WO2009096680A2 - 인몰드용 반경화 전사필름의 제조방법 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a semi-cured transfer film for in-mold, and more particularly, a release layer, a protective layer, a printing layer, a deposition layer, and an adhesive layer are sequentially stacked on a base film, but the ultraviolet light is formed on the release layer.
  • a coating liquid consisting of a curable resin and a peroxide and heating it to form a semi-hardened protective layer, no harmful substances such as formaldehyde (HCHO) are generated during the manufacturing process, and the injection film is injected using the transfer film.
  • the present invention relates to a method for producing a semi-cured transfer film for in-mold which has excellent physical properties of a molded article.
  • the in-mold injection method refers to a method of injecting molten resin in a state in which a transfer film printed with a predetermined pattern is mounted between a fixed mold and a moving mold of an injection mold.
  • This in-mold injection method enables the 360 ° direction transfer and uneven part transfer that cannot be overcome by the conventional thermal transfer method, and the four-step process that leads to injection, vacuum deposition, adhesion, and aluminum nameplate attachment is performed by injection and transfer. Since it can be greatly shortened by only the step process, the manufacturing cost of the injection molding can be reduced, and the defect rate can be greatly reduced.
  • the transfer film is a material which has a major influence on the quality of the molded product.
  • the transfer film usually consists of a base film (or substrate sheet) having a releasability, and a protective layer, a printing layer, a deposition layer, and an adhesive layer, which are sequentially stacked thereon.
  • the protective layer is bonded only to the part covering the printing layer on the molding, the remaining part is cut and removed together with the base film. Therefore, the protective layer must have a good strength to protect the printed layer and at the same time have a good cutting property to prevent the generation of flakes (Burr) in the cut surface.
  • thermosetting resin and ultraviolet curable resin are mainly used as a raw material of the said protective layer.
  • the protective layer using the thermosetting resin is usually disadvantageous in poor chemical resistance and wear resistance, and the protective layer using the ultraviolet curable resin is known to have a high risk of minute cracking, especially in the site of bending.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-239278 (published date; November 28, 1985) introduces a hot stamping foil in which a release layer, a protective layer, a vacuum deposition layer, and an adhesive layer are sequentially stacked on a base film.
  • the protective layer is made of only an ultraviolet curable resin such as an alkyd resin or a polyester resin, so that the hot stamping foil has excellent physical resistance to scratches and the like.
  • Korean Patent Publication No. 1999-28385 discloses a protective layer made of an ultraviolet curable resin and a multifunctional isocyanate in a transfer material composed of a substrate sheet, a protective layer, a printing layer, and an adhesive layer.
  • the technique to do is introduced.
  • the protective layer is heated and semi-cured once in the manufacturing process, and then transferred to the surface of the molded article, and then irradiated with ultraviolet rays to completely cure it.
  • the transfer material has an effect of greatly improving the crack resistance at the bent portion, the disadvantage of the occurrence of flakes at the cut surface of the protective layer when removing the substrate sheet after molding is still unresolved, especially in the manufacturing process.
  • There is a serious problem that the residue of reacted isocyanates produces formaldehyde (HCHO), a toxic substance harmful to the human body.
  • An object of the present invention is to produce a transfer film for in-mold injection comprising a base film having a releasability and a protective layer, a printing layer, a deposition layer and an adhesive layer, resulting in excellent cutting properties, crack resistance and transparency of the protective layer
  • a transfer film for in-mold injection comprising a base film having a releasability and a protective layer, a printing layer, a deposition layer and an adhesive layer, resulting in excellent cutting properties, crack resistance and transparency of the protective layer
  • Preparation of semi-hardened transfer film for in-mold which has excellent gloss, abrasion resistance, and chemical resistance of the molded article to which the transfer film is transferred, and at the same time, no toxic substance such as formaldehyde (HCHO) is generated from the transfer film, and the overall working environment is greatly improved.
  • HCHO formaldehyde
  • the present invention in order to manufacture a transfer film for in-mold injection by laminating a release layer, a protective layer, a printing layer, a deposition layer and an adhesive layer on a base film, selected from an acrylic monomer, an epoxy or a urethane-based oligomer
  • a protective layer coating liquid comprising 1 to 10 parts by weight of a peroxide thermosetting initiator and 3 to 8 parts by weight of a photopolymerization initiator is formed on 100 parts by weight of any one or two or more ultraviolet curable resins, and the coating solution is placed on the release layer from 1 to 10 parts by weight.
  • After coating to a thickness of 20 ⁇ m characterized in that it comprises a step of forming a protective layer by thermal curing for 10 to 30 seconds at a temperature of 80 ⁇ 180 °C.
  • thermosetting initiator since peroxide is used instead of a multifunctional isocyanate as a thermosetting initiator, no toxic substances such as formaldehyde (HCHO) are produced in the manufacturing process, and overall operation is performed. The environment is greatly improved.
  • HCHO formaldehyde
  • the printing layer is applied in a semi-cured state, that is, in a state in which the adhesive force is removed, the adhesion between the protective layer and the printing layer is excellent, and furthermore, the cutability and crack resistance of the protective layer and As a result, the transparency is excellent, and as a result, there is an effect of excellent gloss, wear resistance, and chemical resistance of the molded article to which the transfer film is transferred.
  • the semi-cured transfer film for inmold according to the present invention is manufactured by sequentially laminating a release layer, a protective layer, a printing layer, a deposition layer, and an adhesive layer on a base film.
  • the method of forming the base film, the release layer, the printing layer, and the adhesive layer is the same as the conventional method, and the features of the present invention are limited to the method of forming the protective layer.
  • the base film, the release layer, the print layer, the deposition layer, and the adhesive layer will be exemplarily described to assist in understanding the present invention.
  • the base film functions to maintain the shape of the transfer film as a whole, and is made of, for example, any one or two or more mixed resins of polyester, polypropylene, polyamide, polyethylene, or triacetate resins. It is preferable that the thickness is 20-50 micrometers.
  • the release layer laminated on the base film functions to separate the base film from the molding after injection molding, and is made of, for example, wax, silicone, teflon, melamine, unsaturated urethane, and the like. It is preferable to form the thickness of the mold release layer around 0.5 to 1 ⁇ m.
  • the protective layer which is a feature of the present invention, is laminated on the release layer, and functions to protect the printing layer and the adhesive layer attached to the molding after the base film is separated.
  • This protective layer first forms a protective layer coating liquid consisting of 1 to 10 parts by weight of a peroxide thermosetting initiator and 3 to 8 parts by weight of a photopolymerization initiator with respect to 100 parts by weight of an ultraviolet curable resin, and the protective layer coating solution is placed on the release layer from 1 to 1 parts by weight. After coating to a thickness of 20 ⁇ m, it is formed by thermal curing for 10 to 30 seconds at a temperature of 80 ⁇ 180 °C. In this case, the said protective layer is semi-hardened and the adhesive agent is removed.
  • the ultraviolet curable resin may use a conventional ultraviolet curable resin, for example, any one or two or more selected from an acrylic monomer and an epoxy or urethane oligomer may be used.
  • thermosetting initiator is methyl ethyl ketone peroxide, cumin hydro peroxide, t-butyl perbenzoate, 1,1-di-t-butyl peroxy-3,3,5-trimethyl cyclohexane, dilaurolyl Any one or two or more selected from peroxide, dibenzoyl peroxide may be used. These peroxides are easily decomposed by heat and react with the acrylic groups of the ultraviolet curable resin to cause thermal curing.
  • the photopolymerization initiator is benzophenone, benzyl ketone, 2-chloro- thioxanthone, 2,4-diethyl- thioxanthone, benzoin ethyl ether, diethoxy acetophenone, benzyl methyl ketal, 2-hydroxy Any one or two or more selected from 2-methyl-1-phenyl-1-propanone, 1-hydroxy-cyclohexylphenylketone can be used.
  • Such a photopolymerization initiator is excited by ultraviolet rays to cause a radical reaction to promote a chain reaction of the ultraviolet curable resin.
  • the content of the peroxide is 1 part by weight or less, sufficient heat curing does not occur, so that the adhesive layer does not remain in the protective layer.
  • the content is 10 parts by weight or more, excessive thermal curing proceeds and cracks are formed on the surface of the protective layer. There is a problem that occurs.
  • the temperature which heats the said coating layer is less than 80 degreeC, sufficient thermosetting will not generate
  • the protective layer coating liquid may include an amine or a urea compound as a photosensitizer in addition to the ultraviolet curable resin, the thermosetting initiator and the photopolymerization initiator.
  • photosensitizers have a function of promoting radical reaction of the photopolymerization initiator.
  • a gravure coater As a method of coating the protective layer coating solution, a gravure coater, a micro gravure coater, a TDY slotter coater, a spray coater, a comma coater, or the like may be used.
  • the coating layer undergoes anaerobic curing, that is, a smoother curing in the absence of oxygen. That is, rapid curing proceeds inside the coating layer in which oxygen is scarce, but smooth curing does not proceed on the surface of the coating layer in contact with oxygen. Therefore, the process of coating the protective layer in the present invention is preferably carried out in a nitrogen environment. This acts as a scavenger in which nitrogen is combined with oxygen to form nitric oxide, so that active anaerobic curing proceeds on the surface of the coating layer.
  • a monomer containing an aryl group may be used as an additive for removing the adhesive from the surface of the protective layer, and preferably, arylmethacrylate and the like may be used.
  • the aryl group also serves as a scavenger that combines with oxygen to help anaerobic curing.
  • the printed layer laminated on the protective layer is made of an acrylic resin, polyurethane resin, melamine resin, polyamide resin, as in the conventional transfer film, and contains pigments or dyes of various colors.
  • the printed layer is partially formed to have a predetermined pattern and color, and the thickness is preferably 1 to 2 ⁇ m.
  • the printed layer has a strong interlayer adhesion since it is applied on the protective layer in a semi-cured state.
  • the deposition layer deposited on the printed layer is also made of aluminum, chromium, nickel, silver, and the like as a conventional transfer film, and serves to impart metallic luster. The thickness of the deposited layer is formed around 0.02 ⁇ m.
  • the adhesive layer is made of an acrylic or vinyl adhesive, and serves to attach the transfer film of the present invention to an injection molding. It is preferable that the thickness of an adhesive layer is 1-2 micrometers.
  • a multifunctional isocyanate as a thermosetting initiator to the ultraviolet curable resin constituting the protective layer
  • peroxide is added to form a protective layer coating solution, and immediately after coating the protective layer coating solution on a release layer.
  • the primary is semi-cured by heating it to form a printing layer, a deposition layer and an adhesive layer on the protective layer in the semi-cured state to prepare a transfer film.
  • the protective layer transferred to the molded article is irradiated with ultraviolet rays again to completely harden the protective layer.
  • Polyester resin film (Toray Co., Ltd. product: XM80) was used as a base film, and the unsaturated urethane type release layer was gravure-coated on it at the thickness of 0.5 micrometer.
  • the ultraviolet curable resin 48 parts by weight of an acrylic urethane resin (manufactured by SARTOMER company: CN953), 25 parts by weight of ethylene butyl acrylate, 22 parts by weight of stearyl methacrylate (SR324 manufactured by SARTOMER company) and aryl methacrylate (SARTOMER company) Product SR201), 5 parts by weight of cumin hydroperoxide is used as a thermosetting initiator, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone (Ciba Specialty Chemicals, Inc. Cure-1173) 4 parts by weight were used, and a protective coating layer was prepared using 2 parts by weight of other dispersant (BYK-made anti-terra oil).
  • the protective layer coating solution was coated on the release layer using a gravure coater under a nitrogen atmosphere to a thickness of 5 ⁇ m, and then thermally cured at 160 ° C. for 20 seconds to form a protective layer.
  • Color coating is performed on the protective layer in a conventional manner to form a printing layer, and a deposition primer is coated on the printing layer, and aluminum is vacuum deposited to form a deposition layer, and then thereon, 1 ⁇ m of an acryloid B82 solution is deposited thereon.
  • a deposition primer is coated on the printing layer, and aluminum is vacuum deposited to form a deposition layer, and then thereon, 1 ⁇ m of an acryloid B82 solution is deposited thereon.
  • thermosetting initiator 1 instead of using cumin hydroperoxide as the thermosetting initiator in Example 1, 4 parts by weight of dibenzoyl peroxide was used to form a protective layer coating solution, and otherwise carried out in the same manner as in Example 1 to transfer the insert. Film B was prepared.
  • a protective layer coating solution except for cumin hydroperoxide was prepared in Example 1, and the coating solution was coated on a release layer in the same manner as in Example 1 to form a protective layer. Subsequently, the protective layer was directly irradiated with ultraviolet rays (high pressure mercury lamp: 120 W / cm) and cured under ultraviolet rays, and then a print layer, a deposition layer, and an adhesive layer were formed in the same manner as in Example 1 to insert insert transfer film (C). Was completed.
  • ultraviolet rays high pressure mercury lamp: 120 W / cm
  • a protective layer coating solution except dibenzoyl peroxide was prepared in Example 2, and the coating solution was coated on a release layer in the same manner as in Example 2 to form a protective layer. Subsequently, the protective layer was directly irradiated with UV light (high pressure mercury lamp: 120 W / cm) and cured by UV, and then the printing layer, the deposition layer, and the adhesive layer were formed in the same manner as in Example 2 to insert the transfer film for insert injection (D). Was completed.
  • UV light high pressure mercury lamp: 120 W / cm
  • the transfer film (A, B) prepared in accordance with an embodiment of the present invention has an interlayer adhesion between the protective layer and the print layer as compared to the transfer film (C, D) of the comparative example It was shown to be excellent, the surface hardness of the protective layer transferred to the molded article, the degree of cracking of the bent portion is improved, and no flakes were generated at the cut surface of the protective layer.

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Abstract

본 발명은 인몰드용 반경화 전사필름의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 베이스 필름 위에 이형층과 보호층, 인쇄층, 증착층 및 접착층이 차례로 적층된 구조로 이루어지되, 상기 이형층 위에 자외선 경화성 수지와 퍼옥사이드로 이루어지는 코팅액을 도포하고 이를 가열하여 반경화시킨 보호층을 형성함으로서, 그 제조과정에서 포름알데히드(HCHO)와 같은 유해물질이 발생하지 않고, 나아가 상기 전사필름을 사용하여 사출한 성형품의 물성이 매우 우수하게 되는 인몰드용 반경화 전사필름의 제조방법에 관한 것이다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 02.03.2009]　인몰드용 반경화 전사필름의 제조방법
본 발명은 인몰드용 반경화 전사필름의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 베이스 필름 위에 이형층과 보호층, 인쇄층, 증착층 및 접착층이 차례로 적층된 구조로 이루어지되, 상기 이형층 위에 자외선 경화성 수지와 퍼옥사이드로 이루어지는 코팅액을 도포하고 이를 가열하여 반경화시킨 보호층을 형성함으로서, 그 제조과정에서 포름알데히드(HCHO)와 같은 유해물질이 발생하지 않고, 나아가 상기 전사필름을 사용하여 사출한 성형품의 물성이 매우 우수하게 되는 인몰드용 반경화 전사필름의 제조방법에 관한 것이다.
최근 세탁기나 에어콘 등 각종 가전제품의 프론트 패널을 제작하거나, 컴퓨터, 휴대폰 등의 엘씨디 윈도우 또는 키패드를 제작하는데 소위 인몰드(Inmold) 사출법이 널리 사용되고 있다. 잘 알려진 바와 같이, 인몰드 사출법이란 사출금형의 고정틀과 이동틀 사이에 소정의 문양이 인쇄된 전사필름을 장착한 상태에서 용융수지를 사출하는 방법을 말한다. 이러한 인몰드 사출법은 기존의 열전사 방법에서는 극복하지 못한 360° 방향 전사 및 요철부분 전사를 가능케 하고, 사출과 진공증착, 접착 및 알루미늄 명판 부착 등으로 이어지는 4단계 공정을 사출 및 전사라는 단 한 단계 공정만으로 대폭 단축할 수 있어서 사출 성형물의 제조 원가를 절감함은 물론, 불량률도 크게 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
상기와 같은 인몰드 사출공정에서 성형물의 품질에 매우 주요한 영향을 미치는 소재가 바로 전사필름이다. 전사필름은 통상적으로 이형성을 갖는 베이스 필름(또는 기질시트)과, 그 위에 차례로 적층된 보호층과 인쇄층, 증착층 및 접착층으로 이루어진다. 사출금형 내부에 상기 전사필름을 장착한 상태에서 용융수지를 사출하여 성형물을 성형하고 나면, 상기 전사필름의 보호층과 인쇄층 및 증착층은 접착층에 의해서 성형물에 전사되고, 상기 베이스 필름은 이형층에 의해 보호층에서 분리된다. 이때, 상기 보호층은 인쇄층을 덮는 부위만 성형물 위에 접착되고, 나머지 부위는 베이스 필름과 함께 절단·제거된다. 따라서, 상기 보호층은 인쇄층을 보호할 수 있는 물리적 강도를 가지면서 동시에 절단면에서 박편(Burr)이 발생하지 않도록 양호한 절단성을 가져야 한다.
종래에는 상기 보호층의 소재로서 주로 열경화성 수지나 자외선 경화성 수지를 사용하고 있다. 그런데 열경화성 수지를 사용한 보호층은 통상 내약품성과 내마모성이 불량한 단점이 있고, 자외선 경화성 수지를 사용한 보호층은 특히 굴곡이 있는 부위에서 미세한 균열이 발생할 우려가 높은 것으로 알려져 있다.
예컨대, 일본 특허공개 소60-239278호(공개일자; 1985.11.28.)에는 베이스 필름 위에 이형층, 보호층, 진공증착층 및 접착층이 차례로 적층된 핫 스탬핑 호일(Hot stamping foil)이 소개되어 있는데, 상기 핫 스탬핑 호일은 보호층이 알키드 수지나 폴리에스테르 수지와 같은 자외선 경화성 수지로만 이루어져 있어서 스크래치 등에 대한 물리적 내성은 우수하지만, 특히 굴곡부에서 균열이 생기는 문제가 있었다.
또한, 국내 특허공개 제1999-28385호(공개일자; 1999.04.15.)호에는 기질시트와 보호층, 인쇄층 및 접착층으로 이루어진 전사재에 있어서, 자외선 경화성 수지와 다기능 이소시아네이트로 이루어진 보호층을 형성하는 기술이 소개되어 있다. 이때, 상기 보호층은 그 제조과정에서 한번 가열하여 반경화시키고 난 다음, 완성된 전사재를 성형품 표면에 전사한 후에 다시 자외선으로 조사하여 완전 경화시킨다. 이러한 전사재는 굴곡부위에서의 내균열성을 크게 개선 시킨 효과는 있지만, 성형 후 기질시트를 제거할 때 보호층의 절단면에서 박편(Burr)이 발생하는 단점은 여전히 해소하지 못하였고, 특히 제조과정에서 미반응된 이소시아네이트의 잔류물이 인체에 유해한 독성물질인 포름알데히드(HCHO)를 생성시키는 심각한 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 이형성을 갖는 베이스 필름과 보호층, 인쇄층, 증착층 및 접착층으로 이루어지는 인몰드 사출용 전사필름을 제조함에 있어서, 상기 보호층의 절단성과 내균열성 및 투명도가 우수하여 결과적으로 상기 전사필름이 전사된 성형품의 광택성과 내마모성 및 내약품성이 우수하고, 동시에 전사필름에서 포름알데히드(HCHO)와 같은 독성물질이 생성되지 않아서 전반적인 작업환경이 크게 개선된 인몰드용 반경화 전사필름의 제조방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 베이스 필름 위에 이형층과 보호층, 인쇄층, 증착층 및 접착층을 차례로 적층하여 인몰드 사출용 전사필름을 제조함에 있어서, 아크릴계 모노머나 에폭시계 또는 우레탄계 올리고머 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상으로 된 자외선 경화성 수지 100 중량부에 대하여 퍼옥사이드 열경화 개시제 1 ~ 10 중량부 및 광중합 개시제 3 ~ 8 중량부로 이루어지는 보호층 코팅액을 조성하고, 이 코팅액을 상기 이형층 위에 1 ~ 20 ㎛의 두께로 코팅한 후 80 ~ 180 ℃의 온도에서 10 ~ 30 초 동안 열경화 시켜서 보호층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 인몰드용 반경화 전사필름의 제조방법에서는 열경화 개시제로서 다기능 이소시아네이트를 사용하는 대신에 퍼옥사이드를 사용하기 때문에 제조과정에서 포름알데히드(HCHO)와 같은 독성물질이 생성되지 않고, 전반적인 작업환경이 크게 개선된 효과가 있다.
또한, 보호층이 반경화된 상태, 즉 점착력이 제거(Tacky free)된 상태에서 인쇄층을 도포하기 때문에 보호층과 인쇄층 사이의 층간 밀착력이 우수하고, 나아가 보호층의 절단성과 내균열성 및 투명도가 우수하여 결과적으로 상기 전사필름이 전사된 성형품의 광택성과 내마모성 및 내약품성이 우수하게 되는 효과가 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 인몰드용 반경화 전사필름은 베이스 필름 위에 이형층과 보호층, 인쇄층, 증착층 및 접착층을 차례로 적층하여서 제조된다. 이때, 상기 베이스 필름과 이형층, 인쇄층 및 접착층을 형성하는 방법은 통상적인 방법과 동일하고, 본 발명의 특징은 상기 보호층을 형성하는 방법에 한정된다. 그러나, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 상기 베이스 필름과 이형층, 인쇄층, 증착층 및 접착층에 대해서도 예시적으로 설명한다.
본 발명에서 베이스 필름은 전체적으로 전사필름의 형태를 유지하는 기능을 하며, 예컨대 폴리에스테르계나 폴리프로필렌계, 폴리아미드계, 폴리에틸렌계 또는 트리아세테이트계 수지 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합수지로 이루어지고, 그 두께는 20 ~ 50㎛ 인 것이 바람직하다.
상기 베이스 필름 위에 적층되는 이형층은 사출 성형 이후에 상기 베이스 필름을 성형물에서 분리시켜 주는 기능을 하며, 예컨대 왁스나 실리콘, 테프론, 멜라민, 불포화 우레탄 등으로 이루어진다. 상기 이형층의 두께는 0.5 ~ 1 ㎛ 전후로 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 특징인 보호층은 상기 이형층 위에 적층되는 것으로서, 베이스 필름이 분리된 이후에 성형물에 부착된 인쇄층과 접착층을 보호하는 기능을 한다. 이러한 보호층은 먼저 자외선 경화성 수지 100 중량부에 대하여 퍼옥사이드 열경화 개시제 1 ~ 10 중량부 및 광중합 개시제 3 ~ 8 중량부로 이루어지는 보호층 코팅액을 조성하고, 이 보호층 코팅액을 상기 이형층 위에 1 ~ 20 ㎛의 두께로 코팅한 후, 80 ~ 180℃의 온도에서 10 ~ 30초 동안 열경화 시켜서 형성한다. 이렇게 하면, 상기 보호층이 반경화하여 점착기가 제거된 상태로 된다.
이때, 상기 자외선 경화성 수지는 통상적인 자외선 경화성 수지를 사용할 수 있으며, 예컨대 아크릴계 모노머와 에폭시계 또는 우레탄계 올리고머 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 사용할 수 있다.
상기 열경화 개시제는 메틸에틸케톤 퍼옥사이드, 큐민 하이드로 퍼옥사이드, t-부틸 퍼벤조에이트, 1,1-디-t-부틸 퍼옥시-3,3,5-트리메틸 사이크로헥산, 디라우로릴 퍼옥사이드, 디벤조일 퍼옥사이드 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 사용할 수 있다. 이러한 퍼옥사이드는 열에 쉽게 분해되어 상기 자외선 경화성 수지의 아크릴기와 반응 하므로서 열경화를 일으키게 된다.
또한, 상기 광중합 개시제로는 벤조페논, 벤질케톤, 2-클로로-티오크산톤, 2,4-디에틸-티오크산톤, 벤조인 에틸에테르, 디에톡시 아세토페논, 벤질메틸케탈, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로파논, 1-하이드록시-사이클로 헥실페닐케톤 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 사용할 수 있다. 이러한 광중합 개시제는 자외선에 의해 여기(Excitation)되어 라디칼 반응을 일으켜서 자외선 경화성 수지의 연쇄 반응을 촉진한다.
본 발명에서 상기 퍼옥사이드의 함량이 1 중량부 이하이면, 충분한 열경화가 일어나지 않아서 보호층에 점착기가 남게 되어 좋지 않고, 반대로 10 중량부 이상이면, 과도한 열경화가 진행되어 보호층 표면에 균열이 발생하는 문제가 있다. 또한, 상기 코팅층을 가열하는 온도가 80 ℃ 미만이면, 충분한 열경화가 일어나지 않고, 반대로 180℃ 이상이면, 베이스 필름이 열에 의해 변형될 우려가 있다.
본 발명에서는 상기 보호층 코팅액에는 자외선 경화성 수지와 열경화 개시제 및 광중합 개시제 이외에 광증감제로서 아민류나 요소계 화합물을 포함할 수도 있다. 이러한 광증감제는 광중합 개시제의 라디칼 반응을 촉진하는 기능이 있다.
상기 보호층 코팅액을 코팅하는 방법으로는 그라비아 코터, 마이크로 그라비아 코터, 티다이 슬로터 코터, 스프레이 코터, 콤마 코터 등이 사용할 수 있다. 이와 같은 방법으로 이형층 위에 보호층 코팅액을 코팅하면, 이 코팅층은 혐기성 경화, 즉 산소가 희박한 상태에서 보다 원활한 경화가 진행된다. 즉, 산소가 희박한 코팅층 내부에서는 신속한 경화가 진행되지만, 산소와 접촉하는 코팅층 표면에서는 원활한 경화가 진행되지 않는다. 따라서, 본 발명에서 보호층을 코팅하는 공정은 질소 환경 하에서 진행하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 질소가 산소와 결합하여 산화질소로 되는 스캐빈져(Scavenger)의 역할을 하여 코팅층 표면에서도 활발한 혐기성 경화가 진행된다.
또한, 보호층의 표면에서 점착기를 제거하기 위한 첨가제로는 아릴기를 함유한 모노머를 사용할 수 있으며, 바람직하기로는 아릴메타 아크릴레이트 및 그 유사물이 사용될 수 있다. 이때, 아릴기도 산소와 결합하는 스캐빈져(Scavenger) 역할을 하여 혐기성 경화를 돕는다.
한편, 상기 보호층 위에 적층되는 인쇄층은 종래의 전사필름과 마찬가지로 아크릴 수지나 폴리우레탄수지, 멜라민 수지, 폴리아미드 수지로 이루어지고, 다양한 색상의 안료나 염료를 포함한다. 상기 인쇄층은 소정의 문양과 색상을 갖도록 부분적으로 형성하고, 두께는 1 ~ 2 ㎛ 인 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 인쇄층은 반경화된 상태의 보호층 위에 도포되기 때문에 강력한 층간 밀착력을 갖는다. 상기 인쇄층 위에 적층되는 증착층 역시 종래의 전사필름과 마찬가지로 알루미늄이나, 크롬, 니켈, 은 등으로 이루어지고, 금속성 광택을 부여하는 기능을 한다. 증착층의 두께는 0.02 ㎛ 전후로 형성한다.
마지막으로 접착층은 아크릴계 또는 비닐계 접착제로 이루어지고, 본 발명의 전사필름을 사출 성형물에 부착하는 기능을 한다. 접착층의 두께는 1 ~ 2 ㎛ 인 것이 바람직하다.
이와 같이 본 발명에서는 상기 보호층을 구성하는 자외선 경화성 수지에다 열경화 개시제제로서 다기능 이소시아네이트를 첨가하는 대신에 퍼옥사이드를 첨가하여 보호층 코팅액을 조성하고, 이형층 위에 상기 보호층 코팅액을 코팅한 직후에 이를 가열하여 일차 반경화 시킨 다음, 반경화 상태의 보호층 위에 인쇄층과 증착층 및 접착층을 형성하여 전사필름을 제조한다. 그리고, 상기 전사필름을 이용하여 성형품을 사출한 다음에는 성형품에 전사된 보호층에다 다시 자외선을 조사하여 보호층을 완전경화 시키는 것이다.
이하, 본 발명에 대한 실시예 및 비교예를 들어보면 다음과 같다.
실시예 1
폴리에스테르 수지필름(토레이사 제품: XM80)을 베이스 필름으로 사용하고, 그 위에 불포화 우레탄계 이형층을 0.5 ㎛의 두께로 그라비아 코팅하였다.
다음으로 자외선 경화성 수지로서 아크릴 우레탄 수지(SARTOMER사 제품: CN953) 48 중량부와 에틸렌 부틸 아크릴레이트 25 중량부, 스테아릴 메타아크릴레이트(SARTOMER사 제품 SR324) 22 중량부 및 아릴 메타아크릴레이트(SARTOMER사 제품 SR201) 5 중량부를 사용하고, 열경화 개시제로서 큐민 하이드로 퍼옥사이드 4 중량부를 사용하며, 광개시제로서 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로파논(시바 스페셜티 케미칼스사 제품: 다로큐어-1173) 4 중량부를 사용하고, 기타 분산제(BYK사 제품: 안티-테라-유) 2 중량부를 사용하여 보호층 코팅액을 조성하였다. 질소 분위기 하에서 그라비아 코터를 이용하여 상기 이형층 위에 상기 보호층 코팅액을 5 ㎛의 두께로 코팅한 후, 160℃에서 20초간 열경화하여 보호층을 형성하였다.
상기 보호층 위에 통상적인 방법으로 칼라 코팅을 실시하여 인쇄층을 형성하고, 이 인쇄층 위에 증착 프라이머를 코팅한 후 알루미늄을 진공 증착하여 증착층을 형성한 다음, 그 위에 아크릴로이드 B82용액을 1 ㎛의 두께로 코팅하여 접착층을 형성하므로서 인서트 사출용 전사필름(A)을 완성하였다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 열경화 개시제로서 큐민 하이드로 퍼옥사이드를 사용하는 대신에 디벤조일 퍼옥사이드 4 중량부를 사용하여 보호층 코팅액을 조성하고, 그 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 인서트 사출용 전사필름(B)을 제조하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 큐민 하이드로 퍼옥사이드를 제외한 보호층 코팅액을 제조하고, 이 코팅액을 이형층 위에 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅하여 보호층을 형성하였다. 이어 상기 보호층에 곧바로 자외선등(고압수은등: 120W/cm)을 조사하여 자외선 경화시킨 후, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 인쇄층과 증착층 및 접착층을 형성하여 인서트 사출용 전사필름(C)을 완성하였다.
비교예 2
상기 실시예 2에서 디벤조일 퍼옥사이드를 제외한 보호층 코팅액을 제조하고, 이 코팅액을 이형층 위에 상기 실시예 2과 동일한 방법으로 코팅하여 보호층을 형성하였다. 이어 상기 보호층에 곧바로 자외선등(고압수은등: 120W/cm)을 조사하여 자외선 경화시킨 후, 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 인쇄층과 증착층 및 접착층을 형성하여 인서트 사출용 전사필름(D)을 완성하였다.
물성 시험
상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 전사필름 A ~ D에 대하여 각각 층간 밀착력과 표면경도, 균열정도 및 박편 유무 등 대한 물성을 측정하고, 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다. 이때, 밀착력은 보호층의 표면에 3M 스카치 테이프를 붙였다 떼었을 때 보호층과 인쇄층 간의 분리 유무를 육안으로 관찰한 것이며, 표면경도는 연필경도계로 측정한 것이고, 균열정도는 굴곡부위의 상태를 육안으로 관찰한 것이며, 박편 유무는 사출성형 후 보호층의 절단면에 형성된 박편(Burr)을 돋보기로 관찰한 것이다.
표 1
구 분 층간 밀착력 표면경도 균열 정도 박편 유무
전사필름 A (실시예 1) 완전 밀착 4 H 없음 없음
전사필름 B (실시예 2) 완전 밀착 4 H 없음 없음
전사필름 C (비교예 1) 부분 박리 3 H 부분 균열 일부 발생
전사필름 D (비교예 2) 부분 박리 3 H 부분 균열 일부 발생
상기 표 1의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 전사필름(A,B)은 비교예의 전사필름(C,D)에 비하여 보호층과 인쇄층 사이의 층간 밀착력이 우수하고, 성형품에 전사된 보호층의 표면경도가 우수하며, 굴곡부위의 균열정도가 개선되고, 보호층의 절단면에서 박편(Burr)이 발생하지 않는 것으로 나타났다.

Claims (4)

  1. 베이스 필름 위에 이형층과 보호층, 인쇄층, 증착층 및 접착층을 차례로 적층하여 인몰드용 전사필름을 제조함에 있어서,
    아크릴계 모노머나 에폭시계 또는 우레탄계 올리고머 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상으로 된 자외선 경화성 수지 100 중량부와 퍼옥사이드 열경화 개시제 1 ~ 10 중량부 및 광중합 개시제 3 ~ 8 중량부로 이루어지는 보호층 코팅액을 조성하고, 이 코팅액을 상기 이형층 위에 1 ~ 20 ㎛의 두께로 코팅한 후 80 ~ 180 ℃의 온도에서 10 ~ 30 초 동안 열경화 시켜서 보호층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인몰드용 반경화 전사필름의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 퍼옥사이드 열경화 개시제는 메틸에틸케톤 퍼옥사이드, 큐민 하이드로 퍼옥사이드, t-부틸 퍼벤조에이트, 1,1-디-t-부틸 퍼옥시-3,3,5-트리 메틸 사이크로헥산, 디라우로릴 퍼옥사이드, 디벤조일 퍼옥사이드 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광중합 개시제는 벤조페논, 벤질 케톤, 2-클로로-티오크산톤, 2,4-디에틸-티오크산톤, 벤조인 에틸에테르, 디에톡시 아세토페논, 벤질메틸케탈, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로파논, 1-하이드록시 -사이클로헥실 페닐케톤 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보호층을 형성하는 단계는 질소 분위기 하에서 실시하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
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