KR19990053056A - 열전사형 화상보호 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열전사형 화상보호 필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기재필름의 한쪽면에 내열윤활층이 도포되어 있고, 그 반대면에 언더코팅층, 보호층 및 접착층이 적층되어 있고, 보호층에는 불소계 수지와 아크릴계 수지의 혼합물을 함유함으로써 내수성이 우수할 뿐만 아니라 내화학성, 마모와 긁힘에도 우수한 열전사형 화상보호 필름에 관한 것이다.

Description

열전사형 화상보호 필름

본 발명은 열전사형 화상보호 필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기재필름의 한쪽면에 내열윤활층이 도포되어 있고, 그 반대면에 언더코팅층, 보호층 및 접착층이 적층되어 있고, 보호층에는 불소계 수지와 아크릴계 수지의 혼합물을 함유함으로써 내수성이 우수할 뿐만 아니라 내화학성, 마모와 긁힘에도 우수한 열전사형 화상보호 필름에 관한 것이다.

칼라화상을 기록하는 방법으로는 전자사진법, 잉크젯 방식, 감열전사법 등이 적용되고 있다. 그 중에서도 감열전사 기록방식은 인쇄시 소음이 없고, 기기의 유지 보수가 용이하여 광범위한 분야에 적용되고 있다. 감열전사 기록방식은 팩시밀리, 복사기와 같은 사무자동화 기기에 널리 이용될 뿐만 아니라 CAD, CAM 등의 분야와 그래픽디자인 분야 또는 칼라비디오카메라로부터 전기적으로 표현되어진 화상을 칼라프린터를 통해 인쇄하는 분야에 이르기까지 널리 사용되고 있다.

이러한 열전사법은 크게 승화형 방식과 용융형 방식으로 구분된다. 용융형 방식은 열소자에 의해 전사잉크층이 가열, 용융되어 수용층에 전사되고난 후 고화되는 방식으로서, 전사과정에서는 색재 뿐만 아니라 결착제 성분까지도 수용층에 전사되므로 연속적인 계조를 표현하는데 한계가 있다. 이에 반하여 승화형 방식은 전사층이 열승화성 염료와 바인더 수지로 이루어지며, 열소자에 의해 가해진 열에너지에 비례하여 염료만이 카드로 전달되어 화상이 형성되는 방법으로 염료 확산형이라고도 불리운다. 이러한 승화형 방식은 가해준 열에너지에 비례하여 전사되는 염료의 양이 조절되므로, 전사 화상에 연속적인 농도 계조를 표현하기가 용이한 장점을 지니고 있다.

카드용 열전사 기록 리본은 열전사 프린터의 종류에 따라 색상을 표현할 수 있는 칼라 필름들과 화상보호 필름이 한 리본에 연속적으로 연결되어 있는 경우도 있고, 칼라 필름과 화상보호 필름이 분리되어 다른 리본으로 되어 있는 경우도 있다.

상기와 같은 방법으로 제조된 종래의 화상보호 필름은 내수, 내화학성과 같은 화학적 내성은 주로 보호층을 구성하는 아크릴계 수지의 성질에 의존하고, 물리적 성질인 내마모나 내긁힘 등은 보호층에 왁스를 첨가하여 해결하는 방법[미국특허 제 5,387,013 호]을 사용하고 있다. 그러나, 상기 방법은 물리적 특성 향상을 위해 첨가된 왁스와 보호층의 주된 구성물질인 아크릴계 수지가 서로 친화성이 없기 때문에 그 계면이 매우 취약하다는 단점을 지니고 있다. 이러한 취약한 계면은 화학 물질과 접촉시 침투경로를 제공하여 내화학성을 떨어뜨린다. 카드 등의 기록 매체는 주로 사용자가 일상적으로 생활하면서 지갑 등에 보관되기 때문에 오랜 기간동안 가소제와 같은 화학 물질과 접촉하게 된다. 이러한 경로로 침투한 가소제, 아세톤 등의 물질은 정보의 훼손을 유발한다. 이를 막기 위하여 고분자 물질 중 내화학성이 우수한 물질을 단독으로 사용하거나 아크릴계 수지와 적절히 블랜드하여 내화학성의 증가를 도모하는 일은 중요하다.

최근에는 개인 정보의 양이 증가하면서 많은 종류의 정보가 카드와 같은 기록 매체에 기록되는 추세이다. 예를 들면 신용 카드, 신분증 등인데, 이는 개인의 정보가 기록되는 중요한 기록 매체이다. 이와 같이 카드와 같은 기록 매체에는 많은 양의 정보가 기록되기 때문에 기록 매체의 보호 및 위조와 변조의 방지 뿐만 아니라 기록 매체의 사용기간을 늘리는 것은 매우 중요한 일이다.

이에 본 발명에서는 아크릴계 수지의 보호층과 비닐클로라이드계 수지의 접착층으로 구성된 일반적인 열전사형 화상보호 필름에서 보호층에는 불소계 수지를 추가적으로 도입하여 열전사형 화상보호 필름을 제조함으로써 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명은 불소계 수지와 아크릴계 수지의 혼합물이 보호층에 포함되어 있어 내수성이 우수할 뿐만 아니라 내화학성, 내마모성 및 내긁힘에도 우수한 열전사형 화상보호 필름을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 기재필름의 한쪽면에 내열윤활층이 코팅되어 있고, 그 반대쪽 면에 언더코팅층, 보호층, 접착층이 차례로 적층되어 있는 열전사형 화상보호 필름의 단면구조도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 접착층 2 : 보호층

3 : 언더코팅층 4 : 기재필름

5 : 내열윤활층

본 발명은 기재 위에 아크릴계 수지와 왁스를 포함하는 보호층과 비닐클로라이드계 공중합체를 포함하는 접착층이 적층되어 있는 열전사형 화상보호 필름에 있어서,

상기 보호층에는 불소계 수지와 아크릴계 수지가 1 : 10 ∼ 10 : 1의 중량비로 혼합되어 있는 혼합물이 용매 100 중량부에 대하여 5 ∼ 20 중량부가 포함되어 있는 것을 그 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 통상의 열전사형 화상보호 필름의 보호층에 왁스와 아크릴계 수지를 동시에 함유시킴으로써 발생되는 계면 불안정성을 개선하기 위하여 상기 아크릴계 수지와 함께 불소계 수지를 혼합하여 사용하였다. 이와 같이 불소계 수지와 아크릴계 수지를 혼합사용함으로써 왁스에 의해 내화학성이 감소되는 효과를 없앨 수 있다.

보호층의 조성은 왁스와 아크릴계 수지로 이루어지는 바, 아크릴계 수지는 용매에 용해시켜 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 화학적, 물리적 내성과 열전사시 이형성이 우수하다고 알려져 있는 불소계 수지를 상기 아크릴계 수지와 혼합하여 화상보호 필름의 내성을 증가시킨다. 일반적으로 불소 원소가 고분자 물질에 첨가되면 수소 결합을 유발하여 내화학성이 증가되고, 또한 결정성이 높기 때문에 내마모성에서도 우수한 성질을 나타낸다. 이러한 불소계 수지로는 폴리비닐플루오라이드, 폴리비닐리덴플루오라이드, 비닐리덴플루오라이드-헥사불화프로필렌 이원공중합체 등을 사용한다.

상기 불소계 수지와 폴리메틸메타아크릴레이트 등의 아크릴계 수지를 1 : 10 ∼ 10 : 1의 중량비로 혼합하는 것이 바람직한 바, 만일 불소계 수지의 함량이 상기 범위 미만이면 첨가효과를 얻을 수 없고, 상기 범위를 초과하여 과량 함유되면 전사시 깨끗한 화상보호 도막을 얻을 수 없다는 문제가 있다. 또한, 불소계 수지와 아크릴계 수지의 혼합물은 보호층에 사용되는 용매 100 중량부에 대하여 5 ∼ 20 중량부 범위내에서 함유되는 것이 바람직하다.

또한, 보호층에 포함되는 왁스는 용매 100 중량부에 대하여 0.1 ∼ 10 중량부, 바람직하기로는 0.5 ∼ 5 중량부를 정량하여 분산시킨다. 분산하는 과정은 기계적 혼합기를 사용하여 1,500 rpm의 속도로 1시간정도 수행한다. 상기와 같은 과정을 수행하여 보호층의 두께가 0.1 ∼ 1 ㎛ 되도록 하고, 바람직하기로는 0.25 ∼ 0.75 ㎛의 두께를 갖도록 한다.

접착층은 고분자 물질이 다른 기재(substrate)위에 열전사될 때 그 접착력을 부여하는 기능을 한다. 기재위에 보호층을 코팅할 경우, 기재와 보호층 사이의 접착력이 약해지면 기록물에 마모나 스크랫치 등의 외력이 가해졌을 때 내구성이 취약해지는 단점이 있다. 따라서, 적절한 접착력을 지닌 화상보호 필름을 구성하는 것이 매우 중요하다. 또한, 카드와 직접 접착하는 접착층에서도 보호층을 통과한 화학물질의 저항성을 함께 지니게 되면 더욱 좋은 화상보호 필름을 구성하게 된다.

본 발명에서는 접착층으로 비닐클로라이드계 공중합체를 보호층과 같은 농도로 조액하여 사용한다. 비닐클로라이드계 공중합체는 비닐클로라이드 단량체와 목적에 적합한 단량체, 예를 들면 비닐아세테이트, 무수말레인산, 아크릴계 수지 중에서 선택한 것을 공중합한 것이다. 또한, 본 발명의 접착층은 상기 비닐클로라이드계 공중합체 이외에도 내광성을 향상시키기 위하여 자외선 안정제 등의 첨가제를 적량 함유시킬 수도 있는 바, 자외선 안정제는 접착층에 사용되는 용매 100 중량부에 대하여 0.01 ∼ 1 중량부를 사용하고, 바람직하기로는 0.05 ∼ 0.5 중량부를 사용한다.

이러한 접착층을 기재필름위에 0.03 ∼ 1.5 ㎛의 두께로 코팅하게 되는데, 접착층의 코팅두께가 지나치게 두꺼울 경우에는 화상보호 필름의 전사성이 불량해진다.

본 발명에서는 상기와 같이 보호층, 접착층을 기재필름위에 그라비어 코팅, 바 코팅, 콤마 코팅 등 통상적인 코팅방식을 적용하여 코팅하게 되는데, 필요에 따라서는 PET 기재 위에 언더코팅층을 형성한다.

언더코팅의 목적은 보관시 코팅층이 필름으로부터 박리되는 것을 막고, 전사시 PET 기재 위에 코팅되는 코팅층과의 접착력을 조절하여 전사성을 향상시키는 것이다. 이러한 언더코팅층을 형성하기 위하여 폴리에스테르를 적절한 용매에 용해시킨 후, 코팅하여 사용하는데, 고분자 물질인 폴리에스테르는 용매 100 중량부에 대하여 0.01 ∼ 10 중량부, 바람직하기로는 0.05 ∼ 5 중량부가 사용된다. 만일 폴리에스테르의 농도가 0.01 중량부 미만이면 상기 언더코팅층의 목적을 이루기 어렵고, 10 중량부를 초과하면 접착력이 너무 세기 때문에 열과 압력을 화상보호 필름에 인가하여도 전사가 안되는 문제점이 있다. 이러한 언더코팅층은 기재필름위에 0.01 ∼ 1 ㎛의 두께로 코팅하는 것이 바람직하다.

본 발명의 기재필름으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(PET 필름) 원단을 사용한다.

상술한 바와 같이, 보호층에 서로 다른 분자량 분포를 갖는 아크릴계 수지를 혼합사용하여 열전사형 화상보호 필름을 제조하면 내구성의 훼손없이 전사성과 내구성이 우수한 화상보호 필름의 제조가 가능하다.

첨부도면 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 화상보호 필름은 PET 기재필름(4)위에 내열윤활층(5)이 코팅되어 있고, 그 반대쪽 면에는 필요에 따라서 언더코팅층(3)이 적층되어 있고, 보호층(2)과 그 위에 접착층(1)이 적층되어 있다.

이와 같은 본 발명을 실시예에 의거하여 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

후면에 내열 처리가 되어 있는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(일본국 도레이제, 상품명 F531, 5.7㎛) 위에 하기의 조성물을 코터를 사용하여 보호층은 0.5 ㎛, 접착층은 1.4 ㎛가 되도록 순서대로 코팅한 다음, 건조시켜 열전사형 화상보호 필름을 제조하였다.

언더코팅층 조성물 :

p-클로로페놀 3 중량부

톨루엔 97 중량부

보호층 조성물 :

폴리비닐리덴플루오라이드(프랑스 아토켐제, Kynar 461) 8 중량부

폴리메틸메타크릴레이트(일본국 미쯔비시레이온제, BR83) 4 중량부

왁스(미국 샴록제, 321BG) 0.36 중량부

톨루엔 22 중량부

메틸에틸케톤 22 중량부

디메틸포름아미드 44 중량부

접착층 조성물 :

폴리메틸메타아크릴레이트(일본국 미쯔비시레이온제, BR83) 20 중량부

톨루엔 64 중량부

메틸에틸케톤 16 중량부

실시예 2

보호층의 조성을 다음과 같이 실시하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 열전사형 화상보호 필름을 제조하였다.

보호층 조성물 :

폴리메틸메타크릴레이트(미국 롬앤드하스제, B60) 4 중량부

비닐리덴플루오라이드-헥사불화프로필렌 이원공중합체(프랑스 아토켐제, Kynar 2801) 8 중량부

왁스(미국 샴록제, 321BG) 0.5 중량부

톨루엔 22 중량부

메틸에틸케톤 22 중량부

디메틸포름아미드 44 중량부

실시예 3

접착층의 조성을 다음과 같이 실시하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 열전사형 화상보호 필름을 제조하였다.

접착층 조성물 :

폴리메틸메타크릴레이트(미국 롬앤드하스제, B60) 15 중량부

폴리비닐클로라이드 중합체(미국 유니온카바이드제, VMCA) 15 중량부

톨루엔 56 중량부

메틸에틸케톤 14 중량부

실시예 4 ∼ 6

언더코팅층의 조성을 코팅하지 않는 것을 제외하고는 상기 실시예 1 ∼ 3과 동일한 방법으로 열전사형 화상보호 필름을 제조하였다.

비교예 1

보호층의 조성(두께 1.2 ㎛)과 접착층의 조성(두께 1.2 ㎛)을 아래와 같이 실시하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 열전사형 화상보호 필름을 제조하였다.

보호층 조성물 :

폴리메틸메타크릴레이트(일본국 미쯔비시레이온제, BR83) 20 중량부

왁스(미국 샴록제, 321BG) 1.5 중량부

톨루엔 40 중량부

메틸에틸케톤 40 중량부

접착층 조성물 :

폴리비닐클로라이드 공중합체(미국 유니온카바이드제, VROH) 20 중량부

톨루엔 40 중량부

메틸에틸케톤 40 중량부

비교예 2

보호층의 조성을 다음과 같이 실시하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 열전사형 화상보호 필름을 제조하였다.

보호층 조성물 :

폴리메틸메타크릴레이트(일본국 미쯔비시레이온제, BR83) 20 중량부

톨루엔 40 중량부

메틸에틸케톤 40 중량부

비교예 3

접착층의 조성을 다음과 같이 실시하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 열전사형 화상보호 필름을 제조하였다.

접착층 조성물 :

폴리메틸메타크릴레이트(미국 롬앤드하스제, B60) 15 중량부

폴리비닐클로라이드 공중합체(미국 유니온카바이드제, VROH) 15 중량부

톨루엔 35 중량부

메틸에틸케톤 35 중량부

비교예 4 ∼ 6

언더코팅층의 조성을 코팅하지 않는 것을 제외하고는, 상기 비교예 1 ∼ 3과 동일한 방법으로 열전사형 화상보호 필름을 제조하였다.

실험예

상기 실시예 1 ∼ 6 및 비교예 1 ∼ 6에서 제조한 필름의 내구성을 평가하기 위해 PERSONA CHEETAH(미국 FARGO제), CP510(일본 DNP), IMAGE II(미국 Data Card제)의 열전사 프린터에서 칼라, 블랙의 화상과 인자를 인쇄한 PVC 카드 위에 화상보호 필름을 전사시켜 물성을 비교하였다.

화상, 인자의 변질 정도와 화상보호 도막의 변질 정도는 다음의 내마모성, 긁힘성, 내수성, 내알콜성, 내용제성, 내가소제성 등을 측정함으로써 판단하였다.

·내마모성: 측정기(5130 Abraser, TABER Industry제)로 측정함.

·긁힘성: 연필 경도계(Ref 720N, SHEEN제)로 측정하여 화상보호 도막의 긁힘 유무로서 확인함(H는 B에 비해 긁힘성이 우수, H 앞의 숫자가 클수록 긁힘성은 우수함).

·내수성: 60℃ 물에 담가 놓은 후 화상과 화상보호 도막이 변질되는 시간을 측정함.

·내알콜성: 95% 에탄올에 담가 놓은 후 화상과 화상보호 도막이 변질되는 시간을 측정함.

·내용제성: 톨루엔, 벤젠, 아세톤을 카드에 떨어뜨려 화상이 변질되는 시간을 측정함.

·내가소제성: BBP, DOA, DOZ, DOP 등의 가소제를 카드 위에 슬라이드 글라스로 밀착시킨 후 화상이 변질되는 시간을 측정함.

다음 표 1은 비교예 1에서 제조한 필름의 변질정도를 100으로 하였을 때, 실시예 1 ∼ 6 및 비교예 2 ∼ 6에서 제조한 필름의 상대적인 변질정도를 나타낸 것이다.

구 분	마모성	긁힘성	내수성	내알콜성	내용제성	내가소제성
실시예 1	150	3H	120	100	120	130
실시예 2	140	3H	120	100	120	130
실시예 3	140	2H	110	100	115	120
실시예 4	150	3H	120	100	120	130
실시예 5	140	3H	120	100	120	130
실시예 6	140	2H	110	100	115	120
비교예 1	100	2H	100	100	100	100
비교예 2	90	3B	80	100	110	90
비교예 3	90	1H	90	90	95	100
비교예 4	100	2H	100	100	100	100
비교예 5	90	3H	80	100	110	90
비교예 6	90	1H	90	90	95	100

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 화상보호 필름의 보호층에는 아크릴계 수지와 불소계 수지, 그리고 왁스를 적절히 혼합되어 있고 접착층에는 아크릴계 수지 단독이나 폴리비닐클로라이드 공중합체와 혼용하여 사용하고 있는 본 발명에 따른 실시예 1 ∼ 6의 필름은 종래에 비해 마모성을 현저히 향상시킬 수 있고, 용제나 가소제 등의 화학 약품에도 우수한 내성을 가지는 장점을 보인다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 열전사형 화상보호 필름은 보호층에 불소계 수지와 아크릴계 수지의 혼합물을 도입함으로써 내수성이 우수하고, 내화학성 및 내마모성, 내긁힘이 증가하는 효과가 있음을 알 수 있다.

Claims (2)

1. 기재 위에 아크릴계 수지와 왁스를 포함하는 보호층과 비닐클로라이드계 공중합체를 포함하는 접착층이 적층되어 있는 열전사형 화상보호 필름에 있어서,

   상기 보호층에는 불소계 수지와 아크릴계 수지가 1 : 10 ∼ 10 : 1의 중량비로 혼합되어 있는 혼합물이 용매 100 중량부에 대하여 5 ∼ 20 중량부가 포함되어 있는 것임을 특징으로 하는 열전사형 화상보호 필름.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 불소계 수지는 폴리비닐플루오라이드, 폴리비닐리덴플루오라이드 또는 비닐리덴플루오라이드-헥사불화프로필렌의 이원 공중합체임을 특징으로 하는 열전사형 화상보호 필름.