KR20010022469A - 잉크젯 인쇄 성능 개선을 위한 조성물 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 잉크젯 인쇄용 시이트 기재의 포면 처리에 유용한 조성물에 관한 것으로서, 상기 조성물은 2가 금속 염을 포함하고, 상기 염은 약 pH 7 내지 약 pH 9 에서 수성 사이즈 매질에 용해되며, 상기 수성 사이즈 매질은 운반제 및 사이즈제를 더 포함한다. 또한 본 발명은 안료 잉크를 사용하는 잉크젯 인쇄로 형성된 표시를 보유하는 능력이 있는 잉크젯 인쇄용 기재를 제조하는 방법을 포함하며, 상기 방법은 2가 금속 염을 함유하는 수성 사이즈 매질로 기재를 표면 처리하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 조성물 또는 방법을 사용하여 제조된 표면 처리된 기재 상에서의 안료 잉크를 사용하는 잉크젯 인쇄의 인쇄 품질을 개선시키는 방법, 그러한 방법으로 제조된 종이로서 그 위에 잉크젯 인쇄된 안료 잉크를 갖거나 갖지 않는 종이를 개시한다. 그 위에 인쇄된 표시는 개선된 인쇄 품질 특성을 갖게된다.

Description

잉크젯 인쇄 성능 개선을 위한 조성물 및 방법{Composition and Method for Improved Ink Jet Printing Performance}
종이는 오늘날의 상업적, 사업적, 사무실 및 가정 환경 하에서 복사, 레이저 인쇄, 잉크젯 인쇄 등과 같은 여러 목적에 통상적으로 사용된다. 각 용도 유형에 맞는 특수용지들이 개발되어 왔지만 실제적인 관점에서 모든 그러한 용도에 적합한 다목적 용지가 요구된다. 잉크가 습식으로 인쇄되고 양호한 인쇄 품질을 제공하여야 하며 빨리 건조되어야 하기 때문에, 위에 열거한 용도들 중에서 아마도 잉크젯 인쇄가 가장 까다로운 요구조건을 가질 것이며 이러한 성질들은 종종 함께 달성하기가 힘들다.
잉크젯 인쇄에 사용하고자 하는 종이의 대부분은 다양한 유형의 특수 피복, 전형적으로는 수용성 중합체층 및 실리카 및 기타 불용성 충진재들로 피복되며 이는 특히 복사 및 레이저 인쇄와 같은 기타의 일반적인 사무실 용도로 종이를 사용하고자 하는 요구 및 경향을 고려할 때 종이의 가격을 크게 증가시킨다. 이러한 종이의 전형적인 면당 비용은 약 0.10＄이다. 이에 비해, 복사용지와 같은 비피복 종이는 일반적으로 면당 0.01＄ 미만의 값으로 판매된다.
잉크젯 인쇄는 근래에 비로소 상업적으로 시행되어 왔다. 데스크탑 잉크젯 인쇄는 훨씬 더 근래에 개발되었다. 대부분의 잉크젯 인쇄용 잉크는 흑색 및 컬러 잉크 모두 염료를 기재로 한 잉크들이다. 데스크탑 잉크젯 인쇄에 흑색 안료 잉크를 사용한 것은 상대적으로 최근의 일로서 1994년 휴렛팩커드사의 데스크젯 660C 프린터의 소개로부터 비롯된다. 흑색이외의 안료 잉크, 예컨대 안료를 기재로 한 컬러 잉크를 사용하는 데스크탑 잉크젯 인쇄는 아직 상업적으로 이용 가능하지는 않으나 가까운 장래에 상업적으로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
종이는 우선 물 또는 잉크의 과다한 침투, 위킹(wicking) 또는 번짐을 방지하기 위해 사이즈제(sizing agents)로 제조 및(또는) 표면 처리한다. 많은 상이한 유형의 비반응성 및 반응성 사이즈제들이 제지 산업분야에 잘 알려져있다. 전형적으로 산성 제지 조건하에서 제조되는 종이는 산성지라 불리며 통상적으로 비반응성 사이즈제인 잘 알려진 로진에서 유래된 사이즈제 (본 명세서에서는 "분산 로진 사이즈제"라 함)로 사이즈 처리한다. 중성 및 알칼리성 제지 조건하에서 제조되는 일부 종이 또한 분산 로진 사이즈제로 사이즈 처리할 수 있다. 알칼리성지로 불리는, 알칼리성 조건하에서 제조되는 고품질 종이에 사용되는 가장 통상적인 사이즈제는 알케닐 숙신산 무수물(ASA) 및 알킬 케텐 2량체(alkyl ketene dimer; AKD)이다. 고품질 종이의 사이즈 처리에 유용한 또다른 부류의 사이즈제는 알케닐 케텐 2량체 및 다량체(multimer)와 같이 실온에서 액체상태인 케텐 2량체 및 다량체를 포함한다. 이들은 종이 중의 셀룰로오스 섬유에 공유 결합하는 반응성 작용기와 섬유로부터 반대쪽으로 배향되는 소수성 꼬리를 갖기 때문에 반응성 사이즈제이다. 이러한 소수성 꼬리의 배향 및 성질에 의해 섬유가 물을 배지 않는다.
잉크젯 프린터의 인기가 증가함에 따라 이러한 최종 응용 용도에 사용하고자 하는 종이에 대한 사이즈 처리 필요성에 관심이 집중되고 있다.
인쇄 품질과 관련한 이하의 잉크젯 인쇄 특성들은 고품질의 잉크젯 인쇄에 중요하기 때문에 잉크젯 프린터의 제조사들에 의해 확인되고 있으며 이들 중 다수는 잉크가 도포되는 종이 또는 기타 기재의 처리 및 유형에 영향을 받는다.
광학 밀도(OPTICAL DENSITY) : 반사율의 변화로 측정된 색조 강도를 말하며 (OD = log10(Ii/Ir) 여기에서 Ii및 Ir은 각각 입사 및 반사광의 강도를 나타낸다), 광학 밀도가 높은 것이 바람직하다.
뒤비침(SHOW THROUGH) : 시이트의 배면으로부터 관찰한 상의 색조 강도이며 광학 밀도에 의해 측정할 수 있다.
반점 뒤비침(SPECKLED SHOW THROUGH) : 잉크가 미세한 구멍이나 조직이 성긴 영역을 관통하므로 종종 인쇄된 상의 배면에는 얼룩덜룩한 외관이 나타난다.
선폭 증가(LINE GROWTH) (블리드(BLEED) 페더링(FEATHERING)) : 초기 인쇄 크기에 대한 최종 인쇄된 크기를 말하며 해상도의 손실로 볼 수 있다. 단색 인쇄 및 서로 다른 색의 옆 또는 위에 겹쳐 컬러 인쇄하는 경우 모두 발생한다.
가장자리 거칠기 (EDGE ROUGHNESS (종종 페더링(feathering)이라 불림)) : 인쇄된 영역으로부터 잉크가 불균일하게 퍼져 나감으로써 나타나는 가장자리의 매끈한 외관에 대한 거친 정도를 말한다. 단색 인쇄 및 서로 다른 색의 옆 또는 위에 겹쳐 컬러 인쇄하는 경우 모두 발생한다.
위킹(WICKING) : 잉크가 종이 표면의 단일 섬유를 따라 흐를 때와 같이 인쇄된 영역으로부터 번져 나간 잉크의 긴 스파이크(long spikes) 형태로 관찰된다.
얼룩(MOTTLE) : 조밀하게 인쇄된 영역에서의 인쇄 광학 밀도의 불균일함을 말한다.
브론징(BRONZING) : 흑색으로 인쇄된 영역 중에서 청동 광택(bronze sheen) (또는 불그스레한 색조)이 나타나는 것을 말한다.
색 지수(COLOR INDEX) : 인쇄된 컬러 또는 조합된 컬러의 빛깔 또는 색의 농도를 말한다. 또한, 혼합 흑색 인쇄 (청록색(cyan), 자홍색(magenta) 및 황색으로 제조)의 경우는 종종 초록빛의 색조가 있다.
건조 시간(DRY TIME) : 잉크가 문지름에 의해 번지거나 다른 표면으로 옮겨 묻지 않을 정도로 잉크를 건조시킬 때까지 걸리는 시간을 말한다.
캐스케이딩(CASCADING) : 프린트 헤드의 경로 사이에 나타나는 낮은 인쇄 밀도의 선들을 말하며, 아주 고도로 사이즈 처리된 종이 중에서 대개 관찰할 수 있다.
불충분한 도트 게인(INSUFFICIENT DOT GAIN) : 캐스케이딩과 유사하나, 빽빽이 인쇄된 영역 중에서 잉크의 점들 주위에서 보이는 백색 영역으로 나타나며, 이는 잉크가 충분히 번지지 못하였기 때문이다. 이 효과는 광학 밀도를 낮춘다.
날림(MISTING) : 인쇄된 영역의 가장자리 주위에서 보이는 아주 작은 점들을 말하며 이는 아주 작은 잉크 방울이 주된 인쇄 방울로부터 날려 나오는 경우에 발생한다.
복사용지로 사용되는 종이에 그 전도성을 증가시키는 물질로 피복하는 것은 알려져있다. 이는 예컨대 우버(Uber) 등의 미국특허 제3,116,147호에 개시된 바와 같이 종이가 자체의 구조 전체에 걸쳐 흡습성 무기염을 갖도록 종이를 처리하거나, 쳉(Cheng)의 미국특허 제3,615,403호에 기술된 바와 같이 무기 염-수지 피복재로 피복하거나, 그린(Green, Jr.) 등의 미국특허 제3,884,685호에 기재된 바와 같이 전분 및 술페이트염과 같은 바인더(binder)로 표면 처리하거나 또는 기어(Geer)의 미국특허 제4,020,210호에 기재된 바와 같이 마이크로캡슐에 싼 염으로 표면 처리하여 수행한다.
흔히 칼슘 카보네이트를 분산 충진재로서 종이에 가한다. 칼슘 카보네이트는 수성 시스템에 분산시킬 것을 필요로 하는 비교적 불용성의 미립자인 단점이 있다. 칼슘 카보네이트와 같은 충진재가 존재하면 종이 제조과정 및 최종 용도로의 사용과정 동안 장비의 마모를 증가시킬 수 있다.
고농도의 염화칼슘을 반응성 사이즈제와 함께 종이에 두 피복 중 첫 번째로서 가해왔다. 그 두 번째 피복은 카스보(Kasbo) 등의 미국특허 제5,170,807호에 개시된 바와 같이 담배에서와 같은 연소 특성을 조절하기 위해 칼슘 카보네이트, 포타슘 실리케이트 및 카르복시메틸셀룰로오스를 포함한다. 그러나 이러한 종이는 잉크젯 인쇄에 적합하지 않으며 이러한 고농도의 염화칼슘은 인쇄에 사용되는 종이 제조에 적합하지 않다.
황산알루미늄 (또는 백반(alum))은 일반적으로 제지 기계의 습단부(wet end)에서 가해지는, 많은 제지 기계에 가하는 통상적인 첨가제이다. 백반은 제지 과정에서 내부 사이즈로 사용되는 로진 사이징 분산액에 가하며, 로진 사이징 분산액 중의 백반의 농도는 고체의 66% 정도까지 높을 수 있다. 백반은 낮은 pH에서 용해되어 양이온성 알루미늄 종을 형성한다. 백반은 pH 8의 전형적인 사이즈 프레스에서 비양이온성 종을 형성할 것이다.
염화칼슘을 우유 종이팩 용도에 사용되는 종이에 가해왔다. 이러한 종이는 통상의 복사용지보다 약 3 내지 5배 큰, 높은 기초 중량을 가지며 왁스로 피복한다.
우수한 알칼리 금속 또는 알루미늄 액 저장 특성을 갖는 제품에 사용되는 사이징 종이에 특히 사용되는 사이징 조성물은 팬디안(Pandian) 등의 미국특허 제5,472,485호에 개시된 바와 같이 지르코늄, 하프늄, 티타늄 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 금속 염을 포함한다.
수용성 알칼리 금속 또는 알루미늄 무기염의 저장 안정화 양을 함유하는 사이징 분산액은 에카 케미컬스 에이비(Eka Chemicals AB)의 국제특허 공개번호 제WO 96/35841호에 기재되어 있으며 종이, 마분지 및 판지의 내부 사이즈 또는 표면 사이즈로 유용하다.
미나가와(Minagawa) 등의 미국특허 제4,110,155호에 기재된 바와 같이, 비교적 높은 농도인 0.5 내지 5%의 조해 염(deliquescent salt)으로 종이를 처리하여, 수지 피복 적층물의 기본 재료로 사용되는 종이는 그 양쪽 표면을 합성 수지 필름으로 피복하는 경우 가장자리에서 파동 모양의 변형을 나타내지 않는다.
염료를 기재로 한 잉크를 사용하는 잉크젯 인쇄에 적합한 종이는 구로야마 (Kuroyama) 등의 미국특허 제5,522,968호, 스즈키(Suzuki) 등의 미국특허 제 5,620,793호 및 사카키(Sakaki) 등의 미국특허 제5,266,383호 및 제5,182,175호에 개시되어 있다.
안료 잉크를 사용하는 잉크젯 인쇄를 위한 방법 및 장비는 가시와자키 (kashiwazaki) 등의 미국특허 제5,640,187호에 기재되어 있다. 가시와자키 등의 특허로부터 명백한 바와 같이 특별한 피복 종이의 사용에 의존하지 않고 우수한 잉크젯 인쇄 성능을 얻을 필요가 있다.
본 명세서에 열거한 모든 특허, 공개 출원 및 기타 문헌들의 개시 내용은 본 명세서에 참고로서 인용되었음을 밝혀둔다.
본 발명은 잉크젯 인쇄에 사용되는 종이 및 중합체 플라스틱 물질과 같은 기재의 표면 처리를 위한 조성물, 인쇄 기재의 제조방법, 처리된 인쇄 기재 자체, 잉크젯 인쇄의 개선 방법 및 잉크젯 인쇄된 인쇄 기재에 관한 것이다.
본 발명의 일 면은 잉크젯 인쇄용 기재의 표면 처리에 유용한 조성물에 관한 것으로서, 상기 조성물은 2가 금속 염을 포함하고, 상기 염은 약 pH 7 내지 약 pH 9 에서 수성 사이즈 매질(aqueous sizing medium)에 용해되며, 상기 수성 사이즈 매질은 운반제 및 사이즈제를 추가로 포함한다.
본 발명의 또다른 일 면은 안료 잉크를 사용하는 잉크젯 인쇄용 기재의 표면 처리에 유용한 조성물에 관한 것으로서, 상기 조성물은 염화칼슘, 염화마그네슘, 브롬화칼슘, 브롬화마그네슘, 질산칼슘, 질산마그네슘, 칼슘 아세테이트 및 마그네슘 아세테이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 염, 운반제 및 사이즈제를 포함한다.
본 발명의 또다른 일 면은 안료 잉크를 사용하는 잉크젯 인쇄에 의해 형성되는 표시를 유지할 수 있는 잉크젯 인쇄 기재의 제조방법에 관한 것으로, 상기 방법은 (a) 사이즈제를 더 포함하는 수성 사이즈 매질에 약 pH 7 내지 약 pH 9에서 용해되는 2가 금속 염을 포함하는 조성물로 기재를 표면 처리하는 단계; 및 (b) 처리된 기재를 건조하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또다른 일 면은 표면 처리된 기재 상에 안료 잉크를 잉크젯 인쇄하여 형성되는 표시의 인쇄 품질을 향상시키기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 2가 금속 염 조성물을 사용하거나 또는 본 발명의 방법을 사용하여 기재를 표면 처리하는 단계, 처리 기재를 건조시키는 단계 및 건조된 처리 기재 상에 표시를 형성하도록 안료 잉크를 잉크젯 인쇄하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또다른 일 면은 2가 금속 염 조성물을 사용하거나 또는 본 발명의 방법을 사용하여 제조한 인쇄 기재에 관한 것으로, 상기 인쇄 기재는 안료 잉크로부터 형성된 건조된 처리 기재상의 표시를 유지할 수 있어서 본 발명과 유사하지만 염을 포함하지 않는 조성물 또는 방법을 사용하여 처리된 인쇄 기재에 비해 상기 표시는 적어도 하나 이상의 개선된 잉크젯 인쇄 특성을 갖는다.
약 pH 7 내지 약 pH 9 에서 수성 사이즈 매질에 용해될 수 있는 2가 금속 염을 함유하는 수성 사이즈 매질로 기재 표면을 처리하면, 표면에 사이즈 처리된 종이 또는 기타 표면 처리된 기재상의 잉크젯 인쇄 품질을 향상시킬 수 있다는 것을 예기치 못하게 발견하였다. 사이즈제를 함유하는 수성 사이즈 매질 및 바람직하게는 운반제와 2가 금속 염을 미리 혼합하여 본 발명에 따른 조성물을 제조한다.
본 발명에 사용되는 2가 금속 염은 위와 같이 처리된 종이의 잉크젯 인쇄에 있어서 적어도 하나, 그리고 바람직하게는 몇 가지 잉크젯 인쇄 품질 특성의 예기치 못한 놀라운 개선을 제공한다. 특히 광학 밀도가 개선되고, 종이의 배면으로 잉크가 비쳐 보이는 뒤비침(show through)이 감소하며, 가장자리 거칠기 및 선폭 증가가 감소하여 인쇄 품질이 개선된다. 이러한 이점들은 잉크젯 인쇄에 사용되는 안료 잉크의 사용으로 증명된다. 본 발명의 이점을 안료 흑색 잉크를 사용하는 휴렛팩커드 660C 데스크젯 프린터 ("HP660C" 프린터)를 사용한 인쇄 시료로 예시하였다. 같은 이점들은 휴렛팩커드 560C 데스크젯 프린터나 엡슨 720 스타일러스 프린터에서는 관찰되지 않았는데, 이들 두 프린터는 안료 흑색 잉크보다는 염료를 기초로 한 흑색 잉크를 사용한다. 안료 흑색 잉크에 비해, HP660C 프린터에 사용되는 염료를 기초로 한 컬러 잉크에서는 이점들이 관찰되지 않았다. 본 명세서에서 사용된 것으로, "안료 잉크"란 흑색 또는 컬러 성분이 잉크 조성물에 불용성인 잉크를 뜻하고, "염료를 기재로 한 잉크"란 흑색 또는 컬러 성분이 잉크 조성물에 가용성인 잉크를 뜻한다.
본 발명이 특히 효과적인 잉크는 음이온 전하를 가진 안료를 함유하고 질소를 함유하는 염료 또는 이러한 염료를 위한 용해 보조제를 함유하지 않는 잉크이다. 여기에서의 용해 보조제는 질소 화합물로서 기재 상에 인쇄하는 동안 또는 인쇄한 결과로 암모니아 또는 암모늄 이온을 방출하므로, 이 경우의 기재는 암모니아 또는 암모늄 이온을 흡수하는 물질을 함유하여야 한다.
문헌에 보고된 바에 따르면 잉크젯 산업은 안료 잉크를 사용하는 방향으로 옮겨가고 있다는 것을 확인할 수 있다 (American Ink Maker, 75(6):60 1997년 6월 참조). 비록 데스크탑 인쇄 응용분야에서 안료 컬러 잉크가 아직 상업화되지는 않았지만, 본 산업 분야에서의 안료를 기재로 한 잉크젯 잉크로의 추세는 컬러 잉크를 포함한다. 인쇄 산업에서의 일반적인 여론은 안료를 기재로 한 잉크가 더 나은 성능을 제공하고 인쇄된 광고물 또는 게시판 상의 게시물 및 기타 신호, 버스 정류장, 옥외 진열대 및 기타 옥외 용도와 같은 옥외 환경에 노출되는 인쇄물에 있어서 더 나은 성능을 제공한다는 것이다. 본 발명은 피복되지 않은 종이에 크게 향상된 잉크젯 인쇄 성능을 제공하기 때문에 극히 유익하고 따라서 우수한 잉크젯 인쇄 성능을 위해 값비싼 특수용지를 사용할 필요가 없다.
일반적으로, 종이에 우수한 잉크젯 인쇄 성능을 부여하기 위해서는 종이에 수용성 고분자 층 및 실리카 및 기타 불용성 충진재를 피복할 필요가 있다. 이러한 종이의 전형적인 면당 비용은 약 ＄0.10이다. 이에 비해 복사지와 같은 비피복 종이는 일반적으로 면당 ＄0.10 미만으로 판매된다. 이러한 비피복 종이는 대개 내부적으로 사이즈 처리하거나, 유화제, 잔류 보조제(retention aids), 광택제 (optical brightning agents) 및 기타 보조제를 포함하는 통상의 첨가제들과 함께 전형적인 사이즈제로 사이즈 프레스에서 제지 기계 상에서 처리한다.
본 발명은 물 이외에 본 발명의 가용성 2가 금속 염, 사이즈제 및 바람직하게는 운반제를 함유하는 조성물 (여기에서 성분들은 침전 또는 응집을 야기하지 않는다) 및 수용성 2가 금속 염을 함유하는 수성 사이즈 매질로 종이 또는 기타 기재를 표면 처리하는 방법을 포함한다. 또한 본 발명은 개선된 잉크젯 인쇄 방법뿐 아니라 개선된 잉크젯 인쇄 가능 종이 및 기타 기재, 그리고 인쇄된 종이 및 기타 기재를 포함한다. 또한 본 발명은 투명 필름 및 비셀룰로오스계 시이트 기재상의 잉크젯 인쇄성을 향상시키는 데에도 유용하다.
본 발명에 사용되는 금속 염은 약 pH 7 내지 약 pH 9 에서 수성 사이즈 매질 중에 사용되는 양으로 용해될 수 있는 2가 금속 염이다. 수성 사이즈 매질은 수성 용액, 유화액, 분산액 또는 라텍스 또는 콜로이드성 조성물의 형태일 수 있으며, 본 명세서에 사용된 "유화액"이란 용어는 당업계에 관용적인 것으로 라텍스 또는 콜로이드성 조성물 뿐 아니라 액체 중의 액체 유형 또는 액체 중의 고체 유형의 분산액을 뜻한다. 본 발명의 금속 염은 바람직하게는 2가 양이온 금속 이온의 무기 또는 유기산 염이다. 염은 약 pH 7 내지 약 pH 9 에서 수용성이어야 하는데, 이 범위는 사이즈 프레스에서 일반적으로 사용되는 수성 사이즈 매질의 pH를 포함한다. 사용된 염의 전체 중량을 기준으로 증대된 효율을 제공할 수 있도록 금속 염 중의 2가 양이온 금속 이온의 상대 중량은 선택된 염 중의 음이온에 대해 최대화되는 것이 바람직하다. 따라서, 이러한 이유로 예컨대 염화칼슘이 브롬화칼슘보다 바람직하다.
수용성 금속 염은 칼슘, 마그네슘, 바륨 등의 할로겐화물을 포함할 수 있으며 염화칼슘 및 염화마그네슘이 특히 바람직하다. 본 발명에 있어서, 효과적인 2가 금속 염은 염화칼슘, 염화마그네슘, 브롬화마그네슘, 브롬화칼슘, 염화바륨, 질산칼슘, 질산마그네슘, 질산바륨, 칼슘 아세테이트, 마그네슘 아세테이트 및 바륨 아세테이트 등이나 이에 제한되지 않는다. 염화칼슘 및 염화마그네슘은 잉크젯 인쇄 성능에 있어서 가장 큰 개선을 제공하고 비용-이득 면에서 효율적이므로 바람직하다.
본 발명에 있어서, 염화나트륨 및 염화칼륨과 같은 1가 금속 염들은 안료 잉크를 이용한 잉크젯 인쇄의 품질을 향상시키는 데에 있어서 2가 금속 염만큼 효과적이지 못하다. 그 이유는 완전히 밝혀지지 않았으나, 불충분한 전하 밀도 때문인 것으로 여겨진다.
2가 금속 염은 사이즈제의 조합 또는 혼합물뿐 아니라 비반응성 사이즈제 및 반응성 사이즈제를 포함하는 통상적인 제지 사이즈제와 혼합할 수 있다.
많은 비반응성 사이즈제가 당업계에 알려져있다. 이의 예로는 예컨대 BASOPLAST335D 비반응성 중합체 표면 사이즈 유화액 (뉴저지주 마운틴 올리브에 소재한 바스프 코포레이션사 제조), FLEXBOND325 비닐 아세테이트 및 부틸 아크릴레이트 공중합체의 유화액 (펜실바니아주 트렉슬러타운에 소재한 에어 프로덕츠 앤드 케미컬스 인크사 제조) 및 PENTAPRINT비반응성 사이즈제 (델라웨어주 윌밍턴에 소재한 허큘레스 인코포레이티드사 제조) (미국특허 출원번호 제08/861,925호 (출원일: 1997. 5. 22)에 대응하는 국제특허출원 공개번호 제WO 97/45590호 (공개일: 1997. 12. 4)에 예로서 개시됨)가 포함되나 이에 제한되지 않는다.
알칼리성 pH 제조 조건하에서 수행되는 종이 제조의 경우 알킬 케텐 2량체 (AKDs) 또는 알케닐 케텐 2량체 또는 다량체를 기초로 한 사이즈제 및 알케닐 숙신산 무수물 (ASA) 사이즈제가 바람직하다. 이들 및 기타 종이 사이즈제의 조합 또한 이용될 수 있다.
종이 사이즈제로 사용되는 케텐 2량체들은 잘 알려져있다. 하나의 β-락톤 고리를 포함하는 AKDs는 전형적으로는 두 지방산 염화물로부터 제조되는 알킬 케텐의 2량체화 반응에 의해 제조된다. 상업상의 알킬 케텐 2량체 사이즈제는 종종 팔미트산 및(또는) 스테아르 지방산 (예컨대 Hercon및 Aquapel사이즈제 (모두 허큘레스 인코포레이티드사 제조))으로부터 제조된다.
알케닐 케텐 2량체 사이즈제 또한 상업적으로 이용 가능하며 예컨대 Precis사이즈제 (허큘레스사 제조)가 있다.
미국특허 제4,017,431호는 왁스 블렌드 및 수용성 양이온 레진과 함께 AKD 사이즈제를 예시하고 있으나 이에 제한되지 않는다.
케텐 다량체들은 하나 이상의 β-락톤 고리를 포함하고, 또한 종이 사이즈제로 사용될 수 있다.
모노- 및 디카르복실산의 혼합물로부터 제조된 사이즈제들은 일본특허 공개번호 제168991/89호 및 제168992/89호에 종이용 사이즈제로 개시되었다.
유럽특허출원 공개번호 제0 629 741 A1호는 고속 전환 및 복사 기계에 사용되는 종이의 사이즈제로서 알킬 케텐 2량체 및 다량체를 개시하고 있다. 알킬 케텐 다량체들은 모노카르복실산 (전형적으로는 지방산) 몰 초과량과 디카르복실산을 반응시켜 제조한다. 이들 다량체 화합물들은 25℃에서 고체이다.
유럽특허출원 공개번호 제 0 666 368 A2호 및 보토르프(Bottorff) 등의 미국특허 제5,685,815호는 알킬 또는 알케닐 케텐 2량체 및(또는) 다량체 사이즈제로 내부적으로 사이즈 처리된 고속 또는 복사용 종이를 개시하고 있다. 바람직한 2-옥스에탄온 다량체들은 1 : 1 내지 3.5 : 1 범위의 지방산:2염기산으로 제조한다.
상업상의 ASA-기재 사이즈제들은 말레산 무수물과 올레핀 (C14-C18)을 반응시켜 제조할 수 있는 물질의 분산액 또는 유화액이다.
종이용 사이즈제로 유용한 소수성 산 무수물들은
(ⅰ) 로진 무수물 (예컨대 미국특허 제3,582,464호 참조),
(ⅱ) 하기 화학식 (Ⅰ)의 구조를 갖는 무수물
(상기 식에서 R6각각은 동일하거나 상이한 탄화수소 라디칼이다), 및
(ⅲ) 바람직하게는 하기 화학식 (Ⅱ)의 구조를 갖는 시클릭 디카르복실산 무수물
(상기 식에서 R7은 디메틸렌 또는 트리메틸렌 라디칼이고 R8은 탄화수소 라디칼이다)을 포함한다.
화학식 (Ⅰ)의 무수물의 특정한 예로는 미리스트산 무수물, 팔미트산 무수물, 올레산 무수물 및 스테아르산 무수물이 있다.
상기 화학식 (Ⅱ)의 범위에 속하는 바람직한 치환 시클릭 디카르복실산 무수물은 치환된 숙신산 및 글루타르산 무수물이다. 화학식 (Ⅱ)의 무수물의 특정한 예로는 i- 및 n-옥타데세닐 숙신산 무수물, i- 및 n-헥사데세닐 숙신산 무수물, i- 및 n-테트라데세닐 숙신산 무수물, 도데실 숙신산 무수물, 데세닐 숙신산 무수물, 엑테닐 숙신산 무수물 및 헵틸 글루타르산 무수물이 있다.
본 발명에 유용한 비반응성 사이즈제에는 양이온 중합체 유화액, 양쪽성 (amphoteric) 중합체 유화액 또는 이들의 혼합물을 포함하는 중합체 유화액이 포함된다. 중합체 유화액의 중합체가 스티렌, α-메틸스티렌, 1 내지 13개의 탄소원자를 포함하는 에스테르 치환기를 갖는 아크릴레이트, 1 내지 13개의 탄소원자를 포함하는 에스테르 치환기를 갖는 메타크릴레이트, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 비닐 아세테이트, 에틸렌 및 부타디엔으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 단량체를 사용하여 제조되고 아크릴산, 메타크릴산, 말레산 무수물, 말레산 무수물의 에스테르 또는 이들의 혼합물을 임의로 포함하며 산가가 약 80 미만인 것인 중합체 유화액이 바람직하다. 이들 중 더욱 바람직한 것은 중합체가 스티렌, 1 내지 13개의 탄소원자를 포함하는 에스테르 치환기를 갖는 아크릴레이트, 1 내지 13개의 탄소원자를 포함하는 에스테르 치환기를 갖는 메타크릴레이트, 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 단량체를 사용하여 제조되는 것들이다. 중합체 유화액은 바람직하게는 예컨대 미국특허 제4,835,212호, 제4,855,343호 및 제5,358,998호에 개시된 바와 같은 분해 전분을 주로 포함하는 안정화제에 의해 안정화된다. 또한 바람직하게는, 중합체 유화액의 유리 전이 온도는 약 -15℃ 내지 약 50℃이다.
전통적인 산 pH 제지 조건에 있어서, 분산 로진 사이즈제 형태의 비반응성 사이즈제들이 대개 사용된다. 분산 로진 사이즈제들은 제지 산업분야의 당업자에게 잘 알려져있다. 로진 사이즈제들은 많은 특허들에 개시되어 있으나 이에 제한되지는 않으며 이러한 특허들 중에는 알드리치의 미국특허 제3,966,654호 및 제4,263,182호가 있다.
본 발명에 사용되는 분산 로진 사이즈제로 유용한 로진은 비강화 로진 (unfortified rosin), 강화 로진(fortified rosin), 확장 로진 (extended rosin) 및 로진에스테르 및 이들의 혼합물을 포함하는, 종이의 사이즈 처리에 적합한 임의의 개질 또는 비개질된 분산가능 또는 유화가능한 로진일 수 있다. 본 명세서에 사용된 "로진"이라는 용어는 사이즈제로 유용한 분산 로진의 형태들 중 임의의 것을 뜻한다.
분산된 형태의 로진은 정제전 또는 정제된 상태의 목재(wood) 로진, 검(gum) 로진, 톨유(tall oil) 로진 및 이들 중 임의의 둘 이상의 혼합물과 같은 상업적으로 이용 가능한 형태의 로진일 수 있다. 톨유 로진 및 검 로진이 바람직하다. 열 처리 또는 포름알데히드와의 반응과 같은 방법으로 결정화를 억제하도록 처리한 로진뿐 아니라 부분적으로 수소화시킨 로진 및 중합 반응시킨 로진 또한 이용할 수 있다.
본 발명에 유용한 강화 로진은 로진과작용기를 포함하는 산성 화합물과의 부가반응 생성물로서 약 150℃ 내지 약 210℃의 승온하에서 로진과 산성 화합물을 반응시켜 얻는다.
사용하는 산성 화합물의 양은 강화 로진의 중량을 기준으로 부가된 산성 화합물을 약 1 내지 16 중량% 함유하는 강화 로진을 제공할 수 있는 양이다. 강화 로진을 제조하는 방법은 당업자에게 잘 알려져있다. 예를 들면, 미국특허 제2,628,918호 및 제2,684,300호에 개시 및 기재되어 있는 방법을 참조한다.
강화 로진을 제조하는 데에 사용될 수 있는,작용기를 포함하는 산성 화합물의 예에는 알파-베타-불포화 유기산 및 이들의 가능한 무수물이 포함되며 이의 구체적인 예로는 푸마르산, 말레산, 아크릴산, 말레산 무수물, 이타콘산, 이타콘산 무수물, 시트라콘산 및 시트라콘산 무수물이 포함된다. 원하는 경우 강화 로진을 제조하기 위해 산의 혼합물을 사용할 수 있다. 따라서, 예컨대 로진의 아크릴산 부가물 및 푸마르산 부가물의 혼합물을 본 발명의 분산 로진 사이즈제를 제조하는데 사용할 수 있다. 또한, 부가물 형성 후에 실질적으로 완전히 수소화시킨 강화 로진을 사용할 수 있다.
당업자에게 잘 알려진 다양한 유형의 로진 에스테르 또한 본 발명의 분산 로진 사이즈제에 사용될 수 있다. 로진 에스테르의 적당한 예로는 미국특허 제4,540,635호 (론지(Ronge) 등) 또는 제5,201,944호 (나카타(Nakata) 등)에 개시된 바와 같이 에스테르화된 로진일 수 있다.
비강화 또는 강화 로진 또는 로진 에스테르는 원하는 경우 왁스 (특히 파라핀 왁스 및 미세 결정성 왁스), 석유 탄화수소 및 터펜(terpene)으로부터 유도된 것들을 포함하는 탄화수소 레진 등과 같은 알려진 확장제로 확장할 수 있다. 이는 로진 또는 강화 로진의 중량을 기준으로 약 10 내지 100 중량%의 확장제를 로진 또는 강화 로진과 용융 블렌딩 또는 용액 블렌딩하여 달성한다.
또한 강화 로진 및 비강화 로진의 블렌드, 그리고 강화 로진, 비강화 로진, 로진 에스테르 및 로진 확장제의 블렌드를 이용할 수 있다. 강화 및 비강화 로진의 블렌드는 예컨대 약 25 내지 95%의 강화 로진과 약 75 내지 5%의 비강화 로진을 포함할 수 있다. 강화 로진, 비강화 로진 및 로진 확장제의 블렌드는 예컨대 약 5 내지 45%의 강화 로진, 0 내지 50%의 로진 및 약 5 내지 90%의 로진 확장제를 포함할 수 있다.
소수성 유기 이소시아네이트 (예컨대 알킬화 이소시아네이트)는 본 발명에 사용될 수 있는 당업계에 잘 알려진 종이 사이즈제로서 사용되는 또다른 부류의 화합물이다.
본 발명에서의 사용에 적합한 기타 통상적인 종이 사이즈제들은 알킬 카바모일 클로라이드, 스테아릴화 멜라민과 같은 알킬화 멜라민, 및 스티렌 아크릴레이트를 포함한다.
반응성 및 비반응성 사이즈제의 혼합물을 본 발명에 사용할 수 있다.
본 발명의 2가 금속 염을 함유하는 사이즈제 조성물은 염 단독의 성능 이상으로 안료 잉크를 사용하는 잉크젯 인쇄의 광학 밀도를 추가로 향상시킨다. 더욱이, 조성물의 사이즈제 성분 덕택으로 사이즈제는 염료를 기재로 한 잉크젯용 잉크의 인쇄 품질 또한 향상시킨다. 따라서, 사이즈제와 함께 본 발명의 2가 금속 염을 함유하는 사이즈 조성물은 염료를 기재로 한 잉크 및 안료 잉크를 사용하는 잉크젯 인쇄의 품질을 향상시킨다. 본 발명의 금속 염을 함유하는 사이즈제 조성물을 사용하는 경우 달성해야 하는 균형이 있다. 어느 한 성분이라도 지나치게 많은 경우는 바람직하지 않다. 표면에의 적용에 있어서, 이하에 특정한 농도범위 내에서 금속 염의 농도가 낮은 것이 바람직하다. 이하에 나타낸 농도를 초과하는 지나치게 많은 양의 염은 전도성에 불리한 영향을 미치고 종이 가공 장비의 부식을 초래할 수 있다. 비교적 낮은 농도에서 효율적인 성능을 갖는 염화칼슘이 특히 바람직한 금속 염이다. 특정 범위를 초과하는, 지나치게 많은 양의 사이즈제는 캐스케이딩을 유발할 수 있고, 전환 및 피딩에 불리한 영향을 미칠 수 있으며, 성능면의 향상 없이 비용을 증가시킬 수 있고, 제지 장비 상에 물질의 침전을 유발할 수 있다. 사이즈제의 적당한 농도는 당업자에 의해 결정될 수 있다.
본 발명의 조성물은 사이즈제를 약 0.01 내지 약 3%, 바람직하게는 약 0.05% 내지 약 3%, 더욱 바람직하게는 약 0.1% 내지 약 1% 함유한다.
본 명세서에 나타낸 모든 퍼센트 값은 다르게 표기하지 않았으면 각각의 경우에 맞게 용액, 혼합물, 조성물 또는 종이의 중량을 기준으로 한 중량 퍼센트이다.
본 발명의 사이즈 조성물 중의 2가 금속 염의 농도는 약 0.01 내지 약 3%, 바람직하게는 약 0.05% 내지 약 3%, 더욱 바람직하게는 약 0.1% 내지 약 1% 이다.
본 발명에 있어서 중요한 파라미터는 최종 건조된 종이 중의 2가 금속 염의 농도 또는 농도 수준이다. 사이즈 프레스 용액 또는 기타 피복 매질 중의 금속 염의 양은 일반적으로 원하는 최종 건조된 종이 중의 농도 또는 중량을 제공하도록 조절된다. 최종 종이 제품 중의 양은 조성물 및 사이즈 프레스 용액 중의 농도 및 기재의 픽업(pick up) (또는 도포되는 양)에 의해 정해진다. 건조된 종이 중의 2가 금속 염의 농도는 약 001% 내지 약 0.4%가 되어야 한다. 바람직한 농도는 최종 건조된 종이의 전체 중량을 기준으로 약 0.02% 내지 0.3%이고, 가장 바람직한 농도는 약 0.05% 내지 약 0.2%이다. 종이 상에 가하는 첨가 농도는 전형적으로는 예컨대 약 0.02% 내지 약 0.3%, 대개 0.02% 내지 약 0.10%의 사이즈제와 약 0.15%의 염이다.
염으로 표면 처리된 종이와 같은 기재의 기초 중량은 변할 수 있기 때문에 건조된 종이 또는 기타 기재상의 염의 농도는 바람직하게는 단위 면적 당 건조 염의 단위 중량으로 측정한다. 표면 처리 또는 사이즈 처리 (및 건조)된 다음의 기재 상의 염의 농도는 약 0.01 g/㎡ 내지 약 1 g/㎡이어야 한다. 바람직하게는 농도는 약 0.02 g/㎡ 내지 약 0.3 g/㎡, 더욱 바람직하게는 약 0.03 g/㎡ 내지 약 0.2 g/㎡이다.
본 발명의 수성 사이즈 조성물 중의 사이즈제(들) 및 기타 첨가제들에 대한 2가 금속 염 (예컨대 염화칼슘 또는 염화마그네슘)의 중량비는 약 1:20 내지 약 20:1이다. 더욱 바람직하게는, 중량비는 약 1:5 내지 약 5:1이다. 가장 바람직하게는, 비율은 약 1:3 내지 3:1이다.
염을 함유하는 사이즈 조성물은 바람직하게는 운반제를 함유하고, 또한 조성물의 성분들이 결과적으로 침전 또는 응집되지 않는다는 조건하에 사이즈 프레스 첨가제와 같은 통상적으로 사용되는 사이즈 조성물과 함께 사용될 수 있다. 염을 함유하는 조성물에 물질을 첨가하는 데의 제약점은 상용성 및 성능이다. 음이온 중합 스티렌 말레산 무수물 사이즈제의 용액 및 강산 용해성 물질 (예컨대 강산성 로진 비누 사이즈제)과 같은 일부 물질들은 본 발명의 2가 금속 염과 비상용성이다. 첨가 물질들의 응집 및 침전을 유발하여 종이 제조를 불가능하게 하는 혼합물들은 적절치 않다. 그 스스로가 잉크젯 인쇄를 향상시키는 첨가제들이 본 발명의 금속 염과 함께 바람직하게 사용되며 이는 본 발명이 그 첨가제들의 성능을 더욱 향상시키기 때문이다.
본 발명의 2가 금속 염을 함유하는 사이즈 조성물은 바람직하게는 운반제를 포함하는 아주 다양한 첨가제들과 함께 사용하기에 적합하다. 본 명세서에사 사용된 "운반제"는 기재에 적용하기 위해 사이즈제 및 2가 금속 염 및 임의의 첨가제들과 혼합될 수 있는 폴리비닐 알코올, 폴리비닐피롤리돈 또는 폴리에틸렌아민과 같은 결합제 또는 전분을 포함한다. 이러한 하나 이상의 첨가제와의 조합은 예컨대 사이즈 프레스 유화액에 가해질 예비 혼합물로서, 또는 사이즈 프레스 유화액 또는 기타 피복 매질에 각각의 성분들을 가하여 원래의 위치에서(in situ) 제조할 수 있다. 바람직한 예비 혼합물 시스템은 2-옥스에탄온 2량체 및 다량체와 같은 반응성 사이즈, 비반응성 사이즈 또는 이들의 혼합물과 함께 칼슘 할로겐화물 및(또는) 마그네슘 할로겐화물 (특히, 염화칼슘)을 함유하는 미리 혼합된 조성물이다. 비반응성 사이즈제는 상기한 바와 같이 예컨대 양이온 중합체 유화액, 양쪽성 중합체 유화액 및 이들의 혼합물을 포함하는 중합체 유화액 또는 분산 로진 사이즈제일 수 있다.
침전 또는 응집이 발생하지 않는다는 조건하에, 어떠한 임의의 상용성 표면 처리 첨가제들도 2가 금속 염을 함유하는 사이즈 조성물에 가해질 수 있으며, 이러한 첨가제들은 종이 첨가제 또는 기타 용도로 통상적으로 사용되는 라텍스 유화액을 포함한다.
본 발명은 특히 2-옥스에탄온 2량체 (예컨대 AKDs 및 알케닐 케텐 2량체) 및 2-옥스에탄온 다량체 (예컨대 알케닐 케텐 다량체), 산 무수물 (예컨대 ASA)로 사이즈 처리된 알칼리성지 시이트 및 분산 로진 사이즈제로 사이즈 처리된 산성지 시이트에 유용하다.
수용성 중합체 또는 폴리비닐 알코올에 결합된 고농도의 충진재와 같은, 잉크젯 인쇄를 향상시키기 위한 기타 물질들의 통상적인 적용은 사이즈 프레스에 도입되는 경우 유변학적 문제를 유발할 수 있으나, 본 발명은 그러한 문제를 갖지 않는다.
본 발명의 금속 염을 함유하는 사이즈 프레스 유화액 또는 기타 수성 매질은 또한 충진재 (비제한적인 예로서 실리카), 광택제, 소포제 및 살생물제(biocides)와 같은 비피복 종이를 처리하는데 사용되는 기타 통상적으로 사용되는 종이 첨가제들을 함유할 수 있다. 이러한 첨가제들과 본 발명의 금속 염을 사용하는 것은 많은 경우 바람직한데, 이는 염이 존재하면 그러한 첨가제들의 성능이 향상되고 잉크젯 인쇄 성능이 증가되기 때문이다.
사이즈 조성물 중의 기타 임의의 첨가제 농도는 일반적으로 약 0.01% 내지 약 3%이고, 첨가제의 유형 및 사이즈 프레스 처리 동안 종이에 의해 픽업되는 용액의 양에 따라 변한다.
바람직하게는 수성 전분 용액과 같은 운반제를 함유하는 수성 사이즈 매질은 통상적인 양의 통상적인 성분들 및 첨가제들을 사용하여 통상적인 방법으로 제조할 수 있으며, 이들 모두는 제지 산업 분야의 당업자에게 잘 알려져있다. 전분을 운반제로 사용하는 경우, 본 발명의 성분들은 약 50 내지 80℃의 온도에서 가열 전분에 가해야 한다 (또한 pH 7 및 pH 9 사이에서 전분을 사용해야 한다). 홀딩 시간 (holding time), 첨가제들의 상용성 및 기타 조건들 및 장비들은 당업자의 통상적인 관습에 따라 선택될 수 있다.
사이즈제 및 금속 염과 함께 기타의 첨가제들을 사용하는 경우, 첨가제들을 사이즈제 및 염 조성물과 미리 혼합하거나 또는 그러한 조성물에 동시에 가하던 간에 모든 성분들을 종이 표면에 바람직하게는 동시에, 즉 단일 작업으로 도포한다.
금속 염을 함유하는 표면 사이즈 매질은 본 발명의 방법에 있어서 종이 표면 처리로서 가해진다. 본 발명의 사이즈 조성물은 제지 및 피복 기술분야에 잘 알려진 몇 가지 상이한 통상적인 수단 중 임의의 것에 의해 종이 또는 기타 기재의 표면에 도포될 수 있다. 사이즈 조성물은 일반적으로 표면 처리로서 처리될 종이의 양면에 도포되나 원하는 경우 표면 도포를 종이 시이트의 한 면에만 할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 "표면 사이즈" 또는 이와 동의의 용어 (예컨대 "표면 사이즈 처리된")는 사이즈 프레스 위치 또는 부근에서 또는 사이즈 프레스가 다른 형태로 존재할 수 있는 제지 시스템에서의 그 위치에서 사이즈제를 도포하는 것을 뜻한다.
시이트 또는 웹(web) 형태의 종이 기재에 조성물을 도포하는 바람직한 표면 사이즈 방법은 통상적인 제지 공정에서 통상적인 계량 또는 비계량 사이즈 프레스를 사용한다. 이 기술을 사용할 때 도포 온도는 약 50℃ 이상 및 약 80℃ 이하이며, 전형적으로는 약 60℃이다. 기타의 방법들로도 조성물로 기재를 표면 처리할 수 있으므로, 본 발명은 사이즈 프레스 처리를 거치는 것 또는 사이즈 프레스에서 통상적으로 사용되는 온도에서 종이 또는 기타 기재를 처리하는 것만으로 제한되지 않는다.
통상적인 피복 장비 (예컨대 메이어 로드(Mayer rod) 또는 닥터 바(doctor bar)) 또는 스프레이 기술과 같은 기타의 표면 도포 방법 및 장비 또한 2가 금속 염을 함유하는 조성물을 기타의 종이 첨가제 성분들과 함께 또는 단독으로 종이, 피복 종이, 플라스틱 필름 또는 기타 시이트 기재의 표면에 도포하는 데에 사용될 수 있다. 또한 표면 도포는 원하는 잉크젯 인쇄 특성을 갖는 종이를 얻기 위해 제지 공정 중의 사이즈 프레스 이외의 지점, 예컨대 캘린더 스택(calendar stack)에서 이루어질 수 있다. 통상적으로 사용되는 장비의 모든 유형이 적당하다.
사이즈 프레스에서 또는 그 이후의 재료의 도포는 종이의 습단부 처리(wet end treatment)와는 매우 다르다. 종이 내에서의 도포 및 재료의 분배 조건은 상이할 것이다. 종이는 사이즈 프레스 전에 적어도 일부 건조되고 이어서 사이즈 프레스 또는 기타 도포 지점 또는 기술 이후에 통상적인 방법으로 건조된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 조성물을 바람직하게는 사이즈 프레스에서, 예컨대 일반적으로 비피복 종이에 사용되는 전분 및 기타 첨가제들과 함께 가할 수 있다. 본 발명에서의 용도에 적합한 사이즈 프레스 용액은 통상적인 기술로 제조할 수 있다. 이러한 사이즈 프레스 용액은 일반적으로 약 2% 내지 약 20% 전분을 함유하는 전분 용액을 포함하는데, 이 전분은 일정한 방식으로 가열하여 뜨거운 상태로 보존한 것이다. 용액의 온도는 일반적으로 약 60℃이다. 전분 용액 중의 전분 농도는 바람직하게는 약 4% 내지 약 16%, 가장 바람직하게는 약 6% 내지 약 12%이다.
운반제가 상술한 바와 같은 결합제인 경우, 결합제가 조성물 중에 존재하여 조성물의 점도는 1000 센티포아즈(cp) 이하, 바람직하게는 약 500 cp 이하이다. 사용하는 결합제의 양은 조성물의 기타 성분들의 특성 뿐 아니라 선택된 특정의 결합제의 분자 특성에 의존할 것이다.
본 발명의 방법에 사용되는 종이는 엄밀한 중요성을 갖는 것은 아니고 보통의 최종 용도에 있어서 사이즈 처리를 필요로 하는 임의의 등급의 종이일 수 있다. 종이는 셀룰로오스 및 중합체 플라스틱 섬유 양자를 포함할 수 있다. 바람직하게는 종이는 주로 셀룰로오스 섬유를 함유하고 더욱 바람직하게는 실질적으로 전부 셀룰로오스 섬유를 함유한다. 모든 공지의 통상적인 제지 방법은 본 발명에 따라 처리되는 종이를 제조할 수 있다. 본 발명은 실질상 어떠한 유형의 기재에 대하여도 기능할 수 있으며 산, 알칼리, 중성 및 사이즈 처리되지 않은 기재들에 사용될 수 있다. 본 발명에 있어서, 대개 종이인 시이트 기재는 본 발명의 가용성 2가 금속 염을 포함하는 사이즈 조성물의 도포에 앞서 제조된다.
본 발명은 우선 알칼리성지에 사용할 목적으로 고안되었으나 이에 제한되지 않는다. 본 발명은 특히 폼 본드(forms bond), 절단 시이트지, 복사용지, 봉투용 종이, 계산기 테이프(adding machine tape) 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 알칼리성 정밀지의 정밀 취급 등급 종이에 유용하다.
종이는 바람직하게는 약 30 g/㎡ 내지 약 200 g/㎡, 더욱 바람직하게는 약 40 g/㎡ 내지 약 120 g/㎡ 범위의 기초 중량을 갖는 시이트 또는 웹 형태의 종이이다. 본 발명의 용도에 적합한 종이는 잉크젯 인쇄에 사용되는 통상적인 종이 또는 복사기에 사용되는 통상적인 복사용지의 기초 중량을 갖는 종이를 포함한다. 이러한 인쇄용 및 필기용 종이는 전형적으로 약 60 내지 약 100 g/㎡의 기초 중량을 갖는다. 기타 유형의 종이는 예컨대 기초 중량이 약 40 g/㎡ 내지 약 60 g/㎡인 신문용지, 기초 중량이 약 50 g/㎡ 내지 약 120 g/㎡인 크라프트지, 기초 중량이 약 120 g/㎡ 내지 약 400 g/㎡인 백색 상부면을 갖는 합판지 (white-top liner board) 및 이들의 피복 등급들을 포함한다. 피복 종이는 약 40 g/㎡과 같이 중량이 가벼운, 또는 약 100 g/㎡과 같이 보다 무거울 수 있는 기재 시이트 상에 넓은 범위의 충진재 및 결합제들로 처리된다.
염료를 기재로 한 잉크젯 인쇄용 잉크의 인쇄 품질을 향상시켜 주는 물질로 대개 피복된, 잉크젯 인쇄에 사용하기 위한 선행 기술의 종이들과는 달리, 본 발명에서 사용되는 종이는 그러한 선행 기술의 피복이 필요하지 않다. 따라서 본 발명에 사용되는 종이는 경제적으로 제조될 수 있고, 다목적 용도로 종종 사용되는 통상적인 비피복 복사지와 경쟁적이다.
본 발명에 사용되는 종이는 통상적인 내부 사이즈의 존재 또는 부존재하에 제조될 수 있다. 대개 내부 사이즈제를 사용하는 것이 바람직하고, 이는 종이 1톤당 약 0.02 내지 약 4 ㎏, 더욱 바람직하게는 약 0.2 내지 약 3 ㎏, 가장 바람직하게는 약 0.5 내지 약 2 ㎏의 첨가 농도로 존재할 수 있다. 기타의 반응성 및 비반응성 내부 종이 사이즈제뿐 아니라 통상적인 내부 사이즈제 (예컨대 ASA 사이즈제 및 AKD 사이즈제)를 사용할 수 있다. 이러한 내부 종이 사이즈제는 표면 사이즈제, 특히 본 발명에 사용되는 반응성 표면 사이즈제를 포함하거나 이와 동일할 수 있다.
본 발명의 금속 염은 잉크젯 인쇄에 유용한 종이 이외의 기재 (예컨대 압출, 캐스팅 또는 기타 공지의 방법으로 전형적으로 제조된 중합체 플라스틱 물질의 기재)에 사용될 수 있다. 예를 들면, 투명 필름 및 기타 중합체성, 바람직하게는 플라스틱 시이트 물질을 본 발명의 염을 함유하는 사이즈 조성물로 본 발명에 따라 처리할 수 있다. 이러한 투명 시이트들은 오버헤드 프로젝터에 사용되는 잉크젯 인쇄 가능한 시이트를 제조하는 데에 사용될 수 있다. 이러한 중합체 시이트 기재 물질들은 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 아크릴계 수지 등일 수 있다. 이러한 기재에 금속 염을 도포하는 것은 기재가 플라스틱 시이트 물질인 점만 제외하고 상술한 바와 유사하며, 종이 기계 사이즈 프레스보다는 통상적인 피복 방법으로 피복된다.
본 발명의 방법은 금속 염을 함유하는 사이즈제를 피복 조성물 내로 도입함으로써 피복된 종이의 처리에 사용될 수 있다. 피복 종이는 염료를 기재로 한 잉크를 사용하는 잉크젯 인쇄를 포함하여 많은 용도로 사용된다. 본 발명의 염-함유 사이즈제 조성물에 있어서 염의 첨가는 염료를 기재로 한 잉크뿐 아니라 안료를 기재로 한 잉크를 사용하는 잉크젯 인쇄용 피복 종이의 성능을 향상시킨다. 피복은 통상적인 방법으로 수행할 수 있다. 전형적인 피복 조성물은 충진재, 바인더 및 유변학적 성질의 개질제를 함유할 수 있다. 피복 종이의 제조에 사용되는 피복 조성물은 본 발명의 사이즈 조성물의 금속 염 및 기타 성분들과 상용성을 갖도록 선택되어야 한다. 이러한 조성물은 통상적인 피복 도포에 연이어서, 또는 함께 가하거나 통상적인 피복처리 및 건조 또는 경화 후에 도포될 수 있다.
많은 최종용도 분야를 갖는 종이는 일반적으로 절단, 폴딩(folding), 천공(perforating), 인쇄, 이동(moving), 쌓기(stacking) 및 와인딩(winding)과 같은 작업을 거쳐 더욱 유용한 형태로 전환된다. 이러한 작업에서의 성능은 종이 첨가제들에 의해 영향을 받을 수 있다. 고농도의 반응성 사이즈제와 같은 잉크젯 인쇄를 향상시키기 위한 통상적인 첨가제들은 종이의 낮은 마찰계수 및(또는) 고속 장비에서의 미끄러짐을 유발할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 조성물의 사이즈제 성분의 양은 위에서 정의한 농도 내로 조절되어야 한다. 충진재와 같은 기타의 첨가제들은 절단 칼날을 무디어 지게 할 수 있다. 그 결과, 이러한 유형의 충진재들의 사용은 마찬가지로 조심스럽게 조절되어야 한다.
잉크젯 인쇄, 특히 안료 잉크를 사용하는 잉크젯 인쇄의 성능은 본 발명의 금속 염의 존재에 의해 개선된다. 본 발명은 잉크젯으로 도포된 잉크가 종이 표면 근처에서 고농도로 존재하도록 하며, 이는 바람직한 결과로서 인쇄된 상의 광학 밀도를 증가시킨다. 또한 본 발명은 바람직하지 못한 도포된 잉크의 가장자리 거칠기를 한정하고, 이는 역시 바람직한 특성으로서 상의 선명도를 개선시킨다. 어떠한 특정한 이론 또는 작용 메커니즘에 속박되는 것을 바라지는 않지만, 본 발명자들은 종이에 함유된 본 발명의 금속 염들이 안료 잉크와 상호 작용하여 이러한 개선점들을 나타내는 것이며 사이즈 성분은 종이 내로의 잉크 침투를 늦추는 것으로 생각한다.
광학 밀도의 개선 및 잉크젯 프린터로 기재 종이에 도포한 안료 잉크의 뒤비침의 감소에 있어서의 효과에 대해, 기타 물질들과 함께 본 발명의 2가 금속 염을 함유하는 조성물의 성능 평가를 아래에 나타내었다.
염화칼슘(CaCl2)은 뛰어난 결과를 나타내었고, 염화 마그네슘은 일반적으로 동등한 중량을 기준으로 염화칼슘과 마찬가지의 또는 거의 비슷한 성능을 보였다. 또한 브롬화칼슘도 좋은 성능을 가졌으나 동등한 중량을 기준으로 볼 때에는 염화칼슘만은 못하였다.
칼슘 지르코네이트, 암모늄 지르코늄 카보네이트 및 산화아연은 통상의 사용 농도에서는 바람직한 개선을 보이지 못했다.
결과들을 고려해볼 때 (어떤 특정한 이론 또는 작용 메커니즘에 속박되거나 제한되는 것을 바라지는 않지만) 바람직한 CaCl2및 MgCl2염은 그 용해성 및 잉크와 강하게 상호 작용하는 능력 덕택으로 가장 좋은 성능을 제공하는 것으로 예상된다.
일반적으로, 제시된 범위 내에서 금속 염의 농도를 증가시키면 부식의 증가 또는 환경 문제를 일으키지 않고 경제적인 이유로 잉크젯 인쇄 품질 성능을 보다 크게 개선시킨다. 위에 나타낸 바와 같이 모든 금속 염이 동등한 성능을 나타내는 것은 아니다. 금속 염, 특히 염화칼슘 및 염화마그네슘이 기타의 염들보다 우수한 성능을 나타낸다는 것은 전혀 예측하지 못한 것이었다. 또한 본 발명의 금속 염들이 훌륭한 성능을 나타내나 실험한 기타 염들이 비효과적이라는 점도 예측하지 못한 것이었다. 결과로부터, 본 발명자들은 (어떠한 특정 이론 또는 작용 메커니즘에 속박되거나 제한되는 것을 바라지는 않지만) 본 발명의 다양한 금속 염의 성공적인 성능은 용해도 및 이온 강도의 두 요인에 근거한 것일 수 있다고 생각한다. 이들 두 요인의 올바른 조화를 제공할 수 있기 때문에 마그네슘 및 칼슘염들이 바람직하다.
본 발명을 이하의 특정한 실시예를 참고로 하여 더욱 자세히 기술하고자 하나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 실시예들에서 사용된 절차들은 실험실 규모의 절차들이고 제지 기계 사이즈 프레스에서의 적용을 모방하고자 노력했다. 이는 별도의 작업으로 미리 종이를 제조함으로써 달성하였고 여기에서 종이는 사이즈 프레스에서 전분 또는 표면 첨가제로 처리하지 않았다. 이하 실시예의 종이는 웨스턴 미시간 대학에서 파일럿 제지 기계로 제조하였다. 웨스턴 미시간 대학 제지 기계와 함께 대표적인 고품질 종이 장비를 사용하여 전형적인 알칼리성 고품질 종이를 제조하였다. 종이 (기재 시이트)를 건조시키고 보관하였다.
이하에 기술된 실시예에서, 종이를 실험실용 퍼들 사이즈 프레스 (puddle size press)로 통과시키고 원하는 처리를 하였다. 그 다음 처리된 종이를 드럼 건조기 상에서 즉시 건조시켰다. 잉크젯 시험을 하기 전에 최소한 24시간 동안 종이를 컨디셔닝하였다. 이하의 모든 실시예에서 잉크젯 인쇄는 휴렛-팩커드사의 데스크젯 660C 잉크젯 프린터로 수행하였다. 인쇄 조건은 프린터와 함께 공급되는 휴렛-팩커드 소프트웨어 중의 "최상" 및 "보통 용지"로 설정하였다. 종이의 인쇄 특성은 인쇄 후 1시간 이상 후에 측정하였다. 광학 밀도 기록은 코사르 모델 202 광농도계 (Cosar model 202 densitometer)로 하였다. 인쇄 특성은 앞에 기재한 바와 같이 단색 컬러 영역, 흑색 텍스트 인쇄, 그리고 황색상의 흑색 및 흑색상의 황색 인쇄 영역의 시험 패턴을 사용하여 평가하였다. 평가 방법은 휴렛-팩커드 시험 기준에 기재되어 있다. 우수, 적정 및 불량으로 표시한 등급은 우수, 허용 가능 및 허용 불가로 표시한 휴렛-팩커드 등급을 기준으로 한 것이다 (Hewlett Packard Paper Acceptance Criteria for HP Desk Jet 500C, 550C and 560C Printers, Hewlett-Packard Company, July 1, 1994 참조).
모든 경우에 있어서, 전분은 사이즈 프레스 용액의 중요한 성분이다. 전분 용액은 물 중의 전분을 약 95℃에서 30 내지 60분 동안 가열한 다음 pH를 약 8로 조정하여 제조하였다. 실시예들에 표시된 첨가제들은 전분에 혼합하였다. 혼합물을 교반하고 pH를 하기 실시예들에 표시된 바와 같이 조정하였다. 전분 혼합물에 물질들을 가하고 약 15분 이내에 혼합물을 상기한 바와 같이 제조한 종이에 도포하였다. 모든 경우에 있어서, 사용된 종이의 기초 중량은 대략 통상의 복사용지의 중량 또는 75 g/㎡이었다.
사용한 염의 양은 사이즈 프레스 처리 전의, 건조된 종이의 중량을 기준으로 건조 염을 기초로 하여 계산하였다 (이하에서 "건조 중량%"라 함).
일부 경우에 종이의 사이징 또는 수분 저항(water hold-out)은 허큘레스 사이징 시험(Hercules Sizing Test; HST)에 의해 측정하였다. 허큘레스 사이징 시험은 사이징 성능 측정에 잘 알려진 시험이며 문헌[J.P.Casey, Ed., Pulp and Paper Chemistry and Chemical Technology, Vol. 3, pp. 1553-1554 (1981)] 및 TAPPI 표준 T530에 기재되어있다. HST 수치가 높을 수록 더 좋은 사이징 능력 (더 적은 수분 침투)을 나타내는 것으로 여겨진다.
실시예 1
염 농도의 효과
실시예 1은 표면 처리된 건조된 종이상의 표면에 도포한 염의 양에 따른 잉크젯 인쇄 품질에 대한 효과를 예시한다. 425 카나다이안 스탠다드 프리니스 (Canadaian Standard Freeness; CSF)로 고해시킨(beating) 표백된 활엽수:침엽수 펄프 (70:30) 혼합물로 웨스턴 미시간 대학에서 파일럿 제지 기계로 기재 시이트를 제조하였으며, 이 기재 시이트는 내부적으로 ALBACARPO 침전 칼슘 카보네이트 12% (펜실바니아주 베들레헴에 소재한 스페셜티 미네랄스 인크사로부터 입수), HERCON76 사이즈제 0.15% (허큘레스 인코포레이티드사로부터 입수)를 함유하고 백반은 함유하지 않았다. 이 기재 시이트를 전분 단독 및 전분과 여러 염들 (예컨대 염화칼슘, 염화마그네슘, 브롬화칼슘 및 염화칼륨)의 혼합물로 표면 처리하였다. 이하의 표1에 나타낸 양의 염을 가했다.
GPCD-150 산화 옥수수 전분 (아이오와주 무스카틴에 소재한 그레인 프로세세싱 캄파니사로부터 입수) 8 건조 중량% 용액을 사용하였다. 오로지 8% GPCD-150 옥수수 전분 용액만으로 처리한 시료를 비교 목적으로 포함시켰다. 유리전이 온도가 15℃이고 중간 입자 크기가 0.3 마이크로미터이며 pH는 4.0 내지 6.0이고 점도는 700 내지 1200cps이며 55% 고체 유화액인, 비닐아세테이트와 부틸아크릴레이트의 양이온 공중합체 FLEXBOND325 (에어 프로덕츠 앤드 케미컬 인크사 제조)와 상술한 여러 가지 염을 미리 혼합해 놓은 것을 전분 용액에 가했다. 전분만을 사용한 시료를 제외하고 모든 경우에 있어서, 전분 용액 100g당 55% 고체 FLEXBOND유화액 0.71g을 가함으로써 0.15 건조 중량%의 FLEXBOND고체를 종이에 가했다. 염을 전분 용액에 일정한 농도로 가해 아래의 표1에 나타낸 최종 종이 중의 첨가 농도를 갖도록 하였다.
이들 전분 용액을 약 pH 7.5로 조정한 다음 사이즈 프레스에 적용하여 종이를 표면처리 하였다. 결과로 얻은 종이의 잉크젯 인쇄 특성을 평가하고 그 결과들을 아래 표1에 나타내었다.
염 염의 건조 중량% 흑색 광학 밀도
염화칼슘 0.15 1.34
염화마그네슘 0.13 1.30
염화마그네슘 0.15 1.35
브롬화칼슘 0.15 1.24
브롬화칼슘 0.27 1.38
염화칼륨 0.15 1.16
염화칼륨 0.20 1.15
전분 0 1.10
잉크젯 인쇄로부터 기인한 흑색 광학 밀도 (black OD)는 광학 밀도를 증가시키는데 있어서 KCl 보다는 CaCl2및 MgCl2가 더 효과적이며, 이들은 중량을 기준으로 CaBr2보다 더욱 효과적이라는 점을 보여준다. 브롬 이온은 염소 이온보다 훨씬 무거우므로 같은 중량의 염인 경우 CaCl2에 비해 CaBr2를 사용하는 경우 더 적은 양의 칼슘이 가해진다. MgCl2및 CaCl2는 중량 기준으로 동등한 효과를 가져온다. 같은 몰 기준으로 (0.13 MgCl2대 0.15 CaCl2) 칼슘염은 더 뛰어난 향상을 가져온다.
실시예 2
전분 사이즈 프레스 용액 중의 비반응성 사이즈제와 염화칼슘을 함께 사용하는 경우와 전분 용액에 염화칼슘 만을 가하는 경우의 비교
실시예 2는 비반응성 표면 사이즈제와 함께 사용된, 표면에 도포된 금속 염이 종이의 잉크젯 인쇄 특성에 미치는 영향을 평가하기 위해 수행하였으며 염과 사이즈제는 전분 사이즈 프레스에서 종이에 도포하였다. 390 CSF로 고해시킨 표백된 활엽수:침엽수 펄프 (70:30) 혼합물로 웨스턴 미시간 대학에서 파일럿 제지 기계로 기재 시이트를 제조하였으며 이 기재 시이트는 내부적으로 HYDROCARB™65 칼슘 카보네이트 충전재 20% (버몬트주 플로렌스에 소재한 오엠와이에이(OMYA) 인크사로부터 입수), HI-CAT142 양이온성 전분 0.5% (프랑스 레스트렘에 소재한 로퀘트 프레레스사로부터 입수), AQUAPEL320 사이즈제 0.12% (허큘레스사로부터 입수)를 함유하고 백반은 함유하지 않았다. 이 기재 시이트를 전분 단독, 전분과 염화칼슘의 혼합물, 및 전분, 염화칼슘 및 비반응성 사이즈제인 BASOPLAST335D 중합체 표면 사이즈제의 혼합물로 사이즈 프레스에서 표면 처리하였다.
앞의 실시예에서와 같이, GPCD-150 옥수수 전분 8 건조 중량% 용액을 사이즈 프레스에서 사용하였다. 사이즈 프레스 처리과정 동안 종이에 의해 픽업된 전분 용액의 양을 기준으로 종이 중의 원하는 최종 농도를 얻기 위해 금속 염 및 중합체 사이즈제를 일정한 농도로 전분 용액에 가했다. 최종 사이즈 혼합물의 pH는 사이즈제를 가한 다음에 조절하지 않았다. 전분 용액의 픽업은 종이의 초기 중량에 대한 전분 용액의 비건조 중량(wet weight)을 기준으로 34.7%이었다.
결과로 얻은 종이의 잉크젯 인쇄 품질 및 사이징 특성을 평가하고 그 결과들을 아래 표2에 나타내었다. 여기에서는 pH가 2인 표준 HST 잉크를 사용하였다.
335D 농도* 혼합물 pH CaCl2농도* pH 2 HST (초) 흑색 광학 밀도
0 7.7 0 91 0.98
0 6.9 0.25 52 1.39
0.1 4.8 0 127 1.08
0.1 4.5 0.25 141 1.55
* 건조 중량%
표2의 결과는 CaCl2처리 종이 상의 염화칼슘이 CaCl2단독으로 사용되는 경우 및 BASOPLAST335D 비반응성 중합체 표면 사이즈제와 함께 적용되는 경우 모두 흑색 광학 밀도를 현저하게 향상시키는 것을 나타낸다.
표의 HST 사이징 성능 결과는 개선된 흑색 광학 밀도 성능이 HST에 의해 측정된 바와 같이 수분 저항 증가의 인위적 결과가 아님을 확인시켜준다. 이는 중합체 표면 사이즈제가 없는, CaCl2염을 함유하는 종이 (52초)의 경우 중합체 사이즈제 및 CaCl2가 없는 같은 종이 (91초)의 경우보다 낮은 HST 사이징 성능을 가지므로 명백하다. 중합체 표면 사이즈제가 있는 두 종이의 평가에 대한 HST 사이징 성능 결과 (CaCl2가 없는 경우는 127초이고 CaCl2가 있는 경우는 141초)는 유사하며, 이러한 HST 사이징 성능에서의 차이는 현저한 것으로 생각되지 않는다.
또한, 비반응성 사이즈제 및 CaCl2의 공동 사용은 양자를 각각 사용한 경우에 기대되는 부가적인 향상을 훨씬 초과하는, 표면 처리된 종이의 흑색 광학 밀도의 향상 또는 상조적인 향상을 제공한다. 따라서 금속 염은 비반응성 사이즈제를 함유하는 표면 사이즈 처리된 종이의 잉크젯 인쇄 성능을 예기치 못하게 그리고 놀라울 정도로 향상시킨다.
실시예 3
사이즈 프레스 용액으로 도입된 염화칼슘 및 반응성 사이즈제의 예비 혼합물
실시예 3은 반응성 표면 사이즈제와 함께 사용된, 표면에 도포된 금속 염이 종이의 잉크젯 인쇄 특성에 미치는 영향을 평가하기 위해 수행하였으며 염과 사이즈제는 예비 혼합물로 합한 다음 전분 사이즈 프레스에서 종이에 도포하였다. 이 실시예 3에 사용된 반응성 사이즈제는 알케닐 케텐 2량체 종이 사이즈제이다.
390 CSF로 고해시킨 표백된 활엽수:침엽수 펄프 (70:30) 혼합물로 웨스턴 미시간 대학에서 파일럿 제지 기계로 기재 시이트를 제조하였으며, 이 기재 시이트는 내부적으로 ALBACARHO 침전 칼슘 카보네이트 충전재 15%, STA-LOK400 양이온성 전분 0.26% (일리노이주 데카투르에 소재한 에이.이.스테일리 캄파니사로부터 입수), 알케닐 숙신산 무수물 0.08%를 함유하고 황산알루미늄은 함유하지 않았다. 이 기재 시이트를 (A) 전분 단독, (B) 알케닐 케텐 2량체 (금속 염은 존재하지 않음)를 함유하는 반응성 표면 사이즈 유화제를 포함하는 전분 용액 및 (C) 케텐 2량체 사이즈 유화액 및 염화칼슘의 예비 혼합물을 포함하는 전분용액으로 실험실용 퍼들 사이즈 프레스를 사용하여 표면 처리하였다. 상기 예비 혼합물을 제조하기 위해 염화칼슘 2수화물 대 물의 50:50 용액을 케텐 2량체 유화액에 가했고, 예비 혼합물은 예비 혼합물의 중량을 기준으로 9.0 중량%의 고체 (2량체 유화액으로부터 온 것) 및 33.8 중량%의 염화칼슘을 함유하였다.
앞의 실시예에서와 같이, GPCD-150 옥수수 전분 8 건조 중량% 용액을 사이즈 프레스에서 사용하였다. 전분 픽업 양을 기준으로 종이 중의 케텐 2량체 표면 사이즈제 및(또는) 염화칼슘의 원하는 최종 농도(아래 표3에 나타낸 바와 같음)를 얻기 위해 재료들을 일정한 농도로 전분 용액에 가했다.
결과로 얻은 종이의 잉크젯 인쇄 품질 및 사이징 특성을 평가하고 그 결과들을 아래 표3에 나타내었다. 여기에서는 pH가 2인 표준 HST 잉크를 사용하였다.
시료 케텐 2량체로부터 유래한 고체 농도(%)* CaCl2농도* pH 2 HST (초) 흑색 광학 밀도
A 0 0 2 1.10
B 0.025 0 35 1.45
C 0.025 0.094 42 1.59
* 건조 중량%
표3의 결과는 CaCl2및 반응성 사이즈를 함께 함유하는 예비 혼합물을 사이즈 프레스에서 종이에 표면 처리하는 경우에는 결과로 얻은 종이가 금속 염의 부재 하에 반응성 표면 사이즈를 사용하지 않는 경우나 반응성 표면 사이즈를 단독으로 사용하는 경우에 얻을 수 있는 흑색 광학 밀도보다 높은, 뛰어난 흑색 광학 밀도를 갖는다는 점을 나타낸다.
실시예 4
다량체를 기재로 한 반응성 사이즈제와 염화칼슘을 함께 사용
실시예 4는 또다른 반응성 사이즈제와 함께 금속 염으로 CaCl2를 사용하여 이들을 사이즈 프레스에서 종이의 표면 처리제로 사용하는 경우 결과로 얻는 종이에 대해 뛰어난 잉크젯 인쇄 품질을 제공한다는 점을 예시하기 위해 수행하였다. 이 실시예 4에 사용된 반응성 사이즈제는 케텐 다량체 종이 사이즈제로서 이는 국제특허출원 공개번호 제WO 97/30218호 (1997. 8. 21. 공개)에 기재되어 있으며 앞의 실시예에서 사용한 케텐 2량체 사이즈제와는 다르다.
실시예 3에 기술된 바와 같은 절차를 따랐다. (A) 전분 단독 용액, (B) 금속 염은 포함하지 않으며 케텐 다량체 유화액을 함유하는 전분 용액 및 (C) 케텐 다량체 유화액 및 염화칼슘의 예비 혼합물 및 전분 용액을 각각 표면 처리제로서 종이에 가하여 시험하였다. 이들은 모두 실시예 3에서와 같은 방법으로 사이즈 프레스에서 종이에 도포하였다. 결과로 얻은 종이의 잉크젯 인쇄 품질 및 사이징 특성을 평가하고 그 결과들을 아래 표4에 나타내었다.
시료 케텐 다량체로부터 유래한 고체 농도(%)* CaCl2농도* 흑색 광학 밀도
A 0 0 1.10
B 0.03 0 1.41
C 0.03 0.15 1.54
* 건조 중량%
표4의 결과는 CaCl2및 반응성 사이즈를 함께 함유하는 예비 혼합물을 사이즈 프레스에서 표면 처리제로서 도포하는 경우에는 결과로 얻은 종이가 금속 염의 부재 하에 반응성 표면 사이즈를 사용하지 않는 경우나 반응성 표면 사이즈를 단독으로 사용하는 경우에 얻는 흑색 광학 밀도보다 높은 뛰어난 흑색 광학 밀도를 갖는다는 점을 나타낸다.
실시예 1 내지 4는 표면 사이즈제만을 사용하여 얻은 잉크젯 인쇄 품질과 비교해볼때 본 발명은 비반응성 표면 사이즈제 또는 반응성 표면 사이즈제와 함께 금속 염을 사용하여 이들을 종이에 표면 처리함으로써 흑색 광학 밀도가 향상되는 것과 같은, 향상된 잉크젯 인쇄 품질을 제공한다는 점을 예시한다.
실시예 5
비반응성 및 반응성 사이즈제와 염화칼슘을 함께 사용
425 CSF로 고해시킨 표백된 활엽수:침엽수 펄프 (75:25) 혼합물로 웨스턴 미시간 대학에서 파일럿 제지 기계로 기재 시이트를 제조하였으며 기 기재 시이트는 내부적으로 ALBACARHO 침전 칼슘 카보네이트 충전재 10%, 알케닐 숙신산 무수물 사이즈제 0.08%, STA-LOK400 양이온성 전분 0.75% 및 백반 0.25%를 함유하였다. 이 기재 시이트를 (A) 전분 단독 용액 (8 건조 중량% 전분 GPCD150 용액), (B) PRINTRITE594 중합체 라텍스 (오하이오주 애크론에 소재한 비.에프.굿리치 캄파니로부터 입수)를 함유하는 전분 용액, (C) PRECIS2000 반응성 사이즈 분산액과 예비 혼합한 PRINTRITE594 중합체 라텍스 및 전분 용액, 및 (D) PRECIS2000 반응성 사이즈 분산액 및 염화칼슘 양자와 예비 혼합한 PRINTRITE중합체 라텍스 및 전분 용액으로 처리하였다. 첫 번째 예비 혼합물 중의 PRECIS2000 고체 대 중합체 고체의 비율은 1 : 8 이었다. 두 번째 예비 혼합물 중의 염화칼슘 : PRECIS2000 고체 : 중합체 고체의 비율은 9 : 1 : 8 이었다. 재료들을 8 건조 중량% 전분 용액에 가하고 최종 pH를 약 pH 8로 조정하였다. 종이를 처리하기 위해 용액을 사이즈 프레스에서 사용하였다. 전분에 가한 물질의 농도를 종이에 의해 픽업된 전분 용액의 양을 기준으로 조절하였다. 결과들을 표5에 나타내었으며, 여기에서는 pH가 2인 표준 HST 잉크를 사용하였다.
시료 PRECIS2000으로부터 유래한 고체 농도(%)* CaCl2농도* 중합체 농도 pH 2 HST (초) 흑색 광학 밀도
A 0 0 0 2 1.29
B 0 0 0.150 48 1.36
C 0.017 0 0.133 83 1.54
D 0.017 0.15 0.133 74 1.70
* 건조 중량%
사이즈를 제공하는 중합체 유화액에 CaCl2를 가하면 잉크젯 인쇄가 향상된다. 반응성 사이즈제를 추가로 첨가하면 성능면에서 한층 더 향상된다.
실시예 6
비반응성 및 반응성 사이즈제와 염화칼슘을 함께 사용
390 CSF로 고해시킨 표백된 활엽수:침엽수 펄프 (70:30) 혼합물로 웨스턴 미시간 대학에서 기재 시이트를 제조하였으며, 이 기재 시이트는 내부적으로 ALBACARHO 침전 칼슘 카보네이트 충전재 15%, 알케닐 숙신산 무수물 사이즈제 0.11%, STA-LOK400 양이온성 전분 0.50% 및 백반 0.25%를 함유하였다. 이 기재 시이트를 (A) 전분 단독, (B) 전분과 PENTAPRINTH 사이즈제 및 염화칼슘으로부터 형성된 사이즈제의 유화액의 예비 혼합물과의 혼합물, 및 (C) 전분과 알킬 케텐 2량체 분산액 (HERCON70) 및 염화칼슘과 예비 혼합한 PENTAPRINTH 사이즈제의 혼합물로 처리하였다. 첫 번째 예비 혼합물 중의 PENTAPRINTH 고체 대 염화칼슘의 비율은 2 : 1 이었다. 두 번째 예비 혼합물 중의 PENTAPRINTH로부터 유래한 고체 : 염화칼슘 : HERCON70로부터 유래한 고체의 비율은 2 : 1 : 0.1 이었다. 재료들을 8 건조 중량% 전분 용액에 가하고 최종 pH를 약 pH 8로 조정하였다. 종이를 처리하기 위해 용액을 사이즈 프레스에서 사용하였다. 전분에 가한 물질의 농도를 종이에 의해 픽업된 전분 용액의 양을 기준으로 조절하였다. 비교하기 위해 8 건조 중량% GPCD150 산화 전분 용액으로 시료를 처리하였다. 결과들을 표6에 나타내었다.
시료 HERCON70으로부터 유래한 고체 농도(%)* CaCl2농도* PENTAPRINT농도 흑색 광학 밀도
A 0 0 0 1.14
B 0 0.15 0.30 1.53
C 0.015 0.15 0.30 1.62
* 건조 중량%
레진 분산액에 CaCl2를 가한 예비 혼합물은 향상된 잉크젯 인쇄를 제공하는 표면 첨가제를 제공한다. 예비 혼합물에 반응성 사이즈제를 더 가하면 성능면에서 한층 더 향상된다.
실시예 7
사이즈 프레스 용액으로 도입된 염화칼슘 및 반응성 사이즈제의 예비 혼합물
실시예 7은 반응성 표면 사이즈제와 함께 사용된, 표면에 도포된 금속 염이 결과로 얻는 종이의 잉크젯 인쇄 특성에 미치는 영향을 평가하기 위해 수행하였으며 염과 사이즈제는 예비 혼합물로 합한 다음 전분 사이즈 프레스에서 종이에 도포하였다. 이 실시예 7에 사용된 반응성 사이즈제는 알케닐 케텐 2량체 종이 사이즈제이다.
425 CSF로 고해시킨 표백된 활엽수:침엽수 펄프 (75:25) 혼합물로 웨스턴 미시간 대학에서 파일럿 제지 기계로 기재 시이트를 제조하였으며 이 기재 시이트는 내부적으로 ALBACARHO 침전 칼슘 카보네이트 충전재 10%, STA-LOK400 양이온성 전분 0.6%, 알케닐 숙신산 무수물 0.05% 및 백반 0.25%를 함유하였다. 이 기재 시이트를 실험실용 퍼들 사이즈 프레스를 사용하여 (A) 전분 단독, (B) 알케닐 케텐 2량체 (PRECIS2000) 및 염화칼슘을 함유하는 반응성 표면 사이즈 유화제를 포함하는 전분 용액으로 표면 처리하였다. 상기 예비 혼합물을 제조하기 위해 염화칼슘 2수화물 대 물의 50:50 용액을 케텐 2량체 유화액에 가했고, 예비 혼합물은 예비 혼합물의 중량을 기준으로 13.56 중량%의 2량체 유화액으로부터 유래한 고체 및 20.34 중량%의 염화칼슘을 함유하였다.
앞의 실시예에서와 같이, GPCD-150 옥수수 전분 8 건조 중량% 용액을 사이즈 프레스에서 사용하였다. 전분 픽업 양을 기준으로 종이 중의 케텐 2량체 표면 사이즈제 및(또는) 염화칼슘의 원하는 최종 농도(아래 표7a에 나타낸 바와 같음)를 얻기 위해 재료들을 일정한 농도로 전분에 가했다.
결과로 얻은 종이의 잉크젯 인쇄 품질 및 사이징 특성을 평가하고 그 결과들을 아래 표7a에 나타내었다. 여기에서는 pH가 2인 표준 HST 잉크를 사용하였으며 표7b 및 7c의 경우에도 마찬가지이다.
시료 케텐 2량체로부터 유래한 고체 농도(%)* CaCl2농도* pH 2 HST (초)
A 0 0 2
B 0.12 0.18 126
* 건조 중량%
휴렛팩커드 데스크젯660C 흑색 인쇄 품질:
시료 흑색 광학 밀도 흑색 선폭 증가 흑색 가장자리 거칠기
A 1.25 적정 적정
B 1.60 우수 우수
휴렛팩커드 데스크젯660C 황색에 대한 흑색 인쇄 품질:
시료 청록색(cyan) 광학 밀도 흑색/황색 선 성장 흑색/황색 가장자리 거칠기
A 0.77 적정 내지 우수 적정
B 0.77 적정 내지 우수 우수
본 발명의 예기치 못한 이점 중에는 표면 첨가제와 염과의 상용성; 표면 첨가제와 염의 예비 혼합물과의 상용성; 사이즈 프레스 용액과 염과의 상용성; 종이에 이러한 조성물들을 도포하는 경우 문제가 없는 점; 결과로 얻은 종이가 안료 잉크를 사용하는 잉크젯 인쇄 용도에서 개선된 성능을 갖는 점; 그리고 반응성 사이즈제와 함께 사용하는 염, 비반응성 사이즈제와 함께 사용하는 염, 및 염, 반응성 사이즈제 및 비반응성 사이즈제의 혼합물의 부가적인 이점이 있다. 특히 본 발명은 적어도 광학 밀도, 뒤비침, 선폭 증가, 블리드, 가장자리 거칠기, 위킹 및 얼룩과 같은 인쇄 품질 특성을 향상시킨다.
본 발명의 기술적 사상 또는 본질적인 속성을 벗어나지 않으면서 기타 특정한 형태로 본 발명을 실체화할 수 있고, 따라서 본 발명의 범위를 나타낼 때에는 앞의 명세서보다는 첨부한 특허청구범위를 참고해야 한다.

Claims (76)

  1. 약 pH 7 내지 약 pH 9에서 수성 사이즈 매질에 가용성인 2가 금속 염을 포함하고 상기 수성 사이즈 매질은 운반제 및 사이즈제를 더 포함하는, 잉크젯 인쇄용 기재의 표면 처리에 유용한 조성물.
  2. 약 pH 7 내지 약 pH 9에서 수성 사이즈 매질에 가용화된 2가 금속 염을 포함하고 상기 수성 사이즈 매질은 운반제 및 사이즈제를 더 포함하는, 잉크젯 인쇄용 기재의 표면 처리에 유용한 조성물.
  3. 염화칼슘, 염화마그네슘, 브롬화칼슘, 브롬화마그네슘, 질산칼슘, 질산마그네슘, 칼슘 아세테이트 및 마그네슘 아세테이트로부터 선택되는 염, 운반제 및 사이즈제를 포함하는, 안료 잉크를 사용하는 잉크젯 인쇄용 기재의 표면 처리에 유용한 조성물.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 염은 염화칼슘, 염화마그네슘, 브롬화칼슘, 브롬화마그네슘, 질산칼슘, 질산마그네슘, 칼슘 아세테이트 및 마그네슘 아세테이트로부터 선택되는 것인 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 염은 염화칼슘인 조성물.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 염은 염화마그네슘인 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 운반제는 전분인 조성물.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 운반제는 결합제인 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 상기 결합제는 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈 및 폴리에틸렌이민으로부터 선택되는 것인 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사이즈제는 반응성 사이즈제인 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 상기 반응성 사이즈제는 알킬 케텐 2량체, 알케닐 케텐 2량체, 2-옥스에탄온 2량체, 2-옥스에탄온 다량체 및 산성 숙신산 무수물 사이즈제로부터 선택되는 것인 조성물.
  12. 제9항에 있어서, 상기 반응성 사이즈제는 알케닐 케텐 2량체인 조성물.
  13. 제9항에 있어서, 상기 반응성 사이즈제는 2-옥스에탄온 다량체인 조성물.
  14. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사이즈제는 비반응성 사이즈제인 조성물.
  15. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 비반응성 사이즈제를 더 포함하는 조성물.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 비반응성 사이즈제는 양이온성 중합체 유화액, 양쪽성 중합체 유화액 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 중합체 유화액인 조성물.
  17. 제16항에 있어서, 상기 중합체 유화액의 중합체는 스티렌, α-메틸스티렌, 1 내지 13개의 탄소원자를 포함하는 에스테르 치환기를 갖는 아크릴레이트, 1 내지 13개의 탄소원자를 포함하는 에스테르 치환기를 갖는 메타크릴레이트, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 비닐 아세테이트, 에틸렌 및 부타디엔으로부터 선택되는 1종 이상의 단량체를 사용하여 제조되고 아크릴산, 메타크릴산, 말레산 무수물, 말레산 무수물의 에스테르 또는 이들의 혼합물을 임의로 포함하며 산가가 약 80 미만인 것인 조성물.
  18. 제16항에 있어서, 상기 중합체는 스티렌, 1 내지 13개의 탄소원자를 포함하는 에스테르 치환기를 갖는 아크릴레이트, 1 내지 13개의 탄소원자를 포함하는 에스테르 치환기를 갖는 메타크릴레이트, 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴로부터 선택되는 1종 이상의 단량체를 사용하여 제조되는 것인 조성물.
  19. 제16항에 있어서, 상기 중합체 유화액은 주로 분해된 전분을 포함하는 안정화제로 안정화되는 조성물.
  20. 제16항에 있어서, 상기 중합체 유화액의 유리 전이 온도가 약 -15℃ 내지 약 50℃인 조성물.
  21. 제14항 또는 제15항에 있어서 상기 비반응성 사이즈제가 분산 로진 사이즈제인 조성물.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 따른 조성물로 사이즈 처리된 종이 표면.
  23. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 따른 조성물로 처리된 중합체 플라스틱 물질 표면.
  24. (a) 약 pH 7 내지 약 pH 9에서 수성 사이즈 매질에 가용성인 2가 금속 염을 포함하고 상기 수성 사이즈 매질은 사이즈제를 더 포함하는 조성물로 기재를 표면 처리하는 단계; 및
    (b) 처리된 기재를 건조하는 단계를 포함하는, 안료 잉크를 사용하는 잉크젯 인쇄에 의해 형성된 표시를 유지할 수 있는 잉크젯 인쇄용 기재의 제조방법.
  25. (a) 약 pH 7 내지 약 pH 9에서 수성 사이즈 매질에 가용화된 2가 금속 염을 포함하고 상기 수성 사이즈 매질은 사이즈제를 더 포함하는 조성물로 기재를 표면 처리하는 단계; 및
    (b) 처리된 기재를 건조하는 단계를 포함하는, 안료 잉크를 사용하는 잉크젯 인쇄에 의해 형성된 표시를 유지할 수 있는 잉크젯 인쇄용 기재의 제조방법.
  26. (a) 염화칼슘, 염화마그네슘, 브롬화칼슘, 브롬화마그네슘, 질산칼슘, 질산마그네슘, 칼슘 아세테이트 및 마그네슘 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 염, 종이 향상제 및 사이즈제를 포함하는 조성물로 기재를 표면 처리하는 단계; 및
    (b) 처리된 기재를 건조하는 단계를 포함하는, 안료 잉크를 사용하는 잉크젯 인쇄에 의해 형성된 표시를 유지할 수 있는 잉크젯 인쇄용 기재의 제조방법.
  27. 제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 염은 염화칼슘, 염화마그네슘, 브롬화칼슘, 브롬화마그네슘, 질산칼슘, 질산마그네슘, 칼슘 아세테이트 및 마그네슘 아세테이트로부터 선택되는 것인 방법.
  28. 제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 염은 칼슘 할라이드 및 마그네슘 할라이드로부터 선택되는 것인 방법.
  29. 제24항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 염은 염화칼슘인 방법.
  30. 제24항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 염은 염화마그네슘인 방법.
  31. 제24항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 운반제는 전분 및 결합제로부터 선택되는 것인 방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 결합제는 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈 및 폴리에틸렌이민으로부터 선택되는 것인 방법.
  33. 제24항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사이즈제는 반응성 사이즈제인 방법.
  34. 제33항에 있어서, 상기 반응성 사이즈제는 알킬 케텐 2량체, 알케닐 케텐 2량체, 2-옥스에탄온 2량체, 2-옥스에탄온 다량체 및 산성 숙신산 무수물 사이즈제로부터 선택되는 것인 방법.
  35. 제34항에 있어서, 상기 반응성 사이즈제는 알케닐 케텐 2량체인 방법.
  36. 제34항에 있어서, 상기 반응성 사이즈제는 2-옥스에탄온 다량체인 방법.
  37. 제24항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사이즈제는 비반응성 사이즈제인 방법.
  38. 제33항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사이즈제가 비반응성 사이즈제를 더 포함하는 방법.
  39. 제37항 또는 제38항에 있어서, 상기 비반응성 사이즈제는 양이온성 중합체 유화액, 양쪽성 중합체 유화액 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 중합체 유화액인 방법.
  40. 제39항에 있어서, 상기 중합체 유화액의 중합체는 스티렌, α-메틸스티렌, 1 내지 13개의 탄소원자를 포함하는 에스테르 치환기를 갖는 아크릴레이트, 1 내지 13개의 탄소원자를 포함하는 에스테르 치환기를 갖는 메타크릴레이트, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 비닐 아세테이트, 에틸렌 및 부타디엔으로부터 선택되는 1종 이상의 단량체를 사용하여 제조되고 아크릴산, 메타크릴산, 말레산 무수물, 말레산 무수물의 에스테르 또는 이들의 혼합물을 임의로 포함하며 산가가 약 80 미만인 것인 방법.
  41. 제39항에 있어서, 상기 중합체는 스티렌, 1 내지 13개의 탄소원자를 포함하는 에스테르 치환기를 갖는 아크릴레이트, 1 내지 13개의 탄소원자를 포함하는 에스테르 치환기를 갖는 메타크릴레이트, 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴로부터 선택되는 1종 이상의 단량체를 사용하여 제조되는 것인 방법.
  42. 제39항에 있어서, 상기 중합체 유화액은 주로 분해된 전분을 포함하는 안정화제로 안정화되는 방법.
  43. 제39항에 있어서, 상기 중합체 유화액의 유리 전이 온도가 약 -15℃ 내지 약 50℃인 방법.
  44. 제37항 또는 제38항에 있어서 상기 비반응성 사이즈제가 분산 로진 사이즈제인 방법.
  45. 제24항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서, 표면 처리를 사이즈 프레스 (size press)에서 수행하는 방법.
  46. 제24항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재는 종이 및 중합체 플라스틱 물질로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  47. 제24항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면 처리는 사이즈 프레스를 사용하는 표면 사이즈이고 상기 기재는 주로 셀룰로오스 섬유인 섬유를 포함하는 종이인 방법.
  48. 제47항에 있어서, 상기 종이는 실질상 전부 셀룰로오스 섬유인 섬유를 포함하는 방법.
  49. 제46항에 있어서, 상기 기재는 중합체 플라스틱 물질인 방법.
  50. 제24항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 염은 건조된 처리 기재의 중량을 기준으로 약 0.01% 내지 약 0.4%의 양으로 존재하는 방법.
  51. 제24항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 염은 건조된 처리 기재의 중량을 기준으로 약 0.02% 내지 약 0.3%의 양으로 존재하는 방법.
  52. 제24항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 염은 건조된 처리 기재의 중량을 기준으로 약 0.05% 내지 약 0.2%의 양으로 존재하는 방법.
  53. 제24항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 염이 처리 기재 중에 약 0.01 g/㎡ 내지 약 1 g/㎡의 양으로 존재하는 방법.
  54. 제24항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 염이 처리 기재 중에 약 0.02 g/㎡ 내지 약 0.3 g/㎡의 양으로 존재하는 방법.
  55. 제24항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 염이 처리 기재 중에 약 0.03 g/㎡ 내지 약 0.2 g/㎡의 양으로 존재하는 방법.
  56. 제24항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재는 기초 중량이 약 60 g/㎡ 내지 약 100 g/㎡인 인쇄 및 필기용 종이인 방법.
  57. 제24항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재는 기초 중량이 약 40 g/㎡ 내지 약 60 g/㎡인 신문 인쇄 용지인 방법.
  58. 제24항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재는 기초 중량이 약 50 g/㎡ 내지 약 120 g/㎡인 크라프트지(kraft paper)인 방법.
  59. 제24항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재는 기초 중량이 약 120 g/㎡ 내지 약 400 g/㎡인 흰색 표면을 가진 외장용 골판지 (white-top liner board)인 방법.
  60. 제24항 내지 제48항 및 제50항 내지 제59항 중 어느 한 항의 방법에 따라 제조된 종이.
  61. 제24항 내지 제46항 및 제49항 내지 제55항 중 어느 한 항의 방법에 따라 제조된 중합체 플라스틱 물질.
  62. 제24항 내지 제61항 중 어느 한 항의 방법에 따르지만 염의 부재 하에 처리된 인쇄 기재에 비해 적어도 하나 이상의 개선된 잉크젯 인쇄 특성을 갖도록, 건조된 처리 기재 상에 안료 잉크로부터 형성된 표시를 유지할 수 있는 제24항 내지 제61항 중 어느 한 항의 방법에 따라 제조된 인쇄용 기재.
  63. 제62항에 있어서, 상기 개선된 잉크젯 인쇄 특성은 광학 밀도(optical density), 뒤비침(show through), 선폭 증가(line growth), 블리드(bleed), 가장자리 거칠기(edge roughness), 위킹(wicking) 및 얼룩(mottle)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것인 인쇄용 기재.
  64. 제63항에 있어서, 상기 개선된 잉크젯 인쇄 특성은 광학 밀도인 인쇄용 기재.
  65. 제62항 내지 제64항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재는 종이인 인쇄용 기재.
  66. 제65항에 있어서, 상기 종이는 주로 셀룰로오스 섬유인 섬유를 포함하는 것인 인쇄용 기재.
  67. 제66항에 있어서, 상기 종이는 실질적으로 완전히 셀룰로오스 섬유인 섬유를 포함하는 것인 인쇄용 기재.
  68. 제62항 내지 제64항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재는 중합체 플라스틱 물질인 인쇄용 기재.
  69. 제62항 내지 제68항 중 어느 한 항에 있어서, 안료 잉크를 잉크젯 인쇄에 의해 건조된 처리 기재에 가함으로써 기재 상에 형성된 표시를 더 포함하는 인쇄용 기재.
  70. 제24항 내지 제69항 중 어느 한 항에 따른 기재를 표면 처리하고 건조시키는 단계 및 건조된 처리 기재 상에 안료 잉크를 잉크젯 인쇄로 인쇄하여 표시를 형성하는 단계를 포함하는, 표면 처리된 기재 상에 안료 잉크를 잉크젯 인쇄하여 형성된 표시의 인쇄 품질을 개선하기 위한 방법.
  71. 제70항의 방법에 따라 제조되고 기재가 종이인 잉크젯 인쇄된 종이.
  72. 제70항의 방법에 따르지만 염의 부재 하에 처리된 종이에 비하여 그 표시가 1종 이상의 개선된 잉크젯 인쇄 특성을 갖는, 제70항의 방법에 따라 제조된 잉크젯 인쇄된 종이.
  73. 제72항에 있어서, 상기 개선된 잉크젯 인쇄 특성은 광학 밀도, 뒤비침, 선폭 증가, 블리드, 가장자리 거칠기, 위킹 및 얼룩으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것인 잉크젯 인쇄된 종이.
  74. 제73항에 있어서, 상기 개선된 잉크젯 인쇄 특성은 광학 밀도인 잉크젯 인쇄된 종이.
  75. 제22항, 제60항 및 제71항 내지 제74항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 종이는 주로 셀룰로오스 섬유인 섬유를 포함하는 것인 종이.
  76. 제75항에 있어서, 상기 종이는 실질적으로 전부 셀룰로오스 섬유인 섬유를 포함하는 것인 종이.
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