KR100319233B1 - 스탬핑 호일 - Google Patents

Abstract

본 발명의 스탬핑 호일은, 기재 필름상에, 이형층, 착색층, 금속증착층 및 접착층이 순차적으로 적층되어 있는 스탬핑 호일에 있어서, 상기 이형층이 아크릴수지, 폴리에틸렌 및 디알릴프탈레이트로 형성되어 있으며, 상기 폴리에틸렌 및 디알릴프탈레이트의 함량은 상기 아크릴수지에 대해 각각 2-5중량% 및 10-30중량%인 것을 특징으로 하며, 컷팅성이 양호하면서 내마모성 및 내용제성도 크게 개선되므로, 특히 전자제품이나 화장품 용기의 표면으로서 작은 글씨 등의 전사까지도 요구하는 경우에 사용되기에 적합하다.

Description

스탬핑 호일

본 발명은 스탬핑 호일에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내마모성 및 내용제성이 개선된 핫스탬핑 호일에 관한 것이다.

스탬핑 호일이란 건식인쇄방식의 일종인 핫 스탬핑 (hot stamping) 공정에 사용되는 것이며, 핫 스탬핑 공정은 플라스틱, 섬유, 가죽 등의 전사 대상물에 가열된 압판 (押板)을 인가하여 문자 또는 모양 등을 붙이는 일종의 가열인쇄법에 관한 공정이다.

따라서, 스탬핑 호일은 통상 열과 압력에 의해 전사되며, 전사될 대상물에 따라 종이용, 플라스틱용, 섬유용, 가죽용 등으로 대별된다.

통상의 스탬핑 호일은 기재필름상에 이형층, 착색층 (또는 보호층), 금속층 (또는 알루미늄층) 및 접착층이 순차적으로 형성되어 있는 구조를 가지며, 각층의 구성성분 및 조성과 두께 등은 사용되는 용도에 따라 달라질 수 있다.

이러한 스탬핑 호일이 핫 스탬핑 공정에서 바람직하게 사용되기 위해서는, 첫째, 광택성, 내마모성 및 내약품성을 가져야 하고, 둘째, 접착액 도포 공정후 고온의 가열 압착공정에 견딜 수 있을 정도의 내열성을 가져야 하며, 셋째, 원하는 패턴을 전사 대상물 (종이, 섬유, 가죽 등)에 전사한 후 기재필름과 이형층을 분리해내는 공정시 착색층이 금속층과 분리되지 않도록 이들 층간의 접착력이 좋아야 하는 한편, 기재 필름과 이형층은 분리가 용이하도록 사용 용도에 알맞은 박리력을 가져야 하고, 이외에도 내용제성이 좋아야 한다.

본 발명은 특히 상기와 같은 요건 중 이형층과 관련한 요건을 충족시키기 위한 것이며, 종래에는 셀룰로오즈아세테이트나 왁스계 물질이 많이 사용되어 왔는데, 왁스계 물질의 경우에는 전사 후 표면보호기능이 미약하다.

한편, 셀룰로오즈아세테이트는 그 도포량에 따라 이형층의 박리력이 크게 변화된다는 문제점이 있다. 일반적으로는 셀룰로오즈아세테이트의 도포량을 0.1±0.01g/㎡범위 내에서 조절하는 것이 바람직한데, 도포량이 상기 범위보다 작으면 기재 필름과 착색층 사이에 강한 접착력이 형성되기 때문에 상기 기재 필름으로부터 이형층을 박리시키기가 어려워진다. 반면, 셀룰로오즈아세테이트의 도포량을 증가시키면, 전사 공정 중이나 그 이전에 이형층이 자발적으로 박리되기 쉽다는 문제점이 있다.

따라서, 셀룰로오즈아세테이트의 도포량을 적절하게 제어하는 것이 매우 중요한데, 전술한 바와 같이 도포량 제어 범위가 ±0.01g/㎡ 정도로 극히 한정적이기 때문에 도포량 제어가 상당히 어렵고, 스탬핑 호일의 불량 발생이 일어날 가능성이 높다. 또한, 이형층으로서의 역할을 충분히 발휘할 수 있도록 하기 위해 상기 범위 정도에서 이형층을 가능한 두껍게 형성하는 것이 일반적인데, 이 경우 컷팅 (cutting)성이 급격히 떨어져서 작은 글씨 등을 전사하기가 어려우며, 내스크래치성도 좋지 않다는 단점이 있다.

또한, 이형층은 전사 공정중에 착색층의 패턴 형상을 따라 변형될 수 있을 정도로 유연성을 가져야 하는데, 셀룰로오즈아세테이트의 경우에는 그 자체의 성질상 단단한 막을 형성하기 때문에 이로부터 만들어지는 이형층은 유연성이 부족하다. 특히, 이형층의 두께가 두꺼워질수록 이형층의 경질성으로 인한 문제는 더욱 심각해지므로 전사 공정을 바람직하게 수행할 수 없게 된다.

전술한 바와 같이, 스탬핑 호일의 이형층은 스탬핑 호일 전사 후 표면보호역할을 하게 되므로 내용제성과 내약품성이 좋아야 하는데, 특히 전자제품의 표면이나 화장품 용기를 대상으로 하는 스탬핑 호일의 경우에는 제조과정상의 특성 및 최종적으로 얻어지는 제품의 미관면에서 내마모성과 내용제성, 특히 내알콜성이 아주 좋아야 하며, 작은 글씨 등의 전사가 필요한 경우에는 컷팅성도 일정 수준 이상 요구된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전술한 문제점을 해결하기 위해 이형층의 조성을 변화시킴으로써 내마모성 및 내용제성도 양호한 수준으로 유지되면서 컷팅성도 양호한 스탬핑 호일을 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 기술적 과제는 기재 필름상에, 이형층, 착색층, 금속증착층 및 접착층이 순차적으로 적층되어 있는 스탬핑 호일에 있어서, 상기 이형층이 아크릴수지, 폴리에틸렌 및 디알릴프탈레이트로 형성되어 있으며, 상기 폴리에틸렌 및 디알릴프탈레이트의 함량은 상기 아크릴수지에 대해 각각 2-5중량% 및 10-30중량%인 것을 특징으로 하는 스탬핑 호일에 의하여 달성된다.

상기 아크릴수지는 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA)인 것이 바람직하며, 상기 PMMA의 유리전이온도는 100-110℃ 인 것이 바람직하다.

상기 폴리에틸렌의 중량평균분자량은 2800 내지 3200이고, 액화온도는 119-125℃인 것이 바람직하다.

이형층의 도포량은 0.5-1.5g/m²인 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 이형층 형성 재료로서 아크릴수지와 폴리에틸렌 및 디알릴프탈레이트를 사용하고 있다. 아크릴수지로서는 PMMA가 특히 바람직하며, PMMA는 투명하고 광택저하가 적다는 특성을 가지고 있으며, 내마모성 및 내알콜성 등이 양호하다. 폴리에틸렌은 아크릴수지에 첨가되어 사용됨으로써 슬립성을 증가시켜 내스크래치성을 개선하는 역할을 한다. 아크릴수지에 대한 폴리에틸렌의 혼합량은 2-5중량%인 것이 바람직한데, 2중량% 미만인 경우에는 내스크래치성의 개선효과가 미미하며, 5%를 초과하여 사용하는 경우에는 용제에 녹지 않는 상태로 존재하는 것이 있게 되어 표면광택성이 저하된다. 또한 디알릴프탈레이트는 컷팅성을 좋게하며, 내용제성도 향상시키는 역할을 한다. 그러나, 디알릴프탈레이트가 아크릴수지 대비 30중량%를 초과하여 사용되는 경우에는 컷팅성은 향상되지만 내마모성이 감소하게 되므로 아크릴수지 대비 10-30중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 이형층의 두께에 따라 디알릴프탈레이트의 혼합량이 비례하도록 조절하는 것이 바람직하다.

본 발명의 스탬핑 호일에 있어서, 이형층은 0.5-1.5g/m²의 도포량으로 형성되어 있는 것이 바람직한데, 도포량이 상기 범위 미만인 경우에는 스탬핑 호일을 보호하는 기능이 미약하고, 상기 범위를 초과하는 경우에도 스탬핑 호일의 보호기능이 더 이상 증가되는 것은 아니므로 비경제적이다. 본 발명의 이형층은 이형층 형성용 조성물 도포 후, 120 내지 150℃에서 약 3초 내지 10초 동안의 건조과정을 통해 형성된다.

이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명할 것이나 본 발명이 이에 한정되지는 않는다.

<실시예 1>

12㎛ 두께의 폴리에스테르 필름을 기재 필름으로서 준비한 다음, 하기의 조성을 갖는 이형층용 코팅 조성물을 건조중량으로서 0.5g/m²의 양으로 그라비아롤 코팅하고 130℃에서 약 5초동안 건조시켜 이형층을 형성하였다.

PMMA (A-11, 롬 앤드 하스사) 10중량부

폴리에틸렌 (PA130, 훽스트사) 0.2중량부

디알릴프탈레이트 (DAP, 다이조사) 1중량부

톨루엔 50중량부

메틸에틸케톤 38.8중량부

이어서, 멜라민수지 (Clear 300, 화신화학) 10중량부, 로진 (Clear 333, 화신화학) 25중량부, 톨루엔 20중량부, 메틸에틸케톤 20중량부, 메탄올 24중량부 및 염료 (Orange G, 시바가이기사) 1중량부로 된 착색층 조성물을 상기 이형층 상에 1.2g/m²의 건조중량으로 도포하고, 180℃에서 10초 동안 건조 및 경화시킴으로써 착색층을 형성하였다. 상기 착색층 상에 알루미늄을 진공 증착시켜 0.02㎛ 두께의 금속증착층을 형성하고, 마지막으로 아크릴 수지와 비닐 수지로 된 혼합접착액을 도포하여 접착층을 형성함으로써 스탬핑 호일을 완성하였다. 이 스탬핑 호일에 대하여 여러 가지 특성을 다음과 같은 방법으로 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

< 컷팅성 평가 >

가장 작은 글씨를 1등급, 가장 큰 글씨를 10등급으로 평가할 수 있는 스탬핑 몰드를 사용하여, 전사공정을 거친 후 컷팅성을 평가하였다. 각각의 등급을 위해 다음과 같은 기준을 설정하였다.

폭 0.4mm 이하 글자 전사: 1등급

폭 0.4mm 글자 전사: 2-3등급

폭 0.6mm 글자 전사: 4-5등급

폭 0.8mm 글자 전사: 6-7등급

폭 1mm 글자 전사: 8-9등급

폭 1mm 글자 이상 전사: 10등급

< 내마모성 평가 >

플라스틱 기재에 스탬핑 호일을 전사한 후 그 표면을 지우개가 장착된 러빙시험기에 왕복시키면서 표면이 박리되어 금속증착층이 나타날 때까지의 왕복회수를 기록하였다.

< 내알콜성 >

플라스틱 기재에 스탬핑 호일을 전사한 후, 그 표면을 메탄올을 묻힌 거즈로 문지르면서 착색층이 벗겨져서 금속증착층이 나타날 때까지의 마찰회수를 측정하여 기록하였다.

< 실시예 2 >

실시예 1의 이형층 형성용 조성물에서 디알릴프탈레이트 (DAP)의 혼합량을 2중량부로 하고 메틸에틸케톤을 37.8중량부로 하며, 도포량을 1.0g/m²으로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 호일을 제조하여 그 특성을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

< 실시예 3 >

실시예 1의 이형층 형성용 조성물에서 디알릴프탈레이트 (DAP)의 혼합량을 3중량부로 하고 메틸에틸케톤을 36.8중량부로 하며, 도포량을 1.5g/m²으로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 호일을 제조하여 그 특성을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

< 실시예 4 >

실시예 1의 이형층 형성용 조성물에서 디알릴프탈레이트 (DAP)의 혼합량을 2중량부로 하고 메틸에틸케톤을 37.8중량부로 하며, 도포량을 0.50g/m²으로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 호일을 제조하여 그 특성을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

< 실시예 5 >

실시예 1의 이형층 형성용 조성물에서 디알릴프탈레이트 (DAP)의 혼합량을 3중량부로 하고 메틸에틸케톤을 36.8중량부로 하며, 도포량을 1.0g/m²으로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 호일을 제조하여 그 특성을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

< 실시예 6 >

이형층 형성을 위한 도포량을 1.5g/m²으로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 호일을 제조하여 그 특성을 측정한 다음 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

< 실시예 7 >

실시예 1의 이형층 형성용 조성물에서 디알릴프탈레이트 (DAP)의 혼합량을 2중량부로 하고 메틸에틸케톤을 37.8중량부로 하며, 도포량을 1.5g/m²으로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 호일을 제조하여 그 특성을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

< 비교예 1 >

실시예 1의 이형층 형성용 조성물로서 셀룰로오즈아세테이트 (CA, 코닥케미칼사) 1중량부, 톨루엔 70중량부 및 메틸에틸케톤 29중량%로 된 용액을 사용하고, 도포량을 0.2g/m²으로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 호일을 제조하여 그 특성을 측정한 다음 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

< 비교예 2 >

이형층 형성을 위한 도포량을 0.5g/m²으로 한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 호일을 제조하여 그 특성을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

실시예번호	1	2	3	4	5	6	7	비교1	비교2
컷팅성	3	5	6	2	4	9	8	9	10
내마모성(횟수)	51	88	100	35	62	167	155	25	55
내알콜성(횟수)	60	95	117	40	81	144	136	36	65

상기 표 1의 결과로부터 알 수 있듯이, 이형층 재료로서 셀룰로오즈아세테이트만을 단독으로 사용하는 경우 (비교예 1)에는 내마모성과 내알콜성이 매우 불량하며, 도포량을 증가시키는 경우 이들 특성이 다소 개선되기는 하지만 그다지 바람직한 수준에는 못미치며, 컷팅성도 매우 불량하다. 그러나, 디알릴프탈레이트와 함께 아크릴수지와 폴리에틸렌을 사용하는 경우에는 컷팅성, 내마모성 및 내알콜성이 전반적으로 크게 개선된다. 또한, 디알릴프탈레이트의 함량을 증가시키는 경우에는 도포량을 증가시키는 편이 유리하다. 즉, 아크릴수지 대비 디알릴프탈레이트의 양을 10중량% 초과하여 사용하는 경우에는 도포량도 그에 비례하여 증가시켜야 컷팅성의 저하가 두드러지지 않는다.

본 발명의 스탬핑 호일은 이형층 재료로서 아크릴수지와 폴리에틸렌외에 디알릴프탈레이트를 사용함으로써, 내마모성 및 내용제성이 크게 개선되고 컷팅성도 향상된다. 따라서, 특히 전자제품이나 화장품 용기의 표면으로서 작은 글씨 등의 전사까지도 요구되는 경우에 사용되기에 적합하다.

Claims (4)

1. 기재 필름상에, 이형층, 착색층, 금속증착층 및 접착층이 순차적으로 적층되어 있는 스탬핑 호일에 있어서, 상기 이형층이 아크릴수지, 폴리에틸렌 및 디알릴프탈레이트로 형성되어 있으며, 상기 폴리에틸렌 및 디알릴프탈레이트의 함량은 상기 아크릴수지에 대해 각각 2-5중량% 및 10-30중량%인 것을 특징으로 하는 스탬핑 호일.
2. 제 1항에 있어서, 상기 아크릴수지는 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA)이며, 상기 PMMA의 유리전이온도는 100-110℃ 인 것을 특징으로 하는 스탬핑 호일.
3. 제 1항에 있어서, 상기 폴리에틸렌의 중량평균분자량은 2800 내지 3200이고, 액화온도는 119-125℃인 것을 특징으로 하는 스탬핑 호일.
4. 제 1항에 있어서, 상기 이형층의 도포량은 0.5-1.5g/m²인 것을 특징으로 하는 스탬핑 호일.