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CN103946032A - 表现立体图案的模内注塑用转印膜及其制备方法 - Google Patents

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CN103946032A CN201280057848.7A CN201280057848A CN103946032A CN 103946032 A CN103946032 A CN 103946032A CN 201280057848 A CN201280057848 A CN 201280057848A CN 103946032 A CN103946032 A CN 103946032A
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Abstract

本发明提供一种模内注塑用转印膜，其特征在于，包含基材、紫外线固化层、硬涂层、印刷层及粘结层，上述紫外线固化层包含立体图案及离型剂组合物。并且，本发明提供一种模内注塑用转印膜的制备方法，其特征在于，包含：形成基材的步骤；在上述基材的上部形成包含离型剂组合物的紫外线固化层的步骤；在上述紫外线固化层的上部形成立体图案之后使用紫外线灯进行固化的步骤；在上述离型层的上部形成硬涂层的步骤；在上述硬涂层的上部形成印刷层的步骤；以及在上述印刷层的上部形成粘结层的步骤。

Description

表现立体图案的模内注塑用转印膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种模内注塑用转印膜及其制备方法，更详细地，涉及一种以上述紫外线固化层包含立体图案及离型剂组合物为特征的模内注塑用转印膜。
背景技术
模内注塑用转印膜作为由分别具有固有特性的多个层形成的层压(laminate)膜，为表现金属感或图案，包含金属蒸镀层或印刷了各种图案的印刷层。但是，如上所述的包含金属蒸镀层和印刷层的层压膜虽然可表现单纯的金属感或平面图案，但无法表现立体图案或者带来根据观察角度色彩或图案不同的全息图效果或者光学渐变(optical gradation)效果。
根据韩国特许公开公报第2010-0048181号中有关紫外线固化层的记载，包含紫外线固化树脂、光稳定剂及光引发剂的组合物通过紫外线照射过程固化而形成，并未提出是否形成压纹图案，就外观设计而言，能够表现立体图案并带来全息图效果、光学渐变效果的模内转印膜的必要性逐渐变大。
发明内容
本发明要解决的技术问题
因此，本发明的目的在于，在包含离型剂组合物的紫外线固化层的上部形成立体图案后使用紫外线灯进行固化来注塑立体图案。
技术方案
为达到上述目的，本发明提供一种模内注塑用转印膜，其特征在于，包含基材、紫外线固化层、硬涂层、印刷层及粘结层，上述紫外线固化层包含立体图案及离型剂组合物。
为达到另一个目的，本发明提供一种模内注塑用转印膜的制备方法，其特征在于，包含：形成基材的步骤；在上述基材的上部形成包含离型剂组合物的紫外线固化层的步骤；在上述紫外线固化层的上部形成立体图案之后使用紫外线灯进行固化的步骤；在上述离型层的上部形成硬涂层的步骤；在上述硬涂层的上部形成印刷层的步骤；以及在上述印刷层的上部形成粘结层的步骤。
有益效果
根据本发明的模内注塑用转印膜，模内注塑用转印膜不具有离型层，而是将离型剂组合物包含于紫外线固化层，从而不仅强化注塑物的表面强度，屏蔽电磁波的功能，而且在外观设计方面表现立体图案，带来全息图效果和光学渐变效果。尤其，在注塑物的曲面也可表现上述效果。
并且，在本发明的模内注塑用转印膜制备方法中，在包含离型剂组合物的紫外线固化层的上部形成立体图案并进行紫外线固化，从而在模内注塑物上体现出多种形态且明显的立体图案。
附图说明
图1是示出本发明实施例的模内注塑用转印膜的结构的剖视图。
图2是示出本发明实施例的模内注塑用转印膜的制备工序的流程图。
具体实施方式
以下参照附图详细后述的实施例会让本发明的优点和特征以及实现这些优点和特征的方法更加明确。但是，本发明不局限于以下公开的实施例，能够以互不相同的各种方式实施，本实施例只用于完善本发明的公开更加完善，有助于本发明所属技术领域的普通技术人员完整地理解本发明的范畴，仅由发明要求范围定义。在说明书全文中相同的参照附图指相同的构成要素。
以下，参照附图，对能够表现多种图案的立体质感的模内注塑用转印膜及其制备方法进行说明。
模内注塑用转印膜
图1是示出本发明实施例的模内注塑用转印膜的结构的剖视图。
参照图1，本发明实施例的模内注塑用转印膜100包含基材110、紫外线固化层120、硬涂层130、印刷层140及粘结层150。
上述基材110可由选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(Poly Ethylene Terephthalate，PET)、聚碳酸酯(Poly Carbonate，PC)、聚丙烯(Poly Propylene，PP)、乙二醇改性聚对苯二甲酸乙二醇酯(Poly Ethylene Terephthalate Glycol，PETG)及丙烯酸(acrylic)中的一种以上材质形成。上述聚对苯二甲酸乙二醇酯或者乙二醇改性聚对苯二甲酸乙二醇酯具有比一般的基材材料更优秀的加温延伸率，能够将成型性最大化，因而优选。
上述紫外线固化层120的特征在于，包含立体图案及离型剂组合物121。优选地，上述紫外线固化层的厚度为3～20μm。如果，上述紫外线固化层120的厚度小于3μm，由于厚度太薄，很难使要在硬涂层130的上部形成的以下印刷层140体现立体的质感，在注塑物的紫外线固化层会发生裂纹(Crack)。相反，紫外线固化层120的厚度大于20μm的情况下，由于紫外线固化层120未固化引起的经时变化，注塑时发生裂纹，引发未剥离的问题。
并且，上述紫外线固化层120可包含包含紫外线固化树脂、光引发剂及添加剂的组合物。作为上述紫外线固化树脂，可使用容易控制物性的通用折射率的有机硅丙烯酸酯(silicone acrylate)、氨基甲酸乙酯丙烯酸酯(urethane acrylate)、环氧丙烯酸酯(epoxy acrylate)、聚酯丙烯酸酯(polyester acrylate)等的低聚物(oligomer)。
作为上述光引发剂的例子，可举出选自由安息香甲醚、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化磷、双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化磷、α，α-甲氧基-α-羟基苯乙酮、2-苯甲酰基-2-(二甲基氨基)-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮及2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮组成的组中的一种以上。优选地，相对于100重量份的上述紫外线固化树脂，添加0.01～5重量份的上述光引发剂。若光引发剂的添加量小于0.01重量份，不仅无法充分进行交联，也不能得到凝聚力的改善效果，而光引发剂的添加量大于5重量份的情况下，存在产生初期褶皱(Tuck)及附着力显著下降的忧虑。
除了上述光引发剂之外可以添加的添加剂例如有多孔性填充物、耦合剂、抗静电剂、表面活性剂、增粘剂及加工液等，上述添加剂可使用本领域的常规添加剂，可在不影响本发明的目的的范围内适当添加。
包含于上述紫外线固化层120的离型剂组合物121可由选自环氧类化合物、环氧-三聚氰胺类化合物、氨基醇酸类化合物、丙烯酸类化合物、三聚氰胺类化合物、硅类化合物、氟类化合物、纤维素类化合物、尿素树脂类化合物、聚烯烃类化合物及石蜡类化合物中的一种以上形成。
优选地，上述离型剂组合物121包含离型特性最合适的硅类化合物。三聚氰胺类化合物、石蜡类化合物或者氟类化合物因离型力高，当硬涂层130弯曲时，因半固化的硬涂层130部分地转印于基材层110的下面，因此发生涂敷层不均匀等的问题。
优选地，上述硅类化合物包含有机硅丙烯酸酯类化合物。有机硅丙烯酸酯类化合物具有低表面能量及优秀的粘性维持力，能够起到离型剂组合物的作用。由此，包含有机硅丙烯酸酯类化合物来替代离型层作用的本发明的紫外线固化层即使在去除时也不会发生表面损伤或者污染，附着时也显示出优秀的附着力。并且，有机硅丙烯酸酯类化合物具有良好的延伸率，模内转印膜注塑时可将外观裂纹现象最小化，在形成离型剂组合物时也容易调配。
并且，上述离型剂组合物的特征在于，包含5～15重量％的有机硅丙烯酸酯低聚物。上述有机硅丙烯酸酯低聚物小于5重量％的情况下，模内转印膜注塑时可能会发生裂纹，随着有机硅丙烯酸酯低聚物含量的减少，会导致粘度过低。并且，大于15重量％的情况下，粘度变高，注塑时可能致使模内转印膜不均匀。并且，由于与基材间的附着力减小，会发生紫外线固化层不转印到基材而是粘到辊(Roll)及转印物上的现象。
而且，上述紫外线固化层120的特征在于，形成有立体图案，上述立体图案的厚度可以是3～20μm。即，立体图案的厚度小于3μm的情况下，不仅得不到充分的立体感，而且也不能确保在后续形成的印刷层的结合效果。而且，立体图案的厚度大于20μm的情况下，会增加模内注塑用转印膜的总厚度，降低成型性，无法正常进行模内注塑用转印工序。并且，模内转印膜注塑时可能会在紫外线固化层的外观发生裂纹现象。
上述立体图案包含发纹图案和阳刻或者阴刻图案。而且，在上述立体图案中发纹图案的厚度为1～3μm，上述立体图案中阳刻或者阴刻图案的厚度为3～20μm。若上述立体图案形成发纹图案而脱离上述范围的情况下，注塑后因紫外线固化层的延伸率的不足，存在发生裂纹的忧虑，若立体图案形成阳刻或者阴刻图案而脱离上述范围的情况下，粘度变高，紫外线固化层变厚，存在发生裂纹的忧虑。
上述硬涂层130的形成目的在于，当注塑成型时，防止后述的印刷层140发生刮痕。硬涂层130可使用丙烯酸类化合物、氨基甲酸乙酯类化合物、环氧类化合物及硅氧烷类聚合物材质中的一种以上，并且，可使用如低聚物(oligomer)的紫外线固化树脂。并且，为了提高上述硬涂层130的硬度，还可包含二氧化硅(silica)类的填充物。
这时，上述硬涂层130的厚度优选为1～3μm。硬涂层130的厚度小于1μm的情况下，会使防止产生刮痕的效果甚微，相反，硬涂层130的厚度大于3μm的情况下，由于膜的延伸率降低，注塑时裂纹及脆弱(Brittle)引起粉末，导致发生注塑不良的问题。
上述印刷层140可利用凹版印刷或者柔性版印刷中的一种来形成。印刷层140具有相同或不同的纹样，可自由地体现人物照片、图案、各种颜色、各种纹样等多种形态。
底漆层(未图示)介于印刷层140和后述的粘结层150之间来加强粘结层150的粘结力。本发明的底漆层(未图示)可以以氨基甲酸乙酯树脂或者改性丙烯酸树脂为主成分，或以聚异氰酸酯及多元醇为主成分，更详细地，优选地，由选自聚酯多元醇、聚异氰酸酯、改性丙烯酸、氧化金属微粒子及固化催化剂中的一种以上来形成。
上述粘结层150可通过以下方法形成，即，将聚酯、聚氨基甲酸乙酯、丙烯酸、乙烯-醋酸乙烯酯(ethylene co-vinyl acetate，EVA)、聚醋酸乙烯(polyvinyl acetate，PVAc)等粘结剂利用选自凹版印刷、柔性版印刷、微型凹版涂敷、逗号涂敷、辊涂中的一种以上的方式，以适当厚度涂敷后，以固定的温度来固化，从而形成粘结层150。
模内注塑用转印膜的制备方法
图2是示出本发明实施例的模内注塑用转印膜的制备工序的流程图。
参照图2，本发明的模内注塑用转印膜的制备工序包含：形成基材的步骤S110，在上述基材的上部形成包含离型剂组合物的紫外线固化层的步骤S120，在上述紫外线固化层的上部形成硬涂层的步骤S130，在上述硬涂层的上部形成印刷层的步骤S140，在上述印刷层的上部形成粘结层的步骤S150。
在上述基材的上部形成包含离型剂组合物的紫外线固化层的步骤S120包含上述在紫外线固化层的上部形成立体图案后利用紫外线灯来固化的步骤。
并且，在上述紫外线固化层的上部形成立体图案，上述立体图案可通过凹版涂敷法形成。上述凹版涂敷法，是指被涂覆材料和凹版印刷辊的前进方向相反，针对被涂覆材料，在凹版辊的反方向无需另行用橡皮辊等来加压，借助于凹版辊，在不明显发生弯曲的情况下用凹版辊上的涂敷液来涂敷的方法。上述方法具有容易调整涂敷量、不发生纵褶皱花纹、能够均匀涂敷的优点，从而被广泛应用。
上述固化步骤可使用紫外线灯，这时，紫外线灯的灯可选自金属卤化物灯、水银灯、黑光灯，但不局限于此。尤其，在上述固化步骤中，出于加快固化方面的考虑，优选利用金属卤化物紫外线灯。
而且，执行上述固化工序的步骤中，利用上述金属卤化物灯以300～500mJ的灯电力、3～8m/分钟的固化速度来实施固化。脱离上述灯电力的情况下，存在生产率降低的忧虑，且由于紫外线固化层变得坚硬，会发生裂纹。并且，上述固化速度小于3m/分钟的情况下，会发生生产率的降低及紫外线固化层的裂纹，大于8m/分钟的情况下，在形成紫外线固化层时，紫外线固化层固化得不充分，而存在产品不良的忧虑。
参照图2，在形成硬涂层的步骤S130中，在紫外线固化层120上部以1～3μm的厚度涂敷硬涂物质，来形成硬涂物质层(未图示)，之后在干燥炉中以140～170℃的温度来使上述硬涂物质层固化，从而形成硬涂层130。
在形成印刷层的S140步骤中，在硬涂层130的上部利用凹版印刷或者柔性版印刷中的某一种来形成印刷层140。本发明的印刷层140具有相同或不同的纹样，可自由地体现人物照片、图案、各种颜色、各种纹样等多种形态。
在形成底漆层的步骤(未图示)中，以蒸镀或者涂敷的方式在硬涂层130及印刷层140的上部形成底漆层(未图示)。本发明的底漆层(未图示)可以以氨基甲酸乙酯树脂或者改性丙烯酸树脂为主成分或以聚异氰酸酯及多元醇为主成分，更详细地，优选地，由选自聚酯多元醇、聚异氰酸酯、改性丙烯酸、氧化金属微粒子、固化催化剂中的一种以上来形成。
在形成粘结层的步骤S150中，利用选自凹版印刷、柔性版印刷、微型凹版涂敷及辊涂中的一种以上的方式，在底漆层(未图示)的上部以1～3μm的厚度形成粘结层150。上述粘结层150可利用聚酯、聚氨基甲酸乙酯、丙烯酸、乙烯-醋酸乙烯酯(ethylene co-vinyl acetate，EVA)、聚醋酸乙烯(polyvinylacetate，PVAc)等粘结剂。
以上，通过本发明，能够制备出即使不包含离型层也能够体现各种图案的立体质感的模内注塑用转印膜。
如上所述，通过上述制备方法制备的本发明实施例的模内注塑用转印膜，由于紫外线固化层包含离型剂组合物及立体图案，因此不需要另行制备离型层，具有降低成本的效果，容易地体现各种立体花纹图案。并且，借助于立体花纹图案，即使不变更真空金属模具的设计，也能够使形成于硬涂层的上部的印刷层的印刷纹样体现立体效果。
1.横内转印片的制备
实施例
在50μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的上部形成紫外线固化层，之后利用微型凹版涂敷法在紫外线固化层的上部形成5μm厚的立体图案，其中，上述紫外线固化层中包含50重量％的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯、5重量％的光引发剂(安息香甲醚)、35重量％的添加物(十二烷基硫酸钠)及10重量％的有机硅丙烯酸酯低聚物，且紫外线固化层的厚度为20μm。之后，利用金属卤化物紫外线灯(灯电力400mJ、固化速度每分钟5m)来固化。
之后，形成硬涂层，在上述硬涂层的上部以1μm的厚度涂敷改性丙烯酸多元醇类蒸镀底漆组合物，之后在120℃的温度下固化20秒钟，来形成蒸镀底漆层。
之后，利用凹板涂敷法在蒸镀底漆层的上部形成厚度为3μm的印刷层，通过真空蒸镀法利用铝在上述印刷层的上部形成8nm厚的蒸镀层，将改性丙烯酸多元醇类的蒸镀底漆组合物涂敷成1μm的厚度，之后在80℃的温度下固化20秒钟，来形成底漆层。
之后，形成1.5μm厚的粘结层，来制备出模内转印膜。
比较例1
在50μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的上部形成紫外线固化层，之后利用微型凹版涂敷法在紫外线固化层的上部形成5μm厚的立体图案，其中，上述紫外线固化层中包含50重量％的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯、5重量％的安息香甲醚、35重量％十二烷基硫酸钠及3重量％的有机硅丙烯酸酯低聚物，且紫外线固化层的厚度为20μm。之后，利用金属卤化物紫外线灯(灯电力400mJ、固化速度每分钟5m)来固化。
之后，形成硬涂层，在上述硬涂层的上部以1μm的厚度涂敷改性丙烯酸多元醇类蒸镀底漆组合物，之后在120℃的温度下固化20秒钟，来形成蒸镀底漆层。
之后，利用凹板涂敷法在蒸镀底漆层的上部形成厚度为3μm的印刷层，通过真空蒸镀法利用铝在上述印刷层的上部形成8nm厚的蒸镀层，将改性丙烯酸多元醇类的蒸镀底漆组合物涂敷成1μm的厚度，之后在80℃的温度下固化20秒钟，来形成底漆层。
之后，形成1.5μm厚的粘结层，来制备出模内转印膜。
比较例2
除了形成包含20重量％的有机硅丙烯酸酯低聚物的紫外线涂敷层之外，按照与实施例相同的方法制备出模内转印膜。
2.物性评价
(1)剥离性
在适用于注塑产品前，利用交叉切割(Cross-Cut)方法来测定实施例及比较例1、比较例2的模内转印膜剥离性。
(2)立体质感维持力
针对将实施例及比较例1、比较例2的模内转印膜适用于注塑产品后，即适用于注塑产品并注塑后的立体质感维持力，在截面切割(Cutting)后，通过断层测定及外观的鲜映性(Distinctness Of Image，DOI)测定法，利用仪力信(ERICHSEN)测定仪进行了测定。
(3)成型性
针对将实施例及比较例1、比较例2的模内转印膜适用于注塑产品后，即适用于注塑产品并注塑后的裂纹发生与否(深冲压部分)即2～10R的深冲压部分的裂纹发生与否，用肉眼判定法进行了测定。
下表1示出了实施例及比较例1、比较例2的模内用转印膜的物性评价结果。此时，在下表1中各符号所指意思如下。○：优秀，△：良好，X：差，XX：非常差
表1
区分 立体质感维持力 剥离性 成型性
实施例 ○ △ ○
比较例1 △ X X
比较例2 X X XX
参照上表1可知，就实施例而言，表现了剥离性良好且立体质感维持力及成型性优秀的特性。
反面，就比较例1而言，在立体质感的维持力方面，示出了普通程度的水准，但是，作为离型剂组合物的有机硅丙烯酸酯低聚物的含量小于5重量％，在剥离性评价上示出了差的水准。并且，成型性方面存在发生裂纹的问题。
另一方面，就相对过量包含有机硅丙烯酸酯低聚物的比较例2而言，由于剥离性的水准的下降，出现了未剥离现象，并因裂纹问题，成型性方面也示出了非常低的水准。由此可知，随着有机硅丙烯酸酯低聚物的含量的增加，粘度变高，生产率下降，不能转印到基材，从而与基材的粘结度也减弱。
基于上述实验结果可确认，虽然不另行包含离型层，在形成包含规定范围以内的离型剂组合物的紫外线固化层的情况下，能够维持普通水准以上的剥离性，审美方面带来立体质感效果。
以上以本发明的实施例为中心来进行说明，但是，本发明所属技术领域的普通技术人员可进行各种变更或变形。只要不超出本发明提供的技术思想的范围，这样的变更或变形均属于本发明。因此，本发明要求保护范围应根据技术方案来进行判断。

Claims (11)

1.一种模内注塑用转印膜，其特征在于，
包含基材、紫外线固化层、硬涂层、印刷层及粘结层，
上述紫外线固化层包含立体图案及离型剂组合物。
2.根据权利要求1所述的模内注塑用转印膜，其特征在于，上述离型剂组合物包含选自环氧树脂类化合物、环氧-三聚氰胺类化合物、氨基醇酸类化合物、丙烯酸类化合物、三聚氰胺类化合物、硅类化合物、氟类化合物、纤维素类化合物类、尿素树脂类化合物、聚烯烃类化合物及石蜡类化合物中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的模内注塑用转印膜，其特征在于，上述离型剂组合物包含5～15重量％的有机硅丙烯酸酯低聚物。
4.根据权利要求1所述的模内注塑用转印膜，其特征在于，上述紫外线固化层的厚度为3～20μm。
5.根据权利要求1所述的模内注塑用转印膜，其特征在于，上述立体图案的厚度为3～20μm。
6.根据权利要求1所述的模内注塑用转印膜，其特征在于，上述立体图案包含发纹图案和阳刻或者阴刻图案。
7.根据权利要求6所述的模内注塑用转印膜，其特征在于，
上述立体图案中发纹图案的厚度为1～3μm，
上述立体图案中阳刻或者阴刻图案的厚度为3～20μm。
8.一种模内注塑用转印膜的制备方法，其特征在于，包含：
形成基材的步骤；
在上述基材的上部形成包含离型剂组合物的紫外线固化层的步骤；
在上述紫外线固化层的上部形成立体图案之后使用紫外线灯进行固化的步骤；
在上述离型层的上部形成硬涂层的步骤；
在上述硬涂层的上部形成印刷层的步骤；以及
在上述印刷层的上部形成粘结层的步骤。
9.根据权利要求8所述的模内注塑用转印膜的制备方法，其特征在于，通过凹版涂敷法形成上述立体图案。
10.根据权利要求8所述的模内注塑用转印膜的制备方法，其特征在于，在上述固化的步骤中使用的紫外线灯选自金属卤化物灯、水银灯、黑光灯。
11.根据权利要求10所述的模内注塑用转印膜的制备方法，其特征在于，
上述紫外线灯为金属卤化物灯，
以300～500mJ的灯电力、每分钟3～8m的固化速度进行固化。
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