KR102388857B1 - 디지털 발염 날염을 위한 평판 프린터, 및 이에 이용되는 발염 잉크 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 디지털 발염 날염을 위한 평판 프린터는 기존에 분리되어 이루어지던 발염 작업과 날염 작업을 하나의 연속된 작업으로 할 수 있으므로 작업 효율을 향상시킨다. 그리고, 기존의 실크스크린 등을 이용한 발염 날염이 표현하지 못한 다양하고 섬세한 이미지를 표현할 수 있고 원단 고유의 통풍성과 부드러운 성질을 그대로 유지시켜 주며, 인쇄된 부분과 인쇄되지 않은 부분의 두께 차이가 크지 않다는 장점을 갖는다.
아울러, 본 발명에 따른 발염 잉크는 pH를 개선함으로써 헤드의 사용 수명을 연장한다.

Description

디지털 발염 날염을 위한 평판 프린터, 및 이에 이용되는 발염 잉크{Flatbed printer for digital discharge printing, and discharge printing ink used for the same}

본 발명은 디지털 발염 날염을 위한 평판 프린터에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 기존에 분리되어 이루어지던 발염 작업과 날염 작업을 하나의 연속된 작업으로 할 수 있으므로 작업 효율이 향상되고, 기존의 실크스크린 등으로 이루어지던 발염 날염이 표현하지 못한 다양하고 섬세한 이미지를 표현할 수 있으며, 인쇄된 부분이 원단 고유의 통풍성과 부드러움을 유지하고, 인쇄된 부분과 인쇄되지 않은 부분의 두께 차이가 크지 않고 이물감이 작게 되도록 하는 평판 프린터에 대한 것이다.

아울러, 본 발명은 pH를 개선함으로써 헤드의 내구 수명을 연장하는 발염 잉크에 대한 것이기도 하다.

통상적으로, 발염 날염은 탈색제를 써서 날염하는 방법을 의미한다. 섬유의 바탕을 침염법으로 염색한 뒤 탈색제를 섞은 발염풀로 날인하여 바탕색을 빼거나 무늬 부분을 다른 색깔로 착색하여 날염한다. 짙은 바탕색 위에 연한색으로 직접날염을 하면 바탕색의 영향을 받아서 색이 탁해지므로 이 염색법을 사용한다.

상기 발염 날염은 유색 티셔츠 등을 제조하기 위해 많이 이용되는데, 발염액을 이용하여 유색 원단 등을 탈색한 후 안료 또는 염료로 날염을 한다. 따라서, 발염 날염으로 만들어진 제품은 기존에 백색을 두껍게 도포한 후 컬러 인쇄를 한 제품 보다 세탁 견뢰도와 마찰 견뢰도가 우수하다.

그러나, 발염 날염은 발염 작업과 날염 작업이 별도로 이루어지므로 작업 효율이 떨어지고 이에 따라 제품 단가가 비싸다는 문제점이 있다. 아울러, 기존의 발명 날염은 실크스크린 방법으로 이루어졌는데, 이 방법은 다양하고 섬세한 이미지를 표현할 수 없다는 한계가 있다.

본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 기존에 분리되어 이루어지던 발염 작업과 날염 작업을 하나의 연속된 작업으로 할 수 있으므로 작업 효율이 향상되고, 이에 따라 제품의 생산 단가를 낮출 수 있는, 디지털 발염 날염을 위한 평판 프린터를 제공하고자 하는 목적을 갖고 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 기존의 실크스크린 등으로 이루어지던 발염 날염이 표현하지 못한 다양하고 섬세한 이미지를 표현할 수 있으며, 인쇄된 부분이 원단 고유의 통풍성과 부드러움을 유지하고, 인쇄된 부분과 인쇄되지 않은 부분의 두께 차이가 크지 않고 이물감이 작게 되도록 하는, 디지털 발염 날염을 위한 평판 프린터를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 pH를 개선함으로써 헤드의 내구 수명을 연장하는 발염 잉크를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 평판 프린터(100)(200)는, 인쇄 대상물이 윗면에 놓이는 이송 평판(30); 이송 평판(30)을 전후 방향으로 이동시키는 전후진 이송부(40); 이송 평판(30)보다 위에 설치되고, 좌우 방향으로 이동하면서 인쇄 대상물에 대해 발염 잉크를 분사하는 제1 인쇄부(10); 제1 인쇄부(10)와 동일한 높이에 설치되되 제1 인쇄부(10)로부터 전방쪽으로 소정 간격으로 이격되도록 설치되며, 좌우 방향으로 이동하면서 인쇄 대상물에 대해 날염 잉크를 분사하는 제2 인쇄부(20); 및, 제1,2 인쇄부(10)(20)의 작동을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

이송 평판(30)에 놓인 인쇄 대상물에 대해 제1 인쇄부(10)가 발염 잉크를 분사하여 인쇄 대상물의 해당 부분이 발염되고, 이어서 이송 평판(30)이 제2 인쇄부(20)의 바로 아래에 위치하면 제2 인쇄부(20)는 상기 해당 부분에 대해 날염 잉크를 분사하여 날염을 한다.

제어부는 제1 인쇄부(10)에 의해 발염된 부분의 패턴과 동일하게 날염되도록 제2 인쇄부(20)의 작동을 제어할 수 있다.

이송 평판(30)의 내부에는 열선이 설치되고, 열선은 이송 평판(30)을 소정 온도로 가열할 수 있다.

본 발명에 따른 평판프린터(200)는 제1,2 인쇄부(10)(20) 사이의 거리를 조절하는 거리조절수단을 포함할 수 있다.

상기 거리조절수단은 제1,2 인쇄부(10)(20) 사이의 거리가 인쇄하고자 하는 문양의 전후 방향의 최대 길이 이상이 되도록 조절할 수 있다.

상기 문양 및 상기 최대 길이는 컴퓨터로부터 제어부에 입력될 수 있다.

바람직하게, 상기 거리조절수단은, 제2 인쇄부(20)의 가이드 프레임(22)의 양쪽 단부를 전후 방향으로 관통하도록 설치된 제3 리드 스크류(25); 및, 제3 리드 스크류(25)를 정방향 또는 역방향으로 회전시켜서 제2 인쇄부(20)를 전진 또는 후진시키는 구동 모터;를 포함할 수 있다. 제어부는 제1,2 인쇄부(10)(20) 사이의 거리가 상기 최대 길이 이상이 되도록 구동 모터를 작동하여 제2 인쇄부(20)를 전진 또는 후진시킬 수 있다.

본 발명에 따른 발염 잉크는 잉크젯형 평판 프린터에 사용될 수 있다. 상기 발염 잉크는 1액과 2액이 혼합되어 만들어지며, 1액에는 유황계 환원제인 론갈리트가 8~16중량% 포함되고, 2액에는 아민류 화합물인 트리메틸아민가 3~8중량%가 포함될 수 있다. 상기 발염 잉크의 pH는 6 ~ 8일 수 있다.

상기 1액과 2액이 혼합되는 비율은 1액 13~15부피%와 2액 85~87부피%의 비율인 것이 바람직하다. 2액에는 BDG(2-(2-BUTOXYETHOXY)ETHANOL)가 더 포함될 수 있다.

본 발명은 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 기존에 분리되어 이루어지던 발염 작업과 날염 작업을 하나의 연속된 작업으로 할 수 있으므로 작업 효율이 향상되고, 이에 따라 제품의 생산 단가를 낮출 수 있다.

둘째, 기존의 실크스크린 등으로 이루어지던 발염 날염이 표현하지 못하던 다양하고 섬세한 이미지를 표현할 수 있으며, 인쇄된 부분이 원단 고유의 통풍성과 부드러움을 유지하고, 인쇄된 부분과 인쇄되지 않은 부분의 두께 차이가 크지 않고 이물감이 작다.

셋째, pH를 개선함으로써 헤드의 내구 수명을 연장하는 발염 잉크를 제공한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판 프린터의 주요 구성을 보여주는 도면.
도 2는 평판 프린터를 보여주는 정면도.
도 3은 평판 프린터를 보여주는 평면도.
도 4는 평판 프린터를 보여주는 우측면도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 평판 프린터를 보여주는 우측면도.

이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 실시예들에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

[평판 프린터]

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 평판 프린터의 주요 구성을 보여주는 도면이다. 그리고, 도 2는 평판 프린터를 보여주는 정면도이고, 도 3은 평판 프린터를 보여주는 평면도이며, 도 4는 평판 프린터를 보여주는 우측면도이다.

도면에 나타난 바와 같이, 평판 프린터(100)는 이송 평판(30)과, 이송 평판(30)을 전,후진시키는 전후진 이송부(50)와, 이송 평판(30)과 전후진 이송부(40)를 승하강시키는 높이조절부와, 발염잉크를 분사하는 제1 인쇄부(10)와, 날염 잉크를 분사하는 제2 인쇄부(20)와, 제1,2 인쇄부(10)(20) 등의 작동을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

평판 프린터(100)는 컴퓨터 예를 들어 사용자의 PC에 연결되어 사용될 수 있다. 제어부는 PC의 중앙처리장치(CPU)로부터 인쇄할 디자인(문양, 도안, 글씨 등)에 관한 파일(신호)을 전송받고 이 파일(신호)에 따라 제1,2 인쇄부(10)(20) 등의 작동을 제어한다.

이송 평판(30)과 전후진 이송부(40) 및 높이 조절부는 프레임의 하부 공간에 설치된다.

높이 조절부는 발염과 날염이 잘 이루어지도록 이송 평판(30)과 제1,2 인쇄부(10)(20) 사이의 거리를 조절한다. 바람직하게, 높이 조절부는 수직으로 설치된 네 개의 제1 리드 스크류(51)와, 네 개의 제1 리드 스크류(51)를 연결하는 구동 벨트(52)와, 구동 벨트(52)를 이동시키는 승하강용 모터(도면에 미도시)를 구비할 수 있다.

승하강용 모터에 의해서 구동 벨트(52)가 이동하면 네 개의 제1 리드 스크류(51)가 동시에 동일한 방향으로 회전되고, 이에 따라 전후진 이송부(40)가 상승 또는 하강된다.

전후진 이송부(40)는 이송 평판(30)을 전후진 방향으로 이동시킨다. 참고로, 도 3의 위, 아래 방향과 도 4의 좌, 우 방향이 전후진 방향이다.

바람직하게, 전후진 이송부(40)는 하부 평판(41)과, 하부 평판(41)을 따라 길게 설치된 제2 리드 스크류(43)와, 제2 리드 스크류(43)를 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 전후진 모터(도면에 미도시)를 구비할 수 있다.

하부 평판(41)은 전후 방향으로 길게 형성된 평판으로서, 제1 리드 스크류(51)는 하부 평판(41)을 관통하도록 설치된다. 하부 평판(41)의 윗면에는 제2 리드 스크류(43)가 전후 방향으로 길게 설치된다.

이송 평판(30)은 제2 리드 스크류(43)에 설치된다. 전후진 모터에 의해서 제2 리드 스크류(43)가 정방향 또는 역방향으로 회전되면 이송 평판(30)은 전진 또는 후진된다.

이송 평판(30)의 윗면(31)은 수평으로 평평하고, 이 윗면(31)에는 인쇄 대상물 예를 들어 티셔츠가 설치될 수 있다. 이송 평판(30)의 내부 또는 아랫면에는 히터가 설치될 수 있다. 상기 히터는 이송 평판(30)을 소정 온도로 가열하여 발염과 날염이 잘 이루어지도록 한다. 상기 히터의 일 예는 이송 평판(30)의 내부 또는 아랫면에 설치된 열선이다.

제1,2 인쇄부(10)(20)는 프레임의 윗면에 설치될 수 있다.

제1 인쇄부(10)는 가이드 프레임(12)과, 가이드 프레임(12)에 좌우 방향으로 설치된 가이드봉(13)과, 카트리지(11)와 헤드, 및 가이드봉(13)을 따라 카트리지(11)와 헤드를 이동시키는 모터(도면에 미도시)를 포함할 수 있다.

가이드 프레임(12)과 가이드봉(13)은 이송 평판(30)의 전,후진 방향과 수직을 이루는 방향(즉, 좌우 방향)으로 길게 설치된다.

카트리지(11)와 헤드는 모터로부터 구동력을 전달받아서 가이드 봉(13)을 따라 좌우로 이동한다. 발염 잉크는 발염 잉크통(14)으로부터 카트리지(11)에 공급된 후 헤드의 노즐을 통해서 분사된다. 이 구성은 공지의 잉크젯 프린터에 사용되는 것이므로 자세한 설명을 생략하기로 한다.

인쇄 대상물, 예를 들어 직물로 된 유색 티셔츠에 분사된 발염 잉크는 유색을 탈색한다. 시중에서 구입할 수 있는 발염 잉크가 사용될 수도 있지만, 본 발명에 따른 조성을 가진 발염 잉크가 사용되는 것이 바람직한데 이에 대해서는 아래에서 설명하기로 한다.

제2 인쇄부(20)는 인쇄 대상물의 발염된 부분에 날염 잉크를 분사한다. 제2 인쇄부(20)에 의해 날염 잉크가 분사되는 부분과 제1 인쇄부(10)에 의해 발염된 부분은 동일한 것이 바람직하다. 예를 들어, 발염이 원형으로 이루어진 경우, 발염이 이루어진 부분에 대해 날염 잉크가 동일한 원형을 그리도록 분사될 수 있다.

제2 인쇄부(20)는 가이드 프레임(22)과, 가이드 프레임(22)에 좌우 방향으로 설치된 가이드봉(23)과, 카트리지(21)와 헤드, 및 가이드봉(23)을 따라 카트리지(21)와 헤드를 이동시키는 모터(도면에 미도시)를 포함할 수 있다. 상기 가이드 프레임(22), 가이드봉(23), 카트리지(21), 헤드, 및 모터는 제1 인쇄부(10)의 가이드 프레임(12), 가이드봉(13), 카트리지(11), 헤드, 및 모터와 각각 동일한 구성을 가질 수 있다. 다만, 제2 인쇄부(20)는 날염 잉크를 분사하므로, 제2 인쇄부(20)의 헤드는 6~8개의 노즐(채널)을 가진 것이 바람직하다. 이것은 날염 잉크는 각 색상(C.M.Y.K.또는 C.M.Y.K.LC.LM)별로 공급되므로 색상에 대응되는 노즐(채널)이 필요하기 때문이다. 바람직하게, 제2 인쇄부(20)의 헤드에는 4채널을 두 개 설치할 수 있다(4채널 더블. 즉, 총 8개의 채널(노즐))

날염 잉크는 날염 잉크통(24)으로부터 카트리지(21)에 공급된 후 헤드의 노즐을 통해 인쇄 대상물에 분사된다. 이 구성은 통상적인 잉크젯 프린터에서 사용되는 것이므로 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다. 날염 잉크로는 시중에서 판매되는 안료 또는 염료가 사용될 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 평판 프린터(100)는 발염 후에 날염이 연속적으로 이루어지므로 작업이 효율적이고 이에 따라 제품 생산단가를 낮출 수 있다. 아울러, 기존의 실크스크린 등을 이용한 발염 날염은 다양하고 섬세한 디자인(이미지)를 표현할 수 없었으나, 평판 프린터(100)는 컴퓨터(PC 등)에서 작업한 파일을 입력하면(RIP(Raster Image Processing) 소프트웨어를 이용할 수도 있음) 잉크젯 방식으로 잉크를 분사하여 디자인을 인쇄할 수 있으므로 다양하고 섬세한 디자인을 표현할 수 있다. 나아가, 기존에 흰색 잉크를 유색 원단에 두껍게 도포한 후 컬러 잉크를 도포하는 방식과 비교하여, 평판 프린터(100)는 원단의 통풍성과 부드러움을 그대로 유지할 수 있다는 장점도 갖는다.

한편, 도 5에 나타난 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 평판 프린터(200)는 거리조절수단을 더 포함할 수 있다. 도 5의 도면 참조부호 중에서 도 2~4의 도면 참조부호와 동일한 것은 동일한 구성요소를 나타낸다.

거리조절수단은 인쇄하고자 하는 디자인의 최대 길이(전후 방향의 최대 길이)와 대응되도록 제1,2 인쇄부(10)(20) 사이의 거리를 조절할 수 있다. 예를 들어, 티셔츠에 전후 방향의 최대 길이가 20cm인 자동차를 인쇄하고자 하는 경우, 제1,2 인쇄부(10)(20) 사이의 거리는 20cm 이상인 것이 바람직하다. 왜냐하면 만약 제1,2 인쇄부(10)(20) 사이의 거리가 20cm보다 작으면 발염잉크 분사가 완료된 후 이송 평판(30)이 후진해야 하기 때문이다.

바람직하게, 거리조절수단은 제2 인쇄부(20)의 가이드 프레임(22)을 전후 방향으로 관통하도록 설치된 제3 리드 스크류(25) 및, 제3 리드 스크류(25)를 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 모터(도면에 미도시)를 포함할 수 있다. 제3 리드 스크류(25)는 가이드 프레임(22)의 양측 단부에 각각 설치되는 것이 바람직하다. 모터가 작동하면 제3 리드 스크류(25)가 정방향 또는 역방향으로 회전되고 이에 따라 가이드 프레임(22)이 전진 또는 후진하게 된다.

사용자가 작성한 디자인이 CPU로부터 제어부에 입력되면, 제어부는 제1,2 인쇄부(10)(20) 사이의 거리가 상기 최대 길이 이상이 되도록 모터를 작동하여 제2 인쇄부(20)를 전진 또는 후진시킨다. 제어부는 모터의 회전수를 컨트롤함으로써 제1,2 인쇄부(10)(20) 사이의 거리를 조절하거나 가이드 프레임(12)(22) 사이의 거리를 감지하는 센서(도면에 미도시, 예를 들어 레이저 센서 등)로부터 전송받은 신호를 이용하여 제1,2 인쇄부(10)(20) 사이의 거리를 조절할 수 있다.

한편, 위에서는 제1 인쇄부(10)의 위치가 고정되고 제2 인쇄부(20)가 전후방향으로 이동하는 것을 설명하였으나, 제1,2 인쇄부(10)(20)가 모두 전후 방향으로 이동하거나 제1 인쇄부(10)가 전후 방향으로 이동하고 제2 인쇄부(20)가 고정된 구조도 가능하다.

그러면, 아래에서는 평판 프린터(200)의 작동 과정을 설명하기로 한다.

먼저, 입력부의 전원버튼을 눌러 평판 프린터(200)에 전원을 공급하고, 이어서 컴퓨터(PC 등)에 저장된 디자인 파일을 평판 프린터(200)의 제어부에 전송한다. 이 때, 디자인 파일이 립 소프트웨어를 경유하도록 하는 것이 바람직하다.

제어부는 전송받은 디자인의 전후방향 최대 길이에 대응하도록 제1,2 인쇄부(10)(20) 사이의 거리를 조절한다. 예를 들어, 디자인의 전후 방향 최대 길이가 25cm이면 제1,2 인쇄부(10)(20) 사이의 거리를 25cm로 조절할 수 있다. 상기 조절은 모터가 제3 리드 스크류(25)를 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 것과, 상기 모터의 회전수를 카운팅하는 것에 의해 이루어질 수 있다.

상기 거리 조절과 함께, 또는 거리 조절 보다 먼저 히터를 작동하여 이송 평판(30)을 가열한다. 히터에 전원이 공급되면 열선이 발열하므로 이송 평판(30)이 가열된다. 상기 가열에 의해 이송평판(30)은 발염과 날염이 잘 이루어지는 온도로 된다.

아울러, 작업자가 인쇄 대상물을 이송 평판(30)에 설치 및 고정한다. 그리고, 제어부는 제1 리드 스크류(51)를 작동하여 이송 평판(30)과 전후진 이송부(40)를 승하강함으로써 제1,2 인쇄부(10)(20)와 인쇄 대상물 사이의 거리를 조절한다. 이 높이 조절은 인쇄 대상물까지의 거리를 감지하고 그 신호를 제어부에 전송하는 센서(도면에 미도시)에 의해 자동으로 이루어지거나 승하강용 모터의 회전수를 카운팅하는 것에 의해 이루어질 수 있다.

다음으로, 제어부는 제2 리드 스크류(43)를 작동하여 이송평판(30)을 전진시킴으로써 인쇄 대상물이 제1 인쇄부(10)의 노즐 바로 아래에 위치하도록 한다. 상기 위치 정렬은 모터의 회전수를 카운팅하여 이루어질 수 있다. 이에 대한 대안으로서, 상기 위치 정렬은 센서(도면에 미도시, 광센서, 레이저 센서 등)가 이송평판(30)을 감지하여 그 신호를 제어부에 전달하는 것에 의하여 이루어질 수 있다.

상기 위치 정렬이 완료되면, 제어부는 모터를 작동하여 카트리지(11)와 헤드를 가이드 봉(13)을 따라 이동시키면서 발염 잉크를 인쇄 대상물에 분사한다. 발염 잉크는 발염 잉크통(14)으로부터 카트리지(11)에 전달된 후 헤드의 노즐을 통해서 분사된다. 상기 발염 잉크 분사에 의해 인쇄 대상물의 원단은 입력된 디자인(인쇄하고자 하는 디자인)에 대응되도록 발염된다. 예를 들어, 인쇄하고자 하는 디자인이 자동차이면 이 자동차에 해당되는 부분에 발염 잉크가 분사 도포되어 발염된다.

상기 분사된 발염 잉크는 이송평판(30)의 고열에 의해 일부는 증발하여 제거된다.

이어서, 제어부는 인쇄 대상물을 제2 인쇄부(20)의 노즐 바로 밑으로 이동시킨다. 이 이동도 모터의 회전을 카운팅하여 이루어질 수 있다. 이에 대한 대안으로서, 센서(도면에 미도시, 광센서, 레이저 센서 등)가 이송평판(30)을 감지하여 그 신호를 제어부에 전달하는 것에 의하여 이루어질 수 있다.

제어부는 모터를 작동하여 카트리지(21)와 헤드를 가이드 봉(23)을 따라 이동시키면서 날염 잉크(안료 또는 염료)를 인쇄 대상물에 분사한다. 날염 잉크는 날염 잉크통(24)으로부터 카트리지(21)에 전달된 후 헤드의 노즐을 통해서 분사된다. 상기 날염 잉크 분사에 의해 인쇄 대상물의 원단에는 해당 디자인이 컬러로 인쇄된다. 이 인쇄된 부분은 날염된 부분과 동일할 수 있다.

상기 날염 잉크 분사가 완료되면 이송 평판(30)은 후진하여 원래 위치로 복귀한다.

이어서, 인쇄대상물은 프레스기(도면에 미도시)를 이용하여 인쇄 대상물을 가압 및 가열하여 건조한다. 다음으로, 인쇄 대상물에 코팅액을 분사하여 잉크가 분리되지 않도록 하고, 이어서 인쇄 대상물을 가열하면 선명한 디자인이 표현된다.

[발염 잉크]

기존의 잉크젯용 염료 발염 잉크 중에서 유황계 환원제를 사용한 발염 잉크는 아조계 염료의 탈색에 효과가 우수한 것으로 알려져 있다. 그러나, 이 유황계 환원제를 포함한 발염 잉크는 분해, 산화, 휘발 등에 의한 경시적 변화에 따라 황산 이온이나 카르복시산 등의 산성 물질이 생성되어 잉크젯 헤드의 표면층과 중간층에 손상을 주는 문제가 있다.

또한, 유황계 환원제를 포함한 발염 잉크는 장기간 보관하면 가수분해에 의한 환원제의 분해가 진행되어 발염 능력이 떨어지는 문제가 있다.

본 출원인은 이러한 문제점을 해결하기 위해 새로운 발염 잉크를 개발하였다. 이 발염잉크는 유황계 환원제의 분해로 발생한 산성물질에 의한 헤드 노즐의 부식을 억제할 수 있고 이에 따라 발염 잉크의 토출 직진성의 저해를 줄일 수 있다. 이 발염 잉크는 유황계 환원제를 포함하는 1액과 아민류 화합물 등을 포함하는 2액이 혼합되어 만들어질 수 있고 이 혼합은 사용하기 소정 시간 전(예를 들어 10~30시간 전)에 이루어질 수 있으므로, 공장에서 미리 혼합한 경우의 환원제 분해를 방지할 수 있다.

1액과 2액이 혼합되는 비율은 부피비로서 1액이 13~15%, 2액이 85~87%인 것이 바람직하다. 상기 혼합비율에서 1액의 혼합비율이 하한치(13%)보다 작은 경우에는 발염이 제대로 이루어지지 않고 1액의 혼합비율이 상한치(15%)보다 큰 경우에는 pH가 산성으로 되어 헤드가 손상될 가능성이 크다.

그리고, 1액과 2액의 혼합액(발염 잉크)의 pH는 대략 6~8이고 바람직하게는 pH=7이다.

유황계 환원제로는 아디티온산 나트륨 [하이드로설파이트(Na₂S₂O₄)], 론갈리트 C(NaHSO₂ㆍCH₂OㆍH₂O), 론갈리트 Z(ZnSO₂ㆍCH₂OㆍH₂O), 데크로린(Decrolin) [Zn(HSO₂ㆍCH₂O)₂], 이산화티오요소와 같은 술핀산(sulfinic acid)류, 아황산수소나트륨, 티오황산나트륨 등이 사용될 수 있다.

1액은 론갈리트와 물을 포함하여 이루어질 수 있다. 구체적으로, 1액은 5~20중량%의 론갈리트와 잔부인 물로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 8~16중량%의 론갈리트와 잔부인 물로 이루어질 수 있으며, 가장 바람직하게는 10~14중량%의 론갈리트와 잔부인 물로 이루어질 수 있다.

2액은 아민류 화합물, BDG(2-(2-BUTOXYETHOXY)ETHANOL, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르), 물 등을 포함할 수 있다.

아민류 화합물로는 이소프로필아민, n-헥실아민, 디데실아민, 디옥틸아민, 트리-n-옥틸아민 등의 지방족 아민, 방향족 아민이나, 트리에탄올아민, 트리메틸아민 등의 알코올 아민 화합물 등이 사용될 수 있다. 이 아민 화합물들 중에서 알코올 아민류를 사용하는 것이 바람직하고 더욱 바람직하게는 트리메틸아민을 사용할 수 있다. 아민류 화합물(트리메틸아민)은 전체 2액 중에서 3~8중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 아민류 화합물(트리메틸아민)이 전체 2액 중에서 5중량%로 포함될 수 있다. 아민류 화합물(트리메틸아민)의 비율이 3중량% 미만이면 발염 잉크의 pH가 지나치게 낮아져서 노즐 헤드가 부식될 가능성이 크고 아민류 화합물(트리메틸아민)의 비율이 8중량% 초과이면 아민류 화합물를 추가 투입하는 효과가 미미하므로 바람직하지 않다.

아민류 화합물 특히, 알코올 아민류가 유황계 환원제에 첨가되면 유황계 환원제의 가수분해와 산화에 의해 생성되는 산성물질(술핀산, 카르복시산)에 대한 중화효과가 생긴다. 또한, 유황계 환원제는 pH가 떨어지면 가수분해가 가속되는데 아민류 화합물은 pH를 알칼리로 유지함으로써, 장기간 보전에 따른 유황계 환원제의 가수분해에 의한 환원제의 열화를 억제할 수 있다. 아울러, 아민 화합물(알코올 아민류)이 헤드 재료 특히, 금속 성분에 배위(coordination)하여 보호한다.

한편, 상기 유황계 환원제를 대신하여, 염화 제1 주석(SnCl₂ㅇ2H₂O), 아염소산나트륨과 같은 산성하에서 표백효과가 있는 것 일반, 또는 단독체 혹은 수용액 안에서 불안정한 것 일반 등의 비유황계 환원제를 사용할 수도 있다.

BDG는 잉크의 용매(solvent)로 사용되며, 노즐 헤드의 막힘을 방지한다. 바람직하게, BDG는 전체 2액 중에서 3~9중량%로 포함될 수 있다.

바람직하게, 2액은 글리세린, 피롤리돈류(예를 들어, 2-Pyrrolidone) 등을 더 포함할 수 있다. 글리세린은 습윤 보조제 역할을 하고 피롤리돈류는 유기용제 역할을 할 수 있다.

아래에서는 본 발명에 따른 발염 잉크와 비교용 발염 잉크를 비교 시험한 결과를 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 발염 잉크는 1액과 2액을 혼합하여 만들어지되, 1액은 12중량%의 론갈리트와 잔부인 물로 이루어진다. 그리고, 2액의 조성은 아래 표와 같다.

위와 같은 1액과 2액을 14:86(부피비)로 혼합하여 발염 잉크를 만든다. 그리고, 발염 잉크의 pH는 7이다.

한편, 비교용 발염 잉크의 성분은 아래 표와 같다.

상기 잉크젯용 발염 잉크를 각각 다른 잉크젯 헤드(헤드 표면의 와이핑 기구를 갖는 헤드)에 충진하고, 아래의 조건으로 비교 시험 1, 2를 하였다. 상기 잉크젯 헤드는 시중에서 판매되는 잉크젯 프린터 헤드이다.

(비교 시험 1)

노즐 플레이트의 표면을 8시간 간격으로 와이핑하는 정기 와이핑 작업을 한 달 동안 실시하였다. 이 때, 프린트는 하지 않고, 잉크젯 헤드에 잉크젯용 발염 잉크를 충진한 상태에서 한 달 동안 방치하였다.

한 달 후 헤드 노즐 주변의 외관상 부식(손상)을 현미경 관찰로 조사하였다. 비교용 발염 잉크를 사용한 경우에는 노즐 주위의 표면층 및 노즐 플레이트의 부식(손상)이 상당히 확인된 것에 비하여, 본 발명에 따른 발염 잉크를 사용한 경우에는 부식(손상)이 미미한 것을 확인할 수 있었다.

(비교 시험 2)

상기 잉크젯 프린터를 사용하여, 발염 잉크를 노즐에서 토출하고, 노즐체크 패턴의 프린트 테스트를 정기적(예를 들어, 매일)으로 하였다. 그 결과, 비교용 발염 잉크를 사용한 경우에는 연속사용 환경 하에서 1주일 후에 비행 굴곡이 발생하였음에 비해, 본 발명에 따른 발염 잉크를 사용한 경우에는 연속사용 환경하에서 4주 정도의 내손상 성능을 달성한 것을 확인할 수 있었다.

10 : 제1 인쇄부 11 : 카트리지 12 : 가이드 프레임
13 : 가이드봉 14 : 발염 잉크통 20 : 제2 인쇄부
21 : 카트리지 22 : 가이드 프레임 23 : 가이드봉
24 : 날염 잉크통 25 : 제3 리드 스크류 30 : 이송 평판
31 : 윗면 40 : 전후진 이송부 41 : 하부 평판
43 : 제2 리드 스크류 51 : 제1 리드 스크류 52 : 구동벨트
100, 200 : 평판 프린터

Claims (9)

1. 인쇄 대상물이 윗면에 놓이는 이송 평판(30);
   이송 평판(30)을 전후 방향으로 이동시키는 전후진 이송부(40);
   이송 평판(30)보다 위에 설치되고, 좌우 방향으로 이동하면서 인쇄 대상물에 대해 발염 잉크를 분사하는 제1 인쇄부(10);
   제1 인쇄부(10)와 동일한 높이에 설치되되 제1 인쇄부(10)로부터 전방쪽으로 소정 간격으로 이격되도록 설치되며, 좌우 방향으로 이동하면서 인쇄 대상물에 대해 날염 잉크를 분사하는 제2 인쇄부(20); 및,
   제1,2 인쇄부(10)(20)의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하고,
   이송 평판(30)에 놓인 인쇄 대상물에 대해 제1 인쇄부(10)가 발염 잉크를 분사하여 인쇄 대상물의 해당 부분이 발염되고, 이어서 이송 평판(30)이 제2 인쇄부(20)의 바로 아래에 위치하면 제2 인쇄부(20)는 상기 해당 부분에 대해 날염 잉크를 분사하며,
   상기 발염 잉크는 유황계 환원제를 포함하는 1액과 아민류 화합물을 포함하는 2액이 혼합되어 만들어지고,
   상기 1액에는 유황계 환원제인 론갈리트 8~16중량%가 포함되고, 2액에는 아민류 화합물인 트리메틸아민 3~8중량%가 포함되며,
   1액과 2액의 혼합비율은 부피비로서 1액이 13~15%, 2액이 85~87%인 것을 특징으로 하는, 디지털 발염 날염을 위한 평판 프린터.
2. 제1항에 있어서,
   제어부는 제1 인쇄부(10)에 의해 발염된 부분의 패턴과 동일하게 날염되도록 제2 인쇄부(20)의 작동을 제어하는 것을 것을 특징으로 하는, 디지털 발염 날염을 위한 평판 프린터.
3. 제1항에 있어서,
   이송 평판(30)의 내부에는 열선이 설치되고, 열선은 이송 평판(30)을 소정 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는, 디지털 발염 날염을 위한 평판 프린터.
4. 제1항에 있어서,
   제1,2 인쇄부(10)(20) 사이의 거리를 조절하는 거리조절수단을 포함하고,
   거리조절수단은 제1,2 인쇄부(10)(20) 사이의 거리가 인쇄하고자 하는 문양의 전후 방향의 최대 길이 이상이 되도록 조절하는 것을 특징으로 하는, 디지털 발염 날염을 위한 평판 프린터.
5. 제4항에 있어서,
   상기 문양 및 상기 최대 길이는 컴퓨터로부터 제어부에 입력되며,
   거리조절수단은,
   제2 인쇄부(20)의 가이드 프레임(22)의 양쪽 단부를 전후 방향으로 관통하도록 설치된 제3 리드 스크류(25); 및,
   제3 리드 스크류(25)를 정방향 또는 역방향으로 회전시켜서 제2 인쇄부(20)를 전진 또는 후진시키는 구동 모터;를 포함하고,
   제어부는 제1,2 인쇄부(10)(20) 사이의 거리가 상기 최대 길이 이상이 되도록 구동 모터를 작동하여 제2 인쇄부(20)를 전진 또는 후진시키는 것을 특징으로 하는, 디지털 발염 날염을 위한 평판 프린터.
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