KR20040101198A

KR20040101198A - 인몰드 가식품의 제조방법 및 인몰드 가식품

Info

Publication number: KR20040101198A
Application number: KR10-2004-7010449A
Authority: KR
Inventors: 후지이히로유끼; 호소야히데하루; 요꼬따노부유끼; 다까하시마사아끼
Original assignee: 아사히 가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2002-04-19
Filing date: 2003-04-18
Publication date: 2004-12-02
Also published as: WO2003089223A1; AU2003227420A1; US20040258934A1; CN1646290A; EP1498251A1

Abstract

선예하고 번짐이 없는 고화질의 화상을 갖는 수지 성형품을, 소량 개수라도 저비용으로 제조할 수 있는 인몰드 가식품의 제조방법의 제공. 기재의 표면에 형성된, 헤이즈가 70% 이하인 투명성 높은 잉크 수용층면에 잉크젯 인쇄에 의해 도안을 가식하는 공정 (A) 와, 다음, 상기 가식된 기재를 잉크 수용층을 내측으로 하여 금형 내에 장착하고, 장착 후, 금형 내에 용융 수지를 사출 성형하여 전체가 일체화된 성형품을 얻는 공정 (B) 를 포함한다.

Description

인몰드 가식품의 제조방법 및 인몰드 가식품 {METHOD FOR PRODUCING IN-MOLD DECORATED ARTICLE AND IN-MOLD DECORATED ARTICLE}

종래의 인몰드 가식품의 제조방법에서는, 통상 열가소성 필름에 원하는 도안을 스크린 인쇄하고, 이 인쇄된 필름을 진공 성형 또는 압공 (壓空) 성형 등으로 형상을 부여한다. 다음, 형상이 부여된 인쇄된 필름을 금형의 캐비티 내에 셋팅하고, 열가소성 수지를 주입하여 제품으로 한다. 가식방법에 의한 제품 (이하, 가식품이라 함) 을 도안이 도장된 제품과 비교하면, 마무리의 미감이 뛰어나고, 도장에 필요로 되는 용제를 사용하지 않는다는 점에서 환경에도 우호적이라는 이점이 있다.

그러나, 가식품이라도 사진 등에 비하여 선예성 (鮮銳性) 이 떨어지고, 화질 면에서는 충분치 않다. 또, 인쇄된 필름을 상기 캐비티 내에 셋팅하고, 열가소성 수지를 주입할 때, 게이트 주변의 상기 필름으로부터 인쇄된 잉크의 일부가 흘러내리는 경우가 있어 번짐이 발생한다. 따라서, 게이트 위치의 선정, 금형 설계, 성형조건의 설정 등에 숙련과 시간을 요하는 등의 문제점도 있다. 또한, 가식품의 인쇄 도안이 복잡해지면 그만큼 고가의 스크린, 스텐실을 많이 준비해야 하고, 공정수, 제조비용이 드는 문제점도 있다.

예컨대, 일본 공개특허공보 평 4-320825 호 (미국 특허 제 5,275,764 호) 또는 일본 공개특허공보 평 11-240441 호에 개시되는 바와 같이, 차량용 미등 램프 조립품의 제조방법으로서 인몰드 방법 또는 인몰드 가식방법 (IMD) 이 제안되어 있다. 인몰드 가식방법은, 가식을 기재 (基材) 의 성형 사이클 중에 행하는 것이다. 즉, 1 또는 그 이상의 착색 또는 가식된 기재를 단일 금형 캐비티에 넣은 다음, 용융 수지를 상기 금형의 캐비티 내에 사출 성형하여 단일 렌즈 패널 내에 1 또는 그 이상의 착색 또는 가식된 일체 성형 조립품을 얻는 것이다. 이 방법으로 얻어진 일체성형 조립품은, 점등시에 균일한 색의 분포를 제공하며, 종래의 제품과 비교하여 비용 및 제조시간이 감소된다.

상기 인몰드 가식방법에 있어서, 일본 공개특허공보 평 11-240441 호에 개시된 방법에서는, 기재 상에 가식하는 수단으로 조직이 촘촘한 직물로 이루어진 스크린을 갖는 스크린 인쇄가 채택되고 있다. 스크린 인쇄는 잉크 두께를 정확하게 변경하여 조정할 수 있기 때문에 여러 종류의 다양한 플라스틱 기재의 가식에 있어 유용한 방법이며, 도장방법 등과 비교하면 미적 마무리는 양호하다.

그러나, 스크린 인쇄를 사용하는 경우에는, 치수가 정확한 필라멘트를 사용하여 정밀한 제어하에 면밀하게 짜여진 메쉬 스크린을 준비할 필요가 있고, 특히 이것은 모양, 색깔이 복잡해진 경우에는 많은 비용과 시간이 든다. 또, 스크린 인쇄에서는, 기재 상에 정밀한 가식을 실시할 필요가 있기 때문에, 엣지 가이드, 메카니컬 스토퍼 및 자동장치를 사용한 대규모 장치를 필요로 하며, 그들 장치의 조달도 용이하지는 않다.

스크린 인쇄를 사용하는 인몰드 가식방법의 경우, 이와 같은 정밀하고 대규모인 장치를 필요로 하기 때문에, 제조 개수가 소량이면 개수당 비용이 높아지므로 제조 개수가 정리될 필요성이 있어, 소량 롯트의 요구에 충분히 대응할 수 없다는 문제점도 가지고 있었다. 또한, 스크린 인쇄에서 사용되는 잉크는, 성형시의 고온 조건에서 잉크가 흐르기 쉬워, 그것을 방지하기 위한 수단이 필요함과 동시에, 제조된 수지 성형품이 갖는 표면의 가식 (화상) 은, 상기와 같이 도장품에 비하면 양호하지만, 선예성이 사진 등과 비교하면 충분하지 않아, 더욱 개량할 여지가 있는 것이었다.

본 발명은, 대규모 장치를 사용하지 않고, 소량 롯트라도 비용 상승을 초래하지 않고, 또 성형시에도 가식에 사용한 잉크가 흐르지 않는 인몰드 가식품의 제조방법의 제공을 과제로 한다.

또, 본 발명은, 사진 등에 비해서도 손색이 없는 선예한 인쇄 화상을 가지며, 인쇄의 번짐도 없어 뛰어난 화질을 갖는 인몰드 가식품의 제조방법 및 인몰드 가식품의 제공을 과제로 한다.

본 발명은, 표면에 장식성 (裝飾性) 을 갖는 수지 (플라스틱) 성형품의 제조 등에 사용되는 인몰드 가식품 (加飾品) 의 제조방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, PC, 카메라, 휴대전화 등의 각종 전기제품의 하우징이나 커버 등의 부재용, 또는 차량용 미등 등의 차량용 부재 등의 수지 성형품의 제조에 적합한 인몰드품의 제조방법에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명의 인몰드 가식품의 제조방법에 의해 제조된 인몰드 가식품의 일례의 단면도.

* 부호의 설명 *

1 : 기재

2 : 가식된 잉크 수용층

3 : 수지층

10 : 본 발명의 인몰드 가식품의 제조방법에 의해 제조된 인몰드 가식품

발명을 실시하기 위한 형태

본 발명의 인몰드 가식품의 제조방법은, 상기와 같이 (A) 및 (B) 의 공정을 통하여 실시된다. 이하에 각각의 각 공정에 대해 설명한다.

우선, 본 발명에서는 투명한 기재의 표면에 형성된 특정 잉크 수용층에 잉크젯 인쇄에 의해 도안을 가식하는 공정 (A) 가 실시된다. 여기서 투명한 기재란, 헤이즈가 15% 이하인 것이 바람직하고, 특히 5% 이하인 것이 바람직하다. 이렇게 하여, 기재로는 투명성 높은 각종 합성 수지의 필름 또는 시트가 사용된다. 합성 수지의 바람직한 예로는, 열가소성 수지가 있고, 예컨대, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르, 변성 폴리페닐렌에테르, 아크릴로니트릴ㆍ부타디엔ㆍ스티렌 공중합체, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 2 종 이상으로 이루어진 고분자고용체 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 내열성, 내충격성, 투명성 및 3차원 가공성에 적합하다는 점에서 폴리카보네이트가 특히 바람직하다. 또, 기재의 두께는 바람직하게는 0.1∼1mm 가 양호하다. 두께가 0.1mm 보다 얇은 경우에는, 성형시에 용융 수지의 압력으로 기재가 파손되기 쉬워지고, 또 두께가 1mm 보다 두꺼운 경우에는 얇은 가식품의 성형이 어려워진다. 그 중에서도 두께는 0.1∼0.5mm 가 바람직하다.

기재에 형성된 잉크 수용층으로는, 헤이즈가 70% 이하인 투명성이 우수한 것을 사용한다. 헤이즈는 70% 를 초과하면 얻어지는 인몰드 가식품의 화상이 희미하여 잘 보이지 않을 우려가 있으므로 바람직하지 않다. 헤이즈는 50% 이하가 특히 바람직하다. 본 발명에서는, 헤이즈의 측정은 JIS K7165 에 준하여 실시한다. 잉크 수용층으로는, 미립자간의 공극에 잉크를 수용시키는, 소위 공극 흡수형 수용층이어도 되고, 수지 도공층에 잉크를 팽윤 정착시키는 팽윤형 수용층이어도 된다. 공극 흡수형 수용층의 경우는, 화상이 선명한 것이 얻어지고, 또 잉크 수용층의 내열성이 뛰어나므로, 용융 수지의 온도가 높은 경우라도 가식된 화상이 번지거나 열화되지 않기 때문에 바람직하다. 팽윤형 수용층의 경우는 잉크 수용층이 유연성이 뛰어나므로, 3차원에 인몰드 가공할 때에도 가식품이 잘 손상되지 않기 때문에 바람직하다. 잉크 수용층의 두께는, 잉크 흡수성, 잉크 수용층의 강도, 용도 등에 따라서도 선택되지만, 바람직하게는 2∼80㎛ 가 채택된다. 상기 두께는 2㎛ 미만인 경우는 잉크 수용층으로서의 효과가 발현되기 어렵고, 80㎛ 를 초과하는 경우는 투명성이나 강도가 저하될 우려가 있으므로 바람직하지 않다. 그 중에서도 잉크 수용층의 두께는 10∼50㎛ 가 적절하다.

공극 흡수형 잉크 수용층은, 평균 세공 반경이 3∼25nm 이고, 특히 5∼15nm 이 적절하며, 세공 용적이 0.3∼2.0㎤/g 이 바람직하고, 특히 0.5∼1.5㎤/g 인 것이 바람직하다. 공극 흡수형 잉크 수용층은 안료와 바인더를 함유하는 것이 바람직하다. 그 중에서도 안료는 무기 안료가 바람직하다. 안료의 예로는, 실리카, 알루미나, 베마이트, 합성 미립자 실리카, 합성 미립자 알루미나 실리케이트, 기상법 합성 실리카, 제올라이트, 몬모릴로나이트군 광물, 바이데라이트군 광물, 사포나이트군 광물, 헥토라이트군 광물, 스티븐사이트군 광물, 하이드로탈사이트군 광물, 스멕타이트군 광물, 벤토나이트군 광물, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산칼슘, 황산바륨, 산화티탄, 티탄, 산화아연, 탄산아연, 규산알루미늄, 규산칼슘, 규산마그네슘, 카오린, 탈크, 산화알루미늄, 수산화알루미늄, 폴리수산화알루미늄 화합물, 알루미나 수화물, 플라스틱 피그먼트, 요소 수지 안료, 셀룰로스 입자, 전분 입자, 실리카 알루미나 복합 입자 등을 들 수 있다.

그 중에서도, 기상법 합성 실리카, 실리카, 알루미나, 베마이트가 잉크 수용층의 투명성이 보다 뛰어나므로 바람직하다. 이 중, 특히 베마이트 (Al₂O₃ㆍnH₂O, n = 1∼1.5) 가 잉크의 흡수성, 정착성, 투명성의 면에서 바람직하다.

상기 바인더로는, 전분 또는 그 변성물, 폴리비닐알콜 또는 그 변성물, 젤라틴 또는 그 변성물, 카제인 또는 그 변성물, 폴리비닐아세탈 수지, 스티렌ㆍ부타디엔 고무 라텍스, 니트릴ㆍ부타디엔 고무 라텍스, 히드록시 셀룰로스, 히드록시메틸 셀룰로스 등의 셀룰로스 유도체, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산, 폴리아크릴아미드 등의 수용성 중합체, 알콜 가용성의 중합체 또는 이들 중합체의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 본 발명에서는 잉크 흡수성이나 내수성이 양호하다는 점에서, 폴리비닐알콜 또는 그 변성물의 사용이 바람직하다. 바인더는, 재질에 따라 그 양태가 변화하므로 일괄적으로 결정할 수는 없지만, 잉크 수용층에서의 상기 안료 100 질량부에 대해 바람직하게는 1∼50 질량부, 특히 5∼30 질량부함유되면 적절하다.

팽윤형 잉크 수용층은, 바람직하게는 친수성 고분자 및 안료를 함유하는 것이 바람직하다. 친수성 고분자로는, 분자 내에 친수성 관능기를 가지고 있고, 물에 용해한 상태 또는 자기 유화한 상태의 고분자 물질을 의미한다. 그 바람직한 예로는, 우레탄 수지 또는 그 변성물, 폴리비닐알콜 또는 그 변성물, 폴리비닐피롤리돈 또는 그 변성물, 메틸 셀룰로스, 카르복시메틸 셀룰로스, 히드록시메틸 셀룰로스 등의 셀룰로스 유도체, 카제인 또는 그 변성물, 젤라틴 또는 그 변성물을 들 수 있다. 그 중에서도 변성 우레탄 수지가 내열성이 뛰어나다는 점에서 특히 바람직하다. 본 발명에서 변성 우레탄 수지란, 수성화된 우레탄 수지를 의미하며, 물에 안정적으로 분산될 수 있도록, 우레탄 골격의 주쇄 중에 친수기를 도입하여 자기 유화하거나, 또는 외부 유화제로 분산시켜 얻어지는 우레탄 수지의 수분산체를 나타낸다. 변성 우레탄 수지로는, 특히 폴리카보네이트계 폴리올 또는 폴리에스테르계 폴리올과 지방족 이소시아네이트에서 얻어지는 자기 유화 타입의 것이 바람직하다. 또, 안료로는, 상기 공극 흡수형 잉크 수용층에 사용되는 것과 동일한 안료를 들 수 있는데, 무기 안료가 특히 바람직하다.

팽윤형 잉크 수용층을 형성하는 친수성 고분자와 안료의 배합 비율은, 재질에 따라 특성이 변화하므로 일괄적으로는 결정할 수 없지만, 친수성 고분자 100 질량부에 대해 안료는 200 질량부 이하가 바람직하고, 특히 150 질량부 이하가 더욱 바람직하다.

잉크 수용층이 팽윤형 잉크 수용층인 경우, 기재와 팽윤형 잉크 수용층 사이에, 안료를 함유하는 중간층을 형성하면 더욱 바람직하다. 중간층의 형성에 의해, 중간층을 통하여 팽윤형 잉크 수용층과 기재의 밀착강도가 높아지고, 잉크 수용층의 내열성이 향상된다. 이렇게 함으로써, 사출 성형에서 용융 수지를 주입한 경우에, 주입 게이트 주변의 인쇄된 필름 상의 팽윤형 잉크 수용층이 열의 영향을 받아 변형되고, 필름 상에서 쉽게 박리되는 것을 억제할 수 있다. 상기 중간층으로는, 상기 기술한 공극 흡수형 잉크 수용층과 동일한 조성물을 사용하는 것이 바람직하다. 중간층의 두께는 0.2∼15㎛ 가 바람직하다.

상기 잉크 수용층은, 상기 공극 흡수형 잉크 수용층 또는 수지 팽윤형 잉크 수용층의 구성성분을 함유하는 도공액 (塗工液) 을 조제하고, 그 도공액을 적절한 도공수단으로 기재의 표면에 도공함으로써 형성된다. 도공수단으로는, 롤코터, 에어나이프코터, 블레이드코터, 로드코터, 바코터, 콤마코터, 그라비아코터, 다이코터, 커튼코터, 스프레이코터, 슬라이드코터 등이 사용된다. 도공 후에는 건조시키는데, 건조방법으로는 열풍, 적외선, 가열 실린더 등이 있다.

상기 잉크 수용층의 밀착성 레벨을 향상시키기 위해, 코로나 방전 처리, 프라이머 코팅 등에 의해 기재의 표면을 사전에 처리해 두는 것도 가능하다.

기재의 표면에 형성된 잉크 수용층에 도안을 잉크젯 인쇄에 의해 가식한다. 가식된 도안 (그래픽스) 은, 최종 제품의 용도, 타입, 종류 등에 따라 각각 선택된다. 본 발명에서는, 상기 잉크 수용층에 대해 잉크젯 인쇄에 의해 도안이 가식되므로 여러 색깔, 모양 등을 용이하고 정밀하게 인쇄할 수 있다. 잉크젯 인쇄기로는, 인쇄 잉크의 종류 등에 따라 적절히 선택된다. 인쇄 잉크로는, 수성염료 잉크, 수성 안료 잉크, 용제계 염료 잉크, 용제계 안료 잉크, 솔리드 잉크가 사용된다. 그 중에서도, 고도로 정밀한 화상을 얻는 경우에는 염료계 잉크의 사용이 바람직하고, 고견뢰성 (高堅牢性) 의 화상을 얻는 경우에는 안료계 잉크의 사용이 바람직하다.

잉크젯 인쇄의 종료 후에는, 사용한 잉크의 종류에 따라 잉크를 건조 또는 경화시키는 것이 바람직하다. 잉크가 용제계 또는 수계 (水系) 인 경우, 가스식 또는 전기식 드라이어를 사용하여 잉크를 건조시킬 수 있다. 이 경우, 기재의 변형을 피하기 위해 건조의 온도와 체류시간을 제어하는 것이 바람직하다. 용제 잉크를 사용하는 경우, 퓸 (fume) 을 소산시키기 위해 공기 흐름이 양호한 건조를 행하는 것이 바람직하다. 잉크의 종류에 따라서는 적외선 건조를 사용할 수 있다. 잉크가 자외선 경화성인 경우, 수많은 시판 건조기를 적합하게 이용할 수 있다.

이어서, 본 발명에서는, 잉크젯 인쇄에 의해 가식된 기재를 잉크 수용층을 내측으로 하여 금형 내에 장착하고, 장착 후, 금형 내에 용융 수지를 사출 성형하여 전체가 일체화된 성형품을 얻는 공정 (B) 를 통하여 최종 제품 (가식품) 이 제조된다. 이에 의해 얻어지는 인몰드 가식품은 화상이 시트의 내측에 보호되므로 내찰상성, 내후성이 뛰어난 것이 얻어진다.

본 발명에 의해 얻어지는 일례의 가식품의 단면도를 도 1 에 나타낸다. 도 1 은 기재 (1) 의 잉크 수용층 (2) 위에 수지층 (3) 이 있는 구조의 가식품 (10) 을 나타낸다. 도 1 의 경우, 공정 (B) 는 가식된 잉크 수용층 (2) 에 접하도록 용융 수지가 사출 성형되어 수지층 (3) 이 된다.

본 발명에서의 공정 (B) 는, 기재가 잉크젯 인쇄에 의해 가식된 기재인 것을 제외하고, 기본적으로 상기 일본 공개특허공보 평 11-240441 호에 개시된 방법이 채택되어, 상기 방법과 동일하게 실시할 수 있다.

본 발명에 있어서, 가식품이 판형상 제품인 경우에는, 공정 (A) 에 이어서 공정 (B) 가 실시되는데, 가식품이 복잡한 삼차원 형상을 갖는 경우에는, 공정 (B) 전에 가식품의 3차원 형상에 합치하는 금형 내에 적합하도록, 가식된 기재를 성형하는 것이 바람직하다. 이러한 성형은, 바람직하게는 진공 성형기, 압공 성형기 등의 성형기를 사용하고, 기재를 형성하는 수지에 따른 바람직한 성형 온도, 성형 압력이 채택된다. 기재가 폴리카보네이트 필름인 경우에는, 바람직하게는 온도 160∼220℃, 압력 0.1∼10MPa 가 채택된다.

공정 (B) 에서의 금형은, 금속, 석고, 경목, 유리섬유, 신택틱 폼 (syntactic foam) 및 실리콘과 같은 재료로 형성할 수 있다. 이들 재료는 가공이 비교적 용이하여 가벼운 수정을 실시할 수 있다. 그 중에서도, 폴리카보네이트 등의 경우에는, 탄소강, 프리하든강, 스텐레스강과 같은 내구성 재료가 바람직하다.

상기 금형 내에 형성되는 게이트의 위치는, 이것을 통하여 용융 수지 (용융 상태에 있는 수지) 가 사출된 경우의 충격에 의해, 가식된 기재에 주름이 발생하지 않도록 선택된다. 게이트를 통하여 사출되는 용융 수지는, 열가소성 수지이면 되고, 예컨대 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 변성폴리페닐렌에테르, 아크릴로니트릴ㆍ부타디엔ㆍ스티렌 공중합체, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 2 종 이상으로 이루어진 고분자고용체 등의 각종 수지가 사용된다. 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트 및 변성 폴리페닐렌에테르로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상이면 더욱 바람직하다. 폴리카보네이트 및/또는 폴리아크릴레이트이면 특히 바람직하다. 이 수지는, 상기 기재의수지와 반드시 동일할 필요는 없지만, 기재와의 접착성이 크다는 점에서 동일한 수지의 사용이 바람직하다. 그 중에서도, 본 발명에서는 상기 기재 모두 폴리카보네이트 수지의 사용이 바람직하다.

본 발명에서는 가식품의 내후성, 내광성, 내산화성 등을 향상시키기 위해, 기재와 함께 이러한 특성을 갖는 수지 필름을 병용할 수 있다. 예컨대, 폴리플루오르화비닐리덴, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 불소함유 폴리머로 이루어진 수지 필름을 들 수 있다.

이렇게 하여, 본 발명의 인몰드 가식품의 제조방법에 의해 얻어지는 가식품은, 기재, 잉크젯 인쇄된 잉크 수용층 및 사출 성형된 수지층을 포함하는 것이다.

본 발명의 인몰드 가식품의 제조방법에 의해 얻어지는 가식품은 특별히 한정되지 않고, 각종 분야에 사용되는 다양한 것이 포함된다. 그 중에서도, 정밀한 가식 모양을 갖는 여러 투명수지 성형품, 특히 PC, 카메라, 휴대전화 등의 각종 전기제품의 하우징이나 커버 등의 부재, 또는 차량용 미등 램프, 대쉬보드, 도어의 내측 램프 조립체, 산업용 경보 램프, 자동차용 내장부품 (센터 패널, 핸들 커버 등), 간판 등의 제조에 적합하다.

발명의 개시

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 인몰드 가식품의 제조방법에 있어서, 기재 상에 헤이즈가 70% 이하인 투명성 높은 잉크 수용층을 형성하고, 상기 잉크 수용층에 대해 잉크젯 인쇄를 하는 신규 방법을 채택함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있음을 발견하였다. 특히, 상기 기재 상에 형성하는 잉크 수용층으로서, 특정 재질로 형성되는 잉크 수용층을 사용한 경우에는, 특히 바람직한 결과가 얻어지는 것이 발견되었다.

이렇게 하여 본 발명은 이하의 구성상의 특징을 갖는 것이다.

(1) 투명한 기재의 표면에 형성된, 헤이즈가 70% 이하인 투명성 높은 잉크 수용층면에 잉크젯 인쇄에 의해 도안을 가식하는 공정 (A) 와, 다음, 상기 가식된 기재를 잉크 수용층을 내측으로 하여 금형 내에 장착하고, 장착 후, 금형 내에 용융 수지를 사출 성형하여 전체가 일체화된 성형품을 얻는 공정 (B) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 인몰드 가식품의 제조방법.

(2) 잉크 수용층이 공극 흡수형 잉크 수용층이고, 안료 및 바인더를 함유하는 상기 (1) 에 기재된 인몰드 가식품의 제조방법.

(3) 공극 흡수형 잉크 수용층은, 평균 세공 (細孔) 반경이 3∼25nm 이고, 세공 용적이 0.3∼2.0㎤/g 인 상기 (2) 에 기재된 인몰드 가식품의 제조방법.

(4) 상기 잉크 수용층이 팽윤형 잉크 수용층이며, 친수성 고분자 및 안료를 함유하는 상기 (1) 에 기재된 인몰드 가식품의 제조방법.

(5) 상기 팽윤형 잉크 수용층이, 친수성 고분자 100 질량부에 대해 안료가200 질량부 이하인 상기 (1) 또는 (4) 에 기재된 인몰드 가식품의 제조방법.

(6) 상기 기재와 상기 팽윤형 잉크 수용층 사이에 안료 및 바인더를 함유하는 중간층을 형성한 상기 (1), (4) 또는 (5) 에 기재된 인몰드 가식품의 제조방법.

(7) 상기 중간층이 안료와 바인더를 함유하는 공극 흡수형 잉크 수용층인 상기 (6) 에 기재된 인몰드 가식품의 제조방법.

(8) 상기 잉크젯 인쇄의 잉크가 안료 잉크인 상기 (1)∼(7) 중 어느 하나에 기재된 인몰드 가식품의 제조방법.

(9) 용융 수지가 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 변성 폴리페닐렌에테르, 아크릴로니트릴ㆍ부타디엔ㆍ스티렌 공중합체, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 2 종 이상으로 이루어진 고분자고용체 (polymer alloy) 인 상기 (1)∼(8) 중 어느 하나에 기재된 가식품의 제조방법.

(10) 잉크젯 인쇄된 잉크 수용층을 갖는 기재에 있어서, 해당 잉크 수용층에 접하도록 수지층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인몰드 가식품.

이하에, 예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되어 해석되는 것이 아님은 물론이다. 예 1 ∼ 예 6 은 본 발명의 실시예이며, 예 7, 예 8 은 비교예이다. 또, 예 중의 부는 특별한 언급이 없는 한 질량부를 나타낸다. 본 실시예에서는 헤이즈는 헤이즈미터 (스가시켄끼사 제조, HGM-30P) 로 측정하였다.

[예 1]

폴리카보네이트 필름 (아사히가라스사 제조, 상품명 : 렉산필름 : 품번 8010, 두께 : 0.125mm, 헤이즈 : 0.4) 에 270Wㆍmin/㎡ 의 조건으로 코로나 방전처리를 실시하였다. 상기 폴리카보네이트 필름의 코로나 방전 처리면에, 잉크 수용층 처방 (알루미나졸 : 고형분 환산으로 100 부, 폴리비닐알콜 (PVA, 니혼고세이가가꾸사 제조, 상품명 : 고세놀 NH-18) : 고형분 환산으로 10 부 및 붕산 : 고형분 환산으로 0.5 부를 함유, 고형분 농도 17%, 점도 60mPaㆍs 의 수성 현탁액) 을, 바코터를 사용하여 건조시킨 후의 도공 두께가 20㎛ 가 되도록 도공하였다. 이어서, 80℃ 의 열풍 드라이어로 20분간 건조시키고, 표면에 잉크 수용층을 갖는 폴리카보네이트 필름을 얻었다.

상기 잉크 수용층 처방에서 사용한 알루미나졸은, 95℃ 로 가열한 폴리염화알루미늄과 물로 이루어진 액에 알루민산나트륨 용액을 첨가하고, 숙성된 슬러리를 이온 교환수로 세정하고, 95℃ 로 다시 승온시키고 아세트산을 첨가하여 해교 (解膠) 와 농축을 행한 다음 초음파 처리하여 얻어진 알루미나졸이다.

[예 2]

잉크 수용층 처방이 변성 우레탄 수지 (다이닛뽄잉크가가꾸고교사 제조, 상품명 : 파테라콜 IJ-70, 이하 동일) 를 고형분 환산으로 100부, 알루미나졸을 고형분 환산으로 80 부를 함유하는, 고형분 농도 10 질량%, 점도 340mPaㆍs 의 수계 현탁액이며, 건조 후의 도공 두께가 10㎛ 인 것 외에는 예 1 과 동일하게 하여, 표면에 잉크 수용층을 갖는 폴리카보네이트 필름을 얻었다.

[예 3]

잉크 수용층 처방이, 변성 우레탄 수지를 고형분 환산으로 100 부, 콜로이드 실리카 (쇼쿠바이카세이사 제조, 상품명 카탈로이드 SI-80) 를 고형분 환산으로 80 부 함유하는, 고형분 농도 10%, 점도 70mPaㆍs 의 수계 현탁액인 것 외에는 예 2 와 동일하게 하여, 표면에 잉크 수용층을 갖는 폴리카보네이트 필름을 얻었다.

[예 4]

잉크 수용층 처방이, 변성 우레탄 수지 100 부를 함유하는, 고형분 농도 10%, 점도 75mPaㆍs 의 수계 현탁액인 것 외에는 예 2 와 동일하게 하여, 표면에 잉크 수용층을 갖는 폴리카보네이트 필름을 얻었다.

[예 5]

예 1 과 동일하게 하여 얻어진 폴리카보네이트 필름의 코로나 방전 처리면에 중간층이 되는 실시예 1 과 동일한 잉크 수용층 처방의 액을, 동일하게 하여 건조시킨 후의 도공 두께가 2㎛ 가 되도록 도공하였다. 이어서, 80℃ 의 열풍 드라이어로 2 분간 건조시키고, 표면에 중간층을 갖는 폴리카보네이트 필름을 얻었다.상기 중간층 위에, 예 3 과 동일한 잉크 수용층 처방의 액을 실시예 3 과 동일하게 하여 건조시킨 후의 도공 두께가 10㎛ 가 되도록 도공하였다. 이어서, 80℃ 의 열풍 드라이어로 20 분간 건조시켜, 표면에 잉크 수용층을 갖는 폴리카보네이트 필름을 얻었다.

[예 6]

잉크 수용층 처방이, 시판하는 아크릴계 공중합체 수지 (ISP 사 제조, 상품명 : VVPR300) 을 고형분 환산으로 100 부를 함유하는, 고형분 농도 10%, 점도 50mPaㆍs 의 수계 현탁액인 것 외에는 예 2 와 동일하게 하여 표면에 잉크 수용층을 갖는 폴리카보네이트 필름을 얻었다.

[예 7]

잉크 수용층 처방이, 시판하는 실리카겔 (토쿠야마사 제조, 상품명 : 파인실 X-37) 100 부 및 폴리비닐알콜 (니혼고세이가가꾸사 제조, 상품명 : 고세놀 NH-18) : 고형분 환산으로 30 부를 함유하는, 고형분 농도 10%, 점도 80mPaㆍs 의 수계 현탁액인 것 외에는 예 1 과 동일하게 하여 표면에 잉크 수용층을 갖는 폴리카보네이트 필름을 얻었다.

상기 예 1 ∼ 예 7 에서 얻어진 6 종의 폴리카보네이트 필름의 잉크 수용층면에, 안료 잉크형 잉크젯 프린터 (세이코엡슨사 제조, 상품명 : MC-2000) 로 옐로우, 마젠타, 시아노, 블랙의 5 색 계조 (階調) 패턴을 잉크젯 인쇄하였다. 잉크 수용층이 형성되지 않은 폴리카보네이트의 필름의 코로나 방전 처리면에 동일하게 하여 잉크젯 인쇄를 하였지만, 잉크를 완전하게 흡수하지 않아 화상이 전혀 형성되지 않았다.

이어서, 인쇄된 폴리카보네이트 필름을, 사출성형기를 이용하여 판형상으로 성형하였다. 얻어진 성형물을 트리밍한 후, 상기 성형물의 형상에 합치하는 표면을 갖는 금형 (가로 150mm ×세로 150mm ×3mm) 내에 성형물을 장착하였다.

이어서, 금형 캐비티 내에 금형에 형성된 사이드 게이트를 통하여, 상기 성형물의 인쇄면에 대해 폴리카보네이트의 용융 수지를 사출하고, 금형 온도 70℃, 사출 속도를 저속 설정 (설정치로 8∼20%) 하고, 각각 수지 온도 230℃, 260℃, 및 290℃ 의 성형 조건으로 인몰드 성형하여 전체가 일체화된 성형품 (도 1 상당) 을 제조하였다.

상기에서 얻어진 결과를 표 1 에 정리하여 나타낸다. 표 1 에서 얻어진 인몰드 성형품의 내열성, 입체 성형성, 및 화상 선예성에서의 ○, ×, △ 는 각각 이하를 의미한다.

내열성 :

○: 화상의 변형이 보이지 않았다.

△ : 약간 화상의 변형이 보였다.

×: 현저하게 화상의 변형이 있어, 원래의 화상을 인식할 수 없었다.

입체 성형성 :

○: 화상에 금이 발생하지 않았다.

△ : 화상에 금이 약간 발생하였다.

×: 현저하게 화상에 금이 발생하여, 원래의 화상을 인식할 수 없었다.

화상 선예성 :

○: 화상의 선예성이 높다.

×: 화상의 선예성이 낮다.

표 1 에 나타내는 결과에서 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예에서 제조된 성형품은, 그 표면에 갖는 인쇄 화상이 선예하며 인쇄의 번짐도 없어 뛰어난 화질이었다. 또, 화상 출력은 잉크젯 프린터에 의하므로, 소량 부수라 하더라도 부수당 비용은 저비용이며 작업성도 간편하였다.

[예 8]

예 1 에 있어서, 잉크젯 인쇄 대신, 잉크 수용층이 형성되지 않은 폴리카보네이트 필름의 코로나 방전 처리면에 대해 스크린 인쇄하였다. 스크린 인쇄는 통상의 조건으로 실시하였다. 상기 외에는 예 1 과 똑같이 실시함으로써, 전체가 일체화된 성형품을 제조하였다. 그 결과를 표 1 에 나타낸다.

표 1 에 나타낸 바와 같이, 예 8 에서 제조된 성형품은, 그 표면의 인쇄 화상의 선예성이 불충분하고 인쇄의 번짐도 보였다. 스크린 인쇄기는 5 색의 다색 인쇄인 경우도 있고, 스크린 및 잉크 교환도 해야 하므로 작업성도 번거롭고, 소량 부수인 경우에는 부수당 비용이 높은 것이었다.

예	잉크 수용층 처방	헤이즈	내열성	입체성형성	화상선예성
예	잉크 수용층 처방	헤이즈	230℃	입체성형성	화상선예성	260℃	280℃
1	알루미나/PVA/붕산	19	○	○	○	△	○
2	변성 우레탄/알루미나	22	○	○	△	○	○
3	변성 우레탄/실리카	40	○	○	△	○	○
4	변성 우레탄	19	○	○	×	○	○
5	하층:알루미나/PVA/붕산상층:변성 우레탄/실리카	39	○	○	○	○	○
6	아크릴계 공중합체 수지	0.4	○	×	×	○	○
7	실리카겔/PVA	96	○	○	○	△	×
8	스크린 인쇄	0.2	○	△	△	○	×

본 발명에 의하면, 대규모 장치를 사용하지 않고, 제조 개수가 소량인 경우라도 비용 상승을 초래하지 않으므로, 소량 개수의 요구에도 충분히 대응할 수 있고, 또한 성형시에도 가식에 사용한 잉크가 흐르지 않는, 표면에 장식성을 갖는 수지 성형품의 제조 등에 사용되는 인몰드 가식품의 제조방법이 제공된다.

또, 본 발명에 의하면, 사진 등에 비해서도 손색이 없는 선예한 인쇄 화상을 가지며, 인쇄의 번짐도 없어 뛰어난 화질을 갖는 인몰드 가식품이 제공된다.

따라서, 본 발명의 제조방법을 사용함으로써, 종래에는 실질적으로 불가능하였던 각종 가전제품, 정보기기의 하우징 등에 개인 사용자가 희망하는 도안을 부여하여, 각 개인 사용자 전용의 가전제품, 정보기기를 제공하는 것이 가능해진다.

Claims

투명한 기재 (基材) 의 표면에 형성된, 헤이즈가 70% 이하인 투명성 높은 잉크 수용층면에 잉크젯 인쇄에 의해 도안을 가식 (加飾) 하는 공정 (A) 와, 다음, 상기 가식된 기재를 잉크 수용층을 내측으로 하여 금형 내에 장착하고, 장착 후, 금형 내에 용융 수지를 사출 성형하여 전체가 일체화된 성형품을 얻는 공정 (B) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 인몰드 가식품의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 잉크 수용층이 공극 흡수형 잉크 수용층이고, 안료 및 바인더를 함유하는 인몰드 가식품의 제조방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 공극 흡수형 잉크 수용층은, 평균 세공 (細孔) 반경이 3∼25nm 이고, 세공 용적이 0.3∼2.0㎤/g 인 인몰드 가식품의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 잉크 수용층이 팽윤형 잉크 수용층이며, 친수성 고분자 및 안료를 함유하는 인몰드 가식품의 제조방법.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 팽윤형 잉크 수용층이, 친수성 고분자 100 질량부에 대해 안료가 200 질량부 이하인 인몰드 가식품의 제조방법.
제 1 항, 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 기재와 상기 팽윤형 잉크 수용층 사이에 안료 및 바인더를 함유하는 중간층을 형성한 인몰드 가식품의 제조방법.
제 6 항에 있어서, 상기 중간층이 안료와 바인더를 함유하는 공극 흡수형 잉크 수용층인 인몰드 가식품의 제조방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잉크젯 인쇄의 잉크가 안료 잉크인 인몰드 가식품의 제조방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용융 수지가 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 변성 폴리페닐렌에테르, 아크릴로니트릴ㆍ부타디엔ㆍ스티렌 공중합체, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 2 종 이상으로 이루어진 고분자고용체 (polymer alloy) 인 인몰드 가식품의 제조방법.
잉크젯 인쇄된 잉크 수용층을 갖는 기재에 있어서, 해당 잉크 수용층에 접하도록 수지층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인몰드 가식품.