KR100887705B1 - 유해성을 배제한 망점 인쇄 잉크 조성물의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
OPP, PET, 폴리에틸렌 및 나일론 필름 등의 표면에 망점 인쇄하기 위한 망점 인쇄 잉크 조성물의 제조방법이 개시된다. 이를 위해, 이온수와 에탄올을 혼합하는 단계; 상기 혼합용매 45 내지 50 중량부에 제올라이트 액상 2 내지 4 중량부를 혼합하고 균질 교반하여 1차 혼합물을 형성하는 단계; 상기 1차 혼합물에 착색염료 0.5 내지 5 중량부 및 매염제 3 내지 7 중량부를 혼합하여 2차 혼합물을 형성하는 단계; 상기 2차 혼합물에 바인더로서 수용성 합성수지 45 내지 50 중량부를 혼합하여 3차 혼합물을 형성하는 단계; 및 상기 3차 혼합물을 겔화하는 단계를 포함하는 망점 인쇄 잉크 조성물의 제조방법이 제공된다. 상기 방법은 겔화 전에 향을 첨가하는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 방법에 의해서 제조된 망점 인쇄 잉크 조성물은 유해성을 최대한 배제한 재료만을 원료로 사용하여 유해물질을 방출하지 않으며, 망점 인쇄시 인쇄 적성이 좋고, 색상 선명도 또한 우수하다.
망점 인쇄, 잉크, 합성수지, 폴리비닐부틸알콜, 바인더, 착색염료, 매염제
Description
본 발명은 OPP, PET, 폴리에틸렌, 또는 나일론 필름 등의 표면 또는 이면에 망점 인쇄 방식에 의해 채색하거나 문양을 인쇄하는데 사용되는 인쇄 잉크 조성물의 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는, 유해물질을 방출하지 않으며, 착색염료 및 매염제가 함유되어 망점 인쇄시 선명한 색상의 문양을 인쇄할 수 있는 인쇄 잉크 조성물의 제조방법에 관한 것이다.
비닐포장, OPP, PET 등의 필름 표면에 문양을 인쇄하는데 사용되는 합성 잉크는 색상을 나타내는 합성 착색염료, 상기 합성 착색염료가 망점 인쇄시 접착되도록 접착력을 제공하는 합성수지 재질의 바인더, 및 상기 합성 착색염료와 바인더를 용해하는 유기용매로 구성된다. 이러한 합성 잉크는 용매로서 사용되는 유기용매뿐만 아니라, 합성 착색염료와 바인더의 제조에 사용되는 유기용매까지도 함유되기 때문에, 상기 합성 잉크로부터 인체에 유해한 포름알데히드와 같은 휘발성 유기화합물이 발산되어 인체에 악영향을 미치게 된다.
특히, 잉크는 인체의 직면한 부위에 직접 접촉하는 품목이기 때문에, 종래의 유기용매가 함유된 합성 잉크로 채색되거나 문양이 인쇄된 위생용품은 휘발성 유기화합물이 발산되어 사용자의 건강에 심각한 영향을 미칠 수 있다.
상기와 같은 문제로 인해서 수성 망점 인쇄 잉크가 사용되고 있으나, 이러한 인쇄용 수성 망점 인쇄 잉크는 흡착성을 지니며, 비록 용매로서 물과 알콜의 혼합용매를 사용하고는 있지만, 바인더나 착색염료를 합성하는데 사용되는 유기용매로 인하여 인쇄용 수성 잉크로부터 휘발성 유기용매가 발산되어, 상기 수성 잉크를 사용하여 채색되거나 문양이 인쇄된 용품도 사용자의 건강에 영향을 미친다는 문제가 있다.
또한, 천연 재료로 이루어진 천연 잉크도 사용되고 있으나, 이러한 천연 재료로 이루어진 잉크는 결합력이 부족하여 수지 필름이나 위생용품 등에 제대로 인쇄되지 않는다는 고유의 특성 때문에, 현실적으로 위생용품 등에 천연 잉크를 사용하여 인쇄하는 것은 대단히 곤란하고, 인쇄된 색상이 선명하지 못하다는 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 천연 재료에 결합력을 부여하는 합성 매염제가 첨가된 잉크를 사용하여 위생용품을 제조할 수는 있으나, 이러한 경우에는 잉크에 함유된 합성 매염제로부터 휘발성 유기화합물이 발산되므로, 천연 재료로 이루어진 잉크를 사용하는 의미를 상실하게 된다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 수성 에틸알콜을 용매로 사용하여 유해물질을 방출하지 않으며, 착색염료 및 천연 매염제가 함유되어 선명한 색상의 문양을 인쇄할 수 있는 망점 인쇄 잉크 조성물을 제공하는 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는
이온수와 에탄올을 혼합하는 단계;
상기 혼합용매 45 내지 50 중량부에 제올라이트 액상 2 내지 4 중량부를 혼합하고 균질 교반하여 1차 혼합물을 형성하는 단계;
상기 1차 혼합물에 착색염료 0.5 내지 5 중량부 및 매염제 3 내지 7 중량부를 혼합하여 2차 혼합물을 형성하는 단계;
상기 2차 혼합물에 바인더로서 수용성 합성수지 45 내지 50 중량부를 혼합하여 3차 혼합물을 형성하는 단계; 및
상기 3차 혼합물을 겔화하는 단계
를 포함하는 망점 인쇄 잉크 조성물의 제조방법이 제공된다.
다른 실시예에서, 상기 방법은 3차 혼합물의 겔화 전에 향을 첨가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 방법에 의해 제조된 망점 인쇄 잉크 조성물은 재현성이 우수하며, 착색염료 및 매염제가 함유되어 OPP, PET, 나일론 또는 폴리에틸렌 필름의 표면 또는 이면 인쇄시 선명한 색상의 문양을 인쇄할 수 있다.
또한, 본 발명의 방법에 의해 제조된 망점 인쇄 잉크 조성물은 유해성을 최대한 배제한 원료만을 사용하여 유해물질을 방출하지 않고, 제올라이트 비석이 함유되어 탈취 흡착력이 탁월하여 사용자의 건강에 악영향을 미치지 않는다.
본 발명의 방법에 의해 제조된 망점 인쇄 잉크 조성물은 뛰어난 인쇄 적성으로 망점 인쇄 재현성이 우수하고, 인쇄 후의 건식 라미네이션(dry lamination) 또는 추출 라미네이션(Extrution laminnation) 등 후 가공 적성 또한 기존 타입에 필적하여 상품성을 증가시키거나 미관을 향상하기 위한 인쇄에도 적합하다.
본 발명의 방법에 의해 제조된 망점 인쇄 잉크 조성물은 OPP, PET, 나일론, 또는 폴리에틸렌 필름 등의 표면 인쇄 또는 이면 인쇄에 사용될 수 있다. 또, 본 발명의 방법에 의해 제조된 망점 인쇄 잉크 조성물은 에틸알콜을 기본 용제로 하는 다양한 필름에 적용이 가능하며, 현재 그라비어 및 플렉소 인쇄 잉크에 주로 사용되고 있는 탄화수소류, 케톤류, 및 에스테르류의 유기용매를 배제함으로써 유해성을 최대한 배제한 효과를 지닌다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는
이온수와 에탄올을 혼합하는 단계;
상기 혼합용매 45 내지 50 중량부에 제올라이트 액상 2 내지 4 중량부를 혼합하고 균질 교반하여 1차 혼합물을 형성하는 단계;
상기 1차 혼합물에 착색염료 0.5 내지 5 중량부 및 매염제 3 내지 7 중량부를 혼합하여 2차 혼합물을 형성하는 단계;
상기 2차 혼합물에 바인더로서 수용성 합성수지 45 내지 50 중량부를 혼합하여 3차 혼합물을 형성하는 단계; 및
상기 3차 혼합물을 겔화하는 단계
를 포함하는 망점 인쇄 잉크 조성물의 제조방법이 제공된다.
다른 실시예에서, 상기 방법은 3차 혼합물의 겔화 전에 향을 첨가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 방법에 의해 제조된 망점 인쇄 잉크 조성물은 유해성 용매를 배제한 재료만을 원료로 사용하여 유해물질을 방출하지 않으며, 착색염료 및 매염제가 함유되어 선명한 색상의 문양을 인쇄할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 망점 인쇄 잉크 조성물의 제조방법의 순서를 도시한 것이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 의한 망점 인쇄 잉크 조성물의 제조방법을 구체적으로 설명한다.
본 발명의 제 1 단계에서 이온수와 에탄올을 혼합하여 혼합용매를 형성한다(단계 S1).
본 발명의 잉크 제조방법에서는 일반적으로 잉크 제조시에 사용되는 유기용매 대신에 수용성 알콜계 혼합용매를 사용한다. 즉, 합성수지, 착색염료 및 매염제를 용해시키기 위해서 이온수와 에탄올의 혼합용매를 사용하며, 이와 같이 본 발 명의 방법에서는 제조 과정 중에 유기용매를 배제함으로써 유기용매로 인한 유해물질의 배출을 차단할 수 있다.
구체적으로, 에탄올과 알칼리 이온수를 4:1의 용량비로 혼합하여 형성된 혼합용매를 사용하는 것이 합성수지, 착색염료 및 매염제를 효과적으로 용해할 수 있다는 측면에서 바람직하다.
본 발명의 제 2 단계에서 혼합용매와 제올라이트 액상을 혼합하고 균질 교반하여 1차 혼합물을 형성한다(단계 S2).
구체적으로, 상기 혼합용매 45 내지 50 중량부에 제올라이트 액상 2 내지 4 중량부를 혼합한다. 균질 교반 과정은 약 8500rpm에서 10분간 수행하는 것이 바람직하다. 본 발명의 망점 인쇄 잉크 조성물에 함유되는 혼합용매의 함량이 45 중량부 미만이면 상기 혼합용매에 합성수지가 제대로 용해되지 않으며, 혼합용매의 함량이 50 중량부를 초과하면 망점 인쇄 잉크 조성물의 점도가 저하된다.
본 발명의 잉크 조성물에서 제올라이트는 탈취 및 흡착 작용을 하여, 혹시라도 잉크 조성물로부터 발산될 수 있는 유해물질을 차단하는 역할을 한다. 본 발명의 망점 인쇄 잉크 조성물에 함유되는 제올라이트 액상의 함량은 2 중량부 미만이면 제올라이트의 탈취 및 흡착 작용이 잘 나타나지 않고, 4 중량부를 초과하면 잉크 조성물의 물성을 열화시킨다.
본 발명의 제 3 단계에서 상기 1차 혼합물에 착색염료 및 매염제를 혼합하여 2차 혼합물을 형성한다(단계 S3).
구체적으로, 착색염료는 유해성을 배제한 착색염료로서 0.5 내지 5 중량부를 혼합하고, 매염제도 유해성을 배제한 매염제로서 3 내지 7 중량부를 혼합하여 20분간 교반하여 2차 혼합물을 형성한다. 본 발명의 망점 인쇄 잉크 조성물에 함유되는 착색염료의 함량은 0.5 중량부 미만이면 색상이 흐리게 나타나 선명하지 않고, 5 중량부를 초과하면 색상이 농후해져 색이 선명하게 나타나지 않는다. 본 발명의 망점 인쇄 잉크 조성물에 함유되는 매염제의 함량은 3 중량부 미만이면 발색 및 고착 작용이 잘 나타나지 않고, 7 중량부를 초과하면 더 이상의 이점이 나타나지 않는다.
착색염료는 피착색면에 결합 또는 부착되어 색을 나타내는 물질로서, 광범한 분야에서 많은 종류의 착색염료가 사용되고 있으며, 용도에 따라 천연염료 또는 합성염료가 사용된다. 일반적으로, 천연염료는 색조가 선명하지 않고 견뢰도가 낮기 때문에 인쇄 잉크용 착색염료로서는 천연염료보다는 합성염료를 사용하고 있고, 합성염료에 있어서는 용제로서 인체에 유해한 유기용매를 사용하는 것이 일반적이므로, 기존의 인쇄 잉크는 역한 냄새나 유해물질을 배출하게 된다.
본 발명의 잉크 조성물은 착색염료로서 이온수와 에탄올의 혼합용매에 용해될 수 있는 것을 사용하므로 유기용매의 사용으로 인한 유해물질이 방출되지 않는다. 또한, 인쇄 색상이나 인쇄 선명도가 기존 인쇄 잉크에 비해서 저하되지 않고, 인쇄 적성 또한 우수하다.
본 발명의 잉크 조성물의 착색염료는 이온수와 에탄올의 혼합용매에 용해하는 한 인쇄하고자 하는 색상 등을 고려하여 필요에 따라 선택하여 사용할 수 있으며, 천연염료를 사용하는 것도 가능하다. 천염염료를 사용할 경우에도, 인쇄 색상 이나 인쇄 선명도가 기존 인쇄 잉크에 비해서 저하되지 않고, 인쇄 적성 또한 우수하다.
매염제는 일반적으로 염색 공정에서 많이 사용되는데, 염색 전이나 염색 후 피염물에 처리하여 발색 및 고착이 되도록 하는 물질을 말한다. 매염제는 합성 매염제 및 천연 매염제가 많이 알려져 있다. 본 발명에서는 유해성이 없는 천연 매염제를 사용하며, 바람직하게는 탄닌을 사용한다. 일반적으로, 인쇄 잉크의 제조시에는 매염제가 사용되지 않지만, 본 발명의 잉크 조성물은 매염제를 함유하는 것을 특징으로 하며, 이로써 착색염료의 발색 및 고착을 보조하여 인쇄시 선명한 색상을 얻을 수 있다.
본 발명의 제 4 단계에서 상기 2 차 혼합물에 바인더로서 수용성 합성수지를 혼합하여 3차 혼합물을 형성한다(단계 S4).
구체적으로, 상기 2차 혼합물에 바인더로서 수용성 합성수지 45 내지 50 중량부를 혼합한다. 본 발명의 망점 인쇄 잉크 조성물에 함유되는 합성수지의 함량이 45 중량부 미만이면 상기 망점 인쇄 잉크 조성물의 접합력이 부족하여 필름에 제대로 인쇄되지 않고 인쇄된 색상도 선명하지 못하며, 합성수지의 함량이 50 중량부를 초과하면 망점 인쇄 잉크 조성물의 점도가 필요 이상으로 증가된다.
본 발명의 방법에서는 바인더로서 알콜류를 기본 용제로 하는 합성수지가 일정 함량 함유되어 망점 인쇄 잉크 조성물이 구성된다. 바인더로서 알콜류에 용해되는 합성수지가 함유된 본 발명의 망점 인쇄 잉크 조성물은 우수한 인쇄 적성으로 필름 등에 문양 등을 인쇄할 수 있고, 인쇄 재현성이 우수한 동시에, 기존 인쇄 잉 크가 가진 인체에 유해한 유기용매에 의한 유해성을 나타내지 않는다는 장점이 있다. 상기 알콜류는 바람직하게는 에틸알콜이다.
인쇄 잉크에서 바인더는 인쇄 잉크에 결합력과 접착력을 제공하는 역할을 한다. 본 발명의 망점 인쇄 잉크 조성물에서 에틸알콜 용제 바인더로서 작용하여 접착력을 제공하는 합성수지는 폴리비닐부틸알콜, 폴리아크릴 아미드, 메틸롤화 요소 수지, 메틸롤화 멜라민 수지 및 카르복시메틸셀룰로오스 등의 수지가 사용될 수 있으며, 상기 수지가 단독으로 사용되거나 혼합되어 사용될 수 있다.
본 발명의 제 5 단계에서 상기 3차 혼합물을 겔화한다(단계 S5). 구체적으로, 상기 3차 혼합물을 액상 증발분을 회수할 수 있는 반응 장치에 주입하고 65℃에서 40분간 450rpm으로 교반하여 겔화시킴으로써 본 발명의 망점 인쇄 잉크 조성물을 획득한다.
다른 실시예에서, 본 발명의 방법은 조성물의 겔화 단계 전에, 향을 첨가하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 이는 용매로서 사용된 에탄올의 역한 냄새를 억제하기 위한 것이다. 바람직하게는, 로즈마리 오일을 첨가하여 잉크 조성물의 향을 개선한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
단, 아래의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이지, 이것만으로 한정하는 것은 아니다.
< 실시예 >
인쇄 잉크 제조
1. 이온수 100ml와 에탄올 400ml를 혼합, 혼합용매 500ml를 형성하였다.
2. 상기 혼합용매 500ml에 제올라이트 액상 30ml를 혼합하고 8500rpm에서 10분간 균질 교반하여 1차 혼합물을 형성하였다.
3. 상기 1차 혼합물에 착색염료 30ml 및 매염제 50ml를 혼합하여 20분간 교반하여 2차 혼합물을 형성하였다.
4. 상기 2차 혼합물에 바인더로서 폴리비닐부틸알콜 500ml를 혼합하여 액상 증발분을 회수할 수 있는 반응 장치에 주입하고 65℃에서 40분간 450rpm으로 교반하여 겔화시킴으로써 겔 조성물을 형성하였다.
5. 에탄올의 역한 냄새를 억제하기 위해서 향 로즈마리 오일 10ml를 첨가하여 향 발산 겔 조성물을 얻었다.
6. 상기 향 발산 겔 조성물을 망점 인쇄 잉크 조성물로서 사용하였다.
본 발명의
망점
인쇄 잉크 조성물의 시험
상기 A에서 제조된 망점 인쇄 잉크 조성물을 PET 용기의 표면에 인쇄하였다. 본 발명의 망점 인쇄 잉크 조성물을 적용한 상기 PET 용기에 대하여, 휘발성 유기화합물 검출 시험, 항균 시험, 탈취 시험, 원적외선 방출 시험 및 음이온 방출 시험을 실시하였다.
시험 결과를 하기 표 1 내지 표 5에 나타낸다.
| 시험 결과 | |||
| PET 용기 표면에 이면 인쇄 | |||
| 시험 일시 | 시험 가스 | ||
| HCHO(ppm) | VOC(ppm) | ||
| PET 표면 용기 | |||
| 2008년 5월 21일 12:00-12:30 | 전 | 1.56/1.48 | 1.90 |
| 망점 표면 이면 인쇄 적용 PET 용기 | 후 | 0.01 | 0.01 |
| 1. 시험에는, 휘발성 유기화합물 검출장치로서 미국 INDUSTRIAL SCIENTIFIC 사의 voc = VX-500 기종을 사용하였고, 포름알데히드 검출장치로서 일본 뉴코즈모스 사의 XP-308B 기기를 사용하였다. 2. 이면 인쇄 잉크 조성물 적용 PET 용기의 포름알데히드, 휘발성 유기화합물 검출 3. 망점 인쇄 잉크 조성물을 PET 용기에 인쇄한 전, 후의 결과를 나타낸다. | |||
| 시험 항목 | 시험 결과 | 시험 방법 | |||
| 초기 농도 CFH/40P | 24시간 후 농도 CFH/40P | 세균감소율 % | |||
| 대장균에 의한 항균 시험 | 블랭크/τ | 422 | 2865 | - | |
| '망점인쇄' PET 용기 표면 인쇄 | 422 | 1 | 99.8 | ||
| 상용균주 Escherichia coli ATCC 25922 | |||||
| 시험 결과 | ||||
| 시험 항목 | 탈취 시험(HCHO) | |||
| 경과시간(분) | 블랭크/τ 농도(ppm) | 시료 농도 (ppm) | 탈취율 % | |
| 시험 결과 | 0 | 82 | 82 | - |
| 30 | 78 | 8 | 89.7 | |
| 60 | 75 | 5 | 93.3 | |
| 90 | 71 | 2 | 97.2 | |
| 120 | 67 | 1 | 98.5 | |
| 시험 방법 | KICM-FIR-1085 | |||
| PET 용기 표면에 이면 인쇄된 망점 인쇄 잉크 조성물 원적외선 방사율 시험 | |||
| 시험항목/시료명 | 시험항목 | 시험방법 | |
| 원적외선 방출량 (40℃) PET 용기 표면 | 방사율(5-25) | 0.910 | KICM-FIR-1005 |
| 방사에너지(W/m2) | 3.70x102 | ||
| 시험 항목 | 시험 결과 | 시험 방법 | |
| 음이온/cc | 블랭크 | 75 | KICM-FIR-1042 |
| 샘플 | 780 | ||
상기와 같이, 본 발명의 실시예에 의해 제조된 망점 인쇄 잉크 조성물은 합성수지 필름 등의 표면에 인쇄하는데 사용될 수 있으며, 또한 위생용품 등에 인쇄하는데도 사용될 수 있다.
본 발명의 방법에 의해 제조된 망점 인쇄 잉크 조성물은 유기용매 등의 유해물질을 배제하고 제조함으로써, 본 발명의 잉크 조성물로 인쇄된 물품에서는 유해물질의 방출이 억제된다. 또한, 본 발명의 방법에 의해 제조된 잉크 조성물은 인쇄 적성이 우수하며 선명한 인쇄를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 망점 인쇄 잉크 조성물의 제조방법의 순서를 도시한 것이다.
Claims (7)
- 에탄올과 이온수를 4:1의 용량비로 혼합하는 단계;상기 혼합용매 45 내지 50 중량부에 제올라이트 액상 2 내지 4 중량부를 혼합하고 균질 교반하여 1차 혼합물을 형성하는 단계;상기 1차 혼합물에 합성 착색염료 0.5 내지 5 중량부 및 탄닌 3 내지 7 중량부를 혼합하여 2차 혼합물을 형성하는 단계;상기 2차 혼합물에 바인더로서 수용성 합성수지 45 내지 50 중량부를 혼합하여 3차 혼합물을 형성하는 단계, 여기에서 상기 합성수지는 폴리비닐부틸알콜, 폴리아크릴 아미드, 메틸롤화 요소 수지, 메틸롤화 멜라민 수지 및 카르복시메틸셀룰로오스로 구성되는 군으로부터 선택된다;상기 3차 혼합물에 로즈마일 오일 향을 첨가하는 단계; 및상기 3차 혼합물을 겔화하는 단계를 포함하는 망점 인쇄 잉크 조성물의 제조방법.
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- 삭제
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- 제 1 항에 있어서, 혼합용매와 제올라이트 액상을 교반하는 단계는 8500rpm에서 10분간 행하는 것을 특징으로 하는 망점 인쇄 잉크 조성물의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 겔화 단계는 65℃에서 40분간 450rpm으로 교반하여 행하는 것을 특징으로 하는 망점 인쇄 잉크 조성물의 제조방법.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100938199B1 (ko) | 2009-07-30 | 2010-01-21 | 주식회사 코아벽지 | 그라비아 인쇄용 잉크 조성물 및 그 제조 방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070006075A (ko) * | 2005-07-07 | 2007-01-11 | 김재열 | 수산화알루미늄이 함유된 도료 및 그 제조 방법 |
| KR20070101320A (ko) | 2005-02-04 | 2007-10-16 | 후지필름 가부시키가이샤 | 화상기록재료용 지지체 및 화상기록재료 |
-
2008
- 2008-06-02 KR KR1020080051477A patent/KR100887705B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
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