한다.
상부 좌측 모서리에 있는 고정 구멍에 지지체 홀더 플레이트를 놓는다. 그 실린더를 자리에 고정시킴으로써 형틀과의 닦는 각을 정의한다. 상기 형틀을 상기 지지체 홀더 플레이트의 축 위에 놓는다. 상기 형틀을 그대로의 실린더와 접촉하게 위치시킨다. 상기 지지체 홀더 플레이트를 육각형 구멍 볼트를 이용하여 상기 위치에 조인다.
상기 형틀을 제거하고 하나의 고무 블랭킷을 상기 실린더 상에 삽입한다. 상기 블랭킷이 가능한 한 단단히 조여졌는지 확인한다.
블레이드 지지체와 블레이드 홀더 사이에 닥터 블레이드를 삽입한다. 상기 블레이드 조립품을 상기 지지체-홀더 축 위에 무게평형이 되도록 설치한다. 상기 블레이드의 노치된 측이, 그것이 원판과 접촉하게 될 때 상기 원판의 우측에 있도 록 확인한다.
조절
시험 조각을 상기 고무 블랭킷 위에 삽입하고, 이를 가능한 한 단단히 조이도록 유지한다. 실린더를 그것이 자리에 고정될 때까지 시계 반대방향으로 돌린다.
헬리오 인쇄 원판을 시험기의 상단 스핀들 위에 설치한다.
시험기의 상단 좌측에 있는 핸들을 그것이 멈출 때까지 시계 반대방향으로 돌려 상기 원판을 시험 조각과 접촉시킨다.
하단 우측에 있는 핸들로 압력을 45 kgf로 조절한다.
속도 슬라이드 레버 스위치를 일정한 속도로 고정한다. 상기 속도를 1 m/s로 맞춘다.
인쇄 방법
시험할 시료를 고무 위에 놓고, 이를 가능한 한 단단히 조이도록 유지한다. 실린더를 자리에 고정시킨다.
헬리오 인쇄 원판을 상기 시험기의 상단 스핀들 위에 설치한다.
무게 평형에 걸쳐 가만히 진동시키고, 닥터 블레이트를 상기 인쇄 원판과 접촉하도록 섬세하게 놓는다.
상기 인쇄 원판 및 닥터 블레이드에 의해 형성된 쐐기에 4-5 방울의 헬리오 시험 잉크를 놓는다.
상기 인쇄 원판을 시계방향으로만 10 바퀴 회전시켜 잉크가 퍼져서 모든 새 겨진 셀을 채우게 한다.
필요한 경우에만, 무게평형을 조절하여 상기 인쇄 원판을 정확히 닦는다. 새겨진 셀만이 크롬 광택에 대하여 색조가 있는 것으로 나타나야 한다.
몇 번의 회전 후, 상기 인쇄 원판을 적절한 위치에서 중지시켜 상기 변동가능한 하프톤 블럭을 인쇄한다.
상단 좌측의 손잡이를 "온" 위치로 돌린다. 이는 상기 원판을 상기 시험 조각과 접촉시킨다. 속도, 압력 및 백래시(backlash)는 여전히 고정되어야 한다.
속도 수준이 벗어날 경우, 모터 버튼을 눌러 고정하고, 클러치 버튼을 눌러 고정한다.
인쇄 원판을 상기 시험 조각으로부터 분리한다.
시험 결과의 보고
관찰용 확대경의 사용이 권장된다.
라인 및 도트: 도트의 4 개 라인에서 빗나간 도트의 총 수를 계수한다.
변동 하프톤 스크린: 무거운 톤을 갖는 말단에서 시작하여 인쇄의 시작과 20번째 빗나간 도트 사이의 거리를 시료 상에서 측정한다 (mm).
길이 1 mm 당 빗나간 도트의 수로서 5 개(최소 반복 수)의 판독의 평균을 보고한다.
프루프바우 픽 강도
프루프바우 기기의 원천은 정의된 양의 용액이 시험 시료에 일정한 속도로 적용되는 것을 가능하게 한다. 시험 시료를 그 후 가속된 속도로 인쇄 스테이션으 로 통과시키면, 피복의 픽이 습윤된 면적에 나타난다. 상기 습윤 면적 대 마른 면적에서 잉크의 밀도를 측정하고 그 차이를 보유 백분율(%)로 보고한다.
실험과정
기기/시약 요건
다목적 인쇄 시험기 (습윤 단위가 부착된 프루프바우)
잉크 - A 표준 방법 잉크 (12 택(Tack)이 일상적인 작업에 사용되는 표준 잉크임)
인쇄 형태 - 4 cm 폭의 블랭킷 원판
인쇄 압력 - 600 N
인쇄 속도 - 3 m/s 일정함
습윤 단위 속도 - 1 m/s 일정함
잉크 단위 요건 - 전체 시리즈의 시료에 대하여 각 시료 상에 동시에 0.16 mL 방출 원천 용액 (50 내지 54 초 범위).
원천 용액 - 물과 이소프로필 알코올의 90/10 배합물 10 μL.
픽을 수득하도록 조절된 습윤 단위 지연 타이머. (1초에서 시작한 다음 픽이 나타나도록 필요에 따라 대조 시료 상에 지연을 조절함)
실험과정 단계
종이 조각을 약 21.1℃±1.7℃(70°F±3°F) 및 50% 상대 습도 ±4%의 온도 및 습도 제어된 방에서 24 시간 동안 평형을 이루게 하였다.
시료를 약 (240 mm±2 mm) x (47±0.5 mm) 크기로 절단한다. 시료가 너무 넓을 경우, 이는 장치를 통한 진행을 방해할 수 있다. 시료가 너무 좁을 경우, 이는 시료가 비껴 가거나 비뚤어지는 결과를 가져올 수 있다.
시료 운반체의 말단에 위치한 클립 아래에 시료를 위치시키고 시료를 180°접어 넣어, 그것이 시험할 면을 가장 위로 하여, 상기 운반체 상에서 편평하고 평행하게 놓이도록 하였다. 자유로운 말단을 테이프로 고정한다. 지문이 시험할 시료의 부분을 오염시키지 않도록 한다.
전원을 올리고 냉각 단위를 켠다. 잉크 분배 롤을 구동 롤과 접촉하도록 위치시킨다. 분배기 롤을 켜고 온도 제어 균형을 허용하도록 시험 전에 적어도 15 분 동안 작동시킨다.
시료가 부착된 운반체를 습윤 단위 전방의 운반체 슬롯에 위치시킨다.
습윤 단위 피펫을 원천 용액으로 10 μl까지 채우고 이를 습윤 단위 내에 위치시킨다.
잉크 분배 롤러를 중지시키고 0.16 ml(잉크 피펫 상에 1.6 회전)의 잉크를 롤러 스테이션에 적용한다.
잉크 분배 롤러와 타이머를 동시에 시작시킨다.
30 초의 시간 경과 시, 블랭킷된 인쇄 원판을 상기 잉크 롤러와 접촉하게 둔다. 원천 용액을 시리즈 내 각 시료 상에 동시에 방출한다 (50 내지 54 초 범위). 용액의 방출 시 원천 롤러를 시작시킨다.
60 초의 시간 경과 시, 잉크 롤로부터 인쇄 원판을 꺼내어 인쇄 단위 코어 상에 올려 놓는다. 코어 모터를 시작시킨다.
원천 알람의 시간에, 원천 위의 레버를 들어 올린다. 이는 상기 운반체를 습윤 및 인쇄 스테이션을 통해 보낼 것이다.
시험 조각을 운반체로부터 꺼내어 잉크 밀도를 판독하기 전에 잉크를 마르게 둔다.
코어 구동 모터 및 원천 단위를 중지시킨다.
시험할 각 시료에 대하여 단계 0 에서 0을 반복한다.
밀도측정계를 이용하여, 각 조각의 10 개의 건조 면적 및 10 개의 습윤 면적에서 잉크 밀도를 판독한다. 건조 면적에서 평균 밀도를 보고한다. 습윤 면적에서 평균 밀도를 보고한다. 잉크 보유율(%)을 보고한다 [(습윤 평균/건조 평균) x 100].
종이의 기포가 관찰될 때까지 오븐에서 온도를 상승시킴으로써 상업적인 기포 내성을 시험한다.
인쇄 광택
실험과정
장치/시약 요건
잉크 분배 롤러를 포함하는 프루프바우 인쇄적성 시험기
프루프바우 고무 덮인 인쇄 형태
버니어(vernier) 눈금을 갖는 IGT 잉크 피펫
잉크; 표준 광택 학습용 마젠타 잉크
잉크 밀도측정계 (X-Rite 모델 418 또는 그 동등물)
시험할 종이 시료 (약 45 mm x 240 mm)
프루프바우 시료 운반체 (322 mm 길이)
시험과정 단계
프루프바우 인쇄적성 시험기를 켠다. 게이지 상의 인쇄 압력을 200 뉴턴으로, 인쇄 속도를 0.5 m/s로 맞춘다. 냉각수 공급을 켠다.
IGT 잉크 피펫을 채운다.
시료를 운반체 내에 넣는다.
잉크(약 0.2 ml가 양호한 시작점임)를 잉크 분배 시스템에 적용하고 시스템을 켠다.
잉크를 30 초 동안 분배되도록 한 후, 블랭킷된 인쇄 형태를 잉크 분배 롤러와 접촉시킨다.
잉크를 30 초 동안 공급한 후, 인쇄 형태를 잉크 롤러로부터 꺼내어 인쇄 스테이션의 중심(hub) 위에 놓는다. 블랭킷 스플릿이 상단에 있도록 인쇄 형태를 조절하는 것이 판독 시 인쇄되지 않은 면적의 간섭을 감소시키는 데 도움을 줄 것이다.
부하된 시료 운반체를, 인쇄 스테이션에 인접한 인쇄 트랙 위에 놓는다.
인쇄 스테이션 모터를 작동시켜 시료를 인쇄한다.
시료를 운반체로부터 꺼내어 X-라이트(X-Rite) 밀도측정계를 이용하여 하나의 밀도 판독을 택한다. 모든 시료는 밀도 목표값의 ±0.05 내의 밀도 판독을 가져야 한다. 밀도가 요건에 부합될 경우, 시료를 방치하여 밤새 경화시킨다.
다음 분배 스테이션에 잉크를 적용하고 모든 시료에 대하여 과정을 반복한다. 4 개의 시료 조각 후, 잉크 트레인 및 인쇄 형태를 닦는다.
경화 후, 인쇄된 면적의 광택을 측정한다. 1 조각 당 시험 당 5 회의 측정을 취하고 각 조건에 대한 결과를 평균한다.
경화 후, 인쇄된 면적 잉크 밀도를 측정한다. 1 조각 당 시험 당 5 회의 측정을 취하고 각 조건에 대한 결과를 평균한다.
본 발명은 전술한 구체적인 구현예에 한정되는 것이 아니며, 하기 청구항에 의해 정의된 변법, 수정 및 동등한 구현예를 포함하는 것임이 잘 인식되어야 한다.

Claims (13)

  1. (I) 조성물을 제공하고;
    (II) 상기 조성물을 종이 기재에 적용하고;
    (III) 상기 종이 기재 상에 종이 피복을 형성하는 것을 포함하며;
    상기 조성물은 중합체의 배합물을 포함하고, 상기 중합체의 배합물은 비닐 방향족-아크릴계 중합체 및 비닐 방향족-디엔 중합체를 포함하며, 상기 비닐 방향족-아크릴계 중합체는 비닐 방향족 성분과 알킬 (메트)아크릴레이트의 반응 생성물을 포함하고, 상기 비닐 방향족-디엔 중합체는 비닐 방향족 성분과 공액 디엔의 반응 생성물을 포함하며, 중합체 배합물 중 모든 중합체의 고형분 중량을 기준으로, 상기 비닐 방향족-아크릴계 중합체는 50% 내지 95%의 양으로 중합체 배합물 중에 존재하고, 상기 비닐 방향족-디엔 중합체는 5% 내지 50%의 양으로 존재하며, 상기 비닐 방향족-아크릴계 중합체가 50% 내지 65%의 양으로 중합체 배합물 중에 존재하는 경우, 상기 비닐 방향족-아크릴계 중합체 중 비닐 방향족 성분의 양은 5 중량% 내지 20 중량% 미만인, 종이의 피복 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 비닐 방향족-디엔 중합체의 총 중량을 기준으로, 상기 비닐 방향족 성분이 40% 내지 85%의 양으로 존재하고, 상기 공액 디엔이 15% 내지 60%의 양으로 존재하는 것인, 종이의 피복 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 비닐 방향족-알킬 (메트)아크릴레이트 중합체의 총 중량을 기준으로, 상기 비닐 방향족 성분이 5% 내지 60%의 양으로 존재하고, 상기 알킬 (메트)아크릴레이트가 40% 내지 95%의 양으로 존재하는 것인, 종이의 피복 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 알킬 (메트)아크릴레이트가 C1-C12 (메트)아크릴레이트인, 종이의 피복 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 알킬 (메트)아크릴레이트가 C4-C12 (메트)아크릴레이트인, 종이의 피복 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 비닐 방향족-아크릴계 중합체가 에틸렌계 불포화된 카르복실산 및 (메트)아크릴로니트릴 중 1종 이상, 비닐 방향족 성분 및 알킬 (메트)아크릴레이트의 반응 생성물을 포함하는 것인, 종이의 피복 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 비닐 방향족-아크릴계 중합체가 비닐 방향족 성분, 알킬 (메트)아크릴레이트, 및 에틸렌계 불포화된 카르복실산, (메트)아크릴로니트릴 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택된 1종 이상의 단량체의 반응 생성물로 구성되는 것인, 종이의 피복 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 비닐 방향족-아크릴계 중합체가 n-부틸 아크릴레이트-스티렌 중합체 및 n-부틸 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 중합체 중 1종 이상인, 종이의 피복 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 비닐 방향족-디엔 중합체가 에틸렌계 불포화된 카르복실산 및 (메트)아크릴로니트릴 중 1종 이상, 비닐 방향족 성분 및 공액 디엔의 반응 생성물을 포함하는 것인, 종이의 피복 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 비닐 방향족-디엔 중합체가 비닐 방향족 성분, 공액 디엔, 및 에틸렌계 불포화된 카르복실산, (메트)아크릴로니트릴 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택된 1종 이상의 단량체의 반응 생성물로 구성되는 것인, 종이의 피복 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 비닐 방향족-디엔 중합체가 스티렌-부타디엔 중합체, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 중합체 및 카르복실화된 스티렌-부타디엔 중합체 중 1종 이상인, 종이의 피복 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 조성물이 계면활성제, 습윤제, 보호 콜로이드, 충진재, 착색제, 방부제, 살생물제, 분산제, 증점제, 틱소트로피제, 부동제, pH 조절제, 부식 억제제, 자외선 안정화제, 가교 촉진제 및 산화 방지제 중 1종 이상을 더 포함하는 것인, 종이의 피복 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 중합체의 배합물이 비닐 방향족-아크릴계 중합체 및 비닐 방향족-디엔 중합체로 구성되는 것인, 종이의 피복 방법.
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