KR100328613B1 - 고품위 칼라잉크젯용지의 제조방법 - Google Patents

Abstract

칼라잉크젯용지 제조방법에 있어서, 양성화처리된 원지위에 통상으로 사용해온 실리카입자보다 미세입자를 집중적으로 사용하고 여기에 고분자사이징제, 양성화제, 접착제, 경화제, 분산제, 염료등으로 구성되는 도공액으로 도공설비를 이용 도공액을 원지위에 도공하고 아치형드라이어에서 건조, 백코타로 도공원지의 뒷면에 코팅처리, 실린더드라이어로서 건조, 써모프레이셔로 열가압처리등으로 이어지는 공정으로 제조된 고품위 칼라 잉크젯 용지의 제조방법에 관한것임.

Description

고품위 칼라잉크젯용지의 제조방법{THE METHOD OF MAKING HIGH QUALITY PAPER FOR INK JET PRINTING.}

본 발명은 고품위 칼라잉크젯용지의 제조방법에 관한 것으로 상세하게는 잉크젯염료의 흡수성이 좋은 도공액을 조성하여 에어나이프코타로 도공하는 방식으로 도공액이 종이 내부로 흡수되지 않고 표면층으로 다량분포되도록 처리함과 동시에 실리카입자를 적절히 선택하므로서 잉크젯프린터 잉크의 번짐성이 없고 인쇄 화상의 농담이 없는 고품위 칼라잉크젯 용지의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 칼라 잉크젯용지(전용지)는 컴퓨터 화상을 잉크젯프린터로 출력받아 종이위에 출력하는 것으로 잉크젯프린터 화상을 좋게하기 위하여 실리카를 주성분으로 하는 도공액을 도포하는 방식으로 수십종의 수입제품들이 개발되어 있으며 제조방법과 도공액제조방식이 다양하며 잉크젯프린터의 제조원과 인쇄방식에 따라 각기 다른 적성을 보여 모든 프린터에 적합한 적성을 갖는 칼라잉크젯용지는 없다고 본다.

따라서 각사별로 자사와 관련이 있는 프린터에 맞춘 성능개발로 칼라잉크젯용지를 개발하고 있으며 대부분이 수입제품으로 국내기술 발전에 제약이 되고 있다.

기존 시판 칼라잉크젯 전용지는 거의 대부분이 실리카를 주성분으로 하고 실리카를 종이에 접착시킬 수 있는 접착제로서 폴리비닐을 사용하여 제조되고 있으나 실리카의 특성상 종이표면이 거칠고 접착력이 저하되어 칼라잉크젯 용지에서 실리카 가루가 떨어져 프린터를 오염시키고 환경에도 좋지못한 문제점이 발생되고 있으며, 비교적 큰 실리카의 입자를 사용하므로서 인쇄화상도 약간씩은 번지는 경향을 보이고 있다.

또한 종이 자체가 펄프로 구성되며 이것에 실리카 도공액을 도포할 경우 종이의 흡수성차이에 의하여 균일한 도공층이 형성되기 어렵기 때문에 일부제조원에서는 종이위에 10-30㎛ 정도의 폴리에스텔필림을 라미네이팅 한다음 그위에 잉크젯 프린터잉크 흡수층을 도공하는 방식을 사용하는 경우가 많으며 이와같은 잉크젯용지는 종이로서 재활용이 안되는 문제점이 있으며 폴리에스텔필림과 잉크흡수층간에 이질감이 있어 접착성이 좋지 않아 도공층의 실리카 입자가 탈리되고 프린트잉크가 과량으로 투입되는 경우 색상의 석임현상이 발생하는 경향도 생긴다.

본 발명은 고품위 칼라잉크젯용지를 제조함에 있어 폴리에스텔필림과 같은 합성수지필림을 사용하지 않으므로 해서 잉크젯용지의 폐지로서 재활용이 가능하고 종래 사용되는 실리카 입자보다 비교적 미세한 입자를 사용하므로서 표면이 균일하며 인쇄화상을 개선하고 경화제와 도공액조성물을 적절히 선택하므로서 도공액이 원지내부로 깊히 침투하지 못하도록 도공액의 피막특성을 개선하므로서 우수한 인쇄효과를 얻을 수 있는 고품위 칼라 잉크젯용지를 제조함에 목적이 있다하겠다.

도 1 : 본 발명에 의한 칼라잉크젯용지 제조 장치도

본 발명에 의한 고품위 칼라잉크젯용지의 제조방법을 구체적으로 설명하면, 양성화처리된 언와인더(1)부터 유되는 원지위에 잉크젯프린터 잉크흡수를 위한 도공층을 형성하는 도공액으로 에어나이프코타, 롤코타, 바코타 중에서 선택되는 도공설비(3)로서 코팅해드(2)로 도포를 하되 종이편면당 8-20g/㎡ 으로 도포하고 80-150℃의 건조한 열풍이 공급되는 아치형 드라이어(4)에서 건조시킨 다음 백코터(5)로 코팅층의 뒷면을 PVA 또는 전분수용액으로 도공한후 80-150℃의 스팀이 공급되는 실린더 드라이어(6)로 건조처리하고 써모프레니셔(thermo-plinisher)(7)으로 온도 50-200℃로 유지시킨 상태에서 20-100g/㎠으로 가압처리하므로서 고품위 칼라잉크젯용지를 얻게된다.

이상의 방법에서 양성화 처리된 원지라 함은 양성이온을 갖는 4급암모늄염, 폴리에치렌아민, 폴리암모늄클로라이드, 알륨, 스테아린산칼슘 양성화 전분등이 내면 사이징이나 표면사이징에 있어서 다른 조성물에 포함된 조성물로 처리된 원지라할 수 있으며 이와같은 양성화제는 음이온성을 가진 프린트잉크가 종이 내부로 침투하지 못하도록 종이 표면층에서 이온반응으로 결합시키는 기능을 갖고 있다.

이와 같은 원지는 본 발명과 함께 출원되는 다용도 복사지 등을 들수 있다.

본 방법에서 잉크흡수를 위한 도공층을 형성하는 도공액 조성물은 중량비로2.5-3㎛ 입도범위의 실리카 미세입자 80-99% 및 6-8㎛ 입도의 실리카 입자 1-20%로 실리카 입자로된 고형분 100%에 대하여 고분자사이징제 0.1-2%, 양성화제 2-20% 접착제로서 폴리비닐알콜 30-70%, 경화제 3-20%, 분산제 0.1-1%, 색상조절을 위한 염료 0.1-1%로 조성된 조성물을 물에 용해 또는 분산시킨 도공액의 조성물이라 할 수 있다.

또 여기에서 고분자 사이징제는 폴리우레탄과 아크릴로니트리렘, 아크릴산에스텔, 마레인산무수물 스치렌, 메타아크릴산에스텔의 공중합체들이고 양성화제로서는 4급암모늄, 스테아린산칼슘이고 경화제는 아미노수지, 그리옥살수지, 금속이온염등이라 할수 있다.

염료로서는 발색염료로 펄프 및 조성물을 발색하여 백색도를 높히기 위함이다.

그리고 실리카의 입도는 종래 주로 3-12㎛의 실리카를 사용하던 것을 2.5-3㎛범위의 미세실리카 입자를 집중적으로 사용하므로서 도공층의 두께를 줄일 수 있고 대입자 실리카의 탈리를 방지할수 있으며 표면의 평활성도 기대할 수 있고 실리카의 대입자와 소입자에 따른 잉크흡수도의 차이를 줄이므로서 인쇄잉크흡수의 농담을 줄여 인쇄화상을 개선하게 된다.

그 밖에 본 발명에 사용되는 장치로서 도공설비는 도공층의 두께가 균일하게 피막되게 하는 롤코다, 바코타, 에어나이프코타 등의 도공설비를 사용하므로서 도공층의 두께를 일정하게 하고 평활하게 하므로서 잉크흡수에 의한 농담의 차를 줄임과 동시에 종이표면의 높낮이 차이에 의한 잉크흐림을 감소시켜 번짐성 개선과인쇄화상의 고급성을 부여할 수 있으며 전분용액의 백코팅처리는 잉크젯용지의 휨을 방지하기위한 처리수단이라 할수 있으며 처리량은 전면 도공액의 10%-40% 정도면 가능하다.

또 써모프레니셔와 같은 열가압장치를 사용하므로서 두께가 두꺼우면서도 표면이 평활하도록 처리하게되어 종이의 잉크흡수성을 좋게하여 잉크의 인쇄선명도가 개선되는 효과를 갖게하는 특수공정이라 할수 있다.

그리고 본 발명에 사용되는 원지는 내면 또는 표면에 양성화제가 포함된 조성물로 처리된 원지이고 원지의 중량은 70-250g/㎡이고, 도공층의 총중량은 고형성분으로 8-20g/㎡ 이다.

이상의 방법으로서 제조된 고품위 칼라잉크젯용지는 균일한 두께의 잉크젯프린터잉크의 흡수층 형성으로 인쇄물의 화상이 균일하며 선명하고 실리카 입자를 조정하므로서 매끄러운 촉감과 고도의 평활성을 갖쳐 인쇄물의 품위가 개선되며 합성수지필림을 사용하지 않으므로 폐지로서의 용지 재활용이 가능하고 잉크젯프린터 잉크의 번짐성감소, 잉크의 표면 흡수가 유지되며 종이 표면에서 종이 가루나 먼지가 떨어지는 현상을 감소시킬수 있고 물이나 잉크의 흡수성 조절능력향상 등을 들 수 있다.

본 발명의 기술구성을 구체화하고 효과 등을 확실하게 하기 위하여 실시예로 나타내었다.

실시예 (1)

양성화처리된 원지위에 중량비로 2.5-3㎛ 입경의 실리카 미세입자 90%와 6-8㎛ 입경의 실리카입자 10%을 균질하게 혼합시킨 실리카 100%에 대하여 고분자 사이징제인 폴리우레탄 1%, 양성화제로서 스테아린산칼슘 5%, 접착제로서 폴리비닐알콜 50%, 경화제로서 아미노수지 6%, 분산제 0.5%, 발색염료 1%를 물에 분산 또는 용해시킨 도공액으로 에어나이프코타로 종이편면당 고형분기준으로 15g/㎡ 으로 도포한후 온도 100℃로 유지된 아치형드라이어에서 건조시킨 다음 백코타로 전분용액을 종이 뒷면에 도공하고 온도 110℃로 유지된 실린더드라이어에서 건조시킨후 써모프레니셔로 온도 약 100℃로 유지시킨 상태에서 50kg/㎠의 압력으로 처리하여 중량 120g/㎡ 고품위 칼라잉크젯용지를 제조하였다.

실시예 (1)의 방법으로 제조된 칼라잉크젯용지(A)와 실시예(1)과 같은 방법으로 처리하되 양성화처리되지않은 원지를 사용하고 조대입자 실리카(12㎛ 입도의 실리카가 주성분)를 사용하여 얻어진 칼라잉크젯용지(B), 수입품의 잉크젯전용지(폴리에스텔필림을 적층시킨 잉크젯전용지)(C)로 각각의 물성을 비교한 결과 다음 표(1)과 같은 물성 비교표를 얻었다.

단위 : 평량 = g/㎡

평활도 = sec, Bekk Smoothness Tester

번짐성 = Image Analyzer 확대인쇄 및 육안판정(○○ = 극히양호, ○= 양호, X = 불량)

인쇄농도 = Macbath Densitometer 검사(높은 수치가 양호한 제품)

인쇄불투명도 = 인쇄면의 종이뒷면에서 Macbath Densitometer 검사 (낮은 수치가 양호한 제품)

Mottle : 인쇄물의 화상 균일성 Image Analyzer 확대인쇄 및 육안판정 (○○ = 극히양호, ○= 양호, X = 불량)

위의 물성 비교표에 나타난 바와같이 본 방법에 의하여 제조되는 고품위 칼라 잉크젯 용지의 품질은 일반 잉크젯 전용지와 수입제품에 비교하여 인쇄농도가우수하며 화상의 균일성에서 경쟁력이 있는 것으로 평가되며, 일반 인쇄시험으로 평가하기 곤란한 인쇄품질의 고급성에서 우수한 시각효과를 줄 수 있으며, 재활용이 가능한 소재로 제조됨으로서 일반 사무실 및 가정용 잉크젯프린터 출력물로 적성을 고루갖춘 제품으로 국제적인 품질 경쟁력이 있는 제품이라 할 수 있다.

Claims (2)

1. 언와인더(1)로 부터 유도되는 양성화처리된 원지위에 잉크젯프린터 잉크흡수를 위한 도공층을 형성하는 도공액 조성물을 에어나이프코타, 롤코타, 바코타중에서 선택되는 하나의 도공설비(3)로서 코팅해드(2)로 도포하되 종이편면당 8-20g/㎡으로 도포하고 80-150℃의 건조한 열풍이 공급되는 아치형드라이어(4)에서 건조시킨 다음 백코터(5)로 도공층 뒷면을 PVA 또는 전분 수용액으로 도공한후 80-150℃의 스팀이 공급되는 실린더드라이어(6)로 건조처리한 것을 써모프레이셔(7)로 온도 50-200℃로 유지시킨 상태에서 20-100g/㎠으로 가압처리함을 특징으로 하는 고품위 칼라잉크젯용지의 제조방법.
2. 청구항 (1)에 있어서 잉크젯프린터 잉크흡수를 위한 도공액 조성물이 중량비로 2.5-3㎛ 범위의 실리카 미세입자 80-99% 및 6-8㎛입자도의 실리카 입자 1-20%로 구성된 실리카 100%에 고분자 사이징제 0.1-2%, 양성화제 2-20%, 폴리비닐알콜 30-70%, 경화제 3-20%, 분산제 0.1-1%, 염료 0.1-1%를 물에 분산 또는 용해시킨 도공액 조성물임을 특징으로 하는 고품위 칼라 잉크젯 용지의 제조방법.