KR20010005959A

KR20010005959A - 텍스춰가 있는 박리층을 갖는 정전 수용체 및 그 수용체의 제조 방법

Info

Publication number: KR20010005959A
Application number: KR1019997009036A
Authority: KR
Inventors: 브레트쉐어카트린알; 버틀러테리엘; 베렌스마크씨; 베이커제임스에이; 레만게이케이
Original assignee: 스프레이그 로버트 월터; 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니
Priority date: 1997-04-04
Filing date: 1997-12-23
Publication date: 2001-01-15
Also published as: BR9714676A; KR100475491B1; AU723819B2; CN1218224C; EP0972229A1; JP2001521637A; AU5802198A; US5965243A; WO1998045761A1; CN1251664A

Abstract

본 발명은 액체 정전 영상화 방법에 사용되는 유전 기재를 위한 텍스춰화된 표면 박리층이다. 또한 본 발명은 유전 기재를 위한 텍스춰화된 박리층을 제공하는 방법 및 텍스춰화된 유전 기재를 사용하는 액체 정전 영상화 방법을 포함한다.

Description

텍스춰가 있는 박리층을 갖는 정전 수용체 및 그 수용체의 제조 방법 {ELECTROSTATIC RECEPTORS HAVING RELEASE LAYERS WITH TEXTURE AND MEANS FOR PROVIDING SUCH RECEPTORS}

액체 잉크 영상화 방법, 특히 액체 정전 인쇄에 사용되는 임시 영상화 수용체에는 결함이 존재하는 것으로 공지되어 있다. 정전 인쇄에서, 정전 영상은 (1) 정전 기록 스틸러스(stylus) 또는 그 등가물로 유전 요소(임시 영상 수용체 또는 최종 수용 기재)의 선택된 영역의 표면상에 전하를 위치시킴으로써 전하 영상을 형성하고 (2) 그 전하 영상에 토너를 적용한 다음, (3) 그 유전체상에 토너 영상을 건조 또는 고정시키고, 선택적으로 (4) 고정된 토너 영상을 임시 영상 수용체로부터 영구 수용체로 이전시킴으로써 형성된다. 4 단계 모두를 사용하는 액체 정전 영상화 방법의 예는 미국 특허 제5,262,259호에 기재되어 있다. 그런 정전 영상화 과정에 유용한 적합한 표면 박리층은 유럽 특허 출원 공개 제444,870호 및 미국 특허 제5,045, 391호와 제5,264,291호에 기재되어 있다.

통상 유전 요소의 표면은 실리콘, 플루오로실리콘 또는 플루오로실리콘 공중합체와 같은 박리층이 되도록 선택된다. 박리층은 부식에 대해 내구성이 있고 저항성이 있어야 한다. 또한, 박리층은 토너 운반 유체에 의한 과도한 팽창이나 화학적 공격에 저항성이 있어야 한다. 또한 박리층은 유전 구조체의 전하 분산성을 크게 방해해서는 안된다. 본 명세서에 기재된 성질 이외에 다른 성질들이 액체 정전 인쇄에 있어 내구성 있는 박리 성능에 중요할 수 있다는 것을 당업자는 이해할 수 있을 것이다.

정전 영상화동안 발생하는 흔한 문제는 임시 영상 수용체상에서의 운반액의 비드(bead)화 현상이다. 통상 정전 영상 방법은 비광학적 수단(예를 들어, 정전 스틸러스 또는 일련의 스틸러스들)을 사용하여 유전 요소의 표면 박리층상의 잠복 정전 영상을 생성하기 때문에, 일반적으로 그런 운반액 비드화는 액체 전자현미경사진 영상화에서 발생하는 것과 같은 노출 방사선원의 회절로 인한 다색성 영상화 과정에서의 영상 저하 문제를 일으키지 않는다. 하지만, 운반액 비드화는 습윤 색조 영상을 분산적으로 넓히거나 흐르게 하여 여전히 영상의 질을 저하시킬 수 있으며, 영상 해상도에 역효과를 갖게 할 수 있다. 그런 영상 저하는 당해 기술 분야에서 흔히 영상의 "블리딩(bleeding)"으로 일컬어진다.

다색성 액체 정전 영상화에서 발생하는 또다른 문제는 여전히 습윤성인 제1토너층과 정전 스틸러스의 접촉으로 인해 제2색상 토너층을 적용하는 동안 제1색상 토너층의 일부가 제거되는 것에 관한 것이다. 통상적으로 이 현상은 당해 기술 분야에서 "헤드 스크랩핑(head scraping)"으로 일컬어진다.

다색성 액체 정전 인쇄 과정에서 발생하는, 특히 미국 특허 제5,262,259호에 기재된 것과 같은 또다른 문제는 고정된 토너 영상을 임시 영상 수용체로부터 영구 수용체로 최종 전달하는 단계에 관한 것이다. 통상적으로 이 전달 과정은 열 및/또는 압력을 사용하여 수행된다. 이 전달 과정은 원래 느리고 그 속도는 임시 영상 수용체를 통해 열이 전달될 수 있는 속도 및 전달 단계동안 적용될 수 있는 압력의 상한치에 의해 제한된다. 적용되는 열 및/또는 압력이 올바르게 선택되지 않거나, 또는 전달 속도가 너무 높으면 영상 전달 결과가 좋지 않을 수 있다. 낮은 전달 효율에 의해 영상 전달이 분명하게 되지 않을 수 있고, 불완전하게 또는 부분적으로 영상이 전달 될 수 있다. 낮은 전달 효율은 불분명한 및/또는 반점화된 영상을 만든다.

본 발명은 정전(靜電) 영상화를 위한 유전(誘電) 기재에 관한 것이다. 특히 본 발명은 텍스춰(texture)를 갖는 유전 기재를 위한 박리층 및 그런 유전 기재를 제조하는 방법에 관한 것이다.

발명의 개요

따라서, 유전 수용체의 표면상에서 액체를 조절하고 비드화 효과를 최소화하는 박리층이 필요하다. 또한, 임시 영상 수용체(즉, 유전 요소)로부터 영구 수용체로 사실상 100% 영상을 전달할 수 있는 표면 박리층이 필요하다. 또한, 보다 고속으로, 보다 저온 및/또는 저압에서 임시 영상 수용체로부터 영구 수용체로 영상을 전달할 수 있는 표면 박리층이 필요하다.

본 발명은 텍스춰가 있는 박리 표면을 갖는 유전 기재를 이용하여 액체 정전 시스템에 우수한 영상화 성능을 제공하는 것이다.

특히, 한 구체예에 따르면 본 발명은 텍스춰가 무작위적이지 않은 유전 기재를 위한 박리 표면에 관한 것이다. 바람직하게는 향상된 영상화 성능을 제공하도록 영상 프로세싱 방향으로 실질적으로 텍스춰를 방향성화시킬 수 있다. 유전층은 노출되지 않고 박리층으로 완전히 덮이는데, 즉 박리층은 연속적이다.

따라서, 한 구체예에 따르면, 이 발명은 전기전도성 기재, 유전층, 임의의 차단층 및 텍스춰가 있는 박리층을 포함하는 유전 기재이다. 그 텍스춰는 전술된 바와 같이 방향성을 갖게 된다. 박리층은 하부층을 완전히 덮는다.

제2구체예에 따르면, 본 발명은 유전 기재; 그 유전 기재상에 전하의 영상-와이즈 분포를 생성하기위한 전하 제조 수단; 운반액 중에 토너 입자를 포함하는 액체 토너; 및 유전 기재 상의 토너 입자의 영상-와이즈 분포를 형성하는 유전 기재에 액체 토너를 적용시켜 영상을 형성하는 적용 수단을 포함하는 정전 시스템으로서, 이때, 유전 기재는 영상 프로세스 방향으로 이동하고, 텍스춰가 있는 박리층과 유전층을 포함하며, 임의적으로 영상 프로세스 방향으로 방향화된다. 이 시스템은 건조 수단을 포함할 수도 있고, 포함하지 않을 수도 있다.

제3구체예에 따르면, 본 발명은 텍스춰화된 기재의 사용, 표면 박리층의 피복 과정동안의 텍스춰화, 피복 과정 직후의 경화되지 않은 표면상의 텍스춰 생성, 박리 표면 경화 과정 동안의 텍스춰 생성, 경화 과정 후의 경화된 박리 표면의 텍스춰화, 및 표면 박리층을 피복시키기 전에 하부 유전 기재상에서의 텍스춰 생성 중에서 선택된 한 방법을 포함하는 텍스춰화된 박리층을 갖는 유전 기재의 제조 방법이다. 소정의 특정 방법에는 침식, 버핑, 스크라이빙, 엠보싱, 염료 피복, 운반 유체 피복법 및 그라비어 피복법이 포함된다.

제4구체예에 따르면, 본 발명은 전기전도성 기재 및 유전층을 포함하는 유전 기재 요소를 제공하는 단계를 포함하는 텍스춰화된 유전 기재를 제조하는 방법으로, 이때, 비-수평 피복 방법에 의해 유전 기재의 표면을 완전히 덮는 텍스춰화된 박리층을 유전 기재 요소에 피복시킨다. 이 구체예에 따르면 텍스춰는 무작위일 필요는 없다. 바람직한 비-수평 피복 방법의 예에는 그라비어 피복법, 운반 유체 피복법, 염료 피복법, 플렉소그래픽 프린팅, 및 랑뮤르-블로제트 배스(Langmuir-Blodgett bath) 피복법이 포함된다. 특히 그라비어 피복법이 바람직하다.

표면 박리 배합물의 유동성, 그것의 상대적인 친수성, 표면 장력 등이 본 명세서에 나타난 물리적인 변성 방법에 의해 박리 표면 패턴 및 그 성능에 영향을 줄 수 있다는 것을 당업자는 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 또다른 특징 및 장점은 하기 구체예 및 실시예에 기재되어 있다.

본 발명의 구체예

정전 시스템

본 발명의 텍스춰화된 유전 기재는 임의의 공지된 정전 시스템에 사용할 수 있지만, 미국 미네소타주 세인트 폴의 미네소타 마이닝 엔드 메뉴팩춰링 캄파니; 일본 토교의 니폰 스틸 코포레이션; 미국, 뉴욕주, 로체스터의 제록스 코포레이션; 및 미국 캘리포니아주 산 조스의 라스터 그래픽스를 포함하여 많은 회사에서 시판하는 단일 패스 및 다중 패스 정전 프린터 또는 플로터 및 그밖에 미국 특허 제5,262,259호와 같은 문헌에 기재된 것들에 특히 유용하다.

그 속도 및 인쇄폭 때문에 3M에서 시판하는 스카치프린트(Scotchprint^TM) 상표의 정전 프린터, 특히 스카치프린트^TM2000 프린터가 바람직하다.

기재(Substrates)

기재는 임의의 유전 페이퍼 또는 필름일 수 있고, 전도층으로 피복될 때 소정의 팽창 또는 기타 연속성의 손실에 견딜 수 있는 내구성 물질이 바람직하다. 미국 특허 제5,405,091호(Brandt 등); 제5,106,710호(Wang 등); 제5,262,259호 (Chou 등); 및 제5,071,728호(Watts)에 개시된 임의의 물질이 본 발명에 적합하게 사용될 수 있다.

상기 기재는 -60℃ 내지 +107℃인 넓은 범위의 주변 온도, 직사광선에의 직접 노출을 포함하는 외부 사이닝(signing) 환경의 유해한 효과에 저항성이 있으며, 또한 외부 표면에 고정시킬 수 있어서, 예를 들어, 물질의 쉽게 찢어짐 또는 "텐팅(tenting)" 없이 표면에서 약간 나온 스크류 헤드 또는 리벳이 있는 벽 또는 표면과 같은 약간의 연성 굴곡 또는 비균일성을 갖는 표면위에 부착될 수 있을 것이다. 하지만, 본 발명의 어떤 측면에서, 그 기재는 이러한 내구성있고, 잘 맞는 기재에 제한될 필요는 없다. 약간 덜 내구성있는 플라스틱도 내부 사이닝 적용에 유용하다.

기재는 본 발명의 적용에 따라 투명할 수도 있고, 반투명할 수도 있으며 불투명할 수도 있다. 불투명한 기재는 인공 조명 또는 자연광과 같은 조명 조건에서 인쇄된 시트의 영상면으로부터 영상을 보이게하는데 유용하다. 반투명 기재는 예를 들어, 조명 간판과 같이 후면에서 빛을 이용하는데 특히 유용하다.

본 발명의 실시에 유용한 기재가 시판되고 있으며 많은 것들이 외적 내구성이 있도록 고안되는데, 이는 바람직하다. 그런 기재의 예에는 3M 캄파니에서 시판되는 스카치칼^TM(Scotchcal) 상표의 마킹 필름 및 스카치칼^TM시리즈 9000 쇼트-텀 리무버블(STR) 필름, 파손(Fasson), 아베리(Avery) 또는 메이어코드(Meyercord)에서 시판되는 아베리^TMGL^TM시리즈 롱 라이프 필름, 아베리^TMXL^TM시리즈 롱 라이프 필름, 아베리^TMSX^TM시리즈 롱 라이프 필름이 포함되고, 파스칼^TM(FasCal) 또는 파스플렉스^TM(FasFlex) 상표로 시판되는 적합한 필름들, 또는 그밖에 적합한 표시, 그래픽 또는 판촉 필름들이 포함되나 이에 제한되지는 않는다. 그러나, 적합한 물질의 다른 제조자들이 있으며 본 발명은 상기예에 제한되지 않는다. 예를 들어, 외부 내구성이 필요한지와 같은 최종 영상의 용도에 따라, 그리고 전도층이 필름 표면에 충분히 잘 부착될 수 있다면 플라스틱 시트를 구성하는 대부분의 임의의 물질이 사용될 수 있다.

유용한 기재는 스카치칼 시리즈 9000 쇼트-텀 리무버블(STR) 필름으로 제공되는 것과 같은 매트 마무리 또는 스카치칼 3650 마킹 필름으로 제공되는 것과 같은 광택성 마무리와 같은 다양한 표면 마무리를 가질 수 있다. 플라스틱 필름은 압출될 수 있으며, 스카치칼^TM가소화된 폴리(비닐 클로라이드) 또는 설린(Surlyn)에 의해 예시된 것과 같은 이온체와 칼렌더되거나 캐스트된 다른 플라스틱 물질이 사용될 수도 있다. 임의의 적합한 가소성 물질이 사용될 수 있다. 예로는 E.I. 듀폰 데 네무어스 ＆ 캄파니에서 시판되는 밀라(Mylar)^TM, 임페리얼 캐미칼, 인코포레이티드에서 시판되는 멜리넥스^TM및 셀라네스 코포레이션에서 시판되는 셀라나르(Celanar)^TM에 의해 예시되는 폴리에스테르 물질이 포함되나 이에 제한되지는 않는다. 기재에 바람직한 물질에는 가소화된 폴리(염화 비닐) 또는 이온체가 포함될 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되지는 않는다. 백색 불투명 또는 반투명 물질이 바람직하며 투명 물질과 채색 불투명, 반투명 또는 투명 물질은 특별한 적용에 유용할 수 있다.

기재의 통상적인 두께는 0.05 내지 0.75mm 범위내이다. 하지만, 두께는 이 범위밖에도 있을 수 있고 인쇄 및 적용 과정동안 필름이 찢어지거나 또는 갈라지는데 저항성을 갖는 한 임의의 거의 모든 두께가 유용할 수 있다. 주어진 모든 것을 고려하여, 기재가 너무 두꺼워서 정전 프린터 선택에 제공될 수 없지 않는 한 임의의 두께가 유용하다.

전도층

기재상의 정전 영상화를 위해, 필름 기재의 상부 주요 표면상에 유기 용매계 전도 피복액으로부터 전도 피복층이 제공된다. 미국 특허 제5,405,091호 (Brandt 등); 제5,106,710호(Wang 등); 제5,262,259호(Chou 등) 및 제5,071,728호 (Watts)에 개시된 임의의 물질이 본 발명에서 전도층으로 사용하기 적합할 수 있다.

더나아가, 유기 용매를 사용하는 전도성 피복액은 전도층이 우수한 플라이 부착성을 갖는 것을 보장하기 위해 사용된다. 전도성 피복액 중의 유기 용매는 기재가 그 전도층을 받아들이는 상부 주요 표면의 임의의 프라이밍을 피할 수 있게 한다. 수성계 피복액에 의해 발생되는 기포를 방지하기 위해 프라임되지 않은 기재상에서 보다 우수한 습윤성이 수행될 수 있다.

전도성 피복층은 전기적으로 전도성이 있거나 이온적으로 전도성이 있을 수 있다. 전기적 전도층은 중합성 매트릭스 중에 위치한 안티몬이 도프된 산화 주석 등과 같이 투명한, 전기 전도성 물질 입자 다수를 사용한다.

전도층은 기재에 대한 부착성, 적합한 용매 시스템을 사용하는 피복성 및 그 층이 기재상에서 건조된 후의 수분 비(非)감성에 기여한다.

전기 전도층이 필요한 경우, 전도층은 일반적으로 결합제, 전도성 안료, 분산제, 및 유기계 용매를 포함하는, 전도성 배합물 용액으로부터 제조되는데, 유기계 용매는 제조 과정동안 제거된다.

전도성 배합물에 있어서 유기 용매에 대한 고체의 중량%는 약 10 내지 약 40의 범위일 수 있고, 약 25 중량%는 필름 기재 12에 대해 용이하게 피복하는데 매우 바람직하다.

필름 기재상의 전도성 배합물의 피복과 유기 용매의 증발 및 기타 제거후에, 전도층의 두께 또는 캘리퍼는 약 2 내지 약 5㎛ 범위일 수 있으며, 바람직하게는 약 3㎛이다.

전술된 바와 같이, 전도층은 평방당 약 0.2 내지 약 3 메가옴 범위의 표면 저항성을 가져야 한다. 이 수준의 표면 저항성은 적절한 정도의 전도성을 제공하여 본 발명의 직접 인쇄 필름을 위한 기저판을 형성한다.

결합제의 예에는 아크릴, 폴리에스테르 및 비닐 결합제가 포함되나 이에 제한되지는 않는다. 아크릴 결합제 중에서는 버지니아주 서폴크의 알리드 콜로이드(Allied Colloids)에서 시판되는 카르복실화된 아크릴레이트 결합제인 "서콜 SP2" 및 히드록실화된 아크릴레이트 결합제인 "서콜 SP5"와 같은 카르복실화된 아크릴레이트 결합제 및 히드록실화된 아크릴 결합제가 본 발명에 유용하다. 결합제로 사용될 수 있는 폴리에스테르 물질 중에서는 오하이오 아크론(Akron)의 굿이어(Goodyear)에서 "바이텔" 상표하에 시판되는 물질이 있으며, PE222 및 PE200 급이 본 발명에 사용하기에 특히 적합하다. 또한, 코네티컷주 덴버리의 유니온 카바이드에서 시판되는 "UCAR" "VAGD" 상표의 수지와 같은 비닐 수지도 유용하다.

전도성 안료에는 안티몬을 함유하는 산화 주석 또는 인듐이 도프된 산화 주석, 주석산 카드뮴, 산화 아연 등과 같은 기타 안료가 포함될 수 있다.

안티몬을 함유하는 산화 주석 전도성 안료의 예에는 미국 특허 제5,192,613호(Work III 등); 미국 특허 제4,431,764호(Yoshizumi); 미국 특허 제4,965,137호(Ruf); 미국 특허 제5,269,970호(Ruf 등); 및 독일 연방 공화국 에센의 골드슈미트 AG에서 시판되는 "테고(Tego) S" 안료 및 델라웨어주 윌링톤의 듀폰에서 시판되는 "젤렉(Zelec)" 안료에 대한 상품 목록에 개시된 안료들이 포함되나 이에 제한되지는 않는다. 골드슈미트 테고 S 전도성 안료를 사용하는 경우, 그 입자 크기는 분쇄 과정을 통해 축소되어야 한다.

전도층 14에서 전도성 안료의 입자 크기는 약 0.02 내지 약 10㎛ 범위일 수 있다. 입자 크기 약 0.02㎛ 이하에서 전도성 안료는 용매 작용에 쉽게 흡수되며, 반면 10㎛ 이상에서는 전도층 14상의 유전층 16의 피복이 유전층 16 내로 전도성 안료 입자가 돌출되는 것을 제한한다.

평균 입자 크기는 약 0.5㎛ 내지 약 4㎛의 범위가 바람직하며, 약 1㎛ 크기의 입자가 가장 바람직하다.

벌크 분말 저항성은 약 2 내지 약 15 Ωcm의 범위일 수 있으며, 약 2 내지 약 10 Ωcm 가 바람직하고 약 6 내지 약 7 Ωcm가 더욱 바람직하다. 듀폰 안료에서, 벌크 분말 저항성은 "젤렉 3410-T" 안료에 대해 약 2-5 Ωcm일 수 있으며, "젤렉 2610-S" 안료에 대해 4-15 Ωcm 이면 본 발명에서 사용가능한 것으로 밝혀졌다. 너무 저항성 있는 물질은 최종 영상에 바람직하지 않은 양의 배경 색상을 일으킬 수 있는 다량의 전도성 안료를 사용할 필요가 있기 때문에 벌크 분말 저항성은 직접 인쇄 필름상에서 영상의 최종 표현을 조절하는데 중요한 것으로 밝혀졌다.

"테고 S" 입자는 비(比)저항 10을 갖는 것으로 확인되었으며, 이는 약 10의 벌크 분말 저항성으로 산정되는 것으로 생각된다.

본 발명은 안티몬-산화 주석 반응 물질(전형적인 미쯔비시의 물질로 생각되며 상기와 동일한 요시즈미 특허에 기재됨)에 비해, 산화 주석과 잘 혼합된 안티몬을 갖는 즉, 실리콘 함유 입자 상에 안티몬과 산화 주석의 피복물 형태(전형적인 듀폰 물질로 생각되며 Work III 등의 상기와 동일한 특허에 개시됨) 또는 산화 주석 입자의 격자를 통해 도프된 안티몬 형태(전형적인 Tego 물질로 생각되고 Ruf 및 Ruf 등의 상기와 동일한 특허에 개시됨)로 존재하는 안티몬을 함유하는 안료를 사용하는 것이 바람직하다. 특정 이론에 구애되지 않으면서, 허용가능한 범위의 우수한 벌크 분말 저항성은 산화 주석과 반응된 안티몬의 입자와 달리 안티몬과 산화 주석의 피복물 또는 산화 주석과 "잘 혼합된" 안티몬을 형성하는 산화 주석 격자내에 도프된 안티몬에 의해 이루어진다.

각종 계면활성제 물질을 본 발명의 전도층을 위한 분산제로 사용할 수 있는데, 비이온성 및 음이온성 분산제가 포함된다. 일반적으로, 음이온성 분산제가 가장 바람직하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 특히 바람직한 음이온성 분산제는 코네티컷주 윌링포드의 BYC-케미 유에스에이 코포레이션에서 시판되는 "락티몬(Lactimon)"이라는 상표의 물질이다. 또한 비이온성 분산제는 BYC-케미 유에스에이 코포레이션에서 시판되는 "안티 테라 U" 상표의 분산제가 있다.

전도성 배합물을 위한 용매의 예에는 아세트산 에틸 및 에탄올이 포함되나 이에 제한되지 않는다.

전도층 14 배합물은 안료: 결합제의 약 5:1 내지 약 1:1의 중량비가 필요하며 안료: 결합제의 3:1 중량비가 바람직하다.

"테고 S" 전도성 안료를 사용하는 경우, 안료: 결합제의 중량비는 약 3.0:1 내지 약 4.7:1의 범위일 수 있다. 듀폰 "젤렉" 전도성 안료를 사용하는 경우, 안료:결합제의 중량비는 약 1:1 내지 약 4:1의 범위일 수 있다.

결합제에 대한 안료의 비가 1:1 이하에 속하는 경우에는 층의 벌크 전도성이 부적절하다. 안료:결합제의 중량비가 약 5:1을 초과하는 경우에는, 필름 기재 12상의 층 14의 결합력이 불충분하다.

유전층

정전 영상에 필요한 정전 용량을 제공하기 위해 전도층상에 유전층을 피복할 수 있다.

유전층은 상대적으로 높은 전기 저항을 갖고 정전기적으로 영상을 인쇄하기 위한 기재의 성능에 기여한다. 유전층은 기록 헤드 및 토너와 기재의 계면을 제공할 뿐 아니라 전도층을 덮고 보호한다.

한 구체예에서, 표면 박리층은 미국 특허 제5,262,259호(Chou 등)의 기재에 따라 상부 표면을 제공한다. 예를 들어, 박리 표면은 미국 미네소타주 세인트 폴의 미네소타 마이닝 엔드 메뉴팩춰링 캄파니에서 시판되는 스카치프린트^TM상표의 일렉트로스테틱 이미징 미디어 8603호와 같은 임시 영상 수용체의 하부 기재에 실질적으로 부착되거나 고정될 수 있다.

또 다른 것으로, 유전층은 상부 표면일 수 있으며 임시 영상 수용체의 하부 기재에 실질적으로 부착되지 않을 수 있다. 최종 수용체로의 전달에 있어서 이 희생적인 박리층의 기능은 미국 특어 제5,397,634호(Cahill)에 기재된 것과 같은 보호층일 수 있으며 미네소타주 세인트 폴의 미네소타 마이닝 엔드 메뉴팩춰링 캄파니에서 시판되는 스카치프린트^TM상표의 일렉트로스테틱 이미징 미디어 8603호로 사용된다.

정전기적 또는 전자그래픽 영상화 과정에서 유전층의 부적절한 성질 때문에 영상화의 여러가지 결점이 있을 수 있다. 유전층은 영상화 결점을 최소화시키도록 만들어진다. 주목되는 소정의 결점에는 기록 매체내의 불필요한 정전기 방전으로 인한 영상 플레어; 일부 영상이 매체상에 인쇄되지 않을 경우 발생하는 영상 저하(drop out); 및 시간에 걸쳐 니브(nib)를 지나쳐서 기록 매체를 통과하는 유전층에 의해 헤드가 충분히 청결하게 유지되지 않아서 생기는 영상 헤드상의 니브 사이의 쇼팅 (shorting)이 포함된다.

유전층은 바람직하게는 특정 비율로 결합제에 분산된, 스페이서 입자와 연마제 입자 모두의 미립자를 포함하는 유전 배합물로부터 층상 피복된다.

스페이서 입자와 연마제 입자는 모두 유전층과 기재의 잔류물과 지수가 맞도록 그 회절 지수를 고려해서 선택되어야 한다. 이런 방식에서, 기재는 균일한 외관을 갖는다. 이것은 투명한 제품이 필요한 경우에는 특히 그렇다. 불투명한 제품의 경우에는, 균일한 외관이 중요하지 않다.

스페이서 입자는 피복 및 핸들링을 견디기에 충분히 견고한 물질로부터 만들어 질 수 있지만, 연마성이 높을 필요는 없다. 스페이서 입자에 유용한 물질의 예에는 중합체 또는 탄산 칼슘과 같은 미네랄처럼 상대적으로 부드러운 물질 또는 상대적으로 견고한 물질이 상대적으로 둥근 형상을 갖는 경우, 실리카 또는 유리와 같은 견고한 물질도 포함되나 이에 제한되지는 않는다. 특히, 유용한 스페이서 입자는 합성 실리카, 유리 마이크로 비드, 천연 미네랄(예를 들어, 탄산 칼슘), 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 플루오로카본 등과 같은 중합성 물질로부터 제조될 수 있다.

통상적으로 스페이서 입자는 평균 크기가 약 1 내지 약 15㎛ 범위이며, 약 10㎛ 이하가 바람직하다. 일반적으로, 스페이서 입자는 입자가 약 3-10㎛ 범위의 크기를 유지하는 것이 가장 바람직하지만, 일정한 크기 분포로 존재할 수 있다.

스페이서 입자 물질의 특히 바람직한 군에는 무정형 실리카가 포함되며, "실로이드(Syloid) 74"라는 상표하에 W.R 그레이스 코포레이션에서 시판되는 합성, 무정형 실리카가 가장 바람직하다. 이들 물질은 코울터 기구상에서 측정된 것으로 평균 입자 크기가 대략 3.5-7.5 ㎛이며, 맬번 분석기상에서 측정된 것으로는 평균 입자 크기가 6-10㎛이다. 이 군의 물질의 한 특정 구성원은 코울터 기구상에서 측정된 것으로서 평균 입자 크기가 6.0인 "실로이드 74X-레귤러" 입자를 포함한다.

본 발명의 유전층에 유용한 연마제 입자는 스페이서 입자와 연마제의 성능이 최적화된 유전 매체를 제공하도록 효과적으로 분리(decouple)되도록 보장하기 위해 제공된다.

일반적으로 연마제 입자는 선택된 스페이서 입자보다 견고하고 통상적으로 스페이서 입자 물질보다 불규칙적인 형상 또는 텍스춰를 가진다. 바람직한 연마제 중에는 미세결정 실리카와 같은 실리카 물질과 기타 채광된 또는 가공된 실리카 뿐만 아니라, 카바이드 등과 같은 기타 연마제가 있다.

일반적으로 연마제 입자는 스페이서 입자와 같은 크기 범위를 갖는데, 통상 약 1 내지 약 15㎛ 범위이며 10㎛ 미만이 바람직하다.

연마제 물질의 특히 바람직한 군은 일리노이주 엘코의 유니민 스페셜티 미네날 인코포레이티드에서 "임실(Imsil)" 상표로 시판된 채광된, 미세결정 실리카 포함한다. 이 물질은 98.9% 의 실리카와 소량의 산화 금속을 포함한다. 특히 유용성을 갖는 등급은 평균 입자 크기가 2.2㎛인 "임실 A-10"을 포함하며, 입자 크기의 범위는 입자의 99% 가 10㎛ 미만의 크기를 가지며, 입자의 76%가 5㎛ 미만의 크기를 갖는다.

연마제 입자에 대한 스페이서 입자의 비율을 보면 스페이서 입자가 다량으로 존재한다. 연마제 입자에 대한 스페이서의 비율은 약 1.5:1 내지 약 5:1의 범위에 해당하는 것이 바람직하다. 연마제 입자에 대한 스페이서의 비율은 약 3:1이 가장 바람직하다.

일반적으로, 배치된 스페이서 입자와 연마제 입자는 중합성 수지를 포함하는 결합제이다. 이 수지는 전기 저항성이 매우 높아야 하고, 두 유형의 입자 및 토너와 양립가능성이 있어야 한다. 이 수지는 충분히 내구성 및 가요성이 있어서 정전 영상화 과정에 작용할 수 있어야 하고 주위 대기 조건에서 안정해야 한다.

이런 조건을 만족시키는 수지는 많이 있다. 물질의 바람직한 군은 펜실바니아주 필라델피아의 롬 앤드 하스에서 "데소그래프(Desograph)-E342-R"이라는 상표하에 시판되는 유형의 아크릴 공중합체가 있다.

유전층 16을 제조하기 위한 피복 혼합물은 결합제, 스페이서 입자 및 연마제 입자가 고체 형태로 그 내부에 첨가될 수 있는 톨루엔 같은 용매를 사용할 수 있다. 피복 혼합물내의 총 고체의 범위는 10 내지 약 35 중량%일 수 있고 총 피복 혼합물 중의 약 15 내지 25 중량%가 바람직하다. 총 고체중에서, 결합제 고체는 약 93 내지 약 78 중량%를 포함하고, 바람직하게는 82 중량%를 포함한다. 총 고체중에서, 입자 고체(바람직하게는 3:1의 스페이서:연마제 혼합물)는 약 7 내지 약 22 중량%를 포함하고 바람직하게는 18 중량%를 포함한다.

피복 혼합물의 입자 고체들은 실온에서 약 2시간 동안 볼 밀링(ball milling)에 의해 혼합시킬 수 있다. 이런 조건하에서, 입자 형태에 큰 감소는 없으며, 볼 밀링과정은 단지 입자를 혼합하고 분산시킨다. 다른 방법들을 사용할 수도 있다.

토너 입자의 증착을 위한 지형을 제공하려는 목적의 표면 조도(粗度)는 조지아주 아틀란타의 테크니칼 어소시에이션 오브 더 펄프 앤드 페이퍼 인더스트리에서 출판된 TAPPI 테스트 T 538 om-88에 기재된 쉐필드법 측정을 기초로 한다.

유전층은 약 50 내지 약 200 쉐필드 유닛 범위의 표면 조도이며 표면 조도가 약 80 내지 약 180 범위가 바람직하며 140이 더욱 바람직하다. 이 발명의 유전 기재는 차단층, 프라이밍층 및 전하 차단층과 같은 임의의 사이층과 유전층 및 텍스춰화된 박리층을 포함한다. 유전 기재는 전술된 임의의 정전 프린터 내로 삽입하기 위한 임의의 공지된 시트 부재일 수 있다.

또한 유전층은 미국 노스캐롤라이나주의 샤로테의 렉삼; 미국 위스콘신주 와우사우의 와우사우 페이퍼; 및 미국 뉴욕주의 존슨 시티의 아존 코포레이션과 같은 회사에서 시판되는 페이퍼와 필름이 있다.

표면 박리층

1. 표면 박리층의 화학적 조성

박리층은 유전 기재에 유용한 것으로 알려진 임의의 박리 재료로 구성될 수 있다. 이런 물질의 예로는 실리콘 또는 플루오로실리콘 중합체(에틸렌계 불포화된-, 히드록시-, 에폭시-의 말단 또는 중간 작용기를 갖는 실리콘 예비 중합체와 같은); 또는 적합한 낮은 표면 에너지를 갖는 다른 박리 중합체[폴리(유기실록산), 축합 경화 실리콘 등과 같은]가 포함된다.

바람직한 박리 물질로는 PCT 특허 공보 WO96/34318호에 개시된 교차결합된 실리콘 중합체가 있다. 이들 폴리머는 하기를 포함하는 성분의 반응 생성물을 포함한다:

A) 하기의 반복 단위체를 갖는 교차결합가능한 작용기를 다량 함유하는 실록산 중합체 35 내지 80 중량부

상기에서 각 R¹은 각각 알킬기, 아릴기, 또는 알케닐기이고,

R²는 각 -SiR¹R²O-기에 대해서 각각 알킬기, 아릴기 또는 교차결합가능한 작용기중 하나이며, R²의 3%이상이 교차결합가능한 작용기이고,

x는 0 이상의 정수이며;

B) 하기의 반복 단위체를 갖는 교차결합가능한 작용기를 소량 함유하는 실록산 중합체 0 중량부 이상 및 50 중량부 이하

상기에서 각 R⁴은 각각 알킬기, 아릴기, 또는 알케닐기이고,

R³는 각 -SiR³R⁴O-기에 대해서 각각 알킬기, 아릴기 또는 교차결합가능한 작용기중 하나이며, R³의 2.5% 이하가 교차결합가능한 작용기이고,

y는 50 이상의 정수이며; 선택적으로,

C) 하기의 반복 단위체를 갖는 교차결합제 5 내지 30 중량부

상기에서 각 R⁵은 각각 수소, 알킬기, 또는 아릴기이고,

R⁶는 각 -SiR⁵R⁶O-기에 대해서 각각 알킬기, 아릴기 또는 교차결합가능한 작용기 중 하나이며, R⁶의 25 내지 100% 가 교차결합가능한 작용기이고,

z는 0 내지 1000 범위의 정수이며,

분자당 교차결합가능한 2이상의 작용기가 있다.

"교차결합가능한 작용기"는 연속적인 교차결합을 유도하는 중간체의 활성화에 따라 자유 라디칼 반응, 축합 반응, 히드로실릴화 첨가 반응, 히드로실란/실라놀 반응 또는 광개시화된 반응을 겪게 되는 기를 의미한다.

임의적으로, 상기 물질은 실리케이트 수지를 첨가해서 개질시킬 수 있다. 실리케이트 수지의 예에는 다우 코닝 7615(미시간주 미드랜드의 다우 코닝), 젤리스트 비닐 Q 수지 VQM-135 및 VQM-146(팬실바니아주의 툴리타운 젤리스트)이 포함되나 이에 제한되지는 않는다.

화학적 배합물에 충진재를 첨가하는 경우, 충진재의 예에는 캅-오-실^TM(CAB-O-SIL) TS530, TS610 및 TS720(마이애미주의 필레리카의 카보트 코포레이션에서 시판됨)및 에어로실^TM(AEROSIL) R972(데구사 코포레이션에서 시판됨)같은 소수성 발연 실리카가 포함되나 이에 제한되지는 않는다. 낮은 표면 에너지 충진재의 목록에는 폴리메틸메타크릴레이트 비드, 폴리스티렌 비드, 실리콘 고무 입자, 테프론 입자, 및 아크릴 입자가 포함되나 이제 제한되지는 않는다. 높은 표면에너지를 갖지만 사용될 수 있는 다른 미세 충진재에는 실리카(소수성으로 개질되지 않은), 이산화티탄, 산화아연, 산화철, 알루미나, 오산화바나듐, 산화인듐, 산화주석, 및 안티몬 도프된 산화주석이 포함되나 이에 제한되지는 않는다. 높은 표면 에너지 입자는 낮은 표면 에너지로 처리되는 것이 유용하다. 바람직한 무기 입자에는 발연된, 석화된 또는 미세하게 분할된 실리카가 포함된다. 보다 바람직한 무기 입자에는 캅-오-실^TM(카보트에서 시판) 및 에어로실^TM(데구사에서 시판)이라는 상표로 공지된 콜로이드성 실리카가 포함된다. 적합한 낮은 표면 에너지 무기 충진재에는 캅-오-실^TMTS-530 및 TS-720, 데구사 R812, R812S, R972, R202와 같은 표면 처리된 콜로이드성 실리카 충진재가 포함된다. 캅-오-실^TMTS-530은 헥사메틸디실라잔(HMDZ)으로 처리된 고순도 처리된 발연 실리카이다. 처리된 캅-오-실^TMTS-720 발연 실리카는 디메틸 실리콘 유체로 처리된 고순도 실리카이다. 캅-오-실^TMTS610은 디메틸디클로로실란으로 처리된 고순도 발연 실리카이다.

비전도성 충진재가 바람직하다. 전도성 충진재가 사용되는 경우, 유전 조립체의 전기적 성질은 측면 전도성으로 인한 역효과를 피하도록 고려되어야만 한다.

충진재의 조성은 용매를 제외한 박리층 조성의 중량을 기준으로 바람직하게는 0.1 내지 20 중량/중량 %, 보다 바람직하게는 0.5 내지 10 중량/중량 %, 가장 바람직하게는 1 내지 5 중량/중량 %이다.

바람직한 구체예에 따라, 무(無)용매 피복법을 사용하여 박리층을 피복한다. 이런 경우, 약 500-30,000, 바람직하게는 1000-25,000, 보다 바람직하게는 10,000-20,000 달톤의 수평균 분자량을 갖는 실리콘 예비 중합체가 유용하다. 임의적으로 예비 중합체는 고분자량 실리콘과 조합하여 사용할 수 있다. 이런 고분자량 실리콘은 800,000 달톤 미만, 바람직하게는 600,000 달톤 미만, 및 가장 바람직하게는 500,000 달톤 미만의 수평균 분자량을 가질 수 있다.

박리층은 다소 교차결합되는 것이 바람직하다. 교차결합가능 말단기 뿐만 아니라 중간의 교차결합가능기의 존재 또는 부재하에 제공된 일정 범위의 잠재적인 교차결합 밀도하에서 예비 중합체를 제조할 수 있다. 교차결합가능기의 몰%는 바람직하게는 0 내지 25 몰%, 보다 바람직하게는 1-15 몰%, 가장 바람직하게는 4-10 몰%였다. 비닐 및 고급 알케닐(탄소수 2 이상 10 미만) 교차결합기 모두 사용할 수 있다. 교차결합된 중합체에서 교차결합의 분포는 단봉성, 쌍봉성 또는 다봉성일 수 있다.

임시 영상 수용체의 내구성 또는 영상화 성능을 향상시키기 위해 기본 중합체와 조합하여 부가 성분을 사용할 수 있다. 소정의 화학적 박리 개질제에는 실리케이트 수지, 고분자 교차결합가능 실리콘, 및 임의적으로 낮은 표면 에너지 충진재가 포함된다.

고분자 교차결합가능 실리콘의 예에는 수평균 분자량 범위가 62,000 내지 160,000 달톤인 펜실바니아주 툴리타운의 젤리스트에서 시판되는 에틸렌계 불포화된 유기폴리실록산(DMS-41, DMS-46, DMS-52), 또는 미국 특허 제5,468,815호 및 유럽 특허 공개 공고 0 559 575 A1에 기재된 것들이 포함되나 이에 제한되지는 않는다. 바람직하게는 약 2 내지 10 탄소 원자를 갖는 알케닐 작용기성 실리콘이 사용될 수 있다.

토너 운반액에서의 %팽창율이 약 10 중량 % 팽창("저") 내지 약 40 중량 % 팽창("중") 또는 약 100 중량 % 팽창("고") 범위에 해당하는 교차결합 밀도를 갖는 고급 알케닐(예를 들어, 헥세닐) 작용기성 실리콘을 갖는 여러 박리 배합물에 소수성 발연 실리카 충진재를 첨가함으로써 임시 영상 수용체를 제조한다.

경화 촉매로서, 본 발명의 박리 표면의 형성에 열 및 자외선("UV") 개시된 촉매 둘다 사용할 수 있다. 플라티늄 열 촉매의 예로는 다우 코닝(미시간주 미들랜드) 실로프(Syloff) 4000 및 젤리스트 플라티늄-디비닐테트라메틸디실록산 착물 (SIP6830.0 및 SIP6831.0)을 들 수 있으나 이에 제한되지는 않는다. 플라티늄 UV 촉매의 예는 미국 특허 제4,510,094호(드라나크)에 개시된 것을 들 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. UV 촉매는 착물이 UV에 노출될 때까지 효과적으로 억제되기 때문에 추가 억제제가 필요없다.

수소화 실릴 교차결합제의 목록에는 단독중합체(실-오-프^TM7048)), 공중합체(실-오프^TM7678) 및 혼합물(실-오프^TM7488)과 같은 다우 코닝 제품이 포함되나 이에 제한되지는 않는다. 수소화 실릴: 비닐의 비율이 1:1 내지 10:1에 상응하는 양의 교차결합제를 벤질 알콜 중의 퓨마르산염(FBA)과 같은 억제제와 조합하여 기본 예비 중합체내에서 사용하여 열촉매를 가진 100% 고체 피복 분산제에 우수한 경화성 및 적절한 포트 수명을 이룰 수 있다. 용매 피복된 배합물에서는 억제제가 필요없다.

2. 두께

박리층은 유전 물질이며 그 두께는 전자그래픽 영상화 방법에서의 영상화 성능에 영향을 줄 수 있다. 더나아가, 박리층의 내구성은 박리층의 두께에 좌우된다. 팽창 가능한 중합체를 박리층의 일차적인 성분으로서 사용하는 경우, 역학적으로 내구성있는 유전 기재를 제공하기 위해 지적된 바와 같은 보다 두꺼운 층이 필요하다. 열 및 압력이 광전도성 요소의 표면층상에서 매우 불균일할 수 있기 때문에 광전도성 요소로부터 영상 수용체로의 영상 전달이 정전기적 보조없이 열 및 압력에 의해 주로 수행되는 경우 내구성이 특히 중요하다. 또한, 텍스춰화된 박리 표면의 두께는 주기적으로 달라지거나 무작위적인 형태로 달라질 수 있는데, 그런 경우에, 박리 표면의 두께는 수용체 표면으로 평균한 제곱 평균의 제곱근 두께로 정의된다. 박리층의 두께는 바람직하게는 5 미크론 미만, 보다 바람직하게는 0.4 내지 3 미크론, 가장 바람직하게는 0.5 내지 1.5 미크론이다.

3. 표면의 조도(粗度)

본 발명의 박리층은 방향성있는 텍스춰를 갖는 것이 바람직하다. 이 텍스춰의 조도 크기는 10nm 〈 Ra 〈 5000nm 이 바람직하고, 500nm 〈 Ra 〈 2500nm이 더욱 바람직하다. 또다른 구체예에 따르면 텍스춰는 약 0.1 과 1000 미크론 사이의 측면 조도, 약 0.01 과 5 미크론 사이의 수직면 조도로 한정될 수 있다.

임시 영상 수용체상의 표면 박리층을 제조하는 적합한 방법에는 당해 기술 분야에 공지된 각종 정밀 피복 방법이 포함된다. 그런 방법을 열거하면 딥(dip) 피복법, 링 피복법, 염료 피복법, 롤 피복법, 플렉소그래픽 프린팅, 그라비어 피복법, 랑뮤르-블로제트 배스 피복법 및 운반 유체 피복법 등이 포함되나 이에 제한되지는 않는다. 무(無)용매 또는 용매계 피복 배합물을 사용할 수 있다. 염료 피복법, 그라비어 피복법, 플렉소그래픽 프린팅, 랑뮤르 블로제트 배스 피복법 및 운반 유체 피복법은 피복 과정 동안 텍스춰를 부여할 수 있는 장점을 제공한다.

용매계 피복동안, 용매는 박리 예비 중합체와 함께 첨가제를 용해시켜야만 하며, 하부층을 공격해서는 안된다. 이런 단점은 무용매 피복법을 사용하면 극복된다. 비닐 및 알케닐 실리콘 예비 중합체와 보다 높은 점도, 낮은 몰% 작용기화된 실리콘 중합체를 사용하여 적합한 무용매 박리 배합물을 제조할 수 있다. 이들 무용매 박리 배합물은 0.1-2 마이크로미터의 두께로 로토그라비어 피복되며 물 운반 피복법 (WO96/23595호에 기재된 바와 같이)을 사용하여 높은 질의 유전 기재 박리 표면을 얻도록 계산된 두께인 0.65 마이크로미터로 피복된다.

통상 표면 박리 피복법은 박리층 내구성을 향상시키고 임시 영상 수용체를 형성하는 하부 기재에 대한 접착성을 촉진시키기 위해 피복후에 열경화처리된다. 열경화법에 추가하여 또는 이를 대체하여, 자외성 램프, 엑시머 레이저, 전자 빔 등과 같은 방사선을 사용하여 이들 박리 배합물을 경화시킬 수 있다.

본 발명에 따른 텍스춰화된 박리 표면을 제조하는데 여러 방법이 사용될 수 있다. 각종 피복 과정은 표면 박리층의 건조 또는 경화후에 유전 기재의 표면내로 영구적으로 혼입되는 비-수평 피복 "결함"을 얻기 위한 방식으로 작동될 수 있다. 이런 방식으로 만들어진 표면 텍스춰는 무작위적이거나 주기적인 패턴을 갖거나 또는 방향성을 갖는다.

충진재를 사용하지 않고 박리 표면상에 반복된 기하학적 패턴과 무작위적인 또는 불규칙적인 패턴을 얻기 위해 전술된 피복 방법을 사용할 수 있다. 특히, 비-수평 그라비어 패턴은 본 발명에 유용한 것으로 밝혀졌다. 그런 패턴은 로토그라비어 피복 과정 동안 피복 롤이 새롭게 피복된 피복물로부터 분리되는 때에 만들어질 수 있다. 그라비어 셀 디자인(피라미드형 등), 롤러 속도, 그라비어 피복 방법(오프셋 대 직접, 역방향 대 정방향 및 마이크로그라비어), 배합물의 점도/유동성을 적절히 선택함으로써 박리 표면상의 그라비어 패턴을 조절할 수 있다

또한 주기적인 수소역학적 불안정성이 피복된 피복물의 표면상에서 관찰되는 방식으로 부드러운 롤을 사용하여 통상적인 다중-롤러 피복기를 작동시킴으로써 텍스춰화된 박리 표면을 얻을 수 있다. 주기적인 패턴이 웨브를 가로질러 반복되는 경우 "리빙" 불안정성으로 그리고, 주기적인 패턴이 웨브의 세로로 반복되는 경우 "캐스캐이드" 또는 "씨쇼어" 불안정성으로 당업계에 알려진 그런 피복 불안정성은 E. 코헨 및 E. 구토프의 Modern Coating and Drying Technology(VCH 출판사:뉴욕, 1992), pp. 79-94에 자세히 기재되어 있다.

상기 인용된 코헨과 구토프의 문헌 pp 131 내지 133에 기재된 바와 같이 캐필러리 수(capillary number)와 피복 간격/롤러 지름 비율(정방향 롤 피복) 또는 상대적인 속도 비율과 캐필러리 수(역방향 롤 피복)를 조정함으로써 그런 피복 불안정성의 주기성과 밸리 높이의 정점을 조절할 수 있다. 캐필러리 수는 피복 배합물의 점도(η)와 표면 장력(σ) 뿐만 아니라 상대적인 웨브 속도(v)에 의존하며,

Ca = vη/σ로 주어진다.

코헨 및 구토프의 문헌(p.162)에 기재된 바와 같이 불안정한 작동 체제에서 압출 염료 피복 박리 배합물로부터 형성된 비-수평 피복불안정성으로부터 주기적인 표면 패턴(예를 들어, 리브)을 얻을 수 있다. 배합물(점도, 상대적 친수성, 표면 장력, 표면 활성제 등), 피복 두께, 온도 등을 선택함으로써 유체 운반 피복 방법을 사용하여 비-수평 표면 패턴을 얻을 수 있다. 또한, 비-수평 표면 피복물을 피복하는 다른 방법은 본 명세서에 기재된 바와 같은 패턴화된 또는 텍스춰화된 박리 표면을 만들 수 있다. 예를 들어, 스크린 프린팅, 스프레이 피복법, 또는 플렉소그래픽 프린팅법은 모두 비-수평 표면 패턴을 생성하는 방법으로 작동될 수 있다.

또한 엠보싱, 압력 및/또는 빛 조건하에서의 패턴 롤 피복, 침식 또는 샌드(sand) 롤, 및 미세복제된 도구와 같은 후(後)피복법을 사용하여 패턴들을 생성할 수 있다.

또한 패턴화된 웨브(패턴화된 롤 보다)를 사용할 수 있다. 패턴화된 웨브에 피복 상층을 피복하여 조도(粗度)를 조정할 수 있다. 관심있는 웨브에 패턴 층을 적층시킬 수 있다. 또한 본 발명자는 개조되며, 경화되는 웨브로 이전되는 피복 배합물로 채워질 수 있는 미세복제된 도구의 사용도 생각하고 있다.

이와 같은 패턴화 방법은 그것들이 연속적으로 또는 반(半)연속적으로 재생가능한 패턴을 생성할 수 있다는 점에서 유용성이 크다. 또한 이 방법들 중 몇가지는 불연속적인 패턴화 공정에서 사용할 수 있다.

4. 표면 에너지

박리층에 대한 표면 에너지는 그 시스템에서의 다른 표면에 대해 적합하게 선택되어야 한다. 박리층의 표면 에너지는 바람직하게는 28 dynes/cm 미만, 보다 바람직하게는 26 dynes/cm 미만이고 가장 바람직하게는 24 dynes/cm 미만이다.

5. 마찰 계수

알케닐 실리콘 예비 중합체 및 고분자량 유기폴리실록산을 사용하여 전술된 바와 같은 텍스춰화된 박리 배합물을 제조할 수 있다. 무용매 피복법으로 제조하는 경우, 통상 이 배합물은 밀도있게 교차결합된 점성의 미끄러짐-저항성 피복물을 생성한다.

따라서 전통적인 용매계 박리 배합물은 보다 매끄러운 표면 텍스춰를 가지며, 0.4 이상의 값을 갖는 무용매 박리 배합물에 비해 0.05의 마찰 계수("C.O.F.")를 나타낸다. 무용매 시스템에 소량 중량%의 고분자 고무를 첨가시켜 높은 교차결합 밀도를 유지하면서 마찰 계수를 낮출 수도 있다. 미국 특허 제5,468,815호 및 제5,520,987호에 개시된 바와 같이, C.O.F.를 낮추는데 있어서의 고무의 효율성은 특정 작용기 및 첨가제의 몰중량의 함수이다. 시판되는 무용매계 실리콘 및/또는 C.O.F. 변성 고무를 유전 기재 박리층에서 사용함으로써, 임시 영상 수용체의 내구성 및 인쇄 성능 모두를 놀랍게 개선시킨다.

재료 및 방법

실리콘 중합체를 구입하거나 또는 당해 기술 분야에 공지된 방법으로 제조했다. 표1에는 실시예에서 사용된 실리콘 예비 중합체가 요약되어 있는데, 이에는 케릭 (Keryk) 등의 미국 특허 제4,609,574호 및 보드맨(Boardman) 등의 미국 특허 제5,520,978호에 따라 제조된 헥세닐 작용기성 유기폴리실록산 및 젤리스트(VDT-731; 펜실바니아주 툴리타운)에서 시판되거나 McGrath, J.E. 및 I. Yilgor, Adv. Polymer Science, 86권, 1페이지, 1989; 애쉬비(Ashby)의 미국 특허 제3,159, 662호; 래모렉스(Lamoreaux)의 미국 특허 제3,220,972호; 조이(Joy)의 미국 특허 제3,410,886호에 개시된 바와 같이 당해 기술 분야에서 공지된 방법에 따라 제조된 비닐 작용기성 유기폴리실록산이 포함된다. 교차결합가능한 기의 몰%는 예비 중합체중에서 1-10% 사이의 범위였다. 예비 중합체의 수평균 분자량은 약 5000 - 150,000 달톤의 범위였는데 저분자량은 무용매 피복법에 유용한 점도 범위에 상응한다. 실리콘 예비 중합체 뿐만 아니라, 표1에 기재된 바와 같이 고분자 실리콘 고무를 첨가제로서 사용했다. 보드맨 등의 미국 특허 제5,520,978호에 따라 헥세닐 작용기성 실리콘 고무를 제조했다. 비닐 작용기성 실리콘 고무는 젤리스트(DMS-V41 및 DMS-V52)에서 구입하거나 McGrath, J.E. 및 I.Yilgor, Adv. Polymer Science, Vol. 86, p. 1, 1989; 애쉬비의 미국 특허 제3,159, 662호; 래모렉스의 미국 특허 제3,220,972호; 조이의 미국 특허 제3,410,886호에 따라 제조했다. 교차결합가능 기의 몰%는 중간 작용기가 없었기 때문에 1% 미만이었다.

촉매에는 다우 코닝 플라티늄 열성 촉매, 실-오프^TM4000(미시건주 미들랜드) 및 드라나크의 미국 특허 제4,510,094호에 따라 제조된 자외선 개시 플라티늄 촉매가 포함된다. 다우 코닝 실-오프^TM7048, 실-오프^TM7678, 및 실-오프^TM7488 및 유나이티드 케미칼 테크놀로지(뉴저지주 피스카타웨이)에서 시판되는 NM 203과 같은 단독중합체 및/또는 공중합체 수소화물 교차결합제를 수소화 실릴:비닐의 비율을 1:1 내지 5:1로 사용했다. 무용매(즉, 100% 고체) 실리콘 배합물 중에 적절한 포트 수명을 얻기 위해서, 디에틸 푸마레이트와 벤질 알콜(FBA)의 중량으로 70:30의 혼합물 2.40%(중량/중량)를 미국 특허 제4,774,111호 및 제5,036,117호에 개시된 바와 같은 억제제 또는 배스 수명 연장제로서 첨가했다. 분산액 중에 고체 비율이 낮기 때문에 용매 피복된 혼합물에는 어떤 억제제도 사용하지 않았다.

화학적 변성제의 존재 및 부재하에서 물질의 성능을 평가했다. 표1에 기재된 실리콘 고무 뿐만 아니라, 미세 충진재와 실리케이트 수지를 사용했다. 충진재에는 캅-오-실^TM(마이애미주 빌레리카) TS720 및 헥사메틸디실라잔(HMDZ) 원위치 처리된 실리카와 같은 소수성 발연 실리카가 포함된다. 실리케이트 수지에는 다우 코닝 7615 및 젤리스트 비닐 Q 수지, VQM-135 및 VQM-146이 포함된다. 이것들은 실리콘 중의 실리케이트 분산액으로 시판되었다. 예를 들어, 다우 코닝 7615는 실리콘 중에 실리케이트 수지의 50% 분산액이다.

재료 세트의 요약

성분예비 중합체	설명(교차결합 작용기)	몰%알케닐	점 도	Mn(달톤)
I	중간 및 말단 헥세닐기	2.7	450 mPas	9610
Ⅱ	말단 헥세닐기만	1	450 mPas	12,400
Ⅲ	말단 헥세닐기만	2	450 mPas	6530
Ⅳ	중간 및 말단 헥세닐기	3.5	450 mPas	6720
Ⅴ	중간 및 말단 헥세닐기	4	450 mPas	9800
젤리스트 VDT-731	중간 페닐기	7.5	1000 mPas	28,000
Ⅵ	중간 비닐기, 말단 트리메틸실록실기	9.2	275,000 mPas	55,200
Ⅶ	중간 및 말단 비닐기3% HMDZ 실리카	10	1000 mPas
Ⅷ	중간 및 말단 비닐기	10	1000 mPas
Ⅸ	말단 헥세닐기	0.033		440,000
Ⅹ	중간 비닐기	0.2	100윌리암 가소성
XI	말단 비닐기	0.03		400,000
젤리스트DMS-V41	말단 비닐기	0.10	10,000	62,700
젤리스트DMS-V52	말단 비닐기	0.035	165,000	155,000

용매계 박리 배합물

대표적인 용매계 박리 배합물을 다음과 같이 제조했다. 실리콘 예비 중합체 교차결합제 및 화학 개질제(고무, 소수성 실리카, 실리케이트 수지 등)의 혼합물 18g을 표2에 기재된 바와 같이 제조하고 221.86g의 헵탄으로 희석시켜 스톡 A를 형성시켰다. 그리고 나서 다우 코닝 실-오프^TM4000 0.41g과 헵탄 6.00g 을 혼합시켜 스톡 B(플라티늄 열성 촉매를 함유)를 제조했다. 그 다음 스톡 B 샘플 5.63g을 스톡 A에 첨가했다. 이 샘플을 하기에 기재된 바와 같이 염료 피복시켰다.

무용매 박리 배합물

또한 박리 배합물을 100% 고체로 제조했다. 이 배합물을 하기 기재된 그라비어 피복법을 사용하여 용매를 사용하지 않고 정밀 피복시켰다.

무용매 피복 배합물에 있어서, 스톡 C는 플라티늄 촉매, FBA 억제제를 함유한다는 것과 교차결합제가 결여되어 있다는 점에서 상기 스톡 A와 달랐다. 교차 결합제를 함유하는 스톡 D를 첨가시켜 피복하기 바로 전에 완전 반응 시스템을 제조했다. 이들 배합물의 예는 표3에 기재되어 있다.

임시 영상 수용체를 위한 박리층의 용매 피복물의 제조예

성분	최종 농도(기본 중합체에 대한)	함량(g)
스톡 A
실리콘 예비 중합체 V	-	15.00
실-오프^TM7048	5:1 수소화 실릴:비닐	2.46
검 IX	2% 중량/중량	0.3
캅-오-실^TMTS720	1% 중량/중량	0.15
헵탄	6.3% 고체	221.86
스톡 B
실-오프^TM4000	333ppm	0.41
헵탄	-	6.00

임시 영상 수용체를 위한 박리 배합물의 무용매 피복물의 제조예

성 분	최 종 농 도(기본 중합체에 대한)	함 량(g)
스 톡 C
실리콘 예비 중합체	-	808.5
검 IX	2% 중량/중량	16.50
캅-오-실^TMTS720	1% 중량/중량	8.25
실-오프^TM4000	125 ppm	19.83
FBA 억제제	2.4% 중량/중량	19.80
스 톡 D
실-오프^TM7048	5:1 수소화 실릴:비닐	135.12

정전 영상화에 대한 인쇄의 질 평가

3M 스카치프린트^TM모델 9510 정전 프린터(미국 특허 제5,262,259호에 기재되어 있음)를 조절하여 30cm 너비의 웨브로 맞추었고, 박리 피복된 임시 영상 수용체상에 인쇄하는데 사용했다. 피복된 3M 스카치프린트^TM전자 영상화 페이퍼 (8610) 상에 영상화하는데 표준 스카치프린트^TM토너를 사용했다. 피복되지 않은 스카치프린트^TM8610 영상화 페이퍼로 구성된 대조용과 광학 밀도를 비교했다. 전달 효율은 스카치프린트^TM8610 영상 전달 매체로 구성된 대조용에 대해 측정되었다. 미국 특허 5,114,520호에 기재된 바와 같이, 가열된 상부 롤이 장착된 3M 스카치프린트^TM모델 9540 적층기를 사용하여 스카치프린트^TM8620 수용체 매체로 영상을 전달시켰다. 프린터와 적층기의 설정은 표4에 요약되어 있다.

3M 스카치프린트^TM모델 9510 정전 프린터와 모델 9540 적층기에 대한 실험 변수

구 성	설 정
프린터
니브 전압(V)	275
플레이트 설정(V):흑색청록색황색자홍색	255150150255
적층기
속도(m/분)	0.61 및 1.8
압력(kPa)	441
온도(정도 C)	96

각 배합물에 대해 인쇄의 질을 평가했다. 3M 스카치프린트^TM모델 9510 정전 프린터상에서 생성된 영상을, 잠재적으로 인쇄 니브사이의 쇼팅을 발생시키는 박리 표면으로부터 토너 탈적층으로 인한 헤드 스크랩핑 증명을 위해 시험했다.

시각 표준 방법 평가 시스템(VSM)으로 전달을 평가했다. 이 VSM은 전달 후 전달 매체상에 남아있는 잔류 토너를 시각적으로 조사하고 전달 영상의 질, 색상의 균일성 및 결점의 존재에 대해 수용체 매체를 조사함으로서 영상 전달의 효율성을 평가했다. 완전히 전달되었을 때를 10으로 하고, 4.0 내지 10의 범위에서 전달을 평가했다. 허용될 수 있는 전달의 정도는 최소한 등급 8.5를 필요로 했다. 전달 효율은 적층기 속도의 함수인데, 표준 생성물 전달을 위해서 분당 0.46 m 를 사용했다. 이 시험의 목적을 위해서, 적층기를 분당 0.61m 와 1.8m의 고속으로 사용했다. 미국 특허 제5,045,391호에 기재된 바와 같이 실리콘 우레아 박리 배합물로 용매 피복된 3M 스카치프린트^TM전자 영상 전달 매체(8601)에 대해 영상 전달 성능을 평가했다.

정전 영상화를 위한 임시 영상 수용체의 원료

예	기본 중합체	교체결합제	검	첨가제1	첨가제2	분산제	피복방법	변수
1.0	스카치프린트 표준 8601(A5033011)				염료피복
2.1	젤리스트 VDT-731	다우 코닝실-오프7048	IX	없음	없음	100% 고체	그라비어
2.2	젤리스트 VDT-731	다우 코닝실-오프7048	IX	10% 데구사 R972	없음	100% 고체	그라비어
2.3	젤리스트 VDT-731	다우 코닝실-오프7048	IX	10% 캅-오-실 TS720	없음	100% 고체	그라비어
2.4	젤리스트 VDT-731	다우 코닝실-오프7048	IX	5% 캅-오-실 TS720	없음	100% 고체	그라비어
2.5	다우 코닝 7615 실리케이트수지	다우 코닝실-오프7048	IX	없음	없음	100% 고체	그라비어
2.6	젤리스트 비닐 Q 수지 VQM-135	다우 코닝실-오프7048	IX	없음	없음	100% 고체	그라비어

정전 영상화를 위한 패턴화된 임시 영상 수용체의 성능

예	조도(roughness),Ra(nm)	영상 전달 성능2fpm	6fpm
1.0	670	7.5	9.4
2.1	1260	9.4	9.2
2.2	1130	9.5	9.2
2.3	1050	9.5	9.2
2.4	1030	9.5	9.2
2.5	1270	9.5	9.0
2.6	968	9.5	9.4

정전 영상화를 위한 패턴화된 임시 수용체의 제조 및 유용성을 표5 및 표6에서 검토한다. 표5에는 3M 스카치프린트 전자 영상화 페이퍼(8610) 상에 이들 박리 물질의 그라비어 피복에 사용되는 원료 및 방법이 열거되어 있다. 비교예 1.0은 현미경 사진에 나타난 바와 같이, 종이 섬유 그 자체에 의해 부여된 식별가능한 패턴을 외부에 전혀 갖지 않는 평평한 패턴을 만들기 위해 실리콘 우레아 배합물을 용매 피복한 임시 영상 수용체 페이퍼이다. 반대로, 실시예 2.1-2.6은 표5의 간섭계 데이터에 의해 지지되는 바와 같이, 패턴화된 표면을 얻기 위해 3M 스카치프린트 전자 영상화 페이퍼(8610) 상에 그라비어 피복된 실리콘 배합물(표4)이다.

표6에 나타난 바와 같이, 2fpm과 6fpm에서 비교예 1.0에 비해 그라비어 패턴된 실시예 2.1-2.6은 상당히 증진된 전달 효율을 나타냈다. 일반적으로 표준 생성물 전달이 1.5fpm 에서 이루어지기 때문에, 이것은 적층기 처리량이 향상된 패턴화된 박리 표면의 가능성을 예시한다. 전달이 향상되었으나 영상 부착력이 떨어지지 않았고 실험 조건하에서 영상 스크랩핑은 전혀 관찰되지 않았다. 실시예 2.1 내지 2.6에 예시된 바와 같이, 화학적으로 변성된 박리층과 박리 표면의 물리적인 패턴화의 조합은 상승된 속도에서 우수한 영상 전달을 얻을 수 있다.

따라서 광범위한 정전 인쇄를 위해 박리 표면을 재사용할 수 있으며, 전도성 기재 상에서 유전성 및 박리성을 결합하기 위해 박리 표면을 통합할 수 있고, 광범위한 박리 배합물을 패턴화시키고 화학적으로 변성시킬 수 있다.

본 발명은 상기 구체예에 제한되지 않는다.

Claims

기재, 그 기재상에 피복된 전도층, 유전층 및 박리층을 포함하는 유전 기재로서, 상기 유전층 또는 박리층이 상기 전도성 기재상에 피복되고, 상기 박리층이 텍스춰를 포함하는 유전 기재.
제1항에 있어서, 상기 텍스춰가 주기적인 유전 기재.
제1항에 있어서, 상기 텍스춰가 비주기적인 유전 기재.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 텍스춰가 10nm 〈 Ra 〈 5000nm 인 유전 기재.
제4항에 있어서, 상기 텍스춰가 500nm 〈 Ra 〈 2500nm 인 유전 기재.
제1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 텍스춰가 침식, 버핑, 엠보싱, 그라비어 피복법, 염료 피복법, 롤 피복법, 압출 피복법, 운반 유체 피복법, 랑뮤르-블로제트 배스 피복법 및 플랙소그래픽 프린팅 중에서 선택된 방법에 의해 제공되는 유전 기재.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유전층이 상기 전도층상에 피복되는 유전 기재.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유전층이 상기 박리층상에 피복되는 유전 기재.
유전층을 지니는 기재를 제공하는 단계; 및

비-수평 피복 방법으로 상기 유전층 위에 박리층을 피복하여 텍스춰화된 박리 표면을 제공하는 단계를 포함하는 유전 기재의 제조 방법.
제9항에 있어서, 상기 피복법이 유체 운반 피복법, 그라비어 피복법, 염료 피복법, 랑뮤르-블로제트 배스 피복법, 롤 피복법, 압출 피복법, 및 플랙소그래픽 프린팅 중에서 선택되는 방법.
제9항에 있어서, 상기 텍스춰화된 박리 표면이 방향성이 있는 방법.