KR101766622B1

KR101766622B1 - 내구성 및 유연성을 가지는 고품위·고정밀 스크린 인쇄용 잉크 조성물, 상기 잉크 조성물을 스크린 인쇄한 인쇄물 및 상기 인쇄물의 제조방법

Info

Publication number: KR101766622B1
Application number: KR1020167033912A
Authority: KR
Inventors: 도모미 오가타; 다쿠야 도리하타; 나오토 다카다
Original assignee: 데이코쿠 잉키 세이조 가부시키가이샤
Priority date: 2015-01-27
Filing date: 2016-01-26
Publication date: 2017-08-08
Also published as: WO2016121141A1; CN106068313A; MY176271A; EP3115424A4; JP6008435B1; MX366456B; PH12017500289A1; TWI579346B; CN106459624B; EP3115422A1; MX2016013758A; MY175446A; IL244328A0; PH12016502227A1; JPWO2016121220A1; WO2016121724A1; CA2972574A1; US20170320345A1; IL244328A; PH12016501451A1

Abstract

최근, 열가소성 수지기재로 이루어지는 전기·전자 부품에 스크린 인쇄, 그래픽 장식에 대한 스크린 인쇄에서는 그 인쇄물의 디자인 다양화, 인쇄 이미지의 고정밀화가 진행하여 미세 패턴과 면적이 넓은 단색 패턴이 공존하는 인쇄물을 간단하게 저비용으로 생산할 수 있게 해 달라는 요구가 증가하고 있다. 또한 단색 패턴에서는 이미지 가장자리의 선명성을 향상시키는 동시에 평활성도 양호하게 하여 미세 패턴과 단색 패턴이 공존하는 인쇄 이미지가 더욱 높아진 시인성의 고품위·고정밀화가 요구되고 있다. 한편, 상기와 같은 고품위·고정밀 인쇄물에 대하여 3차원 형상 성형 가능한 유연성도 요구하고 있다.
선 지름이 25㎛인 고강도 무변형 스테인리스 메시에 의해 제판된 360메시의 스크린 인쇄판을 이용하여 열가소성 수지기재에 스크린 인쇄하여 인쇄물을 제작했을 때, 단색 이미지 패턴과 미세 이미지 패턴이 공존하는 상기 인쇄판의 이미지 설계 치수에 대하여 인쇄한 이미지 가장자리의 어느 부분의 가장자리 또는 윤곽부에 있어서도 액체누출 폭이 10㎛ 이내가 되는 인쇄물을 제작할 수 있는 스크린 인쇄용 잉크 조성물이며, JIS　K5701-1：2000에 따른 25℃에서의 평행판 점도계(스프레드 미터)에 의한 유동성 측정법으로 측정 개시 1분 후의 상기 잉크 조성물의 유동 반경 측정치가 13.0∼24.0㎜이고, 상기 평행판 점도계에 의한 유동성 측정법으로 측정 개시 1분 후의 유동 반경 측정치를 「F60」, 45초 후의 유동 반경 측정치를 「F45」라고 정의했을 때에, 「F60」-「F45」≤1.0㎜이며, 25℃에서의 BH형 회전 점도계로 점도가 5∼180Pa·s이고, 요변성(TI값)이 2.0∼8.0이며, 비등점이 170℃ 이상의 용매를 용매 전체의 70질량% 이상 함유하고, 또한, 중량평균 분자량 4000 이상, Tg가 20∼95℃의 열가소성 폴리머를 상기 잉크 조성물 전량에 대하여 10질량% 이상 함유하며, 또한, 진공 성형 또는 압공 성형 가공을 했을 때에 인쇄 이미지 도막의 신장률이 250% 이상이 되는 인쇄물을 제작할 수 있는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지기재에 이용하는 스크린 인쇄용 잉크 조성물.

Description

내구성 및 유연성을 가지는 고품위·고정밀 스크린 인쇄용 잉크 조성물, 상기 잉크 조성물을 스크린 인쇄한 인쇄물 및 상기 인쇄물의 제조방법{DURABLE AND FLEXIBLE INK COMPOSITION FOR HIGH-QUALITY/HIGH-DEFINITION SCREEN PRINTING, PRINTED PRODUCT OBTAINED BY SCREEN PRINTING SAID INK COMPOSITION, AND MANUFACTURING METHOD FOR SAID PRINTED PRODUCT}

본 발명은 그래픽 분야나 표시용 패널명판분야나 전기·전자 부품 관련 분야 등의 이미지 패턴 형성에 널리 이용되고 있는 스크린 인쇄에 있어서, 특히, 장식인쇄물을 후속 공정으로 3차원 입체형상으로 변형 가공하여 표시 패널 부품이나 케이스체 부품으로서 사용하는 인쇄물에 대하여, 뛰어난 유연성 및 내구성을 가지는 이미지 도막을 인쇄할 수 있음과 함께, 미세 도트 패턴, 세선 패턴 등의 미세 패턴 및 넓은 면적의 단색 패턴을 동시에 한 공정의 스크린 인쇄로 고정밀도로 인쇄할 수 있게 해 주는 유연성과 내구성을 가지는 고품위·고정밀 스크린 인쇄용 잉크 조성물, 상기 잉크 조성물을 스크린 인쇄한 인쇄물 및 상기 인쇄물의 제조방법에 관한 것이다.

최근 자동차 내장 기기 컨트롤 패널, 가전제품의 표시판, 태블릿 단말 액자와 케이스의 무늬 등의 그래픽 장식 인쇄물에 관한 분야에 있어서는 디자인의 다양화, 고정밀화가 진행하여 미세 패턴(예를 들면 100㎛ 지름 정도의 도트 패턴과 세선 패턴 등)과 면적이 넓은 단색 패턴이 공존하는 인쇄물을 간단하게 저비용으로 생산할 수 있는 능력이 점차 요구되고 있다. 또한 단색 패턴에서는 이미지 가장자리의 선명도를 향상시킴과 동시에 평활성도 양호하게 하여 미세 패턴과 단색 패턴이 공존하는 인쇄 이미지의 시인성이 더 높은 고품위·고정밀화가 요구되고 있다.

더욱이 전기·전자분야에서의 그래픽장식의 일종에 비슷하는 블랙 스트라이프나 블랙 매트릭스 인쇄에 있어서도, 세선의 안정 인쇄성뿐만 아니라 그 인쇄 이미지에 번짐과 액체누출 없이 선명성이라는 고도의 고밀도가 요구되고 있으며, 또한 인쇄 면적의 크기에 관계없이 1회 공정으로 시인성이 좋고 고밀도로 인쇄할 수 있는 것이 저비용화를 위해 요망되고 있다.

또, 요즈음은 제품 형상의 다양화도 진행되며, 특히 플라스틱 등의 열가소성 수지기재에 인쇄된 인쇄물에 있어서는, 만곡시키거나, 접어 구부리거나, 진공 성형이나 압공(壓空) 성형 등의 후(後)가공에 의해 3차원 형상 성형하는 것도 활발히 행해지고 있다.

그 때문에, 성형가공 전 인쇄물의 정밀도가 좋은, 즉, 고품위·고정밀의 고도화가 더욱더 필요하고, 또한, 성형가공에 추종하는 내구성과 유연성도 겸비한 인쇄물을 제작할 수 있는 스크린 인쇄용 잉크가 강하게 요구되고 있다.

기존의 스크린 인쇄에서는 100㎛ 정도의 도트 패턴과 세선 패턴을 인쇄할 때는 일반적으로 고점도에서 유동성을 적게 한 10∼200Pa·s 정도의 스크린 인쇄용 잉크를 사용하여 인쇄하고 있었지만, 상기 고점도 스크린 인쇄용 잉크로 단색 패턴을 인쇄하면 유동성이 나빠서 단색 패턴에 평활성 불량과 인쇄 얼룩이 발생하여 인쇄물의 시인성 저하가 불가피하다. 또한 단색 패턴을 양호하게 인쇄하기 위해서 수Pa·s 정도의 저점도 스크린 인쇄용 잉크를 사용했을 경우에는 단색 패턴 이미지 가장자리에 약50∼100㎛ 이상의 액체누출이 발생하며 또한 미세 패턴에는 인쇄의 굵어짐과 액체누출, 번짐이 발생하여 인쇄물의 시인성 저하가 불가피하였다. 그 때문에, 미세 패턴과 단색 패턴은 각각 적당하게 조정된 별도의 잉크로 별도로 스크린 인쇄를 하고 있으며, 상기와 같은 미세 패턴과 단색 패턴, 및, 예를 들면 100㎛정도의 간극을 통하여 인접하는 100㎜ 정방형 정도의 크기의 단색 패턴 등이 공존하는 인쇄물을 한 공정의 스크린 인쇄로 제작하는 것은 어려운 것으로 여겨졌었다.

또한, 이러한 한 공정으로 고도의 고품위·고정밀 인쇄물을 제작할 수 있는 스크린 인쇄용 잉크에, 성형 가공에도 대응할 수 있는 성능을 부여하는 것은 한층 더 곤란하게 되었다.

여기서, 잉크젯 인쇄는 한 공정에서 미세 패턴과 단색 패턴이 공존하는 인쇄물을 고정밀도로 인쇄할 수 있는 것으로 여겨져, 잉크젯 인쇄에 의한 고품위·고정밀 인쇄도 많이 시도되고 있는데 잉크젯 인쇄는 30㎛ 지름 정도의 헤드 노즐에서 잉크 액체방울이 분사되어 피인쇄체에 상기 액체방울이 착탄했을 때 최소 50㎛ 지름 정도로 퍼져버리기 때문에 특히 이미지 가장자리의 선명한 직선성이 결여되어 버리는 숙명이 있다.

또, 잉크젯 인쇄용 잉크는 상기와 같이 액체방울을 분사하는 인쇄 메카니즘이기 때문에 수 m Pa·s정도의 저점도인 것이 요구되며, 상기 잉크에 사용할 수 있는 재료에 큰 제약이 있어, 내구성이 뛰어나며 유연성을 가진다고 하는 성형 가공의 적합성을 부여하는 것에 있어서도 재료면에서의 숙명적인 곤란함이 존재하고 있다.

또, 오프셋 인쇄도 고품위·고정밀 인쇄물의 제작이 가능한 인쇄 방식으로 여겨지고 있지만, 인쇄판의 구조가 메시 모양이기 때문에 인쇄 이미지는 망점 도트의 집합 인쇄임으로써 잉크젯 인쇄와 마찬가지로 이미지 가장자리의 선명한 직선성이 결여되는 것은 피할 수 없으며 또한 인쇄막 두께가 1∼2㎛ 정도로 얇고 또한 스크린 인쇄물과 비교하면 두꺼운 막 두께, 고내구성, 고내후성, 고내약품성, 다양한 피인쇄체에 대한 강고한 접착성, 풍부한 기능성, 또한, 성형 가공의 적합성 등의 점에서 스크린 인쇄물보다 나쁘기 때문에, 특히 자동차 내장기기 컨트롤, 가전제품의 표시판, 태블릿 단말 액자와 케이스의 무늬, 전기·전자 부품에서의 회로 인쇄, 조광용의 블랙 스트라이프나 블랙 매트릭스 등 내구성, 기능성 등이 요구되며, 또, 만곡, 접어 구부림, 성형 가공 등이 있는 인쇄물 제작에는 적합하지 않다.

여기서 선행 특허문헌 1(일본 공개특허공보 2010-047716호) 및 선행 특허문헌 2(일본 공개특허공보 2010-047649호)에는, 고정밀 패턴을 형성할 수 있는 스크린 인쇄용 전도성 잉크 조성물 및 전도성 도막에 대해 공개되어 있지만, 미세 패턴과 단색 패턴이 공존하는 인쇄에 대한 잉크의 유동성에 관한 기술탐구는 공개되어 있지 않고, 따라서, 미세 패턴은 양호한 인쇄 정밀도를 얻을 수 있지만 단색 패턴에서는 평활성이 나쁜 동시에 인쇄 얼룩도 발생하는 것이다. 또한 선행 특허문헌 1은 전도성 잉크 조성물의 미세 패턴 인쇄에 관한 기술 범위에 머무는 것이며, 성형 가공 적합성을 구비하여, 열가소성 수지기재에 고정밀도로 인쇄되는 스크린 인쇄용 잉크 조성물에 관한 기술의 개시도 없다.

또, 선행 특허문헌 3(일본 공개특허공보 2003－238876호) 및 선행 특허문헌 4(일본 공개특허공보 2003－294930호)에는, 고정밀 패턴을 형성할 수 있는 스크린 인쇄용 잉크 조성물이 공개되어 있지만, 상기 선행 특허문헌 1과 마찬가지로 미세 패턴을 고정밀도로 인쇄하는 기술은 공개되어 있지만, 미세 패턴과 단색 패턴을 동시에 한 공정에서 인쇄할 경우, 잉크 조성물에 관한 기술은 공개되어 있지 않고, 성형 가공 적합성을 겸비하여 열가소성 수지기재에 고정밀도로 인쇄되는 스크린 인쇄용 잉크 조성물에 관한 기술의 개시도 없다.

특허공개공보 2010-047716호 공보 특허공개공보 2010-047649호 공보 특허공개공보 2003－238876호 공보 특허공개공보 2003－294930호 공보

본 발명은 위의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로 지금까지 스크린 인쇄에서는 불가능하다고 여겨져 온 미세 도트 패턴, 세선 등의 미세 패턴 및 넓은 면적의 단색 패턴을, 동시에 한 공정의 스크린 인쇄로 인쇄할 수 있고, 또한, 성형 가공 적합성을 가지는 인쇄물로 하는 것을 가능하게 한다고 하는, 내구성과 유연성을 겸비한 고품위·고정밀 스크린 인쇄용 잉크 조성물, 상기 잉크 조성물을 스크린 인쇄한 인쇄물 및 상기 인쇄물의 제조방법에 관한 것이며, 특히 열가소성 수지기재에 인쇄되는 것이다.

본 발명은 선 지름이 25㎛인 고강도 무변형 스테인리스 메시에 의해 제판된 360메시의 스크린 인쇄판을 이용하여 열가소성 수지기재에 스크린 인쇄하여 인쇄물을 제작했을 때, 단색 이미지 패턴과 미세 이미지 패턴이 공존하는 상기 인쇄판의 이미지 설계 치수에 대하여 인쇄한 인쇄 이미지의 어느 부분의 가장자리 또는 윤곽부에 있어서도 액체누출 폭이 10㎛ 이내가 되는 인쇄물을 제작할 수 있는 스크린 인쇄용 잉크 조성물이며,

JIS　K5701-1：2000에 따른 25℃에서의 평행판 점도계(스프레드 미터)에 의한 유동성 측정법으로 측정 개시 1분 후의 상기 잉크 조성물의 유동 반경 측정치가 13.0∼24.0㎜이고,

상기 평행판 점도계에 의한 유동성 측정법으로 측정 개시 1분 후의 유동 반경 측정치를 「F60」, 45초 후의 유동 반경 측정치를 「F45」라고 정의했을 때에, 「F60」-「F45」≤1.0㎜이며,

25℃에서의 BH형 회전 점도계로 점도가 5∼180Pa·s이고,

요변성(TI값)이 2.0∼8.0이며,

비등점이 170℃ 이상의 용매를 용매 전체의 70질량% 이상 함유하고, 또한,

중량평균 분자량 4000 이상, Tg(연화점)가 20∼95℃의 열가소성 폴리머를 상기 잉크 조성물 전량에 대하여 10질량% 이상 함유하며, 또한,

진공 성형 또는 압공 성형 가공을 했을 때에 인쇄 이미지 도막의 신장률이 250% 이상이 되는 인쇄물을 제작할 수 있는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지기재에 이용하는 스크린 인쇄용 잉크 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 스크린 인쇄용 잉크 조성물에 의해서, 스크린 인쇄로 미세 패턴과 면적이 큰 단색 패턴이 혼재하는 인쇄물을 1회의 스크린 인쇄공정으로, 열가소성 수지기재에 대하여 충분한 접착성과 내구성과 유연성과 성형 가공 적합성을 가지는 인쇄 도막의 형성을, 고품위·고정밀로 인쇄하는 것이 가능해졌다.

위와 같이 본 발명은 선 지름이 25㎛인 고강도 무변형 스테인리스 메시에 의해 제판된 360메시의 스크린 인쇄판을 사용하여 열가소성 수지기재에 스크린 인쇄하여 인쇄물을 제작했을 때, 단색 이미지 패턴과 미세 이미지 패턴이 공존하는 상기 인쇄판의 이미지 설계 치수에 대하여 인쇄한 인쇄 이미지의 어느 부분의 가장자리 또는 윤곽부에 있어서도 액체누출 폭이 10㎛ 이내가 되는 인쇄물을 제작할 수 있는 스크린 인쇄용 잉크 조성물이며,

25℃에서의 BH형 회전 점도계로 점도가 5∼180Pa·s이고,

요변성(TI값)이 2.0∼8.0이며,

한편, 발명에서 말하는 단색 이미지 패턴과 미세 이미지 패턴이 공존한다는 것은, 50∼100㎛정도의 도트 패턴, 50∼100㎛정도의 세선 패턴, 25㎠정도 이상의 면적을 가지는 각종 단색 패턴, 및, 그들이 30∼150㎛정도의 간극을 통하여 인접하는 등 상태로 공존하고 있는 인쇄 이미지를 예로서 들 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 비점이 170℃ 이상의 용매가 이소포론 및/또는 아디프산 디알킬에스테르를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄용 잉크 조성물이다.

또한, 본 발명은, 상기 스크린 인쇄용 잉크 조성물에 함유되는 단독 또는 복수의 상기 열가소성 폴리머의 Tg를 질량 평균했을 때에, 상기 질량 평균한 Tg가 45∼90℃인 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄용 잉크 조성물이다.

또한, 본 발명은, 상기 열가소성 폴리머가 폴리에스테르 수지인 것을 특징으로 하는 청구항 1∼3에 기재된 스크린 인쇄용 잉크 조성물이다.

또한 본 발명은 상기 잉크 조성물이 적어도 착색재, 체질 안료, 필러 중의 임의의 1종 또는 복수종 또는 이들의 편성을 함유하고, 상기 착색재, 체질 안료 및 필러가 상기 잉크 조성물 속에 35㎛ 이하의 평균 입자 지름으로 분산된 상태로 존재하는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄용 잉크 조성물에 관한 것이다.

또한 본 발명은 상기 잉크 조성물이 그래픽 장식 스크린 인쇄용 잉크 조성물인 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄용 잉크 조성물에 관한 것이다.

또한 본 발명은 상기 잉크 조성물이 블랙 매트릭스, 블랙 스트라이프, 레지스트 패턴, 스페이서 또는 도광판의 도트 형성에 사용하는 스크린 인쇄용 잉크 조성물인 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄용 잉크 조성물에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 상기 스크린 인쇄용 잉크 조성물을 이용하여 열가소성 수지기재에 스크린 인쇄된 것을 특징으로 하는 인쇄물에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 상기 인쇄물의 제조방법으로서, 상기 스크린 인쇄용 잉크 조성물을 열가소성 수지기재에 스크린 인쇄함으로써 인쇄물을 제조하는 것을 특징으로 하는 인쇄물의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 스크린 인쇄용 잉크 조성물은 비등점이 170℃ 이상의 용매를 용매 전체의 70질량% 이상 함유한다. 비등점이 170℃ 이상의 용매를 용매 전체의 70% 이상 함유하지 않을 경우에는 스크린 인쇄판 상에서 잉크의 건조가 빠르기 때문에 스크린 인쇄판에 잉크 건조 피막에 의한 막힘이 발생하여 미세 패턴과 단색 패턴 이미지 가장자리에 결손이 생겨서 고품위로 고정밀한 인쇄물을 얻을 수 없다.

본 발명의 스크린 인쇄용 잉크 조성물에 함유되는 비등점이 170℃ 이상의 용매 이외의 용매는 특별히 한정되어 있지 않지만, 공비에 의한 비등점이 170℃ 이상의 용매의 증발 속도를 완화시켜 상기 스크린 인쇄 잉크 조성물의 스크린 판상 안정성을 보다 양호하게 하기 위해서 비등점이 100℃를 밑돌지 않는 용매를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 비등점이 170℃ 이상의 용매로는, 부틸셀로솔브 아세테이트, 아디프산 디알킬에스테르를 포함하는 혼합 용제, 이소포론, 3-메톡시-3-메틸 부탄올, 3-메톡시-3-메틸 부틸 아세테이트, 비등점 170℃를 넘는 콜타르 나프타, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르(아세테이트), 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르(아세테이트) 등의 유기용제 및/또는 활성화 에너지선에 의해 경화하는 (메타)아크릴레이트 모노머, 비닐에테르 모노머, 아미드 모노머 등을 들 수 있다.

이 중에서는 특히, 이소포론, 아디프산 디알킬에스테르를 포함하는 용제가, 잉크 조성물 중 수지의 용해성이 좋고, 또, 열가소성 수지기재의 표면에의 젖음성이 좋기 때문에 보다 뛰어난 접착성을 얻을 수 있다는 점에서 바람직하다. 아디프산 디알킬에스테르를 포함하는 용제는, 인비스터(INVISTA)사로부터의 Flexisolv DBE의 상품명으로서 판매되고 있다.

또, 본 발명에서 비등점이 100℃를 밑돌지 않는 용매의 바람직한 예로는 크실렌, 사이클로헥사논, 비등점 160∼170℃의 콜타르 나프타, 비등점이 150∼170℃인 미네랄 스피릿, 1-메톡시-2-프로판올, 1-메톡시프로필-2-아세테이트, 디아세톤알코올 등을 들 수 있다.

본 발명에서 용매는 비등점이 170℃ 이상의 것을 용매 전체량의 70질량% 이상 함유하면 되지만 미세 패턴 스크린 인쇄성을 더욱 안정적으로 하기 위해서는 상기 용매의 비등점을 190℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

그러나, 비등점이 250℃를 넘는 광물성 오일이나 식물성 오일 등을 용매로 사용하면 인쇄 도막의 건조성이 나빠지기 때문에 비등점이 250℃를 넘는 용매를 사용할 경우는 용매 전체량에 대하여 25질량% 이내로 하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 스크린 인쇄용 잉크 조성물은, 바인더 수지로서 적어도 중량 평균 분자량 4,000 이상, Tg가 20∼95℃의 열가소성 폴리머를 상기 잉크 조성물 전량에 대하여 10질량% 이상 함유하는 것이다.

열가소성 폴리머의 중량 평균 분자량이 4,000 미만의 경우는 인쇄 도막의 열가소성 수지기재로의 접착성이나 내구성이 약해지며, 또, 성형 가공시의 열로 인쇄 도막의 일부가 융해해 버리는 등의 결점이 생긴다. 한편, 중량 평균 분자량이 200,000을 넘으면 용매로의 용해성이 나빠져 상기 잉크 조성물의 제조에 막대한 시간과 노력을 필요로 하게 되고, 또, 성형 가공시의 충분한 신장성을 확보하기 위해서 고온으로 성형 가공해야 하는 등의 결점이 생긴다. 그 때문에, 보다 바람직한 중량 평균 분자량 범위는 4,000∼100,000 정도의 범위이며, 더 바람직하게는 5,000∼50,000 정도이다.

열가소성 폴리머는 단독 또는 복수를 사용해도 좋지만, 상기 열가소성 폴리머의 Tg는 20∼95℃이다.

상기 Tg가 20℃ 미만의 경우는 잉크 인쇄 도막도 응집력이 작아짐으로써, 성형 가공의 열 등으로 잉크 인쇄 도막의 일부에 융해현상 등이 발생한다고 하는 불량이 생기고 또, 상기 Tg가 95℃를 넘으면 잉크 도막의 열에 의한 연화성이 나빠져, 성형 가공시에 충분히 필요한 신장성을 얻을 수 없다고 하는 불량이 생긴다.

한편, 상기 열가소성 폴리머의 더욱 바람직한 Tg 특성 범위는, 상기 스크린 인쇄용 잉크 조성물에 함유되는 단독 또는 복수의 상기 열가소성 폴리머의 Tg를 질량 평균했을 때에, 상기 질량 평균한 Tg가 40∼90℃이다.

여기서 말하는 상기 질량 평균한 Tg란, 예를 들면 열가소성 폴리머 A와 열가소성 폴리머 B가 상기 잉크 조성물에 함유된 경우, 상기 질량 평균한 Tg=［(열가소성 폴리머 A의 Tg×열가소성 폴리머 A의 상기 스크린 인쇄용 잉크 중의 질량%)+(열가소성 폴리머 B의 Tg×열가소성 폴리머 B의 상기 스크린 인쇄용 잉크 중의 질량%)］/［열가소성 폴리머 A의 상기 스크린 인쇄용 잉크 중의 질량% +열가소성 폴리머 B의 상기 스크린 인쇄용 잉크 중의 질량%］로 산출되는 Tg를 말한다.

이와 같이 상기 질량 평균한 Tg가 40∼90℃인 경우에는, 150∼190℃정도의 열을 가하면서 3차원 형상 성형을 하는 진공 성형 가공이나 압공 성형 가공에서, 결손 없이 충분한 신장성을 가지는 인쇄 도막을 쉽게 얻을 수 있다.

이것은, 일견, 상기 인쇄 잉크의 함유되는 열가소성 폴리머의 Tg범위가 40∼90℃인 것이 보다 바람직한 것을 발견한 것이지만, 더하여, 복수의 열가소성 폴리머를 함유하고 있는 경우에는, 각각이 Tg40∼90℃의 범위에 없어도 그 질량 평균한 Tg가 40∼90℃이면 동등하게 보다 바람직한 결과를 얻을 수 있는 것을 발견한 것이다.

이 이유에 대하여, 확실하지 않지만, 본 발명자들은, 저(低) Tg 열가소성 폴리머(물론 Tg 20℃ 이상을 만족할 필요가 있음)와 고(高) Tg 열가소성 폴리머(물론 Tg 95℃ 이하를 만족할 필요가 있음)가 상기 인쇄 잉크 중에서 마치 일체화 융합한 일종류의 수지로서 행동하여, 저 Tg 열가소성 폴리머 부분이 열연화성과 신장성의 확보에 기여하며, 고 Tg 열가소성 폴리머 부분이 열융해 내성의 확보에 기여하도록 작용하고 있는 것은 아닌가 생각하고 있다.

또, 중량평균 분자량 4,000 이상이며 Tg가 20∼95℃인 열가소성 폴리머의 함유량이 상기 잉크 조성물 전량에 대하여 10질량% 미만이면, 인쇄 도막의 열가소성 수지기재로의 접착성과 내구성의 저하를 초래하거나, 착색제의 분산 불량에 의한 인쇄 도막에 대한 평활성 불량과 핀홀 발생이라는 불량을 일으킬 수도 있고, 또, 성형 가공에 있어서는 잉크의 바인더로서의 폴리머량이 부족하여 충분한 신장 특성을 얻을 수 없다. 한편, 70질량%를 초과하여 함유할 경우에는, 점도가 지나치게 높아져서 균일한 스크린 인쇄가 곤란해지거나, 비등점이 170℃ 이상인 용매의 배합 비율이 감소하여 스크린 인쇄판 상에서 잉크가 쉽게 건조하여 미세 패턴에 막힘을 발생시키기 쉽다. 따라서 보다 바람직한 열가소성 폴리머 함유량은 잉크 조성물 전량에 대하여 11∼70질량% 정도이며, 더욱 바람직한 범위는 12∼65질량%이다. 가장 바람직한 범위는 13∼60질량%이다.

본 발명의 열가소성 폴리머는, 중량 평균 분자량 4,000 이상이고, Tg가 20∼95℃이며, 그 함유량이 상기 잉크 조성물 전량에 대해 10질량% 이상∼상기 잉크 조성물 중의 용매에 용해 가능한 배합량으로서 70질량% 이하이면 특히 그 종류나 배합비에 한정은 없지만, 사람이나 생물에 대해 독성이 강한 것, 환경 부하가 높은 것 등 위험 유해성이 높은 것은 피해야 하는 것이다.

상기 열가소성 폴리머의 예로는, 폴리에스테르 수지, 우레탄 변성 폴리에스테르 수지, 에폭시 변성 폴리에스테르 수지, 아크릴 변성 폴리에스테르 수지 등의 각종 변성 폴리에스테르 수지, 염화비닐-초산비닐 공중합수지, 부티랄 수지, 폴리에테르 우레탄 수지, 폴리에스테르 우레탄 수지, 폴리카보네이트 우레탄 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 아크릴 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리올레핀 수지, 염소화 폴리올레핀 수지, 염화고무, 멜라민 수지, 요소 수지, 에틸셀룰로오스 수지, 니트로셀룰로오스 수지, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트(CAB), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(CAP) 등의 변성 셀룰로오스 수지류, 로진 수지, 말레산 수지, 천연 수지, 알키드 수지 등을 들 수 있으며 이들을 단독 사용 또는 병용할 수 있다.

이들의 열가소성 폴리머 중에서는, 열가소성 수지기재에 대한 접착성 및 내구성이 뛰어나다고 하는 점에서, 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지, 아크릴 수지, 염화 비닐-초산 비닐 공중합 수지, 에폭시 수지가 바람직하지만, 성형 가공성을 고려했을 경우에 유연성과 신장성을 부여하기 쉬운 폴리에스테르 수지가 특히 바람직하다.

여기서, 본 발명에 있어서의, 상기한 비점이 170℃ 이상의 용매를 용매 전체의 70질량% 이상 함유하고, 또, 중량 평균 분자량 4,000 이상, Tg가 20∼95℃의 열가소성 폴리머를 상기 잉크 조성물 전량에 대해 10질량% 이상 함유하는 인쇄용 잉크 조성물에 의한 인쇄 도막의 신장률은 250% 이상이다.

이 신장률은, 150∼190℃정도의 열을 가하면서 3차원 형상 성형을 하는 진공 성형 가공이나 압공 성형 가공에 있어서, 성형 가공 전에 일정한 길이였던 인쇄 이미지가 성형 가공 후에는 결손 등 없이 250배분 이상 신장한 것을 기준으로 하는 것이며, 예를 들면 신장률 250%라고 하는 경우는, 성형 전에 1㎝ 길이였던 인쇄 이미지가 성형 후에는 250배에 상당하는 2.5㎝ 신장하여 최종적으로 3.5㎝의 길이까지 신장한 것을 가리킨다.

상기 인쇄 도막의 신장률이 250% 미만이면, 3차원 형상 성형성에 자유도가 부족하여 실용적이지 않다. 요즈음의 다채로운 3차원 형상 디자인에 통상으로 대응하기 위해서는 최저라도 250%의 신장률이 필요하고, 더 바람직하게는 300%의 신장률이며, 또한 딥 드로잉(deep drawing) 3차원 성형 가공에의 대응의 폭을 넓히기 위해서는 400% 정도 이상의 신장률이 바람직하다.

이러한 신장률을 가지는 상기 인쇄 잉크 조성물은 상기한 비점이 170℃ 이상의 용매를 용매 전체의 70질량% 이상 함유하고, 또, 중량 평균 분자량 4,000 이상, Tg가 20∼95℃의 열가소성 폴리머를 상기 잉크 조성물 전량에 대해 10질량% 이상 함유한다고 하는 배합에 의하여 달성할 수 있다.

한편, 상기 인쇄 도막의 신장률은 대략 900%정도까지 상기 배합으로 달성할 수 있지만, 바람직하게는 600%정도까지의 신장률에 머무르는 것이 바람직하다. 이것은, 신장률은 커짐에 따라 인쇄 도막이 손상되기 쉽고, 표면 택크성이 증가하는 경향이 있기 때문에, 인쇄물을 운반할 때에 상처 나기 쉽고, 또, 인쇄물을 겹쳐 쌓아 두었을 때에 붙어 버리는 (이른바 블로킹 현상)이 쉽게 발생되기 때문이다.

본 발명은, 단색 이미지 패턴과 미세 이미지 패턴이 공존하는 상기 인쇄판의 이미지 설계 치수에 대하여, 인쇄한 인쇄 이미지의 어느 부분의 가장자리 또는 윤곽부에 있어서도 액체누출 폭이 10㎛ 이내가 되는 인쇄물을 제작할 수 있는 고도의 고품위·고정밀 인쇄가 가능한 성질도 겸비하는 스크린 인쇄용 잉크 조성물이다.

따라서, 본 발명의 스크린 인쇄용 잉크 조성물은 BH형 회전 점도계로 점도가 5∼180Pa·s이 되는 점도를 가지지만, 더 바람직하게는 50∼120Pa·s이며, 더욱 더 바람직하게는 60∼100Pa·s이다.

점도가 5Pa·s보다 작으면 미세 패턴과 단색 패턴 이미지 가장자리에 번짐과 액체누출이 발생하여 고품위·고정밀한 인쇄 이미지를 얻을 수 없는 반면에 점도가 180Pa·s보다 크면 스크린 인쇄판 상에서 잉크가 얼룩지거나 스크린 인쇄판에서 잉크가 나오는 상태가 나빠져 단색 패턴 이미지에 얼룩이 발생하거나, 미세 패턴과 이미지 가장자리에 결손이 발생하기도 한다.

한편, 본 발명에 있어서의 BH형 회전 점도계에 의한 점도치는, 5∼10Pa·s의 점도 범위는 5호 또는 6호 로터로, 10∼50Pa·s의 점도 범위는 6호 또는 7호 로터로, 50Pa·s 이상의 점도 범위는 7호 로터로, 로터 회전 속도 20회전/분으로 측정 개시 후 1분에서의 측정치이다.

또, 본 발명의 스크린 인쇄용 잉크 조성물은 요변성(TI값)이 2.0∼8.0이지만, TI값이 4.0∼7.0인 것이 더욱 바람직하다. TI값이 2.0 미만일 경우에는 잉크의 흐름성이 크고, 비록 점도가 180Pa·s 이었다고 해도 인쇄 후에 시간 경과에 따라 인쇄 이미지에 액체누출이 발생하여 미세 패턴과 이미지 가장자리가 굵어진다. 또한 TI값이 8.0을 넘으면, 비록 점도가 30Pa·s 이었다고 해도 스크린 인쇄판에서 잉크가 나오는 양이 지나치게 많아져 미세 패턴과 이미지 가장자리에 번짐이 발생해서 선명한 인쇄 이미지를 얻을 수 없거나, 시간 경과에 따라 흐름성이 지나치게 나빠져 특히 단색 패턴 이미지 상에서 평활성 불량이 발생하기도 한다.

여기서 본 발명의 상기의 TI값이란, 25℃에서의 BH형 회전 점도계 2회전 시의 점도값과 20회전 시의 점도값의 비율, 다시 말해, [BH형 회전 점도계 2회전 시의 점도값/BH형 회전 점도계 20회전 시의 점도값]을 나타내는 값이다. 로터는, 통상의 방법에 따라, 점도에 따라 5∼7호 로터를 사용한다.

또, 본 발명은 상기 잉크 조성물이 JIS K5701-1:2000에 따른 25℃에서의 평행판 점도계(스프레드 미터)에 의한 유동성 측정법으로 측정 시작 1분 후 상기 잉크 조성물의 유동 반경 측정값(이후, 플로값이라 한다.)이 13.0∼24.0㎜이다. 더욱 바람직한 것은 15.0∼18.0㎜이다.

플로값이 13.0㎜ 미만인 경우에는, 스크린 인쇄판에서 잉크가 잘 나오지 않는 경향이 있으므로, 스크린 인쇄 시에 스퀴지의 인쇄 압력을 높이는 등의 궁리가 필요하게 되며, 또, 잉크의 시간 경과로 흐름성이 너무 나빠지기 때문에 이미지 가장자리부에서 스크린 인쇄판의 메시 눈이 명확하게 나타나 이미지 가장자리부에 들쭉날쭉한 흔적의 발생이나 직선성의 결여라고 하는 현상이 일어난다.

한편, 플로값 24.0㎜보다 큰 경우는 스크린 인쇄판으로부터의 잉크가 나오는 양이 많아지는 경향, 및, 잉크가 흘러 액체누출 되기 쉬워지는 경향이 있기 때문에, 스크린 인쇄시의 스퀴지의 인쇄 압력을 작게 하는 등의 궁리가 필요하게 된다.

또한 상기 플로값은 상기와 같이 병행판 점도계 측정 시작 1분 후에 잉크가 유동한 반경값을 나타내(여기서는 이를 「F60」이라 정의한다.)지만, 여기서 병행판 점도계 측정 시작 45초 후의 반경값을 「F45」라고 정의했을 경우, 상기 잉크 조성물이 상기의 플로값 범위인 동시에 「F60」-「F45」≤1.0㎜의 범위인 것이 안정적인 고품위·고정밀 인쇄 이미지를 얻을 수 있기 때문에 필요하다. 이는 인쇄 시의 잉크가 적당한 흐름성을 가지는 동시에 인쇄 후에는 시간 경과에 따라 액체누출이 잘 퍼지지 않는 유동성 특성이 필요하게 되기 때문이다.

더 자세하게 서술하면, 본 발명자들은 [0036]에 기재된 플로값의 요건을 만족한 후에 「F60」-「F45」≤1.0㎜인 것이, 안정된 양호한 고품위·고정밀 인쇄 이미지를 얻기 위해서는 필요하다는 것을 찾아낸 것이다.

여기서, 상기 선행 특허문헌 2(일본 공개특허공보 2010-047649호)에서는 단순히 스프레드 미터 10초와 90초의 플로값의 차이에 대해 슬로프값으로 서술하고 있는 것만으로 플로값의 적정한 범위에 대한 개시는 없다.

또, 상기 선행 특허문헌 2의 인쇄의 적당함의 판정 기준은, 단순히 이미지 인쇄 정밀도가 ±5%로 하고 있는 것 뿐으로서, 본 발명이 고품위·고정밀의 기준으로서 채용하고 있는, 미세 패턴 이미지와 단색 패턴 이미지가 혼재하고 있는 인쇄 이미지를 1회의 스크린 인쇄로 인쇄한 경우에 그 어느 이미지의 가장자리부에서도 가장자리의 액체누출 폭이 10㎛ 이내라고 하는 미크로적 판정 기준 관점의 개시가 결핍되어 있다.

본 발명에 있어서, 본 발명자들은, 플로값이 본 발명 규정의 하한치 13.0㎜ 미만인 경우는, 비록 「F60」-「F45」≤1.0㎜이더라도, 상기 잉크 조성물의 유동성이 부족하여 인쇄 이미지 가장자리부의 들쭉날쭉한 흔적이 육안으로 쉽게 확인되며, 또, 플로값이 본 발명 규정의 상한치 24.0㎜를 넘는 경우는, 비록 「F60」-「F45」≤1.0㎜이더라도, 상기 잉크 조성물의 유동성이 너무 커져서 인쇄 이미지 가장자리부의 액체누출 폭이 커지는 것을 발견함으로써 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명자들은, 플로값의 적정치 13.0∼24.0㎜를 규정한 후에 「F60」-「F45」≤1.0㎜를 규정한다고 하는 편성으로, 단색 패턴과 미세 패턴이 혼재하는 인쇄물을 제작하는 경우에 있어서, 한 공정의 스크린 인쇄로 고도로 고품위·고정밀 인쇄 이미지 품질을 얻을 수 있는 것을 발견한 것이다.

물론, 점도, 및, TI값에 대해서도 상기한 범위를 겸비할 필요가 있다.

본 발명의 상기 잉크 조성물은 적어도 선 지름이 25㎛인 고강도 무변형 스테인리스 메시에 의해 제판된 360메시의 스크린 인쇄판을 사용하여 열가소성 수지기재에 스크린 인쇄하여 인쇄물을 제작했을 때, 단색 이미지 패턴과 미세 이미지 패턴이 공존하는 상기 인쇄판의 이미지 설계 치수에 대하여, 인쇄한 이미지 가장자리 중의 어느 한 부분의 가장자리 또는 윤곽부에 있어서도 액체누출 폭이 10㎛ 이내가 되는 인쇄물을 제작할 수 있는 고품위·고정밀 스크린 인쇄 잉크 조성물이다. 상기 인쇄 이미지 가장자리의 액체누출 폭이 10㎛을 초과하는 경우, 상기 인쇄판의 이미지 설계에 대하여 상기 인쇄 이미지의 굵어짐이 육안으로도 인식할 수 있게 되어 상기 인쇄 이미지가 흐려지기 때문에 고품위·고정밀한 장식 인쇄라고는 말할 수 없게 된다.

이러한, 상기 내구성과 유연성을 가지며 성형 가공 적합성도 아울러 가지는 열가소성 수지기재에 이용하는 고품위·고정밀 스크린 인쇄용 잉크 조성물은, 상술한 바와 같이, 적어도 비점이 170℃ 이상의 용매를 용매 전체의 70질량% 이상 함유하고,

적어도 중량 평균 분자량 4,000 이상, Tg가 20∼95℃인 열가소성 폴리머를, 상기 잉크 조성물 전량에 대해 10질량% 이상 함유하며, 또한,

적어도 25℃에 있어서의 BH형 회전 점도계로 점도가 5∼180 Pa·s,

적어도 요변성이 2.0∼8.0이며,

상기 평행판 점도계에 의한 유동성 측정법으로 측정 개시 1분 후의 유동 반경 측정치를 「F60」, 45초 후의 유동 반경 측정치를 「F45」라고 정의했을 때에, 「F60」-「F45」≤1.0㎜이며, 또,

진공 성형 또는 압공 성형 가공을 했을 때에 인쇄 이미지 도막의 신장률이 250% 이상이 되는 인쇄물을 제작할 수 있는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지기재에 이용하는 스크린 인쇄용 잉크 조성물에 의하여 얻을 수 있는 것이다.

더욱이 이와 같이 성형 적합성을 아울러 가지는 상기 고품위·고정밀 스크린 인쇄용 잉크 조성물은 전술 및/또는 후술하는 ‘바람직한 요건’을 채택함으로써 그 제조가 보다 용이해지거나, 인쇄물로서의 고품위·고정밀의 품질이 더욱 향상되기도 한다.

여기서 상기 인쇄 이미지 가장자리의 액체누출 폭이 ‘제로’㎛일 경우에는 인쇄된 잉크의 액체누출이 전혀 없고, 상기 인쇄판의 이미지 설계대로 인쇄되지만, 상기 인쇄판은 스크린 메시가 끼워진 상태로 존재하기 때문에 인쇄 후 잉크에 액체누출이 전혀 없을 경우에는 상기 스크린 메시의 영향을 받아서 인쇄 이미지 가장자리에는 작은 결손과 들쭉날쭉한 흔적이 발생하기 쉽다. 따라서 상기 장식 인쇄 이미지의 액체누출 폭은 2∼10㎛인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 3∼8㎛이다.

다음으로 바람직한 스크린 메시, 스크린 인쇄판, 스크린 인쇄 조건의 예에 대해서 기재한다.

고강도 무변형 스테인리스 메시에 의해 제판된 360메시의 스크린 메시로서는 아사다 메시(주)제의 HS-D360(메시 선 지름이 25㎛φ, 캘린더 가공 처리된 메시 두께 29㎛, 개구율 42%, 아사다 메시(주)가 제시하는 강도 지수 2.56)을 들 수 있다.

인쇄판은 스테인리스·스테인리스의 콤비네이션판이며, 시판 중인 적정한 감광성 유제에 의해 유제 두께가 7∼20㎛이면서 유제 표면에는 플랫 가공 처리되어 있는 것이 바람직하다.

스크린 인쇄 조건은 경도 60∼90도의 스퀴지를 사용하여 클리어런스는 3∼7㎜, 스퀴지 인쇄압은 1.5∼2.0㎜ 누름, 스퀴지 각도는 50∼80도, 스퀴지 속도는 80∼400㎜/초, 스크레이퍼압은 1.0∼2.0㎜ 누름이 바람직한 일례라고 할 수 있다.

여기서 본 발명의 스크린 인쇄용 잉크 조성물은 적어도 선 지름이 25㎛인 고강도 무변형 스테인리스 메시에 의해 제판된 360메시의 스크린 인쇄판을 사용하여 스크린 인쇄한 인쇄물에 있어서, 단색 이미지 패턴과 미세 이미지 패턴이 공존하는 상기 인쇄판의 이미지 설계 치수에 대하여 인쇄된 이미지의 어느 부분의 가장자리 또는 윤곽부에 있어서도 액체누출 폭이 10㎛ 이내가 되는 인쇄물을 제작 가능한 것을 필수 요건으로 하며, 따라서 다른 스크린 메시로 제판된 스크린 인쇄판을 사용하여 인쇄된 경우에도 스크린 인쇄용 잉크 조성물이 본 발명의 필수 요건의 범주에 해당될 때는 상기 스크린 인쇄용 잉크 조성물은 본 발명의 기술 범주가 된다.

또한 당연하지만 360메시를 초과하는 (예를 들면 500메시, 640메시, 840메시 등) 고강도 무변형 스테인리스 메시에 의해 제판된 스크린 인쇄판을 사용한 경우에는 인쇄 이미지 가장자리의 액체누출은 적어지는 동시에 인쇄 이미지 가장자리 부분은 보다 선명해진다는 것은 당연한 일이다.

또한 본 발명의 스크린 인쇄용 잉크 조성물이 착색재, 체질 안료, 필러 중 임의의 1종 또는 복수 종 또는 이들의 조합을 함유할 경우에는 상기 착색재, 체질 안료, 필러가 상기 잉크 조성물 속에 35㎛ 이하의 평균 입자 지름으로 분산된 상태로 존재하는 것이 바람직하다. 분산 후에 35㎛을 초과하는 평균 입자 지름의 착색재, 체질 안료, 필러가 존재하면, 상기 360메시의 스크린 인쇄판의 메시 간극에 막힘이 발생하여 인쇄 이미지에 결손과 핀홀이 발생할 가능성이 있다.

본 발명의 스크린 인쇄용 잉크 조성물에 착색재, 체질 안료, 필러를 분산시키는 방법은 특별히 한정되어 있지 않지만, 예를 들어 교반날개 장착 교반식 분산기, 비즈식 분산기, 3롤식 분산기에 의한 분산이 있다.

상기 착색제, 상기 체질 안료, 상기 필러는 특별히 한정되어 있지 않지만, 상기 착색제의 예로는 아조 안료, 디스아조 안료, 비스아조 안료, 프탈로시아닌 안료, 안트라퀴논계 안료, 아이소인돌린 안료, 디옥사진 안료, 퀴나크리돈 안료, 페릴렌계 안료, 카본블랙 안료, 레이크블랙 안료, 페릴렌블랙 안료, 아닐린블랙 안료, 산화철 안료, 티타늄 안료, 황화아연 안료 및, 각종 유채색 염료 등을 들 수 있고, 이들의 1종 또는 복수 종을 조합하여 사용할 수 있으며, 이러한 착색재는 잉크 조성물에 대하여 95질량% 이하의 배합비로 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직한 것은 50질량% 이하이다.

상기 체질 안료의 예로는 (미립자)실리카, 활석, 탄산칼슘, 탄산 마그네슘, 벤토나이트, 침강성 황산바륨, 산화아연, 알루미나 등을 들 수 있으며, 이들중 1종 또는 복수 종을 조합하여 사용할 수 있고, 이러한 체질 안료는 잉크 조성물에 대하여 30질량% 이하의 배합비로 사용하는 것이 바람직하다.

상기 필러의 예로는 수지 비즈, 메탈릭 입자, 금속가루, 금속산화물가루, 흑연, 펄 안료, 형광 안료, 왁스 입자, 프로틴 파우더 등을 들 수 있다. 또한 자외선 흡수재료, 항균재료, 열 흡수재료, 굴절률 조정재료, 활성(滑性) 부여 재료, 활성 방지 재료, 축광성 재료, 편광성 재료, 반사 방지재료, 확산성 재료 등의 기능성 재료와 유사한 것도 무방하다. 이들 중 1종 또는 복수 종을 조합하여 사용할 수 있고, 이러한 필러는 잉크 조성물에 대하여 95질량% 이하의 배합비로 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직한 것은 50질량% 이하이고 가장 바람직한 것은 30질량% 이하이다.

상기 잉크 조성물을 그래픽 장식 스크린 인쇄용 잉크로서 사용한 경우에는 지금까지의 스크린 인쇄에서는 실현되지 않은 이미지 가장자리의 뛰어난 직선성, 미세 도트에 결손과 액체누출이 없는 뛰어난 정밀성을 가지는 동시에 풍부한 색채 표현성, 각종 기능성을 동시에 겸비한 고품질의 고화질 그래픽 장식 스크린 인쇄물을 제작할 수 있다.

또한 상기 착색제, 상기 체질 안료, 상기 필러 등을 함유하는 본 발명의 스크린 인쇄용 잉크 조성물은 상기 그래픽 장식 스크린 인쇄물에 한정되지 않고, 디스플레이의 시인성을 높이기 위한 블랙 매트릭스와 스트라이프 인쇄, 레지스트로서 기능하기 위한 패턴 인쇄, 부품과 부품을 접촉시키지 않기 위한 스페이서 인쇄, 도광판에서 균일한 휘도를 확보하기 위해서 특정한 면적으로 설계된 도트 인쇄 등의 전기·전자 부품에 대한 인쇄에 사용했을 경우에도 고화질 스크린 인쇄물을 제작할 수 있다.

일반적으로 블랙 매트릭스와 스트라이프 인쇄에는 은폐성이 높은 검은색 잉크가, 레지스트 인쇄와 스페이서 인쇄에는 흰색 잉크, 검은색 잉크, 유채색 잉크, 투명 잉크, 확산성 잉크 및/또는 이들의 혼합 잉크가, 도광판 도트 인쇄에는 실리카와 각종 비즈 등의 광 확산성 기능을 가진 필러를 함유한 잉크를 사용하는 경우가 많다.

또, 본 발명은, 상기 스크린 인쇄용 잉크 조성물을 이용하여 열가소성 수지기재에 스크린 인쇄된 것을 특징으로 하는 인쇄물을 제공한다.

또한, 본 발명은, 상기의 스크린 인쇄용 잉크 조성물을 열가소성 수지기재에 스크린 인쇄함으로써 인쇄물을 제조하는 것을 특징으로 하는 인쇄물의 제조방법을 제공하는 것이다.

여기서, 본 발명이 제공하는 인쇄물 및 인쇄물의 제조방법에 있어서, 사용되는 열가소성 수지기재로서는, 폴리카보네이트 수지, 처리(미처리) 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 염화 비닐 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 및, 그들의 혼합 수지 등의 시트 형상, 필름 형상의 기재를 들 수 있다.

실시예

이하, 본 발명의 실시예와 비교예를 [표1]에 나타냈다. 또한 본 발명은 이 실시예로 한정되는 것은 아니다.

[표 1]

실시예 및 비교예의 스크린 인쇄 잉크 조성물에 대하여, 표1에 기재된 재료를 동표에 기재된 배합비(질량%)로 프로펠라 회전식 교반기를 이용하여 균일하게 교반 혼합한 후에 3롤 밀 분산기를 2번에 걸쳐 제조한 후, 각각의 잉크 조성물에 대해서 상기의 방법으로 점도, TI값, 플로값(F60), F60-F45값을 측정하였다.

다음은 실시예 및 비교예의 스크린 인쇄 잉크 조성물을 아사다 메시(주)제의 HS-D360(메시 선 지름이 25㎛φ, 캘린더 가공 처리된 메시 두께 29㎛, 개구율 42%, 아사다 메시(주)가 제시하는 강도 지수 2.56)으로 제조 판매된 스크린 인쇄판(유제 두께 15㎛, 유제면 플랫 가공 처리)으로 표1에 기재된 열가소성 수지기재에 스크린 인쇄하였다. 이때의 스크린 인쇄 조건은 「경도 80도 스퀴지(재질은 우레탄), 클리어런스 5㎜, 스퀴지 인쇄압 1.5㎜ 누름, 스퀴지 각도 75도, 스퀴지 속도 400㎜/초, 스크레이퍼압 1.5㎜ 누름」으로 하였다.

또한, 이 스크린 인쇄판은 인쇄 이미지 설계가 100㎛φ도트 패턴, 인쇄 방향으로 평행 또는 수직인 100㎛ 종세선 패턴, 인쇄 방향으로 평행 또는 수직이고 150㎛의 간격을 가진 선폭 100㎛의 횡세선 패턴 및 한 변이 100㎜인 정방형의 단색 패턴이 공존하여 설치된 것이다. 그런데, 100㎜ 단색 패턴 끼리가 150㎛의 간극을 통하여 인접하고 있는 부분도 공존하고 있고, 가장 간극이 작은 부분으로서는 30㎛의 간극을 통하여 늘어 놓아진 100㎛φ도트 패턴 설계부분이었다.

실시예 및 비교예의 스크린 인쇄 잉크 조성물이 인쇄되었을 때, 이미지 가장자리의 액체누출 폭의 측정은 스크린 인쇄판에 있어서, 인쇄 방향으로 수직이며, 간격이 150㎛의 간격을 가진 선 폭 100㎛의 횡세선 패턴 및 100㎜ 각(角) 정방형 단색 패턴이 인쇄된 인쇄 도막 이미지 부분을, 측장 기능 탑재 디지털 현미경 200배로 관찰하여, 인쇄된 상기 횡세선의 간극을 측정한 후, 인쇄판 설계값 150㎛과의 차이를 산출한다. 예를 들면, 인쇄된 상기 횡세선의 간격이 140㎛이었을 경우에는 인쇄판 설계값 150㎛과의 차이는 10㎛이 되지만, 횡세선에서는 이미지 가장자리가 양쪽에 존재하기 때문에, 한쪽의 이미지 가장자리의 액체누출 폭은 5㎛이 되어 이를 「이미지 가장자리의 액체누출 폭」으로 하였다.

한편, 본 발명의 인쇄 잉크로 인쇄된 150㎛ 간극을 통하여 인접하는 100㎛횡세선 이미지 가장자리의 액체누출 폭의 측정 결과와, 150㎛ 간극을 통하여 인접하는 100㎜ 각 정방형 이미지의 가장자리의 액체누출 폭의 측정 결과는, 후술하는 실시예에 있어서는 거의 동일이라고 하는 결과라는 우수한 결과를 얻을 수 있었다.

인쇄 이미지의 고품위·고정밀도의 평가, 및, 인쇄 이미지의 성형 가공에 의한 250% 이상의 신장률은, 육안 및 디지털 현미경 200배 관찰로 아래와 같이 판정하였다. 또한, 20장째에 인쇄된 인쇄물에 대해서 상기 평가를 실시하였다.

[100㎛φ도트의 인쇄 이미지의 고품위·고정밀도]의 평가

◎:100개의 상기 도트 형상의 결여 등의 결손이 전혀 없고, 각 도트끼리의 간극이 소실되는 것도 없었다.

○:100개 중 1∼5개의 상기 도트에 미세한 결여, 번짐, 형상 변형이 있었지만, 각 도트끼리의 간극이 소실되지 않고, 실용상 문제없는 레벨이었다.

△:100개 중 6∼30개의 상기 도트에 결여, 번짐, 형상 변형이 있었다.

×:100개 중 31개 이상의 상기 도트에 어떤 이상이 있었다.

[100㎛ 횡세선의 인쇄 이미지의 고품위·고정밀도]의 평가

◎:5㎛ 미만의 굵기이며, 형상 변형, 번짐, 결여 등의 결손이 전혀 없었다.

○:5∼10㎛ 정도의 굵기, 가늘기가 발생하였지만, 번짐, 결여 등의 결손은 없었다.

△:11㎛ 이상의 굵기, 가늘기가 발생하였다.

×:세선의 결여가 발생하였다.

[1변이 100㎜인 정방형 단색 패턴의 인쇄 이미지의 고품위·고정밀도]의 평가

◎:평활성이 좋아 평활한 인쇄 이미지이며, 이미지 가장자리의 액체누출 폭은 10㎛ 이하였다.

○:평활성은 다소 떨어졌지만 실용상 허용 범위이며, 이미지 가장자리의 액체누출 폭은 10㎛ 이하였다.

△:평활성은 실용상의 허용 범위였지만, 인쇄 얼룩이 발생하였다. 또는/및, 이미지 가장자리의 액체누출 폭이 10㎛를 넘고 있었다.

×:평활성이 나빠 실용상 허용할 수 없는 범위이며, 인쇄 얼룩도 발생하였다. 또는/및, 이미지 가장자리의 액체누출 폭이 10㎛를 넘고 있었다.

［진공 성형기에 의한 성형 가공에 있어서의 250% 이상의 인쇄 이미지 신장률］의 평가

◎:250% 신장률이 되는 성형 부분에 있어서, 스케나 균열 등의 문제가 전혀 없는 레벨이었다.

○: 250% 신장률이 되는 성형 부분에 있어서, 약간의 색상이 연해짐에 따른 스케는 있지만, 균열 등의 이상은 없고, 실용상 문제가 없는 레벨이었다.

△: 250% 신장률이 되는 성형 부분에 있어서, 약간의 색상이 연해짐에 따른 스케나 미세한 균열이 발생하여, 실용적 레벨은 아니었다.

×: 250% 신장률이 되는 성형 부분에 있어서, 육안으로도 판정할 수 있는 균열이 발생하고 있어 분명하게 실용적이지 않은 레벨이었다.

한편, 실시예 1, 3, 5, 7, 8의 잉크 조성물을 이용하여, 자동차 미터 표시판디자인을 상정하고, 200㎛ 라인폭의 헤어라인, 및, 150㎛ 라인폭의 스트라이프 격자, 100㎛Φ의 도트 패턴, 및, 테스트용 패턴으로서 100㎜ 각 정방형 단색 패턴과 100㎛세선이 공존하는 이미지를 스크린 인쇄한 바, 번짐이나 결여 등의 결손이 없는 고품위·고정밀 스크린 인쇄물을 얻을 수 있고, 및, 그 일부분을 진공 성형기로 성형 가공한 것은 250% 이상의 신장률 부분에서 아무런 문제도 없었다.

또, 실시예 2, 4, 6의 잉크 조성물을 이용하고, 가전 기기 패널 및 케이스의 디자인을 상정하여, 150㎛ 라인폭의 헤어라인, 및, 150㎛ 라인폭의 스트라이프 격자, 100㎛Φ의 도트 패턴, 및, 테스트용으로서의 패턴으로서 100㎜ 각 정방형 단색 패턴과 100㎛세선이 공존하는 이미지를 스크린 인쇄한 바, 번짐이나 결여 등의 결손이 없는 고품위·고정밀 스크린 인쇄물을 얻을 수 있고, 및, 그 일부분을 진공 성형기로 성형 가공한 것은 250% 이상의 신장률 부분에서 아무런 문제도 없었다.

Claims

선 지름이 25㎛인 고강도 무변형 스테인리스 메시에 의해 제판된 360메시의 스크린 인쇄판을 이용하여 열가소성 수지기재에 스크린 인쇄하여 인쇄물을 제작했을 때, 인쇄 방향으로 수직으로 150㎛의 간극을 갖는 선폭 100㎛의 횡세선 패턴 및 1변이 100㎜인 정방형 단색 패턴이 공존하는 상기 인쇄판의 이미지 설계 치수에 대하여, 인쇄한 인쇄 이미지의 어느 부분의 가장자리 또는 윤곽부에 있어서도 가장자리 액체누출 폭이 10㎛ 이내가 되는 인쇄물을 제작할 수 있는 스크린 인쇄용 잉크 조성물로서,
JIS　K5701-1：2000에 따른 25℃에서의 평행판 점도계(스프레드 미터)에 의한 유동성 측정법으로 측정 개시 1분 후의 상기 잉크 조성물의 유동 반경 측정치가 13.0∼24.0㎜이고,
상기 평행판 점도계에 의한 유동성 측정법으로 측정 개시 1분 후의 유동 반경 측정치를 「F60」, 45초 후의 유동 반경 측정치를 「F45」라고 정의했을 때에, 「F60」-「F45」≤1.0㎜이며,
25℃에서의 BH형 회전 점도계로 점도가 5∼180Pa·s이고,
요변성(TI값)이 2.0∼8.0이며,
부틸셀로솔브 아세테이트, 아디프산 디알킬에스테르를 포함하는 혼합 용제, 이소포론, 3-메톡시-3-메틸 부탄올, 3-메톡시-3-메틸 부틸 아세테이트, 비등점 170℃를 넘는 콜타르 나프타, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트, (메타)아크릴레이트 모노머, 비닐에테르 모노머, 아미드 모노머로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 비등점이 170℃ 이상의 용매를 용매 전체의 70질량% 이상 함유하고, 또한,
중량평균 분자량이 4000 이상, 200000 이하이고, Tg(연화점)가 20∼95℃의 열가소성 폴리머를 상기 잉크 조성물 전량에 대하여 10질량% 이상, 70질량% 이하 함유하며, 상기 열가소성 폴리머를 10질량% 이상 함유하는 것에 의해서 상기 액체 누출 폭을 실현하고, 또한,
진공 성형 또는 압공 성형 가공을 했을 때에 인쇄 이미지 도막의 신장률이 250% 이상이 되는 인쇄물을 제작할 수 있는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지기재에 이용하는 스크린 인쇄용 잉크 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 스크린 인쇄용 잉크 조성물에 함유되는 단독 또는 복수의 상기 열가소성 폴리머의 Tg를 질량 평균했을 때에, 상기 질량 평균한 Tg가 45∼90℃인 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄용 잉크 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 열가소성 폴리머가 폴리에스테르 수지인 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄용 잉크 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 잉크 조성물이 적어도 착색재, 체질 안료, 필러 중의 임의의 1종 또는 이들의 조합을 함유하고, 상기 착색재, 체질 안료 또는 필러가 상기 잉크 조성물 속에 35㎛ 이하의 평균 입자 지름으로 분산된 상태로 존재하는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄용 잉크 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 잉크 조성물이 그래픽 장식 스크린 인쇄 잉크 조성물인 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄용 잉크 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 잉크 조성물이 블랙 매트릭스, 블랙 스트라이프, 레지스트 패턴, 스페이서 또는 도광판의 도트 형성에 사용하는 스크린 인쇄 잉크 조성물인 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄용 잉크 조성물.
제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 기재된 스크린 인쇄용 잉크 조성물을 사용하여 열가소성 수지기재에 스크린 인쇄된 것을 특징으로 하는 인쇄물.
인쇄물 제조방법으로서, 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 기재된 스크린 인쇄용 잉크 조성물을 열가소성 수지기재에 스크린 인쇄함으로써 인쇄물을 제조하는 것을 특징으로 하는 인쇄물의 제조방법.
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