KR0178064B1 - 기록용 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기록용 필름에 관한 것으로서, 지지체 필름의 한면에 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 아크릴 수지 및 실리카를 포함하여 되는 피막이 형성되고, 다른 면에는 아크릴 수지 및 실리카를 포함하여 되는 피막이 형성된 기록용 필름은, 잉크건조성, 잉크선명도, 잉크접착력, 코팅접착력 등이 모두 양호하여 수성잉크로서 손 쉽게 기록할 수 있을 뿐아니라, 내수성 및 지지체 필름과 친수성 피막의 접착력이 우수하고 기록성도 좋아 잉크제트플로터에 용이하게 사용된다.

Description

기록용 필름

본 발명은 수성 잉크를 사용하여 화상을 형성시키는 기록용 필름에 관한 것으로서, 상세하게는 지지체 필름의 표면에 고밀도 기록이 가능한 친수성 고분자 피막을 형성시켜 잉크제트 플로터 등에 사용하기 위한 기록용 필름에 관한 것이다.

현재 시판중인 플로터에는 펜플로터, 도스 매트릭스, 레이저 플로터, 정전 플로터, 잉크제트 플로터 등이 있다. 이들 플로터중 잉크제트 플로터는 가력이 저렴하고, 플로팅 속도가 빠르며, 소음이 적고, 색상 표현이 자유롭다는 장점을 갖고 있어 그 보급이 증가되는 추세이다. 잉크제트 플로터는 제트 노즐의 막힘을 방지하기 위하여 노즐이 부식되지 않는 수용성 잉크를 사용해야 하며 이러한 잉크로는 염료, 바인더, 첨가제 등의 성분을 수용성 용매에 용해시킨 것이 일반적으로 사용된다. 또한 잉크제트 플로터의 피기록용 재료는 잉크 흡수성이 좋아야 하므로, 통상 잉크를 충분히 흡수할 수 있도록 처리한 재료를 사용하여야 한다. 그 외에도 투명 지지체 필름에 요구되는 일반적 특성으로는 투명성, 평활성, 내열성, 내습성 등이 있다.

일반적으로 플로터용으로 사용되는 피기록용 재료로서는 트레이싱 페이퍼와 필름이 있다. 이들 중 트레이싱 페이퍼는 가격이 저렴하다는 잇점은 있지만, 필름에 비하여 인장강도, 열안정성, 내습성, 내수성, 치수안정성 등이 떨어지므로 장시간 보관시에는 문제가 많기 때문에 일반적으로 필름이 더 많이 사용되고 있다. 특히 잉크제트 플로터에 사용되는 피기록체의 재료로는 플라스틱 필름이 많이 사용되고 있는데 이들 플라스틱 필름은 소수성으로서 잉크제트 플로터용 잉크를 전혀 흡수하지 않으므로 그 위에 직접 기록되는 잉크가 쉽게 건조되지 않아 실용적이지 못하다는 문제가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로서 투명한 지지체 필름의 적어도 한 면에 친수성 고분자 피막을 형성시켜, 이를 잉크제트 플로터 등의 기록용 필름으로 사용하고 있다.

그런데 이미 시판되어 오버헤드 프로젝터(overhead projector ; OHP) 용으로 사용되고 있는 잉크제트 필름은 도면용으로 사용시 친수성 피막을 형성하므로, 장기 보관중 습기에 의해 손상될 위험성이 크며, 도면 수정시에도 투명하기 때문에 수정이 어렵다는 문제를 갖고 있다. 또한 코팅층 뒷면에는 필름의 커얼링 및 프린팅시에 발생하는 스크랫치 등을 방지하기 위하여 종이를 붙이고 있는데, 종이를 붙이기 위해서는 특별한 후가공 공정이 필요하므로, 제품 양산시 제조원가가 많이 든다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 기록용 필름이 갖고 있는 문제점을 해결하여, 장기 보관시에도 습기 등에 의한 필름의 변형이 없으며, 도면 수정이 편리하고, 후가공 공정에서도 뒷면에 종이를 붙일 필요가 없는 기록용 필름, 특히 잉크제트 플로터용으로 사용될 수 있는 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 지지체 필름의 한면에 폴리비닐알콜(PVA), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 아크릴 수지 및 실리카를 포함하여 되는 피막이 형성되고, 다른 면에는 아크릴 수지 및 실리카를 포함하는 되는 피막이 형성된 기록용 필름을 제공한다.

특히 상기 피막이 매트화(matted) 또는 오패크화(opaqued)된 것도 바람직하게 사용될 수 있다.

즉, 본 발명의 기록용 필름은 지지체 필름의 일면에 PVA, PVP, 아크릴 수지 및 실리카를 주성분으로 하는 친수막을 형성시키고, 다른 한 면에는 실리카 및 아크릴 수지를 사용한 막을 형성시켜 필름의 커얼링 및 스크래치를 방지한 것으로서, 용도에 따라서는 상기 양 피막중 적어도 한 면에 매트층이나 오패크층을 형성시킬 수도 있다. 본 발명에 따라 투명 지지체 필름위에 도포하는 피막의 구성 성분으로 PVA, PVP 및 실리카를 사용한 결과, 잉크 건조 시간이 단축되고 잉크의 색상이 선명하게 표현되었으며, 또한 아크릴 수지를 사용함으로써 지지체 필름과 피막과의 접착성이 개선되어 장기간 보관시 발생되는 필름 손상의 문제를 해결하였을 뿐아니라 필름표면의 내스크래치성도 개선하였다.

본 발명에서 사용할 수 있는 지지체 필름으로는 일반적으로 많이 사용되는 투명한 플라스틱 필림이 사용될 수 있다. 예를들어, 폴리에스테르 필름, 폴리아미드 필름, 아세테이트 필름, 폴리비닐클로라이드 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리에틸렌계 필름등이 바람직하게 사용된다. 지지체 필름과 피막과의 접착성이 나쁜 경우, 또는 그 표면에 균일한 도포가 곤란할 경우에는 화학적 또는 물리적으로 처리된 필름을 사용할 수 있다. 지지체 필름의 두께는 50 내지 150㎛인 것이 바람직하게 사용된다.

본 발명에서 지지체 필름 표면에 도포되는 피막 성분중 하나인 폴리비닐알콜은 폴리아세테이트를 메탄올 중에서 분해(methanolysis)하여 제조하는데, 분해도가 75 내지 90%인 것이 바람직하며 이의 일반 구조식은 다음과 같다.

폴리비닐알콜의 분해도가 75%보다 낮으면 용해성은 좋지만 내수성, 내용제성, 잉크 접착성 및 필름 표면의 블로킹성이 떨어져서 바람직하지 못하며, 분해도가 90%보다 높아지게 되면 친수성이 나빠져서 잉크 건조시간이 길어지므로 바람직하지 못하다.

폴리비닐피롤리돈은 중량 평균 분자량이 700,000이상인 것이 바람직한데, 분자량이 너무 작으면 피막의 잉크 건조성 및 흡수성이 나빠지므로 바람직하지 못하다.

아크릴 수지는 카르복실기가 있는 성분으로서, 잉크의 흡수성을 향상시키고 필름 표면에 내스크래치성을 부여해 줄 뿐아니라 특히 지지체 필름과 피막과의 접착성을 좋게 해 주는 역할을 한다.

지지체 필름의 표면에 도포되어 피막을 형성하게 되는 또 다른 성분인 실리카는 그 크기가 쿨터 카운터로 측정시 평균입경 약1 내지 12㎛인 것이 바람직하며, 흡유량은 50 내지 300g/100g인 것이 적당하다. 이의 첨가량은 전체 조성물 양의 1 내지 15 중량부가 바람직하다.

본 발명의 기록용 필름은 일차적으로 지지체 필름의 일면에 상기와 같은 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 아크릴 수지 및 실리카를 물 및/또는 메탄올에 분산시킨 조성물을 도포, 건조하여 피막을 형성하게 된다.

지지체 필름의 표면에 도포되는 조성물 중에서 폴리비닐알콜은 4% 용액이 바람직하게 사용되는데 이를 사용할 경우에는, 폴리비닐알콜과 폴리비닐피롤리돈의 혼합 비율은 중량비로서 10:1 내지 1:10으로 하며, 더욱 바람직하게는 5:1 내지 1:5로 한다. 이때 아크릴 수지는 폴리비닐알콜과 폴리비닐피롤리돈의 합계량 100중량부에 대하여 10 내지 20 중량부의 비율로 혼합하여 사용하고, 실리카는 상기 수지 합계량에 대하여 3:1 내지 1:3의 비율로 혼합하는 것이 바람직하다. 도포되는 조성물의 pH는 중성이 좋은데, 알칼리성에서는 폴리비닐알콜의 관능기가 분해되어 잉크 흡수성이 나빠지게 되기 때문인 것으로, 액성이 알칼리성이 되지 않도록 주의해야한다.

상기 피막 형성된 지지체의 다른 면에는 아크릴 수지와 실리카를 포함하는 피막을 형성하게 되는데, 아크릴 수지와 실리카의 혼합 비율은 중량비로서 10:0.1 내지 10:2인 것이 바람직하게 사용된다.

상기와 같은 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 아크릴 수지 및 실리카를 물 및/또는 메탄올에 분산시킨 조성물 용액을 통상의 코팅방법에 따라 지지체의 한 면에 도포하고, 다른 면에는 아크릴 수지와 실리카를 물 및/또는 메탄올에 분산시킨 조성물 용액을 도포한 후 각각 120 내지 160℃의 온도에서 건조시켜 피막을 형성한다. 피막의 두께는 1 내지 20㎛, 바람직하게는 2 내지 15㎛로 하는데, 이는 피막이 1㎛보다 얇으면 잉크의 건조가 지연되어 실용적이지 못하며, 20㎛보다 두꺼우면 잉크의 색상이 선명하게 표현되기 어렵기 때문이다.

이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 단 하기의 실시예는 본 발명의 예시일 뿐 본 발명을 이로써 한정하는 것은 아니다.

[실시예 1]

전면코팅

폴리비닐알콜(4% 용액, 20℃에서 점도가 10 내지 30cps) 80중량부, 폴리비닐피롤리돈(중량 평균 분자량 700,000이상) 20중량부 및 아크릴 수지 15중량부, 실리카(사이로이드 244) 100중량부를 혼합하고, 물과 메탄올에 분산시켜 고분자 농도 약10%의 분산액을 제조한다. 이 코팅액을 폴리에스테르 필름상의 한 면에 도포하고, 140℃에서 건조하여 두께 약5㎛의 고분자 피막이 형성된 필름을 제조한다.

백코팅

아크릴 수지 5중량부, 실리카(입자크기 1㎛) 0.5중량부를 혼합하고 이를 메탄올에 분산시켜 고분자 농도 약10%의 분산액을 만든다. 이 코탱액을 상기 필름의 코팅되지 않은 이면에 도포하고 150℃에서 건조하여, 건조 두께 약3㎛의 고분자 피막이 형성된 본 발명의 기록용 필름을 제조한다.

[실시예 2]

전면코팅

실시예 1에서 사용한 폴리비닐알콜 30중량부, 폴리비닐피롤리돈 10중량부, 아크릴 수지 5중량부 및 실리카 50중량부를 혼합하고 물 180중량부와 메탄올 280중량부를 가하여 코팅액을 제조하고, 이를 폴리에스테르 필름의 한 면에 도포한 후 140℃에서 건조시켜 두께 약5㎛의 고분자 피막이 형성된 필름을 제조한다.

백코팅

실시예 1의 백코팅시에 사용한 것과 동일한 코팅액을 상기 필름의 다른 면에 적용하고 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 본 발명의 기록용 필름을 제조한다.

[비교예 1-4]

전면코팅

실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되 폴리비닐알콜과 폴리비닐피롤리돈 만을 각각 중량비 20:80(비교예1), 50:50(비교예2), 90:10(비교예3) 및 10:90(비교예4)로 사용하여 고분자 피막이 형성된 필름을 제조한다.

백코팅

상기 필름으로 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 기록용 필름을 제조한다.

상기 각 실시예 및 비교예에서 제조된 기록용 필름으로 다음과 같은 성능 평가 시험을 수행하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.

(1) 잉크 건조성

잉크제트 플로터로 플로팅하여 잉크가 건조할 때까지의 사간을 측정한다.

(2) 잉크 선명도

잉크제트 플로터로 플로팅하고 24시간 후 흡수된 잉크의 선명도를 육안으로 평가한다.

(3) 코팅접착력

코팅된 필름에 크로스커터를 사용하여 눈금을 만든 후, 스카치테이프로 표시된 눈금 부위를 떼어 내어 육안으로 평가한다.

(4) 잉크 접착력

플로팅된 면에 크로스커터를 사용하여 육안으로 평가한다.

상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 기록용 필름은 잉크건조성, 잉크선명도, 잉크접착력, 코팅접착력 등이 모두 양호하여 수성 잉크로서 손 쉽게 기록할 수 있을 뿐아니라, 내수성 및 지지체 필름과 친수성 피막의 접착력이 우수하고 기록성도 좋아 잉크제트 플로터에 사용하는 기록용 필름으로 매우 적합한 것이다.

Claims (6)

1. 지지체 필름의 한면에 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 아크릴 수지 및 실리카를 포함하는 피막이 형성되어 있고, 다른 면에는 아크릴 수지 및 실리카를 포함하는 피막이 형성되어 있으며, 상기 각각의 피막이 매트화(matted) 또는 오패크화(opaqued)된 것을 특징으로 하는 기록용 필름.
2. 제1항에 있어서, 상기 각각의 피막의 두께가 1 내지 20㎛인 것을 특징으로 하는 기록용 필름.
3. 제1항에 있어서, 상기 폴리비닐알콜이 폴리비닐아세테이트를 메탄올중에서 분해하여 제조한 것으로서, 분해도가 79-90%인 것을 특징으로 하는 기록용 필름.
4. 제1항에 있어서, 상기 폴리비닐피롤리돈의 중량 평균 분자량이 700,000 이상인 것을 특징으로 하는 기록용 필름.
5. 제1항에 있어서, 상기 폴리비닐알콜의 4%수용액을 기준으로 할 때, 폴리비닐알콜과 폴리비닐피롤리돈의 혼합비율은 중량비로서 10:1 내지 1:1이고, 아크릴 수지는 폴리비닐알콜과 폴리비닐피롤리돈의 합계 100중량부에 대하여 10 내지 20중량부의 비율로 혼합하되, 실리카는 상기 수지 합계량에 대하여 3:1 내지 1:3의 비율로 혼합된 것을 특징으로 하는 기록용 필름.
6. 제1항에 있어서, 상기 다른 면에 포함되는 아크릴 수지와 실리카의 혼합비가 중량비로 10:0.1 내지 10:2인 것을 특징으로 하는 기록용 필름.