KR20090117279A

KR20090117279A - 스탬핑 호일

Info

Publication number: KR20090117279A
Application number: KR1020080043255A
Authority: KR
Inventors: 김종원; 최석원; 김시민
Original assignee: 주식회사 코오롱
Priority date: 2008-05-09
Filing date: 2008-05-09
Publication date: 2009-11-12
Also published as: KR101099459B1

Abstract

본 발명은 경시변화가 적은 스탬핑 호일에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 이형층의 조성변경을 통하여 스탬핑호일 이형력의 경시변화가 없는 스탬핑 호일을 제공하고자 한다.

스탬핑호일, 이형층

Description

스탬핑 호일{Stamping Foil}

본 발명은 이형력의 경시변화가 최소화된 스탬핑 호일의 이형층에 관한 것이다.

최근 스탬핑 호일의 품질 요구 수준이 갈수록 까다로워지고 있는 상황이며, 이러한 품질 수준에 가장 큰 영향을 미치는 영향 인자가 이형력의 경시변화다. 이러한 문제의 개선을 위해 국내출원특허 제1995-0036807호, 국내출원특허 제10-2000-0002117호에서는 착색층의 수분에 의한 경시변화 문제 해결을 위해 발수제를 첨가하거나, 경시변화에 덜 민감한 착색조성을 개발함으로써 이형력의 경시변화 문제를 해결하려 시도하였다.

일반적으로 스탬핑호일의 이형력 경시변화에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 스탬핑 호일의 구성 중, 착색층 조성이 가장 큰 영향을 미치며, 착색층의 불완전성으로 인해 최종제품인 스탬핑 호일의 물성 중 가장 중요한 물성인 이형력이 편차를 지니게 되어 제품의 품질수준의 편차가 커진다. 이러한 문제점 해결을 위한 통상적인 방법은 착색층 조성을 조절하는 것이다. 하지만 스탬핑 호일의 경우 적용 용도별로 다양한 착색조성을 활용하므로 위와 같은 기술은 적용상의 한계점이 있으며, 스탬핑 호일의 전 조성에 적용하기는 어려운 문제점이 있었다.

따라서 근본적으로 이형층의 조성에 대한 조절이 요구되었다. 이형층의 경우에는 종래 왁스로 이루어져, 가온상태에서 왁스를 용제에 용해한 후 코팅을 하게되면 온도가 떨어지면서 왁스입자가 결정화 되어 면상의 코팅층을 형성하지 못하고, 점상의 코팅층을 형성하게 된다. 따라서 왁스이형을 코팅한 경우 왁스코팅층 위에 착색층을 코팅하게 되면 이형층이 면상을 형성하지 못하므로 착색층과 베이스필름이 접촉하게 된다.

그러므로 착색층이 불완전하면 온도나 습도에 의해 베이스필름과 착색층의 접촉면적 및 접착력이 변해 최종 스템핑호일 이형력이 변하게 된다. 따라서 착색층조성에 무관하게 이형력의 경시변화를 방지하기 위한 새로운 이형층을 가지는 스탬핑호일에 대한 개발이 요구된다.

본 발명은 이형층의 조성변경을 통해 이형층이 면상으로 균일하게 도포되도록 하는 조성물을 제공함으로써, 착색층에 의해 발생하는 이형력의 경시변화 문제를 근본적으로 해결한 스탬핑호일을 제공하고자 한다.

본 발명은 스탬핑 호일의 문제점이던 이형력의 경시변화 문제 해결을 위해 기존에 착색층 조성변경을 통해 접근하던 방법과 달리, 이형층의 조성 변경을 통해 경시변화를 방지하고자 하는 것이다.

본 발명은 베이스필름, 이형층, 착색층, 증착층, 접착층으로 구성된 스탬핑호일에 있어서, 상기 이형층은 아크릴계수지, 셀룰로오스계수지 또는 이들의 혼합물과, 폴리올레핀왁스, 몬탄 오피 왁스, 카나우바 왁스에서 선택되는 왁스가 혼합되어 균일하게 도포된 스탬핑 호일에 관한 것이다.

본 발명에 사용된 이형조성은 기존에 일반적으로 사용되는 왁스계열 이형조성이 지닌 단점 즉, 베이스필름에 이형층을 코팅할 때 왁스의 특성상 점상의 이형층을 형성함으로써, 이형층이 도포되지 않은 부분이 발생하며, 이러한 부분 때문에 주위 온도나 습도에 의해 착색층이 베이스필름과 접촉하는 면적 및 접착력의 증가를 초래해 최종적으로 스탬핑호일의 이형력이 상승되던 문제점을 해소하는 것이다.

본 발명은 이러한 단점을 보완하기 위해 전체 베이스필름상에 균일하게 도포되어 면상의 이형층을 형성함으로써, 착색층이 주위의 온도나 습도에 의해 베이스 필름과 접촉하는 면적 및 접착력이 증가되는 것을 차단해 최종 스탬핑 호일의 이형력 경시변화 특성을 최소화 하는 것이다.

이러한 구성으로 본 발명은 종래 왁스만 사용되던 조성에 아크릴계수지, 셀룰로오스계수지 또는 이들의 혼합물을 사용함에 따라 균일하게 도포된 면상의 이형층이 형성되는 것은 물론 스탬핑호일에서 기본적으로 요구되는 이형력을 확보하는 것을 발견하였다. 이때 이형층에 사용되는 아크릴계수지, 셀룰로오스계수지 또는 이들의 혼합물은 건조 후 도포량이 0.005g/㎡ ~ 0.2g/㎡ 범위이며, 바람직하게는 0.05 ~ 0.1g/㎡범위이다. 0.2g/㎡를 초과하면 이형층의 코팅성이 불량해 최종 제품인 스탬핑호일을 전사했을 때 광택이 급격히 감소하는 특성을 나타내며, 0.005g/㎡ 미만이면 이형층이 베이스필름표면전체를 균일하게 덮을 수 없어 미코팅 된 부분이 발생하게 된다. 이러한 미코팅 부분에서 수분 및 온도의 영향에 의해 착색층이 베이스필름과 접촉하게 되며 이로 인해 스탬핑호일의 이형력의 경시변화가 발생하게 된다.

또한, 상기 아크릴계수지와 셀룰로오스계수지를 혼합하여 사용하는 경우에도 동일한 도포량 범위로 사용한다.

그러나 아크릴계수지, 셀룰로오스계수지 또는 이들의 혼합물을 이용한 이형은 적정한 범위로 코팅된 경우 착색층에 의해 발생하는 이형력의 경시변화를 차단하는 기능을 가지지만, 이형력이 너무 높아 스탬핑호일의 기본적인 특성인 이형력을 만족하기 어렵다. 이러한 특성을 보완하기 위해 본 발명에서는 왁스를 혼합하여 사용하였다. 왁스의 사용량은 건조 후 도포량으로 0.003g/㎡ ~ 0.015g/㎡범위이다. 바람직하게는 0.03 ~ 0.01g/㎡이다. 왁스의 도포량이 0.003g/㎡ 미만이면 왁스첨가에 의한 이형력의 변화가 거의 없으므로 효과가 거의 없고, 왁스 도포량이 0.015 g/㎡를 초과하면 이형력이 너무 낮아져 최종 스탬핑호일의 절단성이 불량해져 제품으로 사용하기 어려운 단점을 지닌다.

본 발명에서 상기 왁스는 이형성을 부가하는 통상적인 물질로서, 구체적으로 예를 들면 폴리올레핀왁스, 몬탄 오피 왁스, 카나우바 왁스에서 선택되는 왁스를 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 아크릴계수지는 T_g가 70℃ ~ 110℃인 것을 사용하는 것이 바람직하며, T_g가 70℃이하이면 내열성이 부족해 스탬핑호일 전사 시 이형층이 녹아 이형기능을 제대로 할 수 없으며, 110℃이상이면 이형층이 너무 질겨져 절단성이 나빠지는 단점을 지닌다.

상기 셀룰로오즈계 수지는 나이트로셀룰로오즈, 셀룰로오즈아세테이트, 셀룰로오즈아세테이프프로피네이트, 셀룰로오즈아세테이트부틸레이트에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.

이때 이형층을 형성하기 위한 예를 들면, 아크릴계수지, 셀룰로오스계수지 또는 이들의 혼합수지 및 왁스를 희석용제로 희석해 50 ~ 60℃의 가온용액을 제조한 후 그라비아 코팅을 통해 형성한다.

고형분 조정을 위해 사용된 희석용제는 톨루엔, 메틸에틸케톤, 자일렌, 싸이클로헥사논, 아세톤 중 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.

본 발명은 공정 간소화를 위해 아크릴계 또는 셀룰로오스계수지와 왁스를 포함하는 이형 조성물을 가온된 상태에서 동시에 코팅한다.

본 발명은 이형력의 경시변화가 최소화된 스탬핑 호일을 제공할 수 있다.

본 발명의 이형층을 적용할 경우 착색층 조성설계 시 이형력의 경시변화 특성의 제어를 위해 희생되었던 내마모성, 내열성, 절단성 등의 물성을 한 단계 개선한 착색층의 조성설계가 가능하다.

이하는 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 일예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 측정방법은 아래와 같다.

(1)초기 이형력 평가

폴리에스테르 필름에 이형층 및 착색층이 코팅된 샘플의 착색층 코팅면에 “니또 31B(Nitto사 31B tape)” 테이프를 25℃, 50%RH 조건에서, 5kg 고무 롤러를 이용하여 합지한 후 시료를 2.54cm×18cm의 크기로 자른 후 60분 동안 25℃, 50%RH 조건에서 보관하였다. 만능시험기(INSTRON)을 이용해 니또 테이프쪽이 위측 로드셀에 물리고 폴리에스테르 필름 쪽이 아래쪽 로드셀에 물리도록 조절한 후 300mm/min의 속도로 T타입 박리 테스트를 실시하였다. 박리 시 로드셀에 물리지 않은 꼬리부분은 테스트가 종료될 때 까지 수평을 유지하였다.

초기 이형력이 0.5gf/25mm~4gf/25mm 범위를 벗어나면: 불합격

초기 이형력이 0.5gf/25mm~4gf/25mm 범위이면: 합격

(2)항온보관 후 이형력

폴리에스테르 필름에 이형층 및 착색층이 코팅된 샘플을 45℃오븐에 3일간 방치 하였다. 3일 동안 방치된 샘플의 착색층 코팅면에 니또 31B 테이프를 25℃, 50%RH 조건에서, 5kg 고무 롤러를 이용하여 합지한 후 시료를 2.54cm×18cm의 크기로 자른 후 60분 동안 25℃, 50%RH 조건에서 보관하였다. 만능시험기(INSTRON)을 이용해 니또 테이프쪽이 위측 로드셀에 물리고 폴리에스테르 필름 쪽이 아래쪽 로드셀에 물리도록 조절한 후 300mm/min의 속도로 T타입 박리 테스트를 실시하였다. 박리 시 로드셀에 물리지 않은 꼬리부분은 테스트가 종료될 때 까지 수평을 유지하였다.

항온보관 후 이형력이 0.5gf/25mm~4gf/25mm 범위를 벗어나면: 불합격

항온보관 후 이형력이 0.5gf/25mm~4gf/25mm 범위이면: 합격

(3)항온, 항습보관 후 이형력

폴리에스테르 필름에 이형층 및 착색층이 코팅된 샘플을 45℃, 60%RH 오븐에 3일간 방치 하였다. 3일 동안 방치된 샘플의 착색층 코팅면에 니또 31B 테이프를 25℃, 50%RH 조건에서, 5kg 고무 롤러를 이용하여 합지한 후 시료를 2.54cm×18cm의 크기로 자른 후 60분동안 25℃, 50%RH 조건에서 보관하였다. 만능시험 기(INSTRON)을 이용해 니또 테이프쪽이 위측 로드셀에 물리고 폴리에스테르 필름쪽이 아래쪽 로드셀에 물리도록 조절한 후 300mm/min의 속도로 T타입 박리 테스트를 실시하였다. 박리 시 로드셀에 물리지 않은 꼬리부분은 테스트가 종료될 때 까지 수평을 유지하였다.

항온, 항습보관 후 이형력이 0.5gf/25mm~4gf/25mm 범위를 벗어나면: 불합격

항온, 항습보관 후 이형력이 0.5gf/25mm~4gf/25mm 범위이면: 합격

(4)절단성 평가

메탈다이에 A라는 글씨를 크기별로(높이 5mm-글씨두께1mm, 10mm-2mm, 15mm-3mm, 20mm-4mm, 50mm-5mm, 100mm-100mm) 양각으로 인각한 후, 인각된 다이를 이용해 스탬핑호일을 120℃, 4kgf, 0.4초 조건에서 아트지에 전사 시킨 후 다이 모양과 전사된 모양의 유사한 정도를 보고 절단성을 평가하였다.

다이모양과 전사된 모양이 동일: 합격

전사된 모양이 다이모양과 달리 과도한 플레이크가 발생: 불합격

(5)전사성 평가

메탈다이에 A라는 글씨를 크기별로(높이 5mm-글씨두께1mm, 10mm-2mm, 15mm-3mm, 20mm-4mm, 50mm-5mm, 100mm-100mm) 양각으로 인각한 후, 인각된 다이를 이용해 스탬핑호일을 120℃, 4kgf, 0.4초 조건에서 아트지에 전사 시킨 후 다이 모양과 전사된 모양의 유사한 정도를 보고 전사성을 평가하였다.

다이모양과 전사된 모양이 동일: 합격

전사된 모양이 다이모양과 달리 미 전사된 부분이 생기면: 불합격

(6)이형층 코팅외관 평가

이형층이 코팅된 샘플에서 줄무늬나 레인보우 등이 발생하면: 불합격

이형층이 코팅된 샘플에서 줄무늬나 레인보우 등이 없으면: 합격

(7)광택 확인

스탬핑된 표면을 육안으로 확인 시 메트효과가 있으면 : 불합격

스탬핑된 표면을 육안으로 확인 시 메트효과가 없으면 : 합격

(8)건조 후 도포량

건조 후 도포량 = A - B

위 값을 ㎡당 도포량으로 환산

A=이형층이 코팅된 A4 사이즈 베이스필름 10장의 무게

B=이형층을 톨루엔을 이용해 제거한 후 120℃오븐에서 30초간 건조한 후 측

정한 A4 사이즈베이스필름 10장의 무게

[실시예 1]

베이스필름은 12㎛ 두께의 폴리에스테를 필름(코오롱)을 사용하였다. 상기 베이스필름 상에 이형층, 착색층, 증착층, 접착층을 순서대로 코팅하였으며, 각 코팅은 조성은 다음과 같이 하였다.

이형층: 아크릴 수지(루브리졸, RA17-1 grade, 고형분 25%) 8.0 중량%, 왁스(훽스트, montan OP wax, 고형분 100%) 0.225 중량%, 용제(톨루엔: 메틸에틸케톤: 자일렌의 비가 5:3:2 중량비) 91.775 중량%가 되도록 혼합한 후 60℃로 가온된 액을 그라비라 180메쉬를 이용해 도포하였으며, 건조 후 도포량은 0.111g/㎡이었다. 이때 아크릴수지의 건조도포량은 0.1g/㎡이었다.

착색층: 디아릴프탈레이트(다이소社,DAP A) 42.13 중량%, 나이트로셀롤로즈(훽스트) 13.08 중량%, 블락드이소시아네이트(애경화학) 44.76 중량%를 사용하여, 코팅한 후 건조 후 도포량이 1.3g/㎡이 되도록 하였다.

알루미늄 증착층의 두께 600Å

접착층: Cl-PP(니폰페이프케미칼, Superchlon 773H) 30 중량%, 아크릴 수지(애경화학, A-111-50 grade) 60 중량%, 실리카 입자 10 중량%를 사용하여, 코팅 후 건조 도포량이 1.0g/㎡ 이 되도록 하였다.

[실시예 2]

이형층으로 다음의 조성을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 구성으로 제조하였다.

아크릴 수지(루브리졸, RA17-1 grade, 고형분 45%) 2.0 중량%, 왁스(훽스트, montan OP wax, 고형분 100%) 0.225 중량%, 용제(톨루엔: 메틸에틸케톤: 자일렌의 비가 5:3:2 중량비) 97.775 중량%가 되도록 혼합한 후 60℃로 가온된 액을 그라비라 180메쉬를 이용해 도포하였으며, 건조 후 도포량은 0.036g/㎡이었다. 이때 아크릴수지의 건조도포량은 0.025g/㎡이었다.

[실시예 3]

아크릴 수지(루브리졸, RA17-1 grade, 고형분 45%) 0.4 중량%, 왁스(훽스트, montan OP wax, 고형분 100%) 0.225 중량%, 용제(톨루엔: 메틸에틸케톤: 자일렌의 비가 5:3:2 중량비) 99.375 중량%가 되도록 혼합한 후 60℃로 가온된 액을 그라비라 180메쉬를 이용해 도포하였으며, 건조 후 도포량이 0.016g/㎡이었다. 이때 아크릴수지의 건조도포량은 0.005g/㎡이었다.

[실시예 4]

아크릴 수지(루브리졸, RA17-1 grade, 고형분 45%) 2.0 중량%, 왁스(훽스트, montan OP wax, 고형분 100%) 0.3 중량%, 용제(톨루엔: 메틸에틸케톤: 자일렌의 비가 5:3:2 중량비) 97.7 중량%가 되도록 혼합한 후 60℃로 가온된 액을 그라비라 180메쉬를 이용해 도포하였으며, 건조 후 도포량은 0.04g/㎡이었다. 이때 아크릴수 지의 건조도포량은 0.025g/㎡이었다.

[실시예 5]

아크릴 수지(루브리졸, RA17-1 grade, 고형분 45%) 2.0 중량%, 왁스(훽스트, montan OP wax, 고형분 100%) 0.05 중량%, 용제(톨루엔: 메틸에틸케톤: 자일렌의 비가 5:3:2 중량비) 97.95 중량%가 되도록 혼합한 후 60℃로 가온된 액을 그라비라 180메쉬를 이용해 도포하였으며, 건조 후 도포량은 0.028g/㎡ 이었다. 이때 아크릴수지의 건조도포량은 0.025g/㎡이었다.

[실시예 6]

셀룰로오즈아세테이트 수지(이스트만, CA398-3 grade, 고형분 100%) 0.5 중량%, 왁스(훽스트, montan OP wax, 고형분 100%) 0.225 중량%, 용제(톨루엔: 메틸에틸케톤: 자일렌의 비가 5:3:2 중량비) 99.275 중량%가 되도록 혼합한 후 60℃로 가온된 액을 그라비라 180메쉬를 이용해 도포하였으며, 건조 후 도포량은 0.036g/㎡이었다. 이때 셀룰로오즈수지의 건조도포량은 0.025g/㎡이었다.

[실시예 7]

아크릴 수지(루브리졸, RA17-1 grade, 고형분 25%) 2.0 중량%, 셀룰로오즈아세테이트 수지(이스트만, CA398-3 grade, 고형분 100%) 0.5 중량%, 왁스(훽스트, montan OP wax, 고형분 100%) 0.225 중량%, 용제(톨루엔: 메틸에틸케톤: 자일렌의 비가 5:3:2 중량비) 97.275 중량%가 되도록 혼합한 후 60℃로 가온된 액을 그라비라 180메쉬를 이용해 도포하였으며, 건조 후 도포량이 0.071g/㎡이었다. 이때 아크릴수지의 건조도포량은 0.03g/㎡, 셀룰로오즈수지의 건조도포량은 0.03g/㎡이었다.

[비교예 1]

아크릴 수지(루브리졸, RA17-1 grade, 고형분 25%) 0.2 중량%, 왁스(훽스트, montan OP wax, 고형분 100%) 0.225 중량%, 용제(톨루엔: 메틸에틸케톤: 자일렌의 비가 5:3:2 중량비) 99.575 중량%가 되도록 혼합한 후 60℃로 가온된 액을 그라비라 180메쉬를 이용해 도포하였으며, 건조 후 도포량은 0.014g/㎡이었다. 이때 아크릴수지의 건조도포량은 0.003g/㎡이었다.

[비교예 2]

아크릴 수지(루브리졸, RA17-1 grade, 고형분 25%) 9.0 중량%, 왁스(훽스트, montan OP wax, 고형분 100%) 0.225 중량%, 용제(톨루엔: 메틸에틸케톤: 자일렌의 비가 5:3:2 중량비) 90.775 중량%가 되도록 혼합한 후 60℃로 가온된 액을 그라비라 180메쉬를 이용해 도포하였으며, 건조 후 도포량이 0.124g/㎡이었다. 이때 아크릴수지의 건조도포량은 0.113g/㎡이었다.

[비교예 3]

왁스(훽스트, montan OP wax, 고형분 100%) 0.225 중량%, 용제(톨루엔: 메틸에틸케톤: 자일렌의 비가 5:3:2 중량비) 99.775 중량%가 되도록 혼합한 후 60℃로 가온된 액을 그라비라 180메쉬를 이용해 도포하였으며, 건조 후 도포량이 0.0113g/㎡이었다.

[비교예 4]

아크릴 수지(루브리졸, RA17-1 grade, 고형분 45%) 2.0 중량%, 왁스(훽스트, montan OP wax, 고형분 100%) 0.60 중량%, 용제(톨루엔: 메틸에틸케톤: 자일렌의 비가 5:3:2 중량비) 97.6 중량%가 되도록 혼합한 후 60℃로 가온된 액을 그라비라 180메쉬를 이용해 도포하였으며, 건조 후 도포량이 0.055g/㎡이었다. 이때 아크릴수지의 건조도포량은 0.025g/㎡이었다.

[비교예 5]

아크릴 수지(루브리졸, RA17-1 grade, 고형분 45%) 2.0 중량%, 왁스(훽스트, montan OP wax, 고형분 100%) 0.03 중량%, 용제(톨루엔: 메틸에틸케톤: 자일렌의 비가 5:3:2 중량비) 97.97 중량%가 되도록 혼합한 후 60℃로 가온된 액을 그라비라 180메쉬를 이용해 도포하였으며, 건조 후 도포량이 0.027g/㎡이었다. 이때 아크릴수지의 건조도포량은 0.025g/㎡이었다.

[표 1]

상기 표에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 스탬핑호일은 초기 이형력 뿐만 아니라, 항온보관 후, 항온, 항습 보관 후 이형력도 모두 우수하게 나타났으며, 스탬핑 호일에서 요구되는 물성인 절단성, 전사성, 이형코팅외관 및 광택 모두 우수한 것을 알 수 있었다.

Claims

베이스필름에 이형층, 착색층, 증착층, 접착층을 순서대로 코팅한 스탬핑 호일에 있어서,

상기 이형층은 아크릴계수지, 셀룰로오스계수지 또는 이들의 혼합물과, 폴리올레핀왁스, 몬탄 오피 왁스, 카나우바 왁스에서 선택되는 왁스를 포함하는 스탬핑 호일.
제 1항에 있어서,

상기 이형층에서 아크릴계 수지, 셀룰오로스계 수지 또는 이들의 혼합물의 건조도포량은 0.005g/㎡~0.2g/㎡이며, 왁스의 도포량은 0.003g/㎡~0.015g/㎡인 스탬핑 호일.
제 1항에 있어서,

상기 아크릴계수지는 T_g가 70℃ ~ 110℃인 스탬핑 호일.
제 1항에 있어서,

상기 셀룰로오즈계 수지는 나이트로셀룰로오즈, 셀룰로오즈아세테이트, 셀룰로오즈아세테이프프로피네이트, 셀룰로오즈아세테이트부틸레이트에서 선택되는 스 탬핑 호일.