KR20090104586A

KR20090104586A - 전사호일

Info

Publication number: KR20090104586A
Application number: KR1020080030053A
Authority: KR
Inventors: 김종원; 최석원
Original assignee: 주식회사 코오롱
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2009-10-06
Also published as: KR101187800B1

Abstract

본 발명은 전사호일에 관한 것으로, UV경화형인쇄방식에 적용 시 UV경화형 잉크와 접착력, 절단성 및 전사성이 우수한 전사호일에 관한 것이다.

전사호일, UV경화형인쇄

Description

전사호일{Transfer Foil}

본 발명은 전사호일에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 UV경화형 인쇄방식에 적용되는 전사호일에 관한 것이다.

플라스틱 성형품, 가죽제품, 목제품, 종이제품 등 다양한 소재의 피착재에 금속성분의 그래픽 패턴이나 문자 등을 전사시키는 방법으로서, 스탬핑호일이 주로 사용되고 있다.

스탬핑 호일은 핫 스탬프 테이프(hot stamp tape) 또는 열전사 테이프(thermal transfer tape)등으로 불리기도 한다. 스탬핑 호일은 통상적으로 폴리에스테르 수지로 구성된 기재 필름 상에, 이형층, 착색층, 금속 증착층 및 접착층이 순차적으로 적층된 구조로 되어 있다.

이러한 스탬핑호일은 전사하고자 하는 형태의 다이를 이용하여 열과 압력을 가해 전사시키는 핫 스탬핑(hot stamping) 공정에 사용된다.

그러나 핫 스탬핑 공정을 사용하기 위해서는 일정한 모양의 다이가 있어야 하며, 모양을 바꾸기 위해서는 또 다른 형태의 다이가 필요하게 되므로 경제적이지 못하며, 여러 형태로의 변형이 용이하지 못하고, 대부분 수동전사방법으로 사용하 며, 고속전사방식에는 적합하지 못한 문제점이 있었다.

따라서, 다이 제작이 필요 없어 원가절감이 가능하고, 디자인의 미려성 등을 확보 할 수 있으며, 고속 전사가 가능한 다이리스 전사방법에 대하여 관심이 집중되고 있으며, 이러한 특허는 미국특허 제6395120호, 제5603259호 등이 있다.

즉, 다이 없이 옵셋인쇄, 플렉소 인쇄 방식 등의 고속인쇄를 통해 잉크로 무늬를 형성하고, 상기 잉크와 접착성이 우수하여 전사가 가능한 전사지의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 UV경화형 플렉소 잉크 및 UV경화형 옵셋 잉크와의 접착성이 우수하며, 절단성 및 전사성이 우수한 접착층을 갖는 전사호일을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 UV경화형 플렉소 잉크 및 UV경화형 옵셋 잉크에 적용 시 경화에 영향을 미치는 인자인 적정한 UV투과도를 제공하기 위한 전사호일을 제공하고자 한다.

본 발명은 UV경화형 인쇄방식에 사용되는 전사호일로서, 베이스필름층 위에 이형층, 착색층, 알루미늄증착층, 접착층이 차례로 형성되어 있는 전사호일로서, 전사호일을 구성하는 각 층 중에서도 특히 접착층의 물성을 개선하는 것에 관한 것이다.

전사호일의 접착층은 접착하고자 하는 대상소재, 즉 피착재에 따라 그 수지조성을 달리 하는데, 통상적으로는 피착재에 대한 접착성이 우수한 수지가 사용된다. 본 발명의 전사호일은 UV경화형 플렉소 잉크 및 UV경화형 옵셋 잉크와의 접착력이 우수한 전사호일에 관한 것으로, 종래 다이에 열을 가하여 전사시키는 핫스탬핑 방법과는 달리, UV경화형인쇄는 열을 가하지 않은 상태에서 인쇄에 의해 전사가 이루어져야 하며, UV에 의해 단시간 내에 경화가 이루어지므로 고속으로 인쇄가 가능하도록 플렉소 잉크 및 옵셋 잉크와의 접착성, 절단성 및 전사성이 우수한 접착층이 요구되고, UV경화에 필요한 UV투과도가 요구된다.

본 발명의 접착층은 비닐계수지의 고형분 함량이 접착층 전체 고형분 함량 중 15 ~ 30 중량%이고, 건조코팅량이 0.5 ~ 0.8g/㎡이며, 상기 알루미늄증착층의 표면저항이 3.5 ~ 7.0Ω/sq인 전사호일에 관한 것이다. 구체적으로, 상기 접착층은 고형분 함량으로 아크릴계 수지 50 ~ 70 중량%, 비닐계 수지 15 ~ 30 중량%, 실리카입자 5 ~ 20 중량%를 포함하며, 필요에 따라 로진수지, 하이드로카본수지, 에폭시수지에서 선택되는 어느 하나 이상의 첨가제가 1 ~ 40 중량% 더 포함된다.

이하는 상기 성분들에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

상기 전사호일의 접착층을 이루는 성분 중 수지 성분은 아크릴계수지와 비닐계수지를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하며, 이들 수지 성분은 전체 접착층 고형분 함량 중 65 ~ 94중량%로 사용한다. 65중량% 미만으로 사용하는 경우 다이리스호일을 드라이 및 웨트(wet) 프로세스에 의해 적용했을 때 다이리스호일용 UV 경화형 플렉소 잉크 및 UV 옵셋 잉크와의 접착력이 불량해지고, 94중량%를 초과하는 경우에는 호일로서 기본적으로 가져야할 절단성이 불량해진다.

상기 아크릴계수지와 비닐계수지의 유리전이온도는 50 ~ 80℃인 것이 바람직하다. 유리전이 온도가 이 범위 이하이면 절단성이 불량해 지고, 이 범위 이상이면 접착력 불량이 발생한다.

상기 아크릴계수지는 절단성 및 전사성 개선 역할을 하는 것으로, 예를 들면, 폴리메틸메타아크릴레이트수지, 메틸메타아크릴레이트와 부틸메타아크릴레이트의 공중합체, 에틸메타아크릴레이트, 이소부틸메타아크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 부틸메타아크릴레이트에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용 한다. 상기 아크릴계 수지의 고형분 함량은 접착층 전체 고형분 함량 중 50 ~ 70 중량%를 사용하며, 50 중량% 미만으로 사용하는 경우 전사성이 불량해지고, 70 중량%를 초과하는 경우 절단성이 불량해진다.

상기 비닐계 수지는 UV잉크와의 접착력 개선 역할을 하는 것으로, 예를 들면, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐클로라이드 또는 폴리비닐아세테이트와 폴리비닐클로라이드의 공중합체, 에틸렌비닐아세테이트, 염소화 처리된 에틸렌비닐아세테이트에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용한다. 상기 비닐계 수지의 고형분 함량은 접착층 전체 고형분 함량 중 30 중량% 이하, 구체적으로는 15 ~ 30 중량%를 사용한다. 15 중량% 미만으로 사용하는 경우 UV잉크와의 접착력이 불량해지고, 30 중량%를 초과하는 경우 절단성이 불량해 진다.

상기 실리카입자는 절단성 확보 역할을 하는 것으로, 접착층 전체 고형분 함량 중 5 ~ 20 중량%로 사용한다. 5중량% 미만으로 사용하는 경우 절단성이 불량해 지고, 20 중량%를 초과하는 경우 UV투과도가 5% 이하가 되어 경화가 되지 않으므로 전사성이 불량하다.

본 발명의 접착층은 상기 아크릴계수지와 비닐계수지 이외에도 절단성 및 전사성에 기여하는 로진수지, 하이드로카본수지, 에폭시수지에서 선택되는 1종 또는 둘 이상의 혼합물을 더 첨가하여 구성 될 수 있다. 이때 첨가량은 접착층 전체 고형분 함량 중 1 ~ 30 중량% 범위 내에서 첨가하는 것이 바람직하다. 이 범위 미만인 경우에는 전사성의 조절이 어려우며, 이 범위를 초과하면 전사성이 불량해 진다.

상기 접착층은 건조 코팅량이 0.7g/㎡이하, 구체적으로는 0.5 ~ 0.7g/㎡인 것이 바람직하다. 0.5g/㎡ 미만인 경우 후 공정에서 알루미늄증착층에 스크래치가 발생할 가능성이 크며, 0.7g/㎡를 초과하는 경우 UV투과도가 5%이하가 되어 경화가 되지 않으므로 전사성이 불량하다.

본 발명의 전사호일은 폴리에스테르 필름에 이형층 및 착색층을 순차적으로 코팅하고 그 위에 알루미늄을 증착하고, 접착층을 코팅한 제품의 UV투과도가 5 ~ 15%인 것이 적정한 전사속도 즉, 인쇄 속도를 발현한다. UV투과도가 5 % 미만인 경우에는 호일에서 기본적으로 요구되는 전사성이 불량해지고, 적용 가능한 인쇄공정의 속도가 낮아지는 단점이 있다. 또한 15%를 초과하는 경우 알루미늄 증착막이 얇아져 슬리팅 시 과다한 플레이크가 발생하며, 공정상 컨트롤이 어려워 불량이 증가하는 단점이 있다.

이와 같은 UV 투과도를 만족하기 위해서는 알루미늄증착층의 표면저항이 3.5Ω/sq ~ 7.0Ω/sq 이어야 한다. 3.5Ω/sq 미만인 경우 증착층의 두께가 너무 두꺼워져 UV투과도가 5%이하가 되어 최종제품의 전사성이 불량해지고, 7.0Ω/sq을 초과하는 경우 알루미늄 증착층의 두께가 너무 얇아져 광택이 불량하며, 이후 공정에서 불량발생의 가능성이 커진다. 단, UV 투과도는 327nm에서의 측정값을 기준으로 한다.

본 발명에서 상기 접착층 및 알루미늄증착층 이외의 구성에 대해서는 통상적으로 해당 분야에서 사용되는 성분들이라면 제한되지 않고 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 전사호일은 UV경화형 잉크와 접착력, 전사성, 절단성이 아주 양호하여 고속전사가 가능하다.

이하의 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 본 발명은 아래의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

이하 실시예에서 사용된 UV 경화형 옵셋 잉크는 젤라그멜린(Zeller and Gmelin)사의 UVALUX Y ADHESIVE를 사용하였다.

물성 측정방법은 다음과 같다.

(1)절단성

플렉소 인쇄를 통해 원하는 폴리프로필렌 필름에 5mm 높이, 1mm 두께의 글씨를 인쇄한 후, 상온에서 인쇄면과 실시예에서 제조된 호일의 접착층을 2kg무게의 롤러를 사용하여 라미네이션 한 후 즉시 분리시켜 전사된 모양이 인쇄된 옵셋잉크의 모양과 유사한 정도를 보고 절단성을 평가하였다.

옵셋잉크 인쇄된 글씨의 주변부가 깨끗하게 절단되면 합격

옵셋잉크 인쇄된 글씨의 주변부에 플레이크 또는 뜯김 현상이 발생하면 불량

(2)전사성

플렉소 인쇄를 통해 원하는 폴리프로필렌필름에 5mm 높이, 1mm 두께의 글씨를 인쇄한 후, 상온에서 인쇄면과 실시예에서 제조된 호일의 접착층을 2kg무게의 롤러를 사용하여 라미네이션 한 후 즉시 분리시켜 전사된 모양이 인쇄된 옵셋잉크 의 모양과 유사한 정도를 보고 전사성을 평가하였다.

옵셋잉크 인쇄 모양과 동일: 합격

옵셋잉크 인쇄 모양에 과도한 플레이크 발생: 불량

(3)접착력

최종 전사된 호일에 스카치테이프(3M)를 붙인 후 10초 후 테이프를 분리할 때 전사된 호일이 벗겨지면 불량, 벗겨지지 않으면 양호

(4)UV투과도(%)

UV 투과도 측정기(기배무역, OPTIZEN3220)를 이용하여 327nm에서 스탬핑호일의 UV투과도를 측정하였다.

(5)표면저항(Ω/sq)

AIT사 CMT SR1000N 장치를 이용하여 25℃, 상대습도 50% 조건에서 4-point 프로브(probe)를 증착면에 위치한 후 30초 경과 후 안정한 테이타를 측정하였다.

[실시예 1]

베이스필름으로 12㎛두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트필름(코오롱, FQ00)을 사용하였다. 상기 베이스필름의 상부에 이형층으로 아크릴 수지(데구사, ACryloid B66) 70 중량%와 셀룰로오즈 유도체(이스트만, CAB381-0.1) 20 중량% 및 폴리에틸 렌왁스(Hoechst사, Montan OP wax)10 중량%의 고형분으로 건조 도포량이 0.3g/㎡이 되도록 코팅을 하였다. 상기 이형층의 상부에 착색층으로 아크릴 수지(애경화학, A-111-50) 30 중량% 와 셀룰로오즈 유도체(이스트만, CAB381-0.1) 70 중량%의 고형분으로 건조 도포량이 1.0g/㎡이 되도록 코팅을 하였다. 상기 착색층의 상부에 저항가열법(thermal evaporation process)을 이용하여 증착 후 표면저항이 3.5Ω/sq인 알루미늄 증착층을 형성하였다. 상기 알루미늄 증착층의 상부에 접착층으로 폴리비닐아세테이트와 폴리비닐클로라이드 공중합체(다우케미칼, VMCH)30 중량%와 아크릴 수지(데구사, Acryloid B66) 55 중량%, 실리카입자(데구사, Aerosil R200) 15 중량%의 고형분 함량으로 건조 도포량이 0.6g/㎡이 되도록 코팅을 하여 전사호일을 제조하였다.

제조된 스탬핑호일의 구성을 표 1에 정리하였으며, 물성을 측정하여 표 2에 나타내었다.

[실시예 2]

베이스필름, 이형층, 착색층은 실시예 1과 동일하게 제조를 하였으며, 알루미늄증착층의 표면저항이 5.0Ω/sq이 되도록 코팅을 하였고, 접착층으로 폴리비닐아세테이트와 폴리비닐클로라이드 공중합체(다우케미칼, VMCH)15 중량%와 아크릴 수지(데구사, ACryloid B66) 60 중량%, 실리카입자(데구사, Aerosil R200) 5 중량% 및 로진수지(아라카와, Superester 100) 20 중량%의 고형분 함량으로 건조 도포량이 0.6g/㎡이 되도록 코팅을 하여 전사호일을 제조하였다.

[실시예 3]

베이스필름, 이형층, 착색층은 실시예 1과 동일하게 제조를 하였으며, 알루미늄증착층의 표면저항이 7.0Ω/sq이 되도록 코팅을 하였고, 접착층으로 폴리비닐아세테이트와 폴리비닐클로라이드 공중합체(다우케미칼, VMCH)20 중량%와 아크릴 수지(데구사, ACryloid B66) 70 중량%, 실리카입자(데구사, Aerosil R200) 5 중량% 및 로진수지(아라카와, Superester 100) 5 중량%의 고형분 함량으로 건조 도포량이 0.6g/㎡이 되도록 코팅을 하여 전사호일을 제조하였다.

[비교예 1]

베이스필름, 이형층, 착색층은 실시예 1과 동일하게 제조를 하였으며, 알루미늄증착층의 표면저항이 3.5Ω/sq이 되도록 코팅을 하였고, 접착층으로 폴리비닐아세테이트와 폴리비닐클로라이드 공중합체(다우케미칼, VMCH)40 중량%와 아크릴 수지(데구사, B66) 30 중량%, 실리카입자(데구사, Aerosil R200) 20 중량% 및 로진수지(아라카와, Superester 100) 10 중량%의 고형분 함량으로 건조 도포량이 0.6g/㎡이 되도록 코팅을 하여 전사호일을 제조하였다.

[비교예 2]

베이스필름, 이형층, 착색층은 실시예 1과 동일하게 제조를 하였으며, 알루미늄증착층의 표면저항이 4.0Ω/sq이 되도록 코팅을 하였고, 접착층으로 폴리비닐아세테이트와 폴리비닐클로라이드 공중합체(다우케미칼, VMCH)10 중량%와 아크릴 수지(데구사, B66) 40 중량%, 실리카입자(데구사, Aerosil R200) 15 중량% 및 로진수지(아라카와, Superester 100) 35 중량%의 고형분 함량으로 건조 도포량이 0.6g/㎡이 되도록 코팅을 하여 전사호일을 제조하였다.

[비교예 3]

베이스필름, 이형층, 착색층은 실시예 1과 동일하게 제조를 하였으며, 알루미늄증착층의 표면저항이 4.0Ω/sq이 되도록 코팅을 하였고, 접착층으로 폴리비닐아세테이트와 폴리비닐클로라이드 공중합체(다우케미칼, VMCH)20 중량%와 아크릴 수지(데구사, B66) 20 중량%, 실리카입자(데구사, Aerosil R200) 30 중량% 및 로진수지(아라카와, Superester 100) 30 중량%의 고형분 함량으로 건조 도포량이 0.6g/㎡이 되도록 코팅을 하여 전사호일을 제조하였다.

[비교예 4]

베이스필름, 이형층, 착색층은 실시예 1과 동일하게 제조를 하였으며, 알루미늄증착층의 표면저항이 7.0Ω/sq이 되도록 코팅을 하였고, 접착층으로 폴리비닐아세테이트와 폴리비닐클로라이드 공중합체(다우케미칼, VMCH)20 중량%와 아크릴 수지(데구사, B66) 40 중량%, 실리카입자(데구사, Aerosil R200) 5 중량% 및 로진수지(아라카와, Superester 100) 35 중량%의 고형분 함량으로 건조 도포량이 1.0g/㎡이 되도록 코팅을 하여 전사호일을 제조하였다.

[비교예 5]

베이스필름, 이형층, 착색층은 실시예 1과 동일하게 제조를 하였으며, 알루미늄증착층의 표면저항이 3.0Ω/sq이 되도록 코팅을 하였고, 접착층으로 폴리비닐아세테이트와 폴리비닐클로라이드 공중합체(다우케미칼, VMCH)20 중량%와 아크릴 수지(데구사, B66) 40 중량%, 실리카입자(데구사, Aerosil R200) 5 중량% 및 로진수지(아라카와, Superester 100) 35 중량%의 고형분 함량으로 건조 도포량이 0.7g/㎡이 되도록 코팅을 하여 전사호일을 제조하였다.

[표 1]

[표 2]

상기 표 2에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예의 전사성, 절단성 , 접착력 및 UV투과도는 모두 양호한 것을 알 수 있었다.

그러나 비교예 1과 같이 비닐계수지의 함량이 청구범위를 초과하고, 아크릴계 수지의 함량이 청구범위 미만으로 사용되는 경우 절단성이 불량하였으며, 비교예 2와 같이 비닐계수지의 함량이 청구범위 미만이고, 아크릴계 수지의 함량이 청구범위를 초과하여 사용되는 경우 전사성 및 접착력이 불량인 것을 알 수 있었다.

또한, 비교예 3과 같이 아크릴 수지의 함량이 청구범위 미만인 경우 전사성이 불량하였으며, 비교예 4와 같이 아크릴 수지의 함량이 청구범위 미만이면서, 접착층의 코팅두께가 청구범위를 초과하는 경우 전사성이 불량인 것을 알 수 있었다.

또한, 비교예 5와 같이 알루미늄 표면저항이 청구범위 미만이고, 아크릴수지가 청구범위 미만으로 사용된 경우 전사성이 불량인 것을 알 수 있었다.

Claims

UV경화형 인쇄방식에 사용되는 전사호일로서, 베이스필름층 위에 이형층, 착색층, 알루미늄증착층, 접착층이 차례로 형성되며, 상기 접착층은 비닐계수지의 고형분 함량이 접착층 전체 고형분 함량 중 15 ~ 30 중량%이고, 건조코팅량이 0.5 ~ 0.8g/㎡이며, 상기 알루미늄증착층은 표면저항이 3.5 ~ 7.0Ω/sq인 전사호일.
제 1항에 있어서,

상기 접착층은 고형분 함량으로 아크릴계 수지 50 ~ 70 중량%, 비닐계 수지 15 ~ 30 중량%, 실리카입자 5 ~ 20 중량%를 포함하는 전사호일.
제 2항에 있어서,

상기 접착층은 로진수지, 하이드로카본수지, 에폭시수지에서 선택되는 어느 하나 이상의 첨가제가 1 ~ 40 중량% 더 포함되는 전사호일.
제 2항에 있어서,

상기 아크릴계수지는 폴리메틸메타아크릴레이트수지, 메틸메타아크릴레이트와 부틸메타아크릴레이트의 공중합체, 에틸메타아크릴레이트, 이소부틸메타아크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 부틸메타아크릴레이트에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 전사호일.
제 2항에 있어서,

상기 비닐계 수지는 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐클로라이드 또는 폴리비닐아세테이트와 폴리비닐클로라이드의 공중합체, 에틸렌비닐아세테이트, 염소화 처리된 에틸렌비닐아세테이트에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 전사호일.
제 4항에 있어서,

상기 아크릴계수지와 비닐계수지의 유리전이온도는 50 ~ 80℃인 전사호일.
제 1항 내지 제 6항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,

상기 전사호일의 UV투과도는 5 ~ 15%인 전사호일.