KR101503370B1 - Ｃｃｐ 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 CCP 제조방법에 관한 것으로, 원지(P)의 일면에 제1코팅액(120)을 도포한 후 건조하는 제1단계; PET필름(F)의 일면에 제2코팅액(220)을 도포하는 제2단계; 원지(P)에 형성된 제1코팅층(L1)과 PET필름(F)에 형성된 제2코팅층(L2)이 마주보게 한 상태로 가압롤(300)에 통과시키면서 가압하여 제1,2코팅층(120,220)끼리 합지하는 제3단계; 합지된 원지(P)-PET필름(F) 합지체를 건조시키는 제4단계; 건조가 완료되면 PET필름(F)을 분리 제거하여 제2코팅층(L2)이 원지(P)의 제1코팅층(L1)으로 전사되도록 하는 제5단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 CCP 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 광택성이 뛰어나고 원지와의 접착력이 우수하여 쉽게 벗겨지지 않아 고품질을 유지하며, 전사 방식을 사용하여 제조하기 때문에 제조가 쉽고 부대 설비비가 필요치 않아 비용절감에도 기여하는 효과를 얻을 수 있다.

Description

ＣＣＰ 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING CASTING COATED PAPER}

본 발명은 CCP(CASTING COATED PAPER) 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광택성이 뛰어나고 원지와의 접착력이 우수하여 쉽게 벗겨지지 않아 고품질을 유지하며 저렴한 비용으로 쉽게 제조할 수 있는 CCP 제조방법에 관한 것이다.

캐스트 코트지, 즉 CCP(CASTING COATED PAPER)는 일반 코트지 보다 높은 백색광택, 표면특성이 우수한 특징이 있다.

이러한 CCP는 잡지의 표지, 포스터 등의 일반 인쇄용도, 고급 쇼핑백, 화장포장박스 등에 사용되는 봉지용도, 점착라벨의 겉을 싸는 종이로서 사용되는 점착라벨용도, 잉크젯 프린터 용지로 사용되는 잉크젯 기록용도 등에 널리 사용되고 있다.

특히, 최근에는 잉크젯 기록용도에 있어서, 잉크 흡수성, 화상재현성 등의 잉크젯 기록방식에 대한 적성을 개량함으로써 은염사진방식에 가까운 매우 품질이 높은 풀컬러 인쇄가 가능해지고 있다.

이와 관련된 선행기술로는, 등록특허 제1073946호, 등록특허 제1058507호, 공개특허 제2012-0111797호 등이 개시된 바 있다.

한편, 이와 같은 CCP를 제조하는 일반적인 방법은 원지 표면에 코팅액을 도포한 후 코팅층을 습윤상태 그대로 즉시 포밍롤에 의하여 캐스트 드럼에 압착시키는 직접법과, 코팅액을 도포한 후 코팅층을 응고욕에 통과시켜 변형 가능한 가소성을 가진 겔 상태로 응고시킨 다음 캐스트 드럼에 압착시키는 응고법과, 코팅액을 도포한 후 일단 건조시켜 건조 코팅면을 얻은 후 그 코팅면을 물 또는 적당한 재습윤액으로 재습가소화시켜 캐스트 드럼에 압착시키는 재습윤법 등으로 크게 구별된다.

그런데, 이들 방법들의 기본은 원지 표면에 코팅층을 다수회 적층시켜 만드는 방식이므로 절차가 매우 번거롭고, 고가의 다수 장비를 사용해야 하므로 설비비가 많이 들어감은 물론 제조공정이 복잡하여 생산성 하락, 비용 증대 등의 문제를 기본적으로 안고 있다.

특히, 표면 품질을 높이기 위해서는 별도의 가공을 해야 하므로 매우 비효율적이라는 한계를 가지고 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 전사 방식을 이용하여 CCP 제조를 쉽고 빠르게 할 수 있으며, 표면 광택성을 증대시킴은 물론 원지와 코팅층 간의 접착력을 높여 쉽게 탈거되지 않도록 함으로써 장수명화를 달성할 수 있는 CCP 제조방법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 원지(P)의 일면에 제1코팅액(120)을 도포한 후 건조하는 제1단계; PET필름(F)의 일면에 제2코팅액(220)을 도포하는 제2단계; 원지(P)에 형성된 제1코팅층(L1)과 PET필름(F)에 형성된 제2코팅층(L2)이 마주보게 한 상태로 가압롤(300)에 통과시키면서 가압하여 제1,2코팅층(120,220)끼리 합지하는 제3단계; 합지된 원지(P)-PET필름(F) 합지체를 건조시키는 제4단계; 건조가 완료되면 PET필름(F)을 분리 제거하여 제2코팅층(L2)이 원지(P)의 제1코팅층(L1)으로 전사되도록 하는 제5단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 CCP 제조방법을 제공한다.

이때, 상기 PET필름(F)은 30-70㎛의 두께를 갖고, 코로나처리되지 않아야 하며, 표면장력은 38dyn 이하이고, 유광필름인 것을 사용하는 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 제1,2코팅액(120,220)은 동일하며, 물 100중량부에 대하여, 무기안료로 중질탄산칼슘 60-70중량부, 수산화나트륨 2-4중량부 첨가하여 300-400rpm으로 10-15분간 교반하는 제1과정; 제1과정을 거친 교반액에 CMC를 물 100중량부에 대해 3-6중량부 첨가한 후 20-25분간 100-150rpm의 속도로 교반하는 제2과정; 제2과정을 거친 교반액에 물 100중량부 대비 접착제 16-22중량부, 폴리프로필렌 9-13중량부, 내수화제 4-6중량부, 윤활제 4-6중량부 첨가한 후 30-50rpm으로 5-10분간 교반하여 만들어진 것을 특징으로 하는 CCP 제조방법을 제공한다.

뿐만 아니라, 상기 접착제는 라텍스 단독 또는 라텍스와 폴리우레탄을 1:1의 중량비로 혼합한 것을 사용하고; 상기 내수화제로는 글리옥살과 오르토인산염을 5:1의 중량비로 혼합된 수화물이 사용되며; 상기 윤활제로는 파라픽왁스가 사용되고; 백색도와 광택도를 높이기 위해 물 100중량부에 대하여 R형 이산화티탄 2-3중량부 더 첨가되며; 내열성을 보강하기 위해 물 100중량부에 대하여 멜라민시아노네이트를 10-15중량부 더 첨가하고; 산화방지를 위해 디-라우릴 설파이드를 물 100중량부 대비 1.5-2.5중량부 더 첨가할 수도 있다.

본 발명에 따르면, 광택성이 뛰어나고 원지와의 접착력이 우수하여 쉽게 벗겨지지 않아 고품질을 유지하며, 전사 방식을 사용하여 제조하기 때문에 제조가 쉽고 부대 설비비가 필요치 않아 비용절감에도 기여하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 CCP 제조방법을 보인 공정도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 CCP 제조는 전사방식으로 이루어진다.

때문에, 제조가 쉽고 편리하며, 비용을 절감할 수 있다.

보다 구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 CCP 제조를 위해 기본적인 설비로, 원지(P)에 제1코팅층(L1)을 형성하기 위해 제1코터롤(100)이 구비되고 제1코팅액(120)이 저장된 제1코팅팬(110), 제1코팅층(L1)이 도포 형성된 원지(P)를 건조하기 위한 제1건조기(130), PET필름(F)에 제2코팅층(L2)을 형성하기 위해 제2코터롤(200)이 구비되고 제2코팅액(220)이 저장된 제2코팅팬(210), 제2코팅층(L2)이 제1코팅층(L1)으로 전사되도록 가압하는 가압롤(300), 가압된 원지-PET필름 합지체로부터 PET필름을 이형시키기 위해 건조하는 제2건조기(310), 제2코팅층(L2)이 전사되어 형성된 CCP를 권취하는 CCP권취롤(320), 원지(P)로부터 분리된 이형필름인 PET필름을 권취하는 이형필름권취롤(330)을 포함한다.

이러한 설비를 이용한 CCP 제조방법은 다음과 같다.

먼저, 원지(P)의 일면에 제1코팅액(120)을 도포한 후 건조하는 단계가 수행된다.

이때, 상기 제1코팅액(120)은 제1코팅팬(110)에 저장되어 있으며, 도포하는 방식은 제1코터롤(100) 사이로 원지(P)를 통과시켜 제1코팅팬(110)에 저장된 제1코팅액(120)을 묻히는 방식으로 이루어진다.

이와 같은 도포 방식은 원지(P)의 표면에 균일한 두께로 제1코팅액(120)을 도포할 수 있고, 연속처리가 가능하기 때문에 생산성이 매우 높다는 장점이 있다.

아울러, 상기 원지(P)의 표면에 제1코팅액(120)을 도포하는 이유는 원지(P) 표면의 미세홈을 충진하여 평활성을 좋게 하고, 이물을 제거하며, 추후 PET필름(F)의 제2코팅층(L2)이 원지(P)의 제1코팅층(L1)으로 용이하게 전사되도록 하기 위함이다.

이 경우, 상기 제1코팅액(120)과 상기 제2코팅액(220)은 동일한 조성으로 이루어진다.

또한, 건조는 제1건조기(130)에서 이루어진다.

이어, PET필름(F)의 일면에 제2코팅액(220)을 도포하는 단계가 수행된다.

이때, 상기 제2코팅액(220)은 제2코팅팬(210)에 저장되어 있으며, 도포하는 방식은 제2코터롤(200) 사이로 PET필름(F)을 통과시켜 제2코팅팬(210)에 저장된 제2코팅액(220)을 묻히는 방식으로 이루어진다.

여기에서, 상기 PET필름(F)을 이형지(필름)로 사용하는 이유는 PET필름(F)의 경우 표면장력이 낮고 견고성이 좋기 때문인데, 그 중에서도 특히 30-70㎛의 두께를 갖는 것이어야 하고, 또한 코로나처리되지 않는 것이어야 하며, 표면장력이 38dyn 이하여야 하고, 유광필름이어야 한다.

이렇게 한정하는 이유는, 30㎛ 미만의 두께를 가질 경우 너무 얇아 지지력이 없고, 70㎛를 초과하면 너무 두꺼워져 작업성이 떨어질 뿐만 아니라 비용 대비 효율저하가 크기 때문이다.

뿐만 아니라, 코로나처리되게 되면 표면장력이 높아지기 때문에 이는 반드시 배제되어야 한다. 즉, 표면장력이 높아지면 이형성이 저하되므로 전사가 잘 되지 않게 된다. 따라서, 본 발명에서는 원활한 이형성을 위해 표면장력이 38dyn 이하여야 한다.

아울러, 유광필름은 반짝이는 성분을 포함하고 있기 때문에 전사시 이것도 함께 전사되면서 CCP의 표면에 자연스럽게 반짝임 효과를 주므로 제품 품질을 높일 수 있다.

이후, 원지(P)에 형성된 제1코팅층(L1)과 PET필름(F)에 형성된 제2코팅층(L2)이 마주보게 한 상태로 가압롤(300)에 통과시키면서 가압하는 단계가 수행된다.

이때, 상기 가압 단계는 제1,2코팅층(L1,L2)이 서로 합지되게 하는 과정이다.

이어, 합지된 원지(P)-PET필름(F) 합지체를 건조시키는 단계가 수행되는데, 건조는 제2건조기(310)를 통과하면서 연속적으로 이루어진다.

그런 다음, 건조가 완료되면 PET필름(F)을 분리 제거하여 제2코팅층(L2)이 원지(P)의 제1코팅층(L1)으로 전사되도록 하는 PET필름 이형단계가 수행된다.

이후, 각각 CCP 권취롤(320)과 이형필름 권취롤(330)로 권취하여 작업을 완료한다.

한편, 상기 제1,2코팅액(120,220)은 다음과 같이 제조된다.

먼저, 물 100중량부에 대하여, 무기안료로 중질탄산칼슘 60-70중량부, 수산화나트륨(가성소다) 2-4중량부 첨가하여 빠른 속도, 바람직하게는 300-400rpm으로 10-15분간 교반하는 제1과정을 거친다.

이때, 상기 중질탄산칼슘은 입도가 균일하고 백색도가 99% 이상으로 탁월하기 때문에 백색도 향상 및 인쇄광택도 향상을 위해 첨가되며, 60중량부 미만으로 첨가되면 전체 첨가물 대비 양이 줄어들어 원하는 백색도 구현이 어렵고 70중량부를 초과하게 되면 점도를 떨어뜨리므로 상기 범위로 한정해야 한다.

또한, 상기 수산화나트륨은 물과 극렬하게 반응하면서 열을 발생시키므로 주의하여야 하는데, 이러한 이유로 미량 첨가되어야 함은 물론 빠른 속도로 교반하여야 하며, 원지(P)의 표면에 잔류된 불순물 제거, 표면처리를 위해 첨가된다.

이렇게 하여, 제1과정이 완료되면, 교반액에 CMC(카르복시메틸셀룰로오스)를 물 100중량부에 대해 3-6중량부 첨가한 후 20-25분간 서서히, 바람직하게는 100-150rpm의 속도로 교반하는 제2과정을 거친다.

이때, 상기 CMC는 수산기를 카르복시메틸화시킨 것으로 점도가 좋아 점성유지를 위해 첨가되며, 3중량부 미만으로 첨가되면 점성이 떨어져 코팅액이 흘러내리고, 6중량부를 초과하면 점성이 너무 커 도포하기 어렵기 때문에 상기 범위로 한정하여야 한다.

또한, 교반액의 균질한 점도 확보를 위해 상기 속도로 서서히, 그리고 충분히 교반하여야 한다.

이후, 제2과정을 거친 교반액에 물 100중량부 대비 접착제 16-22중량부, 폴리프로필렌 9-13중량부, 내수화제 4-6중량부, 윤활제 4-6중량부 첨가한 후 저속, 바람직하게는 30-50rpm으로 5-10분간 교반하여 코팅액, 즉 제1,2코팅액(120,220)을 형성하는 제3과정을 거친다.

이때, 상기 접착제는 대표적인 접착성 물질인 라텍스를 단독 사용할 수도 있고, 라텍스와 폴리우레탄을 1:1의 중량비로 혼합하여 사용할 수도 있다.

특히, 혼합 사용시에는 폴리우레탄이 가교기능도 수행하기 때문에 경화 후 고정성, 즉 박리가능성을 현격히 줄여 주며 부착력을 향상시킨다.

그런데, 만약 16중량부 미만으로 첨가하면 접착력이 떨어져 코팅층이 원지(P)로부터 박리될 우려가 높아 수명단축을 초래하고, 22중량부를 초과하면 점도가 급격히 증대되면서 표면광택성을 떨어뜨릴 뿐만 아니라, 도포 균일성을 떨어뜨려 가공성을 나쁘게 하므로 상기 범위로 한정하여야 한다.

또한, 상기 폴리프로필렌은 코팅층의 내약품성, 내구성, 우수한 기계적 특성을 향상시키면서 무엇보다도 투명성, 내굴절성을 확보하기 위해 첨가된다.

이러한 폴리프로필렌은 9-13중량부 범위 내에서 첨가되어야 하는데, 9중량부 미만으로 첨가되면 원하는 물성을 확보할 수 없고, 13중량부를 초과하여 첨가되면 저온 내충격성이 떨어져 크랙 발생원인이 되므로 상기 범위로 한정하여야 한다.

뿐만 아니라, 상기 내수화제는 본 발명이 속한 분야에서 필요불가결하게 사용되는 첨가제로 내수성 부여와 인쇄적성 향상을 위해 첨가되나 과량첨가되면 점도를 떨어뜨리기 때문에 상기 범위로 한정해야 한다.

특히, 상기 내수화제로는 글리옥살과 오르토인산염을 5:1의 중량비로 혼합된 수화물이 사용됨이 바람직한데, 이는 완충성을 증대시켜 코팅층의 표면을 보호하는데 기여한다.

또한, 상기 윤활제로는 파라픽왁스가 바람직하며, 과하게 첨가되면 부착성을 저해하므로 상기 범위로 한정되어야 한다.

이에 더하여, 본 발명에서는 상기 제1,2코팅액(120,220)에 기능성 첨가물을 더 첨가할 수 있다.

이러한 기능성 첨가물들로는 광택도, 백색도를 더 증진시키거나 혹은 내열성을 보강하거나 표면을 보호하기 위한 것이다.

예컨대, 백색도와 광택도를 높이기 위해 R형 이산화티탄이 물 100중량부 대비 2-3중량부 더 첨가될 수 있고, 또한 내열성을 보강하기 위해 멜라민시아노네이트를 물 100중량부 대비 10-15중량부 더 첨가할 수 있는데 10중량부 미만이면 내열 보강이 어렵고 15중량부를 초과하면 경화가 촉진되기 때문에 상기 범위로 한정해야 한다.

뿐만 아니라, 산화방지를 위해 디-라우릴 설파이드를 물 100중량부 대비 1.5-2.5중량부 더 첨가할 수 있다.

이하, 실시예에 대하여 설명한다.

[실시예1]

물 100중량부에 대해, 중질탄산칼슘 65중량부, 수산화나트륨 2.5중량부, CMC 4중량부, 라텍스 20중량부, 폴리프로필렌 10중량부, 내수화제 5중량부, 윤활제 4중량부 첨가하여 코팅액을 조성하고, 이를 상술한 제조방법에 따라 CCP 샘플을 제조하였다. 이때, 코팅액이 도포된 코팅층의 두께는 300㎛로 하였다.

[실시예2]

실시예1에서 라텍스 대신 라텍스와 폴리우레탄이 1:1의 중량비로 혼합된 것을 접착제로 사용하였다.

[실시예3]

실시예1의 조성에 R형 이산화티탄을 물 100중량부 대비 3중량부 더 첨가하였다.

[실시예4]

실시예1의 조성에 멜라민시아노네이트와 디-라우릴 설파이드를 물 100중량부 대비, 각각 12중량부 및 2중량부 더 첨가하였다.

[실시예5]

실시예3의 조성에 멜라민시아노네이트와 디-라우릴 설파이드를 물 100중량부 대비, 각각 12중량부 및 2중량부 더 첨가하였다.

본 발명에 따른 CCP의 특성 확인을 위해 각각의 실시예에 대한 백색도, 광택도를 확인하였다.

비교를 위한 종래 CCP의 백색도 기준(Spec.)은 73%였다.

확인 결과, 실시예1,2,3,4,5의 백색도는 각각 78,79,84,79,83으로 나타나 종래보다 월등히 우수함을 확인할 수 있었다.

또한, 광택도의 경우에는 육안으로 확인되는 반짝임이 실시예 모두에서 나타났고, 이를 관능치로 표현하면 실시예1,2,3,4,5 순서로 볼 때, 우수,우수,매우 우수, 우수, 매우 우수로 평가할 수 있었다.

뿐만 아니라, 코팅층의 부착력을 확인키 위해 각 실시예의 코팅층을 90°각으로 박리시키면서 강도를 측정하였다.

측정결과, 부착력(N/㎟)은 각각 0.23, 0.25, 0.22, 0.23, 0.22 로서 요구수준의 부착강도(부착력) 0.11N/㎟을 월등히 뛰어넘는 결과를 얻었는 바, 이를 통해 코팅층의 내구성도 충분히 확인되었다.

100: 제1코터롤 200: 제2코터롤
300: 가압롤 P: 원지
F: PET필름

Claims (4)

1. 원지(P)의 일면에 제1코팅액(120)을 도포한 후 건조하는 제1단계;
   PET필름(F)의 일면에 제2코팅액(220)을 도포하는 제2단계;
   원지(P)에 형성된 제1코팅층(L1)과 PET필름(F)에 형성된 제2코팅층(L2)이 마주보게 한 상태로 가압롤(300)에 통과시키면서 가압하여 제1,2코팅층(120,220)끼리 합지하는 제3단계;
   합지된 원지(P)-PET필름(F) 합지체를 건조시키는 제4단계;
   건조가 완료되면 PET필름(F)을 분리 제거하여 제2코팅층(L2)이 원지(P)의 제1코팅층(L1)으로 전사되도록 하는 제5단계;로 이루어지되,
   상기 제1,2코팅액(120,220)은 동일하며,
   물 100중량부에 대하여, 무기안료로 중질탄산칼슘 60-70중량부, 수산화나트륨 2-4중량부 첨가하여 300-400rpm으로 10-15분간 교반하는 제1과정;
   제1과정을 거친 교반액에 CMC를 물 100중량부에 대해 3-6중량부 첨가한 후 20-25분간 100-150rpm의 속도로 교반하는 제2과정;
   제2과정을 거친 교반액에 물 100중량부 대비 접착제 16-22중량부, 폴리프로필렌 9-13중량부, 내수화제 4-6중량부, 윤활제 4-6중량부 첨가한 후 30-50rpm으로 5-10분간 교반하여 만들어진 것을 특징으로 하는 CCP 제조방법.
   
2. 청구항 1에 있어서;
   상기 PET필름(F)은 30-70㎛의 두께를 갖고, 코로나처리되지 않아야 하며, 표면장력은 38dyn 이하이고, 유광필름인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 CCP 제조방법.
   
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서;
   상기 접착제는 라텍스 단독 또는 라텍스와 폴리우레탄을 1:1의 중량비로 혼합한 것을 사용하고;
   상기 내수화제로는 글리옥살과 오르토인산염을 5:1의 중량비로 혼합된 수화물이 사용되며;
   상기 윤활제로는 파라픽왁스가 사용되고;
   백색도와 광택도를 높이기 위해 물 100중량부에 대하여 R형 이산화티탄 2-3중량부 더 첨가되며;
   내열성을 보강하기 위해 물 100중량부에 대하여 멜라민시아노네이트를 10-15중량부 더 첨가하고;
   산화방지를 위해 디-라우릴 설파이드를 물 100중량부 대비 1.5-2.5중량부 더 첨가한 것을 특징으로 하는 CCP 제조방법.

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