KR100384987B1 - 표면처리된플라스틱필름과잉크젯기록매체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라스틱 필름의 적어도 한면상에 형성된 표면 코팅층을 포함하는 표면-처리된 플라스틱 필름 및 잉크젯 기록 물질에 관한 것으로서, 상기 표면 코팅층 측에서 수성 잉크와 알콜 잉크의 확산 지수는 각각 1.0 - 1.2 이다. 수성 잉크 및 알콜 잉크 각각의 확산 지수가 1.0 - 1.2 인 본 발명의 표면-처리된 플라스틱 필름은 볼펜의 수성 잉크의 확산이 적게 일어나고, 필기능 및 오프셋 인쇄능이 우수하며, 합성지로서 매우 유용하다. 또한, 상기 표면-처리된 플라스틱 필름을 사용함으로서 높은 등급의 기록을 허용하는 잉크젯 기록물질을 제조할 수 있다.

Description

표면 처리된 플라스틱 필름과 잉크젯 기록 매체
본 발명은 각종 라벨, 배송 전표, 프린터용 기록지 등에 유용하게 사용되는 표면 처리된 플라스틱 필름에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 본 발명은 수성 잉크펜, 스탬프, 인주 등에 널리 사용되는 수계 또는 알코올계 잉크의 선택 흡수성과 확산 방지성이 우수한 표면 처리된 플라스틱 필름에 관한 것이다. 이 필름은 필기성(writability) 및 인쇄성(printability)이 크게 개선된 것이다. 또한, 본 발명은 상기 표면 처리된 플라스틱 필름을 포함하는 잉크젯 기록 매체(ink jet recording material)에 관한 것이며, 상기 매체는 고품질의 상 인쇄를 가능하게 한다.
플라스틱 필름은 천연지에 비해 기계적 강도뿐만 아니라, 내수성, 수분 흡수시의 치수 안정성, 표면 평활도, 인쇄물의 선명도 및 광택이 우수하기 때문에 포장지, 라벨, 지도, 포스터, 이름표, 배송 전표 및 각종 프린터용 기록지 등의 천연지 대신에 합성지로서 널리 사용되고 있다.
한편. 종래의 플라스틱 필름은 표면이 평활하고, 또한 수계 및 알코올계 잉크에 대한 흡수성이 거의 없기 때문에, 연필, 볼펜, 수성 잉크펜 등에 의한 필기성이 나쁘다. 또한, 이러한 필름은 잉크의 건조성이 나빠, 잉크가 번져서 판독할 수없게 되는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 플라스틱 필름 표면에서의 수계 및 알코올계잉크의 흡수성을 개선시켜 수성 잉크펜 등에 대한 필기성을 향상시키고 아울러 스탬프 잉크, 인주 잉크 등의 수용성(acceptability)도 향상시켜서, 본 발명의 플라스틱 필름을 일반 라벨, 바코드 라벨, 배송 전표, 각종 프린터 기록지 및 정보 기록지 등의 천연지 대신에 합성지로서 어려움 없이 사용될 수 있도록 하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 고품질의 기록을 허용하는 표면 처리된 플라스틱 필름을 포함하는 잉크젯 기록 매체를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 하기 ①∼⑦이 제공된다.
① 플라스틱 필름의 적어도 한쪽 면에 형성된 표면 코팅층을 포함하는 표면 처리된 플라스틱 필름으로서, 이의 표면 코팅층측의 수계 및 알코올계 잉크에 대한 확산 지수(spreading index; 번짐 지수라고도 함)는 각각 1.0∼1.2인 것인 플라스틱 필름.
② 표면 코팅층이 유기 표면 처리 및/또는 무기 표면 처리를 한 무기 입자, 중합체 왁스, 및 유기 용제 가용 수지 또는 수성 수지를 필수 성분으로 포함하는 ①의 표면 처리된 플라스틱 필름.
③ 표면 코팅층이 유기 표면 처리 및/또는 무기 표면 처리를 한 무기 입자, 중합체 왁스, 및 수성 수지를 필수 성분으로 포함하는 ①의 표면 처리된 플라스틱 필름.
④ 플라스틱 필름이 폴리에스테르계 필름인 상기 ①∼③ 중 임의의 하나의표면 처리된 플라스틱 필름.
⑤ 플라스틱 필름이 0.8∼1.3의 겉보기 비중을 가지며, 폴리에스테르계 필름은 폴리에스테르 및 이 폴리에스테르와 비상용성인 1종 이상의 열가소성 수지를 포함하며, 상기 폴리에스테르계 필름은 한 축 이상의 방향으로 연신됨으로써 형성된 미세 공동을 갖는 것인 ④의 표면 처리된 플라스틱 필름.
⑥ 광 투과성이 30% 이하이고, 평면내 복굴절율이 -0.02∼+0.04인 ①∼⑤중 임의의 하나의 표면 처리된 플라스틱 필름.
⑦ 상기 ①∼③ 중 임의의 하나의 표면 처리된 플라스틱 필름의 표면 코팅층 위에 잉크 수용층을 포함하는 잉크젯 기록 매체.
본 발명의 표면 처리된 플라스틱 필름은 플라스틱 필름의 적어도 한쪽 면에 표면 코팅층을 가지며, 표면 처리된 플라스틱 필름은 표면 코팅층측의 수계 및 알코올계 잉크에 대한 확산 지수가 각각 1.0∼1.2인 것을 특징으로 한다.
잉크 확산 지수가 1.0 미만인 인주 잉크의 경우에, 필름은 인주 잉크를 반발시켜 선들을 좁게 만들거나, 또는 선에 빈 지점을 형성하여 인쇄된 상을 읽기 어렵게 만드는 반면, 확산 지수가 1.2를 초과하는 경우에는 인주 잉크가 번져서 스탬프를 읽을 수 없게 만들기 때문에 인주의 기능을 수행할 수 없게 된다. 이는 인쇄용 잉크 및 필기용 잉크에 있어서도 동일하게 적용된다.
본 발명에 사용된 수성 잉크는 레플레니쉬(Replenish) 잉크:주홍색 반도스탬프 전용(반도 코오포레이숀에서 제조함)이고, 물/중합체/글리콜/알코올/염료 =40/30/20/10(중량%)로 구성된다. 알코올 잉크는 사치하타(Shachihata)스탬프 레플레니쉬 잉크:S-1 블랙(사치하타 고교 가부시키 가이샤에서 제조함)이고, 알코올/물/염료/계면활성제/기타 = 50∼60/20∼30/5∼ 10/1 ∼3/1 ∼3(중량%)로 구성된다.
본 발명에서, 잉크 확산 지수는 하기의 방법으로 측정한다.
샘플 필름을 카메라가 장착된 입체경의 시료대 위에 수평으로 놓아서, 샘플 필름의 표면 코팅층이 위로 오게 하고, 마이크로시린지를 사용하여 수계 또는 알코올계 잉크(0. 6 μl)를 샘플 필름의 윗 면에 떨어뜨린다. 떨어뜨린 후의 잉크 부착 면적(S1)과 30분 후의 면적(S2)을 동일 조건하에서 촬영한 사진으로부터 측정한다. 이렇게 하여 수계 및 알코올계 잉크에 대하여 얻은 S1과 S2를 사용하여, 수계 및 알코올계 잉크의 잉크 확산 지수를 각각 하기 식으로부터 결정한다:
잉크 확산 지수 = S2/S1
상기 확산 지수를 만족시키는 본 발명의 표면 처리된 플라스틱 필름은 플라스틱 필름의 적어도 한 면에 유기 표면 처리 및/또는 무기 표면 처리를 한 무기 입자, 중합체 왁스, 및 유기 용제 가용 수지 또는 수성 수지를 포함하는 표면 코팅층을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 무기 입자의 비제한적인 예로는 실리카, 탄산칼슘, 황산칼슘, 황산바륨, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 탈크, 제올라이트, 알루미나, 이산화티탄 및 산화아연을 들 수 있고, 이중에서도 특히 바람직한 것은 실리카 입자이다.
무기 입자의 입자 크기는 0.5∼10 ㎛인 것이 바람직하고, 1.0∼5.0 ㎛인 것이 보다 바람직하다.
무기 입자는 단독으로, 또는 조합하여 사용할 수 있다. 입자 크기가 다른 2종 이상의 입자를 사용할 수도 있다.
본 발명에 있어서, 상술한 무기 입자 표면의 유기 또는 무기 표면 처리의 목적은 입자 표면을 부분적으로 소수성으로 만들어 2차 응집을 감소시키고, 그 결과 입자 분산성을 증강시켜 수계 및 알코올계 잉크의 확산을 제어하는 것이다.
유기 표면 처리는, 예를 들면 커플링제〔예, 비닐트리스(β-메톡시에톡시)실란 및 3-아미노프로필트리에톡시실란〕로 실릴화하고, 고급 지방산(예, 스테아르산 및 팔미트산)으로 에스테르화하거나, 또는 포화 탄화수소 또는 수지(예, 파라핀 왁스, 스테아르아미드, 실리콘 수지 및 플루오로카본 수지)로 처리함으로써 이루어진다.
무기 표면 처리는, 예를 들면 무기 커플링제, 금속 알콕시드, 금속 이온 등으로 표면 반응시키거나, 또는 이온 교환 반응시킴으로써 이루어진다.
그 중에서도, 마그네슘 처리제를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 표면 처리의 구체적인 예로는, 무기 입자의 표면 상에 분무 코팅함으로써 상술한 방법에 사용된 표면 처리제를 코팅하는 방법, 및 표면 처리제의 용액 중에 입자들을 침지시킴으로써 무기 입자의 표면에 처리제를 부착시키는 방법이 있다.
표면 코팅층의 필수 성분에 속하는 중합체 왁스는 일반적으로 물에 대하여낮은 습윤성을 가지며, 수중에서 분산되거나, 또는 에멀젼화될 수 있는 공지된 중합체이다. 중합체 왁스의 예로는 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계, 아크릴계 왁스 및 지방족 왁스를 들 수 있다. 특히 바람직한 것은 용제에 대한 친화성이 높고, 열분산 안정성이 우수하며, 점착성(stickiness)이 없는 경질의 중합체 왁스로서, 그 예로는 폴리에틸렌계 왁스 및 아크릴계 왁스를 들 수 있고, 이들은 확산 지수를 제어하기에 가장 적합하다.
폴리에틸렌계 및 폴리프로필렌계 왁스는 수 평균 분자량이 1,000∼20,000이고, 바람직하게는 1,000∼10,000이다. 아크릴계 왁스의 수 평균 분자량은 5,000∼5,000,000이고, 바람직하게는 10,000∼3,000,000이며, 보다 바람직하게는 100,000∼2,000,000이다.
표면 코팅층를 구성하는 3가지 필수 성분 중 하나로서, 유기 용제 중에 가용성인 수지 또는 수성 수지가 사용된다.
수성 수지는 수용성 수지 및/또는 수분산성 수지인데, 그 예로는 폴리비닐 알코올, 이온 변성 폴리비닐 알코올, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리우레탄, 블록화 이소시아네이트-함유 우레탄 올리고머, 전분, 젤라틴, 카제인, 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 공중합 폴리에스테르, 폴리아크릴산, 아크릴산 공중합체 및 폴리비닐 아세테이트와 같은 중합 물질을 들 수 있다. 유기 용제 가용 수지는 톨루엔, 메틸 에틸 케톤 및 에틸 아세테이트의 단독 용제 또는 혼합 용제 중에서 용해되며, 그 예로는 공중합 폴리에스테르, 폴리우레탄, 아크릴 공중합체 및 스티렌-부타디엔 공중합체가 있으며, 이들은 필요에 따라 단독으로 사용되거나 또는 병용될 수 있다.
위생 안전성 및 작업성의 견지에서 수성 수지를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
수성 수지 또는 유기 용제 가용 수지에 대한 상술한 무기 입자의 함량은, 고형분 환산 중량비로 수성 수지 또는 유기 용제 가용 수지 100 중량부당 무기 입자 25∼250 중량부의 범위가 바람직하고, 65∼150 중량부인 것이 보다 바람직하다. 무기 입자의 함량이 25 중량부 미만인 경우 필름은 소량의 잉크를 흡수하는 경향이 있고, 무기 입자의 함량이 250 중량부를 초과하는 경우에는 표면 코팅층의 내찰과성이 감소하는 경향이 있다.
수성 수지 또는 유기 용제 가용 수지에 대한 상술한 중합체 왁스의 함량은, 고형분 환산 중량비로 수성 수지 또는 유기 용제 가용 수지 100 중량부당 중합체 왁스 0.1∼5.0 중량부의 범위가 바람직하고, 0.5∼1.5 중량부인 것이 보다 바람직하다. 중합체 왁스의 함량이 0.1 중량부 미만인 경우 잉크는 더 잘 번지는 경향이 있고, 중합체 왁스의 함량이 5.0 중량부를 초과하는 경우에는 잉크의 흡수성이 저하되는 경향이 있다.
상술한 3가지 성분을 필수 성분으로서 함유한 표면 코팅층은 각종 첨가제, 예컨대 가교제(예, 멜라민제 및 이소시아네이트제) 및 대전방지제를 포함하여 표면 처리된 플라스틱 필름의 최외층에 필요한 만큼의 부가 기능, 예컨대 내찰과성, 대전 방지성 및 내수성을 증강시킬 수 있다. 대전방지제 중에서는, 예컨대 Zn-Sn 화합물, 티탄산 화합물 및 인 함유 화합물 같은 무기 대전방지제 또는 중합체 대전방지제를 사용하는 것이 바람직한데, 그 이유는 유기 저분자량 대전방지제는 잉크의 확산을 도와 잉크의 번짐을 증가시키는 경향이 있기 때문이다.
표면 코팅층의 두께는 0.1 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 상기 두께가 0.1 ㎛ 미만인 경우에, 잉크는 불충분하게 흡수되는 경향이 있다. 비용면에서의 장점 등을 고려하면, 0.5∼5.0 ㎛의 범위가 더 바람직하다.
본 발명에 사용할 수 있는 플라스틱 필름의 비제한적인 예로는 1종 이상의 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리카르보네이트, 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 및 폴리비닐리덴 플루오르화물로 제조된 중합체 필름이 있다. 이중에서 특히 바람직한 것은 폴리에스테르계 필름이다.
플라스틱 필름의 두께는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 합성지로서의 일반적인 강도를 확보하기 위한 바람직한 범위는 1∼5,000 ㎛이고, 5∼500 ㎛가 더 바람직하다.
플라스틱 필름의 재료로서 바람직하게 사용되는 폴리에스테르의 예로는 테레프탈산, 이소프탈산 및 나프탈렌 디카르복실산과 같은 방향족 디카르복실산과 또는 이들의 에스테르, 그리고 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 1,4-부탄디올 및 네오펜틸 글리콜과 같은 글리콜의 축합 중합반응에 의해 제조된 폴리에스테르가 있다.
상기 폴리에스테르는 방향족 디카르복실산과 글리콜의 직접 반응에 의해 제조되거나, 방향족 디카르복실산의 알킬 에스테르와 글리콜을 알킬 에스테르의 에스테르 교환반응 후에 축합 중합반응에 의해 제조되거나, 또는 방향족 디카르복실산의 디글리콜 에스테르의 축합 중합반응에 의해 제조될 수 있다.
상술한 폴리에스테르의 구체적인 예로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트를 들 수 있다. 폴리에스테르는 단독 중합체이거나, 또는 2종 이상의 산 성분 및/또는 글리콜 성분의 공중합체일 수 있다.
본 발명에서, 폴리에스테르는 에틸렌 테레프탈레이트 단위, 부틸렌테레프탈레이트 단위 또는 에틸렌-2,6-나프탈레이트 단위를 70 몰% 이상, 바람직하게는 80 몰% 이상, 더욱 바람직하게는 90 몰% 이상의 비율로 함유하는 것이 바람직하다. 플라스틱 필름의 재료로서 상기 폴리에스테르를 선택적으로 사용하면 보다 우수한 치수 안정성 및 내열성을 갖는 표면 처리된 플라스틱 필름을 얻을 수 있다.
또한, 표면 처리된 플라스틱 필름의 겉보기 비중이 0.8∼1.3이 되도록 할 수 있는 미세 공동을 갖는 폴리에스테르계 필름은 본 발명에 사용되는 플라스틱 필름으로서 특히 바람직하고, 상기 폴리에스테르계 필름은 폴리에스테르 및 이 폴리에스테르와 비상용성인 1종 이상의 열가소성 수지를 포함하는 필름 재료를 사용하여, 이 재료를 필름으로 만든 후, 이 필름의 내부에 미세한 공동을 다수 형성시키기 위해 후술하는 방법에 의해 한 축 이상의 방향으로, 바람직하게는 종방향 및 횡방향으로 이축 연신하여 얻는다.
폴리에스테르와 비상용성인 열가소성 수지를 공동 형성제로서 첨가하면 폴리에스테르계 필름에 미세한 공동이 형성되어, 가요성, 경량-가중성(light-weightedness) 및 상 묘화성(描畵性)(image drawability)이 개선되는데, 상기 수지는 폴리에스테르와 비상용성인 한 특별히 제한되지 않는다. 열가소성 수지의 비상용성으로 인해, 이는 폴리에스테르에 미세한 미립자 상태로 분산되어 연신시 폴리에스테르와의 계면에 공동을 형성한다.
열가소성 수지의 예로는 동일배열 폴리스티렌, 규칙배열 폴리스티렌, 혼성배열 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 및 고충격 폴리스티렌(스티렌과 올레핀 고무의 혼합물)과 같은 폴리스티렌 수지류, 폴리페닐렌 에테르 수지류, 폴리올레핀 수지류(예, 폴리메틸펜텐, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 고리계 올레핀 중합체), 폴리아크릴 수지류, 폴리카르보네이트 수지류, 폴리설폰계 수지류, 및 셀룰로오스 수지류를 들수 있다. 특히 바람직한 것은 폴리스티렌 수지류와 폴리올레핀 수지류(예, 폴리메틸펜텐 및 폴리프로필렌)이다.
폴리에스테르에 첨가되는 열가소성 수지의 함량은 플라스틱 필름 내에 형성되는 소정량의 공동 및 연신 조건에 따라 달라진다. 상기 함량은 전체 플라스틱 필름을 기준으로 3∼40 중량%가 바람직하고, 5∼15 중량%가 특히 바람직하다. 그 함량이 3 중량% 미만인 경우 형성된 공동의 함량은 제한되어, 공동 형성에 의해 제공되는 가요성, 경량-가중성 및 상 묘화성을 얻기가 어려워지는 경향이 있다. 한편, 상기 함량이 40 중량%를 초과하는 경우 연신성은 감소하는 경향이 있으며, 플라스틱 필름이 지니는 내열성, 강도 및 요성(nerve)이 손상된다. 열가소성 수지는 단독으로 사용하거나, 또는 병용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 플라스틱 필름은 은폐성 또는 상 묘화성을 향상시킬 필요가 있는 경우에 무기 입자 또는 유기 입자를 포함할 수 있다. 무기 입자의 예로는 실리카, 카올리나이트, 탈크, 탄산칼슘, 제올라이트, 알루미나, 황산바륨, 카본 블랙, 산화아연 및 이산화티탄을 들 수 있다. 유기 입자의 예로는 유기 백색 안료, 벤조구아나민, 가교된 폴리스티렌 및 가교된 아크릴 수지를 들 수 있다.
본 발명에 있어서, 플라스틱 필름은 단층 필름이거나, 또는 두개 이상의 층을 갖는 복합 필름일 수 있다.
복합 필름을 제조하는 방법에는 특별한 제한이 없다. 생산성 등의 견지에서, 다른 압출기로부터 각각의 층들의 재료를 압출하고, 압출된 재료를 한 다이에 넣어 미연신 필름을 제공한 후, 이 필름을 적어도 한 축으로 배향시키는 단계를 포함하는 동시압출 적층법에 의해 제조하는 것이 가장 바람직하다.
본 발명의 표면 처리된 플라스틱 필름은 플라스틱 필름의 적어도 한 표면 상에, 유기 표면 처리 및/또는 무기 표면 처리를 한 무기 입자, 중합체 왁스, 및 유기 용제 가용 수지 또는 수성 수지를 필수 성분으로 포함하는 상술한 표면 코팅층을 갖는다.
구체적으로, 표면 처리된 플라스틱 필름은 겉보기 비중이 0.8∼1.3, 바람직하게는 1.0∼1.25, 더욱 바람직하게는 1.05∼1.25인 미세 공동을 갖는 상술한 필름을 포함한다. 비중이 0.8 미만인 경우, 공동 함량은 너무 커서 불충분한 강도를 갖는 표면 처리된 플라스틱 필름이 얻어지며, 표면 처리된 플라스틱 필름의 표면 상에 균열 및 주름이 생긴다. 반대로, 겉보기 비중이 1.3을 초과하는 경우, 공동 함량은 불충분해져서 완충성, 가요성 및 상 묘화성이 손상된다.
겉보기 비중은 공동 형성제의 함량 및 종류, 또는 폴리에스테르와 비상용성인 열가소성 수지의 함량 및 종류, 및 필름 형성 조건, 특히 연신 조건을 달리함으로써 조절할 수 있다.
겉보기 비중은 다음과 같이 측정한다.
표면 처리된 플라스틱 필름을 5.00 cm ×5.00 cm의 정방형으로 정확히 절단한다. 50개의 지점에서 두께를 측정하여 평균 두께(t ㎛)를 얻고; 이 필름의 중량을 0.1 mg까지 측정하여 W g으로 표시한다. 겉보기 비중은 하기 식으로부터 계산한다.
겉보기 비중 = W ×104/(5×5×t)
미세 공동을 함유하거나 함유하지 않는 플라스틱 필름을 포함하는 본 발명의 표면 처리된 플라스틱 필름은 광 투과성이 30% 이하이고, 평면내 복굴절율은 -0.02∼+0.04인 것이 바람직하다.
합성지로서의 적합성을 향상시키기 위해서는 본 발명의 표면 처리된 플라스틱 필름은 광 투과성이 30% 이하, 보다 바람직하게는 20% 이하, 가장 바람직하게는 15% 이하여야 한다. 광 투과성이 30%를 초과하는 경우, 필름의 이면이 비치므로 인쇄물의 외관이 손상된다.
광 투과성은 미세 공동 함량과 첨가된 입자들의 함량을 달리함으로써 조정할 수 있다.
광 투과성은 Poyic integral spherical H.T.R 미터(니폰 세미츄고가쿠에서제조함)를 사용하여 JIS-K6714에 의거하여 표면 처리된 플라스틱 필름을 통과하는 광 투과성을 측정하여 결정한다.
본 발명의 표면 처리된 플라스틱 필름의 평면내 복굴절율은 -0.02∼+0.04, 보다 바람직하게는 0∼+0.03이다. 평면내 복굴절율이 -0.02 이상, 바람직하게는 0이하인 필름은 실질적으로 등방성이고, 필름의 횡방향 인열에 강하다. 그러나, 평면내 복굴절율이 +0.04를 초과하는 경우에, 필름은 필름의 종방향으로 쉽게 인열되어 필름의 슬리팅시 파괴되고, 절단시 필름의 종방향 인열이 일어난다. 평면내 복굴절율이 -0.02 미만이거나, 또는 +0.04를 초과하는 경우, 필름에 주름이 생기며, 프린터를 사용하여 인쇄하면 말리는 경향이 있다.
평면내 복굴절율에 있어서, (+) 또는 (-) 값은 종방향 연신의 이력이 횡방향 연신 이력보다 더 크거나 또는 더 작은 것을 의미한다. 평면내 복굴절율은 주축에 약간의 경사를 수반할 수 있으며, 이는 횡방향 연신후 소위 굽힘(bowing)현상에 의해 야기된다.
평면내 복굴절율은 다음과 같이 측정한다.
표면 처리된 플라스틱 필름을 10.00 cm ×10.00 cm로 절단하고, 중량을 측정한다(W g). 필름이 내부에 공동을 갖지 않는 경우에 얻은 밀도 p(g/㎤)를 사용하여, 공동 함량과 무관한 실질적인 두께(T cm)를 하기 식으로부터 계산한다.
T = W/(p ×100)
그 후, 간자키 페이퍼 MFG Co., Ltd.에서 제조한 분자 배향 미터 MOA-2001A 및 상기에서 얻은 두께 T를 사용하여, 종방향 주축 및 횡방향 주축을 따라 마이크로파 영역에서의 굴절율을 측정한다. 하기 식에 따라, 평면내 복굴절율을 계산한다.
평면내 복굴절율 = 종방향 주축에 따른 굴절율 - 횡방향 주축에 따른 굴절율
밀도 ｐ는 표면 처리된 플라스틱 필름을 구성하는 각각의 성분의 조성비와 이성분들의 밀도로부터 계산한다.
본 발명에 사용되는 플라스틱 필름을 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 구체적으로, 미세 공동을 함유한 상술한 필름은, 폴리에스테르 및 이 폴리에스테르와 비상용성인 열가소성 수지의 혼합물로부터 제조된 비연신 필름을 그 필름의 종방향으로 한 축으로 연신하는데, 바람직하게는 3.0회 이상의 다단계로 연신하고, 이 필름을 종방향으로 3% 이상 완화시킨 다음, 완화 처리 후 종방향 연신비 이상의 연신비로 필름을 횡방향으로 연신하고 나서, 열처리함으로써 제조할 수 있다.
제1 종방향 연신의 경우, 롤링 속도가 다른 두개 이상의 롤 사이에서 필름을 적당히 가열하면서, 필름의 진행 방향으로 종방향 연신한다. 상기 단계에서, 가열은, 예컨대 가열된 룰을 사용하거나, 또는 롤과 직접 접촉시키지 않으면서 고온 공기, 복사열 등에 의해 롤을 가열시킴으로써 수행할 수 있고, 상기 방법들을 병용할 수도 있다.
종방향 연신 온도를 (Tg + 10)℃ - (Tg + 50)℃ 〔Tg는 폴리에스테르의 유리 전이 온도이고, 연신비는 3.0 이상, 바람직하게는 3.2∼5.0이다〕로 설정함으로써 상기 종방향 연신 단계에서 폴리에스테르 및 이 폴리에스테르와 비상용성인 열가소성 수지가 계면에서 서로 분리되어 필름 내에 공동이 효율적으로 만들어지게 하는것이 바람직하다. 종방향 연신비가 3.0 미만인 경우, 필름내에 미세 공동이 충분히 형성될 수 없으며, 따라서 표면 처리된 플라스틱 필름의 최종 산물의 겉보기 비중을 1.3 이하로 만들기가 어려울 수 있다. 종방향 연신비가 5를 초과하는 경우, 후속 완화 단계는 불충분한 경향이 있으며, 표면 처리된 플라스틱 필름의 평면내 복굴절율을 0.04 이하로 조정하는 것이 사실상 어렵게 된다.
종방향 연신 후, 종방향으로 3% 이상, 바람직하게는 5% 이상으로 완화 처리를 행한다. 완화에 앞서 종방향 연신의 연신비에 따라 완화율을 달리 하는 것이 보다 바람직하다. 완화율은 완화 후의 종방향 연신비가 2.8∼3.5가 되도록 설정하는 것이 바람직하다.
완화율이 3% 이상으로 설정되는 경우, 평면내 복굴절율이 -0.02∼+0.04인 표면 처리된 플라스틱 필름의 산업적으로 안정한 생산이 가능해진다. 반대로, 3% 미만의 완화율은 후속 단계에서 횡방향 연신 성능을 크게 열화시키므로 평면내 복굴절율이 -0.02∼+0.04인 필름을 제조하기가 어렵게 된다. 미세 공동 함량이 적고 겉보기 비중이 1.3을 초과하는 필름을 사용하여 제조한 표면 처리된 플라스틱 필름은, 상기 완화 처리 없이 등방성을 얻을 수 있다. 그러나, 상술한 필름과 같이 미세 공동이 있고, 비중이 낮은, 경량이면서 가요성이 있고 상 묘화성이 있는 필름은 상술한 완화 처리를 통해 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이, 종방향 완화 후 바람직한 연신비는 2.8∼3.5이다. 종방향 연신비가 2.8 미만인 경우에, 완화는 불충분하고 불균일해지는 경향이 있다. 그 결과, 균일한 필름을 얻을 수 없으며, 표면 처리된 플라스틱 필름의 최종 산물의 평면내 복굴절율은 -0.02 미만이 되는 경향이 있다. 이와는 달리, 완화 후 종방향 연신비가 3.5를 초과하는 경우, 횡방향 연신 단계에서 연신은 불완전한 경향이 있으며, 표면 처리된 플라스틱 필름의 평면내 복굴절율은 쉽게 +0.04를 초과하는 경향이 있다.
완화 단계는, 예를 들면 일단 종방향으로 연신된 필름을 냉각시킨 후, 오븐 같은 가열 장치에서 약 80∼150℃로 재가열하는 것을 포함하는 방법, 종방향으로 연신한 직후 냉각시키지 않고 롤 사이에 있는 필름을 완화 처리를 위해 재가열하는 것을 포함하는 방법, 약 60∼100℃로 가열된 일군의 구동 롤 또는 자유 롤 사이에서 완화 처리하는 것을 포함하는 방법, 및 상기 방법들을 적절히 병용하는 방법으로 수행된다. 상기 완화 처리 방법 중에서, 가장 바람직한 방법은 종방향 연신 직후 냉각시키지 않고 완화 처리하는 것을 포함하는 방법으로서, 이 방법은 열 손실이 보다 적으며, 더 균일하고 효율적인 완화 처리를 가능하게 한다.
상술한 완화 처리 후에, 필름을 텐터(tenter)에 놓고, 완화 처리 후의 종방향 연신비보다 큰 비율로 횡방향 연신한다. 바람직한 횡방향 연신 온도는 종방향 연신 및 완화 처리 중의 최고 온도보다 높고, (Tm - 10)℃보다 낮다. 이때, Tm은 폴리에스테르의 융점이다. 횡방향 연신비가 완화 처리 후 종방향 연신비보다 더 작은 경우, 얻어진 표면 처리된 플라스틱 필름의 평면내 복굴절율은 +0.04 이하로 쉽게 조정할 수 없다. 횡방향 연신비의 상한치가 구체적으로 설정되지 않은 경우, 그것은 (완화 처리후의 종방향 연신비 + 1.0) 이하인 것이 바람직하며, 이로써 최종적으로 얻게 되는 표면 처리된 플라스틱 필름의 평면내 복굴절율을 확실히 -0.02이상으로 만들 수 있다.
이렇게 얻은 이축 신장 필름을 필요에 따라 열처리한다. 열처리는 (Tm-50)- Tm℃의 온도에서 텐터에서 행하는 것이 바람직하다. 횡방향 재연신 및 횡방향 완화는 상기 열처리와 병행하여 수행할 수 있다.
본 발명의 표면 처리된 플라스틱 필름을 제조하기 위한 방법, 즉 필기성 및 인쇄성을 향상시키기 위하여 플라스틱 필름 상에 표면 코팅층을 형성하는 방법은 일반적으로 코팅 방법, 예컨대 그라비어 코팅법, 키스 코팅법, 침지법, 분무 코팅법, 커튼 코팅법, 에어 나이프 코팅법, 블레이드 코팅법 및 역회전 코팅법이다.
상기 코팅층은 임의로 플라스틱 필름의 연신 전이나, 종방향 연신 후나, 배향 후 중에 선택적으로 형성할 수 있다. 플라스틱 필름과 표면 코팅층 사이의 접착력을 강화시키기 위하여 가장 바람직한 것은 상술한 코팅 방법에 의해 단축으로 연신한 플라스틱 필름 표면의 적어도 한쪽 면에 코팅 용액을 도포하고, 이 필름을 상기 단축 연신 방향에 대하여 직각을 이루는 방향으로 연신하는 것을 포함하는 인-라인(in-line) 코팅이다.
이렇게 얻은 본 발명의 표면 처리된 플라스틱 필름은 합성지로서 실제적으로 사용되고 있는 종래의 플라스틱 필름에 비해 수계 및 알코올계 잉크의 번짐이 더 적게 일어나고, 상 묘화성 및 인쇄성이 우수하며, 봉인 스템프용 주흥색 잉크 및 스템프 잉크의 흡수성과 수성 잉크펜에 대한 필기성이 탁월하고, 각종 프린터를 통과하는 진행성(sailing)이 우수하며, 각종 인쇄에 사용되는 각종 잉크, 예컨대 용제형 잉크, 수성형 잉크 및 UV 경화형 잉크의 부착력이 우수하고, 바코드 라벨 등에 대한 토너의 향상된 접착력을 나타낸다. 따라서, 본 발명의 필름은, 예컨대 각종 라벨, 바코드 라벨, 배송 전표, 각종 인쇄용 종이 및 정보 기록지로서 매우 우수한 성능을 발휘한다.
본 발명의 잉크젯 기록 매체는 플라스틱 필름의 적어도 한 표면에 표면 코팅층(이때, 표면 코팅층측의 표면 처리된 플라스틱 필름 상의 수계 및 알코올계 잉크에 대한 확산 지수는 각각 1.0∼1.2임)을 포함하는 표면 처리된 플라스틱 필름, 바람직하게는 표면 코팅층이 유기 표면 처리 및/또는 무기 표면 처리를 한 무기 입자, 중합체 왁스, 및 유기 용제 가용 수지 또는 수성 수지를 필수 성분으로 포함하는 표면 처리된 플라스틱 필름을 사용함으로써 얻을 수 있다. 즉, 본 발명의 잉크젯 기록 매체는 상술한 표면 코팅층을 갖는 표면 처리된 플라스틱 필름의 표면 코팅층 위에 형성된 잉크 수용층을 포함한다. 이와 같은 표면 코팅층을 사용함으로써 잉크의 번짐이 더 적게 일어나고, 잉크 수용층과 표면 처리된 플라스틱 필름 사이에 양호한 접착력을 나타내는 잉크젯 기록 매체를 제조할 수 있다.
잉크 수용층을 구성하는 수지 성분은 이것이 잉크를 흡수하는 것인 한 특별히 제한되지는 않는다. 이들의 예로는 폴리비닐 알코올, 아크릴 수지, 스티렌-아크릴 공중합체, 에틸렌비닐 아세테이트 공중합체, 전분, 폴리비닐 부티랄, 젤라틴, 카제인, 이오노머, 아라비아 고무, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리아크릴아미드, 폴리에스테르, 페놀계 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지 및 스티렌-부타디엔 고무를 들 수 있으며, 이들 중 1종 이상을 사용할 수 있다.
잉크 수용층은 멜라민 수지, 에폭시 수지 또는 이소시아네이트 기를 갖는 폴리우레탄 수지를 포함하는 것이 바람직하며, 이로써 잉크 수용층은 더 큰 경도를 갖게 되어 보다 우수한 내수성을 나타낸다.
잉크 수용층의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 3∼50 ㎛가 바람직하고, 5∼25 ㎛가 더욱 바람직하다.
잉크 수용층은 실리카, 카올리나이트, 탈크, 탄산칼슘, 제올라이트, 알루미나, 황산바륨, 카본 블랙, 산화아연 및 산화티탄과 같은 입자, 유기 백색 안료, 벤조구아나민, 가교된 폴리스티렌 및 가교된 아크릴 수지 및 수산화알루미늄을 포함할 수 있다.
잉크 수용층을 형성하기 위하여, 종래의 방법, 예컨대 그라비어 코팅법, 키스 코팅법, 침지법, 분무 코팅법, 커튼 코팅법, 에어 나이프 코팅법, 블레이드 코팅법 및 역회전 코팅법을 이용할 수 있다.
본 발명은 이하의 실시예를 통해 보다 상세히 설명하고자 한다. 본 발명은 하기의 실시예에 국한되지 않으며, 본 발명은 전술 및 후술하는 발명의 상세한 설명의 범위에 상응하는 범위 내에서 적절히 변형을 가해 실시할 수 있다. 그러한 모든 변형예도 전적으로 본 발명의 기술 범위에 포함된다.
각종 특성 및 성능에 대하여 하기 실시예에 이용된 측정 및 평가 방법은 다음과 같다.
(1) 필름 재료의 고유 점도
필름 재료가 되는 수지를 페놀(6 중량부)과 테트라클로로에탄(4 중량부)의 혼합 용제에 용해시키고, 이들의 고유 점도를 30℃에서 측정한다.
(2) 잉크 확산 지수
수성 잉크(레플레니쉬 잉크:주홍색 반도 스탬프 전용, 반도코오포레이숀에서 제조함, 1995년 1월 1일자 시판) 또는 알코올계 잉크(사키하타 스탬프 레플레니쉬 잉크: S-1 블랙, 사치하타 고교 가부시기 가이샤에서 제조함, 1995년 1월 1일자 시판)를 마이크로시린지로 계측하여(0.6 ㎛), 카메라가 장착된 입체경(Nikon UFX)의 시료대 위에 미리 올려 놓은 샘플 필름의 표면(표면 코팅층측) 상에 떨어뜨린다. 떨어뜨린 직후의 잉크 부착 면적(S1)과 30분 후의 면적(S2)을 동일 조건하에서 촬영한 사진으로부터 측정한다. 수계 및 알코올계 잉크에 대하여 얻은 S1과 S2를 사용하여 잉크 부착 면적의 비를 하기 식으로부터 계산하여, 수계 또는 알코올계 잉크의 잉크 확산 지수를 구할 수 있다:
잉크 확산 지수 = S2/S1
(3) 인쇄성
시트 오프셋 프린터(RICOH 자동 프린터 AP3700, RICOH에서 제조함)와 산화 중합형 잉크(GRAF-G 차이니즈 잉크, 다이니폰 잉크 Inc.)를 사용하여, 각각의 샘플 필름을 표면 코팅층측에서 실제로 인쇄하고, 접촉부의 빌딩(building)을 육안으로 관찰한다. 잉크가 균일하게 전사되고 얼룩이 없는 상태를 ○로 표시하고, 잉크의 전사 얼룩이 관찰되고, 잉크가 흐린 상태는 ×로 표시한다.
(4) 수성 잉크 볼펜에 대한 필기성
수성 잉크 볼펜(Mitsubishi Uniball/VB106Z, 미츠비시 펜슬 Co., Ltd.에서제조함)을 사용하여 샘플 필름 상에 메모를 하고, 16시간 후 기록된 글자의 번짐을 육안으로 관찰한다. 기록된 글자를 읽을 수 있다면 이 필름은 ○로 표시하고, 읽을 수 없다면 ×로 표시한다.
메모하는 동안 직선과 곡선을 그려봄으로써 필기감을 평가한다. 긁힘이 없이 매끈하게 그릴 수 있는 시트를 ○로 표시한다.
(5) 겉보기 비중
표면 처리된 플라스틱 필름을 5.00 cm ×5.00 cm의 정방형으로 절단한다. 50개의 지점에서 두께를 측정하여 평균 두께(t ㎛)를 얻는다. 필름의 중량을 0.1 mg까지 측정하여 W g으로 표시한다. 겉보기 비중은 하기 식으로부터 계산한다.
겉보기 비중 = W ×104/(5×5×t)
(6) 광 투과성
광 투과성은 Poyic integral spherical H.T.R 미터(니폰 세미츄고가쿠에서 제조함)를 사용하여 JIS-K6714에 의거하여 표면 처리된 플라스틱 필름을 통과하는 광 투과성을 측정하여 결정한다. 값이 작을수록 은폐성이 크다는 것을 나타낸다.
(7) 열에 의한 말림 현상
다음과 같은 조성을 갖는 정착층을 표면 처리된 플라스틱 필름의 표면 코팅층 위에 형성하고, 그 위에 하기 조성을 갖는 상 수용층을 형성하며, VCR로부터 나온 상은 컬러 프린터(D-SCAN CH-5504, 세이코 인스트러먼츠 Inc.에서 제조함)로부터 출력한다. 출력된 인쇄물에서 말림 현상이 관찰되지 않는 경우에, 이 필름은 ○로 평가하고, 말림이 관찰된 경우에는 ×로 평가한다.
정착층
정착층은 설폰산을 갖는 공중합 폴리에스테르〔VYLONAL MD 1200 수성 분산액(10%), 도요 보세키 가부시키 가이샤에서 제조함〕를 와이어 바 #5를 사용하여 도포하고 건조시켜서 형성한다.
상 수용층
상 수용층은 스티렌 공중합 아크릴 에멀젼〔ACRYSET수성 분산액(10%), 니폰 쇼쿠바이 CO., LTD.에서 제조함〕을 와이어 바 #5를 사용하여 도포하고 건조시켜서 형성한다.
(8) 표면 코팅층의 접착력
표면 처리된 플라스틱 필름의 표면 코팅층을 2 mm 간격으로 가로로 절단하고, 셀로판 테이프(폭 25 mm, 니치반 CO., LTD.에서 제조함)를 사용하여 90 ° 박리 테스트를 수행한다. 접착력은 절단면에 남아있는 표면 코팅층의 면적비로부터 평가한다.
(9) 평면내 복굴절율
표면 처리된 플라스틱 필름을 10 cm ×10 cm로 절단하고, 중량을 측정한다(W g). 필름이 내부에 공동을 갖지 않는 경우에 얻은 밀도 ρ(g/㎤)를 사용하여, 공동 함량과 무관한 실질적인 두께(T cm)를 하기 식으로부터 계산한다.
T = W/(ρ×100)
그 후, 간자키 페이퍼 MFG Co., Ltd.에서 제조한 분자 배향 미터MOA-2001A및 상기에서 얻은 두께 T를 사용하여, 종방향 주축 및 횡방향 주축을 따라 마이크로파 영역에서 굴절율을 측정한다. 이들 값을 사용하여, 평면내 복굴절율을 하기 식으로부터 계산한다.
평면내 복굴절율 = 종방향 주축에 따른 굴절율 - 횡방향 주축에 따른 굴절율
밀도 ρ는 표면 처리된 플라스틱 필름을 구성하는 각각의 성분의 조성비와 이성분들의 밀도로부터 계산한다.
(10) 잉크 부착력
잉크의 부착력은 다음과 같은 방법으로 평가한다. 산화 중합형 잉크를 테토론 스크린(#250 메쉬)으로 표면 처리된 플라스틱 필름의 표면 코팅층 상에 인쇄하였고, 16∼24시간 동안 정치시키고, 2 mm 간격으로 가로로 절단한 후, 이 필름으로 셀로판 테이프(폭 25 mm, 니치반 CO., LTD.에서 제조함)를 사용하여 90 ° 박리 테스트를 수행한다. 잉크는 상술한 방식과 유사하게 평가한다. 평가 결과는 다음과 같다.
○ 우수 (90% 이상의 잉크가 남아 있거나, 또는 플라스틱 필름이 균열됨)
△ 약간 불량 (70% 초과, 90% 미만의 잉크가 남아 있음)
실시예 1
수 분산성 공중합 폴리에스테르 수지(A)(VIRONAL MD 1200, 수지 성분으로서 도요 보세키 가부시키 가이샤에서 제조함, 설폰산 함유한 공중합 폴리에스테르, 분자량 약 15,000), 마그네슘 처리제로 표면을 무기 처리한 실리카 입자(B)(평균 입자 크기 3.5 ㎛, 후지 실리시아 케미칼 LTD.에서 제조함), 및 합성 중합체왁스제(C)(CX-ST200, 니폰 쇼쿠바이 CO., LTD.에서 제조함, 아크릴 왁스, 분자량 1,000,000∼2,000,000)를 사용하였다. 실리카 입자(B)는 균질화기에서 물과 이소프로필의 혼합 용액(중량비 80/20)에 완전히 분산시켰다. 그 후, 수지(A) 및 합성 중합 왁스제(C)를 첨가하고, 고루 혼합하여 코팅 용액의 총중량에 대하여 각각 수지(A)(5.0 중량%), 실리카 입자(B)(5.0 중량%) 및 합성 중합 왁스제(C)(0.05 중량%)를 포함하는 코팅 용액을 얻었다. 이 코팅 용액을 50 ㎛ 두께의 폴리에스테르(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 필름 상에 와이어 바 #5를 사용하여 도포하였다. 코팅 용액은 플라스틱 필름 1 ㎡ 당 약 10 g(습윤 상태)의 양으로 도포하였다. 코팅 후, 필름을 160℃에서 약 60초간 건조시켜 표면 코팅층(1 g/㎡)을 갖는 표면 처리된 플라스틱 필름을 얻었다.
표면 처리된 플라스틱 필름의 특성을 표 1에 제시하였다. 필름의 인쇄성은 수계 및 알코올계 잉크의 확산 지수가 1.0으로 우수하였다. 이 필름은 수성 잉크 볼펜으로 메모를 하는 동안 잉크 확산이 없는 매우 우수한 특성을 가지며, 필기감도 좋았다.
표 1
실시예 2
실리카 입자(B) 대신에 포화 탄화수소 분무 왁스를 분무 코팅함으로써 유기 표면 처리를 한 입자를 사용한 점을 제외하고는 실시예 1과 유사한 방법으로 코팅 용액을 제조하여 표면 처리된 플라스틱 필름을 제조하였다.
실시예 3
플라스틱 필름으로서 하기 방법으로 제조한 미세 공동을 갖는 폴리에스테르계 필름을 사용한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하여 표면 처리된 플라스틱 필름을 얻었다.
플라스틱 필름의 제조법
고유 점도가 0.62인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(80 중량%), 일반용 폴리스티렌(T575-57U, 토아추 케미칼스, Inc.에서 제조함, 15 중량%) 및 평균 입자 크기가 0.35 ㎛인 예추석형 이산화티탄(TA-300, 후지 티탄 코오포레이숀, 5 중량%)을 출발 물질로서 사용하고, 균질 혼합을 위하여 이축 스크류 압출기에 넣었다. 이 혼합물을 290℃에서 T-다이로 용융-압출시키고, 냉각 회전 롤에 고정 접착하여 냉각시킴으로써 고화시켜서, 두께가 약 1100 ㎛인 비연신 시트를 얻었다. 그 후, 이 비연신 시트를 80℃에서 롤 연신 기계를 사용하여 시트의 종방향으로 3.7배 연신하고, 실질적인 연신비가 3.2가 되도록 완화시키고, 125℃에서 텐터로 횡방향으로 3.0배 연신하고, 220℃에서 텐터로 1.5배 횡방향으로 연신하였다. 이 필름을 235℃에서 열처리로 4% 완화시키고, 냉각시켜 내부에 다수의 미세 공동을 갖는 두께 100 ㎛의 폴리에스테르계 필름을 얻었다.
실시예 4
플라스틱 필름으로서 실시예 3과 동일한 방법으로 제조한 다수의 미세 공동을 갖는 폴리에스테르계 필름을 사용한 점을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 표면 처리된 플라스틱 필름을 얻었다.
실시예 5
실시예 1과 동일한 방식으로, 수지(A)(실시예 1과 동일, 10 중량%), 무기 표면 처리된 실리카 입자(B)(실시예 1과 동일, 10 중량%), 및 합성 중합체 왁스제(C)(실시예 1과 동일, 0.10 중량%)를 고루 혼합하여 코팅 용액을 제조하였다.
고유 점도가 0.62인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(80 중량%), 일반용 폴리스티렌(T575-57U, 미츠이 토아추 케미칼스, Inc.에서 제조함, 15 중량%) 및 평균 입자 크기가 0.35 ㎛인 예추석형 이산화티탄(TA-300, 후지 티탄 코오포레이숀, 5 중량%)을 출발 물질로서 사용하고, 균질 혼합을 위하여 이축 스크류 압출기에 넣었다. 이 혼합물을 290℃에서 T-다이로부터 용융-압출시키고, 냉각 회전 롤에 고정 접착시키고 냉각시킴으로써 고화시켜서, 두께가 약 1100 ㎛인 비연신 시트를 얻었다. 그 후, 이 비연신 시트를 80℃에서 롤 연신 기계를 사용하여 시트의 종방향으로 3.7배 연신하고, 실질적인 연신비가 3.2가 되도록 완화시켜서, 단축으로 연신된 필름을 얻었다.
이 단축 연신 필름을 상술한 코팅 용액으로 와이어 바 #14를 사용하여 코팅하여, 건조 후 두께가 5 g/㎡이 되도록 하였다. 이 필름을 125℃에서 텐터로 횡방향으로 3.0배 연신하고, 220℃에서 텐터로 1.5배 횡방향으로 연신하였다. 이 필름을 235℃에서 열처리로 4% 완화시킨 다음, 냉각시켜 내부에 다수의 미세 공동을 갖는 두께 100 ㎛의 폴리에스테르계 필름을 얻었다.
실시예 6
실리카 입자(B) 대신에, 포화 탄화수소 분무 왁스를 분무 코팅함으로써 유기 표면 처리를 한 입자를 사용한 점을 제외하고는 실시예 5와 유사한 방법으로 코팅 용액을 제조하여 표면 처리된 플라스틱 필름을 없었다.
상기 실시예 2∼6에서 얻은 표면 처리된 플라스틱 필름의 특성 평가는 표 1에 나타내었다. 실시예 1에서 얻은 필름과 거의 비슷한 우수한 특성을 갖는 필름을얻었다.
실시예 7
수지 성분으로서 유기 용제 가용 공중합 폴리에스테르 수지(A)(VYRON RV-200, 도요 보세키 가부시키 가이샤에서 제조함, 분자량 약 20,000), 무기 표면 처리한(마그네슘 처리) 실리카 입자(B)(평균 입자 크기 3.5 ㎛, 후지 실리시아 케미칼 LTD.에서 제조함), 및 합성 중합 왁스제(C)(CX-ST200, 니폰 쇼쿠바이CO., LTD.에서 제조함, 아크릴 왁스, 분자량 50,00∼1,200,000)를 사용하였다. 먼저, 실리카 입자 (B)를 균질화기에서 톨루엔과 메틸 에틸 케톤의 혼합용액(중량비 60/40)에 고루 분산시켰다. 그 후, 수지(A) 및 합성 중합 왁스제(C)를 첨가하고, 용제 중에서 고루 혼합하여 코팅 용액의 총 중량비에 대하여 각각 수지(A)(5.0 중량%), 실리카 입자(B)(5.0 중량%) 및 합성 중합왁스제(C)(0.05 중량%)를 포함하는 코팅 용액을 얻었다. 이 코팅 용액을 50 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 상에 와이어 바 #5를 사용하여 도포하였다. 코팅 후, 필름을 160℃에서 약 60초간 건조시켜 표면 코팅층(1 g/㎡)을 갖는 표면 처리된 플라스틱 필름을 얻었다.
이렇게 얻은 표면 처리된 플라스틱 필름의 특성은 표 1에 제시하였다. 필름의 인쇄성은 수계 및 알코올계 잉크의 확산 지수가 1.0으로 우수하였다. 이 필름은 수성 잉크 볼펜으로 메모를 하는 동안 잉크 확산이 없는 매우 우수한 특성을 가지며, 필기감도 좋았다.
실시예 8
플라스틱 필름으로서 실시예 3과 동일한 방법으로 제조한 다수의 미세 공동을 갖는 폴리에스테르계 필름을 사용하고, 실시에 1의 수지 성분을 고형분 환산 중량비로 (A)/(B) = 1/1인 수 분산성 공중함 폴리에스테르 수지(A)(VYRONAL MD-16, 도요 보세키 가부기키 가이샤에서 제조함)와 블록화 이소시아네이트기를 갖는 열 반응성 수용성 우레탄 수지(B)(ELASTRON H-38,다이이치 고교 세이야쿠)의 혼합물로 바꾸었다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 표면 처리된 플라스틱 필름을 얻었다.
이렇게 얻은 표면 처리된 플라스틱 필름의 특성은 표 1에 제시하였고, 실시예 6의 필름과 거의 유사한 우수한 결과를 얻었다.
비교예 1
합성 중합 왁스제(C)를 생략하고, 표면 미처리 실리카 입자를 실리카 입자(B) 대신 사용한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 표면 처리된 플라스틱 필름을 얻었다.
이렇게 얻은 필름의 특성을 표 1에 제시하였다. 표면 인쇄성은 우수하였으나, 수계 및 알코올계 잉크의 확산 지수는 불충분하였다. 수성 잉크 볼펜에 대한 필기감은 우수한 반면, 잉크 번짐으로 인해 선이 많이 흐려졌다.
비교예 2
합성 중합체 왁스제(C)를 생략한 점을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방식으로 표면 처리된 플라스틱 필름을 얻었다.
이렇게 얻은 필름의 특성을 표 1에 제시하였다. 처리된 표면의 인쇄성은 우수하였으나, 수계 및 알코올계 잉크의 확산 지수는 불충분하였다. 수성 잉크 볼펜에 대한 필기감은 우수한 반면, 잉크는 높은 확산 지수를 나타내어 필름은 만족스럽지 못했다.
비교예 3
합성 중합 왁스제(C)를 생략한 점을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방식으로 표면 처리된 플라스틱 필름을 얻었다.
이렇게 얻은 필름의 특성을 표 1에 제시하였다. 처리된 표면의 인쇄성은 우수하였으나, 수계 및 알코올계 잉크의 확산 지수는 불충분하였다. 수성 잉크 볼펜에 대한 필기감은 우수한 반면, 잉크는 높은 확산 지수를 나타내어 필름은 만족스럽지 못했다.
비교예 4
합성 중합 왁스제(C)를 생략한 점을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방식으로 표면 처리된 플라스틱 필름을 얻었다.
이렇게 얻은 필름의 특성을 표 1에 제시하였다. 처리된 표면의 인쇄성은 우수하였으나, 수계 및 알코올계 잉크의 확산 지수는 불충분하였다. 수성 잉크 볼펜에 대한 필기감은 우수한 반면, 잉크는 높은 확산 지수를 나타내어 필름은 만족스럽지 못했다.
비교예 5
무기 표면 처리를 한 실리카 입자를 생략한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 표면 처리된 플라스틱 필름을 얻었다.
이렇게 얻은 필름의 특성을 표 1에 제시하였다. 필름의 잉크 확산 지수는1.0 미만이었고, 그 결과 잉크의 반발을 유도하였다. 처리된 표면의 인쇄성은 불량하였으며, 수성 잉크 볼펜으로 필기를 할 수 없었다.
실시예 9∼13
물(230 중량부)에, 폴리비닐 알코올(PVA117, 구라레이 CO., LTD.에서 제조함, 20 중량부), 블록화된 이소시아네이트기를 갖는 폴리우레탄수지(ELASTRON H-38, 다이이치 고교 세이야쿠에서 제조함, 10 중량부), 및 평균 입자 크기가 2.5 ㎛인 구형 실리카 입자(20 중량부)를 용해시킴으로써 제조한 잉크 수용층 용액을 실시예 1 및 3∼6의 표면 처리된 플라스틱 필름 상에 와이어 바를 이용하여 코팅함으로써 건조 후 두께가 16 g/㎡ 가 되도록 하여 잉크젯 기록 매체를 얻었다.
디자인 젯 HP-650C(휴렛-패커드 컴퍼니)를 사용하여, 상기 잉크젯 기록 매체 상에 지도(map)를 인쇄하였다. 좁은 선들은 확산도지 않았고, 지도는 선명한 색상을 나타내었다. 셀로판 테이프(폭 25 mm, 니치반 CO., LTD.에서 제조함)를 잉크 수용층에 부착시키고, 신속히 박리시켰다. 잉크 수용층은 떨어지지 않았다.
수계 및 알코올계 잉크 각각의 확산 지수가 1.0∼1.2인 본 발명의 표면 처리된 플라스틱 필름은 볼펜의 수성 잉크의 확산이 적게 일어나고, 필기성 및 오프셋 인쇄성이 우수하며, 합성지로서 매우 유용하다. 또한, 상기 표면 처리된 플라스틱 필름을 사용함으로써 고품질의 기록을 가능하게 하는 잉크젯 기록 매체를 제조할 수 있다.

Claims (5)

  1. 플라스틱 필름의 적어도 한쪽 면에 형성된 표면 코팅층을 포함하는 표면 처리된 플라스틱 필름으로서, 상기 표면 코팅층측의 수계 및 알코올계 잉크에 대한 확산 지수는 각각 1.0∼1.2이고, 상기 표면 코팅층은 유기 표면 처리 및/또는 무기 표면 처리를 한 무기 입자, 중합체 왁스, 및 수성 수지 또는 유기 용제 가용 수지를 필수 성분으로 포함하며, 상기 표면 코팅층의 두께는 0.1∼5.0 ㎛인 것인 표면 처리된 플라스틱 필름.
  2. 제1항에 있어서, 표면 코팅층은 유기 표면 처리 및/또는 무기 표면 처리를 한 무기 입자, 중합체 왁스, 및 수성 수지를 필수 성분으로 포함하는 것인 표면 처리된 플라스틱 필름.
  3. 제1항에 있어서, 플라스틱 필름은 폴리에스테르계 필름으로서 겉보기 비중이 0.8∼1.3이며, 상기 폴리에스테르계 필름은 폴리에스테르 및 이 폴리에스테르와 비상용성인 1종 이상의 열가소성 수지를 포함하며, 상기 폴리에스테르계 필름은 한 축 이상의 방향으로 연신됨으로써 형성된 미세 공동을 갖는 것인 표면 처리된 플라스틱 필름.
  4. 제1항에 있어서, 광 투과성이 30% 이하이고, 평면내 복굴절율이-0.02∼+0.04인 것인 표면 처리된 플라스틱 필름.
  5. 제1항 또는 제2항의 표면 처리된 플라스틱 필름의 표면 코팅층 위에 잉크 수용층을 포함하는 잉크젯 기록 매체.
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