KR19980081326A - 한쪽면에 함침된 인쇄용지 캐리어 - Google Patents

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Abstract

비이터 사이징을 하지 않은 종이에 래커를 도포하거나 인쇄를 하거나 또는 적층할 수 있는 표면 특성을 향상시킨 박층 필름으로서 이 필름은 인쇄 또는 래커링 쪽에 안료가 코우팅되는 반면, 안료가 코우팅되는 반대쪽에는 함침수지를 함침시키는 것이다.

Description

한쪽면에 함침된 인쇄용지 캐리어
본 발명은 미리 함침된 예비함침재(preimpregnate)의 한쪽면에 안료가 코우팅된 박막 필름에 관한 것이다.
표면이 마무리된 장식용 필름은 가구를 제조함에 있어서 칩판지 및 MDF (중 밀도 섬유)판지용의 장식용 표면 재료이다. 상기 장식용 필름들은 함침된 합성수지 또는 함침된 합성수지와 함께 이어서 표면처리된 것으로서 압력과 가열하에 더 이상 반응되지 않는 상태에서 장식적으로 인쇄 또는 인쇄하지 않은 종이 웹이다. 함침공정의 종류에 따라, 함침된 코아를 통한(오프-라인 프로세스) 열경화성 장식용 필름과 예비함침재를(온-라인 프로세스) 기재로 한 장식용 필름으로 구별되는데 마무리 코우팅은 그 후 수행될 수 있다. 본 발명은 완전히 마무리된 표면을 가진 장식용 필름을 생산하는 것이다.
기재 종이의 단위 면적당 질량에 따라 시이트가 형성된 후 즉시, 예비함침재를 기재로 한 장식용 필름은 이미 초지기에서 수지 혼합물과 적당한 깊이로 함침한다. 건조 후, 종이 또는 필름은 적절한 지지하에 마무리 코우팅과 라미네이트의 다음 제조단계에서 장식용 필름으로서 섬유의 분리가 일으나지 않게 하기 위해 내분리성이어야 한다.
상기 예비함침재의 원하는 불투명, 색상 및 선택적인 광 견뢰도는 종이 펄프에 상당량의 백색 안료를 첨가함으로써 달성할 수 있다.
박층 필름이라 함은 단위 면적당 질량이 20 ∼ 80 g/m2의 예비함침재 또는 장식용 필름을 말한다. 이러한 박층 필름은 대부분이 우수한 평면도에 의해 특징지어지며 따라서 어떠한 어려움 없이 적층할 수 있으나, 물을 기재로 하거나 또는 용매를 기재로한 그라비아 잉크와 인쇄할 수 있는 능력은 합성수지 함량으로 인해 제한된 평활성을 고려하여 단지 평균적인 요구에 만족할 따름이다.
또한, 공지의 비함침된 박층 필름, 흔히 말하는 일본종이의 질량은 단위 면적당 20 ∼ 50 g/m2으로서 장식용 표면 재료로 이용도가 증가하고 있다.
예비함침재와 비교하여, 상기 백색 또는 착색 종이는 있다 하여도 소량의 안료만을 포함하므로 미처리 상태에서는 매우 낮은 불투명성을 가진다. 그 결과, 칩판지 또는 MDF 판지의 표면을 충분히 차폐하는 능력은 제한된다. 상기 일본 종이는 우수한 내부강도와 한쪽면에 평활성을 가지고 있어 이러한 특성으로 인해 그라비아 인쇄와 래커링에 매우 잘 수용된다. 이와 반면, 합성수지로 함침할 수 없고 오로지 안료를 포함하지 않은 폴리머 필름 표면에 처리되는 상기 일본 종이는 대개 물을 기재로 한 접착제를 이용하여 적층하는 과정중에 가장자리에서 강하게 뒤틀리는 경향을 나타낸다. 따라서, 일반적으로 로울러 적층기를 이용한 재래의 연속적 제조방법에 있어서, 상기 종이는 칩판지 및 MDF 판지를 고정하여야 하며 또한 매우 어렵게 건조된다. 그러나, 피복판지는 예비함침재를 사용하면 쉽게 기계화 할 수 있는 바, 왜냐하면 적층 종이가 단지 짧은 연부인렬을 나타내기 때문이다.
본 발명의 목적은 충분한 층강도와 우수한 평면성을 가지는 단위 면적당 가능한한 가장 질량이 낮은 박층 필름을 제공는 데 있으며, 로울러상에서 물을 기재로한 접착제와 동등하게 매우 잘 적층하거나 또는 보다 빠르게 적층할 수 있으며 부가적으로 매우 우수한 그라비아 인쇄와 래커특성으로 특징지어진다. 더욱이, 단위 면적당 필적할만한 질량의 본 발명의 박층 필름은 가능한 한 재래 일본 종이 보다 광 견뢰도와 불투명성이 크고 공지의 예비함침재 보다 강도특성을 높이고자 한다.
상기 본 발명의 목적은 인쇄 또는 래커면인 윗면에 안료를 코우팅하고 적층면인 아랫면에 먼저 수지로 함침 시킨 박층 필름에 의해서 달성할 수 있다.
본 발명에 의한 박층 필름을 제조하기 위해서는 고 흡수성 및 고 강도의 펄프섬유 혼합물을 사용할 수 있는 바, 유칼리나무 펄프와 소나무 설페이트 펄프로부터 제조할 수 있다. 비이터 사이징은 각 경우에 필요치 않으며 펄프 섬유 혼합물은 원하는 용도에 따라 백색 또는 착색 안료를 함유할 수 있다.
본 발명의 박층 필름의 한쪽 면에 코우팅된 안료의 두께는 1 ∼ 8 g/m2예로서 3, 5 또는 7 g/m2이다. 안료 코우팅에 있어서, 바인더에 대한 안료의 비는 고형분을 기준으로 바람직하게는 1 : 0.05 ∼ 1 : 2이며, 특히 바람직한 것은 실시예에서와 같이 .005 ∼ 1 : 2 또는 1 : 0.08 ∼ 1 : 0.35이다.
안료가 코우팅된 것을 제조하기 위해서는 클래이, 탄산칼슘, 수산화 알루미늄, 활석 또는 산화 티탄과 같은 백색안료 또는 산화철 안료, 카본블랙, 구리, 알루미늄, 기타 금속 안료와 같은 착색안료, 또는 유기 착색 안료를 단독으로 또는 혼합물로 하며 선택적으로 액상 염료를 가한다. 안료 코우팅에는 천연 또는 합성 바인더 즉 전분, 폴리비닐 알콜, 카르복시메틸셀룰로스, 아크릴산을 기재로한 폴리머 라텍스, 아크릴산 에스테르, 스티렌, 부타디엔 또는 비닐 아세테이트와 같은 바인더를 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에 의하면, 안료 코우팅에는 멜라민 수지, 우레아 수지, 페놀 수지 또는 글리옥살 수지 등의 안료를 중량으로 기준하여 1 ∼ 10부가 포함된다. 또한 안료 코우팅에는 재래의 가교제와 침투 보조제를 포함할 수 있다.
안료 코우팅에는 래커와 인쇄잉크와 같은 물 또는 용매를 함유하는 물질에 대해 바리어성을 가져야 한다. 우수한 평활성 그리고 추후 가능한 한 가장 얇은 안료 코우팅으로도 충분한 바리어성을 얻기 위해서는 클래이, 수산화 알루미늄 또는 활석과 같은 플레이크 형태가 특히 바람직하다. 또한, 안료 코우팅에 있어서 바인더의 비율과 알맞는 종류의 선택에 따라 대량으로도 이러한 특성을 만족시킬 수 있다.
본 발명에 의한 한쪽면에 안료가 코우팅된 박층 필름의 단위 면적당 질량을 낮게 하였으나 강도와 염색력 (불투명성)에 제한을 둔다. 이와 반면, 섬유상 물질에 불투명성을 증가시키며 광에 대한 견뢰성의 백색 또는 착색 안료의 첨가에 의해 불투명성이 증가될 수 있으나 이와 동시에 종이의 강도에 역효과를 준다. 종이의 강도면에서 건조증강강도제와 습윤증강강도제를 첨가함으로써 이러한 역효과를 어느정도 상쇄할 수 있다. 반대로, 착색 종이를 제조하는 동안 상기 안료를 보다 낮은 광 견뢰도의 수용성 염료에 의해 전부 또는 부분적으로 용이하게 대체할 수 있는데 그 이유는 안료 코우팅은 그러한 착색 종이의 보다 낮은 광 견뢰도의 단점을 감소시킬 수 있기 때문이다. 원하는 종이 색상은 예컨대 섬유상 물질에 음이온 또는 양이온 직접염료의 첨가에 의해 강도의 저하없이 달성할 수 있으나 불투명성과 광 견뢰도는 한쪽면 안료 코우팅에 의해 동시에 향상된다.
상기에 기재된 단량체들과 멜라민, 우레아 또는 페놀 수지 뿐만 아니라 폴리머 분산물과 이들의 혼합물을 기재로 한 수용성 폴리머 분산물은 종이 적층용으로 사용된다. 백색의 예비함침재의 액상 불투명 적층에 중량 (고형)으로 약 10부의 비율로 안료를 첨가하여도 계속 증가된다. 수지의 흡수력은 기재인 종이의 중량을 기준하여 약 5 ∼ 30%이며 바람직하기로는 5 ∼ 15 중량%이다.
더욱이, 함침용 혼합물에 습윤제, 점도 조절제, 접착 방지제 침투제, 안료, 염료 및 소포제와 같은 다른 보조제들을 첨가할 수 있다.
안료 코우팅은 기재 종이에 초지기에서 소위 말하는 박층 기술을 바람직하게 이용할 수 있는 바, 이에 관한 기술은 자료 (Das Papier, 1991, volume 10 A, pp V120 ∼ V124, Wochenblatt fur Papierfabrikation, 1993, volume 10, pp 390 ∼ 393 and 1994, volume 17, pp 671 ∼ 676)에 상세히 기재되어 있다.
자료 [Wochenblatt fur Papierfabrikation, (1992), no. 6, pp 198 ∼ 205] 에 기술된 바와 같이, 소위 말하는 특이한 코우팅방법은 본 발명에 의한 박층 필름의 제조를 위한 각별한 장점을 증명하고 있다. 이 코우팅 기술을 이용하면, 얇은 안료 코우팅은 위에 기술한 박층 기술을 이용하여 본 발명에 의해 종이 웹의 한쪽에 이용하며, 종이의 다른 면의 함침은 로울러 닙(로울러간의 접촉면)에서 동시에 일어난다.
종이의 구조는 다음 공정의 필요조건에 따라 이의 탄성과 취화성/평활성에 의하여 알맞는 방법으로 함침에 의해 변경된다. 더욱이, 본 발명에 의한 함침된 종이의 이면은 함침되는 칩판지 및 MDF 판지와 빠르고도 단단하게 결합할 수 있을 것이다. 이것은 접착력과 물을 기재로 한 접착제의 점도가 무엇보다도 칩판지와 가구용 필름의 표면 특성과 정확하게 일치한다면 가능하다. 이 박층 장식용 필름의 표면의 물리적 및 화학적 특성은 여기에 매우 중요하게 기여하게 된다.
본 발명에 의하여 함침되고 표면-안료화한 박층 필름은 종이의 불투명성을 유지하기 위해 현저하게 장점을 부여하는 연질 칼렌더 또는 기계 칼렌더에 의해 온-라인 평활화로 한 면이 매끈하게 된다.
본 발명에 의한 단일면에 안료가 코우팅된 박층 필름은 우수한 평면성과 층 강도를 가지며 안료가 코우팅된 면에는 매우 우수한 인쇄성과 래커 특성을 가진다. 합성수지와 함침된 종이의 배면은 빠르고 문제없이 파이버 보오드에 결합을 가능케 한다.
또한, 본 발명에 의한 박층 필름은 우수한 한쪽면 인쇄 특성 또는 물에 뜨거나 용매를 기재로 한 메디아로 도포되는 능력이 요구되는 종이 지지물에서의 다른 용도로 적합하며, 그리고 다른 기질 물질과 매우 우수한 결합성 또는 적층 특성이 요구되는 종이의 배면에 적합하며, 벽 라이닝, 포스터 재료 및 포장용의 특수 마스킹 종이로서 실시예에 기재되어 있다.
다음 실시예는 본 발명을 추가로 설명하였다. 모든 질량은 별도로 표시하지 않는 한 고형 또는 고체 함량과 관련된 것이다.
실시예 1
비이터 사이징을 하지 않은 80%의 유칼리 펄프와 20%의 소나무 설페이트 펄프로 구성된 연한 갈색의 조 펄프 45 g/m2와 펄프 톤당 25 kg 의 산화 티탄 충전제가 포함된 펄프 혼합물을 400 m/min의 속도하에 약 2.30 m 너비의 초지기에서 제조하였고 특이한 코우팅방법을 이용하여 투윈-롤 코우팅기 (필름 프레스)상에서 3 ∼ 4 g/m2의 고 바인더 함량으로 클래이 안료 코우팅으로 한쪽면에 코우팅하였으며, 배면에는 아크릴레이트-라텍스와 우레아 수지로 된 합성수지 혼합물에 함침시켰다. 수지의 흡입력은 원지의 중량을 기준으로 약 10%이었다. 다음으로 이 종이를 파일롯 규모의 연식 칼렌더상에서 안료가 코우팅된 면의 한 면에 평활하게 하였다. 본 발명에 의한 종이를 재래의 일본 종이와 예비함침재과의 색상과 단위 면적당 질량 등의 특성을 비교하였다.
실험실적인 그라비아 인쇄시험에서, 재래의 가구용 예비함침재들이 53 g/m2였음에 비교하여, 예비함침재에 본 발명에 의한 한쪽면 안료-코우팅된 박층 필름은 45 g/m2으로써 인쇄특성이 전자 보다 좋은 결과를 보였고 종이의 안료가 함침된 윗층에 수용성 아크릴 래커 (9 g/m2래커를 바름)로 래커칠 한 후 높은 광택을 보였으며 또한 종이(수분 흡수치를 참조)의 배면상에 물 위에 뜨는 적층 접찹제 (아크릴레이트 또는 우레아를 기재로 한)의 흡수도 빨랐다. 이러한 것을 참작컨대 본 발명에 의한 종이는 파이버 보오드의 결합력과 적층특성이 보다 좋다는 것을 결론지을 수 있다. 본 발명의 종이가 다소 평활성에서는 저하되나 적층공정 중에서 어떠한 불리한 효과는 주지 않는다. 이와 반면, 파이버 보오드의 마스킹은 저 회분 함량과 이것과 결합된 약간 낮은 불투명성 때문에 다소 저하를 보였다. 더욱이, 광 견뢰도는 나빴다.
재래의 일본 종이와 비교컨대, 본 발명에 의한 박층 필름은 그라비아 인쇄에서, 보다 좋은 인쇄 특성을 나타내었으며 래커에 대한 안정성이 현저하게 좋았고 종이 (향상된 결합력과 적층특성)의 배면에 접착제의 흡수도 더욱 빨랐다.
더욱이, 본 발명에 의한 박층 필름의 다소 높은 불투명성 때문에 파이버 보오드의 마스킹이 좋았다. 광 견뢰도에 있어서, 본 발명의 필름은 표면의 안료화 때문에 재래의 일본 종이와 비교하여 다소 우수하였다.
실시예 2
실시예 1과 유사한 방법으로, 80%의 유칼리 펄프와 20%의 소나무 설페이트 펄프로 구성된 백색 (표백한) 조 펄프 47 g/m2와 펄프 톤당 50 kg 의 산화 티탄 충전제가 포함된 펄프 혼합물을 초지기에서 제조하였고 실시예 1과 유사하게 특이한 코우팅방법을 이용하여 안료 코우팅 (클래이)으로 한쪽면에 코우팅하였으며, 배면에 함침시켰다. 이 종이를 연식 칼렌더를 이용하여 라인에 평활하게 하였다.
실시예 3
실시예 1 및 2와 유사한 방법으로, 80%의 유칼리스 펄프와 20%의 소나무 설페이트 펄프로 구성된 백색 (표백한) 조 펄프 47 g/m2와 펄프 톤당 250 kg 의 클래이와 50 kg의 활석 충전제가 함유된 펄프 혼합물을 초지기에서 제조하였다. 실시예 1 및 2와는 달리 이 펄프를 함침된 종이의 구조속으로 침투를 제한하기 위해 완전하게 비이터-사이징(수지 사이징)을 하였고, 코우팅 조성물들을 특이한 코우팅방법에 의해 나중에 발랐다.
실시예 1 및 2와 비교하여, 이 종이 웹의 한쪽면 안료 코우팅은 70 : 30의 비율인 아크릴레이트-라텍스와 우레아 수지 혼합물 (고형분)로 수행하였으며 여기에 라텍스/우레아 수지 (고형분)의 총량을 기준으로 20%의 산화 티탄을 가하였다.
반면, 종이 웹의 배면은 실시예 1 및 2와 유사하게 라텍스/합성수지 혼합물로 부분적으로 함침시켰다. 함침된 수지의 흡수력은 결과적으로 원지 중량의 약 5%에 불과하였다.
인쇄를 기재로 하는 종이로 알려진 예비함침재를 기재로 하는 가볍게 안료화한 종이의 한쪽면을 실시예 2와 유사하게 본 발명의 배면에 함침된 한쪽면에 안료로 코우팅된 박층 필름과를 비교하였는데, 재래의 일본 종이가 45 g/m2이며, 가구용 예비함침재는 53 g/m2이었다.
더욱이, 본 발명에 의한 한쪽면에 안료가 코우팅된 박층 필름은 아래의 특성과 관련하여 다른 종이들 보다 질적으로 우수한 것을 증명하였다.
- 그라비아 인쇄에서 가장 좋은 인쇄특성
- 가장 높은 래커의 안정성
- 종이의 배면상에 적층된 접착제의 가장 빠른 흡수성, 즉, 다른 재료들과 적층하거나 결합될 수 있는 능력에 있어서, 가장 우수한 특성.
이와 반면, 재래의 예비함침재와 인쇄를 기재로 하는 종이와 비교하여 볼 때 불투명성과 광 견뢰도가 저하되었다.
불투명성과 관련하여, 리프런스는 인쇄를 기재로 하는 종이의 단위 면적당 가장 높은 질량의 영향을 받아 제조되었다.
따라서, 본 발명에 의한 박층 필름은 공지의 예비함침재와 일본 종이의 실용적인 특성을 결합한 것이다.
실시예 4
실시예 1과 유사한 방법으로서, 약 45 g/m2의 단위 면적당 질량을 가지는 연한 갈색의 원지를 제조하였는데, 다만 이 종이를 액상 염료가 아닌 산화 철을 기재로 한 안료를 사용하여 착색시켰다.
실시예 1 ∼ 3을 비교하여, 이 종이 웹의 한쪽면 안료 코우팅은 25 : 75의 비율인 스티렌/부타디엔-라텍스와 우레아 수지 혼합물 (고형분)로 수행하였으며 여기에 라텍스/우레아 수지 (고형분)의 총량을 기준으로 2배의 클래이 (고형분)를 가하였다.
반면, 종이 웹의 배면은 실시예 1 ∼ 3에 사용한 것처럼 동일한 라텍스/합성수지 혼합물로 함침시켰다. 함침된 수지의 흡수력은 원지 중량의 약 30%이었다.
실시예 1과 2에 의해 제조된 종이들을 비교컨대, 본 발명의 종이는 보다 좋은 광 견뢰도 (3 ∼ 4 많은), 보다 높은 불투명성 (93%) 그리고 약 30%로 낮은 내운반성으로서 높은 취화성을 나타내었다.
실시예 5
실시예 4와 유사한 방법으로, 45 g/m2의 단위 면적당 질량을 가지는 착색물인 원지를 제조하였다.
실시예 4와 비교하여, 이 종이 웹의 한쪽면 안료 코우팅은 90 : 10의 비율인 아크릴-라텍스와 우레아 수지 혼합물 (고형분)로 수행하였으며 여기에 라텍스/우레아 수지 (고형분)의 총량을 기준으로 2배의 클래이 (고형분)를 가하였다. 본 발명의 종이 웹의 배면은 실시예 1 및 2에 서 사용한 동일한 라텍스/합성수지 혼합물로 함침시켰다.
수지의 흡수력은 원지 중량의 약 10%이었다.
실시예 1, 2 및 4에 의해 제조된 종이들을 비교하건대, 본 발명의 제품이 높은 탄성 뿐만 아니라 다소 향상된 인쇄성과 도장성을 나타내었다.
시료 1
특성색상: 연한 갈색 단위 본 발명 종이(평균값) 예비 함침재(평균값) 일본 종이
단위당 질량두께비중 g/m2μmg/cm3 45451.000 53570.940 45520.865
파괴 강도종 방향횡 방향인렬 강도(Elmendorf)종 방향횡 방향 kmmNm2/g 8.56.58.99.3 7.54.27.27.6 11.67.010.916.5
평활성(Bekk)윗 면마이크로-하프네스윗 면(Parker Print Surf)기공성 sμmml/min 5002.55 4003.570 4142.47210
물 흡수(Cobb-Unger)윗 면선 면래커 안정성광택도(75°)(수용성 코우팅 중량약 9 g/m2)인쇄성(수용성 그라비아 색상) g/m2%주1) 3035751 1010663 1824352
회분불투명성 %% 789.0 1096.0 0.684.0
광 견뢰도 주2) 2 6 1
주1)1 = 매우 우수 5 = 불량주2)광 견뢰도에서 수치가 높을수록 좋은 값을 나타낸다.
시료 2와 3
특성색상: 연한 갈색 단위 본 발명 종이(평균값) 예비 함침재(평균값) 드룩바시스종이(평균값) 일본 종이
단위당 질량두께비중 g/m2μmg/cm3 47451.040 53570.940 80870.920 51630.810
파괴 강도종 방향횡 방향인렬 강도(Elmendorf)종 방향횡 방향 kmmNm2/g 8.56.58.58.9 7.54.27.27.6 9.35.98.17.7 9.86.010.214.2
평활성(Bekk)윗 면마이크로-하프네스윗 면(Parker Print Surf)기공성 sμmml/min 5002.55 4503.570 2003.3100 3982.7180
물 흡수(Cobb-Unger)윗 면선 면래커 안정성광택도(75°)(수용성 코우팅 중량약 9 g/m2)인쇄성(수용성 그라비아 색상) g/m2%주1) 3035751 1010663 2626541 ∼ 2 2023342
회분불투명성 %% 1075.0 2080.0 1084.0 0.366.7
광 견뢰도 주2) 2 6 3 1
주1)1 = 매우 우수 5 = 불량주2)광 견뢰도에서 수치가 높을수록 좋은 값을 나타낸다.

Claims (5)

  1. 안료로 코우팅되는 반대쪽에 함침수지로 함침시키며, 인쇄 또는 래커링 쪽에는 안료가 코우팅된 원지의 박층 필름.
  2. 제 1 항에 있어서, 안료의 코우팅 두께를 1 ∼ 8 g/m2되게 형성하는 것이 특징인 박층 필름.
  3. 제 1 항에 있어서, 안료 코우팅에서 안료와 바인더의 비가 고형분을 기준으로 1 : 0.05 ∼ 1 : 0.35인 것이 특징인 박층 필름.
  4. 제 1 항에 있어서, 안료의 코우팅이 중량으로 1 ∼ 10%의 멜라민 수지, 우레아 수지, 페놀 수지 또는 글리옥살 수지를 함유하는 것이 특징인 박층 필름.
  5. 제 1 항에 있어서, 고형분을 기준으로 원지의 수지 흡수력이 원지 중량으로 5 ∼ 15%인 것이 특징인 박층 필름.
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