WO2013018956A1 - 표면장력과 점도를 이용한 패턴 코팅 방법 및 그 장치 - Google Patents

표면장력과 점도를 이용한 패턴 코팅 방법 및 그 장치 Download PDF

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WO2013018956A1
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coating
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coating liquid
surface tension
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김창건
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Kim Chang Kun
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    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/06—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation

Definitions

  • the present invention relates to a coating method for forming a pattern on a substrate surface such as a plastic film.
  • Conventional coating methods include a wet gravure coating method and a dry mold coating method.
  • the gravure roll is rotated while controlling the coating thickness while controlling the pressure of the doctor knife, the rotation speed of the gravure roll, and the moving speed of the coating substrate.
  • the coating liquid used at this time contains a large amount of organic solvent and bead particles.
  • Patent Document 1 Registration Number (date): 1006053860000 (20060720)
  • the liquid coating liquid delivered to the surface of the substrate has a larger surface tension of the coating liquid than the surface tension of the substrate surface, and the coating liquid spreads.
  • the coating liquids agglomerate with each other.
  • the coating liquids aggregate and spread faster, and conversely, when the viscosity of the coating liquid is high, the speed becomes slow. Therefore, after the third substrates 1 and 4 are separated from the substrate to be coated, the coating liquid naturally forms an arbitrary pattern due to the difference in the surface tension of the surface of the substrate to be coated and the surface tension of the coating liquid. If the surface of the coating solution is irradiated with ultraviolet rays after the stabilization process or during the stabilization process, the coating solution becomes a solid to obtain a hard surface pattern.
  • the coating liquid is applied to the third substrate, and the third substrate to which the coating liquid is applied is contacted with the surface of the substrate subjected to chemical treatment or corona treatment to change the surface tension.
  • the substrate is separated from the substrate on which the pattern is to be formed. After separation, a time interval of about 0.5 seconds to about 60 seconds is given to stabilize the pattern of the liquid phase formed on the surface of the substrate.
  • the coating method undergoes a step of curing ultraviolet rays by irradiating a pattern naturally formed on the surface of the substrate by a difference in surface tension. After the coating liquid applied on the third substrate is pressed and delivered onto the substrate to be coated, the third substrate is separated from the substrate to be coated.
  • the coating liquid used in the present invention is solidified by irradiating ultraviolet rays by using an ultraviolet curable coating liquid, thereby providing physical durability and wear resistance, thereby obtaining a pattern without deformation in contact with an external object.
  • the coating liquid on the surface maintains a spherical or embossed pattern even after stabilization after time. Therefore, by appropriately selecting the surface tension of the third substrate and the coating liquid, various arbitrary surface shapes can be obtained, such as surfaces on which hemispherical patterns are arranged or irregularly embossed surfaces.
  • the conventional wet gravure coating method uses a large amount of organic solvents, resulting in air pollution due to evaporation of the organic solvents, the size of the equipment is very large and the energy consumption is very large.
  • the conventional solvent coating method requires a hot air dryer to evaporate a large amount of solvent contained in the coating liquid, a hot air dryer having a length of 20 meters to 30 meters is required, which requires high energy consumption and a large coating equipment.
  • the production cost is very high.
  • the mold coating method using a mold that already has a pattern on the surface is cured in a state in which the coating liquid is in contact with the mold, and then separated so that the mold surface pattern is copied to the substrate surface as it is. It is very difficult to produce, which limits the variety of patterns.
  • the coating method of the present invention does not use an organic solvent, there is no air pollution and energy consumption can be reduced to 1/2 or less, and the size of the equipment is also reduced to 1/2 or less, thereby reducing the manufacturing cost of the equipment.
  • the coating method of the present invention can form various patterns on the surface of the substrate without using a mold.
  • Coating by the coating method of the present invention uses a characteristic that the pattern is naturally generated according to the surface tension of the third substrate and the film substrate and the surface tension of the coating solution, so that the pattern of the mold or gravure surface is copied as it is. It is very different from and, and depending on the conditions, it is possible to obtain surface embossing or hemispherical patterns of various sizes and density. That is, by using the surface tension of the third substrate and the film substrate and the surface tension characteristics of the coating solution, patterns of various sizes and densities that occur naturally may be formed on the surface of the film. Therefore, the effort and cost of processing the pattern of the roll surface can be reduced.
  • Figure 2 is a process in which the pattern is formed when the surface tension of the substrate in the present invention is similar to or greater than the surface tension of the coating liquid is a pattern having a weak surface irregularities.
  • Figure 4 is a conventional pattern coating method using a mold
  • the coating liquid (2, 12) is applied to the third substrate (1, 4, 11, 14), and the third substrate to which the coating liquid is applied is chemically treated on the surface for changing the surface tension or After contacting the corona treated substrate (3, 7, 13, 17) surface, the third substrate is separated from the substrate (3, 7, 13, 17) to be patterned. In this case, a time interval of about 0.5 seconds to about 60 seconds is given to stabilize the liquid pattern formed on the surface of the substrate. Thereafter, the surface 6 of the pattern 6 and 16 naturally formed by the surface tension difference is irradiated with ultraviolet rays 9 and 19 to be cured.
  • the coating liquid used in the present invention is solidified by irradiating ultraviolet rays after the form is stabilized using the ultraviolet curable coating liquid (8,18), so that it has physical durability and abrasion resistance and is in contact with external objects. There will be no deformation.
  • the coating liquid When the coating liquid is applied onto the third substrate, and then pressed and transferred onto the substrate to be applied again, the coating liquid is semispherical due to the difference in the surface tension of the surface of the third substrate and the surface tension of the coating liquid itself.
  • Various patterns of (6,8) or embossed forms (16,18) are formed. The formed pattern has a stable shape according to the magnitude of the surface tension over time.
  • a coating having various types of embossing and hemispherical surface patterns that cannot be obtained by the conventional wet coating method (FIG. 3) and dry coating method (FIG. 4) can be obtained.
  • the surface tension of the hemispherical shape or the size of the embossed pattern can be adjusted.
  • the surface tension of the plastic substrates 3, 7, 13 and 17 usually has a value ranging from 16 dyne / cm to 45 dyne / cm.
  • UV-curable resin having a viscosity of 450 cps and surface tension of 33 dyne / cm and a surfactant added thereto on a polypropylene having a surface tension of 29 dyne / cm and a polyester substrate having a surface tension of 36 dyne / cm.
  • the UV curable resin was dropped to 24 dyne / cm to prepare a coating in the same manner as described above.
  • the coating solution was applied to a roller surface made of EPDM rubber material, which is the third base material (1, 4, 11, 14), and the polypropylene and polyester base material having the surface tension of 29 dyne / cm and 36 dyne / cm, respectively.
  • the coating solution is pressed on the surface of the substrate and then separated by contact thereon. About 10 seconds after the separation, the surface of the substrate is irradiated with ultraviolet rays (9, 19) to cure the pattern surface in a solid state.
  • the amount of surfactant added to the coating solution was adjusted to further test the results as shown in the following table.
  • the surface tension of the coating liquid was less than the surface tension of the substrate surface, a weak uneven pattern was formed, and the average size of the pattern was different according to the difference in surface tension, and the surface tension of the coating liquid was the surface of the substrate surface.
  • the tension was greater than that, hemispherical patterns were formed, and the average size of the hemispherical patterns was also different according to the difference in surface tension. This is shown in Table 1.

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Abstract

본 발명은 플라스틱 필름 등의 기재 표면에 패턴을 형성하기 위한 코팅 방법으로서 기존의 습식 그라비아 코팅 방식이나 패턴이 형성된 몰드를 사용하는 건식 코팅 방법과는 달리 코팅하고자 하는 기재와 코팅액의 표면장력 및 코팅액의 점도 특성을 이용하여 기재 표면에 패턴을 형성하는 방법이다. 본 발명의 코팅 방식은 습식 그라비아 코팅 방법과는 달리 유기 용제를 사용하지 않으며, 또한 몰드를 사용하는 건식 코팅 방법과는 달리 몰드도 필요 없다. 본 발명은 기재와 코팅액의 표면장력과 점도 특성을 이용하여 기재 표면에 자연적으로 패턴이 형성되게 함으로서 매우 효율적으로 패턴 코팅을 할 수 있는 방법을 제공한다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 12.12.2011]　표면장력과 점도를 이용한 패턴 코팅 방법 및 그 장치
본 발명은 기재 표면에 UV 경화형 레진을 도포하여 패턴을 형성하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 플라스틱 필름 등의 기재 표면에 패턴을 형성하기 위한 코팅 방법에 관한 것이다. 기존의 코팅 방법은 습식 그라비아 코팅 방법, 건식 몰드 코팅방법 등이 있다. 습식 그라비아 코팅 방법은 그라비아 롤을 코팅액에 약 1/2 정도 침전시킨 상태에서 그라비아 롤을 회전시키면서 닥터나이프의 압력 및 그라비아 롤의 회전 속도, 코팅 기재의 이동 속도를 조절하면서 코팅 두께를 조절하며 코팅하는 방법이다. 이 때 사용하는 코팅액에는 다량의 유기 용제와 비드 입자가 포함되어 있다. 건식 몰드 코팅 방법은 이미 표면에 패턴을 가지고 있는 몰드를 제작한 후 몰드와 패턴을 얻고자 하는 기재 사이에 자외선 경화형 코팅액을 충진시키고 이 상태에서 자외선을 조사하여 액상의 코팅액을 고상으로 경화키킨 후 기재를 몰드로부터 분리시킴으로써 몰드의 표면 패턴이 기재 표면으로 그대로 전사되도록 하는 방식이다.
[특허 문헌 1] 등록번호(일자) : 1004460430000 (20040818)
[특허 문헌 1] 등록번호(일자) : 1006053860000 (20060720)
본 발명은 플라스틱 필름 등의 기재 표면에 패턴을 형성하기 위한 코팅 방법으로서 기존의 습식 그라비아 코팅이나 건식 몰드 코팅 방법과는 달리 기재와 코팅액의 표면장력과 점도 특성을 이용하여 기재 표면에 패턴을 형성하는 방법이다. 즉, 본 발명의 코팅 방식은 습식 그라비아 코팅 방법과는 달리 유기 용제를 사용하지 않으며, 또한 건식 몰드 코팅 방법과 달리 몰드도 필요 없다. 본 발명은 기재와 코팅액의 표면장력과 점도 특성을 이용하여 기재 표면에 패턴을 형성할 수 있다.
기존의 패턴형성 코팅 방법 중의 습식 그라비아 코팅 방법은 다량의 유기 용제를 사용하므로 대기 중 용제의 증발로 대기오염을 유발하며 용제 비용이 많이 들뿐 아니라 용제를 증발시키기 위한 드라이어로 인하여 장비의 길이가 수십 미터에 달하며 드라이어를 가동하기 위한 에너지가 많이 소모된다. 또한 표면에 이미 패턴을 가지고 있는 몰드를 사용하여 코팅액이 몰드와 접촉한 상태에서 경화를 시킨 후 분리하여 몰드 표면의 패턴이 기재로 그대로 복사되어 나오도록 하는 몰드 코팅 방법은 원하는 패턴을 가지는 몰드를 제작하기 매우 힘들며 특히 임의의 불규칙한 표면을 가지는 몰드를 제작하는 것은 더욱 힘들다.
본 발명은 기존 습식 그라비아 코팅 방법과 같이 다량의 유기 용제를 사용하지 않는 건식 코팅방법이므로 유기 용제 증발로 인한 환경 오염이 없고, 장비의 길이도 10 미터 이내로 매우 작게 제작할 수 있으며, 용제를 건조할 때 사용하는 열풍 드라이어도 필요 없으므로 에너지 사용량도 크게 감소한 고효율 코팅 방법이다. 또한 본 발명은 표면에 이미 패턴을 가지고 있는 몰드를 사용하여 코팅액이 몰드와 접촉한 상태에서 경화를 시킨 후 분리하여 몰드 표면의 패턴이 기재 표면으로 그대로 복사되어 나오도록 하는 몰드 코팅 코팅 방법과는 달리 코팅액이 제3의 기재로부터 분리된 후 액상에서 안정화 단계를 거쳐 기재 표면과 코팅액의 표면장력 차이에 의하여 자연적으로 패턴이 형성된 후 자외선 경화하는 방식이므로 몰드가 필요 없다. 또한 액상 코팅액의 유변학(레올러지, rheology)을 잘 활용하면 몰드 표면 패턴으로는 할 수 없는 다양한 임의의 패턴을 기재 표면에 형성할 수 있다.
기재 표면에 전달된 액상의 코팅액은 기재 표면의 표면장력보다 코팅액의 표면 장력이 크면 코팅액은 퍼지게 되고 반대로 기재 표면의 표면장력이 코팅액의 표면장력보다 낮으면 코팅액은 서로 뭉치게 된다. 이 때 코팅액의 점도가 낮으면 코팅액이 서로 뭉치거나 퍼지는 속도가 빨라지며 반대로 코팅액의 점도가 높으면 그 속도가 늦어지게 된다. 따라서 제3의 기재(1,4)를 코팅하고자 하는 기재로부터 분리된 후 코팅하고자 하는 기재 표면의 표면장력과 코팅액의 표면장력 차이에 의하여 코팅액이 자연적으로 임의의 패턴을 형성하게 되는데, 안정화 시간이 지난 후 또는 안정화 과정 도중에 코팅액 표면에 자외선을 조사하게 되면 코팅액이 고체로 변하게 되어 단단한 표면 패턴을 얻게 된다.
즉 본 발명의 코팅 과정에서는 제3의 기재에 코팅액을 도포하고, 코팅액이 도포된 제3의 기재를 표면장력을 변화를 위하여 표면에 화학적 처리 또는 코로나 처리를 한 기재 표면에 접촉시킨 후 제3의 기재를 패턴을 형성하고자 하는 기재로부터 분리시킨다. 분리 후 기재 표면에 형성된 액상의 패턴을 안정화시키기 위하여 0.5초 내지 60초 정도의 시간 간격을 준다. 그 이후 기재 표면에 표면장력 차이에 의해 자연적으로 형성된 패턴에 자외선을 조사하여 경화시키는 단계를 거치는 코팅 방법이다. 제3의 기재 위에 도포 되었던 코팅액이 코팅하고자 하는 기재 위에 압착, 전달된 후 제3의 기재는 코팅하고자 하는 기재로부터 분리되는데, 이 때 기재 표면의 패턴이 안정화된 후에도 코팅액은 여전히 액체 상태이므로 물리적인 내구성이 없으므로 외부 물체에 접촉하게 되면 그 형태가 파괴된다. 그러므로 본 발명에 사용되는 코팅액은 자외선 경화성 코팅액을 사용함으로써, 자외선을 조사(照射)하면 고형화되어 물리적인 내구성 및 내마모성을 갖추게 되어 외부 물체와 접촉하더라도 형태의 변형이 없는 패턴을 얻을 수 있다.
본 발명은 필름 기재 위에 임의의 패턴을 형성하기 위한 방법으로서, 먼저 코팅액을 제3의 기재 위에 도포하고, 이것을 다시 도포하고자 하는 기재 위에 압착, 전사한 후 제3의 기재를 분리한다. 이때 코팅액은 제3의 기재 표면의 표면 장력과 코팅액 자체의 표면 장력 차이에 의하여 구형 또는 엠보싱 형태의 다양한 패턴이 형성된다. 형성된 패턴은 시간이 경과 하면 표면 장력의 크기에 따라 안정한 형태를 가지게 된다. 코팅액의 표면 장력이 기재의 표면장력보다 매우 작은 경우에는 제3의 기재 위에 도포 되었던 코팅액이 필름 기재 위에 압착된 후 분리되면서 평탄화되어 표면 요철이 없는 매끈한 코팅면이 형성된다. 반면 코팅액의 표면 장력이 기재 표면의 표면장력보다 매우 높은 경우에는 시간이 지난 후 안정화 된 후에도 그 표면에 있는 코팅액이 구형 또는 엠보싱 형태의 패턴을 유지하게 된다. 따라서 제3의 기재와 코팅액의 표면장력을 적절히 선택하면 반구(半球)형태의 패턴이 배열되어 있는 표면이나 불규칙한 엠보싱 형태의 표면 등 다양한 임의의 표면 형태를 얻을 수 있다.
또한 제3의 기재 위에 도포 되었던 코팅액이 기재 위에 압착, 전달된 후 분리되는데, 코팅액의 점도에 따라서 표면의 코팅액이 안정화된 패턴을 형성하는데 소요되는 시간이 달라진다. 즉 코팅액의 표면장력이 동일한 경우 코팅액의 점도가 낮으면 제3의 기재 위에 도포 되었던 코팅액이 필름 기재 위에 압착, 전달 분리된 후 표면의 패턴이 안정화되는데 걸리는 시간이 짧으며, 반면 코팅액의 점도가 높으면 패턴의 형상이 안정화되는데 걸리는 시간이 길게 걸린다.
제3의 기재 위에 도포 되었던 코팅액이 기재 위에 압착, 전달된 후 분리되는 속도, 제3의 기재의 표면 장력, 코팅하고자 하는 기재의 표면의 표면 장력, 코팅액의 표면장력 등을 조절함으로 패턴 형상의 사이즈를 조절할 수 있다. 즉, 제3의 기재 위에 도포 되었던 코팅액이 필름 기재 위에 압착, 전사한 후 분리할 때 발생하는 반구형 또는 엠보싱 패턴의 조밀도와 그 평균 직경, 패턴의 모양 등을 조절할 수 있다.
기존의 습식 그라비아 코팅 방법은 다량의 유기 용제를 사용하므로 유기 용제 증발로 인한 대기 오염이 발생 되고, 장비의 크기도 매우 크며 에너지 사용량도 매우 크다. 또한 기존의 용제 방식의 코팅 방법은 코팅액에 함유된 다량의 용제를 증발시키기 위하여 열풍 건조기를 사용해야 하므로 20 미터 내지 30 미터 길이의 열풍 건조기가 필요하므로, 에너지 소비가 많고 코팅 설비가 대형화되어야 하므로 설비의 제작 비용이 매우 높다. 또한 표면에 이미 패턴을 가지고 있는 몰드를 사용하여 코팅액이 몰드와 접촉한 상태에서 경화를 시킨 후 분리하여 몰드 표면의 패턴이 기재 표면으로 그대로 복사되어 나오도록 하는 몰드 코팅 방법은 다양한 임의의 몰드 패턴을 제작하기가 매우 어려우므로 패턴의 다양성에 한계가 있다. 그러나 본 발명의 코팅 방법은 유기 용제를 사용하지 않으므로 대기 오염 발생이 없으며 에너지 사용량도 1/2 이하로 줄일 수 있으며 장비의 크기도 1/2 이하로 줄어들게 되어 장비의 제작 비용이 줄어든다. 또한 본 발명의 코팅 방법을 사용하면 몰드를 사용하지 않아도 기재의 표면에 다양한 패턴을 형성할 수 있다.
본 발명의 코팅 방법에 의한 코팅은 제3의 기재와 필름 기재의 표면 장력 그리고, 코팅액의 자체 표면장력에 따라 자연적으로 패턴이 발생하는 특성을 이용하는 것이므로, 몰드나 그라비아 표면의 패턴을 그대로 복사하는 방식과는 매우 다르며, 조건에 따라 매우 다양한 크기와 밀도의 표면 엠보싱 또는 반구형의 패턴을 얻을 수 있다. 즉, 제3의 기재와 필름 기재의 표면 장력 그리고, 코팅액의 자체 표면장력 특성을 이용하여 자연적으로 발생하는 다양한 크기와 밀도의 패턴을 필름 표면에 형성할 수 있다. 따라서 롤 표면의 패턴을 가공하는 수고로움과 비용을 줄일 수 있다.
도면1은 본 발명에서 기재의 표면장력이 코팅액의 표면장력보다 작은 경우의 패턴이 형성되는 과정으로서 반구형 패턴이 형성된다.
도면2는 본 발명에서 기재의 표면장력이 코팅액의 표면장력과 비슷하거나 큰 경우에 패턴이 형성되는 과정으로서 표면 요철이 약한 패턴이 형성된다.
도면3은 유기용제와 입자를 사용하는 기존의 그라비아 코팅 방식이며,
도면4는 몰드를 사용하는 기존의 패턴 코팅 방식
본 발명의 코팅 과정에서는 제3의 기재(1,4,11,14)에 코팅액(2,12)을 도포하고, 코팅액이 도포된 제3의 기재를 표면장력을 변화를 위하여 표면에 화학적 처리 또는 코로나 처리를 한 기재(3,7,13,17) 표면에 접촉시킨 후 제3의 기재를 패턴을 형성하고자 하는 기재(3,7,13,17)로부터 분리시킨다. 이때 기재 표면에 형성된 액상의 패턴을 안정화시키기 위하여 0.5초 내지 60초 정도의 시간 간격을 준다. 그 이후 기재 표면에 표면장력 차이에 의해 자연적으로 형성된 패턴(6,16)에 자외선(9,19)을 조사하여 경화시키는 단계를 거친다. 제3의 기재(1,4,11,14) 위에 도포 되었던 코팅액이 필름 기재 위에 압착, 전사, 분리 과정을 거쳐 표면의 패턴이 안정화된 후에도 코팅액(6,16)은 여전히 액체 상태이므로 물리적인 내구성이 없으므로 외부 물체에 접촉하게 되면 그 형태가 파괴된다. 그러므로 본 발명에 사용되는 코팅액은 자외선 경화성 코팅액을 사용하여, 그 형태가 안정화된 후에 자외선을 조사(照射)하게 되면 고형화되므로(8,18) 물리적인 내구성 및 내마모성을 갖추게 되어 외부 물체와 접촉하더라도 형태의 변형이 없게 된다.
코팅액을 제3의 기재 위에 도포하고, 이것을 다시 도포하고자 하는 기재 위에 압착, 전사한 후 제3의 기재를 분리할 때 코팅액은 제3의 기재 표면의 표면 장력과 코팅액 자체의 표면 장력 차이에 의하여 반구형(6,8) 또는 엠보싱 형태(16,18)의 다양한 패턴이 형성된다. 형성된 패턴은 시간이 경과 하면 표면 장력의 크기에 따라 안정한 형태를 가지게 된다.
본 발명에 의하여 기존의 습식 코팅 방법(도3) 및 건식 코팅 방법(도4)으로는 얻을 수 없었던 다양한 형태의 엠보싱 및 반구(半球)형태의 표면 패턴을 갖는 코팅을 할 수 있고, 기재와 코팅액의 표면장력을 적절히 조절하면 반구(半球)형태 또는 엠보싱 패턴의 사이즈도 조절할 수 있다.
플라스틱 기재(3,7,13,17)의 표면 장력은 보통 16 dyne/cm 내지 45 dyne/cm 범위의 값을 가진다. 표면장력이 29 dyne/cm 인 폴리프로필렌과 표면장력이 36 dyne/cm 인 폴리에스테르 기재 위에 점도가 450 cps 이며 표면장력이 각각 33 dyne/cm 인 자외선 경화형 수지와 여기에 계면활성제를 첨가하여 표면장력을 24 dyne/cm 로 떨어뜨린 자외선 경화성 수지를 준비하여 상기 기술한 발명의 내용과 같은 방법으로 코팅을 한다.
제3의 기재(1,4,11,14)인 EPDM 고무재질로 만들어진 롤러 표면에 상기 코팅액을 도포하고, 이것을 상기 표면장력이 각각 29 dyne/cm 과 36 dyne/cm 인 폴리프로필렌과 폴리에스테르 기재 위에 접촉시켜서 코팅액을 기재 표면 위에 압착후 분리시킨다. 분리후 약 10초 후에 기재 표면에 자외선(9,19)을 조사함으로써 액체상태인 패턴 표면을 고체 상태로 경화시킨다. 경화 후 표면을 관찰한 결과 표면장력이 33 dyne/cm 인 자외선 경화형 수지를 사용하여 상기 방법으로 코팅한 기재 중에서 폴리프로필렌 기재 표면에는 반구형의 패턴이 형성되었으며, 폴리에스테르 기재 표면에는 약한 요철을 갖는 패턴이 형성되었다. 또한 표면장력이 24 dyne/cm 인 자외선 경화형 수지를 사용하여 상기 방법으로 코팅한 기재 중에서 폴리프로필렌 기재 표면과 폴리에스테르 기재 표면에는 정도의 차이가 있지만 모두 약한 요철을 갖는 패턴이 형성되었다.
(실시예1)
코팅액의 표면장력 효과를 더욱 상세히 알아보기 위하여 코팅액에 첨가되는 계면활성제의 양을 조절하여 하기 표와 같이 더욱 세분하여 테스트하였다. 그 결과 코팅액의 표면장력이 기재 표면의 표면장력보다 작은 경우에는 약한 요철 형태의 패턴을 형성하였고, 표면장력 차이에 따라 패턴의 평균 사이즈가 다르게 나타났으며, 반대로 코팅액의 표면장력이 기재 표면의 표면장력보다 큰 경우에는 반구 형태의 패턴을 형성되었고, 표면장력 차이에 따라 반구 패턴의 평균 사이즈도 다르게 나타났다. 이것을 표1에 나타내었다.
(실시예2)
표2는 코팅액의 표면장력은 동일하나 코팅액의 점도가 700 cps인 코팅액을 사용하여 동일한 기재 위에 동일한 방법으로 코팅하여 패턴을 형성한 결과이다. 그 결과 전체적으로 반구 및 요철의 평균 사이즈가 매우 작아진 것을 알 수 있다.
표 1
기재가 폴리프로필렌인 경우 기재가 폴리에스테르인 경우
코팅액의 표면장력(dyne/cm) 패턴의 형태(+)반구(-)요철 반구 및 요철의 평균 사이즈(미크론) 코팅액의 표면장력력(dyne/cm) 패턴의 형태(+)반구(-)요철 구 및 요철의 평균 사이즈(미크론)
33 + 110 33 - 210
32 + 150 32 - 240
31 + 200 31 - 260
30 - 190 30 - 290
29 - 260 29 - 320
28 - 260 28 - 340
27 - 270 27 - 350
26 - 270 26 - 340
25 - 280 25 - 350
24 - 300 24 - 370
표 2
기재가 폴리프로필렌인 경우 기재가 폴리에스테르인 경우
코팅액의 표면장력(dyne/cm) 패턴의 형태(+)반구(-)요철 반구 및 요철의 평균 사이즈(미크론) 코팅액의 표면장력력(dyne/cm) 패턴의 형태(+)반구(-)요철 구 및 요철의 평균 사이즈(미크론)
33 + 60 33 - 45
32 + 60 32 - 50
31 + 65 31 - 65
30 - 70 30 - 85
29 - 80 29 - 110
28 - 95 28 - 135
27 - 135 27 - 190
26 - 165 26 - 210
25 - 160 25 - 250
24 - 170 24 - 280
본 발명은 즉시로 산업상 적용이 가능하며, 현재 사용되고 있는 습식 방법의 코팅을 대체할 수 있다. 플라스틱 필름 등의 기재 표면에 패턴을 형성하기 위한 코팅 방법은 현재 대부분 용제를 함유한 코팅액을 기재 표면에 도포한 후 용제를 건조로를 통과하면서 증발시킨 후 경화시키는 습식 방법으로 이루어 지고 있다. 습식 그라비아 코팅 방법은 그라비아 롤을 코팅액에 약 1/2 정도 침전시킨 상태에서 그라비아 롤을 회전시키면서 닥터나이프의 압력 및 그라비아 롤의 회전 속도, 코팅 기재의 이동 속도를 조절하면서 코팅 두께를 조절하며 코팅하는 방법이다. 이 때 사용하는 코팅액에는 다량의 유기 용제와 비드 입자가 포함되어 있다. 건식 몰드 코팅 방법은 이미 표면에 패턴을 가지고 있는 몰드를 제작한 후 몰드와 패턴을 얻고자 하는 기재 사이에 자외선 경화형 코팅액을 충진시키고 이 상태에서 자외선을 조사하여 액상의 코팅액을 고상으로 경화키킨 후 기재를 몰드로부터 분리시킴으로써 몰드의 표면 패턴이 기재 표면으로 그대로 전사되도록 하는 방식으로써 기존 방식과 동일한 효과를 낼 수 있으므로 본 발명은 이러한 습식 코팅 방법을 즉시 대체할 수 있다.
(부호 1-20) 본 발명의 코팅 방법
1,4,11,14 : 코팅액을 전달하는 제3의 기재
2,12 : 밀착된 상태의 미경화 코팅액
3,7,10,13,17,20 : 코팅하고자 하는 기재
5,15 : 분리된 후 미경화된 코팅액 (제3의 기재 표면)
6,16 : 분리된 후 미경화된 코팅액 (코팅하고자 하는 기재 표면)
8,18 : 분리된 후 자외선에 의해 경화된 코팅 패턴
9,19 : 자외선
(부호 21-30) 기존의 그라비아 코팅 방법
21 : 용제가 함유된 코팅액
22,24,27 : 비드
23,28,30 : 코팅하고자 하는 기재
25 : 용제가 증발한 후 경화되기 전의 코팅액
28 : 자외선
29 : 경화된 후의 코팅액
(부호 31-40) 기존의 몰드 코팅 방법
31,34,38 : 몰드
33,36,40 : 코팅하고자 하는 기재
32 : 밀착된 상태의 미경화 코팅액
35 : 밀착된 상태의 경화된 코팅액
37 : 자외선
39 : 경화 및 분리된 후 코팅액

Claims (6)

  1. 제3의 기재에 코팅액을 도포하는 단계와, 코팅액이 도포된 제3의 기재를 표면장력을 변화를 위하여 표면에 화학적 처리 또는 코로나 처리를 한 기재 표면에 접촉시키는 단계와, 제3의 기재를 패턴을 형성하고자 하는 기재로부터 분리시키는 단계와, 이때 기재 표면에 자연적으로 형성된 액상의 패턴을 안정화시키기 위하여 시간 텀을 주는 단계와, 기재 표면에 형성된 패턴에 자외선을 조사하여 경화시키는 단계를 포함하는 코팅 방법
  2. 청구항 1에서 패턴을 형성하고자 하는 기재의 표면장력이 20 dyne/cm 내지 50 dyne/cm 이 되도록 표면에 화학적 처리 또는 코로나 처리를 한 기재를 사용하여 상기와 같은 방법으로 코팅하는 방법
  3. 상기 청구한 1에서 사용한 코팅액에 입자를 첨가한 코팅액을 사용하여 청구항 1과 같은 방법으로 코팅하는 방법
  4. 상기 청구항 1에서 사용한 코팅액의 점도가 10 cps 내지 2,000 cps 인 코팅액을 사용하여 청구항 1과 같은 방법으로 코팅하는 방법
  5. 상기 청구항 1에서 자외선을 조사하기 전에 표면 패턴을 안정화 시키기 위한 시간 텀이 0.1 초 부터 60초인 코팅 방법
  6. 상기 청구항 1의 코팅 각 단계가 연속적으로 이루어지는 코팅 방법
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