KR20040002101A

KR20040002101A - 그라비아 인쇄용 잉크 조성물 및 이를 이용한 바닥재

Info

Publication number: KR20040002101A
Application number: KR1020020037466A
Authority: KR
Inventors: 권재호; 도우성; 권기정; 김정일
Original assignee: 한화종합화학 주식회사
Priority date: 2002-06-29
Filing date: 2002-06-29
Publication date: 2004-01-07
Also published as: KR100479636B1

Abstract

본 발명은 그라비아 인쇄용 잉크 조성물 및 이를 이용한 바닥재에 관한 것으로, 아크릴계 수지 10 내지 18중량부, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트계 화합물 8 내지 10중량부, 톨루엔 10 내지 15중량부, 메틸에틸케톤계 화합물 35 내지 45중량부, 크실렌 3 내지 6중량부, 폴리에틸렌계 왁스 2 내지 12중량부, 이소시아네이트 1 내지 4중량부, 및 분산제 0.5 내지 2중량부를 포함하는 그라비아 인쇄용 잉크 조성물, 및 이를 이용한 바닥재에 관한 것이다. 본 발명에 따른 조성물을 이용하여 기존의 그라비아 인쇄법 및 졸스크린법과 비교하여 볼륨감 있는 입체 무늬의 표현을 빠른 속도로 인쇄하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 색의 변형이 적고, 원가를 절감할 수 있다.

Description

그라비아 인쇄용 잉크 조성물 및 이를 이용한 바닥재{Ink compositions for gravure print and material for floor construction using the same}

본 발명은 그라비아 인쇄용 잉크 조성물 및 이를 이용한 바닥재에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 디자인된 여러 가지 모양의 무늬들이 하나의 셀(cell)로 구성되어 인쇄되는 변형 그라비아 롤용 잉크 조성물 및 상기 잉크 조성물로 형성된 볼륨 인쇄층을 포함하는 바닥재에 관한 것이다.

일반적으로 건축용 바닥재는 인간의 실질적인 생활공간이기 때문에 다양한 기능성과 장식성이 요구되어 오고 있다. 이에 종래의 단순한 건물의 바닥 마무리에 그쳤던 바닥재의 역할이 생활수준이 높아지고 주거생활환경이 개선되면서 다양화되고 다중화되고 있다.

종래에 일반적으로 바닥재에 사용해 온 인쇄기법은 크게 3가지로 구분되는데, 먼저 일정한 무늬로 디자인된 인쇄 롤에 잉크를 묻힌 후, 다시 바닥재의 인쇄중지면에 직접 전이시키는 그라비아(gravure) 방식이 있고, 인쇄롤에 묻은 잉크를 폴리에스테르계 필름에 1차적으로 전이시키고, 이렇게 인쇄된 폴리에스테르계 필름을 일정한 온도(100-150??)로 승온된 가열드럼에서 압을 가하여 바닥재 인쇄중지면에 잉크를 전이시키는 전사인쇄(decal comania) 방식이 있다. 그리고 이와는 달리 스크린롤 속에 잉크가 아닌 PVC 졸을 투입시킨 후, 고무 블레이드로 인쇄무늬 홀(hole)로 밀어내어 입체무늬를 인쇄하는 졸 스크린(sol screen) 방식이 있다.

그러나, 그라비아 인쇄의 경우 평면적인 인쇄만이 가능하고, 입자가 큰 분체안료의 인쇄가 어려워 펄안료의 경우 대략 50㎛ 이하의 크기에서만 인쇄가 가능하다는 단점이 있고, 졸 스크린 방식의 경우에는 건조온도가 170?? 이상으로 그라비아 잉크보다 훨씬 높고, 지건성이어서 인쇄 속도가 그라비아 인쇄에 비해 절반도 되지 않는다는 문제점이 있다.

이에 본 발명에서는 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 광범위한 연구를 수행한 결과, 종래의 디자인된 여러 가지 모양의 무늬들이 하나의 셀로 구성되어 인쇄되는 변형 그라비아 롤에 졸 대신 본 발명에 따른 볼륨 잉크 조성물을 사용함으로써 입자가 큰 분체 안료를 빠른 속도로 인쇄하는 것이 가능할 뿐만 아니라 색의 변형이 적고, 졸 스크린과 비교하여 낮은 온도에서 건조가 될 수 있음을 확인하였고, 이를 기초로 하여 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 볼륨감 있는 입체 무늬의 표현을 빠른 속도로 인쇄하는 것이 가능한 그라비아 인쇄용 잉크 조성물을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 그라비아 인쇄용 잉크 조성물을 이용하여 얻어진 바닥재를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 그라비아 인쇄용 잉크 조성물은 아크릴계 수지 10 내지 18중량부, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트계 화합물 8 내지 10중량부, 톨루엔 10 내지 15중량부, 메틸에틸케톤계 화합물 35 내지 45중량부, 크실렌 3 내지 6중량부, 폴리에틸렌계 왁스 2 내지 12중량부, 이소시아네이트 1 내지 4중량부, 및 분산제 0.5 내지 2중량부를 포함한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바닥재는 다수개의 층으로 이루어진 바닥재에 있어서, 상기 잉크 조성물이 도포된 볼륨 인쇄층을 적어도 하나 이상 포함하는 것으로 얻어진다.

도 1은 본 발명에 따른 볼륨 인쇄층을 포함하는 일례의 바닥재의 단면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 볼륨 인쇄층을 포함하는 다른 구체예의 바닥재의 단면도이고,

도 3은 본 발명에 따른 볼륨 인쇄층을 포함하는 또 다른 구체예의 바닥재의 단면도이고,

도 4는 본 발명에 따른 볼륨 인쇄층을 포함하는 또 다른 구체예의 바닥재의 단면도이고,

도 5는 본 발명에 따른 볼륨 인쇄층을 포함하는 또 다른 구체예의 바닥재의 단면도이고,

도 6은 본 발명에 따른 바닥재를 제조하는 일례의 공정도이다.

이하 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

전술한 바와 같이 본 발명은 디자인된 여러 가지 모양의 무늬들이 하나의 셀로 구성되어 인쇄되는 변형 그라비아 롤용 잉크 조성물 및 상기 잉크 조성물로 형성된 볼륨 인쇄층을 포함하는 바닥재에 관한 것이다.

본 발명에서 사용되는 변형 그라비아 인쇄롤은 기존의 그라비아 인쇄에서 사용된 메쉬 롤(mesh roll) 개념을 탈피한 것으로, 디자인된 여러 가지 모양의 무늬들이 하나의 셀로 구성되어 인쇄되는 것이다. 또한, 이 셀의 심도는 기존의 그라비아 롤에서의 50㎛이하 수준보다 깊은 90 내지 150㎛로서 많은 양의 잉크를 부피감 있게 인쇄할 수 있도록 한다. 물론 이런 형태의 변형 그라비아 롤은 이미 벽지업계에서 사용되고 있으나, 본 발명에서는 PVC 졸이 아닌 본 발명에 따른 잉크 조성물을 사용하여 인쇄하므로 종래기술과는 구별된다.

일반적으로 그라비아 인쇄에서는 메틸에틸케톤 용제형 잉크의 점도를 쟌컵 #3호 기준으로 9 내지 12초로 유지하며 인쇄작업을 하나, 본 발명에서는 인쇄의 부피감을 표현하기 위해 점도를 20 내지 30초로 높게 작업하며, 고형분의 함량을 대폭증량시켜 인쇄된 잉크가 건조 후에도 부피감을 그대로 유지할 수 있도록 처방하였다. 또한, 두껍게 형성된 인쇄층으로 인해 발포공정시 발생할 수 있는 기포현상 즉, 건조후에도 잉크층 속에 잔류된 메틸에틸케톤과 같은 유기용제들이 고온의 발포 오븐을 통과할 때, 끓어서 기포불량을 초래하는 문제점을 해결하기 위해 공기 홀을 형성할 수 있는 SiO₂계 충진제와 폴리에틸렌계 왁스를 첨가한 조성물을 이용하여 볼륨 인쇄층을 형성하였다. 상기 볼륨 인쇄층을 형성하기 위한 본 발명에 따른 조성물의 세부적인 배합을 하기에 설명한다.

본 발명에 따른 잉크 조성물은 아크릴계 수지 10 내지 18중량부, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트계 화합물 8 내지 10중량부, 톨루엔 10 내지 15중량부, 메틸에틸케톤계 화합물 35 내지 45중량부, 크실렌 3 내지 6중량부, 폴리에틸렌계 왁스 2 내지 12중량부, 이소시아네이트 1 내지 4중량부, 및 분산제 0.5 내지 2중량부를 포함하고, 상기 메틸에틸케톤계 화합물이 35중량부 미만이면 점도상승으로 인해 인쇄작업이 어려우며, 45중량부를 초과하면 점도가 너무 낮아져 잉크의 볼륨감이 저하되고, 폴리에틸렌계 왁스가 2중량부 미만이면 발포공정시 기포현상이 발생되며, 12중량부를 초과하면 잉크의 제조원가가 상승되는 문제점이 있다.

한편, 상기 조성물은 SiO₂계 충진제 8 내지 15중량부 및 TiO₂7 내지 12중량부를 더욱 포함하여 불투명 잉크 조성물로 사용될 수 있고, 이때 상기 SiO₂계 충진제가 8중량부 미만이면 고형분의 함량이 낮아서 볼륨감이 저하되며, 15중량부를 초과하면 비중이 높은 SiO₂계 충진제가 침전되거나 점도가 급상승하는 문제점이 있다.

또한, 상기 조성물은 에어로졸 0.5 내지 2중량부를 더욱 포함하여 투명용 잉크 조성물로 사용될 수 있다.

상기 조성물은 하기와 같은 과정을 통하여 얻어졌다.

아크릴계 수지를 메틸메타크릴레이트와 하이드록시 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트를 주원료로 하여 열분해 개시제와 메틸에틸케톤계 화합물을 첨가하여반응조 85 내지 90??에서 10시간정도 반응시켜서 얻고, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트는 셀룰로오스 에스테르 코폴리머에 톨루엔과 메틸에틸케톤계 화합물을 첨가하여 상온에서 40분간 교반시켜 얻었다. 상기한 바에 따라 얻어진 잉크 중간체를 혼합하고, 폴리에틸렌계 왁스, TiO₂, SiO₂계 충진제(또는 에어로졸), 반응촉매 등을 첨가하여 상온에서 분산시켜 볼륨 잉크조성물을 제조하였다.

한편, 상기 얻어진 조성물을 반응조에서 각각 유출식 점도계를 사용하여 20 내지 30초의 점도로, 변형 그라비아 롤으로 작업하여 볼륨 인쇄층을 형성하였다. 이는 종래 그라비아 인쇄에서 메틸에틸케톤계 용제형 잉크의 점도를 9 내지 12초로 유지하여 인쇄작업을 진행하는 것과 비교하여 점도가 매우 높은 것이고, 이에 따라 그라비아 인쇄기법과 졸스크린 기법의 단점들을 보완하여 부피감 있는 입체무늬의 표현을 졸스크린 인쇄 보다 2배이상 빠른 속도로 인쇄할 수 있고, 50㎛ 이상 크기의 분체안료도 디자인의 모양대로 인쇄하는 것이 가능하였다.

본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 제조된 조성물들로 형성된 볼륨 인쇄층은 다수개의 층으로 이루어진 바닥재에 적어도 하나 이상 포함될 수 있었다.

통상적으로 바닥재는 하부로부터 하지층, 중간층, 상지층 등이 순차적으로 적층된 구조를 가지며, 도 1-5는 본 발명에 따른 불투명 또는 투명 잉크 조성물로 형성된 볼륨 인쇄층을 바닥재를 구성하는 다수개의 층 내에 적용한 구체예를 도시한 것으로, 기재층을 중심으로 상부층과 하부층으로 구성되며 상부층은 유리 섬유 함침층인 기재층 위에 차례로 발포-인쇄중지층 또는 비발포-인쇄중지층, 인쇄층,볼륨 인쇄층, 투명층, 볼륨 인쇄층, UV층 등을 포함하고, 하부층은 차례로 하지발포층, 하지층, 칩 시트층 또는 부직포층으로 구성되어 있다. 상기 도 1-5에 도시된 바닥재의 구체예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 바닥재가 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 도 6은 바닥재를 제조하는 과정을 도시한 일 구체예로서, 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 조성물로 형성된 볼륨 인쇄층이 다수개의 층으로 이루어진 바닥재에 적어도 하나 이상 포함될 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명에서 사용된 변형 그라비아 롤은 벽지업계에서 이미 사용되고는 있으나, 이는 잉크로 인쇄하는 것이 아니라, PVC 졸을 사용하는 것으로 본 발명과는 차이가 있으며, 본 발명에 따른 잉크 조성물은 메틸에틸케톤과 같은 유기용제로 희석되어 저점도로 사용되는 종래의 그라비아 잉크가 표현할 수 없는 입체적인 인쇄가 가능하며, 많은 양의 잉크를 도포한 후, 오븐을 통과시키는 경우에 기포가 발생되고, 입자가 큰 분체 도료를 그라비아 인쇄로는 인쇄할 수 없었던 단점을 해결하였고, 따라서 기존의 그라비아 인쇄방식에서는 표현이 불가능했던 졸 스크린 질감의 입체적 인쇄뿐만 아니라, 그라비아 롤에서의 한계치였던 50㎛ 이상 크기의 분체안료의 인쇄도 가능하게 하였다.

이하, 하기 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만, 이에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

불투명 잉크 조성물의 제조

불투명 잉크 조성물은 아크릴수지의 합성과 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 용액을 얻는 단계, TiO₂를 밀링(milling)하는 단계, 및 상기 3가지 원료와 SiO₂계 충진제(Talk#600), 폴리에틸렌 왁스(TN-1875)를 혼합 및 촉매반응시키는 3단계로 이루어진다.

아크릴계 합성수지(UAC-106-40D)는 메틸메타크릴레이트와 하이드록시 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트를 주원료로 하여 열분해 개시제와 메틸에틸케톤을 첨가하여 반응조 85 내지 90??에서 10시간정도 반응시켜 얻어지며, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 용액은 셀룰로스 에스테르 코폴리머(제조사: EASTMAN ESTER COPOLYMER)에 톨루엔과 메틸에틸케톤을 첨가하여 상온에서 40분간 교반시켜 얻었다. 상기 합성된 아크릴수지를 TiO₂(상품명 R-902 : 제조사 DUPONT) 및 분산제 BYK-182와 혼합하고 밀링한 후, 상기 아크릴수지, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 밀링된 TiO₂를 혼합하고, 폴리에틸렌계 왁스(TN-1875 : 제조사 CRODA)와 SiO₂계 충진제(Talk #600)를 첨가한 후, 반응촉매(BI-7982 : 제조사 Baxenden)를 첨가하여 상온에서 50분간 분산시켜 불투명 잉크 조성물을 얻었다.

실시예 2

투명 잉크 조성물의 제조

투명 잉크 조성물은 아크릴수지의 합성 및 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 용액을 제조하는 단계, 아크릴수지와 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트를 혼합하는 단계, 및 상기 혼합물에 폴리에틸렌 왁스(T-10P-5 : 제조사 GIFU SHELLAC),에어로졸 300을 혼합 및 촉매반응시키는 3단계로 이루어진다.

아크릴계 합성수지(UAC-106-40D)는 메틸메타크릴레이트와 하이드록시 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트를 주원료로 하여 열분해 개시제와 메틸에틸케톤을 첨가하여 반응조 85 내지 90??에서 10시간정도 반응시켜 얻어지며, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 용액은 셀룰로스 에스테르 코폴리머(제조사EASTMAN ESTER COPOLYMER)에 톨루엔과 메틸에틸케톤을 첨가하여 상온에서 40분간 교반시켜서 얻었다. 상기 합성된 아크릴수지와 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트를 혼합하여 20분간 교반시킨 후, 상기 혼합물에 폴리에틸렌계 왁스(T-10P-5 : 제조사 GIFU SHELLAC)와 기포방지제인 에어로졸 300(제조사: Degussa Huls)을 첨가 후, 반응촉매(BI-7982 : 제조사 Baxenden)를 첨가하여 상온에서 30분간 분산시켜 투명잉크 조성물을 얻었다.

실시예 3

바닥재의 제조

기재층인 유리 섬유 함침층의 하부에 하지 발포층, 상부에 인쇄중지층 및 그라비아 인쇄층을 적층시킨 후, 상기 실시예 1의 불투명 잉크 조성물을 유출식 점도계(쟌컵#3호: 제조사 Paulnogardner)를 이용하여 20 내지 30초의 점도로, 심도 90 내지 150㎛의 변형 그라비아 롤(제조사 선영그라비아)을 이용하여 3회 도포하였으며, 그 위에 투명 상지층과 UV 코팅층을 적층시켜 바닥재를 제조하였다

실시예 4

바닥재의 제조

기재층인 유리 섬유 함침층의 하부에 하지 발포층, 상부에 인쇄중지층 및 그라비아 인쇄층, 투명상지층을 적층시킨 후, 상기 실시예 2의 투명 잉크 조성물을 유출식 점도계(쟌컵 #3호: Paulnogardner)를 이용하여 20 내지 30초의 점도로, 심도 90 내지 150㎛ 변형 그라비아 롤(제조사: 선영그라비아)을 이용하여 1회 도포하였으며, UV 코팅층을 적층시켜 바닥재를 제조하였다

실시예 5

바닥재의 제조

기재층인 유리 섬유 함침층의 하부에 하지 발포층, 상부에 인쇄중지층 및 그라비아 인쇄층을 적층시킨 후, 상기 실시예 1의 불투명 잉크 조성물을 유출식 점도계(쟌컵 #3호: Paulnogardner)를 이용하여 20 내지 30초의 점도로, 심도 90 내지 150㎛ 의 변형 그라비아 롤(선영그라비아)을 이용하여 3회 도포하였으며, 그 위에 투명 상지층을 적층한 후, 다시 상기 불투명 잉크 조성물을 동일한 방식으로 1회 도포한 후, UV 코팅층을 적층시켜 바닥재를 제조하였다.

실시예 6

바닥재의 제조

기재층인 유리 섬유 함침층의 하부에 하지 발포층, 상부에 인쇄중지층 및 그라비아 인쇄층을 적층시킨 후, 상기 실시예 2의 투명 잉크 조성물을 유출식 점도계(쟌컵 #3호: Paulnogardner)를 이용하여 20 내지 30초의 점도로, 심도 90 내지 150㎛의 변형 그라비아 롤(선영그라비아)을 이용하여 3회 도포하였으며, 그 위에 투명 상지층을 적층한 후, 다시 상기 투명 잉크 조성물을 동일한 방식으로 1회도포한 후, UV 코팅층을 적층시켜 바닥재를 제조하였다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 볼륨 인쇄층을 형성하는 잉크 조성물을 이용하여 기존의 그라비아 인쇄법 및 졸스크린법과 비교하여 볼륨감 있는 입체 무늬의 표현을 빠른 속도로 인쇄하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 색의 변형이 적고, 원가를 절감할 수 있다.

Claims

아크릴계 수지 10 내지 18중량부, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트계 화합물 8 내지 10중량부, 톨루엔 10 내지 15중량부, 메틸에틸케톤계 화합물 35 내지 45중량부, 크실렌 3 내지 6중량부, 폴리에틸렌계 왁스 2 내지 12중량부, 이소시아네이트 1 내지 4중량부, 및 분산제 0.5 내지 2중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 그라비아 인쇄용 잉크 조성물.
제1항에 있어서, 상기 조성물은 SiO₂계 충진제 8 내지 15중량부 및 TiO₂7 내지 12중량부를 더욱 포함하여 불투명 잉크 조성물로 사용되는 것을 특징으로 하는 조성물.
제1항에 있어서, 상기 조성물은 에어로졸 0.5 내지 2중량부를 더욱 포함하여 투명 잉크 조성물로 사용되는 것을 특징으로 하는 조성물.
다수개의 층으로 이루어진 바닥재에 있어서, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 잉크 조성물이 도포된 볼륨 인쇄층을 적어도 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥재.
제4항에 있어서, 상기 볼륨 인쇄층은 유출식 점도계를 사용하여 20 내지 30초의 점도로 작업되어 형성된 것을 특징으로 하는 바닥재.