WO2016032278A1 - 잉크젯 프린팅을 이용하여 표면 품질이 우수한 프린트 강판의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 프린트 강판 - Google Patents

잉크젯 프린팅을 이용하여 표면 품질이 우수한 프린트 강판의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 프린트 강판 Download PDF

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WO2016032278A1
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WO
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coating composition
steel sheet
inkjet head
steel plate
printed
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PCT/KR2015/009060
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이정환
최하나
최양호
김진태
김종상
김종국
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주식회사 포스코
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    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C26/00—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a printed steel sheet having excellent surface quality using inkjet printing, and to a printed steel sheet produced by the method.
  • color steel sheets coated in one color or printed steel sheets which give texture and a beautiful appearance by embodying various patterns using inks are on the rise.
  • color and printed steel sheets with excellent visual appearance on the surface are widely applied to fire doors, elevator interiors, luxury buildings, interiors, home appliances, kitchens, and furnitures in accordance with individualization and luxury.
  • the wettability of the printing ink is inferior on the metal plate or the polymer resin layer, and the absorbent of the adherend is insufficient, so that the print layer is easily peeled off or difficult to realize high resolution of the pattern to be printed. Therefore, a very demanding technique is required when coloring a steel sheet or drawing various patterns and pictures.
  • the present invention is to provide a printed steel sheet that can produce a printed steel sheet having excellent surface quality, and to enable a continuous process, and to provide a printed steel sheet produced by the method.
  • the step of spraying the coating composition on the steel sheet using one or more inkjet head to form a print layer the temperature of the coating composition sprayed through the inkjet head is 25 to 55 °C
  • Each droplet of the coating composition sprayed through the inkjet head has a volume of 3 to 16 picoliters, and the inkjet head is coated on the steel sheet in a state spaced at a height of 1 to 6 mm from the steel sheet. It provides a method for producing a printed steel sheet, which is sprayed.
  • the temperature of the coating composition sprayed through the inkjet head may be 40 to 50 °C.
  • the viscosity of the coating composition may be 5.5 to 6.5 mPa ⁇ s.
  • Individual droplets of the coating composition sprayed through the inkjet head may have a volume of 6 to 13 pico liters.
  • the inkjet head may spray the coating composition on the steel sheet in a state spaced apart from the steel sheet by a height of 1 to 3 mm.
  • the inkjet head may spray the coating composition on the steel sheet at a frequency of 8 to 20 kHz.
  • the inkjet head may spray the coating composition on the steel sheet at a frequency of 12 to 20 kHz.
  • a printed steel sheet having a printed layer formed on the steel sheet by the manufacturing method.
  • the manufacturing method of the present invention can implement a variety of printed layers on the steel sheet with high clarity, to minimize the blurring of the finish portion of the printed layer, it is possible to provide a printed steel sheet with excellent surface quality.
  • the manufacturing method of the present invention can increase the production rate of the printed steel sheet to be produced by a continuous process can also have an excellent economic effect.
  • FIG. 5 illustrates an enlarged photograph of a finish portion of a print image formed on a specimen according to the jetting height in Experimental Example 4.
  • FIG. 6 is a graph illustrating a change in printing speed according to frequency during inkjet printing in Experimental Example 5.
  • the present invention seeks to provide a method capable of continuously producing printed steel sheets having excellent surface quality using inkjet printing.
  • the manufacturing method of the present invention includes the step of forming a print layer made of a single color or multi-color by spraying the coating composition on the steel sheet using one or more inkjet head, by adjusting various process conditions in the inkjet printing process,
  • the printed image formed on the surface can be realized with high clarity, and the spreading of the edge portion of the printed image can be minimized, thereby providing a printed steel sheet having excellent surface quality.
  • Viscosity of the coating composition used in inkjet printing is a factor that affects the jetting property and flowability of the ink jet head, which may affect the surface quality such as the sharpness of the print layer.
  • the viscosity of the coating composition may be adjusted. It is preferable to adjust to 5.5-6.5 mPa * s.
  • the manufacturing method of the present invention can adjust the viscosity of the coating composition in the range of 5.5 to 6.5 mPa ⁇ s by adjusting the temperature of the coating composition sprayed through the inkjet head in a specific range during the step of forming the print layer. have.
  • the manufacturing method of the present invention can adjust the temperature of the coating composition sprayed through the inkjet head at the step of forming the print layer to 25 to 55 °C, more preferably to 40 to 50 °C.
  • the viscosity of the coating composition is so high that the jetting property and fluidity through the inkjet head are remarkably decreased, and finally, the color or image of the print layer formed on the steel sheet.
  • the sharpness of may also be lowered.
  • the temperature exceeds 55 ° C., the composition may naturally dry or may be inferior in stability and may be a problem.
  • the coating composition sprayed through the inkjet head during inkjet printing to form a print layer by landing on a steel sheet in the form of droplets in the manufacturing method of the present invention so that the individual droplets of the coating composition sprayed through the inkjet head
  • the volume in the range of 3 to 16 pico liters, more preferably 6 to 13 pico liters a print formed on the steel sheet, especially when the resolution of the head used is based on 600 dpi It is possible to improve the clarity of the layer and to prevent surface surface ink aggregation by improving ink quality.
  • the steel sheet material when the volume of each droplet of the coating composition sprayed through the inkjet head is less than 3 pico liters, the steel sheet material is not concealed as a whole of the print layer, and the color or image of the print layer is blurred. Can be implemented. On the other hand, if the volume of the droplet exceeds 16 pico liters, agglomeration of the ink may occur on the surface of the print layer, thereby degrading the surface quality.
  • the manufacturing method of the present invention by adjusting the separation distance, that is, the jetting height between the inkjet head and the steel sheet to which the coating composition forming the print layer is sprayed to a specific range, to minimize the bleeding of the finishing portion of the print layer To further improve the surface quality.
  • the separation distance between the discharge port portion of the inkjet head and the steel sheet is less than 1mm, ink agglomeration may be a problem, and when the separation distance exceeds 6mm, smearing occurs at the finish portion of the print layer. As a result, surface quality may be inferior.
  • the inkjet head preferably sprays the coating composition on the steel sheet in a state spaced apart from the steel sheet by a height of 1 to 6 mm, and in particular, the coating composition is spaced apart by a height of 1 to 3 mm. Spraying is more preferred because it can control the area in the print layer where the coating composition can spread beyond the finish to the periphery, up to 5 ⁇ m or less.
  • the ink jet head sprays the coating composition at a frequency of less than 8 kHz, the printing speed is only about 20 mpm, so that productivity may be lost in the continuous process.
  • the manufacturing method of the present invention can adjust the inkjet head to spray the coating composition at a frequency of 8kHz or more during inkjet printing, thereby improving the printing speed to enable a continuous process, preferably the inkjet head is coated at a frequency of 12kHz or more
  • a printing speed that enables a continuous process can be secured at a level of 30mpm or more, and more preferably, the inkjet head is controlled to spray the coating composition at a frequency of 20kHz, thereby increasing the printing speed to 50mpm. Can be significantly improved.
  • the frequency of the inkjet head exceeds 20kHz, it may be a problem in terms of economic performance of the process, it is preferable to maintain the range of 20kHz or less.
  • a color printing layer or a print layer having various images formed on the steel sheet is simply implemented using inkjet printing, but the temperature of the coating composition used during the printing process, the droplet capacity of the composition sprayed from the inkjet head, and the By controlling the distance between the inkjet head and the steel sheet, that is, the jetting height, in a specific range, a high-definition print layer can be realized on the steel sheet, and the composition may aggregate on the surface of the print layer, or in the finishing portion of the print layer. It is possible to provide a printed steel sheet having excellent surface quality by minimizing the problem of spreading of the coating composition.
  • the present invention adjusts the printing frequency of the inkjet head to a specific range, so that it is possible to continuously provide a printed steel sheet having excellent surface quality as described above at a high printing speed.
  • the viscosity decreases as the temperature of the coating composition increases, and when the temperature of the coating composition is 40 to 50 ° C., the viscosity is in a range of 5.5 to 6.5 mPa ⁇ s suitable for inkjet printing. You can see that.
  • the ink composition used in Experimental Example 1 was used as a white primer-treated hot dip galvanized specimen using an inkjet printing apparatus including a Kyocera KJ4A head. Spraying on to form a grid-shaped print image, wherein the temperature of the coating composition sprayed from the head is changed to 25 ° C., 30 ° C., 35 ° C., 40 ° C., 45 ° C. and 50 ° C. The state is shown by the photograph in FIG.
  • the ink composition used in Experimental Example 1 was used by using an inkjet printing apparatus including a Kyocera KJ4A head (based on a resolution of 600 dpi).
  • White primer was sprayed onto the treated hot-dip galvanized specimen to form a grid-like print image, wherein the volumes of the individual droplets of the coating composition sprayed from the head were 3 picoliter, 6 picoliter, 13 picoliter and The photograph of the print image implemented on the specimen while changing to 16 picoliters is shown in FIG. 3.
  • the ink composition used in Experimental Example 1 was white using an inkjet printing apparatus including a Kyocera KJ4A head. Spraying the primer-treated hot dip galvanized specimen to form a lattice-shaped print layer, while measuring the spreading distance of the coating composition at the finish of the printed image while changing the jetting height from 1 to 5 mm, the graph of FIG. When the jetting height is 3mm, 3.5mm, 4mm and 5mm, the finishing part of the print image is enlarged and shown in the photograph in FIG.
  • the surface spreading distance increases, but when the jetting height is 1 to 3mm, the surface spreading distance can be maintained at a level of 5 ⁇ m or less, but when the jetting height exceeds 3mm, the surface It can be seen that the spreading distance increases rapidly.
  • the surface bleeding distance is only 5 ⁇ m, and the surface quality is excellent.
  • the surface bleeding distance is increased by increasing the jetting height to 3.5 mm, 4 mm, and 4.5 mm. It can be seen that the quality of the print image is significantly lowered by increasing rapidly to levels of 11 ⁇ m, 16 ⁇ m and 30 ⁇ m.
  • the ink composition used in Experimental Example 1 was treated with a white primer using an inkjet printing apparatus including a Kyocera KJ4A head (based on a resolution of 600 dpi). Spraying on the hot-dip galvanized specimen to form a grid-like print layer, the print speed of the image was measured while changing the frequency of the inkjet head to 8 to 20kHz is shown graphically in FIG.
  • the print speed increases as the frequency of the inkjet head increases.
  • the frequency is 12 kHz or more at 600 dpi, it can be seen that 30 mpm is satisfied at the minimum print speed possible for the continuous process.

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Abstract

본 발명은 잉크젯 프린팅을 이용하여 표면 품질이 우수한 프린트 강판의 제조방법 및 이로부터 제조된 프린트 강판에 관한 것으로, 구체적으로 하나 이상의 잉크젯 헤드를 이용하여 코팅 조성물을 강판에 분사해 프린트층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 잉크젯 헤드를 통해 분사되는 코팅 조성물은 특정 온도 조건과 용적 조건을 만족하며, 상기 잉크젯 헤드는 강판으로부터 일정 높이로 이격된 상태에서 강판 상에 코팅 조성물을 분사하는, 프린트 강판의 제조방법 및 이로부터 제조된 프린트 강판에 관한 것이다.

Description

잉크젯 프린팅을 이용하여 표면 품질이 우수한 프린트 강판의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 프린트 강판
본 발명은 잉크젯 프린팅을 이용하여, 우수한 표면 품질을 갖는 프린트 강판을 제조하는 방법과 상기 방법으로 제조된 프린트 강판에 관한 것이다.
삶의 질이 점차 높아짐에 따라, 소비자들이 가전 제품이나 전자 제품 등을 구매할 때, 제품의 기능뿐만 아니라, 제품의 외관 품질이나 디자인 또한 제품을 선택하는 데에 중요한 요인으로 작용하고 있다.
이러한 소비자들의 요구에 맞추어, 최근에는 하나의 색상으로 도장되어 있는 칼라 강판이나, 잉크를 사용하여 다양한 무늬를 구현함으로써 미려한 외관과 함께 질감을 부여하는 프린트 강판이 대세로 떠오르고 있다. 이렇듯 표면 외관의 시각적 기능이 우수한 칼라강판과 프린트 강판은 개성화 및 고급화에 맞추어 방화문, 엘리베이터 내장용, 고급 건축물, 실내 인테리어, 가전제품, 주방 및 가구 등에 널리 적용되고 있다.
그러나 일반적으로 금속판 또는 고분자 수지층 위에서는 인쇄용 잉크의 젖음성이 떨어지고, 피착제의 잉크에 대한 흡수성이 부족하므로 인쇄층이 쉽게 박리되거나 인쇄하고자 하는 패턴의 높은 해상도를 구현하기가 어렵다. 따라서 강판을 대상으로 색을 입히거나 다양한 패턴 및 그림을 그려 넣는 경우 매우 까다로운 기술이 요구된다.
본 발명은 우수한 표면 품질을 갖는 프린트 강판을 제조할 수 있으며, 연속 공정을 가능케 하는, 프린트 강판의 제조방법과 상기 방법으로 제조된 프린트 강판을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 구현 예에 따르면, 하나 이상의 잉크젯 헤드를 이용하여 코팅 조성물을 강판에 분사해 프린트층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 잉크젯 헤드를 통해 분사되는 코팅 조성물의 온도는 25 내지 55℃이고, 상기 잉크젯 헤드를 통해 분사되는 코팅 조성물의 개개의 액적은 3 내지 16 피코 리터(pico liter)의 용적을 가지며, 상기 잉크젯 헤드는 강판으로부터 1 내지 6mm의 높이로 이격된 상태에서 강판 상에 코팅 조성물을 분사하는, 프린트 강판의 제조방법을 제공한다.
상기 잉크젯 헤드를 통해 분사되는 코팅 조성물의 온도는 40 내지 50℃일 수 있다.
상기 코팅 조성물의 점도는 5.5 내지 6.5mPa·s일 수 있다.
상기 잉크젯 헤드를 통해 분사되는 코팅 조성물의 개개의 액적은 6 내지 13 피코 리터(pico liter)의 용적을 가질 수 있다.
상기 잉크젯 헤드는 강판으로부터 1 내지 3mm의 높이로 이격된 상태에서 강판 상에 코팅 조성물을 분사할 수 있다.
상기 잉크젯 헤드는 코팅 조성물을 8 내지 20kHz의 주파수로 강판에 분사할 수 있다.
상기 잉크젯 헤드는 코팅 조성물을 12 내지 20kHz의 주파수로 강판에 분사할 수 있다.
본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 상기 제조방법에 의해 강판 상에 프린트층이 형성된 프린트 강판을 제공한다.
본 발명의 제조방법은 강판 상에 다양한 프린트 층을 높은 선명도로 구현할 수 있고, 프린트 층의 마무리 부분의 번짐성을 최소화시켜, 표면 품질이 우수한 프린트 강판을 제공할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 제조방법은 연속 공정이 가능하여 제조되는 프린트 강판의 생산 속도를 높일 수 있어 우수한 경제적 효과 또한 가질 수 있다.
도 1은 실험예 1에서 프린트 조성물의 온도에 따른 점도 변화를 그래프로 나타낸 것이다.
도 2는 실험예 2에서 프린트 조성물의 온도에 따라 시편 상에 형성된 프린트 이미지의 변화를 사진으로 도시한 것이다.
도 3은 실험예 3에서 액적의 분사량에 따라 시편 상에 형성된 프린트 이미지의 변화를 사진으로 도시한 것이다.
도 4는 실험예 4에서 젯팅 높이에 따라 시편 상에 형성된 프린트 이미지의 마무리 부분에 있어서 표면 번짐 거리의 변화를 그래프로 나타낸 것이다.
도 5는 실험예 4에서 젯팅 높이에 따라 시편 상에 형성된 프린트 이미지의 마무리 부분을 확대한 사진을 도시한 것이다.
도 6은 실험예 5에서 잉크젯 프린팅 시 주파수에 따른 인쇄 속도의 변화를 그래프로 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명은 잉크젯 프린팅을 이용하여 우수한 표면 품질을 갖는 프린트 강판을 연속적으로 제조할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.
구체적으로, 본 발명의 제조방법은 하나 이상의 잉크젯 헤드를 이용하여 코팅 조성물을 강판에 분사해 단색 또는 다색으로 이루어지는 프린트 층을 형성하는 단계를 포함하되, 잉크젯 프린팅 공정 시 다양한 공정 조건을 조절함으로써, 강판 상에 형성되는 프린트 이미지를 높은 선명도로 구현할 수 있고, 프린트된 이미지의 테두리 부분의 번짐성을 최소화시켜, 표면 품질이 우수한 프린트 강판을 제공할 수 있도록 한다.
잉크젯 프린팅 시 사용되는 코팅 조성물의 점도는 잉크젯 헤드를 통해 분사되는 젯팅(jetting)성과 유동성에 영향을 미치는 요인으로, 최종적으로는 프린트 층의 선명도 등과 같은 표면 품질에 영향을 미칠 수 있다.
구체적으로, 본 발명에서 잉크젯 헤드로, 예를 들어, Kyocera KJ4A를 사용하는 경우, 프린트 층을 형성할 때 사용되는 코팅 조성물의 우수한 젯팅(jetting)성과 유동성을 확보하기 위해서는, 상기 코팅 조성물의 점도를 5.5 내지 6.5mPa·s로 조절하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 제조방법은 상기 프린트 층을 형성하는 단계 시 잉크젯 헤드를 통해 분사되는 코팅 조성물의 온도를 특정한 범위로 조절함으로써, 상기 코팅 조성물의 점도를 5.5 내지 6.5mPa·s의 범위로 조절할 수 있다.
즉, 본 발명의 제조방법은 상기 프린트층을 형성하는 단계 시 잉크젯 헤드를 통해 분사되는 코팅 조성물의 온도를 25 내지 55℃로 조절할 수 있고, 더욱 바람직하게는 40 내지 50℃로 조절할 수 있다.
본 발명의 제조방법에서 상기 코팅 조성물의 온도가 25℃ 미만인 경우, 코팅 조성물의 점도가 너무 높아 잉크젯 헤드를 통한 젯팅성 및 유동성이 현저히 떨어져, 최종적으로는 강판 상에 형성되는 프린트 층의 색상이나 이미지의 선명도 또한 저하될 수 있다. 반면, 온도가 55℃를 초과하는 경우, 조성물이 자연 건조되거나, 안정성이 열위해져 문제될 수 있다.
한편, 잉크젯 프린팅 시 잉크젯 헤드를 통해 분사되는 코팅 조성물은 액적의 형태로 강판 상에 착지하여 프린트 층을 형성할 있는데, 본 발명의 제조방법에서는 이렇게 잉크젯 헤드를 통해 분사되는 코팅 조성물의 개개의 액적의 용적을 3 내지 16 피코 리터(pico liter) 범위로, 더욱 바람직하게는 6 내지 13 피코 리터(pico liter)로 조절함으로써, 특히 사용하는 헤드의 해상도가 600dpi를 기준으로 할 때 강판 상에 형성되는 프린트 층의 선명도를 향상시키고, 잉크 뭉침 현상은 방지하여 표면 품질을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 본 발명에서 상기 잉크젯 헤드를 통해 분사되는 코팅 조성물의 개개의 액적의 용적이 3 피코 리터(pico liter) 미만인 경우, 프린트 층 전체적으로 강판 소재가 은폐되지 않고, 프린트 층의 색상이나 이미지가 희미하게 구현될 수 있다. 반면에 액적의 용적이 16 피코 리터(pico liter)를 초과하는 경우, 프린트 층 표면에서 잉크의 뭉침 현상이 발생할 수 있어 표면 품질을 저해하게 된다.
또한, 본 발명의 제조방법은 프린트 층을 형성하는 코팅 조성물이 분사되는 잉크젯 헤드와 강판 사이의 이격 거리, 즉 젯팅(jetting) 높이를 특정한 범위로 조정함으로써, 프린트 층의 마무리 부분의 번짐성을 최소화하여 표면 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 본 발명에서 잉크젯 헤드의 토출구 부분과 강판 사이의 이격 거리가 1mm 미만인 경우, 잉크 뭉침 현상이 문제될 수 있고, 이격 거리가 6mm를 초과하는 경우, 프린트 층의 마무리 부분에 번짐 현상이 발생하여, 표면 품질이 열위해질 수 있다.
따라서, 본 발명의 제조방법에서 상기 잉크젯 헤드는 강판으로부터 1 내지 6mm의 높이로 이격된 상태에서 강판 상에 코팅 조성물을 분사하는 것이 바람직하며, 특히 1 내지 3mm의 높이로 이격된 상태에서 코팅 조성물을 분사하는 것이 프린트 층에 있어서 코팅 조성물이 마무리 부분을 넘어서 주변부로 번질 수 있는 영역을 최대 5㎛ 이하로 제어할 수 있어 더욱 바람직하다.
한편, 잉크젯 헤드가 8kHz 미만의 주파수로 코팅 조성물을 분사하는 경우, 인쇄 속도가 대략 20mpm 정도의 수준에 불과하여 연속 공정에서 생산성이 열위해 질 수 있다.
따라서, 본 발명의 제조방법은 잉크젯 프린팅 시 잉크젯 헤드가 8kHz 이상의 주파수로 코팅 조성물을 분사하도록 조절함으로써, 인쇄 속도를 향상시켜 연속 공정을 가능케 할 수 있으며, 바람직하게는 잉크젯 헤드가 12kHz 이상의 주파수로 코팅 조성물을 분사하도록 조절함으로써, 연속 공정을 가능케 하는 인쇄 속도를 30mpm 이상의 수준으로 확보할 수 있고, 더욱 바람직하게는 잉크젯 헤드를 20kHz의 주파수로 코팅 조성물을 분사하도록 조절함으로써, 인쇄속도를 50mpm까지 높여 생산성을 현저히 향상시킬 수 있다.
단, 잉크젯 헤드의 주파수가 20kHz를 초과하는 경우, 공정 수행 상 경제적인 점에서 문제가 될 수 있으므로, 20kHz 이하의 범위를 유지하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 본 발명에서 제공하는 제조방법에 의해 강판 상에 우수한 표면 품질을 갖는 프린트 층이 형성된 프린트 강판을 제공할 수 있다.
이렇듯, 본 발명에서는 잉크젯 프린팅을 이용하여 강판 상에 단순히 칼라 프린트 층 내지는 다양한 이미지가 형성된 프린트 층을 구현하되, 상기 프린팅 공정 중 사용되는 코팅 조성물의 온도, 잉크젯 헤드로부터 분사되는 조성물의 액적 용량 및 상기 잉크젯 헤드와 강판의 이격 거리로, 즉 젯팅 높이를 특정한 범위로 조절함으로써, 강판 상에 선명도가 높은 프린트 층을 구현할 수 있고, 프린트 층 표면에서 조성물이 뭉치는 현상이나, 프린트 층의 마무리 부분에 있어서 코팅 조성물이 번지는 문제점을 최소화하여 표면 품질이 우수한 프린트 강판을 제공할 수 있도록 한다.
더욱이, 본 발명은 잉크젯 헤드의 인쇄 주파수를 특정한 범위로 조절함으로써, 상기한 바와 같이 표면 품질이 우수한 프린트 강판을 빠른 인쇄 속도로 연속하여 제공할 수 있도록 한다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
[실험예 1]
잉크젯 프린팅 시 사용되는 코팅 조성물의 온도에 따른 점도 변화를 확인하기 위하여, 조성물 총 중량에 대하여, 2-(2-비닐옥시에톡시)에틸 아크릴레이트 60 내지 80중량%, 폴리옥시에틸레이티드 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 10 내지 20중량%, 옥시비스(메틸-2,1-에타네딜)디아크릴레이트 5 내지 10중량%, 아이소데실 아크릴레이트 1 내지 5 중량%, 트라이메틸올프로판 트리아크릴레이트 1 내지 5 중량%, 옥시 비스(메틸-2,1-에테인디일)다이아크릴산 1 내지 5중량% 및 페닐 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀 옥사이드 1 내지 5중량%을 조합하여 다양한 색상으로 구현된 잉크 조성물을 온도를 25 내지 55℃로 변화시키면서 브룩필드 DV-Ⅱ 프로 점도계를 이용하여 상기 잉크의 점도 변화를 측정해 그 결과를 도 1에 그래프로 나타내었다.
도 1에서 보는 바와 같이, 코팅 조성물의 온도가 높아질수록 점도가 저하되는 것을 볼 수 있고, 코팅 조성물의 온도가 40 내지 50℃일 때 그 점도가 잉크젯 프린팅에 적합한 수준인 5.5 내지 6.5mPa·s에 해당하는 것을 볼 수 있다.
[실험예 2]
잉크젯 프린팅 시 사용되는 코팅 조성물의 온도에 따른 프린트 층의 품질 변화를 확인하기 위하여, Kyocera KJ4A 헤드를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치를 사용해 상기 실험예 1에서 사용한 잉크 조성물을 백색프라이머가 처리된 용융아연도금 시편 상에 분사하여 격자 형상의 프린트 이미지를 형성하되, 이때 상기한 헤드로부터 분사되는 코팅 조성물의 온도를 25℃, 30℃, 35℃, 40℃, 45℃ 및 50℃로 변화시키면서 구현되는 프린트 이미지의 모습을 도 2에 사진으로 나타내었다.
도 2에서 보는 바와 같이, 시편 상에 분사되는 코팅 조성물의 온도가 25℃, 30℃ 및 35℃일 때는 격자 형상의 프린트 이미지가 약간 희미하게 형성된 것을 볼 수 있으나, 코팅 조성물의 온도가 40℃, 45℃ 및 50℃일 때에, 격자 형상의 이미지가 보다 선명하게 형성된 것을 볼 수 있다.
[실험예 3]
잉크젯 프린팅 시 분사되는 코팅 조성물의 개개의 액적의 용적에 따른 프린트 층의 품질 변화를 확인하기 위하여, Kyocera KJ4A 헤드(해상도 600dpi 기준)를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치를 사용해 상기 실험예 1에서 사용한 잉크 조성물을 백색프라이머가 처리된 용융아연도금 시편 상에 분사하여 격자 형상의 프린트 이미지를 형성하되, 이때 상기한 헤드로부터 분사되는 코팅 조성물의 개개의 액적의 용적을 3 피코 리터, 6 피코 리터, 13 피코 리터 및 16 피코 리터로 변화시키면서 시편 상에 구현되는 프린트 이미지의 모습을 도 3에 사진으로 나타내었다.
도 3에서 보는 바와 같이, 시편 상에 분사되는 코팅 조성물의 개개의 액적의 용적을 3 피코 리터로 조절하였을 때, 프린트 이미지에 의해 시편의 소재가 완벽히 은폐되지 않았고, 프린트 이미지 또한 매우 희미하게 나타난 것을 볼 수 있다.
반면, 액적의 용적을 6 피코 리터 및 13 피코 리터로 조절하자 보다 선명한 격자 형상의 이미지가 형성된 것을 볼 수 있다.
그러나, 액적의 용적을 16 피코 리터로 조절하자 상대적으로 과하게 짙은 격자 형상의 이미지가 형성된 것을 볼 수 있고, 프린트 층이 후막이 되면서 표면에 조성물의 뭉침 현상이 발생하는 것을 볼 수 있었다.
[실험예 4]
잉크젯 프린팅 시 젯팅 높이, 즉 잉크젯 헤드의 토출구와 강판 사이의 이격 거리에 따른 프린트 층의 품질 변화를 확인하기 위하여, Kyocera KJ4A 헤드를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치를 사용해 상기 실험예 1에서 사용한 잉크 조성물을 백색프라이머가 처리된 용융아연도금 시편 상에 분사하여 격자 형상의 프린트 층을 형성하되, 젯팅 높이를 1 내지 5mm로 변화시키면서 프린트된 이미지의 마무리 부분에 있어서 코팅 조성물의 번짐 거리를 측정해 도 4 에 그래프로 나타내었고, 젯팅 높이가 3mm, 3.5mm, 4mm 및 5mm일 때 프린트 이미지의 마무리 부분을 확대하여 도 5에 사진으로 나타내었다.
도 4 에서 보는 바와 같이, 젯팅 높이가 높아질수록 표면 번짐 거리가 증가하되, 젯팅 높이가 1 내지 3mm인 경우 표면 번짐 거리를 5㎛ 이하의 수준으로 유지할 수 있으나, 젯팅 높이가 3mm를 초과하는 경우 표면 번짐 거리가 급격히 증가하는 것을 볼 수 있다.
도 5에서 보는 바와 같이, 젯팅 높이가 3mm인 경우, 표면 번짐 거리가 5㎛의 수준에 불과하여 표면 품질이 우수한 것을 볼 수 있지만, 젯팅 높이를 3.5mm, 4mm 및 4.5mm로 증가시키자 표면 번짐 거리가 11㎛, 16㎛ 및 30㎛의 수준으로 급격히 증가하여 프린트 이미지의 품질이 현저히 저하되는 것을 볼 수 있다.
[실험예 5]
잉크젯 프린팅 시 잉크젯 헤드의 주파수에 따른 프린트 층의 인쇄 속도 변화를 확인하기 위하여, Kyocera KJ4A 헤드(해상도 600dpi 기준)를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치를 사용해 상기 실험예 1에서 사용한 잉크 조성물을 백색프라이머가 처리된 용융아연도금 시편 상에 분사하여 격자 형상의 프린트 층을 형성하되, 잉크젯 헤드의 주파수를 8 내지 20kHz로 변화시키면서 이미지의 프린트 속도를 측정해 도 6에 그래프로 나타내었다.
도 6에서 보는 바와 같이, 잉크젯 헤드의 주파수가 증가할수록 프린트 속도가 증가하며, 특히 600dpi 기준에서 주파수가 12kHz 이상일 때, 연속 공정이 가능한 최소의 프린트 속도로 30mpm이 만족하는 것을 볼 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims (8)

  1. 하나 이상의 잉크젯 헤드를 이용하여 코팅 조성물을 강판에 분사해 프린트층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 잉크젯 헤드를 통해 분사되는 코팅 조성물의 온도는 25 내지 55℃이고,
    상기 잉크젯 헤드를 통해 분사되는 코팅 조성물의 개개의 액적은 3 내지 16 피코 리터(pico liter)의 용적을 가지며,
    상기 잉크젯 헤드는 강판으로부터 1 내지 6mm의 높이로 이격된 상태에서 강판 상에 코팅 조성물을 분사하는, 프린트 강판의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드를 통해 분사되는 코팅 조성물의 온도는 40 내지 50℃인, 프린트 강판의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 코팅 조성물의 점도는 5.5 내지 6.5mPa·s인, 프린트 강판의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드를 통해 분사되는 코팅 조성물의 개개의 액적은 6 내지 13 피코 리터(pico liter)의 용적을 갖는, 프린트 강판의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드는 강판으로부터 1 내지 3mm의 높이로 이격된 상태에서 강판 상에 코팅 조성물을 분사하는, 프린트 강판의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드는 코팅 조성물을 8 내지 20kHz의 주파수로 강판에 분사하는, 프린트 강판의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드는 코팅 조성물을 12 내지 20kHz의 주파수로 강판에 분사하는, 프린트 강판의 제조방법.
  8. 청구항 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 강판 상에 프린트층이 형성된 프린트 강판.
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