KR100272665B1 - 잉크젯 프린터용 인쇄매체의 코팅조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잉크젯 프린터용 인쇄매체의 코팅조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 특정한 중합도 및 비닐알코올 함량을 가지는 비닐아세테이트-비닐알코올 공중합체를 주 성분으로 하고 여기에 계면활성제 및 건조속도 개선제가 포함됨으로써 종래의 코팅조성물과 비교하여 인쇄성에서 동등 또는 그 이상의 해상도를 구현하면서 내수성이 우수하고, 특히 상대습도, 온도 등과 같은 외부조건에 따른 필름의 말림성(curling)에 있어서 우수한 물성을 가질 뿐만 아니라 플라스틱 지지체와의 접착력에 있어서도 매우 우수하여 특별한 처리없이 접착층의 일차코팅, 단일층의 코팅만으로도 우수한 접착력을 보이며, 매우 빠른 건조시간을 보유하고 있어 가공성에서도 높은 생산성을 유지할 수 있는 잉크젯 프린터용 인쇄매체의 코팅조성물에 관한 것이다.

Description

잉크젯 프린터용 인쇄매체의 코팅조성물

본 발명은 잉크젯 프린터용 인쇄매체의 코팅조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 특정한 중합도 및 비닐알코올 함량을 가지는 비닐아세테이트-비닐알코올 공중합체를 주 성분으로 하고 여기에 계면활성제 및 건조속도 개선제가 포함됨으로써 종래의 코팅조성물과 비교하여 인쇄성에서 동등 또는 그 이상의 해상도를 구현하면서 내수성이 우수하고, 특히 상대습도, 온도 등과 같은 외부조건에 따른 필름의 말림성(curling)에 있어서 우수한 물성을 가질 뿐만 아니라 플라스틱 지지체와의 접착력에 있어서도 매우 우수하여 특별한 처리없이 접착층의 일차코팅, 단일층의 코팅만으로도 우수한 접착력을 보이며, 매우 빠른 건조시간을 보유하고 있어 가공성에서도 높은 생산성을 유지할 수 있는 잉크젯 프린터용 인쇄매체의 코팅조성물에 관한 것이다.

최근 잉크를 이용한 인쇄매체의 발전에 따라 여러 종류의 인쇄매체들이 개발되고 있으며, 특히 종래의 도트 프린터나 레이저 프린터에서 여러 가지 장점을 지닌 잉크젯 프린터로 대체되고 있는 실정이다. 이와 함께 잉크젯 프린터에 적합한 인쇄매체들도 함께 개발되고 있으나, 현재까지 알려진 기록물질, 특히 표면처리된 플라스틱 필름을 이용한 인쇄매체들은 인쇄성, 내수성 등의 물성이 많이 향상되었지만 보관상태, 기후조건, 특히 상대습도에 따른 표면처리된 필름자체의 말림성(curling)이 특히 부족하여 이에 대한 개량이 필요한 상태이다.

기존의 개발된 잉크젯 프린터용 인쇄매체들은 인쇄성에서는 양호한 특성을 보이나, 일부 제품들은 카본블랙을 분산시킨 분산염료 타입의 잉크에 대하여는 인쇄후 건조면에 미세한 크랙이 많이 발생하는 현상을 보이고 있다. 또한, 위의 두 경우 모두 상대습도에 따른 필름의 말림성에 있어서는 많은 문제점을 안고 있어 양면코팅 방식을 이용하여 이를 해결하려고 하고 있으나, 양면코팅시에는 가공상의 문제점 및 원가부담 이외에도 인쇄 뒷면의 끈적거림으로 인해 사용자가 많은 불편을 야기시킬 우려가 있어 양면코팅 필름의 경우에도 말림성을 완전히 해결하지 못하고 있다.

이와 관련하여 일본특허공개 평 4-263984호 및 대한민국특허공개 제 96-22895 호에 개시된 잉크젯 프린터용 코팅조성물은 검화도 60 ∼ 100 ㏖% 사이의 변성 폴리비닐알코올(PVA)을 기본으로하여 기타 첨가제들을 이용하여 내수성을 증가시킨 형태로서, 이 조성물의 경우 카본블랙 분산염료 타입 검정색에 대한 인쇄성이 떨어지며, 특히 상대습도 30% 미만의 건조한 분위기나 고온건조한 상태에서 말림성이 매우 심해 오버헤드프로젝터(OHP)위에 필름을 올려 놓고 프리젠테이션시 두 손으로 필름을 잡고 있어야 하는 불편이 있다. 또한, 상기 변성 폴리비닐알코올은 비닐알코올의 함량이 비닐아세테이트의 함량보다 상대적으로 많아 수분함량에 따라 유리전이온도의 변화가 매우 심하며, 따라서 필름의 말림성이 매우 심각할 수 있다. 이를 방지하기 위해 프로텍트 필름 사이에 인쇄된 필름을 넣어 사용하는 등의 편법이 사용되고 있으나, 프로텍트 필름의 비용이 매우 고가이며, 효율성 면에서 매우 떨어지고 있다.

이에 본 발명자들은 잉크젯 프린터용 인쇄매체의 코팅조성물에 특정 중합도를 가지는 비닐아세테이트-비닐알코올 공중합체를 주 성분으로 하며 공중합체를 구성하는 비닐알코올과 비닐아세테이트의 함량을 특정화하고, 또한 계면활성제, 건조속도 개선제 등을 포함시킨 결과, 말림성 및 카본블랙을 분산시킨 분산염료 타입의 잉크에 대하여도 인쇄성을 향상시킬 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명에서는 종래의 코팅조성물과 비교하여 인쇄성에서 동등 또는 그 이상의 해상도를 구현할 수 있으면서 내수성이 우수하고, 특히 상대습도, 온도 등과 같은 외부조건에 따른 필름의 말림성(curling)에 있어서 우수한 물성을 가질 뿐만 아니라 플라스틱 지지체와의 접착력에 있어서도 매우 우수하여 특별한 처리없이 접착층의 일차코팅, 단일층의 코팅만으로도 우수한 접착력을 보이며, 매우 빠른 건조시간을 보유하고 있어 가공성에서도 높은 생산성을 유지할 수 있는 잉크젯 프린터용 인쇄매체의 코팅조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 중합도가 200 ∼ 4,000이며, 공중합체 중의 비닐알코올의 함량이 30 ∼ 60 ㏖%인 비닐아세테이트-비닐알코올 공중합체가 주 성분으로 함유된 잉크젯 프린터용 인쇄매체의 코팅조성물을 그 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 코팅조성물에는 비닐아세테이트-비닐알코올 공중합체가 주 성분으로 함유되는데, 이는 친수기인 히드록시기와 내수성이 우수한 아세테이트기를 적절하게 조합된 것으로써 이를 이용한 잉크젯 프린터용 인쇄매체는 종래의 변성 폴리비닐알코올 조성물을 이용한 인쇄매체에 비해 유리전이온도가 낮고, 주쇄사슬이 유연하며, 소수성 플라스틱 필름과의 상용성이 좋아서 플라스틱 지지체와의 접착력이 우수하여 접착층의 1차 코팅, 단일층의 코팅만으로도 우수한 접착력을 보이며, 매우 빠른 건조시간을 보유하고 있어 가공성에 있어서도 높은 생산성을 유지할 수 있다.

본 발명의 잉크젯 프린터용 인쇄매체의 코팅조성물에 주 성분으로 함유되는 비닐아세테이트-비닐알코올 공중합체는 기본적으로 변성되지 않고 순수한 비닐아세테이트-비닐알코올 공중합체로서 친수성기와 소수성기의 균형을 조절함으로써 소수성기를 많이 함유하고 있는 카본블랙 분산염료와의 인쇄성을 증진시킬 수가 있다. 이러한 비닐아세테이트-비닐알코올 공중합체는 중합도가 200 ∼ 4,000인 것을 사용할 수 있고, 바람직하기로는 중합도가 1,000 ∼ 2,400인 것을 사용한다. 만일 공중합체의 중합도가 200 미만이면 코팅 필름의 도막강도가 떨어질 우려가 있고, 4,000을 초과하면 건조속도에 문제가 발생한다. 또한, 본 발명에서 사용된 비닐아세테이트-비닐알코올 공중합체는 30 ∼ 60 ㏖%에 해당하는 비닐알코올, 바람직하기로는 40 ∼ 55 ㏖%에 해당하는 비닐알코올을 포함한다. 만일, 공중합체중에 비닐알코올의 함량이 30 ㏖% 미만이면 카본블랙 분산염료 이외의 염료에 대한 인쇄성이 떨어지게 되고, 60 ㏖%를 초과하면 카본블랙 분산염료로 인쇄시 미세한 균열이 보이기 시작하며 말림(curling)성이 나타날 수 있다.

이러한 비닐아세테이트-비닐알코올 공중합체는 용매로서 물과 에탄올, 메탄올 등의 알코올류가 함께 사용된다. 용매로 사용되는 물과 알코올의 함량비는 공중합체의 공중합비에 의해 결정되는 바, 바람직하기로는 20:80 ∼ 50:50의 중량비로 혼합하는 것이 좋다. 상기와 같이 본 발명의 잉크젯 프린터용 코팅조성물은 물과 알코올의 혼합물을 용매로 사용함으로써 빠른 건조속도를 유지할 수 있으며, 또한 이로부터 가공성 및 생산성을 높일 수 있다.

본 발명에서는 상술한 바와 같이 비닐아세테이트-비닐알코올 공중합체를 사용하여 잉크젯 프린터용 필름을 제조할 수도 있지만 여기에 계면활성제, 건조속도 개선제 등의 첨가제를 첨가하여 인쇄성, 잉크흡착속도 등을 더욱 향상시킬 수 있다. 다시 말하면, 비닐아세테이트-비닐알코올 공중합체는 그 자체로서도 말림성, 건조성 등의 필름물성이 우수하며, 인쇄성도 양호하지만, 전문가용 필름이나 광고용 인쇄매체 등에 적용하기 위한 고해상도를 구현하기 위해 설페이트 부틸 올레이트, 폴리에틸렌 노닐 페닐 에테르 유도체, 폴리에틸렌 옥틸 페닐 에테르 유도체, 폴리에틸렌 라우릴 에테르 유도체, 폴리에틸렌 세틸 에테르 유도체 및 폴리에틸렌 스테아릴 에테르 유도체 중에서 선택된 하나 또는 그 이상의 계면활성제를 첨가한다. 이러한 계면활성제는 전체 코팅조성물 중에서 0.01 ∼ 5 중량%의 범위로 첨가한다. 만일 계면활성제의 첨가량이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 과다한 첨가로 인한 투명성의 저하 등의 문제가 생길 수 있다.

그 외에 경우에 따라서는 건조속도, 잉크흡착성 등의 개선을 위해 폴리에틸렌 글리콜, 젤라틴, 아크릴, CMC, 전분 등을 첨가할 수 있는 바, 이들 첨가제는 전체 코팅조성물 중에서 0.1 ∼ 8 중량%의 범위에서 첨가될 수도 있다.

또한, 본 발명에서 제조되는 잉크젯 프린터용 필름은 필름 사이의 항블로킹성과 잉크 흡수속도 등은 양호하지만 필요에 따라서는 프린터에의 필름공급을 원활히 하기 위한 피딩성을 보다 더 보완하고, 잉크 흡수속도에 도움을 줄 수 있는 실리카, 탄산칼슘, 전분, 유기필러, 구형 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등을 필요한 최소량만큼 입자를 표면에 첨가한다.

상기와 같은 조성으로부터 제조된 본 발명의 잉크젯 프린터용 인쇄매체는 인쇄성에서 기존의 제품과 비교하여 동등 또는 그 이상의 해상도를 구현하면서 내수성이 우수하고, 특히 상대습도, 온도 등과 같은 외부조건에 따른 필름의 말림성(curling)에 있어서 매우 우수한 물성을 가질 뿐만 아니라 플라스틱 지지체와의 접착력에 있어서도 매우 우수하며, 특별한 처리없이 접착층의 일차코팅, 단일층의 코팅만으로도 우수한 접착력을 보이며, 매우 빠른 건조시간을 보유하고 있어 가공성에서도 높은 생산성을 유지할 수 있다.

이와 같은 본 발명을 실시예에 의거하여 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

중합도가 1800이며, 비닐알코올의 함량이 43 ㏖%인 비닐아세테이트-비닐알코올 공중합체(동양화학공업주식회사) 100 중량부와 폴리에틸렌 글리콜 4 중량부, 젤라틴 5 중량부, 설페이트 부틸 올레에이트 2 중량부로 구성된 조성물을 10 중량%의 농도로 메탄올과 물의 혼합용매에 용해시킨 후 두께 100 ㎛의 폴리에스테르 필름위에 건조후 두께가 10 ㎛가 되게 코팅하여 100℃ 열풍건조기에서 1분동안 건조하여 잉크젯 프린터용 필름을 제조하였다.

실시예 2

중합도가 1800이며, 비닐알코올의 함량이 47 ㏖%인 비닐아세테이트-비닐알코올 공중합체(동양화학공업주식회사) 100 중량부와 폴리에틸렌 글리콜 3 중량부, 젤라틴 2 중량부, 폴리에틸렌 옥틸 페닐 에테르 1.5 중량부를 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 잉크젯 프린터용 필름을 제조하였다.

실시예 3

중합도가 2400이며, 비닐알코올의 함량이 52 ㏖%인 비닐아세테이트-비닐알코올 공중합체(동양화학공업주식회사) 100 중량부와 폴리에틸렌 글리콜 2 중량부, 젤라틴 2 중량부, 폴리에틸렌 라우릴 에테르 1.0 중량부를 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 잉크젯 프린터용 필름을 제조하였다.

실시예 4

중합도가 500이며, 비닐알코올의 함량이 57 ㏖%인 비닐아세테이트-비닐알코올 공중합체(동양화학공업주식회사) 100 중량부와 폴리에틸렌 글리콜 1.5 중량부, 젤라틴 1.5 중량부, 아크릴 1.5 중량부, 폴리에틸렌 세틸 에테르 0.5 중량부를 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 잉크젯 프린터용 필름을 제조하였다.

비교예 1

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하되, 비닐아세테이트-비닐알코올 공중합체 대신에 중합도가 1700이고 검화도 88 ㏖%인 변성 폴리비닐알코올(Kuraray Co.)을 사용하여 잉크젯 프린터용 필름을 제조하였다.

비교예 2

상기 실시예 2와 동일한 방법으로 하되, 중합도가 2,400이고 비닐알코올의 함량이 98 ㏖%인 비닐아세테이트-비닐알코올 공중합체를 사용하여 잉크젯 프린터용 필름을 제조하였다.

비교예 3

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하되, 중합도가 500이고 비닐알코올의 함량이 20 ㏖%인 비닐아세테이트-비닐알코올 공중합체를 사용하여 잉크젯 프린터용 필름을 제조하였다.

실험예

상기 실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 3에서 제조한 잉크젯 프린터용 필름에 대하여 인쇄성, 말림성 및 건조속도를 측정하고, 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

인쇄성은 잉크젯 프린터(미국 휴렛 패커드사, HP 870K)로 출력한 후, 잉크의 색상별 해상도를 10배의 배율을 가진 확대경을 사용하여 미세 균열의 생성여부를 확인하였다.

◎ : 미세크랙의 발생이 전혀 없음

○ : 미세크랙이 약간 발생함

× : 크랙이 발생함

말림성(curling)은 가로 10㎝, 세로 15㎝의 크기로 절단된 필름시편을 데시케이터안에 24시간동안 방치한 후, 필름이 바닥으로부터 말려올라간 높이를 측정하였다. 데시케이터 내부에 방치한 직후 10분 경과후의 말린 정도와 24시간 후의 말린 정도를 비교하여 상대습도에 대한 민감도를 측정하였다.

건조속도는 상기 잉크젯 프린터로 출력한 직후 완전히 건조되는데 소요되는 시간을 측정하였다.

구 분	실 시 예	비 교 예
	1	2	3	4	1	2	3
인쇄성	◎	◎	◎	◎	○	△	×
말림성(㎜)	10분 후	1	1	2	0	6	15	2
	24시간 후	2	2	3	1	15	25	4
건조속도 (sec)	29	27	32	21	27	32	42

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 코팅 조성물을 이용하여 제조한 잉크젯 프린터용 필름(실시예 1 ∼ 4)이 인쇄성 및 말림성에서 월등히 우수하며 건조속도에서도 동등 이상의 물성을 나타내고 있음을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 잉크젯 프린터용 인쇄매체의 코팅조성물은 종래의 코팅조성물과 비교하여 인쇄성에서 동등 또는 그 이상의 해상도를 구현하면서 내수성이 우수하고, 특히 상대습도, 온도 등과 같은 외부조건에 따른 필름의 말림성(curling)에 있어서 우수한 물성을 가질 뿐만 아니라 플라스틱 지지체와의 접착력에 있어서도 매우 우수하여 특별한 처리없이 접착층의 일차코팅, 단일층의 코팅만으로도 우수한 접착력을 보이며, 매우 빠른 건조시간을 보유하고 있어 가공성에서도 높은 생산성을 유지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 중합도가 200 ∼ 4,000이며, 공중합체 중의 비닐알코올 함량이 30 ∼ 60㏖%인 비닐아세테이트-비닐알코올 공중합체가 주 성분으로 함유된 것임을 특징으로 하는 잉크젯 프린터용 인쇄매체의 코팅조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 코팅조성물에는 계면활성제 및 건조속도 개선제가 포함된 것임을 특징으로 하는 잉크젯 프린터용 인쇄매체의 코팅조성물.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 계면활성제로는 설페이트 부틸 올레에이트, 폴리에틸렌 노닐 페닐 에테르 유도체, 폴리에틸렌 옥틸 페닐 에테르 유도체, 폴리에틸렌 라우릴 에테르 유도체, 폴리에틸렌 세틸 에테르 유도체 및 폴리에틸렌 스테아릴 에테르 유도체 중에서 선택된 하나 또는 그 이상의 것이 0.01 ∼ 5 중량% 함유된 것임을 특징으로 하는 잉크젯 프린터용 인쇄매체의 코팅조성물.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 건조속도 개선제로는 폴리에틸렌 글리콜, 젤라틴, 아크릴, CMC 및 전분중에서 선택된 하나 또는 그 이상의 것이 0.1 ∼ 8 중량% 함유된 것임을 특징으로 하는 잉크젯 프린터용 인쇄매체의 코팅조성물.