KR101293721B1 - 상온경화법으로 탄화보드에 컬러색상을 인쇄하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 숯의 건강 기능성과 예술작품 소재로서의 특성을 살려 탄화보드에 그림, 문양, 로고 등을 인쇄기를 사용하여 인쇄함으로써 동일한 작품을 대량으로 제작해 낼 수 있는 상온경화법으로 탄화보드에 컬러색상을 인쇄하는 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 상온경화법으로 탄화보드에 컬러색상을 인쇄하는 방법은, 탄화보드에 발수성 코팅제를 도포하는 단계, 상기 코팅제가 도포된 탄화보드를 상온에서 건조시키는 단계, 상기 건조시킨 탄화보드 위에 백색잉크를 도포 및 건조하는 단계, 상기 백색잉크가 인쇄된 면 위에 원하는 컬러 그림을 인쇄하는 단계를 거쳐서 제작하여 상온에서 건조 경화시키는데, 상기 발수성 코팅제는 전용 프라이머, 락카 또는 세라믹 페인트 중 하나인 것을 특징으로 한다.

Description

상온경화법으로 탄화보드에 컬러색상을 인쇄하는 방법{Color printing method on carbonized board in room temperature}

본 발명은 흑색의 탄화보드에 컬러색상을 인쇄하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 숯의 건강 기능성과 예술작품 소재로서의 특성을 살려 탄화보드에 그림, 문양, 로고 등을 인쇄기를 사용하여 인쇄함으로써 동일한 작품을 대량으로 제작해 낼 수 있는 상온경화법으로 탄화보드에 컬러색상을 인쇄하는 방법을 제공하기 위한 것이다.

과거에 단순히 연료로만 사용되던 숯이 최근에 와서는 생활자재, 건강자재, 환경자재, 건축자재, 식품자재 등 다양한 분야에서 광범위하게 활용되고 있으며, 숯의 건강 기능성과 서각의 아름다움을 살린 예술품으로서의 높은 가치 부여를 위해 목탄판이 예술작품을 제작하는 귀중한 재료로도 사용되고 있는데, 지금까지 숯 작품의 대부분은 숯가루나 숯조각을 이용하여 작품을 형상화한 것으로 숯에 직접 작가의 의도를 표현한 작품은 사례가 없다.

한편, 서각(書刻)작품의 제작과정을 살펴보면, 벌목한 원목을 서각작품 제작에 알맞은 규격으로 제재한 후 1∼2년 정도 통풍이 잘되고 그늘진 곳에서 천연건조 혹은 인공건조시켜 할열, 뒤틀림, 굽음 등의 결함이 생기지 않도록 한 다음, 건조가 끝난 서각용 판재를 서고(書稿)의 크기에 맞게 재단하여 평활하게 절삭가공하고, 절삭가공이 끝난 판재 위에 풀칠을 하여 서고를 적당한 위치에 놓고 마른 헝겊으로 문질러 접착되게 한 후, 풀이 완전히 마른 뒤에 새김질 작업을 하고 나서 서고용 종이를 제거한 뒤 채색작업을 하고, 안료가 완전히 건조된 후에 천연유(들기름, 옻칠 등)나 락카 등으로 칠을 하는 매우 번거로운 과정을 거치고 있다.

본 발명의 출원인은 목탄판을 탄화시킨 탄화보드를 제조하는 방법에서부터 이를 이용한 작품 제작 등 이 분야에서 많은 기술을 개발하여 제품화하였고 지금도 꾸준히 연구 개발을 하고 있는데, 예를 들면, 특허등록 제776545호 『목질 패널류를 이용한 유해 VOC 흡착 탄화패널 및 그 제조방법』에 의해 섬유판 등 목질판을 무산소 압체 하에서 할렬이나 뒤틀림이 없는 목탄판의 제조기술을 확립했고, 서각제품을 제작하는 방법을 개발한 특허등록 제1106959호 『목탄판을 이용한 서각 제품 및 그 제조방법』은 MDF에 먼저 글씨나 그림 등을 조각한 다음, 조각된 MDF를 상기 등록특허 기술로 탄화하고 채색하여 목탄판의 서각작품을 완성하는 방법이다.

그러나, 1차 서각된 목판을 할렬이나 뒤틀림 없이 그대로 탄화하는 것은 특별한 탄화장치를 가진 숯전문가에 의해서만 가능한 작업이고, 탄화된 목탄판에 손으로 직접 조각하는 일은 칼날의 마모가 심하고 발생되는 숯가루에 의해 주변이 더러워지게 되고, 수작업으로 작업을 하기 때문에 같은 사람이 나무나 섬유판에 서각하더라도 동일한 작품을 만들기 어려우며, 이를 다시 탄화시키는 과정에서 탄화조건의 미세한 차이로 인하여 수축이 다르게 발생하므로 동일한 작품을 생산하는 것은 불가능하다는 문제가 있다.

이런 문제를 해결하기 위하여 본 출원인은 특허출원 제2010-24654호 『샌드블라스팅 방식을 이용한 목탄판의 조각기법』을 개발하여 현재 심사를 받고 있는데, 상기 조각기법은 목탄판 위에 샌드블라스팅 방식을 이용하여 원목에 양각과 음각으로 조각하면서 표현 가능한 글씨나 그림, 문양, 로고 등을 목탄판 위에 제작한 다음, 하도제를 도포하고 목탄판에 금분(金粉)이나 은분(銀粉) 또는 색상을 낼 수 있는 상도제를 도포한 다음, 채색을 하는 등 많은 단계를 거쳐야 하기 때문에 작업도 힘들지만 작품을 대량생산 한다는 것은 여전히 매우 어려운 문제로 남아 있다.

또한, 탄화된 목탄판은 검은색이고 다공성의 숯이기 때문에 그 위에 그림, 문양, 로고 등을 그려서 작품을 만든다는 것은 지금까지 생각조차 하지 않았던 일이다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 숯의 건강 기능성과 예술작품 소재로서의 특성을 살려 탄화보드에 그림, 문양, 로고 등을 인쇄기를 사용하여 다양한 색상으로 인쇄함으로써, 동일한 작품을 대량으로 제작해 낼 수 있는 상온경화법으로 탄화보드에 컬러색상을 인쇄하는 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 과제 해결을 위하여 본 발명에 따른 상온경화법으로 탄화보드에 컬러색상을 인쇄하는 방법은, 탄화보드에 발수성 코팅제를 도포하는 단계, 상기 코팅제가 도포된 탄화보드를 상온에서 건조시키는 단계, 상기 건조시킨 탄화보드 위에 백색잉크를 도포 및 건조하는 단계, 상기 백색잉크가 인쇄된 면 위에 원하는 컬러 그림을 인쇄하는 단계를 거쳐서 제작하여 상온에서 건조 경화시키는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 발수성 코팅제는 전용 프라이머, 락카 또는 세라믹 페인트이며, 세라믹 페인트인 경우에는 2∼3회 붓이나 스프레이로 도포하고, 도포한 후 상온에서 20∼28시간을 경화시킨다.

바람직하게는, 탄화보드에 컬러 그림을 인쇄하는 인쇄기는 종이 뿐만 아니라 모든 소재에 인쇄 가능하도록 제작된 잉크젯 프린터 또는 UV 프린터이다.

본 발명에 따른 상온경화법으로 탄화보드에 컬러색상을 인쇄하는 방법은, 탄화보드 위에 그림, 문양, 로고 등의 작품을 인쇄기를 사용하여 다양한 색상으로 인쇄하기 때문에 동일한 작품을 대량으로 제작할 수 있을 뿐만 아니라 탄화보드가 숯으로서 갖는 건강 기능성을 그대로 간직한 채 예술작품의 소재로 사용한 것이어서, 건강보조 기능과 예술품으로서의 가치가 높다. 또한 이미 탄화과정을 거친 탄화보드를 소재로 사용하기 때문에 작품 소재에 할렬이나 뒤틀림 없이 숯 고유의 기능을 그대로 간직하고 있다.

도 1은 본 발명에 따른 탄화보드에 컬러색상을 인쇄하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 (a)잉크젯 프린팅, (b)UV 프린팅, (c)세라믹 코팅으로 제작한 탄화보드의 사진이다.
도 3 내지 5는 서로 다른 온도(20℃, 60℃, 120℃)에서 컬러 탄화보드별 색상 변화 실험을 한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 컬러 탄화보드별 빛에서의 색상 변화 실험을 한 결과를 나타낸 그래프이다.

본 발명에 따른 상온경화법으로 탄화보드에 컬러색상을 인쇄하는 방법의 가장 큰 기술적 특징은, 예술 작품을 건강 기능성을 가지고 있는 탄화보드 위에 다양한 색상으로 인쇄하여 표현했다는 점과, 동일한 작품을 대량으로 제작이 가능하도록 했다는 점이다.

본 발명의 탄화보드에 컬러색상을 인쇄하는 방법은, 탄화시킨 탄화보드 위에 작품을 표현한 것이며 인쇄, 건조 및 경화 등 모든 작업이 상온에서 이루어진다. 구체적인 인쇄 방법은, 탄화보드에 발수성 코팅제를 도포하는 단계, 상기 코팅제가 도포된 탄화보드를 상온에서 건조시키는 단계, 상기 건조시킨 탄화보드 위에 백색잉크를 도포 및 건조하는 단계, 상기 백색잉크가 도포된 면 위에 원하는 컬러 그림을 인쇄하는 단계를 거쳐서 제작하여 상온에서 건조시켜 완성한다.

발수성 코팅제는 전용 프라이머 또는 락카인데, 코팅제는 탄화보드의 한쪽 면 또는 양쪽 모두에 코팅할 수도 있고, 코팅제는 붓이나 스프레이로 도포하고 나서 건조시키며, 탄화보드에 형성된 코팅층은 기공이 많이 형성된 탄화보드의 면에 잉크가 스며들지 않도록 기공을 차단하는 기능을 하게 된다.

한편, 발수성 코팅제 대신 세라믹 페인트를 붓이나 스프레이로 도포하게 되면, 세라믹 페인트가 도포된 탄화보드 면은 도자기와 같이 매끈한 면이 된다. 세라믹 페인트는 2∼3회에 걸쳐 도포하며, 도포한 후 상온에서 20∼28시간을 경화시켜 주어야 한다.

발수성 코팅제나 세라믹 페인트를 도포하여 건조시킨 후에는 건조시킨 탄화보드 위에 백색잉크를 2∼3회 도포하는데, 백색잉크는 붓이나 스프레이로 도포할 수도 있고 인쇄기로 인쇄할 수도 있으며, 반드시 백색잉크가 아니고 다른 색상의 잉크를 도포해도 상관없으나 흰 바탕 위에 컬러 인쇄를 해야 다른 컬러가 가장 잘 구현되기 때문에 백색페인트를 사용하는 것이 바람직하고, 백색잉크는 탄화보드의 일면 전체에 도포해도 되지만 주위는 숯의 검은색을 그대로 놔둔 채 컬러 인쇄를 하게 되는 부분에만 도포 또는 인쇄해도 상관없다.

컬러 그림을 인쇄하는 인쇄기는 잉크젯 또는 UV 프린터를 사용하는데, 현재 제품화 되어 있는 것은 지경솔루텍사(社) 제품인 피에조방식 잉크젯 프린터, 잉켐테크사(社) 제품인 UV 프린터 등이 있다. 상기 프린터는 종이 뿐만 아니라 모든 소재에 인쇄할 수 있는 프린터이다.

상기와 같은 방법으로 탄화보드에 컬러 인쇄를 하여 작품을 제작했는데, 도 1의 (a)는 잉크젯 프린팅 방식으로 제작한 것이고, (b)는 UV 프린팅 방식으로 제작한 것이며, (c)는 세라믹 코팅한 작품이다. 이와 같이 컬러 탄화보드를 온도에 따른 색상변화(내열성) 실험과 빛에서의 색상변화(내광성) 실험을 하였는데, 이하에서 구체적으로 설명한다.

참고로, 색변화(ΔE) 값은 색상, 명도, 채도를 합쳐서 우리 눈으로 보는 시각 차이를 나타내는 것으로, 수치가 클수록 색의 변화가 심하다는 뜻이다. ΔE 0.8∼1.6은 1급(허용색차)으로 일반도료 출하규격 범위이며, ΔE 1.6∼3.15은 2급(실용색차)으로 일반 색견본 북의 허용차이며, ΔE 3.15∼6.3은 3급으로 도료색의 클레임이 되는 영역이며, ΔE 12.5∼25.0은 5급으로 별도의 색으로 간주하는 영역이다.

열에 대한 안정성(내열성)

열에 대한 안정성을 확인하기 위하여 각각 잉크젯 프린팅, UV 프린팅, 세라믹 코팅한 컬러 탄화보드와 코팅하지 않은 MDF 탄화보드를 상온(20℃)과 중온(60℃) 및 고온(120℃)의 동일한 조건에 놓고 시간 경과에 따른 색상 변화 실험을 하였다.

그 결과, 컬러 탄화보드의 색변화는 고온(120℃)>중온(60℃)>상온(20℃) 순으로 나타나 고온에 놓일수록 색상 변화가 심하게 나타났으며, 조건별로는 상온(20℃)에서의 색변화는 MDF(11.6)>UV(3.7)>잉크젯(2.0)=세라믹(2.0) 순으로 나타났고, 중온(60℃)에서의 색변화는 MDF(15.9)>잉크젯(6.7)>UV(6.1)＞세라믹(2.1) 순으로 나타났으며, 고온(120℃)에서의 색변화는 MDF(13.4)>잉크젯(8.5)>UV(6.7)＞세라믹(4.4) 순으로 나타나, 세라믹 코팅에 의한 컬러링이 열에 대한 안정성이 가장 높았고, UV 프린팅, 잉크젯 순으로 열에 대한 안정성을 나타냈으며, 코팅처리를 한 탄화보드가 아무런 코팅 처리를 하지 않은 MDF 탄화보드보다는 열적 안정성이 높은 것으로 나타났다(도 3 내지 5 참조). 여기서 색변화는 최초 0을 기준으로 숫자가 작을수록 변색되는 정도가 작다는 것이고, 숫자가 커질수록 색변화 즉 변색이 많이 된다는 의미이다.

빛에 대한 안정성(내광성)

빛에 대한 안정성을 확인하기 위하여 각각 잉크젯 프린팅, UV 프린팅, 세라믹 코팅한 컬러 탄화보드와 코팅하지 않은 MDF 탄화보드를 변퇴색시험기(조도 20,000∼21,000 LUX(조도계 testo 540))를 이용하여 시간 경과에 따른 색상 변화 실험을 하였다.

그 결과, 도 6에 나타낸 바와 같이, UV 프린팅과 세라믹 페인트의 경우 광(光)조사 초기(1시간 경과 후)에는 색상 변화가 심하였으나, 48시간이 경과 후에는 색상 변화는 거의 없는 것으로 나타났다. 구체적으로, UV 프린팅의 색변화(ΔE)는 1시간 조사처리 후 색차 88에서 48시간 조사처리 후의 색변화는 89로 변화가 적은 것으로 나타났고, 세라믹 페인트로 코팅한 탄화보드는 1시간 조사처리 후 색변화는 79에서 48시간조사 처리후의 색차는 81로 나타났다.

또, 잉크젯 프린팅의 경우, 1시간 조사후 색변화 30에서 48시간 조사처리 후의 색변화는 33으로 낮은 변화를 나타내, 광조사에 의한 변색 안정성이 높은 경향을 보였다. 코팅 처리하지 않은 MDF 탄화보드는 자체의 광에 의한 변색은 거의 없어서, 1시간 조사 처리후 색변화는 0.5에서 48시간 조사처리 후 색변화는 0.9로, 색변화가 가장 낮은 것으로 나타났다.

상기한 실험에서 알 수 있는 바와 같이, 탄화보드를 잉크젯 프린팅, UV 프린팅, 세라믹 코팅한 컬러 탄화보드는 코팅 처리하지 않은 MDF 탄화보드보다는 열에 의한 색상 변화에 대하여 안정적이고, 빛에 의한 색상 변화도 일정 시간 경과 후에는 거의 변하지 않고 일정하다는 것을 알 수 있어서, 탄화보드에 그림, 문양, 로고 등을 컬러 프린팅하여 제작하면 예술 작품으로서 뿐만 아니라 상업적 광고판이나 실내에 배치하여 건강용품이나 인테리어용품으로서도 큰 가치가 있다는 것을 확인할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 명세서에 게시된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

1. 상온에서 탄화보드 위에 컬러색상으로 인쇄하는 방법에 있어서,
   탄화보드에 발수성 코팅제를 도포하는 단계;
   상기 코팅제가 도포된 탄화보드를 상온에서 건조시키는 단계;
   상기 건조시킨 탄화보드 위에 백색잉크를 도포 및 건조하는 단계;
   상기 백색잉크가 인쇄된 면 위에 원하는 컬러 그림을 인쇄하는 단계;
   를 거쳐서 제작하여 상온에서 건조 경화시키는데, 상기 발수성 코팅제는 전용 프라이머, 락카 또는 세라믹 페인트 중 하나인 것을 특징으로 하는 상온경화법으로 탄화보드에 컬러색상을 인쇄하는 방법.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 세라믹 페인트는 2∼3회 붓이나 스프레이로 도포하며, 도포한 후 상온에서 20∼28시간을 경화시키는 것을 특징으로 하는 상온경화법으로 탄화보드에 컬러색상을 인쇄하는 방법.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 백색잉크는 붓 또는 스프레이로 도포하거나, 인쇄기에서 인쇄하는 방법으로 도포하는 것을 특징으로 하는 상온경화법으로 탄화보드에 컬러색상을 인쇄하는 방법.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 컬러 그림을 인쇄하는 인쇄기는 잉크젯 또는 UV 프린터인 것을 특징으로 하는 상온경화법으로 탄화보드에 컬러색상을 인쇄하는 방법.

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