KR20020077264A - 적층 필름 라미네이트 알루미늄판 및 그 제조방법 - Google Patents

적층 필름 라미네이트 알루미늄판 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따라, 각 수지층간의 계면이 일체로 형성되고 추가로 수지층에 도입된 착색안료가 각 수지층간을 가로 질러 소정의 연속 농도분포로 분산됨으로써, 과도한 성형가공을 실시하여도 수지층 간이나 수지와 알루미늄판과의 사이에서 박리가 일어나지 않으며, 가공부의 변색을 억제할 수 있는 적층 필름 라미네이트 알루미늄판 및 그 제조방법이 제공된다.
알루미늄을 주성분으로서 함유하는 알루미늄판 A의 한 면 또는 양면에 2층 또는 3층의 수지층 (1), (2) 및 (3)이 적층된 적층 필름 라미네이트 알루미늄판(M1)에 있어서, 상기 각 수지층 (1), (2) 및 (3)을 구성하는 매트릭스 수지는 상용성을 갖는 수지이며, 이들의 수지층 (1), (2) 및 (3)의 융점 이상의 온도 내지 분해점 미만의 온도로 열처리된다.

Description

적층 필름 라미네이트 알루미늄판 및 그 제조방법{A LAMINATED FILM LAMINATE ALUMINUM PALTE AND A PROCESS OF PREPARING SAME}
본 발명은 알루미늄판상에 복수의 수지의 계면을 일체로 성형하여 수지를 적층한 적층 필름 라미네이트 알루미늄판 및 그 제조방법에 관하는 것이다. 본 발명의 적층 필름 라미네이트 알루미늄판은 특히 콘덴서 케이스등의 전자부품용기에 바람직하다.
종래, 금속판의 박막 소재에 드로잉(drawing) 가공이나 아이어닝(ironing) 가공등의 과도한 성형가공을 실시하여 성형된 유저 원통형 용기에 있어서, 상기 박막 소재에 열가소성수지를 적층한 수지의 적층 재료가 적용되어 왔다. 이러한 수지의 적층재료에는, 일반적으로 유저 원통형 용기에 소요의 의장성을 부여하기 위해 인쇄가 실시되고, 인쇄시 모지로서의 금속판의 색을 은폐하기 위해서, 백색을비롯한 여러가지의 안료를 함유한 수지필름을 금속판에 적층한 것이 사용되어 왔다.
이러한 수지의 적층재로서는, 예컨대 도 7에 도시한 바와 같이, 안료를 함유한 복수의 폴리에스테르계 수지 필름(10, 20)을 금속판(30)에 적층하여 형성된 착색 폴리에스테르 피복 금속판(40)이 일본 특허공개 제 평 99-348218 호의 공보에 제시되어 있다.
또한 일본국 특허공개 제 평 4-3411 호의 공보에는 알루미늄판의 한 면에, 착색제를 함유한 착색 폴리아미드 수지층의 양 사이드에 착색제제를 함유하지 않은 투명 폴리아미드 수지층을 구비한 3층 구조의 복합 폴리아미드 수지층을 적층함과 동시에, 반대면에 카르본산 변성 폴리올레핀 수지층을 적층한 적층판을 복합 폴리아미드수지층이 외면이 되도록 드로잉 가공한 유저 원통형의 외장용기가 제안되어 있다.
그러나, 이러한 복수의 수지가 적층된 수지의 적층재료에서는 각 수지층간의 계면이 명확하고, 과도한 성형가공을 받았을 때에는, 경우에 따라, 각 수지층 사이에서 박리가 발생하는 문제가 있었다. 또한, 상기 수지의 적층재료의 소정의 수지층에 도입된 착색안료는 상기 수지의 적층재료가 과도한 성형가공을 받았을 때, 그 가공부의 수지층의 두께가 원래의 두께보다도 얇아지기 때문에 도입된 착색안료의 절대량이 감소함으로써 가공부의 색이 변한다는 문제가 있었다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제 1의 과제는, 복수의 수지층이 적층된 적층 필름 라미네이트 알루미늄판에서, 이들의 수지층간의 계면을 일체로 형성함으로써 과도한 성형가공을 실시해도 수지층간이나 수지와 알루미늄판 사이에서 박리가 생기지 않고 적층 필름 라미네이트 알루미늄판 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
또한, 상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제 2의 과제는, 복수의 수지층이 적층된 적층 필름 라미네이트 알루미늄판에서 소정의 수지층에 도입된 착색안료를 각 수지층간을 가로 질러 소정의 연속 농도분포로 분산시킴으로써 과도한 성형가공을 실시해도 가공부의 변색을 억제할 수 있는 적층 필름 라미네이트 알루미늄판 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 우선 서로 다른 복수의 수지가 적층된 적층 필름 라미네이트 알루미늄판에 있어서, 이들의 수지의 융점 이상의 온도 내지 분해점 미만의 온도로 가열함으로써, 각 수지층간의 계면을 일체로 형성할 수가 있고, 그 결과 과도한 성형가공을 실시할 때에도 수지층간이나, 수지와 알루미늄판 사이에서 생기는 박리를 가급적 억제한다는 것을 알게 되었다. 또한, 소정의 수지층에 도입된 착색안료를 각 수지층간을 가로 질러 소정의 연속한 농도분포로 분산시킬 수 있어 과도한 성형가공을 실시해도 가공부의 변색을 억제할 수 있다는 것을 알게 되었다. 그리고, 이러한 기술적 사상에 기초하여 본 발명을 완성하게 되었다.
즉, 본 발명의 적층 필름 라미네이트 알루미늄판은 알루미늄을 주성분으로서 함유하는 알루미늄판의 적어도 한 면에 2층 이상의 수지층이 적층된 것으로서, 상기 각 수지층을 구성하는 매트릭스 수지가 상용성을 갖는 수지이며, 상기 수지층 중 적어도 1층에 착색안료가 도입되어 있으며, 적층된 상기 수지층은 상기 각 수지층을 구성하는 매트릭스 수지의 모든 융점 이상의 온도 내지 분해점 미만의 온도로 열처리된다.
바꿔 말하면, 본 발명의 적층 필름 라미네이트 알루미늄판은 알루미늄을 주성분으로서 함유하는 알루미늄판의 적어도 한 면에 2층 이상의 수지층이 적층되며, 이때 상기 각 수지층을 구성하는 매트릭스 수지가 상용성을 갖는 수지이며, 상기 수지층 중 적어도 1층에 착색안료가 도입되고, 상기 수지층간의 각 계면에서 매트릭스 수지가 각 수지층에 서로 확산하여 일체로 형성된다.
상기와 같이 구성됨으로써, 상기 적층 필름 라미네이트 알루미늄판의 수지를 수지층간으로 서로 확산시켜 계면을 일체화함으로써, 각각의 수지층이 갖는 여러 특성의 차이에 연유되는 각 수지층끼리의 박리성을 완화시키는 수 있고, 또한 성형가공에 의해서 생기는 수지층의 내부응력을 완화하고, 수지층끼리의 밀착성이나 수지층과 알루미늄판과의 밀착성의 저하를 억제한 적층 필름 라미네이트 알루미늄판을 수득할 수 있다. 또한, 이렇게 구성됨으로써 상기 2층 또는 3층의 수지층 전부에 착색안료를 첨가할 필요가 없기 때문에 제조공정을 간소화한 적층 필름 라미네이트 알루미늄판을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명으로 사용되는 용어「분해점」는, 후에 상세히 설명하는 바와같이, 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판이 형성되었을 때에 적층 필름의 각 수지층을 구성하는 매트릭스수지가 그 목적 용도에 따라 필요한 물성을 유지할 수 있는 온도범위의 상한을 의미한다.
또한, 본 발명의 적층 필름 라미네이트 알루미늄판에 있어서, 상기 수지층에 도입된 착색안료는, 각 수지층간을 가로 질러 소정의 연속 농도 분포로 분산된다.
이와 같이 구성되면, 착색안료가 상기 각 수지층간에 연속 농도분포로 분산되므로 성형가공시 수지층의 두께가 변화함으로써 생기는 색얼룩이 억제된 적층 필름 라미네이트 알루미늄판을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 적층 필름 라미네이트 알루미늄판에 있어서, 상기 수지층은 3층 이상으로 구성되고, 3층 중에 중간층의 착색안료의 농도분포가 가장 높다.
이와 같이 구성됨으로써, 착색안료의 확산이 중간층의 수지층으로부터 상층 및 하층의 수지층을 향해 생기기 때문에 착색안료를 보다 균일하게 분산시킨 적층 필름 라미네이트 알루미늄판을 구현화할 수 있다.
본 발명의 적층 필름 라미네이트 알루미늄판에 있어서, 상기 수지층 중 적어도 1층을 폴리에스테르계 수지 또는 폴리아미드계 수지로 할 수 있다.
이와 같이 구성됨으로써, 상기 수지층 중 적어도 1층이 폴리에스테르계 수지 또는 폴리아미드계 수지로 구성되기 때문에 절연성과 성형가공성이 우수한 적층 필름 라미네이트 알루미늄판을 수득할 수 있다. 또한, 본 발명에 적용된 폴리에스테르계 수지 및 폴리아미드계 수지는 해당 기술 분야에서 종래로부터 공지되어 있으며, 입수가 용이하고 저렴하다. 또한, 이들의 수지는 각종 물성이 밝혀져 있기 때문에, 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판을 제조할 때의 조건 또는 품질관리가 용이하다.
또한, 본 발명의 적층 필름 라미네이트 알루미늄판의 제조방법은 다음 단계로 이루어진다:
서로 상용성이고, 서로 다른 수지로 이루어진 적어도 두 종류의 매트릭스 수지를 동시에 필름상에 압출하면서 적층하는 공압출 법에 의해 조막(造膜)한 적층 필름을 상기 알루미늄판의 적어도 한 면에 피복하는 단계; 및
상기 매트릭스 수지의 모든 융점 이상의 온도 내지 분해점 미만의 온도로 열처리하는 단계.
이러한 제조방법에 따라, 제조공정이 보다 간략화되어 비용을 더욱 절감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 적층 필름 라미네이트 알루미늄판의 제조방법은 다음 단계로 구성된다:
알루미늄판의 적어도 한 면에 제 1의 매트릭스 수지층을 형성하는 단계;
상기 제 1의 매트릭스 수지와 상용성을 갖는 제 2의 매트릭스 수지로 이루어진 수지층을 상기 제 1의 매트릭스 수지층 위에 형성하는 단계; 및
상기 제 1의 매트릭스 수지 및 상기 제 2의 매트릭스 수지의 융점 이상의 온도 내지 분해점 미만의 온도로 열처리하는 단계.
이러한 제조방법에 따라, 상용성을 갖는 매트릭스 수지층을 알루미늄판의 한 면 또는 양면에 적층하고, 그 후 상기 매트릭스 수지층의 융점 이상의 온도 내지분해점 미만의 온도로 열처리함으로써 매트릭스 수지층간의 계면이 일체로 형성되기 때문에 매트릭스 수지의 상용성이 효과적으로 촉진되고, 상기 계면의 일체 형성이 효과적으로 행하여진다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기의 2층 또는 3층의 수지층간의 계면이 일체로 형성되는 수지층을 형성하기 위해 상용성을 갖는 수지층을 형성하는 경우, 서로 다른 화학 구조를 갖는 복수의 수지를 소정의 비율로 혼합한 수지를 적층하고, 이와 같이 적층한 수지를 융점 이상의 온도로 가열하여 계면을 일체로 형성할 수도 있다. 예를 들면, 서로 다른 화학구조를 갖는 수지로서 A 및 B 두개의 수지를 사용하여 3층으로 적층시키는 경우, 이들 A 및 B의 두개의 수지를 혼합하여 계면을 일체로 형성하는 방법이 설명된다.
즉, 3층의 수지층을 알루미늄의 소재측에서 순차로 제 1 층, 제 2 층, 제 3 층이라고 하면, 제 1 층의 수지층을 형성하기 위해 미리 이들 A 및 B의 두개의 수지를 A/B= R1= X1/Y1의 비율로 혼합시켜 수지필름을 제작한다. 마찬가지로, 제 2 층의 수지층을 형성하기 위해 수지필름의 A 및 B의 두개의 수지의 혼합비율을 R2= X2/Y2로 하고, 제 3 층의 수지층을 형성하기 위해 수지 필름의 A 및 B의 두 종류의 수지의 혼합비율을 R2=X3/Y3로 한다. 이 때, 제 1 층 내지 제 3 층의 수지필름에는 모두 수지 A 및 B가 포함되어 있기 때문에, 이들의 수지끼리는 상용성을 갖고, 이들의 수지층의 계면은 비교적 용이하게 일체로 형성될 수 있다. 또한 수지 A 및 B의 혼합비율인 R1, R2, 및 R3의 값이 되도록 서로 근접한 값이 되도록 하면, 이들의 수지층의 계면을 더욱 용이하게 일체로 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판의 구성을 도식적으로 도시한 단면도로서, 도 1a는 서로 다른 3개의 수지층을 구비하고 이 수지층간의 계면이 일체로 형성되어 있으며, 도 1b는 서로 다른 2개의 수지층을 구비하고 이 수지층간의 계면이 일체로 형성되어 있다.
도 2는 적층 필름 라미네이트 알루미늄판(M1)의 수지층의 두께 방향에서의 착색안료의 농도분포를 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판(M1)을 제조하는 공정 플로우를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판의 구성을 도식적으로 도시한 단면도이며, 3층의 수지층을 가지고 있으며, 이들 3층중 최상층과 최하층의 수지층이 동일하고 중간층의 수지층만이 다르다.
도 5는 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판(M2)의 각 수지층의 두께 방향에서의 착색안료의 농도분포를 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판에 함유된 각 수지층의 융점과 분해점의 범위의 필요조건을 도시한 도면이다.
도 7은 종래의 일례의 수지의 적층재의 구성을 도식적으로 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판의 제조방법에 사용되는 공압출법의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 수지 A, 수지 B 및 수지 C가 서로 다른 3종류의 수지층으로 이루어진 적층필름의 계면의 상태를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 실시형태에 대해 상세히 설명한다. 또한, 본 발명은 본 실시형태만에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 기술적 사상에 기초하여 적절히 변경될 수 있다.
도 1는 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판의 구성을 도식적으로 도시한 단면도로서, 도 1a는 알루미늄판의 위에 서로 다른 3개의 수지층을 구비하고, 그 수지층간의 계면이 일체로 형성된 것이고, 도 1b는 서로 다른 2개의 수지층을 구비하고, 그 수지층간의 계면이 일체로 형성된 것이다.
도 1a를 참조하면 , 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판은, 소정의 알루미늄판 A(이하, 「알루미늄판 A」이라고 한다)의 표면에 제 1의 수지층(1), 제 2의 수지층(2) 및 제 3의 수지층(3)이 각각의 계면을 일체로 하여 형성되어 있다. 또한, 도 1b에서 소정의 알루미늄판 A의 표면에 제 1의 수지층(1) 및 제 2의 수지층(2)이 각각의 계면을 일체로 하여 형성되어 있다. 이하, 본 발명에 포함되는 각부의 구성에 관해서 설명한다.
알루미늄판
도 1a 및 도 1b에 도시한 것 같이, 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판에 사용되는 알루미늄판 A는 적층 필름 라미네이트 알루미늄판의 최종형태의 용도에 따라 종래 공지의 알루미늄판 또는 알루미늄 합금판으로부터 적절하게 선택된 것이며, 성형 가공성이 요구되는 경우에는 JIS의 1000계의 순알루미늄이나 3000계 또는 5000계의 알루미늄 합금이 적용가능하지만, 특별히 이에 한정되는 것이 아니다.
또한, 이러한 알루미늄판 A에는 최종형태의 용도에 따라 해당 기술분야에서 종래 공지의 전처리되는 탈지 및 세정, 크로메이트, 인산 크로메이트, 인산 아연등의 처리를 단독 또는 적당히 조합시켜 실시할 수 있다. 이러한 전처리를 실시함에 따라, 수지층(1)과 알루미늄판 A와의 밀착성을 향상시키고 또한 알루미늄판 A의 내식성을 향상시킬 수 있다.
그 후, 이 알루미늄판 A의 한 면 또는 양면에, 후술하는 바와 같이, 소정의 수지를 1층씩 도장 또는 적층하고(제 1 방법), 또는 서로 상용성이고 용융된 2종류 또는 3종류의 수지를 띠상태로 동시에 압출하여 알루미늄판 A 위에 적층하는 것에 의해 수지를 적층하고(제 2 방법), 그 후 소정의 열처리를 실시하여 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판을 수득한다.
수지
본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판에 있어서, 상기 알루미늄판의 한 면 또는 양면에, 2층 또는 3층의 수지층이 적층되지만 이들의 수지층간은 각 수지층간의 계면이 일체로 형성되어 있다. 도 1a에 도시한 바와 같이, 수지층이 3층으로 형성되는 경우, 각 수지층에서 요구되는 기능은 제 1의 수지층에서는소재(알루미늄판 A)과의 밀착성을 유지하는 기능이며, 제 2의 수지층에서는 성형 가공등의 가공시에도 깨어지지 않으며 변색을 억제하는 기능이며, 제 3의 수지층에서는 성형 가공등의 가공시나 사용시에 제 2의 수지층, 제 1의 수지층 및 소재를 보호하는 기능이다. 도 1b에 도시한 바와 같이, 수지층이 2층으로 형성되는 경우, 각 수지층에서 요구되는 기능은 제 1의 수지층과 제 2의 수지층이 상기 수지층이 3층으로 되는 경우의 제 1 및 제 2 수지층이 갖는 기능에 따른다.
따라서, 이들의 2층 또는 3층의 수지층은 다른 층의 개재없이 연속하여 적층될 수 있다. 반대로, 이들의 2층 또는 3층의 수지층이 연속하여 적층되고 후기하는 바와 같이 일체로 형성되고, 또한 본 발명의 작용 및 효과를 손상하지 않는 한, 다른 층, 예컨대 수지층과 알루미늄판 사이에 접착제층이 개재될 수 있거나, 또는 수지층의 최상층의 위에 상부 피복을 설치할 수 있다.
본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판에 있어서, 각 수지층을 구성하는 매트릭스 수지는 알루미늄판 A의 표면에 형성되는 수지층이 알루미늄판 A와 필요한 밀착성을 가지며, 알루미늄판 A에 절연성을 부여할 것을 필요로 한다. 더욱이, 상기 수지는 알루미늄판 A의 한 면 또는 양면에 적층된 후, 융점 이상의 온도 내지 분해점 미만의 온도범위로 가열됨으로써 연화되어 다른 수지층끼리가 서로 상용성이고, 수지층의 계면이 일체로 형성될 것을 필요로 한다. 본 발명에 사용되는 수지는 상기와 같은 조건을 만족하는 수지이면 특별히 한정되는 것은 아니다.
이러한 본 발명의 필요조건을 만족하는 수지로서는 일반적으로 열가소성수지를 들수있고, 구체적으로 아크릴계, 비닐계, 폴리아미드계, 불소계 및 폴리에스테르계의 수지가 예시된다. 이들 중에서 특히 폴리아미드계 수지에 포함되는 나일론 6·6, 나일론 6, 나일론 6·10, 나일론 10, 나일론 11등의 폴리아미드계 수지 및 그 유도체, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌등의 폴리올레핀계 수지 및 그 유도체, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트등의 폴리에스테르계 수지 및 그 유도체등이다. 또한, 본 발명을 구성하는 각 수지층은 이들 수지가 단독으로 구성된 매트릭스 수지로서, 또는 적어도 두 수지가 블렌드하여 구성된 매트릭스 수지로서 사용될 수 있다.
수지의 조합
이러한 관점에 있어서, 본 발명에 사용되는 수지의 조합을 선택하는 경우, 특히 중요한 것은 다른 수지층이 2층 또는 3층으로 적층되는 적층 수지에 대하여 실시되는 열처리의 온도범위가 각각의 수지층에 대해 조건을 만족하도록 결정되어야 한다. 즉, 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 적층 수지가 수지 α(융점 Tl℃, 분해점 T4℃, ),수지 β(융점 T2℃, 분해점 T5℃)및 수지 γ(융점 T3℃, 분해점 T6℃)으로 구성되는 경우, 이들의 각 수지의 융점 이상 내지 분해점 미만의 온도범위 Tα, Tβ, Tγ가 각각 T1≤ Tα≤T2, T3≤ Tβ ≤ T4, T5≤ Tγ≤ T6이 되고, 이들의 온도범위가 서로 중복하고, 이들의 모든 수지층에 대해서 융점 이상 또한 분해점 미만의 온도를 만족하는 온도 T0가 존재하는 수지의 조합을 선택하는 것이 필요하다.
또한, 본 발명에서 사용되는 용어「분해점」는 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판이 형성되었을 때, 적층 필름의 수지층을 구성하는 매트릭스 수지가 그 목적에 따라 필요한 물성을 유지할 수 있는 온도범위의 상한을 의미한다. 이러한 분해점은, 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판의 목적에 따라 적절하게 선택되지만, 예컨대 소정의 비율(예컨대 10% 이내)의 질량변화 및 물성의 변화등이 있는 것도 사용할 수 있다. 일반적으로, 융점 + 10O℃ 정도를 분해점으로 하지만, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 가열온도의 범위내에서 다른 수지층들이 서로 상용성을 갖기 위해서 다른 수지층과 중합체 구조가 서로 유사한 것이 바람직하다.
환언하자면, 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판에 있어서, 수지층의 각 층을 2층 또는 3층으로 적층하여 구성하지만, 이들의 각 층은 서로 다른 매트릭스 수지로 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 수지층이 동일의 매트릭스 수지로 구성되면 수지를 적층함으로써 얻어지는 효과에 특별히 명확한 의미를 가지지 않기 때문이며, 서로 다른 수지층들을 적층함으로써 밀착성, 의장성, 또는 절연성등의 각종의 요구기능을 갖는 여러 다른 구조 또는 조성을 갖는 수지층을 포함한 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판을 얻는 것이 가능해진다.
때문에, 일반적으로 동일 계열의 열가소성 수지를 각 층의 매트릭스 수지로서 선택한다. 예컨대, 분자구조(치환기) 및 분자량 등이 약간 다른 폴리아미드계 수지끼리 또는 폴리에스테르계 수지끼리 또는 아크릴계 수지를 각 수지층으로 사용할 수 있다. 본 발명에 사용할 수 있는 대표적인 폴리아미드계 수지는 예컨대 나일론 6·6, 나일론 6, 나일론 6·10, 나일론 10, 나일론 11등이다.
그렇지만, 상기한 바와 같이, 수지의 융점과 분해점이 중복되는 다른 계열의 수지를 각 수지층의 매트릭스 수지로서 사용하는 것도 본 발명의 범위내에 있다.
또한, 알루미늄판 A의 표면에 적용되는 수지층(예를 들면 도 1a에 있어서의 수지층(1) 및 도 1b에 있어서의 수지층(10))은, 알루미늄판 A와 소요의 밀착성을 갖는 것이 바람직하고, 표면에 노출하는 수지층(예컨대 도 1a에 있어서의 수지층(3) 및 도 1b에 있어서의 수지층(20))에 대해서는 내마모성이나 내스크래치성등의 물성을 갖는 것이 바람직하다. 더욱이, 최종형태의 용도에 따라 내열성이나 발수발유성 등을 부여할 수도 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 알루미늄판 A에 적층된 수지층이 3층인 경우, 이들의 수지층이 전부 다른 수지층으로 구성될 수 있거나, 혹은 최상층과 최하층의 수지층을 동일의 수지층으로 하고 중간층의 수지층만을 다른 수지층으로 구성할 수도 있다.
이때, 상기「다른 수지층」은 다음과 같이 구성되는 수지층을 의미한다:
(1) 중합체 구조가 서로 다른 것;
(2) 중합체 구조가 동일할지라도 분자량, 착색안료등의 첨가물, 착색안료등의 첨가물의 종류, 또는 착색안료등의 첨가량이 다른 것;
(3) 복수의 동일의 중합체 구조를 갖는 수지를 다른 비율로 블렌드한 것;
(4) 동일 구조를 갖는 수지를 블렌드하고, 임의 층에 사용되는 매트릭스 수지에 다른 수지를 추가로 블렌드한 것.
또한, 본 발명에 있어서, 알루미늄판 A에 적층된 수지층이 3층인 경우, 이들의 수지층은 전부 다른 수지층으로 구성될 수 있거나, 또는 최상층과 최하층의 수지층을 동일의 수지층으로 하고 중간층의 수지층만을 다른 수지층으로 구성할 수 도 있다.
이들의 각 층의 매트릭스 수지는 각 층의 목적에 따라 적절히 선택되며, 예컨대 알루미늄판과 직접 접촉하는 수지층을 구성하는 매트릭스 수지는 알루미늄판과의 밀착성이 우수한 것이 바람직하고, 또한 최상층을 구성하는 매트릭스 수지는 내식성 및 내약품성이 우수한 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 수지층이 3층인 경우의 수지층의 두께는, 소재측의 층인 제 1 의 수지층의 두께를 0.5 내지20㎛으로 하고, 제 1의 수지층의 위에 형성되는 제 2의 수지층의 두께를 5 내지150㎛으로 하고, 제 2의 수지층의 위에 형성되는 제 3의 수지층의 두께를 0.5 내지150㎛으로 하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 제 1의 수지층의 두께가 0.5㎛보다 작으면 이 수지층이 소재의 표면을 완전히 피복하기 어려워서 소재와 제 1의 수지층과의 밀착성이 불충분하고 제 1의 수지층이 소재로부터 박리되기 쉬우며, 20㎛을 초과하면 소재에 대해 밀착성이 포화되어 경제성이 저해되기 때문에 바람직하지 못하다. 또한, 제 2의 수지층의 두께가 5㎛보다 작으면 색얼룩이 발생하기 쉬우며 성형가공등의 가공이 실시되었을 때 변색이 쉽게 발생하며, 120㎛을 초과하면 이 수지층이 경화했을 때에 내부응력이 과도하게 되어 이 수지층이 깨어지거나 박리가 되기 쉬우며, 또한 가공 밀착성(성형가공등의 가공이 실시된 후의 밀착성)이 저하하는 경우가 있어 부적당하다. 그리고, 제 3의 수지의 두께가 0.5㎛ 보다 작으면 수지층 중에 불가피히 발생하는 핀홀을 완전히 방지하기어려워 보호기능이 충분히 발휘되지 않으며, 50㎛을 초과하면 보호기능이 포화되어 경제성이 저해되고 바람직하지 않다. 또한, 본 발명에 따른 수지층이 2층인 경우의 수지층의 두께는, 상술한 수지층이 3층인 경우의 제 1의 수지층의 두께, 및 제 2의 수지층의 두께에 준한다.
수지층의 적층방법
본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판의 수지층을 형성하는 방법으로서 종래 공지의 각종의 금속판의 도장방법이나 적층에 의한 수지층의 형성방법을 사용할 수 있다. 본 발명에서 도장방법에 의해 수지층을 형성하는 경우에는, 롤 피복기등에 의해 알루미늄판 A에 수지를 도장하고 건조시켜 도막을 형성한 후, 이 도막의 위에 다시 별도의 도막을 상기와 동일하게 형성하여 2층 또는 3층의 적층 구조를 형성할 수 있다. 그 때, 필요에 따라, 상기 건조를 생략할 수 있다.
또한, 알루미늄판 A에 상기한 바와 같은 수지필름을 1층씩 부착시켜 수지를 적층하는 경우, 수지층의 계면에 구비되는 접착제층은 특별히 한정되는 것이 아니지만, 수지층의 계면을 일체로 형성할 때에 실시되는 열처리에 의해 수지층의 특성을 저해하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 상기 접착제층을 구비하지 않고 수지층끼리를 열압착등에 의해 밀착시켜 수지층을 2층 또는 3층으로 적층시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판에 있어서, 서로 상용성이고, 또한 다른 복수(2종 또는 3종)의 수지를 동시에 필름상에 압출하여 적층하는 공압출법에 의해 조막한 적층필름을 알루미늄판에 부착시켜 피복시킬 수도 있다. 이러한 공압출법의 원리가 도 8에 도시되어 있다. 도 8에 도시한 바와 같이,본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판의 제조방법에 사용되는 공압출 법은, 예를 들면, 용융된 수지를 각각 필름상에 압출하는 수지 압출부(41)와, 이 수지 압출부(41)로부터 필름상에 압출시킨 수지를 적층하는 적층롤(42)을 갖는 공압출 장치(40)를 사용하고, 수지 A 및 수지 B를 수지 압출부(41)로부터 시트 상에 압출하고, 이 시트 상에 압출된 필름상의 수지 A 및 B를 적층롤(42)에 도입하여 수지의 적층 필름을 형성하도록 할 수 있다. 상기 복수의 수지를 미리 적층시켜 수지의 적층필름을 형성하는 방법은, 이것으로 특별히 한정되는 것이 아니라, 예컨대 상기한 바와 같이 1층씩 적층하는 방법이나, 또는 복수의 수지의 덩어리를 각각 가열하여 용융하고 압출함으로써 소정의 두께를 갖는 복수의 각 수지의 필름을 형성함과 동시에, 이들 복수의 수지의 필름을 부착하여 결합하는 방법을 사용할 수 있다.
열처리
상기와 같이 알루미늄판 A의 한 면 또는 양면에 수지를 적층시켜 적층 수지층을 형성한 후, 이 적층 수지층에 열처리를 실시하여 수지층의 계면을 일체로 형성시킨다. 이 때의 적층 수지층의 가열온도는 상기 수지층의 융점이상의 온도 내지 분해점 미만의 온도이다. 상기 수지층이 폴리아미드계 수지의 나일론 6·6과 나일론 6의 2층으로 이루어지는 경우, 이들의 융점은 각각 260℃ 및 215℃ 이며, 상술한 바와 같은 분해점의 정의에 따라 이들의 수지의 분해점을 각각 360℃ 및 320℃로 한다면, 이들의 수지를 적층시킨 수지층에 열처리를 실시하는 가열온도는 260 내지 320℃의 범위에서 적절히 결정할 수 있다.
또한 가열하는 시간은 수지의 종류나 가열온도에 따라 적절하게 조절할 수 있다. 각각의 수지의 융점 및 분해점으로 결정되는 가열 온도 범위 내에서, 가열 온도가 높을수록 수지의 융합은 빠르게 진행한다. 충분한 시간동안 가열하면, 수지가 충분히 균일하게 분포하게 된다(도 9의 상태「Z」).
이와 같이 알루미늄판 A의 한 면 또는 양면에 적층된 수지층에 대해 각 수지층의 융점 이상의 온도 내지 분해점 미만의 온도로 가열처리를 실시함으로써 상기 2층 또는 3층의 적층 구조의 수지층간의 계면을 일체화할 수 있다.
또한 상기 수지층을 PET 수지, 나일론 6·6 및 나일론 6의 3층으로 구성하는 경우, PET 수지의 융점은 255℃ 이며 나일론 6·6 및 나일론 6의 융점은 각각 260℃ 및 225℃인 점에 비추어 보아 상기 수지를 적층시킨 수지층에 열처리를 실시할 때의 가열온도의 필요조건은 다음과 같이 된다. 즉, 이때, 상술한 바와 같은 분해점의 정의에 기초하여, PET 수지의 수지의 분해점을 Tp℃로 하고, 상기 나일론 6·6 및 나일론 6의 분해점을 각각 TN66℃ 및 TN6℃라고 하면, 상기와 같은 수지의 분해점은 융점보다 높기 때문에, 255℃ ≤ Tp, 260℃≤ TN66, 225℃ ≤ TN6가 되지만, 상술한 각 수지층의 계면이 일체로 형성된 수지층을 형성하기 위해서 TN6은 적어도 260℃일 것이 요구된다. 만일, TN6이 260℃ 보다 낮은 경우에는 상기 각 수지층의 계면이 일체로 형성된 수지층을 형성하기 위한 바람직한 가열 온도는 존재하지 않는다. 이러한 경우에는 다음과 같이 다른 수지층을 소정의 비율로 혼합시킨 수지(이하, 「블렌드 수지」라고 한다)를 사용하여 상기 각 수지층의 계면을 일체로 형성한 수지층을 형성할 수 있다. 또한, 이때 「수지층의 계면이 일체로 형성된다」는 각 수지층의 중합체 쇄가 서로 연결되어 결합되어 있는 상태를 의미한다. 본 발명자들은 이러한 각 수지층의 중합체 쇄가 서로 연결되어 결합되어 있는 상태를 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판에 포함되는 적층필름의 단면을 광학현미경에 의한 계면의 관찰에 의해서 확인할 수 있었다.
수지의 블렌드
본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판에 있어서, 일체로 형성된 수지층을 형성하기 위해 다른 수지를 필요에 따라 소정의 비율로 블렌드한 블렌드수지를 미리 조제하여 사용한다. 또한, 다른 수지를 블렌드하는 방법은 특별히 한정되는 것이 아니며, 종래 공지의 방법을 적절하게 사용할 수 있다. 예컨대, 나일론 6 및 나일론 6.6을 블렌드하여 블렌드 수지를 조제하는 경우, 나일론 6 및 나일론 6·6의 각각의 필요량을 소정의 용기에 투입하고, 이들을 나일론 6 및 나일론 6·6의 융점이상 내지 상기 분해점 이하의 온도로 가열하면서 기계적으로 교반하는 것에 의해 균일한 블렌드 수지를 조제할 수 있다. 그리고, 이렇게 하여 조제한 블렌드 수지에 후술되는 착색안료가 첨가된다.
착색안료
본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판의 수지층에 필요에 따라 착색안료가 첨가될 수 있다. 이 착색안료의 종류나 특성은 특별히 한정되는 것이 아니며, 본 발명에 포함되는 수지층의 계면의 일체 형성을 저해하지 않는 한 사용할 수가 있다. 이러한 착색안료로서는, 예컨대, 백색계의 착색안료로서 티타니아(TiO2)를 주성분으로 한 것을 사용할 수 있다.
3층의 수지층의 경우; 중간층의 수지층의 착색안료의 농도를 최대로 함
본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판이 3개의 수지층을 갖는 경우, 제조공정의 간소화 및 착색안료의 농도 분포의 균일화 면에서, 착색안료는 3개의 수지층 중 중간층만에 첨가되고, 수지층간의 계면을 일체로 형성하기 위해서 실시되는 열처리에 의해서 중간층의 상층 또는 하층에 착색안료가 열확산하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성되면, 착색안료의 농도 분포는 3개의 수지층중의 중간층에서 최대의 농도를 갖게 된다.
착색안료의 평균입경
또한, 착색안료의 입경은, 상술한 바와 같이, 각 수지층의 두께의 하한치 이상이 아닌 것, 즉 0.5㎛ 미만이 것이면 특별히 한정되지 않는다. 이 착색안료를 각 수지층간을 가로 질러 소정의 연속 농도분포로 분산시키기 위해 작으면 작을 수록 바람직하지만, 주로 경제성의 면에서 실용적인 착색안료의 입경은 0.1 내지 0.3㎛정도이며, 평균 입경은 0.2㎛ 정도이다.
또한, 착색함량과 동일하게 다른 첨가제(입자)를 각 층간을 가로 질러 소정의 연속 농도분포로 분산시킬 수 있다.
제 1의 실시형태
수지층(1), 수지층(2) 및 수지층(3)이 서로 다른 적층필름
하기에 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판으로서 수지층(1), 수지층(2), 및 수지층(3)이 서로 다르게 구성된 제 1의 실시형태에 관해서 설명한다. 도 1에 도시한 것 같이, 본 발명에 따른 제 1의 실시형태의 적층 필름 라미네이트 알루미늄판(M1)의 단면 도식도를 참조하면, 적층 필름 라미네이트 알루미늄판(M1)은 알루미늄판 A의 위에 나일론 6·6으로 이루어진 수지층(1), 나일론 6으로 이루어진 수지층(2), 수지층(1)과는 중합체 구조가 동일하지만 분자량이 다른 나일론 6·6으로 이루어진 수지층(3)의 3층의 수지층(L1)으로 구성된다. 또한, 수지층(L 1)의 계면이 일체로 형성되고, 이들 3층의 수지층에는 티타니아를 주성분으로 하는 착색안료가 배합되어 있다.
착색안료의 농도분포
또한, 도 2은 EPMA(electoron probe microanalysis: 전자 프로브 미량분석)법을 사용하여 적층 필름 라미네이트 알루미늄판(M1)의 수지층에 함유된 착색안료 TiO2중 Ti의 원자 농도와 선형 관계를 갖는 Ti의 신호강도의 딥스 프로파일(수지층의 깊이 방향에서의 Ti의 신호강도의 변화)를 측정한 결과를 도시한 그래프이다. 도 2에서 횡축이 수지층(L1)의 최표면에서의 깊이를 나타내고, 종축은 수지층(L1)중의 착색안료 TiO2중의 Ti 원자의 EPMA 신호강도를 나타낸다. 도 2에 도시한 바와 같이, 수지층(L1)중의 Ti 원자의 신호강도의 딥스 프로파일은 수지층(2)에서 피크이고, 수지층(1)과 수지층(3)에 연속 분포로 이루어져 있다는 것을 알 수 있다.
또한, 적층 필름 라미네이트 알루미늄판(M1)의 수지층(L1)을 알루미늄판 A에서 박리시켜 수지층(L1)의 단면을 광학현미경에 의해 계면의 상태를 관찰한 바, 수지층간의 경계는 완전히 볼 수 없었다. 이러한 결과로부터, 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판(M1)은 수지층간의 계면이 일체로 형성되어 있다는 것을 알 수 있다.
제조방법
하기에, 이러한 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판(M1)의 제조방법에 관해서 설명한다. 도 3는 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판(M1)을 제조하는 공정 플로우를 도시한 것이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 우선 JIS 규격의 1000계 순알루미늄이나, 3000계 합금 또는 5000계 합금등의 성형 가공성이 뛰어난 알루미늄판인 알루미늄판 A에 대해 수지층과의 밀착성을 향상시키기 위해 알루미늄판의 표면처리로서 통상 실시되는 탈지 및 세정을 실시하고, 계속해서 알루미늄판 A의 내식성을 향상시키기 위해 그리고 수지층과의 밀착성을 향상시키기 위해 알루미늄판의 표면처리로서 통상 실시되고 있는 있는 화성(化成)처리를 실시한다. 그 후, 소정의 수지를 함유하는 도료를 알루미늄판 A에 종래 공지의 피복기에 의한 도장 및 브러쉬 도장등에 의해 도장하거나, 미리 공압출법에 의해서 제작한 소정의 수지필름을 알루미늄판 A에 부착시키거나, 또는 복수의 수지를 열용해시켜 소정의 비율로 블렌드시킨 블렌드 중합체를 연속적으로 알루미늄판 A의 표면에 필름상으로 사출시켜 적층하는 것에 의해 수지층을 3층으로 적층한다. 혹은, 수지층을 임의의 기판에 1층씩 3층으로 적층시켜 미리 형성한 수지필름을 알루미늄판 A에 적층한다.
이때, 3개의 수지층중 중간층의 수지층에 착색안료를 첨가하면, 다른 수지층에의 착색안료의 첨가의 공정이 생략될 수 있으며, 동시에 그 후에 행하여지는 수지층간의 계면을 일체로 형성하는 공정으로 착색안료가 중간층에서 상층 및 하층에 열확산하여 착색안료가 도 2에 도시한 바와 같이 3개의 수지층에 연속하는 농도 분포를 갖게 된다. 그리고, 이렇게 적층된 수지층을 구비한 알루미늄판 A에 대해, 상기 각 수지층의 융점 이상 내지 분해점 미만의 온도범위로 가열하여 열처리를 실시한다. 이렇게 함으로써 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판(M1)이 수득된다.
제 2의 실시형태
수지층(1) 및 수지층(3)이 동일하고 수지층(2)가 다른 적층필름
하기에, 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판으로서, 수지층(100) 및 수지층(300)가 동일하고 수지층(200)만이 다른 제 2의 실시형태에 관해서 설명한다. 또한, 상술한 제 1의 실시형태와 동일한 구성에 관해서는 결과만을 기재하고 그 설명을 생략한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 적층 필름 라미네이트 알루미늄판(M3)은, 알루미늄판 A의 위에 나일론 6·6으로 이루어진 수지층(100), 나일론 6으로 이루어진 수지층(200), 수지층(100)과는 중합체 구조가 동일하지만 분자량이 다른 나일론 6·6으로 이루어진 수지층(300)의 3층으로 구성되어 있다. 그리고, 수지층(L3)의 계면이 일체로 형성되고, 이들 3층의 수지층에는 티타니아를 주성분으로 하는 착색안료가 배합되어 있다.
착색안료의 농도분포
또한, 제 1의 실시형태와 같이, EPMA 법을 사용하여 적층 필름 라미네이트 알루미늄판(M3)의 수지층에 함유된 착색안료 농도의 딥스 프로파일을 측정한바, 도 2에서와 같은 결과가 수득되었다. 즉, 이 티타늄 원자들의 농도 분포는 수지층(200)에서 피크를 이루며, 수지층(100)과 수지층(300)에서 연속한 분포로 이루어진다는 것을 알 수 있다.
또한, 적층 필름 라미네이트 알루미늄판(M3)의 수지층(L3)을 알루미늄판 A에서 박리시켜 수지층(L)의 단면을 금속 현미경으로 목시(目視) 관찰한 바, 수지층간의 경계는 완전히 볼 수 없었다. 이러한 결과로부터, 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판(M3)의 수지층간의 계면은 일체로 형성되어 있다는 것을 확인할 수 있다.
제조방법
다음에, 이러한 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판(M2)의 제조방법에 관해서 설명한다. 또한, 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판(M2)을 제조하는 공정은, 상술한 제 1의 실시형태에서 사용된 공정을 준용할 수가 있기 때문에 도 3를 사용하여 설명한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 우선 JIS 규격의 1000 계 순알루미늄이나, JIS 규격의 3000계 또는 5000계 알루미늄합금의 성형 가공성이 뛰어난 알루미늄판인 알루미늄판 A에 대하여 수지층과의 밀착성을 향상시키기 위해서, 알루미늄판의 표면처리로서 통상 실시되고 있는 탈지 및 세정을 실시하고, 계속해서 알루미늄판 A의 내식성을 향상시키고 수지층과의 밀착성을 향상시키기 위해서 알루미늄판의 표면처리로서 통상 실시되고 있는 화성처리를 실시한다.
그 후, 소정의 수지를 함유하는 도료를 알루미늄판 A에 도장하거나, 또는 소정의 수지의 필름을 알루미늄판 A에 적층하여 수지층을 3층으로 적층한다. 혹은, 수지층을 임의의 기판에 1층씩 3층으로 적층하여 미리 형성된 수지필름을 알루미늄판 A에 적층한다. 그리고, 이렇게하여 적층한 수지층을 갖는 알루미늄판 A에 대하여 상기의 각 수지층의 융점이상 내지 분해점 미만의 온도범위로 가열하여 열처리를 실시한다. 이렇게 함으로써, 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판 (M3)이 수득된다.
제 3의 실시형태
수지층(10) 및 수지층(20)을 갖는 적층 필름
다음에, 도 1b를 참조하여, 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판으로서 서로 다른 2개의 수지층(10) 및 수지층(20)의 2층으로 적층되어 구성된 제 3의 실시형태에 관해서 설명한다.
또한, 상술한 제 1 및 제 2의 실시형태와 동일한 구성에 관해서는 결과만을 기재하고 그 설명을 생략한다. 도 1b에 도시한 바와 같이, 적층 필름 라미네이트 알루미늄판(M2)은, 알루미늄판 A의 위에 나일론 6·6으로 이루어진 수지층(10) 및 나일론 6으로 이루어진 수지층(20)의 2층의 수지층(L3)으로 구성된다. 그리고, 수지층(L2)사이의 계면이 일체로 형성되고, 이 수지층(L2)에는 티타니아를 주성분으로 하는 착색안료가 배합되어 있다.
착색안료의 농도분포
또한, 도 5은 상기 제 1의 실시형태 및 제 2의 실시형태와 동일하게 XPS 법을 사용하여 적층 필름 라미네이트 알루미늄판(M2)의 수지층에 함유된 착색안료 TiO2중의 Ti원자의 농도와 선형관계를 갖는 EPMA 신호강도의 딥스 프로파일(수지층의 깊이 방향에서의 Ti의 신호강도의 변화)를 측정한 결과를 도시한 그래프이다. 도 5에서 횡축은 수지층(L2)의 최표면에서의 깊이 방향의 두께를 나타내고, 종축은 수지층(L2)의 착색안료에 함유된 티타늄 원자의 농도를 도시하고 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 티타늄 원자의 딥스 프로파일은 수지층(2)에서 피크를 이루고, 수지층(1) 및 수지층(3)에 연속한 분포로 이루어져 있다.
또한, 적층 필름 라미네이트 알루미늄판(M2)의 수지층(L2)을 알루미늄판 A에서 박리시켜 수지층(L)의 단면을 금속현미경으로 관찰한 바, 수지층(L2)사이의 경계는 전혀 볼 수 없었다. 이러한 결과로부터, 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판(M2)은, 수지층간의 계면이 일체로 형성되어 있음을 알 수 있다.
제조방법
다음에, 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판(M2)의 제조방법에 관해서 설명한다. 또한, 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판(M2)을 제조하는 공정은, 상기 제 1의 실시형태에서 사용되는 공정을 준용할 수 있기 때문에 도 3를 사용하여 설명한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시의 형태에서는는, 우선 JIS 규격의 1000계 순알루미늄이나, JIS 규격의 3000계 또는 5000계 알루미늄합금등의 성형가공성이 뛰어난 알루미늄판인 알루미늄판 A에 대해 수지층과의밀착성을 향상시키기 위해 알루미늄판의 표면처리로 통상 실시되고 있는 탈지 및 세정을 실시하고, 계속해서 알루미늄판 A의 내식성을 향상시키고 수지층과의 밀착성을 향상시키기 위해서 알루미늄판의 표면처리로 통상 실시하고 있는 화성처리를 실시한다.
그 후, 소정의 수지를 함유하는 도료를 알루미늄판 A에 도장하거나 또는 소정의 수지의 필름을 알루미늄판 A에 적층하는 것에 의해 수지층을 2층 또는 3층으로 적층한다. 혹은, 수지층을 임의의 기판에 1층씩, 2층 또는 3층에 적층함으로써 미리 형성된 수지필름이나, 2종 또는 3종의 수지의 덩어리를 각각 가열하여 용융하고 압출하여 소정의 두께를 갖는 2종 또는 3종의 각 수지필름을 형성하는 동시에, 이들의 수지필름을 부착시켜 미리 형성된 수지필름을 알루미늄판 A에 적층한다. 그리고 이렇게하여 적층한 수지층을 갖는 알루미늄판 A에 대해 상기 각 수지층의 융점 이상 내지 분해점 미만의 온도범위에서 가열하여 열처리를 실시한다. 이렇게 함으로써 본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판(M2)이 수득된다.
실시예
다음에, 상기에서 설명한 본 발명의 필요조건을 만족하는 실시예 및 본 발명의 필요조건을 만족하지 않는 비교예의 각 샘플을 제작하여 평가를 했다. 그러나, 본 발명은 이러한 실시예에 의해 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 기술적 사상에 기초하여 적절하게 변경하는 것이 가능하다. 표 1에 이들 실시예와 비교예의 각 샘플에 함유된 적층필름의 구성을 기재하였으며, 또한 표 2에 이들의 샘플을 사용하여 가공성 및 밀착성에 대해 실시한 평가 시험의 결과를 기재하였다. 또한, 이들의 실시예와 비교예의 샘플은, 모두 JISAAll00-H24(판두께: 0.30mm)의 소재에 상술한 도 3에 도시한 공정 플로우에 따라 표 1에 도시한 적층필름을 라미네이트함으로써 제작된 것이다.
표 2에 있어서,「수지의 혼합상태」는 도 9에 도시된 바와 같이 수지를 적층하여 열처리하여 형성된 수지층(적층필름)의 계면의 상태를 목시(目視)(광학현미경)에 의하여 관찰된 결과를 도시한 것이다. 즉, 도 9은 수지 A, 수지 B 및 수지 C의 서로 다른 3종류의 수지층으로 이루어진 적층필름의 계면의 상태를 도시한 것이고, 이때 상태「X」는 수지 A, 수지 B 및 수지 C(또는 수지 A 및 수지 B)의 계면이 명확한 상태이고, 상태「Y」는 수지 A, 수지 B 및 수지 C의 계면이 거의 완전히 융합되어 있지만 수지 A, 수지 B 및 수지 C가 비교적 불균일에 분포되고 있는 상태이며, 상태「Z」는 수지 A, 수지 B 및 수지 C의 계면이 거의 완전히 융합되었고 수지 A, 수지 B 및 수지 C가 충분히 균일하게 분포되고 있는 상태를 가리킨다.
번호 적층필름의 구성(소재와의 접착면측에서의 수지층/표면측에서의 수지층
A1 나일론 6(융점: 215℃, 두께: 10㎛)/나일론 6.6(융점: 260℃, 두께: 10㎛)
A2 나일론 6(융점: 215℃, 두께: 10㎛)/나일론 6.6(융점: 260℃, 두께: 10㎛)
A3 PET 공중합체(융점: 220℃, 두께: 5㎛)/PET 단독중합체(융점: 255℃, 두께: 15㎛)
A4 PET 공중합체(융점: 220℃, 두께: 5㎛)/PET 공중합체(융점: 220℃, 두께: 10㎛, TiO2 1): 20중량% 함유)/PET 공중합체(융점: 220℃, 두께: 5㎛)
A5 PET 공중합체(융점: 220℃, 두께: 5㎛, TiO2: 10중량% 함유)/PET 공중합체(융점: 220℃, 두께: 10㎛, TiO2: 50중량% 함유)/PET 공중합체(융점: 220℃, 두께: 5㎛, TiO2: 10중량% 함유)
A6 PET 공중합체(융점: 220℃, 두께: 5㎛, TiO2: 35중량% 함유)/PET 공중합체(융점: 220℃, 두께: 10㎛, TiO2: 60중량%)/PET 공중합체(융점: 220℃, 두께: 5㎛, TiO2: 35중량%)
주1)TiO2: 안료
표 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 필요조건을 만족하는 실시예 및 본 발명의 필요조건을 만족하지 않는 비교예의 샘플에 사용된 적층필름 A1 내지 A6는 모두 서로 상용성이고 융점이 비교적 근접한 중합체끼리의 조합으로 이루어져 있다.
즉, A1 및 A2의 각 적층필름은 융점이 215℃에서 층의 두께가 10㎛인 나일론6과, 융점이 260℃에서 층의 두께가 10㎛인 나일론 6·6와의 조합으로 이루어진 2층 구조로 구성되어 있다. 또한, A3의 적층필름은 융점이 220℃에서 층의 두께가 5㎛인 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트)의 공중합체와, 융점이 255℃에서 층의 두께가 15㎛인 PET의 단독중합체로 이루어진 2층 구조로 구성되어 있다.
또한, A4, A5, A6의 각 적층필름은, 융점이 220℃에서 층의 두께가 5㎛인 PET의 공중합체와, 융점이 220℃에서 층의 두께가 10㎛인 PET의 공중합체와, 융점이 220℃에서 층의 두께가 5㎛인 PET의 공중합체로 이루어지는 3층 구조이고, 이중 A4는 중간층에 안료로서 TiO2가 20중량%함유된 것이고, A5는 소재와 접착하는 접착면측의 수지층에 TiO2를 10중량% 함유하고 중간층에 TiO2를 50중량% 함유하고 최표 면측의 수지층에 TiO2를 10중량% 함유하는 것이고, A6는 소재와 접착하는 접착면측의 수지층에 TiO2를 35중량% 함유하고 중간층에 TiO2를 60중량% 함유하고 최표면측의 수지층에 TiO2를 35중량% 함유하는 것이다.
이와 같이, 표 1에 기재된 구성을 갖는 적층필름을 상기 도 3에 도시한 바와 같은 방법으로 JISAA1100-H24(판두께: 0.30 mm)의 A1판에 라미네이트하여 표 2에 기재된 바와 같은 샘플을 제작하고, 이러한 샘플의 가공성 및 밀착성에 대해 평가했다. 적층 필름의 가공성 평가로서, 표 2에 기재된 구성을 갖는 각 샘플을 사용하여 지름이 10 mm이고 길이가 20 mm이며 아이어닝 율이 20%인 드로잉-아이어닝 가공을 실시하여 된 드로잉-아이어닝 캡을 제조하고, 형성된 드로잉-아이어닝 캡에 다시 트로밍 가공을 실시하여 트리밍부의 적층필름의 상태를 평가했다. 평가의 기준은, 적층필름이 A1판으로부터 완전히 박리하지 않은 것을「◎(지극히 양호)」라고 하고, 1mm 이하의 적층필름의 박리가 한군데 있는 것을「O(양호)」라고 하고, 1mm 이하의 적층필름의 박리가 2 내지 3군데 있는 것을「△(실용상 문제는 없지만 불량이 조금 많이 발생)」라고 하며, 1mm 이상의 박리가 확인되는 것을「×(불량)」라고 했다.
또한, 적층 필름의 밀착성 평가로서는, 압연율이 50%인 냉간 압연처리된 상기 JIS5000계 합금(AAl100-H24) 및 적층 필름과의 180℃ 박리강도를 측정하고, 박리강도가 3N/20mm 이상의 것을「◎(지극히 우수)」,박리강도가 2N/20mm 이상 내지 3N/20mm 미만의 것을「O(양호)」,박리강도가 1N/20mm 이상 내지 2N/20mm 미만의 것을「△(실용상 문제는 없지만 불량이 조금 많이 발생)」,박리강도가 1N/20 mm이하의 것을「×(불량)」이라고 평가했다.
또한, 본 발명의 필요조건을 만족하는 실시예 1 내지 8 및 본 발명의 필요조건을 만족하지 않는 비교예 9 내지 12는 모두 2종 또는 3종의 수지의 덩어리를 각각 가열하여 용융하고, 이들의 수지를 동시에 필름상에 압출시켜 적층하는 공압출 법에 의해서 소정의 두께를 갖는 수지의 적층필름을 형성하고, 상기 A1판에 붙였다.
표 2에 기재된 바와 같이, 본 발명의 필요조건을 만족하는 실시예 1 내지 8에 있어서, 열처리 온도가 모두 상기 각 적층 필름에 함유된 수지의 융점 이상으로, 또한 상기 분해점 이하의 온도로 열처리되었다. 한편, 본 발명의 필요조건을 만족하지 않는 비교예 9 내지 12는, 열처리의 온도가 상기 각 적층필름에 함유된 수지의 융점 이하, 또는 상기 분해점 이상의 온도로 열처리되었다.
표 2에 기재된 바와 같이, 본 발명의 필요조건을 만족하는 실시예 1 내지 8는, 목시 관찰(광학현미경)에 의한 수지의 혼합상태가 모두 상태「Y」(계면이 거의 완전히 융합되고, 각 수지가 비교적 불균일에 분포되고 있는 상태), 또는 상태「Z」(계면이 거의 완전히 융합되고, 각 수지가 매우 균일하게 분포되고 있는 상태)이었고, 계면이 일체로 되어 적층필름이 형성되어 있는 것을 볼 수 있었다. 또한, 가공성 및 밀착성 평가 결과, 모두「◎(지극히 양호)」, 또는「0(양호)」이었으며, 또한 목시평가에 의해서도 성형가공에 의한 색얼룩의 발생을 볼 수 없었고, 과도한 성형가공을 실시해도 수지층간의 박리가 발생하지 않았으며, 또한 수지층과 알루미늄판과의 밀착성도 충분히 유지되었다.
이에 반하여, 본 발명의 필요조건을 만족하지 않는 비교예 9 내지 12에 있어서, 목시관찰(광학현미경)에 의한 수지의 혼합상태가 모두 상태 「X」이며, 계면이 명확히 존재한 상태로 수지층이 형성되어 있는 것을 볼 수 있었다. 형성 가공성 및 밀착성 평가 결과, 모두「△(실용상 문제는 없지만 일부에서 불량이 발생)」, 또는「×(불량)」이며, 목시평가에 의해서도 성형가공에 의한 색얼룩의 발생을 볼 수 있었고, 과도한 성형가공이 실시된 경우에 수지층간의 박리가 발생하여 수지층과 알루미늄판과의 밀착성이 유지되지 않았다.
상기 결과로부터, 본 발명에 따른 실시예는 모두 과도한 성형가공이 실시된다고 할지라도 수지층 사이, 및 수지층과 알루미늄판과의 밀착성이 유지됨과 동시에, 색얼룩이 발생하지 않으며, 콘덴서 케이스에 바람직한 적층 필름 라미네이트 알루미늄판이라는 것이 밝혀졌다.
본 발명에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판은 각 수지층간의 계면이 일체로 형성되고 수지층에 도입된 착색안료가 각 수지층간에 연속 농도 분포로 분산됨으로써 과도한 성형가공이 실시된다고 할지라도 수지층 사이, 및 수지층과 알루미늄판과의 밀착성이 유지되고 색얼룩이 발생하지 않으며, 따라서 콘덴서 케이스등에 바람직하게 사용될 수 있다.

Claims (12)

  1. 알루미늄을 주성분으로서 함유하는 알루미늄판의 적어도 한 면에 2층이상의 수지층이 적층된 적층 필름 라미네이트 알루미늄판에 있어서,
    상기 각 수지층을 구성하는 매트릭스 수지가 상용성을 갖는 수지이며, 상기 수지층중 적어도 1층에 착색안료가 도입되어 있으며, 적층된 수지층은 상기 각 수지층을 구성하는 매트릭스 수지 모두의 융점 이상의 온도 내지 분해점 미만의 온도로 열처리되는, 적층 필름 라미네이트 알루미늄판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지층에 도입된 착색안료가 상기 각 수지층간을 가로질러 소정의 연속된 농도 분포로 분산되는 적층 필름 라미네이트 알루미늄판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지층은 3층 이상으로 구성되고, 상기 3층 중 중간층의 착색 안료의 농도 분포가 가장 높은 적층 필름 라미네이트 알루미늄판
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지층 중 1층 이상이 폴리에스테르계 수지인 적층 필름 라미네이트 알루미늄판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지층 중 1층 이상이 폴리아미드계 수지인 적층 필름 라미네이트 알루미늄판.
  6. 알루미늄을 주성분으로서 함유하는 알루미늄판의 적어도 한 면에 2층 이상의 수지층이 적층된 적층 필름 라미네이트 알루미늄판에 있어서,
    상기 각 수지층을 구성하는 매트릭스 수지가 상용성을 갖는 수지이며, 상기 수지층중 1층 이상에 착색안료가 도입되어 있으며, 상기 수지층간의 각 계면에서 상기 매트릭스 수지가 각 수지층에 서로 확산하여 일체로 형성되어 있는 적층 필름 라미네이트 알루미늄판.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 수지층에 도입된 착색안료가 상기 각 수지층간을 가로 질러 소정의 연속 농도분포로 분산되어 있는 적층 필름 라미네이트 알루미늄판.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 수지층은 3층 이상으로 구성되고, 상기 3층 중 중간층의 착색안료의 농도분포가 가장 높은 적층 필름 라미네이트 알루미늄판.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 수지층 중 1층 이상이 폴리에스테르계 수지인 적층 필름 라미네이트 알루미늄판.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 수지층 중 1층 이상이 폴리아미드계 수지인 적층 필름 라미네이트 알루미늄판.
  11. 서로 상용성이고 서로 다른 수지로 이루어진 2이상의 매트릭스 수지를 동시에 필름상에 압출시켜 적층하는 공압출법에 의해 조막된 적층필름을 알루미늄판의 적어도 한 면에 피복하는 단계; 및
    형성된 판을 상기 매트릭스 수지 모두의 융점 이상의 온도 내지 분해점 미만의 온도로 열처리하는 단계를 포함하는, 제 1 항에 따른 적층 필름 라미네이트 알루미늄판의 제조방법.
  12. 알루미늄판의 적어도 한 면에 제 1 매트릭스 수지층을 형성하는 단계;
    상기 제 1 매트릭스 수지와 상용성을 갖는 제 2 매트릭스 수지로 이루어진 수지층을 상기 제 1 매트릭스 수지층의 위에 형성하는 단계; 및
    상기 제 1 매트릭스 수지 및 제 2 매트릭스 수지의 융점이상의 온도 내지 분해점 미만의 온도로 열처리하는 단계를 포함하는 제 1 항에 따른 적층 필름 라미네이트알루미늄판의 제조방법.
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