KR20010079787A - 잉크-함유 표면이 제2 표면에 광중합된 접착제로 결합된다층 물품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광중합 조성물을 사용하여 중합체 기판의 잉크-함유 표면의 하나 이상을 제2 중합체 기판의 한 표면에 접착제 결합시킨, 기판 사이의 박리 강도가 6 N/cm 이상인 적층체에 관한 것이다.

Description

잉크-함유 표면이 제2 표면에 광중합된 접착제로 결합된 다층 물품{Multilayer Articles Having Ink-Containing Surface Bonded to a Second Surface with a Photopolymerized Adhesive}
본 발명은 하나 이상의 층이 잉크-함유 표면을 포함하는 다층 적층체에 관한 것이다.
플라스틱 기판 상에 사진상과 같은 화상을 인쇄하는 것에 대한 관심이 있어왔다. 이 인쇄 기법이 고화질 상을 생성하기 때문에 이러한 목적의 액상 토너-기판 전자사진 인쇄의 사용이 특히 요망된다.
일단 화상이 플라스틱 기판의 표면에 인쇄되면, 인쇄된 잉크-함유 표면 상에 보호 필름을 적용할 필요가 있다. 보호 필름과 인쇄 표면 간의 결합 강도는 전형적인 사용 조건 하에서 층간박리에 대한 충분한 저항성이 있어야 한다.
<발명의 요약>
본 발명의 일 면은 (a) 주면을 갖는 제1 중합체 기판, (b) 주면을 갖는 제1 기판과 상이한 제2 중합체 기판, 및 (c) 상기 중합체 기판들 사이의 박리 강도가 6 N/cm 이상이 되도록 제1 중합체 기판의 주면을 제2 중합체 기판의 주면에 결합시킨 광중합된 접착제를 포함하는 물품에 관한 것이다. 주면 중 하나 이상이 잉크-함유 표면이다. 또한 두 기판의 주면 모두 잉크-함유 표면일 수 있다.
잉크는 바람직하게는 전자사진용 잉크이다. 적합한 전자사진용 잉크의 예는 Tg가 약 30 ℃ 이하인 중합체를 함유하는 잉크를 포함하며, 또다른 실시양태에서 잉크는 Tg가 약 30 ℃를 초과하는 중합체를 함유하는 것을 포함한다.
적절한 잉크의 일 예는, 예를 들어 미국 특허 제5,652,282호 (베이커(Baker) 등) 및 미국 특허 제5,698,616호 (베이커 등)에 기술된 겔 오르가노졸-함유 액상 토너 조성물로부터 유도된다. 이들 토너는 (a) 운반체 액체 (예, 30 미만의 가우리-부탄올 수를 갖는 지방족 탄화수소 운반체 액체) 및 (b) 50,000 달톤 이상의 분자량 및 15 미만의 다분산도를 가지며, 운반체 액체에 불용성인 열가소성 (공)중합체 코어에 공유 결합된 (공)중합체 입체구조 안정화제를 포함한다. 코어는 바람직하게는 Tg가 약 30 ℃ 이하이다. 토너는 또한 착색제 및 대전탐자를 포함할 수 있다. 또한, 예를 들면, 미국 특허 제5,886,067호 (베이커 등)에 기술된 비겔(non-gel) 오르가노졸-함유 액상 토너 조성물이 적절하다.
적절한 잉크의 또다른 예는 란다(Landa) 등의 미국 특허 제4,794,651호, 미국 특허 제4,842,974호, 미국 특허 제5,047,306호, 미국 특허 제5,047,307호, 미국 특허 제5,192,638호, 미국 특허 제5,208,130호, 미국 특허 제5,225,306호, 미국 특허 제5,264,313호, 미국 특허 제5,266,435호, 미국 특허 제5,286,593호, 미국 특허 제5,346,796호, 미국 특허 제5,407,771호, 및 란다의 국제 특허 출원 공개 WO92/17823호 (1992년 10월 15일 공개, 발명의 명칭 "Polymer Blends")에 기술된 액상 토너로부터 유도된다.
또한 잉크 젯용 잉크 및 평판인쇄용 잉크가 유용하다. 이들 잉크는 단독으로 또는 서로 배합하여 사용될 수 있다. 예를 들면, 잉크-함유 표면은 전자사진용 잉크 특징을 갖는 전자사진적으로 인쇄된 영역 및 평판인쇄용 잉크 특징을 갖는 오프셋 인쇄된 영역을 포함할 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 물품의 모든 인쇄된 영역은 전자사진용 잉크의 특징을 갖는 전자사진적으로 인쇄된 영역이다.
유용한 접착제의 일 예는
(a) 화학식 B(X)(Y) (여기서, B는 유기 주쇄이며, 각 X는 독립적으로 수지 100부 당 0.02 내지 0.8 당량부(ephr)의 양으로 존재하는 산기 또는 그의 염이며, 각 Y는 독립적으로 수지 100부 당 0.35 내지 1.0 당량부(ephr)의 양으로 존재하는 광중합성 기임)의 반응성 산 관능성 중합체,
(b) 다관능성 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 가교제, 및
(c) 광개시제의 광중합 생성물이다.
많은 중합체 기판이 사용될 수 있다. 일 바람직한 실시양태에서, 제1 중합체 기판은 강성 코어층을 특징으로 하고, 제2 중합체 기판은 가요성 덮개 필름을 특징으로 한다. 바람직하게는, 하나 이상의 기판이 실질적으로 투명하여, 잉크-함유 기판 표면 상에 인쇄된 화상이 보일 수 있도록 한다.
중합체 기판은 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 적절한 중합체 기판의 예는 폴리염화비닐, 염화비닐-비닐 아세테이트 공중합체, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리카르보네이트, 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또한, 테슬린(TESLIN) 필름의 상표명 하에 PPG 사 (미국 펜실바니아주 핏츠버그 소재)로부터 구입가능한 세공성 기판이 적절하다. 하나의 바람직한 구조는 실질적으로 투명한 폴리에스테르 덮개 필름에 접착제 결합된 폴리염화비닐 기판을 포함한다.
물품은 둘 이상의 기판을 포함할 수 있다. 예를 들면, 물품은 각각 별개의 덮개 필름에 결합된 한 쌍의 대향 주면을 갖는 코어 기판을 포함할 수 있다. 이와 같은 구조는 특히 2개의 상이한 표면 상에 인쇄된 화상을 갖는 물품에 유용하다.
본 발명의 제2 면은
(a) 제1 중합체 기판의 주면 상에 잉크-함유 화상을 형성하고,
(b) 광중합성 조성물이 중합체 기판들의 주면 사이에 개재되도록 광중합성 조성물로 주면을 갖는 제2 중합체 기판과 제1 중합체 기판을 합치고,
(c) 제1 및 제2 기판의 주면을 광중합성 조성물을 통해 함께 적층시켜 적층체를 형성하고,
(d) 조성물이 중합되도록 화학선(예를 들면, 자외선)에 적층체를 노광시켜 두 기판을 함께 접착제 결합시키는 것을 포함하는 물품 제조 방법에 관한 것이다.
잉크-함유 화상은 바람직하게는
(ⅰ) 전자사진 광수용체의 표면을 대전시키고,
(ⅱ) 광수용체의 대전된 표면을 화상 방향으로 광선에 노광시켜 선택된 영역 내에 전하를 방산시킴으로써 광수용체 표면 상에 잠상을 형성하고,
(ⅲ) 잠상과 토너를 접촉시켜 조색된 화상을 형성하고,
(ⅳ) 조색된 화상을 제1 중합체 기판의 주면에 전사하는 것을 포함하는 전자사진 방법에 따라 형성된다.
토너는 바람직하게는 액상 토너이다. 또한, 바람직한 액상 토너는 필름-형성 중합체를 포함한다. 일부 실시양태에서, 필름-형성 중합체는 Tg가 약 30 ℃ 이하인 반면, 다른 실시양태에서, 필름-형성 중합체는 Tg가 30 ℃를 초과한다. 적층 후, 물품은 슬릿형성, 절단, 구멍 뚫기 및 드릴링, 인박, 엮음 및 그로밋팅 (grommeting), 인박, 천공, 접기(folding), 표면 텍스쳐링(texturing) 등과 같은 다수의 조작을 수행할 수 있다.
본 발명의 기타 특징 및 장점은 하기 바람직한 실시양태의 설명 및 청구의 범위로부터 명백해질 것이다.
이제 본 발명을 하기 실시예에 의해 추가로 기술한다.
실시예에 사용된 흑색, 포지티브형, 필름-형성, 전자사진용 잉크는 다음과 같이 변형된 미국 특허 제5,652,282호의 실시예 40에 기재된 방법에 따라 오르가노졸/안료의 비 6으로 제조하였다.
미국 특허 제5,652,282호의 실시예 22의 방법에 따라 제조된 겔 오르가노졸은 최저 속도 설정에서 조작된 실버슨(Silverson) 혼합기 (모델 L2R, 실버슨 머신사(Silverson Machine, Ltd.))를 사용하여 혼합하였다. 5 분 동안 혼합한 후, NORPAR 12 내에서 고형물 16.14 % (w/w)로 균질화된 오르가노졸 1912 g을 4.0ℓ 폴리에틸렌 용기 내에서 NORPAR 12 (엑슨 케미칼사(Exxon Chemical Co.), 미국 텍사스주 휴스턴 소재) 1031 g, MONARCH 120 카본흑색 (캐보트 코포레이션(Cabot Corp.), 미국 메사츄세츠주 빌레리카 소재) 51 g 및 지르코늄 HEX-CEM (OMG 케미칼캄파니(Chemical Company), 미국 오하이오주 클리브랜드 소재) 6.08 g과 배합하였다. 이어서 혼합물을 각각 0.5ℓ의 용량을 갖는 10개의 수직 비드 밀 (모델 6TSG-1/4, 아이멕스사(Aimex Co. Ltd.), 일본 도꾜 소재)에서 각 밀에 1.3 ㎜ 직경의 포터 유리 비드 (포터 인더스트리스사(Potters Industries, Inc.), 미국 뉴저지주 파시패니 소재) 390 g 및 밀베이스 300 g을 주입함으로써 밀링하였다. 각 밀을 밀링 챔버의 냉각 쟈켓을 통해 순환하는 냉각수 없이 2,000 rpm에서 1.5 시간 동안 조작하였다.
이와 같이 형성된 고형물 12 %(w/w) 토너 농축물의 일부를 대략 3 %(w/w)로 희석하였다. 상기 희석 토너 샘플을 미국 특허 제5,652,282호에 기재된 시험 방법을 사용하여 측정한 바, 하기 특성을 나타냈다:
수 평균 입도 0.261 마이크론
벌크 전도성 149 피코Mhos/㎝
자유상 전도성(%) 5 %
동적 이동성 0.0402 마이크론-㎝/[볼트-초]
이 3 % 토너를 미국 특허 제5,652,282호에 기재된 토너 표면 피복 장치 상에서 시험하였다. 반사 광학밀도 (ROD)는 400 볼트보다 큰 피복 전압에서 1.47을 초과하였다.
<실시예 1>
Irgacure 1700 광개시제 (3 g, 시바-가이기(Ciba-Geigy)로부터 구입가능),Dowanol PM (다우 케미칼사(Dow Chemical Co.)) 내의 2-이소시아나토 에틸 메타크릴레이트-개질 폴리아크릴산 광중합체 15 wt% 용액 (240 g, 공개된 PCT 출원 PCT/US96/03542호에 기재된 방법에 따라 제조), 및 Sartomer SR 259 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 (순수한 액체 21.0 g, 사르토머사(Sartomer Inc.)로부터 구입가능)를 Dowanol PM 104.5 g에 첨가함으로써 코팅 용액을 제조하였다. 이어서, 용액을 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름 (데이진 필름사(Teijin Films, LTD)로부터 구입가능) 상에 대략 200 g/㎡의 습윤 코팅 적용율로 나이프-코팅하고, 80 ℃에서 3 분 동안 건조시켜 u.v.-경화성 접착제-코팅된 필름을 수득하였다. 접착제층의 건조 두께는 25.4 ㎛(1.0 mil)이었다.
필름의 접착제 부분은 순 광학밀도 1.6으로 액상 토너-기재, 흑색, 포지티브형, 필름-형성, 전자사진용 잉크 (상기 기재된 바와 같이 제조)를 사용하여 인쇄된 영역이었다. 순 광학밀도는 맥베쓰(Macbeth) 농도계로 반사 모드로 측정하였을 때, 백색광 광학밀도 빼기 비인쇄된 필름의 백색광 광학밀도이다. 순 광학 밀도는 동일한 조건에서 인쇄된 종이 기판의 잉크 순 광학밀도 1.3에 상응하였다.
인쇄 후, 접착제 코팅된 필름을 백색 폴리염화비닐 기판에 적층시켰다. 1.016 cm(0.4 인치)/초의 속도로 두 가열 롤러(롤 표면 온도 = 135 내지 138℃) 사이에서 적층하여 적층된 인쇄 물품을 수득하였다.
적층 후, 접착제를 인쇄 및 적층된 물품을 공기 중에서 자외선에 노광시킴으로써 경화시켰다 (Burgess Controlux Exposure Unit을 사용하여 40 단위 노광, 버기스 인더스트리스(Burgess Industries)로부터 구입가능, 미국 미네소타주 미네아폴리스 소재). 이어서 물품을 2.5 ㎝(1 인치) 폭의 스트립으로 절단하였다. 접착 테이프 (3M으로부터 구입가능한 396호 접착 테이프)를 물품의 노광된 폴리에틸렌 나프탈레이트 표면에 적용하여 폴리염화비닐 기판으로부터 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름의 층간박리를 일으키는데 요구되는 180도 박리력을 인스트론(Instron) 시험기(모델 5542)를 사용하여 측정하였다. 크로쓰헤드 속도는 30.48 cm(12 인치)/분이었다. 박리 강도는 6.1 N/㎝(3.5 lbs/in.)를 초과하는 것으로 측정되었다.
별도의 실험으로, 비인쇄된 접착제 필름을 동일한 방법으로 동일한 백색 폴리염화비닐 기판에 적층시키고, 박리 강도를 측정하였다. 박리 강도는 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름이 찢어질만큼 충분히 높았다.
<실시예 2>
Sartomer SR 259 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 대신에 Sartomer SR 610 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1의 방법에 따라 접착제-코팅된 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름을 제조하였다. 접착제층의 건조 두께는 25.4 ㎛(1.0 mil)이었다. 이어서, 필름을 적층에 사용된 가열 롤러의 온도가 95 내지 120 ℃인 것을 제외하고는 실시예 1에 기재된 바와 같이 적층된 물품 제조에 사용하였다. 생성된 물품은 6.1 N/㎝(3.5 lbs/in.)를 초과하는 박리 강도를 나타내어, ISO/IEC 표준 제7810:1995(E)의 요건을 충분히 만족시켰다.
별도의 실험으로, 비인쇄된 접착제 필름을 동일한 방법으로 동일한 백색 폴리염화비닐 기판에 적층시키고, 박리 강도를 측정하였다. 박리 강도는 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름이 찢어질만큼 충분히 높았다.
<실시예 3>
접착제를 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 (데이진 필름사로부터 구입가능한 25.4 ㎛(1 mil) 두께의 E2Q 필름) 상에 코팅하는 것을 제외하고는 실시예 2의 방법을 수행하였다. 또한, Sartomer SR 610 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 대신에, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트와 배합된 우레탄 아크릴레이트인 Sartomer CN 966 A80을 사용하였다. 층간박리를 일으키는데 요구되는 180도 박리력은 6.1 N/㎝(3.5 lbs/in.) 초과로 측정되었다.
별도의 실험으로, 비인쇄된 접착제 필름을 동일한 방법으로 동일한 백색 폴리염화비닐 기판에 적층하였으며, 박리 강도를 측정하였다. 박리 강도는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름이 찢어질만큼 충분히 높았다.

Claims (10)

  1. (a) 주면을 갖는 제1 중합체 기판,
    (b) 주면을 갖는 제2 중합체 기판 (여기서, 상기 주면들 중 하나는 잉크-함유 화상을 포함함을 특징으로 함), 및
    (c) 상기 기판들간의 박리 강도가 6 N/㎝ 이상이 되도록 상기 제2 중합체 기판의 상기 주면에 상기 제1 중합체 기판의 상기 주면을 결합시킨 광중합된 접착제를 포함함을 특징으로 하는 물품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 접착제가
    (a) 화학식 B(X)(Y) (여기서, B는 유기 주쇄이고, 각 X는 독립적으로 수지 100부 당 0.02 내지 0.8 당량부(ephr)의 양으로 존재하는 산기 또는 그의 염이며, 각 Y는 독립적으로 수지 100부 당 0.35 내지 1.0 당량부(ephr)의 양으로 존재하는 광중합성 기임)의 반응성 산 관능성 중합체,
    (b) 다관능성 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 가교제, 및
    (c) 광개시제의 광중합 생성물을 포함함을 특징으로 하는 물품.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 중합체 기판이 강성 코어층을 포함함을 특징으로 하며, 상기 제2 중합체 기판은 가요성 덮개 필름을 포함함을 특징으로 하는 물품.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체 기판 중 하나가 실질적으로 투명한 물품.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체 기판이 폴리염화비닐, 염화비닐-비닐 아세테이트 공중합체, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리카르보네이트 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 물품.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 중합체 기판 중 하나가 폴리에스테르를 포함함을 특징으로 하고, 상기 제1 중합체 기판은 폴리염화비닐을 포함함을 특징으로 하는 물품.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체 기판 중 하나가 세공성 필름을 포함함을 특징으로 하는 물품.
  8. (a) 광중합성 조성물이 중합체 기판들의 주면들 사이에 개재되도록 주면을 갖는 제1 중합체 기판과 주면을 갖는 제2 중합체 기판을 광중합성 조성물로 합치고(여기서 상기 주면 중 하나는 잉크-함유 화상을 포함함을 특징으로 함),
    (b) 상기 조성물을 통해 상기 제1 및 기판의 상기 주면을 함께 적층시켜 적층체를 형성하고,
    (c) 상기 조성물이 중합되도록 상기 적층체를 화학선에 노광시켜 상기 제1 및 제2 기판의 상기 주면을 함께 접착제 접합시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 물품 제조 방법.
  9. 제9항에 있어서,
    (a) 전자사진 광수용체의 표면을 대전시키고,
    (b) 상기 광수용체의 대전된 표면을 광선에 화상 방향으로 노광시켜 선택된 영역 내에 전하를 방산시킴으로써 상기 광수용체 표면 상에 잠상을 형성하고,
    (c) 상기 잠상과 토너를 접촉시켜 조색된 화상을 형성하고,
    (d) 상기 조색된 화상을 상기 제1 중합체 기판의 상기 주면에 전사하는 것을 포함함을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 방법에 따라 상기 잉크-함유 화상을 형성하는 것을 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 토너가 Tg가 약 30℃ 이하인 필름 형성 중합체를 포함함을 특징으로 하는 액상 토너인 방법.
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