KR101338717B1 - 이중 장식의 적층 시트 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

이중 장식의 적층 시트에 관한 것으로, 빛 투과성을 갖는 기재층; 기재층 상에 적층되고, 제1 장식이 형성되며, 빛 투과성을 갖는 하부 장식층; 하부 장식층 상에 적층되고, 기재층으로부터 빛이 조사될 때 하부 장식층의 제1 장식이 투과되는 은폐층; 은폐층 상에 적층되고, 제2 장식이 형성되며, 빛 투과성을 갖는 상부 장식층; 및 상부 장식층 상에 적층되며, 빛 투과성을 갖는 표면 보호층을 포함하여 구성된다.

Description

이중 장식의 적층 시트 및 그 제조 방법{DOUBLE-DECORATED LAMINATION SHEET AND METHOD THEREOF}

본 발명은 적층 시트에 관한 것으로, 상세하게는 이중 장식의 적층 시트에 관한 것이다.

자동차, 가전제품 등의 플라스틱 부품의 표면은 스프레이 페인팅, 수압 전사 등의 방법으로 표면 보호나 장식이 이루어져 왔다. 플라스틱 부품의 표면은 내화학성, 내마모성 외에, 광택, 상선명도, 내후성, 고급 패턴 등을 필요로 한다. 특히, 자동차 내의 외장 플라스틱 부품들, 예를들어 콘솔 박스, 센터패시아 등과 외장 부품들, 예를들어 범퍼, 사이드 몰딩, 미러 하우징 등은 그 표면이 높은 수준의 물성과 장식 효과를 가질 것을 요구한다.

이를 위해 도장 공정이 주로 행해지고 있다. 도장 공정은 도장과 건조를 3회 정도 반복하는데, 이 때문에 도장 공정이 차지하는 시간, 시설, 비용이 자동차 제조 공정의 30% 이상을 차지하고 있다. 또한, 도료에서 배출되는 휘발성 유기화합물을 제거하기 위해서 환경 설비가 필요하고, 부품의 재활용 시에도 표면의 열경화 처리층을 제거하는데 별도의 비용이 발생한다.

이러한 도장 공정의 문제점을 극복하기 위해서, 플라스틱 부품의 표면에 도장 대신 시트나 필름을 부착하여 사용하는 방법이 애용되고 있다. 이러한 시트에는 장식, 광택, 표면 보호 등의 성질을 갖도록 구성된 적층 시트가 일반적으로 이용되고 있다.

종래의 적층 시트는 용도에 따라 다양한 구조를 가지고 있다. 도1은 종래의 장식용 적층 시트의 한 예를 도시하고 있다. 도1에 도시한 바와 같이, 종래의 장식용 적층 시트는 표면 보호층(11), 장식층(12), 기재층(11)으로 이루어져 있다. 장식층(12)에는 다양한 문양이나 색상이 인쇄되어 있고, 그러한 문양이나 색상이 표면 보호층(11)을 통해 외부로 노출됨으로써 장식 효과를 낸다.

그런데, 종래의 장식용 적층 시트는 하나의 장식층(12)을 포함하고 있기 때문에, 하나의 문양이나 색상만을 경험하게 된다. 이는, 적층 시트를 바라보는 사용자로 하여금 해당 부품에 대해 싫증을 느끼게 하는 하나의 요인이 되고 있다.

본 발명은 이러한 종래의 적층 시트의 한계를 극복하기 위한 것으로, 보통 때에는 하나의 장식이 표출되지만, 환경을 변화시키면 별개의 장식도 표출되어, 사용자가 하나의 부품에서 다양한 장식 효과를 느낄 수 있는 이중 장식의 적층 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 적층 시트는, 기재층, 하부 장식층, 은폐층, 상부 장식층, 표면 보호층을 포함하여 구성된다.

기재층은 빛 투과성을 갖는다.

하부 장식층은 기재층 위에 적층되고, 제1 장식이 형성되어 있으며, 그리고 빛 투과성을 갖는다.

은폐층은 하부 장식층 위에 적층되며, 기재층으로부터 빛이 조사될 때 하부 장식층의 장식을 빛이 유출되는 방향으로 투과시킨다. 은폐층은 은폐 잉크층일 수 있으며, 은폐 잉크로는 은폐력이 좋은 백색 잉크를 사용하는 것이 바람직하다.

상부 장식층은 은폐층 위에 적층되는데, 제2 장식이 형성되어 있으며, 그리고 빛 투과성을 갖는다.

표면 보호층은 상부 장식층 위에 적층되며, 빛을 투과시킨다.

기재층, 하부 장식층, 은폐층, 상부 장식층 및 표면 보호층은 각 층들 사이의 적어도 하나에 각 층의 접착력을 높이기 위해 접착층을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 이중 장식의 적층 시트는, 표면 보호층, 상부 장식층, 은폐층, 하부 장식층을 형성한 다음, 이들을 기재층과 접착시키는 방법으로 제조할 수 있다.

먼저, 빛을 투과하는 표면 보호층 위에, 제1 장식을 갖는 빛 투과성의 상부 장식층을 적층한다. 여기서, 표면 보호층은 필름 형태일 수 있다.

상부 장식층 위에, 일측 방향으로부터 빛이 조사될 때 빛이 유입되는 방향의 장식층에 인쇄된 장식을 빛이 유출되는 방향으로 투과시키는 은폐층을 적층한다.

은폐층 위에, 제2 장식을 가지며 빛을 투과시키는 하부 장식층을 적층한다.

위 단계에서 만들어진 적층물을 하부 장식층을 접촉면으로 하여 빛 투과성의 기재층과 접착시켜, 이중 장식의 적층 시트를 제조한다.

은폐층을 적층하는 단계에서, 은폐층은 은폐 잉크층일 수 있으며, 은폐 잉크로는 은폐력이 좋은 백색 잉크를 사용하는 것이 바람직하다.

각 층들 사이 중 적어도 하나에 층간 접착력을 증가시키기 위한 접착층을 더 포함할 수 있으며, 접착층은 빛 투과성을 갖는다.

장식층 적층, 은폐층 적층, 그리고 하부 장식층 적층에서 그라비아 인쇄법을 적용할 수 있다.

하부 장식층과 기재층은 열접착할 수 있다. 이 경우, 하부 장식층과 기재층은 내열성을 갖는 것이 바람직하다.

한편, 표면 보호층이 액상이면, 표면 보호층을 별도의 기재 필름에 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있고, 이 경우 하부 장식층과 기재층을 접착한 후, 기재 필름을 표면 보호층으로부터 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 적층 시트에 의하면, 빛이 없는 평상시에는 상부 장식층에 인쇄된 장식이 외부로 표출되지만, 기재층에서 빛이 조사되는 경우에는 하부 장식층에 인쇄된 다른 장식도 외부로 표출되므로, 사용자는 하나의 적층 시트로서 변화하는 장식, 즉 여러 개의 문양이나 색상을 경험할 수 있다.

도1은 종래의 장식용 적층 시트의 한 예를 도시하고 있다.
도2a는 본 발명에 따른 이중 장식의 적층 시트의 단면도이다.
도2b는 본 발명에 따른 이중 장식의 적층 시트에서 접착층을 더 포함하는 경우를 도시하고 있다.
도3a는 본 발명에 따른 이중 장식의 적층 시트를 제조하는 방법을 도시하고 있다.
도3b는 도3a의 제조 방법에서 접착층을 형성하는 단계를 더 포함하는 경우를 도시하고 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도2a는 본 발명에 따른 이중 장식의 적층 시트의 단면도이다.

도2a에 도시한 바와 같이, 본 발명의 이중 장식의 적층 시트는 표면 보호층(21), 상부 장식층(22), 은폐 잉크층(23), 하부 장식층(24), 기재층(25) 등을 포함한다.

표면 보호층(21)은 상부 장식층(22)을 보호하는 층으로, 내후성, 내마모성, 내화학성, 내스크래치성 등의 내구 물성을 갖는다. 표면 보호층(21)을 액상 형태로 코팅하는 경우에는 그 재질로서 아크릴계 수지 조성물, 우레탄계 수지 조성물, PET, PVDF 등을 사용할 수 있다. 한편, 표면 보호층(21)을 필름 형태로 이용하는 경우에는 그 재질은 PVDF, PMMA, PET 등을 사용할 수 있다. 표면 보호층(21)은 빛을 투과하는 성질을 갖는 것이 바람직하다.

상부 장식층(22)은 인쇄, 증착, 스퍼터링 등의 공법을 이용하여 소정의 문양이나 색상을 갖도록 구성된다. 상부 장식층(22)의 장식은 적층 시트가 뒷면에서 빛이 조사되지 않을 때, 즉 평상시에 외부로 표출된다. 상부 장식층(22)에 사용되는 안료로는 내열 내광의 성질을 갖는 것이 바람직하며, 예를들어 우레탄계 수지 35~45 중량%, 아크릴계 수지 35~45 중량%, 메틸에틸케톤 10 중량%,, 톨루엔 10 중량%로 하여 구성할 수 있다. 상부 장식층(22)은 빛을 투과하는 성질을 갖는 것이 바람직하다.

은폐 잉크층(23)은 평상시에는 하부 장식층(24)의 장식을 은폐해 주다가 적층 시트의 뒷면에서 빛이 조사되면 하부 장식층(24)의 장식을 적층 시트의 전면에서 볼 수 있게 노출시키는 기능을 한다.

은폐 잉크층(23)은 은페력이 좋은 백색 잉크를 은폐제로 사용하는 것이 바람직하다. 은폐제는 백색화에 의해 은폐 가능한 것이면 어느 것이든 무방하며, 백색 안료로 구성된 미립자, 또는 가열 팽창에 의해 백색화가 가능한 마이크로 캡슐 등이 사용될 수 있다. 은폐제는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

백색 안료로는 티탄계 백색 안료(산화티탄 등), 아연계 백색 안료(산화아연, 황화아연 등), 복합 백색 안료(리토폰 등), 체질 안료(규산마그네슘, 산화마그네슘, 탄산칼슘, 황산바륨, 알루미나, 수산화알루미늄, 규산알루미늄, 실리카, 운모, 벤토나이트 등) 등이 있는데, 이들 중에서 티탄계 백색 안료를 사용하는 것이 은폐 효과가 좋다.

산화티탄의 결정형으로는 아나타제형도 있지만, 굴절력이 크고 은폐력이 좋은 루틸형을 선택하는 것이 바람직하다.

백색 안료의 평균 입경은 3 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 0.1~ 1 ㎛ 정도이다. 백색 안료의 평균 입경이 너무 작으면 은폐력이 충분하지 않고, 너무 크면 감촉이나 접착력이 떨어진다.

수지 미립자를 구성하는 수지로는 핫멜트 접착성 수지가 바람직하다. 핫멜트 접착성 수지는 폴리아미드계 수지, 열가소성 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 올레핀계 수지 등이 있다.

수지 미립자의 입경은 100 ㎛ 이하, 바람직하게는 5~50 ㎛ 정도이다. 수지 미립자 중에서 백색 안료는 핫멜트 접착성 수지로 피복되어 있을 수도 있으며, 수지 미립자 중에는 복수의 백색 안료가 집합 또는 분산되어 있을 수도 있다.

마이크로 캡슐은 가열에 의해 기화하는 비점이 낮은 용매를 함유하고 있으며, 용매의 비점은 200 ℃ 이하, 바람직하게는 50~150 ℃ 정도에서 선택된다. 이러한 용매로는, 지방족 탄화수소(펜탄, 헥산 등), 지환족 탄화수소(시클로헥산 등), 방향족 탄화수소(톨루엔, 크실렌 등), 에테르(1,4-디옥산, 테트라히드로푸란 등), 에스테르(아세트산 메틸, 아세트산 에틸 등), 케톤(아세톤, 메틸에틸케톤 등), 알콜(메탄올, 에탄올, 이소프로판올 등) 등이 있으며, 특히 탄화수소계 용매가 바람직하다.

마이크로 캡슐을 구성하는 벽재로는 염화비닐리덴계 중합체, 폴리아크릴로니트릴계 중합체, 비닐알콜계 중합체, 폴리아미드계 수지 등이 있다.

마이크로 캡슐의 평균 입경은 50 ㎛이하, 바람직하게는 1~10 ㎛이다.

또한, 마이크로 캡슐은, 150 ℃에서 1분간 가열했을 때, 그 체적이 3배 이상 팽창하는 것이 바람직하다.

하부 장식층(24)은, 상부 장식층(22)과 마찬가지로, 인쇄, 증착, 스퍼터링 등의 공법을 이용하여 상부 장식층(22)과 다른 소정의 문양이나 색상을 갖는 장식을 포함한다. 하부 장식층(24)의 장식은 평상시에는 감춰져 있다가 적층 시트의 뒷면에서 빛이 조사될 때 적층 시트의 전면으로 표출된다. 하부 장식층(24)에 사용되는 안료로는, 상부 장식층(24)과 같이, 내열 내광의 성질을 갖는 것이 바람직하며, 예를들어 우레탄계 수지 35~45 중량%, 아크릴계 수지 35~45 중량%, 메틸에틸케톤 10 중량%,, 톨루엔 10 중량%로 구성할 수 있다. 하부 장식층(24)은 빛을 투과하는 성질을 갖는 것이 바람직하다.

기재층(25)은 PVC, ABS, PC, PMMA 등의 열가소성 고분자 재질로 구성될 수 있으며, 뒷면에서 조사되는 빛을 투과하는 재질을 이용하는 것이 바람직하다.

도2b는 본 발명에 따른 이중 장식의 적층 시트에서 접착층을 더 포함하는 경우를 도시하고 있다.

도2b에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 이중 장식의 적층 시트는 도2a의 적층 시트의 각 층 사이에 층간 접착력을 증가시키기 위해서 접착층(26a,26b,26c,26d)을 더 포함하고 있다. 접착층(26a,26b,26c,26d)은 우레탄계열 수지, 핫멜트 수지, 왁스, 메틸에틸케톤, 톨루엔을 포함할 수 있는데, 예를들어, 우레탄계열 수지 30~40 중량%, 핫멜트 수지 45~55 중량%, 왁스 4~6 중량%, 메틸에틸케톤 4~6 중량%, 톨루엔 4~6 중량%로 이루어질 수 있다. 이러한 구성은 갖는 접착층(26a,26b,26c,26d)은 수분에 강하며, 130~150 ℃의 저열 온도에서 접착이 가능하다. 또한, 융착이 용이하고, 인체에 해롭지 않으며, 친환경적이다.

도2b에서, 접착층(26a,26b,26c,26d)을 제외한 나머지 구성은 도2a와 구성들과 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.

도3a는 본 발명에 따른 이중 장식의 적층 시트를 제조하는 방법을 도시하고 있다.

도3a에 도시한 바와 같이, 본 발명의 이중 장식의 적층 시트를 제조하는 방법은, 먼저 필름 형태의 표면 보호층 위에 상부 장식층을 그라비아 인쇄법을 이용하여 형성시킨다.(S31)

상부 장식층 위에는 백색 잉크로 구성된 은폐 잉크층을 그라비아 인쇄법을 이용하여 형성하고(S32), 이후 은폐 잉크층 위에 하부 장식층을 그라비아 인쇄법을 이용하여 형성한다.(S33)

이후, 위의 과정에서 만들어진 표면 보호층, 상부 장식층, 은폐 잉크층을 예를들어 PVC로 구성되는 기재층과 열접착시킨다.(S34) 이로써, 이중 장식의 적층 시트가 완성된다.

도3b는 도3a의 제조 방법에서 접착층을 형성하는 단계를 더 포함하는 경우를 도시하고 있다.

도3b에 도시한 바와 같이, 도3b의 제조 방법은, 먼저 표면 보호층 위에 제1 접착층을 형성시킨다.(S41)

제1 접착층 위에 상부 장식층을 형성하고(S42), 상부 장식층 위에는 제2 접착층을 형성한다.(S43)

제2 접착층 위에 은폐 잉크층을 형성하고(S44), 은폐 잉크층 위에 제3 접착층을 형성한다.(S45)

제3 접착층 위에는 하부 장식층을 형성하고(S46), 하부 장식층 위에는 제4 접착층을 형성한다.(S47)

위의 과정에서 만들어진 층들을 제4 접착층을 접촉면으로 하여 기재층과 열접착시킨다.(S48)

만약, 도3a 및 도3b에서 표면 보호층으로서 액상을 이용하는 경우에는, PET 등의 별도의 기재 필름 위에 액상의 표면 보호층을 코팅하고, 이후 표면 보호층 위에 상부 장식층, 은폐 잉크층 및 하부 장식층을 적층하고, 마지막으로 하부 장식층과 기재층을 열접착하는 단계를 거친 후에, 액상의 표면 보호층이 코팅된 기재 필름을 제거하는 단계를 더 수행한다.

이상에서 설명한 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 것일 뿐 권리범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 아래의 특허청구범위의 기재에 의하여 결정되어야 한다. 또한, 아래의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상에서 벗어나지 않는 범위에서, 해당 기술분야의 당업자라면 본 발명의 사상을 다양하게 수정 또는 변경할 수 있을 것으로 예상되며, 그러한 수정 또는 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석될 수 있다.

21: 표면 보호층 22: 상부 장식층
23: 은폐 잉크층 24: 하부 장식층
25: 기재층

Claims (13)

1. 장식용 적층 시트에 있어서,
   빛 투과성을 갖는 기재층;
   상기 기재층 상에 적층되고, 제1 장식이 형성되며, 빛 투과성을 갖는 하부 장식층;
   상기 하부 장식층 상에 적층되고, 상기 기재층으로부터 빛이 조사될 때 상기 하부 장식층의 상기 제1 장식이 투과되는 은폐층;
   상기 은폐층 상에 적층되고, 제2 장식이 형성되며, 빛 투과성을 갖는 상부 장식층; 및
   상기 상부 장식층 상에 적층되며, 빛 투과성을 갖는 표면 보호층을 포함하되,
   상기 은폐층은
   은폐 잉크층인 것을 특징으로 하는 이중 장식의 적층 시트.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 은폐 잉크층은
   백색 잉크를 사용하는 것을 특징으로 하는 이중 장식의 적층 시트.
4. 제1항에 있어서,
   상기 기재층, 하부 장식층, 은폐층, 상부 장식층, 및 표면 보호층은 각 층들 사이의 적어도 하나에 접착층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 장식의 적층 시트.
5. 이중 장식의 적층 시트를 제조하는 방법에 있어서,
   빛을 투과하는 표면 보호층 상에, 제1 장식을 가지며 빛을 투과하는 상부 장식층을 적층하는 단계;
   상기 상부 장식층 상에, 일측 방향으로부터 빛이 조사될 때 빛이 유입되는 방향의 장식층에 인쇄된 장식을 빛이 유출되는 방향으로 투과시키는 은폐층을 적층하는 단계;
   상기 은폐층 상에, 제2 장식을 가지며 빛을 투과하는 하부 장식층을 적층하는 단계; 및
   상기 하부 장식층을 빛을 투과하는 기재층과 접착하는 단계를 포함하되,
   상기 은폐층 적층 단계의 은폐층은
   은폐 잉크층인 것을 특징으로 하는 이중장식 적층시트의 제조방법.
6. 삭제
7. 제5항에 있어서, 상기 은폐 잉크층은
   백색 잉크를 사용하는 것을 특징으로 하는 이중장식 적층시트의 제조방법.
8. 제5항에 있어서, 각 단계들의 사이 중 적어도 하나에
   빛을 투과하는 접착층을 적층하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중장식 적층시트의 제조방법.
9. 제5항에 있어서,
   상기 상부 장식층 적층 단계, 은폐층 적층 단계, 하부 장식층 적층 단계는 그라비아 인쇄법을 적용하는 것을 특징으로 하는 이중장식 적층시트의 제조방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 하부 장식층과 상기 기재층은
    열접착되는 것을 특징으로 하는 이중장식 적층시트의 제조방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 하부 장식층과 상기 기재층은
    내열성을 갖는 것을 특징으로 하는 이중장식 적층시트의 제조방법.
12. 제5항에 있어서, 상기 표면 보호층은
    필름 형태인 것을 특징으로 하는 이중장식 적층시트의 제조방법.
13. 제5항에 있어서,
    상기 표면 보호층이 액상일 때,
    상기 표면 보호층을 별도의 기재 필름에 코팅하는 단계; 및
    상기 하부 장식층과 기재층을 접착한 후, 상기 기재 필름을 상기 표면 보호층으로부터 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중장식 적층시트의 제조방법.

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