KR101319547B1

KR101319547B1 - 할로겐 프리 도광판 잉크 조성물 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR101319547B1
Application number: KR1020110055614A
Authority: KR
Inventors: 김영인
Original assignee: 김영인
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2013-10-17
Also published as: KR20120136592A

Abstract

본 발명은 할로겐 프리 도광판 잉크 조성물 및 그의 제조방법에 관한 발명으로서, 이소포론(Isophorone), N-메틸피롤리돈(N-MethylPyrrolidone,NMP), 및 페녹시에탄올(Phenoxyethanol)을 포함하는 용매, 아크릴계 수지, 산란제 및 광확산제를 포함하는 것을 특징으로 하는 할로겐 프리 도광판 잉크 조성물이다.
본 발명에 의한 할로겐 프리 도광판 잉크 조성물에 의하면 고 끓는점의 용매를 사용하여 제조되므로, 인쇄 작업 중 잉크의 마름 현상을 방지하고, 그로 인하여 내림성이 개선되어 잉크가 미세 도트 패턴을 형성하여, 슬림형 LED 티비, 고화질 모니터 등에 적용할 수 있는 장점이 있다.

Description

할로겐 프리 도광판 잉크 조성물 및 그의 제조방법 {HALOGEN FREE INK COMPOSITION FOR LIGHT GUIDE PLATE AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은 도광판 잉크 조성물 및 제조방법에 관한 발명으로, 더욱 상세하게는 이소포론(Isophorone), N-메틸피롤리돈(N-MethylPyrrolidone), 및 페녹시에탄올(Phenoxyethanol)을 포함하는 용매 및 분자량이 다른 두 종류의 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지를 혼합한 아크릴계 수지를 포함하여, 잉크의 내림성을 개선하고, 휘도가 높고, 할로겐 원소가 포함되지 않아 친환경적인 도광판 잉크 조성물 및 제조방법에 관한 것이다.

도광판은 백라이트 유니트(BLU)의 휘도와 균일한 조명 기능을 수행하는 부품으로, 액정 표시 장치(LCD) 내에서 빛을 액정에 인도하는 백라이트 유니트 안에 조립되어 있는 아크릴 사출물을 의미한다. 냉음극 형광램프(CCFL)에서 발산되는 빛을 LCD 전체 면에 균일하게 전달하는 역할을 하는 플라스틱 성형 렌즈의 하나이다.

상기 도광판은 광원을 통하여 일 측면으로 입사된 광을 반대 측면으로 도파시키고, 그 중 일부를 상부 방향으로 고르게 편향시켜서 빛의 편차를 방지하는 것이다. 이러한 도광판은 패널 형태를 이루도록 아크릴과 같은 플라스틱 계열의 투명한 물질로 형성되어 있으며, 광원으로부터 발생한 광이 도광판을 경유하여 상부에 안착되는 액정패널 쪽으로 진행되도록 한다. 이때, 도광판의 하면에는 광원으로부터 발생한 광의 진행 방향을 액정패널 쪽으로 변환시키기 위하여 도트 패턴이 형성된다. 상기 도트 패턴은 종래 확산잉크에 의하여 도트 형상으로 실크 스크린 인쇄되어 형성된다.

최근 도광판의 인쇄 패턴의 경향은 점차 미세 패턴의 인쇄로 진행되고 있다. 이는 미세 패턴의 인쇄가 가능한 경우 작은 크기의 도트 패턴도 자유롭게 인쇄할 수 있기 때문에 슬림형 LED 티비, 고화질 모니터 등에 적용이 가능하기 때문이다.

상기와 같이 미세 패턴의 인쇄를 위해서는 잉크의 내림성을 개선하여야 한다. 잉크의 내림성이란, 일반적으로 잉크가 얼마나 정밀한 패턴의 제판을 통과하는 지 여부를 나타내며, 이를 개선하기 위해서는 적합한 분자량의 폴리메틸메타크릴레이트 수지의 사용이 필요하다. 이에 대해서는 공개 특허 제 2008-0032753호에 개시되어 있다.

그러나, 일반적으로 분자량이 낮으면 유동성을 가지지만, 기계적 강도, 열적 특성이 떨어지는 문제가 존재하여 이를 해결하기 위한 연구 개발의 필요성이 대두 되어 왔다.

또한, 종래의 인쇄 공정은 잉크의 건조시간이 빨라, 잉크의 건조로 인한 도트의 막힘 현상이 발생하는 문제가 발생하여 공정의 비경제를 초래하였으며, 종래의 잉크는 난연성을 부여하기 위하여 할로겐 원소를 포함하였으나, 이는 환경문제를 야기하여 문제되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명에 의한 도광판 잉크는 높은 끓는점의 용매를 사용하여, 인쇄 작업 중 잉크의 마름 현상을 방지하고, 그로 인하여 내림성이 개선되어 잉크가 미세 도트 패턴을 형성하여, 슬림형 LED 티비, 고화질 모니터 등에 적용하게 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 잉크의 건조 속도를 지연 시킴으로서, 산란제 분말이 날리는 현상을 막아, 산란제가 잉크에 골고루 분산되어 잉크의 휘도 특성을 높이는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 도광판 잉크는 분자량이 상이한 두 종류의 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 사용하여, 잉크의 흐름성을 개선함과 동시에 기계적 강도를 향상시켜, 도트 패턴의 무너짐을 막기 위한 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 도광판 잉크 제조방법은, 종래와 달리 냉각 공정을 거침으로서, 폴리메틸메타크릴레이트 비드 표면이 깨지거나 불안정해지는 것을 막기 위한 것을 목적으로 한다.

나아가, 본 발명에 의한 도광판 잉크는 할로겐 원소를 포함하지 않고도 난연성이 부여되어, 잉크의 기능을 다함과 동시에 친환경적 잉크를 제조하기 위한 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도광판 잉크는 이소포론(Isophorone), N-메틸피롤리돈(N-MethylPyrrolidone,NMP), 및 페녹시에탄올(Phenoxyethanol)을 포함하는 용매, 아크릴계 수지, 산란제 및 광확산제를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 용매는 상기 이소포론 35 중량% 내지 50 중량%, 상기 N-메틸피롤리돈 33 중량% 내지 45 중량%, 및 페녹시에탄올 15 중량% 내지 25 중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 아크릴계 수지는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지인 것을 특징으로 하며, 상기 폴리메틸메타크릴레이트 수지는 분자량이 20,000 내지 40,000인 저분자량 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 및 분자량이 90,000 내지 110,000인 고분자량 폴리메틸메타크릴레이트 수지가 혼합된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 폴리메틸메타크릴레이트 수지는 상기 저분자량 폴리메틸메타크릴레이트 수지 55 중량% 내지 65 중량%, 및 상기 고분자량 폴리메틸메타크릴레이트 수지 35 중량% 내지 45 중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 할로겐 프리 도광판 잉크 제조방법은 이소포론(Isophorone), N-메틸피롤리돈(N-MethylPyrrolidone), 및 페녹시에탄올(Phenoxyethanol)을 포함하는 용매를 제조하는 용매 제조 단계, 상기 용매에 산란제를 첨가하고 교반하는 혼합용액 제조 단계, 상기 혼합용액을 교반하여 분산 시키는 분산 단계, 상기 혼합용액에 아크릴계 수지를 첨가하고 교반하는 아크릴계 용액 제조 단계, 상기 아크릴계 용액을 25℃ 내지 55℃에서 냉각하는 냉각 단계, 상기 아크릴계 용액에 광확산제를 첨가하고 교반하는 잉크 용액 제조 단계, 및 상기 잉크 용액을 필터링 하는 필터링 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 용매 제조 단계는 15℃ 내지 30℃에서, 5분 내지 15분간 교반하며, 상기 교반은 80rpm 내지 120rpm 속도로 교반하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 혼합용액 제조 단계에서, 상기 산란제는 실리콘 다이옥사이드(SiO₂), 티타늄 다이옥사이드(TiO₂) 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 혼합용액 100 중량부에 대하여 12 중량부 내지 15 중량부인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 혼합용액 제조 단계에서, 상기 혼합용액은 상기 용매에 증점제, 분산제 또는 실리콘 소포제 중 적어도 하나를 더 첨가하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 증점제는 알긴산 칼슘, 알긴산 나트륨, 메틸에틸셀룰로오스, 나프탈렌 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 분산제는 지방산 알칼리염, 알킨설폰산염, 알킬벤젠염, 알킬나프탈렌설폰산염, 설포호박산염, 알킬황산염, 알킬인산염 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 혼합용액은 상기 산란제 10 중량부에 대하여 상기 증점제 3 내지 4 중량부, 상기 분산제 2 내지 4 중량부, 상기 실리콘 소포제 0.5 내지 2.5 중량부인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 혼합용액 제조 단계는 20℃ 내지 30℃에서, 10분 내지 30분간 교반하며, 상기 교반은 80rpm 내지 120rpm 속도로 교반하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 아크릴계 용액 제조 단계에서, 상기 아크릴계 수지는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지인 것을 특징으로 하며, 상기 폴리메틸메타크릴레이트 수지는 분자량이 20,000 내지 40,000인 저분자량 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 및 분자량이 90,000 내지 110,000인 고분자량 폴리메틸메타크릴레이트 수지가 혼합된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 아크릴계 용액 제조 단계는 50℃ 내지 100℃에서, 90분 내지 150분간 교반하며, 상기 교반은 250rpm 내지 350rpm 속도로 교반하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각 단계는 40분 내지 80분 동안 냉각시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 잉크 용액 제조 단계에서, 상기 광확산제는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 비드인 것을 특징으로 하며, 상기 폴리메틸메타크릴레이트 비드는 직경이 8um 내지 12um인 것을 특징으로 하며, 상기 광확산제는 상기 잉크 용액 100중량부에 대하여 1 내지 5 중량부인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 필터링 단계는 300 메시(mesh) 내지 500 메시(mesh)의 체로 필터링 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 도광판 잉크는 고 끓는점의 용매를 사용하여 제조되므로, 인쇄 작업 중 잉크의 마름 현상을 방지하고, 그로 인하여 내림성이 개선되어 잉크가 미세 도트 패턴을 형성하여, 슬림형 LED 티비, 고화질 모니터 등에 적용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 의한 도광판 잉크는 잉크의 건조 속도를 지연 시킴으로서, 산란제 분말이 날리는 현상을 막아, 산란제가 잉크에 골고루 분산되어 잉크의 휘도 특성을 높일 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 의한 도광판 잉크는 분자량이 상이한 두 종류의 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 사용하여 제조되므로, 잉크의 흐름성을 개선함과 동시에 기계적 강도를 향상시켜, 도트 패턴의 무너짐을 막을 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 의한 도광판 잉크 제조방법에 의하면, 종래와 달리 냉각 공정을 거침으로서, 폴리메틸메타크릴레이트 비드 표면이 깨지거나 불안정해지는 것을 막을 수 있는 장점이 있다.

나아가, 본 발명에 의한 도광판 잉크는 할로겐 원소를 포함하지 않고도 난연성이 부여되어, 잉크의 기능을 다함과 동시에 친환경적 잉크를 제조할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 할로겐 프리 도광판 잉크의 제조방법을 순차적으로 나타낸 순서도
도 2는 본 발명의 할로겐 프리 도광판 잉크의 제조방법의 분산단계(S30)에 이용되는 호모 믹서 작동원리를 표시한 원리도
도 3은 본 발명의 할로겐 프리 도광판 잉크로 프린트된 잉크 형상을 촬영한 사진
도 4는 본 발명의 할로겐 프리 도광판 잉크의 분산된 잉크 조성물을 전자 현미경으로 촬영한 사진

이하, 본 발명에 의한 할로겐 프리 도광판 잉크 조성물 및 제조방법에 대하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이고, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 발명에 의한 할로겐 프리 도광판 잉크 조성물은 이소포론(Isophorone), N-메틸피롤리돈(N-MethylPyrrolidone,NMP), 및 페녹시에탄올(Phenoxyethanol)을 포함하는 용매, 아크릴계 수지, 산란제 및 광확산제를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 용매는 상기 잉크 조성물에 유동성을 부여하기 위한 물질로서, 특히, 본 발명의 효과인 개선된 내림성을 위하여 끓는점이 높은 물질인 이소포론(Isophorone), N-메틸피롤리돈(N-MethylPyrrolidone,NMP), 및 페녹시에탄올(Phenoxyethanol)을 포함하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 이소포론은 화학식 C₉H₁₄O의 물질로서, 무채색의 노란색 액체 물질이다. 향료원료, 추출제, 도료용 용제, 인쇄잉크용제, 날염용 용제로 사용될 수 있다. 끓는점은 215.2℃로 높아, 용매의 끓는점을 증가시키며, 이에 의하여 잉크가 인쇄 공정 도중 건조되는 것을 방지하는 효과가 있다. 그 결과, 잉크가 도트 패턴 형성시 막힘 현상이 일어나는 것을 막아, 정밀한 미세 도트 패턴의 제판을 통과할 수 있는 효과가 있다.

바람직하게, 상기 이소포론은 상기 용매 전체 중량에 대해 35 중량% 내지 50 중량%인 것이 효과적이며, 더욱 바람직하게는 40 중량% 내지 45 중량%, 가장 바람직하게는 43 중량%인 것이 효과적이다. 이는 35 중량% 내지 50 중량%에서 내림성 개선효과가 가장 좋게 나타나며, 35 중량% 미만으로 포함될 경우, 잉크 건조의 지연효과가 떨어지고, 50 중량% 초과로 포함될 경우, 자체의 노란색이 도광판에 나타나 도광판 품질이 떨어지는 문제가 있기 때문이다.

또한, 상기 N-메틸피롤리돈(NMP)은 화학식 C₅H₉NO의 물질로서, 용해도가 높으며, 무독성 및 저 휘발성의 특성을 가진다. 특히, 안정성이 높아, 잉크 용매로 사용되기에 적합하며, 분산제로서 잉크의 점도를 제어하는 역할을 할 수 있다. 또한, 끓는점이 202℃로 높아, 용매의 끓는점을 증가시킨다. 그에 따른 효과는 상기 이소포론이 가지는 효과와 유사하므로, 잉크 프린팅 공정 도중 건조 지연제로 사용될 수 있다.

바람직하게, 상기 N-메틸피롤리돈(NMP)은 상기 용매 전체 중량에 대해 33 중량% 내지 45 중량%인 것이 효과적이며, 더욱 바람직하게는 35 중량% 내지 40 중량%, 가장 바람직하게는 37.5 중량%인 것이 효과적이다. 이는 33 중량% 내지 45 중량%에서 내림성이 가장 우수하며, 점도가 가장 잉크 사용에 적합하며, 33 중량% 미만으로 포함될 경우, 잉크가 잘 분산되지 않고, 45 중량% 초과로 포함될 경우, 상대적으로 페녹시에탄올과 이소포론의 효과가 감소하여 내림성 개선효과가 크지 않은 문제가 있기 때문이다.

또한, 상기 페녹시에탄올은 화학식 C₈H₁₀O의 물질로서, 장미향을 지닌 유성의 점성을 가진 액체 물질이다. 화장품의 방부제나 화장품의 향을 보존시키는 안정제로 사용될 수 있으며, 또한 자외선 안정제 혹은 제품의 황변을 막는 물질로 사용될 수 있다. 끓는점이 245℃로 매우 높아. 상기 이소포론이 가지는 건조 지연 효과가 매우 뛰어나다.

바람직하게, 상기 페녹시 에탄올은 상기 용매 전체 중량에 대해 15 중량% 내지 25 중량%인 것이 효과적이며, 더욱 바람직하게는 17 중량% 내지 22 중량%, 가장 바람직하게는 19.6 중량%인 것이 효과적이다. 이는 15 중량% 내지 25 중량%에서 잉크의 건조 지연 효과가 가장 개선되며, 15 중량% 미만으로 포함 시, 내림성 개선효과가 크지 않고, 25 중량% 초과로 포함 시, 독성으로 인한 피부자극 등의 문제가 있기 때문이다.

상기 이소포론, 상기 N-메틸피롤리돈(NMP), 및 상기 페녹시에탄올은 잉크의 내림성을 개선하기 위하여, 각각 용매로서 사용할 수도 있으나, 적어도 두 가지 이상을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하며, 세 가지 물질을 모두 포함하여 사용하는 것이 가장 바람직하다. 이는 이소포론은 노란색 액체로 도광판에 너무 많이 사용될 수 없으며, 페녹시에탄올은 독성이 강하여 일정 함량 이상 포함시키기 어려우며, 어는점이 상대적으로 다른 용매에 비하여 높아 잉크의 관리가 어려운 단점이 있기 때문이다.

또한, 상기와 같이 세 가지 물질을 모두 포함할 경우 상기 이소포론, 상기 N-메틸피롤리돈(NMP), 및 상기 페녹시에탄올의 비율은 이소포론:N-메틸피롤리돈:페녹시에탄올 = 2.3:2:1의 비율로 혼합할 경우 가장 내림성이 개선된 잉크를 얻을 수 있다.

상기 용매에 의한 잉크를 이용할 경우 종래 인쇄 공정 중 연속작업이 가능한 시간이 30분 이내였던 것에 비하여, 2시간 내지 3시간 동안 연속작업이 가능한 효과가 있다. 또한, 내림성이 개선된 효과로 인하여 기존의 잉크가 200um 내지 300um의 도트 패턴을 형성하였던 데 비하여, 100um 이하의 도트 패턴을 형성할 수 있어 미세 패턴이 형성된 얇은 도광판의 제조가 가능하다. 또한 도트 패턴 사이즈가 작아 화면상에 도트 형상이 그대로 비치지 않는 효과가 있다.

본 발명의 아크릴계 수지는 잉크 조성물의 바인더(Binder)로서, 서로 다른 재질을 바인딩시켜 접착력, 도막물성, 내화학성 등 요구 특성을 부여하기 위하여 사용된다.

상기 아크릴계 수지는 바람직하게는 메틸메타크릴레이트 수지 또는 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하는 것이 효과적이며, 가장 바람직하게는 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하는 것이 효과적이다. 이는 폴리메틸메타크릴레이트의 경우 광투과율 및 내후성이 뛰어나기 때문에 휘도를 높일 수 있으며, 초기 물성을 잘 보존하기 때문이다.

또한, 상기 폴리 메틸메타크릴레이트 수지는 바람직하게는 분자량이 20,000 내지 40,000인 저분자량 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 및 분자량이 90,000 내지 110,000인 고분자량 폴리메틸메타크릴레이트 수지가 혼합된 것을 사용하는 것이 효과적이고, 가장 바람직하게는 분자량이 30,000인 저분자량 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 및 분자량이 100,000인 고분자량 폴리메틸메타크릴레이트 수지가 혼합된 것을 사용하는 것이 효과적이다. 이는 분자량 20,000 미만의 폴리메틸메타크릴레이트 수지 사용 시, 점도가 낮아 인쇄 시 도광판에 얼룩이 발생하며, 강도가 약해 도트 패턴이 무너지는 현상이 발생하는 문제가 발생하고, 분자량 110,000 초과의 폴리메틸메타크릴레이트 수지 사용 시, 흐름성이 저하되고, 점도가 상승하는 문제가 발생하기 때문이다. 따라서, 분자량이 20,000 내지 40,000인 저분자량 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 및 분자량이 90,000 내지 110,000인 고분자량 폴리메틸메타크릴레이트 수지가 혼합된 것을 사용할 경우 흐름성이 개선되면서도, 강도가 향상되어 도트 패턴이 무너지지 않는 잉크의 제조가 가능한 효과가 있다.

상기 저분자량 폴리메틸메타크릴레이트는 분자량이 20,000 내지 40,000인 폴리메틸메타크릴레이트 수지로 정의하며, 상기 고분자량 폴리메틸메타크릴레이트는 분자량이 90,000 내지 110,000인 폴리메틸메타크릴레이트 수지로 정의한다. 또는 필요에 따라 분자량이 20,000 내지 40,000인 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 제1폴리메틸메타크릴레이트 수지로, 분자량이 90,000 내지 110,000인 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 제2폴리메틸메타크릴레이트 수지로 정의할 수 있다.

바람직하게, 상기 폴리메틸메타크릴레이트 수지는 상기 저분자량 폴리메틸메타크릴레이트 수지 55 중량% 내지 65 중량%로 이루어지는 것이 효과적이며, 더욱 바람직하게는 60 중량% 내지 63 중량%, 가장 바람직하게는 62.5 중량%로 이루어지는 것이 효과적이다. 이는 55 중량% 미만으로 함유 시 흐름성이 개선 효과가 크지 않으며, 65 중량% 초과로 함유 시 점도가 매우 낮아져 인쇄 시 도광판에 얼룩이 발생하는 문제가 발생하기 때문이다.

또한, 바람직하게 상기 고분자량 폴리메틸메타크릴레이트 수지 35 중량% 내지 45 중량%로 이루어지는 것이 효과적이며, 더욱 바람직하게는 36.5 중량% 내지 40 중량%, 가장 바람직하게는 37.5 중량%로 이루어진 것이 효과적이다. 이는 35 중량% 미만으로 함유 시 잉크의 강도가 약해져 도트 패턴이 무너지는 문제가 발생하며, 45 중량% 초과 함유 시 흐름성이 너무 낮아져 인쇄가 불가능한 문제가 발생하기 때문이다.

이상에서 본 발명에 의한 할로겐 프리 도광판 잉크 조성물에 대하여 설명하였으며, 이하 상기 할로겐 프리 도광판 잉크의 제조방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1에 기재된 바와 같이, 본 발명은 용매 제조 단계(S10), 혼합용액 제조 단계(S20), 분산 단계(S30), 아크릴계 용액 제조 단계(S40), 냉각 단계(S50), 잉크 용액 제조 단계(S60), 및 필터링 단계(S70)을 포함하는 것을 특징으로 하는 할로겐 프리 도광판 잉크 제조방법에 대한 발명이다.

먼저, 용매 제조 단계(S10)는 잉크에 유동성을 부여하기 위하여 이소포론(Isophorone), N-메틸피롤리돈(N-MethylPyrrolidone,NMP), 및 페녹시에탄올(Phenoxyethanol)을 포함하는 용매를 제조하는 단계이다.

상기 용매 제조 단계(S10)는 15℃ 내지 30℃에서 이루어지는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 20℃ 내지 28℃에서 이루어지고, 가장 바람직하게는 25℃에서 이루어지는 것이 효과적이다. 이는 15℃ 미만의 온도에서는 페녹시에탄올이 얼어서 교반이 어려우며, 30℃ 초과의 온도에서는 화학 반응이 일어나는 문제가 발생하기 때문이다.

또한, 상기 용매 제조 단계(S10)는 5분 내지 15분간 교반하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 10분간 교반 하는 것이 효과적이다. 이는 5분 미만으로 교반 시 충분한 용매가 형성되기 어려우며, 15분 이상 교반 시 공정이 비효율적인 문제가 발생하기 때문이다.

바람직하게, 상기 교반은 80rpm 내지 120rpm 속도로 교반하는 것이 효과적이며, 더욱 바람직하게는 90rpm 내지 110rpm, 가장 바람직하게는 100rpm 속도로 교반하는 것이 효과적이다. 80rpm 미만의 속도에서는 교반이 효율적이지 않으며, 120rpm 초과의 속도에서는 필요 이상의 교반 속도로 공정 경제상 좋지 않다.

다음으로, 혼합용액 제조 단계(S20)는 용매에 빛을 산란시켜 눈부심을 막기 위한 산란제를 첨가하여 혼합용액을 제조하는 단계이다.

여기서 상기 산란제는 실리콘 다이옥사이드(SiO₂), 티타늄 다이옥사이드(TiO₂) 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 실리콘 다이옥사이드를 사용하는 것이 효과적이다. 이는 실리콘 다이옥사이드가 산화 티타늄에 비하여 산란효과가 더 뛰어나기 때문이다.

또한, 상기 산란제는 상기 혼합용액 100 중량부에 대하여 12 중량부 내지 15 중량부인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 13 중량부 내지 14 중량부, 가장 바람직하게는 13.7 중량부인 것이 효과적이다. 12 중량부 미만의 경우 휘도가 감소하는 문제가 있으며, 15 중량부 초과의 경우 점도가 급격히 상승하여 잉크로 품질에 문제가 발생한다.

나아가, 상기 혼합용액 제조 단계(S20)는 상기 혼합용액은 상기 용매에 증점제, 분산제 또는 실리콘 소포제 중 적어도 하나를 더 첨가하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 증점제는 잉크의 점도를 제어하기 위하여 첨가되며, 첨가되지 않더라도 상기 N-메틸피롤리돈(NMP)에 의하여 점도를 제어할 수도 있다.

바람직하게, 상기 증점제는 알긴산 칼슘, 알긴산 나트륨, 메틸에틸셀룰로오스, 나프탈렌 중 적어도 하나를 포함하는 것이 효과적이며, 더욱 바람직하게는 나프탈렌을 사용하는 것이 효과적이다. 상기 나프탈렌은 점도 제어에 가장 효과적이다.

나아가, 상기 증점제는 상기 산란제 10 중량부에 대하여 3 중량부 내지 4 중량부인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 3.4 중량부인 것이 효과적이다. 3 중량부 미만의 경우 점도 제어가 효과적이지 못하며, 4 중량부 초과의 경우 점도가 너무 증가하는 문제가 있다.

또한, 상기 분산제는 용액 상에서 이온 해리하여 상기 산란제의 응집을 방지하고, 잉크의 휘도 특성을 발휘하며, 상기 증점제 및 실리콘 소포제가 잉크 조성물 전체에 분산되기 위하여 첨가된다.

바람직하게, 상기 분산제는 음이온 계면 활성제를 사용하는 것이 효과적이며, 더욱 바람직하게는 지방산 알칼리염, N-아크릴아미노산염, 알킬에테르카본산염, 아실화펩티드로 이루어진 카르복실산염 군에서 선택되는 1종 이상의 염, 알킬설폰산염, 알킬벤젠염, 알킬아미노산염, 알킬나프탈렌 설폰산염, 설포호박산염으로 이루어진 설폰산염 군에서 선택되는 1종 이상의 염, 황산화유, 알킬황산염, 알킬에테르황산염, 알킬아릴에테르황산염, 알킬아미드황산염으로 이루어진 황산에스테르염 군에서 선택되는 1종 이상의 염, 또는 알킬인산염, 알킬에테르인산염, 알킬아릴에테르인산염으로 이루어진 인산에스테르염 군에서 선택되는 1종 이상의 염을 중 적어도 하나를 포함하는 계면 활성제를 사용하는 것이 효과적이며, 가장 바람직하게는 설포호박산염 포함하는 음이온 계면 활성제를 사용하는 것이 효과적이다.

나아가, 상기 분산제는 상기 산란제 10 중량부에 대하여 2 중량부 내지 4 중량부인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 3 중량부인 것이 효과적이다. 2 중량부 미만의 경우 분산 특성을 발휘하기 어려우며, 4 중량부 초과의 경우 오히려 과분산이 일어나 산란제의 응집이 발생하는 문제가 있다.

또한, 상기 실리콘 소포제는 기포의 발생을 방지하기 위하여 첨가된다. 다만, 실리콘 소포제가 첨가되지 않더라도 냉각공정 중 교반속도에 의하여 기포 발생의 제어가 가능하다.

여기서, 상기 실리콘 소포제는 에멀젼형, 컴파운드형, 오일형, 분말형등의 형태로 사용할 수 있으며, 바람직하게는 오일형 실리콘 소포제를 사용하는 것이 효과적이다. 이는 기포 발생을 가장 효율적으로 제어하기 위함이다.

나아가, 상기 실리콘 소포제는 상기 산란제 10 중량부에 대하여 0.5 중량부 내지 2.5 중량부인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1 중량부 내지 2 중량부, 가장 바람직하게는 1.5 중량부인 것이 효과적이다. 0.5 중량부 미만의 경우 기포를 효율적으로 제거하기 어려우며, 2.5 중량부 초과의 경우 필요 이상의 소포제 첨가로 공정이 비경제적이다.

혼합용액 제조 단계(S20)는 20℃ 내지 30℃에서 이루어지는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 23℃ 내지 28℃에서 이루어지고, 가장 바람직하게는 25℃에서 이루어지는 것이 효과적이다. 20℃ 미만의 온도에서는 교반이 원활이 이루어지기 어려우며, 30℃ 초과의 온도에서는 교반 효율 증가율과 비교하여 가열 비용상 공정의 비경제를 초래한다.

또한, 상기 혼합용액 제조 단계(S20)는 10분 내지 30분간 교반하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 20분간 교반 하는 것이 효과적이다. 이는 10분 미만으로 교반 시 충분한 교반되기 어려우며, 15분 이상 교반 시 공정이 비효율적인 문제가 발생하기 때문이다.

나아가, 상기 혼합용액 제조 단계(S20)는 상기 용매제조 단계(S10)에서 얻은 용매에 상기 증점제, 상기 분산제, 상기 실리콘 소포제 및 산란제를 함께 첨가 후 교반하는 것이 효과적이며, 더욱 바람직하게는 상기 증점제, 상기 분산제를 먼저 첨가 후 25℃에서 20분간 100rpm으로 교반하고, 그 후 실로콘 소포제를 첨가하고 동일 조건에서 10분간 교반한 다음, 마지막으로 산란제를 첨가하는 것이 효과적이다. 이는 분산제가 골고루 용매에 분산되어 추 후 첨가되는 실리콘 소포제 및 산란제의 응집을 더욱 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다.

다음으로, 분산 단계(S30)는 상기 혼합용액 제조 단계(S20)에서 제조된 혼합용액을 믹서를 이용하여 분산시키는 단계이다.

상기 분산 단계(S30)의 믹서는 도 2에서 도시된 호모 믹서를 이용하는 것이 효과적이다. 상기 호모 믹서는 로터(Rotor)와 스테이터(Stator)에 의한 메커니즘으로서, 고속회전시 강하게 침전물을 흡입하고 옆으로 뿜어줄 때 로터와 스테이터의 좁은 간극에 높은 쉐어 효과로 파티클 감소 및 분산과 유화가 일어나게 하는 믹서이다. 이를 이용하면 분산을 매우 편리하게 할 수 있으며, 도 4에 도시되었듯이 나노 분말의 분산성을 향상시킬 수 있다.

다음으로, 아크릴계 용액 제조 단계(S40)는 잉크의 바인더 역할을 하는 아크릴계 수지를 상기 분산 단계(S30)를 거친 상기 혼합용액에 첨가하여 아크릴계 용액을 제조하는 단계이다.

상기 아크릴계 용액은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지를 포함하는 것이 바람직하며, 이는 상기 할로겐 프리 도광판 잉크 조성물에서 설명한 폴리메틸메타크릴레이트 수지와 동일하다.

상기 아크릴계 용액 제조 단계(S40)는 50℃ 내지 100℃에서 이루어지는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 60℃ 내지 80℃에서 이루어지고, 가장 바람직하게는 70℃에서 이루어지는 것이 효과적이다. 50℃ 미만의 온도에서는 교반이 원활이 이루어지기 어려우며, 100℃ 초과의 온도에서는 아크릴계 수지 그 자체의 변성이 일어나는 문제가 발생하게 된다.

또한, 상기 아크릴계 용액 제조 단계(S40)는 90분 내지 150분간 교반하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 120분간 교반하는 것이 효과적이다. 이는 90분 미만으로 교반 시 충분한 교반되기 어려우며, 150분 이상 교반 시 공정이 비효율적인 문제가 발생하기 때문이다.

바람직하게, 상기 교반은 250rpm 내지 350rpm 속도로 교반하는 것이 효과적이며, 더욱 바람직하게는 270rpm 내지 320rpm, 가장 바람직하게는 300rpm 속도로 교반하는 것이 효과적이다. 250rpm 미만의 속도에서는 아크릴계 수지 바인더의 분산이 효율적이지 않으며, 350rpm 초과의 속도에서는 오히려 과분산되어 아크릴계 수지 바인더의 응집이 발생할 수 있으며, 공정 경제상 비효율적이다.

다음으로, 냉각 단계(S50)는 폴리머 비드의 변형을 막고 특히, 광확산제의 표면 손상을 막아 광확산제에 의한 빛의 산란 효과를 높이기 위한 단계이다.

상기 냉각 단계(S50)는 바람직하게, 25℃ 내지 55℃에서 냉각하는 것이 효과적이며, 더욱 바람직하게는, 35℃ 내지 45℃, 가장 바람직하게는 40℃에서 냉각시키는 것이 효과적이다. 25℃ 미만의 온도에서 냉각 시 광확산제가 골고루 분산되기 어려우며, 55℃ 초과 시 광확산제 표면이 깨지거나 불안정해지는 문제가 발생한다.

다음으로, 잉크 용액 제조 단계(S60)는 냉각 단계(S50)를 거친 아크릴계 용액에 광확산제를 첨가하여 내림성이 개선된 잉크 용액을 제조하는 단계이다.

상기 잉크 용액 제조 단계(S60)에서, 상기 광확산제는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 비드인 것이 바람직하다. 이는 폴리메틸메타크릴레이트 비드 사용시 상기 산란제의 입자의 크기 및 분포와 표면이 불균일하므로, 빛의 손실이 많아 휘도가 낮아지게 되는 문제점을 해결할 수 있기 때문이다.

또한, 바람직하게, 상기 폴리메틸메타크릴레이트 비드는 직경이 8um 내지 12um인 것이 효과적이며, 더욱 바람직하게는 9um 내지 11um, 가장 바람직하게는 10um인 것이 효과적이다. 직경이 8um 미만의 경우 확산성이 떨어지며, 직경이 12um를 초과할 경우 확산성은 향상되나, 크기가 커서 미세 도트 패턴의 제판을 통과시키기 어려운 문제가 있다.

또한, 바람직하게 상기 잉크 용액 제조 단계(S60)에서 상기 광확산제는 상기 잉크 용액 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 5 중량부인 것이 효과적이며, 더욱 바람직하게는 2 중량부 내지 4 중량부, 가장 바람직하게는 3 중량부인 것이 효과적이다. 1 중량부 미만의 경우 광 확산 효과가 나타나지 않으며, 5 중량부 초과의 경우 잉크의 내림성이 감소하는 문제가 발생한다.

마지막으로, 상기 필터링 단계(S70)는 용해가 덜 된 상기 폴리메틸메타아크릴레이트 수지나 이물이 혼입되었을 가능이 있으므로 이를 여과하기 위한 단계이다.

상기 필터링 단계(S70)는 300 메시(mesh) 내지 500 메시(mesh)의 체로 필터링 하는 것이 효과적이며, 가장 바람직하게는 400 메시(mesh)의 체로 필터링 하는 것이 효과적이다.

이상 본 발명에 의한 할로겐 프리 도광판 잉크 조성물 및 그의 제조방법에 대하여 상세히 설명하였다.

이하에서는 본 발명에 의한 할로겐 프리 도광판 잉크 조성물 및 그의 제조방법에 따른 효과를 구체적인 실시예 및 비교예를 이용하여 살펴본다.

실험 결과에서 휘도란 백색에서 흑색까지의 밝음을 느끼는 정도로서, 그 값이 클수록 우수한 물성을 나타낸다.

또한, 17P 균일도란 광원 전면적에 걸쳐 17개의 정해진 포인트를 찍어서, 휘도의 균일한 정도를 나타내는 값으로, 그 값이 적을수록 우수한 물성을 나타낸다.

또한, 인쇄성이란 내림성 및 산란제가 균일하게 분산되었는지 여부에 따른 인쇄양호 여부를 나타낸다.

실시예 1

출발물질로서 이소포론(IPR) 24 중량%, N-메틸피롤리돈(NMP) 21 중량%, 페녹시에탄올 11 중량%를 각각 반응기에 첨가하고, 25℃, 100rpm의 조건 하에서 10분간 교반하여 용매가 균일하게 혼합 되도록 한다.

균일하게 혼합 된 용매에 증점제로서 나프탈렌 2.5 중량%, 분산제로서 음이온계 계면활성제 설포호박산염 3 중량%를 투입한 후 25℃, 100rpm으로 20분간 교반하였다. 계속해서 기포 발생을 방지하기 위하여 실리콘 소포제 1.5 중량%를 서서히 첨가한 후, 이전과 동일 조건 하에서 10분간 교반하여 충분히 혼합 되도록 한다. 그 다음 공정으로 빛의 산란 및 눈부심 방지를 위하여 산란제(SiO₂) 10 중량%를 첨가하여 혼합용액을 제조하였다.

다음으로, 60분간 호모 믹서(Homo mixer) 장비를 이용하여 산란제 분말이 균일하게 분산되도록 교반한다.

교반이 완료되면 분자량이 30,000인 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 15 중량%와 분자량이 100,000인 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지 9 중량%를 각각 첨가하고, 70℃ 300rpm의 조건 하에서 2시간 교반하여 아크릴계 용액을 제조한다.

그 다음 아크릴계 용액을 40℃에서 1시간 동안 냉각시킨다.

다음으로, 직경 10㎛인 폴리메틸메타크릴레이트 비드 3 중량%를 첨가한 후, 1시간 교반하여 잉크 용액을 제조한다.

마지막 공정으로 400메시(mesh)의 체로 필터링 단계을 거쳐 할로겐 프리 도광판 잉크를 얻었다.

실시예 2

상기 실시예 1과 달리 용매를 이소포론(IPR) 24 중량%, 시클로헥사논 21 중량%, 페녹시에탄올 11 중량%를 각각 반응기에 첨가하고, 25℃, 100rpm의 조건 하에서 10분간 교반하여 용매가 균일하게 혼합 되도록 한다. 그 다음으로는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하여 할로겐 프리 도광판 잉크를 얻었다.

실시예 3

상기 실시예 1과 달리 용매를 이소포론(IPR) 24 중량%, 시클로헥사논 21 중량%, 에틸셀로솔브(EC) 11 중량%를 각각 반응기에 첨가하고, 25℃, 100rpm의 조건 하에서 10분간 교반하여 용매가 균일하게 혼합 되도록 한다. 그 다음으로는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하여 할로겐 프리 도광판 잉크를 얻었다.

실시예 4

상기 실시예 1과 달리 용매를 시클로헥사논 21 중량%, N-메틸피롤리돈(NMP) 21 중량%, 페녹시에탄올 11 중량%를 각각 반응기에 첨가하고, 25℃, 100rpm의 조건 하에서 10분간 교반하여 용매가 균일하게 혼합 되도록 한다. 그 다음으로는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하여 할로겐 프리 도광판 잉크를 얻었다.

비교예 1

상기 실시예 1의 제조된 혼합용액 63 중량%에 호모 믹싱 공정을 거치지 않고, 산란제 10 중량%를 첨가한 후 교반한다. 이 후 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하여 할로겐 프리 도광판 잉크를 얻었다.

비교예 2

상기 실시예 1에서 제조된 아크릴계 용액 97 중량%에, 광확산제로서 직경 2um인 폴리메틸메타크릴레이트 비드 3 중량%를 첨가 후 1시간 교반한다. 이 후 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하여 할로겐 프리 도광판 잉크를 얻었다.

비교예 3

상기 실시예 1에서 제조된 아크릴계 용액 97 중량%에, 광확산제로서 직경 5um인 폴리메틸메타크릴레이트 비드 3 중량%를 첨가 후 1시간 교반한다. 이 후 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하여 할로겐 프리 도광판 잉크를 얻었다.

비교예 4

상기 실시예 1에서 제조된 아크릴계 용액 97 중량%에, 광확산제로서 직경 15um인 폴리메틸메타크릴레이트 비드 3 중량%를 첨가 후 1시간 교반한다. 이 후 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하여 할로겐 프리 도광판 잉크를 얻었다.

[실험 1] 용매 변경에 따른 잉크의 휘도 특성 및 내림성 비교

구 분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4
Center 휘도(cd/m²)	6348	6053	5892	6139
17P 균일도	1.32	1.30	1.80	1.49
인쇄성	양호	보통	나쁨	보통
연속 작업 가능 시간	3시간	2시간	30분	1시간 30분

표 1에서는 용매에 따른 잉크의 휘도 특성 및 내림성을 확인할 수 있다.

실시예 1의 경우 이소포론(IPR) 24 중량%, N-메틸피롤리돈(NMP) 21 중량%, 페녹시에탄올 11 중량%을 용매로 사용하여 휘도가 매우 뛰어나며, 균일도도 나쁘지 않게 측정되었다. 또한, 인쇄 도중 잉크가 마르지 않아 연속 작업 가능 시간이 3시간으로 가장 높음을 확인할 수 있다. 이는 실시예 1에서 비점이 높은 용매를 적정 비율로 혼합하여 사용하여 내림성이 향상된 결과이다.

또한, 실시예 2 및 4의 경우 인쇄성이 보통으로 나타나며, 인쇄 가능 시간이 실시예 3에 비하여 높게 나타남을 확인할 수 있다. 이는 페녹시에탄올이 포함되어 잉크의 건조 지연효과가 탁월하기 때문이다.

실시예 2의 경우 휘도값이 다소 떨어지는 이유는 시클로헥사논 용매가 산란제와의 적합성이 떨어지기 때문이다.

실시예 3의 경우 휘도 및 균일도가 가장 나쁘며, 인쇄성이 가장 나쁘고, 연속 작업 가능 시간도 30분으로 가장 짧은 것으로 나타났다. 이는 페녹시에탄올의 미사용으로 인하여 내림성이 떨어졌으며, 용매가 산란제와의 적합성이 떨어지기 때문이다.

상기에서 알 수 있듯이, 이소포론(IPR) , N-메틸피롤리돈(NMP) , 페녹시에탄올을 용매로 사용하는 것이 도광판 잉크의 휘도 및 내림성을 개선 시키고, 공정 효율을 높일 수 있으며, 특히 페녹시 에탄올의 적정량 사용이 도광판 잉크의 내림성 개선에 중요함을 확인할 수 있다.

[실험 2] 분산 단계에서 호모 믹 서의 사용여부에 따른 휘도 특성 비교

구 분	실시예 1	비교예 1
Center 휘도(cd/m²)	6348	6325
17P 균일도	1.32	1.47
인쇄성	양호	나쁨

표 2에서는 분사 단계에서 호모 믹서의 사용에 따른 휘도 특성을 확인할 수 있다.

비교예 1의 경우 실시예 1과 비교하여 휘도는 비슷하나, 균일도 및 인쇄성이 떨어지는 것을 관찰할 수 있다. 이는 호모 믹서로 분산시킬 경우 산란제가 더욱 골고루 분산되어, 빛의 산란이 전 광원에 걸쳐 일어나게 되며, 잉크의 내림성을 좋게 만들기 때문이다.

따라서, 호모 믹서를 이용한 분산은 본 발명에 의한 도광판 잉크의 성능을 향상시킴을 알 수 있다.

[실험 3] 잉크 용액 제조 단계에서 광확산제인 폴리메틸메타크릴레이트 비드의 직경에 따른 균일도 및 내림성 비교

구 분	실시예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4
Center 휘도(cd/m²)	6348	5627	6188	6277
17P 균일도	1.32	3.94	1.4	1.27
인쇄성	양호	양호	양호	나쁨

표 3에서는 폴리메틸메타크릴레이트 비드의 직경에 따른 균일도 및 내림성을 확인할 수 있다.

실시예 1의 경우 10um 직경의 비드를 사용하였으며, 이 경우 광확산율이 좋아 휘도가 높아지고, 광원 전면적에 걸쳐 휘도가 우수하게 나타난다. 또한, 미세 도트 패턴의 제판을 통과하기도 어렵지 않아 내림성도 우수하여 인쇄성이 양호한 것으로 나타난다.

비교예 2의 경우 2um 직경의 비드를 사용하였으며, 이 경우 광확산율이 낮아져 휘도가 떨어지고, 광원 전면적에 걸쳐 휘도가 균일하지 못하게 나타난다. 다만, 미세 도트 패턴의 제판을 통과하기는 어렵지 않아 내림성이 우수하여 인쇄성이 양호한 것으로 나타난다.

비교예 3의 경우 5um 직경의 비드를 사용하였으며, 이 경우 광확산율이 낮아져 휘도가 떨어지고, 광원 전면적에 걸쳐 휘도가 균일하지 못하게 나타난다. 다만, 미세 도트 패턴의 제판을 통과하기는 어렵지 않아 내림성이 우수하여 인쇄성이 양호한 것으로 나타난다.

비교예 4의 경우 15um 직경의 비드를 사용하였으며, 이 경우 광확산율이 좋아 휘도가 높아지고, 광원 전면적에 걸쳐 휘도가 우수하게 나타난다. 다만, 직경이 너무 커서 미세 도트 패턴의 제판을 통과하기 어려워 내림성이 감소하고 인쇄성이 좋지 못한 것으로 나타난다.

이로부터 본 실험에 의하여 발견한 적절한 직경의 폴리메틸메타크릴레이트 비드는 10um 직경의 비드인 것을 알 수 있으며, 이의 사용 시 광확산율을 증가시키며 우수한 내림성을 가질 수 있는 잉크를 제조할 수 있음을 확인할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

S10 : 용매 제조 단계
S20 : 혼합용액 제조 단계
S30 : 분산 단계
S40 : 아크릴계 용액 제조 단계
S50 : 냉각 단계
S60 : 잉크 용액 제조 단계
S70: 필터링 단계

Claims

이소포론(Isophorone), N-메틸피롤리돈(N-MethylPyrrolidone,NMP), 및 페녹시에탄올(Phenoxyethanol)을 포함하는 용매, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지, 산란제 및 광확산제를 포함하는 것을 특징으로 하는 할로겐 프리 도광판 잉크 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 용매는 상기 이소포론 35 중량% 내지 50 중량%, 상기 N-메틸피롤리돈 33 중량% 내지 45 중량%, 및 페녹시에탄올 15 중량% 내지 25 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 할로겐 프리 도광판 잉크 조성물.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 폴리메틸메타크릴레이트 수지는 분자량이 20,000 내지 40,000인 저분자량 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 및 분자량이 90,000 내지 110,000인 고분자량 폴리메틸메타크릴레이트 수지가 혼합된 것을 특징으로 하는 할로겐 프리 도광판 잉크 조성물.
제 4항에 있어서,
상기 폴리메틸메타크릴레이트 수지는 상기 저분자량 폴리메틸메타크릴레이트 수지 55 중량% 내지 65 중량%, 및 상기 고분자량 폴리메틸메타크릴레이트 수지 35 중량% 내지 45 중량%로 이루어 진 것을 특징으로 하는 할로겐 프리 도광판 잉크 조성물.
이소포론(Isophorone), N-메틸피롤리돈(N-MethylPyrrolidone), 및 페녹시에탄올(Phenoxyethanol)을 포함하는 용매를 제조하는 용매 제조 단계;
상기 용매에 산란제를 첨가하고 교반하는 혼합용액 제조 단계;
상기 혼합용액을 교반하여 분산 시키는 분산 단계;
상기 혼합용액에 아크릴계 수지를 첨가하고 교반하는 아크릴계 용액 제조 단계;
상기 아크릴계 용액을 25℃ 내지 55℃에서 냉각하는 냉각 단계;
상기 아크릴계 용액에 광확산제를 첨가하고 교반하는 잉크 용액 제조 단계; 및
상기 잉크 용액을 필터링 하는 필터링 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 할로겐 프리 도광판 잉크 제조방법.
제 6항에 있어서,
상기 용매 제조 단계는 15℃ 내지 30℃에서, 5분 내지 15분간 교반하며, 상기 교반은 80rpm 내지 120rpm 속도로 교반하는 것을 특징으로 하는 할로겐 프리 도광판 잉크 제조방법.
제 6항에 있어서,
상기 혼합용액 제조 단계에서, 상기 산란제는 실리콘 다이옥사이드(SiO₂), 티타늄 다이옥사이드(TiO₂) 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 혼합용액 100 중량부에 대하여 12 중량부 내지 15 중량부인 것을 특징으로 하는 할로겐 프리 도광판 잉크 제조방법.
제 6항에 있어서,
상기 혼합용액 제조 단계에서, 상기 혼합용액은 상기 용매에 증점제, 분산제 또는 실리콘 소포제 중 적어도 하나를 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 할로겐 프리 도광판 잉크 제조방법.
제 9항에 있어서,
상기 증점제는 알긴산 칼슘, 알긴산 나트륨, 메틸에틸셀룰로오스, 나프탈렌 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 분산제는 지방산 알칼리염, 알킨설폰산염, 알킬벤젠염, 알킬나프탈렌설폰산염, 설포호박산염, 알킬황산염, 알킬인산염 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 할로겐 프리 도광판 잉크 제조방법.
제 9항에 있어서,
상기 혼합용액은 상기 산란제 10 중량부에 대하여 상기 증점제 3 중량부 내지 4 중량부, 상기 분산제 2 중량부 내지 4 중량부, 상기 실리콘 소포제 0.5 중량부 내지 2.5 중량부인 것을 특징으로 하는 할로겐 프리 도광판 잉크 제조방법.
제 6항에 있어서,
상기 혼합용액 제조 단계는 20℃ 내지 30℃에서, 10분 내지 30분간 교반하며, 상기 교반은 80rpm 내지 120rpm 속도로 교반하는 것을 특징으로 하는 할로겐 프리 도광판 잉크 제조방법.
제 6항에 있어서,
상기 아크릴계 용액 제조 단계에서, 상기 아크릴계 수지는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지인 것을 특징으로 하는 할로겐 프리 도광판 잉크 제조방법.
제 13항에 있어서,
상기 폴리메틸메타크릴레이트 수지는 분자량이 20,000 내지 40,000인 저분자량 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 및 분자량이 90,000 내지 110,000인 고분자량 폴리메틸메타크릴레이트 수지가 혼합된 것을 특징으로 하는 할로겐 프리 도광판 잉크 제조방법.
제 6항에 있어서,
상기 아크릴계 용액 제조 단계는 50℃ 내지 100℃에서, 90분 내지 150분간 교반하며, 상기 교반은 250rpm 내지 350rpm 속도로 교반하는 것을 특징으로 하는 할로겐 프리 도광판 잉크 제조방법.
제 6항에 있어서,
상기 냉각 단계는 40분 내지 80분 동안 냉각시키는 것을 특징으로 하는 할로겐 프리 도광판 잉크 제조방법.
제 6항에 있어서,
상기 잉크 용액 제조 단계에서, 상기 광확산제는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 비드인 것을 특징으로 하는 할로겐 프리 도광판 잉크 제조방법.
제 17항에 있어서,
상기 폴리메틸메타크릴레이트 비드는 직경이 8um 내지 12um인 것을 특징으로 하는 할로겐 프리 도광판 잉크 제조방법.
제 6항에 있어서,
상기 잉크 용액 제조 단계에서, 상기 광확산제는 상기 잉크 용액 100중량부에 대하여 1 내지 5 중량부인 것을 특징으로 하는 할로겐 프리 도광판 잉크 제조방법.
제 6항에 있어서,
상기 필터링 단계는 300 메시(mesh) 내지 500 메시(mesh)의 체로 필터링 하는 것을 특징으로 하는 할로겐 프리 도광판 잉크 제조방법.