KR101377393B1 - 금속 광택의 비전도성 전사 필름 - Google Patents

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Abstract

성형 사출물에 전사되는 전사 필름에 관한 것으로, 보호층; 보호층 상에 적층되는 인쇄층; 인쇄층 상에 섬(island) 구조로 증착되어 비전도성을 가지는 금속 증착층; 및 금속 증착층 상에 적층되는 접착층으로 구성되어, 금속 광택을 내면서도 비전도 특성을 갖는다.

Description

금속 광택의 비전도성 전사 필름{METAL-COLORED AND NON-CONDUCTIVE TRANSFER FILM}
본 발명은 전사 필름에 관한 것으로, 상세하게는 금속 광택을 갖는 비전도성 전사 필름에 관한 것이다.
세탁기나 에어콘 등의 프론트 패널이나 컴퓨터, 휴대폰 등의 LCD 윈도우를 제작하는데 소위 인몰드(in-mold) 사출이 널리 이용되고 있다. 인몰드 사출이란 사출 금형의 고정틀과 이동틀 사이에 문양이 인쇄된 전사 필름을 장착하고 용융 수지를 사출하여, 전사 필름에 인쇄된 문양이 사출 성형물에 사출과 동시에 전사되게 하는 방법을 말한다. 이러한 인몰드 사출법을 이용하면, 사출, 진공증착, 접착 등을 포함하는 사출 및 전사가 1단계의 공정으로 단축될 수 있어, 사출 성형물의 제조 원가가 절감됨은 물론 불량률도 상당히 감소시킬 수 있다.
이러한 인몰드 사출에서, 전사 필름은 사출 성형물의 품질에 큰 영향을 미친다. 전사 필름은 보통 이형성을 갖는 베이스 필름, 베이스 필름 상에 적층되는 보호층, 보호층 상에 적층되며 소정의 문양이 인쇄된 인쇄층, 인쇄층 상에 적층되는 증착층, 그리고 증착층 상에 적층되는 접착층 등으로 이루어진다. 사출 공정이 끝나면, 보호층, 인쇄층, 증착층은 접착층에 의해서 사출 성형물에 전사되고, 베이스 필름은 분리 제거된다. 보호층은 인쇄층을 덮는 부위만 사출 성형물 위에 접착되고, 나머지 부위는 베이스 필름과 함께 제거된다.
종래의 전사 필름에서, 증착층은 알루미늄, 니켈, 동, 금, 은, 크롬, 티타늄 등의 금속을 진공 증착법, 스퍼터링 증착법, 전자빔 증착법 등의 방법으로 인쇄층 상에 증착시킨다. 이를 통해, 각 금속의 고유 질감이나 색깔을 표현하여, 전사 필름이 다양한 금속 광택을 낼 수 있다.
그런데, 종래의 전사 필름의 증착층은 알루미늄 등의 금속이 인쇄층 상에 증착되면, 증착층을 이루는 금속 입자들이 틈을 형성하지 않고 연결된다. 그 결과, 증착 표면이 전도성을 띄고, 전파도 통과시키지 않게 된다. 이것은 신호 수신이나 정적 투과에 영향을 미치고, 그 결과 전자 부품을 파괴하는 결과를 야기하기도 한다.
본 발명은 이러한 종래의 전사 필름의 문제를 해결하기 위한 것으로, 증착층이 금속 물질을 포함하여 금속 광택을 내면서도 비전도성을 가지게 함으로써, 무선 신호를 통과시킬 수 있고, 그 결과 컴퓨터, 통신, 가전 등의 제품에서 본 발명의 전사 필름을 외관 부품에 사용하더라도 무선 통신을 가능케 하는 전사 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전사 필름은, 보호층; 보호층 상에 적층되는 인쇄층; 인쇄층 상에 섬(island) 구조로 증착되어 비전도성을 가지는 금속 증착층; 및 금속 증착층 상에 적층되는 접착층을 포함하여, 금속 광택을 내면서도 비전도성을 갖는다.
금속 증착층은 스퍼터링 증착법을 이용하여 증착 표면에서 금속 입자들이 표면 섬(island) 구조를 형성한다.
금속 증착층은 주석(Sn)이나 인듐(In)을 사용한다.
보호층, 인쇄층, 금속 증착층, 그리고 접착층의 사이 중에서 적어도 하나에는 층간 밀착력을 증가시키는 프라이머층을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 전사 필름은, 보호층; 보호층 상에 섬(island) 구조로 증착되어 비전도성을 가지는 금속 증착층; 금속 증착층 상에 적층되는 인쇄층; 및 인쇄층 상에 적층되는 접착층을 포함하여, 금속 광택을 내면서도 비전도성을 갖는다.
본 발명은 보호층 상에 적층되는 제2 인쇄층을 더 포함할 수 있다.
금속 증착층은 증착 표면에서 섬이 형성되도록 스퍼터링 증착법을 이용하여 인쇄층 상에 증착된다.
금속 증착층은 주석(Sn)이나 인듐(In)을 사용한다.
또한, 보호층, 금속 증착층, 인쇄층, 그리고 접착층의 사이 중 적어도 하나에는 층간 밀착력을 증가시키는 프라이머층을 포함하는 것이 바람직하다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 전사 필름에 의하면, 증착층이 금속 물질로 구성되어 있으므로 금속 광택을 낼 수 있다. 또한, 금속을 포함하고 있음에도 비전도성을 가짐으로써, 무선 신호를 통과시키고, 그 결과 컴퓨터, 통신, 가전 등의 제품의 외장 부품으로 본 발명의 전사 필름을 사용하더라도 무선 통신이 가능하다.
도1a는 본 발명에 따른 제1 실시예의 전사 필름을 도시하고 있다.
도1b는 본 발명에 따른 제1 실시예가 프라이머층을 포함하는 경우를 도시하고 있다.
도2a,도2b는 본 발명에 따른 제2 실시예의 전사 필름을 도시하고 있다.
도3a,도3b는 본 발명에 따른 제3 실시예의 전사 필름을 도시하고 있다.
도4a는 본 발명의 제1 실시예의 전사 필름을 제조하는 과정을 도시하고 있다.
도4b는 제1 실시예의 제조 방법에서 프라이머층을 형성하는 단계를 포함하는 경우를 도시하고 있다.
도5a는 본 발명의 제2 실시예의 전사 필름을 제조하는 과정을 도시하고 있다.
도5b는 도5a의 제2 실시예의 제조 방법에서 프라이머층을 형성하는 단계를 더 포함하는 경우를 도시하고 있다.
도6a는 본 발명의 제3 실시예의 전사 필름을 제조하는 과정을 도시하고 있다.
도6b는 도6a의 제3 실시예의 제조 방법에서 프라이머층을 형성하는 단계를 더 포함하는 경우를 도시하고 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도1a는 본 발명에 따른 제1 실시예의 전사 필름을 도시하고 있다.
도1a에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예는 보호층(110), 인쇄층(120), 증착층(130), 접착층(140) 등을 포함한다.
베이스 필름은 보호층(110)이 적층되는 기저 필름이다. 베이스 필름은 전사 필름의 형태를 유지하며, 폴리에스테르계, 폴리프로필렌계, 폴리아미드계, 폴리에틸렌계, 또는 트리아세테이트계 수지 중 하나 또는 여러 개의 혼합으로 이루어진다. 베이스 필름은 보통 20~50 ㎛의 두께를 갖는다.
베이스 필름 위에 이형층을 적층할 수 있는데, 이형층은 사출 성형 후에 베이스 필름을 사출 성형물에서 분리시키는 기능을 한다. 이형층은 보통 왁스, 실리콘, 테프론, 멜라민, 우레탄 등으로 이루어진다. 이형층은 보통 1 ㎛ 정도의 두께를 갖는다. 만약, 베이스 필름이 이형성을 갖는 경우에는, 별도의 이형층을 형성할 필요는 없다.
보호층(110)은 베이스 필름 또는 이형층 위에 적층되며, 베이스 필름 또는 이형층이 분리된 후에 인쇄층(120), 증착층(130), 접착층(140)을 보호한다. 보호층(110)은 예를들어 자외선 경화성 수지 85~98 중량%와 케톤수지 2~15 중량%로 이루어질 수 있다. 보호층(110)은 보통 1~5 ㎛의 두께를 갖는다. 보호층(110)의 주성분인 자외선 경화성 수지는 아크릴계 모노머, 에폭시계 또는 우레탄계 올리고머, 광개시제, 기타 첨가제를 포함할 수 있다.
인쇄층(120)은 보호층(110) 위에 적층된다. 인쇄층(120)은 아크릴 수지나 폴리우레탄 수지, 멜라민 수지, 폴리아미드 수지로 이루어지고, 다양한 염료나 안료를 포함한다. 인쇄층(120)은 소정의 문양과 색상을 가지며, 두께는 보통 1~2 ㎛이다.
증착층(130)은 인쇄층(120) 위에 적층된다. 증착층(130)은 금속 광택을 내기 위해 금속 물질을 포함한다. 금속 물질로는 알루미늄, 니켈, 동, 금, 백금, 은, 크롬, 철, 티타늄 등을 사용할 수 있으나, 본 발명에서는 금속 광택 외에 증착층(130)이 비전도성을 가져야 하므로, 위에서 열거한 금속 물질이 아닌 주석(Sn) 또는 인듐(In)을 사용한다. 주석(Sn)이나 인듐(In)을 스퍼터링 증착법으로 증착시킬 때, 다른 금속들과 달리 증착 입자들이 표면에서 섬(island) 구조를 형성한다. 증착층(130)이 표면 섬(island) 구조로 증착되면, 섬과 섬 사이에 틈이 생기고, 그 결과 증착층(130)이 비전도성을 갖게 되며, 전파가 투과할 수 있게 된다.
한편, 증착층(130)은 두께가 두꺼워지면 표면 섬 구조가 감소하면서 전파 투과도가 떨어지게 된다. 따라서, 증착층(130)은 소정의 두께를 초과하지 않게 구성할 필요가 있다. 증착 두께에 따른 투과도(Sn의 경우)를 보면, 두께가 45~50 nm에서는 10 % 정도였으나, 두께가 100 nm로 되면 5 %대로 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 한편, 두께에 따른 면저항은, 두께가 50 nm에서는 충분한 값을 가졌으나, 두께가 100 nm 이상에서는 비전도 특성은 존재하나 면저항은 상당히 감소하고 있음을 확인할 수 있었다. 물론, 증착의 조건에 따라, 두께에 따른 투과도나 면저항은 달라질 수 있다.
접착층(140)은 아크릴계 또는 비닐계 접착제로 이루어지고, 전사 필름을 사출 성형물에 부착시키는 기능을 한다. 접착층(140)은 보통 1~2 ㎛의 두께를 갖는다.
도1b는 본 발명에 따른 제1 실시예가 프라이머층을 포함하는 경우를 도시하고 있다.
도1b에 도시한 바와 같이, 프라이머층을 갖는 본 발명의 제1 실시예는 도1a의 전사 필름의 각 층 사이에 층간 밀착력을 증가시키는 프라이머층(151,152,153)을 포함하고 있다. 프라이머층(151,152,153)은 폴리비닐부티랄 수지 90~98 중량%와 폴리에틸렌이민 2~10 중량%로 이루어진다. 프라이머층(151,152,153)에 포함된 활성 물질인 폴리에틸렌이민은 점착기(tacky)가 있고 용제의 선택에 제한이 있으므로, 알코올류에 용해되는 수지, 예를들어 폴리비닐부티랄 수지와 함께 사용한다. 프라이머층(151,152,153)은 보통 1~2 ㎛의 두께를 갖는다.
도1b에서는, 도1a의 모든 층들 사이에 프라이머층을 삽입하였으나, 경우에 따라서는 도1a의 층들 사이에는 필요에 따라 선택적으로 프라이머층을 삽입할 수 있다.
도2a,도2b는 본 발명에 따른 제2 실시예의 전사 필름을 도시하고 있다.
도2a,도2b에 도시한 바와 같이, 제2 실시예는 도1a,도1b의 제1 실시예에서 보호층(210)과 접착층(240)의 위치는 그대로 두고, 인쇄층(230)과 증착층(220)의 위치를 바꾸어 놓은 구조를 취하고 있다. 이렇게 구성함으로써, 증착층(220)의 금속 광택과 인쇄층(230)의 문양/색깔의 합성이 다른 느낌을 낼 수 있다.
도3a,도3b는 본 발명에 따른 제3 실시예의 전사 필름을 도시하고 있다.
도3a,도3b에 도시한 바와 같이, 제3 실시예는 도1a,도1b의 제1 실시예 또는 도2a,도2b의 제2 실시예에서 보호층(310)과 접착층(350)은 그대로 두고, 증착층(330)에 인접하여 인쇄층 반대편에 인쇄층(320 또는 340)을 하나 더 포함하는 구조를 취하고 있다. 이렇게 구성함으로써, 다양한 문양이나 색상을 구현할 수 있다.
도4a는 본 발명의 제1 실시예의 전사 필름을 제조하는 과정을 도시하고 있다.
도4a에 도시한 바와 같이, 제1 실시예의 제조 방법은, 먼저 베이스 필름 상에 보호층을 형성하는 단계부터 시작한다.(S411) 베이스 필름과 보호층 사이에 프라이머층을 삽입하는 단계를 더 포함할 수도 있으나, 베이스 필름은 후에 제거되므로, 밀착력을 증가시키는 프라이머층을 베이스 필름과 보호층 사이에 추가하는 것은 기술적으로 의미가 없다.
이후, 보호층 상에 인쇄층을 형성하는 단계(S412), 인쇄층 상에 Sn 또는 In의 증착층을 형성하는 단계(S413), 그리고 증착층 상에 접착층을 형성하는 단계(S414)가 수행된다.
도4b는 제1 실시예의 제조 방법에서 프라이머층을 형성하는 단계를 포함하는 경우를 도시하고 있다.
도4b에 도시한 바와 같이, 도4b의 제조 과정은, 보호층 형성 단계(S421), 인쇄층 형성 단계(S423), Sn 또는 In의 증착층 형성 단계(S425), 그리고 접착층 형성 단계(S427)의 사이에, 각 층의 밀착력을 증가시키는 프라이머층 형성 단계, 즉 제1 프라이머층 형성 단계(S422), 제2 프라이머층 형성 단계(S424), 제3 프라이머층 형성 단계(426)를 각각 포함하고 있다.
구체적인 제조방법의 예로서, 폴리에스테르 수지필름을 베이스 필름으로 하고, 그 위에 0.5 ㎛ 두께의 실리콘 이형층을 그라비아 코팅한다. 이형층 위에, 자외선 경화성 수지 90 중량%와 케톤 수지 10 중량%로 이루어진 혼합 수지를 그라비아 코팅한 후, UV 램프를 조사하여 점착기가 없는 2.5 ㎛의 보호층을 형성한다.
이후, 폴리에틸렌이민 5 중량%와 폴리비닐부티랄수지 95 중량%로 이루어진 혼합 수지를 그라비아 코팅하여 제1 프라이머층을 형성하고, 90 ℃에서 10초 동안 건조한다. 그리고, 안료가 포함된 아크릴 수지로 인쇄층을 형성하고, 그 위에 폴리에틸렌이민 5 중량%와 폴리비닐부티랄수지 95 중량%로 이루어진 혼합 수지를 그라비아 코팅하여 제2 프라이머층을 형성한 후 90 ℃에서 10초 동안 건조한다.
이후, 제2 프라이머층 위에 스퍼터링 증착법을 이용하여 Sn 또는 In을 50 nm의 두께로 증착한다. 이때, 증착층은 표면 섬 구조를 갖도록 증착된다. 증착층 위에는, 폴리에틸렌이민 5 중량%와 폴리비닐부티랄수지 95 중량%로 이루어진 혼합 수지를 그라비아 코팅하여 제3 프라이머층을 형성한 후 90 ℃에서 10초 동안 건조한다.
제3 프라이머층 위에는, 아크릴계 접착제를 이용하여 두께 1 ㎛의 접착층을 형성한다. 이로써, 프라이머층을 갖는 전사 필름이 완성된다.
도5a는 본 발명의 제2 실시예의 전사 필름을 제조하는 과정을 도시하고 있다.
도5a에 도시한 바와 같이, 제2 실시예의 제조 방법은, 먼저 베이스 필름 상에 보호층을 형성하는 단계부터 시작한다.(S511) 이후, 보호층 상에 Sn 또는 In의 증착층을 형성하는 단계(S512), 증착층 상에 인쇄층을 형성하는 단계(S513), 인쇄층 상에 접착층을 형성하는 단계(S514)가 수행된다. 이와 같이, 도5a의 제2 실시예의 제조 방법은 제1 실시예의 제조방법에서, 증착층 형성 단계와 인쇄층 형성 단계의 순서를 바꾸어 놓은 것이다. 제2 실시예의 제조 방법에서 나머지 단계는 제1 실시예의 제조방법과 동일하므로, 나머지 단계에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도5b는 도5a의 제2 실시예의 제조 방법에서 프라이머층을 형성하는 단계를 더 포함하는 경우를 도시하고 있다.
도5b에 도시한 바와 같이, 도5b의 제조 과정은, 보호층 형성 단계(S521), Sn 또는 In의 증착층 형성 단계(S523), 인쇄층 형성 단계(S525), 그리고 접착층 형성 단계(S527)의 사이에, 각 층의 밀착력을 증가시키는 프라이머층 형성 단계, 즉 제1 프라이머층 형성 단계(S522), 제2 프라이머층 형성 단계(S524), 제3 프라이머층 형성 단계(526)를 각각 포함하고 있다.
도6a는 본 발명의 제3 실시예의 전사 필름을 제조하는 과정을 도시하고 있다.
도6a에 도시한 바와 같이, 제3 실시예의 제조 방법은, 먼저 베이스 필름 상에 보호층을 형성하는 단계부터 시작한다.(S611) 이후, 보호층 상에 제1 인쇄층을 형성하고(S612), 이후 제1 인쇄층 상에 Sn 또는 In의 증착층을 형성하는 단계(S613), 증착층 상에 제2 인쇄층을 형성하는 단계(S614), 그리고 제2 인쇄층 상에 접착층을 형성하는 단계(S615)가 수행된다. 이와 같이, 도6a의 제3 실시예의 제조방법은 제1 실시예 또는 제2 실시예의 제조방법과 달리, 증착층 형성 단계의 전과 후에 제1 및 제2 인쇄층을 형성하는 단계를 포함하고 있다는 점에서 차이가 있다.
도6b는 도6a의 제3 실시예의 제조 방법에서 프라이머층을 형성하는 단계를 더 포함하는 경우를 도시하고 있다.
도6b에 도시한 바와 같이, 도6b의 제조 과정은, 보호층 형성 단계(S621), 제1 인쇄층 형성 단계(S623), Sn 또는 In의 증착층 형성 단계(S625), 제2 인쇄층 형성 단계(S627), 그리고 접착층 형성 단계(S629)의 사이에, 각 층의 밀착력을 증가시키는 프라이머층 형성 단계, 즉 제1 프라이머층 형성 단계(S622), 제2 프라이머층 형성 단계(S624), 제3 프라이머층 형성 단계(626), 제4 프라이머층 형성 단계(S628)를 각각 포함하고 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 전사 필름의 제조 방법은, 성형 사출물에 스퍼터링(sputtering)이나 이베퍼레이션(evaporation)으로 직접 증착하는 방식이 아니라, 필름을 롤투롤(Roll to Roll) 방식으로 증착하는 방식을 취하고 있기 때문에, 대량 생산에 유리하다.
이상에서 설명한 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 것일 뿐 권리범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 아래의 특허청구범위의 기재에 의하여 결정되어야 한다. 또한, 아래의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상에서 벗어나지 않는 범위에서, 해당 기술분야의 당업자라면 본 발명의 사상을 다양하게 수정 또는 변경할 수 있을 것으로 예상되며, 그러한 수정 또는 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석될 수 있다.
110: 보호층 120: 인쇄층
130: 증착층 140: 접착층

Claims (11)

  1. 성형 사출물에 전사되는 전사 필름에 있어서,
    보호층;
    상기 보호층 상에 적층되는 인쇄층;
    상기 인쇄층 상에 주석(Sn) 또는 인듐(In)이 스퍼터링에 의해 섬(island) 구조로 증착되어 비전도성을 가지는 금속 증착층; 및
    상기 금속 증착층 상에 적층되는 접착층을 포함하되,
    상기 보호층은,
    자외선 경화성 수지 85~98 중량%와 케톤수지 2~15 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 광택의 비전도성 전사 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보호층의 두께는 1~5㎛ 인 것을 특징으로 하는 금속 광택의 비전도성 전사 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄층 또는 상기 접착층의 두께는 1~2㎛ 인 것을 특징으로 하는 금속 광택의 비전도성 전사 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 증착층의 두께는 45~50nm 인 것을 특징으로하는 금속 광택의 비전도성 전사 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보호층, 상기 인쇄층, 상기 금속 증착층, 상기 접착층의 사이들 중 적어도 하나에 층간 밀착력을 증가시키는 프라이머층을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 광택의 비전도성 전사 필름.
  6. 성형 사출물에 전사되는 전사 필름에 있어서,
    보호층;
    상기 보호층 상에 주석(Sn) 또는 인듐(In)이 스퍼터링에 의해 섬(island) 구조로 증착되어 비전도성을 가지는 금속 증착층;
    상기 금속 증착층 상에 적층되는 인쇄층; 및
    상기 인쇄층 상에 적층되는 접착층을 포함하되,
    상기 보호층은,
    자외선 경화성 수지 85~98 중량%와 케톤수지 2~15 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 광택의 비전도성 전사 필름.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 보호층의 두께는 1~5㎛ 인 것을 특징으로 하는 금속 광택의 비전도성 전사 필름.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 인쇄층 또는 상기 접착층의 두께는 1~2㎛ 인 것을 특징으로 하는 금속 광택의 비전도성 전사 필름.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 증착층의 두께는 45~50nm 인 것을 특징으로하는 금속 광택의 비전도성 전사 필름.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 보호층 상에 적층되는 제2 인쇄층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 광택의 비전도성 전사 필름.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 보호층, 상기 금속 증착층, 상기 인쇄층, 상기 접착층의 사이들 중 적어도 하나에 층간 밀착력을 증가시키는 프라이머층을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 광택의 비전도성 전사 필름.
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