KR20050003754A - 염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지 및 그의 제조방법 - Google Patents

염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 잉크수용지 제조시 이미지가 형성되는 잉크수용층과 기재사이에 구성되는 중간층을 종래 기술보다 차별화하여 접착성, 화상 선명성, 내광성을 크게 개선한 것이다. 본 발명은 중간층으로서 비극성 기재 표면에 탁월한 접착성을 주는 폴리우레탄계 고분자와 염화 폴리프로필렌를 무기안료와 혼합하여 기재와 잉크수용층 중간에 형성하는 것을 특징으로 하는 염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지 및 그의 제조방법이다.

Description

염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지 및 그의 제조방법{Image-Receiving Sheet for Thermal Sublimable Dye-Transfer Recording}
본 발명은 염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기재에 대해 접착성이 우수하고, 인쇄시 큐션성을 높여, 인쇄후에 화상밀도와 내광성이 개선된 염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
디지털카메라의 급속한 시장확대에 따라, 디지털이미지를 출력하는 디지털사진출력산업분야가 크게 성장하고 있다. 종래 은염사진기술에서는 촬영된 필름을 현상소에 보내 수동적으로 사진출력을 하는 반면, 디지털사진출력은 이미지가 저장된 메모리카드에서 원하는 사진만 선택적으로 출력할 수 있고, 소형 디지털 포토프린터만 있으면, 공간적 제한없이 어디에서나, 언제나 사진출력이 가능하게 되었다.
이러한, 사진출력 방식의 전환기를 맞아, 디지털사진을 출력하는 포토프린팅기술이 각광 받고 있다. 사진수준의 풀칼라 디지털 프린팅기술로는 잉크젯방식, 전자사진방식, 감열전사법, 레이저열전사법 등이 적용되고 있다. 이중에서 감열전사법에 속하는 염료승화형 열전사 프린팅기술은 인쇄시 소음이 적고, 인쇄 신뢰성이 뛰어나고, 천연색에 가까운 고해상도를 제공하는 방식으로 최근, 디지털사진출력 시장에서 광범위하게 사용되고 있다. 이 프린팅 방식은 신분증, 운전면허증, 회원증 등 ID카드용 인물사진 출력에도 널리 사용되고 있다.
감열전사법은 프린터내에 장착된 열소자가 잉크리본에 열을 전달함으로서, 리본에 코팅된 잉크층의 검정 또는 삼원색 칼라 색소가 잉크수용지에 전사되어 이미지를 형성하는 방법이다. 이 기술은 초기부터 팩시밀리, 라벨인쇄등에 적용되는 용융형 방식과, 상기에 전술한 염료승화형 방식으로 구분된다. 용융형 방식은 잉크리본에 코팅된 잉크층이 색소와 바인더물질이 동시에 전사되어 잉크수용지에 인쇄되는 반면, 염료승화형 방식은 잉크층에 포함된 색소만 전사되어 인쇄되는 방식이다. 염료승화형이란 명칭은 초기에 승화형 염료를 사용한 것에서 유래하여 지금까지도 통상적으로 사용되지만, 전사메카니즘에 따른 기술적 용어로 염료확산형이라고도 명명된다.
용융형 방식은 열소자에 의해 잉크층을 구성하는 고분자 바인더가 용융되면 전사되고, 미용융시에는 전사가 않되므로 색계조 표현성이 낮아 고해상도 이미지를 얻을 수 없다. 반면, 염료승화형 방식은 디지털로 입력된 이미지의 색농도에 따라 열소자에서 가해지는 열에너지가 달라지고, 그 에너지량에 따라 전사되는 색소 농도가 연속적으로 조절되기 때문에 색 표현이 거의 자연색에 가까운 고해상도 이미지를 구현한다.
염료승화형 열전사 기록용 매체는 칼라잉크리본과 잉크수용지로 구성된다. 잉크리본은 폴리에스터 원단필름의 한쪽면에 Yellow, Magenta, Cyan의 삼원색을 이루는 합성염료를 고분자바인더에 혼합하여 잉크층을 형성하고, 그 반대쪽 면에는 열소자에 의한 폴리에스터 필름의 용융 점착현상을 방지하기 위해 내열윤활층이 코팅되어 구성된다.
염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지는 잉크리본으로부터 전사되는 색소를 효율적으로 흡수하여, 풀칼라 이미지를 형성하고, 그 이미지를 장기간 보관하는 특성을 갖어야 한다. 수용지는 일반적으로 합성지, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리염화비닐 등 다양한 합성수지 기재필름을 사용하여, 한쪽면에 잉크색소를 기록하기 위한 잉크수용층을 코팅하고, 다른쪽면에는 인쇄 주행성을 유지하기 위한 backcoating을 도포하여 사용한다.
수용지의 잉크수용층은 기재필름에 대해 접착성이 나빠, 인쇄시 쉽게 떨어지므로 기재와 잉크수용층 중간에 프라이머 역할을 하는 중간층을 적용하는 기술이 보고되고 있다. 종래 중간층 도입기술에 대한 예들은, 미국 특허 제4,929,592호, 유럽특허 제433,496호, 일본특허 공보 평3-67696호, 대한민국 특허 제93-16576호 등에 기재되어 있다. 그러나, 상기 중간층 기술은 급속한 성장세에 있는 디지털사진 출력용 수용지로 사용하기에는 화상 해상도, 이미지 내구성 뿐만 아니라, 잉크수용층과기재필름에 대한 접착성 등에 문제점을 안고 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 중간층 조성물의 주요 바인더로서 폴리우레탄계 고분자와 염화 폴리프로필렌 고분자를 블랜딩하여 사용하고, 인쇄시 잉크수용지에 대한 쿠션성, 접착성을 개선하며, 인쇄된 이미지의 해상도 및 내구성을 향상시키는데 그 목적이 있다.
도면은 본 발명의 염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지의 단면을 나타낸다.
1 : 백코팅층 2 : 합지기재
3 : 중간층 4 : 잉크수용층
본 발명은 중간층을 이루는 폴리우레탄 고분자를 주 바인더로 염화 폴리프로필렌을 무기안료와 혼합하여 기재필름의 한쪽면에 유기박막코팅한다. 사용되는 코팅기술은 바코팅, 그라비아코팅, 콤마코팅, 나이프코팅, 롤코팅 등이 있다. 중간층 코팅액은 주 바인더 100 중량부에 대하여 무기안료를 1 - 60 중량부, 바람직하게는20 - 40 중량부 배합하고, 폴리우레탄용 경화제를 0.1 - 10 중량부, 바람직하게는 0.5 - 3 중량부 배합하여 사용한다.
기재필름에 대한 중간층 코팅량은 0.1g/m2내지 10g/m2이 되도록 바코터로 도포하고 건조시킨 후, 연속해서 잉크수용층을 역시 바코터로 도포하며, 기재의 다른쪽면에는 backcoating층을 도포하여 최종적으로 잉크수용지를 구성한다.
염료승화형 기록용 잉크수용지 기재로는 합성지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에스테르설폰, 폴리아미드, 백색안료 분산 폴리에틸렌이 공압출된 종이 등이 사용된다. 디지털 이미지를 직접적으로 형성하는 잉크수용층에 사용되는 고분자 바인더로는 색소분자와 친화성이 우수하고, 열전사시 내열성이 우수한 폴리아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리염화비닐/비닐아세테이트 공중합체, 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 폴리실록산 등 유기용제형과 폴리비닐알콜, 아크릴 에멸젼, 셀룰로오스 등 수계형 바인더가 있다. 염료승화형 잉크리본과 접촉되어 인쇄될 때, 원활한 주행성을 부여하기 위하여, 상기 고분자 바인더에 이형제로서 실리콘 오일, 실리콘 수지, 천연 또는 합성 왁스, 폴리테레프탈레이트 왁스, 무기 고체 안료 등이 첨가되어 사용된다. 그외 고체 filler의 분산성과 대전방지성, 내광성 등을 높이기 위해 계면활성제, 대전방지제, 그리고 자외선 안정제, 열안정제, 산화방지제 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 중간층은 주 바인더는 폴리우레탄계으로서 중량 평균분자량이 약 10,000 -100,000, 바람직하게는 20,000 - 80,000 인 고분자를 사용한다. 상기 고분자의 유리전이온도는 OoC - 70oC , 바람직하게는 10oC - 50oC 범위를 사용하고, 주 바인더 경화제로서 폴리이소시아네이트를 주 바인더 100중량부에 대해서 0.1 - 10 중량부, 바람직하게는 0.5 - 3 중량부 배합하여 사용한다. 무기안료는 주 바인더 100 중량부에 대하여 1 - 60 중량부, 바람직하게는10- 40 중량부 배합하여 사용한다.
본 중간층 조성물은 기재상에 도포된 후, 기재과 잉크수용층간의 계면 접착성을 크게 향상시킨다. 더우기, 중간층 조성에 분산된 무기안료는 잉크수용층을 통과하는 자외선에 대한 산란성을 높여 장기적 이미지 내광성을 개선하는 효과도 있다.고무탄성을 갖는 폴리우레탄 가교구조와 고체안료의 미세분산 구조는 인쇄시 열헤드가 접촉할 때, 물리적 쿠션성을 제공하며, 색소분자의 잉크수용층으로의 확산효과를 향상시킨다. 따라서, 이미지 발색도가 증가하고, 디지털사진 인쇄에 적합한 해상도를 구현한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 다음의 실시예 및 비교예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
두께 80μm 합성지(화승인더스트리사제)를 평량 95그람 백상지(신호제지) 합지하여 제조한 기재위에 하기 방법으로 각 코팅층을 도포하여 염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지를 제조하였다.
가)중간층
다음 조성물을 상기 기재필름위에 바코터(#5)로 도포하여, 100oC에서 30초간 건조한 후, 도포량은 0.5g/m2이었다.
중간층 조성물
폴리우레탄(한국 SKC사제 UB705) 10.0 중량부
염화 폴리프로필렌 5.0 중량부
(일본국 Toyo Kasei Kogyo사제 Hardlen)
경화제(한국 SKC사제 U9081) 0.4 중량부
산화티타늄(미국 에리멘티스사제) 2.25 중량부
메틸에틸케톤 41.175중량부
톨루엔 41.175중량부
나)잉크수용층
다음 조성물을 상기 충간층위에 바코터(#8)로 도포하여, 100oC에서 60초간 건조한 후, 도포량은 6.5g/m2이었다.
잉크수용층 조성물
폴리에스테르 수지(한국 SKC사제 ES100) 7.5 중량부
폴리염화비닐/초산아세테이트 공중합체 수지(한국 한화사제 CP427) 7.5 중량부
아미노변성 실리콘 오일(일본 신월화학제, KF393) 0.05 중량부
아미노에폭시 실리콘 오일(일본 신월화학제, X-22-343) 0.05 중량부
탈크(한국 서부흥업사제) 0.02 중량부
메틸에틸케톤 42.44 중량부
톨루엔 42.44 중량부
다)백코팅층
다음 조성물을 상기 중간층과 잉크수용층이 도포된 기재필름의 반대면위에 바코터(#6)로 도포하여, 100oC에서 30초간 건조한 후, 도포량은 1.0g/m2이었다.
폴리우레탄(한국 SKC사제 UB705) 15.0 중량부
경화제(한국 SKC사제 U9081) 0.4 중량부
향 마이크로캡슐(한국 대하멘텍사제) 0.0135 중량부
메틸에틸케톤 42.29 중량부
톨루엔 42.29 중량부
(실시예 2)
중간층을 다음과 같이 조성하는 것을 제외하고는 상기 실시예1과 실질적으로 동일한 방법으로 실시하여 염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지를 제조하였다.
중간층 조성물
폴리우레탄(한국 SKC사제 UB705) 10.0 중량부
염화 폴리프로필렌 5.0 중량부
(일본국 Toyo Kasei Kogyo사제 Hardlen)
경화제(한국 SKC사제 U9081) 0.4 중량부
산화티타늄(미국 에리멘티스사제) 2.25 중량부
메틸에틸케톤 41.175중량부
톨루엔 41.175중량부
(실시예 3)
중간층을 다음과 같이 조성하는 것을 제외하고는 상기 실시예1과 실질적으로 동일한 방법으로 실시하여 염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지를 제조하였다.
중간층 조성물
폴리우레탄(한국 SKC사제 UB705) 12.0 중량부
염화 폴리프로필렌 3.0 중량부
(일본국 Toyo Kasei Kogyo사제 Hardlen)
경화제(한국 SKC사제 U9081) 0.4 중량부
산화티타늄(미국 에리멘티스사제) 1.55중량부
메틸에틸케톤 41.525중량부
톨루엔 41.525중량부
(실시예 4)
중간층을 다음과 같이 조성하는 것을 제외하고는 상기 실시예1과 실질적으로 동일한 방법으로 실시하여 염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지를 제조하였다.
중간층 조성물
폴리우레탄(한국 SKC사제 UB705) 8.0 중량부
폴리우레탄(한국 SKC사제 US203) 5.0 중량부
염화 폴리프로필렌 2.0 중량부
(일본국 Toyo Kasei Kogyo사제 Hardlen)
경화제(한국 SKC사제 U9081) 0.4 중량부
산화티타늄(미국 에리멘티스사제) 2.25중량부
메틸에틸케톤 41.525중량부
톨루엔 41.525중량부
(비교예 1)
중간층을 도포하지 않는 것을 제외하고는 상기 실시예1과 동일한 방법으로 실시하여 염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지를 제조하였다.
(비교예 2)
중간층을 다음과 같이 조성하는 것을 제외하고는 상기 실시예1과 실질적으로 동일한 방법으로 실시하여 염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지를 제조하였다.
중간층 조성물
폴리에스테르(한국 SKC사제 ES110) 15.0 중량부
경화제(한국 애경화학사제 DN-980S) 0.4 중량부
산화티타늄(미국 에리멘티스사제) 1.55중량부
메틸에틸케톤 41.525중량부
톨루엔 41.525중량부
(비교예 3)
중간층을 다음과 같이 조성하는 것을 제외하고는 상기 실시예1과 실질적으로 동일한 방법으로 실시하여 염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지를 제조하였다.
중간층 조성물
폴리에스테르(한국 SKC사제 ES110) 15.0 중량부
경화제(한국 애경화학사제 DN-980S) 0.4 중량부
메틸에틸케톤 42.3중량부
톨루엔 42.3중량부
(비교예 4)
중간층을 다음과 같이 조성하는 것을 제외하고는 상기 실시예1과 실질적으로 동일한 방법으로 실시하여 염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지를 제조하였다.
중간층 조성물
폴리에스테르(한국 SKC사제 ES901) 15.0 중량부
경화제(한국 애경화학사제 DN-980S) 0.4 중량부
메틸에틸케톤 42.3중량부
톨루엔 42.3중량부
상기 실시예와 비교예에 대한 물성평가는 다음과 같은 방법으로 수행하고, 그 결과를 표1에 나타내었다.
<접착성테스트>
상기 실시예 1-4과 비교예 1-4에서 제조한 각각의 염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지위에 3M사의 투명 스카치테이프를 폭 17mm로 길이 70mm의 일정한 크기로 접착면에 기포 공간없도록 엄지손가락으로 6회 강하게 압착하여 붙인 후, 검사 테이프를 떼어내는 작업을 3회 반복하여 실시한다. 표1에서 O는 잉크수용층이 전혀 박리되지 않은 상태, △는 미세한 박리 상태, X는 완전 박리를 나타낸다.
<내광성 테스트>
상기 실시예 1-4과 비교예 1-4에서 제조한 각각의 염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지를 시판중인 염료승화형 포토프린터(일본 올림푸스사제 P-400)와 전용 칼라잉크 리본을 사용하여, K, Y, M, C의 각각 계조챠트를 8단계로 인쇄하여 표준 시편을 제조한다. 내광성 테스트는 UV weather meter(미국 Q Panel Lab. Products사 Model; UVB-313)를 사용하여, 45oC에서 24시간 자외선 노출(피그 파장; 310nm)한 후, 변색된 계조챠트의 반사 광학 밀도를 노광전과 비교하여 평가하였다. 표1에서O는 미세변색(노광전/후의 반사광학밀도 차이(델타)가 0-0.05 범위), △는 중간변색(델타값이 0.05-0.10 범위), X는 높은변색(델타값이 0.10-0.5 범위)를 나타낸다.
[표 1]
실험 접착성테스트 결과 내광성테스트 결과
실시예 1 O O
실시예 2 O O
실시예 3 O O
실시예 4 O O
비교예 1 X △
비교예 2 △ O
비교예 3 △ △
비교예 4 △ △
상기의 결과에서 알수 있듯이, 본 발명에서 고안된 폴리우레탄계 바인더와 염화 프로필렌 바인더를 무기안료, 그리고 경화제와 구성된한 중간층은 기재와 잉크수용층과의 접착성을 크게 개선할 뿐 만 아니라, 인쇄시 쿠션성이 높아 발색도가 증가되고, 분산된 무기안료의 자외선에 대한 광산란 효과로 이미지 내광성이 개선되므로서, 고품질 디지털사진 인쇄에 적합한 염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지로 적용이 가능하다.

Claims (8)

  1. 합성기재와 그 표면위에 폴리우레탄, 염화 폴리프로필렌을 주 바인더고분자로 사용하고, 무기안료, 경화제와 혼합하여 가교구조를 구성하여 도포된 중간층, 그리고 중간층위에 형성된 잉크수용층 및, 상기 기재필름의 반대면에백코팅층(backcoaiting)이 도포되어 구성되는 염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지.
  2. 제 1항에 있어서, 상기한 폴리우레탄은 중량 평균분자량이 약 10,000 -100,000, 바람직하게는 20,000 - 80,000 인 고분자를 사용하는 염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지.
  3. 제 1항에 있어서, 상기한 염화 폴리프로필렌은 폴리우레탄 바인더의 100중량부에 대해서 10 - 90 중량부, 바람직하게는 30 - 60 중량부 사용하는 염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지.
  4. 제 1항에 있어서, 주 바인더 100중량부에 대해서 무기안료가 1 - 60 중량부, 바람직하게는 10 - 40 중량부 사용하는 염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지.
  5. 제 3항에 있어서, 상기한 무기안료 물질은 산화티타늄, 탈크, 실리카에서 선택되어 형성되는 염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지.
  6. 제 1항에 있어서, 경화제로 폴리이소시아네이트를 주 바인더 100중량부에 대해서 0.1 - 10 중량부, 바람직하게는 0.5 - 3 중량부 사용하는 염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지.
  7. 제 1항에 있어서, 중간층의 도포량이 0.1g/m2내지 10g/m2이 되는 것을 특징으로 하
    는 염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지.
  8. 제 1항에 있어서, 백코팅층에 마이크로캡슐로 제조된 향물질을 주 바인더 100중량부에 대해서 0.01 - 30 중량부, 바람직하게는 0.05 - 20 중량부 사용하는 염료승화형 열전사 기록용 잉크수용지.
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