KR100776585B1 - 승화성 전사 잉크 조성물을 이용한 부직포 벽지 및 이의 제조방법 - Google Patents

승화성 전사 잉크 조성물을 이용한 부직포 벽지 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 승화성 전사 잉크 조성물을 이용한 부직포 벽지 및 이를 제조방법에 관한 것으로, 배면지, 상기 배면지 일부 또는 전부에 도포되어 있는 접합제, 상기 배면지 상부에 위치하며 접합제을 통하여 하부 배면지와 접합하는 부직포, 및 상기 부직포 상부에 인쇄되어 있는 승화성 염료 케이크 2 내지 10 %, 분산제 15 내지 25 %, 용제 10 내지 15 %, 암모니아 2 내지 10 %, 소포제 0.1 내지 5 %, 및 H2O 40 내지 70 %를 사용하는 것을 특징으로 하는 부직포 벽지 및 이의 제조 방법을 제공함으로써 유기 용제의 휘산에 따른 인체에 유해하거나 또는 화재시 염화수소 및 다이옥신의 발생이 없는 친화경적인 벽지를 제공할 수 있다.
승화성 전사 잉크 조성물, 승화성 염료 케이크, 부직포, 벽지

Description

승화성 전사 잉크 조성물을 이용한 부직포 벽지 및 이의 제조방법{NON-WOVEN FABRICS WALLPAPER FOR SUBLIMATABLE TRANSCRIPTION INK COMPOSITION AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 벽지의 단면을 나타내는 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 때한 부호의 설명
10: 배면지
20: 접착제
30: 부직포
40: 난연제
50: 잉크조성물
본 발명은 승화성 전사 잉크 조성물을 이용한 부직포 벽지 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화학물질의 휘산이 없는 친환경적인 승화성 분산 염료를 이용하는 부직포 벽지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
벽지는 통상적으로 직포나 종이로 된 배면지의 표면에 특정의 문양을 스크린 인쇄, 또는 동판이나 그라비아 인쇄하여 만들어지고 있으나, 어떤 종류를 막론하고 인쇄에 사용되는 잉크는 유성 잉크로 메틸에틸케톤(Methyl Ethyl Keton:MEK), 톨루엔(toluene), 에탄올(ethanol), 아세톤(acetone) 및 페인트를 소정비로 혼합한 것이 사용되고 있다.
상기 벽지에 인쇄된 잉크가 함유하고 있는 톨루엔은 공해 물질로 잘 알려져 있고, 최근에는 이것이 주거 환경으로 휘산되어서 기관지 천식의 원인으로 작용한다는 사실이 알려지면서 개선되어야 할 과제로 주목되고 있다. 또한, 인체에 유독한 다이옥신(dioxin)류가 발생할 수 있다.
더욱이 상기 잉크를 구성하는 화학 물질은 물에 용해되지 않는 성질을 가지고 있기 때문에 이 잉크를 사용하여 인쇄된 종이는 재생 시에 특별한 화학제 처리를 거쳐야 하는 등 많은 공해 유발 요인을 가지고 있다.
한편, 보통 벽지의 재료로는 용도에 따라서 다양하게 사용되고 있으나, 폴리 염화비닐 수지 등의 합성 수지를 발포시켜 이를 시트화하여 발포 벽지, 실크 벽지 등으로 사용하고 있으나, 작업시 공해 물질이 많이 발생하고 또한 화재시에는 염화수소라는 유독물이 많이 발생하여 인체에 아주 유해하다는 문제점이 있다.
따라서, 생활 수준이 향상됨에 따라 건강하고 쾌적한 삶을 추구하는 현대인들의 욕구가 늘어나게 되었으며, 이러한 경향은 벽지에도 영향을 미쳐, 벽지는 실내를 장식하는 단순한 장식적 기능에서 나아가서 감상의 대상으로서의 심미성과, 촉감의 우수성, 화재 시에 잘 타지 않는 방염성과, 외부의 소음이 내부로 들어오지 않고 내부에서 발생하는 소음도 차단하여 줌으로써 아파트 생활을 하는 등의 밀접해진 이웃 사이에 발생하기 쉬운 소음을 줄일 수 있는 방음기능 및 어느 정도의 충격에도 견딜 수 있는 내구성을 갖추는 것이 요구되고 있다.
이러한 경향에 의하여 벽지에 방음성 및 방충성 내지는 방향성을 부가한 벽지용 부직포가 개발되어 시판되고 있으나, 이 역시 벽지에 인쇄된 잉크에는 휘산되는 화학물질이 함유되어 있어 환경 문제가 대두될 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 위에서 설명한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 화학물질의 휘산이 없어 친환경적인 부직포 벽지 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
배면지;
상기 배면지 일부 또는 전부에 도포되어 있는 접합제;
상기 배면지 상부에 위치하며 접합제을 통하여 하부 배면지와 접합하는 부직포에 있어서,
부직포 상부에 승화성 전사 잉크 조성물로 이루어진 인쇄층은 승화성 염료 케이크가 2 내지 10%, 분산제 15 내지 25%, 용제 10 내지 15%, 암모니아 2 내지 10%, 소포제 0.1 내지 5%, 및 H2O 40 내지 70%를 사용하는 것을 특징으로 하는 부직포 벽지를 제공한다.
또한, 본 발명은
ⅰ) 그라비아 롤에 승화성 전사 잉크 조성물을 일정 모양 및 무늬로 형성하는 단계,
ⅱ) 배면지에 부직포가 형성되어 있는 벽지 기재를 상기 그라비아 롤 사이로 이송시키는 단계, 및
ⅲ) 상기 그라비아 롤 사이로 벽지 기재가 통과하는 동안 일정 온도를 가해주는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 승화성 전사 잉크 조성물을 사용하는 벽지의 제조 방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 승화성 전사 잉크 조성물을 이용하는 벽지 및 그 제조 방법을 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 벽지의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 먼저, 배면지(10)와 부직포(30)를 접착제(20)를 사용하여 결합한다.
상기 배면지(10)로는 통상의 백상 종이를 80 내지 130g/㎡을 사용하며, 상기 접착제(20)로는 수용성 풀인 에틸렌비닐알콜(ethylene vinyl alcohol:EVA)을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 부직포와 접착하여 건조 공정 및 전사 공정 중 열을 가하는 경우 부직포가 열에 의하여 수축 현상이 일어나므로 정상적인 제품이 되기 위해서는 일정량 이상의 배면지의 중량이 필요하다.
이때, 배면지에는 난연성을 부가하기 위하여 난연제를 포함할 수 있다.
상기 난연제(40)로는 인산암모늄, 인산수소2암모늄, 황산암모늄, 붕산, 붕산암모늄, 설파민산암모늄, 할로겐 인산에스테르, 삼산화안티몬, 삼염화안티몬, 티타늄디클로로아세테이트, 염화파라핀, 페놀설폰산등을 사용할 수 있고, 나이트 코팅법을 이용하여 도포한다.
난연제의 사용량은 물 100g에 대하여 5 내지 20 중량부를 사용하며, 5 중량부 미만인 경우에는 난연성이 충분히 부여되지 않고, 20 중량부 초과이면, 벽지에 특성에 영향을 줄 수 있으므로 바람직하지 않다.
또한, 상기 부직포로는 일반적인 폴리에스테르 섬유를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 부직포(30)는 10 내지 130g/㎡을 사용한다. 이는 위에서 배면지에 대하여 설명한 바와 동일하게 공정 중 열을 가하는 공정에서 열에 의한 수축 현상이 일어나므로 일정량 이상의 부직포의 중량이 필요하다.
그리고 나서, 상기 부직포(30) 상면에 수용성 잉크로 인쇄하여 무늬, 모양등을 형성하여 벽지를 완성한다.
이때, 먼저, 상기 수용성 잉크로 인쇄된 부직포(30) 상면에 다시 한번 난연제(40)를 도포하여 벽지에 난연성을 부여할 수 있다. 이때 사용되는 난연제는 위에서 언급한 난연제와 동일한 난연제를 사용하며, 건조 과정 중 부직포(30)에 흡수되어 존재하게 된다.
그러나, 통상적으로 부직포(30)는 일반적인 수용성 잉크를 인쇄하는 경우에는 부직포의 표면이 울퉁불퉁하기 때문에 수성 잉크와 부직포 간의 접착력이 나빠 인쇄가 불량하기 때문에 인쇄 후 물 걸레 등과 같은 것에 의하여 인쇄된 잉크가 묻어 날 수 있다. 따라서, 통상적으로 수성 잉크를 부직포에 인쇄하는 경우에는 수지와 같은 유기물을 함께 혼합하여 사용하므로 추후 유기물의 휘산에 의한 환경 오염이 예상된다. 따라서, 본원 발명에서는 수용성 잉크로는 승화성 전사 잉크를 이용한다.
본 발명에서 사용되는 잉크는 승화성 전사 잉크 조성물로 승화성을 갖는 염료이다. 승화성 염료란 고상에서 일정 온도 이상에서는 고체상에서 기체상으로 변화가 일어나는 염료를 말하며, 분산제가 첨가되어 있지 않은 염료를 말한다.
본 발명에서는 상기 승화성 염료를 케이크 상의 것을 이용하여야 하며, 수분 함유량이 거의 없어야 공정 중 압력에 의한 수분 증발에 의한 폭발 등을 방지할 수 있으므로 수분을 98% 이상 건조하여야 하며, 또한 염 등의 불순물을 제거하여야 한다.
상기 승화성 염료 케이크는 색상에 따라 다음과 같은 것을 사용하는 것이 바람직하다.
옐로우인 경우 디스퍼스 옐로우(disperse yellow) 54, 64, 119,, 시안(blue) 인 경우 디스퍼스 블루(disperse blue) 56, 79, 183, 359,, 바이올렛(violet)인 경우 디스퍼스 바이올렛(disperse violet) 17, 26, 28, 29, 31,, 오렌지(orange)인 경우 디스퍼스 오렌지 25, 28,, 레드인 경우 디스퍼스 레드 60, 62, 92를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 승화성 염료 케이크는 2 내지 10 %를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 승화성 전사 잉크 조성물에서는 상기 승화성 염료 케이크를 일정하게 고르게 분산시키기 위하여 분산제(solsperse)를 사용한다.
상기 분산제는 일반적으로 옷감에 사용되는 안료 및 염료를 분산시키기 위하여 사용되는 분산제를 사용하면 된다.
상기 분산제는 15 내지 25%를 사용하는 것이 바람직하다. 15% 미만를 사용하는 경우에는 상기 승화성 염료들이 뭉쳐져 있고, 25%을 초과 사용하는 경우에는 분산 후 염료들이 침전을 일으키므로 바람직하지 않다.
또한, 상기 승화성 염료 케이크를 녹이기 위해 용제를 사용하고, 본 발명의 승화성 전사 잉크 조성물을 사용할 때 융점을 강하시키기 위하여 사용한다. 상기 용제로는 프로필렌글라이콜(propyleneglycol), 에틸렌글리콜, 디에틸렌글라이콜, 디프로필렌글라이콜, 디프로필렌글라이콜, 글리세린 중 1 종 이상을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 용제는 10 내지 15 %를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 물은 불순물을 제거한 증류수 또는 순수를 사용하는 것이 바람직하다. 불순물이 존재하는 경우에는 일광 견뢰도 등 본 발명의 승화성 전사 잉크 조성물의 특성이 저하되므로 물 속에 포함되어 있는 불순물은 제거되는 것이 바람직하다.
상기 물은 40 내지 70%를 사용하며, 70%를 초과 사용하는 경우에는 잉크 사용시 건조속도를 느리게 하고, 40%미만 사용하는 경우 건조속도를 너무 빠르게 하므로 바람직하지 않다.
.
이와 같은 승화성 전사 잉크 조성물을 그라비아 인쇄법을 사용하여 부직포(30)에 전사하여 무늬, 모양 등을 형성한다.
인쇄 방법은 먼저, 배면지(10)에 접착제(20)를 혼합하여 준비하고, 이와는 별도로 제조한 부직포(30)를 90℃ 내외의 온도에서 함께 건조하여 벽지 기재(60)를 제조한다.
이때, 상기 접착제에는 부가적으로 향균제, 향취제가 함께 들어갈 수 있다.
그리고 나서, 2 내지 3차례 100℃ 내외의 온도에서 벽지 기재(60)를 롤 사이로 통과시키면서 건조시킨 후 승화성 잉크 조성물이 형성되어 있는 그라비아 롤 사이로 배면지에 부직포가 형성되어 있는 벽지 기재(60)를 이송시킨다. 이때, 롤에는 180 내지 280℃의 온도에서 공정을 진행한다.
그러면, 그라비아 롤에 인쇄되어 있는 승화성 잉크 조성물(50)이 승화되면서 벽지 기재(60)로 전사되어 부직포(30) 상면에 인쇄되게 된다.
이때, 상기 그라비아 롤에는 150 내지 180 묵 정도의 심도로 홀이 형성되어 있다.
가해주는 열은 잉크가 승화되어 벽지 기재로 전사되어야 하므로 승화성 전사 잉크(50)의 승화 온도인 180℃ 이상이 되어야 하고, 280℃초과일 경우 경우에는 최종 생산물인 벽지의 특성에 영향을 줄 수 있으므로 너무 고온이어도 바람직하지 않다.
또한, 전사 공정은 2 내지 60초 정도의 시간으로 열을 가하여 진행한다.
한편, 그라비아 인쇄법으로 인쇄시 직접 그라비아 롤에 승화성 잉크 조성물을 형성하기 어려운 경우에는 그라비아 롤에 승화성 전사 잉크가 인쇄되어 있는 전사 섬유를 먼저 제작하고, 이 전사 섬유를 그라비아 롤에 감은 상태에서 그라비아 롤 사이로 부직포를 포함하는 벽지 기재를 열을 가하면서 이송시킴으로써 승화성 전사 잉크가 벽지 기재로 전사되도록 할 수 있다
한편, 본 발명에서는 난연성을 부여하기 위하여 상기 잉크 조성물을 부직포(30)에 인쇄한 후에 다시 한 번 더 난연제를 승화성 전사 잉크(50)가 전사되어 있는 부직포(30) 전면에 걸쳐 난연제(40)를 도포할 수 있다.
또한, 난연제(40)를 직접 사용하지 않고, 난연성 폴리에스테르를 일정 성분 부직포 제작시 함유시켜 부직포 자체가 난연성을 부여할 수 있도록 한다.
이상과 같이, 제조된 수성 잉크를 사용하는 벽지의 경우 벽지 시공시 수용성 잉크를 사용하기 때문에 유기 용제 등이 휘산되어 환경에 악영향을 주는 것을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 제시한다. 다만, 하기 실시 예는 본 발명 더욱 잘 이해하기 위하여 제시되는 것일 뿐 본 발명이 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
먼저, 통상의 백상 종이 80g/㎡에 난연제로 인산암모늄 10 중량부와 향균제, 향취제를 함께 혼합하고 수용성 풀인 EVA를 함께 혼합하여 배면지를 준비하였다. 그리고, 이와는 별도로 부직포로 폴리에스테르 130g/㎡에 난연제로 인산암모늄 10 중량부를 함께 혼합하여 준비한 후 위에서 준비한 배면지와 함께 롤 사이로 이송하면서 90℃의 온도에서 건조하여 벽지 기재를 제조하였다. 그리고, 나서 계속하여 상기 벽지 기재를 2 내지 3차례 정도 100℃ 내외로 건조시킨 후 잉크가 인쇄되어 있는 그라비아 롤 사이로 이송시켜 200℃ 내외로 40초간 인쇄 공정을 진행하여 벽지를 제조하였다. 사용되는 잉크로는 옐로우인 경우 디스퍼스 옐로우 54, 10kg 2.5%,, 시안인 경우 디스퍼스 블루 359, 10kg 3%,, 레드인 경우 디스퍼스 레드 60, 10kg 3.5%,, 바이올렛인 경우 디스퍼스 바이올렛 28, 10kg 7%를 사용하였다.
실시예 2
통상의 백상 종이가 110g/㎡이고, 부직포로 폴리에스테르 15g/㎡이며, 승화 공정의 온도가 250℃에서 20초간 진행하고, 사용된 잉크로는 옐로우인 경우 디스퍼스 옐로우 54, 10kg 5%,, 시안인 경우 디스퍼스 블루 359, 10kg 5%,, 레드인 경우 디스퍼스 레드 60, 10kg 5%,, 바이올렛인 경우 디스퍼스 바이올렛 28, 10kg 7%를 사용하였다.
이상과 같이 제조된 본원 발명의 벽지의 경우 일광 견뢰도와 마찰 견뢰도가 4급 이상으로 접착력이 우수함을 알 수 있어, 유성 잉크를 사용하지 않으면서도 부직포에 대한 접착력, 즉 인쇄 특성이 우수하므로 친환경적인 부직포 벽지를 제공할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서 승화성 전사 잉크 조성물을 이용한 부직포 벽지는 수용성이므로 제조된 부직포 벽지를 사용하는 경우 유기 용제의 휘산에 따른 환경 문제 발생을 억제할 수 있고, 또한, 화재시 부직포로 인한 염화수소 가스 발생이 없으며, 다이옥신 발생이 없는 친화경적인 부직포 벽지를 제공할 수 있다.

Claims (12)

  1. 배면지;
    상기 배면지 일부 또는 전부에 도포되어 있는 접합제;
    상기 배면지 상부에 위치하며 접합제을 통하여 하부 배면지와 접합하는 부직포에 있어서,
    부직포 상부에 승화성 전사 잉크 조성물로 이루어진 인쇄층은 승화성 염료 케이크가 2 내지 10%, 분산제 15 내지 25%, 용제 10 내지 15%, 암모니아 2 내지 10%, 소포제 0.1 내지 5%, 및 H2O 40 내지 70%를 사용하는 것을 특징으로 하는, 승화성 전사 잉크 조성물을 이용한 부직포 벽지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 용제는 프로필렌글라이콜, 에틸렌글라이콜, 디에틸렌글라이콜, 디프로필렌글라이콜 및 글리세린으로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 물질인 것을 특징으로 하는, 승화성 전사 잉크 조성물을 이용한 부직포 벽지.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 승화성 염료 케이크는 옐로우인 경우 디스퍼스 옐로우(disperse yellow) 54, 64, 119,, 시안(blue)인 경우 디스퍼스 블루(disperse blue) 56, 79, 183, 359,, 바이올렛(violet)인 경우 디스퍼스 바이올렛(disperse violet) 17, 26, 28, 29, 31, 오렌지(orange)인 경우 디스퍼스 오렌지 25, 28,, 레드인 경우에는 디스퍼스 레드 60, 62, 92인 것을 특징으로 하는, 승화성 전사 잉크 조성물을 이용한 부직포 벽지.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 배면지는 통상의 백상 종이를 80 내지 130g/㎡을 사용하고, 상기 부직포는 10 내지 130g/㎡을 사용하는 것을 특징으로 하는, 승화성 전사 잉크 조성물을 이용한 부직포 벽지
  5. 삭제
  6. ⅰ) 그라비아 롤에 승화성 전사 잉크 조성물을 일정 모양 및 무늬로 형성하는 단계;
    ⅱ) 배면지에 부직포가 형성되어 있는 벽지 기재를 상기 그라비아 롤 사이로 이송시키는 단계; 및
    ⅲ) 상기 그라비아 롤 사이로 벽지 기재가 통과하는 동안 일정 온도를 가해주는 단계,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 승화성 전사 잉크 조성물을 이용한 부직포 벽지의 제조 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 승화성 전사 잉크의 승화온도는 180 내지 280℃로 2 내지 60초간 가열하는 것을 특징으로 하는, 승화성 전사 잉크 조성물을 이용한 부직포 벽지의 제조 방법.
  8. 삭제
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 승화성 전사 잉크 조성물에서 승화성 염료 케이크는 2 내지 10%, 상기 분산제는 15 내지 25%, 상기 용제는 10 내지 15%, 상기 암모니아는 2 내지 10%, 상기 소포제는 0.1 내지 5% 및 상기 H2O는 40 내지 70%를 투입하는 것을 특징으로 하는, 승화성 전사 잉크 조성물을 이용한 부직포 벽지의 제조 방법
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 승화성 염료 케이크는 옐로우인 경우 디스퍼스 옐로우(disperse yellow) 54, 64, 119,, 시안(blue)인 경우 디스퍼스 블루(disperse blue) 56, 79, 183, 359,, 바이올렛인 경우(violet) 디스퍼스 바이올렛(disperse violet) 17, 26, 28, 29, 31,, 오렌지(orange)인 경우 디스퍼스 오렌지 25, 28,, 레드인 경우 디스퍼스 레드 60, 62, 92인 것을 특징으로 하는, 승화성 전사 잉크 조성물을 이용한 부직포 벽지의 제조 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
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