KR101925061B1 - 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물 - Google Patents

적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물 Download PDF

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Abstract

모바일 기기에 구비되어 있는 적외선 센서로의 적외선 투과율을 높여 오작동을 방지할 수 있는, 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물이 개시된다. 상기 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물은, 1 종 이상의 블랙 염료 및 상기 블랙 염료를 포함하는 혼합 염료로 이루어진 군으로부터 선택되는 염료; 3개 이상의 관능기를 가지는 아크릴 모노머; 2개의 관능기를 가지는 아크릴 모노머; 하나의 관능기를 가지는 아크릴 모노머; 및 광 개시제를 포함한다.

Description

적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물{UV-CURABLE INK COMPOSITION FOR INKJETTING HAVING A SUPERIOR INFRARED RAY TRANSMITTANCE}
본 발명은 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 모바일 기기에 구비되어 있는 적외선 센서로의 적외선 투과율을 높여 오작동을 방지할 수 있는, 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물에 관한 것이다.
현대를 살아가는 남녀노소 누구에게나 스마트폰을 비롯한 모바일(mobile) 기기는 필수품이 되었으며, 이와 같은 모바일 기기는 그 독창성이나 편의성 등이 하루가 다르게 발전되어 가고 있다. 하지만, 이러한 성장세와 함께, 해결해야 할 과제 또한 적지 않으며, 이를 해결하기 위한 연구가 끊임없이 지속되고 있다. 이와 같은 문제점 가운데, 적외선 센서(또는, 근접 센서)부로 가시광선이 과도하게 투과되어, 적외선(Infrared Ray; IR) 센서의 오작동을 유발하는 문제점이 존재한다.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 개선책, 즉, 가시광선의 투과율은 낮추고, 적외선의 투과율은 높일 수 있는 잉크의 개발이 요구되며, 더불어, 잉크젯 공정이 가능하도록 점도가 낮고 자외선 경화 특성이 우수해야 한다. 뿐만 아니라, 베젤(bezel)과 마찬가지로, 표면경도 및 부착력이 우수하고, 적외선 투과층(커버글라스)과 베젤의 상부에서 잉크의 퍼짐성이 동일하게 나타나 인쇄 패턴의 품질이 우수해야 한다.
한편, 본 출원인에 의한 대한민국 특허출원 10-2014-0071574호 및 10-2014-0157958호에서는 잉크젯용 자외선 경화 베젤 잉크를 개시하고 있지만, 이와 같은 잉크젯 방식을 이용하는 자외선 경화 잉크는 적외선 투과와는 무관한 것으로서, 적외선 투과에 관한 특허는 아직까지 전무한 실정이다. 또한, 중국 공개특허공보 1632006호에서는 자외선으로 경화되는 프린트용 잉크를 개시하고 있으나, 사용되는 카본블랙 안료의 적외선 파장(850~940nm)이 50 % 이하로서, 이는 적외선 투과 잉크로 볼 수 없는 것이다. 중국 공개특허공보 103666113호 또한 자외선으로 경화되는 프린트용 잉크를 개시하고 있으나, 유기안료가 사용될 뿐만 아니라, 적외선 투과에 관한 언급 자체가 부재하다. 또한, 미국 특허공개 2014-0311779호에서는 광경화 전도성 잉크 조성물을 개시하고 있으나, 안료나 염료와 같은 색료가 아닌 은 파우더(silver powder)를 사용하고, 잉크젯 프린팅용이 아닌 점은 본 발명과 큰 차이점이라 할 수 있다. 또한, 일본 공개특허공보 2013-189545호에서는 본 발명과 동일하게 용제가 사용되지 않는 무용제형 자외선 경화 수지 조성물을 개시하고 있지만, 적외선 투과가 가능하다는 언급은 찾을 수 없다.
중국 공개특허 1632006호 중국 공개특허 103666113호 대한민국 특허출원 10-2014-0071574호
본 발명의 목적은, 모바일 기기에 구비되어 있는 적외선 센서로의 적외선 투과율을 높여 오작동을 방지할 수 있는, 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 1 종 이상의 블랙 염료 및 상기 블랙 염료를 포함하는 혼합 염료로 이루어진 군으로부터 선택되는 염료; 3개 이상의 관능기를 가지는 아크릴 모노머; 2개의 관능기를 가지는 아크릴 모노머; 하나의 관능기를 가지는 아크릴 모노머; 및 광 개시제를 포함하는 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물을 이용하여 잉크젯 방식으로 형성된 패턴을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 패턴을 포함하는 전자소자를 제공한다.
본 발명에 따른 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물에 의하면, 모바일 기기에 구비되어 있는 적외선 센서로의 적외선 투과율을 높여 적외선 센서의 오작동을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물은, 1종 이상의 블랙 염료 또는 상기 블랙 염료를 포함하는 혼합 염료로 이루어진 군으로부터 선택되는 염료, 3개 이상의 관능기를 가지는 아크릴 모노머(또는, 다관능 아크릴 모노머), 2개의 관능기를 가지는 아크릴 모노머(또는, 2관능 아크릴 모노머), 하나의 관능기를 가지는 아크릴 모노머(또는, 단관능 아크릴 모노머) 및 광 개시제를 포함하는 것으로서,
적외선 파장 영역(850 ~ 940 ㎚)의 투과율이 85 % 이상으로 높고, 가시광선 파장 영역(550 ㎚)의 투과율은 15 ~ 25 %로 낮으며, 잉크젯 방식으로 패턴 형성이 가능하다.
상기 염료(dye)는, 본 발명에 따른 잉크 조성물이 경화되어 형성되는 코팅층의 적외선 투과율을 결정하는 구성 요소로서, 1종 이상의 블랙 염료가 단독으로 사용되거나, 블랙 염료를 포함하는 혼합 염료, 예를 들면, 블랙 염료는 필수적으로 포함되고, 그밖에 블루 염료 및 바이올렛 염료로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 염료를 추가로 포함(즉, 블랙 염료와 혼합)할 수 있다.
상기 염료들은 당업계에 알려진 통상의 것을 제한 없이 사용할 수 있으며, 그 중 대표적인 염료들을 간단히 예시하면, 상기 블랙 염료로는 solvent black 29(컬러 인덱스 번호, 상품명: X-55), solvent black 27(X-51), solvent black 3, solvent black 5 및 solvent black 7 등이 있고, 상기 블루 염료로는 solvent blue 70(컬러 인덱스 번호, 상품명: blue066), solvent blue 35 및 solvent blue 97 등이 있다.
전체 잉크 조성물 중 상기 염료의 함량은 1 내지 12 중량%, 바람직하게는 3 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 약 5 중량%로서, 상기 염료의 함량이 1 중량% 미만일 경우에는 가시광선의 투과율이 높아질 우려가 있고, 12 중량%를 초과할 경우에는 잉크의 점도가 과도하게 높아질 우려가 있다. 한편, 본 발명에 따른 잉크 조성물에 안료가 아닌 염료를 포함시킴으로써, 적외선 투과율을 보다 높일 수 있다.
상기 3개 이상의 관능기를 가지는 아크릴 모노머(또는, 다관능 아크릴 모노머)는, 자외선(UV)에 의한 경화에 의해 가교 결합되어 인쇄층의 막 강도를 증가시키는 것으로서, 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(Dipentaerythritol hexaacrylate; DPHA), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(Trimethylolpropane triacrylate; TMPTA), 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트 및 프로폭시레이티드 글리세롤 트리아크릴레이트 등, 당업계에 알려진 통상적인 3개 이상의 관능기를 가지는 아크릴 모노머를 1종 이상 사용할 수 있다. 한편, 상기 관능기의 예로는 아크릴레이트 및 카르복시기 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전체 잉크 조성물 중 상기 3개 이상의 관능기를 가지는 아크릴 모노머의 함량은 1 내지 30 중량%, 바람직하게는 5 내지 25 중량%, 더욱 바람직하게는 약 20 중량%로서, 상기 3개 이상의 관능기를 가지는 아크릴 모노머의 함량이 1 중량% 미만일 경우에는 막의 강도가 충분하지 않을 우려가 있고, 30 중량%를 초과할 경우에는 잉크의 점도가 과도하게 높아져, 공정의 진행이 불가능해질 우려가 있다.
상기 2개의 관능기를 가지는 아크릴 모노머(또는, 2관능 아크릴 모노머)는, 잉크의 점도를 조절하고 반응성을 증가시키는 것으로서, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-Hexanediol diacrylate; HDDA), 디프로필렌글리콜 디아크릴레이트(DPGDA), 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트(TPGDA) 및 히드록실피발산 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트(HPNDA) 등, 당업계에 알려진 통상적인 2개의 관능기를 가지는 아크릴 모노머를 1종 이상 사용할 수 있다.
전체 잉크 조성물 중 상기 2개의 관능기를 가지는 아크릴 모노머의 함량은 5 내지 30 중량%, 바람직하게는 10 내지 25 중량%, 더욱 바람직하게는 15 내지 20 중량%로서, 상기 2개의 관능기를 가지는 아크릴 모노머의 함량이 5 중량% 미만일 경우에는 잉크의 점도 조절이 어려워지거나 반응성이 약화될 우려가 있고, 30 중량%를 초과할 경우에는 마찬가지로 잉크의 점도 조절이 어려워질 수 있다.
상기 하나의 관능기를 가지는 아크릴 모노머(또는, 단관능 아크릴 모노머)는, 잉크의 점도를 조절하고 기재와 인쇄층의 부착력을 향상시키는 것으로서, 2-히드록시에틸 아크릴레이트(2-Hydroxyethyl acrylate; 2-HEA), 히드록시프로필 아크릴레이트(hydroxypropyl acrylate, HPA), 2-히드록시에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate, 2-HEMA) 및 히드록시프로필 메타크릴레이트(hydroxypropyl methacrylate, HPMA) 등, 당업계에 알려진 통상적인 하나의 관능기를 가지는 아크릴 모노머를 1종 이상 사용할 수 있으나, 부착력이 우수한 상기 2-히드록시에틸 아크릴레이트(2-HEA)를 단독으로 사용하는 것이 바람직하다.
전체 잉크 조성물 중 상기 하나의 관능기를 가지는 아크릴 모노머의 함량은 30 내지 50 중량%, 바람직하게는 35 내지 45 중량%, 더욱 바람직하게는 약 40 중량%로서, 상기 하나의 관능기를 가지는 아크릴 모노머의 함량이 30 중량% 미만일 경우에는 기재와 인쇄층의 부착력이 불충분할 우려가 있고, 50 중량%를 초과할 경우에는 반응성이 약해질 수 있다. 한편, 지금까지 상술한 아크릴 모노머는, 아크릴레이트 뿐만 아니라, 메타크릴레이트 또는 아크릴레이트나 메타크릴레이트에 치환기가 도입된 유도체 모두를 의미한다.
상기 광 개시제는, 자외선에 의한 경화 과정에 있어서, 잉크에 함유된 불포화 이중결합을 가지는 모노머가 반응하여 고분자를 형성하는 경화 반응이 일어나도록(개시되도록) 하는 것으로서, 상기 광 개시제의 예로는 1-히드록시-시클로헥실-페닐 케톤, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판온, 2-히드록시-1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로판온, 메틸벤조일포르메이트, α-디메톡시-α-페닐아세토페논, 2-벤조일-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모포린일)페닐]-1-부타논, 2-메틸-1-[4-(메틸씨오)페닐]-2-(4-몰포린일)-1-프로판온 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀옥사이드 또는 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드 등을 들 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 그밖에, 현재 시판되고 있는 상품으로는 Irgacure 184, Irgacure 500, Irgacure 651, Irgacure 369, Irgacure 907, Darocur 1173, DarocurMBF, Irgacure 819, Darocur TPO, Irgacure 907, Esacure KIP 100F, ITX 등이 있으며, 이들 광 개시제는 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
전체 잉크 조성물 중 상기 광 개시제의 함량은 1 내지 15 중량%, 바람직하게는 3 내지 15 중량%, 더욱 바람직하게는 7 내지 12 중량%로서, 상기 광 개시제의 함량이 1 중량% 미만일 경우에는 경화 반응이 충분하지 못할 우려가 있고, 15 중량%를 초과할 경우에는 모두 용해되지 않을 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 잉크 조성물은, 필요에 따라, 부착력 증진제, 바인더, 중합억제제 및/또는 계면활성제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 부착력 증진제는 기재와 인쇄층의 부착력을 향상시킬 수 있는 것으로서, 상기 단관능 아크릴 모노머와 함께 사용될 경우, 부착력을 극대화 할 수 있다. 상기 부착력 증진제로는 알콕시 실란 화합물이 있으며, 이의 예로는, 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란(3-Glycidoxypropyl trimethoxysilane, KBM-403(Shin-Etsu사, 미국)), 3-글리시독시프로필 메틸디메톡시실란(3-Glycidoxypropyl methyldimethoxysilane, KBM-402), 2-(3,4 에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란(2-(3,4 epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, KBM-303), 3-글리시독시프로필 메틸디에톡시실란(3-Glycidoxypropyl methyldiethoxysilane, KBE-402), 3-글리시독시프로필 트리에톡시실란(3-Glycidoxypropyl triethoxysilane, KBE-403) 및 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란(3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane, KBM-503) 등을 들 수 있고, 1종 이상 사용할 수 있다.
상기 부착력 증진제가 사용될 경우 그 함량은, 잉크 조성물의 총 중량에 대하여 1 내지 10 중량%, 바람직하게는 3 내지 7 중량%, 더욱 바람직하게는 약 5 중량%로 포함될 수 있다. 상기 부착력 증진제의 함량이 1 중량% 미만이면 부착력이 저하될 수 있고, 10 중량%를 초과하면 상기 아크릴 모노머의 함량이 줄어들어 반응성이 저하되는 등, 상기 아크릴 모노머들을 사용함으로써 얻을 수 있는 효과가 미미해질 우려가 있다.
상기 바인더는 기재와 인쇄층의 부착력 및 표면경도를 조절하기 위해 포함될 수 있는 것으로서, 에폭시계 아크릴 수지를 사용하는 것이 바람직하나, 기재와 인쇄층의 부착력 및 표면경도를 조절할 수 있는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 바인더가 사용될 경우 그 함량은, 잉크 조성물의 총 중량에 대하여 1 내지 5 중량%, 바람직하게는 1 내지 3 중량%, 더욱 바람직하게는 약 1 중량%로 포함될 수 있다. 상기 바인더의 함량이 1 중량% 미만이면 기재와 인쇄층의 부착력 및 표면경도가 충분하지 않을 수 있고, 5 중량%를 초과하면 잉크의 점도가 너무 높아져 잉크젯 공정의 수행에 어려움이 있을 수 있다.
상기 중합억제제는 잉크를 상온에서 보관하는 동안 경화반응이 일어나지 않도록 하기 위한 것으로서, 모노메틸에테르 하이드로퀴논(MEHQ), 벤조퀴논, 카테콜, 페노티아진, N-니트로소페닐히드록시아민 및 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-1-옥실 유리 라디칼 및 이들의 유도체로부터 선택된 1종 이상을 잔량 사용할 수 있다.
상기 계면활성제는 잉크의 표면장력을 조절하여 제팅(jetting)이 원활하게 일어나게 하며, 또한, 유리 기판에서 잉크가 적절하게 퍼지도록 하는 것으로서, 잔량 포함될 수 있다. 상기 계면활성제로는 불소계 계면활성제가 바람직하며, 상기 불소계 계면활성제의 구체적인 예로는 DIC(DaiNippon Ink & Chemicals) 사의 F-410, F-430, F-444, F-477, F-553, F-554, F-555, F-556, F-557, F-558, F-559, F-560, F-561, F-562, F-563, F-565, F-568, F-569, F-570, F-571, F-572, R-40, R-41, R-43, R-94, RS-55, RS-56, RS-72-K, RS-75, RS-78, RS-90 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물은, 착색제로서 적외선 투과율이 낮은 안료를 대신하여 염료를 사용함으로써 적외선 투과율을 획기적으로 상승시켰으며, 모바일 기기의 터치패널 근접센서(IR층)에 적용하기 위해 필요한 경화감도, 표면경도(5H 이상) 및 부착력(5B) 모두 우수함을 하기 실험으로 도출하였다(특히, 잉크 조성물에 유기용제가 전혀 포함되지 않기 때문에 부착력이 우수하다). 또한, 적외선 투과층(커버글라스)과 베젤의 상부에서 잉크의 퍼짐성이 동일하게 나타나기 때문에, 인쇄 패턴의 품질이 우수하다.
한편, 본 발명은, 전술한 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물을 이용하여 형성된 패턴을 제공한다. 여기서, 패턴은 목적으로 하는 용도에서 요구되는 형태를 갖는 것을 의미하는 것으로서, 본 발명에 따른 잉크 조성물의 각 성분은, 본 명세서에 기재된 패턴의 제조 공정을 위하여 적용된 조건, 예컨대 건조 및/또는 경화 조건 하에서 변형될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 패턴은, 상기 조성물의 각 성분이 상기 조건 하에서 가능한 변형이 된 상태를 포함할 수 있으며, 상기 패턴은 터치 패널의 베젤 패턴인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 전술한 패턴을 포함하는 전자소자를 제공한다. 상기 전자소자는 액정표시장치, 디스플레이 및 터치 패널 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 터치 패널인 것이 바람직하다. 터치 패널용 패턴은 액정표시장치용 블랙 매트릭스 패턴에 비하여 매우 단순하여 잉크젯 프린팅 공정을 통하여 쉽게 형성할 수 있기 때문이다. 본 발명에 따른 전자소자는, 전술한 본 발명에 따른 패턴을 포함하는 것을 제외하고는, 당기술 분야에 알려진 구성을 가질 수 있다.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예 1] 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물의 제조
하기 표 1에 나타낸 조성과 같이, 전체 잉크 조성물 총 중량에 대하여, 염료로서 5 중량%의 solvent black 29, 다관능 아크릴 모노머로서 20 중량%의 DPHA, 2관능 아크릴 모노머로서 16.9 중량%의 HDDA, 단관능 아크릴 모노머로서 40 중량%의 2-HEA, 광개시제로서 4 중량%의 Irgacure 819, 6 중량%의 Irgacure 907 및 2 중량%의 ITX, 바인더로서 1 중량%의 에폭시계 Almatex resin(PD-7610), 부착력 증진제로서 5 중량%의 KBM-403, 0.05 중량%의 불소계 계면활성제(RS-75) 및 중합억제제로서 0.05 중량%의 MEHQ를 혼합한 후, 상기 혼합물을 6 시간 동안 교반하여, 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물을 제조하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3

염료
 solvent black 29 5 3.25
solvent black 27 5
solvent blue 70 1.75

아크릴 모노머

 DPHA(다관능) 20 20 20
TMPTA(다관능) 0 0 0
HDDA(2관능) 16.9 16.9 16.9
2-HEA(단관능) 40 40 40
바인더 에폭시 바인더 1 1 1
부착력 증진제 KBM-403 5 5 5

광 개시제
 Irgacure 819 4 4 4
Irgacure 907 6 6 6
ITX 2 2 2
계면활성제 불소계 0.05 0.05 0.05
중합억제제 MEHQ 0.05 0.05 0.05
[실시예 2] 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물의 제조
상기 표 1에 나타낸 조성과 같이, 5 중량%의 solvent black 29 염료 대신, 5 중량%의 solvent black 27 염료를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 조성으로 잉크 조성물을 제조하였다.
[실시예 3] 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물의 제조
상기 표 1에 나타낸 조성과 같이, 5 중량%의 solvent black 29 염료를 단독으로 사용하는 대신, 3.25 중량%의 solvent black 29 염료 및 1.75 중량%의 solvent blue 70 염료를 혼합하여 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 조성으로 잉크 조성물을 제조하였다.
[비교예 1] 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물의 제조
하기 표 2에 나타낸 조성과 같이, 단관능 아크릴 모노머인 2-HEA를 40 중량% 대신 45 중량% 사용하고, 부착력 증진제를 사용하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 조성으로 잉크 조성물을 제조하였다.
비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6


염료
 solvent black 29 5 5 5 5 5 5
solvent black 27
solvent blue 70

아크릴
모노머
 DPHA(다관능) 20 20 20 10 10 20
TMPTA(다관능) 0 0 0 0 20 20
HDDA(2관능) 16.9 17.9 20.9 26.9 6.9 16.9
2-HEA(단관능) 45 40 40 40 40 20
바인더 에폭시 바인더 1 1 1 1 1
부착력
증진제		 KBM-403 5 5 5 5 5

광 개시제
 Irgacure 819 4 4 3 4 4 4
Irgacure 907 6 6 3 6 6 6
ITX 2 2 2 2 2 2
계면활성제 불소계 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
중합억제제 MEHQ 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
[비교예 2] 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물의 제조
상기 표 2에 나타낸 조성과 같이, 2관능 아크릴 모노머인 HDDA를 16.9 중량% 대신 17.9 중량% 사용하고, 바인더를 사용하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 조성으로 잉크 조성물을 제조하였다.
[비교예 3] 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물의 제조
상기 표 2에 나타낸 조성과 같이, 2관능 아크릴 모노머인 HDDA를 16.9 중량% 대신 20.9 중량% 사용하고, 광개시제인 Irgacure 819를 4 중량% 대신 3 중량%, Irgacure 907을 6 중량% 대신 3 중량% 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 조성으로 잉크 조성물을 제조하였다.
[비교예 4] 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물의 제조
상기 표 2에 나타낸 조성과 같이, 다관능 아크릴 모노머인 DPHA를 20 중량% 대신 10 중량% 사용하고, 2관능 아크릴 모노머인 HDDA를 16.9 중량% 대신 26.9 중량% 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 조성으로 잉크 조성물을 제조하였다.
[비교예 5] 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물의 제조
상기 표 2에 나타낸 조성과 같이, 다관능 아크릴 모노머인 DPHA를 20 중량% 대신 10 중량% 사용하고, 또 다른 다관능 아크릴 모노머인 TMPTA를 20 중량% 첨가하였으며, 2관능 아크릴 모노머인 HDDA를 16.9 중량% 대신 6.9 중량% 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 조성으로 잉크 조성물을 제조하였다.
[비교예 6] 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물의 제조
상기 표 2에 나타낸 조성과 같이, 또 다른 다관능 아크릴 모노머인 TMPTA를 20 중량% 첨가하고, 단관능 아크릴 모노머인 2-HEA를 40 중량% 대신 20 중량% 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 조성으로 잉크 조성물을 제조하였다.
[실시예 1~3, 비교예 1~6] 잉크 조성물로 제조된 시편의 물성 평가
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 6에서 제조된 잉크 조성물을, 가로 50 mm, 세로 50 mm, 두께 0.5 ㎛의 크기를 가지는 정사각형 모양의 글라스(glass)에, 4 또는 5 ㎛의 두께로 잉크젯 프린팅 하여 시편을 제작하였다. 이어서, 제작한 시편을 100 ℃의 오븐에서 2 분 이상 가열한 후, 395 ㎚ 파장의 UV LED 램프를 이용하여 자외선 경화를 실시하였다. 경화된 상기 시편에 대해, 적외선 투과율 측정 실험, 표면경도 측정 실험 및 부착력 측정 실험을 수행한 후, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 한편, 상기 적외선 투과율은 UV-VIS Spectrometer를 이용하여, 380 내지 1,000 ㎚ 파장의 투과율을 측정하였고, 상기 표면경도는 연필경도계로 하중 1 ㎏, 긁기각도 45 도(°) 및 속도 3 mm/s 조건에서 측정하였으며(규격: ASTM D3363), 상기 부착력은 cross cut test를 실시 측정하여 0B 내지 5B로 평가하였다(규격: ASTM D3002, D3359).
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6
두께(㎛) 5 5 4 5 5 5 5
550㎚ 파장
(가시광선)의 투과율(%)
20
20
19
20
20


20
20
850㎚ 파장
(적외선)의
투과율(%)
89
89
87
89
89


89
89
940㎚ 파장
(적외선)의
투과율(%)
90
90
88
90
90


90
90
표면경도 5H 5H 5H 5H 4H 4H 5H
부착력 5B 5B 5B 3B 3B 4B 0B
경화감도 OK OK OK OK OK NG NG OK OK
상기 표 3의 실시예 1 내지 3으로부터, 블랙 염료만을 단독으로 사용하거나, 블랙 염료 및 블루 염료를 혼합하여 사용한 경우 모두, 가시광선의 투과율은 낮고, 적외선의 투과율은 높아, 상기 사용된 염료들은 적외선 투과 잉크의 착색제로 사용 가능한 것을 알 수 있다. 즉, 약 5 ㎛의 두께 수준으로 잉크젯 프린팅(인쇄)하면, 가시광선의 투과율(550 ㎚: 약 20 %)이나 적외선의 투과율(850 ㎚: 89 %, 940 ㎚: 90 %) 모두 만족한다. 뿐만 아니라, 표면경도(5H), 부착력(5B) 및 경화감도 모두 우수하였으며, UV 경화 후 150 ℃의 고온에서 열처리를 하더라도 변색 현상이 발생하지 않았다.
상기 비교예 1은 부착력 증진제를 제외한 것으로서, 부착력이 낮아지는 것을 알 수 있고, 상기 비교예 2는 바인더를 제외한 것으로서, 표면경도는 물론 부착력까지 낮아짐을 알 수 있으며, 상기 비교예 3은 광 개시제의 함량을 줄인 것으로서, UV 조사를 강하게 하더라도 경화되지 않았다. 상기 비교예 4는 다관능 아크릴 모노머인 DPHA의 함량을 줄인 것으로서, 이 또한 UV 조사를 강하게 하더라도 경화되지 않았고, 상기 비교예 5는 또 다른 다관능 아크릴 모노머인 TMPTA를 첨가하여 경화는 되었지만, 표면경도 및 부착력이 저하되었으며, 상기 비교예 6은 단관능 아크릴 모노머인 2-HEA의 함량을 절반으로 줄인 것으로서, 부착력이 매우 낮게 나타나는 것을 알 수 있다.

Claims (24)

1 종 이상의 블랙 염료 및 상기 블랙 염료를 포함하는 혼합 염료로 이루어진 군으로부터 선택되는 염료;
3개 이상의 관능기를 가지는 아크릴 모노머;
2개의 관능기를 가지는 아크릴 모노머;
하나의 관능기를 가지는 아크릴 모노머; 및
광 개시제를 포함하며,
적외선 파장 영역(850 ~ 940 ㎚)의 투과율이 85 % 이상이고, 가시광선 파장 영역(550 ㎚)의 투과율은 15 ~ 25 %인 것을 특징으로 하는 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 염료의 함량은 전체 잉크 조성물 중 1 내지 12 중량%인 것을 특징으로 하는, 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 3개 이상의 관능기를 가지는 아크릴 모노머의 함량은 전체 잉크 조성물 중 1 내지 30 중량%인 것을 특징으로 하는, 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 2개의 관능기를 가지는 아크릴 모노머의 함량은 전체 잉크 조성물 중 5 내지 30 중량%인 것을 특징으로 하는, 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 하나의 관능기를 가지는 아크릴 모노머의 함량은 전체 잉크 조성물 중 30 내지 50 중량%인 것을 특징으로 하는, 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 광 개시제의 함량은 전체 잉크 조성물 중 1 내지 15 중량%인 것을 특징으로 하는, 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 3개 이상의 관능기를 가지는 아크릴 모노머는, 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(DPHA), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트 및 프로폭시레이티드 글리세롤 트리아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 모노머인 것을 특징으로 하는, 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 2개의 관능기를 가지는 아크릴 모노머는, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(HDDA), 디프로필렌글리콜 디아크릴레이트(DPGDA), 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트(TPGDA) 및 히드록실피발산 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트(HPNDA)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 모노머인 것을 특징으로 하는, 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 하나의 관능기를 가지는 아크릴 모노머는, 2-히드록시에틸 아크릴레이트(2-HEA), 히드록시프로필 아크릴레이트(HPA), 2-히드록시에틸 메타크릴레이트(2-HEMA) 및 히드록시프로필 메타크릴레이트(HPMA)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 모노머인 것을 특징으로 하는, 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 광 개시제는 1-히드록시-시클로헥실-페닐 케톤, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판온, 2-히드록시-1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로판온, 메틸벤조일포르메이트, α-디메톡시-α-페닐아세토페논, 2-벤조일-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모포린일)페닐]-1-부타논, 2-메틸-1-[4-(메틸씨오)페닐]-2-(4-몰포린일)-1-프로판온 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀옥사이드 및 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는, 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 혼합 염료는 블루 염료 및 바이올렛 염료로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 염료와 블랙 염료를 혼합하는 것을 특징으로 하는, 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 잉크 조성물은 부착력 증진제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는, 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 잉크 조성물은 바인더를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는, 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 잉크 조성물은 중합억제제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는, 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 잉크 조성물은 계면활성제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는, 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물.
청구항 13에 있어서, 상기 부착력 증진제는 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필 메틸디메톡시실란, 2-(3,4 에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필 메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필 트리에톡시실란 및 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 알콕시 실란 화합물인 것을 특징으로 하는, 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물.
청구항 14에 있어서, 상기 바인더는 에폭시계 아크릴 수지인 것을 특징으로 하는, 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물.
청구항 15에 있어서, 상기 중합억제제는 모노메틸에테르 하이드로퀴논(MEHQ), 벤조퀴논, 카테콜, 페노티아진, N-니트로소페닐히드록시아민 및 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-1-옥실 유리 라디칼 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물.
청구항 16에 있어서, 상기 계면활성제는 불소계인 것을 특징으로 하는, 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물은, 표면경도가 5H 이상이고, 부착력이 5B인 것을 특징으로 하는, 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물.
청구항 1에 따른 적외선 투과율이 우수한 잉크젯용 자외선 경화 잉크 조성물을 이용하여 잉크젯 방식으로 형성된 패턴.
청구항 22에 따른 패턴을 포함하는 전자소자.
청구항 23에 있어서, 상기 전자소자는 터치 패널인 것을 특징으로 하는 패턴을 포함하는 전자소자.
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