KR20220036026A - Eco-friendly ink composition for gravure print - Google Patents
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/02—Printing inks
- C09D11/10—Printing inks based on artificial resins
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- B41M1/10—Intaglio printing ; Gravure printing
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Abstract
본 발명은, 그라비아 인쇄용 잉크 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 폴리우레탄 수지; 비닐 수지; 안료; 및 에탄올 용제를 포함하는 주제용액 및 아지리딘 경화제를 포함하는 그라비아 인쇄용 잉크 조성물을 제공한다.The present invention relates to an ink composition for gravure printing and a method for producing the same, comprising: polyurethane resin; vinyl resin; pigment; and an ink composition for gravure printing comprising a main solution containing an ethanol solvent and an aziridine curing agent.
Description
본 발명은 그라비아 인쇄용 잉크 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an ink composition for gravure printing.
그라비어 인쇄란 인쇄될 상(像)이 인쇄판 표면에 깎여 들어감으로써 새겨지는 음각사진 제판법을 말하는 것으로, 부식하여 오목판으로 한 것에 잉크를 묻혀 닥터 블레이드(doctor blade)로 여분의 잉크를 긁어내고 인쇄하는 형식을 의미한다. 여기서 사용되는 잉크를 그라비아 잉크라고 한다.Gravure printing refers to an engraving photo engraving method in which the image to be printed is carved by cutting into the surface of the printing plate. A type of printing in which ink is applied to a corroded intaglio plate and the excess ink is scraped off with a doctor blade. means. The ink used here is called gravure ink.
이러한 그라비아 인쇄는 다른 인쇄 방식에 비해 고속인쇄가 가능하고, 피인쇄체에 대한 제한이 적어 종이는 물론, 플라스틱 필름, 금속, 나무 등에도 쉽게 인쇄할 수 있어, 포장재 필름 등에 많이 적용하고 있다.Compared to other printing methods, gravure printing is capable of high-speed printing and has fewer restrictions on the substrate, so it can be easily printed on not only paper, but also plastic film, metal, and wood, and is widely applied to packaging films.
그라비아 인쇄용 용제형 잉크에는 용제 또는 희석용 용제로서 톨루엔, MEK(메틸에틸케톤), EAc(에틸 아세테이트), 크실렌(Xylene), 에틸 셀로솔브(Ethyl Cellosolve; EC) 등을 사용하고 있는데, 이들은 휘발성 유기 화합물(Volatile Organic Compound; VOC)로서, 규제대상 물질이다. Solvent-type inks for gravure printing use toluene, MEK (methyl ethyl ketone), EAc (ethyl acetate), xylene, and ethyl cellosolve (EC) as solvents or diluting solvents. These are volatile organic substances. As a Volatile Organic Compound (VOC), it is a regulated substance.
상기와 같은 유기용제는 잉크의 건조 공정에서 대기 중으로 방출되어 대기 오염을 야기하고, 작업자에 직접 노출되어 인체에 유해하며, 인쇄 작업시 화재의 위험성을 안고 있다. 특히, 인쇄물에 이러한 유기 용제가 잔류하면 위생적인 인쇄물을 얻을 수 없고, 인쇄 공정 시 비점이 낮은 유기 용제들이 증발함으로써 잉크의 점도를 변화시켜 인쇄 작업성을 악화시키는 문제점이 있다.The above organic solvents are released into the air during the ink drying process, causing air pollution, are harmful to the human body when exposed directly to workers, and pose a risk of fire during printing. In particular, if these organic solvents remain in the printed matter, hygienic printed matter cannot be obtained, and the organic solvents with low boiling points evaporate during the printing process, thereby changing the viscosity of the ink and deteriorating printing workability.
상기와 같은 유기용제의 문제점을 해결하고자, 수성 그라비아 잉크의 사용이 고려되었으나, 인쇄 건조문제, 생산성 저하 등의 여러 가지 이유로 인해 범용적으로 사용되지 않고 있으며, 기존의 그라비아 인쇄 설비에서는 사용이 불가능하다는 단점이 있다.In order to solve the above problems of organic solvents, the use of water-based gravure ink was considered, but it is not widely used for various reasons such as printing drying problems and low productivity, and it is impossible to use in existing gravure printing equipment. There is a downside.
또한, 기존의 알코올계 잉크 조성물은 용제로 메탄올을 사용하였는데, 메탄올은 유독물질로 상기 유기 용제가 가지는 문제점을 가지고 있으며, 잉크 조성물 중에 포함되는 폴리염화비닐 등의 비닐 수지가 녹지 않아 균일한 인쇄성을 나타내지 못하고, 또, 빠른 휘발성으로 인해 잉크가 굳어서 인쇄 품질 저하를 야기하는 문제가 있다. In addition, the existing alcohol-based ink composition used methanol as a solvent, but methanol is a toxic substance and has the problems that organic solvents have, and vinyl resins such as polyvinyl chloride contained in the ink composition do not dissolve, resulting in uniform printing. In addition, there is a problem in that the ink hardens due to rapid volatility, causing a decrease in printing quality.
본 발명은 상기와 같은 종래 그라비아 잉크가 갖는 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 유해물질을 포함하지 않아, 환경 및 인체에 친환경적인 그라비아 인쇄용 잉크 조성물을 제공하고자 한다. The present invention seeks to solve the problems of conventional gravure inks as described above, and seeks to provide an ink composition for gravure printing that does not contain harmful substances and is eco-friendly to the environment and the human body.
본 발명은 그라비아 인쇄용 잉크 조성물에 관한 것으로서, 폴리우레탄 수지; 비닐 수지; 안료 및 에탄올 용제를 포함하는 주제용액 및 아지리딘 경화제를 포함한다.The present invention relates to an ink composition for gravure printing, comprising: polyurethane resin; vinyl resin; It contains a main solution containing pigment and ethanol solvent and an aziridine hardener.
상기 주제용액은, 주제용액 100중량%에 대하여, 폴리우레탄 수지 4 내지 20중량%; 비닐수지 4 내지 12중량%; 안료 10 내지 40중량%; 및 에탄올 용제 45 내지 75중량%를 포함한다.The main solution contains 4 to 20% by weight of polyurethane resin based on 100% by weight of the main solution; 4 to 12% by weight of vinyl resin; 10 to 40% by weight of pigment; and 45 to 75% by weight of ethanol solvent.
상기 폴리우레탄 수지는 반응물로, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올 및 폴리카프로락탐 폴리올의 혼합물, 이소시아네이트 및 아민화합물의 반응생성물로서, 말단에 -NH2기를 포함한다.The polyurethane resin is a reactant, a mixture of polyester polyol, polyether polyol, polycarbonate polyol and polycaprolactam polyol, a reaction product of isocyanate and amine compound, and contains -NH 2 group at the terminal.
상기 폴리우레탄 수지는 다음 식 (1)로 표시되는 것일 수 있다:The polyurethane resin may be represented by the following formula (1):
(1) (One)
(상기 식 (1)에서, R은 폴리올이고, R'은 이소시아네이트이고, R"은 아민이고, n은 10 내지 50의 정수이다.)(In the above formula (1), R is a polyol, R' is an isocyanate, R" is an amine, and n is an integer from 10 to 50.)
상기 폴리우레탄 수지는 200 내지 500cps(25℃)의 점도 및 100,000 내지 200,000의 중량평균분자량을 갖는 것일 수 있다.The polyurethane resin may have a viscosity of 200 to 500 cps (25°C) and a weight average molecular weight of 100,000 to 200,000.
상기 반응물은 폴리에스테르 폴리올 1 내지 10중량%, 폴리에테르 1 내지 10중량%, 폴리카보네이트 1 내지 10중량% 및 폴리카프로락탐 1 내지 10중량%, 이소시아네이트 10 내지 20중량%, 아민화합물 2 내지 5중량% 및 잔부 에탄올 용매를 포함하는 것일 수 있다.The reactant is 1 to 10% by weight of polyester polyol, 1 to 10% by weight of polyether, 1 to 10% by weight of polycarbonate, 1 to 10% by weight of polycaprolactam, 10 to 20% by weight of isocyanate, and 2 to 5% by weight of amine compound. % and the remainder may include ethanol solvent.
상기 이소시아네이트는 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 및 4,4'-메틸렌디시클로헥실디이소시아네이트로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 일종의 지방족 이소시아네이트, 또는 메틸렌디페닐디이소시아네이트, 2,4-톨루엔디이소시아네이트 및 2,6-톨루엔디이소시아네이트로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 일종의 방향족 이소시아네이트일 수 있다. The isocyanate is at least an aliphatic isocyanate selected from the group consisting of hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and 4,4'-methylenedicyclohexyl diisocyanate, or methylenediphenyldiisocyanate and 2,4-toluene diisocyanate. and 2,6-toluene diisocyanate.
상기 아민 화합물은 메틸아민, 트리메틸아민, 에틸아민, 아닐린, 디에틸아민 및 벤질아민으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 일종일 수 있다.The amine compound may be at least one selected from the group consisting of methylamine, trimethylamine, ethylamine, aniline, diethylamine, and benzylamine.
상기 반응물은 추가로 에틸렌글리콜 및 부타디엔글리콜로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 일종의 글리콜을 더 포함할 수 있다.The reactant may further include at least one type of glycol selected from the group consisting of ethylene glycol and butadiene glycol.
상기 비닐 수지는 폴리비닐부티랄 및 염화비닐-초산비닐 공중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 일종일 수 있다.The vinyl resin may be at least one selected from the group consisting of polyvinyl butyral and vinyl chloride-vinyl acetate copolymer.
상기 에탄올 용제는 디아세톤 알코올 3 내지 5중량% 및 잔부 에탄올의 혼합물일 수 있다.The ethanol solvent may be a mixture of 3 to 5% by weight of diacetone alcohol and the remainder of ethanol.
우레아 알데히드 수지 및 로진변성 말레인 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 일종의 첨가제를 더 포함할 수 있다.It may further include at least one kind of additive selected from the group consisting of urea aldehyde resin and rosin-modified malein resin.
상기 아지리딘 경화제는 프로필렌 이민 3-작용성 폴리아지리딘일 수 있으며, The aziridine curing agent may be propylene imine 3-functional polyaziridine,
다음의 식 (2)로 표시되는 것일 수 있다.It may be expressed as the following equation (2).
(2) (2)
상기 아지리딘 경화제는 100 내지 300cps(25℃)의 점도를 갖는 것일 수 있다.The aziridine curing agent may have a viscosity of 100 to 300 cps (25°C).
상기 아지리딘 경화제는 주제용액 100중량부 기준으로 1 내지 3중량부 포함할 수 있다.The aziridine curing agent may be included in an amount of 1 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the main solution.
본 발명에 의해 제공되는 그라비아 인쇄용 잉크 조성물은 VOC 규제 물질을 전혀 사용하지 않아, 환경 및 인체에 보다 안정적이다. The ink composition for gravure printing provided by the present invention does not use any VOC-regulated substances and is more stable to the environment and the human body.
본 발명의 잉크 조성물은 경화제를 포함하면서도 경화제와의 경화반응이 3 내지 5일로서, 경화반응이 종래의 잉크 조성물의 경화반응이 약 30분 정도로 짧은 것에 비하여 포트라이프가 길며, 이로 인해 잉크가 낭비되는 것을 방지할 수 있다. Although the ink composition of the present invention contains a curing agent, the curing reaction with the curing agent lasts 3 to 5 days, and the pot life of the curing reaction is long compared to the short curing reaction of the conventional ink composition of about 30 minutes, resulting in wastage of ink. You can prevent it from happening.
또한, 본 발명에 따른 잉크 조성물은 서서히 경화반응이 진행됨으로써, 급격하게 경화반응이 일어나는 종래의 잉크에 비하여, 내용제성, 내약품성, 내열성 등의 인쇄품질이 우수한 결과물을 얻을 수 있다.In addition, the ink composition according to the present invention undergoes a gradual curing reaction, so that excellent printing quality results such as solvent resistance, chemical resistance, and heat resistance can be obtained compared to conventional inks that undergo a rapid curing reaction.
도 1은 본 발명의 잉크 조성물을 제조하는 공정의 일 예를 개략적으로 나타내는 공정도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 잉크 조성물을 적용하여 제조된 포장재를 예시적으로 나타내는 사진이다.1 is a process diagram schematically showing an example of a process for manufacturing the ink composition of the present invention.
Figures 2 and 3 are photographs showing exemplary packaging materials manufactured by applying the ink composition of the present invention.
본 발명은 용제가 에탄올 단독으로 이루어진 그라비아 인쇄용 잉크 조성물 을 제공하고자 하는 것으로서, 본 발명의 잉크 조성물은 비닐 수지, 폴리우레탄, 안료 및 용제를 포함하는 주제용액 및 경화제를 포함한다.The present invention is intended to provide an ink composition for gravure printing in which the solvent is ethanol alone. The ink composition of the present invention includes a main solution containing vinyl resin, polyurethane, pigment, and solvent, and a curing agent.
이하, 본 발명의 잉크 조성물을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the ink composition of the present invention will be described in more detail.
본 발명의 잉크 조성물은 폴리우레탄을 포함한다. 상기 폴리우레탄은 피인쇄체에 대하여 잉크 조성물을 접착시키는 바인더로서의 역할을 수행하는 것으로서, 잉크와 피인쇄체 간의 밀착성을 높여주고, 그라비아 인쇄의 품질을 향상시킨다. The ink composition of the present invention includes polyurethane. The polyurethane serves as a binder that adheres the ink composition to the printed material, increases adhesion between the ink and the printed material, and improves the quality of gravure printing.
예를 들어, 본 발명의 잉크 조성물은 OPP 필름, PET 필름, 나일론 필름이나 알루미늄 호일 등의 표면에 인쇄되는 것으로서, 상기 폴리우레탄은 이와 같은 다양한 소재에 대하여 우수한 접착성을 제공할 수 있어, 바람직하게 사용될 수 있다. For example, the ink composition of the present invention is printed on the surface of OPP film, PET film, nylon film, or aluminum foil, and the polyurethane can provide excellent adhesion to various such materials, so it is preferred. can be used
또한, 폴리우레탄은 잔류 용제가 적고, 라미네이트 가공성, 내내용물성(유, 식초, 향료), 내레토르트(Retort)성 등의 우수한 피막성능을 가지고 있어, 스낵(Snack), 보일(Boil), 고압 레토르트(Hi-Retort) 제품의 포장지 등에도 적합하게 사용할 수 있다. In addition, polyurethane has low residual solvents and has excellent film performance such as lamination processability, anti-soluble properties (oil, vinegar, fragrance), and retort resistance, making it suitable for use in snacks, boils, and high pressure. It can also be suitably used in packaging for retort (Hi-Retort) products.
본 발명의 폴리우레탄은 말단에 -NH2 기를 갖는 것으로서, 폴리올을 이소시아네이트, 아민화합물 및 글리콜과 반응시켜 생성된 것을 사용할 수 있다.The polyurethane of the present invention has a -NH 2 group at the end, and can be used as a product produced by reacting polyol with isocyanate, amine compound, and glycol.
먼저, 상기 폴리올은 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올 및 폴리카프로락탐 폴리올의 폴리올 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 이들 폴리올을 혼합하여 사용함으로써 얻어지는 폴리우레탄의 물성을 향상시킬 수 있고, 작업성을 향상시킬 수 있다.First, the polyol is preferably a polyol mixture of polyester polyol, polyether polyol, polycarbonate polyol, and polycaprolactam polyol. By using a mixture of these polyols, the physical properties of the polyurethane obtained can be improved and workability can be improved.
상기 폴리에스테르 폴리올은 산과 하이드록시 화합물의 중축합 반응에 의해 합성되는 폴리올과, 카프로락톤 모노머의 개환부가중합에 의해 합성되는 폴리올 등으로 분류할 수 있는데, 이들 모두 폴리우레탄의 물리적 특성을 향상시킬 수 있는 것으로서, 본 발명에서 적합하게 사용할 수 있다. 그러나, 상기 폴리에스테르 폴리올을 단독으로 사용하는 경우에는 조성물의 점도가 높아 작업 공정에 문제가 발생할 수 있으며, 폴리우레탄의 내구성이 저하되는 문제가 있다.The polyester polyol can be classified into polyols synthesized by the polycondensation reaction of an acid and a hydroxy compound, and polyols synthesized by ring-opening addition polymerization of caprolactone monomer, all of which can improve the physical properties of polyurethane. As it is possible, it can be suitably used in the present invention. However, when the polyester polyol is used alone, problems may occur in the working process due to the high viscosity of the composition, and the durability of the polyurethane is reduced.
상기 폴리에테르 폴리올은 알칼리 촉매의 존재 하에서 저분자량의 디올 또는 트리올에 에폭사이드를 부가하여 반응시킴으로써 제조되는 것으로서, 상기 폴리에스테르 폴리올에 비하여 내가수분해성이 우수한 특징을 갖는다. 그러나, 이러한 폴리에테르 폴리올을 단독으로 사용하는 경우에는 내용제성은 우수하나, 발생성이 저하하는 문제가 있으며, 또한, 조성물의 접착력이 부족하게 되는 한계가 있다.The polyether polyol is manufactured by reacting a low molecular weight diol or triol with an epoxide in the presence of an alkali catalyst, and has superior hydrolysis resistance compared to the polyester polyol. However, when such polyether polyol is used alone, although it has excellent solvent resistance, there is a problem in that the generating ability is lowered, and there is also a limitation in that the adhesive strength of the composition is insufficient.
상기 폴리카보네이트 폴리올은 양 말단에 OH기를 갖고 주쇄에 카보네이트가 결합한 구조를 갖는 것으로서, 이러한 폴리카보네이트 폴리올은 폴리우레탄에 대하여 내수성, 내열성, 내후성이 우수한 특징을 제공할 수 있다. 그러나, 상기 폴리카보네이트 폴리올을 단독으로 사용하는 경우에는 조성물의 점도가 높아지고, 가격이 비싸 원재료 비용의 상승을 초래한다.The polycarbonate polyol has an OH group at both ends and has a structure in which carbonate is bonded to the main chain. This polycarbonate polyol can provide excellent water resistance, heat resistance, and weather resistance compared to polyurethane. However, when the polycarbonate polyol is used alone, the viscosity of the composition increases and the price is high, resulting in an increase in raw material costs.
상기 폴리카프로락탐 폴리올은 락톤 또는 그 유도체에 소량의 디올, 트리올 또는 아민류를 개시제로 하여 개환부가반응을 통해 얻어지는 폴리올이다. The polycaprolactam polyol is a polyol obtained through ring-opening addition reaction of lactone or its derivative with a small amount of diol, triol or amine as an initiator.
본 발명은 상기와 같은 각 폴리올을 혼합하여 사용함으로써 각 폴리올이 갖는 장점을 활용하면서, 또한 각 폴리올이 갖는 문제점을 다른 폴리올의 사용에 의해 상쇄시킴으로써 폴리우레탄의 물성을 향상시키고, 또한 조성물의 작업성 등을 향상시키고자 하는 것이다.The present invention improves the physical properties of polyurethane by utilizing the advantages of each polyol by mixing the above polyols and offsetting the problems of each polyol by using other polyols, and also improves the workability of the composition. The intention is to improve the back.
상기 각 폴리올의 혼합비는 반드시 이에 한정하는 것은 아니지만, 상기 폴리우레탄 제조에 사용되는 각 성분의 총 중량 100% 기준으로, 폴리에스테르 폴리올 1 내지 10중량%, 폴리에테르 폴리올 1 내지 10중량%, 폴리카보네이트 폴리올 1 내지 10중량% 및 폴리카프로락탐 폴리올 1 내지 10중량%의 함량으로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. The mixing ratio of each polyol is not necessarily limited to this, but based on 100% of the total weight of each component used in the production of the polyurethane, 1 to 10% by weight of polyester polyol, 1 to 10% by weight of polyether polyol, and polycarbonate. It is preferable to use a mixture of 1 to 10% by weight of polyol and 1 to 10% by weight of polycaprolactam polyol.
상기 각 폴리올을 상기 범위의 함량비로 혼합하여 사용함으로써 그라비아 잉크의 바인더로서 저점도, 내용제성, 피막강도, 유연성, 발색성, 면평활성의 측면에서 우수한 물성을 확보할 수 있다.By mixing and using the above polyols in the content ratio within the above range, it is possible to secure excellent physical properties in terms of low viscosity, solvent resistance, film strength, flexibility, color development, and surface smoothness as a binder for gravure ink.
상기 각 폴리올은 중량평균분자량이 1000 이상 4000 이하를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 폴리올 혼합물을 구성하는 어느 하나의 폴리올의 중량평균분자량이 1000 미만이면 폴리우레탄의 물성이 저하할 우려가 있고, 4000을 초과하면 건조성에 문제를 초래할 수 있다. It is preferable to use each of the above polyols having a weight average molecular weight of 1000 or more and 4000 or less. If the weight average molecular weight of any one of the polyols constituting the polyol mixture is less than 1000, there is a risk that the physical properties of the polyurethane may deteriorate, and if it exceeds 4000, drying properties may be problematic.
상기 폴리올은 폴리우레탄 제조에 사용되는 각 성분의 총 중량 100%에 대하여, 20 내지 40중량%의 범위로 포함하는 것이 바람직하다. 폴리올을 상기와 같은 범위 내의 함량으로 사용하는 경우에 잉크의 요구 물성을 충족시키는데 바람직하다.The polyol is preferably contained in the range of 20 to 40% by weight based on 100% of the total weight of each component used in polyurethane production. When polyol is used in an amount within the above range, it is preferable to satisfy the required physical properties of the ink.
상기 이소시아네이트는 폴리올, 글리콜, 아민류와 반응하여 폴리우레탄 우레아의 결합을 형성한다. The isocyanate reacts with polyol, glycol, and amines to form a polyurethane urea bond.
상기 이소시아네이트는 지방족 이소시아네이트 또는 방향족 이소시아네이트일 수 있다. 상기 지방족 이소시아네이트로는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어, 헥사메틸렌디이소시아네이트(hexamethylenediisocyanate; HDI), 이소포론디이소시아네이트(isophoronediisocyanate; IPDI), 4,4'-메틸렌디시클로헥실디이소시아네이트(4,4'-methylenedicyclohexyl diisocyanate; H12MDI) 등을 들 수 있고, 방향족 이소시아네이트는 메틸렌디페닐디이소시아네이트(tethylene diphenyl diisocyanate; MDI), 2,4-톨루엔디이소시아네이트(2,4-toluene diisocyanate; TDI) 또는 2,6-톨루엔디이소시아네이트(2,6-toluene diisocyanate; TDI) 등을 들 수 있다. 이들은 어느 하나를 단독으로 사용할 수 있으며, 또 이들을 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.The isocyanate may be aliphatic isocyanate or aromatic isocyanate. The aliphatic isocyanate is not particularly limited, but includes, for example, hexamethylenediisocyanate (HDI), isophoronediisocyanate (IPDI), 4,4'-methylenedicyclohexyldiisocyanate (4,4) '-methylenedicyclohexyl diisocyanate; H12MDI), etc., and aromatic isocyanate is methylene diphenyl diisocyanate (MDI), 2,4-toluene diisocyanate (2,4-toluene diisocyanate; TDI), or 2,6 -Toluene diisocyanate (2,6-toluene diisocyanate; TDI), etc. can be mentioned. Any one of these can be used individually, or two or more types of them can be mixed and used.
상기 이소시아네이트는, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 상기 폴리우레탄 제조에 사용되는 각 성분의 총 중량 100% 기준으로, 10 내지 20 중량%의 범위로 포함된다. 이소시아네이트의 함량이 10중량% 미만이면 접착력, 내용제성, 내구성 등의 물성 저하를 초래할 수 있고, 20중량%를 초과하면 잉크의 점도가 높아 작업속도 저하를 초래하고, 경도가 지나치게 높아지는 문제가 있다.The isocyanate is not particularly limited, but is included in the range of 10 to 20% by weight based on 100% of the total weight of each component used in producing the polyurethane. If the isocyanate content is less than 10% by weight, it may cause a decrease in physical properties such as adhesion, solvent resistance, and durability, and if it exceeds 20% by weight, the viscosity of the ink is high, causing a decrease in working speed, and there is a problem of excessively high hardness.
상기 폴리우레탄의 합성에 있어서는 작업성 및 잉크의 물성을 충족시키기 위해 쇄연장제로서 아민화합물을 포함한다. 상기 아민화합물은 상기 이소시아네이트와 반응하여 우레아 결합을 생성한다. In the synthesis of the polyurethane, an amine compound is included as a chain extender to satisfy the workability and physical properties of ink. The amine compound reacts with the isocyanate to produce a urea bond.
상기 아민 화합물로는 예를 들어, 메틸아민(Methylamine), 트리메틸아민(Trimethylamine), 에틸아민(Ethylamine), 아닐린(Aniline), 디에틸아민(Diethylamine), 벤질아민(Benzylamine)을 들 수 있고, 이들은 어느 하나를 단독으로 사용할 수 있음은 물론, 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. Examples of the amine compounds include methylamine, trimethylamine, ethylamine, aniline, diethylamine, and benzylamine. Of course, any one can be used alone, and two or more types can be mixed and used.
상기 아민 화합물은 상기 폴리우레탄 제조에 사용되는 각 성분의 총 중량 100% 기준으로, 2 내지 5중량%의 범위로 포함된다. 아민화합물의 함량이 2중량% 미만이면 내구성 저하의 문제가 있고, 5중량%를 초과하면 높은 점도로 인해 작업 공정상의 건조성, 작업속도 및 유연성 등에 문제를 야기할 수 있다.The amine compound is contained in the range of 2 to 5% by weight, based on 100% of the total weight of each component used in producing the polyurethane. If the content of the amine compound is less than 2% by weight, there is a problem of reduced durability, and if it exceeds 5% by weight, the high viscosity may cause problems with dryness, work speed, and flexibility during the work process.
상기 폴리우레탄의 합성에 있어서는 작업성 및 잉크의 물성을 충족시키기 쇄연장제 또는 가교제로서 글리콜을 더 포함한다. 상기 글리콜을 포함함으로써 고분자량 폴리우레탄 수지를 얻을 수 있다.In the synthesis of the polyurethane, glycol is further included as a chain extender or crosslinking agent to satisfy the workability and physical properties of ink. By including the glycol, a high molecular weight polyurethane resin can be obtained.
상기 글리콜로는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어, 에틸렌글리콜(Ethylene glycol) 및 부타디엔글리콜(Butadiene glycol)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함할 수 있다. The glycol is not particularly limited, but may include, for example, at least one selected from the group consisting of ethylene glycol and butadiene glycol.
상기 글리콜은 상기 폴리우레탄 제조에 사용되는 각 성분의 총 중량 100% 기준으로, 2 내지 5중량%의 범위로 포함된다. 글리콜의 함량이 2중량% 미만이면 내구성 저하의 문제가 있고, 5중량%를 초과하면 높은 점도로 인해 작업 공정상의 건조성, 속도 및 유연성 등의 문제가 있다.The glycol is contained in the range of 2 to 5% by weight, based on 100% of the total weight of each component used in producing the polyurethane. If the glycol content is less than 2% by weight, there is a problem of reduced durability, and if it exceeds 5% by weight, there are problems such as dryness, speed, and flexibility during the work process due to high viscosity.
본 발명에 있어서, 폴리우레탄의 제조에 있어서는 반응 촉매 및 산화방지제와 같은 첨가제를 더 포함할 수 있다. In the present invention, in the production of polyurethane, additives such as reaction catalysts and antioxidants may be further included.
상기 반응 촉매는, 폴리우레탄 반응의 속도를 빠르게 하기 위해 첨가되는 것으로서, 친환경 주석을 포함하지 않는 타입(Tin Free 타입)을 사용하는 것이 바람직하며, 예를 들어, 비스무스(V) 촉매를 들 수 있다. 상기 반응 촉매는 폴리우레탄 제조에 사용되는 각 성분의 총 중량 100% 기준으로, 1 내지 2중량%의 범위로 첨가할 수 있다. The reaction catalyst is added to speed up the polyurethane reaction, and it is preferable to use an eco-friendly tin-free type (Tin Free type), for example, a bismuth (V) catalyst. . The reaction catalyst can be added in the range of 1 to 2% by weight based on 100% of the total weight of each component used in polyurethane production.
한편, 상기 산화방지제는 상기 산화방지제는 폴리우레탄 우레아 수지의 황변을 지연하고, 궁극적으로 잉크의 색상 변색을 방지 내지 지연시키기 위해 첨가된다. 상기 산화방지제는 폴리우레탄 수지에 통상적으로 첨가되는 것이라면 본 발명에서도 적합하게 사용할 수 있는 것으로서, 이에 한정하는 것은 아니지만, 트리-(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트(tri-(2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite)를 들 수 있다. 상기 산화방지제는 상기 폴리우레탄 제조에 사용되는 각 성분의 총 중량 100% 기준으로, 1 내지 2 중량%의 범위로 첨가할 수 있다. Meanwhile, the antioxidant is added to delay yellowing of the polyurethane urea resin and ultimately prevent or delay discoloration of the ink. The antioxidant can be suitably used in the present invention as long as it is commonly added to polyurethane resin, and is not limited thereto, but is tri-(2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite (tri-(2) , 4-di-tert-butylphenyl) phosphite). The antioxidant may be added in the range of 1 to 2% by weight, based on 100% of the total weight of each component used in producing the polyurethane.
상기 폴리우레탄의 합성에 있어서는 용매를 포함한다. 상기 용매는 알코올류를 사용할 수 있으며, 독성을 갖지 않는 에탄올을 사용하는 것이 인체 및 환경에 대한 부담을 주지 않아 바람직하다. 상기 용매는 잔부의 함량, 예를 들어, 폴리우레탄 합성을 위한 각 성분의 총 중량 100%에 대하여 60 내지 70 중량% 범위로 용매를 포함한다.In the synthesis of the polyurethane, a solvent is included. Alcohol can be used as the solvent, and it is preferable to use non-toxic ethanol because it does not place a burden on the human body and the environment. The solvent includes the remaining content, for example, in the range of 60 to 70% by weight based on 100% of the total weight of each component for polyurethane synthesis.
상기 폴리우레탄의 합성은 통상적인 조건 하에서 수행할 수 있는 것으로서 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어, 80 내지 90℃ 범위의 온도에서 12 내지 24시간 수행할 수 있다.The synthesis of the polyurethane can be performed under normal conditions and is not particularly limited, but for example, can be performed at a temperature in the range of 80 to 90° C. for 12 to 24 hours.
본 발명에서 사용되는 폴리우레탄은 말단에 -NH2기를 갖는 것으로서, 점도가 200 내지 500cps(25℃)이고, 중량평균분자량이 100,000 내지 200,000의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 폴리우레탄의 점도가 200cps 미만이면 잉크 조성물의 점도가 낮아, 일명, 오요기 현상이라 불리는, 잉크의 미세한 농담 차이에 의한 얼룩이 생기는 문제가 발생할 수 있고, 500cps를 초과하면 잉크 조성물의 점도가 높아서 도포량, 작업속도, 건조속도 등의 점에서 불리하다. 한편, 폴리우레탄의 중량평균분자량이 100,000 내지 200,000 범위를 갖는 것이 인쇄 공정 중에 트러블이 발생하지 않는 최적의 잉크 조성물의 점도 조건을 제공하는데 바람직하다.The polyurethane used in the present invention preferably has a -NH 2 group at the end, has a viscosity of 200 to 500 cps (25°C), and has a weight average molecular weight in the range of 100,000 to 200,000. If the viscosity of the polyurethane is less than 200 cps, the viscosity of the ink composition is low, which may cause a problem of staining due to subtle differences in shades of ink, also known as the Oyogi phenomenon, and if it exceeds 500 cps, the viscosity of the ink composition is high, so the application amount , it is disadvantageous in terms of working speed, drying speed, etc. Meanwhile, it is preferable that the weight average molecular weight of polyurethane is in the range of 100,000 to 200,000 to provide optimal viscosity conditions for the ink composition that do not cause problems during the printing process.
본 발명에서 사용되는 폴리우레탄은 하기 화학식 1로 표시된다:The polyurethane used in the present invention is represented by the following formula (1):
상기 화학식 1에서, R은 폴리올을 나타내고, R'은 이소시아네이트를 나타내며, R"는 아민을 나타내며, n은 10 내지 50의 정수이다.In Formula 1, R represents polyol, R' represents isocyanate, R" represents amine, and n is an integer of 10 to 50.
이와 같은 폴리우레탄 수지는 잉크 조성물의 주제 용액 100중량% 기준으로 4내지 20중량%의 함량으로 포함한다. 상기 폴리우레탄의 함량이 4중량% 미만으로 포함하면, 인쇄성이 우수해지고 하이라이트 전이성이 개선되나, 후가공 접착성이 떨어지며 블로킹 현상이 충분히 발생하지 않을 수 있다. 한편, 폴리우레탄 함량이 20중량%를 초과하는 경우에는 후가공 접착성이 우수해지며 점도가 높아 희석율이 높아지지만, 잉크 조성물의 점도 증가로 인해 잉크 유동성, 인쇄 적합성이 저하하며, 원재료비가 상승하는 문제점이 있다. Such polyurethane resin is included in an amount of 4 to 20% by weight based on 100% by weight of the main solution of the ink composition. If the polyurethane content is less than 4% by weight, printability is excellent and highlight transferability is improved, but post-processing adhesion is poor and blocking phenomenon may not sufficiently occur. On the other hand, when the polyurethane content exceeds 20% by weight, post-processing adhesion is excellent and the viscosity is high, which increases the dilution rate. However, due to the increase in viscosity of the ink composition, ink fluidity and printability deteriorate, and raw material costs increase. There is.
본 발명의 잉크 조성물은 비닐 수지를 포함한다. 상기 비닐 수지는 잉크와 피인쇄체간의 밀착성 및 그라비어 인쇄의 품질을 향상시키는 역할을 제공한다. 상기 비닐 수지로는 알코올류에 잘 녹는 성질을 가지며, 에탄올과의 적합성 및 용해성이 우수한 수지를 사용하는 것이 바람직하며, 폴리비닐부티랄(PVB)이 가장 적합하다. The ink composition of the present invention contains a vinyl resin. The vinyl resin serves to improve adhesion between ink and the printed object and the quality of gravure printing. As the vinyl resin, it is preferable to use a resin that is highly soluble in alcohol and has excellent compatibility and solubility with ethanol, and polyvinyl butyral (PVB) is most suitable.
상기 비닐 수지는 본 발명의 잉크 조성물의 주제 용액 100중량%에 대하여 8 내지 12중량% 포함되는 것이 바람직하다. 상기 비닐 수지의 함량이 8중량% 미만으로 첨가되면 점도가 낮아 잉크의 유동성은 우수하나, 분산성이 떨어져 잉크의 발색도에 문제점이 있으며, 12중량%를 초과하면 안료 분산성은 향상되지만 잉크의 점도가 높아지고 기재 필름과의 접착성이 떨어지는 문제가 있다.The vinyl resin is preferably contained in an amount of 8 to 12% by weight based on 100% by weight of the main solution of the ink composition of the present invention. If the content of the vinyl resin is added to less than 8% by weight, the viscosity is low and the fluidity of the ink is excellent, but dispersibility is low, so there is a problem with the color development of the ink. If it exceeds 12% by weight, the pigment dispersibility improves, but the viscosity of the ink increases. There is a problem that the adhesiveness with the base film is high and the adhesiveness with the base film is low.
본 발명의 잉크 조성물은 안료를 포함한다. 상기 안료는 착색제의 역할을 수행하는 것으로서, 색상, 농도, 투명성 등, 잉크 조성물의 기본적인 특성을 제공하며, 나아가, 용도에 따라 착색력, 은폐력, 흡류량, 비중, 분산성, 내열성, 내후성 등의 특성을 제공한다.The ink composition of the present invention includes a pigment. The pigment serves as a colorant and provides the basic properties of the ink composition, such as color, concentration, and transparency, and furthermore, depending on the use, properties such as coloring power, hiding power, water absorption, specific gravity, dispersibility, heat resistance, and weather resistance. provides.
본 발명의 잉크 조성물에 포함되는 안료는 유기안료, 무기안료 등을 포함할 수 있다. 상기 안료로는 특별히 한정하지 않으며, 통상적으로 사용되는 안료를 본 발명에서도 적합하게 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 아조-레이크(azo lake), 불용성 아조계, 축합 아조계, 프탈로시안계, 산화티탄, 카본블랙, 탄산칼슘, 알루미늄분, 브론즈 분 등을 색상 및 품질에 따라 적절히 선택하여 사용할 수 있다.Pigments included in the ink composition of the present invention may include organic pigments, inorganic pigments, etc. There is no particular limitation to the pigment, and commonly used pigments can be suitably used in the present invention. Specifically, for example, azo lake, insoluble azo type, condensed azo type, phthalocyanine type, titanium oxide, carbon black, calcium carbonate, aluminum powder, bronze powder, etc. are used according to color and quality. It can be selected and used appropriately.
안료는 잉크 조성물의 주제 용액 100중량%에 대하여 10 내지 40중량%의 함량으로 포함할 수 있다. 상기 안료의 함량이 10중량% 미만이면 잉크의 농도가 지나치게 낮아 인쇄 색상이 약한 문제가 있고, 40중량%를 초과하면 잉크의 점도가 높아 유동성이 떨어지는 문제가 있다.The pigment may be included in an amount of 10 to 40% by weight based on 100% by weight of the main solution of the ink composition. If the pigment content is less than 10% by weight, the concentration of the ink is too low and the printing color is weak, and if it exceeds 40% by weight, the viscosity of the ink is high and fluidity is poor.
나아가, 본 발명의 잉크 조성물은 주제 용액의 잔부량으로 용제를 포함하며, 상기 용제로는 에탄올을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 에탄올의 구체적인 함량으로는 잉크 조성물의 주제용액 100중량%에 대하여 45 내지 75중량%의 함량일 수 있다. Furthermore, the ink composition of the present invention contains a solvent as the remainder of the main solution, and ethanol is preferably used as the solvent. The specific content of ethanol may be 45 to 75% by weight based on 100% by weight of the main solution of the ink composition.
상기 용제는 비닐 수지 및 폴리우레탄 수지의 용해, 안료의 습윤, 점도 조정, 건조속도 등을 조절하는 것으로서, 종래에는 방향족계인 톨루엔, 케톤계인 MEK, 에스테르계인 에틸아세테이트, 알코올계인 이소프로필알코올, 에테르계인 프로필렌 글리콜 등을 사용하여 왔으나, 이들은 휘발성 유기물로서, 환경 및 인체에 유해한 성분들이다. 따라서, 이러한 휘발성 유기물은 사용하지 않는 것이 바람직하다.The solvent controls dissolution of vinyl resin and polyurethane resin, wetting of pigment, viscosity adjustment, drying speed, etc., and conventionally, it is aromatic toluene, ketone MEK, ester ethyl acetate, alcohol isopropyl alcohol, and ether. Propylene glycol, etc. have been used, but these are volatile organic substances that are harmful to the environment and the human body. Therefore, it is desirable not to use such volatile organic substances.
한편, 그라비어 잉크는 타 인쇄잉크에 비해 저점도이고 속건성이며, 다량의 유기용제를 사용한다. 상기 용제는 잉크 중에 사용되는 수지에 대한 용해력이 우수하고, 잉크에 양호한 유동성과 점성을 제공하며, 그 위에 안료의 습윤 분산성을 향상시키고, 잉크의 보존 기간은 물론 인쇄적성, 인쇄피막의 강도, 접착 강도 유지 및 향상의 역할을 제공할 수 있어야 한다. 또한 인쇄 소재에 잉크 조성물이 전이되어 접착한 후의 건조속도의 조정이 용이하여야 하며, 건조 후 인쇄 피막 중에 용제가 잔류하지 않아야 한다. Meanwhile, gravure ink has a low viscosity and dries quickly compared to other printing inks, and uses a large amount of organic solvents. The solvent has excellent solubility in the resin used in the ink, provides good fluidity and viscosity to the ink, improves the wettability and dispersibility of the pigment, and improves the shelf life of the ink as well as printability, strength of the printing film, It must be able to provide the role of maintaining and improving adhesive strength. In addition, the drying speed must be easy to adjust after the ink composition is transferred and adhered to the printing material, and no solvent must remain in the printing film after drying.
이에, 본 발명은 상기와 같은 특성을 제공하고자 에탄올을 용제로서 사용한다. 상기 에탄올은 유독물질이 아니며, 이산화탄소 저감 효과가 있고, 또한, 식품 포장지의 잔류 용제 문제를 제공하지 않는 점에서 바람직하다.Accordingly, the present invention uses ethanol as a solvent to provide the above properties. The ethanol is preferable because it is not a toxic substance, has a carbon dioxide reduction effect, and does not cause problems with residual solvents in food packaging.
상기 용제로는 에탄올을 단독으로 사용할 수 있으며, 필요에 따라서는 잉크 조성물의 증발속도를 지연시키기 위해 지건제를 포함할 수 있다. 상기 지건제로는 디아세톤 알코올을 사용할 수 있다. Ethanol may be used alone as the solvent, and if necessary, a drying agent may be included to delay the evaporation rate of the ink composition. Diacetone alcohol can be used as the drying agent.
상기 디아세톤 알코올은 상기 용제의 전체 중량 100%에 대하여 3 내지 5중량%의 함량으로 포함할 수 있다. 상기 디아세톤 알코올의 함량이 3중량% 미만이면 잉크 조성물의 증발속도를 지연시키는 효과가 충분하지 않으며, 5중량%를 초과하는 경우에는 증발속도가 늦어 피착체에 부착된 잉크가 인쇄기의 가이드롤에 전이되어, 인쇄품질을 저하시키는 문제가 발생할 수 있으며, 나아가, 인쇄물의 블로킹 현상이 발생할 수 있다.The diacetone alcohol may be included in an amount of 3 to 5% by weight based on 100% of the total weight of the solvent. If the content of diacetone alcohol is less than 3% by weight, the effect of delaying the evaporation rate of the ink composition is not sufficient, and if it exceeds 5% by weight, the evaporation rate is slow, causing the ink attached to the adherend to stick to the guide roll of the printer. As it spreads, problems that deteriorate printing quality may occur, and furthermore, blocking of printed materials may occur.
나아가, 본 발명의 잉크 조성물은 필요에 따라 기능성을 부여할 수 있는 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 접착보강제, 피막보강제, 정전기 방지제 등을 들 수 있다.Furthermore, the ink composition of the present invention may further include additives that can provide functionality as needed. The additives include adhesion reinforcement agents, film reinforcement agents, and antistatic agents.
상기 접착보강제는 필름 소재에 따라 잉크의 접착성을 향상시키기 위한 것으로서, 우레아 알데히드 수지 또는 로진변성 말레인 수지가 있으며, 잉크 조성물의 주제 용액 전체 100중량%에 대하여 2 내지 5중량%의 함량으로 포함할 수 있다.The adhesion reinforcer is used to improve the adhesion of the ink depending on the film material, and includes urea aldehyde resin or rosin-modified maleic resin, and is contained in an amount of 2 to 5% by weight based on 100% by weight of the total main solution of the ink composition. can do.
상기 피막보강제는 잉크 피막에 활성을 부여하여, 긁힘 현상을 방지하기 위한 것으로서, 폴리에틸렌 왁스를 들 수 있으며, 잉크 조성물의 주제 용액 전체 100중량%에 대하여 0.3 내지 1중량%의 함량으로 포함할 수 있다.The film reinforcing agent is used to prevent scratching by imparting activity to the ink film, and includes polyethylene wax, and may be included in an amount of 0.3 to 1% by weight based on 100% by weight of the total main solution of the ink composition. .
상기 정전기 방지제는 잉크의 전기저항을 낮게 하여 인쇄 중의 정전기 장해를 보조적으로 방지하는 역할을 수행하는 것으로서, 각종 계면활성제를 0.1 내지 1중량%의 함량으로 사용할 수 있다.The antistatic agent plays a role of auxiliary prevention of static electricity interference during printing by lowering the electrical resistance of the ink, and various surfactants can be used in an amount of 0.1 to 1% by weight.
이외에, 소포제 0.1 내지 1중량%, 내열보강제 및 전이성 개량제 0.1 내지 1중량% 등의 첨가제를 또한 포함할 수 있다.In addition, additives such as 0.1 to 1% by weight of an antifoaming agent, 0.1 to 1% by weight of a heat-resisting reinforcing agent, and a transferability improving agent may also be included.
본 발명의 잉크 조성물은 경화제를 포함하며, 상기 경화제는 아지리딘 경화제일 수 있다. 상기 아지리딘 경화제는 다작용성 아지리딘으로서, 구체적으로는 다음 화학식 2에 나타낸 바와 같은 구조를 갖는 프로필렌 이민 3-작용성 폴리아지리딘(propylene imine tri-functional polyaziridine)일 수 있다. The ink composition of the present invention includes a curing agent, and the curing agent may be an aziridine curing agent. The aziridine curing agent may be a multifunctional aziridine, and specifically, may be propylene imine tri-functional polyaziridine having the structure shown in the following formula (2).
상기 아지리딘 경화제와 폴리우레탄 수지의 경화반응은 아래에 나타낸 바와 같이, 폴리우레탄 수지의 카르보닐기의 활성수소와 반응하여 일어난다.The curing reaction between the aziridine curing agent and the polyurethane resin occurs by reacting with the active hydrogen of the carbonyl group of the polyurethane resin, as shown below.
상기 아지리딘 경화제와 폴리우레탄 수지의 경화반응은 에탄올 용제의 존재 하에서 장시간 동안 일어날 수 있다. 즉, 경화제가 폴리우레탄 수지를 포함하는 잉크 조성물 중에 투입되더라도 잉크의 포트 라이프(pot life)가 3 내지 5일로 길어, 잉크 조성물의 저장 수명을 장기화할 수 있고, 이로 인해 미사용 잉크가 경화되어 폐기되는 것을 방지할 수 있다.The curing reaction between the aziridine curing agent and the polyurethane resin can occur for a long time in the presence of an ethanol solvent. That is, even if the curing agent is added to the ink composition containing the polyurethane resin, the pot life of the ink is long, at 3 to 5 days, so the storage life of the ink composition can be prolonged, and as a result, unused ink is cured and discarded. can be prevented.
나아가, 이러한 경화반응 시간이 길어지므로 인해, 종래의 잉크 조성물을 사용한 것에 비하여 내용제성, 내약품성, 내열성 등의 인쇄 품질이 우수한 인쇄 결과물을 얻을 수 있다.Furthermore, because the curing reaction time is prolonged, it is possible to obtain printing results with superior printing quality such as solvent resistance, chemical resistance, and heat resistance compared to those using conventional ink compositions.
상기 아지리딘 경화제는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 100 내지 300cps(25℃)의 점도를 갖는 것이 바람직하다.The aziridine curing agent is not particularly limited, but preferably has a viscosity of 100 to 300 cps (25°C).
상기 아지리딘 경화제는 주제용액과는 별도로 제공된다. 아지리딘 경화제는 인쇄 준비단계에서 백색 잉크 또는 내열성 및 기타 물성이 요구되는 유색 잉크 조성물에 투입한다. 또한 아지리딘 경화제는 별도의 용매를 포함하지 않는다. The aziridine curing agent is provided separately from the main solution. Aziridine hardener is added to white ink or colored ink compositions requiring heat resistance and other physical properties in the printing preparation stage. Additionally, the aziridine hardener does not contain a separate solvent.
아지리딘 경화제는 주제용액 100중량%에 대하여 1 내지 3중량%의 함량으로 투입되는 것이 바람직하다. 상기 경화제의 함량이 1중량% 미만이면 폴리우레탄수지와 완전한 반응이 일어나지 않아서 요구되는 내용제성, 내열성, 내약품 등의 인쇄 품질을 확보할 수 없고, 아지리딘 경화제의 함량이 3중량%를 초과하여 투입되는 경우에는 반응이 급격하게 일어나고, 미반응한 경화제로 인해서 인쇄물에 블로킹 현상이 발생하는 문제가 있다.The aziridine curing agent is preferably added in an amount of 1 to 3% by weight based on 100% by weight of the main solution. If the content of the curing agent is less than 1% by weight, a complete reaction with the polyurethane resin does not occur, so the required printing quality such as solvent resistance, heat resistance, and chemical resistance cannot be secured, and if the content of the aziridine curing agent exceeds 3% by weight, When injected, the reaction occurs rapidly, and there is a problem of blocking phenomenon in printed materials due to unreacted hardener.
본 발명에 따른 잉크 조성물은 롤투롤 방식으로 인쇄하는 그라비아 인쇄 방식에 적용된다.The ink composition according to the present invention is applied to a gravure printing method using a roll-to-roll method.
상기와 같은 본 발명의 잉크 조성물은 VOC 규제 물질을 전혀 사용하지 않아, 환경 및 인체에 보다 안정적이다. The ink composition of the present invention as described above does not use any VOC-regulated substances, so it is more stable to the environment and the human body.
본 발명의 잉크 조성물은 경화제를 포함하면서도 경화제와의 경화반응이 3 내지 5일로서, 경화반응이 종래의 잉크 조성물의 경화반응이 약 30분 정도로 짧은 것에 비하여 포트라이프가 길며, 이로 인해 잉크가 낭비되는 것을 방지할 수 있다. Although the ink composition of the present invention contains a curing agent, the curing reaction with the curing agent lasts 3 to 5 days, and the pot life of the curing reaction is long compared to the short curing reaction of the conventional ink composition of about 30 minutes, resulting in wastage of ink. You can prevent it from happening.
본 발명의 잉크 조성물의 제조방법은 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어, 도 1에 나타낸 바와 같이, 다음과 같은 방법에 의해 제조될 수 있다.The manufacturing method of the ink composition of the present invention is not particularly limited, but, for example, as shown in Figure 1, it can be manufactured by the following method.
먼저, 용제, 폴리우레탄 수지, 비닐 수지, 안료 및 필요에 따른 첨가제를 소정 함량비로 배합하여(배합공정), 상기 안료 표면을 용제로 감싸도록 하는 예비혼합 공정, 상기 안료를 분산시켜 미립자화하는 분산공정을 포함하며, 필요에 따라, 잉크에 기능을 부여하는 조정공정을 포함할 수 있다. 이에 의해 완성된 잉크 조성물에 대하여는, 잉크의 접착성, 점도, 광택 등의 물성을 검사하는 품질 검사 공정을 거쳐 소정의 단위로 포장하는 포장 후 최종 출하된다.First, a premixing process in which solvent, polyurethane resin, vinyl resin, pigment, and necessary additives are mixed at a predetermined content ratio (mixing process) to cover the surface of the pigment with the solvent, followed by dispersion to disperse the pigment into fine particles. It includes a process and, if necessary, may include an adjustment process that gives functions to the ink. The ink composition completed as a result goes through a quality inspection process to check physical properties such as adhesion, viscosity, and gloss of the ink, and is then packaged into predetermined units before being finally shipped.
본 발명의 잉크 조성물을 사용하여 그라비어 인쇄한 포장재를 제조하면 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같은 인쇄품질이 우수한 제품을 제조할 수 있다.When gravure-printed packaging materials are manufactured using the ink composition of the present invention, products with excellent printing quality as shown in Figures 2 and 3 can be manufactured.
실시예Example
이하, 본 발명을 실시예를 들어 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 예시적인 일 실시태양으로서, 본 발명을 한정하고자 하는 것이 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, the following example is an exemplary embodiment for illustrating the present invention and is not intended to limit the present invention.
실시예 1Example 1
말단에 -NH2 기를 갖는 것으로서, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올 및 폴리카프로락탐 폴리올의 혼합물을 헥사메틸렌디이소시아네이트, 트리메틸아민 및 에틸렌글리콜과 반응시켜 생성된 폴리우레탄 수지 6중량%, 폴리비닐부티랄(PVB) 수지 10중량%, 안료로서 이산화티타늄 35중량%, 접착보강제로서 우레아 알데히드 수지 6중량%, 대전방지제로서 코코 알킬에틸디메틸, Et 설파테이트 - 4차 암모늄 화합물 0.2중량% 및 에탄올 42.8중량%로 이루어진 백색의 그라비아 인쇄용 잉크 조성물 백색을 제조하였다.6% by weight of a polyurethane resin having a -NH 2 group at the terminal, produced by reacting a mixture of polyester polyol, polyether polyol, polycarbonate polyol, and polycaprolactam polyol with hexamethylene diisocyanate, trimethylamine, and ethylene glycol, 10% by weight of polyvinyl butyral (PVB) resin, 35% by weight of titanium dioxide as a pigment, 6% by weight of urea aldehyde resin as an adhesion reinforcer, 0.2% by weight of coco alkyl ethyldimethyl, Et sulfatate - quaternary ammonium compound as an antistatic agent, and A white ink composition for gravure printing consisting of 42.8% by weight of ethanol was prepared.
실시예 2 Example 2
말단에 -NH2 기를 갖는 것으로서, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올 및 폴리카프로락탐 폴리올의 혼합물을 헥사메틸렌디이소시아네이트, 트리메틸아민 및 에틸렌글리콜과 반응시켜 생성된 폴리우레탄 수지 5중량%, 폴리비닐부티랄(PVB) 10중량%, 안료로서 카본블랙 11중량%, 접착보강제로서 우레아 알데히드 수지 5중량%, 대전방지제로서 코코 알킬에틸디메틸, Et 설파테이트 - 4차 암모늄 화합물 0.2중량% 및 에탄올 68.8중량%(지건제로 디아세톤알코올 1.5중량% 및 잔부 에탄올)로 이루어진 흑색의 그라비아 인쇄용 잉크 조성물을 제조하였다.5% by weight of a polyurethane resin having a -NH 2 group at the terminal, produced by reacting a mixture of polyester polyol, polyether polyol, polycarbonate polyol, and polycaprolactam polyol with hexamethylene diisocyanate, trimethylamine, and ethylene glycol, 10% by weight of polyvinyl butyral (PVB), 11% by weight of carbon black as a pigment, 5% by weight of urea aldehyde resin as an adhesion reinforcer, 0.2% by weight of coco alkyl ethyldimethyl, Et sulfatate - quaternary ammonium compound, and ethanol as an antistatic agent. A black gravure printing ink composition consisting of 68.8% by weight (1.5% by weight of diacetone alcohol as a drying agent and the balance ethanol) was prepared.
비교예 1Comparative Example 1
말단에 -NH2 기를 갖는 것으로서, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올의 혼합물을 헥사메틸렌디이소시아네이트, 트리메틸아민 및 에틸렌글리콜과 반응시켜 생성된 것으로서 폴리우레탄 수지 20중량%, 폴리비닐부티랄(PVB) 7중량%, 이산화티타늄 35중량%, 로진변성 말레인 수지의 접착보강제 2중량%, 대전방지제로서 코코 알킬에틸디메틸, Et 설파테이트-4차 암모늄 화합물의 대전방지제 0.2중량% 및 에탄올 35.8중량%(지건제로 디아세톤알코올 2중량% 및 잔부 에탄올)로 이루어진 백색의 그라비아 인쇄용 잉크 조성물을 제조하였다.It has a -NH 2 group at the end, and is produced by reacting a mixture of polyester polyol and polyether polyol with hexamethylene diisocyanate, trimethylamine, and ethylene glycol, 20% by weight of polyurethane resin, polyvinyl butyral (PVB) 7 Weight percent, 35% by weight of titanium dioxide, 2% by weight of adhesion reinforcement of rosin-modified male resin, 0.2% by weight of antistatic agent of coco alkyl ethyl dimethyl and Et sulfatate-quaternary ammonium compound as antistatic agent, and 35.8% by weight of ethanol (Gun) A white ink composition for gravure printing consisting of 2% by weight of zero diacetone alcohol and the balance ethanol) was prepared.
비교예 2Comparative Example 2
말단에 -NH2 기를 갖는 것으로서, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올의 혼합물을 헥사메틸렌디이소시아네이트, 트리메틸아민 및 에틸렌글리콜과 반응시켜 생성된 폴리우레탄 수지 20중량%, 폴리비닐부티랄(PVB) 4중량%, 카본블랙 12중량%, 로진변성 말레인 수지의 접착보강제 2중량%, 대전방지제로서 코코 알킬에틸디메틸, Et 설파테이트 - 4차 암모늄 화합물의 대전방지제 0.2중량% 및 에탄올 61.8중량%(지건제로 디아세톤알코올 5중량% 및 잔부 에탄올)로 이루어진 그라비아 인쇄용 잉크 조성물 흑색을 제조하였다.It has a -NH 2 group at the end, and is produced by reacting a mixture of polyester polyol and polyether polyol with hexamethylene diisocyanate, trimethylamine, and ethylene glycol. 20% by weight of polyurethane resin, 4% by weight of polyvinyl butyral (PVB) % by weight, 12% by weight of carbon black, 2% by weight of adhesion reinforcement of rosin-modified male resin, 0.2% by weight of antistatic agent of coco alkyl ethyl dimethyl, Et sulfatate - quaternary ammonium compound as antistatic agent, and 61.8% by weight of ethanol (as drying agent) A black ink composition for gravure printing consisting of 5% by weight of diacetone alcohol and the balance ethanol) was prepared.
물성 평가Physical property evaluation
상기 실시예 1, 2, 비교예 1 및 2에서 제조된 각각의 잉크 조성물을 사용하여 동일한 조건으로 그라비아 인쇄한 후, 얻어진 인쇄물에 대한 인쇄성을 평가하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.After gravure printing under the same conditions using each of the ink compositions prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, the printability of the obtained printed matter was evaluated, and the results are shown in Table 1.
1. 동판 사양1. Copper plate specifications
규격: 621mm Х 1200mmSpecification: 621mm Х 1200mm
선수: 175目 헤리오Player: 175 目 Heriot
2. 인쇄 속도(speed): 150m/min2. Printing speed: 150m/min
3. 인쇄 사양3. Printing specifications
원단: OPP25, 폭: 1080mm, 피치: 207mm, GR4호기-8도Fabric: OPP25, Width: 1080mm, Pitch: 207mm, GR Unit 4 - 8 degrees
4. 인쇄 드라이 유닛 온도: 유색 65℃, 백색 75℃4. Print dry unit temperature: Color 65℃, White 75℃
5. 잉크 희석율: 유색 50%, 백색 60%5. Ink dilution rate: colored 50%, white 60%
실시예 1과 실시예 2의 잉크 조성물에 대한 인쇄성 평가 결과, 인쇄 속도 150m/min 이상으로 작업이 가능하였고, 잉크의 건조상태도 양호하면서 블로킹 현상도 발생하지 않았다. 또한 흑색의 가브리 현상 및 백색의 전이성도 양호했다. 또한 OPP 필름에 대한 접착력도 양호했으며, 후가공 접착력도 우수하고, 드라이공정상에서의 문제점도 발생하지 않았다. 그리고 인쇄 속도를 180m/min으로 상승하였을 시에도 인쇄성에 문제가 없는 것으로 확인되었다.As a result of the printability evaluation of the ink compositions of Examples 1 and 2, it was possible to work at a printing speed of 150 m/min or more, the ink was dried well, and blocking did not occur. Additionally, black Gabri phenomenon and white transfer properties were good. In addition, adhesion to the OPP film was good, post-processing adhesion was excellent, and no problems occurred during the drying process. It was confirmed that there were no problems with printability even when the printing speed was increased to 180 m/min.
그러나 비교예 1과 비교예 2의 잉크 조성물에 대한 인쇄성 평가 결과, 인쇄공정 중에 흑색에서 가브리 현상이 발생하였고, 건조 불량으로 인하여 가이드 롤에 묻어나는 현상이 발생하였다. 그리고 백색의 경우도 인쇄 건조가 불량하여 인쇄 전이성이 떨어지는 문제점도 발생하였다. 전반적으로 잉크 작업성이 떨어지는 관계로 인하여 인쇄불량이 늘어나고 인쇄 작업성도 크게 떨어지는 경향을 보였다. 그리고 인쇄 속도를 180m/min으로 상승하였을 시에는 건조 불량으로 인해 인쇄 적성이 매우 떨어지는 현상을 보였다.However, as a result of the printability evaluation of the ink compositions of Comparative Example 1 and Comparative Example 2, a Gabri phenomenon occurred in the black color during the printing process, and staining on the guide roll occurred due to poor drying. Also, in the case of white color, there was a problem of poor printing transferability due to poor printing drying. Due to overall poor ink workability, printing defects increased and printing workability tended to decrease significantly. And when the printing speed was increased to 180 m/min, the printability was very poor due to poor drying.
Claims (16)
폴리우레탄 수지 4 내지 20중량%;
비닐수지 4 내지 12중량%;
안료 10 내지 40중량%;
에탄올 용제 45 내지 75중량%
포함하는 것인 그라비아 인쇄용 잉크 조성물.The method of claim 1, wherein the main solution is 100% by weight of the main solution.
4 to 20% by weight of polyurethane resin;
4 to 12% by weight of vinyl resin;
10 to 40% by weight of pigment;
45 to 75% by weight of ethanol solvent
An ink composition for gravure printing comprising:
반응물로, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올 및 폴리카프로락탐 폴리올의 혼합물, 이소시아네이트 및 아민화합물의 반응생성물로서, 말단에 -NH2기를 포함하는 것인 그라비아 인쇄용 잉크 조성물.The method of claim 1, wherein the polyurethane resin is
As a reactant, a mixture of polyester polyol, polyether polyol, polycarbonate polyol and polycaprolactam polyol, a reaction product of an isocyanate and an amine compound, and an ink composition for gravure printing containing a -NH 2 group at the terminal.
(상기 식에서, R은 폴리올을 나타내고, R'은 이소시아네이트를 나타내며, R"는 아민을 나타내며, n은 10 내지 50의 정수이다.)The ink composition for gravure printing according to claim 3, wherein the polyurethane resin is represented by the following formula (1).
(In the above formula, R represents polyol, R' represents isocyanate, R" represents amine, and n is an integer from 10 to 50.)
The ink composition for gravure printing according to claim 13, wherein the aziridine curing agent has the following structural formula.
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