KR100403450B1 - 잉크젯프린터용폴리에스테르필름의접착성개선방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잉크젯 프린터용 폴리에스테르필름의 접착성 개선 방법에 관한 것으로,

(a)디메틸테레프탈레이트, 에틸렌글리콜, 디메틸테레프탈레이트의 중량 기준으로 디메틸술포이소프탈레이트의 나트륨염 10∼25중량% 및 에틸렌글리콜의 중량 기준으로 멜라민 유도체 5∼17중량%, 를 축중합시켜 얻어진 폴리에스테르를 수분산 도포액의 총중량을 기준으로 4∼6중량%,

(b)수분산 도포액의 총중량을 기준으로 메틸에틸케톤 옥심으로 블록킹되는 이소시아네이트-함유 경화제 0.2∼0.3중량%, 및

(c)물 잔부, 로 이루어지는 수분산 도포액이 제공된다.

나아가 폴리에스테르 기재 및 이미지 형성층으로 이루어지는 필름 매체에 있어서, 상기 수분산 도포액을 종방향 연신 전에, 종방향 연신과 횡방향 연신 사이에 또는 횡방향 연신후 필름의 권취전에 폴리에스테르 시이트 또는 필름의 적어도 일면에 도포하고, 수분산 도포액이 도포된 폴리에스테르 시이트 또는 필름을 적어도 한 방향으로 연신시킨 다음, 상기 수분산 도포액상에 이미지 형성층을 형성함을 포함하여 이루어지는 폴리에스테르 필름과 이미지 형성층간의 접착성을 개선시키는 방법이 제공된다.

상기와 같이 제조된 필름은 잉크젯 프린터용 필름 매체를 제조하는데 있어서, 수분산 도포액을 사용함으로써 이미지 형성층과 폴리에스테르 필름간의 접착력을 보다 용이하게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 별도의 도포공정없이 폴리에스테르 필름제막 공정도중에 필름 또는 시이트상에 수분산 도포액을 코팅함으로써 원가를 절감하는 효과를 갖는다.

Description

잉크젯 프린터용 폴리에스테르필름의 접착성 개선 방법

본 발명은 잉크젯 프린터용 폴리에스테르필름의 접착성 개선 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 잉크젯 프린터용 필름 매체를 제조하는데 있어서, 잉크를 수용하는 층(이하, '이미지 형성층'이라 한다)과 폴리에스테르 필름간의 접착력을 보다 용이하게 향상시킬 수 있는 방법에 관한 것이다.

잉크젯 프린터 용도에 적당한 필름 기재를 제조하기 위해서 종래에는 고분자 시이트를 압출시켜 종방향으로 연신하고 연이어서 횡방향으로 연신하였으며, 이와 같이 제조된 필름상에 수용성 폴리에스테르 조성물을 도포하고 그위에 폴리비닐알코올을 코팅시켜 이미지 형성층을 형성하였다.

여기서 적절한 필름 기재로는 폴리에스테르, 셀룰로오스 트리아세테이트, 폴리이미드, 폴리카보네이트 및 폴리술폰 필름등이 사용되어 왔다.

또한 상기 기재상에 이미지 형성층을 형성하는 물질로서는 통상 폴리비닐알코올을 사용하여 왔다.

그러나 이와 같은 경우에는 대부분의 수용성 폴리에스테르와 이미지 형성층간의 접착력이 불량하고 나아가 권취후 상기 코팅충을 박리시킬 때 코팅층의 도막경도가 열화하여 수용성 도포층까지 모두 박리되는 문제점이 있다.

이에 본 발명의 목적은 잉크젯 프린터용 필름의 이미지 형성층을 구성하는 폴리비닐알코올 수지의 접착력이 우수하며 자체 도막 경도가 우수한 폴리에스테르 필름용 수분산 도포액을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 별도의 도포공정없이 기재 필름의 제막 공정도중 수분산 도포액을 도포하여 폴리에스테르 필름의 접착성을 개선하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 일견지에 의하면,

(a)디메틸테레프탈레이트, 에틸렌글리콜, 디메틸테레프탈레이트의 중량 기준으로 디메틸술포이소프탈레이트의 나트륨염 10∼25중량% 및 에틸렌글리콜의 중량 기준으로 멜라민 유도체 5∼17중량%, 를 축중합시켜 얻어진 폴리에스테르를 수분산 도포액의 총중량을 기준으로 4∼6중량%,

(b)수분산 도포액의 총중량을 기준으로 메틸에틸케톤 옥심으로 블록킹되는 이소시아네이트-함유 경화제 0.2∼0.3중량%, 및

(c)물 잔부, 로 이루어진 수분산 도포액이 제공된다.

본 발명의 제2 견지에 의하면,

폴리에스테르 기재 및 이미지 형성층으로 이루어지는 필름 매체에 있어서,

상기 제1 견지의 수분산 도포액을 종방향 연신 전에, 종방향 연신과 횡방향연신 사이에 또는 횡방향 연신후 필름의 권취전에 폴리에스테르 시이트 또는 필름의 적어도 일면에 도포하는 단계,

상기 제1견지의 수분산 도포액이 도포된 폴리에스테르 시이트 또는 필름을 적어도 한 방향으로 연신시키는 단계, 및

그후 상기 수분산 도포액상에 이미지 형성층을 형성하는 단계; 로 이루어지는 폴리에스테르 필름과 이미지 형성층간의 접착성 개선 방법이 제공된다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명자들은 폴리비닐알코을 수지로 이루어진 이미지 형성층과의 접착성을 부여하기 위해 수분산성 폴리에스테르를 사용하고 도포층의 도막을 단단히 하기 위하여 이소시아네이트를 함유하고 있는 경화제를 첨가함으로써 상기 목적을 달성할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명에서의 수분산성 도포액은 용제로서 물을 사용함을 그 특징으로 한다. 따라서 사용되는 모든 조성물들은 물에 용해, 가용화되거나 또는 분산가능해야 한다. 본 발명에 의한 수용성 도포액은 폴리비닐알코올 수지로 이루어진 잉크젯용 이미지 형성층과의 접착력을 부여하는 수분산성 폴리에스테르 수지, 이소시아네이트기를 갖는 경화제 및 무기 이활제로서의 물로 이루어진다.

본 발명에서 사용하기 적절한 필름 기재로는 상술한 바와 같이 유연성과 열안정성이 있는 고분자 물질로 잉크젯용 필름으로 사용하기에 적당한 투명도를 가지고 있어야 한다. 즉, 가시광선에 투명해야 하며 잉크젯 프린터로 인쇄한 이미지가 흐려지거나, 훼손되지 않도록 충분한 열안정성을 가지고 있어야 한다.

이러한 용도에 적당한 필름 기재로는 폴리에스테르, 셀룰로오스 트리아세테이트, 폴리이미드, 폴리카보네이트 및 폴리술폰 필름등이 있으나, 가장 바람직한 것은 2축 배향된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(이하, '폴리에스테르 필름'이라 한다)이며 그 두께가 75∼125㎛인 것이다.

상기 이미지 형성층으로는 순간적으로 분사되어 나오는 잉크를 잘 수용할 수 있도록 흡습성이 뛰어나고, 건조가 잘되는 물질이 적당하다. 또한 오염 및 스크래치에 대해 높은 저항력을 가져야 한다. 이러한 물질로는 현재 가장 많이 사용하고 있는 폴리비닐알코올을 사용하는 것이 좋다.

본 발명의 수분산성 폴리에스테르는 디메틸테레프탈레이트, 디메틸술포이소프탈레이트의 나트륨염, 에틸렌글리콜과 멜라민 유도체를 축중합하여 얻어진 것이다. 이때 디메틸테레프탈레이트와 에틸렌글리콜은 축중합체를 형성하기에 적절한 양으로 첨가되며 상호 축중합체를 형성하기 위해 첨가되는 양은 약 1:1 몰비의 통상적인 비율로 사용된다.

여기서 디메틸술포이소프탈레아트의 나트륨염을 많이 첨가할 경우, 도포된 도막의 강도가 떨어지고, 적으면 접착력이 저하된다. 따라서 바람직한 디메틸술포이소프탈레이트의 나트륨염 함량은 디메틸테레프탈레이트의 함량을 기준으로 10∼25중량%인 것이 가장 적당하다.

상기 멜라민 유도체로는 하기식 1에 기재한 것이 바람직하며 그 함량은 에틸렌글리콜 대비 5∼17중량%인 것이 적절하다.

[화학식 1]

C₃H₃N₆H_(3-x)(CH₂OH)_x(단, 2.3<x<4.1이다)

상기 수분산성 폴리에스테르를 주성분으로 하는 도포층은 폴리에스테르 필름과의 접착력이 우수하므로 기재에 직접 도포할 수 있다. 이 수분산성 폴리에스테르는 너무 적게 사용할 경우 이미지 형성층과의 접착력이 저하되며, 너무 많이 사용할 경우 폴리에스테르 필름 기재와의 접착력이 저하된다. 따라서 그 사용량은 전체 수분산 도포액을 기준으로 볼 때 4∼6중량%인 것이 바람직하다.

또한 이소시아네이트-함유 경화제를 첨가함으로써 도포층의 도막형성시 도막을 단단하게 유지시켜 주고 폴리에스테르 필름과의 접착력을 향상시킬 수 있다. 이 경화제는 메틸에틸케톤 옥심으로 이소시아네이트기를 블록킹하고 있다가 140℃이상의 온도에서 메틸에틸케톤 옥심이 해리되어 경화 반응을 일으킴을 특징으로 한다.

상기 경화제를 소량 투입함으로써 상기 경화제가 수분산성 폴리에스테르와 가교구조를 형성하여 도막의 경도를 크게 높이고 폴리에스테르 필름 기재와의 접착력을 향상시킨다. 경화제를 다량 첨가할 경우 도막의 경화도가 너무 높아져 이미지 형성층과의 접착력을 저하시키며, 너무 소량일 경우 폴리에스테르 필름 기재와의 접착력이 저하된다. 그러므로 경화제의 첨가량은 수분산성 폴리에스테르의 첨가량에 따라 결정하는 것이 좋은데 폴리에스테르 성분 대비 약5%수준이 적당하며, 이를 수분산 도포액의 중량을 기준으로 환산해 보면 0.2∼0.3중량%가 된다.

상기와 같이 제조된 수분산성 코팅 조성물을 종래부터 사용되는 기법으로 중합체 기재상에 도포할 수 있다. 본 발명에서는 수분산성 조성액을 기재 필름의 제막 공정중 종방향 연신전의 폴리에스테르 시이트에, 또는 종방향 연신과 횡방향 연신 사이에서 또는 횡방향 연신과 필름의 권취 공정사이에서 폴리에스테르 필름기재의 일면 또는 양면에 도포하고 건조시키는 자체로써 필름 기재위에 이미지 형성층을 형성할 수 있다. 또한 폴리에스테르 시이트 혹은 필름상에 본 발명에 의한 수분산성 도포액을 적용한 후, 그위에 폴리비닐알코올 수지를 이용하여 별도의 이미지 형성층을 형성할 수도 있다.

또한 권취된 필름 기재를 재권취하는 도중에도 본 발명의 수분산성 조성액을 필름기재의 한면 또는 양면에 도포하고 건조함으로써 필름기재상에 이미지 형성층을 형성할 수 있다. 이경우 접착성을 고려할 때 0.24∼0.36g/m³의 도포량을 갖도록 도포하는 것이 가장 바람직하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나 하기 실시예는 예시적인 것으로, 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니다.

<실시예>

실시예 1: 수분산성 도포액이 도포된 폴리에스테르필름 기재 제조

수분산성 폴리에스테르와 경화제를 하기표 1에 기재한 바와 같은 양으로 배합하고 기재 필름상에 하기 조건하에서 도포하여 수분산 도포액이 도포된 폴리에스테르필름 기재를 제조하였다.

기재 필름: SH7l 100㎛((주)SKC)

도포 방식: 메이어바 코팅 방식

건조 조건: 180℃, 2분

습윤 코팅 두께: 6㎛

[표 1]

조액 구성

*디메틸테레프탈레이트 대비 디메틸술포이소프탈레이트 함량

**에틸렌글리콜 대비 멜라민 유도체 함량

실시예 2: 이미지 형성층과의 접착력 및 도막 경도 개선 효과

제조된 폴리에스테르 기재에 통상의 이미지 형성층을 형성하기 위한 도포액을 하기 기재한 바와 같이 도포하고 물성을 측정하고 그 결과를 하기표 2에 나타내었다.

이미지 형성충의 도포액 : 폴리비닐알코올 수지 10% + 물 잔부

도포 방식 : 메이어바 코팅 방식

건조 조건 : 140℃, 3분

습윤 코팅 두께 : 40㎛

이미지 형성층과 폴리에스테르 필름 기재사이의 접착력 및 도막 경도의 측정 방법은 다음과 같다.

1)접착력 : 상기와 같이 이미지 형성층을 형성한 후, ASTM D3359에서 제시한 방법으로 크로스컷 영역을 만들고 셀로판테이프로 접착, 박리하여 미박리 이미지 형성층의 형상을 기준표와 대조함으로써 이미지 형성층의 접착력을 평가하였다.

평가 기준 : 0등급 - 전부 박리되어 미박리된 부분이 없는 경우

5등급 -박리된 부분이 전혀 없는 경우

1∼4등급 - 미박리된 부분에 따라 평가

2) 도막 경도 : 일반 면봉을 사용하여 이미지 수분산액이 도포된 필름 매체의 표면을 수회 문질러서 도막이 벗겨지기 시작한 시점까지 문지른 횟수를 기록한 후 2회 이하일 경우에는 ×, 3~5회 인 경우는 ○ 그리고 5회 이상인 경우는 ◎로 표시하였다.

[표 2]

물성 비교

상기 표 2에서 보듯이, 본 발명에 의한 수분산 도포액은 폴리에스테르 필름과 이미지 형성층과의 접착력 뿐만 아니라 자체 도막 경도를 훨씬 개선시킴을 알 수 있다.

상기와 같이 제조된 필름은 잉크젯 프린터용 필름 매체를 제조하는데 있어서, 수분산 도포액을 사용함으로써 이미지 형성층과 폴리에스테르 필름간의 접착력을 보다 용이하게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 별도의 도포공정없이 폴리에스테르 필름제조 공정중에서 필름 시이트상에 수분산 도포액을 코팅시키게 되어 원가를 절감하는 효과도 얻을 수 있다.

Claims (3)

1. (a)디메틸테레프탈레이트, 에틸렌글리콜, 디메틸테레프탈레이트의 중량 기준으로 디메틸술포이소프탈레이트의 나트륨염 10∼25중량% 및 에틸렌글리콜의 중량 기준으로 멜라민 유도체 5∼17중량%, 를 축중합시켜 얻어진 폴리에스테르를 수분산 도포액의 총중량을 기준으로 4∼6중량%,

   (b)수분산 도포액의 총중량을 기준으로 메틸에틸케톤 옥심으로 블록킹되는 이소시아네이트-함유 경화제 0.2∼0.3중량%, 및

   (c)물 잔부, 로 이루어진 폴리에스테르 필름용 수분산 도포액
2. 제1항에 있어서, 상기 멜라민 유도체는 하기식을 만족시키는 것임을 특징으로 하는 도포액

   [화학식 1]

   C₃H₃N₆H_(3-x)(CH₂OH)_x(단, 2.3<x<4.1)
3. 폴리에스테르 기재 및 이미지 형성층으로 이루어지는 필름 매체에 있어서,

   청구범위 제1항의 수분산 도포액을 종방향 연신 전에, 종방향 연신과 횡방향 연신사이에 또는 횡방향 연신후 필름의 권취전에 폴리에스테르 시이트 또는 필름의 적어도 일면에 도포하는 단계,

   상기 제l항의 수분산 도포액이 도포된 폴리에스테르 시이트 또는 필름을 적어도 한 방향으로 연신시키는 단계, 및

   그후 상기 수분산 도포액상에 이미지 형성층을 형성하는 단계; 로 이루어지는 폴리에스테르 필름과 이미지 형성충간의 접착성 개선 방법