KR102031226B1 - 접착성이 우수한 필름 인쇄용 잉크조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 접착성이 우수한 필름 인쇄용 잉크조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 안료혼합물, 블로킹방지제, 수지혼합물 및 용매로 이루어지며, 상기 안료혼합물은 카본블랙, 메틸에틸케톤, 부틸아세테이트 및 이염기성 에스테르로 이루어진다.
상기의 성분으로 이루어지는 잉크 조성물은 우수한 접착성을 나타내기 때문에, 별도로 접착층을 형성하지 않고도 휴대폰과 같은 모바일 기기에 적용되는 필름의 표면에 초박형 인쇄층을 제공할 수 있는 효과를 나타낸다.

Description

접착성이 우수한 필름 인쇄용 잉크조성물{Film printing ink composition having excellent adhesion}

본 발명은 접착성이 우수한 필름 인쇄용 잉크 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우수한 접착성을 나타내기 때문에, 별도로 접착층을 형성하지 않고도 휴대폰과 같은 모바일 기기에 적용되는 필름의 표면에 초박형 인쇄층을 제공할 수 있는 접착성이 우수한 필름 인쇄용 잉크조성물에 관한 것이다.

일반적으로 모든 부품이나 전기, 전자 기기의 발전은 단순하고 간단하며, 부피가 큰 형태의 것에서 점점 소형화, 박막화, 경량화 및 고 집적화를 위해 진행되어져 왔는데, 특히 최근에는 휴대폰과 같은 모바일 기기의 사용량이 폭발적으로 증가하면서, 소형화, 박막화 및 경량화에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

상기의 전자 기기는 에폭시(EPOXY) 또는 페놀(PHENOL)위에 동박(COPPER)을 접착시킨 리지드 인쇄회로기판(RIGID PCB)으로 시작하여 연성을 가진 폴리아마이드(polyamide) 재질의 베이스필름(base film)위에 동박을 밀착시키거나 또는 접착시킨 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)으로 발전되어져 왔는데, 이는 경질인 에폭시(EPOXY) 또는 페놀(PHENOL)류의 기판에 비해 가볍고 얇으며 고밀도의 패키징(packaging)이 가능하도록 하기 때문이었다.

한편, 도전성 입자를 함유하는 잉크 조성물을 사용하여 인쇄에 의해 도전성 회로를 형성하는 기술은, 이미 스크린 인쇄에 의한 태양 전지 기판 등에 있어서의 도전성 회로 형성 방법 등으로서 실용화되어 있고, 또한 그 개량 방법에 대해서도 다수의 기술이 제안되어 있다. 예를 들어, 특허문헌 1(일본 특허 공개 제2010-149301호 공보)에서는 상용되는 도전성 잉크 조성물인 금속 입자와 글래스 프릿을 포함하는 잉크 조성물을, 초음파 진동을 사용한 스크린 인쇄에 의해 인쇄함으로써 고속의 도전성 회로의 형성이 가능해지는 것을 개시하고 있다.

최근에는 기판의 두께를 줄이는 것 외에, 기판에 적용되는 필름, 더 나아가서는 필름에 적용되는 인쇄층의 두께도 줄이려는 노력이 지속되고 있는데, 종래에는 휴대폰과 같은 모바일 기기의 기판 등에 적용되는 필름에 블랙잉크 등을 적용하기 위해 별도로 프라이머를 도포하거나 접착층을 형성해야 하기 때문에, 필름의 두께가 증가하여 최종적으로는 모바일 기기의 두께를 증가시키는 문제점이 있었다.

한국특허등록 제10-0979654호(2010.08.27). 한국특허공개 제10-2014-0091150(2014.07.21).

본 발명의 목적은 우수한 접착성을 나타내기 때문에, 별도로 접착층을 형성하지 않고도 휴대폰과 같은 모바일 기기에 적용되는 필름의 표면에 초박형 인쇄층을 제공할 수 있는 접착성이 우수한 필름 인쇄용 잉크조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 접착제를 투입하거나, 접착층을 별도로 형성할 필요가 없기 때문에, 롤투롤 그라비아 인쇄공정을 단순화하여 불량률을 최소화하는 접착성이 우수한 필름 인쇄용 잉크조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 귀사문석 분말이 함유되어 원적외선 및 음이온을 방출할 뿐만 아니라, 전자파 차단 효과가 우수한 접착성이 우수한 필름 인쇄용 잉크조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 안료혼합물, 블로킹방지제, 수지혼합물 및 용매로 이루어지며, 상기 안료혼합물은 카본블랙, 메틸에틸케톤, 부틸아세테이트 및 이염기성 에스테르로 이루어지는 것을 특징으로 하는 접착성이 우수한 필름 인쇄용 잉크조성물을 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 접착성이 우수한 필름 인쇄용 잉크조성물은 안료혼합물 100 중량부, 블로킹방지제 2 내지 3 중량부, 수지혼합물 100 내지 140 중량부 및 용매 25 내지 30 중량부로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 안료혼합물은 카본블랙 100 중량부, 메틸에틸케톤 140 내지 160 중량부, 부틸아세테이트 35 내지 45 중량부 및 이염기성 에스테르 5 내지 15 중량부로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 블로킹 방지제는 산화규소로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 수지혼합물은 폴리에스테르 100 중량부, 톨루엔 140 내지 160 중량부 및 메틸에틸케톤 140 내지 160 중량부로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 용매는 2-에톡시에탄올 100 중량부, 아세트산2-에톡시에탄올, 180 내지 220 중량부, 톨루엔 120 내지 130 중량부 및 메틸에틸케톤 120 내지 130 중량부로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 안료혼합물 또는 상기 수지혼합물에는 귀사문석이 분말이 더 함유되는 것으로 한다.

본 발명에 따른 접착성이 우수한 필름 인쇄용 잉크조성물은 우수한 접착성을 나타내기 때문에, 별도로 접착층을 형성하지 않고도 휴대폰과 같은 모바일 기기에 적용되는 필름의 표면에 초박형 인쇄층을 제공할 수 있는 탁월한 효과를 나타낸다.

또한, 접착제를 투입하거나, 접착층을 별도로 형성할 필요가 없기 때문에, 롤투롤 그라비아 인쇄공정을 단순화하여 불량률을 최소화하는 탁월한 효과를 나타낸다.

또한, 귀사문석 분말이 함유되어 원적외선 및 음이온을 방출할 뿐만 아니라, 전자파 차단효과가 우수한 필름 인쇄용 잉크조성물을 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

본 발명에 따른 접착성이 우수한 필름 인쇄용 잉크조성물은 안료혼합물, 블로킹방지제, 수지혼합물 및 용매로 이루어지며, 안료혼합물 100 중량부, 블로킹방지제 2 내지 3 중량부, 수지혼합물 100 내지 140 중량부 및 용매 25 내지 30 중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 안료혼합물은 카본블랙, 메틸에틸케톤, 부틸아세테이트 및 이염기성 에스테르로 이루어지며, 카본블랙 100 중량부, 메틸에틸케톤 140 내지 160 중량부, 부틸아세테이트 35 내지 45 중량부 및 이염기성 에스테르 5 내지 15 중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 안료혼합물은 본 발명에 따른 접착성이 우수한 필름 인쇄용 잉크조성물에 색상을 부여하는 역할을 하는데, 카본블랙 100 중량부를 일반 용매 성분은 메틸에틸케톤 140 내지 160 중량부, 부틸아세테이트 35 내지 45 중량부 및 이염기성 에스테르 5 내지 15 중량부와 혼합하고 나노밀링(Nano Milling) 공정을 통해 나노사이즈를 나타내는 카본블랙이 함유된 안료혼합물이 제공된다.

상기와 같이 나노사이즈를 나타내는 카본블랙이 함유되면, 인쇄품질이나 전도성이 우수한 인쇄층을 형성할 수 있는 잉크조성물이 제공된다.

이때, 상기 메틸에틸케톤은 증발속도가 빨라 상기의 나노밀링 공정에서 쉽게 증발되기 때문에, 고비점을 나타내는 부틸 아세테이트를 혼합하여 상기의 문제점을 해소하였으며, 카본블랙에 대해 우수한 분해성능을 나타내는 이염기성 에스테르를 혼합하여 나노밀링 공정의 효율성을 향상시켰다.

상기 블로킹방지제는 2 내지 3 중량부가 함유되며, 필름과 필름 사이의 접촉면적을 줄여주기 때문에, 필름이 서로 달라붙는 것을 억제하는 역할을 하는 잉크조성물을 제공할 수 있다.

상기 블로킹방지제는 산화규소로 이루어지는데, 더욱 상세하게는 다공성 무정형 산화규소로 밀도가 낮은 백색 무취 분말인데, 특히, 고순도의 실리카 겔이 원료로 사용되어, 고순도의 실리카 겔을 밀링하는 과정에서 큰 내부 표면적 및 고 다공성이 그대로 유지되어 우수한 블로킹방지효과를 나타낼 수 있게 된다.

일반적으로, 휴대폰과 같은 모바일 기기 내에 적용되는 필름들의 경우 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 폴리에스터계 계열의 재료가 주로 사용되는데, 상기와 같은 폴리에스터 계열의 재료로 이루어진 필름은 두께가 얇은 경우에 서로 달라붙는 블로킹 현상이 자주 방생하는데, 상기와 같은 성분으로 이루어진 블로킹 방지제가 함유되면 필름 표면에 아주 미세한 굴곡을 제공하여 필름과 필름 사이의 접촉면적이 크게 줄어들고, 공기가 필름과 필름 사이로 통과할 수 있게 되어 블로킹 현상이 억제된 필름을 제공할 수 있다.

상기 블로킹방지제의 함량이 2 중량부 미만이면 상기와 같은 블로킹 방지의 효과가 미미하며, 상기 블로킹방지제의 함량이 3 중량부를 초과하게 되면 본 발명에 따른 잉크조성물의 접착력이 저하될 수 있다.

상기 수지혼합물은 100 내지 140 중량부가 함유되며, 본 발명에 따른 접착성이 우수한 필름 인쇄용 잉크조성물에 접착성능을 부여하는 역할을 하는데, 폴리에스테르 100 중량부, 톨루엔 140 내지 160 중량부 및 메틸에틸케톤 140 내지 160 중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 톨루엔은 상기 폴리에스테르를 녹이는 유기용제의 역할을 하며, 상기 메틸에틸케톤은 상기 톨루엔을 통해 녹은 폴리에스테르의 점도를 낮춰주는 역할을 한다.

상기 수지혼합물의 함량이 100 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 수지혼합물의 함량이 140 중량부를 초과하게 되면 본 발명에 따른 접착성이 우수한 필름 인쇄용 잉크조성물의 점도가 지나치게 증가하여 도포성이 저하될 수 있다.

상기 용매는 25 내지 30 중량부가 함유되며, 2-에톡시에탄올 100 중량부, 아세트산 2-에톡시에탄올 180 내지 220 중량부, 톨루엔 120 내지 130 중량부 및 메틸에틸케톤 120 내지 130 중량부로 이루어지는데, 본 발명에 따른 접착성이 우수한 필름 인쇄용 잉크조성물의 점도를 일정하게 유지시켜 도포성능을 향상시키는 역할을 한다.

상기 용매의 함량이 25 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 용매의 함량이 30 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 본 발명에 따른 접착성이 우수한 필름 인쇄용 잉크조성물의 점도가 지나치게 낮아져 필름의 표면으로부터 흘러내리는 현상 등이 발생하여 도포성능이 저하될 수 있다.

상기의 성분으로 이루어지는 접착성이 우수한 필름 인쇄용 잉크조성물은 카본블랙 100 중량부를 메틸에틸케톤 140 내지 160 중량부, 부틸아세테이트 35 내지 45 중량부 및 이염기성 에스테르 5 내지 15 중량부로 이루어진 용매에 분산시키고 나노 밀링 작업을 실시하여 나노 크기를 나타내는 카본블랙이 함유된 제1혼합물을 제조하고, 폴리에스테르 수지 100 중량부, 톨루엔 140 내지 160 중량부 및 메틸에틸케톤 140 내지 160 중량부를 Dissolve 설비에 투입하고, Dissolve RPM 조절기를 7로 맞추어 2시간 교반하는 과정을 통해 톨루엔 및 메틸에틸케톤 성분에 폴리에스테르를 용해하여 제2혼합물을 제조하고, 상기 제2혼합물에 산화규소로 이루어진 블로킹 방지제를 상기 제2혼합물에 함유된 폴리에스테르 수지 100 중량부 대비 8 내지 12 중량부를 투입하고 Dissolve RPM 조절기를 7로 맞추고 상온에서 1시간 동안 교반하여 블로킹 방지제가 혼합된 제2혼합물을 제조하고, 상기 제2혼합물에 상기 제1혼합물을 혼합하고, Dissolve RPM 조절기를 5로 맞추고 30분간 교반하고, 상기 교반이 완료된 혼합물에 함유된 제1혼합물 100 중량부 대비 용매(2-에톡시에탄올 100 중량부, 아세트산 2-에톡시에탄올 180 내지 220 중량부, 톨루엔 120 내지 130 중량부 및 메틸에틸케톤 120 내지 130 중량부) 25 내지 30 중량부를 혼합한 후에 Dissolve RPM 조절기를 5로 맞춘 상태에서 20분간 교반하여 제조된다.

또한, 상기 안료혼합물 또는 상기 수지혼합물에는 귀사문석이 분말이 더 함유될 수도 있는데, 상기 귀사문석 분말은 나노사이즈로 분말화 된 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 안료혼합물에 함유되는 경우에는 상기 안료혼합물 100 중량부 대비 0.1 내지 0.3 중량부가 함유되는 것이 바람직하며, 상기 수지혼합물에 함유되는 경우에는 상기 수지혼합물 100 중량부 대비 0.2 내지 0.4 중량부가 함유되는 것이 바람직하다.

상기 귀사문석은 국내의 부여지역에서 채취되는 희귀 보광석으로 (Mg,Fe)₃Si₂O₅(OH)₄의 화확식을 나타내며, 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 철분 및 규소 등과 같은 인체에 유익한 성분 다량 함유되어 있으며, 천연기석으로서 마그네슘이 풍부하여 자석에 붙을 정도로 강한 자성을 나타내기 때문에 전자파를 흡수하는 것이 특징이며, 원적외선과 음이온을 다량 방출하여 혈액순환개선, 탁월한 항균성, 인체의 신진대사를 원활하게 하여 수면장애개선, 전자파 및 수맥 차단 등의 효과를 나타내기 때문에, 상기와 같이 귀사문석 분말이 함유된 접착성이 우수한 필름 인쇄용 잉크조성물은 원적외선 및 음이온 방출 효과가 우수한 접착성이 우수할 뿐만 아니라, 전자파 차단효과를 나타낼 수 있다.

상기의 귀사문석을 더욱 상세하게 설명하면, 상기 귀사문석은 마그네슘, 칼륨, 나트륨, 칼슘, 철분, 규소 등 인체에 유익한 성분이 풍부하게 들어 있어 원적외선 방사율이 높고 옥보다 기(氣)가 3배 이상 많은 것으로 알려져 있는데, 한국건자재시험연구소, 한국표준과학연구원 및 한국상생원리선양회의 연구를 통해 99.5%의 항균효과와 면역력 강화를 촉진하는 음이온 방사 기능, 또 생육 촉진 효능 등을 입증받았다. 국내에 기 전문가인 인하대학교 김선양 교수는 "옥은 기(氣)를 잘 돌게 하는 역할을 하는데 귀사문석은 기존의 알려진 좋은 옥보다 3배 이상 더 많은 기(氣)가 나온다는 것을 알게 되었습니다."라고 전하며 생명에 좋은 기석(氣石)이며 천연의 강력한 기(氣)방사체로 널리 알려진 귀사문석을 사용하여 자체에서 나오는 기를 온몸으로 받는다면 도시 생활에서 받기 어려운 지기를 온몸에 보충시킬 수 있다고 강조했다.

또한, 기사문석은 광물 상태와 혹은 분말 상태에서 40℃의 열을 가했을 때, 원적외선이 93%이상 방사된다는 것이 증명되었다. 이 실험 결과는 "한국 건자재 시험연구원" 내 "원적외선 응용 평가 센터"에서 테스트한 결과로, 광석:발급번호 FIR-649, 광석 분말:발급번호 FIR-650 등을 통해 확인할 수 있다.

또한, 귀사문석는 “한국건자재시험 연구원”의 실험결과(FIA-031) 실내온도 23℃, 습도 55% 상태에서 CC당 음이온이 174(ION)개 방출된다는 것이 확인되었다.

따라서, 상기의 과정을 통해 제조되는 접착성이 우수한 필름 인쇄용 잉크조성물은 수지성분이 함유되어 우수한 접착성을 나타내기 때문에, 별도로 접착층을 형성하지 않고도 휴대폰과 같은 모바일 기기에 적용되는 필름의 표면에 초박형 인쇄층을 제공할 수 있으며, 접착제를 투입하거나, 접착층을 별도로 형성할 필요가 없기 때문에, 롤투롤 그라비아(Roll-to-roll Gravure) 인쇄공정을 단순화하여 불량률을 최소화할 수 있으며, 귀사문석 분말이 함유되어 원적외선 및 음이온 방출 효과가 우수할 뿐만 아니라 우수한 전자파 차단효과를 나타낸다.

Claims (7)

1. 안료혼합물 100 중량부, 블로킹방지제 2 내지 3 중량부, 수지혼합물 100 내지 140 중량부 및 용매 25 내지 30 중량부로 이루어지며,
   상기 안료혼합물은 카본블랙 100 중량부, 메틸에틸케톤 140 내지 160 중량부, 부틸아세테이트 35 내지 45 중량부 및 이염기성 에스테르 5 내지 15 중량부로 이루어지고,
   상기 수지혼합물은 폴리에스테르 100 중량부, 톨루엔 140 내지 160 중량부 및 메틸에틸케톤 140 내지 160 중량부로 이루어지며,
   상기 용매는 2-에톡시에탄올 100 중량부, 아세트산 2-에톡시에탄올 180 내지 220 중량부, 톨루엔 120 내지 130 중량부 및 메틸에틸케톤 120 내지 130 중량부로 이루어지고,
   상기 안료혼합물 100 중량부에 귀사문석 분말 0.1 내지 0.3 중량부가 더 함유되는 것을 특징으로 하는 접착성이 우수한 필름 인쇄용 잉크조성물.
   
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4. 청구항 1에 있어서,
   상기 블로킹 방지제는 산화규소로 이루어지는 것을 특징으로 하는 접착성이 우수한 필름 인쇄용 잉크조성물.
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