KR100329975B1 - 잉크내수 정착성을 보유한 포토잉크젯 용지 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잉크내수 정착성을 보유한 포토잉크젯 용지 및 그 제조방법에 관한 것으로 종래 포토잉크젯 용지 제조방법에 있어서 원지위에 합성수지필름을 적층시키는 대신에 잉크젯프린트 잉크 흡수층을 구성함에 있어서 사용되는 실리카, 고분자 사이징제, 양성화제, 접착제, 경화제, 분산제 등의 도공액 조성물중 극히 미세한 실리카입자와 중간 실리카 입자를 적절히 배합함으로서 표면의 평활도와 인쇄화상에 선명도를 높이고 다량의 경화제를 사용하여 경화피막을 형성시키므로 원지 위에 평활한 합성수지 필름의 적층 없이도 고도로 균일한 도공층을 형성시킬 수 있는 피막특성이 부여됨과 동시에 용지의 재활용이 가능하며 아크릴계라텍스, 극히 미세한 콜로이드실리카, 중합형 플라스틱안료의 수분산유화액으로 2차 도공층을 형성하므로 내수성 잉크젯 프린트 잉크적성과 광택효과가 부여되면서 종래의 포토잉크젯 용지가 갖지 못하는 수용성인 칼라잉크젯 잉크흡수능력이 우수한 잉크 내수정착성을 보유한 잉크젯용지 및 그 제조방법에 관한 것임.

Description

잉크내수 정착성을 보유한 포토잉크젯 용지 및 그 제조방법{THE METHOD OF MAKING PAPER FOR PHOTO INK JET THAT HAS WATER REPELLENT AND SETTING CHARACTERISTICS OF INK}

본 발명은 칼라잉크젯 잉크가 습기나 물에 의해 쉽게 번지거나 씻겨 나가지 않는 잉크 내수정착성이 부여된 포토잉크젯용지(Photo Color Ink Jet) 및 그 제조방법에 관한 것으로 더욱 구체적으로는 잉크젯프린터 잉크의 흡수성이 좋은 도공액을 재활용 가능한 용지 위에 에어나이프코타, 롤코타, 바코타 등으로 도공 하여 칼라잉크젯 용지를 얻고 이 위에 잉크젯프린터 잉크 흡수기능을 가지면서도 내수성과 광택효과를 발휘할 수 있는 도공층을 형성함으로서 잉크내수정착성을 보유한 포토잉크젯 용지 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래 포토잉크젯용지(잉크젯 전용지)는 컴퓨터의 화상을 잉크젯프린터로 출력받아 종이 위에 출력하는 것으로 용도는 사진인화용이나 포스터 및 옥외 광고물 등의 잉크젯프린터 출력용으로 사용되기 때문에 물에 대한 저항력도 우수하나 제조방법이 종이 위에 5∼20㎛ 두께의 폴리에스텔 필름층(PET 필름이라 한다) 라미네이팅하고 그 위에 유용성도공액 즉 구체적으로는 실리카를 주성분으로 하고 이를 접착 결합시키기 위한 접착제와 유용성 등의 광택제 등으로 조성되는 도공액을 도포 하는 방식이다.

이러한 방법으로 생산된 제품들은 다수 개발되어 있으며 제조방법과 도공액 제조방식이 다양한 특성을 갖고 있다.

그러나 이러한 방식의 포토잉크젯 용지는 기본적으로 종이 층이 아닌 PET필름위에다 유용성 도공액을 도포 하는 방식으로 물에 대한 저항성이 좋아 우수한 내수성과 유용성 도공액의 특징으로 광택효과도 좋으나 수용성인 칼라잉크젯프린터 잉크를 잘 흡수하지 못하는 큰 결점이 있고 종이로서의 자원 재활용이 안되며 제조비용이 고가이면서도 프린터 출력화상이 그다지 좋지 않은 문제점등을 들 수 있다.

본 발명은 포토잉크젯 용지를 제조함에 있어 PET 필름을 사용하지 않음으로서 자원재활용이 가능하면서도 인쇄가 균일하여 우수한 인쇄효과와 내수성을 가져 물에 잉크 입자가 번지거나 씻기지 않는 포토잉크젯 용지를 개발하기 위한 것으로 구체적으로 2.5∼3㎛범위의 극히 미세한 실리카의 주성분으로 6∼8㎛ 크기의 중간입자 실리카의 소량을 적절히 배합함으로서 잉크젯프린트 인쇄화상을 개선함과 동시에 표면 평활성을 향상시키고, 또한 종이표면에 내수성과 광택효과를 얻으면서도 잉크젯프린터 잉크를 흡수하기 위하여 고도로 미세한 실리카와 아크릴계 라텍스와 광택효과를 증진시키는 플라스틱안료의 분산 유화액의 특수 도공액을 도공 하여 광택 및 내수성을 향상시켜 포토잉크젯용지로서의 기능성을 부여하고 다량의 경화제를 사용하여 종이 위에 도공층을 고속으로 도공액 피막층을 형성시키므로 합성수지필름층과 같은 기능성을 얻게되고 수용성인 칼라 잉크젯프린터 잉크도 잘 흡수하면서 번지지도 않는 잉크 내수정착성을 보유한 포토잉크젯 용지와 그 제조방법을 제공함에 목적이 있다 하겠다.

도 1은 본 발명에 의한 포토잉크젯 용지 제조 장치도

본 발명은 잉크 내수정착성을 갖는 포토잉크젯 용지 및 그 제조방법에 관한 것으로 특수 처리된 원지위에 1차도공으로 도공층을 형성함으로서 잉크젯프린터의 인쇄 적성을 부여하고 2차 도공으로 잉크 내수 정착성을 갖도록 하는 내수정착성을 갖는 포토잉크젯 용지 및 그 제조방법으로 잉크젯프린터 잉크 흡수를 위한 1차 도공액은 고분자 사이징제 0.01∼2%, 양성화제 1∼20%, 접착제로서 폴리비닐알코올 30∼50%, 경화제 2∼20%, 분산제 0.1∼1%, 형광염료 또는 발색염료 0.1∼1% 나머지를 평균입경 2.5∼3㎛ 범위의 미세입자 실리카 80∼90%, 평균입경 6∼8㎛인 중간입자 실리카 10∼20% 비율로 구성된 실리카 도공안료로된 조성물을 물에 용해 또는 분산시킨 도공액이라할 수 있다.

이상과 같이 제조된 종이의 1차 도공층위에 도공 되는 2차도공액은 유리전이온도 20∼100℃를 갖는 아크릴계라텍스, 평균입경 0.1∼3㎛인 콜로이도실리카, 공중합형 플라스틱안료를 각각 물에 대하여 10∼60%, 5∼40%, 5∼20%의 비율로 분산유화시킨 유화액을 얻고 이 유화액에 형광염료 0.1∼1%를 첨가한 조성물로 에어나이프 코타 에서 2차도공층을 형성하고 도공층의 뒷면을 전분 또는 PVA을 물에 분산 또는 용해시킨 수용액으로 맥코타에서 도공 하여 써모프레니셔로 가볍게 열처리와 동시에 가압함으로서 내수정착성을 보유한 포토잉크젯 용지를 제조할 수 있다.

이상의 1차 잉크젯 조성물에서 실리카의 입경을 주로 12㎛ 입자를 많이 사용하나 더욱 개선된 표면 평활성과 광택성을 얻기 위해서는 초미세 실리카의 많은 량을 사용하고 중간입자 실리카를 소량 사용함으로서 미세입자가 중간 입자사이의 간극에 충진됨으로서 표면 평활성을 기대할 수 있다.

그리고 잉크젯프린트 잉크 적성을 갖는 층을 형성하기 위한 1차 도공조성물에 있어서 고분자 사이징제로는 폴리우레탄과 아크리로니트리릴, 아크릴산에스텔, 마레인산무수물, 스티렌메타크릴산에스텔의 각각의 공중합체 등을 사용하며 양성화제로서는 4급 암모늄, 칼슘스테아레이트 등이고 경화제는 아미노수지, 그리옥살레진, 금속이온염 등이 사용된다.

또, 본 발명에서는 다량의 경화제를 사용함에도 특징이 있다 할 것인바, 이는 먼저 도공층을 고속으로 형성하기 때문에 경화에 의한 피막층을 빨리 형성시켜주어야 하고 많은 량을 사용함으로서 경화피막을 형성하여줌으로서 종래의 합성수지필름을 종이 위에 적층시킨 포토 잉크젯용지의 필름 기능도 가지면서 재활용도 가능해 진다.

그밖에 본 발명의 장치에 의한 전체적인 제조공정을 살펴보면 도1에서와 같이 위에서 언급한 잉크젯프린터 잉크 흡수층인 도공액(1차도공액)을 조성하여 에어나이프코타(2)에서 코팅해드(1)로 도포를 하고 일정량이 되도록 종이 편면당 8∼20g/㎡으로 계량을 한 다음 80∼150℃의 건조한 열풍이 공급되는 아치형 드라이어(3)에서 종이를 건조시키고 도공층을 형성함으로서 종이가 휘는(curl)현상을 방지하기 위하여 백코타(4)에서 종이 뒷면에 PVA나 전분의 수용액 또는 분산액을 도공한후 80∼150℃ 스팀이 공급되는 실린더 드라이어(5)를 건조하고 칼라잉크젯 용지의 표면성을 좋게 하기 위한 써모프레니셔(Thermo - Plinisher)(6)로 종이를 가볍게 열처리(50∼200℃)한 상태에서 가압(5∼100kg/m)하여 종이의 표면성을 좋게 만든 다음 릴(7)에 감는다.

이 공정은 기존 칼라 잉크젯 용지 제조방식에서 사용하는 슈퍼카렌다 공정을 생략함으로서 종이의 잉크흡수성을 좋게 하여 잉크의 인쇄선명도가 개선되는 효과를 갖는 특수한 공정이라 할 수 있다.

이상에서 건조가 완료된 칼라잉크젯용지의 1차 도공층위에 에어나이프코타 설비로 내수성과 광택효과 및 잉크젯프린터 잉크흡수 기능 등을 갖는 2차도공액으로 도공층을 형성시킴으로서 포토잉크젯 용지가 제조된다.

이상의 방법으로 제조된 포토잉크젯 용지 및 그 제조방법을 1차 도공액 조성물에 적절한 검토와 고형분 및 경화제를 적정비율로 사용함으로서 폴리에스텔필림의 라미네이팅 없이도 고도로 균일한 두께의 도공층을 피막할 수 있는 도공액 피막특성이 부여되어 있고 미세한 입자크기의 실리카를 사용함으로서 잉크젯프린터의 인쇄화상을 선명하고 번짐성이 없도록 잉크젯프린터 적성을 개선하고 종이의 표면성과 촉감을 개선하였으며 내수성과 광택효과를 가지면서도 잉크젯프린터 잉크를 흡수할 수 있는 도공액을 도포 함으로서 광택도나 포토잉크젯 용지에 필요한 내수성과 인쇄화상의 고급성을 실현할 수 있다.

그 밖의 장치로서 바코타, 롤코타 또는 에어나이프코타 등의 종이 위에 균일한 두께의 도공층을 형성시킬 수 있는 형식의 도공기를 사용함으로서 종이 위에 균일한 잉크젯프린터 잉크흡수층을 형성시킬 수 있다.

이상의 발명에 대한 구체적인 기술구성과 그 효과를 알아보기 위하여 아래와 같이 실시 예를 들었다.

[실시예(1)]

2.5∼3㎛ 크기의 실리카 90%와 6∼8㎛ 크기의 실리카 10%로 구성된 실리카도공안료 33.4%, 폴리우레탄 1%, 4급 암모늄 10%, 폴리비닐알코올 40%, 그리옥살레진 15%, 분산제 0.5%, 형광염료 0.1%의 중량비로된 조성물을 물에 분산 또는 용해시킨 도공액으로 에어나이프코타에서 원지위에 12g/㎡ 량으로 1차 도공 하여 잉크젯프린터 잉크 흡수층을 형성한 다음 물에 대하여 중량비로 아크릴계라텍스 45%, 평균입경 0.1∼3㎛ 콜로이드실리카 20%, 평균입경의 0.1∼2㎛의 공중합형 플라스틱 안료 12%의 비율로 분산유화시킨 유화액을 만들고 이 유화액에 형광염료 0.5%를 첨가시킨 도공액으로 에어나이프코타 설비로 4g/㎡ 량으로 내수증착성을 갖는 2차 도공층을 형성함으로서 포토잉크젯 용지를 얻었다.

본 발명으로 제조된 포토잉크젯 용지의 물성을 비교하기 위하여 실시예(1)에서와 같이 일반 원지를 사용하고 조대실리카인 12㎛ 실리카를 주성분으로 사용한 실시예(1)의 1차도공액으로 잉크젯 프린트 흡수층을 형성시킨 칼라잉크젯 용지(A)와 종이 위에 폴리에스텔(PET)필름을 도포하고 그 위에 유용성 포토잉크젯 도공액을 도포한 유성 포토잉크젯 용지(B)로 대비한 결과 표(1)과 같은 물성비교표를 얻었다.

단위 : 평량 = g/㎡

평 활 도 = sec, Bekk Smoothness Tester

광 택 도 = Gloss Meter로 인쇄 안된 종이면의 표면광택을 측정

인쇄농도 = Macbath Densitometer 검사(높은 수치가 양호한 제품)

내 수 성 = 인쇄된 종이를 20℃의 증류수에 5분간 침적후 인쇄화상의 번짐 상태를 Image Analyzer로 육안비교 및 Mackbath Densitomete로 인쇄농도 Density를 측정 검사하여 감소된 숫자로 표시(낮은 수치가 양호한 제품)

Mottle : 인쇄물의 화상 균일성 Image Analyzer 확대인쇄 및 육안 판정 (OO=극히 양호, O=양호, X=불량)

위의 물성 비교표에 나타난 바와 같이 본 방법에 의하여 제조되는 포토잉크젯 용지의 품질은 시판되는 PET필름층과 유용성, 도공액을 도포한 수입 포토잉크젯 용지에 비하여 내수성과 인쇄농도가 유사하며 순수한 펄프와 재생, 가능한 수용성 종이원료를 갖고 제조된 용지로서 기종의 칼라잉크젯 용지의 기능성을 획기적으로 개선한 제품으로, 화상의 균일성과 고급성에서 경쟁력이 있는 것으로 평가되며, 재활용이 가능한 소재로 제조됨으로서 일반 사무실 및 가정용 잉크젯프린터 출력물로 적성을 고루 갖춘 제품으로 국제적인 품질 경쟁력이 있는 제품이다.

Claims (2)

1. 원지위에 잉크젯프린터 잉크흡수를 위한 1차도공액을 도공설비로 원지편명당 8∼20g/㎡ 으로 계량 한 다음 도공하고 80∼150℃의 건조한 열 층이 공급되는 아치형 드라이어에서 건조시킨 다음 백코타(4)에서 종이 뒷면에 PVA 또는 전분의 수용액 또는 분산액을 도공 하여 80∼150℃ 스팀이 공급되는 실린더드라이어로 건조하여 세팅하고 써모프레니셔(6)로 온도 50∼200℃, 압력 5∼100kg/㎠으로 가볍게 열처리 및 가압한 다음 1차 도공층위에 잉크젯프린터 잉크 흡수기능을 가지면서도 내수성과 광택성을 발휘할 수 있는 도공층 즉 유리전이온도 20∼120℃를 갖는 아크릴계라텍스, 평균입경 0.1∼3㎛의 콜로이드실리카, 공중합형 플라스틱 안료, 각각을 물에 대하여 10∼60%, 5∼40%, 5∼20%의 중량비로 분산유화시킨 유화액에 형광염료 0.1∼1%를 첨가시킨 2차 도공액으로 에어나이프코타로 2∼20g/㎡량으로 도공층을 형성함을 특징으로 하는 내수정착성을 보유한 포토 잉크젯 용지 및 그 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서 1차 도공액이 고분자사이징제 0.01∼2%, 양성화제 1∼20%, 폴리비닐알코올 30∼50%, 경화제 2∼20%, 분산제 0.1∼1%, 형광염료 0.1∼1% 나머지를 평균입경 2.5∼3㎛ 범위의 미세입자실리카 80∼90%, 평균입경 6∼8㎛ 중간입자실리카 10∼20%로 구성된 실리카도공안료로된 조성물을 물에 용해 또는 분산시킨 도공액임을 특징으로 하는 내수정착성을 보유한 포토 잉크젯 용지 및 그 제조방법.