KR20160147731A - 플라즈마 처리 검지용 잉크 조성물 및 플라즈마 처리 검지 인디케이터 - Google Patents

플라즈마 처리 검지용 잉크 조성물 및 플라즈마 처리 검지 인디케이터 Download PDF

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Abstract

[과제] 플라즈마 처리 장치 불량으로 인하여, 플라즈마 발생용 가스가 공급되지 않거나 불충분한 경우에 기인하는 최고 170℃ 정도의 과가열에 의해서도 변색층이 변색하지 않는, 내열성을 향상한 변색층을 가지는 플라즈마 처리 검지 인디케이터 및 해당 변색층을 형성하기 위한 플라즈마 처리 검지용 잉크 조성물을 제공한다.
[해결 수단] 색소 및 바인더 수지를 함유하는 플라즈마 처리 검지용 잉크 조성물이되, 상기 바인더 수지가 페놀계 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물 및 해당 잉크 조성물을 이용한 플라즈마 처리 검지 인디케이터.

Description

플라즈마 처리 검지용 잉크 조성물 및 플라즈마 처리 검지 인디케이터{INK COMPOSITION FOR DETECTING PLASMA TREATMENT AND INDICATOR FOR DETECTING PLASMA TREATMENT}
본 발명은 플라즈마 처리 검지용 잉크 조성물 및 이를 이용한 플라즈마 처리 검지 인디케이터에 관한 것이다. 또한, 본 명세서의 플라즈마 처리는 플라즈마 발생용 가스를 이용하여 교류 전압, 펄스 전압, 고주파, 마이크로파 등을 인가함으로써 발생하는 플라즈마를 이용한 플라즈마 처리를 의미하고, 감압 플라즈마 및 대기압 플라즈마의 양방이 해당한다.
병원, 연구소 등에서 사용되는 각종 기재, 기구 등은 소독 및 살균을 위해서 멸균 처리한다. 이 멸균 처리의 하나로 플라즈마 처리가 알려져 있다(예를 들면, 비특허 문헌 1의 "3.3.1 저압 방전 플라즈마를 이용한 멸균 실험"란).
또한, 플라즈마 처리는 멸균 처리뿐만 아니라 반도체 소자의 제조에서의 플라즈마 드라이 에칭 및 전자 부품 등의 피 처리물의 표면의 플라즈마 세정에도 이용되고 있다.
플라즈마 드라이 에칭은, 일반적으로 진공 용기인 반응 챔버 내에 배치된 전극에 고주파 전력을 인가하고, 반응 챔버 내에 도입된 플라즈마 발생용 가스를 플라즈마화하여 반도체 웨이퍼를 고정 밀로 에칭한다. 또한, 플라즈마 세정은, 전자 부품 등의 피 처리물의 표면에 석출 또는 부착된 금속 산화물, 유기물, 버(burr) 등을 제거함으로써 본딩성과 땜납의 습윤성을 개선하고 접착 강도를 향상시키거나 밀봉 수지과의 밀착성이나 습윤성을 개선시킨다.
이러한 플라즈마 처리의 완료를 검지하는 방법으로서 플라즈마 처리 분위기 하에서 변색층이 변색하는 플라즈마 처리 검지 인디케이터를 이용하는 방법이 알려져 있다.
예를 들면, 특허 문헌 1에는 1)안트라퀴논계 색소, 아조계 색소 및 프탈로시아닌계 색소의 적어도 1종 및 2)바인더 수지, 양이온계 계면 활성제 및 증량제의 적어도 1종을 함유하는 플라즈마 처리 검지용 잉크 조성물이되, 상기 플라즈마 처리에 이용하는 플라즈마 발생용 가스는 산소 및 질소의 적어도 1종을 함유하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물 및 해당 잉크 조성물로부터 된 변색층을 기재 상에 형성한 플라즈마 처리 검지 인디케이터가 표시되어 있다.
또한, 특허 문헌 2에는 1)안트라퀴논계 색소, 아조계 색소 및 메틴계 색소의 적어도 1종 및 2)바인더 수지, 양이온계 계면 활성제 및 증량제의 적어도 1종을 함유하는 불활성 기체 플라즈마 처리 검지용 잉크 조성물이되, 상기 불활성 가스는 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤과 크세논으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물 및 해당 잉크 조성물로부터 된 변색층을 기재 상에 형성한 플라즈마 처리 검지 인디케이터가 표시되어 있다.
이러한 플라즈마 처리 검지 인디케이터는 플라즈마 처리 완료를 변색층의 변색에 의해 판단할 수 있는 유용한 것이다.
그러나, 이들 플라즈마 처리 검지 인디케이터는 플라즈마 처리 장치 내에서 어떠한 불량이 생겨서 플라즈마 발생용 가스가 공급되지 않거나 불충분한 경우에, 교류 전압, 펄스 전압, 고주파, 마이크로파 등의 인가에 의해 의도 없이 생기는 최고 170℃ 정도의 엄청난 가열에 의해서 변색층이 변색하는 경우가 있다. 이런 경우에는 플라즈마 처리 완료를 정확히 판단한 것이 아니기 때문에 플라즈마 발생용 가스가 공급되지 않거나 불충분 것에 기인하는 최고 170℃ 정도의 엄청난 가열에 의해서도 변색층이 변색하지 않게 변색층의 내열성을 향상시키는 점에서 개선의 여지가 있다.
따라서, 플라즈마 처리 장치 불량으로 인해 플라즈마 발생용 가스가 공급되지 않거나 불충분한 경우에 기인하는 최고 170℃ 정도의 엄청난 가열에 의해서도 변색층이 변색하지 않는, 내열성을 향상한 변색층을 가지는 플라즈마 처리 검지 인디케이터 및 해당 변색층을 형성하기 위한 플라즈마 처리 검지용 잉크 조성물 개발이 요구되고 있다.
특개 2013-98196호 공보 특개 2013-95764호 공보
Journal of Plasma and Fusion Research Vol.83, No.7 July 2007
본 발명은 플라즈마 처리 장치 불량으로 인해 플라즈마 발생용 가스가 공급되지 않거나 불충분한 경우에 기인하는 최고 170℃ 정도의 과가열에 의해서도 변색층이 변색하지 않는, 내열성이 향상된 변색층을 가지는 플라즈마 처리 검지 인디케이터 및 해당 변색층을 형성하기 위한 플라즈마 처리 검지용 잉크 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명자는 상기 목적을 달성할 수 있도록 예의 연구를 거듭한 결과 특정 조성의 잉크 조성물을 채용함으로써 상기 목적을 달성할 수 있음을 찾아 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 하기의 플라즈마 처리 검지용 잉크 조성물 및 플라즈마 처리 검지 인디케이터에 관한 것이다.
1. 색소 및 바인더 수지를 함유하는 플라즈마 처리 검지용 잉크 조성물이되, 상기 바인더 수지는 페놀계 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 페놀계 수지는 알킬 페놀 수지, 테르펜 페놀 수지 및 로진 변성 페놀 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종인 잉크 조성물.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 색소는 안트라퀴논계 색소, 메틴계 색소, 아조계 색소, 프탈로시아닌계 색소, 트리 페닐 메탄계 색소 및 크산텐계 색소로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 잉크 조성물.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잉크 조성물은 노니온계 계면 활성제 및 양이온계 계면 활성제의 적어도 1종을 함유하는 잉크 조성물.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잉크 조성물은 증량제를 함유하는 잉크 조성물.
6. 제5항에 있어서, 상기 증량제는 일부 또는 전부가 실리카인 잉크 조성물.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라즈마 처리 분위기 하에서 변색하지 않는 색소 성분의 적어도 1종을 함유하는 잉크 조성물.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 잉크 조성물로부터 된 변색층을 함유하는 플라즈마 처리 검지 인디케이터.
9. 제8항에 있어서, 상기 플라즈마 처리 분위기 하에서 변색하지 않는 변색층을 함유하는 인디케이터.
10. 기체 투과성 포장체의 내면에 제8항 또는 제9항의 인디케이터가 설치되어 있는 플라즈마 처리용 포장체.
11. 제10항에 있어서, 상기 인디케이터를 외부로부터 확인 할 수 있도록 포장체의 일부에 투명 창부가 설치되어 있는 포장체.
12. 제10항 또는 제11항의 포장체에 피 처리물을 장전하는 공정, 피 처리물이 장전된 포장체를 밀봉하는 공정 및 해당 포장체를 상기 플라즈마 처리 분위기 하에 두는 공정을 가지는 플라즈마 처리 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 인디케이터의 변색층이 변색할 때까지 상기 플라즈마 처리 분위기 하에 포장체를 두는 처리 방법.
이하, 본 발명의 플라즈마 처리 검지용 잉크 조성물 및 플라즈마 처리 검지 인디케이터에 대하여 자세히 설명한다.
1. 플라즈마 처리 검지용 잉크 조성물
본 발명의 플라즈마 처리 검지용 잉크 조성물(이하, 간단히 "잉크 조성물"이라고도 한다)은 색소 및 바인더 수지를 함유하고 해당 바인더 수지가 페놀계 수지를 함유하는 것을 특징으로 한다.
상기 특징을 가지는 본 발명의 플라즈마 처리 검지용 잉크 조성물은 바인더 수지가 페놀계 수지를 함유함으로써 해당 잉크 조성물로부터 된 변색층의 내열성이 기존 제품과 비교하여 향상되고 있다. 그러므로 해당 변색층을 가지는 플라즈마 처리 검지 인디케이터는 플라즈마 처리 장치 불량으로 플라즈마 발생용 가스가 공급되지 않거나 불충분한 경우에 기인하는 최고 170℃ 정도의 엄청난 가열에 의해서도 변색층이 변색하지 않고 적절한 플라즈마 처리 분위기 하에서 변색하기 때문에 플라즈마 처리 완료를 정확히 판단할 수 있다.
이하, 잉크 조성물의 각 성분에 대해서 설명한다.
착색제(색소)
플라즈마를 검지하기 위한 착색제(색소)로는, 안트라퀴논계 색소, 메틴계 색소, 아조계 색소, 프탈로시아닌계 색소, 트리 페닐 메탄계 색소 및 크산텐계 색소로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 이용하는 것이 바람직하다. 상기 색소(염료도 포함)는 플라즈마 처리 분위기에서 화학 구조가 변화하는 것에 의해 변색하는 변색 색소이며, 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
안트라퀴논계 색소는 안트라퀴논을 기본 골격으로 하는 것이라면 한정적이 아니며, 공지의 안트라퀴논계 분산 염료 등도 사용할 수 있다. 특히, 아미노기를 가지는 안트라퀴논계 색소가 바람직하다. 보다 바람직하게는 제1아미노기 및 제2아미노기의 적어도 1종의 아미노기를 가지는 안트라퀴논계 색소이다. 이 경우, 각 아미노기는 2개 이상 가지고 있어도 좋고, 이들은 서로 동종 또는 상이하여도 좋다.
보다 구체적으로는, 예를 들면, 1,4-디아미노 안트라퀴논(C.I.Disperse Violet 1), 1-아미노-4-히드록시-2-메틸아미노 안트라퀴논(C.I.Disperse Red 4), 1-아미노-4-메틸아미노 안트라퀴논(C.I.Disperse Violet 4), 1,4-디아미노-2-메톡시 안트라퀴논(C.I.Disperse Red 11), 1-아미노-2-메틸 안트라퀴논(C.I.Disperse Orange 11), 1-아미노-4-히드록시 안트라퀴논(C.I.Disperse Red 15), 1,4,5,8-테트라아미노 안트라퀴논(C.I.Disperse Blue 1), 1,4-디아미노-5-니트로 안트라퀴논(C.I.Disperse Violet 8) 등을 들 수 있다(괄호 안은 컬러 인덱스명).
그 외에도 CISolvent Blue 14, C.I.Solvent Blue 35, C.I.Solvent Blue 63, C.I.Solvent Violet 13, C.I.Solvent Violet 14, C.I.Solvent Red 52, C.I.Solvent Red 114, C.I.Vat Blue 21, C.I.Vat Blue 30, C.I.Vat Violet 15, C.I.Vat Violet 17, C.I.Vat Red 19, C.I.Vat Red 28, C.I.Acid Blue 23, C.I.Acid Blue 80, C.I.Acid Violet 43, C.I.Acid Violet 48, C.I.Acid Red 81, C.I.Acid Red 83, C.I.Reactive Blue 4, C.I.Reactive Blue 19, C.I.Disperse Blue 7 등으로 알려진 색소도 사용할 수 있다.
이들의 안트라퀴논계 색소는 단독 또는 2종 이상을 병용할 수 있다. 이들 안트라퀴논계 색소 중에서도 C.I Disperse Blue 7, C.I Disperse Violet 1 등이 바람직하다. 또한, 본 발명은 이들의 안트라퀴논계 색소의 종류(분자 구조 등)을 바꿈으로써 검출 감도를 제어할 수 있다.
메틴계 색소로는 메틴기를 가지는 색소이면 좋다. 그래서 본 발명에서 폴리 메틴계 색소, 시아닌계 색소 등도 메틴계 색소에 포함된다. 이들은 공지 또는 시판의 메틴계 색소로부터 적절히 채용할 수 있다. 구체적으로는 C.I.Basic Red 12, C.I.Basic Red 13, C.I.Basic Red 14, C.I.Basic Red 15, C.I.Basic Red 27, C.I.Basic Red 35, C.I.Basic Red 36, C.I.Basic Red 37, C.I.Basic Red 45, C.I.Basic Red 48, C.I.Basic Yellow 11, C.I.Basic Yellow 12, C.I.Basic Yellow 13, C.I.Basic Yellow 14, C.I.Basic Yellow 21, C.I.Basic Yellow 22, C.I.Basic Yellow 23, C.I.Basic Yellow 24, C.I.Basic Violet 7, C.I.Basic Violet 15, C.I.Basic Violet 16, C.I.Basic Violet 20, C.I.Basic Violet 21, C.I.Basic Violet 39, C.I.Basic Blue 62, C.I.Basic Blue 63 등을 들 수 있다.이들은 1종 또는 2종 이상으로 사용할 수 있다.
아조계 색소는, 발색단으로 아조기-N=N-을 가지는 것이면 한정되지 않는다. 예를 들면, 모노 아조 색소, 폴리 아조 색소, 금속 착염 아조 색소, 스틸벤 아조 색소, 티아졸 아조 색소 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로, 컬러 인덱스명으로 표기하면, C.I.Solvent Red 1, C.I.Solvent Red 3, C.I.Solvent Red 23, C.I.Disperse Red 13, C.I.Disperse Red 52, C.I.Disperse Violet 24, C.I.Disperse Blue 44, C.I.Disperse Red 58, C.I.Disperse Red 88, C.I.Disperse Yellow 23, C.I.Disperse Orange 1, C.I.Disperse Orange 5, C.I. Disperse Red 167:1 등을 들 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상으로 사용할 수 있다.
프탈로시아닌계 색소로는, 프탈로시아닌 구조를 가지는 색소이면 한정되지 않는다. 예를 들면, 청색의 구리 프탈로시아닌, 보다 푸른빛의 청색을 띠는 무금속 프탈로시아닌, 녹색의 고염소화 프탈로시아닌, 보다 노란빛의 녹색을 띠는 저염소화 프탈로시아닌(브롬화 염소화 구리 프탈로시아닌) 등을 들 수 있다. 구체적으로는 C.I. Pigment Green 7, C.I. Pigment Blue 15, C.I. Pigment Blue 15:3, C.I. Pigment Blue 15:4, C.I. Pigment Blue 15:6, C.I. Pigment Blue 16, C.I. Pigment Green 36, C.I. Direct Blue 86, C.I. Basic Blue 140, C.I. Solvent Blue 70 등을 들 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상으로 사용할 수 있다.
상기 일반적인 프탈로시아닌계 색소 이외에 중심 금속으로 아연, 철, 코발트, 니켈, 납, 주석, 망간, 마그네슘, 규소, 티타늄, 바나듐, 알루미늄, 이리듐, 플라티나 및 루테늄의 적어도 1종을 가지며, 이들의 중심 금속이 프탈로시아닌에 배위한 화합물 또는 상기 중심 금속에 산소와 염소가 결합한 상태에서 프탈로시아닌에 배위한 화합물 등도 이용할 수 있다.
트리 페닐 메탄계 색소로는, 트리 페닐 메탄 구조를 가지는 색소이면 한정되지 않는다. 예를 들면, C.I.Acid Blue 90, C.I.Acid Green 16, C.I.Acid Violet 49, C.I.Basic Red 9, C.I.Basic Blue 7, C.I.Acid Violet 1, C.I.Direct Blue 41, C.I.Mordnt Blue 1, C.I.Mordnt Violet 1 등을 들 수 있다. 이들의 트리 페닐 메탄 계 색소는 1종 또는 2종 이상으로 사용할 수 있다.
크산텐계 색소로는 크산텐 구조를 가지는 색소면 한정되지 않는다. 예를 들면 C.I.Acid Yellow 74, C.I.Acid Red 52, C.I.Acid Violet 30, C.I.Basic Red 1, C.I.Basic Violet 10, C.I.Mordnt Red 27, C.I.Mordnt Violet 25 등을 들 수 있다. 이들 크산텐계 염료는 1종 또는 2종 이상으로 사용할 수 있다.
상기 착색제 함유량은 착색제의 종류, 소망의 색상 등에 맞추어 적절히 결정할 수 있으나, 일반적으로는 잉크 조성물 중 0.05~5 중량% 정도, 특히 0.1~1 중량%로 하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 착색제 이외의 색소 또는 안료를 병존시켜도 좋다. 특히, 플라즈마 처리 분위기 하에서 화학 구조가 변화하지 않는 착색제(본 명세서에서 "비 변색 색소"라고 한다)를 함유해도 좋다. 이를 통하여, 어떤 색깔부터 다른 색상의 색조의 변화에 따른 시인 효과를 한층 높일 수 있다. 비 변색 색소로서는 공지의 잉크(보통색 잉크)을 사용할 수 있다. 이 경우의 비 변색 색소의 함유량은 비 변색 색소의 종류 등에 응하여 적절히 설정하면 된다. 또한, 비 변색 색소에는 플라즈마 처리 분위기 하에서 화학 구조가 변화하지 않는 안료도 포함된다.
바인더 수지
본 발명의 잉크 조성물은 바인더 수지로서 페놀계 수지를 함유한다. 이러한 페놀계 수지는 잉크 조성물 및 해당 잉크 조성물로부터 된 변색층의 내열성을 향상시키는 작용을 가진다.
페놀계 수지로는 페놀 구조를 가지는 수지이면 한정되지 않는다. 예를 들면, 알킬 페놀 수지, 테르펜 페놀 수지 및 로진 변성 페놀 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 일종을 적절히 사용할 수 있다. 이들의 페놀계 수지는 1종 또는 2종 이상으로 사용할 수 있다.
잉크 조성물 중의 페놀계 수지의 함유량은 페놀계 수지, 착색제 종류 등에 맞게 적절히 결정할 수 있으나, 일반적으로는 잉크 조성물 중 0.5~50 중량% 정도가 바람직하고, 1~35 중량% 정도가 보다 바람직하며, 1~10 중량% 정도가 가장 바람직하다. 페놀계 수지의 함유량이 0.5 중량% 미만의 경우에는 내열성 향상 효과를 충분히 얻을 수 없을 우려가 있다. 또한, 페놀계 수지의 함유량이 50 중량%를 넘는 경우에는 해당 잉크 조성물에서 인쇄에 의해 변색층을 형성하는 경우에 인쇄 도막이 무르게 되어 다루기가 힘들어 질 우려가 있다.
본 발명의 잉크 조성물은 상기 페놀계 수지를 필수 성분으로 포함하는 외에, 필요에 따라 다른 바인더 수지를 병용할 수 있다(이하, 상기 페놀계 수지와 구별하기 위해서 다른 바인더 수지를 "병용 가능한 바인더 수지"라고 칭한다.).
병용 가능한 바인더 수지로는, 예를 들면, 필기용, 인쇄용 등의 잉크 조성물에 이용되고 있는 공지의 수지를 폭넓게 채용할 수 있다. 예를 들면, 말레산 수지, 케톤 수지, 폴리비닐 부티랄 수지, 셀룰로오스계 수지, 아크릴계 수지, 스티렌 말레산 수지, 스티렌 아크릴산 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아크릴로니트릴 수지, 폴리이미드 수지, 폴리비닐 피롤리돈 수지, 폴리 아크릴 아미드 수지, 폴리비닐이미다졸 수지, 폴리 에틸렌 이민 수지, 아미노 수지 등을 들 수 있다.
본 발명에는 병용 가능한 바인더 수지로서 셀룰로오스계 수지를 알맞게 사용할 수 있다. 셀룰로오스계 수지를 이용함으로써, 잉크 조성물에 증량제(실리카 등)이 포함되어 있어도 뛰어난 정착성을 얻을 수 있기 때문이며, 잉크 조성물로부터 된 변색층을 기재 상에 형성했을 때 기재에서의 탈락, 박리 등을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 잉크 조성물의 도막 표면에 복수의 크랙을 효과적으로 일으킴으로써 인디케이터의 감도 향상에 기여할 수 있다.
본 발명은 병용 가능한 바인더 수지로서 상기 열거한 수지 외에 질소 함유 고분자를 사용해도 좋다. 질소 함유 고분자는 바인더로서의 역할과 함께 감도 강화제로서의 역할을 한다. 즉, 감도 강화제를 이용함으로써 플라즈마 처리 검지의 정밀(감)를 더 높일 수 있다. 이로써 플라즈마 처리 검지용 포장체 중에서도 확실히 변색하므로, 포장체에 이용하는 인디케이터로서 매우 유리하다.
질소 함유 고분자는, 예를 들면 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아크릴로니트릴 수지, 아미노 수지, 폴리아크릴 아미드, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리비닐 이미다졸, 폴리에틸렌 이민 등의 합성 수지를 알맞게 사용할 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상으로 사용할 수 있다. 이들의 질소 함유 고분자 중에서는 폴리아미드 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 폴리아미드 수지의 종류, 분자량 등은 특히 한정되지 않으며 공지 또는 시판의 폴리아미드 수지를 사용할 수 있다. 이 중에서도, 리놀렌산의 이합체와 다이아민 또는 폴리아민과 반응 생성물(장쇄 선상 중합물)인 폴리아미드 수지를 알맞게 사용할 수 있다. 폴리아미드 수지는 분자량 4000~7000의 열 가소성 수지이다. 이러한 수지도 시판품을 사용할 수 있다.
병용 가능한 바인더 수지의 함유량은 병용 가능한 바인더 수지의 종류, 이용하는 착색제 종류 등에 맞게 적절히 결정할 수 있으나, 일반적으로는 잉크 조성물 중 0.5~50 중량% 정도가 바람직하고, 1~35 중량% 정도가 보다 바람직하다. 이때, 병용 가능한 바인더 수지의 함유량이 0.5 중량% 미만의 경우에는 잉크 조성물로부터 된 변색층의 정착성이 충분히 얻을 수 없을 우려가 있다. 병용 가능한 바인더 수지의 함유량이 50 중량%를 넘는 경우에는 해당 잉크 조성물의 점성이 지나치게 높아져 다루기가 힘들어질 우려가 있다.
본 발명의 잉크 조성물은 상기 착색제 및 바인더 수지 외, 필요에 따라 계면 활성제(노니온계 계면 활성제 및/또는 양이온계 계면 활성제), 산소 함유 첨가제, 증량제 등의 임의의 첨가제를 함유해도 좋다.
노니온계 계면 활성제
노니온계 계면 활성제는 변색 촉진제로 작용하여 착색제와 병용함으로써 보다 뛰어난 검출 감도를 얻을 수 있다.
노니온계 계면 활성제는 일반식(I)~(V)로 나타내는 노니온계 계면 활성제의 적어도 1종을 이용한다.
하기 일반식(I)
[화학식 1]
Figure pct00001
(단, 상기 일반식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 탄소 수 1~30의 직쇄 또는 분쇄의 지방족 탄화수소기를 나타낸다. X는 산소 또는 에스테르 결합을 나타낸다. AO는 알킬렌옥사이드 유래의 반복 단위를 나타낸다. n은 1~200의 정수를 나타낸다.)
으로 나타내는 노니온계 계면 활성제는 알킬렌 글리콜 유도체이다.
또한, 하기 일반식(II)
[화학식 2]
Figure pct00002
(단, 상기 일반식 중, R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소, 탄소 수 1~30의 직쇄 또는 분쇄의 지방족 탄화 수소기를 나타낸다. X는 산소 또는 에스테르 결합을 나타낸다. n은 1~200의 정수를 나타낸다.)
으로 나타내는 노니온계 계면 활성제는 폴리 글리세린 유도체이다.
상기 일반식(I)에서 AO(모노머)으로는, 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 1,2-부틸렌 옥사이드, 2,3-부틸렌 옥사이드, 테트라하이드로퓨란, 스티렌 옥사이드 등을 들 수 있으며, AO의 중합 형태로는, 단독 중합체, 2종류 이상의 AO로부터 되는 블록 혼성 중합체 또는 랜덤 공중합체를 들 수 있다. 또한, 일반식(I) 및 (II)에서 탄소 수 1~30인 것은 탄소 수 1~22 가 바람직하고, 탄소 수 10~18이 보다 바람직하고, X는 산소가 바람직하고, n은 1~100의 정수가 바람직하다.
상기 일반식(I) 또는 (II)에 해당하는 노니온계 계면 활성제는 구체적으로는, 폴리 에틸렌 글리콜(시판품으로서 "PEG2000" 등)(산요 화성공업 주식회사 제), 글리세린, 폴리 에틸렌 글리콜-폴리 프로필렌 글리콜 혼성 중합체(시판품으로서 "에반 710" 등)(제일 공업 제약 주식 회사 제)등을 들 수 있다.
또한, 상기에서 R1 및 R2의 적어도 하나가 탄소 수 1~30의 직쇄 또는 분쇄의 지방족 탄화 수소기로 치환된 중합체도 바람직한 것으로 들 수 있다.
구체적으로는, 폴리옥시에틸렌(이하 POE) 라우릴에테르(시판품으로서 "에말겐 109P" 등), POE 세틸에테르(시판품으로서 "에말겐 220"등), POE 올레일에테르(시판품으로서 "에말겐 404"등), POE 스테아릴에테르(시판품으로서 "에말겐 306"등), POE 알킬에테르(시판품으로서 "에말겐 LS-110")(이상, 카오 주식회사 제), POE 트리데실에테르(시판품으로서 "파인서브 TD-150" 등), 모노스테아린산 폴리 에틸렌 글리콜(시판품으로서 "브라우논 S-400A" 등)(이상, 아오키 유지 공업 주식회사 제), 모 올레인산 폴리에틸렌 글리콜(시판품으로서 "노니온 O-4" 등), 테트라 메틸렌 글리콜 유도체(시판품으로서 "폴리 센드 DC-1100" 등), 폴리부틸렌글리콜 유도체(시판품으로서 "유니올 PB-500" 등), 알킬 글라이콜 유도체(시판품으로서 "유닐브 50MB-5" 등)(이상, 일유 주식회사 제)등), POE(20)옥틸도데실에테르(시판품으로서 "엠마렉스 OD-20" 등), POE(25)옥틸도데실에테르(시판품으로서 "엠마 렉스 OD-25" 등)(이상, 일본 에멀전 주식회사 제)등을 들 수 있다.
하기 일반식(III) 및 (IV)
[화학식 3]
Figure pct00003
[단, 상기 일반식 중, R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소, 탄소 수 1~30의 직쇄 또는 분쇄의 지방족 탄화 수소기를 나타낸다. AO는 알킬렌옥사이드 유래의 반복 단위를 나타낸다. a+b+c는 3~200의 정수를 나타낸다.)
로 나타내는 노니온계 계면 활성제는 알킬렌 글리콜 글리세릴 유도체이다.
상기 두 일반식에서 AO(모노머)으로는 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 1,2-부틸렌 옥사이드, 2,3-부틸렌 옥사이드, 테트라하이드로퓨란, 스티렌 옥사이드 등을 들 수 있으며, AO의 중합 형태로는, 단독 중합체, 2종류 이상의 AO로부터 되는 블록 혼성 중합체 또는 랜덤 공중 합체를 들 수 있다. 또한, 두 일반식에서 탄소 수 1~30인 것은 탄소 수 1~22가 바람직하고, 탄소 수 10~18이 보다 바람직하고, a+b+c는 3~50의 정수가 바람직하다.
상기 일반식(III)에 해당하는 노니온계 계면 활성제로는 R1이 이소스테아린산 잔기이고, R2 및 R3가 수소이며 AO(모노머)가 에틸렌 옥사이드인 화합물이 있고, 구체적으로는 이소스테아린산 POE글리세릴(시판품으로서 "유니옥스 GM-30IS"등)(일유 주식회사 제)을 들 수 있다.
상기 일반식(IV)에 해당하는 노니온계 계면 활성제로는 R1~R3이 이소 스테아린산 잔기이고, AO(모노머)가 에틸렌 옥사이드인 화합물을 들 수 있으며, 구체적으로는 트리이소스테아린산 POE글리세릴(시판품으로서 "유니옥스 GT-30IS"등)(일유 주식회사 제)을 들 수 있다.
하기 일반식(V)
[화학식 4]
Figure pct00004
(단, 상기 일반식 중, R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소, 탄소 수 1~30의 직쇄 또는 분쇄의 지방족 탄화 수소기를 나타낸다. X는 산소 또는 에스테르 결합을 나타낸다. AO는 알킬렌옥사이드 유래의 반복 단위를 나타낸다. p+q는 0~20의 정수를 나타낸다.)
으로 표시되는 노니온계 계면 활성제는 아세틸렌 글리콜 유도체이다.
상기 일반식(V)에서 AO(모노머)으로는 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 1,2-부틸렌 옥사이드, 2,3-부틸렌 옥사이드, 테트라하이드로퓨란, 스티렌 옥사이드 등을 들 수 있으며, AO의 중합 형태로는, 단독 중합체, 2종류 이상의 AO로부터 되는 블록 혼성 중합체 또는 랜덤 공중 합체를 들 수 있다. 또한, 일반식(I) 및 (II)에서 탄소 수 1~30인 것은 탄소 수 1~22이 바람직하고, X는 산소가 바람직하며, p+q는 0~10의 정수가 바람직하다.
상기 일반식(V)에 해당하는 노니온계 계면 활성제로는 R1 및 R4가 수소이며, R2 및 R3이 > C(CH3)(i-C4H9)이며, X가 산소이고, p+q=0인 화합물을 들 수 있으며, 구체적으로는 2,4,7,9-테트라메틸-5-데신-4,7-디올(시판품으로서 "사피놀 104H"등)(에어 프로덕트 재팬 주식회사 제)을 들 수 있다.
이들 일반식(I)~(V)로 나타내는 노니온계 계면 활성제는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
노니온계 계면 활성제 함유량은 그 종류 및 이용하는 착색제 종류 등에 알맞게 적절히 결정할 수 있으나, 조성물 중의 저장성 및 변색 촉진 효과를 고려하여, 일반적으로는 잉크 조성물 중 0.2~10 중량% 정도, 특히 0.5~5 중량%로 하는 것이 바람직하다.
양이온계 계면 활성제
양이온계 계면 활성제는 특히 제한되지 않으나, 특히 테트라 알킬 암모늄염, 이소퀴놀리늄염,이미다졸륨염 및 피리디늄염의 적어도 1종을 이용하는 것이 바람직하다. 이들은 시판품도 사용할 수 있다. 양이온계 계면 활성제를 상기의 착색제와 병용함으로써 보다 뛰어난 검출 감도를 얻을 수 있다. 상기 양이온계 계면 활성제는 1종 또는 2종 이상으로 사용할 수 있다.
테트라 알킬 암모늄염 중에서도 알킬 트리 메틸 암모늄염, 디알킬 디메틸 암모늄염 등이 바람직하다. 구체적으로는, 염화 야자 알킬 트리 메틸 암모늄, 염화 우지 알킬 트리 메틸 암모늄, 염화 베헤닐 트리 메틸 암모늄, 염화 미리스틸 트리메틸 암모늄, 염화 테트라 메틸 암모늄, 염화 테트라 부틸 암모늄, 염화 테트라 프로필 암모늄, 브롬화 테트라 메틸 암모늄, 브롬화 테트라 부틸 암모늄, 브롬화 테트라 프로필 암모늄, 염화 트리 메틸-2-히드록시 에틸 암모늄, 염화 세틸 트리 메틸 암모늄, 염화 라우릴 트리 메틸 암모늄, 염화 스테아릴 트리 메틸 암모늄, 염화 디옥틸 디메틸 암모늄, 염화 스테아릴 디메틸 암모늄, 염화 알킬 벤질 디메틸 암모늄 등을 들 수 있다. 특히, 염화 베헤닐 트리 메틸 암모늄, 염화 라우릴 트리 메틸 암모늄 등이 바람직하다.
이소퀴놀리늄염으로는 예를 들면, 라우릴 이소퀴놀리늄 브로마이드, 세틸 이소퀴놀리늄 브로마이드, 세틸 이소퀴놀리늄 클로라이드, 라우릴 이소퀴놀리늄 클로라이드 등을 들 수 있다. 이 중에서도 특히, 라우릴 이소퀴놀리늄 브로마이드가 바람직하다.
이미다졸륨염으로는 예를 들면, 1-히드록시에틸-2-올레일이미다졸륨 클로라이드, 2-클로로-1,3-디메틸 이미다졸륨 클로라이드 등을 들 수 있다. 이 중에서도 특히, 2-클로로-1,3-디메틸 이미다졸륨 클로라이드가 바람직하다.
피리디늄염으로는 피리디늄클로라이드, 1-에틸피리디늄브로마이드, 헥사데실피리디늄클로라이드, 세틸 피리디늄클로라이드, 1-부틸렌 피리디늄클로라이드, N-n-부틸렌 피리디늄클로라이드, 헥사데실 피리디늄브로마이드, N-헥사데실 피리디늄브로마이드, 1-도데실 피리디늄클로라이드, 3-메틸헥실 피리디늄클로라이드, 4-메틸헥실 피리디늄클로라이드, 3-메틸옥틸 피리디늄클로라이드, 2-클로로-1-메틸 피리디늄아이오다이드, 3,4-디메틸부틸 피리디늄클로라이드, 피리디늄-n-헥사데실클로라이드-수화물, N-(시아노메틸)피리디늄클로라이드, N-아세토닐 피리디늄브로마이드, 1-(아미노포밀메틸)피리디늄 클로라이드, 2-아미디노 피리디늄클로라이드, 2-아미노 피리디늄클로라이드, N-아미노 피리디늄아이오다이드, 1-아미노 피리디늄아이오다이드, 1-아세토닐 피리디늄클로라이드, N-아세토닐 피리디늄브로마이드 등을 들 수 있다.이 중에서도 특히, 헥사데실 피리디늄클로라이드가 바람직하다.
양이온계 계면 활성제의 함유량은 상기 계면 활성제의 종류, 이용하는 착색제 종류 등에 알맞게 적절히 결정할 수 있으나, 일반적으로는 잉크 조성물 중 0.2~10 중량% 정도, 특히 0.5~5 중량%로 하는 것이 바람직하다.
증량제
증량제로는, 특히 제한되지 않고, 예를 들면, 벤토나이트, 활성 백토, 산화 알루미늄, 실리카, 실리카겔 등의 무기 재료를 들 수 있다. 그 외에도 공지의 체질 안료로 알려진 재료를 사용할 수 있다. 이 중에서도 실리카, 실리카겔 및 알루미나의 적어도 1종이 바람직하다. 특히 실리카가 보다 바람직하다. 실리카 등을 사용할 경우에는 특히 변색층 표면에 복수의 크랙을 효과적으로 생성시킬 수 있다. 그 결과, 인디케이터의 검출 감도를 더 높일 수 있다. 상기 증량제는 1종 또는 2종 이상으로 사용할 수 있다.
증량제 함유량은 이용하는 증량제, 착색제 종류 등에 알맞게 적절히 결정할 수 있으나, 일반적으로는 잉크 조성물 중 1~30 중량% 정도, 특히 2~20 중량%로 하는 것이 바람직하다.
기타 첨가제
잉크 조성물은 필요 시 용제, 레벨링제, 소화제, 자외선 흡수제, 표면 조정제 등의 공지의 잉크에 이용되고 있는 성분을 적절히 배합할 수 있다.
본 발명에서 사용할 수 있는 용제는 보통 인쇄용, 필기용 등의 잉크 조성물에 이용되는 용제이면 모두 사용할 수 있다. 예를 들면, 알코올 또는 다가 알코올계, 에스테르계, 에테르계, 케톤계, 탄화수소계, 글리콜 에테르계 등의 각종 용제를 사용할 수 있으며, 사용하는 색소, 바인더 수지의 가용성 등에 따라 적절히 선택하면 된다. 상기 용제는 1종 또는 2종 이상으로 사용할 수 있다.
용제의 함유량은 이용하는 용제나 착색제 종류 등에 맞게 적절히 결정할 수 있으나, 일반적으로는 잉크 조성물 중 40~95 중량% 정도, 특히, 60~90 중량%로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 잉크 조성물의 각 성분은 동시에 또는 순차적으로 배합하고, 호모나이저(homogenizer), 디졸바(dissolver) 등의 공지의 교반기를 이용하여 균일하게 혼합하면 좋다. 예를 들면, 우선 용제에 상기 착색제 및 바인더 수지, 양이온계 계면 활성제 및 증량제의 적어도 1종(필요에 따라 이외의 다른 첨가제)을 차례로 함유하여 교반기에 의해 혼합·교반하면 된다.
2. 플라즈마 처리 검지 인디케이터
본 발명의 인디케이터는 본 발명의 잉크 조성물로부터 된 변색층을 포함한다. 일반적으로는 기재 상에 본 발명의 잉크 조성물을 도포 또는 인쇄함으로써 변색층을 형성할 수 있다. 이 경우의 기재로는 변색층을 형성할 수 있으면 특히 제한되지 않는다.
기재로는, 예를 들면, 금속 또는 합금, 세라믹, 유리, 콘크리트, 플라스틱(폴리 에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리 프로필렌, 나일론, 폴리스틸렌, 폴리 설폰, 폴리 카보네이트, 폴리이미드 등), 섬유류(부직포, 직포, 기타의 섬유 시트), 이들의 복합 재료를 사용할 수 있다. 또한, 폴리 프로필렌 합성지, 폴리 에틸렌 합성지의 합성 수지 섬유지(합성지)도 알맞게 사용할 수 있다.
본 발명의 변색층은 색이 다른 색으로 변화하는 것 외에, 색이 퇴색 또는 소색 하는 것도 포함된다.
변색층의 형성은, 본 발명의 잉크 조성물을 이용, 실크 스크린 인쇄, 그라비어 인쇄, 오프셋 인쇄, 철판 인쇄, 플렉소 인쇄 등의 공지의 인쇄 방법대로 할 수 있으며, 인쇄 이외의 방법으로도 형성할 수 있다. 예를 들면, 기재를 잉크 조성물 중에 숙성함으로써 변색층을 형성할 수도 있다. 부직포 등과 같이 잉크가 침투하는 재료에는 특히 적절하다.
변색층은 그 표면에 복수의 크랙을 가지는 것이 바람직하다. 즉, 변색층의 표면에 개방 기공이 형성되어 다공질화하여 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 플라즈마 처리 검지의 감도를 더 높일 수 있다. 이 경우에는 플라즈마 처리 검지 포장체의 내부에 변색층이 배치되더라도 소망의 변색 효과를 얻는다. 크랙은 특히 본 발명의 잉크 조성물의 바인더 수지로 셀룰로오스계 수지를 병용함으로써 효과적으로 형성할 수 있다. 즉, 셀룰로오스계 수지의 사용으로 양호한 정착성을 유지하면서 상기와 같은 크랙을 형성할 수 있다.
본 발명은 또한, 플라즈마 처리 분위기 하에서 변색하지 않는 비 변색층이 기재상 및/또는 변색층 상에 형성되어 있어도 좋다. 비 변색층은 보통 시판의 보통 색 잉크로 형성할 수 있다. 예를 들면, 수성 잉크, 유성 잉크, 무용매형 잉크 등을 이용할 수 있다. 비 변색층의 형성에 이용하는 잉크에는 공지의 잉크에 배합된 성분, 예를 들면, 수지 바인더, 증량제, 용매 등이 포함되어 있어도 좋다.
비 변색층의 형성은 변색층의 경우와 동일하게 하면 된다. 예를 들면, 보통 색 잉크를 사용하는, 실크 스크린 인쇄, 그라비어 인쇄, 오프셋 인쇄, 철판 인쇄, 플렉소 인쇄 등의 공지의 인쇄 방법대로 할 수 있으며, 변색층·비 변색층의 인쇄 순서는 특히 제한되지 않고 인쇄하는 디자인 등에 따라 적절히 선택하면 된다.
본 발명의 인디케이터에는 변색층 및 비 변색층을 각각 1층씩 형성해도 좋고, 또는 각각 여러 층을 형성해도 좋다. 또한, 변색층끼리 또는 비 변색층끼리를 적층해도 좋다. 이때, 변색층끼리 서로 같은 조성으로 있어도 또는 다른 조성이라도 좋다. 마찬가지로, 비 변색층끼리 서로 같은 조성으로 있어도 또는 다른 조성이라도 좋다.
또한, 변색층 및 비 변색층은 기재 또는 각층의 전면에 형성해도 좋고, 또는 부분적으로 형성해도 좋다. 이들의 경우 특히, 변색층의 변색을 확보하기 위해서 적어도 1개의 변색층의 일부 또는 전부가 플라즈마 처리 분위기에 노출되도록 변색층 및 비 변색층을 형성하면 된다.
본 발명은 플라즈마 처리 완료가 확인 가능한 한, 변색층과 비 변색층을 어떻게 조합해도 좋다. 예를 들면, 변색층의 변색으로 시작하고 변색층과 비 변색층의 색 차가 식별할 수 있도록 변색층 및 비 변색층을 형성하거나, 또는 변색으로 시작하여 변색층 및 비 변색들 간의 색 차가 소멸하도록 형성할 수도 있다. 본 발명은 특히 변색으로 시작하여 변색층과 비 변색들 간의 색 차가 식별할 수 있게 변색층 및 비 변색층을 형성하는 것이 좋다.
색 차가 식별되도록 하는 경우에는, 예를 들면, 변색층의 변색으로 시작하여 문자, 도안 및 기호의 적어도 1종이 나타나도록 변색층 및 비 변색층을 형성하면 된다. 본 발명은 문자, 도안 및 기호는 변색을 알리는 모든 정보를 제공한다. 이들 문자 등은 사용 목적 등에 따라 적절하게 디자인하면 된다.
또한, 변색 전의 변색층과 비 변색층을 서로 다른 색깔로 해도 좋다. 예를 들면, 양자를 실질적으로 동일한 색으로 하여, 변색 이후 처음의 변색층과 비 변색들 간의 색 차(콘트라스트)가 식별할 수 있도록 하여도 좋다.
본 발명의 인디케이터에는 변색층과 비 변색층이 겹치지 않도록 변색층 및 비 변색층을 형성할 수 있다. 이로써 사용하는 잉크량을 절약할 수 있다.
또한, 본 발명은 변색층 및 비 변색층의 적어도 한 쪽의 층 상에 더 변색층 또는 비 변색층을 형성해도 좋다. 예를 들면, 변색층과 비 변색층이 겹치지 않게 변색층 및 비 변색층을 형성한 층("변색-비 변색층"이라고 한다)의 위에. 또 다른 디자인을 가지는 변색층을 형성하면, 변색-비 변색층에 있어서의 변색층 및 비 변색층의 경계선이 실질적으로 식별할 수 없는 상태로 할 수 있어 보다 우수한 의장성을 달성할 수 있다.
본 발명의 인디케이터는 플라즈마 발생용 가스를 이용하는 플라즈마 처리라면 모두 적용할 수 있다. 즉, 감압 플라즈마 처리 및 대기압 플라즈마 처리의 양쪽에 적용할 수 있다.
감압 플라즈마 처리의 구체적인 예로는, 플랫 패널 디스플레이(액정 디스플레이 등)의 제막, 회화, 세정, 표면 개선 등의 용도; 반도체 제조 공정에서의 제막, 회화, 세정, 표면 개선 등의 용도; 실장 기판 또는 프린트 배선 기판의 세정, 표면 개선 등의 용도; 의료 기구 등의 멸균 용도; 실장 부품의 세정, 표면 개선 등의 용도 등을 들 수 있다.
또한, 대기압 플라즈마 처리의 구체적인 예로는, 플랫 패널 디스플레이(액정 디스플레이 등)의 세정, 표면 개선 등의 용도; 실장 기판 또는 프린트 배선 기판의 세정, 표면 개선 등의 용도; 자동차, 항공기 부품 등의 표면 개선 용도, 의료 분야(치과 또는 외과)의 소독, 살균, 치료 등의 용도 등을 들 수 있다.
감압 플라즈마 발생용 가스로는, 진공 하, 교류 전압, 펄스 전압, 고주파, 마이크로파 등을 인가함으로써 플라즈마를 발생시킬 수 있는 가스라면 한정되지 않고, 예를 들면, 산소, 질소, 수소, 염소, 과산화 수소, 헬륨, 아르곤, 실란, 암모니아, 브롬화황, 수증기, 아산화질소, 테트라에톡시실란, 사플루오로화탄소, 트리플루오로메탄, 사염화탄소, 사염화규소, 육불화황, 사염화티탄, 디클로로메탄, 트리메틸갈륨, 트리메틸인듐, 트리메틸알루미늄 등을 들 수 있다. 이들의 감압 플라즈마 발생용 가스는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
대기압 플라즈마 발생용 가스로는, 대기압 하, 교류 전압, 펄스 전압, 고주파, 마이크로파 등을 인가함으로써 플라즈마를 발생시킬 수 있는 가스라면 한정되지 않고, 예를 들면, 산소, 질소, 수소, 아르곤, 헬륨, 공기 등을 들 수 있다. 이들의 대기압 플라즈마 발생용 가스는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 인디케이터를 사용하는 경우, 구체적으로는 플라즈마 발생용 가스를 이용하는 플라즈마 처리 장치(구체적으로는, 플라즈마 발생용 가스를 함유하는 분위기 하에서 교류 전압, 펄스 전압, 고주파, 마이크로파 등을 인가하고 플라즈마를 발생시킴으로써 플라즈마 처리 장치)의 내부 또는 해당 내부에 수용된 피 처리물에 본 발명 인디케이터를 두고, 플라즈마 처리 분위기 하에 쬐면 된다. 이 경우 장치 내에 놓인 인디케이터의 변색에 의해 소정의 플라즈마 처리가 수행되는 것을 탐지할 수 있다.
본 발명의 인디케이터는 그대로 인디케이터 카드로 사용할 수 있다. 이때, 변색층의 형상을 공지의 바코드의 형상과, 소정의 플라즈마 처리가 완료된 단계(변색의 정도)로 바코드 리더에 의해 읽기가 가능한 조건으로 설정하면 플라즈마 처리 완료와 그 후의 플라즈마 처리물의 물류 관리를 바 코드에 의해 일원 관리할 수 있다. 본 발명은 해당 용도에 이용하는 인디케이터, 플라즈마 처리 관리 방법 및 물류 관리 방법의 발명도 내포하고 있다.
3. 포장체
본 발명은 기체 투과성 포장체의 내면에 본 발명의 인디케이터가 마련되어 있는 플라즈마 처리용 포장체를 포함한다.
기체 투과성 포장체는, 그 안에 피 처리물을 동봉한 채로 플라즈마 처리할 수 있는 포장체가 좋다. 이는 플라즈마 처리용 포장체(파우치)로 사용되고 있는 공 지 또는 시판하는 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 폴리 에틸렌 섬유(폴리 에틸렌 합성지)로 형성된 포장체를 알맞게 사용할 수 있다. 이 포장체에 피 처리물을 넣고, 개구부를 가열 밀봉 등에 의해 밀폐한 후, 포장체 별 플라즈마 처리 장치 중에서 처리할 수 있다.
본 발명의 인디케이터는 상기 포장체의 내면에 배치하면 된다. 배치하는 방법은 한정적이지 않고, 접착제, 가열 밀봉 등에 의한 방법 이외에, 본 발명의 잉크 조성물을 직접 포장체의 내면에 도포 또는 인쇄함으로써 인디케이터를 구성할 수도 있다. 또한, 상기 도포 또는 인쇄에 의한 경우에는 포장체의 제조 단계에서 인디케이터를 형성할 수 있다.
본 발명의 포장체에는 인디케이터를 외부에서 확인할 수 있도록 포장체의 일부에 투명 창부가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 포장체를 투명 시트와 상기 폴리 에틸렌 합성지로 제작하고, 그 투명 시트를 통해서 시인할 수 있는 위치에 포장체 내면에 인디케이터를 형성하면 좋다.
본 발명의 포장체를 이용하여 플라즈마 처리할 경우, 예를 들면, 포장체에 피 처리물을 장전하는 공정, 피 처리물이 장전된 포장체를 밀봉하는 공정 및 해당 포장체를 플라즈마 처리 분위기 하에 두는 공정을 가지는 방법에 의하면 좋다. 보다 구체적으로는 피 처리물을 포장체에 넣은 후, 가열 밀봉 등의 공지의 방법에 따라 밀봉한다. 다음으로, 그 포장체별 플라즈마 처리 분위기 하에 배치한다. 예를 들면 공지 또는 시판의 플라즈마 처리 장치의 처리실에 배치하고 처리를 한다. 처리가 종료된 후에는 포장체마다 꺼내, 그대로 사용 때까지 포장체 중에서 보관할 수 있다. 이 경우 플라즈마 처리는 인디케이터의 변색층이 변색할 때까지 플라즈마 처리 분위기 하에 포장체를 두는 것이 바람직하다.
본 발명의 플라즈마 처리 검지용 잉크 조성물은 바인더 수지가 페놀계 수지를 함유함으로써 해당 잉크 조성물로부터 된 변색층의 내열성이 기존 제품과 비교하여 향상하였다. 그러므로 해당 변색층을 가지는 플라즈마 처리 검지 인디케이터는 플라즈마 처리 장치 불량으로 플라즈마 발생용 가스가 공급되지 않거나 불충분한 경우에 기인하는 최고 170℃ 정도의 엄청난 가열에 의해서도 변색층이 변색하지 않고 적절한 플라즈마 처리 분위기 하에서 변색되기 때문에 플라즈마 처리 완료를 정확히 판단할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 나타내며 본 발명의 특징을 더욱 명확히 한다. 또한, 본 발명은 실시예의 양태에 제한되지 않는다.
실시예 1~4 및 비교예 1~3
표 1에 나타낸 조성으로 각 성분을 혼합함으로써 각 잉크 조성물을 제조하였다. 또한, 각 잉크 조성물을 흰색 PET 필름 "동양방 제 크리스파 K2323"에 실크 스크린 인쇄하고, 실온에서 30분 이상 건조시킨 후, 80℃에서 20분 동안 건조시킴으로써 각 인디케이터를 얻었다.
시험예 1
각 인디케이터에 대해서 내열성 시험 및 변색성 시험을 하였다. 각 시험 방법 및 평가 기준은 다음과 같다.
≪ 내열성 시험 ≫
우선, 각 인디케이터의 변색층(열 처리 전)의 색도 L*a*b*를 일본 전색 공업 주식회사 제의 핸디형 색채계 NR-11A로 측색하였다.
다음으로, 각 인디케이터를 170℃의 항온기에 10분간 정치하고 열 처리하였다. 이 조건은 플라즈마 처리 장치 내에서 어떠한 결함에 의해 플라즈마 발생용 가스가 제대로 공급되지 않아 의도하지 않는 과잉 가열이 생기고 있는 상황을 재현한 것이다.
10분간 정치 후, 각 인디케이터를 꺼내 변색층(열 처리 후)의 색도 L*a*b*를 상기와 동일하게 측정하였다.
열 처리 전의 색도를 L*1, a*1, b*1, 열 처리 후의 색도를 L*2, a*2, b*2로, 색도의 차이(색 차)를 하기의 식에 의해 Δ E*ab로 표시하였다.
색 차 Δ E*ab=[(L*2-L*1)2+(a*2-a*1)2+(b*2-b*1)2]1/2 시험 결과를 표 1에 나타낸다.
≪ 변색성 시험 ≫
우선, 각 인디케이터의 변색층(플라즈마 처리 전)의 색도 L*a*b*를 일본 전 색 공업 주식 회사 제의 핸디형 색채계 NR-11A로 측색하였다.
다음으로, 각 인디케이터를 고주파 플라즈마 처리 장치 BP-1(사무코 제)에 설치하였다.
플라즈마 발생용 가스로서 O2가스, Ar가스를 준비하고, 하기 조건에서 플라즈마 처리를 실시한 후, 플라즈마 처리 후의 변색층의 색도 L*a*b*를 상기와 동일하게 측정하였다.
플라즈마 처리 전의 색도를 LL*1, a*1, b*1, 열 처리 후의 색도를 L*2, a*2, b*2로, 색도의 차이(색 차)를 하기의 식에 의해 Δ E*ab로 표시하였다.
색 차 Δ E*ab=[(L*2-L*1)2+(a*2-a*1)2+(b*2-b*1)2]1/2
(플라즈마 처리 조건)
O 2 가스를 이용한 처리 조건
·O2가스: 10 ml/min , CF4가스: 5 ml/min
·전력: 75W , 압력: 100Pa , 극간 거리: 50 mm
·처리 시간: 20 min
Ar 가스를 이용한 처리 조건
·Ar가스: 20 ml/min
·전력: 75W , 압력: 20Pa , 극간 거리: 50 mm
·처리 시간: 30 min
(고 찰)
표 1의 결과로부터 밝혀진 대로, 내열성에 대해서는 실시예 1~4의 변색층은 Δ E*ab ≤ 5이며, 육안으로도 큰 변화를 알 수 없는 정도였다. 비교예 1~3의 변색층은 Δ E*ab이 크고, 온도에 의한 변색이 보였다. 변색성에 대해서는 실시예의 변색층은 비교예의 변색층과 비교하면 열에 의한 변색이 생기지 않기 위해서 비교예보다 변색 속도가 늦어졌다.
시험예 2
≪ 변색성 시험 ≫
우선, 실시예 1의 잉크 조성물을 이용하여 제작한 실시예 1의 인디케이터의 변색층(플라즈마 처리 전)의 색도 L*a*b*를 일본 전색 공업 주식 회사 제의 핸디형 색채계 NR-11A로 측색하였다.
다음으로, 실시예 1의 인디케이터를 하기에 나타낸 여러가지의 플라즈마 처리에 각각 제공한 후, 플라즈마 처리 후의 변색층의 색도 L*a*b*를 상기와 동일하게 측정하였다.
플라즈마 처리 전의 색도를 LL*1, a*1, b*1, 열 처리 후의 색도를 L*2, a*2, b*2로, 색도의 차이(색 차)를 하기의 식에 의해 Δ E*ab로 표시하였다.
색 차 Δ E*ab=[(L*2-L*1)2+(a*2-a*1)2+(b*2-b*1)2]1/2 어느 플라즈마 처리에서도 처리 전후의 변색 색차 Δ E*ab이 5 이상임을 확인하였다. 즉, 플라즈마 처리 완료를 확인할 수 있다는 것이 실증되었다.
(플라즈마 처리 조건)
플라즈마 처리(1): 수증기· 과산화 수소 플라즈마
·장치: 고주파 플라즈마 처리 장치 BP-1(사무고 제)
·증기: 2 mmol/min, 전력: 75W, 압력: 40Pa, 극간 거리: 50 mm, 처리 시간: 20 min
플라즈마 처리(2): 사플루오르화 탄소 플라즈마
·장치: 고주파 플라즈마 처리 장치 BP-1(사무고 제)
·CF4가스: 5 ml/min, 전력: 75W, 압력: 100Pa, 극간 거리: 50 mm, 처리 시간: 10 min
플라즈마 처리(3): 대기압 플라즈마
·장치: 플라즈마 스트리트 시스템(이화 정기 제)
·가스: 드라이 에어 40L/h, 조사 거리: 10 mm, 처리 시간: 400 m/s× 10회
플라즈마 처리(4): 대기압 플라즈마
·장치: 타프 플라즈마(후지 기계 제조 제)
·가스: N2 29.7L/min + 드라이에어 0.3L/min, 조사 거리: 10 mm, 처리 시간: 20 m/s× 10회
플라즈마 처리(5): 대기압 플라즈마
·장치: Precise300C(이 스퀘어 제)
·가스: N2 125/min + H2O 2L/min, 조사 거리: 1 mm, 처리 시간: 1m/s× 10회
플라즈마 처리(6): 대기압 플라즈마
·장치: Precise300C(이 스퀘어 제)
·가스: N2 125/min + H2 3.6L/min, 조사 거리: 1mm, 처리 시간: 1m/s× 10회
시험예 3
실시예 2의 잉크 조성물을 이용하여 제작한 실시예 2의 인디케이터의 변색층에 대한 시험예 2와 동일한 변색성 시험을 각각 실시한 결과, 플라즈마 처리 (1)~(6)의 어느 조건에서도 처리 전후의 변색 색차 Δ E*ab이 5 이상임을 확인하였다다. 즉, 플라즈마 처리 완료를 확인할 수 있다는 것이 실증되었다.
시험예 4
실시예 3의 잉크 조성물을 이용하여 제작한 실시예 3의 인디케이터의 변색층에 대한 시험예 2와 동일한 변색성 시험을 각각 실시한 결과, 플라즈마 처리 (1)~(6)의 어느 조건에서도 처리 전후의 변색 색차 Δ E*ab이 5 이상임을 확인하였다. 즉, 플라즈마 처리 완료를 확인할 수 있다는 것이 실증되었다.
시험예 5
실시예 4의 잉크 조성물을 이용하여 제작한 실시예 4의 인디케이터의 변색층에 대한 시험예 2와 동일한 변색성 시험을 각각 실시한 결과 플라즈마 처리 (1)~(6)의 어느 조건에서도 처리 전후의 변색 색차 Δ E*ab이 5이상임을 확인하였다. 즉, 플라즈마 처리 완료를 확인할 수 있다는 것이 실증되었다.
조성 실시예 비교예
1 2 3 4 1 2 3
C.I. Dinperse Red 167:1(아조계 염료) 0.1 0.1 0.1 0.1
C.I. Pigment Green 7(프탈로시아닌계염료) 0.4 0.4 0.4 0.4
C.I. Pigment Yellow 74(아조계 염료) 0.4 0.4 0.4
C.I.Solvent Blue 5(트리페닐메탄계 염료) 0.1 0.1 0.1
쇼우카멘RS1/2(S.M.P.E제펜제니트로셀룰로스) 10.0 8.0 10.0 7.0
쇼우카멘RS7(S.M.P.E제펜제니트로셀룰로스) 8.0 3.5
타마놀 100S(아라카와화학제 알킬페놀) 2.5 10.0
YS폴리스타-U115(야스하라케미컬제테르펜페놀) 2.0
타마놀 135(아라카와화학제 로진계변성페놀) 2.5
바-사미드JP802(BASF제 폴리아미드) 7.1 3.5
시클로헥사논 12.4 12.4 11.1 11.1 12.4 12.4 12.4
PM 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4
부틸셀로솔브 58.9 59.4 60.5 61.1 61.4 61.1 56.9
아에로질R-972(일본아에로질제 실리카) 14.3 14.3 12.0 12.0 14.3 12.0 14.3
닛콜CA2580(일광케미컬제4급암모늄염계면활성제) 2.0 2.0
PEG4000 (삼양화성제 폴리에틸렌글리콜) 4.0 4.0 4.0
합계 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
내열성시험 처리전과의 Δ E*ab 3 2 3 2 27 12 14
변색성시험 O2 플라즈마 처리전과의 Δ E*ab 26 22 20 20 38 34 36
Ar 플라즈마 처리전과의 Δ E*ab 18 20 21 15 36 34 37
(표중, PM은 프로필렌글리콜 모노메틸에테르를 나타낸다.)

Claims (13)

  1. 색소 및 바인더 수지를 함유하는 플라즈마 처리 검지용 잉크 조성물이되, 상기 바인더 수지는 페놀계 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 페놀계 수지는 알킬 페놀 수지, 테르펜 페놀 수지 및 로진 변성 페놀 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종인 잉크 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 색소는 안트라퀴논계 색소, 메틴계 색소, 아조계 색소, 프탈로시아닌계 색소, 트리 페닐 메탄계 색소 및 크산텐계 색소로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 잉크 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 잉크 조성물은 노니온계 계면 활성제 및 양이온계 계면 활성제의 적어도 1종을 함유하는 잉크 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 잉크 조성물은 증량제를 함유하는 잉크 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 증량제는 일부 또는 전부가 실리카인 잉크 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리 분위기 하에서 변색하지 않는 색소 성분의 적어도 1종을 함유하는 잉크 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 잉크 조성물로부터 된 변색층을 함유하는 플라즈마 처리 검지 인디케이터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리 분위기 하에서 변색하지 않는 변색층을 함유하는 인디케이터.
  10. 기체 투과성 포장체의 내면에 제8항 또는 제9항의 인디케이터가 설치되어 있는 플라즈마 처리용 포장체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 인디케이터를 외부로부터 확인 할 수 있도록 포장체의 일부에 투명 창부가 설치되어 있는 포장체.
  12. 제10항 또는 제11항의 포장체에 피 처리물을 장전하는 공정, 피 처리물이 장전된 포장체를 밀봉하는 공정 및 해당 포장체를 상기 플라즈마 처리 분위기 하에 두는 공정을 가지는 플라즈마 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 인디케이터의 변색층이 변색할 때까지 상기 플라즈마 처리 분위기 하에 포장체를 두는 처리 방법.
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