KR102465827B1

KR102465827B1 - 에탄올 베이스 잉크를 이용한 포장재 제조방법 및 이로부터 제조된 포장재

Info

Publication number: KR102465827B1
Application number: KR1020210193979A
Authority: KR
Inventors: 신현욱; 신현태
Original assignee: (주)원광지앤피
Priority date: 2021-12-03
Filing date: 2021-12-31
Publication date: 2022-11-10

Abstract

본 발명의 에탄올 베이스 잉크를 이용한 포장재 제조방법은 제1필름 일면에 친환경 잉크 조성물을 롤투롤 방식으로 그라비아 인쇄 공정을 수행하는 제1단계, 상기 인쇄된 제1필름에 접착제를 도포하고 건조하는 제2단계, 상기 제1필름 상에 제2필름을 합지하는 제3단계를 포함하고, 상기 제1단계는 선수가 200선 내지 220선인 것을 포함한다.

Description

에탄올 베이스 잉크를 이용한 포장재 제조방법 및 이로부터 제조된 포장재{Packaging material and method for preparing the same using ethanol based ink composition}

본 발명은 에탄올 베이스 잉크를 이용한 포장재 제조방법 및 이로부터 제조된 포장재에 관한 것이다.

친환경이라는 단어는 현재 모든 산업분야의 트렌드로 자리잡고 있다. 이는 지속가능한 사회발전을 위한 기업과 투자자의 사회적 책임이 중요해지면서 더 가속화되고 있으며 기업의 생존을 위해서는 더 이상 외면할 수 없는 큰 흐름이다.

마찬가지로, 과거 연포장 산업은 가격 및 제품의 품질이 경쟁력의 요소로 작용했으나, 현재는 안전, 환경 문제가 더욱 중요시되면서 연포장 산업에서도 친환경 요소를 적극 도입하도록 요구되고 있다.

종래의 포장 필름은 VOC 규제 물질인 Toluene, MEK(Methylethylketone), EA(Ethyl acetate), IPA(Isopropyl Alcohol)를 함유하고 이를 또한 희석용제로도 사용한 잉크를 이용하여 그라비아 인쇄 공정을 통해 제조되었다.

이러한 그라비아 인쇄용 잉크는 VOC 규제물질을 사용하여 제조됨에 따라 환경오염의 원인이 될 뿐만 아니라, 인체에 유해한 영향을 미치기 때문에 작업환경이 열악해지는 문제점이 있다.

이에, 작업자에게도 안전하며, 환경 오염을 방지할 수 있는 포장재의 제조방법이 필요한 실정이다.

본 발명의 목적은 건조 효율이 높고, 잉크 사용량을 최소화함으로써 친환경적인 친환경 잉크를 이용한 포장필름 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

본 발명의 하나의 관점은 에탄올 베이스 잉크를 이용한 포장재 제조방법 및 이로부터 제조된 포장재에 관한 것이다.

일 구체예에 따르면, 본 발명의 에탄올 베이스 잉크를 이용한 포장재 제조방법은 제1필름 일면에 친환경 잉크 조성물을 롤투롤 방식으로 그라비아 인쇄 공정을 수행하는 제1단계, 상기 인쇄된 제1필름에 접착제를 도포하고 건조하는 제2단계, 상기 제1필름 상에 제2필름을 합지하는 제3단계를 포함하고, 상기 제1단계는 선수가 200선 내지 220선인 것을 포함한다.

상기 친환경 잉크 조성물은, 안료, 수지바인더 및 친환경용제를 포함하고, 상기 안료 100 중량부에 대해서, 상기 수지바인더 35 내지 75 중량부 및 상기 친환경용제 220 내지 270 중량부를 포함할 수 있다.

상기 안료는 평균입자크기(D50)가 1 내지 10 ㎛일 수 있다.

상기 수지바인더는, 폴리우레탄 수지 65 내지 85 중량% 및 니트로 셀룰로오스 수지 15 내지 35 중량%를 포함할 수 있다.

상기 폴리우레탄 수지는, 하기 화학식 1로 표시되는 폴리우레탄 수지이고, 중량평균분자량이 3,000 내지 7,000일 수 있다.

[화학식 1]

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상기 친환경용제는, 알코올계 용제 40 내지 75 중량%, 에스테르계 용제 20 내지 50 중량% 및 에테르계 용제 1 내지 10 중량%를 포함할 수 있다.

상기 알코올 용제는, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올 및 2-부탄올 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 에스테르계 용제는, n-부틸 메타노에이트, n-프로필 에타노에이트, 이소부틸 에타노에이트, n-부틸 에타노에이트, 이소프로필 프로파노에이트, tert-부틸 프로파노에이트, n-프로필 프로파노에이트, 이소부틸 프로파노에이트, tert-부틸 프로파노에이트, n-부틸 프로파노에이트, 메틸 부타노에이트, 에틸 부타노에이트, 이소프로필 부타노에이트, n-프로필 부타노에이트, 이소부틸 부타노에이트, 및 n-부틸 부타노에이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 에테르계 용제는, 에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노부틸에테르, 프로필렌 글리콜 노메틸에테르 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 알코올계 용제 및 에스테르계 용제의 중량비는 0.5:1 내지 2.5:1일 수 있다.

상기 알코올계 용제 및 에테르계 용제의 중량비는 10:1 내지 14:1일 수 있다.

상기 친환경 잉크 조성물은, 첨가제 10 내지 30 중량부를 더 포함할 수 있다.

상기 첨가제는 보조제 80 내지 95 중량% 및 왁스 5 내지 20 중량% 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 보조제는 로진 변성 수지일 수 있다.

상기 왁스는 파라핀 왁스, 몬탄 왁스, 사솔 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 피셔-트로 왁스, 오피 왁스, 마이크로크리스탈린 왁스와 같은 각종 합성 왁스류, 석유계 왁스, 탄화수소계 왁스, 미리스틱 산, 팔미틱 산, 스테아릭 산과 같은 지방산들 및 이들의 유도체, 광물계 왁스, 카나우바 왁스, 칸델라 왁스, 밀납 왁스 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 제1단계는 조각 심도가 10㎛ 내지 12㎛일 수 있다.

상기 포장재 제조방법은 그라비아 인쇄를 수행하는 인쇄라인과 인쇄된 포장재를 건조하는 건조라인이 분리된 인쇄장치 내에서 수행되는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 관점은 에탄올 베이스 잉크를 이용한 포장재에 관한 것이다.

일 구체예에 따르면, 상기 에탄올 베이스 잉크를 이용한 포장재는 친환경 잉크 조성물이 적어도 일면에 인쇄된 제1필름, 상기 제1필름 상에 도포된 접착층 및 상기 접착층 상에 합지되는 제2필름을 포함하고, 상기 인쇄는 선수가 200선 내지 220선이고, 조각 심도가 10㎛ 내지 12㎛일 수 있다.

상기 포장재는, 상기 접착층이 도포된 제1필름 상에 수지층을 더 포함할 수 있다.

다른 구체예에 따르면, 상기 에탄올 베이스 잉크를 이용한 포장재는 친환경 잉크 조성물이 적어도 일면에 인쇄된 제1필름, 상기 제1필름 상에 도포된 제1접착층, 상기 제1접착층 상에 합지되는 제2필름, 상기 제2필름 상에 도포된 제2접착층 및 상기 제2접착층 상에 합지되는 제3필름을 포함하고, 상기 인쇄는 선수가 200선 내지 220선이고, 조각 심도가 10㎛ 내지 12㎛일 수 잇다.

상기 포장재는, 상기 제1접착층이 도포된 제1필름 상에 수지층을 더 포함할 수 있다.

상기 포장재는, 상기 제2접착층이 도포된 제2필름 상에 수지층을 더 포함할 수 있다.

상기 합지는, 드라이 라미네이션 또는 압출 라미네이션 방식을 통해 합지된 것일 수 있다.

본 발명은 건조 효율이 높고, 잉크 사용량을 최소화함으로써 친환경적인 친환경 잉크를 이용한 포장필름 제조방법을 제공하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 구체예에 따라 제조된 포장재의 단면도이다.
도 2는 본 발명 실시예에 따른 포장재를 제조하는 인쇄장치를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 구체예에 따라 제조된 포장재의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 구체예에 따라 제조된 포장재의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 구체예에 따라 제조된 포장재의 단면도이다.

이하, 본 발명에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

또한, 구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

또한, 본 명세서에 있어서, 범위를 나타내는 'X 내지 Y'는 'X 이상 Y 이하'를 의미한다.

에탄올 베이스 잉크를 이용한 포장재 제조방법

본 발명의 일 구체예에 따른 에탄올 베이스 잉크를 이용한 포장재 제조방법은 제1필름 일면에 친환경 잉크 조성물을 롤투롤 방식으로 그라비아 인쇄 공정을 수행하는 제1단계, 상기 인쇄된 제1필름에 접착제를 도포하고 건조하는 제2단계, 상기 제1필름 상에 제2필름을 합지하는 제3단계를 포함하고, 상기 제1단계는 선수가 200선 내지 220선인 것을 포함한다. 도 1은 본 발명의 구체예에 따라 제조된 포장재의 단면도이다.

도 1을 참고하면, 상기 포장재는 친환경 잉크 조성물이 적어도 일면에 인쇄된 제1필름(10), 상기 제1필름(10) 상에 도포된 접착층(12) 및 상기 접착층(12) 상에 합지되는 제2필름(13)를 포함한다.

상기 제1필름(10)는 연신폴리프로필렌(OPP: oriented polypropylene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: polyethylene terephthalate) 및 나일론(NY) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1필름(10)는 상기 소재에 제한되지 않으며, 상기 소재 외에도 친환경 잉크 조성물을 롤투롤 방식으로 그라비아 인쇄 가능한 재질, 기재인 경우 적용할 수 있다.

상기 제2필름(13)는 무연신 프로필렌(CPP: Cast Polypropylene), 증착 무연신 폴리프로필렌(VMCPP: vacuum metallized cast polypropylene) 및 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE: linear density polyethylene) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2필름(13)는 상기 소재에 제한되지 않으며, 상기 소재 외에도 친환경 잉크 조성물을 롤투롤 방식으로 그라비아 인쇄 가능한 재질, 기재인 경우 적용할 수 있다.

상기 접착층(12)은 상기 접착제를 도포하여 형성한 층일 수 있다.

상기 접착제는 무용제 타입의 폴리우레탄계 접착제일 수 있으며, 주제 및 경화제를 포함하는 2액형 접착제일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

상기 잉크는 상기 친환경 잉크 조성물을 롤투롤 방식으로 그라비아 인쇄하여 형성된 층일 수 있다.

상기 친환경 잉크 조성물은 안료, 수지바인더 및 친환경용제를 포함하고, 상기 안료 100 중량부에 대해서, 상기 수지바인더 35 내지 75 중량부 및 상기 친환경용제 220 내지 270 중량부를 포함할 수 있다.

상기 친환경 잉크 조성물은 인체 및 대기에 유해한 영향을 미치는 VOC 규제 물질인 유기용매를 사용하지 않아 친환경적이고 쾌적한 작업환경을 제공할 수 있다. 또한, VOC를 적용하지 않고도 건조 속도가 빠르고 발색력이 우수하여 세밀한 인쇄가 가능하고, 기재에 대한 부착력이 우수하고 건조 후 인쇄물의 강도가 우수하여 높은 품질의 인쇄물을 얻을 수 있는 장점이 있다.

상기 안료는 상기 친환경 잉크 조성물에 색을 부여하기 위해 첨가되는 것으로, 유기안료나 무기안료 등 그 종류에 제한되지 않고, 상기 친환경 잉크 조성물의 용도나 작업환경 등에 따라 적절하게 선택되어 사용될 수 있다.

상기 안료는 평균입자크기(D50)가 1 내지 10 ㎛, 구체적으로는 1.2 내지 7 ㎛ 일 수 있다.

상기 안료는 평균입자크기(D50)가 상이한 2종 이상의 안료가 포함될 수 있다. 이 경우, 안료의 분산성을 확보할 수 있다.

예를 들어, 상기 안료는 평균입자크기(D50)가 상이한 제1안료 및 제2안료를 포함하고, 상기 제1안료는 평균입자크기(D50)가 1 내지 3 ㎛ 이하, 상기 제2안료는 평균입경(D50)가 3 초과 10 ㎛ 이하일 수 있다. 또한, 상기 제1안료 및 제2안료의 중량비 1:0.4 내지 1:0.7일 수 있다. 상기 중량비 범위에서 상기 범위에서 상기 안료의 분산성을 확보할 수 있어 인쇄 작업 시 높은 발색도를 구현할 수 있는 장점이 있다.

상기 수지바인더는 안료 입자를 감싸주고 인쇄할 표면 위에 상기 안료 입자의 점착을 결정짓는 즉, 잉크의 점착제 역할을 한다.

상기 수지바인더는 폴리우레탄 수지 및 니트로 셀룰로오스 수지를 포함할 수 있다.

[화학식 1]

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상기 화학식 1로 표시되는 폴리우레탄 수지는 우레탄 프로폴리머, 아민계 쇄연장제 및 아미노실란계 커플링제를 받응시켜 얻을 수 있다.

상기 n은 상기 중량평균분자라량에 따라 특정 범위로 적용될 수 있다.

상기 우레탄 프로폴리머는 하기 화학식 2로 표시되는 폴리올과 하기 화학식 3으로 표시되는 디이소시아네이트 화합물을 반응시켜 얻을 수 있다.

[화학식 2]

[화학식 3]

상기 우레탄 프로폴리머는 쇄연장제 및 커플링제와 반응하여 상기 화학식 1로 표시되는 폴리우레탄 수지를 형성할 수 있으며, 쇄연장제 및 커플링제와 반응함으로써 친환경 잉크 조성물의 기재에 대한 부착성 및 인쇄도막의 강도가 향상될 수 있다.

상기 폴리우레탄 수지는 수용성 및 비점이 적절하여, 상기 친환경 잉크 조성물과의 상용성을 개선할 수 있고, 건조 특성을 향상시킬 수 있다.

상기 폴리우레탄 수지는 65 내지 85 중량%, 구체적으로는 70 내지 80 중량%일 수 있으며, 상기 범위에서 상기 친환경 잉크 조성물을 기재에 착색시키는 역할을 하며, 잉크와 기재간의 밀착성을 높여주고, 인쇄 품질을 향상시킬 수 있다.

상기 니트로 셀룰로오스 수지는 알코올계 용매에서 분산안정성이 우수하고, 기재에 대한 우수한 부착력과 건조 후 인쇄물의 우수한 강도를 구현할 수 있다.

상기 니트로 셀룰로오스 수지는 15 내지 35 중량%, 구체적으로는 20 내지 30 중량%일 수 있으며, 상기 범위에서 부착력 및 인쇄물의 강도가 우수한 효과를 나타낼 수 있다.

상기 수지바인더는 35 내지 75 중량부, 구체적으로는 45 내지 65 중량부일 수 있으며, 상기 범위에서 상기 친환경 잉크 조성물과 기재간의 밀착성을 높여 부착력을 향상시키고, 인쇄물의 강도가 우수한 효과를 나타낼 수 있다.

상기 친환경용제는 알코올계 용제, 에스테르계 용제 및 에테르계 용제를 포함할 수 있다.

상기 친환경용제를 포함함으로써 인쇄 공정 중에 배출되는 총탄화수소 (THC, total hydrocarbon)의 양을 감소시킬 수 있고, 잔류 용제의 방출을 방지함으로써, 상기 포장재의 친환경성과 작업 시 안정성을 향상시킬 수 있다.

상기 친환경용제는 220 내지 270 중량부, 구체적으로는 240 내지 250 중량부일 수 있으며, 상기 범위에서 발색력과 같은 인쇄 품질이 우수하면서도 친환경적인 잉크 조성물을 제조할 수 있다.

상기 알코올계 용제는 수지를 용해하기 위해 사용되며, 기존 범용잉크에 사용되는 MEK(Methylethylketone), EA(Ethyl acetate), 톨루엔, 크실렌을 포함하는 유해성 VOCs(휘발성 유기화합물)을 사용하지 않아 친환경적인 잉크 조성물을 구현할 수 있다.

구체적으로, 알코올계 용제는 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올 및 2-부탄올 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

더욱 구체적으로, 상기 알코올계 용제는 에탄올일 수 있다.

상기 알코올계 용제는 40 내지 75 중량%, 구체적으로는 50 내지 70 중량%일 수 있으며, 상기 범위에서 상기 친환경 잉크 조성물의 점도를 적절하게 유지할 수 있어 발색이 우수한 포장재를 구현할 수 있다.

상기 에스테르계 용제는 상기 친환경 잉크 조성물의 적절한 분산을 유지하여 발색도를 향상시킬 수 있다.

구체적으로, 상기 에스테르계 용제는 n-부틸 메타노에이트, n-프로필 에타노에이트, 이소부틸 에타노에이트, n-부틸 에타노에이트, 이소프로필 프로파노에이트, tert-부틸 프로파노에이트, n-프로필 프로파노에이트, 이소부틸 프로파노에이트, tert-부틸 프로파노에이트, n-부틸 프로파노에이트, 메틸 부타노에이트, 에틸 부타노에이트, 이소프로필 부타노에이트, n-프로필 부타노에이트, 이소부틸 부타노에이트, 및 n-부틸 부타노에이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

더욱 구체적으로, 상기 에스테르계 용제는 n-부틸 메타노에이트일 수 있다. 이 경우, 건조 특성과 휘발성 및 분산성의 밸런스가 최적화될 수 있다.

상기 에스테르계 용제는 20 내지 50 중량%, 구체적으로는 30 내지 40 중량%일 수 있으며, 상기 범위에서 상기 친환경 잉크 조성물의 적절한 분산을 유지하여 발색도를 향상시킬 수 있다.

상기 알코올계 용제 및 에스테르계 용제의 중량비는 0.5:1 내지 2.5:1, 구체적으로는 1:1 내지 2:1, 더욱 구체적으로는 1.3:1 내지 1.8:1 일 수 있으며, 상기 범위에서 상기 친환경 잉크 조성물의 점도 및 분산력을 조절하여 발색도와 같은 인쇄 품질을 향상시킬 수 있다.

상기 에테르계 용제는 잉크와 기재간의 밀착성을 높여 인쇄도막의 강도를 향상시킬 수 있을뿐만 아니라, 인쇄 품질을 향상시킬 수 있다.

구체적으로, 상기 에테르계 용제는 에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노부틸에테르, 프로필렌 글리콜 노메틸에테르 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

더욱 구체적으로, 상기 에테르계 용제는 에틸렌 글리콜 모노메틸에테르 일 수 있다.

상기 에테르계 용제는 1 내지 10 중량%, 구체적으로는 3 내지 7 중량%일 수 있으며, 상기 범위에서 인쇄도막의 강도 및 인쇄 품질을 향상시킬 수 있다.

상기 알코올계 용제 및 에테르계 용제의 중량비는 10:1 내지 14:1, 구체적으로는 11:1 내지 13:1일 수 있으며, 상기 범위에서 잉크와 기재간의 밀착력을 향상시킬 수 있을뿐만 아니라, 필름 및 접착층을 포함하는 포장재 자체의 일체성을 더욱 개선시킬 수 있는 효과를 나타낼 수 있다.

상기 친환경 잉크 조성물은 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 상기 첨가제는 상기 친환경 잉크 조성물의 물성 및 작업성을 향상시키기 위해 사용될 수 있다.

상기 첨가제는 안료 100 중량부에 대해서 10 내지 30 중량부, 구체적으로는 10 내지 20 중량부를 더 포함할 수 있으며, 상기 범위에서 상기 친환경 잉크 조성물의 작업성을 향상시킬 수 있다.

상기 보조제는 상기 친환경 잉크 조성물의 저장안정성을 확보하고, 인쇄성을 조절하기 위해 사용될 수 있으며, 예를 들어 상기 보조제는 로진 변성 수지일 수 있다.

상기 보조제는 80 내지 95 중량%, 구체적으로 85 내지 90 중량%일 수 있으며, 상기 범위에서 친환경 잉크 조성물의 저장안정성을 높일 수 있다.

상기 왁스는 상기 친환경 잉크 조성물의 상용성 및 가공성을 향상시키기 위해 사용될 수 있다.

예를 들어, 상기 왁스는 폴리에틸렌 왁스일 수 있다.

상기 왁스는 5 내지 20 중량%, 구체적으로 10 내지 15 중량%일 수 있으며, 상기 범위에서 상기 친환경 잉크의 가공성을 높여 우수한 인쇄성을 확보할 수 있다.

상기 제1단계는 조각 심도가 10㎛ 내지 12㎛일 수 있으며, 상기 범위에서 잉크 사용량을 저감하여 공정 단가를 낮출 수 있고, 작업성 및 생산성이 우수하며 인쇄물의 품질도 향상할 수 있다.

상기 친환경 인쇄 조성물을 적용함으로써, 상기 심도 범위에서 발색력이 우수한 포장재를 얻을 수 있는 장점이 있다.

도 2는 본 발명 실시예에 따른 포장재를 제조하는 인쇄장치를 나타낸 단면도이다.

상기 분리된 인쇄장치 내에서 포장재를 제조함으로써, 잉크 사용량을 저감할 수 있으면서도 발색력과 같은 인쇄 품질은 향상시킬 수 있고, 우수한 건조 특성을 나타낼 수 있다.

구체적으로, 상기 인쇄장치는 필름 또는 종이 등의 표면에 그라비아 인쇄를 하는 복수의 인쇄유닛(100)을 포함하는 인쇄라인; 인쇄물을 건조시키기 위해 상기 복수의 인쇄유닛 각각에 외부공기를 가열한 열풍을 급기하고, 상기 인쇄물을 건조시키기 위해 상기 복수의 인쇄유닛(100)에서 사용된 상기 열풍을 외부로 배기하는 복수의 건조유닛(200)을 포함하는 건조라인; 및 상기 인쇄라인과 상기 건조라인 사이에 마련되어, 상기 건조라인이 배치되는 열풍순환실(50)을 상기 인쇄라인이 배치되는 인쇄실(60)로부터 독립시키는 분할벽체(300)를 포함하고, 상기 열풍순환실(50)은, 외부공기가 유입되는 복수의 유입구(51); 및 상기 유입구(51)에 결합되어 유입되는 외부공기에 포함된 불순물을 거르는 필터를 포함하며, 상기 건조유닛은, 상기 인쇄유닛(100)의 일측에 결합되고, 상기 열풍을 상기 인쇄유닛에 공급하는 급기모듈(210); 및 상기 급기모듈(210)의 상부에 배치되고, 상기 인쇄유닛의 상부에 마련되어 상기 인쇄유닛(100)에서 사용된 상기 열풍을 흡기하는 배기모듈(220)을 포함하고,

상기 급기모듈(210)은, 외부공기를 상기 인쇄유닛(100)으로 공급하는 송풍부; 외부공기를 가열시킬 수 있는 히팅부; 및 상기 히팅부를 제어하여 상기 인쇄유닛(100)으로 공급되는 공기의 온도를 조절할 수 있는 온도조절부를 포함하며, 상기 건조유닛(200)은, 상기 급기모듈(210)의 하부에 배치되고, 상기 인쇄유닛(100)의 하측에 마련된 잉크의 휘발성 유해물질을 흡기하는 흡기모듈(230); 및 상기 건조유닛(200)의 상부에 배치되고, 상기 배기모듈(220) 및 상기 흡기모듈과 결합되며, 상기 배기모듈(220)에서 흡기한 상기 열풍 및 상기 흡기모듈에서 흡기한 상기 잉크의 휘발성 유해물질을 외부로 배출하는 배기덕트(240)를 더 포함하고, 상기 배기덕트(240)는, 상기 열풍순환실(50)의 상부에 길이방향으로 한 개가 구비되고, 복수의 상기 배기모듈(220) 및 복수의 상기 흡기모듈(230)과 각각 결합될 수 있다.

상기 분할벽체(300)는, 상기 열풍순환실(50)에서 발생되는 소음이 상기 인쇄실(60)로 전달되는 것을 차단할 수 있는 재질일 수 있다.

인쇄장치는, 복수의 인쇄유닛(100)을 포함하는 인쇄라인, 복수의 건조유닛(200)을 포함하는 건조라인 및 분할벽체(300)를 포함한다.

다음으로 상기 인쇄장치에 대해 구체적으로 설명한다.

인쇄유닛(100)은 인쇄물의 표면에 그라비아 인쇄를 한다.

건조유닛(200)은 인쇄유닛(100)에서 인쇄된 인쇄물을 건조시키기 위해 인쇄유닛(100)들 각각에 외부공기를 가열한 열품을 급기하고, 인쇄유닛(100)들에서 인쇄물을 건조시키는데 사용된 열풍을 외부로 배기한다.

건조유닛(200)은 급기모듈(210) 및 배기모듈(220)을 포함한다. 급기모듈(210)은 인쇄유닛(100)의 일측에 결합되고, 외부공기를 가열한 열풍을 인쇄유닛(100)에 공급한다.

여기서, 급기모듈(210)은 송풍부, 히팅부 및 온도조절부를 포함한다.

송풍부는 외부공기를 인쇄유닛(100)으로 공급하고, 히팅부는 외부로부터 유입된 공기를 가열시킨다.

그리고, 온도조절부(213)는 히팅부를 제어하여 인쇄유닛(100)으로 공급되는 공기의 온도를 조절할 수 있다.

따라서, 계절에 따라 인쇄유닛(100)들로 공급하는 공기의 온도를 조절해 인쇄물 건조를 위한 최상의 온도를 계절에 관계없이 유지할 수 있어 제품의 불량을 감소시킬 수 있다. 나아가, 겨울철 실내온도 저하로 인한 건조한 실내 환경을 방지할 수 있어 정전기로 인한 화재 발생 또한 방지할 수 있다.

그리고, 배기모듈(220)은 급기모듈(210)의 상측에 배치되고, 인쇄유닛(100)의 상부에 마련되어 인쇄물 건조를 위해 인쇄유닛(100)에서 사용된 열풍을 외부로 배출시킨다.

이와 같이, 배기모듈(220)이 인쇄물을 건조하기 위해 인쇄유닛(100)에서 사용된 열풍을 외부로 배출하기 때문에 작업공간의 적정온도를 유지할 수 있고, 나아가 환기효과도 나타낼 수 있어 쾌적한 작업환경을 조성할 수 있다.

게다가, 건조유닛(200)은 흡기모듈(230) 및 배기덕트(240)를 더 포함한다. 흡기모듈(230)은 급기모듈(210)의 하부에 배치되어, 인쇄유닛(100)의 하측에 마련된 인쇄유닛(100)에서 사용하는 잉크의 휘발성 유해물질을 빨아들인다.

따라서, 흡기모듈(230)이 인쇄유닛(100)에서 사용되는 잉크에 포함된 휘발성 유해물질을 빨아들이기 때문에 작업자의 안전을 보장할 수 있어 산업재해 상황을 방지할 수 있다.

또한, 배기덕트(240)는 열풍순환실(50)의 상부에 길이방향으로 한 개가 배치되고, 복수의 배기모듈(220) 및 복수의 흡기모듈(230)과 각각 결합되어 배기모듈(220)에서 흡기된 인쇄물 건조에 사용된 열풍 및 흡기모듈(230)에서 흡기된 잉크의 휘발성 유해물질을 외부로 배출한다.

따라서, 건조유닛(200)들이 하나의 배기덕트(240)를 공동으로 구비하여 사용하기 때문에 설치비용을 감소시킬 수 있고 설치 시 편의성이 있다.

또한, 분할벽체(300)는 복수의 인쇄유닛(100)을 포함하는 인쇄라인과 복수의 건조유닛(200)을 포함하는 건조라인사이에 마련되어, 건조라인이 배치되는 열풍순환실(50)을 인쇄라인이 배치되는 인쇄실(60)로부터 독립시킨다.

이에 따라, 분할벽체(300)에 의해 열풍순환실(50)이 인쇄실(60)로부터 독립되어, 건조유닛(200)들의 모터 및 팬 등의 작동으로 인해 발생되는 열기가 인쇄실(60)로 전달되지 않아 작업공간의 적정온도를 유지할 수 있습니다. 따라서, 쾌적하고 안전한 작업환경을 조성할 수 있다.

나아가, 분할벽체(300)는 소음을 차단할 수 있는 재질로 이루어져 있다.

그렇기 때문에, 열풍순환실(50)에 배치된 건조유닛(200)들의 팬이나 모터 등이 작동하며 발생되는 소음이 인쇄실(60)로 전달되는 것을 방지할 수 있어, 인쇄실(60)에서의 소음을 안전기준 이하로 유지할 수 있다.

그리고, 열풍순환실(50)은 유입구(51) 및 필터를 포함한다. 유입구(51)는 열풍순환실(50)의 벽에 형성되어 외부공기가 유입되고, 필터는 유입구(51)에 결합되어 유입구(51)로 유입되는 외부공기에 포함된 불순물을 거른다.

이에 따라, 필터가 유입구(51)로 유입되는 외부공기에 포함된 불순물을 걸러, 급기모듈(210)이 청결하고 쾌적한 공기를 인쇄실(60)로 공급할 수 있다.

상기 온도조절부는 인쇄장치 외부의 온도를 수집하는 제1온도센서 및 인쇄장치 내부의 온도를 수집하는 제2온도센서를 포함할 수 있다.

상기 온도조절부는 상기 제1온도센서 및 제2온도센서의 온도 차이가 10℃를 초과하는 경우, 히팅부의 예열을 수행할 수 있다. 이로써, 겨울철 외부 온도가 인쇄장치 내부 온도에 영향을 주어 공정 간 시간이 길어지는 것을 최소화할 수 있으며, 이러한 방식은 에너지 효율을 개선하는 장점이 있다. 상기 온도조절부은 상기 예열을 상기 제1온도센서 및 제2온도센서의 온도 차이가 3℃ 내지 10℃, 예를 들어 5℃ 이하가 되도록 수행할 수 있다.

상기 분리된 인쇄장치를 적용함으로써, 잉크 사용량을 저감할 수 있으면서도 발색력과 같은 인쇄 품질은 향상시킬 수 있다. 또한, 에스테르 용제를 포함함에도 불구하고, 우수한 건조 특성을 나타낼 수 있다는 장점이 있다.

에탄올 베이스 잉크를 이용한 포장재

도 1 및 도 3을 참고하면, 본 발명 에탄올 베이스 잉크를 이용한 포장재는 친환경 잉크 조성물이 적어도 일면에 인쇄된 제1필름(10), 상기 제1필름 상에 도포된 접착층(12) 및 상기 접착층 상에 합지되는 제2필름(13)를 포함한다.

상기 인쇄는 선수가 200선 내지 220선이고, 조각 심도가 10㎛ 내지 12㎛일 수 있으며, 상기 범위에서 잉크 사용량을 저감하여 공정 단가를 낮출 수 있고, 작업성 및 생산성이 우수하며 인쇄물의 품질도 향상할 수 있다.

상기 제1필름(10)는 연신폴리프로필렌(OPP: oriented polypropylene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: polyethylene terephthalate) 및 나일론(NY) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 제2필름(13)는 무연신 프로필렌(CPP: Cast Polypropylene), 증착 무연신 폴리프로필렌(VMCPP: vacuum metallized cast polypropylene) 및 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE: linear density polyethylene) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 제1필름(10) 및 제2필름(13)는 상기 소재에 제한되지 않으며 상기 소재 외에도 친환경 잉크 조성물을 롤투롤 방식으로 그라비아 인쇄 가능한 재질, 기재인 경우 적용할 수 있다.

또한, 상기 제1필름(10) 및 제2필름(13)의 원단 두께나 수지 도포량은 적용 용도에 따른 물성 내지 기능에 맞게 조절할 수 있다.

상기 포장재는, 상기 접착층이 도포된 제1필름(10) 상에 수지층(30)을 더 포함할 수 있다.

상기 접착층(12)은 접착제를 도포하여 형성한 층일 수 있다.

상기 접착제는 상기 접착제는 무용제 타입의 폴리우레탄계 접착제일 수 있으며, 주제 및 경화제를 포함하는 2액형 접착제일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

상기 수지층(30)은 폴리에틸렌(PE: polyethylene)일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

도 4 및 도 5를 참고하면, 다른 구체예에 따른 상기 에탄올 베이스 잉크를 이용한 포장재는 친환경 잉크 조성물이 적어도 일면에 인쇄된 제1필름(20), 상기 제1필름(20) 상에 도포된 제1접착층(22), 상기 제1접착층(22) 상에 합지되는 제2필름(23), 상기 제2필름(23) 상에 도포된 제2접착층(24) 및 상기 제2접착층(24) 상에 합지되는 제3필름(25)를 포함한다.

상기 제1필름(20)는 연신폴리프로필렌(OPP: oriented polypropylene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: polyethylene terephthalate) 및 나일론(NY) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 제2필름(23)는 알루미늄 및 증착 폴리에틸렌테레프탈레이트(VMPET: vacuum metalized polyethylene terephthalate) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 제3필름(25)는 무연신 프로필렌(CPP: Cast Polypropylene) 및 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE: linear density polyethylene) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 제1필름(20), 제2필름(23) 및 제3필름(25)는 상기 소재에 제한되지 않으며, 상기 소재 외에도 친환경 잉크 조성물을 롤투롤 방식으로 그라비아 인쇄 가능한 재질, 기재인 경우 적용할 수 있다.

또한, 상기 제1필름(20), 제2필름(23) 및 제3필름(25)의 원단 두께나 수지 도포량은 적용 용도에 따른 물성 내지 기능에 맞게 조절할 수 있다.

상기 포장재는 상기 제1접착층(22)이 도포된 제1필름(20) 상에 수지층(40)을 더 포함할 수 있다.

상기 포장재는 상기 제2접착층(24)이 도포된 제2필름(23) 상에 수지층(40)을 더 포함할 수 있다.

상기 제1접착층(22) 및 제2접착층(24)은 접착제를 도포하여 형성한 층일 수 있다.

잉크는 상기 친환경 잉크 조성물을 롤투롤 방식으로 그라비아 인쇄하여 형성된 층일 수 있다.

상기 수지층(40)은 폴리에틸렌(PE: polyethylene)일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

상기 합지는 드라이 라미네이션 또는 압출 라미네이션 방식을 통해 합지된 것일 수 있다.

상기 드라이 라미네이션 또는 압출 라미네이션 방식은 통상적으로 포장재 제조 시 사용하는 방식과 동일하며, 당업자가 포장재의 구성, 목적 및 환경에 따라 적절히 선택가능하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.

실시예

실시예 1 내지 6

하기 표 1의 함량으로 안료, 폴리우레탄 수지, 니트로 셀룰로오스 수지, 친환경용제를 혼합하여 1시간 동안 PREMIXING한 후 4시간 내지 5시간 동안 다이노밀 작업을 하였다. 상기 혼합물에 첨가제(보조제, 왁스)를 혼합하여 친환경 잉크 조성물을 제조하였다.

상기 안료는 평균입자크기(D50)가 2 ㎛인 제1안료 및 평균입자크기(D50)가 6 ㎛인 제2안료가 혼합된 것이며, 상기 제1안료 및 제2안는 1:0.5의 중량비로 혼합하였다.

비교예 1

하기 표 1의 함량으로 안료, 폴리우레탄 수지, 니트로 셀룰로오스 수지, 용제를 혼합하여 1시간 동안 PREMIXING한 후 4시간 내지 5시간 동안 다이노밀 작업을 하였다. 상기 혼합물에 첨가제(보조제, 왁스)를 혼합하여 친환경 잉크 조성물을 제조하였다.

(중량부)		실시예						비교예
(중량부)		1	2	3	4	5	6	1
안료		100	100	100	100	100	100	100
수지바인더	폴리우레탄 수지	41	41	41	41	41	41	41
수지바인더	니트로 셀룰로오스 수지	14	14	14	14	14	14	14
친환경용제	에탄올	245	147	233	190	147	117	0
	n-부틸 메타노에이트	0	98	0	43	86	116	0
	에틸렌 글리콜 모노메틸에테르	0	0	12	12	12	12	0
첨가제	로진 변성 수지	17.5	17.5	17.5	17.5	17.5	17.5	17.5
첨가제	폴리에틸렌 왁스	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5
용제	디메틸카보네이트	0	0	0	0	0	0	103
	메틸에틸케톤	0	0	0	0	0	0	58
	에틸 아세테이트	0	0	0	0	0	0	58
	Clean-7	0	0	0	0	0	0	26

평가방법

(1) THC 측정 : 실시예 및 비교예에서 제조된 친환경 잉크 조성물을 이용하여 그라비아 인쇄를 통해 연신폴리프로필렌(OPP)에 잉크층을 형성한 후 12시간 건조하였다. 상기 잉크층에 2액형 폴리우레탄 접착제를 사용하여 무연신 폴리프로필렌(CPP)을 합지하여 포장재를 제조하였다. 대기오염공정시험기준 ES01507.1a에 따라 불꽃이온화검출기 방식에 의하여 포장재 제조 시, 인쇄공정에서 발생하는 THC(총탄화수소)를 측정하여, 하기 표 2에 나타내었다.

상기 그라비아 인쇄 시, 사용된 실린더는 210선, 조각 심도가 10㎛ 인 저심도 동판을 사용하였다.

(2) TVOC 측정 : 실시예 및 비교예에서 제조된 친환경 잉크 조성물을 이용하여 그라비아 인쇄를 통해 연신폴리프로필렌(OPP)에 잉크층을 형성한 후 12시간 건조하였다. 상기 잉크층에 2액형의 폴리우레탄 접착제를 사용하여 무연신 폴리프로필렌(CPP)을 합지하여 포장재를 제조하였다. 한국화학융합시험연구원에 상기 제조된 포장재를 의뢰하여 TVOC(총 휘발성 유기화합물)의 측정값을 하기 표 3에 나타내었다.

(3) 인쇄품질 측정 : 실시예 및 비교예에서 제조된 친환경 잉크 조성물을 이용하여 그라비아 인쇄를 통해 연신폴리프로필렌(OPP)에 잉크층을 형성한 후 12시간 건조하였다. 상기 잉크층에 2액형의 폴리우레탄 접착제를 사용하여 무연신 폴리프로필렌(CPP)을 합지하여 포장재를 제조하였다. X-Rite 社 eXactTM 장치를 사용하여 상기 포장재의 CIELAB 색공간을 하기 표 4에 나타내었다. 색 좌표는 L*, a*, b*로 표시하게 되며, L*는 명도, a*는 Red와 Green의 정도, b*는 Yellow와 Blue의 정도를 나타내는 입체 좌표이다.

(4) 건조 라미네이트 강도 : 실시예 및 비교예에서 제조된 친환경 잉크 조성물을 연신폴리프로필렌(OPP)에 5g/m²의 양으로 인쇄한 후, 40~50℃에서 30초간 건조시켜 시험 시편을 제조하였다. 인쇄면에 2액형 폴리우레탄 접착제를 3g/m²의 양으로 도포하고, 무연신 폴리프로필렌(CPP)을 적층한 후, 60℃의 오븐에서 3일간 열처리한 뒤 꺼내어 폭 15mm의 크기로 절단하였다. 이후, 만능재료시험기를 이용하여 절단한 각 필름의 300mm/min의 속도에서의 T형 박리강도를 측정하고, 그 결과를 표 5에 기재하였다.

	실시예		비교예
	1	5	1
THC(ppm)	193.5	190.1	463.7

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 친환경용제를 포함하는 실시예 1 및 5는 THC(총탄화수소)가 감소한다는 것을 알 수 있다.

	실시예		비교예
	1	5	1
TVOC(mg/m²h)	0.004 미만	0.004 미만	0.084

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 친환경용제를 포함하는 실시예 1 및 5는 TVOC(총 휘발성 유기화합물) 검출량이 감소한다는 것을 알 수 있다.

	흑색			미색
	L*	a*	b*	L*	a*	b*
실시예 1	5.88	1.80	1.95	86.35	3.03	21.43
실시예 2	7.10	1.87	2.64	88.94	3.11	23.11
실시예 3	5.90	1.81	2.10	86.40	3.04	21.45
실시예 4	7.19	1.89	2.71	89.65	3.11	23.23
실시예 5	7.24	1.94	2.76	89.78	3.15	23.29
실시예 6	7.18	1.88	2.69	89.64	3.09	23.20
비교예 1	5.80	1.78	1.91	86.30	3.01	21.41

상기 표 4에 나타난 바와 같이, n-부틸 메타노에이트를 포함하는 실시예 2, 실시예 4 내지 6은 발색력이 우수하다는 것을 알 수 있다.

	실시예						비교예
	1	2	3	4	5	6	1
건조 라미네이트 강도(g/mm)	149	153	271	274	283	272	130

상기 표 5에 나타난 바와 같이, 에틸렌 글리콜 모노메틸에테르를 포함하는 실시예 3 내지 실시예 6은 박리강도가 우수하다는 것을 할 수 있다.

이상 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

10 : 제1필름 12 : 접착층
13 : 제2필름 20 : 제1필름
22 : 제1접착층 23 : 제2필름
24 : 제2접착층 25 : 제3필름
30, 40 : 수지층
50 : 열풍순환실 51 : 유입구
60 : 인쇄실 100 : 인쇄유닛
200 : 건조유닛 210 : 급기모듈
220 : 배기모듈 240 : 배기덕트
300 : 분할벽체

Claims

제1필름 일면에 친환경 잉크 조성물을 롤투롤 방식으로 그라비아 인쇄 공정을 수행하는 제1단계;
상기 인쇄된 제1필름에 접착제를 도포하고 건조하는 제2단계; 및
상기 제1필름 상에 제2필름을 합지하는 제3단계;를 포함하며,
상기 제1단계에서 인쇄는 200선 내지 220선의 선수로 수행되며,
상기 친환경 잉크 조성물은 안료, 수지바인더 및 친환경용제를 포함하며,
상기 친환경용제는 알코올계 용제, 에스테르계 용제 및 에테르계 용제를 포함하며,
상기 에스테르계 용제는 n-부틸 메타노에이트를 포함하고, 상기 에테르계 용제는 에틸렌 글리콜 모노메틸에테르를 포함하는, 알코올 베이스 잉크를 이용한 포장재 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 친환경 잉크 조성물은 상기 안료 100 중량부에 대해서 상기 수지바인더 35 내지 75 중량부 및 상기 친환경용제 220 내지 270 중량부를 포함하는, 알코올 베이스 잉크를 이용한 포장재 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 안료는 평균입자크기(D50)가 1 내지 10 ㎛인, 알코올 베이스 잉크를 이용한 포장재 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 수지바인더는 폴리우레탄 수지 65 내지 85 중량% 및 니트로 셀룰로오스 수지 15 내지 35 중량%를 포함하는, 알코올 베이스 잉크를 이용한 포장재 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 친환경용제는 상기 알코올계 용제 40 내지 75 중량%, 상기 에스테르계 용제 20 내지 50 중량% 및 상기 에테르계 용제 1 내지 10 중량%를 포함하는, 알코올 베이스 잉크를 이용한 포장재 제조 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 제조 방법으로 제조된 알코올 베이스 잉크를 이용한 포장재로서,
상기 친환경 잉크 조성물이 적어도 일면에 인쇄된 상기 제1필름;
상기 제1필름 상에 도포된 접착층; 및
상기 접착층 상에 합지되는 상기 제2필름;을 포함하며,
상기 인쇄는 조각 심도가 10 내지 12 ㎛로 수행된 것인 알코올 베이스 잉크를 이용한 포장재.