KR102296033B1 - 에코 수용성 잉크 칩의 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명에서 구현하고자 하는 에코 수용성 잉크 칩의 조성물은 인체에 유해하고 환경오염을 유발시키는 유기용제를 전혀 사용하지 않고 칩(chip) 형태의 수용성 잉크를 제조한 후 이를 색상별로 페이퍼 백(paper bag)에 보관하고 필요시에는 물과 소량의 에틸 알코올(ethylalcohol)에 녹여 원하는 색상을 얻을 수 있도록 하는 조성물이다.

Description

에코 수용성 잉크 칩의 조성물{The composite of eco water soluble ink chip}

본 발명은 에코 수용성 잉크 칩의 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수용성 잉크를 칩 형태로 제조함으로써 인체에 무해하고 환경오염을 줄일 수 있음은 물론 색상별로 보관이 용이하고 필요시에는 물에 녹여서 원하는 색상을 얻을 수 있도록 하는 에코 수용성 잉크 칩의 조성물에 관한 것이다.

통상적으로, 유성 잉크는 환경오염을 유발시키는 유기용제를 사용하는데, 상기 유기용제로는 톨루엔(toluene), 메틸에틸케톤(methylethylketone: MEK), 에틸아세테이트(ethyl acetate), 크실렌(xylene), 에틸셀로솔브(ethyl cellosolve) 등이 있다.

이러한 유기용제들은 휘발성 유기화합물(volatile organic compounds: VOC)에 해당하고, 악취는 물론 그 자체로서도 인체나 환경에 유해한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 즉, 유기용제는 잉크의 건조 공정에서 대기 중으로 방출되어 대기 오염원이 되고, 작업자에 직접 노출되어 인체에 유해하며, 인쇄 작업시 화재의 위험성을 안고 있다. 특히, 포장재에 이러한 유기용제가 잔류하면 위생적인 인쇄물을 얻을 수 없고 인체에도 유해하다는 문제점이 있다.

더욱이 2000년도부터는 환경보호 등에 대한 관심이 높아지면서 유기용제를 사용하는 인쇄업계, PVC 시트 제조업계, 자동차 도장 라인, 신발 제조업계 등에서는 소방법(消防法) 또는 노동안전 위생관련법 등 각종 법규제의 대상이 되고 있다. 또한, 인쇄 공정에서 비점이 낮은 유기용제들이 증발함으로써 잉크의 점도를 변화시켜 인쇄 적성을 악화시키는 문제점이 있다.

따라서, 앞에서 언급한 환경오염 등의 다양한 문제점들을 해결하기 위하여 기존의 유성 잉크를 대신하여 수용성 잉크를 사용하려는 연구 개발이 지속적으로 진행되었으며, 근래에는 세계적 환경보호 추세에 맞추어 자동차 도장 라인과 신발업계 등을 비롯하여 다양한 산업분야에서 수용성 잉크를 사용하고 있다.

하지만, 수용성 잉크 또한 다양한 문제점을 내포하고 있는데, 일 예로 수송의 불편함이 있으며 또한 수성 잉크를 색상별로 재고를 충분히 보관해야만 하는데, 이는 넓은 보관장소가 필요할 뿐만 아니라 재고 부담 가중 및 자금 부담이 큰 문제점으로 작용하고 있다.

등록특허공보 제10-1751488호(에코 수용성 프라스티졸 잉크 및 그 제조방법, 공고일자: 2017년 07월 11일) 등록특허공보 제10-0798404호(수용성 항균잉크 조성물 및 이를 이용한 위생용품 재료, 공고일자: 2008년 01월 28일) 공개특허공보 제10-2008-0004235호(응크젯용 수용성 광변색 잉크 조성물, 공개일자: 2008년 01월 09일) 등록특허공보 제10-0583245호(수용성 잉크 조성물 및 이를 사용한 잉크젯 기록장치, 공개일자: 2001년 05월 15일)

본 발명은 수용성 잉크를 칩(chip) 형태로 제조함으로써 인체에 무해하고 환경오염을 방지할 수 있음은 물론 보관이 용이할 뿐만 아니라 보관 공간을 최소화할 수 있도록 하는 에코 수용성 잉크 칩의 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 에코 수용성 잉크 칩의 조성물은 안료 60중량%, 분산제(상표명; SPERSE 580U) 4.2중량% 및 분산제(상표명: SPERSE 9012) 20.8중량%, 물 10.0중량%, 에틸 알코올 5.0중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 유기용제를 사용하지 않는 수용성 잉크를 사용하기 때문에 환경오염을 방지할 수 있으며, 또한 수용성 잉크를 에코 칩(eco chip) 형상으로 제조함으로써 잉크 칩 형태로 페이퍼 백(paper bag)에 색상별로 보관할 수 있다. 이는 필요시 물과 소량의 에틸 알코올에 습윤(wetting, 濕潤) 후 쉽게 용해장치(dissolver)로 녹여 원하는 색상을 얻을 수 있고 수용성 잉크(완제품)의 보관 공간을 크게 줄일 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 적정량의 에코 잉크 칩만 보유하고 있다가 수시로 필요한 제품 생산이 가능하며, 또한 수용성 잉크가 칩 형태로 되어 있기 때문에 장기간 보관시에 침전 문제가 발생하지 않는 장점이 있다. 그리고 오더 수취시 필요한 색상별로 잉크 칩을 녹여 조색함으로써 최단 시간에 공급할 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 잉크 칩을 오픈 니더(open kneader)에서 믹싱한 후 이를 삼본롤러에서 완전히 분산시킴으로써 잉크 사용이 용이하고, 필요시에 다이노밀(dyno mill) 등에서 더욱 이분산시켜 원하는 입도를 얻을 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 에코 수용성 잉크 칩을 제조하는 방법을 보여주고 있는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 수용성 레진 프리(resin free) 분산제 중에서 SPERSE 9012(상품명)를 보여주고 있는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 수용성 레진 프리(resin free) 분산제 중에서 SPERSE 580U(상품명)을 보여주고 있는 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

본 발명에서 사용되고 있는 '에코 수용성 잉크 칩'이라는 용어는 유기용제를 전혀 사용하지 않는 잉크를 의미하고, 여기에 더하여 액체 상태의 잉크가 아니라 고형 상태의 칩(chip)으로 된 친환경적인 제품(ECO-)을 의미한다. 즉, 본 발명의 에코 수용성 잉크 칩은 유기용제를 사용하지 않는 친환경적이면서 보관이 용이한 칩(chip) 상태의 수용성 잉크의 의미로 사용된다.

본 발명에서 구현하고자 하는 '에코 수용성 잉크 칩의 조성물'은 위에서 보았듯이 인체에 유해하고 환경오염을 유발시키는 유기용제를 전혀 사용하지 않고 칩(chip) 형태의 수용성 잉크를 제조한 후 이를 색상별로 페이퍼 백(paper bag)에 보관하고 필요시에는 물과 소량의 에틸 알코올(ethylalcohol)에 녹여 원하는 색상을 얻을 수 있도록 하는 조성물로서, 아래의 표 1에서 구체적으로 제시하고 있다.

조성물	중량%	비고(원재료명)
색상 안료	60.00	Yellow110
분산제(dispersant)	4.20	SPERSE 580U
분산제(dispersant)	20.80	SPERSE 9012
물(water)	10.00
에틸 알코올(ethylalcohol)	5.00

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에서는 에코 수용성 잉크 칩의 조성물로 습윤 및 분산 첨가제(wetting & dispersing additive)로 분산제(dispersant)를 사용하는데, 구체적으로는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이 수용성 레진 프리(resin free) 분산제로서 뛰어난 습윤성과 고광택을 얻을 수 있는 SPERSE 9012(상품명)를 주 분산제로 사용하며 또한 점도 저하에 큰 효과를 보이는 SPERSE 580U(상품명)를 추가로 첨가하여 분산제인 SPERSE 9012(상품명)의 효과를 극대화하기 위해 콤비네이션(combination)하여 사용한다.

특히, 본 발명에서 분산제로 사용하는 SPERSE 9012(상품명)의 경우 10중량 내지 30중량%를 사용하는 것이 바람직하며, 본 발명자의 수회에 걸친 시험 결과로는 표 1과 같이 SPERSE 9012(상품명) 20.80 중량%에 SPERSE 580U(상품명) 4.20중량%를 추가할 때 가장 뛰어난 광택과 분산성 및 점도 안정성을 구현할 수 있다.

한편, 표 1에서 제시한 에틸 알코올(ethylalcohol)은 안료(pigment)를 물과 혼합 시 입자 사이 사이에 깊숙이 침투하여 빠른 습윤(wetting)을 제공하며, 롤러 작업 시 분산 효과도 더 일으키며 입자의 응집을 개선하는데 효과가 있다.

아래에서는 상기와 같은 조성물들로 이루어진 에코 수용성 잉크 칩을 제조하는 방법을 도 1을 참조하여 구체적으로 설명한다.

본 발명에 따른 에코 수용성 잉크 칩의 제조방법은, 도 1에 도시한 바와 같이 안료(pigment)를 계량하는데, 일 예로 Yellow110(안료) 60kg을 계량하여 준비한다. 다음, 믹싱 단계를 거치게 되는데 상기 안료 60kg과 물 10kg, 에틸 알코올 5kg, 그리고 분산제를 믹싱 처리한다. 이때, 상기 분산제로는 표 1과 같이 SPERSE 580U(상품명) 4.2kg과 SPERSE 9012(상품명) 20.8kg를 사용하는 것이 바람직하다.

이후, 상기 믹싱 처리된 혼합물을 오픈 니더(open kneader)에 넣고 1시간 동안 골고루 혼련하여 1차 분산 효과를 준 다음, 이를 3 Roll Mill을 이용하여 히터 단계를 거친 후, 이를 다시 건조단계를 거치고, 최종적으로 칩(chip) 형태로 분쇄 처리함으로써 본 발명에서 구현하고자 하는 에코 수용성 잉크 칩에 제조된다.

Claims (1)

1. 에코 수용성 잉크 칩의 조성물에 있어서,
   안료 60중량%,
   분산제(상표명; SPERSE 580U) 4.2중량%,
   분산제(상표명: SPERSE 9012) 20.8중량%,
   물 10.0중량%,
   에틸 알코올 5.0중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에코 수용성 잉크 칩의 조성물.
   

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