(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明の利点及び特徴、そして、それらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に説明している各実施例を参照すれば明確になるだろう。しかし、本発明は、以下で開示する各実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態に具現可能である。但し、本実施例は、本発明の開示を完全にし、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであって、本発明は、請求項の範疇によって定義されるものに過ぎない。明細書全体にわたって同一の参照符号は、同一の構成要素を示す。
【0014】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施例に係る弾性質感が付与されたインモールド転写フィルム及びその製造方法について説明する。
【0015】
(インモールド転写フィルム)
図1は、本発明の実施例に係る弾性質感が付与されたインモールド転写フィルムを示した断面図である。
【0016】
図1を参照すると、本発明の実施例に係るインモールド転写フィルム100は、下側から順次積層される基材フィルム110、離型層120、印刷層130及び接着層140を含む。このとき、前記離型層は、無光表面層を含んでいることを特徴とする。
【0017】
基材フィルム110は、PET(polyethyleneterephthalate)、PC(polycarbonate)、PP(polypropylene)及びアクリルから選ばれた一つまたは二つ以上の材質で形成することができる。また、本発明において、前記基材フィルム110の厚さは、特別に制限されるものでなく、目的とする効果に従って適宜制御することができる。
【0018】
離型層120は、基材フィルム110の上部に形成され、射出金型内にインモールド転写フィルム100を挿入した状態で溶融された樹脂を射出成形することによって射出成形物を製作した後、前記射出成形物から基材フィルム110を制御するためのものである。
【0019】
前記離型層120を形成する成分は、不飽和エステル系、エポキシ系、エポキシ―メラミン系、アミノアルキド系、アクリル系、メラミン系、シリコン系、フッ素系、セルロース系、尿素樹脂系、ポリオレフィン系及びパラフィン系から選ばれた一つ以上の材質で形成できるが、これに制限されるものではない。本発明において、前記のような離型層の厚さは、特別に制限されるものでなく、本発明の目的を考慮して適宜制御することができる。
【0020】
本発明の離型層120は、無光表面層を含んでいることを特徴とする。この無光表面層は、本発明における転写フィルムが製品に適用されたとき、無光効果を示し、耐久性を向上させ、耐スクラッチ性などを確保する役割をする。前記無光表面層を構成する素材は、熱または圧力に対する抵抗性を有し、製造または使用過程で消滅されず、適切な硬度を有して耐久性、耐磨耗性及び耐スクラッチ性に優れるものであれば特別に制限されない。
【0021】
本発明における無光表面層は、無光性添加剤及びシリカ粒子を含むことができる。前記無光性添加剤は、SiO
2、Al
2O
3、TiO
2、Na
2O、その他添加物などを含むことができるが、これに制限されたものではなく、光沢調節が可能な添加剤であれば特別に制限されない。
【0022】
前記シリカ粒子の平均粒径は、1μm〜8μmであることを特徴とする。前記シリカ粒子の平均粒径が1μm未満である場合は、過量添加によって異形性能が低下し、分散が円滑に行われない可能性がある一方、前記シリカ粒子の平均粒径が8μmを超える場合は、コーティング不良になるおそれが高い。より具体的には、シリカ粒子の平均粒径が1μm〜2μmであるときは、柔らかい感じの無光効果を付与し、3μm〜5μmであるときは少し粗い感じを具現し、5μm〜8μmであるときは、さらに粗い感じの無光効果を具現することができる。そのため、シリカ粒子の平均粒径は、前記の範囲内で本発明の目的を考慮して適宜制御することができる。
【0023】
また、シリカ粒子の含量の場合、前記無光表面層の全体組成物100重量部に対してシリカ粒子を5重量部〜10重量部含むことができ、特に、離型層の表面に優れた無光効果を与えるという点で6重量部〜8重量部含むことが好ましい。前記シリカ粒子を5重量部未満で含む場合は、無光表面層、すなわち、離型層の表面に粘着性(Tacky)が発生し、少しのべたつきが生じる一方、10重量部を超えるシリカ粒子を含む場合は、光沢がそれ以上低下せず、さらなる無光効果が表れないこともある。
【0024】
本発明は、前記離型層120の上部に弾性質感コーティング液で形成されたコーティング層150を含むことができる。前記弾性質感コーティング液は、ウレタンアクリレート樹脂及びポリエステル樹脂のうちいずれか一つを含むことができる。このとき、前記ポリエステル樹脂は、軟質ポリエステル樹脂及び硬質ポリエステル樹脂を含むことを特徴とする。より詳細には、前記コーティング液をUV硬化する場合はウレタンアクリレート樹脂を含み、熱硬化する場合は、軟質ポリエステル樹脂及び硬質ポリエステル樹脂を含むことが好ましい。
【0025】
前記ウレタンアクリレート樹脂は、ウレタン樹脂をUV硬化型にした化合物であって、ウレタン結合とアクリレート基を共に有する化合物を総称する。前記ウレタンアクリレート樹脂は、原料の種類配合比率によって用途に合わせて設計し、UV硬化性樹脂組成物の成分として多くの分野で使用されている。
【0026】
また、前記軟質ポリエステル樹脂及び前記硬質ポリエステル樹脂は4:6〜6:4の比率で含むことを特徴とする。特に、前記軟質ポリエステル樹脂と前記硬質ポリエステル樹脂を5:5のような同一の比率で含むと、耐磨耗性を確保できるという点で好ましい。
【0027】
前記樹脂が前記範囲を逸脱し、硬質ポリエステル樹脂の含量が遥かに多い場合は、耐磨耗性には優れるが、弾性力が低下する一方、軟質ポリエステル樹脂の含量が遥かに多い場合は、耐磨耗性が弱くなるおそれがある。
【0028】
前記‘硬質'とは、約150%未満、好ましくは約100%未満のASTM D―412による伸び率を有する重合体を意味する。また、前記‘軟質'とは、約200%を超える伸び率、好ましくは、ASTM D―412による約300%を超える伸び率を有する重合体を意味する。
【0029】
また、‘軟質’の伸び率は、典型的に約800%未満である。反応性組成物の場合、‘軟質’は、非―フィルム形成液体であって、架橋後の目的とする伸び率を示す。この場合、‘軟質’の伸び率は、適切な量の架橋剤と軟質成分を合わせ、‘軟質’を硬化させた後、硬化された‘軟質’の伸び率をASTM D―412によって測定することによって決定することができる。
【0030】
本発明の弾性質感コーティング液が含む軟質ポリエステルは、重量平均分子量が1000〜2000であり得る。これは、表面の質感を示すように具現し、付着性を付与するという点で好ましい。前記軟質ポリエステルの重量平均分子量が1000未満である場合は、OH値が高いので硬化剤の含量が多量必要であり、価格上昇の原因となる一方、2000を超える場合は、高粘度による追加粘度調節を必要とするという問題がある。
【0031】
また、硬質ポリエステルは、重量平均分子量が4000〜5000である方が耐磨耗性を付与できるという点で好ましい。前記硬質ポリエステルの重量平均分子量が4000未満である場合は、軟質樹脂との境界性が明確でないおそれがあり、5000を超える場合は、過度にハードであり、添加量の調節が円滑でなく、追加的な軟質樹脂が過量入らなければならないという問題がある。
【0032】
本発明の弾性質感コーティング液は、ウレタンアクリレート樹脂及びポリエステル樹脂のうち少なくともいずれか一つを含むことを特徴とするが、場合に応じて前記両樹脂を混用して使用することができる。前記両樹脂を一定比率で混用してコーティング層を形成することによって、ゴム質感、肌質感、シルク質感などの多様な質感効果が可能なインモールド転写フィルムを提供することができる。
【0033】
また、前記弾性質感コーティング液は、イソシアネート硬化剤、消光剤、レベリング剤、分散剤、希釈剤などの添加剤をさらに含むことができる。
【0034】
前記イソシアネート系硬化剤としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI;Hexamethylene Diisocyanate)、トルエンジイソシアネート(TDI;Toluene Diisocyanate)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI;Diphenylmethane Diisocyanate)及びイソホロンジイソシアネート(IPDI;Isophorone Diisocyanate)などからなる群より選ばれた一つ以上を使用することができる。このようなイソシアネート硬化剤は、前記弾性質感コーティング液の全体100重量部に対して0重量部〜30重量部の範囲で含むことができ、成形性を高めるためには前記硬化剤の含量を20重量部以下に制限することが好ましいので、15重量部〜20重量部で含むことがさらに好ましい。
【0035】
前記消光剤は、全体の弾性質感コーティング液の全体100重量部に対して5重量部〜10重量部含むことが好ましい。前記消光剤の含量が5重量部未満である場合はべたつきが生じる一方、10重量部を超える場合は表面が粗くなり得る。また、前記消光剤のサイズは3μm〜8μmにし、特に5μm〜8μmであることが好ましい。前記消光剤のサイズが3μm未満である場合は、光沢が過度に低下し、スクラッチが発生する一方、8μmを超える場合は、耐磨耗性及び光沢が不十分になり得る。
【0036】
前記レベリング剤としては、フッ素系またはシリコン系のレベリング剤を挙げることができる。このとき、シリコン系レベリング剤を含むことが好ましいので、前記シリコン系レベリング剤としては、反応性シリコン、ポリジメチルシロキサン、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ポリメチルアルキルシロキサンなどを挙げることができる。
【0037】
前記シリコン系レベリング剤において、前記反応性シリコンが特別に好ましいので、前記反応性シリコンを添加することによって、表面に活性が付与され、耐擦傷性が長期間にわたって持続される。このとき、前記レベリング剤の配合量は、前記弾性質感コーティング液の全体100重量部に対して0.01重量部〜5重量部であり得る。
【0038】
前記印刷層130は、グラビアコーティング工法によって形成することができる。印刷層130は、互いに同一または異なる文様を有しており、人物写真、パターン、多様なカラー、多様な文様などを所望の形態に自由に具現することができる。
【0039】
前記接着層140は、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル、EVA(ethylen eco―vinylacetate)、PVAc(polyvinyl acetate)、PVC(polyvinyl chloride)などの接着剤をグラビア印刷またはロ−ルコティングを用いることによって形成することができる。
【0040】
(インモールド転写フィルムの製造方法)
一方、
図3は、インモールド転写フィルム製造過程を概略的に示した工程模式図であって、これを参考にしてより具体的に説明する。
【0041】
図3を参照すると、基材フィルムの上部に離型層を形成するステップ(S120)、前記離型層の上部に印刷層を形成するステップ(S130)及び前記印刷層の上部に接着層を形成するステップ(S140)を含む。このとき、前記離型層が無光表面層を含むことを特徴とする。
【0042】
このとき、基材フィルムの上部に離型層を形成するステップ(S120)において、その方法は特別に制限されるものでなく、不飽和エステル系、エポキシ系、エポキシ―メラミン系、アミノアルキド系、アクリル系、メラミン系、シリコン系、フッ素系、セルロース系、尿素樹脂系、ポリオレフィン系及びパラフィン系から選ばれた一つ以上の材質で形成された離型剤を前記基材フィルム上に塗布して乾燥させる方法などを使用することができる。前記離型層は、無光表面層を含むことを特徴とし、これは上述した通りである。
【0043】
図面には示していないが、無光表面層を含む前記離型層の上部にコーティング層を形成するステップ(S150)をさらに含むことができる。
【0044】
より詳細には、前記コーティング層を形成するステップ(S150)は、前記離型層の上部に弾性質感コーティング液を塗布し、前記の塗布された弾性質感コーティング液を熱硬化及びUV硬化のうちいずれか一つを含んでコーティングすることを特徴とする。
【0045】
このとき、弾性質感コーティング液に関する事項は、上述した通りである。併せて、弾性質感コーティング液がウレタンアクリレート樹脂を含む場合は、UV硬化してコーティングすることが生産速度の面で好ましく、軟質ポリエステル樹脂及び硬質ポリエステル樹脂を含む場合は、熱硬化してコーティングすることが表面物性を維持する面で好ましい。
【0046】
しかし、前記弾性質感コーティング液がウレタンアクリレート樹脂及びポリエステル樹脂を混用する場合、ハイブリッド方法でも製造が可能である。例えば、両樹脂が混合された弾性質感コーティング液の場合、コーティング層を形成する方法において、1次熱硬化後に2次UV硬化を行ったり、1次UV仮硬化後に2次UV硬化を再び行ってコーティングすることによって最終製品を完成することができる。
【0047】
前記UV硬化において、光開始剤などをさらに含むことができる。前記光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、ベンジルケトン、2―クロロ―チオキサントン、2,4―ジエチル―チオキサントン、ベンゾインエチルエーテル、ジエトキシアセトフェノン、ベンジルメチルケタール、2―ヒドロキシ―2―メチル―1―フェニル―1―プロパノン、1―ヒドロキシ―シクロヘキシルフェニルケトンから選ばれたいずれか一つまたは二つ以上を使用することができる。このような光重合開始剤は、紫外線によって励起されてラジカル反応を起こし、紫外線硬化性樹脂の連鎖反応を促進する。
【0048】
以下、本発明の好ましい実施例を通じて本発明の構成及び作用をさらに詳細に説明する。但し、これは、本発明の好ましい例示として提示されたものであって、如何なる意味でもこれによって本発明が制限されると解釈することはできない。ここに記載していない内容は、この技術分野で熟練した者であれば十分に技術的に類推可能であるので、それについての説明は省略する。
【0049】
1.インモールド転写フィルムの製造
(実施例1)
50μm厚のPETフィルムの上部にメラミン系の離型剤組成物を4μmの厚さにコーティングすることによって離型層を形成した後、離型層の上部に5μmの厚さを有するコーティング層を形成した。
【0050】
前記離型層は、2―ヒドロキシエチルメタクリレート(2―HEMA)15%、ブチルメタアクリルレート(BMA)10%、メタメチルアクリレート(MMA)35%、その他40%で構成されたアクリル系樹脂を含む。このとき、離型層は、無光表面層を含み、SiO
299.8%、Al
2O
30.01%、TiO
20.03%、Na
2O0.05%、その他0.01%などで構成された無光性添加剤及び平均粒径が5μmであるシリカ粒子を無光表面層の全体組成物100重量部に対して6重量部含んで構成される。
【0051】
前記コーティング層は、重量平均分子量が1500である軟質ポリエステルと重量平均分子量が4500である硬質ポリエステルを5:5で含み、前記弾性質感コーティング液100重量部に対して、15重量部のヘキサメチレンジイソシアネート(HDI;Hexanethylene Diisocyanate)、7重量部の消光剤(サイズ8μm)を含む弾性質感コーティング液を前記離型層の上部に塗布し、熱硬化することによって形成された。
【0052】
その後、コーティング層の上部にグラビアコーティングで5μm厚の印刷層を形成した後、前記印刷層の上部に1μm厚の接着層を形成することによってインモールド転写フィルムを製造した。
【0053】
(実施例2)
50μm厚のPETフィルムの上部にメラミン系の離型剤組成物を4μmの厚さにコーティングすることによって離型層を形成した後、離型層の上部に30μmの厚さを有するコーティング層を形成した。
【0054】
前記離型層は、2―ヒドロキシエチルメタクリレート(2―HEMA)15%、ブチルメタアクリレート(BMA)10%、メタメチルアクリレート(MMA)35%、その他40%で構成されたアクリル系樹脂を含む。このとき、離型層は、無光表面層を含み、SiO
299.8%、Al
2O
30.01%、TiO
20.03%、Na
2O0.05%、その他0.01%などで構成された無光性添加剤及び平均粒径が2μmであるシリカ粒子を無光表面層の全体組成物100重量部に対して8重量部含んで構成される。
【0055】
前記コーティング層は、重量平均分子量が1000である軟質ポリエステルと重量平均分子量が10,000であるウレタンアクリレートを5:5で含み、前記弾性質感コーティング液100重量部に対して20重量部のジフェニルメタンジイソシアネート(MDI;Diphenylmethane Diisocyanate)、7重量部の消光剤(サイズ8μm)、1重量部のベンゾフェノンを含む弾性質感コーティング液を前記離型層の上部に塗布し、1次熱硬化を行い、2次UV硬化を行うことによって形成された。
【0056】
その後、コーティング層の上部にグラビアコーティングで5μm厚の印刷層を形成した後、前記印刷層の上部に1μm厚の接着層を形成することによってインモールド転写フィルムを製造した。
【0057】
(比較例1)
離型層が無光表面層を含まないことを除いては、実施例1と同一の方法でインモールド転写フィルムを製造した。
【0058】
(比較例2)
離型層の上部に一般のコーティング液を含んでコーティング層を形成することを除いては、実施例1と同一の方法でインモールド転写フィルムを製造した。前記一般のコーティング液は、ポリウレタン樹脂25%、ポリアクリル樹脂8%、シリカパウダー2%、EAC65%が混合されて構成されるが、前記コーティング層は、一般のコーティング液を離型層の上部に塗布した後で熱硬化することによって形成された。
【0059】
2.物性評価
前記の製作された転写フィルムをPC/ABS樹脂で射出成形した後、成形された射出物を熱硬化及び紫外線硬化させることによって最終的な耐磨耗性評価用射出サンプルを製作した。
【0060】
その後、前記射出サンプルの光沢度を測定(BYK E 4460)し、耐磨耗テスターとしてNORMAN―TOOL社のRCA機器を用いて175gの荷重をかけ、摩耗の有無を肉眼で観察して評価した。併せて、肉眼及び触感を通じて質感特性を把握した。
【0062】
光沢度による耐磨耗性を検討すると、光沢度が5以下である場合は、表面のスクラッチが確認されないので、スクラッチ性に優れる一方、光沢度が40以上である場合はべたつきが発生する。
【0063】
前記表1を参考にすると、実施例1及び2の場合は、離型層が含む無光表面層により、光沢度が5以内に測定されることによって耐磨耗性に優れ、弾性質感コーティング液を含んでいるコーティング層により、質感特性にも優れることを確認することができた。その一方、比較例1の場合は、質感特性は普通であったが、無光表面層を含まないので光沢度が高く、スクラッチが激しく発生した。そして、比較例2の場合は、スクラッチ性は普通であったが、一般のコーティング液で構成されたコーティング層を含んでいるので、質感特性が不十分であった。
【0064】
結果的に、本発明の前記実施例1及び2の場合は、無光表面層によって適切な光沢度を維持することができ、弾性質感コーティング液を含むコーティング層によって弾性質感を具現することができる。