KR100230538B1 - 기록지 및 이를 사용한 잉크젯 기록 방법 - Google Patents

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KR100230538B1
KR100230538B1 KR1019960010744A KR19960010744A KR100230538B1 KR 100230538 B1 KR100230538 B1 KR 100230538B1 KR 1019960010744 A KR1019960010744 A KR 1019960010744A KR 19960010744 A KR19960010744 A KR 19960010744A KR 100230538 B1 KR100230538 B1 KR 100230538B1
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Abstract

본 발명은 주성분으로서 펄프 섬유 및 충전제로 이루어지고, 입경 5 내지 200nm 범위의 미립자가 기록지의 적어도 한 표면 위에 노출된 펄프 섬유 외에 이들의 섬유 형태가 보유되는 상태로 유지되는 기록지에 관한 것이다.

Description

기록지 및 이를 사용한 잉크젯 기록 방법
제1도는 본 발명에 따른 기록지의 표면 위의 섬유 형태를 250배 확대한 사진.
제2도는 본 발명에 따른 기록지의 표면 위의 섬유 형태, 및 그에 부착된 미립자의 입자 구조를 2,000배 확대한 사진.
제3도는 잉크와의 접촉시간과, 기록지 내로 전사된 잉크의 양과의 관계를 나타낸 다이아그램.
제4도는 본 발명에 따른 방법에 사용될 수 있는 잉크젯 기록 장치의 헤드에서 잉크의 유동 경로를 따라 절취한 종단면도.
제5도는 제4도에 도시된 헤드를 5-5선을 따라 절취한 횡단면도.
제6도는 다수의 잉크 유동 경로가 나란히 배열되어 있는 멀티 헤드의 사시도.
제7도는 본 발명의 방법에 사용될 수 있는 잉크젯 기록 장치를 예시한 개략적 사시도.
제8도는 기록 장치 중의 전형적인 급지 시스템을 나타낸 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 급지 트레이 2,25 : 기록지
3,5,7,52, : 급지롤러 6 : 잉크젯 헤드
8 : 배출 트레이 10 : 분리용 집개
13,65 : 기록 헤드 14,26 : 홈
15,28 : 가열 헤드 17-1,17-2 : 전극
18 : 내열층 19 : 축열층
20 : 기판 21 : 잉크
22 : 오리피스 24 : 잉크 소적
27 : 홈판 51 : 급지부
53 : 배지 롤러 61 : 블레이드
62 : 캡 63 : 잉크 흡수 부재
64 : 토출 회복부 66 : 운반체
67 : 가이드축 68 : 모터
69 : 벨트
본 발명은 수계(水系) 잉크를 사용하는 칼라 기록, 특히 잉크젯 방식을 이용하는 칼라 기록에 사용하기에 적합하고 보통지(plain paper)와 같은 촉감 및 취급성을 갖는 기록지, 및 이 기록지를 사용하는 기록 방법에 관한 것이다.
잉크젯 기록 방식은 고속화, 완전 다색화 및 고밀도화의 용이성 때문에 관심을 모으고 있으며, 잉크젯 기록 방식을 잘 활용한 기록 장치도 보급되고 있다.
일본국 특허 공개 제59-35977호 및 동 제1-135682호 등에 개시되어 있는 유일한 코팅지가 이러한 잉크젯 기록 방식에 사용되어 왔다.
잉크젯 기록 방식을 광범위한 분야에 적용함에 있어서, 잉크젯 기록용 용지에 대해서도 보다 고도의 특성들이 요구된다. 더욱 구체적으로, 예를 들면, (1) 잉크 흡수 능력이 높아서 잉크를 신속하게 건조 및 정착시킬 수 있고, (2) 잉크 도트들이 인접했을 때 잉크 도트들이 서로에게 흘러서 불균일하게 혼합되는 이른바 블리딩(bleeding)을 일으키지 않으며, (3) 염료와 같은 착색 물질이 기록지 위에서 비드 형태로 응집하여 색 농도의 불균일을 유발하는 이른바 비딩(beading)을 일으키지 않고, (4) 기록지에 도포된 잉크 소적의 분산을 일으키지 않아 잉크 도트의 직경이 더 크게 성장하는 것을 방지하며, (5) 광학 밀도가 높은 도트를 제공하여 문자 및 화상 주변에 얼룩이 생기지 않고, (6) 잉크 중의 착색 물질 성분의 착색 능력이 우수하며, (7) 색 재생력이 양호하고 고선명도 화상을 제공하며, (8) 우수한 내수성과 같은 특성들이 요구되고 있다.
한편, 단색 기록 및 사무용 칼라 기록 분야에는 상이한 기록 방식을 갖는 각종 기록 장치들이 사용되고 있으며, 이러한 각종 기록 방식에 폭넓게 사용될 수 있고 저렴한 가격으로 쉽게 구입할 수 있는 기록지의 개발이 요구되고 있다.
상술한 바와 같은 관점에서 잉크젯 기록용 용지를 살펴보면, 코팅지 형태의 잉크젯 기록용 용지는 높은 선명도를 갖는 명료한 화상을 형성할 수 있다. 그러나, 이 용지를 보통지로서 사용하고자 할 때에는 다음과 같은 문제들이 발생한다.
(1) 보통지(PPC지, 일반 비목질지 등)와 같은 촉감 및 취급성이 부족하고, (2) 연필을 사용하여 필기할 때 필기성이 좋지 않으며, (3) 코팅층의 성분들이 탈리되어 먼지를 발생시키는 경우가 종종 있고, (4) 다른 기록 방식에 대한 호환성이 부족하며, (5) 보통지에 비해 가격이 비싼 경향이 있고, (6) 기지(基紙) 웹의 양면에 코팅층을 형성하기가 어려워 한 면에만 기록할 수 있다.
특히, 상기 (3)에 기재된 바와 같이 코팅층으로부터 먼지가 발생되는 경우에는 기록 장치에 대한 기록지의 급지 특성이 결여된다. 더욱 구체적으로, 기록 장치로의 급지 방식은 일반적으로 고무 롤러 또는 그와 유사한 것을 용지 시이트의 표면과 접촉하도록 이동시켜서 이 때 발생하는 마찰력에 의해 시이트를 공급하도록 하는 형태이다. 고무 롤러 또는 그와 유사한 것에 먼지가 부착되는 경우, 소정의 마찰력이 얻어질 수 없어 용지의 급지 특성이 결여되는 경향이 있기 때문에, 용지를 장치에 공급하는 것과, 장치로의 용지의 급지 특성 및 장치로부터 용지가 배출되는 것을 방해한다. 이러한 급지 특성에 대한 문제는 급지롤러가 용지 시이트의 앞면과 접촉하는 경우 특히 현저하게 나타난다. 그러나, 급지롤러가 용지 시이트의 뒷면과 접촉하는 경우에도, 코팅층이 가이드와 같은 장치의 일부분과 접촉하여 먼지를 발생시키고, 이 먼지가 장치 중에 떠 있다가 고무 롤러 또는 그와 유사한 것에 부착됨으로써 상술한 바와 동일한 문제를 일으키는 경우가 종종 있다.
한편, 최근 사무실 내에서 가장 통상적으로 사용되고 있는 보통지 형태의 기록지는 일본국 특허 공개 제51-13244호, 동 제59-162561호 및 동 제59-191068호에 개시되어 있는, 전기 사진 방식을 이용하는 복사기 등에 사용하기 위한 토너 전사지(PPC용 용지)이다. 이들 PPC용 용지 시이트 중 어느 것도 충분한 잉크젯 기록성능을 갖는 것은 아직 발견되지 않았다.
최근 통상적으로 사용되고 있는 PPC용 용지를 잉크젯 기록에 사용하면 다수의 경우 다음과 같은 단점들을 가질 수 있다.
(1) 수계 잉크의 흡수성이 불량하여 다량의 잉크를 용지에 도포하는 경우, 잉크의 건조 및 정착이 지연된다(잉크가 정착 또는 건조되지 않은 상태에서 물체가 기록 표면과 접촉되는 경우, 형성된 화상이 손상된다).
(2) 수계 잉크가 용지 층에 흡수될 때 용지를 구성하는 섬유를 따라 잉크가 퍼져서, 잉크 도트가 너무 크게 성장하고(거나) 잉크 도트 주변이 들쭉날쭉하게 되고 얼룩지는 이른바 피더링(feathering)이 발생하여 선명한 문자 및 화상을 제공하지 못하는 결과를 초래한다.
(3) 칼라 화상의 기록시, 상이한 색을 갖는 잉크 도트들이 서로 인접하여 기록될 때 잉크 도트들이 서로에게 흘러서 원하지 않는 색 혼합을 일으키는 이른바 블리딩이 발생하여, 형성된 화상의 선명도 및 색에 손상을 입혀서 다수의 경우 만족스러운 화상을 제공하지 못하는 결과를 초래한다. 예를 들면, 상이한 색을 갖는 배타 기록 영역 사이의 경계에서 블리딩이 발생하는 경우, 경계의 선명도가 손상을 입을 수 있고 색이 번지거나 또는 불균일한 색 혼합이 일어날 수 있다.
(4) PPC용 용지가 염료와 같은 수용성 착색 물질을 정착시키기 위한 특정 구조를 갖지 않기 때문에, 형성된 화상의 내수성이 불충분하다.
(5) 잉크에 사용된 염료와 같은 착색 물질이 잉크를 위한 용매와 함께 용지의 내부로 스며들어서 착색 물질의 착색 특성이 불충분해진다.
본 발명의 목적은 수계 잉크를 위한 유일한 특정 잉크젯용 용지의 우수한 기록 성능을 보유하면서도 보통지와 같은 촉감 및 취급성을 갖는 기록지를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 양면을 모두 기록 표면으로서 사용할 수 있고, 잉크젯기록 방식에 사용하기에 적합한 기록지를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 잉크젯 기록 방식에 사용하기에 적합하고, 어떠한 방식을 사용하는 기록 장치에서도 급지 장애를 일으키지 않는 기록지를 제공 급지하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 기록지를 사용한 잉크젯 기록 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적들은 후술하는 바와 같은 본 발명에 의해 달성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 펄프 섬유 및 충전제를 주성분으로 하고, 입경 5 내지 200nm 범위의 미립자가 기록지의 적어도 한 표면 위에 노출된 펄프 섬유 위에 이들의 섬유 형태를 보유하는 상태로 보지(保持)되는 기록지가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 기록지에 잉크의 소적을 가하여 기록을 수행하는 단계를 포함하는, 잉크젯 기록 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 상술한 바와 같은 기록지를 사용하는 잉크젯 기록 장치로 이루어지는 기록 장치도 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 기록지 더미 중 1장의 기록지의 한 표면과 접촉하도록 설치된 기록 위치에 기록지를 공급하기 위한 급지 수단 및 상기 기록지 더미로부터 기록지를 분리시키는 수단을 포함하는 잉크젯 기록 장치를 사용하여 상술한 바와 같은 기록지 위에 기록을 수행하는 잉크젯 기록 방법이 제공된다.
본 발명에 따른 기록지는 입경 5내지 200 nm범위의 미립자가 용지의 적어도 한 표면 위에 노출된 펄프 섬유 위에 이들의 섬유 형태를 보유하는 상태로 보지되는 것을 특징으로 한다. 그러나, 기록지의 기록 표면 위에 노출된 펄프 섬유가 모두 미립자로 덮이는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 기록지는 기록에 사용되는 표면(기록 표면)이 갖는 유일한 구조를 그 특징으로 한다. 예를 들면, 통상의 잉크젯용 코팅지는 그 코팅층이 두꺼워 그의 펄프 섬유가 코팅층으로 완전히 도포되기 때문에 그의 섬유 형태가 표면 위에 나타나지 않는다. 또한, 표면 위에 그의 섬유가 노출되어 있는 다른 통상의 코팅지는 직경 약 2 내지 30μm의 잡석 형태를 갖는 입자들과 섬유가 혼합물로서 존재하는 구조를 갖는다. 따라서, 이것은 입경 5 내지 200nm 범위의 미립자가 용지의 기록 표면 위에 노출된 펄프 섬유 위에 보지되는 본 발명에 따른 기록지와는 현저하게 다르다. 또한, 보통지의 표면 위에 노출된 펄프 섬유는 어떠한 미립자도 보지하고 있지 않아서, 그의 표면 구조도 본 발명에 따른 기록지의 표면 특성과는 상이하다.
본 발명의 바람직한 실시 태양에 따른 기록지의 기록 표면이 갖는 전형적인 표면 구조를 제1도 및 제2도에 도시하였다. 250배 확대 사진인 제1도로부터 명백해진 바와 같이, 펄프 섬유의 형태는 용지의 기록 표면 위에 불규칙적인 형태로 선명하게 나타난다. 제1도의 사진에 비해 2,000배로 확대한 사진인 제2도로부터 명백해진 바와 같이, 개별 섬유들이 미립자들로 덮여 있으면서도 개별 섬유들의 섬유 형태는 제1도에 나타난 바와 같이 보유된다. 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 기록지는 그의 기록 표면 위에 노출된 펄프 섬유의 표면에 미립자를 정착시킴으로써 제조된다. 본 발명은 이와 같이 미립자가 정착됨으로써 섬유 형태가 손상되지 않는다는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 기록지의 표면 구조는 통상의 코팅지 및 보통지와 명백하게 구별된다.
본 발명에 따른 기록지에 있어서, 그 기록 표면에 위치한 펄프 섬유가 그들의 섬유 형태를 보유하지 않는 부분이 일부 존재할 수 있다. 펄프 섬유가 기록 표면 위에서 그의 섬유 형태를 보유하고 있는 부분(미립자가 보지되는 부분과 보지되지 않는 부분을 포함)의 기록 표면에 대한 비율은 바람직하게 70% 이상, 보다 바람직하게는 90% 이상이어야 한다. 미립자가 코팅층을 형성하는 경우, 미립자의 도포율은 기록 표면에 위치한 전체 펄프 섬유의 50% 이상, 바람직하게는 70% 이상일 수 있다. 즉, 펄프 섬유의 전체 표면이 미립자를 주성분으로 하는 코팅층으로 덮이는 것이 바람직하다. 그러나, 펄프 섬유는 본 발명의 목적을 성공적으로 달성하는 범위 내에서 부분적으로 도포될 수도 있다. 미립자의 도포율은 제1도에 예시된 바와 같은 주사 전자 현미경 사진 등에 의해 육안으로 측정할 수 있다.
기능 분리형 구조를 갖는 본 발명의 기록지에 따르면, 그 기록 표면에 도포된 잉크 중의 염료와 같은 착색 물질은 주로 섬유의 표면 위에 보지되는 미립자에 의해 포획되는 반면, 잉크 중의 용매 성분은 수로 그 용지 층의 내부에 흡수된다. 이와 달리, 통상의 잉크젯용 코팅지에서는, 그 표면에 위치한 잡석 형태의 입자가 착색 물질을 포획하는 기능과 용매 성분을 흡수하는 기능을 모두 수행함으로써 우수한 잉크 흡수성 및 착색성과 같은 기록 성능을 나타낼 수 있다. 그러나, 이 코팅지의 경우에는 일부의 경우, 코팅층 및 잡석 형태의 입자가 기록 장치 중의 급지 시스템, 예를 들면 고무 롤러 및(또는) 이와 유사한 것을 구성하는 부품을 닳게 하고, 코팅층으로부터 탈리된 성분("먼지"라고 불리우며 주로 안료로 이루어짐)이 고무롤러에 부착되어 급지 특성의 결여를 초래하는 문제를 일으킬 수 있다. 보통지의 경우에는 이러한 문제가 감소되기는 하나, 착색 물질을 위한 특정 포획 부분이 없기 때문에 잉크 중의 착색 물질 및 용매 성분이 모두 용지의 펄프 섬유를 따라 용지 내부로 스며들어, 상술한 바와 같은 잉크 흡수성 및 광학 밀도에 대한 매우 만족스러운 특성들을 달성하기가 어렵다.
본 발명에 따른 기록지는 입경이 5 내지 200nm범위인 미립자를, 펄프 섬유 및 충전제를 주성분으로 하는 기지웹(base paper web)의 한 면, 바람직하게는 양면 중 기록 표면으로서 작용하는 부분 위에 노출된 펄프 섬유의 표면들 위에 보지시킴으로써 얻을 수 있다.
기지웹은 펄프 섬유 및 충전제를 주성분으로 하는 제지 원료를 당업계에서 그 자체에 공지된 방법에 따른 종이 제조 방법으로 처리함으로써 제조할 수 있다. 펄프 섬유로서는 통상의 제지 분야에 사용되는 것이면 어떠한 섬유상 펄프라도 특정제한없이 사용될 수 있다. 예를 들면, LBKP 및 NBKP를 비롯한 화학 펄프, 기계펄프, 재생 폐지, 비목질 펄프 또는 이들 재료 중 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.
기지웹의 제조에는, 주성분으로서 섬유상 펄프 및 충전제와, 제지용 사이징제 및 보조제와 같은 다른 임의의 성분들을 사용하여 종이를 제조하는 통상의 제지 공정을 이용할 수 있다.
충전제의 예로는 탄산칼슘, 카올린, 탈크 및 이산화티탄이 포함되며, 이 중 카올린이 특히 바람직하다. 잉크젯 기록용 잉크는 일반적으로 착색 물질의 용해 안정성을 개선시키기 위하여 암모니아(암모늄 이온) 또는 우레아와 같은 질소 화합물을 함유하기 때문에, 그 표면에서 착색 물질을 포획하는 기록 매체에 있어서, 질소화합물이 함유됨으로 인해 일부의 경우 착색 물질이 표면 위에서 응집되어 갈색으로 되는 문제가 일어날 수 있다. 그러나, 충전제로서 카올린을 사용하면 이러한 갈색화 현상이 방지된다는 잇점이 있다. 첨언하면, 갈색화 현상은 흑색 기록 영역의 색상이 불그스레한 갈색으로 보이는 현상이다.
사이징제의 예로는 로진 사이즈, 알킬케텐 이량체, 알케닐숙신산 무수물, 석유수지계 사이즈, 에피클로로히드린 및 아크릴아미드 등이 있다.
펄프 섬유의 표면 위에 보지되는 미립자로는, 입경이 5내지 200nm범위이고 잉크 중의 착색 물질을 포획하는 작용을 하는 한 무기계 미립자 및 유기계 미립자가 어떠한 제한 없이 사용될 수 있다. 그 바람직한 예로는 실리카, 합성 실리케이트, 알루미나, 알루미나 히드레이트, 산화티탄, 산화세륨 및 산화아연 등이 있다. 이들은 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 입경이 상기 범위 미만인 경우, 얻어진 기록지의 잉크 흡수성이 낮고, 기록지가 비딩 발생과 같은 문제를 일으키는 경향이 있다. 반면, 입경이 상기 범위를 초과하는 경우, 섬유 표면 중 미립자가 보지되어 있는 부분들의 비표면적이 감소되어, 제조된 기록지가 그에 도포된 잉크 중의 착색 물질 성분을 포획하는 성능이 감소되고, 형성된 화상의 광학 밀도가 감소되는 문제가 발생하는 경향이 있다.
섬유의 표면에 보지되는 미립자는 바람직하게 섬유의 표면 위에 1차 입자의 상태로 보지된다. 1차 입자들의 몇몇 응집체 및 통상적으로 알려져 있는 2차 입자들의 응집체가 섬유의 표면에 부착될 수도 있으나, 보지되는 미립자는 바람직하게 주로 1차 입자들로 구성된다.
추가로, 섬유의 표면에 실제로 보지되는 입자의 직경은 SEM 사진 등과 같은 확대 사진으로부터 직접 측정한 수십 내지 수백개 입자의 직경의 평균값으로서 얻을 수 있다. 입자가 구형이 아닌 경우에는 입자의 최장 직경과 최단 직경의 평균값을 입경으로서 한다.
기록지 중에 보지되는 미립자의 양은 바람직하게는 예를 들어 0.1 내지 6g/m2범위가 되도록 조절한다. 미립자가 기지의 한 면 위에 보지되는 경우, 미립자의 양은 바람직하게 0.05 내지 3g/m2범위가 되도록 조절한다.
섬유의 표면 위에 미립자를 보지시키는 것은, 미립자들을 결합시키는 결합제 성분으로서 작용하는 수지를 적당한 용매 중에서 미립자와 혼합시켜서 코팅 조성물을 제조하고, 이 코팅 조성물을 기지웹의 원하는 부분에 도포하고, 코팅 조성물을 건조시킴으로써 달성될 수 있다.
결합제 수지로는, 카제인, 전분, 셀룰로오즈 유도체(예; 카르복시메틸 셀룰로오즈 및 히드록시에틸 셀룰로오즈), 잉크 중의 친수성 수지 팽윤제(예; 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리아크릴산나트륨 및 폴리아크릴아미드), SBR 라텍스, 아크릴실 유화액, 분자 내에 친수성 잔기 및 소수성 잔기를 갖는 수지(예; 스티렌/아크릴산공중합체) 및 상기 사이징제로서 기재한 것들 등을 사용할 수 있다. 이들 수지는 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.
코팅 조성물의 도포량은 기록지 중에 보지되는 미립자의 양이 상술한 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다. 미립자 대 결합제 수지의 바람직한 혼합 중량비는 10/1 내지 1/5, 보다 바람직하게는 5/1 내지 1/2이다. 미립자의 비율이 상기 범위의 상한치보다 높으면, 얻어진 기록지의 표면 프로필이 본 발명에 정의된 표면 프로필과 같이 되더라도 일부의 경우 미립자의 먼지가 발생할 수 있다. 반면, 결합제 수지의 비율이 상기 범위의 상한치보다 높으면, 얻어진 기록지의 잉크 흡수성이 낮아지는 경향이 있고, 기록지가 블리딩을 일으키는 경향이 있다.
기지웹에 코팅 조성물을 도포하는 방법으로는, 직접 도포하는 방법, 조성물을 일단 다른 기재에 도포한 후 이것을 기지웹에 전사하는 방법, 및 분무기 등을 사용하여 코팅 조성물을 기지웹에 분무하는 방법 등을 이용할 수 있다. 직접 도포법의 예로는 롤 코팅법, 블레이드 코팅법, 에어 나이프 코팅법, 게이트 롤 코팅법, 사이즈프레싱 및 심사이저법(symsizer process)이 있다.
코팅 조성물의 건조는 예를 들면 고온 공기 건조 오븐 또는 가열 드럼을 사용하여 수행할 수 있다. 얻어진 기록지는 표면을 평활하게 하거나 또는 표면 강도를 개선시키기 위하여 추가로 수퍼칼렌더링을 수행할 수도 있다.
본 발명에 따른 기록지의 제조에 있어서, 코팅 조성물을 제조하는 단계, 코팅조성물을 기지웹에 도포하는 단계, 및 코팅 조성물이 도포된 기지웹을 건조시키는 각각의 단계에서, 미립자의 2차 응집을 일으키지 않는 조건을 적절하게 선택하는 것이 바람직하다. 코팅 조성물을 기지웹에 도포할 때에는 코팅 조성물이 용지 내부로 침투되지 않아 미립자가 기지웹의 표면 위에 노출된 펄프 섬유에 효과적으로 도포되는 조건을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 기록지의 수분 추출 pH는 용지의 보존 안정성 등에 따라 적합하게 선택할 수 있다. 예를 들면, 기지가 양호한 장기 보존 안정성을 필요로 하는 경우, 기지는 수분 추출 pH를 6 이상, 바람직하게는 7 이상으로 조절하는 것이 소망된다. 수분 추출 pH가 6 미만인 경우, 잉크 중에 사용된 착색 물질에 따라 기록지 위에 충분한 착색이 이루어지지 않는 경우가 있다는 단점이 있다. 수분 추출 pH의 상한치는 10 이하, 바람직하게는 9 이하인 것이 소망된다. 수분 추출 pH가 상기 상한치(pH 10)를 초과하는 경우, 착색 물질의 색이 용지 위에 충분히 나타나지 않는 경우가 있다는 단점이 있다. 수분 추출 pH는 JIS P 8133에 규정된 1.0g의 시험편을 JIS Z 8802에 따라 증류수 70ml 중에 함침시켜서 얻은 추출물의 pH를 측정하여 얻은 값이다.
본 발명에 따른 기지의 스퇴키그트 사이징도(Stockigt sizing degree)는 특정하게 제한되지 않으며, 양호한 잉크 정착 능력 및 건조 능력이 달성될 수 있는 범위로 적절하게 선택할 수 있다. 그러나, 스퇴키그트 사이징도는 바람직하게 10 내지 40초 범위로 조절한다. 스퇴키그트 사이징도가 상기 범위의 상한치보다 큰 경우, 얻어진 기록지의 잉크 흡수성, 구체적으로는 잉크 중의 용매 성분이 용지 중으로 침투 및 흡수되는 능력이 불충분해지는 경우가 있다. 반면, 스퇴키그트 사이징도가 상기 범위의 하한치보다 작으면, 표면 장력이 25 내지 40dyn/cm 범위와 같이 낮을 때, 일부의 경우 이러한 용지 위에 형성된 화상에 피더링 및 도트 게인 등이 발생할 수 있어서 화질이 불량해질 수 있다. 본 발명에 따른 기록지의 기본 중량은 급지 특성을 고려할 때 그 상한치가 바람직하게는 약 200g/m2이다. 그 하한치는 예를 들면 50g/m2이다. 기본 중량이 50g/m2미만인 경우, 얻어진 기록지가 뚫리거나 주름이 생기는 경우가 있다.
본 발명에 따른 기록지는 보통지로서의 촉감 및 취급성(표면 배치 및 물성 등)에 있어서 통상의 PPC용 중성지에 필적한다. 또한, 일반적인 잉크젯 잉크와 같이 착색 물질로서 음이온계 염료를 사용한 수계 잉크로 기록하는데 사용되는 경우, 블리딩의 발생을 보다 효과적으로 방지할 수 있고 양호한 광학 밀도를 갖는 매우 선명한 화상을 제공할 수 있다. 이 기록지에 따르면, 먼지로 인해 기록 장치에서 급지 특성이 결여되는 문제도 해결될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 태양 3 가지를 기재하기로 한다.
본 발명의 제1실시 태양에 따른 기록지는 상술한 바와 같은 유일한 표면 배치를 갖고, 표면 장력이 25 내지 35dyn/cm 범위인 잉크를 사용하여 브리스토우 시험(Bristow test)을 수행했을 때 두 흡수 계수, 즉 Ka1 및 Ka2(Ka1＜Ka2)를 가지며, 바람직하게는 하기 조건들을 만족시키도록 하는 방식으로 제조된다.
여기서, Th는 흡수 계수를 Ka1에서 Ka2로 변화시키는데 필요한 접촉 시간으로서 표면 장력이 25 내지 35dyn/cm인 잉크를 사용하여 측정한 값이고, tw, Kr 및 Ka는 각각 습윤 시간, 조도 지수 및 흡수 계수로서 표면 장력이 45 내지 60dyn/cm인 잉크를 사용하여 측정한 값이다.
이러한 기록지에 따르면, 흑색의 기록 화질이 보다 우수하게 형성될 수 있고, 흑색 잉크로 기록된 영역과 칼라 잉크로 기록된 영역 사이의 경계에서 블리딩이 발생하는 것을 감소시키기 위하여 높은 표면 장력을 갖는 흑색 잉크, 및 각각 낮은 표면 장력을 갖는 칼라 잉크들을 사용하는 기록 장치에서도 양호한 기록을 수행할 수 있다.
브리스토우 시험은 J'TAPPI(The Japanese Technical Association of the Pulp and Paper Industry)에 규정되어 있는 시험법으로서 J'TAPPI 제51번 "Testing Method for Liquid Absorptivity of Paper and Paperboard"에 상술되어 있다. 측정시, 브리스토우 시험 장치의 헤드 상자의 슬릿 폭은 사용되는 잉크의 표면 장력에 따라 조절한다. 사용된 잉크가 시험 용지의 뒷면을 통과할 때에는 이 점을 고려하지 않고 계산한다.
본 발명자들은 용지에 대한 브리스토우 시험 결과가 잉크젯 기록 성능과 상관관계를 갖는다는 것을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
기록지 A 내지 F에 대한 브리스토우 시험의 측정 결과를 제3도에 나타내었다. 그래프는 표면 장력이 45 내지 60dyn/cm인 잉크를 사용하여 측정함으로써 얻은 결과를 나타낸다. 또한, Th는 표면 장력이 25 내지 35dyn/cm인 잉크를 사용하여 측정하였다. 브리스토우 시험에서, 단위 면적당 액체의 전사량(v:ml/m2) 대 액체와 용지의 접촉시간의 1/2제곱[t1/2(msec1/2)]을 구할 수 있다. 습윤 시간(Wt) 및 조도 지수(Kr)는 각각 전사량이 일정할 때의 시간, 및 용지 내 중공의 평균 깊이이다. 흡수 계수(Ka)는 그래프의 기울기로 표시된다. 기록지 A 내지 F의 tw, Kr 및 Ka값은 다음과 같다.
기록지 A는 2.0≤Th, 2.0≤tw≤4.5, 5.0≤Kr 및 Ka≤5.0이므로 상기 조건들을 만족시킨다. 따라서, 이 기록지는 여러 가지 표면 장력을 갖는 잉크들을 사용하는 기록 장치에 사용될 때, 광학 밀도가 높고 블리딩을 일으키지 않으며 문자 가장자리가 뚜렷하고 샤프하며 내수성이 양호한 고선명도 화상을 제공할 수 있다. 특히, 흑색 잉크로서 높은 표면 장력을 갖는 잉크를, 칼라 잉크로서 각각 낮은 표면 장력을 갖는 잉크들을 사용하는 기록 장치에 본 발명에 따른 기록지를 사용하는 경우, 보다 우수한 효과를 얻을 수 있다.
기록지 B는 1.0≤tw≤4.5, 5.0≤Kr 및 Ka≤5.0이므로 광학 밀도가 높고 블리딩을 일으키지 않으며 내수성이 양호한 화상을 제공할 수 있다. 그러나, 이 용지는 2＞Th이므로, 특히 각각 낮은 표면 장력을 갖는 잉크들을 사용하는 기록 장치에 있어서는 잉크 흡수성이 너무 좋아 이 용지 위에 형성된 화상의 광학 밀도가 낮아지고, 문자 품위가 낮은 화상이 얻어지는 경향이 있다.
기록지 C는 1.0≤Th이므로 광학 밀도가 양호한 화상을 제공할 수 있다. 그러나, 이 용지는 tw＜2.0이므로 특히 높은 표면 장력을 갖는 잉크에서는 습윤 시간이 짧아 잉크가 용지의 섬유를 따라 퍼지기 쉽고 기록된 문자 가장자리가 들쭉날쭉해지고 얼룩지는 경향이 있다. 따라서, 이 용지 위에 형성된 화상은 문자 품위가 보다 낮은 경향이 있다.
기록지 D는 2.0≤Th이므로 광학 밀도가 양호한 화상을 제공할 수 있다. 그러나, 이 용지는 4.5＜tw이므로 습윤 시간이 너무 길어, 특히 각각 높은 표면 장력을 갖는 잉크들을 사용하는 기록 장치에서는 블리딩을 일으키는 경향이 있고, 잉크가 기록지 중에 완전히 흡수되기 어려워 그 위에서 건조된다. 따라서, 이 용지 위에 형성된 화상은 내수성이 보다 낮은 경향이 있다.
기록지 E는 2.0≤Th이므로 광학 밀도가 양호한 화상을 제공할 수 있다. 그러나, 이 용지는 Kr＜5.0이므로 용지의 표면적이 작고, 높은 표면 장력을 갖는 잉크를 사용하는 경우 잉크 중의 착색 물질이 잉크 중의 방수제에 결합하기 어려워, 이 용지 위에 형성된 화상은 내수성이 보다 낮은 경향이 있다.
기록지 F는 2.0≤Th이므로 광학 밀도가 양호한 화상을 제공할 수 있다. 그러나, 이 용지는 5.0＜Ka이므로 높은 표면 장력을 갖는 잉크를 사용하는 경우 잉크의 침투성이 너무 높아져서 잉크가 용지의 섬유를 따라 퍼지기 쉽고, 기록된 문자가장자리가 들쭉날쭉해지고 얼룩지는 경향이 있다. 따라서, 이 용지 위에 형성된 화상은 문자 품위가 보다 낮은 경향이 있다.
기록지가 상기 조건들을 만족시키는 한, 여러 가지 표면 장력을 갖는 잉크들을 사용하는 기록 장치에서도 광학 밀도가 높고 문자 품위 및 내수성이 양호한 화상을 제공할 수 있다.
본 발명의 제1실시 태양에 따른 기록지는 각각 높은 표면 장력을 갖는 잉크들 및 각각 낮은 표면 장력을 갖는 잉크들을 사용하는 장치에 사용하기에 적합하다. 본 발명에 따른 기록지 위에 흑색 잉크로서 높은 표면 장력(45 내지 60dyn/cm)을 갖는 잉크를, 노란색, 마젠타색 및 남색 잉크로서 낮은 표면 장력(25 내지 40dyn/cm)을 갖는 잉크를 사용하여 기록을 수행하는 경우, 광학 밀도가 높고 흑색 문자의 특성 및 내수성이 양호하며 블리딩을 일으키지 않는 고선명도 화상을 제공할 수 있다.
본 발명의 제2실시 태양에 따른 기록지는 상술한 바와 같은 유일한 표면 배치를 갖고, 그 기록 표면의 마찰력 보유도가 적어도 80%가 되도록 하는 방식으로 제조된다.
이러한 기록지에 따르면, 통상의 급지 시스템을 사용하는 기록 장치에 연속적으로 사용하는 경우에도 급지 시스템의 문제가 거의 발생하지 않는다.
본 명세서에 사용되는 마찰력의 보유도는 다음과 같은 방법에 의해 측정한 값을 의미한다.
즉, 마찰력의 보유도는 일정한 하중 하에 예정된 시간 동안 평판형 고무 재료로 기록지의 표면을 러빙한 후의 고무 재료 및 기록지 표면간의 마찰력(F2) 대 러빙하기 전의 고무 재료 및 기록지 표면간의 마찰력(F1)의 비율(F2/F1)이다.
상기 측정은 18 내지 28℃ 및 40 내지 65% RH 환경 하에, 고무 재료로서 두께가 1 내지 10mm이고 면적이 5 내지 10cm2인 거의 사각 형태로 성형된 EPDM(에틸렌-프로필렌-디엔 고무)를 사용하여 수행한다. 마찰력(F1)은 약 40g/cm2의 하중 하에 측정된 고무 재료와 기록지 표면간의 정전 마찰력이다. 고무 재료와 기록지 표면간의 러빙은, 수평면 위에 놓인 기록지 표면 위에서 40g/cm2의 하중 하에 고무 재료를 25cm 거리로 약 2 내지 5cm/초의 속도로 수평 이동시키는 조작을 10회 반복함으로써 수행한다. 마찰력(F2)은 러빙된 고무 재료와 러빙되지 않은 기록지 표면간의 정전 마찰력으로 F1의 측정 방법과 동일한 방법으로 측정한다.
기록지 표면의 마찰력의 보유도는, 상술한 특정 제조 수단 중에서, 표면에 도포되는 미립자의 입경 및 양, 표면에 도포되는 미립자 대 결합제의 혼합비, 기지에 대한 결합제의 침투도, 및 용지(기지)의 사이징도 등을 조절하고 미립자를 기지의 양 표면에 도포함으로써 조절할 수 있다. 도포되는 미립자의 입경 및 양, 미립자 대 결합제의 혼합비, 및 결합제의 침투도가 특히 중요하다.
미립자 대 결합제 수지의 혼합 중량비는 10/1 내지 1/2, 보다 바람직하게는 4/1 내지 1/1이다. 수지를 너무 다량으로 사용하면 마찰력의 보유도를 조절하는데는 효과적이나 얻어진 기록지의 잉크 흡수성이 저하되어 그 위에 형성된 화상의 선명도가 저하된다. 반면, 수지를 너무 소량으로 사용하면 마찰력의 보유도를 조절하기가 어렵다.
본 발명의 제3실시 태양에 따른 기록지는 상술한 바와 같은 유일한 표면 배치를 갖고, 표면 장력이 30±2dyn/cm인 액체를 사용하여 측정한 뒤배임도(degree of show-through)가 0.05 내지 0.25, 바람직하게는 0.05 내지 0.20 범위가 되도록 하는 방식으로 제조된다. 본 명세서에 사용되는 표면 장력은 23±2℃ 환경 하에 측정된 값이다.
본 명세서에 사용되는 뒤배임도(S)는 18 내지 28℃ 및 45 내지 65% RH 환경 하에, 물, 유기 용매, 계면 활성제 및 다른 첨가제 성분으로 이루어지고 특정 표면장력을 갖는 시험액을 제조하고, 이 시험액을 시험하고자 하는 기록지의 기록 표면에 잉크젯 기록 헤드 등을 사용하여 27±2nl/mm2의 밀도로 도포하고, 도포 후 24시간이 경과되었을 때 맥베쓰(Macbeth) 밀도계 등을 사용하여, 기록 표면 중 시험액이 도포된 영역에 대응하는 뒷면 부분의 광학 밀도(OD1), 및 기록 표면 중 시험액이 도포되지 않은 영역에 대응하는 뒷면 부분의 광학 밀도(OD2)를 측정하고, 하기 식에 따라 계산함으로써 얻은 값이다.
S=(OD1)-(OD2)
이하, 상기 시험액의 조성을 예시한다.
[시험액의 조성예]
표면 장력 : 31 dyn/cm
디에틸 글리콜 10부
글리세롤 5부
우레아 7.5부
아세틸렌 글리콜 1부
염료(후술함) 4부
물 72.5부
염료로는 후술하는 바와 같은 염료들을 단독으로 또는 조합하여 사용한다.
시험액의 조성으로는 그 표면 장력이 상기 범위 내인 한 어떠한 액체라도 사용 가능하다. 그러나, 시험액 중의 염료의 농도는 4 내지 4.5중량% 범위이어야 한다. 또한, 25℃ 환경 하에 측정한 점도가 2±0.2cP 범위인 액체를 사용한다.
본 발명에 따른 기록지의 뒤배임도는 완전 칼라 기록을 수행할 때 보통지 형태의 용지 시이트 중 용지층 내부에서의 착색 물질의 분산 상태를 나타내는 지수로서 작용한다. 상기 방법에 따라 지수로서 뒤배임도를 사용하여 기록지를 제조하는 경우, 광학 밀도가 높고 양면에서 블리딩을 일으키지 않는 고품질의 화상을 제공할 수 있는 기록지를 제조할 수 있다.
용지의 뒤배임도는 상술한 특정 제조 수단 중에서, 표면에 도포되는 미립자의 입경 및 양, 기지의 기본 중량 및 기지의 불투명도 등, 추가로 그 위에 양 이온계 물질이 도포되는 경우 표면에 도포되는 양 이온계 물질의 양 및 기지로의 침투도를 조절하여 미립자를 기지의 양 표면에 도포함으로써 조절할 수 있다. 도포되는 미립자의 입경 및 양, 양 이온계 물질의 사용, 및 양 이온계 물질의 양 및 기지로의 침투도가 특히 중요하다.
양 이온계 물질로는 양 이온계 저분자량 물질 및 양이온계 고분자량 물질 어느 것도 사용 가능하며, 그 예들은 다음에 기재한다. 본 발명의 이 실시 태양에 따른 기록지는 적어도 1종의 양 이온계 물질을 함유시켜서 얻을 수 있다. 구체적으로는, 분자랑이 1,000 이하인 양 이온계 물질, 및 분자량이 2,000 이상인 양이온계 고분자량물질을 조합하여 사용할 때, 얻어진 기록지의 내수성, 착색성 및 화질이 개선될 수 있다.
바람직하게 100 내지 710의 분자량을 갖는 양이온계 저분자량 물질의 특정예로는 1급, 2급 및 3급 아민염류 화합물(예; 라우릴아민, 코코넛아민, 스테아릴아민 및 로진아민 등의 히드로클로라이드 및 아세테이트), 4급 암모늄염류 화합물(예; 라우릴트리메틸암모늄 클로라이드, 라우릴디메틸벤질암모늄 클로라이드, 벤질트리부틸암모늄 클로라이드 및 벤즈알코늄 클로라이드), 피리디늄염류 화합물(예; 세틸피리디늄클로라이드 및 세틸피리디늄 브로마이드), 이미다졸린류 양이온계 화합물(예; 2-헵타데세닐히드록시에틸이미다졸린), 및 고급 알킬아민의 산화에틸렌 부가물(예; 디히드록시에틸스테아릴아민)이 포함된다. 금속 화합물도 사용할 수 있으며, 그 특정 예로는 락트산알루미늄, 염기성 폴리히드록시알루미늄, 염화알루미늄, 알루미늄산나트륨 및 아크릴산알루미늄이 포함된다.
분자량이 2,000 이상, 바람직하게는 10,000 내지 1,000,000인 양이온계 고분자량물질의 특정 예로는 폴리알릴아민 및 그의 히드로클로라이드, 폴리아민 술폰 및 그의 히드로클로라이드, 폴리비닐아민 및 그의 히드로클로라이드, 및 키토산 및 그의 아세테이트가 포함된다. 양이온계 고분자량 물질은 이들 물질에 제한되는 것은 아니며, 이들 중합체의 염도 히드로클로라이드 및 아세테이트에 제한되는 것은 아니다. 비이온계 고분자량 물질을 부분적으로 양이온화하여 사용할 수도 있다. 그의 특정 예로는 비닐피롤리돈과 아미노알킬 아크릴레이트의 4급 암모늄염과의 공중합체, 아크릴아미드와 아미노메틸아크릴아미드의 4급 암모늄염과의 공중합체가 포함된다. 그러나, 부분적으로 양이온화된 고분자량 물질이 이들 중합체에 제한되는 것은 아니다. 상술한 양이온계 고분자량 물질은 수용성인 것이 가장 만족스럽다. 그러나, 이들은 라텍스 또는 에멀젼과 같은 분산액 형태로 제공될 수도 있다.
조합하여 사용하는 경우, 양이온계 저분자량 물질 대 양이온계 고분자량 물질의 바람직한 혼합 중량비는 20/1 내지 1/20, 보다 바람직하게는 1/1 내지 1/9 범위이다. 이들을 상기 범위로 사용하는 경우, 얻어진 기록지는 내수성이 우수하고 화질 및 광학 밀도가 뛰어난 화상을 제공할 수 있다는 효과가 있다. 이들 양이온계 물질은 0.1 내지 6g/m2, 바람직하게는 1 내지 4g/m2의 양으로 기록지에 도포한다.
상술한 바와 같이, 뒤배임도는 장지의 기본 중량 및 불투명도에 의해서도 영향을 받는다. 본 발명의 제3실시 태양에 따른 기록지에서, 그 기본 중량은 바람직하게 50 내지 100g/m2, 보다 바람직하게는 70 내지 90g/m2범위로 조절되고, 불투명도는 80 내지 95% 범위로 조절된다.
뒤배임도가 상기 범위의 하한치 미만인 경우, 잉크 중의 용매가 기록지 내부로 침투되는 것이 느려지고, 잉크가 기록 표면을 따라 흘러 나오기 쉬워져서 블리딩을 일으키기 쉽다. 반면, 뒤배임도가 상기 범위의 상한치를 초과하는 경우, 잉크 중의 착색 물질이 기록지 내부로, 또는 극단적인 경우 용지의 후면까지 깊이 침투하기 쉬워져서, 형성된 화상의 광학 밀도가 낮아지는 경향이 있다. 또한, 이렇게 뒤배임도가 높으면 일부의 경우 양면 기록을 방해할 수도 있다.
상술한 바와 같이 제조된 본 발명에 따른 기록지 위에 잉크젯 시스템을 이용하여 화상을 형성하는 방법은 다음과 같다.
화상 형성에 사용되는 잉크로는 잉크젯 시스템에 적용 가능한 잉크인 한 어떠한 잉크라도 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 필수 성분으로서 화상을 형성하기 위한 착색 물질, 및 착색 물질을 용해 또는 분산시키기 위한 용매 성분으로 이루어지는 잉크를 사용할 수 있다.
잉크에 사용되는 착색 물질의 예로는 직접 염료, 산성 염료, 염기성 염료, 반응성 염료, 식용 색소, 분산 염료, 오일 염료 및 각종 안료가 포함된다. 예를 들면, 통상적으로 알려져 있는 염료들은 어떠한 제한 없이 사용될 수 있다. 일반적인 잉크젯용 잉크에서와 같이 음이온기를 갖는 수용성 염료를 사용하는 경우, COLOR INDEX에 기재되고 각각 음이온기를 갖는 직접 염료 또는 반응성 염료를 사용할 수 있다. COLOR INDEX에 기재되어 있지 않은 염료도 음이온기(예: 술폰기 또는 카르복실기)를 갖는 한 특정 제한 없이 사용될 수 있다. 본 발명에 사용되는 수용성염료 중에는 용해도가 pH에 의존하는 것들도 포함될 수 있다.
잉크 중의 착색 물질의 함량은 잉크에 요구되는 특성 등을 기준으로 하여 결정한다. 그러나, 착색 물질은 일반적으로 약 0.1 내지 20중량%의 농도로 사용될 수 있다.
잉크를 위한 용매 성분으로는 예를 들면 물 또는 물과 수용성 유기 용매의 혼합물이 바람직하게 사용될 수 있다. 수용성 유기 용매의 특정 예로는 아미드(예: 디메틸포름아미드 및 디메틸아세토아미드), 케톤(예: 아세톤), 에테르(예: 테트라히드로푸란 및 디옥산)폴리알킬렌 글리콜(예: 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜), 알킬렌 글리콜(예: 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부틸렌 글리콜, 트리에틸렌글리콜, 티오디글리콜, 헥실렌 글리콜 및 디에틸렌 글리콜), 1,2,6-헥산트리올, 다가알코올의 저급 알킬 에테르(예: 에틸렌글리콜 메틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 및 트리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르), 1가 알코올(예: 에탄올, 이소프로필 알코올, n-부틸 알코올 및 이소부틸 알코올), 글리세롤, N-메틸-2-피롤리돈,1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 트리에탄올아민, 술폴란 및 디메틸 술폭시드 등이 포함된다. 이들 용매는 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 잉크 중의 수용성 유기 용매의 함량에는 특정하게 제한되지 않는다. 그러나, 바람직하게는 잉크의 총중량을 기준으로 하여 1 내지 50중량%, 보다 바람직하게는 2 내지 30중량%이다.
본 발명에 사용되는 잉크에서, 필요한 경우, 점도 개질제, pH 조절제, 방부제(곰팡이 방지제), 계면 활성제, 산화방지제 및 증발 촉진제와 같은 각종 첨가제를 혼입시킬 수도 있다. 계면 활성제를 사용하는 경우에는 잉크가 기록지 내로 침투되는 능력을 조절한다는 관점에서 이들을 선택하는 것이 특히 중요하다.
본 발명에 따른 기록지에 기록할 때, 표면 장력이 25 내지 60dyn/cm인 잉크가 바람직하게 사용될 수 있다. 그러나, 기록지의 특성들을 보다 잘 나타내기 위해서는 노란색, 남색 및 마젠타색 잉크와 같은 각각의 칼라 잉크의 표면 장력이 25 내지 40dyn/cm 범위이고, 흑색 잉크의 표면 장력이 45 내지 60dyn/cm 범위인 것이 바람직하다. 각각 상기 범위의 표면 장력을 갖는 잉크를 사용하면, 잉크의 건조 능력이 개선되고, 흑색 잉크와 칼라 잉크로 기록된 영역 사이의 경계에서 블리딩이 일어나지 않는다.
본 발명에 따른 기록지에 잉크젯 기록을 수행하는데 유용한 잉크젯 기록 장치로는, 여러 가지 기록 수행 원리 중 어느 하나를 이용하여 수계 잉크의 소적이 잉크의 유동 경로(오리피스)로부터 토출되는 잉크젯 기록장치라면 어느 것이나 사용 가능하다. 그 전형적인 예로는 일본국 특허 공개 제54-59936호에 기재된 시스템을 들 수 있는데, 이는 잉크의 유동 경로에서 잉크에 가해진 열 에너지의 작용에 의해 잉크가 신속한 부피 변화를 일으키고, 잉크가 이러한 상태 변화로 발생된 작용력에 의해 잉크 유동 경로의 끝에 위치한 토출 오리피스 밖으로 토출된다.
이하, 본 발명의 잉크젯 기록 방법에 사용 가능한 잉크젯 기록 장치의 예를 도면을 참조로 하여 후술한다. 본 발명의 장치의 주된 구성 요소인 기록 헤드의 구조를 제4도, 제5도 및 제6도에 예시하였다. 제4도는 잉크의 유동 경로를 따라 절취한 기록 헤드의 단면도이고, 제5도는 제4도의 5-5선을 따라 절취한 단면도이다. 기록헤드(13)는 잉크가 통과하는 홈(14)을 갖는 유리, 세라믹 및 플라스틱 판 등을 가열헤드(15)(가열 헤드의 구조는 도면에 예시된 것에 제한되지 않음)에 부착시켜서 형성한다. 가열 헤드(15)는 양호한 방열성을 갖고 알루미나 등으로 제조된 기판(20)위에 축열층(19), 니크롬 등으로 제조된 내열층(18), 알루미늄 등으로 제조된 전극(17-1) 및 (17-2), 및 보호층이 순차적으로 적층되어 구성되고, 전극(17-1) 및 (17-2)에 에너지를 가하여 내열층(18) 중 전극이 적층되지 않은 부분(n으로 표시된 영역의 부분)에 열을 발생시킴으로써 그 위에 위치한 잉크에 열 에너지를 인가한다.
기록시 잉크(21)를 홈(14)의 말단부에 위치한 작은 개구부인 토출 오리피스(22)에 충전한다. 이 상태에서 기록 신호에 따라 전극(17-1) 및 (17-2)에 에너지를 가하면, 가열 헤드(25)가 n으로 표시된 영역에서 신속하게 발열하여 이 영역과 접촉하고있는 잉크(21)에 거품을 형성하고, 이 압력에 의해 잉크(21)가 오리피스(22)로부터 기록지(15) 방향으로 소적(24)의 형태로 토출된다.
제6도는 제4도에 나타낸 헤드를 다수 병렬시킨 멀티 헤드의 외관을 나타낸 것이다. 이 멀티 헤드는 나란히 배열된 잉크 유동 경로들을 제한하는 다수의 홈(26)을 갖는 홈판(27)을 제4도에 나타낸 것과 동일한 가열 영역(n)이 각 흠들에서 예정된 위치에 배열되도록 가열 헤드(28)에 연결시킴으로써 수득된다.
제7도는 제6도에 도시된 멀티 헤드가 삽입된 잉크젯 기록 장치의 예를 나타낸 것이다. 제7도에서, 참조 번호(61)는 소제용 부재로서 작용하는 블레이드를 나타내며, 그 한 쪽 끝은 블레이드 고정 부재에 의해 고정되어 캔틸레버(cantilever)를 형성하는 고정단이다. 블레이드(61)는 기록 헤드가 작동하는 영역에 인접한 위치에 제공되고, 본 실시 태양에서는 기록 헤드의 이동 경로에 돌출되는 형태로 유지된다. 참조 번호(62)는 블레이드(61)에 인접한 호움(home) 위치에 제공되어 기록 헤드의 이동 방향과 수직 방향으로 움직이고 토출구의 면에 접촉되어 이를 덮도록 구성된 캡을 나타낸다. 참조 번호(63)는 블레이드(61)에 인접하게 제공된 잉크 흡수 부재를 나타내며, 블레이드(61)와 마찬가지로 기록 헤드의 이동 경로에 돌출되는 형태로 유지된다. 상기 블레이드(61), 캡(62) 및 흡수 부재(63)가 토출 회복부(64)를 구성하며, 여기서 블레이드(61) 및 흡수 부재(63)는 잉크 토출구의 면으로부터 물, 먼지 등을 제거한다.
참조 번호(65)는 잉크젯 기록 방식에 따라 기록을 수행하고 예를 들면 제4도 내지 제6도에 나타낸 바와 같이 잉크가 열 에너지에 의해 토출되는 구성을 갖는 기록 헤드를 나타낸다. 참조 번호(66)는 기록 헤드(65)를 탑재시켜 기록 헤드(65)가 이동할 수 있도록 한 운반체이다. 운반체(66)는 가이드축(67)과 미끄러지듯 맞물려있고, 그 일부는 모터(68)에 의해 추진되는 벨트(69)에 연결되어 있다(도시하지 않음). 따라서 운반체(66)는 가이드축(67)을 따라 이동할 수 있어서 기록 헤드(65)가 기록 영역으로부터 그에 인접한 영역으로 이동할 수 있게 한다.
참조 번호(51) 및 (52)는 각각 기록지가 분리되어 삽입되는 급지부, 및 모터(도시하지 않음)에 의해 추진되는 급지롤러를 나타낸다. 이러한 구성에서, 기록지는 기록 헤드의 토출구 면에 반대쪽 위치로 공급되고 기록이 수행됨에 따라 배지 롤러(53)가 장착된 배지부로부터 배출되어 나온다.
상기 구성에서, 헤드 회복부(64) 내의 캡(62)은 기록 헤드(65)가 그의 호움 위치로 되돌아올 때, 예를 들면 기록을 종료한 후에 기록 헤드(65)의 이동 경로로부터 후퇴하고, 블레이드(61)는 이동 경로로 돌출한 채로 남아있다. 그 결과, 기록 헤드(65)의 토출구 면이 소제된다. 캡(52)이 기록 헤드(65)의 토출구 면을 덮기 위해 그것에 접촉하려 할 때, 캡(62)은 기록 헤드(65)의 이동 경로에 돌출되도록 이동한다.
기록 헤드(65)가 그의 호움 위치로부터 기록 개시 위치로 이동할 때, 캡(62) 및 블레이드(61)는 상술한 바와 같은 소제시의 위치와 동일한 위치에 있게 된다. 결과, 기록 헤드(65)의 토출구 면은 이 이동시에도 소제된다.
기록 헤드(65)의 호움 위치로의 상기 이동은 기록 종료시 또는 기록 헤드의 토출 회복시 뿐만 아니라, 기록 헤드가 기록을 위해 기록 영역간을 이동하는 사이에 소정의 간격으로 각 기록 영역에 인접한 호움 위치로 이동할 때에도 일어나며 그 이동에 따라 토출구 면이 소제된다.
칼라 기록의 경우에, 남색, 마젠타색, 노란색 및 흑색 잉크용 토출 오리피스가 나란히 배열되어 있는 기록 헤드를 사용하거나, 또는 남색, 마젠타색, 노란색 및 흑색 잉크용 기록 헤드들을 나란히 배열시켜서 사용함으로써 기록을 수행할 수 있다.
이 경우, 1개의 토출 오리피스 또는 다수의 토출 오리피스를 통해 각각의 칼라 잉크가 토출되어 동일한 색을 갖는 둘 이상의 잉크 소적을 동시에 기록지에 도포할 수 있다.
제8도는 전형적인 급지 기작을 나타낸 것이다. 제8도에서, 참조 번호(1)는 급지 트레이를 나타낸다. 반원통형 급지롤러(3)(급지 수단)는 시계 반대 방향으로 회전하여 상기 트레이 위에 쌓여 있는 기록지(2)들 중 최상부에 놓인 용지의 기록면에 접촉된다. 이때, 분리용 집개(10)에 의해 단 1장의 용지가 분리되어 압판에 제공된다. 분리용 집개의 이용 방법은 잘 알려져 있다. 분리용 집개(10)는 기록지 더미의 귀퉁이에 의해 걸리도록 하여 단 1장의 용지만이 용지 자체의 강도를 이용하여 분리되도록 설치된다.
참조 번호(6)은 잉크젯 헤드이고, (5) 및 (7)은 급지롤러이며, (8)은 배출 트레이이다.
이하, 본 발명을 하기 실시예를 통해 보다 상세하게 설명할 것이다. 하기 실시예에서 사용되는 모든 "부"는 다른 표시가 없는 한 평균 중량부를 의미한다.
[실시예 1]
1) 기지의 제조:
당업계에서 그 자체에 공지된 방법에 따라, 원료 펄프로서 LBKP 90부 및 NBKP 10부를 혼합하고, 이 혼합물을 비팅(beating)한 후, 카올린(Tsuchiya Kaolin Ind., Ltd.제) 7부, 중성 로진 사이즈(Sizepine NT, 상표명, Arakawa Chemical Industries, Ltd.제) 0.07부 및 양이온계 전분 0.2부를 상기 혼합물에 혼입시킴으로써, 기본 중량이 80g/m2이고 스퇴키그트 사이징도가 12초인 기록지 제조용 기지웹을 제조하였다.
2) 기록지의 제조:
하기 표 1에 기재된 성분들을 혼합하여 코팅 조성물을 제조하였다. 코팅 조성물을 도포기에 의해 종이시트(방출 공정 용지, Nippon Kakoseishi K.K.제)에 도포하고 절반 건조될 때까지 50℃에서 건조시켰다. 상기 종기시트를 그 코팅면이 기지웹의 표면과 접촉되도록 단계 1)에서 제조한 기지웹의 한 면 위에 적층시키고, 적층물에 압력을 가하였다. 이어서, 방출 공정 용지를 기지웹으로부터 분리시키고, 미립자 등이 전사된 기지웹의 표면을 건조시켰다. 기지웹의 다른 면에 상기 공정을 반복 수행하여 미립자 등이 그 양 면에 전사된 본 발명에 따른 기록지(1-1)를 얻었다. 이 기록지의 건조 도포량은 4g/m2로 하였다.
기록지(1-1)의 표면의 주사 전자 현미경 사진을 제1도(250배 확대) 및 제2도(2,000배 확대)에 나타내었다. 제2도에서 명백해진 바와 같이, 초미립자들은 기록지의 표면 위에 이들의 섬유 형태가 보유되는 상태로 섬유 위에 보지된다. 기록지의 양 면 위에 동일한 보지 상태가 관찰되었다.
[표 1]
하기 표 2에 기재된 성분들을 혼합하여 제조한 코팅 조성물들을 단계 1)에서 제조한 기지의 양 면 위에 건조 도포량 4g/m2로 각각 분무 및 건조시키는 공정을 반복하여 본 발명에 따른 기록지(1-2) 및 (1-3)을 수득하였다. 주사 전자 현미경 사진을 통해 기록지(1-2) 및 (1-3)의 양면을 관찰한 결과, 초미립자들이 기록지(1-1)와 마찬가지로 이들의 섬유 형태를 보유하는 상태로 섬유 위에 보지된다는 것을 알았다.
[표 2]
하기 표 3에 기재된 성분들을 혼합하여 제조한 코팅 조성물을 단계 1)에서 제조한 기지웹의 양면에 도포하였다. 이 코팅 조성물은 정치시 겔화되어 비유동적이었는데, 이것을 80℃로 가열하고 교반하여 코팅 조성물을 재구성하였다. 이 코팅조성물을 바아 도포기를 사용하여 단계 1)에서 제조한 기지웹의 양면에 건조 도포량 5g/m2으로 도포 및 건조시키는 공정을 반복하여 본 발명에 따른 기록지(1-4)를 수득하였다. 주사 전자 현미경 사진을 통해 기록지(1-4)의 양면을 관찰한 결과, 초미립자들이 기록지(1-1)와 마찬가지로 이들의 섬유 형태를 보유하는 상태로 섬유 위에 보지된다는 것을 알았다.
[표 3]
3) 잉크젯 기록:
하기 표 4에 기재된 성분들을 혼합하여 제조한 혼합물을 기공 크기가 0.22μm인 막 여과기(Fluoropore Filter, 상표명; Sumitomo Electric Industries, Ltd.제)를 통해 가압하에 따로 여과함으로써 노란색(Y), 마젠타색(M), 남색(C) 및 흑색(Bk) 잉크들을 수득하였다.
[표 4]
상기 기록지(1-1) 내지 (1-4) 및 잉크(4 종류)를 사용하여, 잉크의 소적이 열에너지에 의해 토출되는, 단위 mm당 16개의 노즐을 갖는 잉크젯 방식의 드롭-온-디맨드(Drop-on-demand)식 잉크젯 헤드가 장착된 잉크젯 기록 장치를 사용하여 각각의 기록지 샘플의 양면 위에 칼라 화상을 형성(기록)하고, 이렇게 하여 형성된 화상들을 하기 항목들에 대하여 평가하였다. 각 기록지에 대한 평가 결과를 하기 표 6에 기재하였다.
1. 광학 밀도:
각각 흑색, 노란색, 남색 및 마젠타색 잉크를 사용하여 기록함으로써 모든 화소에 도트가 형성된 100% 효율의 배타 기록물을 제조하였다. 기록물 샘플을 12시간 동안 방치한 후 그 광학 밀도를 반사 밀도계(상표명: Macbeth RD918, Macbeth Co.제)를 사용하여 측정하였다.
2. 내블리딩성:
도트가 흑색, 노란색, 마젠타색, 남색, 청색, 녹색 및 적색의 모든 화소에서 형성된 100% 효율의 배타 영역을 상호 인접하게 기록하였다. 이렇게 하여 얻은 기록물 샘플을 각 색들간의 경계에서 발생한 색 번짐도 및 불균일한 색 혼합(블리딩)에 대해 육안으로 관찰하여, 내블리딩성을 경계선이 직선으로서 명확하고 판독 가능한 경우에는 AA, 경계선이 명확하지만 선이 다소 불량한 경우에는 A, 잉크가 상호 혼합되어 경계선이 판독 불가능한 경우에는 C, 또는 블리딩 정도가 등급 A 및 C 사이인 경우에는 B로 나타낸다.
[비교예 1-1]
기록지(1-5)로서 PPC지(상표명:L 용지, FUJI XEROX제)를 그대로 사용하여 잉크젯 기록을 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 그의 기록 성능을 평가하였다. 수득한 결과를 하기 표 6에 기재하였다.
[비교예 1-2]
하기 표 5에 기재된 성분들을 혼합하여 코팅 조성물을 제조하고, 이 조성물을 바아 도포기를 사용하여 실시예 1에서 제조한 기지웹의 한 면에 건조 도포량 10g/m2로 도포하고 건조시켜 기록지(1-6)를 얻었다.
[표 5]
상기에서 수득한 기록지(1-6)을 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크젯 기록을 진행하여 그의 기록 성능을 측정하였다. 수득한 결과를 표 6에 기재하였다.
[표 6]
상기 실시예 및 비교예에서 명백해진 바와 같이, 본 발명에 따른 기록지는 칼라 잉크젯 기록에서도 높은 광학 밀도를 갖고 블리딩이 일으키지 않는 등의 뛰어난 잉크젯 기록 성능을 갖는다. 또한, 본 발명의 기록지는 종래의 잉크젯 기록용 코팅지와는 달리 코팅층이 제공되지 않고, 주로 잉크 중의 착색 물질을 포획하는 미립자들이 용지 표면 위에 노출된 섬유의 표면 위에 이들의 섬유 형태를 보유하는 상태에서 보지되도록 구성되기 때문에, 용지 표면으로부터 미립자들이 거의 탈리되지 않아(즉, 먼지를 거의 발생시키지 않아) 기록 장치에서 수회 사용된다 하더라도 급지 특성이 결여되지 않아서 기록을 원활하게 수행할 수 있다. 본 발명에 따른 기록지는 기록시 그 양면을 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 기록지는 보통지에 필적하는 촉감 및 취급성을 갖고 연필로 필기할 때 필기성이 우수하여 전자사진 기록용 토너 전사지로서 사용될 수도 있다.
[실시예 2]
[기지의 제조]
원료 펄프로서 430ml의 C.S.F.에 비팅한 NBKP 20부 및 LBKP 80부의 혼합물에 양이온계 전분 0.2부 및 카올린(Tsuchiya Kaolin Ind., Ltd.제) 10부를 혼입시켜서, 당업계에 공지된 방법에 따라 기본 중량이 82g/m2인 기지웹 A를 제조하였다.
이 혼합물에 중성 로진 사이즈 (상표명:Sizepine NT, Arakawa Chemical Industries, Ltd.제) 0.05부, 황산알루미늄 0.1부, 양이온계 전분 0.3부 및 카올린(Tsuchiya Kaolin Ind., Ltd.제) 10부를 혼입시켜서, 당업계에 공지된 방법에 따라 기본 중량이 80g/m2인 기지웹 B를 제조하였다.
중성 로진 사이즈의 양을 각각 0.2부 및 0.4부로 대체시킨 것을 제외하고는 기지웹 B에서와 통일한 방법으로 기지웹 C 및 D를 제조하였다.
기지웹 B 중의 카올린 대신 침지된 탄산칼슘(상표명:TP-121, OKUTAM AKOGYO CO., LTD.제)을 사용하고, 양이온계 전분 및 중성 로진 사이즈(Sizepine NT, 상표명, Arakawa Chemical Industries, Ltd.제)의 양을 각각 0.5부 및 0.03부로 하고, 황산알루미늄 대신 폴리아크릴아미드(Harima Chemicals, Inc.제) 0.2부를 사용한 것을 제외하고는 기지웹 B에서와 동일한 방법으로 기지웹 E를 제조하였다.
[기록지의 제조]
하기 코팅 조성물(2-1)을 실시예 1의 기록지(1-1)와 동일한 방법으로 기지웹 A에 건조 도포량 3g/m2로 도포하여 기록지(2-1)를 제조하였다.
코팅 조성물(2-1)을 이와 동일한 방법으로 기지웹 B에 건조 도포량 2g/m2로 도포하여 기록지(2-2)를 제조하였다.
하기 코팅 조성물(2-2)을 이와 동일한 방법으로 기지웹 C에 건조 도포량 2g/m2로 도포하여 기록지(2-3)를 제조하였다.
코팅 조성물(2-1)을 이와 동일한 방법으로 기지웹 B에 건조 도포량 4g/m2로 도포하여 기록지(2-4)를 제조하였다.
코팅 조성물(2-1):
합성실리카의 초미립자 2부
(상표명: 에어로실 MOX-80, Degussa 제)
폴리비닐 알코올 2부
(상표명: PVA-205, Kuraray Co., Ltd. 제)
물 96부
코팅 조성물(2-2):
코팅 조성물(2-1)의 실리카를 슈도보에마이트(상표명:AS-3, Catalysts Chemicals Industries Co., Ltd.제)로 대체시킨 것을 제외하고는 코팅 조성물(2-1)과 동일한 방법으로 제조하였다.
하기 코팅 조성물(2-3)을 실시예 1의 기록지(1-1)와 동일한 방법으로 기지웹 E에 건조 도포량 3g/m2로 도포하여 기록지(2-5)를 제조하였다.
코팅 조성물(2-3):
알루미나 10부
(상표명: AKP-GO15, Sumitomo Chemical Co., Ltd. 제)
폴리비닐 알코올 10부
(상표명: PVA-205, Kuraray Co., Ltd. 제)
폴리알릴아민 염화수소화물 1부
(PAA-HCl-3L, Nitto Boseki Co., Ltd. 제)
물 79부
상기 기록지의 표면 구조를 주사 전자 현미경을 통해 관찰하였다. 그 결과, 미립자들이 섬유 위에 이들의 섬유 형태를 보유하는 상태로 보지된다는 것을 알았다.
[잉크 조성물]
잉크 A (표면장력 : 30 dyn/cm)
염료 x부
글리세롤 5.0부
티오디글리콜 10.0부
아세틸레놀 1.0부
물 잔량
[염료]
흑색 : C.I. 푸드 블랙 2 3.5부
노란색 : C.I. 디렉트 옐로우 86 2.0부
마젠타색 : C.I. 산 레드 289 2.5부
남색 : C.I. 산 블루 199 2.5부
잉크 B (표면장력 : 48 dyn/cm)
염료 x부
글리세롤 5.0부
티오디글리콜 5.0부
이소프로필 알콜 4.0부
요소 5.0부
물 잔량
[염료]
흑색 : C.I. 푸드 블랙 2 3.5부
노란색 : C.I. 디렉트 옐로우 86 2.0부
마젠타색 : C.I. 산 레드 35 2.5부
남색 : C.I. 산 블루 199 2.5부
[기록장치]
잉크의 토출원으로서 열 에너지를 사용하는 잉크젯 방식의 기록 헤드가 장착된 기록 장치를 사용하여 기록을 수행함으로써 기록 성능을 평가하였다. 기록 장치로는 다음과 같은 두 가지 장치를 사용하였다.
기록 장치 1:
잉크의 토출원으로서 열 에너지를 사용하고 단위 mm당 14개의 노즐을 갖는 드롭-온-디맨드식 잉크젯 방식의 기록 헤드가 장착된 기록 장치를 사용하였다. 각각의 색에 대한 각 기록 헤드에 의해 토출된 잉크 소적의 평균 체적을 측정하였다. 그 결과는 다음과 같았다.
흑색:40pl
남색:38pl
마젠타색:41pl
노란색:39pl
기록 장치 2:
단위 mm당 14개의 노즐을 갖는 기록 헤드가 장착된 기록 장치를 사용하였다. 각각의 색에 대한 각 기록 헤드에 의해 토출된 잉크 소적의 평균 체적을 측정하였다. 그 결과는 다음과 같았다.
흑색:79pl
남색:40pl
마젠타색:38pl
노란색:41pl
상기 기록 장치를 사용하여 칼라 화상을 각각의 기록지 샘플 위에 기록하여 형성한 화상을 하기 항목들에 관하여 하기 방법에 따라 평가하였다. 평가 결과를 하기 표 7에 기재하였다.
[평가항목]
1. 광학 밀도:
흑색 잉크를 사용하여 100% 효율의 배타 기록물을 제조하였다. 기록 샘플을 12시간 동안 방치한 후 그 반사 밀도를 반사 밀도계(Macbeth RD-918, 상표명, Macbeth Co.제)를 사용하여 측정하였다.
2. 내블리딩성:
흑색, 노란색, 마젠타색, 남색, 청색, 녹색 및 적색의 배타 영역을 상호 인접하게 기록하였다. 이렇게 하여 얻은 기록 샘플을 각 색들간의 경계에서 발생한 블리딩을 가시적으로 관찰하고, 내블리딩성을 각 경계선이 직선으로서 명확하고 판독 가능한 경우에는 AA, 경계선이 명확하지만 선이 다소 불량한 경우에는 A, 잉크가 상호 혼합하여 경계선이 불명확한 경우에는 B, 또는 경계선이 판독 불가능한 경우에는 C로 나타낸다.
3. 문자 품위:
흑색, 노란색, 마젠타색, 남색, 청색, 녹색 및 적색의 "電" 및 "驚" 같은 복잡한 한자를 기록하여 그 문자 품위를 육안으로 평가하였다. 문자 품위는 형성된 문자 가장 자리가 명확하고 샤프한 경우에는 A, 문자 가장자리가 다소 불명확하지만 판독 가능한 경우에는 B, 또는 문자가 변형되고 판독이 불가능하거나 품위에 있어서 현저하게 불량한 경우에는 C로 나타내었다.
[표 7]
[본 발명의 실시 태양의 효과]
표 7을 참조로 하여 본 발명의 효과들을 구체적으로 기재하기로 한다.
상기 각 조건들(접촉시간 Th는 2 이상이고, 습윤 시간 tw는 2 이상 4.5 이하이며, 조도 지수 Kr은 5 이상이고, 흡수 계수 Ka은 5 이하임)을 충족시키는 기록지(2-2), (2-4) 및 (2-5), 접촉시간 Th, 습윤 시간 tw, 조도 지수 Kr 및 흡수 계수 Ka 값은, 잉크 A 및 B를 사용하여 높은 광학 밀도를 갖고 문자 가장자리가 명확하며 블리딩을 거의 일으키지 않는 우수한 화상을 제공할 수 있다.
잉크 A를 사용하여 측정한 흡수 계수 Ka1이 0이고 접촉시간 Th가 검측되지 않는 비교예(2-1)는 잉크 A 및 B를 사용하여 만족할만한 화상을 제공할 수 없다. 습윤 시간 tw가 측정하기에 너무 짧은 참고예(2-1)(기록지 2-1) 및 비교예(2-2)는 초기 잉크 흡수성이 너무 좋아 피더링을 일으키는 경향이 있으므로 기록된 화상의 문자 품위가 저하된다. 습윤 시간 tw가 긴 참고예(2-2)(기록지 2-3)는 잉크 B를 사용한 경우 문자 품위가 저하된 화상을 제공한다. 접촉시간 Th가 2 이상이지만 습윤 시간 tw가 잉크 B로 측정시 측정하기에 너무 짧은 참고예(2-1)(기록지 2-1)는 흡수성이 너무 좋아 피더링을 일으키는 경향이 있으므로 기록된 화상의 문자 품위가 악화된다.
비교예(2-1)는 기록지로서 통상의 전자 사진용 용지인 L 용지(상표명, FUJI XEROX 제)를 사용한 예이다. 이 기록지의 표면은 그 전체가 펄프 섬유에 의해 덮여 있다. 이 경우 모든 특성들이 불만족스러운 화상이 제공될 수 있다.
비교예(2-2)는 기록지로서 종래의 잉크젯용 코팅지인 KAO K.K.제의 잉크젯용 코팅지(STANDARD, 상표명)를 사용한 예이다. 이 기록지의 표면은 그 전체가 안료로 덮여 있어서 표면 위에 어떠한 펄프 섬유도 발견되지 않는다. 따라서, 이 용지는 보통지의 촉감이 현저하게 결핍되고, 수 회 사용시 먼지 등의 문제를 일으킨다. 이 용지는 잉크 A로 측정시 3 가지 흡수 계수를 갖고, 그 초기 흡수 계수가 크다. 또한, 그의 습윤 시간은 잉크 B로 측정시 너무 짧아 측정하기가 어렵기 때문에, 초기 잉크 흡수성이 너무 좋아 피더링을 일으켜 기록된 화상의 문자 품위가 저하된다.
실시예 2, 참고예 2-1과 2-2, 및 비교예 2-1과 2-2에서 명백한 바와 같이, 본 발명에 따른 기록지 및 이 기록지를 사용한 기록 방법은 완전 칼라 잉크젯 기록용 용지로서, 내수성이 우수하고 코팅지 위에 형성된 화상과 유사한 고해상도의 명료한 화상을 형성할 수 있다. 특히, 높은 표면 장력을 갖는 잉크와 낮은 표면 장력을 갖는 잉크를 조합하여 사용하는 경우에도 양호한 화상이 제공될 수 있다.
본 발명의 기록지는 코팅층의 탈리로 야기되는 먼지 발생이 일어나지 않고 보통지의 촉감을 갖는다.
또한, 본 발명의 기록 방법은 전자 사진 방식, 열 전사 기록 및 충격 방식을 위한 기록지로서 사용될 수 있고, 연필 등으로 필기하기 위한 용지로서 사용될 수도 있어서 높은 호환성을 갖고, 코팅지에 비해 가격이 저렴하다.
[실시예 3]
[기지의 제조]
원료 펄프로서 NBKP 10부 및 LBKP 90부를 혼합하고 이 혼합물을 비팅한 후, 이 혼합물에 양이온계 전분 0.2부, 중성 로진 사이즈(Sizepine NT, 상표명, Arakawa Chemical Industries, Ltd.제) 0.07부, 및 카올린 7부(Tsuchiya Kaolin Ind., Ltd.제)를 혼입함으로써, 당업계에 공지된 방법에 따라 기본 중량이 80g/m2이고 스퇴키그트 사이징도가 14초인 기지웹을 제조하였다.
[기록지의 제조]
하기 성분들을 혼합하여 제조한 코팅 조성물(3-1)을 상기 단계에서 제조한 기지웹의 양면 위에 공기 분무기를 사용하여 건조 도포량 4g/m2로 분무 및 건조시키는 공정을 반복하여 본 발명에 따른 기록지(3-1)를 수득하였다. 이 기록지의 표면구조를 주사 전자 현미경을 통해 관찰하였다. 그 결과, 미립자들이 펄프 섬유의 표면 위에 이들의 섬유 형태를 보유하는 상태로 보지되어 있다는 것을 알았다. 상술한 방법에 따라 측정한 이 기록지의 마찰력의 보유도를 하기 표 8에 기재하였다.
코팅 조성물 3-1:
산화이트륨의 초미립자 2부
(입경: 약 4nm, Taki Chemical Co., Ltd. 제) (고형분)
폴리비닐 알코올 2부
(상표명: PVA-205, Kuraray Co., Ltd. 제)
물 96부
하기 조성을 갖는 코팅 조성물(3-2)을 사용한 것을 제외하고는 기록지(3-1)에서와 동일한 방법으로 기록지(3-2)를 제조하였다. 이 기록지의 표면 구조는 기록지(3-1)와 동일하다.
코팅 조성물 3-2:
산화세륨의 초미립자 2부
(입경: 약 5nm, Taki Chemical Co., Ltd. 제) (고형분)
폴리비닐 알코올 2부
(상표명: PVA-205, Kuraray Co., Ltd. 제)
물 96부
하기 조성을 갖는 코팅 조성물(3-3)을 제조하였다.
코팅 조성물(3-3)
양이온화 실리카의 초미립자 4부
(입경: 약 20nm, 상표명: Snowtex AL, (고형분)
Nissan Chemical Industries, Ltd. 제)
히드록시에틸셀룰로오스 4부
(상표명: HEC-AH-15, Fuji Chemical K.K. 제)
물 92부
코팅 조성물은 겔형이므로, 이를 가열, 교반 및 건조시키는 공정을 반복 수행하면서 바아 도포기를 사용하여 상기 단계에서 제조된 기지웹의 양면에 건조 도포량 5g/m2로 도포함으로써 기록지(3-3)를 수득하였다. 이 기록지의 표면 구조는 기록지(3-1)의 구조와 동일한 구조를 갖는다.
하기 조성을 갖는 코팅 조성물(3-4)을 제조하였다.
코팅 조성물 3-4:
알루미나의 초미립자 10부
(입경: 약 20nm, 상표명: 에어로실 알루미늄 옥사이드-C, Degussa제)
폴리비닐알콜 10부
(상표명: PVA-CM-318, Kuraray Co., Ltd. 제)
물 80부
코팅 조성물을 일단 종이 시트(방출 공정 용지(Nippon Kakoseishi K.K.제))에 도포하고, 절반 건조될 때까지 50℃에서 건조시켰다. 이렇게 하여 얻은 종이 시트를 상기 단계에서 제조된 기지웹의 한 면 위에 코팅면이 기지웹의 표면에 접촉하도록 적층시켰다. 기지웹으로부터 방출 용지를 분리시킨 후, 전사된 코팅 조성물을 건조시켰다. 이 공정을 기지웹의 양면 위에서 반복함으로써 건조 도포량 4g/m2인 기록지(3-4)를 수득하였다. 이 기록지의 표면 구조는 기록지(3-1)의 구조와 동일하였다.
[비교예 3-1]
비교용 기록지(3-5)로서 PPC지(상표명:L 종이, FUJI XEROX제)를 그대로 사용하였다.
[비교예 3-2]
하기 성분들을 혼합함으로써 코팅 조성물(3-5)을 제조하였다.
코팅 조성물 3-5:
실리카의 2차 응집 미세 분말 10부
(입경: 약 3nm, 상표명: Sylysia 470, Fuji Silisia K.K. 제)
폴리비닐알콜 4부
(상표명: Gohsenol NL-06,
The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd. 제)
물 86부
상기 코팅 조성물을 실시예 3에서 제조한 기지웹의 한 면에 바아 도포기를 사용하여 건조 도포량 10g/m2로 도포한 후 건조시켜서 비교용 기록지(3-6)를 제조하였다.
이어서, 하기 성분들을 혼합하여 얻은 혼합물을 기공 크기가 0.22μm인 막 여과기(상표명:Fluoropore Filter, Sumitomo Electric Industries, Ltd.제)를 통해 가압 하에 별도로 여과하여 노란색, 마젠타색, 남색 및 흑색 잉크 (3)-Y, (3)-M, (3)-C 및 (3)-Bk를 제조하였다.
(3)-Y:
C.I. 디렉트 옐로우 86 2.5부
티오디글리콜 10.0부
글리세롤 7.0부
요소 7.0부
아세틸레놀 EH 1.0부
(상표명, Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd. 제)
물 잔량
(3)-M:
염료로서 3부의 C.I. 산 레드 289를 사용한 것을 제외하고는 (3)-Y에서와 동일한 조성으로 제조하였다.
(3)-C:
염료로서 3부의 C.I. 산 블루 9를 사용한 것을 제외하고는 (3)-Y에서와 동일한 조성 으로 제조하였다.
(3)-Bk:
염료로서 3.5부의 C.I. 푸드 블랙 2를 사용한 것을 제외하고는 (3)-Y에서와 동일한 조성으로 제조하였다.
상기 잉크들은 각각 표면 장력이 32dyn/cm이었다.
이렇게 하여 얻은 기록지 및 잉크들을 사용하여, 잉크 소적이 열 에너지에 의해 토출되는, 단위 mm당 14개의 노즐을 갖는 드롭-온-디맨드식 잉크젯 방식의 기록 헤드가 장착된 잉크젯 기록 장치를 사용하여 칼라 화상을 형성하고, 형성된 화상을 평가하였다. 기록 조건은 다음과 같았다.
구동 주파수:6 kHz
토출량:45pl
기록 밀도:단색당 최대 9nl/mm2
기록된 화상의 평가는 하기 방법에 따라 각 기록지 샘플의 양 면 위에서 수행하였다. 수득한 결과를 하기 표 8에 기재하였다.
1) 마찰력의 보유도:
먼저, 마찰판(EPDM)과 기록지 샘플 표면간의 마찰력(F1)을 40g/cm2하중 하에 측정하였다. 이어서, 마찰판과 기록지 샘플 표면간의 마찰을 동일한 하중 하에 20회 수행한 후, 마찰력(F2)을 상기와 동일한 방법으로 측정하였다. 측정은 디지탈 힘 게이지(상표명:DFG-2K, Shimpo Kogyo K.K.제)를 사용하여 수행하였다. 상기와 같은 방법으로 얻은 각 마찰력 값으로부터 하기 식을 이용하여 마찰력(F)의 보유도(%)를 측정하였다.
F=F2/F1
기록지 샘플의 F 값이 크다는 것은 기록지 샘플의 마찰력이 기록지 샘플을 기록 장치에서 수회 반복 사용될 때에도 크게 감소되지 않아서 급지 능력의 문제가 발생하지 않음을 의미한다.
2) 광학 밀도:
흑색, 노란색, 남색 및 마젠타색 잉크를 사용하여 100% 효율을 갖는 배타 기록물을 형성하였다. 기록 샘플을 12시간 동안 방치한 후, 그의 반사 밀도를 반사 밀도계(Macbeth RD918, 상표명, Macbeth Co.제)를 사용하여 측정하였다.
3) 내블리딩성:
흑색, 노란색, 마젠타색, 남색, 청색, 녹색 및 적색의 고형분 면적을 상호 근접하여 기록하였다. 따라서 수득한 기록 샘플은 각각의 칼라들간의 경계선에서 발생한 블리딩 정도를 가시적으로 관찰하고, 내블리성을 경계선이 직선으로서 판독 가능한 경우에는 A, 또는 경계선에서 잉크가 상호 혼합한 경우에는 C로서 표시하였다.
4) 급지 능력:
상기 기록지를 사용하여 기록을 연속적으로 수행하였다. 각 기록지 샘플의 전사 능력을 2000장의 용지에 대해 연속 기록이 가능한 경우에는 A, 이와 같은 정도로 연속 기록이 가능하지 않은 경우에는 C로 표시하였다.
5) 보통지에 대한 적성:
보통지에 대한 각 기록지 샘플의 적성은 기록지 샘플을 관찰했을 때 보통지에 대한 촉감과 거의 같고, 샤프 펜슬, 볼펜, 펠트펜 등을 사용하여 필기할 수 있는 촉감이 보통지와 같은 경우에는 A, 그렇게 좋지 못한 경우에는 C로 표시한다.
[표 8]
실시예 3 및 비교예 3-1과 3-2로부터 명백해진 바와 같이, 본 발명에 따른 기록지의 칼라 잉크젯 기록에서의 용도는 광학 밀도가 높고 블리딩을 일으키지 않는 매우 명료한 화상을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 기록지에서는 한 면 위에 기록을 수행할 때에도 양호한 화상이 형성될 수 있다. 이외에도, 본 발명에 따른 기록지는 선행 기술과는 달리 특수한 코팅이 제공되지 않기 때문에, 임의의 기록장치에서 수 회 사용될 때에도 급지 능력이 결여되지 않으며, 보통지에 필적하는 촉감을 갖고 연필로 필기할 때에도 필기성이 우수하다.
[실시예 4]
[기지의 제조]
원료 펄프로서 NBKP 10부 및 LBKP 90부를 혼합하고, 이 혼합물을 비팅한 후, 카올린(Tsuchiya Kaolin Ind., Ltd.제) 7부, 중성 로진 사이즈(Sizepine NT, 상표명, Arakawa Chemical Industries, Ltd.제) 0.07부 및 양이온계 전분 0.2부를 상기 혼합물에 혼입함으로써, 당업계에 그 자체가 공지된 방법에 따라 기본 중량이 80g/m2인 기지웹을 제조하였다.
[기록지의 제조]
하기 성분들을 혼합하여 제조한 코팅 조성물(4-1-1)을 상기 단계에서 제조한 기지웹의 양 면 위에 공기 분무기를 사용하여 건조 도포량 4g/m2로 분무 및 건조공정을 반복함으로써 기록지를 제조하였다. 마찬가지로, 하기 성분들로 이루어진 코팅 조성물(4-1-2)을 공기 분무기를 사용하여 양면의 코팅면 위에 건조 도포량 2g/m2로 추가로 분무하고 건조시켜 본 발명에 따른 기록지(4-1)을 수득하였다. 이 기록지의 표면 구조를 주사 전자 현미경을 통해 관찰하였다. 그 결과, 미립자들이 펄프 섬유의 표면 위에 이들의 섬유 상태를 보유하는 상태로 보지된다는 것을 알았다. 상술한 방법에 따라 제조된 상기 기록지의 뒤배임도를 하기 표 9에 기재하였다. 수득한 기록지는 사이징도가 14초였다.
코팅 조성물 4-1-1:
초미립자 산화이트륨 2부
(입경: 약 4nm, Taki Chemical Co., Ltd. 제) (고형분)
폴리비닐 알코올 2부
(상표명: PVA-205, Kuraray Co., Ltd. 제)
물 96부
코팅 조성물 4-1-2:
초미립자 폴리알릴아민 히드로클로라이드 0.8부
(상표명: PAA-HCl-10L, Nitto Boseki Co., Ltd. 제)
벤즈알코늄 클로라이드 0.2부
(상표명: G-50, Sanyo Chemical Industries Ltd. 제)
물 99부
코팅 조성물(4-1-1) 대신 하기 조성을 갖는 코팅 조성물(4-2)를 사용한 것을 제외하고는 기록지(4-1)에서와 동일한 방법으로 기록지(4-2)를 제조하였다. 이렇게 하여 얻은 기록지는 사이징도가 14초였다. 이 기록지의 표면 구조는 기록지(4-1)와 동일하였다.
코팅 조성물 4-2:
산화세륨의 초미립자 2부
(입경: 약 5nm, Taki Chemical Co., Ltd. 제) (고형분)
폴리비닐 알코올 2부
(상표명: PVA-205, Kuraray Co., Ltd. 제)
물 96부
하기 조성을 갖는 코팅 조성물(4-3)을 제조하였다.
코팅 조성물 4-3:
양이온화 실리카의 초미립자 4부
(입경: 약 20nm, 상표명: Snowtex AL, (고형분)
Nissan Chemical Industries, Ltd. 제)
히드록시에틸셀룰로오스 3부
(상표명: HEC-AH-15, Fuji Chemical K.K. 제)
폴리알릴아민 2부
(상표명: PPA-10C, Nitto Boseki Co., Ltd. 제)
물 91부
코팅 조성물은 겔형이므로 이를 가열, 교반 및 건조시키는 공정을 반복 실시하면서 바아 도포기를 사용하여 상기 단계에서 제조된 기지웹의 양면에 건조 도포량이 5g/m2로 도포하여 기록지(4-3)을 수득하였다. 이렇게 하여 얻은 기록지의 사이징도는 16초였다. 상기 기록지의 표면 구조는 기록지(4-1)와 동일한 구조를 갖는다.
하기 조성을 갖는 코팅 조성물(4-4)을 제조하였다.
코팅 조성물 4-4:
알루미나의 초미립자 10부
(입경: 약 20nm, 상표명: 에어로실 알루미늄 옥사이드-C, Degussa제)
폴리비닐알코올 6부
(상표명: PVA-CM-318, Kuraray Co., Ltd. 제)
폴리알릴아민 히드로클로라이드 3부
(상표명: PAA-HCl-3L, Nitto Boseki Co., Ltd. 제)
락트산알루미늄 1부
(상표명: Takiseram, Taki Chemical Co., Ltd. 제)
물 80부
먼저, 코팅 조성물을 방출 공정 용지(Nippon Kakoseishi K.K.제)에 도포하고, 절반 건조될 때까지 50℃에서 건조시켰다. 이렇게 하여 얻은 종이 시트를 상기 단계에서 제조된 기지웹의 한면 위에 그 코팅면이 기지웹의 표면에 접촉되도록 적층시켰다. 기지웹으로부터 방출 용지를 분리시킨 후, 전사된 코팅 조성물을 건조시켰다. 이 공정을 기지웹의 양면 위에서 반복함으로써 건조 도포량이 4g/m2인 기록지(4-4)를 수득하였다. 이렇게 하여 얻은 기록지의 사이징도는 18초였다. 이 기록지의 표면 구조는 기록지(4-1)와 동일하다.
[비교예 4-1]
비교용 기록지(4-5)로서 PPC지(상표면:L 용지, FUJI XEROX제)를 그대로 사용하였다.
[참고예 4-1]
하기 성분들을 혼합하여 코팅 조성물(4-5)을 제조하였다.
코팅 조성물 4-5:
양이온화 실리카의 초미립자 2부
(상표명: Snowtex AL, Nissan Chemical Industries, Ltd. 제) (고형분)
폴리비닐 알콜 2부
(상표명: PVA-105, Kuraray Co., Ltd. 제)
물 96부
이 코팅 조성물을 바아 도포기를 사용하여 상기 단계에서 제조한 기지웹의 양면 위에 건조 도포량 5g/m2로 도포하고 건조시켜 기록지(4-6)를 제조하였다. 이렇게 하여 얻은 기록지는 사이징도가 18초였다.
[비교예 4-2]
하기 성분들을 혼합하여 코팅 조성물(4-6)을 제조하였다.
코팅 조성물 4-6:
실리카의 미세 분말 10부
(상표명: Mizukasil P-78, 평균 입경: 약 7㎛,
Mizusawa Industrial Chemicals, Ltd. 제)
폴리비닐알콜 6부
(상표명: PVA-CM-318, Kuraray Co., Ltd. 제)
폴리알릴아민 히드로클로라이드 6부
(상표명: PAA-HCl-3L, Nitto Boseki Co., Ltd. 제)
벤즈알코늄 클로라이드 1부
(상표명: G-50, Sanyo Chemical Industries, Ltd. 제)
물 80부
이 코팅 조성물을 바아 도포기를 사용하여 실시예 4에서 제조한 기지웹의 한 면에 건조 도포량 5g/m2로 도포하고 건조시켜서 비교용 기록지(4-7)를 제조하였다. 이렇게 하여 얻은 기록지의 사이징도는 17초였다.
[비교예 4-3]
기재로서 두께 100μm의 백색 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(Mellinex, 상표명, ICI, Ltd.제)을 사용한 것을 제외하고는 기록지(4-1)와 동일한 방법을 사용하여 기록지(4-8)를 제조하였다.
[참고예 4-2]
기지웹으로 여과지(Toyo Filter Paper 제4호)를 사용한 것을 제외하고는 기록지(4-1)와 동일한 방법으로 기록지(4-9)를 제조하였다. 이렇게 하여 얻어진 기록지의 사이징도는 0초였다.
이러서, 하기 성분들을 혼합하여 얻은 혼합물을 기공 크기가 0.22μm인 막 여과기(Fluoropore Filter, 상표명; Sumitomo Electric Industries, Ltd.제)를 통해 가압 하에 별도로 여과하여 노란색, 마젠타색, 남색 및 흑색 잉크 (4)-Y, (4)-M, (4)-C 및 (4)-Bk를 제조하였다.
(4)-Y:
C.I. 디렉트 옐로우 86 3.0부
티오디글리콜 10.0부
글리세롤 7.0부
요소 7.0부
아세틸레놀 EH 1.0부
(상표명: Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd. 제)
물 잔량
(4)-M:
염료로서 4부의 C.I. 산 레드 289를 사용한 것을 제외하고는 (4)-Y에서와 동일한 조성으로 제조하였다.
(4)-C:
염료로서 4부의 C.I. 산 블루 9를 사용한 것을 제외하고는 (4)-Y에서와 동일한 조성으로 제조하였다.
(4)-Bk:
염료로서 4.5부의 C.I. 푸드 블랙 2를 사용한 깃을 제외하고는 (4)-Y에서와 동일한 조성으로 제조하였다.
이렇게 하여 얻은 기록지(4-1) 내지 (4-9)를 사용하여, 잉크 소적이 열 에너지에 의해 토출되는, 단위 mm당 14개의 노즐을 갖는 드롭-온-디맨드식 잉크젯 방식의 기록 헤드가 장착된 잉크젯 기록 장치를 사용하여 칼라 화상을 형성하고 형성된 화상을 평가하였다. 기록 조건은 다음과 같다.
구동 주파수:6kHz
토출량:45pl
기록 밀도:단색당 최대 9nl/mm2
각 기록지 샘플의 뒤배임도를 상술한 방법에 따라 측정하였다. 시험액으로는 잉크 BJI-201 Bk(Canon Inc.제)을 사용하였다. 시험액을 상기 기록 장치의 기록헤드에 충전시키고, 최대 기록 밀도의 3배로 배타 기록을 수행하여 서로 중첩시킴으로써 시험액을 도포하였다. 그 결과를 하기 표 9에 기재하였다.
기록 화상의 평가는 하기 방법에 따라 각 기록지 샘플의 양면 위에서 수행하였다. 그 결과를 표 9에 기재하였다.
1) 광학 밀도:
흑색, 노란색, 남색 및 마젠타색 잉크를 사용하여 100% 효율을 갖는 배타 기록물을 제조하였다. 기록 샘플을 12시간 동안 방치한 후, 그의 반사 밀도를 반사 밀도계(Macbeth RD918, 상표명, Macbeth Co.제)를 사용하여 측정하였다.
2) 내블리딩성:
흑색, 노란색, 마젠타색, 남색, 청색, 녹색 및 적색의 배타 영역을 상호 근접하게 기록하였다. 이렇게 하여 얻은 기록 샘플을 각 색들간의 경계선에서 발생한 블리딩 정도에 대해 육안으로 관찰하고, 내블리성을 각 경계선이 직선으로서 판독 가능한 경우에는 AA, 경계선이 명확하지만 선이 다소 불량한 경우에는 A, 잉크가 상호 혼합되어 그 경계선이 판독불가능한 경우에는 C, 또는 블리딩 정도가 서열 A와 C사이인 경우에는 B에서 표시하였다.
3) 보통지에 대한 적성:
보통지에 대한 각 기록지 샘플의 적성은 기록지 샘플을 관찰했을 때 보통지에 대한 촉감과 거의 동일하고, 샤프 펜슬, 볼펜, 펠트펜 등을 사용하여 필기할 수 있는 경우에는 A, 또는 그렇게 좋지 못한 경우에는 C로 표시하였다.
4) 양면 기록성:
두 개의 프린터 BJC-600J 및 BJC-400J(둘 다 상표명, Canon Inc.제)를 사용하여, 각 기록지 샘플의 한 면 위에 완전 칼라 기록을 수행하였다. 이어서, 이와 유사한 방법으로 또 다른 면 위에 기폭을 수행하였다. 또한, 배타 기록물을 포함하는 단색 기록을 프린터 BJC-220JS(상표명, Canon Inc제)를 사용하여 기록지의 한 면 위에 수행한 후, 동일한 기록을 다른 면 위에도 수행하였다. 양면 기록성을 25cm거리에서 육안으로 평가하여 반대쪽 면 위에 형성된 화상에 의해 영향을 받지 않고 명료한 화상들이 양면 위에 형성된 경우에는 A, 또는 반대쪽 면으로부터의 잉크의 토출 또는 잉크의 색 혼합이 기록되지 않은 백색부 또는 기록부에서 발견된 경우에는 C로 표시하였다.
[표 9]
실시예 4, 비교예 4-1 내지 4-3 및 참고예 4-1과 4-2에서 명백하듯이, 본 발명에 따른 기록지의 칼라 잉크젯 기록에서의 용도는 광학 밀도가 높고 블리딩을 일으키지 않는 매우 명료한 화상을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 기록지는 한 면 위에서만 기록을 수행하는 경우에도 우수한 화상을 형성할 수 있다. 이외에도 본 발명에 따른 기록지는 선행 기술과는 달리 특별한 코팅을 제공하지 않기 때문에, 임의의 기록 장치에서 수 회 사용될 때에도 급지 특성이 전혀 결여되지 않으며, 보통지에 필적하는 촉감을 갖고, 연필로 필기시 필기성이 우수하다.
본 발명을 바람직한 실시 태양이라고 생각되는 것에 관하여 기재하였지만, 본 발명이 본 명세서에 개시된 실시 태양에 제한되지 않음을 이해해야 한다. 오히려 본 발명은 첨부된 특히 청구의 범위의 정신 및 범위 내에 포함된 각종 변형 및 동등한 배치를 포함하는 것으로 의도된다. 하기 특허 청구의 범위는 가장 넓은 해석 범위를 따르면, 상기와 같은 모든 변형 및 이와 동등한 구조와 기능을 포함한다.

Claims (43)

  1. 펄프 섬유 및 충전제로 이루어진 기지웹(base paper web)에 입경 5 내지 200nm의 미립자 및 결합제로 도포된 종이시트(paper sheet)를 접촉 결합한 후, 상기 종이시트를 빼어내어 상기 미립자 및 결합제를 기지웹으로 이동시키는 단계를 포함하는 방법에 의하여 만들어진, 입경 5 내지 200nm의 미립자 및 결합제가 기록지의 적어도 한 표면 위에 노출된 상기 펄프 섬유상에 이들의 섬유 형태를 보유하는 상태로 보지(保持)되는, 하기 조건들을 만족하는, 펄프 섬유 및 충전제로 이루어진 기록지.
    (여기서, Th는 표면 장력이 25 내지 35dyn/cm인 잉크를 사용하여 측정한 흡수 계수 Ka1을 Ka2로 변화시키는데 필요한 접촉시간이고, tw, Kr 및 Ka는 각각 습윤 시간, 조도 지수 및 흡수 계수로서 표면 장력이 45 내지 60dyn/cm인 잉크를 사용하여 측정한 값임)
  2. 제1항에 따른 기록지에 잉크의 소적을 도포하여 기록을 수행하는 단계를 포함하는 잉크젯 기록 방법.
  3. 제2항에 있어서, 노란색, 남색 및 마젠타색의 3가지 잉크를 사용하여 칼라 기록을 수행하는 잉크젯 기록 방법.
  4. 제2항에 있어서, 잉크에 열 에너지를 가하여 잉크 소적을 토출시키는 시스템에 의해 잉크의 소적이 토출되는 것인 잉크젯 기록 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 3가지 잉크 이외에 흑색 잉크를 더 사용하는 잉크젯 기록 방법.
  6. 제5항에 있어서, 흑색 잉크의 표면 장력이 상기 칼라 잉크의 표면 장력보다 더 큰 잉크젯 기록 방법.
  7. 제6항에 있어서, 흑색 잉크의 표면 장력이 45 내지 60dyn/cm 범위이고, 노란색, 남색 및 마젠타색의 표면 장력이 25 내지 40dyn/cm 범위인 잉크젯 기록 방법.
  8. 잉크젯 기록장치 및 이에 사용되는 제1항에 따른 기록지로 이루어지는 기록장치.
  9. 제8항에 있어서, 노란색, 남색 및 마젠타색의 3가지 잉크를 사용하여 칼라 기록을 수행하는 기록 장치.
  10. 제8항에 있어서, 잉크에 열 에너지를 가하여 잉크 소적을 토출시키는 장치에 의해 잉크의 소적이 토출되는 것인 기록 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 3가지 잉크 이외에 흑색 잉크를 더 사용하는 기록 장치.
  12. 제11항에 있어서, 흑색 잉크의 표면 장력이 상기 칼라 잉크의 표면 장력보다 더 큰 기록 장치.
  13. 제12항에 있어서, 흑색 잉크의 표면 장력이 45 내지 60dyn/cm 범위이고, 노란색, 남색 및 마젠타색의 표면 장력이 25 내지 40dyn/cm 범위인 기록 장치.
  14. 제1항에 있어서, 기록 표면의 마찰력의 보유도가 80% 이상인 기록지.
  15. 기록지 더미 중 한 기록지의 한 표면과 접촉하도록 설치된 기록 위치에 기록지를 공급하기 위한 급지 수단 및 상기 기록지 더미로부터 기록지를 분리시키는 수단을 포함하는 잉크젯 기록 장치를 사용하여 제1항에 따른 기록지 위에 기록을 수행하는 잉크젯 기록 방법.
  16. 제15항에 있어서, 사용되는 잉크는 노란색, 남색 및 마젠타색의 칼라 잉크 및 흑색 잉크로 이루어지는 것인 잉크젯 기록 방법.
  17. 제1항에 있어서, 표면 장력이 30±2dyn/cm인 액체를 사용하여 측정한 뒤배임도(degree of show-through)가 0.05 내지 0.25 범위인 기록지.
  18. 제17항에 따른 기록지에 잉크의 소적을 가하여 기록을 수행하는 단계를 포함하는 잉크젯 기록 방법.
  19. 제18항에 있어서, 사용되는 잉크가 노란색, 남색 및 마젠타색의 칼라 잉크 및 흑색 잉크로 이루어지는 것인 잉크젯 기록 방법.
  20. 제14항에 있어서, 표면 장력이 30±2dyn/cm인 액체를 사용하여 측정한 뒤배임도(degree of show-through)가 0.05 내지 0.25 범위인 기록지.
  21. 제1항에 있어서, 상기 충전제가 카올린인 기록지.
  22. 제1항에 있어서, 상기 미립자의 기록지에 보지되는 양이 0.05 내지 3g/m2인 기록지.
  23. 제1항에 있어서, 수분추출 pH가 6 이상인 기록지.
  24. 제1항에 있어서, 수분추출 pH가 7 이상인 기록지.
  25. 제23항 또는 제24항에 있어서, 수분추출 pH가 10 이하인 기록지.
  26. 제23항 또는 제24항에 있어서, 수분추출 pH가 9 이하인 기록지.
  27. 제1항에 있어서, 스퇴키그트 사이징도가 10 내지 40초인 기록지.
  28. 제1항에 있어서, 기본중량이 50 내지 200g/m2인 기록지.
  29. 제1항에 있어서, 표면 장력 25 내지 35dyn/cm인 잉크를 사용하여 브리스토우 시험(Bristow test)을 수행했을 때 2가지 흡수 계수 Ka1 및 Ka2(Ka1＜Ka2)를 갖는 기록지.
  30. 제21항 내지 제24항 및 제27항 내지 제29항 중 어느 한 항에 따른 기록지에 잉크의 소적을 도포하여 기록을 수행하는 단계를 포함하는 잉크젯 기록 방법.
  31. 제30항에 있어서, 노란색, 남색 및 마젠타색의 3가지 잉크를 사용하여 칼라 기록을 수행하는 잉크젯 기록 방법.
  32. 제30항에 있어서, 잉크에 열 에너지를 가하여 잉크 소적을 토출시키는 시스템에 의해 잉크의 소적이 토출되는 것인 잉크젯 기록 방법.
  33. 제31항에 있어서, 상기 3가지 잉크 이외에 흑색 잉크를 더 사용하는 잉크젯 기록 방법.
  34. 제33항에 있어서, 흑색 잉크의 표면 장력이 상기 칼라 잉크의 표면 장력보다 더 큰 잉크젯 기록 방법.
  35. 제34항에 있어서, 흑색 잉크의 표면 장력이 45 내지 60dyn/cm 범위이고, 노란색, 남색 및 마젠타색의 표면 장력이 25 내지 40dyn/cm 범위인 잉크젯 기록 방법.
  36. 잉크젯 기록 장치 및 이에 사용되는 제21항 내지 제24항 및 제27항 내지 제29항 중 어느 한 항에 따른 기록지로 이루어지는 기록 장치.
  37. 제36항에 있어서, 노란색, 남색 및 마젠타색의 3가지 잉크를 사용하여 칼라 기록을 수행하는 기록 장치.
  38. 제36항에 있어서, 잉크에 열 에너지를 가하여 잉크 소적을 토출시키는 장치에 의해 잉크의 소적이 토출되는 것인 기록 장치.
  39. 제37항에 있어서, 상기 3가지 잉크 이외에 흑색 잉크를 더 사용하는 기록 장치.
  40. 제39항에 있어서, 흑색 잉크의 표면 장력이 상기 칼라 잉크의 표면 장력보다 더 큰 기록 장치.
  41. 제40항에 있어서, 흑색 잉크의 표면 장력이 45 내지 60dyn/cm 범위이고, 노란색, 남색 및 마젠타색의 표면 장력이 25 내지 40dyn/cm 범위인 기록 장치.
  42. 제20항에 따른 기록지에 잉크의 소적을 가하여 기록을 수행하는 단계를 포함하는 잉크젯 기록 방법.
  43. 제42항에 있어서, 사용되는 잉크가 노란색, 남색 및 마젠타색의 칼라 잉크 및 흑색 잉크로 이루어지는 것인 잉크젯 기록 방법.
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