KR100206421B1 - 착색용 조성물 및 이를 이용하여 형성된 착색층을 갖는 스탱핑 호일 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 착색용 조성물 및 이를 이용하여 형성된 착색층을 갖는 스탬핑 호일에 관한 것이다. 이소시아네이트, 니트로셀룰로스, 디알릴프탈레이트, 염료 및 상기 이소시아네이트에 대하여 1 내지 40중량%의 트리메틸올프로판을 포함하는 착색용 조성물은 경화 속도가 빠르다. 따라서, 본 발명의 조성물을 이용하여 제조되는 스탬핑 호일은 착색층의 내열성 및 내마모성 뿐만 아니라 호일 자체의 광택성도 우수하다.

Description

착색용 조성물 및 이를 이용하여 형성된 착색층을 갖는 스탬핑 호일
본 발명은 착색용 조성물 및 이를 이용하여 형성된 착색층을 갖는 스탬핑 호일에 관한 것으로서, 경화 속도가 빨라서 착색층 형성에 소요되는 시간을 줄일 수 있는 조성물, 및 이를 이용하여 형성된 착색층을 갖는 스탬핑 호일에 관한 것이다.
스탬핑 호일이란 건식 인쇄방식의 일종인 핫 스탬핑(hot stamping) 공정에 사용되는 것이다. 핫 스탬핑 공정이란 열과 압력에 의해 대상물에 전사되며, 전사되는 대상물에 따라 종이용, 플라스틱용, 섬유용, 가죽용 등으로 대별된다.
통상의 스탬핑 호일은 기재 필름 상에, 이형층, 착색층, 금속층 및 접착층이 순차적으로 형성되어 있는 구조로 되어 있다. 이중, 착색층은 전사하고자 하는 패턴을 포함하고 있기 때문에, 전사시 또는 전사 후에도 패턴이 변화되지 않도록 여러 가지 물성이 필요하다. 예를 들면, 내열성, 내용제성, 내마모성 등이 요구된다.
일반적으로, 착색층은 착색용 조성물을 이형층 상에 코팅한 다음, 경화시키는 과정을 통해 형성된다. 경화 공정은 조성물을 건조시키는 공정과 동시에 진행된다. 여기에서, 착색층을 형성시키는 속도를 빠르게 하기 위하여 건조시간을 줄일 필요가 있다. 건조 시간을 줄이면 경화 반응이 불충분하게 일어나서, 우수한 내열성을 갖는 착색층을 형성하기 어렵게 하는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 짧은 시간에도 충분한 경화 반응이 일어나서 내열성이 큰 착색층을 형성할 수 있는 조성물에 대한 요구가 제기되고 있는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 경화 속도가 빨라서 짧은 시간 동안에 착색층을 형성하기에 적합한 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 내열성이 큰 착색층을 갖는 스탬핑 호일을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 이소시아네이트, 니트로셀룰로스, 디알릴프탈레이트 및 염료가 유기용매에 용해되어 있는 착색용 조성물에 있어서, 트리메틸올프로판을 상기 이소시아네이트에 대하여 1 내지 40중량% 더 포함하는 것을 특징으로 하는 착색용 조성물이 제공된다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 기재 필름 상에, 이형층, 착색층, 금속층 및 접착층이 순차적으로 형성되어 있는 스탬핑 호일에 있어서, 상기 착색층이 이소시아네이트, 니트로셀룰로스, 디알릴프탈레이트, 염료 및 상기 이소시아네이트에 대하여 1 내지 40중량%의 트리메틸올프로판이 유기용매에 용해되어 있는 착색용 조성물을 상기 이형층 상에 도포한 다음, 경화시켜 형성된 것을 특징으로 하는 스탬핑 호일이 제공된다.
특히, 상기 유기용매는 메틸에틸케톤 및 사이클로헥사논이 1:1 내지 4:1의 중량비로 이루어진 것을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따라 착색용 조성물에 소량 첨가되어 있는 트리메틸올프로판은 분자량이 작은 1차 알콜로서, 폴리우레탄을 형성하는 이소시아네이트와 반응하는 속도가 빠르다. 그 결과, 짧은 시간 동안에도 충분한 경화가 이루어져 착색층의 내열성이 매우 향상될 수 있는 것이다. 또한, 트리메틸올프로판이 첨가되어 있는 경우 에는 첨가되지 않는 경우에 비해 경화 속도가 빨라서 경화 시간을 짧게 할 수 있어서, 착색층 형성에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
본 발명에 있어서, 착색용 조성물의 조성 성분은 트리메틸올프로판을 제외하고는 이소시아네이트를 포함하는 것이 통상적으로 사용된다. 즉, 염료, 이소시아네이트, 니트로셀룰로스 및 디알릴프탈레이트를 포함하는 조성에 트리메틸올프로판이 더 함유되어 있는 것이다. 염료의 종류 및 함유량은 일반적으로 이용되는 것 중에서 요구되는 색상의 종류에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 니트로셀룰로스와 디알릴프탈레이트의 함유량은 상기 이소시아네이트에 대하여 각각 30∼70중량% 및 80∼150중량%가 바람직하다. 트리메틸올프로판은 소량이라도 함유되어 있어도 경화 속도 향상 효과가 있으며, 함유량이 많을수록 경화 속도가 빨라지게 된다. 경화 속도의 적절한 향상 효과를 얻기 위하여, 트리메틸올프로판의 함유량은 상기 이소시아네이트에 대하여 1중량% 이상인 것이 바람직하다. 또한, 트리메틸올프로판의 함유량이 상기 이소시아네이트에 대하여 40중량% 이하인 것이 바람직하다. 경화 반응에 의해 폴리우레탄이 형성되는 조성물에서 일반적인 문제점으로 나타나는 바와 같이, 본 발명의 조성물은 상온 상태에서도 경화 반응이 일어나며 트리메틸올프로판은 그 속도를 더욱 빠르게 한다. 특히, 40중량%를 초과하면 상온 상태에서도 경화 반응이 너무 빠르게 진행되는 문제점이 있으므로, 40중량% 이하가 함유되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 스탬핑 호일은 기재 필름 상에, 이형층, 착색층, 금속층 및 접착층이 순차적으로 형성되어 있으며, 착색층을 제외하면 일반적인 방법으로 제조될 수 있으므로, 이하 개략적인 공정만을 기술하기로 한다.
본 발명에서는 기재 필름으로서 폴리에스테르 필름이 사용된다. 폴리에스테르 필름은 디카르복실산 성분과 디올 성분의 중축합 반응에 의해 얻어지는 것이다. 디카르복실산 성분은 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌 디카르복실산, 디페녹시에탄 디카르복실산, 디페닐 디카르복실산, 디페닐에테르 디카르복실산 등과 같은 방향족 디카르복실산이 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 테레프탈산이다. 디올 성분은 에틸렌글리콜, 프로판디올, 부탄디올, 펜탄디올, 헥산디올, 네오펜틸글리콜 등이 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 에틸렌글리콜이다.
이형층은 기재 필름의 일면에 이형층용 조성물을 코팅한 다음, 건조시켜 형성된다. 이형층용 조성물에는 왁스, 셀룰로오스 또는 아크릴계 화합물 등이 함유될 수 있다. 이어, 이형층 상에 본 발명의 착색층을 코팅한 다음, 150 내지 190℃에서 3 내지 30초 동안 건조시키면 경화 반응이 일어나 착색층이 형성된다. 착색층 상에 금속을 증착시키면 금속층이 형성된다. 금속은 알루미늄이 바람직하다. 마지막으로, 접착제를 코팅하면 본 발명의 스탬핑 호일이 제조된다.
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명할 것이나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다.
스탬핑 호일의 물성은 하기와 같이 측정하였으며, 그 결과를 하기 표에 요약하였다.
1) 내열성
스탬핑 호일을 일정 온도로 유지되는 금속몰드로 스탬핑했을 때 착색층의 광택이 사라질 때의 온도를 측정하여 이것을 내열 온도로 기록한다.
2) 내마모성
착색층을 전사시킨 후 지우개가 장착된 러빙 시험기 (rubbing tester)를 이용하여 전사면을 30회 왕복 마찰시킨 다음, 전사면을 육안으로 관찰하여 벗겨진 정도에 따라 1-9단계로 평가한다 (벗겨진 정도가 심함:1, 벗겨진 상태가 육안으로는 관찰되지 않음: 9).
3) 광택성
스탬핑된 후 광택을 육안으로 관찰하여 아래와 같이 평가하였다.
◎: 뛰어남
○: 양호
△: 보통
×: 불량
[실시예 1]
그라비아 롤러를 사용하여 12㎛ 두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 15%의 에스테르 왁스를 포함하는 이형층 형성용 조성물을 도포한 다음, 건조시켜서 두께가 0.05㎛인 이형층을 형성하였다.
이어, 하기와 같은 조성을 갖는 착색층 형성용 조성물을 상기 이형층 상에 도포하고 180℃에서 20초 동안 건조 및 경화시켜서 두께가 1.0㎛인 착색층을 형성하였다.
이소시아네이트 (상품명: TR-50)7중량%
트리메틸올프로판0.7중량%
니트로셀룰로오스 (상품명: NC, L 1/8, (주)미원 제품) 2중량%
디알릴프탈레이트(상품명: DAISO DAP)7중량%
메틸에틸케톤42.3중량%
사이클로헥사논 40중량%
염료(Ciba사, Orange G)1중량%
상기 착색층 상에 알루미늄을 진공 증착시켜서 두께가 0.2㎛인 금속층을 형성하였다.
마지막으로 아크릴 수지 40중량%와 비닐 수지 60중량%의 혼합 수지를 탈리올로 희석한 다음, 이 희석 용액을 상기 금속층 상에 도포하여 두께가 약 1㎛인 접착층을 형성함으로써 스탬핑 호일을 제조하였다.
제조된 스탬핑 호일에 대한 내열성, 내마모성 및 광택 정도를 전술한 방법에 따라 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[실시예 2]
하기와 같은 조성을 갖는 착색층 형성용 조성물을 사용하여 착색층을 형성하는 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 스탬핑 호일을 제조하였다. 제조된 스탬핑 호일에 대한 내열성, 내마모성 및 광택 정도를 전술한 방법에 따라 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
이소시아네이트 (상품명: TR-50)7중량%
트리메틸올프로판1.4중량%
니트로셀룰로오스 (상품명: NC, L 1/8, (주)미원 제품)2중량%
디알릴프탈레이트(상품명: DAISO DAP)7중량%
메틸에틸케톤41.6중량%
사이클로헥사논 40중량%
염료(Ciba사, Orange G)1중량%
[비교예]
하기와 같은 조성을 갖는 착색층 형성용 조성물을 사용하여 착색층을 형성하는 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 스탬핑 호일을 제조하였다. 제조된 스탬핑 호일에 대한 내열성, 내마모성 및 광택 정도를 전술한 방법에 따라 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
이소시아네이트 (상품명: TR-50)7중량%
니트로셀룰로오스 (상품명: NC, L 1/8, (주)미원 제품)3중량%
디알릴프탈레이트(상품명: DAISO DAP)7중량%
메틸에틸케톤42중량%
사이클로헥사논 40중량%
염료(Ciba사, Orange G)1중량%
[표 1]
구 분 내열 온도 내마모성 광 택
실시예 1 170 4 ○
실시예 2 190 6 ○
비교예 160 3 △
상기 표 1의 결과로부터, 본 발명에 따른 착색층 형성용 조성물로 형성된 착색층 (실시예 1 및 2)은, 종래의 착색층 형성용 조성물을 이용하여 형성된 착색층 (비교예)에 비해, 내열성 및 내마모성이 전반적으로 우수하다. 또한, 본 발명에 따라 제조된 스탬핑 호일은 광택성 면에서도 우수하다.
이상으로부터 일 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 착색용 조성물은 짧은 시간 동안에도 충분한 경화가 이루어진다. 따라서, 본 발명의 조성물을 이용하여 제조되는 스탬핑 호일은 착색층의 내열성 및 내마모성 뿐만 아니라 호일 자체의 광택성도 우수하다.

Claims (5)

  1. 이소시아네이트, 니트로셀룰로스, 디알릴프탈레이트 및 염료가 유기용매에 용해되어 있는 착색용 조성물에 있어서,
    트리메틸올프로판을 상기 이소시아네이트에 대하여 1 내지 40중량% 더 포함하는 것을 특징으로 하는 착색용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유기용매는 메틸에틸케톤 및 사이클로헥사논을 포함하며, 상기 메틸에틸케톤 및 사이클로엑사논의 중량비는 1:1 내지 4:1인 것을 특징으로 하는 착색용 조성물.
  3. 기재 필름 상에, 이형층, 착색층, 금속층 및 접착층이 순차적으로 형성되어 있는 스탬핑 호일에 있어서,
    상기 착색층은 이소시아네이트, 니트로셀룰로스, 디알릴프탈레이트, 염료 및 상기 이소시아네이트에 대하여 1 내지 40중량%의 트리메틸올프로판이 유기용매에 용해되어 있는 착색용 조성물을 상기 이형층 상에 도포한 다음, 경화시켜 형성된 것을 특징으로 하는 스탬핑 호일.
  4. 제3항에 있어서, 상기 기재 필름은 폴리에스테르 필름인 것을 특징으로 하는 스탬핑 호일.
  5. 제3항에 있어서, 상기 금속층이 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 스탬핑 호일.
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