KR20100125349A - 잉크젯용 기록매체 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광택감이 뛰어나며, 염료 잉크를 사용해서 잉크젯 기록을 했을 때의 인자 농도가 높고, 그리고 잉크 흡수성 및 내수성이 뛰어난 잉크젯용 기록매체를 제공한다.
투기성(透氣性)을 갖는 지지체의 적어도 한쪽 면에 안료 및 결착제를 포함하는 도공층을 형성한 후, 그 도공층의 표면에 상기 결착제와 응고하는 응고제를 도포하여서 응고 캐스트코트법에 의해 잉크 수리층(受理層)을 설치하여서 이루는 잉크젯용 기록매체로서 상기 응고제에 포함되는 붕소화합물, 양이온성 수지, 및 양이온성 콜로이달 실리카가 상기 잉크 수리층의 표면에 존재한다.

Description

잉크젯용 기록매체 및 그 제조방법 {INK JET RECORDING MEDIUM AND PROCESS FOR PRODUCING THE INK JET RECORDING MEDIUM}

본 발명은 잉크젯 기록방식에 매우 적합한 광택을 갖는 잉크젯용 기록매체 및 그 제조방법에 관한 것이다.

잉크젯용 기록매체는 종이등의 지지체 표면에 실리카, 알루미나 등의 다공질 안료와 결착제를 함유하는 잉크 수리층(受理層)을 설치한 구성으로 이루어져 있고, 이 잉크 수리층에 잉크 방울이 정착하도록 되어 있다. 그리고, 최근의 잉크젯 프린터의 눈부신 진보나 디지털 카메라의 현저한 보급에 의해 잉크젯용 기록매체에 요구되는 품질도 매년 높아져 가고 있다. 특히, 종래의 은염 사진에 필적하는 광택을 갖는 잉크젯용 기록매체 있어서는 품질 요구가 엄격하며, 기술개발이 활발히 이루어지고 있다.

전술된 광택을 갖는 잉크젯용 기록매체는 제조 비용면에서 캐스트 코터를 사용하는 캐스트 코트법으로 제조하는 것이 일반적이다. 캐스트 코트법은 안료와 결착제를 주성분으로 하는 도공액을 지지체 상에 도공하여서 도공층을 설치하고, 그 도공층을 캐스트 드럼을 이용하여서 광택 마무리하는 방법이며, 이 광택 도공층이 상기 잉크 수리층이 된다. 캐스트 코트법으로서는, (1)도공층이 습윤상태에 있는 동안에 경면 마무리한 가열 드럼에 압착하여서 건조하는 웨트캐스트법(직접법), (2)습윤상태의 도공층을 일단 건조 또는 반건조한 후에 다시 습윤액에 의해 팽윤 가소화시켜 경면 마무리한 가열 드럼에 압착하여 건조하는 리웨트법, (3)습윤상태의 도공층을 응고처리에 의해 겔상태로 하여서 경면 마무리한 가열 드럼에 압착하여 건조하는 겔화 캐스트법(응고법)의 3종류가 일반적으로 알려져 있다. 각 방법의 원리는 습윤상태의 도공층을 경면 마무리 면에 가압하여서 도공층 표면에 광택을 부여한다는 점에서는 동일하다.

그리고 이와 같은 광택 잉크젯용 기록매체에 요구되는 품질 특성으로서는 기록 매체 표면의 광택감이 높은 점, 인자 농도가 높은 점, 잉크의 누출이나 번짐이 없는 점, 인자 얼룩(농염 불균일)이 없는 점, 내후성이 우수한 점 등을 들 수 있으며, 이들 특성을 향상시키기 위해서는 잉크 수리층의 개선이 요구된다. 예를 들면, 잉크 수리층을 1층 이상의 층 구성으로 하고, 적어도 1층이 300㎚이하의 평균 입경을 갖는 콜로이드 입자와 양이온성 수지를 함유하는 기술이 보고되고 있다(예를 들면, 특허문헌1 참조). 또한 캐스트 도공층 중에 1차 입경이 30~100㎚인 콜로이달 실리카를 함유하는 기술이 보고되어 있다(예를 들면, 특허문헌2 참조).

또한 도공층의 접착제와 응고할 수 있는 응고제를 도포하여 응고법으로 잉크 수리층을 형성할 때, 응고제에 붕소 화합물, 콜로이달 실리카 및 수지를 함유시키는 기술이 보고되어 있다(예를 들면, 특허문헌3 참조).

일본특허공개공보 특개평9-263039호 공보 일본특허공개공보 제2005-35169호 공보 일본특허공개공보 제2002-166645호 공보

그러나, 전술한 특허문헌1,2에 기재된 기술의 경우, 기록매체의 고광택화라는 점에서 개선의 여지가 있으며, 그리고 염료 잉크로 잉크젯 기록을 수행한 경우에 잉크 수리층에 함유되는 안료의 평균 입경이 크기 때문에 인자 농도가 저하하는 문제가 있다.

또한 특허문헌3에 기재된 기술의 경우, 잉크 수리층 표면에 평균 입경이 작은 콜로이달 실리카가 존재하기 때문에, 염료 잉크의 인자 농도는 향상되지만, 잉크 수리층 표면에 잉크를 정착시키는 양이온성 수지가 존재하지 않기 때문에 내수성이 악화하는 문제가 있다.

그리고 또한 특허문헌3에 기재된 기술에 있어서, 응고제 중의 콜로이달 실리카가 음이온성의 경우에는 양이온성 수지와 응집을 일으키기 때문에 양이온성 수지를 첨가할 수 없어서 잉크의 정착성이 악화하고 잉크 흡수성 및 내수성이 떨어진다. 또한 상기 콜로이달 실리카가 양이온성인 경우에는 붕산염과 응집을 일으키기 때문에 응고제 중에 붕산염을 첨가할 수 없어서 응고 작용이 충분하지 않아서 조업성에 문제가 발생한다.

따라서, 본 발명은 광택감이 우수하며 염료잉크를 이용하여서 잉크젯 기록을 행했을 때의 인자 농도가 높고, 그리고 잉크 흡수성 및 내수성이 뛰어난 잉크젯용 기록매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 여러 가지로 검토를 한 결과, 잉크 수리층의 표면 근방에 양이온성의 콜로이달 실리카를 안정적으로 존재시킴으로써 상기 과제를 해결할 수 있음을 알아내었다.

즉, 본 발명의 잉크젯용 기록매체는 투기성(透氣性)을 갖는 지지체의 적어도 한쪽 면에 안료 및 결착제를 포함하는 도공층을 설치한 후, 그 도공층의 표면에 상기 결착제와 응고하는 응고제 용액을 도포하여서 응고 캐스트코트법에 의해 잉크 수리층을 설치하여서 이루는 잉크젯용 기록매체로서, 상기 응고제 용액에 포함되는 붕소 화합물, 양이온성 수지 및 양이온성 콜로이달 실리카가 상기 잉크 수리층의 표면에 존재하고 있다.

상기 응고제 용액 중에 상기 양이온성 콜로이달 실리카가 0.5~4질량% 함유되는 것이 바람직하다.

상기 양이온성 콜로이달 실리카의 1차 입경이 상기 안료의 1차 입경보다 작은 것이 바람직하다.

상기 도공층 중의 상기 안료는 콜로이달 실리카를 함유하며, 또한 상기 결착제는 폴리비닐알코올을 함유하고, 상기 응고제 용액 중의 상기 양이온성 콜로이달 실리카의 1차 입경이 10~50㎚이며, 상기 붕소 화합물이 붕산임이 바람직하다.

상기 잉크 수리층 표면의 20도 광택도가 20%이상임이 바람직하다.

상기 도공층 중의 콜로이달 실리카가 음이온성임이 바람직하다.

상기 도공층의 안료는 그리고 또한 비표면적이 100~300㎡/g이며, 평균 2차 입경이 1~4㎛인 습식법 합성 비정질 실리카를 함유하는 것이 바람직하다.

상기 응고제 용액이 박리제를 함유하는 것이 바람직하다.

상기 지지체는 로제트(rosette)형 경질 탄산칼슘을 JIS-P 8251에 규정되는 회분으로서 3~25질량% 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명의 잉크젯용 기록매체의 제조방법은 투기성을 갖는 지지체의 적어도 한쪽 면에 안료로서 콜로이달 실리카를 함유하며, 또한 결착제로서 폴리비닐알코올을 함유하는 pH7~10의 잉크 수리층용 도공액을 도포하여서 도공층을 설치하고, 상기 도공층이 습윤상태에 있는 동안에 1차 입경10~50㎚의 양이온성 콜로이달 실리카를 2~15질량%, 붕산을 1~10질량%, 및 양이온성 수지를 함유하는 pH1~4의 응고제 용액을 도포한 후, 응고 캐스트 코트법에 의해 잉크 수리층을 설치하여 이룬다.

본 발명에 따르면, 잉크 수리층의 표면 근방에 양이온성 콜로이달 실리카가 존재하기 때문에 광택감이 뛰어나고, 염료 잉크를 사용하여서 잉크젯 기록을 했을 때의 인자 농도가 높으며, 그리고 또한 잉크 흡수성 및 내수성이 뛰어난 잉크젯용 기록 매체를 얻을 수 있다.

도1은 로제트형 경질 탄산 칼슘의 2차 입자 형상의 전자 현미경상의 일예를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 관해서 설명한다. 본 발명의 잉크젯용 기록매체는 투기성을 갖는 지지체의 적어도 한쪽 면에 안료 및 결착제를 포함하는 도공층을 형성한 후, 그 도공층의 표면에 응고제 용액을 도포하여서 응고 캐스트 코트법에 의해 잉크 수리층을 설치하여서 이루는 것이다.

(지지체)

본 발명에 사용되는 지지체는 캐스트 코트시에 캐스트 드럼에서 발생하는 수증기를 투과할 수 있을 정도의 투기성을 갖는다면, 어떤 것이나 사용 가능하지만 도공지, 미도공지(종이 지지체)등의 종이가 적절하게 사용될 수 있다. 종이 지지체의 원료펄프로서는 화학펄프(침엽수의 표백 또는 미표백 크라프트 펄프, 광엽수의 표백 또는 미표백 크라프트 펄프 등), 기계펄프(그랜드펄프, 서모메카니컬 펄프, 케미서모메카니컬 펄프 등), 탈묵 펄프 등을 단독 또는 임의의 비율로 혼합하여서 사용하는 것이 가능하다. 원료 펄프로서 침엽수 펄프가 함유되는 것이 바람직하다. 종이 지지체중에 침엽수 펄프를 배합하면, 원지의 강도가 향상되는 것 이외에 잉크 수리층의 광택도가 향상하는 경향이 있다. 단, 침엽수 펄프의 함유량이 많아지면 종이 지지체의 표면성이 저하하는 경향에 있기 때문에, 침엽수 펄프의 함유량은 전체 펄프중 30질량%이하임이 바람직하다. 또한 상기 종이 지지체의 pH는 산성, 중성, 알칼리성 어느 것이라도 좋다.

지지체는 로제트(rosette)형 경질 탄산 칼슘을 전료로서 함유하는 것이 바람직하다. 로제트형 경질 탄산 칼슘이란, 방추형상의 경질 탄산 칼슘의 1차입자가 방사상으로 응집하여서 로제트형의 2차 입자를 형성한 것이며, 구체적으로는 Specialty Minerals Inc.의 알바카-HO, 알바카-5970, 알바카-LO 등의 제품을 적절하게 예로 들 수 있다. 여기서 방사상이란, 예를 들면, 상기 2차 입자의 중심 근방에서 각 1차 입자의 길이방향이 방사상으로 연장된 것이다.

경질 탄산 칼슘은 생산비용이나 조업성, 및 첨가량이 적은 경우라도 높은 불투명도를 얻을 수 있는 점에서 우수하며, 그리고 로제트형의 경질 탄산 칼슘은 그 특수한 형상 때문에 지지체 중에 높은 비율로 배합시키면 불투명도가 크게 향상하고, 잉크젯 기록시의 잉크가 뒷면까지 배어드는 것을 유효하게 방지한다. 그리고 또한 로제트형 경질 탄산 칼슘은 종래의 경질 탄산 칼슘과 비교하여서 비표면적도 크기 때문에 잉크 흡수성이 우수한 기지(基紙)(지지체)를 얻을 수 있다. 특히, 잉크 수리층의 도공량이 적은 경우에 로제트형 경질 탄산 칼슘을 사용하면 잉크 흡수성이 커지는 효과를 얻을 수 있다.

로제트형 경질 탄산 칼슘의 평균 입경은 1.0~5.0㎛임이 바람직하다. 평균입경은 레이저 회절, 산란법에 의해 측정되며, 예를 들면 시스멕스사 제품「마스터사이저2000」으로 측정할 수 있다. 로제트형 경질 탄산 칼슘의 평균 입경이 1.0㎛미만인 경우, 빛의 투과성이 향상되기 때문에 종이 지지체의 불투명성이 저하하고, 결과로서 기록용지 이면에서 인자 화상이 비춰 보이거나, 잉크가 뒷면까지 배어드는 일이 발생되는 경우가 있다. 또한 로제트형 경질 탄산 칼슘의 평균 입경이 5.0㎛을 초과하는 경우, 전료인 로제트형 경질 탄산 칼슘의 분포가 불균일해지고, 종이 지지체의 불투명성이 저하하여, 잉크가 뒷면까지 배어들거나 품질 안정성이 저하하는 경향이 있다.

로제트형 경질 탄산 칼슘의 흡유량은 90~300ml/100g인 것이 적절하고, 90~140ml/100g인 것이 특히 적합하다. 로제트형 경질 탄산 칼슘의 흡유량이 90ml/100g미만인 경우, 얻어진 잉크젯용 기록매체의 잉크 흡수성이 저하하는 경향이 있다. 한편, 로제트형 경질 탄산 칼슘의 흡유량이 300ml/100g을 초과하는 경우, 종이 지지체의 흡수성이 지나치게 커져서 잉크 수리층용 도공액을 도공했을 때에 바인더 성분만이 기지(基紙)중에 침투하기 쉽다. 그 결과로서 잉크 수리층의 표면강도가 저하하여 재단시 가루가 떨어지는 등의 문제가 생기는 경우가 있다.

도1은 액중에 분산된 상태의 로제트형 경질 탄산 칼슘(2차 입자)의 형태 중 일예를 나타내는 전자 현미경 상이다. 이 도면에서, 각 1차입자의 기부끼리가 서로 응집하고 각 1차 입자가 그 선단을 향하여 방사상으로 연장되어 있다. 또한 각 1차입자는 기부(基部)의 폭(지름)이 조금 크고, 선단을 향하면서 좁아진다. 또한 도면중 micron은 ㎛을 나타낸다.

전료로서 로제트형 경질 탄산 칼슘을 함유하는 기지(基紙) 위에 잉크 수리층을 캐스트 코트법으로 구비하면, 로제트형 경질 탄산 칼슘을 전료로서 함유하지 않는 종이 지지체를 이용한 경우와 비교하여서 JIS-Z 8741에 규정된 잉크 수리층 표면의 20도 광택도가 형상한다. 이 이유는 분명하지는 않지만, 다음과 같이 생각될 수 있다.

우선, 로제트형 경질 탄산 칼슘을 기지 중에 배합하면, 종이 지지체의 밀도가 저하하여서 벌키 종이가 되어 쿠션성이 향상한다. 이 때문에 캐스트 코트시에 잉크 수리층용 도공층을 캐스트 드럼에 압접했을 때, 잉크 수리층이 캐스트 드럼 표면에 밀착하기 쉬워지고, 그 결과로서 얻어진 잉크 수리층의 광택감이 향상하는 것으로 생각된다. 2O도 광택도의 값이 높아질수록 광택감이 뛰어나며, 본 발명에 있어서는 20도 광택도가 20%이상임이 적합하다. 또한 사상성의 수치가 높아질수록 광택감이 뛰어나며, 본 발명에 있어서 사상성은 50%인 것이 적합하며, 특히 70%이상인 것이 적합하다. 또한 종이 지지체의 밀도는 0.8g/㎤이하인 것이 바람직하다.

종이 지지체의 로제트형 경질 탄산 칼슘의 JIS-P 8251에 규정되는 회분이 3~25질량%임이 적합하고, 10~20질량%인 것이 보다 적합하다. 종이 지지체중의 로제트형 경질 탄산칼슘의 회분이 높아질수록 캐스트 코드법으로 설치한 잉크 수리층 표면의 광택감이 크게 향상하면서 인자된 경우의 잉크 흡수성 향상의 효과가 커진다.

로제트형 경질 탄산 칼슘의 회분이 3질량% 미만인 경우는 광택 및 잉크 흡수성 향상 효과가 적은 경우가 있다. 또한 로제트형 경질 탄산 칼슘의 회분이 높아질수록 광택 및 잉크 흡수성의 향상 효과가 높아지지만, 회분이 25질량%을 초과하면, 가루가 떨어지는 일이 발생되거나 종이 지지체의 강도가 저하하는 등의 문제가 발생되는 경우가 있다. 따라서, 제조 비용과 효과의 균형을 고려하면, 로제트형 경질 탄산 칼슘의 회분은 25질량%을 초과하지 않는 것이 바람직하다.

또한, JIS-P 8251에서 규정하는 회분은 시료(종이)를 525±25℃의 온도로 연소시킨 후의 회분 잔류물량을 시료의 절건중량(絶乾重量)에 대한 백분율로 나타낸 것이다.

본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위내에서, 수화산, 화이트카본, 탈크, 카올린, 클레이, 탄산칼슘(로제트형 경질 탄산 칼슘 이외의 것), 산화 티탄, 합성수지 미립자 등의 공지된 전료중에서 적절하게 선택하고, 상기 로제트형 탄산 칼슘과 병용할 수 있다. 로제트형 탄산 칼슘 이외의 전료는 종이 지지체중의 전료 전체의 30질량%이하임이 바람직하며, 로제트형 탄산 칼슘 이외의 전료를 함유하지 않는 것이 보다 바람직하다.

잉크젯용 기록매체의 생산 효율 면에서 종이 지지체의 투기도는 1000초 이하임이 적절하고, 또한 도공성 면에서 종이 지지체의 스테키히트사이즈도(Stockigt sizing degree)는 10초 이상인 것이 바람직하다.

또한 상기 종이 지지체에는 수용성 고분자 첨가제를 비롯한 각종의 첨가제를 함유하는 액체를 터브사이즈, 사이즈프레스, 게이트롤코터 또는 필름트랜스퍼코터등을 이용하고, 온머신 또는 오프머신으로 도공하는 것이 가능하다.

상기 수용성 고분자 첨가제로서는 예를 들면, 전분, 양이온화 전분, 산화전분, 에테르화 전분, 인산 에스테르화 전분 등의 전분 유도체; 폴리비닐알코올, 카르복시 변성 폴리비닐알코올 등의 폴리비닐알코올 유도체; 카르복시 메틸 셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 셀룰로오스 설파이드 등의 셀룰로오스 유도체; 제라틴, 카제인, 대두 단백 등의 수용성 천연고분자; 폴리아크릴산 나트륨, 스티렌-무수말레인산 공중합체 나트륨염, 폴리스티렌 설폰산나트륨 등, 무수 말레인산 수지 등의 수용성 고분자; 멜라민수지, 요소수지 등의 열경화성 합성수지 등의 수성 고분자 접착제 등을 사용할 수 있다.

그 밖의 첨가제로서는 사이즈제로 석유수지에멀전, 스티렌-무수말레인산 공중합체 알킬 에스테르의 암모늄염, 알킬케텐다이머, 알케닐무수호박산, 스티렌-부타디엔 공중합체, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐리덴 등의 디스퍼션을 예로 들 수 있다. 그 밖의 첨가제로서는 대전방지제로서 무기전해질인 염화나트륨, 염화칼슘, 망초(황산나트륨)등이, 흡윤성 물질로서는 글리세린, 폴리에틸렌글리콜등을 들 수 있다. 그 밖의 첨가제에는 안료로서 클레이, 카올린, 탈크, 황산바륨, 산화 티탄, 탈산칼슘, 수화규소, 화이트카본, 합성수지 미립자 등을 들 수 있다. 그 밖의 첨가제로서는 pH조절제로서 염산, 가성소다, 탄산소다 등을 들 수 있으며, 그 밖의 염료, 형광증백제, 산화방지제, 자외선 흡수제 등의 첨가제를 조합시켜서 사용할 수도 있다.

(잉크 수리층의 안료)

잉크 수리층(도공층을 응고 캐스트코트법에 의해 잉크 수리층으로 구성하는데, 편의상, 도공층과 잉크 수리층을 구별하지 않고 사용한다)의 안료로서는, 특히 발생성 및 광택 면에서 콜로이달 실리카를 이용하는 것이 적합하다. 또한 잉크 흡수성 면에서 합성 비정질 실리카를 콜로이달 실리카와 병용하는 것이 적합하다.

상기 잉크 수리층 중에 사용되는 콜로이달 실리카는 음이온성임이 적합하다. 이것은 뒤에 설명될 응고제 용액중 콜로이달 실리카가 양이온성이기 때문에, 응고성 향상에 효과가 있는 응집 반응을 일으키는 음이온성 콜로이달 실리카를 잉크 수리층 중에 사용하는 것이 바람직하기 때문이다. 또한, 음이온성 콜로이달 실리카의 1차 입경은 5~100㎚임이 적합하고, 더 적합하게는 20~70㎚이다. 음이온성 콜로이달 실리카의 1차 입경이 5㎚미만이면, 안료잉크를 사용한 잉크젯 프린터로 인자한 경우에 잉크 발색성이 저하되는 경우가 있다 음이온성 콜로이달 실리카의 1차 입경이 100nm를 초과하면, 입자간 공극이 늘어서 잉크 수리층의 잉크 흡수성은 양호해지지만, 불투명성이 커지기 때문에 염료 잉크로 잉크젯 기록을 했을 때 발색성이 저하되는 경우가 있다.

잉크 수리층 중의 안료로서 콜로이달 실리카에 더하여 합성 비정질 실리카를 병용해도 좋다. 합성 비정질 실리카는 그 제조법에 의해 습식법 실리카와 기상법 실리카로 크게 나눌 수 있다.

습식법으로 제조된 합성 비정질 실리카(이하, 「습식법 합성 비정질 실리카」로 칭한다)는 안료의 투명성이 기상법 실리카에 비해 떨어지지만, 폴리비닐알코올을 잉크 수리층의 결착제로서 함유한 경우의 도료 안정성이 뛰어나다. 그리고 또한 습식법 합성 비정질 실리카는 내부 공극이 없는 기상법 실리카에 비하여 분산성이 양호하며, 도료 농도를 높게 할 수 있다. 그 때문에, 잉크 수리층 중의(결착제에 대한다) 안료의 비율을 높게 할 수 있으며, 잉크 수리층의 흡수성을 높게 할 수 있기 때문에 잉크 흡수성을 향상할 수 있으면서 염료 잉크의 발색성을 향상할 수 있다. 높은 광택도를 얻는다는 점에서 습식법 합성 비정질 실리카의 2차 입경은 1~5㎛인 것이 바람직하며, BET비표면적은 100~300㎡/g임이 바람직하다. 상기 2차 입경이 1㎛보다 작으면 잉크 흡수성이 떨어지고, 4㎛을 초과하면 광택감이 저하하는 경향이 있다.

또한, 투명도가 높은 도공층을 얻는다는 점에서 기상법 실리카를 사용하여도 좋다. 기상법 실리카의 1차 입경은 4~30㎚임이 바람직하며, 그 BET 비표면적은 100~400㎡/g인 것이 바람직하다.

콜로이달 실리카와 합성 비정질 실리카의 배합비율(질량)은 10:90(콜로이달 실리카:합성 비정질 실리카)~60:40인 것이 바람직하다. 콜로이달 실리카의 배합량이 10미만인 경우에는 발색성 및 광택감이 떨어지며, 콜로이달 실리카의 배합량이 60을 초과하면 잉크 흡수성이 떨어지는 경향이 있다.

실리카에 부가하여 공지의 무기 미립자나 유기 미립자를 잉크 수리층 중의 다른 안료로서 병용할 수 있다. 다른 안료로서는, 예를 들면 알루미나 수화물(알루미나졸, 콜로이달 알루미나, 유사 보마이트 등), 알루미나(α형 결정의 알루미나, θ형 결정의 알루미나, ｒ형 결정의 알루미나 등), 탄산 칼슘, 이산화티탄 등을 사용할 수 있다. 인자 품질 및 광택감의 관점에서 안료는 콜로이달 실리카 및 합성 비정질 실리카만을 사용하는 것이 적합하다.

본 발명에 있어서, 잉크 수리층의 안료, 및 후술하는 응고제 용액중의 양이온성 콜로이달 실리카의 1차 입경은 BET법 입경(질소 흡착법에 의한 측정)으로, 2차 입경은 동적 광산란법 입경(레이저 회절·산란법에 의한 측정)으로 각각 측정할 수 있다.

(잉크 수리층의 결착제)

잉크 수리층의 결착제로서는 응고 작업을 갖는 수계 바인더수지인 폴리비닐알코올을 포함하는 것이 적합하다. 그 밖의 수계 바인더 수지도 잉크 수리층 강도의 확보로부터 필요에 따라 폴리비닐알코올과 병용해도 좋다. 또한 「수계((水系)」란, 물 또는 물과 소량의 유기용제로 이루어지는 매체 중에서 수지가 용해 또는 분산하여 안정화하는 것(수용성 및/또는 물 분산성의 수지 에멀전)을 의미한다. 여기서 수계 바인더 수지란 수용성 수지 또는 물 분산성 수지를 의미한다. 수계 바인더 수지는 종이 지지체에 도공하는 도공액 중에서는 용해 또는 입자가 되어 분산하지만, 도공하여 건조한 후에 안료의 결착제가 되어 잉크 수리층을 형성한다.

그 밖의 수계 바인더 수지로서는, 예를 들면 폴리비닐피로리돈; 우레탄수지 에멀전 유래의 우레탄 수지; 산화전분, 에스테르하 전분 등의 전분류; 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스 유도체; 카제인; 젤라틴; 대두단백; 스티렌-아크릴수지 및 그 유도체; 스티렌-부타디엔 수지 라텍스, 아크릴수지 에멀전, 아세트산 비닐 수지 에멀전, 염화비닐수지에멀전, 요소수지 에멀전, 알키드 수지 에멀전 및 이들 유도체 등을 들 수 있다. 이들 수계 바인더 수지를 폴리비닐 알코올과 혼합하여서 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서는 폴리비닐알코올은 부분 비누화(감화)의 폴리비닐알코올이 바람직하다. 폴리비닐알코올의 첨가량은 잉크 수리층 중의 전체 안료 100질량부에 대해서 5질량부에서 30질량부인 것이 적합하다. 다만, 필요한 잉크 수리층의 강도를 얻을 수 있는 한, 결착제의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니다.

잉크 수리층은 전술한 안료와 결착제를 포함하지만, 그 밖의 성분, 예를 들면 증점제, 소포제, 거품억제제, 안료 분산제, 이형제, 발포제, pH조정제, 표면 사이즈제, 착색염료, 착색안료, 형광염료, 자외선 흡수제, 산화방지제, 광안정화제, 방부제, 내수화제, 염료정착제, 계면활성제, 습윤 지력(紙力)증강제, 보수제, 양이온성 고분자 전해질 등을 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위내에서 잉크 수리층의 전구체가 되는 도공층에 적절하게 첨가할 수 있다.

지지체 상에 잉크 수리층이 되는 도공액을 도포하는 방법으로서는 블레이드코터, 에어나이프코터, 롤코터, 블러쉬코터, 키스코터, 스퀴즈코터, 커텐코터, 다이코터, 바코터, 그라비아코터, 게이트롤코터, 쇼트도웰코터 등과 같은 공지의 도공기를 온머신 또는 오프머신을 이용한 도공방법 중에서 적절하게 선택하여서 사용할 수 있다.

잉크 수리층의 도공량은 지지체의 표면을 덮고 충분한 잉크 흡수성을 얻을 수 있는 범위에서 임의로 조정할 수 있다. 기록농도 및 잉크 흡수성을 양립시키는 관점에서 잉크 수리층의 도공량은 지지체의 한쪽 면당 고형분 환산으로 3~25g/㎡인 것이 바람직하고, 특히 생산성도 가미하면 5~20g/㎡인 것이 바람직하다. 잉크 수리층의 도공량이 25g/㎡을 초과하면, 캐스트드럼 경면 마무리 면에서의 박리성이 저하하고, 도공층이 캐스트드럼 경면 마무리면에 부착하는 등의 문제가 발생될 수 있다.

본 발명에 있어서, 잉크수리층(도공층)의 도공량을 많이 필요로 하는 경우에는 잉크 수리층을 다층으로 하는 것도 가능하다. 또한 종이 지지체와 잉크 수리층 사이에 잉크 흡수성, 접착성 그 밖의 각종 기능을 갖는 언더코트층을 설치하여도 좋다. 그리고 또한 잉크 수리층을 설치한 면의 반대측에 잉크 흡수성, 필기성, 프린터 인자 적성 외에 각종 기능을 갖는 백코트층을 더 설치하여도 좋다.

(잉크 수리층의 형성)

본 발명에 있어서는 가장 바깥면의 잉크 수리층을 응고 캐스트코트법으로 형성함으로써 광택을 부여한다. 응고 캐스트코트법은, 예를 들면 아래와 같이 수행한다. 우선, 잉크 수리층용 도공액을 지지체에 도포하여서 도공층을 설치한다. 이어서 도공층 중의 결착제(특히 수계 결착제)를 응고시키는 작용을 갖는 응고제 용액을 습윤 상태의 도공층으로 도포하여서 겔화시킨 후, 가열한 경면 마무리면에 압착, 건조한다. 응고 캐스트코트법은 은염 전사에 필적하는 면의 느낌, 광택을 잉크 수리층에 부여할 수 있다.

응고제 용액을 도포할 때에 도공층이 건조상태이면 경면 드럼 표면을 전사하는 것이 힘들고, 얻어진 잉크 수리층 표면에 미세한 요철이 많아지며, 은염 사진과 비슷한 광택감을 얻기 힘들다. 특히 잉크 수리층의 수계 결착제로서 폴리비닐알코올을 사용한 경우에는 응고제로서 붕산염을 사용함에 따라, 응고시의 단단함을 적당한 것으로 하는 것이 쉬워지며, 잉크 수리층에 양호한 광택감을 부여할 수 있어 조업성도 양호해진다. 그러나 후술되는 바와 같이 본 발명에서는 양이온성 콜로이달 실리카를 응고제 용액에 첨가하기 때문에 응고제 용액에 붕산염을 사용하면 양이온성 콜로이달 실리카와 응집하기 때문에, 붕산염을 사용하면 응고제 용액의 조제가 곤란해지는 경우가 있다.

여기서 본 발명에 있어서는 응고제 용액에 붕산염을 부가하지 않고 붕산을 함유하며, 잉크 수리층 중의 폴리비닐알코올과 가교 반응으로 응고시켜 인자 품질이 뛰어나고 높은 광택을 갖는 잉크 수리층을 부여하면 적합하다. 그리고 또한 음이온성의 콜로이달 실리카를 잉크 수리층용 도공액에 포함한 경우는, 이 음이온성의 도공액과 양이온성의 응고제 용액에 의한 응집 반응에 따른 응고작용에 따라, 한층 더 인자 품질이 우수하며 높은 광택을 갖는 잉크 수리층을 부여할 수 있게 되어, 안정적인 조업이 가능해진다.

(응고제 용액의 성분)

상기한 바와 같이, 본 발명에 이용되는 응고제 용액은 양이온성 콜로이달 실리카, 붕산 및 양이온성 수지를 함유하고, 붕산염을 함유하지 않는 것이 바람직하다.

(양이온성 콜로이달 실리카)

응고제 용액중에 양이온성 콜로이달 실리카를 첨가하면, 캐스트코트에 따라 잉크 수리층의 표면 근방에 양이온성 콜로이달 실리카가 부착(존재)한다. 1차 입경 10~50㎚의 미세한 양이온성 콜로이달 실리카가 잉크 수리층의 가장 표면에 존재하면, 염료 잉크로 인자했을 때의 인자 농도가 향상된다. 또한 1차 입경 10~50㎚ 의 미세한 양이온성 콜로이달 실리카가 잉크 수리층의 가장 표면에 존재하기 때문에 잉크 수리층의 표면이 평활해지고 광택이 향상된다.

양이온성 콜로이달 실리카는, 그 입자 표면이 높은 양성(陽性) 전하를 띠고 있는 콜로이달 실리카이다. 양이온성 콜로이달 실리카는, 예를 들면, 규산나트륨의 산 등에 따른 복분해나 이온 교환 수지층을 통해서 얻어지는 실리칼졸을 가열 숙성하여서 얻어지는 콜로이달 실리카에 대하여, 알루미늄이온, 마스네슘이온, 칼슘이온, 또는 질코늄이온 등의 다가 금속 이온을 반응시켜서 얻어진다. 예를 들면, 특공소47-26959호 공보에는 알루미늄 처리에 따른 양이온성 콜로이달 실리카가 개시되어 있다.

시판되고 있는 양이온성 콜로이달 실리카로서는, 그레이스사의 LUDOX CL, LUDOX CL-P 등을 예로 들 수 있다. 본 발명에서는 2종류 이상의 양이온성 콜로이달 실리카를 혼합하여서 사용해도 좋다.

잉크 수리층의 광택성, 투명도를 향상시키는 관점에서, 양이온성 콜로이달 실리카의 1차 입경을 10~50㎚로 한다. 양이온성 콜로이달 실리카의 1차 입경이 10㎚보다 작으면, 잉크수리층의 광택감은 뛰어나지만, 염료 잉크의 흡수성이 떨어지는 경우가 있다. 한편, 양이온성 콜로이달 실리카의 1차 입경이 50㎚보다 크면, 잉크 수리층의 투명도가 저하하고, 염료잉크로 인자했을 때의 인자농도가 저하하는 경우가 있다. 그리고 또한 잉크 흡수성을 보충하는 목적으로 1차 입경이 50㎚를 초과하거나, 송이모양(늘어진 주머니 모양)이나 고치모양 등 형상이 다른(각종 부정형의 응집형태를 취하는 것) 양이온성 콜로이달 실리카를 병용해도 좋다.

또한, 잉크 수리층의 가장 표면을 평활하게 하여, 광택도를 향상시키는 관점에서 양이온성 콜로이달 실리카의 1차 입경은 잉크 수리층의 안료의 1차 입경보다 작은 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 잉크 수리층의 가장 표면을 미세한 양이온성 콜로이달 실리카가 덮기 때문에 광택도가 향상한다.

또한 1차 입경이 다른 2종류 이상의 양이온성 콜로이달 실리카를 이용하는 경우, 「양이온성 콜로이달 실리카의 1차 입경」이란, 각 양이온성 콜로이달 실리카의 1차 입경을 각 양이온성 콜로이달 실리카의 함유 비율로 가중 평균한 값으로 한다. 마찬가지로 잉크 수리층의 안료로서 1차 입경이 다른 2종류 이상의 안료를 사용하는 경우, 「안료의 1차 입경」이란, 각 안료의 1차 입경을 각 안료의 함유 비율로 가중 평균한 값으로 한다.

또한 양이온성 콜로이달 실리카는 붕산염과 응집하기 때문에, 본 발명에서는 바람직하게는 붕산을 응고제 용액에 첨가하여서 응고를 제어하는데, 붕산은 붕산염에 비하여 응고(단단함)의 제어가 어렵다. 여기서 잉크 수리층용 도공액에 음이온성 콜로이달 실리카를 함유하여서 그 pH를 7~10(30℃조건시)으로 하고, 양이온성의 응고제 용액의 pH를 1~4(30℃조건시)로 조정함으로써 응고성을 안정적으로 얻을 수 있기 때문에 붕산을 이용하여도 응고를 제어하기 어렵고, 안정 조업이 가능해진다. 여기서, 잉크 수리층용 도공액의 pH가 10을 초과하거나, 또는 응고제 용액의 pH가 1미만이면, 도공장치 등의 배관이 녹아내릴 가능성이 있다. 한편 잉크 수리층용 도공액의 pH가 7미만이거나, 또는 응고제 용액의 pH가 4를 초과하는 경우, 응고반응이 불충분해지고, 안정 조업이 어려워지는 경향이 있다.

양이온성 콜로이달 실리카는 응고제 용액 중에 2~15질량% 함유되는 것이 바람직하다. 양이온성 콜로이달 실리카의 함유 비율이 2질량% 미만이면, 광택도가 저하하고, 염료 잉크로 인자했을 때의 인자 농도가 저하하는 경우가 있다. 또한 양이온성 콜로이달 실리카의 함유 비율이 15질량%을 초과하면, 응집체(석출물)가 발생하여 조업 트러블이 되는 경우가 있다.

양이온성 콜로이달 실리카 이외의 안료로서 알루미나 수화물(알루미나졸, 콜로이달 알루미나, 유사 보마이트 등), 알루미나(α형 결정의 알루미나, θ형 결정의 알루미나, ｒ형 결정의 알루미나 등)등을 양이온성 콜로이달 실리카와 혼합하여서 사용해도 좋지만, 양이온성 콜로이달 실리카에 대한 그 밖의 안료의 혼합비율은 50질량%이하로 하는 것이 바람직하다.

(붕산)

붕산이 응고제 용액 중에 1~10질량% 함유되는 것이 적합하다. 붕산의 함유 비율이 1질량%미만이면 응고작용이 불충분해지는 경우가 있다. 또한 붕산의 함유 비율이 10질량%를 초과하면 물에 용해될 수 없고, 응집체(석출물)이 발생하여 조업 트러블이 될 경우가 있다.

(양이온성 수지)

응고제 용액중에 양이온성 수지를 함유시킴으로써 응고 캐스트코트에 의해 잉크 수리층의 표면에 양이온성 수지가 부착(존재)한다. 양이온성 수지는 잉크를 정착시켜 수용성 염료 잉크 사용시의 인자 농도가 향상되고, 그리고 내수성이 향상된다. 응고제 용액중에 어느 것이나 전기적으로 양성의 양이온성 수지와 양이온성 콜로이달 실리카가 공존하기 때문에 양자가 응집하는 일은 없다.

양이온성 수지로서는 폴리아민술폰, 폴리알킬렌폴리아민, 폴리아민축합물, 폴리아릴아민, 폴리디아릴아민, 폴리비닐아민, 폴리에틸렌이민, 디시안디아미드 축합물, 양이온성 아크릴 수지, 양이온성 우레탄 수지 등을 들 수 있으며, 이들을 1종 또는 여러 종류 선택해서 사용할 수 있다. 응고제 용액중의 양이온성 수지의 함유량은 특별히 한정되지는 않지만, 0.5~10질량% 함유되는 것이 바람직하다. 양이온성 수지의 함유비율이 0.5질량% 미만이면, 잉크정착기능이 저하하여 인쇄된 화상의 인자농도가 저하하는 경우가 있다. 양이온성 수지의 함유 비율이 10질량%를 초과하면, 응고제의 점도가 상승하여서 도공성이 악화할 경우가 있다.

응고제 용액을 도포하는 방법은 도공층에 도포할 수 있는 한 특별히 제한되지 않고, 공지의 방법(예를 들면, 롤방식, 스프레이방식, 커텐방식) 중에서 적절하게 선택해서 사용할 수 있다.

응고제(용액)의 부착량은 고형분으로 1~10g/㎡로 하는 것이 바람직하다. 응고제의 부착량이 1g/㎡미만이면, 응고작용이 불충분해져 잉크 수리층으로의 광택의 부여가 충분하지 못하게 되는 경우가 있다. 응고제의 부착량이 10g/㎡을 초과하면, 잉크 수리층의 광택의 향상 효과가 포화하면서 응고제 용액의 고형분 농도를 높게 해야만 하기 때문에 후술하는 문제가 발생하는 경우가 있다.

응고제 용약의 농도는 3질량%이상부터 30질량%미만인 것이 바람직하다. 응고제 용액의 농도가 3질량%미만이면, 도공층으로의 응고제의 부착량(고형분으로 1g/㎡미만)이 불충분해져 응고작용이 불충분해지는 경우가 있다. 또한 응고제 용액의 농도가 10질량%를 초과하면 물에 용해시키는 것이 곤란해지고, 응집체(석출물)가 발생하여 조업 트러블이 될 경우가 있다.

또한 상기 도공층 및/또는 응고제에는 필요에 따라서 박리제를 첨가할 수 있다. 박리제의 융점은 90~150℃인 것이 적합하며, 특히 95~120℃인 것이 더 적합하다. 상기의 온도 범위에 있어서는 박리제의 융점이 경면 마무리면의 온도와 거의 동등하기 때문에 박리제로서의 능력이 최대한 발휘될 수 있다. 박리제는 상기와 같은 특성을 가지고 있으면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 폴리에틸렌계의 왁스 에멀전을 사용하는 것이 바람직하다. 박리제의 응고제 용액중의 함유량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 0.1~5질량% 함유되는 것이 바람직하다.

[실시예]

다음으로 실시예에 따라 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한 「부」 및 「%」는 특별히 명시되지 않는 한, 각각 「질량부」 및 「질량%」를 나타낸다.

또한, 실시예1~10, 및 비교예1~6은 응고제 용액 중에 붕산 이외의 붕소 화합물(구체적으로는 붕사)을 포함하는 실험예이다. 한편, 실시예11~16, 및 비교예 11~15는 응고제 용액 중에 붕산 이외의 붕소 화합물을 포함하지 않는 실험예이다.

광엽수 표백 크라프트 펄프(L-BKP) 90부와 침엽수 표백 크라프트 펄프(N-BKP)10부로 이루어지는 고해도(叩解度)350ml의 펄프 슬러리에 대해서, 전료로서 로제트형 경질 탄산 칼슘(알바카5970: SMI사 제품)을 회분 20%가 되도록 첨가하고, 그리고 황산 알루미늄 1.0부, AKD 0.15부, 수율향상제 0.05부를 첨가하였다. 이 슬러리를 이용하여서 초지기로 초지하고, 그때 5%의 전분과 0.2%의 표면 사이즈제(AKD)를 고형분으로 1.5g/㎡이 되도록 도포하여, 180g/㎡의 지지체를 얻었다.

이 지지체에 롤코터로 도공액A를 13g/㎡ 도공하고, 도공층이 습윤상태에 있는 동안에 응고제B를 2.0g/㎡ 도포하여서 응고시키고, 이어서 프레스롤을 통하여 가열된 경면 마무리면에 압착하여서 경면을 전사하고, 195g/㎡의 잉크젯 기록매체를 얻었다.

도공액A: 안료로서 콜로이달 실리카(쿼트론 PL-2: 후소카가쿠코교가부시키가이샤 제품, 평균 1차 입경 20nm) 60부, 기상법 합성 비정질 실리카(아에어로실200V: 니혼아에로실 가부시키가이샤 제품, 평균 1차 입경 12㎚) 20부, 및 습식법 합성 비정질 실리카(파인씰 X-37B: 토쿠야마 가부시키가이샤 제품, 평균 2차 입경 2.6㎛) 20부, 바인더로서 폴리비닐알코올(PVA224: 구라레이 가부시키가이샤 제품) 12부, 형광 염료(BLANKOPHOR P liquid 01: LANXESS사 제품) 1.5부, 이형제(메이카텍스 HP68: 메이세이카가쿠코교 가부시키가이샤 제품) 0.5부, 소포제(SN 디포머 480: 산노푸코사 제품) 0.1부를 배합하여서 농도 25%의 도공액을 조정하였다.

또한, 도공액A 중의 각 안료의 가중 평균 입경은 2.7㎛이었다.

응고제B: 붕사 2%, 붕산 4%(붕사/ 붕산의 질량비= 1/2, Na₂B₄O₇ 및 H₃BO₃ 환산으로 계산), 양이온성 수지(사프토머 ST3300, 미쓰비시카가쿠 가부시키가이샤 제품) 2%, 양이온성 콜로이달 실리카(LUDOX CL 그레이스사 제품, 평균 1차 입경 12㎚) 0.5%, 이형제(메이카텍스 HP68: 메이세이카가쿠 코교 가부시키가이샤 제품의 상품명) 0.5부, 소포제(SN 디포머 480: 산노푸코 가부시키가이샤 제품) 0.01%를 배합하여서 응고제(수용액)을 조제하였다.

응고제B의 양이온성 콜로이달 실리카(LUDOX CL, 그레이스사 제품)의 배합량을 1%로 변경한 것 이외는 실시예1과 동일하게 해서 잉크젯 기록매체를 얻었다.

응고제B의 양이온성 콜로이달 실리카(LUDOX CL, 그레이스사 제품)의 배합량을 2%로 변경한 것 이외는 실시예1과 동일하게 해서 잉크젯 기록매체를 얻었다.

응고제B의 양이온성 콜로이달 실리카(LUDOX CL, 그레이스사 제품)의 배합량을 3%로 변경한 것 이외는 실시예1과 동일하게 해서 잉크젯 기록매체를 얻었다.

응고제B의 양이온성 콜로이달 실리카(LUDOX CL, 그레이스사 제품)의 배합량을 4%로 변경한 것 이외는 실시예1과 동일하게 해서 잉크젯 기록매체를 얻었다.

응고제B의 양이온성 콜로이달 실리카(LUDOX CL, 그레이스사 제품)를 대신하여 양이온성 콜로이달 실리카(LUDOX CL-P, 그레이스사 제품, 평균 1차 입경 22㎚)를 사용한 것 이외는 실시예1과 동일하게 해서 잉크젯 기록매체를 얻었다.

응고제B의 양이온성 콜로이달 실리카(LUDOX CL-P, 그레이스사 제품)의 배합량을 1%로 변경한 것 이외는 실시예6과 동일하게 해서 잉크젯 기록매체를 얻었다.

응고제B의 양이온성 콜로이달 실리카(LUDOX CL-P, 그레이스사 제품)의 배합량을 2%로 변경한 것 이외는 실시예6과 동일하게 해서 잉크젯 기록매체를 얻었다.

응고제B의 양이온성 콜로이달 실리카(LUDOX CL-P, 그레이스사 제품)의 배합량을 3%로 변경한 것 이외는 실시예6과 동일하게 해서 잉크젯 기록매체를 얻었다.

응고제B의 양이온성 콜로이달 실리카(LUDOX CL-P, 그레이스사 제품)의 배합량을 4%로 변경한 것 이외는 실시예6과 동일하게 해서 잉크젯 기록매체를 얻었다.

<비교예1>

응고제B중에 양이온성 콜로이달 실리카와 양이온성 수지 어느 것도 배합하지 않은 것 이외에는 실시예1과 동일하게 하여서 잉크젯 기록매체를 얻었다.

<비교예2>

응고제B중에 양이온성 콜로이달 실리카를 배합하지 않은 것 이외에는 실시예1과 동일하게 하여서 잉크젯 기록매체를 얻었다.

<비교예3>

응고제B중에 양이온성 수지를 배합하지 않은 것 이외에는 실시예2와 동일하게 하여서 잉크젯 기록매체를 얻었다.

<비교예4>

응고제B의 양이온성 콜로이달 실리카(LUDOX CL, 그레이스사 제품)을 대신하여 양이온성 콜로이달 실리카(LUDOX CL-P, 그레이스사 제품)을 사용한 것 이외에는 비교예3과 동일하게 하여서 잉크젯 기록매체를 얻었다.

<비교예5>

응고제B의 양이온성 콜로이달 실리카(LUDOX CL, 그레이스사 제품)를 대신하여 음이온성 콜로이달 실리카(쿼트론PL-2: 후소카가쿠코교 가부시키가이샤 제품)을 사용한 것 이외에는 비교예3과 동일하게 하여서 잉크젯 기록매체를 얻었다.

<비교예6>

응고제B의 양이온성 콜로이달 실리카(LUDOX CL, 그레이스사 제품)를 대신하여 음이온성 콜로이달 실리카(쿼트론PL-2: 후소카가쿠코교 가부시키가이샤 제품)을 사용한 것 이외에는 실시예2와 동일하게 하여서 잉크젯 기록매체를 얻었다.

광엽수 표백 크라프트 펄프(L-BKP) 90부 및 침엽수 표백 크라프트 펄프(N-BKP) 10부로 이루어지는 캐나다 표준 여수도(CSF) 350ml의 펄프 슬러리에 대하여, 전료로서 로제트형 경질 탄산 칼슘(알바카-5970: SMI사 제품)을 회분 20%가 되도록 첨가하고, 그리고 또한 황산알루미늄 1.0부, 알킬케텐다이머(AKD) 0.20부, 수율향상제 0.05부를 첨가하였다. 이 슬러리를 사용하여서 초지기로 초지하고, 그때 고형분 농도 5%의 전분과 고형분 농도 0.2%의 표면사이즈제(AKD)를 포함하는 도액(塗液)을, 부착량이 고형분으로 1.5g/㎡가 되도록 도포하여 180g/㎡의 종이 지지체를 얻었다.

이 종지 지지체에 대하여 롤코터로 도공액 A2를 고형분으로 도공량이 12g/㎡이 되도록 도공하였다. 이 도공층이 습윤상태에 있는 동안에 응고제 용액 B2를 고형분으로, 부착량이 3.0g/㎡이 되도록 도포하여서 응고시키고, 이어서 프레스 롤을 통하여 가열된 경면 마무리면에 압착하여서 경면을 전사하여, 195g/㎡의 잉크젯용 기록매체를 얻었다.

<도공액 A2>

안료로서 콜로이달 실리카((쿼트론 PL-3: 후소카가쿠코교 가부시키가이샤 제품, 평균 1차 입경 30㎚) 20부, 기상법 합성 비정질 실리카(아에로실 200V: 니혼 아에로실 가부시키가이샤 제품, 평균 1차 입경 12㎚) 10부, 및 습식법 합성 비정질 실리카(파인씰 X-37: 도쿠야마 가부시키가이샤 제품, 평균 2차 입경 2.3㎛) 70부, 결착제로서 폴리비닐알코올(PVA217: 가부시키가이샤 구라레이 제품) 12부, 형광염료(BLANKOPHOR P liquid 0.1: LANXESS사 제품) 1.5부, 이형제(메이카텍스 HP68: 메이세이 카가쿠 가부시키가이샤 제품) 0.5부, 소포제(SN 디포머-480: 산노푸코 가부시키가이샤 제품) 0.1부를 배합하여서 농도 25%이고 pH8.3의 도공액을 조정하였다.

<응고제 용액B2> : 붕산 4%, 양이온성 수지(사프토머 ST3300: 미쓰비시 카가쿠 가부시카카이샤 제품) 1%, 양이온성 콜로이달 실리카((LUDOX CL-P: 그레이스사 제품, 평균 1차 입경 22㎚) 2%, 이형제(메이카텍스 HP68: 메이세이 카가쿠 코교 가부시키가이샤 제품) 0.5부, 소포제(SN 디포머 480: 산노푸코사 제품) 0.1%를 배합하여서 pH3의 응고제 용액을 조제하였다.

응고제 용액B2의 양이온성 콜로이달 실리카(LUDOX CL-P, 그레이스사 제품)의 배합량을 7%로 변경한 것 이외에는 실시예11과 동일하게 하여서 잉크젯용 기록매체를 얻었다.

응고제 용액B2의 양이온성 콜로이달 실리카(LUDOX CL-P, 그레이스사 제품)의 배합량을 15%로 변경한 것 이외에는 실시예11과 동일하게 하여서 잉크젯용 기록매체를 얻었다.

응고제 용액B2의 양이온성 콜로이달 실리카(LUDOX CL-P, 그레이스사 제품, 평균 1차 입경 22㎚)를 대신하여 양이온성 콜로이달 실리카(LUDOX CL: 그레이스사 제품, 평균 1차 입경 12㎚)를 사용하고, 그 배합량을 6%로 변경한 것 이외에는 실시예11과 동일하게 하여서 잉크젯용 기록매체를 얻었다.

응고제 용액B2의 붕산의 배합량을 1%로 변경하고, 양이온성 콜로이달 실리카(LUDOX CL-P, 그레이스사 제품)의 배합량을 6%로 변경한 것 이외에는 실시예11과 동일하게 하여서 잉크젯용 기록매체를 얻었다.

응고제 용액B2의 붕산의 배합량을 10%로 변경한 것 이외에는 실시예15와 동일하게 하여서 잉크젯용 기록매체를 얻었다.

<비교예11>

응고제 용액B2 중에 양이온성 콜로이달 실리카를 배합하지 않은 것 이외에는 실시예11과 동일하게 하여서 잉크젯용 기록매체를 얻었다.

<비교예12>

응고제 용액B2의 양이온성 콜로이달 실리카(LUDOX CL-P, 그레이스사 제품)의 배합량을 1%로 변경한 것 이외에는 실시예11과 동일하게 하여서 잉크젯용 기록매체를 얻었다.

<비교예13>

응고제 용액B2의 양이온성 콜로이달 실리카(LUDOX CL-P, 그레이스사 제품)의 배합량을 16%로 변경한 것 이외에는 실시예11과 동일하게 하여서 잉크젯용 기록매체를 얻었다.

<비교예14>

응고제 용액B2의 양이온성 콜로이달 실리카(LUDOX CL, 그레이스사 제품)을 대신하여서 음이온성 콜로이달 실리카(ST-30: 닛산카가쿠 가부시키가이샤 제품)을 사용한 것 이외에는 실시예11과 동일하게 하여서 잉크젯용 기록매체를 얻었다.

<비교예15>

응고제 용액 B2의 양이온성 콜로이달 실리카(LUDOX CL-P, 그레이스사 제품)을 대신하여서 음이온성 콜로이달 실리카(퀴트론 PL-2, 후소 카가쿠 코교 가부시키가이샤 제품)을 사용한 것 이외에는 실시예11과 동일하게 하여서 잉크젯용 기록매체를 얻었다.

(평가)

1. 염료 잉크 인자 농도

얻어진 잉크젯용 기록매체에 대하여 염료 잉크젯 프린터(PM-970C: 엡손 가부시키가이샤 제품)를 사용하여서 소정의 패턴을 기록하고, 기록 화상부의 선명함을 하기 기준에 따라 눈으로 평가하였다. 평가가 △이상이면, 실용상 문제가 없다.

◎: 상당히 선명함

○: 선명함

△: 약간 선명함이 떨어진다.

×: 선명하게 보이지 않는다.

2. 사상성(상 선명도)

얻어진 잉크젯용 기록매체(의 잉크 수리층면)에 대하여, JIS K 7105에 준하여 사상성(寫像性) 측정기(형번: ICM-1DP, 스가 시험기 가부시키가이샤 제품)을 사용하여서 측정하였다. 측정각도를 60도, 광학 슬릿 폭이 2㎜인 조건으로 종이의 MD방향을 측정하였다. 사상성이 60%이상이면, 반사한 상이 선명하게 옮겨지고, 광택감이 뛰어나다. 사상성(寫像性)이 60%미만인 경우, 반사한 상이 선명하지 못하게 옮겨지고, 광택감이 떨어진다.

3. 20°광택도

얻어진 잉크젯용 기록매체의 잉크 수리층 표면의 미인자(未印字)부분의 20°광택도를 JIS Z 8741에 따라서 광택도계(무라가미 색채 기술연구소 제품, True GLOSS GM-26PRO)를 사용하여서 측정하였다. 20도 광택도가 20%이상이면 실용상 문제가 없다.

4. 내수성

얻어진 잉크젯용 기록매체에 대하여 염료 잉크젯 프린터(PM-970C, 엡손 가부시키가이샤 제품)를 이용하여서 소정 패턴을 기록하고, 이 패턴 상에 물방울을 떨어뜨린 후 3시간 가만히 두어 잉크의 번짐을 하기 기준에 따라서 눈으로 평가하였다. 평가가 △이상이면, 실용상 문제가 없다.

○: 번짐이 거의 인정되지 않는다.

△: 번짐이 조금 인정된다.

×: 번짐이 현저하게 인정된다.

5. 잉크 수리층용 도공액 및 응고용 수용액의 안정성

잉크 수리층용 도공액 및 응고용 수용액을 조제후 24시간 가만히 놓아두고, 응집체의 발생 유무를 눈으로 관찰 평가하였다. 어떤 액체의 평가에 관해서도 △이상이면 실용상 문제가 없다.

○: 응집체가 있다.

△: 미세한 응집체가 있다.

×: 응집체가 없다.

6. 캐스트 도공성

연속 라인에서 20,000m의 연속 도공후의 캐스트드럼의 흐린상태(foggy)를 눈으로 관찰하여 하기의 기준으로 평가하였다.

◎: 드럼 표면에 흐림이 전혀 없음

○: 드럼 표면에 아주 조금 흐림을 확인할 수 있지만, 장시간 가동(long-run)의 적합성에 거의 문제가 되지 않음

△: 드럼 표면에 흐림이 확인되어서 문제가 되는 레벨

×: 드럼 표면의 전면에 흐림이 많이 확인되었다.

얻어진 결과를 표1, 2에서 나타낸다.

표1,2에서 알 수 있는 바와 같이, 각 실시예의 경우, 염료 잉크 기록시의 인자 농도가 높고, 사상성, 광택감이 뛰어나며 그리고 또한 내수성도 훌륭하였다. 그리고 조업성에도 뛰어났다.

또한, 실시예1~5에 있어서, 양이온성 콜로이달 실리카의 배합량이 많아질수록 염료 잉크 인자 농도, 사상성, 광택도가 향상하였다. 단, 양이온성 콜로이달 실리카의 배합량이 3%이상인 경우, 응고제의 안정성이 약간 떨어지는 경향이 있었다.

또한, 실시예1~5와 실시예6~10을 비교하면, 양이온성 콜로이달 실리카의 평균 1차 입경이 작은 실시예1~5 쪽이 사상성, 광택성이 향상되었지만, 응고제의 안정성이 약간 떨어지는 경향이 있었다.

한편, 응고제 중에 콜로이달 실리카, 양이온성 수지 어느 쪽도 배합하지 않았던 비교예1의 경우, 염료 잉크 인자 농도, 사상성, 광택도, 내수성이 모두 떨어져 있었다.

응고제 중에 콜로이달 실리카를 배합하지 않았던 비교예2의 경우, 내수성은훌륭하였지만, 사상성, 광택도가 떨어졌다.

응고제 중에 양이온성 수지를 배합하지 않았던 비교예3~5의 경우, 내수성이 떨어졌다.

응고제 중에 음이온성 콜로이달 실리카와 양이온성 수지를 배합한 비교예6의 경우, 응고제가 응집하여서 도공이 이루어지지 않고, 잉크젯 기록매체를 얻을 수 없었다.

응고제 용액중에 양이온성 콜로이달 실리카를 배합하지 않은 비교예11의 경우, 염료 잉크 인자 농도, 사사성, 광택도 및 캐스트 도공성이 떨어졌다.

응고제 용액중의 양이온성 콜로이달 실리카의 배합량이 2질량% 미만인 비교예12의 경우, 광택도가 떨어졌다. 이것은 미세한 콜로이달 실리카가 잉크 수리층 표면에 존재하는 양이 적고, 잉크 수리층 표면을 평활하게 하는 효과가 낮아졌기 때문으로 생각된다.

응고제 용액중의 양이온성 콜로이달 실리카의 배합량이 15질량%를 초과한 비교예13의 경우, 응고제 용액이 응집하여서 도공이 이루어지지 않고, 잉크젯용 기록매체를 얻을 수 없었다.

응고제 용액중에 음이온성 콜로이달 실리카와 양이온성 수지를 배합한 비교예14,15의 경우에도 응고제 용액이 응집하여서 도공이 이루어지지 않고, 잉크젯용 기록매체를 얻을 수 없었다.

Claims (10)

1. 투기성을 갖는 지지체의 적어도 한쪽 면에 안료 및 결착제를 포함하는 도공층을 설치한 후, 그 도공층의 표면에 상기 결착제와 응고하는 응고제 용액을 도포하여서 응고 캐스트 코트법에 의해 잉크 수리층을 설치하여서 이루어지는 잉크젯용 기록매체로서 상기 응고제 용액에 포함되는 붕소화합물, 양이온성 수지 및 양이온성 콜로이달 실리카가 상기 잉크 수리층의 표면에 존재하는 잉크젯용 기록매체.
   
2. 상기 제1항에 있어서, 상기 응고제 용액중에 상기 양이온성 콜로이달 실리카가 0.5~4질량% 함유되어 있는 잉크젯용 기록매체.
   
3. 상기 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 양이온성 콜로이달 실리카의 1차 입경이 상기 안료의 1차 입경보다 작은 잉크젯용 기록매체.
   
4. 상기 제1항 내지 제3항 중 어느 항에 있어서, 상기 도공층 중의 상기 안료는 콜로이달 실리카를 함유하며, 상기 결착제는 폴리비닐알코올을 함유하고, 상기 응고제 용액중의 상기 양이온성 콜로이달 실리카의 1차 입경이 10~50㎚이며, 상기 붕소화합물이 붕산인 잉크젯용 기록매체.
   
5. 상기 제1항 내지 제4항 중 어느 항에 있어서, 상기 잉크 수리층 표면의 20도 광택도가 20%이상인 잉크젯용 기록매체.
   
6. 상기 제1항 내지 제5항 중 어느 항에 있어서, 상기 도공층 중의 콜로이달 실리카가 음이온성인 잉크젯용 기록매체.
   
7. 상기 제1항 내지 제6항 중 어느 항에 있어서, 상기 도공층의 안료는 비표면적이 100~300㎡/g이고, 또한 평균 2차 입경이 1~4㎛인 습식법 합성 비정질 실리카를 함유하는 잉크젯용 기록매체.
   
8. 상기 제1항 내지 제7항 중 어느 항에 있어서, 상기 응고제 용액이 박리제를 함유하는 잉크젯용 기록매체.
   
9. 상기 제1항 내지 제8항 중 어느 항에 있어서, 상기 지지체는 로제트형 경질탄산칼슘을 JIS-P 8251에 규정되는 회분으로서 3~25질량% 함유하는 잉크젯용 기록매체.
   
10. 투기성을 갖는 지지체의 적어도 한쪽 면에 안료로서 콜로이달 실리카를 함유하고, 결착제로서 폴리비닐알코올을 함유하는 pH7~10의 잉크수리층용 도공액을 도포하여서 도공층을 설치하고, 상기 도공층이 습윤상태 있는 동안에 1차 입경 10~50㎚의 양이온성 콜로이달 실리카를 2~15질량%, 붕산을 1~10질량%, 및 양이온성 수지를 함유하는 pH1~4의 응고제 용액을 도포한 후, 응고법 캐스트 코드법에 의해 잉크수리층을 설치하여서 이루는 잉크젯용 기록매체의 제조방법.
    

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