KR100258728B1

KR100258728B1 - 스탬핑 호일

Info

Publication number: KR100258728B1
Application number: KR1019970050975A
Authority: KR
Inventors: 나용훈; 이상국
Original assignee: 토마스 더블유. 버크맨; 일리노이즈 툴 워크스 인코포레이티드
Priority date: 1997-10-02
Filing date: 1997-10-02
Publication date: 2000-06-15
Also published as: KR19990030664A

Abstract

본 발명의 스탬핑 호일은, 기재 필름상에, 이형층, 착색층, 금속증착층 및 접착층이 순차적으로 형성되어 있는 스탬핑 호일에 있어서, 상기 착색층이 이소시아네이트와 이소시아네이트에 대해 20 내지 90중량%의 멜라민 수지 및 5 내지 20중량%의 1,4-부탄디올을 포함하는 착색층 형성용 조성물을 상기 이형층 상에 도포한 다음, 경화시킴으로써 형성된 것임을 특징으로 하며, 시간의 경과에 따른 컷팅성의 변화가 실질적으로 없고 내열성이 우수하며, 착색층과 금속증착층간의 결합력도 우수하다.

Description

스탬핑 호일

본 발명은 스탬핑 호일에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내열성이 우수하고 착색층과 금속증착층과의 결합력이 우수한 핫스탬핑 호일에 관한 것이다.

스탬핑 호일이란 건식인쇄방식의 일종인 핫 스탬핑 (hot stamping) 공정에 사용되는 것이며, 핫 스탬핑 공정은 플라스틱, 섬유, 가죽 등의 전사 대상물에 가열된 압판 (押板)을 인가하여 문자 또는 모양 등을 붙이는 일종의 가열인쇄법에 관한 공정이다.

따라서, 스탬핑 호일은 통상 열과 압력에 의해 전사되며, 전사될 대상물에 따라 종이용, 플라스틱용, 섬유용, 가죽용 등으로 대별된다.

통상의 스탬핑 호일은 기재필름상에 이형층, 착색층 (또는 보호층), 금속증착층 (또는 알루미늄층) 및 접착층이 순차적으로 형성되어 있는 구조를 가지며, 각층의 구성성분 및 조성과 두께 등은 사용되는 용도에 따라 달라질 수 있다.

이러한 스탬핑 호일이 핫 스탬핑 공정에서 바람직하게 사용되기 위한 일반적인 요건으로는, 첫째, 광택성, 내마모성 및 내약품성을 가져야 하고, 둘째, 접착액 도포 공정후 고온의 가열 압착공정에 견딜 수 있을 정도의 내열성을 가져야 하며, 셋째, 원하는 패턴을 전사 대상물 (종이, 섬유, 가죽 등)에 전사한 후 기재필름과 이형층을 분리해내는 공정시 착색층이 금속증착층과 분리되지 않도록 이들 층간의 결합력이 좋아야 하는 한편, 기재 필름과 이형층은 분리가 용이하도록 사용 용도에 알맞은 박리력을 가져야 하고, 이외에도 내용제성이 좋아야 한다는 점을 들 수 있다.

이중, 착색층은 특히 전사하고자 하는 패턴을 포함하고 있기 때문에, 전사시 또는 전사 후에도 패턴이 변화되지 않도록 여러 가지 물성, 특히 내열성, 내용제성, 내마모성 등이 적절한 수준을 유지하여야 한다.

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 형성하기가 어렵다는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 착색층 재료로 일반적으로 사용되는 폴리우레탄 수지의 경우, 불충분한 경화반응으로 인해 이소시아네이트가 미반응된 상태로 잔류하게 된다. 따라서, 이소시아네이트의 작용기 -NCO로 인해, 스탬핑 호일의 장기간 보관 중 스탬핑 호일의 물성, 특히 컷팅성이 감소됨에 따라 작은 글씨나 무늬 등의 전사가 어렵게 된다. 또한, 착색층에 사용되는 염료는 통상 저분자이고 금속증착층과의 결합력이 부족하므로, 염료를 대량으로 사용해야 하는 경우에는 염료의 양이 증가할수록 금속증착층과 착색층간의 결합력이 더욱 감소하게 되는 문제가 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 폴리우레탄 수지를 사용하여 착색층을 형성할 때 미반응 이소시아네이트의 작용기수를 최소화함으로써 컷팅성의 저하를 최대한으로 억제하는 한편 염료를 다량으로 사용해야 하는 경우에도 착색층과 금속증착층과의 결합력이 우수한 스탬핑 호일을 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 기재 필름 상에, 이형층, 착색층, 금속증착층 및 접착층이 순차적으로 형성되어 있는 스탬핑 호일에 있어서, 상기 착색층이 이소시아네이트와 상기 이소시아네이트에 대해 20 내지 90중량%의 멜라민 수지 및 5-20중량%의 1,4-부탄디올을 포함하는 착색층 형성용 조성물을 상기 이형층 상에 도포한 다음, 경화시킴으로써 형성된 것임을 특징으로 하는 스탬핑 호일이 제공된다.

본 발명의 원리는 착색층 형성용 조성물 중의 이소시아네이트와 반응할 수 있는 물질 중 분자량이 작고 이소시아네이트와 빠르게 반응할 수 있는 물질로서, 이미노기를 가지고 있는 멜라민 수지를 사용하는 것을 기본으로 하고 있다. 즉, 이미노기를 가지고 있는 아미노수지로서 멜라민 수지를 사용하였는데, 멜라민 수지의 이미노기와 이소시아네이트는 상온에서도 충분히 반응하며, 미반응 이소시아네이트를 거의 남기지 않는다. 또한, 이소시아네이트와 결합된 멜라민 수지는 멜라민 수지의 고유한 반응 메카니즘에 의해 건조과정에서 자기경화를 일으키게 된다. 그 결과, 폴리우레탄 반응에 의한 높은 내열성과 멜라민 수지의 반응에 의한 내용제성을 동시에 얻을 수 있으며, 시간의 경과에 따른 물성의 변화도 나타나지 않으므로 장기간 보관에 유리하다.

사용가능한 멜라민 수지로는 이미노기를 가지고 있는 것이면 무방하나, 멜라민-포름알데히드 수지를 이용하는 것이 바람직하다.

멜라민 수지는 이소시아네이트에 대해 20 내지 90중량%를 사용하는 것이 바람직한데, 90중량%를 초과하여 사용하는 경우에는 착색층과 금속증착층간의 결합력이 감소하게 되고, 20중량% 미만으로 사용하는 경우에는 첨가효과가 바람직한 수준에 미치지 못하기 때문이다.

또한, 착색층 형성용 조성물에 첨가되는 1,4-부탄디올은 상온에서 이소시아네이트와 반응할 수 있어서 미반응 이소시아네이트를 더욱 더 감소시키는 작용을 하면서, 동시에 이소시아네이트-멜라민 수지 결합체와도 반응한다. 따라서, 경화반응을 촉진시키기 때문에 착색층과 금속증착층간의 결합력을 향상시킨다. 그러나, 1,4-부탄디올의 첨가량이 증가하면 컷팅성이 떨어지게 되므로 그 첨가량을 이소시아네이트에 대해 5 내지 20중량%로 하는 것이 바람직하다. 더욱이, 염료를 다량으로 사용해야 하는 경우에는 염료 자체에 의해 컷팅성이 증가되는 효과가 있으므로, 1,4-부탄디올의 사용량을 이소시아네이트에 대해 20중량%까지 증가시킨다고 해도 컷팅성에 있어 전혀 문제가 되지 않는다.

이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명할 것이나 본 발명이 이에 한정되지는 않는다.

〈실시예 1〉

12㎛ 두께의 폴리에스테르 필름 상에 이형층을 형성한 다음, 하기의 조성을 갖는 착색층 형성용 조성물을 도포하고 180℃에서 건조시켜 착색층 (도포된 건조중량: 1.2g/m²)을 형성하였다.

이소시아네이트 (TR-50) 10중량%

멜라민-포름알데히드 수지 6중량%

1,4-부탄디올 1중량%

메틸에틸케톤 40중량%

사이클로헥사논 35중량%

염료 (Blue 606, Kelly사 제품) 8중량%

상기 착색층 상에 알루미늄을 진공 증착시켜 0.02㎛ 두께의 금속증착층을 형성하고, 마지막으로 아크릴 수지 40중량%와 비닐 수지 60중량%의 혼합 수지를 탈리올로 희석한 다음, 이 희석 용액을 상기 금속증착층 상에 도포하여 두께가 1㎛인 접착층을 형성함으로써 스탬핑 호일을 완성하였다. 이 스탬핑 호일에 대하여 컷팅성, 내열성 및 착색층과 금속증착층간의 결합력을 다음과 같은 방법으로 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

〈 컷팅성 평가 〉

가장 작은 글씨를 1등급, 가장 큰 글씨를 10등급으로 평가할 수 있는 스탬핑 몰드를 사용하여, 전사공정을 거친 후 컷팅성을 평가하였다. 또한, 컷팅성 변화는 60℃, 75%RH 조건의 항온항습기에 스탬핑 호일을 24시간 방치한 다음 전사공정을 거친 후의 컷팅성을 관찰함으로써 평가하였다

〈 내열성 평가 〉

이때의 내열성은 전사 후 착색층의 색상과 광택의 보존성에 대한 평가로서, 완성된 핫 스탬핑 호일을 일정온도를 유지하는 금속몰드로 스탬핑 했을 때 착색층의 광택이 사라질때의 온도로서 평가하였다.

〈 층간결합력 평가 〉

스탬핑 호일을 전사한 후, 셀로판테이프로 박리하여 그 때의 결합력을 양호 (○), 보통 (△) 및 불량 (×)의 3등급으로 평가하였다

〈 실시예 2 - 4 〉

착색층 형성용 조성물 제조시, 사용되는 각각의 성분을 표 1에 기재되어 있는 바와 같이 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 스탬핑 호일을 제조하여 그 특성을 평가한 다음 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

〈 비교예 1 〉

착색층 형성용 조성물 제조시, 이소시아네이트를 7중량%, 니트로셀룰로오스를 2중량%, 디알릴프탈레이트를 7중량%, 염료를 7중량%, 사이클로헥사논을 34중량%, 메틸에틸케톤을 43중량%로 하여 이들을 혼합하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 스탬핑 호일을 제조하여 그 특성을 평가한 다음 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

〈 비교예 2 - 3 〉

	실 시 예	비 교 예
	1	2	3	4	1	2	3
성분(wt.%)	이소시아네이트	10	10	10	10	7	10	10
	멜라민-포름알데히드	6	8	6	8	2^*1	10	10
	1,4-부탄디올	1	1	1.5	1.5	7^*2	3	1
	메틸에틸케톤	40	40	40	40	43	40	40
	사이클로헥사논	35	32	34.5	31.5	34	29	31
	염료	8	9	8	9	7	8	8
특성	절단성(급)	2	2	3	3	2	6	4
	절단성변화(급)	3	2	4	3	5	6	4
	내열성 (℃)	200	200	200	190	150	150	190
	층간결합력	○	○	○	○	×	×	△

(주: *1은 니트로셀룰로오스의 함량이고, *2는 디알릴프탈레이트의 함량임)

상기 표 1의 결과로부터, 착색층 형성용 조성물에 종래와 같이 니트로셀룰로오스와 디알릴프탈레이트를 사용한 경우 (비교예 1)에는 시간의 경과에 따라 컷팅성이 감소되므로 작은 글씨 등의 전사에 적합하지 않으며 스탬핑 호일의 보관성이 떨어지는 한편, 내열성이나 층간결합력도 좋지 않았다. 또한, 1,4-부탄디올을 과량으로 사용하면서 멜라민-포름알데히드 수지도 과량으로 하여 이소시아네이트와 동일한 양을 사용한 경우 (비교예 2)에는 컷팅성, 내열성 및 층간결합력이 모두 좋지 않았고, 멜라민-포름알데히드 수지만을 과량으로 사용한 경우 (비교예 3)에는 평가대상의 특성들이 다소 저하되었다. 그러나, 멜라민 수지를 적절한 양으로 첨가한 경우 (실시예 1 내지 4)에는 그 첨가량이 증가할수록 컷팅성의 변화가 거의 나타나지 않았고 층간결합력이나 내열성에도 악영향이 없었다.

본 발명의 스탬핑 호일은 컷팅성이 우수하고 컷팅성의 변화가 거의 나타나지 않으므로 스탬핑 호일의 장기간 보관에 유리하고 작은 글씨 등도 효과적으로 전사할 수 있으며, 착색층과 금속증착층간의 층간결합력이 우수하므로 전사 후 착색층의 색상 및 광택에 대한 유지성이 우수하다.

Claims

기재 필름상에, 기재 필름 상에, 이형층, 착색층, 금속증착층 및 접착층이 순차적으로 형성되어 있는 스탬핑 호일에 있어서, 상기 착색층이 이소시아네이트와 상기 이소시아네이트에 대해 20 내지 90중량%의 멜라민 수지 및 5 내지 20중량%의 1,4-부탄디올을 포함하는 착색층 형성용 조성물을 상기 이형층 상에 도포한 다음, 경화시킴으로써 형성된 것임을 특징으로 하는 스탬핑 호일.
제1항에 있어서, 상기 멜라민 수지가 멜라민-포름알데히드 수지인 것을 특징으로 하는 스탬핑 호일.