KR20030039774A - 내수성이 향상된 잉크젯 프린터용 섬유원단 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 잉크젯 프린터용 섬유원단은 기재 섬유원단의 일면에는 기재와의 고착력이 증가한 내수성 강화 코팅층을 적층시키고, 뒷면에는 원단 조직의 장력을 유지하고 올풀림을 방지하는 코팅층을 형성시킴으로써 우수한 내수성과 내구성 그리고 선명한 칼라 재현이 가능하며, 옥내외를 가리지 않고 산성비 풍화작용 등에 의한 인쇄면의 크랙(crack) 현상이 없이 사용 가능하다.

Description

내수성이 향상된 잉크젯 프린터용 섬유원단 및 그 제조 방법{FIBRE TEXTILE FOR INK JET PRINTER HAVING IMPROVED WATER RESISTANCE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 잉크젯 프린터용 섬유원단, 보다 상세하게는 적절한 조성의 코팅액을 도포하여 내수성을 향상시킴으로써 옥내 뿐 아니라 옥외에서도 무리 없이 사용할 수 있도록 고안된 잉크젯 프린터용 섬유원단에 관한 것이다.
잉크젯 프린터를 이용한 인쇄는 빠른 출력 속도와 저렴한 인쇄 비용, 더욱이 최근 들어 급진적으로 발달한 고해상 화소 재현 기술로 인하여 일반 대중 및 광고업 등에 종사하는 이들에 의하여 우수한 정보 전달 매체로 각광받고 있으며, 현재 이러한 잉크젯 프린터의 인쇄 기록 매체로는 종이 및 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리스티렌, 폴리술폰 등 소수성 플라스틱 위에 친수성의 물질로 구성된 잉크 흡수층이 코팅되어 있는 플라스틱 필름을 사용하고 있다.
그러나 상기 기술된 인쇄 기록 매체들에 있어서, 종이의 경우 내수성 및 내구성의 문제로 인하여 그 사용이 거의 옥내로 제한되어 있으며, 플라스틱 필름류의 경우 그 고유의 형상 때문에 다양한 용도로 사용할 수 없는 단점이 있다.
특히 이러한 종래 잉크젯 프린터용 기록 매체들은 수성 염료 잉크를 사용할 경우에 내수성이 전혀 없을 뿐만 아니라, 수성 안료 잉크를 사용하기 위해서는 아크릴계 수지를 사용한 별도의 제품을 필요로 한다는 한계점이 있다.
이에 본 발명자는 종래의 잉크젯 프린터용 기록 매체인 종이나 플라스틱 필름류의 단점을 보완할 수 있는 섬유원단을 사용함으로써, 그 사용 용도를 확대할 뿐만 아니라 수성 염료 잉크와 수성 안료 잉크를 동시에 사용할 수 있고, 또한 수성 염료 잉크를 사용하면서도 내수성을 향상시킬 수 있음에 착안하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 기존의 잉크젯 프린터 인쇄시 발생할 수 있는 수분 침투에 의한 색퍼짐 현상을 방지하고 내수성 및내구성이 증가된 잉크젯 프린터용 섬유원단을 제공한다.
또한 본 발명의 목적은 옥내외를 가리지 않고 산성비 풍화작용 등에 인쇄면의 크랙 현상이 없이 사용 가능한 잉크젯 프린터용 섬유원단을 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 잉크젯 프린터용 섬유원단의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 나이프 코팅에 사용되는 롤의 사시도이다.
* 도면의 각 부분에 대한 설명
1:이면 코팅층2:기재 섬유원단
3:내수성 강화 코팅층4:기재 보빈
5:기재6:구동 롤러
7:코팅액8:나이프
9:광원(자외선)
본 발명은 기재 섬유원단(2), 내수성 강화 코팅층(3) 및 이면 코팅층(1)으로 이루어진 내수성이 향상된 잉크젯 프린터용 섬유원단에 관한 것이다.
본 발명에 있어, 내수성 강화 코팅층은 기재 섬유원단의 한쪽 면에 내수성 강화 코팅액을 적층시켜 만들어진 코팅층일 수 있으며, 이면 코팅층은 내수성 강화 코팅층이 적층되지 않은 기재 섬유원단의 다른쪽 면에 폴리우레탄계 바인더를 도포하여 만들어진 코팅층일 수 있다.
또한 본 발명에 있어, 내수성 강화 코팅액은 친수성 수지 40 내지 60%, 흡수 충진제 20 내지 30% 및 소수성 계면 활성제 20 내지 30%를 포함한다.
또한 본 발명은 부가적으로,
친수성 수지, 흡수 충진제 및 소수성 계면 활성제를 포함하여 이루어진 코팅액을 제조하는 단계;
상기 제조된 코팅액을 기재 섬유원단의 일면에 적층하는 단계; 및
상기 기재 섬유원단의 이면에 폴리우레탄계 바인더를 코팅시키는 단계를 포함하여 이루어진 잉크젯 프린터용 섬유원단의 제조 방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 내수성 강화 코팅액은 친수성 수지, 흡수 충진제 및 소수성계면 활성제를 포함할 수 있다.
여기서, 친수성 수지는 잉크젯 프린터에서 주로 사용하는 수성 염료 및 수성 안료 잉크의 용매인 물을 내부의 흡수 충진제로 신속히 통과시켜야 하므로 친수성 모노머가 포함되어야 한다. 그러나 수지 자체는 물에 용해되지 않는 불용성이어야 하며 소수성인 기재 섬유원단과 흡수 충진제 사이를 고착시키는 역할도 해야 하므로 그 친수성 모노머의 함량이 과도해서는 안된다. 따라서, 내수성 강화 코팅층에 함유된 친수성 수지의 모노머 함량의 비는 40-60%가 바람직하다. 친수성 수지로는 친수성 폴리아크릴 수지, 친수성 폴리우레탄 수지, 친수성 폴리우레탄-아크릴 공중합 수지 등을 사용할 수 있다.
흡수 충진제는 친수성이면서 넓은 표면적을 가지고 있으므로 수성 염료 및 수성 안료 잉크를 분사하는 경우 많은 양의 수분을 순간적으로 흡수할 수 있어 잉크의 번짐으로 인한 색퍼짐 현상을 방지한다. 따라서 상대적으로 잉크 분사량을 증가시킬 수 있고 그 결과 발색도를 높일 수 있다. 본 발명에서는 흡수 충진제로 실리카, 탈크, 경탄을 사용하였으며 그 함량비는 전체 코팅액의 함량을 기준으로, 20-30%가 바람직하다.
소수성 계면 활성제는 양쪽성으로, 친수기는 친수성 수지에 흡착되어 있고 바깥으로 노출된 친유기는 유기 안료 입자를 흡착하는 핵심 기능을 수행한다. 그러므로 수분을 통과시키기 위한 최소의 친수기를 가지면서 계면 활성제 자체는 물에 용해되지 않는 불용성 성질을 띠어야 하므로 과도한 친수성기를 가지고 있지 않아야 한다. 친수기가 지나치게 많은 경우 기재 섬유원단에 코팅 성분의 고착이 용이하지 못하게 되어 기계적 내구성의 저하 요인이 되며, 반대로 친유기가 지나치게 많은 경우 친수성 수지 및 다공성 흡수 충진제의 도포를 방해하여 프린터 잉크의 번짐 현상을 일으키고 이러한 현상이 해상도를 악화시키는 원인이 된다. 즉, 계면 활성제는 친수기와 친유기의 평형을 나타내는 HLB가가 적당한 것이 요구된다 할 것이다. 본 발명에서 내수성 강화 코팅액에 함유된 소수성 계면 활성제는 친수친유기 평형값은 3-10 범위 내에 있는 것이 적절하다.
상기한 바와 같이, 내수성 보강 코팅층에 포함된 폴리아크릴 수지의 친수성 모노머는 잉크젯 프린터의 잉크 중 안료를 받아들이는 역할을, 불용성의 다공질 흡수 충진제가 잉크의 수분을 흡수하는 역할을 하며, 계면 활성제는 코팅 성분들과 기재를 고착시키는 역할을 한다.
이면 코팅층의 바인더는 불용성 폴리우레탄으로서 섬유 조직의 결합력을 증대시킴으로써 원단의 올풀림을 방지하고 이면으로부터의 수분 침투를 방지하는 효과를 가져온다.
본 발명에 따라 기재 섬유원단의 일면에는 기재와의 고착력이 증가한 내수성 강화 코팅층을 적층시키고, 이면에는 원단 조직의 장력을 유지하고 올풀림을 방지하는 코팅층을 형성시켜 제조된, 잉크젯 프린터용 섬유원단은 우수한 내수성과 내구성 그리고 선명한 칼라 재현이 가능하며, 기존의 잉크젯 인쇄 매체들이 할 수 없었던 수성 염료 및 안료 잉크의 동시 사용을 가능하게 한다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하겠으나, 이는 본 발명의 예시일 뿐 본 발명의 보호범위를 실시예로서 한정하려는 의도는 아니다.
[실시예]
실시예 1
내수성 강화 코팅층 성분 중 하나인 폴리아크릴 수지는 벤질메타아크릴레이트와 이소프로필알코올 및 메틸에틸케톤의 몰비가 6:2:2인 용액을 사용하여 제조하였다. 상기 용액을 밀폐형 용기에서 교반기 회전 속도 500 rpm으로 1 시간 이상 교반시킨 다음 진공 펌프를 이용하여 탈포를 시행하였다. 탈포된 용액을 미량의 벤질퍼옥사이드를 첨가하고 질소를 충진하여 1.2 기압의 내압 조건에서 75 ℃로 승온, 3 시간 반응시켜 고형분 70% 이상의 폴리아크릴 수지를 제조하였다.
제조된 수지와 하기 표 1에 나타나 있는 흡수 충진제 및 첨가제를 혼합하여 도 2의 나이프 코팅기를 이용하여 기재 섬유원단(2)의 일면에 상기 코팅액을 도포하여 내수성 강화 코팅층(3)을 형성시켰다. 한편, 기재 섬유원단의 이면에는 불용성 폴리우레탄 바인더를 도포하여 비침 방지 코팅층(2)을 형성하였다.
실시예 2
내수성 강화 코팅층 성분 중 하나인 친수성 수지가 폴리우레탄 수지라는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 본 실시예 2에서 수지 성분으로 사용된 폴리우레탄 수지는 폴리에틸렌글리콜, 이소피렌다이이소시아네이트, 톨루엔 및 디메틸포름알데히드를 각각 미리 탈포한 다음, 몰비 2:2:3;3으로 혼합하여 상온의 밀폐 용기 안에서 진공 상태를 유지하며 교반 속도 300 rpm으로 약 10분간 반응시켜 제조하였다.
실시예 3
본 실시예 3에서는 내수성 강화 코팅층 성분의 하나인 친수성 수지 성분으로 폴리우레탄아크릴 공중합 수지를 사용하였다. 상기 실시예 1 및 2에서 각각 친수성 수지 성분으로 사용되었던 폴리우레탄 수지와 폴리아크릴 수지를 2:8의 비율로 투입한 다음, 흡수 충진제 및 계면 활성제를 혼합한 뒤 코팅 과정에서 파장 250 nm의 자외선(9)을 투사하여 코팅층 내에 공중합체를 형성시켰다. 실시예 1과 동일한 방법으로 기재 섬유원단의 이면에 불용성 폴리우레탄 바인더를 도포하여 비침 방지 코팅층(2)을 형성하였다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3
수지 종류 폴리아크릴수지(친수성 모노머 몰비 60%) 폴리우레탄수지(친수성 모노머 몰비 20%) 폴리우레탄/아크릴공중합수지(친수성 모노머 몰비 40%)
함량 전체의 60% 전체의 50% 전체의 40%
흡수충진제 종류 실리카/탈크/경탄 실리카/탈크/경탄 실리카/탈크/경탄
함량 전체의 20% 전체의 30% 전체의 30%
첨가제 종류 계면 활성제(HLB 3.5) 계면 활성제(HLB 10) 계면 활성제(HLB 5)
함량 전체의 20% 전체의 20% 전체의 30%
본 발명의 실시예에서 사용된 나이프 오버롤(Knife Over Roll) 코팅기는 나이프(8)에 의하여 코팅액(7)을 도포해주는 장치로 나이프와 기재(5)와의 거리로 코팅의 두께를 조절한다. 또한 각 코팅액의 흐름 특성에 맞게 기재가 이동되어 도포되는 코팅액의 양이 적절히 조절될 수 있도록 하기 위하여 구동롤러(6)의 속도가 가변 가능하도록 고안하였다(도 2 참조).
이상과 같이 본 발명에 따른 잉크젯 프린터용 섬유원단은, 기재 섬유원단의 일면에는 기재와의 고착력이 증가한 내수성 보강 코팅층을 형성하고, 이면에는 원단 조직의 장력을 유지하고 올풀림을 방지하는 코팅층을 형성시킴으로써 우수한 내수성과 내구성 그리고 선명한 칼라 재현을 실현할 수 있다. 또한 이러한 새로운 코팅 방식에 의한 섬유 원단은 과거 내수성 문제로 인하여 옥내 사용으로만 제한되어 왔던 인쇄 매체의 옥외 사용을 가능하게 할 뿐 아니라, 기존의 잉크젯 인쇄 매체들이 가지고 있지 않은 수성 염료 및 안료 잉크의 동시 사용이 가능할 수 있다.

Claims (5)

  1. 기재 섬유원단(2), 내수성 강화 코팅층(3) 및 이면 코팅층(1)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터용 섬유원단.
  2. 제 1항에 있어서, 내수성 강화 코팅층은 기재 섬유원단의 한쪽 면에 내수성 강화 코팅액을 적층시켜 만들어진 코팅층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터용 섬유원단.
  3. 제 1항에 있어서, 이면 코팅층은 내수성 강화 코팅층이 적층되지 않은 기재 섬유원단의 다른쪽 면에 폴리우레탄계 바인더를 도포하여 만들어진 코팅층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터용 섬유원단.
  4. 제 2항에 있어서, 내수성 강화 코팅액은 친수성 수지 40 내지 60%, 흡수 충진제 20 내지 30% 및 소수성 계면 활성제 20 내지 30%를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터용 섬유원단.
  5. 친수성 수지, 흡수 충진제 및 소수성 계면 활성제를 포함하여 이루어진 코팅액을 제조하는 단계;
    상기 제조된 코팅액을 기재 섬유원단의 일면에 적층하는 단계; 및
    상기 기재 섬유원단의 이면에 폴리우레탄계 바인더를 코팅시키는 단계를 포함하여 이루어진 잉크젯 프린터용 섬유원단의 제조방법.
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