KR100499958B1 - 이미지 수용층용 조성물 및 이로부터 형성된 이미지수용층을 구비한 고분자 필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이미지 수용층용 조성물 및 이로부터 형성된 이미지 수용층을 구비한 고분자필름을 개시한다. 본 발명의 조성물은 메틸메타크릴레이트 잔기와 부틸아크릴레이트 잔기를 포함하는 열가소성 공중합체 2 ~ 20중량%, 상기 열가소성 공중합체와 가교결합을 형성할 수 있는 열경화성 중합체 0.1 ~ 10중량%, 공액 이중결합, 실리콘에 결합된 자유수소기(Si-H), 아미노기, 및 히드록시기로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상의 작용기를 갖는 반응형 실리콘계 슬립제 0.01 ~ 0.5중량%, 불소계 음이온성 계면활성제 0.01 ~ 0.5중량%, 및 나머지량의 물로 이루어진 것을 특징으로 한다. 본 발명의 조성물을 투명 또는 반투명 고분자 기재 필름위에 도포하면 우수한 토너 부착력과 우수한 대전방지성, 저마찰계수 특성, 내블로킹성 및 미려한 외관을 갖춘 이미지 수용층을 갖는 고분자 필름을 얻을 수 있다.

Description

이미지 수용층용 조성물 및 이로부터 형성된 이미지 수용층을 구비한 고분자필름{Composition for image receiving layer and polymer film having image receiving layer formed therefrom}
본 발명은 이미지 수용층용 조성물 및 이를 이용하여 형성한 이미지 수용층을 구비한 복사용 고분자 필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 우수한 토너 부착력과 우수한 대전방지성, 저마찰계수 특성, 내블로킹성 및 미려한 외관을 갖춘 이미지 수용층을 형성할 수 있는 이미지 수용층용 조성물 및 이를 이용하여 형성한 복사용 고분자 필름에 관한 것이다.
오버 헤드 프로젝터(OHP)를 이용하기 위해서는 먼저 복사기등을 이용하여 투명 또는 반투명의 고분자필름 위에 문자 또는 사진 등의 화상을 형성하여야 한다.
잘 알려진 바와 같이 통상적인 전자사진식 복사기의 토너 화상 형성법은 다음과 같이 5단계로 이루어진다.
(1) 셀레늄과 같은 광도전물질로 도포된 드럼이 암실내에서 일련의 코로나방전심을 통과함으로써 그 표면이 양 또는 음으로 정전기적으로 하전된다.
(2) 재생된 이미지를 갖는 렌즈를 통하여 상기 하전된 드럼을 노광함으로써 상기 하전된 드럼 표면에 정전기적 잠재화상(latent image)을 형성한다. 즉, 광이 닿는 드럼의 표면 부분의 전하는 도전성 지지체를 통하여 산재되어 버리고, 광이 닿지 않은 드럼의 표면 부분(이미지 부분)의 전하는 그대로 남아, 정전기적 잠재화상을 형성한다.
(3) 반대 전하로 하전된 토너미립자가 드럼표면과 접착하게 되면, 하전된 드럼 표면 부분(이미지 부분)에서는 정전기적 인력에 의해서 토너 미립자가 드럼표면에 달라붙게 된다.
(4) 이미지를 수용하는 고분자필름(image receiving polymer film)이 상기 드럼과 전사 코로나 방전심 사이를 통과하면, 토너 미립자는 드럼으로부터 고분자필름으로 전사된다.
(5) 전사된 토너 미립자는 열 및/또는 압력에 의해서 고분자필름에 융착된다.
상기한 전자사진식 복사법에 의해서 투명 또는 반투명 고분자 필름 기재상에 화상을 형성할 수 있도록 한 많은 종류의 복사기가 알려져 있다. 이에 사용되는 고분자필름은 기본적으로 토너에 대한 접착성, 필름기재 표면에서의 정전기 누적에 의한 연속복사불량을 방지하기 위한 대전방지성, 연속복사시 다중이송(여러장의 필름이 포개어진 채 동시에 이송되는 현상)과 이송고장(복사공정중 필름이 복사기에 끼어서 복사가 중단되는 현상)을 최소화하기 위한 저마찰계수, 및 필름의 장기간 보관시 또는 연속복사시 다중이송이나 이송고장의 유발을 방지하기 위한 내블로킹성(anti-blocking properties) 등의 바람직한 특성을 구비해야 한다.
종래의 기술로서 고분자필름 기재상에 비닐 클로라이드-아세테이트 코폴리머와 아크릴 레진의 혼합물을 도포한 예(USP 3,854,942), 아크릴수지와 폴리에스테르를 혼합하여 도포한 예(USP 4,370,379)가 있으나 이들은 토너 접착력에 한계를 갖고 있다. 특히 고온연속복사시에 만족할 만한 토너 접착력을 제공하지 못한다. 폴리비닐아세테이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에스테르를 적절히 배합한 경우(USP 4,873,135)에도 여러 가지 토너에 대하여 일정 수준 이상의 접착력을 나타내지 못하므로 별도의 프라이머층을 형성하여야 하는 번거로움이 있다.
한편, 비닐 할라이드, 포화 지방 카르복실산의 비닐 에스테르 및 작용기를 갖는 불포화산의 3원중합체(terpolymer)를 이미지 수용층으로 사용한 경우(USP 4,891,285), (a) 비이온성 셀룰로오스들 또는 이들의 블렌드; (b) 이온성 셀룰로오스들 또는 이들의 블렌드; (c) 폴리(알킬렌 옥사이드); 및 (d) 비셀룰로오스 성분의 혼합물로 이루어진 도막 조성물을 사용한 경우(USP 5,137,773)에는 대전방지효과가 불량하여 연속복사 후 트레이에 적체된 고분자 필름들이 정전기에 의하여 서로 달라붙음으로써 용이하게 정리할 수 없는 문제점이 있다. 일본 특공소 51-34734, USP 3,854,942, USP 4,071,362, USP 4,415,626, USP 4,489,122 등에서는 대전방지제를 사용하여 정전기의 발생을 방지하는 방법을 제시하고 있다. 그러나, 경시변화에 의한 이동현상이 두드러진 대전방지제를 사용하면 다음과 같은 문제점이 발생한다. 즉, 토너 접착성이 저하되어 취급시 또는 사용시 화상이 소실되기도 하고, 스태킹시 대전방지제가 인접한 고분자필름으로 전사되어 미복사영역이 발생한다. 또한, 대전방지제는 사용하는 고분자수지와의 충분한 혼용성(miscibility)이 없으므로 정전기 방지작용을 하지 못하여 필름의 다중이송 또는 이송고장현상을 방지할 수 없게 된다.
USP 4,480,003, USP 4,585,730 등에서는 전도성 고분자를 사용하여 대전방지성과 대전방지성의 경시변화를 개선하고 있으나 여기에서 사용되는 전도성 고분자는 고가이며 일반적으로 대전방지제 보다 투입량을 높여야 하는 문제점이 있다.
이미지를 수용하는 고분자필름의 표면마찰계수가 높으면 다중이송 또는 이송고장이 발생하기 쉽다. 이러한 문제를 극복하기 위해서 USP 5,310,591에서는 슬립제를 사용하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 표면장력이 낮은 물질을 슬립제로 사용하면 토너 접착력이 심각하게 저하될 뿐만 아니라, 이들이 기재표면에 미세한 분화구(cratering)를 형성하여 필름외관을 해칠 수 있다.
또한, 전자사진식 복사용 고분자필름의 도막에는 토너 수용 바인더 이외에 대전방지제, 슬립제, 촉매 등이 첨가되는데 이들은 고분자필름 사이의 블로킹현상을 유발하여 연속복사시 다중이송이나 이송고장 등의 문제점을 일으킨다.
이러한 현상들은 전자사진식 복사용 고분자필름이 반드시 극복해야 할 것으로서 USP 3,618,742에서는 복사기내에서 고분자필름이 원활하게 이송되도록 하기 위해서 간지(paper)를 부착하고 있는데 이러한 간지는 고분자필름의 표면상에서의 전하증강을 억제하지만 가격상승 및 폐품처리 문제점을 야기시킨다.
상술한 바와 같이 종래의 전자사진식 복사용 고분자필름은 토너 접착성, 대전방지성, 저마찰계수 특성, 내블로킹성 등을 동시에 만족시키지 못하는 문제점을 가지고 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 우수한 토너 부착력과 우수한 대전방지성, 저마찰계수 특성, 내블로킹성 및 미려한 외관을 갖춘 이미지 수용층을 형성할 수 있는 이미지 수용층용 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 우수한 토너 부착력과 우수한 대전방지성, 저마찰계수 특성, 내블로킹성 및 미려한 외관을 갖춘 이미지 수용층을 구비한 복사용 고분자 필름을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명은 메틸메타아크릴레이트 잔기 와 부틸아크릴레이트 잔기를 포함하는 열가소성 공중합체 2 ~ 20중량%, 상기 열가소성 공중합체와 가교결합을 형성할 수 있는 열경화성 중합체 0.1 ~ 10중량%, 공액 이중결합, 실리콘에 결합된 자유수소기(Si-H), 아미노기, 및 히드록시기로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상의 작용기를 갖는 반응형 실리콘계 슬립제 0.01 ~ 0.5중량%, 불소계 음이온성 계면활성제 0.01 ~ 0.5중량%, 및 나머지량의 물로 이루어진 이미지 수용층용 조성물을 제공한다.
본 발명의 조성물은 알콕시기, 히드록시기, 아미노기, 및 공액 이중결합으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상의 작용기를 갖는 대전방지제를 상기 조성물의 총중량을 기준으로 0.01 ~ 5중량% 더 포함할 수 있다.
본 발명의 조성물에 있어서, 상기 열가소성 공중합체는 분자구조의 90몰% 이상이 상기 메틸메타아크릴레이트 잔기와 상기 부틸아크릴레이트 잔기로 이루어진 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물은 조면화제로서 평균입경 2 ~ 15㎛의 가교된 폴리메틸메타크릴레이트를 상기 조성물의 총중량을 기준으로 0.05 ~ 5중량%를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 조성물에 있어서, 상기 열가소성 공중합체는 분자구조의 20 ~ 60몰%가 상기 부틸아크릴레이트 잔기로 이루어진 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물에 있어서, 상기 열경화성 중합체의 함량은 상기 열가소성 공중합체의 중량을 기준으로 5 ~ 40중량%인 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물에 있어서, 상기 메틸메타크릴레이트 잔기를 A 잔기라 하고, 상기 부틸아크릴레이트 잔기를 B 잔기라 하고, 또한 아크릴아미드 잔기, 히드록시에틸메타크릴레이트 잔기, 아크릴산 잔기로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 잔기를 C 잔기라 할 때, 상기 열가소성 공중합체는 그 분자구조중에 A 잔기와 B 잔기 이외에 상기 C 잔기를 1 ~ 10몰% 더 포함할 수 있다.단, 상기 C 잔기의 함량은 (C 잔기의 몰수)/(A 잔기의 몰수 + B 잔기의 몰수 + C 잔기의 몰수) ×100의 수학식에 의하여 계산된 값을 나타낸다. 이하에서 특별히 언급이 없어도 상기 C 잔기의 함량은 상기 수학식에 의하여 계산된 값을 나타낸다.
본 발명의 조성물에 있어서, 상기 열경화성 중합체는 알콕시기, 히드록시기, 아미노기, 아미드기, 시아노기 및 수용성 블록화 이소시아네이트기로 이루어진 그룹에서 선택된 작용기를 반복단위당 적어도 1개 이상 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물에 있어서, 상기 열경화성 중합체는 멜라민-포름알데히드 수지, 우레아-포름알데히드 수지, 및 수용성 블록화 디이소시아네이트 수지로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상인 것이 바람직하다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 고분자 기재 필름; 및 상기 고분자 기재 필름의 적어도 일면에 형성된 이미지 수용층으로서, 상기 이미지 수용층은 메틸메타크릴레이트 잔기와 부틸아크릴레이트 잔기를 포함하는 열가소성 공중합체 30 ~ 85중량%, 상기 열가소성 공중합체와 가교결합을 형성할 수 있는 열경화성 중합체 5 ~ 50중량%, 공액 이중결합, 실리콘에 결합된 자유수소기(Si-H), 아미노기, 및 히드록시기로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상의 작용기를 갖는 반응형 실리콘계 슬립제 0.1 ~ 10중량%, 및 불소계 음이온성 계면활성제 0.1 ~ 10중량%를 함유하는 이미지 수용층을 포함하는 것을 특징으로 고분자 필름을 제공한다.
본 발명의 고분자 필름에 있어서, 상기 이미지 수용층은 상기 이미지 수용층의 총중량을 기준으로 알콕시기, 히드록시기, 아미노기, 및 공액 이중결합으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상의 작용기를 갖는 대전방지제 15 ~ 30중량%를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 고분자 필름에 있어서, 상기 열가소성 공중합체는 분자구조의 90몰% 이상이 상기 메틸메타크릴레이트 잔기와 상기 부틸아크릴레이트 잔기로 이루어진 것이 바람직하다.
본 발명의 고분자 필름에 있어서, 상기 이미지 수용층은 상기 이미지 수용층의 총중량을 기준으로 조면화제로서 평균입경 2 ~ 15㎛의 가교된 폴리메틸메타크릴레이트 0.3 ~ 3중량%를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 고분자 필름에 있어서, 상기 열가소성 공중합체는 분자구조의 20 ~ 60몰%가 상기 부틸아크릴레이트 잔기로 이루어진 것이 바람직하다.
본 발명의 고분자 필름에 있어서, 상기 열경화성 중합체의 함량은 상기 열가소성 공중합체의 중량을 기준으로 5 ~ 40중량%인 것이 바람직하다.
본 발명의 고분자 필름에 있어서, 상기 열가소성 공중합체는 그 분자구조 중에 상기 메틸메타크릴레이트 잔기와 상기 부틸아크릴레이트 잔기 이외에 아크릴아미드 잔기, 히드록시에틸메타아크릴레이트 잔기, 아크릴산 잔기로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상의 잔기를 1 ~ 10몰% 더 포함할 수 있다.
본 발명의 고분자 필름에 있어서, 상기 열경화성 중합체는 그 분자구조 중에 알콕시기, 히드록시기, 아미노기, 아미드기, 시아노기 및 수용성 블록화 이소시아네이트기로 이루어진 그룹에서 선택된 작용기를 반복단위당 적어도 1개 이상 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 고분자 필름에 있어서, 상기 열경화성 중합체는 멜라민-포름알데히드 수지, 우레아-포름알데히드 수지, 및 수용성 블록화 디이소시아네이트 수지로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 고분자 필름에 있어서, 상기 고분자 기재 필름은 폴리에스테르 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리이미드 필름, 폴리설폰 필름, 및 셀룰로오스 트리비닐아세테이트 필름으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 이미지 수용층용 조성물은 우수한 토너 부착력과 우수한 대전방지성, 저마찰계수 특성, 내블로킹성 및 미려한 외관을 갖춘 이미지 수용층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 이미지 수용층용 조성물은 수성(water-based) 조성물이기 때문에 유기용매를 사용할 때 발생하는 환경문제, 작업자의 건강위협문제 및 화재염려를 완전히 제거할 수 있으며 경제적이다. 따라서, 상기 조성물로부터 형성된 이미지 수용층을 구비하는 본 발명의 고분자 필름은 우수한 토너 부착력과 우수한 대전방지성, 저마찰계수 특성, 내블로킹성 및 미려한 외관을 갖추고 있다.
이하, 본 발명에 따른 이미지 수용층용 조성물 및 이로부터 형성된 이미지 수용층을 구비한 고분자 필름에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 이미지 수용층용 조성물은 매체로서 물을 사용하는 것을 그 특징으로 한다. 따라서, 본 발명의 조성물의 모든 성분들은 물에 용해, 가용화 또는 분산될 수 있어야 한다. 본 발명의 조성물은 이미지를 형성하는 토너, 안료, 염료, 잉크 등에(이하, 간단히 "토너"라고 지칭한다) 대한 부착력을 부여하는 열가소성 공중합체, 열경화성 중합체, 슬립제, 분화구 현상 방지를 위한 계면활성제, 촉매, 매체로서 물로 이루어진다. 또한, 본 발명의 조성물은 대전방지제, 조면화제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 이미지 수용층용 조성물이 도포되는 고분자 기재 필름으로서는 유연성과 열안정성이 있는 것으로서 오버헤드 프로젝션용으로 사용되기에 적당한 투명도를 갖고 있어야 한다. 즉, 가시광선을 통과시킬 수 있어야 하며 복사기내에서의 이미지 융착작용을 견딜 수 있도록 120℃ ~ 200℃에서 충분한 열안정성을 가지고 있어야 한다. 이러한 특성을 지니는 고분자 기재필름(polymer film substrate)으로서는 폴리에스테르 필름, 셀룰로오스 트리아세테이트 필름, 폴리이미드 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리설폰 필름 등이 있다. 이중 바람직한 것은 폴리에스테르 필름이며, 그중에서도 더욱 바람직한 것은 2축배향된 폴리에틸렌테레프탈레이트(이하, PET) 필름이다. 상기 고분자 기재필름의 두께는 50 ~ 200㎛인 것이 바람직하다.
상기 고분자 기재필름 상에 형성되는 이미지 수용층 역시 가시광선을 통과시켜야 하며, 이웃 고분자 필름 및 복사기내에서의 이송경로 표면에 대해 저마찰계수특성을 나타내어야 한다. 또한, 손자국 및 스크래치에 대해 높은 저항력을 가져야 한다. 이러한 특성을 지니는 이미지 수용층을 형성할 수 있는 물질로는 폴리에스테르 수지, 셀룰로오스, 폴리비닐아세테이트 수지, 폴리비닐클로라이드 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 공중합체 수지, 폴리비닐리덴클로라이드 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리메타크릴레이트 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지 등을 들 수 있다. 본 발명의 조성물에서는 토너의 부착력을 향상시키기 위해서 수용성 열가소성 공중합체와 열경화성 중합체와의 조합을 사용한다.
본 발명의 이미지 수용층용 조성물에 사용되는 상기 열가소성 공중합체의 주성분은 메틸메타크릴레이트와 부틸아크릴레이트의 공중합체로서, 이는 각종 토너와의 친화성이 매우 양호한 바인더이다. 특히, PET 필름에 대한 부착력이 우수하여 프라이머층이 없이도 PET 등의 기재 필름 위에 직접 이미지 수용층을 형성할 수 있는 장점이 있다. 상기 공중합체의 중량평균분자량은 50,000 ~ 500,000인 것이 바람직하다. 메틸메타크릴레이트는 도막형성시 도막을 단단하게 유지시켜 주는 반면 부틸아크릴레이트는 토너에 대한 부착력을 증가시킨다.
따라서, 두 단량체를 적절한 비율로 조합하여 공중합하는 것이 매우 중요하다. 메틸메타크릴레이트의 양이 과다하면 도막경도는 우수하나 토너 부착력이 불량하다. 부틸아크릴레이트의 양이 과다하면 토너 부착력은 우수하나 도막경도가 불량하여 필름을 장기간 보관할 때 블로킹을 유발하거나 연속복사시 다중이송 등의 문제를 일으킨다.
상기 열가소성 공중합체는 분자구조의 20 ~ 60몰%가 상기 부틸아크릴레이트 잔기로 이루어진 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 40 ~ 50몰%이다.
한편, 메틸메타아크릴레이트와 부틸아크릴레이트를 공중합할 때 아크릴아미드, 히드록시에틸메타크릴레이트, 아크릴산 등을 소량 투입하여 공중합하여 얻어진 열가소성 공중합체는 열경화성 중합체와 가교구조를 형성하여 도막강도를 크게 증가시키고 토너 접착력을 향상시킨다. 아크릴아미드, 히드록시에틸메타크릴레이트, 아크릴산의 함량은 상기 열가소성 공중합체중에서 아크릴아미드 잔기, 히드록시에틸메타크릴레이트 잔기, 아크릴산 잔기로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상의 잔기가 1 ~ 10몰%가 되도록 하는 것이 바람직하고, 가장 바람직하게는 5 ~ 7몰%이다.
상기 열가소성 공중합체는 에멀션 공중합 후에 공중합체의 분리공정없이 에멀션 공중합 매체와 함께 그대로 본 발명의 조성물의 한 성분으로서 사용된다. 아크릴아미드, 히드록시에틸메타아크릴레이트, 아크릴산은 메틸메타아크릴레이트와 부틸아크릴레이트의 에멀션 공중합시 초기 단계에서 함께 투입하는 것보다는 중합후기 단계에서 첨가하는 것이 아크릴아미드, 히드록시에틸메타아크릴레이트, 아크릴산을 에멀션 미셀의 외부로 배향시켜서 에멀션 중합의 반응성을 높일 수 있다는 측면에서 바람직하다.
본 발명의 이미지 수용층용 조성물에 사용될 수 있는 열경화성 중합체는 상술한 열가소성 공중합체와 가교구조를 형성할 수 있는 것이어야 한다. 이러한 열경화성 중합체는 그 분자구조 중에 알콕시기, 히드록시기, 아미노기, 아미드기, 시아노기 및 수용성 블록화 이소시아네이트기로 이루어진 그룹에서 선택된 작용기를 반복단위당 적어도 1개 이상 함유하는 것이 바람직하다. 그중에서도 특히 멜라민-포름알데히드 수지, 우레아-포름알데히드 수지, 또는 수용성 블록화 디이소시아네이트 수지 등이 더욱 바람직하다.
상기 열경화성 중합체의 함량은 분자량, 작용기수에 따라 적절하게 조절되어야 하지만 멜라민-포름알데히드 수지의 경우에는 상기 열가소성 공중합체의 중량을 기준으로 5 ~ 40중량%가 바람직하며, 특히 20 ~ 25중량%가 더욱 바람직하다. 멜라민-포름알데히드 수지는 물에 잘 용해될 뿐만 아니라 상기 열가소성 공중합체와 반응하여 훌륭한 가교구조를 형성할 수 있다.
본 발명의 조성물에 있어서 상기 열가소성 공중합체와 열경화성 중합체 사이의 반응을 촉진하기 위해서 반응촉매를 첨가할 수 있다. 열경화성 중합체로서 멜라민-포름알데히드 수지 또는 우레아-포름알데히드 수지를 사용하는 경우에는 산 또는 블록화 산(latent acid)을 사용하는 것이 바람직하며, 열경화성 중합체로서 수용성 블록화 디이소시아네이트 수지를 사용하는 경우에는 유기주석 화합물 또는 유기망간 화합물을 사용하는 것이 효과적이다. 이들 촉매의 투입량은 제막조건이나 건조조건, 즉 건조온도, 건조시간, 통풍량에 따라 적절하게 조절하여야 하는데, 이미지 수용층용 조성물의 전 고형분에 대하여 0.01 ~ 1중량%가 바람직하다. 그러나, 제막조건 또는 건조조건이 가혹한 경우에는 상기 촉매를 사용하지 않아도 열경화성 중합체와 열가소성 공중합체 사이의 가교반응을 일으킬 수 있다.
본 발명의 조성물로부터 형성된 이미지 형성층용을 구비한 고분자 필름은 우수한 대전방지성을 갖는 것이 바람직하다. 상기 고분자 필름의 대전방지성이 불량하면, 필름간 마찰에 의하여 생성된 정전기 및 토너가 화상형성시 필연적으로 동반하는 정전기에 의하여 필름이 서로 달라 붙기 때문에 복사기내에서 필름을 원활하게 이송할 수 없다.
상기 고분자 필름이 이러한 문제점을 경험하지 않으려면 필름표면이 109 ~ 1012Ω/? 정도의 표면저항을 갖는 것이 바람직하다. 그러나, 많은 경우에 있어서 대전방지제의 사용은 다양한 부작용을 동반할 수 있다. 예를 들면, 이미지 수용층용 조성물과의 상용성 문제, 토너 부착력의 저하 현상, 내수성이 불량한 현상이 그것이다. 이외에도 기재 필름위에 도포된 후 시간의 경과와 함께 대전방지제가 장시간에 걸쳐서 필름표면으로 이동하여 토너 부착력을 저하시키고 필름의 외관을 뿌옇게 변화시키는 경시변화를 일으키는 문제점이 있다. 이러한 대전방지제의 경시변화를 개선하기 위해서 전도성 고분자나 고분자형 대전방지제를 사용하는 방법이 널리 알려져 있으나 전도성 고분자는 일반적으로 값이 비싸며, 고분자형 대전방지제는 일반 대전방지제보다 투입량을 높여야 원하는 바의 효과를 가져올 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명의 이미지 수용층용 조성물은 특수한 대전방지제를 사용하기 때문에 종래의 대전방지제를 사용하는 경우에 발생하는 위와 같은 문제점을 획기적으로 개선할 수 있다. 즉, 본 발명의 조성물은 대전방지제를 포함하지 않아도 우수한 토너 부착력과 우수한 대전방지성, 저마찰계수 특성, 내블로킹성 및 미려한 외관을 갖는 이미지 수용층을 형성할 수 있다. 이러한 특성을 더욱 증가시키기 위하여 대전방지제를 사용하는 경우에도 특수한 대전방지제를 사용하기 때문에 위의 종래의 대전방지제 사용에 수반되는 문제점을 나타내지 않는다.
상기 본 발명에서 사용되는 특수한 대전방지제는 작용기를 갖는 것을 특징으로 한다. 즉, 열경화성 중합체로서 멜라민-포름알데히드 수지나 우레아-포름알데히드 수지를 사용하는 경우에는 알콕시기, 히드록시기, 아미노기, 또는 공액 이중결합 중 적어도 하나 이상의 작용기를 포함하는 구조의 대전방지제 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있고, 열경화성 중합체로서 수용성 블록화 이소시아네이트계 화합물을 사용하는 경우에는 히드록시기, 아미노기 중 적어도 하나 이상을 함유하는 구조의 대전방지제나 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 특수한 대전방지제는 조성물의 경화조건하에서 전부 또는 일부가 열경화성 중합체와 반응하므로 화학결합을 통하여 이미지 수용층 도막의 일부로 존재하게 된다. 따라서, 대전방지제의 첨가에 의해 발생할 수 있는 토너 부착력의 저하가 없을 뿐만 아니라 시간의 경과에 따른 부착력저하, 내블로킹성 저하, 외관불량화 등의 문제점을 동시에 개선할 수 있다.
상기 대전방지제와 열경화성 중합체 사이의 화학반응효율을 높이기 위해서 제막조건 또는 건조조건에 따라서 적당한 촉매를 추가할 수 있다. 열경화성 중합체로서 멜라민-포름알데히드 수지 또는 우레아-포름알데히드 수지를 사용하고 대전방지제로서 히드록시기, 카르복시기, 아미노기 중 어느 하나를 함유하는 물질을 사용하는 경우에는 산이나 블록화 산을 촉매로 사용할 수 있다. 열경화성 중합체로서 수용성 블록화 이소시아네이트 수지를 사용하고 대전방지제로서 히드록시기, 아미노기 중 어느 하나를 함유하는 물질을 사용하는 경우에는 유기주석 화합물이나 유기망간 화합물을 촉매로 사용할 수 있다. 열경화성 중합체로서 멜라민-포름알데히드 수지나 우레아-포름알데히드 수지를 사용하고 대전방지제로서 공액 이중결합을 함유하는 물질을 사용하는 경우에는 루이스산 계통의 물질을 촉매로서 사용할 수 있는데, 특히 백금계 유기화합물이 효과적이다.
이들 반응촉매는 이미지 수용층용 조성물의 전 고형성분의 중량을 기준으로 0.01 ~ 1중량%의 범위에서 투입하는 것이 효과적이다. 그러나, 제막조건 또는 건조조건이 가혹한 경우에는 상기 촉매를 사용하지 않더라도 열경화성 중합체와 대전방지제 사이의 충분한 반응을 유도할 수 있다.
고분자 필름을 사용하여 연속복사를 하는 경우 고분자 필름의 표면 마찰계수가 크면 다중이송이나 이송고장(jam) 문제가 발생한다. 유기용매를 사용하는 종래의 이미지 수용층용 조성물에서는 이러한 문제를 개선하기 위해서 일반 실리콘 오일을 슬립제로서 유기용매에 용해시켜서 도포함으로써 마찰계수를 낮출 수 있었다. 그러나, 이러한 일반 실리콘 오일은 본 발명에서 사용하는 수용성 조성액 시스템에서는 전혀 용해되지 않는다. 수성 시스템에서 사용할 수 있는 슬립제로서는 폴리올레핀계 에멀션, 실리콘계 화합물의 에멀션, 불소계 화합물의 에멀션 등을 생각할 수 있다. 그러나, 이러한 일반 에멀션형 슬립제는 표면장력이 극히 낮은 물질들로서 도막형성시 상기 열가소성 공중합체, 열경화성 중합체 등이 형성하는 도막과 분리되어 존재하거나 결합된 상태이더라도 그 결합력은 극히 미미하여 필연적으로 토너 부착력을 저하시키는 요인으로서 작용하게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해서 본 발명의 이미지 수용층용 조성물에서는 이미지 수용층을 형성하는 상기 열가소성 공중합체 및/또는 열경화성 중합체와 화학결합을 형성할 수 있는 반응형 실리콘계 슬립제를 조성물의 총중량을 기준으로 0.01 ~ 0.5중량% 사용함으로써 낮은 마찰계수와 우수한 토너 부착력을 동시에 구현할 수 있다.
열경화성 중합체로서 멜라민-포름알데히드 수지, 우레아-포름알데히드 수지를 사용하는 경우에는 공액 이중결합, 실리콘에 결합된 자유수소기(Si-H) 중의 하나 이상이 도입된 슬립제 또는 이들의 혼합물로 이루어진 슬립제를 사용할 수 있다. 이 경우에는 루이스산 중 특히 백금계 유기금속화합물을 촉매로 사용하는 것이 가능하지만, 제막조건이나 건조조건이 가혹한 경우에는 촉매의 사용없이도 원하는 바의 효과를 얻을 수 있다.
열경화성 중합체로서 수용성 블록화 이소시아네이트 수지를 사용하는 경우에는 표면에 아미노기, 히드록시기 중의 하나 이상이 도입된 슬립제 또는 이들의 혼합물로 이루어진 슬립제를 사용할 수 있다. 이 경우에는 유기주석 화합물 또는 유기망간 화합물이 촉매로서 적당하며, 제막조건이나 건조조건이 가혹한 경우에는 촉매의 사용없이도 원하는 바의 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 이미지 수용층용 조성물에 촉매를 첨가하는 경우에는 슬립제 고형분의 중량을 기준으로 0.1 ~ 5중량%의 범위에서 첨가하는 것이 바람직하다. 이에 의하여 원하는 수준의 마찰계수를 구현하여 복사기내에서 원활한 고분자 필름의 이송을 보장할 수 있음은 물론 슬립제 사용으로 인한 토너 부착력 저하현상도 극복할 수 있다.
상기 반응형 실리콘계 슬립제 에멀션은 건조전에는 대부분 그 성상이 액체상태이다. 또한, 표면장력이 대단히 낮은 물질이므로 이미지 수용층용 조성물내에서 자기들끼리 응집하려는 경향이 매우 높다. 따라서, 액상 슬립제가 자기들끼리 응집되면 이들이 점점 유적으로 성장하기 때문에 도막을 건조할 때 주변의 수분을 자신의 외부로 밀어내는 현상을 수반하게 되고, 이에 의하여 도막표면에 미세한 방울무늬를 유발하게 된다(분화구현상). 이러한 분화구현상(cratering phenomenon)을 방지하기 위해서는 실리콘계 슬립제보다 표면장력이 낮은 물질을 첨가제로 사용하여 이 첨가제를 실리콘계 슬립제의 표면에 배향시킨 후, 이 첨가제들 사이에 정전기적 반발력을 유도함으로써 궁극적으로 실리콘계 슬립제 사이의 응집을 방지하여야 한다.
이러한 역할을 할 수 있는 첨가제로서는 불소계 음이온성 계면활성제가 가장 적당하다. 불소계 음이온성 계면활성제는 불소부분의 표면장력이 실리콘계 슬립제 보다 낮기 때문에 실리콘계 슬립제의 표면으로 훌륭하게 배향할 뿐만 아니라 음이온성을 지니고 있기 때문에 실리콘 슬립제의 표면에 배향한 후 실리콘계 슬립제 에멀션 사이의 정전기적 반발력을 유도하여 실리콘계 슬립제의 응집을 방지할 수 있다.
상기 불소계 음이온성 계면활성제의 함량은 본 발명의 이미지 수용층용 조성물의 전중량을 기준으로 0.01 ~ 0.5중량%가 되도록 조정하는 것이 바람직하다. 불소계 음이온성 계면활성제의 함량이 0.01중량% 미만이면 상기한 바와 같은 효과를 발휘하기 어렵고 0.5중량%를 초과하면 이미지 수용층의 표면이 끈적거리거나, 경시변화에 의하여 불소계 음이온성 계면활성제가 고분자 필름의 표면으로 이동하여서 고분자 필름의 외관을 뿌옇게 변하게 하는 등 다른 문제를 야기할 수 있다.
상기한 바와 같이 이미지 수용층에는 토너에 대한 부착력을 부여하기 위한 바인더 수지 이외에 슬립제, 계면활성제, 대전방지제, 촉매 등이 첨가될 수 있다. 이들의 사용은 고분자 필름사이의 블로킹현상을 유발하기 쉽다. 블로킹현상은 복사기 내에서 고분자 필름의 다중이송, 이송고장 현상을 유발한다.
따라서, 이미지 수용층 형성시 도막표면을 조면화하여 블로킹현상을 방지하기 위해서 본 발명의 이미지 수용층용 조성물에서는 내부가교구조가 도입된 구형 폴리메틸메타크릴레이트(이하, PMMA)가 첨가된다. 분산중합 공정중 다관능성 단량체를 사용에 의하여 PMMA의 구조내에 쉽게 가교구조를 도입할 수 있다. 이렇게 하여 제조된 가교 PMMA는 구형입자 모양을 하며 외력에 의하여 쉽게 변형되지 않는 특성을 지닌다. 상기 가교 PMMA 조면화제의 평균입경은 2 ~ 15㎛인 것이 내블로킹성을 부여하는데 적당하다. 메이어 바(meyer bar)를 사용하여 본 발명의 조성물을 도포하는 경우에는 가교 PMMA 조면화제의 크기를 고려하여 메이어바 선정에 신중을 기하여야 한다. 투입된 조면화제가 메이어바의 표면에 끼여 도포과정에서 고분자 기재필름의 표면에 스크래치를 유발할 수 있기 때문에 평균입경 5㎛ 이상의 조면화제를 사용하는 경우에는 메이어바에 감긴 피아노선의 두께를 100㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
이렇게 하여 이미지 수용층에 도입된 조면화제는 본 발명에 따른 고분자 필름사이의 블로킹 현상을 방지할 뿐만 아니라 인체에의 촉감에도 영향을 미치므로 조면화제의 첨가량은 블로킹 발생유무, 고분자 필름의 촉감, 제막공정에서의 연신비, 기타 설비편차 등을 종합적으로 고려하여 결정하여야 하지만, 대체적으로 본 발명의 이미지 수용층용 조성물의 총중량을 기준으로 0.05 ~ 5중량%의 범위에서 사용하면 원하는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 이미지 수용층용 조성물을 고분자 기재 필름에 도포하고 경화시키면 우수한 토너 부착력 및 가교구조에 수반되는 높은 도막경도(따라서, 우수한 내스크래치성)을 갖는 이미지 수용층을 형성할 수 있다.
이어서, 본 발명에 따른 상기 조성물을 고분자 기재 필름에 도포하여 본 발명에 따른 고분자 필름을 제조하는 방법에 대하여 설명한다.
상기 이미지 수용층용 조성물을 고분자 기재필름 상에 도포하는 방법은 종래부터 당업계에서 사용되고 있는 통상적인 방법이면 어느 것이나 적용할 수 있다. 본 발명에서는 고분자 기재필름의 제막공정중 종방향 연신전에, 또는 종방향 연신과 횡방향 연신의 사이에, 또는 횡방향연신과 필름의 권취공정의 사이에 상기 이미지 수용층용 조성물을 고분자 기재필름의 일면 또는 양면에 도포하고 경화시킴으로써 고분자 기재필름상에 이미지 수용층을 형성할 수 있다. 한편, 이외에도 2축배향 고분자 기재필름의 제조공정이 완료된 후 권취된 고분자 기재필름을 재권취하는 중간에 상기 이미지 수용층용 조성물을 고분자 기재필름의 일면 또는 양면에 도포하고 경화시킴으로써 고분자 기재필름 상에 이미지 수용층을 형성할 수 있다.
이때, 상기 고분자 기재필름으로서는 상술한 바와 같이 폴리에스테르 필름, 셀룰로오스 트리아세테이트 필름, 폴리이미드 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리설폰 필름 등이 바람직하다. 한편, 상기 이미지 수용층용 조성물의 도포량은 0.1 ~ 2.0g/m3이 되도록 조절하는 것이 복사용 고분자필름이 상술한 제반 물성을 충분히 발휘하는데 바람직하다.
이하, 본 발명을 실시예를 통해 더욱 상세히 설명하고자 하는데, 본 발명의 범위가 하기 실시예로 한정되는 것이 아님은 물론이다. 본 발명의 실시예 및 비교예에 있어서, 제조된 필름의 각종 성능평가는 다음 방법에 의하여 실시하였다.
(1) 토너 부착력
제록스 비바체 500, 550 두가지 복사기를 사용하여 고분자 필름의 표면에 토너 화상을 형성한 후 ASTM D3359의 방법에 따라 크로스 컷 영역을 만들고 셀로판테이프로 접착, 박리한 후 박리되지 않고 고분자 필름의 표면에 남아있는 토너화상의 형상을 기준표와 대조함으로써 토너 부착력을 측정하였다.
토너 부착력은 0 ~ 5까지의 정수로 나타내는데, 숫자가 클수록 토너 부착력이 우수한 것을 나타낸다.
(2) 도막경도
일반 면봉을 사용하여 고분자 필름에 형성된 이미지 수용층의 표면을 수차례 문질러서 이미지 수용층의 도막이 벗겨지기 시작한 시점까지의 문지른 횟수를 측정하여 다음과 같이 평가하였다.
◎ : 11회 이상 ○ : 6 ~ 10회 X : 5회 이하
(3) 표면저항
온도 25℃, 상대습도 50%의 조건하에서 고분자 필름을 30분 이상 방치한 후, 표면저항측정기(트렉(Trek)사, 모델 150)을 사용하여 표면저항을 측정하였다.
(4) 마찰계수
온도 25℃, 상대습도 50%의 조건하에서 고분자 필름을 30분 이상 방치한 후, 마찰계수측정기(에이코(aikho)사, 모델 4002)를 사용하여 정마찰계수와 동마찰계수를 측정하였다.
(5) 내블로킹성
이미지 수용층용 조성물로 양면도포된 고분자 필름 20장을 포갠 후 390Kg/m2의 압력을 가하고 80℃에서 48시간 가열한다. 고분자 필름을 한 장씩 떼어내면서 블로킹 여부를 관찰하여 다음과 같이 평가하였다.
양호 : 한 장도 블로킹이 발생하지 않은 경우
보통 : 1장 ~ 5장에서 블로킹이 발생한 경우
불량 : 6장 이상에서 불로킹이 발생한 경우
(6) 이송성능
온도 25℃, 상대습도 50%의 조건하에서 제록스 비바체 550 복사기를 사용하여 고분자 필름 100장을 연속복사한 후 다중전송횟수와 이송고장횟수를 합산하여 기록하였다.
(7) 고분자 필름의 외관
분화구현상으로 발생되는 방울무늬 발생여부를 조사하였다.
열가소성 공중합체 a의 합성
리플럭스 콘덴서, 교반기, 온도계, 질소투입장치가 장착된 4구 플라스크에 탈이온수 160g, 소디움라우릴설페이트 6.75g을 넣고 질소분위기하에서 교반하면서 온도를 90℃로 유지하였다. 메틸메타아크릴레이트 90g과 부틸아크릴레이트 45g을 혼합하고 적가장치를 이용하여 10 ~ 15분에 걸쳐서 투입하였다. 플라스크 내부의 온도가 90℃로 일정하게 된 후 포타슘퍼설페이트 2% 수용액 20.25g을 적가장치를 이용하여 30분에 걸쳐서 플라스크에 연속투입한다. 4시간 경과후 반응을 종결시켰다. 이때 고형분 농도는 40% 이상이었다. 고형분 농도를 측정한 후 탈이온수를 첨가하여 고형분 농도를 40%로 조절하였다.
열가소성 공중합체 b의 합성
리플럭스 콘덴서, 교반기, 온도계, 질소투입장치가 장착된 4구 플라스크에 탈이온수 160g, 소디움라우릴설페이트 6.75g을 넣고 질소분위기하에서 교반하면서 온도를 90℃로 유지하였다. 메틸메타아크릴레이트 83g과 부틸아크릴레이트 41g, 아크릴아미드 7g, 히드록시메틸메타크릴레이트 2g, 아크릴산 2g을 혼합하고 적가장치를 이용하여 10 ~ 15분에 걸쳐서 투입하였다. 플라스크 내부의 온도가 90℃로 일정하게 된 후 포타슘퍼설페이트 2% 수용액 20.25g을 적가장치를 이용하여 30분에 걸쳐서 플라스크에 연속투입하였다. 4시간 경과후 반응을 종결시키고, 고형분 농도에 따라 탈이온수의 첨가량을 조절하여 고형분 농도를 40%로 조절하였다.
열가소성 공중합체 c의 합성
리플럭스 콘덴서, 교반기, 온도계, 질소투입장치가 장착된 4구 플라스크에 탈이온수 160g, 소디움라우릴설페이트 6.75g을 넣고 질소분위기하에서 교반하면서 온도를 90℃로 유지하였다. 메틸메타아크릴레이트 83g과 부틸아크릴레이트 41g를 혼합하고 적가장치를 이용하여 10 ~ 15분에 걸쳐서 투입하였다. 플라스크 내부의 온도가 90℃로 일정하게 된 후 포타슘퍼설페이트 2% 수용액 20.25g을 적가장치를 이용하여 30분에 걸쳐서 플라스크에 연속투입하였다. 반응이 발열반응 최고점을 지나 1시간 경과후, 아크릴아미드 7g, 히드록시메틸메타크릴레이트 3g, 아크릴산 1g을 혼합하고 적가장치를 이용하여 15분에 걸쳐서 투입한다. 이어서, 포타슘퍼설페이트 2% 수용액 4g을 같은 방식으로 5 ~ 10분에 걸쳐서 투입한다. 2시간 경과후 반응을 종결시키고 고형분 농도에 따라 탈이온수의 첨가량을 조절하여 고형분 농도를 40%로 조절하였다.
실시예 1
위에서 합성한 열가소성 공중합체 b의 고형분농도 40% 에멀션 12중량%, 멜라민-포름알데히드수지 1.2중량%, 대전방지제로서 4급아민 부톡사이드 2중량%, 슬립제로서 반응형 실리콘 에멀션 0.07중량%, 불소계 음이온성 계면활성제 0.05중량%, 평균입경 3㎛의 폴리메틸메타크릴레이트 0.1중량%, 및 나머지 100중량%가 되도록 하는 양의 증류수를 균일하게 혼합하여 이미지 수용층용 조성물을 제조하였다.
이어서, 두께 100㎛의 PET 기재필름(SKC 주식회사, 제품번호 SH71)의 일면상에 상기 이미지 수용층용 조성물을 메이어 바(#4)를 이용하여 코팅한 후 180℃에서 2분간 열경화시켜 이미지 수용층을 형성시켰다. 열경화후의 상기 이미지 수용층의 두께는 0.4㎛였다.
이렇게 하여 제조한 복사용 고분자 필름에 대하여 각종 물성을 측정한 후 그 결과를 하기 표 2에 나타냈다.
실시예 2 ~ 3, 및 비교예 1 ~ 4
하기 표 1에 나타낸 성분들로 이루어진 이미지 수용층용 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1에서 설명한 방법과 동일한 방법에 따라 PET 기재필름 상에 이미지 수용층을 형성하였다. 이렇게 하여 제조한 고분자 필름에 대하여 각종 물성을 측정한 후 그 결과를 하기 표 2에 나타냈다.
이미지 수용층용 조성물의 구성성분
열가소성 공중합체 열경화성 공중합체 대전방지제 슬립제 계면활성제 조면화제
실시예 1 열가소성 공중합체 b의 40% 에멀션 12중량% 멜라민-포름 알데히드수지1.2중량% 4급아민 부톡사이드2중량% 반응형실리콘에멀션0.07중량% 불소계음이온성계면활성제 0.05중량% 평균입경 3㎛ 폴리메틸메타아크릴레이트 0.1중량%
실시예 2 열가소성 공중합체 b의 40% 에멀션 12중량% 우레아-포름 알데히드수지1.2중량% 4급아민 에톡사이드2중량% 반응형실리콘에멀션0.05중량% 불소계음이온성계면활성제 0.05중량% 평균입경 5㎛ 폴리메틸메타아크릴레이트 0.1중량%
실시예 3 열가소성 공중합체 c의 40% 에멀션 12중량% 디이소시아네이트 수지1.2중량% 4급아민 히드록사이드2중량% 반응형실리콘에멀션0.03중량% 불소계음이온성계면활성제 0.05중량% 평균입경 7㎛ 폴리메틸메타아크릴레이트 0.1중량%
실시예 4 열가소성 공중합체 b의 40% 에멀션 12중량% 멜라민-포름 알데히드수지1.2중량% - 반응형실리콘에멀션0.07중량% 불소계음이온성계면활성제 0.05중량% 평균입경 3㎛ 폴리메틸메타아크릴레이트 0.1중량%
실시예 5 열가소성 공중합체 c의 40% 에멀션 12중량% 디이소시아네이트 수지1.2중량% - 반응형실리콘에멀션0.03중량% 불소계음이온성계면활성제 0.05중량% 평균입경 5㎛ 폴리메틸메타아크릴레이트 0.1중량%
비교예 1 열가소성 공중합체 c의 40% 에멀션 12중량% 멜라민-포름 알데히드수지1.2중량% 켐스타트2중량% 반응형실리콘에멀션0.03중량% - 평균입경 0.3㎛ 폴리메틸메타아크릴레이트 0.1중량%
비교예 2 열가소성 공중합체 a의 40% 에멀션 12중량% 멜라민-포름 알데히드수지1.2중량% 레지스타트2중량% 폴리테트라플루오로에틸렌0.05중량% - 평균입경 0.1㎛ 폴리메틸메타아크릴레이트 0.1중량%
비교예 3 네오크릴 BT-621) 12중량% - 레지스타트2중량% 폴리실록산 에멀션0.05중량% - -
비교예 4 AC 5032) 12중량 디이소시아네이트 수지1.2중량% - - - -
1) Neocryl BT-62 : Zeneca사 제품 2) AC 503 : Rohm & Haas사 제품
고분자 필름의 각종 물성
토너부착력 도막경도 표면저항(Ω/□) 마찰계수(정마찰계수/동마찰계수) 내블로킹성 이송성능 외관
실시예 1 4 ◎ 9×109 0.30/0.18 양호 0 양호
실시예 2 4+ ◎ 7×109 0.30/0.22 양호 0 양호
실시예 3 4+ ○ 7×109 0.31/0.25 양호 1 양호
실시예 4 4+ ◎ 1×1013 이상 0.29/0.15 양호 1 양호
실시예 5 4+ ◎ 1×1013 이상 0.29/0.18 양호 2 양호
비교예 1 1 × 8×109 0.43/0.22 불량 2 방울무늬 발생
비교예 2 2 × 8×109 0.45/0.23 불량 7 양호
비교예 3 1 × 1×1010 0.76/0.25 불량 9 양호
비교예 4 1 × 1×1013 이상 0.88/0.53 보통 10 이상 양호
표 2를 참조하면, 실시예 1 ~ 3의 경우에는 토너부착력, 이미지 수용층의 도막경도, 표면저항, 마찰계수, 내블로킹성, 이송성능 및 필름외관의 모든면에서 고르게 우수한 것을 알 수 있다. 비교예 1의 경우에는 아크릴아미드, 히드록시에틸메타크릴레이트, 아크릴산을 함유하지 않는 열가소성 공중합체 a가 사용되었고, 사용된 대전방지제에 반응기가 존재하지 않으므로 효과적으로 열가소성 공중합체-열경화성 중합체-대전방지제 사이의 3차원 가교결합이 생성되지 않았지 때문에 토너부착력이 불량하고 도막경도 또한 대단히 약한 것을 알 수 있다. 또한, 반응성 실리콘계 슬립제를 사용함으로써 동마찰계수를 낮출 수 있었으나 조면화제의 평균입경이 너무 작아 조면화효과를 크게 발휘하지 못하여 정마찰계수가 상당히 높고 내블로킹성이 불량하다. 또한, 불소계 음이온성 계면활성제를 투입하지 않음으로써 필름외관에 방울무늬가 다량 발생했다.
비교예 2 ~ 4의 경우에도 필름외관의 경우를 제외하고는 비교예 1의 경우와 같이 토너부착력, 도막경도, 내블로킹성 등의 면에서 물성개선 효과를 발휘하지 못하는 것을 알 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 조성물은 우수한 토너 부착력과 우수한 대전방지성, 저마찰계수 특성, 내블로킹성 및 미려한 외관을 갖춘 이미지 수용층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 조성물은 수성(water-based) 조성물이기 때문에 유기용매를 사용할 때 발생하는 환경문제, 작업자의 건강위협문제 및 화재염려를 제거할 수 있으며 경제적이다. 따라서, 본 발명의 조성물로부터 형성된 이미지 수용층을 구비한 본 발명의 고분자 기재 필름은 우수한 토너 부착력과 우수한 대전방지성, 저마찰계수 특성, 내블로킹성 및 미려한 외관을 갖는다.

Claims (19)

  1. 메틸메타크릴레이트 잔기와 부틸아크릴레이트 잔기를 포함하는 열가소성 공중합체 2 ~ 20중량%, 상기 열가소성 공중합체와 가교결합을 형성할 수 있는 열경화성 중합체 0.1 ~ 10중량%, 공액 이중결합, 실리콘에 결합된 자유수소기(Si-H), 아미노기, 및 히드록시기로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상의 작용기를 갖는 반응형 실리콘계 슬립제 0.01 ~ 0.5중량%, 불소계 음이온성 계면활성제 0.01 ~ 0.5중량%, 및 나머지량의 물로 이루어진 이미지 수용층용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 알콕시기, 히드록시기, 아미노기, 및 공액 이중결합으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상의 작용기를 갖는 대전방지제를 상기 조성물의 총중량을 기준으로 0.01 ~ 5중량% 더 포함하는 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열가소성 공중합체는 분자구조의 90몰% 이상이 상기 메틸메타크릴레이트 잔기와 상기 부틸아크릴레이트 잔기로 이루어진 조성물.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 조성물은 조면화제로서 평균입경 2 ~ 15㎛의 가교된 폴리메틸메타크릴레이트를 상기 조성물의 총중량을 기준으로 0.05 ~ 5중량%를 더 포함하는 조성물.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열가소성 공중합체는 분자구조의 20 ~ 60몰%가 상기 부틸아크릴레이트 잔기로 이루어진 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열경화성 중합체의 함량은 상기 열가소성 공중합체의 중량을 기준으로 5 ~ 40중량%인 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 메틸메타크릴레이트 잔기를 A 잔기라 하고, 상기 부틸아크릴레이트 잔기를 B 잔기라 하고, 또한 아크릴아미드 잔기, 히드록시에틸메타크릴레이트 잔기, 아크릴산 잔기로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 잔기를 C 잔기라 할 때, 상기 열가소성 공중합체는 그 분자구조중에 A 잔기와 B 잔기 이외에 상기 C 잔기를 1 ~ 10몰% 더 포함하는 조성물:
    단, 상기 C 잔기의 함량은 (C 잔기의 몰수)/(A 잔기의 몰수 + B 잔기의 몰수 + C 잔기의 몰수) ×100의 수학식에 의하여 계산된 값을 나타낸다.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열경화성 중합체는 알콕시기, 히드록시기, 아미노기, 아미드기, 시아노기 및 수용성 블록화 이소시아네이트기로 이루어진 그룹에서 선택된 작용기를 반복단위당 적어도 1개 이상 함유하는 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 상기 열경화성 중합체는 멜라민-포름알데히드 수지, 우레아-포름알데히드 수지, 및 수용성 블록화 디이소시아네이트 수지로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상인 조성물.
  10. 고분자 기재 필름; 및
    상기 고분자 기재 필름의 적어도 일면에 형성된 이미지 수용층으로서, 상기 이미지 수용층은 메틸메타크릴레이트 잔기와 부틸아크릴레이트 잔기를 포함하는 열가소성 공중합체 30 ~ 85중량%, 상기 열가소성 공중합체와 가교결합을 형성할 수 있는 열경화성 중합체 5 ~ 50중량%, 공액 이중결합, 실리콘에 결합된 자유수소기(Si-H), 아미노기, 및 히드록시기로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상의 작용기를 갖는 반응형 실리콘계 슬립제 0.1 ~ 10중량%, 및 불소계 음이온성 계면활성제 0.1 ~ 10중량%를 함유하는 이미지 수용층을 포함하는 것을 특징으로 고분자 필름.
  11. 제10항에 있어서, 상기 이미지 수용층은 상기 이미지 수용층의 총중량을 기준으로 알콕시기, 히드록시기, 아미노기, 및 공액 이중결합으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상의 작용기를 갖는 대전방지제 15 ~ 30중량%를 더 포함하는 고분자 필름.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 열가소성 공중합체는 분자구조의 90몰% 이상이 상기 메틸메타크릴레이트 잔기와 상기 부틸아크릴레이트 잔기로 이루어진 것을 특징으로 하는 고분자 필름.
  13. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 이미지 수용층은 상기 이미지 수용층의 총중량을 기준으로 조면화제로서 평균입경 2 ~ 15㎛의 가교된 폴리메틸메타크릴레이트 0.3 ~ 3중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 필름.
  14. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 열가소성 공중합체는 분자구조의 20 ~ 60몰%가 상기 부틸아크릴레이트 잔기로 이루어진 것을 특징으로 하는 고분자 필름.
  15. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 열경화성 중합체의 함량은 상기 열가소성 공중합체의 중량을 기준으로 5 ~ 40중량%인 것을 특징으로 하는 고분자 필름.
  16. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 열가소성 공중합체는 그 분자구조 중에 상기 메틸메타크릴레이트 잔기와 상기 부틸아크릴레이트 잔기 이외에 아크릴아미드 잔기, 히드록시에틸메타크릴레이트 잔기, 아크릴산 잔기로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상의 잔기를 1 ~ 10몰% 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 필름.
  17. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 열경화성 중합체는 그 분자구조 중에 알콕시기, 히드록시기, 아미노기, 아미드기, 시아노기 및 수용성 블록화 이소시아네이트기로 이루어진 그룹에서 선택된 작용기를 반복단위당 적어도 1개 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 고분자 필름.
  18. 제17항에 있어서, 상기 열경화성 중합체는 멜라민-포름알데히드 수지, 우레아-포름알데히드 수지, 및 수용성 블록화 디이소시아네이트 수지로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 고분자 필름.
  19. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 고분자 기재 필름은 폴리에스테르 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리이미드 필름, 폴리설폰 필름, 및 셀룰로오스 트리비닐아세테이트 필름으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 고분자 필름.
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