KR20100074287A - 잉크젯 기록 용지 - Google Patents

Abstract

[과제] 고속 잉크젯 프린터를 이용하여 기록한 경우, 높은 잉크 건조성을 가짐과 동시에 고정밀 바코드가 인자 가능해지는 높은 내페더링성을 가지고, 또한 내수성이 있는 고백색도의 보통지 타입의 잉크젯 기록 용지를 제공한다.
[해결 수단] 인자 속도 100m/min. 이상의 롤급지 타입의 프린터에 사용하는 잉크젯 기록 용지로서, 펄프, 전료로 하여 로제타형 경질 탄산 칼슘, 및 내첨 사이즈제로서 중성 로진 사이즈제를 함유하는 기지에, 양이온성 수지, 음이온성 형광 염료, 및 결착제를 함유하고, 또한 안료를 포함하지 않는 도공액을 도공하여 이루어지고, JIS-P8122에 규정된 스테키히트 사이즈도가 10~25초 또한 JIS-P8251에 규정된 회분이 13%~25%이다.

Description

잉크젯 기록 용지{INK-JET RECORDING PAPER}

본 발명은, 안료를 포함하는 잉크 수용층을 가지지 않는, 이른바 보통지 타입의 잉크젯 기록 용지에 관한 것이다.

잉크젯 기록 방식은, 각종의 방법에 의해 비상시킨 잉크의 미소 액적(液滴)을, 종이 등의 기록 용지에 부착시켜 화상이나 문자를 형성시키는 기록 방식이다. 이 기록 방식은 고속화, 풀 컬러화가 용이하고, 또한 기록시의 소음이 낮고, 장치가 저가격이기 때문에, 가정용으로서 널리 보급되어 있다. 한편, 상업 용도의 분야에 있어서, 종래는 비충격식 인쇄(NIP)를 이용하여 가변 정보(공공 요금이나 크레딧의 청구서나 영수서, 배송용 전표, 광고 등)가 인자되어 왔지만, 최근, 라인 헤드를 가지는 고속 잉크젯 프린터에 의한 인자로 치환되고 있다.

그런데, 잉크젯 기록 용지는, 잉크 수용층을 설치한 도공지 타입과, 안료를 포함하는 잉크 수용층을 설치하지 않은 보통지(普通紙) 타입으로 대별된다. 디지탈 카메라의 화상 출력에는 고정밀 화상을 재현할 수 있는 도공지 타입이 주로 이용되고, 한편, 비즈니스 리포트나 공공 요금의 명세서나 납입 용지 등의 인자에는, 염가의 보통지 타입이 주로 이용된다. 이러한 잉크젯 기록의 용도 확대에 수반하여, 저비용으로 또한 고정밀 화상을 재현가능한 보통지 타입의 잉크젯 기록 용지가 요구되고 있다.

또한, 보통지 타입의 잉크젯 기록 용지에 요구되는 성능으로서, 고백색도인 것을 들 수 있다. 높은 백색도를 가지는 기록 용지에 인자함으로써, 컬러 인자가 빛나거나 문자의 재현성이 양호해진다. 또한, 잉크젯 기록 용지에는, 바코드를 판독 가능한 높은 내페더링성(용지상에 있어서의 잉크의 배어나옴을 억제한다) 및 내수성을 가지며, 고속 인자에 견딜 수 있는 높은 잉크 건조성 등이 요구된다.

바코드는, 폭이 다른 복수 종류의 흑색 바 및 백색 바를, 소정의 조합시킨 패턴으로 교대로 병렬시킴으로써, 숫자, 알파벳, 기호 등으로 이루어지는 소요 정보를 나타내는 것이지만, 바 패턴을 구성하는 최소단위인 흑색 바와 백색 바의 종류수에 따라, 1) 바의 폭이 가는 바와 굵은 바의 2종류씩인 바이너리 레벨(2가 레벨)과, 2) 흑색 바와 백색 바의 폭이 몇 종류나 있는 멀티 레벨로 분류된다. 이 멀티 레벨의 바코드는, 상기 바이너리 레벨의 것에 비해 바코드의 전체 길이가 같으면, 보다 많은 정보를 표시할 수 있다는 이점을 가진다. 반면, 멀티 레벨의 바코드는, 폭비율의 허용 범위가 거의 없고, 내페더링성이 낮은 경우에는 각 흑색 바 및 백색 바의 폭이 구별되기 어려워져, 광학 판독 장치에 의한 판독 에러의 발생율이 높아진다. 이러한 멀티 레벨의 바코드의 규격으로서는, GS1-128이 알려져 있고, 최근 편의점에서 취급가능한 공공 요금 등의 납입 용지에 기재되는 바코드는, GS1-128로 통일되었다. 이 때문에, 기록 용지에는 지금까지 이상으로 높은 내페더링성이 요구되도록 되어 있다.

한편, 잉크 건조성에 관하여 서술하면, 상기 고속 잉크젯 프린터에는 마이크로파 건조, 고주파 건조, 실린더 건조, 열풍 건조 등의 보조 건조 장치가 설치되어 있지만, 어디까지나 보조 건조이며, 충분한 건조 능력은 갖춰지지 않았다. 고속 잉크젯 프린터는 100m/min. 이상의 고속으로 인자되기 때문에, 기록 용지가 인자 후에 재빠르게 침투건조하는 것이 요구된다. 이 고속 잉크젯 프린터에, 잉크 흡수층을 가지지 않는 보통지 타입의 기록 용지를 적용하는 경우에 있어서는, 특별히 잉크 흡수성이 중요한 과제이다.

보통지 타입의 잉크젯 기록 용지로서, 예를 들면, 특허 문헌 1에는, 펄프 섬유와, 전료(塡料)로서 백색의 무기 광물 분말과, 내첨(內添) 사이즈제로서 로진계 사이즈 에멀젼을 함유하고, 기지(基紙) 표면에 수용성 고분자 및 도전제를 함유하는 사이즈 프레스액이 도포되어 이루어지는 기록 용지가 개시되어 있다.

또한 특허 문헌 2에는, 양이온성 수지를 0.2~2.Og/㎡의 범위에서 부착시켜, 브리스토(Bristow) 흡수 계수가 1.07~1.90(ml/㎡·ms^{1 /2})이며, 고속 윤전(輪轉) 잉크젯 프린팅 시스템에 이용하는 시트가 기재되어 있다.

또한, 특허 문헌 3에는, 형광 염료와, 디알릴디메틸암모늄염을 포함하는 모노머를 중합하여 얻어지는 폴리머와, 염료 고착제와, 특정한 양이온성 폴리머를 함유한 종이 도공용 조성물이 기재되고, 또한 그 조성물을 도공하여 이루어지는 잉크젯 기록 용지가 기재되어 있다.

또한 특허 문헌 4에는, 침상(針狀), 주상(柱狀), 방추상(紡錘狀), 위스커상의 어느 하나의 형상을 가지며 어스펙트비가 5 이상의 경질 탄산칼슘을 종이 중량 당 10중량% 함유하고, 내첨 사이즈제로서 알케닐 무수 숙신산을 함유시킨, 컬러 인자 적성을 가지는 기록 용지가 기재되어 있다.

특허 문헌 1: 일본국 특허공개공보 제2000-071606호

특허 문헌 2: 일본국 특허공개공보 평9-202042호

특허 문헌 3: 일본국 특허공개공보 제2006-241626호

특허 문헌 4: 일본국 특허공개공보 제2005-120510호

발명이 해결하고자 하는 과제

그러나, 상술한 특허 문헌 1~4에 기재된 기술에서는, 목적으로 하는 높은 내페더링성과 잉크 건조성의 양립을 할 수는 없었다. 또한, 잉크젯 인자 품질을 향상시키기 위해서 내페더링성을 부여하면, 인자 속도 100m/min. 이상의 고속 잉크젯 프린터에 이용했을 경우, 롤 오염 등의 불량이 생기는 일이 있었다.

특히 특허 문헌 1, 2에 기재된 기술의 경우, 내페더링성은 불충분하고, 최근의 고정밀 바코드를 고속 잉크젯 프린터로 인자할 수 없다. 또한, 특허 문헌 3의 기술의 경우, 도공액 중에 4종의 다른 양이온성 폴리머와, 음이온성의 형광 염료를 혼합할 필요가 있고, 도공액의 안정성이 나쁘고 도공 적성이 뒤떨어지고 있었다. 또한, 특허 문헌 4에 기재된 기술의 경우, 탄산칼슘을 전료로 하는 것으로, 어느 정도의 백색도를 얻을 수 있지만, 잉크젯 기록 방식으로 기록했을 경우, 내페더링성 및 기록부의 내수성이 불충분했다.

따라서, 본 발명은, 높은 잉크 건조성을 가짐과 동시에 고정밀 바코드가 인자 가능한 높은 내페더링성을 가지고, 또한 내수성이 있는 고백색도의 보통지 타입의 잉크젯 기록 용지를 제공하는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명자들은 예의연구한 결과, 펄프와, 전료로서 로제타형 경질 탄산칼슘과, 내첨 사이즈제로서 중성 로진 사이즈제를 함유하는 기지에, 적어도 양이온성 수지와 음이온성 형광 염료와 결착제를 함유하는 도공액을 도공하여 얻어지는 잉크젯 기록 용지에 의해 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하였다.

즉, 본 발명은, 인자 속도 100m/min. 이상의 롤급지 타입의 프린터에 사용하는 잉크젯 기록 용지로서, 펄프와, 전료로서 로제타형 경질 탄산칼슘과, 내첨 사이즈제로서 중성 로진 사이즈제를 함유하는 기지의 표면에, 양이온성 수지, 음이온성 형광 염료, 및 결착제를 함유하고, 또한 안료를 포함하지 않는 도공액을 도공하여 이루어지고, JIS-P8122에 규정된 스테키히트 사이즈도(Stockigt size degree)가 10~25초 또한 JIS-P8251에 규정된 회분(灰分)이 13%~25%인 잉크젯 기록 용지이다. 특히, 상기 양이온성 수지가 폴리아민에피할로히드린계 수지이며, 상기 음이온성 형광 염료가 스틸벤형 형광 염료인 것이 바람직하다. 또한, 상기 양이온성 수지의 분자량이 10,000 이하인 것이 바람직하고, 상기 도공액은 트랜스퍼 롤코터를 이용하여 기지 상에 도공되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 기지가, 상기 펄프와 상기 양이온성 수지를 함유하는 펄프 슬러리로부터 초지(抄紙)되는 것이 바람직하다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명의 잉크젯 기록 용지는, 이하의 펄프, 전료, 사이즈제 등을 포함하는 기지 상에, 양이온성 수지 및 형광 염료를 함유하는 도공액을 도공하여 이루어지는 보통지 타입의 것이다. 안료를 함유하는 잉크 수용층은 설치하지 않는다.

본 발명에 있어서, 폴리아민에피할로히드린계 수지와, 형광 염료로서 스틸벤형 음이온성 형광 염료와, 결착제를 함유하는 도공액을 기지에 도포하면, 백색도와 내페더링성을 더욱 양립할 수 있다. 특히 트랜스퍼 롤코터를 이용하여 도공액을 기지에 도공하면, 양면 모두 높은 잉크젯 기록 적성(내페더링성, 잉크 건조성 등)을 가지며, 또한 높은 표면 강도를 가지고 있어 인자 적성이 뛰어난 잉크젯 기록 용지를 높은 생산성으로 안정하게 제조할 수 있다. 또한, 상기 기지가, 상기 펄프와 상기 양이온성 수지를 함유하는 펄프 슬러리로부터 초지됨으로써, 내페더링성이 더욱 향상한다.

1. 기지

<펄프>

기지는, 목재 펄프 및 전료, 조제(助劑) 등을 초지하여 이루어진다. 목재 펄프로서는, 공지의 화학 펄프, 기계 펄프, 및 탈묵펄프 등을 들 수 있다. 또한, 이들 각종 펄프는 필요에 따라 단독으로 사용되고, 또는 병용된다. 펄프로서는, 초지에 관용 되는 종래 공지의 것을 사용할 수 있고, 예를 들면 광엽수 표백 크래프트 펄프(LBKP), 침엽수 표백 크래프트 펄프(NBKP), 광엽수 표백 설파이트 펄프(LBSP), 침엽수 표백 설파이트 펄프(NBSP) 등의 화학 펄프; 쇄목(碎木) 펄프(GP), 써모메카니컬 펄프(TMP) 등의 기계 펄프; 등의 목재 펄프나, 고지펄프(古紙 DIP)를 들 수 있다. 또한 코튼 펄프나 마(麻), 버개스(bagasse), 케나프(kenaf), 에스팔토(esparto), 닥나무, 삼지닥나무, 안피(雁皮) 등의 비목재 펄프도 이용할 수 있다.

< 전료>

기지 중에 내첨하는 전료는, 로제타(rosette) 형의 경질 탄산칼슘을 주로 포함한다. 로제타형의 경질 탄산칼슘이란, 방추형상의 경질 탄산칼슘의 일차 입자가 방사상으로 응집하여 로제타형의 2차 입자를 형성한 것이고, 구체적으로는 Specialty Minerals Inc.사의 알바커-HO, 알바커-5970, 알바커-LO 등의 제품을 바람직하게 들 수 있다. 여기서, 방사상이란, 예를 들면 상기 2차 입자의 중심 근방으로부터, 각 일차 입자의 긴 방향이 방사상으로 신장한 것을 지칭한다.

경질 탄산칼슘은 생산 비용이나 조업성, 및 저첨가량으로 높은 백색도, 및 불투명도가 얻어지는 점에서 뛰어나고, 또한 로제타형의 경질 탄산칼슘은 그 특수한 형상때문에 흡유량이 높다. 로제타형 경질 탄산칼슘을 기지에 배합시키는 것에 의해 잉크를 흡수하는 능력이 크게 향상하고, 잉크젯 기록을 실시했을 때의 건조성이 크게 향상한다. 특히 인자 속도 100m/min. 이상의 고속 잉크젯 프린터를 이용했을 경우에 효과가 크다.

로제타형 경질 탄산칼슘의 배합량은, 잉크젯 기록 용지 중의 JIS-P8251에 규정된 회분으로서 11~25중량%인 것이 바람직하다. 로제타형 경질 탄산칼슘의 배합량이 완전 건조 펄프에 대하여 중량 당, 11중량% 미만이면 잉크 건조성이 뒤떨어지는 경우가 있다. 한편, 로제타형 경질 탄산칼슘의 배합량이 완전 건조펄프에 대하여 중량 당, 25중량%를 초과하면 분말 떨어짐이 생기거나, 내페더링성이 뒤떨어지는 경우가 있다.

도 1은, 액체 중에 분산한 상태의 로제타형 경질 탄산칼슘(2차 입자)의 형태의 일례를 나타내는 전자현미경상이다. 이 도에 있어서, 각 일차 입자의 기부(基部)끼리 응집하고, 각 일차 입자가 그 선단을 향하여 방사상으로 신장하고 있다. 또한, 각 일차 입자는 기부의 폭(지름)이 약간 크고, 선단을 향하여 가늘어지고 있다. 또한, 도 중의 micron은, ㎛를 나타낸다.

전료로서는, 로제타형 경질 탄산칼슘 외, 로제타형 이외의 경질 탄산칼슘, 중질 탄산칼슘, 카올린, 탈크, 실리카, 화이트 카본, 수산화 알루미늄, 제올라이트등 종래부터 관용되고 있는 무기 미립자를 사용할 수 있다. 단, 전료 전체에 대한 상기 무기 미립자의 비율은 20중량% 이하 정도로 하는 것이 바람직하다.

< 내첨 사이즈제 >

본 발명에 있어서는, 내첨 사이즈제로서 중성 로진 사이즈제를 이용한다. 전료로서 경질 탄산칼슘을 이용한 중성 영역에서 사용하는 사이즈제로서는, 중성 로진 사이즈제 외, 알케닐 무수 숙신산(ASA)이나 알킬케텐다이머(AKD)가 있지만, 알킬케텐다이머의 경우에는, 용지의 마찰 계수가 낮기 때문에, 인쇄, 인자 공정이나 후 가공의 공정에서 미끄러짐의 문제를 일으킨다. 한편, 알케닐무수숙신산의 경우, 사이즈의 발현성이 초지시의 다른 첨가 약품의 영향을 크게 받기 때문에, 안정된 품질을 확보하는 데에는 취급이 어렵다. 이 때문에, 사이즈가 안정된 발현성이나 미끄러짐의 문제가 없는 중성 로진 사이즈제를 사용한다.

중성 로진 사이즈제의 첨가율은, 원료 펄프에 대하여 0.2~2.5중량%인 것이 바람직하고, 0.5~2.0중량%인 것이 특히 바람직하다. 첨가율이 0.2중량% 미만인 경우, 충분한 사이즈도를 얻는 것이 곤란한 경우가 있다. 한편, 2.5중량%를 초과하는 경우, 잉크젯 프린터로 인자되었을 때의 잉크 건조성이 저하하는 경우가 있다.

본 발명에서 사용하는 중성 로진 사이즈제는, pH6~9의 약산성~약알칼리성 영역(중성 영역)에서 사용하고, 로진계 물질을 각종의 유화 분산제로 분산시킨 에멀젼형의 로진 사이즈제이다. 여기서, 로진계 물질로서는, 검 로진, 우드 로진, 톨유(tall oil) 로진 등의 로진류를 푸마르산, 말레산, 아크릴산 등의 α,β-불포화 카르본산 혹은 그 무수물로 변성한 강화 로진이나, 상기 로진류를 글리세린, 트리메티롤에탄, 트리메티롤프로판, 펜타에리트리톨, 디글리세린 등의 다가 알코올을 반응시켜 얻어지는 로진 에스테르를 예시할 수 있고, 단독 또는 그 혼합물을 에멀젼화한 것이나, 단독으로 에멀젼화한 후에 혼합한 것을 사용 가능하다. 또한, 상기 로진 에멀젼 중에, 사이즈 발현성을 보다 향상시키기 위해서 각종 폴리머를 첨가한 것도 사용할 수 있다.

<기지의 초조>

기지를 초조(抄造)하는 초지기(抄紙機)로서는, 장망(長網, Fourdrinier) 초지기, 트윈 와이어 초지기, 양키 초지기 등의 공지의 장치를 적의 사용할 수 있다. 이 중, 트윈 와이어 초지기를 사용하여 초조하면, 원료 펄프 슬러리의 상하로부터 탈수를 실시하기 때문에 종이 표리(表裏)의 조성차이가 작아지므로, 특히 바람직하다. 본 발명에 있어서의 잉크젯 기록 용지를 얻기 위해서, 초조 조건으로서 펄프 여수도(濾水度), 제트 와이어비, 프로파일, 프레스, 캘린더 등의 조정이 행해지고, 또한 건조 조건도 초지기의 드라이어에서의 증기압 및 통기 방법의 조정 등, 공지의 방법을 이용할 수 있다. 초지 시의 pH는, 산성 영역으로부터 알칼리성 영역에서 실시하는 것이 가능하다. 바람직하게는, pH6~9의 약산성~약알칼리성 영역(중성 영역)이다. 또한, 기지 중에는, 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위에서, 지력 증강제, 소포제, pH조정제, 수율 향상제, 색상을 조정하기 위한 염료 또는 유색 안료, 시각적 백색을 향상시키기 위한 형광 염료 등의 초지용 내첨약품을 내첨 할 수 있다.

< 양이온성 수지의 배합>

본 발명에서는, 상기 원료 펄프 슬러리 중에 후술하는 양이온성 수지를 함유하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 후술하는 사이즈의 발현성을 향상하고, 내페더링성을 향상할 수 있다. 배합 방법으로서는 예를 들면, 양이온성 수지 그 자체를 원료 펄프 슬러리 중에 투입해도 되고, 본 발명의 잉크젯 기록 용지를 제조, 완성할 때에 생기는 제품으로는 되지 않는 부분(이른바 손지(損紙))을 해리(離解)하여 펄프 슬러리를 제작하고, 이것을 상기의 원료 펄프 슬러리 중에 투입해도 된다. 손지를 해리하여 얻어지는 양이온성 수지를 포함하는 펄프 슬러리는 원료 펄프 슬러리 중에, 펄프 완전 건조 중량으로 5중량% 이상으로 되도록 함유하는 것이 바람직하다. 손지를 이용하는 경우는, 양이온성 수지를 직접 원료 펄프 슬러리에 투입하는 것보다 양이온성 수지를 효율적으로 종이 중에 함유시키는 것이 가능해지고, 원료로서의 재이용을 도모할 수 있기 때문에 경제적이다.

2. 도공액

< 양이온성 수지>

본 발명에 있어서는, 음이온성의 잉크젯용 잉크에 내수성을 부여함과 동시에, 내페더링성을 향상시키기 위해, 잉크 정착제로서 효과가 있는 양이온성 수지를 도공액 중에 포함한다.

양이온성 수지는, 양이온성의 수용성 고분자이며, 내페더링성 및 잉크 내수성을 향상시키는 점에서 분자량 200,000 이하인 것이 바람직하다. 특히, 본 발명에 있어서의 잉크젯 기록 용지에 이용하는 경우, 양이온성 수지의 분자량은 10,000 이하인 것이 바람직하다.

또한, 양이온성 수지의 양이온 밀도는 5meq/g 이상인 것이 바람직하다. 양이온 밀도가 5meq/g 미만인 경우, 잉크 정착 능력이 충분하지 않은 경우가 있다.

또한, 상기 분자량은 GPC(Gel Permeation Chromatography)로 측정한 중량 평균 분자량이며, 양이온 밀도는, 통상 적정약으로서 (1/400)N폴리비닐 황산칼륨(PVSK) 용액 및 지시약으로서 0.1% 톨루이딘블루 용액을 이용하는 일반적인 콜로이드 적정법에 따라 측정하고, 하기 계산식에 의해 얻어진다.

[수 1]

양이온성 수지로서는, 예를 들면 폴리에틸렌이민 4급 암모늄염 유도체; 암모니아·디알킬아민·에피할로히드린 수지; 폴리아민에피할로히드린; 폴리아미드에피할로히드린; 폴리아민폴리아미드에피할로히드린, 디시안아미드·포름알데히드 수지; 디에틸렌트리아민·디시안디아미드·암모늄클로라이드 수지; 디메틸디알릴암모늄클로라이드 수지 등이 예시된다. 이 중, 암모니아와 아민류와 에피할로히드린류를 축중합시켜서 이루어지는 폴리아민에피할로히드린계 수지를 이용하면, 후술하는 고속 잉크젯 프린터로 인자했을 때의 내페더링성이 더욱 향상하므로 특히 바람직하다.

상기 수지에 사용되는 아민류로서는, 예를 들면 제1급 아민, 제2급 아민, 제3급 아민, 폴리알킬폴리아민, 및 알칸올아민모노아민 등을 들 수 있다. 구체적으로는 제2급 아민으로서, 디메틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 메틸에틸아민, 메틸프로필아민, 메틸부틸아민, 메틸옥틸아민, 메틸라우릴아민, 및 디벤질아민 등을 들 수 있다. 제3급 아민으로서 구체적으로는, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 트리이소프로필아민, 트리-n-부틸아민, 트리-sec.-부틸아민, 트리-tert.- 부틸아민, 트리펜틸아민, 트리헥실아민, 트리옥틸아민, 및 트리벤질아민 등을 들 수 있다. 이 중, 제 2급 아민의 디메틸아민 및 디에틸아민이 특히 바람직하다.

상기 수지에 있어서의 에피할로히드린류로서 구체적으로는, 에피클로로히드린, 에피브로모히드린, 에피요오드히드린, 메틸에피클로로히드린 등으로부터 선택되는 1종류 이상을 사용할 수 있지만, 특히 에피클로로히드린을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 수지의 합성 방법으로서는, 예를 들면, 일본 특허공개공보 평10-152544호, 일본 특허공개공보 평10-147057호에 기재되는 공지의 방법을 사용할 수 있다. 상기 수지를 1종 단독으로 잉크 수용층 도공액에 배합해도 좋고, 또한 다른 중합도의 것을 혼합하여 도공액에 배합해도 좋다. 또한, 상기 수지는 적의 합성한 것을 사용해도 좋고, 시판품을 사용해도 좋다.

본 발명에 있어서는, 양이온성 수지의 도공량이 양면에서 0.5~5.Og/㎡인 것이 바람직하고, 1.0~3.Og/㎡인 것이 보다 바람직하다. 양면의 도공량이 0.5g/㎡ 미만인 경우, 충분한 내페더링성 및 내수성이 얻어지지 않는다. 한편, 양면의 도공량이 5.Og/㎡를 초과하는 양이온성 수지를 도공해도 이것 이상의 내페더링성 및 내수성은 향상하지 않고, 과잉으로 도공한 만큼, 약품 비용도 상승하기 때문에 바람직하지 않다.

<형광 염료>

본 발명에 있어서는, 높은 백색도를 얻기 위해서, 도공액 중에 형광 염료를 배합하는 것이 바람직하다. 형광 염료로서는, 디아미노스틸벤형, 이미다졸형, 옥사졸형, 트리아졸형, 쿠마린형, 나프탈이미드형, 및 피라졸린형 형광 염료를 들 수 있다. 일반적으로 음이온성의 형광 염료는 양이온성 수지와의 상용성이 나쁘고, 혼합시에 응집물이 발생한다. 본 발명에 있어서는, 상술한 양이온성 수지와의 상용성이 높고, 높은 백색도가 얻어지는 형광 염료로서, 특히 디아미노스틸벤형이 바람직하다.

< 결착제 >

도공액 중에 함유하는 결착제로 특별히 제한은 없고, 예를 들면 공지의 수지로부터 적의 선택할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 수용성 고분자 접착제, 합성 에멀젼계 접착제 등, 물에 용해 가능하거나, 또는 분산가능한 것이 바람직하다. 수용성 고분자 접착제로서는, 전분 또는 그 변성물, 폴리비닐알코올 및 그 변성물, 카제인 등을 들 수 있다. 또한, 합성 에멀젼계 접착제로서는, 아크릴 수지계 에멀젼, 아세트산비닐수지계 에멀젼, 스티렌부타디엔라텍스, 우레탄 수지계 에멀젼 등을 들 수 있지만, 인자 농도의 점에서 수용성 고분자 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 결착제로서 구체적으로는, 완전 비누화형 폴리비닐알코올, 부분 비누화형 폴리비닐 알코올, 양이온 변성 폴리비닐 알코올, 음이온 변성 폴리비닐 알코올, 실라놀 변성 폴리비닐 알코올, 산화 전분, 히드록실에틸에테르화 전분, 인산에스테르화 전분 등을 들 수 있다.

<그 외의 성분>

또한, 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위에서, 도공액 중에 사이즈제, 염료, 보수제, 내수화제, pH조정제, 소포제, 윤활제, 방부제, 계면활성제, 도전제, 자외선 흡수제, 산화 방지제 등의 첨가제를 배합하는 것이 가능하다.

<도공 방법>

본 발명에 있어서는, 도공액은 트랜스퍼 롤코터에 의해 고속(300m/min. 이상, 1000m/min. 이상도 가능)으로 기지 위에 도공되는 것이 바람직하다. 이들은 기지에 동시에 양면 도공할 수 있고, 초지기 상에 용이하게 설치할 수 있는 도공 방식이다. 이것에 의해, 생산성이 큰폭으로 향상함과 동시에, 기지의 양면을 동시에 도공함으로써, 양면 인자 가능한 잉크젯 기록 용지를 염가로 제조 가능하게 된다. 트랜스퍼 롤코터로서는, 게이트 롤코터, 로드 미터링 사이즈 프레스, 블레이드 미터링 사이즈 프레스 등을 들 수 있다. 이들 코터는, 전(前) 계량 방식(인쇄 도공 방식)으로 기지에 도공액을 도포하는(복수의 롤이나 바, 블레이드 등으로 계량한 도공액을, 어플리케이션롤을 이용하여 기지에 도포한다) 코터이다. 전 계량 방식의 코터는, 블레이드 코터나 바 코터 등의 후 계량 방식(기지에 부착시킨 도공액을 긁어내는 방식)으로 도공하는 코터와 비교하여, 도공시에 용지에 걸리는 부하가 작기 때문에 종이를 자르기(斷紙) 어렵고, 보다 고속으로 도공할 수 있는 등의 이점이 있다. 또한, 트랜스퍼 롤코터를 이용하면 기지 위에 형성되는 도막두께가 균일해지기 때문에, 내페더링성이 더욱 양호해진다.

본 발명에 있어서, 트랜스퍼 롤코터는 온 머신 코터이어도 오프 머신 코터이어도 좋다. 온 머신 코터란, 기지의 제조기(초지기 등) 상에 설치되어 기지의 제조와 동일 라인으로 도공하는 것이고, 오프 머신 코터란, 기지의 제조기와 별도로 설치되어, 제조된 기지를 일단 권취하여, 별도 라인의 코터로 도공하는 것이다. 생산 효율을 향상시켜 코스트 다운을 도모하는 점에서는, 온 머신 코터 트랜스퍼 롤코터를 이용하는 것이 바람직하다.

또한, 종래의 잉크젯 기록 용지의 제조에 있어서의 도공 방식으로서는, 블레이드 코터, 에어 나이프 코터, 바 코터, 커텐 코터 등이 이용되고 있지만, 이들의 방식으로 기지에 동시에 양면 도공하는 것은 곤란하고, 양면 도공하려면, 제조 공정수의 증가, 건조 부하의 증대 등의 문제가 생겨 실용적이지 않다.

<회분>

본 발명의 잉크젯 기록 용지의 JIS-P8251에 규정된 회분은 13~25%인 것이 필요하고, 바람직하게는 14~20%이다. 회분이 13~25%이면, 잉크젯 기록시의 잉크 건조성이 향상한다. 한편, 회분이 13% 미만이면 이들의 효과를 얻지 못하고, 25%를 초과하면 잉크가 기록 용지에서 가로 방향으로의 잉크의 침투를 제어하지 못하고, 잉크가 배어나오기가 쉬워져, 내페더링성이 저하한다. 또한, JIS-P8251에 규정하는 회분은, 시료(종이)를 525℃±25℃의 온도로 연소시킨 후의 회분 잔류물의 양을, 시료의 완전 건조중량에 대한 백분율로 나타낸 것이다.

<스테키히트 사이즈도>

본 발명에 있어서는 상기 기지 중에, 내첨 사이즈제로서 중성 로진 사이즈제를, 내첨 전료로서 로제타(rosette)형 경질 탄산칼슘을 함유하는 것으로, 높은 잉크 흡수성을 유지하면서, 사이즈 효과를 발현시킬 수 있다. 또한, 잉크젯 기록 용지에 있어서, JIS-P8122에서 규정되는 스테키히트 사이즈도가 10~25초인 것이 필요하다. 높은 레벨에서의 내페더링성과 잉크 건조성의 양립을 도모하기 위해서는, 스테키히트 사이즈도가 12초~20초인 것이 특히 바람직하다. 스테키히트 사이즈도가 10초 미만인 경우, 잉크젯 기록 용지에 쏟아진 잉크가 가로 방향으로 퍼지기 쉬워지고, 내페더링성이 크게 저하한다. 한편, 스테키히트 사이즈도가 25초를 초과하는 경우, 내페더링성은 양호하지만, 잉크 건조성이 크게 저하하기 때문에, 고속 잉크젯 프린터에 사용하는 것이 곤란하다.

스테키히트 사이즈도는 기지 중의 내첨 사이즈제의 함유량이나, 도공액을 구성하는 각 성분의 도공량 등으로 조정할 수 있다. 예를 들면, 기지 중 내첨 사이즈제나, 양이온성 수지의 함유량이 증가하면 사이즈도는 커지고, 또한, 양이온성 수지의 도공량이 증가하면 사이즈도는 작아진다.

<인자>

본 발명이 적용되는 고속 잉크젯 프린터란, 인자 속도 100m/min. 이상의 롤급지 타입의 프린터를 가리킨다. 상기 잉크젯 프린터에는, 잉크색 마다 라인 헤드가 탑재되어 있어, 고속 인자를 가능하게 한다. 고속 잉크젯 프린터에 사용되는 잉크는 수성 염료 타입, 또는 수성 안료 타입으로 분별된다. 또한, 고속 잉크젯 프린터에는, 마이크로파 건조, 고주파 건조, 실린더 건조, 열풍 건조 등의 보조 건조 장치가 설치되어 있다. 고속 잉크젯 프린터로서 구체적으로는, Kodak versamark사 제 VX5000e, 이세토사 제 이세토스파제트 4000, 미야코시사 제 MJP600, SCITEX사 제 SCITEX6240 등을 들 수 있다.

본 발명에 의하면, 높은 잉크 건조성을 가짐과 동시에 고정밀 바코드가 인자 가능해지는 높은 내페더링성을 가지고, 또한 내수성이 있는 고백색도의 보통지 타입의 잉크젯 기록 용지를 얻을 수 있다. 기지 중에 전료로서 로제타형 경질 탄산칼슘을 함유하고, 또한 내첨 사이즈제로서 중성 로진 사이즈제를 함유하는 것으로, 안료를 포함하는 잉크 수리층을 갖지 않는 경우이어도 높은 내페더링성과 잉크 건조성이 양립할 수 있다.

[도 1] 로제타형 경질 탄산칼슘의 2차 입자 형상의 전자현미경상의 일례를 나타내는 그림이다.

이하, 실시예에 의해서 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 「부」, 「%」는 특별히 설명하지 않는 한 각각 「중량부」, 「중량%」를 가리킨다.

< 실시예 1>

광엽수 크라프트 펄프(여수도 360ml c.s.f.) 100%로 이루어지는 펄프 슬러리에, 전료로서 로제타형 경질 탄산칼슘(알바커-5970: SMI사 제)을 완전 건조 펄프에 대하여 중량 당 20%, 황산 밴드를 1.2%, 내첨 사이즈제로서 중성 로진 사이즈제(CC1401: 세이코우PMC사 제)를 1.0%, 양이온화 전분(CATO304: 일본 에누에스시사 제)을 0.7% 첨가하여 원료 슬러리를 얻었다. 이것을, 트윈 와이어형 초지기를 사용하여 800m/min.의 속도로 평량 80g/㎡가 되도록 초조하여 기지를 얻었다.

얻어진 기지에, 산화 전분(MS＃3600: 일본 식품화공사 제) 10.0%, 분자량 수천의 폴리아민에피할로히드린계 수지(DK6802: 세이코우PMC사 제의 양이온성 수지) 4.0%, 스틸벤형 형광 염료(카야홀 PASQ 리퀴드: 일본화약사 제) 0.3%로 이루어지는 도공액을, 온 머신상에 설치된 로드 미터링 사이즈 프레스를 이용하여 양면에서 7g/㎡가 되도록 도공함으로써, 잉크젯 기록 용지 1을 얻었다.

< 실시예 2>

광엽수 크라프트 펄프(여수도 360ml c.s.f.) 100%로 이루어지는 펄프 슬러리에, 실시예 1에서 얻어진 잉크젯 기록 용지 1의 손지를 해리하여 얻어진 슬러리(양이온성 수지를 포함하는 펄프 슬러리로 된다)를 완전 건조펄프 중량비로 85:15가 되도록 혼합하여 펄프 슬러리를 얻었다. 얻어진 펄프 슬러리에, 전료로서 로제타형 경질 탄산칼슘(알바커-5970: SMI사 제)을 완전 건조펄프에 대하여 중량 당 20%, 황산 밴드를 1.2%, 내첨 사이즈제로서 중성 로진 사이즈제(CC1401: 세이코우PMC사 제)를 1.0%, 양이온화 전분(CATO304: 일본 에누에스시사 제)을 0.7% 첨가하여 원료 슬러리를 얻었다. 이것을, 트윈 와이어형 초지기를 사용하여 800m/min.의 속도로 평량 80g/㎡가 되도록 초조하여 기지를 얻었다. 이 기지를 사용한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 상기 도공액을 도공하고, 잉크젯 기록 용지 2를 제작했다.

< 실시예 3>

기지에 내첨하는 중성 로진 사이즈제의 펄프 슬러리에의 첨가량을 1.5%로 한 것 이외는, 실시예 2와 동일하게 하여 잉크젯 기록 용지 3을 제작했다.

< 실시예 4>

기지에 내첨하는 중성 로진 사이즈제의 펄프 슬러리에의 첨가량을 0.5%로 한 것 이외는, 실시예 2와 동일하게 하여 잉크젯 기록 용지 4를 제작했다.

< 실시예 5>

기지에 내첨하는 로제타형 경질 탄산칼슘의 펄프 슬러리에의 첨가량을 37%, 중성 로진 사이즈제의 펄프 슬러리에의 첨가량을 1.7%로 한 것 이외는, 실시예 2와 동일하게 하여 잉크젯 기록 용지 5를 제작했다.

< 실시예 6>

기지에 내첨하는 로제타형 경질 탄산칼슘의 펄프 슬러리에의 첨가량을 17%, 중성 로진 사이즈제의 펄프 슬러리에의 첨가량을 1.0%로 한 것 이외는, 실시예 2와 동일하게 하여 잉크젯 기록 용지 6을 제작했다.

< 실시예 7>

도공액 중의 폴리아민에피할로히드린계 수지의 첨가량을 2.5%로 한 것 이외는, 실시예 2와 동일하게 하여 잉크젯 기록 용지 7을 제작했다.

< 실시예 8>

상기 폴리아민에피할로히드린계 수지에 대신하여 도공액 중에 분자량 수만의 폴리아민에피할로히드린계 수지(DK6854: 세이코우PMC사 제)를 4.0% 배합한 것 이외는, 실시예 2와 동일하게 하여 잉크젯 기록 용지 8을 제작했다.

< 비교예 1>

기지에 내첨하는 중성 로진 사이즈제의 펄프 슬러리에의 첨가량을 0.3%로 한 것 이외는, 실시예 2와 동일하게 하여 잉크젯 기록 용지 9를 제작했다.

< 비교예 2>

기지에 내첨하는 중성 로진 사이즈제의 펄프 슬러리에의 첨가량을 2.0%로 한 것 이외는, 실시예 2와 동일하게 하여 잉크젯 기록 용지 10을 제작했다.

< 비교예 3>

기지에 내첨하는 사이즈제로서, 상기 중성 로진 사이즈제로 대신하여 알킬케텐다이머(AD1604: 세이코우PMC사 제) 0.20%를 이용한 것 이외는, 실시예 2와 동일하게 하여 잉크젯 기록 용지 11을 제작했다.

< 비교예 4>

기지 중에 내첨하는 사이즈제로서, 중성 로진 사이즈제로 대신하여 알케닐 무수 숙신산(AS1532: 세이코우PMC사 제)을 폴리머 사이즈제(SP1800: 세이코우PMC사 제)로 유화시킨 에멀젼 0.25%로 한 것 이외는 실시예 2와 동일하게 하여 잉크젯 기록 용지 12를 제작했다.

< 비교예 5>

도공액 중의 형광 염료를 배합하지 않았던 것 이외는, 실시예 2와 동일하게 하여 잉크젯 기록 용지 13을 제작했다.

< 비교예 6>

도공액 중의 폴리아민에피할로히드린계 수지를 배합하지 않았던 것 이외는, 실시예 2와 동일하게 하여 잉크젯 기록 용지 14를 제작했다.

< 비교예 7>

기지에 내첨하는 로제타형 경질 탄산칼슘의 펄프 슬러리에의 첨가량을 12%, 중성 로진 사이즈제의 펄프 슬러리에의 첨가량을 0.7%로 한 것 이외는, 실시예 2와 동일하게 하여 잉크젯 기록 용지 15를 제작했다.

< 비교예 8>

기지에 내첨하는 로제타형 경질 탄산칼슘의 펄프 슬러리에의 첨가량을 43%, 중성 로진 사이즈제의 펄프 슬러리에의 첨가량을 2.0%로 한 것 이외는, 실시예 2와 동일하게 하여 잉크젯 기록 용지 16을 제작했다.

< 비교예 9>

상기 로제타형 경질 탄산칼슘에 대신하여 방추상 경질 탄산칼슘(PC: 백석공업사 제)을 펄프 슬러리에 20% 첨가하여 기지를 제작한 것 이외는, 실시예 2와 동일하게 하여 잉크젯 기록 용지 17을 제작했다.

<평가 항목- 잉크젯 기록 용지의 물성>

·회분

JIS-P8251에 준거하여, 각 잉크젯 기록 용지의 525℃의 회분을 측정했다.

· ISO 백색도

JIS-P8148(ISO 2470)에 준거하여, 각 잉크젯 기록 용지의 ISO 백색도(UV-in)를 측정했다. 백색도가 90%를 초과하면 충분히 높은 백색도이며, 문제 없다.

·스테키히트 사이즈도

JIS-P8122에 준거하여, 각 잉크젯 기록 용지의 스테키히트 사이즈도를 측정했다.

·주행성

얻어진 잉크젯 기록 용지를, 통지 속도 100m/min.에서 롤급지 타입의 오프셋 인쇄기에 통과하여, 종이 미끄러짐이나 플랩핑(flapping)(×), 분말 떨어짐 등의 주행성을 육안으로 평가했다. 이하의 평가가 ○, △이면 인자 속도 100m/min. 이상의 롤급지 타입의 프린터로 잉크젯 기록을 실시해도 실용상 문제 없게 사용할 수 있다.

○: 양호(종이 미끄러짐이나 플랩핑, 분말 떨어짐이 거의 없다)

△: 약간 양호(종이 미끄러짐이나 플랩핑, 분말 떨어짐 중 어느 하나가 약간 보여진다)

×: 불량(종이 미끄러짐이나 플랩핑분말 떨어짐 중 어느 하나는 분명히 확인할 수 있다)

<수계 잉크에 의한 잉크젯 기록>

각 기록 용지에 관하여, 잉크젯 프린터 SCITEX6240 시스템 프린터(SCITEX사 제, 종이 통과 속도 100m/min., 고속 잉크젯 프린터)로 흑색잉크(＃1040)를 이용하여 잉크젯 인자를 실시하고, 이하의 평가 항목에 관하여, 잉크젯 기록 적성을 평가했다. 평가 결과를 표에 나타낸다.

< 잉크젯 기록 적성의 평가 항목>

· 내페더링성

가는 선 패턴(0.1mm폭×35mm높이×500선)을 인자하고, 선의 배어나옴 상태를 육안으로 판정했다. 이하의 평가가 ○, △이면 실용상 문제없이 사용할 수 있다.

○: 배어나옴이 없다.

△: 약간, 배어나옴이 생긴다.

×: 배어나옴이 심하고, 실 사용상 문제를 일으키는 레벨

·내수성

흑색의 베타 패턴1(50mm폭×15mm높이)을 인자한 후, 증류수에 30초간 침지하고, 잉크의 흐름의 정도로부터 내수성을 육안으로 판정했다. 이하의 평가가 ○, △이면 실용상 문제없이 사용할 수 있다.

○: 잉크가 흘러 떨어지지 않는다.

△: 약간, 잉크가 흘러 떨어지고 있다.

×: 잉크의 흘러 떨어짐이 현저하다.

·잉크 건조성

흑색의 베타 패턴2(85mm폭×5mm높이)를 인자한 후, 베타부를 손가락으로 문지르고, 건조에 필요로 할 때까지의 시간을 측정했다. 이하의 평가가 ○, △이면 실용상 문제없이 사용할 수 있다.

○: 건조에 필요로 하는 시간이 5초 미만이었다.

△: 건조에 필요로 하는 시간이 5~10초였다.

×: 건조에 필요로 하는 시간이 10초를 넘었다.

실시예 1~8, 비교예 1~9에서 얻어진 잉크젯 기록 용지를 상술한 평가방법으로 평가한 결과를 표 1에 나타낸다.

본 발명에 상당하는 실시예 1~8에서 얻어진 기록 용지 1~8은, 높은 백색도를 가지고, 인쇄기의 주행성, 잉크젯 기록 적성(내페더링성, 내수성, 잉크 건조성) 모두 양호했다.

한편, 기지에 내첨한 중성 로진 사이즈제의 첨가량이 각 실시예보다 적고, 스테키히트 사이즈도가 10초 미만으로 된 비교예 1의 경우, 내페더링성이 크게 악화되었다. 기지에 내첨한 중성 로진 사이즈제의 첨가량이 각 실시예보다 많고, 스테키히트 사이즈도가 25초를 초과한 비교예 2의 경우, 잉크 건조성이 크게 악화되었다.

또한, 중성 로진 사이즈제 대신에 알킬케텐다이머를 첨가한 비교예 3의 경우, 종이 미끄러짐이 발생하고, 인쇄기에서의 주행성이 악화되었다. 한편, 중성 로진 사이즈제 대신에 알케닐 무수 숙신산을 첨가한 비교예 4의 경우, 내페더링성이 크게 악화되었다.

형광 염료를 배합하지 않았던 비교예 5의 경우, 백색도가 크게 저하하고, 잉크젯 기록 성능을 부여하기 위해서 필요한 양이온성 수지를 배합하지 않았던 비교예 6의 경우, 내페더링성, 내수성이 악화되었다.

기지에 내첨한 로제타형 경질 탄산칼슘의 첨가량이 각 실시예보다 적은 비교예 7의 경우, 잉크 건조성이 크게 악화되었다. 기지에 내첨한 로제타형 경질 탄산칼슘의 첨가량이 각 실시예보다 많은 비교예 8의 경우, 분말 떨어짐이 발생하고, 또한, 내페더링성이 크게 악화되었다. 또한, 로제타형 경질 탄산칼슘 대신에 방추상 경질 탄산칼슘을 배합한 비교예 9의 경우, 잉크 건조성이 크게 악화되었다.

Claims (6)

1. 인자 속도 100m/min. 이상의 롤급지 타입의 프린터에 사용하는 잉크젯 기록 용지로서, 펄프와, 전료로서 로제타형 경질 탄산칼슘과, 내첨 사이즈제로서 중성 로진 사이즈제를 함유하는 기지의 표면에, 양이온성 수지, 음이온성 형광 염료, 및 결착제를 함유하고, 또한 안료를 포함하지 않는 도공액을 도공하여 이루어지고, JIS-P8122에 규정된 스테키히트 사이즈도가 10~25초 또한 JIS-P8251에 규정된 회분이 13%~25%인 잉크젯 기록 용지.
2. 제 1항에 있어서, 상기 양이온성 수지가 폴리아민에피할로히드린계 수지이며, 상기 음이온성 형광 염료가 스틸벤형 형광 염료인 잉크젯 기록 용지.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 양이온성 수지의 분자량이 10,000 이하인 잉크젯 기록 용지.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기지에 상기 도공액을 트랜스퍼 롤코터로 도공하여 이루어지는 잉크젯 기록 용지.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기지가, 상기 펄프와 상기 양이온성 수지를 함유하는 펄프 슬러리로부터 초지되는 것을 특징으로 하는, 잉크젯 기록 용지.
6. 제 5항에 있어서, 상기 양이온성 수지를 함유하는 펄프 슬러리가 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 기재된 잉크젯 기록 용지의 손지를 해리하여 제작된 것을 특징으로 하는, 잉크젯 기록 용지.
   

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