KR20230001630A - 타이어 마킹용 친환경 수성 잉크의 제조방법 - Google Patents
타이어 마킹용 친환경 수성 잉크의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230001630A KR20230001630A KR1020210084380A KR20210084380A KR20230001630A KR 20230001630 A KR20230001630 A KR 20230001630A KR 1020210084380 A KR1020210084380 A KR 1020210084380A KR 20210084380 A KR20210084380 A KR 20210084380A KR 20230001630 A KR20230001630 A KR 20230001630A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- water
- based ink
- weight
- parts
- pigment
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 104
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 126
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 95
- 239000004816 latex Substances 0.000 claims abstract description 79
- 229920000126 latex Polymers 0.000 claims abstract description 79
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 62
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 35
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 13
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 claims description 12
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000011115 styrene butadiene Substances 0.000 claims description 12
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 claims description 12
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 claims description 11
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 11
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229920000181 Ethylene propylene rubber Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 7
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 6
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 5
- 239000006254 rheological additive Substances 0.000 claims description 5
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims description 5
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 claims description 5
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 claims description 4
- XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile butadiene styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 claims description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 3
- 229920003244 diene elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 3
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims description 3
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 3
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 claims 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 26
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 abstract description 20
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 18
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 abstract description 9
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 91
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 25
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 22
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 14
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 8
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- -1 polysiloxane Polymers 0.000 description 5
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 5
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 5
- YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 1,3-benzothiazole-2-thiol Chemical compound C1=CC=C2SC(S)=NC2=C1 YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012860 organic pigment Substances 0.000 description 4
- 239000010702 perfluoropolyether Substances 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 239000001023 inorganic pigment Substances 0.000 description 3
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 3
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 3
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QFOHBWFCKVYLES-UHFFFAOYSA-N Butylparaben Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 QFOHBWFCKVYLES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N Guanidine Chemical compound NC(N)=N ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N N-[2-oxo-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 2
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- QELSKZZBTMNZEB-UHFFFAOYSA-N propylparaben Chemical compound CCCOC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 QELSKZZBTMNZEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N salicylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 2
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UJPKMTDFFUTLGM-UHFFFAOYSA-N 1-aminoethanol Chemical compound CC(N)O UJPKMTDFFUTLGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJCVRFUGPWSIIH-UHFFFAOYSA-N 1-naphthol Chemical compound C1=CC=C2C(O)=CC=CC2=C1 KJCVRFUGPWSIIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CHHHXKFHOYLYRE-UHFFFAOYSA-M 2,4-Hexadienoic acid, potassium salt (1:1), (2E,4E)- Chemical compound [K+].CC=CC=CC([O-])=O CHHHXKFHOYLYRE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)-N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C(=O)NCCC(N1CC2=C(CC1)NN=N2)=O VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-1-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]propan-1-one Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)CCC(=O)N1CCN(CC1)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004606 Fillers/Extenders Substances 0.000 description 1
- 235000000177 Indigofera tinctoria Nutrition 0.000 description 1
- CHJJGSNFBQVOTG-UHFFFAOYSA-N N-methyl-guanidine Natural products CNC(N)=N CHJJGSNFBQVOTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRCMAYZCPIVABH-UHFFFAOYSA-N Quinacridone Chemical compound N1C2=CC=CC=C2C(=O)C2=C1C=C1C(=O)C3=CC=CC=C3NC1=C2 NRCMAYZCPIVABH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- FZWLAAWBMGSTSO-UHFFFAOYSA-N Thiazole Chemical compound C1=CSC=N1 FZWLAAWBMGSTSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBTVGIZVANVGBH-UHFFFAOYSA-N aminomethyl propanol Chemical compound CC(C)(N)CO CBTVGIZVANVGBH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N anthraquinone Natural products CCC(=O)c1c(O)c2C(=O)C3C(C=CC=C3O)C(=O)c2cc1CC(=O)OC PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004056 anthraquinones Chemical class 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000002981 blocking agent Substances 0.000 description 1
- 229940067596 butylparaben Drugs 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- DKVNPHBNOWQYFE-UHFFFAOYSA-N carbamodithioic acid Chemical compound NC(S)=S DKVNPHBNOWQYFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000006184 cosolvent Substances 0.000 description 1
- 229940105990 diglycerin Drugs 0.000 description 1
- GPLRAVKSCUXZTP-UHFFFAOYSA-N diglycerol Chemical compound OCC(O)COCC(O)CO GPLRAVKSCUXZTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 1
- SWSQBOPZIKWTGO-UHFFFAOYSA-N dimethylaminoamidine Natural products CN(C)C(N)=N SWSQBOPZIKWTGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SZXQTJUDPRGNJN-UHFFFAOYSA-N dipropylene glycol Chemical compound OCCCOCCCO SZXQTJUDPRGNJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BEFDCLMNVWHSGT-UHFFFAOYSA-N ethenylcyclopentane Chemical compound C=CC1CCCC1 BEFDCLMNVWHSGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOOODBUHSVUZEM-UHFFFAOYSA-N ethoxymethanedithioic acid Chemical compound CCOC(S)=S ZOOODBUHSVUZEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- MTNDZQHUAFNZQY-UHFFFAOYSA-N imidazoline Chemical compound C1CN=CN1 MTNDZQHUAFNZQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229940097275 indigo Drugs 0.000 description 1
- COHYTHOBJLSHDF-UHFFFAOYSA-N indigo powder Natural products N1C2=CC=CC=C2C(=O)C1=C1C(=O)C2=CC=CC=C2N1 COHYTHOBJLSHDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- DCYOBGZUOMKFPA-UHFFFAOYSA-N iron(2+);iron(3+);octadecacyanide Chemical compound [Fe+2].[Fe+2].[Fe+2].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] DCYOBGZUOMKFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 235000010270 methyl p-hydroxybenzoate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004292 methyl p-hydroxybenzoate Substances 0.000 description 1
- LXCFILQKKLGQFO-UHFFFAOYSA-N methylparaben Chemical compound COC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 LXCFILQKKLGQFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960002216 methylparaben Drugs 0.000 description 1
- FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N papa-hydroxy-benzoic acid Natural products OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- DGBWPZSGHAXYGK-UHFFFAOYSA-N perinone Chemical compound C12=NC3=CC=CC=C3N2C(=O)C2=CC=C3C4=C2C1=CC=C4C(=O)N1C2=CC=CC=C2N=C13 DGBWPZSGHAXYGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002080 perylenyl group Chemical group C1(=CC=C2C=CC=C3C4=CC=CC5=CC=CC(C1=C23)=C45)* 0.000 description 1
- CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N peryrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=3C2=C2C=CC=3)=C3C2=CC=CC3=C1 CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 235000010241 potassium sorbate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004302 potassium sorbate Substances 0.000 description 1
- 229940069338 potassium sorbate Drugs 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010232 propyl p-hydroxybenzoate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004405 propyl p-hydroxybenzoate Substances 0.000 description 1
- 229960003415 propylparaben Drugs 0.000 description 1
- 229960003351 prussian blue Drugs 0.000 description 1
- 239000013225 prussian blue Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 1
- 229960004889 salicylic acid Drugs 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 235000010199 sorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004334 sorbic acid Substances 0.000 description 1
- 229940075582 sorbic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- QAZLUNIWYYOJPC-UHFFFAOYSA-M sulfenamide Chemical group [Cl-].COC1=C(C)C=[N+]2C3=NC4=CC=C(OC)C=C4N3SCC2=C1C QAZLUNIWYYOJPC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- JOUDBUYBGJYFFP-FOCLMDBBSA-N thioindigo Chemical compound S\1C2=CC=CC=C2C(=O)C/1=C1/C(=O)C2=CC=CC=C2S1 JOUDBUYBGJYFFP-FOCLMDBBSA-N 0.000 description 1
- KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N thiram Chemical compound CN(C)C(=S)SSC(=S)N(C)C KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960002447 thiram Drugs 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 description 1
- 239000012463 white pigment Substances 0.000 description 1
- 239000012991 xanthate Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/02—Printing inks
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/02—Printing inks
- C09D11/03—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/02—Printing inks
- C09D11/10—Printing inks based on artificial resins
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
Abstract
본 발명은 타이어 마킹용 친환경 수성 잉크의 제조방법에 관한 것으로, 고온으로 가열하는 경우에도 마킹층의 전이 불량이 발생되지 않으며, 안료 및 수용성 라텍스 바인더가 균일하게 분산되어 저장 안정성이 우수할 뿐만 아니라 내변색성이 우수한 친환경 수성 잉크를 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 타이어 마킹용 친환경 수성 잉크의 제조방법은, (a) 안료, 분산제, pH 조절제, 물(H2O)을 혼합하여 안료 혼합물을 제조하는 단계; (b) 밀링 장치를 이용해 상기 안료 혼합물을 분산시켜 안료 분산물을 제조하는 단계; 및 (c) 분산 혼합 장치를 이용해 상기 안료 분산물 및 수용성 라텍스 혼합물을 각각 공급한 다음 혼합하여 수성 잉크를 제조하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 타이어 마킹용 친환경 수성 잉크의 제조방법은, (a) 안료, 분산제, pH 조절제, 물(H2O)을 혼합하여 안료 혼합물을 제조하는 단계; (b) 밀링 장치를 이용해 상기 안료 혼합물을 분산시켜 안료 분산물을 제조하는 단계; 및 (c) 분산 혼합 장치를 이용해 상기 안료 분산물 및 수용성 라텍스 혼합물을 각각 공급한 다음 혼합하여 수성 잉크를 제조하는 단계;를 포함한다.
Description
본 발명은 타이어 마킹용 친환경 수성 잉크의 제조방법에 관한 것으로, 고온으로 가열하는 경우에도 마킹층의 전이 불량이 발생되지 않으며, 안료 및 수용성 라텍스 바인더가 균일하게 분산되어 저장 안정성이 우수할 뿐만 아니라 내변색성이 우수한 친환경 수성 잉크를 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다.
타이어는 자동차 등과 같은 운송수단의 하부에서 지지하고, 운송수단이 안정적으로 주행할 수 있도록 설치되어 주행성능 전반에 영향을 미치는 중요한 안전장치 중 하나로서, 제품의 표면에 마킹층을 표시하여 외관 품질을 향상시키고, 타이어의 장착방향, 타이어의 폭, 편평비, 사이즈, 생산일자, 속도지수, 하중지수 등을 표시하여 소비자가 자신의 자동차에 알맞는 타이어를 구입하여 사용할 수 있도록 하고 있다.
최근에는 차량의 고급화, 고성능화, 사용조건의 다양화에 따라 타이어 마킹의 외관품질이 중요시됨에 따라 다양한 형태의 수성 및 유성타입 마킹용 잉크가 개발되어 활용되고 있다.
하지만, 유성타입 잉크는 휘발성 유기 화합물(VOCs)의 배출 우려가 있고, 쉽게 변색되며, 타이어 제조를 위한 가류공정에서 마킹층의 잉크가 몰드에 부착되는 전이 불량이 빈번하게 발생하여 몰드가 오염됨에 따라 생산성이 저하된다는 문제가 있으며, 수성타입 잉크는 바인더와 안료의 배합비, 배합 조건 등의 확립이 까다롭고, 저장 안정성이 떨어져 안료가 분리되거나 재응집됨에 따라 쉽게 점도가 변화하고 은폐력이 감소된다는 단점이 있어 이를 보완할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 고온으로 가열하는 경우에도 마킹층의 전이 불량이 발생되지 않는 친환경 수성 잉크를 제조하는 방법에 관한 기술 내용을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명은 안료 및 수용성 라텍스 바인더를 균일하게 분산시켜 저장 안정성이 우수한 친환경 수성 잉크를 제조하는 방법에 관한 기술 내용을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명은 내변색성이 우수한 친환경 수성 잉크를 제조할 수 있는 방법에 관한 기술 내용을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명은, (a) 안료, 분산제, pH 조절제, 물(H2O)을 혼합하여 안료 혼합물을 제조하는 단계; (b) 밀링 장치를 이용해 상기 안료 혼합물을 분산시켜 안료 분산물을 제조하는 단계; 및 (c) 분산 혼합 장치를 이용해 상기 안료 분산물 및 수용성 라텍스 혼합물을 각각 공급한 다음 혼합하여 수성 잉크를 제조하는 단계;를 포함하는 수성 잉크의 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 안료 혼합물은 증점제, 레올로지 조절제, 습윤제, 보조 용매, 윤활제, 블로킹 방지제, 소포제, 가소제, 방부제 및 가류제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 수성 잉크는, 상기 안료 분산물 50 내지 80 중량부 및 상기 수용성 라텍스 혼합물 20 내지 50 중량부를 포함하며, 상기 안료 분산물은, 안료 50 내지 80 중량부, 분산제 1 내지 10 중량부, pH 조절제 1 내지 5 중량부 및 물 15 내지 35 중량부를 포함하고, 상기 수용성 라텍스 혼합물은 스티렌부타디엔 라텍스 40 내지 60 중량부, 에틸렌 프로필렌 고무 5 내지 20 중량부, 에탄올 20 내지 50 중량부, 물 10 내지 20 중량부, 불소계 계면활성제 1 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수용성 라텍스 혼합물은, 스티렌부타디엔 라텍스(styrene butadiene latex, SBL), 카르복시화 스티렌부타디엔 라텍스(carboxylated styrene-butadiene latex), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 라텍스(acrylonitrile-butadiene-styrene latex) 및 에틸렌 프로필렌 고무(ethylene-propylene-non-??conjugated diene rubber)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 수용성 고무 수지를 포함할 수 있다.
또한, 상기 분산 혼합 장치는, 내부에 수용공간이 형성된 원형 관체 형상의 챔버 본체, 상기 챔버 본체의 내측에 내경방향으로 일정 간격 이격된 상태로 배치되어 상기 챔버 본체의 내부 공간을 구획해 제1 구획 공간을 형성하고, 측면에 제1 유입구가 1개 이상 형성된 구조를 갖는 제1 구획 관체, 상기 제1 구획 관체의 내측에 내경방향으로 일정 간격 이격된 상태로 배치되어 상기 챔버 본체의 내부 공간을 구획해 제2 구획 공간 및 제3 구획 공간을 각각 형성하고, 측면에 제2 유입구가 1개 이상 형성된 구조를 갖는 제2 구획 관체, 상기 챔버 본체의 일측에 형성되고, 상기 제1 구획 공간으로 상기 안료 분산물을 공급하는 제1 공급 배관, 상기 제2 구획 공간으로 상기 수용성 라텍스 혼합물을 공급하는 제2 공급 배관 및 상기 챔버 본체의 일측에 형성되어 상기 제3 구획 공간에 유입되는 상기 수성 잉크가 배출되는 배출 배관을 포함하며, 상기 제1 구획 공간에 공급된 상기 안료 분산물은 상기 제1 유입구를 통해 제2 구획 공간으로 유입되고, 상기 수용성 라텍스 혼합물과 혼합되어 수성 잉크가 생성되며, 생성된 수성 잉크는 상기 제2 유입구를 통해 제3 구획 공간으로 유입되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 친환경 수성 잉크의 제조방법은, 고온으로 가열하는 경우에도 마킹층의 전이 불량이 발생되지 않으며, 안료 및 수용성 라텍스 바인더가 균일하게 분산되어 저장 안정성이 우수할 뿐만 아니라 내변색성이 우수한 친환경 수성 잉크를 제조할 수 있다.
상기와 같은 방법으로 제조한 친환경 수성 잉크는, 저장 안정성이 우수하여 장시간 동안 보관 시에도 은폐력이 저하되지 않으며, 고온으로 가열하는 가류 처리 공정에서도 마킹층의 잉크가 몰드로 전이되지 않아 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 내변색성이 우수하여 타이어의 규격, 패턴, 트레드 번호, 작업일시, 작업자 등의 정보를 표시하기 위한 마킹층을 형성시키기 위한 용도로 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 친환경 수성 잉크의 제조방법을 나타낸 공정도이다.
도 2는 본 발명에 따른 친환경 수성 잉크의 제조방법에 사용되는 분산 혼합 장치를 나타낸 횡단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 친환경 수성 잉크의 제조방법에 사용되는 분산 혼합 장치를 나타낸 종단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 친환경 수성 잉크의 제조방법에 사용되는 분산 혼합 장치를 나타낸 횡단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 친환경 수성 잉크의 제조방법에 사용되는 분산 혼합 장치를 나타낸 종단면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 친환경 수성 잉크의 제조방법을 나타낸 공정도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 친환경 수성 잉크의 제조방법은, (a) 안료, 분산제, pH 조절제, 물(H2O)을 혼합하여 안료 혼합물을 제조하는 단계; (b) 밀링 장치를 이용해 상기 안료 혼합물을 분산시켜 안료 분산물을 제조하는 단계; 및 (c) 분산 혼합 장치(100)를 이용해 상기 안료 분산물 및 수용성 라텍스 혼합물을 각각 공급한 다음 혼합하여 수성 잉크를 제조하는 단계;를 포함한다.
먼저, 친환경 수성 잉크의 제조방법에 대해 상세히 살펴보면, 상기 단계(a)는 안료 혼합물을 제조하는 단계로서, 안료, 분산제, pH 조절제 및 물(H2O)을 특정 비율로 혼합한 다음 교반하여 안료 혼합물을 제조할 수 있다.
안료 혼합물의 조성에 대해 상세히 살펴보면, 안료는, 수성 잉크에 색감과 은폐력을 부여하기 위해 도입되며, 무기 안료, 유기 안료 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
무기 안료는, 카본 블랙(carbon black), 이산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO), 황토, 산화크롬녹, 코발트청, 프러시안블루, 망간자, 수산화철, 알루미나(alumina), 탈크(talc), 황산 바륨을 포함하는 체질 안료 또는 이들의 혼합물을 대표적인 예로 들 수 있다.
유기 안료는, 아조계 안료, 나프톨계 안료, 프탈로시아닌계 안료, 슬렌계 안료, 퀴나크리돈계 안료, 안트라퀴논계 안료, 디옥산계 안료, 디옥사딘계 안료, 인디고(indigo)계 안료, 티오인디고계 안료, 페리논계 안료, 페리렌계 안료, 인도레논계 안료, 아조메틴계 안료 또는 이들의 혼합물을 대표적인 예로 들 수 있다. 착색제는 상기 무기 안료 및 유기 안료 이외에도 금속분 안료, 플라스틱 안료, 형광 안료(합성 수지 입자 안료), 펄(pearl) 안료, 광휘성 안료 또는 이들의 혼합물을 포함할 수도 있다.
상기 안료는 60 내지 80 중량부의 비율로 포함될 수 있으며, 안료의 함량이 60 중량부 미만일 경우 색감 및 은폐력을 부여하기 어려워 타이어에 적용시 소지면의 측색 부분을 차단하기 어렵고, 색상의 선명성이 저하될 우려가 있으며, 80 중량부를 초과할 경우 점도가 증가하고, 유동성이 저하될 우려가 있다.
상기 안료는 백색 안료인 경우 이산화티탄 100 중량부 단독, 또는 이산화티탄 100 중량부 및 황산바륨 100 내지 200 중량부의 혼합물을 사용하고, 유색 안료인 경우 이산화티탄 100 중량부, 황산바륨 100 내지 200 중량부 및 유기 안료 10 내지 50 중량부를 혼합하여 제조한 혼합물을 사용할 수 있으며, 이에 제한받는 것은 아니다.
상기 분산제는 안료의 분산성을 향상시키는 역할을 하며, 양이온 계면활성제, 음이온 계면활성제 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있고, 상기 분산제는 폴리실록산계, 폴리카르복시계, 폴리아민계, 아크릴레이트 공중합체 등을 대표적인 예로 들 수 있다.
상기 분산제는 1 내지 10 중량부의 비율로 도입될 수 있으며, 분산제의 함량이 1 중량부 미만일 경우 도막의 부착력이 저하되고, 안료의 응집이 발생될 우려가 있고, 10 중량부를 초과할 경우 표면장력이 하락하여 도막의 은폐력이 저하될 우려가 있다.
상기 pH 조절제는 수용성 라텍스 혼합물에 포함된 수용성 라텍스의 용해도를 조절하여 저장안정성, 유출량 및 색상 선명도를 향상시키는 역할을 한다. 상기 pH 조절제는 암모니아, 우레아, 트리에탄올아민, 아미노메틸프로판올, 수산화나트륨, 수산화칼륨 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 pH 조절제는 1 내지 5 중량부의 비율로 혼합될 수 있으며, 안료 분산물의 수소이온 농도를 pH 8 내지 9.5로 조절할 수 있다. 이와 같은 수소이온 농도를 갖는 분산 혼합물은 후술할 단계에서 수성 바인더 수지와 혼합시 수성 바인더 수지의 석출이 방지되고 안료와 수성 바인더 수지가 균일하게 혼합된 상태의 수성 잉크를 제조할 수 있도록 한다.
바람직하게는, 상기 pH 조절제는 안료 분산물의 pH가 8 내지 8.5가 유지되도록 조절할 수 있다.
상기 물(H2O)는 분산 용매로서 수용성 라텍스, 안료 등의 분산을 유도할 수 있다. 물은 탈이온수(D.I. water)를 사용할 수 있고, 15 내지 35 중량부의 비율로 도입될 수 있으며, 물의 함량이 15 중량부 미만일 경우 분산 용매로서의 기능을 발휘하기 힘들고, 35 중량부를 초과할 경우 건조 속도가 증가하고, 도막의 은폐력이 저하될 우려가 있다.
또한, 본 단계에서는, 수성 잉크의 물성을 향상시키기 위해서, 상기 안료 혼합물에 첨가제를 추가로 혼합할 수 있으며, 첨가제에 대하여는 이하에서 상세히 설명하도록 한다.
상기 첨가제는, 증점제, 레올로지 조절제, 습윤제, 보조 용매, 윤활제, 블로킹 방지제, 소포제, 가소제, 방부제, 가류제 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
증점제는 수성 잉크의 점도를 조절하여 흘러내림을 방지하고, 침전을 방지하여 저장 안정성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 증점제는 수용성 아크릴을 사용할 수 있으며, 1 내지 5 중량부의 비율로 도입될 수 있다.
레올로지 조절제(rheology control agent)는 수성 잉크에 유동성과 요변성(thixotropy)을 부여하며, 틱소트로피 거동(thixotropy flow)의 경우 일정한 힘 이상에서만 유동이 시작되는 항복점(yield point)을 가지고 안료 및 고형 성분의 침전을 방지할 수 있어 저장 안정성을 높이고, 전단을 가한 후 내부 구조의 회복이 느리므로 타이어 또는 트레드의 표면에 인쇄된 문자의 형상을 유지하는 흐름방지성(anti-sagging)을 향상 시킬 수 있다.
상기 레올로지 조절제는, 실리카, 합성 고분자계의 폴리아크릴산이나 그의 가교형 공중합체, 폴리우레탄 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 1 내지 5 중량부의 비율로 도입될 수 있다. 상기 레올로지 조절제의 함량이 1 중량부 미만일 경우 저장 안정성이 저하될 우려가 있고, 5 중량부를 초과할 경우 작업성이 저하될 우려가 있다.
습윤제는 수계 시스템의 표면장력을 낮춰 도막이 접촉하는 계면에 젖음성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 습윤제는 0.1 내지 5 중량부의 비율로 도입될 수 있으며, 폴리디메틸실록산을 사용할 수 있다.
블로킹 방지제는 타이어 가류시 수성 잉크가 고무의 조직으로 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다. 상기 블로킹 방지제는 실리케이트류를 사용할 수 있으며, 0.5 내지 5 중량부의 비율로 혼합될 수 있다.
소포제는 수성 잉크에 기포 생성을 방지하는 역할을 하며, 실리콘계 소포제, 변성실리콘계 소포제, 비실리콘계 폴리머 용액 소포제, 미네랄오일계 소포제 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있고, 왁스, 파라핀, 실리콘 오일, 미네랄 오일 또는 이들의 혼합물을 대표적인 예로 들 수 있다. 상기 소포제는 0.1 내지 2 중량부의 비율로 도입될 수 있고, 소포제의 함량이 0.1 중량부 미만일 경우 수성 잉크에 기포가 발생될 우려가 있고, 2 중량부를 초과할 경우 도막의 접착력이 저하될 우려가 있다.
방부제는 수성 잉크의 변지하는 역할을 하며, 소르빈산칼륨, 소르빈산, 살리실산, 메틸 파라하이드록시벤조에이트, 프로필 파라벤, 부틸 파라벤 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 방부제는 0.1 내지 1 중량부의 비율로 혼합될 수 있다.
상기 가류제는 가류시 마킹층이 몰드로 이행되는 전이 불량을 방지하는 역할을 하며, 0.1 내지 2 중량부의 비율로 혼합될 수 있다. 상기 가류제는 술펜아미드계, 티아졸계, 티우람계, 티오우레아계, 구아니딘계, 디티오카르밤산계, 알데히드-아민계, 알데히드-암모니아계, 이미다졸린계, 크산테이트계 또는 이들의 혼합물 등과 같은 가류 촉진제 및 아민 디설파이드(amine disulfide) 등과 같은 가류제의 혼합물을 사용할 수 있다.
한편, 상기 단계(b)는 안료 분산물을 제조하는 단계로서, 밀링 장치를 이용해 상기 안료 혼합물을 분산시켜 안료 분산물에 포함된 안료 입자를 분쇄하여 안료 입자가 50 내지 300 ㎛의 평균 입자 크기를 갖도록 조절하여 안료 입자의 물에 대한 분산성을 향상시키고, 수성 잉크 제조 후 장시간 보관에 의해 발생되는 안료 입자의 침전을 방지시켜 저장 안정성을 향상시킬 수 있다.
상기 밀링 장치는 비드밀(bead mill), 바스켓밀(basket mill), 볼밀(ball mill), 다이노밀(dyno mill), 삼단롤밀(three roll mill), 아트리션밀(attrition mill), 슈퍼밀(super mill), 초퍼밀(chopper mill) 등과 같은 습식 분쇄 장치를 이용해 수행할 수 있고, 바람직하게는, 비드밀을 이용할 수 있다.
일례로, 본 단계에서는, 0.5 내지 5 mm의 입자 크기를 갖는 비드를 사용하여 60 내지 1,200분 동안 안료 혼합물을 밀링하여 안료 입자를 미세화시켜 안료 입자가 고도로 미세화된 상태의 안료 분산물을 제조할 수 있다.
또한, 본 단계에서는, 안료 분산물을 제조한 다음, 제조한 안료 분산물을 일정 크기의 메쉬(mesh)가 형성된 거름 부재에 통과시켜 안료 분산물에 포함된 불순물을 제거하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 거름 부재는 30 내지 50 메쉬의 크기를 갖는 복수 개의 메쉬가 형성된 거름 부재를 이용해 안료 분산물에서 300 내지 500 ㎛의 입자 크기를 초과하는 성분을 제거할 수 있다.
상기 단계(c)는 수성 잉크를 제조하는 단계로서, 분산 혼합 장치(100)를 이용해 상기 안료 분산물 및 수용성 라텍스 혼합물을 특정 비율로 각각 공급한 다음 혼합하여 수성 잉크를 제조할 수 있다.
본 단계에서는, 분산 혼합 장치(100)를 이용해 안료 분산물 및 수용성 라텍스 혼합물을 혼합하도록 하여, 공동화(cavitation)를 통해 안료 입자의 유동성을 향상시켜 응집이 발생되지 않도록 하여 분산성을 개선하고, 안료 입자의 표면 거칠기를 조절하고 표면 에너지를 낮추며, 안료 입자의 레올로지 특성을 변화시켜 고형분인 안료 입자를 고함량 함유하는 경우에도 침전이 쉽게 발생되지 않고, 점도를 낮추어 수성 잉크의 저장 안정성과 작업성을 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 친환경 수성 잉크의 제조방법에 사용되는 분산 혼합 장치(100)를 나타낸 횡단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 친환경 수성 잉크의 제조방법에 사용되는 분산 혼합 장치(100)를 나타낸 종단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 분산 혼합 장치(100)는, 챔버 본체(110), 제1 구획 관체(120), 제2 구획 관체(130), 제1 공급 배관(140), 제2 공급 배관(150) 및 배출 배관(160)을 포함하는 구조를 갖는다.
상기 장치의 구조에 대해 상세히 살펴보면, 상기 챔버 본체(110)는 내부에 수용공간이 형성된 원형 관체 형상의 구조를 가지며, 내부 수용공간에 안료 분산물 및 수용성 라텍스 혼합물을 수용하고, 이들을 혼합하여 수성 잉크를 제조할 수 있다.
상기 제1 구획 관체(120)는 관체 형상의 구조물로서, 상기 챔버 본체(110)의 내부에 설치되며, 챔버 본체(110)의 내측에 내경방향으로 일정 간격 이격된 상태로 배치되어 상기 챔버 본체(110)의 내부 공간을 구획해 제1 구획 공간(S1)을 형성한다. 상기 제1 구획 관체(120)는 측면에 제1 유입구(121)가 1개 이상 관통 형성된 구조를 가지며, 이에 의해, 제1 구획 공간(S1)으로 유입되는 안료 분산물이 제2 구획 공간(S2)으로 유입되도록 하고, 제1 공급 배관(140)에 의해 제2 구획 공간(S2)으로 공급되는 수용성 라텍스 혼합물과 혼합되도록 하는 구조를 형성할 수 있다.
상기 제2 구획 관체(130)는 관체 형상의 구조물로서, 상기 챔버 본체(110)의 내부에 설치되며, 상기 제1 구획 관체(120)의 내측에 내경방향으로 일정 간격 이격된 상태로 배치되어 상기 챔버 본체(110)의 내부 공간을 구획해 제2 구획 공간(S2) 및 제3 구획 공간(S3)을 각각 형성한다. 상기 제2 구획 관체(130)는 측면에 제2 유입구(131)가 1개 이상 관통 형성된 구조를 된 구조를 가지며, 이에 의해, 안료 분산물과 수용성 라텍스 혼합물가 혼합되어 생성되는 수성 잉크가 제3 구획 공간(S3)으로 공급되도록 하는 구조를 형성할 수 있다.
상기 제1 공급 배관(140)은 상기 챔버 본체(110)의 하부 일측에 형성되고, 상기 제1 구획 공간(S1)으로 상기 안료 분산물을 공급할 수 있다.
상기 제2 공급 배관(150)은 상기 챔버 본체(110)의 하부 일측에 형성되고, 상기 제2 구획 공간(S2)으로 상기 수용성 라텍스 혼합물을 공급할 수 있다.
또한, 제1 유입구(121)를 통해 유입되는 안료 분산물은 제1 구획 관체(120)의 내벽 측으로 고속으로 공급되는 수용성 라텍스 혼합물의 충격에 의해 고속의 흐름 속에서 혼합되어 균일하게 혼합된다.
특히, 상기 제2 공급 배관(150)은 제1 구획 관체(120)의 내벽을 향하는 방향으로 수용성 라텍스 혼합물을 고속 공급할 수 있으며, 이에 따라, 제2 구획 공간(S2)을 따라 공급되는 수용성 라텍스 혼합물이 제1 구획 관체(120)의 내벽 측을 따라 고속으로 공급됨에 따라 제1 구획 관체(120)의 내벽 측은 속도 분포가 제2 구획 관체(130)의 외벽 측 보다 빨라 상이한 속도 분포가 생성되도록 한다.
상기와 같이 수용성 라텍스 혼합물이 고속으로 공급됨에 따라, 제2 구획 공간(S2)에서는 고속의 유체의 흐름으로 인해 공동화가 발생되며, 이에 따라, 수용성 라텍스 혼합물의 흐름 속도 분포의 상이함으로 인해 전단력이 발생되어 수용성 라텍스 혼합물 입자가 파쇄되어 미세화될 수 있고, 안료 분산물과의 혼합이 촉진될 수 있고, 안료 입자의 표면 거칠기는 증가하고, 수용성 라텍스와의 혼합도는 증가하여 저장 안정성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 제2 공급 배관(150)은 상기 챔버 본체의 하부 일측에 형성시키는 것이 바람직하며, 제2 공급 배관(150)을 통해 공급되는 수용성 라텍스 혼합물의 공급 속도가 제2 구획 공간(S2)의 하부에서 빠르고, 상부로 갈수록 느려지며, 이와 같은 수용성 라텍스 혼합물의 흐름의 속도 차이로 인해 안료 분산물과 수용성 라텍스 혼합물의 전단력이 발생하여 균일하게 공급되도록 한다.
또한, 제2 유입구(131)는 제2 구획 관체(130)의 상부 측에 형성되도록 하여 생성되는 수성 잉크의 일부가 낙하하여 제3 구획 공간(S)에 저장되도록 하는 것이 바람직하다.
이를 위해, 제2 공급 배관(150)은 끝단의 공급공이 서서히 가늘어지는 테이퍼진 슬롯형상의 노즐 구조를 갖도록 하여 고속으로 수용성 라텍스 혼합물을 공급할 수 있다.
상기 제1 공급 배관(140)은 및 제2 공급 배관(150)은 각각 안료 분산물 및 수용성 라텍스 혼합물의 공급을 조절할 수 있도록 별도로 전원을 공급받아 구동하는 공급 펌프(P)가 각각 일측에 형성된 구조를 가질 수 있다.
상기 배출 배관(160)은 상기 챔버 본체(110)의 일측에 형성되어 상기 제3 구획 공간(S3)에 유입되는 상기 수성 잉크가 배출되는 구조를 형성할 수 있다. 상기 배출 배관(160)은 저장 탱크(미도시)와 연결되어 배출되는 수성 잉크를 저장하는 구조를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 분산 혼합 장치(100)는, 상기 제3 구획 공간(S3)의 하부에 설치되는 교반 수단(170)을 추가로 포함하도록 구성할 수 있으며, 교반 수단(170)의 회전에 의해 수성 잉크가 보다 균일한 조성을 갖도록 혼합할 수 있다.
또한, 상기 제2 구획 관체(130)는 각각 외벽에 제2 구획 공간(S2)을 향하는 방향으로 복수 개의 돌출 돌기(133)가 추가로 돌출 형성된 구조를 가질 수 있으며, 이에 의해, 공동화가 발생되어 돌출 돌기(133)의 주위로 흐르는 유체에 포함된 입자의 미세화를 촉진시킬 수 있다. 상기 돌출 돌기(133)는 단면이 사각형, 삼각형, 사다리꼴, 반원 형상의 구조를 가질 수 있으며, 복수 개가 설치될 수 있다.
또는, 상기 돌출 돌기(133)는 제1 구획 관체(120)는 내벽에 제2 구획 공간(S2)을 향하는 방향으로도 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 유입구(121) 및 제2 유입구(131)는 각각 가늘고 긴 슬릿 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 의해, 공급되는 안료 분산물이 수용성 라텍스 혼합물과 충돌 단면적이 넓어지며, 충돌 영역에서 큰 흐름의 교란과 함께 공동화가 촉진되어 슬러리 형태의 안료 분산물의 미립화를 촉진시킬 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 분산 혼합 장치(100)는, 상기 제1 구획 공간(S1)에 공급된 상기 안료 분산물은 상기 제1 유입구(121)를 통해 제2 구획 공간(S2)으로 유입되어 상기 수용성 라텍스 혼합물과 혼합되어 수성 잉크가 생성되며, 생성된 수성 잉크는 상기 제2 유입구(131)를 통해 제3 구획 공간(S3)으로 유입되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 기존에는 수성 잉크를 제조하기 위해서, 안료와 수용성 라텍스를 포함하는 혼합물을 비드밀 또는 바스켓밀 장치를 이용해 1 내지 3시간 동안 밀링하여 안료 입자를 조분쇄하고, 다이노밀 장치를 이용해 혼합물을 2 내지 6시간 동안 밀링하여 안료 입자를 미세화하여 평균입자가 수백 나노미터 크기의 안료 입자를 포함하는 수성 잉크를 제조하도록 하였으나, 이와 같은 방법으로 제조할 경우 제조시간이 크게 증가하고, 고형분의 함량이 50%를 초과하는 경우에도 작업성이 우수하고, 저장 안정성이 향상될 수 있다.
한편, 상기 수용성 라텍스 혼합물은 수용성 라텍스를 포함하며, 수용성 라텍스는 점착성을 부여하여 수성 잉크 도포시 안정적으로 표면에 부착되어 내마모성 도막을 형성시키고, 가류시 몰드로 마킹층이 전이되지 않도록 하며, 안료의 분산 안정제로서의 역할을 한다.
상기 수용성 라텍스는 스티렌부타디엔 라텍스(styrene butadiene latex, SBL), 카르복시화 스티렌부타디엔 라텍스(carboxylated styrene-butadiene latex), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 라텍스(acrylonitrile-butadiene-styrene latex), 에틸렌 프로필렌 고무(ethylene-propylene-non-??conjugated diene rubber) 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
바람직하게는, 상기 수용성 라텍스는 스티렌부타디엔 라텍스를 사용할 수 있으며, 상기 스티렌부타디엔 라텍스는 스티렌과 부타디엔을 각각 2:1 내지 1:2의 비율로 혼합한 다음 공중합하여 제조한 것을 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 수용성 라텍스는 스티렌의 함량이 40 내지 60 중량부이고, 비닐의 함량이 40 내지 60 중량부인 것을 사용할 수 있고, 스티렌 함량이 55 중량부이고, 비닐의 함량이 45 중량부인 것을 사용할 수 있다.
또한, 수용성 라텍스 혼합물은 에틸렌 프로필렌 고무(EPDM)를 추가로 포함하도록 구성할 수 있으며, 에틸렌 프로필렌 고무는 내열성, 내변색성 등의 특성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 수용성 라텍스 혼합물은 수용성 라텍스의 분산성을 향상시키고, 수성 잉크의 내열성을 향상시키기 위해서 불소계 계면활성제를 추가로 포함하도록 구성할 수 있으며, 상기 불소계 계면활성제는 퍼플루오로폴리에테르(perfluoropolyether)를 사용할 수 있다.
또한, 상기 수용성 라텍스 혼합물은 용매를 혼합해 수용성 라텍스가 균일하게 혼합되도록 할 수 있으며, 상기 용매는 물을 사용할 수 있으며, 보조 용매를 추가로 도입할 수 있다.
상기 보조 용매는 수용성 라텍스의 분산성을 향상시키고, 수성 잉크의 건조 속도를 조절하며, 인쇄 선명성을 향상시키고, 저장 안정성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 보조 용매는 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 글리세린, 디글리세린, 에탄올, 프로판올, 부탄올 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 보조 용매는 20 내지 50 중량부의 비율로 도입될 수 있으며, 보조 용매의 함량이 20 중량부 미만일 경우 건조 속도의 조절이 어렵고, 50 중량부를 초과할 경우 수성 잉크가 번지는 현상이 유발되거나, 가류 공정에서 몰드 전이 현상이 유발될 수 있다.
이에 따라, 상기 수용성 라텍스 혼합물은 스티렌부타디엔 라텍스 40 내지 60 중량부, 에틸렌 프로필렌 고무 5 내지 20 중량부, 에탄올 20 내지 50 중량부, 물 10 내지 20 중량부, 불소계 계면활성제 1 내지 5 중량부를 포함하는 혼합물일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 상기와 같은 방법으로 제조한 친환경 수성 잉크는 안료 분산물 50 내지 80 중량부 및 수용성 라텍스 혼합물 20 내지 50 중량부를 혼합하여 제조할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 친환경 수성 잉크의 제조방법은, 고온으로 가열하는 경우에도 마킹층의 전이 불량이 발생되지 않으며, 안료 및 수용성 라텍스 바인더가 균일하게 분산되어 저장 안정성이 우수할 뿐만 아니라 내변색성이 우수한 친환경 수성 잉크를 제조할 수 있다.
상기와 같은 방법으로 제조한 친환경 수성 잉크는, 저장 안정성이 우수하여 장시간 동안 보관 시에도 은폐력이 저하되지 않으며, 고온으로 가열하는 가류 처리 공정에서도 마킹층의 잉크가 몰드로 전이되지 않아 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 내변색성이 우수하여 타이어의 규격, 패턴, 트레드 번호, 작업일시, 작업자 등의 정보를 표시하기 위한 마킹층을 형성시키기 위한 용도로 활용될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하도록 한다.
제시된 실시예는 본 발명의 구체적인 예시일 뿐이며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
<실시예 1>
안료로 이산화 티탄(TiO2)을 사용하였으며, 폴리실록산(BYK-Chemie), 수산화나트륨, 실리카 분말(블로킹 방지제)), 실리콘 오일(소포제), 아민 디설파이드 및 2-머캅토벤조티아졸(MBT)를 각각 4:1의 중량비로 포함하는 가류제 혼합물 및 탈이온수(D.I. water)를 하기 표 1에 나타낸 바와 같은 조성으로 배합한 다음 교반하여 pH 8.5의 안료 혼합물을 제조하였다.
상기 안료 혼합물을 1 mm의 크기를 갖는 비드가 도입된 바스켓밀 장치에 도입하고, 360분 동안 밀링하여 안료 분산물을 제조하였다.
스티렌부타디엔 라텍스(SBL) 50 중량부, 에틸렌 프로필렌 고무(EPDM) 10 중량부, 퍼플루오로폴리에테르(PFPE) 3 중량부, 에탄올 25 중량부 및 탈이온수(D.I. water) 12 중량부를 혼합하여 수용성 라텍스 혼합물을 제조하였다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같은 구조를 갖는 분산 혼합 장치에 안료 분산물 65 중량부 및 수용성 라텍스 혼합물 35 중량부를 공급한 다음 혼합하여 수성 잉크를 제조하였다.
<실시예 2>
하기 표 2에 나타낸 바와 같은 조성의 수용성 라텍스 혼합물을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1-3과 동일한 방법으로 제조한 안료 분산물을 사용하여 수성 잉크를 제조하였다.
<비교예 1>
실시예 1-3과 동일한 조성을 갖는 안료 혼합물을 제조하고, 제조한 안료 혼합물을 수용성 라텍스 혼합물과 혼합한 다음 비드가 도입된 바스켓밀 장치에 도입하고, 360분 동안 밀링하여 수성 잉크를 제조하였다.
<비교예 2>
분산 혼합 장치 및 밀링 장치를 활용하지 않는 것을 제외하고는, 실시예 1-3과 동일한 조성의 안료 혼합물을 수용성 라텍스 혼합물과 혼합한 다음 교반하여 수성 잉크를 제조하였다.
<실험예>
(1) 전이 불량
실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 수성 잉크의 전이 불량 발생 여부를 평가하기 위해서, 수성 잉크로 마킹한 시편을 몰드에서 가류시킬 때 발생하는 코팅층의 몰드로의 전이성을 평가하였다.
이를 위해, 시편에 수성 잉크를 도포하여 마킹층을 형성시킨 시편을 각각 준비한 다음, 시편을 압착 가류 장치에 도입하고, 170 ℃의 온도로 15분 동안 몰드로 시편을 가압시킨 상태에서 30회 연속적으로 가류시킨 다음 가류시킨 시편에서 발생되는 마팅층의 몰드로의 전이발생을 확인하는 방법으로 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
제조한 수성 잉크의 전이 발생률을 평가한 결과, 실시예 2-3에 따른 방법으로 제조한 시편의 경우 3회 가압 가류시 몰드로 마킹층의 전이가 있는 것을 확인되었고, 실시예 2-1에 따른 방법으로 제조한 시편의 경우 9회 가압 가류시 몰드로 마킹층의 전이가 있는 것을 할 수 있었으며, 이외의 경우에는 30회 연속 가류시키는 과정 중에도 마킹층이 몰드로 전이되지 않아 전이 발생률이 0.3% 미만인 것으로 확인되었다. 상기와 같은 결과를 통해 EDPM 수지 및 퍼플루오로폴리에테르의 첨가가 마킹층의 몰드 전이를 방지하는 것으로 판단되었다.
(2) 내변색성
실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 수성 잉크의 내변색성을 평가하기 위해서 수성 잉크로 마킹한 시편 마킹층의 색상 변색률(단위 : %)를 평가였으며, 그 결과를 상기 표 3에 나타내었다.
내변색성은 ASTM D 2244 시험규격에 따른 방법으로 수행하며, 20개의 시편을 준비한 다음 수성 잉크로 인쇄 코팅하여 마킹층을 형성시키고, 30일 경과한 시점에 마킹층의 변색 여부(색상 변화)를 색차계를 이용하여 변색값을 측정하고, 하기 식 1을 사용하여 변색률을 산출하였다(단, 하기 식 1에서 L, a, b는 CIE LAB system을 적용한 것으로, L은 밝기로 +L은 lighter, -L은 darker이며, +a는 red, -a는 green, +b는 yellow, -b는 blue의 정도를 나타내는 지수이며, L값은 백색도의 척도를 나타냄).
[식 1]
표 3에 나타낸 바와 같이, 제조한 수성 잉크의 내변색성을 평가한 결과, 실시예 1-1 내지 1-4, 2-3, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 방법으로 제조한 시편의 경우 마킹층의 변색이 3 미만으로 확인된 반면에, 실시예 2-1의 경우 10.65, 실시예 2-2의 경우 4.57, 실시예 2-4의 경우 3.16인 것으로 확인되어 변색이 다소 발생한다는 사실을 확인할 수 있었다.
상기와 같은 사실을 통해 EPDM 고무 및 불소계 계면활성제의 도입으로 인해 내변색성을 개선할 수 있고, 안료 입자의 함량이 높을수록 내변색 특성이 개선된다는 사실을 확인할 수 있었다.
(3) 저장 안정성
실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 수성 잉크의 저장 안정성(단위 : 일(day))을 평가하였으며, 그 결과를 상기 표 1에 나타내었다.
저장 안정성은 KS M 5000(3421) 시험규격에 따른 방법으로 수행하였으며, 실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 수성 잉크를 투명한 용기에 저장하고, 60 ℃의 온도로 7일 동안 방치시킨 다음 보관 전·후 제품 점도(cps) 변화를 측정방법으로 대체하여 점도 변화가 30% 이상 발생되었는지 여부로 평가 가능)
실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 수성 잉크의 저장 안정성을 평가한 결과, 실시예 1 및 2에 따른 방법으로 제조한 수성 잉크의 겨우 상분리와 침전이 확인되지 않았으나, 비교예 1 및 2의 수성 잉크의 경우 모두 상분리와 침전이 확인되었다.
특히, 실시예 1 및 실시예 2에 따른 방법으로 제조한 수성 잉크는 점도 변화가 100 cps 미만으로 분산 혼합 장치를 이용해 제조함에 따라 저장 안정성이 우수하다는 사실을 확인할 수 있었으나, 비교예에 따른 방법으로 제조한 수성 잉크에 경우에는 상분리가 확인되어 저장 안정성이 다소 떨어진다는 사실을 확인할 수 있었다. 특히, 실시예 1-1의 수성 잉크의 경우 고형분 함량이 60%를 초과하고, 실시예 1-3의 수성 잉크의 경우에는 고형분 함량이 70%를 초과하나 분산 혼합 장치를 이용해 제조함에 따라 분산성과 표면 거칠기가 증가하여 저장 안정성이 향상되었음으로 예측되었다.
(4) 친환경성
제조한 수성 잉크의 친환경성을 평가하였으며, 친환경성은 수성 잉크 제품에서 발생하는 휘발성유기화합물(VOCs)의 총량(단위 : ppm)을 측정하는 방법으로 평가하였다.
그 결과, 실시예 1 및 2에 따른 방법으로 제조한 수성 잉크는 휘발성유기화합물의 총배출량이 모두 10 ppm 미만으로 확인되어 친환경성을 확보한 것으로 판단되었다.
(5) 건조속도
제조한 수성 잉크의 물성을 평가하기 위해서, 실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 수성 잉크의 건조속도(단위 : 초(sec))를 평가하였다.
건조속도 평가는 KS M 5000(2511) 시험규격에 따른 방법으로 수행하며, 100 ℃로 가열된 시편의 표면(피착면)에 수성 잉크 제품을 코팅하여 피착면에 형성된 두께 10 ㎛의 마킹층이 건조되는 시간(단위 : 초)을 측정하여 평가하였다.
그 결과, 실시예 1 및 2에 따른 방법으로 제조한 수성 잉크는 건조속도가 모두 10초 미만으로 확인되어 양호한 건조특성을 나타낸다는 사실을 확인할 수 있었다.
(6) 부착성
제조한 수성 잉크의 물성을 평가하기 위해서, 실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 수성 잉크의 부착성를 평가하였다. 부착성 평가는 가류 후 마킹층이 형성된 시편(3 × 3 mm)을 준비하고, 점착 테이프를 마킹층의 상면에 부착시킨 다음 뜯어내어 부착력을 육안으로 평가하였으며, 유실된 마킹층의 면적이 2% 미만인 경우 우수(◎), 5% 미만인 경우 양호(○), 5 이상 내지 10% 미만인 경우 보통(△), 10 이상 내지 30% 미만인 경우 불량(□), 30% 이상인 경우 매우 불량(×)으로 평가하였다.
그 결과, 마킹층은 EPDM 고무의 첨가량이 증가할수록 접착력이 저하되고, 고형분의 함량이 증가할수록 저하되며, 불소계 계면활성제의 첨가에 의하여도 영향을 받는다는 사실을 확인할 수 있으며, 특히, 안료 분산물 및 수용성 라텍스 혼합물의 혼합 방법에 의해서도 영향을 받는다는 사실을 확인할 수 있었다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시 예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
100 : 분산 혼합 장치
110 : 챔버 본체
120 : 제1 구획 관체 130 : 제2 구획 관체
140 : 제1 공급 배관 150 : 제2 공급 배관
160 : 배출 배관 170 : 교반 수단
120 : 제1 구획 관체 130 : 제2 구획 관체
140 : 제1 공급 배관 150 : 제2 공급 배관
160 : 배출 배관 170 : 교반 수단
Claims (5)
- (a) 안료, 분산제, pH 조절제, 물(H2O)을 혼합하여 안료 혼합물을 제조하는 단계;
(b) 밀링 장치를 이용해 상기 안료 혼합물을 분산시켜 안료 분산물을 제조하는 단계; 및
(c) 분산 혼합 장치를 이용해 상기 안료 분산물 및 수용성 라텍스 혼합물을 각각 공급한 다음 혼합하여 수성 잉크를 제조하는 단계;를 포함하는 수성 잉크의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 안료 혼합물은 증점제, 레올로지 조절제, 습윤제, 보조 용매, 윤활제, 블로킹 방지제, 소포제, 가소제, 방부제 및 가류제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 잉크의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 수성 잉크는, 상기 안료 분산물 50 내지 80 중량부 및 상기 수용성 라텍스 혼합물 20 내지 50 중량부를 포함하며,
상기 안료 분산물은, 안료 50 내지 80 중량부, 분산제 1 내지 10 중량부, pH 조절제 1 내지 5 중량부 및 물 15 내지 35 중량부를 포함하고,
상기 수용성 라텍스 혼합물은 스티렌부타디엔 라텍스 40 내지 60 중량부, 에틸렌 프로필렌 고무 5 내지 20 중량부, 에탄올 20 내지 50 중량부, 물 10 내지 20 중량부, 불소계 계면활성제 1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 잉크의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 수용성 라텍스 혼합물은, 스티렌부타디엔 라텍스(styrene butadiene latex, SBL), 카르복시화 스티렌부타디엔 라텍스(carboxylated styrene-butadiene latex), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 라텍스(acrylonitrile-butadiene-styrene latex) 및 에틸렌 프로필렌 고무(ethylene-propylene-non-??conjugated diene rubber)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 수용성 고무 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 잉크의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 분산 혼합 장치는,
내부에 수용공간이 형성된 원형 관체 형상의 챔버 본체,
상기 챔버 본체의 내측에 내경방향으로 일정 간격 이격된 상태로 배치되어 상기 챔버 본체의 내부 공간을 구획해 제1 구획 공간을 형성하고, 측면에 제1 유입구가 1개 이상 형성된 구조를 갖는 제1 구획 관체,
상기 제1 구획 관체의 내측에 내경방향으로 일정 간격 이격된 상태로 배치되어 상기 챔버 본체의 내부 공간을 구획해 제2 구획 공간 및 제3 구획 공간을 각각 형성하고, 측면에 제2 유입구가 1개 이상 형성된 구조를 갖는 제2 구획 관체,
상기 챔버 본체의 일측에 형성되고, 상기 제1 구획 공간으로 상기 안료 분산물을 공급하는 제1 공급 배관,
상기 제2 구획 공간으로 상기 수용성 라텍스 혼합물을 공급하는 제2 공급 배관 및
상기 챔버 본체의 일측에 형성되어 상기 제3 구획 공간에 유입되는 상기 수성 잉크가 배출되는 배출 배관을 포함하며,
상기 제1 구획 공간에 공급된 상기 안료 분산물은 상기 제1 유입구를 통해 제2 구획 공간으로 유입되고, 상기 수용성 라텍스 혼합물과 혼합되어 수성 잉크가 생성되며, 생성된 수성 잉크는 상기 제2 유입구를 통해 제3 구획 공간으로 유입되는 것을 특징으로 수성 잉크의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210084380A KR102572788B1 (ko) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | 타이어 마킹용 친환경 수성 잉크의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210084380A KR102572788B1 (ko) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | 타이어 마킹용 친환경 수성 잉크의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230001630A true KR20230001630A (ko) | 2023-01-05 |
| KR102572788B1 KR102572788B1 (ko) | 2023-08-30 |
Family
ID=84925969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210084380A KR102572788B1 (ko) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | 타이어 마킹용 친환경 수성 잉크의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102572788B1 (ko) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000070261A (ko) * | 1997-01-20 | 2000-11-25 | 미츠비시엔피츠가부시키가이샤 | 필기구용 수성 잉크 |
| KR100481697B1 (ko) | 2002-08-13 | 2005-04-11 | 금호타이어 주식회사 | 수성계 색선 페인트 조성물 |
| KR20100092645A (ko) * | 2009-02-13 | 2010-08-23 | 금호타이어 주식회사 | 타이어 규격 마킹용 수성계 압인문자 잉크 조성물 |
| KR101157121B1 (ko) | 2010-05-24 | 2012-06-22 | 울산대학교 산학협력단 | 수성 타이어 코팅제 조성물 |
| KR20120126814A (ko) | 2011-05-13 | 2012-11-21 | 주식회사 화승티엔씨 | 고무 표면 처리용 수성 도료의 조성물 |
| KR20160045009A (ko) * | 2014-10-16 | 2016-04-26 | 제록스 코포레이션 | 간접 인쇄용 불소계면활성제를 포함하는 저-기포성 잉크 조성물 |
| KR20200046040A (ko) * | 2017-09-01 | 2020-05-06 | 듀폰 인더스트리얼 바이오사이언시스 유에스에이, 엘엘씨 | 다당류를 포함하는 라텍스 조성물 |
| KR102206440B1 (ko) * | 2014-06-14 | 2021-01-21 | 제록스 코포레이션 | 수성 잉크 조성물 |
-
2021
- 2021-06-29 KR KR1020210084380A patent/KR102572788B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000070261A (ko) * | 1997-01-20 | 2000-11-25 | 미츠비시엔피츠가부시키가이샤 | 필기구용 수성 잉크 |
| KR100481697B1 (ko) | 2002-08-13 | 2005-04-11 | 금호타이어 주식회사 | 수성계 색선 페인트 조성물 |
| KR20100092645A (ko) * | 2009-02-13 | 2010-08-23 | 금호타이어 주식회사 | 타이어 규격 마킹용 수성계 압인문자 잉크 조성물 |
| KR101011906B1 (ko) | 2009-02-13 | 2011-02-01 | 금호타이어 주식회사 | 타이어 규격 마킹용 수성계 압인문자 잉크 조성물 |
| KR101157121B1 (ko) | 2010-05-24 | 2012-06-22 | 울산대학교 산학협력단 | 수성 타이어 코팅제 조성물 |
| KR20120126814A (ko) | 2011-05-13 | 2012-11-21 | 주식회사 화승티엔씨 | 고무 표면 처리용 수성 도료의 조성물 |
| KR102206440B1 (ko) * | 2014-06-14 | 2021-01-21 | 제록스 코포레이션 | 수성 잉크 조성물 |
| KR20160045009A (ko) * | 2014-10-16 | 2016-04-26 | 제록스 코포레이션 | 간접 인쇄용 불소계면활성제를 포함하는 저-기포성 잉크 조성물 |
| KR20200046040A (ko) * | 2017-09-01 | 2020-05-06 | 듀폰 인더스트리얼 바이오사이언시스 유에스에이, 엘엘씨 | 다당류를 포함하는 라텍스 조성물 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102572788B1 (ko) | 2023-08-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7938900B2 (en) | Water-based pigment preparation | |
| CN101240119B (zh) | 与重氮盐反应的炭黑和产品 | |
| US20070131144A1 (en) | Water-based pigment preparations | |
| CN104789046B (zh) | 着色树脂颗粒分散体以及喷墨用墨 | |
| CN104789045B (zh) | 着色树脂颗粒分散体以及喷墨用墨 | |
| CN100357372C (zh) | 喷墨印刷用的水基着色剂制剂 | |
| BR0211138B1 (pt) | Composição contendo um pigmento aquoso, processo de preparação de uma composição contendo um pigmento aquoso e sua aplicação | |
| CN101319097A (zh) | 纳米级单偶氮色淀颜料粒子 | |
| JP2008517113A (ja) | 水性のオリゴエステル系顔料調製物、これらの製造および使用 | |
| CN105504974B (zh) | 一种柔性版印刷用水性彩票油墨及其制备方法 | |
| CN107778979B (zh) | Pet和pi膜通用绝缘哑黑电子凹印油墨及制备方法 | |
| KR20110000575A (ko) | 결정성 셀룰로오스 복합체를 포함하는 조성물 | |
| CN110229574A (zh) | 一种水性闪光色漆及其制备方法 | |
| US20070148460A1 (en) | Pigments sheathed with polyaddition products, method for their produciton and use thereof | |
| CN103333549B (zh) | 一种水性油墨及其制备方法和安全制品 | |
| US20090221736A1 (en) | Water-based ink composition for improved crockfastness | |
| DE102005009321A1 (de) | Suspension | |
| JP2018505244A (ja) | インク | |
| CN107325640A (zh) | 一种水性喷墨油墨在接装纸数码印刷工艺中的应用 | |
| JP2022519022A (ja) | 水をベースとする顔料調製物、それらの製造および使用 | |
| TW201422728A (zh) | 具有改良色彩特性之顏料分散體、印墨 | |
| CN104789048B (zh) | 着色树脂颗粒分散体以及喷墨用墨 | |
| KR102572788B1 (ko) | 타이어 마킹용 친환경 수성 잉크의 제조방법 | |
| CN1850919A (zh) | 纳米级颜料型喷墨墨水的原液及制造方法 | |
| JP2003221543A (ja) | 筆記用消しゴム消去性水性インキ組成物及びそれを内蔵した筆記具 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |