KR200338521Y1

KR200338521Y1 - 대형플로터 출력용 원단

Info

Publication number: KR200338521Y1
Application number: KR20-2003-0032131U
Authority: KR
Inventors: 이상기
Original assignee: 이상기
Priority date: 2003-10-14
Filing date: 2003-10-14
Publication date: 2004-01-16

Abstract

본 고안은 현수막등의 대형 프린트 광고물의 인쇄에 사용되는 다양한 형태의 대형 플로터에 폭넓게 적용할 수 있는 대형플로터 출력용 원단에 관한 것으로서,

즉, 수용성 Pigment Ink 및 Oil Base Pigment Ink가 완벽하게 안착되어 실·내외 디스플레이, 현수막, 간판 등으로 사용 시 내수성, 내구성, 내알칼리성, 내산성에 강해 잉크의 변형이 일어나지 않도록 코팅층을 형성한 대형플로터 출력용 원단에 관한 것이다.

Description

대형플로터 출력용 원단{a large plotter output fabric}

기본적으로 대형 프린터의 출력에서 옥내·외 소재는 출력시 잉크가 번지지 않고, 출력시 피딩에 문제가 없어야 하고, 출력시 소재에 좌·우 말림 현상이 없어야 하고, 출력 후 건조 속도가 빨라야 하고, 출력 후 칼라가 선명하게 살아야 하며, 출력 후 옥내·외에서 우수한 내수성 및 내구성을 가져야 하는 특성이 있어야한다.

이러한 특성을 가지는 원단의 개발과 사용을 위해 잉크제의 개발과, 원단표면의 처리 방법 등이 이루어지고 있는데 관련기술을 살펴보면,

특허등록번호 제0340241의 경우 HLB값이 1∼10사이의 계면활성제를 코팅약품의 주요 구성요소로 사용하여 내수성을 극복하려 하였으나 완전한 해결을 이루지 못하였다.

상기 특허에 있어서 친수성 폴리우레탄수지, 친수성 폴리비닐 알콜수지, 친수성 아크릴수지로 어느 하나의 친수성 단량체의 몰비가 20∼60%로 이루어질 경우 인쇄된 원단이 시멘트 벽면에 밀착되어 있을 경우 빗물에 의해 코팅 층이 씻겨나가는 단점이 있었다. 즉, 빗물은 시멘트 벽면에 떨어지면서 빗물의 성분이 알칼리로 바뀌기 때문에, 친수성단량체의 몰비가 18%이상인 수지를 사용하면, 수불용성이던 친수성 아크릴수지가 알칼리와 반응하여, 수용성 수지로 바뀌면서 빗물에 씻겨 나가게 된다. 이는 옥외용 소재로서 가장 큰 단점이며, 제품 판매 후에 크래임을 맞는 등 시장에 악역향을 미치는 결과를 초래하고 있다.

이상과 같이 종래의 기술에서 나아가 현시점에서는 옥외에 사용되는 대형 인쇄용 원단의 사용량이 늘어나면서 외부의 환경 변화에 보다 잘 적응하기 위하여 내알칼리성과 내산성의 중요성을 보다 크게 인식되고 있는 실정이다.

또한, 대형 플로터는 종래에는 수용성 Pigment Ink를 주로 사용하여 왔으나, 지금은 Oil Base Pigment Ink를 사용하는 비중이 늘어나고 있어, 수용성 Pigment Ink와 Oil Base Pigment Ink를 동시에 사용 가능한 원단이 절실히 요구되고 있는반면, 기존의 기술은 수용성에 초점을 맞추었기 때문에, Oil Base Pigment Ink를 사용 시 건조가 용이하지 못하여 출력 후 잉크가 묻어나거나, 빗물에 씻기거나, 칼라가 선명하지 못하고, 오일이 스며나와 오일 띠를 형성하는 등에 심각한 문제가 발생되고 있다.

이에 수용성 Pigment Ink와 Oil Base Pigment Ink를 동시에 사용 가능하면서도, 내알칼리성과 내산성이 우수한 코팅층을 이루어 빗물 등으로 인한 환경의 변화에 따라 인쇄 부분이 변형되지 않는 대형 플로터용 원단의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 원단에 친수성 단량체의 몰비가 5∼18%이고, 전체의 중량비가 15∼40%의 함량으로 이루어지는 유기 용제형 수지와, 실리카(SiO2)와, 친수친유기 평형값(HLB)이 존재하지 않는 미네랄 오일류, 지방산류와, 유기용제로 이루어진 코팅층을 구성하여 알칼리성과 산성에 강하여 출력 후 재접착이 일어나지 않고, 수분에 인쇄층이 녹거나, 박리현상이 전혀 일어나지 않으면서도, 수용성 Pigment Ink와 Oil Base Pigment Ink를 동시에 사용할 수 있는 대형 플로터 출력용 원단을 제공하는 것에 그 기술적 과제를 두고 창안한 것이다.

도1은 종래의 기술을 보여주는 단면도

도2는 본 고안의 코팅 층의 구성도

도3은 본 고안의 바람직한 일 실시예를 보여주는 코팅입자 부분 단면도

■ 도면의 주요부분에 사용된 주요부호의 설명 ■

101 : 오일 102 : 안료

103 : 수지 고형분 104 : 실리카

도1은 종래의 기술을 보여주는 단면도이고, 도2는 본 고안의 코팅 층의 구성도이며, 도3은 본 고안의 바람직한 실시예를 보여주는 코팅입자 부분 단면도로서 본 고안 대형 플로터 출력용 원단의 구성과 작용을 상세히 설명하면,

우선 구성 요소들의 기능 및 작용을 살펴보면,

본 고안에 있어서의 친수성 우레탄수지와 친수성 아크릴수지는 원단 표면에 실리카(SiO2)의 접착력을 높이고, 수지자체의 흡수력으로 안료의 안착력을 높여 주는 작용을 한다. 친수성 단량체의 몰비는 5%~18%로 구성하는데 그 이유는 5%이하이면 흡수력이 현저히 떨어져서 잉크가 번지는 현상이 발생하며, 친수성 단량체의 몰비가 18%이상이면 시멘트 벽에 걸린 광고물에 비가 내렸을 경우 시멘트와 반응하여 알칼리로 변한 빗물과 수불용성이던 친수성 아크릴수지가 상호 반응하여, 수용성 수지로 바뀌면서 빗물에 씻겨 나가게 된다. 따라서 시멘트벽면에 부착 시 비가 와도 알칼리에 강하게 하기 위하여 친수성 단량체의 몰(mole)비를 5∼18%로 하여, 최소의 친수성을 유지할 수 있도록 해야 한다.

그리고 친수성 아크릴수지는 단독으로 사용할 때와, 친수성 우레탄수지를 혼합하여 사용할 때로 구분된다. 친수성 우레탄수지는 접착력을 향상시켜 박리현상이 일어나지 않게 할 수 있다. 따라서, 단독 사용 시는 원단의 특징을 고려하여 약품을 배합하여야 하며, 상기와 동일한 비율 내에서 행하면 된다.

실리카(SiO2)는 수용성 Pigment Ink나 Oil Base Pigment Ink를 흡수하는 기능을 하며, 흡수량이 커서 잉크 번짐을 방지하는 역할과 발색을 내는 기능을 한다. 또한 PH7의 중성에 가까운 것이 바람직하고, 흡유량은 원단의 물 흡수능력과 관계가 있으므로 물 흡수가 높은 것일수록 실리카 자체의 흡수력은 낮은 것을 쓰는 것이 바람직하다.

미네날 오일류, 지방산류는 HLB(친수친유기 평형값)을 전혀 갖지 않는 것으로, 전체중량비가 3∼15%로 하고, 제품종류에 따라 적절한 양을 혼합하여 사용하여야 한다. 미네날 오일류 및 지방산류는 방수기능과 함께, 수용성 피그먼트 잉크(Pigment Ink)나 오일 피그먼트 잉크(Pigment Ink)의 안료 입자를 물이나 비로부터 지켜주는 역할을 하는 것이다. 또한 수지에 포함된 친수성 단량체의 보호 역할도 한다. 즉, 안료의 인쇄시 비중의 차이로 미네날 오일류와, 지방산류는 안착된 안료의 외측을 감싸게 되어 물이나 비로부터 보호역할을 하게 되는 것이다.

메탄올, 이소프로필 알콜, 톨루엔, 초산에틸 등을 혼합 또는 단독으로 제품의 특성에 따라 구성되는 유기용제는 약품의 점도와 제품의 색상 및 용도에 따라 전체의 중량비를 45∼70%를 가지면 된다.

상기 구성물을 혼합한 혼합물을 각종 원단에 나이프코팅, 콤마코팅을 코팅속도 분당 40야드 정도로 행하여 내수성, 내알칼리성이 높은 대형 플로터 출력용 원단의 생산이 이루어지게 되는 것이다.

<종래 원단코팅에 있어서의 고팅액 배합비율>

구 분	종래 실시예 1	종래 실시예 2	종래 실시예 3
수 지	종 류	폴리비닐알콜수지(친수성단량체몰비 45%)	폴리아크릴수지(친수성단량체몰비 60%)	폴리우레탄수지(친수성단량체몰비 20%)
수 지	함 량	55%	20%	60%
흡수충진제	종 류	실리카	탈 크	경 탄
흡수충진제	함 량	20%	50%	35%
기타첨가제	종 류	계면활성제(HLB3.5)	계면활성제(HLB 10)	계면활성제(HLB 1)
기타첨가제	함 량	25%	30%	5%

종래기술을 보여주고 있는 도1과 도1의 구성을 가지는 종래의 배합비율을 보여주는 상기의 표를 참고로 하여 설명하면,

도 1에서의 구조는 실리카(흡수충진제)위에 친수성 수지 고형분이 있고, 그 위에 소수성 계면활성제가 자리잡고 있으며, 안료입자가 소수성 계면활성제에 부착되어 있는 구조를 이루고 있다. 계면활성제의 둥근 부분은 친수성을 나타내므로 친수성 고형분 수지와 결합하고 있어, 계면활성제의 친수친유기 평형값(HLB)이 굉장히 높을 것임을 알 수가 있고 친수친유기 평형값(HLB)이 있으므로 내수성이 떨어짐을 알 수 있다. 뿐만 아니라 친수성수지 또한 상기에서 설명한 바와 같이 친수성 단량체의 몰비가 18%이상 이어서 비가 시멘트 벽면에 떨어저 알칼리 성분으로 바뀌어 수불용성이던 아크릴 수지가 알칼리와 반응하게 되면, 수용성수지로 바뀌면서 비에 의해 수지가 녹아내리는 현상이 발생하는 것이다.

<본 고안원단의 코팅액 배합비율 실시예>

구 분	실시예 1	실시예2	실시예3
수 지	종 류	폴리아크릴수지(친수성단량체몰비 7%)	폴리우레탄수지(친수성단량체몰비 18%)	폴리아크릴수지+폴리우레탄수지 (친수성단량체 몰비가 각각 9%, 18%))
수 지	함 량	전체중량의 20%	전체중량의 30%	전체중량에 각각 26%, 4%
실리카	종 류	SiO₂	SiO₂	SiO₂
실리카	함 량	전체중량의 4.5%	전체중량의 5%	전체중량에 6%
미네랄오일,지방산류	종 류	미네랄오일	미네랄오일	미네랄오일,지방산류
미네랄오일,지방산류	함 량	전체중량의 15%	전체중량의 10%	전체중량의 각각 4%, 3%
유기용제	종 류	메탄올(CH₃OH)	이소프로필 알콜	메탄올+톨루엔
유기용제	함 량	전체중량의 60.5%	전체중량의 55%	전체중량의 각각 47%, 10%

도2,3과 상기와 같이 본 고안의 배합비율을 참고로 하여 설명하면, 수지는 종래의 기술에서 이룰 수 없었던, 친수성단량체의 몰비가 20% 이내로 사용하여, 친수성단량체의 몰비를 최소화하였으며, 종래와는 달리 계면활성제를 사용하지 않아 내수성이 떨어짐을 개선하였다. 도 3에 도시된 바와 같이 실리카(흡수충진제)(104)표면 및 Pore에 친수성 수지 고형분(103)과 미네랄오일류(101) 및 지방산류(101)가 고르게 분포되어 있음을 보여준다. 이때 수용성 피그먼트 잉크(Pigment Ink)(102)가 실리카(흡수충진제)(104)에 떨어지면, 실리카(흡수충진제)(104)에 남아있는 표면 및 Pore로 물과 안료입자를 흡수하며, 일부의 안료입자(102)는 친수성 수지 고형분(103)에 붙고, 미네랄 오일(101)과 지방산(101)이 물이 기름에 뜨는 원리로 안료(102)의 표면을 감싸게된다. 그리하여 실리카(흡수충진제)와 친수성 수지 고형분이 번짐을 잡아주고, 미네랄 오일과, 지방산류가 방수효과와, 출력 후 색상을 유지시켜 안정적인 결과물을 얻을 수 있는 것이다. 다른 실시예로 Oil Base PigmentInk가 실리카(흡수충진제) 표면에 떨어지면, 상기와 같이 실리카(흡수충진제)에 남아있는 표면 및 Pore에서 안료입자와 오일을 흡수하며, 일부는 친수성 수지 표면에 붙고, 미네랄 오일과 지방산은 오일에 기능을 더해 방수기능을 더욱 좋게 하게 되는 것이다. 또한, 원단을 부드럽게 해 주는 역할을 해서, 원단의 특성을 그대로 살릴 수 있는 특징이 있다.

실시 예 3에서는 아크릴수지와 우레탄수지를 결합하여 접착력을 강화시켜 원단과 약품에 박리현상이 전혀 일어나지 않는 것이 특징이다. 특히, 원단의 재질에 따라 박리현상이 전혀 일어나지 않을 수도 있으나 폴리아크릴 수지만을 사용하였을 경우, 잉크에 따라 잉크가 PH10이상의 알칼리성인 것도 있어 아크릴 수지의 경우 노화가 일어나 박리현상이 발생한다.

상기 언급한 바와 같이

친수성 우레탄수지, 친수성 아크릴수지를 혼합 또는 어느 하나로 이루어지고, 친수성 우레탄수지, 친수성 아크릴수지의 친수성 단량체의 몰비가 5∼18%를 가지며, 전체의 중량비가 15∼40%의 함량으로 이루어지는 유기 용제형 수지와,

전체의 중량비가 3∼15%의 함량으로 이루어지는 실리카(SiO2)와,

친수친유기 평형값이 존재하지 않는 것을 특징으로 하며, 혼합 또는 어느 하나로, 전체의 중량비가 3∼15%의 함량으로 이루어지는 미네랄 오일류, 지방산류,

유기용제는 (메탄올,톨루엔,이소프로필알콜,초산에틸 등) 제품의 용도에 따라 전체배합 시 중량비가 45∼70%의 함량으로 혼합된 약품을 합성섬유원단, 면, 나일론 등에 나이프코팅 또는 콤마코팅을 이용하여 만들어지는 대형 플로터용 원단을 제공할 경우 앞서 말한 바와 같이 안료침착 후 보다 강역한 내수성 내알칼리성을 가지게 할 수 있는 원단의 제공이 가능하게 되는 것이다.

상기와 같이 혼합하여 각종 천에 코팅을 하며, 이때 코팅 방법을 다음과 같다.

1. 용도에 맞는 원단을 연폭하여 준비를 한다.

2. 코팅기기에 나이프를 선택하여 장착한다. (원단에 따라 다르게 적용해야 만이 더욱 좋은 결과를 얻을 수 있음.)

3. 적절한 장력을 맞추어야 한다. (장력은 원단의 코팅량을 결정하는 역할도 하므로 중요하다.)

4. 약품을 원단위 나이프 앞에 투입한다. (약품 투입 전까지 반드시 코팅기기의 속도는 적정하게 조정되어 있어야 불량을 최소화할 수 있다.)

5. 코팅기기의 속도를 일정하게 하여야 한다. (통상적인 속도는 분당 40야드 정도가 알맞다.)

6. 코팅 시 기기의 폭에 따라 건조 속도가 틀리므로, 80∼180℃까지 열풍을 이용한 건조를 하여도 무방하다.

7. 재단공정은 합성섬유의 경우 열 나이프를 이용하여야 하며, 면 종류의 것은 일반 나이프를 이용하여 재단하는 것이 바람직하다. 단 실이 빠질 수 있으므로, 수지나 뒷면에 별도의 코팅을 해 주는 것이 좋다.

도 2에 도시된 바와 같이 원단에 코팅되는 구성체들의 건조후와 건조전의 상태를 살펴보면 코팅된 상태의 경우 실리카 전체에 상기 유기용제의 작용으로 수지와 오일이 존재하고 있으나 건조후의 경우 실리카에 수지고형분의 상태로 오일과 함께 구성되어 있게 되는 것이다.

이 상태에서 안료가 투입되면 도3에 도시된바와 같이 오일은 수지 뿐만 아니라 안료에도 보호막을 형성하게 되고, 수지의 경우 안착력을 높이게 되는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 고안 대형 플로터출력용 원단을 통하여

친수기가 있는 계면활성제를 전혀 사용하지 않고 친수친유기 평형값(HLB)이 존재하지 않는 미네랄 오일류, 지방산류를 사용하고,

친수성 아크릴수지 및 친수성 우레탄수지의 친수성단량체의 몰비를 18%이하로 구성하여 시멘트벽과 반응한 빗물에 쉽게 씻겨 나가게 되는 것을 막을 수 있게 되는 등, 옥내·외 광고용 소재로 대형 플로터 출력이 용이하여, 옥내외에 가리지 않고 내수성 내알칼리성이 대폭 향상된 원단이 제공 가능하게 되었으며, 또한 종래의 기술보다 경제적으로도 저렴할 뿐만 아니라 수용성 Pigment Ink와 Oil Base Pigment Ink를 동시에 사용할 수 있으므로 다양한 사용자의 욕구를 충족시킬 수 있는 그 효과가 다대한 고안이다.

Claims

대형 프린트 광고물의 인쇄에 사용되는 원단에 있어서,

친수성 우레탄수지, 친수성 아크릴수지를 혼합 또는 어느 하나로 이루어지고 전체의 중량비가 15∼40%의 함량으로 이루어지는 유기 용제형 수지와,

전체의 중량비가 3∼15%의 함량으로 이루어지는 실리카와,

혼합 또는 어느 하나로 이루어지고, 전체의 중량비가 3∼15%로 이루어진 오일과,

메탄올, 톨루엔, 이소프로필알콜, 초산에틸 등으로 혼합 또는 어느 하나로 이루어지고, 전체의 중량비가 45∼70%의 함량으로 이루어진 유기용제,

상기 구성요소를 혼합하여 합성섬유원단, 면, 나일론 등에 나이프코팅 또는 콤마코팅을 이용하여 코팅하여 구성되는 것을 포함하는 대형 플로터 출력용 원단
제1항에 있어서,

유기 용제형 수지의 경우 친수성 단량체의 몰비가 5∼18%로 이루어진 것을 포함하는 대형 플로터 출력용 원단.
제1항에 있어서,

오일은 친수친유기 평형값(HLB)을 전혀 갖지 않는 미네랄 오일류, 지방산류 인 것을 포함하는 대형 플로터 출력용 원단.