KR20210042200A

KR20210042200A - 수성 타입 라미네이트용 잉크 및 이를 제조하는 방법

Info

Publication number: KR20210042200A
Application number: KR1020190124579A
Authority: KR
Inventors: 이진택; 장혁준; 봉원형; 권솔
Original assignee: (주)성보잉크; 주식회사 유래코
Priority date: 2019-10-08
Filing date: 2019-10-08
Publication date: 2021-04-19
Also published as: KR102338075B1

Abstract

친환경적인 수성 타입 라미네이트용 잉크 및 이를 제조하는 방법이 개시된다. 상기 라미네이트용 잉크 조성물은 수성 아크릴 수지, 안료, 수성 우레탄 수지 및 희석용제로서 물을 함유하되, VOC 규제 물질을 전혀 사용하지 않는다.

Description

수성 타입 라미네이트용 잉크 및 이를 제조하는 방법{WASHABLE INK FOR LAMINATION AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 수성 타입 라미네이트용 잉크 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

식품을 보호하기 위한 포장재의 사용량이 증가하고 있으며, 식품포장재는 단순히 내용물을 보호하는데 그치지 않고 외면적으로는 광고 효과를 높이고, 내면적으로는 식품이 직접 접촉되더라도 인체에 무해할 필요가 있다.

최근 천연, 유기농, 친환경성 등을 추구하는 소비자들이 증가함에 따라, 식품 포장재 분야에서도 이러한 경향을 반영하여 다양한 기능성을 가지는 포장재들이 개발되고 있다.

이러한 포장재들을 일반적으로 그라비어 인쇄를 통하여 제조되며, 상기 그라비어 인쇄는 톨루엔(Toluene), 메틸에틸케톤(MethylEthyl Ketone; MEK), 에틸아세테이트(Ethyl Acetate; EA), 크실렌(Xylene), 에틸셀로솔브(Ethyl Cellosolve; EC) 등의 유기 용제를 함유한 잉크를 사용하고 있다.

이러한 유기용제들은 전부 휘발성 유기화합물 (Volatile Organic Compound; VOC)에 해당하고, 악취는 물론 그 자체로서도 인체나 환경에 유해한 영향을 미치는 것으로 알려졌 있다.

구체적으로, 이러한 유기용제는 잉크의 건조 공정에서 대기 중으로 방출되어 대기 오염원이 되고, 작업자에 직접 노출되어 인체에 유해하며, 인쇄 작업시 화재의 위험성을 안고 있다. 특히, 포장재에 이러한 유기 용제가 잔류하면 위생적인 인쇄물을 얻을 수 없고 인체에도 유해하다는 문제점이 있다.

KR

10-2006-0082331

A

본 발명은 친환경적인 수성 타입 라미네이트용 잉크 및 이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 라미네이트용 잉크 조성물은 수성 아크릴 수지, 안료, 수성 우레탄 수지 및 희석용제로서 물을 함유하되, VOC 규제 물질을 전혀 사용하지 않는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 라미네이트용 잉크 제조 방법은 1) 수성 아크릴 수지, 안료, 에탄올 및 물을 혼합하여 PREMIXING한 후 다이노밀 작업하는 단계; 2) 1) 단계의 혼합물에 수성 폴리우레탄 수지를 첨가한 후 다이노밀 작업하는 단계; 및 2) 단계의 혼합물에 보조수지 및 첨가제를 혼합하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 수성 타입 라미네이트용 잉크는 VOC 규제 물질을 사용하지 않고 용제로 물 또는 물과 에탄올을 사용한다. 결과적으로, 상기 라미네이트용 잉크로 인쇄된 포장재가 인체에 유해하지 않을 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명은 VOC 규제 물질을 전혀 사용하지 않는 친환경적인 수성 타입 라미네이트용 잉크에 관한 것으로서, 포장재 인쇄를 위해 사용될 수 있다. 결과적으로, 상기 포장재가 친환경적일 수 있다.

기존 포장재는 VOC 규제 물질인 Toluene, MEK, EA 등을 함유한 잉크를 사용하였으며, 그 결과 인체에 유해한 영향을 미칠 우려가 있다. 또한, 일반적으로 VOC 규제 물질인 메탄올, EA 유기용제를 접착제 성분으로 사용하였기 때문에, 인체에도 유해할 뿐만 아니라 라미네이션 후에 일부 메탄올, EA 잔류 용제가 남는 문제가 발생할 수 있다.

반면에, 본 발명의 라미네이트용 잉크는 용제로서 VOC 규제 물질을 사용하지 않고 물 또는 물과 에탄올을 사용하며, 따라서 상기 잉크 및 상기 잉크로 인쇄된 포장재가 인체에 유해하지 않을 수 있다.

이러한 라미네이트용 잉크는 VOC 규제 물질을 사용하지 않을뿐만 아니라 1액형 타입으로 경화제를 사용하지 않는다. 결과적으로, 잉크 인쇄 후 잉크가 거의 남지 않을 뿐만 아니라 잔존 잉크의 재사용이 가능할 수 있다.

이하, 본 발명의 수성 타입 라미네이트용 잉크를 구체적으로 살펴보겠다.

본 실시예의 라미네이트용 잉크는 예를 들어 포장재의 인쇄를 위해 사용되는 그라비아 잉크일 수 있으며, 수성 아크릴 수지, 수성 우레탄 수지, 에탄올 및 물을 함유할 수 있다. 즉, 상기 라미네이트용 잉크는 수성 잉크이며, VOC 규제 물질을 전혀 사용하지 않는다.

일 실시예에 따르면, 라미네이트용 잉크 조성물은 수성 아크릴 수지 10 중량% ~ 20 중량%, 안료(예를 들어 유색 안료) 12 중량% ~ 14 중량%, 수성 우레탄 수지 30 중량% ~ 32 중량%, 보조수지 3 중량% ~ 5 중량%, 에탄올 8 중량% ~ 10 중량%, 물 18 중량% ~ 20 중량%, 기타 첨가제(분산제,왁스,실리카) 1 중량% ~ 3 중량%를 포함할 수 있다.

다만, 희석 용제로서 물 단독으로 사용될 수도 있고, 물과 에탄올이 함께 사용될 수도 있다. 건조 속도를 높이고자 할 경우 에탄올을 추가적으로 사용할 수 있다.

상기 수성 아크릴 수지는 우수한 안료 분산력을 제공하기 위하여 사용되며, 10 중량% 미만시 상기 안료 분산력이 저하되고, 20 중량% 초과시 재료비가 높아지고 수지와의 사용성이 떨어질 수 있다.

상기 수성 우레탄 수지는 잉크의 물성을 좌우하며, 30 중량% 미만시 후가공 접착력이 저하되고 32 중량% 초과시 건조가 늦어지고 블록킹 현상이 발생될 수 있고 인쇄 롤에 오염이 심하게 발생될 수 있다.

상기 보조수지는 접착력을 보강하는 역할을 수행하며, 3 중량% 미만시 접착력이 저하될 수 있다.

상기 에탄올은 친환경 건조 속도를 높이는 역할을 수행하며, 8 중량% 미만시 건조가 불량하고 10 중량% 초과시 잉크 고형분이 높아지고 잉크 원재료비가 높아질 수 있다.

상기 물은 희석 용제로서 친환경적인 용제이며, 물을 사용하므로 인화점이 높아져서 화재의 위험성이 낮아질 수 있으며, 18 중량% 미만시 인화점이 높아져서 화재의 위험성이 높아질 수 있고 20 중량% 초과시 건조 불량이 발생할 수 있다.

상기 기타 첨가제는 내스크래치성 및 슬립성을 유지하는 역할을 수행하며, 1 중량% 미만시 내스크래치성 및 슬립성이 저하될 수 있다.

이러한 본 발명의 라미네이트용 잉크는 잔류 용제 및 탄소 배출량이 거의 없으며, 방폭 시설이 필요없다.

구체적으로는, 상기 라미네이트용 잉크는 1액혀 타입으로 경화제를 사용하지 않으며, 따라서 포장재 등에 상기 라미네이트용 잉크를 그라비아 인쇄하면 잔류 용제가 거의 남지 않는다.

또한, 탄소 배출량은 기존 유기용제 사용시보다 약 60% 절감시킬 수 있다.

게다가, 상기 라미네이트용 잉크는 OPP 필름, PET 필름, NYLON 필름에 모두사용이 가능한 범용 잉크이며, DRY 라미네이션, T-DIE, 무용제 모두 사용이 가능하다.

더욱이, 상기 라미테이트용 잉크는 보일, 레토르트 제품에도 사용이 가능하다.

제조 공정을 살펴보면, 본 발명의 라미테이트용 잉크를 제조하는 방법은 1) 수성 아크릴 수지 10 중량% ~ 20 중량%, 안료 12 중량% ~ 14 중량%, 에탄올 8 중량% ~ 10 중량% 및 물 18 중량% ~ 20 중량%를 혼합하여 1시간 동안 PREMIXING 후 4시간 내지 5시간 동안 다이노밀 작업하는 단계;

2) 상기 1)의 혼합물에 수성 폴리우레탄 수지를 30 중량% ~ 32 중량% 첨가하여 2시간 내지 3시간 동안 다이노밀 작업하는 단계; 및

3) 상기 2)의 혼합물에 보조수지 3 중량% ~ 5 중량%, 및 기타 첨가제(분산제,왁스,실리카) 1 중량% ~ 3 중량%를 혼합하는 단계를 포함한다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 하기의 실시예를 제시한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.

실시예1

1) 수성 아크릴 수지 10 중량%, 안료 12 중량%, 에탄올 8 중량%, 물 20 중량%를 혼합하여 1시간 동안 PREMIXING한 후 4시간 내지 5시간 동안 다이노밀 작업하는 단계; 2) 상기 1)의 혼합물에 수성 폴리우레탄 수지를 32 중량% 첨가하여 2시간 내지 3시간 동안 다이노밀 작업하는 단계; 및 3) 상기 2)의 혼합물에 보조수지 3 중량% ~ 5 중량% 및 기타 첨가제(분산제,왁스,실리카) 1 중량% ~ 3 중량%를 혼합하여 잉크를 제조한다.

비교예1

1) 수성 아크릴 수지 10 중량%, 안료 12 중량%, 에탄올 8 중량%, 물 20 중량%를 혼합하여 1시간 동안 PREMIXING 후 4시간 내지 5시간 동안 다이노밀 작업하는 단계; 2) 상기 1)의 혼합물에 수성 폴리우레탄 수지를 43 중량% 첨가하여 2시간 내지 3시간 동안 다이노밀 작업하는 단계; 및 3) 상기 2)의 혼합물에 보조수지 3 중량% ~ 5 중량%, 및 기타 첨가제(분산제,왁스,실리카) 1 중량% ~ 3 중량%를 혼합하여 잉크를 제조한다.

비교예2

1) 수성 아크릴 수지 10 중량%, 안료 12 중량%, 에탄올 19 중량% 및 물 20 중량%를 혼합하여 1시간 동안 PREMIXING 후 4시간 내지 5시간 동안 다이노밀 작업하는 단계; 2) 상기 1)의 혼합물에 수성 폴리우레탄 수지를 32 중량% 첨가하여 2시간 내지 3시간 동안 다이노밀 작업하는 단계; 및 3) 상기 2)의 혼합물에 보조수지 3 중량% ~ 5 중량% 및 기타 첨가제(분산제,왁스,실리카) 1 중량% ~ 3 중량%를 혼합하여 잉크를 제조한다.

실시예1과 같이 정상 범위로 제조된 라미네이트용 잉크는 인쇄 라인 스피드 15Om/M 이상으로 작업이 가능하고, 접착력 및 건조 상태가 양호하며, 블록킹 현상도 발생되지 않고, 인쇄 롤에 오염이 발생되지 않았다.

비교예1과 같이 폴리우레탄 수지가 정상 범위를 벗어난 경우 접착력은 우수하나 건조가 늦어지고 블록킹 현상이 발생하였으며 인쇄 롤에 오염이 발생하였다.

비교예2와 같이 에탄올이 정상 범위를 벗어난 경우 점도가 높아져서 잉크 층 분리 현상이 발생되지 않고 안료 농도가 높아져서 잉크의 색상이 진하여졌으나 잉크 고형분이 높아지고 잉크 원재료비가 높아졌다.

상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims

수성 아크릴 수지, 안료, 수성 우레탄 수지 및 희석용제로서 물을 함유하되,
VOC 규제 물질을 전혀 사용하지 않는 라미네이트용 잉크 조성물.
제1항에 있어서,
에탄올, 보조수지 및 첨가제를 더 함유하되,
상기 수성 아크릴 수지 10 중량% ~ 20 중량%, 상기 안료 12 중량% ~ 14 중량%, 상기 수성 우레탄 수지 30 중량% ~ 32 중량%, 상기 보조수지 3 중량% ~ 5 중량%, 상기 에탄올 8 중량% ~ 10 중량%, 상기 물 18 중량% ~ 20 중량%, 상기 첨가제 1 중량% ~ 3 중량%를 가지는 것을 특징으로 하는 라미네이트용 잉크 조성물.
제2항에 있어서, 상기 라미네이트용 잉크 조성물은 포장재 인쇄를 위해 사용되는 그라비아 잉크 조성물이며, 1액형 타입으로 경화제를 사용하지 않는 것을 특징으로 하는 라미네이트용 잉크 조성물.
1) 수성 아크릴 수지, 안료, 에탄올 및 물을 혼합하여 PREMIXING한 후 다이노밀 작업하는 단계;
2) 1) 단계의 혼합물에 수성 폴리우레탄 수지를 첨가한 후 다이노밀 작업하는 단계; 및
2) 단계의 혼합물에 보조수지 및 첨가제를 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이트용 잉크 제조 방법.
제4항에 있어서, 상기 수성 아크릴 수지 10 중량% ~ 20 중량%, 상기 안료 12 중량% ~ 14 중량%, 상기 수성 우레탄 수지 30 중량% ~ 32 중량%, 상기 보조수지 3 중량% ~ 5 중량%, 상기 에탄올 8 중량% ~ 10 중량%, 상기 물 18 중량% ~ 20 중량%, 상기 첨가제 1 중량% ~ 3 중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 라미네이트용 잉크 제조 방법.