KR102527421B1 - 라미네이트가 가능한 필름에 사용되는 플렉소 잉크 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents
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Abstract
라미네이트가 가능하며 플렉소 인쇄를 적용할 수 있는 친환경적인 플렉소 잉크 및 이를 제조하는 방법이 개시된다. 라미네이트가 가능한 필름에 사용되는 플렉소 잉크 조성물은 수성우레탄 수지, 다가 알코올, 증류수, 안료, 보조수지 및 첨가제를 포함한다. 여기서, 상기 플렉소 잉크 조성물은 유기용제 및 VOC 물질을 사용하지 않으며 플렉소 인쇄에 사용되며, 상기 플렉소 잉크 조성물은 상기 플렉소 잉크 조성물 100 중량%에 대하여 수성우레탄 수지 28 중량% 내지 30 중량%, 다가 알코올 12 중량% 내지 15 중량%, 증류수 22 중량% 내지 25 중량%, 안료 18 중량% 내지 20 중량%, 보조수지 5 중량% 내지 8 중량% 및 첨가제 3 중량% 내지 5 중량%를 함유한다.
Description
본 발명은 라미네이트가 가능한 필름에 사용되는 플렉소 잉크 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
현재, 포장재용 그라비아 잉크는 용제 타입 및 알코올 타입으로 인쇄하고 있다.
유기용제 및 알코올은 탄화수소로 이루어진 화합물로 잉크가 건조 공정에서 대기 중으로 방출되어 대기 오염원이 되고, 탄소 배출량 증가로 인하여 대기 환경 및 기후 변화에 원인을 제공하고 있다.
이러한 상황에서 친환경을 구현하기 위한 방법으로 물을 사용하는 수성 잉크를 고려할 수 있다. 그러나, 현재까지 수성 잉크를 포장재에 사용한 기술이 없다. 이는 상기 수성 잉크가 건조가 느려 건조 능력이 우수한 인쇄 방식을 사용해야 하나, 그라비아 인쇄는 건조 능력이 불충분하기 때문이다.
이러한 건조 능력을 고려하여 건조 능력이 우수한 플렉소 인쇄를 고려할 수 있는데, 기존의 플렉소 인쇄는 후공정이 없는 제품에만 적용할 수 있고 라미네이트가 필요한 제품에는 적용할 수가 없었다.
따라서, 라미네이트가 가능하며 플렉소 인쇄를 적용할 수 있는 친환경 잉크(플렉소 잉크)의 개발이 필요하다.
본 발명은 라미네이트가 가능하며 플렉소 인쇄를 적용할 수 있는 친환경적인 플렉소 잉크 및 이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 라미네이트가 가능한 필름에 사용되는 플렉소 잉크 조성물은 수성우레탄 수지; 다가 알코올; 증류수; 안료; 보조수지; 및 첨가제를 포함한다. 여기서, 상기 플렉소 잉크 조성물은 유기용제 및 VOC 물질을 사용하지 않으며 플렉소 인쇄에 사용되며, 상기 플렉소 잉크 조성물은 상기 플렉소 잉크 조성물 100 중량%에 대하여 수성우레탄 수지 28 중량% 내지 30 중량%, 다가 알코올 12 중량% 내지 15 중량%, 증류수 22 중량% 내지 25 중량%, 안료 18 중량% 내지 20 중량%, 보조수지 5 중량% 내지 8 중량% 및 첨가제 3 중량% 내지 5 중량%를 함유한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 포장재 인쇄용 플렉소 잉크를 제조하는 방법은 플렉소 잉크 조성물 100 중량%를 기준으로 하여, 수성우레탄 수지 28 중량% 내지 30 중량%, 다가 알코올 12 중량% 내지 15 중량%, 증류수 22 중량% 내지 25 중량% 및 안료 18 중량% 내지 20 중량%를 혼합하여 1시간 동안 PREMIXING 한 후 4시간 내지 5시간동안 다이노밀 작업하는 단계; 상기 다이노밀 작업된 혼합물에 보조수지 5 중량% ~ 8 중량%를 첨가하여 2시간 내지 3시간 동안 다이노밀 작업하는 단계; 및 상기 2시간 내지 3시간 동안 다이노밀 작업된 혼합물에 첨가제 3 중량% ~ 5 중량%를 혼합하여 상기 플렉소 잉크를 제조하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 플렉소 잉크는 유기용제 및 VOC 물질을 사용하지 않으며, 상기 포장재는 상기 플렉소 잉크를 플렉소 인쇄로 인쇄함에 의해 제조된다.
본 발명에 따른 플렉소 잉크는 물을 주성분으로 하고 수성우레탄 수지 및 다가 알코올을 사용하며, 그 결과 상기 플렉소 잉크는 라이네이트가 가능한 필름, 예를 들어 식품 포장재용 필름에 플렉소 인쇄를 통하여 인쇄가 가능할 수 있다.
도 1은 그라비아 인쇄를 도시한 도면이다.
도 2는 플렉소 인쇄를 도시한 도면이다.
도 2는 플렉소 인쇄를 도시한 도면이다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 발명은 유기용제를 사용하지 않으며 라미네이트가 가능한 필름에 사용되는 친환경 잉크(수성 잉크) 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로, VOC 규제 물질을 사용하지 않고 증류수를 메인으로 하여 제조될 수 있다. 따라서, 상기 잉크는 인체에 유해하지 않고 친환경적이다. 한편, 상기 친환경 잉크가 플렉소 인쇄에 사용된다는 점에서 플렉소 인쇄를 명명될 수 있다.
이러한 플렉소 인쇄는 그라비아 인쇄와 달리 잉크를 희석하지 않고 잉크 원액 그대로 사용하며, 따라서 희석율에 따른 제품 편차가 없는 장점이 있다. 즉, 상기 플렉소 인쇄는 일반적인 그라비아 인쇄와 방식이 다르며, 따라서 그라비아 인쇄를 위해 사용되는 그라비아 잉크와 성분 및 특성이 다르다.
그라비아 인쇄는 도 1에 도시된 바와 같이 실린더의 그라비아 잉크가 기재(필름)로 바로 인쇄되는 반면에, 플렉소 인쇄는 도 2에 도시된 바와 같이 실린더의 잉크가 야니록스를 통하여 판동(이미지를 구현할 수 있는 수지판)으로 이동한 후 상기 판동에서 기재(필름)로 인쇄된다. 이 때, 상기 그라비아 인쇄는 오목 인쇄 방식인데 반하여, 상기 플렉소 인쇄는 볼록 인쇄 방식이다.
기존의 수성 잉크가 라미네이트가 가능한 필름(예를 들어 포장재용 필름)의 물성을 만족시키기 어려워서, 포장재 제조시 주로 유기용제를 사용하는 그라비아 잉크를 그라이바 인쇄를 인쇄하여 포장재를 제조하였다.
그러나, 이러한 그라비아 잉크가 유기용제로 VOC 규제 물질인 톨루엔을 사용하여 인체에 유해한 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 본 발명은 인체에 무해하며 라미네이트가 가능한 필름을 사용하는 포장재의 물성을 만족시킬 수 있는 수성 잉크를 제안하며, 이러한 수성 잉크를 플렉소 인쇄로 인쇄하여 포장재를 제조할 수 있다.
상기 수성 잉크에 그라비아 인쇄를 적용하고자 하여도 그라비아 인쇄가 건조능력이 불충분하기 때문에 높은 건조력이 요구되는 수성 잉크에 상기 그라비아 인쇄를 적용하기 어렵다. 물을 메인으로 사용하는 수성 잉크는 용제 타입의 잉크에 비해 건조가 느려 건조 시설이 충분해야 하기 때문이다.
또한, 플렉소 인쇄에 사용되는 판동(수지판)은 휘발성 유기용제에 의해 손상이 될 수 있어서 휘발성 유기용제를 사용할 수 없으며, 따라서 플렉소 인쇄를 적용하기 위해서는 휘발성 유기용제를 사용하지 않아야한다.
따라서, 본 발명은 휘발성 유기용제를 사용하지 않으면서 포장재의 물성을 만족시킬 수 있는 친환경적인 수성 잉크를 건조 조건이 우수한 플렉소 인쇄를 이용하여 인쇄하는 기술을 제안한다.
현재까지 포장재용 잉크는 그라비아 잉크뿐이고 그라비아 인쇄만 적용 가능하였으며, 수성 잉크 및 플렉소 인쇄를 라미네이트가 가능한 포장재에 사용하는 것은 처음이다. 기존 플렉소 인쇄는 주로 잉크가 스며드는 종이와 같은 박스 또는 간단한 인쇄로 후공정이 없는 제품에만 사용되고 있으며, 라미네이트가 가능한 포장재에 사용된 적이 없다.
이러한 수성 잉크를 플렉소 인쇄로 인쇄하면 탄소 배출량이 거의 없는 친환경적인 포장재를 제조할 수 있으며, 따라서 작업자 및 소비자에게 환경 측면에서 이상적일 수 있다.
이하, 본 발명의 라미네이트가 가능한 필름에 적용 가능한 친환경 잉크에 대하여 구체적으로 살펴보겠다.
본 실시예의 라미네이트가 가능한 필름에 사용되는 친환경 잉크는 수성우레탄 수지, 다가 알코올, 증류수, 안료(착색제), 보조수지 및 첨가제를 함유할 수 있다. 즉, 상기 친환경 잉크는 알코올이 포함된 수성 잉크 조성물이다.
일 실시예에 따르면, 상기 친환경 잉크는 상기 친환경 잉크 100 중량%에 대하여, 수성우레탄 수지 28 중량% ~ 30 중량%, 다가 알코올 12 중량% ~ 15 중량%, 증류수 22 중량% ~ 25 중량%, 안료 18 중량% ~ 20 중량%, 보조수지 5 중량% ~ 8 중량% 및 기타 첨가제 3 중량% ~ 5 중량%를 포함할 수 있다.
상기 수성우레탄 수지는 상기 안료의 분산 및 접착력을 유지시킬 수 있으며, 위의 범위를 벗어나는 경우 건조가 늦어지고 블로킹 현상이 발생할 수 있다.
상기 다가 알코올은 2개 이상의 수산기(-OH)를 가지며, 물에 녹을 수 있는 용제이다. 예를 들어, 상기 다가 알코올로는 에틸렌글리콜(HOCH2CH2OH) 또는 글리세롤(HOCH2CH(OH)CH2OH)일 수 있다.
또한, 상기 안료는 색상을 표현하기 위한 물질로, TiO2, Organic Pigment, Solvent Dye, Carbon Black 등이 사용되어질 수 있다. 다만, 상기 안료는 플렉소 인쇄에 사용될 수 있으면 특별히 제한되지는 않는다.
이러한 안료를 18 중량% 미만 사용시 상기 친환경 잉크의 색상이 약해지고, 20 중량% 초과 사용시 상기 친환경 잉크의 색상이 너무 진해져서 원하는 색상을 재현하기가 어렵다.
상기 보조수지 및 상기 첨가제는 판동(수지판)에 영향을 주지 않는 물질이며 내열성, 내스크래치성, 내슬립성, 내유성, 내수성 등을 보강하는 역할을 수행할 수 있다.
특히, 상기 보조수지 및 상기 첨가제는 후가공(T-DIE,NSDL(non solvent dry lamination))이 가능하도록 설계되었다. 또한, 상기 수성우레탄 수지, 상기 보조수지 및 상기 첨가제는 수성타입으로 물의 높은 표면장력을 필름(OPP, PET 등)에 적용시키기 위해 상기 친환경 잉크의 표면 장력을 저하시키도록 설계되었다.
상기 보조수지 또는 상기 첨가제가 각기 8 중량% 또는 5 중량%를 초과시 재료비를 상승시키고 상기 수지판에 영향을 주어 상기 친환경 잉크의 물성이 저하될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 보조수지로는 수성 폴리에스테르 수지가 사용될 수 있으며, 상기 첨가제로는 가교제(Crosslinking Agent)가 사용될 수 있다.
이러한 친환경 잉크의 제조 과정을 살펴보면, 상기 플렉소 잉크는 수성우레탄 수지 28 중량% ~ 30 중량%, 다가 알코올 12 중량% ~ 15 중량%, 증류수 22 중량% ~ 25 중량% 및 안료 18 중량% ~ 20 중량%를 혼합하여 1시간 동안 PREMIXING 한 후 4시간 내지 5시간동안 다이노밀 작업하는 단계; 상기 다이노밀 작업된 혼합물에 보조수지 5 중량% ~ 8 중량%를 첨가하여 2시간 내지 3시간 동안 다이노밀 작업하는 단계; 및 상기 2시간 내지 3시간 동안 다이노밀 작업된 혼합물에 첨가제 3 중량% ~ 5 중량%를 혼합함에 의해 제조될 수 있다. 상기 성분들의 비율은 상기 친환경 잉크 조성물 100 중량%에 대한 비율이다.
이하, 본 발명의 친환경 잉크의 실험 결과를 살펴보겠다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
실시예1
1) 수성우레탄 수지 30 중량%, 다가 알코올 15 중량%, 증류수 25 중량%, 안료 20 중량%을 혼합하여 1시간 동안 PREMIXING 한 후 4시간 내지 5시간동안 다이노밀 작업하는 단계; 2) 상기 1)의 혼합물에 보조수지 5 중량%를 첨가하여 2시간 내지 3시간 동안 다이노밀 작업하는 단계; 및 3) 상기 2)의혼합물에 첨가제 5 중량%를 혼합하여 잉크를 제조한다. 상기 첨가제로는 가교제가 사용되었다.
비교예1
1) 수성우레탄 수지 35 중량%, 다가 알코올 12 중량%, 증류수 25 중량%, 안료 20 중량%을 혼합하여 1시간 동안 PREMIXING 한 후 4시간 내지 5시간동안 다이노밀 작업하는 단계; 2) 상기 1)의 혼합물에 보조수지 5 중량%를 첨가하여 2시간 내지 3시간 동안 다이노밀 작업하는 단계; 및 3) 상기 2)의혼합물에 기타 첨가제 5 중량%를 혼합하여 잉크를 제조한다. 상기 첨가제로는 가교제가 사용되었다.
비교예2
1) 수성우레탄 수지 30 중량%, 다가 알코올 12 중량%, 증류수 22 중량%, 안료 20 중량%을 혼합하여 1시간 동안 PREMIXING 한 후 4시간 내지 5시간동안 다이노밀 작업하는단계; 2) 상기 1)의 혼합물에 보조수지 10 중량%를 첨가하여 2시간 내지 3시간 동안 다이노밀 작업하는 단계; 및 3) 상기 2)의혼합물에 기타 첨가제 10 중량%를 혼합하여 잉크를 제조한다. 상기 첨가제로는 가교제가 사용되었다.
실시예1과 같이 정상 범위로 제조된 상기 수성 필름용 플렉소 잉크는 건조, 인쇄성, 농도, 접착성 양호하며, 즉 상기 플렉소 인쇄에 적합하도록 물성을 만족시켰다.
비교예1과 같이 수성우레탄수지가 정상 범위를 벗어난 경우, 상기 플렉소 잉크의 분산력은 우수하나 건조가 늦어지고 블로킹 현상이 발생하였다.
비교예2와 같이 보조수지, 첨가제의 비율이 높아졌을시, 상기 플렉소 잉크의 원재료비가 높아지고 상기 수지판에 영향을 주어 상기 플렉소 잉크의 물성을 저하시켰다.
한편, 전술된 실시예의 구성 요소는 프로세스적인 관점에서 용이하게 파악될 수 있다. 즉, 각각의 구성 요소는 각각의 프로세스로 파악될 수 있다. 또한 전술된 실시예의 프로세스는 장치의 구성 요소 관점에서 용이하게 파악될 수 있다.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
Claims (3)
- 라미네이트가 가능한 필름에 사용되는 플렉소 잉크 조성물에 있어서,
수성우레탄 수지;
다가 알코올;
증류수;
안료;
보조수지로서 수성 폴리에스테르 수지; 및
첨가제를 포함하되,
상기 플렉소 잉크 조성물은 플렉소 인쇄에 사용되며,
상기 플렉소 잉크 조성물은 상기 플렉소 잉크 조성물 100 중량%에 대하여 수성우레탄 수지 28 중량% 내지 30 중량%, 다가 알코올 12 중량% 내지 15 중량%, 증류수 22 중량% 내지 25 중량%, 안료 18 중량% 내지 20 중량%, 보조수지 5 중량% 내지 8 중량% 및 첨가제 3 중량% 내지 5 중량%를 함유하고,
상기 보조수지 및 상기 첨가제는 플렉소 인쇄를 위해 사용되는 판동에 영향을 미치지 않으며 상기 플렉소 잉크 조성물의 표면 장력을 저하시키는 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 플렉소 잉크 조성물. - 제1항에 있어서 상기 플렉소 잉크 조성물은 라미네이트가 가능한 포장재 제조를 위해 사용되는 잉크인 것을 특징으로 하는 플렉소 잉크 조성물.
- 포장재 인쇄용 플렉소 잉크를 제조하는 방법에 있어서,
플렉소 잉크 조성물 100 중량%를 기준으로 하여, 수성우레탄 수지 28 중량% 내지 30 중량%, 다가 알코올 12 중량% 내지 15 중량%, 증류수 22 중량% 내지 25 중량% 및 안료 18 중량% 내지 20 중량%를 혼합하여 1시간 동안 PREMIXING 한 후 4시간 내지 5시간동안 다이노밀 작업하는 단계;
상기 다이노밀 작업된 혼합물에 보조수지로서 수성 폴리에스테르 수지 5 중량% ~ 8 중량%를 첨가하여 2시간 내지 3시간 동안 다이노밀 작업하는 단계; 및
상기 2시간 내지 3시간 동안 다이노밀 작업된 혼합물에 첨가제 3 중량% ~ 5 중량%를 혼합하여 상기 플렉소 잉크를 제조하는 단계를 포함하되,
상기 포장재는 상기 플렉소 잉크를 플렉소 인쇄로 인쇄함에 의해 제조되고,
상기 보조수지 및 상기 첨가제는 플렉소 인쇄를 위해 사용되는 판동에 영향을 미치지 않으며 상기 플렉소 잉크 조성물의 표면 장력을 저하시키는 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 플렉소 잉크 제조 방법.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020220068073A KR102527421B1 (ko) | 2022-06-03 | 2022-06-03 | 라미네이트가 가능한 필름에 사용되는 플렉소 잉크 및 이를 제조하는 방법 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20120043931A (ko) | 2010-10-27 | 2012-05-07 | 삼성전자주식회사 | 플렉소 인쇄용 잉크 조성물 |
| KR20210042200A (ko) * | 2019-10-08 | 2021-04-19 | (주)성보잉크 | 수성 타입 라미네이트용 잉크 및 이를 제조하는 방법 |
| JP2021169547A (ja) * | 2020-04-14 | 2021-10-28 | 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 | 水性グラビアまたはフレキソインキ、およびその利用 |
-
2022
- 2022-06-03 KR KR1020220068073A patent/KR102527421B1/ko active IP Right Grant
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