KR100453997B1

KR100453997B1 - 칼라잉크의 조성물과 그 제조방법 및 칼라잉크가 사용된보드

Info

Publication number: KR100453997B1
Application number: KR10-2001-0073718A
Authority: KR
Inventors: 장상준; 김기준
Original assignee: 장상준
Priority date: 2001-11-26
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2004-10-26
Also published as: KR20020000857A

Abstract

본 발명은 폴리스티렌, 플라스틱, 아크릴판, 고무 등에 우수한 품질의 인쇄가 가능하도록 하는 칼라잉크의 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 안료 15~30 중량％, 폴리스티렌과 아크릴이 일정비로 혼합된 바인더 23~36 중량％, 네오펜틸글리콜 14~25 중량％, 탄산칼슘 10~20 중량％, PEG경화 피마자유 4~9 중량％, 안식향산 0.2~1.2 중량％를 혼합하여 130℃에서 60~90분간 교반한 후, 온도를 80℃로 낮추어 분산제 0.5~1.5 중량%, 부틸 셀로솔브 1.5~2.5 중량%, 수성 전색제 3~7 중량%, 팽윤제 2~5 중량% 충진하여 2~4시간 동안 교반한 다음 상온으로 온도가 내려가면 pH를 4~7로 유지시키고 100 메쉬 표준채를 이용하여 이물질을 제거하는 것을 특징으로 하는 칼라잉크의 조성물과 그 제조방법 및 이 칼라잉크를 사용한 보드를 제공함으로써, 종래의 유성잉크의 사용으로 패널의 손상, 안료의 침강, 낮은 색상, 유기용제의 분해, 적용 제품의 한계 등의 문제점을 해결하고, 다양한 재질(폴리스티렌, 플라스틱, 아크릴판, 고무등)의 판에 우수한 품질의 인쇄가 가능하도록 할 뿐만 아니라, 수질오염, 인체 유해, 작업 공정의 고비용, 고임금의 문제를 해결할 수 있으며 간편하게 생산할 수 있어 산업 광고 판넬, 실내/외 이정표, 실내 간판, 명찰 등에 광범위하게 사용할 수 있게 되는 것이다.

Description

칼라잉크의 조성물과 그 제조방법 및 칼라잉크가 사용된 보드{Composition of Color Ink for Foamboard of Polystyrene and manufacturing method therefor}

본 발명은 칼라잉크의 조성물과 그 제조방법 및 칼라잉크가 사용된 보드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안료, 폴리스티렌과 아크릴 바인더, 네오펜틸글리콜, 탄산칼슘, PEG경화 피마자유, 안식향산, 분산제, 부틸 셀로솔브, 수성 전색제, 팽윤제로 구성되는 칼라잉크를 제조함으로써 일반 폼보드에 다양한 디자인, 색상, 이미지의 인쇄가 가능하도록 하는 칼라잉크의 조성물과 그 제조방법 및 칼라잉크가 사용된 보드에 관한 것이다.

일반적으로, 인쇄하고자 하는 적용 제품에 따라 다양한 인쇄방법들이 공지되어 있으며, 인쇄 방법 및 적용 제품에 따라 사용되고 있는 인쇄잉크도 다양하게 변화된다.

예를 들어, 폴리스티렌 등과 같은 판넬에 인쇄시에는 컴퓨터로 문자, 도형, 그림 등을 도안하고 전용 수성 안료잉크를 사용하여 칼라 인쇄한 후, 적용 제품에 사용하였으나, 기존 칼라잉크의 인쇄 방법은 프린팅시 전용 전사지를 사용하여야 하며 천, 종이 등에만 적용할 수 있어 사용 소재에 한계가 있고, 인쇄잉크의 접착률이 낮고 외부 압력에 약하며 유기용제에 의한 탈색 및 분해되는 단점이 있어서, 작업성이 우수함은 물론 가볍고 간편한 발포 플라스틱판을 미술용 화판이나 실내 장식용 글씨조각판, 건축모형재료등에 사용하지 못하고, 딱딱하고 무거운 아크릴판이나 나무판등을 사용하여 모형재료나 화판, 광고판, 이정표등을 제작하였다.

그리고, 아크릴, 플라스틱 등에 인쇄시에는 도안→필름 출력→조판→망사에 감광액 도포→건조→감광제판→수세→건조→인쇄→후처리의 공정으로 구성되는 실크스크린 인쇄 방법이 사용되었으나, 상기 실크스크린 인쇄 방법은 필름 제조, 감광액 도포, 건조, 수세 등 작업 공정이 많으며, 실크스크린 인쇄잉크의 제조시 유독성 유기용제의 사용으로 인하여 인체에 유해하고 수세, 탈지 작업으로 인한 수질오염을 일으키며, 복잡한 작업 공정으로 시간과 인건비가 과다하게 소요되고. 색상 연출의 한계, 칼라 사진 등 디자인에 한계가 있는 문제점이 있었을 뿐 아니라, 그 재료가 되는 아크릴판, 플라스틱등은 무겁고 부피가 클 뿐 아니라 절단이 용이하지 않아서 일반인이 다양한 모양으로 판을 응용하기가 용이하지 않은 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 전용 전사지를 사용하지 않더라도 우수한 품질의 칼라인쇄물을 얻을 수 있게 되며, 폴리스티렌에도 직접 사용할 수 있고, 접착률이 우수하며, 어떠한 제품에라도 칼라인쇄가 가능하도록 하기 위한 것으로, 상기 목적을 달성하기 위하여 안료, 폴리스티렌과 아크릴 바인더, 네오펜틸글리콜, 탄산칼슘, PEG경화 피마자유, 안식향산, 분산제, 부틸셀로솔브, 수성 전색제, 팽윤제로 구성되는 칼라잉크의 조성물과 그 제조방법 및 칼라잉크가 사용된 보드를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예를 하기에서 살펴본다.

본 발명에 따른 칼라잉크의 조성물은 안료 15~30 중량％, 폴리스티렌과 아크릴이 일정비로 혼합된 바인더 23~36 중량％, 네오펜틸글리콜 14~25 중량％, 탄산칼슘 10~20 중량％, PEG경화 피마자유 4~9 중량％, 안식향산 0.2~1.2 중량％, 분산제 0.5~1.5 중량%, 부틸 셀로솔브 1.5~2.5 중량%, 수성 전색제 3~7 중량%, 팽윤제 2~5 중량%로 구성된다.

그리고, 본 발명에 따른 칼라잉크의 제조방법은 안료 15~30 중량％, 폴리스티렌과 아크릴이 일정비로 혼합된 바인더 23~36 중량％, 네오펜틸글리콜 14~25 중량％, 탄산칼슘 10~20 중량％, PEG경화 피마자유 4~9 중량％, 안식향산 0.2~1.2 중량％를 혼합하여 130℃에서 60~90분간 교반한 후, 온도를 80℃로 낮추어 분산제 0.5~1.5 중량%, 부틸 셀로솔브 1.5~2.5 중량%, 수성 전색제 3~7 중량%, 팽윤제 2~5 중량% 충진하여 2~4시간 동안 교반한 다음 상온으로 온도가 내려가면 pH를 4~7로 유지시키고 100 메쉬 표준채를 이용하여 이물질을 제거하는 것으로, 이와 같은 제조방법에 따른 칼라잉크는 고른 분산상으로 침전이 생기지 않게된다.

또한, 본 발명에 따른 칼라잉크가 사용된 보드는 폴리스티렌 패널, 플라스틱패널, 고무판, 아크릴 패널중에서 택일되어 형성된 보드에 상기한 칼라잉크의 제조방법에 따라 제조된 칼라잉크를 사용한 것으로, 상기 보드에는 칼라잉크를 도포나 염색등의 방법으로 사용할 수 있다.

한편, 상기한 본 발명에서 사용되는 안료는 잉크의 색상 발현을 위한 것으로 폼보드 제작용 인쇄에 사용되는 모든 안료는 모두 사용될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 원하는 색상에 따라 특정의 안료를 용이하게 선택하여 사용할 수 있을 것이며, 안료의 배합비가 15중량% 미만이면 잉크의 농도가 낮아져 색상의 발현이 좋지 못하고 30중량%를 초과하면 분산성이 저하되는 문제점이 있으므로 15~30중량%를 배합한다.

그리고, 본 발명의 실시예에서 폴리스티렌과 아크릴 바인더는 한국 폴리머사의 제품을 사용하였으며, 인쇄하고자 하는 적용 제품에 따라 반복 실험을 통하여 가장 적절한 바인더 함량을 적용할 수 있도록 한 것으로, 폴리스티렌과 아크릴을 일정비로 혼합한 바인더를 이용하여 제품에의 적용성을 높일 수 있도록 하며, 일반적으로 그 배합비를 1:1로 혼합하여 이용하고, 전체적인 바인더의 배합비가 23중량% 미만이면 바인더가 부족하여 안료의 분산이 용이치 못하고 36중량%를 초과하면 점도가 지나치게 커져 사용이 어려우므로, 그 배합비를 23∼36중량%로 한다.

계면활성제는 안료와 바인더 및 패널 사이에 침투성을 개선하고 안료 입자가 서로 직접 접하게 되는 것을 방지하며 유동에 대한 저항을 아주 적게 하고 잉크의 항복 값을 저하시키고 고른 표면상의 색조를 향상시키는 역할을 하는 것으로 유화제, 분산제, 침투제, 가용화제, 광택제, 유연제, 대전방지제의 용도로 사용되며, 인쇄면의 종류에 따라 선택 사용할 수 있다.네오펜틸글리콜은 가소제, 윤활제의 역할을 하는 것으로, 그 배합비가 14중량% 미만이면 윤활제로서의 역활이 미미하여 안료의 분산이 용이하지 못하고, 25중량%를 초과하면 잉크가 묽어져 선명한 색상을 얻을 수 없으므로 14~25중량%를 배합한다.탄산칼슘은 잉크의 번짐을 방지하기 위한 것으로, 그 배합비가 10중량% 미만이면 사용시 잉크가 번지게 되어 사용이 용이하자 못하고 20중량%를 초과하면 잉크가 도포 또는 인쇄된 제품의 표면이 과다한 수분증발로 인해 말라붙는 현상이 발생되므로,그 배합비를 10∼20중량%로 한다.PEG경화 피마자유는 유화제로서 사용되며, 그 배합비가 4중량% 미만이면 잉크의 점성이 약하고 피인쇄체에 대한 부착력이 떨어지며, 9중량%를 초과하면 건조성이 느려져 뒷묻음성이 나빠지므로, 그 배합비를 4∼9중량%로 한다.

안식향산은 염료의 성분이 폴리스티렌 내에 흡착된 후에 결합이 잘되도록 하고 항균제의 역할을 하여 보존성을 향상시키고, 염료 색상의 퇴색을 지연시키는 역할을 하는 것으로, 그 배합비가 0.2중량% 미만이면 효과가 미미하고 1.2중량%를 초과하더라도 더 이상의 증진된 효과가 나타나지 않으므로, 그 배합비를 0.2∼1.2중량%로 한다.

분산제로는 A.C 왁스 등 통상의 잉크조성물에 사용되는 모든 분산제를 이용할 수 있는 것으로, 분산제의 배합비가 0.5중량% 미만이면 분산성이 좋지 못하게 되고 1.5중량%를 초과하더라도 더 이상의 증진된 효과가 나타나지 않으므로, 그 배합비를 0.5∼1.5중량%로 한다.부틸 셀로솔브는 용제로서 사용되는 것으로, 배합비가 1.5중량% 미만이면 잉크의 피막 건조성이 빨라지게 되고, 2.5중량%를 초과하면 건조성이 늦어지게 되므로, 그 배합비를 1.5∼2.5중량%로 한다.수성 전색제는 입자 사이의 공극을 메워주기 위한 것으로, 통상적으로 많이 사용되는 수계(水系) 용제를 사용하도록 하며, 배합비가 3중량% 미만이면 입자 사이의 공극이 충분히 채워지지 못하고 7중량%를 초과하면 과량이 되므로, 그 배합비를 3∼7중량%로 한다.팽윤제로는 다가 알코올류나 그 유도체 등을 이용하며, 배합비가 2중량% 미만이면 겔 상태로 충분히 부풀어 오르지 못해 분산성이 좋지 못하고 5중량%를 초과하여도 더 이상의 증진된 효과가 나타나지 않으므로, 그 배합비를 2∼5중량%로 한다.이하 본 발명의 실시예에 대해 설명하도록 한다.

[실시예 1]

안료 20 중량％, 폴리스티렌+아크릴 바인더 30 중량％, 네오펜틸글리콜 20 중량％, 탄산칼슘 15 중량％, PEG경화 피마자유 5 중량％, 안식향산 1 중량％, 분산제 1 중량%, 부틸 셀로솔브 2 중량%, 수성 전색제 4 중량%, 팽윤제 2 중량%의 조성으로 잉크를 제조하였다.

[실시예 2]

안료 20 중량％, 폴리스티렌+아크릴 바인더 30 중량％, 네오펜틸글리콜 20 중량％, 탄산칼슘 15 중량％, PEG경화 피마자유 5 중량％, 안식향산 1 중량％, 분산제 1 중량%, 부틸 셀로솔브 2 중량%, 수성 전색제 4 중량%, 팽윤제 2 중량%로 된 조성 70 중량%에 추가로 바인더 10 중량%와 탄산칼슘 20중량%를 혼합하여 잉크를 제조하였다.

상기한 바와 같은 실시예 1과 실시예 2의 조성비율에 따라 본 발명의 제조방법으로 칼라잉크를 제조한 후, 인쇄용지, 아트지, 폴리스티렌에 각각 실시예 1, 2의 잉크를 칠하고 잉크 지우는 용액으로 지웠지만 전혀 변함이 없었으나, 실시예 1은 팽윤성과 색상이 양호하지만 실시예 2는 탄산칼슘이 많은 까닭으로 침강과 수분 증발로 인한 약간의 말라붙는 현상과 점도가 큼을 알 수 있었다.

그리고, 상기한 실시예 1, 2에 따라 제조된 칼라잉크를 칠한 폼보드를 25℃의 수조에 3시간, 80℃ 수온의 수조에 3시간, 100℃ 수온의 수조에 3시간 동안 담가 놓았다 건조한 후에 색상을 조사하였으나 변함이 없었다.

또한, 상기 시편을 내후성 시험기(Weather-O-Meter)내에서 1, 2, 4, 6, 8,10일간 내후시험을 하였으나 이상이 없었다.

그리고, 상기한 바와 같은 조성 및 제조방법에 따라 제조된 잉크를 사용하여 인쇄를 할 경우에는 아크릴, 폴리스티렌판, 플라스틱, 목재, 종이, 직물지등의 인쇄하고자 하는 적용 대상 제품의 표면에 코팅층을 형성한 후에 본 발명의 칼라 잉크를 이용하여 다양한 디자인, 색상, 이미지로 인쇄를 완료한다.

따라서, 본 발명에 의하면 폴리스티렌 등의 폼보드에 다양한 디자인, 색상, 이미지로 인쇄를 행하므로서 종래의 칼라인쇄의 단점인 전용 전사지의 사용, 낮은 접착률, 유기용제의 사용으로 패널의 분해, 적용 제품의 한계, 다양한 색상 및 디자인의 한계를 해결할 수 있는 효과가 있을 뿐만 아니라, 수질오염, 인체 유해, 작업 공정의 고비용, 고임금의 문제를 해결할 수 있으며 많은 양을 생산할 수 있어 산업 광고 판넬, 실내, 외 이정표, 실내 간판, 명판, 명찰 등과 같이 광범위하게 사용될 수 있는 효과가 있다.

그리고, 상기와 같이 발포된 폴리스티렌 판넬에 우수한 품질의 인쇄를 행할수 있으므로 칼라보드를 칼로 쉽게 자를 수 있고 열커터기를 이용할 경우 자유자재로 모양을 낼 수 있어 각종 모형 재료로 활용할 수 있으므로, 딱딱하고 무거워서 가공성이 없는 아크릴이나 목재판을 대체할 수 있게 되어 경제성이 커지고, 작업성이 향상되며, 다양한 용도로 활용할 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims

칼라잉크의 조성물에 있어서,

안료 15~30 중량％, 폴리스티렌과 아크릴이 일정비로 혼합된 바인더 23~36 중량％, 네오펜틸글리콜 14~25 중량％, 탄산칼슘 10~20 중량％, PEG경화 피마자유 4~9 중량％, 안식향산 0.2~1.2 중량％, 분산제 0.5~1.5 중량%, 부틸 셀로솔브 1.5~2.5 중량%, 수성 전색제 3~7 중량%, 팽윤제 2~5 중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는 칼라잉크의 조성물.
칼라잉크의 제조방법에 있어서,

안료 15~30 중량％, 폴리스티렌과 아크릴이 일정비로 혼합된 바인더 23~36 중량％, 네오펜틸글리콜 14~25 중량％, 탄산칼슘 10~20 중량％, PEG경화 피마자유 4~9 중량％, 안식향산 0.2~1.2 중량％를 혼합하여 130℃에서 60~90분간 교반한 후, 온도를 80℃로 낮추어 분산제 0.5~1.5 중량%, 부틸 셀로솔브 1.5~2.5 중량%, 수성 전색제 3~7 중량%, 팽윤제 2~5 중량% 충진하여 2~4시간 동안 교반한 다음 상온으로 온도가 내려가면 pH를 4~7로 유지시키고 100 메쉬 표준채를 이용하여 이물질을 제거하는 것을 특징으로 하는 칼라잉크의 제조방법.
폴리스티렌 패널, 플라스틱 패널, 고무판, 아크릴 패널중에서 택일되어 형성된 보드에 있어서,

상기 보드에 청구항 2의 제조방법에 따라 제조된 칼라잉크가 사용된 것을 특징으로 하는 칼라잉크가 사용된 보드.