KR100255042B1

KR100255042B1 - 잉크젯프린터용투명필름

Info

Publication number: KR100255042B1
Application number: KR1019970081963A
Authority: KR
Inventors: 박종진; 엄제식; 김재환; 권오승
Original assignee: 차동천; 한솔제지주식회사
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 2000-05-01
Also published as: KR19990061679A

Abstract

본 발명은 잉크젯 프린터용 투명 필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기재필름, 언더코팅층 및 잉크 흡수층이 적층되어 있는 통상의 잉크젯 프린터용 투명필름에 있어서, 잉크 흡수층에는 바인더로서 내구성, 투광성이 우수한 수용성 고분자를 바인더로 도입하고, 그리고 충전제로서 무기 충전제와 유기 충전제로 변성 스타치가 함께 함유되어 있어 잉크 흡수력 뿐만 아니라 내광성, 투광성도 함께 향상시켰으며, 기재필름과 잉크 흡수층 사이에는 언더 코팅층을 기재 필름 바로 위에 코팅하여 잉크 흡수층의 기재에 대한 접착력을 증가시킴으로써 다양한 잉크젯 프린팅 방식을 가져올 수 있고 여러 회사의 잉크젯 프린터에서 동시에 사용 가능하고 여러 종류의 잉크젯 프린터에서의 잉크 흡수력이 우수하며 색상과 화상의 품질이 뛰어난 잉크젯 프린터용 투명 필름에 관한 것이다.

Description

잉크젯 프린터용 투명 필름 {A film for inkjet printer}

잉크젯 프린팅 방식은 출력 속도가 빠르고 프린터 가격이 낮으며, 최근에 와서는 고해상도의 화상도 제공할 수 있다는 장점 때문에 일반 소비자들이 많이 이용하고 있다. 또한, 잉크젯 프린터에는 일반 용지를 비롯하여 특수 코팅된 전용지, 봉투, 라벨 등 다양한 기록 매체를 사용할 수 있다는 장점이 있다.

이러한 기록 매체중의 하나인 잉크젯 프린터용 필름은 소수성의 셀룰로오스 아세테이트나 폴리에스테르(예 : 폴리에틸렌 테레프탈레이트) 등의 기재 필름 위에 친수성의 물질로 구성된 잉크 흡수층이 설계되어 있어 필름이 잉크를 용이하게 흡수할 수 있도록 설계되어 있다. 이는 주로 오버헤드 프로젝터에서 프리젠테이션 도구로 이용되고 있으며, 특수하게는 외벽 장식이나 디자인, 광고 분야에도 확대하여 응용될 수 있다.

가장 널리 보급되어 쓰이고 있는 잉크젯 프린터용 투명 필름은 수성 염료 타입의 잉크젯 프린터에 적합하도록 코팅층이 설계되어 있다. 예를 들면, 폴리비닐 피롤리돈과 같은 수용성 바인더 성분과 젤라틴, 폴리비닐알코올과 같은 친수성 바인더 성분의 혼합물로 이루어진 단일 코팅층[미국특허 제 4,503,111 호, 일본특허공개 소 62-214985 호], 또는 잉크 흡수를 빠르게 하기위해 폴리비닐아세테이트, 폴리우레탄 수지 등과 같은 친수성이 조금 약한 바인더 성분의 잉크 투과층과 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올, 젤라틴 등과 같은 수용성 및 친수성 바인더 성분의 잉크 고착층으로 구성된 이층의 코팅층[일본특허공개 소 61-35278 호, 독일특허 제 3,523,269 호]이 공지되어 있다.

또한, 양이온 변성 폴리머와 폴리비닐피롤리돈의 단독 중합체 또는 공중합체를 이용하는 방법[미국특허 제 5,270,103 호], 폴리비닐알코올과 폴리시클로헥실렌이소프탈레이트의 공중합체를 이용하는 방법[미국특허 제 5,139,867 호, 제 5,126,193 호], 비닐피롤리돈과 비닐아세테이트의 공중합체를 이용하는 방법[미국특허 제 4,425,405 호, 제 4,503,118 호], 폴리비닐알코올과 폴리비닐벤질암모늄클로라이드를 사용하는 방법[미국특허 제 4,547,405 호], 폴리비닐피롤리돈과 젤라틴이나 폴리비닐알코올을 혼합하여 사용하는 방법[미국특허 제 4,503,111 호] 및 폴리(N-비닐피롤리돈)과 4급 암모늄염의 공중합체를 이용하는 방법[유럽특허 제 545,470 A1] 등 폴리비닐피롤리돈과 수용성 고분자 또는 이온변성시킨 수용성 고분자를 혼합사용하거나 공중합하여 사용하는 방법이 공지되어 있다.

하지만, 잉크젯 프린터 시장의 변화로 버블 타입, 피에조 타입 등 프린트 방식이 다양해졌을 뿐만 아니라 잉크젯 프린터에서 쓰이는 잉크들도 다양해졌으며 기존의 염료 타입외에도 새로이 안료 타입의 잉크들이 개발되어 기존의 잉크젯 프린터용 필름들은 고품질 이미지나 사용에 있어서 제한을 받게 되었다. 이에 내구성이 뛰어나면서도 다양한 종류의 잉크젯 프린터에서도 잉크 흡수력이 우수하며, 색상과 화상의 품질이 뛰어난 잉크젯 프린터용 필름의 개발이 요구되고 있다.

잉크젯 프린터용 투명 필름과 관련된 인용특허에 게시된 기술들은 일반적으로 잉크 흡수도나 내수성에 집중되어 있는 반면, 실제 프린터 출력시 가장 중요시 되는 원색, 혼색의 광밀도, 색상 오차, 탁도 등의 화상 문제에 대해서는 큰 비중을 두지 않고 있다. 이는, 다양한 잉크젯 프린팅 방식과 다양한 종류의 프린터에서 우수한 화상을 제공할 수 있는 범용성 면에서 많은 문제점을 야기시켰다. 따라서, 한가지 잉크젯 프린터용 투명 필름으로 여러 잉크젯 프린터에서 우수한 잉크 흡수도 및 내구성을 가지며 인쇄시 선명한 화상을 나타낼 수 있는 범용적 제품 기술 개발이 절실히 요구되고 있다.

본 발명에서는 다양한 프린터에서 동시에 최적의 물성을 나타내는 코팅층을 설계하여 범용성을 가지는 바인더와 물성 보완을 위해 여러 첨가제를 도입하고 아울러 실리카의 장점인 잉크 흡수력 향상과 눌러 붙음 방지라는 장점을 살리면서 고체 화합물이 아닌 물에 분산된 입자 사이즈가 작은 실리카를 사용하여 투광성 감소를 해결하고, 특히 무기 충전제와 함께 변성 스타치(modified starch)의 유기 충전제를 잉크 흡수층에 도입함으로써 잉크 흡수력과 투광도를 동시에 개선시키고 독특한 면성도 부여 가능하며 여러 잉크젯 프린터에서도 우수한 화상을 인쇄할 수 있는 잉크젯 프린터용 투명 필름을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 플라스틱 기재 필름 위에 언더 코팅층과 잉크 흡수층이 코팅되어 있는 잉크젯 프린터용 필름의 사시도이다.

〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉

1 : 기재 필름 2 : 언더 코팅층

3 : 잉크 흡수층

본 발명은 기재 필름의 한쪽면에 잉크 흡수층이 코팅되어 있고, 잉크 흡수층에는 수용성 고분자를 바인더 성분으로 하고 여기에 충전제 및 첨가제가 함유되어 있는 잉크젯 프린터용 투명 필름에 있어서, 상기 잉크 흡수층을 형성하는 코팅액에는 바인더에 대하여 무기 충전제 0.5 ∼ 20 중량%와 변성 스타치(modified starch)의 유기 충전제 0.05 ∼ 5 중량%가 함유되어 있는 것을 그 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 잉크 흡수층이 기재 필름의 표면에 도포되어 있는 통상의 잉크젯 프린터용 투명 필름에서, 잉크 흡수층을 형성하는 코팅액에는 바인더로 수용성 고분자를 함유시키고, 충전제로는 무기 충전제와 변성 스타치의 유기 충전제를 함께 함유하고 있어 투광도와 잉크 흡수력이 동시에 향상되매 여러 종류의 잉크젯 프린터에서 범용적으로 선명한 화상을 나타낼 수 있는 잉크젯 프린터용 투명 필름에 관한 것이다.

본 발명의 잉크 흡수층을 형성하는 코팅액에 사용되는 바인더 성분은 잉크의 주성분인 수성 염료와 친화력을 높임으로써 잉크 흡수력을 향상시키는 바, 이러한 바인더로서 사용되는 수용성 고분자로는 적당한 분자량을 가지고 있는 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈 등의 비닐계 고분자; 하이드록시에틸셀룰로오스, 하이드록시프로필셀룰로오스, 카르복실메틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 고분자; 폴리아크릴산, 폴리메틸메타아크릴레이트 등의 아크릴계 고분자; 폴리에틸렌 이민 등의 이민계 고분자; 그리고 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드 등의 옥사이드계 고분자 등을 사용할 수 있다. 상기 바인더로 사용되는 수용성 고분자는 그 종류와 분자량, 용해도 등에 따라 다소 차이는 있지만 잉크 흡수층을 형성하는 코팅액에 5 ∼ 15 중량% 범위내에서 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 상기 수용성 고분자를 혼합하여 사용하는 경우, 특별히 조합비율을 한정하는 것은 아니지만 잉크젯 프린터용 필름의 보다 나은 물성을 위하여 적절한 범위내에서 조합하여 사용할 수도 있다.

이 중 여러 잉크젯 프린터에서 범용적으로 사용가능한 바인더(혹은 혼용 바인더)를 선정하여 사용하는데, 잉크젯 프린터는 프린팅 방식이나 각 회사의 특징에 따라 사용되는 잉크 및 프린팅 메카니즘이 제각기 달라 범용성 바인더를 선정하여 사용하는 것은 쉬운 일이 아니며 고도의 포뮬레이션 기술을 요구하게 된다.

또한, 본 발명에서는 잉크 흡수층을 형성하는 코팅액에 상기 바인더 성분이외에도 무기 충전제와 유기 충전제를 함께 함유시켜 투광도와 잉크 흡수력을 동시에 개선한다. 무기 충전제는 필름의 잉크 흡수력을 보다 향상시키고 바인더 단독 사용시 발생하는 필름들간의 눌어 붙는 현상을 없애기 위하여 사용한다. 이러한 무기 충전제로는 친수성 실리카, 티타늄 옥사이드, 알루미나, 탄산칼슘, 운모 등을 사용할 수 있고, 바람직하기로는 친수성 실리카를 사용하는 것이다. 이러한 무기 충전제의 첨가량은 도입 목적이나 여러 조건에 따라 현저히 달라지게 되는데, 잉크 흡수층을 형성하는 코팅액에 0.5 ∼ 20 중량% 범위내에서 첨가하여 사용한다.

하지만, 무기 충전제를 첨가하여 눌어 붙는 현상을 없앤다 하더라도 이는 물에 용해되지 않아 수용액상에서 이를 분산시키는 데에는 많은 어려움이 따를 뿐만 아니라 추가로 분산 설비가 필요하며, 코팅시 필름 표면에 무기 충전제 입자들이 분포하게 되어 필름의 투광성이 떨어지게 되므로 본 발명에서는 무기 충전제로 고체 실리카를 그대로 사용하지 않고 물에 분산시켜 무기 충전제 입자크기를 10㎛이하로 줄인 실리카 분산액을 도입하여 잉크 흡수력을 증가시킨다.

또한, 상기 무기 충전제이외에도 무기 화합물을 투광성이 허용하는 범위 내에서 잉크 흡수층을 형성하는 코팅액에 극소량 첨가하여 필름의 잉크 흡수력을 현저히 증가시키는 바, 본 발명에서는 무기 화합물로서 금속 설페이트 예를 들면, 알루미늄 설페이트, 칼슘 설페이트 및 마그네슘 설페이트 중에서 하나 또는 그 이상을 사용한다. 첨가되는 금속 설페이트는 잉크 흡수층을 형성하는 코팅액에 대하여 0.01 ∼ 1.0 중량%를 사용한다.

또다른 충전제로서 잉크 흡수층을 형성하는 코팅액에 함유되는 유기 충전제로는 변성 스타치(modified starch) 예를 들면, 스타치 포스페이트 에스테르와 같은 음이온 변성 스타치를 사용한다. 스타치 포스페이트 에스테르는 주로 종이나 보드의 표면 사이징(sizing)이나 코팅의 바인더로 사용되고, 잉크 흡수도, 투과도, 수분 보습성 등이 우수하며 분산성도 매우 좋다. 그러나, 상온의 물에서는 녹지 않으므로 90℃이상 가열하여 용액상태로 만들어 사용한다. 이러한 상온에서는 녹지 않는다는 성질 등을 이용하여 본 발명에서는 기존 변성 스타치의 용도와는 달리 잉크젯 프린터용 필름에 바인더가 아닌 유기 충전제로 사용한다. 이러한 변성 스타치는 잉크 흡수층을 형성하는 코팅액에 대하여 0.05 ∼ 5 중량%를 사용한다. 무기 충전제인 실리카 분산액과 함께 사용하였을 때 잉크 흡수도 면에서 상승효과가 있고, 독특한 표면 느낌과 면성 조절도 매우 용이하게 되었다.

그 밖에도 잉크 흡수층을 형성하는 코팅액에는 형광염료, 분산제, 대전 방지제 등 통상의 첨가제가 함유된다. 특히, 첨가제로서 형광 염료는 눈으로 느껴지는 투광성(겉보기 투광성)이 증가하게 되는 현상이 있으므로 이를 적절히 이용하면 투명 필름의 투광성을 더욱 향상시킬 수 있다.

일반적으로 잉크 흡수층의 코팅량이 클수록 잉크 흡수도가 증가하는 경향이 있지만, 일정한 코팅량에 도달하게 되면 더 이상의 잉크 흡수도는 향상되지 않는다. 보편적으로 잉크 흡수층의 코팅량은 10 ∼ 25 g/㎡ 정도가 적당하며, 그 두께는 약 8 ∼ 20 ㎛가 이상적이다.

잉크 흡수층을 형성하는 코팅액의 용매로는 물을 사용하는 경우가 많은데, 물만을 단독으로 사용하게 될 경우, 코팅한 다음의 건조 시간이 늘어나는 단점이 있다. 그러므로, 물에 비해 훨씬 증발이 잘 되는 알코올을 코팅액의 물성이 떨어지지 않는 범위 내에서 물과 적당량 혼합하여 용매로 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 잉크젯 프린터용 투명 필름은 기재 필름(1)과 잉크 흡수층(3) 사잉에 언더 코팅층(2)을 도입하여 잉크 흡수층이 기재 필름으로부터 탈착되는 것을 방지하도록 하였다. 언더 코팅층(2)은 가능한 얇게 코팅하는 것이 바람직한 바, 코팅량은 0.5 ∼ 2 g/㎡, 코팅 두께는 약 1㎛ 전후 정도가 적합하다. 이러한 언더 코팅층은 톨루엔에 2 ∼ 5 중량%의 p-클로로페놀이 함유된 코팅액으로 코팅하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 잉크 흡수층과 언더 코팅층을 첨부도면 도 1에 도시한 바와 같이, 플라스틱 기재 필름(1)위에 언더 코팅층(2)을 코팅하고, 그 위에 잉크 흡수층(3)을 코팅함으로써 잉크젯 프린터용 필름을 제조할 수 있다.

이때, 기재 필름은 일반 복사기에 많이 사용되는 소수성 폴리에스테르(폴리에틸렌테레프탈레이트)가 통상적으로 많이 사용되는데, 그 두께는 취급에 용이하고, 코팅액을 입힌 필름 건조시 휘어지는 것을 방지하기 위하여 100 ㎛ 정도가 가장 적당하다. 그 외에도 잉크젯 프린터용 필름의 용도에 따라 폴리카보네이트, 셀룰로오스 아세테이트 등 투명한 필름은 대부분 모두 사용될 수 있다.

이와 같은 본 발명을 실시예에 의거하여 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

두께 100 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 기재 필름위에 다음의 조성물을 각각 바아 코터를 사용하여 코팅한 다음, 오븐에서 100 ∼ 120℃의 온도와 30 ∼ 60초동안 충분히 건조시켜 잉크젯 프린터용 투명 필름을 제조하였다.

언더 코팅층 :

p-클로로페놀 3 중량%

톨루엔 97 중량%

* 코팅량 : 1 g/㎡

잉크 흡수층 :

폴리비닐알코올(일본국 Kuraray제, CM-318) 6.6 중량%

하이드록시프로필메틸셀룰로오스(일본국 Shin Etsu제, 60SH-50) 1.9 중량%

실리카 분산액(대한민국 경명산업제, SILICA 졸;실리카 30%) 3.3 중량%

폴리에틸렌 옥사이드(미국 Union Carbide제, WSRN-3000) 0.2 중량%

음이온 변성 스타치(네덜란드국 Avebe제, NYLGUM A45) 0.2 중량%

물 43.9 중량%

에탄올 43.9 중량%

* 코팅량 : 15 ∼ 20 g/㎡

실시예 2

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하되, 잉크 흡수층의 조성과 코팅량을 다음과 같이하여 잉크젯 프린터용 투명 필름을 제조하였다.

폴리비닐알코올(일본국 Kuraray제, CM-318) 3.3 중량%

폴리비닐피롤리돈(독일국 BASF제, Luviskol K-90) 3.3 중량%

폴리에틸렌 옥사이드(미국 Union Carbide제, WSRN-3000) 0.2 중량%

음이온 변성 스타치(네덜란드국 Avebe제, NYLGUM A45) 0.2 중량%

물 43.9 중량%

에탄올 43.9 중량%

* 코팅량 : 15 ∼ 20 g/㎡

실시예 3

상기 실시예 2와 동일한 방법으로 잉크젯 프린터용 투명 필름을 제조하였다.

폴리비닐알코올(일본국 Kuraray제, CM-318) 6.6 중량%

폴리에틸렌 옥사이드(미국 Union Carbide제, WSRN-3000) 0.2 중량%

음이온 변성 스타치(네덜란드국 Avebe제, NYLGUM A45) 0.2 중량%

알루미늄설페이트(일본국 Junsei제, Al₂(SO₄)₃·14∼18 H₂0) 0.05 중량%

물 43.875 중량%

에탄올 43.875 중량%

* 코팅량 : 15 ∼ 20 g/㎡

실시예 4

폴리비닐알코올(일본국 Kuraray제, CM-318) 6.6 중량%

폴리에틸렌 옥사이드(미국 Union Carbide제, WSRN-3000) 0.2 중량%

음이온 변성 스타치(네덜란드국 Avebe제, NYLGUM A45) 0.2 중량%

형광 염료(대한민국 경인합성제, SYNO WHITE SDL CONC.) 0.15 중량%

물 43.825 중량%

에탄올 43.825 중량%

* 코팅량 : 15 ∼ 20 g/㎡

실시예 5

폴리비닐알코올(일본국 Kuraray제, CM-318) 3.3 중량%

폴리비닐피롤리돈(독일국 BASF제, Luviskol K-90) 3.3 중량%

폴리에틸렌 옥사이드(미국 Union Carbide제, WSRN-3000) 0.2 중량%

음이온 변성 스타치(네덜란드국 Avebe제, NYLGUM A45) 0.2 중량%

형광 염료(대한민국 경인합성제, SYNO WHITE SDL CONC.) 0.15 중량%

물 43.8 중량%

에탄올 43.8 중량%

* 코팅량 : 15 ∼ 20 g/㎡

비교예 1

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하되, 잉크 흡수층의 조성을 다음과 같이 변경하여 실시하여 잉크젯 프린터용 투명 필름을 제조하였다.

폴리비닐알코올(일본국 Kuraray제, CM-318) 5 중량%

폴리비닐피롤리돈(독일국 BASF제, Luviskol K-90) 5 중량%

물 45 중량%

에탄올 45 중량%

* 코팅량 : 15 ∼ 20 g/㎡

비교예 2

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하되, 잉크 흡수층의 조성을 다음과 같이 변경하여 잉크젯 프린터용 투명 필름을 제조하였다.

폴리비닐알코올(일본국 Kuraray제, CM-318) 5 중량%

폴리비닐피롤리돈(독일국 BASF제, Luviskol K-90) 5 중량%

폴리에틸렌 옥사이드(미국 Union Carbide제, WSRN-3000) 0.5 중량%

물 44.75 중량%

에탄올 44.75 중량%

* 코팅량 : 15 ∼ 20 g/㎡

비교예 3

폴리비닐알코올(일본국 Kuraray제, CM-318) 5 중량%

폴리비닐피롤리돈(독일국 BASF제, Luviskol K-90) 5 중량%

실리카 분산액(대한민국 경명산업제, SILICA 졸;실리카 30%) 6.66 중량%

물 41.67 중량%

에탄올 41.67 중량%

* 코팅량 : 15 ∼ 20 g/㎡

비교예 4

폴리에틸렌 옥사이드(미국 Union Carbide제, WSRN-3000) 5 중량%

실리카 분산액(대한민국 경명산업제, SILICA 졸;실리카 30%) 16.67 중량%

형광 염료(대한민국 경인합성제, SYNO WHITE SDL CONC.) 0.2 중량%

물 39.04 중량%

에탄올 39.04 중량%

* 코팅량 : 15 ∼ 20 g/㎡

비교예 5

폴리비닐알코올(일본국 Kuraray제, CM-318) 6.6 중량%

물 44.1 중량%

에탄올 44.1 중량%

* 코팅량 : 15 ∼ 20 g/㎡

비교예 6

폴리비닐알코올(일본국 Kuraray제, CM-318) 8.5 중량%

폴리에틸렌 옥사이드(미국 Union Carbide제, WSRN-3000) 0.2 중량%

음이온 변성 스타치(네덜란드국 Avebe제, NYLGUM A45) 0.2 중량%

물 43.875 중량%

에탄올 43.875 중량%

* 코팅량 : 15 ∼ 20 g/㎡

비교예 7

폴리비닐알코올(일본국 Kuraray제, CM-318) 9.9 중량%

폴리에틸렌 옥사이드(미국 Union Carbide제, WSRN-3000) 0.2 중량%

음이온 변성 스타치(네덜란드국 Avebe제, NYLGUM A45) 0.2 중량%

알루미늄설페이트(일본국 Junsei제, Al2(SO4)3·14∼18H20) 0.05 중량%

물 43.875 중량%

에탄올 43.875 중량%

* 코팅량 : 15 ∼ 20 g/㎡

비교예 8

폴리비닐알코올(일본국 Kuraray제, CM-318) 1.9 중량%

하이드록시프로필메틸셀룰로오스(일본국 Shin Etsu제, 60SH-50) 6.6 중량%

폴리에틸렌 옥사이드(미국 Union Carbide제, WSRN-3000) 0.2 중량%

음이온 변성 스타치(네덜란드국 Avebe제, NYLGUM A45) 0.2 중량%

물 43.9 중량%

에탄올 43.9 중량%

* 코팅량 : 15 ∼ 20 g/㎡

실험예 1 : 투광도, 잉크 흡수도 및 블리딩 측정

상기 실시예 1 ∼ 5 및 비교예 1 ∼ 8에서 제조한 잉크젯 프린터용 필름들을 자외선 분광계를 이용하여 400 ∼ 700 ㎚의 영역에서 투광도를 측정하였고, 미국 휴렛팩커드사의 잉크젯 프린터(DESKJET 500C)에서 이 필름들에 검은색 블록 화상을 인쇄한 다음, 약 3초간 18 g/㎡의 압력을 가해 잉크가 필름에 정착되는 시간을 조사하여 잉크 흡수도를 측정하였다. 그리고, 미국 휴렛팩커드사의 잉크젯 프린터(DESKJET 500C)와 대한민국 삼성전자사의 잉크젯 프린터(SIJ-630V)에서 여러 원색(옐로우, 마젠타, 시안), 혼색(그린, 레드, 블루) 및 검은색을 인접시켜 인쇄한 다음, 시간이 경과함에 따라 색상들간의 번짐(블리딩)현상을 평가하였다.

구 분	투광도 (%투과도, 700 ㎚)	잉크 흡수도 (초)	블리딩
실시예	1	83	50 ∼ 75	없음
	2	79	40 ∼ 70
	3	81	45 ∼ 70
	4	80	45 ∼ 70
	5	78	35 ∼ 65
비교예	1	86	300 ∼ 350	없음
	2	78	200 ∼ 250
	3	83	250 ∼ 300
	4	73	60 ∼ 90	있음
	5	83	150 ∼ 250	없음
	6	81	75 ∼ 90
	7	82	75 ∼ 120
	8	79	70 ∼ 100	있음

상기 표 1의 결과에 의하면, 본 발명에 따라 무기 충전제와 변성 스타치의 유기 충전제가 함께 잉크 흡수층에 함유된 필름(실시예 1 ∼ 5)은 잉크 흡수도 뿐만 아니라 투광도에서 우수하며, 블리딩 현상도 없는 것으로 확인되었다.

그러나, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈의 혼합 바인더를 잉크 흡수층에 도입하고 충전제가 전혀 함유되지 않은 필름(비교예 1 ∼ 2)는 투광도나 블리딩에서는 어떤 문제도 발생하지 않지만, 잉크 흡수도가 떨어진다는 단점이 있다.

또한, 이 혼합 바인더에 잉크 흡수도를 향상시키기 위하여 폴리에틸렌 옥사이드와 무기 충전제로서 실리카 분산액을 첨가한 필름(비교예 3)의 경우라 하더라도 잉크 흡수도가 저조한 결과로 나타났다. 반면, 비교예 4에서처럼 잉크 흡수층의 바인더로 폴리에틸렌 옥사이드를 사용하고 여기에 알루미늄설페이트를 소량 첨가하게 되면 잉크 흡수도는 우수하지만, 블리딩 현상이 일어나게 되고 투광도가 떨어진다는 단점도 함께 발생한다. 따라서, 폴리에틸렌 옥사이드, 알루미늄설페이트의 장점, 폴리비닐알코올(또는 폴리비닐피롤리돈) 바인더의 장점을 서로 살리면서 서로의 단점을 줄이는 것이 관건인데, 폴리비닐알코올(또는 폴리비닐피롤리돈) 바인더를 과량 첨가하고, 폴리에틸렌 옥사이드 바인더와 실리카 분산액을 소량 첨가하였을 때 잉크 흡수도, 투광성이 우수하며, 블리딩 현상도 없는 물성이 나타났다.

스타치 포스페이트 에스테르는 잉크 흡수도 및 투과도, 수분 보습성 등이 우수한 바인더로 사용되는데 여기서는 용매에 녹이지 않고 유기 충전제로서 첨가하였는데 실시예 1 ∼ 5 및 비교예 6에서 무기 충전제인 실리카 분산액과 같이 사용하여(폴리에틸렌 옥사이드 첨가 포함) 잉크 흡수도 차원에서 상승 효과를 얻었고, 또한 분산성도 매우 좋아 독특한 표면 느낌(잉크젯 프린터용 투명 필름의 앞뒤 구별 용이)과 면성 조절도 매우 용이하였다.

실험예 2 : 광밀도 측정

미국 휴렛팩커드사의 잉크젯 프린터(DESKJET 500C, DESKJET 660K)와 삼성사의 프린터(SIJ-630V)를 이용하여 검은색 블록 인쇄한 다음, 시간에 따른 광밀도를 측정, 색상, 화상의 안정성 및 지속성을 측정하였고, 그 결과는 다음 표 2에 나타내었다.

구 분	데스크젯 500C	데스크젯 660K	SIJ-630V
구 분	1시간	100시간	1시간	100시간	1시간	100시간
실시예	1	1.12	1.13	1.35	1.38	1.16	1.12
	2	1.13	1.11	1.37	1.36	1.16	1.15
	3	1.15	1.14	1.34	1.33	1.13	1.13
	4	1.13	1.10	1.37	1.36	1.16	1.15
	5	1.16	1.14	1.34	1.33	1.13	1.14
비교예	1	1.08	1.10	0.95	0.87	1.15	1.14
	2	1.09	1.01	1.00	1.01	1.10	1.08
	3	1.10	1.08	0.92	0.90	1.12	1.14
	4	1.17	0.98	1.78	1.42	1.19	0.99
	5	1.16	1.15	1.36	1.36	1.09	1.06
	6	1.13	1.10	1.12	0.98	1.15	1.11
	7	1.14	1.14	1.28	1.09	1.16	1.14
	8	1.15	1.14	1.40	1.39	1.19	1.09

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 폴리비닐알코올(또는 폴리비닐피롤리돈) 주 바인더에 하이드록시프로필메틸셀룰로오스와 실리카 분산액이 함께 첨가하지 않은 비교예 1 ∼ 4 및 6 ∼ 7의 경우, 검은색 염료 잉크(DESKJET 500C)나 혼합 검은색 염료 잉크(SIJ-630V)에는 인쇄적성이 좋아 어느 정도 색상 안정성, 지속성을 가지게 된다. 그러나, 안료 타입의 검은색 잉크를 쓰는 DESKJET 660K 프린터에서는 인쇄 후 초기의 광밀도가 떨어지거나 초기의 광밀도에 비해 시간이 경과할수록의 광밀도가 현저히 떨어지게 되는데, 이는 머드크래킹(mud-cracking) 현상이 주요인으로서 DESKJET 660K 프린터의 검은색 안료 잉크가 인쇄 후 또는 시간이 경과하면서 인쇄 화상이 갈라지는등 인쇄 적성이 맞지 않기 때문이다. 이 문제점은 기본적으로 폴리비닐알코올(또는 폴리비닐피롤리돈)을 주 바인더로 하고 하이드록시프로필메틸셀룰로오스와 실리카 분산액을 적당량 첨가하면 염료 잉크는 물론 안료 타입의 잉크에도 인쇄 화상이 뛰어나 실시예 1 ∼ 5에서처럼 색상, 화상의 안정성, 지속성도 유지할 수 있다. 그러나, 폴리비닐알코올보다 하이드록시프로필메틸셀룰로오스의 양이 많으면 상기 표 1의 비교예 8처럼 블리딩 현상이 나타난다.

따라서, 실시예 1 ∼ 5에서와 같이 폴리비닐알코올(또는 폴리비닐피롤리돈)을 주 바인더로 하고 하이드록시프로필메틸셀룰로오스와 실리카 분산액을 적당량 첨가하여(스타치 포스페이트 에스테르, 폴리에틸렌 옥사이드 첨가 포함) 잉크 흡수층으로 코팅하게 될 경우, 잉크 흡수도, 투광도가 우수하며, 블리딩 현상이 없으며, 색상이나 화상의 시간에 따른 안정성도 가지게 되어 투명 필름으로 사용하기에 적합하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 잉크젯 프린터용 투명 필름은 종래의 주로 한가지 프린터에만 최적의 물성을 가지는 투명 필름에 비하여 다양한 종류의 프린터에서 동시에 최적의 물성을 나타내는 포물레이션 설계로 범용성을 가지며, 동시에 종래 기술에서는 응용이 되지 않은 스타치 포스페이트 에스테르를 도입하여 투명 필름의 앞뒤 구별이 용이한 면성을 가질 뿐만 아니라 잉크 흡수도, 투광도가 우수하며, 블리딩 현상이 없으며, 색상이나 화상의 시간에 따른 안정성도 가지게 되는 효과가 있다.

Claims

기재 필름의 한쪽면에 잉크 흡수층이 코팅되어 있고, 잉크 흡수층에는 수용성 고분자를 바인더 성분으로 하고 여기에 변성스타치를 포함하는 유기 및 무기충전제 와 첨가제가 함유되어 있는 잉크젯 프린터용 투명 필름에 있어서,

상기 잉크 흡수층을 형성하는 코팅액에는 무기 충전제 0.5 ∼ 20 중량%와 유기충전제로서 스타치 포스페이트 에스테르 0.05 ∼ 5 중량%, 그리고 첨가제로 알루미늄 설페이트, 칼슘 설페이트 또는 마그네슘 설페이트가 0.01 ∼ 0.1 중량%가 함유되어 있는 것임을 특징으로 하는 잉크젯 프린터용 투명 필름.