KR20060042134A - 잉크제트 기록용 시트 - Google Patents

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KR20060042134A
KR20060042134A KR1020050013945A KR20050013945A KR20060042134A KR 20060042134 A KR20060042134 A KR 20060042134A KR 1020050013945 A KR1020050013945 A KR 1020050013945A KR 20050013945 A KR20050013945 A KR 20050013945A KR 20060042134 A KR20060042134 A KR 20060042134A
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리에 테시마
히로가즈 스나가와
사토시 마츠우라
토타니 카즈오
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오지 세이시 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 코팅 강도, 인쇄 내수성, 인쇄 농도, 잉크 흡수성, 백지부의 보존성이 우수하고 염료 잉크 및 안료 잉크 모두에 대해 발색성이 뛰어난 잉크제트 기록용 시트에 관한 것으로서, 지지체 상에, 안료, 접착제 및 잉크 정착제를 함유하는 잉크 수용층을 마련한 잉크제트 기록용 시트로서, 잉크 정착제로서 염화아연, 황산아연, 염화마그네슘 및 황산마그네슘 중에서 선택되는 적어도 1종의 화합물과, 구아니딘화합물을 병용한 것을 특징으로 하는 잉크제트 기록용 시트에 관한 것이다.

Description

잉크제트 기록용 시트{Ink Jet Recording Sheet}
본 발명은, 잉크제트 기록적성으로서의 염료 잉크, 안료 잉크에 대한 인쇄 농도가 우수하여 고화질 화상을 선명하게 인쇄할 수 있고, 인쇄 보존성(특히 인쇄 내광성 및 인쇄 내오존성)이 뛰어난 잉크제트 기록용 시트 및 이를 채용한 인쇄물에 관한 것이다. 상세하게는, 염료 잉크 및 안료 잉크 모두에 대해 우수한 잉크제트 기록적성(발색성)을 가지며 코팅의 표면 강도, 백지부의 보존성이 뛰어난 잉크제트 기록용 시트에 관한 것이다. 또한, 폐지 재생펄프를 배합한 종이 기재를 사용해도 상기 성능을 손상시키지 않는 잉크제트 기록용 시트에 관한 것이다.
본 출원은 일본국 특허출원 2004년 제45612호 및 2004년 제90560호를 기초로 하고 있으며 그 내용을 본 명세서에 포함한다.
수성 잉크를 미세한 노즐로부터 기록체 표면을 향해 분출시켜 기록체 표면상에 화상을 형성시키는 잉크제트 기록 방식은, 기록시 소음이 적고 풀 컬러 화상의 형성이 용이하며 고속기록이 가능하고 기타 인쇄 장치보다 기록비용이 적게 들어 프린터, 팩시밀리, 플로터, 장표인쇄 등에 널리 이용되고 있다.
이러한 수성 잉크는 염료를 이용한 염료 잉크와 안료를 이용한 안료 잉크로 분류되며 선명성 측면에서 주로 염료 잉크가 사용되고 있다. 그러나 최근에는 옥외 전시용의 대형 포스터 등에도 사용되면서 염료 잉크의 경우에는 장기간 전시하면 자외선, 오존 등에 의해 산화되어 화상이 퇴색되어 보기에 좋지 않고 충분한 인쇄부의 보존성을 얻을 수 없는 결점이 지적되어 왔다. 한편, 안료 잉크는 인쇄부의 내광성, 인쇄부의 내오존성, 인쇄부의 내수성이 우수했지만, 염료 잉크의 염료 크기에 비해 안료 잉크의 안료 입자가 매우 크기 때문에 종래의 염료 잉크용의 잉크제트 기록용 시트에서는 선명한 인쇄 화상을 얻을 수 없는 문제가 있었다. 이에 염료 잉크용의 잉크제트 기록용 시트, 안료 잉크용의 잉크제트 기록용 시트가 각각 개발되었으나 염료 잉크, 안료 잉크 모두에 대해 양호한 발색성을 갖는 잉크제트 기록용 시트에 대한 필요성이 커져 왔다. 또한, 안료 잉크에 의한 인쇄부의 보존성 개량과 더불어 인쇄 표면의 코팅 강도, 백지부의 보존성도 중요하게 여겨지게 되었다. 인쇄물은 인쇄부와 백지부로 구성되기 때문에 상술한 발색성을 충족시키면서 우수한 백지부의 보존성을 갖는 잉크제트 기록용 시트가 요구되고 있는 것이다.
염료 잉크로 인쇄하여 뛰어난 내수성이나 인쇄농도를 나타내는 잉크제트 기록용 시트로서, 코팅액 내에 수용성 금속염 또는 금속산화물을 함유시키는 방법(예를 들면 일본국 특허공고 소63-11158호, 일본국 공개특허공보 소58-94491호, 소60-67190호, 소61-74880호, 평7-149037호, 평9-99630호, 평9-267546호, 평4-201594호, 평7-32725호 참조) 등이 제안되었는데 안료 잉크로 인쇄했을 때의 발색성이 불충분하거나 염료 잉크로 인쇄했을 때의 발색성이나 인쇄 보존성(내수, 내광, 내오존)이 떨어지며, 염료 잉크, 안료 잉크 모두에 대해 우수한 기록적성을 갖는 잉크제트 기록용 시트는 얻지 못했다.
또한, 염료 잉크, 안료 잉크 어느 것으로 인쇄해도 뛰어난 발색성을 나타내는 잉크제트 기록용 시트로서, 코팅액 내에 수용성 금속염과 기상법에 의한 실리카를 함유시키는 방법(예를 들면, 일본국 공개특허공보 제2002-274022호 참조), 잉크 수리층을 2층 이상 마련하는 방법(예를 들면, 일본국 공개특허공보 제2000-168228호, 제2002-347330호, 제10-278411호 참조) 등이 제안되었으나, 그 발색성, 염료 잉크 인쇄부의 보존성은 충분히 만족할만하다고 할 수 없으며 또한 코팅 강도 및 백지부 보존성에 대한 개선은 이루어지지 못했다.
한편, 기재의 스퇴히트(Stockigt)사이즈도를 규정하여 잉크의 흡수 편차를 없앰으로써 발색성을 향상시키는 제안도 있으나, 코팅 강도, 백지부의 보존성은 아직 개선되지 못한 실정이다. 물론 폐지 재생펄프를 배합시킨 기재를 사용하는 경우에도 동일한 상황이다.
본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 염료 잉크 및 안료 잉크 모두에 대해 발색성 및 염료 잉크 인쇄부의 보존성이 뛰어나고 우수한 코팅 강도를 가지며 폐지 재생 펄프를 이용한 종이 기재를 사용한 경우에도 백지부의 보존성이 뛰어난 잉크제트 기록용 시트를 제공한다. 특히, 코팅량이 적은 60도 경면광택도가 15%인 매트타입 잉크제트 기록용 시트에 있어서 상기 품질을 만족하는 기록용 시트를 제공하는 것이다.
즉 본 발명은,
(1)지지체 상에, 적어도 안료, 접착제 및 잉크 정착제를 함유하는 잉크 수용층을 마련한 잉크제트 기록용 시트에 있어서, 잉크 정착제로서, 염화아연, 황산아연, 염화마그네슘 및 황산마그네슘 중에서 선택되는 적어도 1종의 화합물과, 구아니딘화합물을 병용한 것을 특징으로 하는 잉크제트 기록용 시트이다.
(2) (1)에 있어서, 구아니딘화합물이 디시안디아미드-폴리에틸렌아민 공중합물인 잉크제트 기록용 시트이다.
(3) (1) 또는 (2)에 있어서, 잉크 정착제로서 추가로 2급 암모늄염화합물을 병용하는 잉크제트 기록용 시트다.
(4) (3)에 있어서, 2급 암모늄염화합물이 아크릴아미드-디알릴아민 구조를 갖는 화합물인 잉크제트 기록용 시트이다.
(5) (1) 내지 (4)의 어느 한 항에 있어서, 안료가 평균 ２차 입자경 2~12㎛의 실리카인 잉크제트 기록용 시트이다.
(6) (1) 내지 (5)의 어느 한 항에 있어서, 잉크 수용층에 표면을 계면활성제로 처리한 표면처리 실리카를 함유하는 잉크제트 기록용 시트이다.
(7) (1) 내지 (6)의 어느 한 항에 있어서, 지지체가 종이 기재인 잉크제트 기록용 시트이다.
(8) (7)에 있어서, 종이 기재의 스퇴히트 사이즈도가 110초 이상인 잉크제트 기록용 시트이다.
(9) (7) 또는 (8)에 있어서, 종이 기재가, 종이 기재를 구성하는 펄프 중 폐지 재생 펄프를 10% 이상 포함하는 잉크제트 기록용 시트이다.
(10) (1) 내지 (9)의 어느 한 항에 있어서, 상기 잉크제트 기록용 시트 표면의 JIS-Z8741로 규정되는 60도 경면광택도가 15%이하인 잉크제트 기록용 시트이다.
(11) (1) 내지 (10)의 어느 한 항에 기재된 잉크제트 기록용 시트에 염료 잉크로 인쇄한 인쇄물이다.
(12) (1) 내지 (10)의 어느 한 항에 기재된 잉크제트 기록용 시트에 안료 잉크로 인쇄한 인쇄물이다.
상기한 본 발명에 따르면, 안료 잉크, 염료 잉크 모두에 대해 잉크제트 기록적성(발색성)이 뛰어나 고화질의 화상을 선명하게 인쇄할 수 있고, 인쇄부의 보존성이 우수한 잉크제트 기록용 시트, 코팅의 표면 강도가 우수하고 백지부의 보존성이 우수하며 또한 한정된 자원을 효과적으로 활용하기 위해 폐지를 이용한, 특히 코팅량이 적은 매트타입 잉크제트 기록용 시트를 제공할 수 있다.
제 1 실시형태:
(층 구성)
본 발명의 제1 실시형태는, 지지체 상에 안료, 접착제 및 잉크 정착제를 함유하는 잉크 수용층을 마련한 잉크제트 기록용 시트로서, 잉크 수용층에 배합하는 잉크 정착제로서, 구아니딘화합물과, 염화아연, 황산아연, 염화마그네슘 및 황산마그네슘 중에서 선택되는 적어도 1종의 아연화합물, 마그네슘 화합물을 병용한다.
한편, 본 실시형태에서는, 지지체의 양면에 동일한 잉크 수용층을 마련하는 것도 가능하다. 이렇게 하면 잉크제트 기록용 시트의 양면에 선명한 인쇄를 할 수 있게 된다.
또한, 잉크 수용층은 복수층으로 구성될 수도 있다. 지지체와 잉크 수용층 사이에 언더 코트층을 마련하는 것도 가능하고, 잉크 수용층 상에, 잉크 수용층의 기록적성을 손상시키지 않는 범위 내에서 광택성을 부여하기 위해 또는 보존성을 높이기 위해 오버 코트층을 형성시키는 것도 가능하다.
(지지체)
지지체로서는, 통상의 잉크제트 기록용 시트로 사용할 수 있는 지지체이면 특별히 한정되지 않고 모두 사용 가능하며 예를 들면 상질지, 아트지, 코트지, 캐스트 도피지, 박지, 크라프트지, 바라이타지(barayta coating paper), 함침지, 증착지 등의 종이류, 수지 필름, 부직포 등, 또는 수지 필름을 접착제를 통해 코트지나 상질지 등과 서로 접착시킨 것 또는 종이에 수지를 라미네이트한 것 등의 수지 피복지가 사용된다.
(잉크 수용층)
잉크 수용층은 적어도 안료, 접착제 및 잉크 정착제를 함유한다.
잉크 수용층에 사용되는 안료는 예전부터 잉크제트 기록용 시트의 코팅층, 잉크 수용층에 사용되고 있는 안료이면 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 실리카, 경질탄산칼슘, 중질탄산칼슘, 카올린(kaolin), 탈크, 황산칼슘, 황산바륨, 이산화티탄, 산화아연, 황화아연, 탄산아연, 새틴화이트, 규산알루미늄, 규조토, 규산칼 슘, 규산마그네슘, 수산화알루미늄, 알루미나, 의사베마이트, 리토폰, 제올라이트, 가수 할로이사이트, 탄산마그네슘, 수산화마그네슘 등의 무기 안료; 아크릴 또는 메타크릴계 수지, 염화비닐계 수지, 초산비닐계 수지, 폴리에스테르계 수지, 스티렌-아크릴계 수지, 스티렌-부타디엔계 수지, 스티렌-이소프렌계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 실리콘계 수지, 요소수지, 멜라민계 수지, 에폭시계 수지, 페놀계 수지, 디알릴프탈레이트계 수지 등의 수지로 이루어지는 유기안료를 들 수 있고, 이 안료들은 진구상(眞球狀)일 수도 부정형일 수도 있으며, 무공질, 다공질 모두 사용 가능하다. 이 안료들은 1종을 사용할 수도 있고 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
이러한 안료들 중에서는, 발색성, 잉크 흡수성이 특히 우수한 실리카, 알루미나, 의사베마이토, 경질탄산칼슘, 제올라이트가 바람직하게 선택되고 그 중에서도 실리카, 알루미나, 의사베마이토가 바람직하고, 실리카가 가장 바람직하다.
실리카로서는 비정질 실리카가 바람직하다. 실리카의 제법은 특별히 한정되지 않고 전호법, 건식법, 습식법(침전법, 겔법)의 어느 방법으로 제조된 것이어도 사용 가능한데 습식법 실리카가 안료 잉크용 잉크제트 기록용 시트, 염료 잉크용 잉크제트 기록용 시트 모두에 적합하므로 바람직하다.
실리카로서 습식 실리카를 사용할 경우, 습식 실리카의 2차 입자의 평균 입자경은 2~12㎛가 바람직하고, 4~10㎛가 더욱 바람직하다. 평균 입자경이 2㎛ 미만이면 이를 염료 잉크용 잉크제트 기록용 시트에 사용했을 경우 시트의 염료 잉크의 흡수성이 저하되는 경향이 있고 또한 광투과성이 더욱 높아지므로 염료 잉크에 의 한 기록의 내광성이 저하되거나 코팅 강도가 저하되는 경향을 보인다. 또한, 이를 안료 잉크용 잉크제트 기록용 시트에 사용한 경우에는 안료 잉크의 정착성이 저하되는 악영향이 발생하기도 한다. 한편, 습식 실리카의 2차 입자의 평균 입자경이 12㎛을 초과하면 염료 잉크용 잉크제트 기록용 시트, 안료 잉크용 잉크제트 기록용 시트 모두에 대해 화상의 선명성 저하나 표면 거칠기가 증가하여 인쇄 편차가 생기기 쉬운 문제가 발생한다.
또한, 본 발명에서 말하는 실리카의 평균 입자경은, 콜카운터법에 의한 것으로서, 실리카를 증류수 내에서 30초간 초음파 분산한 것을 시료로 하여 측정되는 체적 평균 입자경을 의미하는 것이다.
본 발명에서는 잉크 수용층이 함유하는 안료로서, 그 적어도 일부는 표면을 계면활성제로 처리한 안료를 사용하는 것이 바람직하다. 즉 표면을 계면활성제로 처리한 안료만을 사용할 수도 있고, 표면을 계면활성제로 처리한 안료와 처리하지 않은 안료를 함께 사용하는 것도 가능하다. 처리하지 않은 안료는 앞서 설명한 발명에서 사용되는 안료와 동일한 것이 사용되므로 그 설명은 생략하기로 한다.
표면을 계면활성제로 처리하는 안료로서는, 앞서 설명한 발명에서 사용되는 안료와 동일한 것이 사용되며, 마찬가지로 실리카, 알루미나, 의사베마이토, 경질탄산칼슘, 제올라이트가 바람직하게 선택되고, 그 중에서도 실리카, 산화알루미늄, 의사베마이토가 바람직하고, 실리카가 가장 바람직하다.
안료의 표면을 처리하는 계면활성제는 앞서 설명한 발명에서 사용되는 계면활성제와 마찬가지로 특별히 한정되는 것은 아니지만 비이온성 계면활성제가 바람 직하다. 비이온계 계면활성제의 구체 예로서는 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌 코폴리머, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌알킬에테르 등을 들 수 있다. 이 중에서도 HLB값이 8.0~15.0인 것이 바람직하고 10.0~12.0인 것이 더욱 바람직하다.
안료 표면의 계면활성제 처리법은, 예를 들면 일본국 공개특허공보 제9-25440호에 기재된 방법을 채용할 수 있다. 즉, 안료, 예를 들면 습식법 실리카와 계면활성제, 예를 들면 다쇄형 비이온성 계면활성제를 고속 유동 믹서 등의 혼합기로 혼합하는 건식혼합법을 채용할 수 있다. 이 경우 계면활성제를 직접 안료에 첨가 혼합하는 것도 가능하고, 계면활성제를 에탄올 등의 휘발성 용매로 희석한 것을 첨가 혼합하는 것도 가능하다.
또한, 안료, 예를 들면 습식법 실리카의 유화 슬러리액에 소정량의 계면활성제, 예를 들면 비이온성 계면활성제를 첨가 혼합시킨 후 분무건조 등을 수행하는 습식처리법을 채용할 수도 있다. 습식 처리법의 경우 계면활성제가 물에 잘 녹지 않는 것이면, 이 계면활성제를 미리 강력하게 분산시켜 에멀젼으로 만들고 이 에멀젼을 안료의 유화 슬러리액에 첨가시켜 충분히 교반 혼합시킨 후 건조 처리하는 것이 바람직하다.
이러한 방법으로 표면을 계면활성제로 처리한 실리카는 그 표면이 계면활성제로 피복된 상태가 될 것이다.
실리카에 대한 계면활성제 첨가량은, 안료 100부당 0.1~30부인 것이 바람직하고, 0.5~20부인 것이 더욱 바람직하다. 바람직하게는 이러한 범위에서 계면활성 제를 피복한 실리카를 배합시키면 발색성이 향상되어 선명한 화상을 얻을 수 있다.
잉크 수용층에 사용되는 접착제로서는 특별히 제한되지 않고 카제인, 대두단백, 합성단백 등의 단백질류; 전분이나 산화전분 등의 각종 전분류; 폴리비닐알콜 및 그 유도체; 카르복실메틸셀룰로오스나 메틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스 유도체; 스티렌-부타디엔 수지, 메틸메타크릴레이트-부타디엔 공중합체 등의 공역 디엔계 수지; 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산에스테르, 메타크릴산에스테르 등의 중합체 또는 공중합체인 아크릴계 수지; 에틸렌-초산비닐 공중합체 등의 비닐계 수지 등, 일반적으로 잉크제트 기록용으로서 사용되고 있는 종래 공지된 접착제를 들 수 있다. 이 때 1종을 단독 사용하는 것도 가능하고 2종 이상을 함께 사용하는 것도 가능하다.
이 접착제들 중에서도 폴리비닐알콜은 안료와의 접착성이 양호하므로 바람직하다. 실라놀 변성 폴리비닐알콜이나 양이온화 폴리비닐알콜 등의 폴리비닐알콜 유도체도 적절히 사용할 수 있다.
본 발명에서는 잉크 수용층에, 잉크를 정착시키기 위한 목적으로, 잉크 정착제로서, 양이온성 고분자로서 구아니딘화합물을, 수용성 금속염으로서 염화아연, 황산아연, 염화마그네슘, 황산마그네슘 중에서 선택된 적어도 하나를 함유한다. 구아니딘화합물과, 염화아연, 황산아연, 염화마그네슘, 황산마그네슘 중에서 선택된 적어도 하나를 함께 사용함으로써, 그 이유는 확실하지 않지만, 염료 잉크, 안료 잉크 모두에 대해 발색성이 향상되어 특히 안료 잉크로 인쇄했을 경우, 매우 선명한 화상을 얻을 수 있다. 또한, 이러한 잉크 정착제들을 사용함으로써 염료 잉 크로 인쇄했을 때의 인쇄 내광성 및 인쇄 내가스성(주로 오존 가스)이 향상된다.
구아니딘화합물은 디시안디아미드-폴리에틸렌아민 구조를 갖는 화합물이면 발색성 및 인쇄 보존성이 우수하여 바람직하다.
양이온성 고분자로서, 구아니딘화합물 외에, 구아니딘화합물의 작용 효과를 해치하지 않는 범위에서 공지의 양이온성 고분자를 병용할 수 있다. 공지의 양이온성 고분자로는, 1)폴리에틸렌아민이나 폴리프로필렌폴리아민 등의 폴리알킬렌폴리아민류 또는 그 유도체, 2)제2급 아미노기, 제3급 아미노기, 제4급 암모늄기를 갖는 아크릴 중합체, 3)폴리비닐아민, 폴리비닐아미딘, 5인환 아미딘류, 4)디메틸아민에피클로르하이드린 공중합물, 5)디알릴디메틸암모늄-SO2 공중합물, 6)디알릴아민염―SO2 공중합물, 7)디메틸디알릴암모늄클로라이드 중합물, 8)비닐벤질트리알릴암모늄염의 단독 중합체 또는 공중합체, 9)알릴아민염의 중합물, 10)디알킬아미노에틸(메타)아크릴레이트의 4급염 공중합물, 11)아크릴아미드-디알릴아민염 공중합물 등의 일반적으로 시판되는 것을 들 수 있다.
이 중에서도 양이온성 고분자로서, 디시안디아미드-폴리에틸렌아민 공중합물과 아크릴아미드-디알릴아민 공중합물을 병용하는 것이 바람직하다. 디시안디아미드-폴리에틸렌아민 공중합물과 아크릴 아미드-디알릴아민 공중합물을 병용하면, 안료 잉크로 기록했을 때의 발색성, 염료 잉크로 기록했을 때의 발색성 및 인쇄부의 보존성(특히 인쇄 내광성 및 인쇄 내오존성)이 양호하므로 바람직하다.
양이온성 고분자의 배합량은, 안료 100질량부에 대해 5~60질량부가 바람직하 고, 더욱 바람직하게는 20~50질량부의 범위에서 조절된다. 잉크 정착제가 5질량부 미만이면, 화상의 발색성 저하나 인쇄부의 보존성 저하가 일어나기 쉽고 60 질량부를 초과하면 잉크 흡수성의 저하, 인쇄 편차, 화상의 선명성 저하가 쉽게 발생하게 된다.
수용성 금속염으로서, 염화아연, 황산아연, 염화마그네슘, 황산마그네슘 중에서 선택되는 적어도 1종을 사용하는데, 이 중에서도 아연화합물인 염화아연, 황산아연이 특히 바람직하다. 이는, 아연의 원자량이 65.4인 것에 반해 마그네슘의 원자량은 24.3이므로 아연화합물과 마그네슘화합물을 사용해 동등의 작용 효과를 얻고자 하는 경우에는 통상 마그네슘화합물을 아연화합물의 2배~3배의 질량부로 배합시킬 필요가 있는데 이렇게 하면 잉크 흡수성, 화상의 선명성이 떨어지기 때문이다.
수용성 금속염으로서 염화아연, 황산아연, 염화마그네슘, 황산마그네슘 외에, 염화아연, 황산아연, 염화마그네슘, 황산마그네슘의 작용 효과를 해치지 않는 범위에서, 공지의 수용성 금속염을 병용할 수 있다. 공지의 수용성 금속염으로서, 1)알루미늄의 수용성염(질산염, 염화물, 초산염, 황산염, 유산염 등), 2)마그네슘의 수용성염(염화물, 황산염 외의 질산염, 초산염, 유산염 등), 3)나트륨의 수용성염(질산염, 염화물, 초산염, 황산염, 유산염 등), 4)칼륨의 수용성염(질산염, 염화물, 초산염, 황산염, 유산염 등), 5)아연의 수용성염(염화물, 황산염 외의 질산염, 초산염, 유산염 등)의 일반 시판중인 것을 들 수 있다.
수용성 금속염의 배합량은, 안료 100질량부에 대해 0.5~30질량부가 바람직하 고, 보다 바람직하게는 1~20질량부의 범위에서 조절된다. 수용성 금속염이 0.5질량부 미만이면 화상의 발색성이 일어나기 쉽고 30 질량부를 초과하면 잉크 흡수성의 저하, 인쇄 편차, 화상의 선명성 저하, 인쇄 내수성의 악화가 발생하기 쉽다.
잉크 수용층에는, 추가로 일반적인 도피지 제조에 사용되는 증점제, 소포제, 습윤제, 계면활성제, 착색제, 대전 방지제, 내광성 조제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 방부제 등의 각종 조제가 적절히 첨가된다.
잉크 수용층의 코팅량은 특별히 한정되지는 않지만 2~30g/m2 로 하는 것이 바람직하고, 5~20g/m2 로 하는 것이 더욱 바람직하다.
코팅량이 상기 하한보다 적으면 잉크 흡수성, 화상의 선명성, 인쇄 보존성이 저하되기 쉽고 코팅량이 상기 상한보다 많으면 코팅 강도나 화상의 선명성이 저하된다.
또한, 잉크 수용층은 복수층으로 적층하는 것도 가능한데 이 경우 층간 잉크 수용층 조성을 달리할 수도 있다.
이 잉크 수용층은 브레이드 코터, 에어 나이프 코터, 롤 코터, 바 코터, 그라비어 코터, 롯드 브레이드 코터, 립 코터, 커튼 코터, 다이 코터 등의 각종 공지된 코팅 장치로 형성할 수 있다. 코팅 후 머신카렌다, 슈퍼카렌다, 소프트카렌다 등의 카렌다를 이용하여 마무리 처리를 수행할 수도 있다.
제 2 실시형태:
본 발명의 제2 실시형태는, 제1 실시형태에서의 지지체가 종이 기재인 잉크제트 기록용 시트 및 종이 기재의 스퇴히트 사이즈도가 110초 이상인 것을 특징으로 하는 잉크제트 기록용 시트이다. 또한, 본 실시형태에서도 지지체의 양면에 동일한 잉크 수리층을 마련할 수도 있다. 이렇게 하면 양면에 선명한 인쇄를 수행할 수 있는 잉크제트 기록용 시트가 제공된다. 또한, 잉크 수리층은 복수의 층으로 구성하는 것도 가능하다.
종이 기재의 주성분으로 사용되는 펄프로는, LBKP나 NBKP 등의 화학펄프, GP, TMP 등의 기계 펄프 및 폐지 재생 펄프를 들 수 있다. 또한, 이 펄프들을 2종 혼합하여 사용하는 것도 가능하다. 이 중에서도 LBKP를 펄프의 주성분으로서 배합시키는 것이 바람직하다. 또한, ECF 펄프, TCF 펄프 등의 무염소 펄프를 사용하는 것이 바람직하다. 제련도(또는 고해도(叩解度))는 특별히 한정되지 않으나 여수도(freeness)가 300~500ml 정도(CSF:JIS-P-8121)가 되도록 제련(refining)하는 것이 바람직하다. 고해도를 높이면 인쇄했을 때의 코크링이 악화되는 경향이 있지만 염색 편차도 발생하기 쉽고, 고해도가 낮으면 평활성을 얻을 수 없게 된다.
본 발명은, 대부분 잉크제트 기록용 시트용의 펄프로서는 사용을 꺼리는 폐지 재생 펄프나 기계 펄프를 종이 기재에 배합시켜도 백지부의 보존성이 거의 손상되지 않고 표면강도가 높고 기록적성이 우수한 잉크제트 기록용 시트를 얻을 수 있다. 폐지 재생 펄프의 원료인 폐지는, 예를 들면, 신문 폐지, 잡지 폐지, 판지 폐지, 포장지 폐지, 골판지 폐지, 인쇄 폐지 등을 들 수 있고 나아가 종이 제조시에 발생하는 상질지, 코트지 등의 파지를 포함할 수도 있다. 폐지 재생 펄프는, 일반 적으로는 폐지 및 파지를 저농도 펄퍼 또는 고농도 펄퍼에 의한 해리 공정, 스크린 또는 클리너에 의한 러핑 공정과 클리닝 공정, 부선법(浮選法) 또는 수세법(水洗法)에 의한 탈묵 공정, 염소 표백, 이산화염소 표백, 차아염소산소다 표백, 산소 표백 등에 의한 표백 공정 등을 적절히 조합시킴으로써 얻을 수 있다.
종이 기재에는 상기 펄프 외에, 전료를 배합시킬 수도 있다. 전료는 종이 기재의 공기 투과성을 조절하여 불투명성을 부여하거나 잉크 흡수성을 조정하기 위해 배합한다. 전료로서는, 예를 들면 클레이, 카올린, 소성 카올린, 탈크, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 수산화알루미늄, 수산화칼슘, 실리카, 산화티탄 등을 적절히 사용할 수 있다. 이 중에서도 탄산칼슘은 백색도가 높은 종이 기재를 얻을 수 있으므로 바람직하다.
전료는 상기 전체 펄프 100부에 대하여 1~35부를 갖는 것이 바람직하다. 전료가 적으면 백색도가 저하될 뿐 아니라 잉크의 흡수성이 저하되고 너무 많으면 종이 강도(剛度)의 저하, 지력 저하의 문제가 발생하고 탄산 칼슘을 과잉 배합하면 잉크제트 기록용 시트 표면을 황변시키는 원인이 된다.
본 실시형태에서 사용하는 종이 기재는, 로진계 사이즈제, 알케닐무수숙신산, 알킬케텐 다이머, 석유수지계 사이즈제 등의 내첨 사이즈제, 로진계, 석유 수지계, 산화 전분, 아세틸화 전분, 하이드록시에틸화 전분 등의 전분 및 그 유도체, 폴리비닐알콜 및 그 유도체, 스티렌, 알키드, 폴리아미드, 아크릴, 올레핀, 말레인산, 초산비닐 등의 2 이상의 공중합체로 이루어지는 합성수지계 및 이들의 합성수지 에멀젼계, 왁스계 등의 표면 사이즈제 등을 사용함으로써 스퇴히트 사이즈도를 조정한다.
여기서 종이 기재의 스퇴히트 사이즈도는 JIS P 8122에 준해 측정한 것으로서, 110초 이상, 바람직하게는 200초 이상 380초 이하, 더욱 바람직하게는 240초 이상 360초 이하이다. 이 스퇴히트 사이즈도가 110초 미만이면 잉크 수리층의 도료내의 성분이 기재 내로 침투하거나 도료내의 바인더 성분이 기재 내로 침투함으로써 코팅의 표면 강도가 약해지는 이유 때문인지, 본 실시형태의 잉크 수리층을 형성해도 염료 잉크, 안료 잉크 모두 발색성이 향상되거나 백지부의 보존성도 향상되는 효과를 얻을 수 없다. 한편, 380초를 초과하면 도료가 코팅시 겉돌기 쉬운 문제가 발생한다.
초지 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고 장망 초지기, 원망 초지기, 트윈 와이어형 초지기 등 공지된 초지기를 이용하여 제조할 수 있다. 초지 원료의 pH에 따라 산성지와 중성지로 나눌 수 있으며 모두 사용할 수 있다. 잉크 수용층의 보존성과 관련하여, 종이 기재로서 산성지를 사용하면 잉크 수용층에 함유된 양이온성 잉크 정착제의 산화에 의한 황변을 억제할 수 있다. 한편, 원지 자체의 보존성과 관련하여, 종이 기재로서 산성지를 사용하면 산성지 내의 황산 밴드에서 발생하는 황산 이온에 의해 쉽게 변색 및 열화 되는 문제가 있다. 이러한 경우 종이 기재로서 중성지를 사용하여 후술하는 초벌층을 형성하면, 그 은폐 효과에 의해 잉크 수용층의 양이온성 잉크 정착제의 산화에 의한 황변을 억제할 수 있어 원지 자신의 장기 보존성도 양호한 잉크제트 기록용 시트를 얻을 수 있게 된다.
한편, 사이즈 프레스 등에 의해 전분, 폴리비닐알콜 또는 양이온 수지 등을 표면에 코팅, 함침시켜 표면의 평활도 조절, 강도 개선, 인쇄, 필기적성을 향상시킬 수도 있다. 또한, 종이 기재의 평활성을 높이기 위해 카렌다 등으로 평활화 처리하는 것도 가능하다. 한편, 종이 기재의 평량은 특별히 한정되지 않고 20~400g/m2 정도이다.
(초벌층)
본 실시형태에서는 종이 기재상에 잉크 수리층을 직접 형성하는 것도 가능하나, 기재상에 안료나 접착제를 함유하는 초벌층을 형성하고 초벌층 상에 잉크 수리층을 형성하는 것도 가능하다.
초벌층에 포함되는 안료로서는 카올린, 클레이, 소성 클레이, 비정질 실리카(무정형 실리카로도 칭함), 합성 비정질 실리카, 산화아연, 산화알루미늄, 수산화알루미늄, 탄산칼슘, 새틴화이트, 규산알루미늄, 산화알루미늄, 콜로이달실리카, 제올라이트, 합성 제올라이트, 세피오라이트, 스멕타이트, 합성 스멕타이트, 규산마그네슘, 탄산마그네슘, 산화마그네슘, 규조토, 스티렌계 플라스틱 피그먼트, 하이드로탈사이트, 요소수지계 플라스틱 피그먼트, 벤조구아나민계 플라스틱 피그먼트 등, 일반 코팅지 제조 분야에서 공지 공용되는 각종 안료를 1종 또는 그 이상 병용할 수 있다. 이 중에서도 탄산칼슘, 플라스틱 피그먼트 등의 백색안료를 사용하면 백색도가 높은 잉크제트 기록용 시트를 얻을 수 있으므로 바람직하다.
초벌층의 접착제로서는, 카제인, 대두 단백, 합성 단백 등의 단백질류, 전분이나 산화 전분 등의 각종 전분류, 폴리비닐알콜, 양이온성 폴리비닐알콜, 실릴 변 성 폴리비닐알콜 등의 변성 폴리비닐알콜을 포함하는 폴리비닐알콜류, 카르복시메틸셀룰로오스나 메틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스 유도체, 스티렌-부타디엔 공중합체, 메틸메타크릴레이트-부타디엔 공중합체의 공역 디엔계 중합체 라텍스, 아크릴계 중합체 라텍스, 에틸렌―초산비닐 공중합체 등의 비닐계 중합체 라텍스 등, 일반적으로 코팅지용으로 사용되고 있는 종래 공지된 접착제가 단독 또는 혼합 사용될 수 있다.
안료와 접착제의 배합 비율은, 그 종류에 따라서도 달라지지만, 일반적으로 안료 100질량부에 대해 접착제1~100질량부, 바람직하게는 2~50질량부의 범위에서 조절된다. 그 밖에 일반 코팅지 제조에서 사용되는 분산제, 증점제, 소포제, 대전 방지제, 방부제 등의 각종 조제가 적절히 첨가된다. 초벌층에는 형광염료, 착색제, 백색안료 등을 첨가할 수도 있다.
초벌층을 형성하는 방법으로서는, 상기 성분을 포함하는 코팅액을 공지의 코팅 방법에 의해 도포하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 브레이드 코터, 에어 나이프 코터, 롤 코터, 바 코터, 그라비어 코터, 롯드 브레이드 코터, 립 코터, 커튼 코터, 슬라이드비드, 슬라이드 호퍼 및 슬롯 다이 등의 다이 코터 등, 각종 공지의 코팅 장치에 의해 코팅할 수 있다. 또한, 초벌층은 초지기와 동일 공정에 마련된 코팅 장치, 이른바 온-머신(on-machine)을 이용하여 종이 기재의 초지 직후에 코팅하는 것도 가능하다.
(잉크 수리층)
잉크 수리층은, 안료, 접착제, 양이온성 잉크 정착제 및 수용성 금속염을 적 어도 함유한다.
상술한 바와 같이 안료로는, 종래부터 잉크제트 기록용 시트의 코팅층, 잉크 수리층에 사용되어 온 안료이면 특별히 한정되지 않고 제1 실시형태에서 예시한 것을 적절히 사용할 수 있다. 이 안료들은 진구상이나 부정형이어도 무방하며, 무공질, 다공질 모두 가능하다. 이 안료들은 1종을 단독 사용할 수도 있고 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
이러한 안료들 중에서는 우수한 발색성, 잉크 흡수성을 나타내는 실리카, 산화알루미늄, 의사베마이토, 경질탄산칼슘, 제올라이트가 바람직하게 선택되고, 그 중에서도 실리카, 산화알루미늄, 의사베마이트가 바람직하며 실리카가 가장 바람직하다.
실리카로서는 비정질 실리카가 바람직하다. 실리카의 제법은 특별히 한정되지 않고, 전호법, 건식법, 습식법(침전법, 겔법) 등의 방법으로 제조할 수 있는데, 습식법에 의한 실리카가, 안료 잉크용 잉크제트 기록용 시트, 염료 잉크용 잉크제트 기록용 시트 모두에 적합하므로 바람직하다.
본 실시형태에서는, 실리카의 ２차 입자의 평균 입자경이 11㎛ 이하인 것을 사용하는데 2~10㎛가 더욱 바람직하다. 실리카의 ２차 입자의 평균 입자경이 11㎛를 초과하면, 염료 잉크용 잉크제트 기록용 시트, 안료 잉크제트 기록용 시트 모두 화상의 선명성 저하나 표면 거칠기가 증가하여 인쇄 편차가 쉽게 발생하게 되는 문제가 있다. 평균 입자경이 2㎛ 미만이면, 이것을 염료 잉크용 잉크제트 기록용 시트에 사용했을 경우 염료 잉크의 흡수성이 저하되고, 더 작아지면 잉크 수리층의 광투과성이 더욱 높아지므로 염료 잉크에 의한 기록의 내광성이 저하되거나, 코팅 강도가 저하되는 문제가 있다. 또한, 안료 잉크용 잉크제트 기록용 시트로 기록했을 경우에도 안료 잉크의 정착성이 저하되는 문제가 있다. 한편, 습식 실리카의 2차 입자의 평균 입자경이 12㎛를 초과하면 염료 잉크용 잉크제트 기록용 시트, 안료 잉크용 잉크제트 기록용 시트 모두에 있어서 화상의 선명성 저하나 표면의 거칠기가 증가하여 인쇄 편차가 쉽게 발생하는 문제가 발생한다.
본 실시형태에서도 잉크 수리층에 사용하는 안료로서, 그 적어도 일부에 표면을 계면활성제로 처리한 안료를 사용하는 것이 바람직하다. 즉 안료 전체가 표면을 계면활성제로 처리한 안료일 수도 있고, 표면을 계면활성제로 처리한 안료와 처리하지 않은 안료를 함께 사용할 수도 있다. 안료의 표면처리 방법은 상술한 바와 같으므로 그 설명은 생략한다.
실리카에 대한 계면활성제 첨가량은, 안료 100부당 0.1~30부인 것이 바람직하고, 0.5~20부인 것이 더욱 바람직하다. 바람직하게는 이러한 범위에서 계면활성제를 피복한 실리카를 배합시키면 발색성이 향상되어 선명한 화상을 얻을 수 있다.
이 잉크 수리층에 사용되는 접착제는, 제1 실시형태의 접착제와 동일하므로 그 기재는 생략한다. 이 접착제들 중 1종을 단독 사용하거나, 2종 이상을 병용할 수 있다.
본 실시형태에서는, 잉크 수리층에, 잉크를 정착시키기 위해, 양이온성 잉크 정착제와 수용성 금속염을 배합시킨다. 수용성 금속염 중에서도 특히 2가 이상의 수용성 금속염이 바람직하다. 2가 이상의 수용성 금속염은, 물 등에 용해시켜 전리 했을 때 2가 이상의 양금속 이온을 생성시키는 것을 가리킨다. 금속염으로서는, 수용성의 2가 이상 금속염을 적절히 사용할 수 있는데, 2가의 금속염이 바람직하고, 염화아연, 황산아연, 염화마그네슘, 황산마그네슘 등의 아연 또는 마그네슘의 금속염이 특히 바람직하다.
수용성 금속염으로서 2가의 금속 이온의 작용 효과를 해치지 않는 범위에서, 공지의 다른 수용성 금속염을 병용할 수 있다. 공지의 수용성 금속염으로서, 1)알루미늄의 수용성염(질산염, 염화물, 초산염, 황산염, 유산염 등), 2)나트륨의 수용성염(질산염, 염화물, 초산염, 황산염, 유산염 등), 3)칼륨의 수용성염(질산염, 염화물, 초산염, 황산염, 유산염 등) 등의 일반 시판물을 들 수 있다.
수용성 금속염의 배합량은, 안료 100질량부에 대해 0.5~30질량부가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1~20질량부의 범위에서 조절된다. 수용성 금속염이 0.5질량부 미만이면 화상의 발색성이 저하되기 쉽고, 30질량부를 초과하면 잉크 흡수성의 저하, 인쇄 편차, 화상의 선명성 저하, 인쇄 내수성 악화가 발생되기 쉽다.
한편, 잉크 수리층에 사용되는 양이온성 잉크 정착제로서는, 특별히 한정되지 않으나 1)폴리에틸렌폴리아민이나 폴리프로필렌폴리아민 등의 폴리알킬렌폴리아민류 또는 그 유도체, 2)제2급 아미노기, 제3급 아미노기나 제4급 암모늄기를 갖는 아크릴 중합체, 3)폴리비닐아민, 폴리비닐아미딘, 5인환 아미딘류, 4)디시안디아미드-포르말린 공중합체로 대표되는 디시안계 양이온수지, 5)디시안디아미드-폴리에틸렌아민 공중합물로 대표되는 폴리아민계 양이온수지, 6)디메틸아민에피클로르하 이드린 공중합물, 7)디알릴디메틸암모늄-SO2 공중합물, 8)디알릴아민염-SO2 공중합물, 9)디메틸디알릴암모늄클로라이드 중합물, 10)알릴아민염의 중합물, 11)비닐벤질트리알릴암모늄염의 단독 중합체 또는 공중합체, 12)디알킬아미노에틸(메타)아크릴레이트 4급염 공중합물, 13)아크릴아미드-디알릴아민염 공중합물, 14)폴리염화알루미늄, 폴리초산알루미늄 등의 알루미늄 염 등의 일반 시판물을 들 수 있고, 단독 또는 복수를 함께 사용할 수 있다.
이 중에서 양이온성 잉크 정착제로서, 아크릴아미드-디알릴아민 공중합물과, 디시안디아미드-폴리에틸렌아민 공중합물을 병용하는 것이 바람직하다. 아크릴아미드-디알릴아민 공중합물과, 디시안디아미드-폴리에틸렌아민 공중합물을 병용하면 안료 잉크로 기록했을 때의 발색성, 염료 잉크로 기록했을 때의 발색성 및 인쇄부의 보존성이 뛰어나므로 바람직하다. 이러한 잉크 정착제들을 사용함으로써 염료 잉크로 인쇄했을 때의 인쇄 내광성 및 인쇄 내가스성(주로 오존 가스)이 향상된다.
양이온성 잉크 정착제의 배합량은, 안료 100질량부에 대해 5~60질량부가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 20~50질량부의 범위에서 조절된다. 잉크 정착제가 5질량부 미만이면 화상의 발색성 저하나 인쇄부의 보존성 저하가 발생하기 쉽고 60질량부를 초과하면 잉크 흡수성의 저하, 인쇄 편차, 화상의 선명성 저하가 발생하기 쉽다.
본 실시형태에서는, 상기한 수용성 금속염 중 적어도 1종과, 양이온성 화합물을 병용하고 스퇴히트 사이즈도가 110초 이상인 종이 기재에 도포하여 사용함으 로써, 이유는 확실하지 않지만, 염료 잉크, 안료 잉크 모두 발색성이 향상되고, 특히 안료 잉크로 인쇄했을 경우 매우 선명한 화상을 얻을 수 있고, 또한 백지부의 보존성도 향상되는 효과를 얻는다.
잉크 수리층에는 또한 일반적인 도피지 제조에 사용되는 증점제, 소포제, 습윤제, 계면활성제, 착색제, 대전 방지제, 내광성 조제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 방부제 등의 각종 조제가 적절히 첨가된다.
잉크 수리층의 코팅량은 특별히 한정되지 않지만 2~30g/m2로 하는 것이 바람직하고, 5~20g/m2로 하는 것이 더욱 바람직하다. 코팅량이 상기 하한보다 적으면 잉크 흡수성, 화상의 선명성, 인쇄 보존성이 쉽게 저하되고, 코팅량이 상기 상한보다 많으면 코팅 강도나 화상의 선명성이 저하되기 쉽다. 또한 잉크 수리층을 복수층으로 할 수도 있는데 이러한 경우, 층간 잉크 수리층 조성이 다를 수도 있다.
상술한 바와 같이, 잉크 수리층은, 브레이드 코터, 에어 나이프 코터, 롤 코터, 바 코터, 그라비어 코터, 롯드 브레이드 코터, 립 코터, 커튼 코터, 다이 코터 등 각종 공지의 코팅 장치에 의해 형성할 수 있다. 코팅 후 머신카렌다, 슈퍼카렌다, 소프트카렌다 등의 카렌다를 이용하여 마무리 처리를 실시하는 것도 가능하다.
실시예:
이하 실시예를 통해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하나, 물론 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 각 예에 기재된 부 및 %는 특별히 언급하지 않는 한 물을 제외한 고형분으로서, 각각 질량부 및 질량%을 나타낸다.
<실시예 1>
(표면처리 실리카 A의 제조)
습식 실리카(도쿠야마사, 상품명:파인씰X-60) 900g을 물에 현탁시켜 슬러리화(약10~15%)하고, 이 슬러리에 계면활성제(폴리옥시에틸렌라우릴에텔, 상품명:노이겐ET-102, 다이이치공업제약사, HLB:10.8) 100g의 물 현탁액을 첨가하여 1시간동안 교반 혼합했다. 이어서 분무 건조하고 분쇄 분급하여 본 발명의 표면처리 실리카 A를 얻었다. 얻어진 표면처리 실리카 A의 평균 ２차 입자경은 6㎛였다.
(잉크 수리층 코팅액의 제조)
안료로서 습식 실리카(도쿠야마사, 상품명:파인씰X-60) 80부와 상기 얻어진 표면처리 실리카 A 20부, 접착제로서 실릴 변성 PYA(크레라사, 상품명:R-1130) 20부 및 에틸렌-초산비닐계 공중합체(쇼와고분자사, 상품명:폴리졸AM-3000, 에멀젼형 접착제) 20부, 잉크 정착제로서 디시안디아미드-폴리에틸렌아민 공중합물(니카화학사, 상품명:네오픽스IJ-117) 30부, 염화아연 수용액(와코순약공업사:염화아연을 물에 녹여 5%로 만들어 사용, 분자량 136.30) 5부 및 물을 혼합 분산시켜 코팅액을 제조했다.
(잉크제트 기록용 시트의 제조)
평량 170g/m2의 상질지 일면에, 잉크 수용층 코팅액을 코팅량이 109/m2가 되 도록 코팅, 건조시켜 잉크제트 기록용 시트를 제조했다.
<실시예 2>
실시예1의 잉크 수용층 코팅액에 포함된 염화아연 수용액을, 황산아연 수용액(와코순약공업사:황산아연 7수화물을 물에 녹여 5%로 만들어 사용, 분자량 287.56) 10부로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크제트 기록용 시트를 제조했다.
<실시예 3>
실시예 1의 잉크 수용층 코팅액에 포함된 염화아연 수용액을, 염화마그네슘 수용액(와코순약공업사:염화마그네슘 6수화물을 물에 녹여 5%로 만들어 사용, 분자량 203.30) 20부로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크제트 기록용 시트를 제조했다.
<실시예 4>
실시예 1의 잉크 수용층 코팅액에 포함된 염화아연 수용액을, 황산마그네슘 수용액(와코순약공업사:황산마그네슘 7수화물을 물에 녹여 5%로 만들어 사용, 분자량 246.48) 20부로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크제트 기록용 시트를 제조했다.
<실시예 5>
실시예 1의 잉크층 코팅액에 포함된 잉크 정착제를, 디시안디아미드-폴리에틸렌아민 공중합물(니카화학사, 상품명:네오픽스IJ-117) 15부 및 아크릴아미드-디알릴아민 공중합물(스미토모화학사, 상품명, SR1001) 15부, 염화아연 수용액(와코 순약공업사:염화아연을 물에 녹여 5%로 만들어 사용, 분자량 136.30) 5부로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크제트 기록용 시트를 제조했다.
<실시예 6>
실시예 1의 잉크층 코팅액에 포함된 안료를, 습식 실리카(도쿠야마사, 상품명:파인씰X-60) 100부로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크제트 기록용 시트를 제조했다.
<비교예 1>
실시예 6의 잉크 수용층 코팅액에 포함된 염화아연 수용액을 제외시킨 것 이외에는 실시예 6과 동일한 방법으로 잉크제트 기록용 시트를 제조했다.
<비교예 2>
실시예 6의 잉크 수용층 코팅액에 포함된 염화아연 수용액을, 황산 알루미늄(와코순약공업사:황산알루미늄 수화물을 물에 녹여 5%로 만들어 사용, 분자량 594.35) 30부로 변경한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일한 방법으로 잉크제트 기록용 시트를 제조했다.
<비교예 3>
실시예 6의 잉크 수용층 코팅액에 포함된 염화아연 수용액을, 염화나트륨(와코순약공업사:염화나트륨을 물에 녹여 5%로 만들어 사용, 분자량 58.44) 5부로 변경한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일한 방법으로 잉크제트 기록용 시트를 제조했다.
<비교예 4>
실시예 6의 잉크 수용층 코팅액에 포함된 잉크 정착제를, 아크릴아미드-디알릴아민 공중합물(스미토모 화학사제, 상품명, SR1001) 30부, 염화아연 수용액(와코순약공업사:염화아연을 물에 녹여서 5%로 만들어 사용, 분자량136.30) 5부로 변경한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일한 방법으로 잉크제트 기록용 시트를 제조했다.
<비교예 5>
실시예 6의 잉크 수용층 코팅액에 포함된 잉크 정착제를, 폴리디알릴디메틸암모늄클로라이드(센카사, 상품명:유니센스CP101) 30부, 염화아연 수용액(와코순약공업사:염화아연을 물에 녹여 5%로 만들어 사용, 분자량136.30) 5부로 변경한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일한 방법으로 잉크제트 기록용 시트를 제조했다.
또한, 상기 실시예1~6 및 비교예 1~5의 내용물의 명확화를 위해 이를 이하의 표 1에 나타냈다.
[표 1]
양이온성고분자1 양이온성고분자2 수용성 금속염 처리실리카의 유무
실시예l 구아니딘 없음 염화아연 있음
실시예2 구아니딘 없음 황산아연 있음
실시예3 구아니딘 없음 염화마그네슘 있음
실시예4 구아니딘 없음 황산마그네슘 있음
실시예5 구아니딘 2급 암모늄염 염화아연 있음
실시예6 구아니딘 없음 염화아연 없음
비교예l 구아니딘 없음 없음 없음
비교예2 구아니딘 없음 황산알루미늄 없음
비교예3 구아니딘 없음 염화나트륨 없음
비교예4 2급 암모늄염 없음 염화아연 없음
비교예5 4급 암모늄염 없음 염화아연 없음
<평가>
각 실시예, 비교예에서 얻어진 잉크제트 기록용 시트의 인쇄 농도, 인쇄 내광성 및 인쇄 내오존성을 이하의 방법으로 평가했다.
또한 평가시 잉크제트 기록용 시트에 대해 다음과 같이 인쇄를 실시했다.
*프린터 A
시판중인 염료 잉크제트 프린터(EPSON사, 상표:PM-G800, 인쇄모드:포토 매트지/고화질).
*프린터 B
시판중인 안료 잉크제트 플로터(EPSON사, 상표:PX-9000, 잉크:매트 블랙 사용, 인쇄모드:PXMC프리미엄 매트지/청정)로 실시했다.
*프린터 C
시판중인 잉크제트 플로터(HP사, 상표:DesignJet5500PS, 잉크:안료 잉크 사용, 인쇄모드:최고 품질).
(인쇄 농도)
재단법인 일본규격협회가 발행하는 화상(「고화질 칼라 디지털 표준화상 XYZ/JIS-SCID」, 식별 기호:S6, 화상명칭:칼라차트)을 프린터 A, B, C 3기종으로 인쇄하여 블랙의 최고 색조부에 대해 GretagMacbeth사의 RD-914로 인쇄 농도를 측정했다.
(인쇄 내광성)
프린터 A(염료 잉크 사용)를 이용하여 시판중인 화상처리 소프트로 마젠타의 토출량이 80%가 되도록 조절하여 인쇄한 기록물을, 65℃ 40%RH 환경하에서 조도 100klux의 크세논 램프를 72시간동안 조사시켜 인쇄 농도를 측정했다. 인쇄부의 내광성을 다음 식의 인쇄 농도 잔존율에 의해 평가했다.
인쇄 농도 잔존율(%)=(조사후 인쇄 농도/조사전 인쇄 농도)×100
(인쇄 내오존성)
프린터 A(염료 잉크 사용)를 사용하여 시판중인 화상처리소프트로 마젠타의 토출량이 80%가 되도록 조절하여 인쇄한 기록물을, 24℃ 60%RH 환경에서 오존 농도 2.5ppm 분위기하에 24시간 방치시켜 인쇄 농도를 측정했다. 인쇄부의 내오존성을 다음 식의 인쇄 농도 잔존율에 의해 평가했다.
인쇄 농도 잔존율(%)=(방치후 인쇄 농도/방치전 인쇄 농도)×100
그 결과를 표2에 나타냈다.
[표2]
인쇄 농도 인쇄 내광성 인쇄 내오존성
프린터 A (염료 잉크) 프린터 B (안료 잉크) 프린터 C (안료 잉크) 프린터 A (염료 잉크) 프린터 A (염료 잉크)
실시예 1 1.85 1.84 1.64 70% 93%
실시예 2 1.85 1.85 1.64 71% 93%
실시예 3 1.87 1.81 1.61 71% 93%
실시예 4 1.87 1.81 1.61 70% 94%
실시예 5 1.88 1.80 1.62 85% 92%
실시예 6 1.82 1.80 1.60 70% 93%
비교예 l 1.82 1.70 1.50 62% 92%
비교예 2 1.81 1.72 1.52 67% 92%
비교예 3 1.79 1.73 1.52 63% 92%
비교예 4 1.84 1.73 1.52 91% 93%
비교예 5 1.87 1.80 1.62 51% 71%
<실시예 7>
(종이 기재A)
경질탄산칼슘 20부를 표백활엽수 크라프트 펄프(여수도 400ml CSF) 100부의 슬러리에 첨가하고, 양이온 전분(오지 콘스타치사, 상품명:에이스K) 1부, 무수알케닐숙신산계 중성 사이즈제(National Starch and Chemical사, 상품명:파이브란81K) 0.2부를 첨가시켜 충분히 혼합하여 초지 원료를 만들고, 장망 다통식 초지기를 이용하여 수분을 10%까지 건조시킨 후 사이즈 프레스로 산화 전분(오지 콘스타치사제, 상품명:에이스A) 100부와 스티렌계의 표면 사이즈제(아라카와화학사, 상품명:폴리맬론360) 3부로 이루어진 사이즈 프레스 7% 용액을 양면에서 4g/m2 도포, 건조시켜 수분 7%까지 건조시켜 평량 200g/m2의 종이 기재 A를 제조했다. 종이 기재 A의 스퇴히트 사이즈도는 260초였다.
(잉크 수리층 코팅액 A)
안료로서 습식 실리카(도쿠야마사, 상품명:파인씰X-60, ２차 입자경 6.2㎛) 100부와, 접착제로서 실릴 변성 폴리비닐알콜(크레라사제, 상품명:R-1130) 30부, 잉크 정착제로서 아크릴아미드-디알릴아민 공중합물(스미토모화학사, 상품명:SRI00l) 15부 및 디시안디아미드-폴리에틸렌아민 공중합물(니카화학사, 상품명:네오픽스IJ-117) 15부, 염화아연 수용액(와코순약사:염화아연을 물에 녹여 5%로 만들어 사용, 분자량 136.30) 5부 및 물을 혼합 분산시켜 잉크 수리층 코팅액 A를 얻었다.
(잉크제트 기록 시트의 제조)
종이 기재 A상에, 잉크 수리층 코팅액 A를 코팅량이 10g/m2가 되도록 코팅, 건조시켜 잉크제트 기록 시트를 제조했다. 또한, 얻어진 잉크제트 기록 시트의 잉크 수리층면 백지부의 JIS-Z8741에서 규정되는 60도 경면광택도는 3%였다.
<실시예 8>
실시예 7의 잉크 수리층 코팅액에 포함된 염화아연 수용액을 황산아연 수용액(와코순약공업사:황산아연 7수화물을 물에 녹여 5%로 만들어 사용, 분자량 287.56) 10부로 변경한 것을 제외하고는 실시예 7과 동일한 방법으로 잉크제트 기록용 시트를 제조했다.
<실시예 9>
실시예 7의 잉크 수리층 코팅액에 포함된 염화아연 수용액을 염화 마그네슘 수용액(와코순약공업사제:염화마그네슘 6수화물을 물에 녹여 5%로 만들어 사용, 분자량 203.30) 20부로 변경한 것을 제외하고는 실시예 7과 동일한 방법으로 잉크제트 기록용 시트를 제조했다.
<실시예 10>
(종이 기재 B)
경질탄산칼슘 20부를, 표백활엽수 크라프트 펄프(여수도 400ml CSF) 70부 및 신문 폐지를 탈먹처리한 펄프(여수도 250ml CSF) 30부의 혼합 슬러리에 첨가하고, 양이온 전분(오지 콘스타치사, 상품명:에이스K) 1부, 무수알케닐숙신산계 사이즈제(National Starch and Chemical사, 상품명:파이브란81K) 0.2부를 첨가시켜 충분히 혼합하여 초지 원료를 만들고 장망 다통식 초지기를 이용하여 수분을 10%까지 건조시킨 후 사이즈 프레스로 산화 전분(오지 콘스타치사제, 상품명:에이스A) 100부와 스티렌계의 표면 사이즈제(아라카와화학사, 상품명:폴리맬론360) 3부로 이루어지는 사이즈 프레스 7%용액을 양면에서 4g/m2 도포하고 수분 7%까지 건조시켜 평량 200g/m2의 종이 기재 B를 제조했다. 종이 기재 B의 스퇴히트 사이즈도는 280초였다.
(잉크제트 기록체의 제조)
종이 기재 B를 사용한 것 이외에는 실시예 7과 동일한 방법으로 잉크제트 기록체를 제조했다. 한편, 얻어진 잉크제트 기록체의 잉크 수리층면 백지부의 JIS-Z8741에서 규정되는 60도 경면광택도는 3%였다.
<실시예 11>
(표면처리 실리카 A의 제조)
실시예 1과 마찬가지로 습식 실리카(도쿠야마사, 상품명:파인씰X-60) 900g을 물에 현탁시켜 슬러리화(약10~15%)하고, 이 슬러리에 계면활성제(폴리옥시에틸렌라우릴에텔, 상품명:노이겐ET-102, 다이이치공업제약사, HLB:10.8) 100g의 물 현탁액을 첨가시켜 1 시간 교반 혼합했다. 그 후 분무 건조하고 분쇄 분급하여 본 발명의 표면처리 실리카 A를 얻었다. 얻어진 표면처리 실리카 A의 평균 ２차 입자경은 6㎛였다.
(잉크 수리층 코팅액 B)
안료로서 습식 실리카(도쿠야마사, 상품명:파인씰X-60, ２차 입자경 6.2㎛) 80부와 상기 얻어진 표면처리 실리카 A 20부, 접착제로서 실릴 변성 PYA(크레라사 제, 상품명:R-1130) 20부 및 에틸렌-초산비닐계 공중합체(쇼와고분자사, 상품명:폴리졸AM-3000, 에멀젼형 접착제) 20부, 잉크 정착제로서 아크릴아미드-디알릴아민 공중합물(스미토모화학사, 상품명:SR1001) 15부 및 디시안디아미드-폴리에틸렌아민 공중합물(니카화학사, 상품명:네오픽스IJ-117) 15부, 염화아연 수용액(와코순약공업사:염화아연을 물에 녹여 5%로 만들어 사용, 분자량 136.30) 5부 및 물을 혼합 분산시켜 코팅액을 제조했다.
(잉크제트 기록용 시트의 제조)
평량 170g/m2의 상질지(스퇴히트 사이즈도 260초)의 일면에, 잉크 수리층 코팅액 B를 코팅량이 10g/m2가 되도록 코팅, 건조시켜 잉크제트 기록용 시트를 제조했다.
<비교예 6>
실시예 7의 종이 기재에 있어서, 사이즈 프레스 처리를 하지않은 종이 기재(스퇴히트 사이즈도 20초)를 사용한 것 이외에는 실시예 7과 동일한 방법으로 잉크제트 기록용 시트를 제조했다.
<비교예 7>
실시예7의 잉크 수리층 코팅액에 포함된 염화아연 수용액을 제외시킨 것 이외에는 실시예 7과 동일한 방법으로 잉크제트 기록용 시트를 제조했다.
<비교예 8>
실시예 7의 잉크 수리층 코팅액에 포함된 염화아연 수용액을, 황산알루미늄( 와코순약공업사:황산알루미늄 수화물을 물에 녹여 5%로 만들어 사용, 분자량 594.35) 30부로 변경한 것을 제외하고는 실시예 7과 동일한 방법으로 잉크제트 기록용 시트를 제조했다.
<비교예 9>
실시예 7의 잉크 수리층 코팅액에 포함된 염화아연 수용액을, 염화나트륨(와코순약공업사:염화나트륨을 물에 녹여 5%로 만들어 사용, 분자량 58.44) 5부로 변경한 것을 제외하고는 실시예 7과 동일한 방법으로 잉크제트 기록용 시트를 제조했다.
<비교예 10>
실시예 7의 잉크 수리층 코팅액에 포함된 잉크 정착제를, 폴리디알릴디메틸암모늄클로라이드(센카사, 상품명:유니센스CP101) 30부, 염화아연 수용액(와코순약공업사:염화아연을 물에 녹여 5%로 만들어 사용, 분자량 136.30) 5부로 변경한 것을 제외하고는 실시예 7과 동일한 방법으로 잉크제트 기록용 시트를 제조했다.
각 실시예 7~11, 비교예 6~10에서 얻어진 잉크제트 기록용 시트의 인쇄 농도, 인쇄 내광성, 인쇄 내오존성, 내열내습 백지황변, 내광 백지황변 및 코팅 강도를 이하의 방법으로 평가하여 그 결과를 표 3에 나타냈다.
또한 평가시, 잉크제트 기록용 시트에 대해 상술한 프린터 A~C을 이용하여 인쇄를 실시했다.
(인쇄 농도)
상술한 바와 같이 재단법인 일본규격협회가 발행한 화상(「고화질 칼라 디지 털 표준화상 XYZ/JIS-SCID」, 식별 기호:S6, 화상명칭:칼라차트)을 프린터 A, B, C의 3기종으로 인쇄하고 블랙의 최고 색조부에 대해 GretagMacbeth사의 RD-914로 인쇄 농도를 측정했다.
(인쇄 내광성)
상술한 바와 같이 프린터 A를 이용하여 시판중인 화상처리 소프트로 마젠타의 토출량이 80%가 되도록 조절하여 인쇄한 기록물을, 65℃ 40%RH 환경하에서 조도 100klux의 크세논 램프를 72시간동안 조사하여 인쇄 농도를 측정했다. 인쇄부의 내광성을 다음 식의 인쇄 농도 잔존율에 의해 평가했다.
인쇄 농도 잔존율(%)=(조사후 인쇄 농도/조사전 인쇄 농도)×100
(인쇄 내오존성)
상술한 바와 같이 프린터 A를 이용하여 시판중인 화상처리소프트로 마젠타의 토출량이 80%가 되도록 조절하여 인쇄한 기록물을, 24? 60%RH 환경에서 오존 농도 2.5ppm 분위기하에 24시간 방치시켜 인쇄 농도를 측정했다. 인쇄부의 내오존성을 다음 식의 인쇄 농도 잔존율에 의해 평가했다.
인쇄 농도 잔존율(%)=(방치후 인쇄 농도/방치전 인쇄 농도)×100
(백지부의 보존성(열 황변))
잉크제트 기록용 시트를, 80℃ 50% 환경하에서 1주일 동안 정치시켰다. 정치전 및 정치후의 잉크 수리층측의 백지부의 황변 정도를 하기의 기준에 따라 육안으로 판단했다.
○: 거의 황변하지 않음.
△: 황변함.
X: 심하게 황변함.
(백지부의 보존성(광 황변))
잉크제트 기록용 시트를, 60℃ 50% 환경하에서 크세논램프(10만lux)로 3일간 조사시켰다. 조사전 및 조사후의 잉크 수리층측의 백지부의 황변 정도를 하기의 기준에 따라 육안으로 판단했다.
○:거의 황변하지 않음.
△:황변함.
X:심하게 황변함.
(코팅 강도)
잉크 수리층의 표면에 셀로판 테이프를 붙이고 셀로판 테이프에 lkg의 추를 5초간 올려놓은 다음 추를 치우고 셀로판 테이프를 벗긴 후 그 모습을 관찰, 평가했다
○:셀로판 테이프에 부착물이 다소 보이지만 코팅층 표면에 변화는 보이지 않음.
△:셀로판 테이프에 부착물이 보이고 코팅층 표면에 벗겨짐이 다소 눈에 띔.
X: 셀로판 테이프에 부착물이 많이 보이고 코팅층 표면에 벗겨짐이 눈에 띔.
[표3]
인쇄 농도 인쇄 내광성 인쇄 내오존성 내열내습 백지황변 내광 백지황변 코팅강도
프린터A (염료잉크) 프린터B (안료잉크) 프린터C (안료잉크) 프린터A (염료잉크) 프린터A (염료잉크)
실시예 7 1.87 1.86 1.64 70% 93% ○ ○ ○
실시예 8 1.87 1.85 1.64 71% 93% ○ ○ ○
실시예 9 1.85 1.84 1.61 71% 93% ○ ○ ○
실시예 10 1.87 1.85 1.63 69% 92% ○ ○ ○
실시예 11 1.88 1.88 1.65 75% 92% ○ ○ ○
비교예 6 1.85 1.84 1.64 70% 91% △ △ △
비교예 7 1.85 1.72 1.52 65% 92% △ △ △
비교예 8 1.83 1.73 1.52 63% 92% △ △ △
비교예 9 1.84 1.74 1.52 63% 91% △ △ △
비교예 10 1.90 1.85 1.64 52% 70% ○ ○ ○
본 발명은 코팅 강도, 인쇄 내수성, 인쇄 농도, 잉크 흡수성이 우수할 뿐 아니라 염료 잉크 사용시에도 안료 잉크 사용시에도 잉크제트 기록적성(발색성)이 우수한 잉크제트 기록용 시트를 제공한다. 또한 본 발명은 백지부의 보존성을 만족하고 지지체로 폐지재생 펄프를 사용한 종이 기재에도 적용할 수 있으므로 한정된 자원을 효율적으로 활용하기 위해 폐지를 사용하면서 특별히 매트타입의 잉크제트 기록용 시트를 제공할 수 있다.

Claims (12)

  1. 지지체 상에, 안료, 접착제 및 잉크 정착제를 함유하는 잉크 수용층을 마련한 잉크제트 기록용 시트에 있어서,
    잉크 정착제로서, 염화아연, 황산아연, 염화마그네슘 및 황산마그네슘 중에서 선택되는 적어도 1종의 화합물과, 구아니딘화합물을 병용한 것을 특징으로 하는 잉크제트 기록용 시트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 구아니딘화합물은 디시안디아미드-폴리에틸렌아민 공중합물인 잉크제트 기록용 시트.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 잉크 정착제로서 추가로 2급 암모늄염화합물을 병용하는 잉크제트 기록용 시트.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 2급 암모늄염화합물은 아크릴아미드-디알릴아민 구조를 갖는 화합물인 잉크제트 기록용 시트.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 안료는 평균 ２차 입자경 2~12㎛의 실리카인 잉크제트 기록용 시트.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    잉크 수용층 내에 표면을 계면활성제로 처리한 표면처리 실리카를 포함하는 잉크제트 기록용 시트.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 지지체는 종이 기재인 잉크제트 기록용 시트.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 종이 기재의 스퇴히트 사이즈도가 110초 이상인 잉크제트 기록용 시트.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 종이 기재는, 종이 기재를 구성하는 펄프 중 폐지 재생 펄프를 10% 이상 함유하는 잉크제트 기록용 시트.
  10. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 잉크제트 기록용 시트 표면의 JIS-Z8741로 규정되는 60도 경면광택도가 15%이하인 잉크제트 기록용 시트.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 기재된 잉크제트 기록용 시트에 염료 잉크로 인쇄한 인쇄물.
  12. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 기재된 잉크제트 기록용 시트에 안료 잉크로 인쇄한 인쇄물.
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