KR100305103B1

KR100305103B1 - 자외선 경화형 점착성 전사잉크

Info

Publication number: KR100305103B1
Application number: KR1019990018004A
Authority: KR
Inventors: 전상범
Original assignee: 유광선; 주식회사 몰텍스
Priority date: 1999-05-19
Filing date: 1999-05-19
Publication date: 2001-10-18
Also published as: US6225369B1; JP2000327979A; KR20000074223A

Abstract

본 발명은 자외선 경화형 점착성 전사잉크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자외선을 이용하여 일정한 패턴을 전사한 후 에칭함으로써 기재에 일정한 형태의 패턴을 엠보싱하기 위한 전사잉크에 관한 것이다.

본 발명은 UV반응성 잉크 20∼40중량%, 아크릴계 공중합체 20∼40중량%, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 4∼6중량%, 유기용제 25∼35중량% 및 증량제 0.5∼5중량%를 함유하는 자외선 경화형 점착성 전사잉크를 제공한다.

또 본 발명은 상기 전사잉크를 사용하여 소정의 패턴을 인쇄한 인쇄시이트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

Description

자외선 경화형 점착성 전사잉크{UV-curing adhesive transfer ink}

종래에 일정한 형태의 패턴 또는 무늬를 금형 또는 기재에 형성하기 위한 에칭기술로서 단일 에칭 및 다중 에칭이 있다. 단일 에칭공정은 기재를 묽은 염산으로 처리하는 전처리단계, 포토레지스트 코팅단계, 포토마스킹단계, 자외선조사단계, 현상단계, 패턴수정단계, 에칭단계, 포토레지스트 제거단계 및 표면처리단계로 구성되어 있다. 또 다중 에칭공정은 상기 단일 에칭을 반복적으로 행함으로써 다양한 형태의 패턴을 형성하는 방법으로, 상기 단일 에칭공정 중 포토레지스트 코팅단계, 포토마스킹단계, 자외선조사단계, 현상단계, 패턴수정단계, 에칭단계 및 포토레지스트 제거단계를 반복하게 된다.

그러나, 상기 단일 또는 다중 에칭공정 중 포토레지스트 코팅단계는 무늬를 전사할 기재에 포토레지스트를 분사코팅 또는 스크린코팅하는 단계이나, 포토레지스트가 균일하게 도포되기 어렵다. 또 다중 에칭인 경우 1차 에칭된 무늬 위에 포토레지스트를 도포하고 2차 무늬의 흑백필름을 부착하게 되는데 포토레지스트에 의해 1차 무늬가 노출되지 않는다는 단점이 있다.

또 자외선조사단계에 있어서, 금형의 외형 특성상 자외선이 균일하게 조사되지 아니하기 때문에 다음 단계인 현상단계에서의 현상불량이 야기되어 소정의 패턴을 얻기 어렵다.

또 현상불량에 따른 패턴수정을 위해 공수가 증가하게 된다는 단점이 있다.

상기와 같은 단점을 해소하기 위해, 최근에는 물전사방식이 도입되었다. 물전사방식은 소정의 패턴이 인쇄된 인쇄시이트를 기재에 부착시킨 후, 물과 반응시키면 소정의 패턴이 기재에 전사되고 시이트가 분리된다. 그러나, 인쇄시이트는 습기에 상당히 민감하기 때문에 원하는 패턴을 얻기 어렵다는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 단점을 해소하기 위한 것으로, 소정의 패턴이 인쇄된 인쇄시이트를 금형에 부착시킨 후 자외선을 조사함으로써 상기 금형에 일정한 패턴이 전사되게 하는 자외선 경화형 점착성 전사잉크를 제공하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 UV반응성 잉크 20∼40중량%, 아크릴계 (공)중합체 20∼40중량%, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 4∼6중량%, 유기용제 25∼35중량% 및 증량제 0.5∼5중량%를 함유하며; 상기 UV반응성 잉크와, 아크릴계 (공)중합체, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체, 유기용제 및 증량제의 혼합물과의 중량비가 20:80∼50:50이고; 상기 UV반응성 잉크는 안료 15∼25중량%, 폴리에틸렌왁스 3∼4중량%, 증량제 1.5∼2.0중량%, 경화제 12∼16중량%, 폴리에스테르 아크릴레이트 15∼25중량%, 아크릴계 모노머 10∼12중량%, 지방족 우레탄디아크릴레이트 25∼36중량% 및 트리메틸프로판 트리아크릴레이트 1.5∼2.0중량%를 함유하는 자외선경화형 점착성 전사잉크가 제공된다.

본 발명에 사용되는 UV반응성 잉크의 함량은 전사잉크 전체를 기준으로 20∼40중량%, 바람직하게는 25∼35중량%이다. 전사잉크의 함량이 20중량% 미만이면 자외선조사에 의한 경화가 열화하여 전사상태가 불량하고, 40중량% 이상이면 인쇄필름에 인쇄된 전사잉크가 피인쇄물에 묻어나 바람직하지 않다.

본 발명에서 사용되는 상기한 UV반응성 잉크의 예로서는, Hi-Cure(동양인쇄제조)를 들 수 있다.상기 안료로서는 시아늄불루(송원칼라제조), 톨루이딘레드(송원칼라제조) 또는 카본블랙을 들 수 있다.

UV반응성 잉크에 함유되는 증량제로서는 산화알루미늄, 이산화실리카, 운모, 고령토, 활석, 황산바륨, 황산칼륨, 알루미나, 실리카등을 들 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

경화제로서는 디시안디아미드를 들 수 있다.

UV반응성 잉크에 함유되는 아크릴계 모노머는 글리세롤프로폭시 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 비스페놀A형 디메타아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디아크릴레이트를 들 수 있다.

아크릴계 (공)중합체는 전사잉크에 점착성을 부여하기 위해 첨가하는 것으로, 예를 들어, 폴리아크릴에시드, 아크릴로니트릴 부타디엔스티렌, 스티렌아크릴로니트릴, 아크릴로니트릴 부타디엔, 천연고무 등을 들 수 있으며, 그 함량은 전사잉크 전체를 기준으로 20∼40중량%이다. 아크릴계 (공)중합체의 함량이 20중량% 미만이면 전사잉크의 점착성이 떨어져 전사물 또는 금형에의 부착력이 열화하여 자외선 경화 후의 전사상태가 불량해 지고, 40중량% 이상인 경우는 전사잉크의 점성이 과도해져서 스크린인쇄시 스크린판의 메시가 폐쇄될 수 있다.

에틸렌비닐아세테이트는 아크릴계 (공)중합체의 점착성을 유지하면서 실같이 길게 늘어지는 것을 방지하고, 전사잉크를 인쇄필름에 인쇄한 후의 잉크강도 및 내약품성을 증가시키기 위해 첨가한다. 에틸렌비닐아세테이트로는 예를 들어, 변성 에틸렌비닐아세테이트, 카르본산 비닐화합물을 들 수 있으며, 그 함량은 전사잉크 전체를 기준으로 4∼8중량%이다.

유기용제는 전사잉크를 인쇄필름에 인쇄한 후의 용제 휘발로 인해 잉크막에 피막을 형성함으로서 잉크가 피인쇄물에 묻어나는 것을 방지해 주기 위해 첨가되는 것으로, 예를 들어 톨루엔, 시클로헥산, 살리실산메틸, 아세트산부틸, 아세트산에틸, 아세트산아밀, 이소프로필알코올, 메틸이소부틸케톤, 메틸에틸케톤, 디부틸프탈레이트, 크실렌 또는 벤젠을 들 수 있으며, 바람직하게는 톨루엔을 사용한다. 용제의 함량은 전사잉크 전체를 기준으로 25∼35중량%이다. 용제의 함량이 25중량%미만인 경우 인쇄시 인쇄스크린의 메시가 막혀 연속 인쇄가 불가능하고 잉크의 겔화가 빨라져 바람직하지 않다. 또 용제의 함량이 35중량% 이상인 경우는 인쇄시 전사잉크가 번지게 된다.

전사잉크에 함유되는 증량제는 상기 UV반응성 잉크에 함유되는 것과 동일하며, 그 함량은 전사잉크 전체를 기준으로 0.5∼5중량%이다. 0.5중량 미만인 경우는 전사잉크가 퍼져 레벨링 상태가 불량해지고, 5중량%를 넘으면 연속 인쇄가 불가능해지고 전사잉크에 스크린 자국이 남게 되어 바람직하지 않다. 또 증량제의 입도는 200∼900메시인 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 전사잉크는 UV반응성 잉크와, 아크릴계 (공)중합체, EVA, 톨루엔 및 증량제의 혼합물과를 20:80∼50:50의 중량비로 혼합하여 제조한다. UV반응성 잉크가 20중량% 이하이면 자외선 경화가 열화하여 바람직하지 않고, 80중량% 이상인 경우는 잉크색이 너무 진해지고 불투명해져서 금형에의 전사작업시 금형외관을 볼 수 없어 불편하게 된다. 따라서 금형의 외관을 볼 수 있도록 반투명의 잉크로 제조하는 것이 바람직하다.

한편, 점무늬 패턴을 금형에 전사시키는 경우는 UV반응성 잉크와, 아크릴계 (공)중합체, EVA, 톨루엔 및 증량제의 혼합물과의 중량비는 20:80로 하는 것이 바람직하고, 줄무늬 패턴을 전사하는 경우는 40:60으로 하는 것이 바람직하다.

전사잉크의 점도는 유기용제를 사용하여 조정할 수 있다. 그 점도는 3,000∼15,000cps인 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 전사잉크를 사용하여 인쇄시이트를 제조하는 공정은 다음과같다.

상기에서 수득된 전사잉크를 350메시의 스크린판을 이용하여 20∼30μ의 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌의 인쇄필름에 인쇄한다. 이후 소정의 패턴으로 전사잉크가 인쇄된 인쇄필름 위에 20∼30μ의 실리콘 코팅된 이형지를 적층한 후 압출하여 인쇄시이트를 제조한다. 상기 이형지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)가 바람직하며, 스크린코팅에 의한 인쇄두께는 7∼15㎛로 하는 것이 바람직하다. 상기 패턴은 소비자의 수요에 따라 달리 변형가능하다.

본 발명에 의해 제조된 인쇄시이트는 대시보드, 핸들, 콘솔박스, 선바이저,및 글러브박스 등의 자동차 부품, 전자/가전제품, 및 유리제품 등의 표면을 엠보싱처리하는데 사용되나, 이들 물품에 한정되지 않는다.

이하, 상기의 물품에 엠보싱하는 방법을 설명한다.

엠보싱처리공정은 전처리단계, 인쇄시이트부착단계, 노광단계, 인쇄필름제거단계, 수정단계, 에칭단계, 및 광택단계를 포함한다. 이를 상설하면 다음과 같다.

우선, 주조 P/L금형 중 엠보싱하고자 하는 부위를 계면활성제가 함유된 염산용액으로 전처리한 다음, 본 발명에 의한 인쇄시이트에서 이형지를 제거한 후 인쇄필름을 금형에 밀착시킨다. 이후 1∼3kw의 자외선에 30∼60초 동안 노광시키면 전사잉크로 패턴된 부위는 자외선에 의해 경화되어 3차원 망상구조를 가지게 된다.

이어서, 인쇄필름을 제거하면 소정의 패턴이 금형에 전사된다.

그후, 금형에 전사된 패턴에 핀홀이 발생하거나 무늬가 단락된 곳을 세필붓(repair varnish)으로 수정한다. 이후 질산, 염화철(Ⅲ), 염산의 혼합용액에침지 또는 분사방식의 에칭을 한다. 본 발명에서는 롤러에칭도 가능하다. 에칭후 인쇄필름을 제거하고 30∼200메시의 글라스비드로 연마하여 광택을 조정한다.

전술한 바와 같이, 종래의 엠보싱처리공정은 전처리단계, 포토레지스트분사단계, 포토마스킹단계, 노광단게, 현상단계, 수정단계, 에칭단계, 포토레지스트제거단계, 및 광택단계를 포함한다. 따라서 종래의 방식은 본 발명과 같은 인쇄시이트 부착방식이 아닌 포토레지스트를 금형에 분사하고 포토마스크를 형성하는 방식이기 때문에, 패턴이 일정하지 않게 된다. 즉, 대기 중의 습도에 따라 포토레지스트에 핀홀이 다수 발생하게 되고 패턴이 일정하지 않다는 단점이 있었다.

그러나, 본 발명에 의하면 인쇄시이트를 저가로 대량생산이 가능하며, 원하는 금형부위에 손쉽게 인쇄시이트를 부착하여 에칭할 수 있기 때문에 작업량을 상당히 절감할 수 있다. 또한 본 발명은 현상단계가 없으며 롤러에칭에 의해 단일 또는 다중 에칭이 가능하기 때문에 에칭공정이 상당히 간편해 진다.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니고 단지 예시하는 것에 불과하다.

(실시예)

(전사잉크 제조예)

80℃에서 교반하에 EVA 15중량%를 톨루엔에 용해시켰다. 이 용액 37.2중량%를 40℃ 이하에서 아크릴계 중합체 30중량% 및 증량제 2.8중량%를 혼합하고 3-롤밀로 콜로이드화하였다. 수득된 혼합물 70중량%와 Hi-Cure 30중량%를 저속 카울믹서로 5∼10분 동안 혼합하여 전사잉크를 수득하였다.

하기의 표 1에 기재된 조성을 갖는 여러 전사잉크를 제조하였다.

	실시예1	실시예2	실시예3
UV반응성잉크	25	30	33
아크릴계공중합체	25	30	30
EVA	8	7	5
톨루엔	38	28	26
증량제	2	2	4

(전사잉크 특성실험)

상기 실시예에서 제조된 전사잉크에 대한 물리· 화학적 특성을 검사하였다.

전사잉크로 패턴이 형성된 인쇄시이트를 기재에 부착하고, 1kw의 자외선을 30초 동안 조사한 다음, 인쇄필름을 제거한 후의 전사잉크에 대한 특성에 대해 분석하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.

검사항목	실시예 1	실시예 2	실시예 3
전사잉크점도	4000cps	4500cps	5000cps
핀홀	약간	거의 없음	없음
점착성	15초	50초	1분
전사후 외관상태	광택	광택	광택
잉크막 두께	7∼8㎛	7∼8㎛	9∼10㎛
전사율	90∼95%	90∼95%	90∼95%

핀홀은 육안 또는 25배율의 현미경으로 관찰하였다. 점착성은 50g의 천칭용 분동을 인쇄필름 밑면에 붙여 놓은 후 1m 지상으로 들어 올려 분동이 떨어지는 것으로 판단하였다. 전사율은 100㎠의 인쇄필름을 탄소강에 전사한 후 전사상태를 측정하였다.

본 발명의 인쇄시이트에 의한 엠보싱방법은 종래의 포토레지스트를 P/L금형에 스프레이한 다음 원하는 패턴의 포토마스킹을 한 후 전사하는 방식 보다 공정이 간단하며 작업공수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 제품의 제조단가를 절감할 수 있다.

Claims

(정정) UV반응성 잉크 20∼40중량%, 아크릴계 (공)중합체 20∼40중량%, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 4∼6중량%, 유기용제 25∼35중량% 및 증량제 0.5∼5중량%를 함유하며,

상기 UV반응성 잉크와, 아크릴계 (공)중합체, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체, 유기용제 및 증량제의 혼합물과의 중량비가 20:80∼50:50이고,

상기 UV반응성 잉크는 안료 15∼25중량%, 폴리에틸렌왁스 3∼4중량%, 증량제 1.5∼2.0중량%, 경화제 12∼16중량%, 폴리에스테르 아크릴레이트 15∼25중량%, 아크릴계 모노머 10∼12중량%, 지방족 우레탄디아크릴레이트 25∼36중량% 및 트리메틸프로판 트리아크릴레이트 1.5∼2.0중량%를 함유하는

자외선경화형 점착성 전사잉크.
(삭제)
(삭제)
(정정) 제1항에 있어서, 상기 아크릴계 (공)중합체가 폴리메틸메타크릴레이트인 자외선경화형 점착성 전사잉크.
(정정) 제1항에 있어서, 상기 유기용제가 톨루엔, 시클로헥산, 살리실산메틸, 아세트산부틸, 아세트산에틸, 아세트산아밀, 이소프로필알코올, 메틸이소부틸케톤, 메틸에틸케톤, 디부틸프탈레이트, 크실렌 및 벤젠으로 이루어진 군으로부터 선택되는 자외선경화형 점착성 전사잉크.
(정정) 제1항에 있어서, 상기 증량제는 산화알루미늄, 이산화실리카, 운모, 고령토, 활석, 산화칼슘, 황산바륨, 황산칼륨, 알루미나 및 실리카로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상인 자외선경화형 점착성 전사잉크.
(정정) 제1항에 있어서, 상기 안료는 시아늄불루, 톨루이딘레드 또는 카본블랙인 자외선경화형 점착성 전사잉크.
(정정) 제1항에 따른 자외선경화형 점착성 전사잉크를 20∼30μ의 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 필름에 스크린인쇄한 후, 다시 그위에 20∼30μ의 실리콘이 코팅된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시이트를 적층한 인쇄시이트.
(삭제)