DE112016003393B4

DE112016003393B4 - Keramikdrucktintenzusammensetzung mit antibakterieller Funktion sowie deren Verwendung

Info

Publication number: DE112016003393B4
Application number: DE112016003393.1T
Authority: DE
Inventors: Chung Kwon Park
Original assignee: Thermolon Korea Co Ltd
Current assignee: Thermolon Korea Co Ltd
Priority date: 2015-07-28
Filing date: 2016-07-26
Publication date: 2022-02-17
Anticipated expiration: 2036-07-27
Also published as: KR101573790B1; US20180163065A1; JP6652234B2; US10640663B2; JP2018525464A; WO2017018776A1; DE112016003393T5; CN107690457A

Abstract

Keramikdrucktintenzusammensetzung mit antibakterieller Funktion, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung 10 bis 25 Gew.-% entionisiertes Wasser, 4 bis 13 Gew.-% Propylenglykol, 0,5 bis 4 Gew.-% Propylenglycolmethyletheracetat-Lösungsmittel, 0,4 bis 4 Gew.-% Propylenglycolmethylether-Lösungsmittel, 2 bis 5 Gew.-% Isopropylalkohol, 0,1 bis 2 Gew.-% eines Dispergiermittels, 15 bis 35 Gew.-% eines Pigments, 5 bis 65 Gew.-% eines Rheologiemodifikators und 3 bis 7 Gew.-% einer wässrigen antibakteriellen Zusammensetzung umfasst, wobei der Rheologiemodifikator ausgewählt ist aus Harnstoff, Siliziumdioxid und Urethanlösung, wobei die wässrige antibakterielle Zusammensetzung Siliziumdioxid-Nanoröhren, die Silbernanoteilchen enthalten, umfasst, und wobei die wässrige antibakterielle Zusammensetzung hergestellt wird, indem 45 bis 55 Gewichtsteile Siliziumdioxid-Nanoröhren, 30 bis 40 Gewichtsteile eines Benetzungs-/Dispergiermittels, 30 bis 40 Gewichtsteile eines Co-Lösungsmittels und 4 bis 6 Gewichtsteile eines Antischaummittels in 100 Gewichtsteile entionisiertes Wasser gegeben und dispergiert werden, wobei die Siliziumdioxid-Nanoröhren 20000 bis 100000 ppm Silbernanoteilchen enthalten.

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Keramikdrucktintenzusammensetzung, die es ermöglicht, dass ein Muster stabil und leicht auf eine keramische Beschichtung gedruckt wird und die eine antibakterielle Funktion aufweist, sowie deren Verwendung in einem Verfahren zum Drucken eines Musters zwischen oder auf eine keramische Beschichtung.
STAND DER TECHNIK
In den letzten Jahren wurde eine keramische Beschichtung auf einem Küchengerät, wie einem Reiskocher oder dergleichen, ausgebildet, um dem Küchengerät eine Funktionalität, wie zum Beispiel Antihafteigenschaften, zu verleihen. Andererseits werden verschiedene Arten von Mustern (z. B. eine Bezugslinie zum Einstellen des Wasserpegels eines Reiskochers, usw.) auf das Küchengerät gedruckt oder eingraviert.
Typischerweise ist es jedoch schwierig, solche Muster auf keramischen Beschichtungen zu drucken. Wenn beispielsweise die keramische Beschichtung gebildet wird und dann mit flüssiger Tinte bedruckt wird, bevor die gebildete keramische Beschichtung ausgehärtet ist, breitet sich die Tinte aus, wodurch die Muster nicht deutlich gedruckt werden. Wenn zudem die keramische Beschichtung gebildet wird und dann mit flüssiger Tinte gedruckt wird, nachdem die gebildete keramische Beschichtung ausgehärtet ist, tritt das Problem auf, dass die gedruckten Muster von der keramischen Beschichtung aufgrund einer schwachen gegenseitigen Anhaftung zwischen der bei hoher Temperatur gehärteten Keramik und der flüssigen Tinte abgelöst werden.
Daher wird typischerweise die innere Oberfläche des Reiskochers weggeschnitten, und dann werden Muster, wie beispielsweise eine Bezugslinie und dergleichen, darauf eingraviert, was zu einer Verkomplizierung des Herstellungsprozesses und zu einer Erhöhung der Herstellungskosten führt.
Bei einem Versuch, das vorstehende Problem zu lösen, wurde ein Küchengerät mit einer keramischen Druckschicht und ein Verfahren zum Bilden eines keramischen Drucks vorgeschlagen, wie es in der koreanischen offengelegten Patentveröffentlichung KR 10 2003 0 080 753 A offenbart ist. In dieser Patentveröffentlichung wird eine keramische Beschichtung auf der inneren Oberfläche des Küchengeräts einschließlich eines Metallhauptkörpers gebildet, und dann wird Keramiktinte darauf in einem halbgehärteten Zustand aufgedruckt und bei hoher Temperatur vollständig ausgehärtet. Dieses keramische Druckformverfahren bringt jedoch das Problem mit sich, dass es nur eine teilweise Änderung des Herstellungsverfahrens bedeutet und die verwendete Tinte selbst nicht für die keramische Beschichtung geeignet ist, und somit ein Muster nicht einwandfrei auf der keramischen Beschichtung gedruckt wird. Da sich des Weiteren das Interesse derzeit zunehmend auf Umwelt und Hygiene konzentriert, nimmt der Verbrauch von verschiedenen Arten von antibakteriellem Geschirr zu. Daher besteht ein Bedarf für eine antibakterielle Funktion für eine solche Keramikdrucktintenzusammensetzung.
KR 100999170 B1 offenbart eine wässerige antibakterielle Zusammensetzung. US 2010/0167078 A1 offenbart Nanotinten, die ein Dispergiermittel und Nanopulver aus gemahlenen Nanofasern enthalten. US2005/0074589 A1 offenbart druckbare, leitfähige Zusammensetzungen, die einen flüssigen Träger und Nanostrukturen enthalten.
CN 103937327 A beschreibt hochtemperaturstabile wasserlösliche Keramiktinten, die Aluminiumoxid enthalten.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Dementsprechend wurde die vorliegende Erfindung gemacht, um die zuvor beschriebenen Probleme zu lösen, die im Stand der Technik auftreten, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Keramikdrucktintenzusammensetzung bereitzustellen, die durch Mischen von entionisiertem Wasser, Propylenglycol, Propylenglycolmethyletheracetat (PMA) -Lösungsmittel, Propylenglycolmethylether (PM) - Lösungsmittel, Isopropylalkohol (IPA), einem Dispergiermittel, einem Pigment, einem Rheologiemodifikator und einer wässrigen antibakteriellen Zusammensetzung hergestellt wird, so dass das Musterdrucken stabil und einfach auf einer keramischen Beschichtung durchgeführt werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Keramikdrucktintenzusammensetzung bereitzustellen, die die wässrige antibakterielle Zusammensetzung umfasst, wie sie in dem koreanischen Patent KR 100999170 B1 offenbart ist, das zuvor von der Anmelderin eingereicht und registriert wurde, um eine antibakterielle Funktion aufzuweisen.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Keramikdrucktintenzusammensetzung bereitzustellen, die in einem Verfahren zum Drucken eines Musters verwendet wird, bei dem das Muster durch Tampon-, Sieb- oder Stempeldrucken zwischen oder auf keramische Beschichtungen gedruckt wird, insbesondere werden keramische (Sol-Gel-) Beschichtungen (1-Schicht, 2-Schicht, 3-Schicht, etc.) ausgebildet bis sie berührungsfest sind (set-to-touch), und danach wird die Keramikdrucktintenzusammensetzung auf die Beschichtung aufgetragen und wird gleichzeitig mit den Beschichtungen erhitzt und gehärtet, so dass die Binde- und Haftfestigkeit der Keramikdrucktintenzusammensetzung verbessert wird, um zu ermöglichen, dass das Musterdrucken auf der keramischen Beschichtung stabiler und einfacher durchgeführt werden kann.
TECHNISCHE LÖSUNG
Um die vorstehenden Aufgaben zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine Keramikdrucktintenzusammensetzung mit einer antibakteriellen Funktion bereit, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung 10 bis 25 Gew.-% entionisiertes Wasser, 4 bis 13 Gew.-% Propylenglykol, 0,5 bis 4 Gew.-% PMA-Lösungsmittel, 0,4 bis 4 Gew.-% PM-Lösungsmittel, 2 bis 5 Gew.-% IPA, 0,1 bis 2 Gew.-% eines Dispergiermittels, 15 bis 35 Gew.-% eines Pigments, 5 bis 65 Gew.-% eines Rheologiemodifikators und 3 bis 7 Gew.-% einer wässrigen antibakteriellen Zusammensetzung umfasst, wobei der Rheologiemodifikator ausgewählt ist aus Harnstoff, Siliziumdioxid und Urethanlösung, wobei die wässrige antibakterielle Zusammensetzung Siliziumdioxid-Nanoröhren, die Silbernanoteilchen enthalten, umfasst, und wobei die wässrige antibakterielle Zusammensetzung hergestellt wird, indem 45 bis 55 Gewichtsteile Siliziumdioxid-Nanoröhren, 30 bis 40 Gewichtsteile eines Benetzungs-/Dispergiermittels, 30 bis 40 Gewichtsteile eines Co-Lösungsmittels und 4 bis 6 Gewichtsteile eines Antischaummittels in 100 Gewichtsteile entionisiertes Wasser gegeben und dispergiert werden, wobei die Siliziumdioxid-Nanoröhren 20000 bis 100000 ppm Silbernanoteilchen enthalten.
Außerdem ist die Keramikdrucktintenzusammensetzung mit antibakterieller Funktion vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass die Siliziumdioxid-Nanoröhren feine Poren mit einer Größe von 30 bis 50 nm enthalten und eine Gesamtlänge von 1 bis 30 µm aufweisen.
VORTEILHAFTE EFFEKT
Die vorliegende Erfindung hat die folgenden Effekte. Ein Beschichtungsbindemittel wird während eines Druck- /Trocknungs-/Härtungsprozesses absorbiert, um eine Bindungsstärke der Tinte selbst und eine feste Bindung zwischen der Tinte und der keramischen Beschichtung zu erreichen. Zusätzlich besitzt die Keramikdrucktintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung eine antibakterielle Funktion durch Verwendung der wässrigen antibakteriellen Zusammensetzung, so dass die Gesamtzusammensetzung eine gute Mischbarkeit aufweisen kann, so dass die antibakterielle Funktion der wässrigen antibakteriellen Zusammensetzung nicht behindert wird. Ferner kann die Keramikdrucktintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung eine gute Benetzbarkeit in Bezug auf die keramische Beschichtung durch Einstellen der Oberflächenspannung verwirklichen, und eine Fließfähigkeit und Trocknungseigenschaft aufweisen, die geeignet sind, um die Tampon-, Sieb- oder Stempeldruckfähigkeit und die Lagerstabilität sicherzustellen. Darüber hinaus kann die Keramikdrucktintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung auf die keramische Beschichtung, insbesondere eine Sol-Gel-Antihaftbeschichtung, gedruckt werden und kann den Effekt der Beschichtung auf eine Veränderung der physikalischen Eigenschaften an der Druckstelle minimieren, indem gute Haftungseigenschaften sichergestellt und die Bestandteile ausgewählt werden.
BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Keramikdrucktintenzusammensetzung mit antibakterieller Funktion. Es ist anzumerken, dass nachfolgend nur Teilbereiche, die zum Verständnis des technischen Aufbaus der vorliegenden Erfindung notwendig sind, beschrieben werden, und von der Beschreibung der verbleibenden Teilbereiche wird abgesehen, um zu vermeiden, dass der Gegenstand der vorliegenden Erfindung überdeckt wird.
Die Keramikdrucktintenzusammensetzung mit einer antibakteriellen Funktion gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachstehend im Detail beschrieben.
Die Keramikdrucktintenzusammensetzung mit einer antibakteriellen Funktion der vorliegenden Erfindung umfasst 10 bis 25 Gew.-% entionisiertes Wasser, 4 bis 13 Gew.% Propylenglykol, 0,5 bis 4 Gew.-% Propylenglykolmethyletheracetat (PMA) - Lösungsmittel, 0,4 bis 4 Gew.-% Propylenglykolmethylether (PM) -Lösungsmittel, 2 bis 5 Gew.-% Isopropylalkohol (IPA), 0,1 bis 2 Gew.-% eines Dispergiermittels, 15 bis 35 Gew.% eines Pigments, 5 bis 65 Gew.-% eines Rheologiemodifikators und 3 bis 7 Gew.-% der wässerigen antibakteriellen Zusammensetzung.
Das entionisierte Wasser wird zugegeben, um zu verhindern, dass während der Dispergierung eine Gelierung auftritt, während es jeder Zusammensetzungskomponente ermöglicht wird, ausreichend dispergiert zu werden. Das Propylenglykol, das PMA-Lösungsmittel, das PM-Lösungsmittel und das IPA sind jeweils eine Art Lösungsmittel zur Maximierung der Reaktionsgeschwindigkeit und Verarbeitbarkeit jeder Zusammensetzungskomponente. Das Dispergiermittel wird zugegeben, damit das Pigment, das später beschrieben wird, gleichmäßig in der Zusammensetzung dispergiert wird. Das Pigment wird hinzugefügt, um der Tintenzusammensetzung Farbe zu verleihen. Der Rheologiemodifikator wird zugegeben, um Fließfähigkeit zu verleihen, die geeignet ist, die Druckfähigkeit und Lagerstabilität sicherzustellen. Diese Zusammensetzungskomponenten sind Materialien, die auf dem Gebiet der Tintenzusammensetzungen weit verbreitet sind und auf dem Fachgebiet bereits bekannt sind, und daher wird von einer detaillierten Beschreibung dieser abgesehen, um Redundanz zu vermeiden. Die Inhalte der Zusammensetzungskomponenten wurden wie zuvor beschrieben spezifiziert, sind jedoch nicht darauf beschränkt, und können in Abhängigkeit von einem zu bedruckenden Objekt, der Verwendungsumgebung des zu bedruckenden Objekts, der Art des Drucks und dergleichen variieren.
Unterdessen können, falls unter den Zusammensetzungskomponenten deren Materialnamen nicht in der Zusammensetzung definiert sind, als Dispergiermittel ein Acrylpolymer, ein Hydroxycarbonsäurepolymer, eine Alkylenoxidpolymerkette, BYK®-192 (Firma BYK, Deutschland) oder dergleichen, verwendet werden. Titandioxid, Eisen-Aluminium-Titanat, Eisenoxid, Ruß (carbon black), Ultramarinblau, Dupont™ R-902 (Dupont Co., Ltd., USA) oder dergleichen können als Pigment verwendet werden. Als Rheologiemodifikator wird Siliziumdioxid, Harnstoff oder Urethanlösung verwendet, zum Beispiel RM-825 (Firma Rohm und Haas, USA). Verschiedene Arten von Materialien, die bereits auf diesem Fachgebiet bekannt sind, können als Dispergiermittel und Pigment verwendet werden.
Die wässerige antibakterielle Zusammensetzung wird zugegeben, um der Keramikdrucktintenzusammensetzung antibakterielle Eigenschaften zu verleihen, und die wässerige antibakterielle Zusammensetzung, wie sie in dem koreanischen Patent KR 100999170 B1 offenbart ist, das zuvor von der Anmelderin eingereicht und registriert wurde, wird verwendet. Die wässerige antibakterielle Zusammensetzung wird hergestellt, indem 45 bis 55 Gewichtsteile Siliziumdioxid-Nanoröhren, 30 bis 40 Gewichtsteile eines Benetzungs-/Dispergiermittels, 30 bis 40 Gewichtsteile eines Co-Lösungsmittels und 4 bis 6 Gewichtsteile eines Antischaummittels in 100 Gewichtsteile entionisiertes Wasser gegeben und dispergiert werden, und Siliziumdioxid-Nanoröhren werden verwendet, die 20000 bis 100000 ppm Silbernanoteilchen enthalten.
Die Siliziumdioxid-Nanoröhren sind Silbernanopartikel enthaltende Siliziumdioxid-Nanoröhren mit einer hohen Dispersionskraft, wie in dem koreanischen Patent KR 101010677 B1 offenbart ist, das zuvor von der Anmelderin eingereicht und registriert wurde. Nanopartikel sind in den Siliziumdioxid-Nanoröhren enthalten, die feine Poren mit einer Größe von 30 bis 50 nm enthalten. Die Gesamtlänge der Siliziumdioxid-Nanoröhren ist auf ein Niveau in der Größenordnung von 1 bis 30 µm eingestellt, und die Siliziumdioxid-Nanoröhren weisen eine ausgezeichnete Dispersionskraft auf, da ein Koagulationsphänomen oder dergleichen in keiner Art von wasserlöslichem Lösungsmittel auftritt. Unterdessen beträgt der Gehalt der in den Siliziumdioxid-Nanoröhren enthaltenen Silbernanoteilchen 20000 bis 100000 ppm. Wenn der Gehalt der Silbernanopartikel weniger als 20000 ppm beträgt, kann die antibakterielle Aktivität nicht ausreichend ausgeprägt sein. Im Gegensatz dazu kann, wenn der Gehalt der Silbernanoteilchen 100000 ppm übersteigt, ein Problem dahingehend auftreten, dass die Herstellungskosten der Siliziumdioxid-Nanoröhren ohne eine signifikante Zunahme der antibakteriellen Leistung steigen, was zu wirtschaftlicher Ineffizienz führt. Unterdessen sind die Siliziumdioxid-Nanoröhren in einer Menge von 45 bis 55 Gewichtsteilen in 100 Gewichtsteilen entionisiertem Wasser enthalten. Wenn der Gehalt der Siliziumdioxid-Nanoröhren in dem entionisierten Wasser geringer als die untere Grenze des oben angegebenen Bereichs ist, kann die antibakterielle Eigenschaft verschlechtert sein. Im Gegensatz dazu können, wenn der Gehalt der Siliziumdioxid-Nanoröhren in dem entionisierten Wasser die obere Grenze des zuvor spezifizierten Bereichs überschreitet, Unannehmlichkeiten bei der Verwendung durch Zusammenbacken auftreten, die durch Agglomeration der wässrigen antibakteriellen Zusammensetzung aufgrund des übermäßigen Gehalts an Siliziumdioxid-Nanoröhren verursacht werden.
Das Benetzungs-/Dispergiermittel ist ein Additiv, das sowohl Benetzungs- als auch Dispergierfunktionen aufweist. Das Benetzungs-/Dispergiermittel bewirkt, die Dispergierung der Siliziumdioxid-Nanoröhren in der wasserbasierten Zusammensetzung zu erleichtern und das Auftreten eines Reagglomerationsphänomens zu hemmen. Mit anderen Worten weist das Benetzungs-/Dispergiermittel eine oberflächenaktive Struktur auf, in der ein Molekül sowohl eine polare hydrophile Gruppe als auch eine unpolare hydrophobe Gruppe enthält, und dient dazu, die Grenzflächenspannung zwischen den Oberflächen der Siliziumdioxid-Nanoröhren und der Harzlösung zu verringern, um dadurch eine Diffusionskraft zu erhöhen, was zu einer Beschleunigung der Benetzung und somit zu einer Erhöhung der Dispersionskraft der wässerigen antibakteriellen Zusammensetzung führt. Außerdem ist das Benetzungs-/Dispergiermittel in einer Menge von 30 bis 40 Gewichtsteilen in 100 Gewichtsteilen entionisiertem Wasser enthalten. Wenn der Gehalt des Benetzungs-/Dispergiermittels weniger als 30 Gewichtsteile beträgt, kann die Dispergierbarkeit der Siliziumdioxid-Nanoröhren beeinträchtigt sein. Wenn im Gegensatz dazu der Gehalt des Benetzungs-/Dispergiermittels 40 Gewichtsteile übersteigt, kann eine Veränderung der physikalischen Eigenschaften der wasserbasierten Zusammensetzung ohne eine bemerkenswerte Verbesserung der Dispergierbarkeit der Siliziumdioxid-Nanoröhren verursacht werden, was zu wirtschaftlicher Ineffizienz führt. Unterdessen ist das Benetzungs-/Dispergiermittel, das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, vorzugsweise eines oder mehrere, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Aryl-Typ, einem Polyester-Typ, einem Polyether-Typ und einem Acryl-Typ, die eine pigmentaffine Gruppe aufweisen. Insbesondere ist beispielsweise das Benetzungs-/Dispergiermittel, das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, vorzugsweise eines oder mehrere, ausgewählt aus DISPERBYK®-190, 191, 192, 194, 2015, 2090 und 2091 (BYK Chemie GmbH, Deutschland).
Außerdem enthält die erfindungsgemäße wässrige antibakterielle Zusammensetzung vorzugsweise zusätzlich das Co-Lösungsmittel, um den Siliziumdioxid-Nanoröhren Benetzbarkeit zu verleihen und das Gleichgewicht des Lösungsmittels einzustellen. Das Co-Lösungsmittel bewirkt eine Verbesserung der Benetzbarkeit der Siliziumdioxid-Nanoröhren und erhöht den Siedepunkt, indem es mit Wasser gemischt wird, um dadurch eine Verdampfung des Lösungsmittels zu verhindern, das heißt, das Gleichgewicht des Lösungsmittels einzustellen. Zusätzlich ist das Co-Lösungsmittel in einer Menge von 30 bis 40 Gewichtsteilen in 100 Gewichtsteilen entionisiertem Wasser enthalten. Wenn der Gehalt des Co-Lösungsmittels weniger als 30 Gewichtsteile beträgt, kann den Siliziumdioxid-Nanoröhren die Benetzbarkeit nicht einwandfrei verliehen werden. Wenn im Gegensatz dazu der Gehalt des Co-Lösungsmittels 40 Gewichtsteile übersteigt, kann das Gleichgewicht des Lösungsmittels nicht ausreichend eingestellt werden, und es kann ein Problem bei der Verarbeitbarkeit des Anstrichs auf Wasserbasis aufgrund des überschüssigen Gehalts des Co-Lösungsmittels auftreten. Insbesondere ist beispielsweise das Co-Lösungsmittel, das in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, vorzugsweise eines oder mehrere, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Butylglycol, Ethylglycol, Propylenglycol, Butylcellosolve, Isopropylalkohol und Propylenglycolmethylether.
Ferner enthält die wässrige antibakterielle Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung zusätzlich das Antischaummittel, um so die Bildung von Schäumen und dergleichen zu unterdrücken, wenn die wasserbasierte Zusammensetzung gemischt wird. In der vorliegenden Erfindung dient das Antischaummittel zur Entfernung von Luftblasen, die in der wasserbasierten Zusammensetzung erzeugt werden. Zusätzlich ist das Antischaummittel in einer Menge von 4 bis 6 Gewichtsteilen in 100 Gewichtsteilen entionisiertem Wasser enthalten. Wenn der Gehalt des Antischaummittels weniger als 4 Gewichtsteile beträgt, können Luftblasen, die beim Mischen der wasserbasierten Zusammensetzung erzeugt werden, nicht ausreichend entfernt werden. Wenn im Gegensatz dazu der Gehalt des Antischaummittels 6 Gewichtsteile übersteigt, kann eine Veränderung anderer physikalischer Eigenschaften der wasserbasierten Zusammensetzung verursacht werden, ohne eine bemerkenswerte Verbesserung der Entfernungswirkungen von Luftblasen, die in der wasserbasierten Zusammensetzung erzeugt werden, zu erzielen.
Das Antischaummittel, das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist vorzugsweise eine Verbindung auf Polysiloxanbasis. Insbesondere ist das Antischaummittel vorzugsweise BYK®-024 (BYK Chemie GmbH, Deutschland).
Deshalb kann die Keramikdrucktintenzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung eine antibakterielle Funktion aufgrund der vorstehenden Zusammensetzung aufweisen. In einem Prozess des Druckens eines Musters unter Verwendung der Keramikdrucktintenzusammensetzung wird das Muster zwischen den oder auf die keramischen Beschichtungen durch Tampon-, Sieb- oder Stempeldrucken gedruckt. Insbesondere werden keramische (Sol-Gel-) Beschichtungen (1-Schicht, 2-Schicht, 3-Schicht, usw.) ausgebildet bis sie berührungsfest sind, und danach wird die Keramikdrucktintenzusammensetzung auf die Beschichtung aufgetragen und wird gleichzeitig mit den Beschichtungen erhitzt und ausgehärtet. Somit wird die Bindungs- und Haftstärke der Keramikdrucktintenzusammensetzung verstärkt, um zu ermöglichen, dass das Musterdrucken auf der keramischen Beschichtung stabiler und einfacher durchgeführt werden kann. Hierbei können als keramische Beschichtungen (Sol-Gel-Schichten) verschiedene im Stand der Technik bereits bekannte keramische Beschichtungen verwendet werden. Zum Beispiel können als keramische Beschichtungen (Sol-Gel-Schichten) verschiedene keramische Beschichtungen verwendet werden, die in den koreanischen Patenten KR 101104680 B1 und KR 101510444 B1 der Anmelderin offenbart sind, sie sind aber nicht darauf beschränkt und können verschiedene im Stand der Technik bereits bekannte keramische Beschichtungen sein. Ferner kann in dem Fall, in dem die keramischen Beschichtungen mit ihnen beschichtet sind, die in Grundierungsbeschichtung und Deckbeschichtung unterteilt sind, die Grundierungsbeschichtung als farbige oder transparente Beschichtung und die Deckbeschichtung als transparente Beschichtung implementiert werden.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen detaillierter beschrieben. Es sollte erkannt werden, dass der Umfang der Erfindung nicht nur auf diese Beispiele beschränkt ist.
1. Herstellung einer Keramikdrucktintenzusammensetzung
Beispiel 1
Eine Keramikdrucktintenzusammensetzung wurde hergestellt durch Mischen von 10 Gew.-% entionisiertem Wasser, 4 Gew.-% Propylenglykol, 0,5 Gew.-% PMA-Lösungsmittel, 0,4 Gew.-% PM-Lösungsmittel, 2 Gew.-% IPA, 0,1 Gew.-% eines Dispergiermittels (BYK®-192), 15 Gew.-% eines Pigments (Dupont™ R-902), 65 Gew.-% eines Rheologiemodifikators (RM-825) und 3 Gew.-% der wässerigen antibakteriellen Zusammensetzung.
In diesem Fall wurde die wässerige antibakterielle Zusammensetzung hergestellt, indem 45 Gewichtsteile Siliziumdioxid-Nanoröhren, 30 Gewichtsteile eines Benetzungs-/Dispergiermittels (DISPERBYK®-190), 30 Gewichtsteile eines Co-Lösungsmittels (Butylglycol) und 4 Gewichtsteile eines Antischaummittels (BYK®-024) in 100 Gewichtsteile entionisiertes Wasser gegeben und dispergiert wurden, und es wurden Siliziumdioxid-Nanoröhren verwendet, die 20000 ppm Silbernanoteilchen enthalten, die mit feinen Poren einer Größe von 30 nm gebildet sind und die eine Gesamtlänge von 1 µm aufweisen.
Beispiel 2
Eine Keramikdrucktintenzusammensetzung wurde durch Mischen von 20 Gew.-% entionisiertem Wasser, 8 Gew.-% Propylenglykol, 3 Gew.-% PMA-Lösungsmittel, 3 Gew.% PM-Lösungsmittel, 4 Gew.-% IPA, 1 Gew.-%, eines Dispergiermittels (BYK®-192), 31 Gew.-% eines Pigments (Dupont™ R-902), 25 Gew.-% eines Rheologiemodifikators (RM-825) und 5 Gew.-% der wässerigen antibakteriellen Zusammensetzung hergestellt.
In diesem Fall wurde die wässrige antibakterielle Zusammensetzung hergestellt, indem 50 Gewichtsteile Siliziumdioxid-Nanoröhren, 35 Gewichtsteile eines Benetzungs-/Dispergiermittels (DISPERBYK®-190) und 35 Gewichtsteile eines Co-Lösungsmittels (Butylglycol) und 5 Gewichtsteile eines Antischaummittels (BYK®-024) in 100 Gewichtsteile entionisiertes Wasser gegeben und dispergiert wurden, und es wurden Siliziumdioxid-Nanoröhren verwendet, die 50000 ppm Silber-Nanopartikel enthalten, die mit feinen Poren mit einer Größe von 40 nm ausgebildet sind und die eine Gesamtlänge von 15 µm aufweisen.
Beispiel 3
Eine Keramikdrucktintenzusammensetzung wurde durch Mischen von 25 Gew.-% entionisiertem Wasser, 13 Gew.-% Propylenglykol, 4 Gew.-% PMA-Lösungsmittel, 4 Gew.-% PM-Lösungsmittel, 5 Gew.-% IPA, 2 Gew.-% eines Dispergiermittels (BYK®-192), 35 Gew.-% eines Pigments (Dupont™ R-902), 5 Gew.-% eines Rheologiemodifikators (RM-825) und 7 Gew.-% der wässerigen antibakteriellen Zusammensetzung hergestellt.
In diesem Fall wurde die wässerige antibakterielle Zusammensetzung hergestellt, indem 55 Gewichtsteile Siliziumdioxid-Nanoröhren, 40 Gewichtsteile eines Benetzungs-/Dispergiermittels (DISPERBYK®-190) und 40 Gewichtsteile eines Cö-Lösungsmittels (Butylglycol) und 6 Gewichtsteile eines Antischaummittels (BYK®-024) in 100 Gewichtsteile entionisiertes Wasser gegeben und dispergiert wurden, und es wurden Siliziumdioxid-Nanoröhren verwendet, die 100000 ppm Silbernanoteilchen enthalten, die mit feinen Poren mit einer Größe von 50 nm ausgebildet sind und eine Gesamtlänge von 30 µm aufweisen.
Vergleichsbeispiel 1
Eine Keramikdrucktintenzusammensetzung gemäß Vergleichsbeispiel 1 wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer, dass die wässrige antibakterielle Zusammensetzung nicht zugegeben wurde.
Vergleichsbeispiel 2
Eine Keramikdrucktintenzusammensetzung gemäß Vergleichsbeispiel 2 wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 hergestellt, außer, dass die wässrige antibakterielle Zusammensetzung nicht zugegeben wurde.
Vergleichsbeispiel 3
Eine Keramikdrucktintenzusammensetzung gemäß Vergleichsbeispiel 3 wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, außer, dass die wässrige antibakterielle Zusammensetzung nicht zugegeben wurde.
2. Bewertung der keramischen Druckfarbenzusammensetzung
(1) Bewertung der antibakteriellen Eigenschaft
Ein Test auf antibakterielle Aktivität wurde an Escherichia coli und Staphylococcus aureus basierend auf JIS Z 2801 : 2006 (antibakterielle Produkte, Testverfahren für antibakterielle Eigenschaften, antibakterielle Wirkung) durchgeführt. Die Testergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigt. Als Teststämme wurden Escherichia coli ATCC 8739 beziehungsweise Staphylococcus aureus ATCC 6538p verwendet. Zusätzlich wurde ein antibakterieller Aktivitätswert (R) durch die folgende Gleichung berechnet: $Antibakterieller Aktivit \ddot{a} tswert (R) = [log (B / A) / log (C / A)] = [log (B / C)]$
In der obigen Gleichung bedeutet

A: ein Durchschnittswert der Anzahl lebensfähiger Zellen unmittelbar nach einer unbehandelten Probe
B: ein Durchschnittswert der Anzahl lebensfähiger Zellen nach 24 Stunden Inokulation einer unbehandelten Probe
C: ein Durchschnittswert der Anzahl lebensfähiger Zellen nach 24 Stunden Inokulation einer antibakteriell behandelten Probe

Teststück	Bsp. 1	Bsp. 2	Bsp. 3	Vgl. Bsp. 1	Vgl. Bsp. 2	Vgl. Bsp. 3
Antibakterieller Test (E. coli)	Antibakterieller Aktivitätswert (R)	6.1 log	6.1 log	6.2 log	Zeigt keine antibaterielle Funktion
Antibakterieller test (S. aureusi)	Antibakterieller Aktivitätswert (R)	3.3 log	3.4 log	3.5 log	Zeigt keine antibaterielle Funktion

Aus der vorstehenden Tabelle 1 ist ersichtlich, dass die Keramikdrucktintenzusammensetzungen gemäß den Beispielen der vorliegenden Erfindung eine ausgezeichnete antibakterielle Funktion aufweisen.
(2) Bewertung der Benetzbarkeit
Eine keramische Beschichtung wurde auf der Oberfläche eines zu bedruckenden Gegenstands ausgebildet bis sie berührungsfest wurde (set-to-touch). Danach wurden die in den Beispielen 1 bis 3 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 hergestellten Tintenzusammensetzungen auf die keramische Beschichtung stempelgedruckt, erhitzt und gehärtet. Dann wurden die Wasserkontaktwinkel gegen die Oberflächen der gedruckten Tintenzusammensetzungen durch ein Kontaktwinkelmessverfahren gemessen, das die Schritte umfasst: Waschen der Oberflächen der gedruckten Tintenzusammensetzungen mit einem schwach alkalischen Detergens oder einer neutralen wässrigen Detergenslösung und einem Schwamm; Trocknen der gewaschenen Oberflächen; Tropfen von Wassertröpfchen auf die getrockneten Oberflächen; und Messen der Wasserkontaktwinkel gegen die Oberflächen der gedruckten Tintenzusammensetzungen unter Verwendung einer Kontaktwinkelmessvorrichtung (SEO300A, Surface und Electro-Optics Co., Ltd., Korea). Die Ergebnisse der Messung der Wasserkontaktwinkel sind in der folgenden Tabelle 2 gezeigt.
(3) Bewertung der Haftung

Eine keramische Beschichtung wurde auf der Oberfläche des zu bedruckenden Gegenstands gebildet bis sie berührungsfest wurde. Danach wurden die in den Beispielen 1 bis 3 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 hergestellten Tintenzusammensetzungen auf die keramische Beschichtung stempelgedruckt, erhitzt und gehärtet. Dann wurden die Oberflächen der gedruckten Tintenzusammensetzungsschichten quergeschnitten auf eine Größe von 1 mm x 1 mm (10 x 10ea), und 5 Minuten lang in abgekochtes Wasser eingetaucht und dann getrocknet. Dann wurden die quergeschnittenen gedruckten Tintenzusammensetzungsschichten mit einem Tesafilm abgelöst, und dann wurde eine Beurteilung hinsichtlich der Haftung an den abgelösten gedruckten Tintenzusammensetzungsschichten vorgenommen. Die Ergebnisse der Bewertung der Haftung sind in der folgenden Tabelle 2 gezeigt. [Tabelle 2]

Teststück		Bsp. 1	Bsp. 2	Bsp. 3	Vgl. Bsp. 1	Vgl. Bsp. 2	Vgl. Bsp. 3
Benetzbarkeit	Wasserkontaktwinkel	20°	22°	21°	82°	80°	81°
Haftung	Haftungsrate	100%	100%	100%	20%	20%	20%
					(Ablöserate von mehr als 80%)	(Ablöserate von mehr als 80%)	(Ablöserate von mehr als 80%)

Aus der vorstehenden Tabelle 2 ist ersichtlich, dass die Keramikdrucktintenzusammensetzungen gemäß den Beispielen der vorliegenden Erfindung eine ausgezeichnete Benetzbarkeit und Haftung gegenüber der keramischen Oberfläche aufweisen, so dass das Musterdrucken stabil und einfach auf der keramischen Beschichtung durchgeführt werden kann.
Wie vorstehend beschrieben wurde, während die bevorzugten Ausführungsformen einer Keramikdrucktintenzusammensetzung mit einer antibakteriellen Funktion gemäß der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit spezifischen beispielhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben und veranschaulicht wurden und die hervorragende Qualität der Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung bestätigt wurde, ist es für den Fachmann ohne weiteres klar, dass die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung lediglich veranschaulichend sind und dass verschiedene Modifikationen und Änderungen an der vorliegenden Erfindung innerhalb des technischen Rahmens und des Umfangs der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, vorgenommen werden können.
BESTE AUSFÜHRUNGSFORM
Bei einer besten Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Keramikdrucktintenzusammensetzung mit einer antibakteriellen Funktion gemäß der vorliegenden Erfindung 10 bis 25 Gew.-% entionisiertes Wasser, 4 bis 13 Gew.-% Propylenglykol, 0,5 bis 4 Gew.-% PMA-Lösungsmittel, 0,4 bis 4 Gew.-% PM-Lösungsmittel, 2 bis 5 Gew.-% IPA, 0,1 bis 2 Gew.-% eines Dispergiermittels, 15 bis 35 Gew.-% eines Pigments, 5 bis 65 Gew.-% eines Rheologiemodifikators und 3 bis 7 Gew.% einer wässrigen antibakteriellen Zusammensetzung, wobei der Rheologiemodifikator ausgewählt ist aus Harnstoff, Siliziumdioxid und Urethanlösung, wobei die wässrige antibakterielle Zusammensetzung Siliziumdioxid-Nanoröhren, die Silbernanoteilchen enthalten, umfasst, und wobei die wässrige antibakterielle Zusammensetzung hergestellt wird, indem 45 bis 55 Gewichtsteile Siliziumdioxid-Nanoröhren, 30 bis 40 Gewichtsteile eines Benetzungs-/Dispergiermittels, 30 bis 40 Gewichtsteile eines Co-Lösungsmittels und 4 bis 6 Gewichtsteile eines Antischaummittels in 100 Gewichtsteile entionisiertes Wasser gegeben und dispergiert werden, wobei die Siliziumdioxid-Nanoröhren 20000 bis 100000 ppm Silbernanoteilchen enthalten.
Zusätzlich können die Siliziumdioxid-Nanoröhren vorzugsweise feine Poren mit einer Größe von 30 bis 50 nm enthalten und eine Gesamtlänge von 1 bis 30 µm aufweisen.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Beschichtungsbindemittel während eines Druck-/Trocknungs-/Härtungsprozesses absorbiert werden, um eine Bindungsfestigkeit der Tinte selbst und eine feste Bindung zwischen der Tinte und der keramischen Beschichtung zu erreichen. Zusätzlich besitzt die Keramikdrucktintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung eine antibakterielle Funktion durch Verwendung der wässrigen antibakteriellen Zusammensetzung, so dass die Gesamtzusammensetzung eine gute Mischbarkeit aufweisen kann, so dass die antibakterielle Funktion der wässrigen antibakteriellen Zusammensetzung nicht behindert wird. Ferner kann die Keramikdrucktintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung eine gute Benetzbarkeit in Bezug auf die keramische Beschichtung durch Einstellen der Oberflächenspannung verwirklichen, und eine Fließfähigkeit und Trocknungseigenschaft aufweisen, die geeignet sind, die Tampon-, Sieb- oder Stempeldruckfähigkeit sowie die Lagerstabilität sicherzustellen. Darüber hinaus kann die Keramikdrucktintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung auf die keramische Beschichtung, insbesondere eine Sol-Gel-Antihaftbeschichtung, gedruckt werden, und kann den Effekt der Beschichtung auf eine Veränderung der physikalischen Eigenschaften an der Druckstelle durch Gewährleisten von guten Haftungseigenschaften und der Auswahl der Bestandteile minimieren. Daher wird erwartet, dass die Keramikdrucktintenzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung in industriellen Anwendungen weit verbreitet sein wird.

Claims

Keramikdrucktintenzusammensetzung mit antibakterieller Funktion, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung 10 bis 25 Gew.-% entionisiertes Wasser, 4 bis 13 Gew.-% Propylenglykol, 0,5 bis 4 Gew.-% Propylenglycolmethyletheracetat-Lösungsmittel, 0,4 bis 4 Gew.-% Propylenglycolmethylether-Lösungsmittel, 2 bis 5 Gew.-% Isopropylalkohol, 0,1 bis 2 Gew.-% eines Dispergiermittels, 15 bis 35 Gew.-% eines Pigments, 5 bis 65 Gew.-% eines Rheologiemodifikators und 3 bis 7 Gew.-% einer wässrigen antibakteriellen Zusammensetzung umfasst, wobei der Rheologiemodifikator ausgewählt ist aus Harnstoff, Siliziumdioxid und Urethanlösung, wobei die wässrige antibakterielle Zusammensetzung Siliziumdioxid-Nanoröhren, die Silbernanoteilchen enthalten, umfasst, und wobei die wässrige antibakterielle Zusammensetzung hergestellt wird, indem 45 bis 55 Gewichtsteile Siliziumdioxid-Nanoröhren, 30 bis 40 Gewichtsteile eines Benetzungs-/Dispergiermittels, 30 bis 40 Gewichtsteile eines Co-Lösungsmittels und 4 bis 6 Gewichtsteile eines Antischaummittels in 100 Gewichtsteile entionisiertes Wasser gegeben und dispergiert werden, wobei die Siliziumdioxid-Nanoröhren 20000 bis 100000 ppm Silbernanoteilchen enthalten.
Keramikdrucktintenzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Siliziumdioxid-Nanoröhren feine Poren mit einer Größe von 30 bis 50 nm enthalten und eine Gesamtlänge von 1 bis 30 µm aufweisen.
Verwendung einer Keramikdrucktintenzusammensetzung mit antibakterieller Funktion gemäß einem der Ansprüche 1-2 in einem Verfahren zum Drucken eines Musters zwischen oder auf eine keramische Beschichtung.
Verwendung nach Anspruch 3, wobei das Verfahren ein Tampon-, Sieb- oder Stempeldruckverfahren ist und/oder wobei die keramische Beschichtung eine Sol-Gel-Antihaftbeschichtung ist.