KR20040091756A - 금속화된 플라스틱 성형품의 제조 방법 및 이의 용도 - Google Patents

금속화된 플라스틱 성형품의 제조 방법 및 이의 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속화된 플라스틱 성형품의 다단계 제조 방법 및 이의 용도에 관한 것이다.

Description

금속화된 플라스틱 성형품의 제조 방법 및 이의 용도 {METHOD FOR THE PRODUCTION OF METALLISED PLASTIC MOULDED PIECES AND USE THEREOF}
본 발명은 금속화된 플라스틱 성형품의 제조 방법 및 제조된 성형품의 용도에 관한 것이다.
일반적인 장식 (예를 들어, 손으로 쓴 글자 또는 장식체, 로고) 이외에 금속성 광택을 갖는 플라스틱 성형품은 미리 제조된 금속화된 필름을 인쇄한 후, 이를 성형하고, 이를 플라스틱으로 백-스프레잉 (back-spraying)함으로써 제조된다. 대안적으로, 반투명의 플라스틱 필름을 먼저 인쇄한 후 금속화한다. 이후에 이를 성형하고, 보호층을 임의로 금속층에 도포한다. 이러한 방법을 수행하여, 예를 들어 바퀴통 커버 등과 같은 자동차용 플라스틱 부품을 생성한다. 생성된 부품은 금속층으로 인하여 반투명하지 않고, 따라서 투과광 방법을 상기 부품에 사용할 수 없다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 과제는 금속성 광택 및 그밖의 일반적인 장식 효과를 갖는 플라스틱 성형품을 기술적으로 간단한 방식으로 생성되게하는 방법을 제공하는 것이었다. 생성된 부품에 또한 투과광 기술을 사용할 수 있어야 한다.
상기 문제는 본 발명의 방법에 의해 해결되었다.
본 발명의 주제는
a) 두께 20 nm 내지 150 nm의 금속층을 두께 50 ㎛ 내지 750 ㎛의 반투명의 플라스틱 필름에 도포하고,
b) 상기 a)의 금속화된 필름 상의 금속층을 부분적으로 제거하고,
c) 상기 필름의 금속화된 면 상에 두께 5 ㎛ 내지 50 ㎛의 접착층을 도포하고,
d) 다음 상기 c)의 접착층에 두께 50 ㎛ 내지 750 ㎛의 인쇄된 또는 비인쇄된 반투명의 플라스틱 필름을 임의로 적층시키고,
e) 이후에, 상기 d)의 필름 또는 상기 c)의 층에 두께 3 ㎛ 내지 40 ㎛의 장식층을 임의로 도포하고,
f) 상기 c), d) 또는 e)의 생성물을 임의로 성형하고,
g) 최종적으로 이것을 반투명의 열가소성플라스틱으로 백-스프레잉하는 것을 특징으로 하는, 플라스틱 성형품의 제조 방법이다.
본 발명의 방법에서, 금속층을 반투명의 플라스틱 필름에 도포한다. 금속층은 소위 PVD (물리 증착; physical vapour deposition) 방법 또는 CVD (화학 증착; chemical vapour deposition) 방법에 의해 도포되는 것이 바람직하다. 대안적으로, 상기층을 바람직하게는 트랜스퍼 (transfer) 금속화에 의해 도포할 수 있다 (예를 들어, 문헌 [Joachim Nentwig, Kunststoff-Folien 2000, Carl Hanser Verlag, Munich, Vienna] 참조). 사용되는 금속은 일반적으로 알루미늄, 크롬, 은, 니켈 및 금이다.
플라스틱 필름 상의 금속층이 플라스틱 필름의 목적하는 부분/면적으로부터제거된다. 이것은 레이저 광선을 이용하여 수행되는 것이 바람직하다 (예를 들어, 문헌 [Gottfried W. Ehrenstein, Stefan Stampfer, 3D-spritzgegossene Formteile mit strukturiertem Leiterbild, Spritzgiessen 2000 - Internationale Jahrestagung [3D injection moulded parts with a structured printed circuit pattern, Injection Moulding 2000 - Annual International Conference], VDI-Verlag, 2000] 참조). 대안적으로, 금속층은, 예를 들어 에칭에 의해 부분적으로 제거될 수 있다. 금속층의 부분적인 제거에 레이저를 사용할 경우, 단계 b) (금속층의 부분적인 제거)는 단계 g) 후에 수행하는 것이 바람직할 수 있다. 금속층의 레이저 광선 제거는 또한 단계 c), d), e) 또는 f) 후에 수행할 수 있다. 층의 두께는 일반적으로 나노미터 범위이다. 금속층을 레이저 광선에 의해 광선이 비추는 지점에서 제거하여, 원한다면, 광 투과 기술에 의해 광이 통과할 수 있는 영역을 생성한다.
접착층은 바람직하게는 스크린 인쇄에 의해 필름의 금속화된 면에 도포된다. 대안적으로, 닥터 나이프로 또는 분무에 의해 도포될 수 있다. 그의 기능은 또한 금속층을 보호하는 것이다. 예를 들어, 문헌 ["Adhesion-Kleben und Dichten" by Dr G Festel, Dr A Pross, Dr H Stepanski, Dr H Blankeheim, Dr R Witkowski, Friedrich Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Wiesbaden]에 기재된 바와 같이, 열활성화된 폴리우레탄 접착제를 사용하는 것이 바람직하다.
인쇄된 또는 비인쇄된 반투명의 플라스틱 필름을 임의로 접착층에 적층시킨다. 착색된 필름을 대안적으로 사용할 수 있다. 이러한 필름은 금속층에서 광택의 손실을 방지하거나 감소시킬 수 있다. 광택의 손실은 고온에서 백-스프레잉하는 동안 발생할 수 있다. 적층은 필름의 연화점 미만의 온도에서 수행하는 것이 바람직하다.
이후에 장식층을 임의로 도포한다. 이것은 스크린 인쇄에 의해 수행하는 것이 바람직하다. 그러나, 도포는 대안적으로 오프셋, 그라비아, 트랜스퍼 또는 디지탈 인쇄에 의해 수행될 수 있다. 이러한 목적을 위해 사용되는 잉크는 반투명이어야 한다.
이후에 성형을 수행한다. 예를 들어 DE-A 3 844 584호에 기재된 바와 같이, 소위 "고압 형성" 방법을 이용하는 것이 바람직하다. 필름은 그의 연화 온도 미만에서 성형되어 금속층의 광택에 부작용을 끼치지 않도록 하는 것이 바람직하다.
다른 방법으로는 기계적 성형법 및 수소첨가개질법이 있다. 부품의 기하학적 특성을 허용할 경우 (예를 들어, 평평한 부품이 약간만 구부러질 경우), 백-스프레잉하는 동안 열가소성플라스틱의 압력에 의해 성형이 수행되어 추가의 성형 단계가 생략될 수 있다. 성형 단계 후, 튀어나온 잔여의 부분은 바람직하게는 펀칭에 의해 제거할 수 있다. 대안적으로, 이들은 레이저 광선 절단 (laser beam cutting), 수분사 절단 (water jet cutting) 또는 분쇄에 의해 제거될 수 있다.
부품은 최종적으로 반투명의 열가소성플라스틱으로 백-스프레잉된다.
본 발명의 방법에 의해 제조된 플라스틱 성형품은 특히 자동차 분야 및 전자 공학 분야에서 열쇠, 스위치 및 부속품으로서, 특히 자동차 외관 분야에서 트림 스트립 (trim strip)으로서, 특히 램프 및 헤드라이트용 반사기로서, 특히 전화기 및이동 전화기용 자판 및 케이스로서, 특히 가전 제품용 외장 및 열쇠로서, 광고 판넬로서 및 포장재로서, 및 신분증의 제조를 위해 사용된다.
a) 알루미늄을 이용한 폴리카르보네이트 필름 (바이엘 아게 (Bayer AG)로부터의 마크로폴 (Makrofol; 등록상표) DE1-1C, 175 ㎛)의 금속화.
필름을 미리 플라스마 처리하여 필름에 대한 금속층의 접착력을 증가시켰다. 알루미늄을 PVD 방법 (직접적인 금속화)에 의해 두께 80 nm로 도포하였다. 금속화를 헤라에우스-라이볼트 (Heraeus-Leibold) 금속화 플랜트 (plant)에서 수행하였다.
b) 레이저에 의한 선택된 영역에서의 Al층 제거
Al층의 정밀 제거는 로핀 시나르 (Rofin Sinar) "마커 파워 라인 (Marker Power Line) 60" 레이저 플랜트에서 수행하였다.
시험 설정:
레이저 매질: Nd YAG
용량: 60 와트
전류: 8.5 A
파장: 1064 nm
펄스 주파수: 4.1 kHz
공급 속도: 200 mm/초
c) 접착층의 도포
프뢸 (Proell)에 의해 제조된 접착제 "아쿠아프레스 (Aquapress; 등록상표) ME"를 스크린 인쇄에 의해 도포하였다. 인쇄는 세번 수행하였다. 사용된 폴리에스테르 직물 스크린은 1 cm 당 100개의 실을 가졌다. 인쇄된 필름을 건조할 때, 접착층의 두께는 20 ㎛이었다.
d) 추가의 필름
두께 100 ㎛의 폴리카르보네이트 필름 (바이엘 아게로부터의 마크로폴 (등록상표) DE1-4, 175 ㎛)을 상기 단계 c)의 생성물에 적층시켰다. 적층은 90℃의 필름 온도 및 4 bar의 적용 압력에서 수행하였다.
e) 장식층
프뢸에 의해 제조된 반투명의 "노리판 (Noriphan; 등록상표) HTR" 잉크계를 스크린 인쇄에 의해 도포하였다. 인쇄는 한번 수행하였다. 폴리에스테르로 제조된 직물 스크린은 1 cm 당 100개의 실을 가졌다. 인쇄된 필름을 건조할 때, 잉크층의 두께는 6 ㎛이었다.
f) 상기 단계 e)로부터의 생성물을 고압 형성에 의해 성형하고, 튀어나온 잔여의 부분을 절단하여 제거하였다. 생성물 온도는 약 80℃이고, 주형 온도는 약 75℃이었다.
g) 상기 단계 f)로부터의 성형된 생성물은 마크롤론 (Makrolon; 등록상표) 2400 (바이엘 아게로부터의 폴리카르보네이트)으로 백-스프레잉하였다. 재료 온도는 290℃이고 주형 온도는 60℃이었다.

Claims (2)

  1. a) 두께 20 nm 내지 150 nm의 금속층을 두께 50 ㎛ 내지 750 ㎛의 반투명의 플라스틱 필름에 도포하고,
    b) 상기 a)의 금속화된 필름 상의 금속층을 부분적으로 제거하고,
    c) 상기 필름의 금속화된 면 상에 두께 5 ㎛ 내지 50 ㎛의 접착층을 도포하고,
    d) 다음 상기 c)의 접착층에 두께 50 ㎛ 내지 750 ㎛의 인쇄된 또는 비인쇄된 반투명의 플라스틱 필름을 임의로 적층시키고,
    e) 이후에 상기 d)의 필름 또는 상기 c)의 층에 두께 3 ㎛ 내지 40 ㎛의 장식층을 임의로 도포하고,
    f) 이와 같이 제조된 생성물을 임의로 성형하고,
    g) 최종적으로 이것을 반투명의 열가소성플라스틱으로 백-스프레잉 (back-spraying)하는 것을 특징으로 하는, 플라스틱 성형품의 제조 방법.
  2. 열쇠, 스위치, 부속품, 트림 스트립 (trim strip), 반사기, 자판, 케이스, 외장, 광고 판넬, 포장재 및 신분증을 위한 제1항에 따라 제조된 성형품의 용도.
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