잉크 제조
잉크 제조(그림 5-10)는 화학과 인쇄 공정 모두에 대한 깊은 전문 지식과 전용 제조 설비를 필요로 하는 정교한 화학 공정입니다. 여러 방식이 존재하지만 대부분은 배합, 예비 혼합, 분쇄, 여과, 시험의 핵심 생산 단계를 공유합니다.
배합. 배합은 잉크 제조사의 주된 책무이므로 여기서 요약합니다. 전형적인 매엽 잉크의 조성은 다음과 같습니다.
• 안료: 카본 블랙, 프탈로 블루, 루빈 또는 기타
• 바니시: 장유성 알키드, 페놀, 우레탄 리소 바니시
• 건조제: 코발트 및 망간 염
• 용제: 히트셋 오일, 535°F(280°C)
• 조정제: 내마모용 왁스 컴파운드
이러한 표준 잉크는 주로 중합을 통해 건조되며, 이 화학 반응은 산소에 의해 개시되고 건조제의 코발트 및 망간 이온에 의해 촉매됩니다.
잉크 배합은 의도된 용도에 따라 원료를 정밀하게 선정하고 비율을 맞추는 작업입니다. 대부분의 리소 잉크는 안료, 전색제, 첨가제, 건조제라는 공통 원료 범주를 공유합니다.
예비 혼합. 이 단계는 응집체 또는 덩어리라 불리는 큰 입자 뭉치로 이루어진 분말 안료를 사용할 때 중요합니다. 이들은 분해되어 전색제에 의해 젖어야 합니다. 1차 분산에서는 회전하는 혼합 날로 분말 안료를 충분히 적십니다. 2차 단계에서는 오일과 수지를 더 넣어 "밀 베이스"를 만듭니다(그림 5-11).
전색제에 미리 분산된 플러시 안료는 예비 혼합을 덜 엄격하게 거칩니다. 플러시 안료로 만든 잉크는 주 원료를 혼합한 뒤 바로 분쇄로 넘어갈 수 있습니다.
분쇄. 밀 베이스에는 여전히 더 분해해야 할 큰 응집체가 남아 있습니다. 왁스와 건조제 같은 추가 원료를 이 단계에서 넣는 경우가 많습니다. 숏 밀을 흔히 사용하며, 이는 챔버, 회전 디스크, 숏 펠릿으로 구성됩니다. 잉크를 챔버로 밀어 넣고 디스크가 금속 펠릿을 통과시켜 안료를 분해합니다.
또 다른 분쇄 장치는 쓰리롤 밀(그림 5-12)로, 서로 다른 속도로 회전하는 롤 사이를 지나는 잉크를 전단합니다. 이 전단 작용은 안료 응집체를 미세 입자로 분해하여 각 입자가 바니시에 완전히 둘러싸여 젖도록 합니다. 분쇄는 안료를 분급하기도 하여, 미세하게 분산된 안료는 통과시키고 더 거친 입자는 잔류시킵니다. 닥터 블레이드가 고속 롤에서 분쇄된 잉크를 긁어냅니다. 충분한 연마에는 안료의 경도와 바니시에 젖는 정도에 따라 최대 3회 통과가 필요할 수 있습니다(그림 5-13).
분쇄는 비용이 많이 드는 공정입니다. 이를 줄이면 잉크 원가가 낮아지지만 색 강도 저하와 안료 조대화 같은 문제가 생깁니다. 큰 안료 입자는 판 마모를 앞당기고 스크래치를 유발할 수 있습니다. 안료는 가장 값비싼 원료이고 균일한 분산에는 충분한 분쇄가 필요하므로 고품질 잉크는 더 높은 가격을 받습니다.
여과. 분쇄 후 잉크는 과대 입자를 제거하기 위해 여과합니다. 이 시스템은 150미크론에서 미크론 단위까지 점차 작아지는 포어 크기의 백 필터를 사용합니다. 특히 분말 안료를 쓸 때는 금속 조각을 제거하기 위해 전자기 필터를 추가하기도 합니다.
시험. 완성된 잉크는 점착성, 연마도(안료 입자 크기), 수분 흡수율(유화 속도) 같은 핵심 물성을 시험합니다. 제품이 규격을 충족하면 포장하여 출하합니다.
자동화의 발전은 생산 단계를 간소화하고 있으며, 지속 가능성에 대한 꾸준한 관심은 바이오 기반 전색제와 폐잉크의 효율적인 재활용 공정 개발을 이끌고 있습니다. 다만 잉크 배합의 기본 화학은 여기서 설명한 정밀한 원리에 여전히 기초합니다.