KR20180027410A - 인쇄가능한 필름 - Google Patents
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Abstract
전면과 후면이 있는 중합체성 필름 기판을 함유하는 인쇄가능한 필름이 개시된다. 상기 인쇄가능한 필름은 또한 광 확산층 및 이미지 수용층을 함유한다. 상기 광 확산층은 상기 중합체성 필름 기판의 후면에 적용되고 무기 입자, 분산제 및 중합체성 결합제를 함유한다. 상기 이미지 수용층은 상기 중합체성 필름 기판의 후면 상의 상기 광 확산층 위에 적용된다. 또한, 인쇄가능한 필름을 수득하는 방법이 본원에 개시된다.
Description
본 발명은 인쇄가능한 필름에 관한 것이다.
잉크젯 인쇄는 전자 신호가 다양한 기판에 침착될 수 있는 잉크의 액적 또는 스트림을 제어하고 유도하는 비-접촉(non-impact) 인쇄 방법이다. 현재의 잉크젯 인쇄 기술은 열 분사, 압전 압력 또는 진동에 의해 작은 노즐을 통해 잉크 방울을 매체의 표면으로 밀어내는 것을 포함한다. 이 기술은 낮은 프린터 소음, 고속 기록 및 다중 색상 기록 기능을 비롯한 여러 가지 이유로 다양한 매체 표면에 이미지를 기록하는 보편적인 방법이 되었다. 잉크젯 웹(web) 인쇄는 대형 인쇄에 특히 적합한 기술이다.
대형 잉크젯 인쇄 적용례는 디자인, 기호, 사진 및/또는 텍스트 형태의 이미지를 갖는 벽면 피복재 내지는 표지, 배너 등을 커버한다. 예를 들어 조명 간판과 같이 일부 잉크젯 대형 적용례에서는 인쇄가능한 필름이라고도 하는 특정 매체를 사용하고 있다. 이러한 인쇄 기술을 사용하면, 인쇄된 이미지의 화질이 사용된 필름 매체의 구성에 크게 좌우되는 것은 분명하다.
본 발명은 전면 및 후면을 갖는 중합체성 필름 기판, 무기 입자, 분산제 및 중합체성 결합제를 함유하는, 상기 중합체성 필름 기판의 후면에 적용된 광 확산층, 및 상기 중합체성 필름 기판의 후면상의 상기 광 확산층 위에 적용된 이미지 수용층을 포함하는 인쇄가능한 필름에 관한 것이다. 또한, 인쇄가능한 필름을 형성하는 방법이 본원에 개시된다.
도면은 상기 인쇄가능한 필름의 다양한 실시양태를 도시하는 것으로서 본 명세서의 일부이다.
도 1 및 2는 본 발명의 실시양태에 따른 인쇄가능한 필름의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄가능한 필름을 제조하는 방법에 대한 흐름도이다.
도 1 및 2는 본 발명의 실시양태에 따른 인쇄가능한 필름의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄가능한 필름을 제조하는 방법에 대한 흐름도이다.
본 발명의 특정 실시양태가 개시되고 기술되기 전에, 본 발명은 본원에 개시된 특정 공정 및 물질에 제한되지 않음을 이해해야 한다. 본원에 사용된 용어는 특정 실시양태만을 기술하기 위해 사용된 것으로서, 보호 범위는 청구범위 및 이의 등가물에 의해 한정되는 것이므로, 제한하려는 의도가 아니라는 것을 이해해야 한다. 본 발명의 물품 및 방법을 기술하고 청구할 때, 하기 용어가 사용될 것이다: 단수 형태는 문맥상 명확하게 달리 지시하지 않는 한 복수 대상을 포함한다. 농도, 양 및 다른 수치 데이터는 본원에서 범위 형식으로 제시될 수 있다. 이러한 범위 형식은 편의상 및 간략화를 위해 사용된 것으로, 범위의 한계로서 명시적으로 열거된 수치뿐만 아니라 마치 각 수치 및 하위 범위가 명시적으로 인용된 것처럼 상기 범위 내에 포함되는 모든 개별 수치 또는 하위 범위를 포함하도록 유연하게 해석되어야 함을 이해해야 한다. 예를 들어, 약 1 중량% 내지 약 20 중량%의 중량 범위는 1 중량% 내지 20 중량%의 명시적으로 언급된 농도 한계뿐만 아니라 2 중량%, 3 중량% 및 4 중량%와 같은 개별 농도 및 5 중량% 내지 15 중량%, 10 중량% 내지 20 중량% 등과 같은 하위 범위 등을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 모든 백분율은 달리 명시되지 않는 한 중량%(wt%)이다. 본원에 사용된 "이미지"는 가시적 또는 비-가시적 잉크 조성물을 갖는 물질 또는 기판 상에 침착된 마크, 부호, 기호, 숫자, 표시 및/또는 외관을 지칭한다. 이미지의 예는 문자, 단어, 숫자, 영숫자 기호, 구두점, 텍스트, 선, 밑줄, 하이라이트 등을 포함할 수 있다.
본 발명은 전면 및 후면을 갖는 중합체성 필름 기판, 무기 입자, 분산제 및 중합체성 결합제를 함유하는, 상기 중합체성 필름 기판의 후면에 적용된 광 확산층, 및 상기 중합체성 필름 기판의 후면상의 상기 광 확산층 위에 적용된 이미지 수용층을 포함하는 인쇄가능한 필름에 관한 것이다. 또한, 인쇄가능한 필름을 형성하는 방법이 본원에 개시된다.
본원에서 "인쇄가능한 필름"이란 표현은 잉크를 사용하여 그 위에 인쇄될 수 있는 필름 또는 매체, 즉, 표면층이 양호한 인쇄 품질을 갖는 이미지를 생성하도록 허용될 수 있는 필름을 의미한다. 상기 필름의 표면층은 스크래칭(scratching), 와이핑(wiping) 및 랩핑(rapping)과 같은 잉크를 풀기 위한 임의의 물리적인 작용에 저항할 만큼 충분히 강하다. 인쇄가능한 필름 매체 또는 필름 기판은 예를 들어 다른 유형의 매체에 비해 투명하거나 반투명한 특정 특성을 가질 필요가 있다.
또한, 필름 매체 또는 필름 기판은 박막으로 간주될 것이며: 일부 예에서, 인쇄가능한 필름은 80 마이크로미터(80 ㎛) 내지 250 마이크로미터(250 ㎛) 사이에 포함되는 두께를 갖는다.
본 발명의 인쇄가능한 필름은 디지털 인쇄가능한 필름이다. 따라서, 상기 필름은 예를 들어 잉크젯 인쇄 잉크, 전자사진 인쇄 토너 및 전자사진 인쇄 액체 토너와 같은 임의의 디지털 인쇄가능한 잉크 및 토너를 수용하도록 특수 설계된 것을 의미한다. 일부 실시예에서, 인쇄가능한 필름은 유기 용매-계 잉크젯 잉크 또는 수-계 잉크젯 잉크와 같은 잉크를 지지할 수 있는 잉크젯 인쇄가능 필름이다. 인쇄가능한 기판 상에 침착, 성립 또는 인쇄될 수 있는 잉크젯 잉크의 예로는 안료-계 잉크젯 잉크, 염료-계 잉크젯 잉크, 라텍스-계 잉크젯 잉크 및 UV 경화성 잉크젯 잉크가 포함된다. 일부 실시예에서, 인쇄가능한 필름은 라텍스-계 잉크젯 잉크에 매우 적합하다.
일부 실시예에서, 인쇄가능한 필름은 백라이트 디스플레이 적용례에 사용되도록 설계된다. 인쇄가능한 필름은 백라이트 디스플레이 필름으로, 이는 상기 필름이 디스플레이 영역의 모든 지점에서 동일한 강도의 조명을 유지하면서 균일한 광 투과도를 제공하는 백라이트 디스플레이 적용례에 매우 적합하다는 것을 의미한다. "백라이트 디스플레이 적용례"란, 본원에서 실내 및 실외의 많은 공공 장소에서 사용하기 위해 매우 종종 넓은 포맷 또는 대형 포맷의 형태로 설계된 매체를 의미한다. 이러한 백라이트 디스플레이 적용례는 예를 들어 낮과 밤 동안 모두 높은 가시성을 갖는 메시지를 전달하는 데 사용 될 수 있는 조명 간판을 포함한다. 조명 간판과 광고판은 예를 들어 시각적 영향이 큰 보다 복잡한 이미지를 필요로 하는 일반 광고 및 예를 들어 내용이 수시로 변경되는 메시지 또는 일반 광고의 경우에 사용되었다. 백라이트 디스플레이 적용례에 사용될 인쇄가능한 필름은 몇 가지 요구 사항을 충족해야한다. 매체의 광 투과도가 적절하게 조정되어야 한다: 물질이 너무 불투명한 경우, 투과되는 광 강도가 제한되고 이미지가 흐려지고 색상이 그 생동감을 잃게 된다. 그러나, 동시에, 필름이 너무 투명하면, 백라이트 디스플레이 상자에 있는 매체의 후면으로부터 발생하는 광원(예컨대, 백열 전구, 형광 튜브 또는 LED 매트릭스)이 이미지를 방해할 수 있으며 디스플레이 품질이 좋지 않다. 일부 실시예에서, 인쇄가능한 필름은 어느 정도의 불투명도를 포함하지만 고도로 확산되는 조명등의 방식으로 빛을 최대한 전달하게 된다.
일부 실시예에서, 인쇄가능한 필름은 백-프린트(back-print) 백라이트 디스플레이 필름이다. "백-프린트(back-print)"란 본원에서 이미지가 필름의 후면에 인쇄되는 것을 의미한다. 일부 다른 실시예에서, 상기 필름은 20도 시야각에서 98% 초과의 광택을 갖는 것을 의미하는 "고 광택" 백-프린트 백라이트 디스플레이 필름이다. 광택 수준은 분광광도계(예컨대, 엑스-라이트(X-Rite) i1/i0) 및 단일-각도 광택계(예컨대, 비와이케이(BYK) 광택계)를 사용하여 평가된다.
일부 실시예에서, 백라이트 디스플레이는 반투명 또는 투명한 인쇄가능한 필름 및 프레임을 포함한다. 본원에 정의된 인쇄가능한 필름은 인쇄된 정보를 담고 있으므로 광원 앞에 장착되어야 한다. 이 프레임은 뒤쪽에 LED, 백열 전구 또는 형광등과 같은 어떤 조명 물체가 될 수 있는 광원을 함유한다. 상기 프레임은 본원에 기술된 바와 같이 인쇄가능한 필름의 전면에 침착된 인쇄된 이미지를 유지한다.
본 발명의 인쇄가능한 필름은 백라이트 및 전방 디스플레이 적용례 모두에 사용될 수 있으며, 따라서 이는 백라이트 적용례와 같은 후면 조명이 없더라도 필름 상에 인쇄된 이미지가 매체의 양면에서 볼 수 있음을 의미할 수 있다. 일부 실시예에서, 백라이트가 꺼져 있고, 전광(front light) 또는 낮의 태양광이 비-인쇄된 표면 상에 투영되는 경우, 필름의 정면은 관찰자가 필름을 통해 매우 높은 광택 이미지를 볼 수 있도록 광택 증폭기(gloss amplifier)로서 작용한다 이러한 상황 하에서, 본 발명의 인쇄가능한 필름은 매우 고 광택의 전광 물질로서 작용한다. 일부 다른 실시예에서, 백 조명등이 켜지면, 관찰자는 정면으로부터 매우 높은 광택 및 선명한 백라이트 이미지를 볼 수 있다. 이러한 구성은 인쇄된 이미지에 기계적 스크래치가 생기거나 빛의 퇴색을 방지할 수 있는 매우 뛰어난 보호 기능을 제공한다.
본 발명의 인쇄가능한 필름은 매우 양호한 인쇄 특징 및 내구성 성능을 갖는다. 또한, 인쇄가능한 필름은 반투명 또는 투명한 필름 또는 반-반투명 또는 반-투명한 필름으로, 빛이 상기 필름을 통해 확산되도록 하는 것을 의미한다. 본원에서 양호한 인쇄 특징이란, 인쇄된 이미지가 양호한 흑색 광 밀도, 양호한 색상 범위 및 우수한 선명도를 갖는 것을 의미한다. 따라서 인쇄가능한 필름에 인쇄된 이미지는 우수한 이미지 품질 예컨대 더 높은 색상 범위 및 높은 색상 밀도와 같은 선명한 색상을 부여할 수 있다. 높은 인쇄 밀도 및 색상 범위는 실질적으로 가시적인 색상간(color-to-color) 번짐이 없고 양호한 유착 특징을 갖는 것으로 구현된다. 또한, 본 발명의 인쇄가능한 필름은 우수한 광택을 나타낸다.
인쇄가능한 필름에 인쇄된 이미지는 우수한 내구성을 갖는다; 구체적으로, 예를 들어, 이는 작은 스크래치 라인과 같은 필름의 작은 손상은 필름이 백라이트 적용례에 사용되는 경우에 백라이트의 조명 하에서 매우 뚜렷한 결함이 될 수 있기 때문에 마찰 및 스크래치와 같은 기계적 작용 하에서 우수한 내구성을 가질 것이다.
일부 실시예에서, 본 발명의 인쇄가능한 필름은, 백라이트 디스플레이 적용례에 사용되는 경우, 매체의 후면으로부터 공급된 광을 균일하게 분배하는 능력을 가질 것이다. 이어서, 상기 매체는 고 품질 이미지를 위해 매체를 가로질러 광 투과율을 매우 균일하게 만들기 위해 백라이트 광원에 "점 조명(point lighting)"을 확산시킬 수 있어야 한다.
도 1은 본원에 기술된 바와 같은 인쇄가능한 필름(100) 또는 필름 매체(100)를 도시한다. 인쇄가능한 필름(100)은 두 면, 즉 전면(101)과 후면(102)을 갖는다. 전면(101)은 보는 사람이 인쇄된 물품을 볼 수 있는 쪽이다. 후면(102)은 전면(101)의 대향 측면이다. 인쇄가능한 필름의 전면(101)은 관찰자를 향하는 고 광택의 매끄러운 표면이다. 전면에는 코팅층이 적용되어 있지 않다. 인쇄가능한 필름(100)은 베이스 필름 기판(110), 광 확산층(120) 및 이미지 수용층(130)을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 광 확산층(120) 및 이미지 수용층(130)은 매체의 후면(102)에 적용된다.
도 2는 인쇄된 인쇄가능한 필름(100)을 도시하며, 이는 인쇄가능한 필름이 매체의 후면(102)에 도포된 이미지 수용층(130) 위에 인쇄된 인쇄된 이미지(140)를 포함함을 의미한다. 이러한 인쇄된 이미지(140)는 이미지 수용층(130)의 상부에 인쇄된 거울-반사된 역전 이미지로서 간주될 수 있다. 일부 실시예에서, 인쇄된 이미지는 라텍스-계 잉크를 함유한다.
도 3은 인쇄가능한 필름의 제조 방법에 대한 흐름도이며, 여기서, 무기 입자, 분산제 및 중합체성 결합제를 함유하는 광 확산층이 중합체성 필름 기판의 후면에 도포되고, 이미지 수용층이 본원에 기재된 바와 같은 인쇄가능한 필름을 수득하기 위해 광 확산층 위에 코팅된다.
일부 실시예에서, 광 확산층(120)은 베이스 필름 기판(110) 위에, 필름 기판의 후면(102) 상에 약 0.1 내지 약 20 g/m2(또는 gsm) 범위의 코팅 중량, 또는 약 0.5 gsm 내지 약 15 gsm의 범위, 또는 약 1 내지 약 10 gsm의 범위의 코팅 중량으로 배치된다. 일부 다른 실시예에서, 이미지 수용층(130)은 약 0.1 내지 약 40 g/m2(또는 gsm) 범위, 또는 약 1 gsm 내지 약 15 gsm의 범위, 또는 약 3 gsm 내지 약 10 gsm의 범위의 코팅 중량으로 광 확산층(120) 상에 배치된다.
본 발명은 또한 부틸 아크릴레이트-에틸 아크릴레이트의 공중합체 에멀젼이고 코로나 처리된 결합 층을 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 베이스 필름 기판, 광 확산층 및 상기 베이스 필름의 후면 상의 광 확산층 상에 적용된 이미지 수용층을 갖는 인쇄가능한 기록 매체에 관한 것이다.
중합체성
필름 기판
인쇄가능한 매체(100)는 베이스 중합체성 필름(110) 또는 중합체성 필름 기판을 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 중합체성 필름 기판(110)은 비-다공성 베이스 기판이다. 베이스 필름 기판(110)은 중합체성 베이스 필름 기판이며, 따라서 이는 적어도 하나의 중합체성 화합물을 함유함을 의미한다. 물질이 실질적으로 광학적으로 투명하거나 인쇄 이미지를 수용하기에 불투명한 것인 한, 기판의 선택에 특별한 제한은 없다. 기판은 차후 코팅 처리 및 최종 적용례를 위해 우수한 기계적 강도를 가져야 한다. 일부 인쇄 처리는 잉크젯 라텍스 인쇄와 같은 가열 경화를 요구한다. 따라서 기판은 상당한 수축, 연화 및 경화 없이 최대 130℃까지의 온도를 견딜 수 있다.
베이스 필름 기판(110)은 중합체성 물질을 함유한다. 이러한 중합체성 물질은 유기 합성 고분자 화합물로 제조될 수 있다. 일부 실시예에서, 중합체성 물질은 폴리-알켄 화합물이다. 본원에서 폴리-알켄 화합물이란, 중합체성 물질이 예를 들어 폴리-알켄 단독중합체, 폴리-알켄 공중합체, 개질된 폴리-알켄, 상기 열거된 폴리-알켄 중 둘 이상의 조합, 또는 이들 중 둘 이상의 혼합물로부터 제조되는 것을 의미한다. 정의상, 본원에서 "폴리-알켄"은 알켄 단량체, 즉 CnH2n 및 이의 유도체(여기서, n은 약 7,000 내지 약 20,000의 범위 내에 있음)의 중합을 통해 형성된 중합체성 물질을 나타낸다. 중합체성 입자를 제조하는 데 사용되는 중합체의 예로는 폴리에틸렌 단독중합체, 폴리프로필렌 단독중합체, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리아미드, 아미드-개질된 폴리에틸렌, 아미드-개질된 폴리프로필렌, PTFE-개질된 폴리에틸렌, PTFE-개질된 폴리프로필렌 , 말레산 무수물-개질된 폴리에틸렌, 말레산 무수물-개질된 폴리프로필렌, 산화 폴리에틸렌, 산화 폴리프로필렌, 염화 폴리에틸렌, 염화 폴리프로필렌, 상기 열거된 2종 이상의 폴리-알켄의 조합, 또는 상기 열거된 2종 이상의 폴리-알켄의 혼합물을 포함하나 이들에 한정되는 것은 아니다.
중합체성 물질로 사용될 수 있는 다른 물질의 예로는 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 폴리에터 설폰, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리올레핀 필름(예컨대, 폴리에틸렌 및 공중합체), 폴리프로필렌 및 공중합체, 폴리에스터(예컨대, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 이축-연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트), 개질된 PET(예컨대, 사이클로헥산 다이메탄올(CHDM)로 에틸렌 글리콜을 대체하거나 테레프탈산을 이소프탈산으로 대체한 것)를 포함하나 이들에 한정되는 것은 아니다. 중합체성 물질은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 폴리아미드 또는 폴리에틸렌 중합체일 수 있다. 중합체성 물질은 또한 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리아미드 또는 폴리에틸렌 중합체일 수 있다. 사용될 수 있는 PET 필름의 예는 듀퐁 테진 필름스(DuPont Teijin Films™) 멜리넥스(Melinex®) 및 마일라(Mylar®) 폴리에스터 필름과 같은 상업적으로 입수가능한 제품이다.
일부 실시예에서, 베이스 중합체성 필름 기판(110)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 베이스 필름 기판이다. 일부 다른 실시예에서, 베이스 필름 기판은 투명 또는 반투명한 외관을 갖는 비-충전된 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 제조된다. "비-충전된(unfilled)"이라는 용어는 필름을 만들기 전에 수지 매트릭스 내에 미리 배합된 충전제 입자가 없다는 사실을 나타낸다. 본원에서 "투명" 또는 "반투명"이라는 용어는 기판이 빛을 통과시키는 능력을 의미한다. 인쇄가능한 필름의 기판은 적어도 그 투명성 측면에서 기술될 수 있다. 본원에 사용된 기판의 투명도는 가시광에 대한 기판의 침투성을 의미한다. 따라서, 투명 또는 반투명 기판은 불투명하지 않다.
베이스 중합체성 필름 기판(110)은 결합 층(tie layer)을 추가로 포함할 수 있다. 어떤 이론에도 연결되지 않고, 이러한 결합 층은 필름 기판(110)과 그 위에 적용된 후속 물질 층 사이의 보다 양호한 접착을 제공할 수 있는 것으로 여겨진다. 결합 층은 합성 중합체성 필름의 표면 자유 에너지보다 높은 표면 자유 에너지, 예를 들어, 20℃에서 측정시, 30 밀리뉴턴/미터(mN/m)보다 큰 표면 자유 에너지를 갖는 중합체성 물질일 수 있다. 일부 실시예에서, 결합 층의 중합체성 물질은 35 mN/m 초과, 또는 38 mN/m 초과, 또는 40 mN/m 초과의 표면 자유 에너지를 갖는다. 결합 층의 중합체성 물질의 예로는 다양한 폴리아크릴레이트, 다양한 폴리메틸아크릴레이트, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리비닐 알코올, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리클로로로펜, 폴리옥시에틸렌, 폴리스티렌, 폴리(2-비닐 피리딘), 에폭시 수지, 이들 물질 중 둘 이상의 조합, 또는 이들 물질 중 둘 이상의 혼합물을 포함 하나 이들에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 결합 층의 중합체성 물질은 부틸 아크릴레이트-에틸 아크릴레이트의 공중합체 에멀젼이다.
베이스 기판(110) 상의 결합 층 물질의 양은 약 0.01 g/평방미터(g/㎡) 내지 약 5 gsm 범위일 수 있다. 일부 실시예에서, 베이스 기판(110) 위에 적용된 결합 층 물질의 양은 약 0.1 gsm 내지 약 5 gsm, 또는 약 0.3 gsm 내지 약 4 gsm, 또는 약 0.5 gsm 내지 약 3 gsm의 범위 내에 있다. 결합 층의 두께는 약 0.01 내지 약 5 마이크로미터(㎛, 10-6 m) 또는 약 0.2 내지 약 0.5 마이크로미터(㎛, 10-6 m) 범위일 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 코팅을 베이스 층에 적용하기 전에, 표면 극성을 개선하기 위해 코로나 처리가 수행될 수 있다. 따라서 베이스 층은 실온 및 대기에서 코로나 챔버에서 전처리될 수 있다. 코로나 처리 동안, 하이드록실, 케톤 및 카복실 기와 같은 극성 기가 필름 상에 그라프트될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 베이스 층은 표면을 "산화" 및 "에칭"하여 소수성을 감소시키기 위해 H2SO4 용액 또는 30 내지 50 중량% 농도의 다른 산화제 용액으로 사전-세척될 수 있다.
광
확산층
인쇄가능한 필름은 지지 기판(110)과 같은 중합체성 필름 기판의 후면(102)에 도포되는 광 확산층(120)을 포함한다. 광 확산층은 무기 입자, 분산제 및 중합체성 결합제를 함유한다. 일부 실시예에서, 광 확산층은 1차 무기 입자를 포함할 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 광 확산층은, 1차 무기 입자 이외에, 제 2 유형의 입자 또는 제 2 입자를 추가로 포함할 수 있다. 광 확산층은 2종 이상의 상이한 유형의 무기 입자, 1차 무기 입자 및 2차 입자, 분산제 및 중합체성 결합제를 함유할 수 있다. 어떤 이론으로도 연결되지 않고, 이 층의 기능은 백라이트를 최대한 균일하게 확산시키고 잉크 필름과 매체에 빛을 최대한 통과시키는 것이라고 생각된다.
광 확산층의 코팅 두께는 상반되는 확산 및 투명성을 타협시키는 중요한 역할을 한다. 최적의 코팅 두께는 전술한 입자들의 유형 및 양 비율에 의존한다. 일부 실시예에서, 광 확산층의 두께는 베이스 필름 기판의 상부 표면으로부터 약 0.01 나노미터(nm) 내지 약 10 마이크로미터(㎛); 또는 약 0.001 마이크로미터(㎛) 내지 약 5 마이크로미터(㎛)의 범위에 이른다. 일부 다른 실시예에서, 광 확산층의 코팅 중량은 약 0.5 gsm 내지 약 15 gsm, 또는 약 1 gsm 내지 10 gsm 이하, 예를 들어 5 내지 8 gsm의 범위일 수 있다.
광 확산층은 적절한 불투명도를 가져야 한다: 실제로, 높은 불투명도는 우수한 확산 성능을 제공하지만 매체 투명도를 감소시키는 반면, 높은 투명도는 불균일한 광 분포를 가져올 수 있다. 일부 실시예에서, 광 확산층은 약 50 내지 약 95, 또는 약 60 내지 약 90, 또는 약 68 내지 약 82 범위의 불투명도를 가질 것이다. 불투명도는 TAPPI 시험 방법 T425를 사용하여 시험한다(불투명도는 본원에서 백분율 %로 나타낸다).
일부 실시예에서, 광 확산층은 광을 산란시키는 적어도 2종의 입자를 포함한다. 본원에 사용된 "산란(scattering)"이라는 용어는 층 내의 다른 성분들과 상이한 굴절률을 가질 때 광의 방향을 변화시켜 광 산란 효과를 초래할 수 있는 입자와 같은 화합물에 대해 정의된다. 광산란 효과는 필름을 흰색으로 불투명하게 만들 수 있으며 코팅에 은폐력을 제공할 수 있다. 광산란 효과는 또한 조명 상자의 광원의 불균일을 확산시킬 수도 있다. 일부 실시예에서, 제 1 유형의 입자 또는 1차 입자는 적어도 1.8 초과 또는 적어도 2.0 초과의 고 굴절률을 가진다.
따라서, 일부 실시예에서, 광 확산층(120)은 굴절률(n)이 1.8 이상인 제 1 유형의 무기 입자 또는 1차 입자를 포함한다. 일부 다른 실시예에서, 무기 입자의 굴절률(n)은 약 2.0 내지 약 3.0의 범위이다. 무기 입자의 굴절률 또는 굴절 지수는 입자 내 빛의 속도에 대한 척도이다. 이는 입자 매질에서의 빛의 속도에 대한 진공에서의 빛의 속도의 비율로 표시된다.
무기 입자는 금속 산화물 또는 복합 금속 산화물 입자일 수 있다. 본원에 사용된 용어 "금속 산화물 입자"는 금속 산화물 입자 또는 수 불용성 금속염 입자를 포함한다. 금속 산화물 입자는 고 굴절률(즉, 1.8 초과)을 갖는 금속 산화물의 입자이다. 일부 실시예에서, 제 1 유형의 입자 또는 1차 입자는 2.5 초과의 굴절률을 갖는 루타일(rutile) 및 아나타제(anatase) 이산화 티탄 입자(TiO2)이다. 제 1 유형의 입자 또는 1차 입자의 평균 입자 크기 또는 등가 입자 크기 분포 D50은 약 500 내지 약 600 nm 범위일 수 있다. D50 입자 크기는 샘플이 순수한 트라이에틸렌글리콜 다이비닐 에터 중에 1:1000의 비율로 희석될 때 맬버른 제타사이저 나노(Malvern Zetasizer Nano)(영국 우스터셔 맬버른 소재의 맬버른 인스트루먼츠(Malvern Instruments))를 사용하여 결정된다. 입자 크기 분포 D50은 또한 입자 크기 분포의 중간 직경 또는 중간 값으로도 알려진 것으로, 누적 분포에서 입자 직경의 50% 값이다. 예를 들어, D50이 600 nm이면, 샘플 내 입자의 50%가 600 nm보다 크고 50%는 600 nm보다 작다. D50은 입자 군의 입자 크기를 나타내는 데 사용될 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 제 1 유형의 입자 또는 1차 입자는 λ가 약 400 내지 800 nm의 파장 범위에서 가시 광선을 최대로 산란시킬 수 있는 입자 크기 범위를 갖는다.
광 확산층(120)의 일부인 제 1 유형의 무기 입자 또는 1차 입자의 비-제한적인 예는 알루미늄 산화물, 알루미늄 포스페이트, 나노결정성 보에마이트 알루미나(AlO(OH)), 베릴륨 산화물, 디스프로슘 산화물, 하프늄(IV) 산화물, 루테튬 산화물, 스칸듐 산화물, 탄탈륨 펜톡사이드, 텔루륨 다이옥사이드, 이산화 티탄, 산화 아연, 이산화 지르코늄, 바륨 티타네이트 칼슘 몰리브데이트, 칼슘 텅스테이트, 갈륨 아세나이드 산화물, 갈륨 안티모나이드, 옥사이드 칼륨 니오베이트, 칼륨 탄탈레이트, 칼륨 티타닐 포스페이트, 리튬 요오데이트, 리튬 니오베이트, 이산화 규소, 스트론튬 티타네이트, 이트륨 알루미늄 가넷 또는 이트륨 바나데이트 등의 물질이다. 일부 실시예에서, 광 확산층 내의 제 1 유형의 입자는 이산화 티탄(TiO2)이다.
일부 실시예에서, 제 2 유형의 무기 입자 또는 2차 입자는 1차 입자의 크기보다 약 1.5 내지 3배 큰 입자 크기를 갖는다. 따라서, 제 2 유형의 입자 또는 2차 입자는 약 800 nm 내지 약 2 ㎛ 범위의 입자 크기를 갖는다. 일부 다른 실시예에서, 광 확산층(120)은 0.4 내지 1.8의 굴절률(n)을 갖는 제 2 유형의 입자 또는 2차 입자를 포함한다. 일부 다른 실시예에서, 제 2 유형의 입자는 탄산 칼슘, 제올라이트, 실리카, 탈크, 알루미나, 알루미늄 삼수화물(ATH), 규산 칼슘, 카올린, 소성 클레이 및 이들 중 임의의 조합 또는 혼합물을 포함하지만 이에 한정되지 않는 무기 안료이다. 일부 다른 실시예에서, 제 2 유형의 입자는 탄산 칼슘 또는 탄산 칼슘 혼합물이다. 탄산 칼슘은 분쇄된 탄산 칼슘(GCC), 침강된 탄산 칼슘(PCC), 개질된 GCC 및 개질된 PCC 중 하나 이상일 수 있다. 일부 실시예에서, 광 확산층의 제 2 유형의 입자는 탄산 칼슘 입자이다.
일부 실시예에서, 광 확산층은 이산화 티탄인 제 1 유형의 무기 입자 및 탄산 칼슘인 제 2 유형의 무기 입자를 포함한다. 광 확산층은 광 확산층의 총 중량을 기준으로 약 80 중량% 내지 약 98 중량%의 제 1 유형의 입자를 함유할 수 있다. 광 확산층은 광 확산층의 총 중량을 기준으로 약 2 중량% 내지 약 20 중량%의 제 2 유형의 입자를 함유할 수 있다.
본 발명에 따른 광 확산층은 분산제를 포함하므로; 이는 제 1 유형의 입자 또는 제 2 유형의 입자 또는 제 1 및 제 2 유형의 입자 모두가 분산제에 의해 분산되는 것을 의미한다. 적합한 분산제의 예로는 포스페이트 및 폴리포스페이트, 카복실레이트(예컨대, 올레산), 폴리카복실레이트(예컨대, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트)와 같은 저 분자량 및 고 분자량의 수용성 음이온 종을 들 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 예는 수용성 폴리에터 올리고머 쇄와 같은 수용성 (친수성) 잔기에 부착된 알콕시기를 갖는 가수분해성 알콕시실란을 포함한다. 분산제는 친수성 작용기, 예컨대 아미노, 다이아미노, 트라이아미노, 우레이도, 폴리(에터), 머캅토, 글리시돌 작용기 및 이들의 가수분해 생성물을 함유하는 반응성 실란 커플링제일 수 있다. 금속 산화물에 대한 분산제로서 적합한 실란 커플링제의 예로는 (아미노에틸)아미노프로필-트라이메톡시실란, (아미노에틸)아미노프로필-트라이메톡시실란, (아미노에틸)아미노프로필-메틸다이메톡시실란, 아미노프로필-트라이에톡시실란, 아미노프로필-트라이메톡시실란, 글리시돌프로필-트라이메톡시실란, 우레이도프로필트라이메톡시실란, 아미노프로필-트라이메톡시실란의 폴리에터 트라이메톡시실란 가수분해 생성물 및 (아미노에틸) 아미노프로필-트라이메톡시실란의 가수분해 생성물이다.
일부 실시예에서, 제 1 유형의 입자 또는 제 2 유형의 입자, 또는 제 1 및 제 2 유형의 입자 모두는 폴리에터 알콕시실란 분산제에 의해 분산된다. 폴리에터 알콕시실란 분산제는 하기 일반식 (OR')(OR")(OR"')Si(PE)R4를 가질 수 있고, 여기서 R', R" 및 R"'은 선형 또는 분지형 알킬기이다. 일부 실시예에서, R', R" 및 R"'은 사슬 길이가 1 내지 3개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬기이다. 일부 실시예에서, R', R" and R"'은 -CH3 또는 -C2H5이다. R4 및 PE는 화학식 (I)에 대해 상기 기재된 바와 같고; 즉 PE는 화학식: [(CH2)n-CH-RO]m의 폴리에터 올리고머 쇄 단편이고, 여기서, n은 0 내지 3의 정수이고, m은 2 이상의 정수이고, R은 H 또는 사슬 알킬 기이고, R4는 수소, 또는 선형 또는 분지형 알킬기이다. 일부 실시예에서, R4는 CH3 또는 C2H5이다.
오가노실란 분산제의 예는, 예를 들면, 감마-아미노프로필트라이에톡시 실란, 모노아미노 실란, 다이아미노 실란, 트라이아미노 실란, 비스(2-하이드록시에틸)-3-아미노프로필트라이에톡시실란, 3-머캅토프로필트라이메톡시실란, 3-글리시독시프로필트라이메톡시실란, 비스(트라이에톡시실릴프로필)다이설파이드, 3-아미노프로필트라이에톡시실란, 비스-(트라이메톡시실릴프로필)아민, N-페닐-3-아미노프로필트라이메톡시실란, N-아미노에틸-3-아미노프로필메틸다이메톡시실란, 3-우레이도프로필트라이메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트라이메톡시실란, N-(트라이메틸옥시프로필)이소티오우로늄 클로라이드, N-(트라이에톡시실릴프로필)-O-폴리에틸렌 옥사이드, 3-(트라이에톡시실릴)프로필숙신산 무수물, 또는 3-(2-이미다졸린-1-일)프로필트라이에톡시실란, 3-아미노프로필틀라이메톡시실란, N-(2-아미노에틸-3-아미노프로필트라이메톡시실란, 3-(트라이에톡시실릴프로필)-다이에틸렌트라이아민, 폴리(에틸렌이민)트라이메톡시실란, 아미노에틸아미노프로필 트라이메톡시실란 또는 아미노에틸아미노에틸아미노프로필 트라이메톡시실란을 포함한다. 폴리에터 알콕시실란 분산제의 시판되는 예는 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈(Momentive Performance Materials)에 의해 제조된 실퀘스트(Silquest®)A-1230 및 에보닉/데구싸(Evonik/Degussa)에 의해 제조된 다이나실란(Dynasylan®) 4144를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
일부 실시예에서, 광 확산층은 광 확산층의 총 중량에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량%의 분산제를 함유할 수 있다. 일부 실시예에서, 광 확산층은 광 확산층의 총 중량에 대해 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%의 분산제를 함유할 수 있다.
광 확산층은 중합체성 결합제를 추가로 함유한다. 어떠한 이론으로도 연결되지 않고, 상기 중합체성 결합제는 광 확산층과 베이스 중합체성 기판 사이에 접착을 제공하는 데 사용되는 것으로 생각된다. 일부 실시예에서, 중합체 결합제는 중합체성 결합제에 대한 1차 안료의 건조 부분의 비율이 약 5 내지 100의 범위의 비율로, 또는 중합체성 결합제에 대한 1차 안료의 건조 부분의 비율이 30 내지 100의 범위의 비율로 광 확산층에 존재한다. 중합체성 결합제는 수용성의 합성 또는 천연 물질 또는 중합체성 라텍스와 같은 수분산성 물질일 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 중합체성 결합제는 중합체성 라텍스이다. 중합체성 결합제는 수용성 중합체 또는 수분산성 중합체성 라텍스일 수 있다. 상기 결합제는 베이스 종이 스톡(base paper stock) 및 안료가 단독 또는 조합되어 높은 결합력을 나타내는 수용성 결합제 및 수분산성 중합체로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 중합체성 결합제 성분은 -10℃ 내지 +50℃ 범위의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는다. 유리 전이 온도(Tg) 파라미터를 측정하는 방법은 예를 들어 문헌[Polymer Handbook, 3rd Edition, authored by J. Brandrup, edited by E. H. Immergut, Wiley-Interscience, 1989]에 기술되어 있다.
적합한 결합제는 수용성 중합체 예를 들어 폴리비닐 알코올, 전분 유도체, 젤라틴, 셀룰로오스 유도체, 아크릴아미드 중합체 및 수분산성 중합체 예를 들어 아크릴 중합체 또는 공중합체, 비닐 아세테이트 라텍스, 폴리에스터, 비닐리덴 클로라이드 라텍스, 스티렌-부타디엔 또는 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체를 포함하지만 이들에 한정되는 것은 아니다. 적합한 결합제의 비-제한적인 예는 스티렌 부타디엔 공중합체, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐아세테이트, 폴리아크릴산, 폴리에스터, 폴리비닐 알코올, 폴리스티렌, 폴리메타크릴레이트, 폴리아크릴 에스터, 폴리메타크릴 에스터, 폴리우레탄, 이들의 공중합체 및 이들의 조합물을 포함한다. 일부 실시예에서, 결합제는 아크릴계 중합체 또는 공중합체, 비닐 아세테이트 중합체 또는 공중합체, 폴리에스터 중합체 또는 공중합체, 비닐리덴 클로라이드 중합체 또는 공중합체, 부타디엔 중합체 또는 공중합체, 스티렌-부타디엔 중합체 또는 공중합체 및 아크릴로니트릴-부타디엔 중합체 또는 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합체 및 공중합체이다.
일부 다른 실시예에서, 결합제 성분은 비닐 아세테이트-계 중합체, 아크릴계 중합체, 스티렌 중합체, SBR-계 중합체, 폴리에스터-계 중합체, 염화 비닐-계 중합체 등의 입자들을 함유하는 라텍스이다. 또 다른 실시예에서, 결합제는 아크릴계 중합체, 비닐-아크릴계 공중합체 및 아크릴-폴리 우레탄 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합체 또는 공중합체이다. 이러한 결합제는 폴리비닐 알코올 또는 비닐피롤리돈의 공중합체일 수 있다. 비닐피롤리돈의 공중합체는 다양한 다른 공중합된 단량체 예를 들어 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 하이드록시에틸 아크릴레이트, 하이드록시에틸 메타크릴레이트, 에틸렌, 비닐아세테이트, 비닐이미다졸, 비닐피리딘, 비닐카프로락탐, 메틸 비닐에터, 말레산 무수물, 비닐아미드, 비닐클로라이드, 비닐리덴 클로라이드, 다이메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 아크릴로니트릴, 스티렌, 아크릴산, 나트륨 비닐설포네이트, 비닐프로피오네이트 및 메틸 비닐케톤 등을 들 수 있다. 결합제의 예는 폴리비닐 알코올 및 이의 수용성 공중합체, 예컨대 폴리비닐 알코올과 폴리(에틸렌 옥사이드)의 공중합체 또는 폴리비닐 알코올과 폴리비닐아민의 공중합체; 양이온성 폴리비닐 알코올; 아세토-아세틸화된 폴리비닐 알코올; 폴리비닐 아세테이트; 폴리비닐 피롤리돈 예컨대 폴리비닐 피롤리돈과 폴리비닐 아세테이트의 공중합체; 젤라틴; 실릴-개질된 폴리비닐 알코올; 스티렌-부타디엔 공중합체; 아크릴계 중합체 라텍스; 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체; 폴리우레탄 수지; 폴리에스터 수지; 및 이들의 조합을 포함하지만 이들에 한정되는 것은 아니다. 결합제의 예로는 포발(Poval®) 235, 모위올(Mowiol®) 56-88, 모위올 40-88(쿠라레이(Kuraray) 및 클라리언트(Clariant)의 제품)이 포함된다.
결합제는 약 5,000 내지 약 500,000의 평균 분자량(Mw)을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 결합제는 약 100,000 내지 약 300,000 범위의 평균 분자량(Mw)을 갖는다. 일부 다른 실시예에서, 결합제는 약 250,000의 평균 분자량을 갖는다. 라텍스 결합제의 평균 입자 직경은 약 10 nm 내지 약 10 ㎛일 수 있고; 일부 다른 실시예에서는 약 100 nm 내지 약 5 ㎛일 수 있고; 또 다른 실시예에서는 약 500 nm 내지 약 0.5 ㎛일 수 있다. 결합제의 입자 크기 분포는 특별히 한정되지 않고, 입자 크기 분포가 넓은 결합제 또는 단-분산된 입자 크기 분포를 갖는 결합제를 사용할 수 있다.
결합제는 하이카(Hycar®) 또는 바이카(Vycar®)(루브리졸 어드밴스드 머티리얼즈 인코포레이티드(Lubrizol Advanced Materials Inc.)); 로플렉스(Rhoplex®)(롬앤하스 컴퍼니(Rohm & Hass company)); 네오카(Neocar®)(다우 케미컬 컴퍼니(Dow Chemical Comp)); 아쿠아서(Aquacer®)(비와이씨 인코포레이티드(BYC Inc)) 또는 루시덴(Lucidene®)(롬앤하스 컴퍼니)라는 명칭으로 판매되는 라텍스 수지를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
일부 실시예에서, 결합제는 전분, 화학적 또는 생물학적으로 개질된 전분 및 젤라틴과 같은 천연 거대분자 물질로부터 선택된다. 결합제는 전분 첨가제일 수 있다. 전분 첨가제는 산화된, 에틸화된, 양이온성 및 펄(pearl) 전분을 포함하나 이에 한정되지 않는 임의의 유형일 수 있다. 일부 실시예에서, 전분은 수용액에서 사용된다. 본원에서 사용될 수 있는 적합한 전분은 개질된 전분 예를 들어 전분 아세테이트, 전분 에스터, 전분 에터, 전분 포스페이트, 전분 잔테이트, 음이온성 전분, 양이온성 전분 등 전분을 적절한 화학적 또는 효소적 시약과 반응시킴으로써 유도될 수 있는 것들이다. 일부 실시예에서, 전분 첨가제는 천연 전분 또는 개질된 전분(효소적으로 개질된 전분 또는 화학적으로 개질된 전분)일 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 전분은 양이온성 전분 및 화학적으로 개질된 전분이다. 유용한 전분은 공지된 기술에 의해 제조되거나 상업적 공급원으로부터 수득될 수 있다. 적합한 전분의 예로는 펜포드 검(Penford Gum)-280(펜포드 프로덕츠(Penford Products)로부터 상업적으로 입수가능), SLS-280(세인트 로렌스 스타치(St. Lawrence Starch)로부터 상업적으로 입수가능), 양이온성 전분 카토사이즈(CatoSize) 270(내셔널 스타치(National Starch)로부터 상업적으로 입수가능) 및 하이드록시프로필 번호 02382(폴리 사이언시스(Poly Sciences)로부터 상업적으로 입수가능)를 포함한다. 일부 실시예에서, 적합한 크기의 프레스/표면 전분 첨가제는 펜포드 검(Penford®Gum) 270(펜포드 프로덕츠로부터 입수 가능)이라는 상표명으로 시판중인 2-하이드록시에틸 전분 에터이다.
일부 실시예에서, 이온 세기의 변화로 인한 나노 입자의 강한 재-응집 경향 때문에, 결합제는 비-이온성 결합제이다. 이러한 결합제의 예는 예를 들어 다우 케미칼 인코포레이티드(Dow Chemical Inc.)로부터 아쿠아셋(Aquaset®) 및 로플렉스(Rhoplex®) 에멀젼으로 시판 중이거나, 상표명 포발(Poval®), 모위올(Mowiol®) 및 모위플렉스(Mowiflex®)로 쿠라레이 어메리칸 인코포레이티드(Kuraray American Inc.)로부터 시판 중인 폴리비닐 알코올이다.
이미지 수용층
본 발명의 인쇄가능한 필름은 이미지 수용층(130)을 포함한다. 이미지 수용층 또는 잉크젯 수용층은 코팅층을 형성하고 필름의 후면(102)상의 광 확산층(120) 위에 적용된다. 일부 실시예에서, 이미지 수용층은 약 0.1 내지 약 40 gsm(평방 미터 당 그램) 범위의 코팅 중량, 약 1 내지 20 gsm(평방 미터 당 그램) 범위의 코팅 중량으로 광 확산층 위에 적용된다. 이미지 수용층은 인쇄 공정 동안 잉크가 그 표면 상에 직접 침착되기 때문에 이미지 수용층으로서 작용할 것이다. 일부 실시예에서, 이미지 수용층은 적어도 중합체 네트워크, 폴리-알켄 중합체성 화합물 및 무기 화합물을 포함한다.
일부 다른 실시예에서, 이미지 수용층은 비-반응성 중합체성 물질을 추가로 포함할 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 이미지 수용층은 수용성 고-원자가 금속 착물을 추가로 포함할 수 있다. 또 다른 일부 실시예에서, 이미지 수용층은 이온성 중합체성 화합물, 즉 양이온성 중합체성 화합물(양전하) 또는 음이온성 중합체성 화합물(음전하)을 추가로 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 이미지 수용층은 적어도 중합체 네트워크를 포함한다. 본원에서 "중합체 네트워크"라는 용어는 동일한 분자 사슬에서 상이한 작용기의 반응에 의해 자체-가교 결합되거나 또는 작용기가 상이한 다른 화합물과의 반응에 의해 상호-가교 결합될 수 있는 중합체 및/또는 중합체 혼합물을 의미한다. 일부 실시예에서, 중합체 네트워크는 자체-가교 결합된 폴리우레탄 중합체 또는 가교결합성 폴리글리시딜 또는 폴리옥시란 수지를 사용하여 형성될 수 있다. 중합체 네트워크는 자체-가교 결합된 폴리우레탄 중합체를 사용하여 형성될 수 있다. 자체-가교 결합된 폴리우레탄 중합체는 이소시아네이트와 폴리올을 반응시켜 형성되며, 여기서 이소시아네이트 및 폴리올은 분자 당 평균 3개 미만의 말단 작용기를 가지므로 중합체 네트워크가 선형 중합체성 사슬 구조를 기초로 한다. 폴리우레탄 사슬은 트라이메틸옥시실록산 기를 가질 수 있고, 가교-결합 작용은 작용기의 가수분해에 의해 일어나 실세스퀴옥산 구조를 형성할 수 있다. 폴리우레탄 사슬은 또한 아크릴 작용기를 가질 수 있고, 가교-결합 구조는 아세토아세톡시 작용기를 통해 아크릴레이트 기에 대한 친핵성 첨가에 의해 형성될 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 중합체 네트워크는 비닐-우레탄 하이브리드 공중합체 또는 아크릴-우레탄 하이브리드 중합체를 사용하여 형성된다. 또 다른 일부 실시예에서, 중합체 네트워크는 지방족 폴리우레탄-아크릴계 하이브리드 중합체를 포함한다. 중합체 네트워크를 형성할 수 있는 화합물의 시판되는 것의 대표적인 예는 네오팩(NeoPac) R-9000, R-9699 및 R-9030(제네가 레진스(Zeneca Resins)), 산큐어(Sancure®) AU4010(루브리졸(Lubrizol)) 및 하이브리듀어(Hybridur) 570(에어 프로덕츠(Air Products))을 포함하지만 이들에 한정되는 것은 아니다.
중합체 네트워크는 적어도 하나의 폴리우레탄인 중합체성 코어를 포함할 수 있다. 폴리우레탄은 방향족 폴리우레탄뿐만 아니라 지방족 폴리우레탄을 포함한다. 폴리우레탄은 전형적으로 적어도 하나의 이소시아네이트 반응성 기를 갖는 분자 당 적어도 2개의 이소시아네이트(-NCO) 작용기를 갖는 폴리이소시아네이트와 적어도 2개의 하이드록시 기를 갖는 폴리올 또는 아민의 반응 생성물이다. 적합한 폴리이소시아네이트는 다이이소시아네이트 단량체 및 올리고머를 포함한다. 폴리우레탄의 예는 방향족 폴리에터 폴리우레탄, 지방족 폴리에터 폴리우레탄, 방향족 폴리에스터 폴리우레탄, 지방족 폴리에스터 폴리우레탄, 방향족 폴리카프로락탐 폴리우레탄 및 지방족 폴리카프로락탐 폴리우레탄을 포함한다. 일부 다른 실시예에서, 폴리우레탄은 방향족 폴리에터 폴리우레탄, 지방족 폴리에터 폴리우레탄, 방향족 폴리에스터 폴리우레탄 및 지방족 폴리에스터 폴리우레탄이다. 대표적인 상업적으로 입수가능한 폴리우레탄의 예로는 산큐어(Sancure®) 2710 및/또는 아발루어(Avalure®)UR445(이는 국제 명명법 화장품 성분명 "PPG-17/PPG-34/IPDI/DMPA Copolymer"를 갖는 폴리프로필렌 글리콜, 이소포론 다이이소시아네이트 및 2,2-다이메틸올프로피온산의 등가 공중합체임), 산큐어(Sancure®) 878, 산큐어 815, 산큐어 1301, 산큐어 2715, 산큐어 2026, 산큐어 1818, 산큐어 853, 산큐어 830, 산큐어 825, 산큐어 776, 산큐어 850, 산큐어 12140, 산큐어 12619, 산큐어 835, 산큐어 843, 산큐어 898, 산큐어 899, 산큐어 1511, 산큐어 1514, 산큐어 1517, 산큐어 1591, 산큐어 2255, 산큐어 2260, 산큐어 2310, 산큐어 2725 및 산큐어 12471(모두 루브리졸 인코포레이티드(Lubrizol Inc.)로부터 상업적으로 입수가능)이 포함된다. 일부 실시예에서, 중합체 네트워크는 가교 결합성 폴리글리시딜 또는 폴리옥시란 수지를 사용하여 생성된다. 가교-결합 반응은 그 자체로(옥시란 작용기의 촉매적 단독중합체화를 통해) 또는 다작용성 아민, 산, 산 무수물, 페놀, 알코올 및 티올을 포함하는 넓은 범위의 공-반응물의 도움으로 일어날 수 있다. 폴리글리시딜 수지 및 공-반응물은 액체 상태에서 경화되기 전에 중합체 네트워크를 형성하는 화학 물질과 상용성이다. 용어 "상용성(compatible)"은 실온에서 혼합한 후에 현저한 상 분리가 없다는 사실을 의미한다.
일부 실시예에서, 중합체 네트워크는 에폭시-작용성 첨가제를 포함한다. 에폭시-작용성 첨가제는 알킬 및 방향족 에폭시 수지 또는 에폭시-작용성 수지 예를 들어 에폭시 노볼락 수지 및 다른 에폭시 수지 유도체를 포함할 수 있다. 에폭시-작용성 분자는 적어도 하나 또는 두 개 이상의 펜던트 에폭시 잔기를 포함할 수 있다. 분자는 지방족 또는 방향족, 선형, 분지형, 환형 또는 비환형일 수 있다. 환형 구조가 존재하는 경우, 이는 단일 결합, 연결 잔기, 가교 구조, 파이로(pyro) 잔기 등에 의해 다른 환형 구조와 연결될 수 있다. 적절한 에폭시 작용성 수지의 예는 상업적으로 입수가능하며 비-제한적으로 앙카레즈(Ancarez®) AR555(에어 프로덕츠(Air Products)로부터 상업적으로 입수가능함), 앙카레즈 AR550, 에피-레즈(Epi-rez®) 3510W60, 에피-레즈 3515W6, 또는 에피-레즈 3522W60(헥시온(Hexion)으로부터 상업적으로 입수가능함)을 포함한다.
일부 다른 실시예에서, 중합체 네트워크는 에폭시 수지를 포함한다. 에폭시 수지의 적합한 수성 분산물의 예는 워터폭시(Waterpoxy®) 1422(코그니스(Cognis)로부터 상업적으로 입수가능함) 또는 앙카레즈(Ancarez®) AR555 1422(에어 프로덕츠로부터 상업적으로 입수가능함)를 포함한다. 중합체 네트워크는 에폭시 수지 경화제를 포함할 수 있다. 본원에 사용될 수 있는 에폭시 수지 경화제의 예로는 100% 고형분 또는 에멀젼 또는 물 및 용매 용액 형태의 다양한 분자량의 액체 지방족 또는 지환족 아민 경화제를 포함한다. 알코올 및 페놀 또는 유화제를 함유하는 아민 부가물을 또한 생각할 수 있다. 적합한 상업적으로 입수가능한 경화제의 예는 안쿠아화이트(Anquawhite®) 100(에어 프로덕츠) 및 에피-큐어(EPI-CURE®) 8290-Y-60(헥시온)를 포함한다. 중합체 네트워크는 에폭시 수지 경화제로서 수-계 폴리아민을 포함할 수 있다. 이러한 에폭시 수지 경화제는 예를 들어 수계 다작용성 아민, 산, 산 무수물, 페놀, 알코올 및/또는 티올일 수 있다.
본원에서 사용될 수 있는 상업적으로 입수가능한 중합체 네트워크의 다른 예는 훈츠만(Huntsman)으로부터 입수가능한 성분인 아랄다이트(Araldite®) PZ 3921 및/또는 아랄듀어(Aradur®) 3985를 포함한다.
일부 실시예에서, 이미지 수용층은 자체-가교 결합된 폴리우레탄 중합체 및 가교결합성 폴리글리시딜 또는 폴리옥시란 수지를 사용하여 생성되는 하이브리드 네트워크인 중합체 네트워크를 포함한다. 일부 다른 실시예에서, 이미지 수용층은 비닐-우레탄 하이브리드 공중합체 또는 아크릴-우레탄 하이브리드 중합체 및 수-계 에폭시 수지 및 수-계 폴리아민을 사용하여 생성된 중합체 네트워크를 포함한다.
일부 실시예에서, 이미지 수용층은 폴리-알켄 중합체성 화합물을 포함한다. 이러한 중합체성 화합물은 유기 비드(bead)로서 간주될 수 있다. 본원에서 "폴리-알켄 화합물"이란, 중합체성 화합물이 예를 들어 폴리-알켄 단독중합체, 폴리-알켄 공중합체, 개질된 폴리-알켄, 상기 열거된 폴리-알켄 중 둘 이상의 조합, 또는 이들 중 둘 이상의 혼합물로부터 제조되는 것을 의미한다. 정의에 의해, "폴리-알켄"은 알켄 단량체, 즉 CnH2n 및 이의 유도체(여기서, n은 약 7,000 내지 약 20,000의 범위 내에 있음)의 중합을 통해 형성된 중합체성 물질을 나타낸다. 폴리-알켄 중합체성 화합물을 제조하는 데 사용되는 중합체의 예로는 폴리에틸렌 단독중합체, 폴리프로필렌 단독중합체, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리아미드, 아미드-개질된 폴리에틸렌, 아미드-개질된 폴리프로필렌, PTFE-개질된 폴리에틸렌, PTFE-개질된 폴리프로필렌 , 말레산 무수물-개질된 폴리에틸렌, 말레산 무수물-개질된 폴리프로필렌, 산화 폴리에틸렌, 산화 폴리프로필렌, 염화 폴리에틸렌, 염화 폴리프로필렌, 상기 열거된 2종 이상의 폴리-알켄의 조합, 또는 상기 열거된 2종 이상의 폴리-알켄의 혼합물을 포함하나 이들에 한정되는 것은 아니다.
중합체성 화합물은 ASTM D-5 방법으로 측정시 약 2 dmm 미만의 경도 값을 가질 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 상기 화합물은 약 1 미만 또는 약 0.5 dmm 미만의 경도 값을 갖는다. 일부 실시예에서, 중합체성 입자의 크기는 약 2 내지 약 40 ㎛의 범위일 수 있다. 폴리-알켄 중합체성 화합물은 약 0.1 내지 약 2 또는 약 0.1 내지 약 1.5의 범위 내의 dmm의 경도 값을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 폴리-알켄 중합체성 화합물은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리아미드 또는 폴리에틸렌 중합체 화합물이다. 일부 다른 실시예에서, 폴리-알켄 중합체성 화합물은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리아미드 또는 폴리에틸렌 중합체 화합물이고 평균 입자 크기는 약 10 내지 약 60 ㎛ 범위이다. 또 다른 일부 실시예에서, 중합체성 화합물은 폴리아미드 중합체이다. 따라서, 폴리-알켄 중합체성 화합물은 산업 표준 ASTM D1525에 의해 측정시 약 100℃ 내지 약 180℃ 범위의 비카트(Vicat) 연화점을 갖는 폴리아미드 입자일 수 있고, 융점은 약 100℃ 내지 약 220℃(산업 표준 ISO3146으로 측정시)의 범위를 갖는다.
폴리-알켄 중합체성 화합물은, 이미지 수용층에서, 이미지 수용층의 총 건조 부에 대해 약 0.2 내지 약 30 건조 부 또는 약 1 내지 약 20 건조 부를 나타내는 양으로 존재할 수 있다.
폴리-알켄 중합체성 화합물의 대표적인 상업적으로 입수가능한 예는 하니웰(Honeywell)의 아큐미스트(Acumist®) 미분화된 폴리올레핀 왁스; 엘레멘티스 스페셜티스(Elementis Specialties)의 슬립-에이드(Slip-ayd®) 왁스 및 독일 클라리언트(Clariant)의 리코왁스(Licowax®) 왁스를 포함하나 이에 제한되지 않는다. 일부 실시예에서, 폴리-알켄 중합체성 화합물은 수성 용매에 분산된 미분화된 폴리알켄 화합물로부터 제조된다. 폴리-알켄 중합체성 화합물은 상표명 오간솔(Organsol®) 2002ES3NAT3(아르케마(Arkema)로부터 입수가능)하에 또는 상표명 슬립-에이드(Slip-ayd®) SL300(엘레멘티스 스페셜티스로부터 입수가능)하에 입수할 수 있다.
일부 실시예에서, 이미지 수용층은 무기 화합물을 추가로 포함한다. 일부 실시예에서, 무기 화합물은 약 0.05 내지 약 25 마이크로미터(㎛, 10-6 m) 범위의 평균 입자 크기를 갖는다. 일부 다른 실시예에서, 무기 화합물은 약 0.1 내지 약 10 마이크로미터(㎛) 범위의 평균 입자 크기를 갖는다. 이미지 수용층에서의 무기 화합물의 양은 이미지 수용층의 총 중량을 기준으로 약 0.5 내지 약 30 중량%의 범위 또는 약 1 내지 약 20 중량%의 범위 또는 약 1 내지 약 15 중량%의 범위일 수 있다. 무기 화합물의 예는 탄산 칼슘, 제올라이트, 실리카, 탈크, 알루미나, 알루미늄 삼수화물(ATH), 규산 칼슘, 카올린, 소성 클레이 및 이들 중 임의의 조합 또는 혼합물을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 무기 화합물의 예는 또한 오미야 인코포레이티드(Omya, Inc.)로부터 입수가능한 하이드로카브(Hydrocarb®) 60과 같은 분쇄된 탄산 칼슘; 스페셜티 미네랄스 인코포레이티드(Specialty Minerals Inc., SMI)로부터 입수가능한 오파카브(Opacarb®) A40 또는 오파카브 3000과 같은 침강된 탄산 칼슘 엥겔하드 코포레이션(Engelhard Corporation)에서 입수가능한 미라글로스(Miragloss®)와 같은 클레이; 예를 들어 서던 클레이 프로덕츠 인코포레이티드(Southern Clay Products Inc.)에서 입수가능한 라포나이트(Laponite®)와 같은 수화 나트륨 리튬 마그네슘 실리케이트와 같은 합성 클레이 및 예를 들어 시그마-알드리치 컴퍼니(Sigma-Aldrich Co.)에서 입수가능한 이산화티탄(TiO2)을 포함하나 이들에 한정되는 것은 아니다. 무기 화합물의 예로는 분산된 슬러리 또는 고체 분말로 존재하는, 폴리스티렌 및 이의 공중합체, 폴리메타크릴레이트 및 이의 공중합체, 폴리아크릴레이트 및 이의 공중합체, 폴리올레핀 및 이의 공중합체, 예컨대 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌, 상기 중합체들 중 2종 이상의 조합물의 화합물을 포함하나 이들에 한정되는 것은 아니다. 무기 화합물은 실리카 겔(예컨대, 그레이스 컴퍼니(Grace Co.)에서 입수가능한 실로젯(Silojet®) 703C), 개질된(예컨대, 표면 개질된 것, 화학적으로 개질된 것 등) 탄산 칼슘(예컨대, 오미야 인코포레이티드에서 입수가능한 오미아젯(Omyajet®) B6606, C3301 및 5010), 침강된 탄산 칼슘(예컨대, 스페셜티 미네랄스 인코포레이티드에서 입수가능한 젯코트(Jetcoat®) 30) 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다.
이미지 수용층은 비-반응성 중합체성 물질을 포함할 수 있다. 본원에서 "비-반응성"이라는 용어는 상기 중합체성 물질이 전술한 중합체 네트워크와 실질적으로 반응하지 않는다는 사실을 나타낸다. 용어 "실질적으로"는 비-반응성 중합체성 물질과 중합체 네트워크 간의 반응의 경향 또는 반응 속도가 중합체 네트워크의 자체-가교 결합 및 상호 교차-결합에 비해 최소라는 것을 의미한다. 일부 실시예에서, 비-반응성 중합체성 물질은 상응하는 중합체 네트워크와 동일하거나 유사한 단량체 구조를 가질 수 있으며, 일부 다른 실시예에서, 비-반응성 중합체는 상응하는 중합체 네트워크와 상이한 단량체 구조를 가질 수 있다. 비-반응성 중합체 물질은 에멀젼의 형태로 수용성 또는 수분산성일 수 있다. 일부 실시예에서, 비-반응성 중합체 물질은 수계 중합체성 혼합물이다. 본원에서 "수성 중합체성 혼합물"이라는 용어는 본원의 실시예에 따른 코팅을 형성하기 위해 수성 용매에 가용성 및/또는 분산성인 임의의 친수성 또는 친수성/소수성 중합체 물질의 블렌드를 포함하는 것을 의미한다. 비-반응성 중합체성 물질은 연속적인 필름을 형성할 수 있고 제 1 처리 조성물에 강한 결합력을 가질 수 있는 성분을 포함할 수 있다. 비-반응성 중합체성 물질은 또한 비-연속적인 막 또는 중합체 네트워크 내부에 분포된 화합물을 형성할 수 있는 성분을 포함할 수 있다. 비-반응성 중합체성 물질은 필름 형성 중합체들 및 비-필름 형성 중합체들의 블렌드일 수 있는 성분을 포함할 수 있다.
비-반응성 중합체성 물질은, 이미지 수용층에, 이미지 수용층의 전체 부를 기준으로 2 부를 초과하는 양으로 존재할 수 있다. 일부 실시예에서, 비-반응성 중합체성 물질의 양은 이미지 수용층의 총 부에 대해 약 2 내지 약 10 부의 범위일 수 있다.
비-반응성 중합체성 물질은 합성 또는 천연 물질 또는 중합체성 라텍스와 같은 수성 분산성 물질일 수 있다. 일부 실시예에서, 비-반응성 중합체성 물질은 중합체성 라텍스이다. 비-반응성 중합체성 물질은 수용성 중합체 또는 수분산성 중합체성 라텍스 또는 혼합물일 수 있다. 비-반응성 중합체성 물질은 제 1 처리 층에 대해 높은 결합력을 나타내는 수용성 결합제 및 수분산성 중합체로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 비-반응성 중합체성 물질은 -10℃ 내지 +50℃ 범위의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는다. 유리 전이 온도(Tg) 파라미터를 측정하는 방법은 예를 들어 문헌[Polymer Handbook, 3rd Edition, authored by J. Brandrup, edited by E. H. Immergut, Wiley-Interscience, 1989]에 기술되어 있다.
적합한 비-반응성 중합체성 물질은 수용성 중합체 예를 들어 폴리비닐 알코올, 전분 유도체, 젤라틴, 셀룰로오스 유도체, 아크릴아미드 중합체 및 수분산성 중합체 예를 들어 아크릴 중합체 또는 공중합체, 비닐 아세테이트 라텍스, 폴리에스터, 비닐리덴 클로라이드 라텍스, 스티렌-부타디엔 또는 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체를 포함하지만 이들에 한정되는 것은 아니다. 적합한 결합제의 비-제한적인 예는 스티렌 부타디엔 공중합체, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐아세테이트, 폴리아크릴산, 폴리에스터, 폴리비닐 알코올, 폴리스티렌, 폴리메타크릴레이트, 폴리아크릴 에스터, 폴리메타크릴 에스터, 폴리우레탄, 이들의 공중합체 및 이들의 조합물을 포함한다. 일부 실시예에서, 결합제는 아크릴계 중합체 또는 공중합체, 비닐 아세테이트 중합체 또는 공중합체, 폴리에스터 중합체 또는 공중합체, 비닐리덴 클로라이드 중합체 또는 공중합체, 부타디엔 중합체 또는 공중합체, 스티렌-부타디엔 중합체 또는 공중합체 및 아크릴로니트릴-부타디엔 중합체 또는 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합체 및 공중합체이다. 일부 다른 실시예에서, 결합제 성분은 비닐 아세테이트-계 중합체, 아크릴계 중합체, 스티렌 중합체, SBR-계 중합체, 폴리에스터-계 중합체, 염화 비닐-계 중합체 등의 화합물을 함유하는 라텍스이다. 또 다른 실시예에서, 결합제는 아크릴계 중합체, 비닐-아크릴계 공중합체 및 아크릴-폴리 우레탄 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합체 또는 공중합체이다. 이러한 결합제는 폴리비닐 알코올 또는 비닐피롤리돈의 공중합체일 수 있다. 비닐피롤리돈의 공중합체는 다양한 다른 공중합된 단량체 예를 들어 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 하이드록시에틸 아크릴레이트, 하이드록시에틸 메타크릴레이트, 에틸렌, 비닐아세테이트, 비닐이미다졸, 비닐피리딘, 비닐카프로락탐, 메틸 비닐에터, 말레산 무수물, 비닐아미드, 비닐클로라이드, 비닐리덴 클로라이드 , 다이메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 아크릴로니트릴, 스티렌, 아크릴산, 나트륨 비닐설포네이트, 비닐프로피오네이트 및 메틸 비닐케톤 등을 들 수 있다. 결합제의 예는 폴리비닐 알코올 및 이의 수용성 공중합체, 예컨대 폴리비닐 알코올과 폴리(에틸렌 옥사이드)의 공중합체 또는 폴리비닐 알코올과 폴리비닐아민의 공중합체; 양이온성 폴리비닐 알코올; 아세토-아세틸화된 폴리비닐 알코올; 폴리비닐 아세테이트; 폴리비닐 피롤리돈 예컨대 폴리비닐 피롤리돈과 폴리비닐 아세테이트의 공중합체; 젤라틴; 실릴-개질된 폴리비닐 알코올; 스티렌-부타디엔 공중합체; 아크릴계 중합체 라텍스; 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체; 폴리우레탄 수지; 폴리에스터 수지; 및 이들의 조합을 포함하지만 이들에 한정되는 것은 아니다. 결합제의 예로는 포발(Poval®) 235, 모위올(Mowiol®) 56-88, 모위올 40-88(쿠라레이(Kuraray) 및 클라리언트(Clariant)의 제품)이 포함된다.
비-반응성 중합체성 물질은 약 5,000 내지 약 500,000의 평균 분자량(Mw)을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 결합제는 약 100,000 내지 약 300,000 범위의 평균 분자량(Mw)을 갖는다. 일부 다른 실시예에서, 결합제는 약 250,000의 평균 분자량을 갖는다. 라텍스 결합제의 평균 입자 직경은 약 10 nm 내지 약 10 ㎛일 수 있고; 일부 다른 실시예에서는 약 100 nm 내지 약 5 ㎛일 수 있고; 또 다른 실시예에서는 약 500 nm 내지 약 0.5 ㎛일 수 있다. 결합제의 입자 크기 분포는 특별히 한정되지 않고, 입자 크기 분포가 넓은 결합제 또는 단-분산된 입자 크기 분포를 갖는 결합제를 사용할 수 있다. 결합제는 하이카(Hycar®) 또는 바이카(Vycar®)(루브리졸 어드밴스드 머티리얼즈 인코포레이티드(Lubrizol Advanced Materials Inc.)); 로플렉스(Rhoplex®)(롬앤하스 컴퍼니(Rohm & Hass company)); 네오카(Neocar®)(다우 케미컬 컴퍼니(Dow Chemical Comp)); 아쿠아서(Aquacer®)(비와이씨 인코포레이티드(BYC Inc)) 또는 루시덴(Lucidene®)(롬앤하스 컴퍼니)라는 명칭으로 판매되는 라텍스 수지를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
일부 실시예에서, 비-반응성 중합체성 물질은 전분, 화학적 또는 생물학적으로 개질된 전분 및 젤라틴과 같은 천연 거대분자 물질로부터 선택된다. 비-반응성 중합체성 물질은 전분 첨가제일 수 있다. 전분 첨가제는 산화된, 에틸화된, 양이온성 및 펄(pearl) 전분을 포함하나 이에 한정되지 않는 임의의 유형일 수 있다. 일부 실시예에서, 전분은 수용액에서 사용된다. 본원에서 사용될 수 있는 적합한 전분은 개질된 전분 예를 들어 전분 아세테이트, 전분 에스터, 전분 에터, 전분 포스페이트, 전분 잔테이트, 음이온성 전분, 양이온성 전분 등 전분을 적절한 화학적 또는 효소적 시약과 반응시킴으로써 유도될 수 있는 것들이다. 일부 실시예에서, 전분 첨가제는 천연 전분 또는 개질된 전분(효소적으로 개질된 전분 또는 화학적으로 개질된 전분)일 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 전분은 양이온성 전분 및 화학적으로 개질된 전분이다. 또 다른 실시예에서, 전분은 나노 크기의 분산된 슬러리의 형태로 사용된다. 유용한 전분은 공지된 기술에 의해 제조되거나 상업적 공급원으로부터 수득될 수 있다. 적합한 전분의 예로는 펜포드 검(Penford Gum)-280(펜포드 프로덕츠(Penford Products)로부터 상업적으로 입수가능), SLS-280(세인트 로렌스 스타치(St. Lawrence Starch)로부터 상업적으로 입수가능), 양이온성 전분 카토사이즈(CatoSize) 270(내셔널 스타치(National Starch)로부터 상업적으로 입수가능) 및 하이드록시프로필 번호 02382(폴리 사이언시스(Poly Sciences)로부터 상업적으로 입수가능)를 포함한다. 일부 실시예에서, 적합한 크기의 프레스/표면 전분 첨가제는 펜포드 검(Penford®Gum) 270(펜포드 프로덕츠로부터 입수 가능)이라는 상품명으로 시판중인 2-하이드록시에틸 전분 에터이다. 일부 다른 실시예에서, 적합한 전분은 상표명 에코스피어(Ecosphere) 2202®로 상업적으로 입수가능한 나노 크기의 바이오-전분이다.
수용성 중합체성 결합제는 상표명 프린트라이트(PrintRite®) DP376, DP350, DP351, DP675, DP261, DP218E, 하이카 26172(모두 루브리졸로부터 입수가능함) 하에서 입수가능하다.
이미지 수용층은 수용성 고-원자가 금속 착물을 추가로 포함할 수 있다. 수용성 고-원자가 금속 착물은 이미지 수용층의 총 건조 부에 대해 약 0.1 내지 약 20 부(건조 부) 또는 약 0.5 내지 약 10 부(건조 부)를 나타내는 양으로 사용될 수 있다. 이러한 수용성 고-원자가 금속 착물은 고-원자가 금속 이온을 함유하는 수용성 화합물, 수용성 양이온성 고-원자가 금속 착물 또는 고-원자가 금속 이온을 함유하는 수용성 양이온성 중합체성 화합물일 수 있다. 수용성 고-원자가 금속 이온은 고-원자가 금속 양이온 또는 음이온일 수 있다. 적합한 양이온 종은 예를 들어 칼슘, 구리, 니켈, 아연, 마그네슘, 바륨, 철, 알루미늄 및 크롬 이온과 같은 주기율표의 II 족 금속, III 족 금속 또는 전이 금속 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 음이온 종은 클로라이드, 요오다이드, 브로마이드, 니트레이트, 설페이트, 설파이트, 포스페이트, 클로레이트 및 아세테이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 이미지 수용층에서, 수용성 고-원자가 금속 착물은 수용성 알루미늄 염이다. 일부 다른 실시예에서, 수용성 고-원자가 금속 착물은 수용성 3가 알루미늄 염이다. 이러한 염의 예로는 알루미늄 아세테이트, 알루미늄 브로메이트, 알루미늄 브로마이드 및 이의 헥사- 및 펜타데실 수화물, 알루미늄 암모늄 설페이트, 알루미늄 나트륨 설페이트, 알루미늄 클로레이트, 알루미늄 시트레이트, 알루미늄 클로라이드 및 이의 육수화물, 알루미늄 플루오라이드, 알루미늄 요오다이드 및 이의 육수화물, 알루미늄 락테이트, 알루미늄 니트레이트, 알루미늄 스테아레이트, 알루미늄 설페이트, 알루미늄 타르트레이트, 알루미늄 트라이포메이트, 알루미늄 포모-아세테이트 및 수화물을 들 수 있다.
수용성 고-원자가 금속 착물은 수용성 양이온성 고-원자가 금속 착물일 수 있다. 이러한 수용성의 양이온성 고-원자가 금속 착물은 배위 공유 결합을 갖는 금속 착물로부터 유도된 전하를 띤 착물 이온일 수 있다. 배위 수는 중심 금속 이온에 부착된 리간드의 수에 의해 정의되며, 2 내지 9 또는 그 이상의 범위일 수 있다. 리간드는 H2O 및 NH3와 같은 작은 극성 분자이거나 Cl-, OH- 및 S2-와 같은 음이온일 수 있다. 수용성 고-원자가 금속 착물의 예는 [Al(H2O)6]3+, [Al(H2O)3(OH)3], [Al(H2O)2(OH)4] 및 [Al(H2O)4(OH)2]을 포함한다. 다른 예로는 칼륨 설페이트 12수화물 또는 알루미늄 설페이트 18수화물이 있다. 다르게는, 금속 착물은 다핵 착물로도 지칭되는 2개 이상의 중심 원자를 포함할 수 있으며, 이는 리간드가 2개 이상의 금속 이온에 전자 쌍을 동시에 공여하고, 이어서 다수의 중심 이온들 사이의 가교 역할을 할 수 있을 때 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 전하를 띤 착물 이온은 옥타-아쿠오-다이옥소다이알루미늄(iV)4 +, Al8(OH)20 4 + 또는 [Al8(OH)10(SO4)5]4+일 수 있다.
이미지 수용층은 또한 이온성 중합체성 화합물, 즉 양이온성 중합체성 화합물(양전하) 또는 음이온성 중합체성 화합물(음전하)을 추가로 포함할 수 있다. 상기 이온 성 중합체성 화합물은 고-원자가의 금속 이온을 함유하는 수용성의 양이온성 중합체성 화합물일 수 있다. 상기 양이온성 중합체의 예로는 폴리-다이알릴-다이메틸-암모늄 클로라이드, 폴리-다이알릴-아민, 폴리에틸렌 이민, 폴리 2-비닐피리딘, 폴리 4-비닐피리딘 폴리 2-(3급-부틸아미노)에틸 메타크릴레이트, 폴리 2-아미노에틸 메타크릴레이트 하이드로클로라이드, 폴리 4'-다이아미노-3,3'-다이니트로다이페닐 에터, 폴리 N-(3-아미노프로필)메타크릴아미드 하이드로클로라이드, 폴리 4,3,3'-다이아미노다이페닐 설폰, 폴리 2-(이소-프로필아미노)에틸스티렌, 폴리 2-(N,N-다이에틸아미노) 에틸 메타크릴레이트 , 폴리 2-(다이에틸아미노)에틸 스티렌 및 2-(N,N-다이메틸아미노)에틸 아크릴레이트를 포함한다.
상기 성분 이외에, 이미지 수용층은 다른 성분 또는 첨가제를 함유할 수 있다. 첨가제는 예를 들어 레올로지(rheology) 개질제, 증점제, 가교 결합제, 계면활성제, 소포제, 광학 증백제, 염료, pH 조절제 또는 습윤제, 및 분산제 중 하나 이상을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 처리 조성물을 형성하기 위한 조성물 중의 첨가제의 총량은 상기 처리 조성물의 총 건조 중량에 대해 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량% 또는 약 0.2 중량% 내지 약 5 중량%일 수 있다.
인쇄가능한
필름의 형성 방법
일부 실시예에서, 본원에 기재된 원리에 따르면, 중합체성 필름 기판(110), 광 확산층(120) 및 이미지 수용층(130)을 포함하는 인쇄가능한 필름을 제조하는 방법이 제공된다. 이러한 방법은 전면 및 후면을 갖는 중합체성 필름 기판을 제공하는 단계; 상기 중합체성 필름 기판의 후면 상에 무기 입자, 분산제 및 중합체성 결합제를 함유하는 광 확산층을 적용하는 단계; 상기 광 확산층 상에 이미지 수용층을 코팅하는 단계; 및 상기 코팅을 건조시켜 인쇄가능한 필름을 수득하는 단계를 포함한다. 중합체성 필름 기판에 결합 층(tie layer)이 적용될 수 있다.
일부 실시예에서, 임의의 코팅을 베이스 층에 적용하기 전에, 코로나 처리가 중합체성 필름 기판(110)에 수행될 수 있다. 따라서, 중합체성 필름 기판은 실온 및 대기 하에서 코로나 챔버에서 전처리될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 중합체성 필름 기판은 H2SO4 용액 또는 30 내지 50 중량% 농도의 다른 산화제 용액으로 예비-세척될 수 있다. 일부 실시예에서, 인쇄가능한 필름의 제조 방법은 전면 및 후면을 갖는 중합체성 필름 기판을 제공하는 단계; 코로나 처리를 수행하는 단계; 상기 중합체성 필름 기판의 후면 상에 무기 입자, 분산제 및 중합체성 결합제를 함유하는 광 확산층을 적용하는 단계; 상기 광 확산층 상에 이미지 수용층을 코팅하는 단계; 및 상기 코팅을 건조시켜 인쇄가능한 필름을 수득하는 단계를 포함한다. 일부 다른 실시예에서, 인쇄가능한 필름의 제조 방법은 결합 층을 포함하는 전면 및 후면을 갖는 중합체성 필름 기판을 제공하는 단계; 코로나 처리를 수행하는 단계; 상기 중합체성 필름 기판의 후면 상에 무기 입자, 분산제 및 중합체성 결합제를 함유하는 광 확산층을 적용하는 단계; 상기 광 확산층 상에 이미지 수용층을 코팅하는 단계; 및 상기 코팅을 건조시켜 인쇄가능한 필름을 수득하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 광 확산층은 중합체성 베이스 필름 기판 상에 배치되고, 면당 평방 미터 당 약 0.1 내지 약 20 그램 범위의 코팅 중량을 갖는 층을 형성한다. 일부 다른 실시예에서, 이미지 수용층은 광 확산층 위에 배치되고, 면당 평방 미터 당 약 0.1 내지 약 40 그램 범위의 코팅 중량을 갖는 이미지 수용층을 형성한다.
도 3은 본 발명에 따른 인쇄가능한 필름을 제조하기 위한 방법(200)의 흐름도이다. 이 방법에서는, 중합체성 베이스 필름 지지 베이스로서 제공되고(201); 이어서 광 확산층이 중합체성 베이스 필름의 일 면에 적용되고(202); 이어서, 이미지 수용층이 광 확산층 위에 적용된다(203). 광 확산층(120) 및 이미지 수용층(130)은 모두 필름 기판(110)의 일 면에 적용된다. 다른 면에는 임의의 코팅을 함유하지 않는다. 광 확산층(120) 및 이미지 수용층(130)은 다양한 적절한 코팅 방법, 예를 들어 슬롯 다이 코팅, 블레이드 코팅, 에어 나이프 코팅, 계량 막대 코팅, 커튼 코팅 또는 다른 적절한 기술 중 하나를 사용하여 필름 기판(110)에 적용될 수 있다. 예를 들어, 광 확산층은 게이트-롤(gate-roll) 계량, 블레이드 계량, 마이어(Meyer) 로드 계량 또는 슬롯 계량과 같은 통상적인 오프-라인 코터를 사용하여 적용될 수 있다. 이미지 수용층(130)은 광 확산층(120) 위에 상술된 코팅 방법을 사용하여 적용된다. 일부 실시예에서, 코팅 단계 후에, 상기 매체는 층 및 기판에 존재하는 물 및 다른 휘발성 성분을 제거하기 위해 건조 공정을 거칠 수도 있다. 건조 통과(drying pass)는 적외선(IR) 건조기, 고온 표면 롤 및 고온 공기 부양 상자를 포함하지만 이에 제한되지 않는 여러 상이한 건조 영역을 포함할 수 있다.
인쇄된 이미지를 생성하는 방법
본원에 정의된 바와 같은 인쇄가능한 필름을 제공하는 단계; 인쇄 매체의 잉크 수용 코팅층 상에 잉크 조성물을 적용하여 인쇄된 이미지를 형성하는 단계; 및 상기 인쇄된 이미지를 건조시켜 예를 들어 향상된 품질의 인쇄된 이미지를 제공하는 단계를 포함하는 인쇄된 이미지의 제조 방법 또는 인쇄 방법이 본원에 제공된다. 인쇄가능한 필름은, 적어도, 지지 기판으로서의 중합체성 필름 기판, 광 확산층 및 이미지 수용층을 함유한다. 일부 실시예에서, 이미지를 생성하기 위한 인쇄 방법은 잉크젯 인쇄 방법이다. 잉크젯 인쇄 방법이란, 잉크 액적의 스트림이 기록 기판 또는 매체 상에 토출되어 원하는 인쇄된 이미지를 형성하는 방법을 의미한다. 잉크 조성물은 임의의 적합한 잉크젯 인쇄 기술을 통해 기록 매체 상에 형성될 수 있다. 잉크젯 방법의 예는, 예를 들면, 정전 인력을 이용하여 잉크를 토출하는 전하 제어 방법, 압전 소자의 진동 압력을 이용하는 드롭-온-디맨드(drop-on-demand) 방법, 전기 신호를 어쿠스틱 빔(acoustic beam)으로 변환하는 어쿠스틱 잉크젯 방법 및 잉크를 가열함으로써 형성된 기포에 의해 발생된 압력을 이용하는 열적 잉크젯 방법을 포함한다. 따라서 이러한 잉크젯 인쇄 기술의 비-제한적인 예는 열, 어쿠스틱 및 압전 잉크젯 인쇄를 포함한다. 일부 실시예에서, 잉크 조성물은 잉크젯 노즐을 사용하여 기록 매체 상에 적용된다. 일부 다른 실시예에서, 잉크 조성물은 열적 잉크젯 프린트헤드를 사용하여 기록 매체 상에 적용된다.
일부 실시예에서, 잉크 조성물은 인쇄된 메시지 및 액체 비히클에 원하는 색상을 부여하는 하나 이상의 착색제를 함유하는 잉크젯 잉크 조성물이다. 본원에 사용된 "착색제"는 염료, 안료 및/또는 잉크 비히클에 현탁되거나 용해될 수 있는 다른 미립자를 포함한다. 착색제는 원하는 콘트라스트 및 가독성을 생성하기 위해 잉크 조성물에 존재할 수 있다. 일부 실시예에서, 잉크 조성물은 착색제로서 안료를 포함한다. 사용될 수 있는 안료는 자체-분산된 안료 및 비-자체 분산된 안료를 포함한다. 임의의 안료를 사용할 수 있다; 적합한 안료는 흑색 안료, 백색 안료, 시안 안료, 마젠타 안료, 황색 안료 등을 포함한다. 안료는 당업계에 널리 공지된 유기 또는 무기 입자일 수 있다. 본원에 사용되는 "액체 비히클"은 안료를 포함하는 착색제를 기판에 전송하는 데 사용되는 임의의 액체 조성물을 포함하도록 정의된다. 매우 다양한 액체 비히클 성분이 사용될 수 있으며, 예로서는 물 또는 임의의 종류의 용매를 포함한다.
일부 다른 실시예에서, 인쇄가능한 필름에 적용되는 잉크 조성물은 라텍스 성분을 함유하는 잉크 조성물이다. 라텍스 성분은 예를 들어 중합체성 라텍스 미립자이다. 잉크 조성물은 잉크 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.5 중량% 내지 약 15 중량%를 나타내는 양으로 중합체성 라텍스 미립자를 함유할 수 있다. 본원에서 중합체성 라텍스는 잉크의 수성 비히클에 분산된 중합체성 미립자의 안정한 분산물을 지칭한다. 중합체성 라텍스는 천연 라텍스 또는 합성 라텍스일 수 있다. 합성 라텍스는 일반적으로 다양한 개시제, 계면활성제 및 단량체를 사용하는 유화 중합에 의해 제조된다. 다양한 실시예에서, 중합체성 라텍스는 양이온성, 음이온성, 비-이온성 또는 양쪽성 중합체성 라텍스일 수 있다. 합성 라텍스를 제조하는 데 종종 사용되는 단량체는 에틸 아크릴레이트; 에틸 메타크릴레이트; 벤질 아크릴레이트; 벤질 메타크릴레이트; 프로필 아크릴레이트; 메틸 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트; 이소-프로필 아크릴레이트; 이소-프로필 메타크릴레이트; 부틸 아크릴레이트; 부틸 메타크릴레이트; 헥실 아크릴레이트; 헥실 메타크릴레이트; 옥타데실 메타크릴레이트; 옥타데실 아크릴레이트; 라우릴 메타크릴레이트; 라우릴 아크릴레이트; 하이드록시에틸 아크릴레이트; 하이드록시에틸 메타크릴레이트; 하이드록시헥실 아크릴레이트; 하이드록시헥실 메타크릴레이트; 하이드록시옥타데실 아크릴레이트; 하이드록시옥타데실 메타크릴레이트; 하이드록시라우릴 메타크릴레이트; 하이드록시라우릴 아크릴레이트; 펜에틸 아크릴레이트; 펜에틸 메타크릴레이트; 6-페닐헥실 아크릴레이트; 6-페닐헥실 메타크릴레이트; 페닐라우릴 아크릴레이트; 페닐라우릴 메타크릴레이트; 3-니트로페닐-6-헥실 메타크릴레이트; 3-니트로페닐-18-옥타데실 아크릴레이트; 에틸렌글리콜 다이사이클로펜틸 에터 아크릴레이트; 비닐 에틸 케톤; 비닐 프로필 케톤; 비닐 헥실 케톤; 비닐 옥틸 케톤; 비닐 부틸 케톤; 사이클로헥실 아크릴레이트; 메톡시실란; 아크릴옥시프로필에틸다이메톡시실란; 트라이플루오로메틸 스티렌; 트라이플루오로메틸 아크릴레이트; 트라이플루오로메틸 메타크릴레이트; 테트라플루오로프로필 아크릴레이트; 테트라플루오로프로필 메타크릴레이트; 헵타플루오로부틸 메타크릴레이트; 부틸 아크릴레이트; 이소-부틸 메타크릴레이트; 2-에틸헥실 아크릴레이트; 2-에틸헥실 메타크릴레이트; 이소옥틸 아크릴레이트; 및 이소-옥틸 메타크릴레이트를 포함한다.
일부 실시예에서, 라텍스는 라텍스 유화 중합에 의해 제조되고 약 10,000 Mw 내지 약 5,000,000 Mw의 범위의 평균 분자량을 갖는다. 중합체성 라텍스는 아크릴계 중합체 또는 공중합체, 비닐 아세테이트 중합체 또는 공중합체, 폴리에스터 중합체 또는 공중합체, 비닐리덴 클로라이드 중합체 또는 공중합체, 부타디엔 중합체 또는 공중합체, 폴리스티렌 중합체 또는 공중합체, 스티렌-부타디엔 중합체 또는 공중합체 및 아크릴로니트릴-부타디엔 중합체 또는 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 라텍스 성분은 중합체성 라텍스 액체 현탁액의 형태이다. 이러한 중합체성 라텍스 액체 현탁액은 약 20 nm 내지 약 500 nm 범위 또는 약 100 nm 내지 약 300 nm 범위의 크기를 갖는 액체(예컨대 물 및/또는 다른 액체) 및 중합체성 라텍스 미립자를 함유할 수 있다.
인쇄된 이미지는 인쇄 후에 건조될 수 있다. 건조 단계는 예시적이고 비-제한적으로 열풍, 전기 히터 또는 광 조사(예를 들어, IR 램프), 또는 이들 건조 방법의 조합에 의해 수행될 수 있다. 최상의 성능을 얻기 위해, 변형 없이 양호한 이미지 품질을 유지할 수 있게 하는 인쇄 매체가 허용하는 최대 온도에서 잉크를 건조시킬 것을 권장한다. 건조 중 온도의 예는, 예를 들어, 약 60℃ 내지 약 205℃, 또는 약 120℃ 내지 약 180℃이다. 인쇄 방법은, 잉크 조성물에 존재할 수 있는 용매(예컨대, 물)를 건조에 의해 제거하는 건조 공정을 추가로 포함할 수 있다. 추가 단계로서, 인쇄가능한 기록 매체는 열풍 건조 시스템에 제출될 수 있다.
실시예
성분
예시적인 샘플에 사용된 원료 및 화학 성분을 표 1에 열거하였다.
실시예
1 - 필름 샘플의 제조
여러 개의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 베이스 필름 기판(실시예 베이스 기판 1 내지 4)를 제조하였다. 일부 중합체성 필름 기판은 코로나 처리(실험예 베이스 2 및 4)로 처리되고, 이들 중합체성 필름 기판 중 일부는, 약 0.2 내지 약 0.5 마이크로미터(㎛)를 나타내는 두께로 적용되는 결합 층(부틸 아크릴레이트-에틸 아크릴레이트 공중합체의 공중합체 에멀젼)을 추가로 포함한다. 상이한 중합체성 필름 기판이 하기 표 2에 예시되어 있다. 각각의 중합체성 필름의 내스크래치성을 평가한다.
중합체성 필름 기판 | 베이스 필름 | 코로나 처리 | 결합 층 | 스크래치 시험 |
실험예 베이스 1 | PET | 무 | 무 | 불량 |
실험예 베이스 2 | PET | 유 | 무 | 양호 |
실험예 베이스 3 | PET | 무 | 유 | 양호 |
실험예 베이스 4 | PET | 유 | 유 | 매우 양호 |
이어서, 광 확산층 조성물을 상이한 코팅 중량으로 중합체성 필름 기판(실험예 베이스 4)에 적용하여 하기 표 3에 예시된 바와 같이 상이한 불투명도를 갖는 상이한 샘플(샘플 A, B 및 C)을 제공하였다.
샘플 ID | 중합체성 필름 기판 | 코팅 중량(gsm) | 불투명도( % ) |
샘플 A | 실험예 베이스 4 | 8.5 | 45 |
샘플 B | 실험예 베이스 4 | 20.9 | 65 |
샘플 C | 실험예 베이스 4 | 30.0 | 74 |
광 확산층의 조성을 하기 표 4에 나타내었다. 1차 입자와 2차 입자(각각 이산화티탄과 탄산 칼슘)는 감마-아미노-프로필트라이에톡시 실란으로 전처리된다.
광 확산층 | |
상표명/성분 | 건조 중량부 |
TI4-OX-02-P | 95 |
하이드로카브 95 HS | 5 |
아크로날(Acronal®) 866 | 18 |
비와이케이(BYK®) 024 | 1 |
테고 510 | 0.5 |
이르갈라이트(Irgalite®) 바이올렛(Violett) | 0.03 |
이르갈리트 블라우(Irgalith Blau®) | 0.066 |
수 개의 이미지 수용층(실험예 IR 1내지 IR 4)를 하기 표 5에 예시된 바와 같이 배합하였다.
이미지 수용층 제형(건조 중량부 ) | ||||
상표명/성분 | 실험예 IR1 | 실험예 IR2 (비교예) |
실험예
IR3
( 비교예 ) |
실험예
IR4
( 비교예 ) |
아랄다이트(Araldite®) PZ 3901 | 11 | 17 | 0 | 13 |
아라듀어(Aradur®) 3985 | 14 | 22 | 0 | 16 |
로벤 4040 | 18 | 0 | 24 | 20 |
슬립-에이드 SL 300 | 11 | 17 | 23 | 0 |
하이드로카브 H95 | 28 | 44 | 59 | 66 |
BYK 024 | 1 | 1 | 1 | 1 |
테고 510 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
이르갈라이트 바이올렛 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 |
이르갈리트 블라우 | 0.066 | 0.066 | 0.066 | 0.066 |
중합체성 필름 기판을 포함하는 몇몇 인쇄가능한 필름, 광 확산층 및 이미지 수용층은 표 4에 나타낸 배합을 갖는 7 gsm의 광 확산층 및 10 gsm의 상이한 이미지 수용층 (표 5에 예시된 바와 같은 실험예 IR1, IR2, IR3 또는 IR4)을 적용하여 제조된다. 이들 샘플 1 내지 6의 조성을 하기 표 6에 나타내었다.
실시예
2 - 샘플 성능
모든 인쇄가능한 필름 샘플(1 내지 6)을 110℃에서 시간당 100 평방 피트(10 패스 양방향 색상 프로파일)의 속도로 6가지 색상 공정을 사용하여 HP 792 라텍스 잉크가 장착된 HP 디자인젯 L26500 프린터를 사용하여 인쇄한다. 동일한 비율의 각각의 6가지 잉크 색상으로 각각 샘플에 이미지를 생성한다. 이미지의 최종 시각적 외관은 샘플에서 회색으로 보이는 영역이다. 이어서, 인쇄된 필름을 불투명도, 문지름성(scrubbability) 및 이미지 품질과 같은 다양한 성능에 대해 평가하였다. 이들 시험 결과를 하기 표 6과 7에 요약하였다.
문지름성 시험은 BYK 마모 시험기(미들랜드주 콜럼버스 소재의 비와이케이-가드너 유에스에이)에서 둔감한 가장자리(동전과 같은)와 예리한 가장자리(플라스틱 손톱과 같은)에 시험할 다양한 샘플을 노출시킴으로써 수행된다. 시험을 완료한 후, 샘플을 1에서 5까지의 스케일로 시각적으로 평가한다(매우 불량 내지 우수함). 이미지 품질은 수치 측정 방법과 시각적 평가 방법을 사용하여 평가한다. 첫 번째 방법은 표준화된 진단 이미지를 상기 인쇄 매체 상에 인쇄하는 단계; 이어서, 분광광도계(예컨대, 엑스-라이트(X-Rite) i1/i0) 및 단일-각도 광택계(예컨대, BYK 광택계)를 사용하여 색상 범위/색상 채도, 잉크 번짐, 합착, 텍스트 선명도, 잉크 건조 시간 및 광택 수준을 수치로 측정하는 것을 포함한다. 시각적 평가는 표준 조명 상자 조건의 조명 상자에서 기지의 거리 및 시야각의 이미지로 수행된다. 시각적 평가 하에서의 속성은 색상 범위, 유착과 같은 결함에 대한 영역 채우기 균일성, 얼룩 입자이다.
인쇄가능한 필름 샘플 | 베이스 기판 및 광 확산층 | 이미지 수용층 |
시각적 확인
백라이트 하에서 |
샘플 1 | 샘플 A | 실험예 IR 1 | 투명 |
샘플 2 | 샘플 B | 실험예 IR 1 | 스크린 조명을 사용하면 좋지만 스크린 조명이 없는 경우 약간 투명하다 |
샘플 3 | 샘플 C | 실험예 IR 1 | 최적화된 불투명도 및 이미지 품질 |
샘플 4 (비교예) | 샘플 C | 실험예 IR 2 | 표 7 참조 |
샘플 5 (비교예) | 샘플 C | 실험예 IR 3 | 표 7 참조 |
샘플 6 (비교예) | 샘플 C | 실험예 IR 4 | 표 7 참조 |
시험 결과 | 샘플 3 | 샘플 4 비교예 | 샘플 5 비교예 | 샘플 6 비교예 |
이미지 품질 | 5 | 3 | 5 | 5 |
문지름성 | 5 | 5 | 2 | 3 |
Claims (15)
- a. 전면 및 후면을 갖는 중합체성 필름 기판,
b. 상기 중합체성 필름 기판의 후면에 적용된, 무기 입자, 분산제 및 중합체성 결합제를 함유하는 광 확산층, 및
c. 상기 중합체성 필름 기판의 후면 상의 상기 광 확산층 위에 적용된 이미지 수용층
을 포함하는 인쇄가능한 필름. - 제 1 항에 있어서,
상기 중합체성 필름 기판은, 적어도, 폴리-알켄 화합물인 중합체성 물질을 함유하는, 인쇄가능한 필름. - 제 1 항에 있어서,
상기 중합체성 필름 기판은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름 기판인, 인쇄가능한 필름. - 제 1 항에 있어서,
상기 중합체성 필름 기판은 결합 층(tie layer)을 추가로 포함하는, 인쇄가능한 필름. - 제 1 항에 있어서,
상기 광 확산층은 2종 이상의 상이한 유형의 무기 입자, 분산제 및 중합체성 결합제를 함유하는, 인쇄가능한 필름. - 제 5 항에 있어서,
상기 광 확산층은 약 50 내지 약 95 범위의 불투명도를 갖는, 인쇄가능한 필름. - 제 5 항에 있어서,
상기 광 확산층은, 굴절률(n)이 1.8 이상인 제 1 유형의 무기 입자를 포함하는, 인쇄가능한 필름. - 제 5 항에 있어서,
상기 광 확산층은, 굴절률(n)이 0.4 내지 1.8인 제 2 유형의 무기 입자를 포함하는, 인쇄가능한 필름. - 제 5 항에 있어서,
상기 광 확산층은, 이산화 티탄인 제 1 유형의 무기 입자 및 탄산 칼슘인 제 2 유형의 무기 입자를 포함하는, 인쇄가능한 필름. - 제 1 항에 있어서,
상기 광 확산층은, 친수성 작용기를 함유하는 반응성 실란 커플링제인 분산제를 포함하는, 인쇄가능한 필름. - 제 1 항에 있어서,
상기 이미지 수용층은, 적어도, 중합체 네트워크, 폴리-알켄 중합체성 화합물 및 무기 화합물을 포함하는, 인쇄가능한 필름. - 제 11 항에 있어서,
상기 이미지 수용층 내의 상기 중합체 네트워크는 비닐-우레탄 하이브리드 공중합체 또는 아크릴-우레탄 하이브리드 중합체를 사용하여 형성된, 인쇄 매체. - 제 11 항에 있어서,
상기 이미지 수용층 내의 상기 폴리-알켄 중합체성 화합물은 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리아미드 또는 폴리에틸렌 중합체 입자인, 인쇄 매체. - 부틸 아크릴레이트-에틸 아크릴레이트의 공중합체 에멀젼이고 코로나 처리된 결합 층을 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 베이스 필름,
광 확산층 및
상기 베이스 필름의 후면 상에 상기 광 확산층 위로 적용된 이미지 수용층
을 포함하는 인쇄가능한 기록 매체. - a. 전면 및 후면을 갖는 중합체성 필름 기판을 제공하는 단계,
b. 상기 중합체성 필름 기판의 후면 상에, 무기 입자, 분산제 및 중합체성 결합제를 함유하는 광 확산층을 적용하는 단계,
c. 상기 광 확산층 상에 이미지 수용층을 코팅하는 단계, 및
d. 상기 코팅을 건조시켜 인쇄가능한 필름을 수득하는 단계
를 포함하는 인쇄가능한 필름의 형성 방법.
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