KR20060107912A - 잉크젯 기록 매체 - Google Patents

Abstract

[과제] 산업용 잉크젯 프린터에 사용되는 기록 매체로서, 옥외 및 옥내에서 사용할 때 양호한 인쇄적성, 보존성을 부여하는 잉크젯 기록 매체를 제공한다.

[해결수단] 기재의 적어도 한쪽 면에 잉크 리시브층을 구성하는 층 중 잉크를 흡수하는 양이 가장 많은 잉크 흡수층이 다공성 안료, 정착제, 및 바인더를 함유하는 재료로부터 구성되며, 상기 정착제가 양이온성을 갖는 양이온성 성분과 음이온성을 갖는 음이온성 성분을 함유하는 양성 정착제이며, 이 정착제에 함유되는 양이온성 성분 양과 음이온성 성분 양이 몰 비율로 1 대 0.01 내지 1 대 0.5의 범위이고, 잉크 흡수층에 함유되어 있는 정착제의 비율이 이 잉크 흡수층의 고형분에 대해 1 내지 30 중량%인 것을 특징으로 하여, 본 발명의 잉크젯 기록 매체에 잉크젯 인쇄를 수행하여 얻어지는 인쇄물은 화상 품질, 내수성, 내열성 등 보존성이 우수하다.

Description

잉크젯 기록 매체{Inkjet recording medium}

본 발명에서 잉크젯 기록 매체는 염료를 사용한 잉크, 또는 착색 안료를 사용한 잉크를 잉크젯 토출구(吐出口)로부터 토출시켜, 토출된 잉크 방울(滴)을 기록 매체에 피탄(被彈)시킴으로써 화상을 형성하는 소위 잉크젯 기록 방식에서 사용되는 잉크젯 기록 매체에 관한 것이다.

잉크젯 기록 방식은 퍼스널 컴퓨터의 출력 장치로서, 오피스용의 일반 문서의 인쇄, 전화요금의 명세서 등의 산업용 서류의 인쇄, 골판지 표면 인쇄, T 셔츠 등의 천 기재에 전사하여 장식하는 잉크젯 열전사 인쇄 등, 매우 광범위하게 이용되고 있다. 잉크젯 기록 방식은 통상 잉크 카트리지 등의 잉크 불량 때문에, 가열에 의한 증기 압력에 의해 잉크를 노즐로부터 토출시키는 서멀 인쇄 방식, 피에조 소자를 사용하여 전기 신호를 압력으로 전환하여 잉크를 토출시키는 피에조 방식 등의 방식이 있고, 토출된 잉크 방울을 종이, 천 등의 기록 매체에 피탄시켜, 인쇄 헤드와 비접촉으로 화상을 형성할 수 있는 것을 특징으로 한다. 최근, 잉크 방울의 체적도 수 피코리터까지 저하시킨 프린터도 개발되고, 기록 화상의 해상도도 1440 도트/인치를 상회하는 것도 개발되고 있다. 다른 한편, 산업 용도에서는, 인쇄 속도를 높이는 기술이 진행되고 있으며, 매분 100 내지 150 m의 인쇄 속도로 인쇄할 수 있는 고속 프린터도 개발되어 실제 사용되고 있다. 잉크젯 기록에 사용되는 잉크도 색제로서 산성 염료 등의 염료를 물, 알코올 등의 용매에 용해시킨 염료 잉크, 착색 안료를 물, 알코올에 분산시킨 안료 잉크가 있으며, 하나의 프린터에 양쪽 잉크를 색별로 사용하는 것도 있다. 잉크의 용매, 분산매로서 물, 알코올 이외에, 건조성을 높이기 위해 메틸에틸케톤 등의 속건성 용제를 사용하는 용제형의 것도 있다.

최근, 이와 같이 다용화한 잉크젯 프린터에 대응하도록 한 잉크젯 기록 매체가 다수 개발되어 사용되고 있다. 잉크젯 기록 매체로서는 보통지, 잉크 리시브층을 종이, 필름 등의 기재에 형성시킨 전용지, 광택지, 반광택지, 천, 부직포 등 매우 다양한 품종의 것이 제조 판매되고 있다. 이와 같이 다양화한 잉크젯 기록 매체에서, 300 도트/인치를 초과하는 해상도에서 클리어한 인쇄를 확보하기 위해서는 기록 매체를 구성하는 재료도 각양각색의 것이 사용되며, 용도에 따라 조합하여 사용되고 있다. 잉크 리시브층은 종래부터 실리카 등의 다공성 안료를 폴리비닐알코올 등의 수용성 바인더에 분산시켜, 염료를 흡착하는 기능을 가진 양이온성 정착제를 첨가하여 도료로 하고, 얻어진 도료를 롤 코터, 에어 나이프 코터, 그라비어 코터, 블레이드 코터 등으로 기재상에 균일하게 도포 건조시켜 형성되는 것이 일반적으로 행해지고 있으며, 이것에 사용되는 실리카, 수용성 바인더, 양이온성 정착제도 매우 복잡하게 걸쳐 있다(예를 들어 특허문헌 1 및 2 참조).

[특허문헌 1] 일본특허공개 소60-204390호 공보

[특허문헌 2] 일본특허공개 소62-183382호 공보

특히 산업 분야에서는 통상의 오피스용 프린터와 다르며, 한번에 인쇄할 수 있는 인쇄 가능한 폭이 수 100 mm 이상의 소위 와이드 포맷 프린터가 사용되고 있으며, 인테리어나 벽재 등의 옥내 장식 용도나, 현수막이나 장대 세우기 등의 옥외 전시 용도로서 사용되고 있다. 이와 같은 와이드 포맷의 잉크젯 프린터는 염료를 착색 성분으로 하는 염료 잉크, 안료를 착색 성분으로 하는 안료 잉크가 있거나, 사용되는 잉크의 용제 성분이 물, 알코올 등의 수성 타입, 에테르를 주성분으로 하는 마일드 솔베이트 잉크, 탄화수소를 주성분으로 하는 유성 잉크 등이 있다. 또한, 잉크젯 기록을 수행하는 기록 매체로서는 종이, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리프로필렌 등의 필름, 면이나 폴리에스테르 등의 천, 부직포 등의 기재로서 사용되는 것이 많다.

[발명의 개시]

[발명이 해결하고자 하는 과제]

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 주로 와이드 포맷용의 프린터에 대응하는 잉크젯 기록 매체에 관한 것이며, 상기와 같이 잉크젯 프린터에 사용되는 잉크의 종류, 용제의 종류에 대응하여, 특징이 있는 잉크 리시브층을 형성함으로써, 잉크젯 인쇄의 화상 품질, 내수성 등의 보존성이 우수한 잉크젯 기록 매체를 제공하는 데에 있다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명의 잉크젯 기록 매체는 기재의 적어도 한쪽 면에 잉크젯 인쇄할 때의 잉크를 받기 위해 잉크 리시브층이 적어도 1층 설치된 것으로서, 상기 잉크 리시브층을 구성하는 층 중 잉크를 흡수하는 양이 가장 많은 잉크 흡수층이 다공성 안료, 정착제, 및 바인더를 함유하는 재료로부터 구성되며, 상기 정착제가 양이온성을 갖는 양이온성 성분과 음이온성을 갖는 음이온성 성분을 함유하는 양성 정착제이고, 게다가 이 정착제에 함유되어 있는 양이온성 성분의 양과 음이온성 성분의 양이 몰비율로 1 대 0.01 내지 1 대 0.5의 범위이며, 상기 잉크 흡수층에 함유되어 있는 상기 정착제의 비율이 이 잉크 흡수층의 고형분에 대해 1 내지 30 중량%인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 특징을 가진 잉크젯 기록 매체에서, 상기 양이온성 성분이 디알릴디메틸암모늄염, 아릴아민, 디메틸아미노에틸메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸아크릴레이트 중에서 선택된 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 것도 있다.

추가로, 본 발명은 상기 특징을 가진 잉크젯 기록 매체에서, 상기 양이온성 성분이 디알릴디메틸암모늄염과 디메틸아미노에틸메타크릴레이트와 디메틸아미노에틸아크릴레이트 중 어느 하나로부터 구성되며, 상기 정착제가 디알릴디메틸암모늄염을 양이온성 성분으로서 함유하는 제 1의 정착제와 디메틸아미노에틸메타크릴레이트와 디메틸아미노에틸아크릴레이트 중 어느 하나를 양이온성 성분으로서 함유하는 제 2 정착제의 혼합물로서, 상기 제 1 및 제 2 정착제의 혼합 비율이 중량 비율 로 5 대 1 내지 1 대 5의 범위인 것을 특징으로 하는 것도 있다.

또, 본 발명은 상기 특징을 가진 잉크젯 기록 매체에서, 상기 잉크 흡수층이 상기 바인더로서 폴리카보네이트 폴리우레탄 수지를 이 잉크 흡수층의 고형분 비율로 하여 5 내지 50 중량%의 비율로 함유하는 것을 특징으로 하는 것도 있다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

본 발명에 관한 잉크젯 기록 매체는 적어도, 기재, 및 기재상에 설치되어 있는 잉크젯 인쇄할 때의 잉크를 흡수하기 위한 잉크 리시브층으로부터 구성된다.

기재로서는 종이, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리프로필렌 등의 플라스틱 필름, 부직포, 면이나 폴리에스테르 등의 천, 또는 종이나 부직포 등의 기재상에 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 폴리머를 코팅이나 적층에 의해 접착시킨 복합 재료 등이 있다. 본 발명은 주로 옥내 및 옥외에서 잉크젯 인쇄물이 사용되는 용도에 대응하는 것이며, 기재 자체도 내열성, 내수성 등의 보존성이 요구된다. 이것을 만족하기 위해서는 플라스틱 필름이나, 종이 등을 폴리머 피복처리한 기재를 사용하는 일이 많다. 그런데, 이와 같은 폴리머를 표면층으로 하는 기재는 일반적으로, 잉크젯 인쇄한 때에 잉크를 흡수하는 것이 거의 없다. 이 때문에, 기재상에 설치한 잉크 리시브층만으로 잉크를 흡수하여야만 하는 제약이 발생하게 된다. 이 때문에, 잉크 리시브층에서 다공성 안료에 의해 형성된 공극(空隙)의 체적이 충분하도록 설치하는 것이 필요하며, 이 때문에, 잉크 리시브층의 두께를 통상의 종이 등의 잉크 흡수성이 있는 기재보다 더 크게 하여 공극의 체적을 증대하거나, 접착성이 높은 접착제를 사용하거나 하여 공극의 밀도를 상승시키는 것과 같은 연구가 필요하다.

잉크 리시브층은 기재의 적어도 한쪽 면, 즉, 편면(片面) 또는 양면에 형성된다. 이 잉크 리시브층은 1층 또는 복수의 층으로 구성되며, 이러한 잉크 리시브층에서 잉크를 흡수하는 양이 가장 많은 층을 본 발명에서는 "잉크 흡수층"이라 부르기도 하지만, 본 발명은 이와 같은 잉크 흡수층을 구성하는 재료에 특징이 있다.

잉크 흡수층은 실리카나 탄산칼슘 등의 다공성 안료, 염료를 주로 정착시키는 성분인 정착제, 잉크 흡수층을 기재와 밀착시키기 위한 접착제(바인더로 칭함), 기타, 소포제나 레벨링제 등의 첨가 조제로부터 구성된다.

다공성 안료로서는 평균 입자경이 0.1 내지 30 ㎛ 의 무기, 또는 유기 안료가 사용된다. 여기서 "다공성"이란 안료 입자가 바인더 성분 등에 의해 상호 접착함으로써 안료 입자의 사이에 공극이 다수 생기는 것을 의미하며, 통상, 이러한 다공성 안료의 잉크 흡수 성능으로서는 JIS K5101에 기재되어 있는 흡유량을 표준으로 하는 일이 많다. 본 발명에서 사용되는 다공성 안료로서는 흡유량이 100 내지 300 ml/100 g의 안료, 더 바람직하게는, 150 ml 내지 300 ml/100 g의 안료가 바람직하다. 흡유량이 너무 낮으면 잉크 흡수 성능이 나쁘며, 잉크젯 인쇄할 때에 잉크의 번짐이 발생하여 화상이 희미해지게 된다. 또한, 흡유량이 매우 높으면 코팅 처리 등으로 안료를 용매에 분산시키는 때에 점도가 너무 높게 되어 실용적이지 않다. 잉크 흡수 성능은 이와 같은 흡유량에 의해 다공성 안료의 잉크 흡수 능력이 표시되는 것이지만, 물론 다공성 안료 단독으로는 기재에 접착하지 않고, 안료 상호의 접착성도 없다. 이 접착성을 부여하는 것이 바인더이다. 일반적으로, 바인더를 구성하는 재료로서는 잉크젯 분야에서 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌옥사이드 등의 수용성 수지, 에틸렌 초산 비닐 공중합체, 아크릴산 에스테르나 그의 공중합체, 폴리우레탄 수지 등이 사용되어 왔다. 본 발명은 주로 와이드 포맷 프린터용으로서 옥내나 옥외에서 사용되는 잉크젯 기록 매체에 관한 것이며, 인쇄 성능은 말할 것도 없고 내수성, 내열성, 내광성 등의 보존성이 우수하다는 것이 요구된다. 이를 위한 바인더로서는 내수성이 열악한 수용성 수지를 사용하는 것은 바람직하지 않다. 또한, 내열성 또는 내열황변성, 즉, 가열할 때에 황변하지 않는 성질이 우수한 합성 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 이를 위해서는 폴리에스테르폴리우레탄이나 폴리카보네이트폴리우레탄 등의 폴리우레탄 수지나 에틸렌 초산 비닐 공중합체 등의 폴리올레핀계 폴리머 등이 바람직하며, 특히, 폴리카보네이트폴리우레탄을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 바인더의 사용량은 다공성 안료가 100 중량부에 대해, 10 중량부 내지 100 중량부 사용된다. 이보다 사용량이 적으면 기재에 대한 잉크 리시브층의 접착성이 나쁘게 되며, 또한, 안료 상호의 접착성도 나쁘게 된다. 또한, 이보다 사용량이 많게 되면 다공성 안료가 형성된 공극의 비율이 적게 되어 잉크젯 인쇄할 때의 잉크 흡수성이 나쁘게 된다. 본 발명에서 특히 바람직한 바인더인 폴리카보네이트폴리우레탄은 폴리카보네이트폴리올과 다관능 이소시아네이트의 반응물이지만, 잉크젯 용도로서는 잉크 흡수성이 현저하며, 내열성 등의 보존성이 우수하고, 인쇄물의 발색성이 우수하며, 이것을 잉크 리시브층으로 사용한 잉크젯 기록 매체의 반송성이 우수하다. 다만 접착 성능에 대해서는 일반적으로 아크릴이나 에틸렌 초산 비닐 공중합체보다는 좋지 않은 경향이 있다. 본 발명에서는 잉크 흡수층에 함유되는 폴리카보네이트폴리우레탄의 사용량이 중량 비율로 5 내지 50%인 것이 바람직하다. 이보다 사용량이 많으면 인쇄성과 보존성이 발란스를 가지는 것이 어려우며, 사용량이 적으면 다공성 안료의 접착성, 및, 잉크 흡수층의 기재에의 접착성을 충분히 유지하는 것이 어렵다.

본 발명에서, 잉크 흡수층을 구성하는 성분 중 하나로서 정착제가 사용되며, 이 정착제가 양이온성 성분과 음이온성 성분으로 구성되는, 소위 양성의 정착제인 것을 특징으로 한다. 일반 잉크젯 기록 매체의 잉크 리시브층에서는 양이온성 정착제가 사용되는 일이 많지만, 정착제의 구성 성분이 양이온성만으로 되는 경우에는 안료와의 혼화성이 응집 등의 문제가 생기는 일이 많다. 이 원인은 다공성 안료로서 사용하는 실리카나 탄산 칼슘의 표면이 음이온성인 것이 많으며, 이 음이온 기와 정착제의 양이온 기가 컴플렉스를 발생시키는 것에 기인하는 일이 많기 때문이지만, 물론, 안료 자체의 표면 처리에 의해 양이온 기를 안료 표면에 형성하는 것과 같은 특수한 안료도 있다. 이들 양이온성의 표면 처리 안료는 양이온성의 정착제와 혼화성이 좋은데 있지만, 표면 처리에 의해 안료의 가격이 상승하는 것이 난점이다. 또한, 안료의 종류에 따라서 양이온화 처리가 될 수 없는 것이 있다.

본 발명에 사용되는 양성 정착제는 실리카나 탄산 칼슘 등의 음이온성의 표면기를 함유하는 다공성 안료와의 혼화성이 좋으므로 다음과 같은 특징이 생긴다. 우선, 일반적으로 잉크 리시브층은 코팅기 등으로 코팅함으로써 형성되는 경우가 대부분이지만, 코팅제로서 도료에 잉크 리시브층의 재료를 사용하는 경우에 도료의 도포 적성을 개선시킬 수 있다. 다공성 안료는 도료화한 때에 도료의 점도를 증가시키는 작용이 강하다. 특히, 도료 중에 안료의 분산성이 불충분하면 도료 점도가 상승하거나, 도료의 보존 안정성이 나쁘게 되어 도료의 침강이 생기게 된다. 다음에, 안료의 분산성이 좋게 되면 도료의 고형분 농도를 상승시킬 수 있다. 일반적으로 흡유량이 200 ml/100 g 부근의 다공성 안료를 사용한 도료에서는 도료의 고형분 농도가 15 내지 25%, 많아봐야 30% 정도가 상한이다. 그러나 본 발명에 의해 개시된 양성 정착제를 사용하는 경우에는 도료의 고형분 농도를 40% 정도까지 증가시킬 수 있으며, 이에 따라, 코팅기로 도공하는 경우의 도포량을 올리는 일이 가능하게 된다. 특히, 기재가 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리프로필렌 등의 플라스틱 필름이나 폴리머로 표면 처리한 것은 기재 자체가 잉크젯 잉크를 흡수하는 것이 거의 없으므로 잉크 흡수층의 두께를 올릴 필요가 있다. 이 경우의 잉크 흡수층의 두께는 프린터의 기종에 따라 잉크 토출량에 좌우되는 것이지만, 통상 30 ㎛로부터 50 ㎛ 가 필요하다. 이것을 1회의 도포에 의해 수행하기 위해서는 될 수 있는 한 도료 농도를 올려 둘 필요가 있다. 두꺼운 칠이 가능한 코팅기로서는 그의 코터 헤드가 롤 나이프 코터나 다이 코터 등이 사용되고 있지만, 이에 대해서도 도포량은 도료의 상태로 100 ㎛ 정도이다. 따라서 상기 잉크 흡수층의 두께를 확보하기 위해서는 도료의 고형분 농도가 30% 내지 50%가 필요하다. 추가로, 롤 나이프 코터나 다이 코터 등에서는 도료 점도가 1000 mPa·s 내지 3000 mPa·s의 범위인 것 이 바람직하며, 점도가 너무 낮으면 도포 후의 액 흐름이 생겨 도포면에 얼룩이 되거나, 안정한 도공량을 확보할 수 없게 된다. 도료 농도가 너무 높으면 코터 헤드로 보내는 액에 지장을 생기게 하거나, 도료의 플로우가 나쁘게 되어 도공면의 도공량의 살포도(dispersion, 프로파일)가 악화된다.

본 발명에서는 잉크 흡수층을 기재에 형성하기 위해, 상기 코팅기에 의해 기재에 도공하는 것을 가정하고 있다. 코팅기 이외에는 플렉소 인쇄나 스크린 인쇄 등의 인쇄 방법이 있지만, 인쇄 두께는 10 ㎛ 정도가 상한에 가까우며, 충분한 두께의 잉크 흡수층을 형성하는 것은 어렵다. 코팅 방식으로서는 에어 나이프 코팅, 바 코팅, 블레이드 코팅, 롤 나이프 코팅, 다이 코팅 등이 있지만, 에어 나이프나 블레이드 코팅에서는 도포량이 상대적으로 적으며, 1회로 잉크 흡수층을 형성하는 것은 어렵다. 이 때문에 2회 이상의 다층 칠을 할 필요성이 생기지만, 일반적으로 다공성 안료를 함유하는 다공질(porous) 도공층을 2회 칠하면 2회째에 도포할 때에 하도층의 공기가 거품으로 되어 도공층 표면까지 빠진다. 이때 기포의 흔적이 도공층 표면에 남아, 도공 얼룩이 생기게 된다. 이와 같은 이유로 잉크 흡수층은 1회로 도공함으로써 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 코팅기로서는 상기 롤 나이프 코터나 다이 코터가 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 양성 정착제의 화학 구조에 관해서, 양이온성 성분으로서는 일반적으로 잉크젯용 양이온성 정착제로서 사용되는 것이 적합하다 종래부터, 양이온성 성분으로서는 폴리에틸렌이민염, 디메틸아민에피할로히드린 축합체, 폴리비닐아민염, 폴리알릴아민, 폴리디메틸아미노에틸메타크릴레이트, 폴리디알릴 디메틸암모늄염, 디알릴아민아크릴아미드 공중합체, 폴리스티렌의 4급 암모늄염, 디시안디아미드·폴리알킬렌폴리아민 축합체 등이 있다. 본 발명에서는 주로, 옥내 및 옥외에서 사용되는 잉크젯 기록 매체를 가정하며, 특히 내열성, 내수성 등의 보존성이 좋은 것이 요구된다. 이들 내열성(또는 내열황변성), 내수성이 우수한 양이온성 성분으로서는 알릴아민, 디알릴아민, 디알릴디메틸암모늄염, 디메틸아미노에틸메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸아크릴레이트 등이 있다. 이들 양이온성 성분 중에서는 디알릴디메틸암모늄염이나 디메틸아미노에틸메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸아크릴레이트가 우수하다. 이들 양이온성 성분이 잉크젯 인쇄물의 보존성에 부여하는 영향을 이론적으로 설명할 수 있는 근거는 부족하지만, 본 발명자는 각종 양이온성 성분을 실제로 잉크 흡수층에 사용하고, 잉크젯 인쇄를 수행하여, 보존성 테스트를 실시함으로써 이들 특성을 비교하여 상기 양이온성 성분이 우수하다는 것을 검증할 수 있었기 때문이다. 다만, 이와 같은 경험적인 테스트로부터 말할수 있는 것은 디메틸에피할로히드린 축합체나 디시안디아미드·폴리알킬렌 폴리아민 축합체와 같이 폴리머의 주쇄에 양이온성의 아민이 함유되어 있는 경우에는 내열성이나 내광성 등의 보존성이 좋지 않은 경향이 있으며, 알릴아민계 양이온이나 아크릴레이트계 양이온과 같은 측쇄에 아민이 함유되어 있는 경우에는 내수성과 내열성의 발란스가 좋은 경향이 있다고 추측된다. 추가로 부가하여, 아민 중에서도 복수의 알킬기나 벤질기 등과 아민을 구성하는 질소가 결합된 아민(암모늄염)의 쪽이 입체장해적 효과 때문에 가열 등에 의한 변화가 어려운 경향이 있다는 것이 추정된다. 예를 들어 양이온성 성분으로서 알릴아민이나 디알릴아민을 사용한 경 우보다, 디알릴디메틸알릴암모늄염을 사용한 경우 쪽이 내열성이 우수한 경향이 있다.

그런데, 알릴아민계 양이온 성분, 특히 디알릴디메틸암모늄염은 내수성이 우수하며, 내열성도 양호하고, 아크릴계 양이온 성분은 내수성은 약간 열악하지만, 대단히 우수한 내열성을 나타낸다. 본 발명에서는 잉크 흡수층에 함유되는 디알릴디메틸암모늄염을 함유하는 양성 정착제의 사용량과 디메틸아미노에틸메타크리레이트, 또는 디메틸아미노에틸아크릴레이트를 함유하는 양성 정착제의 사용량의 비율은 중량비율로 하여, 5 대 1 내지 1 대 5의 범위인 것이 바람직하다. 이것보다 알릴계 정착제의 양이 적으면 충분한 내수성이 얻어지지 않으며, 아크릴계 정착제의 양이 적으면 충분한 내열성이 발현될 수 없다.

본 발명에서 사용하는 양성 정착제에는 상기 양이온성 성분 외에, 다공성 안료를 도료 중에서 분산 성능을 나타내기 위해 정착제 중에 음이온성 성분을 함유하는 것을 사용한다. 이들 음이온성 성분으로서는 카르본산 소다나 설폰산 소다가 일반적인 것이며, 본 발명에서도 이들의 것이 사용된다. 정착제 중에 점유하는 아민 등의 양이온성 성분과 음이온성 성분의 몰 비율은 1 대 0.01 내지 1 대 0.5의 범위인 것이 적합하다. 양이온성 성분이 감소함에 따라 잉크젯 잉크의 정착 성능은 저하하며, 내수성이 열화된다. 다른 한편, 음이온성 성분이 적으면 다공성 안료의 분산 효과가 저하된다.

본 발명에서는 이와 같은 양성의 정착제를 사용하는 것에 주요 특징이 있는 것이지만, 정착제의 사용량은 잉크 흡수층의 고형분에 대해 중량 비율로 1 내지 30%의 범위인 것이 바람직하다. 이보다 사용량이 적으면 잉크의 정착 성능이 나쁘며, 사용량이 많을수록 잉크 흡수층 자체의 내수성이 열화된다. 이것은 정착제 자체가 수용성인 것에 기인한다.

상술한 바와 같이, 기재에 잉크 흡수층은 코팅기에 의해 도료를 도포함으로써 형성된다. 이것에 사용하는 도료의 조제 방법은 정착제, 바인더를 혼합하고, 물 등으로 적합한 정도로 희석하여, 믹서로 교반한다. 믹서로서는 코레스형 교반기나 고속 엠펠러 교반기 등의 분산 능력이 높은 것을 사용해야 한다. 이 교반된 상태로, 실리카 등의 다공성 안료를 소정량 첨가한다. 첨가 후, 안료가 충분히 분산될 때까지 교반을 계속한다. 경우에 따라, 호모믹서 등의 유화 분산기에 의해 마이크로 분산하는 것도 수행할 수 있다. 교반이 좋지 않으면, 안료가 응집하는 양이 많게 되어 도공면이 불균일하게 되거나, 도료의 보존 안정성이 나쁘게 된다. 한편, 안료가 과잉으로 분쇄될 때까지 교반을 수행하면 잉크 리시브층의 공극율이 적게 되지 않아 잉크 흡수성이 열화된다. 일반적으로 실리카를 다공성 안료로서 사용하는 일이 많다. 이것은 물론 다공질을 형성하기 쉬운 것에 의한 것이지만, 안료 자체의 굴절율이 적어 투명성이 우수하며, 잉크젯 인쇄한 때의 발색성이 우수하기 때문이다. 미분 실리카에 대해서는 각양각색의 합성 방법이 있지만, 예를 들어, 글루타입의 실리카를 사용하는 경우에는 1차 입자가 응집된 2차 입자가 다공질을 형성하므로, 꽤 강하게 분산하면 2차 입자가 파괴되 버린다.

이와 같이 제조한 도료를 상기 코팅기를 사용하여 기재에 도포한다. 도공량은 기재에도 따르지만, 두께로 5 내지 60 ㎛ 의 범위, 더 바람직하게는, 플라스틱 필름 등의 잉크가 침투하지 않는 기재를 가정하여, 25 내지 50 ㎛ 의 범위가 좋다. 도공량이 너무 적으면 잉크 흡수 성능이 나쁘게 되며, 내수성도 나쁘게 된다. 도공량이 너무 많으면, 잉크 리시브층과 기재의 밀착성이 나쁘게 되며, 또한, 인쇄한 때에 잉크의 침투 범위가 깊게 되어 인쇄가 선명하지 않게 된다.

코팅시의 기재는 두루마리(券取) 상태이므로, 잉크젯 프린터에 합쳐, 슬릿터(slitter) 처리 폭을 조정하거나, 커터로 커팅하여 시트상으로 가공하는 것도 수행된다.

그런데, 본 발명에서 잉크젯 기록 매체는 그의 용도가 주로 산업 용도이며, 옥내나 옥외에서의 환경하에 있는 것이 많으며, 내열성, 내수성, 내광성 등의 보존성이 요구된다. 이 때문에, 경우에 따라 잉크젯 인쇄한 후에 인쇄물을 플라스틱 필름으로 라미네이트화 하거나, 인쇄한 표면에 폴리머 성분을 도공함으로써 보호층을 형성하는 것도 수행된다.

이하에 본 발명에 따른 실시예를 기재하여 그 효과를 설명하지만, 본 발명에서 실시 형태는 이들 실시예에 한정되는 것이 아님은 물론이다.

[실시예]

[실시예 1]

잉크 흡수층을 구성하는 재료로서, 평균 입자경이 7 ㎛ 이고, 흡유량이 190 ml/100 g의 미분 실리카를 다공성 안료로서 사용하며, 바인더로서 폴리카보네이트폴리우레탄 에멀젼을 사용하고, 정착제로서 디알릴디메틸암모늄염을 양이온성 성분 으로서 함유하며, 카르본산 소다를 음이온성 성분으로서 함유하는 양성 정착제를 사용하였다. 정착제에서 양이온성 성분과 음이온성 성분의 몰 비율은 1 대 0.1이다. 다공성 안료와 바인더와 정착제의 배합 비율은 중량으로 각각 57 대 34 대 8.6이다.

도료의 제조는 정착제와 바인더와 필요량의 물을 코레스형 교반기에서 30 분간 교반하면서, 미분 실리카를 첨가하고, 실리카의 첨가 종료 후에, 100 분간 교반을 수행하였다. 도료의 고형분 농도는 41%이다. 교반 종료 후, 200 메시의 금속 스크린으로 여과하고, 이물을 취해 제거한 후, 도포액으로 하였다. 이때의 도료 점도는 1500 mPa·s이었다.

기재로서는 두께 100 ㎛ 의 코로나 처리에 의한 간단한 접착처리를 실시한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 사용하고, 롤 나이프 코터에 의해 상기 도료를 도포하였다. 도공시 도료의 두께는 100 ㎛ 이며, 건조 후의 두께는 37 ㎛ 이었다.

도포 후의 두루마리를 슬릿터에 의해 폭 1500 mm로 슬릿터 가공을 실시하고, 길이 100 m의 두루마리로 하여 잉크젯 기록 매체를 얻었다.

이 두루마리를 수성 잉크를 사용하고 있는 와이드 포맷 프린터(EPSON제 PM-9000)로 인쇄한 인쇄물을 얻었다.

인쇄물의 인쇄 품질은 육안에 의에 판별하였다. 인쇄물의 내수성은 인쇄물을 10초간 물에 침지하고, 잉크의 번짐이나 잉크 떨어짐을 보아 판별하였다. 인쇄물의 내열성에 대해, 190 ℃ 의 오븐 내에서 30 분간 열처리를 수행하고, 색의 변색 및 비인쇄 부분의 황변을 육안에 의해 판별하였다. 각 시험 결과에 대해 표 1 에 제시한다.

[실시예 2]

실시예 1에서 사용한 정착제를 다음의 것으로 변경하였다. 실시예 1에서 사용한 정착제를 정착제 1로 한다. 또한, 정착제의 양이온성 성분으로서 디메틸아미노에틸메타크릴레이트를 사용하고, 음이온성 성분으로서 카르본산 소다를 사용하며, 각각의 몰 비율이 1:0.2로 되도록 한 것을 정착제 2로 한다. 상기 정착제 1과 정착제 2의 사용 비율을 중량 비율로 하여 3 대 2로 되도록 하였다. 또한, 실시예 1에서 사용한 바인더를 폴리카보네이트폴리우레탄과 에틸렌 초산 비닐 공중합체의 에멀젼으로 변경하였다. 상기 폴리카보네이트 폴리우레탄과 에틸렌 초산 비닐 공중합체의 에멀젼의 배합 비율은 중량으로 하여 22 대 12 이었다. 그 외에는 실시예 1과 동일하게 하여 도료를 제조하였다. 도료의 고형분 농도는 42%이며 도료 점도는 1300 mPa·s이었다. 이것을 실시예 1과 동일하게 하여 기재에 도포하여 잉크젯 기록 매체를 얻었다. 이 잉크 리시브층의 두께는 39 ㎛ 이었다. 이것을 실시예 1과 동일하게 하여 인쇄물의 특성을 조사하여 표 1에 기재하였다.

[실시예 3]

실시예 1에서 사용한 정착제의 양이온성 성분을 알릴아민으로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 도료를 얻었다. 이때 돌의 고형분 농도는 39%이며, 도료 점도는 1500 mPa·s 이었다. 이것을 실시예 1과 동일하게 하여 기재에 도포하여 잉크젯 기록 매체를 얻었다. 이 잉크 리시브층의 두께는 36 ㎛ 이었다. 이것을 실시예 1과 동일하게 하여 인쇄물의 특성을 조사하여 표 1에 기재하였다.

[실시예 4]

실시예 2에서 사용한 바인더를 전부 에틸렌 초산 비닐 공중합체로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 도료를 얻었다. 이때 도료의 고형분 농도는 43%이며 도료 점도는 1200 mPa·s이었다. 이것을 실시예 1과 동일하게 하여 기재에 도포하여 잉크젯 기록 매체를 얻었다. 이 잉크 리시브층의 두께는 41 ㎛ 이었다. 이것을 실시예 1과 동일하게 하여 인쇄물의 특성을 조사하여 표 1에 기재하였다.

[실시예 5]

실시예 2에서 사용한 정착제 2 중에서 양이온성 성분을 디메틸아미노에틸아크릴레이트로 한 이외는 실시예 2와 동일하게 하여 도료를 얻었다. 이때 도료의 고형분 농도는 41%이며, 도료 점도는 1300 mPa·s이었다. 이것을 실시예 1과 동일하게 하여 기재에 도포하고, 잉크젯 기록 매체를 얻었다. 이 잉크 리시브층의 두께는 38 ㎛ 이었다. 이것을 실시예 1과 동일하게 하여 인쇄물의 특성을 조사하여 표 1에 기재하였다.

[비교예 1]

실시예 1에 대해 정착제를 양이온성 성분으로서 디알릴디메틸암모늄염을 함 유하고, 음이온성 성분을 함유하지 않은 것으로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 도료를 제조하였다. 도료의 고형분은 19%로 설정하였지만, 도료 점도는 2500 mPa·s이고, 도포 조건으로서는 상한에 가까운 도료 점도를 나타냈다. 이 도료를 실시예 1과 동일하게 하여 잉크젯 기록 매체를 제조하였다. 이 잉크 리시브층의 두께는 15 ㎛ 이었다. 그리고 실시예 1과 동일하게 하여 인쇄물의 특성을 표 1에 기재하였다.

[비교예 2]

실시예 1에서 정착제에 양이온성 성분의 양과 음이온성 성분의 양을 몰 비유로 하여 1 대 0.008로 설정한 정착제를 사용한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 도료를 제조하였다. 도료 농도는 23%이며, 이때 도료 점도는 2000 mPa·s이었다. 이 도료를 실시예 1과 동일하게 하여 잉크젯 기록 매체를 제조하였지만, 잉크 리시브층의 두께는 18 ㎛ 이었다. 추가로, 실시예 1과 동일하게 하여 잉크젯 프린터로 인쇄하고, 그의 특성을 표 1에 기재하였다.

[비교예 3]

실시예 1에서 정착제에 양이온성 성분의 양과 음이온성 성분의 양을 몰 비율로 하여 1 대 0.6으로 설정한 정착제를 사용한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 도료를 제조하였다. 도료 농도는 44%이며, 이때 도료 점도는 1700 mPa·s이었다. 이 도료를 실시예 1과 동일하게 하여 잉크젯 기록 매체를 제조하였지만, 잉크 리시 브층의 두께는 40 ㎛ 이었다. 추가로, 실시예 1과 동일하게 하여 잉크젯 프린터로 인쇄하고, 그의 특성을 표 1에 기재하였다.

[비교예 4]

실시예 1에서 정착제의 사용량을 잉크 리시브층의 고형분 비율에 대해 0.5 중량%로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 도료를 제조하였다. 도료 농도는 23%이며, 도료 점도는 1800 mPa·s이었다. 이 도료를 실시예 1과 동일하게 하여 잉크젯 기록 매체를 제조하였다. 잉크 리시브층의 두께는 18 ㎛ 이었다. 추가로 실시예 1과 동일하게 하여 잉크젯 프린터로 인쇄하고, 그의 특성을 표 1에 기재하였다.

[비교예 5]

실시예 1에서 정착제의 사용량을 잉크 리시브층의 고형분 비율에 대해 35 중량%로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 도료를 제조하였다. 도료 농도는 43%이며, 이때 도료 점도는 1600 mPa·s이었다. 이 도료를 실시예 1과 동일하게 하여 잉크젯 기록 매체를 제조하였다. 잉크 리시브층의 두께는 39 ㎛ 이었다. 추가로 실시예 1과 동일하게 하여 잉크젯 프린터로 인쇄하여, 그의 특성을 표 1에 기재하였다.

[비교예 6]

실시예 1에서 정착제의 종류를 디메틸아민에피클로르히드린 축합체로 변경한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 도료를 제조하였다. 도료 농도는 18%이며, 이때 도료 점도는 1300 mPa·s이었다. 이 도료를 실시예 1과 동일하게 하여 잉크젯 기록 매체를 제조하였지만, 잉크 리시브층의 두께는 13 ㎛ 이었다. 추가로, 실시예 1과 동일하게 하여 잉크젯 프린터로 인쇄하여, 그의 특성을 표 1에 기재하였다.

	정착제		바인더	도료 농도	잉크 리시브 층 두께	인쇄물의 특성
	양이온성 성분	음이온성 성분		화상품질		내수성	내열성
실시예 1	디알릴디메틸아민	카르본산 소다	폴리카보네이트 폴리우레탄	41%	37 ㎛	◎	○	○
실시예 2	①디알릴디메틸아민 ②디메틸아미노에틸 메타크릴레이트	카르본산 소다	①폴리카보네이트 폴리우레탄 ②에틸렌 초산비닐 공중합체	42%	39 ㎛	◎	○	◎
실시예 3	알릴아민	카르본산 소다	폴리카보네이트 폴리우레탄	39%	36 ㎛	○	○	△
실시예 4	①디알릴디메틸아민 ②디메틸아미노에틸 메타크릴레이트	카르본산 소다	에틸렌 초산비닐 공중합체	43%	41 ㎛	○	△	○
실시예 5	①디알릴디메틸아민 ②디메틸아미노에틸 아크릴레이트	카르본산 소다	①폴리카보네이트 폴리우레탄 ②에틸렌 초산비닐 공중합체	41%	38 ㎛	◎	○	○
비교예 1	디알릴디메틸아민	없음	폴리카보네이트 폴리우레탄	19%	15 ㎛	×	×	○
비교예 2	디알릴디메틸아민	카르본산 소다	폴리카보네이트 폴리우레탄	23%	18 ㎛	×	×	○
비교예 3	디알릴디메틸아민	카르본산 소다	폴리카보네이트 폴리우레탄	44%	40 ㎛	○	×	○
비교예 4	디알릴디메틸아민	카르본산 소다	폴리카보네이트 폴리우레탄	23%	18 ㎛	×	×	○
비교예 5	디알릴디메틸아민	카르본산 소다	폴리카보네이트 폴리우레탄	43%	39 ㎛	×	△	○
비교예 6	디메틸아민에피클로르히드린 축합체	없음	폴리카보네이트 폴리우레탄	18%	13 ㎛	×	×	×
평가 기준: 육안 판정에 의함, ◎:대단히 좋음, ○:좋음, △:허용되는 한계의 수준, ×:불량

본 발명의 잉크젯 기록 매체는 잉크젯 인쇄에 의한 인쇄물의 화상 품질, 내수성, 내열성 등 보존성이 우수하며, 얻어지는 인쇄물은 왹외나 옥내의 환경 하에서 사용에도 견딜 수 있다.

Claims (4)

1. 기재의 적어도 한쪽 면에 잉크젯 인쇄할 때의 잉크를 받기 위한 잉크 리시브층이 적어도 1층 설치된 잉크젯 기록 매체로서, 상기 잉크 리시브층을 구성하는 층 중 잉크를 흡수하는 양이 가장 많은 잉크 흡수층이 다공성 안료, 정착제, 및 바인더를 함유하는 재료로부터 구성되며, 상기 정착제가 양이온성을 갖는 양이온성 성분과 음이온성을 갖는 음이온성 성분을 함유하는 양성 정착제이고, 게다가 이 정착제에 함유되어 있는 양이온성 성분의 양과 음이온성 성분의 양이 몰 비율로 1 대 0.01 내지 1 대 0.5의 범위이며, 상기 잉크 흡수층에 함유되어 있는 상기 정착제의 비율이 이 잉크 흡수층의 고형분에 대해 1 내지 30 중량%인 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 매체.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 양이온성 성분이 디알릴디메틸암모늄염, 알릴아민, 디메틸아미노에틸메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸아크릴레이트 중에서 선택된 적어도 1 종인 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 매체.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 양이온성 성분이 디알릴디메틸암모늄염과 디메틸아미노에틸메타크릴레이트와 디메틸아미노에틸아크릴레이트 중 어느 하나로 구성되며, 상기 정착제가 디알릴디메틸암모늄염을 양이온성 성분으로서 함유하는 제 1의 정착제와 디메틸아미노에틸메타크릴레이트와 디메틸아미노에틸아크릴레이트 중 어 느 하나를 양이온 성분으로서 함유하는 제 2의 정착제의 혼합물이며, 상기 제 1 및 제 2의 정착제의 혼합 비율이 중량 비율로 5 대 1 내지 1 대 5의 범위인 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 매체.
4. 제 1 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잉크 흡수층이 상기 바인더로서 폴리카보네이트 폴리우레탄 수지를 이 잉크 흡수층의 고형분 비율로 하여 5 내지 50 중량%의 비율로 함유하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 매체.