KR20070062825A - 열전사 프린터용 기록매체 - Google Patents

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KR20070062825A
KR20070062825A KR1020050122663A KR20050122663A KR20070062825A KR 20070062825 A KR20070062825 A KR 20070062825A KR 1020050122663 A KR1020050122663 A KR 1020050122663A KR 20050122663 A KR20050122663 A KR 20050122663A KR 20070062825 A KR20070062825 A KR 20070062825A
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Abstract

열전사 프린터용 기록매체가 개시된다. 상기 열전사 프린터용 기록매체는 기재; 및 상기 기재 위에 서로 다른 입자 크기의 무기물을 가지는 잉크 수용층;을 포함한다. 상기 기재와 잉크 수용층 사이에 언더코팅층을 더 포함될 수 있다. 이러한 열전사 프린터용 기록매체는 기록 리본으로부터 전사되어 인쇄된 화상에 주름과 얼룩이 없다.
열전사 프린터, 기록매체, 기록리본, 실리카, 주름

Description

열전사 프린터용 기록매체{Recording Medium for Thermal Transfer Printer}
도 1은 전형적인 열전사 프린터용 기록매체의 단면 구조도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>
1: 기재층 2: 언더코팅층
3: 잉크 수용층
본 발명은 열전사 프린터용 기록매체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기록 리본으로부터 전사되어 인쇄된 화상에 주름과 얼룩이 없는 기록매체에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 열전사 프린터는 염료가 도포된 열전사 리본(ribbon)에 열을 가하여 열전사 리본 상의 염료가 기록매체에 전사되어 정착되도록 하는 방식의 프린터를 말한다. 이러한 열전사형 프린터는 잉크젯 프린팅 방식과 더불어 포토 프린터의 중요한 수단으로, 신분증 제조나 카메라로부터 전기적으로 표현되는 화상을 프린터를 통해 인쇄하는 분야까지 그 사용 영역이 보편화되고 있다.
상기 열전사 프린터는 염료의 열전사 방식에 따라, 염료가 승화되면서 전사 되는 승화형 열전사 방식과, 염료가 감열기록헤드(thermal recording head)에 의해 용융되면서 전사되는 용융형 열전사 방식으로 구분된다. 승화형 열전사 방식은 회사 내에서 직원의 신분을 확인할 수 있는 ID 카드 등의 발급을 위한 카드 프린터에 주로 사용되고 있고, 용융형 열전사 방식은 제품 정보를 담고 있는 바코드를 프린트하기 위한 바코드 프린터 등에 많이 사용되고 있다.
열전사 프린터를 이용하여 사진이나 칼라 화상을 얻기 위해서는 색상을 제공하는 열전사 기록 리본과 색상을 구현하는 기록매체가 필요하다. 승화형 방식의 열전사 프린터에서 기록 리본의 전사층이 열승화성 염료와 바인더 수지로 이루어진다. 상기 전사층은 열소자에 의해 가해진 열에너지에 비례하여 염료만이 카드 등의 기록매체로 전달되어 화상이 형성된다. 승화형 방식의 기록 리본은 가해준 열에너지에 비례하여 전사되는 염료의 양이 조절되므로 전사 화상에 연속적인 농도 계조를 표현하기가 용이하다. 따라서 승화형 방식의 기록 리본에는 주로 색상을 표현하는 옐로우, 마젠타, 시안 등의 칼라 필름들이 이 부류에 속한다.
반면에 용융형 방식의 프린터에서 기록 리본은 열용융성을 지닌 전사층을 구비하고, 열소자에 의해 가해진 열에 의해 상기 전사층이 용융되어 카드 등의 기록 매체에 전사된 후 다시 고화된다. 이 용융형 방식의 기록 리본은 코팅층에 있는 모든 수지가 기록매체로 전사되며, 블랙이나 화상보호 필름이 여기에 해당된다.
한편, 사진 기록매체로 사용되기 위해서는 무엇보다도 기록 리본으로부터 전사되는 칼라 화상을 기록매체에 제대로 구현할 수 있어야 한다. 도 1은 전형적인 열전사 프린터용 기록매체에 대한 단면 구조를 도시한다. 통상 기록매체(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 기재(1)와, 기재(1) 위에 잉크 수용층(3)을 구비한다. 필요에 따라, 상기 기재(1)와 잉크 수용층(3) 사이에 언더코팅층(undercoating layer, 2)이 더 포함될 수 있다.
상기 기록매체의 기재(1)는 비닐클로라이드 등의 재질을 갖는 플라스틱 카드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르 등의 필름류나 합성지 등이 사용된다. 그 중에서도 사진용 기록매체의 기재는 주로 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리프로필렌이 바람직하다. 상기 언더코팅층(2)은 기재(1)와 잉크 수용층(3)의 접착력을 강화시키기 위하여 선택적으로 사용한다. 상기 잉크 수용층(3)은 열전사 기록 리본으로부터 전사되는 염료와의 친화력이 있는 물질로 코팅된다. 상기 잉크 수용층(3)은 염료의 전사과정에서 염료의 확산이 잘 일어나고, 전사 후에 염료에 대한 보존성이 양호할 필요가 있다.
그러나 종래의 기록매체(10)는 기재로 많이 사용되는 폴리에틸렌테레프탈레이트가 폴리프로필렌에 비해 우수한 백색도를 가지고 있지만, 가격이 상대적으로 비싸고, 감열기록헤드에 의한 기록 리본과의 접촉시 접촉 면적이 작아 인쇄 얼룩이 발생할 소지가 크다. 반면, 폴리프로필렌은 상대적으로 가격이 낮아 최근 많이 사용되고 있지만, 폴리프로필렌 사용시 인쇄 주름이 생기는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 종래에는 기록매체 잉크 수용층에 폴리에틸렌 왁스, 실리콘 오일, 무기물 등을 사용하여 이형성을 증가시켰다. 하지만, 이형성 향상시 화상 얼룩이 생기는 문제점이 있다. 특히 무기물을 사용하는 경우, 입자 크기가 큰 것은 화상 주름은 우수하지만, 인쇄 얼룩이 발생할 소지가 크고, 입자 크기가 작은 것은 인쇄 얼룩 문제는 없지만, 화상 주름에 대해서는 효과가 없다. 따라서, 열전사 프린터용 기록매체는 상기 기재에서 발생되는 인쇄 화상의 주름을 없애면서 인쇄 얼룩이 나타나지 않게 하기 위하여 개선할 필요가 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 열전사 프린터에서 사용되는 기록매체의 잉크 수용층에 무기물을 적절히 함유시킴으로써, 기록 리본으로부터 전사되어 인쇄된 화상에 주름과 얼룩이 없는 기록매체를 제공함에 있다.
상기 목적 달성을 위한 본 발명의 열전사 프린터용 기록매체는, 기재; 및 상기 기재 위에 서로 다른 입자 크기의 무기물을 가지는 잉크 수용층;을 포함한다.
본 발명의 열전사 프린터용 기록매체는 상기 기재와 잉크 수용층 사이에 언더코팅층을 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 열전사 기록매체를 상세히 설명한다.
본 발명의 열전사 프린터용 기록매체는, 기재; 및 상기 기재 위에 서로 다른 입자 크기의 무기물을 가지는 잉크 수용층;을 포함한다. 상기 열전사 프린터용 기록매체는 바람직하게, 상기 기재와 잉크 수용층 사이에 언더코팅층을 더 포함한다.
상기 기재는 폴리에스테르설폰, 폴리이미드, 셀룰로오스 아세테이트, 비닐알코올과 아세탈의 공중합체 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 필름, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르로부터 제조된 합성지 등이 사용될 수 있다. 가격 이 저렴한 폴리프로필렌 합성지를 기재로 사용되는 경우, 합성지 자체가 열에 의한 변형이 잘 일어나기 때문에 치수 안정성을 위하여 가운데에 백상지를 두고 상하 양쪽으로 폴리프로필렌 합성지를 적층한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한 언더코팅층은 고광택의 수지를 함유한 코팅액으로 코팅함으로써, 상기 기재의 재질에 관계없이 광택이 우수한 포토용지를 제조할 수 있다. 언더코팅층에 사용되는 코팅액은 자외선 차단제, 산화방지제 등을 함유하여 기재의 빛에 대한 취약성을 개선함으로써 기록매체의 내광성을 높일 수 있다. 일반적으로 기록매체의 백색도를 증가시키기 위하여 잉크 수용층에 증백제나 염료를 첨가할 수 있다. 이들은 장기적인 관점에서 인쇄부 및 비인쇄부의 황변 현상을 일으키는 요인이 된다. 이러한 증백제나 염료를 잉크 수용층이 아닌 언더코팅층에 첨가함으로써 외부환경에 대한 효과를 줄일 수 있게 되어 내광성을 개선할 수 있다.
언더코팅층에 사용할 수 있는 수지로는 폴리올계 수지, 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 비닐 수지 등이며, 대개 폴리이소시아네이트계 등의 경화제를 함께 사용한다. 이들은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀계 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 등에 모두 사용할 수 있다. 본 발명에서 언더코팅층 두께는 대개 0.1에서 5㎛이고, 바람직하게 0.5에서 2㎛가 가장 적당하다. 언더코팅층은 모든 코팅 방법을 적용할 수 있으며, 예컨대 보통 바(Bar)나 그라비아 코팅법이 일반적으로 사용된다.
상기 잉크 수용층은 열전사 기록 리본으로부터 전사되는 염료와의 친화력이 양호하고, 전사과정에서 염료의 확산이 잘 일어나고, 전사 후에 염료에 대한 보존 성이 좋은 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 물질로는 폴리에스테르 수지, 폴리아크릴레이트 수지, 폴리비닐아세테이트 수지, 폴리카아보네이트 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리아미드 수지, 폴리비닐클로라이드 수지, 그 밖에 극성이 큰 결합을 갖는 수지 등이 있다. 잉크 수용층은 이러한 수지들과 더불어 전사시의 이형성을 향상시키기 위해 폴리에틸렌 왁스, 실리콘 오일 등이 첨가될 수 있으며, 이들의 분산을 위해 계면활성제도 함께 사용할 수 있다. 기록매체의 백색도를 향상시키기 위하여 이산화티타늄, 탄산칼슘, 클레이, 산화아연 등을, 형광성을 부여하기 위하여 형광 염료를 첨가할 수도 있다. 또, 내후성을 증가시키기 위해 산화방지제나 자외선 흡수제를 도입할 수도 있다.
기록매체의 기재로 폴리프로필렌을 사용하는 경우, 전술한 바와 같이, 인쇄 화상에 주름이 생기는 경우가 많다. 특히 폴리프로필렌 기재 사용시, 옐로우 인쇄 후 마젠타, 시안을 인쇄할 때, 엘로우가 인쇄된 수용층 표면과 마젠타, 시안 필름과의 마찰력이 증가하여 리본과 잉크 수용층의 이형력이 부족해진다. 이형력이 부족해지면 리본이 인쇄 도중 접히는 경우가 많이 발생하고, 이것이 화상 주름의 원인이 된다. 이러한 문제를 해결하고자 본 발명은 상기 기재 위에 서로 다른 입자 크기의 무기물을 가지는 잉크 수용층을 마련한다.
상기 무기물은 알루미나, 탈크, 실리카 등이 있으며, 그 중에서도 실리카가 가장 적합하다. 본 발명은 5㎛ 이상의 실리카와 그 이하의 실리카를 함께 사용함으로써 기록매체 상에 인쇄된 화상의 주물을 방지하는 효과를 볼 수 있다. 그 중에서 적합한 실리카의 입자 사이는 10㎛ 이상과 2㎛ 이하가 적당하다. 입자 크기가 다른 실리카를 잉크 수용층에 사용하게 되는 경우, 입자 크기가 큰 실리카는 리본과 잉크 수용층의 이형 효과를 부여하며, 입자 크기가 작은 실리카는 입자 크기가 큰 실리카 공간을 적절히 채움으로써 화상 얼룩 문제를 해결할 수 있다. 입자 크기가 큰 무기물과 작은 무기물의 비율은 50: 50~ 10: 90의 범위가 적당하며, 바람직하게는 40: 60~ 20: 80의 범위이다. 이 목적으로 사용하는 무기물은 잉크 수용층에 함유되는 수지의 고형분에 대하여 1~ 10 중량부가 적당하며, 그 중에서도 1.5~ 5중량부가 가장 적당하다.
상기 잉크 수용층은 수지와 무기물을 함유한 코팅액을 코팅한 후 건조하여 형성될 수 있다. 잉크 수용층의 건조 후 코팅 두께는 0.5~ 10g/㎡가 적당하며, 전체 첨가제는 수지 대비 0.1~ 20%가 바람직하다.
잉크 수용층의 코팅제 용매로는 용해성 및 작업성 등을 고려하여 알코올, 글리콜 에테르, 케톤, 톨루엔, 디메틸포름알데히드, 에틸아세테이트 등이 같이 사용될 수 있다. 본 발명에서는 케톤, 톨루엔, 디메틸포름알데히드 등이 바람직하다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 아래 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
두께 100㎛의 백상지(대한민국 한국제지사 제품) 양쪽에 두께 50㎛의 폴리프로필렌(대한민국 서통화성제)을 접착시킨 후, 한면 위에 언더코팅층이 하기의 조성이 되도록, 코팅제를 바아 코터를 사용하여 코팅한 다음, 약 100℃의 오븐에서 1분 정도 건조시켜 언더코팅층이 약 1㎛가 되도록 하였다.
폴리올(DL-505SA-1, 대한민국 신성화학공업사 제품) 90 중량부
폴리이소시아네이트(대한민국 신성화학공업사 제품) 10 중량부
위의 언더코팅층이 도포되어 있는 기재 위에 잉크 수용층이 하기의 조성이 되도록, 코팅제를 바아 코터를 사용하여 코팅한 다음, 약 110℃의 오븐에서 3분 정도 건조시켜 잉크 수용층이 약 5㎛가 되도록 하였다.
폴리에스테르 수지(일본국 도요보사 제품, Vylon 200) 19.5 중량부
실리카(대한민국 동양제철화학사 제품, 10㎛, ML362) 0.15 중량부
실리카(대한민국 21세기실리카사 제품, 1.5㎛, K-5) 0.35 중량부
톨루엔 40 중량부
메틸에틸케톤 40 중량부
실시예 2
잉크 수용층의 조성을 아래와 같이 실시하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
비닐클로라이드-비닐아세테이트(미국 유니온카바이드사 제품, VYHD)
19.5 중량부
실리카(대한민국 SAC사 제품, 13㎛, FS-95) 0.1 중량부
실리카(대한민국 SAC사 제품, 1.9㎛, FS-5) 0.4 중량부
톨루엔 40 중량부
메틸에틸케톤 40 중량부
실시예 3
언더코팅층을 실시하지 않는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
비교예 1
잉크 수용층의 조성을 아래와 같이 실시하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
폴리에스테르 수지(일본국 도요보사 제품, Vylon 200) 20 중량부
톨루엔 40 중량부
메틸에틸케톤 40 중량부
비교예 2
잉크 수용층의 조성을 아래와 같이 실시하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
폴리에스테르 수지(일본국 도요보사 제품, Vylon 200) 19.5 중량부
실리카(대한민국 동양제철화학사 제품, 5㎛, ML369) 0.5 중량부
톨루엔 40 중량부
메틸에틸케톤 40 중량부
비교예 3
잉크 수용층의 조성을 아래와 같이 실시하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
폴리에스테르 수지(일본국 도요보사 제품, Vylon 200) 19.5 중량부
실리카(대한민국 동양제철화학사 제품, 10㎛, ML362) 0.3 중량부
실리카(대한민국 21세기실리카사 제품, 1.5㎛, K-5) 0.2 중량부
톨루엔 40 중량부
메틸에틸케톤 40 중량부
비교예 4
잉크 수용층의 조성을 아래와 같이 실시하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
폴리에스테르 수지(일본국 도요보사 제품, Vylon 200) 19.5 중량부
실리카(대한민국 동양제철화학사 제품, 10㎛, ML362) 0.05 중량부
실리카(대한민국 21세기실리카사 제품, 1.5㎛, K-5) 0.45 중량부
톨루엔 40 중량부
메틸에틸케톤 40 중량부
비교예 5
잉크 수용층의 조성을 아래와 같이 실시하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
폴리에스테르 수지(일본국 도요보사 제품, Vylon 200) 18 중량부
실리카(대한민국 동양제철화학사 제품, 10㎛, ML362) 0.4 중량부
실리카(대한민국 21세기실리카사 제품, 1.5㎛, K-5) 1.6 중량부
톨루엔 40 중량부
메틸에틸케톤 40 중량부
비교예 6
폴리에스테르 수지(일본국 도요보사 제품, Vylon 200) 19.9 중량부
실리카(대한민국 동양제철화학사 제품, 10㎛, ML362) 0.02 중량부
실리카(대한민국 21세기실리카사 제품, 1.5㎛, K-5) 0.08 중량부
톨루엔 40 중량부
메틸에틸케톤 40 중량부
상기 실시예(1~3) 및 비교예(1~6)에서 제조한 열전사 기록매체들을 미국 코닥사 제품의 열전사 프린터(PD 6000)와 대한민국 삼성전자사 제품의 열전사 프린터(SPP-2040)를 이용하여 화상을 출력한 후, 광밀도(Optical Density, Dmax)를 측정하고, 화상의 주름과 얼룩을 관찰하고, 그 결과를 하기 표 1에 정리하였다.
하기 표 1에서, 광밀도는 1㎝ X 1㎝의 마젠타, 블랙의 화상을 인쇄한 후, 미국 GretagMacbeth사 제품의 스펙트로아이(SpectroEye) 측정기로 측정하였다.
또한 인쇄된 화상의 주름에 대한 평가는 화상을 인쇄한 후 화상에 주름이 있는지 없는지를 육안으로 확인하고, 주름 크기를 서로 비교하는 방식으로 행하였다. 그 결과, 주름이 있는 경우 "○", 주름 크기가 1cm 이하인 경우 "△", 그리고 주름 크기 1cm 이상인 경우 "×"로 나타내었다.
또한 얼룩에 대한 평가는, 마찬가지로 화상을 인쇄한 후 화상에 얼룩이 있는지 없는지를 육안으로 확인하고, 얼룩 정도를 비교하여 행하였다. 그 결과, 얼룩이 전혀 없는 경우를 "○", 얼룩이 다소 있는 경우를 "△", 그리고 얼룩 현상이 심한 경우를 "×"로 나타내었다.
구분 마젠타 블랙 주름 얼룩
실시예 1 1.49(1.55) 1.98(1.83) ○ ○
실시예 2 1.44(1.56) 1.96(1.86) ○ ○
실시예 3 1.47(1.53) 1.95(1.84) ○ ○
비교예 1 1.50(1.54) 1.94(1.85) × ○
비교예 2 1.46(1.55) 1.94(1.85) ○ ×
비교예 3 1.45(1.57) 1.98(1.86) ○ △
비교예 4 1.46(1.53) 1.94(1.83) △ ○
비교예 5 1.43(1.52) 1.93(1.84) ○ △
비교예 6 1.44(1.56) 1.97(1.87) × ○
상기 표 1의 결과로부터 모든 경우에 있어 광밀도는 비슷한 결과를 보였다. 잉크 수용층에 실리카가 첨가되어 있지 않거나(비교예 1), 그 양이 지나치게 적으면(비교예 6), 마젠타, 시안 인쇄시 주름이 생김을 알 수 있었다. 실리카가 첨가된 경우, 그 양이 많거나(비교예 5) 하나의 입자 크기를 가지는 것을 사용한다면(비교예 2) 화상 주름은 없지만, 인쇄 얼룩이 발생함을 알 수 있었다. 두 종류의 입자 크기를 가지는 실리카를 사용하는 경우도, 큰 입자 크기와 작은 입자 크기의 실리카 함량비가 적절하지 않으면(비교예 3, 4) 화상 주름이나 얼룩의 문제가 발생함을 알 수 있었다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 열전사 기록매체는 폴리프로필렌 필름을 기재로 사용하고, 잉크 수용층에 입자 크기가 다른 무기물을 적정한 비율로 사용하는 경우, 선명한 화상을 가지면서 화상 주름이나 얼룩이 없다.

Claims (5)

  1. 기재; 및
    상기 기재 위에 서로 다른 입자 크기의 무기물을 가지는 잉크 수용층;을 포함하는 열전사 프린터용 기록매체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기재와 잉크 수용층 사이에 언더코팅층을 더 포함하는 열전사 프린터용 기록매체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기재는 폴리프로필렌으로 구성된 것을 특징으로 하는 열전사 프린터용 기록매체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 잉크 수용층은 수지 및 무기물을 포함하며, 상기 무기물은 상기 수지의 고형분에 대하여 1-10중량부의 범위로 함유되고, 상기 무기물은 평균입자크기 5㎛ 이상인 무기물과 5㎛ 미만인 무기물로 구성되며, 그 비율이 50: 50~ 10: 90인 것을 특징으로 하는 열전사 프린터용 기록매체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 무기물은 실리카, 알루미나, 탈크 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 열전사 프린터용 기록매체.
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