KR19990086128A - 수전사 염착필름의 인쇄방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철, 알루미늄, 플라스틱, 세라믹, 고무 또는 유리 등 전사하고자 하는 다양한 목적물의 요철면상의 전사필름내 인쇄층에 전사잉크, 분산염료 및 기타 첨가제 등이 적절히 혼합된 새로운 혼합안료를 이용하여 다양한 문양을 수전사한 후, 적당한 온도의 열수에 도입시켜 염착(dye-fixation)시키거나 또는 추가적으로 열염착시켜 역시 적당한 온도의 열수에 도입시키고 세척 및 건조공정을 수행하는 것을 포함하는 염착에 의한 수전사 필름의 인쇄방법에 관한 것이다. 본 발명의 염착에 의한 인쇄방법에 의하면, 혼합안료에 의해 인쇄된 전사필름을 다양한 요철표면에 수전사한 후 열수에서 염착시키거나 또는 추가적으로 열염착시킨 후 열수에 도입함으로써, 종래 방법에 비하여 재코팅공정을 생략할 수 있어 공정 단순화는 물론 생산성을 높힐 수 있으며, 또한 아무런 인위적 재가공 공정없이도 우수한 도막밀착성, 내알칼리성, 연필경도 및 도막두께 등의 물성을 지닌 고품질의 제품을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 제조원가를 획기적으로 감소시켜 경제적인 방법으로 전사하고자 하는 목적물의 요철면상에 수전사 필름을 인쇄할 수 있다.

Description

수전사 염착필름의 인쇄방법

본 발명은 염착(dye-fixation)에 의한 수전사 필름의 인쇄방법에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 철, 알루미늄, 플라스틱, 세라믹, 고무 또는 유리 등 전사하고자 하는 다양한 목적물의 요철면상의 전사필름내 인쇄층에 전사잉크, 분산염료 및 기타 첨가제 등이 적절히 혼합된 새로운 혼합안료를 이용하여 다양한 문양을 수전사한 후, 적당한 온도의 열수에 도입시켜 염착시키거나 또는 추가적으로 열염착시켜 역시 적당한 온도의 열수에 도입시키고 세척 및 건조공정을 수행하는 것을 포함하는 염착에 의한 수전사 필름의 인쇄방법에 관한 것이다.

종래 각종 문양의 인쇄층을 지닌 전사필름을 다양한 요철표면에 전사시키는 방법으로는 다음과 같은 것들이 공지되어 있다:

우선, 스크린 프린팅에 의한 페이스트를 적용하여 물체 표면에 음화형 무늬를 만든 후, 약 400℃ 이상으로 가열하고, 스크린 프린팅에 의해 코팅되지 않은 물체의 표면과 반응하는 금속산화물 용액에 음화형 무늬가 구비된 가열된 물체를 도입하고, 피복되지 않은 물체의 표면에 광택문양을 형성한 후 음화형 무늬를 물체로부터 제거함으로써, 물체 표면에 광택문양을 전사하는 방법을 개시하고 있다[대한민국 특허공고 제 91-2529호]. 또한, 일본국 특허공고 소 52-41682호 및 소 57-50547호에도 이와 관련된 방법이 개시되어 있는데, 이들 전사방법은 전사공정이 복잡하고 소재의 선택에 제한을 받는다는 문제점이 있었으며, 인쇄된 피복체의 내구성이 떨어져 탈색 내지는 변색되기 용이하고, 전사전에 인위적으로 물체표면에 문양을 만들어야 하며, 고가의 인쇄비용이 요구되므로 실제적으로 사용하는 데에는 한계가 있었다.

한편, 이러한 종래기술의 한계성을 극복하고자 하는 시도로서, 수전사 및 열전사방법이 개발되었다.

이들 중, 열전사 방법은 일반적으로 수지층에 이형제 성분의 수지와 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate), 메틸에틸케톤(MEK, methylethylketone), 에탄올, 톨루엔 등의 유기용제를 합성하여 도포하며, 상기 수지층과 인쇄층의 균열을 방지하는 동시에 접착성의 향상을 도모할 수 있도록 니트로셀룰로오스 등의 성분을 입히고, 그 위에 우레탄용 레진과 색소, 톨루엔, 메틸에틸케톤 등의 유기용제를 배합한 것으로, 인쇄를 한 필름을 프레스에서 열을 가하여 목적물에 압착하고서 수지층을 제거하는 방법을 이용한다. 그러나, 이러한 방법은 압착 및 수지층 제거공정 등이 복잡하며, 요철면에 대한 전사가 어렵고 또한, 전사된 목적물을 대량생산하기에는 어려운 문제점이 있었다.

한편, 수전사에 의한 요철표면 전사방법은 박질막에 도료 또는 전사잉크 등을 사용하여 문양을 전사하고 문양이 전사된 박질막을 액체상에 띄운 다음, 상기 박질막에 물체를 눌러서 액압에 의해 상기 전사필름이 요철표면에 전사되도록 하고, 이렇게 전사된 요철표면을 약 20 ∼ 35℃의 온수에 5 ∼ 10분 도입시켜 전사필름내의 호료성분이 제거되도록 한 후에 상온의 깨끗한 물로 세척하고 100 ∼ 250℃의 오븐에 통과시켜 건조시킨 다음 이를 재코팅처리하여 보다 우수한 전사필름층을 얻을 수 있는 방법이다.

그러나, 이러한 방법은 기본적으로 오브라이트와 같은 박질막상에 미려하고 색체감이 풍부한 문양을 전사시키기에는 어려운 문제가 있었으며, 특히, 요철면의 곡면 부위와 같은 물체의 섬세한 부분에 다양한 문양을 전사하는 것은 사실상 불가능하기 때문에, 단순한 전사 패턴밖에 얻을 수 없다는 단점이 있었다. 또한, 박질막은 문양이 요철면에 전사된 후, 물리적 또는 화학적인 수단에 의해 제거하지 않으면 안되기 때문에 공정이 복잡해져 생산성 및 경제성이 떨어지는 것은 물론, 박질막의 제거수단에 의해 전사된 문양이 손상되어 품질이 저하되는 등의 문제점이 있어 이에 대한 개선의 필요성이 대두되었다.

이에, 본 발명의 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 예의 연구노력한 결과, 전사필름내의 인쇄층에 전사잉크, 분산염료 및 기타 첨가제 등이 적절히 혼합된 새로운 혼합안료를 이용하여 다양한 문양을 수전사한 후, 적당한 온도의 열수에 도입시켜 염착시키거나 또는 추가적으로 열염착시키고 역시 적당한 온도의 열수에 도입시켜 통상의 방법에 따라 세척 및 건조공정을 수행함으로써, 공정 단순화는 물론 품질을 고급화시킬 수 있어 원가절감과 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.

결국, 본 발명의 주된 목적은 다양한 요철면상의 전사필름내 인쇄층에 전사잉크, 분산염료 및 기타 첨가제 등이 적절히 혼합된 새로운 혼합안료를 이용하여 다양한 문양을 수전사한 후, 적당한 온도의 열수에 도입시켜 염착시키거나 또는 추가적으로 열염착시켜 역시 적당한 온도의 열수에 도입시키고 세척 및 건조공정을 수행하여 염착에 의해 전사하고자 하는 목적물의 요철면상에 수전사 필름을 인쇄하는 방법을 제공하는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 염착에 의한 수전사 필름의 인쇄방법을 공정별로 나누어 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

제 1공정: 전사필름의 준비

혼합안료를 가지고 전사필름상에 인쇄하여 전사필름을 준비한다. 즉, 본 발명의 출원인이 선출원한 『다양한 문양의 요철면용 전사필름 및 그의 제조방법』[참조: 대한민국 특허출원 제 98-11085호]에서 개시한 바와 같이, 인쇄된 문양을 지지하는 역할을 하는 물, 폴리비닐알콜 및 전분을 주성분으로 하고 설탕, 비누, 아교, 라텍스 및 실리콘오일을 함유한 주필름층상의 인쇄층내에 혼합안료를 사용하여 목적으로 하는 다양한 문양을 인쇄한다. 이때, 사용되는 혼합안료는 본 발명의 특징이 있는 부분이기도 하며, 전사잉크, 분산염료, 알코올, 호료, 접착용액, 시클로헥산올(cyclohexanol), 염화나트륨 및 초산으로 이루어져 있다. 이중 전사잉크는 전사대상에 따라 상이하나 일반적인 아크릴계 등은 물론 기타 모든 종류의 무기안료 또는 내구연한이 우수한 합성수지 등을 혼합한 것을 전체 혼합안료중 10 ∼ 30 부피% 만큼 포함하고 있다. 또한, 분산염료는 다음의 염착 공정에서 수전사된 전사필름을 열수에 도입하거나 또는 고온 상태에 도입하는 경우, 전사필름의 인쇄층상에서 염료가 염착현상을 나타냄에 따라 인쇄층의 전사잉크가 함께 공염착되도록 하여 필름상에 고착되도록 도움을 주는 기능을 하게 된다. 이러한 분산염료의 예로는 니트로디페닐 염료, 아조 염료, 안트라퀴논 염료, 매칭 염료, 키노프탈론 염료, 옥심돌 염료 또는 나프톤키논 염료 등이 있으며, 이들은 전체 혼합안료 중 10 ∼ 30 부피%의 비율로 포함되며, 이들 함량이 만일 10 부피% 미만인 경우 다양한 문양을 표현하는 데에 문제가 있고, 30 부피%를 초과시에는 내구연한에 문제가 있어 바람직하지 않다. 또한, 주필름층과 인쇄층의 혼합안료사이의 접착성 강화를 위해 전체 혼합안료 중 PVA 및 전분이 혼합된 호료 20 ∼ 40 부피% 및 수용성 본드 등과 같은 접착용액을 전체 혼합안료 중 5 ∼ 15 부피% 비율로 첨가한다. 그리고, 색도조절을 위해 알코올 3 ∼ 5 부피%를 사용하며, 염화나트륨 및 초산 5 ∼ 10 부피%를 첨가한다. 또한, 용해제로서 시클로헥산올 2 ∼ 10 부피%를 첨가해 줌으로써 각 성분들간에 혼합이 잘 되게 한다.

이와 같이, 본 발명이 상기와 같은 구성을 지닌 전사필름과 새로운 조성의 혼합안료를 이용하여 인쇄하므로써, 결과적으로 다음의 염착공정이 가능하게 되며, 또한 우수한 표면특성을 지닌 필름이 염착된 요철을 얻을 수 있게 되는 것이다. 이때, 인쇄 방법으로는 당업계에서 통상적인 그라비어, 옵셋 또는 실크스크린 인쇄방법을 이용한다.

제 2공정: 수전사

전사하고자 하는 철, 알루미늄, 플라스틱, 세라믹, 고무 또는 유리 중에서 선택된 목적물의 요철표면에 상기 공정에서 준비된 전사필름을 통상적인 수전사방법에 의하여 전사시킨다.

제 3공정: 염착(染着)

상기 공정에서 수득한 전사 목적물의 요철면을 50 ∼ 100℃의 열수에 2 ∼ 5 분간 도입시킴으로써 요철면에 전사된 필름층내의 혼합안료성분 중 분산염료가 주필름의 인쇄층내에 염착된다. 결국, 이러한 염착현상에 따라 전사잉크가 필름상에 침투하도록 하여 더욱 단단히 고착되는 효과를 얻을 수 있게된다. 그러나, 만일 상기 열수의 온도가 50℃ 미만이면 분산염료의 염착현상이 어렵게되는 문제가 있어 바람직하지 않다.

또한, 본 발명은 상기 염착공정 이전에 전사공정에서 결과된 수전사 요철면을 100 ∼ 300℃로 열염착시키는 공정을 추가적으로 수행한 후 상기와 동일한 50 ∼ 100℃의 열수에 도입할 수도 있다. 이때, 만일 열염착 온도가 100℃ 미만인 경우 분산염료의 염착현상이 어렵게 되는 문제가 있으며, 300℃ 초과시에는 코팅표면에 부착된 안료성분이 모두 변색되는 등의 문제가 있어 바람직하지 않다.

상술한 염착공정에 의하여, 전사된 요철표면은 높은 정도의 도막밀착성을 나타낼 뿐만 아니라, 적어도 동등 이상의 우수한 내알칼리성, 연필경도 및 도막두께를 얻을 수 있어 종래 공정에서 필요로 했던 인위적인 표면가공이나 재코팅 공정 등을 생략할 수 있고, 따라서 그에 따른 인건비나 시간을 절약할 수 있는 등 매우 경제적으로 목적하는 요철을 얻을 수 있게 된다.

제 4공정: 세척 및 건조

상기 염착 또는 열염착공정에서 결과된 전사 요철면에 대해 청결한 물로 2 ∼ 3회 반복 세척하고, 200℃ 정도의 오븐에 통과시켜 건조시켜 본 발명에서 목적으로 하는 다양한 문양이 목적물에 인쇄된 요철을 얻는다.

이상에서와 같은 방법에 의하여 전사목적물의 요철표면에 전사함으로써, 종래 전사방법에 비하여 보다 단순한 공정을 수행하여 원가절감은 물론 매우 경제적인 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 매우 우수한 물성을 나타내는 전사 요철을 제조할 수 있게 된다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 더욱 상세히 설명하겠는 바, 이 실시예는 오로지 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

실시예 1: 열수에 염착처리하는 경우

주필름층 전체에 대하여 물 50 중량%, 폴리비닐알콜 24 중량%, 전분 10 중량%, 설탕 3 중량%, 비누 5 중량%, 아교 2 중량%, 라텍스 5 중량% 및 실리콘오일 1 중량%를 배합하여 100℃에서 용해시킨 후, 두께 약 48㎛로 롤러에 넣고 4 m/min의 속도로 압인출하여 70℃의 열풍조건에서 건조시키고 냉풍으로 냉각시켜 주필름층을 제조하였다. 그런 다음, 아크릴계 무기 염료(조광페인트사) 25 부피%, 아조 염료 25 부피%, 알코올 4 부피%, PVA 및 전분이 혼합된 호료 25 부피%, 수용성 본드 10 부피%, 염화나트륨 3 부피%, 초산 3 부피% 및 시클로헥산올 5 부피%로 이루어진 혼합안료를 이용하여, 그라비어 인쇄방법에 따라 원목문양을 인쇄하여 전사필름을 수득하였다. 그리고, 전기에서 제조된 전사필름을 수조위에 띄우고, 목적하는 알루미늄을 서서히 입수시켜 액압에 의해 수전사시켰다. 다음으로, 상기에서 전사된 요철면을 90℃의 열수에 3 분간 도입하여 분산염료를 충분히 염착시켜 전사잉크로 하여금 코팅층내에 침투하여 고착되도록 하였다. 그리고, 수득한 요철을 청결한 물로 2 ∼ 3회 반복 세척하고 200℃ 정도의 오븐에 통과시켜 건조시켰다.

실시예 2: 열염착처리후 열수에 도입시키는 경우

상기 실시예 1과 동일한 조성의 혼합안료를 이용해 전사필름을 인쇄하고, 알루미늄 요철표면에 수전사시킨 후, 전사된 요철면을 200℃ 정도로 열염착시킨 다음 90℃의 열수에 1 분간 도입하여 분산염료를 충분히 염착시켜 전사잉크로 하여금 코팅층내에 침투하여 고착되도록 하였다. 그리고, 수득한 알루미늄 요철을 청결한 물로 2 ∼ 3회 반복세척하였고, 200℃ 정도의 오븐에 통과시켜 건조시켰다.

비교예 1: 종래기술에 의한 수전사

폴리에스테르(polyester, PE) 베이스에 풀도막을 형성한 후, 그라비어 인쇄방법으로 원목문양을 인쇄하고 투명라카로 코팅하여 제조한 전사필름을 수조위에 띄우고, 목적하는 알루미늄을 서서히 입수시켜 액압에 의해 전사시킨 후, 폴리에스테르 베이스를 박리시켰다. 그런 다음, 20℃ 정도의 온수에 5 ∼ 10 분간 도입한 뒤, 청결수로 2 ∼ 3회 반복 세척하였고, 200℃ 정도의 오븐에 통과시켜 건조시켰다. 결과된 요철표면을 매끄럽게 인위적인 재가공처리를 한 후, 그 표면을 투명라카를 이용하여 재코팅처리하였고, 오븐에 통과시켜 건조시켰다.

비교예 2: 종래기술에 의한 열전사

폴리에스테르(polyester, PE) 베이스에 풀도막을 형성한 후, 그라비어 인쇄방법으로 원목문양을 인쇄하고 투명라카로 코팅하여 제조한 전사필름을 프레스 위에 세팅한 후, 열로 가하여 목적하는 알루미늄에 압착하여 전사시키고, 폴리에스테르 베이스를 박리시켰다.

실험예: 여러 가지 물성의 측정

본 발명의 상기 실시예 1 및 2에서 제조한 전사요철표면상의 염착필름과 비교예 1 및 2에서 제조한 요철표면상의 필름을 가지고 KS D 6711 - 92 방법에 의하여 전사필름의 도막밀착성, 내알칼리성, 연필경도 및 도막두께를 측정하였다. 그리고, 그 결과를 다음 표 1에 요약하여 나타내었다.

요철면상의 전사필름 물성비교

구 분	실시예 1	실시예 2	비교예 1	비교예 2
도막밀착성	100/100	100/100	65/100	50/100
내알칼리성	색 및 광택의 변화, 부풀음, 박리 등 없음	색 및 광택의 변화, 부풀음, 박리 등 없음	색 및 광택의 변화, 부풀음, 박리 등 없음	색 및 광택의 변화, 부풀음, 박리 등 없음
연필경도(H)	2	2	2	2
도막두께(㎛)	48	48	190	200

상기 표 1에서 보듯이, 본 발명의 전사방법에 의하여 전사된 실시예 1 및 2의 요철표면은 종래기술에 의해 전사된 비교예 1 및 2의 경우보다 연필경도 및 내알칼리성에서는 유사한 결과를 나타냈으나, 도막두께는 얇게 개선할 수 있으면서도 도막밀착성이 우수하였다.

이상에서 상세히 설명하고 입증하였듯이, 본 발명은 염착에 의한 수전사 필름의 인쇄방법에 관한 것이다. 본 발명의 염착에 의한 인쇄방법에 의하면, 혼합안료에 의해 인쇄된 전사필름을 다양한 요철표면에 수전사한 후 열수에서 염착시키거나 또는 추가적으로 열염착시킨 후 열수에 도입함으로써, 종래 방법에 비하여 재코팅공정을 생략할 수 있어 공정 단순화는 물론 생산성을 높힐 수 있으며, 또한 아무런 인위적 재가공 공정없이도 우수한 도막밀착성, 내알칼리성, 연필경도 및 도막두께 등의 물성을 지닌 고품질의 제품을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 제조원가를 획기적으로 감소시켜 경제적인 방법으로 전사하고자 하는 목적물의 요철면상에 수전사 필름을 인쇄할 수 있다.

Claims (5)

1. (ⅰ) 혼합안료를 사용하여 전사필름상에 인쇄하는 공정;

   (ⅱ) 인쇄된 전사필름을 전사하고자 하는 목적물의 요철면상에 수전사시키는 공정;

   (ⅲ) 상기 (ⅱ) 공정에서 전사된 요철면을 50 ∼ 100℃의 열수에 도입시키는 염착 공정; 및,

   (ⅳ) 상기 (ⅲ) 공정에서 염착된 요철면을 세척 및 건조시키는 공정을 포함하는 수전사 염착필름의 인쇄방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 혼합안료는 전사잉크 10 ∼ 30 부피%, 분산염료 10 ∼ 30 부피%, 알코올 3 ∼ 5 부피%, 호료 20 ∼ 40 부피%, 접착용액 5 ∼ 15 부피%, 염화나트륨 및 초산 5 ∼ 10 부피%와 시클로헥산올 2 ∼ 10 부피%로 이루어진 것을 특징으로 하는

   수전사 염착필름의 인쇄방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 전사필름은 물, 폴리비닐알콜 및 전분을 주성분으로 하고, 설탕, 비누, 아교, 라텍스 및 실리콘오일을 함유하는 것을 특징으로 하는

   수전사 염착필름의 인쇄방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 전사하고자 하는 목적물은 철, 알루미늄, 플라스틱, 세라믹, 고무 또는 유리인 것을 특징으로 하는

   수전사 염착필름의 인쇄방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 전사된 요철면을 열수에 도입시키기 전에 100 ∼ 250℃에서 열염착시키는 공정을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는

   수전사 염착필름 인쇄방법.