KR101733898B1

KR101733898B1 - 인쇄 매체

Info

Publication number: KR101733898B1
Application number: KR1020157005960A
Authority: KR
Inventors: 잔 필립 웨이스; 올리버 패트릭 그로스만; 마티아스 부리; 필립 훈지케; 패트릭 에이 씨 가네; 다니엘 간텐바인
Original assignee: 옴야 인터내셔널 아게
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2013-09-19
Publication date: 2017-05-08
Also published as: WO2014044778A1; BR112015004795B1; MX347413B; RU2015114444A; US20160023451A1; JP2015529755A; DK2711459T3; TWI503465B; PL2711459T3; EP2711459A1; US9427999B2; CA2882106A1; RU2608415C2; AU2013320271A1; SI2711459T1; CA2882106C; NZ706649A; EP2898146A1; ES2564269T3; US20150210103A1

Abstract

본 발명은 인쇄 매체 및 이러한 인쇄 매체의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 제1 면 및 이면을 가진 기재, 기재의 면들에 하나 이상의 코팅 층을 포함하는 인쇄 매체에 관한 것이다.

Description

인쇄 매체{PRINT MEDIUM}

본 발명은 인쇄 분야에 관한 것이며, 더 구체적으로는 인쇄 매체(print medium), 이러한 인쇄 매체의 제조 방법, 및 인쇄 매체용 코팅 층을 제조하기 위한 조성물에 관한 것이다.

플렉소그래피(flexography)는 플렉시블(flexible) 볼록판(relief plate)을 사용하는 인쇄 기술이다. 이것은 실질적으로 플라스틱, 금속 필름, 셀로판, 및 종이를 포함하여, 거의 모든 형태의 기재를 인쇄하는데 사용될 수 있는 현대판의 철판 인쇄 기술이다. 일반적으로, 플렉소그래피 인쇄물은 예를 들어 고무 또는 중합체 재료에 3차원 부조로서 원하는 화상의 오목 거울 마스터(positive mirrored mater)를 생성함으로써 만들어진다. 텍스처(texture)는 인쇄판에 균일한 두께로 고르고 신속하게 잉크를 계량할 수 있는 수천의 작은 셀(cell)로 덮여 있기 때문에 텍스처가 특정 양의 잉크를 수용하는 소위 아닐록스 롤(anilox roll)(또는 계량 롤)로 잉크 챔버(chamber)로부터 수성일 수 있는 잉크를 전사한다. 닥터 블레이드(doctor blade)로 지칭된 금속 스크레이퍼(scraper)는 인쇄판에 잉크를 바르기 전에 아닐록스 롤러로부터 과량의 잉크를 제거한다. 끝으로 기재를 플레이트와 가압 실린더(impression cylinder) 사이에 공급하여 화상을 전사한다. 후속 공정 단계(다색 인쇄, 펀칭, 다이 커팅, 크리싱(creasing) 등)가 건조 표면을 필요로 하는 경우에, 건조 단계를 포함할 수 있다.

다른 인쇄 기술 예컨대 로토그라비어 또는 오프셋 인쇄와 비교하여, 플렉소그래피는 전형적으로 색의 총량에 따라 훨씬 많은 양의 잉크를 사용한다. 이는 인쇄 공정 중에, 특히 다색 인쇄 응용 분야(print application)의 경우에 문제를 일으킬 수 있다. 최종 상을 재현하기 위해 전형적으로 다층 잉크가 필수적이다. 이 공정은 통상적으로 다음 인쇄 또는 전환 단계가 기재에 적용되기 전에 고정화(immobilized) 잉크를 필요로 한다. 또한, 유기 용매에 의해 생성된 오염을 줄이기 위해, 수성 잉크의 사용으로 플렉소그래피에 관련성을 증가시키고 있다. 그러나 이러한 수성 잉크는 잉크 용매를 매우 신속하게 흡수할 수 있는 기재를 필요로 하며, 그 이유는 수성 잉크가 유출하고, 움직이며, 번지는 경향이 있기 때문이다. 또한 포스트 프린트(post-print) 웨트 온 웨트(wet-on-wet) 인라인 플렉소그래피에서 인쇄된 기재를 최종 인쇄 제품으로 예를 들어 다이 커팅, 크리싱, 폴딩(folding), 또는 글루잉(gluing)에 의해 건조 단계 사이에 끼우지 않고 즉시 추가 처리하는 것이 전형적이다.

현재, 코팅되지 않지만, 재생 또는 백색 최상층이 있거나, 백색 안료 층으로 코팅되어 있는 플렉소그래피 종이계 인쇄 매체를 제조하고 있다. 이들 인쇄 매체는 쉬렌츠(schrenz), 테스트라이너(testliner), 화이트 톱 라이너(white top liner) 또는 화이트 톱 테스트라이너로서 본 기술에서 알려져 있다. 코팅되지 않은 기재는 각 인쇄 유닛 사이에 중간 건조 없이 인쇄될 수 있다. 그러나 이들 코팅되지 않은 기재는 무광 표면이며, 따라서 광택 있는 고품질 인쇄물을 제조하지 못하게 한다. 그러나 광택 인쇄물을 제공할 수 있는 코팅된 기재는 각 인쇄 유닛 사이에 중간 건조 단계를 필요로 하며, 그 이유는 잉크가 충분히 신속하게 흡수되지 않기 때문이다. 중간 건조 단계가 없으면, 다음 인쇄 유닛, 컨베이어 벨트, 및 가공 설비에서 잉크의 얼룩짐이 바니싱(varnishing) 없이 발생할 것이다.

유럽특허 출원 제2 395 148 A1호에서는 특정 세공 구조를 가진 도포 층을 포함하는 괘선지의 제조 방법을 기재하고 있다. 가교결합 음이온 중합체로 pH 4 내지 5에서 종이를 코팅하는 방법, 및 플렉소그래피 인쇄에서 이러한 종이의 용도가 미국특허 제5,229,168 B1호에 개시되어 있다. 미국특허출원 공개 제2008/0282026 A1호는 인쇄 응용 분야를 위한 다공성 코팅 조성물이 있는 라이너보드(linerboard)에 관한 것이다. 특히 종이 충전제 및 종이 또는 플라스틱 코팅에 사용하기 위한, 광물 조성물이 유럽특허 출원 제2 465 903 A1호에 기재되어 있다.

그러나 본 기술에서 플렉소그래피에 적합하고, 높은 생산성으로 품질이 양호한 인쇄물의 재현을 가능하게 하는 인쇄 매체에 대한 필요성이 남아 있다.

따라서 본 발명의 목적은 플렉소그래피, 바람직하게는 웨트 온 웨트 및/또는 포스트 프린트 플렉소그래피에 적합하고, 선행 기술의 문제점을 상당히 감소시키는 인쇄 매체를 제공하는 것이다. 전사 잉크를 충분히 신속하게 흡수하고, 따라서 인쇄 응용 분야, 예를 들어 프리 프린트 또는 포스트 프린트 플렉소그래피에 임의의 중간 건조 단계를 필요로 하지 않으면서 사용될 수 있는 인쇄 매체를 제공하는 것이 바람직하다. 또한 코팅되지 않은 화이트 톱 라이너와 같이 동일한 속도에서 얼룩짐 및 번짐 없이 플렉소그래피에 사용될 수 있고, 따라서 높은 생산성을 가능하게 하는 인쇄 매체를 제공하는 것이 바람직하다. 또한 후속 공정 유닛에서 얼룩짐 없이 많은 양의 잉크, 특히 플렉소그래피 잉크를 흡수할 수 있는 인쇄 매체를 제공하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 목적은 인쇄 응용 분야에서, 특히 플렉소그래피 인쇄 응용 분야에서, 인쇄 시스템의 장치 세트 업을 변경하지 않고, 코팅되지 않은 기재를 대체할 수 있는 인쇄 매체를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 목적은 시트 광택, 인쇄 광택 및 명도가 향상된 인쇄 매체를 제공하는 것이며, 이 매체는 고 품질의 인쇄물, 특히 고 품질 플렉소그래피 인쇄물의 제조를 가능하게 한다.

이전의 목적과 다른 목적은 제1 면과 이면을 가진 기재를 포함하는 인쇄 매체에 의해 해결되며, 여기서 기재는 적어도 제1 면에 안료 입자를 포함하는 하나 이상의 투과성(permeable) 코팅 층을 포함하며, 상기 안료 입자는 압축 상(compacted bed)의 형태일 경우 단일 모드 세공 직경 분포(monomodal pore diameter distribution), 36 내지 80 nm의 반치 전폭 높이(FWHM; full width at half maximum height)로서 표시된 체적 한정(volume defined) 다분산도, 및 30 내지 80 nm의 체적 한정 중앙 세공 직경을 갖는다.

본 발명의 또 다른 양태에 따라, 인쇄 매체의 제조 방법이 제공되며, 이 방법은 하기 단계를 포함하며:

a) 제1 면과 이면을 가진 기재를 제공하는 단계, 및

b) 안료 입자와 하나 이상의 코팅 결합제를 포함하는 코팅 조성물을 기재의 제1 면에 도포하여 투과성 코팅 층을 형성하는 단계,

여기서 상기 안료 입자는 압축 상의 형태일 경우 단일 모드 세공 직경 분포, 36 내지 80 nm의 반치 전폭 높이(FWHM)로서 표시된 체적 한정 다분산도, 및 30 내지 80 nm의 체적 한정 중앙 세공 직경을 갖는다.

또한 본 발명의 또 다른 양태에 따라, 안료 입자를 포함하는 조성물이 제공되며, 여기서 상기 안료 입자는 압축 상의 형태일 경우 단일 모드 세공 직경 분포, 36 내지 80 nm의 반치 전폭 높이(FWHM)로서 표시된 체적 한정 다분산도, 및 30 내지 80 nm의 체적 한정 중앙 세공 직경을 갖는다.

또한 본 발명의 또 다른 양태에 따라, 안료 입자를 포함하는 조성물의 인쇄 응용 분야에서 용도가 제공되며, 여기서 상기 안료 입자는 압축 상의 형태일 경우 단일 모드 세공 직경 분포, 36 내지 80 nm의 반치 전폭 높이(FWHM)로서 표시된 체적 한정 다분산도, 및 30 내지 80 nm의 체적 한정 중앙 세공 직경을 갖는다.

본 발명의 유리한 실시형태는 상응하는 종속항에서 한정된다.

일 실시형태에 따라, 기재는 종이, 카드보드(cardboard), 컨테이너보드(containerboard), 플라스틱, 셀로판, 텍스타일, 목재, 금속, 또는 콘크리트로부터 선택되며, 바람직하게는 종이, 카드보드, 또는 컨테이너보드이다. 또 다른 실시형태에 따라, 기재는 제1 면 및 이면에 하나 이상의 투과성 코팅 층을 포함한다. 일 실시형태에 따라, 기재는 2층 이상의 부층, 바람직하게는 3층, 5층, 또는 7층의 부층으로 구성된다. 또 다른 실시형태에 따라 기재는 바람직하게는 침강 탄산칼슘, 개질 탄산칼슘, 또는 중질 탄산칼슘, 또는 이들의 혼합물로 프리코팅된다(precoated).

일 실시형태에 따라, 안료 입자는 탄산칼슘, 플라스틱 안료 예컨대 폴리스티렌계 플라스틱 안료, 이산화티탄, 돌로마이트, 하소 점토, 비하소(함수) 점토, 벤토나이트, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되며, 바람직하게는 탄산칼슘이고, 더 바람직하게는 침강 탄산칼슘이다. 또 다른 실시형태에 따라 안료 입자는 압축 상의 형태일 경우 40 내지 80 nm, 바람직하게는 45 내지 75 nm, 더 바람직하게는 50 내지 70 nm의 반치 전폭 높이(FWHM)로서 표시된 체적 한정 다분산도를 갖는다. 또한 또 다른 실시형태에 따라 안료 입자는 압축 상의 형태일 경우 35 내지 75 nm, 바람직하게는 40 내지 70 nm의 체적 한정 중앙 세공 직경을 갖는다.

일 실시형태에 따라, 안료 입자는 압축 상의 형태일 경우, 침입 총 비공극체적(intruded total specific void volume)이 0.20 내지 0.50 ㎤/g, 바람직하게는 0.25 내지 0.48 ㎤/g, 더 바람직하게는 0.30 내지 0.55 ㎤/g, 가장 바람직하게는 0.35 내지 0.40 ㎤/g이다. 또 다른 실시형태에 따라, 안료 입자는 비표면적이 10 내지 30 ㎡/g, 바람직하게는 15 내지 25 ㎡/g이다. 또한 또 다른 실시형태에 따라, 안료 입자는 중량 중앙 입도(d ₅₀ )가 ≤300 nm, 바람직하게는 20 내지 250 nm, 더 바람직하게는 50 내지 240 nm, 가장 바람직하게는 70 내지 230 nm이다.

일 실시형태에 따라, 코팅 층은 추가로 코팅 결합제를 바람직하게는 안료 입자의 총 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%, 바람직하게는 3 내지 15 중량%, 더 바람직하게는 6 내지 12 중량%의 양으로 함유한다. 또 다른 실시형태에 따라, 코팅 결합제는 전분, 폴리비닐알코올, 스티렌-부타디엔 라텍스, 스티렌-아크릴레이트 라텍스, 또는 폴리비닐 아세테이트 라텍스, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되며, 바람직하게는 스티렌-부타디엔 라텍스이다.

일 실시형태에 따라, 코팅 층은 코트 중량(coat weight)이 1 내지 50 g/㎡, 바람직하게는 2 내지 40 g/㎡, 더 바람직하게는 3 내지 30 g/㎡, 가장 바람직하게는 5 내지 20 g/㎡이다. 또 다른 실시형태에 따라, 코팅 층은 추가로 레올로지 개질제(rheology modifier)를 안료 입자의 총 중량을 기준으로 1 중량% 미만의 양으로 포함한다. 또한 또 다른 실시형태에 따라, 코팅 층은 투과성이 0.2 x 10^-17 ㎡ 초과, 바람직하게는 0.3 x 10^-17 ㎡ 내지 3.0 x 10^-17 ㎡, 더 바람직하게는 0.4 x 10^-17 ㎡ 내지 2.5 x 10^-17 ㎡이다. 또한 또 다른 실시형태에 따라, 인쇄 매체는 플렉소그래피 인쇄 매체이다.

일 실시형태에 따라, 본 발명의 방법에 사용되는 코팅 조성물은 액체 코팅 조성물이며, 이 방법은 추가로 코팅 층을 건조시키는 단계 c)를 포함한다. 또 다른 실시형태에 따라, 또한 단계 b) 및 c)를 기재의 이면에 수행하여 제1 면 및 이면에 코팅되는 인쇄 매체를 제조한다. 또한 또 다른 실시형태에 따라, 상이하거나 동일한 액체 코팅 조성물을 사용하여 단계 b) 및 c)를 두 번째 수행한다.

일 실시형태에 따라, 코팅 층을 형성하는, 본 발명의 방법에서 사용되는 액체 코팅 조성물은 고형분이 액체 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 10 내지 80 중량%, 바람직하게는 30 내지 75 중량%, 더 바람직하게는 40 내지 70 중량%, 가장 바람직하게는 45 내지 65 중량%이다. 또 다른 실시형태에 따라, 액체 코팅 조성물은 브룩필드(Brookfield) 점도가 20 내지 3000 mPa·s, 바람직하게는 250 내지 3000 mPa·s, 더 바람직하게는 1000 내지 2500 mPa·s 범위이다.

일 실시형태에 따라, 본 발명의 방법에 사용되는 코팅 조성물은 건조 코팅 조성물이며, 또한 단계 b)를 기재의 이면에 수행하여 제1 면과 이면에 코팅되는 인쇄 매체를 제조한다. 또 다른 실시형태에 따라 또한 상이하거나 동일한 건조 코팅 조성물을 사용하여 단계 b)를 두 번째 수행한다.

일 실시형태에 따라, 본 발명의 방법에 사용되는 코팅 조성물을 고속 코팅, 미터링 사이즈 프레스(metering size press), 커튼 코팅(curtain coating), 분무 코팅, 블레이드 코팅, 또는 정전 코팅에 의해 도포한다.

일 실시형태에 따라, 본 발명의 조성물은 건조 또는 액체 코팅 조성물이다. 또 다른 실시형태에 따라, 본 발명의 조성물이 사용되는 인쇄 응용 분야는 플렉소그래피 인쇄 응용 분야, 바람직하게는 코팅된 플렉소그래피 인쇄 매체의 제조이다.

본 발명의 목적상, 하기 용어에는 당연히 하기 의미가 있다.

본 발명의 목적상, 용어 "흡수 속도"는 특정 시간 내에 코팅 층에 의해 흡수될 수 있는 액체의 양에 대한 정도이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 흡수 속도는 V(t)/A와 √t 사이의 직선 관계로서 표시되며, 그의 기울기는 하기식이다:

여기서, m(t)는 밀도(ρ)의 액체에 대해 부피(V(t))로 정의된, 시간(t)에서 질량 흡수(mass uptake)이다. 데이터가 샘플의 단위 단면적당 흡수되는 체적인, V(t)/A이 되도록, 데이터를 샘플의 단면적(A)에 대해 정규화한다. 기울기는 선형 회귀 분석에 의해 플롯화 데이터로부터 직접 얻어질 수 있으며, 액체 흡수에 대한 흡수 속도를 제공한다. 흡수 속도는 ms^-0.5로 명시된다. 흡수 속도를 측정하는데 사용될 수 있는 장치는 문헌[Schoelkopf et al. “Measurement and network modelling of liquid permeation into compacted mineral blocks", (Journal of Colloid and Interface Science 2000, 227(1), 119-131)]에 기재되어 있다.

본 발명에서 사용되는 바와 같이, 용어 "평량"은 DIN EN ISO 536:1996에 따라 측정되며, 중량(g/㎡)으로서 정의된다.

본 발명에서 사용되는 바와 같이, 용어 "잉크"는 하나 이상의 안료, 하나 이상의 잉크 결합제, 캐리어액(carrier liquid)으로서 물, 및 임의로, 물에 관해, 소량의 유기 용매의 조합이다. 또한 잉크는 임의로 당업자에게 잘 알려져 있는 추가 첨가제를 함유할 수 있다. 예를 들어, 잉크는 인쇄 매체의 표면 또는 코팅 층의 습윤화를 향상시키는 계면활성제를 함유할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 바와 같이 용어 "잉크 결합제"는 잉크 중 1 이상의 안료 입자를 함께 결합하는데 사용되며, 기재의 표면에 이들의 부착성을 부여하는 화합물이다.

본 발명에서 사용되는 바와 같이, 용어 "코팅 결합제"는 혼합물 중 2 이상의 다른 재료, 예를 들어 코팅 조성물에 함유된 코팅 안료 입자를 함께 결합하는데 사용되며, 기재의 표면 물질에 이들의 부착성을 부여하는 화합물이다.

본 발명의 본문에서 사용되는 바와 같이 용어 "명도"(brightness)는 기재의 표면으로부터 반사되는 산란광의 백분율 크기이다. 시트가 더 밝게 반사할수록 광은 더 많다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 기재의 명도는 DIN 53145-2:2000 또는 ISO 2469:1994에 따라 457 nm의 평균 광 파장에서 측정될 수 있으며, 규정된 기준에 관해 퍼센트로 명시된다.

본 발명의 목적상, 용어 "코팅"은 인쇄 매체의 표면에 주로 남아 있는 코팅 조성물로부터 형성되고, 생성되며, 제조되는 등의 1 이상의 층, 피막, 필름, 스킨 등을 의미한다.

본 발명의 목적상, 용어 "광택"은 입사광의 일부를 거울 각도로 반사하는 기재의 능력을 의미한다. 용어 "시트 광택"은 인쇄되지 않은 기재의 광택을 의미하며, 반면에 "인쇄 광택"은 기재의 인쇄된 영역의 광택을 의미한다. 광택은 설정 각도, 예를 들어, 75°광택의 경우와 같이 75°에서 기재의 표면으로부터 정반사로 반사되는 광의 양에 대한 크기를 기준으로 할 수 있으며, 퍼센트로 명시된다. 광택은 EN ISO 8254-1:2003에 따라 측정될 수 있다.

본 발명의 의미상 "중질 탄산칼슘"(GCC)은 천연 원료, 예컨대 석회암, 대리석, 방해석, 백악 또는 돌로마이트에서 얻어지고, 습식 및/또는 건식 처리 예컨대 예를 들어 사이클론 또는 분급기에 의한, 분별, 스크리닝 및/또는 분쇄를 통해 가공되는 탄산칼슘이다.

본 발명의 의미상 "개질 탄산칼슘"(MCC)은 내부 구조 변성물 또는 표면 반응물이 있는 천연 분쇄 또는 침강 탄산칼슘을 특징으로 할 수 있다.

본 문서 전반에 걸쳐, 안료 입자의 "입도"는 그 입도의 분포로 기재한다. 값(d _x )은 x 중량%의 입자가 d _x 미만의 직경을 갖는 것에 대한 직경을 나타낸다. 이는 d ₂₀ 값이 모든 입자 중 20 중량%가 더 작은 입도이고, d ₇₅ 값은 모든 입자 중 75 중량%가 더 작은 입도인 것을 의미한다. 따라서 d ₅₀ 값은 중량 중앙 입도이며, 즉 모든 입자 중 50 중량%가 이 입도보다 크거나 작다. 본 발명의 목적상, 입도는 달리 제시되지 않는 한 중량 중앙 입도(d ₅₀ )로서 명시된다. d ₅₀ 값이 0.2 내지 5 ㎛인 입자에 대한 중량 중앙 입도(d ₅₀ ) 값을 측정하기 위해, 마이크로메리틱스사(Micromeritics, 미국)사제 Sedigraph 5100 또는 5120 장치를 사용할 수 있다.

본 발명의 본문에서, 용어 "세공"은 안료 입자 사이에 발견되는, 즉 안료 입자에 의해 형성되고, 유체의 통과 또는 흡수를 가능하게 하는 공간을 기술하는 것으로 이해된다. 세공의 크기는 하기에 기재한 바와 같이 이들의 "체적 한정 중앙 세공 직경"으로 정의될 수 있다.

또한, 본 발명의 본문에서, 용어 "침입 총 비공극체적"은 안료 입자를 함유하는 샘플의 단위 질량당 측정된 세공 체적(안료 입자 사이에 발견되는 체적)을 기술하는 것으로 이해된다. 침입 총 비공극체적은 Micrometrics Autopore IV 수은 세공계를 사용하여 수은 세공 측정법으로 측정될 수 있다.

일예의 수은 세공 측정 실험에서는 갇힌 가스를 제거하기 위해 다공성 샘플의 배기를 수반하고, 이후 샘플은 수은으로 둘러싸인다. 샘플에 의해 대체되는 수은의 양은 샘플의 벌크 체적(V _bulk)의 계산을 가능하게 한다. 그 후 외부 표면에 연결된 세공을 통해 수은이 샘플로 침입하도록 수은에 압력을 가한다. 인가된 수은의 최대 압력은 0.004 ㎛의 라플레이스 목직경(Laplace throat diameter)과 동일한 414 MPa일 수 있다. Pore-Comp(P. A. C. Gane et al . "Void Space Structure of Compressible Polymer Spheres and Consolidated Calcium Carbonate Paper-Coating Formulations", Industrial and Engineering Chemistry Research 1996, 35 (5):1753-1764)를 사용하여 수은과 침입도계 효과에 대해, 그리고 또한 샘플 압축에 대해 데이터를 보정할 수 있다. 누적 침입 곡선의 1차 도함수를 취함으로써 불가피하게 세공 차폐를 포함하여, 등가 라플레이스 직경을 기초로 한 공극도 분포를 밝힌다. 침입 총 비공극체적은 수은 세공 측정법으로 측정된 공극 체적에 상응한다.

본원에서 사용되는, 용어 "단일 모드 공극도 분포"는 공극도 분포 곡선(세로 좌표 또는 y 축에 강도, 및 가로 좌표 또는 x 축에 대수로 배열된 세공 크기)에 명확히 식별가능한 단일 최대치를 가진 세공의 군을 의미한다.

본 발명의 본문에서 용어 "체적 한정 중앙 세공 직경"은 총 비세공체적 중 50% 이하가 영 라플레이스(Young-Laplace) 등식 등가 모세관 직경보다 더 가늘게 침입되는 세공 크기를 의미할 것이며, 영 라플레이스 등식은 예를 들어 상기에 기재한 수은 세공 측정 실험에 의해 얻어진 수은 침입 곡선에 적용된다. 용어 "체적 한정 중앙 세공 직경"의 정의를 문헌[Ridgway et al. "Modified calcium carbonate coatings with rapid absorption and extensive liquid uptake capacity" (Colloids and Surfaces A: Physiochem. and Eng. Asp. 2004, 236(1-3), 91-102]에서 찾을 수 있다.

용어 "체적 한정 세공 크기 다분산도"는 안료 입자 사이에서 발견될 세공 크기 직경 분포의 폭을 기술하는 특성으로서 이해될 것이다. 본 발명의 목적상, 체적 한정 세공 크기 다분산도는 단일 세공 크기 분포 피크의 반치 전폭으로서 표시된다. "반치 전폭(FWHM)"은 종속 변수가 그 최대 값의 반과 동일한 독립 변수의 2개 극치 사이의 차이로 부여되는, 함수(function) 정도의 표시이다. 기술 용어 반치 전폭, 또는 FWHM은 대다수 세공의 직경 분포, 즉 세공 크기의 다분산도의 근사치를 내는데 사용된다.

본 발명의 본문에서 사용되는, 용어 "광학 인쇄 밀도"는 인쇄된 영역이 선택된 필터링된 광을 전달하는 정도의 크기이다. 광학 밀도는 기재 위 컬러 층의 두께 분포 농도에 대한 치수이다. 테흐콘사(Techkon, 독일 쾨니히슈타인)제 Spectrophotometer SpectroDens를 사용하여 DIN 16527-3:1993-11에 따라 광학 인쇄 밀도를 측정할 수 있다.

본 발명의 의미상 "안료"는 광물 안료 또는 합성 안료일 수 있다. 본 발명의 목적상, "광물 안료"는 분명한 무기 화학 조성과 특징적인 결정 및/또는 비정질 구조를 가진 고체 물질이며, 반면에 유기 "합성 안료"는 예를 들어 중합체를 기재로 한 플라스틱 안료이다.

본 발명의 목적상, 안료 또는 코팅 조성물의 단일 모드 세공 직경 분포, FWHM으로 표시된 체적 한정 다분산도, 체적 한정 중앙 세공 직경, 및 침입 총 비공극체적은 안료 또는 코팅 조성물이 압축 상의 형태, 즉 정제 제제(tablet formulation)의 형태일 경우 측정된다. 안료 현탁액 또는 슬러리 또는 코팅 조성물로부터 압축 상 또는 정제 제제를 제조하기 위한 상세한 설명은 문헌[Ridgway et al . "Modified calcium carbonate coatings with rapid absorption and extensive liquid uptake capacity"(Colloids and Surfaces A: Physiochem. and Eng. Asp. 2004, 236(1-3), 91-102)]에서 찾을 수 있다.

본 발명의 목적상, 용어 "투과성"은 액체가 코팅 조성물 또는 코팅 층의 정제를 통해 흐를 수 있는 용이성을 의미한다. 본원에서 사용된 바와 같이, 투과성은 다시(Darcy) 투과성 상수(k)에 관해 하기식으로서 표시된다:

여기서 dV(t)/dt는 단위 단면적(A)당 플럭스 또는 체적 유량으로서 정의되며, ΔP는 샘플에 걸쳐 가한 압력 차이고, η는 액체의 점도이며, l은 샘플의 길이이다. 데이터를 k에 관해 ㎡로 기록한다. 투과성 측정 방법에 대한 상세한 설명을 문헌[Ridgway et al. "A new method for measuring the liquid permeability of coated and uncoated papers and boards"(Nordic Pulp and Paper Research Journal 2003, 18(4), 377-381)]에서 찾을 수 있다.

본 발명의 의미상 "투과성" 코팅 층은 잉크를 흡수할 수 있는 코팅 층을 의미하며, 잉크는 상기 코팅 층에 도포되었다. 바람직하게는, 투과성 코팅 층은 투과성이 0.2 x 10^-17 ㎡이다.

본 발명의 의미상 "침강 탄산칼슘"(PCC)은 일반적으로 수성 환경에서 이산화탄소와 수산화칼슘(소석회)의 반응 후 침전에 의해 또는 칼슘과 탄산염 원의 수중 침전에 의해 얻어진 무기 합성 물질이다. 추가로, 침강 탄산칼슘은 또한 칼슘염과 탄산염, 예를 들어 염화칼슘과 탄산나트륨을 수성 환경에 도입한 생성물일 수 있다.

본 발명의 목적상, "레올로지 개질제"는 슬러리 또는 액체 코팅 조성물의 레올로지 거동을 변화시켜 사용된 코팅 방법의 필수 사양에 일치시키는 첨가제이다.

본 발명의 의미에서 광물 안료의 "비표면적(SSA)"은 광물 안료의 표면적을 광물 안료의 질량으로 나눈 것으로서 정의된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 비표면적은 BET 등온선을 사용한 흡착(ISO 9277:2010)에 의해 측정되며, ㎡/g으로 명시된다.

본 발명의 의미에서 "현탁액" 또는 "슬러리"는 불용성 고체와 물, 및 임의로 추가 첨가제를 포함하며, 통상적으로 대량의 고체를 함유하고, 따라서 더 점성이며, 밀도는 이것이 형성되는 액체보다 더 클 수 있다.

본문에서 용어 "기재"는 인쇄 또는 페인트칠하는데 적합한 표면을 가진 임의 재료, 예컨대 종이, 카드보드, 컨테이너보드, 플라스틱, 셀로판, 텍스타일, 목재, 금속, 또는 콘크리트로 이해될 것이다.

본 발명의 목적상, 층의 "두께"는 층을 형성하는 도포한 코팅 조성물을 건조한 후 층의 두께를 의미한다.

본 발명의 목적상, 액체 코팅 조성물에 관한 용어 "점도"는 브룩필드 점도를 의미한다. 브룩필드 점도는 브룩필드 점도계에 의해 23℃ 100 rpm에서 측정될 수 있으며, mPa·s로 명시된다.

본 발명의 목적상, 인쇄 잉크에 관한 용어 "점도"는 DIN 4 mm 점도 컵(cup)을 의미한다. DIN 4 mm 컵의 측정된 점도는 DIN EN ISO 2341-2012-03에 기재한 바와 같이 상기 컵의 4 mm 노즐을 통해 규정 체적의 잉크가 흐르는데 필요한 시간(초)을 특징으로 한다.

본 발명의 목적상, 용어 "프리 프린트"(pre-print)는 1층 기재를 포함하는 인쇄물의 페이싱 페이퍼(facing paper)는 별도로 인쇄되고, 이어서 다층 제품, 예컨대 예를 들어 최종 골판지에 예를 들어 글루잉 및/또는 다이 커팅에 의해 조립되는, 인쇄 응용 분야, 바람직하게는 플렉소그래피 인쇄 응용 분야를 의미한다.

본 발명의 의미에서 "포스트 프린트"(post-print)는 기재가 인쇄되고, 이는 이미 최종 인쇄물(기재)을 나타내는, 인쇄 응용 분야, 바람직하게는 플렉소그래피 인쇄 응용 분야를 의미한다. 예를 들어, 적어도 2 또는 3층의 부층을 포함하는 기재 예컨대 골판지는 포스트 프린트 공정으로 인쇄될 수 있다.

본 발명의 의미에서 "인라인 프로세스"(inline process)는 인쇄기를 사용하는, 인쇄 응용 분야, 바람직하게는 플렉소그래피 인쇄 응용 분야를 의미하며, 여기서 모든 컬러 스테이션(color station)과 임의로 추가의 포스트 프레스(post-press) 제조 단계가 연속으로, 특히 수평에서 연속으로 배치된다.

본문에서, 용어 "웨트 온 웨트"는 이어서 개별 색을 임의의 중간 건조 없이 기재에 인쇄하는, 다색 인쇄 응용 분야, 바람직하게는 다색 플렉소그래피 인쇄 응용 분야를 의미한다.

용어 "포함하는"이 본 명세서와 청구범위에서 사용되는 경우, 이것은 다른 요소를 배제하지 않는다. 본 발명의 목적상, 용어 "이루어지는"은 용어 "포함하는"(comprising of)의 바람직한 실시형태인 것으로 생각된다. 이후 그룹은 적어도 특정수의 실시형태를 포함하는 것으로 정의되는 경우, 이는 또한 그룹을 개시하는 것으로 이해되며, 바람직하게는 이들 실시형태만으로 이루어진다.

단수 명사를 언급할 때 부정관사 또는 정관사(예를 들어, "a", "an" 또는 "the")가 사용되는 경우, 이는 뭔가 다른 것이 특별히 언급되지 않는 한 그 명사의 복수를 포함한다.

"얻을 수 있는" 또는 "한정할 수 있는" 및 "얻어진" 또는 "한정된"과 같은 용어는 상호 교환하여 사용된다. 이는 본문에서 명백히 다르게 지정하지 않는 한, 용어 "얻어진"은 비록 이러한 한정된 합의가 항상 바람직한 실시형태로서 용어 "얻어진" 또는 "한정된"에 의해 포함될지라도 일 실시형태가 예를 들어 용어 "얻어진" 다음의 단계들의 순서에 의해서 얻어져야만 하는 것을 나타낸다고 의미하지 않는다.

본 발명의 인쇄 매체는 제1 면 및 이면을 가진 기재를 포함한다. 기재는 적어도 제1 면에 안료 입자를 포함하는 하나 이상의 투과성 코팅 층을 포함하며, 여기서 상기 안료 입자는 압축 상의 형태일 경우, 단일 모드 세공 직경 분포, 36 내지 80 nm의 반치 전폭 높이(FWHM)로서 표시된 체적 한정 다분산도, 및 30 내지 80 nm의 체적 한정 중앙 세공 직경을 가진다. 임의로, 인쇄 매체는 추가로 기재의 이면에 하나 이상의 투과성 코팅 층을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 인쇄 매체는 플렉소그래피 인쇄 매체이다.

하기에, 본 발명의 인쇄 매체에 대한 세부 내용과 바람직한 실시형태를 더 상세하게 제시할 것이다. 또한 이들 기술적 세부내용과 실시형태는 당연히 상기 인쇄 매체를 제조하는 본 발명의 방법, 본 발명의 조성물 및 이의 용도에 적용된다.

기재

본 발명의 인쇄 매체는 제1 면 및 이면을 가진 기재를 포함한다. 기재는 투과성 코팅 층용 지지체로서 역할할 수 있으며, 불투명, 반투명, 또는 투명할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따라, 기재는 종이, 카드보드, 컨테이너보드, 플라스틱, 셀로판, 텍스타일, 목재, 금속, 또는 콘크리트로부터 선택된다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따라, 기재는 종이, 카드보드, 또는 컨테이너보드이다. 카드보드는 카톤 보드 또는 박스보드, 골판지, 또는 비포장재 카드보드 예컨대 크로모보드(chromoboard), 또는 드로잉 카드보드를 포함할 수 있다. 컨테이너보드는 라이너보드 및/또는 골심지를 포함할 수 있다. 라이너보드와 골심지 둘 다 골판지를 제조하는데 사용된다. 종이, 카드보드, 또는 컨테이너보드 기재는 평량이 10 내지 1000 g/㎡, 20 내지 800 g/㎡, 30 내지 700 g/㎡, 또는 50 내지 600 g/㎡일 수 있다.

또 다른 실시형태에 따라, 기재는 플라스틱 기재이다. 적합한 플라스틱 물질은 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트 수지 또는 불소 함유 수지이다. 적합한 폴리에스테르의 일예는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(에틸렌 나프탈레이트) 또는 폴리(에스테르 디아세테이트)이다. 불소 함유 수지의 일예는 폴리(테트라플루오로 에틸렌)이다. 플라스틱 기재는 광물 충전제, 유기 안료,무기 안료, 또는 이들의 혼합물로 충전될 수 있다.

기재는 상기에 언급된 물질의 1층만으로 이루어질 수 있거나, 동일한 물질 또는 상이한 물질의 여러 부층을 가진 층 구조를 포함할 수 있다. 일 실시형태에 따라, 기재는 1층으로 구성된다. 또 다른 실시형태에 따라, 기재는 2층 이상의 부층, 바람직하게는 3층, 5층, 또는 7층의 부층으로 구성된다. 바람직하게는 기재의 부층은 종이, 카드보드, 컨테이너보드 및/또는 플라스틱으로 제조된다.

예시의 일 실시형태에 따라, 기재는 평평한 부층과 평평하지 않은 구조, 예 파형 구조를 가진 부층을 포함하는 2층의 부층으로 구성된다. 또 다른 예시의 실시형태에 따라, 기재는 2층의 평평한 외부 부층 및 평평하지 않은 구조, 예 파형 구조를 가진 중간 부층을 포함하는 3층의 부층으로 구성된다. 또 다른 예시의 실시형태에 따라, 기재는 2층의 평평한 외부 부층, 평평한 중간 부층, 및 외부 부층과 중간 부층 사이에 평평하지 않은 구조, 예 파형 구조를 가진 2층의 부층을 포함하는 5층의 부층으로 구성된다. 또한 또 다른 실시형태에 따라, 기재는 2층의 평평한 외부 부층, 2층의 평평한 중간 부층, 및 평평하지 않은 구조, 예 파형 구조를 가진 3층의 부층을 포함하는 7층의 부층으로 구성된다. 그러나 본 발명에 따른 인쇄 매체의 기재는 또한 임의의 다른 적합한 단층 또는 다층 구조를 포함할 수 있다.

1층만으로 이루어진 기재를 포함하는 인쇄 매체는 플렉소그래피 프리 프린트 공정으로 처리될 수 있으며, 여기서 인쇄 매체는 인쇄되고, 이어서 적어도 2층의 부층을 포함하는 제품으로 조립되며, 기재는 상기 제품의 외부 부층으로서 사용된다. 예를 들어, 이러한 프리 프린트된 인쇄 매체는 파형 파이버 보드 또는 카드보드의 외부 라이너로서 사용될 수 있다. 이러한 경우에 이러한 프리 프린트된 인쇄 매체는 도 2, 3, 및 4에 도시된 층 구조의 외부 부층(들)(2 및/또는 4)을 나타낼 것이다.

플렉소그래피 프리 프린트 공정으로 처리되는 기재는 두께가 0.04 내지 10 mm, 0.06 내지 1 mm, 또는 0.05 내지 0.5 mm일 수 있다. 바람직한 실시형태에 따라, 기재는 두께가 0.1 내지 0.3 mm이다.

프리 프린트 공정의 반대는 플렉소그래피 포스트 프린트 공정이며, 여기서 2층 이상의 부층으로 구성되는 기재를 포함하는 인쇄 매체가 인쇄된다. 인라인 프린팅 공정에서 포스트 프린팅을 포스트 프레스 제조 단계 예컨대 인쇄 매체의 폴딩 또는 커팅과 조합하는 것이 유리하다.

일 실시형태에 따라, 기재는 바람직하게는 탄산염으로, 더 바람직하게는 탄산칼슘으로, 가장 바람직하게는 침강 탄산칼슘, 개질 탄산칼슘 또는 중질 탄산칼슘, 또는 이들의 혼합물로 프리코팅된다. 이러한 프리코트(pre-coat)는 본 발명의 인쇄 매체의 광학 인쇄 밀도와 인쇄 광택을 향상시킬 수 있다.

안료 입자

본 발명의 인쇄 매체의 투과성 코팅 층은 안료 입자를 포함하며, 이들은 압축 상의 형태일 경우, 단일 모드 세공 직경 분포, 36 내지 80 nm의 반치 전폭 높이(FWHM)로서 표시된 체적 한정 다분산도, 및 30 내지 80 nm의 체적 한정 중앙 세공 직경을 가진다.

본 발명자들은 의외로 기재가 상기에 정의한 특성을 가진 본 발명의 안료 입자를 포함하는 층으로 코팅되는 경우 인쇄 응용 분야 중, 특히 플렉소그래피 중 잉크 흡수 속도가 증가할 수 있다는 사실을 알아냈다. 또한, 기재 표면 위 잉크 분자의 체류는 본 발명의 안료 입자를 포함하는 층으로 기재를 코팅함으로써 향상될 수 있으며, 차례로 더 높은 광학 인쇄 밀도를 유도한다. 기재의 시트 및 인쇄 광택 또한 향상될 수 있다. 특히, 본 발명자들은 특히 플렉소그래피 인쇄 응용 분야에서, 단일 모드 세공 직경 분포를 사용할 경우 본 발명의 안료 입자 조성물을 통해 잉크 용매의 흡수 속도에 대해 더 양호한 조절이 가능할 수 있다는 사실을 알아냈다. 어떤 이론에도 매이지 않고서, 또한 잉크 흡수 속도의 더 양호한 조절은 상기에 정의한 체적 한정 다분산도 범위로 표시된 균일한 세공 크기에 의해 얻어진다고 생각된다.

본 발명의 일 실시형태에 따라, 상기 안료 입자는 압축 상의 형태일 경우, 반치 전폭 높이(FWHM)로서 표시된 체적 한정 다분산도가 40 내지 80 nm, 바람직하게는 45 내지 75 nm, 더 바람직하게는 50 내지 70 nm이다.

본 발명의 일 실시형태에 따라, 안료 입자는 압축 상의 형태일 경우, 체적 한정 중앙 세공 직경이 35 내지 75 nm, 바람직하게는 40 내지 70 nm이다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따라, 안료 입자는 압축 상의 형태일 경우, 침입 총 비공극체적이 0.20 내지 0.50 ㎤/g, 바람직하게는 0.25 내지 0.48 ㎤/g, 더 바람직하게는 0.30 내지 0.45 ㎤/g, 가장 바람직하게는 0.35 내지 0.40 ㎤/g이다.

안료 입자는 비표면적이 10 내지 30 ㎡/g, 바람직하게는 15 내지 25 ㎡/g일 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따라, 안료 입자는 중량 중앙 입도(d ₅₀ )가 ≤300 nm, 바람직하게는 20 내지 250 nm, 더 바람직하게는 50 내지 240 nm, 가장 바람직하게는 70 내지 230 nm이다. 바람직하게는, 중량 중앙 입도(d ₅₀ )는 마이크로메리틱스사제 Sedigraph 5120을 사용하여 측정된다. 본 발명자들은 의외로 20 내지 300 nm, 및 특히 50 내지 250 nm의 중량 중앙 입도(d ₅₀ )가 본 발명의 안료 입자의 흡수 특성을 더 향상시킬 수 있으며, 향상된 종이와 인쇄 광택을 제공할 수 있다는 사실을 알아냈다.

본 발명의 일 실시형태에 따라, 안료 입자는 광물 안료 입자이다. 적합한 광물 안료는 예를 들어 중질 탄산칼슘, 개질 탄산칼슘 또는 침강 탄산칼슘, 또는 이들의 혼합물 형태로 탄산칼슘일 수 있다. 천연 중질 탄산칼슘(GCC)은 특히 예를 들어 대리석, 석회암, 백악, 및/또는 돌로마이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 침강 탄산칼슘(PCC)은 특히 예를 들어 아라고나이트, 배터라이트 및/또는 방해석 광물 결정형 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 아라고나이트는 통상 침상 형으로 존재하며, 반면에 배터라이트는 육각형 결정계에 속한다. 방해석은 편삼각면체, 각기둥, 구, 및 능면체 형태를 형성할 수 있다. 개질된 탄산칼슘은 특히 표면 및/또는 내부 구조가 변형된 천연 중질 또는 침강 탄산칼슘을 포함할 수 있으며, 예를 들어 탄산칼슘을 소수화 표면 처리제 예컨대 예를 들어 지방족 카르복실산 또는 실록산으로 처리하거나 코팅할 수 있다. 탄산칼슘을 예를 들어 폴리아크릴레이트 또는 폴리디알릴디메틸암모늄 클로라이드(polyDADMAC)에 의해 양이온성 또는 음이온성이 되도록 처리하거나 코팅할 수 있다.

바람직하게는 광물 안료는 중질 탄산칼슘, 개질 탄산칼슘, 또는 침강 탄산칼슘, 또는 이들의 혼합물이다. 특히 바람직한 실시형태에 따라, 광물 안료는 침강 탄산칼슘이다. 본 발명자들은 의외로 침강 탄산칼슘을 포함하는 코팅 층이 기재의 매우 양호한 피복률과 매우 양호한 불투명성을 얻을 수 있다는 사실을 알아냈다. 또한, 침강 탄산칼슘은 매우 좁은 단일 모드 입도 분포로 제조될 수 있다.

일 실시형태에 따라, 탄산칼슘은 탄산칼슘의 수성 현탁액으로부터 유도될 것이다. 본 발명의 일 실시형태에 따라, 탄산칼슘의 수성 현탁액은 고형분이 탄산칼슘의 수성 현탁액의 총 중량을 기준으로 10 중량% 내지 82 중량%, 바람직하게는 50 중량% 내지 81 중량%, 더 바람직하게는 50 중량% 내지 78 중량%이다. 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따라, 탄산칼슘의 수성 현탁액은 분산된 탄산칼슘의 농축 수성현탁액이며, 바람직하게는 고형분이 탄산칼슘의 수성 현탁액의 총 중량을 기준으로 50 중량% 내지 78 중량%이다.

탄산칼슘 외에, 코팅 층은 추가의 광물 안료 또는 합성 안료를 포함할 수 있다. 추가의 안료 입자에 대한 일예는 실리카, 알루미나, 이산화티탄, 점도, 하소 점토, 황산바륨, 또는 산화아연을 포함한다. 합성 안료의 일예는 플라스틱 안료, 예컨대 스티렌 안료(예, 다우 케미칼사(Dow Chemical)로부터 시판되는, Ropaque^TM AF-1353)를 포함한다.

그러나 탄산칼슘 대신에, 안료 입자는 임의의 다른 안료 입자로부터 선택될 수 있으며, 이들 입자는 압축 상의 형태일 경우, 단일 모드 세공 직경 분포, 36 내지 80 nm의 반치 전폭 높이(FWHM)로서 표시된 체적 한정 다분산도, 및 30 내지 80 nm의 체적 한정 중앙 세공 직경을 가진다.

본 발명의 예시 실시형태에 따라, 안료 입자는 탄산칼슘, 플라스틱 안료 예컨대 폴리스티렌계 플라스틱 안료, 이산화티탄, 돌로마이트, 하소 점토, 비하소(함수) 점토, 벤토나이트, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되며, 바람직하게는 탄산칼슘, 더 바람직하게는 침강 탄산칼슘이다.

본 발명의 추가 양태에 따라, 안료 입자를 포함하는 조성물이 제공되며, 여기서 상기 안료 입자는 압축 상의 형태일 경우, 단일 모드 세공 직경 분포, 36 내지 80 nm의 반치 전폭 높이(FWHM)로서 표시된 체적 한정 다분산도, 및 30 내지 80 nm의 체적 한정 중앙 세공 직경을 가진다.

본 발명의 일 실시형태에 따라, 조성물은 액체 또는 건조 코팅 조성물이다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따라, 안료 입자는 침강 탄산칼슘으로부터 선택되며, 여기서 상기 안료 입자는 압축 상의 형태일 경우, 45 내지 75 nm, 바람직하게는 50 내지 70 nm의 반치 전폭 높이(FWHM)로서 표시된 체적 한정 다분산도, 및/또는 35 내지 75 nm, 바람직하게는 40 내지 70 nm의 체적 한정 중앙 세공 직경, 및/또는 0.20 내지 0.50 ㎤/g, 바람직하게는 0.25 내지 0.48 ㎤/g의 침입 총 비공극체적, 및/또는 ≤300 nm, 바람직하게는 20 내지 250nm의 중량 중앙 입도(d ₅₀)를 가진다.

또한 본 발명의 또 다른 양태에 따라, 인쇄 응용 분야에서 안료 입자를 포함하는 조성물의 용도가 제공되며, 여기서 상기 안료 입자는 압축 상의 형태일 경우, 단일 모드 세공 직경 분포, 및 36 내지 80 nm의 반치 전폭 높이(FWHM)로서 표시된 체적 한정 다분산도를 가진다.

일 실시형태에 따라, 인쇄 응용 분야는 플렉소그래피 인쇄 응용 분야이다. 플렉소그래피 인쇄 응용 분야는 예를 들어 코팅된 플렉소그래피 인쇄 매체의 제조일 수 있으며, 여기서 바람직하게는 플렉소그래피 인쇄 매체는 종이, 카드보드, 컨테이너보드, 플라스틱, 셀로판, 텍스타일, 목재, 금속 또는 콘크리트 중에서 선택되며, 바람직하게는 종이, 카드보드, 또는 컨테이너보드이다.

그러나 본 발명의 조성물은 또한 다른 인쇄 응용 분야, 예컨대 오프셋 인쇄, 또는 잉크젯 인쇄에 사용될 수 있다.

코팅 층

기재는 적어도 제1 면에 안료 입자를 포함하는 하나 이상의 투과성 코팅 층을 포함한다. 투과성 코팅 층의 기능은 인쇄 공정의 경로에서 인쇄 매체에 적용되는 잉크 용매를 흡수하고, 기재 쪽으로 이동시키며, 잉크의 안료 입자를 보유하는 것이다.

플렉소그래피에 사용되는 잉크 조성물은 전형적으로 용매 또는 캐리어액, 염료 또는 안료, 습윤제, 유기 용매, 세제, 증점제, 방부제 등을 포함하는 액체 조성물이다. 바람직하게는 용매 또는 캐리어액은 수성이며, 즉 용매 또는 캐리어액 중 물의 양은 거기에 함유된 유기 용매 및/또는 휘발성 유기화합물의 양보다 크다. 주로 유기 용매 및/또는 휘발성 유기 화합물을 함유하는 잉크와 비교하여, 수성 잉크는 환경 문제에 더 적게 접할 수 있다.

본 발명의 인쇄 매체 중 코팅 층의 조성물에 따라, 인쇄 잉크는 추가의 첨가제 예컨대 계면활성제를 필요로 할 수 있으며, 이들은 코팅 층의 충분한 습윤화를 보장한다. 대안으로 또는 추가로, 본 발명의 인쇄 매체의 코팅 층은 충분한 습윤화가 보장되도록 구성될 수 있다. 당업자는 이러한 잉크 조성물 및/또는 코팅 층 조성물을 적절히 선택하는 방법을 알고 있다.

본 발명에 따라, 본 발명의 인쇄 매체 중 코팅 층은 투과 가능하다. 본 발명의 일 실시형태에 따라, 코팅 층은 투과성이 0.2 x 10^-17 ㎡ 초과, 바람직하게는 0.3 x 10^-17 ㎡ 내지 3.0 x 10^-17 ㎡, 더 바람직하게는 0.4 x 10^-17 ㎡ 내지 2.5 x 10^-17 ㎡이다.

코팅 층은 바람직하게는 흡수 속도가 1.0 x 10^-7 ms^-0.5 이상, 바람직하게는 1.0 x 10^-7 ms^-0.5 내지 1.0 x 10^-2 ms^-0.5, 더 바람직하게는 1.0 x 10^-6 ms^-0.5 내지 5.0 x 10^-3 ms^-0.5, 가장 바람직하게는 1.0 x 10^-5 ms^-0.5 내지 2.5 x 10^-3 ms^-0.5이다. 흡수 속도를 측정하는데 사용되는 액체는 헥사데칸이다.

본 발명의 예시 실시형태에 따라, 코팅 층은 투과성이 0.2 x 10^-17 ㎡ 초과이고, 흡수 속도가 1.0 x 10^-7 ms^-0.5 이상이며, 바람직하게는 코팅 층은 투과성이 0.3 x 10^-17 ㎡ 내지 3.0 x 10^-17 ㎡이고, 흡수 속도가 1.0 x 10^-7 ms^-0.5 내지 1.0 x 10^-2 ms^-0.5이다.

코팅 층 중 안료의 양은 코팅 층 총 중량을 기준으로 40 내지 99 중량%, 예를 들어 45 내지 98 중량%, 바람직하게는 60 내지 97 중량% 범위일 수 있다.

코팅 층은 추가로 코팅 결합제를 함유할 수 있다. 임의의 적합한 중합체 결합제가 본 발명의 코팅 층에 사용될 수 있다. 예를 들어, 중합체 결합제는 친수성 중합체 예컨대 예를 들어 폴리(비닐 알코올), 폴리(비닐 피롤리돈), 젤라틴, 셀룰로스 에테르, 폴리(옥사졸린), 폴리(비닐아세트아미드), 부분적으로 가수분해된 폴리(비닐 아세테이트/비닐 알코올), 폴리(아크릴산), 폴리(아크릴아미드), 폴리(알킬렌 옥사이드), 술폰화 또는 인산화 폴리에스테르 및 폴리스티렌, 카제인, 제인, 알부민, 키틴, 키토산, 덱스트란, 펙틴, 콜라겐 유도체, 콜로디안, 한천, 애로루트(arrowroot), 구아, 카레게난, 전분, 트라가칸트, 크산탄, 또는 람산 및 이들의 혼합물일 수 있다. 또한 다른 결합제 예컨대 수소성 물질, 예를 들어 폴리(스티렌-co-부타디엔), 폴루우레탄 라텍스, 폴리에스테르 라텍스, 폴리(n-부틸 아크릴레이트), 폴리(n-부틸 메타크릴레이트), 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트), n-부틸아크릴레이트와 에틸아크릴레이트의 공중합체, 비닐아세테이트와 n-부틸아크릴레이트의 공중합체 등을 사용할 수 있다.

일 실시형태에 따라, 코팅 결합제는 전분에서 선택되는 천연 결합제이다. 또 다른 실시형태에 따라, 코팅 결합제는 스티렌-부타디엔 라텍스, 스티렌-아크릴레이트 라텍스, 또는 폴리비닐 아세테이트 라텍스에서 선택되는 합성 결합제이다. 코팅 층은 또한 친수성 및 라텍스 결합제의 혼합물, 예를 들어, 폴리비닐 알코올 및 스티렌-부타디엔 라텍스의 혼합물을 함유할 수 있다.

본 발명의 예시 실시형태에 따라, 코팅 결합제는 전분, 폴리비닐알코올, 스티렌-부타디엔 라텍스, 스티렌-아크릴레이트 라텍스, 또는 폴리비닐 아세테이트 라텍스, 또는 이들의 혼합물에서 선택되며, 바람직하게는 스티렌-부타디엔 라텍스이다. 스티렌-부타디엔 라텍스의 일예는 신토머사(Synthomer)로부터 시판되는 Litex 9460이다.

본 발명의 일 실시형태에 따라, 코팅 층 중 코팅 결합제의 양은 안료 입자의 총 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%이며, 바람직하게는 3 내지 15 중량%, 더 바람직하게는 6 내지 12 중량%이다.

코팅 층은 추가의 임의 첨가제를 함유할 수 있다. 적합한 첨가제는 예를 들어 분산제, 밀링 조제, 계면활성제, 레올로지 개질제, 윤활제, 소포제, 광학 광택제, 염료, 방부제, 또는 pH 조절제를 포함할 수 있다. 일 실시형태에 따라, 코팅 층은 추가로 레올로지 개질제를 포함한다. 바람직하게는 레올로지 개질제는 안료 입자의 총 중량을 기준으로 1 중량% 미만의 양으로 존재한다.

예시 실시형태에 따라, 안료는 분산제에 의해 분산된다. 분산제는 안료 입자의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 10 중량%, 0.05 내지 8 중량%, 0.5 내지 5 중량%, 0.8 내지 3 중량%, 또는 1.0 내지 1.5 중량%의 양으로 사용될 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 안료는 안료 입자의 총 중량을 기준으로 분산제 0.05 내지 5 중량%에 의해, 및 바람직하게는 0.5 내지 5 중량%의 양에 의해 분산된다. 적합한 분산제로서 바람직하게는 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 푸마르산 또는 이타콘산 및 아크릴아미드 또는 이들의 혼합물을 기재로 한 폴리카르복실산 염의 단독 중합체 또는 공중합체를 포함하는 군에서 선택된다. 아크릴산의 단독 중합체 또는 공중합체가 특히 바람직하다. 이러한 제품의 분자량(M _w )은 바람직하게는 2000-15000 g/mol 범위이고, 3000-7000 g/mol의 분자량(M _w )이 특히 바람직하다. 이러한 제품의 분자량(M _w )은 또한 바람직하게는 2000 내지 150000 g/mol 범위이고, 15000 내지 50000 g/mol의 M_w가 특히 바람직하고, 예를 들어 35000 내지 45000 g/mol이다. 예시 실시형태에 따라, 분산제는 폴리아크릴레이트이다.

밀링 조제 및/또는 분산제의 분자량은 이들이 결합제로서 작용하지 않지만 대신에 이형제 화합물(parting compound)로서 작용하도록 선택된다. 중합체 및/또는 공중합체는 일가 및/또는 다가 양이온으로 중화될 수 있거나 이들은 유리 산기를 가질 수 있다. 적합한 일가 양이온은 예를 들어 나트륨, 리튬, 칼륨 또는 암모늄을 포함한다. 적합한 다가 양이온은 예를 들어 칼슘, 마그네슘, 스트론튬 또는 알루미늄을 포함한다. 나트륨과 마그네슘의 조합은 특히 바람직하다. 밀링 조제 및/또는 분산제 예컨대 폴리인산나트륨 및/또는 폴리아스파르트산 및 이들의 알칼리 및/또는 알칼리 토류 염, 시트르산나트륨 및 아민, 알칸올아민, 예컨대 트리에탄올아민 및 트리이소프로판올아민이 또한 단독으로 또는 다른 것들과 조합하여 유리하게 사용될 수 있다. 유기금속 화합물을 기재로 한 분산제가 또한 사용될 수 있다. 그러나 또한 임의의 다른 분산제를 사용할 수 있다.

예시의 일 실시형태에 따라, 코팅 층 중 안료의 양은 코팅 층의 총 중량을 기준으로 60 내지 97 중량%이며, 코팅 층 중 코팅 결합제의 양은 안료 입자의 총 중량을 기준으로 6 내지 12 중량%이고, 레올로지 개질제는 안료 입자의 총 중량을 기준으로 1 중량% 미만의 양으로 존재한다.

코팅 층은 두께가 1 ㎛ 이상, 예를 들어 5 ㎛, 10 ㎛, 15 ㎛ 또는 20 ㎛ 이상일 수 있다. 바람직하게는 코팅 층은 두께가 1 ㎛ 내지 150 ㎛ 이하의 범위이다.

본 발명의 일 실시형태에 따라, 코팅 층은 코트 중량이 1 내지 50 g/㎡, 바람직하게는 2 내지 40 g/㎡, 더 바람직하게는 3 내지 30 g/㎡, 가장 바람직하게는 5 내지 20 g/㎡이다.

본 발명의 인쇄 매체의 제조

인쇄 매체를 제조하는 방법이 제공되며, 이 방법은 하기 단계를 포함하고:

a) 제1 면과 이면을 가진 기재를 제공하는 단계, 및

여기서 상기 안료 입자는 압축 상의 형태일 경우, 단일 모드 세공 직경 분포, 36 내지 80 nm의 반치 전폭 높이(FWHM)로서 표시된 체적 한정 다분산도, 및 30 내지 80 nm의 체적 한정 중앙 세공 직경을 갖는다.

바람직하게는, 본 발명의 방법에 의해 제조된 인쇄 매체는 플렉소그래피 인쇄 매체이다.

코팅 조성물은 액체 또는 건조 형태일 수 있다. 일 실시형태에 따라, 본 발명의 방법 중 단계 b)에서 적용되는 코팅 조성물은 건조 코팅 조성물이다. 또 다른 실시형태에 따라, 본 발명의 방법 중 단계 b)에서 적용되는 코팅 조성물은 액체 코팅 조성물이다. 이 경우에, 본 발명의 방법은 추가로 코팅 층을 건조시키는 단계 c)를 포함한다.

일 실시형태에 따라, 방법 단계 b)는 또한 기재의 이면에 수행되어 제1 면 및 이면에 코팅되어 있는 인쇄 매체를 제조한다. 이 단계는 각 면을 별도로 수행할 수 있거나 제1 면과 이면을 동시에 수행할 수 있다. 코팅 조성물이 액체 형태인, 또 다른 실시형태에 따라, 방법 단계 b)와 c)가 또한 기재의 이면에 수행되어 제1 면과 이면이 코팅되어 있는 인쇄 매체를 제조한다. 이들 단계는 각 면을 별도로 수행할 수 있거나 제1 면과 이면을 동시에 수행할 수 있다.

일 실시형태에 따라, 상이하거나 동일한 코팅 조성물을 사용하여 단계 b)를 두 번째 이상 수행한다. 코팅 조성물이 액체 형태인, 또 다른 실시형태에 따라, 상이하거나 동일한 액체 코팅 조성물을 사용하여 단계 b) 및 c)를 두 번째 이상 수행한다.

코팅 층을 본 기술에서 통상 사용되는 종래의 코팅 수단에 의해 기재에 도포할 수 있다. 적합한 코팅 방법은 예를 들어 에어 나이프(air knife) 코팅, 정전 코팅, 미터링 사이즈 프레스, 필름 코팅, 분무 코팅, 권취선(wound wire) 로드 코팅, 슬롯 코팅, 슬라이드 호퍼 코팅, 그라비어, 커튼 코팅, 고속 코팅 등이다. 이들 방법 중 일부는 2 이상의 층을 동시에 코팅이 가능하며, 이는 생산비 관점에서 바람직하다. 그러나 기재에 코팅 층을 형성하는데 적합할 임의의 다른 코팅 방법이 또한 사용될 수 있다.

예시 실시형태에서 코팅 조성물을 고속 코팅, 미터링 사이즈 프레스, 커튼 코팅, 분무 코팅, 블레이드 코팅, 또는 정전 코팅으로 도포한다. 바람직한 실시형태에서, 고속 코팅이 코팅 층을 도포하는데 사용된다. 또 다른 바람직한 실시형태에서, 커튼 코팅이 코팅 층을 도포하는데 사용된다.

예시 실시형태에 따라, 액체 코팅 조성물을 고속 코팅, 미터링 사이즈 프레스, 커튼 코팅, 분무 코팅, 또는 블레이드 코팅으로 도포하고, 바람직하게는 커튼 코팅으로 도포한다. 또 다른 예시 실시형태에 따라, 건조 코팅 조성물을 정전 코팅에 의해 도포한다.

본 발명의 일 실시형태에 따라, 코팅 층을 형성하는데 사용되는 액체 코팅 조성물은 고형분이 액체 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 10 내지 80 중량%, 바람직하게는 30 내지 75 중량%, 더 바람직하게는 40 내지 70 중량%, 가장 바람직하게는 45 내지 65 중량%이다.

액체 코팅 조성물은 브룩필드 점도가 20 내지 3000 mPa·s, 바람직하게는 250 내지 3000 mPa·s, 더 바람직하게는 1000 내지 2500 mPa·s의 범위일 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따라, 코팅 조성물은 압축 상의 형태일 경우, 단일 모드 세공 직경 분포를 가진다. 본 발명의 또 다른 실시형태에 따라, 코팅 조성물은 압축 상의 형태일 경우, 반치 전폭 높이(FWHM)로서 표시된 체적 한정 다분산도가 36 내지 80 nm, 바람직하게는 40 내지 80 nm, 더 바람직하게는 45 내지 75 nm, 가장 바람직하게는 50 내지 70 nm이다.

본 발명의 일 실시형태에 따라, 코팅 조성물은 압축 상의 형태일 경우, 체적 한정 중앙 세공 직경이 30 내지 80 nm, 바람직하게는 35 내지 75 nm, 더 바람직하게는 40 내지 70 nm이다. 본 발명의 또 다른 실시형태에 따라, 코팅 조성물은 압축 상의 형태일 경우, 침입 총 비공극체적이 0.20 내지 0.50 ㎤/g, 바람직하게는 0.25 내지 0.48 ㎤/g, 더 바람직하게는 0.30 내지 0.45 ㎤/g, 가장 바람직하게는 0.35 내지 0.40 ㎤/g이다.

코팅 후, 인쇄 매체에 캘린더링(calendering) 또는 슈퍼 캘린더링으로 처리하여 표면 평활도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 2 내지 12개의 닙을 가진 캘린더를 사용하여, 20 내지 200℃, 바람직하게는 60 내지 100℃의 온도에서 캘린더링을 수행할 수 있다. 상기 닙은 경질 또는 연질 닙, 예를 들어 경질 닙일 수 있으며, 세라믹 재료로 제조될 수 있다. 예시의 일 실시형태에 따라, 코팅된 인쇄 매체를 300 kN/m에서 캘린더링하여 광택 코팅을 얻는다. 또 다른 예시 실시형태에 따라, 코팅된 인쇄 매체를 120 kN/m에서 캘린더링하여 무광 코팅을 얻는다.

기재와 하나 이상의 코팅 층을 포함하는 본 발명에 따른 인쇄 매체의 일예를 도 1 내지 4에 도시한다.

일 실시형태에 따라, 본 발명에 따른 인쇄 매체는 플렉소그래피 인쇄 응용 분야, 바람직하게는 웨트 온 웨트 플렉소그래피, 더 바람직하게는 웨트 온 웨트 프리 프린트 또는 웨트 온 웨트 포스트 프린트 플렉소그래피, 가장 바람직하게는 인라인 웨트 온 웨트 포스트 프린트 플렉소그래피에서 사용된다. 그러나 본 발명의 인쇄 매체는 또한 다른 인쇄 응용 분야 예컨대 오프셋 인쇄 또는 잉크젯 인쇄에 사용될 수 있다.

본 발명의 범위와 이점은 본 발명의 특정 실시형태를 예시하고자 하고, 비제한적인 하기 도면과 실시예를 기초로 더 잘 이해될 것이다.

도면의 설명

도 1에서는 1층 기재(2)와 기재의 제1 면에 코팅 층(1)을 포함하는 본 발명에 따른 인쇄 매체를 도시한다.

도 2에서는 3층의 부층(2, 3, 4)으로 구성되는 기재와 기재의 제1 면에 코팅 층(1)을 포함하는 본 발명에 따른 인쇄 매체를 도시한다.

도 3에서는 3층의 부층(2, 3, 4)으로 구성되는 기재 및 기재의 제1 면에 코팅 층(1)과 기재의 이면에 코팅 층(5)을 포함하는 본 발명에 따른 인쇄 매체를 도시한다.

도 4에서는 5층의 부층(2, 3, 4, 6, 7)으로 구성되는 기재 및 기재의 제1 면에 코팅 층(1)과 기재의 이면에 코팅 층(5)을 포함하는 본 발명에 따른 인쇄 매체를 도시한다.

도 5에서는 비교 시험 기재와 본 발명의 시험 기재의 인쇄 품질을 평가하는데 사용되는 실험실 규모(lab-scale) 인쇄 장치의 세트 업을 개략적으로 도시한다.

도 6에서는 비교 시험 기재와 본 발명의 시험 기재의 인쇄 품질을 평가하는 포스트 프레스(post press) 가공 유닛을 포함하는 산업 규모 인쇄 장치의 세트 업을 개략적으로 도시한다.

도 7에서는 본 발명에 따른 단일 코팅된 인쇄 매체(오른쪽 도면) 및 단일 코팅된 비교 인쇄 매체(왼쪽 도면)에 수행된 2색 플렉소그래피 시험 인쇄물을 도시한다.

도 8에서는 비교 시험 기재와 본 발명의 시험 기재의 화상을 기초로 평가되는 무채색 스케일의 누적 분포를 보여주는 그래프를 도시한다.

도 9에서는 50 내지 150 무채색 스케일 수준의 범위에서(256에서 밖으로) 도 8의 섹션을 도시한다.

도 10에서는 본 발명에 따른 단일 코팅된 인쇄 매체(오른쪽 도면) 및 단일 코팅된 비교 인쇄 매체(왼쪽 도면)에 수행된 2색 플렉소그래피 시험 인쇄물을 도시한다.

도 11에서는 본 발명에 따른 단일 코팅된 인쇄 매체에 수행된 잉크젯 시험 인쇄물을 도시한다.

도 12에서는 단일 코팅된 비교 인쇄 매체에 수행된 잉크젯 시험 인쇄물을 도시한다.

실시예

1. 측정 방법

하기에, 실시예에서 실시되는 물질과 측정 방법을 기재한다.

입도

마이크로메리틱스사제 Sedigraph 5120을 사용하여 안료 입자의 입도 분포를 측정하였다. 방법과 기구는 당업자에게 알려져 있으며, 통상 충전제와 안료의 입자 크기를 측정하는데 사용된다. 0.1 중량%의 Na₄P₂O₇을 포함하는 수용액에서 측정을 수행하였다. 고속 교반기와 초음파를 사용하여 샘플을 분산시켰다.

수성 현탁액의 고형분

메틀러 톨레도사(Mettler-Toledo, 스위스)제 습도 분석계 HR73을 사용하여 다음 설정치에서 현탁액 고형분(또한 "건조 중량"으로 알려짐)을 측정하였다: 온도 120℃, 자동 스위치 오프 3, 표준 건조, 5 내지 20 g의 현탁액.

브룩필드 점도

적합한 스핀들(spindle)이 구비된 브룩필드 점도계형 RVT를 사용하여 제조 1 시간 후 그리고 실온에서 100 rpm에 1분간 교반 후 액체 코팅 조성물의 브룩필드 점도를 측정하였다.

비표면적 ( BET ) 측정

질소와 당업자에게 잘 알려져 있는 BET 방법(ISO 9277:2010)을 사용하여 광물 충전제의 비표면적(㎡/g로)을 측정하였다. 그 후 비표면적에 광물 충전제의 질량(g로)을 곱해 광물 충전제의 총 표면적(㎡로)을 얻었다. 방법과 기구는 당업자에게 알려져 있으며, 통상 충전제와 안료의 비표면적을 측정하는데 사용된다.

인쇄 잉크의 점도

규정 체적의 잉크(DIN 4 mm 컵)가 상기컵의 노즐을 통해 흐르기 위해 필요한 시간(초)을 측정함으로써(EN ISO 2431:2012-03) 인쇄 잉크를 18" 내지 24"의 점도로 조정하였다.

pH 측정

메틀러 톨레도 Seven Easy pH 미터와 메틀러 톨레도 InLab^® Expert Pro pH 전극을 사용하여 25℃에서 pH를 측정하였다. 20℃에서 pH 값이 4, 7 및 10인 시판 완충액(알드리히(Aldrich)사제)을 사용하여 기구의 3점 검정(세그먼트 방법에 따라)을 처음에 하였다. 기록된 pH 값은 기구에 의해 검측된 종말점 값이었다(종말점은 측정된 신호가 최종 6초에 걸쳐 평균으로부터 0.1 mV 미만으로 달라질 때이었다).

안료 명도와 종이 불투명도

데이터컬러사(Datacolor)제 ELREPHO 3000을 사용하여 ISO 2469:1994(DIN 53145-2:2000 및 DIN 53146:2000)에 따라 안료 명도와 종이 불투명도를 측정하였다.

종이 광택

레만 메시스테메사(Lehmann Messsysteme GmbH, 독일 코브렌츠)제 LGDL-05.3-lab 기기 장치를 사용하여 EN ISO 8254-1:2003, TAPPI 75°(%)에 따라 종이와 프린트 광택을 측정하였다.

광학 인쇄 밀도

테흐콘사제 SpectroDens 분광계를 사용하여 DIN 16527-3:1993-11에 따라 광학 인쇄 밀도를 측정하였다.

압축 상의 형성

물이 미세한 0.025 ㎛ 필터 막을 통한 여과에 의해 유리되도록 일정한 압력(통상적으로 15 바)을 수 시간 동안 안료 현탁액 또는 슬러리에 가함으로써 안료의 압축 상 또는 정제 제제를 습식 정제 프레스 장치에서 형성하여 직경이 약 4 cm이고, 두께가 1 내지 1.5 cm인 안료의 압축 상 또는 정제를 얻었다. 얻어진 정제를 후속 분석을 위한 적합한 샘플 형태로 분할하여 만들 수 있다. 사용되는 장치는 문헌[Ridgway et al . "Modified calcium carbonate coatings with rapid absorption and extensive liquid uptake capacity"(Colloids and Surfaces A: Physiochem. and Eng. Asp. 2004, 236(1-3), 91-102]에 개략적으로 제시되어 있다. 정제를 장치로부터 꺼내 60℃의 오븐에서 24 시간 건조시켰다.

다공도 측정

압축 상 또는 정제 제제의 부분은 Micromeritics Autopore IV 수은 세공계를 사용하여 다공도에 대한 수은 세공 측정, 침입 총 비공극체적, 및 공극도 분포를 특징으로 하였다. 수은의 최대 인가 압력은 0.004 ㎛의 라플레이스 목직경과 동일한, 414 MPa이었다. Pore-Comp(P. A. C. Gane et al . "Void Space Structure of Compressible Polymer Spheres and Consolidated Calcium Carbonate Paper-Coating Formulations", Industrial and Engineering Chemistry Research 1996, 35 (5):1753-1764)를 사용하여 수은과 침입도계 효과에 대해, 그리고 또한 샘플 압축에 대해 데이터를 보정하였다. 누적 침입 곡선의 1차 도함수를 취함으로써 불가피하게 세공 차폐를 포함하여, 등가 라플레이스 직경을 기초로 한 공극도 분포를 밝혔다. 체적 한정 중앙 세공 직경을 수은 침입 곡선으로부터 산출하였고, FWHM은 공극도 분포 곡선으로부터 산출한다.

투과성 측정

투과성을 측정하기 위해 문헌[Ridgway et al. "A new method for measuring the liquid permeability of coated and uncoated papers and boards"(Nordic Pulp and Paper Research Journal 2003, 18(4), 377-381)]에 따라, 면적 15 mm x 15 mm 및 높이 10 mm인 정제(압축 상) 구조의 직육면체 조각을 PTFE 몰드에 넣고, 그 주위에 수지 Technovit 4000(헤라에우스사(Heraeus GmbH, 독일 베르하임/Ts)을 부어 직경이 30 mm인 샘플 디스크를 제조함으로써 측정 샘플을 준비하였다. 선택된 경화 수지의 신속한 점도 상승으로 샘플의 외부 경계에서 약 1 mm 국소 침투를 얻는다. 이러한 침투 깊이는 샘플 에지에서 불투명도 변화 때문에 명확히 보이며, 따라서 눈금을 매길 수 있다. 다공성 샘플의 오픈 영역, 즉 수지가 없는 영역을 평가하여 투과성 단면적을 설정할 수 있다. 장치에 넣기 전에 샘플의 공극 네트워크를 포화시키기 위해 샘플 디스크를 탐침 액을 포함하는 접시에 넣는다. 존재하는 경우 합성 또는 천연 결합제와 어떤 상호 작용을 피하기 위해, 실험에서 밀도(ρ)가 773 kgm^-3이고, 점도(η)가 0.0034 kgm^-1s^-1인 헥사데칸을 사용하였다. 그 후 샘플 디스크를 특별히 구성된 압력 셀에 넣는다. 가압 투과성 실험에 사용되는 셀 디자인은 문헌[Ridgway et al. (Nordic Pulp and Paper Research Journal 2003, 18(4), 377-381)]에 기재되어 있다. 질소 병에서 가스 과압력을 공급한다. 압력 셀을 메틀러 톨레도 AX504 미량천칭 위에 장착하고, PC가 옴야사(Omya AG) 내에서 개발된 특수 개발 소프트웨어를 사용하여 천칭 데이터를 표본 조사한다. 침투된 액체 소적(liquid drop)을 출구로 안내하기 위해 셀의 기저에 소적 캡토(captor) 장치를 필요로 하였다. 실제 기술의 중요한 점은 샘플 위치 아래의 전체 챔버가 액체로 예비 습윤화되어서 샘플을 나오는 각 소적은 소적이 샘플링 접시로 낙하하게 하여야 한다는 것이다. 일단 이들 예방책을 취하면, 플로의 연속성이 보장된다.

흡수 속도 측정

"흡수 속도"의 측정을 위한 문헌[Schoelkopf et al. "Measurement and network modelling of liquid permeation into compacted mineral blocks"(Journal of Colloid and Interface Science 2000, 227(1), 119-131)]에 의하면, 압축 상 샘플을 저면에서 상승하는 수직 에지의 베이스 주위에 실리콘의 차단 세선으로 코팅하여 이들의 외부 표면의 습윤화가 원인이 된 인공 결함을 줄였다. 나머지 외부 평면을 코팅하지 않아서, 흡수 중 대체된 공기 또는 액체의 자유 이동을 가능하게 하고, 실리콘과 흡수된 액체 사이의 임의 상호 작용을 최소로 하였다. 일단 흡수 유체 원과 접촉하도록 샘플을 낮추면, 자동화 미세천칭, 즉 존재하는 경우 임의 증발을 고려하여, 초당 10회 측정할 수 있는, 정밀도 0.1 mg인 PC 연결 메틀러 톨레도 AX504 천칭을 사용하여 접시로부터 중량 손실을 계속하여 기록한다. 기록된 중량이 일정할 경우, 흡수 포화를 나타내며, 측정은 완료된다. 흡수 측정 전 및 후에 샘플 중량을 인지하여 샘플의 그램당 침입된 체적 계산이 가능하다(중량 차를 액체 밀도로 나누면 샘플로 침입된 체적, 및 따라서 샘플 그램당 체적을 제공한다).

실험실 규모 인쇄 평가( 플렉소그래피 프린트)

시험 기재의 인쇄 품질을 평가하기 위해, 실험실 규모 인쇄 장치 Testacolor TFM 157-2(노르베르트 쉬래플리 마쉬넨(Norbert Schlaefli Maschinen), 스위스)를 배치하였다. 이 장치는 도 5에 도시한 바와 같이 중간 건조 없이 2개의 플렉소 프린트 유닛이 구비된 롤 투 롤 프레스이다. 풀림(10)으로부터 기재는 각각 폐쇄 잉크 챔버 루프로서 설계된 잉크 피드, 아닐록스 롤러로서 설계된 미터링 장치(명목상 15.2 ㎤/㎡(유닛당)의 잉크를 기재로 전사함), 플레이트 캐리어 실린더 및 가압 실린더를 포함하는 2개의 프린트 유닛(11, 및 11a)을 통과한다. 제2 프린트 유닛(11a)을 통과한 후, 잉크의 2층이 시험 기재의 표면(12) 상부에 있다. 산업적 표준 수성 잉크, 예컨대 SunChemical AquaTop 또는 NovoPrint 계열, 특히 시안과 마젠타를 사용하였다. DIN 4 mm 점도 컵을 사용하여 수돗물을 첨가함으로써 잉크의 점도를 인쇄 산업 분야에서 통상 사용되는 18초 내지 24초의 값으로 조정하였다. 잉크의 pH는 8 내지 9이었다. 기재의 표면에 기계적 응력의 작용을 모의하기 위해, 시험 기재를 거리 700 mm인 4개 롤(13, 13a, 14, 및 14a) 주위로 안내하였고, 여기서 기재의 표면은 일정한 기재 인장(10으로 확대되는, Schlaefli 제어 유닛에서 수치 3)에서 롤러(14 및 14a)과 완전 접촉하였다. 인쇄 속도는 100 m/min이었다. 특정 시험 기재의 상부에서 잉크의 건조 거동에 따라, 도 7에 도시한 바와 같이 얼룩짐이 관찰될 수 있었다. 인쇄 공정 후, 시험 기재를 임의로 열풍 건조기(15)로 통과시켜 잉크를 더 건조시킬 수 있으며, 그 후 되감기(16)에 공급한다.

실험실 규모 인쇄 조건
기계 형태	Testacolor TRM 157 2, 노르베르트 쉬래플리 마쉬넨(스위스)
공정	2 색, 웨트 온 웨트, 롤 투 롤 공정
잉크 공급자	미카엘 후버 뮌헨사(Michael Huber Muechen GmbH, 독일)
잉크 점도 (DIN 4 컵)	시안 및 마젠타: 21"
잉크 pH	시안: 8.66; 마젠타: 8.45
잉크 순서	제1 유닛: 시안 제2 유닛: 마젠타
속도	100 m/min
아닐록스	스크리닝; 2 x 120 l/cm(URMI 침지 체적; 15.4 ㎤/㎡)
시험 기재 치수	150 mm x 300 mm
플레이트	DuPont^TM Cyrel^®DPR(두께: 1.14 mm; 플레이트 경도: 76 쇼어 A) Flint Group nyloflex®ART Digital(두께: 2.54 mm; 플레이트 경도: 50 쇼어 A)

산업적 규모 인쇄 평가( 플렉소그래피 프린트)

인쇄 적성과 인쇄 품질 둘 다를 산업적 규모로 평가하기 위해, Martin 618 플렉소 폴더 글루어(Flexo folder gluer)(봅스트 그룹사(Bobst Group S.A., 스위스))에서 프린트 실험을 수행하였다. 이 장치는 도 6에 도시된 바와 같이 4개의 플렉소 프린트 유닛(31, 31a, 31b, 및 31c)이 구비되고, 중간 건조 설비가 없으며, 다이 커팅, 크리싱, 글루잉 및 폴딩 설비가 부착된 파형 시트 프레스이다. 시트/시험 기재를 컨베이어 벨트를 통해 파일 스태커(pile stacker)(30)로부터 후속 공정 단계로 이동시킨다. 프린트 유닛(31, 31a, 31b, 31c)은 각각 폐쇄된 잉크 챔버 루프로서 설계된 잉크 피드, 아닐록스 롤러로서 설계된 미터링 장치(명목상 10 ㎤/㎡의 잉크 양을 프린트 유닛(31 및 31a) 사이에, 및 8.5 ㎤/㎡의 잉크 양을 프린트 유닛(31b 및 31c) 사이에 전사함), 플레이트 캐리어 실린더 및 가압 실린더를 포함한다. 특정 프린트 유닛(31, 31a, 31b, 및 31c)을 통과한 후, 잉크의 1층(32), 2층(32a), 3층(32b) 또는 4층(32c)이 각각 시트에 전사되었다. 산업적 표준 수성 잉크, 예컨대 SunChemical AquaTop 또는 NovoPrint 계열, 특히 시안, 마젠타, 옐로 및 블랙을 사용하였다. DIN 4 mm 점도 컵을 사용하여 수돗물을 첨가함으로써 잉크의 점도를 15초 내지 30초의 값으로 조정하였다. 사용된 잉크의 pH는 8 내지 9이었다. 인쇄 속도는 5000 내지 12000 시트/min으로 달랐다. 시험 기재 치수는 1400 mm x 500 mm이었고, 이는 40 m/min 내지 100 m/min의 인쇄 속도에 상응한다. 최종 프린트 유닛(31c)을 통과한 후, 시험 기재를 즉시 다이 커팅(33), 크리싱(34), 글루잉(35) 및 폴딩(36)의 후속 공정 단계에 공급하고, 여기서 시험 기재의 표면은 가이드 롤 또는 기구와 직접 접촉한다. 잉크의 불충분한 고정/건조의 경우, 시험 기재 위에 잉크의 침착 및/또는 얼룩짐이 발생할 수 있다. 끝으로, 준비된 제품을 배송처(37)로 공급한다.

산업적 규모 인쇄 조건
기계 형태	Martin 618, 봅스트 그룹사(스위스)
공정	4 색, 웨트 온 웨트 시트 피드, 파형 포스트 프린트 공정
잉크 공급자	배치 1: 선 케미칼 "Aquatop"(표준 잉크) 배치 2: 선 케미칼 "Novoprint"(급속 건조)
잉크 점도 (DIN 4 컵)	배치 1: 블랙: 28", 시안: 26"; 마젠타: 29"; 옐로: 30" 배치 2: 블랙: 17", 시안: 17"; 마젠타: 21"; 옐로: 25"
잉크 pH	모든 잉크: 8.5
잉크 순서	제1 유닛: 블랙; 제2 유닛: 시안; 제3 유닛: 마젠타; 제4 유닛: 옐로
속도	제1 런: 8500 시트/h(85 m/min) 제2 런: 15000 시트/h(125 m/min)
아닐록스	스크리닝: n.n.(유닛 1 & 3 침지 체적: 10 ㎤/㎡) 스크리닝: n.n.(유닛 2 & 4 침지 체적: 8.5 ㎤/㎡)
시험 기재 치수	1 400 mm x 500 mm
플레이트	Flint Group nyloflex® FSC Digital(두께: 4.7 mm; 플레이트 경도: 76 쇼어 A)

실험실 규모 인쇄 장치에서 제조된 시험 기재에 대한 얼룩짐 평가

코팅된 라이너의 플렉소그래피 인쇄에서 얼룩짐을 측정하고, 정량화하는데 하기 방법을 사용하였다. 이 방법을 4개 단계로 나눌 수 있고, 이들 단계는 연속으로 수행된다.

1. 인쇄된 영역의 디지털화

얼룩짐의 정량화를 위해 통계적으로 합리적인 샘플 영역을 디지털화하는데 컴퓨터 제어되고, 스테이지에 장착된 디지털 카메라를 사용하였다. 6.81 x 4.27 ㎠의 영역을 커버하는데 3456 x 2304 픽셀의 해상도를 선택하였다. 얻어진 화상을 데이터 압축 없이 jpeg 파일로 저장하였다.

2. 화상 준비

디지털 화상은 통상 적색, 녹색 및 청색, 및 색당 256 색조(shade)를 나타내는, 3개의 채널 또는 매트릭스로 이루어진다. 무료 소프트웨어 Irfan View를 사용하여 색 채널을 단 하나의 매트릭스지만 또한 256 색조로 이루어진 개별 화상으로 분리하였다. 원 화상으로부터 Irfan View에 의해 추가의 무채색 스케일 화상을 산출하였다. 새로 생성된 화상을 무료 소프트웨어 GNU Octave로 추가 분석하였다.

3. 화상 분석

새로 생성된 화상을 분석하는데 무료 소프트웨어 GNU Octave를 사용하였다. 상기 소프트웨어는 화상을 매트릭스로서 다루며, 이들 화상의 간단한 처리를 가능하게 한다. 모든 가능한 회색도(0 내지 255)에 대한 누적 도수(cumulative frequency)를 계산하는 알고리즘을 개발하였고, 하기에 제시한다:

이 알고리즘은 사용자 인터페이스(GUI Octave)에서 시작되어 추가 분석을 위한 편집된 결과가 있는 텍스트 파일(작업 디렉터리에서 RESULTSfreque.txt)을 돌려준다.

4. 의미 있는 결과 작성

도 8에 도시한 바와 같이 그래프를 만드는데 엑셀을 사용하였다. 도 8에서는 무채색 스케일 화상의 상이한 색 채널 또는 색조 0 내지 255에 대한 누적 분포를 보여준다. 평균 빈도(무차원)는 시험 기재 영역의 분율에 상응하며, 이는 특정 색조(specific shade)에 의해 커버된다. 얼룩짐의 최상 검출은 50 내지 150의 역치 범위에 있고, 도 9에 도시되어 있으며, 누적 분포에서 거의 일정한 랭크(rank)와 최대 차이로 표시되어 있다. 이러한 방식으로 이 색조 간격에 대해 평균 빈도를 산출할 수 있다.

2. 실시예

A. 플렉소그래피 인쇄

하기 표 4에 편집된 바와 같이, 기재에 도포되는 액체 코팅 조성물을 제조하는데 하기 구성 요소를 사용하였다.

기재: 함부르거 피텐사(Hamburger Pitten GmbH & Co. KG, 오스트리아)로부터 시판되는, 평량(grammage)이 125 g/㎡인 톱 플라이(Top ply) 크기 테스트라이너 III.

안료 1: 옴야사로부터 시판되는, Omyaprime HO 40 GO(침강 탄산칼슘).

안료 2: 옴야사로부터 시판되는, Omya Hydrocarb 60 GU(중질 탄산칼슘).

안료 3: 침강 탄산칼슘(d ₅₀: 230 nm, BET: 19.1 ㎡/g).

안료 4: 옴야사로부터 시판되는, Omya Covercarb 75 GU 71.5%(중질 탄산칼슘).

안료 5: 천연 중질 탄산칼슘(d ₅₀: 250 nm, BET: 24.8 ㎡/g).

결합제: 신토머 도이취란트사(Synthomer Deutschland GmbH, 독일)로부터 시판되는, Litex PX 9464(음이온 카브록실화 스티렌/부타디엔 공중합체).

레올로지 개질제: BASF사(독일)로부터 시판되는, Sterocoll DF3x(아크릴레이트 공중합체) 및 Lumiten I-SC(술포숙신산나트륨의 용액).

표 3에서는 표 4에 특성화되는 코팅 조성물을 제조하는데 사용되는 안료의 특성을 보여준다.

안료 특성
안료	침입 총 비공극체적 [㎤/g]	중앙 세공 직경 [㎛]	FWHM [㎛]	비표면적 (BET) [㎡/g]	d ₅₀ [㎛]	모드
안료 1(비교)	0.214	0.09	0.064	12.35	0.360	다중 모드
안료 2(비교)	0.116	0.09	0.068	7.28	1.467	다중 모드
안료 3(본 발명)	0.384	0.07	0.057	19.1	0.230	단일 모드
안료 4(비교)	0.186	0.07	0.058	11.15	0.607	다중 모드
안료 5(본 발명)	0.303	0.06	0.042	24.8	0.250	단일 모드

안료 5의 제조

직경이 10 - 300 mm인, 노르웨이 몰데 지역의 노르웨이 대리석 암석을 d ₅₀ 42-48 ㎛의 분말도로 자생적으로 건조 분쇄하였다(즉, 분쇄 매질의 부재 하에). 임의 첨가제 예컨대 분산 및/또는 분쇄 조제 없이 0.3-0.7 mm의 규산지르코늄 비드를 사용하여 d ₉₈이 2.05 ㎛이고, d ₅₀이 0.55 ㎛일 때까지의 분말도로, 연속 모드로 체적 1500 리터의 수직 마쇄기 밀에서 수돗물 중 고형분 25 중량%에서 이 물질을 습식 분쇄하였다.

분자량(Mw)이 5500이고, 다분산도가 2.7인 나트륨/칼슘 폴리아크릴레이트 분산제 0.40 중량%를 첨가함으로써 0.3-0.7 mm의 규산지르코늄 비드를 사용하여 연속 모드로 체적 1500 리터의 수직 마쇄기 밀에서 수돗물 중 고형분 20 중량%에서 이 생성물을 더 분쇄하였다. 얻어진 생성물은 d ₉₈이 0.69 ㎛이고, d ₅₀이 0.25 ㎛이다. 두 분쇄 단계에서 온도는 대략 85℃이었다.

그 후 이 슬러리를 열 증발기에서 50 중량%의 고형분으로 농축하고, 증발 전에 분자량(Mw)이 5500이고, 다분산도가 2.7인 또 다른 나트륨/칼슘 폴리아크릴레이트 분산제 0.45 중량%를 첨가하였다.

고형분이 50 중량%인 이 슬러리의 일부를 고형분 56 중량%로 추가 농축하였다. 2 샘플의 pH는 10.2이고, 브룩필드 점도는 각각 65 mPa·s 및 56 mPa·s이다.

3개의 상이한 액체 코팅 조성물(표 4 참조)을 제조하는데 상기 안료들을 사용하여 본 발명을 입증하였다.

코팅 조성물
	코팅 조성물 A (선행 기술) [건조 물질 총량을 기준으로 중량%]	코팅 조성물 B (본 발명) [건조 물질 총량을 기준으로 중량%]	코팅 조성물 C (선행 기술) [건조 물질 총량을 기준으로 중량%]	코팅 조성물 D (본 발명) [건조 물질 총량을 기준으로 중량%]
안료 1	60.44	-	-	-
안료 2	30.22	-	-	-
안료 3	-	90.66	-	-
안료 4	-	-	92.33	-
안료 5	-	-	-	90.66
결합제	9.07	9.07	7.39	9.07
레올로지 개질제	0.27	0.27	0.25	0.27

백색 톱 라이너용으로 전형적인 톱 코팅 제제인, 액체 코팅 조성물 A(선행 기술 실시예), 또는 B 또는 D(본 발명의 조성물)를 기재 위에 17 내지 20 g/㎡의 양으로, 커튼 코팅기(PTS, 뮌헨)에 의해 단일 코팅하였다. 액체 코팅 조성물의 고형분은 액체 조성물의 총 중량을 기준으로 약 60 중량%이었다. 코팅 층을 코팅기에서 최종 함수율 4.5 내지 5%로 건조시켰다.

이중 코팅된 기재를 제조하기 위해, 기재를 PTS(뮌헨)에서 커튼 코팅기에 의해 다층 커튼 코팅하였다. 프리코트에 액체 프리코팅 조성물 C를 약 13 g/㎡의 양으로 도포하였다. 액체 코팅 조성물의 고형분은 액체 조성물의 총 중량을 기준으로 약 68 중량%이었다. 톱 코팅 층에 프리코트와 동일한 순서로 PTS(뮌헨)에서 동일한 커튼 코팅기에 의해, 액체 코팅 조성물 B(본 발명의 조성물)를 5 내지 7 g/㎡의 양으로 추가 도포하였고(상기 표 4 참조), 이는 백색 톱 라이너용으로 전형적인 톱 코팅 제제이다. 액체 코팅 조성물의 고형분은 액체 조성물의 총 중량을 기준으로 약 60 중량%이었다. 두 코팅 층을 최종 함수율 4.5 내지 5%로 코팅기에서 건조시켰다.

광학 밀도를 측정함으로써 플렉소그래피 인쇄에서 시험 기재의 인쇄 품질을 평가하였다. 색 용량(color volume)이 37 ㎤/㎡인 플렉소그래피 인쇄 시스템 Martin 618(봅스트 그룹사)을 사용한 결과를 표 5에 제시한다. 또한, 시험 기재에 대해 측정된 광택과 인쇄 광택 값의 비교를 표 6에 제시한다. 도 8과 9에서는 코팅하지 않은 백색 톱 테스트 라이너(WTTL), 2개의 비교 코팅된 시험 기재, 및 본 발명의 코팅 층을 포함하는 시험기재 위의 얼룩짐을 도시하는 그래프를 보여준다.

색 용량이 37 ㎤/㎡인 플렉소그래피 인쇄 시스템 Martin 618(봅스트 그룹사)에 인쇄된 시험 기재에 대해 측정된 광학 밀도
	OD 합계 (시안, 마젠타)	OD 합계 (시안, 마젠타, 옐로, 블랙)
코팅 안 된 기재	2.74	5.99
기재 + 조성물 A(비교)	3.84	8.42
기재 + 조성물 B(본 발명)	4.10	8.31
기재 + 조성물 C + 조성물 B(본 발명)	4.27	8.45

[표 5a]

표 1에 기재한 플렉소그래피 실험실 규모 인쇄 시스템 Testacolor TRM 157 2(보르베르트 샤플래플리 마쉬넨사)에 인쇄된 시험 기재에 대해 측정된 광학 밀도

색 용량이 37 ㎤/㎡인 플렉소그래피 인쇄 시스템 Martin 618(봅스트 그룹사)에 인쇄된 캘린더링되지 않은 시험 기재에 대해 측정된 광택과 인쇄 광택
	종이 광택	인쇄 광택 블랙	인쇄 광택 시안	인쇄 광택 마젠타
코팅 안 된 기재	5.00	3.60	3.33	2.97
기재 + 조성물 A(비교)	20.00	32.00	25.00	28.00
기재 + 조성물 B(본 발명)	26.00	31.00	24.00	28.00
기재 + 조성물 C + 조성물 B(본 발명)	30.00	34.00	24.00	28.00
기재 + 조성물 D(본 발명)	26.00	37.00	34.00	36.00

결과로서 본 발명의 코팅 조성물을 포함하는 기재가 코팅되지 않은 기재와 비교하여 향상된 광학 밀도와 광택 값을 제공한다는 사실을 보여준다. 단일 코팅된 기재를 사용하여 플렉소그래피 인쇄에서 얻어진 광학 밀도 값으로부터 본 발명의 코팅을 포함하는 단일 코팅된 기재에 대한 광학 밀도가 비교 코팅을 포함하는 단일 코팅된 기재의 광학 밀도와 비교할 만하거나 심지어 더 양호하다는 사실을 밝히고 있다. 광택과 인쇄 광택 값에 대해 동일하다. 광학 밀도와 얻어진 인쇄의 광택 둘 다 본 발명의 코팅 조성물을 도포하기 전에 기재를 프리코팅하여 향상될 수 있다.

또한, 도 7, 오른쪽 도면으로부터 비교 코팅을 포함하는 단일 코팅된 기재에서 2색(시안 및 마젠타)을 사용한 색 플렉소그래피 인쇄는 잉크 용매의 느린 흡수로 인해 인쇄된 잉크의 허용될 수 없는 얼룩짐(오른쪽 시험 프린트(63)의 하부에서 회색 스팟으로서 보임)을 유발한다는 사실을 추측할 수 있다. 비교하여, 본 발명의 코팅을 포함하는 단일 코팅된 기재 위 색 플렉소그래피 인쇄에서 인쇄된 잉크의 얼룩짐이 관찰되지 않는다(도 7, 왼쪽 시험 프린트(53)의 하부 참조). 각각 부호(50 및 60)로 표시되는 시험 기재의 영역을 시안으로 인쇄하고, 각각 부호(52 및 62)로 표시되는 영역을 마젠타로 인쇄하며, 영역(51 및 61)은 진한 보라색을 얻는 시안과 마젠타의 혼합이다.

도 10에 도시된 본 발명의 코팅 대 비교 코팅에 동일하게 적용되며, 여기서 본 발명의 코팅에 사용되는 안료는 천연 중질 탄산칼슘이다. 도 10, 오른쪽 도면으로부터 비교 코팅을 포함하는 단일 코팅된 기재에서 2색(시안 및 마젠타)을 사용한 색 플렉소그래피 인쇄는 잉크 용매의 느린 흡수로 인해 인쇄된 잉크의 허용될 수 없는 얼룩짐(오른쪽 시험 프린트(83)의 하부에서 회색 스팟으로서 보임)을 유발한다는 사실을 추측할 수 있다. 비교하여, 본 발명의 코팅을 포함하는 단일 코팅된 기재 위 색 플렉소그래피 인쇄에서 인쇄된 잉크의 얼룩짐이 관찰되지 않는다(도 10, 왼쪽 시험 프린트(73)의 하부 참조). 각각 부호(70 및 80)로 표시되는 시험 기재의 영역을 시안으로 인쇄하고, 각각 부호(72 및 82)로 표시되는 영역을 마젠타로 인쇄하며, 영역(71 및 81)은 진한 보라색을 얻는 시안과 마젠타의 혼합이다.

상기에 기재한 방법과 알고리즘을 사용한 시험 기재에 대한 얼룩짐 평가 결과를 도 8과 도 9에 제시하며, 도 9는 50 내지 150의 음영 영역(shaded region)에서 도 8의 그래프 섹션을 보여준다. 도 8 및 9에 도시한 그래프로부터 본 발명에 따른 시험 기재 위 얼룩짐이 선행 기술에 따른 코팅 층을 포함하는 시험 기재보다 훨씬 적으며, 코팅 안 된 백색 톱 테스트 라이너(WTTL) 위 얼룩짐과 비교할 만하다는 사실을 추측할 수 있다.

B. 잉크젯 인쇄

하기 표 8에 편집된 바와 같이, 기재에 도포되는 액체 코팅 조성물을 제조하는데 하기 구성 요소를 사용하였다.

기재: 스토라 엔소 우에테르센사(Stora Enso Uetersen, 독일)제, 평량(grammage)이 90 g/㎡인 코팅되지 않은 Woodfree Basepaper.

안료 6: 옴야사로부터 시판되는, Omyajet 5010(개질 탄산칼슘).

안료 3: 침강 탄산칼슘(d ₅₀: 230 nm, BET: 19.1 ㎡/g).

안료 7: 옴야사로부터 시판되는, Omyajet 6000 G(개질 탄산칼슘).

결합제 2: 씨에이치 폴리머즈사(CH Polymers OY, 핀란드)로부터 시판되는, CHP 104(폴리비닐 아세테이트).

결합제 3: 창 충 피트로케미칼즈사(Chang Chung Petrochemicals, 중국)로부터 시판되는, BF 04(폴리비닐 알코올).

표 7에서는 표 8에 특성화된 코팅 조성물을 제조하는데 사용되는 안료의 특성을 보여준다.

안료 특성
안료	침입 총 비공극체적 [㎤/g]	중앙 세공 직경 [㎛]	FWHM [㎛]	비표면적 (BET) [㎡/g]	d ₅₀ [㎛]	모드
안료 6(비교)	0.359	0.18/0.04	0.151	29.5	1.934	이중 모드
안료 3(본 발명)	0.384	0.07	0.057	19.1	0.230	단일 모드
안료 7(비교)	0.289	0.18/0.04	0.073	27.7	0.947	이중 모드

3개의 상이한 액체 코팅 조성물(표8 참조)을 제조하는데 상기 안료들을 사용하여 본 발명을 입증하였다.

코팅 조성물
	코팅 조성물 E (선행 기술) [건조 물질 총량을 기준으로 중량%]	코팅 조성물 F (본 발명) [건조 물질 총량을 기준으로 중량%]	코팅 조성물 G (선행 기술) [건조 물질 총량을 기준으로 중량%]
안료 6	88.50	-	-
안료 3	-	88.50	-
안료 7	-	-	88.50
결합제 2	8.85	8.85	8.85
결합제 3	2.65	2.65	2.65

잉크젯 용지용으로 전형적인 톱 코팅 제제인, 액체 코팅 조성물 E(선행 기술 실시예), 또는 F(본 발명의 조성물)를 기재 위에 10 내지 14 g/㎡의 양으로, 블레이드 코팅기(BASF, 루트빅샤펜)에 의해 단일 및 이중 코팅하였다. 액체 코팅 조성물의 고형분은 액체 조성물의 총 중량을 기준으로 약 57 중량%이었다. 코팅 층을 코팅기에서 최종 함수율 4.5 내지 5%로 건조시켰다.

단일 코팅된 기재를 제조하기 위해, 기재를 BASF(루트빅샤펜)에서 블레이드 코팅기에 의해 단일 층 코팅하였다. 톱 코팅 층에 이 순서로 BASF(루트빅샤펜)에서 블레이드 코팅기에 의해, 액체 코팅 조성물 F(본 발명의 조성물)를 10 내지 14 g/㎡의 양으로 도포하였고(상기 표 8 참조), 이는 잉크젯 용지용으로 전형적인 톱 코팅 제제이다. 액체 코팅 조성물의 고형분은 액체 조성물의 총 중량을 기준으로 약 57 중량%이었다. 두 코팅 층을 최종 함수율 4.5 내지 5%로 코팅기에서 건조시켰다.

광학 색영역 용량(color gamut volume) 및 모틀링(mottling)을 측정함으로써 잉크젯 인쇄에서 시험 기재의 인쇄품질을 평가하였다. 잉크젯 인쇄 시스템 HP OfficeJet Pro 8000(Hewlett Packard, 미국)을 사용한 결과를 표 9에 제시한다. 또한, 시험 기재에 대해 측정된 광택과 인쇄 광택 값의 비교를 표 10에 제시한다. VIA-Pruefbau형 인쇄 적성 시험기 Verity IA Print Targent를 사용하여 모틀링을 측정하였고, 테흐콘사제 SpectroDens 분광계를 사용하여 색영역을 측정하였다.

HP OfficeJet Pro 8000(HP, 미국)에서 인쇄된 시험 기재에 대해 측정된 광학 밀도
	모틀링 합계 (블랙, 블루, 그린)	색영역
기재 + 조성물 E(비교)	223.41	78'762
기재 + 조성물 F(본 발명)	66.07	83'037
기재 + 조성물 G(비교)	799.4	66'132

HP OfficeJet Pro 8000(HP, 미국)에서 인쇄된 캘린더링되지 않은 시험 기재에 대해 측정된 광택과 인쇄 광택
	종이 광택	인쇄 광택 블랙	인쇄 광택 시안	인쇄 광택 마젠타
기재 + 조성물 E(비교)	5	23	13	14
기재 + 조성물 F(본 발명)	20	33	25	28
기재 + 조성물 G(비교)	8	12	7	8

잉크젯 인쇄에서 모틀링을 관찰할 수 있다. 모틀링은 대개 솔리드(solid) 영역: 잉크에 의해 야기된 종이 표면에서 작은 어둡고 밝은 영역에서, 고르지 않은 인쇄 모양이다. 모틀링은 많은 변수: 예 잉크, 색 순서, 인쇄 프레스의 구성 등에 의해 영향을 받는다. 흡수와 평활도와 같은 표면 특성에서 변화는 반점(mottle)에 관해 중요한 역할을 하며, 제조 공정과 종이 내 구성 요소에 의해 원인이 된다.

현재 표준 잉크젯 제제로서 원하지 않는 침착 작용(소위 모틀링)이 관찰될 수 있다. 예를 들어, 도 12에서는 비교의 단일 코팅된 인쇄 매체에서 수행된 잉크젯 시험 프린트를 보여준다. 부호(100 및 104)로 표시되는 이 시험 기재의 영역은 원하지 않는 침착 작용을 보여준다. 이들 영역에서 이전 시트의 비건조 잉크가 인쇄 프레스의 블랭킷(blanket)을 통해 현 시트에 침착하였다. 부호(102)로 표시된 영역은 양호한 건조 거동과 화상 품질을 보여준다.

비교하여, 도 11에 도시한 본 발명의 용액은 어떤 침착물도 보여주지 않으며, 모든 영역에서 완벽한 화상 재현을 보여준다. 도 11에서 부호(90, 92, 및 94)로 표시되는, 시험 기재의 모든 영역은 완벽한 화상 재현을 보여준다.

Claims

제1 면 및 이면을 가진 기재를 포함하고,
기재는 적어도 제1 면에 안료 입자를 포함하는 하나 이상의 투과성(permeable) 코팅 층을 포함하며,
상기 안료 입자는 압축 상(compacted bed)의 형태일 경우, 단일 모드 세공 직경 분포(monomodal pore diameter distribution), 40~80 nm의 반치 전폭 높이(FWHM; full width at half maximum height)로서 표시된 체적 한정(volume defined) 다분산도, 및 30~80 nm의 체적 한정 중앙 세공 직경을 가지는 플렉소그래피 인쇄 매체(flexographic print medium).
제1항에 있어서, 기재는 종이, 카드보드(cardboard), 컨테이너보드(containerboard), 플라스틱, 셀로판, 텍스타일, 목재, 금속, 또는 콘크리트로부터 선택되는 것인 인쇄 매체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 기재는 제1 면 및 이면에 하나 이상의 투과성 코팅 층을 포함하는 것인 인쇄 매체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 기재가 2층 이상의 부층(sublayer)으로 구성되는 것인 인쇄 매체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 기재는 프리코팅(precoating)되는 것인 인쇄 매체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 안료 입자는 탄산칼슘, 플라스틱 안료, 예컨대 폴리스티렌계 플라스틱 안료, 이산화티탄, 돌로마이트, 하소 점토, 비하소(함수) 점토, 벤토나이트, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 것인 인쇄 매체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 안료 입자는 압축 상의 형태일 경우, 반치 전폭 높이(FWHM)로서 표시된 체적 한정 다분산도가 45~75 nm 인 인쇄 매체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 안료 입자는 압축 상의 형태일 경우, 체적 한정 중앙 세공 직경이 35~75 nm 인 인쇄 매체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 안료 입자는 압축 상의 형태일 경우, 침입 총 비공극체적(intruded total specific void volume)이 0.20~0.50 ㎤/g인 인쇄 매체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 안료 입자는 비표면적이 10~30 ㎡/g인 인쇄 매체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 안료 입자는 중량 중앙 입도(d₅₀ )가 ≤300 nm 인 인쇄 매체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 코팅 층은 코팅 결합제를 더 함유하는 것인 인쇄 매체.
제12항에 있어서, 코팅 결합제는 전분, 폴리비닐알코올, 스티렌-부타디엔 라텍스, 스티렌-아크릴레이트 라텍스, 또는 폴리비닐 아세테이트 라텍스, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 것인 인쇄 매체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 코팅 층은 코트 중량(coat weight)이 1~50 g/㎡인 인쇄 매체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 코팅 층은 레올로지 개질제(rheology modifier)를 안료 입자의 총 중량을 기준으로 1 중량% 미만의 양으로 더 포함하는 것인 인쇄 매체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 코팅 층은 투과성이 0.2 x 10^-17 ㎡ 초과인 인쇄 매체.
삭제
a) 제1 면과 이면을 가진 기재를 제공하는 단계, 및
b) 안료 입자와 하나 이상의 코팅 결합제를 포함하는 코팅 조성물을 기재의 제1 면에 도포하여 투과성 코팅 층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 안료 입자는 압축 상의 형태일 경우, 단일 모드 세공 직경 분포, 40~80 nm의 반치 전폭 높이(FWHM)로서 표시된 체적 한정 다분산도, 및 30~80 nm의 체적 한정 중앙 세공 직경을 갖는 플렉소그래피 인쇄 매체의 제조 방법.
제18항에 있어서, 코팅 조성물이 액체 코팅 조성물이며, 코팅 층을 건조시키는 단계 c)를 더 포함하는 것인 방법.
제19항에 있어서, 단계 b) 및 c)를 또한 기재의 이면에 수행하여 제1 면과 이면에 코팅되어 있는 플렉소그래피 인쇄 매체를 제조하는 것인 방법.
제19항 또는 제20항에 있어서, 상이하거나 동일한 액체 코팅 조성물을 사용하여 단계 b) 및 c)를 두 번째 수행하는 것인 방법.
제18항에 있어서, 코팅 조성물이 건조 코팅 조성물이며, 단계 b)를 또한 기재의 이면에 수행하여 제1 면과 이면에 코팅되어 있는 인쇄 매체를 제조하는 것인 방법.
제22항에 있어서, 상이하거나 동일한 건조 코팅 조성물을 사용하여 단계 b)를 또한 두 번째 수행하는 것인 방법.
제19항 또는 제20항에 있어서, 코팅 층을 형성하는데 사용되는 액체 코팅 조성물은 고형분(solid content)이 액체 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 10~80 중량%인 방법.
제19항 또는 제20항에 있어서, 액체 코팅 조성물은 브룩필드(Brookfield) 점도가 20~3000 mPa·s 범위인 방법.
제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 코팅 조성물을 고속 코팅, 미터링 사이즈 프레스(metering size press), 커튼 코팅(curtain coating), 분무 코팅, 블레이드 코팅, 또는 정전 코팅에 의해 도포하는 것인 방법.
안료 입자를 포함하고,
상기 안료 입자는 압축 상의 형태일 경우, 단일 모드 세공 직경 분포, 40~80 nm의 반치 전폭 높이(FWHM)로서 표시된 체적 한정 다분산도, 및 30~80 nm의 체적 한정 중앙 세공 직경을 갖는 플렉소그래피용 조성물.
제27항에 있어서, 건조 또는 액체 코팅 조성물인 조성물.
인쇄 응용 분야(print application)에서의, 안료 입자를 포함하는 조성물의 사용 방법으로서,
상기 안료 입자는 압축 상의 형태일 경우, 단일 모드 세공 직경 분포, 40~80 nm의 반치 전폭 높이(FWHM)로서 표시된 체적 한정 다분산도, 및 30~80 nm의 체적 한정 중앙 세공 직경을 갖고,
상기 인쇄 응용 분야는 플렉소그래피 인쇄 응용 분야인 사용 방법.
삭제
플렉소그래피 인쇄 응용 분야에서의, 제1항 또는 제2항의 인쇄 매체의 사용 방법.
제1항에 있어서, 기재는 종이, 카드보드, 또는 컨테이너보드로부터 선택되는 것인 인쇄 매체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 기재가 3층, 5층, 또는 7층의 부층으로 구성되는 것인 인쇄 매체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 기재는 침강 탄산칼슘, 개질 탄산칼슘, 또는 중질 탄산칼슘, 또는 이들의 혼합물로 프리코팅되는 것인 인쇄 매체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 안료 입자는 탄산칼슘인 인쇄 매체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 안료 입자는 압축 상의 형태일 경우, 반치 전폭 높이(FWHM)로서 표시된 체적 한정 다분산도가 50~70 nm인 인쇄 매체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 안료 입자는 압축 상의 형태일 경우, 체적 한정 중앙 세공 직경이 40~70 nm인 인쇄 매체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 안료 입자는 압축 상의 형태일 경우, 침입 총 비공극체적이 0.25~0.48 ㎤/g인 인쇄 매체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 안료 입자는 비표면적이 15~25 ㎡/g인 인쇄 매체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 안료 입자는 중량 중앙 입도(d₅₀ )가 20~250 nm인 인쇄 매체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 코팅 층은 코팅 결합제를, 안료 입자의 총 중량을 기준으로 1~20 중량%의 양으로 더 함유하는 것인 인쇄 매체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 코팅 층은 코팅 결합제를, 안료 입자의 총 중량을 기준으로 3~15 중량%의 양으로 더 함유하는 것인 인쇄 매체.
제12항에 있어서, 코팅 결합제는 스티렌-부타디엔 라텍스인 인쇄 매체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 코팅 층은 코트 중량이 2~40 g/㎡인 인쇄 매체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 코팅 층은 투과성이 0.3 x 10^-17 ㎡ 내지 3.0 x 10^-17 ㎡인 인쇄 매체.
제19항 또는 제20항에 있어서, 코팅 층을 형성하는데 사용되는 액체 코팅 조성물은 고형분이 액체 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 30~75 중량%인 방법.
제19항 또는 제20항에 있어서, 액체 코팅 조성물은 브룩필드 점도가 250~3000 mPa·s 범위인 방법.
제29항에 있어서, 인쇄 응용 분야는 코팅된 플렉소그래피 인쇄 매체의 제조인 사용 방법.
웨트 온 웨트(wet-on-wet) 플렉소그래피에서의, 제1항 또는 제2항의 인쇄 매체의 사용 방법.