KR100481749B1 - 합성지및이를사용하는잉크젯기록지 - Google Patents

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Abstract

결정성 폴리올레핀 수지 조성물(A) 30 내지 80중량%와 분쇄된 탄산칼슘 입자(B) 70 내지 20중량%를 함유하는 수지 조성물을 지지물질로서 보유하는 수지 필름을 성분(A)로서 사용하는 결정성 폴리올레핀 수지의 융점보다 낮은 온도에서 연신시켜 수득한, 연신된 수지 필름으로 제조한 합성지와 이러한 합성지를 사용하여 제조한 잉크 기록지가 기재되어 있다.
친수성 표면을 갖고 친수성 표면 주위에 다수의 미세한 균열부가 형성되어 있는 미세하게 분쇄된 탄산칼슘 입자의 돌출부들로 인해 합성지는 수성 칼라 잉크와 수성 접착제에 대하여 개선된 수분 흡수성, 신속한 건조특성 및 탁월한 인쇄성능을 나타낸다.

Description

합성지 및 이를 사용하는 잉크젯 기록지
본 발명은 특히 옵셋 인쇄 적성과 잉크젯 잉크 고착특성이 탁월한, 연신된 폴리올레핀 수지 필름으로 제조된 합성지(合成紙) 및 이러한 합성지를 사용하는 잉크젯 기록지에 관한 것이다.
평균 입자 크기가 0.8 내지 4μm인 탄산칼슘 분말을 함유하는 폴리프로필렌 및 고밀도 폴리에틸렌과 같은 결정성 폴리올레핀 수지 조성물을 지지물질로서 포함하는 연신된 필름으로 이루어진 합성지가 공지되어 있다(USP 제4,341,880호, 제4,340,639호 및 제4,191,719호). 이러한 합성지는 상표명 "YUPO FPG", "YUPO KPG", "YUPO SGC" 등(제조자: Oji Yuka Koseishi Co., Ltd.) 및 "Polyart II"(제조사: BXL 영국)하에 시판되어 왔다.
이러한 합성지에 사용되는 탄산칼슘 분말은 다음을 포함한다: (1) 평균 입자 크기가 1 내지 10μm인 건식 분쇄된 탄산칼슘 입자; (2) 위에서 언급한 건식 분쇄된 입자를 체로 거르거나 분류하여 목적하는 입자 크기(0.5 내지 1μm)를 갖는 입자; (3) 입자 크기가 0.03 내지 0.2μm인 합성 콜로이드성 탄산칼슘 입자; (4) 지방산의 금속염으로 표면 처리된 건식 분쇄된 중질(重質) 탄산칼슘 입자; 및 (5) 탄산칼슘은 수성 매질에 음이온성 중합체 분산제를 사용하여 분산시키고, 습식 분쇄한 다음, 건조시킴으로써 수득되는, 분산제가 탄산칼슘 입자에 접착되어 있는 탄산칼슘 입자.
건식 분쇄된 중질 탄산칼슘 입자는 평균 입자 크기가 1μm 이상으로 크기 때문에, 연신된 필름에서 이러한 입자들 주위에 공극이 형성되고, 필름의 표면에 균열이 나타난다. 옵셋 인쇄단계에서, 잉크는 이러한 균열부 속으로 스며들어 광택을 감소시킨다. 따라서, 이러한 탄산칼슘 입자는 광택이 탁월한 포스터와 같은 고품질 인쇄에는 사용될 수 없고 다만 안부용 카드 또는 책과 같은 통상의 용도를 위한 제지의 인쇄에 사용될 수 있다.
결정성 폴리올레핀과 블렌딩되는 경우, 건식 분쇄하는 동안 지방산의 금속 염으로 표면 처리한 중질 탄산칼슘 입자는 분산도가 개선되지만, 광택이 감소하는 것을 방지하는 효과는 발휘하지 못한다. 수성 매질에 음이온성 분산제를 사용하여 분산시키고, 분쇄한 다음, 건조시킴으로써 수득되는 탄산칼슘 입자는, 일차적으로는 이들을 분쇄하여 입자를 형성하는데 있어서의 어려움이 있고 이차적으로는 응집성이 심각하기 때문에 합성지에는 거의 사용할 수 없다.
한편, 경질(經質) 탄산칼슘 입자는 결정성 폴리올레핀 수지에 양호하게 분산시킬 수 없고 종종 평균 입자 크기가 작기 때문에(0.2μm 이하) 응집이 일어난다. 연신 후, 이러한 응집은 합성지의 표면상에 대형 돌출부(projection)로서 나타난다. 이어서 이러한 돌출부는 제지 표면으로부터 분리되어 백점(White spot)이라 불리는 화상 결점을 유발하여 정밀도가 높은 인쇄를 방해한다(JP-B 제6-55549호 JP-B 제5-51900호; 용어 "JP-B"는 이후 일본국 특허공보를 의미한다).
이러한 상황하에 본 발명의 목적은 잉크가 신속하게 건조되고 광택이 감소하지 않는 옵셋 인쇄용 제지, 그라비야 인쇄 등에 적합한 합성지 및 이러한 합성지를 사용하는 잉크젯 기록지를 제공하는 것이다.
따라서, 첫째로 본 발명은 결정성 폴리올레핀 수지 조성물(A) 30 내지 80중량%와 디알릴아민 염 및 알킬알릴아민 염으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아민 염 10 내지 95몰%와 아크릴아미드 및 메타크릴아미드로 이루어진 그룹으로부터 선택될 아미드 90 내지 5몰%와의 공중합체를 포함하는 분산제 0.05 내지 2중량부의 존재하에 수성 매질 속에서 탄산칼슘 입자 100중량부를 습식 분쇄한 다음, 건조시켜 제조한, 평균 입자 크기가 0.3 내지 2μm인 분쇄된 탄산칼슘 입자(b1) 및 디알릴아민 염 및 알킬알릴아민 염으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아민 염 10 내지 95몰%와 아크릴아미드 및 메타크릴아미드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미드 90 내지 5몰%와의 공중합체를 포함하는 분산제 0.05 내지 2중량부의 존재하에 수성 매질 속에서 탄산칼슘 입자 100중량부를 습식 분쇄한 다음, 분쇄된 생성물을 수성 매질 속에서 1가 알콜의 알킬렌 옥사이드 부가물의 설포네이트, 알킬설포네이트 및 알킬벤젠설포네이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 설포네이트 0.5 내지 10중량부로 처리하고, 건조시켜 제조한, 평균 입자 크기가 0.3 내지 2μm인 분쇄된 탄산칼슘 입자(b2)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 탄산칼슘 입자의 조성물(B) 70 내지 20중량%를 포함하는 수지 조성물을 지지물질로서 보유하는 수지 필름을 연신시킴으로써[이때, 연신은 성분(A)로서 사용한 결정성 폴리올레핀 수지의 융점보다 낮은 온도에서 수행한다] 수득한 연신된 수지 필름으로 이루어지는 합성지를 제공한다.
둘째로 본 발명은 본 발명의 합성지로 이루어진 잉크젯 기록지를 제공하며, 다음과 같은 조성(총 100중량%)의 수성 칼라 잉크를 표면에 적하하는 경우, 잉크젯기록지에 대한 수성 칼라 잉크의 접촉각이 20 내지 42°가 된다:
C. I. 푸드 블랙 2 2중량%.
N-메틸-2-피롤리돈 10중량%,
디에틸렌 글리콜 20중량%,
폴리에틸렌 글리콜(m.w.: 200) 15중량% 및
물 53중량%.
탄산칼슘 입자의 평균 입자 크기를 0.3 내지 2μm로 조절함으로써, 표면 균열부의 직경 및 깊이를 조절하여 잉크가 신속하게 건조되면서 광택이 감소하지 않게 할 수 있다. 탄산칼슘 입자는 이의 표면에 부착하는 분산제로서 질소를 함유하는 양이온성 중합체를 갖기 때문에, 잉크는 합성지에 양호하게 접착할 수 있다.
(A) 결정성 폴리올레핀:
합성지의 지지물질 수지로서 사용되는 결정성 폴리올레핀으로서 바람직하게는 결정화도(X-선 회절 또는 IR 분석에 의해 측정)가 10 내지 75%, 바람직하게는 20 내지 75%이고, 탄소수 2 내지 8의 α-올레핀의 단독중합체(에틸렌, 프로필렌, 부텐-1, 헥센-1, 헵텐-1, 옥텐-1, 4-메틸-펜텐-1, 3-메틸-펜텐-1 등) 및 위에서 언급한 바와 같은 2 내지 5 종류의 α-올레핀의 랜덤 또는 블록 공중합체로부터 선택되는 α-올레핀을 사용한다.
더욱 구체적으로, 결정성 폴리올레핀의 예는 밀도가 0.890 내지 0.970g/cm3이고 용융 유량(190℃, 하중 2.16kg)이 0.2 내지 50g/10min인 측쇄 또는 직쇄 폴리에틸렌, 용융 유량(230℃, 하중 2.16kg)이 0.2 내지 50g/10min인 프로필렌 단독 중합체, 프로필렌/에틸렌 공중합체, 프로필렌/부텐-1 공중합체, 프로필렌/에틸렌/부텐-1 공중합체, 프로필렌/4-메틸펜텐-1 공중합체, 프로필렌/3-메틸-펜텐-1 공중합체, 프로필렌/에틸렌/3-메틸펜텐-1 공중합체, 폴리부텐-1, 폴리(4-메틸-펜텐-1), 등을 포함한다.
이러한 폴리에틸렌 중에서, 특히 바람직하게는 프로필렌 단독중합체 또는 밀도가 0.950 내지 0.970g/cm3인 고밀도 폴리에틸렌이 사용되는데 이러한 폴리올레핀이 저렴하고 결정화도가 높기 때문이다.
(B) 습식 분쇄된 탄산칼슘 입자:
성분(b1)의 습식 분쇄된 탄산칼슘 입자는 디알릴아민 염 및 알킬알릴아민 염 으로부터 선택된 아민 염 10 내지 95몰%와 아크릴아미드 및 메타크릴아미드로부터 선택된 아미드 90 내지 5몰%와의 공중합체를 포함하는 음이온성 중합체 분산제 0.05 내지 2중량부의 존재하에 수성 매질 속에서 탄산칼슘 입자(입자 크기: 0.5 내지 50㎛) 100중량부를 습식 분쇄한 다음 건조시킴으로써 제조되는, 평균 입자 크기가 0.3 내지 2μm인 분쇄된 탄산칼슘 입자이다.
습식 분쇄되고 표면 처리된 성분(b2)의 탄산칼슘 입자는 디알릴아민 염 및 알킬알릴아민 염으로부터 선택된 아민 염 10 내지 95몰%와 아크릴아미드 및 메타크릴아미드로부터 선택된 아미드 90 내지 5몰%와의 공중합체를 포함하는 분산제 0.05 내지 2중량부의 존재하에 수성 매질 속에서 탄산칼슘 입자(입자 크기: 0.5 내지 50μm) 100중량부를 습식 분쇄한 다음, 분쇄된 생성물을 건조시키고 수성 매질 속에서 1가 알콜의 알킬렌 옥사이드 부가물의 설포네이트, 알킬설포네이트 및 알킬벤젠설포네이트로부터 선택된 대전 방지성 설포네이트 0.5 내지 10중량부로 처리하고, 건조시켜 제조한, 평균 입자 크기가 0.3 내지 2μm인 분쇄된 탄산칼슘 입자이다.
성분(b1) 및 성분(b2)를 제조하기 위한 탄산칼슘 물질로서, 바람직하게는 건식 분쇄되고, 분류하거나 체로 거른 무서운 탄산칼슘 입자를 사용한다.
이러한 탄산칼슘 입자를 분산시키기 위해 사용되는 수용성 양이온성 공중합체는 디알릴아민 염 및 알킬알릴아민 염으로부터 선택되는 아민 염(a) 10 내지 95몰%(바람직하게는 50 내지 80몰%)와 아크릴아미드 및 메타크릴아미드로부터 선택된 아미드(b) 90 내지 5몰%(바람직하게는 50 내지 20몰%)와의 공중합체이다.
분산제를 구성하는 알킬디알릴아민 염의 예는 탄소수 1 내지 8의 알킬 그룹을 갖는, 바람직하게는 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹을 갖는 염이다.
디알릴아민 및 알킬 디알릴아민 염의 예는 염산, 황산 및 질산과 같은 무기산 또는 아세트산과 같은 유기산의 디알릴아민 및 알킬디알릴아민의 염이다.
이러한 수성 양이온성 공중합체 분산제는 중합체성 아민 염(a) 및 아미드(b)로부터 임의로 기타의 공중합 가능한 단량체, 예를 들어 스티렌, 비닐 아세테이트, N-비닐피롤리돈, 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트 및 부틸 (메트)아크릴레이트와 함께 제조될 수 있다.
이러한 양이온성 공중합체 분산제의 고유점도는 통상적으로 0.05 내지 3.00, 바람직하게는 0.10 내지 1.80, 더욱 바람직하게는 0.15 내지 0.70의 범위이다. GPC에 의해 측정되는 이러한 분산제의 중량 평균 분자량은 통상적으로 1,000 내지 1,000,000, 바람직하게는 5,000 내지 800,000, 더욱 바람직하게는 10,000 내지 700,000이다. 이러한 양이온성 공중합체 분산제는 JP-A 제5-263010호(이후 용어 JP-A는 일본 공개공보를 의미한다)에 기재된 방법에 따라 제조될 수 있다.
중질 탄산칼슘은 위에서 언급한 양이온성 공중합체 분산제의 존재하에 습식 분쇄된다. 더욱 구체적으로, 수성 매질(바람직하게는 물)을 중질 탄산칼슘/수성 매질의 중량비가 70/30 내지 30/70, 바람직하게는 60/40 내지 40/60이 되도록 하는 방식으로 중질 탄산칼슘 입자에 가한다. 이어서 여기에 양이온성 공중합체 분산제를 중질 탄산칼슘 100중량부 당 무수물질로서 0.05 내지 2중량부, 바람직하게는 0.1 내지 1중량부의 양으로 가한다. 수득되는 혼합물을 통상적인 방식으로 습식 분쇄한다. 또한, 양이온성 공중합체 분산제를 수성 매질에 예비 용해시켜 위에서 특정한 비율로 되게 한 다음 중질 탄산칼슘과 혼합하고 통상적인 방식으로 습식 분쇄한다. 습식 분쇄는 회분식 또는 연속식으로 수행될 수 있다. 따라서 바람직하게는 모래 분쇄기, 마멸 분쇄기 또는 볼 분쇄기와 같은 분쇄매질을 사용하는 분쇄기를 사용한다. 결국 평균 입자 크기가 2μm 이하, 바람직하게는 0.3 내지 2μm인 탄산칼슘 입자를 수득할 수 있다.
다음으로, 습식 분쇄된 생성물을 건조시킨다. 또한, 습식 분쇄된 입자를 분류하고 조악한 입자(350메쉬-온)는 건조에 앞서 제거할 수 있다. 건조는 열풍 건조 또는 분무 건조와 같은 공지된 방식으로 수행될 수 있다. 무엇보다도 유체 매질 건조방법이 바람직하다. 유체 매질 건조방법에 있어서, 슬러리 물질을 열풍 스트림을 통해 유체화된 매질 입자(유체화된 화상)에 공급한다. 이어서, 슬러리 물질을 결렬하게 유체화된 매질 입자의 표면에 필름 상태에서 접착제에 공급한다. 따라서 물질은 유동상에서 분산되고 여기서 열풍 스트림에 의해 건조된다. 이러한 유동 매질의 건조는 예를 들어 메디아 슬러리 드라이어(Media Slurry Dryer, 제조자: Nara Kikai Seisakusho K. K.)를 사용하여 용이하게 수행할 수 있다. 바람직하게는 당해 물질을 건조할 수 있고 동시에 예비 입자로 가공할 수 있기 때문에 매질 유체 건조기를 사용한다.
위에서 언급한 유체 매질 건조방법에 의해 습식 분쇄된 슬러리를 건조시켜, 조악한 입자를 거의 함유하지 않는 탄산칼슘 입자를 수득할 수 있다. 그러나 유체 매질의 건조를 완결한 후, 입자를 추가로 분쇄하고 임의의 목적하는 방법에 의해 분류할 수 있다. 습식 분쇄된 생성물이 유체 매질 건조방법에 의해서가 아니라 통상적인 열풍 건조에 의해 건조되는 경우, 추가의 분쇄와 분류가 추천되고 임의의 통상적인 방법에 의해 케이크가 수득된다.
이렇게 수득된 습식 분쇄된 생성물의 무수 케이크는 용이하게 부셔지므로 무수 케이크를 분쇄하지 않고도 탄산칼슘 미립자를 수득할 수 있다.
성분(b2)을 제조하기 위해 사용될 수 있는 1가 알콜의 알킬렌 옥사이드 부가물의 설포네이트는, 예를 들어 나트륨 스테아릴 폴리에틸렌 에테르 설포네이트 또는 나트륨 부틸 폴리에틸렌 에테르 폴리프로필렌 에테르 설포네이트와 같은 다음 화학식 1의 화합물이다:
[화학식 1]
RO(AO)mSO3M
상기 화학식 1에서,
R은 탄소수 2 내지 18의 알킬 그룹이거나, 탄소수 1 내지 10의 알킬 그룹에 의해 임의로 치환된 알릴 그룹이고,
A는 탄소수 2 내지 4의 알킬렌 그룹이고,
M은 Na, K, Li 또는 암모늄 그룹이고,
m은 2 내지 20의 수이다.
알킬설포네이트는, 예를 들어 나트륨 카프릴설포네이트 또는 나트륨 스테아릴설포네이트와 같은 다음 화학식 2의 화합물이다:
[화학식 2]
R'-SO3M
상기 화학식 2에서,
R'는 탄소수 6 내지 30의 알킬 그룹이고,
M은 Na, K, Li 또는 암모늄 그룹이다.
알킬벤젠설포네이트는, 예를 들어 나트륨 도데실벤젠설포네이트 또는 나트륨 카프릴벤젠설포네이트와 같은 다음 화학식 3의 화합물이다:
[화학식 3]
상기 화학식 3에서,
R"는 탄소수 6 내지 23의 알킬 그룹이고,
M은 Na, K, Li 또는 암모늄 그룹이다.
위에서 언급한, 수성 매질에서 처리한 분쇄된 탄산칼슘 입자를 위에서 언급한 유체 매질 건조방법에 의해 건조시킴으로써 설포네이트로 표면이 처리되고 조악한 입자를 거의 함유하지 않는, 평균 입자 크기가 0.3 내지 2μm인 분쇄된 탄산칼슘 입자를 수득한다.
필름 지지물질:
필름 지지물질은 결정성 폴리올레핀 수지(A)를 조성물중 30 내지 80중량%, 바람직하게는 45 내지 80중량%; 평균 입자 크기가 0.3 내지 2μm, 바람직하게는 0.5 내지 1μm이고 위에서 언급한 습식 분쇄방법에 의해 수득되는 분쇄된 탄산칼슘 입자(B)를 조성물중 70 내지 20중량%, 바람직하게는 55 내지 20중량% 함유하는 수지 조성물을 포함한다.
결정성 폴리올레핀 수지(A)의 함량이 조성물중 30중량% 미만이거나 분쇄된 탄산칼슘 입자의 함량이 조성물 중 70중량%를 초과하는 경우, 두께가 균일한 필름을 수득하는 것이 어렵다. 결정성 폴리올레핀 수지의 함량이 조성물중 80중량%를 초과하거나 분쇄된 탄산칼슘 입자의 함량이 조성물 중 20중량% 미만인 경우, 촉진되는 잉크의 건조나 개선된 잉크의 접착성을 기대할 수 없다.
이러한 성분 (A) 및 (B) 이외에, 필름 지지물질은 추가로 융점이 폴리올레핀 수지(A)의 융점 보다 높은(예를 들어 210 내지 300℃) 유기 충전제(들), 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부티렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 나일론 6 및 나일론 66을 5 내지 30중량%; 평균 입자 크기가 1.5μm 이하인 안료(들), 예를 들어 산화티타늄, 산화아연 및 황산바륨 10중량% 이하를 함유할 수 있다. 목적하는 경우, 열 안정화제, UV 흡착제, 올레산과 같은 충전제용 분산제, 윤활제 등을 추가로 함유할 수 있다.
합성지의 제조:
결정성 폴리올레핀 수지(A) 30 내지 80중량% 및 분쇄된 탄산칼슘 입자(B) 70 내지 20중량%를 함유하는 수지 필름을 위에서 언급한 성분(A)(즉, 결정성 폴리올레핀 수지)의 융점 보다 낮은 온도에서, 바람직하게는 3 내지 60℃에서 단일 축 또는 이중 축으로 연신시킴으로써 필름 표면상에 미세한 균열과 필름 내에 미세한 공극(마이크로 공극)을 갖는 미세 다공성 연신된 수지 필름으로 제조되는 합성지를 수득한다.
이러한 합성지의 공극률은 다음 수학식 1을 사용하여 계산되는 것으로서 10 내지 50%이고 밀도가 0.65 내지 1.20g/cm3이며, 불투명도(JIS P-8138-1976)가 80% 이상이고, 벡 평활도(beck smoothness: JIS P-8119-1976)가 50 내지 2,500sec이다:
[수학식 1]
상기 수학식 1에서,
ρ0는 연신 전 수지 필름의 밀도이고,
ρ는 연신 후에 수지 필름의 밀도이다.
이러한 합성지의 구조는 단일 층일 수 있다. 또한, 기타 수지 필름(들)과 함께 최외곽 층으로서 위에서 언급한 연신된 필름을 갖는 적층 필름구조일 수 있다.
적층 필름의 예는 수지의 융점 보다 낮은 온도에서 탄산칼슘 미세분말을 0 내지 40중량%(바람직하게는 3 내지 33중량%) 함유하는 폴리올레핀 수지 필름을 단일축으로 연신시키고; 이렇게 연신된 필름의 양쪽면에 결정성 폴리올레핀 수지(A) 30 내지 80중량% 및 분쇄된 탄산칼슘 입자 70 내지 20중량%를 함유하는 용융 폴리올레핀 수지 필름을 적층시킨 다음; 위에서 언급한 축에 대해 직각 방향으로 복합 필름을 연신시켜 다수의 미세한 공극(마이크로 공극)을 갖는 연신된 필름을 수득함으로써 제조되는 필름을 포함한다. 이러한 필름으로부터 이축 배향된 코어층을 갖는 적층 구조의 합성지를 수득할 수 있다.
합성지의 두께는 30 내지 300μm, 바람직하게는 60 내지 200μm이다. 또한 이러한 합성지를 접착제를 사용하여 각각 기타의 합성지에 접착시킴으로써 두께가 1mm인 합성지를 수득할 수 있다.
연신비는 바람직하게는 길이와 폭의 둘 다에서 4 내지 10의 범위이다. 연신온도는 폴리프로필렌 단독중합체(융점: 164 내지 167℃)의 경우 140 내지 162℃이거나, 고밀도 폴리에틸렌(융점: 121 내지 134℃)의 경우 110 내지 130℃이다.
본 발명의 합성지는 옵셋 인쇄지, 그라비아 인쇄지, 수성 칼라 잉크젯 기록지 및 열 용융 잉크젯 기록지로서 유용하다.
잉크젯 기록지의 평가:
잉크젯 기록지로서의 적합성을 잉크젯 기록지에 대한 물의 접촉각에 의해 측정하는 경우에는, 본 발명의 합성지를 통상적인 잉크젯 기록지와 명확하게 구별할 수 없으며, 이는 적절한 평가를 불가능하게 만든다. 따라서, 조성이 다음과 같은 수성 칼라 잉크(JP-B 제7-2428호)를 본 발명의 합성지로 제조한 잉크젯 기록지의 표면상에 적하하고 잉크젯 기록지에 대한 잉크 방울의 접촉각을 평가한다:
C. I. 푸드 블랙 2 2중량%,
N-메틸-2-피롤리돈 10중량%,
디에틸렌 글리콜 20중량%,
폴리에틸렌 글리콜(분자량: 200) 15중량% 및
물 53중량%.
본 발명의 합성지를 잉크젯 기록지로서 사용하기 위해, 기록지에 대한 잉크방울의 접촉각은 20 내지 42°의 범위가 바람직하다. 잉크방울의 접촉각이 42°를 초과하는 경우, 수성 칼라 잉크는 기록지를 거의 투과하지 않으며 단지 서서히 건조될 수 있을 뿐이다. 접촉각이 20°미만인 경우, 잉크는 양호하게 투과되고 양호한 건조특성을 나타낸다. 그러나 이러한 경우, 잉크에 있어서 염료의 고착성이 불량해지고 이는 광택감소 및 런닝(running)을 일으켜, 불량한 품질의 상을 제공한다.
본 발명을 추가로 더욱 상세하게 설명하기 위해 다음의 실시예를 제공한다.
[수용성 양이온성 공중합체(분산제)의 제조]
<참조 실시예 1>
환류 콘덴서, 온도계, 적가 깔때기, 교반기 및 기체 주입 튜브가 장착된 반응기에 디알릴아민 염화수소(60몰%) 500부 및 아크릴아미드(40몰%) 200부를 공급한다. 이어서 시스템 내에서 온도를 50℃로 가열하면서 여기에 질소기체를 도입한다. 교반하면서, 여기에 중합 개시제로서 사용되는 2,2-아조비스(2-아미디노프로판) 디하이드로클로라이드(10몰%) 40부를 2시간의 간격으로 4회 가한다. 10시간 동안 반응시킨 후, 점성의 연황색 액체를 수득한다. 이 생성물 50g을 측량하고 아세톤 500ml에 부어 넣는다. 이렇게 수득되는 백색 침전물을 여과에 의해 수집하고 아세톤 100ml 분획으로 2회 세척한 다음 감압하에 건조시켜 수용성 양이온성 공중합체 분산제를 백색 고체로서 수득한다. GPC에 의해 측정하는 경우, 이러한 공중합체의 중량 평균 분자량은 650,000이다.
<참조 실시예 2>
환류 콘덴서, 온도계, 적가 깔때기, 교반기 및 기체 주입 튜브가 장착된 반응기에 디알릴아민 염화수소(60몰%) 200부, 아크릴아미드(40몰%) 40부 및 물 220부를 공급한다. 이어서 시스템 내에서 온도를 60℃로 가열하면서 여기에 질소기체를 도입한다. 교반하면서, 여기에 중합 개시제로서 사용되는 2,2-아조비스(2-아미디노프로판) 디하이드로클로라이드(10몰%) 40부를 2시간의 간격으로 4회 가한다. 개시제를 처음으로 가한 지 1.5시간 후 아크릴아미드(18몰%) 280부를 적가 깔때기로부터 4시간에 걸쳐 적가한다. 개시제를 최종적으로 가한 후 2시간 동안 계속 반응시켜, 점성의 연황색 액체를 수득한다. 이 생성물 50g을 측량하고 아세톤 500ml에 부어 넣는다. 이렇게 수득되는 백색 침전물을 여과에 의해 수집하고 아세톤 100ml 분획으로 2회 세척한 다음 감압하에 건조시켜 수용성 양이온성 공중합체 분산제를 백색 고체로서 수득한다. GPC에 의해 측정하는 경우, 이러한 공중합체의 중량 평균 분자량은 260,000이다.
[습식 분쇄된 탄산칼슘의 제조]
<제조 실시예 1>
평균 입자 크기가 30μm인 조악한 과립의 무거운 탄산칼슘(건식 분쇄된 생성물, 제조자: Nihon Cement Co., Ltd.)을 중량비 40/60이 되도록 물과 혼합한다. 이어서 위의 참조 실시예 1에서 수득되는 중질 탄산칼슘 100중량부 당 수용성 양이온성 공중합체 분산제 0.06중량부를 가한 다음 제조되는 혼합물을 원주 속도10m/sec에서 충전율 170%에서 유리구슬(직경: 2.0mm)을 사용하는 테이블 마멸 분쇄기 형태의 매질 교반 분쇄기를 사용함으로써 습식 분쇄한다. 이어서, 분쇄된 생성물을 350-메쉬 스크린을 통과시켜 분류하고 350-메쉬 스크린을 통과한 입자를 유체 매질 건조기 MDS-200(제조: Nara Kikai Seisakusho K.K.)을 사용하여 건조시킨다. 이렇게 수득되는 분쇄된 탄산칼슘의 평균 입자 크기는 마이크로트랙(Microtrack, 제조자: Nikkiso K.K.)으로 측정하는 경우 1.5μm이다.
<제조 실시예 2>
습식 분쇄된 중질 탄산칼슘은 위의 제조 실시예 1에서 기술한 바와 같은 동일한 조성과 동일한 과정을 사용하지만 마멸 분쇄기 형태의 교반 분쇄기를 사용하는 교반시간을 연장하고 직경이 1.5mm인 유리구슬을 사용하여 수득한다.
이렇게 수득되는 분쇄된 탄산칼슘의 평균 입자 크기는 마이크로트랙으로 측정하는 경우 1.0μm이다.
<제조 실시예 3>
습식 분쇄된 중질 탄산칼슘은 위의 제조 실시예 1에서 기술한 바와 같은 동일한 조성과 동일한 과정을 사용하지만, 제조 실시예 2와 비교하여 마멸 분쇄기 형태의 교반 분쇄기를 사용하는 교반시간을 연장하고 직경이 1.0mm인 유리구슬을 사용하여 수득한다. 이렇게 수득되는 분쇄된 탄산칼슘의 평균 입자 크기는 마이크로트랙으로 측정하는 경우 0.4μm이다.
<제조 실시예 4>
평균 입자 크기가 30μm인 조악한 과립의 무거운 탄산칼슘(건식 분쇄된 생성물, 제조자: Nihon Cement Co., Ltd.)을 중량비 40/60이 되도록 물과 혼합한다. 이어서 위의 참조 실시예 2에서 수득되는 중질 탄산칼슘 100중량부 당 수용성 양이온성 공중합체 분산제 0.06중량부를 가한 다음 제조되는 혼합물을 원주 속도10m/sec에서 충전율 170%에서 유리구슬(직경: 1.5mm)을 사용하는 테이블 마멸 분쇄기 형태의 매질 교반 분쇄기를 사용함으로써 습식 분쇄한다. 이어서, 분쇄된 생성물을 350-메쉬 스크린을 통과시켜 분류하고 350-메쉬 스크린을 통과한 입자를 유체 매질 건조기 MDS-200(제조: Nara Kikai Seisakusho K.K.)을 사용하여 건조시킨다. 이렇게 수득되는 분쇄된 탄산칼슘의 평균 입자 크기는 마이크로트랙(제조자: Nikkiso K.K.)으로 측정하는 경우 1.0μm이다.
[표면 처리된 탄산칼슘의 제조]
<제조 실시예 5>
평균 입자 크기가 30μm인 조악한 과립의 무거운 탄산칼슘(건식 분쇄된 생성물, 제조자: Nihon Cement Co., Ltd.)을 중량비 40/60이 되도록 물과 혼합한다. 이어서 위의 참조 실시예 1에서 수득되는 중질 탄산칼슘 100중량부 당 수용성 양이온성 공중합체 분산제 0.06중량부를 가한 다음 제조되는 혼합물을 원주 속도10m/sec에서 충전율 170%에서 유리구슬(직경: 1.5mm)을 사용하는 테이블 마멸 분쇄기 형태의 매질 교반 분쇄기를 사용함으로써 습식 분쇄한다.
이어서, 나트륨 스테아릴 폴리에틸렌 에테르 설포네이트의 1중량% 수용액 40부를 여기에 가하고 교반한다. 제조되는 혼합물을 350-메쉬 스크린을 통과시켜 분류하고 350-메쉬 스크린을 통과한 입자를 유체 매질 건조기 MDS-200(제조: Nara Kikai Seisakusho K.K.)을 사용하여 건조시킨다. 이렇게 수득되는 분쇄된 탄산칼슘의 평균 입자 크기는 마이크로트랙(제조자: Nikkiso K.K.)으로 측정하는 경우 1.5μm이다.
순수한 물에서 이러한 분말의 10중량% 분산액의 전기전도도는 전기전도도 측정기 MODEL SC82TM(제조자: YOKOGAWA)로 측정하는 경우 25℃에서 300μS/cm이다.
<제조 실시예 6>
평균 입자 크기가 1.5μm인 분쇄된 탄산칼슘 분말은 위의 제조 실시예 5에서 기술한 바와 같은 동일한 과정이지만, 나트륨 스테아릴 폴리에틸렌 에테르 설포네이트를 나트륨 도데실벤젠설포네이트 1중량%로 대체하여 수득한다. 이러한 생성물의 전기전도도는 25℃에서 250μS/cm이다.
<제조 실시예 7>
평균 입자 크기가 1.5μm인 분쇄된 탄산칼슘 분말은 위의 제조 실시예 5에서 기술한 바와 같은 동일한 과정이지만, 나트륨 스테아릴 폴리에틸렌 에테르 설포네이트를 나트륨 알킬설포네이트 ANTEX SASTM(제조사: Toho Chemical Industry Co., Ltd.) 1중량%로 대체하여 수득한다. 이러한 생성물의 전기전도도는 25℃에서 380μS/cm이다.
<제조 실시예 8>
설포네이트 처리된 중질 탄산칼슘은 위의 제조 실시예 5에서 기술한 바와 같은 동일한 조성과 동일한 과정을 사용하지만, 마멸 분쇄기 형태의 교반 분쇄기를 사용하는 교반시간을 연장하고 직경이 1.5mm인 유리구슬을 사용하여 수득한다.
이렇게 수득되는 분쇄된 탄산칼슘의 평균 입자 크기는 마이크로트랙으로 측정하는 경우 1.0μm이다. 이러한 생성물의 전기전도도는 25℃에서 340μS/cm이다.
<제조 실시예 9>
설포네이트 처리된 중질 탄산칼슘은 위의 제조 실시예 5에서 기술한 바와 같은 동일한 조성과 동일한 과정을 사용하지만, 제조 실시예 8과 비교하여 마멸 분쇄기 형태의 교반 분쇄기를 사용하는 교반시간을 연장하고 직경이 1.0mm인 유리구슬을 사용하여 수득한다. 이렇게 수득되는 분쇄된 탄산칼슘의 평균 입자 크기는 마이크로트랙으로 측정하는 경우 0.4μm이다. 이러한 생성물의 전기전도도는 25℃에서 420μS/cm이다.
<제조 실시예 10>
평균 입자 크기가 30μm인 조악한 과립의 무거운 탄산칼슘(건식 분쇄된 생성물, 제조자: Nihon Cement Co., Ltd.)을 중량비 40/60이 되도록 물과 혼합한다. 이어서 위의 참조 실시예 2에서 수득되는 중질 탄산칼슘 100중량부 당 수용성 양이온성 공중합체 분산제 0.06중량부를 가한 다음 제조되는 혼합물을 원주 속도10m/sec에서 충전율 170%에서 유리구슬(직경: 1.5mm)을 사용하는 테이블 마멸 분쇄기 형태의 매질 교반 분쇄기를 사용함으로써 습식 분쇄한다. 제조 실시예 5에서 사용되는 나트륨 스테아릴 폴리에틸렌 에테르 설포네이트를 사용함으로써 평균 입자 크기가 1.0μm인 분쇄된 탄산칼슘 입자를 수득한다. 이러한 생성물의 전기전도도는 25℃에서 320μS/cm이다.
실시예 1
(1) MFR이 0.8g/10min이고 융점이 164℃(DSC 피크온도)이며 결정화도가 67%인 프로필렌 단독중합체(제조자: Mitsubishi Chemical) 70중량%와 고밀도 폴리에틸렌 5중량%의 혼합물에 위의 제조 실시예 1에서 수득되고 평균 입자 크기가 1.5μm인 분쇄된 탄산칼슘 22중량%를 가한다. 이렇게 수득되는 블렌드[i]를 270℃로 조절된 압출기에서 용융 혼련하고 시트 형태로 압출시킨다. 50℃로 냉각시킨 후, 연신되지 않은 시트를 수득한다. 이어서, 시트를 135℃로 가열하고 길이방향으로 5배 연신시킨다.
(2) MFR이 2g/10min이고 융점이 164℃(DSC 피크온도)이며 결정화도가 65%인 프로필렌 단독중합체(제조자: Mitsubishi Chemical) 40중량%를 위의 제조 실시예 1에서 수득되고 평균 입자 크기가 0.7μm인 분쇄된 탄산칼슘 66중량%와 혼합한다. 이렇게 수득되는 블렌드[ii]를 270℃로 조절된 압출기에서 용융 반죽한다. 이어서 위의 (1)에서 제조되는 5배 연신된 시트의 양면상에 2개의 압출기를 사용하여 적층시킨다.
이러한 3개의 층으로 구성된 적층 시트를 155℃로 가열하고 텐터 연신기를 사용하여 십자 방향으로 8배 연신시킨다. 결과적으로, 수득되는 연신된 필름을 코로나 방전 처리기(제조자: Kasuga Denki K.K.)를 사용하여 50W/m2·min에서 코로나 방전시켜 연신된 3층 필름을 제조한다. 이러한 연신된 필름의 층([ii]/[i]/[ii])의 두께는 각각 20μm/60μm/20μm인 반면, 필름의 벡 평활도는 800sec이고, 밀도는 0.78g/cm3이며, 공극률은 35%이다.
대조 실시예 1
(1) MFR이 0.8g/10min이고 융점이 164℃(DSC 피크온도)이며 결정화도가 67%인 프로필렌 단독중합체(제조자: Mitsubishi Chemical) 70중량%와 고밀도 폴리에틸렌 8중량%의 혼합물에 평균 입자 크기가 1.5μm인 건식 분쇄된 탄산칼슘(SOFTON 1800TM, 제조자: Shiraishi Calcium K.K.) 22중량%를 가한다. 이렇게 수득되는 블렌드[i]를 270℃로 조절된 압출기에서 용융 혼련하고 시트 형태로 압출시킨다. 50℃로 냉각시킨 후, 연신되지 않은 시트를 수득한다. 이어서, 시트를 135℃로 가열하고 길이방향으로 5배 연신시킨다.
(2) MFR이 2g/10min이고 융점이 164℃(DSC 피크온도)이며 결정화도가 65%인 프로필렌 단독중합체(제조자: Mitsubishi Chemical) 40중량%를 평균 입자 크기가 1.5μm인 건식 분쇄된 탄산칼슘(SOFTON 1800TM, 제조자: Shiraishi Calcium K.K.) 66중량%와 혼합한다. 이렇게 수득되는 블렌드[ii]를 270℃로 조절된 압출기에서 용융 혼련한다. 이어서 위의 (1)에서 제조되는 5배 연신된 시트의 양면상에 2개의 압출기를 사용하여 적층시킨다. 이러한 3개의 층으로 구성된 적층 시트를 155℃로 가열하고 텐터 연신기를 사용하여 십자 방향으로 8배 연신시킨다. 결과적으로, 수득되는 연신된 필름을 코로나 방전 처리기(제조자: Kasuga Denki K.K.)를 사용하여 50W/m2·min에서 코로나 방전시켜 연신된 3층 필름을 제조한다.
이러한 연신된 필름의 층([ii]/[i]/[ii])의 두께는 각각 20μm/60μm/20μm인 반면, 필름의 백 평활도는 450sec이고, 밀도는 0.70g/cm3이며, 공극률은 41%이다.
대조 실시예 2
(1) MFR이 0.8g/10min이고 융점이 164℃(DSC 피크온도)이며 결정화도가 67%인 프로필렌 단독중합체(제조자: Mitsubishi Chemical) 70중량%와 고밀도 폴리에틸렌 8중량%의 혼합물에 평균 입자 크기가 0.15μm인 합성광 탄산칼슘(BRILLIANT 15TM, 제조사: Shiraishi Calcium K.K.) 22중량%를 가한다. 이렇게 수득되는 블렌드[i]를 270℃로 조절된 압출기에서 용융 혼련하고 시트 형태로 압출시킨다. 50℃로 냉각시킨 후, 연신되지 않은 시트를 수득한다. 이어서, 시트를 135℃로 가열하고 길이방향으로 5배 연신시킨다.
(2) MFR이 2g/10min이고 융점이 164℃(DSC 피크온도)이며 결정화도가 65%인 프로필렌 단독중합체(제조자: Mitsubishi Chemical) 40중량%를 평균 입자 크기가 0.15μm인 합성광 탄산칼슘(BRILLIANT 15TM, 제조자: Shiraishi Kogyo K.K.) 60중량%와 혼합한다. 이렇게 수득되는 블렌드[ii]를 270℃로 조절된 압출기에서 용융 혼련한다. 이어서 위의 (1)에서 제조되는 5배 연신된 시트의 양면상에 2개의 압출기를 사용함으로써 적층시킨다. 이러한 3개의 층으로 구성된 적층 시트를 155℃로 가열하고 텐터 연신기를 사용하여 십자 방향으로 8배 연신시킨다. 결과적으로, 수득되는 연신된 필름을 코로나 방전 처리기(제조사: Kasuga Denki K.K.)를 사용하여 50W/m2·min에서 코로나 방전시켜 연신된 3층 필름을 제조한다.
이러한 연신된 필름의 층([ii]/[i]/[ii])의 두께는 각각 20μm/60μm/20μm이다.
실시예 2 내지 6
연신된 적층 필름은 실시예 1에서 기술한 바와 같은 동일한 과정이지만 표 1에 특정한 바와 같은 블렌드 [i] 및 [ii]를 사용하여 수득한다.
실시예 7
MFR이 2g/10min이고 융점이 164℃(DSC 피크온도)이며 결정화도가 67%인 프로필렌 단독중합체(제조사: Mitsubishi Chemical) 70중량%와 고밀도 폴리에틸렌 8중량%의 혼합물에 위의 제조 실시예 2에서 수득되고 평균 입자 크기가 1.0μm인 분쇄된 탄산칼슘 22중량%를 가하여 블렌드[i]를 수득한다. 개별적으로, MFR이 20g/10min이고 융점이 164℃(DSC 피크온도)이며 결정화도가 65%인 프로필렌 단독중합체(제조자: Mitsubishi Chemical) 40중량%를 위의 제조 실시예 2에서 수득되고 평균 입자 크기가 1.0μm인 분쇄된 탄산칼슘 60중량%를 가하여 블렌드[ii]를 수득한다. 이러한 블렌드 [i] 및 [ii]를 각각 270℃로 조절된 2개의 압출기에서 개별적으로 용융 혼련한 다음 블렌드[i]가 블렌드[ii] 사이에 샌드위치 되도록 적층 상태로 공압출시킨다. 냉각시킨 후, 연신되지 않은 3층 필름을 수득한다.
이어서 이 시트를 135℃로 가열하고 길이방향에서 단일 축으로 5배 연신시킨다.
또한, 수득되는 연신된 필름을 코로나 방전 처리기(제조자: Kasuga Denki K.K.)를 사용하여 50W/m2·min에서 코로나 방전시켜 연신된 3층 필름을 제조한다. 이러한 연신된 필름의 층([ii]/[i]/[ii])의 두께는 각각 20μm/60μm/20μm인 반면, 필름의 벡 평활도는 950sec이고, 밀도는 0.85g/cm3이며, 공극률은 29%이다.
실시예 8
일축 연신된 3층 시트를 위의 실시예 7에서 기술한 바와 동일한 조성, 동일한 층 구조(즉, [ii]/[i]/[ii]) 및 동일한 과정을 사용하지만 각각의 층의 두께를 변화시켜 수득한다.
이어서, 이 필름을 155℃로 가열한 텐터 연신기를 사용하여 십자 방향으로 8배 연신시켜 이중 축으로 연신된 3층 필름을 수득한다.
결과적으로, 수득되는 연신된 필름을 코로나 방전 처리기(제조자: Kasuga Denki K.K.)를 사용하여 50W/m2·min에서 코로나 방전시켜 연신된 3층 필름을 제조한다. 이러한 연신된 필름의 층([ii]/[i]/[ii])의 두께는 각각 15μm/50μm/15μm인 반면, 필름의 이면 평활도는 2,000sec이고, 밀도는 0.70g/cm3이며, 공극률은 42%이다.
대조 실시예 3 및 4
연신된 적층 필름은 실시예 7에서 기술한 바와 같은 동일한 과정을 사용하지만 표 2에 특정한 블렌드 [i] 및 [ii]를 사용하여 수득한다.
대조 실시예 5 및 6
연신된 적층 필름은 실시예 8에서 기술한 바와 같은 동일한 과정을 사용하지만 표 2에 구체화한 블렌드 [i] 및 [ii]를 사용하여 수득한다.
[평가방법]
합성지는 다음과 같은 방식으로 평가한다.
[광택]
JIS P-8142-1965(72°)에 따라 결정된다.
[표면층에서의 절단부]
무: 육안으로 또는 확대경으로 관찰하여 표면층에서 절단부가 관측되지 않음.
약간: 육안으로는 절단부가 관측되지 않지만 확대경으로 관찰하여 몇몇 절단 부가 관측됨. 사실상 문제를 일으키지 않음.
유: 육안으로 절단부가 약간 관측되고 확대경으로 확인됨. 약간의 문제를 일으킴.
심각: 육안으로 절단부가 분명히 확인됨. 사실상 사용할 수 없음.
(옵셋 인쇄 적성)
합성지를 크기(길이: 636mm, 폭: 469mm)로 절단하고 20℃에서 상대습도 50%에서 옵셋 인쇄기 DIA Model 2(제조자: Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.)를 사용하여 연속적으로 500부를 인쇄한다.
<잉크 밀착성>
접착 테이프 "셀로테이프(Cellotape)TM"(제조사: Nichiban Co., Ltd.)를 옵셋 인쇄된 샘플의 잉크 표면에 강력하게 접착시킨 다음 일정한 속도와 일정한 각도로 박리시킨다. 샘플로부터 분리되는 잉크의 등급을 다음의 기준에 따라 평가한다.
◎: 필름 자체가 파괴됨.
○: 잉크가 약간 분리되지만 사실상 문제가 되지 않음.
△: 내박리성을 나타내면서 잉크가 거의 분리됨. 사실상 약간의 문 제가 됨.
×: 전혀 내박리성을 나타내지 않고 잉크가 완전히 분리됨. 사실상 사용할 수 없음.
<잉크 전이 농도>
행간을 때지 않고 인쇄된 부분의 밀도(순수 밀도: 100%)는 인쇄 농도계 맥베드(Macbeth) 900(제조사: Sakata Inx Corporation)을 사용하여 측정하고 다음의 기준에 따라 평가한다.
◎: 1.5≤측정농도.
○: 1.2≤측정농도<1.5. 사실상 문제가 되지 않음.
△: 0.9≤측정농도<1.2. 사실상 약간의 문제가 됨.
×: 0.9>측정농도. 사실상 사용할 수 없음.
<제지 분진>
500부를 인쇄한 후, 블랭킷에 대한 제지 분진의 부착 정도를 육안으로 다음의 기준에 따라 평가한다.
◎: 거의 부착되지 않음.
○: 약간의 부착되나 인쇄물에 영향을 주지 않음.
△: 부착되어 인쇄물에 약간의 영향을 줌
×: 다량 부착되어 인쇄물에 다대한 영향을 줌.
(그라비아 인쇄 적성)
합성지를 A4 크기로 절단하고 로드 바(#8)와 그라비아 잉크(CCST-16 스카렛, 제조자: Toyo Ink Mfg. Co., Ltd.)를 사용하여 인쇄한다. 인쇄를 완결한 후, 합성지를 1일 동안 방치시킨 다음, 다음과 같이 평가한다.
<잉크 접착성>
접착 테이프 "셀로테이프TM"(제조사: Nichiban Co., Ltd.)를 옵셋 인쇄된 샘플의 잉크 표면에 강력하게 접착시킨 다음 일정한 속도와 일정한 각도로 박리시킨다. 샘플로부터 분리되는 잉크의 등급을 다음의 기준에 따라 평가한다.
◎: 필름 자체가 절단됨.
○: 잉크가 약간 분리되지만 사실상 문제가 되지 않음.
△: 내박리성을 나타내면서 잉크가 거의 분리됨. 사실상 약간의 문 제가 됨.
×: 전혀 내박리성을 나타내지 않고 잉크가 완전히 분리됨. 사실상 사용할 수 없음.
<백점>
2개의 인쇄된 샘플에서 잉크 분리에 의해 생긴 육안으로 관측되는 백색 부분을 계수한다.
실시예 9 및 10 및 대조 실시예 7
실시예 1 및 7과 대조 실시예 1에서 수득한 합성지를 수성 칼라 잉크젯 인쇄기(제조사: Canon Inc.)를 사용하여 컬러 인쇄(옐로우, 마젠타, 시안, 블랙)한 다음 잉크를 건조시키는데 필요한 시간을 측정한다. 결국 실시예 1 및 7과 대조 실시예 1의 합성지에서 잉크를 건조시키기 위해 각각 20, 30 및 70초가 소요된다.
각각의 컬러가 양호하게 나타난 것을 확인한 후, 접착 테이프 "셀로테이프TM"(제조사: Nichiban Co., Ltd.)를 각각의 인쇄된 제지의 한 부분에 강력하게 접착시킨 다음 접착면을 따라 신속하게 박리시킨다. 이어서 합성지에 남아있는 잉크를 육안으로 평가한다. 결국, 각각의 합성지는 고도의 잉크 잔류율(95 내지 100%)을 나타낸다.
한편, 인쇄된 합성지를 흐르는 물에 5분 동안 침지시키고 건조시킨다. 이어서 제지상에 남아있는 화상과 주름(wrinkling)을 시험한다. 그 결과, 각각의 샘플은 제지에 남아있는 화상이 탁월하고 주름을 나타내지 않는다.
실시예 11
(1) MFR이 0.8g/10min이고 융점이 164℃(DSC 피크온도)이며 결정화도가 67%인 폴리프로필렌(제조사: Mitsubishi Chemical) 70중량%와 고밀도 폴리에틸렌 8중량%의 혼합물에 위의 제조 실시예 5에서 수득되고 평균 입자 크기가 1.5μm인 분쇄된 탄산칼슘 22중량%를 가한다. 이렇게 수득되는 블렌드[i]를 270℃로 조절된 압출기에서 용융 혼련하고 시트 형태로 압출시킨다. 50℃로 냉각시킨 후, 연신되지 않은 시트를 수득한다. 이어서, 시트를 135℃로 가열하고 길이방향으로 5배 연신시킨다.
(2) MFR이 2g/10min이고 융점이 164℃(DSC 피크온도)이며 결정화도가 65%인 프로필렌 단독중합체(제조자: Mitsubishi Chemical) 40중량%를 위의 제조 실시예 5에서 수득되고 평균 입자 크기가 1.5μm인 분쇄된 탄산칼슘 66중량%와 혼합한다. 이렇게 수득되는 블렌드[ii]를 270℃로 조절된 압출기에서 용융 혼련한다. 이어서 위의 (1)에서 제조되는 5배 연신된 시트의 양면상에 2개의 압출기를 사용하여 적층시킨다.
이러한 3개의 층으로 구성된 적층 시트를 155℃로 가열하고 텐터 연신기를 사용하여 십자 방향으로 8배 연신시킨다. 결과적으로, 수득되는 연신된 필름을 코로나 방전 처리기(제조자: Kasuga Denki K.K.)를 사용하여 50W/m2·min에서 코로나 방전시켜 연신된 3층 필름을 제조한다. 이러한 연신된 필름의 층([ii]/[i]/[ii])의 두께는 각각 20μm/60μm/20μm인 반면, 필름의 벡 평활도는 1,000sec이고, 밀도는 0.78g/cm3이며, 공극률은 35%이고, 불투명도는 93%이다.
조성이 위와 같은 수성 칼라 잉크젯 잉크에 대한 접촉각은 25°를 나타낸다.
대조 실시예 8
(1) MFR이 0.8g/10min이고 융점이 164℃(DSC 피크온도)이며 결정화도가 67%인 프로필렌 단독중합체(제조사: Mitsubishi Chemical) 70중량%와 고밀도 폴리에틸렌 8중량%의 혼합물에 평균 입자 크기가 1.5μm이고 25℃에서 전기 전도도가 63μS/cm인 건식 분쇄된 탄산칼슘(SOFTON 1800TM, 제조사: Shiraishi Calcium K.K.) 22중량%를 가한다. 이렇게 수득되는 블렌드[i]를 270℃로 조절된 압출기에서 용융 혼련하고 시트 형태로 압출시킨다. 50℃로 냉각시킨 후, 연신되지 않은 시트를 수득한다. 이어서, 시트를 135℃로 가열하고 길이방향으로 5배 연신시킨다.
(2) MFR이 2g/10min이고 융점이 164℃(DSC 피크온도)이며 결정화도가 65%인 프로필렌 단독중합체(제조자: Mitsubishi Chemical) 40중량%를 평균 입자 크기가 1.5μm이고 25℃에서 전기전도도가 63μS/cm인 건식 분쇄된 탄산칼슘(SOFTON 1800TM, 제조사: Shiraishi Calcium K.K.) 60중량%와 혼합한다. 이렇게 수득되는 블렌드[ii]를 270℃로 조절된 압출기에서 용융 혼련한다. 이어서 위의 (1)에서 제조되는 5배 연신된 시트의 양면상에 2개의 압출기를 사용하여 적층시킨다. 이러한 3개의 층으로 구성된 적층 시트를 155℃로 가열하고 텐터 연신기를 사용하여 십자 방향으로 8배 연신시킨다. 결과적으로, 수득되는 연신된 필름을 코로나 방전 처리기(제조자: Kasuga Denki K.K.)를 사용하여 50W/m2·min에서 코로나 방전시켜 연신된 3층 필름을 제조한다.
이러한 연신된 필름의 층([ii]/[i]/[ii])의 두께는 각각 20μm/60μm/20μm인 반면, 필름의 이면 평활도는 450sec이고, 밀도는 0.70g/cm3이며, 공극률은 41%이고, 불투명도는 93%이다.
조성이 위와 같은 수성 칼라 잉크젯 잉크에 대한 접촉각은 55°를 나타낸다.
대조 실시예 9
(1) MFR이 0.8g/10min이고 융점이 164℃(DSC 피크온도)이며 결정화도가 67%인 프로필렌 단독중합체(제조자: Mitsubishi Chemical) 70중량%와 고밀도 폴리에틸렌 8중량%의 혼합물에 평균 입자 크기가 0.15μm이고 25℃에서 전기전도도가 89μS/cm인 합성광 탄산칼슘(BRILLIANT 15TM, 제조사: Shiraishi Kogyo K.K.) 22중량%를 가한다. 이렇게 수득되는 블렌드[i]를 270℃로 조절된 압출기에서 용융 혼련하고 시트 형태로 압출시킨다. 50℃로 냉각시킨 후, 연신되지 않은 시트를 수득한다. 이어서, 시트를 135℃로 가열하고 길이방향으로 5배 연신시킨다.
(2) MFR이 2g/10min이고 융점이 164℃(DSC 피크온도)이며 결정화도가 65%인 프로필렌 단독중합체(제조사: Mitsubishi Chemical) 40중량%를 평균 입자 크기가 0.15μm이고 25℃에서 전기 전도도가 89μS/cm인 합성광 탄산칼슘(BRILLIANT 15TM, 제조사: Shiraishi Kogyo K.K.) 60중량%와 혼합한다. 이렇게 수득되는 블렌드[ii]를 270℃로 조절된 압출기에서 용융 혼련한다. 이어서 위의 (1)에서 제조되는 5배 연신된 시트의 양면상에 2개의 압출기를 사용하여 적층시킨다. 이러한 3개의 층으로 구성된 적층 시트를 155℃로 가열하고 텐터 연신기를 사용하여 십자 방향으로 8배 연신시킨다. 결과적으로, 수득되는 연신된 필름을 코로나 방전 처리기(제조사: Kasuga Denki K.K.)를 사용하여 50W/m2·min에서 코로나 방전시켜 연신된 3층 필름을 제조한다.
이러한 연신된 필름의 층([ii]/[i]/[ii])의 두께는 각각 20μm/60μm/20μm인 반면, 필름의 벡 평활도는 2,000sec이고, 공극률은 25%이고, 불투명도는 85%이다.
조성이 위와 같은 수성 칼라 잉크젯 잉크에 대한 접촉각은 53°를 나타낸다.
실시예 12 내지 18
연신된 적층 필름은 실시예 11에서 기술한 바와 같은 동일한 과정이지만 표 3에 구체화한 바와 같은 블렌드 [i] 및 [ii]를 사용하여 수득한다.
실시예 19
MFR이 2g/10min이고 융점이 164℃(DSC 피크온도)이며 결정화도가 65%인 프로필렌 단독중합체(제조사: Mitsubishi Chemical) 70중량%와 고밀도 폴리에틸렌 8중량%의 혼합물에 위의 제조 실시예 8에서 수득되고 평균 입자 크기가 1.0μm인 분쇄된 탄산칼슘 22중량%를 가하여 블렌드[i]를 수득한다. 개별적으로, MFR이 20g/10min이고 융점이 164℃(DSC 피크온도)이며 결정화도가 64%인 프로필렌 단독중합체(제조자: Mitsubishi Chemical) 40중량%를 위의 제조 실시예 8에서 수득되고 평균 입자 크기가 1.0μm인 분쇄된 탄산칼슘 60중량%와 혼합하여 블렌드[ii]를 수득한다. 이러한 블렌드 [i] 및 [ii]를 각각 270℃로 조절된 2개의 압출기에서 개별적으로 용융 혼련한 다음 블렌드[i]가 블렌드[ii] 사이에 샌드위치 되도록 적층 상태로 공압출시킨다. 냉각시킨 후, 연신되지 않은 3층 필름을 수득한다.
이어서 이 시트를 135℃로 가열하고 길이방향에서 단일 축으로 5배 연신시킨다.
또한, 수득되는 연신된 필름을 코로나 방전 처리기(제조자: Kasuga Denki K.K.)를 사용하여 50W/m2·min에서 코로나 방전시켜 연신된 3층 필름을 제조한다. 이러한 연신된 필름의 층([ii]/[i]/[ii])의 두께는 각각 20μm/60μm/20μm인 반면, 필름의 벡 평활도는 950sec이고, 밀도는 0.85g/cm3이며, 공극률은 29%이고, 불투명도는 93%이다.
실시예 20
일축 연신된 3층 시트를 위의 실시예 19에서 기술한 바와 동일한 조성, 동일한 층 구조(즉, [ii]/[i]/[ii]) 및 동일한 과정을 사용하지만 각각의 층의 두께를 변화시켜 수득한다.
이어서, 이 필름을 155℃로 가열한 텐터 연신기를 사용하여 십자 방향으로 8배 연신시켜 이중 축으로 연신된 3층 필름을 수득한다.
결과적으로, 수득되는 연신된 필름을 코로나 방전 처리기(제조사: Kasuga Denki K.K.)를 사용하여 50W/m2·min에서 코로나 방전시켜 연신된 3층 필름을 제조한다. 이러한 연신된 필름의 층([ii]/[i]/[ii])의 두께는 각각 15μm/50μm/15μm인 반면, 필름의 이면 평활도는 2,000sec이고, 밀도는 0.70g/cm3이며, 공극률은 42%이고 불투명도는 90%이다.
대조 실시예 11 및 12
연신된 적층 필름은 실시예 19에서 기술한 바와 같은 동일한 과정을 사용하지만 표 4에 구체화한 블렌드 [i] 및 [ii]를 사용하여 수득한다.
대조 실시예 13 및 14
연신된 적층 필름은 실시예 20에서 기술한 바와 같은 동일한 과정을 사용하지만 표 4에 특정한 블렌드 [i] 및 [ii]를 사용하여 수득한다.
[평가방법]
<수성 칼라 잉크젯 인쇄 잉크에 대한 접촉각>
(1) 물 53중량%에 씨.아이. 푸드 블랙 2(C.I. Food Black, 제조사: Mitsubishi Chemicals) 2중량%, N-메틸-2-피롤리돈 10중량%, 디에틸렌 글리콜 20중량% 및 폴리에틸렌 글리콜(분자량: 200) 15중량%를 가하고 교반기로 완전히 교반하여 수성 칼라 잉크젯 인쇄용 블랙 기록 액체(잉크)를 수득한다.
(2) 항온실(23℃, RH 50%)에서 위에서 언급한 잉크를 주사기에 수집하고 실시예 11 내지 20과 대조 실시예 7 내지 13에서 수득한 합성지의 표면에 적합한 양을 점적하여 직경이 2mm인 방울면적을 형성한다. 점적한 직후, 콘택트-앵글 메터(CONTACT-ANGLE METERTM, 제조사: Kyowa Kaimenkagaku K.K.)를 사용하여 접촉각을 측정한다. 표 3 및 4는 이렇게 수득되는 데이터를 나타낸다.
<잉크젯 잉크 인쇄 적성>
(1) 건조 시간(sec)
잉크젯 인쇄기 BJC-410J(제조사: Canon Inc.)를 사용하여 실시예 11 내지 20과 대조 실시예 7 내지 13에서 수득한 합성지를 수성 칼라 잉크젯 기록 액체 BCI-21(옐로우, 마젠타, 시안, 블랙)을 사용하여 컬러 인쇄한다. 이어서 각각의 컬러로 인쇄된 부분을 손가락으로 문질러서 표시가 나지 않는데 필요한 시간을 건조시간으로 한다.
(2) 런닝(Running)
위에서 언급한 조건하에 인쇄된 각각의 컬러 잉크의 런닝은 다음의 기준에 따라 육안으로 평가한다.
◎: 어떤 컬러에서도 런닝이 관측되지 않음.
○: 특별한 컬러에서 약간의 런닝이 관측되지만 사실상 문제가 되 지 않음.
△: 각각의 컬러에서 런닝이 관측되고 사실상 사용할 수 없음.
×: 각각의 컬러에서 심각한 런닝이 관측됨.
(3) 화상의 품질
동일한 인쇄기와 기록 액체를 사용하여 초상화를 인쇄하여 화상의 품질을 다음의 기준에 따라 육안으로 평가한다.
◎: 양호함.
○: 잉크의 농도가 약간 낮지만 사실상 문제가 되지 않음.
△: 낮은 잉크 농도와 잉크 런닝으로 인해 사실상 사용할 수 없음.
×: 불량
<잉크젯 인쇄에 있어서 잉크의 잔류 특성>
접착 테이프 "셀로테이프TM"(제조사: Nichiban Co., Ltd.)를 각각의 인쇄된 제지의 부분에 강력하게 접착시킨 접착면을 따라 신속하게 박리시킨다. 표 3 및 4는 합성지상에 잔류하는 잉크를 나타낸다.
<수성 접착제의 건조특성>
실시예 11 내지 20과 대조 실시예 8 내지 14에서 수득한 합성지를 낱장(8 x 8)으로 절단한다. 이어서 전분 접착제 TOKIWANOL 600TM(고체 함량: 33%, 제조사: Tokiwa Kagaku K.K.)을 피복기를 사용하여 제지의 표면에 균일하게 도포하여 두께 10μm를 형성한다. 접착제의 수분이 제지 속으로 침투하기 때문에 접착제의 광택이 사라질 때까지 필요한 시간을 건조시간으로 한다.
본 발명은 친수성 표면을 갖고 친수성 표면 주위에 다수의 미세한 균열이 형성되어 있는 미세하게 분쇄된 탄산칼슘 입자들에 의한 돌출부를 보유하고 수성 칼라 잉크와 수성 접착제에 대한 개선된 수분 흡수성, 신속한 건조 특성 및 탁월한 인쇄 적성을 나타내는 합성지를 제공하는 것을 가능하게 한다.
[표 1]
[표 2]
[표 3]
[표 4]

Claims (13)

  1. 결정성 폴리올레핀 수지 조성물(A) 30 내지 80중량%와
    디알릴아민 염 및 알킬알릴아민 염으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아민 염 10 내지 95몰%와 아크릴아미드 및 메타크릴아미드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미드 90 내지 5몰%와의 공중합체를 포함하는 분산제 0.05 내지 2중량부의 존재하에 수성 매질 속에서 탄산칼슘 입자 100중량부를 습식 분쇄한 다음, 건조시켜 제조한, 평균 입자 크기가 0.3 내지 2μm인 분쇄된 탄산칼슘 입자(b1) 및
    디알릴아민 염 및 알킬알릴아민 염으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아민 염 10 내지 95몰%와 아크릴아미드 및 메타크릴아미드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아미드 90 내지 5몰%와의 공중합체를 포함하는 분산제 0.05 내지 2중량부의 존재하에 수성 매질 속에서 탄산칼슘 입자 100중량부를 습식 분쇄한 다음, 분쇄된 생성물을 수성 매질 속에서 1가 알콜의 알킬렌 옥사이드 부가물의 설포네이트, 알킬설포네이트 및 알킬벤젠설포네이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 설포네이트 0.5 내지 10중량부로 처리하고, 건조시켜 제조한, 평균 입자 크기가 0.3 내지 2μm인 분쇄된 탄산칼슘 입자(b2)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 분쇄된 탄산칼슘 입자의 조성물(B) 70 내지 20중량%를 포함하는 수지 조성물을 지지로서 보유하는 수지 필름을 성분(A)로서 사용하는 결정성 폴리올레핀 수지의 융점보다 낮은 온도에서 연신시켜 수득한 연신된 수지 필름으로 이루어지는 합성지.
  2. 제1항에 있어서, 다음 수학식 1을 사용하여 계산한 공극률이 10 내지 50%인 합성지.
    수학식 1
    상기 수학식 1에서,
    ρ0는 연신 전의 수지 필름의 밀도이고,
    ρ는 연신된 수지 필름의 밀도이다.
  3. 제1항에 있어서, 결정성 폴리올레핀 수지가 결정화도가 10 내지 75%이고 탄소수 2 내지 8의 α-올레핀의 단독중합체 및 탄소수 2 내지 8의 α-올레핀 2 내지 5종류로 이루어진 랜덤 공중합체 또는 블록 공중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 합성지.
  4. 제3항에 있어서, 결정성 폴리올레핀 수지가 용융 유량(ASTM D1238: 230℃, 하중 2.16kg)이 0.2 내지 50g/10min인 프로필렌 단독중합체인 합성지.
  5. 제1항에 있어서, 디알릴아민 염 및 알킬디알릴아민 염이 염산, 황산, 질산 및 아세트산으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 산의 디알릴아민 염 또는 알킬디알릴아민 염인 합성지.
  6. 제1항에 있어서, 분산제가 디알릴아민 하이드로클로라이드를 아크릴아미드와 반응시켜 수득한 공중합체인 합성지.
  7. 제1항에 있어서, 탈이온수 100중량부 중의 분쇄된 탄산칼슘(b2) 10중량부의 분산액이, 25℃에서의 전기전도도가 200μS/cm 이상인 합성지.
  8. 제7항에 있어서, 1가 알콜의 알킬렌 옥사이드 부가물의 설포네이트가 다음 화학식 1의 화합물인 합성지.
    화학식 1
    RO(AO)mSO3M
    상기 화학식 1에서,
    R은 탄소수 2 내지 18의 알킬 그룹이거나, 탄소수 1 내지 10의 알킬 그룹에 의해 치환되거나 치환되지 않은 알릴 그룹이고,
    A는 탄소수 2 내지 4의 알킬렌 그룹이고,
    M은 Na, K, Li 또는 암모늄 그룹이고,
    m은 2 내지 20의 수이다.
  9. 제1항에 있어서, 알킬설포네이트가 다음 화학식 2의 화합물인 합성지.
    화학식 2
    R'-SO3M
    상기 화학식 2에서,
    R'는 탄소수 6 내지 30의 알킬 그룹이고,
    M은 Na, K, Li 또는 암모늄 그룹이다.
  10. 제1항에 있어서, 알킬벤젠설포네이트가 다음 화학식 3의 화합물인 합성지.
    화학식 3
    상기 화학식 3에서,
    R"는 탄소수 6 내지 23의 알킬 그룹이고,
    M은 Na, K, Li 또는 암모늄 그룹이다.
  11. 제1항에 있어서, 설포네이트가 나트륨 스테아릴 폴리에틸렌 에테르, 설포네이, 나트륨 도데실벤젠설포네이트 및 나트륨 알킬설포네이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 화합물인 합성지.
  12. 제1항에 있어서, 분산제가, 중량 평균 분자량이 1,000 내지 1,000,000인 합성지.
  13. 제1항에 따르는 합성지로 제조한 잉크젯 기록지로서, 조성(총 100중량%)이 다음과 같은 수성 칼라 잉크를 표면에 적하(滴下)하는 경우, 잉크젯 기록지에 대한 수성 칼라 잉크의 접촉각이 20 내지 42°임을 특징으로 하는, 잉크젯 기록지:
    C. I. 푸드 블랙(Food Black) 2 2중량%,
    N-메틸-2-피롤리돈 10중량%,
    디에틸렌 글리콜 20중량%,
    폴리에틸렌 글리콜(분자량: 200) 15중량% 및
    물 53중량%.
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