KR20130002636A - 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물 및 이를 이용한 세정방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물 및 이를 이용한 세정방법에 관것으로서, 보다 상세하게는 유기아민 화합물 1 내지 25중량%; 방향족 알코올 10 내지 70중량%; 및 유기 용매 20 내지 80중량%를 포함함으로써 부식방지제와 불소 화합물을 함유하지 않아 미세 패턴이 형성된 요판에 손상을 가하지 않으면서 인쇄 후 요판에 잔류하는 고형화된 잉크, 즉 BM뿐만 아니라 RGB용 잉크 모두를 균일하 빠른 속도로 동시 제거할 수 있어 인쇄 패턴의 재현성을 확보할 수 있고, 오프셋 공정 중에 직접 세정 공정을 도입하여 연속적으로 수행할 수 있어 공정 수율과 생산성도 향상시킬 수 있는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물 및 이를 이용한 세정방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 오프셋 인쇄 후 요판에 잔류하는 고형화된 잉크를 빠른 속도로 제거할 수 있는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물 및 이를 이용한 세정방법에 관한 것이다.
오프셋 인쇄법(offset-printing)은 유해한 폐액이 발생되지 않고 저비용으로 수십-수백 ㎛ 크기의 미세 패턴을 정밀하게 인쇄할 수 있다는 장점이 있어, 포토리소그래피 공정을 대체할 수 있는 기술로 부각되고 있다.
오프셋 인쇄법 중에서도 요판 오프셋 인쇄법은 선 폭이 200㎛ 이하로 얇고 높이도 비교적 높은 미세 패턴의 형성에 용이하여 높은 전기전도성이 요구되는 배선용 미세 패턴의 형성에 적합한 기술로서 검토되고 있다.
요판 오프셋 인쇄법은 평탄한 기재의 일면에 인쇄하고자 하는 패턴이 음각으로 새겨진 요판의 음각 부분에 잉크를 충진하고, 이 충진된 잉크를 블랭킷에 전사한 후 이를 다시 피인쇄체에 재전사하는 방법으로 수행된다. 이와 같은 요판 오프셋 인쇄법에 의해 형성된 미세 패턴의 형상은 잉크의 유동성, 요판에 가해지는 압력 등에 의해 영향 받기 쉬우며, 요판에 충진된 잉크의 일부가 블랭킷에 전사되지 않고 잔류하게 되면 변형되기도 한다. 이로 인하여 미세 패턴의 재현성을 확보하기 어렵다는 단점이 있다.
이를 해결하기 위하여, 요판 오프셋 인쇄 후 1회 내지 수회 요판을 정기적으로 세정하는 방법으로 잔류하는 잉크를 제거하고 있다. 세정액으로는 통상의 박리액 또는 세정액으로 아민계 용액이 사용되고 있으나, 이 용액은 고형화된 잉크를 완전히 제거하기 어렵고 금속에 대한 부식성이 강하여 별도의 부식방지제가 필요하다는 단점이 있다. 또한, 불소 화합물이 함유된 용액도 사용되고 있으나, 이 용액은 안정성이 좋지 않으며 불소의 함유량도 높다는 단점이 있다.
또한, 통상의 박리액 또는 세정액을 이용하는 경우 제거 속도가 각각상이한 블랙매트릭스(BM)와 알지비(RGB)용 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 잉크를 동시에 제거하기 어렵고, 세정에 의해 용해된 잉크가 세정이 완료된 후에도 요판 표면에 잔류하여 재흡착되는 문제가 발생할 수 있으며, 요판 오프셋 인쇄 후 고형화된 잉크를 빠른 시간 내에 제거하기 어려워 잉크의 제거 속도가 늦어져 생산성의 저하도 야기할 수 있다.
본 발명은 부식방지제와 불소 화합물을 함유하지 않아 요판에 손상을 가하지 않으면서 미세 패턴이 형성된 요판에 잔류하는 BM뿐만 아니라 RGB용 잉크 모두를 빠른 속도로 우수하게 제거할 수 있는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물을 이용하여 오프셋 인쇄 공정 중 인-라인(in-line) 상에서 세정 공정이 연속적으로 수행될 수 있는 세정방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
1. 유기 아민 화합물 1 내지 25중량%; 방향족 알코올 10 내지 70중량%; 및 유기 용매 20 내지 80중량%를 포함하는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
2. 위 1에 있어서, 유기 아민 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물:
(식 중, R1 내지 R3는 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1-10의 알킬기 또는 히드록시알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2-10의 알케닐기 또는 히드록시알케닐기, 카르복시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5-8의 시클로알킬기 또는 히드록시시클로알킬기, 페닐기 또는 벤질기이며; 상기 R1 내지 R3이 치환되는 경우 탄소수 1-4의 알킬기로 치환 또는 비치환된 아미노기, 카르복시기, 히드록시기, 탄소수 1-10의 알킬기, 히드록시기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1-10의 알콕시기로 치환된 탄소수 1-10의 알킬기로 치환될 수 있음).
3. 위 1에 있어서, 방향족 알코올은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물인 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물:
(식 중, R4는 탄소수 1-5의 알킬기, 탄소수 2-5의 알케닐기 또는 탄소수 1-5의 히드록시알킬기이고; R5는 수소 원자, 히드록시기 또는 탄소수 1-5의 히드록시알킬기임).
4. 위 3에 있어서, 화학식 2로 표시되는 화합물은 벤질알코올, 페네틸알코올, 페닐프로페놀, 페닐프로판올, 히드록시벤질알코올 및 히드록시페네틸알코올로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
5. 위 1에 있어서, 유기 용매는 에테르계 화합물 및 이의 아세테이트 유도체, 알코올계 화합물, 피롤리돈계 화합물, 아미드계 화합물, 이미다졸리디논계 화합물, 락톤계 화합물, 술폭사이드계 화합물, 포스페이트계 화합물, 카보네이트계 화합물 및 크레졸계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
6. 위 5에 있어서, 유기 용매는 에테르계 화합물 및 이의 아세테이트 유도체의 혼합 용매인 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
7. 위 5에 있어서, 에테르계 화합물은 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 폴리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 또는 디프로필렌글리콜모노메틸에테르물인 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
8. 위 1에 있어서, 유기 아민 화합물 3 내지 15중량%; 방향족 알코올 20 내지 50중량%; 및 유기 용매 35 내지 70중량%를 포함하는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
9. 위 1 내지 8 중 어느 한 항의 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물로 요판에 잔류하는 잉크를 용해시켜 제거하는 단계를 포함하는 세정방법.
10. 위 9에 있어서, 오프셋 인쇄 공정 중 인-라인 상에서 연속적으로 수행되는 세정방법.
본 발명에 따른 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물은 부식방지제와 불소 화합물을 함유하지 않아 미세 패턴이 형성된 요판에 손상을 가하지 않으면서 인쇄 후 요판에 잔류하는 고형화된 잉크를 용해시켜 빠른 속도로 제거할 수 있어 인쇄 패턴의 재현성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 세정액 조성물은 BM뿐만 아니라 RGB용 잉크 모두를 균일하고 빠른 속도로 동시에 제거할 수 있고, 세정에 의해 제거된 잉크가 요판 표면에 재흡착되어 요판을 재오염시키는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 세정액 조성물 및 세정방법은 오프셋 공정 중에 직접도입되어 인-라인(in-line) 상에서 세정 공정을 연속적으로 수행할 수 있어, 공정 수율과 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 미세 패턴의 형성된 오프셋 인쇄용 요판의 광학 현미경 사진이고,
도 2는 본 발명의 실시예 3에 따른 세정액 조성물로 20초 동안 세정된 녹색 시편(a)과 흑색 시편(b)의 광학 현미경 사진이며,
도 3은 비교예 1에 따른 세정액 조성물로 20초 동안 세정된 녹색 시편(a)과 흑색 시편(b)의 광학 현미경 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예 3에 따른 세정액 조성물로 20초 동안 세정된 녹색 시편(a)과 흑색 시편(b)의 광학 현미경 사진이며,
도 3은 비교예 1에 따른 세정액 조성물로 20초 동안 세정된 녹색 시편(a)과 흑색 시편(b)의 광학 현미경 사진이다.
본 발명은 오프셋 인쇄 후 요판에 잔류하는 고형화된 잉크를 빠른 속도로 제거할 수 있는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물 및 이를 이용한 세정방법에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물은 유기 아민 화합물 1 내지 25중량%; 방향족 알코올 10 내지 70중량%; 및 유기 용매 20 내지 80중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명의 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물은 유기 아민 화합물 3 내지 15중량%; 방향족 알코올 20 내지 50중량%; 및 유기 용매 35 내지 70중량%를 포함하는 것이 좋다.
유기 아민 화합물은 요판에 잔류하는 고형화된 잉크를 팽윤시키고 잉크에 함유된 안료의 분산을 원활하게 하여 세정 후 린스 공정에서 용해된 잉크가 요판에 재흡착되지 않고 제거되도록 하는 성분이다.
유기 아민 화합물로는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 들 수 있다:
[화학식 1]
식 중, R1 내지 R3는 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1-10의 알킬기 또는 히드록시알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2-10의 알케닐기 또는 히드록시알케닐기, 카르복시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5-8의 시클로알킬기 또는 히드록시시클로알킬기, 페닐기 또는 벤질기일 수 있다. 또한, 이들 R1 내지 R3이 치환되는 경우 탄소수 1-4의 알킬기로 치환 또는 비치환된 아미노기, 카르복시기, 히드록시기, 탄소수 1-10의 알킬기, 히드록시기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1-10의 알콕시기로 치환된 탄소수 1-10의 알킬기로 치환될 수 있다.
화학식 1로 표시되는 화합물은 메틸아민, 에틸아민, 모노이소프로필아민, n-부틸아민, sec-부틸아민, 이소부틸아민, t-부틸아민, 펜틸아민, 모노에탄올아민, 모노프로판올아민, 모노이소프로판올아민, 1-아미노-2-프로판올, 2-아미노-1-프로판올, 3-아미노-1-프로판올, 4-아미노-1-부탄올, 2-(2-아미노에톡시)에탄올, 메틸(메톡시메틸)아미노에탄, 메틸(메톡시메틸)아미노에탄올, 메틸(부톡시메틸)아미노에탄올 등의 1차 아민 화합물; 디메틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 디이소프로필아민, 디부틸아민, 디이소부틸아민, 메틸에틸아민, 메틸프로필아민, 메틸이소프로필아민, 메틸부틸아민, 메틸이소부틸아민, 디에탄올아민, 2-(에틸아미노)에탄올, 2-(메틸아미노)에탄올, 디부탄올아민 등의 2차 아민 화합물; 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 트리부틸아민, 트리펜틸아민, 디메틸에틸아민, 메틸디에틸아민, 메틸디프로필아민, 트리에탄올아민, N-메틸디에탄올아민, N,N-디메틸에탄올아민, N,N-디에틸에탄올아민, (부톡시메틸)디에틸아민, (메톡시메틸)디에틸아민, (메톡시메틸)디에탄올아민 및 (히드록시에틸옥시메틸)디에틸아민 등의 3차 아민 화합물 등을 들 수 으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
유기 아민 화합물은 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물 총 함량 100중량%에 대하여 1 내지 25중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 내지 15중량%인 것이 좋다. 함량이 1중량% 미만인 경우 요판에 잔류하는 잉크를 충분히 팽윤시키지 못하여 잉크 제거력이 떨어질 수 있고, 25중량% 초과인 경우 가격 상승의 요인이 되며 상대적으로 다른 성분들의 함량이 저하되어 고형화된 잉크의 팽윤 속도 저하를 야기시킬 수 있다.
방향족 알코올은 요판에 잔류하는 잉크에 함유된 수지의 용해에 매우 효과적인 유기 용매로서, 빠른 시간 내에 고형화된 잉크를 팽윤 및 용해시켜 요판의 표면까지 유기 아민 화합물의 침투를 빠르게 하여 세정 성능을 향상시키는 성분이다.
방향족 알코올은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 들 수 있다:
[화학식 2]
식 중, R4는 탄소수 1-5의 알킬기, 탄소수 2-5의 알케닐기 또는 탄소수 1-5의 히드록시알킬기이고; R5는 수소 원자, 히드록시기 또는 탄소수 1-5의 히드록시알킬기일 수 있다.
화학식 2로 표시되는 화합물은 벤질알코올, 페네틸알코올, 페닐프로페놀(시나밀알코올), 페닐프로판올, 히드록시벤질알코올, 히드록시페네틸알코올 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
방향족 알코올은 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물 총 함량 100중량%에 대하여 10 내지 70중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20 내지 50중량%인 것이 좋다. 함량이 10중량% 미만인 경우 요판에 잔류하는 잉크에 함유된 수지의 팽윤 및 용해력이 저하되어 고형화된 잉크의 세정 성능의 저하가 발생할 수 있고, 70중량% 초과인 경우 상대적으로 물과의 친화력이 적은 화합물 자체의 특성으로 인해 린스 공정 이후에 세정제 자체가 요판에 잔류하여 잉크의 인쇄 불량을 발생시킬 수 있다.
유기 용매는 요판에 잔류하는 잉크를 세정 공정으로 용해시킨 후 린스 공정으로 제거함에 있어 물과 친화력이 적은 방향족 알코올에 의해 용해된 잉크가 요판에 재흡착되는 것을 방지하기 위한 성분이다.
유기 용매로는 양자성 또는 비양자성 극성 용매를 모두 사용할 수 있다.
양자성 극성 용매로는 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 폴리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 에테르계 화합물 및 이들의 아세테이트 유도체; 프로판올, 부탄올, 이소프로판올, 테트라하이드로퍼푸릴알코올 등의 알코올계 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 비양자성 극성 용매로는 화합물로는 포름아미드, N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드 등의 아미드계 화합물; N-메틸피롤리돈, N-에틸피롤리돈 등의 피롤리돈계 화합물; 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 1,3-디프로필-2-이미다졸리디논 등의 이미다졸리디논계 화합물; γ-부티로락톤 등의 락톤계 화합물; 디메틸술폭사이드, 술폴란 등의 술폭사이드계 화합물; 트리에틸포스페이트, 트리부틸포스페이트 등의 포스페이트계 화합물; 디메틸카보네이트, 에틸렌카보네이트 등의 카보네이트계 화합물; ο-크레졸, m-크레졸, ρ-크레졸 등의 크레졸계 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서 잉크에 대한 용해력이 좋아 세정 성능이 더 우수하다는 점에서 에테르계 화합물 및 이의 아세테이트 유도체가 바람직하고, 보다 바람직하게는 물과의 친화력도 좋아 린스 공정에서 세정제의 잔류 우려가 없어 세정 성능을 더 향상시킬 수 있다는 점에서 에테르계 화합물과 이의 아세테이트 유도체를 혼합 사용하는 것이 좋다. 이때, 에테르계 화합물과 이의 아세테이트 유도체의 중량비는 특별히 한정되지 않으며, 용도 및 목적하는 효과에 따라 조절 가능하다.
유기 용매는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물 총 함량 100중량%에 대하여 20 내지 80중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 35 내지 70중량%인 것이 좋다. 함량이 20중량% 미만인 경우 요판에 잔류하는 잉크에 함유된 수지에 대한 용해도 향상 효과가 미미할 수 있고, 80중량% 초과인 경우 세정액 내에서 다른 성분들의 함량이 상대적으로 적어져 용해도와 고형화된 잉크의 팽윤 속도를 저하시켜 세정액의 성능을 떨어뜨릴 수 있다.
본 발명의 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물은 통상의 포토레지스트 박리액 또는 세정액에서 사용되는 유기 아민을 포함함에도 부식방지제를 필요로 하지 않고 불소 화합물도 포함하지 않아 용액의 안정성이 우수하여 요판에 어떠한 손상도 가하지 않으면서 요판에 잔류하는 고형화된 잉크, 즉 BM뿐만 아니라 RGB용 잉크 모두를 균일하고 빠른 속도로 동시에 제거할 수 있다. 특히, 유기계 세정액으로서 인쇄 공정 이후 고형화된 잉크 뿐만 아니라 인쇄 공정 중 인-라인 상에서 고형화되지 않은 잔류 잉크를 직접 용해시켜 제거할 수 있어 공정 수율과 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 세정을 통해 용해된 잉크를 린스 공정을 통하여 용이하게 제거할 수 있어 용해된 잉크가 요판에 재흡착되어 요판을 오염시키는 것도 방지할 수 있다. 이를 통하여 인쇄 패턴의 재현성을 확보할 수 있다.
상기한 본 발명의 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물은 통상의 방법으로 제조될 수 있다.
본 발명은 상기 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물로 요판에 잔류하는 잉크를 용해시켜 제거하는 단계를 포함하는 세정방법을 제공한다.
특히, 본 발명의 세정방법은 유기계 세정액 조성물을 이용함으로써 오프셋 인쇄 공정 이후 뿐만 아니라 잉크가 고형화 되기 전에 오프셋 인쇄 공정 중에도 세정 공정의 도입이 가능하다는데 특징이 있다. 즉, 오프셋 인쇄 공정 중 인-라인 상에서 요판에 세정액 조성물을 처리하여 상기 요판에 잔류하는 고형화된 잉크뿐만 아니라 고형화되지 않은 잔류 잉크를 빠르고 균일한 속도로 직접 용해시켜 제거할 수 있다. 이를 통하여, 인쇄 패턴의 재현성을 확보함과 동시에 택타임(takt-time)을 줄여 공정 수율과 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명의 세정액 조성물을 이용하여 오프셋 인쇄용 요판을 세정하는 방법으로는, 예컨대 미세 패턴에 잔류하는 잉크가 포함된 요판을 세정액 조성물에 직접 침지시키는 방법, 요판에 세정액 조성물을 스프레이하는 방법, 요판에 세정액 조성물을 도포한 후 브러싱하는 방법 등을 들 수 있으며, 이들 방법을 조합하여 사용할 수도 있다. 이때, 세정 효과를 높이기 위하여 버블 또는 초음파를 가할 수도 있다.
또한, 세정액 조성물의 사용 조건(온도, 시간 등)은 특별히 한정되지 않으며, 요판에 잔류하는 잉크의 함량 및 농도 등에 따라 적절히 선택될 수 있으며, 예컨대, 25 내지 60℃에서 10초 내지 3분 동안 수행될 수 있다.
본 발명의 세정액 조성물로 요판을 처리한 후에는 필요에 따라 물 또는 알코올계 용매로 린스하는 공정이 더 수행될 수 있다. 린스방법은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 스프레이 노즐과 세정용 나이프(knife)를 이용하여 물을 일정 압력으로 분사시키는 방법으로 수행될 수 있다. 이때, 물로는 탈이온 증류수, 예컨대 반도체 공정용 탈이온 증류수로서 비저항값이 18㏁/㎝인 것을 사용할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예
실시예 1
모노이소프로판올아민(MIPA) 10중량%, 벤질알코올(BA) 40중량% 및 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르(MTG) 50중량%를 혼합 및 교반하여 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물을 제조하였다.
실시예 2-10, 비교예 1-8
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 하기 표 1에서와 같은 성분 및 함량을 사용하여 세정액 조성물을 제조하였다. 이때, 함량은 중량%를 나타낸다.
| 구분 | 유기 아민 | 방향족 알코올 | 유기 용매 | 물 | |||
| 종류 | 함량 | 종류 | 함량 | 종류 | 함량 | ||
| 실시예1 | MIPA | 10 | BA | 40 | MTG | 50 | - |
| 실시예2 | MEDA | 10 | BA | 40 | MTG | 50 | - |
| 실시예3 | MEDA | 10 | BA | 30 | MTG/PGMEA | 40/20 | - |
| 실시예4 | MEDA | 10 | BA | 30 | PGME/PGMEA | 40/20 | - |
| 실시예5 | MEDA | 10 | BA | 30 | MTG/PGME/PGMEA | 20/20/20 | - |
| 실시예6 | MEDA | 3 | BA | 47 | MTG | 50 | - |
| 실시예7 | MEDA | 20 | BA | 30 | MTG | 50 | - |
| 실시예8 | MEDA | 10 | BA | 15 | MTG | 75 | - |
| 실시예9 | MEDA | 10 | BA | 60 | MTG | 30 | - |
| 실시예10 | MEDA | 10 | PA | 40 | MTG | 50 | - |
| 비교예1 | - | - | BA | 50 | MTG | 50 | - |
| 비교예2 | MEDA | 20 | - | - | MTG | 80 | - |
| 비교예3 | MEDA | 20 | BA | 80 | - | - | - |
| 비교예4 | MEDA | 10 | BA | 30 | MTG | 30 | 30 |
| 비교예5 | MEDA | 10 | BA | 10 | MTG/PGME/PGMEA | 30/10/10 | 30 |
| 비교예6 | MEDA | 27 | BA | 10 | MTG | 63 | - |
| 비교예7 | MEDA | 13 | BA | 7 | MTG | 80 | - |
| 비교예8 | MEDA | 3 | BA | 77 | MTG | 20 | - |
| MIPA: 모노이소프로판올아민 MEDA: N-메틸디에탄올아민 BA: 벤질알코올 PA: 페네틸알코올 MTG: 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르 PGMA: 프로필렌글리콜모노메틸에테르 PGMEA: 프로필렌글리콜모노메틸에테르 아세테이트 |
|||||||
시험예
1. 세정능력
오프셋 인쇄에 사용되는 RGB용 적색, 녹색 및 청색 잉크와 BM용 흑색잉크의 세정능력을 평가하기 위해, 도 1에 나타낸 바와 같이 장변이 130㎛, 단변 30㎛, 높이 20-30㎛의 컬러필터의 픽셀 모양의 미세 패턴을 유리 기판 상에 형성시켜 요판 오프셋 인쇄용 요판에서와 유사한 시험 평가용 요판을 제작하였다. 제작된 요판에 닥터 블레이드법을 이용하여 적색 잉크(PCF-R-001, 동우화인켐㈜), 녹색 잉크(PCF-G-001, 동우화인켐㈜), 청색 잉크(PCF-B-004, 동우화인켐㈜) 및 흑색 잉크(PCF-BM-005, 동우화인켐㈜)를 각각 미세 패턴 안에 충진되도록 코팅시킨 후 100℃에서 3분 동안 건조하여 시편을 제작하였다.
제작된 시편을 상온의 세정액 조성물에 일정 시간(10초, 20초) 동안 침지시킨 후 꺼내어 탈이온 증류수로 20초 동안 린스하였다. 린스가 완료된 후에는 질소를 이용하여 시편을 완전히 건조시켰다.
건조된 시편의 광학 현미경 사진을 촬영하고, 이를 이용하여 하기 기준에 의거하여 세정능력을 평가하였다.
<평가기준>
◎: 잉크가 완전히 제거됨.
○: 잉크가 우수하게 제거됨.
△: 잉크가 미량 잔존함.
×: 잉크가 다량 잔존함.
| 구분 | 세정능력 | |||||||
| 적색 잉크 | 녹색 잉크 | 청색 잉크 | 흑색 잉크 | |||||
| 10초 | 20초 | 10초 | 20초 | 10초 | 20초 | 10초 | 20초 | |
| 실시예1 | ○ | ◎ | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ |
| 실시예2 | ◎ | ◎ | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ○ | ◎ |
| 실시예3 | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | ○ | ◎ | ○ | ◎ |
| 실시예4 | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | ○ | ◎ | ◎ | ◎ |
| 실시예5 | ◎ | ◎ | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ |
| 실시예6 | ○ | ◎ | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ○ | ◎ |
| 실시예7 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ◎ |
| 실시예8 | ○ | ◎ | ○ | ○ | ○ | ◎ | ○ | ○ |
| 실시예9 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ○ |
| 실시예10 | ○ | ◎ | ○ | ○ | ○ | ◎ | ○ | ◎ |
| 비교예1 | × | × | × | × | × | × | × | × |
| 비교예2 | × | × | × | × | × | △ | × | △ |
| 비교예3 | × | △ | × | △ | △ | △ | △ | ○ |
| 비교예4 | × | × | × | × | × | × | × | △ |
| 비교예5 | × | △ | × | × | △ | ○ | × | △ |
| 비교예6 | × | △ | × | △ | × | △ | × | △ |
| 비교예7 | × | × | × | × | × | × | × | △ |
| 비교예8 | × | △ | × | △ | × | △ | △ | ○ |
위 표 2와 같이, 본 발명에 따라 유기 아민 화합물, 방향족 알코올 및 유기 용매를 최적의 함량으로 포함하는 실시예 1 내지 10의 세정액 조성물은 비교예 1 내지 8의 세정액 조성물에 비해 적색, 녹색, 청색 및 흑색 잉크에 대하여 전반적으로 균일하고 빠르며 우수한 세정 성능을 나타내었다. 특히, 방향족 알코올이 20-50중량%로 포함되는 경우와 유기 용매로 에테르계 화합물과 이의 아세테이트 유도체의 혼합 용매를 사용하는 경우 그 효과가 더 좋아 바람직하였다.
반면, 유기 아민 화합물을 포함하지 않는 비교예 1의 세정액 조성물은 잔류 잉크의 팽윤 및 용해는 일부 이루어졌으나 린스 공정에서 요판으로부터 제거되지 않았으며, 각각 방향족 알코올과 유기 용매를 포함하지 않는 비교예 2 및 3의 세정액 조성물은 잔류 잉크의 팽윤 및 용해 성능이 저하되어 린스 공정 이후에 잔류하는 이물이 발생하였다. 물을 함유하는 비교예 4 및 5의 수계 세정액 조성물은 단시간 내에 잔류 잉크를 제거하기 어려웠다. 또한, 유기 아민 화합물을 과량 포함하는 비교예 6, 각각 방향족 알코올을 미량과 과량으로 포함하는 비교예 7 및 8의 세정액 조성물도 다른 비교예에서와 유사한 문제가 있었다.
도 2에 본 발명의 실시예 3의 세정액 조성물로 20초 동안 세정된 녹색 시편(a) 및 흑색 시편(b)의 광학 현미경 사진을 나타내었다. 이를 통하여, 본 발명에 따른 세정액 조성물을 이용하는 경우 시편에 존재, 특히 미세 패턴 안에 존재하는 잉크의 세정 성능이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
또한, 도 3에 비교예 1의 세정액 조성물로 20초 동안 세정된 녹색 시편(a) 및 흑색 시편(b)의 광학 현미경 사진을 나타내었다. 이 경우 미세 패턴 내부뿐만 아니라 외부에 존재하는 잉크가 제거되지 않은 것을 알 수 있었다.
2. 공정 수율, 생산성
제조된 세정액 조성물을 오프셋 인쇄 공정 중 인-라인 상과 동등한 공정 조건에서 직접 도입 평가하였다. 이때, 잉크로는 청색 잉크와 흑색 잉크를 대표적으로 선택하여 적용, 평가하였다. 인-라인 형태로 인쇄 직후의 요판을 0.5MPa 압력으로 세정액 조성물을 이용하여 스프레이 방식으로 세정하되, 세정 시간이 5초, 10초, 20초가 되도록 설정하였다. 세정 후 동일한 0.5MPa 압력으로 탈이온 증류수를 이용하여 스프레이 방식으로 20초 동안 린스한 후 질소를 이용하여 완전 건조하였다. 건조된 요판을 이용하여 오프셋 인쇄 공정을 연속적으로 각각 20회 수행하였다.
세정 및 건조된 요판을 이용하여 인쇄한 후 불량으로 판정되지 않은 인쇄 매수를 공정 수율(%)로 계산하였다.
| 구분 | 공정 수율 (%) | |||||
| 청색 잉크 | 흑색 잉크 | |||||
| 5초 | 10초 | 20초 | 5초 | 10초 | 20초 | |
| 실시예1 | 85 | 85 | 95 | 80 | 85 | 90 |
| 실시예2 | 75 | 80 | 95 | 75 | 90 | 95 |
| 실시예4 | 80 | 90 | 95 | 85 | 90 | 95 |
| 실시예5 | 85 | 95 | 95 | 85 | 95 | 95 |
| 실시예9 | 65 | 75 | 90 | 60 | 80 | 95 |
| 비교예2 | - | 10 | 25 | - | 5 | 15 |
| 비교예3 | - | 35 | 40 | - | 25 | 35 |
| 비교예4 | 10 | 25 | 55 | 5 | 35 | 65 |
| 비교예5 | 10 | 35 | 50 | 10 | 35 | 60 |
| 비교예7 | 25 | 40 | 60 | 15 | 25 | 40 |
| 비교예8 | 15 | 30 | 45 | 10 | 35 | 55 |
위 표 3과 같이, 요판 오프셋 인쇄 공정 중에 세정 공정을 인-라인 상에서 연속적으로 도입한 결과, 실시예의 세정액 조성물은 연속 공정의 적용이 가능하였을 뿐만 아니라 세정 후 요판에 잉크가 잔류하지 않아 인쇄 패턴의 재현성을 확보할 수 있고 택타임을 줄여 공정 수율과 생산성을 향상시킬 수 있었다.
반면, 비교예 2, 3의 세정액 조성물은 모든 잉크에 대한 제거 속도가 균일하지 못하였으며, 비교예 4, 5는 유기계가 아닌 수계 세정액으로서 인-라인 공정에 직접 도입하기에는 어려움이 있어 공정 수율이 좋지 못하였다. 또한, 비교예 7, 8의 세정액 조성물도 공정 수율과 생산성 면에서 실시예에 비해 좋지 못하였다.
Claims (10)
- 유기아민 화합물 1 내지 25중량%; 방향족 알코올 10 내지 70중량%; 및 유기 용매 20 내지 80중량%를 포함하는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 유기아민 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물:
[화학식 1]
(식 중, R1 내지 R3는 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1-10의 알킬기 또는 히드록시알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2-10의 알케닐기 또는 히드록시알케닐기, 카르복시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5-8의 시클로알킬기 또는 히드록시시클로알킬기, 페닐기 또는 벤질기이며; 상기 R1 내지 R3이 치환되는 경우 탄소수 1-4의 알킬기로 치환 또는 비치환된 아미노기, 카르복시기, 히드록시기, 탄소수 1-10의 알킬기, 히드록시기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1-10의 알콕시기로 치환된 탄소수 1-10의 알킬기로 치환될 수 있음).
- 청구항 1에 있어서, 방향족 알코올은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물인 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물:
[화학식 2]
(식 중, R4는 탄소수 1-5의 알킬기, 탄소수 2-5의 알케닐기 또는 탄소수 1-5의 히드록시알킬기이고; R5는 수소 원자, 히드록시기 또는 탄소수 1-5의 히드록시알킬기임).
- 청구항 3에 있어서, 화학식 2로 표시되는 화합물은 벤질알코올, 페네틸알코올, 페닐프로페놀, 페닐프로판올, 히드록시벤질알코올 및 히드록시페네틸알코올로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 유기 용매는 에테르계 화합물 및 이의 아세테이트 유도체, 알코올계 화합물, 피롤리돈계 화합물, 아미드계 화합물, 이미다졸리디논계 화합물, 락톤계 화합물, 술폭사이드계 화합물, 포스페이트계 화합물, 카보네이트계 화합물 및 크레졸계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
- 청구항 5에 있어서, 유기 용매는 에테르계 화합물 및 이의 아세테이트 유도체의 혼합 용매인 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
- 청구항 5에 있어서, 에테르계 화합물은 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 폴리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 또는 디프로필렌글리콜모노메틸에테르물인 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 유기 아민 화합물 3 내지 15중량%; 방향족 알코올 20 내지 50중량%; 및 유기 용매 35 내지 70중량%를 포함하는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
- 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항의 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물로 요판에 잔류하는 잉크를 용해시켜 제거하는 단계를 포함하는 세정방법.
- 청구항 9에 있어서, 오프셋 인쇄 공정 중 인-라인 상에서 연속적으로 수행되는 세정방법.
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