KR100258729B1

KR100258729B1 - 스탬핑 호일

Info

Publication number: KR100258729B1
Application number: KR1019970050974A
Authority: KR
Inventors: 이상국; 나용훈
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: KR19990030663A

Abstract

본 발명의 스탬핑 호일은, 기재 필름상에, 이형층, 착색층, 금속증착층 및 접착층이 순차적으로 적층되어 있는 스탬핑 호일에 있어서, 착색층이 이소시아네이트와, 이소시아네이트를 기준으로 하여 80-120중량%의 아크릴폴리올 수지 및 20-100중량%의 메탄올을 포함하는 착색층 형성용 조성물을 이형층 상에 도포한 다음, 경화시킴으로써 형성된 것으로서, 절단성 및 내열성이 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 절단성 (cutting property)이 감소됨에 따라 작은 글씨나 무늬 등의 전사가 어렵게 된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 폴리우레탄 수지를 사용하여 착색층을 형성할 때 미반응 이소시아네이트의 작용기수를 최소화함으로써 절단성의 저하가 최대한으로 억제된 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 이소시아네이트를 기준으로 하여 80 내지 120중량%의 아크릴폴리올 수지 및 20 내지 100중량%의 메탄올을 포함하는 착색층 형성용 조성물을 상기 이형층 상에 도포한 다음, 경화시킴으로써 형성된 것임을 특징으로 하는 스탬핑 호일이 제공된다.

본 발명의 원리는 이소시아네이트의 블로킹과 해리현상을 기본으로 하고 있다. 즉, 이소시아네이트와 알콜은 상온에서도 반응이 일어나 알콜이 이소시아네이트를 블로킹시킨 형태로 존재한다. 이러한 상태는 고온에서 일부 해리되어 원래의 이소시아네이트와 알콜로 된다. 이때, 생성된 이소시아네이트와 아크릴폴리올이 반응을 하는 폴리우레탄 반응에 의해 경화가 이루어지면서 착색층이 형성된다. 블로킹된 이소시아네이트의 해리는 고온 (일반적으로 약 150℃ 이상)을 요하기 때문에 건조과정의 온도를 조절함으로써 해리되는 양이 조절될 수 있고 폴리우레탄 반응의 정도도 조절될 수 있다. 따라서, 건조온도를 보다 약 180℃ 정도로 올리는 경우, 잔류하는 미반응 이소시아네이트의 비율은 종래의 방법을 이용하는 경우에 비해 크게 감소되고 폴리우레탄 반응도 소정 수준이상으로 이루어진다. 이때, 블로킹을 시키지 않은 이소시아네이트를 이용하는 것에 비해 폴리우레탄 반응 자체가 적게 일어나기는 하지만 일반적인 스탬핑 호일로 사용하는데는 별다른 문제가 없고, 건조온도나 시간 등의 건조조건을 조절함으로써 반응을 용이하게 조절할 수 있으며, 블로킹되어 있는 이소시아네이트 자체가 내열성이 높고 절단성도 우수하다는 장점도 있다.

한편, 착색층 형성용 조성물에 사용되는 메탄올의 함량은 이소시아네이트에 대해 20 내지 100중량%인 것이 바람직한데, 메탄올 함량이 20중량% 미만인 경우에는 시간의 경과에 따라 절단성의 감소가 현저해지고, 100중량%를 초과하는 경우에는 착색층과 금속증착층간의 결합력이 감소되기 때문이다. 또한, 아크릴폴리올 수지의 함량은 이소시아네이트에 대해 80 내지 120중량%인 것이 바람직하다.

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%

아크릴폴리올 (AA-960-60) 10중량%

메틸에틸케톤 40중량%

사이클로헥사논 37중량%

메탄올 2중량%

염료 (Orange G, Ciba-Geigy사 제품) 1중량%

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 절단성과 내열성을 다음과 같은 방법으로 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

〈 절단성 평가 〉

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

착색층과 금속증착층간의 결합력은 스탬핑 호일의 전사면을 OPP 테이프 (25mm)로 박리했을때의 외관 변화를 육안으로 관찰하여, 양호 (○), 보통 (△) 및 불량 (×)의 3등급으로 평가하였다.

〈 실시예 2-4 〉

착색층 형성용 조성물 제조시, 사용되는 각각의 성분을 표 1에 기재되어 있는 바와 같이 혼합하는 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, 메탄올을 사용하지 않고 사이클로헥사논을 39중량% 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 스탬핑 호일을 제조하여 그 특성을 평가한 다음 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

〈 비교예 2 - 5 〉

착색층 형성용 조성물 제조시, 사용되는 각각의 성분을 표 1에 기재되어 있는 바와 같이 혼합하는 한편, 비교예 2 및 3의 경우에는 건조온도를 150℃로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 스탬핑 호일을 제조하여 그 특성을 평가한 다음 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

	실 시 예	비 교 예
	1	2	3	4	1	2	3	4	5
성분(wt.%)	이소시아네이트	10	10	10	10	10	10	10	10	10
	아크릴폴리올	10	10	8	8	10	10	10	10	10
	메탄올	2	7	2	7	0	2	7	0.5	15
	메틸에틸케톤	40	40	40	40	40	40	40	40	40
	사이클로헥사논	37	32	39	34	39	37	32	38.5	24
	염료	1	1	1	1	1	1	1	1	1
건조온도 (℃)	180	180	180	180	180	150	150	180	180
특성	절단성(급)	2	1	3	2	3	1	1	3	1
	절단성변화(급)	3	1	4	2	8	2	1	6	1
	내열성 (℃)	180	170	190	180	180	150	140	180	150
	층간결합력	○	○	○	○	○	△	×	○	×

상기 표 1의 결과로부터, 착색층 형성용 조성물에 메탄올을 첨가하지 않은 경우 (비교예 1)에는 절단성이 좋지 않았는데, 이는 미반응 이소시아네이트로 인한 것으로 생각된다. 또한, 건조온도가 낮은 경우 (비교예 2 및 3)에도 내열성과 층간결합력이 좋지 않았으며, 메탄올이 소량으로 사용되는 경우 (비교예 4)에는 컷팅성이 매우 좋지 않았고, 다량으로 사용되는 경우 (비교예 5)에는 컷팅성은 우수하나 내열성 및 층간결합력이 크게 저하되었다. 그러나, 메탄올을 적절한 양으로 첨가한 경우 (실시예 1 내지 4)에는 그 첨가량이 증가할수록 절단성이 우수하고 절단성의 변화가 거의 나타나지 않았다. 또한, 층간결합력이 우수하여 전사 후 착색층의 색상이나 광택의 보존에도 별다른 문제가 없었다.

본 발명의 스탬핑 호일은 절단성이 우수하고 절단성의 변화가 거의 나타나지 않으므로 스탬핑 호일의 장기간 보관에 유리하고 작은 글씨 등도 효과적으로 전사할 수 있다.

Claims

기재 필름상에, 이형층, 착색층, 금속증착층 및 접착층이 순차적으로 적층되어 있는 스탬핑 호일에 있어서, 상기 착색층이 이소시아네이트와 상기 이소시아네이트에 대해 80 내지 120중량%의 아크릴폴리올 수지 및 20 내지 100중량%의 메탄올을 포함하는 착색층 형성용 조성물을 상기 이형층 상에 도포한 다음, 경화시킴으로써 형성된 것임을 특징으로 하는 스탬핑 호일.