KR20010003231A - 사출용 홀로그래픽 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사출용 홀로그래픽 필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 PET 지지체위에 이형층, 인각층, 금속층 및 접착층이 순차적으로 적층되어 있는 필름에서 상기 이형층 위에 멜라민 수지 및 아크릴 수지가 일정 비율로 혼합된 보호층을 형성시킴으로써 사출용 금형 내부에서 홀로그램상의 열적 변형이 없고 표면 내스크래치성이 우수한 사출용 홀로그래픽 필름에 관한 것이다.

Description

사출용 홀로그래픽 필름 {A holographic film for injection}

본 발명은 사출용 홀로그래픽 필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 PET 지지체위에 이형층, 인각층, 금속층 및 접착층이 순차적으로 적층되어 있는 필름에서 상기 이형층 위에 멜라민 수지 및 아크릴 수지가 일정 비율로 혼합된 보호층을 형성시킴으로써 사출용 금형 내부에서 홀로그램상의 열적 변형이 없고 표면 내스크래치성이 우수한 사출용 홀로그래픽 필름에 관한 것이다.

홀로그래픽 필름은 그 두께가 대체로 얇게는 20㎛ 이하에서 두껍게는 200 ∼ 300 ㎛ 정도를 갖는 합성 수지계 필름이 대부분이며 때에 따라서는 금속 박막을 사용하는 경우도 있다. 이러한 합성 수지 필름 표면 위에 일정한 압력과 온도하에서 이미 홀로그램 상이 기록되어 있는 홀로그램 성형판(Shim)으로 압인하는 것에 의해 홀로그래픽 필름이 제조되는 것이다. 이렇게 제조된 홀로그래픽 필름은 빛의 간섭굴절과 반사현상에 의해 상이 천연색으로 투영, 재생되는데, 그 재생된 상은 3차원적인 입체 상으로 재생되는 것이며 이를 통상적으로 홀로그램상 이라고 말하고 있다. 이러한 홀로그래픽 필름 등은 종전에는 레이저 광선을 사용하여 만들기도 하였으나 작업 공정이 극 초정밀성을 요구하고 있기 때문에 작업성이나 생산성이 매우 나빠 최근에 와서는 거의 사용하지 않고 상기 언급한 대로 홀로그램 성형판을 만들어 이것으로 대량 생산하는 방법이 소개되고 있다.

이러한 방법으로 홀로그램이 들어가 있는 필름이 국내에서도 최근 생산되기 시작하였으며 특히 이러한 원리를 이용한 섬유용이나 종이용 스탬핑 호일과 같은 차별화된 홀로그래픽 필름이 개발되고 있다. 이러한 홀로그래픽 스탬핑 호일은 일반적인 용도와 같이 섬유 원단이나 종이 등과 같은 재질에 전사되어 홀로그램 상을 나타내어 의류나 각종 인쇄 산업에 널리 사용되고 있다.

최근 들어서는 사용자들의 수준이 매우 높아짐에 따라 섬유, 종이 이외에 플라스틱 제품에도 홀로그램 상을 전사시키고자 하는 노력이 활발해지고 있으며 특히 생산성을 향상시키기 위해 플라스틱 제품을 사출할 때 직접 홀로그램 상을 플라스틱 제품 표면에 나타내고자 하는 욕구가 커지고 있다. 이에 따라 상기 언급한 섬유용이나 종이용 등과 같이 일반적인 홀로그램 필름을 사출 금형 내부에 붙여 사용한 예가 있으나 이러한 경우 인각층의 내열온도가 낮아 홀로그램 상이 유지되지 못하는 단점과 인각층에 많은 스크래치가 발생하여 플라스틱 제품의 품위를 크게 손상시키는 치명적인 단점이 대두되고 있다.

이에 따라 최근까지 상기 언급한 문제점들을 해결하기 위해 많은 사람들이 연구를 거듭하고 있으며 그 결과 인각층의 물리적 강도를 높이고 증착을 한 후, 강제적인 인각작업을 통해 홀로그램 상을 부여하는, 이른바 하드엠보싱 작업으로 홀로그래픽 스탬핑 호일을 개발하여 시도하고 있다. 그러나, 이러한 경우에도 상기 언급한 문제점 중 어느 수준까지의 내열온도를 향상시켜 사출금형 내부에서 홀로그램 상을 유지할 수 있으나 인각성과 내스크래치성은 상반되는 특성이므로 궁극적으로 공정중 유발되는 스크래치를 방지하기는 어렵다.

일반적인 홀로그래픽 필름중 사출 플라스틱 제품에 사용할 수 있는 필름은 지지체인 PET 필름에 이형층을 가진 필름이어야 최종적으로 플라스틱 제품에 전사가 되는데 이러한 구조를 갖는 홀로그래픽 필름에는 최근 섬유용이 보편적이고 간혹 종이용 홀로그래픽 필름 등이 있다. 그러나, 이러한 필름들은 인각층의 내열온도가 낮아 열적 변형이 쉽고 특히 스크래치에 매우 취약한 것이 단점이다.

이에 본 발명자들은 상기 언급한 종래 기술상의 문제점들을 해결하고자 연구를 거듭한 결과, PET 필름 지지체에 이형층을 도포하고 인각층과 이형층 사이에 내열온도가 높으며 내스크래치성이 있는 보호층을 도포함으로써 사출용으로 우수한 홀로그래픽 필름을 제조할 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명에서는 내열성이 우수하여 홀로그램상의 열적 변형이 없고 표면 내스크래치성이 우수한 사출용 홀로그래픽 필름을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기재, 이형층, 인각층, 금속층 및 접착층이 순차적으로 적층되어 있는 사출용 홀로그래픽 필름에 있어서, 상기 이형층과 인각층 사이에 멜라민 수지 60 ∼ 90 중량% 및 아크릴 수지 10 ∼ 40 중량%로 이루어진 보호층이 형성된 사출용 홀로그래픽 필름을 그 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 사출용 홀로그래픽 필름은 우선 PET 필름에 셀룰로오스아세테이트와 같은 물질로 이형층을 형성하고, 여기에 내열성과 내스크래치성이 우수한 보호층을 도포한 다음, 인각층, 금속층 및 접착층이 순차적으로 형성되는 것을 특징으로 한다. 이렇게 제조된 홀로그래픽 필름을 사출 금형 내부에 붙인 다음, 용융된 플라스틱 물질이 금형에 들어오면 플라스틱 물질이 냉각되면서 어떤 임의의 제품 모양을 갖고 제품 표면에는 열로 인해 홀로그래픽 필름의 접착층이 붙게 되며 아울러 금형의 온도로 이형층과 보호층이 박리되어 결과적으로 플라스틱 제품에 홀로그래픽 필름이 전사되어 홀로그램이 전사된 플라스틱 제품이 만들어지게 되는 것이다. 이때, 고온에도 견딜 수 있는 보호층 때문에 홀로그램의 열적 변형이 없으며 공정중 스크래치도 방지하게 되는 것이다.

본 발명에 따른 사출용 홀로그래픽 필름은 이형층과 인각층 사이에 형성되는 보호층의 조성물이 중요한 바, 상기 보호층은 내열온도가 높은 멜라민 수지와 내스크래치성을 부여하기 위한 아크릴 수지의 혼합물이며, 그 혼합비는 고형분 기준으로 멜라민 수지 60 ∼ 90 중량%, 아크릴 수지 10 ∼ 40 중량%이며, 그 도포 두께는 3㎛을 넘지 않는 것이 좋다. 만일 멜라민 수지가 60 중량% 미만이면 내열온도가 떨어져 홀로그램 상이 열에 의해 변형될 수 있고, 90 중량%를 초과하면 내열온도는 우수하나 너무 브리틀하여 스크래치의 요인이 될 수 있다. 또한, 도포두께가 3㎛을 초과하면 인각층과의 밀착력이 떨어질 수 있다.

그리고, 사용하는 멜라민 수지의 경화 조건도 매우 중요한데, 멜라민 수지의 경화온도는 180 ∼ 190℃가 적당하며, 경화시간은 10 ∼ 60초일 경우 원하는 특성을 나타낼 수 있다. 만일 경화온도가 180℃ 미만이거나 경화시간이 10초 미만이면 멜라민의 경화가 충분히 일어나지 않아 내열성 및 표면 내스크래치성을 확보하기 어려우며, 190℃를 초과하거나 경화시간이 60초를 초과하면 지지체인 PET 필름이 열적으로 변형되어 제품으로서 가치가 없어지게 된다.

또한, 사용되는 아크릴 수지는 유리전이온도 60℃ 이상의 내열성을 가지며 표면 내스크래치성을 갖는 것으로서, 에틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트 및 이소부틸아크릴레이트 중에서 선택된 하나의 단독 중합체 또는 그 중에서 선택된 2종 이상의 공중합체를 사용한다.

본 발명의 사출용 홀로그래픽 필름은 이형층 위에 상기와 같은 보호층을 구성하고, 그 위에 인각층, 금속층 및 접착층을 순차적으로 형성하여 제조된다. 제조된 홀로그래픽 필름은 열적 변형이 없고, 표면 내스크래치성이 우수하다.

이와 같은 본 발명을 실시예에 의거하여 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

PET 필름 지지체위에 셀룰로오스아세테이트를 0.3㎛ 두께로 이형층을 형성시키고 그 위에 180℃에서 30초동안 경화된 멜라민 수지(일본 화신화학) 80 중량% 및 아크릴 수지(애경화학, A111-50) 20 중량%를 혼합하여 2㎛ 두께로 보호층을 형성한 다음, 인각층, 금속층, 접착층을 순서대로 적층하여 사출용 홀로그래픽 필름을 제조하였다. 이와 같이 제조된 필름을 사출금형 벽면에 붙인 후, ABS 플라스틱 재질로 일정 시편을 사출하고 홀로그램상의 열화정도와 표면 스크래치성을 측정하였다.

실시예 2

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하되, 멜라민 수지 65 중량%, 아크릴 수지 35 중량%를 사용하여 필름을 제조하였다.

비교예 1

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하되, 아크릴 수지를 사용하지 않고 멜라민 수지만 사용하여 필름을 제조하였다.

비교예 2

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하되, 멜라민 수지 50 중량% 및 아크릴 수지 50 중량%를 사용하여 필름을 제조하였다.

실험예

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 사출용 홀로그래픽 필름에 대하여 홀로그램 상 및 표면광택을 측정하여 다음 표 1에 나타내었다. 홀로그램 상은 사출후 홀로그램 상이 전사된 플라스틱 제품 표면을 육안으로 측정하였고, 표면 광택은 테이버법(Taber method)으로 표면 스크래치를 강제로 부여한 후, 그 표면의 상태를 육안으로 측정하였다.

구 분	홀로그램 상	표면 광택
실시예 1	◎	◎
실시예 2	◇	◎
비교예 1	◇	×
비교예 2	×	◇
(주)◎ : 양호, ◇ : 보통, △ : 부족, ×: 불량

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 사출용 홀로그래픽 필름은 내열성 및 내스크래치성이 우수한 보호층이 형성되어 있어서 플라스틱 사출 제품 표면에 홀로그램 상을 용이하게 전사시킬 수 있으며 사출공정중 표면 스크래치를 예방할 수 있다.

Claims (3)

1. 기재, 이형층, 인각층, 금속층 및 접착층이 순차적으로 적층되어 있는 사출용 홀로그래픽 필름에 있어서, 상기 이형층과 인각층 사이에 멜라민 수지 60 ∼ 90 중량% 및 아크릴 수지 10 ∼ 40 중량%로 이루어진 보호층이 형성된 사출용 홀로그래픽 필름.
2. 제 1 항에 있어서, 멜라민 수지는 180 ∼ 190℃에서 10 ∼ 60초동안 경화된 것임을 특징으로 하는 사출용 홀로그래픽 필름.
3. 제 1 항에 있어서, 아크릴 수지는 에틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트 및 이소부틸아크릴레이트 중에서 선택된 하나의 단독 중합체 또는 그 중에서 선택된 2종 이상의 공중합체임을 특징으로 하는 사출용 홀로그래픽 필름.