[논문]총설 : 최신 잉크제트 인쇄기술 - UV 경화형 제트잉크 -

정경모; 원종명; 이용규; 코세키 켄이치

doi:10.7584/ktappi.2014.46.2.046

총설 : 최신 잉크제트 인쇄기술 - UV 경화형 제트잉크 -
Review : The Advanced Inkjet Printing Technology - UV curable Jet Ink - 원문보기

펄프 종이기술 = Journal of Korea TAPPI, v.46 no.2 = no.157, 2014년, pp.46 - 56

정경모 (일본 찌바대 대학원 융합과학연구과) , 원종명 (강원대학교 산림환경과학대학 제지공학과) , 이용규 (강원대학교 산림환경과학대학 제지공학과) , 코세키 켄이치 (일본 찌바대 대학원 융합과학연구과)

Abstract ▼ AI-Helper

The aim of this reviews is to introduce the information concerning design of the UV-curable jet ink composition in order to provide a good adhesive property on non-porous surface. In order to clarify the viscosity dependence of flying speed for the UV curable jet ink, rheological analysis and observation of the flying state of the ink were carried out. The relationship between ink formulas and adhesive property on non-porous surface was investigated. It was examined the adhesive property of radical polymerization type UV curable jet ink included hydrogen abstraction type photo-initiator, it was expected that the strong adhesive strength can be obtained between the ink and non-porous surface in this study. UV curable jet ink with a slight amount of water was prepared. Optimum ratio of the cationic polymerization type UV curable jet ink shows an adequate adhesive strength towards two kinds of non-porous surface such as glass, poly(vinyl chloride) when tests were conducted on the ink jet-printing test machine.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는, 다양한 분야에 응용상의 이점을 갖는 UV경화형 제트잉크에 관련하여 연구한 내용을 보고하고 산업분야에 적용된 예에 대해서 소개하고자 한다. 또한 이에 앞서 잉크제트 인쇄기술에 대한 이해를 돕기 위해 프린터헤드 기술과 잉크의 분류와 요구특성에 대해서 개론한다.
잉크제트 기술은 고속의 비접촉식 방식으로 필요한 장소에 필요량의 기능성 재료를 정확하게 탄착시키는 기술이다. 본 논문에서는, 다양한 분야에 응용상의 이점을 갖는 UV경화형 제트잉크에 관련하여 연구한 내용을 보고하고 산업분야에 적용된 예에 대해서 소개하고자 한다. 또한 이에 앞서 잉크제트 인쇄기술에 대한 이해를 돕기 위해 프린터헤드 기술과 잉크의 분류와 요구특성에 대해서 개론한다.

제안 방법

3종류의 잉크 중에서 경화성이 가장 좋고 경화막 표면의 강도가 가장 우수한 Ink©를 이용해서 유리판에 피에조방식의 IJ 인자테스트를 행하였고, Fig. 16에 그 결과를 나타내었다.
Fig. 3에 나타낸 것과 같이 광중합개시제로는 2- Methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morphorinoprop ane-1-on (Irgacure 907)과 2,4-Diethyl- thioxanthone (DETX)을 이용하였고, 안료로는 카본블랙과 절형구조의 고분자 분산제를 첨가하였다.
각각의 조성은 페인트 쉐이커를 이용하여 2시간 분산 처리하였고 여과과정을 거쳐 잉크를 제작하였다.
각시료의 광경화에 따른 반응률의 추적은 FTIRATR법을 이용하여 ATR 측정 장치의 다이아몬드 프리즘 부분에 막두께가 50 ㎛가 되도록 시료를 준비하고 그 위쪽에서 250 W 고압 수은 등을 이용하여 광조사를 행하면서 적외흡수 스펙트럼을 측정하였다.
광조사시 아크릴기에 기인하는 810 cm^-1의 흡수변화로부터 각 UV경화형 제트잉크의 노광량에 대한 반응률을 구하였다. 3관능 모노머로 TMPTA와 4종류의 2관능 모노머를 조합한 잉크의 결과는 Fig.
양이온 중합형 모노머의 광경화에 따른 반응율은 옥실란환 (789 cm^-1), 옥세탄환 (980 cm^-1)의 환신축진동 및 비닐에테르(1198 cm^-1)의 역대칭 신축진동의 흡수 변화로부터 구하였다.
적외흡수 스펙트로 (FT/IR 660 plus, Jasco Co., Ltd.)를 이용하여 광경화에 따른 반응률 변화를 측정하였다. 라디칼 중합형 제트잉크의 경우, 광경화에 따른 모노머의 반응률을 아크릴로일基(acryloyl group )의 810 cm^-1 에서의 CH면외각 진동의 변화로부터 구하였다.
제조한 흑색잉크를 기판위에 와이어바를 이용하여 막두께가 8∼10 ㎛가 되도록 도포하고 일정량의 UV광(Metal halide lamp ECS-151U, 2000W, Eye graphics Co., Ltd.)을 조사하여 경화막을 제작하였다.
중합개시제로는 Fig. 3에 나타낸 바와 같이 Diphenyliodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate (DPI)를 이용하였고, 고분자계 분산제를 첨가하였다. 한편, 모노머의 중합거동을 보다 상세히 검토하기 위해서 모노머와 개시제로만 구성되는 조성을 사용하였고 증류수를 상용 가능한 범위내에서 첨가하였다.
한편, 모노머의 중합거동을 보다 상세히 검토하기 위해서 모노머와 개시제로만 구성되는 조성을 사용하였고 증류수를 상용 가능한 범위내에서 첨가하였다. 첨가량은 모노머의 관능기수에 대해서 0~5.6 mol%로 하였고, 개시제의 양은 모노머의 관능기에 대해서 0.3 mol% 배합하였다.
JIS규격 K-5400에 준거한 실험에 의해 평가하였다. 커터날을 이용하여 바둑판 눈금 모양으로 칼집을 내고 셀로 테이프를 접착한 후 일정한 힘으로 벗겨낸 후 박리된 비율을 백분율로 나타내었다. 제조한 흑색잉크를 기판위에 와이어바를 이용하여 막두께가 8∼10 ㎛가 되도록 도포하고 일정량의 UV광(Metal halide lamp ECS-151U, 2000W, Eye graphics Co.
3에 나타낸 바와 같이 Diphenyliodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate (DPI)를 이용하였고, 고분자계 분산제를 첨가하였다. 한편, 모노머의 중합거동을 보다 상세히 검토하기 위해서 모노머와 개시제로만 구성되는 조성을 사용하였고 증류수를 상용 가능한 범위내에서 첨가하였다. 첨가량은 모노머의 관능기수에 대해서 0~5.

대상 데이터

3관능 모노머로서는 Ethoxylated trimethylolpro-pane triacrylate (이하 TMPTA)와 Pentaerythritol triacrylate (PETA)를 이용하였다. 2관능모노머로서는 polyethyleneglycol diacrylate (PEGDA, n=4,13), 1,6-Hexanediol diacrylate (HDDA), 1,9-Nonanediol diacrylate (NDDA)를 이용하였다. 단관능 모노머는 Isobornyl acrylate (IBA)를 이용하였다.
3관능 모노머로서는 Ethoxylated trimethylolpro-pane triacrylate (이하 TMPTA)와 Pentaerythritol triacrylate (PETA)를 이용하였다. 2관능모노머로서는 polyethyleneglycol diacrylate (PEGDA, n=4,13), 1,6-Hexanediol diacrylate (HDDA), 1,9-Nonanediol diacrylate (NDDA)를 이용하였다.
개환 양이온 중합형 모노머로서 1,2-Epoxy-4-(2-methyl oxiranyl)-1-methylcyclohexane (CEL 3000), (3’,4’-Epoxycyclohexane) methyl-3’, 4’-epoxycyclohexyl-carboxylate (EEC), Bis (3-ethyl-3-exetanylmethyl) ether (DOX), 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane (OXA), 3-ethyl-3-phenoxymethyloxtane (POX)를 이용하였다(Fig. 4).
2관능모노머로서는 polyethyleneglycol diacrylate (PEGDA, n=4,13), 1,6-Hexanediol diacrylate (HDDA), 1,9-Nonanediol diacrylate (NDDA)를 이용하였다. 단관능 모노머는 Isobornyl acrylate (IBA)를 이용하였다.

이론/모형

JIS규격 K-5400에 준거한 실험에 의해 평가하였다. 커터날을 이용하여 바둑판 눈금 모양으로 칼집을 내고 셀로 테이프를 접착한 후 일정한 힘으로 벗겨낸 후 박리된 비율을 백분율로 나타내었다.

성능/효과

의 흡수변화로부터 각 UV경화형 제트잉크의 노광량에 대한 반응률을 구하였다. 3관능 모노머로 TMPTA와 4종류의 2관능 모노머를 조합한 잉크의 결과는 Fig. 9와 같이 아크릴로일基 사이의 분자쇄의 길이가 가장 긴 PEGDA (n=13)과 TMPTA를 조합한 UV 경화형 제트잉크가 가장 높은 중합속도와 약 90 %의 높은 반응률을 나타낸다.^6,7)
CEL3000/POX/EEC계인 Inkⓖ의 경우도 EEC의 효과가 나타나는 것은 250 mJ/cm²이상의 광조사량이 필요하고 그 이하에서는 경화막의 강도가 낮고 접착성이 발현되지 않았다. 이상의 결과를 통해 적은 광조사량으로도 종래의 라디칼 중합형 제트잉크에서는 접착하기 어려운 PVC기재에 대해서 완전히 접착하는 것을 알 수 있었다. 유리판에 대한 접착성과 경화감도를 고려하여 이에 가장 적합한 3종류의 제트잉크 (Ink©, Inkⓕ, Inkⓘ)를 선택하고 각각의 잉크에 대해 표면장력과 점도특성을 측정한 결과를 Table 5에 나타내었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	은염사진에 필적하는 고품질의 내후성을 갖는 화상을 얻을 수 있을 정도로 발전한 까닭은?	잉크제트 기술은 종이 또는 다양한 비흡수성 기재표면에 정착시켜 화상을 형성하는 것으로 실용화 기술이 검토되기 시작한 1970년대에는 오늘날과 같이 그 대응범위가 광범위한 기술로 발전하리라고 미처 예상하지 못했을 것이다. 그러나 잉크 방울을 토출시켜 화상을 형성하는 방식인 잉크제트 기술은 헤드의 다열 노즐화와 싱글파스(single pass) 방식의 개발 등, 장치의 진보에 의해 인쇄기에 필적하는 고속화를 달성하고 잉크 방울의 미세화 기술과 색재의 고기능화, 아울러 잉크를 흡수하는 흡수층의 재료개발 등에 의해 은염사진에 필적하는 고품질의 내후성을 갖는 화상을 얻을 수 있을 정도로 발전하였다.1)
	잉크제트 기술은?	잉크제트 기술은 고속의 비접촉식 방식으로 필요한 장소에 필요량의 기능성 재료를 정확하게 탄착시키는 기술이다. 본 논문에서는, 다양한 분야에 응용상의 이점을 갖는 UV경화형 제트잉크에 관련하여 연구한 내용을 보고하고 산업분야에 적용된 예에 대해서 소개하고자 한다.
	잉크제트 프린터 방식을 두 가지로 어떻게 분류하는가?	현재 사용되고 있는 잉크제트 프린터 방식은 크게 두 가지로 나뉘어 진다. 산업용도에서 사용되는 고속 토출의 연속방식과 개인 사용자 등에서 사용되는 드롭 온 디멘드 방식이다.

참고문헌 (14)

Koseki, K., Recent advanced ink jet printing technology, J. Jpn. Soc. Colour Mater., 85(6):254-258(2012).

상세보기
Fujii, M., Directions of progress in ink jet technologies, Journal of Printing Science and Technology, 48(4): 236-240(2011).
Fujii, M. (editorial supervision), Inkjet, The imaging society of Japan, Totyo Denki University Press, Japan (2008).
Tomotake, A., Technology and feature of UV curable inkjet ink, Journal of the Imaging Society of Japan, 49(5):412-416(2010).
Koseki, K., Progress of ink-jet printing technologies in industrial fields, Journal of Printing Science and Technology, 43(3):152-157 (2006).
Koseki, K., Uno, M., Toyokawa, Y., and Suzuki, K., Photopolymerization and adhesion properties of UV curable jet ink, Journal of Printing Science and Technology,43(4):272-278(2006).
Koseki, K., Design of UV-curable jet ink, J. Jpn. Soc. Colour Mater., 81(12):498-503(2008).

상세보기
Koseki, K., Ohtsuka, K., and Jeong, K.M., UV-curable jet ink having a good adhesive property on non-porous surface achieved by photo-graft polymerization, Journal of Photopolymer Science and Technology, 25(6):699-704(2012).

상세보기
Koseki, K., and Kamisaki, M., Photosensitivity and adhesion properties of cationic polymerizable jet ink , Journal of Printing Science and Technology, 44(4):209-216 (2007).

상세보기
K. Koseki and K. Ohtsuka, Influence of water on polymerization behavior of photoinduced cationic polymerization, Journal of Printing Science and Technology, 48(1):63-67(2011).
Crivello, J.V., Conlon, D.A., Olson, D.R., Webb, K.K., Effects of polyols as chain transfer agents and flexibilizers in photoinitiated cationic polymerization, Journal of Radiation Curing, 13(4):3-6 (1986).

상세보기
Carter, J.W., Braddock, J.K., Rad Tech N.A.,94, 246(1994).
Koseki, K., Mikada, K., and Jeong, K.M., Cationic polymerization type UV-curable ink having a good adhesive property on glass surface, J. Jpn. Soc. Colour Mater., 86(3):77-82(2013).

상세보기
Shibatani, M., Latest advances in inkjet technology for industrial applications, Journal of Printing Science and Technology, 48(4):246- (2011).

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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