KR20060040928A

KR20060040928A - 고내광성 실사출력용 잉크젯 날염 원단의 코팅조성물 및 출력용직물

Info

Publication number: KR20060040928A
Application number: KR1020040090212A
Authority: KR
Inventors: 심진완; 김성훈
Original assignee: 심진완
Priority date: 2004-11-08
Filing date: 2004-11-08
Publication date: 2006-05-11

Abstract

디지털 잉크프린팅 기술은 기존의 컴퓨터의 하드워어 기술과 CAD기술을 섬유의 날염에 적용한것으로, 기존의 날염공정에 비해 공정의 단순화, 단납기화(Quick response), 다품종 소로트화, 성에너지화와 같은 생산성 향상이라는 면 이외에 적용디자인의 무제한과 고해상도의 실사출력등 점차 다양화되고 고급화 되는 소비자의 요구에 부응할수 있는 첨단의 고부가가치 염색가공 기술이며, 물을 비롯하여 염료와 안료 및 각종조제의 사용량이 최소화 되고 최근 염색산업에서 사회적으로 문제가 되고 있는 폐수 발생을 최소화 시킬수 있다는 점에서 친환경적 기술이라 할수 있다. 디지털 잉크프린터 기술이 섬유에 응용되기 위해서는 컴퓨터, 프린터와 같은 하드웨어와 CAD시스템등의 소프트웨어, 각 소재별 직물에 적합한 잉크개발, 잉크가 섬유에 신속히 흡착되고 고착되기 위한 직물의 특수 전처리제 기술 등이 요구되어진다. 실사출력용 잉크제트 원단을 사용하여 배너등의 광고용품을 제작했을 경우 주로 옥외에서 사용하는 경우가 많으므로 인쇄물의 내광성이 요구된다. 본 발명에서는 자외선 차단제를 함유한 고내광성 잉크젯 원단 코팅액 개발 과 출력용원단에 관한것이다.

잉크젯날염, 잉크젯원단 코팅조성물, 실사출력, 표면개질 실리카, 내구성, 내광성, 합성섬유, 폴리에스테르, 벤조페논, 자외선 차단제

Description

고내광성 실사출력용 잉크젯 날염 원단의 코팅조성물 및 출력용직물{High fatigue registant coating solution and coated textile for ink jet printing}

잉크제트 프린팅이란 넓은 의미에서 염색의 일종으로, 침염은 피염물을 염욕에 침지시켜 열을 가하여 전면에 균일하게 착색시키는데 비하여 날염은 염료나 안료를 점조한 호액에 첨가하여 피염물을 부분적으로 인날하여 모양(무늬)을 표현하는 가공을 말한다. 따라서 침염이 전면염색인데 비하여 날염은 여러가지 무늬와 색상을 표현할수 있어서 고부가가치화가 가능하며, 유행의 흐름에 따라 다양한 변화를 줄수 있어서 다품종 소량의 생산요구에 대응할수 있는 친 환경 첨단 염색기법이라 할수 있다.

잉크제트인쇄는 컴퓨터 출력용도로 정전토너와 승화전사 등 다른 인쇄방식에 비해 저비용으로 쉽게 컬러인쇄가 가능해서 대판(大判)인쇄 대응 등의 우수한 특징이 있어서 컴퓨터용은 물론 사무·공업용으로까지 보금이 확산되고 있다. 그러나 잉크가 수성잉크이기 때문에 종이와 합섬지필름, 직포 등의 수용체(Receptor)의 표면개질을 하며, PVA(폴리비닐알콜)와 PVP(폴리비닐피롤리돈)등의 친수성 폴리머나 특수 세라믹(알루미나졸)등을 표면처리제로 사용하고 있으나, 친수성 폴리머는 내수성과 화성품질에 한계가 있고 특수 세라믹은 성능적으로 우수하나 비용이 비싸다는 문제가 있다. 이에 대일본잉크化學 등에서는 수성 우레탄을 이용한 수지를 수용체(Receptor)에 도포 또는 함침(含浸)하므로써 인쇄면의 기능성을 저비용으로 비약적 향상을 가져올수 있는 새로운 약품을 개발해 시판에 나서고 있다. 이 처리로 수용체(Receptor)의 표면층에는 마이크로 포러스(초미세다공질)를 만든 겔 막이 형성되기 때문에 잉크의 수리(受理)성과 밀착성, 흡수성 등이 향상하고 번짐이 적은 선명한 영상과 우수한 내수성, 마찰성을 얻을 수 있다. 또 플라스틱 필름의 접착성이 우수하기 때문에 수용체(Receptor) 소재의 선택범위도 커진다. 大日本잉크에서는 지금까지의 샘플활동을 통해서 대형 날염업체와 용지공급업체에서의 채용이 본격화되고 있음을 확인하고, 초기년도 5억엔의 매출을 예상함과 함께 향후 더욱 수요가 증가할 것에 대비, 사진화질의 초광택지등의 용도전개로 3년 후 15억엔의 매출을 계획하고 있다. 더구나 잉크제트 프린터는 2000년에 전 세계적으로 1억 2천만대에 달할 것으로 예측되며, 이를 근거로 계산하면 수용체(Receptor)의 수요는 연간 2~3만톤에 이를 것으로 추산하고 있다.

잉크제트 기법을 이용한 실사출력에 있어서는 폴리에스테르와 같은 합성섬유를 사용하고 있으므로 원단을 특수코팅하여 잉크가 고착되게 하고 있다. 이미 원단코팅액에 관해 많은 연구, 발명이 수행되어 왔음에도 불구하고 고내광성을 나타내는 코팅액 및 원단은 제공되어 있지 않은 상태이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 아크릴계 바인더와 표면개질 다공성 실리카 및 벤조페논계 자외선 차단제로 구성된 고내광성 전처리액제조와 이를 코팅한 잉크젯 인쇄용 직물을 제공하는것이다.

상기 과제를 해결한 본 발명에 의하면 아크릴계 바인더, 표면개질된 다공성 실리카 및 벤조페논계 자외선 차단제로 구성된 고내광성전처리액과 이를 코팅한 합성섬유 특히 폴리에스테르, 나일론 직물이 제공된다. 이하 본발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

일반적으로 잉크젯원단에는 수지, 흡수충진제 등이 코팅되어 잉크젯프린팅의 효과를 극대화시킨다. 고분자 수지는 수흡착성이 뛰어나며 수성잉크의 흡착 및 내부로의 확산을 용이하게하며 인쇄후의 잉크건조 속도를 증진시키는 작용을 한다. 본발명에서는 아크릴계수지를 사용했다. 또한 흡수충진제는 잉크의 수분을 초기 흡수하여 잉크가 번지지않게 하는 역할을 하며 일반적으로는 알루미나분말, 산화규소 미립자, 실리카, 달크 등을 사용하나 본 발명에서는 35Å의 세공경과 900㎡/g의 표면적을 가지는 다공성 실리카를 사용하여 표면개질 하였다.

표면 개질재로는 디알킬 아미노 프로필 트리에틸실란을 사용하였으며 구체적으로는 상기 언급한 물질의 다공성 실리카 3부를 10% 디알킬 아미노 프로필 트리에틸실란의 벤젠 용액에 첨가하여 30분간 상온에서 교반후 여과하여 건조시키면 표면개질 실리카가 얻어진다.

표면개질 실리카는 다공성이므로 잉크액내의 수분을 재빨리 흡수할수 있으며 디알킬아미노기의 디 알킬기는 소수성이므로 안료입자를 소수결합에 의해 포획할수 있다. 이와 같이 한가지 물질로서 두가지 작용 즉 수성흡수와 안료포획이 가능하게 된 것이 본 발명의 특징이라 할수 있다.

잉크젯 프린팅 기술을 실사출력에 응용한 경우 주로 옥외 광고에 많이 응용되므로 내수성과 내광성이 요구되어진다. 내광성의 경우에 있어서는 시간의 경과에 따라 최초 출력된 색상이 바래거나 변색되어 버리므로 더 이상의 시각적 효과를 얻을수 없게 된다. 이는 잉크젯용 잉크의 내광성에 기인한 문제이므로 최적의 염료또는 안료를 선별해야만 한다. 그러나 실사출력에 있어서는 이미 제조되어진 잉크젯용 잉크를 구입해서 사용하는경우가 대부분이므로 임의로 잉크자체에 기능을 부여할 수가 없다. 그러나 잉크젯 인쇄용 원단의 경우 흡습성과 속건성을 가진 적절한 수지를 코팅하여 사용하고 있으므로 이러한 코팅액 제조시 염안료의 내광성을 향상시킬수 있는 물질을 공존시키므로서 광고물의 내광성을 획기적으로 향상시킬수 있다. 염안료의 변퇴색을 초래하는데는 많은 인자들이 있으나 옥외 광고물의 경우 태양광에 의해 많은 영향을 밭고 있다. 일반적으로 자외선에 의해 색소는 퇴색하게 되므로 자외선 차단제등을 첨가 시키므로서 피염물의 내광성을 향상시킬수 있다. 섬유에 이용되는 자외선 차단제는 자외선 산란제와 자외선 흡수제로 대별된다. 자외선 산란제는 광학적으로 자외선을 산란시켜 투과된 자외선량을 감소시키는 물질로 주로 초미립자 형태의 무기안료로서 이산화티타늄 등이 대표적이다. 자외선 흡수제는 그 자체가 자외선 에너지를 흡수해서, 열 또는 장파장 형태의 저 에너지로 전환시켜 자외선의 작용을 소멸 시키는 것으로 섬유제품에 응용할때는 그 효과와 함께 피부에 대한 안정성이 충분히 고려되어야 한다. 현재 사용되고 있는 자외선 흡수제로는 Salicylic acid계, Benzophenone(벤조페논)계, Benzotriazole계, Cyanoacrylate계등이 알려져 있다.

본 발명에서는 벤조페논계 자외선 차단제로서 2-Hydroxy-5-methyl benzophenone, 2-Hydroxy-4-methoxy benzophenone, 2,4-Dihydroxy benzophenone, 2,2’-Dihydroxy-4-methoxy benzophenone, 4-Hydroxy benzophenone, 2,2’-Dihydroxy benzophenone, 4,4’-Dihydroxy benzophenone, 3-Hydroxy benzophenone을 사용했다.

상기 열거한 벤조페논계 자외선 차단제를 사용하여 코팅조성물과 실사출력물의 내광성을 획기적으로 향상시키게 된 것이 본 발명의 특징이라 할수 있다.

본 발명의 비한정적인 실시예를 들어 보다 상세히 설명하기로한다.

[실시예1]

전저리 조성

아크릴 바인더 에멀젼 100 중량부

표면개질 실리카 25 중량부

2-Hyrroxy-5-methoxy benzophenone 5중량부

상기혼합물을 폴리에서테르 원단 상부에 20g/㎡의 양으로 코팅하였다.

[실시예2]

폴리에스테르 원단 대신 나일론 원단을 사용한 것을 제외하고는 [실시예1]과 동일한 전처리액을 사용하였다.

[실시예3]

전처리액 조성

아크릴 바인더 에멀젼 100 중량부

표면개질 실리카 15 중량부

2,4-dihydroxy benzophenone 5중량부

상기 혼합물을 폴리에스테르 원단 상부에 30g/㎡의 양으로 코팅하였다.

[실시예4]

폴리에스테르원단 대신 나일론 원단을 사용한 것을 제외하고는 [실시예3]과 동일한 전처리 액을 사용하였다.

[비교예1]

시판용 전처리액을 사용하여 20g/㎡의 양으로 폴리에스테르를 코팅하였다.

상기의 조성물로 코팅된 출력용 원단을 이용하여 종래의 기술에 의한 수성안료 잉크를 적용하여 출력한 후의 특성을 비교하였으며 그 결과 본 발명의 실시예 1~4가 내광성, 발색성, 잉크흡수성이 뛰어난 결과를 나타냈다.

구분	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	비교예1
내광성	O	O	O	O	X
발색성	O	O	O	O
잉크흡수성	O	O	O	O	X

상기의 실험결과로부터 명백하게 되는 바와같이 자외선 차단제, 다공성 표면개질 실리카를 충진제로 사용하므로써 기존의 제품에 비해 월등히 우수한 코팅액이 제조되었으며 이를 이용한 출력용 직물은 잉크제트 프린팅을 이용한 실사 출력에 탁월한 효과를 나타내었다.

Claims

자외선 차단제(벤조페논류) 2-Hydroxy-5-methyl benzophenone, 2-Hydroxy-4-methoxy benzophenone, 2,4-Dihydroxy benzophenone, 2,2’-Dihydroxy-4-methoxy benzophenone, 4-Hydroxy benzophenone, 2,2’-Dihydroxy benzophenone, 4,4’-Dihydroxy benzophenone, 3-Hydroxy benzophenone, 아크릴계 수지, 다공성 표면개질실리카를 이용한 잉크제트 프린팅용 전처리제의 제조법
1항에 있어서 다공성 표면 개질 실리카를 제조하는 법

구체적으로는 다공성 실리카와 디 알킬 아미노 프로필트리에틸실란의 반응
1항의 전처리제로 처리한 폴리에스테르, 나일론 직물