KR920000202B1 - 건조 전사체 - Google Patents

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얼 베네트 리차드
베논 플래트 도날드
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미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 컴패니
도날드 밀러 셀
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Abstract

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Description

건조 전사체
제1도는 본 발명을 구체화시켜 주는 화학 방사선 조사이전의 건조 전사체 단면도.
제2도는 화학 방사선을 조사시킨 후의 건조 전사체 단면도.
제3도는 캐리어(carrier) 필름이 부분적으로 제거되는 것을 보여주는 단계에 있어서 기판에 적용된 건조 전사체 단면도.
본 발명은 건조 전사체와 이것을 제조하는 방법에 관한 것이다. 종래의 장식용 디자인 제조방법은 장식 표면에 직접 페인트칠을 하는 것이었다.
직접적인 페인팅 도포는 사실적인 외형, 색상의 유연성, 그리고 마모, 풍화 및 화학작용에 대한 내구성을 비롯한 물리적 특정과 심미적인 상태를 제공한다.
그렇지만 직접 페인팅하는 것은 매우 숙련된 기능공의 필요성, 긴 페이트 도포시간 및 인정 부위에 대한 잠재적인 오염 가능성(특히, 기계 장비에 있어서)등을 포함한 많은 단점을 수반한다. 조립 필름 그래픽은 이런 단점을 피하는데 이용되어 왔다. 상기 그래픽은 편한 장소에서 제조 가능하며 비교적 비숙련된 기능공이 실제적인 오염이나 인체 유독의 위험없이 도포부위에 효과적으로 도포할 수 있다.
조립 그래픽의 한 종류는 원하는 디자인을 제공하기 위해 다이컷트(die cut)나 키스컷트(kiss cut)되는 접착성 이면의 중합체 필름 시이트를 포함하고 있다. 이 디자인은 점착성 이면(adhesive backing)에 의해 기판(substrate)에 부착된다. 이같은 그래픽은 설치비가 비싸고 일반적으로 비교적 단순한 형태로 제한된다. 더욱이, 이 방법이 근본적으로 다량의 재료손실이 있다.
다이컷팅 또는 키스컷팅에 의해 건조 전사체가 만들어지는데 이것은 접착제와 맞출수 있다. 또한 접착처리(Registry)은 접착제를 그래픽디자인에 정확히 맞춤으로써 실시된다. 미합중국 특허 제4,028,474호 및 제4,028,165호는 이런 접근법을 예시하고 있다. 그렇지만 일반적으로 인식하고 있는 것처럼, 이것은 접착제와 그래픽을 만족스럽게 일치시키는 것이, 특히 복잡한 패턴 때문에 난해하고 다소 비용이 많이든다.
또 다른 시도 및 특히 본 발명과 관련되는 시도에 의하면, 연속성지지 필름, 연속의 비-접착코팅 및 필름과 접착제 코팅사이에 삽입된 그래픽 디자인 형태의 전사체가 제공된다. 전사체를 기판상에 올려 놓으면, 캐리어 필름 또는 지지필름과 그래픽 디자인의 하부에 있지 않는 접착제는 선별적으로 제거되고, 오직 그래픽 디자인과 그 하부의 접착제만이 남아있게 된다. 이와 같은 선별적 제거는 그래픽의 가장 자리에 있는 연속접착제층의 절단(쪼개짐)및 캐리어 필름으로부터의 그래픽 디자인 분리를 필요로 한다.
미합중국 특허 제3,684,544호에 있어서, 접착제를 먼저 연속 실리카로 피복시켜서 기판과 전사체가 결합하지 않도록 한다. 전사체에 압력을 가해 잉크로부터 유동성물질이 방출되도록 하여 접착제의 유동성을 변화시킴으로써 잉크 디자인이 있는 부위에서는 실리카가 접착제로 대체되게된다. 미합중국 특히 제4,286,008호에서는 광중합될 수 있는 잉크가 캐리어 필름 위에서 스크린 인쇄되는 전사체에 관해 기술하고 있다. 구제적인 한 예의 전사체는 잉크층과 중첩된 접착제층을 제공한다. 잉크의 가장자리를 따라 접착층의 분할이 일어난다. 미합중국 특허 제3,987,225호에서는 연속 접착제층을 갖는 전사체에 대해 기술하고 있다. 이 접착제층은 용매 또는 분산성 분말을 접착제에 혼합하므로써 에이지(edge)압축된다. 이것은 접착제로 디자신의 가장자리를 따라서 깨끗하게 벗겨냄으로서 잔류입자, 또는 접착제끈을 제거할 수 있다는 것을 의미한다. 미합중국 특허 제4,288,525호에서는 감광성연속층과 연속적인 상-형성층 사이에 삽입된 반대 지지층 형태의 박리분리(peel apart)된 건조 전사체에 관해 기술하고 있다. 상기 상-형성층은 접착성분을 포함하고 있고, 분리 접착층은 상 형성층과 그에 인접한 캐리어 필름 사이에 있으며, 접착제는 조사 및 박리분리 후 사용된다. 건조 전사체의 한가지 용도는 현상된 구조물을 접착제면 하부의 단단하고 투명한 지지체위에 배치하는 것이고, 이 지지체를 통해 광선을 조사시켜 캐리어 필름이 벗겨져 나가고 감광층, 상-형성층 및 기질에 결합된 접착제가 남아 있을 수 있도록 강한 결합을 형성시켜 주는 것이다.
영국 특허 제2,053,497호에서는 박리된 적층물이 투명하거나 반투명한 반대캐리어 시이트로 구성되어 있으며, 연속 상-형성층 또는 최소한 1개 이상의 감광층과 접착제층 사이에 삽입되어 있다고 기술하고 있다. 상형성과 마찬가지로 투명성을 통해 화학방사선을 조사시키면 적층물은 박리되어 두부분의 무늬 또는 표식(sign)을 형성하게 되는데, 한 부분은 양각 부분이고 나머지는 음각 부분이다. 둘다 기판에 대해 접착제 부분을 밑으로 하고 있으며, 기판에는 하부의 상-형성층을 보호해 주는 캐리어 시이트가 있다.
상기에서 언급한 특허들은 건조 전사체를 만들기 위해 취해진 대표적인 시도들이다. 이것들은 메카니즘에 좌우되는데 이 메타니즘은 조절하기 어렵고, 몇몇 경우에 있어서는, 전사물질 성분의 깨끗한 분리 및 현상을 하기 위한 환경에서 견디어 낼 수 없는 물질을 사용하여야 한다. 또 다른 경우에서, 현상 메카니즘은 단색 그래픽의 사용만을 요구한다. 즉 전사체의 일반 용도를 상당히 제한하고 있다. 더욱이, 전술한 감광성 건조 전사체의 경우에서, 잔상을 형성하기 위해서 화학 방사선의 조사형태를 결정해 주는 외부 마스크를 사용하여야 한다.
본 발명의 건조 전사체는 여러 성분으로 구성되어 있으며, 이 성분 요소들은 운반 필름을 제거함에 있어서, 잉크의 가장 자리를 따라 접착제를 선별적으로 절단하는 방식으로 전사체의 물리적인 현상이 가능하게하며 잉크 및 그 하부의 접착제만이 기판위에 존속되도록 하여 그래픽 디자인을 명확하게 해준다. 상기 현상은 결합을 분리시키는 시약의 방출에 의해 좌우되지 않으며, 철필(stylus)같은 것으로 광을 내는 압력의 선별적 적용에도 좌우되지 않는다. 더욱이, 잉크와 접착제는 본 발명의 전사체에 사용되며 이 전사체는 많은 목적, 특히 마멸 조건과 환경 조건이 나쁜 외부 용도에 대해 직접 페인팅의 대체물로써, 전사체의 사용을 제한하는 화학적 물리적 분쇄력에 견뎌낼 수 있다.
전술한 장점들은 물론 지금까지 건조 전사체분야에서 얻을 수 없었던 목적들이 본 발명에 의하여 가능해지며, 즉 무늬가 제공되는 기판을 사용한 건조 전사체 형태로 산출되었다. 본 발명의 건조 전사체는 연속적이고, 화학방사선에 투명한 캐리어 필름을 포함하고 있으며, 이 캐리어 필름은 제1표면부와 제2표면부로 구성된 주표면 및 최소한 한개의 층이 방사선에 불투명하도록 구성된 그래픽 형태를 나타내고 있다. 잉크와 상용성을 갖는 상기 캐리어 필름은 주표면의 제1표면부에 결합되고 연속적이며 화학 방사선을 받는 접착제층 즉, 제1단편(segment)에 있는 접착제는 잉크에 결합되고, 제2단편에 있는 접착제는 운반 필름 주표면의 제2표면부에 결합된다. 제2표면부를 통해 화학 방사선에 대한 제2단편조사하는 경우, 비조사된 접착제는 기판에 결합될 능력이 있으며, 이것에 의해 캐리어 필름에 박리력을 가하여, 접착제가 조사된 상기 잉크 가장자리에 있는 제2단편은 캐리어 반필름과 함께 기판으로부터 선별적 분리됨으로써 기판에는 잉크와 화학방사선이 조사되지 않은 접착제의 제1단편이 남게 된다.
화학방사선이 조사된 접착제와 캐리어 필름을 함께 제거하면 잉크층과 그 아래의 비노출된 접착제가 남게되고, 즉, 상기 현상단계는 접착력과 응집력의 적절한 균형에 의해 결정된다. 수많은 힘이 연류되어 있으며, 관련되는 주요힘은 캐리어 필름과 잉크간, 운반필름과 조사된 접착제간, 조사된 접착제와 기질간, 잉크와 비조사된 접착제간, 비조사간 접착제와 기질간의 접착력이다. 본 발명의 전사체는 재료의 적절한 선택과 이 재료들의 처리에 관련된 여러 힘간의 균형을 적절하게 해준다. 더욱이, 본 발명은 현상 가능한 건조 전사체의 제조방법을 제공하며, 이 방법은 제1표면부와 제2표면부로 이루어진 주표면을 제공하는 연속적이고 화학 방사선에 투명한 필름을 제공하며 화학 방사선에 불투명한 주표면의 제1표면부에 캐리어 필름을 수반한 잉크를 가하고 잉크와 주표면의 제2표면부상에 화학 방사선올 받은 연속 접착제층을 도포하고 화학 방사선에 전사체를 노출시켜서 잉크상이 아래에 있는 접착제에 화학 방사선이 통과하지 않도록 하고 제2부분에 있는 접착제에 화학 방사선이 전달되도록 전사체를 화학 방사선 원(source)으로 조사시켜 이것에 의해, 주어진 기판에 전사체를 적용함에 있어, 캐리어 필름과 필름의 제2표면부에 있는 접착제가 선별적으로 제거되도록 캐리어 필름에 박리력을 가한다.
제1도를 참고하면, 건조 전사체(10)은 표면(16)과(18)로 구성된 주표면(14)를 지니는 화학 방사선에 투명한 연속상의 캐리어 필름(12)를 포함하고 있다. 주표면(14)의 표면(16)에는 화학 방사선에 불투명한 잉크(20)가 부착되어 있다. 화학 방사선에 반응성이 있는 연속 접착층(22)는 잉크(20)과 주표면(14)중의 표면(18)을 덮고 있다.
제2도에 있어서, 건조 전사체(10)은 캐리어 필름(12)의 자유 주표면 방향으로 화학 방사선(화살표시)이 조사된다. 잉크(20)은 접착제(22)의 단편(24)로 화학 방사선이 통과하는 것을 막는다. 화학 방사선은 캐리어 필름(12)를 통과하여 잉크(20)로 덮히지 않은 접착제(22)단편(26)에 조사된다. 접착제 단편(26)에 화학방사신을 조사하면 접착 조성물 내에서 화학 반응이 개시되어 전사체가 도포되어 있는 기판에의 접착력이 비조사된 접착제 단편(24)의 상기 기판에 대한 접착력 비해 경감하게 된다.
제3도에 있어서, 화학 방사선을 받은 상태(지금 현상될 수 있는 잠상을 나타내고 있다)에는 전사체(10)는 수동식 고무 로울러에 의한 압력으로 기판(30)표면(28)에 적용된다. 오른쪽으로부터 왼쪽으로 캐리어 필름(12)에 박리력을 가함으로써 현상이 된다. 필름(12)표연적(18)과 접착제단편(26)간의 접착성이 접착제 단편(26)과 기판(30)표면(28)간의 접착성보다 강하여 이로 인해 접착제 단편(26)이 접착제단편(24)로부터 떨어진다.
잉크가 도포되어 있는 필름 표면(14)와 잉크(20)간의 접착성은 전사체(10)이 도포되는 기판(30)표면(28)과 비조사된 접착제단편(24)간의 접착성 보다 작아야 한다. 그 결과, 필름(12)과 접착제 단편(26)은 기판(30), 잉크(20), 및 잉크 아래 있는 접착제 단편(24)으로부터 분리되고 박리를 계속하면 전체 캐리어 필름(12)와 접착제 단편(2)은 동일한 방법으로 분리되어, 잉크(20)은 접착제 단편(24)에 의해 기판(30)표면(28)에 남게 된다. 그후 접착제 단편(26)을 포함하는 캐리어 필름(12)은 버린다.
이 캐리어 필름은 화학 방사선, 일반적으로 접착제가 반응을 일으키는 자외선에 투명해야 한다. 기질위의 전사체에 정확한 위치를 부여하기 위해 캐리어 필름은 바람직하게는 가시광선에 투명해야 한다. 선택 가능한 캐리어 필름은 사용 잉크와 서로 상용성(cornpatibiIity)을 가져야 한다. 즉, 필름과 잉크(그 성분을 포함)간에는 상호 작용이 없어야 하며, 즉 물리적 특징에 요구되는 상술한 힘 관계를 방해하거나 그래픽 디자인의 외관에 나쁜 영향을 미치지 않아야 한다.
잉크와 접착제가 도포되는 캐리어 필림의 주표면은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이미드,폴리아미드 및 폴리에스테르를 포함하는 중합체물질로 구성되어 있다. 이러한 물질들은 종이에 코팅된 형태일 수 있다. 매끄럽거나 주름 마무리처리(matte finish)된 주표면은 단하나의 자체지지 플라이(ply)을 형성하거나 2개이상의 플라이 또는 층을 형성한다. 폴리에틸렌/나이론/폴리에틸렌을 공압출(coextcruded)시킨 필름으로 되어있는 상기 후자의 실례로는 크라운질론 305이라는 상표명으로 시판된다. 바람직한 캐리어 필름은 2mil의 크기로써, 투명하고 쌍축배향된 폴리프로필렌 필름이다. 이 캐리어 필름에는 필름 표면 및 잉크와 전술한 접착제간의 적절한 결합현상이 이루어지지 않도록 잉크와 캐리어 필름 접촉면을 블루밍(blooming)또는 이동(migration)시키는 첨가제가 없거나 또는 제한량만을 포함하고 있어야 한다.
사용되는 잉크의 종류는 용매기제의 잉크, 화학 반응성이 있는 다성분 잉크, 그리고 화학 방사선에 의해 경화될 수 있는 잉크를 포함하고 있다. 용매 기제의 잉크는 적절한 용매에 용해되는 폴리비닐 클로라이드나 아크릴수지와 같은 중합결합제(polymeric binder)이며, 원하는 표면에 인쇄되어 건조된다. 다성분의 화학 반응계에 있어서, 반응 성분들은 적절한 액체 매체중에서 용해 또는 분산되고, 인쇄되며, 용매가 증발된 후 반응 성분들의 반응에 의해 경화된다. 대표적인 다성분의 화학 반응계는 폴리우레탄 잉크를 산출하기 위하여 상호-반응성 폴리올 수지 및 폴리이소시아네이트를 포함하고 있다. 화학 방사선에 의해 경화되는 잉크계는 경화 효과를 얻기 위해 화학 방사선(일반적으로 자외선)에 반응하는 우레탄-아크릴레이트같은 반응성 상기 중합체와 단량체의 사용을 필요로 하고 있다.
용매가 주성분인 잉크는 주표면이 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이미드, 폴리아미드 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(즉,폴리에스테르)로 구성된 캐리어필름의 결합에 사용되기도 한다. 다성분의 화학 반응성 잉크계와 화학 방사선에 경화되는 잉크계의 경우에 있어서, 캐리어 필름의 주표면은 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌으로 구성되기도 한다.
폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌으로 구성된 캐리어 필름 표면과 하부의 조사된 접착제간에 적절한 결합 강도를 부여하기 위해, 조사된 접착제 상부의 필름 표면은 비처리된 필름보다 더 큰 표면 에너지를 가져야 한다. 폴리에틸렌과 폴리프로필렌 표면에 있어서, 잉크를 도포한 후, 그러나 접착제가 아래에 놓여지기도 전에 코로나 방전처리를 하면 잉크의 표면에너지는 잉크가 견디지 못할 정도로 증가할 것이다. 또한, 이러한 코로나 방전 처리는 잉크와 그후에 도포되는 접착제(비조사된 접착제 부분(24))사이의 결합강도를 증가시켜 준다. 코로나 방전 처리시 잉크가 필름(12)의 표면(16)을 덮고 있기 때문에 표면(16)은 상기 처리에 영향을 받지 않는다. 한편, 다른 표면 처리는 표면 에너지, 즉 화염 또는 화학적 에칭, 플라스마(pIasma)를 증가 시킨다. 다른 필름 표면(폴리에스테르와 폴리아미드)의 경우에 있어서, 표면에너지는 원래 비처리된 폴리올레핀의 에너지보다 크고 표면 처리가 필요치 않다.
잉크는 접착제가 반응을 일으키는 화학 방사선에 불투명해야 한다. 본 발명의 내용중의 불투명도란 하나 이상의 층으로 캐리어 필름상에 침착된 잉크는 잉크가 없는 캐리어 필름의 부분에 비하여 화학 방산선의 통과를 충분히 차단하고 있으며, 따라서 잉크밑의 비조사된 부분은 화학적 반응에 의해 처리된 잠상 패턴 및 비반응된 접착제는 상술한 바와 같이 물리적으로 현상된다. 잉크 제제는 중합 성분을 함유하고 있는데, 바람직하게는 다음과 같은 것들이다. 높은 인장강도의 중합체 또는 폴리비닐 부티랄, 셀루로즈 니트레이트, 셀루로즈 아세테이트, 알키드 및 건성유(drying oil)로 변성 또는 공중합된 알키드; 스티렌, 우레탄, 비닐, 아크릴 수지, 폴리비닐 할라이드, 폴리우레탄, 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 중합체, 에폭시페놀릭, 에폭시폴리 아미드 및 접촉 에폭시 수지, 그리고 공중합체; 우레아-, 멜라민-, 및 벤조구아노 아미노-포름알데히드 중합체; 염소화 및 이성체화 고무, 폴리스티렌과 폴리 비닐톨루엔; 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트 및 열경화성 아크릴 수지등이 있다. 잉크는 유기성 용매 매체 또는 물중의 용액, 분산액, 유탁액의 형태로 사용되며 용매와 물은 사용후에 제거된다. 인쇄용 잉크로 잘알려진 안료가 본 발명의 잉크 제제로 사용되고 있으며, 상기 잉크 제제는 분산성을 높혀 주고 피복력은 증가시켜 주기 위한 계면 활성제가 있는 안료 입자를 코팅함으로써 변성된 안료를 포함하고 있다.
잉크는 여러가지의 재래식 코팅법이나 인쇄 기술에 의해 사용할 수 있다. 스크린 인쇄가 바람직한 기술이다. 잉크 그래픽은 단일층 또는 다색, 다층이 가능하며 전형적으로 총두께 0.0075-0.025mm 범위이다.
본 발명을 실시하는데 사용되는 접착제는 화학 방사선(일반적으로 자외선)에 반응하는 조성물로 되어 있다. 접착제층은 두께가 0.005-0.025mm, 바람직하게는 0.005-0.01mm이며, 표준 점착성을 갖는(실온에서 압감접착제이거나 고유 정도가 0.3dl/g-1.1dl/g인 열활성 접착제이다. 이 접착제는 비조사된 접착제에 관해서 점착성을 감소시키고 응집 강도를 증가시키는 화학 방사선의 조사에 의해 변성될 수 있다. 비조사된 접착제는 고점착성질과 마멸, 매링(marring), 자연 환경(풍화작용)에 대한 내구보존성 그기고 금속, 페인트, 나무, 유리, 플라스틱 같은-보통 기질에 대한 접착성을 보유한다. 접착제의 조성물은 약 5-25중량%, 바람직하게는 약 7-18중량%의 옥시란-고리로 구성되는 반응계를 포함하고 있다. 옥시란-고리는 글리시딜 아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트 또는 글리시딜 알릴 에테르로 구성되어 있다. 상기 성분을 포함한 옥시란-고리의 레벨, 특히 바람직한 레벨에서, 전사체를 정확한 위치에 있도록 잠시 동안 기질위에 보유시키기 위하여 조사된 접착제에 의해 적당한 점착성이 나타난다. 한편, 비조사된 접착제 상기 레벨에서는, 나쁜 환경에서도 기질상의 그래픽을 영원히 보유할 수 있을 정도의 결합성을 제공한다. 더욱이, 상기 반응계는 반응성 단량체를 함유하고 있는 하나 이상 부가된 약 75-95중량%의 비닐을 함유하고 있다. 약 55-80중량%부가비닐 단량체는 하나 이상의 다음성분들로 제공된다: 이소옥틸아크릴레이트, 노르말-부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 2-메틸 부틸 아크릴레이트 및 라우릴 메타크릴레이트; 1-35중량%의 N-비닐 피롤리딘 및/또는 메틸 아크릴레이트; 및 0-10중량%하나이상의 아크릴레이트, 아크릴산, 히드록시에틸 아크릴레이트와 비닐실란(다우코닝 회사에서 A-174 실란이라는 상표명으로 시판됨).
또한 본 발명의 접착제 조성물의 유효량은 일반적으로 3중량%의 반응계 즉,옥시란고리의 중합을 촉진시킬 수 있는 이온성 광개시제와 비슷하다. 에폭사이드의 중합을 촉진시키기 위한 많은 광개시제가 알려져 있다. 그중 가장 효과적인 것은 미합중국 특허 제4,069,066호와 제4,058,401호에 기술된 주기율표 Va족과Vla족에 있는 방사선에 반응하는 방향족 오니움염이다. 미합중국 특허 제3,981,897호에서 기술된 Va족 금속 그룹 헥사플루오라이드를 함유하는 디알릴 할로늄염, 및 미합중국 특허 제4,101,513호에서 기술된 Va족, VIa족, Vlla족 원자의 오니움촉매 및 하기의 일반식을 가지는 트리아릴 설포늄착염이다.
Figure kpo00001
상기식에서, X는 F 또는 OH이며, Rl, R2, R3및 R4는 각각 H, 저급알킬, 알콕시 또는 할로겐이다.
물론, 살균력 있는 램프 또는 저강도의 검은 색광을 포함하고 있는 자외선 광원이 공지되어 있다; 즉, 본 발명을 실시하기에, 적절한 광원은 미합중국 특허 제4,058,401호에 상세히 설명되어 있다. 본 발명에 사용되고 있는 오니움염 광개시제는 본질적으로 전자기적 스펙트럼의 자외선에만 감광성이 있는 반면, 2-에틸-9,10--디메톡시 안드라센과 9,10-디에톡시안드라센(미합중국 특허 제4,069,054호 참조)과 같은 감광제를 첨가시킴으로서 스펙트럼의 근자외선 및 가시부에도 유효할 수 있다.
캐리어 필름을 거쳐서 화학 방사선을 접착제에 조사시키면 잉크가 착색되지 않은 부위의 접착제 성질은 변한다. 잉크는 화학 방사선에 대한 마스크로 작용하며, 이로 인해 잉크 아래에 있는 접착제는 변하지 않은 상태로 남아 있었다. 접착제의 특성변화는 점착성감소와 결할력 증가를 포함한다. 기판에 전사체를 도포하면 잉크가 없는 부위에 있어서 접착제의 점성이 감소되어 조사된 접착제 및 캐리어 필름이 쉽게 제거된다. 조사된 접착제와 비조사된 접착제간의 점착성 차이로 인해 접착제층이 잉크 주변에서 정확하게 떼어지게 해준다.
본 발명의 전사체는 원하는 그래픽 디자인을 제공하기 위해 캐리어 필름에 1개 이상의 잉크층을 도포하고, 사용된 잉크의 종류에 따라 잉크가 건조 또는 경화 되도록 한다. 많은 재래식 코팅과 인쇄 기술을 사용할 수도 있지만, 스크린 인쇄가 바람직한 잉크 도포 방법이다 그후, 필요하다면, 잉크를 누르고 있는 캐리어 필름의 표면을 재래식 코로나 방전유니트(예, ENI 동력 시스템 모델 RS-B 코로나표면처리기)로 조사시켜 표면 자유 에너지를 증가시킨다. 코로나 방전 처리후, 접착제 조성물을 재래식 코팅 또는 적층 기술에 의해 캐리어 필름/잉크 표면에 도포한다. 접착제 코팅 무게는 약 4.2-42.0g/m2, 바람직하게는 8-13g/m2이다. 접착제를 건조시킨후, 필요하다면, 보호목적으로 접착제의 자유 표면에 통상의 릴리즈 라이너(release liner)를 사용할 수 있다. 산출된 전사체는 잉크가 없는 부위의 접착제가 화학 반응을 개시하기에 충분한 시간 동안 캐리어 필름의 자유 주표면을 통하여 화학 방사선을 조사시킨다. 그후 릴리즈 라이너를 제거하고, 원하는 기판 위에 전사체를 놓는다. 고무 로울러를 사용해서 캐리어 필름면에 적절한 압력을 가한다. 캐리어 필름을 손으로 붙잡아 벗겨 떼어내면 조사된 접착제는 캐리어 필름과 함께 떨어져나가고, 비조사된 하부의 접착제에 의해서 기판에 결합된 명확한 잉크 그래픽만이 남게 된다. 필요하다면, 잉크 표면에 가해 압력을 더 가하여 기판에 대한 결합력을 보다 강하게 할 수 있다. 다음 실시예에서 모든 부와 퍼센트(%)는 특별히 규정하지 않는한 중량에 의한다.
[실시예 I]
쌍축으로 배향된 2mil 크기의 폴리프로필렌 시이트(표면 장력이 34dynes/cm 이하)는 스크린 인쇄되어 그래픽 디자인을 형성하게 되는데 157메쉬의 스크린 및 다음과 같은 잉크를 사용한다.
Figure kpo00002
1-폴리에스테르 폴리올수지에 대한 모베이 화학 회사의 상표명
2-폴리이소시아네이트에 대한 모베이 화학 회사의 상표명
3-옐로우 안료에 대한 모베이 화학 회사의 상표명
4-셀룰로즈 아세테이트 부티레이트에 대한 아시트만 화학 회사의 상표명
5-자외선 및 흡수제에 대한 시바가이기 회사의 상표명
6-항산화제에 대한 시바-가이기 회사의 상표명
7-라벨링시약에 대한 몬산토 회사의 상표명
8-용매에 대한 유니온 카바이드 회사의 상표명
잉크는 1시간 동안 공기 건조되고, 150°F의 오븐에서 1시간 동안 건조된다. 2차 중복 그래획 디자인은 하기 잉크를 사용하여 157메쉬 스크린으로 필름에 스크린 인쇄된다.
Figure kpo00003
1-검은 안료에 대한 모제이 화학 회사의 상표명
잉크는 1시간 동안 공기 건조되고 150°F의 오븐에서 6시간 동안 건조한다. 폴리프로필렌의 잉크-도포면은 ENI 동력 시스템 MRS-8 코로나 표면처리에 의해 코로나 방전 처리이후, ASTM D 2578-67에 의해 40dynes/cm 이상의 표면장력을 갖는 것으로 측정된 필름의 비피복 부위를 제공한다. 처리되지 않은 필름의 표면 장력은 약 34dynes/cm이다.
그후, 처리된 필름과 잉크는 다음과 같은 접착제(고유 점도가 0.67dl/g)로 나이프 바아(Knife bar) 코팅된다.
이소옥틸 아크릴레이트/글리시딜 메타크릴레이트/아크릴아미드/메타아크릴레이트(62/10/3/25,중량부), 에틸아세테이트중의 20중량% 고체, 고형 접착제중의 3중량% 트리알릴 설포늄착염.
접착제는 150°F에서 5분 동안 건조되어 12.6g/m2의 건조중량을 제공하며, 실리콘이 코팅된 릴리즈 라이너가 접착제에 적충된다. 적충구조물은 2400cm/min로 린데광경화 시스템(Linde Photocure System)을 세번 통과한다. 상기 적층구조는 2개의 중간 압력 수은 램프를 마주보고 있는 폴리프로필렌면을 갖고 있다.
실리콘 릴리즈 라이너를 제거하고 천사체는 페인트된 내후성 강철 판넬(Q판넬)의 페인트 표면에 대해 접착제와 함께 배치한다. 그래픽 면 전체를 폴리에틸렌 고무 로울러(3M 회사의 PA-1 플라스되 도포 도구)의 끝으로 문질러 캐리어 필름의 자유 표면에 적절한 압력을 가한다. 캐리어 필름을 페인트 면으로부터 벗겨내면 페인트에는 그래픽이 남게 된다. 그래픽의 가장 자리나 잉크가 없는 페인트상에는 접착제가 남아있지 않는다.
그후, C-17 휘일과 500g의 하중을 이용한 타베르 마모시험기(Taber Abraser)로 상기 그래픽의 마멸 내성에 대해 시험한다. 정해진 횟수의 사이클 이후 그래픽의 외관으로 상대값이 산출된다. 상기 그래픽은 150회 사이클 동안 마멸 내성을 갖는 것으로 나타났다.
[실시예 2-12]
실시예 1의 접착제 조성을 대신 다음의 접착제 조성물을 사용하여 실시예 1의 방법을 반복하였다.
Figure kpo00004
10A-이소옥틸아크릴레이트
GMA-글리시딜 메타크릴레이트
GA-글리시딜 아크릴레이트
LMA-라우릴 메타크릴레이트
AA-아크릴산
ACM-아크릴 아미드
MA-메틸 아크릴레이트
BA-노르말-부틸 아크릴레이트
Silane-A-174 실란-(다우코닝 회사의 상표명)
HEA-히드록시 에틸 아크릴레이트
NVP-N-비닐 피롤리돈
[실시예 13]
2mil 크기의 폴리에틸렌(34dynes/cm 이하)의 표면장력 시이트에 스크린 인쇄되어 그래픽 디자인을 제공하며 157메쉬의 스크린과 하기한 잉크가 사용된다.
Figure kpo00005
1-아클리수지에 대한 듀퐁 회사의 상품명
2-폴리비닐클로라이드에 대한 유니온 카바이드 회사의 상품명
3-레드 안료에 대한 듀퐁 회사의 상품명
4-방향족 용매에 대한 상품명
5-용매에 대한 유니온 카바이드 회사의 상품명
상기 잉크를 150°F의 오븐에서 1시간 동안 건조한다. 폴리에틸렌의 잉크가 도포된 면은 ENI 동력 시스템 MRS-8 코로나 처리기를 사용하여 코로나 방전 처리됨으로써 40dynes/cm 이상의 표면 장력을 갖는 비피복된 필름 표면을 제공한다.
상기 처리된 필름-잉크를 다음과 같은 접착제(고유 정도가 0.61dl/g)로 나이프 바아 코팅한다: 이소옥틸 아크릴레이트/글리시딜 메타크릴레이트/N-비닐피롤디돈(70/15/15, 량부),에틸아세테이트중의 20중량%고체, 고형 접착제중의 3중량% 트리알킬 설포늄 착염.
상기 접착제를 150°F에서 5분동안 건조하여 12.6g/m2의 건조중량이 되도록 하고 실리콘이 코팅된 릴리즈 라이너를 상기 접착제에 적층시킨다. 적층 구조물은 2400cm/min로 린데광경화 시스템을 세번 통과하며, 2개의 중압 수은 램프에 면해 있는 폴리에틸렌면을 갖고 있다.
실리콘 릴리즈 라이너를 제거하고 전사체를 페인트된 내후성 강철 판넬(Q판넬)의 페인트 표면에 대해 접착제를 이용하여 배치한다. 그래픽 면적 전면을 폴리에틸렌 고무로울러의 끝으로 문지름으로써 캐리어 필름의 자유표면에 적당한 압력을 가한다. 캐리어 필름을 페인트된 면으로부터 벗겨내면 페인트면에는 그래픽이 남게 된다. 그래픽의 끝이나 잉크가 없는 페인트상에는 접착제가 남아 있지 않는다.
그후, C-17 휘일과 500g의 하중을 이용한 타베르 마모 시험기로 상기 도포된 그래픽의 마멸 내성을 시험한다. 정해진 횟수의 사이클 이후 그래픽의 외관에 대한 상대 값이 제공된다.상기 그래픽은 20회 이상의 사이클 동안 마멸 내성이 있는 것으로 나타났다.
[실시예 14]
2mil 크기의 폴리프로필렌(34dynes/cm 이하의 표면장력)시이트는 NazDar UV 111 블랙잉크(NazDar 회사에서 시판됨)를 사용하여 390메쉬 스크린으로 스크린 인쇄한다.
잉크는 린데광경화 시스템(1524cm/min로 2회 통과, 질소압, 30psi)에 의해 경화된다. 폴리프로필렌의 잉크가 도포된 면은 ENI 동력 시스템 MRS-8 코로나 표면처리기를 사용해 코로나 방전 처리하여 표면 장력이 40dynes/cm인 필름의 비피복 부위를 제공한다.
상기 캐리어 잉크는 다음과 같은 조성의 접착제에 적층된다: 이소옥틸 아크릴레이트/글리시딜 메타크릴레이트/메틸아크릴레이트/아크릴아미드(64/10/25/1, 중량부)
고유 점도는 0.73d1/g이고 12.6g/cm2으로 코팅됨.
적층물 구조는 2400cm/min로 린데광경화 시스템을 세번 통과하며 2개의 중간 압력 수은 램플에 면해 있는 폴리프로필렌면을 갖고 있다.
실리콘 릴리즈라이너를 제거하고 전사체는 페인트된 내후성 강철 판넬(Q판넬)의 페인트 표면에 대해 접착제로 배치한다. 그래픽 전면을 폴리에틸렌 고무 로울러의 끝으로 문질러서 캐링 필름의 자유 표면에 적당한 압력을 가한다. 상기 캐리어 필름을 페인트된 면으로부터 벗겨내면 페인트에는 그래픽이 남게된다. 그래픽의 끝이나 잉크가 없는 페인트면에는 접착제가 남아 있지 않는다.
[실시예 15]
2mil 크기의 폴리에틸렌(34dynes/cm 이하의 표면 장력)시이트에 상을 포함하는 157메쉬의 스크린으로 스크린 인쇄하며 하기한 잉크가 사용된다:
Figure kpo00006
1-폴리비닐클로라이드 용액 수지에 대한 유니온 카바이드 회사의 상표명
2-열안정제에 대한 페로 회사의 상표명
3-백색 안료에 대한 내쇼날 리드 회사의 상표명
4-실리콘 유동첨가제에 대한 제네랄 일렉트릭 회사의 상표명
잉크는 15°F의 오븐에서 1시간 동안 건조된다. 폴리에틸렌의 잉크가 도포된 면은 MRS-8 코로나 표면 처리기를 사용해 코로나 처리되어 표면장력이 40dynes/cm인 비피복된 필름 지역을 형성한다.
상기 처리된 필름-잉크는 다음과 같은 접착제(고유 점도가 0.61dl/g)로 나이프 바아 코팅된다: 이소옥틸 아크릴레이트/글리시딜 메타크릴레이트/N-비닐피롤리돈(70/15/15, 중량부), 에틸 아세테이트 중의 20중량%의 고체, 고체 접착제중의 3중량%의 트리알릴설포니움착염.
접착제는 150°F에서 5분 동안 건조되어 12.6g/cm2의 건조 중량을 제공하며 실리콘이 코팅된 릴리즈 라이너를 접착제에 적층시킨다. 적층물 구조는 2400cm/min로 린데광경화 시스템을 세번 통과하며 2개의 중간 압력수은 램프에 면해 있는 폴리에틸렌면을 갖고 있다.
실리콘 릴리즈 라이너를 제거하고, 전사체는 페인트된 내후성 강철 판넬(Q판넬)의 페인트 표면에 대한 접착제에 놓여진다. 그래픽 전면을 폴리에틸렌 고무 로울러의 끝으로 문질러 캐리어필름의 자유 표면에 적당한 압력을 가한다. 상기 캐리어 필름을 페인트 면으로부터 벗겨낸 후 페인트된 면에는 그래픽이 남는다.
그래픽의 끝이나 잉크가 없는 페인트면에는 접착제가 남아있지 않는다.
그후, C-17 휘일과 500g의 하중을 이용한 라베르 마멸 시험기를 사용해 상기 도포된 그래픽의 마멸 저항을 시험한다. 상기 그래픽은 20회 이상의 사이클 동안 마멸 내성이 있는 것으로 나타났다.
[실시예 16]
2mil 크기의 폴리에스테르(표면 장력 52dynes/cm) 시이트에 157메쉬 스크린을 사용하여 그래픽 디자인을 제공하기 위해 스크린 인쇄하여 하기의 잉크를 사용한다.
Figure kpo00007
상기 잉크는 1시간 동안 150°F의 오븐에서 건조된다.
상기 필름-잉크는 다음과 같은 접착제(고유점도 0.51dl/g)를 사용하여 나이프 바아 코팅한다.
이소옥틸아크릴레이트/글리시딜 메타크릴레이트/N-비닐피롤리돈(70/15/15 중량부), 에틸 아세테이트중의 20중량% 고체, 고체 접착제중의 3중량% 트리 알릴설포니움착염.
상기 접착제는 150°F에서 5분 동안 건조되어 12.6g/m의 건조중량을 제공하며 상기 접착제에 실리콘 코팅된 릴리즈 라이너를 제공한다. 적층 구조는 2400cm/min로 린데광경화 시스템을 세번 통과하며, 2개의 중간 압력수은 램프에 면해있는 폴리에스테르면을 갖고 있다.
실리콘 릴리즈 라이너를 제거하고 전사체를 페인트된 내후성 강철 판넬(Q판넬)의 페인트 표면에 대한 접착제를 이용하여 배치한다. 그래픽 전면을 폴리에틸렌 고무 로울러의 끝으로 문질러 자유 표면에 적당한 압력을 가한다. 상기 캐리어 필름을 페인트된 표면으로부터 벗겨낸 후 페인트에는 그래픽이 남게된다. 그래픽의 끝이나 잉크가 없는 페인트면에는 접착제가 남아 있지 않는다.
[실시예 17]
캐리어 필름으로 1mil 크기의 폴리아미드(표면 장력 62dynes/cm)를 사용하여 실시예 16을 반복하였으며 동일한 결과가 얻어졌다.
본 발명의 전사체는 명확한 잉크상을 깨끗하게 전달시켜 주는데 필요하고 결합강도롤 변화시키기 위해 한층으로부터 다른 층으로 시약이 이동하는데 영향을 주지 않은 채 전사체로부터 기판으로 접착제를 제공하는 접착력과 응집력의 균형을 유지시켜 주는 구조 성분을 포함한다. 캐리어 필름에 대한 용매 특이성침투 코팅은 불필요하다. 최소한의 구조요소가 필요하다. 즉, 잉크와 캐리어 필름사이의 별도층등은 불필요하다. 접착제는 실온에서 바람직한 정상적 접착성을 갖고 있으나 화학 방사선 조사하에서는 비교적 점착성이 없거나 최소한 저잠착성질을 나타내는 상태로 변하고, 일반적으로 국소 광택 작용에 반대되는 박리력을 적용하므로써 조사된 경계선과 비조사된 경계선을 따라 벽개(벗겨질 수)될 수 있다. 접착제의 조사는 캐리어 필름위에 놓여진 잉크 패턴으로 조절되므로, 외부 마스크, 주형, 음각등의 필요성을 제거해준다. 수많은 단색-다색 그래픽은 심한 풍화와 다른 조건에 저항할 수 있다는 점에서, 전사체는 심미적인 면에서나 기능적인 면에서 다양한 용도를 부여해주고 있다.

Claims (19)

  1. 제1표면부(16) 및 제2표면부(18)로 구성된 주표면(14)을 제공하는 연속적이고 화학 방사선에 투명한 캐리어 필름(12), 상기 캐리어 필름의 주표면(14)중 제1표면부(16)에 결합된, 캐리어 필름(12)과 상용성을 갖고 화학 방사선에 불투명한 하나이상의 잉크층(20)으로 이루어진 그래픽 패턴, 및 화학 방사선에 반응하는(감광성을 갖는)연속상의 집착제층(22)를 포함하는 전사체(10)로서, 상기 접착제층(22)은 상기 잉크(20)에 결합된 제1단편(24)과 상기 캐리어 필름(12)의 주표면(14)중 제2표면부(18)에 결합된 제2단편(26)을 가지며, 상기 제2표면부(18)을 통하여 화학 방사선을 상기 제2단편(26)에 조사시키는 경우, 상기 접착제는 상기 잉크 하부의 단편에서 기판에 결합될 수 있으며, 따라서 상기 캐리어 필름(12)에 박리력을 가함으로써 상기 잉크의 가장 자리를 따라서 상기 접착제(22)가 조사된 제2단편(26)과 함께 상기 캐리어 필름(12)을 상기 기판으로부터 선택적으로 분리시키며, 상기 기판의 표면상(28)에는 상기 잉크와 상기 접착제의 비조사된 제1단편이 남도록 함으로써 기판상에 디자인을 제공하는 것을 특정으로 하는 전사체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 캐리어 필름의 주표면은 폴리에스테르, 폴리이미드 및 폴리아미드중에서 선택되는 중합체로 구성되는 것을 특정으로 하는 전사체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 잉크는 폴리우레탄 중합체 기제를 포함하는 것을 특징으로 하는 전사체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 접착제는 옥시란-고리 함유비닐 화합물 및 하나 이상의 부가 비닐 함유 단량체를 포함하는 반응계의 반응 생성물과 유효량의 이온성 광개시제를 포함하는 것을 특징으로 하는 전사체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 접착제는 이소옥틸 아크릴레이트; 글리시딜, 메타크릴레이트, 글리시딜 알릴 에테르 및 글리시딜 아크릴레이트중에서 선택된 하나 이상의 옥시란-고리함유 비닐 화합물; 및 N-비닐피롤리딘, 메틸 아크릴레이트 및 아크릴 아미드중에서 선택된 하나 이상의 부가 비닐함유 단량체를 함유한 반응계의 반응 생성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전사체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 캐리어 필름의 주표면은 폴리프로필렌이며, 상기 잉크는 폴리우레탄 중합체 기제를 포함하며, 상기 접착제는 5중량%내지 25중량%의 하나 이상의 옥시란-고리함유 비닐 화합물, 75중량%이상의 하나 이상의 부가 비닐함유 단량체를 포함하는 반응계의 반응 생성물과 유효량의 이온성 광개시제를 포함하는 것을 특징으로 하는 전사체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 접착제는 정상적으로 점착성을 갖는 압감 접착제이며, 상기 캐리어 필름의 주표면중 제2표면 부(18)가 코로나 방전처리되는 것을 특징으로 하는 전사체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 잉크는 자외선에 의해 경화되는 조성물인 것을 특징으로 하는 전사체.
  9. 제1항에 있어서, 상기 캐리어 필름의 주표면은 폴리에틸렌과 폴리프로필렌 중에서 선택되는 중합체인 것을 특징으로 하는 전사체.
  10. 제4항에 있어서, 상기 옥시란-고리함유 비닐 화합물은 약 7중량%내지 약 18중량%의 함량으로 상기 반응계중에 존재하며, 상기 옥시란-고리 함유 비닐 화합물은 글라시딜 아크릴 레이트, 글리시딜 메타크 릴레이트 및 글리시딜 아릴에테르중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전사체.
  11. 제6항에 있어서, 상기 폴리프로필렌 주표면의 제2표면부는 표면 자유 에너지를 증가시킬 수 있도록 표면 처리하는 것을 특징으로 하는 전사체.
  12. (1) 제1표면부(16)과 제2표면부(18)로 구성된 주표면(14)을 가지는 화학 방사선에 투명한 연속상의 캐리어 필름(12)을 제공하는 단계; (2) 화학 방사선에 불투명하여 캐리어 필름과 상용성을 가지는 잉크(20)를 상기 주표면의 제1표면부에 도포하는 단계; (3) 상기 잉크(20)및 상기 주표면(14)의 제2표면부(18)의 전면에 화학 방사선을 반응성 있는(감광성을 갖는) 연속상의 접착제층(22)를 상기 잉크(20)에 결합된 제1단편(24) 및 상기 캐리어 필름(12)의 주표면중 제2표면부(18)에 결합된 제2단편(22)에 도포하는 단계; 및 (4) 상기 전사체(10)을 화학방사선에 조사시켜서 그 결과 잉크(20)는 상기 접착제(22)의 제1단편(24)에 상기 화학 방사선을 통과하지 않도록 하며 상기 제2표면부(18)는 상기 접착제(22)의 제2단편(26)을 상기 화학 방사선을 통과시킴으로써, 주어진 기판에 상기 전사체를 적용했을 때, 상기 캐리어 필름(12)에 박리력을 가하여 상기 잉크의 가장 자리를 따라서 조사된 상기 접착제의 제2단편과 함께 상기 캐리어 필름을 상기 기판으로부터 선택적으로 분리시키고, 상기 기판상에 상기 잉크와 상기 접착제의 비조사된 제1단편이 남도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건조 조사체의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 캐리어 필름(12)의 주표면은 폴리에스테르, 폴리이미드, 및 폴리아미드중에서 선택되는 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전사체의 제조방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 캐리어 필름(12)의 주표면은 폴리에틸렌, 또는 폴리프로필렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 전사체의 제조방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 단계(2) 및 단계(3) 사이에 추가의 단계로서 상기 제1표면부(16)상에 잉크(20)가 도포되어 있는 상기 캐리어 필름(12)의 주표면(14)을 상기 제1표면부(16)의 표면 자유 에너지에 비해 상기 제2표면부(18)의 표면 자유 에너지를 증가시키기 위해 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전사체의 제조방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 접착제(22)는 정상적으로 점착성을 가지는 압감 접착제인 것을 특징으로 하는 전사체의 제조방법.
  17. 제4항 또는 제6항에 있어서, 상기 접착제(22)는 정상적으로 점착성을 가지는 압감 접착제인 것을 특징으로 하는 전사체.
  18. 제15항에 있어서, 상기 정상적으로 점착성을 가지는 압감 접착제는 이소옥틸 아크릴레이트; 글리시딜 메타크릴레이트, 글리시딜 알릴 에테르 및 글리시딜 아크릴레이트중에서 선택된 하나 이상의 옥시란-고리함유 비닐 화합물과 N-비닐 피롤리딘, 메틸 아크릴레이트 및 아크릴 아미드중에서 선택된 하나 이상의 부가 비닐함유 단량체를 포함하는 반응계의 반응 생성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전사체의 제조방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 정상적으로 점착성을 가지는 압감 접착제는 5중량% 내지 25중량%의 하나이상의 옥시란-고리함유 비닐 화합물, 75중량% 이상의 하나이상의 부가 비닐함유 단량체를 포함하는 반응계의 반응 생성물과 유효량의 이온성 광개시제를 포함하는 것을 특징으로 하는 전사체의 제조방법.
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