KR20230087721A - 전사필름을 이용한 표면 코팅 유리제품의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 출원은 전사필름을 이용한 표면 코팅 유리제품의 제조 방법에 관한 것으로서, 이형성을 가지는 표면 보호층을 포함하는 하드 코팅층을 이용하여, 전사 후 캐리어 필름이 찢어지거나 캐리어 필름이 최종 제품에 잔류하는 문제점을 개선하고, 사용자의 의도에 따라 유리제품의 표면에 패턴 또는 엠보를 형성할 수 있는 전사필름을 이용한 표면 코팅 유리제품의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

전사필름을 이용한 표면 코팅 유리제품의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING COATED GLASS PRODUCT USING TRANSFER FILM}

본 출원은 전사필름을 이용한 표면 코팅 유리제품의 제조 방법에 관한 것으로서, 이형성을 가지는 표면 보호층을 포함하는 하드 코팅층을 이용하여, 전사 후 캐리어 필름이 찢어지거나 캐리어 필름이 최종 제품에 잔류하는 문제점을 개선하고, 사용자의 의도에 따라 유리제품의 표면에 패턴 또는 엠보를 형성할 수 있는 전사필름을 이용한 표면 코팅 유리제품의 제조 방법에 관한 것이다.

대부분의 가전 제품은 표면에 다양한 디자인이 구현되고 있으며 특히, 플라스틱 제품의 경우에는 그 부가가치를 높이기 위해, 금속과 같은 천연소재의 디자인이 구현되도록 표면에 장식 시트를 부착하고 있다.

가전제품 역시 새로운 소재에 대한 연구가 지속되고 있으며, 그 중 유리판재를 사용하는 방법이 제안되었다. 이러한 방법 중 하나는 유리 표면에 다이렉트로 인쇄를 하거나 에칭 같은 공법을 이용하여 유리 표면에 직접적으로 표면을 가공하는 방법이 제안되었다. 이러한 방법을 통해 유리 제품의 표면에 패턴을 형성할 수 는 있었다. 그러나, 이러한 공정을 통해서는 섬세하거나 복잡한 패턴 또는 엠보를 형성하는데 한계가 있었다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여 전사필름을 이용한 방법이 제안되었다. 전사용 하드 코팅층으로 사용되는 열경화성 수지의 조성은 폴리올과 이소시아네이트 경화제로 구성되어 있는데, 경화제인 이소시아네이트로 인하여 캐리어 필름과의 접착력이 좋아져서, 시간이 지날수록 전사성이 불량해지고, 캐리어 필름이 찢어지거나, 하드 코팅층의 일부가 캐리어 필름에 남는 전사불량이 종종 발생하였다.

또한, UV 경화의 경우 캐리어 필름과의 접착성이 불량한 조성을 이용하였고, 이후 코팅층과는 부착성이 나와야 전사 방식이 가능하여, 소재의 선택에 한계가 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자, 실리콘 등을 이용한 이형코팅 처리된 기재에 코팅을 하는 방식들도 제안되었으나, 코팅층이 실리콘의 낮은 표면 에너지 때문에, 하드코팅을 형성하기에는 젖음성이 불량하여, 외관이 불량한 문제가 지속되었다.

또한, 피전사물에 전사층을 접착시킨 후에 기재필름을 박리하면, 구획선 부근의 비전사영역의 전사층은 전사영역의 전사층으로 끌려가서, 피전사물의 표면에 버(burr)가 생기는 문제점이 발생하였다.

이러한 문제점을 해결하여 사용자가 의도하는 패턴 또는 엠보 등을 유리제품의 표면 형성할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다.

본 출원의 일 실시예에 따르면, 유리제품에 대하여 전사필름의 전사시 버(burr)를 최소화하고 전사필름의 캐리어 필름 제거시 이형 몰드 부분을 함께 제거하여 전사 대상물에 하드 코팅층을 전달하여, 유리제품의 최외곽 표면에 원하는 패턴 또는 엠보를 형성할 수 있는 전사필름을 이용한 표면 코팅 유리제품의 제조 방법에 관한 것이다.

본 출원의 일 측면은 유리제품에 관한 것이다.

일 예시로서, 유리제품은 유리; 상기 유리의 일면 상에 형성된 점접착제층; 상기 접착층의 일면 상에 형성된 인쇄층; 및 상기 인쇄층의 일면 상에 형성된 하드 코팅층을 포함하고, 하드 코팅층은 체인형 실리카를 포함할 수 있다.

일 예시로서, 하드 코팅층의 표면에 패턴 또는 엠보가 형성될 수 있다.

일 예시로서, 하드 코팅층은 체인형 실리카를 포함할 수 있다.

일 예시로서, 하드 코팅층은 개시제 3 내지 8 중량부, 올리고머 10 내지 40 중량부, 이중경화형 폴리머 5 내지 15 중량부, 셀룰로오스 1 내지 10 중량부, 체인형 실리카 5 내지 30 중량부를 포함할 수 있다.

일 예시로서, 이중경화형 폴리머는 열경화 및 UV경화가 가능하다.

일 예시로서, 이중경화형 폴리머는 아크릴로일기 및 수산화기를 함께 포함할 수 있다.

본 출원의 다른 일 측면은 전사 필름을 이용한 유리제품의 제조 방법에 관한 것이다.

일 예시에서, 상기 제조 방법은 유리를 준비하는 단계; 상기 유리의 일면에 캐리어 필름, 이형 몰드층, 하드 코팅층, 인쇄층 및 점접착제층을 포함하는 전사필름을 합지하는 단계; 및 캐리어 필름 및 이형 몰드층을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.

일 예시로서, 하드 코팅층의 표면에 패턴 또는 엠보가 형성될 수 있다.

일 예시로서, 하드 코팅층은 개시제 3 내지 8 중량부, 올리고머 10 내지 40 중량부, 이중경화형 폴리머 5 내지 15 중량부, 셀룰로오스 1 내지 10 중량부, 체인형 실리카 5 내지 30 중량부를 포함할 수 있다.

본 출원의 일 실시예에 따르면, 하드 코팅층의 경도를 향상시켜, 이형 몰드층과의 박리를 원활하게 하여 깔끔하게 전사 필름을 제거할 수 있다.

본 출원의 일 실시예에 따르면, 하드 코팅층에 체인형 실리카를 포함시켜, burr를 최소화할 수 있다.

본 출원의 일 실시예에 따르면, 이형성을 갖는 코팅층을 전사 필름의 캐리어 필름 아래에 위치시킨 전사 필름을 이용하여 유리제품에 원하는 패턴 또는 엠보를 전사시킬 수 있다.

본 출원의 일 실시예에 따르면, 캐리어 필름 측에 형성한 패턴 또는 헤어 라인이 온전히 전사되어 유리제품의 표면에 패턴 또는 헤어 라인을 온전히 형성할 수 있다.

도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 전사 필름을 설명하기 위한 단면 모식도이다.
도 2는 구형 실리카에 대한 이미지이다.
도 3은 체인형 실리카에 대한 이미지이다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 전사 필름을 설명하기 위한 단면 모식도이다.
도 5 내지 7은 본 출원의 일 실시예에 따른 전사 방법을 설명하기 위한 단면 모식도이다.
도 8은 본 출원의 일 실시예에 따른 유리제품을 설명하기 위한 단면 모식도이다.
도 9는 본 출원의 일 실시예에 따른 유리제품을 설명하기 위한 단면 모식도이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 출원을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 구성요소 등이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 구성요소 등이 존재하지 않거나 부가될 수 없음을 의미하는 것은 아니다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 출원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위 뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.

일반적으로 전사 필름을 이용한 전사시 라미네이트 과정 후 캐리어 필름을 제거할 때, 캐리어 필름이 찢어지거나, 코팅층의 일부가 캐리어 필름에 남아 전사 불량이 쉽게 일어난다. 또한, 캐리어 필름 제거시 발생되는 burr는 전사 대상 제품의 표면 품질을 저해한다.

이에 본 출원은 캐리어 필름과 하드 코팅층 사이에 체인형 실리카가 포함된 이형 몰드층을 위치시켜, 캐리어 필름을 제거시 이형 몰드층이 캐리어 필름과 함께 떨어지고, 전사 대상물의 최외곽층으로 패턴 또는 엠보 등이 형성된 하드 코팅층이 형성하도록 구현함으로써, 전술한 문제점을 해결하고자 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 출원의 전사 필름을 이용한 유리 제품의 코팅층 형성 방법을 상세히 설명한다. 다만, 첨부된 도면은 예시적인 것으로, 본 출원의 전사 필름을 이용한 유리 제품의 코팅층 형성 방법의 범위가 첨부된 도면에 의해 제한되는 것은 아니다.

도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 전사 필름을 설명하기 위한 단면 모식도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 전사 필름(10)은 캐리어 필름(11); 상기 캐리어 필름(11)의 일면 상에 형성된 이형 몰드층(13); 상기 이형 몰드층(13)의 일면 상에 형성된 하드 코팅층(15); 상기 하드 코팅층(15)의 일면 상에 형성된 인쇄층(17) 및 상기 인쇄층(17)의 일면 상에 형성된 접착층(19)을 포함한다.

캐리어 필름

캐리어 필름은 폴리에스테르계 수지필름, 폴리올레핀계 수지필름, 폴리아미드계 수지필름, 폴리아크릴레이트계 수지필름, 열가소성 폴리우레탄계 수지필름, 폴리카보네이트계 수지필름, ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene) 수지필름 등을 들 수 있다.

상기 폴리에스테르계 수지필름의 예로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지필름을 들 수 있고, 폴리아미드계 수지필름의 예로는 나일론 수지필름을 들 수 있으며, 폴리올레핀계 수지필름의 예로는 폴리에틸렌 수지필름 또는 폴리프로필렌 수지필름 등을 들 수 있다.

본 출원에 있어서, 상기 캐리어 필름의 두께는, 예를 들어, 대략 10 ㎛ 이상 대략 100 ㎛ 미만일 수 있다. 상기 캐리어 필름의 두께가 약 10 ㎛ 미만인 경우 전사 필름의 가공성과 취급성이 불리하며, 캐리어 필름의 두께가 약 100 ㎛ 이상인 경우 전사 필름의 가격 경쟁력이 저하될 수 있다. 이 때문에, 캐리어 필름의 두께는, 예를 들어, 약 20 ㎛ 내지 약 80 ㎛ 일 수 있다.

특히, 캐리어 필름에는 우레탄프라이머 처리가되어 있는 것을 사용하여 이형 몰드층과 부착이 잘 된다.

이형 몰드층

이형 몰드층은 아크릴계 모노머 및 올리고머를 포함하고, 이외에 개시제를 5 중량부 이하로 포함할 수 있다. 또한, 상기 올리고머는 실리콘으로 modified된 것을 사용할 수 있다.

구체적으로, 이형 몰드층은 기존 아크릴계수지에 실리콘을 첨가하여 이형이 잘되도록 한다. 특히, 첨가제로 실리콘을 추가하는데 시간이 지나면 실리콘이 떠올라 이형이 달라지는 단점이 있다(경시변화). 그래서, 일 예시로서, 반응형 실리콘을 첨가하여 수지에 직접 붙이는 방법도 있다.

또한, 이형 몰드층을 형성하기 위해 원본 패턴이 표면에 형성된 금속 판재에 광경화성 수지 코팅액을 도포한다. 상기 광경화성 수지 코팅액은 약 1 ㎛ 내지 약 50 ㎛ 두께로 도포할 수 있고, 엠보싱 롤과 같은 금형에 형성된 무늬와 동일한 무늬를 형성시키기 위해서는 용제없이 도포할 수 있다. 그리고 캐리어 필름 표면에 빛을 조사하면 광경화성 수지 코팅액 내 광개시제가 활성화되고, 모노머 간의 라디칼 중합에 의하여 경화되어 광경화성 수지층이 형성된다. 이 때, 원본 패턴과 반대 형상을 가지는 역상 패턴이 금속 판재와 접촉하고 있는 광경화성 수지층의 표면에 형성된다.

또한, 상기 패턴은 헤어라인 패턴이고 사피아노 같은 기하학 패턴도 가능하다.

또한, 상기 패턴은 후술하는 바와 같이 하드 코팅층에 전사될 수 있다. 이 때, 하드 코팅층에 전사되는 패턴은 이형 몰드층의 패턴의 역상 패턴이다.

이형 몰드층의 두께는 0.1 ㎛ 내지 10 ㎛일 수 있다. 그 하한은 0.1 ㎛, 0.5 ㎛, 1.0 ㎛, 1.5 ㎛, 2.0 ㎛, 2.5 ㎛, 3.0 ㎛, 3.5 ㎛, 또는 4.0㎛일 수 있다. 반면에 그 상한은 10 ㎛, 9.5 ㎛, 9.0 ㎛, 8.5 ㎛, 8.0 ㎛, 7.5 ㎛, 7.0 ㎛, 6.5 ㎛, 또는 6.0㎛일 수 있다. 바람직하게는 0.1 내지 5㎛일 수 있다.

하드 코팅층

전술한 바와 같이, 하드 코팅층 상부에는 상기 이형 몰드층에 의하여 전사된 패턴이 형성된다.

후술하는 바와 같이, 전사 필름이 유리 기재 상에 전사된 후 캐리어 필름을 제거시, 이형 몰드층이 함께 제거되어, 유리 제품의 최외곽에는 하드 코팅층이 위치된다.

본 출원에 있어서, 상기 하드 코팅층은 체인형 실리카를 포함하여, 전사 필름 제거시 burr를 최소화할 수 있다.

또한, 구체적으로 하드 코팅층은 개시제 3 내지 8 중량부, 올리고머 10 내지 40 중량부, 이중경화형 폴리머 5 내지 15 중량부, 셀룰로오스 1 내지 10 중량부, 체인형 실리카 5 내지 30 중량부를 포함할 수 있다.

또한, 이러한 하드 코팅층을 형성할 수 있는 코팅제는 개시제 3 내지 8 중량부, 올리고머 10 내지 40 중량부, 이중경화형 폴리머 5 내지 15 중량부, 셀룰로오스 1 내지 10 중량부, 체인형 실리카 5 내지 30 중량부 및 용제 50 내지 90 중량부를 포함할 수 있다.

올리고머는 다관능 올리고머를 적용하는 것이 바람직하며, 3관능기 내지 6관능기 올리고머를 적용하는 것이 보다 바람직하다. 이러한 올리고머를 통하여 경화밀도를 높여서 최종 코팅층의 경도를 향상시킬 수 있다. 제품의 최외곽층으로서 하드코팅층은 경도가 우수하고, 내화학성, 내스크래치성을 제공하여, 물리 화학적 충격을 막아줄 수 있다. 그 하한은 10 중량부, 12 중량부, 14 중량부, 16 중량부, 18 중량부, 20 중량부, 또는 22 중량부일 수 있으며, 그 상한은 40 중량부, 38 중량부, 36 중량부, 34 중량부, 32 중량부, 30 중량부, 28 중량부, 또는 26 중량부일 수 있다.

이중경화형 폴리머는 아크릴로일기 및 수산화기를 함께 포함하고, 열경화 및 UV경화가 가능하다. 구체적인 화합물로 제한되는 것은 아니며 아크릴로일기 및 수산화기를 함께 포함하고 있는 폴리머라면 어떠한 폴리머도 적용가능하다.

이중경화형 폴리머를 사용하는 이유는 열경화에 반응할 수 있는 [OH]관능기들이 이형 몰드층 형성 후 코팅하는 하드코팅(이소시아네이트)과의 화학적 결합을 유도할 수 있기 때문이다. 또한, 이중경화형 폴리머의 UV경화 관능기는 표면물성을 향상시킬 수 있어서, 이형 몰드층이 하드 코팅층 쪽으로 전사되어도 표면특성이 우수한 특징이 있다. 그 하한은 5 중량부, 6 중량부, 7 중량부, 8 중량부, 또는 9 중량부일 수 있으며, 그 상한은 15 중량부, 14 중량부, 13 중량부, 12 중량부, 11 중량부, 또는 10 중량부일 수 있다.

셀룰로오스의 특징은 높은 Tg로 인하여 다른 소재들 대비 하드한 특징을 지니고 있고 코팅시 표면 조도가 좋아 매끄러워지는 특징들이 있다. 이런 특징들로 인하여 기재층과의 부착력이 약하다. 기재층에 코팅하는 방식에서는 부착력이 떨어지는 이유로 사용하는데 한계가 있지만, 본 출원에서는 전사 방식을 적용하기 때문에, 이러한 특징을 이용하여 기재층과의 박리되도록 본 출원에서 주요한 요소로 포함된다.

그러나, 이러한 셀룰로오즈 유도체를 포함하는 이형 몰드층은 캐리어 필름과의 이형성이 큰 반면에, 하드 코팅층과의 그렇지 않아서, 캐리어 필름 제거시, 이형층과 하드 코팅층 사이에서 박리가 안 일어난다. 이는 이형 몰드층의 조성에 때문이다. 이형 몰드층에 포함되는 이중경화형 수지를 사용하는 이유가 열경화에 반응할 수 있는 [OH]관능기들이 이형 몰드층 형성 후 코팅하는 하드코팅(이소시아네이트)과의 화학적 결합을 유도할 수 있기 때문이다. 또한, 이중경화형 수지의 UV경화 관능기는 표면물성을 향상시킬 수 있어서, 이형 몰드층이 하드 코팅층 쪽으로 전사되어도 표면특성이 우수한 특징이 있다. 그 하한은 1 중량부, 2 중량부, 3 중량부, 4 중량부, 또는 5 중량부일 수 있으며, 그 상한은 10 중량부, 9 중량부, 8 중량부, 7 중량부, 또는 6 중량부일 수 있다.

체인형 실리카는 일반적인 원형 실리카와 상이하다. 도 2는 원형 실리카의 이미지이다. 도 3은 체인형 실리카의 이미지이다.

같은 함량에서 입경이 작을수록 무기 입자의 표면적이 커지게 된다. 즉, 수지와 무기 입자의 계면이 더 넓어지게 되는 경향이 있어 Burr개선에 좀더 유리한 것이다.

그 하한은 5 중량부, 7 중량부, 9 중량부, 11 중량부, 13 중량부, 15 중량부, 또는 17 중량부일 수 있으며, 그 상한은 30 중량부, 28 중량부, 26 중량부, 24 중량부, 22 중량부, 20 중량부, 또는 18 중량부일 수 있다.

인쇄층

인쇄층은 색상 및/또는 무늬를 구비할 수 있다. 상기 인쇄층은 색상 및/또는 무늬를 통해 전사 필름에 심미성을 부여하는 역할을 할 수 있다.

본 출원의 인쇄층은 유색층 또는 투명층일 수 있다. 유색층을 형성하는 잉크의 조성이나 인쇄 방법 등은 특별히 한정되는 것이 아니다. 예를 들어, 아크릴계, 염화비닐-초산비닐 공중합체계, 우레탄계, 폴리 에스테르계, 섬유소 유도체계, 염소화 폴리프로필렌계, 폴리비닐 부티랄계 등의 1종 또는 2종 이상의 혼합계 인쇄 잉크 또는 도료를 사용하여 유색층이 형성될 수 있다. 인쇄층에는 전사 인쇄, 그라비어 인쇄, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 로터리 인쇄 또는 플렉소 인쇄 등의 다양한 방식으로 무늬가 형성될 수 있다.

본 출원의 금속질감층은 전사 필름에 금속질감을 부여하는 역할을 할 수 있다. 금속질감층은 금속소재를 스퍼터링(Sputtering), 열증착 등의 방법으로 하드 코팅층 상에 증착하는 것에 의해 얻어질 수 있다. 금속질감층을 형성하는 금속소재로는 주석, 인듐, 알루미늄, 구리, 은, 백금, 크롬, 니켈 또는 이들의 합금 등이 사용될 수 있다.

상기 인쇄층이 인쇄층과 금속질감층을 모두 포함하는 경우, 인쇄층은 금속질감층 상에 형성될 수 있다. 다시 말하면, 인쇄층이 인쇄층과 금속질감층을 모두 포함하는 경우, 전사 필름은 하드 코팅층과 인쇄층과 인쇄층의 사이에 금속질감층이 개재된 구조를 가질 수 있다.

본 출원의 인쇄층의 두께는 약 5 nm 내지 약 10㎛ 일 수 있다. 인쇄층은 금속질감층으로 이루어질 수도 있고, 금속질감층과 인쇄층의 적층구조를 포함할 수도 있다. 이 때, 금속질감층의 두께는 약 5 nm 내지 약 100 nm 일 수 있다.

본 출원의 인쇄층은 인쇄층만으로 이루어질 수도 있고, 인쇄층과 금속질감층의 적층구조를 포함할 수도 있다. 이 때, 인쇄층의 두께는 약 0.1 ㎛ 내지 약 10 ㎛ 일 수 있다. 인쇄층의 두께가 상기 범위의 두께를 유지하는 것에 의해, 전사 필름은 정밀한 인쇄 효과를 구현할 수 있고, 건조성을 확보함으로써 가공성 및 생산성을 높일 수 있다.

점접착제층

상기 점접착제층은 전사 필름을 유리에 접합하는 역할을 하는 것으로, 구체적으로 전사 필름을 유리 제품에 접합하는 역할을 하는 것이다. 상기 접착층을 구성하는 재료는 데코 필름과 유리 간의 충분한 접착력을 확보할 수 있는 것이라면 제한없이 사용될 수 있고, 예를 들어, 폴리에스테르계 수지와 경화제를 포함할 수 있다. 접착제는 열경화성 접착제 및 UV경화성 접착제 모두 사용가능하며 열경화성 접착제의 경우 폴리에스터와 경화제 조합이고, UV경화성 접착제의 경우 2관능 우레탄아크릴레이트 올리고머를 사용할 수 있다. 특히, 유동성이 적은 점접착제를 사용할 수 있다. 유동성이 있으면, 코팅 후에도 움직이기 때문에 유리에 접착제가 흘러내려 합지 후 닦아내거나 제거해야 하는 문제점이 존재한다. 따라서, 이를 방지하기 위해 유동성이 없거나 적은 점접착제를 사용한다고 하는 것이 바람직하다.

도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 전사 필름을 설명하기 위한 단면 모식도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 이형 몰드층은 하드 코팅층에 전사되는 소정의 패턴부를 포함할 수 있다. 유리제품과 접합된 후 캐리어 필름이 제거되면, 이형 몰드층은 캐리어 필름과 함께 제거되고, 이형 몰드층으로부터 패턴이 전사된 하드 코팅층이 유리제품의 최외곽층에 위치하여, 유리제품에 패턴 또는 엠보와 같은 표면 질감을 제공할 수 있다.

도 5 내지 도 7은 본 출원의 일 실시예에 따른 전사 방법을 설명하기 위한 단면 모식도이다.

전사 방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 상기 제조 방법은 유리를 준비하는 단계; 상기 유리의 일면에 캐리어 필름, 이형 몰드층, 하드 코팅층, 인쇄층 및 점접착제층을 포함하는 전사필름을 합지하는 단계; 및 캐리어 필름 및 이형 몰드층을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.

이는 가열단계, 접합단계 및 제거단계로 설명할 수 있다. 이러한 과정을 통하여 본 출원의 전사 필름은 유리제품에 전사될 수 있다.

상기 가열단계는 유리를 준비하고 소정의 온도로 가열하는 것이다. 유리의 가열은 예를 들어, 대략 200 ℃ 내지 대략 350 ℃에서 대략 5초 내지 대략 30초 동안 이루어질 수 있다.

상기 접합단계는 상기 가열단계 이후에, 전사 필름과 유리 제품의 일면을 접합하는 것이다. 상기 접합단계는 도 5에 도시된 바와 같이, 유리(20)로부터 점접착제층(19), 인쇄층(17), 하드 코팅층(15), 이형 몰드층(13) 및 캐리어 필름(11)이 순서대로 배치되도록 전사 필름(10)을 유리 제품(20)의 상부에 배치한 뒤, 접착층(19)과 유리 제품(20)을 서로 접합하는 방식으로 진행될 수 있다.

상기 제거단계는 상기 접합단계 이후에, 캐리어 필름(11)을 전사 필름(10)에서 제거하는 것이며, 상기 제거단계의 결과물로서 도 8의 유리 제품(20)이 얻어진다.

도 8은 본 출원의 일 실시예에 따른 유리제품을 설명하기 위한 단면 모식도이다.

도 8에 도시한 바와 같이, 유리제품(20)은 유리(21); 상기 기재층(21)의 일면 상에 형성된 접착층(19); 상기 접착층(19)의 일면 상에 형성된 인쇄층(17); 및 상기 인쇄층(17)의 일면 상에 형성된 하드 코팅층(15)을 포함한다.

유리는 특별히 한정하는 것은 아니며, 어떠한 유리라도 본 출원의 전사 방법이 적용될 수 있다. 유리의 두께 역시 한정하는 것은 아니지만, 0.1mm 내지 10mm일 수 있다.

점접착제층

상기 점접착제층은 전사 필름을 유리에 접합하는 역할을 하는 것으로, 구체적으로 전사 필름을 유리 제품에 접합하는 역할을 하는 것이다. 상기 접착층을 구성하는 재료는 데코 필름과 유리 간의 충분한 접착력을 확보할 수 있는 것이라면 제한없이 사용될 수 있고, 예를 들어, 폴리에스테르계 수지와 경화제를 포함할 수 있다. 접착제는 열경화성 접착제 및 UV경화성 접착제 모두 사용가능하며 열경화성 접착제의 경우 폴리에스터와 경화제 조합이고, UV경화성 접착제의 경우 2관능 우레탄아크릴레이트 올리고머를 사용할 수 있다. 특히, 유동성이 적은 점접착제를 사용할 수 있다. 유동성이 있으면, 코팅 후에도 움직이기 때문에 유리에 접착제가 흘러내려 합지 후 닦아내거나 제거해야 하는 문제점이 존재한다. 따라서, 이를 방지하기 위해 유동성이 없거나 적은 점접착제를 사용한다고 하는 것이 바람직하다.

인쇄층

인쇄층은 색상 및/또는 무늬를 구비할 수 있다. 상기 인쇄층은 색상 및/또는 무늬를 통해 전사 필름에 심미성을 부여하는 역할을 할 수 있다.

본 출원의 인쇄층은 유색층 또는 투명층일 수 있다. 유색층을 형성하는 잉크의 조성이나 인쇄 방법 등은 특별히 한정되는 것이 아니다. 예를 들어, 아크릴계, 염화비닐-초산비닐 공중합체계, 우레탄계, 폴리 에스테르계, 섬유소 유도체계, 염소화 폴리프로필렌계, 폴리비닐 부티랄계 등의 1종 또는 2종 이상의 혼합계 인쇄 잉크 또는 도료를 사용하여 유색층이 형성될 수 있다. 인쇄층에는 전사 인쇄, 그라비어 인쇄, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 로터리 인쇄 또는 플렉소 인쇄 등의 다양한 방식으로 무늬가 형성될 수 있다.

본 출원의 금속질감층은 전사 필름에 금속질감을 부여하는 역할을 할 수 있다. 금속질감층은 금속소재를 스퍼터링(Sputtering), 열증착 등의 방법으로 하드 코팅층 상에 증착하는 것에 의해 얻어질 수 있다. 금속질감층을 형성하는 금속소재로는 주석, 인듐, 알루미늄, 구리, 은, 백금, 크롬, 니켈 또는 이들의 합금 등이 사용될 수 있다.

상기 인쇄층이 인쇄층과 금속질감층을 모두 포함하는 경우, 인쇄층은 금속질감층 상에 형성될 수 있다. 다시 말하면, 인쇄층이 인쇄층과 금속질감층을 모두 포함하는 경우, 전사 필름은 하드 코팅층과 인쇄층과 인쇄층의 사이에 금속질감층이 개재된 구조를 가질 수 있다.

본 출원의 인쇄층의 두께는 약 5 nm 내지 약 10㎛ 일 수 있다. 인쇄층은 금속질감층으로 이루어질 수도 있고, 금속질감층과 인쇄층의 적층구조를 포함할 수도 있다. 이 때, 금속질감층의 두께는 약 5 nm 내지 약 100 nm 일 수 있다.

본 출원의 인쇄층은 인쇄층으로 이루어질 수도 있고, 인쇄층과 금속질감층의 적층구조를 포함할 수도 있다. 이 때, 인쇄층의 두께는 약 0.1 ㎛ 내지 약 10 ㎛ 일 수 있다. 인쇄층의 두께가 상기 범위의 두께를 유지하는 것에 의해, 전사 필름은 정밀한 인쇄 효과를 구현할 수 있고, 건조성을 확보함으로써 가공성 및 생산성을 높일 수 있다.

하드 코팅층

전술한 바와 같이, 하드 코팅층 상부에는 상기 이형 몰드층에 의하여 전사된 패턴이 형성된다.

후술하는 바와 같이, 전사 필름이 유리 기재 상에 전사된 후 캐리어 필름을 제거시, 이형 몰드층이 함께 제거되어, 유리 제품의 최외곽에는 하드 코팅층이 위치된다.

본 출원에 있어서, 상기 하드 코팅층은 체인형 실리카를 포함하여, 전사 필름 제거시 burr를 최소화할 수 있다.

또한, 구체적으로 하드 코팅층은 개시제 3 내지 8 중량부, 올리고머 10 내지 40 중량부, 이중경화형 폴리머 5 내지 15 중량부, 셀룰로오스 1 내지 10 중량부, 체인형 실리카 5 내지 30 중량부를 포함할 수 있다.

또한, 이러한 하드 코팅층을 형성할 수 있는 코팅제는 개시제 3 내지 8 중량부, 올리고머 10 내지 40 중량부, 이중경화형 폴리머 5 내지 15 중량부, 셀룰로오스 1 내지 10 중량부, 체인형 실리카 5 내지 30 중량부 및 용제 50 내지 90 중량부를 포함할 수 있다.

올리고머는 다관능 올리고머를 적용하는 것이 바람직하며, 3관능기 내지 6관능기 올리고머를 적용하는 것이 보다 바람직하다. 이러한 올리고머를 통하여 경화밀도를 높여서 최종 코팅층의 경도를 향상시킬 수 있다. 제품의 최외곽층으로서 하드코팅층은 경도가 우수하고, 내화학성, 내스크래치성을 제공하여, 물리 화학적 충격을 막아줄 수 있다. 그 하한은 10 중량부, 12 중량부, 14 중량부, 16 중량부, 18 중량부, 20 중량부, 또는 22 중량부일 수 있으며, 그 상한은 40 중량부, 38 중량부, 36 중량부, 34 중량부, 32 중량부, 30 중량부, 28 중량부, 또는 26 중량부일 수 있다.

이중경화형 폴리머는 크릴로일기 및 수산화기를 함께 포함하고, 열경화 및 UV경화가 가능하다.

이중경화형 폴리머를 사용하는 이유는 열경화에 반응할 수 있는 [OH]관능기들이 이형 몰드층 형성 후 코팅하는 하드코팅(이소시아네이트)과의 화학적 결합을 유도할 수 있기 때문이다. 또한, 이중경화형 폴리머의 UV경화 관능기는 표면물성을 향상시킬 수 있어서, 이형 몰드층이 하드 코팅층 쪽으로 전사되어도 표면특성이 우수한 특징이 있다. 그 하한은 5 중량부, 6 중량부, 7 중량부, 8 중량부, 또는 9 중량부일 수 있으며, 그 상한은 15 중량부, 14 중량부, 13 중량부, 12 중량부, 11 중량부, 또는 10 중량부일 수 있다.

셀룰로오스의 특징은 높은 Tg로 인하여 다른 소재들 대비 하드한 특징을 지니고 있고 코팅시 표면 조도가 좋아 매끄러워지는 특징들이 있다. 이런 특징들로 인하여 기재층과의 부착력이 약하다. 기재층에 코팅하는 방식에서는 부착력이 떨어지는 이유로 사용하는데 한계가 있지만, 본 출원에서는 전사 방식을 적용하기 때문에, 이러한 특징을 이용하여 기재층과의 박리되도록 본 출원에서 주요한 요소로 포함된다.

그러나, 이러한 셀룰로오즈 유도체를 포함하는 이형 몰드층은 캐리어 필름과의 이형성이 큰 반면에, 하드 코팅층과의 그렇지 않아서, 캐리어 필름 제거시, 이형층과 하드 코팅층 사이에서 박리가 안 일어난다. 이는 이형 몰드층의 조성에 때문이다. 이형 몰드층에 포함되는 이중경화형 수지를 사용하는 이유가 열경화에 반응할 수 있는 [OH]관능기들이 이형 몰드층 형성 후 코팅하는 하드코팅(이소시아네이트)과의 화학적 결합을 유도할 수 있기 때문이다. 또한, 이중경화형 수지의 UV경화 관능기는 표면물성을 향상시킬 수 있어서, 이형 몰드층이 하드 코팅층 쪽으로 전사되어도 표면특성이 우수한 특징이 있다. 그 하한은 1 중량부, 2 중량부, 3 중량부, 4 중량부, 또는 5 중량부일 수 있으며, 그 상한은 10 중량부, 9 중량부, 8 중량부, 7 중량부, 또는 6 중량부일 수 있다.

체인형 실리카는 일반적인 원형 실리카와 상이하다. 도 2는 원형 실리카의 이미지이다. 도 3은 체인형 실리카의 이미지이다.

같은 함량에서 입경이 작을수록 무기 입자의 표면적이 커지게 되어 즉, 수지와 무기 입자의 계면이 더 넓어지게 되는 경향이 있어 Burr개선에 좀더 유리하다.

그 하한은 5 중량부, 7 중량부, 9 중량부, 11 중량부, 13 중량부, 15 중량부, 또는 17 중량부일 수 있으며, 그 상한은 30 중량부, 28 중량부, 26 중량부, 24 중량부, 22 중량부, 20 중량부, 또는 18 중량부일 수 있다.

또한, 도 9는 본 출원의 일 실시예에 따른 유리제품을 설명하기 위한 단면 모식도이다.

도 4 및 도 9에 도시한 바와 같이, 이형 몰드층 상에 패턴이나 헤어라인으로 형성되는 경우에는 유리 제품의 최외곽층에 패턴이나 헤어라인이 나타날 수 있다. 이러한 엠보, 패턴이나 헤어라인을 형성하는 방법을 이용하여, 유리 제품의 표면에 엠보, 패턴이나 헤어라인을 형성할 수 있다.

이하, 실험예를 통하여 본 출원을 보다 상세히 설명한다.

[실험예 1]

실리카에 따른 Burr의 형성여부를 확인하기 하기와 같은 실험을 수행하였다.

[실시예 1]

캐리어 필름으로 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지필름(PET 필름)을 사용하여, PET 필름 상에, 1미크론의 두께로 바코팅 하여 이형 몰드층을 형성하고, 10 ㎛의 두께로 콤마코팅하여 개시제(Omnirad-184) 5 중량부, 올리고머(Urethane Acrylate) 20 중량부, 이중경화형 폴리머(아크릴계열 이중경화형 폴리머) 10 중량부, 셀룰로오스 (이스트만 cab-381-0.1 ) 5 중량부, 체인형 실리카 7 중량부를 포함하도록 하드 코팅층을 형성하고, 후속하여 하드 코팅층 상에 우레탄 잉크 바인더(삼영잉크, NT-medium) 71중량부, MEK 25중량부, 알루미늄 페이스트 (아사히카세히, FD-5060) 4중량부로 제조한 인쇄층을 1 ㎛의 두께로 그라비아 인쇄기를 이용하여 형성하고, 폴리이소시아네이트를 경화제로 사용한 폴리에스터 계열의 접착 프라이머(SKC SKYBON_ES_460M 30중량부, MEK 35중량부, 톨루엔 28중량부, 폴리이소시아네이트 경화제 DOW, Voranate T-80 7중량부) 제조사명, 제품명)의 접착층을 1 ㎛의 두께로 그라비아 인쇄기를 이용하여 형성하여, 전사 필름을 준비하였다.

[실시예 2]

개시제 5 중량부, 올리고머 20 중량부, 이중경화형 폴리머 10 중량부, 셀룰로오스 5 중량부, 및 체인형 실리카 20 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전사 필름을 준비하였다.

[실시예 3]

개시제 5 중량부, 올리고머 20 중량부, 이중경화형 폴리머 10 중량부, 셀룰로오스 5 중량부, 및 체인형 실리카 30 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전사 필름을 준비하였다.

[비교예 1]

개시제 5 중량부, 올리고머 20 중량부, 이중경화형 폴리머 10 중량부, 셀룰로오스 5 중량부, 및 원형 실리카 10 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전사 필름을 준비하였다.

[비교예 2]

개시제 5 중량부, 올리고머 20 중량부, 이중경화형 폴리머 10 중량부, 셀룰로오스 5 중량부, 및 체인형 실리카 3 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전사 필름을 준비하였다.

[비교예 3]

개시제 5 중량부, 올리고머 20 중량부, 이중경화형 폴리머 10 중량부, 셀룰로오스 5 중량부, 및 체인형 실리카 35 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전사 필름을 준비하였다.

[비교예 4]

개시제 5 중량부, 올리고머 20 중량부, 이중경화형 폴리머 10 중량부, 셀룰로오스 5 중량부, 및 원형 실리카 3 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전사 필름을 준비하였다.

[평가]

준비한 유리의 표면온도를 230 ℃의 온도로 가열한 후, 코팅 및 인쇄된 필름을 라미레이션 이후 전사시킨 샘플을 상기 실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 4의 전사 필름을 유리판에 전사시킨 샘플을 준비하였다.

각 샘플에 대하여 동일한 힘으로 PET을 제거하는 실험을 하였으며, 필름을 전사 후 떼어냈을 때 끝부분이 끊어지지 않고 물고 늘어지는 것을 burr라고 하는데, burr가 형성되어 있는지 확인하였으며, burr가 형성된 경우 O, 형성되지 않은 경우 X로, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

	실시예1	실시예2	실시예3	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4
Burr 형성여부	X	X	X	O	O	O	O

상기 표 1에 도시한 바와 같이, 체인형 실리카를 5 내지 30 중량부로 포함하는 실시예 1 내지 3은 비교예 1 내지 4에 비하여 Burr가 형성되지 않음을 확인할 수 있었다.

[실험예 2]

이중경화형 폴리머에 따른 부착성을 확인하기 하기와 같은 실험을 수행하였다.

[실시예 4]

캐리어 필름으로 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지필름(PET 필름)을 사용하여, PET 필름 상에, 1미크론의 두께로 바코팅 하여 이형 몰드층을 형성하고, 10 ㎛의 두께로 콤마코팅하여 개시제 5 중량부, 올리고머 20 중량부, 이중경화형 폴리머 5 중량부, 셀룰로오스 5 중량부, 체인형 실리카 7 중량부를 포함하도록 하드 코팅층을 형성하고, 후속하여 하드 코팅층 상에 우레탄 잉크 바인더(삼영잉크, NT-medium) 71중량부, MEK 25중량부, 알루미늄 페이스트 (아사히카세히, FD-5060) 4중량부로 제조한 인쇄층을 1 ㎛의 두께로 그라비아 인쇄기를 이용하여 형성하고, 폴리이소시아네이트를 경화제로 사용한 폴리에스터 계열의 접착 프라이머(SKC SKYBON_ES_460M 30중량부, MEK 35중량부, 톨루엔 28중량부, 폴리이소시아네이트 경화제 DOW, Voranate T-80 7중량부) 제조사명, 제품명)의 접착층을 1 ㎛의 두께로 그라비아 인쇄기를 이용하여 형성하여, 전사 필름을 준비하였다.

[실시예 5]

개시제 5 중량부, 올리고머 20 중량부, 이중경화형 폴리머 10 중량부, 셀룰로오스 5 중량부, 체인형 실리카 7 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 전사 필름을 준비하였다.

[비교예 5]

개시제 5 중량부, 올리고머 20 중량부, 셀룰로오스 5 중량부, 체인형 실리카 7 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 전사 필름을 준비하였다.

[비교예 6]

개시제 5 중량부, 올리고머 20 중량부, 이중경화형 폴리머 3 중량부, 셀룰로오스 5 중량부, 체인형 실리카 7 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 전사 필름을 준비하였다.

[비교예 7]

개시제 5 중량부, 올리고머 20 중량부, 이중경화형 폴리머 20 중량부, 셀룰로오스 5 중량부, 체인형 실리카 7 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 전사 필름을 준비하였다.

[평가]

실시예 4 내지 6 및 비교예 4 내지 6 샘플에 대해 칼을 이용하여 일자로 11줄을 그어 100칸을 만든 후 테이프를 이용하여 각각에 대한 코팅층의 부착력을 평가하였다. 100회의 테이프 제거시 코팅층이 박리되지 않는 횟수를 측정하여 표 2에 나타내었다. 또한, 각각의 코팅층의 경도를 Mitsubishi Uni연필의 선단을 도막면과 45˚ 각도, 하중 1kg으로 전방으로 밀어 도막에 흔적이 생기지 않는 최대강도를 연필 경도로 표시한다. 1개의 시료에 대해서 5회 시험하여 3회 이상 흔적이 생기지 않으면 그 연필의 경도는 합격으로 한다.

	실시예4	실시예5	비교예5	비교예6	비교예7
박리력 테스트	0	0	20	70	0
경도	2H	2H	2H	2H	H

상기 표 2에 도시한 바와 같이, 이중경화형 수지를 5 내지 15 중량부로 포함하는 실시예 4 내지 5는 비교예 5 내지 7에 비하여 부착력이 우수하고 경도 또한 우수한 것을 확인할 수 있었다.

상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 출원의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 전사 필름
11: 캐리어 필름
13: 이형 몰드층
15: 하드 코팅층
17: 인쇄층
19: 점접착제층
21: 유리

Claims (9)

1. 유리;
   상기 유리의 일면 상에 형성된 점접착제층;
   상기 접착층의 일면 상에 형성된 인쇄층; 및
   상기 인쇄층의 일면 상에 형성된 하드 코팅층을 포함하고,
   하드 코팅층은 체인형 실리카를 포함하는 유리제품.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   하드 코팅층의 표면에 패턴 또는 엠보가 형성된 유리제품.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   하드 코팅층은 체인형 실리카를 포함하는 유리제품.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   하드 코팅층은 개시제 3 내지 8 중량부, 올리고머 10 내지 40 중량부, 이중경화형 폴리머 5 내지 15 중량부, 셀룰로오스 1 내지 10 중량부, 체인형 실리카 5 내지 30 중량부를 포함하는 유리제품.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   이중경화형 폴리머는 열경화 및 UV경화가 가능한 유리제품.
   
6. 제 4 항에 있어서,
   이중경화형 폴리머는 아크릴로일기 및 수산화기를 함께 포함하는 유리제품.
   
7. 유리를 준비하는 단계;
   상기 유리의 일면에 캐리어 필름, 이형 몰드층, 하드 코팅층, 인쇄층 및 점접착제층을 포함하는 전사필름을 합지하는 단계; 및
   캐리어 필름 및 이형 몰드층을 제거하는 단계를 포함하는 유리제품의 제조 방법.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   하드 코팅층의 표면에 패턴 또는 엠보가 형성된 유리제품의 제조 방법.
   
9. 제 7 항에 있어서,
   하드 코팅층은 개시제 3 내지 8 중량부, 올리고머 10 내지 40 중량부, 이중경화형 폴리머 5 내지 15 중량부, 셀룰로오스 1 내지 10 중량부, 체인형 실리카 5 내지 30 중량부를 포함하는 유리제품의 제조 방법.

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