WO2020149442A1 - 감열지 제조방법 및 이로부터 제조된 감열지 - Google Patents

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WO2020149442A1
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thermal paper
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paper
coating
raw material
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최영규
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    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
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    • B41M2205/00—Printing methods or features related to printing methods; Location or type of the layers
    • B41M2205/36—Backcoats; Back layers

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a thermal paper and a thermal paper produced therefrom.
  • thermal paper is a special paper made to react with heat by applying a heat-sensitive layer containing a chemical that develops color when heated, and can be easily recorded with heat. And printers.
  • These thermal papers are made of fine granules of colorless leuco dye, which has the property of releasing electrons when heated, and colorant as an acidic material that receives electrons, and applied on paper with a binder. Since it has a characteristic of changing to black or dark blue, when heat of 60 ⁇ 150°C is contacted with thermal paper, Roico dye and acidic substances will meet, and the color will appear black.
  • an under layer is designed to prevent the color development of the non-image portion and the discoloration of the image portion between the support and the thermal layer, and the sensitivity is prevented from sticking on the under layer.
  • a heat-sensitive coating solution containing pigments, lubricants, cross-linking agents and other auxiliary agents, etc. to form a heat-sensitive layer, and on top of that, a filling for preventing the improvement of resolution and sticking prevention of the heat-sensitive surface, It is prepared by forming an overlayer consisting of a wet strength enhancer and a dye.
  • Patent Document 1 discloses a technique related to a method for manufacturing a thermal paper.
  • Preparing a first mixed solution for mixing the second solution (2) preparing a second mixed solution to prepare a second mixed solution by mixing and dispersing the colorant dispersion or the developer dispersion in the first mixed solution; (3) A third mixed solution for preparing a thermal emulsion by mixing and dispersing porous silicon oxide sol, alumina sol, and calcium carbonate in the second mixed solution as an inorganic filler used to increase the heat transfer rate and adsorb and fix the color dye.
  • n represents an integer of 1 or more
  • thermal paper which is a special paper, as mentioned above, the manufacturing process is complicated to implement various layers, and the equipment required for each process is very expensive. Using the manufacturing method of, the work and production efficiency is lowered, resulting in a problem of wasting energy.
  • Patent Document 1 Korean Registered Patent Publication No. 10-1041901
  • the present invention is to solve the problems of the prior art, to provide a method of manufacturing a thermal paper that can produce thermal paper more efficiently by producing thermal paper in a single process, and prevent energy waste and reduce energy.
  • the present invention provides a method of manufacturing a thermal paper capable of producing thermal paper in one process in order to solve the aforementioned problems.
  • a coating speed of 100 m/min to 500 m/min, a coating amount of 3 g/m 2 to 20 g/m 2 and an optical density (OD) value of 1.0 msec to 3.0 msec per 45 ⁇ m to 300 ⁇ m thickness It provides a method 10 for manufacturing a thermal paper, characterized in that performed.
  • the present invention provides a method 10 for manufacturing a thermal paper, characterized in that it further comprises an unwinder step (S400) in which individual or interlocked paper raw material rolls are released before the coating step (S100).
  • S400 unwinder step in which individual or interlocked paper raw material rolls are released before the coating step (S100).
  • the unwinder step (S400) provides a thermal paper manufacturing method 10 characterized in that it comprises a first unwinder process and a second unwinder process.
  • the present invention after the glass calender step (S300), the method for manufacturing a thermal paper (10), characterized in that it further comprises a slitter step (S500) for winding after binding the paper raw material through a mold desired by the manufacturer. ).
  • the present invention provides a method for manufacturing a thermal paper 10, further comprising a buffer step (S600) buffering the speed between the glass calendar step (S300) and the slitter step (S500).
  • the present invention provides a method for manufacturing a thermal paper 10, further comprising the paper raw material printing step (S700) between the back coating step (S200) and the glass calendar step (S300).
  • the present invention after the slitter step (S500) provides a method for manufacturing a thermal paper 10, further comprising a rewinder step (S800) of winding the paper raw material on a roll.
  • the coating step (S100), the back coating step (S200) and the printing step (S700) provides a thermal paper manufacturing method 10 characterized in that it is carried out including a process of drying hot air.
  • the coating step (S100) or back coating step (S200) after the blade (blade) or bar (bar) after the uniformity step of coating the liquid heat-sensitive liquid is applied to a uniform thickness (S900) It provides a thermal paper manufacturing method 10, characterized in that it further comprises a.
  • the present invention provides a thermal paper manufactured from the method for manufacturing a thermal paper described above.
  • the method for manufacturing a thermal paper according to the present invention can produce various thermal paper products in a single manufacturing process including all intermediate processes, unlike the previous fragmentation and only partial processes, so it is possible to produce more efficiently, thus saving energy.
  • Various thermal paper products can be produced in large quantities through reduction of production cost including.
  • the method of manufacturing a thermal paper according to the present invention by using only a high concentration of thermal liquid, it is possible to produce a high-quality thermal paper products without necessarily including the existing drying process.
  • FIG. 1 is a flow chart for a method of manufacturing a thermal paper according to an embodiment of the present invention.
  • 2 to 7 is a flow chart for a method of manufacturing a thermal paper according to another embodiment of the present invention.
  • the present invention relates to a method of manufacturing a thermal paper.
  • FIG. 1 is a flow chart for a method of manufacturing a thermal paper according to an embodiment of the present invention.
  • the method 10 for manufacturing a thermal paper includes a coating step (S100) of applying a liquid thermal solution to the unrolled paper raw material surface, and a back coating coating the opposite side of one surface of the coated paper raw material.
  • Step S200 a glass calendar step (S300) of applying pressure and heat to the coated paper raw material to increase gloss and smoothness of the surface of the paper raw material.
  • the paper raw material is not particularly limited, and paper commonly used for manufacturing thermal paper may be used.
  • various types of paper, synthetic fiber paper, synthetic resin film, art paper, etc. may be used.
  • the coater used in the coating step (S100) of applying the liquid heat sensitive liquid to the surface of the unrolled paper raw material as a device for applying or coating the liquid heat sensitive liquid on the surface of the paper raw material, several steel rolls and synthetic rubber rolls are used. It is a device that drives and delivers the liquid heat-sensitive liquid uniformly and finely and applies it to the surface of paper raw materials.
  • the coater it is not particularly limited, but may include, for example, specific parts, such as a fan, an Immersion roll, a Micro mold Applicator roll, a rubber press roll, and a Doctor Blade.
  • a coating process may be performed as follows.
  • the liquid heat sensitive liquid supplied to the pan is transferred to an immersion roll at the bottom, a micro mold applicator roll located at the top of the immersion roll, and a rubber located at the top of the micro mold applicator roll
  • the primary pressure is controlled to adjust the amount of application of the liquid heat-sensitive liquid, and for the applied liquid heat-sensitive liquid, an additionally equipped Doctor Blade controls the blade angle, Simultaneously with the application amount of the liquid heat sensitive liquid, it may be performed as a process of smoothly controlling the surface coated with the paper raw material.
  • the polyvinyl alcohol or starch liquid supplied to the pan is transferred to an immersion roll at the bottom, an applicator roll located at the top of the immersion roll, and an upper part of the applicator roll.
  • the primary pressure can be controlled, and it can be coated so that it can be controlled in one step through such a process.
  • the value of the Micro mold (5um-400um) of the Micro mold Applicator roll can be controlled and controlled by replacing it according to the concentration and speed of the coating solution. However, it can be performed simultaneously.
  • the thickness of the micro mold applicator roll and the rubber press roll located on the top of the micro mold applicator roll can be appropriately adjusted within a range of about 5 ⁇ m to 400 ⁇ m, respectively.
  • the liquid heat-sensitive liquid may have a concentration of 10% to 50%, 20% to 50% or 30% to 50%.
  • concentration of the liquid heat-sensitive liquid is less than 10%, since a separate drying process must be additionally applied after the liquid heat-sensitive liquid is applied, production efficiency according to the present invention cannot be expected, and when the concentration of the liquid heat-sensitive liquid is greater than 50% However, it is not possible to expect to reduce production costs as production costs increase.
  • the liquid heat-sensitive liquid can be made by dissolving a pigment and a resin and then adding additional additives.
  • the pigment is not particularly limited, for example, azo (azo) pigment, quinatridone pigment, dioxazine pigment, condensed azo pigment, and the like can be used, in this case, the required particle size of the pigment (0.05 ⁇ m to 0.1 In order to realize ⁇ m), 45% or more must be dispersed at 4poil or more.
  • azo (azo) pigment quinatridone pigment, dioxazine pigment, condensed azo pigment, and the like
  • the required particle size of the pigment 0.05 ⁇ m to 0.1 In order to realize ⁇ m
  • 45% or more must be dispersed at 4poil or more.
  • the resin polyurethane, polyamide or polyvinyl alcohol may be used, and by dissolving the resin while heating at 100° C. or higher for 30 minutes or more, the concentration of the resin or liquid heat-sensitive liquid containing the resin is 30%. The ideal should be maintained.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • an additive for promoting the dissolution reaction, and the concentration of the additive is maintained at 30% or more, and the particle size is controlled within 0.05 ⁇ m to 0.1 ⁇ m. By doing so, through the mixing process, it is possible to maintain the high concentration of the final liquid heat-sensitive liquid in the range of 30% to 60%.
  • the method for manufacturing a thermal paper according to the present invention 10 can be directly inputted to another process without applying a separate drying process after applying the thermal solution to a paper raw material by adjusting the concentration of the liquid thermal solution within the above-described range. By doing so, the production efficiency can be further improved.
  • the coating step (S100) is, for example, 100m/min to 500m/min, 200m/min to 500m/min or 300m/min to 500m/min so that the coater head can be coated at high speed. Can give speed.
  • the amount applied that is, the coating amount may be about 3g/m 2 to 20g/m 2, 5g/m 2 to 15g/m 2 or 7g/m 2 to 10g/m 2.
  • the optical density (OD) value in the coating step (S100) may be 1.0msec to 3.0msec per 45 ⁇ m to 300 ⁇ m thickness, the thickness is 50 ⁇ m to 150 ⁇ m, 75 ⁇ m to 125 ⁇ m It may be more preferably 100 ⁇ m, but is not particularly limited thereto.
  • the back coating step (S200) is a process of coating the opposite side of one side of the coated paper raw material, and more specifically, to prevent a curling phenomenon due to a liquid heat-sensitive liquid applied to one side of the paper raw material. It is the process of restoring by recoating the opposite side.
  • the coating solution used in the back coating step it is not particularly limited, for example, polyvinyl alcohol (concentration 5% to 50%) or starch (concentration 5% to 50%) coating solution may be used, Can be adjusted within a range of about 0.1 g/m 2 to 10 g/m 2 .
  • 2 to 7 is a flow chart for a method of manufacturing a thermal paper according to another embodiment of the present invention.
  • the method 10 for manufacturing a thermal paper according to the present invention may additionally include an unwinder step (S400) in which individual or interlocked paper raw material rolls are released before the coating step (S100).
  • S400 unwinder step in which individual or interlocked paper raw material rolls are released before the coating step (S100).
  • the unwinder step (S400) may include a first unwinder process and a second unwinder process.
  • the two rolls may be performed from an apparatus for releasing paper raw materials individually or interlocked as an arm type.
  • the glass calender step (S300) is not particularly limited, for example, steel rolls and steel rolls or elastic rolls and elastic rolls pass through the paper surface between the linear contact surfaces, i.e., nips, to apply pressure and heat to the roll surface. It is a device to increase the gloss and smoothness of the paper surface by applying, and it can also play a role of bonding the two coated papers together.
  • the method for manufacturing a thermal paper according to the present invention may further include a slitter step (S500) in which the paper raw material is passed through a mold desired by a manufacturer and then bound and wound after the glass calendar step (S300). Can.
  • S500 a slitter step in which the paper raw material is passed through a mold desired by a manufacturer and then bound and wound after the glass calendar step (S300). Can.
  • the paper or film that has been subjected to the coating step (S100) and glass calender step (S300) performed first is passed through a desired shape and bound to form various rolls. You can use an intake device.
  • the method for manufacturing a thermal paper according to the present invention may further include a buffer step (S600) for buffering the speed between the glass calendar step (S300) and the slitter step (S500).
  • a buffer step (S600) for buffering the speed between the glass calendar step (S300) and the slitter step (S500).
  • the buffer step (S600) may be performed using an apparatus for buffering the speed ratio of the previous process and the subsequent process, for example, the coating step (S100) and the paper raw material printing step (S700) described later separately. Or can be performed simultaneously.
  • the method for manufacturing a thermal paper according to the present invention may further include the paper raw material printing step (S700) between the back coating step (S200) and the glass calendar step (S300).
  • the paper raw material printing step S700 may be performed using a device that prints various information according to the needs of the thermally coated paper.
  • the printing method or the coating method is not particularly limited, and one of several printing methods or coating methods such as spray coating, gravure coating, slot die coating, dip coating, bar coating, inkjet printing, and screen printing may be selected.
  • the method for manufacturing a thermal paper according to the present invention may further include a rewinder step (S800) of winding the paper raw material into a roll after the slitter step (S500).
  • the rewinder step (S800) may be performed separately for a coating step, a glass calendar step, and a printing step, and in this case, may be performed using a device that winds up and rewinds a jumbo roll, except for a post-processing step, if necessary. have.
  • the method for manufacturing a thermal paper according to the present invention may further include a homogenization step (S900) after the coating step (S100) or the back coating step (S200).
  • the homogenizing step (S900) is applied to the liquid heat-sensitive liquid and the coating liquid used in the coating step (S100) and the back coating step (S200), respectively, and then the liquid heat-sensitive liquid and coating liquid using a blade or a bar.
  • This paper can be performed so that it can be uniformly applied to one side or the other side of the raw material.
  • the blade or the bar is not particularly limited, but may be used, for example, attached to or combined with a device for applying the liquid heat sensitive and coating solution, that is, a coater.
  • the present invention also relates to thermal paper.
  • the thermal paper according to the present invention relates to a thermal paper manufactured from the method for manufacturing a thermal paper according to the present invention described above.
  • the thermal paper according to the present invention is manufactured from the above-described thermal paper manufacturing method, and may further reduce the production cost required for manufacturing, but may be durable or easy to handle.
  • S300 Glass calendar step to increase the gloss and smoothness of the surface of the paper raw material by applying pressure and heat to the back-coated paper raw material
  • S500 Slitter step of winding after binding the paper raw material through a mold desired by the manufacturer

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Abstract

본 발명은 감열지 제조방법 및 이로부터 제조된 감열지에 관한 것이다. 본 발명에 따른 감열지 제조방법은, 종전 단편화 및 일부 공정들로만 제조하던 방식과 달리 중간 공정을 모두 포함하여 하나의 제조 공정으로 다양한 감열지 제품을 제조할 수 있어, 보다 효율적인 생산이 가능하므로, 에너지 절감을 포함하여 생산 단가의 절감을 통하여 다양한 감열지 제품을 다량으로 생산할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 감열지 제조방법은, 고농도의 감열액만을 사용함으로써, 기존 건조 공정을 필수적으로 포함하지 않아도 양질의 감열지 제품을 생산할 수 있도록 할 수 있다.

Description

감열지 제조방법 및 이로부터 제조된 감열지
본 발명은 감열지 제조방법 및 이로부터 제조된 감열지에 관한 것이다.
일반적으로 감열지(thermal paper)는 열을 가하면 발색하는 화학물질을 함유한 감열층을 원지의 표면에 발라 열에 반응하도록 만든 특수한 종이로서, 열만 있으면 간단히 기록할 수 있으며, 전자기기와 결합시킬 수 있어서 팩시밀리와 프린터 등의 기록 재료로 널리 보급되어 있다. 이러한 감열지는 열을 받으면 전자를 내놓는 성질이 있는 무색의 로이코 염료(leuco dye)와 전자를 받는 산성물질로서의 현색제를 미세 알갱이 형태로 만들어서 결합제와 함께 종이에 바른 것으로, 로이코 염료는 산성물질과 만나면 검은색 또는 짙은 푸른색으로 변하는 특성을 가지고 있으므로, 감열지에 60~150℃의 열이 닿으면 로이코 염료와 산성물질이 만나게 되어 검정색으로 색이 나타나게 된다.
상기 감열지를 제조하는 방법의 경우, 일반적으로 지지체와 감열층 사이에 비화상부의 발색, 화상부의 소색을 방지하기 위한 언더층을 설계하고, 이 언더층위에 감도 상승 스틱킹(sticking) 방지, 가스 부착 저하 및 도포 강도 유지를 위하여 안료, 활제, 가교제 및 기타 보조제를 등을 배합한 감열 도포액을 도포하여 감열층을 형성하고, 그 위에 감열면의 해상력 향상과 스틱킹 방지를 위한 방지를 위한 충진물, 습윤지력 향상제와 염료 등으로 구성된 오버층을 형성시켜 제조한다.
특허문헌 1은, 감열지 제조방법에 관한 기술을 개시한다.
보다 구체적으로, 특허문헌 1에 개시된 기술의 경우, (1) 폴리비닐알코올 수용액에 비이온 계면활성제를 첨가한 제1용액과 하이드로옥시프로필메틸셀룰로오스 수용액에 하기 화학식 1의 계면활성제를 첨가한 수용액으로 이루어지는 제2용액을 혼합하는 제1혼합 용액을 제조하는 단계; (2) 발색제 분산액 또는 현색제 분산액을 상기 제1혼합 용액에 혼합 분산시켜 제2혼합 용액을 제조하는 제2혼합 용액을 제조하는 단계; (3) 열전달 속도 증가 및 발색염료의 흡착 및 고착에 이용되는 무기 충진제로서 다공성의 산화규소 졸과 알루미나 졸 및 탄산칼슘을 상기 제2혼합 용액에 혼합 분산하여 감열 유제를 제조하는 제3혼합 용액을 제조하는 단계; (4) 상기 감열 유제를 인화지 원지에 4 내지 5㎛의 두께로 도포 건조해 상기 감열 유제를 포함하는 감열 프린터의 발색층을 형성시키는 코팅 단계; (5) 상기 감열 유제가 코팅된 인화지 원지에 보호층을 1.5 내지 2㎛의 두께로 도포하여 건조하고 건조하는 보호층 도포단계; 및 (6) 상기 감열 유제 및 보호층이 코팅된 인화지 원지를 건조시키는 건조단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 감열지 제조방법을 개시한다.
(화학식 1)
X-O-(CH2CH2O)n-H
(여기서 X는 알킬기 또는 아릴기, n은 1 이상의 정수를 나타낸다)
그러나, 특수 용지인 감열지를 제조함에 있어, 앞서 언급한 것과 같이, 다양한 층을 구현하기 위하여 제조 공정이 복잡하고, 각각의 공정에 요구되는 설비가 매우 고가이므로, 기존에는 단일 공정 수행으로 인한 반제품 형태의 제조 방식을 사용하여, 작업 및 생산 효율이 떨어지고, 이로 인한 에너지 낭비 문제가 발생하였다.
따라서, 하나의 공정으로 감열지를 생산하여 보다 효율적으로 감열지를 생산할 수 있고, 에너지 낭비를 예방하고 에너지를 절감할 수 있는 감열지 제조방법의 필요성이 절실히 요구되고 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
특허문헌 1: 한국 등록특허공보 제10-1041901호
본 발명은, 상기 종래 기술의 문제점 해결을 위한 것으로, 하나의 공정으로 감열지를 생산하여 보다 효율적으로 감열지를 생산할 수 있고, 에너지 낭비를 예방하고 에너지를 절감할 수 있는 감열지 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명은, 상기 언급한 과제 해결을 위하여 하나의 공정으로 감열지를 생산할 수 있는 감열지 제조방법을 제공한다.
보다 구체적으로, 본 발명은, 권출된 종이 원자재 일면에 액상 감열액을 도포하는 코팅 단계(S100); 상기 코팅된 종이 원자재 일면의 반대면을 코팅하는 백코팅 단계(S200); 및 상기 백코팅된 종이 원자재에 압력과 열을 가하여 상기 종이 원자재 표면의 광택과 평활도를 높여주는 글라스 캘린더 단계(S300)를 포함하고, 상기 액상 감열액은 10% 내지 50%의 농도를 가지며, 상기 코팅 단계는 100m/min 내지 500m/min의 속도, 3g/㎡ 내지 20g/㎡의 도공량 및 광학 밀도(Optical Density, OD)값이 두께 45㎛ 내지 300㎛당 1.0msec 내지 3.0msec의 코팅 조건으로 수행되는 것을 특징으로 하는 감열지 제조방법(10)을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 코팅 단계(S100) 전에 개별 또는 연동되어 종이 원자재 롤을 풀어주는 언와인더 단계(S400)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 감열지 제조방법(10)을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 언와인더 단계(S400)는 제 1 언와인더 공정 및 제 2 언와인더 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 감열지 제조방법(10)을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 글라스 캘린더 단계(S300) 이후에 상기 종이 원자재를 제조자가 원하는 형틀에 통과시켜 제본한 후 권취시키는 슬리터 단계(S500)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 감열지 제조방법(10)을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 글라스 캘린더 단계(S300) 및 슬리터 단계(S500) 사이에 속도를 완충시켜주는 버퍼 단계(S600)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 감열지 제조방법(10)을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 백코팅 단계(S200) 및 글라스 캘린더 단계(S300) 사이에 상기 종이 원자재 인쇄 단계(S700)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 감열지 제조방법(10)을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 슬리터 단계(S500) 이후에 상기 종이 원자재를 롤에 권취하는 리와인더 단계(S800)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 감열지 제조방법(10)을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 코팅 단계(S100), 백코팅 단계(S200) 및 인쇄 단계(S700)는 열풍 건조시키는 과정을 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하는 감열지 제조방법(10)을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 코팅 단계(S100) 또는 백코팅 단계(S200) 이후에 블레이드(blade) 또는 바(bar)로 상기 코팅된 액상 감열액이 균일한 두께로 도포되도록 하는 균일화 단계(S900)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 감열지 제조방법(10)을 제공한다.
또한, 본 발명은, 전술한 감열지 제조방법으로부터 제조된 감열지를 제공한다.
본 발명에 따른 감열지 제조방법은, 종전 단편화 및 일부 공정들로만 제조하던 방식과 달리 중간 공정을 모두 포함하여 하나의 제조 공정으로 다양한 감열지 제품을 제조할 수 있어, 보다 효율적인 생산이 가능하므로, 에너지 절감을 포함하여 생산 단가의 절감을 통하여 다양한 감열지 제품을 다량으로 생산할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 감열지 제조방법은, 고농도의 감열액만을 사용함으로써, 기존 건조 공정을 필수적으로 포함하지 않아도 양질의 감열지 제품을 생산할 수 있도록 할 수 있다.
첨부된 도면은 해당 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 내용을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 감열지 제조방법에 대한 순서도이다.
도 2 내지 도 7은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 감열지 제조방법에 대한 순서도이다.
이하, 본 발명에 따른 감열지 제조방법에 관하여 상세히 설명하나, 상기 감열지 제조방법의 범위가 하기 설명에 의해 제한되는 것은 아니다.
본 발명은 감열지 제조방법에 관한 것이다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 감열지 제조방법에 대한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 감열지 제조방법(10)은, 권출된 종이 원자재 표면에 액상 감열액을 도포하는 코팅 단계(S100), 상기 코팅된 종이 원자재 일면의 반대면을 코팅하는 백코팅 단계(S200); 및 상기 코팅된 종이 원자재에 압력과 열을 가하여 상기 종이 원자재 표면의 광택과 평활도를 높여주는 글라스 캘린더 단계(S300)를 포함한다.
상기 종이 원자재는 특별히 제한되는 것은 아니며, 감열지 제조에 통상적으로 사용하는 종이가 사용될 수 있으며, 예를 들어, 유포지, 합성섬유지, 합성수지 필름, 아트지 등을 다양하게 사용할 수 있는데, 바람직하게는 표면이 코로나 처리된 백색의 폴리에틸렌 필름을 사용하는 것이 바람직하며, 평량(㎡당 무게)이 55~300g/㎡인 소재를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 권출된 종이 원자재 표면에 액상 감열액을 도포하는 코팅 단계(S100)에서 사용되는 코터의 경우에는 상기 액상 감열액을 종이 원자재 표면에 도포 또는 도공하여 주는 장치로서, 여러 개의 스틸롤과 합성 고무롤을 구동하여 상기 액상 감열액을 균일하고 미세하게 전달 및 종이 원자재 표면에 도포하여 주는 장치이다.
상기 코터의 경우, 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 구체적인 부품, 즉 팬(fan), Immersion roll, Micro mold Applicator roll, Rubber press roll 및 Doctor Blade 등을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 감열지 제조방법에 사용될 수 있는 상기 코터의 경우, 다음과 같이 코팅 공정을 수행할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 코팅 공정은 상기 팬(Fan)에 공급된 액상 감열액이 하단의 Immersion roll에 전이되고, 상기 Immersion roll 상단에 위치한 Micro mold Applicator roll과, 상기 Micro mold Applicator roll 상단에 위치한 Rubber press roll의 사이를 종이 원자재가 통과할 경우, 1차 압력을 제어하여 상기 액상 감열액의 도포량을 조절하며, 상기 도포된 액상 감열액에 대하여, 추가로 구비된 Doctor Blade가 Blade 각도를 제어하면서, 상기 액상 감열액의 도포량 조절과 동시에 종이 원자재에 코팅된 표면을 평활하게 조절하는 과정으로 수행될 수 있다.
또 다른 예시에서, 상기 코팅 단계(S100)는 팬(Fan)에 공급된 폴리 비닐 알콜 또는 전분류액이 하단의 Immersion roll에 전이되고, 상기 Immersion roll 상단에 위치한 Applicator roll과, 상기 Applicator roll 상단에 위치한 Rubber press roll의 사이를 종이 원자재가 통과할 경우, 1차 압력을 제어할 수 있으며, 통상적으로 이러한 과정을 통하여 1단계로 제어가 가능하도록 코팅할 수 있다.
또한, 상기 코팅 단계(S100) 또는 백코팅 단계(S200) 이후에 블레이드(blade) 또는 바(bar)로 상기 코팅된 액상 감열액이 균일한 두께로 도포되도록 하는 균일화 단계(S900)를 추가적으로 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 Micro mold Applicator roll의 Micro mold(5um-400um)값은 코팅액의 농도와 속도에 따라 교체하여 제어 및 조절할 수 있으며, 위와 동일한 조건에서 제품의 용도에 따라 공정을 최소 1단 내지 최대 4단까지 동시에 수행되도록 할 수 있다.
특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, Micro mold Applicator roll과, 상기 Micro mold Applicator roll 상단에 위치한 Rubber press roll의 두께는 각각 독립적으로 약 5㎛ 내지 400㎛의 범위내에서 적절하게 조절될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 액상 감열액은 10% 내지 50%, 20% 내지 50% 또는 30% 내지 50%의 농도를 가질 수 있다. 상기 액상 감열액의 농도가 10% 미만인 경우에는 액상 감열액 도포 이후 별도의 건조 공정을 추가로 거쳐야 하므로, 본 발명에 따른 생산 효율을 기대할 수 없고, 상기 액상 감열액의 농도가 50% 초과인 경우, 생산 단가가 높아져 생산비 절감을 기대할 수 없다.
상기 액상 감열액은, 기본적으로 안료 및 수지를 용해시킨 다음 추가적인 첨가제 등을 투입하여 만들 수 있다.
상기 안료로는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 아조(azo)안료, 퀴나트리돈 안료, 디옥사진 안료, 축합 아조 안료 등을 사용할 수 있으며, 이 경우, 상기 안료들의 필요한 입도(0.05㎛ 내지 0.1㎛)를 실현하기 위하여, 반드시 45% 이상을 4poil 이상에서 분산을 하여야만 한다.
상기 수지로는 폴리우레탄, 폴리아미드 또는 폴리 비닐 알콜 등을 사용할 수 있으며, 상기 수지를 100℃ 이상에서 30분 이상 가열하면서 용해함으로써, 상기 수지 또는 상기 수지를 포함하는 액상 감열액의 농도를 30% 이상을 유지하여야 한다.
또한, 상기 용해 반응을 촉진하기 위한 첨가제(수지)로서는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 사용할 수 있으며, 상기 첨가제 농도도 마찬가지로 30% 이상 유지하고, 입도를 0.05㎛ 내지 0.1㎛ 내에서 조절하여 수행함으로써, 상기 혼합 과정을 통하여, 최종 액상 감열액의 농도를 30% 내지 60% 범위의 고농도를 유지하도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 감열지 제조방법(10)은 상기 액상 감열액의 농도를 전술한 범위 내에서 조절함으로써, 종이 원자재에 감열액을 도포한 이후, 별도의 건조 공정을 거치지 않고 바로 다른 공정으로 투입될 수 있도록 하여, 보다 생산 효율을 높일 수 있다.
또한, 상기 코팅 단계(S100)는 코터 헤드(coater head)에 고속으로 코팅할 수 있도록 예를 들어, 100m/min 내지 500m/min, 200m/min 내지 500m/min 또는 300m/min 내지 500m/min의 속도를 줄 수 있다.
또한, 상기 코팅 단계(S100)에서는 도포되는 양, 즉 도공량이 약 3g/㎡ 내지 20g/㎡, 5g/㎡ 내지 15g/㎡ 또는 7g/㎡ 내지 10g/㎡일 수 있다.
또한, 상기 코팅 단계(S100)에서의 광학 밀도(Optical Density, OD)값이 두께 45㎛ 내지 300㎛ 당 1.0msec 내지 3.0msec일 수 있으며, 상기 두께는 50㎛ 내지 150㎛, 75㎛ 내지 125㎛ 보다 바람직하게 100㎛일 수 있으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 백코팅 단계(S200)는, 상기 코팅된 종이 원자재 일면의 반대면을 코팅하는 과정으로서, 보다 구체적으로 상기 종이 원자재 일면에 도포된 액상 감열액으로 인하여 구불어지는 현상(curl 현상)을 예방하기 위하여, 반대면을 재코팅하여 복원하는 공정이다.
상기 백코팅 단계에서 사용되는 코팅액의 경우, 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 폴리 비닐 알콜(농도 5% 내지 50%) 또는 전분류(농도 5% 내지 50%)의 코팅액을 사용할 수 있으며, 도포량은 약 0.1g/m2 내지 10g/m2내의 범위에서 조절할 수 있다.
도 2 내지 도 7은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 감열지 제조방법에 대한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 감열지 제조방법(10)은, 상기 코팅 단계(S100) 전에 개별 또는 연동되어 종이 원자재 롤을 풀어주는 언와인더 단계(S400)를 추가적으로 포함할 수 있다.
또한, 상기 언와인더 단계(S400)는 제 1 언와인더 공정 및 제 2 언와인더 공정을 포함할 수 있다.
특별히 제한되는 것은 아니나, 상기 언와인더 단계(S400)에서는 2개의 롤이 arm type으로 개별 또는 연동으로 종이 원자재를 풀어주는 장치로부터 수행될 수 있다.
상기 글라스 캘린더 단계(S300)는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 스틸롤 및 스틸롤 또는 탄성롤 및 탄성롤의 선상 접촉면, 즉 닙(nip) 사이로 종이 표면을 통과시켜 압력과 상기 롤 표면에 열을 가해 종이 표면의 광택과 평활도를 높이는 장치이며, 코팅된 두 면의 종이를 접착시켜 주는 역할도 함께 병행할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 감열지 제조방법은, 상기 글라스 캘린더 단계(S300) 이후에 상기 종이 원자재를 제조자가 원하는 형틀에 통과시켜 제본한 후 권취시키는 슬리터 단계(S500)를 추가적으로 포함할 수 있다.
상기 슬리터 단계(S500)를 수행함에 있어서, 먼저 수행된 코팅 단계(S100) 과정 및 글라스 캘린더 단계(S300) 인쇄 작업을 수행한 종이 또는 필름을 원하는 형틀 모양에 통과시키고 제본하여 다양한 롤 형태로 권취하는 장치를 사용할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 감열지 제조방법은, 상기 글라스 캘린더 단계(S300) 및 슬리터 단계(S500) 사이에 속도를 완충시켜주는 버퍼 단계(S600)를 추가적으로 포함할 수 있다.
상기 버퍼 단계(S600)는, 앞 공정 및 후 공정의 속도비를 완충시켜주기 위한 장치를 사용하여 수행될 수 있고, 예를 들어 코팅 단계(S100) 및 후술하는 종이 원자재 인쇄 단계(S700)를 개별로 수행하거나, 동시에 수행하도록 할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 감열지 제조방법은, 상기 백코팅 단계(S200) 및 글라스 캘린더 단계(S300) 사이에 상기 종이 원자재 인쇄 단계(S700)를 추가적으로 포함할 수 있다.
상기 종이 원자재 인쇄 단계(S700)는 감열 코팅된 종이의 필요에 따라 다양한 정보를 인쇄하는 장치를 사용하여 수행될 수 있다.
상기 인쇄 방식 또는 코팅 방식으로는 특별히 제한되는 것은 아니며, 스프레이 코팅, 그라비아 코팅, 슬롯다이 코팅, 딥 코팅, 바 코팅, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅 등의 여러 인쇄 방식 또는 코팅 방식 중 하나를 선택할 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 감열지 제조방법은, 상기 슬리터 단계(S500) 이후에 상기 종이 원자재를 롤에 권취하는 리와인더 단계(S800)를 추가적으로 포함할 수 있다.
상기 리와인더 단계(S800)는 코팅 단계, 글라스 캘린더 단계 및 인쇄 단계 등을 각각 별도로 진행할 수 있으며, 이 경우 필요에 따라 후 가공 공정을 제외하고 점보롤을 권취하여 되감아 주는 장치를 사용하여 수행될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 감열지 제조방법은, 상기 코팅 단계(S100) 또는 백코팅 단계(S200) 이후에 균일화 단계(S900)를 추가적으로 포함할 수 있다.
상기 균일화 단계(S900)는 코팅 단계(S100) 및 백코팅 단계(S200)에서 각각 사용되는 액상 감열액 및 코팅액을 도포된 후 블레이드(blade) 또는 바(bar)를 사용하여 상기 액상 감열액 및 코팅액이 종이 원자재 일면 또는 그 반대면에 균일하게 도포될 수 있도록 수행될 수 있다.
상기 블레이드(blade) 또는 바(bar)는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 상기 액상 감열액 및 코팅액을 도포하여 주는 장치, 즉 코터(coater)에 부착되거나 이와 결합된 형태로 사용될 수 있다.
본 발명은 또한 감열지에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 감열지는 전술한 본 발명에 따른 감열지 제조방법으로부터 제조된 감열지에 관한 것이다.
본 발명에 따른 감열지는 전술한 감열지 제조방법으로부터 제조되어, 보다 제조에 필요한 생산 단가를 절감할 수 있음에도, 내구성 또는 취급이 용이할 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
[부호의 설명]
10: 감열지 제조방법
S100: 권출된 종이 원자재 일면에 액상 감열액을 도포하는 코팅 단계
S200: 코팅된 종이 원자재 일면의 반대면을 코팅하는 백코팅 단계
S300: 백코팅된 종이 원자재에 압력과 열을 가하여 종이 원자재 표면의 광택과 평활도를 높여주는 글라스 캘린더 단계
S400: 개별 또는 연동되어 종이 원자재 롤을 풀어주는 언와인더 단계
S500: 종이 원자재를 제조자가 원하는 형틀에 통과시켜 제본한 후 권취시키는 슬리터 단계
S600: 속도를 완충시켜주는 버퍼 단계
S700: 종이 원자재 인쇄 단계
S800: 종이 원자재를 롤에 권취하는 리와인더 단계
S900: 코팅된 액상 감열액이 균일한 두께로 도포되도록 하는 균일화 단계

Claims (10)

  1. 권출된 종이 원자재 일면에 액상 감열액을 도포하는 코팅 단계(S100);
    상기 코팅된 종이 원자재 일면의 반대면을 코팅하는 백코팅 단계(S200); 및
    상기 백코팅된 종이 원자재에 압력과 열을 가하여 상기 종이 원자재 표면의 광택과 평활도를 높여주는 글라스 캘린더 단계(S300)를 포함하고,
    상기 액상 감열액은 10% 내지 50%의 농도를 가지며,
    상기 코팅 단계는 100m/min 내지 500m/min의 속도, 3g/㎡ 내지 20g/㎡의 도공량 및 광학 밀도(Optical Density, OD)값이 두께 45㎛ 내지 300㎛당 1.0msec 내지 3.0msec의 코팅 조건으로 수행되는 것을 특징으로 하는 감열지 제조방법(10).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 코팅 단계(S100) 전에 개별 또는 연동되어 종이 원자재 롤을 풀어주는 언와인더 단계(S400)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 감열지 제조방법(10).
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 언와인더 단계(S400)는 제 1 언와인더 공정 및 제 2 언와인더 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 감열지 제조방법(10).
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 글라스 캘린더 단계(S300) 이후에 상기 종이 원자재를 제조자가 원하는 형틀에 통과시켜 제본한 후 권취시키는 슬리터 단계(S500)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 감열지 제조방법(10).
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 글라스 캘린더 단계(S300) 및 슬리터 단계(S500) 사이에 속도를 완충시켜주는 버퍼 단계(S600)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 감열지 제조방법(10).
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 백코팅 단계(S200) 및 글라스 캘린더 단계(S300) 사이에 상기 종이 원자재 인쇄 단계(S700)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 감열지 제조방법(10).
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 슬리터 단계(S500) 이후에 상기 종이 원자재를 롤에 권취하는 리와인더 단계(S800)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 감열지 제조방법(10).
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 코팅 단계(S100), 백코팅 단계(S200) 및 인쇄 단계(S700)는 열풍 건조시키는 과정을 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하는 감열지 제조방법(10).
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 코팅 단계(S100) 또는 백코팅 단계(S200) 이후에 블레이드(blade) 또는 바(bar)로 상기 코팅된 액상 감열액이 균일한 두께로 도포되도록 하는 균일화 단계(S900)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 감열지 제조방법(10).
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 감열지 제조방법(10)으로부터 제조된 감열지.
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