KR20020044554A - 고 선명도 영상 포함 시트 - Google Patents

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KR20020044554A
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잠쉬드 아지지
조셉 씨. 카를스
시게아끼 도고시
고지 가미야마
앤드류 씨. 로테스
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캐롤린 에이. 베이츠
쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
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Abstract

본 발명은 정전하 패턴의 토너 분말 현상에 의해 형성된 영상의 품질을 개선하기 위해, 본 명세서에서 혼화제로 지칭되는 첨가제를 포함하는 기록 시트를 제공한다. 본 발명에 따른 수용체 표면으로의 토너 분말 전달 및 용융에 의해 생성된 영상을 갖는 기록 시트는 개선된 광 투과도 및 감소된 광 산란도를 나타낸다. 특히, 투명 시트는 하나 이상의 표면 상에 약 4중량% 내지 약 25중량%의 혼화제를 함유하는 토너 수용 코팅을 갖는 투명 시트가 제공되는데, 여기에서 이 코팅은 혼화제를 함유하지 않는 것을 제외하고는 동일한 코팅에 비하여 2 이상이 적은 저밀도 황색 Q 계수 값을 갖는다.

Description

고 선명도 영상 포함 시트{High Clarity Image Bearing Sheet}
정전 영상을 현상하기 위하여 토너 분말 입자를 사용하는 전자사진 복사기 및 인쇄기가 도입되면서부터, 원본에 충실한 양질의 용융 영상을 수용체 시트의 표면에 복사하는 토너 영상 전달에 대한 중요성이 계속 강조되어 왔다. 초기에는 흑색 토너 분말 조성물이 백지에 전달되는 것이었으나, 현재의 전자사진 영상화 기술은 채색 영상을 투명한 필름에 적용하여, 오버헤드 프로젝터(overhead projector)를 사용하여 투영하기에 적절한 채색 영상 투명물을 제조하는데까지 확장되었다. 기술의 발전과 함께, 최근 투명도, 채도, 영상 콘트라스트, 모서리 정확도, 토너 용융, 및 투영된 영상의 정확도 및 시각적 효과를 향상시킬 수 있는 기타 특성이 강조되면서 영상 품질에 대한 문제가 다시 제기되어 왔다.
영상 특성 조절에 관한 연구는 토너 분말이 수용체 기판 상에 침착된 이후에 용융기 롤러에 의해 용융되어 현상되는 영상을 최적으로 제조하기 위한 중요한 조건을 밝혀냈다. 예를 들면, 채색 영상의 품질은 용융된 토너 입자에 의해 피복된 영역을 포함하는 표면의 평활도에 의존한다. 불량하게 용융된 토너 영상은 다중 표면과 가장자리를 갖게되어, 투영시 표면 및 가장자리에서 입사광이 산란되기 때문에, 어두운 회색 색조가 만들어져서 흐릿하고 불량한 색 품질이 야기된다. 영상 포함 층의 평활도 개선은, 필름 상에 코팅된 수용체가 영상 전달시 토너 분말과 충분한 혼화성을 갖고 토너 분말이 승온 영상 용융시 저 용융 점도를 나타낸다면 달성될 수 있을 것이다.
전자사진 복사기 및 인쇄기 중의 분말 토너의 용도는 당업계에 공지되어 있다. 미국 특허 제 2,855,324 호는 건조한 토너 영상이 가압하 접촉에 의해 그 위로 전달될 수 있는 열가소성 코팅 수용체를 기술한다. 미국 특허 제 4,071,362 호는 스티렌계 수지를 사용하여 열가소성 토너 입자와 함께 용융하는 것을 기술한다.
미국 특허 제 5,208,093 호, 제 4,298,309 호 및 제 5,635,325 호는 저 용융 점도를 유지하면서 토너와 코팅된 필름과의 혼화성을 달성할 수 있는 다양한 용액을 기술한다.
미국 특허 제 5,635,325 호는 결합제 수지, 착색제 및 에스테르 왁스를 포함하는 정전 영상 현상용 코어/쉘(core/shell) 토너를 기술하며, 여기에서 코어는 용융시 용융되어 이형제로서 작용하므로, 용융기 롤에 실리콘 기재 이형제를 도포해야 할 필요를 없앴다.
미국 특허 제 5,302,439 호는 기판, 및 약 65℃미만의 융점, 약 150℃초과의 비점을 가지며 알킬 페논, 알킬 케톤, 할로겐화 알칸, 알킬 아민, 알킬 아닐린, 알킬 디아민, 알킬 알콜, 알킬 디올, 할로겐화 알킬 알콜, 알칸 알킬 에스테르, 포화 지방산, 불포화 지방산, 알킬 알데히드, 알킬 무수물, 알칸 및 이의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 물질, 결합제, 임의의 트랙션(traction)제 및 정전기방지제를 함유하는 기판 위의 코팅을 포함하는 기록 시트를 기술한다. 다양한 군의 물질들이 토너 분말의 기록 시트로의 접착성을 증가시킨다.
미국 특허 제 5,451,458 호는 기판, 및 폴리에스테르, 폴리비닐 아세탈, 비닐 알콜-비닐 아세탈 공중합체, 폴리카르보네이트 및 이의 혼합물로부터 선택된 결합제, 약 65℃미만의 융점, 약 150℃초과의 비점을 가지며 푸란 유도체, 환형 케톤, 락톤, 환형 알콜, 환형 무수물, 산 에스테르, 포스핀 옥사이드 및 이의 혼합물로부터 선택된 첨가제 및 임의의 충전제, 임의의 정전기 방지제 및 임의의 살균제를 함유하는 기판 위의 코팅을 포함하는 기록 시트를 기술한다. 다양한 부류의 첨가제가 거의 100%의 토너 분말이 영상화 드럼으로부터 기록 시트로 이형될 정도로 영상 전달을 개선시킨다.
전자사진 복사기 및 인쇄기의 영상화 드럼으로부터 적절한 기록시트로 토너 입자를 전달함으로써 제조된 영상 품질에 관련한 앞선 연구들은 분말과 기록 시트사이에 형성되는 결합에 집중되었다. 미국 특허 제 5,451,458 호에 기술된 바와 같이, 광학 밀도의 측정은 충분한 접착성을 증명하면서 기록 시트에 형성된 영상의 강도를 나타내었다. 토너 분말 입자의 접착성 및 영상 밀도의 측정은 영상 특성을비교적 분석하지 않은 용어로 기술하여 성공적인 토너 분말 전달을 입증한다. 투명한 시트로 성공적으로 전달되었을지라도, 토너 분말 영상은 투영시 확대되어 가시적인 영상 변형을 야기할 수 있는 결함을 포함할 수 있다. 정확한 영상 전달 및 개선된 토너 용융과 관련하여 최소의 광 산란, 높은 채도, 영상 콘트라스트 및 모서리 명확성과 함께 최적의 광 투과를 위한 투명도를 강조하는, 투영된 영상 품질에 대한 개선이 여전히 요구되고 있다.
발명의 요약
본 발명은 정전하 패턴의 토너 분말 현상에 의해 형성된 영상의 품질을 개선하기 위하여, 본 명세서에서 혼화제로서 지칭되는 첨가제를 포함하는 기록 시트를 제공한다. 본 발명에 따라 수용체 표면 상으로의 토너 분말 전달 및 용융에 의해 생성된 영상을 포함하는 기록 시트는 개선된 광 투과 및 감소된 광 산란을 나타낸다. 수용체 표면에 윤활 첨가제를 임의적으로 포함시킴으로써 하기에서 정의되는 고온 오프셋(offset)을 최소화하는 영상 품질에 대한 추가의 이점을 얻을 수 있다. 이들 개선으로 인하여 정교하고, 색채가 풍부한 영상화 투명물을 얻을 수 있어서 회의 및 세미나 발표에 효과적인 보충물이 제공된다.
본 발명은 특히 코어 및 쉘이 용융 후에 불혼화성 불균일 혼합물을 형성하는 코어/쉘 토너를 사용하는, 높은 수준의 광 산란을 갖는 시스템에 효과적이다.
적절한 수용 표면 층은 적절한 투명 기판에 코팅된 1종 이상의 혼화제, 및 임의의 윤활제 첨가제를 포함한다. 이 코팅 조성물은 용액 또는 수성 분산액으로서 도포될 수 있다. 본 발명에 따른 코팅 조성물은 가용성 또는 분산성 결합제,및 1종 이상의 혼화제를 포함한다. 코팅하고 코팅 부형제, 즉 용매 또는 물을 제거한 후에, 생성된 층은 투과성이 높으며, 전달 및 용융된 영상 중에 광 산란 영역이 최소한으로 형성되는 토너 분말 수용체 표면을 나타낸다. 광 산란의 감소로 인하여 전자사진 복사기, 인쇄기 및 관련 장치에 사용시 본 발명의 기록 시트는 높은 광 투과 특성을 보유하게 된다. 흐림도 수치 및 Q 계수를 비롯한 영상 특성의 측정으로 바람직한 성질 범위를 확인했으며, 본 발명의 혼화제에 대한 조건을 만족시키는 물질을 확인하는 정량적 구조 활성 관계성(QSAR)을 유도했다. 본 발명의 또 하나의 이점은 용융기 롤 온도를 저하시켜 열 변형을 감소시키면서도 영상화 기록 시트의 외관을 개선할 수 있다는 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 토너 분말 영상을 수용하는 코팅 층을 포함하는 투명 시트를 제공한다. 코팅 층은 투명한 결합제와 코팅 층의 중량을 기준으로 하여 약 4% 내지 25%의 혼화제를 포함한다. 이 범위의 양의 혼화제를 사용함으로써 광 산란이 낮은 수준으로 저하되어, 하기 제공된 방법에 따라서 시험되며 저밀도 황색 토너 영상을 사용하여 측정시 Q 계수가 약 2 이상 개선된다. 코팅 층은 Q 계수를 더 저하시키고 고온 오프셋을 줄이기 위하여 윤활제 첨가제를 임의로 더 함유한다.
투명한 시트에 수용체 층을 코팅하려면 코팅 조성물이 용액 또는 수성 분산액으로 제조되어야 한다. 성분 농도를 선택하여 약 25중량% 내지 약 96중량%의 결합제, 약 4% 내지 약 25%의 혼화제 및 임의로 약 15중량% 이하의 윤활제 첨가제를 함유하는 건조한 코팅 층이 얻어지는 코팅 배합물을 용액 또는 분산액으로 제공한다. 건조시, 이 코팅 층은 특히 기록 시트의 영상화 영역에서 고 선명도를 가지며 광 산란이 감소된다. 코팅은 또한 약 65%이하의 충전제를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 하기와 같은 의미를 갖는다.
1. 용어 "혼화제"는 코팅된 층 표면에 채색 토너 분말 패턴을 용융하여 형성된 영상으로부터 광 산란을 감소시키기 위하여 코팅 층에 포함시킨 물질을 의미한다.
2. 용어 "코어/쉘 토너"는 이형제로서 작용하는, 전형적으로 왁스인 코어 물질과 결합제 및 토너 입자에 대한 착색제를 포함하는 쉘 코팅을 포함하는 토너 분말을 지칭한다.
3. 용어 "Q 계수"는 헤이즈 미터(haze meter)를 사용하여 백색광 근사치로서 측정된 광 투과 코팅의 성질을 지칭한다. 이 계수는 하기 수학식에 따라서 입사광과 투사광 사이의 관계성을 설명한다:
Q = log(100/(Rclosed-Ropen))/log(100/Rclosed)
Rclosed= % 산란된 광 Ropen= % 투과된 광
4. 용어 "Qp"는 통계학적 회귀 분석의 계산 방법을 기초로 하여, 하기 수학식을 사용한 계산에 의해, 선택된 분자량에 대하여 예측될 수 있는 Q 계수를 지칭한다.
Qp=-2.34 + 0.0252*TPSA + 23.7*RNCG + 0.853Y
여기에서, TPSA는 극성 표면 총면적을 나타내며, RNCG는 상대적 음 전하이고, Y는 3.76 이상의 AlogP에 대하여는 (AlogP-3.76)이고, 3.76미만인 AlogP에 대하여는 0이다. AlogP는 옥탄올/물 분배계수를 나타낸다.
5. 용어 "고온 오프셋"은 용융된 토너가 용융기 롤에 점착되고 뜯겨지는 것을 지칭한다. 특정 경우에 있어서, 오프셋 토너는 원래의 영상과는 거리가 먼 한 용융기 롤 주위의 기록 시트 상으로 재부착된다. 이로 인해 영상 시트 상에 바람직하지 못한 "고스트(ghost)" 영상이 생기게 된다.
6. 용어 "구슬 결함"은 투영 확대시 가시화되는 광 흡수 또는 광 산란 비-영상 점을 의미한다.
본 명세서 중의 무든 부, 백분율 및 비율은 특별한 언급이 없는 한 중량에 의한 것이다. 코팅의 중량%로서 나타낸 양은 건조 코팅의 중량%이다.
본 발명은 영상 프로젝터에 사용시 선명하게 투영된 영상을 제공하는 고 선명도 영상 포함 시트에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 채색 영상의 전자사진 제조에 사용되는 토너 및 관련 물질에 의한 광 산란을 감소시키기 위해 소정의 코팅 첨가제를 포함하는, 영상 포함 투명 시트를 제공한다. 코팅된 영상 포함 시트는 시트의 선명도 및 낮은 흐림도로 인하여 채도가 양호하고, 광 산란도가 낮으며, 콘트라스트가 높은 투영된 영상을 제공한다.
본 발명에 따른 영상 기록 시트는, 전자사진 영상화 기술에 의해 생성된 착색 토너 입자의 용융 패턴을 수용하고 보유하기에 적절한 투명한 코팅 층을 지지하는 투명한 기판을 포함한다. 기판의 투명성 및 코팅 층의 투명성이 영상화 시트를 통한 최대한의 광 투과를 위해 필수적이다. 또한 착색된 토너 분말 용융 영역의 다양한 색조가, 가능한 한도내에서, 광선 입력의 최대 강도의 투과율을 가능하게 하는 색 필터로서 작용해야 한다.
광선의 경로 중에 위치한 요소가 광선의 특성을 변형시킬 것이다. 불투명 요소는 빛을 차단하며, 흐린 요소는 요소를 통과하는 빛의 강도 손실을 야기한다. 역으로, 고 투명도 요소는 광선이 요소를 통과한 후에도 이의 휘도 성질을 유지하도록 한다. 만약 요소가 착색되었다면, 출사광은 입사광의 색과는 상이한 색을 갖는다. 무색 및 착색 영역의 조합에 의해 적절한 스크린에 투영될 수 있는 화상이 제공된다. 화상의 무색 부분 또는 배경이 불투명하거나 흐리다면, 투영된 화상은 활기가 없고 뚜렷하지 않게 보여서 관람자의 주의를 끌기 어렵다.
색채가 풍부한, 주의를 끄는 색상 연출을 위해서는, 투영된 영상은 바람직하게는 입사광선 중에 존재하는 빛을 높은 비율로 보유해야 한다. 이는 투영된 영상의 내용, 조성 및 선명한 색상이 시청자의 주의를 끌고 발표 내용을 강화하는 회의 및 세미나 발표 상황에서 특히 중요하다. 투영된 영상이 높은 흐림도 수준으로 인해 회색으로 보이거나 또는 불량한 토너 입자 전달 때문에 불규칙적인 점을 포함한다면, 시청자는 영상 흐림 및 배경 결함을 응시하는데 그들의 주의를 기울이므로 관심이 주제로부터 벗어나게 된다.
투명한 영상 기록 시트를 통한 불량한 광 투과와 관련된 문제점은 이들 물품을 최적의 광학적 및 영상 품질로 디자인함으로써 극복될 수 있다. 흐림도 수준이 낮다는 것은 바람직한 성질이며 이의 측정 방법이 존재한다. 또 하나의 측정치인, 흐림도 측정치로부터 유도된 Q 계수로 다수의 광 투과 시트 통과 후의 출사광 강도를 비교할 수 있다. 얻을 수 있는 최적점인 1.0에 근접하는 낮은 Q 값이 바람직하다. 약 1.0의 Q 계수를 나타내는 물질은 빛을 거의 산란 없이 통과시킨다. 광 산란이 증가되면 Q 값이 상승된다. 그러므로, 최적의 투영된 영상 강도를 위해서는, 기록 시트와 이들이 포함하는 착색 영상 영역이 가능한 한 낮은 Q 계수를 나타내어야만 한다.
Q 계수 측정은 본 발명에 따른 기록 시트용 물질을 선택하는데 확장되어 사용되었다. 많은 물질을 스크리닝한 후에, 충분한 실험 데이타가 존재하므로 현대 계산 통계학적 회귀 분석을 적용하여 유용한 혼화제에 해당하는 설명자의 최적화 세트를 제공할 수 있었다. 몰레큘러 시뮬레이션즈 Inc.(Molecular Simulations Inc.)로부터 구입할 수 있는 소프트웨어 프로그램인 Cerius2(버전 3.8) QSAR+을 사용하는 데이타 분석으로 정량적 구조 활성 관계성(Guantitative Structure Activity Relationship(QSAR))을 발전시켰다. QSAR+는 분석에 포함될 수 있는 수개 세트의 기술자를 제공한다. 회귀 분석으로 실험 방법에 의해 미리 수득된 값에 매우 유사한 Q 계수를 예측하는 관계성이 얻어진다. 예측된 Q 계수는 본 명세서에서 Qp로 지정된다. QSAR의 예측 능력의 정확성은 후보 혼화제의 선택 또는 배제 속도를 가속화하여 효과적인 기록 시트의 개발시간을 단축시킨다. 또한, QSAR 계산으로 제 WO 96/20079 호에 기술된 바람직한 투명화제 물질인 폴리에틸렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜은 Q 값이 허용하기 어려울 정도로 높다는 것이 확인된다.
본 명세서 중에 기술된 장치를 사용하여 측정된 본 발명의 데이타를 기준으로 Qp계수 값에 대한 QSAR 리화인먼트(refinement)를 사용하면, 효과적인 혼화제는 Qp계수가 약 1.0 내지 약 5.0 범위이다. 바람직한 혼화제는 Qp계수가 약 4.8이하이고, 가장 바람직한 혼화제는 Qp계수가 4.3이하이다.
유용한 기판 물질 및 코팅 배합물은 코팅 층에 대한 조건에 부합하는 결합제, 혼화제 및 임의로 윤활제 첨가제를 포함하여 고급 토너 분말 영상을 수용하고보유한다.
필름 기판은 자기 지지형 시트를 형성할 수 있는 임의의 중합체로부터 형성될 수 있는데, 예를 들면 셀룰로스 에스테르, 예컨대 셀룰로스 트리아세테이트 또는 디아세테이트; 폴리스티렌; 폴리아미드; 비닐 클로라이드 중합체 및 공중합체; 폴리올레핀 및 폴리알로머 중합체 및 공중합체; 폴리술폰; 폴리카르보네이트; 폴리에스테르; 및 이의 혼합물의 필름이다. 적절한 필름은 1종 이상의 디카르복실산 또는 알킬기기 6개 까지의 탄소 원자를 포함하는 이의 저급 알킬 디에스테르, 예를 들면 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 2,5-, 2,6- 및 2,7-나프탈렌 디카르복실산, 숙신산, 세박산, 아디프산, 아젤라산을 1종 이상의 글리콜, 예컨대 에틸렌 글리콜; 1,3-프로판디올; 1,4-부탄디올 등과 축합시킴으로써 수득된 폴리에스테르로부터 제조될 수 있다.
바람직한 필름 기판 또는 뒷면은 셀룰로스 트리아세테이트 또는 셀룰로스 디아세테이트; 폴리(에틸렌 나프탈레이트); 폴리에스테르; 특히 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 및 폴리스티렌 필름이다. 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)가 매우 바람직하다. 바람직한 필름 기판은 약 50㎛ 내지 약 200㎛의 두께를 갖는다. 약 50㎛미만의 두께를 갖는 필름 뒷면은 통상적인 방법을 사용하여 사진 재료로서 취급하기 어렵다. 약 200㎛ 초과의 두께를 갖는 필름 뒷면은 뻣뻣하고 상업적으로 구입할 수 있는 특정 전자사진 인쇄기에 공급하기 어렵다는 문제점이 있다.
폴리에스테르 필름 기판이 사용될 때, 이들은 이축 연신되어 분자 배향이 부여될 수 있고, 또한 영상을 기판에 용융시의 치수 안정성을 위해 열 경화될 수도있다. 이들 필름은 임의의 통상적인 압출 방법에 의해 제조될 수 있다.
용액 또는 분산액 중에 사용되는 결합제는, 코팅 및 건조 후에, 고 선명도 및 우수한 무 산란 광 투과의 코팅 층을 생성시킬 수 있는 능력을 갖는 중합체 결합제를 포함한다.
유용한 결합제는 열가소성 수지, 예컨대 폴리에스테르 수지, 스티렌 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 스티렌-부타디엔 공중합체, 폴리우레탄 수지, 비닐 클로라이드 수지, 스티렌-아크릴 공중합체 및 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 수지를 포함한다.
기타 바람직한 결합제 부류는 유니티카(Unitika)로부터 구입할 수 있는 폴리에스테르 수지인 UE3250을 포함하는 폴리에스테르 수지, 및 술포폴리에스테르 수지, 예를 들면 이스트맨 케미칼(Eastman Chemical)로부터 구입할 수 있는 술포폴리에스테르 수지인 Eastek 1200 및 3M 캄파니에 의해 제조되는 술포폴리에스테르 수지인 "WB-50"이다. 기타 유용한 폴리에스테르는 비스페놀 A, 예컨대 라이치올드 케미칼(Reichold Chemical)로부터 구입할 수 있는 ATLACTM382E(ATLACTMR 39-629로도 판매됨)과 비스페놀 A 단량체 및 이의 유도체(예를 들면, 비스페놀 A의 디프로필렌 글리콜 에테르)를 기재로 하는 것들을 포함한다. 비스페놀 A 단량체 또는 이의 유도체가 코팅을 촉진하기 위해 사용될 때 더 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니(The Goodyear Tire and Rubber Company)로부터 구입할 수 있는 Vitel PE 222 폴리에스테르 수지와 같은 적절한 담체 결합제가 또한 존재한다.
또 하나의 바람직한 결합제 부류는 폴리우레탄이다. 상업적으로 구입할 수 있는 유용한 폴리우레탄은 통상적으로 하나 이상의 폴리우레탄 구조를 포함할 수 있는 분산액으로서 제공된다. 특정의 유용한 상업적 수지는 제네카 레진즈(Zeneka Resins)의 NeoRez R-966, 지방족-폴리에테르 폴리우레탄; NeoRez(등록상표) XR-9699, 지방족 폴리에스테르 아크릴레이트 중합체/폴리우레탄(65/35중량%) 혼성체; 다이니찌세이까 Co., Ltd.(Dainichiseika Co., Ltd.)의 Resamine(등록상표) D-6075 지방족-폴리카르보네이트 폴리우레탄, Resamine(등록상표) D-6080 지방족-폴리카르보네이트 폴리우레탄 및 Resamine(등록상표) D-6203 지방족-폴리카르보네이트 폴리우레탄; 다이니뽄 잉크 앤드 케이칼즈, Inc.(Dainippon Ink and Chemicals, Inc.)의 Hydran AP-40F 지방족 폴리에스테르; Hyran(등록상표) AP-40N, 지방족-폴리에스테르 폴리우레탄 및 Hydran(등록상표) HW-170, 지방족 폴리에스테르를 포함한다. 특히 바람직한 폴리우레탄 분산액은 비.에프. 굿리치 Co.(B. F. Goodrich Co.)로부터 상표명 Sancure(등록상표), 예를 들면 Sancure(등록상표) 777, Sancure(등록상표) 843, Sancure(등록상표) 898 및 Sancure(등록상표) 899로 구입할 수 있으며, 이들 모두는 지방족 폴리에스테르 폴리우레탄 분산액이다.
본 발명의 배합물 및 코팅은 1종 이상의 혼화제를 포함한다. 유용한 혼화제는 폴리알킬렌 글리콜 에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 글리콜 디벤조에이트; 폴리프로필렌 글리콜 디벤조에이트; 디프로필렌 글리콜 디벤조에이트; 디에틸렌/디프로필렌 글리콜 디벤조에이트; 폴리에틸렌 글리콜 디올레이트; 폴리에틸렌 글리콜 모노라우레이트; 폴리에틸렌 글리콜 모노올레이트; 트리에틸렌 글리콜 비스(2-에틸헥사노에이트; 및 트리에틸렌 글리콜 카프레이트-카프릴레이트를 포함한다. 알킬 에스테르, 치환된 알킬 에스테르 및 아르알킬 에스테르도 또한 혼화제로서 작용하는데, 트리에틸 시트레이트; 트리-n-부틸 시트레이트, 아세틸 트리에틸 시트레이트; 디부틸 프탈레이트; 디에틸 프탈레이트; 디메틸 프탈레이트; 디부틸 세바케이트; 디옥틸 아디페이트; 디옥틸 프탈레이트; 디옥틸 테레프탈레이트; 트리부톡시에틸 포스페이트; 부틸프탈릴부틸 글리콜레이트; 디부톡시에틸 프탈레이트; 2-에틸헥실디페닐 프탈레이트; 및 디부톡시에톡시에틸 아디페이트를 포함한다. 추가의 적절한 혼화제는 알킬 아미드, 예컨대 N,N-디메틸 올레아미드 및 기타, 예컨대 디부톡시에톡시에틸 포르말; 폴리옥시에틸렌 아릴 에테르; 혼합 이염기산의 (2-부톡시에톡시)에틸 에스테르; 및 디알킬 디에테르 글루타레이트를 포함한다. 혼화제는 최종 건조 코팅 중에 총 배합물의 약 4% 내지 약 25중량%, 바람직하게는 약 6% 내지 약 20%의 양으로 존재한다.
바람직한 혼화제는 용융 공정 도중에 가열될 때 적게 증발되거나 증발되지 않도록 충분히 낮은 증기압을 갖는 것들이다. 상기 혼화제는 약 300℃ 이상의 비점을 가지며, 바람직한 혼화제는 약 375℃ 이상의 비점을 갖는다.
바람직한 혼화제의 한 군은 2가 또는 3가 에스테르를 포함한다. 본 명세서에 사용된 "디-에스테르" 및 "트리-에스테르"로도 불리는 이들 에스테르는 2산 또는 3산의 알콜과의 다중 에스테르화물 또는 모노산과 디올 또는 트리올과의 다중 에스테르화물 또는 이의 조합을 지칭한다. 중요한 공통 성질은 다중 에스테르 결합의 존재이다.
이러한 군의 유용한 혼화제는 디부톡시에톡시에틸 포르말, 디부톡시에톡시에틸 아디페이트, 디부틸 프탈레이트, 디부톡시에틸 프탈레이트, 2-에틸헥실 디페닐 프탈레이트, 디에틸 프탈레이트, 디알킬 디에테르 글루타레이트, 혼합 이염기산의 2-(2-부톡시에톡시)에틸 에스테르, 트리에틸 시트레이트; 트리-n-부틸 시트레이트, 아세틸트리에틸 시트레이트, 디프로필렌 글리콜 디벤조에이트, 프로필렌 글리콜 디벤조에이트, 디에틸렌/디프로필렌 디벤조에이트 등과 같은 혼화제를 포함한다.
분산액 및 코팅은 또한 충전제를 함유할 수 있다. 유용한 물질은 콜로이드상 실리카, 콜로이드상 알루미나, 중합체 콜로이드, 다공성 실리카, 라포나이트, 벤토나이트 등을 포함한다. 상기 물질을 사용시, 최종 코팅의 약 65%까지를 구성한다.
영상 수용 코팅은 결합제에 추가하여, 코팅된 물질의 전체적 성질에 영향을 미치지 않는 양으로, 색상 품질, 접착성 등을 개선할 수 있는 첨가제를 포함할 수도 있다. 유용한 첨가제는, 예컨대 촉매, 증점제, 접착 촉진제, 계면활성제, 글리콜, 지포제, 가교결합제 등을 포함하는데, 이러한 첨가로 인해 성능에 부정적인 영향을 미쳐서는 안된다.
수용층은 또한 입자, 예컨대 중합체 입자, 전분 입자 및 무기 입자, 예컨대 실리카를 포함할 수도 있다. 유용한 중합체 입자는 아크릴 입자, 예를 들면 폴리부틸메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 히드록시에틸메타크릴레이트, 및 이의 혼합물 또는 공중합체, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 등을 포함하는데, 이것으로만 제한되는 것은 아니다.
정전기방지제 물질 또한 첨가제로서 유용하다. 유용한 정전기방지제는 비이온성 정전기방지제, 음이온성 정전기방지제 및 불화 정전기방지제로부터 선택된다. 특정의 양이온성 정전기 방지제가 또한 유용할 수 있으나; 결합제 수지와 비혼화성이거나, 침전될 수 있는 정전기방지 화합물의 사용은 피해야 한다. 바람직한 정전기방지제는 불화 정전기방지제 및 염, 예를 들면 리튬 니트레이트, 나트륨 니트레이트, 나트륨 클로라이드 등을 포함한다.
코팅은 임의의 통상적인 코팅 기술, 예를 들면 용매 또는 수용성 매질 중의 수지의 용액 또는 분산액, 또는 이의 혼합물의 Mayer 봉 코팅, 커튼 코팅, 슬라이드 호퍼 코팅, 나이프 코팅, 리버스 롤 코팅, 로토그라비어 코팅, 압출 코팅 등, 또는 이의 조합에 의한 침착에 의해 필름 뒷면에 도포될 수 있다.
코팅의 건조는 통상적인 건조 기술에 의해, 예를 들면 열풍 오븐 중에서 선택된 특정의 필름 뒷면에 적절한 온도에서 가열하여 수행될 수 있다. 예를 들면, 약 120℃의 건조 온도가 폴리에스테르 필름 뒷면에 적절하다.
바람직한 (건조) 코팅 중량은 0.5g/m2내지 약 15g/m2인데, 1g/m2내지 약 10g/m2이 매우 바람직하다.
토너 수용층의 필름 뒷면으로의 접착을 촉진하기 위하여, 필름 뒷면의 표면을 1종 이상의 프라이머로, 단일층 또는 다중층으로 처리하는 것이 바람직할 수 있다. 유용한 프라이머는 필름 뒷면 중합체에 대해 팽윤 효과를 갖는 것으로 공지된 프라이머를 포함한다. 예를 들면 유기 용매 중에 용해된 할로겐화 페놀을 포함한다. 또는 필름 뒷면 표면은 코로나 처리 또는 플라즈마 처리와 같은 처리에 의해 변형될 수 있다.
본 발명의 기록 시트는 투과 모드 또는 반사 모드로 보기 위한, 즉 오버헤드 프로젝터와 관련된 영상화 투명물의 제조에 특히 적절하다.
하기 실시예는 설명을 목적으로 하며, 청구의 범위에 의해 한정되는 발명의 범위를 제한하지 않는다.
시험방법
Q 계수
일반적으로 Q 계수는 특정한 채색 투명 필름이 선명하고, 포화된 색상으로 얼마나 잘 투영되는지를 측정하는 가장 좋은 방법이다. 이 계수는 채색되었거나 또는 무색일 수 있는 투명한 영역을 통과하는 빛의 흡수 및 산란을 비교한다. 다수의 방법이 Q 계수를 측정하는데 사용될 수 있는데, 각각의 실험적 방법은 수치에 영향을 미쳐서, 선택된 물질에 대해 한 방법에 의해 얻어진 Q 계수가 동일한 물질에 대해 다른 방법에 의해 얻어진 Q 계수와 크기와 상이한 것으로 증명될 것이다. 이러한 차이는 측정 장치의 구조와 치수의 차이 때문일 것이다.
기판을 통한 경로 도중에 빛이 흡수되기만 하는 상황 및 빛이 흡수 및 산란되는 상황을 연구함으로써 Q 계수에 대한 빛 산란의 영향을 평가할 수 있다. 산란이 없는 전자의 경우는 사진 카메라 또는 극장의 스포트라이트의 커버 렌즈에 사용되는 것과 유사한 착색된, 광학 필터를 예로들 수 있다. 이 필터는 입사광 중에 존재하는 파장의 일부에 대하여 강한 흡수를 나타낼 수 있어서 착색된 출사 광선을생성시킬 것이다. 그러나, 광학적 성질은 산란을 매우 낮은 수준으로 감소시켜서 단위원에 근사하는 무차원 Q 계수를 산출한다. 기판 중의 산란이 증가함에 따라, Q가 증가하는데, 이는 1.0을 초과하는 값이 산란도 수치의 증가를 지시한다는 것을 제안한다. Q 계수의 증가는 투영된 영상 품질의 점진 파괴의 주관적 평가와 상호 잘 관련되어 있으며, 색상 및 콘트라스트가 불량한 회색 빛의 선명하지 못한 영상의 출현으로서 관찰된다.
토너의 입자 성질은 투명 필름이 높은 수준의 광 산란도를 갖도록 하기 때문에, Q 계수 측정은 특히 컬러 레이저 투명물에 유용하다. 산란된 빛은 불명료하거나 색상에 회색이 겹쳐지도록 한다. Q 계수는 흡수된 빛(이는 영상에 색상을 부여한다)에 대한 산란된 빛(이는 상을 회색으로 만든다)의 상대적 수치를 매우 정확하게 측정한다.
Q 계수는 1의 최소(한계) 값을 갖는다. 이는 실질적으로 산란되는 빛이 없는 상황에 해당된다. 특정 색상의 고급 광학 필터가 좋은 예일 것이다. 산란의 정도가 증가될수록 Q 계수도 증가한다.
색 지각에 관해서는, 영상 선명도 및 포화도의 개선에 해당되는 Q 계수의 차이(감소)를 고려하는 것이 유용하다. 채색 레이저 투명 필름에 있어서, 영상 품질에서 지각된 개선의 3개 수준에 해당되는 3개 수준의 Q 계수 감소를 볼 수 있다: (1) 최소한으로 지각될 수 있는 Q 계수의 차이, (2) 영상 선명도/포화도에 있어서 상당한 개선이 있는 차이, 및 (3) 매우 눈에 띄고 강한 개선이 있는 차이.
이들 Q 계수 값의 차이는 일반적으로 영상의 색상 및 밀도의 함수이다. 영상을 저밀도 및 고밀도로 대략적으로 분리할 수 있다. 저 및 고밀도의 분할점은 인쇄된 밀도의 대략 50% 수준인 것으로 정의된다. 즉 인쇄기가 특정 색상의 256 강도 수준을 인쇄할 수 있다면, 저밀도는 범위 1-128일 것이고 고밀도는 범위 129-256일 것이다. 이들 분류로 전 단락에서 기술된 여러 수준의 한정이 가능하고, 하기와 같은 정량적 근사법이 산출된다. 이 값은 황색 토너 영상에 해당하며; Q가 백색 광을 사용하여 측정되기 때문에, 지각할 수 있는 Q 계수 차이 값은 선택된 색상에 따라 변화된다는 것을 주목한다.
황색 토너 영상에 대한 Q 계수 차이
저밀도(</=50%) 고밀도(>50%)
(1) 지각할 수 있는 최소값 0.5 0.25
(2) 현저한 개선 1.0 0.5
(3) 매우 현저한 개선 2.0 1.0
Q 계수 측정
방법의 요약
이 시험 방법은 영상화 채색 투명물의 색상 품질을 평가하기 위한 방법을 설명한다. 이 측정치는 "Q" 계수로서 공지되어 있다. 실제 "Q" 계수는 파장에 의존하는데; 이 시험 방법은 황색 인쇄 샘플을 사용하는 총합의 "Q"를 위한 방법을 기술한다.
장치
BYK-Gardner XL-211 Hazegard Hazemeter
기하학적 시험 표준: Gardner Haze 10
장치 준비
장치를 10-15분간 웜 업한다.
Gardner Haze 10 기하학적 시험 표준(GTS)을 사용하여 장치 보정을 체크한다. 100% 수준을 GTS로 적절하게 고정한다.
샘플 제조
컬러 레이저 인쇄기 또는 컬러 복사기를 사용하여 실험용 투명 시트를 영상화하여 황색 채색 영상 영역을 만든다. 지문, 먼지 또는 긁힘에 의한 영상 오염이 없도록 한다.
Q 계수 측정
황색 영상 영역이 감지 단위의 입구를 덮기에 충분히 넓어서 입사광이 샘플의 황색 착색 영역을 통과하도록 해야만 한다.
Hazemeter의 보정 이후에 투명물의 무색 영역을 감지 단위의 입구로 삽입한다. REFERENCE/OPEN 스위치를 OPEN으로 고정하고 값을 "복사 후 흐림도"로서 기록한다.
투명물의 황색 착색 영역을 감지 단위의 입구로 삽입했다. REFERENCE/OPEN 스위치를 OPEN하여 "Open" 값을 기록했다.
REFERENCE/OPEN 스위치를 디시 REFERENCE에 고정했다. 착색 영역의 "Reference" 값을 기록한다.
Q 계수 계산
Q = (흡수에 의한 광 감쇠 + 산란에 의한 광 감쇠) / 흡수에 의한 광 감쇠
또는, 황색 토너 영상의 경우의 Q 계수는 BYK-Gardner XL-211 HazegardHazemeter로 측정된 측정치로부터 하기 수학식을 사용하여 계산될 수 있다.
Q = (2-log(Reference기록-Open기록))/(2-log(Reference기록)
= log(100/((Rclosed-Ropen))/ log(100/Rclosed))
정량적 구조 활성 관계성(QSAR)
요약
용어 "Qp"는 몰레큘러 시뮬레이션즈 Inc.로부터 구입할 수 있는 Cerius2(버전 3.8) QSAR+ 소프트웨어에 의해 제안된 항의 통계학적 회귀 분석에 따라서, 선택된 분자 구조에 대하여 예측 가능한 Q 계수를 지칭한다. 계산 리화인먼트가 Qp에 대한 하기 수학식을 제공했다.
Qp=-2.34 + 0.0252*TPSA + 23.7*RNCG + 0.853Y
상기 수학식에서, TPSA는 극성 표면 총 면적을 나타내며, RNCG는 상대적 음 전하이고, Y는 3.76 이상의 AlogP에 대하여는 (AlogP-3.76)이고, 3.76미만인 AlogP에 대하여는 0이다. AlogP는 옥탄올/물 분배계수를 나타낸다.
QSAR+는 다중 회귀 분석에 사용되는 항에 대한 5 세트의 서술자를 제공한다. 제 1 세트는 Apol(원자 분극능의 합) 및 Dipole(쌍극자 모멘트)를 포함하는 전자 서술자의 세트이다. 제 2 세트는 RadofGyration(선회 반경), Jurs 설명자(Jurs 하전 부분 표면적(CPSA) 서술자), 면적, 밀도 PMI(주관성의 모멘트), Vm(분자 부피)를 포함하는 공간 서술자의 세트이다. 제 3 세트는 MW, Rotl결합, H결합 수용체, 및H결합 공여체의 구조 서술자의 세트이다. 제 4 세트는 AlogP 및 MolRef를 포함하는 열동력학적 성질에 관련된다. 제 5 세트는 분자구조를 기초로하는 위상 형태적 서술자의 세트이다.
적절한 모델의 개발은 제네틱 펑션 알고리듬(Genetic Funtion Algorithm(GFA))을 사용한다. GFA로 모델의 초기 모집단을 만들고 품질의 랙 오브 피트(Lack of Fit(LOF)) 측정에 따라서 이들을 등급화했다. 초기 모집단으로부터의 모델을 피트 성능을 증가시킬 수 있는 가능성으로 선택한다. 일부를 각 모델로부터 취하고 두개의 선택을 재조합한다. 결과 모델을 LOF에 대하여 분석하고 초기 모집단과 함께 등급화한다. 이 방법을 반복하여 최상의 모델을 모집단에, 모집단이 수렴될 때까지 유지했다. GFA의 출력은 모델의 리스트 또는 목표 성질을 설명하는 수학식으로 구성된다. 최상 모델은 통계학적 타당성, 합당한 해석 및 예측 유용성(상기 분자 구조 활성 관계성의 Qp를 계산하는 수학식을 참고한다)을 기준으로 하여 선택된다.
고온 오프셋
고온 오프셋은 용융기 롤의 주변부의 최종 투명물 상에 반복 패턴으로 반복되는 고스트 영상으로서 나타난다. 이 패턴은 토너가 수용체에 용융되는 도중 토너 층이 뜯겨져서 생긴다. 이러한 공정 도중, 현상된 토너 영상의 단편이 용융기 롤로부터 분리되지 못한다. 잔류 토너의 일부가 연속되는 수용체 표면과의 접촉 도중에 전달된다. 이러한 의도하지 않는 전달로 용융기 롤의 매 회전에 의해 고스트 영상이 필름 수용체 상에 만들어진다. 특정 첨가제를 수용체 층에 첨가하면 고스트 영상이 덜 보이는 보다 깨끗한 현상 필름이 제조된다. 바람직한 충전제는 실리카, 알루미나 및 틴 옥사이드, 라텍스를 포함하는 중합체 충전제, 및 이들 물질의 조합을 포함한다.
실시예 1
실시예 1-여러 혼화제의 효과
핸드 코팅용 용액을 하기 배합에 따라서 혼합하여 제조했다.
실시예 1의 코팅 조성물
성분 총 원료 물질(% 활성 물질) 원료 물질고체 건조 코팅 중량%
Sancure(등록상표) 777 14.29g(35%) 5.00g 82.64%
혼화제 "i" 1.00g(100%) 1.00g 16.53%
Zonyl(등록상표) FS 300 0.50g(10%) 0.05g 0.83%
탈이온수 14.21g(10%) 0.00g 0.0
SANCURE(등록상표) 777은 수 중의 35% 고체, 폴리우레탄 분산액으로서 구입할 수 있다.ZONYL(등록상표) FS 300은 이. 아이. 듀퐁 디 네무아 앤드 Co.(E. I. du Pont de Nemours and Co.)로부터 구입할 수 있다.
혼화제는 하기 표 2에 나타낸 회사로부터 구입할 수 있다.
혼화제 "i"는 표 2에 기재되어 있는데, 제조사, 화학적 설명 및 계수 Q 및 Qp또한 기재되어 있다. 표 2에 기재된 각각의 혼화제에 대하여 각각 하나의 코팅 용액을 제조하고, 혼화제를 함유하지 않는 대조용 샘플도 제조했다.
각 용액에 대하여 핸드 코팅을 제조했다. 코팅 배합물을 #15 Mayer 봉을 사용하여 5mil 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 필름 상에 코팅했다. 코팅을 104℃(220℉) 부근에서 60초간 건조했다. 생성된 코팅 층의 건조 중량은 5g/m2범위였다.
샘플 코팅을 Hewlett-Packard Color Laserjet 4500 컬러 레이저 인쇄기 중에서 고, 중, 저 밀도 황색 블럭으로 구성된 시험 패턴을 사용하여 영상화했다. 각 영상의 저 밀도 블록의 Q 계수를 측정했다. 표 2는 각각의 후보 혼화제 용액에 대한 측정된 Q 계수를 나타낸다. 이들 측정된 Q 계수를 혼화제를 함유하지 않는 대조용 및 컬러 레이저 인쇄기용의 상업적으로 구입 가능한 필름(3M 상표 CG3700)과 비교했다. 이 상업적 브랜드는 PET 기판 상의 아크릴 공중합체 수용액 코팅을 포함한다. 이 수용체 코팅에는 혼화제가 존재하지 않는다.
특정 혼화제는 성능의 개선이 없거나 거의 없는 두개의 대조용 샘플과 유사한 Q 계수를 산출하며, 일부는 개선된 영상 투명도를 나타내는, 두개의 대조용 샘플보다 낮은 Q 계수를 산출한다. 대조용에 비하여 Q 계수가 낮아질수록, 투영된 영상 투명도가 더 개선된다. 많은 경우에 있어서 투영된 영상 품질의 개선이 매우현저한데, 이는 Q 계수의 상당한 감소에 해당된다. 전술한 바와 같이, 이들 저밀도 영상에 있어서, 대조용에 비교하여 Q 계수가 1.0 감소되는 것은 지각된 선명도 및 포화도의 상당한 개선에 해당된다. 대조용에 비교하여 2.0이 감소되는 것은 매우 현저한 개선에 해당된다.
실시예 2
혼화제 양의 효과
혼화제의 양이 상이한 핸드 코팅용 용액을 하기 일반 배합에 따라서 혼합하여 제조했다.
실시예 2의 코팅 조성물
성분 총 원료 물질(% 활성 물질) 원료 물질고체
Sancure 777 14.29g(35%) 5.00g
Sartomer SR650 x g(100%) x g
Zonyl FS 300 0.50g(10%) 0.05g
Xama-2 1.50g(10%) 0.15g
11 미크론 PMMA 비드 0.50g(10%) 0.05g
탈이온수 y g(100%) 0.00g
POLYMETHYLMETHACRYLATE 11.0 미크론 비드는 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩쳐링 Co.(Minnesota Mining and Manufacturing Co., 미네소타주 세인트폴)에서 제조된다.
SARTOMER SR 650은 비스[2-(2-부톡시에톡시)에틸]아디페이트이고 Xama(등록상표)-2는 비. 에프 굿리치로부터 구입할 수 있는 아지리딘 가교결합제이다.
표 3에서 "x"는 코팅 용액 중에 첨가되는 혼화제의 질량이고, "y"는 용액의총 고체를 25.5%의 고정된 양으로 유지하기 위해 첨가되는 탈이온수의 질량을 지칭한다.
이들 값을 표 4에 나타내었다:
실시예 2의 혼화제 및 탈이온수 첨가량
실시예 수지를 기준으로 한 % 혼화제 혼화제 첨가량 탈이온수 첨가량
2-1 0% 0.00g 5.10g
2-2 1% 0.05g 5.27g
2-3 2% 0.10g 5.40g
2-4 4% 0.20g 5.70g
2-5 8% 0.40g 6.30g
2-6 16% 0.80g 7.50g
2-7 32% 1.60g 9.90g
각각에 대하여 핸드 코팅을 제조했다. 코팅 배합물을 #12 Mayer 봉을 사용하여 5mil 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름에 코팅했다. 코팅을 104℃(220℉)에서 60초간 건조시켰다. 생성된 코팅 층의 건조 중량은 5g/m2범위였다.
실시예 2-1 내지 2-7의 샘플 코팅을 고, 중 및 저 영상 밀도의 황색 용융 토너 블록을 사용하는 3개 부분의 시험 패턴을 사용하여 Hewlett-Packard Color Laserjet 4500 컬러 레이저 인쇄기 중에서 영상화 했다. 각 시험 패턴에 대하여 저 밀도 블록 및 고 밀도 블록의 Q 계수를 측정했다. 표 5는 각각의 혼화제 양에 대하여 측정된 Q 계수와 동시에 영상화된 3M CG3700의 Q 계수를 나타낸다.
혼화제 양이 증가될 때의 저 및 고 밀도 Q 계수
실시예 수지를 기준으로 한 % 혼화제 저밀도 Q 계수 고밀도 Q 계수
2-1 0% 14.7 9.2
2-2 1% 13.8 8.9
2-3 2% 12.8 9.1
2-4 4% 13.6 8.8
2-5 8% 11.2 7.7
2-6 16% 7.2 6.3
2-7 32% 5.6 5.2
3M CG3700 - 15.5 9.5
이 데이타는 대조용(3M CG3700)에 비교한 Q 계수의 상당한 감소는 혼화제 양이 4%를 초과할 때 저 및 고 밀도 황색 영상 모두에서 발생되었다는 것을 보여준다.
실시예 3-코팅 중량의 효과
상이한 코팅 중량의 핸드 코팅 용액을 하기 일반 배합에 따라서 혼합하여 제조하고 실시예 3-1 내지 3-6에 해당하는 여러 희석물을 제조했다.
실시예 3의 코팅 조성물
성분 총 원료 물질 (% 활성 물질) 원료 물질 고체 건조 코팅 중량%
Sancure(등록상표)777 14.29g(35%) 5.00g 80%
Sartomer(등록상표) SR650 1.00g(100%) 1.00g 16.0%
Zonyl(등록상표) FS 300 0.50g(10.0%) 0.05g 0.8%
XAMA-2 1.50g(10.0%) 0.15g 2.4%
11 미크론 PMMA 비드 0.50g(10.0%) 0.05g 0.8%
탈이온수 7.50g(100%) 0.00g
용액 3-1을 탈이온수로 보다 낮은 여러 고체 양으로 희석하고 #12 Mayer 봉을 사용하여 코팅했다. 코팅을 약 104℃(220℉)에서 60초간 건조시켰다. 보다 높은 코팅 중량을 달성하기 위하여, 실시예 3의 코팅 조성물을 #24 Mayer 봉을 사용해서도 코팅했다. 표 7에서 실시예 3은 용액 3-1로 지정되며 또한 탈이온수를 사용하여 희석된 용액 3-2 내지 3-7의 희석량을 나타낸다. 희석은 배합물 고체량 및 건조 코팅 중량에 영향을 미치는 반면에 Mayer 봉 선택은 비희석 조성물의 습윤 코팅 중량 변화를 통하여 건조 코팅 중량에 영향을 비친다. 건조 코팅 중량은 g/m2으로 나타낸다.
표 6을 기초로한 조성물의 코팅 중량 변화
용액 희석비 % 고체 Mayer 봉 # 건조 코팅 중량
3-1 비희석 25.00 24 10.8
3-2 비희석 25.00 12 5.4
3-3 1:1 12.50 12 2.7
3-4 1:3 6.25 12 1.3
3-5 1:7 3.13 12 0.7
3-6 1:15 1.56 12 0.3
샘플 코팅을 고, 중 및 저 영상 밀도를 갖는 황색 용융 토너의 블록을 사용하는 3개의 부분 시험 패턴을 사용하여 Hewlett-Packard Color Laserjet 4500에서 영상화했다. 각 시험 패턴으로부터 저 밀도 블록과 고 밀도 블록의 Q 계수를 측정했다. 표 8은 각 코팅 중량에 대하여 측정된 Q 계수와 동시에 영상화된 3M CG3700의 Q 계수를 나타낸다.
코팅 중량에 따른 저 및 고 밀도 Q 계수의 변화
실시예 건조 코팅 중량 저 밀도 Q 계수 고 밀도 Q 계수
3-1 10.8 8.9 5.9
3-2 5.4 6.3 6.3
3-3 2.7 9.3 7.3
3-4 1.3 12.2 8.5
3-5 0.7 13.3 8.6
3-6 0.3 17.7 9.4
3M CG3700 - 17.4 10.7
상기 데이타는 영상화 성능의 대조용에 비한 개선이 코팅 중량이 약 0.5g/m2을 초과할 때 발생됨을 보여준다.
실시예 4-왁스의 효과
2개의 원료 용액을 제조하여 배합물에 왁스를 첨가할 때의 효과를 시험한다. 용액 4-1은 혼화제로서 Sartomer(등록상표) 650을, 수지에 대한 혼화제의 비율 15%로 사용하는 20% 총 고체 용액이었다. 용액 4-2는 혼화제로서 Benzoflex(등록상표) 9-88을 수지에 대한 혼화제의 비율 25%로 사용하는 20% 총고체 용액이었다.
용액 4-1에 대한 코팅 조성물
성분 원료 물질 %활성 원료 물질고체 총 원료 물질
Sancure(등록상표) 777 35% 103.45g 295.57g
Sartomer(등록상표) SR650 100% 15.52g 15.52g
Zonyl(등록상표) FSO 1001 20.0% 0.52g 2.59g
8 미크론 PMMA 비드2 20.0% 0.52g 2.59g
탈이온수 100% 0g 283.74g
1Zonyl(등록상표)FSO 100은 듀퐁으로부터 구입할 수 있다.2세끼스이 플라스틱스(Sekisui Plastics)에 의해 제조되고, 나가세(Nagase)에 의해 배급된 Techpolymer MBX-8".
용액 4-2에 대한 코팅 조성물
성분 원료 물질 %활성 원료 물질고체 총 원료 물질
Sancure(등록상표) 777 35% 95.24g 272.11g
Benzoflex(등록상표)9-88 100% 23.81g 23.81g
Zonyl(등록상표) FSO 1001 20.0% 0.48g 2.38g
8 미크론 PMMA 비드1 20.0% 0.48g 2.38g
탈이온수 100% 0g 299.32g
1세끼스이 플라스틱스(Sekisui Plastics)에 의해 제조되고,나가세(Nagase)에 의해 배급되는 Techpolymer MBX-8".
핸드 코팅용 용액을 후보 왁스 물질을 다양한 양으로 20g의 2개의 원료 용액 중 하나에 첨가하여 제조했다. 표 11은 제조된 용액을 나타내는데, 여기에서 왁스 %는 원료 용액 중의 고체를 기준으로 한 % 고체 왁스이며 왁스 첨가량은 20g의 원료 용액에 첨가된 왁스 유탁액의 양이다.
실시예 4에 사용된 왁스
용액 번호 원료 용액 왁스 형 왁스 % 왁스 첨가량
4-1-14-1-24-1-34-1-44-1-54-1-64-1-74-2-14-2-24-2-34-2-44-2-54-2-64-2-74-2-84-2-94-2-104-2-114-2-124-2-134-2-144-2-154-2-164-2-174-2-184-2-194-2-204-2-214-2-22 4-14-14-14-14-14-14-14-24-24-24-24-24-24-24-24-24-24-24-24-24-24-24-24-24-24-24-24-24-2 없음749074907490Selesol(등록상표)524Selesol(등록상표)524Selesol(등록상표)524없음749074907490Selesol(등록상표)524Selesol(등록상표)524Selesol(등록상표)524Michem Lube 162Michem Lube 162Michem Lube 162Michem Lube 188Michem Lube 188Michem Lube 188Michem Lube 296Michem Lube 296Michem Lube 296Emulsion 41540Emulsion 41540Emulsion 41540Emulsion 87140Emulsion 87140Emulsion 87140 0%4%8%12%4%8%12%0%4%8%12%4%8%12%4%8%12%4%8%12%4%8%12%4%8%12%4%8%12% 0.00.3450.6901.0340.4600.9201.3790.00.3170.6350.9520.4230.8471.2700.5081.0161.5240.5081.0161.5240.5081.0161.5240.3170.6350.9520.3170.6350.952
Michem Lube 162, 188, 296 및 Emulsion 41540 및 87140은 미첼만, Inc.(Michelman, Inc.)로부터 구입할 수 있다.
Selesol(등록상표) 524는 준교 유시 Co., Ltd.(Chunkyo Yushi Co., Ltd.)로부터 구입할 수 있다.
E7940은 애쉬랜드 케미칼, Inc.(Ashland Chemical, Inc.)로부터 구입할 수 있다.
각 용액의 핸드 코팅을 제조했다. 코팅은 5mil 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 필름 상에 #15 Mayer 봉을 사용하여 제조되었다. 코팅을 약 93℃에서 1분간 건조시켰다. 생성된 건조 코팅 중량은 5g/m2의 범위였다.
샘플 코팅을 고, 중 및 저 밀도 황색 블록으로 구성된 시험 패턴을 사용하여 Hewlett-Packard Color Laserjet 8500에서 영상화했다. 각 영상으로부터 저 밀도 블록과 고 밀도 블록의 Q 계수를 측정했다. 표 12는 여러 원료 용액 양의 각 왁스 용액에 대해 측정된 Q 계수와 동시에 영상화된 3M CG3700의 Q 계수를 나타낸다. 이 데이타는 왁스를 함유하지 않는 대조용 샘플에 비하여 저밀도 Q 계수가 개선되었다는 것을 나타낸다.
여러 왁스의 효과
용액 번호 왁스 형 왁스 % 저밀도 Q 계수 고밀도 Q 계수
4-1-14-1-24-1-34-1-44-1-54-1-64-1-74-2-14-2-24-2-34-2-44-2-54-2-64-2-74-2-84-2-94-2-104-2-114-2-124-2-134-2-144-2-154-2-164-2-174-2-184-2-194-2-204-2-214-2-22CG3700 없음749074907490Selesol(등록상표)524Selesol(등록상표)524Selesol(등록상표)524없음749074907490Selesol(등록상표)524Selesol(등록상표)524Selesol(등록상표)524Michem Lube 162Michem Lube 162Michem Lube 162Michem Lube 188Michem Lube 188Michem Lube 188Michem Lube 296Michem Lube 296Michem Lube 296Emulsion 41540Emulsion 41540Emulsion 41540Emulsion 87140Emulsion 87140Emulsion 87140- 0%4%8%12%4%8%12%0%4%8%12%4%8%12%4%8%12%4%8%12%4%8%12%4%8%12%4%8%12%- 6.86.06.06.36.05.45.46.15.85.45.66.15.04.95.65.25.25.35.55.45.66.05.97.06.37.05.25.46.612.3 5.35.45.15.25.35.35.44.95.15.05.15.35.15.15.04.85.04.94.95.34.95.05.15.35.15.54.75.35.88.4
실시예 5 및 비교예 5C-여러 결합제 수지의 효과
핸드 코팅용 용액을 효과적인 것으로 공지된 혼화제와 함께 여러 결합제 수지를 시험하기 위해 제조했다. 용매 기재 용액 및 수 기재 분산액 둘다를 코팅했다. 하기 수지를 시험했다:
Lucidene 395: 스티렌/아크릴레이트 중합체; Tg=100℃;(모튼 인터내셔날(Morton International))
Lucidene 370: 스티렌/아크릴레이트 중합체; Tg=103℃;(모튼 인터내셔날)
Lucidene 361: 스티렌/아크릴레이트 중합체; Tg=75℃;(모튼 인터내셔날)
Lucidene 141: 스티렌/아크릴레이트 중합체; Tg=50℃;(모튼 인터내셔날)
Lucidene 135: 셀락-변형 폴리스티렌; Tg=84℃;(모튼 인터내셔날)
Eastek 1200: 술포폴리에스테르 수지; Tg=63℃; (이스트맨 케미칼)
WB-50: 술포폴리에스테르 수지; Tg=70℃; (3M)(용매로부터)
WB-50: 술포폴리에스테르 수지; Tg=70℃; (3M)(수성 분산액으로부터)
UE3250: 폴리에스테르 수지; Tg=40℃; (3M)(유니티가)
코팅 용액을 표 13에 기재된 배합에 따라서 제조했다. 각각의 결합제 수지에 대하여, 하나는 혼화제를 함유하고 다른 하나는 혼화제를 함유하는 않는 2개의 용액을 제조했다. 각 경우에 Sartomer 650을 혼화제로서 사용했다. 각 용액의 총 고체를 20%로 유지했다.
수성 배합물에 대하여, 소량의 Zonyl FSO-100 형광계면활성제(듀퐁: 고체 수지를 기준으로 하여 0.5% 첨가)를 각 샘플에 첨가하여 필름 형성을 도왔다. 이에 추가하여, 소량의 이소프로판올을 혼화제를 함유하지 않는 수 기재 샘플에 첨가하는 것이 필수적이었다. 알콜은 건조 공정 도중의 필름 형성을 도왔다.
여러 결합제 수지의 효과
실시예 # 결합제 수지 수지 첨가량(g) 용매 용매 첨가량(g) SR650 첨가량(g) 저밀도 Q 계수 고밀도 Q 계수
5-1 Lucidene395 5 물 24 1 10.4 7.0
5-1C Lucidene395 5 물 20 0 15.9 8.1
5-2 Lucidene370 5 물 24 1 9.0 7.0
5-2C Lucidene370 5 물 20 0 15.2 7.8
5-3 Lucidene361 5 물 24 1 15.7 6.9
5-3C Lucidene361 5 물 20 0 13.3 7.5
5-4 Lucidene141 5 물 24 1 7.6 7.1
5-4C Lucidene141 5 물 20 0 12.3 7.4
5-5 Lucidene 135 5 물 24 1 9.5 6.7
5-5C Lucidene 135 5 물 20 0 14.2 7.5
5-6 Eastek1200 5 물 24 1 8.6 7.3
5-6C Eastek1200 5 물 20 0 14.5 8.2
5-7 WB-50 5 물 24 1 7.2 7.3
5-7C WB-50 5 물 20 0 15.6 8.0
5-8 WB-50 5 시클로헥사논 24 1 10.2 7.1
5-8C WB-50 5 시클로헥사논 20 0 16.8 8.8
5-9 UE3250 5 50% 2-부타논 50% 톨루엔 24 1 8.5 7.2
5-9C UE3250 5 50% 2-부타논 50% 톨루엔 20 0 12.7 7.6
각 용액으로부터 핸드 코팅을 제조했다. 코팅을 #6 Mayer 봉을 사용하여 5mil 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 필름 상에 제조했다. 코팅은 약 120℃에서 1분간 건조되었다. 생성된 건조 코팅 중량은 2g/m2의 범위였다.
고, 중 및 저 밀도 황색 블록으로 구성된 시험 패턴을 사용하여 Hewlett-Packard Color Laserjet 4500 컬러 레이저 인쇄기 중에서 영상화했다.
각 영상의 저 밀도 블록 및 고 밀도 블록의 Q 계수를 측정했다. 표 13은 각각의 수지에 대하여 혼화제가 첨가된 그리고 첨가되지 않는 두 경우 모두의 측정된 Q 계수를 보여준다.
이 데이타는 실질적으로 모든 경우에 있어서, 저 밀도 및 고 밀도 Q 계수 모두가 혼화제를 코팅에 첨가할 때 상당히 저하됨을 보여준다.

Claims (5)

  1. 토너 영상을 수용하는 코팅이 하나 이상의 표면에 코팅된 두개의 주 표면을 가지며,
    상기 코팅은 영상화시 영상 투명성으로 정의되는 Q 계수를 갖고, 상기 코팅은 25% 이상의 결합제 및 상기 코팅 전체에 분산된 4중량% 내지 25중량%의 혼화제를 포함하며,
    상기 영상화된 코팅은 상기 혼화제를 함유하지 않는 것을 제외하고는 동일한 코팅의 Q 계수보다 2 이상이 적은 저밀도 황색 Q 계수를 갖는 투명 시트.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 코팅의 광 산란에 대한 Q 계수가 하기 수학식에 따라서 예측될 수 있는 투명 시트.
    Qp=-2.34 + 0.0252*TPSA + 23.7*RNCG + 0.853Y
    상기 수학식에서, AlogP는 옥탄올/물 분배계수를 나타내고,
    TPSA는 상기 코팅의 극성 표면 총면적이고,
    RNCG는 상대적 음전하이고,
    Y는 AlogP가 3.76이상일 때는 (AlogP-3.76)이고, AlogP가 3.76미만일 때는 0이며,
    Qp는 5.0미만이다.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 중합체 결합제가 폴리에스테르, 폴리우레탄 분산액 및 스티렌-아크릴 공중합체로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 투명 시트.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 혼화제가 디-에스테르 및 트리-에스테르로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 투명 시트.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 혼화제가 디부톡시에톡시에틸 포르말, 디부톡시에톡시에틸 아디페이트, 디부틸 프탈레이트, 디부톡시에틸 프탈레이트, 2-에틸헥실 디페닐 프탈레이트, 에틸 프탈레이트, 디프로필렌 글리콜 디벤조에이트, 트리-n-부틸 시트레이트 및 디알킬 디에테르 글루타레이트로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 투명 시트.
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