KR100514623B1 - 폴리프로필렌 금속시트 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리프로필렌 금속시트 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 캘린더에서 폴리프로필렌 반제품을 생산한 후 인쇄공정을 실시하고, 상지층과의 합지를 통해 인쇄층을 장기보전하여 제품을 고급화한 폴리프로필렌 금속시트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

폴리프로필렌 금속시트 및 이의 제조방법 {Polypropylene metalic sheet and method for preparing the same}

본 발명은 폴리프로필렌 금속시트 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 캘린더에서 폴리프로필렌 반제품을 생산한 후 인쇄공정을 실시하고, 상지층과의 합지를 통해 인쇄층을 장기보전하여 제품을 고급화한 폴리프로필렌 금속시트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

PVC가 개발된 이래, 모든 가전제품 및 그외의 압출성형품으로 제조된 제품에는 PVC 소재가 사용되고 있다. PVC 소재는 가볍고 다양한 성형품을 제조할 수 있다는 장점이 있으나, 연소시에 클로라이드 가스를 발생하고 배압내?? 가소제 성분 함유로 인한 인체 유해성 등의 문제점이 지목되어 오고 있다. 이와 함께, 다양한 무늬 및 색상을 발현하기 위해 사용하는 페인트도 그 사용용도가 한정적이고 요구되는 소비자의 기호가 다양화됨에 따라 개발이 시급한 상황이다. 따라서, 탈 PVC화 및 탈 페인트화를 위해 다양한 연구가 실시되고 있다.

PVC 대체품으로 여겨지는 폴리프로필렌 금속시트의 경우, 종래에는 그라비아 인쇄방식에 의해 금속 디자인을 부여한 인쇄층 위에 열을 이용한 물리적 요철(엠보스)를 부여함으로써 질감 및 표면 입체감 등을 부여하고, 표면처리제로 코팅함으로써 내오염성 및 내마모성, 내후성 등을 부여하였다. 이러한 종래 금속시트는 표면의 금속 질감이나 내마모성이 상지를 합지한 제품에 비해 떨어지는 단점이 있다.

또한, 상지층과 금속잉크 인쇄층, 폴리프로필렌 하지층간의 접착이 금속 잉크에 함유된 알루미늄 분말의 영향으로 접착력 감소현상이 발생함에 따라, 완제품에 있어서 상기 현상으로 인해 일반 물성 불충족 현상이 발생하여 폴리프로필렌 금속시트의 개발에 한계가 있었다.

그리고, 일반적인 종래 금속시트의 다른 제조방법에는, T-다이 압출공법에 의하여 반제품을 생산후 인쇄공정만을 실시하여 완제품을 생산하는 방법이 알려져 있는데, 이러한 종래 방법에 따르면 내오염성, 내마모성, 내후성 등의 물성이 열악한 문제가 있었다.

한편, 한국 공개특허공보 제1998-21085호에는 전자 차폐효과를 갖는 시트와 그 제조방법이 기재되어 있는데, 상기 발명은 캘린더 가공으로 제조한 PVC 시트로 된 상·하지층 사이에 금속으로 코팅된 섬유로 짜여진 직물층을 포함하여 구성된 금속 시트로서, 현재 부각되고 있는 친환경적인 소재개발에 반하는 단점이 있고, 소재의 한계성 탈피가 불가능하였다.

이에 본 발명자들은 종래기술의 내오염성, 내마모성, 내후성 등의 물성을 강화하고 금속의 입자감 및 입체감을 부각시킴으로써 종래기술의 제품과 차별화되는 금속시트를 얻기 위해 연구검토한 결과, 캘린더에서 생산한 폴리프로필렌 반제품에 금속잉크를 사용하여 인쇄후 유무색의 투명상지층을 합지하고, 엠보스 부여, 특수 표면처리제로 코팅하는 기술을 발명하였고, 이에 기초하여 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 가전제품 시장의 탈 PVC화 및 탈 페인트화에 대응 다양한 광택 및 두께 재현성이 가능한 다양한 물리적 요구 물성의 실현으로써 금속시트 제품별 용도별 특화 및 고급화를 가능하게 하기 위해, 종래 폴리프로필렌 금속 시트에 있어서, 캘린더에서 생산된 폴리프로필렌 반제품에 금속잉크로 인쇄하여 준비된 인쇄층과 표면층을 합지함으로써 금속잉크의 금속칩이 갖는 자연스러운 질감 및 입체감, 내오염성, 내마모성, 내후성 등의 기능성을 부여한 폴리프로필렌 금속시트 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폴리프로필렌 금속시트는, 상부로부터 순차적으로, 특수 표면처리층, 투명상지층, 금속 인쇄층 및 캘린더링 폴리프로필렌 시트층으로 적층된 구성을 갖는다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폴리프로필렌 금속시트의 제조방법은, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 유무색의 투명상지층상에 접착제층을 적층한 후, 아크릴 수지, 폴리우레탄 수지 및 폴리에스터 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 특수 표면처리제로 코팅하여 표면층을 제조하는 단계; 캘린더 방식을 이용하여 폴리프로필렌 시트층을 제조하고 상부에 접착제층을 적층한 후, 그 상부에 금속 잉크로 인쇄하는 단계; 상기 표면층과 금속 인쇄층 사이에 접착제층을 적층시켜 합지하는 단계; 및 상기 폴리프로필렌 시트층의 하부에 프라이머층을 적층시키는 단계;를 포함한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하면서 좀 더 구체적으로 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 폴리프로필렌 금속시트의 일예를 나타낸다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리프로필렌 금속시트는 도 1과 같이, 상부로부터 순차적으로, 특수 표면처리층(1), 투명상지층(2), 금속 인쇄층(4) 및 캘린더링 폴리프로필렌 시트층(5)으로 적층된 구성을 갖는다.

본 발명에 따른 폴리프로필렌 금속시트를 구성하는 각각의 층 사이에는 접착제층(3)이 위치하는데, 상기 접착제층(3)은 10∼50%의 고형분 및 25℃에서 300∼5000cps의 점도를 갖는 난황변 폴리우레탄계 접착제층이다. 또한, 각 층사이에 접착제층(3)은 최대 20㎛의 두께로 도포되어 적층될 수 있으며, 도 2와 같이 접착력을 개선하기 위해 중복하여 적층될 수 있다. 또한 접착제층의 두께는 10∼20㎛가 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 폴리프로필렌 금속시트는 피착제에 대한 접착력을 증대시키기 위한 표면 접착층인 프라이머층(6)을 상기 캘린더링 폴리프로필렌 시트층의 하부에 더욱 포함하며, 상기 프라이머층(6)은 EVA(에틸렌 비닐아세테이트 공중합체), 폴리에스터 및 우레아 수지로 이루어진 군으로부터 적어도 하나이상 선택된다. 상기 표면 접착제층인 프라이머층은 최대 20㎛의 두께로 도포되어 적층될 수 있으며, 10∼20㎛가 바람직하다.

상기 특수 표면처리층(1)은 아크릴수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스터 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 표면처리제로 코팅하여 얻은 층이며, 표면처리제의 코팅방법은 특별히 한정되지 않으나, 그라비어 인쇄방법, 콤마(comma) 코팅, 리버스 코팅 등의 방법을 사용할 수 있다. 또한, 상기 특수 표면처리층(1)의 두께는 5∼15㎛이며, 바람직하게는 10㎛이다.

상기 투명상지층(2)은 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 수지이다. 상기 투명상지층(2)은 무색 투명층이거나, 유색 투명층(내부 안료 첨가형 필름 사용 또는 유색 투명잉크 코팅방식)일 수 있다. 상기 투명상지층(2)의 두께는 30∼50㎛이며, 바람직하게는 35∼45㎛이다.

본 발명에 따른 금속 인쇄층(4)은 10∼100㎛의 평균 입자크기를 갖는 폴리우레탄 기초의 금속잉크로 인쇄된 층이다. 금속잉크의 인쇄방법은 특별히 한정되는 것이 아니나, 그라비어 인쇄방법, 콤마 코팅방법 또는 리버스 코팅방법 등에 의해 인쇄될 수 있다. 상기 금속잉크는 우레탄 기초의 점착력이 있는 유기물에 금속칩을 혼입한 잉크로 금속 인쇄층의 두께는 3∼10㎛가 바람직하다.

본 발명에 따른 캘린더링 폴리프로필렌 시트층(5)은 폴리프로필렌 수지를 캘린더 방식을 이용하여 필름 및 시트로 제조한 것이며, 캘린더링 폴리프로필렌 시트층(5)의 캘린더링 조건은 150℃ 이상에서 압출 및 압연을 거쳐 생산된다. 상기 캘린더링 폴리프로필렌 시트층(5)의 두께는 100∼200㎛가 바람직하다.

본 발명에 따른 폴리프로필렌 금속시트의 제조방법은, 첫째, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 유무색의 투명상지층(2)상에 접착제층(3)을 적층한 후, 아크릴 수지, 폴리우레탄 수지 및 폴리에스터 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 특수 표면처리제(1)로 코팅하여 표면층을 제조하는 단계를 포함한다.

둘째, 캘린더 방식을 이용하여 폴리프로필렌 시트층을 제조하고 상부에 접착제층을 적층한 후, 그 상부에 금속 잉크로 인쇄하는 단계를 포함한다.

셋째, 준비된 상기 표면층과 금속 인쇄층 사이에 접착제층을 적층시켜 합지하는 단계를 포함한다. 상기 합지의 조건은 50∼100℃ 및 3∼5Kgf이다.

넷째, 상기 폴리프로필렌 시트층의 하부에 프라이머층을 적층시키는 단계를 포함한다.

또한 상기 인쇄 및 합지 공정후 50∼80℃에서 72∼96시간 동안 숙성단계를 거치게 된다.

상기 잉크 및 접착제의 건조 공정은 잉크와 접착제층이 0.7 ~ 3.0 m/sec 의 속도로 80 ~ 130 ℃ 의 오븐을 통과함으로써 수행되며, 잉크 및 접착제의 도포두께는 최대 20㎛까지 10∼20㎛이 바람직하다. 접착제는 중복하여 적층가능하며, 하나의 접착제층의 최대 두께가 최대 20㎛이다.

본 발명에 따른 폴리프로필렌 금속시트의 효과는 폴리프로필렌 하지층에 금속잉크 인쇄 후 투명상지층을 합지함으로써 종래 금속시트보다 강한 내오염성, 내마모성, 내후성을 지님과 동시에, 금속의 입자감을 입체적으로 구현함으로써 제품의 품질 상승효과 등의 기능을 갖추었다.

또한 가전제품 시장의 탈 PVC화 및 탈 페인트화에 대응 다양한 광택 및 두께 재현성 가능등의 다양한 물리적 요구 물성의 실현으로써 금속시트 제품별 용도별 특화 및 고급화가 가능하다.

하기 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만 이에 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

폴리프로필렌으로 이루어진 무색의 투명상지층(2)상에 10%의 고형분 및 25℃에서 300cps의 점도를 갖는 난황변 폴리우레탄 접착제를 10㎛의 두께로 도포하여 접착제층(3)을 적층한 후, 아크릴 수지의 특수 표면처리제(1)로 코팅하여 표면층을 제조하였다. 이와 별도로, 150℃ 이상의 온도에서 압출 및 압연 공정의 조건하에서 캘린더 방식을 이용하여 폴리프로필렌 시트층을 제조하고 상부에 20%의 고형분 및 25℃에서 1000cps의 점도를 갖는 난황변 폴리우레탄 접착제를 15㎛의 두께로 접착제층을 적층한 후, 그 상부에 폴리우레탄 재질의 금속칩을 포함한 잉크를 그라비어 인쇄하여 인쇄층을 형성시켰다. 준비된 상기 표면층과 금속 인쇄층 사이에 10%의 고형분 및 25℃에서 800cps의 점도를 갖는 난황변 폴리우레탄 접착제를 10㎛의 두께로 접착제층을 적층시켜 70℃의 온도 및 4Kgf의 압력 조건하에서 합지하였다. 상기 폴리프로필렌 시트층의 하부에 프라이머층(EVA 계열)을 10㎛의 두께로 적층시켰다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리프로필렌 금속시트는 종래 기술의 문제점을 해결하고, 우수한 내마모성, 내오염성 및 내후성을 가지며, 고급스럽고 특화된 금속질감을 표현할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 금속시트의 일예를 나타낸 도이다.

도 2는 본 발명에 따른 금속시트의 다른 일예를 나타낸 도이다.

Claims (12)

1. 상부로부터 순차적으로, 특수 표면처리층, 투명상지층, 금속 인쇄층 및 캘린더링 폴리프로필렌 시트층으로 적층된 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 금속시트.
2. 제1항에 있어서, 상기 금속시트를 구성하는 각각의 층 사이에 접착제층이 위치하는 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 금속시트.
3. 제2항에 있어서, 상기 접착제층은 10∼50%의 고형분 및 25℃에서 300∼5000cps의 점도를 갖는 난황변 폴리우레탄계 접착제층인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 금속시트.
4. 제1항에 있어서, 상기 폴리프로필렌 금속시트는 피착제에 대한 접착력을 증대시키기 위한 표면 접착층인 프라이머층을 상기 캘린더링 폴리프로필렌 시트층의 하부에 더욱 포함하며, 상기 프라이머층은 EVA(에틸렌 비닐아세테이트 공중합체), 폴리에스터 및 우레아 수지로 이루어진 군으로부터 적어도 하나이상 선택되는 것을 특징으로 폴리프로필렌 금속시트.
5. 제1항에 있어서, 상기 특수 표면처리층은 아크릴수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스터 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 표면처리제로 코팅하여 얻은 층인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 금속시트.
6. 제1항에 있어서, 상기 투명상지층은 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 수지인 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 금속시트.
7. 삭제
8. 제1항에 있어서, 상기 금속 인쇄층은 10∼100㎛의 평균 입자크기를 갖는 폴리우레탄 기초의 금속잉크로 인쇄된 층임을 특징으로 하는 폴리프로필렌 금속시트.
9. 제1항에 있어서, 상기 캘린더링 폴리프로필렌 시트층은 폴리프로필렌 수지를 캘린더 방식을 이용하여 필름 및 시트로 제조된 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 금속시트.
10. 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 유무색의 투명상지층상에 접착제층을 적층한 후, 아크릴 수지, 폴리우레탄 수지 및 폴리에스터 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 특수 표면처리제로 코팅하여 표면층을 제조하는 단계;

    캘린더 방식을 이용하여 폴리프로필렌 시트층을 제조하고 상부에 접착제층을 적층한 후, 그 상부에 금속 잉크로 인쇄하는 단계;

    상기 표면층과 금속 인쇄층 사이에 접착제층을 적층시켜 합지하는 단계; 및

    상기 폴리프로필렌 시트층의 하부에 프라이머층을 적층시키는 단계;

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 금속시트의 제조방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 인쇄 및 합지 공정후 50∼80℃에서 72∼96시간 동안 숙성단계를 거치는 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌 금속시트의 제조방법.
12. 삭제