KR100570814B1 - 잉크젯 기록매체 - Google Patents

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KR100570814B1
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Abstract

기록매체를 제공한다. 상기 기록매체는 하부면과 상부면을 갖는 기재층을 포함한다. 상기 하부면 상에 하부코팅층이 위치하되, 상기 하부코팅층은 상기 하부코팅층의 고형분 중량 대비 50중량% 이상의 불소계 고분자를 갖는다. 상기 기재층의 상부면 상에 제 1 잉크수용층용 수지를 갖는 제 1 잉크수용층이 위치한다.
기록매체, 하부코팅층, 불소계 고분자, 컬

Description

잉크젯 기록매체{ink jet recording sheet}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기록매체 및 그의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
본 발명은 기록매체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 잉크젯 기록매체에 관한 것이다.
잉크젯 기록장치는 수성 잉크를 노즐을 통해 기록매체로 분사하여 기록매체 상에 화상을 형성하는 장치이다. 이러한 잉크젯 기록장치는 프린팅시 소음이 적고, 출력속도가 빠르고, 가격이 저렴하면서도 고해상도의 화상을 제공할 수 있다는 장점이 있다.
이러한 잉크젯 기록장치에 사용되는 기록매체 즉, 잉크젯 기록매체로는 주로 펄프를 초조하여 만드는 종이 등의 기재층 표면에 잉크수용층을 도공한 것이 있다. 상기 잉크수용층은 수성잉크를 충분히 흡수하면서도 화상을 선명하게 하는 역할을 한다. 이러한 잉크수용층은 일반적으로 실리카와 같은 안료를 폴리비닐알콜과 같은 바인더 수지내에 분산시킨 도공제로 이루어진다. 일본 특개소 제 57-82085호에는 무기안료, 유기안료 및 수용성 수지로 이루어지는 잉크수용층을 갖는 기록매체가 개시된다. 또한, 일본 특개소 제 62-268282호에는 미분말 실리카와 실라놀기를 갖는 폴리비닐 알콜 공중합체로 이루어지는 잉크수용층을 갖는 기록매체가 개시된다.
한편, 상기 잉크젯 기록매체 중에는 잉크젯 프린터용 사진용지가 있다. 상기 사진용지는 열방식, 피에조 방식 또는 페이스체인지 방식 등의 잉크젯 프린터를 통한 디지털 사진이나 화상의 인쇄에 사용되거나, 외벽 장식, 디자인, 광고분야에도 이용되고 있다. 이러한 잉크젯 프린터용 사진용지는 편면 또는 양면 아트지, 캐스트 코팅지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 합성지, 폴리프로필렌 필름, 인화지등의 기재층 상에 잉크에 대한 흡수 및 정착성이 우수하고 내수 및 내광성이 우수한 물질을 코팅하여 제작된다.
상기 잉크젯 프린터용 사진용지에 있어서, 기재층으로 특수제작되는 인화지나 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 필름류를 사용하면 고급스러운 외관을 나타낼 수 있지만 가격이 비싸다. 이로 인해 상기 기재층으로 아트지나 캐스트 코팅지를 사용하는데 이는 가격적인 면에서도 유리하고 잉크흡수도도 양호하다. 그러나, 상기 아트지나 캐스트 코팅지의 경우, 컬 방지가 어려울 뿐 아니라 장기 보관시 기재층의 후면으로 습기등이 침투하여 상기 기재층의 상면에 인쇄된 화상이 변질될 가능성이 큰 단점이 있다.
이를 해결하기 위해 사용되는 하나의 방법으로는 상기 기재층 후면에 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌등의 필름류를 합지하는 방법이 있다. 그러나 이는 상기 필름을 합지한 후 상기 기재층 상면에 잉크 수용층을 코팅하는 경우, 상기 필름이 상 기 기재층으로부터 들뜨게 되는 단점이 있다. 또한, 상기 잉크 수용층을 코팅한 후 상기 필름을 합지하는 경우 상기 잉크 수용층이 손상되는 단점이 있다.
또 다른 방법으로는 상기 기재층 후면에 상기 잉크수용층을 형성하는 조성물을 코팅하는 방법이 있다. 그러나, 이는 상기 기재층 후면으로 물이나 습기가 침투하는 것을 방지하기 어려운 단점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로 잉크젯 기록매체의 컬 현상을 억제할 뿐 아니라, 내습성 및 내수성이 향상된 기록매체를 제공하고자 한다.
상술한 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은 기록매체를 제공한다. 상기 기록매체는 하부면과 상부면을 갖는 기재층을 포함한다. 상기 하부면 상에 하부코팅층이 위치하되, 상기 하부코팅층은 상기 하부코팅층의 고형분 중량 대비 50중량% 이상의 불소계 고분자를 갖는다. 상기 기재층의 상부면 상에 제 1 잉크수용층용 수지를 갖는 제 1 잉크수용층이 위치한다.
상기 불소계 고분자는 상기 하부코팅층의 고형분 중량 대비 60중량% 이상인 것이 바람직하다. 상기 불소계 고분자는 폴리비닐플로라이드(Polyvinyl fluoride), 폴리비닐리덴플로라이드(polyvinylidene fluoride) 및 비닐리덴플로라이드-프로필렌헥사플로라이드 공중합체(copoly(vinylidene fluoride/propylene hexafluoride))로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
상기 하부코팅층은 하부코팅층용 수지를 더욱 포함하는 것이 바람직하다. 상 기 하부코팅층용 수지는 상기 불소계 고분자 100 중량부에 대해 50 이하의 중량부를 갖는 것이 바람직하다. 상기 하부코팅층은 상기 불소계 고분자와 상기 하부코팅층용 수지의 중량부합 100에 대해 0.1 내지 10 중량부를 갖는 왁스를 더욱 포함하는 것이 바람직하다. 상기 하부코팅층용 수지는 아크릴계, 우레탄계 및 비닐계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
상기 하부코팅층은 왁스를 더욱 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 왁스는 상기 불소계 고분자 100 중량부에 대해 0.1 내지 10 중량부를 갖는 것이 바람직하다.
상기 하부코팅층은 1 내지 20㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
상기 기재층은 편면 아트지, 양면 아트지 및 캐스트 코팅지로 이루어진 군에서 선택되는 하나인 것이 바람직하다.
제 1 잉크수용층용 수지는 4급 암모늄을 포함하는 공중합체, 메틸 셀룰로오스, 하이드록시 프로필메틸 셀룰로오스, 하이드록시 프로필 셀룰로오스, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리비닐알코올계, 폴리비닐피롤리돈계, 젤라틴, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리에스테르계 및 폴리우레탄계로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
상기 제 1 잉크수용층은 실리카졸 및 알루미나졸로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 무기충진제를 더욱 포함하는 것이 바람직하다. 상기 무기충진제는 20 내지 200㎚의 크기를 갖는 미세다공형태의 입자인 것이 바람직하다. 상기 무기충진제는 상기 제 1 잉크수용층용 수지 1 중량부에 대해 1 내지 99 중량부를 갖는 것이 바람직하다.
상기 제 1 잉크수용층은 증백제, 탈크(talc), 산화티탄, 광확산제, PH조절제, 산화방지제, 소포제, 레벨링제, 윤활제, 컬링방지제, 계면활성제 및 정착제로 이루어진 군에서 하나 이상을 더욱 포함하는 것이 바람직하다.
상기 기록매체는 상기 기재층과 상기 제 1 잉크수용층 사이에 개재되고, 언더코팅층용 수지를 갖는 언더코팅층을 더욱 포함하는 것이 바람직하다. 상기 언더코팅층용 수지는 폴리올계, 폴리우레탄계, 아크릴계 및 비닐 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다. 상기 언더코팅층은 경화제를 더욱 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 언더코팅층은 자외선 차단제, 산화방지제, 증백제 및 염료로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 더욱 포함하는 것이 바람직하다.
상기 기록매체는 상기 제 1 잉크수용층 상에 무기물을 갖는 제 2 잉크수용층을 더욱 포함하는 것이 바람직하다. 상기 무기물은 탄산칼슘, 탈크(talc), 알루미나, 실리카 및 산화티탄으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다. 상기 제 2 잉크수용층은 왁스, 폴리에틸렌 파우더, 아크릴계 화합물 및 실록산계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 슬립제를 더욱 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제 2 잉크수용층은 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 피롤리돈, 셀룰로오스 및 폴리에스테르로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 제 2 잉크수용층용 수지를 더욱 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기록매체 및 그의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 상부면 및 하부면을 갖는 기재층(100)을 제공한다. 상기 기재층(100)은 셀룰로오스계인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 기재층(100)은 편면 아트지, 양면 아트지 및 캐스트 코팅지로 이루어진 군에서 선택되는 하나이다. 상기 기재층(100)의 두께는 취급이 용이하고, 코팅 후 건조시 휘어짐을 방지하기 위해 50 내지 300㎛인 것이 바람직하다.
어서, 상기 기재층(100)의 하부면 상에 후면코팅층용 조성물을 사용하여 후면코팅층(200)을 형성한다.
상기 후면코팅층용 조성물은 불소계 고분자를 포함한다. 상기 불소계 고분자는 폴리비닐플로라이드(Polyvinyl fluoride), 폴리비닐리덴플로라이드(polyvinylidene fluoride) 및 비닐리덴플로라이드-프로필렌헥사플로라이드 공중합체(copoly(vinylidene fluoride/propylene hexafluoride))로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다. 상기 불소계 고분자는 물리적 화학적으로 내성이 뛰어난 장점이 있다. 이와 같이, 상기 후면코팅층(200)을 형성함에 있어 상기 불소계 고분자를 사용함으로써, 기록매체의 컬을 방지하고, 기록매체를 장기 보관할 경우 기록매체의 상태를 유지하며, 기록매체 상부면 상에 인쇄된 화상을 보존할 수 있다. 상기 불소계 고분자는 상기 후면코팅층(200)의 고 형분 중량 대비 50중량% 이상인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 불소계 고분자는 상기 후면코팅층(200)의 고형분 중량 대비 60중량% 이상이다.
상기 후면코팅층용 조성물은 후면코팅층용 수지를 더욱 포함하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 상기 후면코팅층용 수지는 아크릴계, 우레탄계 및 비닐계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이다. 더욱 바람직하게는 상기 후면코팅층용 수지는 아크릴계 수지이다. 상기 후면코팅층용 수지는 상기 불소계 고분자 100 중량부에 대해 50이하의 중량부를 갖는 것이 바람직하다.
상기 후면코팅층 조성물은 왁스를 더욱 포함할 수 있다. 상기 후면코팅층(200)을 형성함에 있어, 상기 왁스를 적용함으로써 기록매체의 슬립성을 증가시킬 수 있다. 상기 왁스는 상기 불소계 고분자와 상기 후면코팅층용 수지의 중량부합 100에 대해 0.1 내지 10 중량부인 것이 바람직하다. 이와는 달리, 상기 후면코팅층(200)에 상기 후면코팅층용 수지를 적용하지 않는 경우, 상기 왁스는 상기 불소계 고분자 100 중량부에 대해 0.1 내지 10 중량부인 것이 바람직하다.
이러한 후면코팅층용 조성물을 사용하여 상기 기재층 상에 후면코팅층(200)을 형성하는 것은 다음과 같다. 먼저 상기 후면코팅용 조성물을 용매에 용해 및 분산시킴으로써, 후면코팅층용 코팅액을 만든다. 상기 후면코팅층용 코팅액에 있어서, 상기 후면코팅층용 조성물은 5 내지 20중량%를 갖는 것이 바람직하다. 상기 왁스는 상기 용매에 분산시켜야 하는데, 상기 용매에 상기 왁스를 분산시키는 것은 기계적 혼합기를 사용하여 약 1000rpm의 속도로 약 1시간 정도 혼합하는 것이 바람직하다. 이어서, 상기 후면코팅층용 코팅액을 상기 기재층(100)의 하부면 상에 코 팅하고, 이를 건조시켜 상기 용매를 제거함으로써, 후면코팅층(200)을 형성한다. 상기 후면코팅층(200)은 1 내지 20㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 후면코팅층(200)이 1㎛ 미만의 두께를 갖는 경우, 컬을 방지하기 어려울 뿐 아니라 내수성을 개선하기 어렵다. 또한, 상기 후면코팅층(200)의 두께가 20㎛를 초과하는 경우, 오히려 컬을 방지하기 힘들 수 있으며 기록매체의 생산단가가 높아지는 단점이 있다. 더욱 바람직하게는 상기 후면코팅층(200)은 2 내지 5㎛의 두께를 갖도록 형성한다.
이어서, 상기 후면코팅층(200)이 형성된 기재층(100)의 상부면 상에 언더코팅층용 조성물을 사용하여 언더코팅층(300)을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 언더코팅층(300)은 상기 기재층(100)과 후속하는 공정에서 형성되는 제 1 잉크수용층간의 접착력을 강화시키기는 역할을 한다.
상기 언더코팅층용 조성물은 언더코팅층용 수지를 포함한다. 상기 언더코팅층용 수지는 폴리올계, 폴리우레탄계, 아크릴계 및 비닐계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다. 상기 언더코팅층용 수지는 고광택을 나타내는 물질로서, 이러한 언더코팅층용 수지를 사용하는 것은 상기 기재층(200)의 재질에 관계없이 광택이 우수한 기록매체를 제조하는 것을 가능하게 한다. 더 나아가서, 상기 언더코팅층용 조성물은 경화제를 포함하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 경화제는 폴리이소시아네이트계 화합물이다. 상기 언더코팅층용 수지 및 상기 경화제는 상기 기재층(100)으로 사용되는 아트지, 캐스트 코팅지 등의 종이에 모두 사용가능하며, 후속하는 공정에서 형성되는 제 1 잉크수용층의 수용성 또는 친수성 수지 및 무기충진제와 상용성을 갖는다.
상기 언더코팅층용 조성물은 자외선 차단제 및/또는 산화방지제를 더욱 포함할 수 있다. 이로써, 상기 기재층(100)의 빛에 대한 취약성을 개선함으로써 기록매체의 내광성을 높일 수 있다. 또한, 상기 언더코팅층용 조성물은 증백제 및/또는 염료를 더욱 포함할 수 있다. 일반적으로 상기 증백제 및/또는 염료는 후속하는 공정에서 형성하는 제 1 잉크수용층에 첨가함으로써, 기록매체의 백색도를 증가시킬 수 있다. 그러나, 상기 증백제 또는 염료를 후속하는 공정에서 형성하는 제 1 잉크수용층에 첨가하는 것은 인자부 및 비인자부의 황변현상을 일으키는 요인이 될 수 있다. 따라서, 상기 증백제 및/또는 염료를 상기 언더코팅층(300)에 적용함으로써 외부환경에 의한 영향을 감소시켜 기록매체의 내광성을 증가시킬 수 있다.
이러한 언더코팅층용 조성물을 상기 기재층(100)의 상부면 상에 코팅함으로써 상기 언더코팅층(300)을 형성한다. 상기 코팅법으로는 모든 코팅법이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 그라비아 코팅법을 사용한다. 상기 언더코팅층(300)의 두께는 0.1 내지 5㎛로 형성하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2㎛의 두께로 형성한다.
이어서, 상기 언더코팅층(300) 상에 제 1 잉크수용층용 조성물을 사용하여 제 1 잉크수용층(400)을 형성한다.
상기 제 1 잉크수용층용 조성물은 잉크 흡수력 및 색상 재현력이 우수한 바인더를 포함한다. 잉크는 수용성이므로 상기 바인더는 친수성 혹은 수용성인 것이 바람직하다. 또한, 상기 바인더는 4급 암모늄을 포함하는 공중합체, 셀룰로오스계, 폴리아크릴계, 폴리비닐알코올계, 폴리비닐피롤리돈계, 젤라틴, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리에스테르계 및 폴리우레탄계로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상으로 적당한 분자량을 가지고 있는 것이 바람직하다. 상기 셀룰로오스계 고분자는 메틸 셀룰로오스, 하이드록시 프로필 셀룰로오스 및 하이드록시 프로필 메틸 셀룰로오스로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 폴리아크릴계는 폴리메틸메타크릴레이트인 것이 바람직하다. 상기 4급 암모늄을 포함하는 공중합체는 양이온성 치환기를 가지므로 음이온계 잉크의 출력효과를 향상시킬 수 있다.
상기 제 1 잉크수용층용 조성물은 무기충진제를 더욱 포함하는 것이 바람직하다. 상기 무기충진제는 실리카졸과 알루미나졸로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다. 이러한 무기충진제를 상기 잉크수용층(400)에 도입함으로써, 상기 잉크수용층(400)이 고흡수성 및 고발색성을 갖도록 할 수 있다. 상기 무기충진제는 20 내지 200㎚의 크기를 갖는 것이 바람직하다. 상기 무기충진제가 20㎚ 미만이면 상기 잉크수용층(400)의 잉크흡수성이 저하되고, 상기 무기충진제의 크기가 200㎚를 초과하면 기록매체의 광택도를 저하시킬 수 있다. 또한, 상기 무기충진제는 흡수성이 우수한 미세다공형태의 입자인 것이 바람직하다.
상기 무기충진제는 상기 바인더 1 중량부에 대해 1 내지 99의 중량부를 갖는 것이 바람직하다. 이와 같이, 수용성 또는 친수성인 상기 바인더 보다 상기 무기충진제의 함량을 높게 함으로써, 기록매체의 내수성을 개선할 수 있다. 더욱 바람직하게는 상기 무기충진제는 상기 바인더 1 중량부에 대해 2.3 내지 19의 중량부를 갖는다. 그러나, 상기 무기충진제의 함량이 높아지면 기록매체의 광택도 및 상기 기재층(100)에 대한 접착력이 저하되므로 이를 고려하여야 한다.
상기 제 1 잉크수용층 조성물은 각각의 물성보완을 위해 다른 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 다른 첨가제는 형광염료, 증백제, 탈크, 산화티탄, 광확산제, PH조절제, 산화방지제, 소포제, 레벨링제, 윤활제, 컬링방지제, 계면활성제 및 정착제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. 상기 형광염료는 기록매체에 있어 눈으로 감지하는 백색도 즉, 겉보기 백색도를 증가시키는 역할을 한다. 상기 형광염료는 상기 제 1 잉크수용층(400)의 고형분 중량대비 0.01 내지 0.5중량%로 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 제 1 잉크수용층용 조성물을 사용하여 상기 언더코팅층(300) 상에 제 1 잉크수용층(400)을 형성하는 것은 상기 제 1 잉크수용층용 조성물을 용매에 녹여 제 1 잉크수용층용 코팅액을 만든 후, 상기 제 1 잉크수용층용 코팅액을 상기 언더코팅층(300) 상에 코팅하고, 상기 용매를 제거함으로써 건조시키는 것을 포함한다. 바람직하게는 상기 용매는 환경적 문제와 작업성을 고려하여 물과 같은 수계용매인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 건조과정에서의 효율성을 위해 상기 용매는 알코올, 글리콜 에테르 및 케톤으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상이다. 더욱 바람직하게는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 및 메틸 셀로솔브(methyl cellosolve)로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 용매를 전체용매의 50중량% 이내로 사용한다.
상기 제 1 잉크수용층(400)은 잉크흡수성 및 정착성 등을 고려하여 8 내지 40㎛의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다. 상기 제 1 잉크수용층(400)은 어느 정도의 두께 이상에서는 잉크흡수성 및 정착성에 변화를 나타내지 않으므로 더 두껍게 형성할 필요가 없다.
이어서, 상기 제 1 잉크수용층(400) 상에 제 2 잉크수용층용 조성물을 사용하여 제 2 잉크수용층(500)을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 제 2 잉크수용층(500)은 기록매체의 내광성 및 내스크래치성을 향상시킬 수 있다.
제 2 잉크수용층용 조성물은 무기물을 포함한다. 상기 무기물은 탄산칼슘, 탈크(talc), 알루미나, 실리카 및 산화티탄으로 이루어진 군에서 선택되는 하나이상인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 무기물은 내광성 및 잉크흡수력이 우수한 산화티탄을 졸형태로 변형시킨 것이다. 상기 무기물은 5 내지 50㎚의 크기를 갖는 것이 바람직하다. 상기 무기물의 크기가 5㎚ 미만이면 잉크흡수력이 너무 떨어지게 되고, 상기 무기물의 크기가 50㎚를 초과하는 경우 기록매체의 광택도 및 내광성을 저하시킬 수 있다. 또한, 상기 무기물은 상기 제 2 잉크수용층용 조성물 즉, 제 2 잉크수용층(500)의 고형분 중량대비 30 내지 90중량%인 것이 바람직하다. 상기 무기물이 30중량% 미만인 경우 상기 기록매체의 표면이 끈적거릴 뿐 아니라 내수성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 무기물이 90중량%를 초과하는 경우는 제 1 잉크수용층(400)에 대한 접착력이 저하되고, 표면 긁힘 현상이 발생할 수 있다. 더욱 바람직하게는 상기 무기물은 상기 제 2 잉크수용층(500)의 고형분 중량대비 50 내지 80중량%이다.
상기 제 2 잉크수용층용 조성물은 슬립제를 더욱 포함하는 것이 바람직하다. 상기 슬립제는 기록매체의 표면을 매끄럽게 하여 물리적 접촉시 화상이나 기록매체 자체를 보호하는 역할을 한다. 상기 슬립제는 왁스, 폴리에틸렌 파우더, 아크릴계 화합물 및 실록산계 화합물 중에서 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 슬립제는 실록산계 화합물이다. 상기 슬립제는 상기 제 2 잉크수용층용 조성물 즉, 상기 제 2 잉크수용층(500)의 고형분 중량 대비 1중량% 이하인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 슬립제는 상기 제 2 잉크수용층(500)의 고형분 중량 대비 0.5중량% 이하이다.
상기 제 2 잉크수용층용 조성물은 제 2 잉크수용층용 수지를 더욱 포함하는 것이 바람직하다. 상기 제 2 잉크수용층용 수지는 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 피롤리돈, 셀룰로오스 및 폴리에스테르로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. 더욱 바람직하게는 상기 제 2 잉크수용층용 수지는 유기용매에 대해 용해성이 좋은 하이드록시메틸 셀룰로오스 또는 폴리에스테르계 화합물이다. 이로써, 상기 제 2 잉크수용층(500)을 형성함에 있어, 상기 제 1 잉크수용층(400)이 상기 제 2 잉크수용층(500)용 용매에 용해되는 것을 방지할 수 있다. 상기 제 2 잉크수용층용 수지는 상기 제 2 잉크수용층용 조성물 즉 상기 제 2 잉크수용층(500)의 고형분 중량 대비 10 내지 60중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 20 내지 50중량%로 포함된다. 상기 제 2 잉크수용층용 수지의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우 잉크 흡수력이 감소할 수 있다.
이러한 제 2 잉크수용층용 조성물을 사용하여 상기 제 1 잉크수용층(400) 상에 제 2 잉크수용층(500)을 형성하는 것은 상기 제 2 잉크수용층용 조성물을 용매 에 용해시켜 제 2 잉크수용층용 코팅액을 만들고, 상기 제 2 잉크수용층용 코팅액을 상기 제 1 잉크수용층(400) 상에 코팅한 후, 상기 용매를 제거하여 건조시킴으로써 수행할 수 있다. 상기 코팅에 있어서는 모든 코팅법을 적용가능하며, 적은량을 코팅하는 경우는 메이어 바나 그라비어법이 바람직하다. 상기 제 2 잉크수용층(500)의 두께는 0.5 내지 10㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 제 2 잉크수용층(500)의 두께가 10㎛를 초과하는 경우 기록매체의 잉크 흡수력이 떨어지며 컬 현상이 발생할 수 있다. 또한 상기 제 2 잉크수용층(500)의 두께가 0.5㎛ 미만인 경우 기록매체의 내광성 및 내스크래치성을 향상시키는 것이 용이하지 한다. 더욱 바람직하게는 1 내지 5㎛이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 실험예(example)들을 제시한다. 다만, 하기의 실험예들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예들에 의해 한정되는 것은 아니다. 하기 실험예들은 기록매체의 제조예들이다.
<실험예 1>
기재층으로 평량 150g/㎡을 갖는 캐스트 코팅지(삼화제지 사)를 제공하는 한편, 후면코팅층용 조성물을 톨루엔, 메틸에틸 케톤, 디메틸포름아미드에 용해시켜 후면코팅층용 코팅액을 만들었다. 상기 코팅액을 바아 코터를 사용하여 상기 기재층의 하부면 상에 코팅한 다음, 오븐을 사용하여 100℃에서 1분 동안 건조시킴으로써 약 3㎛의 두께를 갖는 후면코팅층을 형성하였다. 상기 후면코팅층용 코팅액은 상기 후면코팅층용 조성물 10.5중량%, 상기 톨루엔 22.5중량%, 상기 메틸에틸 케톤 22.5%, 상기 디메틸포름아미드 44.5중량%의 조성을 갖는다. 상기 후면코팅층은 불 소계 고분자인 폴리비닐리덴플로라이드(프랑스 아토켐사, 상표명 Kynar 461) 95.2중량%와 왁스(미국 샴록사, 상표명 321BG) 4.8중량%의 조성을 갖는다. 즉, 상기 후면코팅층에 있어서, 상기 왁스는 상기 불소계 고분자 100 중량부에 대해 5 중량부를 갖는다.
이어서, 상기 후면코팅층이 형성된 기재층의 상부면 상에 언더코팅층용 조성물을 용매에 녹인 언더코팅층용 코팅액을 바아 코터를 사용하여 코팅하고, 오븐을 사용하여 100℃에서 1분 동안 건조시킴으로써, 약 1㎛의 두께를 갖는 언더코팅층을 형성하였다. 상기 언더코팅층은 언더코팅층용 수지인 폴리올(대한민국 신성화학공업사, 상표명 DL-505SA-1) 95중량%와 경화제인 폴리이소시아네이트(대한민국 신성화학공업사) 5중량%의 조성을 갖는다.
상기 언더코팅층 상에 제 1 잉크수용층용 조성물을 용매에 녹인 제 1 잉크수용층용 코팅액을 바아 코터를 사용하여 코팅하고, 오븐을 사용하여 110℃에서 3분 동안 건조시킴으로써, 약 30㎛의 두께를 갖는 제 1 잉크수용층을 형성하였다. 상기 제 1 잉크수용층은 바인더로서 폴리비닐알코올(일본 쿠라레이사, 상표명 CM-318) 10중량%, 무기충진제로서 알루미나졸(대한민국 하나이화사, 상표명 HN-AL30) 87중량%, 정착제(대한민국 한솔케미언스사, 상표명 HANWET HF-59) 0.5중량% 및 경화제로서 지르코늄옥시클로라이드(일본 순정화학사) 2.5중량%의 조성을 갖는다.
상기 제 1 잉크수용층 상에 제 2 잉크수용층용 조성물을 용매에 녹인 제 2 잉크수용층용 코팅액을 바아 코터를 사용하여 코팅하고, 오븐을 사용하여 110℃에서 1분동안 건조시킴으로써, 약 1㎛의 두께를 갖는 제 2 잉크수용층을 형성하였다. 상기 제 2 잉크수용층은 무기물로서 산화티탄졸(대한민국 MCI 사, 상표명 CST-10) 70중량%, 슬립제로서 폴리에테르실록산(독일 테고 사, 상표명 Glide 450) 0.5중량% 및 제 2 잉크수용층용 수지로서 하이드록시프로필셀룰로오스(프랑스 허큘레스 사, 상표명 Klucel-E) 29.5중량%의 조성을 갖는다.
<실험예 2>
후면코팅층 및 후면코팅층용 코팅액의 조성을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 기록매체를 제조하였다.
상기 후면코팅층용 코팅액은 후면코팅층용 조성물 15.5중량%, 톨루엔 20중량%, 상기 메틸에틸 케톤은 20%, 상기 디메틸포름아미드는 44.5중량%의 조성을 갖는다. 상기 후면코팅층은 불소계 고분자로서 폴리비닐리덴플로라이드(프랑스 아토켐 사, Kynar 461) 64.5중량%, 후면코팅층용 수지로서 폴리메틸메타크릴레이트(일본 미쯔비시레이온 사, BR83) 32.3중량%, 왁스(미국 샴록 사, 321BG) 3.2중량%의 조성을 갖는다. 즉, 상기 후면코팅층에 있어서, 상기 후면코팅층용 수지는 상기 불소계 고분자 100 중량부에 대해 50 중량부를 갖고, 상기 왁스는 상기 불소계 고분자 및 상기 후면코팅층용 수지의 중량부합 100에 대해 3의 중량부를 갖는다.
<실험예 3>
기재층으로 평량 150g/㎡을 갖는 아트지(한국제지 사, 상표명 슈퍼아트)를 제공하는 것을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 기록매체를 제조하였다.
<실험예 4>
제 2 잉크수용층을 형성하지 않은 것을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 기록매체를 제조하였다.
<실험예 5>
제 2 잉크수용층을 형성하지 않고, 제 1 잉크수용층을 다음과 같은 조성을 갖도록 형성하는 것을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 기록매체를 제조하였다.
상기 제 1 잉크수용층은 바인더로서 폴리비닐알코올(일본 쿠라레이사, 상표명 CM-318) 10중량%, 무기충진제로서 실리카졸(일본 닛산케미칼 사, 상표명 ST-PS-M) 86.5중량%, 정착제(대한민국 한솔케미언스사, 상표명 HANWET HF-59) 0.5중량%, 경화제로서 지르코늄옥시클로라이드(일본 순정화학사) 2.5중량% 및 형광증백제(프랑스 시바케미칼 사, 상표명 Tinopal IJT) 0.5중량%의 조성을 갖는다.
<실험예 6>
언더코팅층을 형성하지 않은 것을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 기록매체를 제조하였다.
<비교예 1>
후면코팅층을 형성하지 않은 것을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 기록매체를 제조하였다.
<비교예 2>
후면코팅층 및 후면코팅층용 코팅액의 조성을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 기록매체를 제조하였다.
상기 후면코팅층용 코팅액은 후면코팅층용 조성물 15.5중량%, 톨루엔 20중량%, 상기 메틸에틸 케톤 20% 및 상기 디메틸포름아미드 44.5중량%의 조성을 갖는다. 상기 후면코팅층은 불소계 고분자로서 폴리비닐리덴플로라이드(프랑스 아토켐 사, Kynar 461) 32.3중량%, 후면코팅층용 수지로서 폴리메틸메타크릴레이트(일본 미쯔비시레이온 사, BR83) 64.5중량% 및 왁스(미국 샴록 사, 321BG) 3.2중량%의 조성을 갖는다. 즉, 상기 후면코팅층에 있어서, 상기 후면코팅층용 수지는 상기 불소계 고분자 100 중량부에 대해 200 중량부를 갖고, 상기 왁스는 상기 불소계 고분자 및 상기 후면코팅층용 수지의 중량부합 100에 대해 3의 중량부를 갖는다.
<비교예 3>
후면코팅층을 형성하지 않고, 기재층으로 인화지를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 기록매체를 제조하였다.
<비교예 4>
후면코팅층을 상기 실험예 5에 있어서의 제 1 잉크수용층과 동일한 조성을 갖도록 형성하는 것을 제외하고는 상기 실험예 5와 동일한 방법으로 기록매체를 제조하였다.
상기 실험예 1 내지 6과 상기 비교예 1 내지 4에 따른 기록매체의 잉크흡수력과 화상의 선명성 정도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
잉크 흡수도 광밀도(optical density)
Epson Stylus Photo 1290 HP Photosmart 130
마젠타 블랙 마젠타 블랙
실시예 1 ○ 1.15 2.55 1.50 1.90
실시예 2 ○ 1.14 2.56 1.51 1.89
실시예 3 ○ 1.12 2.51 1.47 1.87
실시예 4 ◎ 1.11 2.50 1.45 1.86
실시예 5 ◎ 1.12 2.51 1.48 1.89
실시예 6 ◎ 1.10 2.49 1.45 1.85
비교예 1 ○ 1.14 2.57 1.49 1.91
비교예 2 ○ 1.13 2.56 1.51 1.89
비교예 3 △ 1.15 2.54 1.52 1.92
비교예 4 ◎ 1.13 2.51 1.52 1.91
상기 표 1에 있어서, 상기 잉크흡수도는 상기 실험예 1 내지 6과 상기 비교예 1 내지 4에 따른 기록매체들에 상기 프린터를 사용하여 블랙화상을 각각 인쇄하고, 상기 화상이 인쇄된 기록매체들에 백상지를 즉시 겹치고 5㎏의 쇠뭉치를 10초간 올려놓은 후, 상기 백상지에 묻어나오는 잉크의 정도를 확인한 것으로써, 잉크가 마르는 시간을 상대 비교한 것이다. 상기 광밀도는 상기 프린터를 사용하여 마젠타, 블랙의 화상을 각각 인쇄한 후, 광밀도측정기(미국 Gretagmacbeth 사, 상표명 D196)를 사용하여 측정한 값으로 수치가 높을수록 화상의 선명성이 우수하다.
상기 표 1을 참조하면, 상기 비교예 3 에서와 같이 인화지를 사용한 경우를 제외하고는 모든 실험예들에서 잉크흡수도는 우수한 결과를 나타내었다. 그중에서도 상기 실시예 7에서와 같이 언더코팅층이 없는 경우와 상기 실시예 5 및 6에서와 같이 제 2 잉크흡수층이 없는 경우가 더욱 양호한 결과를 나타내었다. 한편, 선명성의 경우 모든 실험예에 있어서 비슷한 결과를 나타내었다.
상기 실험예 1 내지 6과 상기 비교예 1 내지 4에 따른 기록매체의 컬, 내수 성 및 내습성 정도를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
컬(㎜) 내수성(%) 내습성
실시예 1 2.0 5 ○
실시예 2 1.5 3 ○
실시예 3 2.5 5 ○
실시예 4 2.0 6 ○
실시예 5 2.0 5 ○
실시예 6 1.5 7 ○
비교예 1 10.0 -5 ×
비교예 2 5.0 10 △
비교예 3 1.0 5 ○
비교예 4 5.0 -10 ×
상기 표 2에 있어서, 컬(curl)은 항온항습조건(32℃, 80%RH)에서 24시간동안 기록매체를 방치한 후, 상기 기록매체의 네 모서리의 바닥으로부터의 높이를 평균한 값으로 수치가 작을수록 양호한 상태를 나타낸다. 내수성은 기록매체를 프린터(미국 Hewlett Pakard 사, 상표명 Photosmart 130)에서 옐로우, 마젠타, 시안의 표준화상을 인쇄한 후, 24시간 방치하고, 이를 수돗물에 3시간동안 침지시킨 다음 각각의 색상에 대한 광밀도의 변화량을 측정하여 원래의 값에 대한 변화량을 측정한 것으로 수치가 작을수록 우수한 내수성을 나타낸다. 상기 내수성에 있어서 -값으로 표시된 것은 화상의 번짐정도가 매우 심한 것을 나타낸다. 상기 내습성은 표준화상을 인쇄한 후, 24시간 방치하고, 이를 항온항습조건(32℃, 80%RH)에서 3시간동안 방치한 다음 화상의 변질정도를 상대비교한 것이다.
상기 표 2를 참조하면, 실시예 1 내지 6에 따른 기록매체들과 같이 불소계 고분자를 사용하여 후면코팅층을 형성한 경우가 상기 비교예 1에 따른 기록매체와 같이 후면코팅층을 형성하지 않은 경우 또는 상기 비교예 4에 따른 기록매체와 같이 제 1 잉크수용층용 조성물과 동일한 조성물을 사용하여 후면코팅층을 형성한 경 우에 비해 컬 현상이 현저히 줄어들며, 내수성과 내습성이 향상되는 것을 볼 수 있다. 상기 비교예 1 및 4에 따른 기록매체는 컬 현상이 심해 장기보관시 급지 에러를 일으킬 수 있으며, 내수성과 내습성이 불량하여 셀룰로오스계열의 기재층이 기재층 하부면으로 흡수된 물 등에 용해되거나 약해져 상기 기재층 상부면 상에 인쇄된 화상이 변질 또는 파괴되는 현상이 발생한다.
또한, 상기 표 2를 참조하여 상기 실시예 1 및 2에 따른 기록매체들은 상기 비교예 2에 따른 기록매체에 비해 컬 현상이 줄어들며, 내수성과 내습성이 향상되는 것을 볼 수 있다. 상기 실시예 1 및 2에 따른 기록매체들은 상기 비교예 2에 따른 기록매체에 비해, 후면코팅층에 있어서 불소계 고분자를 50중량%이상 함유하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 실시예 1 및 2에 따른 기록매체들에 있어서, 후면코팅층용 수지는 상기 불소계 고분자 100 중량부에 대해 50이하의 중량부를 갖는다.
결과적으로, 기재층 하부면 상에 불소계 고분자를 포함하는 하부코팅층을 형성하되, 불소계 고분자를 상기 하부코팅층의 고형분 중량 대비 50중량%이상을 갖도록 형성함으로써, 화상재현성을 유지하면서도 기록매체의 컬을 방지할 뿐 아니라 내수성과 내습성을 향상시킬 수 있다. 또한, 셀룰로오스 계통의 캐스트 코팅지 및 아트지를 기재층으로 사용함으로써, 인화지 또는 필름류를 기재층으로 사용하는 경우에 비해 잉크흡수력을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 기재층 하부면 상에 불소계 고분자를 포함하는 하부코팅층을 형성하되, 불소계 고분자를 상기 하부코팅층의 고형분 중량 대비 50중량%을 갖도록 형성함으로써, 화상재현성을 유지하면서도 기록매체의 컬을 방지할 뿐 아니라 내수성과 내습성을 향상시킬 수 있다.

Claims (24)

  1. 하부면과 상부면을 갖는 기재층;
    상기 하부면 상에 하부코팅층이 위치하되, 상기 하부코팅층은 상기 하부코팅층의 고형분 중량 대비 50중량% 이상의 불소계 고분자를 갖고,
    상기 기재층의 상부면 상에 위치하고 제 1 잉크수용층용 수지를 갖는 제 1 잉크수용층을 포함하며,
    상기 하부코팅층은 왁스를 포함하는 것을 특징으로 하는 기록매체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 불소계 고분자는 상기 하부코팅층의 고형분 중량 대비 60중량% 이상인 것을 특징으로 하는 기록매체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 불소계 고분자는 폴리비닐플로라이드(Polyvinyl fluoride), 폴리비닐리덴플로라이드(polyvinylidene fluoride) 및 비닐리덴플로라이드-프로필렌헥사플로라이드 공중합체(copoly(vinylidene fluoride/propylene hexafluoride))로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 기록매체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부코팅층은 하부코팅층용 수지를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 기록매체.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 하부코팅층용 수지는 상기 불소계 고분자 100 중량부에 대해 50 이하의 중량부를 갖는 것을 특징으로 하는 기록매체.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 하부코팅층은 상기 불소계 고분자와 상기 하부코팅층용 수지의 중량부합 100에 대해 0.1 내지 10 중량부를 갖는 왁스를 포함하는 것을 특징으로 하는 기록매체.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 하부코팅층용 수지는 아크릴계, 우레탄계 및 비닐계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 기록매체.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 왁스는 상기 불소계 고분자 100 중량부에 대해 0.1 내지 10 중량부를 갖는 것을 특징으로 하는 기록매체.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부코팅층은 1 내지 20㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 기록매체.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 기재층은 편면 아트지, 양면 아트지 및 캐스트 코팅지로 이루어진 군에서 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는 기록매체.
  12. 제 1 항에 있어서,
    제 1 잉크수용층용 수지는 4급 암모늄을 포함하는 공중합체, 메틸 셀룰로오스, 하이드록시 프로필메틸 셀룰로오스, 하이드록시 프로필 셀룰로오스, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리비닐알코올계, 폴리비닐피롤리돈계, 젤라틴, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리에스테르계 및 폴리우레탄계로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 기록매체.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 잉크수용층은 실리카졸 및 알루미나졸로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 무기충진제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 기록매체.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 무기충진제는 20 내지 200㎚의 크기를 갖는 미세다공형태의 입자인 것을 특징으로 하는 기록매체.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 무기충진제는 상기 제 1 잉크수용층용 수지 1 중량부에 대해 1 내지 99 중량부를 갖는 것을 특징으로 하는 기록매체.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 잉크수용층은 증백제, 탈크(talc), 산화티탄, 광확산제, PH조절제, 산화방지제, 소포제, 레벨링제, 윤활제, 컬링방지제, 계면활성제 및 정착제로 이루어진 군에서 하나 이상을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 기록매체.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 기재층과 상기 제 1 잉크수용층 사이에 개재되고, 언더코팅층용 수지를 갖는 언더코팅층을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 기록매체.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 언더코팅층용 수지는 폴리올계, 폴리우레탄계, 아크릴계 및 비닐 수지 로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 기록매체.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 언더코팅층은 경화제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 기록매체.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 언더코팅층은 자외선 차단제, 산화방지제, 증백제 및 염료로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 기록매체.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 잉크수용층 상에 무기물을 갖는 제 2 잉크수용층을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 기록매체.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 무기물은 탄산칼슘, 탈크(talc), 알루미나, 실리카 및 산화티탄으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 기록매체.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 2 잉크수용층은 왁스, 폴리에틸렌 파우더, 아크릴계 화합물 및 실록산계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 슬립제를 더욱 포함하는 것 을 특징으로 하는 기록매체.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 2 잉크수용층은 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 피롤리돈, 셀룰로오스 및 폴리에스테르로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 제 2 잉크수용층용 수지를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 기록매체.
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