KR950004336B1 - 감열전사재용(感熱轉寫材用) 필름 - Google Patents

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Description

감열전사재용(感熱轉寫材用) 필름
본 발명은 점착방지 피복필름 및 탁월한 전사 성능을 갖고 있는 감열전사재용(感熱轉寫材用) 필름에 관한것이다. 특히, 본 발명은 한면에 적층된 점착 방지층 및 다른 한면에 제공된 열용융성 잉크층을 갖는 기재필름을 포함하며 점착방지층이 0.01 내지 1.9g/m2비율로 제공되고, 이 점착 방지층 표면의 중심선 평균조도가 0.03 내지 0.15μm이며, 유리 표면에 대한 이층의 평행 미끄럼 계수가 1.0이하이고, 또 이 필름을종방향으로 5% 연신하는 경우 한쪽면상에 점착방지층이 형성된 필름의 인장강도가 8kgf/mm2이상이 되는감열전사재용 필름에 관한 것이다.
인쇄 및 기록계의 다양한 형이 공지되어 있고, 또 이들 중에서, 열 인쇄기와 같은 열 기록장치로 사용되는 감열전사계가 그의 탁월한 조작성 및 보수성 때문에 널리 사용되어 왔다. 감열전사계내에서, 감열전사재용 필름의 기재필름 한면에 제공된 열용융성 잉크층은 기록지와 접촉하고, 또 이 감열전사재용 필름은 가열헤드(thermal head)에 의해 선별적으로 가열되어 펄스 시그널이 잉크층으로부터 반대측면에 전달되고 기재필름을 통하여 이 잉크층을 가열하여 잉크를 용융시키고 또 기록지에 전사시킨다.
이러한 감열전사계내에서, 기록속도를 향상하기 위해서, 가열 헤드에 입력시간을 감소시키기 위해 입력전력을 증가시키는 것이 필요하지만, 그러나 이것은 다음과 같은 문제를 야기했다. 가열 헤드에 의한 가열온도를 기재 필름의 융점 이하 그러나 열 용융성 잉크층의 융점 이상으로 초청하는 것이 바람직한데, 입력전력이 증가하는 경우, 기재 필름이 가열 헤드에 용융접착되어 감열전사재용 필름의 공급이 방해되는 현상이 발생한다. 이 현상을 점착이라하며 또 이것은 기록 정확도 감소, 필름의 부적절한 진행 및 기타 문제들의 원인이 된다.
이러한 점착 발생을 피하기 위하여, 열용융성 잉크층으로부터 반대방향 기재 필름 표면에 기재 필름보다더 높은 내열성을 갖는 점착 방지층을 제공하는 방법을 사용하여 왔다.
기재 필름 표면에 이러한 점착 방지층을 제공함으로써 점착을 방지할 수 있으나 다음과 같은 다른 문제를야기시킨다. 점착 방지층이 가열 헤드와 열용응성 잉크층 사이의 기재필름과 함께 위치하기 때문에 가열 헤드에서 열용융성 잉크층으로의 열 전도율이 저하된다. 이같이 열전도율이 낮은 경우에는 가열 헤드에 입력전력을 더욱 증가시킬 필요가 있다. 그러나, 과도하게 높은 입력 전력이 공급될 경우, 점착 방지층 자체에주어진 열부하가 또한 증가되어 필름의 주름을 생기게 하거나 또는 점착 방지층의 찌꺼기 발생을 야기시킨다. 발생한 찌꺼기는 가열 헤드(인쇄 헤드)상에 축적되고, 따라서 전사정확도에 악영향을 주거나 또는 칼라인쇄의 경우 예를 들어 황색, 자홍색, 청색 등과 같은 다수의 색이 중복인쇄되는 경우, 즉, 서로 다른 색이중복 인쇄되는 경우, 인쇄된 잉크가 가열 감열전사필름에 의해 흡수되는 현상과 같은 역 전사가 야기된다.
이러한 환경하에서, 점착 방지층을 가지며 비교적 낮은 입력 전력으로 인쇄헤드로 전사할 수 있는 높은전사 정확도 및 전사 속도와 같은 탁월한 전사 성능뿐 아니라 탁월한 열전도율을 갖는 감열전사재용 필름의개발이 요구되어 왔다.
상기 측면에서, 점착 방지층 및 탁월한 전사 성능을 갖는 감열전사재용 필름을 제공하기 위한 본 발명자들의 광범위한 연구결과, 점착 방지층이 0.01 내지 1.9g/m2비율로 제공되고, 점착방지층 표면의 중심선평균조도가 0.03 내지 0.15μm이며, 유리표면에 대한 평행 미끄럼 계수가 1.0이하이며, 또 필름을 종방향으로 5% 연신하는 경우, 기재 필름의 한면에 점착 방지층이 형성된 필름의 인장강도가 8kgf/mm2이상으로 기재 필름의 한면에 점착 방지층 및 다른 한면에 열용융성 잉크층을 제공함으로써 탁월한 열전도성 및전사성능을 가지며 또 상기 요건을 만족시킬 수 있는 감열전사재용 필름을 수득할 수 있음을 발견하였고 또본 발명은 이 발전을 기초로하여 완성하였다.
본 발명의 목적은 다음을 포함하는 감열전사재용 필름을 제공하는 것이다 : 기재필름 ; 기재필름의 한면에0.01 내지 1.9g/m2의 비율로 제공되고, 표면의 중심선 평균 조도가 0.03 내지 0.15μm이고, 유리 표면에대한 점착 방지층의 평행 미끄럼 계수가 1.0 이하이고, 또 필름을 종방향으로 5% 연신시킬 경우 인장강도가 8kgf/mm2이상이 되도록 기재 피름의 한면에 제공된 점착 방지층, 및 기재 필름의 다른 한면에 제공된 열용융성 잉크층.
본 발명의 감열전사재용 필름은 점착 방지층이 기재 필름의 한면에 제공되고 또 열 용융성 잉크층이 기재필름의 다른 한면에 제공되어 있는 구조이다.
본 발명에서, 점착 방지층은 건조후의 점착 방지층의 중량이 0.01 내지 1.9g/m2범위, 바람직하게는 0.1내지 0.4g/m2이 되도록 기재 필름의 한면에 제공(적층)된다. 기재 필름상에 형성된 이 점착 방지층의 비율이 0.01g/m2미만인 경우, 점착 방지효과가 불충분하며, 또 1.9g/m2이상인 경우, 기재 필름이 얇을때 비틀어지기 쉽다. 특히 점착 방지층의 경도가 클 경우, 수득한 감열전사재용 필름은 부서지기 쉽게 되어 슬릿팅 작업중 파괴될 수 있고 슬릿팅 작업동안 파편이 다량 생성하고, 및/또는 진행시 필름의 부적절한 이동,헤드상에 슬릿팅 파편의 침적 및 접착등과 같은 문제가 발생한다.
이러한 점착 방지층을 갖는 필름의 점착 방지층 표면(이하부터 "점착 방지층이 형성된 필름"이라 함)은가능한한 편평한 것(즉, 가능한한 조도가 작은 것)이 바람직한데 이것은 편평도가 클수록 가열 헤드로부터열용융성 잉크층으로의 열 전도가 잘되기 때문이다. 이것은 인쇄시 평판 고무 로울에 의해 필름이 가열 헤드에 대해 압축될 때 가열 헤드와 필름표면 사이의 공기 틈이 감소되고 또 따라서 이러한 공기틈의 감소에의해 열전도저하가 감소되기 때문이다.
이러한 이유로 해서, 본 발명의 필름에서, 점착 방지층 표면의 중심선 평균 조도는 80μm 컷오프시 0.03내지 0.15μm 범위, 바람직하게는 0.04 내지 0.08μm 범위에 존재해야 한다. 중심선 평균조도가 0.15μm이상인 경우, 큰 공기틈 때문에 만족할 만한 열전도를 수득할 수 없다. 또한, 중심선 평균조도가 0.15μm 이상인 경우, 인쇄시 필름 주행이 양호하고 또한 필름상에 주름이 형성되는 것은 저지할 수 있다하더라도, 낮은 입력 전력에서 전사가 실행될 때 인쇄물의 얼룩이 발생할 수 있다.
그러므로 이러한 인쇄물의 얼룩을 방지하는 데 높은 수준의 입력 전력이 필요한 문제가 생긴다.
한편, 중심선 평균 조도가 0.03μm 미만인 경우, 점착 방지층이 형성된 필름은 미끄럼 특성이 미약하고또 필름 작업성 또한 낮게됨이 판명된다. 중심선 평균 조도가 0.03μm 미만인 경우, 입력 전력이 낮은 수준이라도 인쇄물 얼룩은 거의 생기지 않고 또 열용융성 잉크층의 양호한 전사능이 제공되지만, 상기 언급한바와같이 필름의 미끄럼 특성이 낮기 때문에 작업 공정이 번거럽고, 인쇄 작업중 필름의 부적절한 주행 및필름상에 주름이 형성하는 것과 같은 문제가 발생한다.
본 발명의 필름에서, 유리표면에 대한 접착 방지층 표면의 미끄럼 계수는 1.0 이하이다. 감열전사재용 필름의 주행 특성은 편평하고 또 매끄러운 유리표면상에서 점착방지층 표면의 평형 미끄럼 계수를 측정함으로써 평가할 수 있으며, 또 측정된 값이 1.0을 초과하면, 실제 인쇄 작업에 있어서 진행상의 문제가 자주 발생한다. 미끄럼계수가 0.6 이하인 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 필름에서, 종방향으로 5% 연신시 필름의 인장강도는 8kgf/mm2이상이다. 일반적으로, 감열전사재용 필름의 강도특성에 있어서, 종방향에서의 인장강도는 점착 방지층 피복작업, 열용융성 잉크층 피복 작업 및 필름 슬릿팅 작업 성능, 및 인쇄기 내에서 필름 주행특성면에서 볼 때 큰것이 바람직하다. 특히, 신장율이 낮을 경우의 인장강도는 전사 특성으로서 필름의 신장 또는 스트레인 발생면에서 중요하다.이들 이유들로 해서,5% 연신시의 필름의 인장강도는 점착방지층을 포함하여 필름의 단면적당 8kgf/mm2이상인 것이 바람직하다.
인쇄 헤드에서 열용융성 잉크층에로의 열전도 측면에서, 점착 방지층이 형성된 필름은 통상 2 내지 12μm, 바람직하게는 3 내지 7μm의 가능한한 두께가 얇은 것이 바람직하다.
본 발명에서, 기재 필름면에 형성된 점착 방지층 표면의 중심선 평균 조도는 80μm 컷오프시,0.03 내지0.15μm 범위가 바람직하다. 점착 방지층이 얇고 또 편평하게 제공되는 경우, 기재 필름의 표면 돌기가 점착 방지층의 표면 편평도에 영향을 주며, 즉, 이들 돌기가 정착 방지층 표면의 조도를 크게하고 또 공기틈으로 인해 열전도 감소를 초래한다. 그러므로, 기재 필름면에 형성된 점착 방지층의 표면조도는 또한 언급한 범위내로 정의되어야 한다.
본 발명의 점착 방지층이 형성된 필름의 인장강도는 상기 언급한 바와 같이 종방향으로 5% 연신시 8kgf/mm2이상이다. 점착 방지층의 인장강도는 기재 필름의 인장강도와 비교해 볼때 매우 낮아서, 결국 종방향으로 5% 연신시 기재 필름의 인장강도도 또한 8kgf/mm2이상인 것이 바람직하다.
기재 필름으로는, 폴리카보네이트필름, 폴리에틸렌 나프탈레이트필름등과 같은 보통 사용되는 내열성 필름을 본 발명에 사용할 수 있지만,2축 배향 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름과 같은 폴리에스테르 필름이두께가 얇아도 충분한 강도와 내열성을 제공하여서 바람직하다.
본 발명의 이러한 감열전사재용 필름의 성분을 하기에서 자세히 설명하겠다.
불활성 화합물의 미세 입자를 필름 형성용으로 사용되는 원료 중합체내에 배합함으로써 기재 필름표면의중심선 평균 조도를 조정한다. 이 경우, 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트등을 사용하는 경우, 예를를어 에스테르 교환 반응 후 금속 화합물을 계내에 용해시키는 것과 같이, 중합체를 제조할시 인산 화합물등을 반응계내에 용해된 금속 화합물과 반응시켜, 화합물의 미세 입자를 침적하는입자 침적법, 및 필름형성하기전 중합체 제조단계에서 압출단계까지의 공정중 어떤 적당한 단계에서 불활성미세 입자를 첨가하는 입자 첨가법을 사용할 수 있다. 입자 첨가법에서 첨가되는 입자로는, 카올린, 활석,탄산마그네슘, 탄산칼슘, 탄산바륨, 황산칼슘, 황산바륨, 인산리튬, 인산칼슘, 인산 마그네슘, 산화알루미늄, 산화실리콘, 산화티탄, 카본 블랙등으로부터 선정된 1 또는 그 이상의 물질의 미세 입자를 사용할 수있다. 본 발명의 기재 필름의 바람직한 표면 조도를 수득하기 위하여, 부가되는 입자들은 통상 0.1 내지 10μm, 바람직하게는 0.3 내지 3μm의 평균 입자크기(직경)를 갖고 있다. 배합된 입자의 양은 기재필름을 기준으로 해서 0.01 내지 3.0중량%, 바람직하게는 0.1 내지 1.5중량%이다.
기재 필름의 인장강도는 압출 및 열경화 조건에 이어 필름 연신조건을 적당히 선정하여 조정할 수 있다.예를 들어, 폴리에스테르 필름의 경우, 그것의 강도는 70 내지 130℃ 온도에서 용융압출무정형 쉬트를 가열하고 이 쉬트를 미리정한 비율로 종방향(기계진행방향) 및 횡방향으로 연신하고, 또 이 연신필름을 200 내지 230℃에서 열 경화시카서 제조되는 2축 연신 필름 제조시에, 그 연신온도, 연신비율등에 따라서 설정된다. 그러므로, 종방향으로 강도를 증가시키기 위해, 연신에 의해 횡방향 보다 종방향으로 더 분자 사슬을배향시키는 것이 유리하다. 본 발명에서, 종방향으로 5% 연신비 8kgf/mm2이상의 인장강도를 갖는 기재필름을 제공하기 위하여, 예를 들어, 종방향 및 횡방향 모두에서 2 내지 7 연신비율로 2축 연신처리를 실시하는 것이 바람직하다.
기재 필름표면에 형성된 점착방지층의 중심선 평균조도 및 평행 미끄럼 계수를 본 발명에서 정의된 범위내로 조절하기 위해서, 점착방지층내에 유기 또는 무기 임자를 함유하는 것이 유효하다. 이들 입자의 입자크기로는, t가 점착방지층의 두께이고 또 r이 평균입자 직경일때 하기 식을 만족시키는 평균 입자지경(r)이바람직하다 :
Figure kpo00001
입자의 평균직경(r)이 너무 큰 경우, 특히 점착 방지층이 얇은 경우, 층 표면상에 입자 돌기가 발생하며따라서 공기름으로 인해 열전도 저하를 초래하기 쉽다. 특히 점착방지층이 얇은 경우, 입자의 평균 직경은0.5μm 이하가 바람직하다.
입자의 함량은 점착 방지층을 기준으로 10중량% 이하가 바람직하다. 특히, 직경이 0.1μm보다 큰 입자가 점착 방지층내에 10중량% 이상으로 함유되어 있는 경우, 입자 응집으로 인한 공기틈 때문에 열전도 저하를 초래하는 경향이 높아서, 입자의 함량은 평균 입자직경, 점착방지층의 두께 및 기타 요인들을 고려하여 l0중량% 이하인 범위에서 적당하게 선정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 필름에서 점착방지층으로는, 알콕시실란 가수분해물, 멜라민 수지, 실리콘 중합체, 실리콘 그라프트 중합체, 실리콘 작용 실릴 이소시아네이트, 용매 용해성 폴리이미드 수지 및 용매용해성 폴리파라반산 수지로 구성된 군으로부터 선정된 1 또는 그 이상으로 주로 구성된 경화되거나 또는 건조된 피복필름을사용하는 것이 적당하다.
점착방지층의 이들 성분 물질중에서, 알콕시실란 가수분해물은 하기 일반식의 알콕시 실란을 포함한다.
Figure kpo00002
상기식에서, R1 및 R2는 알킬기, 시콜로알킬기, 알켄일기, 아릴기, 아르알킬기, 또는 이들 기의 수소원자가 머캅토기, 글리시드옥실기, 메타아크릴옥실기, 아미노기 등과 같은 기타 치환체로 부분적으로 치환된기와 같은 치환 또는 비치환 1가 탄화수소기를 나타내고 ; 또 R3는 알킬기를 나타낸다.
이들 알콕시실란의 전형적인 예로는 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 메틸트리프로폭시실란, 에틸트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 3 -아미노프로필트리메톡시실란, 3-머캅트프로필트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란등을 들 수 있다.
이들 알콕시실란의 가수 분해는 가구분해용으로 통상적으로 사용되는 무기 또는 유기산의 존재하에서 바람직하게는 에탄올 및 이소프로판올과 같은 저급 알콜내에서 수행한다.
콜로이드상 실리카는 가수분해물과 공존할 수 있다. 이 경우, 콜로이드상 실리카의 첨가는 그 가수분해전, 도중 또는 후에 행할 수 있으나, 일반적으로 알콕시실란 가수분해전에 행하는 것이 바람직하다. 콜로이드상 실리카의 첨가비율은 사용된 알콕시실란 양을 기준해서 알콕시실란 100 내지 20중량%(바람직하게는80-20중량%)에 대해 콜로이드상 실리카(실리카 고형분으로) 0 내지 80중량%(바람직하게는 20 내지 80중량%) 범위내에서 선정된다. 콜로이드상 실리카로는 루독스(E.I. du Pont de Nemours and Co. 제품),시톤(Monsanto Co. 제품), 날코아그(Nalco Chemical Co. 제품), 스노우텍스(Nissan Kagaku KogyoK.K. 제품) 등을 유리하게 사용할 수 있다.
알콕시실란 가수분해물과 같은 것을 함유하는 피복 물질을 사용하는 경우, 기재필름상에 피복한 후 그의경화처리는 아세트산, 나트륨아세테이트, 지방산의 알칼리금속염,4급 암모늄등과 같은 경화 촉매 존재하에서 피복을 가열함으로써 수행하는 것이 바람직하다.60 내지 150℃ 대기 온도에서 8초 이상 동안, 바람직하게는 10 내지 60초 동안의 경화처리를 수행하는 것이 통상적으로 효과적이지만, 이들 조건들은 피복필름의두께에 따라서 가변적이다. 경화처리를 수십분과 같이 장시간 동안 수행한 경우 이 피복필름의 두께에 따라서 가변적이다. 경화처리를 수십분과 같이 장시간 동안 수행한 경우 이 피복필름은 더 높은 고온에서 경화처리할 수 있지만, 본 발명의 목적을 이루기 위해서는 경화처리시간의 연장이 전혀 필요 없다. 형성된 피복필름내에서 화학결합 관계가 알콕시실란 가수분해물과 콜리이드상 실리카 사이에 생성되는 것으로 생각된다.
본 발명에 사용된 멜라민 수지는 주요성분이 멜라민, 포름알데히드 및 알코올(부탄올 같은것)을 사용하여수득한 에테르화 멜라민 수지 : 또는 멜라민, 포름알데하이드 및 알킬 포스페이트(부틸 포스페이트 같은것)를 사용하여 수득한 알킬화 멜라민 수지인 멜라민 수지로부터 선정된다. 부탄올 변성 에테르화 멜라민수지 또는 부틸화 벨라민 수지가 바람직하다.
멜라민 수지를 사용한 경우, 본질적으로 멜라민 수지와 건성유 또는 불건성유를 기본으로 한 알키드 수지로 구성되는 2성분계, 본질적으로 멜라민 수지, 우레아 수지 및 알키드 수지로 구성되는 3성분계, 멜라민수지와 니트로셀룰로즈의 혼합물이 높은 피복경도, 가요성 및 접착성을 제공하는 피복물질로서 바람직하게사용된다. 알키드수지와 같은 기타 통합적 경화성 수지를 사용한 경우, 멜라민 수지에 대한 이 수지의 비율(중량비)은 0.1∼10내지 1이 바람직하다.
주로 멜라민수지로 구성된 이같은 피복 물질의 도포에서, 경화 반응을 촉진하기 위해 파라톨루엔술폰산,아세트아미드, 트리에탄올아민, 알킬 티탄에이트, 술퍼닐산등과 같은 경화 촉매가 사용된다.
멜라민 수지와 알콕시실란 가수분해물의 착물을 형성하는 경우, 멜라민 수지에 대한 알콕시실란 가수분해물 양의 비는 1 : 0∼50, 바람직하게는 1 : 0.1∼10(고체중량비율)이다. 알콕시실란 가수분해물의 비율이 이범위보다 큰 경우, 형성한 피복필름이 양호한 내열성을 갖고 있다해도, 기재 필름에 대한 피복필름의 접착성이 악화된다.
멜라민 수지와 함께 알키드 수지와 같은 기타 수지를 사용하는 경우, 알콕시실란 가수분해물, 멜라민 수지 및 알키드수지와 같은 각개 성분들의 비율은 용도 특성에 따라서 적당히 선정한다. 이러한 성분제의 예로, "NSC-5290(Nippon Fine Chemical Co., Ltd. 제품) 및 "Si-Coat 727"(Daihachi Chemical Co.,Ltd. 제품)을 들 수 있다.
실리콘 공중합체 수지로는 작용기 및 알키드 수지, 에폭시 수지, 멜라민 수지등을 갖는 실록산 구조의 공중합체를 사용할 수 있다. 특히, 실리콘 변성 알키드 수지가 바람직하다. 이들 공중합체중에서, "S-723A/KS-723B", "950-A2" 등(Shin-etsu Kagaku Kogyo K.K. 제품)은 본 발명에서 바람직하게 사용할 수있는 것 중의 하나이다. 실리콘 탄성 중합체 "SP-1020", "SP-6020", "SP-1101" : 공중 합성 실리콘 중합체 "SP-105V"등 ; (Dainichiseika Color ＆ Chemicals Mfg. Co., Ltd. 제품)과 같은 유사 제제들도또한 사용가능하다.
아크릴 에스테르 또는 메타크릴 에스테르의 중합체들은 본 발명에서 실리콘 그라프트 중합체 수지로 사용하는 아크릴-실리콘 그라프트 중합체의 아크릴 사슬성분으로 들 수 있다. 에스테르류의 에스테르기로는,메틸, 에틸, n -프로필, 이소프로필, n -부틸, 이 소부틸, 1-에틸프로필, 2 -에틸부틸, n -펜틸, n -헥실,2-에틸헥실, n-헵틸, n-옥틸, 노닐, 데실, 라우릴, 스테아릴등과 같은 포화 탄화수소기 : 2-메틸-2-부텐일, 3-메틸-2-부텐일, 3-메틸-3-펜텐일등과 같은 비포화탄화수소기 ; 하이드록시에틸, 하이드록시프로필등과 같은 하이드록시알킬기 ; 클로로메틸, 1-클로로에틸, 2-브로모에틸등과 같은 할로겐화 알킬기, 메톡시에틸, 에톡시에틸등과 같은 알콕시알킬기 ; 2-디메틸아미노에틸, 2-디메틸아미노에틸등과 같은 아미노알킬기 ; 시클로헥실등과 같은 시클로알킬기 : 페닐기 : 벤질기 : 테트라하이드로 벤질기 : 글리시딜기를 들 수 있다. 아크릴아미드, 에타크릴아미드, N-메틸올-아크릴아미드, N-메틸올-메타크릴아미드, 스티렌, 비닐톨루엔등과 같은 α,β-에틸렌성 불포화 단량체의 공중합체들도 또한 아크릴 사슬 성분으로 사용 가능하다.
실리콘 사슬 성분으로, 디메틸-폴리실록산과 같은 알킬폴리실록산 구조를 갖는 중합체도 사용할 수 있다. 이들 아크릴성분과 실리콘 성분의 공중합 반응 비율은 본 발명에서 중요하지 않으나, 통상 실리콘 성분보다 아크릴성분의 비율이 큰 것이 피복 피름의 경도 및 접착성의 면에서 바람직하다. 전형적으로, 실리콘성분에 대한 아크릴성분 비율은 6-9.5 : 4-0.5, 특히 8-9.5 : 2-0.5가 바람직하다.
그라프트-공중합성 아크릴성분과 실리콘 성분에 의해 제조된 아크릴-실리콘그라프트 중합체로는,Toagosei Chemical Industry Co., Ltd. 제품인 "ARON GS-30"을 전형적인 예로 들 수 있지만, 디부틸틴 디라우레이트와 같은 경화 촉매 존재하에서, 이소시아네이트 수지와 함께 아크릴 성분에 부가된 히드록실기를 반응시키고, 또 가열하여서 가교화시켜 수득한 열가소성 아크릴-실리콘 그라프트 중합체 및 실리콘커플링제를 사용하여 가교화된 아크릴-실리콘 그라프트 중합체와 같은 기타 중합체도 또한 사용할 수 있다.
알킬실릴 이소시아네이트, 알콕시 실란 이소시아네이트, 테트라이소시아네이트등을 포함하는 실리콘-작용 실릴 이소시아네이트는 본 발명에 사용할 수 있다. 이들 이소시아네이트는 피복필름을 형성하기 위해 자가 축합시키거나 또는 기타 성분과 반응시킨다. 이들 실리콘-작용 실릴 이소시아네이트의 대표적인 예로트리메틸실릴 이소시아네이트, 디메틸실릴 디이소시아네이트, 메털실릴 트리이소시아네이트, 비닐실릴 이소시아네이트, 페닐실릴 트리이소시아네이트, 테트라이소시아네이트실란 및 에톡시실란 트리이소시아네이트를들 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용매 용해성 폴리이미드 중합체로는, Ciba Geigy Ltd. 제품인 "XU-218"이 전형적인 예이다. 이것은 디아미노페닐인단을 기재로한 폴리이미드 중합체이고, 또 피복후, 고온하에서 반응시켜 중합체로 제조해야 하는 통상적인 폴리이미드 수지와 비교할 때, "XU-218"은 단지 도포하고 또 중합체 용액을 건조시켜 줌으로써 피복필름을 형성할 수 있다는 점에서 유리하다.
용매 용해성 폴리파라반산 중합체의 폴리파라반산 수지는 하기 일반식으로 나타낸다.
Figure kpo00003
폴리이미드 중합체처럼, 이 수지는 내열성이 탁월하며 또 용액을 단순히 도포하고 또 건조시킴으로써 피복 필름을 형성할 수 있다.
얇은 기재필름을 형성하기 위해 폴리이미드 중합체 또는 폴리파라반산 중합체를 도포하는 경우, 디메틸포름알데히드(DMF)/톨루엔 또는 DMF/톨루엔/메틸에틸케톤(MEK)혼합 용매를 사용하여 0.5g/m2이하의피복중량으로 도포하는 것이 바람직하다.
상기 언급한 점착방지층의 성분 수지중 어느것은 탁월한 내열성을 가지며 또한, 그 사용에 있어서, 디에틸폴리실록산 실리콘 수지 또는 그의 오일과 같은 종래의 직쇄상 알킬 폴리실록산형 실리콘 수지 또는 그의오일을 사용한 경우에서 발견되는, 열용융성 잉크 피복과정중 분출성분에 의한 잉크튀김현상이 거의 발생하지 않는다. 또한, 이 수지들은 피복필름에 적절한 미끄럼 특성을 부여할 수 있는 이점이 있다.
본 발명에 따른 점착방지층 형성의 경우, 이들 특성을 가장 잘 이용하기 위하여, 이들 수지 성분들을 배합물 형태로 사용하거나 또는 이들을 통합적으로 경화한 후 피복 필름을 형성할 수 있다. 이 경우, 피복 용액 형성시, 모든 수지 성분이 용해할 수 있는 용매를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 피복 필름의 정전기 특성을 감소시키기 위해 대전 방지제를 첨가할 수 있다. 폴리에테르 변성 실리콘 오일은 이러한 대전 방지제로 바람직하게 사용된다. 알킬아르알킬 폴리에테르 변성 실리콘 오일, 에폭시/폴리에스테르 변성 실리콘 오일, 친수성 알코을변성 실리콘오일 등도 또한 사용가능하다. 알킬 알릴 변성 실리콘 오일, 메틸스티렌변성 실리콘 오일 및 올레핀 변성 실리콘 오일과 같은 도료형 실리콘 오일도 또한 이 피복 필름에 윤활성을 부여할 수 있으며 또 잉크 튀김현상이 거의 없다는 점에서 유용한 내열성 윤활성분으로 첨가시킬 수 있다.
어떤 경우에는, 나트륨 알킬술포네이트와 같은 내열성 계면활성제를 첨가하는 것이 효과적이다. 첨가되는이러한 계면활성제의 양은 피복 필름내에서 함량으로 0.5 내지 15중량%가 바람직하다. 이같은 계면활성제의 함량이 너무 많으면 피복 필름의 접착성, 경화성 또는 잉크 접착성 저하를 초래한다.
본 발명의 감열전사재용 필름에서, 기재필름의 다른 한면에 형성된 열 용융성 잉크층내에 있는 열용융성잉크는 저온에서 열-유연성 물질을 파라핀 왁스, 카르나우바왁스, 미세결정왁스, 밀랍, 백랍등과 같은 왁스 ; 폴리부텐, 저분자량 폴리에틸렌, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 부티랄, 다양한 종류의 변형된 말레산 수지, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 수지 및 다양한 종류의 열 가소성 아크릴 수지와 적당히 배합하여 제조할 수 있고, 또 필요한 색체를 제공하기 위하여 카본 블랙 또는 다양한 종류의 안료 또는 염료를제공하고, 또 가열하에서 이를 연사하여 제조된 열용융성 잉크가 사용한 인쇄기와 관련해서 열연화점 및 전사성을 갖도록 한다.
제조한 열용융성 잉크는 열-용융 코터(플렉소, 그라비아 또는 평활바 코우팅법)에 의해 기재 필름상에피복하거나, 또는 그것이 용매-용융형인 경우에는 용매 용액을 그라비아 코터와 같은 적당한 코터로 기재필름상에 피복하고 또 열용융성 잉크층을 형성하기 위해 건조시킨다. 잉크의 피복중량은 필요로 하는 전사밀도, 전사 특성등에 따라서 적절히 정해지지만, 통상적으로 1 내지 6g/m2, 바람직하게는 3 내지 5g/m2이다.
본 발명의 감열전사재용 필름은 하기 장점을 갖는다.
(1) 점착방지층이 0.01 내지 1.9g/m2비율로 제공되기 때문에, 탁월한 점착 방지 효과를 내며 또 필름의비틀림 또는 손상의 문제가 제거된다.
(2) 점착방지층 표면의 중심선 평균 조도가 0.03 내지 0.15μm이므로, 공기틈에 의한 열전도 저하로 인한 작업시행의 문제 또는 필름의 미끄럼성 악화의 문제, 또 인쇄시의 주행 특성의 악화, 필름상에 주름형성등과 같은 기타 문제들이 제거된다.
(3) 유리 표면에 대한 점착 방지층 표면의 평행 미끄럼 계수가 1.0 미만이므로, 이 필름은 주행특성이 양호하다.
(4) 종방향으로 5% 연신시 점착 방지층이 형성된 필름의 인장강도가 8kgf/mm2이상이므로, 필름의 작업성 및 주행 특성이 탁월하다.
본 발명의 전사 필름은 매우 탁월한 작업성을 갖도록 제조될 수 있고 또 비틀림, 필름 주름, 인쇄율의 얼룩, 점착등과 같은 문제를 일으키지 않으면서 탁월한 전사 성능으로 고속 및 고선명 전사를 할 수 있다.
그러므로, 본 발명의 감열전사재용 필름은 산업적 유용성이 매우 높다.
본 발명을 하기 실시예 및 비교예로써 더욱 자세히 설명하겠으나, 본 발명의 정의와 범위를 벗어나지 않는 한 하기 실시예에 제한되지 않는다.
하기 실시예 및 비교예에서, 특성의 측정 및평가는 다음 방법에 따라 행하였다.
(1) 중심선 평균 조도(Ra)
다음 조건하에서 "JIS B-0601"법에 따라 측정함 :
피일러 엔드(feeler end)의 반경 : 5μm
하중 : 30mg
컷 오프 : 80μm
주사(走査) 속도 : 0.1mm/초
표준 길이 : 2.5mm
(2) 필름 두께
"JIS C-2318"에 따른 10-절첩(fold lap)법으로 측정
(3) 5% 연신시 인장 강도(F5)
20℃, 65% 상대습도, 15mm의 시편폭, 50mm의 인장시험기-척간격, 및 200mm/분의 인장비율의 조건하에서 5% 연신시의 필름의 인장하중을 측정하고, 또 하기식으로부터 5% 연신시의 필름의 인장강도를 측정한다.
Figure kpo00004
(4) 유리표면/점착방지층 평행 미끄럼 계수(μ)
폭 15mm 및 길이 약 100mm의 시험 필름을 표면을 용매로 세척하고 건조시킨 거울 다듬질한 유리플레이트("둥근형 슬라이드 유리" 다까하시 기껜 글래스사 제품 ; 두께 약 1.4mm, 폭 약 26mm 및 길이 약76mm) 상에 놓는다. 10mm 정방형 및 무게 4g의 실리콘 고무 플레이트를 시편상에 놓고, 또 100g의 하중을 고무플레이트 상에 가해준다. 또 시험 필름의 끝을 연결지그로 U 게이지에 연결하며, 또 이 시편 및 유리플레이트를 20mm/분의 속도로 서로 반대 방향으로 평행 및 수평하게 미끄러지게하며, 하중(FS)은 U 게이지로 측정된다. 20℃ 및 65% 상대습도 조건하에서 본 시험을 실시하고, 또 평행 미끄럼 계수는 하기식으로부터 측정한다.
Figure kpo00005
(5) 건조후 피복중량
하기식으로부터 계산된 평균 피복 중량 :
Figure kpo00006
(6) 피복 및 슬릿팅 작업성 평가 기준
++ : 점착방지층이 형성된 필름의 피복 및 권취 작업성, 열용융성 잉크의 피복 및 권취 작업성, 및 잉크가 피복된 필름의 미세 슬릿팅 작업성이 양호함.
+ : 권취 작업성이 양호하지는 않으나 수용할만한 범위에 있음.
- : 권취 작업성이 미약하고, 또 필름의 주름, 필름의 파단 및 슬릿팅 찌꺼기발생과 같은 문제가 관찰됨.
(7) 비틀림 평가 기준
++ : 피복 및 슬릿팅 작업도중 필름의 비틀림에 의한 문제가 전혀 없음.
+ : 비틀림에 의한 문제가 약간 발견되나 필름의 용도에 치명적이지는 않음.
- : 필름이 많이 비틀리며, 또 피복 및 슬릿팅 작업과정에서 비틀림에 의한 문제가 많이 발생한다. 또한,슬릿팅후 비틀림이 잉크 피복 필름상에 잔유하며 또 인쇄 조작에 방해가 된다.
(8) 인쇄중 주름에 대한 평가 기준
++ : 인쇄기에 의한 인쇄중 필름에 주름이 전혀 없음.
+ : 약간의 주름이 발견되지만 인쇄조작상에 아무런 문제 없음.
- : 인쇄기에 의해 인쇄도중 필름이 주름짐.
(9) 얼룩 평가 기준
인쇄 특징은 미쓰비시 전자부품사 제품인 열 인쇄기로 가열 헤드 저항(R) 275Ω, 펄스 진폭 1.5m sec,인쇄 헤드 압력 1.5kg의 조건하에서 솔리드 블랙 모드로 인가 전압(V)을 변화시키면서 인쇄를 행하여 평가하였다. 기록 지로는 OHP(Over Head Projector)용 보통종이 및 폴리에스테르 필름(75mm)이 사용된다. 하기 등급은 지표 W=V2/R(V2/Ω)로 표시되는 인쇄물의 얼룩상태부터 수득한 것이다.
++ : 얼룩의 정도가 W값으로 0.60 이하이며, 또 우수한 인쇄물을 수득한다.
+ : 얼룩의 정도가 W값으로 0.6 이상 내지 0.70 이하로 인쇄물은 수용할만한 범위에 있다.
- : 얼룩의 정도가 W값으로 0.70을 초과하며 인쇄물은 불량하다.
-- : 점착이 발생하며, 또 얼룩의 평가가 불가능하다.
(10) 점착 평가 기준
하기 등급은 상기 인쇄 얼룩 시험에서의 점착상태로부터 결정된다.
++ : 점착도가 W값으로 0.70 이상이며, 또 인쇄는 순조롭게 실시된다.
+ : 점착도가 W값으로 0.6 이상 0.7 이하이며, 또 인쇄물은 수용할 수 있다.
- : 점착도는 W값으로 0.6 이하이고, 또 인쇄가 방해됨.
[실시예 1-9 및 비교예 1-6]
기재필름으로는 표 1에 나타낸 특성의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 사용한다. 표 1에 나타낸 점착방지피복용액 각각을 표 1에 나타낸 피복중량(건조후)이 되게끔 기재필름 한면에 도포하며 표 1에 나타낸 특성의 점착방지층을 형성한다(이러한 층을 비교예 6에서는 형성시키지 않음). 카르나우바왁스, 파라핀 왁스,저분자량 폴리에틸렌, 윤활제 배합물 및 착색제로서 카아본 블랙으로 구성된 열용융성 잉크를 점착방지층이형성된 필름의 반대편면에 약 4g/m2의 피복중량이 되도록 피복하여 열융융성 잉크층을 형성하여 감열전사재용 필름 K-1 내지 K-9, 및 H-1 내지 H-6을 수득한다.
수득한 감열전사재용 필름의 특성은 표 2에 나타낸다.
표 1에서 점착방지 피복용액 1-1 내지 1-9, 2-1 및 2-2는 다음에 나타낸 제제들이다. 하기 설명에서,피복 용액 "A"는 60중량부의 에틸트리메톡시실란,80중량부의 콜로이드상 실리카(닛산 가가꾸 가부시끼가이샤 제품인 "스노우텍스"의 30% 용액) 및 1.5부의 아세트산을 혼합, 교반하고 또 이 혼합물을 얼음욕내에서 냉각시키고, 교반하에서 100중량부의 이소프로필 알코올 및 2.5중량부의 아세트산을 추가로 혼합하고,이 혼합물을 실온에서 7일간 방치하여 숙성시키고 또 이 혼합물을 가수분해하여 제조한 피복 용액이다.
1-1
피복용액 "A"(20% 고체함량으로 조정) 100중량부
폴리에테르 변성 실리콘 오일
(신에쯔 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제품인 "KF 352") 1.5중량부
희석제(MEK/메틸셀로솔브/톨루엔/메탄올 혼합물) 필요한 양
1-2
알콕시 실란 가수분해물/멜라민 수지 용액
(30%고체함량, 다이하찌 가가꾸 고교
가부시끼가이샤 제품"Si-Coat 727") 100중량부
실리콘 변성 수지 용액
(신에쯔 가가꾸 고교사 제품 "KS 723 B") 1중량부
희석제(MEK/메틸 셀로솔브/톨루엔/메탄올 혼합용액) 필용한 양
1-3
벤조구아나민 수지 0.1중량부
(니뽕 소꾸바이 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제품
"에보스타 S", 평균입경 : 0.3μm)1-2제제에 첨가함.
1-4
알콕시실란 가수분해물 및 멜라민 수지의 혼합물.
(30%고체함량 ; 니뽕 파인 케미칼사 제품 "NSC-5290") 100중량부
폴리에테르변성 실리콘 오일
(다우 코닝사 제품 "DKQ8-779) 2중량부
"에뽀스타 S" 1중량부
희석제(MEK/메틸 셀로솔브/톨루엔 메탄올 혼합용액) 필요한 양
1-5
실리콘-알키드 공중합체 수지용액
"KS_723A"(신에쯔 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제품) 100중량부
"KS_723B"(신에쯔 가가꾸 가부시끼가이샤 제품) 25중량부
"PS-3"(촉매)
(신에쯔 가가꾸 가부시끼가이샤 제품) 5중량부
희석제(MEK/톨루엔 혼합용액) 필용한 양
1-6
피복용액 "A"(20%고체함량) 80중량부
실리콘 -아크릴 그라프트 중합체 용액
(도아고세이 케미컬 인더스트리사 제품
"GS-30")(20%고체함량) 20중량부
나트륨 알킬술포네이트 용액
(다께모또 유시 가부시끼가이샤 제품"MEK-136")
(50% 고체함량) 1중량부
희석제(MEK/메틸 셀로솔브/톨루엔/
메탄올 혼합용액) 필용한 양
1-7
실릴 이소시아네이트 용액
(마쯔모또 세이야꾸 고교 가부시끼가이샤 제품
"Orgatix SiC-003")
(10% 고체함량) 100중량부
희석제(MEK/톨루엔 혼합 용액) 필용한 양
1-8
폴리이미드 수지 중합체
(시바 가이기사제품 "XU-218" 70중량부
"Si-Coat 727" 30중량부
희석제(DMF/THF/톨루엔 혼합용액) 필용한 양
1-9
폴리파라반산 수지 중합체 용액
(니또 가가꾸 고교가부시끼 가이샤 제품
"XT-I")(21%고체함량) 100중량부
"KS-723B" 0.5중량부
"에뽀스타 S" 0.25중량부
희석제(DMF/THF/톨루엔 혼합용액) 필용한 양
2-1
"Si-Coat 727" 100중량부
희석제(MEK/톨루엔) 필용한 양
2-2
벤조구아나민 수지 3중량부(니뽕 소꾸바이 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제품 "에뽀스타 M" ; 평균입경 : 1-2μm)를 1-1의 제제에 첨가한다.
본 발명에 따른 감열전사재용 필름 K-1 내지 K-9가 매우 탁월한 전사 성능을 갖는 것은 표 2로부터확실하게 알 수 있다.
한편, 비교예의 필름중에서, Ra이 매우 작은 H-3이 미끄럼 특성의 부족으로 작업성, 주름 및 점착에서의 문제점을 가지는 반면, H-1 및 H-4는 점착 방지층이 형성된 필름의 Ra값이 매우 커서 인쇄물의 얼룩 문제를 가지고 있다. H-2는 점착방지층이 형성된 필름의 F5값이 너무 작아 필름이 매우 비틀어지며또 민감성, 작업성 및 인쇄성능면에서 미약하다. H-5 및 H-6은 기재필름상에 점착방지층 비율이 너무작거나 또는 점착방지층이 없어서 점착방지 특성이 미약하다.
[표 1]
Figure kpo00007
[표 2]
Figure kpo00008

Claims (15)

  1. 기재필름 ; 이 기재필름의 한면에 제공된 점착 방지층 ; 및 이 기재 필름의 다른 한면에 제공된 열용융성 잉크층으로 구성되고, 점착방지층이 기재 필름의 한면에 0.01 내지 0.19g/m2의 비율로 제공되고, 이점착 방지층 표면의 중심선 평균 조도가 0.03 내지 0.15μm이며, 유리표면에 대한 점착 방지층의 평행 미끄럼 계수가 1.0 이하이고, 또 이 필름을 종방향으로 5%연신할 때 기재 필름의 한면상에 점착방지층이 형성된 필름의 인장강도가 8kgf/mm2이상이 되는 감열전사재용 필름.
  2. 제1항에 있어서, 기재 필름이 2축배향 폴리에스테르 필름인 감열전사재용 필름.
  3. 제1항에 있어서, 점착방지층이 하기 일반식으로 정의된 평균입경(r)을 갖는 표면조도 부쳐 입자를10중량% 이하 함유하는 감열전사재용 필름.
    Figure kpo00009
    상기식에서, t는 점착방지층의 두께임.
  4. 제1항에 있어서, 점착방지층이 알콕시실란 가수분해물, 멜라민 수지, 실리콘 공중합체, 실리콘 그라프트 중합체, 실리콘 작용 실릴 이소시아네이트, 용매 용해성 폴리이미드 중합체 및 용매 용해성 폴리파라반산 중합체로 구성된 군으로부터 선정된 1 또는 그 이상의 물질로 주로 구성된 경화 또는 건조 피복 필름인 감열전사재용 필름.
  5. 제1항에 있어서, 점착방지층이 형성된 면의 기재필름 표면의 중심선 평균조도가 0.03 내지 0.15μm이고, 또 종방향으로 5%연신하는 경우 이 기재필름의 인장강도가 8kgf/mm2이상인 감열전사재용 필름.
  6. 제4항에 있어서, 알콕시실란 가수분해물이 하기 일반식으로 표시되는 알콕시실란을 가수분해하여 제조한 것중의 하나인 감열전사재용 필름.
    Figure kpo00010
    상기식에서, R1및 R2는 치환 또는 비치환 1가 탄화수소기로, 예를들어 알킬기, 시클로알킬기, 알켄일기, 아릴기, 아르알킬기 또는 이들기중 수소원자가 머캅토기, 글리시드옥실기, 메타크릴옥실기, 아미노기의기타 치환제로 부분적으로 치환된 기이며 ; 또 R3은 알킬기임.
  7. 제6항에 있어서, 알콕시실란이 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 메틸트리프로폭시실란, 에틸트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란 ,3-머캅토프로필트리메톡시실란 또는 디메틸디메톡시실란인 감열전사재용 필름.
  8. 제6항에 있어서, 콜로이드상 실리카가 알콕시실란 가수분해물 20 내지 100중량%에 대하여 80 내지0중량%(실리카의 고체 함량)양만큼 함유되어 있는 감열전사재용 필름.
  9. 제4항에 있어서, 멜라민 수지가 에테르화 멜라민 수지 또는 알킬화 멜라민 수지인 감열전사재용 필름.
  10. 제4항에 있어서, 실리콘 그라프트 중합체 수지가 아크릴 에스테르, 메타크릴에스테르, 또는 α,β-에틸렌성 불포화 단량체의 공중합체의 아크릴 사슬 성분, 및 알킬폴리실록산 구조를 갖는 실리콘 사슬 성분으로 구성된 감열전사재용 필름.
  11. 제4항에 있어서, 실리콘 작용 실릴 이소시아네이트가 트리메틸실릴 이소시아네이트, 디메틸실릴 디이소시아네이트, 메틸실릴 트리이소시아네이트, 비닐실릴 이소시아네이트, 페닐실릴 트리이소시아네이트,테트라이소시아네이트실란 또는 에톡시실란 트리이소시아네이트인 감열전사재용 필름.
  12. 제4항에 있어서, 용매용해성 폴리파라반산 중합체의 폴리파라반산 수지가 하기 구조식을 갖는 감열전사재용 필름.
    Figure kpo00011
  13. 제4항에 있어서, 점착방지층이 알콕시실란 가수분해물 및 멜라민 수지의 혼합물(1 : 0-50고체 중량비율)로 이루어진 감열전사재용 필름.
  14. 제1항에 있어서, 점착방지층이 대전방지제를 함유하는 감열전사재용 필름.
  15. 제1항에 있어서, 점착방지층이 계면활성제를 함유하는 감열전사재용 필름.
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