KR101900877B1 - 세라믹 코팅층에 대한 패드 인쇄용 잉크의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 패드 인쇄용 잉크 - Google Patents
세라믹 코팅층에 대한 패드 인쇄용 잉크의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 패드 인쇄용 잉크 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 세라믹 코팅층에 대한 패드 인쇄용 잉크의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 패드 인쇄용 잉크에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 에탄올(ethanol), 프로필렌글리콜(propylene glycol), IPA(isopropyl alcohol), 분산제, 안료, 증점제, 레벨링제 등으로 이루어지는 패드 인쇄용 잉크의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 패드 인쇄용 잉크를 제공함으로써, 퍼짐성이 양호하고 선명성이 향상될 뿐만 아니라 인쇄 품질 및 저장안정성 등이 우수해지도록 하는, 세라믹 코팅층에 대한 패드 인쇄용 잉크의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 패드 인쇄용 잉크에 관한 것이다.
Description
본 발명은 퍼짐성, 선명성, 인쇄 품질 및 저장안정성 등이 우수한, 세라믹 코팅층에 대한 패드 인쇄용 잉크의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 패드 인쇄용 잉크에 관한 것이다.
최근들어 밥솥 등의 주방기기에는 난스틱 성능 등의 기능성을 부여하기 위해 세라믹 코팅층을 형성하고 있다. 한편, 이러한 주방기기에는 각종 문양(예를 들면 밥솥의 밥물 수위를 맞추기 위한 기준선 등)을 인쇄 또는 각인하고 있으며, 최근들어 패드 인쇄 방법이 주로 사용되고 있다.
상기 패드 인쇄는 인쇄 문양을 패드에 의해 전사하여 인쇄를 수행하는 공지된 방법으로써, 대상물이 공급되면 인쇄무늬가 형성된 기판(오목판, 부식기판 등)의 인쇄도안을 패드가 이동하며 전사하여 대상물의 표면에 목적하는 인쇄를 수행하게 된다.
하지만, 통상 세라믹 코팅층에는 이러한 문양의 패드 인쇄가 매우 어렵다. 예를 들어 세라믹 코팅층을 형성시킨 후 패드 인쇄할 경우, 상기 잉크가 번지거나 퍼져버려서 문양이 명확하게 인쇄되지 못하며, 이로 인해 선명성이 현저히 저하될 뿐만 아니라 인쇄 품질이나 저장안정성 등이 미비하게 되는 문제점이 발생한다.
따라서, 통상 밥솥의 내면을 레이저로 깎아내어 기준선 등의 문양을 각인시키는데, 이는 제조공정이 복잡하고 제조단가 등을 상승시키게 되는 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위하여, 특허문헌 1에서는 금속본체(10)를 소성시켜 소정의 주방기기를 형성하게 하는 프레스성형단계와, 주방기기로 소성된 금속본체(10) 외면에 외장코팅층(11)을 분사시키는 외장코팅단계와, 상기 외장코팅층(11)을 건조시켜 경화되게 하는 외장코팅층 경화단계의 공지된 단계를 포함하고, 금속본체(10)의 내면에 액상의 내면세라믹코팅층(12)을 분사시켜 코팅되게 하는 내면세라믹코팅단계와, 상기 내면세라믹코팅층(12)을 100℃ 이하에서 건조시켜 반경화되도록 하는 내면중저온 경화단계와, 반경화 된 내면세라믹코팅층(12) 표면에 액상의 세라믹인쇄층(13)을 인쇄하여 내면세라믹코팅층(12) 조직 내부로 액상의 세라믹인쇄층(13) 성분이 침투되게 하는 세라믹인쇄층 인쇄단계와, 상기 내면세라믹코팅층(12)과 세라믹인쇄층(13)을 200℃ 이상의 고온으로 건조시켜 완전 경화되게 하는 내면고온경화단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 세라믹인쇄층을 갖는 세라믹코팅 주방기기의 세라믹인쇄물 형성방법을 공개하였다.
즉, 금속본체로 이루어지는 주방기기의 내면에 세라믹코팅층을 형성시킨 후, 반경화된 상태에서 세라믹 잉크를 인쇄하고 이를 고온으로 완전 경화시키는 세라믹 인쇄물 형성방법을 제안하였으나, 이는 제조 공정에 일부 변화를 준 것일 뿐 상기 사용되는 잉크 자체가 세라믹 코팅층에 적합하지 않음에 따라 여전히 세라믹 코팅층에 대한 인쇄가 제대로 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 에탄올(ethanol), 프로필렌글리콜(propylene glycol), IPA(isopropyl alcohol), 분산제, 안료, 증점제, 레벨링(Leveling)제 등으로 이루어지는 패드 인쇄용 잉크의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 패드 인쇄용 잉크를 제공함으로써, 퍼짐성이 양호하고 선명성이 향상될 뿐만 아니라 인쇄 품질 및 저장안정성 등이 우수해지도록 함을 과제로 한다.
본 발명은 세라믹 코팅층에 대한 패드 인쇄용 잉크의 제조방법에 있어서, 에탄올, 프로필렌글리콜, IPA 및 분산제를 투입 후, 교반하면서 안료와 증점제를 투입하고 교반하는 단계(S100); 상기 교반 시, 분산매체를 투입하여 분산하는 단계(S200); 및 상기 S200 단계 후, 레벨링제를 투입하고 교반한 후, IPA를 넣고 더 교반하는 단계(S300);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 세라믹 코팅층에 대한 패드 인쇄용 잉크의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 패드 인쇄용 잉크를 과제의 해결 수단으로 한다.
보다 구체적으로 상기 S100 단계는, 에탄올 2 ~ 6 중량%, 프로필렌글리콜 6 ~ 10 중량%, IPA 1 ~ 5 중량% 및 분산제 3 ~ 7 중량%를 투입 후, 교반하면서 안료 32 ~ 58 중량% 및 증점제 28 ~ 32 중량%를 투입하고 25 ~ 35분간 교반하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 S200 단계는, 분산매체로써 지르코니아(zirconia)볼 또는 글래스(glass)볼을 사용하여 입도 0.01 ~ 10㎛으로 분산하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 S300 단계는, 레벨링제 1 ~ 5 중량%를 투입하고 5 ~ 15분간 교반한 후, IPA 1 ~ 3 중량%를 넣고 5 ~ 15뷴간 더 교반하는 것이 바람직하다.
본 발명은 도 2 내지 6에 도시된 바와 같이, 퍼짐성이 양호하고 선명성이 향상될 뿐만 아니라 인쇄 품질 및 저장안정성 등이 우수해지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 코팅층에 대한 패드 인쇄용 잉크의 제조방법을 나타낸 공정 흐름도
도 2는 본 발명에 따른 실시예 1(프로필렌글리콜 사용)과 비교예 1(폴리에틸렌글리콜 사용)의 퍼짐성을 비교한 실물 사진
도 3은 본 발명에 따른 실시예 1(프로필렌글리콜 사용)과 비교예 1(폴리에틸렌글리콜 사용)의 선명성을 비교한 실물 사진
도 4는 본 발명에 따른 실시예 2(증점제 사용)와 비교예 2(증점제 미사용)의 선명성을 비교한 실물 사진
도 5는 본 발명에 따른 실시예 2(알코올 사용)과 비교예 2의(물 사용)의 인쇄품질을 비교한 실물 사진
도 6은 본 발명에 따른 실시예 3(분산제 사용)과 비교예 3(분산제 미사용)의 인쇄품질을 비교한 실물 사진
도 2는 본 발명에 따른 실시예 1(프로필렌글리콜 사용)과 비교예 1(폴리에틸렌글리콜 사용)의 퍼짐성을 비교한 실물 사진
도 3은 본 발명에 따른 실시예 1(프로필렌글리콜 사용)과 비교예 1(폴리에틸렌글리콜 사용)의 선명성을 비교한 실물 사진
도 4는 본 발명에 따른 실시예 2(증점제 사용)와 비교예 2(증점제 미사용)의 선명성을 비교한 실물 사진
도 5는 본 발명에 따른 실시예 2(알코올 사용)과 비교예 2의(물 사용)의 인쇄품질을 비교한 실물 사진
도 6은 본 발명에 따른 실시예 3(분산제 사용)과 비교예 3(분산제 미사용)의 인쇄품질을 비교한 실물 사진
본 발명은 세라믹 코팅층에 대한 패드 인쇄용 잉크의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 패드 인쇄용 잉크에 관한 것으로써, 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하, 본 발명에 따른 세라믹 코팅층에 대한 패드 인쇄용 잉크의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 패드 인쇄용 잉크를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 세라믹 코팅층에 대한 패드 인쇄용 잉크의 제조방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 에탄올, 프로필렌글리콜, IPA 및 분산제를 투입 후, 교반하면서 안료와 증점제를 투입하고 교반하는 단계(S100)와, 상기 교반 시, 분산매체를 투입하여 분산하는 단계(S200) 및, 상기 S200 단계 후, 레벨링제를 투입하고 교반한 후, IPA를 넣고 더 교반하는 단계(S300)를 포함하여 이루어진다.
상기 S100 단계는, 에탄올, 프로필렌글리콜, IPA, 분산제, 안료 및 증점제를 투입하여 교반하는 단계로써, 에탄올 2 ~ 6 중량%, 프로필렌글리콜 6 ~ 10 중량%, IPA 1 ~ 5 중량% 및 분산제 3 ~ 7 중량%를 투입 후, 교반하면서 안료 32 ~ 58 중량% 및 증점제 28 ~ 32 중량%를 투입하고 25 ~ 35분간 교반한다.
상기 S100 단계에서 에탄올은 상기 각 조성물의 배합(pre-mixing)이 충분히 이루어지도록 하면서도 배합(pre-mixing) 중 겔(gel)화가 일어나는 것을 방지하고 또한 인쇄 품질을 향상시키기 위해 첨가되는 것이고, 상기 프로필렌글리콜, 및 IPA는 패드인쇄 작업 시 건조속도 및 그 작업성을 최대화시키기 위한 용매의 일종으로써 퍼짐성 및 선명성을 양호하게 하기 위해 첨가되는 것이며, 상기 분산제는 후술되어질 안료가 조성물 내에 균일하게 분산되도록 하고 또한 저장안정성과 품질개선을 목적으로 첨가되는 것이고, 상기 안료는 잉크 조성물에 대한 색상부여를 위해 첨가되는 것이며, 증점제는 인쇄 작업성 및 선명성 등을 향상시키기 위한 것이다.
한편, 상기 S100 단계의 각 조성물의 함량 및 교반 시간이 상기 범위를 벗어날 경우, 퍼짐성, 선명성, 인쇄품질 등의 향상효율이 저하되거나 또는 잉크가 패드에 잘묻어나지 않거나, 분산성의 저하 또는 인쇄된 잉크에 작은 구멍이 생기는 등 인쇄품질이 나빠질 우려가 있지만, 반드시 상기 범위에 한정되는 것은 아니고 인쇄 대상물의 사용환경 및 조건 등에 대응하여 가변적일 수 있다.
그리고, 상기 S100 단계에서 물질명이 한정되지 않은 분산제의 경우 아크릴 중합체, 히드록시카르복실산 중합체, 알킬렌옥시드 중합쇄 또는 BYK - 192, BYK - 190(BYK사, 독일) 등을 사용할 수 있고, 안료는 이산화티타늄, 철 알루미늄 티타네이트, 산화철, 카본블랙, 울트라마린 블루, Dupont R-902(Dupont사, 미국) 등을 사용할 수 있으며, 증점제는 실리카나 우레아 또는 우레탄 용액, H3300VF(BYK사, 독일) 등을 사용할 수 있지만, 이 역시 이미 공지된 물질로써 상기 종류에 한정되는 것은 아니고 이미 공지된 다양한 종류의 분산제, 안료 및 증점제를 선택적으로 사용할 수 있다.
상기 S200 단계는, 분산매체를 투입하여 분산하는 단계로써 분산매체로써 지르코니아볼 또는 글래스볼 등을 사용하여 입도 0.01 ~ 10㎛으로 분산하는 것이 인쇄 작업성 측면에서 바람직하지만, 여기에 한정되는 것은 아니고 인쇄 대상물의 사용환경 및 조건 등에 대응하여 이미 공지된 다양한 분산매체를 선택적으로 사용할 수 있다.
상기 S300 단계는, 상기 S200 단계 후 레벨링제를 투입하고 교반한 후, IPA를 넣고 더 교반하는 단계로써, 레벨링제 1 ~ 5 중량%를 투입하고 5 ~ 15분간 교반한 후, IPA 1 ~ 3 중량%를 넣고 5 ~ 15뷴간 더 교반한다.
상기 S300 단계에서 레벨링제는는 잉크 표면의 표면장력을 조절하여 레벨링(Leveling)성을 향상시켜주고 또한 저장안정성과 품질개선을 목적으로 첨가되는 것이고, 상기 IPA는 각 조성물의 반응속도 및 그 작업성을 최적화시키기 위한 용매의 일종으로써 퍼짐성 및 선명성을 양호하게 하기 위해 첨가되는 것이다.
한편, 상기 S300 단계의 각 조성물의 함량 및 교반 시간이 상기 범위를 벗어날 경우, 퍼짐성, 선명성, 저장안정성 등의 향상효율이 저하되거나 또는 분산성이 저하될 우려가 있지만, 반드시 상기 범위에 한정되는 것은 아니고 인쇄 대상물의 사용환경 및 조건 등에 대응하여 가변적일 수 있다.
그리고, 상기 S300 단계에서 물질명이 한정되지 않은 레벨링제의 경우 아크릴 중합체, 히드록시카르복실산 중합체, 알킬렌옥시드 중합쇄 또는 BYK - 378(BYK사, 독일) 등을 사용할 수 있지만, 이 역시 이미 공지된 물질로써 상기 종류에 한정되는 것은 아니고 이미 공지된 다양한 종류의 분산제, 안료 및 증점제를 선택적으로 사용할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 세라믹 코팅층에 대한 패드 인쇄용 잉크의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 패드 인쇄용 잉크는 상기와 같은 제조방법 및 조성에 의해 퍼짐성이 양호하고 선명성이 향상될 뿐만 아니라 인쇄 품질 및 저장안정성 등이 우수해지며, 이는 아래 평가 내용을 통해 증명한다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 실시예에 의해 한정되는 것을 아니다.
1. 세라믹 코팅층에 대한 패드 인쇄용 잉크의 제조
(실시예 1)
에탄올 2 중량%, 프로필렌글리콜 6 중량%, IPA 1 중량% 및 분산제(BYK - 192(BYK사, 독일)) 3 중량%를 투입 후, 교반하면서 안료(Dupont R-902(Dupont사, 미국)) 58 중량% 및 증점제(H3300VF(BYK사, 독일)) 28 중량%를 투입하고 35분간 교반하고(S100), 상기 교반 시, 분산매체로써 지르코니아볼을 사용하여 입도 0.01㎛으로 분산한 후(S200), 레벨링제(BYK - 378(BYK사, 독일)) 1 중량%를 투입하고 15분간 교반한 후, IPA 1 중량%를 넣고 15뷴간 더 교반하여 패드 인쇄용 잉크를 제조(S300)하였다.
(실시예 2)
에탄올 4 중량%, 프로필렌글리콜 8 중량%, IPA 3 중량% 및 분산제(BYK - 192(BYK사, 독일)) 5 중량%를 투입 후, 교반하면서 안료(Dupont R-902(Dupont사, 미국)) 45 중량% 및 증점제(H3300VF(BYK사, 독일)) 30 중량%를 투입하고 30분간 교반하고(S100), 상기 교반 시, 분산매체로써 지르코니아볼 또는 글래스볼을 사용하여 입도 2㎛으로 분산한 후(S200), 레벨링제(BYK - 378(BYK사, 독일)) 3 중량%를 투입하고 10분간 교반한 후, IPA 2 중량%를 넣고 10뷴간 더 교반하여 패드 인쇄용 잉크를 제조(S300)하였다.
(실시예 3)
에탄올 6 중량%, 프로필렌글리콜 10 중량%, IPA 5 중량% 및 분산제(BYK - 192(BYK사, 독일)) 7 중량%를 투입 후, 교반하면서 안료(Dupont R-902(Dupont사, 미국)) 32 중량% 및 증점제(H3300VF(BYK사, 독일)) 32 중량%를 투입하고 25분간 교반하고(S100), 상기 교반 시, 분산매체로써 글래스볼을 사용하여 입도 10㎛으로 분산한 후(S200), 레벨링제(BYK - 378(BYK사, 독일)) 5 중량%를 투입하고 5분간 교반한 후, IPA 3 중량%를 넣고 5뷴간 더 교반하여 패드 인쇄용 잉크를 제조(S300)하였다.
(비교예 1)
실시예 1과 동일하게 제조하되, 프로필렌글리콜 대신 폴리에틸렌글리콜을 사용하였다.
(비교예 2)
실시예 2와 동일하게 제조하되, 에탄올 대신 물을 사용하고, 증점제를 첨가하지 않았다.
(비교예 3)
실시예 3과 동일하게 제조하되, 분산제(BYK - 192(BYK사, 독일))를 사용하지 않았다.
2. 세라믹 코팅층에 대한 패드 인쇄용 잉크의 평가
피인쇄물의 표면에 세라믹 코팅층을 형성시키고 지촉건조한 뒤에 상기 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 3에 따른 잉크조성물을 패드 인쇄한 후, 그 퍼짐성, 선명성 및 인쇄품질을 육안으로 평가하였으며, 그 결과는 도 2 내지 6에 나타내었다.
먼저, 실시예 1과 비교예 1을 비교하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 프로필렌글리콜을 사용한 실시예 1이 폴리에틸렌글리콜을 사용한 비교예 1에 비하여 퍼짐성이 양호함을 알 수 있으며, 이로 인해 도 3에 도시된 바와 같이 실시예 1이 비교예 1에 비하여 선명성이 우수함을 알 수 있다.
그리고, 실시예 2와 비교예 2를 비교하면, 도 4에 도시된 바와 같이 증점제를 사용한 실시예 2가 증점제를 사용하지 않은 비교예 2에 비하여 선명성이 우수함을 알 수 있으며, 또한 도 5에 도시된 바와 같이 알코올을 사용한 실시예 2가 물을 사용한 비교예 2에 비하여 인쇄품질이 향상되었음을 알 수 있다.
또한, 실시예 3과 비교예 3을 비교하면, 도 6에 도시된 바와 같이 분산제를 사용한 실시예 3이 분산제를 사용하지 않은 비교예 3에 비하여 우수한 인쇄 품질을 나타냄을 알 수 있다.
즉, 본 발명은 에탄올, 프로필렌글리콜, IPA, 분산제, 안료, 증점제, 레벨링제 등으로 이루어지는 패드 인쇄용 잉크의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 패드 인쇄용 잉크를 제공함으로써, 퍼짐성이 양호하고 선명성이 향상될 뿐만 아니라 인쇄 품질 및 저장안정성 등이 우수해짐을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 세라믹 코팅층에 대한 패드 인쇄용 잉크의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 패드 인쇄용 잉크를 상기의 바람직한 실시 예를 통해 설명하고, 그 우수성을 확인하였지만 해당 기술 분야의 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (5)
- 세라믹 코팅층에 대한 패드 인쇄용 잉크의 제조방법에 있어서,
에탄올, 프로필렌글리콜, IPA 및 분산제를 투입 후, 교반하면서 안료와 증점제를 투입하고 교반하는 단계(S100); 상기 교반 시, 분산매체를 투입하여 분산하는 단계(S200); 및 상기 S200 단계 후, 레벨링제를 투입하고 교반한 후, IPA를 넣고 더 교반하는 단계(S300);를 포함하여 이루어지되,
상기 S100 단계는 에탄올 2 ~ 6 중량%, 프로필렌글리콜 6 ~ 10 중량%, IPA 1 ~ 5 중량% 및 분산제 3 ~ 7 중량%를 투입 후, 교반하면서 안료 32 ~ 58 중량% 및 증점제 28 ~ 32 중량%를 투입하고 25 ~ 35분간 교반하며,
상기 S200 단계는 분산매체로써 지르코니아(zirconia)볼 또는 글래스(glass)볼을 사용하여 입도 0.01 ~ 10㎛으로 분산하고,
상기 S300 단계는 레벨링제 1 ~ 5 중량%를 투입하고 5 ~ 15분간 교반한 후, IPA 1 ~ 3 중량%를 넣고 5 ~ 15뷴간 더 교반하는 것을 특징으로 하는, 세라믹 코팅층에 대한 패드 인쇄용 잉크의 제조방법.
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- 제 1항에 따른 제조방법에 의해 제조되는 패드 인쇄용 잉크.
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