KR20090111138A - 생분해 플라스틱 시트용 수성잉크 - Google Patents

Abstract

발명의 수성잉크는 생분해 플라스틱 시트에 잘 유착되어 떨어지지 않으면서도 용제가 빠르게 휘발되어 작업성이 뛰어난 환경친화형 생 분해 플라스틱시트용 수성잉크에 관한 것으로 상기 잉크는 아크릴 에멀젼 20∼60 중량부와 용제 5∼20 중량부, 액상의 수용성 폴리우레탄수지 20∼60 중량부, 분산제 1∼10 중량부, 증점제 1∼10 중량부, 소포제 1∼10 중량부, 안료 5∼70 중량부로 이루어진다.

Description

생분해 플라스틱 시트용 수성잉크 {Water Soluble ink for Poly Lactic Acid Sheet}

본 발명은 환경친화형 생분해 플라스틱(Poly Lactic Acid, PLA) 시트용 수성잉크에 관한 것이다.

그간 PVC, PP, PE 또는 PET로 된 시트에는 유성잉크로 인쇄하여 무늬를 형성하였다. 그러나 이와 같은 플라스틱 소재는 썩지 않으므로 폐기할 때 소각이나 매립에 따른 환경호르몬 누출, 맹독성의 다이옥신 검출, 폐기물의 불완전 연소에 의한 대기오염 발생 등과 같은 심각한 환경오염의 원인으로 대두되고 있다. 또한, 유성잉크에 함유된 중금속 등에 의하여 새집증후군, 환경오염 등이 발생하는 문제점이 발생하여 왔다.

따라서 근자에는 옥수수 전분, 감자 전분 또는 고구마 전분 등 천연소재로 된 생 분해 플라스틱으로 만든 시트가 기존의 플라스틱 제품을 대체해 나아가고 있으며, 이와 같은 생 분해 플라스틱시트에는 기존의 유성잉크에 대신하여 수성잉크가 사용되고 있다.

그러나 통상의 수성잉크는 물에 쉽게 녹고 유성잉크보다 쉽게 휘발되지 않으므로 작업성이 떨어지는 문제가 있다. 예컨대, 통상 유성잉크는 30∼40℃에서 쉽게 휘발되어 생 분해 플라스틱시트에 인쇄하는 경우 분당 70∼80m를 생산할 수 있었으나 수성잉크는 70℃이상에서 휘발되기 때문에 생 분해 플라스틱시트에 인쇄하는 경우 분당 25m 정도를 생산하는데 그쳐 작업성이 크게 떨어지는 문제가 있다.

그러므로 유성잉크와 같은 유해물이 없으면서도 생분해 플라스틱시트에 잘 유착되면서도 작업성이 빠른 수성잉크의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 이와 같이 유해물이 없으면서도 생분해 플라스틱에 잘 유착되면서도 작업성이 빠른 수성잉크에 관한 것이다.

본 발명은 유성잉크와 같은 유해물이 없으면서도 생분해 플라스틱시트에 잘 유착되면서도 작업성이 빠른 환경친화형 생 분해 플라스틱시트용 수성잉크에 관한 것이다.

본 발명의 수성잉크는 생분해 플라스틱 시트에 잘 유착되어 떨어지지 않으면서도 용제가 빠르게 휘발되어 작업성이 뛰어나다.

본 발명은 아크릴 에멀젼과 수용성 폴리우레탄 수지 및 용제를 혼합하고 여기에 분산제, 증점제, 소포제와 안료를 배합하여 제조된 유해물이 없으면서도 생분해 플라스틱에 잘 유착되면서도 작업성이 빠른 수성잉크에 관한 것이다. 경우에 따라서는 상기 조성물에 수용성 아크릴수지를 추가 혼합한다.

이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.

아크릴수지 또는 아크릴 에멀젼으로 만든 잉크(이하, '아크릴잉크'라 함)는 아크릴 에스테르 수지를 이용해서 만든 것으로 부착력이 강하여 모든 바탕 재료에 착색할 수 있고 건조가 빨라 벽화·공예 등에도 유용하게 쓰이며 수지 특유의 투명성이 있어 상업적으로 개발된 1960년대 이후 미술가들에게 회화 재료로 각광받았다.

이와 같은 아크릴잉크는 건조할 때 강한 수지 피막이 형성되어 아세톤 등의 강력한 용제를 사용하지 않는 한 녹지 않는다. 이 피막은 기상의 변화나 강한 자외선에도 변색이나 퇴색될 염려가 없다. 또 유연성이 풍부하여 갈라질 염려가 없으므로 유화물감처럼 두껍게 칠할 수도 있다. 또 접착성이 강하여 캔버스·종이·천·나무판·가죽·아스테지·필름·석고·벽면 등 약간의 흡수성만 있는 곳이면 어디든지 사용할 수 있다.

아크릴잉크는 다음과 같은 특성을 가지고 있다.

(1) 속건성

수용성이어서 기름을 사용하지 않기 때문에 사용이 간편하고 매우 빨리 마르므로 여러 번 겹치는 효과를 낼 수 있다. 아크릴 컬러는 엷게 칠하면 5-20분, 두텁게 칠하면 2-4시간이면 내부까지 마르며 표면과 내부가 거의 같이 마른다.

(2) 내구성

아크릴 수지의 피막은 안료를 보호하여 외기의 변화나 강한 자외선에도 변색, 퇴색될 염려가 거의 없다. 야외에서의 내후성도 좋아서 야외 벽화용으로 적합하다. 또 아크릴 수지피막은 유연성이 풍부하여 갈라질 염려가 없으므로 유화물감처럼 두텁게 칠할 수도 있다.

(3) 바닥재의 다양성

아크릴 컬러는 접착력이 대단히 강하여 캔버스 외에도 종이, 천, 나무판, 가죽, 아스테지, 필름, 석고, 벽면 등 어느 정도 흡수성이 있는 바닥재라면 어디에든 사용할 수 있다.

(4) 투명성

아크릴 수지는 그 자체가 무색 투명한 것으로 오랜 시간이 지나도 황변하는 일이 없다. 또 자체가 투명하므로 각종 안료를 섞으면 안료 본래의 색을 그대로 잘 나타내준다.

아크릴잉크는 이와 같은 장점을 가지고 있으므로 아크릴 잉크 특히 아크릴 에멀젼을 주 원료로 하여 만든 잉크는 생분해 플라스틱 시트용 잉크 원료로 매우 적합하다. 아크릴 에멀젼은 내수성을 좋게 하기 위하여 수용성 아크릴수지에 유화제와 첨가제를 첨가하여 제조되는 것으로 시중에서 판매되고 있는 제품을 구입하여 사용하여도 된다.

본 발명에서는 아크릴 에멀젼을 20∼60 중량부 배합하였다.

아크릴 에멀젼은 시간이 지나면 유성화되기 때문에 아크릴 에멀젼의 유성화를 막기 위하여 용제 5∼20 중량부를 배합하였다. 용제는 잉크 상태에서는 아크릴 에멀젼의 유성화를 막는 역할을 하고 잉크로 사용된 후에는 곧 휘발되므로 잉크를 빨리 건조시키는 역할을 한다.

용제는 톨루엔, DMF(N,N-Dimethylformamide), MEK(Methyl ethyl ketone) 도 무방하지만 빨리 잉크를 건조시키기 위해서는 알코올 또는 다가 알코올을 사용하는 것이 바람직하다. 따라서 생 분해 플라스틱시트에 채색을 하면 용제가 증발하여 잉크가 생 분해 플라스틱시트에 빨리 착색되므로 채색작업을 신속하게 수행할 수 있다.

한편, 아크릴 에멀젼의 수용성이 떨어질 경우에는 잉크 내에서 색상 안료가 잘 분산되지 아니한다. 그러므로 아크릴 에멀젼의 수용성이 떨어져 안료가 잘 분산되지 아니할 때에는 수용성 아크릴수지를 5∼30 중량부 첨가하면 안료의 분산이 원활하게 이루어진다.

또한, 잉크의 접착력을 강화시키기 위하여 폴리우레탄 수지를 배합하였다.

우레탄 수지 특히 폴리우레탄은 사용되는 이소시아네이트와 폴리올의 선택범위가 넓어 본 발명의 잉크 원료로 사용되는 외에도 의류용, 신발용, 산업용 바퀴를 비롯하여 건축용도로서 옥상 방수재, 실내체육관의 바닥재, 육상트랙 외에도 신발창, 접착제 등으로 널리 사용되고 있다.

본 발명에서는 수용성 폴리우레탄 수지를 20∼60 중량부 배합하였다.

상기 재료 이외에 첨가제로서 분산제와 증점제 및 소포제를 첨가하였다.

분산제는 고체의 미립자를 액체 속에 분산하는 데에 쓰는 약제로서 안료의 분쇄(粉碎)와 물감의 분산에 필요하다. 가급적 안료친화 그룹을 가진 고분자 블록 공중합 체를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 분산제를 1∼10 중량부 배합하였다.

이외에 증점제와 소포제를 각각 1∼10 중량부 배합하였다.

한편, 잉크에 적색, 황색, 청색, 녹색, 자색, 옥색 등 유채색의 색채를 내기 위하여 적색, 황색, 녹색 등 해당 색상의 안료를 5∼20 중량부 배합하였다. 다만, 백색을 내기 위해서는 이산화티타늄 20∼70 중량부를 배합하였다.

이산화티타늄(Titanium dioxide; TiO2)은 백색의 미세한 분말로 대표적으로 흰색페인트의 안료로 많이 이용되고 있다. 인체에 해가 거의 없어 특히 화장품이나 그림물감, 완구의 도료, 식품의 포장용지 등에 사용이 많이 되고 있다.

한편, 무색 투명한 색상을 원할 때에는 아크릴 자체가 무색 투명하므로 아무런 안료도 배합하지 아니한다.

그러므로 본 발명은

아크릴 에멀젼 20∼60 중량부, 용제 5∼20 중량부와 액상의 수용성 폴리우레탄수지 20∼60 중량부, 분산제 1∼10 중량부, 증점제 1∼10 중량부, 소포제 1∼10 중량부, 안료 5∼70 중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 생 분해 플라스틱시트용 수성잉크를 제공한다.

한편, 본 발명은 아크릴 에멀젼 20∼60 중량부, 용제 5∼20 중량부, 액상의 수용성 아크릴수지 5∼30 중량부, 액상의 수용성 폴리우레탄수지 20∼60 중량부, 분산제 1∼10 중량부, 증점제 1∼10 중량부, 소포제 1∼10 중량부, 안료 5∼70 중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 생 분해 플라스틱시트용 수성잉크를 제공한다.

또한 본 발명의 상기 용제는 알코올 또는 다가 알코올인 것을 특징으로 하는 생 분해 플라스틱시트용 수성잉크를 제공한다.

Claims (6)

1. 아크릴 에멀젼 20∼60 중량부, 용제 5∼20 중량부와 액상의 수용성 폴리우레탄수지 20∼60 중량부, 분산제 1∼10 중량부, 증점제 1∼10 중량부, 소포제 1∼10 중량부, 안료 5∼70 중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 생 분해 플라스틱시트용 수성잉크
2. 아크릴 에멀젼 20∼60 중량부, 용제 5∼20 중량부, 액상의 수용성 아크릴수지 5∼30 중량부, 액상의 수용성 폴리우레탄수지 20∼60 중량부, 분산제 1∼10 중량부, 증점제 1∼10 중량부, 소포제 1∼10 중량부, 안료 5∼70 중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 생 분해 플라스틱시트용 수성잉크
3. 제1항 및 제2항에 있어서,

   잉크에 적색, 황색, 청색, 녹색, 자색, 옥색과 같이 유채색의 색채를 내기 위해서는 해당 색상의 안료를 5∼20 중량부 배합하는 것을 특징으로 하는 내수성 티탄지용 수성잉크
4. 제1항 및 제2항에 있어서,

   잉크에 백색을 내기 위해서는 이산화티타늄 20∼70 중량부를 배합하는 것을 특징으로 하는 내수성 티탄지용 수성잉크
5. 제1항 및 제2항에 있어서,

   인쇄를 무색 투명하게 할 때에는 안료를 배합하지 아니하는 것을 특징으로 하는 내수성 티탄지용 수성잉크
6. 제1항 및 제2항에 있어서,

   상기 용제는 알코올 또는 다가 알코올인 것을 특징으로 하는 생 분해 플라스틱시트용 수성잉크