KR20130125129A - 감촉 특성이 우수한 코팅 조성물, 그 제조방법 및 이를 이용한 전사시트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 아크릴로일 관능기를 포함하는 UV 경화형 수지, 이소시아네이트계 화합물, 광개시제, 산화방지제 및 용제를 포함하고, 상기 아크릴로일 관능기를 포함하는 UV 경화형 수지는 에폭시 관능기를 포함하는 아크릴레이트 모노머 및 실리콘 매크로 모노머를 공중합 한 후, 아크릴산 모노머를 부가반응시켜 제조된 것을 특징으로 하는 코팅 조성물 및 그의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 기재필름; 및 상기 기재필름의 일면에 형성되며, 아크릴로일 관능기를 포함하는 UV 경화형 수지, 이소시아네이트계 화합물, 광개시제, 산화방지제 및 용제를 포함하고, 상기 아크릴로일 관능기를 포함하는 UV 경화형 수지는 에폭시 관능기를 포함하는 아크릴레이트 모노머 및 실리콘 매크로 모노머를 공중합 한 후, 아크릴산 모노머를 부가반응시켜 제조된 것을 특징으로 하는 코팅 조성물을 함유하는 코팅층을 포함하는 전사시트를 제공한다.

Description

감촉 특성이 우수한 코팅 조성물, 그 제조방법 및 이를 이용한 전사시트{COATING COMPOSITION WITH EXCELLENT TOUCH PROPERTY, METHOD OF MANUFACTURING THE COATING COMPOSITION AND TRANSFER SHTEET USING THE COATING COMPOSITION}
본 발명은 성형품의 장식용 전사시트에 관한 것으로 보다 상세하게는 EB경화, UV 경화시 감촉특성이 우수한 코팅 조성물, 그 제조방법 및 이를 이용한 전사시트에 관한 것이다.
기존의 EB 경화 또는 UV 경화시를 이용한 전사시트 제조 시 부드러운 감촉 특성을 부여하기 위해 실리콘계 첨가제나 실리콘계 폴리올을 이용한 우레탄계 코팅액을 활용하던 방식에서는 첨가제 계면 이행에 의한 부착 불량 및 내마모성 저하 문제 등이 발생하였고, 더불어 전사시트의 권취시 블록킹 현상이나 인쇄시 용제 침식 현상이 나타나는 문제점이 있었다.
대한민국특허공개공보 제10-2010-0026012호에서도 성형가공이 용이하면서도, 내스크래치성 및 내마모성 등의 막강도가 우수한 하드 코팅 필름을 제공하고 있기는 하나, 감촉특성이 우수한 코팅 조성물 등에 대해서는 개시되어 있지 않아, 상기의 문제점을 해결하기에는 여전히 어려움이 있었다.
본 발명의 목적은 실리콘 매크로 모노머를 부여함으로써 내마모성과 부드러운 촉감을 구현하고 블럭킹 현상, 첨가제 계면 이행, 부착 불량의 문제를 동시에 해결할 수 있는 코팅 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기의 코팅 조성물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 상기의 코팅 조성물을 이용한 전사시트를 제공하는 것이다.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 코팅조성물은 아크릴로일 관능기를 포함하는 UV 경화형 수지, 이소시아네이트계 화합물, 광개시제, 산화방지제 및 용제를 포함하고, 상기 아크릴로일 관능기를 포함하는 UV 경화형 수지는 에폭시 관능기를 포함하는 아크릴레이트 모노머 및 실리콘 매크로 모노머를 공중합 한 후, 아크릴산 모노머를 부가반응시켜 제조된 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 코팅 조성물 제조방법은 아크릴로일 관능기를 포함하는 UV 경화형 수지를 마련하는 단계; 상기 UV 경화형 수지와 이소시아네이트계 화합물, 광개시제, 산화방지제 및 용제를 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전사시트는 기재필름; 및 상기 기재필름의 일면에 형성되며, 아크릴로일 관능기를 포함하는 UV 경화형 수지, 이소시아네이트계 화합물, 광개시제, 산화방지제 및 용제를 포함하고, 상기 아크릴로일 관능기를 포함하는 UV 경화형 수지는 에폭시 관능기를 포함하는 아크릴레이트 모노머 및 실리콘 매크로 모노머를 공중합 한 후, 아크릴산 모노머를 부가반응시켜 제조된 것을 특징으로 하는 코팅 조성물을 함유하는 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르는 코팅 조성물은 UV 경화형 수지에 실리콘계 매크로 모노머를 도입하여 부드러운 촉감을 구현하면서도 내마모성이 우수하고 끈점임을 최소화하여 블럭킹 현상을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전사필름은 본 발명의 코팅 조성물을 이용함으로써, 내용제성을 향상시켜 과도한 경화제 사용 없이도 인쇄특성 및 용제 침식 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전사시트를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전사시트를 개략적으로 나타낸 것으로, 이형 타입의 전사시트를 나타낸 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
이하 본 발명에 따른 감촉 특성이 우수한 코팅 조성물, 그 제조 방법 및 이를 이용한 전사시트에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 코팅 조성물은 아크릴로일 관능기를 포함하는 UV 경화형 수지, 이소시아네이트계 화합물, 광개시제, 산화방지제 및 용제를 포함한다.
UV 경화형 수지
본 발명에서 아크릴로일 관능기를 포함하는 UV 경화형 수지는 에폭시 관능기를 포함하는 아크릴레이트 모노머 및 실리콘 매크로 모노머를 공중합 한 후, 아크릴산 모노머를 부가반응시켜 제조된 것을 특징으로 한다.
보다 상세하게, 에폭시 관능기를 포함하는 아크릴레이트 모노머 및 실리콘 매크로 모노머를 공중합하여 아크릴-실리콘 매크로 모노머 공중합체를 제조할 수 있는바, 이때, 상기 아크릴-실리콘 매크로 모노머 공중합체들의 유리전이온도(Tg)를 조절하기 위하여, (메타)아크릴산 에스테르계 모노머 또는 비닐계 모노머를 첨가할 수 있다.
상기 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머의 예로서, (메타)아크릴산 메틸, (메타)아크릴산 에틸, (메타)아크릴산 iso-프로필, (메타)아크릴산 n-부틸, (메타)아크릴산 iso-부틸, (메타)아크릴산 t-부틸, (메타)아크릴산 2-에틸헥실, (메타)아크릴산 라우릴, (메타)아크릴산 스테아릴 등과 같은 (메타)아크릴산 알킬 에스테르(단, 알킬은 탄소수 1 내지 8의 알킬기이고, 특히 탄소수 1 내지 6의 알킬기가 바람직함); (메타)아크릴산 페닐 등과 같은 아크릴산 아릴 에스테르(단, 아릴은 탄소수 6 내지 20의 아릴기임); (메타)아크릴산 시클로헥실 등과 같은 (메타)아크릴산 고리형 알킬 에스테르(단, 고리형 알킬은 탄소수 3 내지 12의 고리형 알킬기임); 폴리에틸렌글리콜 모노(메타)크릴레이트 등과 같은 (메타) 아크릴산 폴리알킬렌글리콜 에스테르;와 같은 (메타)아크릴산 에스테르, (메타)아크릴산 알콕시알킬 에스테르(알콕시알킬은 탄소수 1 내지 6임)가 있다. 이 때, 메틸메타크릴레이트는 상기 아크릴-실리콘 매크로 모노머 공중합체의 유리전이온도를 올리는데 가장 용이하다.
상기 비닐계 모노머의 예로서는 스티렌, 아세트산비닐, 프로피온산비닐, 벤조산비닐, 비닐톨루엔 등이 있다.
상기 에폭시 관능기를 포함하는 아크릴레이트계 모노머는 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트, 글리시딜-알파-에틸아크릴레이트, 글리시딜-알파-엔-프로필아크릴레이트, 글리시딜 -알파-부틸아크릴레이트, 3,4-에폭시부틸메타아크릴레이트, 3,4-에폭시부틸 아크릴레이트, 6,7-에폭시펩틸메타아크릴레이트, 6,7-에폭시헵틸아크릴레이트, 6,7-에폭시헵틸-알파-에틸아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다. 그 중 글리시딜메타크릴레이트는 에폭시 관능기를 가진 상용화된 아크릴레이트계 모노머 중 가장 저렴하면서도 상기 아크릴-실리콘 매크로 모노머 공중합체들의 유리전이온도를 조절하기 위해 추가되는 메틸메타아크릴레이트와 라디칼 반응시 유사한 반응성을 가진 모노머로서 가장 바람직하다.
또한, 본 발명에서 사용하는 실리콘 매크로 모노머는 하기 화학식 1로 표시된다.
[화학식 1]
Figure pat00001

상기 식 중, R1 및 R2는 서로 독립적으로 탄소수 1~12의 알킬기, R3 및 R4는 서로 독립적으로 수소 또는 탄소수 1~12의 알킬기, Y는 수소 또는 탄소수 1~12의 알킬기이고, n은 60~300의 정수이다.
상기 실리콘 매크로 모노머의 중량평균 분자량은 500 ~ 22,000 범위이다. 실리콘 매크로 모노머의 중량평균 분자량을 상기와 같이 한정함으로써, 내마모성이 우수해 부드러운 감촉특성을 구현할 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 실리콘 매크로 모노머의 중량평균 분자량이 상기 범위를 벗어나 500미만인 경우, 구현하고자 하는 부드러운 촉감 특성이 미미하고, 상기 범위를 벗어나 22,000를 초과하는 경우, 공중합하는 모노머와 상용성의 문제를 일으켜 균일한 중합체 제조가 어렵고 제조물 또한 투명도가 현저히 나빠지는 문제점이 있다.
여기서, 매크로 모노머라 함은 Macromolecular Monomer의 약자로 분자의 말단에만 중합성관능기를 갖는 폴리머와 올리고머이고 Block 또는 Graft 폴리머의 전구체이다. 상기 매크로 모노머를 이용해 다른 폴리머와 공중합함으로써 구조가 명확한 Block 및 Graft 폴리머 합성이 쉽게 가능하다. 특히 그 중 실리콘 매크로 모노머는 저표면 에너지인 실리콘 고리를 보유함에 따라 합성된 Block 및 Graft 폴리머를 수지에 블랜드할 때 수지 표면에 편석, 농축된 성질을 가지고 있다.
상기 에폭시 관능기를 포함하는 아크릴레이트 모노머에 실리콘 매크로 모노머를 도입함으로써 부드러운 촉감을 구현할 수 있고, 내마모성이 우수함을 유지할 수 있다. 아울러, 끈적임을 최소화하여 전사시트 상태에서 필름이 일정 길이 이상 권취되는 경우에도 블록킹 현상을 막을 수 있고, 내용제성을 향상시킴으로써 인쇄특성 및 용제침식현상을 방지할 수 있다.
상기 아크릴산 모노머는 아크릴산, 메타아크릴산, 카르복시에틸아크릴레이트, 카르복시 에틸 메타아크릴레이트, 카르복시 프로필 아크릴레이트, 카르복시 프로필 메타아크릴레이트, 카르복시 부틸 메타아크릴레이트 등을 사용할 수 있다. 본 발명에서는 부가반응이 끝난 후에 공중합체의 유리전이온도가 가장 높은 아크릴산 모노머나 메타아크릴산 모노머를 사용하는 것이 바람직하며, 특히 UV 조사 시 경화가 가장 잘되는 아크릴산 모노머를 사용하는 것이 더욱더 바람직하다.
이 때, 상기 아크릴-실리콘 매크로 모노머 공중합체에 아크릴산 모노머를 부가반응함으로써, 분자량 10,000~140,000의 아크릴로일 관능기를 포함하는 UV경화형 수지를 제조할 수 있다.
상기 실리콘 매크로 모노머는 상기 에폭시 관능기를 포함하는 아크릴레이트 모노머 100중량부에 대하여, 0.1~5중량부일 수 있다. 상기 아크릴레이트 모노머 100중량부에 대하여 0.1중량부 미만인 경우 구현하고자 하는 부드러운 촉감을 나타내기 어렵고, 5중량부를 초과하는 경우 추가되는 층의 코팅이 불가능해 지는 문제점이 있다.
본 발명의 일실시예로, 에폭시 관능기를 포함하는 아크릴레이트 모노머 100중량부에 대해서, 실리콘 매크로 모노머 0.1~5중량부, 용매로써 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트 100~500중량부, 촉매로써 AIBN 0.5~5중량부, 사슬이동제로 도데실머켑탄 0.1~5중량부를 사용하여 65℃의 온도에서 12시간 반응시킨 후 아크릴-실리콘 매크로 모노머 공중합체를 얻었다.
그 후, 상기 에폭시 관능기를 포함하는 아크릴레이트 100중량부 당 아크릴산 모노머 15~100중량부, 희석용매로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 10~100중량부 및 촉매로 트리에틸아민 0.2~1중량부를 첨가하여 120℃의 온도에서 10시간 반응시킴으로써 분자량 10,000~140,000의 아크릴로일 관능기를 포함하는 UV경화형 수지를 제조할 수 있다.
기타 성분들
기타 다른 첨가제는 상기의 UV경화형 수지에 추가로 첨가될 수 있다. 상기 첨가제에는 이소시아네이트계 화합물, 광개시제, 산화방지제 및 용제 등이 포함된다.
상기 코팅 조성물을 이용하여 코팅막을 형성하기 위해서는 사용하기 직전에 열 경화제인 이소시아네이트계 화합물와 혼합하는 과정을 실시한다. 상기 이소시아네이트계 화합물은 아크릴로일 관능기를 포함하는 UV경화형 수지 제조 시 아크릴산의 카르복시 관능기와 에폭시 관능기의 부가반응에 의하여 자연적으로 발생한 2차 하이드록시 관능기와 반응하여 우레탄 결합으로 가교결합을 형성한다.
이소시아네이트계 화합물은 예를 들면, 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HMDI), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate:IPDI)와 같은 지방족 이소시아네이트계 화합물 및/또는 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene diisocyanate: TDI)와 같은 방향족 이소시아네이트계 화합물을 들 수 있고, 그 중에서도 HMDI(hexamethylene diisocyanate)와 같은 무황변성 경화제를 사용하는 것이 내후성 측면에서 바람직하다.
상기 이소시아네이트계 화합물의 함량은 이 화합물내의 이소시아네이트기의 당량과, 아크릴산의 카르복시 관능기와 에폭시 관능기의 부가반응에 의하여 자연적으로 발생한 2차 하이드록시 관능기와 적정 혼합비가 될 수 있도록 조절되며, 상기 아크릴로일 관능기를 포함하는 UV 경화형 수지 100 중량부에 대하여, 1~15중량부, 특히 5~12중량부인 것이 바람직하다.
만약 이소시아네이트계 화합물의 함량이 상기 1중량부 미만이면 권취시 블럭킹 불량이 발생하고 도막 강도가 떨어져 사출성형 시 백탁 현상이나 굴곡부 터짐 현상 등이 발생할 수 있고, 15중량부를 초과하는 경우 필름이 너무 딱딱해져 사출 성형 시 크랙이 발생하거나 슬리팅 시 잡물 가루가 과도하게 발생하여 바람직하지 않다.
상기 광개시제는 특별히 한정되지 않으며, 당 기술분야에 알려져 있는 것들을 사용할 수 있다. 특히, 상기 광개시제의 예로는 Irgacure 250(Bayer), Uvacure 1590(SK Cytec) 등이 있고, 상기 라디칼 광개시제로는 Irgacure 184, Irgacure 819, Irgacure 907, Irgacure 127, Vicure 30(BASF) 등이 있다.
상기 광개시제 함량은 상기 아크릴로일 관능기를 포함하는 UV경화형 수지 100중량부에 대하여, 1~15중량부, 특히 5~13중량부인 것인 바람직하다. 만약 광개시제 함량이 상기 1중량부 미만이면 사출성형 후 경도가 떨어진다. 또한, 15중량부를 초과할 경우, 경화 후 잔존 성분으로 인하여 냄새를 유발하거나 인체 유해성분이 표면에 잔존하게 되는 문제점이 있다.
또한, 상기 산화방지제는 페놀계 산화방지제, 인계 산화방지제, 킬레이트 산화 방지제 등을 이용할 수 있다. 예를들어, 상표명 이르가녹스 1010, 1035, 1076 및 1222(시바 스페셜티 케미컬스 컴퍼니 리미티드) 등이 상업용으로 사용될 수 있다. 상기 산화 방지제는 상기 아크릴로일 관능기를 포함하는 UV경화형 수지 100중량부에 대하여, 0.1~2중량부, 특히 0.1~1중량부인 것인 바람직하다. 만약 산화방지제의 함량이 0.1중량부 미만인 경우 코팅 조성물에 황변 현상이 발생하기 쉽다. 또한, 산화방지제의 함량이 2중량부를 초과하면 산화 방지 효과는 포화되는 반면, 코팅 조성물에서 요구되는 다른 물성이 저하될 수 있다.
아울러, 상기의 코팅 조성물을 구성하는 성분들은 용제에 첨가되어 사용되는데, 용제로는 바인더 수지, 잠재성 경화제 및 기타 첨가제와 상용성이 우수한 유기용제를 사용하는 것이 효과적이다. 상기와 같은 목적으로 사용되는 용제로는 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 메틸메톡시프로피오네이트, 에틸에톡시프로 피오네이트(EEP), 에틸락테이트, 프로필렌글리콜메틸에테르 아세테이트(PGMEA), 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 아세톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 디메틸포룸아미드(DMF), N,N-디메틸아세트아미드(DMAc), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 감마-부틸로락톤, 디에틸에테르, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 디글림, 테트라하이드로퓨란(THF), 톨루엔, 크실렌, 헥산, 헵탄, 옥탄 중에서 선택된 용제를 단독으로 또는 이들을 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 용제의 함량은 상기 아크릴로일 관능기를 포함하는 UV 경화형 수지 100중량부에 대하여 200~700중량부, 특히 300~400중량부 인 것이 바람직하다. 만약 용제의 함량이 200중량부 미만이면 경화제의 점도가 높아서 작업성이 불량해지고, 700중량부를 초과하면 고형분이 낮아서 도막 두께를 조절하기에 바람직하지 않다.
본 발명의 코팅 조성물에는 코팅액 조성물에 통상적으로 사용되는 레벨링제, 소포제 등을 적정량 첨가할 수 있으며, 필요에 따라 계면활성제, 보존안정제, 증감제, 스트리에이션 방지제 등의 상용성이 있는 첨가제를 더 첨가할 수 있다. 아울러, 코팅 조성물의 일정한 경도를 유지하기 위하여, 실리카 졸을 포함할 수 있는 바, 실리카 졸은 기본 성분이 SiO2인 콜로이드 용액이고, 콜로이드 입자가 구형이며, 입경이 6~50nm로 입자가 비교적 작아 침투력이 강하고, 부착력이 우수하고, 투명하여 코팅조성물을 형성함에 있어서 적합하다
본 발명은 아크릴로일 관능기를 포함하는 UV 경화형 수지를 마련하는 단계; 상기 UV 경화형 수지와 이소시아네이트계 화합물, 광개시제, 산화방지제 및 용제를 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물 제조방법을 제공한다.
상기 아크릴로일 관능기를 포함하는 UV 경화형 수지는 에폭시 관능기를 포함하는 모노머 및 실리콘 매크로 모노머를 공중합 한 후, 아크릴산 모노머를 부가 반응시켜 제조할 수 있다. 이때, 에폭시 관능기를 포함하는 모노머 및 실리콘 매크로 모노머의 공중합은 용액 중합, 광 중합, 벌크중합 등 다양한 방식이 적용될 수 있다. 이때, UV 개시제, 열경화제 등 첨가제가 더 포함 될 수 있고, 점도 조절 혹은 분산성 향상을 위하여 메틸이소부틸케톤(MIBK)와 같은 용매를 추가할 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물 제조방법에 있어서, UV 경화형 수지와 관련하여 언급하지 아니한 사항은 전술한 바에 의한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전사시트를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 도시된 전사시트는 감촉이 우수한 성형 장식용 코팅을 형성할 수 있는 필름으로서, 기재필름(110) 및 코팅층(120)을 포함한다.
기재필름(110)은, 폴리프로필렌계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아크릴계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 염화비닐계 수지, 우레탄계 수지 등의 재질로 형성된 것을 이용할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 다양한 재질로 형성된 것을 이용할 수 있다.
상기 기재필름(10)의 두께는 0.02~0.1mm일 수 있으며, 0.03~0.08mm인 것이 보다 바람직하다. 상기 두께가 0.02mm 미만이면, 성형 시 원단 파단 현상이 쉽게 발생하며, 0.1mm를 초과하면, 필름의 취급성 및 가공성이 떨어지거나, 접착력 등의 물성의 저하가 발생 가능하며, 경제적인 비용 면에서도 단점이 있다.
코팅층(120)은 본 발명에 따른 코팅 조성물의 UV경화형 수지를 포함한다. 상기 UV경화형 수지를 포함한 코팅 조성물을 대략 50 ~ 170℃ 정도의 온도에서 대략 30초 ~ 2분 동안 처리하여 형성할 수 있다. 기재필름(110)의 일면에 형성된 코팅층(120)의 코팅 조성물은 점착성을 억제하여 전사시트에 인쇄층, 증착층 등을 쉽게 형성할 수 있도록 하며, 시트 취급성을 향상시킨다.
또한, 본 발명의 코팅 조성물은 UV경화형 수지에 실리콘 매크로 모노머를 부여함으로써 부드러운 촉감을 유지할 수 있게 하여 감촉특성이 우수한 코팅층을 구현할 수 있게 한다.
상기 코팅층(120)은 대략 3~10㎛ 두께로 형성될 수 있다. 코팅층이 3㎛미만인 경우 적정한 경도를 얻을 수 없는 염려가 있고, 10㎛를 초과하는 경우 UV 경화시 필름 하단부까지 UV침투가 어려워 역시 경도 저하의 우려가 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전사시트를 개략적으로 나타낸 것으로, 이형 타입의 전사시트를 나타낸 것이다. 도 2를 참조하면, 도시된 전사필름은 기재필름(110), 코팅층(120), 이형층(115) 및 접착층(130)을 포함한다.
코팅층(120)은 기재필름(110)의 일면에 형성되고, 본 발명에 따른 코팅 조성물의 UV경화형 수지를 함유한다. 이형층(115)은 기재필름(110)과 코팅층(120) 사이에 형성되고, 성형품에 전사시트를 부착 후 기재필름(110)의 이형을 위하여 형성된다.
이형층(115) 형성을 위하여, 에폭시계, 에폭시-멜라민계, 아미노알키드계, 아크릴계, 멜라민계, 실리콘계, 불소계, 셀룰로오스계, 요소 수지계, 폴리올레핀계, 파라핀계 등의 이형제를 사용할 수 있으나, 이에 제한된 것을 아니다. 본 발명에서 상기와 같은 이형층의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 본 발명의 목적을 고려하여 적절하게 제어할 수 있다.
접착층(130)은 코팅층(120) 상에 형성되어 성형품에 전사시트가 부착 되도록 한다. 상기 접착층(130) 형성을 위하여, 폴리아크릴계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리아미드계, 염소화 폴리올레핀계 수지, 염소화 에틸렌-초산비닐 공중합체 수지, 고무계 수지 등이 이용될 수 있다. 접착층(130)의 보호를 위하여, 전사시트 (미도시)가 접착층(130) 상에 부착되어 있을 수 있다.
상기 도 2에 도시된 구조를 갖는 전사시트를 성형품에 부착하고 에너지 경화를 하는 경우, 성형품 표면의 코팅은 본 발명에 따른 코팅 조성물에 포함된 (메타)아크릴로일록시 관능기를 갖는 UV 경화형 수지의 경화에 따라 기본적으로 내스크래치성, 내화학성, 내마모성, 높은 표면 경도 등을 제공한다.
또한, 도시하지 않았지만, 본 발명의 전사시트는 상기 코팅층(120)과 접착층(130) 사이에, 인쇄층 또는 증착층 중 하나 이상의 층이 더 형성될 수 있다.
인쇄층(미도시)는 그라비아 코팅 공법에 의하여 형성될 수 있다. 상기 인쇄층은 서로 같거나 다른 문양을 갖고 있어 인물사진, 패턴, 다양한 컬러, 다양한 문양 등을 원하는 형태로 자유롭게 구현할 수 있다.
상기 코팅층(120)상부에 인쇄층(미도시)를 형성할 경우, UV 경화형 수지를 포함하는 코팅조성물을 함유하는 코팅층으로 인하여 전사시트의 활용시 블록킹 현상이나 용제 침식 현상이 일어나지 않음으로, 상기 인쇄층의 문양이 심미적 및 입체적으로 살아날 수 있다.
또한, 본 발명의 전사시트는 인쇄층(미도시)와 접착층(130)사이에 형성되는 증착층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 증착층은 진공 증착법에 의해 형성될 수 있으며, 그 재질로는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 백금(Pt), 주석(Sn), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 등이 사용될 수 있다.
상기 증착층(미도시)은 10 ~ 100nm의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 만약, 상기 증착층의 두께가 10nm 미만일 경우에는 표면 반사에 의하여 광택 효과가 불충분할 수 있고, 반대로 증착층의 두께가 100nm를 초과할 경우에는 크랙(crack) 발생 및 부착성이 저하되는 문제가 있다.
1. 전사시트의 제조
실시예
MMA(메틸메타아크릴레이트), GMA(글리시딜메타크릴레이트) 및 분자량을 10,000으로 한 실리콘 매크로 모노머를 PGMEA(프로필렌글리콜모노메틸에테르 아세테이트) 용제를 활용하여 고형분 40%로 공중합하여 중량평균 분자량 30,000의 아크릴-실리콘 매크로 모노머 공중합체를 얻었다. 이때, 상기 실리콘 매크로 모노머는 하기 [일반식 1]에서 n은 130~140으로 한다.
[일반식1]
Figure pat00002

상기 실리콘 매크로 모노머의 함유량은 GMA 100중량부에 대해서 5중량부로 한다. 이후, 제조된 상기 아크릴-실리콘 매크로 모노머 공중합체에 상기 에폭시 관능기를 포함하는 아크릴레이트 100중량부 당 아크릴산 모노머를 50중량부 첨가하여 120°C의 온도에서 10시간 반응시킴으로써, 분자량이 50,000인 아크릴로일 관능기를 포함하는 UV경화형 수지를 제조하였다.
제조된 상기 UV경화형 수지 100중량부에 대하여, 광경화제(Irgacure 184) 10중량부, 열경화제로서 헥사에틸렌디이소시아네이트 트라이머 8중량부, 실리카졸(입경 12nm) 100중량부, 산화방지제(irganox 1010) 1중량부, 용제(MEK) 600중량부를 혼합하여 코팅 조성물을 제조하였다.
이후, 두께 50㎛의 PET 기재필름 표면에 마이크로 그라비어 코팅법으로 멜라민계 이형제를 약 1㎛의 두께로 코팅한 후 150℃에서 30초 동안 가열하여 이형층을 형성하였다. 이어서, 이형층 상에 제조된 코팅 조성물을 마이크로 코팅법으로 약 6㎛의 두께로 도포하였다. 그 후, 도포된 코팅액을 150℃에서 30초 동안 가열하여, 코팅 조성물을 함유하는 코팅층을 형성하여, 전사시트를 제조하였다. 이후, 그라비아 코팅으로 3㎛ 두께의 인쇄층을 형성한 후, 1.5㎛ 두께의 접착층을 형성하는 것에 의하여 전사시트를 제조하였다.
비교예
프로필렌글리콜모노머메틸에테르아세테이트 1000g를 반응기에 투입하고 메틸메타아크릴레이트 400g, 글리시딜메타아크릴레이트 400g, 프로필렌글리콜 모노머메틸에테르아세테이트 500g, 개시제로 AIBN 12g 및 사슬이동제로 도데실머캡탄 1g를 첨가하여 65℃ 온도에서 10시간 중합한 후 하이드로퀴논 0.5g를 첨가하여 반응을 정지시켜 에폭시 관능기를 포함하는 아크릴레이트계 공중합체를 제조하였다. 상기 제조된 아크릴레이트계 공중합체의 중량평균 분자량은 28,000이었고 분자량 분포도는 2.5 이었다.
상기 제조된 에폭시 관능기를 포함한 아크릴 공중합체에 아크릴산 300g, 트리에틸아민 2g를 첨가한 후 반응온도를 120℃로 하여 UV경화형 수지를 제조하였다.
상기 제조된 UV 경화형 수지 50g, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트 85g, UV 개시제 Irgacure 184.3g, Irgacure 250.3g를 첨가하여 코팅 조성물을 제조하였다.
상기 코팅 조성물을 함유하는 코팅층을 포함한 것을 제외하고는, 상기 실시예1과 같은 방법으로 전사시트를 제조하였다.
2. 물성 평가
(1) 항 블록킹성
상기 제작된 전사시트를 3000m 권취하고, 3일동안 방치하였다. 그 후 rewinding & 블록킹 현상을 파악하였는바, 항 블록킹성은 ASTM-1893 기준에 근거하여 상, 중, 하로 평가하였다. 이때 블록킹 현상은 전사시트끼리 서로 접착되는 현상을 말한다.
(2) 경도 평가
상기 제작된 전사시트는 PC/ABS수지로 사출 성형한 다음, 성형된 사출물을 자외선 경화시켜 최종 내마모성 평가용 사출 샘플을 제작하고, 연필경도계에 1kg의 하중을 걸어 경도를 평가하였다.
(3)내마모성 관능평가
상기 제작된 전사시트는 PC/ABS수지로 사출 성형한 다음, 성형된 사출물을 자외선 경화시켜 최종 내마모성 평가용 사출 샘플을 제작하고, RCA 테스트기에 1㎏의 하중을 걸어 스크래치가 발생하는 최소 횟수를 평가하였다
(4)감촉특성 관능평가
남녀 30명씩 합계 60명의 상기 실시예의 전사시트가 적용된 피착제의 사용감에 대한 감촉을 관능 평가하였다. 평가자들은 상기 전사시트의 감촉을 평가하였고, 하기 표1에는 상기 실험결과의 평균값으로 기재하였다. (○: 우수，△: 보통，×: 나쁨)
항 블록킹성 경도 내마모성 감촉특성
실시예 O 2H 200회 이상 O
비교예 △ H 100회 X
상기 표 1을 참조하면, 실시예의 경우, 항 블록킹성이 우수한 것으로 보아, 전사시트의 권취 및 보관에 있어서 우수함을 확인하였다. 또한, 비교예보다 우수한 경도를 확보할 수 있었고, 이형지가 박리된 이후에도 본 발명의 코팅층으로 내마모성을 확보할 수 있었다. 마지막으로 감촉특성의 관능 평가에 있어서, 평가자들은 부드러운 특성이 뛰어남을 우수하다고 평가하였는바, 코팅 조성물에 실리콘 매크로 모노머를 도입함으로써, 상기 실시예의 코팅층이 매끄러운 표면특성을 갖게 됨을 알 수 있었다.
이와 대비하여, 비교예의 경우, 항블록킹성, 경도, 내마모성 모두 실시예보다 미흡함을 보였고, 실리콘 매크로 모노머를 포함하지 않은 UV경화형 수지를 사용하는바, 코팅층이 매끄러운 표면특성을 유지하지 못하여 감촉특성 역시 좋은 평가를 받지 못하였다.
이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해서 판단되어야 할 것이다.
110 : 기재필름
120 : 코팅층
115 : 이형층
130 : 접착층

Claims (11)

  1. 아크릴로일 관능기를 포함하는 UV 경화형 수지, 이소시아네이트계 화합물, 광개시제, 산화방지제 및 용제를 포함하고,
    상기 아크릴로일 관능기를 포함하는 UV 경화형 수지는
    에폭시 관능기를 포함하는 아크릴레이트 모노머 및 실리콘 매크로 모노머를 공중합 한 후, 아크릴산 모노머를 부가반응시켜 제조된 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 에폭시 관능기를 포함하는 아크릴레이트계 모노머는 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타아크릴레이트, 글리시딜메타크릴 레이트, 글리시딜-알파-에틸 아크릴레이트, 글리시딜-알파-엔-프로필아크릴레이트, 글리시딜-알파-부틸아크릴레이트, 3,4-에폭시부틸메타아크릴레이트, 3,4-에폭시부틸 아크릴레이트, 6,7-에폭시펩틸메타아크릴레이트, 6,7-에폭시헵틸아크릴레이트, 6,7-에폭시헵틸-알파-에틸아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 실리콘 매크로 모노머는
    하기 [화학식 1]에서 R1 및 R2는 서로 독립적으로 탄소수 1~12의 알킬기, R3 및 R4는 서로 독립적으로 수소 또는 탄소수 1~12의 알킬기, Y는 수소 또는 탄소수 1~12의 알킬기이고, n은 60~300의 정수인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
    [화학식 1]
    Figure pat00003

  4. 제 1항에 있어서,
    상기 실리콘 매크로 모노머는 중량평균 분자량이 500~22,000인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 실리콘 매크로 모노머는 상기 에폭시 관능기를 포함하는 아크릴레이트 모노머 100중량부에 대하여, 0.1~5중량부인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 코팅 조성물은
    상기 아크릴로일 관능기를 포함하는 UV 경화형 수지 100중량부에 대하여, 1~15중량부의 이소시아네이트계 화합물, 1~15중량부의 광개시제, 0.1~2중량부의 산화방지제 및 200~700중량부의 용제를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
  7. 아크릴로일 관능기를 포함하는 UV 경화형 수지를 마련하는 단계; 및
    상기 UV 경화형 수지와 이소시아네이트계 화합물, 광개시제, 산화방지제 및 용제를 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물 제조방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 아크릴로일 관능기를 포함하는 UV 경화형 수지는
    에폭시 관능기를 포함하는 아크릴레이트 모노머 및 실리콘 매크로 모노머를 공중합 한 후, 아크릴산 모노머를 부가반응시켜 제조된 것을 특징으로 하는 코팅 조성물 제조방법.
  9. 기재필름; 및
    상기 기재필름의 일면에 형성되며, 제 1항 내지 제 5항 중 어느 하나의 항에 기재된 코팅 조성물을 함유하는 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전사시트.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 코팅층과 상기 기재필름 사이에 형성되는 이형층과,
    상기 코팅층 상에 형성되는 접착층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전사시트.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 코팅층과 접착층 사이에, 인쇄층 또는 증착층 중 하나 이상의 층이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전사시트.
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