본 연구에서는 고화도(700～1200℃) 포셀린제품의 생산시스템에서 기존의 실크프린팅 공정을 대체하는 잉크젯 프린팅 공정을 위한 세라믹안료(유약) 기반의 디지털 프린팅 4원색(CMYK/Cyan, Magenta, Yellow, Black) 잉크를 개발하고, 잉크젯 프린팅 시스템에 적용하여, 300dpi급 이상의 선명도를 갖는 맞춤형 제작이 가능하고, 네트워크기반 공정효율 향상, 친환경공정구현이 가능한 감성디자인의 제품을 구현하고자 하였다. 먼저 잉크젯 프린팅에 필수적으로 요구되는 기본 디지털 컬러인 CMYK 세라믹안료는 ball mill을 사용하여 입도를 5～10㎛으로 낮추고, 바로 nano bead mill를 사용하여 1㎛이하까지 입자를 낮추어 주었다. 세라믹잉크의 제조는 선정된 안료, ...
본 연구에서는 고화도(700～1200℃) 포셀린제품의 생산시스템에서 기존의 실크프린팅 공정을 대체하는 잉크젯 프린팅 공정을 위한 세라믹안료(유약) 기반의 디지털 프린팅 4원색(CMYK/Cyan, Magenta, Yellow, Black) 잉크를 개발하고, 잉크젯 프린팅 시스템에 적용하여, 300dpi급 이상의 선명도를 갖는 맞춤형 제작이 가능하고, 네트워크기반 공정효율 향상, 친환경공정구현이 가능한 감성디자인의 제품을 구현하고자 하였다. 먼저 잉크젯 프린팅에 필수적으로 요구되는 기본 디지털 컬러인 CMYK 세라믹안료는 ball mill을 사용하여 입도를 5～10㎛으로 낮추고, 바로 nano bead mill를 사용하여 1㎛이하까지 입자를 낮추어 주었다. 세라믹잉크의 제조는 선정된 안료, 용제(Propylene glycol monomethyl ether) 및 분산제(Acidic ester계)를 40:30:5로 선 혼합한 후, Netzsch사의 나노밀장비(Minicer fig-No99304)로 4,000rpm, 4시간 동안 본 분산하였으며, 남은 용제 25%를 활용하여 잉크젯 프린팅시 적합한 점도가 되도록 마감하여 제조하였다. 미립화된 세라믹안료에 대하여 측정한 색도, 결정상분석, 유해성검증을 한 결과 결정상의 무너짐에 의한 색상의 변화는 미미한 것으로 확인 되었으며, 유해중금속은 납이 Magenta에서 56.9ppm 검출되었고, Cr+6은 Yellow에서만 검출되지 않고 4종의 안료에서는 소량 검출되었으나, RoHS규제물질 유럽기준에는 충족되었다. 제조된 세라믹잉크에 대한 입도, 점도, 표면장력, 밀도 등의 물성평가와 저장안정성, 고온안정성, 유약안정성, 분산안정성 등의 특성평가 결과는 잉크젯 프린팅 조건에 적합하였다. 또한, 잉크젯 프린팅 적용평가 전 잉크의 토출특성평가인 잉크와 용매, 헤드 및 기계재료 사이의 화학적 적합성 평가와 Dropwatcher를 이용한 Drop 형성거리, Volume uniformity, Pattern printing, Onesorge number, Dormancy time 등의 평가 결과도 잉크젯 프린팅 적용조건에 적합하였다. 제조된 CMYK 세라믹잉크의 잉크젯 프린팅 적용 평가는 4단계의 컬러매칭공정(개별잉크제한, 선형화, 혼합색상잉크제한, ICC프로파일생성 등)을 거쳐 진행 하였다. 잉크의 혼색과정에서 각 채널별 잉크의 상이한 물성으로 인한 불균질한 결과를 개선하기 위해 컬러매칭기술을 이용하여 잉크 특성에 따라 혼색 농도 및 사용량을 보정하여 최적의 CMS preset을 도출하였으며, CMS 기술로 인쇄품질이 향상된 프린팅 타일을 제작하였다. 제작된 잉크젯 프린팅 도자 타일을 한국건설생활안전시험연구원에 의뢰하여 검인증평가를 수행한 결과, 평가항목인 꺽임강도는 146N/㎝, 뒤틀림은 0.3㎜, 흡수율은 0.8%, 내마모성은 0.02g, 내균열성과 내약품성은 이상 없음으로 평가항목 모두 KS규격에 적합함을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 고화도(700～1200℃) 포셀린제품의 생산시스템에서 기존의 실크프린팅 공정을 대체하는 잉크젯 프린팅 공정을 위한 세라믹안료(유약) 기반의 디지털 프린팅 4원색(CMYK/Cyan, Magenta, Yellow, Black) 잉크를 개발하고, 잉크젯 프린팅 시스템에 적용하여, 300dpi급 이상의 선명도를 갖는 맞춤형 제작이 가능하고, 네트워크기반 공정효율 향상, 친환경공정구현이 가능한 감성디자인의 제품을 구현하고자 하였다. 먼저 잉크젯 프린팅에 필수적으로 요구되는 기본 디지털 컬러인 CMYK 세라믹안료는 ball mill을 사용하여 입도를 5～10㎛으로 낮추고, 바로 nano bead mill를 사용하여 1㎛이하까지 입자를 낮추어 주었다. 세라믹잉크의 제조는 선정된 안료, 용제(Propylene glycol monomethyl ether) 및 분산제(Acidic ester계)를 40:30:5로 선 혼합한 후, Netzsch사의 나노밀장비(Minicer fig-No99304)로 4,000rpm, 4시간 동안 본 분산하였으며, 남은 용제 25%를 활용하여 잉크젯 프린팅시 적합한 점도가 되도록 마감하여 제조하였다. 미립화된 세라믹안료에 대하여 측정한 색도, 결정상분석, 유해성검증을 한 결과 결정상의 무너짐에 의한 색상의 변화는 미미한 것으로 확인 되었으며, 유해중금속은 납이 Magenta에서 56.9ppm 검출되었고, Cr+6은 Yellow에서만 검출되지 않고 4종의 안료에서는 소량 검출되었으나, RoHS규제물질 유럽기준에는 충족되었다. 제조된 세라믹잉크에 대한 입도, 점도, 표면장력, 밀도 등의 물성평가와 저장안정성, 고온안정성, 유약안정성, 분산안정성 등의 특성평가 결과는 잉크젯 프린팅 조건에 적합하였다. 또한, 잉크젯 프린팅 적용평가 전 잉크의 토출특성평가인 잉크와 용매, 헤드 및 기계재료 사이의 화학적 적합성 평가와 Dropwatcher를 이용한 Drop 형성거리, Volume uniformity, Pattern printing, Onesorge number, Dormancy time 등의 평가 결과도 잉크젯 프린팅 적용조건에 적합하였다. 제조된 CMYK 세라믹잉크의 잉크젯 프린팅 적용 평가는 4단계의 컬러매칭공정(개별잉크제한, 선형화, 혼합색상잉크제한, ICC프로파일생성 등)을 거쳐 진행 하였다. 잉크의 혼색과정에서 각 채널별 잉크의 상이한 물성으로 인한 불균질한 결과를 개선하기 위해 컬러매칭기술을 이용하여 잉크 특성에 따라 혼색 농도 및 사용량을 보정하여 최적의 CMS preset을 도출하였으며, CMS 기술로 인쇄품질이 향상된 프린팅 타일을 제작하였다. 제작된 잉크젯 프린팅 도자 타일을 한국건설생활안전시험연구원에 의뢰하여 검인증평가를 수행한 결과, 평가항목인 꺽임강도는 146N/㎝, 뒤틀림은 0.3㎜, 흡수율은 0.8%, 내마모성은 0.02g, 내균열성과 내약품성은 이상 없음으로 평가항목 모두 KS규격에 적합함을 확인할 수 있었다.
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