[인쇄계2021.12] 잉크젯 프린팅을 위한 자르(XAAR)의 초고점도기술

이미지 출처_www.xaar.com

인쇄 산업에 있어 가장 전도 유망한 기술을 들자면 잉크젯 기술일 것이다. 미래 인쇄 산업의 모든 제조 공정이 잉크젯으로 발전해 나갈 것이라 해도 과언이 아닐 만큼 인쇄 산업에서 잉크젯 기술에 걸고 있는 기대는 크다. 이러한 잉크젯 기술을 선점하고 있는 기업들 가운데 영국의 자르는 최근 초고점도기술을 선보였다. 그동안 잉크젯 기술의 발목을 잡고 있었던 잉크의 점도를 개선한 기술력을 발표한 것이다. 자르는 앞으로 초고점도기술을 기반으로 보다 넓은 어플리케이션과 보다 다양한 인쇄 방식을 잉크젯과 접목할 수 있을 것이라 예견하고 있다. 잉크젯의 무한 역량을 발휘할 수 있는 시대가 시작된 것이다.  

[기사출처_https://www.xaar.com/en/resource-centre/]

잉크젯 기술력의 가능성

잉크젯 프린팅이 새로운 시장과 공정 및 응용 프로그램에 채택될 수 있는 것은 처음부터 그 기술이 갖고 있었던 기본 때문이었다. 디지털 기반의 공정과 주파수(속도), 인쇄 해상도, 그리고 많은 새로운 산업 애플리케이션의 성공을 지원하고자 개발되어 온 향상된 기능의 결합은 많은 혁신가 및 개발자들에게 잉크젯에 대한 신뢰를 쌓아 올 수 있었던 중요한 원동력이 되었다. 그러나, 잉크젯도 한계가 있어 이를 극복하기 위해 다른 인쇄 또는 증착 기술을 기반으로 한 다양한 코팅과 장식 및 제조 방법이 사용되었다. 그리고, 결과적으로 일부 혁신적인 어플리케이션으로 인해 잉크젯 기술이 새로운 공정 및 작업 방식 개발에서 간과되었다.

잉크젯 잉크 점도의 제한성

이러한 잉크젯 기술이 갖고 있는 제한성 가운데 하나는 유체 및 잉크 점도의 제한성이었다. 전통적으로 잉크젯은 저점도 유체를 사용할 때만 고려되었으나 이제는 바뀌고 있다. 최대 100 센티푸아즈(cP:점성계수)의 점도에서 훨씬 더 넓은 범위의 유체를 처리할 수 있는 기능으로 새로운 다양한 인쇄와 코팅, 고급(기능성 유체) 및 적층 제조 어플리케이션에 잉크젯 기술의 연계성과 실용성을 높이고 있는 것이다. 또한, 적층 제조 및 3D 프린팅은 물론 개인화, 코팅 및 기타 혁신적인 인쇄 및 제조 공정을 위한 제조 기술로 빠르게 자리잡고 있다.

이미지 출처_www.xaar.com

점도가 잉크젯에 미치는 영향

점도는 흐름에 대한 유체의 저항을 측정한 것으로 움직이는 유체의 내부 마찰을 나타낸다. 점도가 높은 유체는 분자 구성으로 인해 내부 마찰이 많이 발생해 움직임에 저항하는 반면, 점도가 낮은 유체는 분자 구성이 움직일 때 마찰이 거의 없기 때문에 쉽게 흐른다. 점도는 또한 온도, 재료의 기본 점도 및 입자 로딩을 포함한 다양한 요인의 영향을 받는다.

전통적으로 산업용 잉크젯 인쇄 응용 분야는 프린트 헤드 아키텍처, 유속, 온도 및 유체 처리 기능의 영향을 받는 최대 10-12cP의 권장 공칭 분사 점도를 가지고 있다.

자르의 기술 개발은 잉크젯을 산업용 세라믹 시장으로 전환하는 데 도움이 되었다. 그러나 이것이 더 크게 변화된 것은 새로운 활성화 기술과 최신 프린트 헤드의 추가 개발과 함께 이루어졌다. 증가된 입자 농도 및 밀도의 안정화와 3D 포토폴리머 분사 등의 응용 분야에서 더 높은 점도를 탐색하는 기능이 이제 실행 가능하게 된 것이다.

이미지 출처_www.xaar.com

고점도의 중요성

더 높은 점성의 유체를 인쇄하는 것이 중요하거나 실제로 이러한 기술이 필요한 이유는 무엇일까? 그에 대한 답은, 고점도 유체를 인쇄할 수 있는 능력은 주문형 잉크젯을 사용하여 인쇄할 수 있는 재료의 범위를 크게 확장하므로 다양한 어플리케이션에서 선택되는 기술로서의 연계성을 높일 수 있기 때문이다.

예를 들어 잉크 공식을 수정하면 많은 기존의 용도에서 추가 기능이 제공된다. 입자 로딩을 늘리거나 더 큰 입자를 사용하면 한 번의 패스로 더 넓은 색역과 더 큰 불투명도를 얻을 수 있으며 잉크 사용량을 줄이고 에너지를 절약할 수 있다. 결과적으로는 색상이 더 생생하고 흰색과 검정색이 더 강해진다. 단일 패스에서 높은 불투명도, 특히 흰색을 인쇄할 수 있는 이 탁월한 기능은 많은 라벨 및 직접 포장 어플리케이션에 매우 유용하다.

이미지 출처_www.xaar.com

또한, 단일 패스에서 유체 또는 잉크를 분사하는 것은 라벨 및 포장 인쇄기가 높은 수준의 효율성과 생산성으로 다양한 포장 재료에 걸쳐 새롭고 흥미로운 마감재를 고객에게 제공할 수 있는 기회를 제공한다.

이전에는 분사하기 전에 45°C까지 가열해야 했던 UV 유체를 이제 실온에서 놓을 수 있기 때문에 에너지도 절약된다. 전반적으로 유체가 덜 필요하여 공정을 더욱 지속 가능하게 만드는 것이다. 높은 빌드 바니시 장식은 또한 라벨 및 포장에 질감, 시각적 효과 및 기능(예: 유연한 표면에 균열이 생기지 않는 잉크)을 추가하거나 기본 포장 또는 유리병과 같은 제품 자체에 직접 추가하기 쉽다. 취급 및 세척 주기에서 효과가 지속되어야 하는 경우 라벨의 점자 및 촉각 경고 삼각형부터 고급 모양을 위한 최신 햅틱 및 양각 효과와 유리, 단단하고 유연한 포장을 위한 실제 선반 존재감까지 훨씬 더 많은 것을 얻을 수 있다.

3D 프린팅을 비롯한 다양한 어플리케이션에 접목

3D 및 적층 제조 응용 분야에서 고분자량 폴리머의 프린팅은 보다 견고하고 탄력적이며 유연한 프린팅 부품과 같은 다양한 기능적 이점을 가능하게 할 수 있다. 고점도 유체를 분사하면 인쇄물이 고정되기 전에 방울 퍼짐(아날로그 인쇄에서 도트 게인으로 알려짐)이 감소하기 때문에 비다공성 인쇄물에서 가장자리 정의가 향상된다.

또한, 접착제, 페인트 및 포토레지스트를 포함한 새로운 유형의 재료를 잉크젯으로 인쇄할 수 있다. 이는 생물 의학, 자동차, 인쇄 회로, 전자 어플리케이션 및 점자 인쇄 솔루션을 포함하여 잉크젯을 위한 새로운 응용 분야의 새로운 영역을 열어줄 것으로 기대되고 있다.

잉크젯은 이제 기존 및 새로운 시장 내에서 새로운 어플리케이션의 문을 여는 디지털 기술이며, 더 큰 점도의 유체 및 잉크 처리 개선을 통해 내일 뿐만 아니라 오늘날의 인쇄 및 제조 공정에서 중요한 역할을 수행해 나아갈 주요 기술로 더욱 부상하고 있는 것이다.

 

Pushing the boundaries of inkjet technology with high viscosity printing | Xaar