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문제 정의
- 못하고 있다. 따라서 내수성, 광택성, 인쇄적성등과 같은 다양한 특징에 대한 요구를 만족시키는 것이 잉크젯 프린터 기록용매체의 주요 개발 목표이다.1,2 또한 지구 차원의 환경보호를 위해 모든 산업은 무독성 내지 저독성의 환경친화적인 제품을 만들기 위해 노력하고 있고 전 세계적적으로도 점차 환경보호를 위해 유독성 물질의 사용을 규제 및 강화해 나가고 있다.
제안 방법
- 제조 후 이를 PVA 분산제와 알루미나 솔을 혼합하여 코팅제를 제조하였다. 고분자 첨가제 합성시 단량체조합과 입자의 모폴로지등을 조절하였으며 이러한 것들이 코팅제의 잉크에 대한 흡수성, 광택도 퍼짐성, 광학밀도 그리고 내수^ 등에 어떤 영향을 미치는지 조사하였다.
- 에멀션 첨가제 종류가 표면 광택에 미치는 영향을 알아보기 위해광택도를 측정하였다. 광택도를 측정하기 위한 시편의 제조방법은 앞에서 언급한 방법과 동일하며 코팅한 사진 전 용지의 표면을 mro-TRI-gloss기를 이용하여 60º와 85º에서 각각 광택 도를 측정하였다.
- 내수성 : 내수 성 실험을 하기 위하여 코팅지에코팅액을 코팅하여 앞절에서 언급한 방법과 동일하게 시편을 제조한 다음 상온에서 2시간 동안 흐르는 물에 담근 후방치하여 코팅 물질의 벗겨짐 등을 육안으로 관찰하였다.
- 내수성.내수성 실험을 하기 위하여 코팅지에코팅액을 코팅하여 시편을 제조한 다음 상온에서 2시간 동안 흐르는 물에 담근 후 방치하여 에멀션의 벗겨짐 등을 육안으로 괜찮았다. 이 결과 고분자 첨가제가 들어가지 않은 시료를 포함하여 모든 시료가 좋은 내수성을 보였다.
- 단량체와 유화 제 종류를 변화시켜 다양한 종류의 고분자 첨가제를 제조하였고 이를 이용하여 코팅액을 제조한 후 인화지에 도포 건조하여 광학밀도, 퍼짐성, 흡수성, 광택도 내수성 등을 조사하여보았다. 이 결과 다음의 결론을 얻었다.
- 실정이다. 따라서 본 연구에서는 이에 대한 기초적 연구를 시도하였으며 이를 위해 바인더 용 고분자 첨가제를 에멀션 중합법을 이용하여 합성하였다. 제조 후 이를 PVA 분산제와 알루미나 솔을 혼합하여 코팅제를 제조하였다.
- 필요가- 있다. 에멀션 첨가제 종류가 표면 광택에 미치는 영향을 알아보기 위해광택도를 측정하였다. 광택도를 측정하기 위한 시편의 제조방법은 앞에서 언급한 방법과 동일하며 코팅한 사진 전 용지의 표면을 mro-TRI-gloss기를 이용하여 60º와 85º에서 각각 광택 도를 측정하였다.
- 용지를 제조함에 있어 높은 온도(150 ℃ 이상) 에서 건조를 할 경우 크랙이 생길 수 있다. 용지에 코팅 건조한 후 크랙이 일어난 정도를 잉크를 떨어뜨려 관찰하였다. 고분자첨가제의 함량에 따라 크랙이 일어난 정도를 조사하였으며 그 결과를 Figure 7에 나타내었다.
- 중 합장치. 유화 중합은 Pyrex로 제조된 500 mL 5구 플라스크를 반응기로 사용하였으며 반응기에 교반기, reflux condenser, 질소 주입 및 pre-emulsion 투입구가 각각 연결되어 일정한 중합 온도를 유지하기 위하여 반응기를 순환항온 수조가 연결된 이중자켓형 반응기 (2000 mL) 에 500 mL 반응기를 잠길 수 있게 사용하였다. Pre-emulsion의 투입은 미량 펌프를 이용하여 일정한 속도로 투입하였다.
- 이는 아크릴 아미드의 아미드기가 광택도를 떨어뜨리는 경향을 가지며 메타크릴산의 카 복실기가 광택도를 향상시킨다고 생각된다. 이를 증명하기 위하여 인화지 D와 인화지F의 경우 각각 메타크릴산의 양과 아크릴 아미드 양을 변화시켜 그 효과를 관찰하였다. 그 결과를 85° 각도의 경우 Figure 4에 60° 각도의 경우 Figure 5에 각각 나타내었다.
- 나 흡수성.잉크가 코팅액에 흡수되어 들어가는 모습을 관찰하기 위하여 제조된 코팅액을 유리용기에 담은 후 열풍 건조하여 10 mm 정도 두께로 만들었다. 이 표면에 잉크 방울(0.
- 흡수성.잉크를 떨어뜨린 후 그 단면에서 잉크가 흡수된 거리를 계산하였다. 아크릴아미드가 사용된 시료F와 시료 G에서는 흡수된 거리가 증가하였지만 아크릴아미드가 사용되지 않은 시료 C에서는 흡수된 거리가 첨가제를 사용하기 전과 비교하여 큰 차이가 없었다.
- 퍼짐성.잉크의 퍼짐성을 측정하기 위해 Figure 3에서 보인 바와 같이 제조한 잉크젯 용지에 잉크 방울(0.5 uL)을 떨어뜨려 잉크가 퍼지는 크기를 시간대별로 측정하였다.
- 따라서 본 연구에서는 이에 대한 기초적 연구를 시도하였으며 이를 위해 바인더 용 고분자 첨가제를 에멀션 중합법을 이용하여 합성하였다. 제조 후 이를 PVA 분산제와 알루미나 솔을 혼합하여 코팅제를 제조하였다. 고분자 첨가제 합성시 단량체조합과 입자의 모폴로지등을 조절하였으며 이러한 것들이 코팅제의 잉크에 대한 흡수성, 광택도 퍼짐성, 광학밀도 그리고 내수^ 등에 어떤 영향을 미치는지 조사하였다.
- 코어/ 쉘 형태의 시료(G)를 만들 때는 1차 프리에멀션(전체의 50%) 의 10 wt%를 먼저 넣은 후 batch 중합하였고 나머지 1차 프리에멀션을 2시간에 걸쳐 투입한 후, 2차 프리에멀션을 다시 2시간에 걸쳐 투입하였다. 전체 시료들에 대한 자세한 중합방법은 Table 1에 정리하였다.
- 광학밀도(Optical Density, OD). 코팅된 사진 인화지에 EPSON STYLUS PHOTO 915를 이용하여 4x4 cm 크기의 정사 각 형안에 black, yellow, magenta, cyan의 화상을 인쇄한 후 광학밀도값을 측정하였다.
- 흡수성은 잉크가 잉크젯 용지에 고착 시 얼마나 빠르고 정확히 고착되는가를 판단할 수 있으며 잉크의 건조 속도와도 관련이 있다. 흡수성의 정도는 일정 시간에 흡수되어 들어간 거리로서 상대적인 비교를 하였다.
대상 데이터
- (PVA, 동양제철 화학)이 사용되었다. 또한 안료로는 알루미나 솔 (ANRCo.) 이 사용되었다.
- 실험 재료 본 연구에서 사용한 실험 재료로는 우선 단량체로 스티렌(styrene, Aldrich), 부틸아크릴레이트(n-butyl acrylate, Aldrich), 메타크릴산(methacrylic acid, Junsei), 아크릴산(acrylic acid, Aldrich), 아크릴 아미드(acryl amide, Aldrich), 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate, Aldrich), 분산용수지로는 폴리 (비닐알콜) (PVA, 동양제철 화학)이 사용되었다. 또한 안료로는 알루미나 솔 (ANRCo.
- 유화제로는 비이온성 유화제인 polyoxyethylene oleyl ethers (OA20, 동남합성), 음이온 성 유화제로는 sodium dodecyl sulfate (SDS, Aldrich)가 사용되었다. 중합개시제로는 열분해형 개 시제인 potassium persulfate (Aldrich) 7} 사용되었다.
- Aldrich)가 사용되었다. 중합개시제로는 열분해형 개 시제인 potassium persulfate (Aldrich) 7} 사용되었다.
- 코팅액 제조안료인 알루미나 솔과 바인더로 가장 많이 사용되는 PVA12 그리고 고분자 첨가제의 무게비를 60 : 10 : 3.5의 비율로 상온에서 교반하면서 제조하였다.
이론/모형
- 문제가 된다. 이러한 척도를 제타전 위를 이용하여 측정하였고, 즉정에 이용된 장비는 Zeta potential analyzer (Brookhaven Instrument Co.) 이다.
성능/효과
- 1) 음이온성이 강한 음이온 유화제나 아크릴산이 많이 첨가될 경우 코팅액의 제타전 위 값이 낮았고 이 경우 안정성이 떨어져 입자 엉킴 현상이 발생하였다.
- 2) 메타크릴산이 함유된 고분자 첨가제가 사용된 경우 광택 도는 향상되었지만 흡수성, 퍼짐성, 광학밀도와 같은 인쇄적 성에서는 좋은 물성을 나타내지 못하였다.
- 3) 아크릴아미드가 함유된 고분자 첨가제를 사용한 경우 광택도 는 저하되었지만 광학밀도, 흡수성, 퍼짐성 등의 인쇄적 성은 향상되었다.
- 4) 메타크릴산과 아크릴아미드를 코어-쉘 형태로 사용한 고분자 첨가제를 사용한 전용지에서는 모든 물성이 각각을 독립적으로 사용한 시료의 중간 정도의 값을 나타내었다.
- 5) 고분자 첨가제가 사용된 전용지는 사용하지 않은 전용지에 비해 표면의 크랙이 현저하게 줄어들었다. 따라서 고분자 첨가제는 인화지 표면의 코팅제 크랙을 방지하는 효과가 있다고 판단된다.
- 그 결과를 85° 각도의 경우 Figure 4에 60° 각도의 경우 Figure 5에 각각 나타내었다. 두각도 모두 메타크릴산의 양이 증가할수록 광택도가 증가하였고, 아크릴 아미드의 양을 증가시킬수록 광택도가 감소하였다. 한편 메타크릴산을 쉘에 아크릴아미드를 코어에 넣어 만든 코어쉘 형태의 첨가제가 들어간 인화지G의 경우 광택도는 메타크릴산과 아크릴 아미드를 독립적으로 사용한 인화지D와 인화지 F 광택 도의 중간값을 나타내었다.
- 내수성 실험을 하기 위하여 코팅지에코팅액을 코팅하여 시편을 제조한 다음 상온에서 2시간 동안 흐르는 물에 담근 후 방치하여 에멀션의 벗겨짐 등을 육안으로 괜찮았다. 이 결과 고분자 첨가제가 들어가지 않은 시료를 포함하여 모든 시료가 좋은 내수성을 보였다. 따라서 첨가된 고분자 첨가제는 내수성에 영향을 주지 않은 것으로 판단된다.
- 5 mV에 비해 매우 낮음을 알 수 있다. 제타전위가 낮은 코팅액시료 A와 코팅액시료 B의 경우 알루미나 솔과 혼합 후 응집 현상이 일어나는 것을 관찰할 수 있었다.
후속연구
- 이상의 기초적인 실험 결과를 바탕으로 향후 양이온성고분자 첨가제 입자제조, 다양한 코어-쉘 조합의 입자 제조, 잉크의 물성 변화에 따른 최적의 단량체조합 등과 관련된 부분적으로 좀 더 심도 있는 연구가 필요하다고 판단된다.
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