KR20030010672A - 개선된 다공성 잉크젯 수용 매체 - Google Patents

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Abstract

개선된 거대다공성 잉크 수용 (receptor) 매체를 개시한다. 본 발명의 한 실시태양에 따른 잉크젯 수용 매체는 다수의 섬유와 다수의 섬유의 적어도 일부에 오버레이된 (overlaying) 코팅을 포함하는 웹을 포함한다. 바람직한 실시태양에서, 코팅은 다수의 유기 입자들을 포함한다. 바람직한 실시태양에서, 섬유는 다수의 공극들을 한정한다. 바람직한 실시태양에서, 웹은 다수의 거대공극들을 한정한다. 웹의 섬유는 직조되거나 직조되지 않을 수 있다. 바람직한 실시태양에서, 웹은 부직 거대다공성 재료를 포함한다.

Description

개선된 다공성 잉크젯 수용 매체 {Improved Porous Inkjet Receptor Media}
거대다공성 재료는 다양한 용도에서 큰 유용성을 나타낸다. 거대다공성 재료에 대한 용도의 예로는 의류, 현수막, 신호계, 축하 카드, 예술과 기능 재료와 다른 많은 것들을 포함한다.
거대다공성 재료의 한가지 유형은 일반적으로 "부직포 (nonwoven)"로 칭해진다. 부직포는 현대 생활에서 어디에나 사용된다. 사람들의 생활에 매일 이용되는 부직포의 예로는 수술용 의복 (모자, 마스크 및 가운), 티 백, 커피 필터, 진공 청소기 백, 유아용 와이프 및 청소를 위해 사용되는 와이퍼를 포함한다. 청소를 위해 사용되는 와이퍼의 예로는 설겆이에 사용되는 와이퍼, 먼지털기에 사용되는 와이퍼 및 렌즈 (예, 안경 및 카메라 렌즈)를 청소하기 위해 사용되는 와이퍼를 포함할 수 있다.
부직포는 대개 다수의 섬유들을 포함하며, 이들은 대개 실질적으로 랜덤하게 상호엉켜진 (intertangled) 패턴으로 배열되어 있다. 몇몇 경우 섬유들은 단순히서로 엉켜서 시트 또는 웹을 형성한다. 다른 경우 섬유들은 섬유들 사이의 간질 공간에 스며드는 바인더 재료에 의해 서로 고정된다. 섬유들은 또한 바인더 없이 서로 결합될 수 있다.
많은 용도에서, 거대다공성 재료 상에 화상을 인쇄하는 것이 요망된다. 거대다공성 재료 상에 인쇄된 화상은 전적으로 장식적일 수 있거나 또는 화상은 정보를 전달하기 위해 의도될 수 있다. 행주가 종종 장식적 화상을 포함하는 거대다공성 용품의 한 예이다. 매우 다양한 장식적 화상 (예, 격자무늬 패턴과 꽃무늬 패턴)을 갖는 각 행주가 이용가능하다. 화상을 거대다공성 재료에 적용하기 위해 다양한 방법이 이용될 수 있다.
퍼스날 컴퓨터 및 저가의 고품질 잉크젯 프린터의 출현으로, 거대다공성 재료 (예, 종이)에 화상을 적용하기 위해 잉크젯 프린터를 이용하는데 많은 관심이 기울여지고 있다. 그러나, 몇몇 거대다공성 재료는 잉크젯 인쇄에 적합하지 않다. 이러한 경우 많은 인쇄 결함에 마주칠 수 있다. 인쇄 결함의 예로는 페더링 (feathering), 블리딩 (bleeding), 흐림 (blurring), 얼룩 (splattering), 밴딩 (banding) 및 머드크래킹 (mudcracking)을 포함한다. 추가의 예로서, 잉크젯 프린터와 관련하여 종종 사용되는 수성 잉크는 몇몇 기재 상에서 느리게 건조될 수 있어서, 여전히 젖어있는 동안 화상이 번질 가능성을 증가시킨다.
본 발명은 입자들을 포함하는 조성물로 코팅된 다공성 재료에 관한 것이다. 본 발명에 따른 매체 상에 수성 잉크가 퇴적될 때 높은 색상 밀도, 색상 블리딩 또는 페더링없이 높은 해상도, 빠른 건조 시간 및 우수한 내수성을 보이는 화상이 형성된다. 이들 특성은 모두 유기 입자와 무기 입자를 모두 함유하는 조성물을 사용하여 달성된다. 이들 속성 중 전부는 아니지만 일부는 무기 입자없이 유기 입자만 또는 유기 입자없이 무기 입자만을 함유하는 코팅에서 달성된다.
본 발명에 따른 잉크젯 수용 매체는 다수의 섬유와 다수의 섬유의 적어도 일부에 오버레이된 (overlaying) 코팅을 포함하는 웹을 포함한다. 바람직한 실시태양에서, 코팅은 다수의 유기 입자들을 포함한다. 바람직한 실시태양에서, 섬유는 다수의 공극들을 한정한다. 공극들은 미세공극 (micropores), 중간공극 (mesopores) 및(또는) 거대공극 (macropores)을 포함할 수 있다. 미세공극은 평균 직경이 5 나노미터 미만인 공극이다. 중간공극은 평균 직경이 5 나노미터 내지 3 ㎛인 공극이다. 바람직한 실시태양에서, 웹은 다공성 기재를 포함한다.
본원에서 사용되는 "거대다공성 기재"는 평균 공극 크기가 3 ㎛ 내지 5 밀리미터 이하, 바람직하게는 10 ㎛ 내지 2 밀리미터 이하, 더욱 바람직하게는 100 ㎛ 내지 0.5 밀리미터 이하인 기재를 의미한다. 추가로, 본 발명의 거대다공성 기재는 고형성이 1% 이상 내지 90% 이하, 바람직하게는 5% 이상 내지 70% 이하, 훨씬 더 바람직하게는 10% 이상 내지 50% 이하인 것을 특징으로 한다. 상기한 공극 크기는 대표적인 값이며, 거대다공성 기재는 크기가 이들 대표적인 값 외에 있는 공극들도 포함할 수 있음을 이해해야 한다.
웹의 섬유들은 직조되거나 직조되지 않을 수 있다. 바람직한 실시태양에서, 웹은 부직 거대다공성 재료를 포함한다. 부직포는 대개 다수의 섬유들을 포함하며, 이들은 대개 실질적으로 랜덤하게 상호엉켜진 패턴으로 배열되어 있다. 몇몇경우 섬유들은 단순히 서로 엉켜서 시트 또는 웹을 형성한다. 다른 경우 섬유들은 섬유들 사이의 간질 공간에 스며드는 바인더 재료에 의해 서로 고정된다. 섬유들은 또한 바인더 없이 서로 결합될 수 있다. 본 발명의 취지와 범위로부터 벗어나지 않으면서 웹의 다른 실시태양이 가능하다는 것을 알아야 한다 (예, 다수의 상호직조 (interwoven) 섬유들을 포함하는 직물).
비코팅된 폴리프로필렌 섬유를 포함하는 웹을 잉크젯 프린터를 이용하여 화상형성시키면, 잉크젯 잉크의 일부가 웹을 통해 관통한다. 본 발명에 따른 코팅을 웹에 도포시키면, 잉크가 웹을 통해 통과할 가능성이 적다. 이는 잉크 수용 코팅이 잉크를 신속하게 흡수하여; 잉크가 공극 내에 모이거나(모이고) 웹을 통해 통과하지 않도록 하기 때문이다. 본 발명에 따른 잉크젯 잉크 수용 웹은 잉크젯 프린터로부터 수성 잉크로 화상형성시키면 빠르게 건조한 것으로 감촉된다.
본 발명에 따른 잉크젯 수용 웹을 잉크젯 프린터로부터 수성 잉크로 화상형성시키면, 생성된 화상에는 실질적으로 인쇄 결함이 없다. 인쇄 결함의 예는 페더링, 블리딩, 흐림, 얼룩, 밴딩 및 머드크래킹을 포함한다.
웹은 공극의 존재 때문에 가스 (예, 공기)와 증기 (예, 수증기)에 대해 투과성일 수 있다. 웹의 제1 주면으로부터 웹의 제2 주면까지 신장하는 다수의 구멍들을 포함하는 웹의 실시태양이 가능하다. 예를 들어, 일부 용도에서, 구멍들을 투과성을 증가시킬 수 있다. 구멍들은 예를 들어 니들링 (needling) 공정을 이용하여 웹에 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 방법에서, 잉크 수용 코팅은 코팅 용액을 다공성재료에 도포함으로써 형성될 수 있다. 코팅 용액은 알루미나 및 가교결합된 PVP 입자들을 용매 중에 분산시킴으로써 제조할 수 있다. 바람직하게는 용매는 물 또는 물/유기 알코올 블렌드를 포함한다. 본 발명의 취지와 범위로부터 벗어나지 않으면서 코팅 용액을 웹 상에 도포하기 위해 다양한 방법을 이용할 수 있다. 일부 용도에 적합할 수 있는 코팅 공정의 예로는 분무, 침지 (dipping), 슬롯 페드 (slot fed) 나이프 코팅, 롤 코팅 및 로토그라비어 코팅을 포함한다.
중합성 바인더는 수용성 또는 수불용성일 수 있다. 바람직하게는, 바인더는 물에 분산되거나 용해되지만, 건조시 실질적으로 냉수 (약 25℃)에 불용성으로 된다. 바람직하게는, 조성물 중의 바인더의 양은 입자와 바인더의 총 중량의 60% 미만이다.
적합한 바인더는 친수성 또는 소수성일 수 있으며, 천연 중합체, 합성 수지, 중합체 및 공중합체와 다른 필름 형성 매질, 예를 들어 젤라틴; 아라비아검; 폴리(비닐 알코올); 셀룰로스 에스테르, 예를 들어 히드록시에틸 셀룰로스, 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로스 아세테이트 부티레이트; 폴리(비닐 피롤리돈); 카제인; 전분; 폴리(아크릴산); 폴리(메타크릴산); 폴리(비닐 클로라이드); 폴리스티렌, 예를 들어 폴리(스티렌-코-말레산 무수물), 폴리(스티렌-코-아크릴로니트릴) 및 폴리(스티렌-코-부타디엔); 아크릴 수지; 폴리아크릴로니트릴; 폴리비닐 아세탈, 예를 들어 폴리(비닐 포르말) 및 폴리(비닐 부티랄); 폴리에스테르; 폴리우레탄; 페녹시 수지; 폴리(비닐리덴 클로라이드); 폴리에폭시드; 폴리카르보네이트; 폴리(비닐 아세테이트); 폴리올레핀, 예를 들어 폴리(에틸렌) 및 폴리(프로필렌); 폴리아미드 등을 포함한다. 폴리비닐 알코올, 아크릴 수지 중합체 및 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체가 바람직한 바인더이다. 폴리비닐 알코올이 특히 바람직한 바인더이다. 바인더는 수성 또는 유기 용매로부터의 용액 또는 에멀젼으로서 도포될 수 있다. 심미적인 이유로, 바람직한 바인더는 유리 전이 온도가 -40℃ 내지 50℃ 이하이다.
본 발명에 따른 재료는 수성 잉크 수용 용품으로서, 특히 축하 카드, 예술과 기능 재료, 현수막, 신호계 등을 형성시키기 위해 잉크젯 프린터에서 사용하기에 유용하다. 이들은 내수성이므로 실내 및 실외 용도에 모두 사용할 수 있다.
본 발명은 일반적으로 다공성 재료 (예, 직조 및 부직 재료, 종이 등)에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 인쇄된 화상을 수용할 수 있는 다공성 재료에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시태양에 따른 거대다공성 재료의 단면도이다;
도 2는 화상형성된 거대다공성 재료의 도면이다.
도 3은 침액 (soaking) 후 화상형성된 거대다공성 재료의 도면이다.
도 4는 화상형성된 거대다공성 재료의 도면이다.
도 5는 침액 후 화상형성된 거대다공성 재료의 도면이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시태양에 따른 화상형성된 거대다공성 재료의 도면이다.
도 7은 침액 후 본 발명의 예시적인 실시태양에 따른 화상형성된 거대다공성 재료의 도면이다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시태양에 따른 화상형성된 거대다공성 재료의 도면이다.
도 9는 침액 후 본 발명의 예시적인 실시태양에 따른 화상형성된 거대다공성재료의 도면이다.
도 10은 본 발명의 예시적인 실시태양에 따른 화상형성된 거대다공성 재료의 도면이다.
도 11은 침액 후 본 발명의 예시적인 실시태양에 따른 화상형성된 거대다공성 재료의 도면이다.
도 12는 본 발명의 예시적인 실시태양에 따른 화상형성된 거대다공성 재료의 도면이다.
도 13은 침액 후 본 발명의 예시적인 실시태양에 따른 화상형성된 거대다공성 재료의 도면이다.
도 14는 본 발명의 예시적인 실시태양에 따른 화상형성된 거대다공성 재료의 도면이다.
도 15는 침액 후 본 발명의 예시적인 실시태양에 따른 화상형성된 거대다공성 재료의 도면이다.
도 16은 본 발명의 예시적인 실시태양에 따른 화상형성된 거대다공성 재료의 도면이다.
도 17은 침액 후 본 발명의 예시적인 실시태양에 따른 화상형성된 거대다공성 재료의 도면이다.
도 18은 본 발명의 예시적인 실시태양에 따른 화상형성된 거대다공성 재료의 도면이다.
도 19는 침액 후 본 발명의 예시적인 실시태양에 따른 화상형성된 거대다공성 재료의 도면이다.
도 20은 본 발명의 예시적인 실시태양에 따른 화상형성된 거대다공성 재료의 도면이다.
도 21은 침액 후 본 발명의 예시적인 실시태양에 따른 화상형성된 거대다공성 재료의 도면이다.
도 22는 본 발명의 예시적인 실시태양에 따른 화상형성된 거대다공성 재료의 도면이다.
도 23은 침액 후 본 발명의 예시적인 실시태양에 따른 화상형성된 거대다공성 재료의 도면이다.
도 24는 본 발명의 예시적인 실시태양에 따른 화상형성된 거대다공성 재료의 도면이다.
도 25는 침액 후 본 발명의 예시적인 실시태양에 따른 화상형성된 거대다공성 재료의 도면이다.
도 26은 본 발명의 예시적인 실시태양에 따른 화상형성된 거대다공성 재료의 도면이다.
도 27은 침액 후 본 발명의 예시적인 실시태양에 따른 화상형성된 거대다공성 재료의 도면이다.
하기 상세한 설명은 도면을 참조하여 이해해야 하며, 상이한 도면에서 유사한 부재들은 유사한 양식으로 번호를 매겼다. 반드시 비례일 필요가 없는 도면들은 선택된 실시태양을 도시하며, 본 발명의 범위를 제한하려고 의도하지 않는다. 일부 경우, 도면들은 사실상 매우 도식적일 수 있다. 각종 부재에 대해 구성, 재료, 치수 및 제작 공정의 예가 제공된다. 당업계의 숙련인은 제공되는 많은 예들이 이용될 수 있는 적합한 대안을 가질 수 있다는 것을 알 것이다.
도 2 내지 도 27은 화상형성된 거대다공성 재료를 디지탈방식으로 스캐닝하여 제작하였다. 이어서 스캐닝된 화상을 인쇄하였다. 도 2 내지 도 27의 색상과 품질에서의 제작 장비에 기인한 차이를 피하기 위해 동일한 스캐닝 기술과 동일한 인쇄 기술을 이용하여 각 도면을 제작하였다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시태양에 따른 기재 (100)의 단면도이다. 도 1의 실시태양에서, 기재 (100)은 다수의 섬유들 (102)를 포함한다. 섬유들 (102)는 다수의 공극들 (104)를 한정한다. 공극들 (104)는 미세공극, 중간공극 및(또는) 거대공극을 포함할 수 있다. 미세공극은 평균 직경이 5 나노미터 미만인 공극이다. 중간공극은 평균 직경이 5 나노미터 내지 3 ㎛인 공극이다. 바람직한 실시태양에서, 기재 (100)은 거대다공성 기재를 포함한다.
본원에서 사용되는 "거대다공성 기재"는 평균 공극 크기가 3 ㎛ 내지 5 밀리미터 이하, 바람직하게는 10 ㎛ 내지 2 밀리미터 이하, 더욱 바람직하게는 100 ㎛ 내지 0.5 밀리미터 이하인 기재를 의미한다. 추가로, 본 발명의 거대다공성 기재는 고형성이 1% 이상 내지 90% 이하, 바람직하게는 5% 이상 내지 70% 이하, 훨씬 더 바람직하게는 10% 이상 내지 50% 이하인 것을 특징으로 한다. 상기한 공극 크기는 대표적인 값이며, 거대다공성 기재는 크기가 이들 대표적인 값 외에 있는 공극들도 포함할 수 있음을 이해해야 한다.
기재 (100)은 또한 다수의 섬유들 (102)의 적어도 일부에 오버레이된 잉크 수용 코팅 (106)을 포함한다. 잉크 (110)을 포함하는 인쇄된 화상 (108)은 기재 (100) 상 또는 내에 배치된다. 기재 (100)의 섬유들 (102)는 직조되거나 직조되지 않을 수 있다. 바람직한 실시태양에서, 기재 (100)은 부직 거대다공성 재료를 포함한다. 부직포는 대개 다수의 섬유들을 포함하며, 이들 섬유는 대개 실질적으로 랜덤하게 상호엉켜진 패턴으로 배열되어 있다. 몇몇 경우 섬유들은 단순히 서로 엉켜서 시트 또는 웹을 형성한다. 다른 경우 섬유들은 섬유들 사이의 간질 공간에 스며드는 바인더 재료에 의해 서로 고정된다. 섬유들은 또한 바인더 없이 서로 결합될 수 있다. 본 발명의 취지와 범위로부터 벗어나지 않으면서 기재 (100)의 다른 실시태양이 가능하다는 것을 알아야 한다 (예, 다수의 상호직조 섬유들을 포함하는 직물).
본 발명의 취지와 범위로부터 벗어나지 않으면서 기재 (100)을 제조하기 위해 많은 공정들을 이용할 수 있다. 일부 용도에 적합할 수 있는 공정의 예로는 멜트 블로잉, 에어레잉, 스핀 본딩 및 스핀레이싱을 포함한다.
기재 (100)의 섬유들 (102)는 제1 주면 (112)와 제2 주면 (114)를 한정한다. 기재 (100)은 공극 (104)의 존재 때문에 가스 (예, 공기)와 증기 (예, 수증기)에 대해 투과성일 수 있다. 제1 주면 (112)으로부터 제2 주면 (114)까지 신장하는 다수의 구멍들을 포함하는 기재 (100)의 실시태양이 가능하다. 구멍들은 예를 들어 투과성을 증가시킬 수 있다. 구멍들은 니들링 공정을 이용하여 기재 (100)에 형성될 수 있다.
기재 (100)은 매우 다양한 재료들, 예를 들어, 천연 또는 합성 섬유 및(또는) 이들의 블렌드를 포함할 수 있는 직물; 종이, 강화 종이, 카드 스톡 (stock), 합성 종이; 부직포, 예를 들어 스펀본디드 직물, 예를 들어 Kimberly-Clark Corporation (Neenah, Wisconsin, USA)로부터 입수가능한 "EVOLUTION" 브랜드 스펀본디드 폴리프로필렌; 스펀레이스드 재료, 예를 들어 E.I. DuPont De Nemours & Co. (Wilmington, Delaware)로부터 입수가능한 "SONTARA" 브랜드 스펀레이스드 직물; 멜트 블로운 미세섬유 (BMF) 직물, 특히 폴리올레핀 BMF 직물, 예를 들어 폴리프로필렌 BMF 재료 (폴리프로필렌 블렌드와 또한 폴리프로필렌과 폴리에틸렌의 블렌드 포함); 에어레이드 섬유 직물, 카디드 섬유 직물 및 스티치 본디드 직물; 웨트 레이드 직물; 및 펠트를 포함할 수 있다.
바람직한 BMF 직물은 섬유들을 평탄한 표면, 전형적으로 평탄한 표면의 드럼 상에 수집함으로써 형성되며: 그러한 재료를 "평탄한 BMF 재료"로 칭할 것이다. BMF 직물은 문헌[Wente, Van A."Superfine Thermoplastic Fibers" in Industrial Engineering Chemistry, vol. 48, pages 1342 et seq. (1956) 또는 Report No. 4364 of the Naval Research Laboratories, published May 25, 1954, entitled "Manufacture of Superfine Organic Fibers" by Wente, Van A., Boone, C. D. and Fluharty, E. L]에 기재된 바와 같이 형성될 수 있다. 멜트블로운 미세섬유는 열가소성 섬유 형성 재료, 예를 들어 폴리올레핀, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리부틸렌, 폴리에스테르, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리아미드, 예를 들어 NYLON 6 또는 NYLON 66, 폴리우레탄 또는 이들의 조합물로부터 형성될 수 있다.
바람직한 스펀본디드 직물은 용융된 열가소성 재료를 압출시키거나 또는 한가지 이상의 용융된 열가소성 재료를 방적돌기 내의 다수의 미세하고 보통 원형인 모세관으로부터 필라멘트로서 동시압출시키고, 이어서 압출된 필라멘트의 직경을 예를 들어 비-추출식 또는 추출식 유체-견인 (drawing) 또는 다른 잘 알려진 스펀본딩 기전에 의해 신속하게 감소시킴으로써 형성된다. 스펀본디드 부직물의 생산은 Appel 등의 미국 특허 제4,340,563호; Dorschner 등의 미국 특허 제3,692,618호; Kinney의 미국 특허 제3,338,992호와 제3,341,394호; Levy의 미국 특허 제3,276,944호; Peterson의 미국 특허 제3,502,538호; Hartman의 미국 특허 제3,502,763호; Dobo 등의 미국 특허 제3,542,615; 및 Harmon의 캐나다 특허 제803,714호와 같은 특허에 예시되어 있다.
합성 유기 또는 무기 기재가 바람직하다. 폴리올레핀, 폴리에스테르 및(또는) 폴리아미드를 포함하는 기재가 특히 바람직하다.
접착제층이 임의로 잉크 수용 코팅의 반대편 기재의 주면 상에 존재할 수 있고, 또한 임의로 그러나 바람직하게는 이형 라이너에 의해 보호된다. 화상형성 후, 본 발명의 다공성 용품은 경고, 교육, 오락 등을 위해 수평 또는 수직의 내면 또는 외면에 부착될 수 있다. 접착제와 이형 라이너의 선택은 화상 그래픽에 대해 원하는 용도에 의존한다.
감압성 접착제는 기재와 잉크젯 수용 매체가 놓여지게 되는 품목의 표면에모두 부착하는 임의의 종래의 감압성 접착제일 수 있다. 감압성 접착제는 일반적으로 문헌[Satas, Ed., Handbook of Pressure Sensitive Adhesives 2ndEd. (Von Nostrand Reinhold 1989)]에 기재되어 있다. 감압성 접착제는 많은 공급원으로부터 상업적으로 입수가능하다. Minnesota Mining and Manufacturing Company (St. Paul, Minnesota)로부터 입수가능하고 미국 특허 제5,141,790호; 제4,605,592호; 제5,045,386호; 및 제5,229,207호와 EPO 특허 공보 제EP 0 570 515 B1호 (Steelman 등)에 일반적으로 기재되어 있는 아크릴레이트 감압성 접착제가 특히 바람직하다.
이형 라이너는 또한 잘 알려져 있으며 많은 공급원으로부터 상업적으로 입수가능하다. 이형 라이너의 비제한적인 예로는 실리콘 코팅된 크라프트지, 실리콘 코팅된 폴리에틸렌 코팅지, 실리콘 코팅 및 비코팅 중합성 재료, 예를 들어 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 뿐만 아니라 미국 특허 제3,957,724호; 제4,567,073호; 제4,313,988호; 제3,997,702호; 제4,614,667호; 제5,202,190호; 및 제5,290,615호에 정의된 바와 같은 실리콘 우레아, 우레탄 및 장쇄 알킬 아크릴레이트와 같은 중합성 이형제로 코팅된 상기 언급한 기초 재료와 Rexam Release (Oakbrook, Illinois)로부터 POLYSLIK 브랜드 라이너로서, 및 P.H. Glatfelter Company (Spring Grove, Pennsylvania)로부터 EXHERE 브랜드 라이너로서 상업적으로 입수가능한 라이너를 포함한다.
본 발명의 다공성 매체를 화상으로 인쇄한 후, 선택적인 보호 라미네이트층 (도시하지 않음)을 인쇄된 표면에 부착시킬 수 있다. 오버라미네이트층은 필름을주변 습도, 직사광선 및 다른 기후 효과로부터 보호하는 것을 도울 뿐만 아니라 화상을 흠, 긁힘 및 얼룩으로부터 보호함으로써 필름의 내기후성을 향상시킨다. 또한, 오버라미네이트층은 화상에 고광택 또는 무광택과 같은 원하는 마감을 부여할 수 있다. 적합한 오버라미네이트층은 하나의 표면 상에 접착제를 갖고 있는 임의의 적합한 투명한 플라스틱 시트 재료를 포함한다. 그러한 오버라미네이트의 용도는 예를 들어 미국 특허 제4,966,804호에 기재되어 있다.
기재 (100)의 섬유 (102)는 본 발명의 취지와 범위로부터 벗어나지 않으면서 열가소성 및(또는) 비-열가소성 재료를 포함할 수 있다. 적합한 섬유는 합성 유기 또는 무기 섬유, 천연 섬유 및 이들의 조합물을 포함한다. 섬유의 선택은 예를 들어 섬유 비용과 원하는 특성, 예를 들어 내액성, 증기 투과성 또는 액체 위킹 (wicking) 또는 마감처리된 드레이프 (drape)에 의존한다.
유용한 천연 섬유는 셀룰로직 섬유 (예를 들어 표백 또는 비표백된 경목 또는 연목 펄프), 면, 비스코스 레이온, 쿠프람모늄 레이온, 모시, 삼, 사이잘삼, 아마, 황마, 짚 등 뿐만 아니라 단백성 섬유, 예를 들어 모, 모헤어, 견 등을 포함한다.
유용한 합성 섬유는 폴리(카프로아미드) (NYLON 6), 폴리(헥사메틸렌 디아민 아디페이트) (NYLON 66)과 폴리(아미노산)형 및 폴리(디아민 디카르복실레이트)형의 다른 폴리아미드, 예를 들어 NYLON 6-12로 공지된 폴리(헥사메틸렌 디아민 세바케이트)를 포함한다. 폴리에스테르, 예를 들어 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (PET), 폴리(부틸렌 테레프탈레이트) 등, 폴리이미드 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리에틸렌 섬유 등과 이들의 조합물; 폴리올레핀, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등; 폴리아크릴로니트릴; 폴리카르보네이트; 폴리스티렌; 열가소성 엘라스토머, 예를 들어 에틸렌프로필렌 고무, 스티렌계 블록 공중합체, 코폴리에스테르 엘라스토머 및 폴리아미드 엘라스토머 등; 플루오로중합체, 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌 및 폴리트리플루오로클로로에틸렌; 비닐 중합체, 예를 들어 폴리비닐 클로라이드; 폴리우레탄; 폴리비닐 알코올 동종중합체 및 공중합체 (비닐 에스테르의 가수분해된 공중합체, 특히 비닐 아세테이트의 가수분해된 공중합체 포함); 및 이들의 블렌드 및 공중합체가 또한 적합하다. 바람직한 섬유는 셀룰로직 섬유, NYLON, 폴리에스테르 및 폴리올레핀이다. 폴리에스테르, 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 폴리올레핀, 특히 폴리에틸렌과 폴리프로필렌이 가장 바람직하다.
유용한 무기 섬유는 탄소 또는 흑연 섬유, 유리 섬유, 세라믹 섬유, 붕소 섬유, 탄화규소 섬유 및 이들의 조합물을 포함한다. 그러한 섬유는 직물, 부직물 또는 편직물로서 존재할 수 있다.
폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)를 포함하는 섬유는 E. I. Du Pont de Nemours Corporation (Wilmington, Delaware)로부터 상업적으로 입수가능하며, 여기에서는 상기 재료를 상표명 DACRON으로 확인한다. 폴리파라페닐렌 테레프탈아미드를 포함하는 섬유는 E. I. Du Pont de Nemours Corporation (Wilmington, Delaware)로부터 상업적으로 입수가능하며, 여기에서는 상기 재료를 상표명 KEVLAR로 확인한다. 폴리메타페닐렌 디아민을 포함하는 섬유는 E. I. Du Pont deNemours Corporation (Wilmington, Delaware)로부터 상업적으로 입수가능하며, 여기에서는 상기 재료를 상표명 NOMAX로 확인한다. 유리를 포함하는 섬유는 Owens-Corning Fiberglas Corporation (Toledo, Ohio)로부터 상업적으로 입수가능하다.
바람직한 실시태양에서, 기재 (100)의 다수의 섬유들 (102)는 잉크 수용 코팅 (106)으로 코팅된다. 유용한 실시태양에서, 잉크 수용 코팅 (106)은 유기 또는 무기 입자일 수 있는 다수의 입자들을 포함한다. 바람직한 실시태양에서, 잉크 수용 코팅 (106)은 다수의 유기 입자와 다수의 무기 입자들을 포함한다.
적합한 친수성 유기 입자는 N-비닐락탐의 가교결합된 동종중합체 및 공중합체, 예를 들어 N-비닐피롤리돈의 동종중합체 및 공중합체와 N-비닐카프로락탐의 동종중합체 및 공중합체, N-비닐이미다졸의 동종중합체 및 공중합체, 비닐피리딘의 동종중합체 및 공중합체와 이들의 치환 유도체를 포함한다. N-비닐락탐 및 N-비닐이미다졸의 동종중합체 및 공중합체가 바람직하다. 폴리(N-비닐피롤리돈) 및 폴리(N-비닐이미다졸)의 가교결합된 입자가 가장 바람직하다.
폴리(N-비닐피롤리돈)의 가교결합된 입자는 International Specialty Products (Wayne, New Jersey)로부터 상업적으로 입수가능하며, 여기에서는 이들을 상표명 POLYPLASDONE 및 POLYCLAR로 확인한다. 가교결합된 비닐피롤리돈-비닐이미다졸 공중합체 입자는 BASF Corporation (Ludwigshafen, Germany)으로부터 상업적으로 입수가능하며, 여기에서는 이들을 상표명 LUVICROSS VI 및 LUVICROSS VI-M으로 확인한다.
유기 입자에 대한 유용한 평균 입경은 0.10 마이크로미터 내지 500 마이크로미터이다. 유기 입자에 대한 바람직한 평균 입경은 0.5 마이크로미터 내지 200 마이크로미터이다. 유기 입자에 대한 가장 바람직한 평균 입경은 1 마이크로미터 내지 100 마이크로미터이다. 상기한 입자 크기는 대표적인 값이며, 본 발명에 따른 코팅은 이들 대표적인 값 외에 있는 크기의 입자들을 포함할 수 있는 것을 이해해야 한다.
유용한 실시태양에서, 유기 입자는 잉크를 흡수하는 능력을 갖는다. 잉크 흡수능은 흡수되는 잉크의 조성에 따라 변할 수 있기 때문에, 바람직한 흡수능은 수흡수능에 관하여 설명될 것이다. 바람직한 실시태양에서, 유기 입자의 수흡수능은 40 ㎖/g 내지 0.1 ㎖/g이다. 보다 바람직한 실시태양에서, 유기 입자의 수흡수능은 20 ㎖/g 내지 0.2 ㎖/g이다. 가장 바람직한 실시태양에서, 유기 입자의 수흡수능은 10 ㎖/g 내지 0.5 ㎖/g이다.
적합한 무기 입자는 금속 산화물을 포함한다. 바람직한 금속 산화물은 티탄 산화물, 예를 들어 금홍석, 일산화티탄, 세시퀴산화티탄; 규소 산화물, 예를 들어 실리카, 계면활성제 템플레이트된 (templated) 실리카 입자, 제올라이트 및 이들의 표면 처리된 유도체, 예를 들어 PCT 특허 공개 제WO 99/03929 A1호에 기재된 바와 같은 플루오르화 실리카; 알루미늄 산화물, 예를 들어 알루미나, 예를 들어 뵈마이트 (boehmite), 슈도-뵈마이트, 바이에라이트 (bayerite), 혼합 산화물, 예를 들어 옥시수산화알루미늄, 실리카 코어를 갖는 알루미나 입자; 지르코늄 산화물, 예를 들어 지르코니아 및 수산화지르코늄; 및 이들의 혼합물을 포함한다. 규소 산화물과 알루미늄 산화물이 특히 바람직하다.
실리카 입자는 예를 들어 E. I. Du Pont de Nemours Corporation (Wilmington, Delaware)로부터 상업적으로 입수가능하고, 여기에서는 이들을 상표명 LUDOX로 확인한다. 알루미나 입자는 예를 들어 Vista Chemical Company (Houston, Texas)로부터 상업적으로 입수가능하며, 여기에서는 이들을 상표명 DISPAL로 확인한다. 무기 입자에 대한 바람직한 평균 입경은 0.002 마이크로미터 내지 100 마이크로미터이다. 무기 입자에 대한 보다 바람직한 평균 입경은 0.02 마이크로미터 내지 30 마이크로미터이다. 상기한 입자 크기는 대표적인 값이며, 본 발명에 따른 코팅은 크기가 이들 대표적인 값 외에 있는 입자를 포함할 수 있음을 이해해야 한다.
바람직한 실시태양에서, 잉크 수용 코팅 (106)은 무기 입자와 유기 입자를 포함하고, 유기 입자 대 무기 입자의 비는 5:95 내지 90:10 (중량비)이다. 보다 바람직한 실시태양에서, 잉크 수용 코팅 (106)은 무기 입자와 유기 입자를 포함하고, 유기 입자 대 무기 입자의 비는 50:50 내지 20:80 (중량비)이다. 가장 바람직한 실시태양에서, 잉크 수용 코팅 (106)은 무기 입자와 유기 입자를 포함하고, 유기 입자 대 무기 입자의 비는 40:60 내지 25:75 (중량비)이다.
잉크 수용 코팅 (106)은 입자를 기재에 및 서로 유지시키는 것을 돕기 위해 1종 이상의 바인더를 포함할 수 있다. 바인더는 수용성이거나 수불용성일 수 있다. 바람직하게는, 바인더는 물에 분산되거나 용해되지만, 건조시 실질적으로 수불용성으로 된다. 잉크 수용 코팅 (106)의 유용한 실시태양은 일반적으로 80 중량% 미만의 바인더를 포함한다. 바람직하게는, 잉크 수용 코팅 (106)은 60중량% 미만의 바인더를 포함한다. 보다 바람직하게는, 잉크 수용 코팅 (106)은 40 중량% 미만의 바인더를 포함한다.
적합한 바인더는 친수성이거나 소수성일 수 있고, 천연 중합체, 합성 수지, 중합체 및 공중합체와 다른 필름 형성 매질, 예를 들어 젤라틴; 아라비아검; 폴리(비닐 알코올); 셀룰로스 에스테르, 예를 들어 히드록시에틸 셀룰로스, 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로스 아세테이트 부티레이트; 폴리(비닐 피롤리돈); 카제인; 전분; 폴리(아크릴산); 폴리(메타크릴산); 폴리(비닐 클로라이드); 폴리스티렌, 예를 들어 폴리(스티렌-코-말레산 무수물), 폴리(스티렌-코-아크릴로니트릴) 및 폴리(스티렌-코-부타디엔); 아크릴 수지; 폴리아크릴로니트릴; 폴리비닐 아세탈, 예를 들어 폴리(비닐 포르말) 및 폴리(비닐 부티랄); 폴리에스테르; 폴리우레탄; 페녹시 수지; 폴리(비닐리덴 클로라이드); 폴리에폭시드; 폴리카르보네이트; 폴리(비닐 아세테이트); 폴리올레핀, 예를 들어 폴리(에틸렌) 및 폴리(프로필렌); 폴리아미드 등을 포함한다. 폴리비닐 알코올, 아크릴 수지 중합체 및 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체가 바람직한 바인더이다. 폴리비닐 알코올이 특히 바람직한 바인더이다. 바인더는 수성 또는 유기 용매로부터 용액 또는 에멀젼으로서 도포될 수 있다. 심미적인 이유로, 바람직한 바인더는 유리 전이 온도가 -40℃ 내지 50℃ 이하이다.
화상 수용 코팅 (106)이 본 발명의 취지와 범위로부터 벗어나지 않으면서 각종 첨가제를 포함할 수 있는 것을 알아야 한다. 일부 용도에 적합할 수 있는 첨가제의 예로는 염료, 착색제, 안료, 충전제, 윤활제, 산화방지제, 자외선 안정화제, 열 안정화제, 계면활성제, 점도 조절제, 방향제 등을 포함한다.
유용한 실시태양에서, 화상 수용 코팅의 중량은 1 g/㎡ 내지 300 g/㎡이다. 바람직한 실시태양에서, 화상 수용 코팅의 중량은 3 g/㎡ 내지 200 g/㎡이다. 특히 바람직한 실시태양에서, 화상 수용 코팅의 중량은 5 g/㎡ 내지 100 g/㎡이다.
본 발명에 따른 바람직한 방법에서, 잉크 수용 코팅 (106)은 코팅 용액을 기재 (100)의 섬유 (102)에 도포함으로써 형성된다. 본 발명의 취지와 범위를 벗어나지 않으면서 코팅 용액을 기재 (100) 상에 도포하기 위해 다양한 방법을 이용할 수 있다. 일부 용도에 적합할 수 있는 코팅 공정의 예로는 분무, 침지, 슬롯 페드 나이프 코팅과 롤 코팅 및 로토그라비어 코팅을 포함한다.
일부 용도에서, 기재를 습윤시키는 것을 보조하기 위해 코팅 용액에 계면활성제를 포함시키는 것이 유리할 수 있다. 일부 용도에 적합할 수 있는 계면활성제의 예로는 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 및 쯔비터이온성 계면활성제를 포함한다. 계면활성제에 대한 상표명의 예로는 ZONYL 및 FLUORAD를 포함한다. ZONYL FSN은 E. I. Du Pont de Nemours Corporation (Wilmington, Delaware)로부터 입수가능한 플루오르화 계면활성제에 대한 상표명이다. FLUORAD FC-754 웰 (well) 자극 첨가제는 Minnesota Mining and Manufacturing Company (3M Company) (St. Paul, Minnesota)로부터 입수가능한 웰 자극 첨가제에 대한 상표명이다. 바람직한 실시태양에서, 코팅 용액은 양이온성 계면활성제를 포함한다. 양이온성 계면활성제를 포함하는 조성물은 음이온성 또는 비이온성 계면활성제를 함유하는 것보다 블리딩이 다소 적은 화상을 형성시킨다.
계면활성제의 양은 원하는 습윤 특성을 얻도록 선택될 수 있다. 유용한 습윤은 코팅 용액의 표면 장력이 일반적으로 섬유 (102)의 기재 재료의 습윤 장력보다 적을 때 얻어질 수 있다. 코팅 용액의 표면 장력이 기재 재료의 습윤 장력보다 약 5 mJ/㎡ 이상의 차이로 더 적을 때 유익한 습윤이 얻어질 수 있다. 코팅 용액의 표면 장력이 기재 재료의 습윤 장력보다 10 mJ/㎡ 이상의 차이로 더 적을 때 특히 유익한 습윤이 얻어질 수 있다. 예로서, 비처리된 폴리프로필렌은 전형적으로 표면 장력이 29 mJ/㎡이다. 본 발명에 따른 상응하는 유용한 코팅 용액의 표면 장력은 29 mJ/㎡ 미만이다. 본 발명에 따른 바람직한 코팅 용액의 표면 장력은 24 mJ/㎡ 미만이다. 본 발명에 따른 특히 바람직한 코팅 용액의 표면 장력은 19 mJ/㎡ 미만이다.
본 발명에 따른 방법은 섬유 표면 처리 단계를 포함할 수 있다. 일부 용도에 적합할 수 있는 표면 처리 공정의 예로는 플라즈마 처리, 코로나 처리, 화학 처리 및 화염 처리를 포함한다. 일부 용도에 적합할 수 있는 화염 처리 장치는 Flynn Burner Corporation (New Rochelle, New York), The Aerogon Company Ltd. (Alton, United Kingdom) 및 Sherman Treaters Ltd. (Thame, United Kingdom)로부터 상업적으로 입수가능하다. 일부 용도에 적합할 수 있는 코로나 처리 장치는 Enercon Industries Corporation (Menomonee Falls, Wisconsin), Pillar Technologies (Hartland, Wisconsin) 및 Corotec Corporation (Farmington, Connecticut)으로부터 상업적으로 입수가능하다.
바람직한 실시태양에서, 잉크 수용 코팅 (106)은 수성 잉크를 포함하는 인쇄된 화상을 수용할 수 있다. 바람직한 방법에서, 화상은 잉크젯 인쇄 공정을 이용하여 화상 수용 코팅 (106) 상에 인쇄된다. 본 발명의 취지와 범위를 벗어나지 않으면서 다른 인쇄 방법을 이용할 수도 있다. 일부 용도에 적합할 수 있는 인쇄 방법의 예로는 레이저 인쇄, 그라비어 인쇄, 오프셋 인쇄, 실크 스크린 인쇄, 정전 인쇄 및 플렉소그래피 인쇄를 포함한다.
본 발명에 따른 바람직한 방법에서, 인쇄된 화상 (108)은 잉크젯 인쇄 공정을 이용하여 잉크 수용 코팅 (106)에 도포된다. 잉크젯 인쇄 공정의 한가지 이점은 잉크젯 인쇄 장치가 저렴한 비용으로 쉽게 이용가능하다는 것이다. 잉크젯 인쇄 공정의 두번째 이점은 잉크젯 프린터가 설비 비용 (예, 인쇄판 등) 없이 사진 화질 색상의 화상을 형성할 수 있다는 것이다.
본 발명과 관련하여 많은 잉크들을 이용할 수 있다. 일부 용도에 적합할 수 있는 잉크의 예로는 유기 용매계 잉크, 수계 잉크, 상 변화 잉크 및 방사선 중합성 잉크를 포함한다. 각종 착색제를 이용하는 잉크가 본 발명과 관련하여 이용될 수 있다. 일부 용도에 적합할 수 있는 착색제의 예로는 염료계 착색제 및 안료계 착색제를 포함한다.
비코팅된 폴리프로필렌 섬유를 포함하는 웹을 잉크젯 프린터를 이용하여 화상형성시킬 때, 잉크젯 잉크의 일부가 웹의 섬유를 따라 위킹한다. 본 발명에 따른 코팅을 웹에 도포하면, 잉크가 웹의 섬유를 따라 위킹할 가능성이 적다. 이는 코팅이 잉크를 빠르게 흡수하여; 잉크가 공극 내에 모이거나(모이고) 웹의 섬유를 따라 위킹하지 않도록 하기 때문이다.
본 발명에 따른 잉크젯 수용 웹은 잉크젯 프린터로부터 수성 잉크로 화상형성시키면 빠르게 건조한 것으로 감촉된다. 본 발명에 따른 잉크젯 수용 웹을 잉크젯 프린터로부터 수성 잉크로 화상형성시키면, 생성된 화상은 실질적으로 인쇄 결함이 없다. 인쇄 결함의 예로는 페더링, 블리딩, 흐림, 튀김, 밴딩 및 머드크래킹을 포함한다.
재료
하기 실시예에서 이용된 재료를 아래에 기재한다:
"REEMAY"는 Reemay Incorporated (Old Hickory, Tennessee)로부터 입수가능한 스펀본디드 폴리에스테르 섬유를 포함하는 부직 재료에 대한 상표명이다.
"POLYPLASDONE INF-10"은 International Specialty Products (Wayne, New Jersey)로부터 입수가능한 가교결합된 폴리(비닐피롤리돈) 입자에 대한 상표명이다.
"DISPAL 23N4-20"은 Vista Chemical Company (Houston, Texas)로부터 입수가능한 알루미나 졸에 대한 상표명이다.
"METHOCEL F-50"은 Dow Chemical (Midland, Michigan)로부터 입수가능한 히드록시프로필메틸셀룰로스 (HPMC) 중합체에 대한 상표명이다.
"FLUORAD FC-754 WELL STIMULATION ADDITIVE"는 3M Company (St. Paul, Minnesota)로부터 입수가능한 이소프로판올/물 중 플루오로알킬 4급 염화암모늄, 50 중량%의 혼합물에 대한 상표명이다.
"ZONYL FSN"은 E. I. Du Pont de Nemours Corporation (Wilmington,Delaware)로부터 입수가능한 플루오르화 계면활성제에 대한 상표명이다.
"VINOL 540"은 Air Products Polymers LP (Allentown, Pennsylvania)로부터 입수가능한 폴리비닐 알코올 (PVA)에 대한 상표명이다.
일반적인 절차
하기 실시예에서, 용어 "부"는 달리 명시하지 않으면 중량부를 나타내고, 용어 "dpi"는 인치당 도트 (dots)를 나타낸다.
시험 절차
이하 실시예에서 화상 건조 시간, 해상도, 화상 밀도 및 내수성의 정성적 등급을 매겼다. 정성적 등급은 1 내지 4 등급으로 매겼고, 1은 가장 바람직한 성능을 표시한다.
건조 시간 등급 1은 화상이 프린터에서 나온 직후 건조하게 감촉되는 것을 가르킨다. 건조 시간 등급 4는 시트를 종이 트레이 내에 놓은 후 1분 이상 동안 중정도 손가락 압력으로 화상이 쉽게 번질 수 있는 것을 가르킨다.
화상형성된 샘플의 반사 광학 밀도는 Gretag 모델 SPM55 반사 분광광도계를 이용하여 측정하였다.
샘플의 습기/물 내성은 2가지 방식으로 시험하였다. 몇몇 경우, 화상형성된 샘플을 48℃, 65% 상대 습도 환경 챔버 내에 적어도 3일 동안 놓아두었다. 몇몇 경우, 화상형성된 샘플을 탈이온수의 스트림으로 5분 이내 동안 분무하였다.
<비교예 1>
BMF (100 g/㎡) 폴리프로필렌 부직웹 재료의 샘플을 360 dpi에서 작동하는Hewlett Packard HP-855c 잉크젯 프린터를 이용하여 디지탈방식으로 화상형성하였다. 형성된 화상은 웹을 통해 부분적으로 투과하는 잉크 내의 착색제 때문에 감소된 휘도 (반사 광 밀도)를 보였다. 잉크는 중정도 손가락 압력으로 닦여져 나왔으며, 부직 섬유를 따라 유의한 페더링을 보였다.
인쇄된 화상을 평가하여 화상 건조 시간, 해상도, 화상 밀도 및 내수성의 정성적 등급을 매겼다. 정성적 등급은 1 내지 4 등급으로 매겼고, 1은 가장 바람직한 성능을 표시한다. 정성 결과를 하기 표 1에 나타냈다.
<비교예 2>
물 중 METHOCEL F-50의 2% 고형분 용액을 제조하였다. 용액을 #16 Mayer 막대를 사용하여 BMF (100 g/㎡) 부직웹 재료의 샘플 상에 코팅하였다. 코팅 용액을 100℃의 실험실 오븐 내에서 3분 동안 건조시켰다.
용액의 표면 장력이 백킹의 표면 에너지보다 훨씬 더 크기 때문에, 코팅이 웹으로부터 부분적으로 탈습되는 것을 알 수 있었다.
코팅한 후, 360 dpi에서 작동하는 Hewlett Packard HP-855c 잉크젯 프린터를 사용하여 샘플을 디지탈방식으로 화상형성하였다.
생성된 화상의 품질은 비교예 1보다 더 우수하였다 (즉, 보다 우수한 선 가장자리 선명도, 유의한 페더링 없음, 그러나 원래의 코팅 용액의 탈습으로 인한 약간의 불균일도).
인쇄된 화상은 인쇄 직후 거의 건조한 것으로 감촉되었다.
상기 용액을 이소프로판올 (IPA)로 이루어진 코팅 용액의 10% (중량)로 개조하였다. 이 용액을 BMF 상에 잘 코팅하였고, 화상형성시켰을 때 보다 균일한 화상을 형성하였다.
<비교예 3>
하기 표에 기재된 공식에 따른 코팅 용액을 제조하였다.
2부 DISPAL 23N4-20 (알루미나 졸)
10부 이소프로판올
88부 물
용액을 #16 Mayer 막대를 사용하여 BMF (100 g/㎡) 부직웹 재료의 샘플 상에 코팅하였다. 코팅 용액을 100℃의 실험실 오븐 내에서 3분 동안 건조시켰다.
코팅한 후, 360 dpi에서 작동하는 Hewlett Packard HP-855c 잉크젯 프린터를 사용하여 샘플을 디지탈방식으로 화상형성하였다.
인쇄된 화상을 상기 실시예에서와 같이 평가하였다. 정성적 결과를 표 1에 나타냈다.
<비교예 4>
하기 표에 기재된 공식에 따른 코팅 용액을 제조하였다.
1.3부 METHOCEL F50 (HPMC 중합체)
0.7부 DISPAL 23N4-20 (알루미나 졸)
10.0부 이소프로판올
88.0부 물
용액을 #16 Mayer 막대를 사용하여 BMF (100 g/㎡) 부직웹 재료의 샘플 상에 코팅하였다. 코팅 용액을 100℃의 실험실 오븐 내에서 3분 동안 건조시켰다.
코팅한 후, 360 dpi에서 작동하는 Hewlett Packard HP-855c 잉크젯 프린터를사용하여 샘플을 디지탈방식으로 화상형성하였다. 매우 우수한 화질이 나타났다.
인쇄된 화상을 상기 실시예에서와 같이 평가하였다. 정성적 결과를 표 1에 나타냈다.
<비교예 5>
하기 표에 기재된 공식에 따른 코팅 용액을 제조하였다.
1.5부 METHOCEL F50 (HPMC 중합체)
0.7부 DISPAL 23N4-20 (알루미나 졸)
0.1부 FLUORAD FC-754 (계면활성제)
13.0부 이소프로판올
84.7부 물
용액을 #16 Mayer 막대를 사용하여 BMF (100 g/㎡) 부직웹 재료의 샘플 상에 코팅하였다. 코팅 용액을 100℃의 실험실 오븐 내에서 3분 동안 건조시켰다.
코팅한 후, 360 dpi에서 작동하는 Hewlett Packard HP-855c 잉크젯 프린터를 사용하여 샘플을 디지탈방식으로 화상형성하였다. 매우 우수한 화질이 나타났다.
인쇄된 화상을 상기 실시예에서와 같이 평가하였다. 정성적 결과를 표 1에 나타냈다.
<실시예 1>
하기 표에 기재된 공식에 따른 코팅 용액을 제조하였다.
3.0부 INF-10 (x-PVP 입자)
7.0부 DISPAL 23N4-20 (알루미나 졸)
10.0부 이소프로판올
80.0부 물
용액을 #16 Mayer 막대를 사용하여 BMF (100 g/㎡) 부직웹 재료의 샘플 상에코팅하였다. 코팅 용액을 100℃의 실험실 오븐 내에서 3분 동안 건조시켰다.
코팅한 후, 360 dpi에서 작동하는 Hewlett Packard HP-855c 잉크젯 프린터를 사용하여 샘플을 디지탈방식으로 화상형성하였다. 우수한 화질이 관찰되었다.
인쇄된 화상을 상기 실시예에서와 같이 평가하였다. 정성적 결과를 표 1에 나타냈다.
상기 샘플을 내수성에 대해 평가했을 때, 매우 우수한 결과가 얻어졌다. 제조되어 약 1시간 동안 방치시킨 화상형성된 샘플을 탈이온수의 스트림 하에 약 5분 동안 세척하였다. 표적 해상도 선의 검사로부터 결정될 때, 초기 화상으로부터 본질적으로 착색제 (염료)가 이동하지 않았다.
<실시예 2>
하기 표에 기재된 공식에 따른 코팅 용액을 제조하였다.
3.0부 INF-10 (x-PVP 입자)
6.5부 DISPAL 23N4-20 (알루미나 졸)
0.5부 FLUORAD FC-754 (계면활성제)
10.0부 이소프로판올
80.0부 물
용액을 #16 Mayer 막대를 사용하여 BMF (100 g/㎡) 부직웹 재료의 샘플 상에 코팅하였다. 코팅 용액을 100℃의 실험실 오븐 내에서 3분 동안 건조시켰다.
코팅한 후, 360 dpi에서 작동하는 Hewlett Packard HP-855c 잉크젯 프린터를 사용하여 샘플을 디지탈방식으로 화상형성하였다. 우수한 화질이 관찰되었다.
인쇄된 화상을 상기 실시예에서와 같이 평가하였다. 정성적 결과를 표 1에 나타냈다.
상기 샘플을 내수성에 대해 평가했을 때, 매우 우수한 결과가 얻어졌다. 제조되어 약 1시간 동안 방치시킨 화상형성된 샘플을 탈이온수의 스트림 하에 약 5분 동안 세척하였다. 표적 해상도 선의 검사로부터 결정될 때, 초기 화상으로부터 본질적으로 착색제 (염료)가 이동하지 않았다.
<실시예 3>
하기 표에 기재된 공식에 따른 코팅 용액을 제조하였다.
3.0부 INF-10 (x-PVP 입자)
6.5부 DISPAL 23N4-20 (알루미나 졸)
0.5부 FLUORAD FC-754 (계면활성제)
10.0부 이소프로판올
80.0부 물
용액을 #16 Mayer 막대를 사용하여 REEMAY형 6120 폴리에스테르 부직웹 재료의 샘플 상에 코팅하였다. 코팅 용액을 100℃의 실험실 오븐 내에서 3분 동안 건조시켰다.
코팅한 후, 360 dpi에서 작동하는 Hewlett Packard HP-855c 잉크젯 프린터를 사용하여 샘플을 디지탈방식으로 화상형성하였다. 뛰어난 화질이 얻어진 반면, 상기 비코팅된 부직포에서는 비교예 1의 BMF 웹과 유사한 결과가 얻어졌다.
인쇄된 화상을 상기 실시예에서와 같이 평가하였다. 정성적 결과를 표 1에 나타냈다.
<실시예 4>
하기 표에 기재된 공식에 따른 코팅 용액을 제조하였다.
3.5부 INF-10 (X-PVP 입자)
7.0부 DISPAL 23N4-20 (알루미나 졸)
1.0부 VINOL 540 (폴리비닐 알코올)
0.5부 FLUORAD FC-754 (계면활성제)
5.0부 이소프로판올
83.0부 물
용액을 BMF (100 g/㎡) 부직웹과 REEMAY형 6120 폴리에스테르 부직웹 모두 상에 코팅하였다.
코팅을 파일롯 규모 코터 (coater) (Talboys Engineering)를 사용하여 2 mils (0.051 ㎜)의 공칭 두께로 도포하였다. 코터는 5 피트/분의 선 속도로 작동하였다. 웹을 220℉에서 건조시킨 가압 공기를 사용하여 8 피트 가열 대역을 통해 통과시켰다.
코팅한 후, 360 dpi에서 작동하는 Hewlett Packard HP-855c 잉크젯 프린터를 사용하여 두 샘플을 디지탈방식으로 화상형성하였다.
두 부직웹 종류 모두에 대해 뛰어난 화질과 내수성이 관찰되었다.
두 부직웹 종류 모두에 대해 인쇄된 화상을 상기 실시예에서와 같이 평가하였다. 두 부직웹 종류 모두에 대한 정성적 점수는 동일하였고, 이들 결과를 표 1에 나타냈다.
실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 5의 정성적 결과
실시예 # 화상 건조 시간 해상도 페더링 반사 광학 밀도 내습성
비교예 1 4 4 3 4
비교예 2 2 2 2 3
비교예 3 2 3 2 3
비교예 4 1 1.5 1.5 3
비교예 5 1 1 1 3
실시예 1 1.5 1 1.5 1
실시예 2 1 1 1 1
실시예 3 1 1 1 1
실시예 4 1 1 1 1
표 2에 나타낸 비교예 6 및 7과 실시예 5 내지 15은 일정한 바인더 (즉, AIRVOL 540) 함량에서 가교결합된 폴리비닐 피롤리돈 입자 (즉, x-PVP, INF-10 등급으로 나타냄) 대 알루미나 (즉, DISPAL 23N4-20)의 비를 변화시킨 효과를 설명한다. 실시예 13 내지 15는 2가지 성분의 일정한 비를 유지하면서 바인더에 비해 잉크 수용층 내의 알루미나와 x-PVP 입자의 합한 총량을 변화시킨 효과를 보여준다. 표 2에서 사용된 추가의 재료는 FLUORAD FC-754 웰 자극 첨가제 (즉, FC-754로 나타냄), 탈이온수 및 이소프로판올이었다. 부직 기재는 비교예 1에서와 동일하였다. 혼합물은 #16 Mayer 막대를 사용하여 코팅하여 100℃에서 3분 동안 건조시켰다 (건조 코팅 중량은 10 g/㎡이었다). 표 2에 나타낸 양은 중량부 단위이다.
코팅된 기재를 비교예 1에 기재된 바와 같이 Hewlett-Packard HP 855c 잉크젯 프린터를 사용하여 화상형성하고 주변 조건 하에 1일 동안 건조시켰다. 반사 광학 밀도를 측정하였고 (비교예 1에서와 같이), Hewlett-Packard HP 4c SCANJET (Hewlett-Packard HP Desk Scan II 소프트웨어를 사용하는 Millions of Colors 세팅)을 사용하여 스캐닝함으로써 화상을 포착하였다.
각 샘플을 탈이온수를 담고있는 팬에 15시간 동안 개별적으로 담구었다. 물깊이는 화상형성된 부직포의 적어도 1 ㎝ 위였다. 그 후, 각각의 샘플을 물에서 꺼내어, 더이상 물이 떨어지지 않을 때까지 물을 떨어뜨린 다음 주변 실온에서 1시간 동안 건조시켰다. 이어서 샘플을 60℃ 대류 오븐 내에 10분 동안 놓아 마무리 건조시켰다. 표 3에 나타낸 바와 같이 반사 색 밀도를 다시 측정하였고, 앞서와 같이 HP 4c SCANJET를 사용하여 스캐닝하여 화상을 다시 기록하였다. 표 4는 도면, 실시예 5 내지 15와 비교예 6과 7 사이의 상호관계의 설명을 포함한 도면의 리스트이다.
실시예 알루미나 x-PVP 바인더 FC-754 물 IPA
비교예 6 0 9 1 0.5 88.5 10
비교예 7 9 0 1 0.5 79.5 10
실시예 5 0 9 1 0.5 79.5 10
실시예 6 8.1 0.9 1 0.5 79.5 10
실시예 7 6.75 2.25 1 0.5 79.5 10
실시예 8 6 3 1 0.5 79.5 10
실시예 9 4.5 4.5 1 0.5 79.5 10
실시예 10 3.5 5.5 1 0.5 79.5 10
실시예 11 2.25 6.75 1 0.5 79.5 10
실시예 12 1 8 1 0.5 79.5 10
실시예 13 5 2.5 2.5 0.5 79.5 10
실시예 14 3.33 1.67 5 0.5 79.5 10
실시예 15 2.33 1.17 6.5 0.5 79.5 10
실시예 반사 색 밀도
흑색 시안색 마젠타색 황색
비교예 6 침액 전 1.16 0.86 0.77 0.66
침액 후 1.11 0.53 0.29 0.02
비교예 7 침액 전 1.26 1.01 0.93 0.76
침액 후 1.21 1.00 0.88 0.72
실시예 5 침액 전 1.16 0.71 0.65 0.59
침액 후 1.1 0.78 0.65 0.25
실시예 6 침액 전 1.27 0.99 0.93 0.71
침액 후 1.26 1.02 0.89 0.67
실시예 7 침액 전 1.26 1.01 0.95 0.75
침액 후 1.25 1.04 0.91 0.73
실시예 8 침액 전 1.22 0.94 0.89 0.74
침액 후 1.2 1.06 0.9 0.74
실시예 9 침액 전 1.25 0.96 0.9 0.74
침액 후 1.19 1.01 0.92 0.72
실시예 10 침액 전 1.17 0.88 0.8 0.67
침액 후 1.13 0.85 0.72 0.55
실시예 11 침액 전 1.28 0.92 0.84 0.74
침액 후 1.16 0.8 0.84 0.81
실시예 12 침액 전 1.23 0.8 0.74 0.69
침액 후 1.14 0.73 0.81 0.69
실시예 13 침액 전 1.23 0.95 0.87 0.72
침액 후 1.18 1.01 0.82 0.69
실시예 14 침액 전 1.16 0.91 0.85 0.74
침액 후 1.18 1.03 0.92 0.72
실시예 15 침액 전 1.05 0.9 0.84 0.72
침액 후 0.91 0.84 0.77 0.51
도면 설명
1 단면도
2 침액 전 비교예 6
3 침액 후 비교예 6
4 침액 전 비교예 7
5 침액 후 비교예 7
6 침액 전 실시예 5
7 침액 후 실시예 5
8 침액 전 실시예 6
9 침액 후 실시예 6
10 침액 전 실시예 7
11 침액 후 실시예 7
12 침액 전 실시예 8
13 침액 후 실시예 8
14 침액 전 실시예 9
15 침액 후 실시예 9
16 침액 전 실시예 10
17 침액 후 실시예 10
18 침액 전 실시예 11
19 침액 후 실시예 11
20 침액 전 실시예 12
21 침액 후 실시예 12
22 침액 전 실시예 13
23 침액 후 실시예 13
24 침액 전 실시예 14
25 침액 후 실시예 14
26 침액 전 실시예 15
27 침액 후 실시예 15

Claims (49)

  1. 다수의 공극들을 한정하는 기재; 및
    기재의 적어도 일부에 오버레이된 (overlaying) 코팅을 포함하고,
    상기 코팅은 다수의 유기 입자들을 포함하는 것인 잉크젯 수용 매체.
  2. 제1항에 있어서, 코팅이 다수의 무기 입자들을 추가로 포함하는 것인 잉크젯 수용 매체.
  3. 제2항에 있어서, 유기 입자 대 무기 입자의 비가 5:95 내지 90:10인 잉크젯 수용 매체.
  4. 제2항에 있어서, 유기 입자 대 무기 입자의 비가 50:50 내지 20:80인 잉크젯 수용 매체.
  5. 제2항에 있어서, 유기 입자 대 무기 입자의 비가 40:60 내지 25:75인 잉크젯 수용 매체.
  6. 제1항에 있어서, 기재가 다수의 섬유들을 포함하는 것인 잉크젯 수용 매체.
  7. 제6항에 있어서, 섬유가 랜덤하게 상호엉켜진 (intertangled) 것인 잉크젯 수용 매체.
  8. 제6항에 있어서, 섬유가 스펀본딩된 것인 잉크젯 수용 매체.
  9. 제6항에 있어서, 섬유가 스펀레이싱된 것인 잉크젯 수용 매체.
  10. 제6항에 있어서, 섬유가 열가소성 중합체를 포함하는 것인 잉크젯 수용 매체.
  11. 제6항에 있어서, 섬유가 폴리올레핀을 포함하는 것인 잉크젯 수용 매체.
  12. 제6항에 있어서, 섬유가 폴리프로필렌을 포함하는 것인 잉크젯 수용 매체.
  13. 제6항에 있어서, 섬유가 폴리에스테르를 포함하는 것인 잉크젯 수용 매체.
  14. 제6항에 있어서, 섬유가 폴리아미드를 포함하는 것인 잉크젯 수용 매체.
  15. 제1항에 있어서, 코팅의 유기 입자의 평균 직경이 0.10 마이크로미터 내지 500.0 마이크로미터인 잉크젯 수용 매체.
  16. 제1항에 있어서, 코팅의 유기 입자의 평균 직경이 0.5 마이크로미터 내지 200.0 마이크로미터인 잉크젯 수용 매체.
  17. 제1항에 있어서, 코팅의 유기 입자의 평균 직경이 1.0 마이크로미터 내지 100.0 마이크로미터인 잉크젯 수용 매체.
  18. 제1항에 있어서, 기재가 평균 직경이 5 나노미터보다 큰 다수의 공극들을 포함하는 것인 잉크젯 수용 매체.
  19. 제1항에 있어서, 코팅에 근접 배치된 화상을 추가로 포함하는 잉크젯 수용 매체.
  20. 제1항에 있어서, 코팅에 근접 배치된 잉크를 포함하는 화상을 추가로 포함하는 잉크젯 수용 매체.
  21. 제1항에 있어서, 코팅에 근접 배치된 수성 잉크를 포함하는 화상을 추가로 포함하는 잉크젯 수용 매체.
  22. 제2항에 있어서, 무기 입자가 규소 산화물을 포함하는 것인 잉크젯 수용 매체.
  23. 제2항에 있어서, 무기 입자가 알루미늄 산화물을 포함하는 것인 잉크젯 수용 매체.
  24. 제1항에 있어서, 유기 입자가 가교결합된 폴리(N-비닐피롤리돈)을 포함하는 것인 잉크젯 수용 매체.
  25. 제1항에 있어서, 유기 입자가 가교결합된 폴리(N-비닐이미다졸)을 포함하는 것인 잉크젯 수용 매체.
  26. 제1항에 있어서, 유기 입자가 폴리(N-비닐락탐)을 포함하는 것인 잉크젯 수용 매체.
  27. 제1항에 있어서, 유기 입자가 폴리(N-비닐카프로락탐)을 포함하는 것인 잉크젯 수용 매체.
  28. 제1항에 있어서, 유기 입자가 잉크 흡수능을 갖는 것인 잉크젯 수용 매체.
  29. 제1항에 있어서, 유기 입자의 수흡수능이 40 ㎖/g 내지 0.1 ㎖/g인 잉크젯수용 매체.
  30. 제1항에 있어서, 유기 입자의 수흡수능이 20 ㎖/g 내지 0.2 ㎖/g인 잉크젯 수용 매체.
  31. 제1항에 있어서, 유기 입자의 수흡수능이 10 ㎖/g 내지 0.5 ㎖/g인 잉크젯 수용 매체.
  32. 제1항에 있어서, 코팅의 중량이 1 g/㎡ 내지 300 g/㎡인 잉크젯 수용 매체.
  33. 제1항에 있어서, 코팅의 중량이 3 g/㎡ 내지 200 g/㎡인 잉크젯 수용 매체.
  34. 제1항에 있어서, 코팅의 중량이 5 g/㎡ 내지 100 g/㎡인 잉크젯 수용 매체.
  35. 제1항에 있어서, 기재의 주면에 오버레이된 접착제층을 추가로 포함하는 잉크젯 수용 매체.
  36. 제1항에 있어서, 기재가 천공을 포함하는 것인 잉크젯 수용 매체.
  37. 제1항에 있어서, 코팅이 바인더를 포함하는 것인 잉크젯 수용 매체.
  38. 제37항에 있어서, 코팅이 80 중량% 미만의 바인더를 포함하는 것인 잉크젯 수용 매체.
  39. 제37항에 있어서, 코팅이 60 중량% 미만의 바인더를 포함하는 것인 잉크젯 수용 매체.
  40. 제37항에 있어서, 코팅이 40 중량% 미만의 바인더를 포함하는 것인 잉크젯 수용 매체.
  41. 제37항에 있어서, 바인더가 폴리비닐 알코올을 포함하는 것인 잉크젯 수용 매체.
  42. 제37항에 있어서, 바인더가 아크릴 수지 중합체를 포함하는 것인 잉크젯 수용 매체.
  43. 제37항에 있어서, 바인더가 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체를 포함하는 것인 잉크젯 수용 매체.
  44. 제1항에 있어서, 기재의 주면에 부착된 보호 라미네이트층을 추가로 포함하는 잉크젯 수용 매체.
  45. 제1항에 있어서, 유기 입자가 폴리(비닐피리딘)을 포함하는 것인 잉크젯 수용 매체.
  46. 제19항에 있어서, 화상에 오버레이되고 기재의 주면에 부착된 보호 라미네이트층을 추가로 포함하는 잉크젯 수용 매체.
  47. 기재 및 기재의 적어도 일부에 오버레이된 다수의 유기 입자들을 포함하는 코팅을 포함하는 잉크 수용 매체를 제공하는 단계; 및
    잉크 수용 매체의 코팅에 잉크를 도포하는 단계
    를 포함하는, 화상을 인쇄하는 방법.
  48. 제47항에 있어서, 잉크를 코팅에 도포하는 단계가 잉크젯 프린터로부터 잉크를 분배시키는 것을 포함하는 방법.
  49. 제47항에 있어서, 잉크가 수성 잉크인 방법.
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