KR100272438B1 - 기록 매체, 그를 사용하는 화상 형성 방법 및 그의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 안료 입자 및 서로 융합된 열가소성 수지 입자를 함유하는 다공질 층으로 이루어지는 잉크 수용층이 기판의 적어도 한 표면 상에 부여된 기록 매체를 제공한다.
Description
본 발명은 잉크 젯트 기록 시스템에 의한 화상 형성용 기록 매체, 보다 구체적으로는 신용 카드, 은행 카드, 선불 카드 등에서 사용하기에 적당한 기록 매체, 기록 매체를 사용하는 화상 형성 방법 및 기록 매체의 제조 방법에 관한 것이다.
신용 카드, 은행 카드, 선불 카드 등의 통상적인 카드는 그 안에 여러가지 정보를 갖는다. 이러한 정보는 예컨대, 정보를 디지탈화하고 이 정보를 자기 기록에 의해, 또는 바 코드의 형태로, 또는 레이저 빔을 사용하는 소위 광 기록에 의해 기록함에 의해 기록되어 기록 담지체(record bearing member) 상의 광 기록 층의 일부를 제거하거나 그의 반사율에서의 변화나 그안에서의 변형을 일으키며, 정보의 기록 및 재생은 광학적인 반사율 또는 투과율에서의 차이에 의해 달성된다. 또한 불균일하게(unevenly) 변형된 카드의 돌출부에 의해 문자 및 숫자를 나타내는 엠보싱 방법, 및 스크린 인쇄법 또는 오프셋 인쇄법 등의 통상적인 인쇄 방법을 이용한다.
그러나, 기록된 데이타는 디지탈화된 정보의 자기 기록, 바 코드 기록 또는 광 기록의 경우 인간의 시각으로는 읽을 수 없다. 따라서, 카드 상에 기록된 정보가 실제적으로 카드 소유주에 해당하는 것인지를 확인하기가 용이하지 않다.
또한, 카드의 사용에 대한 주의 또는 규정을 나타내는 문자 정보의 인쇄 및 로고, 배경 패턴 또는 그림의 인쇄는 스크린 인쇄법 또는 오프셋 인쇄법 등의 통상의 인쇄법에 의해 미리 실행한다. 그러나, 이러한 인쇄에서는 인쇄될 칼라의 수에 대응하는 인쇄 판이 필요하며, 이러한 인쇄 판은 단시간 안에 제조될 수 없으며, 인쇄될 카드의 수가 작은 경우에는 고가가 된다. 이런 이유로, 상기 인쇄는 통상적으로 다수의 카드에 대한 일반적인 정보에 제한되며, 개별 정보는 일반적으로 상술한 디지탈 데이타의 형태로 분리하여 기록된다.
불균일하게 변형된 카드의 돌출부로 문자 또는 숫자를 표현하는 엠보싱 방법은 시각으로 확인할 수 있으나 정보량이 제한되고 상기 문자나 숫자가 쉽게 착색될 수 없는 단점과 관련되어 있다. 이외에, 카드를 변형함으로써 엠보싱됨에 따라 자기 또는 광 기록을 위한 기록 부위가 상기 엠보싱된 부위 상에 제공될 수 없다는 단점도 있다.
카드 소유주의 얼굴 사진 등과 같은 개별 정보를 기록하는 것은 일부 카드에서 이미 채택되고 있다.
그러나, 예를 들면, 카드 상에 사진 자체를 부착시키는 방법에서는, 단시간 안에 카드를 제조하는 것이 곤란하다. 또한 카드 상에 직접 사진을 인쇄하는 방법에서는 정보 기록 매체가 표면 처리 또는 인쇄에 의해 영향을 받을 수 있다는 문제가 있다. 또한, 승화 전사 인쇄법은 잉크 리본이 고가이기 때문에 작동 비용이 높은 단점이 있다. 추가로, 인쇄 적성이 만족스러운 기재 물질을 선택해야 한다.
이러한 단점들을 해결하기 위하여, 잉크 수용층을 카드 기판 상에 적층시키고 잉크-젯트 기록 시스템에 의해 정보를 그 위에 기록하는 카드가 제안되었다.
일본 특허 출원 공개 번호 제57-784호에서는 카드 매체 상에 잉크 수용층이 있고 추가로 잉크 수용층 위에 잉크 투과성의 미끄러운(slidable) 층을 갖는 카드를 개시한다.
그러나, 이러한 매체는 코팅액이 유기 용매를 포함하기 때문에 안정성 및 생태성의 면에서 결함이 있다. 또한, 이러한 매체는 실용적인 용도에 적용하기에 곤란한데, 이는 신용 카드, 은행 카드 등에서 통상적으로 사용된 폴리염화비닐 기판에 상기 구조를 이용하는 경우에는 기판 자체가 용매에 의해 부식되어 카드의 만곡 또는 코팅층의 균열이 생기기 때문이다.
일본 특허 출원 공개 번호 제64-43826호는 잉크 수용층을 카드 기판 상에 적층시키고 잉크-젯트 기록 시스템에 의해 정보를 기록하는 카드를 개시하고 있으나, 잉크 수용층의 내수성(water fastness) 및 내구성이 불충분한 것으로 보인다.
일본 특허 공고 번호 제3-24906호는 양이온계 수화 산화알루미늄 함유 잉크 수용층을 개시하고 있으며, 일본 특허 출원 공개 번호 제4-37577호는 알루미나 수화물을 함유하는 잉크 수용층을 개시한다.
일본 특허 공고 번호 제2-31673호는 잉크 흡수성이 높은 무기 안료층이 기판 상에 제공되고 이어서 추가로 최외각의 열가소성 유기 중합체의 미세 입자층을 적층시키는 잉크 젯트 기록 매체를 개시하고 있다. 또한, 일본 특허 출원 공개 번호 제7-237348호는 알루미나 수화물의 다공질 층이 기판 상에 제공되고 최외각의 다공질 중합체 층이 그 위에 적층되는 잉크-젯트 기록 시트를 개시하고 있다. 더욱이, 일본 특허 출원 공개 번호 제8-2090호는 유사한 카드형 잉크-젯트 기록 매체를 개시하고 있다.
상기 매질에서는, 최외각의 다공질 수지 층을 잉크-젯트 인쇄를 수행한 후 열 처리하여 비다공질로 만든다. 달리 말한다면, 잉크의 화상 형성 또는 흡수성 및 정착성은 예컨대 다공질 알루미나 수화물로 구성된 무기 안료층에 영향을 받고, 내수성 및 내구성은 비다공질이 되었던 다공질 수지층에 의해 달성된다.
그러나, 예컨대, 다공질 알루미나 수화물로 구성된 무기 안료층은 가요성(flexibility)이 불충분하고, 상기 층이 예컨대 전술한 폴리염화비닐의 기판에 도포될 때, 잉크 수용층이 엠보싱시의 변형에 의해 박리되는 결점이 있을 것이다. 또한, 잉크의 착색재로서 안료를 사용하는 잉크-젯트 기록 시스템의 경우, 착색재를 구성하는 안료 입자는 잉크 수용층 안으로 침입하지 못하여 얻어진 화상의 내마찰성이 불충분하게 된다. 추가로, 폴리염화비닐의 연화 온도가 60 ℃ 내지 80 ℃ 정도로 낮음에 따라 기록 매체를 제조하거나 최외각의 다공질 수지층을 비다공질이 되게 하기 위한 열 처리시 기판의 변형을 방지하기 위한 임의의 효과적인 방법을 기술하고 있지 않았다.
본 발명의 목적은 변형을 일으키지 않고 우수한 기록 매체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 전술한 기록 매체 상에 단순한 방법으로 화상을 형성하기 위한 화상 형성 방법을 제공하는 것이다.
추가로, 본 발명의 여전히 또다른 목적은 변형을 일으키지 않고 기록 매체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 기록 매체의 예를 도시하는 개략적인 단면도임.
도 2는 본 발명의 기록 매체의 또다른 예를 도시하는 개략적인 단면도임.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 기판
2 : 이온 수용층
3 : 최외각층
상기 목적은 하기에서 기술하는 본 발명에 의해 달성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판의 적어도 한 표면 상에 안료 입자 및 상호간에 융합된 열가소성 수지 입자를 포함하는 다공질 층인 잉크 수용층을 갖는 기록 매체를 제공한다.
본 발명에 따르면, 또한 잉크-젯트 기록 방법에 의해 전술한 기록 매체 상에 잉크를 분사하여 화상을 형성하는 단계를 포함하는 화상 형성 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 안료 입자 및 열가소성 수지 입자를 포함하는 코팅액을 기판에 도포하는 단계, 및 가압 하의 가열로 열가소성 수지를 융합-개더링하여 잉크 수용층을 형성하는 단계로 이루어진 기록 매체의 제조 방법을 더 제공한다.
본 발명에 따르면, 안료 입자 및 열가소성 수지 입자를 포함하는 코팅액을 기판에 도포하는 단계, 및 가압 하에서 가열하여 열가소성 수지를 융착시켜 잉크 수용층을 형성하는 단계로 이루어지는 기록 매체의 제조 방법을 추가로 제공한다.
이제, 본 발명을 도 1 및 도 2를 참조하여 상세하게 기술할 것이다.
본 발명의 기판(1)로서, 내수성 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 이를 사용하지 않는다면, 내수성이 높은 수용층(2)가 기록 표면 상에 제공되는 경우라도 기판(1)의 측면으로부터의 습기 침입으로 인하여, 내구성의 기록 화상이 얻어질 수 없다. 기판(1)의 바람직한 예는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 하기 화학식 1의 테레프탈산-에틸렌 글리콜-시클로헥산 디메탄올 공중합체 등의 폴리에스테르 수지계, 폴리염화비닐 수지, 폴리염화비닐리덴 수지, 에폭시 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리스티렌 수지, 염화비닐 공중합체계, 비닐 아세테이트 공중합체계, 폴리카르보네이트, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지, 하기 화학식 1의 공중합체를 폴리카르보네이트와 혼합하여 제조한 중합체 알로이 등, 및 특정 용도의 경우 금속을 포함한다. 잉크 수용층에서 열가소성 수지 입자와의 밀착(close adhesion)을 고려하면, 폴리염화비닐 수지, 폴리염화비닐레덴 수지, 폴리카르보네이트 수지 및 폴리스티렌 수지가 바람직하다.
기판(1)의 한쪽 표면 상에 또는 그의 양 표면 상에 디지탈 정보 기록용의 자기 스트라이프, 광자기 기록층, IC 등을 미리 형성시킬 수 있거나, 또는 로고, 사용시 주의 사항 또는 규정 등의 소정의 정보를 스크린 인쇄 또는 오프셋 인쇄에 의해 미리 인쇄시킬 수 있다. 말하자면, 본 발명에서는 잉크 수용층(2) 이외에 여러가지 정보가 기록되는 영역이 제공될 수 있다. 본 발명의 기판(1)의 두께는 바람직하게는 0.2 내지 1.0 mm의 범위 내에 있으며, 이는 변형이 발생하기 어렵기 때문이다.
잉크 수용층(2)가 기판(1)의 양 표면 상에 제공될 수 있으며, 잉크-젯트 기록이 양 표면 상에서 수행될 수 있거나, 또는 잉크 수용층(2)는 기판(1)의 어느 한쪽의 표면 상에 제공될 수 있다. 그러나, 광 카드의 경우에는 광학적 정보의 기록 및 재생을 위하여 사용된 표면에 대향하는 표면 상에 잉크 수용층이 제공된다.
본 발명의 기록 매체는 바람직하게는 직사각형 또는 원의 형태일 수 있으며, 변형의 어려움 및 취급의 용이성의 관점에서 그의 측면 또는 직경의 길이는 각각 30 내지 130 mm이다.
잉크 수용층(2)가 도포되는 기판(1)은 미리 최종 형태로 제조될 수 있거나, 또는 잉크 수용층이 제공된 후 최종 형태로 형성될 수 있다.
잉크 수용층(2)에서의 안료 입자로서, 예를 들면 실리카 겔, 알루미나 수화물, 산화티탄, 칼슘 실리케이트, 인조 제올라이트, 산화아연, 플라스틱 안료 등을 사용할 수 있다. 안료 입자의 평균 입도는 바람직하게는 0.01 내지 5 ㎛이다.
잉크 수용층 중의 열가소성 수지 입자로서, 예컨대 폴리염화비닐, 폴리비닐 아세테이트, 폴리아크릴레이트 에스테르, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 등의 입자를 사용할 수 있다. 상응하는 단량체의 공중합체의 입자도 사용할 수 있다. 상기 열가소성 수지 입자의 평균 입도는 바람직하게는 0.1 내지 3 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 2 ㎛의 범위 내이다. 잉크 수용층(2)에는 서로 융합된 열가소성 수지 입자가 포함된다.
융합에 의해 안료를 정착시키고 기판(1)에 부착시키기 위하여 열가소성 수지 입자를 사용한다. 이런 이유로, 가열에 의해 융합되고 기판에 밀착될 수 있는 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 안료가 잉크의 착색재로서 사용되는 경우, 내마찰성, 즉 마찰에 의해 착색재가 이탈되지 않는 점에서 개선된다. 내마찰성의 개선 메카니즘은 아직 명확하지는 않으나 열가소성 수지 입자가 융합에 의해 변형되어 큰 갭을 형성하여 안료 입자의 침입을 촉진하기 때문인 것으로 추측된다. 그러나, 열가소성 수지 입자가 지나치게 많으면 갭의 양이 감소되어 잉크 흡수성이 열화되고 인쇄물의 질이 만족스러운 기록 매체를 얻을 수 없다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 잉크 수용층(2)에서의 열가소성 수지 입자에 대한 안료 입자의 비율은 안료 100 중량부 당 열가소성 수지가 1 내지 40 중량부, 바람직하게는 3 내지 20 중량부가 되도록 선택하는 것이 바람직하다.
필요하다면, 잉크 수용층(2)는 결합제 수지로서 수용성 중합체를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 폴리비닐 알코올 또는 그의 변성체, 전분 또는 그의 변성체, 젤라틴 또는 그의 변성체, 카세인 또는 그의 변성체, 아라비아 검, 카르복시메틸 셀룰로스, 히드록시에틸 셀룰로스 및 히드록시프로필 셀룰로스 등의 셀룰로스 유도체, 또는 폴리비닐 피롤리돈을 사용할 수 있다. 결합제에 대한 안료 입자의 비율은 결합제가 안료 100 중량부 당 바람직하게는 40 중량부 이하, 더 바람직하게는 15 중량부 이하로 사용되는 것이다. 전술한 범위를 넘어서 사용된다면, 결합제는 안료 입자 사이의 갭을 막을 것이며, 따라서 잉크 흡수성을 열화시킬 것이다.
필요하다면, 적당하게는 안료 분산제, 농후제, 소포제, 발포 억제제, 형광 표백제, 자외선 흡수제, 산화방지제, 이형제(antimold agent) 등을 추가로 첨가할 수 있다.
기판에 상기 재료를 도포하는 경우, 중합체 성분을 적당한 용매에 분산시키거나 용해시키며, 안료 성분은 가능한 한 미세하게 분산시켜 코팅액을 얻는다. 다른 방식으로, 분말 재료를 잘 혼합하고 몰드 내에서 기판과 함께 성형시킨다.
가장 바람직하게는, 이들 재료를 용매, 특히 물로 구성된 용매 중에서의 분산액으로서 사용한다.
상기 재료들이 분산액의 형태인 경우에, 잉크 수용층을 여러가지 코팅 방법, 예컨대, 스크린 인쇄, 블레이트 코팅, 에어-나이프 코팅, 롤 코팅, 커튼 코팅, 바 코팅, 분무 코팅 등의 방법으로 기판 상에 도포시킬 수 있다.
건조 후에 고형분으로 계산한 코팅 중량은 3 내지 80 g/m2, 바람직하게는 5 내지 40 g/m2의 범위 내에 있다. 코팅 중량이 3 g/m2미만이면, 잉크 흡수성이 충분할 수 없으며, 따라서 만족스런 화상을 얻을 수 없다. 80 g/m2보다 큰 코팅 중량은 한번의 코팅 조작으로 얻을 수 없으며, 다수의 코팅 조작을 필요로 하고 이는 비용 면에서 단점이 된다.
이어서 습식 코팅 기판을 건조 공기 오븐 내에서 또는 가열된 드럼을 사용하여 건조시킨다. 기판이 폴리염화비닐 수지와 같은 연화 온도가 낮은 물질로 구성되는 경우에, 60 내지 70 ℃의 건조 온도는 기판의 변형을 유발시키지 않는 상한값이다.
마지막으로, 본 발명에 따르면, 그 후에 열 처리를 하여 열가소성 수지 입자를 융합시킨다. 열 처리 온도는 기판 및 열가소성 수지 입자의 종류에 의존하여 변하기 때문에 일반적으로 언급할 수 없을 지라도, 열 처리 온도는 약 70 내지 약 180 ℃ 내에 있는 것이 바람직하다. 이러한 열 처리 온도는 열가소성 수지 입자의 융착 온도 보다 높다. 전술한 융착 온도는 수지를 성형하는 경우에는 성형 온도 또는 에멀젼의 경우에는 성막(film forming) 온도에 대응한다. 기판이 전술한 폴리염화비닐 수지와 같은 연화 온도가 낮은 재료인 경우에, 기판이 60 ℃ 이상의 융착 온도에서 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 상기 기판을 가압 하의 구속 하에 가열시키며, 이는 본 발명의 특징 중 하나이다. 바람직하게는 페로타이프 판 또는 크롬 도금을 갖는 철 판과 같은 평평한 재료로 가압시키는데, 이는 평평한 재료로 가압시키지 않는다면 가압 재료의 표면 패턴이 기판 또는 잉크 수용층 상으로 전이되기 때문이다. 그러나, 매트된 표면과 같은 특정한 표면 형성을 원한다면, 상응하는 표면 형상의 재료로 가압시킬 수 있다. 가압 재료로서, 페로타이프 판과 같은 금속 판 이외에 플라스틱판, 세라믹판 또는 유리판을 사용할 수 있다. 적용시키는 압력은 기판 및 잉크 수용층을 이루는 재료에 의존하여 결정되며, 바람직하게는 0.01 내지 20 kg/cm2, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 15 kg/cm2, 특히 0.01 내지 5 kg/cm2의 범위 내에 있는 것이다.
지나치게 압력이 낮으면 충분히 기판에 밀착될 수 없으며, 반면 지나치게 압력이 높으면 기판이 부수어지거나 또는 잉크 수용층 안의 갭을 막는다. 가열 시간은 바람직하게는 5 내지 10분이다. 처리 후에, 기판을 가압하에서 실온으로 냉각시킨다.
본 발명의 기록 매체의 더욱 바람직한 실시태양에서는, 열가소성 수지 입자를 함유하는 다공질층으로 구성된 최외각층(3)이 잉크 수용층(2) 상에 제공된다.
최외각층(3) 내에서 사용된 열가소성 수지 입자는 예컨대, 전술한 폴리염화비닐, 폴리비닐 아세테이트, 폴리아크릴레이트 에스테르, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 등의 입자로 구성될 수 있다. 이들에 대응하는 단량체들의 공중합체의 입자를 사용할 수도 있다.
본 발명에서 사용한 열가소성 수지 입자의 평균 입도는 0.1 내지 3 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 2 ㎛ 및 가장 바람직하게는 0.2 내지 0.8 ㎛의 범위 내에 있다.
열가소성 수지 입자의 평균 입도가 0.1 ㎛ 이하이면 최외각층의 흡수성 세공의 체적이 감소되어 잉크 흡수성 및 화질이 열화된다. 반면에, 평균 입도가 5 ㎛를 넘으면, 인쇄 공정 후에 표면이 비다공질이 되면 표면 평활성이 달라지거나 또는 표면 광택이 저하된다.
미리 제공된 잉크 수용층 상의 최외각층으로서 상기의 열가소성 수지 입자 함유 다공질층은 열가소성 수지 입자의 고형분 함량이 10 내지 50 중량%인 코팅액을 도포함으로써 형성된다.
열가소성 수지 입자는 간섭광의 발생을 억제하고 보호층으로서 충분히 작용하기 위한 두께로 도포되어야 하며, 최외각층이 바람직하게는 건조 두께가 2 내지 10 ㎛가 되도록 도포된다.
전술한 기록 매체 상에 잉크 젯트 기록을 실행하기 위한 잉크로서, 공지되어 있는 어떤 잉크도 어떠한 문제 없이 사용될 수 있다. 또한, 착색재는 직접 염료(direct dye), 산 염료, 염기 염료, 반응성 염료 또는 식용 염료 등의 수용성 염료, 또는 분산성 염료 또는 안료일 수 있으며, 이들 재료는 어떠한 제한도 없이 사용될 수 있다. 착색재의 내후성이 강조된다면, 안료 분산액을 사용하는 것이 유리하다. 상기 착색재는 일반적으로 종래의 잉크 중에서 0.1 내지 20 중량%의 범위로 사용되며, 또한 본 발명에서도 동일 범위로 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용된 수성 잉크 중에서 사용된 용매는 물, 또는 물과 수용성 유기 용매의 혼합물, 바람직하게는 물과 잉크 건조 방지 효과를 갖는 폴리발렌트 알코올 함유 수용성 유기 용매와의 혼합물이다.
상기 잉크를 전술한 기록 매체 상에 도포하여 기록을 형성하는 잉크-젯트 기록 방법은 노즐로부터 잉크를 효과적으로 이탈시켜 사정체(射程體)에 존재하는 기록 매체 상에 잉크를 침착시킬 수 있는 임의의 방법일 수 있다. 특히, 잉크가 열 에너지의 작용 하에서 재빠른 체적 변화를 일으키고 이러한 상태 변화에 의해 발생한 힘에 의해 노즐로부터 잉크가 방출되는, 일본 특허 출원 공개 번호 제54-59936호에 개시된 잉크-젯트 방법을 사용하는 것이 효과적일 수 있다.
인쇄 직후 화상은 잉크 중에 용매로서 사용한 물 및(또는) 수용성 용매를 함유하므로, 상기 물 및(또는) 용매를 제거하는 것이 바람직하다. 이러한 제거는 가열, 감압, 건조 기체의 블로잉 또는 그의 조합에 의해 달성될 수 있다.
최외각층(3)이 존재하는 경우에, 본 발명의 기록 매체를 화상 형성 후 가열시켜 다공질 최외각층(3)을 비다공질이 되게 한다.
최외각층을 비다공질이 되게 하는 방법은 바람직하게는 열처리이며, 이러한 처리로 인하여 내수성 및 내광성 등의 내후성이 양호해지며, 화상에 광택성을 부여하고 인쇄물의 장기 보존을 가능하게 한다. 본 발명에 따르면, 하층의 잉크 수용층도 열가소성 수지를 포함함으로써, 상기 수지와의 융착은 최외각층에 보다 확실하게 밀착되게 하여 기록 매체의 내구성을 향상시켜 정보 기록 매체와 같은 엄격한 사용 상태에 적용시킬 수 있다.
비록 가열 시간에 관하여 변할 수 있어도, 기판, 잉크 수용층 및 잉크와 같은 재료에 대한 영향 및 처리 후의 표면 특성을 고려하여 상기 열 처리의 온도는 70 ℃ 내지 180 ℃의 범위 내가 바람직하다.
전술한 바와 같이, 기판이 폴리염화비닐 수지와 같은 연화 온도가 낮은 물질로 구성되는 경우에 기판은 가열 온도가 60 ℃ 내지 80 ℃를 넘어설 때 변형되기 시작한다. 따라서, 본 발명에서는 상기 기판을 사용하는 경우에 기록 매체 전체를 가열시키지 않으며, 단지 표면 부위만을 비접촉 방식으로 자외선과 같은 가열 광선으로 광조사시켜 최외각층 및 잉크 수용층의 인접 표면 부위만을 가열시킨다. 기록 매체와 열원의 접촉은 바람직하지 않은데, 그 이유는 열원의 표면 패턴이 열가소성 수지의 표면 상에 전이되어 기록 매체의 광택성을 열화시키고 또한 기판에 대한 열 전달이 조절될 수 없기 때문이다.
하기에서 본 발명은 그의 실시예에 의해 더욱 명확해질 것이나, 본 발명은 이러한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
기록 매체 상의 기록은 고 품질의 고급지(exclusive paper)용 모드로서 캐논제 버블 젯트 칼라 프린터 BJC-620JW로 실행하였다.
<실시예 1>
먼저, 알루미늄 이소프로폭시드 입자를 가수분해/탈응집시켜 안료로서 섬유 번들(bundle) 구조인 알루미나 수화물(졸)을 얻었다. 이어서, 열가소성 수지 입자로서 염화비닐 입자(상표명 G-351, 니폰 제온 캄파니 리미티드사제; 성막 온도가 100 내지 11 ℃인 염화비닐 라텍스)를 첨가하였다. 열가소성 수지 입자에 대한 안료 입자의 비율은 100:15 중량이었다. 이렇게 얻은 코팅액을 치수가 500 x 500 mm이고 두께가 0.74 mm이고 자기 스트라이프를 갖는 백색 경질 폴리염화비닐 수지판의 자기 스트라이프에 대향하는 표면 상에 도포하였으며, 습식 코팅된 판을 60 ℃에서 20 분 동안 건조시켰다. 건조 후의 두께는 40 ㎛이었다. 그 후 수지판을 0.1 kg/cm2의 압력 하에서 5분 동안 150 ℃로 가열시킨 페로타이프 판 사이에 끼어 넣고 1.5 시간 동안 40 ℃까지 점차적으로 냉각시켰다.
이어서, 건조 두께가 3 ㎛가 되도록 전술한 염화비닐 라텍스를 와이어 바를 이용하여 도포시키고, 50 ℃에서 15 분 동안 건조시켰다. 그 후, 수지판을 둥근 코너의 반경이 3.0 mm인 상태로 80.6 x 54.0 mm의 크기로 펀칭시켰다.
잉크-젯트 기록은 상기의 잉크 젯트 프린터를 사용하여 그리고 하기에서 기술한 안료 잉크를 사용하여 제조된 기록 매체를 사용하여 행하였다.
잉크 조성물:
블랙 잉크:
카본 블랙 안료 6 중량부,
스티렌-아크릴산 공중합체(모노에탄올아민으로 중화시킴) 2 중량부,
에틸렌 글리콜 25 중량부,
디에틸렌 글리콜 7 중량부,
물 60 중량부
옐로우 잉크:
벤지딘 옐로우 G 안료 4 중량부,
스티렌-아크릴산 공중합체(모노에탄올아민으로 중화시킴) 1.5 중량부,
에틸렌 글리콜 25 중량부,
디에틸렌 글리콜 7 중량부,
물 62.5 중량부
마젠타 잉크:
퀴나크리돈 안료 4 중량부,
스티렌-아크릴산 공중합체(모노에탄올아민으로 중화시킴) 1.5 중량부,
에틸렌 글리콜 25 중량부,
디에틸렌 글리콜 7 중량부,
물 62.5 중량부
시안 잉크:
구리 프탈로시아닌 블루 안료 4 중량부,
스티렌-아크릴산 공중합체(모노에탄올아민으로 중화시킴) 1.5 중량부,
에틸렌 글리콜 25 중량부,
디에틸렌 글리콜 7 중량부,
물 62.5 중량부
인쇄된 폴리염화비닐 시트를 60 ℃에서 30 분 동안 가열시켜 건조하여 잉크 중의 휘발성 용매를 제거하였다.
그 후, 기록 매체와 가열 면적의 폭이 10 mm이고 길이가 200 mm이며 표면 온도가 210 ℃인 가열기 사이의 갭을 0.2 mm로 설정하고 공급 속도를 0.2 mm/초로 설정하는 조건 하에서 열 처리하여 화상 인쇄물을 얻었다. 기록 매체의 변형이 거의 없이 최외각 라텍스 층을 비다공질이 되게 할 수 있었다.
얻어진 화상은 선명하였으며, 착색재는 마찰에 대해 안정하였다. 얻어진 화상 인쇄물을 엠보싱하였을 때, 잉크 수용층의 박리가 관찰되지 않았다. 또한, 수돗물에 100 시간 동안 침지한 후, 잉크 수용층의 박리, 화상의 일그러짐 또는 화상 농도의 손실이 관찰되지 않았다. 추가로, 40 ℃ 및 상대습도가 90 %의 분위기 중에서 50 시간 동안 방치시킨 후에 외관의 변화가 관찰되지 않았다.
<실시예 2>
잉크를 하기 것으로 대체하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방식으로 화상 형성을 수행하였다. 실시예 1과 동일한 방법으로 평가를 수행하여 실시예 1의 결과와 유사한 결과를 얻었다.
염료 5 중량부,
에틸렌 글리콜 15 중량부,
폴리에틸렌 글리콜 10 중량부,
물 70 중량부
사용한 염료:
옐로우 잉크용 C.I. 직접 옐로우 86,
마젠타 잉크용 C.I. 산 레드 35,
시안 잉크용 C.I. 직접 블루 199, 및
블랙 잉크용 C.I. 식용 블랙 2.
<실시예 3>
잉크 수용층에서 사용된 안료 입자를 콜로이드성 실리카(상표명 Snowtex ST-N, 닛산 케미칼 인더스트리즈 캄파니사제)로 대체하는 것을 제외하고 카드형 기록 매체를 실시예 1과 동일한 방식으로 제조하였다.
실시예 1에서 사용된 안료 잉크를 사용하여 상기 기록 매체 상에 화상 형성을 행하였으며, 실시예 1에서와 유사한 과정을 통하여 화상 인쇄물을 얻었다. 기록 매체의 변형이 거의 없이 최외각 라텍스 층이 비다공질이 될 수 있었다.
얻어진 화상은 선명하였으며, 착색재는 마찰에 대해 안정하였다. 얻어진 인쇄물을 엠보싱시켰을 때, 잉크 수용층의 박리는 관찰되지 않았다. 또한, 100 시간 동안 수돗물에 침지시킨 후, 잉크 수용층의 박리, 화상의 일그러짐 또는 화상 농도의 손실이 관찰되지 않았다.
<실시예 4>
실시예 1에서 사용한 알루미나 수화물 100 중량부(고형분)에 폴리비닐 알코올(상표명 PVA117, 구라레이 캄파니사제) 10 중량부, 붕산(H3BO3) 0.5 중량부, 및 염화비닐 입자 10 중량부(실시예 1과 동일함)를 첨가하여 코팅액을 얻었다. 테레프탈산-에틸렌 글리콜-시클로헥산 이메탄올 공중합체(상표명 PETG, 이스트만 케미칼 캄파니사제)로 제조된 치수가 500 mm 폭 x 500 mm 길이 x 0.74 mm 두께인 자기 스트라이프를 갖는 판의 자기 스트라이프에 대향하는 표면 상에 상기 코팅액을 도포하였으며, 코팅된 판을 20 분 동안 60 ℃에서 건조시켰다. 건조 두께는 40 ㎛이었다. 건조된 판을 0.1 kg/cm2의 압력 하에 130 ℃로 가열시킨 평면 페로타이프 판 사이에 삽입시켜 5 분 동안 처리한 후 1.5 시간 동안 40 ℃로 점차로 냉각시켰다.
와이어 바를 이용하여 전술한 염화비닐 라텍스를 건조 두께가 3 ㎛가 되도록 도포시키고, 50 ℃에서 15 분 동안 건조시켰다. 그 후, 판을 둥근 코너의 반경이 3.0 mm인 상태로 80.6 mm x 54.0 mm의 크기로 펀칭시켰다.
실시예 1에서 사용된 안료 잉크를 사용하여 상기 기록 매체 상에 화상 형성을 행하였으며, 실시예 1에서와 유사한 과정을 통하여 화상 인쇄물을 얻었다. 기록 매체의 변형이 거의 없이 최외각 라텍스 층이 비다공질이 될 수 있었다.
얻어진 화상은 선명하였으며, 착색재는 마찰에 대해 안정하였다. 얻어진 화상 인쇄물을 엠보싱시켰을 때, 잉크 수용층의 박리는 관찰되지 않았다. 또한, 100 시간 동안 수돗물에 침지시킨 후, 잉크 수용층의 박리, 화상의 일그러짐 또는 화상 농도의 손실이 관찰되지 않았다.
<실시예 5>
실시예 1에서 사용한 알루미나 수화물 100 중량부(고형분)에 폴리비닐 알코올(상표명 PVA117, 구라레이 캄파니사제) 10 중량부, 붕산(H3BO3) 0.5 중량부 및 염화비닐 입자 10 중량부(실시예 1과 동일함)를 첨가하여 코팅액을 얻었다. 그 후, 실시예 1과 동일한 방법을 수행하였으나, 최외각 층은 형성되지 않았으며, 단일 잉크 수용층을 갖는 카드형 기록 매체를 얻었다.
실시예 1에서 사용된 안료 잉크를 사용하여 상기 기록 매체 상에 화상 형성을 행하였다.
얻어진 화상은 선명하였으며, 착색재는 마찰에 대해 안정하였다. 얻어진 화상 인쇄물을 엠보싱시켰을 때, 잉크 수용층의 박리는 관찰되지 않았다. 또한, 100 시간 동안 수돗물에 침지시킨 후, 잉크 수용층의 박리, 화상의 일그러짐 또는 화상 농도의 손실이 관찰되지 않았다. 칼라 색조는 약간의 변화를 나타냈으며, 이는 아마도 어느 정도의 물을 흡수하기 때문인 것으로 보이나, 그 변화는 실제적인 면에서 허용되는 범위내에 있었다. 변화는 건조 후에 사라졌다.
<비교 실시예 1>
열가소성 수지 입자를 폴리비닐 알코올로 대체하는 것을 제외하고, 카드형 기록 매체를 실시예 1에서와 동일한 방식으로 얻었다.
실시예 1에서 사용한 안료 잉크를 사용하여 상기 기록 매체 상에 화상 형성을 수행하였다. 또한, 실시예 1에서와 유사한 방법을 통하여 최외각층을 비다공질이 되게 함으로써 화상 인쇄물을 얻었다. 기록 매체는 거의 변형을 나타내지 않았으나, 안료 잉크를 사용하여 인쇄된 부위는 광택을 나타내지 않았는데, 이는 최외각 라텍스 층이 충분히 비다공질이 될 수 없었기 때문이다. 화상 인쇄물을 엠보싱시켰을 때, 화상 인쇄물은 부분적으로 잉크 수용층이 박리되었다.
<비교 실시예 2>
염화비닐 입자를 첨가하지 않고 최외각 층이 제공되지 않는 것을 제외하고 실시예 5의 과정을 반복하여 단일한 잉크 수용층을 갖는 카드형 기록 매체를 얻었다.
실시예 1에서 사용한 안료 잉크를 이용하여 상기 기록 매체 상에 화상 형성을 행하였다.
얻어진 화상은 선명하였으나, 마찰에 의해 착색재가 일부 손실되었으며, 이는 착색재가 잉크 수용층 안으로 도입되지 않았음을 나타낸다. 얻어진 화상 인쇄물을 엠보싱시켰을 때, 잉크 수용층의 박리가 부분적으로 관찰될 수 있었다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 잉크 젯트 기록 시스템에 의해 개별 정보가 쉽고 분명하게 인쇄될 수 있는 카드형 기록 매체를 비싸지 않게 얻게 한다. 또한, 카드 상에서 얻어진 화상은 고온 및 고습도의 환경 조건 하에서 장기간 방치한 후에도 안정하다. 추가로, 화상의 표면은 실용적인 면에서 허용가능한 기계적 강도를 나타낸다. 또한, 종래의 자기 또는 광 디지탈 기록, 스크린 또는 오프셋 인쇄, 또는 엠보싱을 수반하는 기록 매체를 얻을 수 있다.
Claims (13)
- 기판의 적어도 한 표면 상에 안료 입자 및 서로 융합된 열가소성 수지 입자를 함유하는 다공질 층으로 구성된 잉크 수용층이 제공된 기록 매체.
- 제1항에 있어서, 열가소성 수지 입자를 함유하는 다공질 최외각층이 잉크 수용층 상에 제공되는 기록 매체.
- 제2항에 있어서, 상기 기판이 카드형인 기록 매체.
- 제1항에 있어서, 상기 안료 입자가 알루미나 수화물로 이루어지는 기록 매체.
- 제1항에 있어서, 상기 기판이 폴리염화비닐 수지로 이루어지는 기록 매체.
- 제1항에 있어서, 상기 기판이 폴리스티렌 수지로 이루어지는 기록 매체.
- 제1항에 있어서, 상기 기판이 폴리카르보네이트로 이루어지는 기록 매체.
- 제1항에 있어서, 상기 기판이 테레프탈산-에틸렌 글리콜-시클로헥산 이메탄올 공중합체로 이루어지는 기록 매체.
- 제1항의 기록 매체 상에 잉크-젯트 기록 방법으로 잉크를 분사시켜 화상을 형성하는 단계를 포함하는 화상 형성 방법.
- 제2항의 기록 매체 상에 잉크 젯트 기록 방법으로 잉크를 방출시켜 화상을 형성하는 단계, 및상기 최외각층을 투명하게 하는 단계를 포함하는 화상 형성 방법.
- 제9항에 있어서, 잉크의 착색재가 안료인 화상 형성 방법.
- 안료 입자 및 열가소성 수지 입자를 함유하는 코팅액을 기판에 도포하는 단계, 및가압 하에서 가열시켜 열가소성 수지를 융착(fusing and adhering)시켜 잉크 수용층을 형성시키는 단계를 포함하는 기록 매체의 제조 방법.
- 제12항에 있어서, 잉크 수용층이 제공된 후 최외각층을 형성시키는 단계를 더 포함하는 기록 매체의 제조 방법.
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