KR101302333B1 - 가식시트, 상기를 이용한 사출성형방법 및 가식 성형품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기재층; 및 상기 기재층 상에 형성된 장식층을 가지고, 상기 장식층은 천연소재를 포함하며, 160 내지 220℃의 온도에서 신율이 150 내지 200%인 가식시트, 이를 이용한 사출성형방법 및 가식 성형품에 관한 것이다. 본 발명에 따른 가식 시트는 특히 사출성형동시 가식 공정 시에 기재층으로부터 박리되거나, 또는 뒤틀리는 현상이 방지되어, 효율적인 공정을 수행할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에서는 각종 자동차 내외장재 또는 전자제품 케이스 등과 같이 사출성형 등으로 제조되는 다양한 플라스틱 제품에 천연소재 자체가 가지는 미려하고, 고급스러운 외관을 효율적으로 부여할 수 있다.

사출성형, 가식시트, 천연소재, 신율, 접착층, 박리, 뒤틀림

Description

가식시트, 상기를 이용한 사출성형방법 및 가식 성형품{Decorating sheet, injection molding method and formed article using the same}

본 발명은 가식시트, 상기를 이용한 사출성형방법 및 가식 성형품에 관한 것이다.

종래 사출 성형제품 등의 표면에 무늬를 형성하는 장식방법으로는, 수지 중에 안료를 넣어 수지 자체를 착색한 후, 사출 성형하는 방법 외에 성형 가공 후에 표면 층에 스프레이 도장 또는 도금 공정을 실시하는 방법 등을 많이 이용하여 왔다. 또한, 근래에는 이와 같은 도장 또는 도금방법 등을 대신하여 다양한 외관을 구현한 장식층을 포함하는 가식시트를 사용하는 방법도 연구되고 있다.

예를 들면, 금속조의 장식층이나, 분산된 잉크를 통하여 특유의 외관을 형성한 장식층 등을 포함하는 가식시트 등과 같이 장식층에 다양한 외관을 구현함으로써 심미감을 나타내는 방법들이 개발되어 왔다.

또한, 보다 섬세하고, 입체적인 효과를 나타내는 심미감이 높은 장식 무늬를 요구하는 수요자가 늘어나면서 천연소재가 가지는 깊이감 있는 외관을 구현하는 가식시트 및 이를 적용한 성형제품에 대한 개발의 필요성도 증가하고 있는 실정이다.

이에 따라, 다양한 합성 수지 소재 등을 사용하여, 천연소재의 질감을 모방한 제품들이 많이 알려져 있으나, 상기와 같은 인공 소재로는 천연소재가 가지는 특성을 표현하기에 한계가 있었다.

또한, 사출성형 등에 사용되는 가식시트에 천연소재를 직접 사용하면, 고온 또는 고압의 성형 과정에서 시트에 포함된 다른 수지층과의 접착력 또는 신율 등의 문제로 인해, 가식 시트 자체가 뒤틀리거나, 층간 박리 현상이 일어날 우려가 있을 뿐 아니라, 성형과정에서 기포 발생 및 수축(shrinking) 등의 문제가 발생하여, 성형품의 외관이 오히려 손상될 수 있다는 단점이 있다.

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 고려하여 이루어진 것으로서, 천연소재를 직접 사용하면서도, 사출성형 등의 플라스틱 제품의 성형 공정에서, 박리, 뒤틀림 및 수축 현상 등이 일어나지 않는 가식시트를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 가식시트를 이용한 사출성형방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 가식시트를 플라스틱 성형품의 표면에 형성하여, 천연 소재 특유의 미려하고, 고급스러운 외관이 부여된 가식 성형품을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 기재층; 및 상기 기재층 상에 형성된 장식층을 가지고, 상기 장식층은 천연소재를 포함하며, 160 내지 220℃의 온도에서 신율이 150 내지 200%인 가식시트를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 가식시트를 160 내지 220℃의 온도에서 연화시키고, 금형 내에서 예비 성형하는 제 1 단계; 예비 성형된 가식시트가 장착된 금형에 성형재료를 주입하는 제 2 단계; 및 주입된 성형재료를 경화시키는 제 3 단계를 포함하는 사출성형방법을 제공 한다.

또한, 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서, 플라스틱 소재를 함유하는 성형체; 및 상기 성형체의 표면에 부착된 본 발명에 따른 가식시트를 포함하는 가식 성형품을 제공한다.

본 발명에 따른 가식 시트는 사출성형, 특히 사출성형 동시 가식 공정에서 기재층으로부터 박리되거나, 또는 뒤틀리는 현상이 방지되어, 효율적인 공정을 수행할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에서는 각종 자동차 내외장재 또는 전자제품 케이스 등과 같은 다양한 플라스틱 제품에 천연소재 자체가 가지는 미려하고, 고급스러운 외관을 효율적으로 부여할 수 있다.

본 발명은 기재층; 및 상기 기재층 상에 형성된 장식층을 가지고, 상기 장식층이 천연소재를 포함하며, 160 내지 220℃의 온도에서 신율이 150 내지 200%인 가식시트에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 가식시트를 보다 상세하게 설명한다.

본 발명의 가식시트(10)는, 첨부된 도 1a에 나타난 바와 같이, 기재층(11); 및 상기 기재층(11) 상에 형성된 장식층(13)을 포함한다.

본 발명에서는 상기 기재층으로서, 가열에 의해 연성을 나타낼 수 있는 공지의 필름을 사용할 수 있고, 이 때 기재층은 단층 또는 다층 필름으로 구성될 수 있다. 본 발명에서는 또한 상기 기재층으로서, 투명성을 가지는 것을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서, 상기 기재층은 연화 온도가 50 내지 300℃, 바람직하게는 100 내지 250℃의 범위에 있을 수 있다. 본 발명에서는 특히, 보다 효율적인 공정의 진행을 위하여, 상기 기재층으로서, 연화온도가 160 내지 220℃의 범위 내인 것을 사용하는 것이 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 상기 기재층은 또한 160 내지 220℃의 온도에서, 신율이 150 내지 200%인 것이 바람직하다. 상기 신율이 150% 미만이면, 사출 공정 시에 충분한 신장이 이루어지지 않아 성형성이 저하될 우려가 있으며, 200%를 초과하면, 장식층과의 신율 차이로 인하여 박리 또는 뒤틀림 현상이 발생할 우려가 있다.

본 발명에서 사용하는 용어 「신율(elongation)」은 통상적인 인장 시험 등에 의해 측정된 물질의 연성 정도를 의미하는 용어로서, 표점 거리의 증가량을 파단 후에 측정하고, 이를 표점 거리로 나누어준 수치를 의미한다. 본 발명에서 장식층의 신율을 측정하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, ASTM D638, D882, ISO 527, BS2782 또는 KS M3006 등의 표준규격에서 규정하는 방법으로 측정할 수 있다.

본 발명에서 기재층을 구성하는 구체적인 소재는 전술한 물성을 만족하는 것 이라면, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 아크릴 수지, 불소 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지 및 환상 폴리올레핀 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종류의 수지를 사용할 수 있다.

상기에서 아크릴 수지의 예를 들면, 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트, 폴리프로필(메타)아크릴레이트 또는 폴리부틸(메타)아크릴레이트 등의 폴리(메타)아크릴산에스테르가 포함될 수 있다. 또한, 불소 수지의 예를 들면, 폴리테트라플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체, 폴리클로로트리플루오로에틸렌 또는 폴리비닐리덴디풀루오라이드 등이 포함될 수 있다. 또한, 폴리에스테르 수지의 예로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트 등을 들 수 있고, 폴리카르보네이트 수지의 예로는, 비스페놀 A 폴리카르보네이트 및 테트라메틸비스페놀 A 폴리카르보네이트 등을 들 수 있으며, 환상 폴리올레핀 수지의 예로는, 폴리시클로올레핀, 폴리시클로헥사디엔, 에틸렌-노르보르넨 중합체, 폴리테트라시클로도데센 또는 폴리트리시클로데칸 등을 들 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 상기 외에도, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 아크릴니트릴-스티렌 수지, 아크릴니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지, 메틸(메타)아크릴레이트-스티렌 수지, 메틸(메타)아크릴레이트-부타디엔-스티렌 수지, 폴리아미드 수지(ex. 나일론), 에틸렌-아세트산 비닐 수지, 에틸렌-아크릴산 수지, 에틸렌-에틸아크릴레이트 수지, 에틸렌-비닐알코올 수지, 염소 수지(ex. 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴클로라이드), 변성 폴리페닐렌에테르 수지, 아이오노머 수지, 메틸펜텐 수지 또는 셀룰로오스계 수지 등을 일종 또는 이종 이상 포함하는 기재층을 사용할 수도 있다.

본 발명에서, 상기 기재층은, 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서, 산화 방지제, 자외선 흡수제 및 윤활제 등의 공지의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.

예를 들면, 본 발명에서는 기재층에, 안료 또는 염료 등의 착색제를 적절히 첨가하여 전체 또는 부분적으로 투명성을 저하시킬 수도 있다. 이 경우, 착색제의 첨가량은 특별히 한정되지 않고, 착색제의 종류. 목적으로 하는 색조 및 기재층의 두께에 따라 적절히 선택될 수 있다. 다만, 기재층의 투명성이 지나치게 저하되지 않도록, 최종 기재층의 헤이즈가 20% 미만이 되도록 첨가하는 것이 바람직하다.

또한, 착색제로는 내후성의 관점에서 안료를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 착색제로 사용할 수 있는 안료의 종류는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 착색 안료, 메탈릭 안료, 간섭색 안료, 형광 안료, 체질 안료 및 방청 안료 등과 같은 일반적인 성분을 사용할 수 있다.

상기에서 착색 안료의 구체적인 예로는, 퀴나크리돈 레드 등의 퀴나크리돈계 안료; 피그먼트 레드 등의 아조계 안료; 프탈로시아닌블루, 프탈로시아닌 그린 및 페릴렌 레드 등의 프탈로시아닌계 안료와 같은 유기 안료; 및 산화티탄, 카본 블랙, 알루미늄분, 니켈분, 구리분, 황동분 및 크롬분 등과 같은 무기 안료 또는 메탈릭 안료 등도 사용될 수 있다.

본 발명의 기재층은 또한, 진주 광택상 펄 마이카분 또는 진주 광택상 착색 펄 마이카분과 같은 간섭색 안료; 퀴나크리돈계, 안트라퀴논계, 페릴렌계, 페리논 계, 디케토피롤로피롤계, 이소인돌리논계, 축합 아조계, 벤즈이미다졸론계, 모노아조계, 불용성 아조계, 나프톨계, 플라반트론계, 안트라피리딘계, 퀴노프탈론계, 피란트론계, 피라졸론계, 티오인디고계, 안트안트론계, 디옥사딘계, 프탈로시아닌계 또는 인단트론계 등의 유기 안료; 니켈디옥신 옐로우 또는 구리아조메틴 옐로우 등의 금속 착체; 산화티탄, 산화철 및 산화아연 등의 금속 산화물; 황산바륨 또는 탄산칼슘 등의 금속염; 및 카본 블랙, 알루미늄 및 운모 등의 무기 안료를 적절히 포함할 수 있다.

본 발명에서, 상기와 같은 기재층의 두께는 특별한 제한되지 않으며, 그 용도에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 통상적으로 상기 기재층은, 예를 들면, 약 300 내지 500 ㎛의 두께로 사용될 수 있다. 상기 기재층의 두께가 300 ㎛ 미만이면, 사출성형이 수행되는 과정에서 번짐 현상 등의 불량이 나타날 우려가 있고, 500 ㎛를 초과하면, 시트 자체의 성형성이 저하되거나, 성형 공정에서 박리 현상이 발생할 우려가 있다.

한편, 본 발명의 장식층에 포함되는 천연소재의 종류는 자연스럽고 고급스러운 외관을 구현할 수 있고, 전술한 범위의 신율을 가지는 것이라면, 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있다.

본 발명에서 장식층의 160 내지 220℃에서의 신율이 150% 미만이면, 사출성형 시에 충분한 신장이 일어나지 않아, 성형성이 떨어질 우려가 있고, 200%를 초과하면, 가식 시트를 구성하는 다른 층(ex. 기재층)과의 신율 차이로 인해 공정 중 박리 또는 뒤틀림 현상이 발생할 우려가 있다.

본 발명에서는 장식층에 포함되어 상기와 같은 특성을 나타낼 수 있는 천연 소재라면, 어떠한 소재도 사용될 수 있으나, 소재가 가지는 신율 특성 및 가식 시트로 적용시에 외관 효과 구현 가능성 등을 고려하여, 종자 섬유, 엽맥 섬유(Leaf Fibers), 카폭 섬유 및 면 섬유 등과 같은 식물성 섬유를 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 본 발명에서는 사출 성형이 수행되는 공정 조건 하에서 최적의 신율 특성을 나타낼 수 있다는 점에서, 종자 섬유 및/또는 엽맥 섬유를 사용하는 것이 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 가식 시트에 포함되는 장식층은 또한, 전술한 천연 소재와 함께 합성수지를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 천연소재가 소정의 합성수지 소재와 혼합되어 사용됨으로 해서, 장식층의 미관 효과의 추가적인 상승을 도모할 수 있고, 또한 장식층의 신율을 보다 용이하게 최적 범위로 제어할 수 있다.

본 발명에서 사용할 수 있는 상기 합성수지의 종류는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들면, 폴리프로필렌 섬유, 폴리우레탄 섬유, 폴리에스테르 섬유 및 아크릴 섬유의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 사용할 수 있고, 바람직하게는 폴리프로필렌 수지 및 폴리우레탄 수지의 혼합 소재를 사용할 수 있다.

상기에서 특히 폴리프로필렌 수지 및 폴리우레탄 수지의 혼합 소재는, 폴리프로필렌 수지 50 내지 70 중량부 및 폴리우레탄 수지 30 내지 50 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 상기에서 폴리프로필렌 수지가 50 중량부 미만이면, 장식층의 신율 제어 효율이 저하되거나, 또는 접착력이 저하되어, 박리 현상이 발생될 우 려가 있다. 또한, 상기 폴리프로필렌 수지의 함량이 70 중량부를 초과하면, 장식층의 신율이 지나치게 증가하여, 공정 효율이 오히려 저하될 우려가 있다.

본 발명에서, 장식층이 천연소재와 함께 합성 수지를 포함할 경우, 천연소재 10 내지 25 중량부 및 합성 수지 75 내지 90 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기에서 천연소재의 함량이 10 중량부 미만이거나, 합성 수지의 함량이 90 중량부를 초과하면, 천연소재에 의해 구현되는 특유한 장식효과가 충분히 나타나지 않을 우려가 있다. 또한, 천연 소재의 함량이 25 중량부를 초과하거나, 합성수지의 함량이 75 중량부 미만인 경우, 장식층의 신율 및 접착 특성이 저하될 우려가 있다.

상기와 같은 소재를 포함하는 본 발명의 장식층의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 적용되는 용도에 따라서 다양하게 조절될 수 있다. 본 발명에서는 예를 들면, 상기 장식층의 두께를 150 내지 250 ㎛의 범위로 형성할 수 있다. 상기 장식층의 두께가 150 ㎛ 미만이면, 사출 공정 시에 번짐 현상이 일어날 우려가 있고, 250 ㎛를 초과하면, 성형성이 저하될 우려가 있다.

본 발명의 가식 시트(20)는 또한, 도 1b에 나타난 바와 같이, 기재층(21) 및 장식층(23)의 사이에 형성된 제 1 접착층(22)을 추가로 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제 1 접착층(22)을 구성하는 소재의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, UV 경화 타입의 접착제를 사용할 수 있다.

이와 같이, 기재층(21) 및 장식층(23) 사이에 접착층(22), 특히 UV 경화 타 입의 접착층(22)을 형성함으로써, 고온 및 고압에서의 사출 공정에서 발생할 수 있는 기포의 생성을 방지할 수 있고, 계면간에 우수한 접착력을 제공하여, 공정 시에는 박리 또는 뒤틀림 현상을 방지하고, 공정 후에는 제품에 탁월한 내구성을 부여할 수 있다.

상기에서, 제 1 접착층을 형성하는 UV 경화형 접착제의 성분은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 아크릴계 공중합체, 다관능성 아크릴레이트 및 광개시제를 포함하는 UV 경화 타입의 아크릴계 점착제를 사용할 수 있다.

상기에서 사용되는 아크릴계 공중합체의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 탄소수 1 내지 12인 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르 단량체 및 가교 가능한 관능기를 포함하는 공중합체를 사용할 수 있다.

이 때, (메타)아크릴산 에스테르 단량체의 예로는, 부틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 메틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트 및 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트 등의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, 가교성 관능기를 가지는 단량체의 예로는 히드록시기 함유 단량체 또는 카복실기 함유 단량체 등을 들 수 있으며, 구체적으로는, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아 크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레인산 및 말레인산무수물 등의 일종 또는 이종 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 아크릴계 공중합체는 전체 100 중량부를 기준으로, 상기 (메타)아크릴산 에스테르 단량체를 80 내지 95 중량부의 양으로 포함하고, 상기 가교 가능한 관능기를 포함하는 단량체를 5 내지 20 중량부의 양으로 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 상기와 같은 아크릴계 공중합체를 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 용액 중합, 광중합, 벌크 중합, 서스펜션 중합 또는 에멀션 중합과 같은 일반적인 중합법이 이용될 수 있다.

본 발명에서 상기 UV 경화형 접착제에 포함되는 다관능성 아크릴레이트의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서는, 예를 들면, 2개 이상, 바람직하게는 3개 내지 5개의 작용기를 가지는 아크릴레이트를 사용할 수 있다.

이와 같은 다관능성 아크릴레이트의 예로는, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 트리메틸롤프로판, 트리아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리아크릴레이트, 1,2-에틸렌글리콜 디아크릴레이트 및 1,12-도데칸디올 아크릴레이트 등의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

한편, 상기 UV 경화형 접착제에 포함되는 광개시제의 종류도 특별히 한정되지 않으며, 이 분야의 일반적인 성분을 사용할 수 있다. 이와 같은 광개시제의 예 로는, 벤조인, 벤조인 메틸에테르, 벤조인 에틸에테르, 벤조인 이소프로필에테르, 벤조인 n-부틸에테르, 벤조인 이소부틸에테르, 아세토페논, 디메틸아니노 아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-몰포리노-프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)페닐-2-(히드록시-2-프로필)케톤, 벤조페논, p-페닐벤조페논, 4,4'-디에틸아미노벤조페논, 디클로로벤조페논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-t-부틸안트라퀴논, 2-아미노안트라퀴논, 2-메틸티오잔톤, 2-에틸티오잔톤, 2-클로로티오잔톤, 2,4-디메틸티오잔톤, 2,4-디에틸티오잔톤, 벤질디메틸케탈, 아세토페논 디메틸케탈, p-디메틸아미노 안식향산 에스테르, 올리고[2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판논] 및 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀옥시드 등의 일종 또는 이종 이상의 혼합이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

전술한 UV 경화형 접착제는 상기 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여, 다관능성 아크릴레이트 1 내지 10 중량부 및 광개시제 1 내지 5 중량부를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 UV 경화형 아크릴계 접착제는 또한 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 다관능성 가교제 0.01 중량부 내지 10 중량부를 추가로 포함할 수 있는다. 이때 사용될 수 있는 다관능성 가교제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 아지리딘 화합물 또는 금속 킬레이트계 화합물 등을 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 제 1 접착층의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 10 내지 50 ㎛일 수 있다. 상기 두께가 10 ㎛ 미만이면, 접착 효과가 저해될 우려가 있고, 50 ㎛를 초과하면, 성형성이 저하될 우려가 있다.

본 발명의 가식 시트(30)는 또한, 첨부된 도 1c에 나타난 바와 같이, 장식층(33)의 상부에 형성된 투명 또는 반투명 수지층(35)을 추가로 포함할 수 있다. 이 때 수지층(35)에 사용되는 투명 또는 반투명 수지는, 고온 및 고압의 사출 과정에 대하여 내구성을 가지는 소재인 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용할 수 있는 투명 또는 반투명 수지의 구체적인 예로는, 글리콜 변성 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 아크릴 수지, 폴리우레탄(PU) 수지 및 폴리염화비닐(PVC) 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 일종 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

한편, 상기 수지층의 두께는, 예를 들면, 100 내지 250 ㎛일 수 있다. 수지층의 두께가 250 ㎛를 초과하면, 두께가 지나치게 증가하여, 공정 효율성이 저하될 우려가 있다. 또한, 상기 두께가 100 ㎛ 미만이면, 박리 현상이 발생하거나, 최종 성형체의 표면이 거칠어질 우려가 있다.

본 발명의 가식 시트(40)는 또한, 첨부된 도 1d에 나타난 바와 같이, 장식층(43)의 상부에 형성된 제 2 접착층(44)을 추가로 포함할 수 있고, 이 때 상기 제 2 접착층(44)으로 UV 경화형 접착제를 사용할 수 있다. 또한, 이 때 상기 UV 경화형 접착제에 대한 구체적인 사항 및 접착층의 두께 등은 특별히 한정되지 않고, 예 를 들면, 상술한 제 1 접착층의 경우와 동일하게 구성할 수 있다.

본 발명의 가식 시트(50)는 또한 첨부된 도 1e에 나타난 바와 같이, 가식 시트(50)의 최외각 표면에 형성된 보호층(56)을 추가로 포함할 수 있고, 이에 따라 가식 시트(50)의 내마찰성 및 내약품성 등의 물성을 보다 향상시킬 수 있다.

이 때 보호층(56)을 구성하는 소재는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 광중합성 관능기(ex. (메타)아크릴로일기)를 포함하는 아크릴계 공중합체; 다관능성 화합물(ex. 다관능성 아크릴레이트); 가교제 및 광개시제를 포함하는 UV 경화형 수지 조성물을 사용할 수 있다. 또한, 상기 보호층(56)의 두께 역시 특별히 한정되지 않으며, 통상적인 두께로 형성하면 된다.

본 발명은 또한, 천연 소재를 포함하며, 160 내지 220℃의 온도에서 신율이 150 내지 200%인 장식층을 기재층 상에 형성하는 가식시트의 제조방법에 관한 것이다.

상기에서 기재층상에 형성될 장식층을 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 천연직물 등의 천연 소재를 원료로 하여 캐스팅 공법, 프레스 공법 또는 캘린더링 공법을 이용하여 제조할 수 있다.

또한, 상기 장식층으로서, 천연소재 및 합성수지의 혼합 소재를 사용하고자 할 경우에는, 상기 두 종류의 수지의 혼합물을 원료로 하여 전술한 캘린더링 공법 등을 적용하여 제조하면 된다.

이 때 천연 소재와 합성수지를 혼합하는 방법은, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 천연 소재를 소정의 입경을 가지는 입자 형태로 제조하거나, 혹은 그대로 합성수지 조성물과 혼합하는 방법을 사용할 수 있다. 상기에서 천연소재를 입자화할 경우, 그 입자의 입경은 특별히 한정되지 않고, 소재의 특성에 따라서 목적하는 외관 효과가 악화되지 않을 범위로 적절히 제어되면 된다.

한편, 상기 기재층 및 장식층은, 예를 들면, 소정의 접착층에 의해 접착될 수 있다. 이 때 접착층으로 사용될 수 있는 소재의 예로는, 페놀 수지계 접착제, 레조르시놀 수지계 접착제, 페놀-레조르시놀 수지계 접착제, 에폭시 수지계 접착제, 우레아 수지계 접착제, 폴리우레탄계 접착제 및 폴리아로마틱계 접착제 등의 열경화성 수지 접착제; 에틸렌 불포화 카르복시산 등을 사용한 반응형 접착제; 아세트산비닐 수지, 아크릴 수지, 에틸렌-아세트산비닐 공중합 수지, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세탈, 염화비닐, 나일론 및 시아노아크릴레이트 수지 등의 열가소성 수지계 접착제; 및 클로로프렌계 접착제, 니트릴 고무계 접착제, 스티렌-부타디엔 고무계 접착제 또는 천연 고무계 접착제 등의 고무계 접착제가 사용될 수 있다.

또한, 본 발명에서는 바람직하게는 상기 접착층을 구성하는 소재로서, 전술한 제 1 접착층을 이루는 UV 경화형 접착제를 사용할 수 있다.

즉, 본 발명의 가식시트의 제조방법은 (1) 기재층 상에 UV 경화형 제 1 접착층을 형성하는 단계; (2) 상기 제 1 접착층 상에 장식층을 형성하는 단계; 및 (3) 자외선을 조사하여 상기 제 1 접착층을 경화시키는 단계를 포함할 수 있다.

이와 같이, UV 경화형 접착제를 사용한 접착 방식을 사용할 경우, 종래 일반적인 유기 용제형 접착제에서 문제가 되는 스웰링(swelling) 현상을 방지할 수 있다. 또한, 상기와 같이 UV 경화 방식을 이용할 경우 가식 시트의 내구성을 보다 향상시킬 수 있고, 또한 기포의 발생을 방지하며, 접착 특성을 우수하게 유지할 수 있다는 장점이 있다.

상기에서 UV 조사 조건은 사용되는 접착제 조성, 기재 및 장식층의 특성 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있고, 예를 들면, 약 130℃ 이하의 온도에서, 5 내지 1000 mJ/㎠ 정도의 조사량으로, 5 내지 300초 동안 조사할 수 있다. 이 때 UV 광원의 종류로는 블랙 형광등 램프, 수은 램프(mercury lamp) 또는 메탈 할라이드 램프(metal halide lamp) 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 가식 시트의 제조 방법은 또한, 장식층 상에 UV 경화형 제 2 접착층을 형성하는 단계; 상기 제 2 접착층 상에 투명 또는 반투명 수지층을 접착시키는 제 5단계; 및 자외선을 조사하여 상기 제 2 접착층을 경화시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명에서는 상기와 같이, 장식층 상의 투명 또는 반투명 수지층을 UV 경화형 접착제를 매개로 형성함으로써, 장식층에 포함된 천연소재로 인한 요철에 의해 발생하는 기포 또는 수축(shrinking) 현상을 방지할 수 있다.

한편, 상기 투명 또는 반투명 수지층은, 예를 들면, 직접 압출 코팅법을 통한 닙-라미네이션(Nip Lamination) 방식 등으로 형성될 수 있다. 이와 같은 방식을 사용할 경우, 계면 밀착성이 향상되어 기포 발생 등의 문제를 방지할 수 있으 며, 또한 표면에 요철 등이 발생하는 현상도 방지할 수 있다.

본 발명의 가식 시트의 제조 방법에서는 또한, 가식 시트의 표면에 보호층을 형성하는 과정을 추가로 수행할 수 있다. 이 때 보호층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 전술한 조성을 가지는 UV 경화형 코팅액을 시트 표면에 도포하고, 적절한 조건에서 경화시킴으로써 형성할 수 있다.

본 발명은 또한, 본 발명에 따른 가식시트를 160 내지 220℃의 온도에서 연화시키고, 금형 내에서 예비 성형하는 제 1 단계; 예비 성형된 가식시트가 장착된 금형에 성형재료를 주입하는 제 2 단계; 및 주입된 성형재료를 경화시키는 제 3 단계를 포함하는 사출성형방법에 관한 것이다.

첨부된 도면을 참조로 본 발명의 사출성형방법이 진행되는 과정을 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 예시에 따른 사출성형방법이 진행되는 과정을 나타내는 모식도이다. 상기 도면에서는 가동 금형(3)이 목적하는 성형면을 갖는 오목형이고, 고정 금형(1)이 또한 목적하는 형상을 가지는 볼록형으로 이루어진 암수 결합 금형을 사용하여 사출 성형이 이루어지는 과정을 나타낸다.

그러나, 상기 도면에서 나타난 금형은 본 발명의 방법이 수행될 수 있는 일 예시에 불과하며, 본 발명의 가식 시트는 이 외에도 다양한 금형 또는 방식의 사출 성형에 적용될 수 있다.

본 발명의 제 1 단계는 본 발명에 따른 가식시트에 적절한 열을 가하여, 효율적인 성형이 가능하도록 연화시키고, 이를 금형 내에서 예비 성형하는 단계이다. 이 때 연화를 위한 가열 조건은 특별히 한정되지 않으나, 가식 시트에 포함된 장식층의 신율이 150 내지 200%로 조절될 수 있도록 약 160 내지 220℃의 온도로 가열하는 것이 바람직하다. 이 경우, 가열 시간 또는 가열 수단 등의 구체적인 조건은 특별히 한정되지 않고, 적절히 선택될 수 있다. 본 발명에서 사용할 수 있는 가열 방식의 예에는 복사 가열방식, 전도 가열방식 또는 유전 가열방식 등이 포함된다.

이와 같은 연화 공정은 도 2a에 나타난 바와 같이, 가식 시트(70)를 금형에 장착한 상태로 수행할 수도 있고, 경우에 따라서는 금형에 장착하기 전에 연화 공정을 수행하고, 그 후 금형에 가식 시트를 장착할 수도 있다. 또한, 연화 공정의 수행 전 또는 후의 가식 시트를 금형에 장착하는 경우에는, 가식시트의 기재층이 성형면과 대면하도록 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 1 단계는 상기 연화된 가식 시트를 예비 성형하는 단계를 함께 수행한다. 이 때 예비 성형은 전술한 연화 공정에 이어서 수행될 수 있으며, 경우에 따라서는 일정 온도에서 연화 공정을 수행하는 동시에 예비 성형을 함께 진행할 수도 있다.

본 발명에서 사용하는 용어 「예비 성형」은, 도 2b에 나타난 바와 같이, 연화된 가식 시트(70)를 고정 금형(1)에 밀착시키는 공정을 의미하며, 이와 같은 과 정은 예를 들면, 가식 시트가 장착된 금형에 진공을 걸어, 상기 시트를 흡입함으로써 수행될 수 있다. 이 과정에서 금형 내에 진공을 걸어주는 조건은 특별히 한정되지 않으며, 목적하는 제품에 따라 일반적인 사출 성형 공정이 적용되는 조건을 적절히 채용하면 된다.

또한, 상기 가식 시트는 전술한 제 1 단계에서 금형 형상 내지는 목적 제품의 종류에 따라 적절한 상태로 연화되어 있기 때문에, 진공을 걸어 흡입 시킴으로써 금형의 내면에 밀착시키는 경우에 박리 및 뒤틀림 현상 없이 각 층이 균일하게 신장되어 금형의 형상에 따라 밀착될 수 있다.

본 발명의 제 1 단계에서, 가식시트를 연화시키고, 금형에 밀착(예비 성형)시키기 위해서, 이 분야에서 공지된 다양한 성형방법이 적용될 수 있다. 본 발명에서 사용할 수 있는 성형 방법의 예에는, 진공 성형법, 진공압공 성형법, 열판압공 성형법 또는 프레스 성형법 등이 포함된다.

상기에서 진공 성형법 또는 진공 압공 성형법을 사용할 경우, 예를 들면, 원적외선 히터를 사용하여 가식 시트를 가열하여 연화시키고, 적절한 진공을 가하여 금형에 밀착시킬 수 있다. 이 때, 히터 온도는 200 내지 500℃, 바람직하게는 150 내지 230℃이고, 간접 가열 시간이 5 내지 30초일 수 있다. 한편, 열판 압공 성형법을 사용할 경우에는, 예를 들면, 열판 온도를 200 내지 500℃, 바람직하게는 150 내지 230℃로 설정하고, 열판에 의한 가열 시간을 1 내지 20초로 설정하며, 성형 압력을 1 내지 250 MPa로 설정할 수 있다.

본 발명의 제 2 단계는, 예를 들면, 도 2c에 나타난 바와 같이, 제 1 단계에서 연화 및 예비 성형을 거친 가식 시트(70)가 장착되어 있는 금형(1, 3) 내부에 성형재료(60)를 주입하는 단계이다. 본 발명의 제 2 단계에서 사용할 수 있는 성형재료(60)의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 이 분야에서 공지된 일반적인 재료를 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 가식 시트와 성형품의 밀착력 등의 추가적인 관점에서, 상기 성형재료로서 가식 시트의 기재층을 구성하는 소재와 상용성이 우수한 소재 또는 동일한 소재를 사용하는 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.

이와 같은 소재의 예로는, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 공중합체 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리에틸렌(PE) 수지, 폴리염화비닐(PVC) 수지 및 폴리프로필렌(PP) 수지의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 들 수 있고, 이 중 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지, 또는 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지와 폴리카보네이트 수지의 혼합 수지를 사용하는 것이 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 제 2 단계에서 금형의 온도, 성형재료의 온도, 점도 및 주입속도, 사출압력 및 사출시간 등의 성형조건은 특별히 한정되지 않으며, 사용되는 소재 등을 고려하여, 적절히 선택될 수 있다. 이와 같이, 성형재료(60)를 가식 시트(70)가 내면에 밀착되어 있는 금형(1, 3) 내로 주입함으로써, 금형(1, 3)의 내측 형상을 따라 성형재료(60)가 충전될 수 있다.

본 발명의 제 3 단계는, 제 2 단계에서 충전된 성형재료(60)의 일면에 가식 시트(70)가 부착된 상태로 일체화될 수 있도록, 성형재료(60)를 경화시키는 단계이다. 이 때 성형재료(60)를 경화시키는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 사용된 수지의 종류 등을 고려하여, 이 분야의 일반적인 방식을 적용하면 된다.

본 발명에서는 상기와 같은 과정을 수행한 후, 금형에서 경화된 성형체를 분리하고, 잔여 돌출부의 제거 공정 등과 같은 사출 성형의 통상적인 후 공정을 수행하여 목적 제품을 얻을 수 있다.

본 발명은 또한, 본 발명에 따른 가식시트가 부착된 가식 성형품에 관한 것이다.

본 발명의 가식 성형품(100)은, 예를 들면, 도 3에 나타난 바와 같이, 본체를 형성하는 플라스틱 성형체(61) 및 상기 성형체(61)에 부착된 본 발명의 가식 시트(71)를 포함한다.

본 발명에서 사용하는 용어 「플라스틱 성형체」는, 플라스틱 소재를 포함하여 이루어지고, 소정의 형상을 가지는 것으로서, 예를 들면, 각종 트림, 필러(pillar), 트렁크 매트, 바닥 매트, 라디에이터 그릴, 주변 장치(ex 클러치 및 변속기 조작장치 등), 콘솔, 보조 타이어 덮개, 헤드 라이너, 시트 커버, 라이트 커버 또는 루프 랙(roof lack) 등의 자동차의 내외장재; 및 휴대폰, 노트북, PDP, 복사기, 에어컨 또는 기타 전자 및 가전제품의 케이스 등이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 가식 성형품(100)에서는, 상기와 같은 성형체(61)의 표면에 본 발명에 따른 가식 시트(71)가 일체화되어, 기존과 차별화되는 미려하고 고급스러운 외관을 가지는 제품을 제공할 수 있다.

본 발명에서 위와 같은 제품을 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 전술한 사출성형방법을 적용하여 제조할 수 있으나, 이 외에도 인서트 성형 등의 다양한 공지의 방법이 적용될 수 있다.

도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 일 예에 따른 가식시트의 단면도이다.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 예시에 따른 사출성형방법이 진행되는 과정을 나타내는 모식도이고,

도 3은 본 발명의 일 예에 따라 플라스틱 성형체의 표면에 가식시트가 부착된 가식 성형품을 나타내는 도면이다.

도면 부호의 설명

1: 고정 금형 3: 가동 금형

10, 20, 30, 40, 50: 가식시트

11, 21, 31, 41, 51: 기재층

13, 23, 33, 43, 53: 장식층

22, 32, 42, 52: 제 1 접착층

35, 45, 55: 수지층

44, 54: 제 2 접착층

56: 보호층

100: 가식 성형품

Claims (16)

1. 기재층; 및

   상기 기재층 상에 형성되고, 천연소재를 포함하는 장식층을 가지고, 160 내지 220℃의 온도에서 신율이 150 내지 200%인 가식시트를 160 내지 220℃의 온도에서 연화시키고, 금형 내에서 예비 성형하는 제 1 단계;

   예비 성형된 가식시트가 장착된 금형에 성형재료를 주입하는 제 2 단계; 및

   주입된 성형재료를 경화시키는 제 3 단계를 포함하는 사출성형방법.
2. 제 1 항에 있어서, 기재층은 연화 온도가 50 내지 300℃인 사출성형방법.
3. 제 1 항에 있어서, 기재층은 아크릴 수지, 불소 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지 및 환상 폴리올레핀 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 사출성형방법.
4. 제 1 항에 있어서, 천연소재가 종자 섬유, 엽맥 섬유, 카폭 섬유 및 면 섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 사출성형방법.
5. 제 1 항에 있어서, 장식층은 폴리프로필렌 섬유, 폴리우레탄 섬유, 폴리에스테르 섬유 및 아크릴 섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 합성 수지를 추가로 포함하는 사출성형방법.
6. 제 5 항에 있어서, 장식층은 천연소재 10 내지 25 중량부 및 합성 수지 75 내지 90 중량부를 포함하는 사출성형방법.
7. 제 1 항에 있어서, 장식층은 두께가 150 내지 250 ㎛인 사출성형방법.
8. 제 1 항에 있어서, 가식시트는 기재층 및 장식층의 사이에 형성된 UV 경화형 제 1 접착층을 추가로 포함하는 사출성형방법.
9. 제 1 항에 있어서, 가식시트는 장식층 상에 형성된 투명 또는 반투명 수지층을 추가로 포함하는 사출성형방법.
10. 제 9 항에 있어서, 수지층은 글리콜 변성 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지, 아크릴 수지, 폴리우레탄 수지 및 폴리염화비닐 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 사출성형방법.
11. 제 9 항에 있어서, 가식시트는 장식층 및 수지층의 사이에 형성된 UV 경화형 제 2 접착층을 추가로 포함하는 사출성형방법.
12. 제 1 항에 있어서, 가식시트는 장식층 상에 형성된 보호층을 추가로 포함하는 사출성형방법.
13. 삭제
14. 제 1 항에 있어서, 성형재료가 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리염화비닐 수지 및 폴리프로필렌 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 사출성형방법.
15. 삭제
16. 삭제

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