KR20000016971A

KR20000016971A - 코팅 대체용 적층 필름

Info

Publication number: KR20000016971A
Application number: KR1019990030732A
Authority: KR
Inventors: 히로따까 아라이; 유우지 다께다; 마사까따 가나야마
Original assignee: 고바야시 쥰; 미쯔비시가가꾸엠케이브이가부시끼가이샤
Priority date: 1998-08-07
Filing date: 1999-07-28
Publication date: 2000-03-25

Abstract

본 발명은 폴리올레핀 수지를 포함하며, 적어도 접착제층과 맞닿는 쪽에 제공되는 내부층과 외부층을 가지되, 내부층을 구성하는 폴리올레핀 수지가 용융 유량이 1.0 g/10 분 이상인 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 또는 프로필렌 동종중합체를 포함하는 것인 기저층; 접착제층; 착색층 및 투명층을 순서대로 포함하는 코팅 대체용 적층 필름에 관한 것이다.

Description

코팅 대체용 적층 필름 {Laminate Film Substituting for Coating}

본 발명은 성형물에 대한 코팅을 대신하여 사용할 수 있고 성형된 후에 외관이 우수한 필름 (이하에서 때때로 대체 필름으로 불림)에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 사출 또는 블로우 성형품에 대한 코팅의 대체용 적층 필름에 관한 것이며, 사출 또는 블로우 성형품에 사출 또는 블로우 성형과 동시에 일관된 착색 도막을 제공한다.

플라스틱으로 만들어진 자동차 외장 부품, 예를 들어 범퍼 및 차체 측면 성형물은 대개 사출 성형 또는 블로우 성형으로 제조된다. 양호한 외관 및 내인소성(耐引搔性)을 위해, 이들 플라스틱 부품을 보통 아크릴 개질 멜라민형 또는 아크릴 개질 이소시아네이트형의 열경화성 수지 코팅으로 분무코팅시킨 후, 경화된 도막을 형성시키기 위해서 가교결합되도록 베이킹시킨다. 코팅은 매우 비용이 많이 드는데, 그 이유는 코팅 장치를 이용하여 도막을 도포하는 다수의 단계와 건조 장치에서 건조시키는 단계를 포함하기 때문이다. 또한, 건조시킬 때 유기 용매가 휘발되어 환경적 문제를 초래한다.

이 문제를 해결하기 위한 접근책이 최근 제안되었다. 예를 들어, JP-W-A-2-503077 (본원에 사용된 "JP-W-A"라는 용어는 "국제 출원의 일본 국내 단계 공개"를 의미함)에서는 백업 시트(기저층), 착색층 및 투명층의 순서대로 구성된 다중 시트인 사전에 제조된 예비성형물을 주형에 삽입시키고 합성 수지를 주형에서 사출 성형시켜 그 표면에 일관된 색상을 지닌 코팅층을 갖는 성형품을 제조하는 방법이 교시되어 있다.

자동차 부품으로서 폴리올레핀을 사용하는 것이 계속 증가하고 있기 때문에, 상기 다중층 시트가 기저층으로 폴리올레핀 기재 시트를 갖는 것이 바람직하며, 다양한 시트가 이러한 방향으로 연구되고 있다.

그러나, 다중층 시트는 표면이 고르지 않기 (소위 예비성형시 가열 단계에서 진행되는 샤크 스킨 (shark skin)이라 불림) 때문에 외관이 양호하지 않은 경향이 있다. 샤크 스킨은 사출 성형 또는 블로우 성형후에도 남아 있어 고도로 명확한 형태를 지닌 성형품을 얻을 수 없게 된다.

본 발명의 목적은 자동차 외장 부품 등의 착색된 사출 성형품을 제조하는데 있어서 우수한 외관과 함께 코팅을 대신할 수 있는 대체 필름을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적 및 효과는 하기하는 설명으로부터 명백해질 것이다.

폭 넓은 연구 결과 본 발명자들은 본 발명의 상기 목적이 특수한 조성과 특수한 구조를 갖는 기저층을 포함하는 합성 수지 다중층 필름을 사용함으로써 달성된다는 것을 밝혀 내었다.

즉, 본 발명의 상기 목적은

1) 폴리올레핀 수지를 포함하며, 적어도 접착제층과 맞닿는 쪽에 제공되는 내부층과 외부층을 가지되, 상기 내부층을 구성하는 폴리올레핀 수지가 용융 유량이 1.0 g/10 분 이상인 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 또는 프로필렌 동종중합체를 포함하는 것인 기저층; 접착제층; 착색층 및 투명층을 순서대로 포함(comprising)하는 코팅 대체용 적층 필름,

2) 상기 내부층의 두께가 기저층 전체 두께의 2 내지 50%인, 상기 1)에 따른 적층 필름,

3) 상기 외부층을 구성하는 폴리올레핀 수지가 상기 폴리프로필렌 수지와, 폴리프로필렌 수지 100 중량부 당 10 내지 300 중량부의 폴리에틸렌 수지를 포함하는, 상기 1) 또는 2)에 따른 적층 필름,

4) 상기 폴리프로필렌 수지가 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 또는 프로필렌 동종중합체이고, 폴리에틸렌 수지가 선형의 저밀도 폴리에틸렌인, 상기 3)에 따른 적층 필름,

5) 상기 외부층이 폴리올레핀 수지 100 중량부 당 5 내지 60 중량부의 활석을 더 함유하는, 상기 1) 내지 4) 중 어느 하나에 따른 적층 필름,

6) 상기 활석의 함량이 폴리올레핀 수지 100 중량부 당 5 내지 40 중량부인, 상기 5)에 따른 적층 필름,

7) 상기 외부층이 폴리올레핀 수지 100 중량부 당 5 내지 40 중량부의 에틸렌-α-올레핀 공중합체 고무를 더 함유하는, 상기 1) 내지 6) 중 어느 하나에 따른 적층 필름,

8) 상기 기저층이 내부층 및 외부층 (두 층은 조성이 동일함) 사이에 폴리올레핀 수지를 함유하는 중간층을 더 포함하는, 상기 1) 내지 7) 중 어느 하나에 따른 적층 필름,

9) 중간층을 구성하는 상기 폴리올레핀 수지가 폴리프로필렌 수지와, 폴리프로필렌 수지 100 중량부 당 10 내지 300 중량부의 폴리에틸렌 수지를 포함하는, 상기 8)에 따른 적층 필름,

10) 상기 폴리프로필렌 수지가 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 또는 프로필렌 동종중합체이며, 폴리에틸렌 수지가 저밀도 폴리에틸렌 또는 선형의 저밀도 폴리에틸렌인, 상기 9)에 따른 적층 필름,

11) 상기 중간층이 폴리올레핀 수지 100 중량부 당 5 내지 60 중량부의 활석을 더 함유하는, 상기 8) 내지 10) 중 어느 하나에 따른 적층 필름,

12) 상기 중간층이 폴리올레핀 수지 100 중량부 당 5 내지 40 중량부의 에틸렌-α-올레핀 공중합체 고무를 더 함유하는, 상기 8) 내지 11) 중 어느 하나에 따른 적층 필름,

13) 투명층 및 착색층 사이에 인쇄층을 더 포함하는, 상기 1) 내지 12) 중 어느 하나에 따른 적층 필름,

14) 상기 착색층이 적어도 내부층과 외부층을 포함하는, 상기 1) 내지 13) 중 어느 하나에 따른 적층 필름,

15) 상기 착색층이 내부층 및 외부층 사이에 인쇄층을 더 포함하는, 상기 14)에 따른 적층 필름,

16) 상기 투명층이 플루오로카본 수지 및 열가소성 아크릴계 수지를 포함하며 두께가 20 내지 100 ㎛인, 상기 1) 내지 15) 중 어느 하나에 따른 적층 필름,

17) 상기 착색층이 (a) 착색제 및 (b) 열가소성 아크릴계 수지, 또는 열가소성 아크릴계 수지 및 플루오로카본 수지의 혼합물을 더 포함하며 두께가 5 내지 50 ㎛인, 상기 1) 내지 16) 중 어느 하나에 따른 적층 필름,

18) 상기 접착제층이 염소화 폴리올레핀 수지를 포함하는, 상기 1) 내지 17) 중 어느 하나에 따른 적층 필름,

19) 상기 접착제층이 열가소성 아크릴계 수지를 포함하는 층과, 염소화 폴리올레핀 수지를 함유하는 층을 포함하는, 상기 1) 내지 17) 중 어느 하나에 따른 적층 필름

을 제공함으로써 달성되었다.

본 발명에 따른 대체 필름은 열성형에 있어서 양호한 외관을 지닌 예비성형물을 제공하기에 만족스러운 성형성을 가진다. 자동차 외장 부품과 같은 성형품, 예를 들어, 범퍼, 차체 측면 성형물, 머드가드(mudguard), 휠캡(hubcap) 및 스포일러(spoiler)에 특히 적절하게 사용된다.

도 1은 본 발명의 적층 필름 예비성형물의 투시도이다.

본 발명을 하기에 보다 상세히 설명하였다.

Ⅰ. 각 층의 구조

A. 투명층

본 발명에 따른 필름의 투명층은 바람직하게는 플루오로카본 수지 및 열가소성 아크릴계 수지의 혼합물을 포함한다.

플루오로카본 수지로는 폴리비닐 플루오라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF), 폴리테트라플루오로에틸렌 및 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체가 있다. 예비성형에 있어서 만족스러운 성형성을 위해 PVDF를 사용하는 것이 적합하다.

열가소성 아크릴계 수지에는 여러 종류, 예를 들어 메타크릴산 에스테르 수지 등이 포함된다. 유리 전이 온도 (Tg)가 60 ℃ 이상인 것이 내인소성을 얻는데 바람직하다.

열가소성 아크릴계 수지에 대한 플루오로카본 수지의 바람직한 혼합 중량비는 20/80 내지 80/20이다. 아크릴계 수지에 대한 플루오로카본 수지의 중량비가 20/80 보다 작은 경우, 필름은 내후성 및 내충격성이 감소한다. 중량비가 80/20을 넘는 경우, 필름은 내인소성이 감소한다.

투명층은 두께가 20 내지 100 ㎛인 것이 바람직하다. 20 ㎛ 보다 더 얇은 투명층의 경우에는 성형품 위의 필름의 외관이 나빠지는데, 특히 진한 색조가 흐려진다. 100 ㎛ 보다 더 두꺼운 투명층에 있어서, 외관 및 물성에 대한 더 이상의 개선이 없다면 비용만 증가시킬 뿐이다.

투명층은 본 발명의 효과가 손상되지 않는 한 플루오로카본 수지 및 열가소성 아크릴계 수지외에 다른 합성 수지를 더 포함할 수 있다. 필요하다면 여러 수지용 첨가제가 혼입될 수 있다.

B. 착색층

본 발명의 적층 필름의 착색층은 적절하게는, 내후성 및 착색제 분산성의 측면에서 (a) 착색제 및 (b) 열가소성 아크릴계 수지, 또는 열가소성 아크릴계 수지 및 플루오로카본 수지의 혼합물을 포함한다. 열가소성 아크릴계 수지 및 플루오로카본 수지의 혼합물이 사용되는 경우, 플루오로카본 수지의 비율은 열가소성 아크릴계 수지 및 플루오로카본 수지 전체 100 중량부 당 90 중량부 이하인 것이 바람직하다. 플루오로카본 수지의 비율이 90 중량부를 넘는 경우에는 접착제층을 통해 기저층에 충분히 부착시키기 어렵다,

착색층에 사용되는 플루오로카본 수지 및 열가소성 수지는 상기 투명층에서 기재된 것으로부터 선택될 수 있다.

착색층에 사용될 수 있는 착색제는 무기 안료 및 유기 안료 중에서 선택될 수 있다. 유용한 착색제의 예는 카본 블랙, 산화티탄, 고령토, 산화아연, 사삼산화철, 퍼머넌트 레드(permanent red) 안료, 몰리브데이트 오렌지 안료, 코발트 블루, 울트라마린, 프탈로시아닌 블루 및 망간 바이올렛이다. 이들 안료를 개별적으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 금속성 광택 또는 진주성 광택을 부여하기 위해 광휘 안료, 예를 들어 알루미늄 플레이크 및 진주박 안료가 첨가될 수 있다.

착색제의 양은 착색제 및 목적하는 색조의 종류에 따라 다양하지만 보통 착색층에 함유된 전체 수지 성분 100 중량부 당 약 0.1 내지 50 중량부의 범위이다.

착색층은 두께가 5 내지 50 ㎛인 것이 바람직하다. 두께가 5 ㎛ 미만인 경우, 층은 예비성형시 연신된 부분에서 색이 상당히 변하기 쉽다. 두께가 50 ㎛를 초과하여 증가한다면, 성능 개선 효과는 비용 때문에 실질적이지 못하다.

플루오로카본 수지 및 열가소성 아크릴계 수지 외에, 착색층은 본 발명의 효과가 손상되지 않는 한 다른 합성 수지를 함유할 수 있다. 필요하다면 착색층은 다양한 수지용 첨가제를 함유할 수 있다.

착색층은 그 조성이 동일하거나 상이할 수 있는 2 개 이상의 층을 포함하는 적층물일 수 있다. 예를 들어, 내부층 (즉, 접착제층에 보다 가까운 쪽에 제공된 층)은 통상적인 안료를 함유하는 반면 외부층 (즉, 투명층에 보다 가까운 쪽에 제공된 층)은 광휘 안료를 함유하는 것과 같은 방식으로 층은 상이한 안료를 함유할 수 있다.

필요하다면 인쇄층은 적층된 착색층의 내부층 및 외부층 사이, 또는 투명층 및 착색층 사이에 제공될 수 있다. 인쇄층은 구성층의 표면, 예를 들어 착색층과 맞닿는 투명층의 표면, 또는 투명층과 맞닿는 착색층의 표면에 직접 인쇄시킴으로써 제공될 수 있다. 인쇄는 공지된 인쇄 잉크를 사용하여 공지된 인쇄 기술, 예를 들어 그라비어 인쇄, 플랙소 인쇄 및 실크 스크린 인쇄로 수행한다. 나뭇결 패턴, 기하학적 패턴 또는 실과 같은 패턴 등 어떠한 패턴이든지 인쇄될 수 있다. 인쇄는 1회 또는 수회 수행될 수 있다.

C. 접착제층

본 발명의 적층 필름의 접착제층은 착색층 및 기저층간의 충분한 접착을 부여하는 접착제 수지라면 어떠한 것이든지 포함한다. 적절한 접착제 수지로는 아크릴 개질 폴리올레핀을 포함하여 염소화 폴리올레핀, 예를 들어 염소화 폴리에틸렌 및 염소화 폴리프로필렌이 있다. 접착제층은 두 층 이상, 예를 들어, 적어도 열가소성 아크릴계 수지를 포함하는 층과 염소화 폴리올레핀 수지를 포함하는 층이있는 적층물일 수 있다. 이들 두 층으로 이루어진 적층물이 특히 바람직하다. 염소화 폴리프로필렌이 염소화 폴리올렌핀 수지로서 특히 바람직하다. 열가소성 수지는 투명층에서 열거된 것 중에서 선택될 수 있다.

접착제층이 열가소성 아크릴계 수지를 포함하는 층과, 염소화 폴리올레핀 수지를 포함하는 층을 가지는 경우, 그 층은 착색층과 맞닿는 열가소성 아크릴계 수지를 포함하고, 기저층과 맞닿는 염소화 폴리올레핀 수지를 포함하고, 착색층에 사용되는 것과 동일한 열가소성 아크릴계 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 기저층의 조성에 따라 적절히 염소화 폴리올레핀 수지를 선택하는 것도 바람직하다.

접착제층은 두께가 3 내지 30 ㎛인 것이 바람직하다.

접착제층은 본 발명의 효과가 손상되지 않는 한 염소화 폴리올레핀 수지 및 열가소성 아크릴계 수지 외에 다른 합성 수지를 포함할 수 있다. 필요에 따라 여러 수지용 첨가제가 접착제층에 혼입될 수 있다.

D. 기저층

본 발명의 적층 필름의 기저층은 폴리올레핀 수지를 포함하며, 적어도 접착제층과 맞닿는 쪽에 제공되는 내부층과 외부층을 포함하는 적층 구조이다. 내부층을 구성하는 폴리올레핀 수지는 각각의 용융 유량 (MFR)이 1.0 (g/10 분) 이상인 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 또는 프로필렌 동종중합체를 포함한다.

폴리올레핀 수지로는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 (EVA)가 있다.

MFR이 1.0 (g/10 분) 이하이면, 기저층은 형성된 후에 외관이 나빠진다. MFR은 기저층 제조시의 압출 성형성과 일치할 정도로 높은 것이 바람직하지만 바람직한 상한선은 10 (g/10 분)이다. 상기된 MFR은 JIS K6760 (230 ℃, 2.16-㎏ 하에서)에 따라 얻은 값이다.

내부층의 두께는 바람직하게는 전체 기저층의 2 내지 50%, 특히 5 내지 10%이다. 두께 비율이 2% 이하인 경우, 내부층은 기저층이 형성된 후에 외관이 나빠지는 것을 억제하는데 거의 영향을 미치지 않는다. 내부층의 두께 비율이 50% 이상인 경우, 생성된 적층 필름의 예비성형성은 감소하는 경향이 있다.

외부층을 구성하는 폴리올레핀 수지는 내부층의 예비성형성, 강성 및 융점을 고려하여 적절히 선택한다. 예를 들어, 폴리올레핀 수지는 (1) 폴리프로필렌 수지, 또는 (2) 폴리프로필렌 수지와, 폴리프로필렌 수지 100 중량부 당 10 내지 300 중량부의 폴리에틸렌 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 폴리프로필렌 수지는 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 또는 프로필렌 동종중합체를 포함하는 것이 바람직하다. 폴리에틸렌 수지의 예로는 저밀도 폴리에틸렌 및 선형의 저밀도 폴리에틸렌이 있다. 이 중에서 선형의 저밀도 폴리에틸렌이 특히 바람직하다.

필름의 강성을 개선시키기 위해 활석을 외부층에 혼입시키는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 활석은 기저층의 외부층을 구성하는 폴리올레핀 수지 100 중량부 당 5 내지 60 중량부, 구체적으로 5 내지 40 중량부, 특히 10 내지 30 중량부의 양으로 첨가된다. 활석이 60 중량부를 넘게 첨가되면 기저층이 형성된 후에 외관의 악화를 초래할 수 있다. 외관에 미치는 영향을 고려할 때, 활석의 평균 입자 크기는 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.

또한 범퍼 등의 자동차 부품에 요구되는 내충격성을 개선시키기 위해 중간층이 에틸렌-α-올레핀 공중합체 고무를 함유하는 것도 바람직하다. 에틸렌-α-올레핀 공중합체 고무는 기저층의 외부층을 구성하는 폴리올레핀 수지 100 중량부 당 5 내지 40 중량부, 특히 10 내지 20 중량부의 양으로 첨가되는 것이 적절하다. 고무 성분을 5 중량부 미만으로 사용하면 내충격성을 개선시키는 효과가 거의 없다. 고무 성분을 40 중량부를 넘게 첨가하면 필름의 강성을 감소시키는 경향이 있다. 유용한 에틸렌-α-올레핀 공중합체 고무 중의 α-올레핀 성분의 예로는 프로필렌, 부텐-1, 펜텐-1, 헥센-1, 옥텐-1, 4-메틸펜텐-1 및 헵텐-1과 이들 2종 이상의 혼합물이 있다.

기저층은 내부층 및 외부층 사이에 중간층을 가질 수 있다. 이 경우 외부층은 내부층과 동일한 조성을 갖는 것이 바람직하다. 중간층을 구성하는 폴리올레핀 수지는 폴리프로필렌 수지와, 폴리프로필렌 수지 100 중량부 당 10 내지 300 중량부의 폴리에틸렌 수지를 포함하는 것이 바람직하다. (1) 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 또는 프로필렌 동종중합체 100 중량부, 및 (2) 저밀도 폴리에틸렌 또는 선형의 저밀도 폴리에틸렌 10 내지 300 중량부를 포함하는 조성물이 특히 바람직하다.

필름의 강성을 개선시키기 위해 중간층은 활석을 함유하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 활석은 기저층의 중간층을 구성하는 폴리올레핀 수지 100 중량부 당 5 내지 60 중량부, 특히 10 내지 30 중량부의 양으로 첨가된다. 활석이 5 중량부 미만으로 첨가되면 강성을 개선시키는 효과가 거의 없다. 활석을 60 중량부를 넘게 첨가하면 형성 후에 외관의 악화를 초래할 수 있다. 외관에 미치는 영향을 고려할 때, 활석의 입자 크기는 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.

범퍼 등의 자동차 부품에 요구되는 내충격성을 개선시키기 위해 중간층이 에틸렌-α-올레핀 공중합체 고무를 함유하는 것도 바람직하다. 에틸렌-α-올레핀 공중합체 고무는 기저층의 중간층을 구성하는 폴리올레핀 수지 100 중량부 당 5 내지 40 중량부, 특히 10 내지 20 중량부의 양으로 첨가되는 것이 적절하다. 고무 성분 을 5 중량부 미만으로 사용하면 내충격성을 개선시키는 효과가 거의 없다. 고무를 40 중량부를 넘게 첨가하면 필름의 강성을 감소시키는 경향이 있다. 외부층에서 사용되는 것으로 상기 예시된 에틸렌-α-올렌핀 공중합체 고무는 증간층에 사용될 수 있다.

기저층의 가장 바람직한 구조의 예로는 (1) 둘 다 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체를 포함하는 내부층 및 외부층과, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체, 선형의 저밀도 폴리에틸렌 및 활석을 포함하는 중간층으로 구성된 3층 구조와, (2) 둘 다 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 또는 프로필렌 동종중합체를 포함하는 내부층 및 외부층과, 프로필렌 동종중합체, 선형의 저밀도 폴리에틸렌, 활석 및 에틸렌-α-올레핀 공중합체 고무를 포함하는 중간층으로 구성된 3층 구조가 있다.

기저층을 구성하는 각각의 층은 필림의 외관 및 강성을 개선시키기 위해 핵생성제를 함유할 수 있다. 폴리올레핀 수지에 통상적으로 사용되는 소르비톨 핵생성제가 유용하다. 수지 성분 100 중량부 당 0.1 내지 3 중량부, 특히 0.2 내지 1 중량부의 양으로 첨가된다.

기저층의 각 층은 상기 폴리올레핀 수지 외에 다른 합성 수지를 포함할 수 있다. 또한 여러 수지용 첨가제가 필요에 따라 혼입될 수 있다.

기저층은 예비성형 후의 형태 유지와, 사출 성형 또는 블로우 성형시 사출 압력 또는 블로우 압력에 의한 파괴에 대한 내성 또는 용융 수지의 가열에 의한 융합에 대한 내성 측면에서 두께가 0.1 내지 1 mm인 것이 바람직하다.

Ⅱ. 적층 필름의 제조

이형 필름을 사용하여 투명층, 착색층 및 접착제층을 제조한다. 이어서 투명층, 착색층 및 접착제층용 유기 용매에 용해 또는 분산된 수지 성분 및 필요한 접착제를 포함하는 코팅 조성물을 도포하고 통상적인 코팅 방법, 예를 들어 역롤 코팅 (reverse roll coating) 또는 콤마 코팅 (comma coating)으로 이형 필름 위에 순서대로 쌓는다. 박층은 그라비어 코팅으로도 형성될 수 있다. 층들은 또한 사용되는 수지의 종류에 따라 압출 적층시킴으로써 형성될 수 있다.

기저층은 T-다이를 사용하여 동시 압출시킴으로써 얻을 수 있다.

생성된 기저층과, 접착제층/착색층/투명층/이형 필름의 적층 필름은 접착제층에 사용되는 합성 수지의 연화점 이상으로 가열시키는 동안 서로 맞닿게 되지만 이형 필름은 떼어내어 본 발명의 다중층 적층 필름을 생성시킨다. 적층에 있어서 내열성의 측면에서 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름이 이형 필름으로 적절하다.

Ⅲ. 코팅 대체용 필름을 사용한 성형품의 제조

성형 부품 제조시의 필름의 용도를 사출 성형을 예로하여 하기에 설명하였다.

본 발명의 필름을 목적하는 부품에 대응하는 3 차원 형태를 지닌 예비성형물로 열성형(예비성형)시킨다. 열성형은 진공 성형, 가압 성형, 진공 가압 성형 등에 의해 수행된다. 편의상 진공 성형을 수행하는 것이 바람직하다. 진공 성형은 바람직하게는, 필름의 양쪽으로부터 원적외선 방사 세라믹 가열기를 사용하여 필름을 가열하고, 성형물을 연화된 필름 일부와 맞닿게 되는 지점까지 이동시키고, 성형물의 진공 배출구를 통해 성형물의 공동 (즉, 필름과 성형물에 의해 형성된 공간)을 배기함으로써 필름이 성형물과 밀접하게 맞닿게 되고, 이렇게 형성된 필름을 송풍기 등으로 강제로 냉각시킴으로써 수행된다.

예비성형 동안 내내 필름의 신장을 일정하게 하기 위해서는 연화된 필름의 공동쪽에 공기를 불어넣어 배기 전에 필름이 반구형으로 팽창되도록 하는 것이 효과적이다. 이러한 공정은 딥-드로잉(deep-drawing) 영역에서 특히 유리하다.

생성된 예비성형물을 그 공동이 예비성형물과 잘 맞으며 경질, 고광택, 고연마된 무흠 표면을 가진 두 부분으로 구성된 사출 성형물로 삽입시킨다. 성형물을 밀봉하고 용융 수지를 성형물로 삽입시킨다. 예비성형물과 공동벽 사이에 공극이 없게 하거나, 또는 예비성형물이 공동내에서 움직이지 않도록 주의를 기울여야 한다. 사출된 용융 수지로부터 예비성형이 수행되는 것과 용접선 때문에 주름지는 것을 막기 위해 주입구를 설계하는데에 주입구(들)의 종류, 수, 위치, 방향 및 형태 등의 주의를 기울여야 한다. 직접 주입구 및 수중 주입구가 적절하다. 주입구의 수는 하나가 적절하지만, 부품의 형태 및 사출 성형 물질의 유동성을 고려해야 한다. 사출 후 착색된 도막으로 통합된 예비성형물을 갖는 성형 부품을 제거하기 위해 성형물을 냉각 및 개방시킨다.

본 발명은 하기 실시예 및 비교예를 참고로 하여 보다 상세히 설명될 것이지만, 그에 의해 제한되는 것으로 이해해서는 안된다.

〈실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4〉

a) 대체용 필름의 제조

1) 투명층/착색층/접착제층 적층물의 제조

코팅 조성물을 이형성 폴리에스테르 필름 위에 연속으로 도포하여 표 1에 나타난 구조를 갖는 적층 필름을 제조하였다. γ-부티로락톤 및 메틸 에틸 케톤의 혼합 용매에 용해 또는 분산된 각각의 조성물을 역롤 코팅으로 도포시켜 건조 두께가 각각 50 ㎛ 및 20 ㎛인 투명층 및 착색층을 형성시켰다. 톨루엔 및 메틸 에틸 케톤의 혼합 용매에 용해된 표 1에 나타난 수지를 착색층에 역롤 코팅시켜 건조 두께가 20 ㎛인 접착제층을 형성시켰다.

2) 기저층의 제조

하기 표 2에 나타난 물질(들)을 T-다이를 통해 압출 또는 동시압출시켜 0.5 mm 두께의 단일 기저층, 0.05 mm 두께의 내부층 및 0.45 mm 두께의 외부층을 갖는 이중 기저층, 또는 0.05 mm 두께의 내부층, 0.4 mm 두께의 중간층 및 0.05 mm 두께의 외부층을 갖는 삼중 기저층을 얻었다.

상기 1)에서 얻은 적층 필름을 10 ㎏/cm 압력, 150 ℃ 온도에서 서로 접하고 있는 전자의 접착제층 및 후자의 내부층을 갖는 생성된 기저층 위에 포개놓고, 이형성 폴리에스테르 필름을 떼내어 코팅 대체용 필름을 얻었다.

b) 열성형 및 성형

상기 a)에서 제조된 필름을 150 ℃에서 진공 성형시켜 도 1에 나타난 성형물을 얻었다. 예비성형물의 크기는 길이가 약 150 mm, 폭이 약 70 mm, 깊이가 약 8 mm이었다. 예비성형물을 사출 주형의 공동에 맞추고, 주형을 조이고 폴리프로필렌 수지 (Nippon Polychem K.K. 제품 BC2E)를 사출 성형시켜 착색 도막을 갖는 부품을 얻었다.

c) 평가

생성된 사출 성형 부품을 다음과 같이 외관, 60°광택 및 형태의 명확함(DIO)에 대해 평가하였다.

육안으로 외관을 관찰하여 1 (두드러진 샤크 스킨)에서 10 (샤크 스킨 없음)의 등급으로 등급을 정하였다. 간편한 60°광택계 HG-268(Suga Shikenki K.K. 제품)로 60°광택을 측정하였다. 휴대용 형태 명확도 측정기 HA-NSIC (Suga Shikenki K.K. 제품)로 DIO를 측정하였다. 책색 도막으로 통합된 도 1에 나타난 예비성형물을 함유하는 성형 부품의 평평한 지역에서 60°광택 및 DIO를 측정하였다.

대체용 필름의 층 구조

	조성
투명층	PVDF/PMMA = 80/20 (중량)
착색층	PVDF/PMMA = 80/20 (중량), 안료: 스파클 실버 (Sparkle Silver) 3141-ST (수지 전체 100 중량부 당 20 중량부)
접착제층	염소화 폴리프로필렌 수지 (Nippon Seishi K.K. 제품 수퍼크론(Superchron) 822)
기저층	내부층	표2 참조
	중간층	표2 참조
	외부층	표2 참조
* PVDF: 폴리비닐리덴 플루오라이드 수지 (Penwalt 제품인 Kiner 301F)PMMA: 폴리메틸 메타크릴레이트 수지 (E.I. DU Pont 제품인 Elvasita 2010)스파클 실버 3141-SF: Silverline Mft. Co. 제품의 안료

기저층의 구조

	기저층
	내부층	중간층	외부층
	수지	수지	에틸렌/α-올레핀 공중합체 고무	활석	수지	에틸렌/α-올레핀 공중합체 고무	활석
실시예 1	랜덤PP1(100)	-	-	-	랜덤PP1(70), LLDPE (30)	-	-
실시예 2	랜덤PP1(100)	랜덤PP1(55), LLDPE (20)	-	(25)	랜덤PP1(100)	-	-
실시예 3	랜덤PP1(100)	호모PP2 (55), LLDPE (20)	(10)	(15)	랜덤PP1(100)	-	-
실시예 4	호모PP1(100)	호모PP2 (55), LDPE (20)	(5)	(20)	호모PP2(100)	-	-
실시예 5	랜덤PP1(100)	-	-	-	호모PP2(60), LLDPE (20)	-	(20)
비교예 1	랜덤PP2(100)	-	-	-	랜덤PP1(70), LLDPE (30)	-	-
비교예 2	랜덤PP2(100)	-	-	-	랜덤PP2(50), LDPE (30)	-	(20)
비교예 3	랜덤PP2(100)	호모PP1 (35), LDPE (30)	-	(35)^***	랜덤PP2(100)	-	-
비교예 4	-	-	-	-	호모PP1(50), HDPE (30)	-	-
* 괄호안의 수는 층 당 중량부의 양이다. 랜덤PP1: 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 EG7 (Nippon Polychem 제품 (MFR: 1.7))랜덤PP2: 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 EG8 (Nippon Polychem 제품 (MFR: 0.8))호모PP1: 프로필렌 동종중합체 FY6 (Nippon Polychem 제품 (MFR: 2.5))호모PP2: 프로필렌 동종중합체 EA9 (Nippon Polychem 제품 (MFR: 0.5))LLDPE: 선형의 저밀도 폴리에틸렌 UF230 (Nippon Polychem 제품)LDPE: 저밀도 폴리에틸렌 LF240 (Nippon Polychem 제품)HDPE: 고밀도 폴리에틸렌 HJ340 (Nippon Polychem 제품)*활석의 평균 입자 크기: 비교예 3은 15 ㎛, 실시예 1 내지 5와 다른 비교예는 2 ㎛이다.

평가 결과

	육안으로 관찰한 외관	60°광택	DIO
실시예 1	10	85	75
실시예 2	10	90	75
실시예 3	10	90	75
실시예 4	9	90	80
실시예 5	8	80	70
비교예 1	5	80	45
비교예 2	7	80	60
비교예 3	4	70	40
비교예 4	4	75	50

본 발명을 그의 특정 실시예를 참고로 하여 상세히 설명하였지만 당업자는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 그에 다양한 변화 및 변형이 이루어질 수 있다는 것을 인식할 것이다.

본 발명에 의해 자동차 외장 부품 등의 착색된 사출 성형품을 제조하는데 있어서 우수한 외관과 함께 코팅을 대신할 수 있는 대체 필름을 얻었다.

Claims

폴리올레핀 수지를 포함하며, 적어도 접착제층과 맞닿는 쪽에 제공되는 내부층과 외부층을 가지되, 내부층을 구성하는 폴리올레핀 수지가 용융 유량이 1.0 g/10 분 이상인 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 또는 프로필렌 동종중합체를 포함하는 것인 기저층; 접착제층; 착색층 및 투명층을 순서대로 포함하는 코팅 대체용 적층 필름.
제1항에 있어서, 내부층의 두께가 기저층 전체 두께의 2 내지 50%인 적층 필름.
제1항에 있어서, 외부층을 구성하는 폴리올레핀 수지가 폴리프로필렌 수지와, 폴리프로필렌 수지 100 중량부 당 10 내지 300 중량부의 폴리에틸렌 수지를 포함하는 것인 적층 필름.
제3항에 있어서, 폴리프로필렌 수지가 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 또는 프로필렌 동종중합체이고, 폴리에틸렌 수지가 선형의 저밀도 폴리에틸렌인 적층 필름.
제1항에 있어서, 외부층이 폴리올레핀 수지 100 중량부 당 5 내지 60 중량부의 활석을 더 함유하는 것인 적층 필름.
제5항에 있어서, 활석의 함량이 폴리올레핀 수지 100 중량부 당 5 내지 40 중량부인 적층 필름.
제1항에 있어서, 외부층이 폴리올레핀 수지 100 중량부 당 5 내지 40 중량부의 에틸렌-α-올레핀 공중합체 고무를 더 함유하는 것인 적층 필름.
제1항에 있어서, 기저층이 조성이 서로 동일한 내부층 및 외부층 사이에 폴리올레핀 수지를 함유하는 중간층을 더 포함하는 것인 적층 필름.
제8항에 있어서, 중간층을 구성하는 폴리올레핀 수지가 폴리프로필렌 수지와, 폴리프로필렌 수지 100 중량부 당 10 내지 300 중량부의 폴리에틸렌 수지를 포함하는 것인 적층 필름.
제9항에 있어서, 폴리프로필렌 수지가 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 또는 프로필렌 동종중합체이고, 폴리에틸렌 수지가 저밀도 폴리에틸렌 또는 선형의 저밀도 폴리에틸렌인 적층 필름.
제8항에 있어서, 중간층이 폴리올레핀 수지 100 중량부 당 5 내지 60 중량부의 활석을 더 함유하는 것인 적층 필름.
제8항에 있어서, 중간층이 폴리올레핀 수지 100 중량부 당 5 내지 40 중량부의 에틸렌-α-올레핀 공중합체 고무를 더 함유하는 것인 적층 필름.
제1항에 있어서, 투명층과 착색층 사이에 인쇄층을 더 포함하는 적층 필름.
제1항에 있어서, 착색층이 적어도 내부층과 외부층을 포함하는 것인 적층 필름.
제14항에 있어서, 착색층이 내부층과 외부층 사이에 인쇄층을 더 포함하는 것인 적층 필름.
제1항에 있어서, 투명층이 플루오로카본 수지 및 열가소성 아크릴계 수지를 포함하며 두께가 20 내지 100 ㎛인 것인 적층 필름.
제1항에 있어서, 착색층이 (a) 착색제 및 (b) 열가소성 아크릴계 수지, 또는 열가소성 아크릴계 수지 및 플루오로카본 수지의 혼합물을 더 포함하며 두께가 5 내지 50 ㎛인 것인 적층 필름.
제1항에 있어서, 접착제층이 염소화 폴리올레핀 수지를 포함하는 것인 적층 필름.
제1항에 있어서, 접착제층이 열가소성 아크릴계 수지를 함유하는 층과 염소화 폴리올레핀 수지를 함유하는 층을 포함하는 것인 적층 필름.