KR20140058857A - 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물 및 이를 이용한 세정방법 - Google Patents

오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물 및 이를 이용한 세정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물 및 이를 이용한 세정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 알칼리 화합물, 양자성 극성용매 및 비양자성 극성용매를 포함함으로써, 부식방지제와 불소 화합물을 함유하지 않아 미세 패턴이 형성된 요판에 손상을 가하지 않으면서 인쇄 후 요판에 잔류하는 고형화된 잉크, 즉 BM용 뿐만 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

오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물 및 이를 이용한 세정방법 {CLEANING SOLUTION COMPOSITION FOR OFFSET-PRINTING CLICHE AND CLEANING METHOD USING THE SAME}
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.
한국공개특허 제2012-65964호에는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물 및 이를 이용한 세정방법이 개시되어 있다.
한국공개특허 제2012-65964호
본 발명은 부식방지제와 불소 화합물을 함유하지 않아 요판에 손상을 가하지 않으면서 미세 패턴이 형성된 요판에 잔류하는 BM용 및/또는 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. 알칼리 화합물, 양자성 극성용매 및 비양자성 극성용매를 포함하는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
2. 위 1에 있어서, 상기 알칼리 화합물은 유기아민 화합물, 무기 알칼리 화합물 또는 이들의 혼합물인 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
3. 위 2에 있어서, 상기 유기아민 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물:
[화학식 1]
Figure pat00001
(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, 치환 또는 비치환된 탄소수 5-8의 시클로알킬기 또는 히드록시시클로알킬기, 카르복시기, 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 있으며; 상기 R1 내지 R3 중 하나 이상은 수소 원자가 아니고; 상기 R1 및 R2, R1 및 R3 또는 R2 및 R3는 연결되어 4 내지 8각의 고리를 형성할 수 있음).
4. 위 2에 있어서, 상기 유기아민 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, 아미노에틸에탄올아민, 디메틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 디이소프로필아민, 디부틸아민, 디이소부틸아민, 메틸에틸아민, 메틸프로필아민, 메틸이소프로필아민, 메틸부틸아민, 메틸이소부틸아민, 디에탄올아민, 2-(에틸아미노)에탄올, 2-(메틸아미노)에탄올, 디부탄올아민, 모노메틸에탄올아민, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 트리부틸아민, 트리펜틸아민, 디메틸에틸아민, 메틸디에틸아민, 메틸디프로필아민, 트리에탄올아민, N-메틸디에탄올아민, N,N-디메틸에탄올아민, N,N-디에틸에탄올아민, (부톡시메틸)디에틸아민, (메톡시메틸)디에틸아민, (메톡시메틸)디에탄올아민, (히드록시에틸옥시메틸)디에틸아민, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 모노프로판올아민, ２-아미노에탄올, ２-(에틸아미노)에탄올, ２-(메틸아미노)에탄올, N-메틸 디에탄올아민, N,N-디메틸에탄올아민, N,N-디에틸아미노에탄올, 2-(2-아미노에틸아미노)-1-에탄올, １-아미노-２-프로판올, 2-아미노-1-프로판올, 3-아미노-1-프로판올, 4-아미노-1-부탄올, 디부탄올아민, (부톡시메틸)디에틸아민, (메톡시메틸)디에틸아민, (메톡시메틸)디메틸아민, (부톡시메틸)디메틸아민, (이소부톡시메틸)디메틸아민, (메톡시메틸)디에탄올아민, (히드록시에틸옥시메틸)디에틸아민, 메틸(메톡시메틸)아미노에탄, 메틸(메톡시메틸)아미노에탄올, 메틸(부톡시메틸)아미노에탄올, 2-(2-아미노에톡시)에탄올, 아미노다이글라이콜, 1-(2-히드록시에틸)피페라진, 1-(2-아미노에틸)피페라진, 1-(2-히드록시에틸)메틸피페라진, N-(3-아미노프로필)모폴린, 2-메틸피페라진, 1-메틸피페라진, 1-아미노-4-메틸피페라진, 1-벤질 피페라진, 1-페닐 피페라진, N-메틸모폴린, 4-에틸모폴린, N-포름일모폴린, N-(2-히드록시에틸)모폴린 및 N-(3-히드록시프로필)모폴린으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종인 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
5. 위 2에 있어서, 상기 무기 알칼리 화합물은 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화 칼슘 및 수산화암모늄으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종인 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
6. 위 1에 있어서, 상기 알칼리 화합물은 세정액 조성물 총 중량 중 1 내지 30중량%로 포함되는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
7. 위 1에 있어서, 상기 양자성 극성용매는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물:
[화학식 2]
Figure pat00002
(식 중, R1, R2는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1~5의 알킬기, 탄소수 2~5의 알케닐기 또는 탄소수 1~5의 히드록시알킬기이며; R3는 히드록시기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1~5의 알킬렌기 또는 탄소수 2~5의 알케닐렌기임).
8. 위 1에 있어서, 상기 양자성 극성용매는 4-하이드록시메틸-1,3-디옥솔란, 4-하이드록시메틸-2,2-디메틸-1,3-디옥솔란, 4-하이드록시에틸-2,2-디메틸-1,3-디옥솔란, 4-하이드록시프로필-2,2-디메틸-1,3-디옥솔란, 4-하이드록시부틸-2,2-디메틸-1,3-디옥솔란, 4-하이드록시메틸-2,2-디에틸-1,3-디옥솔란 및 4-하이드록시메틸-2-메틸-2-에틸-1,3-디옥솔란으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 포함하는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
9. 위 1에 있어서, 상기 양자성 극성용매는 세정액 조성물 총 중량 중 1 내지 50중량%로 포함되는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
10. 위 1에 있어서, 상기 비양자성 극성용매는 아미드계 화합물, 피롤리돈계 화합물, 이미다졸리디논계 화합물, 락톤계 화합물, 술폭사이드계 화합물, 포스페이트계 화합물, 카보네이트계 화합물 및 크레졸계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종인 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
11. 위 1에 있어서, 상기 비양자성 극성용매는 세정액 조성물 총 중량 중 20 내지 95중량%로 포함되는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
12. 위 1에 있어서, 상기 양자성 극성용매와 상기 비양자성 극성용매는 1: 0.25-95의 혼합중량비를 갖는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
13. 위 1에 있어서, 물을 더 포함하는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
14. 위 1 내지 13 중 어느 한 항의 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물로 요판에 잔류하는 잉크를 용해시켜 제거하는 단계를 포함하는 세정방법.
15. 위 14에 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 BM용 뿐만 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.
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 알칼리 화합물, 양자성 극성용매 및 비양자성 극성용매를 포함한다.
알칼리 화합물은 요판에 잔류하는 고형화된 잉크를 팽윤시키고 잉크에 함유된 안료의 분산을 원활하게 하여 용매화시키는 기능을 하며, 세정 후 린스 공정에서 용해된 잉크가 요판에 재흡착되지 않고 제거되도록 하는 성분이다.
알칼리 화합물의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 유기아민 화합물 및 무기알칼리 화합물을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
무기알칼리 화합물의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화 칼슘, 수산화암모늄 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
유기 아민 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다:
[화학식 1]
Figure pat00003
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. 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. 다만, 상기 R1 내지 R3 중 하나 이상은 수소 원자가 아니다. 이들 R1 및 R2 , R1 및 R3 , 또는 R2 및 R3는 연결되어 4 내지 8각의 고리를 형성할 수 있다.
유기아민 화합물의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 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, 아미노에틸에탄올아민 등의 1차 아민 화합물; 디메틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 디이소프로필아민, 디부틸아민, 디이소부틸아민, 메틸에틸아민, 메틸프로필아민, 메틸이소프로필아민, 메틸부틸아민, 메틸이소부틸아민, 디에탄올아민, 2-(에틸아미노)에탄올, 2-(메틸아미노)에탄올, 디부탄올아민, 모노메틸에탄올아민 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; 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 모노프로판올아민, ２-아미노에탄올, ２-(에틸아미노)에탄올, ２-(메틸아미노)에탄올, N-메틸 디에탄올아민, N,N-디메틸에탄올아민, N,N-디에틸아미노에탄올, 2-(2-아미노에틸아미노)-1-에탄올, １-아미노-２-프로판올, 2-아미노-1-프로판올, 3-아미노-1-프로판올, 4-아미노-1-부탄올, 디부탄올아민 등의 알칸올아민; (부톡시메틸)디에틸아민, (메톡시메틸)디에틸아민, (메톡시메틸)디메틸아민, (부톡시메틸)디메틸아민, (이소부톡시메틸)디메틸아민, (메톡시메틸)디에탄올아민, (히드록시에틸옥시메틸)디에틸아민, 메틸(메톡시메틸)아미노에탄, 메틸(메톡시메틸)아미노에탄올, 메틸(부톡시메틸)아미노에탄올, 2-(2-아미노에톡시)에탄올, 아미노다이글라이콜 등의 알콕시아민; 1-(2-히드록시에틸)피페라진, 1-(2-아미노에틸)피페라진, 1-(2-히드록시에틸)메틸피페라진, N-(3-아미노프로필)모폴린, 2-메틸피페라진, 1-메틸피페라진, 1-아미노-4-메틸피페라진, 1-벤질 피페라진, 1-페닐 피페라진, N-메틸모폴린, 4-에틸모폴린, N-포름일모폴린, N-(2-히드록시에틸)모폴린, N-(3-히드록시프로필)모폴린 등의 환을 형성한 고리형아민 등의 아민 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
알칼리 화합물은 그 기능을 할 수 있는 범위 내에서는 그 함량이 특별히 한정되지 않으나, 세정액 조성물 총 중량 중 1 내지 30중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게 3 내지 20중량%로 포함될 수 있다. 알칼리 화합물의 함량이 세정액 조성물 총 중량 중 1중량% 이상, 30중량% 이하로 포함되면 요판에 잔류하는 잉크를 충분히 팽윤시켜 잉크 제거력이 최대화 된다.
양자성 극성용매는 요판에 잔류하는 잉크에 함유된 수지의 용해성을 향상시키고, 요판의 표면뿐 아니라 엣지 부분까지 깊숙이 침투하여 미세패턴의 잉크를 팽윤시키는 성분이다.
양자성 극성용매는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함한다:
[화학식 2]
Figure pat00004
식 중, R1, R2는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1~5의 알킬기, 탄소수 2~5의 알케닐기 또는 탄소수 1~5의 히드록시알킬기이며; R3는 히드록시기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1~5의 알킬렌기, 탄소수 2~5의 알케닐렌기이다.
양자성 극성 용매는 단순 카본 안료뿐 아니라, 금속류의 안료의 팽윤과 용해도에 큰 영향을 미치기 때문에 카본류가 아닌 안료에서 요판 위의 잉크 제거력이 우수하다.
양자성 유기용매의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 4-하이드록시메틸-1,3-디옥솔란, 4-하이드록시메틸-2,2-디메틸-1,3-디옥솔란, 4-하이드록시에틸-2,2-디메틸-1,3-디옥솔란, 4-하이드록시프로필-2,2-디메틸-1,3-디옥솔란, 4-하이드록시부틸-2,2-디메틸-1,3-디옥솔란, 4-하이드록시메틸-2,2-디에틸-1,3-디옥솔란, 4-하이드록시메틸-2-메틸-2-에틸-1,3-디옥솔란 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
양자성 극성용매는 그 기능을 할 수 있는 범위 내에서는 그 함량이 특별히 한정되지 않으나, 세정액 조성물 총 중량 중 1 내지 50중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게 1 내지 40중량%로 포함될 수 있다. 양자성 극성용매의 함량이 세정액 조성물 총 중량 중 1중량% 이상, 50중량% 이하로 포함되면 유리 기판 표면과 오염물 사이의 계면으로 신속히 세정액을 침투시켜 세정력이 증가되고, 적정 점도를 유지하여 작업성이 향상된다.
비양자성 극성 용매는 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.
비양자성 극성 용매의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 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 있으며, 세정력 및 경제성 측면에서 피롤리돈계, 아미드계 또는 이들의 혼합물이 바람직하다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
비양자성 극성용매는 그 기능을 할 수 있는 범위 내에서는 그 함량이 특별히 한정되지 않으나, 세정액 조성물 총 중량 중 20 내지 95중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게 40 내지 90중량%로 포함될 수 있다. 비양자성 극성용매의 함량이 세정액 조성물 총 중량 중 20중량% 이상, 95중량% 이하로 포함되면 요판에 잔류하는 잉크에 함유된 수지에 대한 용해도 향상 효과 및 고형화된 잉크의 팽윤 속도가 최대화된다.
상기 양자성 극성용매와 비양자성 극성용매의 혼합비는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 1: 0.25-95의 비로 혼합될 수 있고 세정력 증가의 측면에서 바람직하게는 1: 1-90의 비로 혼합될 수 있다.
선택적으로, 본 발명의 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물은 물을 더 포함할 수 있다.
물은 잉크의 접착력을 감소시켜 탈착(Lift off)으로 넓은 표면의 마른 잉크를 빠르게 제거하는 역할을 한다. 물을 포함하는 경우 유기용매의 사용량을 줄여 생산비용을 절감할 수 있다.
물의 종류는 특별히 한정되지 않으나, 탈이온 증류수인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 반도체 공정용 탈이온 증류수로서 비저항값이 18㏁/㎝ 이상인 것이 좋다.
물은 그 기능을 할 수 있는 범위 내에서는 그 함량이 특별히 한정되지 않으나, 세정액 조성물 총 중량 중 0.1 내지 40중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게 0.5 내지 30중량%로 포함될 수 있다. 물의 함량이 세정액 조성물 총 중량 중 0.1중량% 이상, 40중량% 이하로 포함되면 알칼리화합물 및 용매에 의한 잉크의 용해 작용을 보조하는 효과가 극대화된다.
본 발명의 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물의 세정 대상이 되는 잉크는 특별히 한정되지 않으며 바인더 수지, 중합성 화합물, 착색제, 중합 개시제, 용매, 첨가제 등을 포함하는 통상의 RGB용, BM용 잉크, Black 또는 White bezel 잉크일 수 있다.
상기한 본 발명의 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물은 통상의 방법으로 제조될 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, 예를 들면 BM(black matrix)용 뿐만 아니라 RGB(적색 녹색 청색 화소)용 잉크 모두를 균일하고 빠른 속도로 동시에 제거할 수 있다. 특히, 유기계 세정액으로서 인쇄 공정 이후 고형화된 잉크뿐만 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.
또한, 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 이후뿐만 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 1초 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 1-11 및 비교예 1-10
하기 표 1에서와 같은 성분 및 함량을 사용하여 세정액 조성물을 제조하였다. 이때, 함량은 중량%를 나타낸다.
구분 알칼리 화합물
(중량%)		 양자성 극성용매
(중량%)		 비양자성 극성용매
(중량%)		 양자성 극성용매와 비양자성 극성용매의 혼합비 물
(중량%)
종류 함량 종류 함량 종류 함량 함량
실시예 1 AEEA 5 D 19 A 76 2:8 -
실시예 2 MMEA 5 E 10 B 85 1:9 -
실시예 3 MDEA 3 E 29 C 68 3:7 -
실시예 4 DGA 3 D 39 A 58 4:6 -
실시예 5 MEA 6 D 19 C 75 2:8 -
실시예 6 HEP 4 E 67 A 29 7:3 -
실시예 7 DMEA 5 E 86 B 9 9:1 -
실시예 8 DGA 5 D 27 A 63 3:7 5
실시예 9 DGA 5 E 63 A 27 7:3 5
실시예 10 KOH 5 D 57 B 38 6:4 -
실시예 11 NaOH 5 E 38 A 57 4:6 -
비교예 1 - - D 50 B 50 1:1 -
비교예 2 MIPA 27 D 73 - - - -
비교예 3 DGA 41 - - B 59 - -
비교예 4 MEA 15 - - A 35 - 50
비교예 5 DGA 5 E 45 - - - 50
비교예 6 AEEA 5 - - A 95 - -
비교예 7 MMEA 5 D 95 - - - -
비교예 8 KOH 5 E 45 - - - 50
비교예 9 KOH 5 - - A 95 - -
비교예 10 NaOH 5 D 95 - - - -
AEEA:아미노에틸에탄올아민, MMEA:모노메틸에탄올아민,
MDEA: N-메틸디에탄올아민, DGA:아미노다이글라이콜,
MEA: 모노에탄올아민, HEP: 1-(2-하이드록시에틸)피페라진,
DMEA:디메틸에탄올아민, MIPA: 모노이소프로판올아민,
KOH: 수산화칼륨, NaOH: 수산화나트륨,
A: N-메틸포름아미드, B: N-메틸피롤리돈,
C: 1,3-디프로필-2-이미다졸리디논, D: HMDO: 4-하이드록시메틸-1,3-디옥솔란,
E: HMDMDO: 4-하이드록시메틸-2,2-디메틸-1,3-디옥솔란
시험예 . 세정능력 평가
오프셋 인쇄에 사용되는 RGB용 적색, 녹색 및 청색 잉크와 BM용 흑색잉크의 세정능력을 평가하기 위해, 패턴 넓이 160㎛, 패턴 사이 넓이 300㎛, 높이 20-30㎛의 직선형태의 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-006, 동우화인켐㈜), 흑색 잉크(DRB-001P, 동우화인켐㈜) 및 백색잉크(DRW-001P, 동우화인켐㈜)를 각각 미세 패턴 안에 충진되도록 코팅시킨 후 상온에서 약 30분 동안 건조하여 시편을 제작하였다.
제작된 시편을 상온의 세정액 조성물에 1분 가량 침지시킨 후 꺼내어 탈이온 증류수로 30초 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 세정 능력
표면 부분 에지 부분
적색
잉크		 녹색
잉크		 청색
잉크		 흑색
잉크		 백색
잉크		 적색
잉크		 녹색
잉크		 청색
잉크		 흑색
잉크		 백색
잉크
실시예 1 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ○ ○ ○ ○
실시예 2 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ○ ○ ○ ○
실시예 3 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ○ ○ ○ ○
실시예 4 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 5 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 6 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 7 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 8 ◎ ◎ ◎ ○ ○ △ △ △ △ △
실시예 9 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ○ ○ ○ ○
실시예 10 ◎ ◎ ◎ ○ ○ △ △ △ △ △
실시예 11 ◎ ◎ ◎ ○ ○ △ △ △ △ △
비교예 1 △ △ △ × × × × × × ×
비교예 2 ○ ○ ○ × × △ △ △ × ×
비교예 3 ○ ○ ○ × × △ △ △ × ×
비교예 4 × × × × × × × × × ×
비교예 5 × × × × × × × × × ×
비교예 6 ○ ○ ○ × × △ △ △ × ×
비교예 7 ○ ○ ○ × × △ △ △ × ×
비교예 8 × × × × × × × × × ×
비교예 9 ○ ○ ○ × × △ △ △ × ×
비교예 10 ○ ○ ○ × × △ △ △ × ×
표 2를 참조하면, 본 발명에 따라 알칼리 화합물, 비양자성 극성용매 및 선택적으로 비이온성 계면활성제를 최적의 함량으로 포함하는 실시예 1 내지 11의 세정액 조성물은 비교예 1 내지 10의 세정액 조성물에 비해 적색, 녹색, 청색, 흑색 및 백색 잉크에 대하여 전반적으로 균일하고 빠르며 우수한 세정 성능을 나타내었다.
반면, 알칼리 화합물을 포함하지 않는 비교예 1의 세정액 조성물은 잔류 잉크의 팽윤 및 용해는 일부 이루어졌으나 린스 공정에서 요판으로부터 제거되지 않았으며, 비양자성 극성유기 용매를 포함하지 않는 비교예 2의 세정액 조성물은 양자성 극성 유기 용매가 있어, 팽윤과 용해력의 기능은 있었으나, 그 성능이 저하되어 잉크의 제거력이 떨어지고, 흑색과 백색의 경우 요판 위에 표면제거력이 떨어지며, 에지 부분은 제거하지 못하는 경우가 발생하였다.
또한 화학식 2로 표시되는 양자성 극성용매를 포함하지 않는 비교예 3의 경우도, 비양자성 극성 유기 용매를 포함하여 잉크의 팽윤과 용해 성능은 가지고 있었으나, 동시간 대비, 용해 시간이 더 걸리는 것을 확인할 수 있었다.
미량의 물을 함유하는 실시예 8 및 9의 경우, 세정액 조성물은 물이 들어가면서 잉크의 팽윤이나 용해보다는 탈착(Lift off)의 형식으로 잉크가 떨어져 나오는 현상을 볼 수 있었다. 양자성 극성용매보다 비양자성 극성용매가 더 많이 함유된 경우가 탈착에 의해서 표면 위의 세정액과 접촉된 면의 잉크를 빠르게 떼어냈다. 마른 잉크에 대한 제거력이 뛰어난 것을 알 수 있으나, 에지 부분에서는 적은 양의 잉크 잔류물이 확인되었다.
다량의 물을 포함하는 비교예 4 및 5의 경우, 극성용매의 팽윤과 용해 성능을 급격히 떨어트리며, 탈착 성능도 함께 낮아지는 것을 알 수 있었다.
양자성 극성용매, 비양자성 극성용매 중 하나만을 포함한 비교예 6 내지 10의 경우, 일부는 요판의 표면 제거력은 우수한 경우도 있으나 대체적으로 잉크 잔류물이 다량 존재하여 세정력이 떨어짐을 확인할 수 있었다.

Claims (15)

  1. 알칼리 화합물, 양자성 극성용매 및 비양자성 극성용매를 포함하는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 알칼리 화합물은 유기아민 화합물, 무기 알칼리 화합물 또는 이들의 혼합물인 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 유기아민 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00005

    (식 중, R1 내지 R3는 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1-10의 알킬기 또는 히드록시알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2-10의 알케닐기 또는 히드록시알케닐기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5-8의 시클로알킬기 또는 히드록시시클로알킬기, 카르복시기, 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 있으며;
    상기 R1 내지 R3 중 하나 이상은 수소 원자가 아니고;
    상기 R1 및 R2, R1 및 R3 또는 R2 및 R3는 연결되어 4 내지 8각의 고리를 형성할 수 있음).
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 유기아민 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, 아미노에틸에탄올아민, 디메틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 디이소프로필아민, 디부틸아민, 디이소부틸아민, 메틸에틸아민, 메틸프로필아민, 메틸이소프로필아민, 메틸부틸아민, 메틸이소부틸아민, 디에탄올아민, 2-(에틸아미노)에탄올, 2-(메틸아미노)에탄올, 디부탄올아민, 모노메틸에탄올아민, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 트리부틸아민, 트리펜틸아민, 디메틸에틸아민, 메틸디에틸아민, 메틸디프로필아민, 트리에탄올아민, N-메틸디에탄올아민, N,N-디메틸에탄올아민, N,N-디에틸에탄올아민, (부톡시메틸)디에틸아민, (메톡시메틸)디에틸아민, (메톡시메틸)디에탄올아민, (히드록시에틸옥시메틸)디에틸아민, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 모노프로판올아민, ２-아미노에탄올, ２-(에틸아미노)에탄올, ２-(메틸아미노)에탄올, N-메틸 디에탄올아민, N,N-디메틸에탄올아민, N,N-디에틸아미노에탄올, 2-(2-아미노에틸아미노)-1-에탄올, １-아미노-２-프로판올, 2-아미노-1-프로판올, 3-아미노-1-프로판올, 4-아미노-1-부탄올, 디부탄올아민, (부톡시메틸)디에틸아민, (메톡시메틸)디에틸아민, (메톡시메틸)디메틸아민, (부톡시메틸)디메틸아민, (이소부톡시메틸)디메틸아민, (메톡시메틸)디에탄올아민, (히드록시에틸옥시메틸)디에틸아민, 메틸(메톡시메틸)아미노에탄, 메틸(메톡시메틸)아미노에탄올, 메틸(부톡시메틸)아미노에탄올, 2-(2-아미노에톡시)에탄올, 아미노다이글라이콜, 1-(2-히드록시에틸)피페라진, 1-(2-아미노에틸)피페라진, 1-(2-히드록시에틸)메틸피페라진, N-(3-아미노프로필)모폴린, 2-메틸피페라진, 1-메틸피페라진, 1-아미노-4-메틸피페라진, 1-벤질 피페라진, 1-페닐 피페라진, N-메틸모폴린, 4-에틸모폴린, N-포름일모폴린, N-(2-히드록시에틸)모폴린 및 N-(3-히드록시프로필)모폴린으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종인 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 무기 알칼리 화합물은 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화 칼슘 및 수산화 암모늄으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종인 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 알칼리 화합물은 세정액 조성물 총 중량 중 1 내지 30중량%로 포함되는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 양자성 극성용매는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물:
    [화학식 2]
    Figure pat00006

    (식 중, R1, R2는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1~5의 알킬기, 탄소수 2~5의 알케닐기 또는 탄소수 1~5의 히드록시알킬기이며; R3는 히드록시기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1~5의 알킬렌기 또는 탄소수 2~5의 알케닐렌기임).
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 양자성 극성용매는 4-하이드록시메틸-1,3-디옥솔란, 4-하이드록시메틸-2,2-디메틸-1,3-디옥솔란, 4-하이드록시에틸-2,2-디메틸-1,3-디옥솔란, 4-하이드록시프로필-2,2-디메틸-1,3-디옥솔란, 4-하이드록시부틸-2,2-디메틸-1,3-디옥솔란, 4-하이드록시메틸-2,2-디에틸-1,3-디옥솔란 및 4-하이드록시메틸-2-메틸-2-에틸-1,3-디옥솔란으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 포함하는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 양자성 극성용매는 세정액 조성물 총 중량 중 1 내지 50중량%로 포함되는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 비양자성 극성용매는 아미드계 화합물, 피롤리돈계 화합물, 이미다졸리디논계 화합물, 락톤계 화합물, 술폭사이드계 화합물, 포스페이트계 화합물, 카보네이트계 화합물 및 크레졸계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종인 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 비양자성 극성용매는 세정액 조성물 총 중량 중 20 내지 95중량%로 포함되는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 양자성 극성용매와 상기 비양자성 극성용매는 1: 0.25-95의 혼합중량비를 갖는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
  13. 청구항 1에 있어서, 물을 더 포함하는 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물.
  14. 청구항 1 내지 13 중 어느 한 항의 오프셋 인쇄용 요판 세정액 조성물로 요판에 잔류하는 잉크를 용해시켜 제거하는 단계를 포함하는 세정방법.
  15. 청구항 14에 있어서, 오프셋 인쇄 공정 중 인-라인 상에서 연속적으로 수행되는 세정방법.
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