KR20010048632A - 전사 시이트의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기재 상에 이형층, 전사층 및 접착층을 순서대로 적층하여 전사용 시이트를 제조하는 방법에 있어서, 상기 접착층을 도포한 후 건조시에 수분을 함유하는 공기로 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따라 제조된 전사 시이트의 접착층은 커팅성, 기포제거특성 및 접착성이 우수하다.

Description

전사 시이트의 제조방법{PROCESS FOR THE PREPARATION OF TRANSCRIPTION SHEET}

본 발명은 커팅성, 기포제거특성 및 접착성이 우수한 접착층을 지닌 전사 시이트(transcription sheet)에 관한 것이다.

전사 시이트는 플라스틱 성형품, 가죽, 목재 및 종이 제품 등과 같은 각종 기재에 금속성 색상 패턴 또는 문자를 열 또는 압력에 의해 스탬핑하여 화려한 외관을 부여하고 그들의 상업적 가치를 증대시키는데 사용되거나, 마그네틱 카드에 자성층을 전사하는데 사용되는 것으로, 일반적으로는 기재 필름 상에 이형층, 전사층(예: 착색층, 금속층, 자성층 등) 및 접착층이 차례로 적층된 구조를 갖는다.

전사 시이트에서 전사층을 기재에 접착시키는 역할을 하는 접착층은 주로 고온 용융성을 지니는 아크릴계 수지, 비닐계 수지, 폴리비닐부티랄계 수지, 페놀계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 고무계 또는 하이드로카본계 수지 등을 포함하며, 통상적으로는 전사층 위에 접착제 조성물을 도포한 후 건조시켜 제조된다.

그러나, 접착층의 중요 구성요소인 고분자 수지가 건조시에 비교적 큰 덩어리로 응집되는 경향이 있어, 접착층의 표면이 고르지 않고, 전사시에 접착층의 커팅성이 만족스럽지 않은 단점이 있었다. 즉, 접착층이 분리될 때 응집체 부분은 잘 분리되지 않으므로, 패턴의 외곽선에 일치하도록 깨끗하게 전사되지 않아 전사된 글자나 무늬에 플레이크(flake)가 많이 발생하는 문제가 있다.

이를 해결하기 위하여 접착제 조성물에 물을 첨가하여 건조 과정에서 상분리를 유도하는 방법이 개발되었으나, 커팅성이 여전히 만족스럽지 못하고, 전사된 표면에 기포가 발생하는 단점이 있다. 또한, 액안정성 및 보관성이 불량한 문제점이 있다.

이에 본 발명은 그러한 문제점을 개선하여, 전사 시이트의 제조방법에 있어서 접착층의 커팅성 및 접착성을 개선시키는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에서 제조된 접착제 층 표면의 주사전자현미경(SEM) 사진이고,

도 2 및 3은 각각 비교예 2 및 3에서 제조된 접착제 층의 주사전자현미경(SEM) 사진이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는, 기재 상에 이형층, 전사층 및 접착층을 순서대로 적층하여 전사용 시이트를 제조하는 방법에 있어서, 상기 접착층을 도포한 후 건조시에 수분을 함유하는 공기로 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에 사용할 수 있는 기재로서는 바람직하게는 폴리프로필렌 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이드 필름 등의 플라스틱 필름을 사용할 수 있으며, 내열성 및 치수안정성이 요구되는 용도에는 5 내지 40㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 사용하는 것이 좋다. 이 중에서도 종이, 섬유, 목재, 플라스틱, 인조 가죽 등 피착물의 종류에 따라 주로 10 내지 30㎛ 두께의 필름을 사용한다.

본 발명에서 이형층은, 통상적으로, 왁스계, 셀룰로오스계, 폴리알킬메타아크릴레이트계 수지 또는 이들의 혼합물을 알콜계, 케톤계, 에스테르계, 하이드로카본계의 혼합 용매에 0.001 내지 3.0 중량%의 농도로 용해시킨 후 100 내지 200 메쉬(mesh)의 통상적인 그라비아 도포기를 사용하여 상기 기재 필름의 한쪽 면에 1 내지 2회 도포한 후, 용매를 건조시켜 0.1 내지 2.0㎛의 두께로 형성시킨다.

본 발명에 있어서의 전사층은, 전사되는 물질에 따라 착색층, 금속층, 자성층 등이 사용될 수 있으며, 필요에 따라 이들을 조합하여 사용할 수도 있다.

본 발명에 따른 착색층은, 이소시아네이트 화합물, 니트로셀룰로즈, 디알릴프탈레이트, 메틸메타아크릴산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 수지 및 염료를 용매에 용해시켜 제조한 착색층 조성물을 통상적인 방법으로 도포하여 제조할 수 있다. 용매로는 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 부틸아세테이트, 에틸아세테이트, 시클로헥사논 등이 사용될 수 있으며, 특히 메틸에틸케톤과 시클로헥사논이 70:30 내지 40:60의 중량비로 혼합된 혼합 용제가 바람직하다.

금속층으로는 증착이 가능한 알루미늄, 크롬, 니켈, 아연 등과 같은 금속이 통상적인 방법으로 증착되며, 그 두께는 200 내지 800Å이다.

자성층으로는 마그네틱 카드의 자성층 용으로 통상적으로 사용되는 자성물질을 도포할 수 있다.

본 발명에 따르면, 접착층에 사용되는 접착제로는 전사되는 피착물의 재질에 따라 폴리비닐부티랄 수지, 페놀수지, 에틸렌-초산비닐 공중합체 수지, 알키드(alkyd) 수지, 염화비닐-초산비닐 공중합체 수지, 아크릴 수지, 폴리우레탄 수지, 하이드로카본 수지, 페녹시 수지, 폴리프로필렌 수지, 부타디엔-스티렌 공중합체 수지 또는 금속 함유 수지를 선택하여 사용할 수 있고, 이들을 적절히 조합하는 것도 가능하다. 이와 같은 접착체를 알콜, 케톤, 에스테르 및 하이드로카본계의 각종 용매에 3 내지 40 중량%의 농도로 용해시켜 접착제 조성물을 제조한 후, 격자형 메쉬 또는 사선형 메쉬를 사용하여 그라비아 도포 또는 리버스 도포하여 1 내지 10㎛의 두께의 접착층을 형성시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 접착제 조성물이 물을 함유하지 않아도 되므로 액안정성이 우수하고, 보관이 용이하며 다량의 수분을 공정중에 공급하므로 미세한 입자 구조를 형성시켜서 커팅성이 우수한 장점이 있다.

또한, 접착제 조성물이 접착제 고형 성분에 대하여 용해성이 좋은 용매(good solvent) 및 용해성이 낮은 용매(not a good solvent, poor solvent)를 0.5:1 내지 1.3:1의 비율로 혼합한 용매를 사용하는 것이 바람직하다. 아크릴계 접착제의 경우, 용해성이 좋은 용매의 예로는 메틸에틸케톤과 같은 케톤류, 에틸아세테이트와 같은 아세테이트류 등이 있고, 용해성이 낮은 용매의 예로는 메탄올, 이소프로필알콜과 같은 알콜류 등이 있다.

이때, 필름 권취시 접착면과 필름과의 블로킹 방지를 위해, 접착제 조성물에 칼슘 카보네이트와 실리카계 수지 등의 입자를 첨가할 수 있다. 각 입자의 크기는 0.5 내지 6.0㎛의 것을 사용하며, 특히, 접착면의 균일한 도포를 위하여 볼 밀 또는 그레인 밀을 사용하여 평균 입경이 3㎛ 이하가 되도록 하여 사용하는 것이 바람직하다.

상기 이외에도, 필요에 따라, 보호층 및 증착층을 화학적인 침투로부터 보호하기 위한 프라이머층 등을 적용할 수도 있다.

보호층은 전사된 후에 금속층, 자성층과 같은 전사층의 표면을 보호하기 위해서 이형층 상에 적용될 수 있으며, 멜라민계, 에폭시계, 질화물계, 아크릴계, 페놀계, 이소시아네이트계 또는 우레탄계 등의 수지 중에서 1종 이상을 혼합하여 혼합용매에 3 내지 30 중량%의 농도로 용해시켜 100 내지 400 메쉬의 그라비아 도포기를 사용하여 도포한 후, 용매를 건조시켜 0.2 내지 2.0㎛의 두께로 형성시킨다.

프라이머층은, 전사층 위에, 예를 들면, 초산비닐-염화비닐 공중합체 수지 및 아크릴계 수지를 탈리움, 이소프로판올 등과 같은 증착층의 금속 광택을 감소시키지 않는 혼합용매에 용해시켜 격자형 메쉬를 사용하여 도포한다.

본 발명에 따라 전사 시이트를 제조하는 방법은 다음과 같다.

먼저, 기재 필름 위에 이형층을 형성시키고, 전사층을 형성시킨 다음, 접착제층을 형성시킨다. 보호층을 사용하는 경우에는 전사층 도포 전에 이형층 상에 형성시키고, 프라이머층을 사용하는 경우에는 접착제층 형성전에 전사층 상에 형성시킬 수 있다.

상기 접착층 제조시에, 접착제 조성물을 도포한 후 건조 단계에서 수분이 함유된 공기로 표면을 처리한다. 바람직하게는, 유입되는 공기의 수분 함유량은 0.03 내지 0.08㎏/건조공기 ㎏이며, 0.8 내지 2.5 초 동안 처리한다. 이어서, 90 내지 120℃의 온도에서 1.5 내지 5.0 초 동안 건조시킨다. 이때, 집진식(impingement) 건조기를 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같이 수분 함유 공기로 처리하는 경우, 일반적으로 고분자는 물에 용해되지 않는 성질이 있기 때문에 접착층 표면에 흡착된 미세한 물방울에 의해 고분자에 상분리형상이 발생하여 보다 미세하게 응집되는 효과가 있다. 따라서, 고분자가 완전히 응집되지 않고 유동성이 아직 남아있는 상태인 초기 단계에서 수분 함유 공기로 처리하는 것이 보다 바람직하다. 예를 들면, 접착층의 고형분 함량이 7.0 내지 18%인 시점에서 수분 함유 공기로 처리하는 것이 바람직하다.

이하 실시예에 의해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 실시예 및 비교예에서 전사 시이트의 물성은 다음과 같이 측정하였다.

1) 플레이크(flake) 측정

크기가 다른 모눈이 형성되어 있는 성형기를 이용하여 120℃에서 0.4초 동안 압력을 가하여 스탬핑한 경우, 깨끗하게 형성된 모눈의 크기가 어느 수준 까지 인지를 1 내지 10의 단위로 나타내었다. 1의 경우 가장 작은 모눈(0.1㎜ x 0.1㎜) 까지 깨끗하게 형성된 수준이며, 10의 경우 가장 큰 모눈(1㎜ x 1㎜)의 형태도 깨끗하지 않은 것을 나타낸다.

2) 난반사도 측정

시편에 일정하게 조사한 후, 광택도 측정기(Glossmeter, Nippon Denshoku Kogyo Co., Ltd. 1001DP)를 사용하여 60도 각도에서의 반사광의 세기를 측정하였다. 광택도는 알루미늄 기판의 경우를 50으로 하여 상대적인 값으로 나타내었다. 난반사도는 알루미늄 기판의 광택도 50에서 각각의 광택도를 뺀 값으로 정하였다.

실시예

12㎛ 두께의 폴리에스테르 필름에 왁스를 사용하여 0.01㎛ 두께의 이형층을 형성시킨 다음, 이형층 위에 착색층 조성물을 그라비아 코팅법에 의해 코팅한 후 이를 180 ℃의 온도에서 30초 동안 열처리하여 착색층을 1㎛ 두께로 형성시켰다. 착색층이 형성된 필름 위에 알루미늄을 500Å 두께로 증착시켰다.

그 위에 하기 표 1에 도시한 바와 같은 조성을 가진 아크릴계 수지를 사용하여 접착층을 형성시켜 스탬핑 포일을 제조하였다.

이때 접착층 도포 후 건조 단계에서, 6개의 대역으로 균등하게 나뉜 12m 길이의 건조기 중의 건조 대역 1에서는 수분 함량이 0.0482㎏/건조공기 ㎏, 건조 대역 2에서는 수분 함량이 0.0602㎏/건조공기 ㎏인 공기로 각각 1초 씩 처리한 후 나머지 3 내지 6 대역에서는 100℃ 에서 2초 동안 건조 공기를 사용하여 건조시켰다.

접착층 조성	사용량(중량%)
아크릴계 수지(메탄올 불용성)	10
메탄올	50
에틸아세테이트	40

비교예 1

접착층 제조시에, 도포 후 건조 공기로만 건조시키는 것을 제외하고는 실시예와 동일하게 실시하여 스탬핑 포일을 제조하였다.

비교예 2

하기 표 2에 도시한 바와 같은 조성을 가진 접착제 조성물을 사용하여, 접착층을 도포한 후, 건조 공기로만 건조시키는 것을 제외하고는 실시예와 동일하게 실시하여 스탬핑 포일을 제조하였다.

접착층 조성	사용량(중량%)
아크릴계 수지(메탄올 및 물 불용성)	10
물	4
메탄올	34
에틸아세테이트	52

상기 실시예 및 비교예 에서 제조된 스탬핑 포일을 사용하여 상술한 물성 측정법에 의해 물성을 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 3에 나타내었다.

	실시예	비교예 1	비교예 2
플레이크 형성	1∼2	10	3∼4
난반사도	47.5	-	43

표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 비교예 1 및 2의 경우 플레이크 형성 정도가 큰 반면, 본원 발명에 따른 실시예의 경우 플레이크가 거의 형성되지 않아 커팅성이 우수한 전사시이트를 제조할 수 있음을 알 수 있다.

또한, 난반사도는 실시예의 경우가 훨씬 높은 것을 나타났는데, 이는 보다 조밀한 응집이 균일하게 형성되어 표면에 난반사가 잘 일어나기 때문이다. 반면, 비교예의 경우 표면의 고분자가 비교적 큰 응집체를 이루면서, 불균일하게 형성되므로 난반사가 어렵고, 특히, 비교예 2의 경우는 전사층인 알루미늄의 표면이 노출되므로 난반사도가 거의 측정되지 않았다. 따라서, 본 발명에 따르면, 접착층이 더욱 균일하게 형성되어 커팅성 및 접착성이 우수함을 알 수 있다.

도 1 내지 3는 각각 실시예 및 비교예 1 및 2에서 제조된 접착제층의 주사전자현미경(SEM) 사진으로, 본 발명에 따라 수분 함유 공기 처리시에 고분자가 균일하고 미세하게 응집되어 있는 반면, 도 2 및 3의 경우에는 비교적 불균일하고 큰 응집체가 형성된 것을 알 수 있다.

상기에서 알 수 있듯이 본 발명에 따라 접착층의 커팅성, 기포제거특성 및 접착력이 우수한 전사 시이트를 제공할 수 있다.

Claims (4)

1. 기재 상에 이형층, 전사층 및 접착층을 순서대로 적층하여 전사용 시이트를 제조하는 방법에 있어서, 상기 접착층을 도포한 후 건조시에 수분을 함유하는 공기로 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 수분을 함유하는 공기중의 수분 함량이 0.03 내지 0.08㎏/건조공기㎏인 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 접착층의 고형분 함량이 7.0 내지 18%인 시점에서 수분 함유 공기로 처리하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 접착층을, 접착제 고형 성분에 대해 용해성이 좋은 용매(good solvent)와 용해성이 낮은 용매(not a good solvent)의 0.5:1 내지 1.3:1의 혼합물을 용매로서 함유하는 접착제 조성물을 사용하여 형성시키는 것을 특징으로 하는 방법.