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세라믹 잉크젯을 위한 나노 CoAl2O4 안료

전문가 제언: ○ 세라믹 제품에서 도자기, 타일 등에 사용되는 안료의 색상이나 디자인도 다양화 되고 있다. 기존에 도자기, 유리 제품, 타일 등의 표면에 문양을 넣는 방법은 핸드 프린팅, 실크 프린팅, 전사지를 사용하는 방식이 많이 사용되어 왔다. 이러한 방법은 대량 생산에는 유리하나, 다양한 색과 패턴 표현에 어려움이 있고, 원료의 소모가 크다는 단점이 있었다.

○ 세라믹스에 나노 안료를 사용하는 대표적인 방법으로 입체 리소그래피, 선택적 레이저 소결, 3D 인쇄, 침적코팅, 잉크젯 등이 있다. 이 중에서 잉크젯 프린팅은 디지털 신호로 잉크를 토출시켜, 원하는 시점과 공간에 분사하여 이미지의 품질 제어가 가능하다. 또한 잉크의 낭비가 작아 효율성이 높고, 환경적인 부하가 적다. 기존의 포토리소그래피와 같은 에칭이나 현상 등의 공정이 없어 제품이나 재료의 특성이 열화되지 않는다.

○ 현재 세라믹 안료를 이용하는 잉크젯 프린팅 시스템에서 가장 문제가 되는 것은 노즐 막힘(nozzle clogging)과 분산 안정성(dispersion stability)이며, 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 나노입자 크기를 가진 무기 안료의 개발이 필수적이다.

○ 잉크젯 프린팅에 사용되는 기본 디지털 컬러는 CMYK(Cyan, Magenta, Yellow, Black) 네 가지 색이다. 세라믹스나 유리와 같은 분야에 적용하기 위해서는 1,000℃ 이상에서 안정하고 우수한 색을 나타내는 세라믹 나노안료 개발이 중요하다. 이 문헌에서는 청색계열의 세라믹 안료를 제조하기 위해 공침법을 이용한 CoAl2O4 안료 제조에 대한 연구를 결과이다.

○ 선진국에서 세라믹 제품에 잉크젯 적용하는 기술은 이미 상용화되고 있다. 국내에서도 타일 제품에 잉크젯을 이용한 기술이 적용되고 있어, 향후 많은 제품에 활용이 될 것으로 예상된다. 그러나 세라믹 안료는 유기 제품과 달라 잉크젯에 적용에 어려움이 따르고 있다. 향후 적합한 세라믹 나노안료와 분산제 등의 개발이 중요할 것으로 생각된다.

저자: Masoud Peymannia, et al
자료유형: 니즈학술정보