KR101017299B1 - 전사 호일 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전사호일에 관한 것으로, UV경화형 잉크를 사용하는 전사방식에 적용이 가능한 전사호일에 관한 것이다. 구체적으로는 전사호일의 전체적인 UV투과도가 높아 UV경화형 잉크의 경화속도를 빠르게 함으로써, 빠른 전사속도를 발현할 수 있으며, 절단성 및 UV경화형 잉크와의 접착력이 우수한 전사 호일에 관한 것이다.

전사 호일, UV경화형 잉크

Description

전사 호일{Transfer foil}

본 발명은 전사호일에 관한 것으로, UV경화형 잉크를 사용하는 전사방식에 적용하는 전사 호일에 관한 것이다.

플라스틱 성형품, 가죽제품, 목제품, 종이제품 등 다양한 소재의 피착재에 금속성분의 그래픽 패턴이나 문자 등을 전사시키는 방법으로서, 스탬핑호일이 주로 사용되고 있다.

스탬핑 호일은 핫 스탬프 테이프(hot stamp tape) 또는 열전사 테이프(thermal transfer tape)등으로 불리기도 한다. 스탬핑 호일은 통상적으로 폴리에스테르 수지로 구성된 기재 필름 상에, 이형층, 착색층, 금속 증착층 및 접착층이 순차적으로 적층된 구조로 되어 있다.

이러한 스탬핑호일은 전사하고자 하는 형태의 다이를 이용하여 열과 압력을 가해 전사시키는 핫 스탬핑(hot stamping) 공정에 사용된다.

그러나 핫 스탬핑 공정을 사용하기 위해서는 일정한 모양의 다이가 있어야 하며, 모양을 바꾸기 위해서는 또 다른 형태의 다이가 필요하게 되므로 경제적이지 못하며, 여러 형태로의 변형이 용이하지 못하고, 대부분 수동전사방법으로 사용하 며, 고속전사방식에는 적합하지 못한 문제점이 있었다.

따라서, 다이 제작이 필요 없어 원가절감이 가능하고, 디자인의 미려성 등을 확보 할 수 있으며, 고속 전사가 가능한 다이리스 전사방법에 대하여 관심이 집중되고 있으며, 이러한 특허는 미국특허 제6395120호, 제5603259호 등이 있다.

즉, 다이 없이 옵셋인쇄, 플렉소 인쇄 방식 등의 고속인쇄를 통해 잉크로 무늬를 형성하고, 상기 잉크와 접착성이 우수하여 전사가 가능한 전사지의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 UV경화형 잉크를 사용하는 고속전사방식에 적용이 가능한 높은 UV투과도를 갖는 전사호일을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 UV경화형 잉크와의 접착성이 우수하며, 절단성이 좋아 고속인쇄가 가능한 전사호일을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 40 MPM(meter per minute)이상의 전사속도를 발현할 수 있는 전사호일을 제공하고자 한다.

본 발명은 베이스필름층 상에 이형층, 착색층, 금속증착층, 접착층이 차례로 형성되어 있는 전사 호일로서, 327nm에서 측정된 UV투과도가 5 ~ 15%, 보다 바람직하게는 7 ~ 12%인 전사 호일에 관한 것이다.

UV투과도가 5% 미만인 경우, 고속전사기를 이용한 전사방식에 적용 시 UV경화형 잉크가 충분히 경화되지 않으므로 전사성 및 절단성이 불량하며, 충분히 경화되도록 하기 위해서는 시간이 더 소요되므로 생산성이 떨어진다. 또한 15%를 초과하기 위해서는 알루미늄 증착층의 두께가 얇아져야 하는데, 실질적으로 알루미늄 증착층의 두께가 너무 얇은 경우 금박 또는 은박이 아닌 검정색을 띄게 되므로 목적으로 하는 전사호일을 제공할 수가 없으며, 슬리팅 시 과다한 플레이크가 발생한다. 따라서 상기 범위는 UV경화형 잉크가 경화될 수 있도록 하며, 40 MPM(meter per minute)이상의 전사속도를 발현할 수 있는 최적의 범위이다.

다음으로 본 발명의 UV투과도를 달성하기 위한 각 구성에 대하여 설명한다.

상기 이형층은 UV투과도가 59 ~ 73% 것이 바람직하다. 상기 UV투과도를 달성하기 위해서는 제한되지 않으나, 고형분 0.6 ~ 1.2 중량%의 폴리에틸렌계 왁스를 건조 도포량(dry pick-up)이 0.20~ 0.50 g/㎡가 되도록 코팅, 건조한다. 상기 이형층은 폴리에틸렌계 왁스를 사용하는 경우, 통상적으로 사용되는 아크릴계 수지에 비하여 높은 투과도를 달성할 수 있으므로 바람직하다. 또한, 고형분은 0.6 ~ 1.2 중량%가 되도록 제조하는 것이 바람직하며, 0.6 중량% 미만인 경우 호일로서 기본적으로 가져야 전사성은 양호하나, 절단성이 불량하여 뜯김 현상이 일어나며, 1.2 중량%를 초과하는 경우 UV 투과도가 저하되므로 호일이 기본적으로 가져야 하는 전사성이 저하된다. 또한 건조도포량이 0.5g/㎡을 초과하는 경우 UV 잉크 경화 후에 Foil을 떼어낼때 플레이크가 발생 할 수 있다.

상기 착색층은 UV투과도가 28 ~ 33%인 것이 바람직하다. 상기 UV투과도를 달성하기 위해서는 제한되지 않으나, 아크릴계수지 : 니트로셀룰로오스 : 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트를 60~80 : 10~20 : 10~20 중량비로 혼합한 용액을 건조 도포량(dry pick-up)이 1.15 ~ 1.2 g/㎡가 되도록 코팅, 건조한다. 또한 필요에 따라 상기 혼합된 수지 100 중량부에 대하여 3 ~ 12 중량부의 착색제를 추가할 수 있다. 이때 사용 가능한 착색제로는 제한되지 않으나, Neozapon orange #245, Neozapon yellow #141, orange #206 등이 사용될 수 있다. 상기 건조 도포량은 상기 범위로 사용하는 경우 목적으로 하는 UV 투과도를 달성할 수 있다.

상기 금속증착층은 알루미늄의 증착두께가 200 ~ 300 Å가 되도록 제조한다. 200Å 미만인 경우 UV 투과도는 높아지나 전사 시 색상이 검게 나타나므로 바람직하지 않고, 300Å 를 초과하는 경우는 증착두께가 너무 두꺼우므로 UV 투과도가 낮아지고, 전사성 및 절단성이 떨어진다. 상기 금속 증착층은 UV투과도가 18 ~ 25%인 것이 바람직하다.

상기 접착층은 UV투과도가 40 ~ 45%인 것이 바람직하다. 상기 UV투과도를 달성하기 위해서는 제한되지 않으나, 비닐계수지 : 아크릴계수지 : 실리카입자(평균입경 10 ~ 20nm)를 20~30 : 50~60 : 10~30 중량비로 혼합한 용액을 건조 도포량(dry pick-up)이 0.5 ~ 0.6 g/㎡가 되도록 코팅, 건조한다. 상기 건조도포량은 상기 범위로 사용하는 경우 목적으로 하는 UV 투과도를 달성할 수 있다.

상기 베이스필름은 전사 후 제거되는 것으로, 폴리에스테르계 또는 폴리올레핀계 필름이라면 제한되지 않고 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 전사호일은 UV경화형 잉크를 사용하는 고속전사방식에 적용하는 경우, UV경화형 잉크의 경화시간을 단축시킬 수 있으므로 40 MPM(meter per minute)이상의 전사속도를 발현할 수 있다.

또한 본 발명의 전사 호일은 UV경화형 잉크와 접착성이 우수하고, 전사 후 절단성이 우수하다.

이하의 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 본 발명은 아래의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

이하 실시예에서 사용된 UV 잉크는 젤라그멜린 (Zeller and Gmelin)사의 UVAFLEXU084를 사용하였다.

물성 측정방법은 다음과 같다.

(1)전사성

연신된 폴리프로필렌 필름에 메이어바를 이용하여 UV경화형 잉크를 1㎛ 두께로 도포한 후, 상기 인쇄된 면에 실시예에서 제조된 전사호일을 2kg무게의 롤러를 사용하여 합지 시킨 후, UV 경화기(Fusion Systems Corporation, Model : DRS-120) 이용하여 잉크를 경화시킨 후, 전사된 모양이 UV경화형 잉크의 인쇄모양과 유사한 정도를 보고 평가하였다.

- 인쇄 모양과 동일하면 합격

- 인쇄 모양과 동일하지 않으면 불량

(2)절단성

연신된 폴리프로필렌 필름에 메이어바를 이용하여 UV경화형 잉크를 1㎛ 두께로 도포한 후, 상기 인쇄된면에 실시예에서 제조된 전사호일을 2kg무게의 롤러를 사용하여 합지시킨 후, UV 경화기(Fusion Systems Corporation, Model : DRS-120)를 이용하여 잉크를 경화시킨 후, 전사된 모양이 UV경화형 잉크의 인쇄모양과 유사한 정도 및 플레이크(Flake) 발생 정도를 보고 평가 하였다.

- 인쇄 모양의 주변부 부분에 플레이크 또는 뜯김현상이 없으면 합격

- 인쇄 모양의 주변부 부분에 플레이크 또는 뜯김현상이 발생하면 불량

(3)고속인쇄

상기 절단성 및 전사성을 측정하면서, UV 경화기(Fusion Systems Corporation, Model : DRS-120)의 전사속도를 20MPM, 40MPM, 50MPM으로 높여가면서 인쇄를 하였다. 이때, 전사된 모양의 절단성 및 전사성을 판단하여 40MPM이상에서도 절단성 및 전사성이 양호한 경우를 양호, 40MPM 이상에서 절단성 및 전사성이 불량인 경우를 불량으로 하였다.

(5)UV 투과도(%)

UV 투과도 측정기(Hewlett Packard, Model : Agilent 8453)를 이용하여 327nm에서 투과도를 측정하였다.

[실시예 1]

베이스필름상에 이형층, 착색층, 금속증착층, 접착층을 차례로 형성하였다.

베이스필름은 12㎛두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(코오롱, FQ00)을 사용하였다.

이형층은 고형분이 0.8 중량%인 에틸렌계 왁스(Montan OP wax, Hoechst사)를 건조도포량 0.30 g/㎡ 이 되도록 도포, 건조하였다. 이때 이형층의 UV 투과도는 68.4%이었다.

착색층은 고형분이 45 중량%인 아크릴계 수지(AC347-13, Noveon사) : 고형분 이 100 중량%인 니트로셀룰로오스(NC 1/8, KCNC사) : 고형분이 100 중량%인 셀룰로오스아세테이트부티레이트(CAB-553-0.4, Eastman사)를 70 : 15 : 15 중량비로 혼합한 후, 건조도포량 1.16 g/㎡ 이 되도록 도포, 건조하였다. 이때 착색층의 UV 투과도는 31.1%이었다.

알루미늄층은 저항가열법(thermal evaporation process)을 이용하여 250Å이 되도록 증착시켰다. 이때 알루미늄층의 UV 투과도는 23%이었다.

접착층은 고형분이 100중량%인 비닐아세테이트(VMCH, Union Carbide Coporaton사) : 고형분이 100중량%인 아크릴계수지(B-67, Rohm&Haas사) : 고형분이 100 중량%인 실리카입자 (R-200, Daggusa사, 입자 size 12nm)를 25 : 55 : 20 중량비로 혼합한 후, 건조도포량 0.53 g/㎡이 되도록 도포, 건조하였다. 이때 접착층의 UV 투과도는 42.1%이었다.

이렇게 제조된 전사호일의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

[실시예 2]

상기 실시예 1에서 이형층에 사용된 에틸렌계 왁스(Montan OP wax, Hoechst사)의 고형분을 0.9 중량%로 제조한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다. 이때 이형층의 UV 투과도는 66.2%이었다.

이렇게 제조된 전사호일의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

[실시예 3]

상기 실시예 1에서 이형층에 사용된 에틸렌계 왁스(Montan OP wax, Hoechst사)의 고형분을 1.0 중량%로 제조한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다. 이때 이형층의 UV 투과도는 64.5%이었다.

이렇게 제조된 전사호일의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

[실시예 4]

상기 실시예 1에서 이형층에 사용된 에틸렌계 왁스(Montan OP wax, Hoechst사)의 고형분을 1.1 중량%로 제조한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다. 이때 이형층의 UV 투과도는 62.1%이었다.

이렇게 제조된 전사호일의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

[비교예 1]

상기 실시예 1에서 이형층으로 고형분이 0.8 중량%인 아크릴계수지(RA17-1, Noveon사)를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다. 이때 이형층의 UV 투과도는 57.3%이었다.

이렇게 제조된 전사호일의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

[비교예 2]

상기 실시예 1에서 이형층에 사용된 에틸렌계 왁스(Montan OP wax, Hoechst사)의 고형분을 1.3 중량%로 제조한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조하였다. 이렇게 제조된 전사호일의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다. 이때 이형층의 UV 투과도는 58.5%이었다.

[표 1]

상기 표에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 전사호일은 40MPM이상의 고속전사가 가능하였으며, 고속전사되는 경우에도 전사성, 절단성, 접착성이 우수하였다.

그러나 비교예 1은 이형층으로 아크릴계수지를 사용한 경우, 동일 고형분 및 건조도포두께로 제조한 실시예 1에 비하여 상대적으로 낮은 UV 투과도로 인하여 인쇄시 전사성이 불량하며, 또한 절단성이 부족하여 인쇄 모양의 주변부 부분에 뜯김 현상이 발생 하였다.

또한 비교예 2는 실시예와 동일하게 이형층으로 폴리에틸렌계 왁스를 사용하였으나, 고형분을 본 발명의 범위를 초과하여 사용한 경우 낮은 UV 투과도로 인하여 인쇄시 전사성이 불량하며, 또한 절단성이 부족하여 인쇄 모양의 주변부 부분에 플레이크 현상이 발생 하였다.

Claims (7)

1. 베이스필름 상에 폴리에틸렌계 왁스를 코팅, 건조한 이형층;

   아크릴계수지, 니트로셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트를 혼합한 용액을 코팅, 건조한 착색층;

   금속증착층 및

   비닐계수지, 아크릴계수지, 실리카입자를 혼합한 용액을 코팅, 건조한 접착층;

   이 순차적으로 형성되며, 327nm에서 측정된 UV투과도가 5 ~ 10%인 전사 호일.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 이형층은 고형분 0.6 ~ 0.12 중량%의 폴리에틸렌계 왁스를 건조 도포량(dry pick-up)이 0.20~ 0.50 g/㎡가 되도록 코팅, 건조한 전사 호일.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 착색층은 아크릴계수지 : 니트로셀룰로오스 : 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트를 60~80 : 10~20 : 10~20 혼합한 용액을 건조 도포량(dry pick-up)이 1.15 ~ 1.2 g/㎡가 되도록 코팅, 건조한 전사 호일.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 금속증착층은 알루미늄의 증착두께가 200~300 Å인 전사 호일.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 접착층은 비닐계수지 : 아크릴계수지 : 실리카입자를 20~30 : 50~60 : 10~30 중량비 혼합한 용액을 건조 도포량(dry pick-up)이 0.5 ~ 0.6 g/㎡가 되도록 코팅, 건조한 전사 호일.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 이형층은 327nm에서 측정된 UV투과도가 59 ~ 73%, 착색층은 327nm에서 측정된 UV투과도가 28 ~ 33%, 금속증착층은 327nm에서 측정된 UV투과도가 18 ~ 25%, 접착층은 327nm에서 측정된 UV투과도가 40 ~ 45%인 전사 호일.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 이형층은 고형분 0.6 ~ 0.12 중량%의 폴리에틸렌계 왁스를 건조 도포량(dry pick-up)이 0.20~ 0.50 g/㎡가 되도록 코팅, 건조하고,

   상기 착색층은 아크릴계수지 : 니트로셀룰로오스 : 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트를 60~80 : 10~20 : 10~20 중량비로 혼합한 용액을 건조 도포량(dry pick-up)이 1.15 ~ 1.2 g/㎡가 되도록 코팅, 건조하고,

   상기 금속증착층은 알루미늄의 증착두께가 200~300 Å이고,

   상기 접착층은 비닐계수지 : 아크릴계수지 : 실리카입자를 20~30 : 50~60 : 10~30 중량비 혼합한 용액을 건조 도포량(dry pick-up)이 0.5 ~ 0.6 g/㎡가 되도록 코팅, 건조한 전사 호일.