KR100426563B1 - 잉크젯 기록시트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지지체, 상기 지지체 상의 한 층 이상의 잉크수용층 및 광택발현층을 포함하는 잉크젯 기록시트로서, 상기 잉크수용층이 안료 입자, 결합제 및 사이즈제를 포함하고, 상기 광택발현층이 300 nm 이하의 입경을 갖는 안료 입자를 전체 안료에 대해 75 중량부 이상 갖는 안료 및 결합제를 포함하는 잉크젯 기록시트에 관한 것이다. 본 발명에 따른 잉크젯 기록시트는 칼렌더링과 같은 후처리 공정이 추가로 요구되지 않으면서도 뛰어난 잉크 흡수성과 고광택을 성취할 수 있다.

Description

잉크젯 기록시트{INK JET RECORDING SHEET}

본 발명은 광택성이 향상된 잉크젯 기록시트에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 특히 잉크의 흡수성이 뛰어나고 높은 인쇄 이미지 농도를 나타낼 수 있는 잉크젯 기록시트에 관한 것으로서, 지지체, 상기 지지체 상의 한 층 이상의 잉크수용층 및 광택발현층을 포함하는 잉크젯 기록시트에 있어서, 상기 잉크수용층이 양이온성 사이즈제를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록시트에 관한 것이다.

잉크젯 프린터는 잉크의 건조에 의한 제트 노즐의 막힘을 방지하기 위하여 건조되기 어려운 잉크를 사용하고 있다. 이러한 잉크는 일반적으로 결착제, 염료 및 첨가제 등을 물에 용해 또는 분산시킨 것이기 때문에, 잉크젯 프린터에 사용되는 기록시트는 영상의 선명도를 훼손시키지 않는 정도로 잉크를 충분히 흡수할 수 있는 뛰어난 잉크 흡수성이 요구된다.

이러한 요구 조건을 만족시키기 위해, 잉크 흡수성이 뛰어난 다공성 안료를 포함하는 잉크수용층을 잉크젯 기록시트 상에 형성시키는 것이 일반화되어 있다. 이러한 잉크수용층은 잉크를 충분히 흡수하고 이를 보유하기 위해 많은 공극을 갖고 있다. 그러나, 많은 공극을 갖는 잉크수용층은 입사광을 산란시켜 입사광의 투과를 방해하고, 따라서 광택이 저하된다는 문제점을 안고 있다. 특히 오늘날 디지털 카메라의 보급이 일반화되고, 잉크젯 프린터를 사용한 디지털 사진의 인쇄가 보편화되고 있는 시점에서 광택의 저하는 잉크젯 기록시트의 사용범위를 제한하는 요인이 아닐 수 없다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 제안이 몇몇 문헌에 공지되어 있다.

일본공개공보 제1986-197285호는 투명한 지지체 상에 다공성 잉크수용층을 형성시켜 지지체를 통해 이미지를 관찰하는 방법을 개시하고 있으며, 일본공개공보제1990-113986호는 다공성 알루미나 수화물을 포함하는 염료 흡수층과 다공성 미세분말 실리카를 포함하는 용매 흡수층을 투명한 지지체 상에 형성시켜 지지체를 통해 이미지를 관찰하는 방법을 개시하고 있다. 그러나 이러한 방법들은 이미지를 지지체를 통해 관찰하게 됨으로써, 이미지에 대한 거울상을 형성시켜야 하고, 투명한 지지체만 사용될 수 있다는 문제점을 안고 있다.

광택을 부여하기 위한 또 다른 방법으로는, 칼렌더 장치(calender apparatus)를 이용하여, 고압 및 고온이 가해진 롤 사이에 피복된 시트를 통과시켜 피복된 층의 표면을 평탄화하는 칼렌더링 방법이 널리 공지되어 있다. 이 벙법은 광택을 향상시킬 수는 있으나, 고가의 칼렌더 장치가 요구될 뿐만 아니라 코팅층의 공극의 감소에 의해 잉크 흡수성이 저하된다는 문제점을 안고 있다.

일본공개공보 소07-117335호는 지지체; 안료 및 결합제로 구성된 상기 지지체 상의 한 층 이상의 잉크수용층; 및 라텍스 안료에서 합성된 폴리머 결합제 및 300 nm 이하의 안료로 구성된 광택발현층을 포함하는 잉크젯 기록시트를 개시하고 있다. 그러나, 본 발명자들의 연구 결과에 따르면, 광택발현층에 포함되는 300 nm 이하의 안료 입자가 그 하부에 형성되어 있는 300 nm 이상의 안료 입자를 포함하는 잉크수용층으로 침투하여 광택발현층의 표면이 불균일하여 광택의 발현이 미흡하고, 따라서 상용화에 요구되는 정도의 광택을 얻기 위해서는 상기한 칼렌더링이 추가로 수행되어야 한다는 문제점을 안고 있다.

본 발명은 칼렌더링과 같은 후처리 공정이 추가로 요구되지 않으면서도 뛰어난 잉크 흡수성과 고광택을 성취할 수 있는 잉크젯 기록시트를 제공하는 것을 그 목적으로 하며, 이러한 목적은 지지체, 상기 지지체 상의 한 층 이상의 잉크수용층 및 광택발현층을 포함하는 잉크젯 기록시트에 있어서, 잉크수용층에 양이온성 사이즈제를 도입함으로써 광택발현층에 함유되는 300 nm 이하의 안료 압자가 잉크수용층으로 침투되지 못하도록 함으로써 성취될 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 지지체: 10,000 nm - 300 nm의 입경을 갖는 안료, 결합제 및 사이즈제를 포함하고, 상기 지지체 상에 도포되는 적어도 한 층 이상의 잉크수용층; 및 전체 안료 입자에 대해 입경이 300 nm 이하인 미립자를 적어도 75 중량부 이상 포함하는 안료 및 결합제를 포함하는 상기 잉크수용층 상의 광택발현층을 포함하는 잉크젯 기록시트에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 지지체: 10,000 nm - 1,000 nm의 입경을 갖는 안료 입자 및 결합제를 포함하는 상기 지지체 상의 제1 잉크수용층; 1,000 nm - 300 nm의 입경을 갖는 안료 입자, 결합제 및 사이즈제를 포함하는 상기 제1 잉크 수용체 상의 제2 잉크수용층; 전체 안료 입자에 대해 입경이 300 nm 이하인 미립자가 75 중량부 이상인 안료 및 결합제를 포함하는 상기 제2 잉크수용층 상의 광택발현층으로 구성된 잉크젯 기록시트에 관한 것이다.

본 발명자들은 지지체, 상기 지지체 상의 한 층 이상의 잉크수용층 및 광택발현층을 포함하는 잉크젯 기록시트에 있어서, 상기 잉크수용층에 사이즈제를 도 입함으로써 칼렌더링과 같은 후처리 작업을 수행하지 않고도 고광택의 잉크젯 기록시트를 얻을 수 있음을 확인하였다.

보다 구체적으로는, 본 발명은 지지체, 상기 지지체 상의 한 층 이상의 잉크수용층 및 광택발현층을 포함하는 잉크젯 기록시트로서, 상기 잉크수용층이 안료 입자, 결합제 및 사이즈제를 포함하고, 상기 광택발현층이 300 nm 이하의 입경을 갖는 안료 입자를 전체 안료에 대해 75 중량부 이상 갖는 안료 및 결합제를 포함하는 잉크젯 기록시트에 관한 것이다.

본 발명의 잉크젯 기록시트에 사용될 수 있는 지지체로는 종이, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 필름; 폴리프로필렌계 필름 등을 들 수 있다. 종이는 통상적인 표백펄프로부터 만들어진 미코팅 종이류 뿐만 아니라 탄산칼슘, 클레이, 카올린, 탈크 등의 무기안료와 폴리비닐알콜, 산화 전분, 카제인, 라텍스 수지 등의 결합제를 10 - 30 g/㎡ 의 양으로 표면코팅 처리한 후 칼렌더링과 같은 후처리 공정을 거쳐 평활성과 광택성을 부여한 코팅 종이류를 모두 포함한다. 이들은 기록의 목적,기록 화상의 용도, 또는 잉크수용층 등과의 밀착성, 외관, 질감 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다.

상기 잉크수용층에 사용되는 안료는 10,000 nm - 300 nm, 바람직하게는 6,000 nm - 300 nm의 입경을 갖는 미립자가 사용되며, 잉크젯 기록시트에 통상 사용되는 안료이면 특별히 제한되지 않으며, 그 예로는 탄산칼슘, 카올린, 탈크, 이산화티탄, 황산바륨, 황산아연, 실리카, 콜로이달 실리카, 스티렌아크릴계 플라스틱 안료 등을 들 수 있다. 보다 바람직하게는 동일 중량 대비 잉크 흡수성이 양호한 합성 무정형다공성 실리카를 사용할 수 있다. 사용되는 양은 특별히 제한되지 않으여, 통상 잉크수용층의 전체 중량에 대해 50 - 90%의 양으로 사용된다.

상기 광택발현층에 사용되는 안료는, 전술한 바와 같이, 300 nm 이하의 입경을 갖는 미립자가 사용되며, 그 이유는 300 nm를 초과하는 미립자의 경우 입사광의 산란에 의해 광택을 저하시키는 경향이 크기 때문이다. 바람직하게는 100 nm - 200 nm 이하의 입경을 갖는 미립자가 사용되는 것이다. 또한 300 nm 이하의 입경을 갖는 미립자는 전체 안료의 75 중량부 이상, 바람직하게는 85 중량부 이상, 가장 바람직하게는 95 중량부 이상의 양으로 사용된다. 그 예로는 상기 잉크수용층에 사용될 수 있는 안료가 동일하게 사용될 수 있다. 안료의 사용량은 특별히 제한되지 않으나 상용적인 광택 요구량에 대응하여 가감하며, 통상 광택발현층의 전체 중량에 대해 50 - 95%의 양으로 사용된다.

잉크수용층 및 광택발현층에 사용되는 결합제의 구체적 예로는 플리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐부티랄, 폴리초산비닐, 수용성 폴리비닐 아세탈, 폴리아미드 수지, 산화 전분, 카제인, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리에틸렌 옥사졸린, (메타)아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 공중합체, SBR, NBR, 라텍스계 수지 등을 들 수 있으나, 이들에 반드시 한정되는 것은 아니다. 결합제의 사용량은 전체 중량에 대해 통상 1 - 50%, 바람직하게는 3 - 45%, 가장 바람직하게는 5 - 40%의 양으로 사용된다.

잉크수용층에 사용되는 사이즈제는 광택발현층에 포함되는 300 nm 이하의 입경을 갖는 안료가 이 보다 큰 입경을 가진 다수의 공극을 포함하는 잉크수용층으로 과도하게 침투하지 않도록 방지하는 역할을 하며, 또한 프린팅 직후 잉크 방울의 접촉각을 유지하여 잉크의 수직방향 이동을 유도함으로써 화상의 번짐을 방지하고 선명성을 향상시킨다.

특히, 본 발명의 구성에서 중요한 사이즈제의 역할은 다음과 같다. 광택발현층을 구성하기 위한 코팅액제가 상기의 잉크수용층 상에 코팅된 직후 건조부를 통과할 때, 아직 유동성을 가진 코팅액제는 잉크수용층으로 급속히 침투하려는 성질을 갖는데, 잉크수용층에 포함된 사이즈제가 이 속도를 지연시켜 건조공정이 완성될 때까지 광택발현층에 함유되는 300 nm 이하의 안료 입자가 통상 이보다 큰 입경을 갖는 다공성 안료 입자 및 결합제를 포함하는 잉크수용층으로 과도하게 침투되지 못하도록 조절한다. 이로써, 일정 두께의 균일한 광택발현층을 확보하여 상용화에 요구되는 정도의 광택을 얻을 수 있고, 잉크수용층의 공극 감소를 최소화하여 잉크 흡수성을 훼손시키지 않도록 할 수 있어 선명한 화상을 얻게 된다. 결과적으로, 고가의 칼렌더 장치를 설치하여 칼렌더링과 같은 후처리 작업을 수행하지 않고서도 고광택의 잉크젯 기록시트를 얻을 수 있으며, 이에 부가하여 전체 코팅층의 공극 감소에 의한 잉크 흡수성 저하를 근본적으로 방지하게 된다.

사이즈제에는 양이온성, 비이온성, 음이온성 사이즈제가 있으며, 이들 모두본 발명에 사용될 수 있다. 그 중에서, 양이온성 사이즈제는 잉크젯 프린터의 잉크성분에 포함되어 있는 염료가 약한 음이온성을 띄므로 잉크의 정착성을 보다 향상시킬 수 있다는 장점을 가지고 있다.

본 발명에 사용되는 사이즈제의 종류는 특별히 제한되는 것은 아니며, 그 예로는 통상 스티렌아크릴계, 스티렌부틸아크릴레이트계, 로진계, 알킬케텐다이머, 아크릴로니트릴부틸아크릴레이트계, 스티렌말레익언하이드라이드계, 폴리우레탄계 등을 들 수 있으며, 보다 바람직하게는 잉크수용층을 구성하는 안료, 결합제, 기타 양이온성 첨가제와의 상용성, 연속 공정에서 사이즈제로서의 즉각적인 효과 발현과 작업성을 고려하여 에멀젼화된 양이온성 스티렌부틸아크릴레이트계를 사용할 수 있다. 사이즈제는 잉크수용층의 전체 중량에 대해 통상 3 - 20 %의 양으로 사용된다.

본 발명의 구체예에 따르면, 지지체; 10,000 nm - 1,000 nm의 입경을 갖는 안료 입자, 결합제 및 양이온성 사이즈제를 포함하는 상기 지지체 상의 제1 잉크수용층; 1,000 nm - 300 nm의 입경을 갖는 안료 입자, 결합제 및 양이온성 사이즈제를 포함하는 상기 제1 잉크수용층 상의 제2 잉크수용층; 300 nm 이하의 입경을 갖는 안료 입자를 전체 안료에 대해 75 중량부 이상, 바람직하게는 95 중량부 이상을 갖는 안료 및 결합제를 포함하는 광택발현층을 포함하는 잉크젯 기록시트가 상용화에 요구되는 고광택, 충분한 잉크 흡수성 및 제조 원가의 감소 등을 제공하였다.

본 발명의 잉크수용층 및/또는 광택발현층은 또한 염료 고착제, 안료 분산제, 증점제, 유동성개량제, 소포제, 압포제, 이형제, 착색 염료, 착색 안료, 형광증백제, 자외선 흡수제, 산화방지제, 방부제, 내수화제 등의 첨가제를 기록의 목적, 기록 화상의 용도 등을 고려하여 추가로 포함할 수 있다. 예를 들면, 잉크젯 프린터에 사용되는 염료 또는 잉크젯 기록시트의 고착성이 미흡할 경우 염료 고착제를 추가로 포함할 수 있으며, 유동성 개량제를 추가로 포함하여 유동성을 개량할수도 있다. 이들의 사용은 잉크젯 기록시트에 분야에서 널리 공지되어 있으며, 그예로는 상기한 일본공개공보 소07-117375를 들수 있다.

실시예

실시예 1

지지체, 잉크수용층 및 광택발현층을 구비하고, 상기 잉크수용층 및 광택발현층이 아래의 표 1의 조성 성분을 갖는 잉크젯 기록시트를 제조하였다, 잉크수용층에 사용된 안료, 결합제, 사이즈제 및 첨가제의 첨가량은 각각 전체 중량에 대해 50 - 90 중량%, 5 - 45%, 3 - 20 중량%, 0.01 - 2 중량% 범위 내에서 적절히 조절하였다. 광택발현층에 사용된 안료, 결합제 및 첨가제의 양은 50 - 95 중량%, 3 - 45 중량%, 첨가제의 양은 0.01% - 3 중량% 범위 내에서 적절히 조절하였다. 또한 잉크수용층에 사용된 안료는 10,000 nm - 300 nm의 입경을 갖고, 광택발현층에 사용된 안료는 100 nm - 300 nm의 입경을 갖는 안료 입자가 전체 안료의 75 중량부 이상 되도록 하였다.

실시예 2

지지체, 제1 잉크수용층, 제2 잉크수용층 및 광택발현층을 구비하고, 아래의 표 2의 조성을 갖는 다층 구조의 잉크젯 기록시트를 제조하였다. 다만, 제1 잉크수용층에 사용된 안료는 10,000 nm - 1,000 nm의 입경을 갖고, 제2 잉크수용층에 사용된 안료는 1,000 nm - 300 nm의 입경을 갖고, 광택발현층에 사용된 안료는 100 nm - 300 nm의 입경을 갖는 안료 입자가 전체 안료의 75 중량부 이상 되도록 하였다.

실시예 3

상기의 시편에 대하여, 본 발명에서 중요한 인자인 광택도와 화상품질에 대한 평가를 실시하였으며 그 결과를 아래의 표 3에 나타내었다. 평가에 사용된 칼러잉크젯 프린터는 EPSON STYLUS PHOTO 750이며, 기준 해상도는 1440 dpi이고, 사진용지 출력모드를 사용했으며, 출력 챠트는 MS Excel 97의 표준그림을 이용하였다.

텍스트 선명도(Text Sharpness), 블리딩(Bleeding), 입상도(Graininess), 프린팅시 건조속도에 대한 평가는 상기의 종래기술에 의한 제품 시편과 대비하여 실시하였다. 평가는 육안과 zoom microscope(배율 1000배) 및 색도계(Optical Densitometer, Koyo Chemicals Color Densitometer KRD-3200 model)로써 시행했으며, 코팅량(코팅층의 건조상태 중량) 및 광택도(75도 입사각에 대한 정반사 광선량), 내수성(상온수에 1주간 침적, 건조)은 통상의 표준 측정방법에 준하였다.

본 발명의 잉크젯 기록시트는 칼렌더링과 같은 후처리 공정이 추가로 요구되지 않으면서도 뛰어난 잉크 흡수성과 고광택을 성취할 수 있다. 따라서 고가의 칼렌더 장치가 요구되지 않음으로 인해 잉크젯 기록시트를 경제적으로 제조할 수 있으며, 사이즈제의 도입만으로 뛰어난 잉크 흡수성과 고광택을 갖는 잉크젯 기록시트를 제조할 수 있음으로 인해 생산 효율을 향상시킬 수 있는 장점을 가지고 있다.

Claims (15)

1. 지지체, 상기 지지체 상의 한 층 이상의 잉크수용층 및 광택발현층을 포함하는 잉크젯 기록시트로서, 상기 잉크수용층이 10,000 nm - 300 nm의 입경을 갖는 안료 입자, 결합제 및 양이온성 사이즈제를 포함하고, 상기 광택발현층이 300 nm 이하의 입경을 갖는 안료 입자를 전체 안료에 대해 75 중량부 이상 갖는 안료 및 결합제를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록시트.
2. 제1항에 있어서, 상기 잉크젯 기록시트가 지지체; 10,000 nm - 1,000 nm의 입경을 갖는 안료 입자 및 결합제를 포함하는 상기 지지체 상의 제1 잉크수용층; 1,000 nm - 300 nm의 입경을 갖는 안료 입자, 결합제 및 양이온성 사이즈제를 포함하는 상기 제1 잉크수용층 상의 제2 잉크수용층; 300 nm 이하의 입경을 갖는 안료 입자를 전체 안료에 대해 75 중량부 이상 갖는 안료 및 결합제를 포함하는 상기 제2 잉크수용층 상의 광택발현층으로 구성된 것을 특징으로 잉크젯 기록시트.
3. 제2항에 있어서, 상기 광택발현층에 포함되는 300 nm 이하의 입경을 갖는 안료 입자가 전체 안료에 대해 95 - 100 중량부인 잉크젯 기록시트.
4. 제2항에 있어서, 상기 제1 잉크수용층이 양이온성 사이즈제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록시트.
5. 제1항에 있어서, 상기 양이온성 사이즈제가 에멀젼화된 스티렌부틸아크릴레이트계인 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록시트.
6. 제1항에 있어서, 상기 안료가 무정형 다공성 실리카인 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록시트.
7. 제1항에 있어서, 잉크수용층 및 광택발현층이 염료 고착제, 안료 분산제, 증점제, 유동성개량제, 소포제, 압포제, 이형제, 착색 염료, 착색 안료, 형광증백제, 자외선흡수제, 산화방지제, 방부제, 내수화제를 포함하는 첨가제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록시트.
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