[인쇄계2019.06] 친환경에 친환경을 더한 잉크, 대한잉크 솔프리(SolFree) PLUS

 

무용제 잉크 ‘솔프리(SolFree)’란?

솔프리(SolFree)는 솔벤트 프리(Solvent Free)라는 의미의 無용제 오프셋 잉크로서 인체에 유해한 중금속은 물론 유기 용제가 전혀 포함되어 있지 않은 VOC 0%의 제품이다.

솔프리(SolFree)는 대한잉크에서 자체 기술로 개발한 세계 최초의 무용제 잉크이며, 친환경 잉크, 콩기름 잉크라고 홍보하는 제품들이 많이 있지만 100% 친환경 콩기름 잉크는 ‘솔프리(SolFree)’뿐이다.

 

‘솔프리(SolFree)’에 친환경을 더하다.

제조업 전반에 있어 환경 관련 규제가 강화되고 있는 추세에서 인쇄분야에서도 친환경 관련 제품의 시장이 확대되어 가고 있다. 특히 유럽의 유해물질 안전규격인 EN 71-3 규정 강화로 인해 잉크 건조제로 사용되고 있는 코발트(Co), 망간(Mn) 등의 성분이 규제 물질로 지정되고 있다.

이러한 흐름에 따라 환경 규제 및 소비자의 니즈에 맞춰 친환경 잉크 개발을 위해 지속적인 연구개발을 진행하고 있는 대한잉크에서는 최근 無용제 오프셋 잉크인 솔프리(SolFree)에 잔류성 유기오염물질(POPs:Persistent Organic Pollutant)인 폴리염화바이페닐(PCBs:Poly Chorinated Biphenyls), PAA(Primary Aromatic Amine) 10ppm 이하의 안료 개발과 이를 이용한 발암성, 돌연변이원성과 생식독성(CMR) 물질이 없는 특성을 더해 ‘솔프리 PLUS’ 를 개발하고, 6월초부터 국내시장에 본격 출시한다. 

 

 

대한잉크 ‘솔프리(SolFree) PLUS’ 잉크의 특징

• 無용제 잉크

일반적으로 사용하는 용제 타입 잉크에는 솔벤트가 30~35% 정도 함유되어 있으며, 또한 친환경적이라고 평가되는 콩기름 잉크(Soy Ink)도 최소 8~12%의 솔벤트가 함유되어 있다.

그러나 SolFree는 솔벤트 함량이 0%이며 유기용제는 물론 중금속도 전혀 함유하고 있지 않아 안정성 및 환경성을 확보한 친환경 잉크이다.

 

▲ 일반잉크와 솔프리의 용제 함유량

 

• 잔류성 유기 오염 물질 억제

산업이 고도로 성장하면서 생성된 유기화합물과 부산물들이 환경에 악영향을 미치는 사례가 늘어나고 있다. 이러한 물질 중에서도 쉽게 분해되지 않아 자연에 유입되어 각종 문제를 일으키는 유기오염 물질을 잔류성 오염물질이라고 한다.

잉크 산업에도 이러한 문제들이 야기되고 있다.

인쇄용 잉크에서 색상을 표현하는 유기 안료에는 잔류성 유기 오염 물질(POPs(PCB, PAA))이 포함되어 있다. 이러한 POPs는 뜨거운 기름 등에 재용해 될 수 있으며, 특히 다량의 기름을 함유하고 있는 햄버거, 치킨, 감자스낵의 패키지 인쇄물을 통하여 인체에 흡수될 수 있다. 흡수된 POPs는 인체에 축적되어 불임, 유산, 기형 및 여러 가지 암으로 나타날 수 있다. 솔프리는 POPs 함량을 10% 이하로 저감시킨 유기안료를 적용하여, 잉크 내 POPs 함량을 10ppm 미만으로 억제한 세계 최고 수준의 친환경 잉크이다.

 

 

• 중금속 및 CMR 물질 Zero!

인쇄용 잉크의 건조성은 크게 산화중합 건조와 침투 건조성으로 나뉜다. 그 중 가장 중요한 산화중합 건조가 이루어지기 위해서는 130~200 사이의 아이오딘값(Iodine Value)을 가진 식물유를 적절히 투입하고 Co, Mn이 반드시 투입되어야만 최적의 건조성을 보인다. 하지만 Co, Mn은 EN71(유럽연합 완구류 안전성 테스트) Part3 Safety test에서 8종에서 19종으로 확대 적용됨에 따라 유아용 장난감 관련 인쇄 포장지에 사용되는 잉크 내 투입량을 규제하고 있다. 그에 따라 기존 인쇄용 잉크 대비 Co, Mn 함량을 삭제하였고 기존 Co, Mn을 대체할 수 있는 세륨(Ce), 철(Fe) 건조제를 신규 적용하여 적은 건조제 함량에도 침투건조 속도를 촉진시켜 인쇄 후 잉크 도막상의 택크(Tackiness)를 보다 빠르게 제로화 시켰다. 

인쇄용 잉크는 건조제를 투입하는 동시에 제품의 저장 안정성 및 제품을 사용하기 전에 건조로 인한 표면 스키닝 발생을 억제하기 위하여 산화 억지제(Anti oxidant)를 병행하여 투입하고 있다. 대표적인 인쇄용 잉크의 산화 억지제는 하이드로퀴논(Hydroquinone)이다. Hydroquinone(이하 HQ)은 산화 억제 효과가 뛰어나서 인쇄용 잉크에서 그 사용 비율이 90%정도에 달할 정도로 대표적인 첨가제이지만, 국내 화학물질관리법상 유독물질로 취급하며, 산업안전보건법상으로도 관리대상유해물질, 노출기준설정물질로 지정되어 관리되고 있다. 마찬가지로 톨루하이드로퀴논(Toluhydroquinone;이하 THQ)도 국내법의 제재는 받지 않지만, EU의 화학물질 분류법상 CMR 물질로 분류되어 있다. 그에 따라, SolFree PLUS 는 HQ, THQ를 미 투입하고 삼차부틸하이드로퀴논(TBHQ: tertiary butylhydroquinone),부틸레이티드하이드록시톨루엔(BHT:Butylated Hydroxy Toluene)만 사용한 친환경 인쇄잉크이다.

 

▲ 기존잉크와 솔프리 PLUS의 유해물질 함량 정도

 

• 우수한 침투 건조성

Co, Mn를 대체하여 Ce, Fe를 적용하였지만, 산화건조효율은 Co, Mn 대비 1/10 수준을 보이고 있다. 일반적인 오프셋 인쇄용 무용제 잉크 대비 떨어지는 산화 건조성을 파라터셔리부틸페놀(PTBT: para-tertiary butylphenol) 및 POP 수지를 도입하고 용해력이 높은 F.A.M.E를 적용하여 잉크 내 Solid 함량을 높였고 바인더 제조 조건을 변경하여 침투 건조성을 개선하였다. 침투 건조성을 개선한 결과 4원색 평균 10분 정도의 양호한 침투 건조성을 보인다.

▲ 침투건조성 측정 실험 (위)기존 바인더 이용, (아래)개발 바인더 이용

 

 

• 전이성(Migration) 개선

① 화학적인 Migration 개선

1-1. 휘발성 유기 화합물(VOCs) 감소 : 일반적인 오프셋 인쇄용 잉크는 석유계 용제를 30% 정도 함유하고 있으며, 이러한 석유계 용제는 280℃ 비점을 갖는 고비점 용제이며, CMR 물질(암, 돌연변이, 생식능력 이상을 일으키거나 일으킬 우려가 있는 물질)이기 때문에 인쇄되어진 잉크 도막에서 서서히 증발되어 다른 대상으로 Migration 될 수 있으나, 솔프리 PLUS 잉크는 휘발성 유기 화합물의 총합(TVOCs)이 1% 미만이기 때문에, 일반 오프셋 인쇄용 잉크 대비 증발되는 용제 함량을 대폭 낮췄다.

1-2. 이취 감소 : 일반 오프셋 인쇄용 잉크 대비 식물유 비중이 높아, 식물유의 산화과정 시 발생하는 알데히드(Aldehyde), 알칸 가스(Alkane Gas)가 이취를 발생시키며 역시나 다른 대상으로 Migration 될 수 있지만, Co, Mn 건조제를 삭제하여 산화 건조를 억제 시키고 침투 건조성을 개선하여 이취 발생정도를 최소화하였다.

 

② 물리적인 Migration 개선

2-1. 뒷묻음 방지(Anti-Set off) 향상 : 평활도가 높은 소지 또는 잉크 내림이 과도하게 많은 조건의 인쇄 작업 시에는 뒷묻음이 발생하며, 각 인쇄사에서는 스프레이 파우더를 증량시켜 뒷묻음을 방지하지만 신제품에는 전분가루(starch)와 적정 입자 사이즈(size)를 갖는 첨가제를 투입하여 Anti set off성을 개선했다.

 

▲ Anti set off (위)기존 잉크, (아래)솔프리 PLUS

 

2-2. 내마찰성(Rub resistance) 양호 : Anti set off를 개선하고자 입자 사이즈가 큰 첨가제를 투입할수록 농도(Density), 광택(Gloss) 손실이 있을 수 있어 평균 입도 2~4㎛의 왁스 첨가제를 같이 혼용하여 개선하였다. 개선 결과, 기존 대비 Rub Resistance가 20~30% 가량 양호하다.

▲ 내마모성 개선 결과 (위)기존 잉크, (아래)솔프리 PLUS

 

 

‘솔프리(SolFree) PLUS’ 잉크의 확대

이번에 개발된 솔프리(SolFree) PLUS 잉크는 기존 솔프리 제품에 친환경적인 특성을 더한 제품으로, 잔류성 유기 오염 물질, 중금속, CMR 물질 등을 억제하여 보다 다양한 분야에서 적용될 수 있다.

대표적으로 패스트푸드 포장재에 솔프리 PLUS 제품을 사용할 경우 잉크 내 포함되어 있는 잔류성 유기 오염물질이 인체에 흡수될 가능성을 억제시켜 줄 수 있다. 또한, 아동도서 및 패키지 인쇄물에 적용하게 되면 EN71 Part3 Safety test, RoHS, HQ 규제 등의 환경 규제를 만족시켜 주면서 소비자의 건강과 브랜드 마케팅 효과를 극대화 시킬 수 있다.

대한잉크 관계자는 “친환경 관련 문제는 어제 오늘의 문제가 아니며 특히 최근 들어 친환경에 대한 관심은 전 세계적으로 부각되고 있어, 인쇄물의 종이 소재부터 부자재인 잉크에 이르기까지 친환경을 내세운 제품들이 많이 선보이고 있다”고 하면서, “이러한 흐름에 따라 대한잉크에서 환경 규제 및 소비자의 니즈에 맞춰 개발한 친환경 잉크인 ‘솔프리(SolFree) PLUS’는 친환경 잉크의 새로운 기준이 될 것”이라고 밝혔다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

｜제품문의｜

대한잉크㈜ ☎ 031)349-3766│팩스 031)444-7595