KR102397257B1 - 스크린 인쇄용 잉크 및 이의 용도 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 예는 베이스 잉크 및 발포 입자를 포함하는 조성물 형태로 이루진 스크린 인쇄용 잉크를 제공한다. 본 발명의 스크린 인쇄용 잉크가 1차 프라이머용 잉크로 사용되는 경우 홀이나 굴곡을 가지는 피인쇄물의 표면에 피막을 쉽게 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 스크린 인쇄용 잉크가 2차 프라이어용 잉크로 사용되는 경우 적은 도포 횟수로도 피인쇄물의 굴곡부를 메워 평활하게 할 수 있다. 또한, 본 발명의 스크린 인쇄용 잉크가 표면 처리용 잉크로 사용되는 경우 피인쇄물의 표면에 미세 요철을 형성시켜 무광 및 벨벳 효과를 가능하게 한다.

Description

스크린 인쇄용 잉크 및 이의 용도{Ink for screen printing and use of the same}

본 발명은 스크린 인쇄용 잉크 등에 관한 것으로서, 더 상세하게는 표면 굴곡이 심한 피인쇄물에 표면 평활도가 높은 입체감을 부여할 수 있는 스크린 인쇄용 잉크 및 이의 용도에 관한 것이다.

다양한 시트 물질을 이미지화하기 위해 다양한 인쇄 방법이 사용되어 왔다. 통상적으로 사용되는 인쇄 방법은 그라비야, 오프셋, 플렉소그래픽, 리쏘그래픽, 일렉트로그래픽, 일렉트로포토그래픽(레이저 인쇄 및 제로그래피를 포함), 이온침착(전자빔 이미지화(EBI)라고도 함), 마그네토그래픽, 잉크젯 인쇄, 스크린 인쇄 및 열적 물질 전사(thermal mass transfer)를 포함한다.

이 중 스크린 인쇄(Screen printing)는 비단이나 화학섬유의 천, 금속 등의 그물 망 형태의 구조를 틀에 팽팽하게 고정하여 이를 스크린으로 하고, 그 위에 특수크레용으로 원고의 화선부를 직접 그리거나 또는 카본 티슈(carbon tissue)에 원고를 빛쬐기·현상하여 전사(轉寫)한 다음, 비화선부(非畵線部)가 되는 부분을 형지(型紙) 또는 아교재(材)로 덮어씌운 뒤에, 그 위에서 잉크를 부여하면 화선부(畵線部)에만 잉크가 스크린을 통하여 토출되어 종이나 원단 같은 피인쇄물에 화선부의 무늬가 전이되어 인쇄되는 방식이다. 최근에는 금속 박막에 레이저나 전자 빔 등으로 패턴의 화선부를 천공하여 정밀한 전자 부품 인쇄에 사용하며 이 경우 판의 정확성, 내쇄성(耐刷性)이 우수하다. 스크린 인쇄는 스퀴즈(squeegee)라는 밀대로 잉크를 밀어내는 손 인쇄가 가능하나, 현재 대부분 실크 스크린 인쇄 전용의 인쇄기가 사용되고 있다. 스크린 인쇄의 특색으로는 잉크 층이 매우 두껍고 색 수(色數)도 자유로이 사용할 수 있는 점이다. 또, 유리, 도자기, 금속, 플라스틱 필름 등 어떤 피인쇄물에도 인쇄가 가능하다. 포스터나 천 또는 대형 입간판(立看板) 따위의 적은 부수의 인쇄에서부터 전기 전자 부품처럼 정밀하고 대량 인쇄에도 사용이 가능하다. 일반적으로 스크린 인쇄에 의해 원단 표면에 형성된 무늬는 글자, 도형, 그림, 실사에 이르기까지 매우 다양하나 주로 평면 표면에 국한되어 왔다. 최근에 들어서, 스크린 인쇄를 이용하여 원단의 표면에 다양한 종류의 디자인을 입체적으로 표현할 수 있는 방법들이 개발되고 있다.

실크스크린 인쇄 기법으로 입체감 있는 인쇄물을 제작하기 위해서는 여러 종류의 잉크를 사용하게 되는데, 예를 들어 피인쇄물에 1차로 도포되어 다른 잉크의 접착성을 높여 주는 1차 프라이머 잉크, 피인쇄물의 표면을 평활하게 하는 2차 프라이머 잉크, 피인쇄물의 표면에 입체감을 형성하는 발포성 수지 잉크, 피인쇄물의 표면에 색감을 부여하는 발색 잉크 및 다른 잉크에 의해 형성된 층을 보호하는 표면처리 잉크 등이 있다. 종래에는 발포성 입자가 함유된 발포성 잉크를 피인쇄물의 표면에 도포한 후 발포하여 피인쇄물의 표면에 입체감을 부여하였는데, 이 경우 발포 일부가 피인쇄물의 높이 방향이 아닌 가로 및 세로 방향으로 진행되어 입체감을 부여하는데에 한계가 있었다. 또한, 메쉬(mesh) 형태의 원단, 편물 등과 같이 미세한 홀(hole)을 가지며 표면 굴곡이 심한 피인쇄물의 표면에 표면 평활도가 높은 입체감을 부여하기 위해서는 높은 고형분 함량을 가진 프라이머 잉크를 여러 번 도포하여 굴곡을 메워준 후, 발포성 잉크와 발색 잉크를 도포하여야 하는 문제점이 있었다. 또한, 피인쇄물의 미세한 홀이나 표면 굴곡을 메워주기 위해 탈크, 탄산칼슘, 유리비드, 유산바륨, 실리카, 수산화알루미늄, 클레이(Clay) 등과 같은 충진재를 사용하는 방법이 시도되어 왔다. 그러나, 이러한 충진재들은 산 또는 염기성을 띠고 있어서 실크스크린 인쇄용 잉크의 안정성을 떨어뜨릴 수 있고, 잉크 내에 분산이 잘되지 않거나, 높은 밀도로 인해 잉크에 혼입된 후 침강이 될 수 있고 동시에 최종 인쇄물 자체가 무거워질 수 있으며, 경도가 높아 스퀴즈(squeegee)로 압력을 가하여 잉크를 밀어낼 때 실크스크린을 구성하는 유제나 섬유에 상해를 입힐 수 있다. 한편, 피인쇄물 표면의 요철감은 프레스 공법, 첨가제의 사용 등을 통해 구현할 수 있고, 특히 첨가제를 사용하면 미세한 요철의 형성이 가능하여 인쇄물 표면에 무광 및 벨벳 효과를 줄 수 있다. 피인쇄물 표면에 요철감을 구현하기 위해 사용되는 첨가제로는 폴리스티렌 비드, 폴리메틸메타크릴레이트 비드, 유리 비드, 고분자 분말 등이 있는데, 비드 형태의 첨가제는 경도가 높고 직경이 커서 표면에 거친 느낌을 주는 문제가 있다. 또한, 고분자 분말은 너무 미세하여 요철감의 구현에 한계가 있고, 잉크에 함유된 용매에 용해되어 본래의 형태를 잃을 수 있다.

본 발명은 종래의 기술적 배경하에서 도출된 것으로서 본 발명의 일 목적은 적은 도포 횟수로도 피인쇄물의 홀 또는 표면 굴곡을 평활하게 할 수 있거나, 피인쇄물 표면에 미세 요철을 형성하여 무광 및 벨벳 효과를 줄 수 있는 스크린 인쇄용 잉크를 제공하는데에 있다.

또한, 본 발명의 일 목적은 스크린 인쇄용 잉크의 용도로 표면 평활도가 높고 입체감이 우수한 인쇄물을 제조하는 방법을 제공하는데에 있다.

본 발명의 일 예는 베이스 잉크 및 발포 입자를 포함하는 조성물 형태로 이루진 스크린 인쇄용 잉크를 제공한다. 이하, 본 발명의 일 예에 따른 스크린 인쇄용 잉크를 구성성분별로 나누어 설명한다.

베이스 잉크

본 발명의 스크린 인쇄용 잉크를 구성하는 베이스 잉크는 고분자 수지 및 희석 용매를 포함한다.

상기 베이스 잉크를 구성하는 고분자 수지는 스크린 인쇄시 피인쇄물 표면에 피막을 형성하는 역할을 한다. 피막 형성 성분은 잉크 성능을 결정하는 중요한 요소로서 피막 형성 성분에 의해 잉크 작업성, 광택, 접착성, 경도, 가소성, 내수성, 내유성, 내약품성, 내후성 등이 좌우된다. 본 발명에서 사용하는 베이스 잉크의 구성성분인 고분자 수지는 에폭시 수지, 폴리프로필렌, 아크릴계 수지, 폴리우레탄, 폴리비닐클로라이드, 실리콘(silicone) 수지 및 아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 이들의 2 이상의 조합일 수 있고, 바람직하게는 폴리우레탄이다. 상기 폴리우레탄은 일반적으로 폴리이소시아네이트와 수산기를 함유하는 화합물(예를 들어, 폴리올)의 반응에 의해 주사슬이 우레탄 결합으로 결합된 고분자 화합물의 총칭이다. 또한, 폴리우레탄은 단량체로 사슬 연장제(chain extender)나 가교 결합제를 더 포함할 수 있다. 폴리우레탄을 구성하는 주요 단량체 중 하나인 폴리이소시아네이트 화합물로는 2,4-톨릴렌 다이이소시아네이트, 2,6-톨릴렌 다이이소시아네이트, 이소포론 다이이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌 다이이소시아네이트, 1,3-트리메틸렌 디이소시아네이트, 1,4-테트라메틸렌 다이이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌 다이이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌 다이이소시아네이트, 1,9-노나메틸렌 다이이소시아네이트, 1,10-데카메틸렌 다이이소시아네이트, 1,4-시클로헥산 다이이소시아네이트, 2,2'-다이에틸에테르 다이이소시아네이트, 다이페닐메탄-4,4'-다이이소시아네이트, (o, m 또는 p)-크실렌 다이이소시아네이트, 메틸렌비스(시클로헥실 이소시아네이트), 시클로헥산-1,3-다이메틸렌 다이이소시아네이트, 시클로헥산-1,4-다이메틸렌 다이이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 다이이소시아네이트, p-페닐렌 다이이소시아네이트, 3,3'-메틸렌다이톨릴렌-4,4'-다이이소시아네이트, 4,4'-다이페닐에테르 다이이소시아네이트, 테트라클로로페닐렌 다이이소시아네이트, 노르보르난 다이이소시아네이트, 수소화(1,3- 또는 1,4-)크실릴렌 다이이소시아네이트 등을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 사용될 수도 있고, 2종 이상을 조합해서 사용될 수도 있다. 또한, 폴리우레탄을 구성하는 주요 단량체 중 하나인 폴리올 화합물에는 저분자량 디올(예를 들어 에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,3-프로필렌 글리콜, 1,4-부타다이올, 1,6-헥사다이올, 네오펜틸 글리콜 등), 폴리카르보네이트디올, 폴리에테르디올, 양쪽 말단 수산기화 폴리부타디엔, 폴리에스테르디올, 이량체 디올, 트리시클로데칸디메탄올, 시클로헥산디메탄올, 탄소수 4 이상의 직쇄상 지방족 디올, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 글리세린, 펜타에리트리톨 등이 있으며, 이들은 1종 단독으로 사용될 수도 있고, 2종 이상을 조합해서 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명에서 폴리우레탄은 폴리실록산, 실란, 할로겐, 아크릴 등에 의해 다양한 기능성이 부여된 변성 폴리우레탄을 포함한다. 상기 베이스 잉크 내에서 고분자 수지의 함량은 스크린 인쇄용 잉크의 구체적인 사용 용도에 따라 다양한 범위에서 선택될 수 있으며, 스크린 인쇄 작업성 등을 고려할 때 베이스 잉크 전체 중량을 기준으로 20~50 중량%인 것이 바람직하고, 25~45 중량%인 것이 더 바람직하다.

또한, 상기 베이스 잉크를 구성하는 희석 용매는 고분자 수지를 용해하거나 분산시켜 고분자 수지에 유동성을 부여하고 잉크를 스크린 제판에서 피인쇄물로 전이하는 역할을 하고, 동시에 잉크의 점도를 스크린 인쇄에 적합한 범위로 조절하는 역할을 한다. 또한, 희석 용매는 잉크가 피인쇄물에 인쇄된 후에는 대부분 피막에서 증발해 소실된다. 본 발명에서 사용하는 베이스 잉크의 구성성분인 희석 용매는 에탄올, 프로판올, N-메틸-2-피롤리디논, N,N-다이메틸프로피온아마이드, N-메틸-2-피롤리돈, N-에틸-2-피롤리돈, N,N-다이메틸아세트아마이드, N,N-다이메틸포름아마이드, 사이클로헥사논, 사이클로펜타논, 사이클로헥산, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 아세트산 에틸, 에틸렌디클로라이드, 테트라히드로푸란, 톨루엔, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜다이메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 아세틸아세톤, 디아세톤알콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노이소프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 3-메톡시프로판올, 메톡시메톡시에탄올, 다이에틸렌글리콜모노메틸에테르, 다이에틸렌글리콜모노에틸에테르, 다이에틸렌글리콜디메틸에테르, 다이에틸렌글리콜다이에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 3-메톡시프로필아세테이트 및 물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 이들의 2 이상의 조합일 수 있고, 스크린 인쇄용 잉크의 구체적인 사용 용도에 따라 다양한 조합으로 선택될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 스크린 인쇄용 잉크가 1차 프라이머층을 형성하기 위해 사용되는 경우 희석 용매는 N,N-다이메틸아세트아마이드, N,N-다이메틸포름아마이드, 사이클로헥사논, 사이클로펜타논, 사이클로헥산, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 아세트산 에틸, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜다이메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 아세틸아세톤, 디아세톤알콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노이소프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 3-메톡시프로판올, 메톡시메톡시에탄올, 다이에틸렌글리콜모노메틸에테르, 다이에틸렌글리콜모노에틸에테르, 다이에틸렌글리콜디메틸에테르, 다이에틸렌글리콜다이에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 3-메톡시프로필아세테이트 등에서 선택되는 2 이상의 조합일 수 있다. 또한, 본 발명의 스크린 인쇄용 잉크가 2차 프라이머층을 형성하기 위해 사용되는 경우 희석 용매는 물 또는 수용성 용매에서 선택될 수 있다. 상기 베이스 잉크 내에서 희석 용매의 함량은 크게 제한되지 않으나, 스크린 인쇄 작업성 등을 고려할 때 베이스 잉크를 구성하는 고분자 수지 100 중량부 대비 100~350 중량부인 것이 바람직하고, 120~300 중량부인 것이 더 바람직하다.

또한, 본 발명에서 사용되는 베이스 잉크는 안료를 더 포함할 수 있다. 상기 안료는 색상을 구현하기 위해 주로 사용되고 부수적으로 잉크에 은폐성을 부여하는데에 사용되기도 한다. 또한, 안료는 잉크의 내광성, 내열성, 내용제성, 내약품성 등에 영향을 주기도 한다. 상기 안료의 종류는 스크린 인쇄용 잉크의 안료로 공지된 것이라면 그 범위가 크게 제한되지 않으며, 무기안료, 유기안료, 체질안료 등을 포함한다. 또한, 본 발명에서 사용하는 베이스 잉크의 선택적인 구성성분인 안료는 다양한 색상의 안료를 포함한다. 예를 들어, 적색 안료로는 C.I Pigment Red 7, 9, 14, 41, 48:1, 48:2, 48:3, 48:4, 81:1, 81:2, 81:3, 97, 122, 123,146, 149, 168, 177, 178, 180, 184, 185, 187, 192, 200, 202, 208, 210, 215, 216, 217, 220, 223, 224, 226, 227, 228, 240, 246, 254, 255, 264, 272 등을 사용할 수 있다. 이때 적색 안료에 황색 안료 및 오렌지색 안료를 병용할 수 있다. 또한, 황색 안료로는 C.I.Pigment Yellow 1, 2,3, 4, 5, 6, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 20, 24, 31, 32, 34, 35, 35:1, 36, 36:1, 37, 37:1, 40, 42,43, 53, 55, 60, 61, 62, 63, 65, 73, 74, 77, 81, 83, 86, 93, 94, 95, 97, 98, 100, 101, 104, 106, 108,109, 210, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 123, 125, 126, 127, 128, 129, 137, 138, 139, 147,148, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 161, 162, 164, 166, 167, 168, 169, 240, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 179, 180, 181, 182, 185, 187, 188, 193, 194, 199 등을 사용할 수 있다. 또한, 오렌지색 안료로는 C.I. Pigment orange 36, 43, 51, 55, 59, 61 등을 사용할 수 있다. 또한, 녹색 안료로는 C.I. Pigment Green 7, 10, 36, 37 등을 사용할 수 있다. 또한, 청색 안료로는 C.I. Pigment Blue 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 22, 60, 64 등을 사용할 수 있다. 이때, 청색 안료에 자색 안료(예를 들어 C.I. Pigment Violet 1, 19, 23, 27, 29, 30, 32, 37, 40, 42, 50 등)를 병용할 수 있다. 또한, 마젠타색 안료로는 자색 안료(예를 들어 C.I. Pigment Violet 1, 19 등)와 적색 안료(예를 들어 C.I Pigment Red 144, 146, 177, 169, 81 등)를 혼합하여 사용할 수 있다. 이때, 마젠타색 안료에 황색 안료를 병용할 수 있다. 또한, 블랙 계열의 안료로 200㎚ 이하의 입경을 갖는 카본 블랙(carbon black) 등을 사용할 수 있다. 이외에도 산화티탄, 황연, 크롬바밀리온 등과 같은 무기 안료들이 사용될 수 있다. 상기 베이스 잉크 내에서 안료의 함량은 크게 제한되지 않으며, 구현하고자 하는 색상의 종류 내지 색상의 강도 등에 의해 다양한 범위에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 베이스 잉크 내에서 안료의 함량은 다른 성분들의 함량 관계를 고려할 때 베이스 잉크를 구성하는 고분자 수지 100 중량부 대비 0.5~20 중량부인 것이 바람직하고, 1~15 중량부인 것이 더 바람직하다.

또한, 본 발명에서 사용되는 베이스 잉크는 인쇄 작업성을 개선하거나 인쇄 효과를 향상시키거나 다양한 기능성을 부여하기 위해 보조 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에서 사용되는 베이스 잉크는 건조 지연제, 소포제, 분산제, 레벨링제, 가소제, 커플링제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 슬리핑제(slipping agent), 색분리 방지제, 침전 방지제, 난연제, 대전 방지제 및 경화제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 보조 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 건조 지연제는 잉크의 건조를 지연시켜, 스크린 인쇄를 반복해서 연속적으로 수행하는 경우 스크린 제판의 막힘 현상을 최소화하고, 더 나아가 인쇄 가능한 패턴의 미세화 내지 다양성을 향상시키는 역할을 한다. 본 발명에서 사용되는 베이스 잉크의 선택적인 구성성분인 건조 지연제는 모노에틸렌 글리콜, 다이에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜 및 다이메틸설폭사이드에서 선택된 1종 이상으로 구성될 수 있다. 소포제는 유해 거품을 제거하기 위해 사용되는 것으로서, 다이메틸폴리실록산, 메틸에틸폴리실록산, 다이에틸폴리실록산 등과 같은 실리콘계 소포제와 미네랄 오일, 알코올, 유기 인산염 등의 비실리콘계 소포제 등이 있으며, 이들 모두 사용할 수 있다. 이러한 소포제는 분말형, 에멀전형, 오일형, 컴파운드형 등 모두 가능하며, 크게 제약되지 않는다. 소포제의 구체적인 예로는 CELANT-DF3, CELANT-DF18, CELANT-EF23, CELANT-DF600, KF96 시리즈, FK-150, FK-500 제품 등이 있다. 분산제는 안료가 우레탄 수지 용액 안에 분산되는 것을 돕는 조제로서, 구체적인 예로는 TEGO®Dispers 610, BYK 4130 제품 등이 있다. 또한, 분산제로 폴리에테르 변성 실리콘 오일, 아르알킬 변성 실리콘 오일, 플로로알킬 변성 실리콘 오일, 장사슬 알킬 변성 실리콘 오일, 고급 지방산 에스테르 변성 실리콘 오일, 고급 지방산 아미드 변성 실리콘 오일, 폴리에테르장사슬 알킬아르알킬 변성 실리콘 오일, 장사슬 알킬아르알킬 변성 실리콘 오일, 폴리에테르 변성 실리콘 오일, 폴리에테르메톡시 변성 실리콘 오일, 폴리이미드실록산, 폴리아마이드이미드실록산, 폴리아마이드실록산, 폴리에스테르실록산 등을 사용할 수도 있다. 레벨링제(levelling agent)는 잉크 피막의 갈라짐을 방지하거나 평활하하는 조제로서 실리콘 다이아크릴레이트나 실리콘 폴리아크릴레이트 등에서 선택된 실리콘계 레벨링제 또는 메탄올, 에탄올, 부탄올 등에서 선택된 알코올계 레벨링제 등이 있다. 가소제는 잉크 피막을 유연하게 하는 조제로서 다이옥틸프탈레이트, 다이도데실프탈레이트, 트리에틸렌글리콜디카프릴레이트, 다이메틸글리콜프탈레이트와 같은 프탈레이트계 가소제가 주로 사용되며 그 외에도 트리크레실포스페이트, 다이옥틸아디페이트, 다이부틸세바케이트, 트리아세틸글리세린 등이 있다. 커플링제는 피인쇄물가 주로 유리나 금속 재질인 경우 사용되며 주로 실란 커플링제가 사용된다. 자외선 흡수제는 피인쇄물의 광에 대한 내후성을 향상시키기 위한 것으로서, 벤조트리아졸계 화합물, 벤조페논계 화합물 등이 있다. 산화 방지제는 잉크 내 성분이 산화되는 것을 방지하거나 스크린 인쇄된 피인쇄물 표면이 산화되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 토코페롤, 쎄사몰, 진저론, 고시폴, 캡샤신, 쿼세친, 갈릭산 BHA, BHT, TBHQ, 함황화합물, 아미노산, 히드록시산, 구연산, 아스코르빈산 등이 있다. 슬리핑제는 잉크 피막을 매끄럽게 하여 내마찰성을 향상시키는 조제로서, 올레인산, LC-102N, LC-104N, LC-140B/P, LC-402F 등이 사용될 수 있다. 색분리 방지제는 단일 잉크에 2 종류 이상의 안료를 사용한 경우 또는 복수의 잉크를 혼합하여 색을 맞추는 경우 색별이 발생하지 않도록 첨가하는 조제이다. 침전 방지제는 안료의 비중이 클 때 잉크 저장 중에 안료가 바닥으로 침전하는 것을 방지하는 조제이다. 경화제는 고분자 수지, 특히 폴리우레탄의 피막 형성을 촉진하고 형성된 피막의 강도를 향상시키기 위한 조제로서, 에틸렌 다이아민, 프로필렌 다이아민-1,2 및 -1,3, 테트라메틸렌 다이아민-1,4, 헥사메틸렌 다이아민-1,6, 2,2,4- 및 2,4,4-트라이메틸 헥사메틸렌 다이아민의 이성질체 혼합물, 2-메틸 펜타메틸렌 다이아민 및 비스-(β-아미노에틸) 아민 (다이에틸렌 트라이아민) 등과 같은 지방족 폴리아민계 경화제 또는 지방족 폴리이소시아네이트와 에틸아세테이트를 4:1 내지 6:1의 중량비로 혼합한 것을 사용할 수 있다. 상기 베이스 잉크 내에서 보조 첨가제의 함량은 잉크에 부여하고자 하는 기능성의 형태 내지 강도에 따라 잉크 물성을 해치지 않는 범위 내에서 조정될 수 있으며, 다른 성분들의 함량 관계를 고려할 때 베이스 잉크를 구성하는 고분자 수지 100 중량부 대비 0.1~25 중량부인 것이 바람직하고, 0.5~15 중량부인 것이 더 바람직하다.

발포 입자

본 발명의 스크린 인쇄용 잉크를 구성하는 발포 입자는 발포제로 이루어진 코어 및 상기 코어를 감싸고 에틸렌계 불포화 결합을 가진 단량체들의 공중합체로 이루어진 쉘을 포함하는 마이크로 캡슐의 발포체이며, 발포 전의 마이크로 캡슐과 동일하게 코어-쉘 구조를 가진다. 본 발명에서 사용하는 발포 입자는 밀도가 낮아 침강하지 않고, 중성에 가까워 잉크의 안정성을 해치지 않으며, 주요 부분인 쉘의 경도가 높지 않은 공중합체로 이루어져 있어서 섬유 및 유제에 상해를 주지 않으며, 발포 전의 마이크로 캡슐에 비해 매우 큰 부피를 가지기 때문에 스크린 인쇄용 잉크의 고형분 부피를 증가시킨다. 상기 발포를 마친 발포 입자를 스크린 인쇄용 잉크의 구성성분으로 사용하는 경우 적은 도포 횟수로도 피인쇄물의 굴곡부를 메워 평활하게 할 수 있고, 피인쇄물의 표면에 미세 요철을 형성시켜 무광 및 벨벳 효과를 가능하게 한다.

상기 마이크로 캡슐의 코어를 구성하는 발포제는 소정의 온도에서 기화될 수 있는 액체로서, 예를 들어 메탄, 에탄, 프로판, 노말부탄, 이소부탄, 노말펜탄, 이소펜탄, 네오펜탄 및 이소옥탄으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 이들 중 2 이상의 조합일 수 있고, 기화능과 부피 팽창능을 고려할 때 프로판, 노말부탄, 이소부탄, 노말펜탄, 이소펜탄, 네오펜탄 및 이소옥탄으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 이들 중 2 이상의 조합인 것이 바람직하다. 상기 마이크로 캡슐은 일정 온도 이상에서 코어 내의 발포제가 기화하여 압력이 커지고 그로 인해 연한 재질의 쉘이 팽창하여 부피가 커지게 된다.

또한, 상기 마이크로 캡슐의 쉘을 구성하는 공중합체의 단량체들은 에틸렌계 불포화 결합을 가지고 연질의 공중합체를 형성할 수 있는 것이라면 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 예를 들어 아크릴로니트릴 또는 메타크릴로니트릴에서 선택되는 1종 이상과 아크릴산의 에스테르 또는 메타크릴산의 에스테르에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 아크릴산의 에스테르는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트 또는 부틸아크릴레이트에서 선택되고, 상기 메타크릴산의 에스테르는 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트 또는 부틸메타크릴레이트에서 선택되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 마이크로 캡슐은 상업적으로 악조노벨(AkzoNobel)사 등을 통해 입수가 가능하고, 공지의 방법을 통해 제조될 수 있다. 예를 들어, 대한민국 등록특허공보 제10-1344854호, 10-1344855호, 10-1482048호에 개시된 미소구체(microsphere)는 본 발명에서 사용하고 있는 마이크로 캡슐과 동일한 의미로 사용되고 있다. 따라서, 본 발명은 상기 선행문헌들에 개시된 미소구체(microsphere)의 구조 및 제조방법을 모두 참조한다.

또한, 상기 마이크로 캡슐 내 코어 대 쉘의 중량비는 발포에 의한 팽창능 및 발포에 의한 팽창 후에도 코어-쉘 구조를 유지하는 측면에서 1:2 내지 1:10인 것이 바람직하고, 1:2.5 내지 1:6.5인 것이 더 바람직하다.

또한, 상기 발포 입자의 직경은 20~300㎛의 범위를 가지는 것이 바람직하고, 20~200㎛의 범위를 가지는 것이 더 바람직하다. 발포 입자의 직경이 20㎛ 미만인 경우 충진 효과가 미비하고 피인쇄물에 형성되는 표면 요철이 너무 미세하여 광택 변화를 구현할 수 없다. 또한, 발포 입자의 직경이 300㎛를 초과하면 실크스크린의 메쉬를 통과할 수 없거나 실크스크린의 메쉬가 쉽게 막혀 인쇄 불량을 야기할 수 있다. 마이크로 캡슐은 발포에 의해 그 크기가 약 2~6배로 팽창되는 점을 고려할 때 마이크로 캡슐의 직경은 5~50㎛의 범위를 가지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 마이크로 캡슐의 발포 온도는 40~200℃인 것이 바람직하다. 마이크로 캡슐의 발포 온도가 40℃ 미만인 경우 상온에서 발포가 일부 진행되어 발포에 의한 마이크로 캡슐의 팽창이 불균일하거나 불안정할 수 있다. 또한, 마이크로 캡슐의 발포 온도가 200℃를 초과하는 경우 쉘이 변형되어 발포 후 코어-쉘 구조를 유지하기가 어려울 수 있다. 마이크로 캡슐의 발포 온도는 코어를 구성하는 발포제의 종류 및 배합비를 통해 조절이 가능하다.

또한, 본 발명의 스크린 인쇄용 잉크 내에서 발포 입자의 함량은 베이스 잉크 100 중량부 대비 0.1~20 중량부인 것이 바람직하고, 0.2~10 중량부인 것이 바람직하다. 본 발명의 스크린 인쇄용 잉크 내에서 발포 입자의 함량이 너무 작은 경우 충진 효과가 미비할 염려가 있고 발포 입자의 함량이 너무 큰 경우 스크린 인쇄용 잉크의 점도가 증가하여 실크스크린을 통해 잉크가 피인쇄물로 원활하게 이동할 수 없게 된다.

또한, 본 발명의 스크린 인쇄용 잉크의 점도는 1,000~30,000 센터포이즈(cPs)의 범위를 가지는 것이 바람직하고 2,000~20,000 센터포이즈(cPs)의 범위를 가지는 것이 더 바람직하다. 예를 들어, 본 발명의 스크린 인쇄용 잉크가 1차 프라이머용 잉크로 사용되는 경우 잉크를 고정하는 역할 외에 원단과 같은 피인쇄물 표면에 피막을 형성하여 2차 프라이머용 잉크가 도포될 수 있는 부분을 제공한다. 만약, 1차 프라이머용 잉크의 점도가 너무 낮으면 실크 스크린 인쇄 과정에서 중력에 의해 아래쪽으로 흘러내려가고 피막의 안정성이 낮아지며, 결국 2차 프라이머용 잉크가 도포되기 전에 피막이 파괴된다. 또한, 1차 프라이머용 잉크의 점도가 너무 높으면 도포 후 실크스크린을 제거할 때 실크스크린 쪽으로 1차 프라이머용 잉크가 점착되어 함께 제거되기 때문에 피막이 형성되지 않고 잉크의 고정 효과도 가질 수 없게 된다.

또한, 본 발명의 스크린 인쇄용 잉크는 실크, 화학섬유 소재의 천, 금속 소재 그물 망 등과 같은 다양한 스크린을 통해 피인쇄물에 전달될 수 있는데, 인쇄 적합성 등을 고려할 때 실크스크린을 통해 피인쇄물에 전달되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 예는 피인쇄물의 표면에 1차 프라이머용 잉크를 도포하고 건조하여 1차 프라이머층을 형성하는 단계; 상기 1차 프라이머층 위에 2차 프라이머용 잉크를 도포하고 건조하여 2차 프라이머층을 형성하는 단계; 상기 2차 프라이머층 위에 발포성 수지 잉크를 도포하고 건조하여 발포성 수지 잉크층을 형성하는 단계; 상기 발포성 수지 잉크층 위에 발색 잉크를 도포하고 건조하여 발색층을 형성하는 단계; 및 상기 발색층 위에 표면 처리용 잉크를 도포하고 건조하여 표면 처리층을 형성하는 단계를 포함하는 입체감이 부여된 인쇄물의 제조방법을 제공한다. 또한, 본 발명의 입체감이 부여된 인쇄물의 제조방법은 발색층을 형성한 후 피인쇄물을 80~150℃에서 방치하여 발포성 수지 잉크층을 구성하는 발포성 수지를 발포하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 발포에 의해 발포성 수지 잉크층은 발포 수지층으로 전환된다.

본 발명에 따른 인쇄물의 제조방법에서 1차 프라이머용 잉크, 2차 프라이머용 잉크 또는 표면 처리용 잉크는 전술한 스크린 인쇄용 잉크에서 선택된다.

또한, 상기 피인쇄물은 목재, 플라스틱 또는 금속 소재로 이루어진 기재 또는 이의 가공품에서 선택될 수 있다. 또한, 상기 피인쇄물은 폴리에스테르, 나일론, 폴리우레탄, 면, 마, 견 또는 레이온에서 선택되는 1종 이상의 소재로 이루어지며, 메쉬, 편물, 직물 또는 부직포에서 선택되는 원단 또는 이의 가공품인 것이 바람직하다. 본 발명에서 가공품은 수지 코팅, 함침, 라미네이팅 또는 스프레이 공정 중 하나 이상이 적용된 것에서 선택될 수 있다.

본 발명에 따른 인쇄물의 제조방법에서 상기 1차 프라이머용 잉크는 이후에 도포되는 잉크를 고정하는 역할 외에 원단과 같은 피인쇄물 표면에 피막을 형성하여 2차 프라이머용 잉크가 도포될 수 있는 부분을 제공한다. 본 발명에서 1차 프라이머용 잉크의 베이스 잉크는 고분자 수지가 폴리우레탄이고 희석 용매가 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone), 사이클로헥사논(cyclohexanone), N,N-다이메틸포름아마이드(N,N-dimethylforamide) 및 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(propylene glycol methyl ether acetate)의 조합인 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 1차 프라이머용 잉크를 구성하는 발포 입자는 1차 프라이머용 잉크의 피막 형성능을 향상시킨다. 상기 1차 프라이머용 잉크에서 발포 입자의 함량은 베이스 잉크 100 중량부 대비 1~20 중량부인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 인쇄물의 제조방법에서 상기 2차 프라이머용 잉크는 원단의 굴곡을 메워 평활하게 하는 역할을 한다. 본 발명에서 2차 프라이머용 잉크의 베이스 잉크는 고분자 수지가 폴리우레탄이고 희석 용매가 물인 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 2차 프라이머용 잉크를 구성하는 발포 입자는 고형분의 부피를 증가시켜 적은 도포 회수로도 원단의 홀을 메우고 원단의 굴곡을 평활하게 한다. 상기 2차 프라이머용 잉크에서 발포 입자의 함량은 베이스 잉크 100 중량부 대비 1~20 중량부인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 인쇄물의 제조방법에서 상기 발포성 수지 잉크는 원단에 입체감을 부여하는 역할을 한다. 상기 발포성 수지 잉크는 바람직하게는 폴리우레탄 수분산체 및 발포제로 구성된다.

본 발명에 따른 인쇄물의 제조방법에서 상기 발색 잉크는 피인쇄물에 색상을 부여하는 역할을 한다. 상기 발색 잉크는 고분자 수지, 희석 용매 및 안료를 포함하며, 상기 고분자 수지가 폴리우레탄이고, 희석 용매가 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone), 사이클로헥사논(cyclohexanone), N,N-다이메틸포름아마이드(N,N-dimethylforamide) 및 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(propylene glycol methyl ether acetate)의 조합인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 인쇄물의 제조방법에서 상기 표면 처리용 잉크는 발색 잉크층을 보호하기 위한 표면 처리층을 형성한다. 상기 표면 처리용 잉크에서 발포 입자의 함량은 표면 처리층에 존재하는 미세 표면 요철의 성상을 고려할 때 베이스 잉크 100 중량부 대비 0.1~5 중량부인 것이 바람직하다.

본 발명의 스크린 인쇄용 잉크를 구성하는 코어-쉘 구조의 발포 입자는 밀도가 낮아 침강하지 않고, 중성에 가까워 잉크의 안정성을 해치지 않으며, 주요 부분인 쉘의 경도가 높지 않은 공중합체로 이루어져 있어서 섬유 및 유제에 상해를 주지 않으며, 발포 전의 마이크로 캡슐에 비해 매우 큰 부피를 가지기 때문에 스크린 인쇄용 잉크의 고형분 부피를 증가시킨다. 따라서, 본 발명의 스크린 인쇄용 잉크가 1차 프라이머용 잉크로 사용되는 경우 홀이나 굴곡을 가지는 피인쇄물의 표면에 피막을 쉽게 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 스크린 인쇄용 잉크가 2차 프라이어용 잉크로 사용되는 경우 적은 도포 횟수로도 피인쇄물의 굴곡부를 메워 평활하게 할 수 있다. 또한, 본 발명의 스크린 인쇄용 잉크가 표면 처리용 잉크로 사용되는 경우 피인쇄물의 표면에 미세 요철을 형성시켜 무광 및 벨벳 효과를 가능하게 한다.

도 1은 발포성 마이크로 캡슐(제품명 : Expancel® Microspheres 951 DU 120)의 발포 전 사진이고 도 2는 발포성 마이크로 캡슐(제품명 : Expancel® Microspheres 951 DU 120)의 발포 후 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 사용한 메쉬 원단의 홀 및 표면 굴곡을 확대한 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1과 같이 발포 입자가 포함된 1차 프라이머용 잉크를 사용하여 메쉬 원단에 1차 프라이머층을 형성하고, 1차 프라이머층의 표면을 확대하여 촬영한 사진이다.
도 5는 본 발명의 비교실시예 1과 같이 발포 입자가 포함되지 않은 1차 프라이머용 베이스 잉크를 사용하여 메쉬 원단에 1차 프라이머층을 형성하고, 1차 프라이머층의 표면을 확대하여 촬영한 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2와 같이 발포 입자가 포함된 1차 프라이머용 잉크 및 발포 입자가 포함된 2차 프라이머용 잉크를 사용하여 메쉬 원단에 순차적으로 1차 프라이머층 및 2차 프라이머층을 형성하고, 그 표면(위) 및 단면(아래)을 확대하여 촬영한 사진이다.
도 7은 본 발명의 비교실시예 2와 같이 발포 입자가 포함되지 않은 1차 프라이머용 베이스 잉크 및 발포 입자가 포함되지 않은 2차 프라이머용 베이스 잉크를 사용하여 메쉬 원단에 순차적으로 1차 프라이머층 및 2차 프라이머층을 형성하고, 그 표면(위) 및 단면(아래)을 확대하여 촬영한 사진이다.
도 8은 본 발명의 실시예 3와 같이 발포 입자가 포함된 1차 프라이머용 잉크, 발포 입자가 포함된 2차 프라이머용 잉크, 발포성 수지 잉크, 발색 잉크 및 발포 입자가 포함된 표면 처리용 잉크를 사용하여 메쉬 원단에 순차적으로 1차 프라이머층, 2차 프라이머층, 발포 수지층, 발색층 및 표면 처리층을 형성하고, 상부 표면을 촬영한 사진이다.
도 9는 본 발명의 비교실시예 3과 같이 발포 입자가 포함되지 않은 1차 프라이머용 베이스 잉크, 발포 입자가 포함되지 않은 2차 프라이머용 베이스 잉크, 발포성 수지 잉크, 발색 잉크 및 발포 입자가 포함되지 않은 표면 처리용 베이스 잉크를 사용하여 메쉬 원단에 순차적으로 1차 프라이머층, 2차 프라이머층, 발포 수지층, 발색층 및 표면 처리층을 형성하고, 상부 표면을 촬영한 사진이다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 기술적 특징을 명확하게 예시하기 위한 것 일뿐, 본 발명의 보호범위를 한정하는 것은 아니다.

1. 발포 입자의 제조

악조노벨(AkzoNobel)사로부터 입수한 발포성 마이크로 캡슐(제품명 : Expancel® Microspheres 951 DU 120)를 125℃에서 30분 동안 방치하여 최대로 발포된 발포 입자를 제조하였다. 상기 발포성 마이크로 캡슐(제품명 : Expancel® Microspheres 951 DU 120)는 이소옥탄 15~19 중량%, 이소펜탄 5~10 중량% 및 아크릴로니트릴/메타크릴로니트릴/메틸메타크릴레이트 공중합체(CAS 등록번호 : 38742-70-0) 70 중량% 이상으로 구성된다. 또한, 상기 이소옥탄 및 이소펜탄은 코어를 형성하고, 아크릴로니트릴/메타크릴로니트릴/메틸메타크릴레이트 공중합체는 코어를 감싸는 쉘을 형성한다. 도 1은 발포성 마이크로 캡슐(제품명 : Expancel® Microspheres 951 DU 120)의 발포 전 사진이고 도 2는 발포성 마이크로 캡슐(제품명 : Expancel® Microspheres 951 DU 120)의 발포 후 사진이다. 도 1 및 도 2에서 보이는 바와 같이 발포성 마이크로 캡슐(제품명 : Expancel® Microspheres 951 DU 120)은 발포에 의해 직경이 약 10㎛에서 약 40㎛로 팽창하였다. 또한, 발포성 마이크로 캡슐(제품명 : Expancel® Microspheres 951 DU 120)은 발포 후에도 코어-쉘 구조를 유지하였다.

2. 1차 프라이머 잉크의 도포 및 1차 프라이머층의 형성

실시예 1.

1차 프라이머용 베이스 잉크 100 중량부에 위에서 제조한 발포 입자 5 중량부를 첨가하고 혼합하여 1차 프라이머용 잉크를 제조하였다. 상기 1차 프라이머용 베이스 잉크는 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone) 10~30 중량%, 사이클로헥사논(cyclohexanone) 20~40 중량%, N,N-다이메틸포름아마이드(N,N-dimethylforamide) 5~10 중량%, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(propylene glycol methyl ether acetate) 5~15 중량%, 폴리우레탄 30~35 중량% 및 보조 첨가제 5 중량% 미만으로 구성된 것이다. 이후 다수의 홀을 가지는 메쉬 원단에 실크스크린 인쇄기를 이용하여 1차 프라이머용 잉크를 도포하고 80℃에서 2분 30초 동안 건조하였다. 1차 프라이머용 잉크의 도포 및 건조를 총 3회 반복하여 메쉬 원단의 표면에 1차 프라이머층을 형성하였다. 1차 프라이머층을 형성할 때 사용한 실크스크린은 150 메쉬(mesh) 규격의 폴리에스테르 재질이며, 도포된 디자인은 약 1㎝ 직경의 원형이다.

비교실시예 1.

다수의 홀을 가지는 메쉬 원단에 실크스크린 인쇄기를 이용하여 1차 프라이머용 베이스 잉크를 도포하고 80℃에서 2분 30초 동안 건조하였다. 1차 프라이머용 베이스 잉크의 도포 및 건조를 총 3회 반복하여 메쉬 원단의 표면에 1차 프라이머층을 형성하였다. 1차 프라이머층을 형성할 때 사용한 실크스크린은 150 메쉬(mesh) 규격의 폴리에스테르 재질이며, 도포된 디자인은 약 1㎝ 직경의 원형이다. 상기 1차 프라이머용 베이스 잉크는 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone) 10~30 중량%, 사이클로헥사논(cyclohexanone) 20~40 중량%, N,N-다이메틸포름아마이드(N,N-dimethylforamide) 5~10 중량%, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(propylene glycol methyl ether acetate) 5~15 중량%, 폴리우레탄 30~35 중량% 및 보조 첨가제 5 중량% 미만으로 구성된 것이다.

도 3은 본 발명의 실시예에서 사용한 메쉬 원단의 홀 및 표면 굴곡을 확대한 사진이다. 또한, 도 4는 실시예 1과 같이 발포 입자가 포함된 1차 프라이머용 잉크를 사용하여 메쉬 원단에 1차 프라이머층을 형성하고, 1차 프라이머층의 표면을 확대하여 촬영한 사진이다. 또한, 도 5는 비교실시예 1과 같이 발포 입자가 포함되지 않은 1차 프라이머용 베이스 잉크를 사용하여 메쉬 원단에 1차 프라이머층을 형성하고, 1차 프라이머층의 표면을 확대하여 촬영한 사진이다. 도 4 및 도 5에서 보이는 바와 같이 발포 입자가 포함되지 않은 1차 프라이머용 베이스 잉크를 메쉬 원단에 도포하는 경우 메쉬 원단의 홀(hole) 중 다수가 메워지지 않았고 표면 굴곡도 덜 평탄화되었으나, 발포 입자가 포함된 1차 프라이머용 잉크를 메쉬 원단에 도포하는 경우 메쉬 원단의 거의 모든 홀(hole)이 메워졌고 표면 굴곡도 더 평탄화되었다. 이러한 결과는 발포 입자에 의해 1차 프라이머용 잉크의 점도 및 고형분 부피가 증가하고, 그로 인해 메쉬 원단 표면에 피막이 안정적으로 형성된 것에 기인하는 것으로 판단된다.

3. 2차 프라이머 잉크의 도포 및 2차 프라이머층의 형성

실시예 2.

2차 프라이머용 베이스 잉크 100 중량부에 발포입자 5 중량부를 첨가하고 혼합하여 2차 프라이머용 잉크를 제조하였다. 상기 2차 프라이머용 베이스 잉크는 폴리우레탄 37~45 중량%, 물 50~60 중량% 및 보조 첨가제 1~10 중량%로 구성된 것이다. 이후, 실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 메쉬 원단 표면에 1차 프라이머층을 형성하고, 1차 프라이머층 위에 실크스크린 인쇄기를 이용하여 2차 프라이머용 잉크를 도포하고 80℃에서 2분 30초 동안 건조하였다. 2차 프라이머용 잉크의 도포 및 건조를 총 3회 반복하여 메쉬 원단의 표면에 1차 프라이머층 및 2차 프라이머층을 순차적으로 형성하였다. 2차 프라이머층을 형성할 때 사용한 실크스크린은 150 메쉬(mesh) 규격의 폴리에스테르 재질이며, 도포된 디자인은 약 10㎝×15㎝의 직사각형이다.

비교실시예 2.

비교실시예 1과 동일한 조건 및 방법으로 메쉬 원단 표면에 1차 프라이머층을 형성하고, 1차 프라이머층 위에 실크스크린 인쇄기를 이용하여 2차 프라이머용 베이스 잉크를 도포하고 80℃에서 2분 30초 동안 건조하였다. 2차 프라이머용 베이스 잉크의 도포 및 건조를 총 3회 반복하여 메쉬 원단의 표면에 1차 프라이머층 및 2차 프라이머층을 순차적으로 형성하였다. 2차 프라이머층을 형성할 때 사용한 실크스크린은 150 메쉬(mesh) 규격의 폴리에스테르 재질이며, 도포된 디자인은 약 10㎝×15㎝의 직사각형이다. 상기 2차 프라이머용 베이스 잉크는 폴리우레탄 37~45 중량%, 물 50~60 중량% 및 보조 첨가제 1~10 중량%로 구성된 것이다.

도 6은 실시예 2와 같이 발포 입자가 포함된 1차 프라이머용 잉크 및 발포 입자가 포함된 2차 프라이머용 잉크를 사용하여 메쉬 원단에 순차적으로 1차 프라이머층 및 2차 프라이머층을 형성하고, 그 표면(위) 및 단면(아래)을 확대하여 촬영한 사진이다. 또한, 도 7은 비교실시예 2와 같이 발포 입자가 포함되지 않은 1차 프라이머용 베이스 잉크 및 발포 입자가 포함되지 않은 2차 프라이머용 베이스 잉크를 사용하여 메쉬 원단에 순차적으로 1차 프라이머층 및 2차 프라이머층을 형성하고, 그 표면(위) 및 단면(아래)을 확대하여 촬영한 사진이다. 도 6 및 도 7에서 보이는 바와 같이 2차 프라이머층을 형성할 때 발포 입자가 혼입되지 않는 경우 충분한 충진 효과가 없어서, 건조 후 2차 프라이머층의 두께가 매우 얇고 메쉬 원단의 형태가 표면에 그대로 드러났다. 반면, 2차 프라이머층을 형성할 때 발포 입자가 혼입되는 경우 메쉬 원단의 형태가 표면에 드러나지 않았다.

4. 발포성 수지 잉크, 발색 잉크 및 표면처리 잉크의 순차적 도포 및 발포 수지층, 발색층 및 표면 처리층의 순차적 형성

실시예 3.

실시예 2와 동일한 조건 및 방법으로 메쉬 원단 표면에 1차 프라이머층 및 2차 프라이머층을 순차적으로 형성하였다. 이후, 2차 프라이머층 위에 실크스크린 인쇄기를 이용하여 발포성 수지 잉크를 도포하고 50℃에서 5분 동안 건조하였다. 발포성 수지 잉크의 도포 및 건조를 2회 반복하여 발포성 수지 잉크층을 형성하였다. 상기 발포성 수지 잉크는 폴리우레탄 수분산체(제품명 : GW-999; 제조사 : 제너럴켐, 대한민국) 100 중량부에 발포제 5 중량부를 혼합한 것이다. 이후, 발포성 수지 잉크층 위에 실크스크린 인쇄기를 이용하여 발색 잉크를 도포하고 50℃에서 5분 동안 건조하였다. 발색 잉크의 도포 및 건조를 2회 반복하여 발색층을 형성하였다. 상기 발색 잉크는 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone) 10~35 중량%, 사이클로헥사논(cyclohexanone) 20~40 중량%, N,N-다이메틸포름아마이드(N,N-dimethylforamide) 5~10 중량%, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(propylene glycol methyl ether acetate) 5~15 중량%, 안료 5~50 중량%, 폴리우레탄 20~35 중량% 및 보조 첨가제 5 중량% 미만으로 구성된 것이다. 이후, 폴리우레탄계 표면 처리용 베이스 잉크(제품명 : HAP-60; 제조사 : 성림화학, 대한민국) 100 중량부에 발포입자 0.5 중량부를 첨가하고 혼합하여 표면 처리용 잉크를 제조하였다. 이후, 발색층 위에 실크스크린 인쇄기를 이용하여 표면 처리용 잉크를 1회 도포하고 건조하여 표면 처리층을 형성하였다. 이후, 메쉬 원단을 100℃에서 2분 동안 방치하여 발포성 수지 잉크를 발포시키고 발포 수지층을 형성하였다.

비교실시예 3.

비교실시예 2와 동일한 조건 및 방법으로 메쉬 원단 표면에 1차 프라이머층 및 2차 프라이머층을 순차적으로 형성하였다. 이후, 2차 프라이머층 위에 실크스크린 인쇄기를 이용하여 발포성 수지 잉크를 도포하고 50℃에서 5분 동안 건조하였다. 발포성 수지 잉크의 도포 및 건조를 2회 반복하여 발포성 수지 잉크층을 형성하였다. 상기 발포성 수지 잉크는 폴리우레탄 수분산체(제품명 : GW-999; 제조사 : 제너럴켐, 대한민국) 100 중량부에 발포제 5 중량부를 혼합한 것이다. 이후, 발포성 수지 잉크층 위에 실크스크린 인쇄기를 이용하여 발색 잉크를 도포하고 50℃에서 5분 동안 건조하였다. 발색 잉크의 도포 및 건조를 2회 반복하여 발색층을 형성하였다. 상기 발색 잉크는 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone) 10~35 중량%, 사이클로헥사논(cyclohexanone) 20~40 중량%, N,N-다이메틸포름아마이드(N,N-dimethylforamide) 5~10 중량%, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(propylene glycol methyl ether acetate) 5~15 중량%, 안료 5~50 중량%, 폴리우레탄 20~35 중량% 및 보조 첨가제 5 중량% 미만으로 구성된 것이다. 이후, 발색층 위에 실크스크린 인쇄기를 이용하여 폴리우레탄계 표면 처리용 베이스 잉크(제품명 : HAP-60; 제조사 : 성림화학, 대한민국)를 1회 도포하고 건조하여 표면 처리층을 형성하였다. 이후, 메쉬 원단을 100℃에서 2분 동안 방치하여 발포성 수지 잉크를 발포시키고 발포 수지층을 형성하였다.

도 8은 실시예 3와 같이 발포 입자가 포함된 1차 프라이머용 잉크, 발포 입자가 포함된 2차 프라이머용 잉크, 발포성 수지 잉크, 발색 잉크 및 발포 입자가 포함된 표면 처리용 잉크를 사용하여 메쉬 원단에 순차적으로 1차 프라이머층, 2차 프라이머층, 발포 수지층, 발색층 및 표면 처리층을 형성하고, 상부 표면을 촬영한 사진이다. 또한, 도 9는 비교실시예 3과 같이 발포 입자가 포함되지 않은 1차 프라이머용 베이스 잉크, 발포 입자가 포함되지 않은 2차 프라이머용 베이스 잉크, 발포성 수지 잉크, 발색 잉크 및 발포 입자가 포함되지 않은 표면 처리용 베이스 잉크를 사용하여 메쉬 원단에 순차적으로 1차 프라이머층, 2차 프라이머층, 발포 수지층, 발색층 및 표면 처리층을 형성하고, 상부 표면을 촬영한 사진이다. 도 8 및 도 9에서 보이는 바와 같이 발포 입자가 포함된 표면 처리용 잉크를 사용하여 형성한 표면 처리층에는 발포 입자에 의해 표면 요철이 형성되었다.

이상에서와 같이 본 발명을 상기의 실시예를 통해 설명하였지만 본 발명이 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 본 발명에 첨부된 특허청구의 범위에 속하는 모든 실시 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

1. 베이스 잉크 및 발포 입자를 포함하는 조성물 형태의 스크린 인쇄용 잉크로서,
   상기 발포 입자의 함량은 베이스 잉크 100 중량부 대비 0.1~20 중량부이고,
   상기 발포 입자는 조성물에 첨가되기 전에 마이크로 캡슐이 발포되어 형성된 입자로서, 발포 전의 마이크로 캡슐과 동일하게 코어-쉘 구조를 가지고,
   상기 마이크로 캡슐은 발포제로 이루어진 코어 및 상기 코어를 감싸고 에틸렌계 불포화 결합을 가진 단량체들의 공중합체로 이루어진 쉘을 포함하고,
   상기 베이스 잉크는 고분자 수지 및 희석 용매를 포함하고,
   상기 베이스 잉크를 구성하는 고분자 수지는 에폭시 수지, 폴리프로필렌, 아크릴계 수지, 폴리우레탄, 폴리비닐클로라이드, 실리콘(silicone) 수지 및 아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 이들의 2 이상의 조합으로 구성되고,
   상기 베이스 잉크를 구성하는 희석 용매는 에탄올, 프로판올, N-메틸-2-피롤리디논, N,N-다이메틸프로피온아마이드, N-메틸-2-피롤리돈, N-에틸-2-피롤리돈, N,N-다이메틸아세트아마이드, N,N-다이메틸포름아마이드, 사이클로헥사논, 사이클로펜타논, 사이클로헥산, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 아세트산 에틸, 에틸렌디클로라이드, 테트라히드로푸란, 톨루엔, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜다이메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 아세틸아세톤, 디아세톤알콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노이소프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 3-메톡시프로판올, 메톡시메톡시에탄올, 다이에틸렌글리콜모노메틸에테르, 다이에틸렌글리콜모노에틸에테르, 다이에틸렌글리콜디메틸에테르, 다이에틸렌글리콜다이에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 3-메톡시프로필아세테이트 및 물(water)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 이들의 2 이상의 조합으로 구성되고,
   상기 희석 용매의 함량은 베이스 잉크를 구성하는 고분자 수지 100 중량부 대비 100~350 중량부인 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄용 잉크.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서, 상기 베이스 잉크는 건조 지연제, 소포제, 분산제, 레벨링제, 가소제, 커플링제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 슬리핑제(slipping agent), 색분리 방지제, 침전 방지제, 난연제, 대전 방지제 및 경화제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 보조 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄용 잉크.
   
6. 제 5항에 있어서, 상기 보조 첨가제의 함량은 베이스 잉크를 구성하는 고분자 수지 100 중량부 대비 0.1~25 중량부인 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄용 잉크.
   
7. 제 1항에 있어서, 상기 마이크로 캡슐의 코어를 구성하는 발포제는 메탄, 에탄, 프로판, 노말부탄, 이소부탄, 노말펜탄, 이소펜탄, 네오펜탄 및 이소옥탄으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 이들 중 2 이상의 조합인 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄용 잉크.
   
8. 제 1항에 있어서, 상기 마이크로 캡슐의 쉘을 구성하는 공중합체의 단량체들은 아크릴로니트릴 또는 메타크릴로니트릴에서 선택되는 1종 이상과 아크릴산의 에스테르 또는 메타크릴산의 에스테르에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄용 잉크.
   
9. 졔 8항에 있어서, 상기 아크릴산의 에스테르는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트 또는 부틸아크릴레이트에서 선택되고, 상기 메타크릴산의 에스테르는 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트 또는 부틸메타크릴레이트에서 선택되는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄용 잉크.
   
10. 제 1항에 있어서, 상기 마이크로 캡슐 내 코어 대 쉘의 중량비는 1:2 내지 1:10인 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄용 잉크.
    
11. 제 1항에 있어서, 상기 발포 입자의 직경은 20~300㎛의 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄용 잉크.
    
12. 제 1항에 있어서, 상기 마이크로 캡슐의 발포 온도는 40~200℃인 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄용 잉크.
    
13. 삭제
14. 제 1항에 있어서, 상기 스크린 인쇄용 잉크의 점도는 1,000~30,000 센터포이즈(cPs)의 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄용 잉크.
    
15. 제 1항에 있어서, 상기 스크린은 실크스크린인 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄용 잉크.
    
16. 피인쇄물의 표면에 1차 프라이머용 잉크를 도포하고 건조하여 1차 프라이머층을 형성하는 단계;
    상기 1차 프라이머층 위에 2차 프라이머용 잉크를 도포하고 건조하여 2차 프라이머층을 형성하는 단계;
    상기 2차 프라이머층 위에 발포성 수지 잉크를 도포하고 건조하여 발포성 수지 잉크층을 형성하는 단계;
    상기 발포성 수지 잉크층 위에 발색 잉크를 도포하고 건조하여 발색층을 형성하는 단계; 및
    상기 발색층 위에 표면 처리용 잉크를 도포하고 건조하여 표면 처리층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 1차 프라이머용 잉크, 2차 프라이머용 잉크 또는 표면 처리용 잉크는 제 1항, 제5항 내지 제12항, 제14항 및 제15항 중 어느 한 항의 스크린 인쇄용 잉크에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 입체감이 부여된 인쇄물의 제조방법.
    
17. 제 16항에 있어서, 상기 피인쇄물은 목재, 플라스틱 또는 금속 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 입체감이 부여된 인쇄물의 제조방법.
    
18. 제 16항에 있어서, 상기 피인쇄물은 폴리에스테르, 나일론, 폴리우레탄, 면, 마, 견 또는 레이온에서 선택되는 1종 이상의 소재로 이루어지며, 메쉬, 편물, 직물 또는 부직포에서 선택되는 원단 또는 이의 가공품인 것을 특징으로 하는 입체감이 부여된 인쇄물의 제조방법.
    
19. 제 16항에 있어서, 상기 1차 프라이머용 잉크의 베이스 잉크는 고분자 수지가 폴리우레탄이고 희석 용매가 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone), 사이클로헥사논(cyclohexanone), N,N-다이메틸포름아마이드(N,N-dimethylforamide) 및 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(propylene glycol methyl ether acetate)의 조합인 것을 특징으로 하는 입체감이 부여된 인쇄물의 제조방법.
    
20. 제 16항에 있어서, 상기 2차 프라이머용 잉크의 베이스 잉크는 고분자 수지가 폴리우레탄이고 희석 용매가 물인 것을 특징으로 하는 입체감이 부여된 인쇄물의 제조방법.

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