KR100685628B1 - 열융착형 표면 보호 및 장식용 합성수지 적층 시이트와성형제품 - Google Patents

열융착형 표면 보호 및 장식용 합성수지 적층 시이트와성형제품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표면 보호 및 장식을 필요로 하는 자동차, 가전제품, 기타 산업자재 등의 플라스틱 표면에 열융착되는 열가소성 합성수지 적층 시이트와 성형 제품에 관한 것이다. 합성수지 적층 시이트는 열성형 및 열융착되는 열가소성 기재 시이트의 외부면에 장식 목적의 열가소성 칼라 잉크층과 표면 보호 목적의 열가소성 투명 필름을 포함한다. 상기 열가소성 투명 필름은 불소계 수지 및 아크릴계 수지의 혼합물로 서로 다른 조성을 가진 2층구조로 공압출되어 제조되고, 열가소성 칼라 잉크층은 안료, 염료, 플레이크 및 이들의 혼합물을 선택적으로 포함한다. 상기 합성수지 적층 시이트는 열에 의해 3차원 형상으로 진공성형되어 사출 금형내에서 사출 수지의 열에 의해 융착되거나, 압출되는 합성수지 표면 열에 의해 융착되거나, 성형된 합성수지 제품과 초음파 열융착기/가열 롤과 같은 열원에 의해 융착되는 것과 같은 다양한 방법에 의해 열융착되어 표면 보호 및 장식된 성형제품을 완성한다.
필름, 시이트, 몰드 데코레이션, 필름 인서트 몰딩, 라미네이트, 열성형

Description

열융착형 표면 보호 및 장식용 합성수지 적층 시이트와 성형제품 {Heat bondable surface protective/decorative multi-layer synthetic resin sheet and product}
도 1은 종래의 수압전사 방법에 의하여 성형제품 표면을 장식하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 합성수지 적층 시이트의 단면도이다.
도 3a,b,c,d는 기재 시이트와 열에 의해 접착되는 다층 필름의 단면도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 다층 필름과 기재 시이트를 접착하는 공정을 나타낸 개략측입면도이다.
도 5는 합성수지 적층 시이트의 진공성형을 예시하는 개략도
도 6은 합성수지 적층 시이트가 열융착에 의해 접착된 최종 성형제품의 단면도이다.
<도면부호설명>
1: 수용성 폴리비닐알코올 필름
2: 플라스틱 성형품
3: 물
10: 1층 투명필름
11: 2층 투명필름
12: 2층구조 투명필름
13: 인쇄층
14; 칼라잉크코팅층
15: 접착층
16: 기재 시이트
18: 합성수지 적층시이트
19,20,21,22: '기재 시이트와 열접착되는 필름'
23,24,18,26 : 기재시이트를 포함한 합성수지 적층시이트
30: 가이드 롤
31: 히팅드럼
32: 열융착 접착부
33: 냉각롤
50: 상금형
51: 하금형
52: 진공압력
53: 적층시이트
자동차, 가전제품, 기타 산업자재 등의 플라스틱 부품 표면은 스프레이 페인팅, 수압전사 등과 같은 다양한 방법에 의해 표면 보호 및 장식되어왔다. 플라스틱 부품 표면은 내화학성, 내마모성 특징 외에 높은 광택, 높은 상선명도, 자외선에 안정한 내후성, 다양한 패턴 등을 때에 따라 필요로 한다. 특히 자동차 내외장 플라스틱 부품 예컨데 범퍼, 사이드 몰딩, 미러 하우징, 도어 등의 표면은 높은 수준의 표면 보호 및 장식 특성을 필요로 한다.
하도/중도/상도와 같은 스프레이 페인팅은 위험한 페인트 용제 증발로 작업자의 안전성 문제와 심각한 대기 오염문제 및 배출물에 의한 환경문제를 발생시킨다. 고품질 수준을 유지하기 위해서는 다단계 페인트 작업 및 환경 오염 방지를 위한 환경 설비의 필요로 고비용이 발생하고, 다양한 패턴 구현이 어려운 문제점이 있다.
도 1에 나타낸 수압전사 인쇄 방법은 장식패턴이 인쇄된 수용성 폴리비닐알코올 필름 (1)을 물 (3)에 띄워 플라스틱 성형품 (2)을 인쇄면에 내리눌러 인쇄 패턴을 전사시키는 방법으로, 전사 필름 (1)과 대상물 (3)의 위치 어긋남에 의해 장식패턴의 불량률이 높고, 장식패턴이 정밀하지 못하고, 잔존하는 폴리비닐알코올 필름 (1) 세척과 전사 후 표면 보호를 위해 번거롭게 하드 코팅을 하여야 하는 문제점이 있다. 또한 옥외에서 장시간 사용 시 칼라 변색이 일어나는 문제점이 있다.
이와 같은 스프레이 페인팅과 수압전사 제품은 자동차 내장재로 사용 시 용매 증발 문제로 인해 운전자 및 승객에게 불쾌한 냄새 문제를 유발할 수 있으며, 열경화 타입의 수지 코팅으로 인해 재활용을 위해서는 별도의 비용을 필요로 하는 문제점이 있다.
또한, 내열 잉크가 인쇄된 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지, 폴리우레탄 수지와 같은 투명 필름을 3차원 형상으로 성형 후 사출 금형 내에서 장식한 제품은 옥외에서 장시간 사용 시 자외선에 의해 칼라 변색되는 문제점과 높은 온도의 사출 수지에 의해 인쇄 패턴이 일부 사라지는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 최근 들어 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)와 같은 불소계 수지와 아크릴계 수지를 이용한 플라스틱 부품 표면 보호 및 장식용 시이트 제조에 관한 여러가지 접근이 시도되고 있다. 이를테면 이러한 시이트 및 시이트 제조 방법이 특허 WO 88/07416호; 특허 US 5514427호, 특허 WO 99/37479호, 특허 JP 09-193189 A호, 특허 WO 94/03337호, 특허 US 5108836호에 개시되어 있다. 특허 WO 88/07416호(한국 특허공보 특1995-329호의 대응특허) 에 의해 제조된 시이트는 이동 폴리에스테르 캐리어 위에 폴리비닐리덴 플루오라이드 수지와 메틸메타 아크릴레이트 수지를 용액에 녹여 도포 및 높은 온도에서 건조하는 방법으로 제조되었다. 이와 같은 방법으로 제조된 시이트는 시이트 제조 후 버려지는 폴리에스테르 필름을 필요로 한다. 또한,사용자의 요구에 의한 투명 필름 층의 두께를 두껍게 하기에는 제조 상의 한계가 있다. 수지를 녹인 용액을 기포 발생 없이 도포 및 건조하기 위해서는 느린 라인 스피드를 필요로하기 때문에 생산 능력이 떨어진다. 또한 많은 유기 용매를 함유하고 있어 건조 공정에서 다량의 유기 용매 가스를 배출한다. 폴리비닐리덴 플루오라이드 수지를 용해시키기 위해서는 N-메틸 피롤리돈과 같은 강한 용매를 필요로 하고 이러한 용매를 고가이 다. 이와 같은 합성수지 적층 시이트에서 고함량의 불소계 수지를 사용한 단층 필름의 약점은 다른 층에의 접착이다. 이를 테면, 불소계 수지 단층 필름에 인쇄 또는 잉크 코팅을 할 때 표면활성화를 위해 코로나 처리 또는 별도의 프라이머를 코팅하여야 하는 문제점이 있었다.
미국 특허공보 제5108836호(1992.4.28)에는 불소계 수지 함량이 높은 층과 아크릴계 수지 함량이 높은 이층구조의 표면 보호필름이 개시 되어있다. 이층구조의 표면 보호필름을 사용함으로써 불소계 수지에 인쇄 또는 코팅 시 표면활성화를 위한 코로나 처리 또는 프라이머 코팅과 별도의 공정은 피할 수 있으나, 폴리비닐리덴 플루오라이드 수지와 메틸메타 아크릴레이트 수지를 용매로 녹인 용액을 도포 및 건조하는 solution casting 방법으로 제조되므로 위에서 언급한 합성수지 적층 시이트 제조 후 버려지는 이동 폴리에스테르 필름이 필요하고, 느린 라인 스피드에 의한 낮은 생산능력, 다량의 유기 용매 가스 방출, 고가의 강한 용매 사용과 같은 문제점은 여전히 남아 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 Solution casting 방법이 아닌 용매 및 이동 폴리에스테르 필름을 필요로 하지 않는 공압출법을 이용하여 2층 구조 투명 필름을 제조하였다. Solution casting 방법에서 발생하는 느린 라인 스피드에 의한 낮은 생산능력, 다량의 유기 용매 방출, 고가의 강한 용매 사용, 이동 폴리에스테르 필름 사용과 같은 문제점을 공압출 방법을 이용한 필름 제조로 해결하였다. 본 발명에서는 불소계 수지와 아크릴계 수지 혼합물로 이루어진 서로 다른 조성의 공압출 2층 구조 투명 필름을 포함한 플라스틱 표면 보호 및 장식에 유용한 합성수지 적층 시이트와 성형제품을 개발하는 것이다. 공압출 2층 구조의 투명 필름을 제조함으로써 내후성 및 층간 접착력이 우수한 합성수지 적층 시이트를 얻을 수 있다. 또한 투명 보호 필름을 제조함에 있어서 이동 폴리에스테르 캐리어 사용이 없고 특히 용매를 필요로 하지 않는다. 따라서, 합성수지 적층 시이트를 이용한 성형제품을 제조하는데 있어서 종래의 스프레이 페인팅, 수압전사 제품이 가지고 있었던 문제점을 해결하고 플라스틱 제품 표면의 우수한 보호특성 및 장식 효과를 부여할 수 있다.
도 2은 본 발명의 합성수지 적층 시이트 (18)의 일실시예를 예시한다. 이 실시예에 있어서, 합성수지 적층 시이트는 다음의 층을 포함한다. 본 발명은 하기 (10) 내지 (16)의 층으로 연속적으로 구성되는 열성형 및 열융착 가능한 합성수지 적층 시이트와 성형제품에 관한 것이다.
총중량을 100%로 하여 불소계 수지 30 내지 50% 및 아크릴계 수지 50 내지 70%으로 이루어진 공압출 2층구조 투명 필름 (12)
- 총중량을 100%로 하여 불소계 수지 50 내지 95% 및 아크릴계 수지 5 내지 50%으로 이루어진 제 1층 투명 필름 (10)
- 총중량을 100%로 하여 불소계 수지 5 내지 50% 및 아크릴계 수지 50 내지 95%으로 이루어진 제 2층 투명 필름 (11)
선택적으로 적용되는 다양한 패턴의 인쇄층 (13)
칼라 잉크 코팅층 (14)
선택적으로 접용되는 접착층 (15)
기재 시이트 (16)
[2층 구조 투명 필름]
2층 구조 투명 필름 (12)은 서로 다른 조성의 2층으로 구성되어 있고, 아래면의 선택적으로 적용되는 다양한 패턴의 인쇄층 (13)과 칼라 잉크코팅층 (14)을 보호하고, 합성수지 적층 시이트 (18)를 사용한 성형제품 (40)의 표면에 광택 및 상선명도를 부여하는 투명하고, UV에 안정한 내구성 필름 (12)이다.
본 발명에서 사용한 불소계 수지는 폴리비닐리덴 플루오라이드 호모폴리머 또는 이와 공중합 가능한 모노머와 공중합된 폴리비닐리덴 플루오라이드 코폴리머이다. 아크릴계 수지는 메틸메타 아크릴레이트 또는 이와 공중합 가능한 모노머와 공중합된 메틸메타 아크릴레이트 코폴리머이다.
합성수지 적층 시이트(18)의 외측면에 위치하는 투명 필름의 제 1층 (10)은 불소계 수지 50 내지 95% 및 아크릴계 수지 5 내지 50%로 이루어진다. 바람직하게는 불소계 수지 70 내지 95% 및 아크릴계 수지 5 내지 30%로 이루어진다. 만일 불소계 수지 함량이 95%이면 제 2층과의 접착력이 약해지는 경향을 보인다. 반면 불소계 수지 함량이 50% 이하이면 자외선 안정성 및 내후성이 약해지는 경향을 보이고 필름 권취 시 블로킹 현상을 보여 취급하기 어렵다. 제 1층 (10)의 자외선 안정제 함량은 불소계 수지와 아크릴계 수지 총 함량 100%에 대해 0 내지 1% 함유한다. 만일 1% 이상의 자외선 안정제를 함유하면 자외선 안정제가 필름 표면으로 블리딩 되고 이에 따라 계면 접착력이 낮아지는 현상이 발생하게 된다.
투명 필름의 제 2층 (11)은 불소계 수지 5 내지 50% 및 아크릴계 수지 50 내지 95%로 이루어진다. 바람직하게는 불소계 수지 10 내지 30% 및 아크릴계 수지 70 내지 90%로 이루어진다. 아크릴계 수지 함량이 50% 이하이면 자외선 안정제의 분산이 어려워지고 자외선 안정제가 증발하는 경향을 보인다. 제 2층 투명필름의 자외선 안정제의 함량은 불소계 수지와 아크릴계 수지 총 함량 100%에 대해 0.1 내지 15% 정도 함유될 수 있고, 바람직하게는 0.5 내지 5% 함유한다. 자외선 안정제 함량이 0.1% 이하이면 자외선 흡수력이 저하되고 보호필름으로서 부적절하다.
합성수지 적층 시이트 (18)의 제 1층 (10)과 제 2층 (11)의 투명필름은 산화방지제, 분산제, 커플링제와 같은 기타 첨가제를 포함할 수 있다.
2층 구조 투명 필름 (12)은 제 2층 투명 필름 (11) 면에 인쇄 또는 칼라 잉크가 코팅되기 전에 접착력 향상을 위한 별도의 코로나 처리나 프라이머 처리를 필요로 하지 않는 것이 특징이다.
본 발명에서 제조된 2층 구조 투명필름 (12)의 두께는 10 내지 150㎛, 바람직하게는 10 내지 100㎛로 이루어진다. 10㎛ 이하의 투명필름 (12)은 내후성이 저하되고, 아래에 위치하는 인쇄층 (13) 및 칼라 잉크코팅층 (14)을 보호하지 못하게 된다. 또한 150㎛ 이상의 투명필름 (12)은 뚜렷한 내후성 향상을 보이지 못한다. 제 1층 투명필름 (10)의 두께는 2 내지 50㎛로 이루어지고, 2㎛ 이하 두께에서는 내후성, 내오염성, 내화학성이 저하된다. 반면에 50㎛ 이상의 두께에서는 뚜렷한 성능향상을 보이지 않았다. 자외선 안정제를 많이 함유하는 제 2층 투명 필름 (11) 은 표면 보호 기능을 구현하기 위해 전체 두께에 대해 적어도 20%는 되어야 한다.
불소계 수지와 아크릴계 수지의 혼합물로 이루어진 2층 구조의 투명 필름 (12)은 각기 다른 조성으로 용융된 상태에서 압출 T-다이를 통해 공압출되거나 블로운 중공 성형을 통해 공압출 된다.
불소계 수지, 아크릴계 수지, 자외선 안정제 및 기타 첨가제는 공압출되기 이전에 트윈 스크류 압출기를 이용하여 펫렛 형태로 제조되어 진다.
[인쇄층]
다양한 패턴의 인쇄층 (13)은 합성수지 적층 시이트 (18)의 외관에 다양한 패턴을 부여하기 위한 선택적으로 적용되는 층이다. 인쇄층 (13)은 안료, 염료 및/또는 금속 플레이크와 같은 플레이크를 함유하는 것이 유리하고, 인쇄층 (13)의 조성은 잉크의 화학적 성질이 인쇄되는 면인 제 2층 투명 필름 (11)에 유해한 영향을 주지 않으면서 인쇄되도록 설계된 용매를 포함한다.
고함량의 아크릴계 수지를 함유한 투명 필름 제 2층 (11)이 접착성 및 인쇄적성이 우수하므로, PVC, 우레탄, 아크릴계 수지, 불소계 수지와 같은 다양한 잉크 바인더를 조합하여 사용하여도 장시간 옥외에서 사용 시 우수한 접착 성능을 발휘 할 수 있다. 바람직하게는 아크릴계 잉크 바인더를 사용하는 것이 유리하다. 인쇄층 (13)의 두께는 1 내지 5㎛가 적당하고 그라비아 인쇄 또는 로타리 스크린 인쇄가 적당하다.
[칼라 잉크 코팅층]
칼라 잉크 코팅층은 성형제품 (40)의 바람직한 칼라를 유지하기에 충분하여 야하고, 아래면에 위치하는 기재 시이트 (16)의 색이 보이지 않을 정도의 5 내지 80㎛ 정도의 충분한 두께와 안료, 염료 및/또는 금속 플레이크 같은 첨가제를 충분히 함유하고 있어야 한다. 칼라 잉크 코팅층 (14)은 합성수지 적층 시이트 (18)가 선택적으로 적용된 인쇄층 (13)을 포함 할 경우 용액 형태로 롤 코팅 또는 슬롯 다이와 같은 기존 코팅기술에 의해 코팅 및 건조될 수 있고, 선택적으로 적용된 인쇄층 (13)을 포함하지 않을 경우 투명필름 (12)과 함께 공압출되어 제조될 수 있다.
고함량의 아크릴계 수지를 함유한 투명 필름 제 2층 (11)이 접착성 및 인쇄적성이 우수하므로 PVC, 우레탄, 아크릴계 수지, 불소계 수지와 같은 다양한 잉크 바인더를 조합하여 사용할 수 있다. 바람직하게는 고 내후성을 필요로 하는 성형제품 (40)에는 아크릴계 수지와 불소계 수지 혼합 바인더를 사용하는 것이 유리하고 고 내후성을 필요로 하지 않는 성형제품 (40)에는 아크릴계 수지를 바인더로 사용하는 것이 유리하다. 용액 형태로 코팅되는 경우 칼라 잉크 코팅층 (14)이 두꺼우면 용매 건조가 어려우므로 아크릴 비드 첨가제를 첨가하여 건조 속도를 향상시킬 수 있다.
[접착층]
접착제층 (15)은 칼라잉크 코팅층 (14)과 기재 시이트 (16)를 접착하기 위해 사용되고, 칼라 잉크 코팅층 (14)과 기재 시이트 (16) 모두에 접착력을 가져야 한다. 접착층 (15)은 칼라 잉크 코팅층 (14)과 기재 시이트 (16)의 수지 종류에 따라 선택적으로 적용된다. 표 1에 나타낸 수지별 상용성을 참조하여 설명하면, 칼라 잉크 코팅층 (14) 수지와 기재 시이트 (16) 수지가 열융착이 가능하다면 접착층 (15) 사용은 필요치 않다. 즉, 칼라 잉크 코팅층 (14)에 아크릴계 수지를 함유하고 기재 시이트 (16)가 ABS라면 열융착에 의해 접착층 (15)의 사용 없이도 칼라잉크 코팅층 (14)과 기재 시이트 (16)의 열융착에 의한 접착이 가능하다. 칼라잉크 코팅층 (14)과 기재 시이트 (16) 사이에 열융착성이 없다면 두층 (14) (16)모두에 열융착을 가질 수 있는 수지를 혼합하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 아크릴계 수지로 구성된 칼라잉크 코팅층 (14)과 열가소성 폴리올레핀 기재 시이트 (16)가 접착되는 경우 접착층 (15)은 아크릴계 수지와 염소화 폴리올레핀 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.
수지별 상용성
ABS ASA PA6 PBT PC PMMA PP PS-Gp SAN TPU
ABS + + + + + - * + +
ASA + + + + - * + +
PA6 + * * * - + +
PBT + + * + + - - - + +
PC + + * + + - - + +
PMMA + + - + * - +
PP - - * - - * + - - -
PS-Gp * * - - - - - + * -
SAN + + + + - + - - + +
TPU + + + + + - - + +
- No adhesion, * Poor adhesion, + Good adhesion
[기재 시이트]
도 3a,b,c,d에 예시한 2층 구조 투명 필름 (12)에 칼라 잉크 코팅층 (14) 또는 접착제층 (15)이 코팅된 필름들 (19), (20), (21), (22)은 기재 시이트(16)와 열과 압력에 의해 접착된다. 접착되어지는 방법은 도 4에 개략적으로 예시하였다. 기재 시이트 (16)는 표 1에 나타낸 수지별 상용성을 참조하여 성형제품 (40)의 사 용되는 수지와 열융착을 가질 수 있는 수지 단독 또는 혼합물로 선택된다. 성형제품 (40)에 사용되는 수지와 동일한 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 이를테면, 성형제품 (40)의 수지가 ABS이면 ABS 기재 시이트 사용이 바람직하고, 성형제품 (40)의 수지가 PP이면 PP 기재 시이트를 사용하는 것이 바람직하다. 기재 시이트 (16)는 3차원 형상으로 열성형시킬 수 있는 열가소성 물질이 바람직하고, 열성형 시킬 수 있는 두께 및 열성형 후 취급이 용이해야 한다. 도 4에서 개략적으로 예시하였듯이 기재시이트 (16)와 투명 필름 (12)에 칼라 잉크 코팅층 (14) 또는 접착제층 (15)이 코팅된 필름들 (19), (20), (21), (22)은 예비적으로 가열되어진 히팅 드럼 (31)에 가이드 롤 (30)를 통해 적층되어지고 히팅 드럼 (31)에서 열융착되기 전에 1차적으로 가열되어진 후 열 과 압력에 의해 열융착 접착부 (32)에서 접착되고 곧 바로 냉각롤 (33)에 의해 냉각된 후 롤 (34) 형태로 권취된다.
[진공 성형]
성형제품 (40)이 3차원 형상이라면 합성수지 적층 시이트 (18)는 3차원 형상으로 선택적으로 진공성형되어 질 수 있다. 도 5에 진공성형에 대해 개략적으로 예시하였다. 합성수지 적층 시이트 (18)는 이동 클렘프에 의해 히팅 오븐을 통과하여 진공성형하기에 충분할 정도로 가열 된 후 진공성형 상금형 (50)과 하금형 (51) 내에서 3차원 형상으로 진공성형된다. 진공성형 공정에서 하부 금형 (51)에는 진공펌프에 의해 진공 압력 (52)이 가해진다. 진공성형 공정 중 상 하부 금형 (50), (51) 내에는 3차원 형상으로 성형된 합성수지 적층 시이트 (53)가 고체상태로 냉각되도록 냉각수가 순환될 수 있고, 상 하부 금형 (50), (51)은 성형된 합성수지 적층 시 이트 (53)가 충분히 냉각되기에 충분한 시간동안 닫혀있어야 한다. 진공성형된 합성수지 적층 시이트 (53)는 사출 공정 중 사출 금형 (50) 형상과 일치하도록 마름질되어 사출공정에 이용할 수 있도록 준비된다.
[합성수지 적층 시이트와 성형 제품의 열융착]
성형제품 (40)의 성형 깊이가 깊지 않고 형상이 복잡하지 않을 경우 합성수지 적층 시이트 (18)는 3차원의 진공성형이 필요없이 사출 공정의 사출 금형 내에서 성형됨과 동시에 성형제품 (사출 수지 열에 의해 열융착될 수 있다)을 얻을 수 있다.
또한, 합성수지 적층 시이트 (18)는 별도의 성형 공정없이 압출되는 성형제품의 표면에 압출 수지의 열에 의해 기재 시이트 (16)와 열융착되어 질 수 있다. 성형제품 (40)은 다양한 형상을 가질 수 있고, 대표적으로는 봉, 판상, 프로파일 형상을 가질 수 있다.
도 6은 본 발명의 합성수지 적층 시이트 (18)가 열융착에 의해 접착된 최종 성형제품의 단면을 나타내었다.
실시예
제1공정(투명필름의 제조)
2층 구조의 공압출 투명 필름을 제조하기 위해 하기와 같은 두 조성의 불소계 수지와 아크릴계 수지의 블렌딩된 혼합물을 트윈스크류 압출기를 이용하여 펠렛 형태로 제조한다. 각기 다른 조성의 펠렛 형태의 블렌딩된 혼합물을 압출기 두대로 구성된 공압출기의 두 슬롯다이를 통해 공압출하여 2층구조 투명 필름을 제조하였 다. 제조된 2층구조 투명 필름은 제 1층 투명 필름 두께 20㎛와 제 2층 투명 필름 두께 30㎛로 총 두께는 50㎛이다.
제 1층 투명 필름 조성 : Atofina사 Kynar 720 폴리비닐플루오라이드 70%, LG MMA사 IG840 폴리메틸메타아크릴레이트 30%
제 2층 투명 필름 조성 : Atofina사 Kynar 720 폴리비닐플루오라이드 30%, LG MMA사 IG840 폴리메틸메타아크릴레이트 70%, Ciba-Geigy사 Tinuvin P 자외선 안정제 3% (Kynar 720과 IG 840 총중량 100%에 대해)
제조된 투명 필름은 성형제품의 표면을 보호하기 충분한 내마모성, 내오염성, 자외선 안정성, 내후성을 지녔다.
제 2.공정:(제2층 표면에 인쇄공정)
공압출 2층 구조 투명 필름의 제 2층 표면에 다색인쇄에 의한 나무결 모양으로 인쇄하였다. 사용 잉크는 칼라 잉크 코팅층에 사용되는 아크릴계 수지 코팅액을 인쇄 가능한 고형분 및 점도를 갖도록 희석하여 인쇄하였다. 잉쇄층의 접착력은 2500시간 자외선 조사 후 바둑판 모양 테이프법 (ASTM D 3359) 을 기준으로 평가하였다. 100개의 사각공간에서 모두 떨어지지 않는 양호한 결과를 보였다.
제3공정.( 코팅 및 건조공정)
공압출 2층 구조 투명 필름의 제 2층 표면 또는 나무결 모양 인쇄층에 아크릴계 수지 칼라 잉크 코팅액과 불소계 수지 칼라 잉크 코팅액을 코팅 후 건조하였다. 아크릴계 수지 칼라 잉크 코팅액은 노랑, 빨강, 파랑, 검정의 기본색상에 대해 제조하여 희석 및 조색하여 사용하였다. 사용 안료는 각각의 색상에 대해 Ciba- Geigy사 3RLTN, Ciba-Geigy사 2030, 대한 스위스화학사 Blue 8500, Toyo사 M380 또는 Gegussa사 Regal 99R이다. 불소계 수지 칼라 잉크 코팅액은 불소계 수지 잉크 매질 70%와 아크릴계 수지 칼라 잉크 코팅액 30%을 혼합하여 제조하였다. 칼라 잉크 코팅층의 접착력은 2500시간 자외선 조사 후 바둑판 모양 테이프법 (ASTM D 3359) 을 기준으로 평가하였다. 100개의 사각공간에서 모두 떨어지지 않는 양호한 결과를 보였다.
제 4.공정( 접착제층의 코팅 및 건조공정)
잉크 코팅층이 코팅 및 건조된 면에 접착층을 코팅 및 건조하였다. 접착층은 기재 시이트의 종류에 따라 조성을 달리하여 코팅 및 건조하였다. ABS 기재 시이트와 접착을 위해서는 아크릴계 수지를 EA, IPA, MEK 혼합 용제에 용해하여 사용하였고, PP 기재 시이트와 접착을 위해서는 아크릴계 수지와 염소화 폴리올레핀 수지를 EA, IPA, MEK 혼합 용제에 용해하여 사용하였다.
제 5 공정.(합성수지 적층시이트 제조공정)
도 4에 예시한 방법으로 인쇄, 잉크 코팅, 접착제 코팅된 2층 구조 투명 필름의 접착층과 적층 및 열융착에 의해 합성수지 적층 시이트를 제조하였다.
제 6.공정 (사출공정)
ABS 기재 시이트로 제조된 합성수지 적층 시이트를 3차원 형상으로 진공성형 및 마름질 후 성형된 합성수지 적층 시이트를 사출 금형 내에 배치하고 ABS 수지를 ABS 기재 시이트 면으로 사출하였다. 사출 공정 중 ABS 기재 시이트와 ABS 사출 열에 의해 열융착되고 최종적으로 외부면에 공압출 2층구조 투명 보호 필름 및 인쇄/ 칼라잉크층이 결합된 성형 제품을 형성하였다. 유사하게 PP 기재 시이트로 제조된 합성수지 적층 시이트도 유사 방법으로 제조하였다.
제 7.공정( 성형제품의 제조공정)
PVC 기재 시이트를 갖는 합성수지 적층 시이트를 압출되는 PVC 프로파일 표면에 열융착에 의해 접착시켜 표면 보호 및 장식된 PVC 프로파일 성형제품을 형성시켰다.
본 발명의 합성수지 적층 시이트를 이용한 성형제품을 제조하는데 있어서 종래의 스프레이 페인팅, 수압전사 제품이 가지고 있었던 문제점을 해결하고 플라스틱 제품 표면의 우수한 보호특성 및 장식 효과를 부여할 수 있다.

Claims (16)

  1. 플라스틱 성형제품 표면을 장식하는데 사용할 수 있는 합성수지 적층 시이트에 있어서, 상기 적층 시이트는 열성형 가능한 기재 시이트와 플라스틱 성형 제품 표면을 보호 및 장식하기에 적합한 장식 필름층을 포함하고, 상기 장식 필름층은 불소계 수지와 아크릴계 수지를 포함한 공압출 2층 구조 투명필름과 안료를 포함한 인쇄층 및 칼라잉크코팅층을 포함하며, 3차원 형상으로 성형되고, 플라스틱 성형제품과 열융착하여 표면 보호 및 장식 효과를 부여하며,
    상기 열성형 가능한 기재 시이트는 타 수지와 열융착되고, ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene), PC(Poly Carbonate), PMMA(Poly Methyl Meta Acrylate), 나일론, 폴리에스터 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되며,
    상기 2층 구조 투명필름의 제1층인 외층이 50 내지 95 중량%의 불소계 수지와 5 내지 50 중량%의 아크릴계 수지로 구성되고, 제2층인 내층이 50 내지 95 중량%의 아크릴계 수지와 5 내지 50 중량%의 불소계 수지 및 0.1 내지 15 중량%의 자외선 안정제로 구성되며,
    안료를 포함한 인쇄층 및 칼라잉크코팅층이 아크릴 수지를 포함하고,
    인쇄층과 칼라잉크코팅층이 아크릴계 비드를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성수지 적층 시이트.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 2층 구조 투명필름을 구성하는 불소계 수지는 비닐리덴 플루오라이드 호모폴리머 또는 이의 공중합체로 구성되고, 아크릴계 수지는 메틸 메타아크릴레이트 수지와 이의 공중합체로 구성되는 것을 특징으로 하는 합성수지 적층 시이트.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서, 상기 2층 구조 투명필름 전체두께가 10 내지 150마이크로미터 이며, 그 중 제 1층인 외층의 두께는 2 내지 약 50 마이크로미터 인 것을 특징으로 하는 합성수지 적층 시이트.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서, 상기 안료를 포함한 인쇄층이 다양한 패턴의 인쇄 모양을 포함하는 것을 특징으로 하는 합성수지 적층 시이트.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 안료를 포함한 칼라 잉크 코팅층의 두께가 5 내지 80 마이크로미터 인 것을 특징으로 하는 합성수지 적층 시이트.
  10. 제 1항에 있어서, 합성수지 적층 시이트의 칼라 잉크 코팅층과 기재 시이트 내측면에 열활성 접착층을 포함하는 합성수지 적층 시이트.
  11. 삭제
  12. 제 1항에 있어서, 합성수지 적층 시이트는 130℃ 내지 280℃ 온도에서 진공성형 및 유사 수지와 열융착이 가능하고, 열성형 및 열융착 후 광택도 및 내구성이 유지되는 것을 특징으로하는 합성수지 적층 시이트.
  13. 플라스틱 성형 제품에 있어서, 상기 제품은 열성형 가능한 기재 시이트에 결합된 장식 필름층을 가진 합성수지 적층 시이트를 포함하고, 상기 장식 필름층은 플라스틱 성형 제품을 장식하기에 충분한 광택도 및 상선명도를 가진 2층 구조 투명필름과 안료를 함유한 인쇄층 및 칼라잉크코팅층으로 구성되며, 상기 합성수지 적층 시이트는 3차원 형상으로 성형되고, 열융착에 의해 플라스틱 성형제품과 접착되어 플라스틱 성형 제품의 충분한 외관적 특성과 내구성을 가지며,
    상기 열성형 가능한 기재 시이트는 타 수지와 열융착되고, ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene), PC(Poly Carbonate), PMMA(Poly Methyl Meta Acrylate), 나일론, 폴리에스터 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되며,
    상기 2층 구조 투명필름의 제1층인 외층이 50 내지 95 중량%의 불소계 수지와 5 내지 50 중량%의 아크릴계 수지로 구성되고, 제2층인 내층이 50 내지 95 중량%의 아크릴계 수지와 5 내지 50 중량%의 불소계 수지 및 0.1 내지 15 중량%의 자외선 안정제로 구성되며,
    안료를 포함한 인쇄층 및 칼라잉크코팅층이 아크릴 수지를 포함하고,
    인쇄층과 칼라잉크코팅층이 아크릴계 비드를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형제품.
  14. 제 13항에 있어서, 3차원으로 열성형 된 합성수지 적층 시이트가 사출 금형 내에서 사출 수지 열에 의해 융착되어진 플라스틱 성형제품.
  15. 제 13항에 있어서, 합성수지 적층 시이트가 플라스틱 성형제품 생산 중 발생하는 열에 의해 융착되어진 플라스틱 성형제품.
  16. 제 13항에 있어서, 합성수지 적층 시이트가 기 성형된 성형제품과 열에 의해 융착되어진 플라스틱 성형제품.
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