KR102220467B1 - 접착성 미세다공성 전사 재료 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 잉크젯 인쇄 이미지의 염료-승화 전사법용 전사 재료 (승화지)에 관한 것으로서, 상기 전사 재료는 그 앞면에 기판 및 안료와 결합제를 함유하는 잉크-수용층을 포함하되, 상기 잉크-수용층은 다공성이고 열가소성 입자를 그 위에 함유한다. 열가소성 입자를 그 위에 갖는 다공성 잉크-수용층은 Bendtsen법에 따른 공기 투과도가 100 ml/분을 초과하고, 열가소성 입자는 직경이 0.3 ㎛ 내지 5 ㎛이고 융점이 60℃ 내지 170℃이다.

Description

접착성 미세다공성 전사 재료
본 발명은 앞면에 기판 및 잉크-수용층을 포함하는, 잉크젯 인쇄된 이미지의 염료 승화 전사법에 사용하기 위한 시트형 전사 재료 - 전사 중에 수용 재료 (receiving material)에 용이하게 부착됨 - 에 관한 것이다. 결과적으로, 본 발명은 승화성 염료를 이용하는 잉크젯 인쇄용 전사지에 관한 것이며, 이 종이로부터 염료가 인쇄 후에 열 승화 수단에 의해 수용 재료에 전사된다. 본 발명은 또한 잉크젯 인쇄된 이미지를 본 발명에 따른 전사지로부터, 예컨대 직물 기반의 수용 재료에 전사하는 프로세스에 관한 것이기도 하다.
전사 인쇄 프로세스는 기계적인 이유로 인해 직접 인쇄 방법으로 인쇄하기 어려운 직물 또는 강체와 같은 재료상에 인쇄하는 데 적합하다. 전사 인쇄 방법에서, 이미지가 먼저 가요성 시트형 전사 재료상에 인쇄되고, 이어서 이 인쇄된 이미지는 상기 전사 재료로부터 인쇄된 이미지가 의도되는 최종 물체상에 전사된다. 이러한 종류의 전사 인쇄 프로세스에 대한 구체적인 구현예는, 예컨대 문헌 [B. Thompson: "Printing Materials - Science and Technology" (1998)] 468쪽에 설명된 염료 승화 프로세스다. 이 프로세스에서, 인쇄하고자 하는 이미지는 인쇄 잉크를 사용하여 전사 재료에 도포되고, 인쇄물이 건조된 후 이 인쇄 잉크는 열에 노출되고 증발하여 그 증기가 최종 재료상에 이미지로서 증착되도록 한다. 디지털 프린팅, 특히 잉크젯 프린팅 프로세스는 승화성 잉크를 전사 재료에 도포하는 데 사용될 수 있는 편리한 프로세스다. 이 프로세스의 주요 이점은 예컨대 직물상에 개별화된 이미지의 인쇄를 용이하게 한다는 것이다. 승화를 통해 최종 기판상에 전사되는 염료를 이용하는 잉크젯 인쇄용 인쇄 잉크는, 예컨대 DE 102 46 209 A1에 설명되어 있다.
잉크젯 인쇄 기법의 첫 번째 단계에서 사용되는 전사 재료는 종이 전사 재료인 것이 바람직하다. EP 1 101 682 A1에는 인쇄될 면의 공기 투과도가 낮은 유형의 코팅지가 설명되어 있다. 이러한 유형의 종이의 목적은 승화성 염료가 종이의 다공성 내부로 침투하는 것을 방지하고, 최종 기판 재료상에 전사하는 동안 이들이 손실되는 것을 방지하는 것에 있다. 그러나, 인쇄될 면의 다공도가 낮은 이러한 유형의 종이는 잉크젯 잉크 액체를 매우 천천히 흡수한다. 결과적으로 - 특히 빠른 인쇄 속도에서 - 잉크가 매우 천천히 건조되어, 표면상에서 번질 수 있으며 그에 따라 인쇄 해상도가 만족스럽지 않을 수 있다.
따라서, US 2008/229962 A1은 실리카 및 비교적 소량의 결합제를 함유하는 전사지의 코팅을 제안하였다. 이러한 코팅은 공기 투과도가 상당히 높다. 이는 잉크가 흡수될 수 있도록 하지만 최종 기판 재료상에 이미지를 전사할 때 종이의 내부에서 승화성 염료가 손실되는 것을 방지하지는 않는다.
소위 “끈적거리는” (접착성) 전사지는 승화 프로세스를 통해 전사될 때 직물과 같은 기판에 부착되는 제품을 의미한다. 이들 제품은 특히 스트레치 패브릭 (예컨대, 니티드 패브릭; knitted fabrics)에 사용되어 그림자 (고스팅; ghosting)의 형성을 방지하고 직물 인쇄시 불량품의 수를 줄인다. 일반적인 응용 분야로는 운동복을 위한 직물 인쇄가 있다. 따라서, 이러한 유형의 접착의 목적은 인쇄 매체상에 배열된 수용 재료에 대한 인쇄 매체의 변위 (displacement)를 방지하는 것이며 그 반대도 마찬가지이다.
팽윤성, 비-다공성 층을 갖는 이러한 유형의 접착성 전사지는 EP 1 102 682 A1 및 EP 1 878 829 A1에 설명되어 있다. 이러한 유형의 종이의 단점은 건조하는 데 시간이 매우 오래 걸린다는 점이다.
또한, DE 10 2014 116550 A1은 소위 열 전사 (또는 열 승화)지를 설명하고 있으며, 열 전사층에서 융점이 35℃ 내지 150℃이고 평균 입도 (particle size)가 0.3 ㎛내지 5 ㎛인 열가소성 입자를 사용하는 것이 제안되어 있다. 열가소성 입자를 사용하는 목적은 평평한 직물에 인쇄할 때 열 승화지의 접착을 최적화하기 위한 것이다. 이 문헌에서 설명된 열 전사층은 결합제 함량이 55% 내지 80% (건조 중량)이고 안료를 포함할 수도 있다. 안료의 존재에도 불구하고, 이러한 비율의 결합제 함량은 다공성이 아닌 밀폐된, 필름형 열 전사층을 보장한다. 전술한 재료를 사용하는 기법의 단점은 - 미세다공성 층과 달리 - 건조 속도가 상당히 느리다는 것이다. 또한, 열가소성 입자 함량은 첫 번째 위치에서 상당한 접착 수준을 보장하기 위하여 다소 높아야 한다. 이는 인쇄 품질 (선 선명도) 및 전사 품질 (직물의 흡광도)에 크게 영향을 미칠 수 있다. 이와는 별개로, 이 기법을 사용하여 직물 기판의 접착 수준과 인쇄 및 전사 품질을 독립적으로 조절하는 것은 불가능하다.
본 발명의 목적은 고속 건조 (미세다공성) 전사층을 함유하고 직물 재료에 대한 접착성이 우수한, 승화성 염료를 이용하는 잉크젯 인쇄용 전사지를 제공하는 것이다.
이 목적은 본 발명에 따라, 잉크젯 인쇄 이미지의 염료-승화 전사 프로세스용 전사 재료에 의해 달성되며, 여기서 전사 재료는 그 앞면에 캐리어 또는 전사 기판, 및 안료와 결합제를 함유하는 잉크-수용층을 포함하되, 여기서 상기 잉크-수용층은 다공성이며 열가소성 입자를 함유하며, 열가소성 입자를 그 위에 갖는 다공성 잉크-수용층은 Bendtsen법에 따른 공기 투과도가 100 ml/분을 초과하고, 열가소성 입자는 직경이 0.3 ㎛ 내지 5 ㎛이고 융점이 60℃ 내지 170℃이다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 전사 재료는 그 뒷면에 또는 캐리어/전사 기판과 다공성 잉크-수용층 사이에 장벽층 (barrier layer)을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 잉크젯 인쇄 기법이 본 발명에 따른 전사 재료상에 이미지를 인쇄하도록 사용되고 그 이미지는 승화에 의해 주어진 표면상에 전사되는, 이미지를 주어진 표면상에 전사하는 프로세스에 관한 것이기도 하다.
본 발명의 장점은 감소된 열가소성 입자의 수, 개선된 점착성 또는 접착성의 조절, 인쇄 및 이미지 전사 품질에 대한 작은 영향, 매우 빠른 건조 시간 및 인쇄 품질 및 직물 접착의 독립적인 조절이다. 또한, 이 접근법은 필요한 경우 우수한 인쇄 품질로도 접착성을 증가시킬 수 있다. 따라서, 니티드 (스트레치) 패브릭뿐만 아니라 우븐 패브릭에 대해서도 접착성을 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 전사지는 적어도 인쇄면 위에 도포되는 접착성 폴리머 입자 및 그 밑의 다공성 잉크-수용층을 갖는 종이 지지체를 포함한다. 경우에 따라, 장벽층이 잉크-수용층과 종이 지지체 사이에, 또는 바람직하게는 잉크-수용층 반대편의 종이 지지체 표면에 배치된다.
바람직하게는, 종이 지지체 (support paper)는 코팅되지 않거나 또는 표면-사이징된 종이이다. 셀룰로오스 섬유 이외에, 원지 (base paper)는 사이징제 (sizing agents), 예컨대 알킬 케텐 다이머, 지방산 및/또는 지방산 염, 에폭시화된 지방산 아미드, 알케닐 또는 알킬 숙신산 무수물, 전분, 트리 수지, 습윤-강도제 (wet strength agents), 예컨대 폴리아민-폴리아미드-에피클로로히드린 수지, 건조-강도제 (dry strength agents), 예컨대 음이온성, 양이온성 또는 양쪽성 폴리아미드, 형광 증백제, 안료, 염료, 소포제 및 제지 산업에서 일반적으로 사용되는 기타 화학첨가제를 함유할 수 있다. 원지는 표면-사이징될 수 있다. 이 목적에 적합한 사이징제로는 예컨대 폴리비닐 알코올 또는 산화된 전분이 있다. 원지는 푸르드르니어 (Fourdrinier) 제지기 또는 양키 (Yankee) 제지기 (실린더 제지기)상에서 제조될 수 있으며, 기본 중량 즉 평량 (grammage)이 30 내지 200 g/m2, 바람직하게는 40 내지 120 g/m2일 수 있다. 원지는 비압착 또는 압착된 (스무딩된: smoothed) 형태로 사용될 수 있다. 밀도가 0.6 내지 1.05 g/cm3, 바람직하게는 0.7 내지 0.9 g/cm3인 원지가 특히 적합하다. 일반적으로, 매끄러운 마감 (smooth finish)을 얻기 위하여 캘린더링 기계가 사용된다.
제지 산업에서 일반적으로 사용되는 모든 유형의 셀룰로오스는 전사지를 제조하는 데 적합하다. 바람직하게는, 제지용으로 정제 후 200　㎛ 미만의 섬유 함량이 10 내지 35 중량%이고 평균 섬유 길이가 0.5 내지 0.75 mm인 유칼립투스 펄프가 사용된다. 200 ㎛ 미만의 크기의 섬유를 제한된 양으로 함유하는 펄프의 사용은, 충전제를 사용할 때 발생하는 강성도 (stiffness)의 손실을 감소시키는 것으로 밝혀졌다.
경질목 (hardwood) 펄프 (NBHK- northern bleached hardwood kraft pulp) 및 연질목 (softwood) 펄프 역시 사용 가능하다. 펄프 섬유 이외에, 천연 또는 합성 섬유 역시 종이 지지체를 제조하는 데 사용될 수 있다. 총 섬유 매스 (mass) 중 기타 섬유들의 함량은 바람직하게는 40 중량% 미만이고, 특히 바람직하게는 20 중량% 미만이다.
원지의 시트 제조용 충전제로서는, 예컨대 카올린, 석회석, 대리석 또는 백운석과 같은 자연 상태의 탄산칼슘, 침강성 탄산칼슘, 황산칼슘, 황산바륨, 이산화티타늄, 활석, 실리카, 산화알루미늄 및 이들의 혼합물이 있을 수 있다. 최소 60%가 2 ㎛ 보다 작고 최대 40%가 1 ㎛ 보다 작은 입도 분포를 갖는 탄산칼슘이 특히 적합하다. 본 발명의 특정 구현예에서, 약 25%가 1 ㎛ 보다 작고 약 85%가 2 ㎛ 보다 작은 수치적 입도 분포를 갖는 방해석 (calcite)이 사용된다. 본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에서, 적어도 70%, 바람직하게는 적어도 80%가 2 ㎛ 보다 작고 최대 70%가 1 ㎛ 보다 작은 수치적 입도 분포를 갖는 탄산칼슘이 사용될 수 있다.
잉크-수용층 및/또는 장벽층과 종이 지지체 사이에 하나 이상의 추가적인 층이 배치될 수 있다. 바람직하게는, 이들 층은 친수성 결합제를 함유하는 층이다.
종이 지지체의 인쇄되는 쪽에 배치되는 잉크-수용층은 다공성 또는 미세다공성 층일 수 있다. 본 발명에서, 다공성 잉크-수용층은 인쇄 전에 공기가 채워진 공동 (공극)을 함유한다. 이들 공극은 모세관력 (capillary forces)의 작용하에 잉크를 매우 빠르게 흡수할 수 있으며, 이에 따라 인쇄된 이미지의 빠른 건조를 가능하게 한다. 필름형 잉크-수용 코팅과 달리, 이러한 다공성 잉크-수용층은 많은 수의 안료 입자 및 비교적 적은 양의 (필름-형성) 결합제를 함유한다.
다공성 잉크-수용층은 높은 공기 투과도 값을 특징으로 하며, 이는 Bendtsen법에 의해 측정될 수 있다. 이러한 잉크-수용층의 세공 용적 (pore volume)은, 예컨대 액체 흡수 측정 (fluid absorption measurements) 또는 수은 다공도 측정 (mercury porosimetry)에 의해 설정 및 측정될 수 있다.
상기 다공성 잉크-수용층은 무기 안료 및 결합제를 함유한다. 실리카, 탄산칼슘, 카올린, 활석, 벤토나이트, 산화알루미늄 또는 산화알루미늄 수화물과 같은, 음이온성, 중성 또는 약한 양이온성 표면을 갖는 안료가 특히 바람직하다. 잉크-수용층의 표면은 음으로 하전되거나 또는 중성일 수 있다. 미립상 폴리머 화합물 역시 잉크-수용층에 존재할 수 있으며, 고융점 열가소성 또는 열경화성 폴리머가 바람직하다. 본 발명의 또 다른 구현예에서, 잉크-수용층은 또한 2종 이상의 안료의 혼합물을 함유할 수 있다. 안료의 평균 입도는 바람직하게는 100 nm 내지 30 ㎛이고, 특히 바람직하게는 200 nm 내지 10 ㎛이다.
잉크-수용층은 바람직하게는 폴리머 결합제 - 특히 친수성 결합제를 추가적으로 함유한다. 결합제로서는 수용성 또는 수분산성 (water-dispersible) 조성물이 사용될 수 있다. 바람직한 결합제는 스티렌 코폴리머, 폴리비닐 알코올, 전분, 개질 전분, 폴리비닐 아세테이트, 아크릴레이트 또는 폴리우레탄 분산제이다. 안료 대 결합제의 질량비는 100:1 내지 100:50, 바람직하게는 100:40 내지 100:2이다.
잉크-수용층 위에 도포된 코팅의 중량은 바람직하게는 1 g/m2 내지 50 g/m2, 특히 바람직하게는 3 g/m2 내지 30 g/m2이다. Bendtsen법에 따라 측정된 공기 투과도는 바람직하게는 100 ml/분 이상이고, 특히 바람직하게는 200 ml/분 내지 500 ml/분이다.
접착성 폴리머 또는 열가소성 입자는 잉크-수용층의 표면에 배치된다. 이들은 잉크-수용층의 일부를 구성하지 않으며, 따라서 잉크-수용층 내에 분포하지 않는다. 관련된 종래 기술 수준과는 대조적으로, 열가소성 입자의 수는 현저하게 감소될 수 있지만 동시에 우수한 접착 효과를 보장할 수 있다. 열가소성 접착성 폴리머 입자의 직경은 0.3 내지 5 ㎛, 바람직하게는 0.5 내지 2 ㎛, 그리고 이상적으로는 0.8 내지 1.5 ㎛의 범위일 수 있다. 접착성 폴리머 입자의 융점은 60℃ 내지 170℃, 바람직하게는 80℃ 내지 150℃일 수 있다. 바람직하게는, 접착성 폴리머 입자는 폴리올레핀 및 폴리올레핀 코폴리머로 구성되어야 한다. 이 목적상, 에틸렌 및 프로필렌, 폴리(메틸)아크릴레이트, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리아미드 및 이들의 혼합물의 열가소성 입자들이 고려될 수 있다.
열가소성 입자들은 수성 분산액으로부터 잉크-수용층에 도포될 수 있다. 잉크-수용층 위에 도포된 열가소성 입자들의 평량 (basis weight)은 0.3 g/m2 내지 5 g/m2, 바람직하게는 0.5 g/m2 내지 3 g/m2, 그리고 이상적으로는 0.8 내지 1.5 g/m2일 수 있다.
종래 기술 수준과는 대조적으로, 사용된 열가소성 입자의 감소된 수는 인쇄 또는 전사 품질의 손상이 없다는 이점을 나타낸다.
잉크-수용층 및 접착성 폴리머 입자는 수성 코팅 화합물 또는 분산액에 의해 종이 기판에 도포되는 것이 바람직하며, 제지 산업에서의 모든 통상적인 코팅 도포 프로세스가 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 블레이드 (blade), 스퀴지 (squeegee), 필름 프레스 (film press) 또는 커튼 코팅 (curtain coating) 기법이 바람직하다. 다층 커튼 코팅 프로세스가 특히 바람직하다. 이 기법으로, 잉크젯 인쇄용 잉크-수용층과 열가소성 입자를 갖는 층이 동시에 기판 또는 수용층에 도포된다. 이렇게 하여, 인쇄 품질을 저하시키지 않으면서 - 열가소성 입자를 함유하는 두 번째 층의 코팅 중량으로 인해 - 재료를 용이하게 제조할 수 있으며 접착 강도를 정확하게 조절할 수 있다.
코팅 매스는 습윤제, 증점제, 레올로지 첨가제, 염료 및 형광 증백제와 같은 기타 통상적인 첨가제들을 함유할 수 있다.
장벽층은 공기, 가스 및 수증기에 대한 투과도가 낮다는 특징이 있다. Bendtsen법에 따라 측정된 장벽층의 공기 투과도는 100 ml/분 미만, 바람직하게는 25 ml/분 미만이다. 장벽층은 바람직하게는 하나 이상의 폴리머 화합물을 함유한다. 본 발명의 특정 구현예에서, 장벽층은 하나 이상의 열가소성 폴리머를 함유하며, 폴리에스테르 또는 폴리메틸펜텐과 같은 고융점 열가소성 폴리머가 특히 바람직하다. 이 구현예에서, 장벽층은 핫멜트 압출 코팅 프로세스에 의해 도포될 수 있다.
본 발명의 특히 바람직한 구현예에서, 장벽층은 하나 이상의 수용성 또는 수분산성 필름-형성 폴리머의 수용액 또는 수성 분산액을 도포함으로써 형성된다. 본원에서 바람직한 폴리머는 스티렌 코폴리머, 폴리비닐 알코올 또는 폴리비닐 아세테이트 등이다. 본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에서, 장벽층은 전분, 개질 전분 및/또는 셀룰로오스 유도체, 예컨대 카복시메틸 셀룰로오스 (CMC)와 같은 재생 가능한 원료에 기초한 폴리머를 함유한다.
장벽층의 코팅 중량은 바람직하게는 1 g/m2 내지 40 g/m2, 이상적으로는 2 g/m2 내지 20 g/m2이다.
본 발명의 전사 재료는 또한 인쇄된 이미지를 폴리에스테르 패브릭, 폴리에스테르 플리스, 폴리에스테르 층으로 코팅된 표면 또는 폴리에스테르 표면상에 전사하는 데 특히 적합하다.
도 1은 본 발명에 따른 미세다공성 전사지의 단면을 개략적으로 도시한다. 여기서 (1)은 종이 지지체를 나타낸다. 잉크젯 인쇄용의 다공성 또는 미세다공성 잉크-수용층 (2)는 결합제 및 무기 안료를 함유한다. 잉크-수용층 (2)의 상부에는 열가소성 폴리머 입자를 갖는 층 (3)이 배치된다.
도 2는 장벽층 (4)이 접착성 입자와 잉크-수용층이 있는 층과 반대면을 향하는 방향으로 종이 지지체의 표면에 위치하는, 본 발명의 전사지의 또 다른 구현예를 도시한 도면으로서; 다시 말해서, 장벽층은 종이 지지체의 뒷면에 위치한다.
도 3은 스캐닝 전자 현미경 이미지이며, 본 발명에 따른 전사지를 면도날로 절단한 단면을 나타낸다. 여기에 묘사된 전사지는 도 1에서 설명한 것과 동일하다. 스캐닝 전자 현미경 이미지 (장치: Hitachi SU 3500, 배율 1,500 배, 15.0 kV, BSE 검출기)에서, 종이 섬유 및 접착성 폴리머 방울들은 탄산칼슘 안료 입자들 (더 밝음) 보다 더 어둡다 (회색). 도 3은 접착성 폴리머 입자들이 수용층 위에 분포되어 있고, 수용층 내에 분포되어 있지 않음을 명확히 보여준다.
다음 실시예 및 시험으로 본 발명을 추가로 설명하고자 한다.
실시예
1. 종이 지지체의 제조
원지를 제조하기 위해 유칼립투스 펄프를 사용하였다. 약 5% 수성 현탁액 (농후 원액: thick stock)으로서, 펄프를 26°SR가 되도록 고해장치 (refiner)로 고해시켰다. 묽은 원액 (thin stock) 중의 펄프 섬유의 농도는 펄프 현탁액의 총 중량을 기준으로 1 중량%이었다. 묽은 원액에 추가적인 첨가제들, 예컨대 중성 사이징제 알킬 케텐 다이머 (AKD, 0.23 중량%), 습윤-강도제 폴리아민-폴리아미드-에피클로로히드린 수지 (Kymene®, 0.60 중량%), 전분 (C*Bond HR 35845, 1.0 중량%) 및 천연 분쇄된 CaCO3 (15 중량%)를 첨가하였다. 상기 명시된 양은 펄프의 질량을 기준으로 한 것이다.
pH가 약 7.5로 조정된 묽은 원액을 헤드박스로부터 제지기의 와이어에 공급하였다. 시트를 형성하기 위하여, 제지기의 와이어 섹션에서 웹 (web)을 탈수하였다. 프레스 섹션에서, 웹 중량을 기준으로 수분 함량이 60 중량%가 되도록 종이 웹을 추가로 탈수하였다. 제지기의 건조기 섹션에서 가열된 실린더를 이용하여 추가적인 건조를 수행하였다. 평량이 90 g/m2, 충전제 함량이 10 중량% 및 수분 함량이 약 5.5%인 원지가 최종적으로 생성되었다.
사이즈 프레스에서, Cargill사에서 제조한 C*Film 05731 전분 3 중량%를 함유하는 전분 용액 및 물을 이용하여 원지의 양면을 표면-사이징하였다. 양면에 도포된 전분의 총 중량은 약 1.5 g/m2이다. 전분 코팅의 도포 후, 원지를 다시 한 번 건조시키고 스무딩하였다. 이렇게 하여, DIN 53120-1에 명시된 바와 같이 Bendtsen법에 따라 측정시 공기 투과도가 700 ml/분인 원지를 수득하였다.
2. 잉크-수용층용 코팅 매스의 제조
부분적으로 비누화된 폴리비닐 알코올 (Mowiol®18-88, Kuraray)의 9.5 중량% 수용액 557 g을, 고형분 함량이 48 중량%인 침강성 탄산칼슘 (Precarb®800, Schaefer Kalk)의 희석된 분산액 441 g에 첨가하고 그 혼합물을 용해기 교반기 (dissolver agitator)로 교반하였다. 이어서, Air Products사에서 시판하는 습윤제 Surfynol® 440 0.5 g을 상기 혼합물에 첨가하였다. 결과적으로, 고형분 함량이 26.6 중량%, 점도가 150 mPas, pH 값이 7.5 및 표면 장력이 36 mN/m인 코팅 재료를 생성하였다.
3. 열가소성 입자를 갖는 코팅 화합물의 제조
폴리올레핀 입자 (Dow Chemical Company사에서 제조한 HYPOD　2000)의 분산액을 고형분 함량이 48 중량%가 되도록 물로 희석한다. 분산액 중의 폴리올레핀 입자 (접착성 폴리머 입자)의 유리 전이 온도는 -26℃이다. 접착성 폴리머 입자의 평균 입경 (particle diameter)는 약 1 ㎛이다. 또한, Air Products사에서 시판하는 Surfynol® 440의 4 중량%를 상기 분산액에 첨가하였다. 결과적으로, 점도가 50 mPas, 표면 장력이 33 mN/m 및 pH 값이 9.9인 코팅 재료를 생성하였다. 잉크-수용층과 함께, 열가소성 입자를 갖는 코팅 화합물을 수성 분산액으로서 커튼 코팅 프로세스를 사용하여 도포하였다.
4. 장벽층용 코팅 화합물의 제조
Air Products사의 습윤제 Surfynol®440 4 g을 비누화된 폴리비닐 알코올 (Mowiol®28-99)의 10 중량% 수용액 1000 g에 첨가하였다.
5. 비교 재료 V1
방출층 및 장벽층을 갖는 시판되는 전사 재료 (Transjet Sportsline 9310 - 100 g/m2)를 비교 재료 V1로서 사용하였다. 인쇄면 상에, 이 비교 재료는 패브릭에 부착되는 비다공성 코팅을 갖는다 (접착에 대한 인더스트리 벤치마크).
6. 비교 재료 V2
미세다공성 잉크-수용층을 갖는 시판되는 전사 재료 (Transjet Boost 8340 - 85　g/m2)를 비교 재료 V2로서 사용하였다. 비교 재료 V2는 속건성 (fast-drying)이며 비접착성 전사층을 갖는다 (건조에 대한 인더스트리 벤치마크).
7. 비교 재료 V3의 제조
DE 10 2014 116550 A1의 실시예 1에 설명된 코팅 제제에 따른 실험실 제품, 즉 아이템 1에서 설명된 원지에 도포된 결합제-풍부 층 내의 열가소성 입자들을 비교 재료 V3로서 사용하였다. 잉크-수용층의 건조 코팅률은 8 g/m2이다.
8. 잉크-수용층, 열가소성 입자 및 원지를 갖는 전사지의 제조 (본 발명 E1)
잉크-수용층용 코팅 화합물 (실시예 2) 및 열가소성 입자용 코팅 화합물 (실시예 3)을 실시예 1에 설명된 원지에 동시에 도포하여, 열가소성 입자를 상부면에 (즉, 원지로부터 먼 방향으로) 분포시켰다. 실시예 2의 잉크-수용층의 건조 코팅률은 12 g/m2이고, 실시예 3의 접착성 입자의 건조 코팅률은 1 g/m2이다.
9. 원지의 뒷면에 잉크-수용층, 열가소성 입자 및 장벽층을 갖는 전사지의 제조 (본 발명 E2)
또한, 본 발명 1에 따라 제조된 전사지용 코팅 이외에, 실시예 4에 설명된 코팅을 전사지상에 스퀴지를 이용하여 도포하고 건조시켰다. 건조 코팅률은 5 g/m2이고, 잉크-수용층 및 열가소성 입자를 갖는 층에 반대되는 원지의 면 위에 상기 코팅을 도포하였다.
10. 시험 방법
얻어진 전사 재료상에, Sawgrass사의 SubliJet IQ 승화성 잉크 및 EPSON WP-4015 잉크젯 프린터를 이용하여 컬러 이미지를 인쇄하였다.
잉크젯 인쇄 후의 건조 품질을 다음 2 가지 시험 방법을 사용하여 평가하였다:
a) 스미어 견뢰도 (smear fastness) 시험: 일정 시간 (인쇄 직후, 30 초, 1 분, 3 분, 5 분) 경과 후, 시험자는 청록색 (cyan), 자홍색 (magenta), 황색 (yellow) 및 흑색 (black) (CMYK)의 4 가지 풀-컬러 인쇄 필드 위를 손가락으로 문지르고, 색상이 얼룩지는지 여부 및 그 정도를 평가한다.
b) 각인 (imprint) 시험: 인쇄 직후 CMYK 풀-컬러 영역을 전사 재료의 두 번째 시트 뒷면에 직접 접촉시키고 5-kg 실린더 (Cobb 실린더)로 압착한다. 이어서, 시험자는 두 번째 시트의 뒷면으로 얼마나 많은 잉크가 통과하였는지 육안으로 평가한다.
인쇄된 이미지의 패브릭으로의 승화에 의한 전사:
Sefa사의 Rotex AutoSwing X 열 전사 프레스에서, 인쇄된 전사 재료의 이미지 면을 폴리에스테르 패브릭 (A.　Berger사의 스포츠 저지 140 g/m2, article no. 4245-3)에 접촉시킨다. 평량이 80 g/m2인 사무용 복사지를 전사 재료의 뒷면에 추가적으로 배치하여 잉크 번짐 현상 (bleed-through)을 평가한다. 200℃의 온도에서, 열 전사 프레스상의 표시기에 따라 레벨 30의 접촉 압력을 적용한다. 이어서, 전사 재료로부터 상기 패브릭 및 복사지를 분리한다.
이미지 전사 전의 전사 재료 및 승화 전사 후의 패브릭 모두에 대하여, 인쇄 선명도를 육안으로 및 현미경으로 평가한다.
CMYK 풀-컬러 필드의 색농도를 X-rite사의 SpectroEye 분광광도계로 측정한다.
승화 전사 프로세스가 진행되는 동안, 뒷면에 배치된 복사지에 전사된 잉크에 기초하여 잉크 번짐 현상을 육안으로 평가한다.
전사 프레스에서의 전사 인쇄 후, 패브릭에 대한 인쇄된 승화지의 접착 수준을 전사 프로세스 후 종이로부터 패브릭을 90° 내지 120°의 각도로 수동 분리함으로써 결정한다. DE 10 2014 116550 A1에 따라, 다음 점수를 부여하였다.
1 등급: 패턴이 패브릭에 강하게 붙는다.
2 등급: 패턴이 패브릭에 살짝 붙는다.
3 등급: 패턴이 패브릭에에 매우 살짝 붙는다.
4 등급: 패턴이 패브릭에에 붙지 않는다.
5 등급: 패턴을 손상시켜야만 제거할 수 있다.
6 등급: 패턴을 파괴시켜야만 제거할 수 있다.
11. V1 , V2 , V3 , E1 및 E2 에 대한 시험 결과 (시험 방법 및 장비)
Figure 112018090828224-pct00001
표에 나타난 시험 결과는 본 발명에 따른 전사 재료가 잉크젯 인쇄 후 매우 우수한 건조 특성을 나타내고; 패브릭에 전사된 이미지에서조차 선 선명도가 뛰어나며; 승화 전사 프로세스가 진행되는 동안 승화성 잉크를 패브릭에 고도로 전사하고, 또한 패브릭에 대한 우수한 접착력을 나타냄 (E1)을 보여준다. 이와 관련하여, E1의 잉크 건조 특성은 V3의 잉크 건조 특성보다 훨씬 우수하고 심지어 V2의 잉크 건조 특성보다도 훨씬 우수하다는 점을 강조할 필요가 있다. 따라서, V1의 패브릭에 대한 접착은 V2의 건조 프로세스로 달성되며, 이는 지금까지, 종래 기술의 방법으로는 가능하지 않았다. 추가적인 장벽층을 도포하면 (E2), 승화지에서 기대되는 모든 필수 품질면에서 뛰어난 특성을 나타내는 제품이 생성된다. 장벽층을 사용하면 (E2), 매우 적은 양의 잉크만이 뒷면을 통해 방출된다. 또한, 장벽층은 원지의 뒷면 또는 상부 면에 도포될 수 있다. 장벽층을 뒷면에 도포하면, 종이 지지체의 흡수 능력을 이용하여 건조 특성을 증강시킬 수 있다.

Claims (14)

  1. 잉크젯 인쇄 이미지의 염료-승화 전사 프로세스용 전사 재료 (승화지; sublimation paper)로서, 상기 전사 재료는 앞면과 뒷면을 갖는 지지체 및 상기 지지체의 앞면에 위치하며 안료와 결합제를 함유하는 잉크-수용층을 포함하되, 여기서 상기 잉크-수용층은 다공성이고 표면에 열가소성 입자를 함유하며, 열가소성 입자를 표면에 갖는 다공성 잉크-수용층은 Bendtsen법에 따른 공기 투과도가 200 ml/분 내지 500 ml/분이고, 열가소성 입자는 직경이 0.3 ㎛ 내지 5 ㎛이고 융점이 60℃ 내지 170℃인 것을 특징으로 하는 전사 재료.
  2. 제1항에 있어서, 지지체는 종이 지지체 (paper support)인 것을 특징으로 하는 전사 재료.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전사 재료는 종이 지지체의 뒷면에 또는 종이 지지체와 다공성 잉크-수용층 사이에 장벽층 (barrier layer)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전사 재료.
  4. 제3항에 있어서, 장벽층은 잉크-수용층이 있는 쪽과 반대쪽인 종이 지지체의 뒷면에 배치되는 것을 특징으로 하는 전사 재료.
  5. 제3항에 있어서, 장벽층은 Bendtsen법에 따른 공기 투과도가 100 ml/분 미만, 또는 50 ml/분 또는 25 ml/분 미만인 것을 특징으로 하는 전사 재료.
  6. 제1항에 있어서, 잉크-수용층의 표면은 음으로 하전되거나 또는 중성인 것을 특징으로 하는 전사 재료.
  7. 제1항에 있어서, 잉크-수용층의 표면은 pH가 7.0 이상인 것을 특징으로 하는 전사 재료.
  8. 제1항에 있어서, 잉크-수용층은 탄산칼슘, 카올린 (kaolin) 또는 실리카 중에서 선택되는 안료를 함유하는 것을 특징으로 하는 전사 재료.
  9. 제3항에 있어서, 장벽층은 수용성 폴리머를 함유하는 것을 특징으로 하는 전사 재료.
  10. 제3항에 있어서, 장벽층은 평량 (grammage)이 2 g/m2 내지 20 g/m2인 것을 특징으로 하는 전사 재료.
  11. 제1항에 있어서, 잉크-수용층은 평량이 3 g/m2 내지 30 g/m2인 것을 특징으로 하는 전사 재료.
  12. 제1항에 있어서, 잉크-수용층 위의 열가소성 입자는 평량이 0.3 g/m2 내지 5 g/m2, 또는 0.5 g/m2 내지 3 g/m2, 또는 0.8 g/m2 내지 1.5 g/m2인 것을 특징으로 하는 전사 재료.
  13. 이미지를 승화 수단에 의해 수용 재료 (receiving material)에 전사하는 방법으로서, 잉크젯 이미지를 제1항 내지 제12항 중 어느 하나의 항에 기재된 전사 재료상에 인쇄하고, 상기 인쇄된 이미지를 승화에 의해 수용 재료의 표면상에 전사하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 수용 재료의 표면은 폴리에스테르 패브릭, 폴리에스테르 플리스 (fleece), 폴리에스테르 층으로 코팅된 표면 또는 폴리에스테르 표면으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
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