KR20030026320A - Method of providing a marking on a substrate - Google Patents

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KR20030026320A
KR20030026320A KR10-2003-7000607A KR20037000607A KR20030026320A KR 20030026320 A KR20030026320 A KR 20030026320A KR 20037000607 A KR20037000607 A KR 20037000607A KR 20030026320 A KR20030026320 A KR 20030026320A
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얀 아. 호비오스
디르크 하. 요트. 테우브
이첸 비엘스트라
요란다 하. 에스. 빈켈
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Abstract

본 발명은 경화성 코팅을 구비한 기재에 마킹 또는 이미지를 제공하는 방법에 관한 것이다. 기재에 코팅을 도포한 후, 코팅과 혼합될 수 있는 잉크가 축축한 코팅에 도포된다. 이 잉크는 코팅에 침투되어 경화된다.The present invention relates to a method of providing markings or images on a substrate with a curable coating. After applying the coating to the substrate, ink that can be mixed with the coating is applied to the moist coating. This ink penetrates into the coating and cures.

Description

기재에 마킹을 제공하는 방법{METHOD OF PROVIDING A MARKING ON A SUBSTRATE}METHOOD OF PROVIDING A MARKING ON A SUBSTRATE}

상술한 기재에 마킹 또는 이미지를 제공하는 것은 흔히 탬폰 프린팅(tampon printing)을 통해 실행된다. 탬폰 프린팅의 이점은 많은 컬러의 잉크가 사용될 수 있다는 점이다. 탬폰 프린팅은 컬러 사용시 매우 광범위한 자유를 제공하면서도, 또한 비교적 저렴한 공정이다. 단점이라면 탬폰 프린팅이 기재의 모양과 이미지의 모양에 대해 유연성이 있는 공정이 아니라는 점이다. 이 공정은 편평한 모양의 기재에 사용될 수 있고, 또한 약간 구부러진 모양의 기재에도 사용될 수 있다. 그러나, 일단 다소 복잡한 삼차원의 모양을 갖게 되면, 이 공정을 적용하는 것이 불가능하지는 않지만 매우 어려워진다. 마킹 또는 문자를 새기는 다른 방법은 레이저의 사용을 필요로 한다. 레이저 마킹시, 레이저는 원하는 임의의 방법으로 조절되어 복잡한 표면에도 또한 마킹이 제공될 수 있다. 레이저 마킹은 이 점에서 유연성이 있는 공정이다. 그러나, 레이저 마킹에서는 컬러 선택에 대한 자유가 매우 제한되어 있다. 착색제 중 제한된 수의 안료 때문에 몇 개의 컬러만을 사용할 수 있다.레이저 마킹은 장치의 타입 번호와 같이 기술적으로 문자를 새기는데 대부분 사용된다.Providing markings or images on the above-described substrates is often performed through tampon printing. The advantage of tampon printing is that many colors of ink can be used. Tampon printing is a relatively inexpensive process, while offering a wide range of freedom in color use. The disadvantage is that tampon printing is not a flexible process for the shape of the substrate and the shape of the image. This process can be used for flat shaped substrates and also for slightly curved substrates. However, once you have a rather complex three-dimensional shape, applying this process is not impossible, but very difficult. Other methods of marking or engraving require the use of a laser. In laser marking, the laser can be adjusted in any way desired so that marking can also be provided on complex surfaces. Laser marking is a flexible process in this respect. However, laser marking has very limited freedom for color selection. Only a few colors can be used because of the limited number of pigments in the colorants. Laser marking is most often used for technical writing, such as the type number of a device.

본 발명은 경화성 코팅을 구비한 기재에 마킹을 제공하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of providing marking on a substrate having a curable coating.

본 발명의 목적은 컬러 선택의 높은 자유도를 나타내는 기재의 코팅에 마킹이 제공되는 방법을 제공하는 것으로, 이 방법은 기재와 이미지의 복잡한 모양에 사용한다는 점에서 유연성이 있고, 이렇게 얻어진 마킹 또는 이미지는 높은 내마모성을 갖고 에틸 알콜과 같은 화학 물질에 대해 내성이 있다.It is an object of the present invention to provide a method in which marking is provided on a coating of a substrate that exhibits a high degree of freedom of color selection, which method is flexible in that it is used for the complex shape of the substrate and the image. It is highly wear resistant and resistant to chemicals such as ethyl alcohol.

본 발명은 이러한 목적에 대해, 기재에 코팅을 제공한 후 코팅과 혼합될 수 있는 잉크가 상기 코팅에 제공되고, 이어서 이 잉크는 코팅에 침투하며, 최종적으로 코팅이 경화되는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that for this purpose an ink which can be mixed with a coating after providing a coating on a substrate is provided to the coating, which ink then penetrates the coating and finally the coating cures.

예를 들어, 딥 코팅(dip coating) 또는 스프레이 코팅을 통해 기재에 코팅 용액이 제공된다. 다음으로, 다소 축축한 코팅에 잉크가 제공되고, 이 잉크가 코팅에 침투될 수 있다. 그래서 잉크는 코팅의 표면에 남아있지 않고, 대신 코팅에 침투하여 일정 시간이 지난 뒤 완전히 코팅 내부에 있게 된다. 잉크가 제공되는 순간은 마킹의 품질에 영향을 미친다. 만일 잉크가 지나치게 축축한 코팅에 제공될 경우, 잉크는 밖으로 흘러나가 지저분한 이미지를 얻을 것이다. 그러나, 너무나 오랜 대기 시간 후에 잉크가 제공된다면, 잉크는 코팅 안으로 충분히 침투되지 못할 것이다. 코팅 용액의 용매는 잉크 제공 전 충분히 제거되어, 잉크의 유출이 가능한 한 방지되어야 한다. 따라서, 경화 후 잉크가 쉽게 제거될 수 있는 것으로 알려졌다. 착색제 또는 안료는 완전히 층 내부에 존재하기 때문에, 마킹은 높은 내마모성을 갖는다. 이러한 내마모성은 탬폰 프린팅의 경우보다 훨씬 크다. 이 방법은 사실상 매우 광범위한 컬러의 잉크에 적합하고, 여러 가지 무접촉 스프레잉 기술을 통해 실행될 수 있기 때문에, 3D 표면에도 간단한 방법으로 이미지가 제공될 수 있다.For example, the coating solution is provided to the substrate via dip coating or spray coating. Next, ink is provided in the somewhat damp coating, which ink can penetrate the coating. Thus the ink does not remain on the surface of the coating, but instead penetrates into the coating and is completely inside the coating after a certain time. The moment the ink is provided affects the quality of the marking. If the ink is provided in an overly moist coating, the ink will flow out and get a dirty image. However, if ink is provided after too long a waiting time, the ink will not penetrate sufficiently into the coating. The solvent in the coating solution should be sufficiently removed before ink delivery, so that spillage of the ink should be prevented as far as possible. Therefore, it is known that the ink can be easily removed after curing. Since the colorant or pigment is completely inside the layer, the marking has a high wear resistance. This wear resistance is much greater than for tampon printing. Since this method is suitable for ink of a very wide range of colors in fact and can be implemented through various contactless spraying techniques, images can also be provided in 3D surfaces in a simple manner.

코팅은 잉크 제공 전 건조되는 것이 바람직하다. 최적의 건조 시간은 특히 코팅 유형과 이미지 유형과 무관하다. 이미지가 크고 편평한 표면을 갖는다면, 얇은 선 또는 점을 포함할 때보다 건조 시간이 더 길이야 할 것이다. 이러한 건조 시간은 실온보다 더 높은 온도에서, 또는 강제 건조 (공기 흐름을 통한)의 경우 더 짧아질 것이다.The coating is preferably dried before ink is provided. The optimum drying time is especially independent of the type of coating and the type of image. If the image has a large and flat surface, the drying time will be longer than when it contains thin lines or dots. This drying time will be shorter at temperatures higher than room temperature, or for forced drying (via air flow).

예를 들어, 열에 의한 잉크젯 기술을 통한 잉크젯 공정으로 잉크가 제공되는 것이 바람직하지만, 대안적으로 압전 잉크젯 기술 (piezo ink jet technology)이 가능하다. 일반적인 스프레잉 공정을 또한 사용할 수 있다.For example, although ink is preferably provided in an inkjet process via thermal inkjet technology, alternatively piezo ink jet technology is possible. Common spraying processes can also be used.

잉크의 착색제는 염료를 포함한다. 또한, 유기 착색제 또는 안료를 포함한 잉크를 사용할 수 있다. 유기 잉크는 상업적으로 쉽게 구입할 수 있다는 점이 장점이다. 그러나, 무기 안료 (안료 분산물)를 포함하는 잉크를 또한 사용할 수 있다. 이러한 선택은 코팅 유형에 따라 다르고, 이에 따라 기재의 응용분야에 따라 다르다. 만일 고온에서 사용하도록 설계되었다면, 이에 적합한 코팅은 고온에서 경화될 것이고, 무기 안료는 이러한 분산물에 사용되어야 할 것이다. 유기 안료는 이보다 낮은 온도에서 사용될 수 있는 것이 바람직하다. 잉크 또는 안료 분산물은 코팅과 혼합될 수 있는 한, 물을 원료로 하고/하거나 알콜을 원료로 할 수 있다. 잉크를구비한 코팅보다 먼저 도포된 다른 코팅이나 코팅들을 이미 포함하고 있는 기재를 또한 사용할 수 있다. 이러한 코팅은 물론 서로 혼합될 수 있어야 한다.Colorants of the ink include dyes. It is also possible to use inks containing organic colorants or pigments. The advantage is that organic inks can be easily purchased commercially. However, inks comprising inorganic pigments (pigment dispersions) can also be used. This choice depends on the type of coating and therefore on the application of the substrate. If designed for use at high temperatures, suitable coatings would be cured at high temperatures and inorganic pigments would have to be used in these dispersions. It is preferred that the organic pigments can be used at lower temperatures. The ink or pigment dispersion may be based on water and / or on alcohol as long as it can be mixed with the coating. It is also possible to use substrates which already contain other coatings or coatings applied prior to the ink-based coating. Such coatings should, of course, be able to mix with each other.

본 발명의 바람직한 방법에서 코팅은 졸-겔 공정을 통해 얻어진 졸-겔 용액으로, 상기 졸-겔 용액은 테트라에틸오르쏘실리케이트 (TEOS)와 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란 (GLYMO)을 원료로 한 용액으로, 폴리아미드 기재에 제공된다. 상술된 방법으로 마킹 또는 이미지를 제공하는데 적합한 졸-겔 용액은 WO 98/13434와 WO 98/22548에 알려져 있다.In a preferred method of the present invention, the coating is a sol-gel solution obtained through a sol-gel process, wherein the sol-gel solution is tetraethylorthosilicate (TEOS) and 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (GLYMO). It is a solution which uses as a raw material, and is provided in a polyamide base material. Sol-gel solutions suitable for providing markings or images in the manner described above are known from WO 98/13434 and WO 98/22548.

본 발명의 다른 바람직한 방법에서, 코팅은 졸-겔 공정을 통해 얻어진 졸-겔 용액으로, 상기 졸-겔 용액은 테트라에틸오르쏘실리케이트 (TEOS)와 메틸트리메톡시실란 (MTMS)을 원료로 한 용액으로, 알루미늄 기재에 제공된다.In another preferred method of the invention, the coating is a sol-gel solution obtained through a sol-gel process, wherein the sol-gel solution is based on tetraethylorthosilicate (TEOS) and methyltrimethoxysilane (MTMS). As a solution, it is provided on an aluminum substrate.

본 발명은 코팅을 구비한 적어도 하나의 기재로 형성된 벽부가 있는 물품에 관한 것으로, 상술된 방법에 따라 마킹이 제공되었다.The present invention relates to an article having a wall formed of at least one substrate with a coating, wherein a marking is provided according to the method described above.

본 발명은 다음 예를 참조하여 설명될 것이다.The invention will be explained with reference to the following examples.

(실시예)(Example)

예 1Example 1

이 예는 전기 면도기, 칫솔 등과 같은 가전 제품 또는 개인용 위생 기구의 부분을 형성할 수 있는 폴리아미드(Solvay사의 IXEF)로 제조된 기재로 출발한다. TEOS (테트라에틸오르쏘실리케이트)와 GLYMO (3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란)를 원료로 한 졸-겔 용액이 기재에 제공된다. 이 졸-겔 층은 두께가 약 10㎛이다. 사용된 잉크는 보통 상업적으로 구입할 수 있는 잉크 (예를 들어 HP사)이다. 실온에서의 건조 시간은 약 20분이다. 약 160℃의 온도에서 경화가 일어난다. 기재 위의 이미지는 높은 내마멸성을 나타냈고, 알콜과 MEK (메틸에틸 케톤)에 견디었다.This example starts with a substrate made of polyamide (IXEF from Solvay) that can form part of a household appliance or personal care appliance such as an electric shaver, toothbrush, and the like. A sol-gel solution based on TEOS (tetraethyl orthosilicate) and GLYMO (3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane) is provided on the substrate. This sol-gel layer is about 10 μm thick. The ink used is usually commercially available ink (for example HP). Drying time at room temperature is about 20 minutes. Curing occurs at a temperature of about 160 ° C. The image on the substrate showed high wear resistance and withstand alcohol and MEK (methylethyl ketone).

예 2Example 2

이 예는 전기 이온의 소울판(sole plate)에 사용될 수 있는 것과 같은 알루미늄 기재로 출발한다. 따라서 이 기재는 높은 온도 (350℃)에서 사용하는데 적합해야 한다. TEOS (테트라에틸오르쏘실리케이트)와 MTMS (메틸트리메톡시실란)를 원료로 한 졸-겔 용액이 알루미늄 기재에 제공된다. 사용된 잉크는 물을 원료로 한 Fe2O3안료 분산물이다. 실온에서의 건조 시간은 약 20분이다. 잉크는 잉크젯 기술을 통해 제공된다. 약 350℃의 온도에서 경화가 일어난다. 얻어진 이미지는 내마멸성 요건을 충분히 따른다. 이미지의 안료는 오랫동안 높은 온도 (350℃)에 노출된 후 안료의 컬러를 유지한다.This example starts with an aluminum substrate such as may be used for sole plates of electrical ions. Therefore, the substrate must be suitable for use at high temperatures (350 ° C.). A sol-gel solution based on TEOS (tetraethyl orthosilicate) and MTMS (methyltrimethoxysilane) is provided on an aluminum substrate. The ink used is a Fe 2 O 3 pigment dispersion based on water. Drying time at room temperature is about 20 minutes. Ink is provided through inkjet technology. Curing occurs at a temperature of about 350 ° C. The obtained image fully complies with the wear resistance requirements. The pigments in the image retain their color after long exposure to high temperatures (350 ° C.).

예 3Example 3

이 예에서 사용된 기재의 재료는 아크릴로나이트릴-부타디엔-스타이렌 공중합체 (ABS)이다. 무색 UV 경화성 코팅 {Belticure 사의 무광택 UV 래커 A.5.F.1/ LK.11763 (Schaepman)}이 사용되었다. 이 코팅은 아크릴레이트를 원료로 한다. 이예에 사용된 잉크는 검은색 염료를 에틸 알콜에 용해시켜서 얻는다. 잉크는 잉크젯 프린터를 이용해서 경화되지 않은 코팅에 프린트되었다. 이 코팅은 15분 동안 잉크가 확산된 후 경화되었다. 이 코팅은 악티프린트 UV 터널 (Actiprint UV tunnel)을 이용해서 경화되었다. 코팅 경화 후, 마킹은 높은 내마멸성을 나타냈고 에틸 알콜에 견디었다.The base material used in this example is an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS). A colorless UV curable coating (matte UV lacquer A.5.F.1 / LK.11763 (Schaepman) from Belticure) was used. This coating is based on acrylate. The ink used in this example is obtained by dissolving the black dye in ethyl alcohol. Ink was printed on an uncured coating using an inkjet printer. The coating cured after 15 minutes of ink diffusion. This coating was cured using the Actiprint UV tunnel. After coating curing, the markings showed high wear resistance and tolerated ethyl alcohol.

예 4Example 4

이 예에서 사용된 기재의 재료는 아크릴로나이트릴-부타디엔-스타이렌 공중합체 (ABS)이다. 무색 UV 경화성 코팅 {UV 래커 1322 995 88326 (Eques)}이 사용되었다. 이 코팅은 아크릴레이트를 원료로 한다. 코팅과 기재 사이의 우수한 접착력을 보장하기 위해, 잉크가 코팅에 도포되기 전 10분 동안 코팅이 방치되었다. 이 예에 사용된 잉크는 검은색 염료를 에틸 알콜에 용해시켜서 얻는다. 잉크는 잉크젯 프린터를 이용해서 경화되지 않은 코팅에 프린트되었다. 이 코팅은 프린트 후 30초 동안 경화되었다. 이 코팅은 악티프린트 UV 터널을 이용해서 경화되었다. 코팅 경화 후, 마킹은 높은 내마멸성을 나타냈고 에틸 알콜에 견디었다.The base material used in this example is an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS). A colorless UV curable coating (UV lacquer 1322 995 88326 (Eques)) was used. This coating is based on acrylate. To ensure good adhesion between the coating and the substrate, the coating was left for 10 minutes before the ink was applied to the coating. The ink used in this example is obtained by dissolving black dye in ethyl alcohol. Ink was printed on an uncured coating using an inkjet printer. This coating cured for 30 seconds after printing. This coating was cured using an Actiprint UV tunnel. After coating curing, the markings showed high wear resistance and tolerated ethyl alcohol.

상술한 바와 같이, 본 발명은 컬러 선택의 높은 자유도를 나타내는 기재의 코팅에 마킹이 제공되는 방법을 제공하는 것으로, 이 방법은 기재와 이미지의 복잡한 모양에 사용한다는 점에서 유연성이 있고, 이렇게 얻어진 마킹 또는 이미지는 높은 내마모성을 갖고 에틸 알콜과 같은 화학 물질에 대해 내성이 있다.As described above, the present invention provides a method in which a marking is provided on a coating of a substrate that exhibits a high degree of freedom of color selection, which method is flexible in that it is used for complex shapes of the substrate and an image, and thus the marking obtained. Or the image is highly wear resistant and resistant to chemicals such as ethyl alcohol.

Claims (16)

경화성 코팅을 구비한 기재에 마킹을 제공하는 방법으로,By providing a marking on a substrate with a curable coating, 상기 기재에 코팅을 제공한 후, 상기 코팅과 혼합될 수 있는 잉크가 상기 코팅에 제공되고, 상기 잉크는 이어서 상기 코팅에 침투되며, 최종적으로 상기 코팅이 경화되는 것을 특징으로 하는, 마킹 제공 방법.After providing a coating to the substrate, an ink that can be mixed with the coating is provided to the coating, the ink is subsequently penetrated into the coating, and finally the coating is cured. 제 1항에 있어서, 상기 코팅은 상기 잉크 도포 전 예비 건조되는 것을 특징으로 하는, 마킹 제공 방법.The method of claim 1, wherein the coating is pre-dried prior to application of the ink. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 잉크는 잉크젯 공정을 통해 제공되는 것을 특징으로 하는, 마킹 제공 방법.The method according to claim 1 or 2, wherein the ink is provided through an inkjet process. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 사용된 상기 잉크는 물 원료 및/또는 알콜을 원료의 잉크인 것을 특징으로 하는, 마킹 제공 방법.The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the ink used is ink of water raw material and / or alcohol. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잉크의 착색제는 염료, 유기 또는 무기 안료 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는, 마킹 제공 방법.The method according to any one of the preceding claims, wherein the colorant of the ink comprises a dye, an organic or inorganic pigment, or a combination thereof. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은 열 경화성 코팅인 것을 특징으로 하는, 마킹 제공 방법.The method of claim 1, wherein the coating is a heat curable coating. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은 UV 경화성 코팅인 것을 특징으로 하는, 마킹 제공 방법.6. The method according to claim 1, wherein the coating is a UV curable coating. 7. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은 공기로 경화되는 것을 특징으로 하는, 마킹 제공 방법.The method of any one of claims 1 to 5, wherein the coating is cured with air. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재는 중합체인 것을 특징으로 하는, 마킹 제공 방법.9. The method as claimed in claim 1, wherein the substrate is a polymer. 10. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재의 재료는 금속인 것을 특징으로 하는, 마킹 제공 방법.The marking providing method according to any one of claims 1 to 8, wherein the material of the substrate is a metal. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재의 재료는 세라믹인 것을 특징으로 하는, 마킹 제공 방법.The marking providing method according to any one of claims 1 to 8, wherein the material of the substrate is ceramic. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재의 재료는 목재인 것을 특징으로 하는, 마킹 제공 방법.9. The method as claimed in claim 1, wherein the material of the substrate is wood. 10. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재의 재료는 유리인 것을 특징으로 하는, 마킹 제공 방법.The marking providing method according to any one of claims 1 to 8, wherein the material of the substrate is glass. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은 졸-겔 공정으로 제조된 졸-겔 용액이고, 상기 졸-겔 용액은 테트라에틸오르쏘실리케이트 (TEOS)와 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란 (GLYMO)을 원료로 하고, 폴리아미드 기재에 제공된 것을 특징으로 하는, 마킹 제공 방법.The method of claim 1, wherein the coating is a sol-gel solution prepared by a sol-gel process, wherein the sol-gel solution is tetraethylorthosilicate (TEOS) and 3-glycidyl. A marking-providing method, comprising oxypropyltrimethoxysilane (GLYMO) as a raw material and provided on a polyamide substrate. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은 졸-겔 공정으로 제조된 졸-겔 용액이고, 상기 졸-겔 용액은 테트라에틸오르쏘실리케이트 (TEOS)와 메틸트리메톡시실란 (MTMS)을 원료로 하고, 알루미늄 기재에 제공된 것을 특징으로 하는, 마킹 제공 방법.The method of claim 1, wherein the coating is a sol-gel solution prepared by a sol-gel process, wherein the sol-gel solution is tetraethylorthosilicate (TEOS) and methyltrimethoxysilane. A marking providing method comprising (MTMS) as a raw material and provided on an aluminum substrate. 제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 통해 마킹이 제공된 코팅을 구비한 적어도 하나의 기재로 형성된 벽부가 있는 물품.An article with a wall formed of at least one substrate with a coating provided with a marking by the method of any one of claims 1-15.
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