KR20000036043A - 플라스틱 필름 인쇄에 적합하도록 코팅을 혼입시킨 열 전사 인쇄 - Google Patents

플라스틱 필름 인쇄에 적합하도록 코팅을 혼입시킨 열 전사 인쇄 Download PDF

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Abstract

본 발명은 코팅 조성물이 혼입된 플라스틱 필름상에서의 열 전사 인쇄 방법에 관한 것이다. 이 방법은 비닐 불포화를 포함하는 카르복실산 중합체 및/또는 공중합체의 결합제, 1 종 이상의 미분 입상 충전제 및 계면활성제를 포함하는 코팅 조성물을 갖는 플라스틱 필름을 제공하는 것을 포함한다. 염료 층을 포함하는 리본과 같은 써모그래피 소자를 플라스틱 필름상에 인쇄하고자 하는 화상의 형태로 가열시키고, 이러한 가열에 의해 염료 층을 화상 형태로 용융시킨다. 코팅 조성물로 코팅된 플라스틱 필름은 써모그래피 리본과 접촉되며, 염료 층은 리본으로부터 플라스틱 필름으로 전사된다. 이러한 코팅된 플라스틱 필름상에서의 열 전사 인쇄는 옥외용 플라스틱 라벨과 같은 다수의 용도로 제공된다.

Description

플라스틱 필름 인쇄에 적합하도록 코팅을 혼입시킨 열 전사 인쇄 방법{THERMAL TRANSFER PRINTING INCORPORATING A COATING FOR PRINTABLE PLASTIC FILMS}
열 전사 인쇄 기법은 "소비자의 기호에 부합되는(on-demand)" 인쇄 요건을 만족하도록 개발되어 왔다. 그러나, 열 전사 인쇄는 통상적으로 플라스틱 표면이 아닌, 종이를 포함하는 표면을 인쇄하는 것으로 국한되어 왔었다. 이는 주로 열 전사 인쇄 기법에서 플라스틱 표면의 불량한 인쇄 품질 및 불량한 내구성에 기인한다. 열 전사 인쇄 기법에 있어서, 인쇄 표면 지지체가 인쇄용으로 제공되며, 인쇄 헤드 형의 열 소자가 화상을 지지체에 전사시키도록 제공된다. 표면에 고형 잉크를 포함하는 써모그래피(thermography) 리본이 인쇄면 지지체와 인쇄 헤드의 사이에 배치된다. 인쇄 헤드는 인쇄용 소정 화상으로 각각 가열될 수 있는 다수의 가열 소자를 포함한다. 작동시, 써모그래피 리본은 인쇄 헤드와 인쇄면 지지체의 사이에 삽입되어 인쇄 헤드가 써모그래피 리본과 접촉하고, 이 리본은 인쇄면 지지체와 접촉하게 된다. 각 인쇄 열의 가열 소자는 인쇄하고자 하는 화상으로 가열된다. 이러한 삽입 및 가열은 써모그래피 리본을 동시에 가압 및 가열하게 되어 써모그래피 리본상에 함유된 고형 잉크를 가열되는 인쇄 헤드의 일부분에서 용융시키거나 또는 액화시킨다. 써모그래피 리본이 인쇄면 지지체와 접촉되기 때문에, 용융된 잉크는 소정의 화상 형태로 써모그래피 리본으로부터 인쇄면 지지체로 전사된다.
열 전사 인쇄 기법이 대중적으로 널리 사용되어 오고 있긴 하지만, 이러한 기법은 플라스틱 필름에 인쇄하기가 어렵고 이러한 필름으로 인한 고 비용으로 말미암아 주로 종이 지지체에만 사용되어 왔다. 예를 들면, 미국 매사츄세츠주 워번에 소재하는 매디코 그래픽 필름즈에서 시판하는 제품 번호 01-180 및 01-181, 킴벌리 클라크에서 시판하는 킴듀라(Kimdura) K-100과 같은 시판 제품은 열 전사 인쇄 기법에서 유용한 인쇄 가능한 중합체 필름이다. 이러한 필름이 종이에 대한 대안으로서 유용한 것으로 입증되긴 하였지만, 이들은 종이보다 상당히 비싸며 그래서 비용면에서 "소비자의 기호에 부합되는" 인쇄 용도로는 불충분하게 된다.
오바 일동의 미국 특허 제5,233,924호에는 열 전사 인쇄 기법에서 유용한 것으로 기재되어 있는 다른 지지체의 한 예인 "합성지" 유형의 제품이 기재되어 있다. 이 특허 문헌에는 폴리올레핀 필름층의 한면 또는 양면상에 에틸렌-비닐 알콜 공중합체 필름층을 가지며, 무기 물질과 같은 코트층을 더 포함하는 무기 미분 혼입의 미세 다공성 불투명 폴리올레핀 필름층이 개시되어 있다. 이러한 필름은 열 전사 인쇄에 적절한 인쇄 품질을 제공하는 것으로 입증된 반면, 비용이 많이 소요되어서 그 사용이 크게 감소된다. 또한, 에틸렌-비닐 알콜 공중합체의 평활한 표면은 많은 인쇄 용도에서 단점이 되고 있다.
본 발명은 플라스틱 표면, 특히 플라스틱 필름에서의 인쇄성을 향상시키는 코팅 조성물에 관한 것이다. 더욱 상세히 말하자면, 본 발명은 코팅 조성물을 사용하여 플라스틱 필름에서의 열 전사 인쇄를 개선시킨 열 전사 인쇄 방법에 관한 것이다.
본 발명은 무기 입자 및 계면활성제를 포함하는 아크릴계 유탁액을 포함하는 인쇄 가능한 코팅 조성물에 관한 것이다. 한 구체예에서, 본 발명은 자외선 광 안정화 첨가제를 포함한다. 본 발명의 특수 코팅 제제는 종래 기술의 인쇄, 특히 플라스틱 필름의 석판인쇄 및 열 전사 인쇄시의 난점을 극복하였다.
아크릴 결합제는 아크릴산 또는 메타크릴산 또는 이들 산의 에스테르와 같은 비닐 불포화를 포함하는 카르복실산의 열가소성 중합체 또는 공중합체를 포함한다. 아크릴레이트는 저급 알킬기, 예를 들면, 약 C1-약 C16의 저급 알킬을 포함하며, 특정의 예로는 메틸, 에틸, 부틸, 라우릴 및 스테아릴 등이 있다. 아크릴 수지는 아크릴로니트릴, 부타디엔 및/또는 스티렌과 같은 비-아크릴 단량체를 사용하여 개질될 수 있는 것이 유용하다.
아크릴 중합체 결합제는 당업계에서 널리 알려져 있으며, 미국 특허 제3,753,769호, 제4,058,645호 및 제4,749,616호에 기재되어 있다.
특정의 유용한 열가소성 공중합체는 미켈맨 코포레이션에서 시판하는 상표명 미켐(Michem), 특히 미켐-4983으로 시판되는 에틸렌-아크릴산이다. 에틸렌-아크릴산은 통상적으로 에틸렌 및 아크릴산의 고압 공중합 반응에 의해 생성된다. 에틸렌을 아크릴산으로 공중합시키는 경우, 분자 구조는 공중합체의 주쇄 및 측쇄를 따라 거대한 카르복실산 기를 무작위로 포함함으로써 크게 변형된다. 카르복실기는 결합을 자유로이 형성하며, 임의의 폴리 지지체와 반응하게 된다. 시판되는 에틸렌-아크릴산 공중합체는 다우 케미칼 컴파니에서 시판하는 프라이마코(Primacor) 4983, 25 %의 고형분 함량으로 아크릴 15 몰% 및 에틸렌 85 몰%의 반응으로부터 얻은 수성 분산액 등이 있다. 사용 가능한 기타의 아크릴 유탁액은 발즈파 코포레이션에서 시판하는 상표명 아크릴릭(Acrylic), 특히 아크릴릭 79XW318A, 89XWO55 및 90XW067 등이 있다.
결합제의 총량은 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 약 20∼약 80 중량%, 특히 약 30∼약 60 중량% 범위내가 될 수 있다.
결합제는 모두 아크릴 중합체로 구성될 수 있거나 또는 모두 에틸렌-아크릴산 공중합체로 될 수 있다. 일부의 용도에 있어서, 아크릴 중합체 및 에틸렌-아크릴 공중합체의 조합이 바람직하다. 통상적으로 아크릴 중합체가 존재하지 않는 경우, 안료 분산액의 질은 불량해져서 코팅이 지지체에 접착되어 버린다. 에틸렌-아크릴산 공중합체가 존재하지 않는 경우, 코팅은 습기에 민감하게 되는 경향이 있다. 그래서, 아크릴 중합체 및 에틸렌-아크릴산 공중합체 사이의 균형이 중요하다. 조합물을 사용하는 경우, 함량은 아크릴 중합체 5∼50 중량% 및 에틸렌-아크릴산 공중합체 95∼50 중량%가 바람직하다. 통상의 제제는 조합물의 총 중량을 기준으로 하여 아크릴 중합체 5∼20 중량% 및 에틸렌-아크릴산 공중합체 95∼80 중량%를 포함한다.
제제내의 기타의 성분은 1 종 이상의 잉크 수용 개선 입상 첨가제를 포함한다.
흔히 충전제로 불리우는 입상 첨가제는 열분해 실리카를 비롯한 실리카, 활석, 규조토, 규산칼슘, 벤토나이트 및 점토와 같은 미분 무기 고형 물질을 포함한다. 충전제의 함량은 코팅의 총 중량을 기준으로 하여 약 20∼약 80 중량%, 특히 약 30∼약 60 중량%를 포함한다. 입자는 일반적으로 크기가 작으며, 통상적으로는 약 1∼약 10 ㎛, 특히 약 3∼약 7 ㎛이다. 충전제의 예로는 카올린, 실리카(또한 점착 방지 특성을 갖는 것으로 알려져 있음), 규산알루미늄, 점토 및 활석 등이 있다. 또한 펄프를 사용할 수 있다.
코팅의 잉크 수용성(receptivity)을 가능한한 개선시키는 불투명 개선 입자를 사용할 수 있다. 이들은 비교적 불활성을 띠는 물질이다. 탄산칼슘이 열가소제로서 광범위하게 사용되며, 이는 비교적 저렴하고, 그 사용이 용이하다. 이는 천연의 형태로 사용될 수 있으나, 화학 공정에 의해 제조된 "침전된 탄산칼슘"으로 사용될 수 있다. 때때로, 탄산칼슘의 입자는 수지로 코팅되어 가소제 흡수를 감소시키게 되며 이러한 형태로 사용될 수 있다.
안료를 제공하는 입자를 사용할 수 있다. 안료는 입자 크기가 직경 1 미크론 미만인 유기 및 무기 물질이다. 통상의 안료로는 카본 블랙 및 이산화티탄 등이 있다. 탄산칼슘 또한 안료로서 작용될 수 있다. 본 발명에 포함되는 기타의 안료로는 금속성 안료, 예컨대 알루미늄, 구리, 금, 동 또는 아연 입자 등이 있다. 이들 안료는 통상적으로 코팅 비이클에 혼입되는 경우 빛을 반사하는 통상의 플레이크 성형 입자이다.
잉크 흡수 물질, 불투명화 입자 및/또는 안료는 통상적으로 원하는 정도의 반투명도 또는 불투명도를 얻도록 혼합하여 사용된다. 통상적으로 불투명 입자 및/또는 안료 농도는 코팅의 총 입자 농도의 약 5∼약 70 %, 특히 약 10∼약 45 %가 된다.
상기에 제시된 것 이외에 사용할 수 있는 입자의 특정예로는 아세틸렌 블랙, 알파 셀룰로즈, 규산알루미늄, 황산바륨, 규산칼슘, 황산칼슘, 셀룰로즈, 점토, 규조암, 유리 박편, 케라틴, 리그닌, 리토폰, 운모, 미소중공구, 이황화몰리브덴, 하석 섬장암, 종이, 펄프, 석영, 각분, 활석, 베어미클라이트 및 목재 등이 있다.
본 발명은 임의의 자외선 안정화 첨가제를 더 포함한다. 이는 화학적 제제로서, 가시광선 방사 스펙트럼의 자외선 한계 부분을 넘어선 방사를 흡수하거나 또는 차단하여 플라스틱을 분해시키는 방사 촉매화 반응을 방지한다. 통상적인 UV 흡수제의 예로는 벤조페논, 히드록시페닐-벤조트리아졸을 비롯한 벤조트리아졸, 치환된 아크릴로니트릴, 살리실 유도체 및 니켈 착물 등이 있다. 증점제로서 작용할 수 있는 벤조페논과 같은 특정의 UV 안정화제는 주의를 기울여서 취급해야 한다. UV 안정화제의 예로는 시바-가이기에서 시판하는 벤조트리아졸 "티누벤(Tinuven) 1130", 사이텍에서 시판하는 "UV5411", 페어몬트에서 시판하는 "믹심(Mixxim) BB/200" 등이 있다. 시판되는 벤조페논은 바스프에서 시판하는 상표명 "우비눌(Uvinul) 3048" 또는 그레이트 레이크스 케미칼에서 시판하는 상표명 "신타제(Syntase) 230" 등이 있다. 다른 시판되는 UV 흡수제로는 산도즈가 시판하는 상표명 "VP 샌더버(Sanduvor) VSU"의 옥살아닐리드 등이 있다. UV 흡수제는 통상적으로 임의의 UV 촉매 반응을 중단시키는 자유 라디칼 스캐빈저와 함께 사용된다. 통상적인 자유 라디칼 스캐빈저의 예로는 입체 장애된 아미노에테르 광 안정화제를 포함하는 입체 장애된 아민 등이 있다. 시판되는 입체 장애된 아민의 예로는 시바-가이기에서 시판하는 "티누벤 123", 에니켐에서 시판하는 "우바실(Uvasil) 299" 및 메이조에서 시판하는 "BLS 1770" 등이 있다. 통상적으로 제조되는 UV 흡수제/자유 라디칼 스캐빈저 팩키지는 산도즈에서 시판하는 "VP 샌더버 3225"와 같은 것이다. 통상적으로 UV 흡수제 및 자유 라디칼 스캐빈저를 혼합하여 사용하는 경우, 자유 라디칼 스캐빈저의 농도는 사용된 UV 안정화 첨가제의 총량을 기준으로 하여 약 10∼약 60 중량%, 바람직하게는 약 20∼약 40 중량%이다. 본 발명의 코팅 조성물에 유용한 UV 안정화 첨가제 팩키지의 총량은 코팅 조성물 총 중량을 기준으로 하여 약 1∼15 중량%, 특히 2∼8 중량%를 포함한다. 통상적으로 UV 안정화제는 탄화수소 용매, 특히 물과 혼화성을 갖는 알콜 용매 내에서 혼합된다. 통상적으로, 사용된 알콜의 함량은 UV 안정화제 첨가제를 가용화시키는데 충분하여 코팅의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.5∼약 5 중량%이다.
코팅 조성물은 입자의 분산을 촉진시키는 비교적 소량의 계면활성제를 더 포함한다. 이 성분은 특히 UV 안정화제를 분산시키는데 있어서 중요한 역할을 한다. 코팅 안정성을 개선시키는 임의의 적절한 계면활성제를 사용할 수 있다. 음이온성 유화제를 사용할 수 있다. 이의 예로는 C8-C18알콜 설페이트의 알칼리 금속염 및 암모늄염, 예컨대 나트륨 라우릴 설페이트, 방향족 설폰산의 알칼리 금속염 및 암모늄염, 예컨대 도데칸-1-설폰산 및 옥타디엔 1-설폰산, 아랄킬설포네이트, 예컨대 나트륨 이소프로필 벤젠 설포네이트, 나트륨 도데실 벤젠 설포네이트 및 나트륨 이소부틸 나프탈렌 설포네이트, 설폰화 디카르복실산 에스테르의 알칼리 금속염 및 암모늄염, 예컨대 나트륨 디옥틸 설포숙시네이트 및 이나트륨 N-옥타데실설포숙시나메이트, 착물 유기 모노포스페이트 및 디포스페이트 에스테르의 자유 산의 알칼리 금속염 또는 암모늄염 등이 있다. 비이온성 유화제, 예컨대 옥틸 또는 노닐페닐 폴리에톡시에탄올 등을 사용할 수 있다. 전술한 화합물의 혼합물을 사용할 수도 있다. 특정 유화제의 예로는 어메리칸 사이아나미드 컴파니에서 상표명 에어로졸(Aerosol) A-102로 시판하는 설포숙신산의 이나트륨 에톡실화 알콜(C10-C12) 반에스테르 또는 설포숙신산의 이나트륨 에톡실화 노닐페놀 반에스테르(에어로졸 A-103) 등이 있다. 기타의 특정 유화제의 예로는 롬 앤드 하스 컴파니에서 상표명 "트리톤(Triton) X-200"의 알킬아릴 폴리에테르 설포네이트의 나트륨염 또는 "트리톤 X-405" 에틸렌 옥시드 유도체 등이 있다. 기타의 유용한 유화제에는 "터지톨(Tergitol) 15-5-9" 등이 있다.
UV 안정화제 및 입자를 분산시키기에 충분한 유효량의 계면활성제를 사용할 수 있다. 이 함량은 코팅의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.5∼약 10 중량%, 특히 약 1∼약 7 중량%가 될 수 있다.
또한, 통상의 코팅 첨가제는 본 발명의 코팅에 포함될 수 있다. 통상적으로 이러한 물질은 마찰 계수, 표면 미끄러짐 및 점착 방지 특성을 개선시키는 개질제를 포함한다. 특정의 개질제의 예로는 천연 왁스, 예컨대 파라핀 왁스, 미정질 왁스, 밀랍, 카르누바 왁스, 몬탄 왁스(아탄랍) 등 및 합성 왁스, 예컨대 수소화 피마자유, 염소화 탄화수소 왁스, 장쇄 지방산 아미드 등이 있다. 기타의 코팅 혼합물에 첨가될 수 있는 개질제의 예로는 1 종 이상의 수화제, 가교제, 안정화제, 촉매, 가소제, 탈포제, 슬립제, 대전방지제 및 산화방지제 등이 있다.
코팅은 모든 성분을 순차적으로 또는 동시에 합하고, 이를 실온 및 상압하에 통상의 혼합 기기내에서 혼합하여 제조된다. 통상적으로, 코팅은 최종 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 약 10∼80 중량%, 특히 25∼60 중량%의 고형분 함량으로 수성 매질내에 포함된다.
본 발명의 코팅으로 처리하고자 하는 필름은 폴리올레핀 수지, 예컨대 폴리프로필렌을 평판형 시이트 압출기 다이를 통해 약 200∼약 250℃의 온도 범위에서 압출시키고, 필름을 냉각 드럼상에서 주형시키고, 필름을 급냉시켜 형성되는 것이 통상적이다. 시이트는 종 방향(MD) 연신기로 약 3∼7 배로 신장시킨 후, 횡 방향(TD) 연신기로 약 5∼약 10 배로 신장시킨다.
본 발명의 코팅을 사용하여 처리하고자 하는 필름은 박막으로 성형될 수 있는 임의의 단일층 또는 다층 열가소성 재료가 될 수 있다. 폴리올레핀, 예컨대 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리부텐, 폴리스티렌, 폴리비닐 클로라이드, 공중합체 및 이의 혼합물을 사용할 수 있다. 기타의 필름 재료의 예로는 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 나일론 등이 있다. 다층 필름에 있어서, 가소성 코어층의 1 이상의 표면상에 1 이상의 스킨층이 존재할 수 있다. 스킨층은 중밀도 폴리에틸렌 및 고밀도 폴리에틸렌을 비롯한 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, C2-C5알파 올레핀의 공중합체 또는 삼원공중합체 또는 이의 혼합물 등이 있다. 1 이상의 필름면은 열 용착 또는 가압 용착 표면을 포함할 수 있다. 통상의 열 용착 재료는 에틸렌 및 프로필렌 단독중합체, 공중합체 또는 삼원공중합체, 예컨대 에틸렌-프로필렌, 에틸렌-프로필렌-부텐-1 및 폴리비닐디클로라이드 중합체 등을 포함한다. 임의의 재료는 무기 입자, 예컨대 이산화티탄을 포함하여 지지체의 백색도 또는 색도를 향상시키거나 또는 점착 방지 특성을 개선시킬 수 있다.
프라이머는 코팅되지 않은 필름에 대한 본 발명 코팅의 결합력을 개선시킨다. 통상의 프라이머는 코팅되지 않은 필름에 대한 접착력이 우수한 중합체로서, 예를 들면 폴리에틸렌이민 및 에폭시 수지 등이 있다.
본 발명의 한 구체예에 있어서, 최종 인쇄된 필름을 소재에 접착시킨다. 임의의 통상의 접착제를 필름을 접착시키는데 사용할 수 있다. 접착제에는 가압 용착성, 핫 멜트형 또는 수계 접착제가 있다. 본 발명의 코팅은 접착제의 성능을 방해하지 않는다. 그래서, 접착제는 필름의 인쇄면에 도포되어 접착제가 도포되는 소재와 인쇄면이 마주하게 된다. 이는 인쇄가 소재, 예를 들면 유리창 또는 투명한 플라스틱 용기를 통해 판독되는 것이 바람직하다.
본 발명의 최종 제제화된 조성물로 필름을 코팅시키기 이전에, 필름면을 처리하여 화염 처리 또는 코로나 처리 또는 필름면을 산화시킬 수 있는 기타의 방법과 같은 기타의 코팅 또는 프라이머의 접착에 충분한 고 에너지 표면 환경을 생성하도록 한다. 필름면을 고전압 코로나 방전에 노출시키면서 필름을 이격된 전극 사이에 통과시켜 코로나 처리를 수행한다. 필름면의 전자 처리 후, 코팅을 도포할 수 있다.
또한, 코팅을 임의의 통상의 방법에 의해 오프-라인 도포할 수 있다. 예를 들면, 필름을 롤러 코팅, 분무 코팅, 슬롯 코팅 또는 침액 코팅에 의해 코팅시킬 수 있다. 허용가능한 방법으로는 그라뷰어 롤 코팅 또는 역상 직접 그라뷰어 코팅이 있다. 과량의 코팅 용액을 스퀴즈 롤 또는 닥터 나이프를 사용하여 제거할 수 있다.
코팅을 도포하는 방법과 무관하게, 함량은 건조시 평활하고, 고르게 분포된 층을 얻을 수 있어야 한다. 바람직한 코팅 중량은 약 3∼9 g/㎡이다.
지지체는 고속 장치에 대해서는 그 두께가 통상적으로 약 20∼약 100 미크론 정도가 될 수도 있으나, 임의의 소정의 두께를 지닐 수 있다.
본 발명의 한 특징에 의하면, 코팅을 연신 랩 포장 필름용 라벨에 사용된다.
임의의 경우에 있어서, 본 발명의 코팅 조성물은 필름의 양면에 도포될 수 있다. 이와 달리, 필름의 한면만이 다른 코팅 조성물을 갖거나 또는 필름 한면만이 지지체에 도포된 다른 조성물을 가질 수 있다. 상기 지지체의 예로는 기타의 중합체 필름 또는 적층체, 금속박, 예컨대 알루미늄박, 셀룰로스 웨브, 종이, 스펀본드 폴리올레핀 섬유, 적절한 접착제, 예컨대 핫 멜트 또는 실온 용착성 접착제 또는 수계 접착제 등이 있다.
그래서, 본 발명은 열 전사 인쇄 화상을 형성하는 방법을 제공한다. 열 전사 인쇄 기법을 사용하여 플라스틱 필름에 선명한 해상도를 갖는 화상을 제공하기가 어렵기 때문에 열 전사 인쇄는 통상적으로 종이 지지체에 인쇄하는 것으로 이용되어 왔다. 본 발명의 코팅 조성물을 혼입시킴으로써, 플라스틱 지지체상에 열 전사 인쇄 화상을 형성하는 방법이 용이하게 이루어질 수 있다.
본 발명은 "소비자의 기호에 부합되는" 디지탈 인쇄를 비롯한 수많은 용도로 열 전사 인쇄 기법에 사용될 수 있으며, 특히 감압 전사, 바 코드, 점상 도포 식별 라벨, 예컨대 항공기 화물 꼬리표, 방문객 식별 뱃지 등에 유용하다. 본 발명은 플라스틱 필름상에서 열 전사 인쇄를 형성하기 때문에, 인쇄면으로서 종이를 사용해 왔던 종래의 단점에 제한받지 않는 다양한 용도를 갖게 된다. 예를 들면, 옥외용 방수 지지체로서의 용도도 본 발명의 범주에 속한다.
본 발명은 열 전사 인쇄를 수행하기 위해 임의의 공지된 기법을 사용할 수 있다. 통상의 열 전사 인쇄 기법은 참고 문헌[안크주로브스키 및 샌더즈, "Materials for Thermal Transfer Printing", Journal of Imaging Technology, 13:97-102 (1987)]에 기재되어 있다.
바람직한 기법에 있어서, 염료 또는 잉크층이 표면에 제공된 지지체를 비롯한 써모그래피 리본과 같은 써모그래피 소자를 제공한다. 잉크층은 리본 지지체의 용융 온도보다 낮고 인쇄 헤드의 가열 온도에 상응하는 용융 온도를 갖는다. 인쇄 헤드를 가열시키는 경우, 잉크층은 리본 지지체를 분해하지 않으면서 리본상에서 용융될 수 있어야만 한다. 잉크층은 용융 온도가 약 60∼약 80℃인 것이 바람직하다. 또한, 승화형 염료 또는 잉크를 사용할 수 있다. 시판되는 써모그래피 리본의 예로는 소니 코포레이션에서 제조한 4065가 있다. 써모그래피 리본을 코팅 조성물을 포함하는 열가소성 지지체와 다수의 가열 소자를 포함하는 인쇄 헤드 사이에 배치한다. 인쇄 헤드의 가열 소자들은 화상 형성 방식으로 가열되어 인쇄 헤드의 특정 소자들은 인쇄에 대해 원하는 화상으로 개별적으로 가열시킨다. 써모그래피 리본의 화상 형성 방식의 가열은 원하는 화상 형태로 써모그래피 리본의 고형 잉크 성분을 용융시킨다. 그래서 용융된 잉크는 표면상에 코팅을 포함하는 열가소성 지지체에 전사된다. 써모그래피 리본이 화상 형성 방식으로 가열되기 때문에, 화상내에서 가열되는 써모그래피 소자 부분에서 고형 잉크만이 용융된다.
염료 승화형 열 전사 인쇄 기법에 있어서, 지지체 표면을 써모그래피 소자와 직접 접촉시켜 화상을 전사시킬 필요는 없다. 그 대신에, 써모그래피 리본은 이의 표면에 승화성 염료를 포함한다. 인쇄 헤드가 원하는 화상에 따라 써모그래피 리본을 가열하는 경우, 승화성 염료는 기체로 승화된다. 표면에 코팅된 코팅 조성물을 갖는 인쇄 표면 지지체를 써모그래피 리본에 이웃하게 배치하고, 이의 온도를 써모그래피 소자의 온도 이하로 유지한다. 기체로 승화된 염료는 염료가 농축되는 저온의 지지체로 전사되며, 써모그래피 리본으로부터 전사된 화상의 형태로 인쇄 표면 지지체에 전사된다.
플라스틱 필름용 코팅 조성물을 혼입시킨 본 발명에 의한 열 전사 인쇄 기법을 사용한 플라스틱 필름상에서의 컬러 인쇄도 본 발명에 포함되는 것으로 간주한다.
실시예 1 내지 3은 열 전사 인쇄 기법에 사용하기 위해 코팅하지 않은 폴리프로필렌 필름 및 종래의 합성지와 본 발명에 의한 다양한 코팅 조성물로 코팅된 폴리프로필렌 필름을 비교하였다.
실시예 1
본 실시예는 본 발명에 의한 임의의 코팅 조성물을 사용하지 않은 당업계에 알려진 플라스틱 필름을 예시한다. 필름은 모빌 케미칼 컴파니에서 160LL302로 시판하는 이축 연신된 폴리프로필렌 필름으로 구성된다.
실시예 2
본 실시예는 킴벌리 클라크에서 상표명 킴듀라로 시판하는 통상의 고가의 합성지 제품을 예시한다. 킴듀라 제품은 무기물 충전된 스킨 및 점토를 주성분으로 하는 탑 코팅을 갖는 이축 연신된 폴리프로필렌 필름이다. 필름은 미국 특허 제5,233,924호에 개시되어 있는 기법 (4)에 의해 제조되는 것으로 알려져 있다. 필름은 점토 충전된 탑 코팅을 갖는 에틸렌-비닐 알콜 공중합체를 갖는 한면상에 코팅된 미분 다공성 폴리올레핀형 합성지로 알려져 있다.
실시예 3
본 실시예는 본 발명의 코팅 조성물을 혼입시킨 플라스틱 필름으로서 품질이 높고, 가격이 저렴한 열 전사 인쇄 표면을 제공한다.
인쇄 개선 코팅은 에틸렌-아크릴산 공중합체 19.9 %, 아크릴 중합체 10.3 %, 점토 32.4 %, 활석 25.8 %, 이산화티탄 6.4 % 및 시판되는 대전방지 현탁 보조 및 탈포 첨가제 5.2 %를 수용액내에서 혼합하여 제조하였다. 혼합물은 고형물 농도가 46∼48 %인 것으로 제조되었다.
모빌 케미칼 컴파니에서 260LLG202로 시판하는 이축 연신 폴리프로필렌 필름을 38 다인/㎝ 정도의 다인으로 처리하였다. 필름을 도버트 케미칼에서 시판하는 폴리에틸렌이민 프라이머로 코팅시켰으며, 이는 폴리에틸렌이민 1.9 %, 헥소셀로솔브 0.5 % 및 물 97.6 %를 포함한다. 인쇄 개선 코팅을 역상 그라뷰어 코팅기를 사용하여 코트 중량 3.75 g/㎥로 프라임 처리된 표면에 도포하였다. 코팅 조성물을 93℃의 온도에서 공기 건조시켰다.
인쇄 표면 지지체는 제브라 코포레이션에서 제조한 제브라(Zebra) 140Xi 인쇄기를 사용하여 인쇄할 수 있으며, 하기의 리본을 사용하였다.
I : 경질 왁스 캐리어를 포함한 리본으로서 아이맥 코포레이션에서 제조한 I-21 리본
II : 패스트(fast) 왁스 캐리어를 포함한 리본으로서 아이맥 코포레이션에서 제조한 I-28 리본
III : 수지 캐리어를 포함한 리본으로서 아이맥 코포레이션에서 제조한 R2 프라임 리본
IV : 수지 캐리어를 포함한 리본으로서 아이맥 코포레이션에서 제조한 SP330 프라임 리본
V : 프리미엄 수지 캐리어를 포함한 리본으로서 아이맥 코포레이션에서 제조한 PM260 리본
VI : 왁스/수지 캐리어를 포함한 리본으로서 소니 코포레이션에서 제조한 4065
VII : 수지 캐리어를 포함한 리본으로서 소니 코포레이션에서 제조한 4075
VIII : 왁스/수지 캐리어를 포함한 리본으로서 소니 코포레이션에서 제조한 4080

Claims (10)

  1. (a) (i) 비닐 불포화를 포함하는 카르복실산 중합체, 비닐 불포화를 포함하는 카르복실산 공중합체 및 이의 혼합물로 구성된 군에서 선택된 1 종 이상의 결합제 약 20 내지 약 80 중량%(코팅의 총 중량 기준),
    (ii) 1 종 이상의 미분 입상 충전제 약 20 내지 약 80 중량%(코팅의 총 중량 기준),
    (iii) 계면 활성제 약 0.5 내지 약 10 중량%(코팅의 총 중량 기준)를 포함하는 코팅 조성물을 열가소성 지지체의 하나 이상의 표면에 갖는 열가소성 지지체를 제공하는 단계,
    (b) 염료층을 포함한 지지체를 포함하는 써모그래피(thermography) 소자를 화상 형성 방식으로 가열하는 단계,
    (c) 지지체 표면상에 코팅을 포함하는 염료 화상을 전사시키는 것을 포함하는 열 전사 인쇄 화상을 형성하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 화상 형성 방식의 가열 단계 (b)는 염료 층을 용융시키며, 전사 단계 (c)는 인쇄면을 상기 용융된 염료 층을 포함한 써모그래피 소자와 직접 접촉시켜 이루어지는 것인 열 전사 프린트 화상을 형성하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 화상 형성 방식의 가열 단계 (b)는 염료 층을 승화시키고, 전사 단계 (c)는 인쇄면을 써모그래피 소자에 이웃하게 배치함으로써 승화된 염료 층이 이의 인쇄면상에서 농축되도록 하는 것으로 이루어진 것인 열 전사 프린트 화상을 형성하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 카르복실산의 중합체는 아크릴산, 메타크릴산 또는 이의 에스테르로부터 유도된 것인 열 전사 프린트 화상을 형성하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 카르복실산의 공중합체는 에틸렌 아크릴산 공중합체인 것인 열 전사 프린트 화상을 형성하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 결합제는 혼합물의 총 중량을 기준으로 하여 아크릴 중합체 약 5 내지 약 50 중량% 및 에틸렌 아크릴산 공중합체 약 95 내지 약 50 중량%의 혼합물을 포함하는 것인 열 전사 프린트 화상을 형성하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 계면활성제는 음이온성 유화제 또는 비이온성 유화제인 것인 열 전사 프린트 화상을 형성하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 계면활성제는 알킬아릴 폴리에테르 설포네이트의 나트륨 염, 에틸렌 옥시드 유도체 및 이의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것인 열 전사 프린트 화상을 형성하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 입상 충전제는 실리카, 활석, 규조토, 규산칼슘, 벤토나이트, 점토 및 이의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것인 열 전사 프린트 화상을 형성하는 방법.
  10. (a) 비닐 불포화를 포함하는 카르복실산 중합체, 비닐 불포화를 포함하는 카르복실산 공중합체 및 이의 혼합물로 구성된 군에서 선택된 1 종 이상의 결합제 약 20 내지 약 80 중량%(코팅의 총 중량 기준),
    (b) 1 종 이상의 미분 입상 충전제 약 20 내지 약 80 중량%(코팅의 총 중량 기준),
    (c) 계면 활성제 약 0.5 내지 약 10 중량%(코팅의 총 중량 기준)를 포함하는 코팅 조성물로 지지체의 1 이상의 표면상에서 처리된 폴리올레핀 지지체 및
    상기 조성물로 코팅된 표면상의 열 전사 염료 화상을 포함하며, 상기 염료 화상은 열 전사 인쇄에 의해 폴리올레핀 지지체에 전사되는 것인 열 전사 인쇄 화상.
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