KR20080045129A - 오프셋 인쇄용 코팅지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 특히 배타적이지는 않지만 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄를 위한 단일한 또는 다중 코팅된 인쇄 시트에 관한 것이다. 예상외로, 단시간 전환 시간 및 재인쇄까지의 시간은 코팅의 선택에 의해 이루어질 수 있는데, 이때 이미지 수용 코팅층은 상부 층 및/또는 상기 상부 층 아래에 있는 최소한 하나의 두 번째 층을 포함하고, 상기 상부 및/또는 두 번째 층은 1 내지 95, 바람직하게는 80 내지 95 건조 중량부의 미세한 미립자 카보네이트 및/또는 미세한 미립자 카올린 또는 클레이와 1 내지 100, 바람직하게는 6 내지 25 건조 중량부의 미세한 미립자 실리카로 구성되는 안료 부분과, 5 내지 20 건조 중량부의 결합제와 4 건조 중량부 미만의 첨가제로 구성되는 결합제 부분을 포함한다. 나아가 본 발명에서는 그러한 인쇄 시트의 제조 방법과 그러한 인쇄 시트의 용도가 개시된다.
오프셋 인쇄, 코팅지, 백상지, 이미지 수용 코팅층, 시트 공급식 오프셋 인쇄, 미세한 미립자 카보네이트, 미세한 미립자 실리카, 실리카겔.

Description

오프셋 인쇄용 코팅지{COATED PAPER FOR OFFSET PRINTING}
본 발명은 단일 또는 다중의 코팅된 인쇄 시트, 특히 그러나 배타적이지 않게, 시트-공급식(sheet-fed) 오프셋 인쇄를 위한 코팅된 인쇄 시트에 관한 것이다. 본 발명은 나아가 그러한 코팅된 인쇄 시트의 제조 방법 및 그러한 코팅된 인쇄 시트의 용도에 관한 것이다.
시트 공급식 오프셋 인쇄 분야에서, 가능한 한 빨리 새롭게 인쇄된 시트를 추가로 처리할 수 있는 한편, 동시에 원하는 인쇄 광택과 원하는 해상도가 이루어질 수 있도록 종이의 표면에 및 그 위에 인쇄 잉크가 정착되는 것이 여전히 가능한 것이 바람직하다. 이것과 관련되는 것은 다른 한편으로 물리적 잉크 건조 과정인데, 그것은 예컨대 그 안에 제공된 기공 또는 미세한 기공들의 특수 시스템에 의해 잉크 매체의 이미지 수용 코팅 안으로의 실제적인 흡수와 관련된다. 다른 한편으로 잉크의 소위 화학적 건조가 있는데, 그것은 잉크 수용층의 표면에서 및 표면 위에서 잉크의 고화와 관련이 있으며, 고화는 정상적으로는 잉크의 교차결합가능한 구성성분들의 산화성 교차결합 (산소가 포함됨) 때문에 발생한다. 이런 화학적 건조 공정은 한편으로는 또한 IR-조사에 의해 도움이 될 수 있지만, 또한 교차결합 과정을 촉매적으로 지지하는 잉크에 특수 화학약품을 첨가함으로써 가속화될 수 있다. 잉크가 적용된 후 처음 잠깐 동안 물리적 건조가 보다 효과적이 될수록, 화학적 건조는 더 빠르고 더 효과적으로 발생한다.
오늘날에는 전형적으로 재인쇄까지의 시간 및 전환 시간의 범위가 여러 시간인데 (표준 인쇄 레이아웃에 대해 재인쇄할 때까지의 전형적인 값: 약 1-2시간; 표준 인쇄 레이아웃을 위해 전환할 때까지의 전형적인 값: 12-14시간; 이들 관점에서는 무광택지(matt paper)가 광택지보다 더 중요하다), 그것은 인쇄 공정이 느리고 중간 보관 단계가 필요하게 되기 때문에 현재의 잉크 및/또는 종이 기술의 심각한 단점이다. 오늘날에는 예를 들어 전자 빔 경화 또는 UV 조사가 인쇄 단계 후에 사용된다면 시간이 더 단축될 수 있지만, 고비용 및 인쇄 공정과 그 후의 추가의 어려움을 포함하여 특수 잉크와 특수 장비 두 가지가 모두 필요하다.
따라서 본 발명의 기초가 되는 주된 문제는 특히 시트 공급식 오프셋 인쇄에 대해 단일 코팅된 또는 다중 코팅된, 개선된 인쇄 시트를 제공하는 것이다. 인쇄 시트는 이미지 수용 코팅층이 종이 기재(paper substrate) 위에 제공되어야 하고, 재인쇄 시간과 전환 시간이 당해 기술분야의 현 상태와 비교할 때 훨씬 더 짧아야 하지만, 동시에 예컨대 종이 광택 및 인쇄 광택과 같은 종이 및 인쇄 품질이 충분히 나타나야 한다.
본 발명은 상기 문제를 실리카를 포함하는 특수한 코팅 조성물을 제공함으로써 해결한다. 보다 구체적으로, 이미지 수용 코팅층은, 그것이 상부 층 및/또는 그 상부 층 아래에 최소한 하나의 두 번째 층을 포함하도록 디자인되고, 상기 상부 및/또는 두 번째 층은 안료 부분과 결합제 부분을 포함한다: 안료 부분은 0 또는 1 내지 99 건조 중량부의 미세한 미립자 카보네이트 (침전되었거나 분쇄된 카보네이트 또는 그것의 조합물) 및/또는 미세한 미립자 카올린 및/또는 미세한 미립자 클레이, 및 1 내지 100 건조 중량부의 미세한 미립자 실리카로 구성되고, 결합제 부분은 5 내지 20 건조 중량부의 결합제와 4 건조 중량부 미만의 첨가제로 구성된다. 또한 특정 용도에 대해서는, 특히 본질적으로 실리카 겔 또는 침전된 실리카만으로 구성되는 안료 부분과 조합하여 결합제 함량이 30 부까지 포함되는 것이 유익할 수 있다. 이런 맥락에서 용어 미립자 실리카는 통상적으로 실리카 솔로서 언급되는 화합물들뿐만 아니라 콜로이드상 실리카 및 훈증된(fumed) 실리카, 및 바람직하게는 또한 비정질 실리카겔과 침전된 실리카를 포함해야 하는 것으로 인식되어야 한다. 이것을 명확하게 하기 위하여, 이미지 수용 코팅은 단일 층 코팅일 수 있는데, 이때 이 단일층 코팅은 상기에서 규정된 것과 같은 안료 부분을 가진다. 그러나 이미지 수용 코팅은 또한 이중 층 코팅일 수 있으며, 따라서 상부 층과 그 상부 층 아래에 있는 두 번째 층을 가질 수 있다. 이 경우, 상부 층은 상기 안료 조성물을 가질 수 있으며, 두 번째 층은 상기 안료 조성물을 가질 수 있고, 또는 두 층 모두 상기 안료 조성물을 가질 수 있다. 이들 모든 경우에, 본 발명에 따르는 유익한 효과를 얻을 수 있다.
일반적으로 카올린은 클레이에 의해 치환되거나 보충될 수 있다는 것이 주지되어야 한다. 클레이는 수소를 가진 알루미늄 필로실리케이트 미네랄 군을 설명하기 위한 일반적 용어이며, 전형적으로 2 마이크로미터 미만의 직경을 가진다. 클레이는 실리콘 및 알루미늄 옥사이드 및 다양한 양의 구조적 물을 포함하는 수산화물이 풍부한 다양한 필로실리케이트 미네랄로 구성된다. 클레이에는 3 또는 4가지의 주요 군이 있다: 카올리나이트, 몬트모릴로나이트-스멕타이트, 일라이트, 및 클로라이트가 그것이다. 이들 카테고리에는 약 30가지의 상이한 유형의 '순수한' 클레이가 있지만 가장 '천연'의 클레이는 이들 상이한 유형들과 다른 풍화된 미네랄과의 혼합물이다. 카올린은 특수한 클레이 미네랄이며, 화학적 조성은 Al2Si2O5(OH)4이다. 그것은 층이 형성된 실리케이트 미네랄이며, 산소 원자를 통하여 하나의 사면체 시트가 알루미나 8면체의 하나의 8면체 시트에 연결되어 있다.
건조 중량부에 대해 말하자면, 본 출원서에서 언급되는 숫자적 값은 바람직하게는 다음과 같이 인식되어야 한다: 안료 부분은 100 건조 중량부를 포함하는데, 이것은 한쪽으로는 카보네이트 및/또는 카올린 및/또는 클레이에 의해 공유되고 다른 쪽으로는 실리카에 의해 공유되는 것이다. 이것은 카보네이트 및/또는 카올린 및/또는 클레이가 실리카 부분을 100 건조 중량부로 보충한다는 것을 의미한다. 그런 다음 결합제 부분과 첨가제가 안료 부분의 100 건조 중량부를 토대로 계산되는 것으로 인식되어야 한다.
바람직하게는 원하는 잉크 경화 특성은 0.2ml/g 이상의 기공 부피를 가지는 실리카 (및/또는 미세한 미립자 카보네이트 및/또는 미세한 미립자 카올린 및/또는 미세한 미립자 클레이)의 사용에 의해 활용할 수 있게 된다. 더 좋은 특성은 만약 기공 부피가 0.5ml/g 이상이거나, 또는 바람직하게는 1ml/g 이상이 사용되는 경우 얻어진다. 일반적으로 본 출원서에서 안료의 기공 부피에 대해 언급될 때, 그것은 다르게 언급되지 않는다면 내부 기공 부피를 의미한다. 외부로부터 접근할 수 있고, 따라서 최종 종이의 활용할 수 있는 기공 구조에 기여하는 것은 바로 이 입자의 기공 부피이다.
바람직한 구체예에 따르면, 실리카는 비정질 실리카겔이다. 다른 바람직한 구체예에 따르면, 실리카는 비정질의 침전된 실리카이다. 후자의 경우에 이 실리카는 통상 150m2/g 이상의 표면적 (일반적으로는 BET-방법에 따라 측정됨)을 가지며, 바람직하게는 500m2/g 이상, 보다 더 바람직하게는 600 내지 800m2/g 범위의 표면적을 가진다.
일반적으로, 실리카가 1.8ml/g 또는 그 이상, 바람직하게는 2.0ml/g 또는 그 이상의 내부 기공 부피를 가지는 것이 바람직하다.
이 점에서 상기 언급된 실리카 유형의 가장 중요한 측면을 어느 정도 더 상세하게 논의하는 것이 적절한 것으로 여겨진다. 본원에서 특별히 참조하는 것은 다음 문헌이다: "Handbook of Porous Solids" (Wiley-VCH, volume 3, Ferdi Schuth (Editor), Kenneth S. W. Sing (Editor), Jens Weitkamp (Editor), ISBN:3-527-30246-8, 2002), 구체적으로 상기 문헌의 1586-1572페이지.
원리적으로 실리카는 3개의 주요 아류로 분류될 수 있는데, 소위 결정성 실리카 (예컨대 석영을 포함함), 비정질 실리카 (예컨대 훈증 실리카를 포함함) 및 합성 비정질 실리카로 나누어진다.
본 발명의 맥락에서 특히 관심을 갖는 것은 후자와, 특히 실리카이며, 그것들은 습식 공정으로 제조된다.
습식 공정을 토대로 한 합성 비정질 실리카 유형은 실리카겔 (또한 크세로겔로도 언급됨) 및 침전된 실리카와 콜로이드상 실리카이다. 훈증된 실리카는 열적 공정으로 제조된다.
콜로이드상 실리카 (또한 실리카 솔로도 언급됨)는 미세한 크기의 비다공성인 일차 입자의 현탁액으로서 간주될 수 있다. 본 발명의 맥락에서 콜로이드상 실리카도 가능하지만 바람직하지는 않다.
훈증된 실리카는 제조 방법에 따라 다양한 상이한 특성을 가질 수 있고, 낮은 일차 입자 크기 (3 내지 30nm)와 큰 표면적 (50 내지 600m2/g)을 가지는 훈증된 실리카는 또한 바람직하지 않음에도 불구하고, 본 발명의 맥락에 사용될 수 있다.
그러나 본 발명의 맥락에서 특히 바람직한 것은 상기에서 이미 대략적으로 설명된 것처럼, 침전된 실리카와 실리카겔이다. 실리카겔 (크세로겔)이 일반적으로 바람직한 한편, 침전된 실리카는 일반적으로 그것이 전형적으로 200m2/g 이상의 큰 표면적을 가지고 입자 크기가 10 마이크로미터 이하일 때, 예컨대 입자 크기 범위가 5 내지 7 마이크로미터인 경우에만 바람직하다. 그러한 시스템은 예를 들면 공급업체인 Degussa에 의해 상표명 Sipernat 310 및 570으로 활용된다. 두 가지 유형, 즉 실리카겔과 침전된 실리카는 다공성 입자 구조 (내부 기공 직경이 2nm 이하인 것을 의미함)와 큰 표면적을 특징으로 한다. 이들 유형을 참조 유형과 비교한 것은 상기 언급된 문헌의 1556페이지의 표 2에 나타나 있다.
특히 바람직한 것은 실리카겔의 사용이다. 실리카겔은 실리카의 다공성의, 비정질 형태이다 (SiO2ㆍH2O). 그것의 독특한 내부 구조로 인해 실리카겔은 다른 SiO2-기초 물질과 근본적으로 상이하다. 그것은 서로 연결된 미시적인 기공의 광대한 네트워크로 구성된다. 실리카겔은 좁은 범위의 직경 -전형적으로는 2nm와 30nm 사이, 또는 심지어는 2 내지 20nm 범위의 접근가능한 내부 기공을 가진다.
미네랄 오일 용매/비히클 (보다 일반적으로는 액체 잉크 비히클)의 놀랄만하게 빠른 (그리고 선택적인) 흡수성 때문에, 실리카 및 특히 실리카겔 (예컨대 Syloid C803과 같은 유형의) 및 또한 침전된 실리카는 종이의 표면 위와 표면에서 교차-결합가능한 잉크 부분을 매우 빠르고 정확하게, 가장 적절하게 '경화'할 수 있다. 이런 최대 농축된 형태로 인해 잉크 필름의 기계적 특성은 이미 매우 높은 수준에 있고, 교차결합가능한 사슬의 최대 농도로 인해 후속적인 화학적 교차결합 과정은 잉크층의 기계적 특성의 가장 높은 수준 (100% 교차결합)으로까지 보다 빠르게 종결되기 위한 최적 조건하에 있다. 이들 안료 (특히 Syloid C803과 같은 유형의)의 다른 긍정적인 점은 이런 화학적 단계에서 선택적으로 통합된 금속 (하기에서 논의될 것임)이 교차결합 공정을 추가로 더 가속화하기 위한 촉매로서 작용할 수 있다는 것이다. 실제로 300 내지 400% 잉크 밀도에서 행해지는 상업용 인쇄 시험에서는 (그리고 더 높은 실험실 시험에서), Forga 잉크 건조 시험을 통하여 제안된 안료는 결국 실제로는 제안된 안료가 없는 경우와 비교하여, 특히 실리카겔 또는 침전된 실리카의 경우에 물리적 및 화학적 잉크 건조를 증진시킬 수 있다는 것이 반복적으로 경험되고 있다.
본질적인 미세한 기공 구조 및 특정한 최소 내부 기공 부피가 충전되거나 응집되어 상기에서 규정된 것과 같이 동등한 표면적과 동등한 다공성 특성을 가지는 응집된 또는 입자 간 구조를 유발하는 다량의 작은 안료 입자들을 사용하여 이루어질 수 있는 한, 나노-분산성 안료 (예컨대 카보네이트, 콜로이드상 실리카, 훈증된 실리카/에어로실)에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 실리카겔 또는 침전된 실리카가 치환되는 것이 가능하다는 것이 주지되어야 한다.
바람직한 추가의 구체예에 따르면, 인쇄 시트는 이미지 수용 코팅층이 수은 침투에 의해 측정되는바, 기공 폭이 8 내지 20nm이고 8ml/(종이의 총 g), 바람직하게는 9ml/(종이의 총 g)보다 큰 누적되는 다공성 부피를 가지는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 8 내지 40nm 범위의 누적되는 다공성 부피는 12ml/(종이의 총 g), 바람직하게는 13ml/(종이의 총 g)보다 크다 (95g/m2의 예비 코팅된 종이 기재상에서 14g/m2의 일방 코팅된 기재를 가지는 종이에 대해).
상기에서 이미 설명된 것처럼, 본 발명의 실리카가 통합되어 있는 인쇄 시트는 오프셋 인쇄를 위해 제작된다. 따라서 잉크젯 종이와는 대조적으로, 현재의 인쇄 시트를 수용하기에는 훨씬 덜 매력적으로 보이는 잉크젯 인쇄에서 사용되는 것과 같은 인쇄 잉크를 위해서가 아니라, 시트-공급식 오프셋 인쇄에 사용되는 것과 같은 전형적인 잉크를 취하기 위해 특수하게 맞추어진다. 상업적으로 활용되는 오프셋 인쇄 잉크는 일반적으로 약 20 내지 28mN/m 범위 (평균 약 24mN/m)의 총 표면 에너지 및 9 내지 20mN/m 범위 (평균 약 14mN/m)의 총 표면 에너지의 분산성 부분을 특징으로 한다. 표면 에너지값은 0.1초에서, Fibrodat 1100 (Fibro Systems, Sweden) 상에서 측정된다. 다른 한편으로 상업적으로 활용되는 잉크젯 인쇄 잉크는 약 28 내지 31mN/m 범위 (평균 약 31mN/m)의 (더 높은) 총 표면 에너지 및 28 내지 31mN/m 범위 (평균 약 30mN/m)의 총 표면 에너지의 분산성 부분, 그로써 총 에너지의 매우 낮은 극성 부분 (평균 약 1mN/m)을 특징으로 한다. 그러므로 바람직한 다른 구체예에 따르면, 이미지 수용 코팅층의 총 표면 에너지는 오프셋 잉크의 표면 에너지 특성과 매치되고, 그래서 표면 에너지는 예컨대 30mN/m보다 적거나 같고, 바람직하게는 29mN/m보다 적거나 같다. 이것은 최소한 40mN/m 및 약 60mN/m 까지의 총 표면 에너지값을 가지는 전형적인 잉크젯 종이와는 대조적이다. 또한 이미지 수용 코팅층의 총 표면 에너지의 분산성 부분은 18mN/m보다 적거나 같고, 바람직하게는 15mN/m보다 적거나 같은 것이 바람직하다. 다시 한 번 말하면, 이것은 이들 분산성 부분이 일반적으로는 20mN/m 이상이고 심지어 60mN/m까지이기 때문에 잉크젯 종이의 값과는 완전히 대조적이다. 특히 바람직한 구체예는 안료 부분이 80 내지 95 건조 중량부의 미세한 미립자 카보네이트 및/또는 미세한 미립자 카올린 및/또는 미세한 미립자 클레이와 6 내지 25 건조 중량부의 미세한 미립자 실리카를 포함하는 것을 특징으로 한다.
추가의 바람직한 구체예에 따라, 안료 부분의 총 100 건조 중량부는 1 내지 50 건조 중량부의 실리카, 바람직하게는 실리카겔 또는 침전된 실리카와, 그것에 대응하여 99 내지 50 건조 중량부의 카보네이트 및/또는 카올린 및/또는 클레이 부분 보충물로 구성된다. 또한 안료 부분이 1 내지 30 건조 중량부의 실리카, 바람직하게는 실리카겔 또는 침전된 실리카와, 그것에 대응하여 99 내지 90 건조 중량부의 카보네이트 및/또는 카올린 및/또는 클레이 부분을 포함하는 것이 바람직하다. 가장 바람직한 것은 안료 부분이 6 내지 25 건조 중량부의 실리카겔 또는 침전된 실리카와 75 내지 94 건조 중량부의 카보네이트 및/또는 카올린 및/또는 클레이로 구성되는 것이다.
그러므로 본 발명의 핵심적인 특징 중 한 가지는 바람직하게는 이미지 수용 코팅에 적용된 잉크와 접촉하게 되는 코팅의 (내부) 기공 부피에 의해 및/또는 특정 표면에 의해 규정되는 것과 같은 적절하게 선택된 흡수 특성을 가지는 적절한 양 (및 유형)의 실리카의 특정 조합을 제공함으로써, 실리카의 고유한 특성으로 인하여 화학적인 잉크 건조뿐만 아니라 상당히 개선된 물리적 특성이 유도된다는 사실이다.
본 발명의 다른 바람직한 구체예에서, 안료 부분은 7 내지 15, 바람직하게는 8 내지 12 건조 중량부의 미세한 미립자 실리카, 바람직하게는 8 내지 10 건조 중량부의 미세한 미립자 실리카를 포함한다. 실제적인 문제로서, 만약 실리카 함량이 너무 크면, 인쇄 잉크는 너무 빨리 비적절한 인쇄 광택 특성과 다른 결점을 유도하는 잉크 경화를 나타낸다. 그러므로 오직 실리카 함량의 특정 창구(window)만이 실제로 시트 공급식 오프셋 인쇄를 위해 적절한 특성을 유도하고, 그것은 단기간 (소위 셋오프 시험에서 측정되는 것과 같이 15 내지 120초의 범위)에 중간 정도의 빠른 잉크 경화를 필요로 하며, 단 예외적으로 긴 시간 동안 (소위 다색 잉크 경화 시험에서 측정되는바 2 내지 10분의 범위)의 빠른 잉크 경화도 필요로 한다.
또는 달리 만약 종이가 여전히 프레스에 있다면 (전형적으로 1초 이하), 잉크 경화는 적당한 한편, 그 후에 가능한 빨리 경화되는 것이 유익하다고 말할 수 있다.
만약 실리카겔 또는 침전된 실리카가 안료 부분에 사용된다면, 또한 고함량이 100부까지 유리하고, 심지어 더 빠른 잉크 경화도 이루어질 수 있다.
잉크 경화 특성은 만약 입자 크기 분포가 평균 입자 크기가 0.1 내지 5㎛ 범위, 바람직하게는 0.3 내지 4㎛ 범위에 있도록 선택되는 미세한 미립자 실리카라면 가장 적절하다. 특히 양호한 결과는 만약 실리카의 평균 입자 크기가 0.3 내지 1㎛의 범위 또는 3 내지 4㎛의 범위에 있다면 이루어질 수 있다. 또한 사용된 실리카의 표면 특성뿐 아니라 그것의 다공성은 물리적 및/또는 화학적 건조 특성에 영향을 미친다. 그것에 상응하여, 200m2/g 이상, 바람직하게는 250m2/g 이상, 보다 바람직하게는 최소한 300m2/g의 표면적을 가지는 미세한 미립자 실리카가 바람직하게 사용된다. 안료 부분은 바람직하게는 표면적이 200 내지 1000m2/g의 범위, 바람직하게는 200 내지 400m2/g 또는 250 내지 800m2/g의 범위인 미세한 미립자 실리카를 포함한다.
이런 맥락으로, 또한 다른 유형의 유기 및/또는 무기 안료 (따라서 실리카뿐 아니라 분쇄된 및/또는 침전된 카보네이트, 예컨대 다공성 PCC 및/또는 클레이/카올린 및/또는 플라스틱 안료)가 이론적으로/원리적으로, 이들 무기 안료가 18 내지 400m2/g의 범위, 또는 40 내지 400m2/g의 범위, 바람직하게는 100 내지 400m2/g의 범위의 표면적을 가지고, 및/또는 예컨대 0.3ml/g 이상, 바람직하게는 0.5ml/g 이상의 비-소실성 내부 기공 부피를 가지는 한, 또 바람직하게는 그것들이 철, 망간, 코발트, 크롬, 니켈, 아연, 바나듐 또는 구리 또는 다른 전이 금속으로부터 선택되는 금속을 미량으로 포함하는 한, 그리고 이들 중 최소한 하나의 미량 또는 미량의 합이 100ppb보다 많은 양으로, 바람직하게는 500ppb 이상으로 존재하는 한, 상기에서 설명된 것과 같은 한 가지에 유사한 기능을 만족할 수 있다는 것이 주지되어야 한다.
침전된 카보네이트의 관점에서, 일반적으로 상기 언급된 것과 같은 실리카를 내부 기공 구조를 가지는 다공성 침전된 탄산 칼슘 (PCC)으로 (부분적으로) 치환 및/또는 보충하는 것이 가능하다는 것이 주지되어야 한다. 그러한 다공성의 침전된 탄산 칼슘은 바람직하게는 50 내지 100m2/g, 더욱 바람직하게는 50 내지 80m2/g의 범위에 있는 표면적을 가진다. 전형적으로 그러한 다공성 PCC는 1 내지 5 마이크로미터, 바람직하게는 1 내지 3 마이크로미터의 범위의 입자 크기를 가진다. 만약 그런 다공성 PCC가 실리카 대신에 또는 실리카와 함께, 특히 실리카겔 또는 침전된 실리카 대신에 사용된다면, 다공성 PCC의 약간 더 낮은 전형적인 표면적 때문에 실리카를 사용할 때와 동일하거나 동등한 효과를 이루기 위해 보통 더 큰 양/분획이 필요하다.
실제적인 문제로서, 물리적 잉크 흡수를 위해 관련된 다공성은 사용된 안료들 중 하나의 다공성에 의해 활용될 수 있으며, 그것은 원하는 다공성을 유발하는 코팅의 특별한 구조에 의해 (또한 전체 코팅의 다공성을 유발하는 비-다공성 입자의 충전을 통하여) 또는 표면 변형된 안료에 의해 생성될 수 있다. 전형적으로 적절한 다공성은 8 내지 40nm, 바람직하게는 8 내지 20nm 및 더 바람직하게는 0.01 내지 0.02㎛에서 특징적인 피크 또는 오히려 다공성의 증가를 나타내는, 최종 코팅의 수은 침투 측정에서의 특이한 프로필에 의해 인지될 수 있으며, 그것은 본질적으로 빠른 물리적 잉크 흡수에 기여하는 이 크기의 기공이 존재하는 것을 가리킨다. 상기에서 이미 언급된 것과 같이, 이 다공성은 안료의 내부 다공성에 의해 및/또는 상부 또는 다른 코팅에서 생성된 안료 입자의 입자 간 구조 또는 특정한 응집체에 의해 생성될 수 있다.
이런 일반적 개념은 원리적으로는 상기 언급된 특이한 실리카 함량의 개념과 무관하고, 그 자체로 본 발명을 나타낸다. 무기 및/또는 유기 안료는 의도적으로 그러한 미량의 금속이 풍부해질 수 있다. 전형적으로 철 함량은 500ppb 이상이 바람직하며 망간 함량은 200ppb 이상이 바람직하다. 또한 바람직한 것은 20ppb 이상의 크롬 함량이다. 그러한 안료를 사용하는 경우에, 조성물은 또한 상기에서 설명된 것과 상이할 수 있으며, 즉 전체 무기 안료 부분은 그러한 특이한 안료에 의해 형성될 수 있다는 것이 주지되어야 한다. 바람직하게는 이 경우 무기 안료는 0.1 내지 5㎛ 범위의 평균 입자 크기를 가진다. 그래서 그러한 특이한 무기 안료 (카보네이트이거나, 또는 카올린 또는 클레이일 수 있다)에 의해 주어진 제형에서 그 이상으로나 그 아래로 실리카를 대체하거나, 또는 그러한 특이한 무기 안료에 의해 전체 무기 안료를 대체하는 것이 가능하다.
발명의 다른 바람직한 구체예에 따르면, 안료 부분은 70 내지 80 건조 중량부의 미세한 미립자 카보네이트, 바람직하게는 50%의 입자가 1㎛보다 작은 입자 크기 분포를 가지는 미세한 미립자 카보네이트를 포함한다. 특히 양호한 결과는 50%의 입자가 1㎛보다 작도록 입자 크기 분포가 선택되는 경우 이루어지며, 가장 바람직하게는 50%의 입자가 0.4㎛보다 작도록 입자 크기 분포가 선택되는 것이다 (언제나 Sedigraph 방법을 사용하여 측정됨).
상기에서 이미 설명된 것과 같이, 안료 부분에서 카보네이트와 카올린 (또는 클레이)의 조합은 단점을 가지는 것으로 나타난다. 카올린 (또는 클레이)의 관점에서, 10 내지 25 건조 중량부의 미세한 미립자 카올린 (또는 클레이), 바람직하게는 13 내지 18 건조 중량부의 미세한 미립자 카올린 (또는 클레이)을 가지는 것이 바람직하다. 미세한 미립자 카올린 (또는 클레이)는 50%의 입자가 1㎛보다 작게 되는 입자 크기 분포를 가지도록, 심지어 더 바람직하게는 50%의 입자가 0.5㎛보다 작게 되는, 가장 바람직하게는 50%의 입자가 0.3㎛보다 작게 되는 입자 크기 분포를 가지도록 선택될 수 있다.
상기에서 이미 언급된 것과 같이, 종이 광택과 인쇄 광택 사이의 해결책과 빠른 잉크 경화 특성을 찾는 것이 중요하다. 잉크 경화가 더 빠른 특성일 때 통상적으로 인쇄 광택 특성은 덜 유익해진다. 그러므로 주요 청구범위에서 제안되는 것과 같은 결합제 비율과 실리카 비율의 특정 조합은 시트 공급식 오프셋 인쇄에 대해 이상적인 해결책을 제공한다. 그러나 더 좋은 결과는 결합제 부분이 7 내지 12 건조 중량부의 결합제를 포함하는 경우 이루어질 수 있다. 30부까지의 더 높은 결합제 함량은 실리카 겔이나 침전된 실리카가 고함량의 실리카 부분으로서 사용된다면 유용하다. 결합제는 단일한 결합제 유형이거나 상이하거나 유사한 결합제들의 혼합물인 것으로 선택될 수 있다. 그러한 결합제는 예를 들면 라텍스, 특히 스티렌-부타디엔, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴, 스티렌-아크릴계, 특히 스티렌-n-부틸 아크릴계 공중합체, 스티렌-부타디엔-아크릴계 라텍스, 아크릴레이트 비닐아세테이트 공중합체, 전분, 폴리아크릴레이트 염, 폴리비닐 알코올, 소이, 카제인, 카르복시메틸 셀룰로오스, 히드록시메틸 셀룰로오스 및 그것들의 공중합체와 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있고, 바람직하게는 제조시 비이온성 콜로이드상 분산액으로서 제공된다. 특히 바람직한 것은 예를 들면 부틸아크릴레이트, 스티렌을 기초로 하고 필요한 경우 아크릴로니트릴일 수 있는 아크릴계 에스테르 공중합체를 기초로 한 라텍스이다. BASF (독일)로부터 구할 수 있는 유형 Acronal의 결합제 또는 PolymerLatex (독일)로부터 구할 수 있는 다른 유형의 라텍스들이 사용될 수 있다.
실제 결합제 외에, 결합제 부분은 발포방지제, 착색제, 발광제, 분산제, 증점제, 보수제, 보존제, 교차결합제, 윤활제 및 pH 조절제 또는 그것들의 혼합물로부터 선택되는 최소한 하나의 첨가제 또는 여러 첨가제를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로 시트 공급식 오프셋에 적용하기 위해 특히 적당한 제형은 이미지 수용층의 상부 코트가 안료 부분을 포함한다는 점에서 특징이 있는 것으로 나타날 수 있으며, 그때 이 안료 부분은 75 내지 94 또는 80 내지 95 건조 중량부의 미세한 미립자 카보네이트 및/또는 미세한 미립자 카올린 및/또는 미세한 미립자 클레이 및 6 내지 25 건조 중량부의 미세한 미립자 실리카로 구성된다. 더 좋은 결과는 만약 인쇄 시트가 이미지 수용층의 상부 코트가 50%의 입자가 0.4㎛보다 작은 입자 크기 분포를 가지는 70 내지 80 건조 중량부의 미세한 미립자 카보네이트, 50%의 입자가 0.3㎛보다 작은 입자 크기 분포를 가지는 10 내지 15 건조 중량부의 미세한 미립자 카올린 (또는 클레이), 평균 입자 크기가 3 내지 5㎛이고 표면적이 300 내지 400m2/g인 8 내지 12 건조 중량부의 미세한 미립자 실리카, 및 3 건조 중량부보다 적은 첨가제를 포함한 8 내지 12, 바람직하게는 9 내지 11 건조 중량부의 라텍스를 포함하는 결합제 부분을 포함하는 것을 특징으로 한다면 얻어질 수 있다.
본 발명에 따르는 인쇄 시트는 캘린더에 걸리거나 그렇지 않을 수 있으며, 그것은 무광택지, 광택지 또는 새틴 종이일 수 있다. 인쇄 시트는 이미지 수용 코팅의 표면에 TAPPI 75deg에 따르면 75% 보다 크거나 또는 광택지의 경우 DIN 75deg에 따르면 50보다 큰 광택을 특징으로 하며, 무광택지의 경우 TAPPI 75deg에 따라 25% 보다 작은 (예컨대 10 내지 20%) 값 및 새틴 등급에 대해서는 그 사이의 값 (예컨대 25 내지 35%)을 특징으로 한다.
이미지 수용 코팅은 기재의 양면에 제공될 수 있고, 각 면에 또는 오직 한 면에만 5 내지 15g/m2의 범위의 코트 중량으로 적용될 수 있다. 전체 코팅된 종이는 80 내지 400g/m2 범위의 중량을 가질 수 있다. 바람직하게는 기재는 백상지 기재이다.
실리카는 상부 층에 존재할 수 있지만, 그러나 또한 상부 층 바로 밑에 있는 층에도 존재할 수 있다. 이 경우 상부 층은 또한 실리카를 포함할 수 있지만 또한 실리카가 없는 상부 층도 가능하다. 그러므로 발명의 다른 바람직한 구체예에 따르면, 인쇄 시트는 이미지 수용 코팅층이 안료 부분과 결합제 부분을 포함하는 상기 상부 층 밑에 있는 두 번째 층을 가진다는 점에서 특징적이다: 이때 안료 부분은 바람직하게는 50%의 입자가 2㎛보다 작거나 심지어는 1㎛보다 작은 입자 크기 분포를 가지는 80 내지 98 건조 중량부의 단일 미세한 미립자 카보네이트 또는 그것의 혼합물과 2 내지 25 건조 중량부의 미세한 미립자 실리카로 구성되고, 결합제 부분은 20 건조 중량부보다 적은 결합제, 바람직하게는 8 내지 15 건조 중량부의 라텍스 또는 전분 결합제, 4 건조 중량부 미만의 첨가제로 구성된다. 이 경우, 만약 이 두 번째 층에 안료 부분의 미세한 미립자 카보네이트가 하나는 50%의 입자가 2㎛보다 작은 입자 분포를 가지는 미세한 미립자 카보네이트와 다른 하나는 입자의 50%가 1㎛보다 작은 입자 분포를 가지는 미세한 미립자 카보네이트의 혼합물로 구성되고, 이때 우선적으로 이들 두 구성성분이 대략 동일한 양으로 존재하는 경우라면 유익한 것으로 나타난다. 또한 두 번째 층과 같이 밑에 있는 추가의 층이 임의로 제공될 수 있다는 것이 지적된다. 그러한 추가 층은 예를 들면 사이징 층일 수 있지만, 또한 특정 양의 실리카를 포함하는 추가 층이 있을 수 있다. 전형적으로 두 번째 층의 안료 부분은 바람직하게는 상부 층과 관련하여 상기에서 규정된 것과 같은 특성의 5 내지 15 건조 중량부의 실리카를 포함한다.
상기에서 또한 논의된 것과 같이, 전환 및 재인쇄에 필요한 시간은 상당히 감소되어야 한다. 그러므로 또 다른 바람직한 구체예에 따르면, 인쇄 시트는 그것이 30분보다 적은 시간 안에, 바람직하게는 15분 미만의 시간 안에 재인쇄가 가능하며, 한 시간 미만 안에, 바람직하게는 0.5시간 미만의 시간 안에 전환가능한 것을 특징으로 한다. 이런 맥락에서 재-인쇄가능하다는 것은 인쇄된 시트가 인쇄 공정을 통해 예컨대 차단, 마킹(marking), 얼룩 등과 같은 해로운 부작용이 없이 반대쪽에 인쇄되는 두 번째 시간 동안 공급될 수 있다는 것을 의미하는 것으로 의도된다. 이런 맥악에서 전환가능하다는 것은 종이 산업에서 잘 알려져 있는 것과 같이 전환이 진행될 수 있는 것을 의미한다 (전환은 인쇄된 시트의 방향 전환(turning), 뒤섞임(shuffling), 접힘(folding), 주름잡기(creasing), 절단, 천공, 결합 및 팩킹을 포함한다).
바람직하게도 인쇄 시트는 추가로 안료 부분의 최소한 한 분획, 바람직하게는 미세한 미립자 실리카가 미량의 금속, 바람직하게는 전이 금속을 포함하거나 또는 심지어는 선택적으로 및 의도적으로 풍부하게 한다는 점에서 특징적인데, 이때 최소한 하나의 금속은 10ppb보다 많게 존재하거나 또는 최소한 하나의 금속 또는 금속들의 합은 500ppb 이상으로 존재한다. 예를 들어 철은 그러한 양으로 존재할 수 있지만, 또한 구리, 망간 등도 유익하다. 이런 특이한 금속 함량의 존재의 측면은 또한 실제로 실리카를 포함하는 코팅의 개념과 무관하다.
원소 또는 이온 형태의 금속은 잉크의 화학적 건조에 기여하는 것으로 보인다. 금속의 함량이 클수록 적절한 다공성 및/또는 표면적을 가지는 안료는 더 낮은 건조 중량부로 존재하며, 따라서 예를 들어 만약 안료 부분이 80 내지 95 건조 중량부의 미세한 미립자 카보네이트 및/또는 미세한 미립자 카올린 및/또는 미세한 미립자 클레이와, 6 내지 25 건조 중량부의 미세한 미립자 실리카를 포함한다면, 실리카 함량은 더 높은 금속 함량을 가지는 경우 더 작을 것이다.
안료 중 한 가지에, 특히 실리카 분획에 존재하는 경우 건조제 금속으로서 또는 건조제 기능과 관련되어 특히 활성인 금속은 3 그룹이 있다:
A) 일차 또는 상부 또는 표면 건조제 금속: +2 (II) 및 +3(III) 원자가 둘 다를 가지는 Mn과 같은 모든 전이 금속. 그것들은 O2와 건조용 오일과의 반응에 의해 형성된 과산화물의 형성 및 특히 분해를 촉매한다. 이 산화성 또는 유리-라디칼 화학은 중합체-대-중합체 교차결합 (=상부 건조)의 형성 및 또한 건조용 오일 분자상에 히드록실/카르보닐/카르복실기의 형성을 유도한다. 가장 중요한 것은 Co, Mn, V, Ce, Fe이다. 또한 Cr, Ni, Rh 및 Ru도 가능하다.
B) 이차 또는 관통 또는 배위 건조제 금속: O-함유 기는 특수한 교차결합을 형성하기 위하여 이들 건조제에 의해 사용된다 (그러나 언제나 일차 건조제와 함께, 결합된 복합체 형성을 통해). 가장 중요한 것은 Zr, La, Nd, Al, Bi, Sr, Pb, Ba이다.
C) 보조 건조제 금속 또는 프로모터 금속: 그것들 자체로는 건조 기능을 직접적으로 수행하지 못하지만, 일차 또는 이차 건조제와의 특수한 상호작용을 통해 (또는 일차 및 이차 건조제의 용해도의 증가를 통해서라고도 말한다) 그것들은 그것들의 활성을 지지할 수 있다. 가장 중요한 것은 Ca, K, Li 및 Zn이다.
이들 금속의 유의할만한 활성을 가지기 위하여, 금속은 하한선으로서 10ppb로부터 다음의 상한선까지 안료 (바람직하게는 실리카)에 존재하여야 한다:
일차 건조제 금속: 모두 10ppm까지, 단 Ce는 20ppm까지, Fe는 100ppm까지.
이차 건조제 금속: 모두 10ppm까지, 단 Zr, Al, Sr 및 Pb는 모두 20ppm까지.
보조 건조제 금속: 모두 20ppm까지.
이들 금속의 일부의 특수한 조합은 특히 효과적인데, 예를 들면 Co+Mn, Co+Ca+Zr 또는 La 또는 Bi 또는 Nd, Co+Zr/Ca, Co+La이다. 가능한 것은 Mn(II+III)아세테이트 (단지 잉크의 표면만이 빠르게 건조되고 산소에 대해 폐쇄된다)와 약간의 K-염 (Mn 활성을 활성화하기 위하여)과의 조합이고 아마도 Zr-염과의 조합 (잉크 벌크의 건조를 통해 증가시키기 위하여, 그로써 인쇄된 잉크층의 습식 잉크 마찰 행동을 개선하기 위하여)도 가능하다.
다른 바람직한 구체예에 따르면, 인쇄 시트는 상부 코트 및/또는 두 번째 층은 추가로 화학적 건조 보조제, 바람직하게는 전이 금속 복합체, 전이 금속 카르복실레이트 복합체, 망간 복합체, 망간 카르복실레이트 복합체 및/또는 망간 아세테이트 또는 아세틸아세테이트 복합체 (예컨대 Mn(II)(Ac)2ㆍ4H2O 및/또는 Mn(acac))와 같은 촉매 시스템으로부터 선택되고, 이때 적절한 Mn 복합체의 촉매적 활성을 위해서는 바람직하게는 Mn(II)뿐만 아니라 Mn(III)이 동시에, 또는 그것들의 혼합물이 존재해야 하며, 이 화학적 건조 보조제는 바람직하게는 0.5 내지 3 건조 중량부로, 바람직하게는 1 내지 2 건조 중량부로 존재한다. 상기에서 언급된 Mn 복합체와 같은 금속 촉매 시스템의 경우에 촉매 시스템의 금속 부분은 바람직하게는 코팅의 총 건조 중량의 0.05 내지 0.6 중량%, 바람직하게는 0.02 내지 0.4 중량%로 코팅에 존재한다. 그러한 시스템의 촉매적 활성을 지지하거나 증진시키는 것은 그것들을 이차 건조제 및/또는 보조 건조제와 조합시키는 것으로 가능하다. 또한 금속 시스템에 대하여 상이한 리간드를 제공함으로써 촉매적 활성을 증진시키는 것도 가능하며, 그로써 예를 들면 상기 아세테이트 복합체는 비피리딘-리간드 (bipy)와 혼합될 수 있다. 또한 가능한 것은 Li(acac)와 같은 다른 금속 복합체와의 조합이다. 또한 촉매 시스템을 과산화물과 조합함으로써 확산적인 제한 없이 스폿에서 직접 필요한 산소를 가지는 추가의 향상이 가능하다. 그러한 촉매 시스템을 오프셋 잉크의 중합가능한 또는 교차결합가능한 구성성분의 고정을 위해 사용하는 것은 또한 완전히 상이한 성질을 가지는 코팅에 대해 유익하고, 본질적으로는 코팅에 실리카를 가지는 개념과 반드시 연결되지는 않는다는 것이 지적되어야 한다.
더 낮은 실리카 함량은 코팅층에 있는 그러한 화학적 건조 보조제의 존재에 의해 보상될 수 있고, 심지어 상승(synergistic) 효과는 만약 실리카와 예를 들어 망간 아세테이트의 조합이 사용된다면 찾아볼 수 있다. 그러한 화학적 건조 보조제를 또한 사용하는 것은 종이 광택, 인쇄 광택, 짧은 시간 척도상의 잉크 경화 및 더 긴 시간 척도상의 잉크 경화 등의 균형을 조정하기 위한 추가의 파라미터를 제공한다.
본 발명은 나아가 상기 논의된 바를 따라 인쇄 시트를 제조하는 방법에 관한 것이다. 그 방법은 실리카를 포함하는 코팅 제형이 코팅되지 않은, 예비-코팅된 또는 코팅된 종이 기재 위에, 바람직하게는 백상지를 기초로 하여 커튼 코팅기, 블레이드 코팅기, 롤 코팅기, 분무 코팅기, 에어 나이프, 주조 코팅을 사용하여 또는 특수하게는 미터링 사이즈 프레스(metering size press)에 의해 적용되는 것을 특징으로 한다. 종이에 따라 광택은 이루어질 수 있고, 코팅지는 캘린더에 걸릴 수 있다. 캘린더에 걸리는 가능한 조건은 다음과 같다: 200 내지 2000m/분의 범위의 속도에서, 50 내지 500N/mm의 범위의 닙 부하에서, 및 실온 이상의 온도, 바람직하게는 60℃ 이상, 보다 바람직하게는 70 내지 95℃ 범위의 온도에서, 1과 15 닙 사이를 사용하여 캘린더링(calendering)될 수 있다.
나아가 본 발명은 시트 공급식 오프셋 인쇄 공정에 상기 규정된 것과 같은 인쇄 시트를 사용하는 것에 관한 것이다. 그러한 공정에서 바람직하게는 재인쇄 및/또는 전환은 한 시간 이내에, 바람직하게는 0.5 시간 이내에, 그리고 상기에서 설명된 것과 같이 일어난다.
본 발명의 추가의 구체예는 첨부되는 청구범위에서 드러난다.
첨부되는 도면에서 발명의 바람직한 구체예는 다음과 같이 도시된다:
도 1은 코팅된 인쇄 시트의 개략적인 단면도이다.
도 2는 중간 코팅지의 평량과 두께를 도시한다.
도 3은 중간 코팅지의 종이 광택을 도시한다.
도 4는 중간 코팅지의 종이 조도를 도시한다.
도 5는 상부 코팅지의 평량과 두께를 도시한다 - 캘린더 처리되지 않음.
도 6은 상부 코팅지의 명도와 혼탁도를 도시한다 - 캘린더 처리되지 않음.
도 7은 상부 코팅지의 종이 광택 수준을 도시한다 - 캘린더 처리되지 않음.
도 8은 상부 코팅지의 잉크 경화를 도시한다 - 캘린더 처리되지 않음, a) 상부면, b) 와이어면.
도 9는 상부 코팅지의 실제 인쇄 광택 대 종이 광택을 도시한다 - 캘린더 처리되지 않음.
도 10은 상부 코팅지의 인쇄 스냅을 도시한다 - 캘린더 처리되지 않음.
도 11은 상부 코팅지의 오프셋 적합성을 도시한다 - 캘린더 처리되지 않음.
도 12는 상부 코팅지의 방울 시험을 도시한다 - 캘린더 처리되지 않음.
도 13은 상부 코팅지의 측정된 습식 잉크 마찰 저항 (잉크 스커프:ink-scuff)을 도시한다 - 캘린더 처리되지 않음.
도 14는 상부 코팅지의 평량 및 두께를 도시한다 - 캘린더 처리됨.
도 15는 상부 코팅지의 명도와 혼탁도를 도시한다 - 캘린더 처리됨.
도 16은 상부 코팅지의 종이 광택 수준을 도시한다 - 캘린더 처리됨.
도 17은 상부 코팅지의 잉크 경화를 도시한다 - 캘린더 처리됨, a) 상부면, b) 와이어면.
도 18은 상부 코팅지의 실제 인쇄 광택 대 종이 광택을 도시한다 - 캘린더 처리됨.
도 19는 상부 코팅지의 인쇄 스냅을 도시한다 - 캘린더 처리됨.
도 20은 상부 코팅지의 오프셋 적합성을 도시한다 - 캘린더 처리됨.
도 21은 상부 코팅지의 방울 시험을 도시한다 - 캘린더 처리됨.
도 22는 상부 코팅지의 측정된 습식 잉크 마찰 저항 (잉크 스커프)을 도시한다 - 캘린더 처리됨.
도 23은 캘린더 처리된 종이에 대해 실험실에서 수행된 무연 가솔린 시험 (면봉)을 도시한다.
도 24는 인쇄지의 잉크 스커프 결과를 도시한다 - 캘린더 처리되지 않음.
도 25는 캘린더 처리되지 않은 종이의 반점 평가를 도시한다.
도 26은 인쇄지의 잉크 스커프 결과를 도시한다 - 캘린더 처리됨.
도 27은 캘린더 처리된 종이의 반점 평가를 도시한다.
도 28은 상이한 라텍스 함량에 대한 다색 잉크 경화를 도시한다.
도 29는 상이한 라텍스 함량에 대한 셋오프 측정을 도시한다.
도 30은 캘린더 처리된 종이의 무연 가솔린 시험 결과를 도시한다.
도 31은 캘린더 처리된 종이의 습식 잉크 마찰 저항 (잉크 스커프) 시험 결과를 도시한다.
도 32는 캘린더 처리된 종이의 상부면 (a)과 와이어면 (b)에 대한 셋오프 값을 도시한다.
도 33은 캘린더 처리된 종이의 상부면 (a)과 와이어면 (b)에 대한 다색 잉크 경화 값을 도시한다.
도 34는 캘린더 처리된 종이의 오프셋 적합성 및 MCFP를 도시한다.
도 35는 캘린더 처리된 종이의 습식 잉크 마찰 시험 (잉크 스커프) 결과를 도시한다.
도 36은 최종 코팅의 수은 침투 다공성 데이터를 도시한다 - 코팅지.
도 37은 실리카겔을 포함한 샘플과 침전된 실리카를 포함한 샘플의 무연 가솔린 시험 결과를 비교하여 도시한다.
도 38은 사용된 안료의 입자 크기 분포를 도시한다.
본 발명의 바람직한 구체예를 설명할 목적이며 본 발명을 제한할 목적이 아닌 도면을 참조하면, 도 1은 코팅된 인쇄 시트의 개략도를 도시한다. 코팅된 인쇄 시트(4)는 양면이 층으로 코팅되는데, 이들 층은 이미지 수용 코팅을 구성한다. 이 특별한 경우에 상부 코팅(3)은 코팅된 인쇄 시트의 가장 바깥쪽 코팅을 형성한다. 이 상부 층(3) 아래에는 두 번째 층(2)이 제공된다. 어떤 경우에 이 두 번째 층 밑에는 추가로 세 번째 층이 있는데, 그것은 적절한 코팅일 수 있지만 사이징 층일 수도 있다.
전형적으로 이런 종류의 코팅된 인쇄 시트는 기본 중량이 80 내지 400g/m2, 바람직하게는 100 내지 250g/m2 범위에 있다. 상부 층은 예컨대 3 내지 25g/m2의 범위, 바람직하게는 4 내지 15g/m2의 범위, 및 가장 바람직하게는 약 6 내지 12g/m2의 범위의 총 건조 코팅 중량을 가진다. 두 번째 층은 동일 범위 또는 그보다 작은 총 건조 코팅 중량을 가질 수 있다. 이미지 수용 코팅은 한 면에만 제공되거나 도 1에 도시된 것처럼 양면에 제공될 수 있다.
이 문헌의 주요 목표는 표준 잉크와 조합하여 시트-공급식 오프셋 종이에 대해 "즉석" 잉크 건조를 위해 코팅된 인쇄 시트를 제공하는 것이다. 파일럿 코팅지는 상업적인 시트-공급식 프레스 상에서 인쇄되었고, 잉크 경화뿐 아니라 잉크 건조 시험 (아래에서 설명되는 것과 같이 무연 가솔린 시험에 의해 평가됨)은 재인쇄 가능성 및 전환 가능성 평가 후에 수행되었다.
실리카 (Syloid C803 및 기타 다른 Sylojet 유형, Grace Davison사 제공)를 사용함으로써 표준 코팅지와 비교하여 코팅지의 잉크 경화 경향을 초 단위로 가속화하는 것 또는 상부 코팅을 상당히 가속화하는 것이 가능하였다. 캘린더 처리된 종이에 대해서는 캘린더 처리되지 않은 종이에 비교하여 훨씬 더 좋은 (낮은) 잉크 스커프 행동이 관찰되었다. 특히 무연 가솔린 시험을 통해 분석된 개선점은 실용 프린터 (시트-공급식 프레스)에서 전환 시험에 의해 확인되었다.
상부 코팅에 실리카를 사용하는 것은 빠른 물리적 및 화학적 건조를 유도하였고, 단시간 및 장시간 잉크 경화는 또한 더 빨랐으며, 캘린더 처리된 종이의 반점 경향은 심지어 관련된 종이에 대한 것보다 더 좋았다. 종이 광택 및 인쇄 광택 수준은 참조보다 약간 더 낮았다.
실리카가 두 번째 코팅에 사용되는 경우, 최종 종이의 물리적 및 화학적 건조에 미치는 영향은 여전히 있지만, 그 메커니즘은 상부 코팅에 적용되었을 때만큼 활성적이지 못하다. 실리카를 함유하는 중간 또는 두 번째 코팅의 장점은 인쇄 광택을 유도하는 참조와 비교하여 더 높은 종이 광택 및 동등한 잉크 경화 시간이었다. 두 번째 코팅에 사용하기 위한 실리카의 양은 더 많아야 했다.
하기의 표 1은 후속적인 분석에 사용된 상이한 시험 종이를 나타낸다. 5개의 상이한 종이를 제조했는데, IID_1로 표시된 종이는 실리카가 없는 상부 코팅과 실리카가 포함된 중간 코팅을 포함하고, IID_2는 실리카가 포함된 상부 코팅과 실리카가 없는 중간 코팅을 포함하며, IID_3은 표준 중간 코팅 또는 상부 코팅에 실리카를 포함하지 않으며, IID_5는 실리카가 없는 표준 중간 코팅 및 실리카를 포함한 상부 코팅을 포함한다. 중간 코팅과 상부 코팅의 상세한 제형은 하기의 표 2와 3에 나타낸다.
표 1: 시도 계획 (IID-즉석 잉크 건조를 위함)(중간 코팅지에 대해서는 B)
IID_1 IID_2 IID_3 IID_5
중간 코트 코팅 nr 블레이드 MC_1 블레이드 MC_2
코팅 중량 WS [g/m2] 11 11
습도 [%] 4.9 4.9
코팅 중량 TS [g/m2] 11 11
습도 [%] 5.2 5.2
상부 코트 코팅 nr 블레이드 TC_1/A 블레이드 TC_3/A 블레이드 TC_1/B 블레이드 TC_3/B
코팅 중량 WS [g/m2] 10.5 10.5 10.5 10.5
습도 [%] 4.9 4.9 4.9 4.9
코팅 중량 TS [g/m2] 10.5 10.5 10.5 10.5
습도 [%] 5.0 5.0 5.0 5.0
코팅 중량 총 [g/m2] 43 43 21 21
인쇄 시도 종이 12 종이 11 종이 15 종이 13
표 2: 중간 코팅의 제형
표준 중간 코팅 MC_1 MC_2
안료 % 안료 % 안료 %
HC60 85 HC60 40 HC60
HC60 15
HC90 HC95 100
CC60 50
Syloid C803 10
결합제 결합제 결합제
라텍스 5 라텍스 10 라텍스 7.5
덱스트린 6 덱스트린 3 덱스트린 3
첨가제 첨가제 첨가제
CMC 0.3 CMC 0.4 CMC 0.3
Polysalz S 0.2 Polysalz S 0.2 Polysalz S 0.2
+ 기타 + 기타 + 기타
주: MC_1 제형은 중간 코팅의 변화에 의해 빠른 장시간 잉크 경화에 도달하기 위한 방법으로 최적화된다. CC 60 (경사가 급한 입자 크기 분포)은 더 큰 기공 부피를 만들기 위하여 사용되고, 실리카는 물리적 및 화학적 잉크 건조를 위한 가속화 첨가제로서 작용한다. 전분은 또한 내부 기공 부피에 부정적인 영향을 미치는데, 그것이 장시간 잉크 경화를 둔화시키는 것으로 보이지만 전분은 또한 코팅 색의 물 보유를 증가시키기 위한 유동(rheology) 첨가제로서 필요하기 때문이다. 만약 실리카가 추가의 10% HC60에 의해 교체되었다면 라텍스는 7.5pph가 될 것이다 (분명히 더 낮아짐), 결합력 (엄지 규칙): 10+0.5*3=11.5. 결합력 참조 중간 코트: 5+0.5*6=8.
MC_2 제형은 실제적인 경험을 토대로 최적화되는데, 그때에 미세한 안료인 HC95가 사용된다. 결합력: 7.5+0.5*3=9.
두 가지의 중간 코팅 색을 위해 추가의 첨가제가 필요에 따라 사용된다 (예컨대 CMC, 발광제, 유동 개질제, 발포 제거제, 착색제 등).
중간 코팅 색 MC_1 (10% 실리카 포함) 및 MC_2 (100% HC 95)는 예비-코팅된 종이 (150gsm에 대해 제조됨) 위에 적용되었다. 중간 코팅의 전분 수준은 빠른 잉크 경화를 이루기 위하여 3pph로 감소되었다 - 통상적인 표준 중간 코팅 제형을 위해 6pph 전분이 사용되었다.
표 3: 상부 코팅 제형
중간 코트: MC_1 MC_2 B 중간 코팅 B 중간 코팅
D1/A D3/A D1/B D3/B
상부 코트: TC_1/A TC_3/A TC_1/B TC_3/B
IID_1 IID_2 IID_3 IID_5
고체 [%]
안료
HC60 78 3 3
HC90 76.5 15 15
HC95 78
CC60 72
안료 SFC 72 72 77 72 77
안료 Syloid C803 98 8 8
아마존(Amazon) 72 10 15 10 15
결합제/첨가제
라텍스 아크로날 50 6.5 8.5 6.5 8.5
라텍스 50 1 1 1 1
CMC 93.5 0.5 0.5 0.5 0.5
PVOH 20 1.2 1.2 1.25 1.2
Fluocast 50 0.55 0.55 0.55 0.55
Polysalz S 45 0.1 0.1 0.1 0.1
두 개의 상이한 상부 코팅 색 (TC_1 및 TC_3)이 제조되었고, 중간 코팅지 (150gsm에 대해 제조됨) 및 MC_1 상의 TC_1 (표준) 및 역시 MC_2 상의 8% 실리카를 포함하는 TC_3에 적용되었다.
그 목적은 실리카의 사용을 위해 가장 좋은 코팅층을 연구하고 그것들을 표준 코팅 (IID_3)과 비교하는 것이었다.
중간 및 상부 코팅 적용은 블레이드 코팅기 (와이어면이 먼저 코팅됨)를 통하여 수행하였고 - 코팅 중량, 건조 온도 및 습기 함량은 통상적으로 사용하는 것과 같이 선택되었다.
이들 코팅지의 실험실 연구조사는 표준 방법을 사용하여 수행되었다. 그럼에도 불구하고, 잉크 경화 특성의 분석 관점에서 아래에서 규정되는 것과 같은 특정한 특수한 방법이 사용되었다 :
습식 잉크 마찰 시험( Wet ink rub test) (잉크 스커프 시험):
일반적으로 사람은 잉크 스커프에 의해 잉크 마킹(marking)을 이해한다. 그러한 잉크 마킹은 상이한 원인에 의해 만들어진다: *만약 잉크가 완전히 건조되지 않았다면 → 습식 잉크 마찰 시험에서 나타난다; *만약 잉크가 완전히 건조되었다면 → 잉크 마찰 저항 시험에서 나타난다. 전환 가능성 시험이기도 한 습식 잉크 마찰 시험을 상세하게 설명하기로 한다. 잉크마찰 저항 시험은 습식 잉크 마찰 시험과 동일한 원리이지만, 잉크가 48시간 동안 건조된 후에 수행된다.
범위: 방법은 종이와 보드의 마찰 저항을 인쇄 후에, 완전한 건조 전에 여러 시간 간격에서 평가하는 것을 설명한다. 기준적인 참조/ 관련된 국제 표준: GTM 1001: 샘플링; GTM 1002: 조건화에 대한 표준 대기; ESTM 2300: Prufbau 인쇄 장치-설명 및 과정. 관련 시험 방법 설명: Prufbau 매뉴얼.
정의:
ㆍ 잉크-마찰(Ink-rub): 전단 또는 마모와 같은 기계적 스트레스를 주었을 때 잉크 층은 손상될 수 있고, 그것들이 완전히 건조되는 경우라도 인쇄된 제품에 마킹을 유발할 수 있다.
ㆍ 화학적 건조(Chemical drying): 시트 공급식 오프셋에서, 잉크 필름의 경화(hardening)는 중합반응을 경유한다.
ㆍ 습식 잉크 마찰 값(Wet ink rub value): 인쇄 후 주어진 시간에서 습식 잉크 마찰 시험을 하는 동안 대응 종이를 마크하는 잉크의 양의 측정
원리: 시험 조각은 Prufbau 인쇄 장치에서 상업용 잉크로 인쇄된다. 여러 시간 간격 후에 인쇄된 시험 조각의 일부를 블랭크 종이 (동일한 종이)에 대해 문지른다. 인쇄의 손상 및 블랭크 종이 상의 마킹이 평가되고 시간 척도에 대해 도표화된다. 인쇄 잉크 Tempo Max 블랙 (SICPA, CH)이 사용된다.
실험실 과정: 1. 인쇄 압력을 800N으로 조정한다; 2. 0.01g의 허용도로 잉크의 무게를 측정하고, Prufbau 인쇄 장치의 잉크 적용 부위에 잉크의 양을 적용한다; 3. 30초 동안 잉크를 분포시킨다 (잉크 분포 시간은 더 쉬운 조작을 위해 60초 동안으로 연장될 수 있다); 4. 짧은 샘플 운반기 상에 시험 조각을 고정한다; 5. 알루미늄 Prufbau 릴을 잉크 적용 부위 위에 놓고 30초 동안 잉크를 묻힌다 (take off); 6. 잉크가 묻은 릴의 무게를 측정한다 (m1); 7. 인쇄 유닛 위에 잉크가 묻은 알루미늄 Prufbau 릴을 놓는다; 8. 잉크가 묻은 알루미늄 릴에 대해 샘플 플레이트를 놓고, 시험 조각을 0.5m/s로 인쇄한다; 9. 샘플이 인쇄된 시간을 표시한다; 10. 인쇄 후에 잉크가 묻은 릴의 무게를 다시 측정하고 (m2), 잉크 전달 It를 g으로 측정한다 (주의: 잉크 전달 It는 It=m1-m2로 제공되고, 이때 m1은 인쇄 전의 잉크가 묻은 릴의 무게이고 m2는 인쇄 후의 동일한 릴의 무게이다); 11. Prufbu 잉크 마찰 저항 시험기 상에서 문지르는 횟수를 5로 조정한다; 12. Prufbau 조각 절단기로 인쇄된 스트립에서 둥근 조각을 잘라낸다; 13. 하나의 Prufbau 시험 조각 운반기에 대 하여 시험 조각을 붙이고, 동일한 종이의 블랭크 스트립을 종이 운반기 위에 고정한다; 14. 인쇄 후 규정된 시간 간격 후에 블랭크 종이와 인쇄된 둥근 조각을 면 대 면으로 Prufbau 장치 위에 놓고 문지르기 시작한다 (5번); 15. 인쇄 후 규정된 모든 시간 간격 동안 조작을 재개한 후, 종이 건조를 블랭크 종이 상의 마킹의 밀도/인쇄지의 손상의 함수로서 평가한다.
아래의 표는 잉크 마찰 시험이 수행될 수 있는 시점인 인쇄 후 시간과 인쇄에 대해 무게가 측정될 잉크의 양을 보기로서 제공한다.
등급 잉크의 양 마찰 시간 (분)
광택 0.30g 15/30/60/120/180
실크/무광택 0.30g 30/60/240/360/480
결과의 평가: 결과는 측정되고 육안으로 평가된다. 육안 평가: 시험된 블랭크 샘플을 가장 좋은 것으로부터 나쁜 것까지 블랭크 종이를 마크한 잉크의 양의 함수로서 순서를 정리한다. 측정: 색 터치 장치를 사용하여, 블랭크 샘플의 색 스펙트럼을 측정한다 (광원 UV는 배제됨). 시험되지 않은 백지의 색 스펙트럼을 측정한다. 시험된 샘플의 색 스펙트럼은 규정된 파장에서 흡수 피크를 나타내며, 그것은 사용된 잉크에 대해 전형적이다 (이것이 잉크의 색이다). 이 파장에서 시험된 샘플과 백색의 미시험 샘플 사이의 반사율 인자의 차이는 잉크 마찰을 나타낸다. SICPA Tempo Max Mlack을 사용할 때 피크 파장은 575nm이고, InkRub는 (R샘플-R블랭크)575nm이다.
접힘 시험( Folding test ):
실행: 각 시트는 두 번 접힌다 (교차 접힘). 첫 번째 접힘은 버클을 사용하 여 이루어지고, 두 번째 접힘은 나이프에 의해 이루어진다. 시트는 인쇄 후 상이한 시간 간격에서 접혀진다.
평가: 접힘 시험은 접혀진 시트의 육안 판단에 의해 평가된다.
접힘 시험을 위해 두 가지 마킹이 중요하다:
ㆍ 교차-접힘: 인쇄된 영역으로부터의 잉크는 블랭크 영역에 대해 접혀진다.
ㆍ 안내-릴 마킹: 접힘기를 수용하는 곳에서 (수송-밴드), 두 개의 플라스틱 릴이 시트를 안내한다. 이 경우 시트는 블랭크 영역과 함께 진행되는 한편, 다른 면은 리토(litho)였다. 안내 릴은 압력/탄소화에 의해 분명한 마크를 만들었다.
차단 시험( Blocking test ):
특정한 수의 시트가 인쇄되고, 그 후에 특정 중량으로까지 쌓여지고, 가능한 한 밀접하게 인쇄된 시트와 나란히 실제 부하 조건이 자극된다. 그런 다음 4시간 후에 다음의 미인쇄 면에 있는 시트 위의 마킹이 육안으로 평가된다.
다색 잉크 경화 (실험실) 및 K+E 카운터 시험 (프린터):
범위: 이 방법은 오프셋 인쇄용 모든 종이 및 보드의 높은 잉크 적용범위에서의 잉크 경화 (스택 자극)의 측정을 설명한다. 높은 잉크 적용범위는 2 닙 (실험실)으로부터 4 색 (상업적 인쇄)에 이르기까지 다색으로 인쇄함으로써 얻어진다. 이 기준은 실험실 및 상업적 인쇄 기준 시험 둘 다를 설명한다. 다색 잉크 경화 시험은 장시간 척도로 잉크 경화 특성을 측정한다.
정의:
셋-오프: 잉크가 상이한 침투 시간 후에 새롭게 인쇄된 종이로부터 카운터 종이 (동일한 종이)로 전달되는 것.
카운터 종이: 카운터 종이는 경화되지 않은 잉크를 흡수한다. 이 시험에서 카운터 종이는 시험된 종이와 동일하다.
경화 값: 카운터 종이에 전달된 잉크의 밀도.
원리: 시트가 인쇄된다. 여러 시간 간격 후에 인쇄된 시험 조각의 일부가 동일한 블랭크 종이에 대해 맞대응된다. 카운터 종이 상의 각 영역에 전달된 잉크의 밀도가 측정되고 시간 척도에 대해 도표화된다.
시험 조각의 제조: 종이 또는 보드의 위쪽에 표시를 한다. 대략 4.6cm×25.0cm 크기의 시험 조각을 절단한다. 시트 공급: 시트 공급식 종이 또는 보드에 대하여, 교차 방향과 평행으로 시험 조각의 가장 긴 쪽을 절단한다. 릴 공급: 릴 공급식 종이 또는 보드에 대하여, 기계 방향과 평행하게 시험 조각의 가장 긴 쪽을 절단한다. 카운터 종이를 대략 4.6cm×25.0cm의 조각으로 절단한다 (종이의 접촉 면을 표시한다).
실험실용 표준 과정, 다색 잉크 경화 (MCIS): 1. 2개의 인쇄 유닛의 인쇄 압력을 800N으로 조정한다; 2. 인쇄 속도를 0.5m/초로 조정한다; 3. 0.01g의 허용도로 2 세트의 잉크의 무게를 측정하고, Prufbau 인쇄 장치의 2곳의 잉크 적용 부위에 2가지 잉크의 양을 적용한다; 4. 30초 동안 잉크를 분포시킨다 (잉크 분포 시간은 더 쉬운 조작을 위해 60초 동안으로 연장될 수 있다); 5. 샘플 운반기 상에 시험 조각을 고정한다; 6. 2개의 알루미늄 Prufbau 릴을 잉크 적용 부위 위에 놓고 30초 동안 잉크를 묻힌다; 7. 잉크가 묻은 2개의 릴의 무게, m11 및 m21을 측정한다; 8. 인쇄 유닛 위에 잉크가 묻은 2개의 알루미늄 Prufbau 릴을 놓는다; 9. 잉크가 묻은 알루미늄 릴에 대해 샘플 운반기를 놓고, 시험 조각을 0.5m/s로 인쇄한 다음 동시에 스톱워치를 켠다; 10. 인쇄 후에 잉크가 묻은 2 릴의 무게, m12와 m22를 측정하고, 잉크 전달 It를 g으로 측정한다: It=(m12-m11)+(m22-m21); 11. 2개의 알루미늄 Prufbau 릴을 닦는다; 12. 오른쪽 (두 번째) Prufbau 릴을 다시 인쇄 유닛 위에 놓는다; 13. FT 10 모듈을 작동시킨다; 14. 시험 조각을 왼쪽 (첫 번째) 인쇄 유닛의 전면에 놓는다 (이 인쇄 유닛 쪽에는 릴이 없다); 15. 시간 지연 스위치를 약 2초로 설정한다; 16. FT 10 모듈의 시작 단추를 누른다; 18. 1분 및 53초 후에, FT 10모듈의 시작 단추를 누른다; 19. 카운터링이 수행될 때 샘플을 이동시키고 FT10 모듈을 정지하고 시간 지연을 0초로 다시 스위치를 돌린다; 20. 잉크가 건조될 때 카운터 종이의 3 영역 (2, 6 및 10분)의 밀도 (McBeth)를 측정한다; 패턴에 따라 취해지는 10회 측정의 평균이 한 영역의 밀도이다.
MCIS 시험에 사용될 수 있는 시간 간격은 마킹이 없을 때까지 2분, 6분, 10분이다.
실제 인쇄 과정 (K&E 카운터 시험): 1. 압력 릴은 "고" 위치에 있다 (고위치에 수동-레버); 2. 릴을 K&E 경화 장비 테이블의 최상부에 놓는다; 3. 새롭게 인쇄된 시트가 프린터에 의해 프레스 밖으로 나올 때, 스톱워치를 작동시킨다; 4. 시트의 인쇄된 면이 위로 오도록, K&E 경화 장비 위에 시트를 평평하게 놓는다; 5. 동 일한 종이의 블랭크 시트를 인쇄된 시트 위에, 바닥이 상부 위에 오도록 놓는다; 6. 규정된 시간 간격에서, 압력 릴을 "저"위치에 놓고, 압력 릴을 일정한 속도로 K&E 경화 장비 테이블의 정 반대쪽으로 구동시킨다; 7. 릴을 다시 "고" 위치에 놓고 (고 위치의 수동-레버), 릴을 그것들의 초기 위치 (K&E 경화 장비 테이블의 정 반대쪽)으로 구동시킨다; 8. 카운터 시트를 인쇄된 시트에서 떼어낸다; 9. 새로운 시트와 새로운 블랭크 종이로 규정된 모든 시간 간격 동안 상기 조작을 반복한다.
K&E 시험에 사용될 수 있는 시간 간격은 마킹이 없을 때까지 15초, 30초, 60초, 120초, 180초이다.
셋오프 시험( Set off test ):
범위: 셋오프 시험 방법은 시트 공급식 및 릴 공급식 오프셋 인쇄에 사용된 모든 종이 및 보드의 셋오프 (파일 시뮬레이션)의 측정을 설명한다. 사용된 카운터 종이는 시험된 종이와 동일하다. 셋오프 시험은 짧은 시간 척도로 잉크 경화 특성을 측정한다.
정의:
잉크 침투: 잉크 비히클 성분이 종이에 선택적으로 흡수되는 현상.
카운터 종이: 카운터 종이는 경화되지 않은 잉크를 흡수한다.
셋오프: 상이한 침투 시간 후에 새롭게 인쇄된 종이로부터 카운터 종이 (동일한 종이)로의 잉크 전달.
셋오프 값: 카운터 종이에 전달된 잉크의 밀도.
원리: 샘플은 Prufbau 인쇄 장치상에서 표준 잉크로 인쇄된다. 여러 시간 간 격 후에 인쇄된 샘플의 일부는 카운터 종이에 대해 맞대응된다 (파일을 가장하기 위해 바닥과 상부가 닿도록). 카운터 종이의 각 영역의 전달된 잉크의 밀도가 측정되고 시간에 대해 도표화된다.
장치: Prufbau 인쇄 장치; 알루미늄 Prufbau 릴 40mm; Prufbau 샘플 운반기, huver Setting Test Ink cyan 520068; 카운터 종이: 시험된 종이와 동일한 종이. Gretag McBeth-밀도계 (DC-유형, 필터 부착됨).
과정: 1. 2개의 인쇄 유닛의 인쇄 압력을 800N으로 조정한다; 2. 대기 시간에 대해 스위치를 2초로 조정한다; 3. 인쇄 속도를 0.5m/초로 조정한다; 4. 0.001g의 허용도로 잉크의 무게를 측정하고, Prufbau 인쇄 장치의 잉크 적용 부위에 잉크의 양을 적용한다 (주의: 광택 및 실크/무광택 등급에 대해 잉크의 양은 상이하다); 5. 30초 동안 잉크를 분포시킨다; 6. 샘플 운반기 상에 시험 조각을 고정한다; 7. 알루미늄 Prufbau 릴을 잉크 적용 부위 위에 놓고 30초 동안 잉크를 묻힌다; 8. 잉크가 묻은 릴의 무게를 측정한다 (m1); 9. 좌측 인쇄 유닛 위에 잉크가 묻은 알루미늄 Prufbau 릴을 놓고 대응되는 우측의 유닛에는 깨끗한 릴을 놓는다; 10. 잉크가 묻은 알루미늄 릴에 대해 샘플 운반기를 놓고, 인쇄 속도의 스위치를 켜고 동시에 스톱워치를 켠다; 11. 인쇄 속도의 스위치를 끈다; 12. 인쇄된 시험 조각의 상부에 카운터 종이를 놓는다 (바닥과 상부가 닿도록); 13. Prufbau 인쇄 장치의 핸들을 샘플 운반기의 덮개가 깨끗한 알루미늄 Prufbau 인쇄 릴에 닿을 때까지 위 아래로 움직인다; 14. 15, 30, 60 및 120초 후에 Prufbau 인쇄 장치의 핸들을 위 아래로 움직이는 한편, 카운터 종이를 닙 뒤에 수직으로 유지시켜서 인쇄된 종이와 의 연장된 접촉을 피한다; 15. 인쇄 후에, 잉크가 묻은 릴의 무게(m2)를 다시 측정하고, 잉크 전달 It를 g으로 측정한다: It=m1-m2이고, 이때 m1은 인쇄 전의 잉크가 묻은 릴의 무게이고, m2는 인쇄 후의 동일한 릴의 무게이다; 16. 잉크가 건조될 때 카운터 종이의 영역들 (15, 30, 60 및 120초)의 밀도 (Gretag-Mc Beth 밀도계, 시안 필터)를 측정하는데, 이때 패턴에 따라 취해지는 10회 측정의 평균이 한 영역의 밀도이다.
잉크 건조 시험( Ink drying test ):
이 연구가 시작되었을 때, 잉크 건조 시험은 활용할 수 없는 것이었는데, 그 이유는 다음에 제시되는 3가지 시험이 차례로 개발되면서 신뢰도 및 객관성이 늘어났기 때문이다.
엄지 시험( Thumb test ):
비-표준: 여러 시간 간격 (15, 30, 50, 90, .... 분)에서 상업적 인쇄의 일반적인 실시의 연장선상에서 (및 또한 페인트 시험 영역에서), (특수한) 가정용 티슈 (개기름의 영향을 피하기 위하여)로 덮인 엄지를 단단하게 (그러나 항상 거의 동일한 힘으로) 압력을 가하고 동시에 인쇄된 잉크 층에서 90° 회전시켰다. 완전히 습식 단계의 경우에는 모든 잉크가 문질러져서 종이 기재 위에 깨끗한 백색 반점이 남겨진다. 완전히 화학적으로 건조된 잉크의 경우에는 손상을 찾아볼 수 없다. 한 사람, 그리고 동일한 조작자가 모든 시리즈를 수행하는 것이 바람직하다. 엄지 건조 결과는 거의 100% 물리적 건조 + 어느 정도의 화학적 건조를 반영하는 것으로 밝혀졌다. 실제로 그 결과는 아래의 두 번째 시험에서 '면봉' 건조나 아래 의 세 번째 시험인 Forga에서 '말단 건조'와 어느 정도 비교할만하다.
무연 가솔린 시험( White gas test ) - 면봉 ( 벤진 시험: Benzin test ):
이 시험은 아래에 제공되는 무연 가솔린 시험 - Forga와 실질적으로 동일하다. 따라서 무연 가솔린 시험-면봉은 아래에서 Forga 무연 가솔린 시험에 대해 설명되는 것과 동일한 정의, 원리, 장치 및 샘플링/시험 조각 제조를 의미한다.
제조/인쇄와 관련하여 Forga 무연 가솔린 시험과는 대조적으로, 면봉 (Q-팁)은 무연 가솔린에 침지된 후 인쇄된 종이 스트립 위에서 손으로 한 번 누름으로써 문질러지고, 그 자극은 인쇄된 영역, 그로써 비-인쇄된 영역으로 전달된다. 무연 가솔린의 대부분인 에르고(ergo)는 인쇄된 영역 자체에 직접적이지는 않으며 (Forga시험에서와 같다), 팁의 부드러움과 제한되고 (고정되지 않고, 조작자 의존성임) 발휘된 압력으로 인해 이 시험은 주로 아래의 Forga 무연 가솔린 시험으로부터의 결과와 같이 말단 건조 값 (또는 여전히 다소 그 이상의)을 측정하는 것 같다.
무연 가솔린 시험( White gas test ) - Forga:
무연 가솔린 시험 Forga는 또한 종이 위에 인쇄된 시트 공급식 오프셋 잉크 필름이 화학적으로 건조하는 데 필요한 시간을 평가하기 위해 사용된다.
정의: 화학적 잉크 건조: 산화-중합반응을 통해 불포화된 식물유가 완전히 교차결합하는 것.
원리: 샘플은 Prufbau 인쇄 장치에서 표준 상업용 잉크로 인쇄된다. 여러 시간 간격 후에, 인쇄된 샘플의 일부는 무연 가솔린과 접촉된다. 무연 가솔린은 잉크 필름이 전체적으로 교차결합되지 않는 한 종이 위의 잉크 필름을 용해할 수 있다. 무연 가솔린이 잉크 필름을 더 이상 용해하지 않을 때 샘플은 화학적으로 건조된 것으로 간주된다.
장치: Prufbau 인쇄 장치; 알루미늄 Prufbau 릴 40mm; Prufbau 샘플 운반기; Tempo Max Black (SICPA); FORGA-ACET 장치.
샘플링 및 시험 조각 제조: 무연 가솔린 시험을 위하여, 최소한 5cm 길이의 스트립의 조각을 절단한다. 그런 다음 1. Prufbau 인쇄 장치의 인쇄 닙의 압력을 800N으로 조정한다; 2. 인쇄 속도를 0.5m/초로 조정한다; 3. 0.005g의 허용도로 잉크의 무게를 측정하고, Prufbau 인쇄 장치의 잉크 적용 부위에 잉크의 양을 적용한다; 4. 30초 동안 잉크를 분포시킨다; 5. 샘플 운반기 상에 시험 조각을 고정한다; 6. 알루미늄 Prufbau 릴을 잉크 적용 부위 위에 놓고 30초 동안 잉크를 묻힌다; 7. 잉크가 묻은 알루미늄 Prufbau 릴을 오른쪽 인쇄 유닛 위에 놓는다; 8. 잉크가 묻은 알루미늄 릴에 대해 샘플 운반기를 놓고 인쇄 속도의 스위치를 켠다; 9. 인쇄 속도의 스위치를 끈다; 10. 인쇄 시간을 표시한다 (예컨대 무연 가솔린 시험에 대한 출발시간); 11. 종이의 평량(grammage)에 상응하는 두께를 선택한다; 12. 최소한 5cm 길이의 스트립 조각을 절단한다; 13. 스트립의 끝을 테이프를 사용하여 두께 카드에 붙인다; 14. FORGA-ACET 장치의 패드 홀더에 펠트 패드를 놓는다; 15. 모든 유리 주사기를 사용하여 0.5ml의 무연 가솔린을 펌프하고, 그것을 펠트 패드 위에 적용한다; 16. 시험하고자 하는 샘플과 함께 두께 카드를 카드 홀더에 놓는다; 17. FORGA-ACET 장치를 닫고 즉시 장치의 외부에 있는 그것에 부착된 시험 샘 플이 포함된 두께 카드를 끌어당긴다; 18. 샘플의 화학적 건조를 평가한다; 19. 샘플이 완전히 건조할 때까지 조작을 매시간 반복한다 (가시적인 잉크 층의 용해는 없다); 20. 평가: 가시적인 평가는 다음의 표시 시스템의 도움을 받아 샘플에 대해 이루어질 수 있다: 5=건조의 신호가 없음; 4=말단의 건조 시작; 3=말단의 중간 건조; 2=말단 건조; 1=거의 건조됨; 0=완전히 건조됨.
계산: 인쇄된 잉크 필름의 화학적 건조 시간은 시험된 샘플 위의 잉크가 용해될 수 없는 시간이다. 화학적 건조 시간은 시간 단위로 주어진다.
이 세 번째 시험에서, 출발시 약간의 물리적 +0% 화학적 건조로부터, 반점 건조 단계에서 최종적으로 100% 화학적 건고상태 (및 물론 여전히 100%의 물리적 건고상태)에 이르기까지 100% 물리적 건고상태+약간의 (외관상으로는 충분한) 화학적 건고상태 정도까지의 건조 결과의 가장 큰 차이가 얻어진다는 것이 주지되어야 한다. '외관상으로 충분한' 것을 감지하는 것과 관련하여, 추가로 여러 실험 경험은 이 말단 건조 단계 (Forga에서는 대충 면봉 건조 단계 또는 엄지 건조 단계와 동등하다)가 실제로 추가의 허용되는 전환 가능성에 대해 이미 충분한 것으로 (=인쇄된 잉크층의 충분한 기계적 인성) 여겨진다는 것을 나타낸다는 것이 인정되어야 한다. 또한 결과는 정상적으로 연속적인 그래프로서 표시되고, 그래프에서 건고상태 결과는 5 (=0% 건조)로부터 0 (=100% 건조)까지 다양하며, 본원에서 충분한 말단 건조 수준은 2개의 수준을 가지는 것이 주지되어야 한다. 그러나 실제에서는 표 형태로 건조 결과를 나타내는 것을 허용하기 위하여 세 개의 수준, 0, 2 및 5가 실험적으로 선택되어 언급된다. Forga 시험에서 무연 가솔린의 양은 정확히 측정되 고, 모든 무연 가솔린은 직접 인쇄된 종이와 접촉하게 되며, '팁'은 면봉보다 훨씬 더 단단하고, 압력은 완전히 고정된다 (그리고 아마도 면봉 방법에서보다 높다). 그러므로 이 Forga 방법은 더 좋은 것으로 식별되며 따라서 또한 100% 화학적 건조 종점을 나타낸다. 마지막으로 그것은 무연 가솔린 시험이 사용되어야 할 뿐만 아니라 잉크 스커프 시험의 결과와 조합되어야 전환 가능성의 신뢰할만한 예상이 가능하다는 것이 주지되어야 한다.
방울 시험 ( droplet test )(또한 습식 흡수 방지 시험으로도 언급됨):
정의: 습식 흡수방지: 잉크 흡수에 미치는 습수액(fountain solution)의 영향을 나타낸다.
원리: 종이 스트립이 알루미늄 릴로 인쇄되기 전에, 20%의 이소프로필 알코올 용액의 방울이 종이 위에 적용된다. 방울은 종이와 잉크 사이의 인쇄 릴에 의해 펼쳐진다. 습식 영역 위의 색의 농도가 높을수록 습식 흡수 방지력은 더 좋다.
장치: Prufbau 인쇄 장치; 알루미늄 Prufbau 릴 40mm; 긴 블랑켓 Prufbau 샘플 운반기; Huber 피킹(picking) 시험 잉크 408001; 20%(v/v) 이소프로필 알코올 용액; Gretag-McBeth 밀도계 (DC-형, 필터 포함);
샘플링 및 시험 조각 제조: 대략 4.6cm×25.0cm의 시험 조각을 절단한다. 시트 공급식 및 릴 공급식 종이에 대해 시험 조각의 가장 긴 쪽을 기계 방향에 평행하게 절단한다. 그런 다음: 1. 2 인쇄 장치에 대해 인쇄 압력을 800N으로 조정한다; 2. 인쇄 속도를 1.0m/초로 조정한다; 3. 0.005g의 허용도로 잉크의 무게를 측정하고, Prufbau 인쇄 장치의 잉크 적용 부위에 잉크의 양을 적용한다 (광택 및 실 크/무광택 등급에 대해 잉크 양은 다르지 않다); 4. 30초 동안 잉크를 분포시킨다; 5. 샘플 운반기 위에 시험 조각을 고정시킨다; 6. 알루미늄 Prufbau 릴을 잉크 적용 부위에 놓고 잉크를 30초 동안 묻힌다; 7. 잉크가 묻은 릴을 인쇄 장치 위에 놓는다; 8. 잉크가 묻은 릴에 대해 샘플 플레이트를 놓는다; 9. 피펫을 사용하여 5㎕의 20% 이소프로필-알코올 방울을 종이 위에 놓는다; 10. 방울이 경화된 직후에 시험 조각을 인쇄한다; 11. 인쇄된 시험 조각을 샘플 플레이트로부터 제거한다; 12. 24시간 후에 건조 영역의 밀도 ("건조-밀도")와 젖어있는 영역의 밀도 ("습식-밀도")를 측정한다.
계산: 습식 흡수방지를 습식 밀도를 건조 밀도로 나눈 다음 그것에 100을 곱함으로써 %로 계산한다. 값이 더 클수록, 습식-흡수방지는 더 좋다. 전형적으로는 <20%: 매우 나쁨; 20 내지 30%: 나쁨; >30%: 좋음.
오프셋 적합성 시험( Offset suitability test):
범위 및 적용 분야: 이 시험은 모든 시트 공급식 및 릴 공급식 종이와 보드의 가습이 있거나 없을 때 얼룩 저항을 측정하기 위한 방법을 설명한다.
정의: 오프셋 적합성: 다색 오프셋 인쇄를 위한 적합성을 측정하기 위한 종이의 표면 강도.
원리: 종이 스트립은 알루미늄 릴로 인쇄되고, 여러 시간 (최대 6) 동안 얼룩이 주지될 때까지 동일한 릴과 접촉한다. 시험 스트립의 한 부분은 젖어 있어서 건조 얼룩 외에 또한 습식 얼룩 저항을 나타낸다. 이런 분열(slitting)로 잉크의 점성이 증가할 것이다. 얼룩이 없는 통과 횟수로 다색 오프셋 인쇄에 대한 적합성 을 측정한다.
장치 및 장비: Prufbau 인쇄 장치; 알루미늄 Prufbau 릴; 긴 블랑켓 Prufbau 샘플 플레이트; 잉크: Huber 보강 및 반점 시험 잉크 408010; 25% 이소프로필알코올 용액;
과정: 거의 0.01g 단위까지 무게를 측정하여 0.3g의 잉크를 정확하게 측정하고, 잉크의 양을 Prufbau의 잉크 적용 부위에 적용한다; 1분 동안 잉크를 분포시킨다; 피펫으로 12.5㎕의 25% 이소프로필알코올 용액을 습식 유닛 위에 놓는다; 알루미늄 Prufbau 릴을 잉크 적용 부위에 놓고 30초 동안 잉크를 묻힌다; 시험 조각을 샘플 플레이트 위에 고정시킨다; 잉크가 묻은 알루미늄 Prufbau 릴을 첫 번째 (좌측) 인쇄 유닛 위에 놓는다; 시험 조각을 젖게 하고 (습식 유닛의 상승 속도는 1m/초까지이다) 잉크가 묻은 알루미늄 릴로 인쇄한다 (1m/초); 10초 후에 시험 조각은 동일한 인쇄 유닛에서 동일한 릴에 대해 전달된다. 젖어 있거나 젖어 있지 않은 부분은 둘 다 약간의 얼룩이 있는지 조사된다; 이 조작은 10초 간격으로, 최대 6번까지 (인쇄는 배제됨) 얼룩이 주지될 때까지 반복된다.
결과의 표시: 젖어있거나 젖어있지 않은 부분을 배제한 인쇄에 대해 별도로 마지막 얼룩-유리 통과가 언급된다. 값이 더 높을수록 더 좋다 (최대 6).
실험 결과 1
중간 및 상부 코팅지 (캘린더 처리되지 않음)의 실험실 연구조사: 중간 코팅지의 평량 및 두께, 중간 코팅지의 종이 광택, 및 중간 코팅지의 종이 인성은 각각 도 2 내지 4에 그래프로 도시되는데, 도면에서 IID_4로 표시된 데이터는 이들 연구의 대상이 아니다.
종이 캘리퍼 및 그것을 사용하여 특정 부피는 표준 제지기 상에서 제조되는 것과 같은 중간 코팅지에 대해 더 높다. 중간 코팅지 MC_1 및 MC_2의 종이 광택은 분명히 다른 중간 코팅지보다 더 높다. 이것의 주요 이유는 조잡한 안료 (HC60) 및 IID_3 및 IID_5에서 사용된 것과 같은 현재의 표준 중간 코팅에 대한 더 높은 수준의 전분의 사용인 것으로 여겨진다. 가장 높은 광택 수준은 코팅 제형에 100%의 HC95를 가지는 MC_2를 사용할 때 도달된다. 측정된 PPS-값은 도 4로부터 알 수 있는 것과 같이 관찰된 광택 차이를 확인하지 못한다.
상부 코팅지 (캘린더 처리되지 않음)의 평량 및 두께는 도 5에 나타낸다. 상부 코팅지의 종이 평량은 IID_1 및 IID_2에 대한 144gsm으로부터 IID_5에 대한 151까지 변화하는 것으로 지적된다.
상부 코팅지 (캘린더 처리되지 않음)의 명도 및 혼탁도, 및 상부 코팅지 (캘린더 처리되지 않음)의 종이 광택 수준은 각각 도 6과 7에 도시된다. 가장 높은 종이 광택 수준은 표준 제형을 가지는 종이에 대해 찾아볼 수 있는데, 상부 코팅 색의 실리카는 종이 광택을 약간 감소시킨다 (Tappi 75°~10% 및 DIN 75°~5%).
캘린더처리되지 않은 코팅지의 잉크 경화, 및 캘린더 처리되지 않은 상부 코팅지의 실제 인쇄 광택 대 종이 광택은 각각 도 8과 9에 도시된다. 매우 빠른 잉크 경화는 실리카를 함유하는 상부 코팅에 대해 인지될 수 있다 (도 8, 그 중에서도 도 8a는 상부면에 대한 값을 나타내고, 도 8b는 와이어면에 대한 값을 나타낸다). 다른 한편으로, 이들 두 샘플에 대한 종이 광택 및 인쇄 광택도 다루어진다 (도 9 참조, 캘린더처리되지 않은 종이의 상부면이 도시됨).
도 10은 캘린더처리되지 않은 상부 코팅지의 인쇄 스냅 (인쇄 광택 - 종이 광택)을 도시하고, 도 11은 캘린더 처리되지 않은 상부 코팅지의 오프셋 적합성 (실패할 때까지의 통과 횟수)을 도시한다.
매우 빠른 잉크 경화는 상부 코팅 색에 실리카를 포함하는 종이 IID_2 및 IID_5에 대해 관찰된다 - IID_2에 대해 사용된 것과 같은 미세한 중간 코팅에 대한 가능한 장점
가장 느린 잉크 경화는 참조 종이 IID_3에 대해 측정되었다 - 표준 상부 코팅 (TC_1)을 가지는 중간 코팅에 실리카를 사용하는 것은 더 빠른 잉크 경화를 유도한다.
매우 빠른 단시간 잉크 경화는 통상 상업적 프린터에서 더 낮은 인쇄 광택을 유도한다. 가장 높은 인쇄 스냅은 IID_1에 대해 측정된다 - 가장 낮은 인쇄 스냅은 IID_2에 대해 측정된다.
종이 IID_2의 오프셋 적합성은 참조 IID_3의 그것보다 대략 2회 통과가 더 낮은 것으로 나타난다. 그러나 상부 코팅 색 TC_3 중의 라텍스의 증가는 감소된 잉크경화 속도 및 증가된 인쇄 광택 수준을 유도한다. 그러므로 이들 두 구성성분 (실리카, 결합제)의 균형은 인쇄 광택 등의 관점에서 필요에 따라 조심스럽게 선택되어야 할 것이다.
도 12로부터 알 수 있는 것과 같이, 매우 높은 방울 시험 값이 실리카를 함 유한 종이에 대해 측정되었다. 여기에서 또한 중간 코팅의 분명한 영향이 관찰되었다.
종이 IID_2의 빠른 단시간 잉크 경화 및 높은 흡수율은 도 13에서 볼 수 있는 것과 같이, 실험실에서 측정된 양호한 습식 잉크 마찰 저항 (낮은 값)을 유도한다 (캘린더 처리되지 않은 상부 코팅지의 측정된 습식 잉크 마찰 저항; 더 낮을수록 더 좋다).
실험 결과 2
캘린더 처리된 상부 코팅지의 실험실 연구조사: 참조 종이를 사용하여 롤 IID_3 캘린더링 세팅을 광택 표적 DIN 75°(55%)에 이르도록 조정하고 다른 모든 롤에 대해서는 일정하게 유지하였다. 다음의 파라미터들이 캘린더링을 위해 선택되었다:
속도: 300m/분; 닙 부하:290n/분; 온도: 90℃; 사용된 닙: 11.
캘린더 처리된 상부 코팅지의 평량 및 두께는 도 14에 도시되며, 캘린더 처리된 상부 코팅지의 명도 및 혼탁도는 도 15에 도시되고, 캘린더 처리된 상부 코팅지의 종이 광택 수준은 도 16에 도시된다.
캘린더 처리된 종이의 종이 평량 및 두께는 비교할만한다. 캘린더링 후에 종이 광택 차이가 주로 감소된다 - 종이 IID_1에 대해 약간 더 높은 값이 측정된다.
도 17은 캘린더 처리된 상부 코팅지의 잉크 경화를 도시한다. 도 a)는 상부면에 대한 데이터를 도시하고 b)는 와이어면에 대한 데이터를 도시한다. 다시 말하자면, 경이롭고 예상외의 낮은 잉크 경화 값은 상부 코팅에 실리카를 포함하는 두 개의 코팅 IID_2 및 IID_5에 대해 관찰되었다.
캘린더 처리된 상부 코팅지의 실제적인 인쇄 광택 대 종이 광택은 도 18에 도시되며, 캘린더 처리된 상부 코팅지의 인쇄 스냅 (인쇄 광택-종이 광택)은 도 19에 도시되고, 캘린더 처리된 상부 코팅지의 오프셋 적합성 (실패할 때까지의 통과횟수)은 도 20에 도시된다.
다시, 매우 빠른 잉크 경화가 상부 코팅 색에 실리카를 포함하는 캘린더처리된 종이 IID_2 및 IID_5에 대해 관찰되는데, 이 빠른 잉크 경화 수준에서 IID_2에 대해 사용된 미세한 중간 코팅에 대한 약간의 장점이 관찰된다.
가장 느린 잉크 경화는 참조 종이 IID_3에 대해 측정되었다 - 표준 상부 코팅 (TC_1)을 가지는 중간 코팅에 실리카를 사용하는 것은 더 빠른 잉크 경화를 유도한다.
15초 후에 측정된 일반적인 셋-오프 값은 캘린더 처리되지 않은 종이보다 더 느리다 (종이 평활도의 영향) - 30초 후의 값은 캘린더 처리된 종이에 대해 더 빠르다 (더 미세한 기공).
매우 빠른 단시간 잉크 경화는 상업적 프린터에서 더 낮은 인쇄 광택을 유도한다. 가장 높은 인쇄 스냅은 참조 IID_3에 대해 측정되고, 가장 낮은 인쇄 스냅은 IID_2에 대해 측정된다.
종이 IID_2의 오프셋 적합성은 참조 IID_3의 그것보다 더 낮다. 상부 코팅 색 TC_3 중의 라텍스의 증가는 감소된 잉크 경화 속도를 유도하고, 그 결과 증가된 인쇄 광택 수준을 유도한다. 그러므로 다시 말하면, 실리카와 라텍스 결합제의 두 구성성분의 균형은 본 발명의 필요에 따라 조정될 수 있다.
도 21은 캘린더 처리된 상부 코팅지의 방울 시험의 결과를 도시한다. 종이 IID_2와 IID_5의 빠른 단시간 잉크 경화 및 높은 흡수율은 도 22로부터 알 수 있는 것과 같이 인쇄 후 매 5분마다 실험실에서 측정된 양호한 습식 잉크 마찰 저항 (낮은 값)을 유도하는데, 도면 22에는 상부 코팅지의 습식 잉크 마찰 저항이 그래프로 도시된다.
실험실에서 수행된 무연 가솔린 시험 (도 23 참조, 무연 가솔린 시험 데이터, 면봉)은 상부 코팅 중에 실리카를 포함한 종이에 대해 더 빠른 물리적 및 화학적 건조를 나타낸다.
실험 결과 3, 실제적인 인쇄 시도
캘린더 처리된 종이뿐만 아니라 캘린더 처리되지 않은 종이는 광택 및 실크지 개발을 위한 가능성을 조사하기 위하여 실제 시트 공급식 프레스 위에서 인쇄되었다. 바로 상부면이 인쇄되었다.
a) 캘린더 처리되지 않은 종이:
도 24는 캘린더 처리되지 않은 인쇄지의 잉크 스커프 결과를 도시한다 (잉크 스커프는 프린터에 의해 가변적으로 사용되는 용어이다).
프린터에서 측정된 캘린더 처리되지 않은 종이의 일반적으로 더 높은 (나쁜) 잉크 스커프 값이 관찰된다 - 종이 IID_5에 대해 가장 좋은 수준이었고, 참조 IID_3에 대해 가장 나쁜 수준이었다.
아래의 표 4에 제시된 접힘 시험 평가는 인쇄 후 0.5시간이 지난 후에 캘린 더 처리되지 않은 종이 IID_2에 대해 인쇄된 300% 영역 (블랭크 영역에 대하여)의 접힘에서 가장 낮은 마킹 경향을 나타냈고, 인쇄 후 2시간이 지난 후에는 종이 IID_1이 양호한 수준을 나타냈다. 실리카가 포함되지 않은 종이 IID_3은 접힘 시험에서 분명하게 나쁘게 나타났다.
동일한 경향이 400%의 인쇄된 영역에서 프린터에서 수행된 무연 가솔린 시험 (벤진 시험, 면봉)에 대해 발견된다 - 종이 IID_2는 3시간 후에 건조되기 시작하고 (화학적 건조), 종이 IID_5는 4시간 후에, 종이 IID_1은 5시간 후에 건조되기 시작하지만, 참조 종이 IID_3에 대해서는 24시간이 지날 때까지도 화학적 건조가 관찰되지 않았다.
따라서 실리카의 사용에 의해 물리적 및 화학적 건조 과정을 명백하게 개선하려는 것은 실제의 인쇄 시도에 의해 확인된다고 요약할 수 있다.
표 4: 프린터에서 수행된 캘린더 처리되지 않은 종이의 연구조사
건조 시간, 시간
0.5 1 2 3 4 5 6 7 >48
IID_2 종이 1: D3a 상부 코팅 및 조정된 중간층에 8부의 실리카 접힘 + + + + + + + + ++
벤진 시험 습식 습식 습식 습식/건조 건조 건조 건조 건조 건조
잉크 스커프 5.5 5.2 4.8 5 4.5 3.4 4.8 4.4 3.6
IID_1 종이 2: D1a 중간 코팅 표준 상부코팅중에 10부의 실리카 접힘 = = +/= + + + + + ++
벤진시험 습식 습식 습식 습식 습식 습식/건조 습식/건조 습식/건조 건조
잉크스커프 5.3 5.2 3.3 4.6 4.4 4.7 4.6 4.3 3
IID_5 종이 3: D3 상부 코팅 및 표준 중간층에 8부의 실리카 접힘 - - - - - - - - ++
벤진시험 습식 습식 습식 습식 습식/건조 습식/건조 습식/건조 습식/건조 건조
잉크 스커프 3.2 2.8 3.6 3.2 2.8 2.9 2.9 2.9 1.8
IID_3 종이 5: D1 표준 접힘 -- -- -- -- -- -(-) - - ++
벤진시험 습식 습식 습식 습식 습식 습식 습식 습식 건조
잉크 스커프 7.4 6.9 4 4.9 3.8 4.7 3.6 3.8 2
설명 ++ 매우 더 좋음
+ 더 좋음
= 같음
- 나쁨
-- 매우 나쁨
캘린더 처리되지 않은 종이의 반점 평가는 도 25에 제시된다. 인쇄된 종이의 K+E 카운터 시험의 결과 (카운터링을 볼 수 없을 때까지의 시간 - 더 낮을수록 더 좋다): IID_1=240초; IID_2>180초; IID_3>300초; IID_5>240초. 모든 시험은 400% 영역에서 수행되었다.
b) 캘린더 처리된 종이:
도 26은 인쇄된 종이-캘린더 처리됨-의 잉크 스커프 결과를 도시한다. 프린터에서 측정된 훨씬 더 좋은 (더 낮은) 잉크 스커프 값은, 종이 IID_2에 대하여 가 장 좋은 값을 나타내고 참조 IID_3에 대하여 가장 나쁜 수준을 나타내는 캘린더 처리되지 않은 종이와 비교하여 캘린더 처리된 종이에 대해서 관찰된다.
아래의 표 5에 나타낸 접힘 시험 평가는 0.5시간 후에도 실리카를 함유하는 캘린더 처리된 종이 IID_1, IID_2 및 IID_5에 대해 인쇄된 300% 영역 (블랭크 영역에 대하여)의 접힘에서 가장 느린 마킹 경향을 나타낸다. 실리카가 없는 종이 IID_3은 분명하게 접힘 시험에서는 열등하다.
동일한 경향이 400% 인쇄된 영역 상에서 프린터에서 수행된 무연 가솔린 시험 (면봉)에 대해 발견된다 - 종이 IID_2는 2시간 후에 건조하기 시작하고, 종이 IID_1과 IID_5는 4시간 후에 건조하기 시작하지만 참조 종이 IID_3의 물리적 및 화학적 건조는 24시간이 지날 때까지 관찰되지 않는다.
실리카의 사용에 의해 물리적 및 화학적 건조 과정의 명백한 개선이 실제의 인쇄 시도에 의해 확인된다고 요약할 수 있다.
실험실 시험의 경향은 프린터에서의 관찰사항과 양호한 상관관계를 나타낸다.
표 5: 프린터에서 수행된 캘린더 처리된 종이의 연구조사
건조 시간, 시간
0.5 1 2 3 4 5 >48
IID_2 종이 11: D3a 상부 코팅 및 조정된 중간층에 8부의 실리카 접힘 + + + + + + ++
벤진 시험 습식 습식 습식/건조 건조 건조 건조 건조
잉크 스커프 2.1 2.1 2 1.1 1.8 2.1 1.1
IID_1 종이 12: D1a 중간 코팅 표준 상부 코팅중에 10부의 실리카 접힘 +(+) + + + + + ++
벤진 시험 습식 습식 습식 습식 습식/건조 습식/건조 건조
잉크스커프 3.4 1.9 2.5 2.5 2.7 2.9
IID_5 종이 13: D3 상부 코팅 및 표준 중간층에 8부의 실리카 접힘 + + + + + + ++
벤진 시험 습식 습식 습식 습식 습식/건조 습식/건조 건조
잉크 스커프 2.5 2.1 1.9 1.7 2 1.8 1.2
IID_3 종이 15: D1 표준 접힘 - - - - - - ++
벤진 시험 습식 습식 습식 습식 습식 습식 건조
잉크 스커프 4.9 2.5 1.3 1.8 1.6 1.5 0.5
설명 ++ 명백하게 더 좋음
+ 더 좋음
= 같음
- 나쁨
-- 명백하게 더 나쁨
무광택지의 잉크 스커프 수준은 캘린더 처리된 무광택지의 그것보다 분명히 더 나쁘다.
가장 좋은 반점 경향 (더 낮은 값)은 캘린더 처리된 종이 IID_1 및 IID_2에 대해 관찰되는데, 그것들은 또한 매우 빠른 물리적 및 화학적 건조 행동을 나타냈다. 도 27은 캘린더 처리된 종이의 반점 평가를 도시한다.
인쇄지의 K+E 카운터 시험의 결과 (카운터링이 육안으로 보이지 않을 때까지의 시간-더 낮을수록 더 좋다)는 다음과 같다: ID_1=240초; ID_2=180초; ID_3>420초; ID_5>360초. 모든 시험은 400% 영역에서 수행되었다.
캘린더 처리된 종이의 더 매끄러운 종이 표면에 의해 카운터 종이로의 더 높 은 잉크 전달이 발생하게 되며, 그것은 카운터링을 더 이상 볼 수 없을 때까지 더 긴 시간을 유도한다.
실험 결과 4
제형의 결정적인 한계를 명확하게 하기 위한 추가의 노력으로, 별도의 연속적인 실험에서 코팅 중의 실리카 함량의 영향이 평가되었다. 제조된 상부 코팅은 Bird 적용기 (실험실 적용기) 상에서 상부코트 층이 없는 정규의 종이 기재 위에 적용되었는데, 그것은 단지 정규의 중간층 조성만을 가지는 기재상의 250gsm 면지를 의미한다. 상부 코팅 색 중의 실리카의 양 (이 경우 Syloid C803)은 0% (표준 상부 코팅)로부터 3% 및 10%까지 증가되었다 (하기 표 6 참조).
모든 코팅 제형에 대해 라텍스 수준은 8pph의 수준에서 일정하게 유지되었다.
종이는 실험실에서 캘린더 처리되었고 (스틸 롤의 2000daN 닙 부하 및 75℃ 온도로 2회 통과됨) 시험 되었다.
표 6: 상부 코팅의 제형, 코팅 색 조성, %
제품/시도 번호 SC 20 21 23
Setacarb HG 75.0 100 100 100
Litex 50.0 8 8 8
전분 25.0 0.4 0.4 0.4
PVOH 22.0 1.8 1.8 1.8
농축제 30.0 0.024 0.024 0.024
Polysalz S 40.0 0.1 0.1
Syloid C803 99.4 10 3
안료 atro를 토대로 함 500 500 500
고체 69.24 70.99 69.75
표 7: 표 6에 따르는 제형 20, 21 및 23에 대한 실험적 발견
제품/시도 번호 21 21 23
셋오프
셋오프 15초 상부 0.90 0.27 0.63
와이어
셋오프 30초 상부 0.53 0.07 0.12
와이어
셋오프 60초 상부 0.07 0.01 0.04
와이어
셋오프 120초 상부 0.03 <0.01 0.01
와이어
습식 잉크 마찰
15분 상부 1.78 1.45 2.69
30분 상부 6.43 0.77 9.2
60분 상부 3.1 0.74 8.44
120분 상부 3.05 0.7 5.27
화학적 잉크 건조
엄지 시험 상부 h 3 <1 1.5
엄지 시험 와이어 h
무연 가솔린 시험 (면봉) 상부 h >3.5 1 3.5
무연 가솔린 시험 (면봉) 와이어 h
광택 (인쇄되지 않음)
광택 Tappi 75° 상부 74.3 64.6 74.1
와이어
광택 DIN 75° 상부 55.6 43.9 53.6
와이어
광택 DIN 45° 상부 17.0 8.2 16.4
와이어
광택 (잉크 건조 시험에 대해서와 같이 인쇄됨)
광택 Tappi 75° 상부 77.4 66.8 77.3
와이어
광택 DIN 75° 상부 34.1 26.6 34.4
와이어
광택 DIN 45° 상부 19.1 11.3 18.5
와이어
결과의 논의:
ㆍ 이 연속물에서 3 또는 5부 미만의 실리카의 존재는 유의할만한 원하는 효과를 유도하지 못하고, 따라서 본 발명의 선택은 분명히 이 경계선으로 제한된다.
ㆍ 10부의 실리카겔 Syloid C803의 존재는 (단시간) 셋오프 시험에 따르면 매우 빠른 물리적 잉크-경화 행동을 초래한다. 또한 예상했던 것과 같이 이 빠른 행동은 더 적은 양의 Syloid C803의 경우에는 둔화된다.
ㆍ 그러나 10부의 Syloid C803의 존재는 또한 외관상으로는 물리적 및 화학 적 잉크 건조 행동의 꽤 상당한 증가를 유발하는 것은 아주 놀랍다: 무연 가솔린 시험 건조 <1시간 (엄지 시험) 및 =1시간 (면봉).
ㆍ Syloid C803의 강력한 결점은 부분적으로 그것의 빠른 물리적 잉크-경화 행동과 관련하여 그것의 상대적으로 낮은 인쇄 광택과 종이 광택이다. 개선된 인쇄 광택을 위해 가능한 해결책은 더 많은 라텍스 결합제이고, 이것에 대해서는 아래의 실험 결과, 5를 참조한다.
ㆍ 표면 특성 및 다공성과는 달리 Syloid C803의 고유의 물리적 및 화학적 건조 가능성에 대한 다른 추가의 설명은 내부 기공의 표면에 잔류하는 Fe (20 내지50ppm) 및 Mn (<2ppm)과 같은 전이 금속 (원료인 유리컵 중에서)의 존재인 것으로 여겨진다. 아주 일반적으로 말하자면, 사용된 실리카의 전이 금속의 선택적인 풍부화는 추가로 실리카(겔)의 물리적 및 화학적 건조 효과를 증가시키기 위한 가능성이라고 할 수 있다.
마지막 문제와 관련하여, 추가의 연구조사를 이들 미량의 금속의 실제 함량을 측정하기 위하여 수행하였다. 상업적으로 활용될 수 있는 다양한 실리카의 원소 분석을 ICP를 사용하여 수행하였고, 이때 샘플은 다음과 같이 제조되었다: GASIL 23D: 1.0g; GASIL 35M: 1.0g; Ludox PW50: 5.0ml; Sylojet 710A: 5.0ml; Syloid C803: 1.0g을 HNO3와 함께 ICP 분석을 위하여 50ml의 용액에서 혼합하였다. 하기 표 8에 제시된 값들을 얻었다.
표 8: 상이한 실리카 안료의 금속 함량 및 그것들의 잉크 건조 경향. 잉크 건조 경향은 무연 가솔린 시험을 따라 평가된다. 모든 금속 함량의 값은 물질의 고 체 (부)로 ppm 금속이다.
샘플 안료 유형 SiO2 함량[%] 오일 흡수[g/100g] 기공 부피[ml/g] 평균 입자 직경[㎛]공급업체 평균 입자 직경[㎛] Sappi 비표면적[m2/g]공급업체 비표면적[m2/g]Sappi
GASIL 35M 비정질 실리카겔 200 1.2 4
Ludox PW50 콜로이드상 실리카 50 0 0.1 75
Sylojet 710A 비정질 실리카겔 0.9 1.0 0.94 250
Sylojet 703A 비정질 실리카겔 0.7 0.3 250
Syloid C803 비정질 실리카겔 99.4 320 2 3.5 0.93 330 294
샘플 잉크 건조 경향 (10, 저로부터 0, 고) Fe Mn Co Cr Ni Zn V Cu
GASIL 35M 1 49 1.4 0.05 1.35 1.15 1.7 0.05 0.8
Ludox PW50 4 78.2 7.1 14.3 47.1 12.8 7.0 0.2 16.9
Sylojet 710A 1 41.6 1.7 0.19 1.67 1.8 6.7 0.19 2.1
Sylojet 703A 1
Syloid C803 1 26.1 1.6 0.1 1.38 1.0 11.9 0.5 3.5
오히려 금속 함량이 높은 것이 특징인 제품 Ludox PW50은 만족할만한 잉크 건조 경향을 나타내지 않는다는 것이 주지될 수 있다. 이것에 대해서는 이 실리카가 거의 다공성을 갖지 않으며 상당한 효과를 나타내기 위해 물리적 및 화학적 건조에는 너무 작은 특이한 표면을 가진다는 사실이 설명이 될 수 있다.
상기에서 이미 주지된 것과 같이, 원리적으로 본 발명에 따르는 효과를 내는 데 사용될 수 있는 것은 실리카뿐 아니라 종래의 안료들 (예컨대 카보네이트, 카올린, 클레이)도 그것들이 예컨대 높은 다공성을 반영하는 큰 표면적을 가지는 한 상기 실리카에 대해 구체화된 입자 크기 분포 및 특이한 표면, 및 바람직하게는 그것 들이 하기 표 8에 제시되는 동일한 범위의 미량의 금속을 포함하는 한 사용될 수 있다.
실험 결과 5
상기에서 지적된 바와 같이 라텍스 함량은 단시간 척도로 약간 둔화되는 잉크 경화에 대해 및 광택을 증가시키기 위하여 사용될 수 있다. 실제로 결합제에 대해 청구된 범위는 독창적인 선택임을 보여주기 위하여, 최적 라텍스 함량이 어떠해야 하는지를 알아내기 위하여 일련의 실험이 수행되었다.
종이 기재: 상부 코팅층이 없는 정규 종이로, 250gsm 면지(end-paper) 재질을 의미한다. 실리카 함유 (10%) 코팅의 라텍스 수준은 단계식으로 8 내지 10 및 12pph로 증가되었다. 코팅 색은 Bird 적용기 (실험실 적용기, 종이 상의 코팅의 수율은 5-7g/m2 → 상당히 느리지만 지켜야 하는 경향)를 통하여 적용되었다. 종이는 실험실에서 캘린더 처리되었고 (스틸 롤의 2000daN 닙 부하 및 75℃ 온도로 2회 통과) 계산되었다.
표 9: 라텍스 결합제 함량의 영향의 평가를 위한 제형
코팅 색 조성, %
참조 2 4 표준
제품/시도 번호 SC 1 2 3 4
Setacarb HG 75.0 90 90 90 100
Litex 50.0 8 10 12 8
전분 25.0 0.4 0.4 0.4 0.4
PVOH 22.0 1.8 1.8 1.8 1.8
농축제 30.0 0.0 0.0 0.0 0.024
스테아르산 칼슘 50.0 0.700 0.700 0.700
1
Syloid C803 99.4 10.0 10.0 10.0
안료 atro를 토대로 함 250 250 250 250
고체 70.50 70.00 69.51 69.24
고체 표적 A 60.00 60.00 60.00
그 결과를 하기 표 10에 요약한다:
표 10: 라텍스 결합제 함량의 영향의 평가 결과
상부코트 엄지 건조 무연가솔린 건조 (면봉) 고체 인쇄 광택 Tappi 75 인쇄 광택 Din 75 인쇄 광택 Din 45
1 1h 1-2h 60.0% 65.88 25.05 11.40
2 1h 1h 59.7% 74.17 33.16 17.77
3 2h 3h 60.5% 80.63 39.23 22.80
4 3-4h >5h 68.9% 87.42 38.58 22.96
도 28은 상이한 샘플에 대한 다색 잉크 경화를 나타낸다. 이때 참조(ref)는 8부를 포함하고, 후속적인 샘플 2 및 3은 2씩 증가하는 식으로 더 많은 라텍스를 포함한다. 단지 표준 (Stand) 제형만이 실리카를 포함하지 않는다. 숫자상으로 평가된 결과는 하기의 표 11에 제시되는 것과 같은 데이터를 얻는다.
표 11: 2분, 6분 및 10분에서의 평균적인 잉크 경화 시간 (MCIS-시험)
Ref (8부) +2 litex (10부) +4 litex (12부) Stand
2분 1.15 2.03 1.97 1.71
6분 0.76 1.11 1.39 1.02
10분 0.77 1.03 1.15 0.82
도 29는 단시간 척도로 시간의 함수로서의 동일 샘플에 대한 셋-오프를 도시한다. 상응하는 숫자 값을 하기 표 12에 나타낸다.
표 12: 더 짧은 시간척도에 대하여 평균화된 잉크 경화 (셋오프 시험)
Ref (8부) +2 litex (10부) +4 litex (12부) Stand
15초 0.44 0.61 0.62 0.85
30초 0.18 0.46 0.46 0.69
60초 0.05 0.18 0.22 0.37
120초 0.04 0.06 0.10 0.18
결론:
ㆍ 단시간 잉크 경화 (셋오프)는 더 많은 라텍스를 사용함으로써 둔화되지만 (+2와 +4pph 라텍스에 대해 유의할만한 추가의 차이점은 관찰되지 않았다) 여전히 참조 종이보다는 빨랐다.
ㆍ 만일 더 많은 라텍스가 첨가되면 인쇄 광택은 증가한다 (더 느린 셋오프에 의해 유발됨).
ㆍ 장시간 잉크 경화 속도 (다색 잉크 경화)는 또한 더 많은 라텍스를 사용하여 감소된다 (참조 종이보다 더 느림).
ㆍ 만약 2pph의 여분의 라텍스가 첨가되어도 잉크 건조 시간 (엄지 시험)은 증가하지 않는다.
ㆍ 4부의 여분의 첨가는 잉크 건조를 둔화시키며, +4pph 라텍스를 사용하여 얻어진 수준은 여전히 참조보다 좋다. 인쇄 광택은 참조에 견줄만하다 (DIN 75 및 DIN 45 값).
실험 결과 6
이 부분의 목적은 물리적 및 화학적 잉크 건조를 개선하기 위하여 실리카를 포함한 중간 및 상부 코팅에 대한 최적 개념을 측정하는 것이다.
실험: 종이 기재: 중간 및 상부 코팅층이 없는 정규의 종이로, 250gsm 면지를 의미한다. 제조된 중간 및 상부 코팅은 실험실-코팅기 상에 적용되었다 (한 면에만 코팅됨, 예비 코팅 적용 12gsm, 상부 코팅 적용 12gsm). 종이는 실험실에서 캘린더 처리되었고 (스틸 롤의 2000daN 닙 부하 및 75℃ 온도로 2회 통과) 계산되었다.
하기 표 13에 따르는 시도를 수행하였다:
표 13: 중간 코팅의 평가를 위한 시도
시도 번호 첫 번째 코팅층 두 번째 코팅층
45 예비코트 2 TC2
47 예비코트 2 TC6
48 예비코트 3 TC1
49 예비코트 3 TC2
50 예비코트 3 TC3
53 예비코트 3 TC6
다음의 제형이 시도에 사용되었다 (표 14 참조)
표 14: 실험 6에 따르는 시도를 위한 제형
예비코트 2 예비코트 3 TC1 TC2 TC3 TC6
제품/시도 번호 SC 2 3 4 5 6 9
Setacarb HG 75.0 100.0 95.0 90.0 90.0
Hydrocarb 95 78.0 95.0 100.0
Syloid C803 99.4 5.0 5.0 10.0 10.0
라텍스 50.0 11.5 11.0
Litex 50.0 8.0 8.0 8.0 10.0
전분 25.0 1.0 1.0 0.4 0.4 0.4 0.4
CMC 20.0 0.3 0.3
PVOH 22.0 0.3 0.3 1.8 1.8 1.8 1.8
농축제 30.0 0.027 0.027 0.027 0.027
스테아르산 칼슘 50.0 1.0 1.0 0.7 0.7 0.7 0.7
안료 atro 를 토대로 함 700 1000 300 600 300 500
고체 71.90 71.42 69.07 69.78 70.50 70.00
고체 표적 A 62 68 68 62 57 57
고체 표적 B
고체 표적 C
첫 번째 적용된 코팅층은 중간 또는 두 번째 코팅이고; 두 번째 적용된 코팅층은 상부 코팅이다.
인쇄 특성의 결과는 하기 표 15에 요약한다.
표 15: 실험 6의 인쇄 특성의 요약
Pre2+TC2 Pre2+TC6 Pre3+TC1=참조 Pre3+TC2 Pre3+TC3 Pre3+TC6
셋오프
셋오프 15초 상부 0.41 0.23 0.58 0.34 0.10 0.23
와이어
셋오프 30초 상부 0.13 0.06 0.24 0.10 0.03 0.06
와이어
셋오프 60초 상부 0.03 0.02 0.05 0.02 0.01 0.01
와이어
셋오프 120초 상부 0.01 0.01 0.02 0.01 0.00 0.00
와이어
인쇄 광택
종이 광택 Tappi 75° 상부 69.8 67.3 76.5 69.6 62.1 68.7
인쇄 광택 Tappi 75° 상부 89.2 84.6 91.4 86.2 72.0 86.7
델타 인쇄 광택 상부 19.4 17.3 14.9 16.6 9.9 18.0
화학적 잉크 건조
무연 가솔린 시험 (면봉) 상부 h 2-3 2-3 7 2-3 1-2 2-3
무연 가솔린 시험 (면봉) 와이어 h
결론:
표준 중간 코팅 (PC_3)상의 상이한 상부 코팅:
5 및 10%의 실리카 (Syloid C803)의 첨가는 단계식으로 증가된 단시간 잉크 경화 속도 (셋 오프)를 유도하는데, 그것은 인쇄 프레스에서의 작동가능성에 대해서는 유익하지 않지만, 셋오프 수준은 적절하게 증가한 라텍스 함량에 의해 느려질 수 있다.
상부 코팅 제형에 사용된 실리카의 양이 더 많을수록 분석된 무연 가솔린 시험 값 (면봉)은 더 빨라진다. 10%의 Syloid C803을 사용하면 물리적 및 화학적 잉크 건조가 7시간 (참조)으로부터 1-2시간 (실험실 조건하에서 측정됨)으로 개선된다.
상부 코팅 중의 실리카 양이 더 많을수록 생산되는 종이의 종이 광택 수준은 더 낮아진다.
일반적으로 빠른 단시간 잉크 경화는 또한 낮은 인쇄 광택 값에 기여한다 - 추가의 개선점에 대해서는 라텍스 수준은 원하지 않는 이런 인쇄 광택 감소를 약간 감소시키기 위해 증가될 수 있다.
실험 결과 7
증명을 위하여 표 2에 제시된 것과 같은 중간 코팅을 위한 제형과 하기 표 16에 따르는 상부 코팅을 사용하여 추가 세트의 실험을 수행하였다.
표 16: 상부 코팅의 제형
상부 코트 TC_1 TC_3
시도 순서 고체 [%]
HC 60 78 3
HC 90 76.5 15
안료 SFC 72 72 72
안료 Syloid C803 98 8
Amazon 72 10 15
Acronal 50 6.5 8.5
라텍스 50 1 1
CMC 93.5 0.5 0.5
PVOH 20 1.2 1.2
Fluocast 50 0.55 0.55
Polysalz S 45 0.1 0.1
실험 결과 8
실리카와 함께 코팅 중에 화학적 건조 보조제를 사용하는 가능성을 평가하기 위하여, 그리고 셋오프 방지 분말을 사용하는 일 없이 본 발명에 따르는 종이를 사용하는 가능성을 시험하기 위하여 한층 더 상세한 분석을 수행하였다.
셋오프 방지 분말은 순수한 식품 전분과 첨가된 케이크 방지제 및 유동제(flow agent)와의 혼합물이고, 광범위한 입자 크기 (~15 내지 ~70㎛)로 활용가능하다. 전분은 타피오카, 밀, 옥수수, 또는 감자 전분일 수 있다. 인쇄된 표면 위에 그것을 뿌리게 되면, 그것은 기재의 전면 또는 인쇄면이 다음 기재의 후면 또는 인쇄되지 않은 면과 친밀하게 접촉하는 것을 방지한다. 전분 입자는 스페이서로서 작용한다.
오프셋 분말은 분명히 그것의 최종 특성을 발휘하기 위하여 산화를 필요로 하는 잉크를 사용하는 전환 용도에서 매우 중요한 역할을 담당한다. 오프셋 분말이 매우 유익하긴 하지만, 그것들은 해로운 특성을 나타낼 수도 있다. 완벽한 표면 외관이 선행조건일 때 인쇄된 기재에 대해 추가로 전환이 수행되는 용도에서 오프셋 분말의 사용은, 예를 들어 투명한 필름에 접착제를 사용하여 적층이 진행될 인쇄된 기재의 경우에서와 같이 적절하지 않을 수도 있다. 그 용도는 그 위에 광택과 광학적으로 완벽한 외관이 필요한 라벨일 수 있다. 오프셋 분말의 살포는 먼지 또는 다른 오염물의 살포와 같은 작용을 한다: 그것으로 인해 라미네이트의 표면에 결함이 발생할 것이고 최종 외관의 가치가 심각하게 손상될 것이다. 그것들은 적층시 곤란하게 되고 "요철" 외관의 원인이 된다. 이것은 매우 작은 규모일 수 있지만, 때로는 면밀한 정밀조사시 불만족스러운 외관을 유발하기에는 충분하다. 오프셋 분말의 사용이 적절하지 않을 수 있는 다른 용도는 인몰드 라벨 공정에 대해 라벨을 만들기 위해 사용된 인쇄된 기재 위에서이다. 이 공정에서, 플라스틱 기재 위의 인쇄된 라벨은 성형 조작 동안에 사출- 또는 블로-성형된 컨테이너의 통합된 부분이 된다. 대중적인 "무-라벨" 외관을 위해서는 광학 특성은 소비자가 어떠한 상황에서도 라벨을 볼 수 없어야 한다는 것이다. 오프셋 분말, 먼지, 또는 무엇이든 유사한 것의 얼룩은 그러한 라벨의 외관의 가치를 떨어뜨릴 것이고 불만족스럽게 만들 것이다.
그러므로 그러한 분말의 사용을 필요로 하지 않는 종이와 기재를 발견할 필요가 있다.
종래의 백상지에는 코팅이 계속되는 표에 제시되는 것과 같은 제형으로 적용되었는데, 그때에 기재는 양면이 코팅되었고, 예비코트 층은 11gsm의 코트 중량으로, 그리고 상부 코트층 또한 11gsm으로 코팅되었다.
연구된 예비코트 층의 제형은 하기 표 17에 제시되며, 상부 코트층의 제형 및 그것들이 예비코트 층과 조합되는 방식은 하기 표 18에 제시된다.
표 17: 예비코팅의 제형
예비코트 V6 V7 V8=V6 V9=V6 V10=V6 V11=V6 V12=V7
고체 [%]
HC 60 M HH 78 43 43
HC 90 75 45 45
HC 95 M HH 78 100 100 100 100 100
안료 Syloid C803 99.4 12 12
결합제/첨가제
라텍스 50 9 11.5 9 9 9 9 11.5
PVOH 22 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
Polysalz S 40 0.1 0.1
표 18: 상부 코트의 제형
IID_6 IID_7 IID_8 IID_9 IID_10 IID_11 IID_12
예비코트 V10 V12 V8 V9 V6 V11 V7
상부코트 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12=D6
고체[%]
HC 60 M HH 78 3 3 3
HC 90 75 15 15 15
HC 95 M HH 78
SFC 72 72 72 77 73 70 77 72
Amazon 88 74 10 10 15 15 15 15 10
안료 Syloid C803 99.4 8 12 15 8
라텍스 Acronal 50 8.0 8.0 10.0 10.0 10.0 10.0 8.0
라텍스 50 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
PVOH 22 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
Polysalz S 40 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
아세트산 망간 100 1.5 1.5 1.5
모든 코팅은 전분이 없어도 양호한 작동가능성을 가졌고, 종이는 높은 광택 가능성을 나타낸다 - 종이 광택 수준 (55% DIN 75°)은 200kN/m닙 부하로 도달되었다.
상부 코팅에 사용된 실리카의 양이 많을수록, 정상적으로 종이 광택은 낮다. 아세트산 망간의 첨가는 종이 광택에 유의할만한 영향을 미치지 않는다. 예비 코팅에 실리카를 사용하는 것은 상부 코팅지의 약간 더 낮은 종이 광택을 유발한다 (캘린더 처리 전).
Mn(II)아세테이트는 다른 촉매 시스템을 능가하는 장점 때문에 우선적으로 사용되고, 그러한 망간 복합체의 사용은 앞에서도 이미 주지된 바와 같이, 본 코팅에 제한되지 않으며, 어떠한 다른 코팅에도 확장될 수 있다는 것이 지적되어야 한다. 아세트산 망간 시스템은 냄새가 없고, 가격이 더 저렴하며, 쉽게 물에 녹을 수 있는 염이고, 명도/명암에 미치는 효과가 더 작으며, 환경/건강상의 문제를 일으키지 않는 것을 특징으로 한다. 그러한 시스템의 전체 촉매적 활성에 대한 실제적인 문제로서 코팅 (상부 코팅 또는 상부 코팅 밑에 있는 두 번째 코팅)에 Mn(II)뿐만 아니라 Mn(III)를 동시에 가지는 것이 유익한 것으로 보인다. 최적의 활성은 만약 Mn(II)과 최소한 일부의 (III)아세테이트가 존재한다면 이루어진다. 일반적으로 갈색을 띠고 실제로 수불용성인 Mn(III)형태의 최소량을 생성하는 동시에 필요한 Mn(III)아세테이트를 다음에 II-형태에 본질적으로 도입하기 위한 한 가지 유익한 방법은 다음과 같이 가능하다:
a) 완전히 유리 촉매 종으로서 활용할 수 있는 Mn-이온을 유지하기 위해서 추가로 0.1pph의 Polysalz를 첨가한다. 만약 이 구성성분이 첨가되지 않으면, 아마도 거의 확실하게 고 원자가의 Mn-이온이 코팅 중의 탄산칼슘 분산액을 강력하게 간섭하거나 심지어는 결합될 것이고, 그것들을 이중층과의 상호작용을 통해 탈안정화/응집시킬 것이며, 따라서 또한 코트 품질이 감소될 것으로 예상된다.
b) Mn(아세테이트)는 마지막 성분으로서 상부코트 조성물에 서서히 첨가되는데, 그때 대부분의 pH는 8.5 내지 9로 시작하는 것이 바람직하다. 10까지의 더 높은 pH도 가능하며 그 결과 일부의 Mn(III)만이 만족스럽지만 Mn(아세테이트)의 용해 행동방식은 더 좋아지고/더 빨라진다.
c) Mn(아세테이트)의 용해 후에 (육안으로 판단함), 다시 pH를 대략 8.5로 조절하는 것이 바람직하다 (pH는 일반적으로 산과 반응하는 Mn(아세테이트)를 녹일 때 감소한다).
d) 마지막으로 Mn(아세테이트)를 분자 수준으로 완전히 용해시켜서 모두 촉매적 사이클에 활용할 수 있도록 하기 위하여 추가의 혼합 시간 (전형적으로 현재관례에서는 30분)을 갖는 것이 유익한 것으로 보인다.
Mn(아세테이트)는 바람직하게는 상부 코팅의 총 건조 중량의 0.1 내지 0.6% 망간(=II+III)으로 존재한다. 가장 바람직한 것은 0.2 내지 0.4%의 존재이다. 다른 Mn-염/복합체, 예컨대 Mn(II)acac 또한 가능하다. Mn(아세테이트)의 단독적인 촉매 활성은 상이한 척도를 통해 증진 및/또는 지지될 수 있다: A) 이차 건조제 및/또는 보조 건조제와의 조합; B) 타당한 리간드와의 조합, 따라서 예컨대 bpy와의 조합으로 활성은 매우 높고 Nuodex/bpy와 같은 시스템과 거의 동일하며, 따라서 다른 리 간드와의 조합으로 활성은 매력적인 수준으로 상당히 증가될 수 있다. C) Li(acac)와 같은 시스템의 첨가. D) 확산의 제한 없이 반점에서 직접 필요한 산소를 가지기 위하여 과산화물 (적절하게 안정화되었지만 활용할 수 있는 형태임)이 첨가된다.
도 30 및 31로부터 알 수 있는 것과 같이, 무연 가솔린 시험 (FORGA) 및 습식 잉크 마찰 시험 결과는 각각 참조 상부 코팅 및 예비 코팅 중에 실리카를 포함하는 종이 IID_7이 실험실에서 가장 느린 물리적 및 화학적 건조 경향을 보인다는 것이다. 상부 코팅에 실리카를 사용함으로써 건조 시간이 3 또는 2시간이 되는 것이 가능하다 (말단 건조, 더 많은 양의 실리카에 대해). 종이 IID_11: 8%의 실리카와 조합하여 아세트산 망간을 사용하는 것은 추가로 2시간의 개선을 유도하였다 (3시간 대신). 이 경우 또한 시험된 종이 위의 점 (말단보다 더 결정적임)은 3 내지 4시간 사이에 건조된다. 실리카의 사용은 실험실에서 개선된 습식 잉크 마찰 (잉크 스커프)을 유도한다. 아세트산 망간 또는 실리카를 예비 코팅에 첨가하는 것은 추가의 개선을 유도한다.
도 32 내지 34로부터 알 수 있는 것과 같이, 가장 느린 잉크 경화는 예비 코팅에 실리카를 포함하고 실리카 또는 아세트산 망간이 없는 참조 상부 코팅을 가지는 종이 IID_7에 대해 관찰되었다. 상부 코팅 중의 증가된 실리카 양은 더 빠른 초기 잉크 경화 행동을 유도한다. 예비 코팅에 실리카를 사용하는 것은 실리카가 없는 예비 코팅과 비교하여 약간 더 빠른 셋오프를 유발한다. 장시간뿐 아니라 단시간 잉크 경화 값은 매우 작다. 모든 종이의 다색 섬유 피킹 수준뿐만 아니라 오프셋 적합성 (건조)은 오히려 낮다 (대부분의 경우 오프셋 적합성은 0 -종이 IID_7에 대한 가장 좋은 값).
이들 실험에 사용된 특이한 화학적 건조 보조제는 Mn(II)(Ac)2ㆍ4H2O이다. 이 특이한 전이 금속 복합체는 매우 효과적인 화학적 건조 보조제이고, 동시에 그것은 실리카와 함께 상승 효과를 나타내며, 일반적으로 상부 코팅 또는 예비 코팅에 사용하기 위한 화학적 건조 보조제로서 유용하다는 것이 주지되어야 한다. 장점 중 한 가지는 그것의 가격이지만 또한 안정성이기도 하며, 취급의 용이성과 이 화학적 건조 보조제를 포함하는 코팅의 색에 어느 정도 영향을 준다는 사실이다.
인쇄 특성:
시험된 종이 (모두 135g/m2): Scheufelen (제조업체), BVS+8 (명칭); D6; D7, D8, D9, D10; D11; D12 (모두 상기에서 제공된 것과 같음). 인쇄 조건: 프린터: Grafi-Media (Swalmen, NL); 프레스: Ryobi 5 색; 색 순서대로의 잉크: Sicpa Tempo Max B, C, M, Y; 인쇄 속도: 11,000시트/시간; 셋오프 방지 분말: 있음/없음; 적외선 건조기: 없음.
수행된 시험: 접힘: 교차 접힘 (1 버클, 1 나이프, 주름 없음); 잉크 스커프; 무연 가솔린 시험; 차단 시험 (셋오프 방지 분말 없음). 시험 시간: 1/2시간, 1시간, 2시간, 3시간, 4시간, 24시간, >48시간.
차단 시험 결과:
D6 : 300% 영역에 약간의 마킹
D7 : 매우 약한 마킹 (D6보다 좋음)
D8 : 300% 영역에 매우 약간의 마킹 (~D6)
D9 : 마킹 없음
D10 : 마킹 없음
D11 : 300% 영역에 매우 약간의 마킹 (D6보다 조금 더 많지만, BVS+보다는 적다)
D12 : 300% 영역에 약간의 마킹 (D6보다는 조금 더 많지만, BVS+보다는 적다)
BVS+ : 마킹
분말이 포함된 D8 : 마킹 없음
분말이 포함된 D11 : 마킹 없음
분말이 포함된 BVS+ : 마킹 없음
종이는 차단을 나타내지 않는다. 셋오프 방지 분말로 인쇄된 종이는 어떠한 마킹도 나타내지 않는다. 가장 큰 마킹을 나타내는 종이는 BVS+이다. D9 및 D10 (및 또한 D8과 D11은 약간 더 적은 정도임)은 어떠한 마킹도 나타내지 않는다: 그것들은 셋오프 방지 분말로 인쇄할 수 있다.
접힘 시험 결과:
접힘 시험은 버클 폴더 상에서 수행되었다. 프린터 할레트라(Haletra)와는 대조적으로, 두 번째 접힘에 대한 주름 모듈이 없으며, 따라서 접힘은 약간 덜 중요하다. 접힘 시험은 0 (가시적인 마킹이 없음)으로부터 5 (매우 강한 마킹)까지 평가된다. 접힘 시험의 결과를 하기 표 19에 요약한다.
표 19: 접힘 시험의 결과
종이 1/2시간 1시간 2시간 3시간 4시간 ∞
D6 1.00 1.25 1.00 1.00 1.00 0.25
D7 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75
D8 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
D9 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
D10 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75
D11 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75
D12 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.75
BVS+ 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.75
분말이 첨가된 D8 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
분말이 첨가된 D11 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75
분말이 첨가된 BVS 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
접힘에서 일반적인 마킹 수준은 전문가 그룹 (인쇄 전문가)에 의해 매우 양호한 것으로 평가되었다. 1/2시간과 무한 시간(=일주일) 사이에 마킹의 차이는 거의 없었고, 그것은 화학적 건조는 접힘 시험에 추가로 적은 영향을 미친다는 것을 의미한다. 종이들 간에도 단지 작은 차이만이 있다.
잉크 스커프 결과:
습식 잉크 마찰 시험을 인쇄된 시트 상에서, 300% 영역 B, C, 및 M에 대해 수행하였다. 이 시험의 결과는 도 35에서 그래프로 요약된다. 종이는 모두 일반적으로 매우 양호한 수준의 잉크 스커프를 나타낸다.
가장 좋은 종이는 D11이고, 그 다음으로 D7, D8, 그리고 D9 및 D10이다. D6, D12 및 BVS+는 유사한 수준의 마킹을 나타낸다.
무연 가솔린 시험 (FPRGA) 결과:
무연 가솔린 시험 (말단 건조)을 인쇄된 시트 상에서, 300% 영역 B, C, 및 M에 대해 수행하였다. 그 결과는 하기 표 20에 요약된다.
표 20: 무연 가솔린 시험 결과, 모든 값은 단일 데이터 점을 나타낸다.
종이 무연 가솔린 건조 시간 (시간)
D6 4<t<24
D7 3
D8 ≥4
D9 1/2
D10 1/2
D11 3
D12 ≥4
BVS+ 4<t<24
셋오프 방지 분말이 포함된 D8 ≥4
셋오프 방지 분말이 포함된 D11 3
셋오프 방지 분말이 포함된 BVS+ 4<t<24
가장 빠른 종이는 D9와 D10으로, 그것들은 1/2시간 후에 건조된다. 가장 느린 종이는 BVS+로, D6 다음이다.
이 실험으로부터 다음의 결론을 끌어낼 수 있다:
ㆍ D9와 D10은 어떠한 셋오프 방지 분말이 없어도 인쇄 가능하다.
ㆍ D7과 또한 D11도 또한 셋오프 방지 분말이 없어도 인쇄가능하다 (임계 영역에만 약간의 마킹이 있음)
습식 잉크 마찰 시험에 대해, 수준은 매우 양호하지만 D11은 D7 및 D8에 이어서 가장 좋은 결과를 나타냈다.
실험 결과 9
상기 실시예에서, 특히 Syloid C803이 사용된 실시예에서 그것은 실리카겔에 대한 실례이다. 다른 한편으로, 도입 부분에서 설명된 것처럼 이 실리카겔은 또한 침전된 실리카가 상응하는 특이한 표면 특성을 가지는 한 침전된 실리카에 의해 대체될 수 있다. 그것을 증명하기 위하여, 다음 실시예에서는 침전된 실리카에 대해, 특히 Degussa사로부터 Sipernat라는 이름으로 활용할 수 있는 제품에 대해 실험이 제공되어야 하며, 그 실험은 상기에서 언급된 모든 실험과의 비교를 허용하는 실리 카겔 안료 부분을 포함하는 코팅을 가지는 상응하는 종이 기재와 비교되어야 한다. 시험된 2가지 유형의 침전된 실리카는 Sipernat 310과 Sipernat 570이다. 이들 침전된 실리카 안료는 하기 표 22에 제시된 것과 같은 특성을 갖는다.
제조된 상부 코팅은 상부 코트층이 없는 정규의 종이 기재 위에 실험실-코팅기상에서 적용되는 것으로, 115gsm 면지, 즉 정규 예비 코트 조성물만을 가지는 기재상에서 제조된다. 모든 코팅에 대해 라텍스 수준은 12pph의 수준으로 유지되었다. 종이들은 실험실에서 캘린더 처리되었고 (스틸 롤의 1000daN 닙 부하 및 70℃ 온도를 사용하여 10회 통과) 시험되었다.
침전된 실리카를 가지는 실시예의 제형과 실리카겔을 가지는 비교예는 하기 표 21에 제시되며, 모든 값은 중량부이다.
표 21: 실험 9의 제형
상부 코트 TC_2 TC_3 TC_4 TC_5 TC_15 참조
고체[%]
CC85 72.0 100
안료 SFC 72.1 80 80 80 80 80
Setacarb GU 75.0
Gasil 35M 99.0 20
Sipernat 310 99.0 20
Syloid C803 99.0 20
Sipernat 570 99.0 20
Sylojet 710A 20.0 20
라텍스 50.0 12 12 12 12 12 9
PVA 18.0 1 1 1 1 1 1
CMC 93.5 0.28 0.2
Polysalz S 50.0 0.3 0.3 0.2
본 발명에 따라 사용될 수 있는 코팅의 특성을 추가로 확인하기 위하여, 수은 침투 측정을 최종 코팅의 다공성을 측정하기 위하여 수행하였다.
수은 침투 측정의 결과를 도 36에 도시한다. 참조 (Ref)와 비교할 때, 0.02 ㎛ 이하의 범위에서, 즉 특히 0.01 내지 0.02㎛의 범위에서 본 발명에 따르는 코팅의 다공성은 참조의 다공성보다 높다는 것을 알 수 있다. 그러므로 이 범위에서 및 또한 부분적으로는 이 범위 아래에서 물리적 잉크 흡수 과정에 기여하는 것 같고, 그것의 핵심이 되는 증가된 다공성 (때로 "피크")을 인지할 수 있다.
이들 실시예의 결과의 잉크 건조 특성은 도 37에 그래프로 도시한다 (단일 데이터 점). 점 건고상태의 관점에서뿐만 아니라 말단 건고상태의 관점에서, 이들 특이한 특성 (높은 표면적 및 작은 입자 크기)을 가지는 침전된 실리카의 사용은 실제로 실리카겔의 사용에 유사한 것으로 증명된다는 것을 알 수 있다. 매력적으로 빠른 잉크 건조는 높은 기공 부피 유형인 실리카겔 안료 Syloid C803 및 Gasil 35M에 의해 지배되는 것으로 밝혀졌다. 20pph의 매우 정교한 (예컨대 매우 높은 BET 표면 750m2/g) 침전된 실리카 유형 Sipernat 570 및 (다소 덜한 Sipernat 310)은 잉크 건조 성능을 200pph Syloid C803의 그것과 비교할만하게 지배하는 것으로 여겨진다.
재료:
무기 안료: 사용된 무기 안료의 입자 크기 분포는 도 38에 도시된다. 입자 크기 분포의 적절한 선택은 최종 종이 및 인쇄 광택에 대해, 그리고 잉크 경화 특성에 대해 중요하다. SFC는 비표면적이 18m2/g인 매우 미세한 카보네이트를 나타낸다.
실리카: 모든 실리카 함유 종이의 물리적 및 화학적 잉크건조 경향은 매우 빨랐다 - 또한 다른 유형의 실리카 (또한 Grace Davison사로부터의 Sylojet 710A 및 Sylojet 703A)도 작동한다 (Syloid C803 외에도). Syloid C803은 이 제품이 코팅 색에 더 높은 함량으로 고체가 포함되는 것을 가능하게 하고 다른 제품보다 저렴하기 때문에 사용된다. 실리카겔 (Sylojet 및 Gasil) 및 침전된 실리카 (Sipernat)의 주요 특성 중 일부를 하기 표 22에 요약한다.
표 22: 공급업체에 의해 제공된 데이터를 토대로 사용된 실리카의 특성
제품 기공 부피 (ml/g) 평균 입자 크기 (㎛) 표면적 (m2/g) BET 표면 전하 pH 오일 흡수 g/100g 고체 함량 (%)
Sylojet P403 (=Syloid C803) 2.0 3.5* 300-330 음이온성 3.5 320 99
Sylojet 703A 0.7 0.3* 250 음이온성 8 20
Sylojet 710A 0.9 1.0* 250 음이온성 8 20
Gasil 35M 1.2 4.0 - 음이온성 7 200 99
Gasil 23D 1.8 4.4 - 음이온성 7 290 99
Sipernat 310 - 5.5** 750 음이온성 6 210 (DBP) 99
Sipernat 570 - 6.7** 750 음이온성 6 259 (DBP) 99
* Malvern Master Sizer 2000을 통해 측정됨
** 100 마이크로미터 모세관, Multisizer에서 측정됨
예비 코팅 색에 표준 상부 코팅 색과 함께 실리카를 사용하는 것은 잉크 건조를 상당히 개선시킨다 (실험실에서 연구조사됨).
결합제: 본원에서 언급되는 모든 결합제는 상업적으로 이용할 수 있는 것이고, 그러므로 그것들의 특성은 대중에 친근하다. 예를 들어 라텍스 P 2090은 스티렌과 n-부틸아크릴레이트의 공중합체의 수성 분산액이다. Acronal S360D는 BASF (DE)사로부터 구할 수 있는 스티렌과 아크릴계 에스테르의 공중합체이다.
참조 숫자의 목록
1 기재; 2 두 번째 층; 3 상부 층; 4 코팅된 인쇄 시트
본 발명에 의하여 이미지 수용 코팅에 적용된 잉크와 접촉하게 되는 코팅의 (내부) 기공 부피에 의해 및/또는 특정 표면에 의해 규정되는 것과 같은 적절하게 선택된 흡수 특성을 가지는 적절한 양 (및 유형)의 실리카의 특정 조합이 제공됨으로써, 실리카의 고유한 특성으로 인하여 화학적인 잉크 건조뿐만 아니라 상당히 개선된 물리적 특성이 유도된다.

Claims (44)

  1. 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층(2,3)을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트에 있어서,
    상기 이미지 수용 코팅층(2,3)은 상부 층(3)과 선택적으로 상기 상부 층(3) 아래에 최소한 하나의 두 번째 층(2)을 포함하되, 상기 상부 층(3) 또는 상기 두 번째 층(2)은 안료 부분과 결합제 부분을 포함하며,
    상기 안료 부분은 0 내지 99 건조 중량부의 미세한 미립자 카보네이트 및/또는 미세한 미립자 카올린 및/또는 미세한 미립자 클레이와
    1 내지 100 건조 중량부의 미세한 미립자 실리카로 구성되며,
    상기 결합제 부분은 5 내지 20 건조 중량부의 결합제와 4 건조 중량부 미만의 첨가제로 구성되는 것을 특징으로 하는
    종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실리카는 0.2ml/g 이상, 바람직하게는 0.5ml/g 이상, 더욱 바람직하게는 1ml/g 이상의 내부 기공 부피를 가지는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 실리카는 비정질 실리카겔인 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 실리카는 150m2/g 이상의 표면적, 바람직하게는 500m2/g 이상의 표면적, 더욱 바람직하게는 600 내지 800m2/g 범위의 표면적을 가지는 비정질의 침전된 실리카인 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  5. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리카는 1.8ml/g과 같거나 그 이상, 바람직하게는 2.0ml/g과 같거나 또는 그 이상인 내부 기공 부피를 가지는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  6. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이미지 수용층(2,3)은 수은 침투에 의해 측정되는바, 기공 폭이 8 내지 20nm의 범위에서 8ml/(총 종이의 g)보다 큰, 바람직하게는 9ml/(총 종이의 g)보다 큰 누적되는 다공성 부피를 가지고, 및/또는 바람직하게는 8 내지 40nm 범위에서 누적되는 다공성 부피는 12ml/(총 종이의 g)보다 크고, 바람직하게는 13ml/(총 종이의 g)보다 큰 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  7. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이미지 수용층(2, 3)의 총 표면 에너지는 30mN/m보다 적거나 같고, 바람직하게는 28mN/m보다 적거나 같은 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  8. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 총 표면 에너지의 분산성 부분은 18mN/m보다 적거나 같고, 바람직하게는 15mN/m보다 적거나 같은 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  9. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 층(3)뿐만 아니라 상기 두 번째 층(2)은 제 1 항에서 규정된 것과 같은 안료 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  10. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안료 부분은 80 내지 95 건조 중량부의 미세한 미립자 카보네이트 및/또는 미세한 미립자 카올린 및/또는 미세한 미립자 클레이 및 6 내지 25 건조 중량부의 미세한 미립자 실리카를 포함하는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  11. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안료 부분은 8 내지 12 건조 중량부의 미세한 미립자 실리카, 바람직하게는 8 내지 10 건조 중량부의 미세한 미립자 실리카를 포함하는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  12. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안료 부분은 특히 실리카겔의 경우에 평균 입자 크기가 0.1 내지 5㎛의 범위, 바람직하게는 4.5㎛ 아래 또는 바람직하게는 4.0㎛ 아래, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 4㎛ 범위에 있도록 입자 크기 분포를 가지는 미세한 미립자 실리카를 포함하거나, 또는 침전된 실리카의 경우에 평균 입자 크기가 5 내지 7㎛ 범위에 있도록 입자 크기 분포를 가지는 미세한 미립자 침전 실리카를 포함하는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  13. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안료 부분은 평균 입자 크기가 0.3 내지 1㎛의 범위 또는 3 내지 4㎛의 범위에 있도록 입자 크기 분포를 가지는 미세한 미립자 실리카를 포함하는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  14. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안료 부분은 표면적이 200m2/g 이상, 바람직하게는 250m2/g, 더욱 바람직하게는 최소한 300m2/g인 미세한 미립자 실리카를 포함하는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 안료 부분은 200 내지 1000m2/g의 범위, 바람직하게는 20 내지 400m2/g의 범위 또는 250 내지 800m2/g의 범위의 표면적을 가지는 미세한 미립자 실리카를 포함하는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  16. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안료 부분은 바람직하게는 50%의 입자가 1㎛보다 작게 되는 입자 크기 분포, 더욱 바람직하게는 50%의 입자가 0.5㎛보다 작게 되는 입자 크기 분포, 가장 바람직하게는 50%의 입자가 0.4㎛보다 작게 되는 입자 크기 분포를 가지는 70 내지 80 건조 중량부의 미세한 미립자 카보네이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  17. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안료 부분은 10 내지 25 건조 중량부의 미세한 미립자 카올린 또는 클레이, 바람직하게는 13 내지 18 건조 중량부의 미세한 미립자 카올린 또는 클레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  18. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안료 부분은 50%의 입자가 1㎛보다 작게 되는 입자 크기 분포, 더욱 바람직하게는 50%의 입자가 0.5㎛보다 작게 되는 입자 크기 분포, 가장 바람직하게는 50%의 입자가 0.3㎛보다 작게 되는 입자 크기 분포를 가지는 70 내지 80 건조 중량부의 미세한 미립자 카보네이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  19. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합제 부분은 7 내지 12 건조 중량부의 결합제를 포함하는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  20. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합제 부분은 라텍스, 특히 스티렌-부타디엔, 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴, 스티렌-아크릴계, 특히 스티렌-n-부틸 아크릴계 공중합체, 스티렌-부타디엔-아크릴계 라텍스, 아크릴레이트 비닐아세테이트 공중합체, 전분, 폴리아크릴레이트 염, 폴리비닐 알코올, 소이, 카세인, 카르복시메틸 셀룰로오스, 히드록시메틸 셀룰로오스 및 그것들의 공중합체와 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 결합제 또는 결합제의 혼합물을 포함하고, 바람직하게는 그것이 제조시 음이온성 콜로이드상 분산액으로서 제공되는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  21. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합제는 부틸아크릴레이트, 스티렌을 토대로 하는 아크릴계 에스테르 공중합체이고 필요에 따라 아크릴로니트릴인 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  22. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합제 부분은 발포 제거제, 착색제, 발광제, 분산제, 농축제, 보수제, 보존제, 교차결합제, 윤활제 및 pH 조절제 또는 그것들의 혼합물로부터 선택되는 최소한 하나의 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  23. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이미지 수용층의 상부 코트는 안료 부분을 포함하고, 이 안료 부분은 80 내지 95 건조 중량부의 미세한 미립자 카보네이트 및 미세한 미립자 카올린 또는 클레이와 6 내지 25 건조 중량부의 미세한 미립자 실리카를 포함하는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  24. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이미지 수용층의 상부 코트는
    50%의 입자가 0.4㎛보다 작게 되는 입자 크기 분포를 가지는 70 내지 80 건조 중량부의 미세한 미립자 카보네이트,
    50%의 입자가 0.3㎛보다 작게 되는 입자 크기 분포를 가지는 10 내지 15 건조 중량부의 미세한 미립자 카올린 또는 클레이, 및
    평균 입자 크기가 3 내지 5㎛이고, 표면적이 300 내지 400m2/g이며, 내부 기공 부피가 0.5ml/g 이상인, 8 내지 12 건조 중량부의 미세한 미립자 실리카를 포함하는 안료 부분과,
    8 내지 12 건조 중량부의 라텍스 결합제와 3 건조 중량부 미만의 첨가제를 포함하는 결합제를 포함하는 것을 특징으로 하는
    종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  25. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인쇄 시트는 캘린더 처리되는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  26. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인쇄 시트는 무광택, 광택 또는 새틴 종이인 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  27. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인쇄 시트는 이미지 수용 코팅의 표면에 TAPPI 75deg에 따라 75%보다 크거나 또는 DIN 75deg에 따라 50보다 큰 광택을 가지는 광택지의 경우, 또는 이미지 수용 코팅의 표면에 TAPPI 75deg에 따라 25%보다 적은 광택을 가지는 무광택지의 경우, 또는 이미지 수용 코팅의 표면에 중간 범위의 광택을 가지는 새틴지의 경우인 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  28. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이미지 수용 코팅층은 기재의 양면에 제공되는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  29. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기재는 백상지 기재인 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  30. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이미지 수용 코팅층은 상기 상부 층 아래에 두 번째 층을 가지고, 상기 상부 층은
    바람직하게는 50%의 입자가 2㎛보다 작게 되는 입자 크기 분포를 가지는 80 내지 98 건조 중량부의 단일의 미세한 미립자 카보네이트 또는 그것의 혼합물과,
    2 내지 25 건조 중량부의 미세한 미립자 실리카로 구성되는 안료 부분과,
    20 건조 중량부 미만, 바람직하게는 8 내지 15 건조 중량부의 라텍스 또는 전분 결합제와,
    4 건조 중량부 미만의 첨가제로 구성되는 결합제를 포함하는
    것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 안료 부분의 미세한 미립자 카보네이트는 50%의 입자가 2㎛보다 작게 되는 입자 분포를 가지는 하나의 미세한 미립자 카보네이트와, 입자의 50%가 1㎛보다 작게 되는 다른 미세한 미립자 카보네이트와의 혼합물로 구성되고, 이때 바람직하게는 이들 두 구성성분은 대략 동일한 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  32. 제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,
    상기 안료 부분은 바람직하게는 제 2 항 내지 제 5 항, 제 14 항 및/또는 제 15 항 중 어느 한 항에 규정된 것과 같은 품질의 5 내지 15 건조 중량부의 실리카를 포함하는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  33. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인쇄 시트는 한 시간 이내에, 바람직하게는 0.5시간 이내에 재인쇄 및 전환이 가능하고, 이때 바람직하게는 상기 인쇄 시트는 30분보다 적은 시간 내에, 보다 바람직하게는 15분보다 적은 시간 내에 재인쇄 가능하며 한 시간보다 적은 시간 이내에, 바람직하게는 0.5시간보다 적은 시간 내에 전환가능한 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  34. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안료 부분의 최소한 한 분획, 바람직하게는 미세한 미립자 실리카는 미량의 금속, 바람직하게는 전이 금속을 포함하거나 그것이고, 이때 최소한 하나의 금속은 10ppb보다 많게, 바람직하게는 500ppb보다 많게 실리카 및/또는 다른 안료에 존재하는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 안료에 Co, Mn, V, Ce, Fe, Cr, Ni, Rh, Ru, 또는 그것들의 조합은 10ppb보다 많고 10ppm보다 적게, 및/또는 Ce의 경우에는 20ppm까지, 및/또는 Fe의 경우에는 100ppm까지 존재하며, 가능하게는 Zr, La, Nd, Al, Bi, Sr, Pb, Ba 또는 그것들의 조합과 함께 바람직하게는 10ppb보다 많고 10ppm 또는 20ppm까지 안료에 존재하며, 가능하게는 Ca, K, Li, Zn 및 그것들의 조합과 함께 바람직하게는 10ppb보다 많고 10ppm 또는 20ppm까지 안료에 존재하는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 조합이 Co+Mn, Co+Ca+Zr 또는 La 또는 Bi 또는 Nd, Co+Zr/Ca, Co+La, Mn+K 및/또는 Zr로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  37. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 코트 및/또는 두 번째 층은 바람직하게는 전이 금속 복합체, 전이 금속 카르복실레이트 복합체, 망간 복합체, 망간 카르복실레이트 복합체 및/또는 망간 아세테이트 복합체 또는 그것들의 혼합물로부터 선택되는 화학적 건조 보조제를 더 포함하고, 이때 화학적 건조 보조제는 바람직하게는 0.5 내지 3 건조 중량부, 바람직하게는 1 내지 2 건조 중량부로 존재하는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  38. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 코트 및/또는 두 번째 층은 화학적 건조 보조제를 더 포함하고, 이때 화학적 건조 보조제는 촉매 시스템으로서 작용하며 전이 금속 복합체, 바람직하게는 망간 복합체, 망간 카르복실레이트 복합체 및/또는 망간 아세테이트 또는 아세틸아세테이트 복합체에 의해 제공되며, Mn 복합체의 촉매 활성을 위해서는 바람직하게는 Mn(II)뿐만 아니라 Mn(III)가 동시에, 또는 그것들의 혼합물이 존재하고, 이때 촉매 시스템의 금속 부분은 코팅의 총 건조 중량의 0.05 내지 0.6 중량%, 바람직하게는 0.02 내지 0.4 중량%로 코팅에 존재하는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  39. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안료 부분의 총 100 건조 중량부는 1 내지 50 건조 중량부의 실리카, 바람직하게는 실리카겔 또는 침전된 실리카와 99 내지 50 건조 중량부의 카보네이트 및/또는 카올린 및/또는 클레이 부분 보충물로 구성되는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  40. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안료 부분은 1 내지 30 건조 중량부의 실리카, 바람직하게는 실리카겔 또는 침전된 실리카와, 99 내지 70 건조 중량부의 카보네이트 및/또는 카올린 및/또는 클레이 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코 팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  41. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안료 부분은 6 내지 25 건조 중량부의 실리카겔 및/또는 침전된 실리카와 75 내지 94 건조 중량부의 카보네이트 및/또는 카올린 및/또는 클레이로 구성되는 것을 특징으로 하는 종이 기재 위에 이미지 수용 코팅층을 가지는 시트-공급식 오프셋 인쇄용 코팅된 인쇄 시트.
  42. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 따르는 인쇄 시트의 제조방법에 있어서,
    상기 실리카를 포함하는 코팅 제형이 바람직하게는 백상지를 기초로 한 예비 코팅된 또는 코팅된 종이 기재 위에, 커튼 코팅기, 블레이드 코팅기, 롤 코팅기, 분무 코팅기, 에어 나이프, 주조 코팅 및/또는 미터링 사이즈 프레스를 사용하여 적용되는 것을 특징으로 하는 인쇄 시트의 제조방법.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 코팅된 종이는 200 내지 2000m/분의 범위의 속도에서, 50 내지 500N/mm 범위의 닙 부하에서, 및 실온 이상의 온도, 바람직하게는 60℃ 이상, 더욱 바람직하게는 70 내지 95℃ 범위의 온도에서 1과 15 닙 사이를 사용하여 캘린더 처리되는 것을 특징으로 하는 인쇄 시트의 제조방법.
  44. 시트 공급식 오프셋 인쇄 공정에 사용되는 제 1 항 내지 제 41 항 중 어느 한 항에 따르는 인쇄 시트의 용도에 있어서,
    상기 공정에서 재인쇄 및 전환이 한 시간보다 적은 시간 내에, 바람직하게는 0.5시간보다 적은 시간 내에 일어나고, 바람직하게는 30분보다 적은 시간 내에, 더욱 바람직하게는 15분보다 적은 시간 내에 재인쇄되며, 한 시간보다 적은 시간 내에, 바람직하게는 0.5시간보다 적은 시간 내에 전환되는 것인 인쇄 시트의 용도.
KR1020087003476A 2005-07-13 2006-07-12 오프셋 인쇄용 코팅지 KR101375453B1 (ko)

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