KR102491912B1 - 수성 계열 잉크를 사용하는 판 인쇄 방법 - Google Patents

수성 계열 잉크를 사용하는 판 인쇄 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 판을 인쇄하는 방법에 관한 것으로서, 인쇄 대상으로 쓰일 판을 준비하는 재료 준비 단계; 상기 준비된 판에 부착되어 있는 이물질 또는 유지분을 제거하는 과정, 상기 준비된 판의 표면을 샌딩하는 과정, 및 수성 계열의 전처리액을 도포한 후 건조하는 과정 중 적어도 하나를 포함하는 전처리 단계; 전처리된 상기 판을 인쇄 장치에 고정하는 고정 단계; 고정된 상기 판의 표면에 수성 계열 잉크를 사용하여 이미지를 인쇄하는 인쇄 단계; 및 상기 잉크를 건조하는 잉크 건조 단계를 포함한다.

Description

수성 계열 잉크를 사용하는 판 인쇄 방법{PLATE PRINTING METHOD USING WATER-BASED INK}
본 발명은 수성 계열 잉크를 사용하는 판 인쇄 방법에 관한 것이다.
기존의 평판 프린터 인쇄 방식은 유기용제 성분이 함유된 솔벤트 잉크젯 인쇄 방식과 UV(Ultraviolet) 잉크를 사용한 UV 인쇄 방식이 있다. 두 인쇄 방식은 인쇄 과정에서 유기용제 성분의 함유 등 인체에 유해한 유해성 물질을 다수 포함하므로 인쇄 생산 환경이 인체에 유해하다.
또한, 솔벤트 잉크 방식은 인쇄 후 건조 과정, 및 장시간 사용 시 색상의 탈색 현상이 발생하며, 코팅을 한 경우에도 갈라짐 현상, 및 잉크의 녹음 현상 등 많은 문제점이 있어 실제로 사용하기에는 어려운 점이 많다. UV-잉크 인쇄 방식은 작은 사이즈의 합판이나 목재에 부분적으로 사용이 가능하나 이는 인테리어 소품, 작은 실내용 간판, 거치대, 및 천연목 등에 인쇄할 때 쓰이는 방식이다. 그 과정 중 인쇄를 하기 전 잉크의 건조와 고착을 위해 필연적으로 프라이머 처리가 요구된다는 점이 가장 큰 문제이다. 프라이머 처리 후 코팅을 하더라도 UV-잉크의 특성상 보존 주기가 길어질수록 색상의 탈색 현상, 내부 인쇄면과 외부 코팅층의 갈라짐, 및 깨짐 현상이 발생하게 된다.
본 발명은 판 인쇄 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 판 인쇄 방법에 관한 것으로, 인쇄 대상으로 쓰일 판을 준비하는 재료 준비 단계; 준비된 판에 부착될 이물질 또는 유지분을 제거하는 과정, 상기 준비된 판의 표면을 샌딩하는 과정, 및 상기 준비된 판의 표면에 수성 계열의 전처리액을 도포한 후 건조하는 과정 중 적어도 하나를 포함하는 전처리 단계; 전처리된 판을 인쇄 장치에 고정하는 고정 단계; 고정된 판의 표면에 수성 계열 잉크를 사용하여 이미지를 인쇄하는 인쇄 단계; 및 인쇄된 잉크를 건조하는 잉크 건조 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 판은 LPM 합판, 알루미늄 판, 또는 스테인리스 강판을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 고정 단계는 진공 흡착 방식 또는 접착식으로 고정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 수성 계열 잉크는 열경화성 수성 레진 잉크를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 인쇄 단계는 재방식 또는 이중층 인쇄 방식으로 인쇄할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 건조된 잉크에 코팅제를 사용하여 코팅하는 코팅 단계; 및 상기 코팅제를 건조하는 코팅 건조 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 코팅제는 혼합코팅제 1, 혼합코팅제 2, 또는 혼합코팅제 3을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 혼합코팅제 1은 테트라에톡실란(Tetraethoxysilane), 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(glycidoxypropyltrimethoxysilane), 및 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란(methacryloxypropyltrimethoxysilane) 중 적어도 하나를 가죽 경화제와 혼합하여 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 혼합코팅제 2는 테트라에톡시실란(Tetraethoxysilane), 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(glycidoxypropyltrimethoxysilane), 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란(methacryloxypropyltrimethoxysilane), 3-머켑토프로필트리메톡시실란(mercaptopropyltrimethoxysilane), 비닐트리에톡시실란(Vinyltriethoxysilane), 비닐트리메톡시실란(Vinyltrimethoxysilane), 및 실리카 중 적어도 하나를 가죽 경화제와 혼합하여 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 혼합코팅제 3은 테트라에톡시실란(Tetraethoxysilane), 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(glycidoxypropyltrimethoxysilane), 및 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란(methacryloxypropyltrimethoxysilane) 중 적어도 하나를 네일 경화제와 혼합하여 제조될 수 있다.
유기용제 잉크, 및 UV-잉크에 비해 인체에 무해한 잉크를 사용할 수 있으며, 소량 대량 생산에도 적합하고, 기존 LPM 합판 생산라인을 활용할 수 있으면서, 기존 UV 코팅 생산 방법을 그대로 적용 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 판 인쇄 방법을 설명하는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 전처리 단계, 코팅 단계, 및 코팅 건조 단계를 더 수행하는 판 인쇄 방법을 순차적으로 표시한 순서도이다.
도 3 내지 도 4c, 도 6 내지 도 12, 및 도 17 내지 도 21은 판 인쇄 방법으로 인쇄한 실시예를 순서에 따라 도시한 사진이다.
도 5은 진공 흡착 장치의 고정 영역을 도시한 사진이다.
도 13은 잉크 건조, 및 코팅 건조 단계에서 쓰이는 건조 장치를 도시한 그림이다.
도 14 내지 도 16b는 건조 단계에서 건조 열에 의해 발생한 문제점을 도시한 사진들이다.
도 22a 내지 도 24b는 판 인쇄 방법에 의해 완성된 후 각종 테스트를 수행 중인 판을 도시한 사진들이다.
도 25는 클리닝 과정을 수행 중인 알루미늄 데코판넬을 도시한 사진이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상, 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에 기재된 용어, 기술 등은 특별한 한정이 없는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 의미로 사용된다.
본 발명의 일 실시예는 판 인쇄 방법을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 판 인쇄 방법을 순차적으로 표시한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 판 인쇄 방법은 인쇄 대상으로 쓰일 판을 준비하고(S100), 준비된 판을 고정하고(S200), 고정된 판의 표면에 수성 계열 잉크를 사용하여 이미지를 인쇄하고(S300), 사용된 잉크를 건조할 수 있다(S400).
재료 준비 단계(S100)는 인쇄 대상으로 쓰일 판을 준비하는 과정이다. 예를 들어, LPM 합판, 알루미늄판, 스테인리스 강판 등 다양한 종류의 판들을 원하는 형태, 두께(0.5mm 내지 20mm 등), 및 크기로 준비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 두께가 6T(mm) 내지 18T(mm)인 LPM 합판을 준비할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 두께가 0.8mm 내지 1.0mm인 알루미늄판을 준비할 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 있어서, 두께가 1.0T(mm) 내지 1.5T(mm)인 스테인리스 강판을 준비할 수 있다.
고정 단계(S200)는 준비된 판을 인쇄 장치에 고정하는 과정이다. 예를 들어, 준비된 판을 진공 흡착으로 인쇄 장치에 고정할 수 있다. 또한, 예를 들어, 준비된 판을 접착 물질을 사용하여 인쇄 장치에 고정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 준비된 LPM 합판을 진공 흡착으로 인쇄 장치에 고정할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 준비된 알루미늄 판을 접착 물질을 사용하여 인쇄 장치에 고정할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 준비된 스테인리스 강판은 진공 흡착으로 인쇄 장치에 고정할 수 있다.
인쇄 단계(S300)는 고정된 판의 표면에 수성 계열 잉크를 사용하여 이미지를 인쇄하는 과정이다. 예를 들어, 고정된 판의 표면에 수성 계열 잉크를 사용하여 재인쇄 방식 또는 이중층(2-layer) 인쇄 방식으로 설정한 이미지를 인쇄할 수 있다.
상기 재인쇄 방식은 판에 1차 인쇄를 진행한 후 인쇄 잉크량(잉크 분사량)을 변경 또는 유지하여 인쇄된 이미지 위에 2차 인쇄하는 방식이다. 즉, 동일한 이미지를 잉크 분사량을 달리하여 두 번 인쇄하는 방식이다.
상기 이중층 인쇄 방식은 판에 인쇄를 할 해당 라인을 2번에 나누어서 인쇄하는, 즉 한번 인쇄를 할 때 인쇄할 라인을 2번 인쇄하는 방식이다.
또한, 상기 두 인쇄 방식에 있어서, 인쇄 모드(패스와 인쇄 방향)를 설정할 수 있다.
상기 패스(Pass)는 화면형성에 필요한 인쇄횟수 또는 단위 면적의 주름(헤드가 1회 지나가면서 찍은 면적양)을 의미한다. 패스가 높을수록 이미지 품질은 높아지지만, 인쇄에 걸리는 시간이 증가한다. 예를 들어, 4패스 인쇄는 픽셀이 4배 인쇄로 완료되어야 함을 의미한다. 또한, 예를 들어, 6패스 인쇄는 픽셀이 6배 인쇄로 완료되어야 함을 의미한다. 또한, 예를 들어, 8패스 인쇄는 픽셀이 8배 인쇄로 완료되어야 함을 의미한다.
상기 인쇄 방향은 양방향 인쇄와 단방향 인쇄로 구분되며, 상기 양방향 인쇄는 헤드가 왕복 운동을 할 때마다 인쇄를 진행하고, 상기 단방향 인쇄는 헤드가 왕복 운동을 하지만 한쪽 방향으로 인쇄하고 다른 방향으로는 인쇄를 하지 않는다. 단방향 인쇄의 경우 장치에 따라 다소 차이가 있지만, 헤드의 방향을 설정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 고정된 LPM 합판에 재인쇄 방식 및/또는 이중층 인쇄 방식을 적용하고 6패스 및/또는 8패스-양방향 인쇄 및/또는 단방향 인쇄로 설정된 이미지를 인쇄할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 고정된 알루미늄 판에 재인쇄 방식 및/또는 이중층 인쇄 방식을 적용하고 6패스 및/또는 8패스-양방향 인쇄 및/또는 단방향 인쇄로 설정된 이미지를 인쇄할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 고정된 스테인리스 강판에 재인쇄 방식 및/또는 이중층 인쇄 방식을 적용하고 6패스 및/또는 8패스-양방향 인쇄 및/또는 단방향 인쇄로 설정된 이미지를 인쇄할 수 있다.
상기 수성 계열 잉크(수성 잉크)는 물을 베이스로 제조된 잉크를 의미한다. 예를 들어, 상기 수성 계열 잉크는 열 경화성 수성 잉크일 수 있다. 또한, 예를 들어, 상기 수성 계열 잉크는 수성 레진 잉크일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 수성 계열 잉크는 열경화성 수성 레진 잉크일 수 있다. 다만, 본 발명에서는 일반적인 수성 잉크라면 여러 문제가 발생할 수 있어서 열경화성 수성 잉크를 권장한다. 바람직하게는, RINTECH CO.,에서 제공하는 AQUA TONE LEATHER soft ink일 수 있다.
일반적으로 인쇄에서 쓰이는 잉크는 CMYK(Cyan, Magenta, Yellow, Key=Black)의 감산혼합법을 이용한다. 종래의 인쇄 방법에서 일반적으로 쓰이는 각 항목별 1회 잉크 분사량은 100%, 즉 CMYK 1회 잉크 분사량의 총합이 400%이다.
그러나, 본 발명에서 수성 계열 잉크 분사량을 설정할 때, 종래의 방법에서 일반적으로 쓰이는 양인 CMYK 잉크 분사량의 총합 400%로 진행하면 건조 시간이 오래 걸리고 건조 전에 인쇄한 형태를 잃어버리게 쉽기 때문에 인쇄의 품질이 현저히 낮아지게 된다.
이에 따라, 본 발명은 CMYK 1회 잉크 분사량의 총합 70% 내지 120%의 잉크로 인쇄를 진행한다. 또한, 상기 CMYK 1회 잉크 분사량은 판의 두께, 인쇄 방식, 및 인쇄 모드 등에 따라 조절이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 열 경화성 수성 레진 잉크를 사용하고, 상기 CMYK 1회 잉크 분사량의 총합 70~120%의 잉크 분사량으로 인쇄를 진행한다.
다만, 1차 인쇄의 잉크 분사량과 2차 인쇄의 잉크 분사량의 변화 폭이 크면 인쇄하고자 하는 이미지의 색상이 원하는 색상과 다르게 인쇄될 수 있고 잉크의 건조성이 떨어지므로, 이를 적절히 조절하는 것이 중요하다.
예를 들어, 1차 인쇄의 잉크 분사량과 2차 인쇄의 잉크 분사량의 변화 폭을 0% 내지 20%로 조절할 수 있다. 또한, 예를 들어, 1차 인쇄의 잉크 분사량과 2차 인쇄의 잉크 분사량의 변화 폭을 0% 내지 15%로 조절할 수 있다. 또한, 예를 들어, 1차 인쇄의 잉크 분사량과 2차 인쇄의 잉크 분사량의 변화 폭을 5% 내지 15%로 조절할 수 있다. 또한, 예를 들어, 1차 인쇄의 잉크 분사량과 2차 인쇄의 잉크 분사량의 변화 폭을 3% 내지 13%로 조절할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 1차 인쇄의 잉크 분사량과 2차 인쇄의 잉크 분사량의 변화 폭을 0% 내지 10%로 조절할 수 있다.
상기 변화 폭에 있어서, 1차 인쇄의 잉크 분사량이 더 많을 수 있고, 2차 인쇄의 잉크 분사량이 더 많을 수도 있다. 중요한 것은 두 잉크 분사량의 변화 폭이 적정 수준을 유지하는 것이다. 바람직하게는, 1차 인쇄의 잉크 분사량이 적고, 2차 인쇄의 잉크 분사량이 많을 수 있다.
또한, 인쇄 단계(S300)에서는 잉크 분사와 동시에 1차 경화를 더 진행할 수 있다. 1차 경화를 동시에 진행하는 경우, 1차 경화를 위한 열원이 요구되며 잉크의 건조와 색상의 표현(경화) 조건을 감안하여 열원의 온도를 조절할 수 있다. 잉크 분사와 1차 경화를 동시에 진행하는 경우, 분사된 잉크를 골고루 건조할 수 있고, 건조 시간을 단축할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 1차 경화의 열원으로 인쇄기 자체에 결합된 램프를 이용할 수 있고, 상기 램프를 이용하여 25℃ 내지 85℃ 사이의 온도로 1차 경화를 더 수행할 수 있다.
잉크 건조 단계(S400)는 인쇄된 잉크를 건조하는 과정이다. 예를 들어, 소형 근적외선 램프, 상업용 헤어 드라이기, 공업용 핸드 가열총, 및 자동화 건조 설비 등 다양한 설비 및 장치를 통해 인쇄된 잉크를 건조할 수 있고 상온에서 자연 건조를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 자동화 건조 설비를 사용하여 인쇄된 잉크를 건조할 수 있다. 자동화 건조 설비를 사용하는 경우 램프 건조 온도는 120℃ 내지 190℃, 건조 시간은 5분 내지 30분이 바람직하고, 상기 램프로 할로겐 램프, 근적외선 램프, 원적외선 램프, 및 IR 램프 등을 사용할 수 있다. 상기 언급된 방법을 포함하고, 이외 다양한 방법으로 건조할 수 있으며 이를 한정하지 않는다. 또한, 건조 온도와 시간은 습도, 대기 온도, 바람 존재 여부 등 여러 조건에 따라 용이하게 조절이 가능하다.
일반적인 인쇄 과정에서 사용하는 잉크는 솔벤트(유기용제) 잉크이다. 솔벤트(유기용제) 잉크는 유기성분을 용제로 사용하기 때문에 매우 광범위하게 사용될 수 있으며 특유의 휘발성으로 인해 경화시간이 짧아 우수한 내구성이 보장되며 값이 저렴하다. 그러나 증발과정에서 인체와 환경에 치명적인 VOCs(Volatile Organic Compounds)라는 유해물질이 유출된다. UV 경화 잉크는 수성 계열이나 유기용제 잉크와는 달리 용매제가 증발, 건조되지 않는 특성이 있고 어떠한 소재에도 인쇄가 가능하며 풍부한 색대영을 가지면서 내구성이 강하다.
그러나 UV-잉크를 사용할 때 특정 재질의 경우, 접착력을 향상시킬 수 있는 접착제 및 프라이머가 필수적으로 요구된다. 일반적으로 쓰이는 접착제 및 프라이머는 유해 성분을 포함하고 있다고 알려져 있으며, UV 코팅 과정에서 화학 반응이 일어나 기포, 황변 발생, 및 깨짐 또는 갈라짐 현상 등이 발생할 수 있다는 단점이 있다.
본 발명은 솔벤트(유기용제) 또는 UV-잉크를 사용하지 않고, 코팅제와 화학반응이 적은 수성 계열 잉크를 사용함으로써, 상기 문제점을 배제할 수 있기 때문에 보다 무해하고 필연적으로 발생하던 화학 반응을 최소화할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 전처리 단계, 코팅 단계, 및 코팅 건조 단계를 더 수행하는 판 인쇄 방법을 순차적으로 표시한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 판 인쇄 방법은 재료 준비 단계(S100), 고정 단계(S200), 인쇄 단계(S300), 및 잉크 건조 단계(S400)를 포함하므로, 설명의 중복을 피하기 위해 재료 준비 단계(S100), 고정 단계(S200), 인쇄 단계(S300), 및 잉크 건조 단계(S400)는 생략하고, 그 외 더 수행하는 단계를 위주로 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 판 인쇄 방법은 준비된 판을 전처리하고(S110), 건조된 잉크 위에 코팅제를 사용하여 코팅하고(S500), 상기 코팅제를 건조할 수 있다(S600).
전처리 단계(S110)는 준비된 판을 전처리하는 단계이다. 예를 들어, 준비된 판에 부착되어 있는 이물질 및 유지분을 제거하는 과정, 준비된 판의 표면을 샌딩하는 과정, 및 준비된 판에 수성 계열의 전처리액을 도포한 후 건조하는 과정 중 적어도 하나를 포함하는 전처리 과정을 수행할 수 있다. 수행하는 동작은 각기 다르다고 판단될 수 있지만, 인쇄하기 전에 준비된 판을 인쇄하기 좋은 상태로 처리한다는 의미에서 전처리 단계로 개시하였다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 준비된 LPM 합판의 표면을 #320 - #400 샌드페이퍼로 샌딩하고 샌딩한 표면에 수성 계열의 전처리액을 도포한 후 건조할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 준비된 LPM 합판의 표면에 붙은 이물질을 제거할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 준비된 알루미늄 판의 표면을 #320 내지 #800 샌드페이퍼로 샌딩할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 준비된 스테인레스 강판의 표면을 #320 내지 #800 샌드페이퍼로 샌딩할 수 있다.
코팅 단계(S500)는 건조된 잉크 위를 코팅제로 코팅하는 과정이다. 예를 들어, 건조된 잉크 위에 혼합코팅제 1, 혼합코팅제 2, 및 혼합코팅제 3을 사용하여 코팅할 수 있다. 또한, 자동화 에어 스프레이 라인이나 에어 스프레이건을 이용하여 도포할 수 있으며 에어건의 노즐이 미세할수록 전체적인 코팅 균일도에서 좋은 결과를 도출할 수 있다. 바람직하게는, 0.3mm 내지 0.8mm의 노즐과 2psi 이상의 콤푸레셔를 사용하여 상기 코팅제를 도포할 수 있다.
상기 혼합코팅제 1 내지 상기 혼합코팅제 3은 주제와 경화제를 혼합하여 제조될 수 있다. 상기 주제는 접착성 유지, 유무기질간의 결합 역할, 및 매끈한 질감을 갖는 특징이 있지만 건조성이 매우 느린 코팅제이다. 그러한 상기 주제를 보완할 목적으로 빠른 건조를 가능하게 하는 경화제를 혼합하여 사용한다. 추가적으로 상기 경화제는 표면의 유연성 확보, 광택 효과, 및 수용성 성질을 갖는 특성을 갖고 있다.
상기 혼합코팅제 1은 주제로 수소화규소(silane)계열 화합물을 사용하고, 경화제로 시중에 판매 중인 경화제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 혼합코팅제 1은 주제로 아크릴 실란 및 에폭시 실란 중 적어도 하나를 포함하고, 경화제로 에폭시 경화제, 아미노실리콘 경화제, 아크릴 경화제, 및 디메틸실리콘 경화제 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 혼합코팅제 1은 LPM 합판에 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 혼합코팅제 1은 주제로 테트라에톡시실란(Tetraethoxysilane), 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(glycidoxypropyltrimethoxysilane), 및 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란(methacryloxypropyltrimethoxysilane) 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 경화제로 가죽 경화제를 사용할 수 있다.
또한, 상기 혼합코팅제 1의 주제 및 경화제는 적정 부피비로 혼합될 수 있다. 예를 들어, 상기 주제와 상기 경화제는 주제 1 : 경화제 0.8 내지 1.5 부피비로 혼합될 수 있다. 또한, 예를 들어, 상기 주제와 상기 경화제는 주제 1 : 경화제 1 내지 1.3 부피비로 혼합될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 주제와 상기 경화제는 주제 1 : 경화제 1.1 내지 1.2 부피비로 혼합될 수 있다.
상기 혼합코팅제 2는 주제로 수소화규소(silane)계열 화합물 및/또는 이산화규소(silica)계열 화합물을 사용하고, 경화제로 시중에 판매 중인 경화제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 혼합코팅제 2는 주제로 아크릴 실란, 에폭시 실란, 및 실리카 중 적어도 하나를 포함하고, 경화제로 에폭시 경화제, 아미노실리콘 경화제, 아크릴 경화제, 및 디메틸실리콘 경화제 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 혼합코팅제 2는 주제로 테트라에톡시실란(Tetraethoxysilane), 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(glycidoxypropyltrimethoxysilane), 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란(methacryloxypropyltrimethoxysilane), 3-머켑토프로필트리메톡시실란(mercaptopropyltrimethoxysilane), 비닐트리에톡시실란(Vinyltriethoxysilane), 비닐트리메톡시실란(Vinyltrimethoxysilane), 물(water), 및 실리카 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 경화제로 가죽 경화제를 사용할 수 있다.
또한, 상기 혼합코팅제 2의 주제 및 경화제는 적정 부피비로 혼합될 수 있다. 예를 들어, 상기 주제와 상기 경화제는 주제 1 : 경화제 0.3 내지 2 부피비로 혼합될 수 있다. 또한, 예를 들어, 상기 주제와 상기 경화제는 주제 1 : 경화제 0.5 내지 1.5 부피비로 혼합될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 주제와 상기 경화제는 주제 1 : 경화제 1 내지 1.5 부피비로 혼합될 수 있다.
상기 혼합코팅제 3은 주제로 수소화규소(silane)계열 화합물을 사용하고, 경화제로 시중에 판매 중인 경화제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 혼합코팅제 3은 주제로 아크릴 실란 및 에폭시 실란 중 적어도 하나를 포함하고, 경화제로 에폭시 경화제, 아미노실리콘 경화제, 아크릴 경화제, 및 디메틸실리콘 경화제 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 혼합코팅제 3이 사용된 코팅은 앞서 설명한 혼합코팅제 2가 사용된 코팅보다 다소 두껍게 코팅층이 형성되며, 유광 느낌이 나는 특징을 갖고 있다. 또한, 혼합코팅제 3은 스테인리스 강판 및/또는 알루미늄판에 사용하는 것이 바람직하다..
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 혼합코팅제 3은 주제로 테트라에톡시실란(Tetraethoxysilane), 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(glycidoxypropyltrimethoxysilane), 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란(methacryloxypropyltrimethoxysilane), 및 물(water) 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 경화제로 네일 경화제를 사용할 수 있다.
또한, 상기 혼합코팅제 3의 주제 및 경화제는 적정 부피비로 혼합될 수 있다. 예를 들어, 상기 주제와 상기 경화제는 주제 1 : 경화제 0.5 내지 1.5 부피비로 혼합될 수 있다. 또한, 예를 들어, 상기 주제와 상기 경화제는 주제 1 : 경화제 0.8 내지 1.3 부피비로 혼합될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 주제와 상기 경화제는 주제 1 : 경화제 1 내지 1.2 부피비로 혼합될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 혼합코팅제 1 내지 상기 혼합코팅제 3의 모든 주제는 씨에스캠(www.cschem.pro)에서 구매할 수 있다. 이외에도 화학물질이 동일하다면 다른 판매점에서 판매하는 제품을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 혼합코팅제 1 내지 상기 혼합코팅제 3의 경화제는 가죽 경화제의 경우 시중에 판매하는 가죽 경화제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 마이레더툴에서 판매하는 엔젤러스 레더페인트 경화제 투-하드 제품을 사용할 수 있다. 또한, 예를 들어, ㈜엘케이에프에서 판매하는 레노 수성경화제 제품을 사용할 수 있다. 또한, 예를 들어, ㈜삼성케미칼에서 판매하는 가죽 경화제를 사용할 수 있다. 이외에도 해외에서 판매하는 가죽 경화제 또는 여러 오프라인 매장 및 온라인에서 판매하는 가죽 경화제를 사용할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 가죽 경화제는 ㈜삼성케미칼에서 구매할 수 있다.
상기 혼합코팅제 1, 상기 혼합코팅제 2, 및 상기 혼합코팅제 3은 저가격으로 구매가 용이하고, 부착력이 뛰어나며, 완전한 건조를 통해 공기 중의 OH기와 반응하는 Aging(숙성화)이 충분히 되었을 경우 스크래치, 내수성, 내후성, 내화학성, 내마모성, 내열 등 내구성이 좋다는 장점을 갖고 있다. 또한, 기존의 UV 코팅 및 포리 코팅에 의한 문제점인 기포 발생, UV 프라이머와의 반응, 롤러 설비에 의한 쓸림 문제, UV 코팅 후 인쇄된 잉크와 코팅층의 박리현상, 및 판 절단 시 UV층이 깨지는 현상을 해결할 수 있다.
코팅 건조 단계(S600)는 상기 코팅제를 건조하는 과정이다. 예를 들어, 소형 근적외선 램프, 상업용 헤어 드라이기, 공업용 핸드 가열총, 및 자동화 건조 설비 등 다양한 장치를 통해 건조할 수 있고 상온에서 자연 건조를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 자동화 건조 설비를 이용하여 상기 코팅제를 건조할 수 있다. 자동화 건조 설비를 사용하는 경우 램프 건조 온도는 140℃ 내지 190℃, 건조 시간은 5분 내지 30분이 바람직하고 상기 램프로 할로겐 램프, 근적외선 램프, 원적외선 램프, IR 램프 등을 사용할 수 있다. 상기 언급된 방법을 포함하여 다양한 방법으로 건조할 수 있으며 이를 한정하지 않는다. 또한, 건조 온도와 시간은 여러 조건에 따라 용이하게 조절이 가능하다.
또한, 잉크 건조 단계(S400) 또는 코팅 건조 단계(S600) 이후 클리닝 단계를 더 포함할 수 있다.
클리닝 단계는 잉크 건조된 판 또는 코팅 건조된 판에 인쇄된 잉크 또는 도포된 코팅을 제거하는 단계이다. 예를 들어, 잉크 건조된 판에 세제, 물, 알코올, 또는 수성 세정액을 사용하여 상기 판에 인쇄된 잉크를 제거할 수 있다. 또한, 예를 들어, 코팅 건조된 판에 물, 알코올, 수성 세정액, 세제, 및 유성 세정액 중 적어도 하나를 사용하여 상기 판에 도포된 코팅을 제거할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 잉크 건조된 판 및/또는 코팅 건조된 판에 물과 천을 사용하여 상기 판에 인쇄된 잉크 또는 도포된 코팅을 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 판 인쇄 방법은 각 판재 자체에 있는 고유의 무늬를 표현하면서 이미지 인쇄가 가능하며 판의 절단이나 굴곡이 발생하는 경우에도 인쇄층과 코팅층이 깨지는 문제가 없다. 또한, 세제 성분이나 알코올 성분이 함유된 세정액 등으로 닦을 경우 100% 지워지는 특성을 갖고 있기 때문에 각 판재에 인쇄하다가 불량이 발생할 경우 클리닝 작업을 수행한 후 다시 인쇄 작업이 가능하고 기존에 제작된 판에 클리닝 작업을 수행한다면 재활용 또한 가능하다.
실시예
도 3 내지 도 4c, 도 6 내지 도 12, 및 도 17 내지 도 21은 판 인쇄 방법으로 인쇄한 실시예를 순서에 따라 도시한 사진들이다.
도 3은 LPM 합판을 도시한 사진이다.
도 4a는 알루미늄 데코판넬의 전면을 도시한 사진이다.
도 4b는 앞뒤가 동일한 알루미늄 데코판넬의 후면을 도시한 사진이다.
도 4c는 앞뒤가 다른 알루미늄 데코판넬의 후면을 도시한 사진이다.
도 3 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 인쇄 대상으로 쓰일 판을 준비하였다.
준비된 상기 판은 각 판의 종류와 용도에 따라 적절한 전처리 과정이 수행되었다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 인테리어 보드로 쓰일 LPM 합판은 샌드페이퍼를 이용한 샌딩 작업이 진행된 후 수성 계열의 백색 전처리액이 도포된 후 건조되는 과정이 수행되었고, 주거용 가구에 쓰일 LPM 합판, 알루미늄 데코판넬, 및 슈퍼미러(Super Mirror) 스테인리스 판재는 표면에 부착되어 있는 이물질 또는 유지분 제거 과정이 수행되었다.
도 5는 진공 흡착 장치의 고정 영역을 도시한 사진이다.
도 6은 진공 흡착 장치에 고정된 LPM 판을 도시한 사진이다.
도 7은 접착 물질을 사용하여 고정된 알루미늄 데코판넬을 도시한 사진이다.
도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 전처리된 판을 인쇄 장치에 고정하는 고정 단계가 수행되었다.
도 8은 재인쇄 방식으로 인쇄 중인 판을 도시한 사진이다.
도 9는 이중층 방식으로 인쇄 중인 판을 도시한 사진이다.
도 10a는 LPM 합판을 대상으로 재인쇄 방식 중 1차 인쇄의 결과를 도시한 사진이다.
도 10b는 LPM 합판을 대상으로 재인쇄 방식 중 2차 인쇄의 결과를 도시한 사진이다.
도 11a는 알루미늄 데코판넬을 대상으로 재인쇄 방식 중 1차 인쇄의 결과를 도시한 사진이다.
도 11b는 알루미늄 데코판넬을 대상으로 재인쇄 방식 중 2차 인쇄의 결과를 도시한 사진이다.
도 12는 인쇄 단계가 수행된 LPM 합판을 도시한 사진이다.
도 8 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 고정된 판에 원하는 이미지를 인쇄하는 인쇄 단계가 수행되었다.
표 5 내지 표 7은 판 인쇄 방법 중 인쇄 단계에서 각 재료, 및 용도에 따라 적용된 인쇄 조건을 개시한 표이다.
상기 LPM 합판의 인쇄 조건은 하기 표 5와 같다.
Figure 112021072024967-pat00001
상기 알루미늄 데코판넬의 인쇄 조건은 하기 표 6과 같다.
Figure 112021072024967-pat00002
상기 슈퍼미러 스테인리스 판재의 인쇄 조건은 하기 표 7과 같다.
Figure 112021072024967-pat00003
표 5 내지 표 7에 도시된 바와 같이, 인쇄 방식, 판의 재질, 두께, 및 인쇄 모드 등 여러 조건에 따라 잉크 분사량과 건조 램프의 온도가 다르게 설정되었다.
도 13은 잉크 건조, 및 코팅 건조 단계에서 쓰이는 건조 장치를 도시한 그림이다. 상기 그림과 유사한 구조를 갖는 건조 장치를 이용하여 인쇄가 끝난 판의 잉크를 건조하는 건조 단계를 수행하였다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 건조 단계는 여러 장치를 사용하여 수행되었다. 예를 들어, 소형 근적외선 램프를 이용하여 170℃ 내지 210℃에서 10분 내지 30분, 상업용 헤어 드라이기를 이용하여 약 180℃에서 10분 내지 35분, 공업용 핸드 가열총을 이용하여 약 450℃에서 5분 내지 30분, 및 자동화 건조 설비를 사용하여 180℃에서 2분 내지 25분 정도 건조시켰다. 상온에서 자연 건조하는 경우 전처리액은 약 4시간, 잉크는 약 72시간, 코팅제는 약 24시간 정도 소요되었다.
도 14 내지 도 16b는 건조 열에 의해 발생한 문제점을 도시한 사진들이다.
도 14는 과도한 건조 열에 의해 LPM 합판 표면에 발생한 기포를 도시한 사진이다.
도 15a 및 도 15b는 높은 건조 열에 의해 휜 LPM 합판을 도시한 사진들이다.
도 16a 및 도 16b는 높은 건조 열에 의해 휜 알루미늄 데코판넬을 도시한 사진들이다.
도 14 내지 도 16b에 도시한 바와 같이, 건조 과정에서 건조 열이 과도한 경우 판 자체가 휘거나 판의 표면에 기포가 발생했다.
도 17 내지 도 21은 건조된 잉크 위에 코팅 단계, 및 코팅 건조 단계까지 수행한 판을 도시한 사진들이다.
도 17은 혼합코팅제 1로 코팅된 LPM 합판을 도시한 사진이다.
도 18은 혼합코팅제 2로 코팅된 알루미늄 데코판넬을 도시한 사진이다.
도 19a 및 도 19b는 혼합코팅제 3으로 코팅된 알루미늄 데코판넬을 도시한 사진이다.
도 20은 혼합코팅제 2로 코팅된 스테인리스 판재를 도시한 사진이다.
도 21은 혼합코팅제 3으로 코팅된 스테인리스 판재를 도시한 사진이다.
도 17 내지 도 21에 도시된 바와 같이, 건조된 잉크 위에 코팅제를 도포하는 코팅 단계, 및 코팅제를 건조하는 코팅 건조 단계를 수행하였다.
도 22a 내지 도 24b는 판 인쇄 방법에 의해 완성된 후 각종 테스트를 수행 중인 판을 도시한 사진들이다.
도 22a, 및 도 22b는 내수성 테스트를 수행 중인 판을 도시한 사진들이다.
도 23a 내지 도 24b는 벤딩 테스트를 수행 중인 판을 도시한 사진들이다.
도 23a, 및 도 23b는 벤딩 테스트를 수행 중인 UV 코팅된 판을 도시한 사진들이다.
도 24a, 및 도 24b는 벤딩 테스트를 수행 중인 혼합코팅제 3 코팅된 판을 도시한 사진들이다.
도 22a 내지 도 24b에 도시된 바와 같이, 본 발명인 판 인쇄 방법으로 제조된 판을 대상으로 여러 테스트를 수행하였다.
도 22a, 및 도 22b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 코팅 건조 단계까지 수행된 판은 물에 아무런 영향을 받지 않았으므로 내수성이 있음을 확인했다.
도 23a 내지 도 24b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 판을 구부릴 때, 도 23a, 및 도 23b에 도시된 UV 코팅 판은 코팅층과 인쇄층이 파괴되는 반면, 도 24a, 및 도 24b에 도시된 혼합코팅제 3 코팅 판은 코팅층과 인쇄층이 파괴되지 않는 것을 확인할 수 있었다.
도 25는 클리닝 과정을 수행 중인 알루미늄 데코판넬을 도시한 사진이다.
도 25에 도시한 바와 같이, 수성 계열 잉크를 사용하여 인쇄와 코팅을 한 알루미늄 데코판넬을 대상으로 클리닝 작업을 수행하였다.
도 25를 참조하면, 각 판재에 인쇄하다가 불량이 발생하는 경우, 및 인쇄와 코팅을 마무리한 완제품 등 이미 인쇄 과정과 코팅과정이 수행된 경우라 하더라도 인쇄층과 코팅층을 지우는 클리닝 작업을 수행하여 기존 판을 재활용할 수 있다.

Claims (10)

  1. 인쇄 대상으로 쓰일 판을 준비하는 재료 준비 단계;
    준비된 판에 부착된 이물질 또는 유지분을 제거하는 과정, 상기 준비된 판의 표면을 샌딩하는 과정, 및 상기 준비된 판의 표면에 수성 계열의 전처리액을 도포한 후 건조하는 과정 중 적어도 하나를 포함하는 전처리 단계;
    전처리된 판을 인쇄 장치에 고정하는 고정 단계;
    고정된 판의 표면에 수성 계열 잉크를 사용하여 이미지를 인쇄하는 인쇄 단계;
    인쇄된 잉크를 건조하는 잉크 건조 단계;
    건조된 잉크에 코팅제를 사용하여 코팅하는 코팅 단계; 및
    상기 코팅제를 건조하는 코팅 건조 단계;를 포함하고,
    상기 코팅제는 테트라에톡실란(Tetraethoxysilane), 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(glycidoxypropyltrimethoxysilane), 및 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란(methacryloxypropyltrimethoxysilane) 중 적어도 하나와, 에폭시 경화제, 아미노실리콘 경화제, 아크릴 경화제, 및 디메틸실리콘 경화제 중 적어도 하나를 혼합하여 제조되는 판 인쇄 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 판은 LPM 합판, 알루미늄판, 또는 스테인리스 강판을 포함하는 판 인쇄 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 고정 단계는 진공 흡착 방식 또는 접착식으로 고정하는 판 인쇄 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 수성 계열 잉크는 열 경화성 수성 레진 잉크를 포함하는 판 인쇄 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 인쇄 단계는 재인쇄 방식 또는 이중층 인쇄 방식으로 인쇄하는 판 인쇄 방법.
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 코팅제는 혼합코팅제 2를 포함하는 판 인쇄 방법.
  8. 삭제
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 혼합코팅제 2는 3-머켑토프로필트리메톡시실란(mercaptopropyltrimethoxysilane), 비닐트리에톡시실란(Vinyltriethoxysilane), 비닐트리메톡시실란(Vinyltrimethoxysilane), 및 실리카 중 적어도 하나를 더 포함하여 제조되는 판 인쇄 방법.
  10. 삭제
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