KR20050113658A - 장식 필름의 삽입 성형 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열가소성 물질 (3)을 위한 하나 이상의 유입구 (5)를 갖는 주형 동공 (7) 내에서 장식 필름 (2)를 열가소성 물질 (3)으로 삽입 성형하는 방법에 관한 것이다. 필름 (2)는 주형 동공 (7)의 내벽에 전체가 덮이는 방식으로 놓이고, 삽입 성형 전에, 장식된 필름 (2)에 하나 이상의 유입구 (5) 부근에 보호 성분 (4)가 제공된다.

Description

장식 필름의 삽입 성형 방법 {Method for Insert Molding Decorative Films}
본 실시예는 엔진 덮개를 위한 장식 필름의 필름 삽입 성형에 대해 기술한다. 필름은 이면에 유기 용매 중 합성 수지의 용액 (노리판 (Noriphan; 등록상표) HTR; 독일 소재의 프로 (Pro) 11 제조)으로 스크린 인쇄된 폴리카르보네이트 (PC) 필름을 포함하였다. 인쇄된 후에, 열성형에 의해 필름을 성형한 후 트리밍하였다. 이어서 면적 24 x 75 mm2의 폴리카르보네이트의 보호 성분을 게이트 영역에서 인쇄된 필름상에 적용하였다. 이를 위해, 유기 용매 중에 용해된 폴리우레탄으로 제조된 커플링제 (메코덤 (Mecotherm; 등록상표), 독일 소재의 키젤 운트 울프사 (Kissel & Wolf) 제조)를 보호 성분에 제공하였다. 보호 성분에 제공되면, 필름을 사출 주형의 주형 동공에 놓고 폴리아미드 6으로 삽입 성형하였다. 게이트의 크기는 50 x 3.6 mm2였다. 게이트 당 열가소성 중합체의 질량은 80 g이었다.
본 발명은 장식된 필름이 씻겨나가는 것으로부터 보호되는, 장식된 필름을 열가소성 중합체로 필름 삽입 성형하기 위한 방법에 관한 것이다.
필름의 필름 삽입 성형 (주형내 장식)은 널리 이용되는 표면 마감 공정이다. 이 공정에서, 장식된 필름은 성형, 트리밍된 후 사출 주형 내에 놓이고, 필름의 배면상에 사출된다. 배면 인쇄된 (reverse-printed) 필름의 경우, 외부 투명 필름에 의해 장식이 실제로 보호되는 반면 그러한 필름이 삽입 성형되는 경우 장식은 상승된 온도 및 전단 응력에 노출되어 게이트 영역에서 씻겨나간다. 씻겨나가는 것을 방지하기 위해, 장식층을 보호층으로 덮어서 용융물이 장식층과 직접 접촉되지 않도록 하는 것이 공지되어 있다. 이러한 보호층은 예를 들어 폴리카르보네이트 (PC), 아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌 (ABS), 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA), 아크릴로니트릴/스티렌/아크릴레이트 (ASA)로 이루어진다. 이러한 층은 공압출에 의해 성분의 제조 도중 직접 적용되거나, 커플링제의 보조하에 후속하여 적층된다. 이러한 방법은 예를 들어 문헌 [P. Enewoldsen, H. Braun, Folienhinterspritzen-Dekorieren in der Sprizgieβmaschine, KU Kunststoffe 89 (1999) 9, p. 102-104]에 기재되어 있다.
상기 방법의 한 가지 단점은 게이트에서 국소적으로만 씻겨나가기 때문에 전체 표면의 보호가 실제적으로는 필요하지 않다는 것이다. 따라서 필요한 것보다 많은 재료가 사용된다. 게다가, 이 다층 구조물은 전반적으로 장식층의 완전체 성분으로의 감소된 접착을 야기할 수 있다. 그러나, 한 가지 근본적인 단점은 부적합한 3차원 성형이다. 열성형은 대부분의 경우 장식층 위에 보호층과 함께 적용되는 커플링제가 층 사이에 기포의 형성을 유발할 수 있는 특정 조건하에서만 가능하다.
또한, 그러한 다층 필름은 연화점 미만에서만 형성될 수 있다. 그러나, 이러한 목적으로 고압 형성 공정에 의해 형성될 수 있는 영역은 한정되어 있다.
열 방출을 개선하기 위해, 삽입 성형 전에 장식된 필름을 냉각 스프레이로 차갑게 하는 것도 공지되어 있다. 이 경우, 필름은 적어도 인쇄 잉크가 용융되어 대체되기에는 용융물의 열이 불충분하도록 강하게 냉각된다. 그러나 여기서의 단점은 두께 약 100 ㎛의 비교적 얇은 필름은 열을 너무 급속하게 다시 흡수하기 때문에 충분히 냉각시킬 수 없다는 것이다. 별법으로서, 게이트 당 처리량, 예를 들어 처리 부피 및 전단 속도가 낮춰지도록 사출 주형을 개조할 수 있다. 그러나, 이는 증가된 수의 접합선, 및 그에 따라 접합선에서의 강도 감소를 유발하는 다수의 게이트를 수반한다.
장식층을 게이트 영역에서 투명 래커, 예를 들어 2성분 폴리우레탄 래커로 부분적으로 오버프린팅하는 방법도 공지되어 있다. 그러나, 이 방법은 일단 경화된 후에는 래커가 더 이상 성형될 수 없기 때문에 성형된 부위의 부근에서는 사용할 수 없다.
따라서 본 발명의 목적은 사출 주형의 주형 동공 내에 용융물을 주입하기 위한 유입구 영역에서 장식된 필름상의 씻겨나가는 현상이 방지되는, 장식된 필름의 삽입 성형 방법을 제공하는 것이다.
따라서 본 발명은 필름의 전체 표면이 주형 동공의 내벽에 놓이는, 장식된 필름을 열가소성 중합체로 삽입 성형하기 위한 방법을 제공하며, 이 방법은 삽입 성형 전에 주형 동공 내로 열가소성 중합체를 주입하기 위한 하나 이상의 유입구 영역에서 장식된 필름에 보호 성분이 제공되는 것을 특징으로 한다.
보호 성분은 주형 동공내로 사출시, 중합체 용융물이 게이트의 영역에서 장식과 접촉하지 않도록, 하나 이상의 유입구 반대편의 장식된 필름의 장식층 상에 적용된다. 한편, 보호 성분은 단열을 제공한다. 이것은 필름 삽입 성형 도중, 열가소성 중합체의 열이 인쇄 잉크를 용융시켜 용융물과 함께 유동하는 것을 방지한다. 다른 한편, 보호 성분은 또한 용융물이 장식된 필름과 직접 접촉하는 것을 방지함으로서 기계적인 보호를 제공한다. 이러한 방식으로, 보호 성분은 필름 삽입 성형 도중 게이트 영역에서 인쇄 잉크를 상승된 전단 응력으로부터 보호한다.
보호 성분의 면적은 씻겨나가는 면적에 따라 다르다. 열가소성 중합체가 사출 주형으로 통과하는 유입구의 크기는 실질적으로 씻겨나가는 면적을 결정한다. 보호 성분의 면적은 각각의 대향 유입구의 단면의 2배 이상, 바람직하게는 10배 이상이다.
보호 성분은 바람직하게는 금속, 중합체 및(또는) 천연 물질의 메쉬, 직물, 브레이드 직물 또는 부직물, 및(또는) 금속 및(또는) 중합체의 호일/필름이다. 사용될 수 있는 금속은 예를 들어 알루미늄, 구리, 합금 또는 강철이다. 사용될 수 있는 중합체는 엘라스토머 또는 열가소성물이다. 중합체에는 또한 임의로 보강재 및(또는) 충전제, 예를 들어 유리 섬유가 제공될 수 있다. 보호 성분은 예를 들어 폴리카르보네이트 (PC), 아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌 (ABS), 스티렌/아크릴로니트릴 (SAN), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT), 폴리아미드 (PA), 열가소성 폴리우레탄 (TPU), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리스티렌 (PS), 폴리옥시메틸렌 (POM), 폴리올레핀, 특히 폴리프로필렌 (PP), 폴리에스테르, 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA), 열가소성 폴리비닐 클로라이드 (PVC) 또는 열가소성 중합체의 혼합물로 이루어질 수 있다.
선택될 수 있는 천연 물질은 예를 들어 면, 셀룰로오즈, 삼, 아마 또는 코르크이다. 열거된 시이트 재료 및(또는) 재료의 조합도 가능하다.
보호 성분의 두께는 유입구를 통해 사출된 중합체의 양에 따라 다르다. 보호 성분의 두께는 바람직하게는 50 ㎛ 이상이다.
보호 성분은 바람직하게는 접착 본드에 의해 장식된 필름상에 적용된다. 이러한 목적에 사용될 수 있는 접착제는 예를 들어 폴리우레탄 수분산액, 아크릴레이트/공중합체 수분산액 및 유기 용매에 용해된 폴리우레탄이다. 별법으로서, 보호 성분은 필름을 가열한 후 보호 성분과 필름을 압착함으로써 적용될 수도 있다. 보호 성분은 또한 접합에 의해 장식된 필름상에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 씻겨나감이 없이 직접 게이팅 (direct gating)을 달성할 수 있다. 따라서 탭 또는 핀을 통한 게이팅은 필요하지 않다. 직접 게이팅은 또한 다단식 방법의 사용, 즉 유입구의 시간 지연 가동이 가능하다는 이점을 갖는다. 또한, 예를 들어 게이트 당 처리 부피를 감소시키기 위한 추가의 게이트를 도입하는 것과 같이, 사출 주형에 구조적인 변화가 요구되지 않는다. 보호 성분은 또한 장식된 필름의 국소 형상에 맞춰질 수 있다. 게다가, 보호에 요구되는 재료량이 최소한으로 감소되고, 전체 영역을 덮는 보호층 대신에 단지 국소적으로 보호 성분이 적용되면 되므로, 종래 방법과 비교하여 재료가 덜 소비되고 공정이 덜 복잡하다.
장식된 필름은 충전되지 않았거나 보강재 및(또는) 충전제, 예컨대 폴리카르보네이트, 아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌 (ABS), 스티렌/아크릴로니트릴 (SAN), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT), 폴리아미드 (PA), 열가소성 폴리우레탄 (TPU), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리스티렌 (PS), 폴리옥시메틸렌 (POM), 폴리올레핀, 예를 들어 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 폴리에스테르, 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA), 엘라스토머-개질된 블렌드, 열가소성 PVC 또는 열가소성 중합체의 혼합물을 포함하는 중합체인 열가소성 중합체를 사용하여 본 발명에 따라 삽입 성형된다.
삽입 성형된 열가소성 중합체의 두께는 적용의 함수로서 크게 달라진다. 중합체 층의 두께는 바람직하게는 1 내지 6 mm이지만 수십분의 1 mm 내지 10 mm 초과 (열가소성 발포 캐스팅)의 범위일 수 있다.
장식된 필름은 예를 들어 폴리카르보네이트, ABS, 셀룰로오즈 에스테르, 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT), 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA), PVC, 폴리에스테르, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리에테르에테르 케톤 (PEEK), 폴리아릴에테르술폰, 폴리우레탄 (PU) 및 폴리아미드 (PA)로 이루어진다. 또한 기능성 다층 필름, 중합체 혼합물 또는 블렌드로 제조된 필름, 또는 보강재 및(또는) 충전제가 제공된 필름도 사용될 수 있다.
필름은 예를 들어 스크린 인쇄에 의해 장식된다. 필름을 장식하기 위한 또 다른 가능한 방법은 래커 코팅, 적층, 패드 인쇄, 오프셋 인쇄, 열전사 인쇄, 볼록판 인쇄 (플렉소 인쇄 포함), 평판 인쇄, 그라비아 인쇄, 잉크젯 인쇄, 사진, 온도 기록, 자력 기록, 이온 기록 또는 전위 기록이다.
특정 방법을 위한 통상적인 인쇄 잉크, 예를 들어 스크린 인쇄 잉크가 필름의 장식에 사용된다.
본 발명을 첨부의 도 1에 보다 상세히 예시하였다.
도 1은 사출 주형 (1)의 주형 동공 (7)에 놓인 장식층 (6)을 갖는 필름 (2)의 개략도로서, 상기 필름은 주형 동공 (7)의 내벽에 전체 표면이 놓인다. 장식층 (6)에는 보호 성분 (4)가 제공된다. 장식층 (6)이 제공된 필름 (2)를 삽입 성형하기 위한 열가소성 중합체가 사출 주형 (1)의 유입구 (5)를 통해 주형 동공 (7)로 진입한다.

Claims (6)

  1. 열가소성 중합체 (3)을 위한 하나 이상의 유입구 (5)를 갖는 주형 동공 (7) 내에서 장식된 필름 (2)를 열가소성 중합체 (3)으로 필름 삽입 성형 (film insert molding)하는 방법으로서, 필름 (2)는 주형 동공 (7)의 내벽에 그의 전체 표면이 놓이고, 삽입 성형 전에, 장식된 필름 (2)에 하나 이상의 유입구 (5)의 영역에 보호 성분 (4)가 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 보호 성분 (4)의 면적이 대향 유입구 (5)의 단면적의 2배 이상, 바람직하게는 10배 이상인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 보호 성분 (4)가 금속, 중합체 및(또는) 천연 물질의 메쉬, 직물, 브레이드 직물 또는 부직물, 및(또는) 금속 및(또는) 중합체의 호일/필름인 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 보호 성분 (4)가 접착제 본드에 의해 장식된 필름 (2) 위에 적용되는 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 보호 성분 (4)가 가열 및 후속하는 압착에 의해 장식된 필름 (2) 위에 적용되는 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 보호 성분 (4)가 접합에 의해 장식된 필름 (2) 위에 적용되는 방법.
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