KR101324354B1 - 다층 필름, 상기 필름으로 가식된 사출 성형 물품 및 상기가식 사출 성형 물품의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 특히 굴곡 표면을 갖는, 높은 광학적 품질 및 실용적 적합성이 있는 가식 사출 성형 물품의 제조를 위한 인몰드 공정에서 액체 플라스틱 재료로 백몰딩하기 위한 다층 필름에 관한 것으로서, 여기서 상기 다층 필름은, 하나 이상의 표면이 시각적으로 지각할 수 있는 및/또는 기술적인 효과를 나타내는 공간 구조를 가지는 복제 래커층을 갖고, 여기서 바람직하게는 반사층의 형태인 대비층이 영역별로 또는 적어도 영역별로 공간 구조를 갖는 하나 이상의 표면과 인접하는 관계로 배치된다. 본 발명은 추가적으로 다층 필름으로 가식된 사출 성형 물품 및 상기 물품의 제조를 위한 방법에 관한 것이다.

Description

다층 필름, 상기 필름으로 가식된 사출 성형 물품 및 상기 가식 사출 성형 물품의 제조 방법{MULTI-LAYER FILM, INJECTION MOULDED ARTICLE THAT IS DECORATED WITH SAID FILM AND METHOD FOR PRODUCING THE DECORATED INJECTION MOULDED ARTICLE}
본 발명은, 특히 굴곡된 표면(curved surfaces)을 갖는, 가식 사출 성형 물품(decorated injection molded article)의 제조를 위한 인몰드 공정(inmold process)에서 액체 플라스틱 재료로 백몰딩(back-molding)하기 위한 다층 필름(multilayer film)에 관한 것으로서, 여기서 상기 다층 필름은, 하나 이상의 표면이 시각적으로 인지 가능한 및/또는 기술적인 효과를 나타내는 공간 구조(spatial structure)를 가지는 복제 래커층(replication lacquer layer)을 갖고, 여기서 바람직하게는 반사층(reflection layer) 형태인 대비층(contrast layer)이 영역별(region-wise)로 또는 적어도 영역별 방식으로 공간 구조를 갖는 하나 이상의 표면과 인접하는 관계로 배열된다. 본 발명은 추가적으로 그러한 다층 필름과의 인몰드 공정에서 그 표면이 적어도 영역별로 제공되는 사출 성형된 플라스틱 몸체를 갖는 가식 사출 성형 물품, 및 상기 가식 사출 성형 물품의 제조를 위한 공정에 관한 것이다.
가능하면 이미 선-형성된(pre-shaped) 다층 필름이 사출 성형 금형에 배치되고 상기 사출 성형 금형은 플라스틱 사출 성형 재료로 채워지며, 이때 상기 플라스틱 사출 성형 재료와 상기 다층 필름 사이에 강한 결합이 생성되는, 사출성형을 위한 가식 공정(decoration processes)은 선-형성되지 않은 다층 필름을 처리할 때는 일반적으로 인몰드 가식 공정 또는 IMD 사출 성형 공정이라고 하고, 또는 선-형성된 다층 필름을 처리할 때는 인몰드 라벨링(labeling) 공정 또는 IML 공정이라고 한다.
이러한 가식 사출 성형 물품, 그의 제조를 위한 공정 및 인몰드-가능(inmold-capable) 다층 필름은 이미 알려져 있다.
DE 102 36 810 A1은 사출 성형 금형에서의 사용에 적합한 부분적으로 구조화된(partially structured) 다층 필름을 개시하고 있다. 이러한 IMD-가능 다층 필름 또는 사출 성형 부품(parts)의 인몰드 가식을 위한 다층 필름은 상기 사출 성형 부품에 전사하기 위한 가식 요소가 있는 캐리어 필름(carrier film)을 포함한다. 상기 캐리어 필름은 상기 가식 요소가 상기 사출 성형 바디에 적용된 후에 제거된다. 상기 가식 요소는 릴리스층(release layer), 보호 래커층(protective lacquer layer), 공간 구조가 있는 구조층(structure layer), 중간층(intermediate layer), 반사층(reflection layer) 및 접착층(adhesive layer)를 갖는다. 상기 릴리스층은 상기 캐리어에서 가식 요소를 분리하는 역할을 하고 보통 왁스 재료를 포함한다.
DE 102 21 482 C1은 캐리어 필름 및 가식 층을 갖는 다층 또는 스탬 핑(stamping) 필름과의 인몰드 사출에 의해 가식된 사출 성형 재료의 경화를 포함하는 성형의 제조를 위한 장치를 개시하고 있다. 이 경우에 상기 스탬핑 필름은, 상부 성형 부분(upper mold portion)을 향하는 스탬핑 필름의 가식층과 함께, 상기 사출 성형기로 도입된다. 상기 사출 성형 재료가 사출관(injection passage)을 통과하여 장치의 사출 성형 금형 캐비티(cavity)로 사출될 때, 상기 스탬핑 필름은 상기 사출 성형 부품의 가시면(visible side)에 가까이 부착되게 된다. 이 상태에서 경화 후에 상기 사출 성형 금형에서 제거되는 사출 성형 재료에 상기 스탬핑 필름이 결합된다. 상기 캐리어 필름이 상기 가식층에서 벗겨진 후에, 상기 가식 성형은 종료된다. 이러한 방법으로 가식된 사출 성형 물품은 문의 줄무늬(door stripes), 계기판(instrument panels)의 줄무늬, 변속레버(shift lever) 카바, 센추럴 콘솔(central console) 카바와 같은 특히 자동차의 내장 부품에 관하여 사용되고 도어 램 가이드(door ram guide) 줄무늬, A, B, 및 C 필라(pillars)의 카바와 같은 자동차의 외장 부품에 관하여 사용되고 라디오 및 텔레비전의 케이싱의 장식 줄무늬와 관련하여 오디오 및 비디오 분야에서 사용된다. 수많은 추가적인 용도 부분이 가능하다.
JP 62128720 A에 기재된 바와 같이, IMD 필름은 일반적으로 필름 어드밴스(advance) 장치를 경유하여 사출 성형 금형의 고정식 및 이동식 부품 사이에서 r가이드된다. 적층(lamination)에 의해 적용될 수 있는 가식 필름의 영역에서의 개별적인 이미지 표현의 경우, 상기 사출 성형 금형이 닫히기 전에 상기 IMD 필름에 있는 포지션 마킹(position markings) 및 센서에 의해 상기 사출 성형 금형에 비해 정확한 위치에 상기 IMD 필름도 위치되고 뜨거운 플라스틱 성형 재료와 함께 상기 IMD 필름이 백-몰딩된다.
여기서, 본 발명의 목적은 인몰드 공정에서 다층 필름으로 가식된 사출 성형 물품의 광학 품질(optical quality) 및 실용적 적합성(utilitarian suitability)이 개선된 다층 필름을 제공하는 것이다. 본 발명은 인몰드 공정에서 다층 필름으로 가식된 사출 성형 물품의 제조를 위한 공정을 간단하고 저렴한 방법으로 제공하는 것을 추가적인 목적으로 하며, 개선된 광학 품질 및 실용적 적합성을 갖는 이러한 가식 물품의 제조를 수행한다.
특히 굴곡 표면(curved surface)을 갖는, 가식 사출 성형 물품의 제조를 위한 인몰드 공정에서 액체 플라스틱 재료와 백-몰딩을 위한 제1 다층 필름으로서, 여기서 상기 다층 필름은 표면 중 하나 이상에서 시각적으로 인지 가능한 및/또는 기술적인 효과를 나타내는 공간 구조를 갖는 하나 이상의 복제 래커층을 가지고, 여기서 적어도 영역별로 공간 구조를 갖는 하나 이상의 표면과 인접하는 관계로 대비층이 배치되는, 제1 다층 필름에 대하여, 하나 이상의 복제 래커층이 방사성-경화 복제 래커층의 형태라는 점에서 상기 목적은 달성된다.
상기 다층 필름은 본 발명에 따라 상기 다층 필름에 의한 사출 성형 물품의 외관을 광학적으로 변경하지는 않기 위하여, 즉 '가식(decorate)'이라는 용어의 기존의 의미에 따라, 예를 들면 외관을 개선 또는 미화하기 위해, 사용될 수 있다. 상기 다층 필름은 또한 기술적인 기능을 가질 수 있고, 결과적으로 예를 들어 그와 함께 가식된 사출 성형 물품의 기술적인 특성을 상기 사출 성형 물품의 광학적 외관에 영향을 주지 않고 변경할 수 있으며, 예를 들면 내스크래치성(scratch resistance) 또는 먼지 반발력(dirt repulsion)과 같은 것이 있다.
공간 구조의 캐리어로서의 방사선-경화 복제 래커층은, 온도의 영향 하에서 고탄성인 열가소성 래커층에 비하여, 공간 구조의 캐리어로서 인몰드-가능 다층 필름과 관련하여 일반적으로 사용되는 것으로서, 상기 방사선-경화 복제 래커층이 열가소성 특성보다 열경화성 특성을 더 가진다는 장점이 있다. 기존의 인몰드-가능 다층 필름의 경우에, 사출 성형 금형에서 상기 다층 필름의 백-몰딩시의 온도 부가(temperature loading)는 상기 열가소성 래커층이 연화되고 여기에 포함된 공간 구조가 영역별로 변형되거나 완전히 제거되는 위험을 수반한다. 이는 상기 가식 사출 성형 물품의 광학 품질 수준을 떨어뜨린다. 방사선-경화된 복제 래커층이 열가소성 래커층보다 고온에서 견디는 경우, 거기에 형성된 공간 구조는 다층 필름의 백-몰딩시 변형되지 않거나 적어도 열가소성 래커층의 공간 구조에 비해 덜 현저하게 변형된다.
공지된 바와 같이 방사선-경화 복제 래커층은 특히 스탬핑 롤러(stamping roller) 또는 스탬핑 펀치(stamping punch)에 의해, 경화되지 않거나 부분적으로 경화된 상태로, 공간 구조가 제공되고 그 후에 방사선에 의해 완전히 경화된다. 특히 복제 래커층의 방사선 경화가 UV 방사선에 의해 이루어지는 경우에 적절한 것으로 증명되었다. 모노머계(monomeric) 또는 올리고머계(oligomeric) 아민-변성(amine-modified) 폴리에스테르 아크릴레이트, 아민-변성 폴리에테르 아크릴레이트, 또는 아민-변성 우레탄 아크릴레이트뿐만 아니라 폴리에스테르 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트 또는 에폭시 아크릴레이트에 기반한 UV-경화 복제 래커는 가치있는 것으로 증명되었다.
바람직하게는 음각 인쇄 공정(intaglio printing process)이 UV-경화 복제 래커를 적용하기 위한 공정으로서 사용된다. 그러한 공정은 상기 복제 래커층에 요구되는 래커 두께를 용이하게 달성할 수 있게 하고, 상기 생산 절차는 연속 공정으로 작업될 수 있다. 그러나 택일적으로 다른 코팅 공정을 사용할 수도 있다. 슬릿 노즐 코팅(slit nozzle coating), 스크린 인쇄, 음각 인쇄, 플렉소그래픽 인쇄(flexographic printing), 오프셋 인쇄(offset printing) 등이 예로서 언급될 수 있다.
덧붙여서 0.5 내지 10 ㎛ 사이 범위의 층 두께가 방사선-경화 복제 래커층으로서 가치있는 것으로 증명되었다.
상기 방사선-경화 복제 래커층에 대한 대비층의 우수한 접착력을 확보하기 위하여, 층 두께가 나노미터 범위인 얇은 결합 층이 상기 방사선-경화 복제 래커층 및 상기 대비층 사이에 배치될 수 있다.
어떤 재료가 백-몰딩 작업에 사용되는 플라스틱 재료의 사출온도 이상에서 단지 연화만 되도록 상기 방사선-경화 복제 래커층을 위해 선택되는 경우에 인몰드 공정에서 상기 방사선-경화 복제 래커층의 공간 구조는 특히 잘 유지된다. 상기 방사선-경화 복제 래커층이 기계 내에서 발생하는 재료 온도보다 높은 온도에서 단지 연화만 되는 경우 특히 바람직하다. 상기 공간 구조가, 사용된 사출 성형 재료 및 성분의 지오메트리(geometry)에 크게 영향을 받고 이에 따라 특히 백-몰딩 필름일 때 예측하기 어려운 경우, 만약 방사선-경화 복제 래커층의 연화 범위가, 사용된 사출 성형 재료의 사출 온도보다 적어도 20 K 높다면 유리한 것으로 증명되었다.
상기 다층 필름이, 상기 다층 필름의 면에 수직으로 보이는 모든 표면 지역을 포함하고 상기 방사선-경화 복제 래커층이 영역별(region-wise manner)로만 배열되는, 수용층(receiving layer)을 갖는 경우 유리한 것으로 추가적으로 증명되었다. 특히 상기 방사선-경화 복제 래커층이 0.5 내지 2 ㎛ 사이의 범위인 작은 층 두께를 갖고 따라서 충분한 내스크래치성을 수반하지 않는 경우 가식 사출 성형 물품에 대한 표면으로서 가치있는 것으로 증명되었다. 2 내지 10 ㎛ 사이의 범위인 상기 방사선-경화 복제 래커층의 층 두께가 수반되는 경우, 보호 수용층(protective receiving layer)이 없는 것도 선택적으로 가능하다.
상기 방사선-경화 복제 래커층이 열가소성 복제 래커층에 비해 낮은 정도의 연신성(stretchability)을 수반할 수 있는 경우, 상기 다층 필름이 심한 정도의 곡률(curvature)을 수반하는 영역에서 인몰드 공정 중에 상기 필름 또는 필름 층에서 초과-연신(over-stretching) 또는 크랙과 같은 손상 현상이 일어날 수 있다. 연신성이 비교적 낮은 방사선-경화 복제 래커층이 수용층에 영역별(region-wise)로만 적용될 수 있고, 상기 사출 성형 물품의 가식에서 굴곡되지 않거나 약간만 굴곡된 다층 필름의 영역만이 상기 방사선-경화 복제 래커층을 제공받을 수 있는 경우에, 수용층의 사용 또한 여기서 가치있는 것으로 증명되었다.
방사선-경화 복제 래커층이, 다층 필름으로 가식된 사출 성형 물품에서, 플라스틱 재료로 백-몰딩되기 전의 다층 필름 영역의 치수에 대하여 곡률 반지름(radius of curvature)이 0.7 mm 보다 크고 연신이 10 % 미만인, 다층 필름의 영역에만 배열되는 경우 특히 바람직하다. 이런 방법으로, 그에 의해 가식된 사출 성형 물품의 심하게 굴곡된 표면 영역에서 방사선-경화 복제 래커층에서의 구조적 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 다층 필름이 전사 필름(transfer film)의 전사층을 형성하는 경우 특히 바람직하며, 이 경우에 상기 전사 필름은 상기 다층 필름에서 분리될 수 있고 상기 다층 필름은 상기 캐리어 필름의 한쪽 면에 적어도 영역별로 배치되는 캐리어 필름을 갖는다. 전사 필름의 전사층은, 그 자체를 고려할 때, 박층 배열(thin layer configurations)에 의해 형성되므로 일반적으로 매우 얇고 자립(self-supporting)할 수 없다.
상기 전사 필름의 캐리어 필름은 인몰드 공정 전 및 중간에 손상으로부터 상기 다층 필름을 보호하며 사출 성형 금형으로부터 상기 가식 물품의 제거 후에 벗겨질 수 있다.
인몰드 공정 중에 가식 물품의 표면을 인지 가능하게 구성하거나 오직 광학적 공간적으로 구성하기 위하여, 구성 래커(structuring lacquer)는 상기 다층 필름에서 떨어진, 또는 상기 다층 필름 내인, 캐리어 필름의 면(side)에서 패턴 형성에 적용될 수 있다.
여기서 바람직한 것은 제1면 및 제2면을 갖는 캐리어 필름을 포함하는 전사 필름이며, 여기서 상기 캐리어 필름의 제1면에 배열된 것은 릴리스층이고 상기 캐리어 필름과 떨어져 있는 릴리스층의 면에 배열된 것은 전사층이며, 여기서 적어도 200 ℃ 온도까지 압축 강도가 실질적으로 일정한 구성 래커를 포함하는 적어도 9 ㎛의 층 두께를 갖는 구조층이 상기 캐리어 필름의 제2면 또는 상기 전사 필름의 면, 즉 상기 캐리어 필름의 제2면에 대향하는 관계에 있는 면, 중 하나에 부분적으로 배열된다.
그 점에 있어서, 상기 구성층(structuring layer)은 바람직하게는
a) 유리전이온도 Tg가 200 ℃보다 높은 열가소성 재료 또는 열경화성 재료, 또는
b) 필러로 충전된 래커 시스템으로부터 형성된 것, 또는
c) 방사선-경화성, ESH-경화성, 에폭시-경화성, 이소시아네이트-경화성 또는 산-경화성 래커인 것
을 포함한다.
예를 들어 하기 멜라민-가교 조성물이, 음각 인쇄 기술을 사용하여, 상기 구조층을 형성하기 위하여 구성 래커로 사용될 수 있다:
8 부(parts) 에탄올
8 부 이소프로판올
10 부 톨루엔
3 부 메틸에틸케톤
26 부 헥사메톡시메틸멜라민
30 부 하이드록시-기능화된 폴리메틸메타크릴레이트(60%)의
자일렌 용액
7 부 피그먼트 카본 블랙
2 부 고-분자(high-molecular) 분산 첨가제
6 부 p-톨루엔 술폰산.
택일적으로 하기 UV-경화 조성물이 스크린 인쇄 절차를 사용하여 구조층(9)를 형성하기 위하여 구성 래커로 사용될 수 있다:
25 부 헥산-디올 디아크릴레이트 HDDA
35 부 지방족 우레탄 아크릴레이트의 올리고머
30 부 아크릴레이트화된 올리고아민 수지
4 부 광개시제 타입 1
(예를 들어 시바 가이기사 Irgacure® 1000)
6 부 피그먼트 레드 122.
추가로 하기의 가교 구성 래커를 사용하는 것이 가능하다:
10 부 에탄올
8 부 이소프로판올
5 부 메틸에틸케톤
8 부 톨루엔
20 부 헥사메틸메틸멜라민
27 부 하이드록시-기능화된 폴리메틸메타크릴레이트(60%)의
자일렌 용액
15 부 발열성 규산 (pyrogenic silicic acid)
7 부 p-톨루엔 술폰산.
추가로 하기의, 무기 충전제로 고충전된 비-가교 구성 래커를 사용하는 것이 가능하다.
30 부 메틸에틸케톤
10 부 부틸 아세톤
10 부 시클로헥사논
8 부 폴리메틸메타크릴레이트 (분자량 60,000 g/mol)
4 부 비닐 클로라이드 함량이 80 내지 95%인 폴리비닐-
클로라이드 혼합 고분자
3 부 고-분자(high-molecular) 분산 첨가제
35 부 티타늄 디옥사이드.
필요에 따라 추가의 층들이, 예를 들어 상기 인몰드 공정의 실행 후에 상기 캐리어 필름 및 가식 사출 성형 물품의 분리를 용이하게 하거나 향상시키는 릴리스 층과 같이, 상기 전사 필름과 상기 다층 필름 사이에 배열될 수 있다. 바람직하게는 방사선 경화, 이소시아네이트 경화 또는 산 경화에 의한 고-가교화(highly crosslinked) 플라스틱 층이 여기에 릴리스 층으로 사용된다.
그러나 상기 릴리스 층은 택일적으로 왁스-같은 층이 되는 것이 좋을 것이다.
UV 경화, 고-가교화 플라스틱 재료는 예를 들어 UV 방사에 의해 하기 조성물로 형성될 수 있다:
25 부 메틸에틸케톤
25 부 에틸 아세테이트
5 부 시클로헥사논
18 부 폴리메틸메타크릴레이트 (분자량 60,000 g/mol)
25 부 디펜타에리트롤펜타아크릴레이트
2 부 광개시제 타입 1 (예. 시바 가이기사 Irgacure®1000).
택일적으로 상기 릴리스 층은 산-경화될 수 있고 하기 조성으로부터 형성된다:
10 부 에탄올
10 부 이소프로판올
5 부 메틸에틸케톤
10 부 톨루엔
25 부 헥사메틸메틸멜라민
30 부 하이드록시-기능화된 폴리메틸메타크릴레이트(60%)의
자일렌 용액
10 부 p-톨루엔 술폰산.
택일적으로 상기 릴리스 층은 이소시아네이트-경화될 수 있고 하기 조성으로부터 형성된다:
15 부 부틸아세테이트
10 부 시클로헥사논
40 부 하이드록시-기능화된 폴리메틸메타크릴레이트(60%)의
에톡시 프로판올 용액
35 부 Desmodur® IL (디이소시아네이트, 레버쿠젠 Bayer사).
상기 다층 필름의 제조에서, 전체적으로 존재하는 층이 없이, 상기 캐리어 필름을 사용하여, 상기 방사선-경화 복제 래커층의 영역별 배치만을 하는 것도 가능하다.
상기 다층 필름이 그 두꺼운 두께로 인해 자립하는 적층 필름 형태인 경우, 상기 수용층은 예를 들어 밀폐된 필름 바디(body)를 제공할 수 있다. 그러나 상기 적층 필름에서 상기 방사선-경화 복제 래커층에 직접 연결되지 않은 층은 영역별로 존재하는 방사선-경화 복제 래커층을 위한 캐리어 기능 또한 제공할 수 있다.
상기 다층 필름과 거기에 결합되는 플라스틱 재료 사이에 뛰어난 접착력을 제공하기 위해서는, 투명한, 방사선-경화 복제 래커층과 떨어져 있는 그들의 면 중 하나에, 바람직하게는 상기 대비층의 면에, 접착층이 배치되는 것이 유리한 것으로 증명되었다. 핫 멜트 접착제 또는 압력-활성화(pressure-activatable) 저온 접착제는 여기에 일반적으로 적합하지만, 보통 IMD 공정에서는 핫 멜트 접착제가 사용된다. 바람직하게는 가식층 또는 결합층과 같은 추가적인 층이 상기 접착층과 대비층 사이에 배열된다.
재료의 선정 및 상기 다층 필름의 디자인이 선택되어서, 백-몰딩 작업에서 액체 플라스틱 재료와 접촉하게 되는, 다층 필름의 표면이 적어도 접착제 없이도 상기 액체 플라스틱 재료에 충분히 결합될 수 있는 영역을 충분한 양만큼 및 최적 분포만큼 갖는 경우에는, 상기 접착층이 완전히 없는 것도 가능하다.
투명한, 방사선-경화 복제 래커층이 상기 캐리어 필름에 인접하고, 이 경우에 상기 공간 구조가 상기 방사선-경화 복제 래커층의 면에, 즉 상기 캐리어 필름과 떨어져서, 엠보싱(embossed)되는 경우 가치있는 것으로 증명되었다. 투명한 방사선-경화 복제 래커층이 상기 가식 사출 성형 물품의 표면을 형성하고 상기 공간 구조가 상기 방사선-경화 복제 래커층의 후면에, 즉 상기 가식 사출 성형 부품의 관찰자로부터 떨어져서, 배치되는 경우에, 상기 관찰자는 이를 투명한 방사선-경화 복제 래커층을 통해 볼 수 있다.
그러나 상기 방사선-경화 복제 래커층은 불투명할 수도 있으며, 이 경우에 상기 공간 구조는 관찰자를 향하여 배치되어야 한다. 선택적으로 상기 가식 사출 성형 물품의 공간 구조는 그 후에 손상으로부터 보호되기 위하여 인몰드 공정에서(상기 참조) 투명 보호층이나 래커층에 의해 또는 그 위로의 추가적인 보호 투명 사출에 의해 덮여야 한다.
다층 필름의 층 복합체(layer composite)에서 수용층, 상기 전사 필름의 캐리어 필름과 상기 방사선-경화 복제 래커층 사이에 배치된 상기 수용층은, 만약 투명하다면 상기 공간 구조에 대하여 보호 기능을 수행할 수 있다.
상기 대비층은 바람직하게는 금속성 및/또는 비금속성 무기 반사 재료(inorganic reflective material)로 형성된 반사층의 형태이다. 여기서 그 가치가 증명된 금속 반사층은 특히 알루미늄, 금, 은, 백금, 구리, 니켈, 크롬, 주석, 인듐 또는 이들의 합금(alloy)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속이며, 이들은 보통 증착되거나, 스퍼터링(sputtering)으로 도포되거나, 또는 갈바니 수조(galvanic bath)에 의해 제조된다. 무기-비금속 반사층을 위한 적합한 재료는 예를 들어 TiO2, ZnS, MgF2 또는 SiO이며 보통 증착되거나 스퍼터링으로 도포된다. 다층 반사층을 형성하는 금속성 및 비금속성 무기층의 결합 역시 가치있는 것으로 증명되었다.
상기 대비층이 제1 영역 및 적어도 제2 영역을 가지고, 상기 다층 필름의 평면에서 보이는 것과 같이 그 옆에 배치되거나 상기 제1 영역과 부분적으로 겹치는 관계로 배치되는 경우에 특히 매력적인 효과가 제공되며, 여기서 상기 대비층은 상기 제1 영역 및 적어도 상기 제2 영역에서, 특히 투명도 및 색채감 측면에서 차이가 난다.
상기 공간 구조는 거시적 구조(macroscopic structure)의 형태로 적어도 영역별인 경우에 가치가 있는 것으로 증명되었는데, 여기서 상기 거시적 구조는 상기 방사선-경화 복제 래커층의 평면에서 적어도 0.03 mm 정도이고 상기 방사선-경화 복제 래커층의 평면에 대해 수직한 관계에서 0.01 내지 0.1 mm 범위 정도이다.
상기 공간 구조가 회절 구조(diffractive structure)의 형태로 적어도 영역별인 경우에 마찬가지로 가치있는 것으로 증명되었다. 그 점에 있어서 상기 공간 구조가 매트 구조(matt structure)의 형태로, 특히 비대칭 매트 구조인 경우의 형태로, 적어도 영역별인 경우에 특히 바람직하다. 매트 구조는 미시적 스케일(microscopic scale)에서 미세 양각 구조(fine relief structure) 요소를 가지며, 이는 산란(scattering) 능력을 결정하고 예를 들어 평균 거칠기 값(mean roughness value) Ra, 상관 관계 길이(correlaton length) Ic 등과 같은 수학적 파라미터로만 설명되며, 여기서 상기 평균 거칠기 값 Ra에 대한 값은 20 nm 내지 5000 nm 범위, 바람직하게는 50 nm 내지 1000 nm 범위이고, 동시에 적어도 한쪽 방향에서의 상기 상관 관계 길이 Ic는 200 nm 내지 50,000 nm 범위, 바람직하게는 500 nm 내지 10,000 nm 범위의 값을 포함한다. 그 점에 있어서 매트 구조를 특히 설명하는 DE 102 16 561 A1과 같은 참고문헌이 있다. 등방성 매트 구조의 미시적 미세 양각 구조 요소는 어떠한 바람직한 방위각 방향을 갖지 않고, 그 때문에, 시각적 인지가능성에 의해 어림되는(predetermined) 방법과 같이, 어림된 한계 값보다 강도(intensity)가 큰 산란광이 상기 매트 구조의 산란 능력에 의해 어림된 입체각(solid angle)에서 모든 방위각 방향으로 균일하게 분포되고 상기 표면 요소는 일광(daylight)에서 백색 내지 회색으로 나타난다. 수직에서 벗어난 기울어진 각도로 변하면 상기 표면 요소는 어둡게 나타난다. 강하게 산란시키는 매트 구조(greatly scattering matt structures)는 약하게 산란시키는 매트 구조보다 더 큰 입체각으로 산란된 빛을 분포시킨다. 상기 매트 구조의 양각 요소가 바람직한 방향을 갖는 경우, 상기 산란광은 이방성(anisotropic) 분포를 갖는다.
매트 구조는 바람직하게는 상기 가식 사출 성형 물품의 영역에 배치되며, 상기 물품은 상기 매트 구조의 식별력(discernibility)이 그러한 배치에 의해 영향을 받지 않거나 거의 영향을 받지 않을 정도로 더 심하게 굴곡되어야 한다.
상기 회절 구조가 홀로그램 또는 키네그램®(Kinegram®)을 형성하고 상기 다층 필름의 영역에만 배치되는 경우에 바람직한 것으로 추가로 증명되었으며, 상기 영역은 상기 다층 필름으로 가식된 물품에서 10% 미만의 연신을 수반한다. 상기 가식 사출 성형 물품의 심하게 굴곡된 영역에서 및 이에 따라 상기 다층 필름의 심한 연신을 수반하는 영역에서, 상기 홀로그램 또는 키네그램®의 광학적 식별력은 어떤 환경 하에서는 반대로 영향을 받는다.
더욱이, 상기 다층 필름이 렌즈 요소 또는 프리 폼(free form) 표면, 특히 회절 렌즈 또는 회절 프리 폼 표면의 형태로 공간 구조를 가지는 경우 광학적으로 매력적인 효과가 제공된다.
바람직하게는 상기 다층 필름은, 특히 알파벳 문자, 기하학적 패턴 또는 그래픽 표현의 형태로, 레이저에 의해 도입된 마킹(marking)을 갖는다. 공간 구조의 영역별 감쇄(region-wise extinction)도 레이저에 의해 달성될 수 있다. 상기 다층 필름의 제조 후에 상기 다층 필름의 층 복합체에 레이저 마킹도 적용될 수 있다면, 상기 다층 필름은 예를 들어 제조자 신분 증명 또는 다른 정보에 관하여 쉽게 특기될(individualised) 수 있다.
상기 다층 필름의 시각적으로 매력적인 배열(configuration)에 관하여, 상기 다층 필름이, 예를 들어 착색 래커의 영역별 배치와 같은, 적어도 하나의 착색 가식 프린트(print)를 갖는 경우에 특히 바람직한 것으로 증명되었다. 상기 다층 필름 복합체에서 가식 프린트의 배치는 실질적으로 요구될 수 있고 이는 투명하거나 불투명한 방사선-경화 복제 래커층이 사용되는지 여부 또는 어떤 면에서 관찰자가 상기 가식 사출 성형 물품에 있는 다층 필름을 관찰하는지 여부에 의존한다. 상기 다층 필름의 백-몰딩을 위해 투명한 플라스틱 재료와 불투명한 플라스틱 재료를 모두 사용될 수 있기 때문에, 상기 다층 필름의 배열(configuration)을 디자인하는 것과 관련하여 다양한 가능한 선택이 가능하다. 따라서 상기 가식 프린트는 상기 방사선-경화 복제 래커층 또는 상기 대비층에 직접 형성될 수 있다. 만약 상기 대비층이 예를 들어 투명한 방사선-경화 복제 래커층을 통해 관찰되고 만약 상기 가식 프린트가 관찰자의 관점에서 대비층의 뒤에 배치된다면, 가식 프린트를 볼 수 있기 위해서 상기 대비층은 적어도 영역별로 투명하거나 반투명해야한다. 금속 반사층의 형태인 대비층에 관한 반투명성은 예를 들어 금속 도트 래스터(dot raster) 또는 유사한 것을 적용하여 달성할 수 있다. 공지된 바와 같이, 금속을 사용할 경우, 투명한 반사층은 적절하게 작은 층 두께로 달성될 수 있는 반면 비금속 무기 재료는 심지어 비교적 큰 층 두께를 사용하는 경우에도 적어도 부분적으로 투명하다.
게다가, 상기 다층 필름이 상기 방사선-경화 복제 래커층과 색상 면에서 일치하는 적어도 하나의 가식 프린트를 갖는 경우에 바람직한 것으로 나타났는데, 이때 상기 가식 프린트는 상기 방사선-경화 복제 래커층에 배치되고 상기 공간 구조는 상기 방사선-경화 복제 래커층에서 영역별로 광학적으로 감쇄된다(extinguished). 이러한 절차를 설명하는 것으로 DE 102 36 810 A1을 참조한다.
특히 인상적인 다층필름은 상기 가식층이 기하학적 또는 그래픽 패턴을 형성하는 경우에 달성된다. 그러한 경우에 상기 가식 프린트는 공간 구조에 의해 또한 어림되는 패턴 또는 부분적 패턴에 관하여 영역별로 색상 형성을 보충하거나 제공할 수 있다. 그러한 경우에, 소망하는 광학적 효과(impression)를 달성하기 위하여, 정확한 기록 관계(register relationship)에서 가식 프린트와 함께 공간 구조의 정렬(alignment)이 요구된다.
게다가, 상기 다층 필름은, 간섭 현상에 기초한, 시야각-의존성(viewing angle-dependent) 색상 변화 효과를 일으키는 박막(thin films)을 가질 수 있다. 여기서, 함유된 물질이 다른 박막의, 박막 스택(stack) 형태로의, 조합 또는 액정 고분자층의 사용은 오래전부터 알려져 있다. 공지된 시변각 잉크(optically variable ink, OVI)를 그 자체로 사용하는 것도 가능하다.
다층 필름으로 가식된 물품의 광학적 품질 및 실용적 적합성과 관련하여, 상기 다층 필름이 상기 가식 사출 성형 물품의 표면에 형성되는 방오성(dirt-repellent) 층 및/또는 내스크래치성 층을 가질 경우 유리하다. 그 점에 있어서, 표면이 마이크로 구조(microstructured)이고 로터스(lotus) 효과를 갖는 방오성 층이 사용될 수 있다.
상기 목적은, 선택적으로 본 발명에 따른 상기 제1 다층필름의 특징과 결합하여, 굴곡 표면을 갖는 가식 사출 성형 물품의 제조를 위한 인몰드 공정에서 액체 플라스틱 재료로 백-몰딩하기 위한 제2 다층 필름에 의해 추가로 달성될 수 있으며, 여기서 상기 다층 필름은 적어도 한 면이 시각적으로 인지 가능한 및/또는 기술적인 효과를 나타내는 공간 구조를 갖는 하나 이상의 복제 래커층을 가지고, 여기서 대비층이 적어도 영역별로 공간 구조를 갖는 하나 이상의 표면과 인접하는 관계로 배치되고, 여기서 상기 다층 필름에서의 공간 구조가 상기 다층 필름으로 가식된 사출 성형 물품의 제조 후에 적어도 영역별로 왜곡되면 상기 공간 구조는 상기 굴곡 표면에서 광학적으로 왜곡-없이 인지 가능하다. 그 점에 있어서 상기 공간 구조는, 상기 다층 필름이 볼록 또는 오목 표면으로 적용되는지 여부에 의존하여, 역으로 왜곡된 관계로 상기 다층 필름으로 도입되고 이로부터 상기 공간 구조가 연신 또는 압축에 의해 상응하여 변형되게 된다. 상기 공간 구조가 인몰드 공정 중에 연신되는 영역에서, 압축된 공간구조가 상기 다층 필름에 생기고, 그 역도 마찬가지이다.
인몰드 공정에서의 다층 필름에 작용하는 힘은 상기 필름을 연신시키고 상기 다층 필름이 더 많이 굴곡 될수록 이에 상응하여 더 크게 상기 공간 구조의 변형을 일으킨다. 이는 불쾌한 광학적 효과를 제공하며, 이는 본 발명에 따른 제2 다층 필름에 의해 효과적으로 회피된다. 그러나 백-몰딩 작업에서 다층 필름의 왜곡에 의해 생성된 공간 구조의 변형은 측정될 수 있으며 소망하는 공간 구조와 겹쳐져서 백-몰딩 작업 전에 상기 다층 필름에 상기 공간 구조의 왜곡된 영상(image)이 존재하게 되고, 상기 다층 필름의 백-몰딩 후에는 곡률이 있는 영역에서도 관찰자에게 왜곡-없는 또는 거의 왜곡-없는 공간 구조의 영상을 보여준다. 상기 공간구조에서 요구되는 예비적인 보충(preliminary compensation)을 측정하는 작업은 각 성분 형태에 대하여 개별적으로 실행되어야 한다.
그 때문에 예를 들어 첫 번째 방법으로 상기 공간 구조로서 일정한(regular) 회절 격자 래스터(raster)와 다층 필름으로 실험적 테스트가 수행된다. 플라스틱 재료는 상기 다층 필름 뒤로 사출 성형되고, 그 후에 상기 성분에서 변형된 상태로 존재하는, 상기 격자 래스터의 격자 상수가 측정된다. 상기 격자 래스터의 결과적인 변형, 및 가능하면 추가적으로 상기 회절 효율을, 특성 평가 및 정량 평가한 후에 그 결과는 반전되고(inverted) 일정한 회절 격자 래스터로 이에 상응하도록 전사되어 그 결과는 상기 다층 필름에서 왜곡된, 압축된 격자 래스터가 된다. 플라스틱 재료가 상기 방법으로 준비된 다층 필름 뒤로 성형될 때, 선-계산된(pre-calculated) 변형 현상이 일어나고 이에 상응하도록 선-보충된(pre-compensated) 격자 래스터가 연신되어 그 결과는 일정한 회절 격자 래스터가 된다.
두 번째 방법에서는 사출 성형 작업에서 나온 성분이 수직 투영(perpendicular projection)으로 관찰되고 측정된다. 상기 성분에서의 곡률은 상기 수직 투영에서 상기 다층 필름에 주어진 지점과 결합하는 국부(local) 경사(inclination, gradient)에 상응한다. 상기 공간 구조의 필수적인 왜곡을 계산할 때, 나중에 상기 다층 필름에 있는 지점에서 발견되게 되는 경사가 반전된 관계로 고려되어야 한다.
세 번째 방법에서는 상기 가식 사출 성형 물품에서의 다층 필름의 국부 곡률이 계산되거나 추정된다. 보정 계수는 상기 국부 곡률로부터 계산되고 왜곡된 영상을 만들어내기 위해 사용된다. 이때 선-보충은 나중에 수반되는 곡률에 관하여 비례적으로(proportionally) 및 가능하면 심지어 과-비례적으로(over-proportionally) 이루어진다.
네 번째 방법은, 예를 들어 금속이 변형되고 그 경우에 발생하는 곡률은 상기 다층 필름에서 동일한 형태로 수반될 것이라고 가정되는, 유추 결론 방법(analogy conclusion process)을 사용하는 것을 수반한다. 상기 금속에 대하여 얻어진 결과는 상기 다층 필름에서 요구되는 공간 구조의 왜곡으로 전사된다.
그러나 주의할 점은, 이 방법들에 공통적인 것은 상기 다층 필름으로 가식된 사출 성형 물품의 제조시에 높은 수준의 변형을 겪는 다층 필름 영역은 왜곡이 있거나, 상기 다층 필름으로 가식된 사출 성형 물품의 제조시에 변형을 겪지 않거나 낮은 수준의 변형을 경험하는 다층 필름의 영역보다 더 큰 정도의 왜곡이 있다는 점이다. 상기 공간 구조의 변형에 대한 선-보충의 정도는 상기 다층 필름으로 가식된 사출 성형 물품의 제조시에 상기 다층 필름의 바로 그 영역의 곡률에 의존하고, 거기에 비례한다. 높은 정도의 곡률을 수반하는 영역에서는, 상기 다층 필름에서의 공간 구조가 심하게 변형되어, 낮은 정도의 곡률을 수반하는 영역에서 보다, 공간 구조의 더 큰 변화가 거기서 실행되어야 한다.
상기 다층 필름에서의 공간 구조의 곡률은 x-축, y-축 및 z-축으로 정의된 삼차원 공간에서, x-축 방향으로 및/또는 y-축 방향으로 및/또는 z-축 방향으로 존재할 수 있다.
변형 및 거기에서 유도된 선-보충의 계산을 위해 예를 들어 하기가 가능한 계산 방법으로 고려될 수 있다:
- 기계적 힘의 영향 하에서 성분의 변형을 설명하는 편미분방정식을 풀기 위한 유한요소법(finite element methods),
- 국부 지역 확장 계수(local area magnification factor)를 측정하는 투영법(projection methods)으로서, 국부 경사각의 코사인과 비교하는 것, 또는
- 기계적 디자인에 기반한 국부 곡률의 계산(예를 들어 CAD 데이터).
그 점에 있어서 상기 나타난 필수적인 왜곡을 측정하는 방법 중 여러가지 방법이 서로 결합될 수 있다. 따라서 예를 들어 1 단계로 상기 방법 중 두 번째(수직 투영으로 관찰)가 수행될 수 있고 그 결과를 바탕으로 패턴 포일(pattern foil)을 제조하고 상기 첫 번째 방법에 따라 실험적으로 테스트된다. 상기 시험의 결과는 소소한 보정이 여전히 요구되는지 여부 및 이들이 가능하게 추가적으로 상기 다층 필름에서 고려되는지 여부를 보여줄 수 있다. 제공된 광학적 결과는 상기 방법의 결합에 의해 상응하여 더욱 향상된다.
상기 공간 구조의 곡률은 바람직하게는 하기에서의 적어도 부분적인 변화에 의한다:
- 국부 회절각을 변경하기 위한 격자 주기(grating period) 및/또는
- 회절 효율을 조절하기 위한 구조 깊이(structure depth) 및/또는
- 반사광(reflected light)의 각 분포(angle distribution)의 개조(adaptation) 또는 보정을 위한 프로파일 형태(profile shape)
- 반사광의 각 분포의 개조/보정을 위한 방위각 배향(azimuth orientation).
본 발명에 따른 제2 다층필름은, 상기 공간 구조 외에, 바람직하게는, 인몰드 공정에 의한 다층 필름으로 가식된 사출 성형 물품의 제조 후에 추가 공간 마킹이 굴곡 표면에서 광학적으로 왜곡-없이 인지 가능한 것과 같은 방식으로 적어도 영역별로 왜곡되는 성질이 있는, 광학적 가시 마킹(optically visible markings), 특히 레이저 마킹, 반사 마킹 또는 프린트 영상(print image)을 추가로 갖는다. 상기 다층 필름에 필수적인 왜곡 효과(distortion effect)는 앞서 말한 방법과 유사한 방식으로 측정되고, 추가적인 광학적 가시 마킹의 두께 및/또는 면적의 정도가 적절하게 선-보충되는 한에 있어서는, 추가적인 광학적 가시 마킹의 제조에 적용된다.
상기 목적은, 가능하게는 본 발명에 따른 상기 제1 및/또는 제2 다층필름의 특징과 결합하여, 가식 사출 성형 물품의 제조를 위한 인몰드 공정에서 액체 플라스틱 재료로 백-몰딩을 위한 제3 다층 필름에 대해 추가로 달성될 수 있으며, 여기서 상기 다층 필름은 적어도 한 면이 시각적으로 인지 가능한 및/또는 기술적인 효과를 나타내는 공간 구조를 갖는 하나 이상의 복제 래커층을 가지고, 여기서, 대비층이 없는 영역 내의 다층 필름이 적어도 영역별로 상기 복제 래커층에 상응할 수 있는 하나 이상의 기능층을 갖는 한에 있어서는, 대비층은 오직 영역별로 공간 구조를 갖는 하나 이상의 표면과 인접하는 관계로 배치되고, 여기서 상기 하나 이상의 기능층은 광-회절, 광-굴절, 광-확산, 편광 또는 광-흡수 마이크로 구조 또는 나노 구조를 갖는다.
이러한 기능층은 기술적 기능을 가지며 가식적으로 사용되는 다층 필름에 통합될 수 있다.
그 점에 있어서, 상기 기능층이 하기를 포함하는 경우에 바람직한 것으로 증명되었다:
a) 상기 다층 필름으로 가식된 사출 성형 물품의 표면 위에 균일한 또는 개조된(adapted) 배광(light distribution)을 만들기 위한 하나 이상의 확산 요소(diffuser element), 및/또는
b) 회절 또는 굴절 렌즈 광학 수단(optical means)이 있는 하나 이상의 확대 렌즈, 및/또는
c) 반사 현상을 감소시키거나 투과(transmission)를 향상시키기 위한 하나 이상의 반사감소층(dereflection layer) 또는 모트아이(motheye) 구조, 및/또는
d) 하나 이상의 편광 필터층, 및/또는
e) 가시광선의 일정 파장을 여과하기 위한 하나 이상의 필터층.
상기 마이크로 구조 또는 나노 구조가 매트 구조(matt structures), 프레스넬 렌즈(Fresnel lenses), 마이크로프리즘(microprisms), 프리 폼 표면(free form surfaces)(회절성) 또는 격자 구조(grating structures)로서, 특히 선형(linear) 격자 구조, 교차(cross) 격자 구조, 육각(hexagonal) 격자 구조, 원형(circular) 격자 구조, 블레이즈(blaze) 격자 구조 또는 이들 격자 구조의 조합인 격자구조를 포함하는 군으로부터 선택되는 경우에 추가로 바람직한 것으로 증명되었다.
로터스(lotus) 효과가 있는, 즉 미시적 범위에서 연꽃의 잎 같은 일정한 미세하게-상승된(micro-raised) 영역을 가지는 표면이 있는, 방오성 층은 기능층으로서 가치있는 것으로 증명되었다.
표면이 인몰드 공정에서 적어도 영역별로 덮이고 본 발명에 따른 다층 필름에 연결된 사출 성형된 플라스틱 바디가 있는 가식 사출 성형 물품은 이상적인 광학적 특성을 가지며 또한 향상된 실용적 적합성을 가진다.
상기 다층 필름의 백-몰딩을 위한 플라스틱 사출 성형 재료가 ABS, ABS/PC 혼합물, PC, PA, SAN, ASA, TPO, PMMA, PP 또는 이들이 서로 융화성이 있는 한 이 재료들 중 적어도 2개의 혼합물로부터 형성되는 경우 유리한 것으로 나타났다. 이런 종류의 플라스틱 재료는 사출 성형기에서 신뢰성 있게 작업 될 수 있다.
상기 가식 사출 성형 물품이 전자 장치, 특히 전화기 또는 휴대폰의 불투명한 또는 적어도 부분적으로 투명한 하우징(housing) 요소를 형성하는 경우 특히 유리하다. 상기 다층 필름의 기능층은 바람직하게는 적어도 부분적으로 투명한 하우징 요소의 영역, 특히 전화기 또는 휴대폰의 디스플레이 창의 영역에 배치된다. 따라서 디스플레이가 더 잘 읽힐 수 있도록, 예를 들어 확대 렌즈, 반사감소층 또는 확산 요소와 같은 곳에 배치되는 것이 가능하다.
바람직하게는 오직 기능층만이 상기 디스플레이 수단 위의 투명한 디스플레이 창의 영역에 배열된다. 그 경우에 상기 디스플레이 창의 모서리 영역은 적어도 공간 구조에 의해 가식 배열이 되고, 이 점에서 상기 디스플레이 창은 모든 면에서 광학적으로 매력적인 모서리 영역을 갖는다.
상기 가식 사출 성형 물품이 자동차의 내부 또는 외부를 위한 클래딩(cladding) 요소를 형성하는 경우 더욱 바람직한 것으로 증명되었다. 따라서 본 발명에 따른 가식 사출 성형 물품은 바람직하게는 계기판(instrument panel)의 영역에 배치된다.
공정의 관점에서 상기 목적은 기계적으로 강화된 다층 필름을 형성하기 위한 다층 필름이 평평한, 열가소성 판으로 엠보싱되고, 상기 기계적으로 강화된 다층 필름이 덮개(shell) 부분을 제공하기 위하여 열성형되고, 상기 덮개 영역이 인몰드 공정에서 플라스틱 재료로 백-몰딩된다는 점에서 달성된다.
이때 상기 플라스틱 판의 두께는 바람직하게는 125 ㎛ 내지 5 mm 사이이다. 그러한 '플라스틱 판'은 가능하게는 오직 자립(self-supporting) 필름이며, 바람직하게는 두께가 약 125 ㎛ 내지 250 ㎛ 사이이다. 그러한 관점에서 상기 다층 필름이 자립 필름 또는 플라스틱 판 위로 적층된 후에, 형태 측면에서 안정한 반-제작된(semi-manufactured) 물품이 제공되는 경우 바람직하다. 두께가 mm 범위인 플라스틱 판을 사용할 경우, 형성된 요소의 형태 측면에서 높은 수준의 안정성 때문에, 선택적으로 다음의 백-몰딩 작업을 생략할 수 있다.
본 발명에 따른 공정은, 기계적으로 강화된 다층 필름이 열성형 작업 중에 단지 부분적 영역에서 변형되는, 가식 사출 성형 물품을 위해 특히 바람직하게 사용된다.
상기 플라스틱 판에 의한 엠보싱 및 강화에 의해 상기 다층 필름을 적용하는 작업에는 실질적으로 상기 다층 필름의 변형이 수반되지 않아서 거기에 포함된 공간 구조는 변하지 않거나 실질적으로 변하지 않은 채로 남는다. 그 후에 상기 다층 필름은 덮개 부분을 제공하기 위해 형성되고, 이 경우에 평평하게 유지되는 영역에서는 상기 공간 구조의 변형이 일어나지 않으며, 이 영역에서는, 강화에 의해, 상기 다층 필름은 연신되지 않거나 무시할만한 수준만큼만 연신된다. 상기 플라스틱 판은 상기 강화 다층 필름의 굴곡 영역에서 발생하는 응력이, 변형 작업에서, 더 이상 분포될 수 없거나 단지 제한적으로 나중에, 즉 상기 다층 필름의 평면에서, 분포될 수 있다는 점을 제공한다. 결과적으로 상기 다층 필름의 층은 형성된 굴곡의 영역에서 높은 정도까지 변형되지만 이에 상응하여 평평하게 유지되는 영역에서는 덜 변형되기 때문에, 상기 공간 구조에 대하여 광학적으로 결점이 없는 영상이 거기에 유지된다.
형성된 덮개 영역은 이제 사출된 플라스틱 재료를 향하고 있는 플라스틱 판 위로 엠보싱된 다층 필름에 의해 백-몰딩 된다. 택일적으로, 형성된 덮개 부분은 사출된 플라스틱 재료를 향하고 있는 형성된 열가소성 판에 의해 백-몰딩 된다. 또한 이 경우에 상기 다층 필름 및 플라스틱 판의 투명성 또는 불투명성은 백-몰딩 작업을 위해 투명한 또는 불투명한 플라스틱 재료가 사용되었는지 여부 및 상기 덮개 부분의 어떤 면이 상기 사출 성형 재료에 결합되는지에 좌우된다.
도 1 내지 12는 본 발명에 따른 다층 필름을 예를 통해 설명하기 위한 것이다.
도 1 내지 4는 방사선-경화(radiation-hardened) 복제 래커 층을 갖는 다양한 다층 필름을 보여주고,
도 5는 일반적인 회절 X-Y 격자 래스터(grating raster)를 보여주고,
도 6은 변형 후의 도 5의 X-Y 격자 래스터를 보여주고,
도 7 및 8은 수직 투영으로 굴곡 표면(curved surface)에서 국부적 경사 구배(local inclination gradient)의 탐지를 도식적으로 보여주고,
도 9는 기계적으로 강화된 다층 필름의 형성을 위한 장치를 도식적으로 보여주고,
도 10은 상기 장치에 의해 형성된 덮개(shell) 부분의 단면을 도시이고,
도 11은 플라스틱 판의 면에서 플라스틱 재료로 백-몰딩된 도10의 덮개 부분 을 보여주고, 및
도 12는 상기 덮개 부분의 면에서 플라스틱 재료로 백-몰딩된 도 10의 덮개 부분을 보여준다.
따라서 도 1은 아민-개질된 폴리에스테르 아크릴레이트의 방사선-경화 복제 래커층(2)과 인몰드-가능 다층 필름(1a), 방사선-경화 복제 래커층(2)에 엠보싱된 공간 구조(3) 및 알루미늄의 반-투명 반사층(4) 형태이고 상기 공간 구조(3)를 갖는 그의 면에서 방사선-경화 복제 래커층(2)을 덮는 대비층을 나타낸다. 상기 반사층(4)은 여기서는 보이지 않는 도트 래스터 형태이고 상기 방사선-경화 복제 래커층(2)을 완전히 덮지는 않는다. 상기 다층 필름(1a)은 적층 필름 형태로 자립하고 예를 들어 접착층과 같은 추가적인 층을 가질 수 있다. 상기 다층 필름(1a)은 바람직하게는 사출 성형 물품의 표면에서 사용되며, 상기 표면은 굴곡되지 않거나 다소 굴곡된다.
도 2는 상기 방사선-경화 복제 래커층(2)과 영역별로만 코팅된, 투명한(clear) 래커의 수용층(5)을 가지는 추가적인 다층 필름(1b)을 나타낸다. 반사층(4) 형태인 대비층 및 스탬핑 펀치에 의해 엠보싱 되는 공간 구조(3)가 상기 방사선-경화 복제 래커층(2)의 면에서, 즉 상기 수용층(5)에서 떨어져서, 보인다. 열-차폐성(heat-sealable) 접착제를 포함하는 접착층(6)은 상기 반사층(4) 뿐만 아니라, 그것이 없는, 수용층(5)의 영역도 덮는다. 상기 다층 필름(1b)도 적층 필름 형 태로 자립하고 예를 들어 결합층 같은 추가적인 층을 가질 수 있다.
도 3은 전사층 수단으로서 캐리어 필름(7) 및 다층 필름(1c)을 갖는 전사 필름(20a)을 나타낸다. 상기 캐리어 필름(7)은 인몰드 공정 후에 상기 다층 필름(1c)에서 분리될 수 있다. 상기 다층 필름(1c)은 공간 구조(3)가 있는 투명한, 착색된 방사선-경화 복제 래커층(2) 및 증착된 알루미늄의 반사층(4) 형태인 대비층을 갖는다. 열-차폐성 접착제를 포함하는 접착층(6)은 상기 반사층(4)을 덮는다.
도 4는 전사층 수단으로서 캐리어 필름(7) 및 다층 필름(1d)을 갖는 전사 필름(20b)를 나타낸다. 상기 캐리어 필름(7)은 인몰드 공정 후에 상기 다층 필름(1d)에서 분리될 수 있다. 상기 다층 필름(1d)은, 패턴 형태로, 공간 구조(3)가 있는 투명한, 착색된 방사선-경화 복제 래커층(2)이 있는 투명 래커의 수용층(5) 및 증착된 알루미늄의 반사층(4) 형태인 대비층을 갖는다. 불투명한, 착색된 래커의 가식 프린트(8)는 상기 반사층(4) 및 상기 수용층(5)의 자유 영역을 인쇄하여 적용된다. 열-차폐성 접착제를 포함하는 접착층(6)은 상기 가식 프린트(8)를 덮는다.
도 3 및 4의 전사 필름들(20a, 20b)은 예를 들어 이들이 사출 성형 금형으로 주입되고 백-몰딩 되는 방식으로 사용되는데, 이 경우에 상기 캐리어 필름(7)은 상기 사출 성형 금형의 내벽(inside wall)에 눌린다. 상기 사출 성형 금형으로 밀려들어간 액체 고분자 사출 성형 재료는 상기 전사 필름을 상기 내벽으로 누르고 상기 사출 성형 금형을 채우는데, 이 경우에 상기 플라스틱 사출 성형 재료는 상기 접착층에 결합된다. 상기 플라스틱 사출 성형재료의 냉각 및 상기 다층 필름으로 가식된 고체 사출 성형 바디의 제조 후에 상기 사출 성형 금형은 개방되고 상기 캐 리어 필름은 분리된다.
도 5는 일정한 회절 X-Y 격자 래스터(13a)를 도식적으로 나타내고, 도 6은 인몰드 공정에서 백-몰딩에 의해 변형된 후 도 5의 왜곡된 X-Y 격자 래스터(13b)를 나타낸다. 이러한 X-Y 격자 래스터(13a, 13b)는 현저하게 잘 측정될 수 있고 상기 왜곡은 상기 격자 래스터의 모든 지점에서 변형에 의해 확인되었다. 상기 격자 래스터의 결과적인 변형을 특성 평가 및 정량 평가한 후에 그 결과는 반전되고 일정한 회절 격자 래스터로 이에 상응하도록 전사되어 왜곡된 격자 래스터는 다층 필름의 공간 구조로 주입된다. 이러한 방법으로 제조된 상기 다층 필름이 백-몰딩될 때, 선-계산된 변형 현상이 일어나고, 이에 상응하여 선-보충된 왜곡 격자 래스터가 연신되어 결과적으로 일정한 회절 격자 래스터가 제공된다.
도 7 및 8은 굴곡된 표면에서의 국부 경사를 수직 투영으로 도식적으로 나타낸다.
도 9는 기계적으로 강화된 다층 필름(1e)의 형성을 위한 장치를 도식적으로 나타낸다. 이 경우에 도 3에 나타난 전사 필름은 평평한 플라스틱 판(9) 위로 엠보싱되고 이에 따라 기계적으로 강화된다. 상기 캐리어 필름(7)을 포함하는 강화 다층 필름(1e)은 금형(10)에 배치되고, 금형(10)에 대하여 상기 캐리어 필름(7)을 포함하는 다층 필름(1e)을 누르는 상부 펀치(11)(upper punch)로 금형(10)의 평평한 영역에 고정된다. 상기 펀치의 좌우에 있는 화살표는 상기 강화 다층 필름(1e)의 자유 말단을 상기 금형(10) 방향으로 누르는 가열 조형기(heated shaping tool)를 표시한다. 이때, 상기 캐리어 필름(7)을 포함하는 다층 필름(1e)은 변형에 의해 상 기 금형(10)의 외부 윤곽에 맞추어진다. 상기 절차의 결과로서 도 10에 단면으로 도식적으로 나타난 덮개 부분(12)이 제조된다.
도 11은 도 10의 상기 덮개 부분(12)으로 가식된 사출 성형 물품의 단면을 보여준다. 상기 덮개 부분(12)은 사출 성형 금형에 위치해 있었고 경화되어 요소(101a)를 형성하는 불투명 플라스틱 재료로 상기 플라스틱 판(9)의 측면에서 백-몰딩되었다. 상기 캐리어 필름(7)이 제거된 후에 상기 다층 필름(1c)은 그 가시면에서 상기 가식 사출 성형 물품(100a)을 관찰하는 사람에게 보인다.
도 12는 도 10의 상기 덮개 부분(12)으로 가식된 추가적인 사출 성형 물품(100b)을 보여주는 단면도이다. 상기 덮개 부분(12)은 상기 캐리어 필름(7)에서 분리되었고 사출 성형 금형에 위치되었다. 상기 플라스틱 판(9)에 대항하는 상기 껍질층(12)의 옆에서 무색 투명한 플라스틱 재료가 상기 껍질 부분으로 사출되었고, 상기 플라스틱 재료는 경화되어 상기 요소(101b)를 형성한다. 상기 다층 필름(1c)은, 그 가시면에서, 무색 투명한 플라스틱 재료의 요소(101b)를 통해 상기 가식 사출 성형 물품(100b)을 관찰하는 사람에게 보인다.

Claims (39)

  1. 굴곡 표면(curved surface)을 갖는, 가식 사출 성형 물품의 제조를 위한 인몰드 공정에서 액체 플라스틱 재료로 백-몰딩하기 위한 다층 필름(multi-layer film)으로서, 여기서 상기 다층 필름은 표면 중 하나 이상에서, 시각적으로 인지 가능한 효과 및 기술적인 효과로부터 선택되는 하나 이상의 효과를 나타내는 공간 구조(spatial structure)를 갖는 하나 이상의 복제 래커층(replication lacquer layer)을 가지고, 대비층(contrast layer)이 적어도 영역별방식(region-wise manner)으로 공간 구조를 갖는 하나 이상의 표면과 인접하는 관계로 배치되고,
    상기 하나 이상의 복제 래커층이 방사선-경화(radiation-hardened) 복제 래커층의 형태이고,
    상기 다층 필름은, 상기 다층 필름의 평면(plane)에 수직으로 관찰되는 전체 표면적에 제공되는 수용층(receiving layer)을 갖고, 상기 수용층에 상기 방사선-경화 복제 래커층이 영역별로만 배치되고,
    상기 방사선-경화 복제 래커층은 상기 다층 필름의 영역에만 배치되고, 상기 다층 필름으로 가식된 사출 성형 물품 상에서 0.7 mm 보다 큰 곡률(curvature) 반지름 및 0% 보다 크고 10% 보다 작은 연신율(stretch)을 갖는 것을 특징으로 하는, 다층 필름.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 대비층은 반사층 형태인 것을 특징으로 하는, 다층 필름.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 방사선-경화 복제 래커층은 상기 백-몰딩 작업에 사용되는 플라스틱 재료의 사출 온도보다 높은 온도에서 연화되는 것을 특징으로 하는, 다층 필름.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 방사선-경화 복제 래커층은 UV 방사선에 의해 경화되는 것을 특징으로 하는, 다층 필름.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다층 필름은 전사 필름(transfer film)의 전사층 수단(transfer layer means)을 형성하며, 여기서 상기 전사 필름은 상기 다층 필름으로부터 분리 가능한 캐리어 필름(carrier film)을 가지고, 여기서 상기 다층 필름은 상기 캐리어 필름의 일면에 적어도 영역별(region-wise)로 배치되는 것을 특징으로 하는, 다층 필름.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 캐리어 필름과 떨어져 있는 면에서 상기 다층 필름이 접착층(adhesive layer)을 가지는 것을 특징으로 하는, 다층 필름.
  7. 청구항 6에 있어서, 투명한 방사선-경화 복제 래커층이 상기 캐리어 필름과 인접하며, 여기서 상기 공간 구조가 상기 방사선-경화 복제 래커층의 면에서, 상기 캐리어 필름과 떨어져서, 엠보싱되는 것을 특징으로 하는, 다층 필름.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 수용층은 투명하고, 상기 캐리어 필름과 상기 방사선-경화 복제 래커층의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 다층 필름.
  9. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대비층은 금속성 무기 반사 재료(metallic inorganic reflective materials) 및 비금속성 무기 반사 재료(non-metallic inorganic reflective materials)의 하나 이상으로 형성된 반사층(reflection layer)의 형태인 것을 특징으로 하는, 다층 필름.
  10. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대비층은 제1 영역, 및 상기 다층 필름의 평면에서 관찰될 때 그 옆에 배치되거나 상기 제1 영역과 부분적으로 겹치는 관계로 배치되는 적어도 제 2 영역을 갖고, 여기서 상기 대비층은 상기 제1 영역과 적어도 상기 제2 영역에서 상이한 것을 특징으로 하는, 다층 필름.
  11. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공간 구조는 거시적 구조(macroscopic structure)의 형태가 적어도 영역별(region-wise)이며, 여기서 상기 거시적 구조는 상기 방사선-경화 복제 래커층의 평면에서 적어도 0.03 mm의 크기(extent)를 갖고, 상기 방사선-경화 복제 래커층의 평면에 대해 수직으로는 0.01 내지 0.1 mm 사이의 범위의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는, 다층 필름.
  12. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공간 구조는 회절 구조(diffractive structure)로서 적어도 영역별로 형성되는 것을 특징으로 하는, 다층 필름.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 공간 구조는 매트 구조(matt structure)로서 적어도 영역별로 형성되는 것을 특징으로 하는, 다층 필름.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 공간 구조는 비대칭 매트 구조로서 적어도 영역별로 형성되는 것을 특징으로 하는, 다층 필름.
  15. 청구항 12에 있어서, 상기 회절 구조가 광학적으로 가변적인 요소를 형성하는 것을 특징으로 하는, 다층 필름.
  16. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다층 필름은 레이저에 의해 가해진 마킹(marking)을 갖는 것을 특징으로 하는, 다층 필름.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 마킹은, 알파벳 문자, 기하학적 패턴 또는 그래픽 표현의 형태인 것을 특징으로 하는, 다층 필름.
  18. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다층 필름은 하나 이상의 착색(colored) 가식 프린트(decorative print)를 갖는 것을 특징으로 하는, 다층 필름.
  19. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다층 필름은 상기 방사선-경화 복제 래커층과 색상이 동일한 하나 이상의 가식 프린트를 갖고, 여기서 상기 가식 프린트는 상기 방사선-경화 복제 래커층에 배치되고 상기 방사선-경화 복제 래커층에서 영역별로 상기 공간 구조를 광학적으로 감쇄하는(extinguished) 것을 특징으로 하는, 다층 필름.
  20. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다층 필름이 상기 공간 구조로서 렌즈 요소 또는 프리 폼(free form) 표면을 갖는 것을 특징으로 하는, 다층 필름.
  21. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다층 필름이 상기 가식 사출 성형 물품의 표면을 형성하는 방오성(dirt-repellent) 층 및 내스크래치성 층으로부터 선택되는 하나 이상을 갖는 것을 특징으로 하는, 다층 필름.
  22. 가식 사출 성형 물품의 제조를 위한 인몰드 공정에서 액체 플라스틱 재료로 백-몰딩을 위한 다층 필름으로서, 여기서 상기 다층 필름은 표면 중 하나 이상에서 시각적으로 인지 가능한 효과 및 기술적인 효과로부터 선택되는 하나 이상을 나타내는 공간 구조를 갖는 하나 이상의 복제 래커층을 가지고, 여기서 대비층이, 공간 구조를 갖는 하나 이상의 표면과 인접하는 관계로 영역방식으로만 배치되고,
    대비층이 없는 영역 내의 상기 다층 필름이 적어도 영역방식으로 상기 복제 래커층에 상응할 수 있는 하나 이상의 기능층을 갖고, 여기서 상기 하나 이상의 기능층은 광-회절, 광-굴절, 광-확산, 편광 또는 광-흡수 마이크로 구조 또는 나노 구조의 형태인 반사 구조 및 투과(transmitting) 구조로부터 선택되는 하나 이상의 구조를 갖고,
    상기 기능층은
    a) 상기 다층 필름으로 가식된 사출 성형 물품의 표면 위에 균일한 또는 개조된(adapted) 배광(light distribution)을 만들기 위한 하나 이상의 확산 요소(diffuser element), 및
    b) 회절 또는 굴절 렌즈 광학 수단(optical means)을 구비한 하나 이상의 확대 렌즈, 및
    c) 반사 현상을 감소시키거나 투과(transmission)를 향상시키기 위한 하나 이상의 반사감소층(dereflection layer) 또는 모트아이(motheye) 구조, 및
    d) 하나 이상의 편광 필터층, 및
    e) 가시광선의 일정 파장을 여과하기 위한 하나 이상의 필터층
    으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 다층 필름.
  23. 청구항 22에 있어서, 상기 대비층은 반사층 형태인 것을 특징으로 하는, 다층 필름.
  24. 청구항 22 또는 청구항 23에 있어서, 상기 마이크로 구조 또는 나노 구조는 매트 구조(matt structures), 프레스넬 렌즈(Fresnel lenses), 마이크로프리즘(microprisms), 프리 폼 표면(free form surfaces)(회절성) 또는 격자 구조(grating structures)를 포함하는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 다층 필름.
  25. 인몰드 공정에서 표면이 적어도 영역별로 덮이고 청구항 1, 청구항 2, 청구항 22 또는 청구항 23 중 어느 한 항에 기재된 다층 필름에 연결된 사출 성형된 플라스틱 바디를 갖는 가식 사출 성형 물품.
  26. 청구항 25에 있어서, 상기 가식 사출 성형 물품은 전자 장치의 불투명한 또는 적어도 부분적으로 투명한 하우징 요소를 형성하는 것을 특징으로 하는, 가식 사출 성형 물품.
  27. 인몰드 공정에서 표면이 적어도 영역별로 덮이고 청구항 22에 기재된 다층 필름에 연결된 사출 성형된 플라스틱 바디를 갖는 가식 사출 성형 물품으로서,
    상기 가식 사출 성형 물품은 전자 장치의 불투명한 또는 적어도 부분적으로 투명한 하우징 요소를 형성하고.
    청구항 22에 기재된 상기 다층 필름의 하나 이상의 기능층은 적어도 부분적으로 투명한 하우징 요소의 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는, 가식 사출 성형 물품.
  28. 청구항 26에 있어서, 상기 전자 장치는 전화기 또는 휴대폰인 것을 특징으로 하는, 가식 사출 성형 물품.
  29. 청구항 27에 있어서, 상기 전자 장치는 전화기 또는 휴대폰인 것을 특징으로 하는, 가식 사출 성형 물품.
  30. 청구항 29에 있어서, 상기 기능층은 전화기 또는 휴대폰의 디스플레이창(display window)의 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는, 가식 사출 성형 물품.
  31. 청구항 25에 있어서, 상기 가식 물품은 자동차의 내부 또는 외부 영역을 위한 클래딩(cladding) 요소인 것을 특징으로 하는, 가식 사출 성형 물품.
  32. 청구항 25에 기재된 가식 사출 성형 물품의 제조 방법에 있어서, 기계적으로 강화된 다층 필름을 형성하기 위한 상기 다층 필름은 평평한, 열가소성 판에서 엠보싱되고, 상기 기계적으로 강화된 다층 필름이 열성형되어 덮개(shell) 부분을 제공하고, 상기 덮개 부분이 인몰드 공정에서 플라스틱 재료로 백-몰딩 되는 것을 특징으로 하는, 가식 사출 성형 물품의 제조방법.
  33. 청구항 32에 있어서, 상기 기계적으로 강화된 다층 필름은 상기 열성형 작업에서 부분적인 영역에서만 변형되는 것을 특징으로 하는, 가식 사출 성형 물품의 제조방법.
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