KR100459238B1 - 도료를 포함하는 전사용 필름을 이용한 전사방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다양한 재료의 요철면 위에 문양을 전사할 수 있는 전사용 필름 및 그를 이용한 전사방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 열가소성 수지 필름층 및 도료를 이용하여 문양이 인쇄된 인쇄층으로 구성된 전사용 필름 및 이를 이용한 전사방법을 제공된다. 본 발명의 전사용 필름은 열가소성 수지 및 열경화성 수지를 포함하는 도료를 이용하여 플라스틱 필름 위에 문양이 직접 인쇄되기 때문에, 종래의 전사용 필름에 비하여 구조가 단순하여 간단하게 제조될 수 있을 뿐만 아니라, 보다 선명한 문양을 얻을 수 있게 되었다.

Description

도료를 포함하는 전사용 필름을 이용한 전사방법{Pattern Transferring Method Employing Pattern Transferring Film Containing Paint Composition}
본 발명은 다양한 재료의 요철면 위에 문양을 전사할 수 있는 전사용 필름 및 그를 이용한 전사방법에 관한 것이다. 좀더 구체적으로, 본 발명은 열가소성 수지 필름층 및 도료를 이용하여 문양이 인쇄된 인쇄층을 포함하는 전사용 필름 및 그를 이용한 전사 방법에 관한 것이다.
금속 또는 플라스틱의 표면에 장식성을 목적으로 문양을 처리하기 위하여 다양한 방법이 개발되어 사용되고 있는 바, 예를 들어, 대한민국 특허공고 제 91-2529호는 스크린 프린팅에 의한 페이스트를 적용하여 물체 표면에 음화형 무늬를 만든 후, 약 400℃ 이상의 온도에서 가열하고, 스크린 프린팅에 의해 코팅되지 않은 물체의 표면과 반응하는 금속산화물 용액에 음화형 무늬가 구비된 가열된 물체를 침지하고, 피복되지 않은 물체의 표면에 광택 문양을 형성한 후 음화형 무늬를 물체로부터 제거하므로써, 물체 표면에 광택 문양을 전사하는 방법이 개시되어 있다. 또한, 일본 특허공고 소화 제 52-41682호 및 제 57-50547호는 전사용 필름을 인쇄(전사)하여 여러 가지 물체의 표면에 문양을 인쇄하는 방법에 대해 개시하고 있다. 그러나, 전술한 종래의 이러한 인쇄방법들은 인쇄(전사) 공정이 복잡하고 소재의 선택에 제한을 받는다는 문제점이 있었으며, 인쇄된 피복체의 내구성이 떨어져 탈색 내지는 변색되기 용이하고, 인쇄 전에 인위적으로 물체 표면에 문양을 만들어야 하며, 고가의 인쇄 비용이 요구되므로, 실제적으로 사용하는 데에는 한계가 있었다.
한편, 이러한 종래기술의 한계성을 극복하고자 수전사 및 열전사 방식이 개발된 바, 대한민국특허 제 269772호에는 주필름층/인쇄층/유연성 코팅층으로 구성된 수전사용 필름이 개시되어 있으나, 이 필름은 주필름층 및 인쇄층을 구성하는 재료가 물에 쉽게 용해될 수 있는 소재로 제한된다는 단점이 있으며, 물에 용해된 주필름층 및 인쇄층이 환경문제를 유발할 가능성이 높다는 문제점이 계속되고 있을 뿐만 아니라, 문양을 인쇄하는 재료로서 염료가 사용되고 있는 바, 이 전사필름을 사용하는 경우 상기 염료는 전사시 일부가 승화되어 목적물에 침투되고, 이로 인하여 목적물의 인쇄상태가 흐려질 수 있다는 단점이 있다. 한편, 일본공개특허공보 (평)6-219096호에는 기층/내후성보호층/인쇄층/접착층으로 구성된 열전사용 시트가 개시되어있으나, 이 전사용 시트는 지나치게 복잡한 층으로 구성되어 있어서 생산성 및 경제성이 의문시되고 있다.
상술한 바와 같이 목적물에 문양을 인쇄하는 다양한 방법이 현재까지 개발되어 왔으나, 이들 모두는 전사용 필름의 구성이 최소한 3층 이상으로 구성이 되어있는 바, 보다 간단한 구성의 전사용 필름을 개발할 필요성이 끊임없이 대두되고 있다.
이에, 본 발명자는 종래의 전사필름들의 단점을 극복하고 구성이 간단하면서도 제조가 용이한 전사용 필름을 개발하고자 예의 노력한 결과, 열가소성 수지 및 열경화성 수지를 포함하는 도료를 이용하여 직접 열가소성 필름 위에 문양을 인쇄하면 이를 전사용 필름으로 사용할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
결국, 본 발명의 주된 목적은 도료를 이용하여 문양이 인쇄된 전사용 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 전사용 필름을 이용한 전사방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 전사용 필름은 열가소성 수지 필름층과 열가소성 수지 10 내지 40wt%, 열경화성 수지 10 내지 40wt% 및 안료 10 내지 40wt%를 포함하는 도료를 이용하여 문양이 인쇄된 인쇄층으로 구성되어 있다.
이때, 상기 열가소성 수지 필름은 후술하는 전사공정에서 가해지는 열에 의하여 용융되거나 변형되지 않아야 하는 바, 용융점이 높은 고분자를 소재로 하는필름이 사용되며, 특히, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 도료조성물의 열가소성 수지로서는 폴리에스터 수지 또는 불소수지가 사용되며, 열경화성 수지로서는 아크릴 수지, 에폭시 수지 또는 우레아 수지가 사용된다. 한편, 안료로서는 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 철(Fe), 니켈(Ni), 아연(Zn)과 같은 금속들의 금속산화물 안료가 사용될 수 있으며, 상기 안료를 대신하여 또는 상기 안료와 함께 원적외선 방사, 항균 등의 기능성을 보이는 옥돌 분말, 제올라이트 등의 재료들이 함께 사용될 수 있다. 한편, 상기 조성물에 중합개시제나 안정제 등 소량의 첨가제가 함께 사용될 수 있음은 당연하며, 또한, 상기 조성물은 베젠, 톨루엔, 에테르, 케톤, 알코올 등의 유지용제에 필요한 농도로 희석되어 사용되는 바, 필요한 경우 융착제나 점도조정제 등이 추가로 사용될 수 있음은 물론이다.
또한, 상기 열가소성 필름층 위에 도료를 이용하여 문양을 인쇄하는 방법에는 특별한 제한이 없는 바, 그라비어 인쇄, 옵셋 인쇄, 실크스크린 인쇄 등 통상의 방법이 사용될 수 있다.
한편, 본 발명의 전사 방법은 전처리된 목적물에 열경화성 수지 및 열가소성 수지를 포함하는 도료를 이용하여 바탕도장을 한 다음, 전중합하는 공정; 바탕 도장된 목적물에 상기 전사용 필름을 밀착시키는 공정; 및, 상기 전사용 필름이 밀착된 목적물에 열풍을 가하여 열가소성 수지 필름 위의 문양을 목적물에 전사한 다음, 열가소성 수지 필름을 제거하는 공정을 포함한다.
이하, 본 발명의 상기 전사용 필름을 이용한 전사 방법을 각 공정별로 나누어 보다 구체적으로 설명하고자 한다.
제 1공정: 바탕도장 및 전중합
전처리된 목적물에 열경화성 수지 및 열가소성 수지를 포함하는 도료를 이용하여 바탕도장을 한 다음, 전중합한다: 이때, 본 발명이 적용될 수 있는 목적물로는 철, 알루미늄, 플라스틱, 세라믹, 고무, 유리 등 다양한 소재가 가능하며, 한편, 바탕 도장용 도료는 상기 전사용 필름에 사용되는 도료가 그대로 사용될 수 있으나, 보다 선명한 문양을 얻기 위하여 또는 전중합의 속도를 조절하기 위하여, 상기 도료를 구성하는 성분 중 일부를 가감하여 바탕 도장용 도료로 사용할 수도 있다. 한편, 전중합은 100 내지 200℃에서, 바람직하게는 120 내지 180℃에서 수행한다.
제 2공정: 전사용 필름과 목적물의 밀착
표면에 도료가 전중합되어 있는 목적물에 상기 전사용 필름을 밀착시킨다: 이때, 목적물과 전사용 필름을 밀착하는 방법은 본 발명의 취지에 비추어 특별히제한되지 않은 바, 롤러를 이용한 압착이나 진공을 이용한 흡착 등 다양한 방법이 사용될 수 있음은 자명하다 할 것이다.
제 3공정: 문양 전사
상기 필름이 부착된 목적물에 열풍을 가하여 전사용 필름위에 인쇄된 문양을 목적물에 전사한 다음, 열가소성 수지 필름을 제거한다: 이때, 열풍의 온도는 도료를 구성하는 수지성분 중 일부가 용융되어 전사용 필름 위의 문양이 목적물의 표면으로 전사될 수 있는 온도 이상이 되어야 하는 바, 온도가 높을수록 문양의 전사가 빠르다는 장점이 있으나, 온도가 너무 높으면 열가소성 필름이 변형되거나 또는, 목적물이 플라스틱 소재인 경우에는 목적물 자체가 변형되어 선명한 문양을 얻을 수 없는 문제점이 발생하므로, 열풍의 온도는 150 내지 230℃인 것이 바람직하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실시예 1: 알루미늄 요철면에 원목문양의 전사
먼저, PVDF 44wt%, 아크릴 수지18wt%, 금속산화물 안료(yellow) 38wt%를 포함하는 도료를 톨루엔, 에틸메틸케톤 및 디에틸에테르가 부피비로 동량씩 혼합된 혼합용매에 1:1(w/w)로 희석시킨 다음, 이를 이용하여 PET 필름위에 원목문양을 인쇄하여 전사용 필름을 준비하였다. 다음으로, 에폭시 수지 40wt%, 우레아 수지 16wt%, 금속산화물 안료 44wt%를 포함하는 도료를 톨루엔, 에틸메틸케톤 및 디에틸에테르가 부피비로 동량씩 혼합된 혼합용매에 1:1(w/w)로 희석시킨 다음, 이를 이용하여 알루미늄 요철면에 바탕도장을 하고 170℃에서 전중합하였다. 이어서, 상기 바탕도장이 된 목적물을 알루미늄 요철면을 위로 하여 열전사장치 안에 올려 놓고 상기 원목문양이 인쇄된 전사용 필름을 세팅한 다음, 흡착기를 작동시켜 상기 알루미늄 요철면과 문양이 인쇄된 PET 필름을 밀착시켰다. 마지막으로, 상기 전사용 필름이 밀착된 알루미늄 요철면에 200℃의 열풍을 가하여 PET 필름 위의 문양을 목적물에 전사한 다음, 열가소성 수지 필름을 제거하여 원목문양이 전사된 알루미늄 요철면을 제조하였다.
원목문양이 인쇄된 알루미늄 요철면의 물성시험
상기 실시예 1에서 제조된 원목문양이 인쇄된 알루미늄 요철면에 대하여 경도, 부착성, 내약품성, 내후성등을 측정하여, 그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
측정항목 시험방법 요구조건 시험결과
도막두께 - 25㎛ 이상 50㎛
경 도 연필경도 H 이상 2H
부 착 성 크로스 컷(cross-cut) 투명테이프,도막이 묻어나오지 않아야 함 도막이 벗겨지지 않음
내알칼리성 NaOH 25% x 1시간 색, 광택 이상없음부풀음, 박리없음
내 산 성 H2SO4 15% x 18시간 색, 광택 이상없음부풀음, 박리없음
내 후 성 QUV 5000시간 무늬변색 없음
* 한국생활용품시험연구원 성적서
상기 표 1에서 보듯이, 본 발명의 전사필름을 이용하여 목적물에 문양을 인쇄하는 경우, 경도, 부착성, 내약품성 등에서 외장재용 자재에 필요한 요구조건을 모두 만족시키고 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 전사용 필름을 이용하여 문양을 인쇄하는 경우 종래의 필름을 이용하는 경우보다 현저하게 선명한 문양을 얻을 수 있었는 바, 이는 본 발명의 전사용 필름을 이용하는 경우 종래의 염착방법에서 문제시 되던 색번짐 현상이 근본적으로 해결되었기 때문으로 판단된다.
이상에서 상세하게 설명하고 입증한 바와 같이, 본 발명은 열가소성 수지 필름층 및 도료를 이용하여 문양이 인쇄된 인쇄층을 포함하는 전사용 필름 및 그를 이용한 전사 방법을 제공한다. 본 발명의 전사용 필름은 열가소성 수지 및 열경화성 수지를 포함하는 도료를 이용하여 플라스틱 필름 위에 문양이 직접 인쇄기 때문에 종래의 전사용 필름에 비하여 구조가 단순하여 간단하게 제조될 수 있을 뿐만 아니라, 보다 선명한 문양을 얻을 수 있게 되었다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시태양일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. ⅰ) 전처리된 목적물에 열경화성 수지 및 열가소성 수지를 포함하는 도료를 이용하여 바탕도장을 한 다음, 100 내지 200℃에서 전중합시키는 공정;
    ⅱ) 바탕 도장된 목적물에 열가소성 수지 필름층과 열가소성 수지 10 내지 50wt%, 열경화성 수지 10 내지 50wt% 및 안료 10 내지 50wt%를 포함하는 도료를 이용하여 문양이 인쇄된 인쇄층으로 구성된 전사용 필름을 밀착시키는 공정; 및,
    ⅲ) 상기 전사용 필름이 밀착된 목적물에 150 내지 230℃의 열풍을 가하여 전사용 필름 위에 인쇄된 문양을 목적물에 전사한 다음, 열가소성 수지 필름을 제거하는 공정을 포함하는 전사방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    열가소성 수지는 폴리에스터 수지 또는 불소수지이고; 및, 열경화성 수지는 아크릴 수지, 에폭시 수지 또는 우레아 수지인 것을 특징으로 하는
    전사방법.
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