KR101574455B1 - 코팅 매체 기판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 코팅 매체 기판뿐만 아니라 관련 시스템 및 방법에 관한 것이다. 하나의 예에서, 잉크젯 잉크 인쇄용 코팅 매체 기판은 기판의 적어도 한 면에 코팅되고 잉크젯 잉크 조성물을 수용하도록 제형화된 잉크-수용층을 포함할 수 있다. 잉크-수용층은 광학 증백제, 유기산 염, 결합제, 안료, 및 50,000 미만의 중량 평균 분자량(Mw)을 갖는 저 분자량 중합체성 담체를 포함할 수 있다.

Description

코팅 매체 기판{COATED MEDIA SUBSTRATE}
본 발명은 코팅 매체 기판, 이를 제조하는 방법 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것이다.
인쇄 기술의 발전으로, 종이 제조업체는 경제적으로 매력적인 고품질의 종이에 대한 고객의 점점 더 엄격해지는 요구에 직면하고 있다. 예를 들어, 제품의 외관과 내구성이 레이저 프린터에 근접해 있는 잉크젯 프린터로 디지털 이미지를 인쇄하기에 적합하도록 충분히 고품질인 종이에 대한 수요가 크다. 따라서, 밝기, 투명도, 건조 및/또는 습윤 강도에 대한 높은 품질 기준을 충족시키고, 임의의 다양한 착색제로 인쇄시, 내수성 및 생생한 인쇄 이미지를 제공하는 종이가 간절히 요구된다. 고객은 또한 이와 같은 종이가 종래의 인쇄 기법뿐만 아니라 잉크젯 인쇄(특히, 컬러 잉크젯 인쇄), 레이저 인쇄, 사진복사 등과 같은 "무충격(impact free)" 인쇄 기법을 비롯한 다양한 인쇄 기법에 사용될 수 있는 것을 요구하고 있다.
따라서, 잉크젯 인쇄 등 다양한 응용 분야에 적합한 종이가 계속해서 연구 개발되고 있다.
본 발명의 하나의 양태는 기판의 적어도 한 면에 코팅되고 잉크젯 잉크 조성물을 수용하도록 제형화된 잉크-수용층을 포함하는 코팅 매체 기판으로서, 상기 잉크-수용층이, 광학 증백제; 유기산 염; 결합제; 안료; 및 50,000 미만의 중량 평균 분자량(Mw)을 갖는 저 분자량 중합체성 담체를 포함하는, 코팅 매체 기판에 관한 것이다.
본 발명의 또 하나의 양태는 1 g/㎡ 내지 30 g/㎡의 코팅 중량으로 기판의 적어도 한 면에 코팅 조성물을 적용하는 단계; 및 상기 코팅 조성물을 기판상에서 건조시켜 기판상에 잉크-수용층을 형성하는 단계를 포함하고, 이때 상기 잉크-수용층이 광학 증백제, 유기산 염, 결합제, 안료, 및 50,000 미만의 중량 평균 분자량(Mw)을 갖는 저 분자량 중합체성 담체를 포함하는, 단계 코팅 매체 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 잉크젯이 로딩되어 있는 잉크젯 프린터; 및 기판의 적어도 한 면에 적용되고 잉크젯 잉크 조성물을 수용하도록 제형화된 잉크-수용층을 포함하는 코팅 매체 기판을 포함하고, 이때 상기 잉크-수용층이 광학 증백제, 유기산 염, 결합제, 안료, 및 50,000 미만의 중량 평균 분자량(Mw)을 갖는 저 분자량 중합체성 담체를 포함하고, 상기 저 분자량 중합체성 담체가 물과 수소 결합을 형성할 수 있는 것인, 잉크젯 인쇄용 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 추가적인 특징 및 이점은 본 발명의 특징들을 예시하는 방식으로 함께 도시한 첨부 도면 및 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 코팅 매체 기판과 비교하기 위한 비교용 코팅 매체 기판의 광학 증백제(OBA)의 중량% 대 a* 값을 도시한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 코팅 매체 기판의 광학 증백제(OBA)의 중량% 대 a* 값을 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 코팅 매체 기판 및 비교용 코팅 매체 기판에 대한 광학 증백제(OBA)의 중량% 대 % CIE 백도를 도시한 그래프이다.
본 발명을 개시하고 기술하기 전에, 본 발명은 본원에 개시된 특정 공정 단계 및 물질에 국한되지 않음을 이해하여야 한다. 왜냐하면, 이와 같은 공정 단계 및 물질은 다양할 수 있기 때문이다. 또한, 본원에 사용된 용어는 단지 특정 실시예만을 기술할 목적으로 사용된 것으로 이해하여야 한다. 본 발명의 범위는 오직 첨부된 특허청구범위 및 이의 등가물에 의해 한정되는 것으로 의도되기 때문에 용어들은 제한적인 것으로 의도되지 않는다.
단수형은 문맥상 명백히 달리 나타내지 않는 한 복수의 지시대상을 포함함에 유의한다.
본원에 사용된 "액체 비히클" 또는 "잉크 비히클"은 착색제가 잉크를 형성하도록 배치되는 액체 유체를 지칭한다. 잉크 비히클은 일반적으로 당해 분야에 공지되어 있으며, 다양한 잉크 비히클을 본 발명의 코팅 매체, 시스템 및 방법에 사용할 수 있다. 이러한 잉크 비히클은 계면활성제, 용매, 공-용매, 코게이션(kogation) 방지제, 완충제, 살생물제, 격리제, 점도 조절제, 표면활성제, 물 등 다양한 제제의 혼합물을 포함할 수 있다. 그 자체가 액체 비히클의 일부는 아니지만, 착색제 외에, 액체 비히클은 고체 첨가제 예컨대 중합체, 라텍스, UV 경화성 물질, 가소제, 염 등을 포함할 수 있다.
또한, "수성 액체 비히클" 또는 "수성 비히클"이라는 용어는 용매로서 물을 포함하는 액체 비히클을 지칭한다. 하나의 양태에서, 물은 액체 비히클의 대부분을 차지할 수 있다.
본원에 사용된 "착색제"는 염료 및/또는 안료를 포함할 수 있다.
본원에 사용된 "염료"는 잉크 비히클에 색상을 부여하는 화합물 또는 분자를 지칭한다. 따라서, 염료는 전자기선 또는 이의 특정 파장을 흡수하는 분자 및 화합물을 포함한다. 예를 들어, 염료는 형광을 발하는 것과 특정 파장의 가시광을 흡수하는 것을 포함한다. 일반적으로, 염료는 수용성이지만, 항상 그런 것은 아니다.
본원에 사용된 "안료"는 일반적으로 안료 착색제, 자성 입자, 알루미나, 실리카 및/또는 다른 세라믹, 유기금속, 또는 색상 부여와는 무관한 불투명한 입자를 포함한다. 따라서, 잉크젯 잉크에서, 본원은 주로 안료 착색제의 사용을 예시하고 있지만, "안료"라는 용어는 안료 착색제뿐만 아니라 다른 유형의 안료 착색제를 기술하는 데도 더 일반적으로 사용될 수 있다. 또한, "안료"라는 용어는 2가지 상이한 문맥, 즉 잉크젯 잉크의 안료, 또는 다르게는 매체 코팅의 구조적 성분으로서 사용되는 안료에서 사용될 수 있음에 유의한다. 사용되는 문맥에서 어떤 유형의 안료가 기술되고 있는지 결정될 것이다.
본원에 사용된 "저분자량 중합체성 캐리어"는 50,000 Mw 미만의 중량 평균 분자량을 갖는 중합체를 말한다.
유기산 염과 관련하여 본원에 사용된 "수용성"은 실온 및 대기압에서 물 중 5 중량% 이상으로 용해되는 유기 염을 지칭한다.
유기 염과 관련하여 본원에 사용된 "수-분산성"은 실온 및 대기압에서 물 중 5 중량% 미만으로 용해되는 유기 염을 지칭한다. 수-분산성 유기산 염의 입자들은 전형적으로 수용액에서 분산된다.
본원에 사용된 "광 증백제"는 전자기 스펙트럼의 자외선 및 자색 영역(보통 340 내지 370 nm)의 광을 흡수하고 청색 영역(전형적으로 420 내지 470 nm)의 광을 재방출하는 염료를 지칭한다. 이러한 첨가제는 종종 직물 및 종이의 표시 색상을 강화시켜, "미백" 효과를 유발하고, 반사되는 청색 광의 전체 양을 증가시킴으로써 물질이 덜 노랗게 보이도록 한다. 이러한 용어는 형광 증백제(FBA) 및 형광 광택제(FWA)를 포함한다.
본원에 사용된 "잉크젯"은 분사식 구조 예컨대 잉크젯 구조로부터 토출되는 조성물을 지칭한다. 잉크젯 구조는 열 또는 압전(piezo) 구조를 포함할 수 있다.
본원에 사용된 "약"이라는 용어는 주어진 값이 종점보다 "조금 위에" 또는 "조금 아래에" 있을 수 있음을 제공함으로써 수치 범위의 종점에 유연성을 제공하기 위해 사용된다. 이러한 용어의 유연성 정도는 특정 변수에 의해 규정될 수 있고 경험 및 본원에 기재된 관련 설명에 기초하여 당해 분야 숙련자의 지식 범위 내에서 결정할 수 있을 것이다.
본원에 사용된 복수의 항목, 구조 요소, 조성 성분 및/또는 물질은 편의상 공통의 리스트로 제시될 수 있다. 그러나, 이들 리스트는 그 각각의 구성원이 개별적으로 마치 별도의 고유한 구성원으로 확인되는 것처럼 해석되어야 한다. 따라서, 이들 리스트의 어떠한 개별적인 구성원이라도 단지 반대 표시 없이 공통의 그룹 안에 제시된 것만을 토대로 하여 같은 리스트 중의 임의의 다른 구성원의 실질적인 등가물로서 해석되어서는 안 된다.
농도, 양 및 다른 수치 데이터는 범위 형식으로 본원에 표시되거나 제시될 수 있다. 이러한 범위 형식은 단순히 편의와 간결함을 위해 사용되며, 따라서 범위의 한계로서 명시된 수치 범위를 포함할 뿐만 아니라 각각의 수치 및 그 하위 범위가 명시적으로 인용된 것처럼 각각의 모든 수치 또는 그 하위 범위가 상기 범위 안에 포함되는 것으로 유연하게 해석되어야 한다. 예를 들어, "약 1 중량% 내지 약 5 중량%"라는 수치 범위는 약 1 중량% 내지 약 5 중량%라고 명시적으로 인용된 값들뿐만 아니라 상기 범위 안의 개개의 값 및 그 하위 범위를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 따라서, 2, 3.5 및 4 등과 같은 개개의 값 및 1 내지 3, 2 내지 4 및 3 내지 5 등과 같은 하위 범위가 상기 수치 범위에 포함된다. 이러한 원칙은 단지 하나의 수치 값만을 인용한 범위에서도 동일하게 적용된다. 또한, 이러한 해석은 범위의 폭이나 기술되는 특징에 관계없이 적용되어야 한다.
이 점을 고려하여, 본 발명은 예를 들어 잉크젯 인쇄에 사용하기 위한 코팅 매체 기판 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 코팅 매체는 인쇄된 이미지의 허용가능한 광학 밀도를 유지하면서 향상된 백색도(whiteness) 및 감소된 종이 녹색도(greenness)를 제공한다. 이러한 개선점은 특정 잉크젯 잉크에 특히 유용한데, 왜냐하면 허용가능한 광학 밀도를 제공하는 잉크젯 기술에 종종 사용되는 화합물은 인쇄 매체의 백색도에 해로운 영향을 미치기 때문이다. 따라서, 종이 백색도를 유지하고 종이 녹색도를 감소시키면서 허용가능한 광학 밀도를 제공할 수 있는 코팅 매체 기판의 잉크-수용층에 특정 성분을 사용할 수 있다.
하나의 예에서, 잉크젯 잉크 인쇄용 코팅 매체 기판은 기판의 적어도 한 면에 코팅된 잉크-수용층을 포함할 수 있고, 여기서 잉크-수용층은 잉크젯 잉크 조성물을 수용하도록 제형화된 것이다. 잉크-수용층은 광학 증백제, 유기산 염, 결합제, 안료, 및 50,000 Mw 미만의 중량 평균 분자량을 갖는 저 분자량 담체를 포함할 수 있다. 또한, 하나의 양태에서, 저 분자량 담체는 물과 수소 결합을 형성할 수 있다.
본 발명의 코팅 매체 기판은 허용가능한 CIE 백색도를 제공할 수 있으며, 이하 정의되는 바와 같다. 하나의 예에서, 코팅 매체 기판은, 광학 증백제가 1 중량% 내지 10 중량% 범위로 존재하는 경우, 80% 이상의 CIE 백색도를 유지할 수 있다. 또 다른 양태에서, 코팅 매체 기판은, 광학 증백제가 5 중량% 이상의 양으로 잉크-수용층에 존재하는 경우, 90% 이상의 CIE 백색도를 유지할 수 있다. 또한, 본 발명의 코팅 매체 기판은 CIELAB 색 공간 시스템의 a*로 측정되는 감소된 녹색도를 제공할 수 있으며, 이하 정의되는 바와 같다. 하나의 예에서, 코팅 매체 기판은, 광학 증백제가 1 중량% 내지 10 중량% 범위로 존재하는 경우, -5.0 초과의 a* 값을 유지할 수 있다. 또 다른 예에서, 코팅 매체 기판은, 광학 증백제가 5 중량% 이상의 양으로 잉크-수용층에 존재하는 경우, -5.0 초과의 a* 값을 유지할 수 있다. 또한, 본 발명의 코팅 매체 기판은 잉크젯 잉크로 인쇄시 허용가능한 광학 밀도를 제공할 수 있다. 하나의 예에서, 본 발명의 코팅 매체 기판은 잉크젯 잉크, 예컨대 검정색 잉크젯 잉크로 인쇄시 비교용 코팅 매체 기판의 5% 이내의 광학 밀도를 제공할 수 있다. 비교용 코팅 매체 기판은, 유기산 염 대신에, 비교용 매체 기판이 비-산 염, 예컨대 염화 칼슘을 포함하는 것을 제외하고는, 본 발명의 코팅 매체 기판의 성분들을 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 본 발명의 코팅 매체 기판은 비교용 코팅 매체 기판의 1% 이내의 광학 밀도를 제공할 수 있다.
감지된 색 품질은 당해 분야에 공지된 여러 가지 색 공간 시스템 중 어느 하나 예컨대 CIELAB 또는 먼셀(Munsell)을 사용하여 정량화될 수 있다. 먼셀 색 공간에서, 소정의 색상은 3가지 속성, 즉 색조(hue), 명도(value) 및 채도(chroma)를 사용하여 정의된다. CIELAB 색 공간에서, 색상은 3가지 속성, 즉 L*, a* 및 b*를 사용하여 정의된다. 이러한 시스템에서, L*는 색의 밝기를 정의하며, 0 내지 100(100은 흰색임)의 범위이다. 또한, 속성 a* 및 b*는 함께 색조를 정의하며, 이때 a*는 음수(녹색) 내지 양수(적색) 범위이고, b*는 음수(청색) 내지 양수(황색) 범위이다. 하나의 예에서, CIE 백색도는 국제 표준화 기구에서 출판한 ISO 11475 문헌["Paper and board - Determination of CIE whiteness, D65/10°(야외 일광 조건)"] 또는 ISO 11476:2010 문헌["Paper and board - Determination of CIE whiteness, C/2°(실내 조명 조건)"]에 의해 측정될 수 있다.
일반적으로, 본 발명의 코팅 매체 기판의 잉크-수용층은 1가 및/또는 다가 유기산 염 및 이들의 조합 등을 포함할 수 있다. 하나의 예에서, 유기산 염은 수용성 유기산 염일 수 있다. 하나의 양태에서, 수용성 유기산 염은 아세테이트, 프로피오네이트, 포메이트, 옥살레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 금속염일 수 있다. 또 다른 양태에서, 수용성 유기산 염은 2가 또는 다가 금속염일 수 있다. 하나의 예에서, 수용성 유기산 염은 화학식 (CnH2n +1COO-M+)·(H2O)m을 가질 수 있으며, 여기서 n은 1 내지 8이고, M은 I족 금속, II족 금속, III족 금속 및 전이 금속으로부터 선택되는 금속 양이온이고, m은 0 내지 12이다. 또 다른 양태에서, n은 1 내지 4일 수 있다. 또 다른 양태에서, M은 나트륨, 칼륨, 칼슘, 구리, 니켈, 아연, 마그네슘, 바륨, 철, 알루미늄 및 크롬으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 하나의 예에서, 수용성 유기산 염은 2 내지 20 중량%의 농도로 수용액 중에서 5 내지 9의 pH를 가질 수 있다.
유기산 염뿐만 아니라, 하나의 예에서, 잉크-수용층은 수분산성 유기 염을 포함 할 수 있다. 하나의 특정 예에서, 수분산성 유기 염은 시트레이트, 올리에이트, 옥살레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
잉크-수용층은 일반적으로 광학 증백제를 포함한다. 하나의 예에서, 광학 증백제는 다이-, 테트라- 또는 헥사-설폰화 트라이아진-스틸벤, 쿠마린, 이미다졸린, 다이아졸, 트라이아졸, 벤즈옥사졸린, 바이페닐-스틸벤, 이들의 유도체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 하나의 양태에서, 광학 증백제는 헥사-설폰화 트라이아진-스틸벤을 포함할 수 있다.
잉크-수용층은 또한 일반적으로 안료를 포함한다. 하나의 예에서, 안료는 산화 티탄 안료, 알루미나, 실리카, 이산화규소, 건식 실리카, 실리카 겔, 산화 마그네슘, 소성 점토, 박리 점토, 제올라이트, 라포나이트 점토, 침강 탄산 칼슘, 분쇄 탄산 칼슘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 또 다른 예에서, 잉크-수용층은 2개 이상의 안료를 포함할 수 있다. 하나의 양태에서, 안료는 박리 점토 및 소성 점토를 포함할 수 있다.
일반적으로, 잉크-수용층은 또한 저 분자량 중합체성 담체를 포함한다. 하나의 예에서, 중합체성 담체는 극성 작용기를 가진 폴리-탄화수소 화합물일 수 있다. 하나의 양태에서, 중합체성 담체는 폴리비닐 알코올(PVA)일 수 있다. 이러한 PVA는 모위올(Mowiol®) 3-98, 4-98, 6-98 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 일반적으로, 저 분자량 중합체성 담체는 중량 평균 분자량이 50,000 Mw 미만일 수 있다. 그러나, 하나의 양태에서, 저 분자량 중합체성 담체는 중량 평균 분자량이 40,000 Mw 미만일 수 있고, 또 다른 양태에서, 저 분자량 중합체성 담체는 중량 평균 분자량이 30,000 Mw 미만일 수 있다.
또한, 잉크-수용층은 일반적으로 결합제를 포함할 수 있다. 이러한 결합제는 라텍스 또는 다른 중합체를 포함할 수 있다. 하나의 예에서, 결합제는 아크릴 레이트 또는 메타크릴레이트 라텍스일 수 있다. 사용될 수 있는 다른 결합제는 비닐 아세테이트 라텍스, 비닐 베르사테이트 라텍스 공중합체, 폴리에스터, 비닐리덴 클로라이드 라텍스, 스타이렌-부타다이엔 또는 아크릴로니트릴-부타다이엔 공중합체 라텍스를 포함할 수 있으나, 이들에 국한되지 않는다.
본원에 논의된 잉크-수용층은 기판상에 코팅될 수 있다. 이러한 기판은 본 발명의 실시예에 따라 코팅될 수 있는 임의의 베이스 물질, 예컨대 일반 용지, 로베이스(rawbase), 애벌 코팅지, 중합체 기판, 필름 기판, 포토베이스(photobase) 기판 등을 포함할 수 있다.
잉크-수용층의 성분과 관련하여, 이러한 성분은 본원에서 논의된 백색도, 감소된 녹색도 및 광학 밀도가 달성되도록 존재할 수 있다. 따라서, 본 발명은 재료들의 다양한 조합을 제공할 수 있다. 하나의 예에서, 광학 증백제는 잉크-수용층에 1 내지 10 중량%로 존재할 수 있다. 또 다른 예에서, 유기산 염은 잉크-수용층에 2 내지 20 중량%로 존재할 수 있다. 또 다른 예에서, 결합제는 잉크-수용층에 3 내지 25 중량%로 존재할 수 있다. 또 다른 예에서, 안료는 잉크-수용층에 30 내지 90 중량%로 존재할 수 있다. 또 다른 예에서, 저 분자량 중합체성 담체는 잉크-수용층에 1 내지 30 중량%로 존재할 수 있다.
또한, 잉크-수용층의 다양한 성분의 비율은 본원에 논의된 이점을 제공하도록 조정될 수 있다. 하나의 예에서, 수용성 유기산 염 및 수분산성 유기 염은 수용성 유기 염 대 수분산성 유기 염의 비율이 9:1 내지 1:1의 범위로 존재할 수 있다. 또 다른 예에서, 광학 증백제 및 중합체성 담체는 광학 증백제 대 중합체성 담체의 비율이 1:1 내지 1:3의 범위로 존재할 수 있다. 또 다른 예에서, 잉크-수용층은 안료 대 결합제 비율이 100:1 내지 2:1의 범위를 가질 수 있다.
상기 외에, 잉크젯 인쇄를 위한 코팅 매체 기판의 제조 방법은 기판의 적어도 한 면에, 일부 예에서는, 기판의 양면에 잉크-수용층을 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 잉크-수용층은 본원에 기재된 임의의 것일 수 있고, 당해 분야에 공지된 임의의 방법, 예컨대 롤-코팅에 의한 액체 또는 슬러리 도포, 통상의 슬롯-다이 가공, 블레이드 코팅, 벤트-블레이드 코팅, 로드 코팅, 전단-롤 코팅, 리버스-롤 코팅, 슬롯-다이 캐스케이드 코팅, 폰드(pond) 코팅, 커튼 코팅, 에어-나이프 코팅, 그라비어 코팅, 사이즈-프레싱 코팅, 브러싱 코팅, 및/또는 기타 유사한 방법, 예컨대 순환 및 비-순환 코팅 기술을 사용한 방법 등에 의해 기판에 적용될 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 분무-코팅, 침지-코팅 및/또는 캐스트-코팅 기법이 사용될 수 있다. 하나의 예에서, 잉크-수용층은 1 g/㎡ 내지 30 g/㎡의 코팅 중량으로 적용될 수 있다. 하나의 양태에서, 잉크-수용층은 5 g/㎡ 내지 20 g/㎡의 코팅 중량으로 적용될 수 있다.
또한, 잉크-수용층은 예를 들어 적외선 가열 또는 열풍 또는 이들의 조합을 사용하여 건조될 수 있다. 당해 분야에 공지된 다른 통상의 건조 방법 및 장비를 사용할 수도 있다. 또한, 건조 후, 하나의 예에서, 코팅 매체 기판은 캘린더링 공정의 일부로서 한 쌍의 롤러 사이를 통과할 수 있다. 캘린더링 장치는 별도의 수퍼-캘린더링 기계, 온-라인 소프트-닙 캘린더링 기계, 오프-라인 소프트 닙 캘린더링 시스템 등일 수 있다.
본원에 논의된 조성물 및 방법 이외에, 잉크젯 인쇄 시스템은 잉크젯이 로딩되어 있는 잉크젯 프린터 및 코팅 매체 기판을 포함할 수 있다. 코팅 매체 기판은, 잉크젯 잉크 조성물을 수용하도록 제형화된 기판의 적어도 한 면에 코팅된 잉크-수용층을 포함할 수 있다. 잉크-수용층은 본원에 기재된 임의의 것일 수 있다.
상기 시스템의 잉크젯 잉크와 관련하여, 잉크는 잉크 비히클 내에 착색제를 포함할 수 있다. 일반적으로, 착색제는 안료 및/또는 염료를 포함할 수 있다. 하나의 예에서, 잉크젯 잉크는 색상을 부여하는 안료를 포함한다. 일반적으로, 잉크 비히클은 용매 시스템을 포함할 수 있고, 계면 활성제를 추가로 포함할 수 있다. 하나의 예에서, 잉크 비히클은 수성 잉크 비히클일 수 있다. 하나의 양태에서, 잉크는 아크릴계 수지 등을 비롯한 수지를 포함할 수 있다. 그 외 수지가 또한 잉크와 함께 사용될 수 있다.
본원에 언급된 본 발명의 코팅 매체 기판을 제조할 수 있고, 잉크젯 잉크와 조화시켜 광학 밀도를 만족스럽게 유지시킬 수 있다. 하나의 예에서, 코팅 매체 기판은 잉크젯 잉크 예컨대 검정색 잉크젯 잉크로 인쇄시 비교용 코팅 매체 기판의 5%(또는 하나의 예에서는 1%) 이내의 광학 밀도를 제공할 수 있다. 비교용 코팅 매체 기판은, 유기산 염 대신에, 비교용 매체 기판이 비-산 염, 예컨대 염화 칼슘을 포함한 것을 제외하고는, 본 발명의 코팅 매체 기판의 성분들을 포함할 수 있다.
일반적인 잉크 비히클 제형은 총 5 중량% 내지 50 중량%로 존재하는 하나 이상의 용매 또는 공-용매, 및 0.01 중량% 내지 10 중량%로 존재하는 하나 이상의 비-이온성, 양이온성 및/또는 음이온성 계면활성제를 포함할 수 있다. 제형의 나머지량은 정제수 또는 기타 비히클 성분일 수 있다. 사용될 수 있는 용매 또는 공-용매 부류는 지방족 알코올, 방향족 알코올, 다이올, 글리콜 에터, 폴리글리콜 에터, 카프로락톤, 폼아마이드, 아세트아마이드 및 장쇄 알코올을 포함할 수 있다. 이러한 화합물의 예는 1급 지방족 알코올, 2급 지방족 알코올, 1,2-알코올, 1,3-알코올, 1,5-알코올, 1,6-알코올, 에틸렌 글리콜 알킬 에터, 프로필렌 글리콜 알킬 에터, 폴리에틸렌 글리콜 알킬 에터의 고급 동족체(C6-C12), N-알킬 카프로락탐, 비치환된 카프로락탐, 치환 및 비치환된 폼아마이드, 치환 및 비치환된 아세트아마이드 등을 포함한다.
또한, 다양한 다른 첨가제가 특정 용도의 잉크 특성을 최적화하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 첨가제의 예는 유해한 미생물의 성장을 억제하기 위해 첨가되는 것들이다. 이러한 첨가제는 잉크 제형에 통상적으로 사용되는 살충제, 살균제 기타 미생물 제제일 수 있다. 적합한 미생물 제제의 예는 누오셉트(Nuosept)(누덱스 인코포레이티드(Nudex, Inc.), 우카사이드(Ucarcide)(유니온 카바이드 코포레이션(Union Carbide Corp.)), 반사이드(Vancide)(알 티 반더빌트 캄파니(R.T. Vanderbilt Co.)), 프록셀(Proxel)(아이씨아이 아메리카(ICI America)) 및 이들의 조합을 포함하나, 이들에 국한되지 않는다.
EDTA(에틸렌 다이아민 테트라 아세트산) 등과 같은 격리제가 중금속 불순물의 해로운 영향을 제거하기 위해 포함될 수 있고, 상기 잉크의 pH를 조절하기 위해 완충 용액이 사용될 수 있다. 예를 들어, 0.001 중량% 내지 2.0 중량%를 사용할 수 있다. 점도 개질제 및 완충제 뿐만 아니라 원하는 잉크 특성을 개질하기 위한 당해 분야 숙련자에게 공지된 다른 첨가제가 또한 존재할 수도 있다. 이러한 첨가제들은 0.01 중량% 내지 20 중량%로 존재할 수 있다.
실시예
이하에서는 본 발명의 실시예를 기재한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명의 원리의 적용을 단지 예시하고 도시하기 위한 것으로 이해되어야 한다. 당해 분야 숙련자는 본 발명의 진의 및 범주를 벗어나지 않고 수많은 변형 및 다른 조성물, 방법 및 시스템을 고안해낼 수 있다. 첨부된 특허청구범위는 이러한 변형 및 구성을 포함하도록 의도된다.
실시예 1 - 코팅 매체 기판
메이어(Mayer) 봉을 사용하여 10 g/㎡(gsm)의 코팅 중량으로 15개의 코팅을 90 gsm의 일반 원지에 적용하였다. 15개의 코팅은 유기산 염 없이 다양한 광학 증백제(OBA) 함량, 즉 0 중량%(대조군), 약 1 중량%, 약 2 중량%, 약 3 중량% 및 5 중량%을 갖는 매체 코팅; 약 5 중량%의 유기산 염, 및 다양한 광학 증백제(OBA) 함량, 즉 0 중량%(대조군), 약 1 중량%, 약 2 중량%, 약 3 중량% 및 약 5 중량%를 갖는 매체 코팅; 및 약 15 중량%의 유기산 염, 및 다양한 광학 증백제(OBA) 함량, 즉 0 중량%(대조군), 약 1 중량%, 약 2 중량%, 약 3 중량% 및 약 5 중량%를 갖는 매체 코팅에 해당한다. 이들 코팅을 각각 0 중량% 유기산 염, 약 5 중량% 유기산 염, 및 약 15 중량% 유기산 염에 따라 하기 표 1 내지 3에 정리하였다.
성분 대조군
(중량%)		 코팅 매체 기판#1a
(중량%)		 코팅 매체 기판#1b
(중량%)		 코팅 매체 기판#1c
(중량%)		 코팅 매체 기판#1d
(중량%)
PVA(모위올(Mowiol®) 4-98, 쿠라레이 아메리카 인코포레이티드(Kuraray America, Inc.)) 7.32 7.24 7.17 7.09 6.95
소포제
(포움마스터(Foamaster®) VF, 코그니스(Cognis))		 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09
박리 점토(뉴클레이(Nuclay®), BASF) 63.23 62.58 61.93 61.30 60.07
소성 점토(안실렉스(Ansilex®) 93, BASF) 27.10 26.82 26.54 26.27 25.75
결합제(아크로날(Acronal®) S728, BASF) 2.26 2.23 2.21 2.19 2.15
유기산 염(칼슘 아세테이트) 0 0 0 0 0
OBA(티노팔(Tinopal®) ABP-A, BASF) 0 1.04 2.06 3.06 5.00
성분 대조군
(중량%)		 코팅 매체 기판#2a
(중량%)		 코팅 매체 기판#2b
(중량%)		 코팅 매체 기판#2c
(중량%)		 코팅 매체 기판#2d
(중량%)
PVA(모위올 4-98, 쿠라레이 아메리카 인코포레이티드) 6.93 6.86 6.79 6.72 6.59
소포제
(포움마스터 VF, 코그니스)		 0.09 0.08 0.08 0.08 0.08
박리 점토(뉴클레이, BASF) 59.91 59.28 58.67 58.07 56.91
소성 점토(안실렉스 93, BASF) 25.67 25.41 25.14 24.89 24.39
결합제(아크로날 S728, BASF) 2.14 2.12 2.10 2.07 2.03
유기산 염(칼슘 아세테이트) 5.26 5.21 5.15 5.1 5.00
OBA(티노팔 ABP-A, BASF) 0.00 1.04 2.06 3.06 5.00
성분 대조군
(중량%)		 코팅 매체 기판#3a
(중량%)		 코팅 매체 기판#3b
(중량%)		 코팅 매체 기판#3c
(중량%)		 코팅 매체 기판#3d
(중량%)
PVA(모위올 4-98, 쿠라레이 아메리카 인코포레이티드) 6.16 6.10 6.03 5.97 5.85
소포제
(포움마스터 VF, 코그니스)		 0.08 0.08 0.07 0.07 0.07
박리 점토(뉴클레이, BASF) 53.25 52.69 52.15 51.62 50.59
소성 점토(안실렉스 93, BASF) 22.82 22.58 22.35 22.12 21.68
결합제(아크로날 S728, BASF) 1.90 1.88 1.86 1.84 1.81
유기산 염(칼슘 아세테이트) 15.78 15.63 15.46 15.31 15.00
OBA(티노팔 ABP-A, BASF) 0.00 1.04 2.06 3.06 5.00
실시예 2 - 비교용 코팅 매체 기판
메이어 봉을 사용하여 10 g/㎡(gsm)의 코팅 중량으로 15개의 코팅을 90 gsm의 일반 원지에 적용하였다. 15개의 코팅은 비-산 염 없이 다양한 광학 증백제(OBA) 함량, 즉 0 중량%(대조군), 약 1 중량%, 약 2 중량%, 약 3 중량% 및 5 중량%을 갖는 매체 코팅; 약 5 중량%의 비-산 염, 및 다양한 광학 증백제(OBA) 함량, 즉 0 중량%(대조군), 약 1 중량%, 약 2 중량%, 약 3 중량% 및 약 5 중량%를 갖는 매체 코팅; 및 약 15 중량%의 비-산 염, 및 다양한 광학 증백제(OBA) 함량, 즉 0 중량%(대조군), 약 1 중량%, 약 2 중량%, 약 3 중량% 및 약 5 중량%를 갖는 매체 코팅에 해당한다. 이들 코팅을 각각 0 중량% 비-산 염, 약 5 중량% 비-산 염, 및 약 15 중량% 비-산 염에 따라 하기 표 4 내지 6에 정리하였다.
성분 대조군
(중량%)		 코팅 매체 기판#4a
(중량%)		 코팅 매체 기판#4b
(중량%)		 코팅 매체 기판#4c
(중량%)		 코팅 매체 기판#4d
(중량%)
PVA(모위올 4-98, 쿠라레이 아메리카 인코포레이티드) 7.32 7.24 7.17 7.09 6.95
소포제
(포움마스터 VF, 코그니스)		 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09
박리 점토(뉴클레이, BASF) 63.23 62.58 61.93 61.30 60.07
소성 점토(안실렉스 93, BASF) 27.10 26.82 26.54 26.27 25.75
결합제(아크로날 S728, BASF) 2.26 2.23 2.21 2.19 2.15
비-산 염(CaCl2) 0 0 0 0 0
OBA(티노팔 ABP-A, BASF) 0 1.04 2.06 3.06 5.00
성분 대조군
(중량%)		 코팅 매체 기판#5a
(중량%)		 코팅 매체 기판#5b
(중량%)		 코팅 매체 기판#5c
(중량%)		 코팅 매체 기판#5d
(중량%)
PVA(모위올 4-98, 쿠라레이 아메리카 인코포레이티드) 6.93 6.86 6.79 6.72 6.59
소포제
(포움마스터 VF, 코그니스)		 0.09 0.08 0.08 0.08 0.08
박리 점토(뉴클레이, BASF) 59.91 59.28 58.67 58.07 56.91
소성 점토(안실렉스 93, BASF) 25.67 25.41 25.14 24.89 24.39
결합제(아크로날 S728, BASF) 2.14 2.12 2.10 2.07 2.03
비-산 염(CaCl2) 5.26 5.21 5.15 5.1 5.00
OBA(티노팔 ABP-A, BASF) 0.00 1.04 2.06 3.06 5.00
성분 대조군
(중량%)		 코팅 매체 기판#6a
(중량%)		 코팅 매체 기판#6b
(중량%)		 코팅 매체 기판#6c
(중량%)		 코팅 매체 기판#6d
(중량%)
PVA(모위올 4-98, 쿠라레이 아메리카 인코포레이티드) 6.16 6.10 6.03 5.97 5.85
소포제
(포움마스터 VF, 코그니스)		 0.08 0.08 0.07 0.07 0.07
박리 점토(뉴클레이, BASF) 53.25 52.69 52.15 51.62 50.59
소성 점토(안실렉스 93, BASF) 22.82 22.58 22.35 22.12 21.68
결합제(아크로날 S728, BASF) 1.90 1.88 1.86 1.84 1.81
비-산 염(CaCl2) 15.78 15.63 15.46 15.31 15.00
OBA(티노팔 ABP-A, BASF) 0.00 1.04 2.06 3.06 5.00
실시예 3 - 데이터
실시예 1의 본 발명의 코팅 매체 기판은 실시예 2의 비교용 매체에 비해 우수한 종이 녹색도를 제공하였다. 구체적으로, 도 1은 다양한 수준의 광학 증백제(OBA)에 대해 다양한 수준의 비-산 염을 갖는 비교용 코팅 매체 기판의 a* 값을 보여주고 있다. 도 2는 다양한 수준의 OBA에 대해 다양한 수준의 유기산 염을 갖는 본 발명의 코팅 매체 기판의 a* 값을 보여주고 있다. 특히, 본 발명의 코팅 매체는 비교용 코팅 매체 기판에 비해 OBA를 함유하는 각각의 코팅 매체에서 일관되게 더 나은 종이 녹색도를 보여주었다.
또한, 도 3은 비교용 코팅 매체 기판(표 6, 대조군 및 코팅 매체 기판 # 6a 내지 6d) 대비 본 발명의 코팅 매체 기판(표 3, 대조군 및 코팅 매체 기판 # 3a 내지 3d)의 CIE 백색도를 비교한 것이다. 특히, 본 발명의 코팅 매체 기판은 비교용 코팅 매체 기판에 비해 OBA를 함유하는 각각의 코팅 매체 기판에 대해 일관되게 더 나은 CIE 백색도를 나타내었다.
본 발명을 특정 실시예에 대해 기술하였지만, 당해 분야 숙련자는 다양한 수정, 변경, 생략 및 대체가 본 발명의 진의를 벗어나지 않고 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명은 하기의 특허청구범위에 의해서만 한정되는 것으로 의도된다.

Claims (15)

  1. 기판의 적어도 한 면에 코팅되고 잉크젯 잉크 조성물을 수용하도록 제형화된 잉크-수용층을 포함하는 코팅 매체 기판으로서, 상기 잉크-수용층이,
    광학 증백제;
    유기산 염;
    결합제;
    안료; 및
    50,000 미만의 중량 평균 분자량(Mw)을 갖는 저 분자량 중합체성 담체
    를 포함하고,
    상기 유기산 염은 아세테이트, 프로피오네이트, 포메이트, 옥살레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 수용성 유기산 염이고,
    상기 광학 증백제는 다이-, 테트라- 또는 헥사-설폰화 트라이아진-스틸벤, 쿠마린, 이미다졸린, 다이아졸, 트라이아졸, 벤즈옥사졸린, 바이페닐-스틸벤, 이들의 유도체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    상기 유기산 염 및 광학 증백제는 잉크-수용층의 총 중량을 기준으로 각각 2 내지 20 중량% 및 1 내지 5 중량%의 양으로 존재하는, 코팅 매체 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기산 염이 9:1 내지 1:1의 수용성 유기산 염 대 수분산성 유기 염의 중량비로 수용성 유기산 염 및 수분산성 유기 염을 포함하는, 코팅 매체 기판.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 수분산성 유기 염이, 시트레이트, 올리에이트, 옥살레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 코팅 매체 기판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 잉크-수용층이, 1:1 내지 1:3의 광학 증백제 대 중합체성 담체의 중량비를 갖는, 코팅 매체 기판.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 잉크-수용층이, 100:1 내지 2:1의 안료 대 결합제의 중량비를 갖는, 코팅 매체 기판.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 안료가 산화 티탄 안료, 알루미나, 실리카, 산화 마그네슘, 소성 점토(calcined clay), 박리 점토(delaminated clay), 탄산 칼슘, 침강(precipitated) 탄산 칼슘, 분쇄(ground) 탄산 칼슘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된, 코팅 매체 기판.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합체성 담체가, 극성 작용기를 가진 폴리-탄화수소 화합물인, 코팅 매체 기판.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅 매체 기판이, 상기 광학 증백제가 1 중량% 내지 5 중량%의 범위로 존재하는 경우, -5.0 초과의 a* 값을 유지하는, 코팅 매체 기판.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅 매체 기판이, 상기 광학 증백제가 1 중량% 내지 5 중량%의 범위로 존재하는 경우, 80% 이상의 CIE 백색도를 유지하는, 코팅 매체 기판.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 저 분자량 중합체성 담체가 물과 수소 결합을 형성할 수 있는, 코팅 매체 기판.
  13. 1 g/㎡ 내지 30 g/㎡의 코팅 중량으로 기판의 적어도 한 면에 코팅 조성물을 적용하는 단계; 및
    상기 코팅 조성물을 기판상에서 건조시켜 기판상에 잉크-수용층을 형성하는 단계
    를 포함하고, 이때 상기 잉크-수용층이 광학 증백제, 유기산 염, 결합제, 안료, 및 50,000 미만의 중량 평균 분자량(Mw)을 갖는 저 분자량 중합체성 담체를 포함하는, 코팅 매체 기판의 제조 방법으로서,
    상기 유기산 염은 아세테이트, 프로피오네이트, 포메이트, 옥살레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 수용성 유기산 염이고,
    상기 광학 증백제는 다이-, 테트라- 또는 헥사-설폰화 트라이아진-스틸벤, 쿠마린, 이미다졸린, 다이아졸, 트라이아졸, 벤즈옥사졸린, 바이페닐-스틸벤, 이들의 유도체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    상기 유기산 염 및 광학 증백제는 잉크-수용층의 총 중량을 기준으로 각각 2 내지 20 중량% 및 1 내지 5 중량%의 양으로 존재하는, 코팅 매체 기판의 제조 방법.
  14. 잉크젯이 로딩되어 있는 잉크젯 프린터; 및
    기판의 적어도 한 면에 적용되고 잉크젯 잉크 조성물을 수용하도록 제형화된 잉크-수용층을 포함하는 코팅 매체 기판
    을 포함하고, 이때
    상기 잉크-수용층이 광학 증백제, 유기산 염, 결합제, 안료, 및 50,000 미만의 중량 평균 분자량(Mw)을 갖는 저 분자량 중합체성 담체를 포함하고, 상기 저 분자량 중합체성 담체가 물과 수소 결합을 형성할 수 있는 것인, 잉크젯 인쇄용 시스템으로서,
    상기 유기산 염은 아세테이트, 프로피오네이트, 포메이트, 옥살레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 수용성 유기산 염이고,
    상기 광학 증백제는 다이-, 테트라- 또는 헥사-설폰화 트라이아진-스틸벤, 쿠마린, 이미다졸린, 다이아졸, 트라이아졸, 벤즈옥사졸린, 바이페닐-스틸벤, 이들의 유도체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    상기 유기산 염 및 광학 증백제는 잉크-수용층의 총 중량을 기준으로 각각 2 내지 20 중량% 및 1 내지 5 중량%의 양으로 존재하는, 잉크젯 인쇄용 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 코팅 매체 기판이, 잉크젯 잉크로 인쇄시, 유기산 염이 염화 칼슘으로 대체된 것을 제외하고는 상기 코팅 매체 기판과 동일하게 제조된 비교용 코팅 매체 기판의 5% 이내의 광학 밀도를 제공하며, 상기 비교용 코팅 매체 기판에 비해 감소된 종이 녹색도(greenness) 및 향상된 CIE 백색도(whiteness)를 갖는, 시스템.
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