KR102378467B1 - 탈착시 잔사물을 최소화한 생분해성 점착필름 - Google Patents

Abstract

생분해성 소재를 이용하여 제조되는 필름을 이?O필름으로 사용하는 것으로 환경오염을 최소화할 수 있으며, 탈착시 잔사물을 최소화할 수 있는 탈착시 잔사물을 최소화한　생분해성 점착필름 및 그 제조방법을 개시한다.
본 발명은 수평으로 연신가능한 고분자 필름층; 상기 고분자 필름층의 하부에 형성되는 점착층; 및 상기 고분자 필름층의 상부에 형성되는 인쇄층을 포함하되, 상기 고분자 필름층은 생분해성 고분자로 형성되며, 상기 생분해성 고분자는 생분해성 고분자는 30 내지 70 중량%의 방향족-지방족 폴리에스테르 올리고머 및 30 내지 70 중량%의 폴리락트산(PLA)의 공중합으로 제조된 폴리유산-폴리에스테르 공중합체이며, 상기 폴리락트산은 L-락트산 또는 D락트산으로부터 제조되며, 분자량이 10,000 이상인 것을 특징으로 하는 탈착시 잔사물을 최소화한　생분해성 점착필름을 제공한다.

Description

탈착시 잔사물을 최소화한　생분해성 점착필름{Biodegradable release film with minimizing residues during removal}

본 발명은 탈착시 잔사물을 최소화한　생분해성 점착필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 생분해성 소재를 이용하여 제조되는 필름을 점착필름으로 사용하는 것으로 환경오염을 최소화할 수 있으며, 탈착시 잔사물을 최소화할 수 있는 생분해성 점착필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.

점착필름은 점, 접착 성분에 잘 붙지 않는 이른바 점착성을 갖는 필름을 총칭하며 일반적으로 점, 접착 필름 또는 테이프에 보호필름 용도로 부착되어 점, 접착제를 사용전까지 원치 않는 피착물에 피착되거나 먼지, 이물 등에 의해 오염되는 것을 방지하는 용도로 사용될 수 있다.

또한 상기 점착필름의 다른 용도로는 프린트 배선기판, 인-몰드 성형과 같이 가열가압 성형공정에서 형틀과 성형물이 고착되지 않게 하는 역할을 수행하거나 적층 세라믹 캐패시터용 유전체 등 얇은 세라믹 시트를 성형하기 위한 캐리어필름 용도가 있다.

이러한 점착필름은 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 개인용 휴대정보 단말기 및 내비게이션, 유기발광다이오드, 고분자발광 다이오드(Polymer Light Emitting Diodes), 편광판 등의 디스플레이 유닛 분야, 코팅 분야, 점착제 분야, 접착제 분야 등의 다향한 분야에서 사용되고 있다. 주로, 점착필름은 대상 물품의 표면, 점착제의 표면, 접착제의 표면 등을 보호하거나, 대상 물품의 캐리어(carrier) 역할을 수행할 수 있다. 이러한, 점착필름은 대상 물품 등의 제조 과정, 운반 및 저장 과정에서는 대상 물품에 부착되나, 최종 물품의 제조 시에 제거될 수 있다.

위와 같은 용도로 점착필름을 활용하기 위하여 폴리에스테르계 수지, 폴리이미드 수지 등으로 제조되는 기재필름에 고분자 실리콘 점착제 또는 불소계 점착제를 도포하여 가열경화 또는 자외선 경화함으로써 점착층을 형성하여 점착성을 발현하는 점착필름이 널리 사용되고 있다.

그러나 상기와 같이 제조되는 종래의 점착필름들은 그 구성성분의 특성상 땅속에 매립하거나 대기 중에 방치하여도 자연적으로 분해되지 않아 자연에 폐기시 환경문제를 유발하고 별도의 폐기처리를 위한 폐기비용을 발생시 키는 문제점이 있다. 특히, 점착필름은 그 활용에 있어 보호지 또는 공정용 캐리어 필름으로 주로 이용됨에 따라 한 번 사용 후 폐기되는 경우가 대부분이므로 상기와 같은 문제의 해결이 요구되고 있다.

따라서 전분계, 셀룰로오스계, 초산 셀롤로오스계 등 천연계 생분해성 플라스틱 또는 폴리유산-폴리에스테르 공중합체 등 합성계 생분해성 플라스틱으로부터 가공되는 생분해성 필름이 이미 식품포장, 의료용, 쓰레기봉투 등의 용도로 상용 중에 있으나, 이들 필름은 내열성이 50 내지 70℃수준에 불과하여 100℃이상의 고온가열 공정이 필요한 종전의 제조방법으로는 점착필름의 제조가 불가한 실정이다.

한편, 폴리락트산(Poly lactic acid, PLA)는 탄화수소로 이루어진 지방족 폴리에스터계 고분자이다. 지방족 폴리에스터는 재생원료인 옥수수에서 추출한 젖산(Lactic acid)을 축합반응을 통해 중합하여 얻어진다. 그래서 방향족 폴리에스터에 비해 생체적합성이 우수하여 식품의 질을 유지시킬 수 있기 때문에 포장재료로서 필름으로 제조되어 사용된다. 또한 이 폴리락트산은 용융 방사를 통해 직물 또는 부직포로 쉽게 제조될 수 있고 방향족 폴리에스터인 PET보다 친수성을 가지고 불에 의한 연소시 가연성과 연기 생성이 낮아 자동차 내장재로 이용된다.

따라서 상기 폴리락트산을 이용하여 점착필름을 제조하는 경우 생분해가 가능한 친환경 필름의 제조가 가능하지만, 폴리락트산의 특성상 내열성 및 내화학성이 떨어질 수 있어 이를 개선하여 점착필름에 적용하기 위한 노력이 필요로 하고 있다.

(0001) 대한민국 등록특허 제10-1044957호 (0002) 대한민국 등록특허 제10-0490884호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 생분해가 용이한 폴리락트산을 이용하여 제조되는 친환경 점착필름을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 점착필름의 제조에 있어 필름의 표면을 가공하는 것으로 탈착시 표면에 잔사물을 남기지 않고 이탈될 수 있는 생분해성 점착필름을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 폴리락트산 필름의 표면을 가공하는 것으로 인쇄의 품질이 향상된 생분해성 친환경 점착필름 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 수평으로 연신가능한 고분자 필름층; 상기 고분자 필름층의 하부에 형성되는 점착층; 및 상기 고분자 필름층의 상부에 형성되는 인쇄층을 포함하되, 상기 고분자 필름층은 생분해성 고분자로 형성되며, 상기 생분해성 고분자는 생분해성 고분자는 30 내지 70 중량%의 방향족-지방족 폴리에스테르 올리고머 및 30 내지 70 중량%의 폴리락트산(PLA)의 공중합으로 제조된 폴리유산-폴리에스테르 공중합체이며, 상기 폴리락트산은 L-락트산 또는 D락트산으로부터 제조되며, 분자량이 10,000 이상인 것을 특징으로 하는 탈착시 잔사물을 최소화한　생분해성 점착필름을 제공한다.

일 실시예에 있어서, 상기 고분자 필름층은, 방향족-지방족 폴리에스테르 올리고머 및 폴리락트산(PLA)을 혼합하여 공중합하는 것으로 폴리유산-폴리에스테르를 형성한 다음, 일축연신을 통하여 고분자 필름층을 형성하는 단계; 상기 필름의 하부를 롤러로 압착하여 연신방향과 동일한 방향으로 그루브를 형성하는 단계; 및 상기 고분자 필름층의 상부를 산소조건에서 글로우 플라즈마를 이용하여 표면처리하는 단계를 포함하는 방법으로 제조되며, 상기 그루브는 0.1~100㎛의 깊이 및 0.1~200㎛의 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 표면처리는 100~200kV의 전압으로 형성되는 대기압플라즈마를 이용하여 수행되며, 상기 점착층은 점착제 및 상기 점착제에 혼합된 폴리머계 비드를 포함하며, 상기 점착제는, 천연고무 100 중량부에 대해 해교제 0.2 내지 0.5 중량부 및 툴루엔 650 내지 700 중량부를 혼합하고 70 내지 90℃에서 8 내지 12시간 동안 교반하여 해교된 고무 용액을 제조하는 단계; 상기 해교된 고무 용액에 스티렌-이소프렌-스티렌 고무 20 내지 40 중량부 및 점착성 부여제 80 내지 120 중량부를 첨가하여 혼합 용액을 제조하는 단계; 상기 혼합 용액에 폴리머계 비드 1 내지 5 중량부를 첨가하고 혼합하여 점착제를 제조하는 단계를 포함하는 방법으로 제조되며, 상기 혼합용액은 고형분 20 내지 30중량%이고 점도 2500 내지 3500cps이며; 상기 점착제를 제조하는 단계에서 상기 폴리머계 비드를 첨가하기 전에, 상기 폴리머계 비드의 외면을 매끄럽게 표면 처리를 하는 단계; 상기 매끄럽게 표면 처리된 폴리머계 비드의 외면에 윤활제를 도포하는 단계; 및 상기 윤활제가 도포된 폴리머계 비드의 외면에 상기 혼합 용액을 코팅하여 보호층을 형성하는 단계를 추가로 포함하며, 상기 폴리머계 비드는 폴리락트산으로 제작되는 1~100㎛크기의 비드이며, 상기 인쇄층은, 상기 고분자 필름 상부에 형성되는 그라비아 인쇄층; 및 상기 그라비아 인쇄층의 상부에 형성되는 보호층을 포함하며, 상기 그라비아 인쇄층은, 그라비아 인쇄용 롤러에 그라비아 인쇄용 잉크를 공급하는 단계; 및 상기 고분자 필름에 상기 그라비아 인쇄용 잉크를 인쇄하는 단계를 포함하는 방법으로 형성되며, 상기 그라비아 인쇄용 잉크는 잔컵 점도계(No. 3)를 이용한 점도 측정시 20초 이상 50초 이하의 점도를 가지며, 상기 보호층은 산화티타늄 나노입자를 1~5중량% 포함하는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리비닐크로라이드 및 폴리카보네이트의 군에서 선택되는 필름의 상면 또는 하면에 높이 10nm ~ 100㎛, 두께 1~100nm이며, 패턴사이의 간격은 10nm ~ 100㎛의 편광패턴이 형성된 것이며, 상기 편광패턴은, (a) 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 표면에 매크로패턴 물질을 도포하는 단계; (b) 상기 매크로 패턴 물질을 일정간격으로 식각하여 매크로 프리패턴을 형성하는 단계; (c) 상기 식각이 완료된 다음, 노출된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 및 남아있는 매크로 프리패턴의 상부에 편광물질을 도포하는 단계; (d) 에칭을 통하여 상기 편광물질을 상기 매크로 프리패턴의 측면부에 부착하는 단계; 및 (e) 상기 매크로 프리패턴을 제거하는 단계를 포함하는 방법으로 형성되고, 상기 (b)단계는 필름상에 매크로 패턴 물질을 도포한 다음, 리소그래피 또는 임프린팅 공정을 수행하여 매크로 프리패턴을 형성하며, 상기 (d) 단계의 에칭은 0.1mTorr~10mTorr의 압력하에서 기체를 이용하여 플라즈마를 형성한 다음 상기 플라즈마를 100eV~5,000eV로 가속화하여 수행되는 밀링 공정일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 스티렌-이소프렌-스티렌고무는 20~30중량%의 스티렌을 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 점착성 부여제는 치환된 포화 탄화수소 수지, 로진에스테르 유도체, 테르펜계 수지 또는 페놀계수지일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 생분해성을 가지는 폴리락트산을 이용하여 점착필름을 제조함에 따라, 점착필름의 사용이후 환경오염이 최소화될 수 있는 탈착시 잔사물을 최소화한　생분해성 점착필름을 제공할 수 있다.

또한 본 발명은 표면에 특정 무늬를 형성하는 것으로 점착필름의 제거시 점착제늬 잔류를 최소화할 수 있으며 이에 따라 점착필름이 점착된 제품의 오염을 방지할 수 있는 탈착시 잔사물을 최소화한　생분해성 점착필름을 제공할 수 있다.

또한 본 발명은 점착필름의 외측을 플라즈마 표면처리하는 것으로 잉크에 의한 인쇄를 용이하게 할 수 있으며, 상기 인쇄면의 표면에 편광필름을 부착함에따라 자외선에 의한 변색을 최소화할 수 있는 탈착시 잔사물을 최소화한　생분해성 점착필름을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 점착필름의 구조를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 그루브 폭이 작은 점착필름의 구조를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 그루브 폭이 큰 점착필름의 구조를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 각진형상의 그루브를 가지는 점착필름의 구조를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 폴리머계 비드를 포함하는 점착필름의 구조를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 크기가 작은 폴리머계 비드를 포함하는 점착필름의 구조를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 크기가 큰 폴리머계 비드를 포함하는 점착필름의 구조를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 점착필름의 신축시 그루브의 거동을 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 점착필름의 신축시 폴리머계 비드의 거동을 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 점착필름의 신축시 크기가 작은 폴리머계 비드의 거동을 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 점착필름의 신축시 크기가 큰 폴리머계 비드의 거동을 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 보호층의 형성방법을 간략히 나타낸 것이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 그라비아 인쇄과정을 나타낸 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

한편, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 "모듈" 또는 "부"는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 수행한다. 그리고 "모듈" 또는 "부"는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 기능 또는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 특정 하드웨어에서 수행되어야 하거나 적어도 하나의 프로세서에서 수행되는 "모듈" 또는 "부"를 제외한 복수의 "모듈들" 또는 복수의 "부들"은 적어도 하나의 모듈로 통합될 수도 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.

도 1은 본 발명의 점착필름의 구조를 나타낸 것이다.

본 발명은 수평으로 연신가능한 고분자 필름층; 상기 고분자 필름층의 하부에 형성되는 점착층; 및 상기 고분자 필름층의 상부에 형성되는 인쇄층을 포함하되, 상기 고분자 필름층은 생분해성 고분자로 형성되며, 상기 생분해성 고분자는 생분해성 고분자는 30 내지 70 중량%의 방향족-지방족 폴리에스테르 올리고머 및 30 내지 70 중량%의 폴리락트산(PLA)의 공중합으로 제조된 폴리유산-폴리에스테르 공중합체이며, 상기 폴리락트산은 L-락트산 또는 D락트산으로부터 제조되며, 분자량이 10,000 이상인 것을 특징으로 하는 탈착시 잔사물을 최소화한　생분해성 점착필름ㅍ에 관한 것이다.

상기 고분자 필름층(100)은 상기 점착필름의 기재부를 의미하는 것으로 생분해성 고분자로 형성되어 상기 점착필름을 사용한 다음, 일정시간이 지나면 생분해되도록 할 수 있다. 이때 상기 고분자 필름층은 상기와 같은 생분해성을 만족시키기 위하여 폴리락트산을 포함하여 제조될 수 있으며, 다만 상기 폴리락트산의 경우 연성, 투형성, 또는 기계적 물성이 떨어질 수 있으므로 다른 고분자와 공중합체를 형성하여 사용되는 것이 바람직하다.

이를 위하여 상기 생분해성 고분자는 생분해성 고분자는 30 내지 70 중량%의 방향족-지방족 폴리에스테르 올리고머 및 30 내지 70 중량%의 폴리락트산(PLA)의 공중합으로 제조된 폴리유산-폴리에스테르 공중합체일 수 있다.

본 발명에 사용된 방향족-지방족 폴리에스테르 올리고머는 글리콜과 중합되는 디카르복실산 성분으로 방향족 디카르복실산과 지방족 디카르복실산을 모두 포함하는 폴리에스테르를 말한다.

상기 방향족 디카르복실산 성분은 일반식 ROOC-Ar-COOR'(R, R'은 수소 또는 알킬기)으로 표시되는 구조의 디카르복실산 또는 그 유도체를 말한다. 구체적으로는, 테레프탈산, 프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌 2,6-디카르복실 산, 디페닐술폰산디카르복실산, 디페닐메탄디카르복실산, 디페닐에테르디카르복실산, 디페녹시에탄디카르복실산, 시클로헥산디카르복실산, 및 이들의 알킬렌에스테르로 구성되는 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.

상기 지방족 디카르복실산 성분은 일반식 ROOC(CH2)nCOOR'(R, R'은 수소 또는 알킬기, n은 2~14)로 표시되는 디카르복실산 또는 그 유도체일 수 있다. 구체적으로는 상기 구조를 가지는 숙신산, 글루탈산, 말론산, 옥살산, 아디프산, 세 바신산, 아젤라산, 노난디카르복실산과 이들의 알킬 또는 아릴에스테르 유도체로 구성되는 군으로부터 선택된 1 종 이상일 수 있다.

상기의 방향족-지방족 폴리에스테르의 디카르복실산 성분에서 방향족 성분이 10~50몰%로 조절되어야 하며, 바람직하게는 30몰%일 수 있다. 이는 방향족이 10몰% 미만일 경우 필름 제조 시 높은 결정성으로 인하여 인열강도가 저하되고 2차 가공성이 나빠지는 단점이 있고, 50몰%를 초과하는 경우 결정성이 부족하여 필름 가공 시 필름이 점성을 띠게 되어 필름끼리 혹은 타 물질과 접촉 시 눌어붙는 문제점이 발생할 수 있다.

상기의 디카르복실산 성분들과 중합되는 글리콜은 일반식 HO-(CH2)n-OH (n은 2이상)으로 표시되는 구조를 가지는 것으로, 예를 들어, 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올1,6-헥산디올이나 프로필렌글리콜, 1,4-시클로헥산디올, 헥사메틸렌글리콜, 폴리에틸렌5글리콜, 트리에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 테트라메틸렌글리콜 등의 알킬렌글리콜이나 폴리알킬렌글리콜; 또는 지방족 2가 알콜인 1,2-프로판디올, 1,2- 부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,2-펜탄디올, 1,3-펜탄디올, 1,4-펜탄디올, 1,2-헥산디올, 1,3-헥산디올, 1,4-헥산디올, 1,5-헥산디올, 1,2-옥탄디올, 1,3-옥탄디올, 1,4-옥탄디올, 1,5-옥탄디올, 1,6-옥탄디올 등의 지방족 2가 알코올이 사용될 수 있다.

상기 폴리락트산은 포장재용 생분해성 폴리에스테르 필름을 제조할 수 있는 것이면 종류의 제한이 없다. 예를 들어, 상기 폴리락트산은 L-락트산으로부터 제조된 폴리락트산이거나 또는 D-락트산으로부터 제조되는 폴리락트산이거나 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 폴리락트산은 분자량이 10,000 이상인 것이 바람직하다. 상기 폴리락트산은 생분해성 고분자 전체중량에 대하여 30 ~ 70 중량%를 첨가하는 것이 바람직하다. 폴리유산의 혼합비가 30 중량% 미만인 경우에는 기계적 물성, 투명성 등이 감소하고 70중량%를 초과하면 유연성이 부족하여 필름 가공시 신율에 문제가 발생할 수 있다.

상기 방향족-지방족 폴리에스테르 올리고머와 폴리유산의 중합에 관하여는 예를 들어, 대한민국 공개특허공보 제2004-0110546호 등과 같은 공지의 방법을 따를 수 있다.

상기와 같이 제조된 공중합체는 일축연신에 의하여 필름을 형성할 수 있다. 즉 상기 공중합체는 수평방향으로 연신되어 필름으로 제조될 수 있으며, 이를 통하여 상기 공중합체의 경우 수평방향으로 탄성을 가질 수 있다. 이때 상기 연신은 일반적인 필름을 제조하는 연신수단을 이용하여 제조될 수 있으며, 상기 연신이후 롤러를 통과시키는 것으로 표면을 매끄럽게 가공함과 동시에 균일한 두께를 가지도록 할 수 있다.

이때 상기 필름의 제조는 불활성기체 분위기에서 수행되는 것이 바람직하다. 상기 폴리락트산과 폴리에스테르의 경우 높은 반응성을 가지고 있으므로, 대기중에 방치하는 경우 산소와 접촉하여 산화될 수 있다. 이를 방지하기 위하여 상기 필름의 제조는 불활성 기체 분위기에서 수행하는 것이 바람직하다.

이?? 사용되는 불활성 기체는 질소, 헬륨, 네온, 아르곤 또는 제논을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 질소를 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서 용어 “분위기”는 반응기 또는 반응공간의 내부를 일정기체로 치환한 것을 의미하며 예를 들어 불활성기체 분위기는 반응기 내부의 공기 전체를 불활성 기체로 치환한 것을 의미한다.

상기와 같이 제조된 생분해성 고분자 필름은 하부가 롤러로 압착되어 그루브가 형성될 수 있다. 상기 그루브는 상기 연신방향과 동일한 방향 즉 수평방향으로 형성되는 것이 바람직하다(도 1 참조).

상기 그루브는 상기 생분해성 고분자 필름의 점착력을 조절하기 위하여 형성되는 부분으로, 상기 그루브의 형상 및 밀도에 따라 상기 생분해성 고분자 필름의 점착력을 조절할 수 있으며, 상기 생분해성 고분자 필름을 제거하기 위하여 외력을 가하는 경우, 특히 수평방향으로 연신시키는 경우 상기 그루브가 변형되면서 용이하게 제거될 수 있다.

본 발명에서 용어 그루브는 일정한 간격으로 형성되는 함몰부를 의미하는 것으로 본 발명의 경우 상기 필름의 표면에 일정한 간격으로 골을 형성하여 골과 돌출부가 교대로 위치하도록 할 수 있다.

상기 그루브를 상세히 살펴보면 상기 그루브는 골과 돌출부가 교대로 반복되어 형성된다. 이때 피착물과 접촉하는 부분은 상기 돌출부에 해당하며, 상기 돌출부의 형상을 조절하는 것으로 상기 피착물과의 접촉면적을 조절함과 동시에 점착 강도를 조절할 수 있다.

일 예로서 상기 돌출부가 직경이 작은 반원의 형태를 가지고 있는 경우(도 2 참조) 골의 깊이도 낮아지게 되므로 상기 점착 테이프를 부착하기 위하여 가압할 때 상기 피착물과 넓은 범위에서 부착될 수 있으며, 결과적으로는 점착력이 강해질 수 있다.

이와는 반대로 직경이 큰 반원을 가지고 있는 경우(도 3 참조) 상기 골부분이 깊어짐에 따라 압력을 가하더라도 골의 일부는 부착되지 않는 상태로 남아 있을 수 있으며, 이에 따라 낮은 점착력을 가지는 것이 가능하다.

또한 이러한 점착력을 조절을 더욱 크게 하기 위하여 상기 돌출부는 타원의 일부를 구성하는 형상으로 제작될 수 있으며, 사다리꼴, 사각형, 삼각형으로 제작되는 것도 가능하다(도 4 참조). 즉 상기 돌출부의 형상 및 간격을 제어하는 것으로 상기 점착제를 동일한 것을 사용하더라도 점착강도를 조절하는 것이 가능하다.

또한 상기 그루브(210)는 상기 점착 테이프의 제거시 점착제의 이탈을 용이하게 할 수 있다. 상기 점착필름을 제거하는 경우 상기 점착필름에 외력을 가하게 된다. 특히 상기 점착필름의 측면을 연신하여 제거하는 경우가 많은데 이 경우 상기 그루브는 변형될 수 있으며, 이에 따라 점착면에 변형이 나타나 용이하게 제거될 수 있다. 특히 상기 그루브의 방향과 동일한 방향으로 연신되는 경우 상기 그루브 사이의 간격이 좁아지며, 상기 돌출부의 면적이 줄어들게 되므로 결과적으로는 상기 점착면이 줄어들게 되어 상기 피착물에서 자연스럽게 이탈될 수 있다(도 8 참조).

또한 상기 그루브는 0.1~100㎛의 깊이를 가지며, 0.1~200㎛의 간격으로 형성될 수 있다. 상기 그루브가 0.1㎛미만의 깊이를 가지는 경우 상기 그루브에 의한 점착력 제어가 나타나지 않을 수 있으며, 100㎛를 초과하는 깊이를 가지는 경우 상기 필름의 두께가 얇아져 내구성이 떨어질 수 있으며, 0.1㎛미만의 간격을 가지는 경우 역시 상기 점착필름의 내구성이 떨어질 수 있고, 200㎛를 초과하는 간격으로 형성되는 경우 점착면이 넓어져 점착력의 제어가 나타나지 않을 수 있다.

상기와 같이 생분해성 고분자 필름이 제조된 이후 상기 생분해성 고분자 필름의 하부에 점착제(200)를 코팅할 수 있다.

상기 점착제는, 천연고무 100 중량부에 대해 해교제 0.2 내지 0.5 중량부 및 툴루엔 650 내지 700 중량부를 혼합하고 70 내지 90℃에서 8 내지 12시간 동안 교반하여 해교된 고무 용액을 제조하는 단계; 상기 해교된 고무 용액에 스티렌-이소프렌-스티렌 고무 20 내지 40 중량부 및 점착성 부여제 80 내지 120 중량부를 첨가하여 혼합 용액을 제조하는 단계; 상기 혼합 용액에 폴리머계 비드 1 내지 5 중량부를 첨가하고 혼합하여 점착제를 제조하는 단계를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다.

상기 천연고무는 고무나무에서 추출한 천연 소재의 고무로 본 발명의 경우 이 천연고무를 해교하여 고무용액을 제조한 다음, 합성고무인 스티렌-이소프렌-스티렌 고무를 혼합하여 점착제를 제조할 수 있다. 상기 천연고무의 경우 다양한 고분자 성분을 포함하고 있기 때문에 점착력이 우수하며, 점착제가 분리될 때에도 잔유물을 적게 남기는 경향을 가지고 있다 또한 합성 고부에 비하여 생분해성이 우수한 것으로 알려져 있다. 하지만 내구성이 약하며, 화학성분에 의하여 쉽게 분해되는 단점을 가지고 있다. 반대로 상기 스티렌-이소프렌-스티렌 고무의 경우 높은 화학적 안정성 및 내구성을 가지고 있지만 점착제로 제작되는 경우 분리시 잔유물을 남기는 경향을 가지고 있다. 따라서 본 발명의 경우 이를 최적의 비로 조합하여 사용하는 것으로 높은 내구성 및 화학적 안정성을 가지면서도 점착제 분리시 깔끔하게 분리될 수 있는 점착제를 제공할 수 있다.

상기 해교된 고무 용액은 천연고무 100 중량부에 대해 해교제 0.2 내지 0.5 중량부 및 툴루엔 650 내지 700 중량부를 혼합하고 70 내지 90℃에서 8 내지 12시간 동안 교반하여 제조될 수 있다.

상기 해교제는 가교로 형성된 고무 고분자의 가교를 제거하는 것으로 고무를 고무 용액으로 제조할 수 있는 성분으로, 고무의 제조시 고무용액에 가교제를 투입하여 고체의 고무를 제조하는 단계를 반대로 수행하는 역할을 수행한다. 이때 사용되는 해교제는 일반적인 천연고무용 해교제를 사용할 수 있다. 또한 상기 해교제는 상기 점착제의 점성을 감소시켜 상기 필름의 표면에 용이하게 분사 및 부착되도록 할 수 있다.

상기 해교제는 상기 천연고무 100중량부 대비 0.2~0.5중량부가 투입될 수 있다. 상기 해교제가 0.2중량부 미만으로 투입되는 경우 상기 천연고무의 해교가 완전하지 않아 후술할 스티렌-이소프렌-스티렌 고무와의 혼합이 어려울 수 있으며, 0.5중량부를 초과하는 경우 상기 고무를 포함하여 제조되는 점착제의 점도가 낮아져 점착력이 감소될 수 있다.

상기 톨루엔은 상기 해교된 고무를 용액으로 만들기 위한 용제로서 사용되는 것으로 상기 천언고무 100중량부 대비 650~700중량부를 혼합할 수 있다. 상기 톨루엔이 650중량부 미만으로 사용되는 경우 상기 해교된 고무의 용해가 완전하지 않아 전착제에 불량이 발생할 수 있으며, 700중량부를 초과하는 경우 점착제의 점도가 낮아질 수 있있다.

상기와 같이 해교제 및 톨루엔과 혼합된 천연고무는 70 내지 90℃에서 8 내지 12시간 동안 교반하여 천연고무 용액으로 제조될 수 있다. 이때 상기 교반온도가 70℃미만이거나 8시간 미만으로 교반하는 경우 용액의 생성이 완전하지 못하여 점착제에 불량이 발생할 수 있으며, 90℃를 초과하는 온도에서 교반되는 경우 천연고무 용액이 열분해되어 첨착력이 떨어질 수 있다. 또한 12시간을 초과하여 교반하는 경우 더 이상의 효과는 없으므로 비경제적이다.

상기와 같이 제조된 천연고무 용액에 스티렌-이소프렌-스티렌 고무 20 내지 40 중량부 및 점착성 부여제 80 내지 120 중량부를 첨가하여 혼합 용액을 제조할 수 있다.

스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 고무는 유리전이온도(Tg)가 낮고 탄화수소로만 구성되어 있으며 표면에너지가 매우 낮은 특성을 가지고 젖음성(wetting)이 우수한 합성고무이다. 상기 스티렌-부타디엔-스티렌 고무는 20 내지 30 중량%의 스티렌을 포함하는 것이 바람직한데, 이는 스티렌 함량이 20 중량% 미만인 경우 응집력이 불충분해지고, 30 중량%를 초과하는 경우 점착성이 불충분해지며, 점착제 부분의 행분해성이 떨어질 수 있는 문제점이 있기 때문이다.

상기 점착성 부여제는 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들면, 치환식 포화 탄화수소 수지(합성 석유 수지)나 로진에스테르 유도체, 테르펜계 수지, 페놀계 수지 등이 바람직하다. 아울러, 치환식 포화 탄화수소 수지는 특별히 한정되지 않는다.

상기 점착성 부여제는 그 연화점이 90 내지 160℃인 것이 바람직한데, 화점은 일반적으로 물질이 가열에 의해 변형되어 연화를 일으키기 시작하는 온도를 일컫는다. 따라서, 점착성 부여제는 90℃에서 변형 및 연화가 시작될 수 있다.

상기 점착성 부여제의 연화점을 90℃ 이상으로 유지하는 경우, 고온 뢰성 조건에서 점착 증진제가 유리 상태(glassy state)를 유지함으로 열 변형률이 작아진다는 점에서 유리하며, 고온 신뢰성 확보가 용이하다. 반면, 상기 점착성 부여제의 연화점이 90℃ 미만인 경우 고온 조건에서 점착성 부여제가 연화를 시작하여 내구성의 저하를 가져오는 문제점이 발생할 수 있다. 또한 점착성 부여제의 연화점이 160℃를 초과하면 상온에서 점착성 부여제의 점착증진의 역할이 미미할 수 있다.

상기와 같이 제조된 혼합용액은 이밖에도 경화제를 포함할 수 있다. 상기 경화제는 상기 제조되는 점착제의 경도를 높여 상기 점착제가 흐르지 않도록 하며, 내열도를 높이는 역할을 수행할 수 있다. 상기 경화제는 상기 천연고무 100 중량부에 대하여 0.1 내지 20 중량부가 포함되는 것이 바람직한데, 이는 상기 경화제가 0.1 중량부 미만으로 포함되는 경우 경화 반응이 충분하지 않아 내열도가 떨어짐과 동시에 점착제의 점도가 낮아져 잔유물이 발생할 수 있으며, 20 중량부를 초과하여 포함되는 경우 점착제의 경도가 높아져 점착력의 저하 현상이 발생할 수 있다.

이와 같은 경화제는 고무 수지의 관능기인 하이드록실기, 카르보닐기, 마레인산기 등에 적합한 이소시아네이트, 에폭시, 아지리딘, 알루미늄 킬레이트 등을 원료로 사용할 수 있지만, 이소시아네이트가 후술할 폴리머계 비드와 가장 잘 결합됨에 따라 이소시아네이트를 사용하는 것이 가장 적합하다.

상기와 같이 혼합용액을 제조한 다음, 상기 혼합 용액에 폴리머계 비드 1 내지 5 중량부를 첨가하고 혼합하여 점착제(200)를 제조할 수 있다(도 5 참조).

상기 폴리머계 비드(210)는 폴리머 재질로 이루어진 구체를 말하고 연질이면서 탄성을 가지는 것으로, 점착필름이 수평으로 연신되면서 두께가 얇아질 때 점착층의 외부로 돌출되어 노출되면서 피착제와 점착층 사이의 접촉면적을 줄여줌으로써 점착력을 현저히 감소시키면서 점착 잔류물의 없이 점착층과 피착제를 분리시키는 역할을 한다.

상기 폴리머계 비드는 상기 천연고무 100 중량부에 대해 1 내지 5 중량부로 혼합되는 것이 바람직한데, 상기 폴리머계 비드가 1 중량부 미만으로 포함되는 경우 폴리머계 비드의 수량이 너무 적어 수평 연신시에 점착제의 외면으로 적절히 돌출되지 않게 되고, 상기 폴리버계 비드가 5 중량부를 초과하여 포함되는 경우 수량이 늘어나게 되어 상기 점착제의 표면으로 돌출될 수 있으므로 점착력이 저하될 수 있다.

이와 같은 상기 폴리머계 비드는 폴리메틸 메타크릴레이트, 나일론, 폴리우레탄, 폴리데실 메타크릴레이트, 폴리락트산, 실리카 등의 재질이 사용가능하며, 특히 실리카 또는 폴리락트산으로 제조되는 경우 상기 점착필름이 생분해되는 경우 같이 생분해되거나 모래와 동일한 성분을 가지고 있어 환경에 영향을 최소화할 수 있다.

또한 상기 폴리버계 비드는 상기 점착층의 두께 미만으로 제작되는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서, 상기 점착제는 1~200㎛의 두께를 가질 수 있으므로 상기 폴리버계 비드는 1~100㎛의 크기를 가지는 것이 바람직하다. 특히 상기 폴리머계 비드의 경우 상기 점착층에 매몰되어 연신시에만 노출되도록 하는 것이 바람직하므로 상기 점착제의 두께를 L 상기 폴리머계 비드의 직경을 R로 하는 경우 하기와 같은 비율을 가지는 것이 더욱 바람직하다.

[식 1]

R=(L/(100+p))X100+K

(이?? K는 1~50㎛, 이며 p는 상기 필름의 연신률(%))

상기 K는 상기 폴리머 비드에 의한 상기 점착제의 제거율을 의미하는 것으로 상기 K의 크기가 커질수록 상기 점착테이프 제거시 연신량이 줄어들게되지만, 상기 점착재의 점착강도가 약해질 수 있으므로 이를 적절히 조절하여 상기 점착강도 및 연신량을 조절하는 것이 바람직하다.

또한 상기 P의 경우 상기 필름의 연신률을 나타내는 것으로 상기 필름의 연신율이 낮은 경우 상기 점착층의 두께와 유사한 두께를 가지는 비드를 사용해야 하며 상기 필름의 연신률이 높은 경우 상기 점착제의 두께에 비하여 작은 직경을 가지는 폴리머 비드를 사용하여 각 연신률에 따라 적절한 비드를 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.

일예로서 상기 필름이 100%의 연신율을 가지는 경우 상기 점착제는 연신에 의하여 약 2배가량 연신될 수 있으며, 이때 상기 점착제의 두께는 1/2로 줄어들 수 있다. 따라서 상기 식을 만족하는 폴리버 비드 즉 상기 점착제 층의 두께 절반에 해당하는 직경을 가지는 폴리머 비드를 사용하는 경우, 상기 연신에 의하여 상기 폴리머 비드의 일부가 상기 점착제의 표면으로 돌출되어 점착제를 분리할 수 있다.

즉 상기 범위 미만의 크기를 가지는 폴리머계 비드를 사용하는 경우 연신을 하는 경우에서 상기 폴리머계 비드가 돌출되지 않아 점착제 제거효과를 기대하기 어려우며(도 10참조), 상기 범위를 초과하는 크기의 폴리머계 비드를 사용하는 경우 연신이전에도 상기 점착제의 외부로 폴리머계 비드가 돌출될 수 있으므로 점착력이 떨어질 수 있다(도 11 참조).

상기 폴리머계 비드를 첨가하기 전에, 상기 폴리머계 비드의 외면을 매끄럽게 표면 처리를 하는 단계; 상기 매끄럽게 표면 처리된 폴리머계 비드의 외면에 윤활제를 도포하는 단계; 및 상기 윤활제가 도포된 폴리머계 비드의 외면에 상기 혼합 용액을 코팅하여 보호층을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

상기 폴리머계 비드는 상기 점착제의 연심시 상기 점착제의 외면으로 돌출되어야 하므로 상기 접착제와 접착이 되지 않도록 표면가공을 수행하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 상기 폴리머계 비드의 표면은 매끄럽게 가공된 다음, 윤활제가 도포될 수 있다. 이때 사용되는 윤활제는 상기 점착제와 친화성이 낮은 윤활제를 사용하는 것이 바람직하며, 실리콘계 윤활제, 몰리브덴 윤활제, 테프론 윤활제 또는 광유계 윤활제를 사용하는 것이 더욱 바람직하고 가장 바람직하게는 윤활성이 높고 반응성이 낮은 테프론 윤활제를 사용할 수 있다.

상기 윤활제가 도포된 폴리머계 비드의 표면에는 상기 혼합용액이 도포될 수 있다. 이를 통하여 상기 폴리머계 비드가 상기 혼합용액과 혼합될 때 기포의 발생이 최소화될 수 있으며 상기 혼합용액의 내부에서 응집되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 혼합용액은 자외선 안정제, 산화방지제, 충진제 및 가소제로 이루어진 군으로 부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 점착제 조성물의 물성을 저해하지 않는 범위내에서 적절하게 조절될 수 있다.

상기와 같이 제조된 혼합용액은 고형분 20 내지 30중량%이고 점도 2500 내지 3500cps일 수 있다. 상기 고형분이 20중량%미만인 경우 상기 점착제의 분리가 어려워 잔유물이 발생할 수 있으며, 상기 고형분이 30중량%를 초과하여 포함되는 경우 점착력이 떨어질 수 있다. 또한 상기 혼합용액의 점도가 2500cps미만인 경우 제조되는 점착제가 고정되지 않고 흐를 수 있으며, 3500cps를 초과하는 점도를 가지는 경우 점착력이 떨어질 수 있다.

상기 생분해성 고분자 필름의 하면은 상기와 같이 가공되어 점착면으로 사용될 수 있으며, 상면에는 다양한 색상으로 인쇄되어 사용될 수 있다. 다만 상기 생분해성 고분자의 표면은 상기 제조과정에서 롤러를 이용하여 매끄럽게 가공되어 필름으로 제조되므로 잉크가 적용되는 경우 잉크의 접착강도가 떨어져 잉크가 박리될 가능성이 있다. 따라서 상기 생분해성 고분자 필름의 상면을 플라즈마 처리하여 상기 잉크의 접착성을 높이는 것이 바람직하다.

이를 위하여 상기 고분자 필름층의 상부는 산소조건에서 글로우 플라즈마를 이용하여 표면처리될 수 있다.

상기 플라즈마에 의한 표면처리 공정은 산소 조건에서 글로우 플라즈마 장치를 이용하여 수행되는 것이 바람직하다. 상기 플라즈마는 다양한 기체를 이용하여 표면 처리하는 것이 가능하지만 표면 식각력이 우수한 산소조건에서 수행하는 것이 바람직하다. 또한 상기 플라즈마 장치는 상업적으로 구매할 수 있는 플라즈마 장치 중에서 글로우 플라즈마 장치를 이용하는 것이 더욱 바람직하다.

상기와 같은 플라즈마 표면처리를 통하여 상기 행분해성 고분자 필름의 표면에 많은 흠집이 형성될 수 있을 뿐만 아니라 표면의 분자가 활성화되어 전기적인 인력을 가지게 되므로 상기 잉크와의 접착성이 높아질 수 있다.

상기와 같이 플라즈마 표면처리가 완료된 이후 상기 생분해성 고분자의 표면에는 잉크에 의한 인쇄층(300)이 형성될 수 있다. 이때 상기 인쇄층은, 상기 고분자 필름 상부에 형성되는 그라비아 인쇄층; 및 상기 그라비아 인쇄층의 상부에 형성되는 보호층을 포함할 수 있다.

본 발명의 경우 상기 인쇄가 되는 생분해성 고분자 필름의 표면에 플라즈마 표면처리에 의한 흠이 형성되어 있으므로 기존의 그라비아 인쇄를 위한 잉크를 사용하는 경우 모세관 현상에 의하여 상기 흠 사이로 번짐이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위하여 상기 잉크는 잔컵 점도계(No. 3)를 이용한 점도 측정시 20초 이상 50초 이하의 점도를 가지는 것이 바람직하다. 상기 점도가 20초 미만인 경우 낮은 점도로 인하여 그라비아 잉크의 번짐현상이 발생할 수 있으며, 50초를 초과하는 경우 너무 높은 점도로 인하여 원활한 인쇄가 어려울 수 있다.

상기 그라비아 인쇄는 평판 인쇄의 일종으로 드럼의 표면에 음각을 형성하고 음각부에 잉크를 주입한 다음, 상기 드럼을 회전시키면서 필름을 압착하게 되면 필름의 표면에 상기 음각에 주입된 잉크가 전사되어 인쇄하는 방법이다.

즉 상기 그라비아 인쇄는 그라비아 인쇄용 롤러에 그라비아 인쇄용 잉크를 공급하는 단계; 및 상기 그라비아 인쇄용 롤러의 상면에 상기 생분해성 고분자 필름을 압착하여 상기 그라비아 인쇄용 잉크를 인쇄하는 단계를 포함할 수 있다.

아울러 상기 그라비아 인쇄의 경우 단색인쇄를 수행할 수도 있지만 대부분의 인쇄는 다색의 칼라인쇄이므로 3원색을 순차적으로 인쇄하는 공정을 거칠 수 있으며, 백색 및 흑색의 표면을 더욱 선명하게 하기 위하여 흑색과 백색을 포함하는 5색인쇄를 수행할 수도 있다. 즉 3색 인쇄를 하는 경우 황색, 청색, 적색의 3색을 사용하며, 흰색은 바탕색을 노출하여 표현할 수 있으며 3색 인쇄를 하는 경우 상기 황색(510), 청색(420), 적색(530)에 흰색(540)과 흑색(550)을 추가하여 5색인쇄를 수행할 수 있다(도 13참조). 아울러 각 색상을 인쇄한 다음에는 각각 열풍건조단계(560)를 포함하는 것으로 단시간내에 용제를 휘발시켜 그라비아 인쇄를 잉크를 건조하는 것이 바람직하다. 본 발명의 경우 기존의 그라비아 인쇄용 잉크에 비하여 점도가 높은 잉크를 사용하고 있지만, 상기 생분해성 고분자 필름 표면의 흠으로 인한 모세관 현상이 발생하여 잉크가 번질 수 있으며, 하나의 색상을 인쇄하고 건조가 덜된 상태로 다음 색상을 인쇄하는 경우 각 생상이 혼합되어 번지거나 드럼에 이색이 발생하여 인쇄 불량이 나타날 수 있다. 따라서 각 색상의 인쇄를 완료한 다음에는 열풍건조를 수행하여 번짐이나 이염이 나타나지 않도록 하는 것이 바람직하다.

또한 상기와 같은 다색인쇄를 수행하는 경우 각 색상사이의 위치정렬에 따라 생상의 번짐이 나타날 수 있으므로, 각 색상의 인쇄시에는 일측에 가이즈 인쇄를 수행하여 이를 바탕으로 각 드럼의 위치를 미세조절하는 것이 바람직하다.

상기 가이드 인쇄는 상기 편광필름의 일측면에 일정형상을 인쇄하여 각 드럼의 위치를 정렬할 수 있도록 인쇄되는 부분으로 상기 인쇄가 완료된 생분해성 고분자 필름은 양측면을 절단하여 사용하므로 이부분에 상기 가이드 인쇄를 수행하여 그라비아 인쇄면에는 원하지 않는 형상이 나타나지 않도록 할 수 있다. 상기 가이드 인쇄는 상기 드럼과 상기 생분해성 고분자 필름의 상대적인 위치를 판정할 수 있도록 다양한 형상으로 인쇄될 수 있지만, 바람직하게는 열십자 형으로 인쇄되어 드럼의 전후진 및 좌우 이동을 수행할 수 있도록 할 수 있다. 또한 상기 가이드 인쇄는 인쇄가 완료된 이후 품질검사 및 상기 각 드럼의 수동 조절에도 사용될 수 있다. 상기 가이드 인쇄가 모든 색상이 동일한 위치에 수행하는 경우 최종적으로는 검은색의 가이드 인쇄가 출력된다. 하지만 하나의 색상 드럼이 이상 정렬된 경우 이 드럼에 해당하는 색상만 상기 가이드 인쇄 모양에서 벗어나 인쇄될 수 있으며, 이는 육안으로 관찰하여 인쇄의 불량으로 판정할 수 있다. 또한 상기와 같이 각 색상의 정렬을 확인한 다음, 상기 드럼을 수동으로 정렬하여 후술한 자동정렬의 기초데이터로 활용할 수 있다.

상기와 같은 수동 정렬 이외에도 각 드럼은 자동적으로 정렬되도록 할 수 있다. 상기 드럼의 자동 정렬방법을 상세히 살펴보면 제1드럼에서 상기 가이드 인쇄를 수행하게 되면 제2 드럼과 연동된 제1위치감지수단이 상기 십자의 위치를 판독하게 된다. 상기 판독된 위치를 바탕으로 상기 제1위치감지수단은 상기 생분해성 고분자 필름에 따른 드럼의 위치를 계산하게되며, 이를 바탕으로 상기 제2드럼의 회전축에 연결된 제2드럼 위치정렬수단으로 신호를 발신하여 제2 드럼의 위치를 미세정렬하게 된다. 이때 상기 가이드 인쇄부는 상기 그라비아 인쇄의 시작지점에 위치하는 것이 바람직하며, 상기 제1위치감지수단에 의하여 감지된 위치정보는 상기 제2드럼이 앞의 인쇄를 마치고 상기 가이드 인쇄가 나타나기 이전, 즉 각 인쇄물의 상이에 존재하는 공백부분에서 제2드럼으로 전송되어 제2드럼을 정렬할 수 있다. 이를 각 색상에 반복하여 최종적으로는 모든 드럼이 각 인쇄색상 및 생분해성 고분자 필름의 위치에 따라 정렬되어 인쇄되는 것이 가능하다.

상기와 같이 그라비아 인쇄층을 형성한 다음, 상기 인쇄층(300)을 보호하기 위한 보호층(400)을 상기 그라비아 인쇄층의 표면에 형성할 수 있다.

상기 보호층(400)은 산화티타늄 나노입자를 1~5중량% 포함하는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리비닐크로라이드 및 폴리카보네이트의 군에서 선택되는 필름의 상면 또는 하면에 10nm ~ 100㎛, 두께 1~100nm이며, 패턴사이의 간격은 10nm ~ 100㎛의 편광패턴이 형성된 것일 수 있다.

상기 보호층(400)은 그라비아 인쇄층을 물리적인 손상에서 보호함과 더불어 자외선 차단성분을 포함하여 인쇄층의 변색을 막는 부분으로, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리비닐크로라이드 및 폴리카보네이트의 군에서 선택되는 필름을 이용하여 제조될 수 있다.

또한 상기 보호층(400)은 입사되는 자외선으로부터 상기 그라비아 인쇄층을 보호하기 위한 자외선 차단수단을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 자외선 차단 수단은 크게 화학적인 차단수단 및 물리적인 차단수단으로 구분되며, 본 발명의 경우 물리적인 차단수단을 사용하는 것이 바람직하다. 화학적인 차단수단의 경우 자외선 차단 효과가 높으며, 상기 고분자 보호층에 포함되더라도 색상의 변화가 적지만, 화학물질의 분해를 통하여 자외선을 차단하고 있으므로 그 효과가 지속적이지 않아 물리적인 차단수단을 사용하는 것이 바람직하다.

물리적인 차단수단은 대표적으로 사용되는 산화티타늄(TiO2)을 사용할 수 있으며 광학적인 간섭을 최소화하기 위하여 산화티타늄 나노입자를 사용하는 것이 바람직하다. 일반적으로 사용되는 산화티타늄의 경우 백색을 가지고 있으며, 자외선에 의하여 형광을 발산하기 때문에 백색안료로 사용될 정도의 백색을 가지고 있다. 이를 그대로 상기 보호층에 포함하는 경우 상기 보호층이 백색을 띄게되어 상기 그라비아 인쇄층의 색상을 차단하게 될 수 있다. 이를 방지하기 위하여 나노사이즈의 산화티티늄입자를 사용하여, 상기 보호층에 0.1~5중량부가 포함될 수 있다. 일반적으로 나노입자의 경우 그 크기가 가시광선의 파장보다 작기 때문에 보호층에 포함되는 경우에서 일정 농도 이하에서는 투명하게 보일 수 있다. 하지만 파장이 짧은 자외선의 경우 상기 티타늄 나노입자에 의하여 반사되는 것이 가능하다. 따라서 상기 티타늄 나노입자를 사용하는 것으로 자외선에 의한 인쇄층의 변색 또는 탈색을 방지할 수 있다. 이때 상기 티나늄 나노입자가 0.1중량부 미만으로 사용되면 상기 자외선의 반사효과가 떨어질 수 있으며, 5중량부를 초과하여 포함되는 경우 상기 보호층에 백탁현상이 나타나 그라비아 인쇄층의 색상이 표현되지 않을 수 있다.

상기 보호층(400)의 상면 또는 하면에 10nm ~ 100㎛, 두께 1~100nm이며, 패턴사이의 간격은 10nm ~ 100㎛의 편광패턴이 형성될 수 있다. 이러한 편광패턴은 상기 그라비아 인쇄층으로 입사되는 빛의 양을 제한하여 상기 그라비아 인쇄층의 변색을 방지함과 더불어 상기 점착필름의 난반사를 제거할 수 있어 난반사에 의한 색상 변화등을 최소화할 수 있어 깨긋한 인쇄면을 나타낼 수 있다.

상기 편광패턴은 인정한 방향으로 배열된 미세구조물로 인하여 입사되는 빛 중 일정한 방향으로 진동하는 빛만을 투과시킬 수 있으며, 이를 위하여 상기 편광패턴의 높이는 10nm ~ 100㎛, 두께 1~100nm이며, 패턴사이의 간격은 10nm ~ 100㎛을 가질 수 있다. 편광 패턴은 패턴 간의 간격이 패턴의 두께보다 2배 정도로 크며, 패턴의 높이는 두께보다 2배 이상 높으며, 바람직하게는 2.5배의 높이를 가지는 경우, 편광 성능이 우수하게 나타나는 것으로 알려져 있다. 특히, 편광 패턴 간의 간격은 편광을 요하는 파장의 1/3보다 작아야만 편광 성능이 발휘되는 것으로 알려져 있다. 가시광선은 380nm ~ 780 nm 크기의 파장을 가지므로, 상기 편광 패턴은 높이 10nm ~ 100㎛, 두께 1~100nm이며, 패턴사이의 간격은 10nm ~ 100㎛인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 높이 100nm ~ 100㎛, 두께 5~50nm이며, 패턴사이의 간격은 10nm ~ 100㎛일 수 있다.

상기 편광패턴은 (a) 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 표면에 매크로패턴 물질을 도포하는 단계; (b) 상기 매크로 패턴 물질을 일정간격으로 식각하여 매크로 프리패턴을 형성하는 단계; (c) 상기 식각이 완료된 다음, 노출된 편광필름 및 남아있는 매크로 프리패턴의 상부에 편광물질을 도포하는 단계; (d) 애칭을 통하여 상기 편광물질을 상기 매크로 프리패턴의 측면부에 부착하는 단계; 및 (e) 상기 매크로 프리패턴을 제거하는 단계를 포함하는 방법으로 형성될 수 있다(도 12 참조).

상기 (a)단계는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)필름(410)에 매크로 패턴 물질(420)을 도포하는 단계로, 매크로 패턴 물질을 상기 필름(410)의 표면에 도포하여 매크로 패턴이 형성될 층을 제작하는 단계이다(도 12의 (b)참조). 이때 상기 매크로 패턴물질(420)은 스프레이, 롤러코팅, 증착 등의 방법을 통하여 상기 필름의 표면에 도포될 수 있으며, 상기 매크로 패턴층의 두께에 비례하여 상기 편광패턴의 높이가 정해지기 때문에 100㎛의 두께로 균일하게 도포할 수 있는 증착을 사용하여 도포하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 메크로 패턴 물질(420)은 폴리스타일렌, 키토산, 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 포토레지스트 화합물(photoresist) 또는 전도성 고분자로 제작될 수 있다. 상기 매크로 패턴 물질은 리소그래피 또는 임프린팅 공정에 의하여 일정 모양으로 형성되고, 측면에 에칭에 의하여 편광 물질이 증착된다. 이때, 매크로 프리패턴의 높이와 간격을 조절하여 증착되는 편광 물질의 높이와 간격을 조절할 수 있다.

상기 매크로 패턴 물질(420)을 도포한 다음, 상기 매크로 패턴물질을 일정간격으로 식각하는 것으로 매크로 프리패턴을 형성(도 12의 (c))할 수 있다. 이때 식각은 위에서 살펴본 바와 같이 리소그래피 또는 임프린팅 공정을 이용하여 수행될 수 있으며, 상기 리소그래피 또는 임프린팅 공정을 기존에 알려인 것과 동일한 공정을 사용하여도 무방하다.

상기와 같이 매크로 프리패턴이 형성된 다음, 상기 프리페턴의 상부에 편광물질(430)을 도포할 수 있다(도 12의 (d)). 상기 편광 물질은 금, 백금, 은, 구리, 알루미늄, 징크옥사이드, 크롬, 인듐 틴 옥사이드(ITO), 니켈, 철, 티타늄, 몰리브덴, 실리콘, 징크 옥사이드(zinc oxide) 또는 티타늄 옥사이드(titanium oxide)를 사용할 수 있다. 상기 편광물질(430)은 상기 필름의 표면에 균일하게 도포되기 때문에 상기 매크로 프리패턴의 윗부분뿐만 아니라 리소그래피 또는 임프린팅 공정으로 인하여 노출되는 필름의 표면에도 균일하게 부착된다.

상기와 같이 편광물질이 도포된 다음. 이를 애칭하여 상기 편광물질을 상기 매크로 프리패턴의 벽면부에 부착할 수 있다(도 12의 (e)). 이를 상세히 살펴보면 상기 에칭에 의하여 상기 편광물질이 사방으로 비산하게 되는데 이때 상기 노출된 필름에 부착된 편광물질의 경우 상기 매크로 프리패턴의 밖으로 유출되지 못하고 상기 매크로 프리패턴의 벽면부에 부착될 수 있다. 즉 상기와 같이 애칭이 완료된 이후에는 상기 편광물질은 상기 매크로 프리패턴의 벽면에 존재할 수 있다. 이를 위하여 상기 애칭은 0.1mTorr~10mTorr의 압력하에서 기체를 이용하여 플라즈마를 형성한 다음 상기 플라즈마를 100eV~5,000eV로 가속화하여 수행되는 밀링 공정 특히 이온 밀링 공정으로 수행될 수 있다. 또한 상기 이온 밀링에 사용되는 기체는 아르곤, 헬륨, 질소, 산소 및 이들의 혼합기체로 구성된 군에서 선택되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 편광물질이 매크로 프리패턴의 측면에 부착된 다음, 상기 매크로 프리패턴을 제거하게 되면 상기 편광물질만이 남아있게 되며(도 12의 (f)), 이를 이용하여 상기 보호층이 편광효과를 가질 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.

100 : 고분자 필름층
200 : 점착층
210 : 폴리머계 비드
300 : 인쇄층
400 : 보호층
410 : PET필름
420 : 매크로 패턴 물질
430 : 편광물질
510 : 황색드럼
520 : 청색드럼
530 : 적색드럼
540 : 백색드럼
550 : 흑색드럼
560 : 건조기

Claims (4)

1. 수평으로 연신가능한 고분자 필름층;
   상기 고분자 필름층의 하부에 형성되는 점착층; 및
   상기 고분자 필름층의 상부에 형성되는 인쇄층;
   을 포함하되,
   상기 고분자 필름층은 생분해성 고분자로 형성되며,
   상기 생분해성 고분자는 생분해성 고분자는 30 내지 70 중량%의 방향족-지방족 폴리에스테르 올리고머 및 30 내지 70 중량%의 폴리락트산(PLA)의 공중합으로 제조된 폴리유산-폴리에스테르 공중합체이며,
   상기 폴리락트산은 L-락트산 또는 D락트산으로부터 제조되며, 분자량이 10,000 이상인 것을 특징으로 하는 탈착시 잔사물을 최소화한　생분해성 점착필름에 있어서,
   상기 고분자 필름층은,
   방향족-지방족 폴리에스테르 올리고머 및 폴리락트산(PLA)을 혼합하여 공중합하는 것으로 폴리유산-폴리에스테르를 형성한 다음, 일축연신을 통하여 고분자 필름층을 형성하는 단계;
   상기 필름의 하부를 롤러로 압착하여 연신방향과 동일한 방향으로 그루브를 형성하는 단계; 및
   상기 고분자 필름층의 상부를 산소조건에서 글로우 플라즈마를 이용하여 표면처리하는 단계;
   를 포함하는 방법으로 제조되며,
   상기 그루브는 0.1~100㎛의 깊이 및 0.1~200㎛의 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하며,
   상기 표면처리는 100~200kV의 전압으로 형성되는 대기압플라즈마를 이용하여 수행되며,
   상기 점착층은 점착제 및 상기 점착제에 혼합된 폴리머계 비드를 포함하며,
   상기 점착제는,
   천연고무 100 중량부에 대해 해교제 0.2 내지 0.5 중량부 및 툴루엔 650 내지 700 중량부를 혼합하고 70 내지 90℃에서 8 내지 12시간 동안 교반하여 해교된 고무 용액을 제조하는 단계;
   상기 해교된 고무 용액에 스티렌-이소프렌-스티렌 고무 20 내지 40 중량부 및 점착성 부여제 80 내지 120 중량부를 첨가하여 혼합 용액을 제조하는 단계;
   상기 혼합 용액에 폴리머계 비드 1 내지 5 중량부를 첨가하고 혼합하여 점착제를 제조하는 단계;
   를 포함하는 방법으로 제조되며,
   상기 혼합용액은 고형분 20 내지 30중량%이고 점도 2500 내지 3500cps이며;
   상기 점착제를 제조하는 단계에서 상기 폴리머계 비드를 첨가하기 전에,
   상기 폴리머계 비드의 외면을 매끄럽게 표면 처리를 하는 단계;
   상기 매끄럽게 표면 처리된 폴리머계 비드의 외면에 윤활제를 도포하는 단계; 및
   상기 윤활제가 도포된 폴리머계 비드의 외면에 상기 혼합 용액을 코팅하여 보호층을 형성하는 단계;
   를 추가로 포함하며,
   상기 폴리머계 비드는 폴리락트산으로 제작되는 1~100㎛크기의 비드이며,
   상기 인쇄층은,
   상기 고분자 필름 상부에 형성되는 그라비아 인쇄층; 및
   상기 그라비아 인쇄층의 상부에 형성되는 보호층;
   을 포함하며,
   상기 그라비아 인쇄층은,
   그라비아 인쇄용 롤러에 그라비아 인쇄용 잉크를 공급하는 단계; 및
   상기 고분자 필름에 상기 그라비아 인쇄용 잉크를 인쇄하는 단계를 포함하는 방법으로 형성되며,
   상기 그라비아 인쇄용 잉크는 잔컵 점도계(No. 3)를 이용한 점도 측정시 20초 이상 50초 이하의 점도를 가지며,
   상기 보호층은 산화티타늄 나노입자를 1~5중량% 포함하는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리비닐크로라이드 및 폴리카보네이트의 군에서 선택되는 필름의 상면 또는 하면에 높이 10nm ~ 100㎛, 두께 1~100nm이며, 패턴사이의 간격은 10nm ~ 100㎛의 편광패턴이 형성된 것이며,
   상기 편광패턴은,
   (a) 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 표면에 매크로패턴 물질을 도포하는 단계;
   (b) 상기 매크로 패턴 물질을 일정간격으로 식각하여 매크로 프리패턴을 형성하는 단계;
   (c) 상기 식각이 완료된 다음, 노출된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 및 남아있는 매크로 프리패턴의 상부에 편광물질을 도포하는 단계;
   (d) 에칭을 통하여 상기 편광물질을 상기 매크로 프리패턴의 측면부에 부착하는 단계; 및
   (e) 상기 매크로 프리패턴을 제거하는 단계를 포함하는 방법으로 형성되고,
   상기 (b)단계는 필름상에 매크로 패턴 물질을 도포한 다음, 리소그래피 또는 임프린팅 공정을 수행하여 매크로 프리패턴을 형성하며,
   상기 (d) 단계의 에칭은 0.1mTorr~10mTorr의 압력하에서 기체를 이용하여 플라즈마를 형성한 다음 상기 플라즈마를 100eV~5,000eV로 가속화하여 수행되는 밀링 공정인 것을 특징으로 하는 탈착시 잔사물을 최소화한　생분해성 점착필름.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 스티렌-이소프렌-스티렌고무는 20~30중량%의 스티렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈착시 잔사물을 최소화한　생분해성 점착필름.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 점착성 부여제는 치환된 포화 탄화수소 수지, 로진에스테르 유도체, 테르펜계 수지 또는 페놀계수지인 것을 특징으로 하는 탈착시 잔사물을 최소화한　생분해성 점착필름.

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