KR101733600B1 - 인쇄용 전사필름 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

액정 디스플레이를 포함한 플랫패널 디스플레이에 있어, 강화 유리 또는 플라스틱 등의 표면층에 직접 인쇄를 하는 제품의 경우, 작업 효율성이 감소하고, 곡면 등의 입체 형상을 구현해야 하는 경우, 직접 유리 기판에 인쇄를 하기가 어려운 단점이 있다.
상기 내용을 개선하기 위해, 본 발명에 의한 전사필름을 이용할 경우, 강화유리 등에 직접 인쇄를 하지 않고, 인쇄가 가능한 전사필름에 미리 인쇄를 진행한 후 유리나 플라스틱 표면층에 인쇄부분을 전사시키면, 직접 유리 기판 등에 코팅을 하지 않아 공정성을 개선 할 수 있고, 원가 절감의 효과가 있으며, 입체 모양의 인쇄 불편함을 해결할 수 있다.

Description

인쇄용 전사필름 및 그 제조방법{Transferring films and the methods of making thereof}

본 발명은 인쇄를 위한 전사필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강화 유리나 플라스틱 윈도우 등에 직접 부착할 수 있는 필름에 관한 것이다.

터치스크린을 이용한 제품이 일반화 되면서 휴대전화를 비롯하여 태블릿 PC 등은 표면에 강화유리나 두꺼운 플라스틱 제품이 전면에 윈도우로 사용된다. 이러한 제품은 사람의 손으로 터치를 하기 위해 전극이 형성되는데 이때 형성된 전극의 배선을 감추기 위해 인쇄가 되어야 하고, 이 인쇄는 비단 전극을 감추기 위한 목적 외에도, 디자인에서 매우 중요한 요소로 작용되고 있다. 이러한 인쇄 등의 디자인 구현을 위해 일반적으로 두가지 방법이 사용되고 있다.

첫째로, 강화유리 또는 플라스틱 기판에 직접 인쇄를 하는 것인데, 사용되는 유리나 플라스틱 기판의 가격이 비싸고, 한 개씩 단품으로 인쇄 등의 작업이 진행되기 때문에 원가 상승이 되며, 불량 발생 시 인쇄를 지우는 재작업이 어렵고, 또한 생산성이 감소한다. 이를 위해 개발된 방법이 비산방지 필름이라는 필름을 사용하는 것으로, 이 비산방지 필름은 강화유리가 깨질 것을 대비하여 플라스틱 필름을 사용하여 유리가 튀어 번져 나가는 것을 방지하는 목적 뿐만 아니라, 인쇄를 하여 기판에 붙일 수 있다는 장점이 있다. 이 비산방지 필름은, 일정 두께의 필름에 인쇄를 하고 그 일면에 접착제를 도포하여 상기 강화글래스 등의 기판에 부착하는 방법으로 사용되는데, 이 필름을 사용할 경우 강화 유리 등을 직접 사용하지 않아 생산성을 증가될 수 있으나, 필름이 두꺼워 전체 디바이스의 두께가 증가되는 단점, 그리고 사용된 기재필름에서 인쇄가 형성되지 않은 중간 부위에 부착되기 때문에 광투과율의 저하를 유발할 수 있는 단점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 최근 많이 검토되는 방법이 있는데, 첫째로 기저필름이 강화 유리나 플라스틱 윈도우에 부착되지 않도록, 인쇄가 형성될 수 있는 프라이머층에 인쇄하는 방법을 사용하는 것이고, 두 번째로는, 잉크젯 프린터 등을 이용하여 기재로 사용할 수 있는 필름에 인쇄를 한 후, 강화 유리 등에 전사하여 붙이는 방법이다. 이때 잉크는 자체가 접착 성질을 가져야 하는데, 주로 열압착을 하는 핫멜트 (온도를 가해서 접착제를 연화시킨 후 기재에 부착하는 방법) 방법이 사용된다.

앞서 언급한 첫 번째 인쇄하는 방법으로 전사필름을 제조하는 공정은 개선이 필요한데, 접착제를 양면 이형필름 사이에 먼저 제작한 후, 이형필름 한 장을 제거하고, 점착제 위에 인쇄를 하기위한 코팅층을 형성하는 방법을 사용하는데, 이 방법은 보호 역할을 하는 필름 한 장을 제거해야 하기 때문에 원가가 상승되는 단점이 있고, 점착제 위에 인쇄 또는 증착층을 형성시키기 위한 새로운 층을 형성시키는 것은, 점착제가 녹거나 변형이 발생하기 때문에, 작업이 매우 어렵거나 양산 가공성이 매우 낮은 단점이 있다.

두 번째 잉크젯 등을 이용하는 방법 또한 잉크젯 프린터를 도입하거나 또는 일반 인쇄 방법을 이용하더라도 열을 가해 점착제를 녹여거나 연화를 해야 하는 추가 공정이 필요하다는 단점이 있다.

대한민국특허 10-1350424(2014.01.16.공고) 대한민국특허공개번호 10-2009-0123156(2009.12.02.공개)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 인쇄를 하여 강화 유리나 플라스틱 윈도우 등에 직접 부착하는 필름을 제공하고자 하는데 있다.

또한 본 발명의 목적은 종전의 필름에 비해 두께가 얇고, 전사필름 제작 시 작업성이 우수하며, 순차적인 작업 방법에 의해 각 층의 부착력이 강화되도록 한 것으로 신뢰성이 우수한 전사필름을 제공하는 데 있다.

본 발명의 전사필름은 전자 장치에 사용되는 기판 또는 윈도우에 부착하기 위한 인쇄 전사용 필름으로서, 1차 이형필름, 그 일면에 인쇄를 위한 프라이머 층, 그 위에 유리 등에 붙이기 위한 점착제 도포층, 그리고 이 점착제를 보호하기 위한 2차 이형필름,을 포함하는 인쇄용 전사필름이다.
또한 상기 1차 이형필름의 일면 그리고 2차 이형필름의 일면에 중 어느 하나 이상에 PEDOT를 이용한 정전기 방지 처리가 되어 있는 것을 포함하는 인쇄용 전사필름이다.

즉, 도 1은 본 발명의 일 실시예로서의 인쇄 전사필름의 단면 구조를 나타내는 도를 참고하여 설명하면, 양면에 각, 1차 이형필름(110), 2차 이형필름(120)이 구비되며, 1차 이형필름의 일면에 인쇄용 프라이머층(200), 그 일면에 다시 점착제층(300)이 구비되며, 점착제층(300) 일면에 2차 이형필름(120)이 구비되는 것을 특징으로 하는 인쇄 전사필름에 관한 발명이다. 본 발명의 전사필름 제조 시, 층간 접착력의 증가를 위해 인쇄용 프라이머층 또는 접착제 층에 코로나 등의 극성 부여를 위한 표면처리를 하여 신뢰성 향상을 시키는 것도 매우 중요한 요소이다.

본 발명의 필름에서는 아래 사항이 매우 중요하다.

먼저, 1차 이형필름을 제거하고 인쇄를 해야 하는데, 이때 이 1차 이형필름과 접착제 일면에 부착된 2차 이형필름간이 이형력을 조절하여, 1차 이형필름이 먼저 제거되어야 하는 인쇄를 할 수 있기 때문에, 이 두가지 이형필름을 제거하는 방법이 매우 중요하다. 이를 위해서는 1차 이형필름과 2차 이형필름의 두 가지 물성을 조절하는 것이 매우 중요하다.

첫째로, 1차 이형필름의 두께가 2차 이형필름의 두께보다 얇은 것을 사용하는 것인데, 지지를 할 수 있는, 즉 제거 하지 않고 남게 되는 2차 이형 필름의 두께가 박리되는 1차 이형 필름보다 두께가 두꺼울 경우, 1차 이형필름의 박리가 용이한 장점이 있기 때문이다. 두 번째로, 1차 이형필름의 박리력이 2차 이형필름의 박리력보다 낮아야 1차 이형필름이 먼저 제거되는데, 이는 실시예를 참조하여 이하에서 구체적으로 설명하기로 한다.

앞서 설명한 인쇄를 하기 위한 전사필름을 개발하기 위해서는 인쇄층 형성을 위한 프라이머층, 기판에 붙이기 위한 접착제층이 형성되는 과정이 필요하다. 앞서 간략히 설명한 방법을 다시 살펴보면, 종래 국내 특허 10-1350424 (접착부재 및 이를 구비한 터치스크린용 디스플레이 유닛)에는 인쇄가능한 층이 형성된 접착층이 형성된 부재에 대한 발명인데, 기존에 사용되는 양면에 보호필름 (통상 접착제를 보호하는 보호필름이나, 이형필름이라 불림)을 가지고 있는 OCA(optically clear adhesive - 접착제 양면에 이형필름이 부착된 테이프)를 사용하는 것으로 되어 있는데, 양면에 보호 역할을 하는 이형필름을 붙여 두었다가, 다시 한 장을 떼어내고, 노출된 점착제 위에 인쇄나 증착을 하기 위한 인쇄증착 가능층을 도포하는 것으로 되어 있으나, 이 방법은 OCA의 일면의 보호필름을 제거하여야 하기 때문에 원가가 상승되는 단점이 있고, OCA에 인쇄 증착 가능층을 구비하는 것은 실제 공정에서 점착제 위에 인쇄증착 가능층을 형성 시킬 때, 점착제의 변형이 수반될 수 있어, 양산성에 문제가 있으나 이에 대한 설명이 없다. 또 다른 공개특허 10-2009-0123156호 내지문성이 우수한 전사필름 및 그 제조방법을 살펴 보면, 전사 원단에 특수한 처리를 하여 손가락으로 필름을 가압하여 눌렀을 경우 지문자국이 남지 않도록 하는 방법에 관한 것인데, 이 특허는 기저필름이 없이 폴리에스터 등의 필름에 차례로 내지문성 부여를 위한 특수 표면처리층, 보호처리층, 무늬 인쇄층, 프라이머층 및 점착제 층을 순차적으로 도포하는 것으로 되어 있는데, 본 발명과 비교하면, 기내지문의 특성 부여를 위한 목적의 차이가 있어, 그 구조와 제조방법에 차이가 있을 뿐 아니라 그 효과 또한 다르다.

본 발명의 전사필름과 제조 방법을 좀 더 상세하게 설명하면 아래와 같고, 본 발명에서 각 층을 구비하는 단계는 두 가지 방법으로 구분될 수 있다.

첫 번째로, 1차 이형필름을 준비하는 단계, 이 1차 이형필름의 일면에 인쇄용 프라이머층을 형성하는 단계, 이렇게 형성된 프라이머면에 접착제 층을 구비하는 단계 및 2차 이형필름을 부착하는 단계이다.

두 번째는, 1차 이형필름에 인쇄용 프라이머 층을 구비하여 준비한 다음, 2차 이형필름에 접착제 층을 구비하는 단계를 각각 거친 후, 이 두가지 필름을 합지하는 과정을 거치는 것으로, 이 방법으로 생산할 경우, 1차 이형필름과 일면에 인쇄용 프라이머층이 구비된 필름을 코팅 설비의 2차 언와인더에 장착하고, 2차 이형필름에 점착체 층을 도포하고 건조한 다음, 언와인더에 와인딩 하기 전에, 먼저 구비된 1차 이형필름과 인쇄용 프라이머 층을 합지하면 된다.

상기의 두가지 방법을 이용할 때, 각 층의 완전한 부착을 유도하여 신뢰성을 향상 시키기 위해, 첫 번째 방법에서는, 인쇄용 프라이머 층에 접착제 층을 형성 할 때, 인쇄용 프리이머층에 미리 코로나 등의 표면 극성 증가 처리를 한 후 접착제 층을 도포하게 되면 인쇄용 프라이머 층과 접착제 층간의 강한 접착이 형성되어 신뢰성이 우수한 장점이 있다. 또한, 두 번째 방법을 이용하여, 1차 이형필름에 형성된 인쇄용 프리이머층과 점착제 층을 도포한 2차 이형필름을 합지하는 경우는, 인쇄용 프리이머 층 또는 접착제 층에 각각 코로나 등의 표면 극성 증가 처리를 하고 합지 하게 되면, 앞선 첫 번째 방법과 마찬가지로 각 층간의 접착력이 증가되고 신뢰성이 우수하게 할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 재료와 제조 방법에 대해 좀더 상세한 설명은 아래와 같다.

먼저, 1차 이형필름으로 사용되는 필름은, 폴리에틸렌테레프탈레이드, 폴리카보네이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리이미드, 연신 폴리프로필렌 필름 등이 사용될 수 있는데, 이 필름은 종국에는 제거되는 필름이므로 필름의 색깔과 광투과도에 상관없이 어느 필름이나 사용 가능하다. 이러한 필름의 두께는 12미크론에서 250미크론이 바람직한데, 12미크론 이하로 얇을 경우 이형제 층을 형성하는 단계의 작업성이 떨어지며, 250미크론 보다 두꺼울 경우, 박리가 어려운 단점이 있다.

인쇄층 형성 전 용이한 박리를 위해 이형력을 조절하는 것이 중요한데, 이형성을 가지는 재료는 폴리올레핀, 멜라민, 아미드 화합물의 사용이 가능하며, 박리가 용이할 경우 이형제의 종류는 제한되지 않는다. 예를 들어 멜라민을 사용할 경우, 멜라민은 촉매를 사용하여 경화시켜 면을 견고하게 만들어 사용하는데, 촉매는 약산 촉매가 사용될 수 있고, 그 함량은 100피피엠 - 3% 범위의 함량이 바람직하다. 100피피엠 미만이면 경화도가 감소하고, 3% 이상이면 용액상에서 반응이 빠르게 일어나 코팅 작업성이 떨어지게 된다.

이와 같이, 1차 이형필름의 제조는, 상시 언급한 폴리에스터 필름 일면에 상기 멜라민 등의 이형용액을 도포하고, 건조하고, 경화하여 1차 이형필름을 제작하는 단계를 포함한다.

이형층의 이형력은 인치 당 1~10그램이 바람직하다. 이형력이 인치 당 1보다 약할 경우 점착제 층을 도포하는 공정에서 박리가 될 수 있으며, 이형력이 인치 당 10그램보다 강할 경우, 인쇄를 위해 박리를 할 때 박리가 잘 안되어, 2차 이형필름이 먼저 박리될 수 있기 때문이다.

1차 이형필름에 이형층이 형성되면, 이 필름의 이형면에 인쇄용 프라이머층을 형성 시키는데, 이때 사용하는 인쇄용 프라이머층은 자외선 경화를 이용하거나 또는 열을 인가하여 경화하는 것, 그리고 도포 후 건조하여 사용하는 재료의 사용이 가능하다. 재료의 종류는 상부에 도포되는 인쇄층과의 접착력이 매우 중요한데, 이를 위해서는 아크릴 성분이 포함되거나 우레탄 성분이 포함되어 층간 접착을 강하게 하는 것이 바람직하다. 그러나 재료의 종류가 아크릴이나 우레탄으로 국한되는 것은 아니며, 아크릴, 우레탄, 에스터, 에테르, 에폭시 등 계열의 재료 사용이 가능하다. 자외선 경화의 경우는 우레탄, 에스터, 에테르, 에폭시 등의 아크릴 (메타크릴) 단량체 및 올리고머와 광개시제를 혼합하여 용매에 용해하여 사용할 수 있고, 건조, 열경화 하여 사용하는 재료는 아크릴릭 폴리올 등을 사용할 수 있고, 폴리아크릴 또는 폴리메틸메타크릴레이트 등을 단독 사용하거나 자외선 경화제 또는 열경화제에 혼합하여 사용할 수 있다.

인쇄용 프라이머층의 두께는 사용되는 디바이스에서 허용되는 두께 범위내에서 형성이 가능하고, 일정 두께로 한정되지는 않는다. 일 예로 스마트폰의 경우는 두께가 너무 두꺼우면 전체 디바이스의 두께가 두꺼워 지므로 수 미크론으로 형성시키는 것이 바람직하다. 그러나 앞서 말한 것처럼, 이 층의 두께는 디바이스, 제품의 설계에 맞추어 변경될 수 있다. 그러나, 20미크론 이상이 형성되면 딱딱하여 취성이 강해 작업성이 감소할 수 있고, 전체 디바이스의 두께가 두꺼워져 바람직 하지 않다.

점착제층에 사용되는 점착제의 종류는 아크릴, 실리콘, 고무계 등 유리에 부착 가능한 것은 모두 사용이 가능하다. 또한 이들 점착제는 열을 가하여 건조 경화하는 타입 또는 자외선 등의 에너지를 인가하여 경화하는 타입, 모두 사용이 가능하다. 또한, 열을 가하여 녹여 접착하는 핫멜트 타입 및 자외선을 인가하여 점착력을 부여하는 타입 등 모두 사용이 가능하다. 그러나, 강화 유리등에 부착하는 공정에서 용이한 작업성을 위해서는 핫멜트 타입 보다는 상온에서 바로 부착하여 사용하는 방법이 용이할 수 있으나, 이 방법에 제한되는 것은 아니다.

점착제의 두께는 앞서 인쇄용 프라이머에서 설명한 바와 같이, 디바이스의 전체 두께를 고려하여 함께 설계하는 것이 바람직하다. 두께가 너무 얇을 경우 전체 디바이스 두께는 얇아질 수 있지만 접착력이 감소할 수 있고, 두께가 너무 두꺼울 경우 접착력은 강하게 되나 전체 두께가 너무 두꺼워 질 수 있다. 점착제의 두께는 5미크론에서 50미크론을 사용할 수 있는데, 5미크론 이하는 너무 얇아 점착력이 낮아 유리 기판 부착력이 낮을 수 있으며, 50미크론 이상은 두께가 너무 두꺼워 전체 디바이스가 두꺼워 질 수 있다.

2차 이형필름은 아크릴계 점착제 또는 실리콘계 점착제 및 고무계 점착제를 쉽게 떼어낼 수 있으면 어느 것이나 사용 가능하다. 예를 들어 아크릴 점착제의 경우는, 실리콘 또는 플로린 재료의 이형처리가 된 것이 바람직하다. 또한 실리콘 점착제를 사용하는 경우는 아무 것도 처리되지 않은 폴리에스터 또는 폴리에틸렌 등의 필름을 사용할 수 있다. 또한, 핫멜트 점착제에는 표면을 보호할 수 있는 이형 종이 필름 등이 사용될 수 있다. 이밖에도, 플로린 이형제도 사용이 가능하며, 이형제의 종류는 일반적인 것이 모두 사용 가능 한데, 이 점착제를 보호하는 2차 이형필름의 이형력이 1차 이형력보다 강하게 조절되는 것이 가장 중요한 요소이다. 따라서, 2차 이형필름의 박리력은, 1차 이형필름 박리력 2차 이형필름 박리력의 공식이 성립되어야 한다.

2차 이형필름의 두께는 1차 이형필름과 함께 설계되는 것이 바람직한데, 1차 이형보다 두껍운 것을 사용하면서, 작업성을 증가시켜야 한다. 두께는 25미크론에서 250미크론을 사용할 수 있는데, 이때, 1차 이형필름의 두께 2차 이형필름의 두께의 공식이 성립되는 것이 바람직하다. 두께가 25미크론 보다 얇을 경우 인쇄 등의 후공정 작업 시 필름이 얇아 작업이 어렵고, 250미크론 보다 두꺼울 경우 디바이스에 장착한 후 박리할 때 작업성이 떨어지는 단점이 있다.

상기의 방법으로 제작되는 각 필름과 층은, 앞서 간략히 설명한 두 가지 방법으로 형성이 가능하다.

첫 번째 방법으로, 도2의 블록도를 참조로 하여 설면하면

1차 이형필름을 준비하는 단계,

1차 이형필름의 이형면에 인쇄용 프라이머를 형성하는 단계,

1차 이형필름에 형성된 인쇄용 프라이머층에 코로나 등의 접착 증진 표면 처리를 하는 단계,

1차 이형필름에 형성된 인쇄용 프라이머층 및 표면처리 층에 접착제 층을 도포하는 단계,

1차 이형필름에 형성된, 인쇄용 프라이머층 및 접착제 층에 2차 이형필름이 합지되는 단계로 인쇄용 전사필름을 제작할 수 있다.

두 번째 방법으로, 도3의 블록도를 참조로 하여 설면하면

1차 이형필름을 준비하는 단계,

1차 이형필름의 이형면에 인쇄용 프라이머를 형성하는 단계,

1차 이형필름에 형성된 인쇄용 프라이머층에 접착 증진 표면 처리를 하는 단계,

2차 이형필름에 접착제를 형성시키는 단계,

2차 이형필름에 도포된 접착제 층에 접착 증진 표면 처리를 하는 단계,

준비된 1차 이형필름, 인쇄용 프라이머층과 2차 이형필름에 형성된 접착제 층을 마주보게 하여 합지하는 단계로,

인쇄 전사용 필름을 제작할 수 있다.

상기의 방법으로 제작된 인쇄 전사용 필름은,

가로 및 세로 방향으로 일정한 길이와 면적을 갖는 판상으로 잘라서 단판으로 인쇄 작업을 할 수 있다. 또한 롤로 감겨 있는 상태에서 필름을 풀어가면서 롤 투 롤 (roll-to-roll) 인쇄 방법을 사용할 수도 있다.

인쇄는, 일반적으로 전자기기, 디바이스에 사용되는 인쇄 용액을 사용할 수 있고, 인쇄용 프라이머에 부착 증진을 위해 추가적으로 접착 증진제 층을 도포할 수도 있다.

또한, 인쇄에서 구현할 수 없는 입체적인 질감을 위해서 자외선 경화 재료와 미리 형성된 몰드를 이용하여, 원형, 삼각형, 사각형, 입체 연결선 등의 형상을 제작할 수도 있다. 이때, 본 발명에서 제작된 인쇄용 프라이머에 직접 입체 모양을 형성 시킬 수 있고 또한 접착 증진제를 사용할 수도 있다.

상기와 같은 입체 형상과 인쇄층 등을 형성한 후에, 형성된 층의 손상이나 오염을 방지하기 위해 보호필름을 부착하는 것이 바람직 한데, 이 보호필름은 보호의 역할 뿐만 아니라, 강화 유리 등에 접착제 층을 부착하기 위해 2차 이형필름을 제거하기 위한 지지 필름으로 사용되어 진다. 따라서, 이때에도 인쇄면에 부착되는 보호필름과 2차 이형필름의 박리력이 매우 중요하다. 2차 이형필름이 인쇄면 부착 보호필름보다 먼저 박리되어 강화유리에 붙어야 하기 때문이다. 따라서, 본 발명에 사용되는 두가지 이형필름과 보호필름의 상관 관계는,

1차 이형필름의 박리력 ≤ 2차 이형필름의 박리력 ≤ 인쇄 보호용 필름의 박리력, 이다

상기 내용이 부합될 경우, 작업성이 우수한 전사필름이 제작되고 또한 사용되어 질 수 있다.

또한 도4의 본 발명의 인쇄 전사필름의 인쇄 후 보호필름이 부착된 단면 구조를 나타내는 도를 참고로 설명하면, 인쇄 후 인쇄층(210)의 인쇄면을 보호하고 유리에 붙이기 전 공정까지 지지를 하기 위한 필름인 보호필름(410, 420)은 바람직하게는 두장을 붙여 사용하는 것이다. 즉, 본 발명에서는 인쇄가 되지 않은 투명층을 레이저 등의 방법으로 타발하여 제거한 후 인쇄층 및 부가적으로 도입된 입체 형상 및 인쇄층 만을 가공하여 강화 유리 등에 부착하는 방법을 사용하였는데, 작업의 용이성을 위해서 2매의 보호필름(410, 420)을 사용하고, 한 개의 보호필름은 타발 시 도려내서 제거하고, 나머지 한 장은 지지역할을 하다가 전사필름 전체가 강화 유리에 부착된 후 제거하는 것이다. 보호필름을 두장 사용하는 것은 선택적으로 사용되어 질 수 있으나, 작업성의 향상을 위해서 두장을 사용할 수 있음을 본 발명에서는 확인할 수 있었다.

2장의 인쇄용 보호필름을 합지하여 사용하는 또 다른 이유는, 인쇄를 진행하고 난 후 인쇄면을 보호하기 위한 필름은 인쇄면에 붙어 일정한 힘을 가지고 있고, 일정한 모양으로 가공하는 동안 떨어지지 않는 힘을 가져야 한다. 또한 일정 모양으로 가공할 때, 전체 면을 지지하는 역할을 하기 위해 1매가 필요하고, 중간에 박리 후 유리에 붙인 후 떼어내면 된다. 따라서, 바람직한 구조는 인쇄면 보호필름을 2매 사용하는 것이며, 이럴 경우, 지지를 두꺼운 필름으로 하게 되면 박리 시 필름의 강도로 인하여 박리가 어려운데, 같은 두께를 두 장 사용할 경우, 차례로 떼어 낼 수 있기 때문에 작업성이 증가되며, 인쇄면에 먼저 부착되는 보호필름의 두께를 먼저 떼어내는 필름의 두께 보다 조금 더 두껍게 할 경우, 먼저 박리되는 첫 번째 보호필름의 박리가 용이한 장점이 있다.

즉, 인쇄면에 부착되는 보호필름 두께 ≥ 보호필름 위의 보호필름 두께,

인쇄면에 부착되는 보호필름 점착력 ≥ 보호필름 위의 보호필름 점착력,

상기의 공식이 성립되는 경우, 작업성이 용이한 장점이 있다.

디바이스에 인쇄가 형성된 필름을 부착하고 보호필름을 제거하는 것은 작업성에 매우 큰 영향을 미치는데, 본 제품의 설계 시, 2차 이형필름을 용이하게 제거하기 위해, 상기 보호필름들의 점착력이 2차 이형필름의 박리력보다 강해야 한다고 기술하였다. 그러나 디바이스에 전사필름을 부착하고 박리할 때, 이 보호필름의 부착력이 너무 강하면 이 또한 작업성이 감소하는 이유가 되는데, 이를 위해 보호필름에 사용되는 점착제는 자외선을 인가하여 점착력을 감소시키는 타입을 사용할 수 있고, 또한 일정 온도에서 반응하는 반감기 온도가 낮은 첨가제를 사용하여 일정 온도에 방치하여 점착력을 감소시킬 수 있는 점착제 조성물을 사용할 수 있고, 이럴 경우 보호필름을 인쇄층에서 용이하게 제거할 수 있어, 제조, 조립 공정의 생산성을 향상 시킬 수 있다.

상기 설명한 인쇄용 전사필름 및 이를 제작하는 방법에 대해 보다 상세하게 이하 실시예로 설명하려고 한다. 그러나, 본 발명의 범위는 이하 서술되는 실시예에 국한되는 것은 아니며 본 발명의 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태는 본 발명의 범위에 해당되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명의 필름은 종전의 필름에 비해 두께가 얇고, 전사필름 제작 시 작업성이 우수하며, 순차적인 작업 방법에 의해 각 층의 부착력이 강화되도록 한 것으로 신뢰성이 우수하다.

또한, 본 발명의 인쇄 전사필름은, 기저 유리나 두꺼운 플라스틱 쉬트에 직접 인쇄하지 않는 장점도 있지만, 더욱 중요하게는, 1차, 2차 이형필름을 모두 제거한 후 사용하기 때문에 궁극적으로는 기판에 인쇄층, 프라이머층 및 점착제 층만 합지되게 되며, 이럴 경우 기저 필름으로 함께 부착되어 사용되었던 비산방지 필름(폴리에스터 등의 투명 고분자 필름 일면에 인쇄층이 형성되고, 다른 일면에 점착제가 부착되어, 인쇄 후 글래스 등의 기판에 부착되고, 기판이 유리일 경우 유리가 깨지면서 사방으로 튀는 것을 방지하는 필름)과 비교할 경우, 투명 고분자 필름을 사용하지 않게 되어 최소 수십 미크론에서 최대 백미크론 정도의 두께 감소 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예로서의 인쇄 전사필름의 단면 구조를 나타내는 도이다.
도 2는 본 발명의 인쇄 전사필름을 제작하는 방법의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 인쇄 전사필름을 제작하는 방법의 다른 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 인쇄 전사필름의 인쇄 후 보호필름이 부착된 단면 구조를 나타내는 도이다.

<1차 이형필름의 준비>

이형력 부여를 위한 재료는 다음과 같이 제조한다. 도료용 멜라민 수지 용액을 메틸 이소부틸 케톤에 녹여 고형 15%가 되도록 제조한 후, 멜라민 수지를 경화하기 위한 경화제는 약산인 파라 톨루엔 술포산을 멜라민 수지 100 중량부에 대하여 약 0.5% 첨가한 용액을 제조한다.

<인쇄용 프라이머 용액의 제조>

2관능 우레탄 아크릴 레이트 올리고머 30중량부 2관능 아크릴릭 아크릴 레이트 50중량부 및 아크릴릭 폴리올 수지 30중량부를 혼합하고, 아크릴레이트 100중량부에 대하여, 히드록시 시클로헥실 페닐케톤을 약 6중량부가 되도록 첨가하고, 전체 고형분은 30%가 되도록 에틸 아세테이트 용액에 녹여 제조하였다.

<점착제>

강화 유리 또는 플라스틱에 붙이기 위한 점착제로는, 일본 소켄사 PS81이라는 그레이드를 사용하였고, 이소시아네이트 경화제는 점착제 본제에 대하여 3중량부가 되도록 혼합하여 사용하였다.

<실시예 1>

준비된 1차 이형 용액을 50미크론 PET 필름에 wet 두께 약 7미크론이 되도록 코팅하고, 150도에서 1분간 건조하였다. 이렇게 준비된 이형면에 인쇄용 프라이머 용액을 건조 후 두께 3미크론이 되도록 코팅하고, 80도에서 1분간 건조한 후 300mJ/cm² 의 자외선을 인가하여 경화하였다.

인쇄용 프라이머에, 두께 25um, 점착력 70g을 가지는 필름을 붙이고, 점착력 측정기로 1차 이형필름에서 인쇄용 프라이머 층이 박리되는 힘을 측정하였을 때, 1.5g/inch로 확인되었다.

<비교예 1>

1차 이형용액에서 약산 경화제의 함량을 0.1%로 조절하고, 건조를 120도에서 1분간 진행한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 조건으로 코팅하였다. 이때 인쇄용 프라이머는 1차 이형필름에서 박리가 잘 되지 않고, 면이 찢어지면서 불규칙한 점착력이 측정되는 것이 확인되었고, 평균 35g/inch의 값을 나타내었다.

<실시예 2>

1차 이형필름의 준비는 실시예 1과 동일하게 진행하였고, 인쇄용 프라이머 용액은, 아크릴릭 폴리올과 이소시아네이트 용액을 고형 30%가 되도록 메틸에틸케톤 용액에 제조하였고, 이소시아네이트 경화제는 폴리올에 대하여 3% 가 되도록 조액 하였다. 이 용액을 1차 이형필름에 건조 후 두께 2미크론이 되도록 코팅하고, 100도에서 1분간 건조하였다. 실시예 1의 방법으로 이형력을 측정하였을 때, 4.5g/inch로 확인 되었다.

<실시예 3>

실시예 1에서와 같이, 1차 이형필름에 인쇄용 프라이머 층이 형성시킨 후, 그 면에 코로나 처리를 한 후, 점착제 건조 후 두께를 15미크론이 되도록 코팅하였다. 이때, 사용한 2차 이형필름은 중박리 이형필름으로, 실시예 1에서 사용한 25미크론 70g/inch 필름으로 이형력 평가 시 12g/inch로 측정된 100um 필름을 사용하여, 점착제 면에 부착하였다. 이 필름을 40도에서 72시간 경화한 후, 1차 이형필름을 제거하였을 때, 1차 이형필름이 먼저 잘 되거 되는 것을 확인할 수 있었다.

<비교예 2>

이형력이 6g/inch인 50um 2차 이형필름을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일하게 제작하였다. 제작된 필름에서 1차 이형필름을 박리하려고 하였으나 박리가 잘 되지 않았고, 이것은 2차 이형필름의 두께가 1차 이형필름과 동일하고, 이형력의 차이가 크지 않기 때문으로 판단되었다.

<실시예 4>

실시예 4는 실시예 3과 동일하게 제조하였는데, 제품의 구성은 같고 제조 순서가 차이가 있는데, 1차 이형필름에 인쇄용 프라이머 층이 형성시킨 후, 그 면에 코로나 처리를 하여 준비하고, 12g/inch로 측정된 100um 필름을 사용하여 점착제 15미크론으로 코팅한 다음, 준비된 1차 이형필름, 인쇄용 프라이머 필름과 합지 하였다. 실시예 3과 동일하나, 제조 방법에서, 필름을 각각 준비하고 합지 하는 과정에서 차이가 있다.

이렇게 제조된 필름을 40도에서 72시간 경화한 후, 1차 이형필름을 제거하였을 때, 1차 이형필름이 먼저 잘 되거 되는 것을 확인할 수 있었다.

<실시예 5>

실시예 3에서 제조된 필름에서 1차 이형필름을 제거한 후, 흑색 잉크 IPX971을 먼저 인쇄하고, 2층 적층을 하여 인쇄품을 준비 하였다. 이렇게 제조된 필름의 인쇄면에 서스에 대한 점착력 25g/inch 38미크론 필름 두장을 붙이고, 레이저로 인쇄면 0.5mm 안쪽으로 타발을 진행하였다.

준비한 보호필름 2매 / 인쇄층 / 인쇄용 프라이머층 / 점착층 / 2차 이형필름에서, 2차 이형필름을 제거하였을 때, 박리가 잘 되는 것을 확인하였다.

<실시예 6>

실시예 5에서 제조된 필름에서 2차 이형필름을 제거한 후, 강화 유리에 부착하고, 60도 90%의 항온항습기에서 120시간 방치한 후 물성을 평가하였다. cross-cutting으로 강화 유리 표면에 대한 접착력을 평가 하였을 때, 박리 없이 잘 붙어 있는 것이 확인 되었다.

<비교예 3>

전사필름을 제조할 때, 실시예 3과 동일하나, 코로나 처리를 하지 않고 필름을 제작하였다. 그리고, 인쇄와 보호필름의 부착은 실시예 5와 동일한 방법으로 진행하였다. 이렇게 제작된 필름을 60도 90%의 항온항습 조건에서 120시간 방치한 후 cross-cutting 하였을 때, 인쇄용 프라이머층과 접착제 층이 박리되는 것이 확인되었다.

<비교예 4>

실시예 5와 동일한 필름을 제작하고, 인쇄면 위에 부착하는 보호필름을 100미크론, 한 장을 사용하였다. 2차 이형필름은 잘 박리가 되는 것이 확인되었고, 강화 유리 표면에 부착 한 후 보호필름을 제거하려고 하였으나, 필름이 두꺼워 제거하기 위해 날카로운 칼 등을 사용하여 모서리를 분리해야 하는 불편함이 확인되었고, 점착력도 강해 쉽게 제거되지 않는 것이 확인되었다.

<실시예 7>

인쇄면에 직접 부착된 보호필름의 점착제가 200mJ/cm² 인가 시, 경화가 되어, 점착력이 50g/inch에서 3g/inch로 점착력이 약해지는 것을 사용한 것을 제외하고, 실시예 5와 동일한 필름을 제작하였다. 레이저로 인쇄면에 부착된 보호필름의 중간 부위, 디스플레이가 구현되는 면 중심부를 타발하고, 2차 이형필름을 제거한 후 강화 유리에 부착하였다. 첫 번째 인쇄면 보호필름을 제거하고, 두 번째 인쇄면 보호필름을 제거하기 전, 고압수은등을 사용하여 200mJ/cm²을 인가 하니, 보호필름이 인쇄면에서 쉽게 박리되는 것을 확인할 수 있었다.

<실시예 8>

실시예 3의 필름을 제조함에 있어, 2차 이형필름의 배면에 PEDOT (poly-3,4-ethylenedioxythiophene) 용액을 코팅하여 표면저항이 1E7ohms/sq가 되도록 한 것을 제외하고는 동일하게 제작하였다.

이렇게 제조된 필름에서 1차 이형필름을 제거할 때 정전기 발생량을 field meter를 이용하여 실시예 3의 필름과 비교하였는데, 실시예 3에서 제작된 필름에서 1차 이형필름을 제거한 후 인쇄용 프라이머 면에서 발생하는 정전기는 15kV 로 확인 되었고, 2차 이형필름 배면에 정전기 방지 처리한 실시예 8 필름에서 1차 이형필름을 제거한 후 측정한 정전기는 120V로 측정되어, 이형필름 배면에 정전기 방지 처리의 효과를 확인할 수 있었다.

110 - 1차 이형필름
120 - 2차 이형필름
200 - 인쇄용 프라이머층
300 - 점착제층

Claims (15)

1. 전자 장치에 사용되는 기판 또는 윈도우에 부착하기 위한 인쇄 전사용 필름에 있어서,
   1차 이형필름,
   상기 1차 이형필름의 일면에 형성된 인쇄용 프라이머층,
   상기 인쇄용 프라이머층 위에 형성된 점착제층, 및
   상기 점착제층을 보호하기 위한 2차 이형필름,
   을 포함하고,
   상기 1차 이형필름을 제거하고 상기 인쇄용 프라이머층에 인쇄 후 인쇄면을 보호하기 위한 필름을 순차적으로 한 장씩 떼어내어 사용하도록 인쇄면에 2장을 적층하고, 그리고
   인쇄면에 부착되는 보호필름 두께 ≥ 보호필름 위의 보호필름 두께이며, 인쇄면에 부착되는 보호필름 점착력 ≥ 보호필름 위의 보호필름 점착력 ≥ 2차 이형필름의 박리력인 것,
   을 특징으로 하는 인쇄 전사필름.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 인쇄 후 인쇄면을 보호하기 위한 필름은, 아크릴계 점착제 또는 실리콘계 점착제가 도포된 필름임을 특징으로 하는 인쇄 전사필름.
4. 제3항에 있어서,
   상기 인쇄 후 인쇄면을 보호하기 위한 필름은, 열을 인가하거나 자외선을 인가하여 점착력을 감소시켜 기판에서 박리성을 용이하게 하는 것을 특징으로 하는 인쇄 전사필름.
5. 제1항, 제3항, 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 1차 이형필름의 이형용액은 멜라민, 아미드, 또는 폴리올레핀 성분을 포함하는 것,
   상기 2차 이형필름은 아크릴계 점착제 또는 실리콘계 점착제에 사용되는 이형필름으로서, 아크릴 점착제의 경우는 실리콘 또는 플로린으로 이형처리가 되고 그리고 실리콘계 점착제인 경우는 무처리 필름인 것,
   상기 인쇄용 프라이머층은 아크릴(메타크릴) 단량체 또는 올리고머 성분을 포함하는 것, 그리고
   상기 점착제층은 아크릴 타입, 실리콘 타입, 또는 고무타입의 점착제를 사용하거나 핫멜트 타입 또는 자외선 경화형 점착제를 사용하여 형성된 것,
   중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 전사필름.
6. 제1항, 제3항, 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   1차 이형필름의 일면 그리고 2차 이형필름의 일면에 중 어느 하나 이상에 PEDOT를 이용한 정전기 방지 처리가 되어 있는 것을 특징으로 하는 인쇄 전사필름.
7. 전자 장치에 사용되는 기판 또는 윈도우에 부착하기 위한 인쇄 전사필름을 제조하는 방법에 있어서,
   1차 이형필름을 준비하는 단계,
   상기 1차 이형필름의 이형면에 인쇄용 프라이머층을 형성하는 단계,
   상기 1차 이형필름에 형성된 인쇄용 프라이머층에 코로나 처리를 포함하는 접착 증진 표면 처리를 하는 단계,
   상기 인쇄용 프라이머층 및 표면처리 층에 점착제층을 도포하는 단계,
   상기 점착제층에 2차 이형필름이 합지되는 단계,
   상기 1차 이형필름을 제거하고 상기 인쇄용 프라이머층에 인쇄하는 단계, 및 인쇄를 보호하기 위한 필름을 순차적으로 한 장씩 떼어내어 사용하도록 인쇄면에 2장을 적층하는 단계,
   를 포함하고,
   인쇄면에 부착되는 보호필름 두께 ≥ 보호필름 위의 보호필름 두께이며, 인쇄면에 부착되는 보호필름 점착력 ≥ 보호필름 위의 보호필름 점착력 ≥ 2차 이형필름의 박리력이 되도록 하는 것,
   을 특징으로 하는 인쇄 전사필름을 제조하는 방법.
8. 전자 장치에 사용되는 기판 또는 윈도우에 부착하기 위한 인쇄 전사필름을 제조하는 방법에 있어서,
   1차 이형필름을 준비하는 단계,
   상기 1차 이형필름의 이형면에 인쇄용 프라이머층을 형성하는 단계,
   상기 1차 이형필름에 형성된 인쇄용 프라이머층에 접착 증진 표면 처리를 하는 단계,
   2차 이형필름에 점착제층을 형성시키는 단계,
   2차 이형필름에 도포된 점착제층에 접착 증진 표면 처리를 하는 단계, 및
   준비된 상기 1차 이형필름 및 인쇄용 프라이머층과 준비된 상기 2차 이형필름에 형성된 점착제층을 마주보게 하여 합지하는 단계,
   상기 1차 이형필름을 제거하고 상기 인쇄용 프라이머층에 인쇄하는 단계, 및 인쇄를 보호하기 위한 필름을 순차적으로 한 장씩 떼어내어 사용하도록 인쇄면에 2장을 적층하는 단계,
   를 포함하고, 그리고
   인쇄면에 부착되는 보호필름 두께 ≥ 보호필름 위의 보호필름 두께이며, 인쇄면에 부착되는 보호필름 점착력 ≥ 보호필름 위의 보호필름 점착력 ≥ 2차 이형필름의 박리력이 되도록 하는 것,
   을 특징으로 하는 인쇄 전사필름을 제조하는 방법.
9. 삭제
10. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 인쇄 후 인쇄면을 보호하기 위한 필름은, 아크릴계 점착제 또는 실리콘계 점착제가 도포된 필름임을 특징으로 하는 인쇄 전사필름을 제조하는 방법.
11. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 인쇄 후 인쇄면을 보호하기 위한 필름은, 열을 인가하거나 자외선을 인가하여 점착력을 감소시켜 기판에서 박리성을 용이하게 하는 것,
    을 특징으로 하는 인쇄 전사필름을 제조하는 방법.
12. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 1차 이형필름의 이형용액은 멜라민, 아미드, 또는 폴리올레핀 성분을 포함하는 것,
    상기 2차 이형필름은 아크릴계 점착제 또는 실리콘계 점착제에 사용되는 이형필름으로서, 아크릴 점착제의 경우는 실리콘 또는 플로린으로 이형처리가 되고 그리고 실리콘계 점착제인 경우는 무처리 필름인 것,
    상기 인쇄용 프라이머층은 아크릴(메타크릴) 단량체 또는 올리고머 성분을 포함하는 것, 그리고
    상기 점착제층은 아크릴 타입, 실리콘 타입, 또는 고무타입의 점착제를 사용하거나 핫멜트 타입 및 자외선 경화형 점착제를 사용하여 형성되는 것,
    중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 전사필름을 제조하는 방법.
13. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    1차 이형필름의 일면 그리고 2차 이형필름의 일면 중 어느 하나 이상에 PEDOT를 이용한 정전기 방지 처리가 되는 것을 특징으로 하는 인쇄 전사필름을 제조하는 방법.
14. 삭제
15. 삭제

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