KR20010047268A - 다양한 잉크젯용지의 도공원지로 사용가능한 다용도복사지의 제조방법 - Google Patents

Abstract

그 자체가 잉크젯용지의 기능을 가지면서 또한 다양한 잉크젯용지의 도공원지로 사용가능한 다용도복사지 및 그 제조방법에 관한 것으로서 종래 고가의 실리카를 주성분으로 하는 조성물의 도공층을 형성하여 잉크젯 용지를 제조하여오던 것을 실리카 대신에 산화전분, 양성화전분, 에칠화전분 등의 전분을 주성분으로 하는 조성물로 잉크젯 적성을 갖는 흡수도공액을 원지(완전지료액의 고형성분의 일부로서 정착제, 양성화제가 첨가됨)에 도공하므로서 얻어지는 전용잉크젯 용지의 기능을 가지면서 특수한 용도로 사용되는 다양한 잉크젯용지의 도공원지로도 사용가능한 다용도 복사지 제조방법에 관한 것이다.

Description

다양한 잉크젯용지의 도공원지로 사용가능한 다용도 복사지의 제조 방법{THE METHOD OF MAKING COPYING PAPER THAT CAN BE USED FOR COATING, TO MAKE VARIOUS KINDS OF PAPER FOR INK JET PRINTING.}

본 발명은 다양한 잉크젯용지의 도공원지로 사용가능한 다용도 복사지의 제조방법에 관한 것으로 더욱 구체적으로 잉크젯트 염료의 흡수성이 좋은 전분도공액을 제조 도공하는 방식으로 도공액이 종이 내부로 흡수되지 않고 표면층으로 다량 분포되도록 처리하고 잉크젯트 염료의 흡수성을 조절하는 도공액을 사용하여 다양한 잉크젯용지의 도공원지로 사용가능한 다용도 복사지의 제조방법을 제공함에 있다 하겠다.

종래의 백상지나 복사지는 복사용이나 필기용으로 사용함에는 문제점이 없으나 최근 컴퓨터 사용증가에 따른 잉크젯프린터 출력시 인쇄가 번지고 흐려져 문서로서의 가치가 저하되어 실리카를 주성분으로 하는 도공층이 형성된 고가의 잉크젯 전용지를 사용해야 한다.

일반백상지 및 복사지와 잉크젯 전용지의 기본적인 차이점은 칼라잉크젯인쇄물 출력시 잉크젯분사잉크가 종이표면에 효과적으로 흡수하고 종이내부 침투를 감소시켜 진하게 화상이 보일수 있도록 하는 기능성과 인쇄된 화상이 번지지 않고 또한 진한색과 흐린색의 잉크가 서로번지지 않아 컴퓨터의 화상을 종이에 그대로 출력시킬수 있는 인쇄적성이 필요하다.

이를 위하여 잉크젯 전용지에는 잉크젯프린터의 분사잉크를 적절하게 종이표면에 흡수정착시킬수 있는 흡수층으로 종이표면에 도포하여 기능성을 부여하지만 실리카를 주성분으로 하는 도공층의 잉크젯용지를 사용하기에는 비용이 고가로 일반인이 사용하기에는 부담이 너무크다.

일반 사무용이나 가정용으로 사용되는 백상지 및 복사지에 고가의 실리카를 사용하지 않고 잉크젯프린터용 인쇄적성을 부여하여 편리하고 저렴하게 사용할 수 있는 대용잉크젯용지를 얻고져함과 동시에 특수 용도의 칼라잉크젯 제조 즉 고품위 칼라잉크젯용지, 고평활성, 저광택잉크젯트용지등 다양한 잉크젯용지제조의 원지로서 사용할수 있는 소위 다용도 복사지를 제조함에 목적이 있다 하겠다.

좀더 구체적으로 잉크젯적성을 가진 다용도 복사지를 제조함으로 경제적이고 편리하게 기존복사지가 갖지 못하는 기능성을 부여하는 것을 목적으로 하며 종이에 고가의 잉크흡수층인 실리카를 주성분으로하는 도공층대신에 산화전분과 고분자의 사이징제(Polymeric Siging agent)로 종이 표면에 2-3㎛ 두께의 피막층을 형성하여 잉크젯프린터의 분사잉크가 종이표면에 효과적으로 정착되고 번지지 않도록 하는 기능성을 갖추는데 있으며, 또한 종이 내부 구조에도 양이온성을 갖도록 폴리에치렌이민, 폴리암모니움크로라이드나 알룸등으로 전처리하여 주므로서 음이온성을 가진 프린트잉크가 종이 내부로 침투하지 못하도록 종이 표면층에서 이온반응으로 결합시키는 다용도 복사지의 제조방법을 해결함에 있다하겠고, 이렇게 제조된 다용도 복사지를 다양한 종류의 잉크젯 용지의 도공원지로서 활용하여 고품위 고성능을 갖는 잉크젯제품을 생산하는데 활용함에 있다 하겠다.

도 1 : 본 발명에 의한 다양한 잉크젯용지의 도공원지로 사용가능한 다용도 복사지의 제조장치도

본 발명은 그 자체가 잉크젯용지의 기능을 가지면서 특수용도에 사용되는 다양한 잉크젯용지의 도공원지로 사용가능한 다용도 복사지의 제조방법에 관한 것으로 이를 구체적으로 설명하면 다용도 복사지는 다용도 복사지의 원지를 제조하는 단계와 원지에 잉크젯 적성을 갖는 흡수도공층을 형성하는 단계로 구분할수 있다.

먼저 다용도 복사지의 원지를 제조하는 공정과 방법은 도 1에서와 같이 주원료인 펄프를 펄퍼(1)에서 물에 풀어 저장조(2)에서 일시 저장한 다음 고해기(3)에서 펄프섬유에 초지성을 부여하기 위해 물속에 해리된 섬유를 기계적으로 절단 및 기모화(Fibrillation)한후 혼합저장조(4)로 이송 이곳에서 각각의 펄퍼와 재생원료(Broke)를 투입혼합한다.

이어 머신 체스트(5)에서 지력강도를 향상시키는 양성전분이나 습윤 및 건조 지력증강제를 투입하고 이원료에 사이즈제와 정착제 및 잉크젯 적성을 갖기위한 여러 가지 기능성약품들을 순차적으로 투입하면서 백수와 혼합하여 지료농도를 4%에서 0.8%으로 묽게한 다음 크리너(6)와 밀폐형스크린(7)에서 원료이외의 불순물을 제거하고 초지기의 해드박스(8)로 공급한다.

이와 같이 해드박스(8)에 유입된 지료는 연속적으로 주행하는 금망부(9)로 분출되어 탈수가 진행되면서 지필(sheet)을 형성한후 프레스파트(10)로 이송되어 착수가 진행되고 이어 선건조부(11)의 회전하는 드라이어 실린더에 접촉되어 표면열기에 의하여 수분을 증발시키므로서 다용도 복사지의 원지를 얻게된다.

이상의 원지제조공정에서 사용된 지료의 조성물과 조성비는 펄프 70-93%, 탈크 또는 탄산칼슘 6-30%, 알킬케텐다이머(Alkyl Ketene Dimer), 알케닐석신산무수물(Alkenyl Succinic Anhydrides), 로진비누(Rosin Soap), 유리송지에멀젼(Free Rosin Emulsion) 중에서 선택한 하나 이상의 사이즈제 0.2-2%, 에피크로로하이드린(Epi-chloro Hydrin), 폴리에치렌이민(poly ethylene lmine)에서 선택한 하나 이상의 지력증강제 0.2-3%, 폴리염화알루미늄(poly Aluminum Chloride), 알룸(Alum)중에서 선택한 하나 이상의 정착제 0.2-6%, 양이온성 폴리아크릴아미드 0.01-0.2%와 다용도 복사지의 색상조절을 위한 극미량의 형광염료가 첨가된다.

위의 원지에 잉크젯적성을 갖는 흡수도공층을 형성하는 2단계 공정은 원지 생산공정에 연속하여 도 1에서와 같이 수분을 증발시킨 원지에 사이즈프레스(12)에서 잉크젯적성을 갖는 흡수도공층을 형성하기 위한 조성물을 코팅하여 잉크젯적성을 부여하고 후건조부(13)에서 최종적으로 건조시키고 건조가 완료된 지필은 광택부(14)에서 표면을 다용도 복사지용도 적합한 수준으로 평활하게 처리한 다음 권취부(15)에서 롤상태로 감겨지고 최종적으로 원하는 규격으로 재권취부(16)에서 여러 토막으로 나누어 감고 포장하여 제품이 완료된다.

위의 2단계 공정에서 원지에 도공하는 잉크젯적성을 갖는 흡수도공층은 사이즈프레스에서 형성되며, 도공층의 조성물과 조성비는 산화전분, 양성전분, 에칠화전분 중에서 선택되는 하나이상의 전분 2-6%, 아미노레진, 그리옥살레진(Glyoxal Resisn), 금속이온염(Metallic Ion Salts)중에서 선택되는 하나 이상의 경화제 0.004-0.01%, 폴리우레탄, 아크릴로니트릴렘, 아크릴산, 에스텔(Acrylonitrilem Acrylic Acid Ester), 마레인산무수물(Maleinic Acid Anhyride), 스치렌, 메타크릴산에스텔(Methacryl Acid Ester)중에서 선택되는 하나이상의 고분자의 사이징제(Polymeric Sizing Agent) 0.01-2%, 4급암모늄, 스테아린산칼슘 중에서 선택되는 하나 이상의 양성화제 0.1%-5%와 다용도 복사지의 색상조절을 위하여 극미량의 형광염료 및 염료가 첨가되며 나머지의 조성은 원지의 중량이라 할수 있다.

본 방법에서 원지 생산시 지료조성물로 첨가되는 폴리알루미늄클로라이드나 알룸 등을 전처리하여 주므로서 음이온성을 가진 잉크젯프린터 잉크가 종이 내부로 침투하지 못하도록 종이표면층에서 이온반응으로 결합시키는 작용을 하나 많은량을 사용할경우는 산성이 되기 때문에 인쇄물의 색상변화를 가져오게하며 특히 붉은 색일 경우가 심한 변색을 하게된다.

또 2단계 공정에서 원지에 잉크젯 적성을 갖게하는 흡수도공층에 사용되는 조성물중 전분과 고분자성의 사이징제는 잉크젯프린터의 분사잉크가 종이표면에 효과적으로 정착되고 번지지 않도록하는 기능성을 갖추는데 있다.

여기에서 경화제는 전분과 라디칼 반응에 의해 전분이 지층으로 흡수되는 것을 방지하여 표면층을 형성시키는 기능을 하게된다.

또 본 발명에서 원지 70-300g/㎡ 범위의 원지를 제조하게되고 원지에 도공되는 잉크젯적성을 갖는 흡수도공층의 중량은 3-15g/㎡ 이고, 도공층의 두께는 2-3㎛ 의 피막층이라 할수 있다.

이상의 본 발명을 요약하면 완전지료액으로서 초지하여 원지를 제조함에 있어 완전지료액의 고형분 조성비가 펄프 70-93%, 탈크 또는 탄산칼슘 등의 진료 6-30%, 알킬케텐다이머, 알케닐석신산무수물, 송지비누, 유리로진에멀전 중에서 선택되는 하나이상의 사이즈제 0.2-2.0%, 에피크로로하이드린, 폴리에치렌이민 중에서 선택되는 하나 이상의 지력증장제 0.2-3.0%, 알룸, 폴리염화알루미늄 중에서 선택되는 하나 이상의 정착제 0.5-6%, 양이온성 폴리아크리릭아미드 0.01-0.2% 인 초지액으로서 초지하여 원지를 얻고, 이 원지표면에 잉크젯적성을 갖게하는 흡수도공층 조성물로 사이즈 프레스에서 피막을 형성함을 특징으로하는 다양한 잉크젯용지의 도공원지로 사용가능한 다용도 복사지 및 그 제조방법이라 할수 있다.

본 발명에 의한 다양한 잉크젯용지의 도공원지로 사용가능한 다용도 복사지의 특징은 기존 잉크젯용전용지의 잉크흡수도공층(실리카를 주성분으로 하는 도공층)에 있어서 실리카를 전혀 사용하지 않는 전분층과 고분자의 사이즈제 도공층으로 형성하여 잉크젯용지의 기능성을 갖게하고 경제적으로 극히 저렴한 잉크젯용지의 기능성을 갖는 다용도복사지를 생산가능토록하였고 종이(원지) 내부층자체에도 강한 내수성과 지력 특성을 갖도록 처리했으며 양성화 이온층을 형성시켜 잉크젯분사잉크가 이온반응으로 쉽게 고형화되어 종이 내부로 깊게 침투하지 못하도록 처리했으며, 잉크젯프린터 분사잉크가 종이 표면에 효과적으로 흡수되며 번지지 않토록하기 위해 종이의 사이즈도와 투기도 조건을 최적의 조건으로 조절하고 표면전분코팅층의 구조를 특수하게 설계하므로서 기존의 복사지로도 잉크젯프린터 적성을 갖추도록 개발하였다.

또한 이렇게 제조된 제품은 다양한 종류의 잉크젯용지의 도공원지로서 활용하여 고품위를 가진 도공된 잉크젯 제품을 생산하는데 활용할 수있다.

이러한 종이의 내층 및 표면처리를 하므로서 얻어지는 효과로는 복사기 토너의 정착선의 개선, 복사기오염의 감소, 잉크젯프린터의 색상강도향상, 잉크젯프린터, 잉크의 번짐성(Bleeding Wicking)의 감소, 잉크의 표면흡수유지, 종이표면에서 종이가루나 먼지가 떨어지는 현상을 감소시킬수 있고 물이나 잉크의 흡수성 조절능력의 향상 등을 들 수 있다.

본 발명에 의한 다용도 복사지 및 그 제조방법에 의한 기술구성과 효과를 명확하게 하기 위해 다음과 같이 실시예로 나타내었다.

실시예(1)

완전지료액의 고형분 중량 조성비가 펄퍼 80%, 진료로서 탄산칼슘 15%, 사이즈제로서 알킬케텐다이머 및 송지비누 0.8%, 지력증강제로서 에피크로로하이드린 1.5%, 정착제로서 폴리염화알루미늄 2.5%, 양이온성 폴리아크리릭아미드 0.05%인 초지액으로서 초지하여 지필을 형성한후 푸레스파트로 이송되어 착수하고 이어 선건조부의 회전하는 드라이어 실린더에 접촉되어 표면열기(60-100℃)에 의하여 수분을 증발시켜 원지를 얻고 이어 사이즈프레스에서 이 원지 표면에 원지를 포함한 잉크젯 적성을 갖게하는 흡수도공층조성물(중량비로 산화전분 3%, 경화제로 아미노레진 및 그리옥살레진 0.01%, 고분자의 사이즈제로 폴리우레탄 1%,양성화제로서 스테아린산칼슘 2%, 나머지원지인 조성물)로 도공하여 2㎛ 두께로 피막층을 형성한 다용도 복사지를 얻었다.

상기 실시예(1)의 방법으로 얻어진 다용도 복사지의 물성을 비교하기 위하여 일반복사지, 초지생산후 다시 실리카를 주성분으로 조성물을 에어나이프코타 또는 브레이트코팅 방식으로 제조된 잉크젯 전용지와 일본제품을 물성비교를 한 결과 표(1)을 얻었다.

단위 : 평량 = g/㎡

평활도 = sec, Bekk Smoothness Tester

번짐성 = Image Analyzer 확대인쇄 및 육안판정(OO = 극히 양호, O = 양호, X = 불량)

인쇄농도 = Macbath Densitometer 검사(높은 수치가 양호한 제품)

인쇄불투명도 = 인쇄면의 종이뒷면에서

Macbath Densitometer 검사(낮은수치가 양호한 제품)

비용 : 시판 도매시장 유통가격 복사지 100%기준

위의 물성 비교표에 나타난 바와 같이 본 방법에 의하여 제조되는 다용도 복사지와 잉크젯용지의 도공원지 제조품질은 잉크젯 전용지에 비하여 약간 미흡하나 일반 복사지나 백상지가 갖지 못한 잉크젯 프린터 적성을 극히 저렴한 가격으로 부여하여 일반 사무실 및 가정용 잉크젯 프린터 출력물로 사용이 가능하며, 기존 복사지가 갖고 있는 복사기 토너적성과 기타 필기적성을 고루 갖춘 제품으로 국제적인 품질 경쟁력이 있는 제품이라 할수 있다.

Claims (2)

1. 다용도 복사지용 도공원지를 제조한다음 이 원지에 대하여 조성비가 중량비로 산화전분, 양성전분, 에칠화전분중에서 선택되는 하나 이상의 전분 2-6%, 아미노레진, 그리올살레진, 금속이온염 중에서 선택되는 하나 이상의 경화제 0.004-0.01%, 폴리우레탄 아크릴로니트릴렘아크릴산에스텔, 무수마레인산, 스치렌, 메타아크릴산에스텔중에서 선택되는 고분자 사이징제 0.01-2%, 4급암모늄염, 스테아린산칼슘중에서 선택되는 하나이상의 양성화제 0.1-0.5%인 잉크젯적성을 갖는 흡수도공액을 상기 원지표면에 사이즈프레스에서 도공함을 특징으로하는 다양한 잉크젯용지의 도공원지로 사용가능한 다용도 복사지의 제조방법
2. 청구항(1)에 있어서 다용도 복사지용 도공원지는 완전지료액의 고형분 조성비가 중량비로 펄프 70-93%, 탈크 또는 탄산칼슘 6-30%, 알킬케텐다이머, 알케닐석신산무수물, 로진비누, 유리송지에멀젼 중에서 선택한 하나 이상의 사이즈제 0.2-2%, 에피크로로하이드린, 폴리에치렌이민에서 선택한 하나 이상의 지력증강제 0.2-3%, 폴리염화, 염화알루미늄, 알룸 중에서 선택한 하나 이상의 정착제 0.2-6%, 양이온성 폴리아크릴아미드 0.01-0.2%임을 특징으로 하는 다양한 잉크젯용지의 도공원지로 사용가능한 복사지의 제조방법