KR100437304B1 - 디지털 컬러 잉크젯 프린터 인화지의 제조방법 - Google Patents

디지털 컬러 잉크젯 프린터 인화지의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 컬러 잉크젯 프린터 인화지의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 컴퓨터 디지털 잉크젯 프린터에서 컬러 잉크를 흡수하여 컬러영상을 얻을 수 있는 잉크흡수수용층을 폴리에틸렌이 코팅된 원지에 도포, 건조하여 제공하는 것에 관한 것으로서, 컬러 잉크젯 프린터 인화지의 제조에 있어서, (1) 4차 양이온 폴리비닐알콜의 2 내지 8중량% 수용액으로 이루어지는 제1용액과 4차 양이온 셀룰로오스의 1 내지 5중량% 수용액으로 이루어지는 제2용액을 혼합하되, 상기 제1용액과 제2용액의 혼합비가 1 : 0.6 내지 0.9의 비율로 혼합하여 제1혼합용액을 준비하는 제1혼합단계; (2) 입자크기가 10 내지 100㎚이고, 형상이 뵈메이트 또는 둥근형이며, 2.5 내지 3.5의 pH 및 0.67 내지 0.87㎖/g의 다공성을 갖는 알루미나졸 20 내지 60중량%를 잔량으로서 상기 제1혼합용액에 혼합, 분산시켜 제2혼합용액을 준비하는 제2혼합단계; (3) 상기 제2혼합용액 100중량%에 대해 폴리아크릴우레아, 폴리아크릴스타이렌 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 폴리머첨가제를 상기 제1혼합용액의 고형분 : 폴리머첨가제의 혼합비가 1 : 0.2 내지 5의 비율이 되도록 첨가하여 폴리머졸을 제조하는 폴리머졸 제조단계; (4) 상기 폴리머졸을 통상의 인화지 원지 위에 15 내지 100㎛의 두께로 도포시켜 상기 폴리머졸을 포함하는 잉크흡수수용층을 형성시키는 코팅단계; 및 (5) 상기 폴리머졸이 코팅된 인화지를 건조시키는 건조단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 컬러 잉크젯 프린터 인화지는 기존의 컬러 잉크젯 프린터 인화지에비해 잉크흡수수용층이 마이크로 다공성(micro porous)이 비이티(BET)모델로 형성되어 알루미나졸과 변형 폴리머 바인더가 양이온의 하전을 가지고 있기 때문에 음이온 잉크 용액의 침투력이 향상되어 잉크 흡수속도가 빨라 건조속도가 빠르고, 내수성, 광택도 증가, 내알콜성, 내후성, 범용성, 내문지름성, 컬링저항성, 백색도 및 평활도등의 물리화학적으로 우수한 컬러 화상을 제공할 수 있다.

Description

디지털 컬러 잉크젯 프린터 인화지의 제조방법 {Manufacturing method of digital color ink jet printing paper}
본 발명은 디지털 컬러 잉크젯 프린터 인화지의 제조방법 및 및 그로부터 수득되는디지털 잉크젯 프린터 인화지에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 나노 크기의 다공성 알루미나졸을 변성 수용성 폴리머와 혼합한 폴리머졸로 컬러 잉크흡수수용층을 형성시켜 제조된 프린터 인화지를 제공함으로써, 컴퓨터 화면의 컬러 영상을 디지털 잉크젯 프린터로 프린터에 의해 황색(yellow), 자홍색(magenta), 청록색(cyan) 및/또는 검정색(black)의 컬러잉크로 인쇄함에 있어서 잉크 건조성, 내수성, 광택도 증가, 내알콜성, 내후성, 범용성, 내문지름성, 컬링저항성, 백색도 및 평활도 등의 물리화학적으로 우수한 디지털 잉크젯 프린터 인화지의 제조방법 및 그로부터 수득되는 디지털 잉크젯 프린터 인화지에 관한 것이다.
최근 들어 컬러 잉크젯 프린터 영상은 컴퓨터 디지털 프린터의 공급이 일반화 되면서 컬러 잉크젯 프린터 인화지의 고품질 영상을 얻기 위한 다양한 연구가 이루어지고 있다.
잉크흡수수용층을 형성하는 폴리머졸의 제조방법은 여러 가지 있으나, 바인더로 사용되는 수용성 폴리머는 폴리비닐알콜(polyvinylalcohol : 이하 PVA라 칭함), 폴리비닐피롤리돈(polyvinypyrrolidone)과 복합 보호제로 폴리우레탄을 이용한 졸을 제조하는 연구가 있었다(J, image sci, Tech vol 45, No1, 2000).
예로, 하이드록옥시에틸렌셀룰로오스와 젤라틴, 전분 등 친수성기를 갖는 폴리머는 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트, 폴리스타이렌, 에틸렌비닐아세탈코폴리머, 아크릴스타이렌, 폴리이미드 코폴리머 등을 사용하고, 라텍스로는 스타이렌-부타디엔 코폴리머, 아크릴-스타이렌 코폴리머, 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌 코폴리머 등의 화합물을 이용하여 우수한 특성을 얻기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
예를 들어 유럽특허 제934905호 및 미국특허 제5,86,023호에는 알루미나졸과 폴리비닐알콜(PVA)을 바인더로 사용하는 것이 게시되어 있고, 유럽 특허 제9375825호에는 알루미나졸 ; 겔링제 사이클로 덱스트린 화합물 및 선택적으로 바인더를 포함하는 점착층을 적어도 일면에 갖는 잉크젯 기록 시트가 게시되어 있으며, 유럽 특허 제887201호에는 바인더로 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈 및 스타이렌-부타디엔을 혼합하여 화상 수용층을 갖은 잉크젯 기록시트가 게시되어 있다.
또한 미국특허 제5,856,023호, 미국특허 제5,662,997호, 유럽특허 제1219457호, 대한민국 특허출원 제2002-0010505호 및 대한민국 특허출원 제2002-0023381호에는 변형 폴리비닐알콜 및 비변형 폴리비닐알콜들을 포함하는 잉크수용층을 갖는 잉크젯 기록 시트가 게시되어 있다.
이와 같이, 제조된 잉크흡수 수용성 폴리머졸에 유연제, 경화제, 산화안정제, 정전방지제, 거품제거제, 자외선흡수제 및 형광증백제 등을 첨가하여 잉크젯 프린터 수용층을 갖은 인화지를 제조하나 잉크흡수층이 잉크를 흡수할 수 있는 마이크로 포로스(micro porous)형성이 바이티 모델(BET model)로 형성되어 있지 아니하고, 잉크 침투 속도가 떨어지며, 양이온 형성이 낮아 음이온을 갖는 잉크 용액의 흡수력도 저하되어, 잉크젯 프린트된 사진 영상에서 잉크 침투속도가 떨어지고, 건조 속도가 늦어지고, 광택도 저하, 내알콜성, 내후성, 내수성, 문지름성 등의 물리화학적 특성이 열약하게 되어 잉크젯에 의한 인쇄로는 우수한 컬러 화상을 얻을 수 없었다. 이는 수용성 바인더로 사용되는 폴리비닐알콜들이 비이온성으로서 음이온 잉크를 흡수할 때, 도 1에 나타난 바와 같이 잉크가 잉크수용층에 흡수되지 않고,표면에 잉크가 남아 있기 때문이다.
이에 본 발명에서는 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 다양한 연구를 거듭한 결과, 나노 크기의 다공성 알루미나졸을 변성 수용성 폴리머와 혼합한 폴리머졸로 컬러 잉크흡수수용층을 형성시켜 제조된 프린터 인화지를 제공함으로써, 컴퓨터 화면의 컬러 영상을 디지털 잉크젯 프린터로 프린터에 의해 황색(yellow), 자홍색(magenta), 청록색(cyan) 및/또는 검정색(black)의 컬러잉크로 인쇄함에 있어서 잉크 건조성, 내수성, 광택도 증가, 내알콜성, 내후성, 범용성, 내문지름성, 컬링저항성, 백색도 및 평활도 등의 물리화학적으로 우수한 디지털 잉크젯 프린터 인화지 및 이의 제조방법을 개발하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명의 목적은 나노 크기의 다공성 알루미나졸을 변성 수용성 폴리머와 혼합한 폴리머졸로 컬러 잉크흡수수용층을 형성시켜 제조된 프린터 인화지를 제공함으로써, 컴퓨터 화면의 컬러 영상을 디지털 잉크젯 프린터로 프린터에 의해 컬러잉크로 인쇄함에 있어서 잉크 건조성, 내수성, 광택도 증가, 내알콜성, 내후성, 범용성, 내문지름성, 컬링저항성, 백색도 및 평활도 등의 물리화학적으로 우수한 디지털 잉크젯 프린터 인화지 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 종래의 방법으로 제조된 디지털 컬러 잉크젯 프린터 인화지에 인쇄하였을 때, 폴리머층에 마젠타 잉크가 흡수되지 않고 표면에 남은 상태를 200배로 확대하여 촬영한 단층사진이다.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 디지털 컬러 잉크젯 프린터 인화지에 인쇄하였을 때, 잉크 수상층 표면을 주사전자현미경으로 2,000배 및 100,000배 확대하여 촬영한 표면사진이다.
도 3은 본 발명에 따라 잉크 수상층 두께를 35㎛로 제조 후, 측면을 주사전자현미경으로 1,000배 및 100,000배 확대하여 촬영한 측면사진이다.
도 4는 본 발명에 따라 잉크 수상층을 엡슨(EPSON Stylus photo 810)컬러 프린터기로 큐이에이 테스트 차트(QEA test chart)를 이용하여 마젠타(magenta)잉크 인쇄 후 잉크침투된 측면을 광학현미경으로 200배 확대하여 촬영한 사진이다.
본 발명에 따른 디지털 컬러 잉크젯 프린터 인화지의 제조방법은 컬러 잉크젯 프린터 인화지의 제조에 있어서, (1) 하기 화학식 1의 4차 양이온 폴리비닐알콜의 2 내지 8중량% 수용액으로 이루어지는 제1용액과 하기 화학식 2 내지 4들 중 어느 하나또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 4차 양이온 셀룰로오스의 1 내지 5중량% 수용액으로 이루어지는 제2용액을 혼합하되, 상기 제1용액과 제2용액의 혼합비가 1 : 0.6 내지 0.9의 비율로 혼합하여 제1혼합용액을 준비하는 제1혼합단계; (2) 입자크기가 10 내지 100㎚이고, 형상이 보메이트 또는 둥근형이며, 2.5 내지 3.5의 pH 및 0.67 내지 0.87㎖/g의 다공성을 갖는 알루미나졸 20 내지 60중량%를 잔량으로서 상기 제1혼합용액에 혼합, 분산시켜 제2혼합용액을 준비하는 제2혼합단계; (3) 상기 제2혼합용액 100중량%에 대해 폴리아크릴우레아, 폴리아크릴스타이렌 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 폴리머첨가제를 상기 제1혼합용액의 고형분 : 폴리머첨가제의 혼합비가 1 : 0.2 내지 5의 비율이 되도록 첨가하여 폴리머졸을 제조하는 폴리머졸 제조단계; (4) 상기 폴리머졸을 통상의 인화지 원지 위에 15 내지 100㎛의 두께로 도포시켜 상기 폴리머졸을 포함하는 잉크흡수수용층을 형성시키는 코팅단계; 및 (5) 상기 폴리머졸이 코팅된 인화지를 건조시키는 건조단계;를 포함하여 이루어진다.
PV-OCH2CH(OH)CH2N+(CH3)3Cl
폴리비닐옥시(하이드록시프로필트리메틸암모늄클로라이드)
PMC-OCH2CH(OH)CH2N+(CH3)3Cl
프로필메틸셀룰로오즈옥시(하이드록시프로필트리메틸암모늄클로라이드)
MC-OCH2CH(OH)CH2N+(CH3)3Cl
메틸셀룰로오스옥시(하이드록시프로필트리메틸암모늄클로라이드)
BC-OCH2CH(OH)CH2N+(CH3)3Cl
부틸셀룰로오스옥시(하이드록시프로필트리메틸암모늄클로라이드)
상기 (3)의 폴리머졸 제조단계에서는 상기 제2혼합용액 100중량%에 대해 함량30% 에탄올을 5 내지 10㎖ 더 혼합하여 3 내지 30cps의 점도를 갖도록 조절할 수 있다.
상기 (3)의 폴리머졸 제조단계에서는 상기 제2혼합용액 90내지 99중량%에 대해 상기 폴리머첨가제가 1 내지 10중량%의 양으로 첨가할 수 있다.
상기에서 인화지 원지로는 폴리에틸렌이 코팅된 인화지 원지가 사용될 수 있다.
상기에서 폴리머졸에는 광택제, 계면활성제, 윤활제, UV흡수제, 컬링방지제, 거품제거제, 형광증백제, 경막제 및 내수성제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 또는 그 이상의 공지의 첨가제을 더 포함될 수 있다.
또한, 상기 (5)의 건조단계에서 코팅된 인화지는 1 내지 10℃에서 10 내지 20초, 15 내지 25℃에서 15 내지 25초, 45 내지 55℃에서 50 내지 70초, 75 내지 85℃에서 35 내지 45초, 100 내지 120℃에서 35 내지 45초, 55 내지 65℃에서 35 내지 45초, 그리고 25 내지 35℃에서 35 내지 45초의 단계식 건조조건으로 건조시키는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 디지털 컬러 잉크젯 프린터 인화지의 제조방법은 컬러 잉크젯 프린터 인화지의 제조에 있어서, (1) 하기 화학식 1의 4차 양이온 폴리비닐알콜의 2 내지 8중량% 수용액으로 이루어지는 제1용액과 하기 화학식 2 내지 4들 중 어느 하나 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 4차 양이온 셀룰로오스의 1 내지 5중량% 수용액으로 이루어지는 제2용액을 혼합하되, 상기 제1용액과 제2용액의 혼합비가 1 : 0.6 내지 0.9의 비율로 혼합하여 제1혼합용액을 준비하는 제1혼합단계; (2) 입자크기가 10 내지 100㎚이고, 형상이 보메이트 또는 둥근형이며, 2.5 내지 3.5의 pH 및 0.67 내지 0.87㎖/g의 다공성을 갖는 알루미나졸 20 내지 60중량%를 잔량으로서 상기 제1혼합용액에 혼합, 분산시켜 제2혼합용액을 준비하는 제2혼합단계; (3) 상기 제2혼합용액 100중량%에 대해 폴리아크릴우레아, 폴리아크릴스타이렌 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 폴리머첨가제를 상기 제1혼합용액의 고형분 : 폴리머첨가제의 혼합비가 1 : 0.2 내지 5의 비율이 되도록 첨가하여 폴리머졸을 제조하는 폴리머졸 제조단계; (4) 상기 폴리머졸을 통상의 인화지 원지 위에 15 내지 100㎛의 두께로 도포시켜 상기 폴리머졸을 포함하는 잉크흡수수용층을 형성시키는 코팅단계; 및 (5) 상기 폴리머졸이 코팅된 인화지를 건조시키는 건조단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
[화학식 1]
PV-OCH2CH(OH)CH2N+(CH3)3Cl
폴리비닐옥시(하이드록시프로필트리메틸암모늄클로라이드)
[화학식 2]
PMC-OCH2CH(OH)CH2N+(CH3)3Cl
프로필메틸셀룰로오즈옥시(하이드록시프로필트리메틸암모늄클로라이드)
[화학식 3]
MC-OCH2CH(OH)CH2N+(CH3)3Cl
메틸셀룰로오스옥시(하이드록시프로필트리메틸암모늄클로라이드)
[화학식 4]
BC-OCH2CH(OH)CH2N+(CH3)3Cl
부틸셀룰로오스옥시(하이드록시프로필트리메틸암모늄클로라이드)
본 발명에 사용되는 잉크흡수수용층(화상수용층)은 알루미나를 포함하는 폴리머졸을 인화지 원지에 도포시키는 것에 의해 형성되며, 본 발명에서는 폴리머졸의 제조와 도포 및 건조의 순서에 의해 디지털 컬러 잉크젯 프린터 인화지를 제조하는 방법을 제공하는 점에 특징이 있다.
상기 화학식 1의 4차 양이온 폴리비닐알콜은 프린트에 의한 인쇄 시, 양이온을 갖는 잉크수용층에 음이온 잉크의 침투가 빨라지도록 하는 기능을 한다.
또한, 상기 화학식 2 내지 4의 4차 양이온 변형 셀룰로오스들은 예로 4차 양이온 하이드록시프로필메틸셀룰로오스로 구성되며, 화학식 3은 4차 양이온 하이드록시메틸셀룰로오스이고, 화학식 4는 4차 양이온 하이드록시부틸셀룰로오스를 나타낸다. 이들 4차 양이온 변형 셀룰로오스들 역시 상기 화학식 1의 4차 양이온 폴리비닐알콜과 동일 또는 유사한 기능을 한다.
상기한 4차 양이온 성분들 외에 비이온 폴리아크릴우레아, 비이온 폴리아크릴스타이렌, 비이온 폴리아크릴아마이드 또는 양이온 폴리우레탄라텍스가 바인더로 사용된다.
특히, 잉크흡수수용층으로는 수용성 및 친수성 바인더수지에 알루미나졸을 혼합하여 비이티형 마이크로 다공성을 형성시켜 잉크침투를 신속히 하며, 고양질의 화상을 얻도록 한다.
상기 제1혼합용액은 바람직하게는 pH가 2.5 내지 5의 범위 이내가 된다.
상기 폴리머졸은 35 내지 40℃의 온도에서 pH 2.5 내지 4.0로 조정된 10 내지 100㎚의 입자크기의 다공성을 갖는 알루미나졸에 상기한 4차 양이온 폴리비닐알콜 및 4차 양이온 셀룰로오스 수용액을 넣고, 고속 호모게나이져(homogenizer)로 분산시킨 후, 여기에 친수성 폴리머, 즉 비이온을 갖는 폴리아크릴우레아 및 폴리아크릴스타이렌, 폴리아크릴아마이드, 양이온 폴리우레탄 또는 이들의 혼합물을 첨가함으로서 잉크젯 잉크흡수가 우수한 잉크흡수수용층을 형성하는 폴리머졸로서 제공한다.
이때, 상기 알루미나졸은 상기전체 폴리머졸에 대하여 20 내지 60중량%로 첨가되는것이 바람직하며, 상기 첨가량이 20중량% 미만이면 잉크흡수성이 떨어지고, 60중량%를 초과하면 내수성이 약하며 무광이 되는 경향이 있다.
상기 4차 양이온 폴리비닐알콜과 4차 양이온 셀룰로오스는 전체 폴리머졸에 대하여 10 내지 40중량%로 사용하는 것이 바람직하며, 바인더 첨가량이 10중량% 미만이면 표면에 크랙(crack)이 형성되고, 40중량%를 초과하면 도 1과 같이 잉크흡수성이 떨어져 잉크가 침투되지 않고, 잉크수용층 표면에 잔류하게 되는 경향이 있다.
또한, 상기 광택제 및 침투제로 사용되는 친수성 폴리머, 폴리아크릴우레아와 폴리아크릴스타이렌, 폴리아크릴아마이드, 폴리우레탄 또는 이들의 혼합물을 첨가량은 상기 전체 폴리머졸에 대하여 1 내지 10중량%로 첨가하는 것이 바람직하며, 상기 첨가량이 1 중량 % 미만이면 내수성이 약하고, 광택이 떨어지며, 10중량% 를 초과하면 잉크흡수력이 떨어지고 컬링(curling)현상이 일어나는 경향이 이다.
본 발명에 따르면, 상기 폴리머졸에는 계면활성제, 윤활제, UV흡수제, 컬링방지제, 거품제거제, 형광증백제, 경막제 및 내수성제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제가 더욱 혼합될 수 있다.
특히, 본 발명에 사용 가능한 계면활성제로는 사포닌, 윤활제로는 폴리에틸렌옥사이드, UV흡수제로는 티누빈 292, 컬링방지제로는 에틸렌글리콜이 바람직하다.
그 다음, 상술한 바와 같이 제공된 폴리머졸을 상기 인화지원지 일면 위에 도포한 후, 1 내지 10℃에서 10 내지 20초, 15 내지 25℃에서 15 내지 25초, 45 내지 55℃에서 50 내지 70초, 75 내지 85℃에서 35 내지 45초, 100 내지 120℃에서 35 내지 45초, 55 내지 65℃에서 35 내지 45초, 그리고 25 내지 35℃에서 35 내지 45초의단계식 건조조건으로 건조조건에서 건조시켜 최상층인 잉크흡수수용층의 알루미나졸이 비이티형으로 이루어지도록 폴리머졸 수용층을 형성시킴으로써 디지털 컬러 잉크젯 인화지를 완성한다.
또한, 상기 (3)의 폴리머졸 제조단계에서는 상기 제2혼합용액 100중량%에 대해 함량 30% 에탄올 5 내지 10㎖를 더 혼합하여 3 내지 30cps의 점도를 갖도록 조절할 수 있다. 점도의 조절은 코팅의 평활도 및 코팅의 작업성 등을 고려하여 3 내지 30cps로 하는 것이 최적임이 실험적으로 밝혀졌다.
상기에서 인화지 원지로는 폴리에틸렌이 코팅된 인화지 원지가 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 인화지의 용도에 따라 다른 종류의 원지들이 사용될 수도 있음은 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있으며, 상기 폴리에틸렌이 코팅된 인화지 원지는 본 출원의 출원일 현재 국내외 유수의 제조업자들로부터 상용적으로 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것으로 이해될 수 있는 것이다.
또한, 상기 (5)의 건조단계에서 코팅된 인화지는 1 내지 10℃에서 10 내지 20초, 15 내지 25℃에서 15 내지 25초, 45 내지 55℃에서 50 내지 70초, 75 내지 85℃에서 35 내지 45초, 100 내지 120℃에서 35 내지 45초, 55 내지 65℃에서 35 내지 45초, 그리고 25 내지 35℃에서 35 내지 45초의 단계식 건조조건으로 건조시키는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에서는 인화지 원지에 폴리머졸을 스롯트 코팅방법을 이용하여 도포하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 상기 폴리머졸의 도포두께는 15 내지 100㎛인 것이 바람직하며, 상기 도포두께가 15㎛ 미만이면 잉크 침투성이 저하되고, 100㎛를 초과하면 컬링 및 내수성이 떨어지는 경향이 있다.
본 발명에 따라 제조된 인화지의 잉크흡수수용층의 잉크침투에 대한 상태를 잉크흡수수용층의 표면을 주사전자현미경으로 2,000배 확대하여 촬영하였으며, 이를 도 2에 나타내었다. 도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 인화지는 잉크 흡수가 빠르고 건조가 빠른 균일한 마이크로 다공성의 표면으로 되어있음을 확인할 수 있었으며, 또한 표면 일부를 100,000배로 확대하여 촬영한 사진에서 나타난 바와 같이, 잉크 흡수가 빠른 마이크로 다공성의 랑무이어 형(langmuir model)으로 잘 분산되어 있음을 확인할 수 있었다.
또한, 본 발명에 따라 잉크흡수수용층의 35㎛로 하여 인화지를 제조한 후, 그 측면을 주사전자현미경으로 1,000배 확대하여 촬영한 사진을 도 3에 나타내었으며, 여기에서 잉크흡수가 빠른 균일한 마이크로 다공성이 형성되어 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 상기 인화지의 측면 일부를 100,000배로 확대하여 촬영한 사진에서 잉크흡수 속도가 빠른 이상적인 마이크로 다공성인 비이티형으로 잘 분산되어 있음을 확인할 수 있었다.
또한, 본 발명에 따른 인화지에 엡슨 컬러 프린터기(EPSON Stylus photo 810)로 큐이에이 테스트 차트(QEA test chart)를 이용하여 마젠타(magenta)잉크로 인쇄한 후, 잉크침투된 잉크흡수수용층의 측면을 광학현미경으로 200배 확대하여 촬영한 사진을 도 4에 나타내었으며, 여기에서 마젠타 잉크가 깊숙이 침투된 것을 확인할 수 있었다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 디지털 컬러 잉크젯 인화지는 기존의 잉크젯 인화지에 비해 잉크젯 프린터(컬러) 잉크의 침투성 및 건조가 신속할 뿐만 아니라, 내수성, 광택도 증가, 내알콜성, 내후성, 범용성, 내문지름성, 컬링저항성, 증백도 및 평활도등의 물리화학적으로 우수한 컬러화상을 제공할 수 있다.
이하 하기 실시예를 통하여 본 발명을 좀더 구체적으로 설명하지만, 이에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예들이 기술되어질 것이다.
이하의 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한시키는 것으로 이해되어져서는 안될 것이다.
실시예 1
상기 화학식 1의 4차 양이온 폴리비닐알콜(일본국 소재 쿠라레(Kuraray)사의 POVAL 1130)의 고형분 함량 5중량% 수용액 200㎖와 상기 화학식 2의 4차 양이온 셀룰로오스(대한민국 소재 삼성화학 제품)의 고형분 함량 3중량% 수용액 30㎖의 혼합물을 40℃로 유지하면서 pH 3.0, 입자크기 15 내지 40㎚의 알루미나 20중량%를 포함하는 수용액 220㎖과 혼합하고, 여기에 양이온 계면활성제 비스이미다졸륨메틸설페이트 고형분 함량 1중량% 수용액 3㎖를 첨가한 후, 상용화된 호모게나이저를 사용하여 고속으로 교반시켜 혼합시켰다.
그 다음, 상기 혼합물에 함량 30% 에탄올 10㎖ 및 고형분 함량 2중량% 폴리아크릴우레아 수용액 5㎖, 고형분 함량 1중량% 폴리아크릴스타이렌 수용액 7㎖를 넣고 혼합시켰다. 여기에 고형분 함량 2중량% 티누빈292 10㎖, 고형분 함량 1중량% 폴리에틸옥사이드 3㎖, 고형분 함량 5중량% 구리옥살 10㎖를 첨가하고 점도가 30cps가 되도록 증류수를 가하여 폴리머졸을 제조하였다.
그 다음, 상기에서 수득된 폴리머졸을 슬롯 다이 코팅방법으로 폴리에틸렌이 코팅된 인화지 원지에 도포 두께가 37㎛가 되도록 도포하여 건조 조건을 5℃에서 15초, 20℃에서 20초, 50℃에서 60초, 80℃에서 40초, 110℃에서 40초, 60℃서 40초, 그리고 30℃에서 40초 건조시켜 디지털 컬러 잉크젯 프린터 인화지를 제조하였다. 또한 이로부터 수득된 잉크젯 인화지의 여러 가지 특성을 다음의 방법에 따라 측정 후 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
※ 화상농도 및 평활도 : 분광분석기(Spectrophotometer ; X-light C0)기를 이용하여 측정함.
※ 범용성 : 일본국 제록스사 제록스(XEROX) 250, 대한민국 삼성전자 주식회사 엠제이씨 2500씨(MJC 2500C), 일본국 엡슨사 엡슨 스타일러스 1270(EPSON Stylus 1270), 미합중국 휴렛팩커드사 에이취피 데스크젯870케이(HP Desk Jet 870K) 및 일본국 캐논사 캐논 비제이씨 8200(Cannon BJC 8200)과 같은 복사기 및 프린터기를 이용하여 측정함.
※ 내수성 : 인쇄된 화상을 상온에서 3시간 물에 침지시킨 후 화상의 변질 정도를 확인함.
※ 내알콜성 : 인쇄된 화상을 상온에서 3시간 에탄올에 침지시킨 후, 화상의 변질 정도를 확인함.
※ 컬링테스트 조건 : 온도 32℃, RH(상대습도) 80%
※ 내후성 테스트 조건 : 온도 50℃, RH 90% : ◎ 번짐 없음. △ 번짐 심함.
※ 내문지름성 : 인쇄된 화상의 면에 물을 적신 거즈로 문질렀을 때 화상의 번짐 상태
※ 백색도 : 일본국 미놀타사 씨엠300(Cm300)을 이용 측정함.
실시예 2
상기 화학식 2의 화합물 대신 상기 화학식 3의 화합물을 고형분 함량 3중량% 수용액 40㎖을 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예1과 동일하게 실시하여 디지털 컬러 잉크젯 프린터 인화지를 제조한 후 이들의 특성을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 3
상기 화학식 2의 화합물 대신 상기 화학식 4의 화합물을 고형분 함량 3중량% 수용액 35㎖을 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 디지털 컬러 잉크젯 프린터 인화지를 제조한 후 이들의 특성을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 4
폴리아크릴아마이드 고형분 함량 4중량% 수용액 5㎖, 양이온 폴리우레탄 라텍스 고형분 함량 2중량% 수용액 3㎖를 추가 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 디지털 컬러 잉크젯 프린터 인화지를 제조한 후 이들의 특성을 측정하여 그 결과를 하기 표1에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
화상농도 황색(Yellow) 1.25 1.3 1.35 1.35
자홍색(Magenta) 1.22 1.25 1.30 1.30
청색(Cyan) 1.20 1.3 1.37 1.36
흑색(Black) 1.8 1.9 2.0 2.0
범용성 ◎ ◎ ◎ ◎
내수성 Ｏ ◎ ◎ ◎
내알콜성 ◎ ◎ ◎ ◎
내후성 Ｏ ◎ ◎ ◎
컬링 ◎ ◎ ◎ ◎
백색도 95 97 97.5 97.5
평활도 0.17 0.14 0.13 0.13
광택도 85" 90 93 93 93
60" 75 77 77 77
내문지름성 ◎ ◎ ◎ ◎
비고 ; ◎ : 매우 우수, Ｏ : 우수
상기 표 1 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 컬러 잉크젯 인화지는 우수한 내수성, 광택도, 내알콜성, 내후성, 범용성, 내문지름성, 백색도, 평활도 및 컬링저항성을 가짐을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면 알루미나졸을 포함하는 폴리머졸을 이용하여 기존의 잉크젯 프린터 인화지에 비해 잉크수용층이 비이티형의 마이크로 다공성으로 형성되어 있어, 컬러 잉크젯 프린터 잉크의 침투성 및 건조가 신속할 뿐만 아니라, 표면이 마이크로 다공성으로 곱고, 내수성, 내 알콜성, 내후성, 범용성, 내문지름성, 백색도, 광택도, 평활도 및 컬링저항성 등이 우수하며, 또한 선명한 고화질의 컬러화상을 제공하는 디지털 컬러 잉크젯 프린터 인화지를 제공하는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (12)

  1. 컬러 잉크젯 프린터 인화지의 제조에 있어서,
    (1) 하기 화학식 1의 4차 양이온 폴리비닐알콜의 2 내지 8중량% 수용액으로 이루어지는 제1용액과 하기 화학식 2 내지 4들 중 어느 하나 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 4차 양이온 셀룰로오스의 1 내지 5중량% 수용액으로 이루어지는 제2용액을 혼합하되, 상기 제1용액과 제2용액의 혼합비가 1 : 0.6 내지 0.9의 비율로 혼합하여 제1혼합용액을 준비하는 제1혼합단계; (2) 입자크기가 10 내지 100㎚이고, 형상이 보메이트 또는 둥근형이며, 2.5 내지 3.5의 pH 및 0.67 내지 0.87㎖/g의 다공성을 갖는 알루미나졸 20 내지 60중량%를 잔량으로서 상기 제1혼합용액에 혼합, 분산시켜 제2혼합용액을 준비하는 제2혼합단계; (3) 상기 제2혼합용액 100중량%에 대해 폴리아크릴우레아, 폴리아크릴스타이렌 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 폴리머첨가제를 상기 제1혼합용액의 고형분 : 폴리머첨가제의 혼합비가 1 : 0.2 내지 5의 비율이 되도록 첨가하여 폴리머졸을 제조하는 폴리머졸 제조단계; (4) 상기 폴리머졸을 통상의 인화지 원지 위에 15 내지 100㎛의 두께로 도포시켜 상기 폴리머졸을 포함하는 잉크흡수수용층을 형성시키는 코팅단계; 및 (5) 상기 폴리머졸이 코팅된 인화지를 건조시키는 건조단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 디지털 컬러 잉크젯 프린터 인화지의 제조방법;
    [화학식 1]
    PV-OCH2CH(OH)CH2N+(CH3)3Cl
    폴리비닐옥시(하이드록시프로필트리메틸암모늄클로라이드)
    [화학식 2]
    PMC-OCH2CH(OH)CH2N+(CH3)3Cl
    프로필메틸셀룰로오즈옥시(하이드록시프로필트리메틸암모늄클로라이드)
    [화학식 3]
    MC-OCH2CH(OH)CH2N+(CH3)3Cl
    메틸셀룰로오스옥시(하이드록시프로필트리메틸암모늄클로라이드)
    [화학식 4]
    BC-OCH2CH(OH)CH2N+(CH3)3Cl
    부틸셀룰로오스옥시(하이드록시프로필트리메틸암모늄클로라이드)
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (3)의 폴리머졸 제조단계에서 상기 제2혼합용액 100중량%에 대해 함량 30% 에탄올 5 내지 10㎖를 더 혼합하여 3 내지 30cps의 점도를 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 상기 디지털 컬러 잉크젯 프린터 인화지의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 (3)의 폴리머졸 제조단계에서 상기 제2혼합용액 90내지 99중량%에 대해 상기 폴리머첨가제가 1 내지 10중량%의 양으로 첨가되는 것을 특징으로 하는 상기 디지털 컬러 잉크젯 프린터 인화지의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 인화지 원지가 폴리에틸렌이 코팅된 인화지 원지임을 특징으로 하는 상기 디지털 컬러 잉크젯 프린터 인화지의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리머졸이 광택제, 계면활성제, 윤활제, UV흡수제, 컬링방지제, 거품제거제, 형광증백제, 경막제 및 내수성제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 또는 그 이상의 공지의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 디지털 컬러 잉크젯 프린터 인화지의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    계면활성제로는 사포닌, 윤활제로는 폴리에틸렌옥사이드, UV흡수제로는 티누빈 292, 컬링방지제로는 에틸렌글리콜이 사용됨을 특징으로 하는 상기 디지털 컬러 잉크젯 프린터 인화지의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 (5)의 건조단계에서 코팅된 인화지를 1 내지 10℃에서 10 내지 20초, 15 내지 25℃에서 15 내지 25초, 45 내지 55℃에서 50 내지 70초, 75 내지 85℃에서 35 내지 45초, 100 내지 120℃에서 35 내지 45초, 55 내지 65℃에서 35 내지 45초, 그리고 25 내지 35℃에서 35 내지 45초의 단계식 건조조건으로 건조시키는 것을 특징으로 하는 상기 디지털 컬러 잉크젯 프린터 인화지의 제조방법.
  8. 하기 화학식 1의 4차 양이온 폴리비닐알콜 10 내지 20g과 하기 화학식 2 내지 4들 중 어느 하나 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 4차 양이온 셀룰로오스 15 내지 15g, 입자크기가 10 내지 100㎚이고, 형상이 보메이트 또는 둥근형이며, 0.67 내지 0.87㎖/g의 다공성을 갖는 알루미나졸 50 내지 60g 및 폴리아크릴우레아, 폴리아크릴스타이렌 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 폴리머첨가제 5 내지 10g들을 용액상태에서 혼합한 폴리머졸을 통상의 인화지 원지 위에 15 내지 100㎛의 두께로 도포시키고, 건조시켜서 이루어짐을 특징으로 하는 디지털 컬러 잉크젯 프린터 인화지;
    [화학식 1]
    PV-OCH2CH(OH)CH2N+(CH3)3Cl
    폴리비닐옥시(하이드록시프로필트리메틸암모늄클로라이드)
    [화학식 2]
    PMC-OCH2CH(OH)CH2N+(CH3)3Cl
    프로필메틸셀룰로오즈옥시(하이드록시프로필트리메틸암모늄클로라이드)
    [화학식 3]
    MC-OCH2CH(OH)CH2N+(CH3)3Cl
    메틸셀룰로오스옥시(하이드록시프로필트리메틸암모늄클로라이드)
    [화학식 4]
    BC-OCH2CH(OH)CH2N+(CH3)3Cl
    부틸셀룰로오스옥시(하이드록시프로필트리메틸암모늄클로라이드)
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 (3)의 폴리머졸 90내지 99중량%에 대해 상기 폴리머첨가제가 1 내지 10중량%의 양으로 더 첨가되어 이루어짐을 특징으로 하는 상기 디지털 컬러 잉크젯 프린터 인화지.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 인화지 원지가 폴리에틸렌이 코팅된 인화지 원지임을 특징으로 하는 상기 디지털 컬러 잉크젯 프린터 인화지의 제조방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 폴리머졸이 광택제, 계면활성제, 윤활제, UV흡수제, 컬링방지제, 거품제거제, 형광증백제, 경막제 및 내수성제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 또는 그 이상의 공지의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 디지털 컬러 잉크젯 프린터 인화지의 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 계면활성제로는 사포닌, 윤활제로는 폴리에틸렌옥사이드, UV흡수제로는 티누빈 292, 컬링방지제로는 에틸렌글리콜이 사용됨을 특징으로 하는 상기 디지털 컬러 잉크젯 프린터 인화지의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102616048A (zh) * 2012-01-19 2012-08-01 戚裕 一种用于丝绸和毛织物面料的数码印染纸及其制备方法

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