KR102578404B1 - 염료승화 인쇄용 건식 데칼필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 염료승화 인쇄용 건식 데칼필름에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 염료승화 잉크수용지와 건식 데칼필름을 일체화한 염료승화 인쇄용 전사필름에 관한 것으로, 합성기재(1) 한쪽면에 매트형 실리콘 수지 배합물을 도포해서 구성되는 매트 이형층(2), 그 위에 인쇄 큐션성, 승화염료 고착성, 문지름 박리성, 필름 질김성이 우수한 잉크 정착층(3), 그 위에 고온의 인쇄 열헤드(TPH; Thermal Print Head)에 견디는 내열 윤활성, 인쇄 주행성, 승화염료 수용성, 자외선 차단성 및 전사필름 치수 안정성이 우수한 잉크 수용층(4)이 도포되어 구성되는 염료승화 인쇄용 건식 데칼필름을 최초로 제공하는데에 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기의 건식 데칼필름을 염료승화 인쇄한 후에 무기재 양면 점착필름을 인쇄면에 부착한 후 간단히 문지름 방식(Dry Rub-off Transfer)으로 박막의 매트형 이미지 필름을 떼어내 즉석타투, DIY 스티커 등 다양한 Thin-film 라벨 용도로 널리 응용 가능한 새로운 염료승화 인쇄용 건식 데칼필름을 제공하는 것이다.

Description

염료승화 인쇄용 건식 데칼필름{Dry Rub-off Decal Film for Dye-Sublimation Printing}

본 발명은 염료승화 인쇄용 건식 데칼필름에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 염료승화 잉크수용지와 건식 데칼필름을 일체화한 염료승화 인쇄용 건식 데칼필름에 관한 것으로, 합성기재(1) 한쪽면에 매트형 실리콘 수지 배합물을 도포해서 구성되는 매트 이형층(2), 그 위에 승화염료 고착성, 인쇄 큐션성, 문지름 박리성, 필름 질김성이 우수한 잉크 정착층(3), 그 위에 고온의 인쇄 열헤드(TPH; Thermal Print Head)에 견디는 내열 윤활성, 인쇄 주행성, 승화염료 수용성, 자외선 차단성 및 전사필름 치수 안정성이 우수한 잉크 수용층(4)이 도포되어 구성되는 염료승화 인쇄용 건식 데칼필름을 최초로 제공하는데에 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기의 건식 데칼필름을 염료승화 인쇄한 후에 무기재 양면 점착필름을 인쇄면에 부착한 후 간단히 문지름 방식(Dry Rub-off Transfer)으로 박막의 매트형 이미지 필름을 떼어내 즉석타투, DIY 스티커 등 다양한 Thin-film 라벨 용도로 널리 응용 가능한 새로운 염료승화 인쇄용 건식 데칼필름에 관한 것이다.

염료승화 인쇄법은 승화염료층이 도포되어진 칼라 잉크리본을 인쇄 열헤드(TPH)를 통해 가열하여 승화된 염료분자를 피착제에 열전사 기록하는 디지털 인쇄법의 한 방법으로서 다른 디지털 인쇄법(잉크젯, 레이저, 솔벤트, UV 인쇄 등)보다 가장 고해상도 인쇄품질로 소음 없는 고속 출력이 가능한 방식이다.

이러한 염료승화 인쇄방식은 운전면허증, 주민등록증, 여권 및 각종 IC 카드 신분증 제작에 활용되거나, 젊은세대 위주의 나만의 개성있는 이미지를 스마트폰, 노트북 외 다양한 개인소품에 부착하여 개성을 표현하는 팬시제품 등으로 널리 사용되고 있다.

건식 데칼(Dry Rub-off decal)기술은 종래 판박이라고 오래 동안 알려진 방식으로서 인쇄된 건식 데칼지를 피착제면에 올려 놓고 손이나 단단한 막대 등으로 문지르면 인쇄층이 떨어져 나와 전사되는 방식이다. 이러한 판박이는 주로 스크린 또는 옵셋방식으로 인쇄하여 대량 생산 하기 때문에 소량 다품종 전사물을 제작하기에는 제한적이다.

습식 데칼(Waterslide decal)기술은 통상 물전사지라고 부르며 도자기, 유리 등 기물에 디지털 인쇄법이나 그라비아, 스크린 또는 옵셋방식 등 아날로그 방식으로 인쇄한 후, 물전사 공정을 거쳐 20마이크로미터 미만의 얇은 이미지 필름을 물에서 분리해 기물에 부착하고 소성(600도 이상의 고온에서 열처리)하거나, 저온 건조(150도 이내)하여 인쇄된 기물을 제작하는 것이다. 이 물전사가공 기술은 박막 이미지 필름을 젖은 상태로 전사하기에 거친 표면부터 매끄러운 소재 뿐만 아니라 양초같은 표면에도 부착할 수 있는 장점이 있지만, 반면 물에서 얇은 필름을 떼어내서 전사하고 건조시키는 공정이 다소 까다로워 작업자의 스킬에 따라 완성도가 크게 차이가 나는 단점이 있다.

이러한 습식방식의 물전사지가 갖는 문제점을 해결하고 사용자가 보다 용이하게 다룰 수 있는 건식방식의 전사지 또는 전사필름류 중에서 염료승화 인쇄에 호환되는 제품은 지금까지 알려진 바 없다. 대한민국 특허 제 10-1874598호에 건식방식으로 전사 가능한 스티커형 판박이가 공지되어 있으나, 이 기술은 일반적인 인쇄법(그라비아 또는 옵셋 등)에 적합한 기술이기 때문에, 200도 이상의 인쇄 열헤드(TPH)로 인쇄해야 하는 염료승화 인쇄방식에는 사용할 수 없는 단점이 있다.

본 발명은 건식방식의 우수한 전사성(Dry Rub-off transfer)을 갖고 동시에 염료승화 프린터에 탁월한 인쇄적성을 갖는 염료승화 인쇄용 건식 데칼필름을 제공하는 데 그 목적이 있다.

이를 위하여, 본 발명은 합성기재(1) 위에 실리콘계 수지와 매트제 안료로 배합된 코팅 조성물을 도포하여 매트 이형층(2)을 구성하고, 이 위에 도포되는 잉크 정착층(3)과 잉크 수용층(4)으로 순차적으로 도포하여 구성되어지는 염료승화 인쇄용 건식 데칼필름을 제공한다. 상기 데칼필름은 염료승화 프린터로 상기 잉크 수용층(4)에 인쇄하여 인쇄층(5)을 형성하고, 그 인쇄층(S)과 통상의 무기재 양면 점착필름을 합지하여 접착층(6)을 형성한 후, 그 접착층(6)면을 피착제(S) 위에 올려 놓고 손이나 단단한 물체로 강하게 문질러서(Dry Rubbing), 도막층(3+4+5+6)을 전사(Dry Rub-off transfer) 하는 방식으로 다양한 이미지 인쇄 용도에 사용된다.

본 발명의 염료승화 인쇄용 건식 데칼필름은 고온의 인쇄 열헤드(TPH)로 인쇄하는 환경하에, 전술한 잉크 정착층(3)과 잉크 수용층(4)으로 구성된 코팅층(3+4)이 인쇄중에는 그 코팅층이 매트 이형층(2)에 잘 부착되어 들뜸(Delamination) 없이 안정적 도막을 유지하는 효과가 우수하다.

더욱이, 본 발명은 잉크 수용층(3+4)에 인쇄된 인쇄층(5)을 무기재 양면 점착필름과 합지하여 접착층(6)을 형성해서, 피착제(S)에 접착시켜 단순히 물리적 문지름 과정을 통해 그 도막층(3+4+5+6)을 용이하게 피착제(S)에 전사하는 효과가 우수하다.

도 1은 본 발명의 염료승화 인쇄용 건식 데칼필름의 단면도이다.
1: 합성기재 2: 매트 이형층 3: 잉크 정착층 4; 잉크 수용층

도 1에 본 발명의 염료승화 인쇄용 건식 데칼필름의 단면을 도시하고, 그 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 데칼필름은. 합성기재(1) 한쪽면에 실리콘계 수지를 매트형 무기안료(실리카 등)와 가교제를 배합하고 도포하여 구성되는 매트 이형층(2)의 표면에 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐아세탈, 염화비닐공중합체, 아크릴계 수지, 폴리스티렌 공중합체, 폴리카보네이트 등 고분자 바인더로 이루어지는 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상 수지로 조성된 잉크 정착층(3)과,

폴리우레탄, 셀롤로오스계 수지, 폴리비닐부티랄, 폴리아세탈, 폴리에스테르, 염화비닐공중합체, 아크릴계 수지, 폴리스티렌 공중합체, 폴리카보네이트 등 고분자 바인더로 이루어지는 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상으로 조성된 잉크 수용층(4)을 적층 도포하여 구성되어진다.

상기의 합성기재(1)는 염료승화 인쇄 매카니즘에 적합한 인쇄 쿠션성을 구현하기 위해, 백상지, 아트지, 합성지, 발포 PET, 올레핀 필름으로 이루어지는 군에서 단독 또는 2종 및 3종으로 선택되어 합지(Lamination) 처리하여 두께 120 ~ 300 마이크로미터 범위로 구성되어진다. 더욱 상세히, 두께가 120마이크로미터 이하이면 인쇄 열헤드(TPH)와의 밀착성이 나빠 염료층 색소가 충분히 승화되지 못해 이미지 발색도가 저하되는 단점이 있는 반면, 두께가 300마이크로미터 이상에서는 인쇄 열헤드와의 밀착이 너무 강해 잉크 수용층(4)과 블로킹 현상이 발생하거나 잉크 정착층(3)이 매트 이형층(2)으로 부터 분리되어 벗겨지는 문제점이 있다.

상기 매트 이형층(2)은 그 위에 도포된 잉크 정착층(3)과 잉크 수용층(4)으로 구성되는 전사필름(3+4)이 염료승화 인쇄 도중에는 강하게 부착되었다가, 무기재 양면 점착필름을 합지하여 피착제에 전사할 시에는 용이하게 떨어지는 이형력를 유지해야 하고, 그 전사된 필름면은 은은하고 고급스러운 매트 특성을 표현하기 위해 실리콘 수지와 매트성 안료 등으로 도포하여 구성한다.

상기 잉크 정착층(3)은 상기 매트 이형층(2)으로 부터 물리적 문지름 과정(Dry Rub-off transfer)에 의해 용이하게 분리되는 박리성, 염료승화 인쇄시 쿠션성, 잉크 수용층(4)을 통해 흡수되는 잉크를 보다 효과적으로 발색시키기 위해 코팅층 내부로 확산시키는 승화염료 고착성 및 필름 질김성을 제어하는 역할을 한다. 잉크 정착층(3)은 주 바인더로서 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐아세탈, 염화비닐공중합체, 아크릴계 수지, 폴리스티렌 공중합체, 폴리카보네이트 등 고분자 바인더로 이루어지는 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상으로 혼합하고, 큐션성이 우수한 천연 또는 합성왁스류, 탈크, 산화티타늄, 실리카, 알루미나 등 고체입자 첨가제를 단독 또는 2종 이상으로 혼합하고, 실리콘 가교제를 첨가하여 잉크 정착성(3) 조성물을 구성한다.

보다 상세히는 무게비로 주바인더 10-40%, 고체입자 첨가제 0.5 ~ 20%, 실리콘 가교제 0.1 ~ 2%, 톨루엔 20 ~ 40%, 메틸에틸케톤 20 ~ 40%, 에틸아세테이트 20 ~ 40%을 배합하고, 그 코팅액을 통상의 박막 코팅기술(마이크로 그라비아, 콤마, 나이프, 바코팅, 롤코팅 등)로 상기 매트 이형층(2) 위에 도포하고, 그 코팅두께는 1μm 내지 30μm, 더 바람직하게는 5μm 내지 20μm 범위로 한다. 만약 쿠팅두께가 5μm 이하이면 인쇄시 큐션성, 승화염료 고착성, 문지름 박리성, 필름 질김성이 크게 저하되고, 코팅두께가 20μm 이상이면 문지름 박리성과 전사필름의 뻣뻣성이 증가하여 전사 가공성이 떨어지는 단점이 있다.

한편, 고체입자 첨가제의 함량이 무게비로 0.5% 이하이면, 박리성이 감소되어 문지름 박리성이 저하되고, 그 함량이 무게비로 20% 이상되면, 문지름 박리성은 증가하는 반면 전사필름의 뻣뻣성이 증가하는 문제점이 있다. 실리콘 가교제 함량이 무게비로 0.1% 이하이면 전사필름의 치수 안정성이 저하되어 전사필름의 내구성이 떨어지며, 그 함량이 무게비로 2% 이상이면 매트 이형층(2)과의 결합력이 증가하여 잉크 정착성(3)의 문지름 박리성이 크게 저하되는 단점이 있다. 상기 방법 이외에도, 본 발명의 목적에 부합되는 잉크 정착층(3)의 물성을 발현한다면 공지의 어떠한 방법을 사용하여도 무방하다.

상기 잉크 수용층(4)은, 염료승화 인쇄가 정상적으로 진행되기 위한 탑코팅층으로서, 약 200도 이상 고온의 인쇄 열헤드(TPH)와 접촉시, 그 코팅층과 잉크리본간의 열융착 문제없이 원활한 인쇄주행이 되는 내열 윤활성이 우수해야 할 뿐만 아니라, 우수한 승화염료 수용성, 자외선 차단성, 전사필름 치수 안정성이 요구된다. 더욱이 잉크 수용층(4)에 형성된 인쇄층(5)의 염료가 시간 경과에 따라 서서히 탈색되는(역승화전사 현상) 단점이 최소화 되어야 하고, 그 인쇄층(5)에 합지되는 무기재양면 점착필름의 점착층(6)과의 탈리현상 없이 장기간 보존이 가능한 접착력이 잇어야 한다..

본 발명의 잉크수용층(4)은 주 바인더로서 폴리우레탄, 셀롤로오스계 수지, 폴리비닐부티랄, 폴리아세탈, 폴리에스테르, 염화비닐공중합체, 아크릴계 수지, 폴리스티렌 공중합체, 폴리카보네이트 등의 열가소성 수지를 단독 또는 2종 이상으로 혼합하고, 큐션성과 내열 윤활성이 우수한 천연 또는 합성왁스류, 탈크, 산화티타늄, 실리카, 알루미나 등 고체입자 첨가제를 단독 또는 2종 이상으로 혼합하고, 자외선 안정제, 반응성 실리콘 수지, 그리고 폴리이소시아네이트 경화제를 혼합하여 잉크 수용층 조성물울 구성한다. 보다 상세히는, 무게비로 주 바인더 5 ~ 20%, 고체입자 첨가제 0.2 ~ 10%, 실리콘 수지 0.2 ~ 2%, 자외선 안정제 0.3 ~ 3%, 폴리이소시아네이트 경화제 0.1 ~ 1%, 톨루엔 15 ~ 35%, 메틸에틸케톤 30 ~ 45%, 에틸아세테이트 15 ~ 30%을 배합하고, 그 코팅액을 통상의 박막 코팅기술(마이크로그라비아, 콤마, 나이프, 바코팅, 롤코팅 등)로 상기 잉크 정착층(3) 위에 도포하고, 그 코팅두께는 1μm 내지 30μm, 더 바람직하게는 5μm 내지 20μm 범위로 한다. 만약 코팅두께가 5μm 이하이면 내열 윤활성이 저하되어 염료승화 인쇄시 잉크리본이 융착되어 인쇄 주행성이 나빠진다. 코팅두께가 20μm 이상이면 문지름 박리성과 전사필름의 뻣뻣성이 증가하여 전사 가공성이 떨어지는 문제점이 있다.

한편, 고체입자 첨가제 함량이 무게비로 0.2% 이하이면 내열윤활성이 저하되고, 그 함량이 무게비로 10%이상되면 표면이 거칠어져 표면평활도가 감소되어 인쇄발색도가 저하된다. 실리콘 수지의 함량이 무게비로 0.2% 이하이면, 내열 윤활성이 감소되어 염료승화 인쇄성이 떨어지는 반면 그 함량이 무게비로 2% 이상 되면 잉크 수용층의 표면 이형성이 증가되어 염료승화 인쇄시에 잉크리본이 미세하게 왜곡될 수 있는 문제점이 있다.

도 1은 본 발명의 염료승화 인쇄용 건식 데칼필름의 단면도이다.
1: 합성기재
2: 매트 이형층
3: 잉크 정착층
4; 잉크 수용층
도 2는 본 발명의 염료승화 건식 데칼필름에 염료승화 인쇄된 인쇄층(5)이 무기재 양면 점착필름의 점착층(6)와 합지되어 피착제에 전사된 단면도이다.
1: 합성기재
2: 매트 이형층
3: 잉크 정착층
4; 잉크 수용층
5: 인쇄층
6: 점착층
S: 피착제

Claims (5)

1. 합성기재(1) 한쪽면에 실리콘계 수지와 무기안료, 가교제를 혼합하여 가교구조를 구성하여 도포된 매트 이형층(2), 그 위에 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐아세탈, 염화비닐공중합체, 아크릴계 수지, 폴리스티렌 공중합체, 폴리카보네이트수지로 이루어지는 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 열가소성 수지와 천연 또는 합성왁스류, 탈크, 산화티타늄, 실리카, 알루미나로 이루어지는 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 고체입자 첨가제와 액상 실리콘 가교제로 혼합된 잉크 정착성(3) 조성물을 도포하고, 그 위에 폴리우레탄, 셀롤로오스계 수지, 폴리비닐부티랄, 폴리아세탈, 폴리에스테르, 염화비닐공중합체, 아크릴계 수지, 폴리스티렌 공중합체, 폴리카보네이트수지로 이루어지는 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 열가소성 수지와 큐션성과 내열 윤활성이 우수한 천연 또는 합성왁스류, 탈크, 산화티타늄, 실리카, 알루미나로 이루어진 군에서 선택되는 고체입자 첨가제를 단독 또는 2종 이상으로 혼합하고, 자외선 안정제, 반응성 실리콘 수지, 그리고 폴리이소시아네이트 경화제로 혼합된 잉크 수용층(4)을 도포하여 구성되어지는 것을 특징으로 하는 염료승화 인쇄용 건식 데칼필름.
2. 제 1항에 있어서, 잉크 정착층(3)은 코팅 두께가 5μm 내지 20μm를 특징으로 하는 염료승화 인쇄용 건식 데칼필름.
3. 제 1항에 있어서, 잉크 수용층(4)은 코팅 두께가 5μm 내지 20μm를 특징으로 하는 염료승화 인쇄용 건식 데칼필름.
4. 제 1항에 있어서, 합성기재(1)의 두께가 150μm ~ 250μm를 특징으로 하는 염료승화 인쇄용 건식 데칼필름.
5. 제 1항에 있어서, 합성기재(1)은 백상지, 아트지, 합성지, 발포 PET, 올레핀 필름으로 이루어지는 군에서 단독 또는 2종 및 3종으로 선택되어 합지하고 그 두께가 120μm ~ 300μm를 특징으로 하는 염료승화 인쇄용 건식 데칼필름.