KR20060061345A - 기능성 표면을 갖는 플라스틱 성형품을 제조하는 방법 - Google Patents

기능성 표면을 갖는 플라스틱 성형품을 제조하는 방법 Download PDF

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마르쿠스 새들러
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Abstract

본 발명은 기능성 표면을 갖는 플라스틱 성형품을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 지지 필름 상에 코팅이 생성되고, 코팅된 지지 필름은 성형되고 백-인젝션(back-injection)되거나 백 포우밍(back foaming)되어, 코팅이 이미 경화되거나 후경화되어 있지 않다면 경화 또는 후경화되도록 한다. 코팅은 실온 내지 100℃의 온도 범위에서 107 Pa 이상의 저장 탄성률(storage modulus)을 갖는 보호 필름에 의해 적어도 일시적으로 피복되며, 보호 필름은 방향성 제조 방법을 사용하여 (S)의 제조 동안에 발생되는 바람직한 방향에 대해 23℃에서의, 종방향 및 횡방향으로의 파괴 신장율이 300% 초과이며, 50㎛의 층 두께에서, 230 내지 600nm의 파장을 갖는 자외선 및 가시광에 대해 70% 초과의 투과율을 갖는다. 코팅과 접하는 측면은 23℃에서 경도가 0.06GPa 미만이고, Ra 값에 상응하는 원자력 현미경(AFM)에 의해 측정된 조도(roughness)가 50㎛2 < 30nm이다.

Description

기능성 표면을 갖는 플라스틱 성형품을 제조하는 방법 {METHOD FOR PRODUCING MOLDED PLASTIC PARTS HAVING FUNCTIONAL SURFACES}
본 발명은 기능성 표면을 갖는 중합체 몰딩을 제조하는 새로운 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 신규 방법에 의해 제조된 기능성 표면을 갖는 중합체 몰딩의 용도에 관한 것이다.
기능성 표면(O)을 갖는 중합체 몰딩(M/T/B)을 제조하는 방법으로서,
(I) 열가소성 지지 시트(T) 상에,
(I.1) 하나 이상의 착색된 코팅 물질(B.1)로 열가소성 지지 시트(T)의 어느 한 표면(T.1)을 코팅하고,
(I.2) 형성된 필름(B.1)을 하나 이상의 화학적으로 경화가능한 코팅 물질(B.2)로 코팅하여, 경화 후에 투명한 코팅(B.2)을 제공하는 필름(B.2)을 형성시키므로써 코팅(B)을 형성시키는 단계,
(II) 형성된 코팅된 열가소성 지지 시트(T/B)를 개방 몰드에 삽입시키는 단계,
(III) 몰드를 폐쇄하고, 코팅된 열가소성 지지 시트(T/B)의 코팅되지 않은 면(T.2)을 액체 중합체 물질(M)과 접촉하여 코팅된 열가소성 지지 시트(T/B)를 성 형하고, 이 시트를 중합체 물질(M)과 단단히 고정시키고, 중합체 물질(M)이 고화되도록 하는 단계, 및
(IV) 코팅(B)이 경화되지 않거나, 부분적으로 경화되거나, 완전히 경화된, 형성된 코팅된 중합체 몰딩(M/T/B)을 몰드로부터 제거하는 단계를 포함하고;
(V) 단계(I) 중에 및/또는 단계(I)의 종료 후에, 및/또는 단계(III) 중에 및/또는 단계(IV) 후에, 경화되지 않거나 경화되지 않은 코팅(B)이 완전히 경화되거나, 단계(IV) 후 완전히 경화된 코팅(b)이 후경화되며,
코팅(B)이 보호 시트(S)에 의해 적어도 일시적으로 피복되는 방법이 국제 특허 출원 WO 00/63015A1으로부터 공지되어 있다. 그러나, 상기 공정은 불만족스러운 표면 특성을 갖는 중합체 몰딩(M/T/B)을 제공한다. 특히, 기능성 표면(O)은 불충분한 평탄화(leveling), 불충분한 이미지 선영성(DOI) 및/또는 불충분한 광택도를 갖는다. 많은 경우에, 상기 표면은 또한 눈에 띄는 많은 결함을 포함한다. 상기 방법은 특히 단계(II)를 수행하기 전에 비교적 오랜 시간 동안 단계(I)의 공정 생성물, 및 단계(V)를 수행하기 전에 상당한 시간 동안 단계(IV)의 공정 생성물을 저장하는 것이 필요한 경우에 적용된다.
전반적으로 공지된 방법으로 제조된 중합체 몰딩(M/T/B)은 소위 자동차 자질이 종종 불충분하여(이와 관련하여서는, 유럽 특허 EP 0 352 298 B1, 제15면 제42행 내지 제17면 제40행을 참조하라), 특히 자동차 몸체용의 외측에 구비되는 부품으로서 사용될 수 없다.
발명의 해결 과제
본 발명은 더 이상 종래 기술의 단점을 가지지 않으면서 우수한 표면 특성을 중합체 몰딩(M/T/B)을 제공하는, 기능성 표면(O)을 갖는 중합체 몰딩(M/T/B)을 제조하기 위한 신규한 방법을 찾는 것을 목적으로 한다. 특히, 기능성 표면(O)은 우수한 평탄화, 우수한 이미지 선영성(DOI), 및 매우 우수한 광택도를 갖는 것을 추구하고, 눈에 띄는 표면 결함을 포함하지 않을 것을 추구한다. 또한, 본 발명은 단계(II)를 수행하기 전에 비교적 오랜 시간 동안 단계(I)의 생성물, 및/또는 단계 (V)를 수행하기 전에 비교적 오랜 시간 동안 단계(IV)의 생성물을 저장하는 것이 필요한 경우에 특히 적용되고자 한다. 전반적으로, 본 발명의 공정에 의해 제조된 중합체 몰딩(M/T/B)은 소위 자동차 자질을 가져서(이와 관련하여서는, 유럽 특허 EP 0 352 298 B1, 제15면 제42행 내지 제17면 제40행을 참조하라), 자동차 몸체용의, 특히 고급 자동차 몸체용의 외측에 구비되는 부품으로서 사용될 수 있고자 한다.
발명의 개요
그러므로, 본 발명은 기능성 표면(O)을 갖는 중합체 몰딩(M/T/B)을 제조하는 신규 방법으로서,
(I) 열가소성 지지 시트(T) 상에,
(I.1) 하나 이상의 착색된 코팅 물질(B.1)로 열가소성 지지 시트(T)의 어느 한 표면(T.1)을 코팅하고,
(I.2) 형성된 필름(B.1)을 하나 이상의 화학적으로 경화가능한 코팅 물질(B.2)로 코팅하여, 경화 후에 투명한 코팅(B.2)을 제공하는 필름(B.2)을 형성 시키므로써 코팅(B)을 형성시키는 단계,
(II) 형성된 코팅된 열가소성 지지 시트(T/B)를 개방 몰드에 삽입시키는 단계,
(III) 몰드를 폐쇄하고, 코팅된 열가소성 지지 시트(T/B)의 코팅되지 않은 면(T.2)을 액체 중합체 물질(M)과 접촉하여 코팅된 열가소성 지지 시트(T/B)를 성형하고, 이 시트를 중합체 물질(M)과 단단히 고정시키고, 중합체 물질(M)이 고화되도록 하는 단계, 및
(IV) 코팅(B)이 경화되지 않거나, 부분적으로 경화되거나, 완전히 경화된, 형성된 코팅된 중합체 몰딩(M/T/B)을 몰드로부터 제거하는 단계를 포함하고;
(V) 단계(I) 중에 및/또는 단계(I)의 종료 후에, 및/또는 단계(III) 중에 및/또는 단계(IV) 후에, 경화되지 않거나 경화되지 않은 코팅(B)이 완전히 경화되거나, 단계(IV) 후 완전히 경화된 코팅(b)이 후경화되며,
코팅(B)이 보호 시트(S)에 의해 적어도 일시적으로 피복되며, 보호 시트(S)는
(s.1) 실온 내지 100℃의 온도 범위에서 저장 탄성률(E')가 107 Pa 이상이고,
(s.2) 보호 시트(S)의 제조 시에 배향된 제조 방법에 의해 제조된 바람직한 방향에 대해 23℃에서의, 종방향 및 횡방향으로의 파괴 신장율이 300% 초과이고,
(s.3) 50㎛의 필름 두께에 대해 230 내지 600nm의 파장을 갖는 자외선 및 가 시광에 대해 투과율이 70% 초과이고,
보호 시트(S)의 코팅(B)에 접하는 측면(S.1)이
(s.1.1.) 경도가 23℃에서 0.06 GPa 미만이고,
(s.1.2) 원자력 현미경(AFM)에 의해 측정하여 Ra 에 상응하는 조도(roughness)가 50㎛2 < 30nm임을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
기능성 표면(O)을 갖는 중합체 몰딩(M/T/B)을 제조하는 상기 신규 방법은 이하에서 "본 발명의 방법"으로서 언급된다.
본 발명의 추가의 요지는 상세한 설명으로부터 도출될 것이다.
발명의 이점
종래 기술에 비추어, 본 발명의 기초가 되는 발명의 목적이 본 발명의 공정에 의해 달성될 수 있다는 것은 당업자들에게 놀라운 것이며 예측하지 못한 것이었다.
특히, 본 발명의 방법이 종래 기술의 단점을 더 이상을 갖지 않으면서 우수한 표면 특성을 갖는다는 점은 놀라운 것이다. 본 발명의 기능성 표면(O)은 우수한 평탄화, 우수한 이미지 선영성(DOI), 및 매우 우수한 광택도를 가지며, 더 이상 눈에 띄는 표면 결함을 포함하지 않는다. 또한, 본 발명은 단계(II)를 수행하기 전에 비교적 오랜 시간 동안 단계(I)의 생성물, 및/또는 단계 (V)를 수행하기 전에 비교적 오랜 시간 동안 단계(IV)의 생성물이 저장되어야 하는 경우에도 그러하다.
특히, 본 발명의 방법에 의해 제조된 중합체 몰딩(M/T/B)의 매우 광범위한 적용성은 놀랍다. 따라서, 상기 몰딩은 운송 수단, 구조물, 창문, 문, 가구, 및 임의의 종류의 유용한 물품을 제조하는 데 우수하게 사용될 수 있다. 특히, 상기 몰딩은 소위 자동차 자질을 가져서(이와 관련하여서는, 유럽 특허 EP 0 352 298 B1, 제15면 제42행 내지 제17면 제40행을 참조하라), 자동차 몸체용의, 특히 고급 자동차 몸체용의 외측에 구비되는 부품으로서 사용될 수 있다.
1. 본 발명의 방법의 단계(I)
본 발명의 방법은 열가소성 지지 시트(T)의 어느 한 표면(T.1) 상에 코팅(B)을 형성시키는 것으로부터 단계(I)이 개시된다.
코팅(B)은 하나 이상의, 특히 하나의 코팅 물질(B.1)에 의해 단계(I.1)에서 열가소성 지지 시트(T)의 표면(T.1)을 코팅하므로써 제조된다. 코팅은 전체 영역에 대해, 또는 이미지 형태로 이루어질 수 있다. 바람직하게는, 전체 영역에 대해 이루어질 수 있다. 형성되는 필름(B.1)은 단일층 또는 다층 필름, 특히 2층 필름일 수 있다.
형성되는 필름(B.1)은 하나 이상의, 특히 하나의 화학적으로 경화가능한 코팅 물질(B.2)로 단계(I.2)에서 코팅되어 하나 이상의, 특히 하나의 필름(B.2)을 형성하고, 이후, 경화되어 투명 코팅(B.2), 특히 맑고 투명한 코팅(B.2)을 형성한다.
1.2 단계(I)에서 사용되는 물질
1.2.1. 열가소성 지지 시트(T)
열가소성 지지 시트(T)는 단일층 시트이거나, 하나 이상의 추가 층(WS)을 포함할 수 있다.
특히, 열가소성 지지 시트(T)는 후속되는 코팅(B)과 떨어져 접하는 측면(T.2) 상에 하나 이상의, 특히 하나의 접착층(KS)을 포함하는 것이 가능하다. 접착층(KS)과 상기 측면(T.2)의 표면 사이에는, 전이층(US)이 존재할 수 있다. 일시적인 보호를 위해, 접착층(KS)은 단계(II) 전에 제거되는 용이하게 제거될 수 있는 박리 필름(RF)으로 라이닝될 수 있다.
상기 표면(T.1)과 후속 코팅(B) 사이에는 하나 이상의, 특히 하나의 접착층(KS)이 존재할 수 있다. 이러한 경우, 상기 표면(T.1)과 접착층(KS) 사이 및/또는 접착층(KS)와 코팅(B) 사이에는 하나 이상의, 특히 하나의 전이층(US)이 존재할 수 있다.
상기 지지 시트(T)는 본질적으로 또는 전체적으로 하나 이상의 열가소성 중합체로 이루어진다. 열가소성 중합체는 바람직하게는, 통상적인 선형, 측쇄형, 별형, 벌집형 및/또는 블록 단일중합체 및 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된다. 단일중합체 및 공중합체는 바람직하게는 폴리우레탄, 폴리에스테르(특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트), 폴리에테르, 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리카르보네이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리(메트)아크릴레이트(특히, 폴리메틸 메타크릴레이트 및 임팩트-가공(impact-modified) 폴리메틸 메타크릴레이트), 폴리스티렌(특히, 임팩트-가공 폴리스티렌, 특히 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 공중합체, 아크릴-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(ASA), 및 아크릴로니트릴-에틸렌-프로필렌-디엔-스티렌 공중합체(A-EPDM)); 폴리에테르이미드, 폴리에테르 케톤, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리페닐렌 에테르, 및 이들 중합체의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
사용하기에 특히 유리한 것은 ASA, ASA와 폴리카르보네이트의 블렌드, 폴리메틸 메타크릴레이트 또는 임팩트 가공 폴리메틸 메타크릴레이트로 제조되는 것이다.
단일중합체 및 공중합체는 열가소성 플라스틱 분야에서 통상적인 접착제를 포함할 수 있다. 추가로, 이들은 강화용 충전제 및 섬유를 포함하는 통상적인 충전제를 포함할 수 있다. 특히, 이들은 또한 하기 기재되는 안료 및/또는 통상적인 염료를 포함할 수 있다.
전이층(US)으로서, 특히 상기 기재된 열가소성 중합체로 이루어진, 바람직하게는 두께가 1 내지 50㎛인 통상적인 열가소성 물질 층을 사용할 수 있다.
접착층(KS)으로서, 바람직하게는 두께가 1 내지 10㎛인 통상적인 열가소성 접촉 접착제 층을 사용할 수 있다.
존재하는 임의의 추가 층(들)(WS)을 포함하는 지지 시트(T)는 두께가 바람직하게는 0.5mm 초과, 보다 바람직하게는 0.6mm 초과, 특히 0.7mm 초과이다.
1.2.2. 착색된 코팅 물질(B.1)
착색된 코팅 물질(B.1)은 하나 이상의 안료를 포함할 수 있다. 안료는 바람직하게는 유기 및 무기 착색 안료, 특수효과 안료, 색상 및 특수효과 안료, 자성 차폐 안료, 전도성 안료, 부식억제 안료, 형광 안료, 및 인광 안료로 이루어진 군으로부터 선택된다.
색상 및/또는 특수효과 안료를 사용하는 것이 보다 바람직하다.
1.2.3 경화가능한 물질(B.2)
경화가능한 코팅 물질(B.2)은 화학적으로, 즉, 열적으로, 또는 활성선(actinic radiation), 특히 활성선에 의해 경화가능하다. 코팅 물질이 사용되어, 필름(B.2)이 형성되고, 경화된 후, 투명한 코팅(B.2), 특히 맑고 투명한 코팅(B.2)이 생성된다.
본원에서 활성선은, 전자기선, 예컨대, 근적외선(NIR), 가시광, 자외선, X-선 및 감마선, 특히 자외선 및 입자 방사선, 예컨대, 전자빔, 베타 방사선, 알파 방사선, 중성자 빔, 및 양성자 빔, 특히 전자 빔을 나타낸다.
경화가능한 코팅 물질(B.2)은 액체 또는 고체이다. 이는 투명 안료 및 충전제를 포함할 수 있다. 또한, 분자적으로 분산적으로 가용성인 염료를 포함할 수 있다. 그러나, 투명 안료 및 충전제, 그리고 염료를 함유하지 않는 것이 바람직하다.
적합한 코팅 물질(B.2)은 모든 통상적인 클리어코트(clearcoat) 물질이다.
1.3 공정 단계(I)에서 사용되는 도포 방법
상기 기술된 착색된 코팅 물질(B.1) 및 클리어코드 물질(B.2)은 코팅 물질에 대해 통상적인 임의의 도포 방법에 의해 표면(T.1)에 도포될 수 있다.
실제로, 착색된 코팅 물질(B.1)은 전체 영역 상에 또는 이미지 형태로 표면(T.1)에 도포될 수 있다. 바람직하게는, 전체 영역 상에 도포된다.
코팅 물질(B.2)의 도포 전에, 필요에 따라 추가로 필름(B.1)의 표면에 하나 이상의 이미지형 층(BS), 하나의 접착층(KS) 및/또는 하나의 전이층(US)을 도포하는 것이 가능하다.
1.4 공정 단계(I)의 생성물
단계(I)은 코팅된 열가소성 지지 시트(T/B)를 형성한다. 이것의 코팅(B)은 경화되지 않거나, 부분 경화되거나 완전 경화될 수 있다.
어떠한 열가소성 지지 시트(T)가 사용되느냐에 따라 코팅된 열가소성 지지 시트(T/B)는 하나 이상의 추가의 층(WS)을 포함할 수 있다.
특히, 코팅(B)으로부터 떨어져 접해 있는 측면(T.2) 상에 하나 이상의, 특히 하나의 접착층을 포함할 수 있다. 접착층(KS)과 상기 측면(T.2)의 표면 사이에는 또한 전이층(US)을 포함할 수 있다. 일시적인 보호를 위해, 접착층(KS)이 용이하게 제거될 수 있는 박리 필름(RF)으로 라이닝될 수 있다.
표면(T.1)과 코팅(B) 사이에는 또한 하나 이상의, 특히 하나의 접착층(KS)이 있을 수 있다. 이러한 경우, 표면(T.1)과 접착층(KS) 사이 및/또는 접착층(KS)과 코팅(B) 사이에는 하나 이상의, 특히 하나의 전이층(US)이 있을 수 있다.
코팅(B)내, 필름(B.1)과 필름(B.2) 사이에는 하나 이상의 이미지형 층(BS), 하나의 접착층(KS) 및/또는 하나의 전이층(US)이 있을 수 있다.
코팅된 열가소성 지지 시트(T/B)는 그것이 제조된 직후에 추가로 가공되거나, 경우에 따라 단계(II)가 수행되기 전에 롤 형태로 저장될 수 있다.
2. 본 발명의 공정 단계(II)
공정 단계(II)에서, 상기 기술된 코팅된 열가소성 지지 시트(T/B)는 개방 몰드, 특히 열성형 몰드에 삽입된다. 이를 위해, 상기 지지 시트(T/B)는 롤로부터 감겨져 적합한 크기의 조각으로 잘릴 수 있다. 상기 지지 시트(T/B) 및 크기별 절삭 조각은 예비성형될 수 있으며, 특히 몰드의 윤곽으로 맞춰질 수 있다.
3. 본 발명의 공정 단계(III)
공정 단계(III)에서, 몰드는 폐쇄되고, 코팅된 열가소성 지지 시트(T/B)의 코팅되지 않은 측면(T.2)은 액체 중합체 물질(M)과 접촉하게 되어, 코팅된 열가소성 지지 시트(T/B)를 성형하고, 이를 중합체 물질(M)에 단단하게 결합되게 한다. 중합체 물질(M)은 이후 고화될 수 있다.
액체 중합체 물질(M)은 바람직하게는 하나 이상의 용융된 열가소성 중합체, 특히 하나 이상의 상기 기술된 열가소성 중합체를 포함하거나, 이로 이루어진다. 이러한 종류의 용융된 열가소성 중합체가 사용되는 공정의 형태는 사출 성형으로 언급된다.
다르게는, 액체 중합체 물질은 몰드내 고체 중합체 물질(M)을 형성하는 통상적인 반응성 혼합물을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 중합체 물질(M)은 지지 필름(T)과 연관지어 상기 기술된 첨가제를 포함할 수 있다. 이러한 종류의 반응성 혼합물(M)을 사용하는 공정의 형태는 반응-사출 성형(RIM)으로서 언급된다.
단계(II)의 결과는 코팅(B)이 경화되지 않거나, 부분 경화되거나, 완전 경화된 코팅된 중합체 몰딩(M/T/B)이다.
4. 본 발명의 공정 단계(IV)
공정 단계(IV)에서, 코팅된 중합체 몰딩(M/T/B)은 몰드로부터 분리된다. 중합체 몰딩은 이 단계 직후에 추가로 처리되거나 단계(V)가 수행될 때까지 저장될 수 있다.
5. 본 발명의 공정 단계(V)
본 발명의 공정 단계(V)에서는, 코팅(B)이 경화된다.
단계(I) 중에, 및/또는 단계(I) 후에, 및/또는 단계(III) 중에, 및/또는 단계(III) 후에, 경화되지 않거나, 부분 경화된 코팅(B)은 완전히 경화되거나, 단계(IV) 후에 완전 경화된 코팅(B)이 후경화된다.
바람직하게는, 코팅(B), 특히 필름(B.2)는 단계(I) 중에 및/또는 단계(I) 후 단계(II) 전에 부분적으로 또는 완전히, 특히 완전히 경화된다. 특히 바람직하게는, 코팅(B), 특히 필름(B.2)는 단계(I) 중에 및/또는 단계(I) 후에 부분적으로 완전히 경화되어 이후 변형, 특히 코팅된 열가소성 지지 시트(T/B)가 단계(II)에서 삽입되는 몰드의 윤곽으로 상기 지지 시트가 맞추어진다.
부분 경화된 코팅(B), 특히 코팅(B.2)은 이후 단계(III) 중에 및/또는 단계(IV) 후에 완전히 경화된다.
코팅(B), 특히 단계(I) 또는 단계 (III) 이후에 존재하는 코팅(B.2)이 이미 완전 경화된 경우, 이는 단계(IV) 후에 후경화되어 그 가교밀도를 상승시킨다.
경화에 사용되는 방법 및 장치는 코팅의 물리적 구성에 의해, 즉, 코팅(B)이 물리적으로, 열적으로, 또는 활성선에 의해 경화가능한 필름(B.1) 및 (B.2)을 포함하는 지의 여부에 의해 지배된다.
어느 한 유리한 절차에서, 필름(B.2)은 단계(I) 후에 완전히 경화되고, 이후에 그러나 단계(II) 전에 변형, 특히 몰드의 윤곽으로 코팅된 열가소성 지지 시트(T/B)가 맞춰진다. 이후, 필름(B.1)은 단계(III)에서 부분적으로 또는 완전히 경화된다. 이후, 형성된 완전 경화된 코팅(B.2)은 단계(IV) 후에 후경화될 수 있다. 형성되는 중합체 몰딩(M/T/B)은 단지 부분 경화된 코팅(B.1)의 완전 경화를 이루기 위해 및/또는 완전 경화된 코팅(B.1) 및/또는 (B.2)의 가교밀도를 상승시키기 위해 바람직하게는 열적으로 후처리될 수 있다.
6. 본 발명의 공정에 필수적인 보호 시트(S)
6.1 보호 시트(S)의 대체 및 제거
본 발명의 공정을 이행하는 동안, 코팅(B)은 적어도 일시적으로 보호 시트(S)로 피복된다.
본 발명의 공정에서, 보호 시트(S)는 바람직하게는 단계(I) 후에, 보다 바람직하게는 단계(II) 전에 코팅(B)에 도포되고, 특히 코팅된 열가소성 지지 시트(T/B)가 예비성형되기 전에, 특히 몰드의 윤곽에 맞춰지도록 하므로써 코팅(B)에 도포된다. 매우 특히 바람직하게는, 보호 시트(S)는 경화되지 않은 코팅(B) 상에, 특히 경화되지 않은 필름(B.2) 상에 놓여진다.
본 발명의 공정과 관련하여, 형성된 코팅된 열가소성 보호 시트(S) 피복된 지지 시트(T/B/S)는 여러 방법으로 추가로 처리될 수 있다.
먼저, 상기 지지 시트(T/B/S)는 생성 직후에 추가로 처리되거나, 롤을 형성하도록 감겨져서 추가 처리될 때까지 그 형태로 저장될 수 있다.
제 1 바람직한 형태에서, 보호 시트(S)는 단계(II) 전에 상기 지지 시트(T/B/S)의 코팅(B)으로부터 제거될 수 있다. 이는 특히 몰드의 윤곽에 맞춰지므로써 상기 지지 시트 (T/B) 또는 (T/B/S)가 예비성형되기 전, 또는 후, 특히 후에 수행될 수 있다. 매우 특히 바람직하게는, 보호 시트(S)는, 예비성형된 지지 시트(T/B/S)의 코팅(B)의 필름(B.2)이 단계(II)전에 부분적으로 또는 완전히, 특히 완전히, 특히 활성선에 의해 경화되기 전 또는 후에, 특히 전에 제거될 수 있다.
제 2 바람직한 형태에서, 보호 시트(S)는 단게(IV) 후에 중합체 몰딩(M/T/B/S)의 코팅(B)으로부터 제거될 수 있다. 이는 코팅(B)의 완전 경화 전 또는 후에, 또는 중합체 몰딩(M/T/B)의 열적 후처리 전 또는 후에 수행될 수 있다.
매우 특히 바람직하게는, 제 1 바람직한 형태가 사용된다.
6.2 본 발명에 사용하기 위한 보호 시트(S)의 구성
본 발명에 사용하기 위한 보호 시트(S)에 있어서, 보호 시트는 실온 내지 100℃의 온도 범위에서 107 Pa 이상, 특히 107 내지 108 Pa의 저장 탄성률(E')을 지니는 것이 필수적이다. 이러한 저장 탄성률(E')은 자유 필름 상에서 동적 기계적 열적 분석(DMTA)에 의해 측정된다(이와 관련하여서는 독일 특허 DE 197 09 467 C2를 참조하라).
본 발명의 사용을 위해, 보호 시트는 또한 23℃에서 압출 또는 필름 블로우잉(blowing)과 같은 직접 제조 방법에 의해 생성되는 동안에 발생된 바람직한 방향에 대해 종방향 및 횡방향으로 300% 초과, 특히 400 내지 900%의 파괴 신장율을 갖는 것이 필수적이다.
추가로, 본 발명의 사용을 위해 보호 시트(S)는, 두께 50㎛에 대해 230 내지 600NM의 파장을 갖는 자외선 및 가시관에 대해 투과율이 70%를 초과하는 것이 필수적이다.
특히, 본 발명의 사용을 위해 보호 시트(S)는, 코팅(B)에 접하는 측면(S.1)의 경도가 23℃에서 0.06GPa 미만, 특히 0.02GPa 미만(나노경도, 1mN에서 베르코비치 인덴터(Berkovich indenter)로 측정됨)이고, 원자력 현미경(AFM)에 의해 측정된 조도 Ra가 50㎛2 <30nm인 것이 필수적이다.
코팅(B)으로부터 본 발명의 사용을 위한 보호 시트(S)의 제거는 바람직하게는 평균 250mN/cm 미만, 보다 바람직하게는 100mN/cm 미만, 특히 60mN/cm의 힘을 필요로 한다.
본 발명에 사용하기 위한 보호 시트(S)는 바람직하게는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌 공중합체, 프로필렌 공중합체 및 에틸렌-프로필렌 공중합체로 된 필름으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
보호 시트(S)의 한 측면(S.1)이 접착성을 갖는 것이 유리하다.
또한, 코팅(B)과 떨어져 접해 있는 보호 시트(S)의 다른 한 측면(S.2)은 블록킹방지 특성을 갖는 것이 유리하다.
보호 시트(S)가 다수의 층으로 구성되는 것이 특히 유리하다.
보호 시트(S)가 하나 이상의 단일중합체 또는 공중합체를 포함하는 하나 이상의 코아층(KNS)로부터, 그리고, 접착층(KS) 및 블록킹방지층(AS)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 추가 층으로부터 구성되는 것이 특히 유리하다.
접착층(KS) 및 블록킹방지층(AS)은 열가소성인 경우가 유리하다.
코아층(KNS)의 단일중합체 및 공중합체는 바람직하게는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌 공중합체, 프로필렌 공중합체 및 에틸렌-프로필렌 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
보호 시트의 두께(S)는 10 내지 100㎛, 특히 30 내지 70㎛가 매우 특히 바람직하다.
본 발명의 사용을 위한 보호 시트(S)는 통상적인 것이다.
7. 기능성 표면(O)을 갖는 중합체 몰딩(M/T/B)
7.1 기능 및 구성
본 발명의 방법은 우수한 재현성으로 기능성 표면(O)을 갖는 중합체 몰딩(M/T/B)을 제조한다.
코팅(B), 특히 착색된 코팅(B.1)에 어떠한 안료가 존재하는지의 여부에 따라, 표면(O)의 기능은 색상, 특수효과, 색상과 특수효과, 전도성, 자성 차폐, 부식 억제, 형광 및/또는 인광을 부여하는 것이다. 또한, 표면(O)은 두개 이상의 기능을 동시에 가질 수 있다. 특히, 표면(O)은 색싱 및/또는 특수효과를 부여한다.
어떠한 출발 생성물 및 출발 필름이 사용하는 지의 여부에 따라 중합체 몰딩(M/T/B)은 중합체 물질(M), 지지 시트(T) 및 코팅(B) 이외에, 하나 이상의 추가의 층(WS)을 포함하는 것이 가능하다.
예를 들어, 중합체 물질(M)과 지지 시트(T) 사이, 지지 시트(T)와 코팅(B) 사이, 및/또는 착색된 코팅(B.1)과 (B.2) 사이에 하나 이상의 접착층(KS)이 존재할 수 있다. 접착층(KS) 대신에, 또는 이외에, 전이층(US)이 존재할 수도 있다. 착색된 코팅(B.1)은 또한 이미지에 따른 코팅(BS)에 의해 피복되거나, 착색된 코팅 (B.1) 자체가 이미지에 따른 코팅일 수 있다. 예를 들어, 중합체 몰딩(M/T/B)은 하기 구성을 가질 수 있다:
(M)/(KS)/(US)/(T)/(US)(KS)(B.1)/(BS)/(B.2)
7.2 기능성 표면(O)을 갖는 중합체 몰딩(M/T/B)의 이점 및 유용성
기능성 표면(O)을 갖는 중합체 몰딩(M/T/B)은 우수한 표면 특성을 갖는다. 기능성 표면(O)은 우수한 평탄화, 우수한 이미지 선영성(DOI) 및 매우 우수한 광택도를 가지며, 어떠한 눈에 띄는 결함도 더 이상 갖지 않는다. 이는 단계(I)의 생성물이, 단계(II)가 수행되기 전에 비교적 오랫 동안 저장되는 경우, 및/또는 단계(IV)의 생성물이 단계(V)가 수행되기 전에 비교적 오랫 동안 저장되는 경우에도 적용된다.
중합체 몰딩(M/T/B)의 유용성은 매우 광범위하다. 예를 들어, 중합체 몰딩은 운송 수단, 구조물, 창문, 문, 가구, 및 임의의 종류의 유용한 물품을 제조하는 데 우수하게 사용될 수 있다. 바람직하게는, 근력 및/또는 엔진에 의해 작동되는 운송 수단, 특히 선박, 철도 차량, 비행기, 사이클, 모터사이클, 자동차, 트럭 및 버스에 사용될 수 있다.
중합체 몰딩은 소위 자동차 자질을 가지기 때문에(이와 관련하여서는, 유럽 특허 EP 0 352 298 B1, 제15면 제42행 내지 제17면 제40행을 참조하라), 자동차 몸체용의, 특히 고급 자동차 몸체용의 외측에 구비되는 부품으로서 특히 우수한 적합성을 지닌다.
제조 실시예 1
코팅된 열가소성 지지 시트의 제조
실험실용 코팅 장치 상에서 코팅 물질(B.1) 및 (B.2)의 연속 도포하므로써 코팅된 열가소성 지지 시트를 제조하였다.
사용된 지지 시트는 두께가 800㎛인 루란®(Luran®) S 778 TE의 열가소성 시트였다.
형성된 시트를 추가 코팅을 위해 롤에 감았다.
실시예 1
중합체 몰딩의 제조
실시예 1의 중합체 몰딩을 제조 실시예 1의 코팅된 열가소성 지지 시트를 사용하여 제조하였다.
실시예 1에 있어서, 제조 실시예 1의 코팅된 열가소성 지지 시트를 비쇼프 + 클레인(Bischof + Klein, Lengerich)사로부터의 보호 시트 GH-X 527로 코팅하였다.
하기 표 1은 사용된 보호 시트의 주요 특성을 개략적으로 제공한다.
표 1: 사용된 보호 시트의 주요 특성
보호시트 특성 GH-X 527
필름 두께(㎛) 50
DMTA에 의해 특정된 실온 내지 100℃에서의 저장 탄성률(E') (Pa) 107-108
종방향/횡방향으로의 파괴 신장율(%) 430/840
230 내지 600nm 파장의 자외선 및 가시광에 대한 투과율 > 70%
코팅에 접하는 부착 측면 상의 보호 시트의 경도 (1mN 및 23℃에서 베르코비치 인덴터로 측정된 나노경도)(GPa) 0.0128
조도 Ra(50㎛2로부터 원자력 현미경(AFM)에 의함) (nm) 16.7
보호 시트로 코팅된, 코팅된 열가소성 지지 시트를 예비성형시켰다. 이후, 필름(b.2)를 보호 시트를 통해 자외선으로 부분적으로 경화시켰다. 포지티브 몰드로서 입방체를 사용하였다. 형성된 예비성형된 부분을 몰드에 삽입시켰다. 몰드를 폐쇄하고, 입방체를 액체 중합체 물질로 사출 성형시켰다. 형성된 중합체 몰딩을 냉각시키고, 몰드로부터 분리시켰다. 이후, 부분 경화된 필름(B.2)을 자외선으로 완전히 경화시켰다. 이후, 보호 시트를 제거하였다.
이와 같이 제조된 중합체 몰딩은 결함이 전혀 없는 고광택 표면을 지녔다.

Claims (22)

  1. 기능성 표면(O)을 갖는 중합체 몰딩(M/T/B)을 제조하는 방법으로서,
    (I) 열가소성 지지 시트(T) 상에,
    (I.1) 하나 이상의 착색된 코팅 물질(B.1)로 열가소성 지지 시트(T)의 어느 한 표면(T.1)을 코팅하고,
    (I.2) 형성된 필름(B.1)을 하나 이상의 화학적으로 경화가능한 코팅 물질(B.2)로 코팅하여, 경화 후에 투명한 코팅(B.2)을 제공하는 필름(B.2)을 형성시키므로써 코팅(B)을 형성시키는 단계,
    (II) 형성된 코팅된 열가소성 지지 시트(T/B)를 개방 몰드에 삽입시키는 단계,
    (III) 몰드를 폐쇄하고, 코팅된 열가소성 지지 시트(T/B)의 코팅되지 않은 면(T.2)을 액체 중합체 물질(M)과 접촉하여 코팅된 열가소성 지지 시트(T/B)를 성형하고, 이 시트를 중합체 물질(M)과 단단히 고정시키고, 중합체 물질(M)이 고화되도록 하는 단계, 및
    (IV) 코팅(B)이 경화되지 않거나, 부분적으로 경화되거나, 완전히 경화된, 형성된 코팅된 중합체 몰딩(M/T/B)을 몰드로부터 제거하는 단계를 포함하고;
    (V) 단계(I) 중에 및/또는 단계(I)의 종료 후에, 및/또는 단계(III) 중에 및/또는 단계(IV) 후에, 경화되지 않거나 경화되지 않은 코팅(B)이 완전히 경화되거나, 단계(IV) 후 완전히 경화된 코팅(b)이 후경화되며,
    코팅(B)이 보호 시트(S)에 의해 적어도 일시적으로 피복되며, 보호 시트(S)는
    (s.1) 실온 내지 100℃의 온도 범위에서 저장 탄성률(E')가 107 Pa 이상이고,
    (s.2) 보호 시트(S)의 제조 시에 배향된 제조 방법에 의해 제조된 바람직한 방향에 대해 23℃에서의, 종방향 및 횡방향으로의 파괴 신장율이 300% 초과이고,
    (s.3) 50㎛의 필름 두께에 대해 230 내지 600nm의 파장을 갖는 자외선 및 가시광에 대해 투과율이 70% 초과이고,
    보호 시트(S)의 코팅(B)에 접하는 측면(S.1)이
    (s.1.1.) 경도가 23℃에서 0.06 GPa 미만이고,
    (s.1.2) 원자력 현미경(AFM)에 의해 측정하여 Ra에 상응하는 조도(roughness)가 50㎛2 < 30nm임을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 보호 시트(S)가 (s.1)에서 107 내지 108Pa의 저장 탄성률(E')을 갖는 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 보호 시트(S)가 (s.2)에서 400 내지 900%의 파괴 신장율을 갖는 방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서, 보호 시트(S)의 코팅(B)에 접하는 측면(S.1)이 (s.1.1)에서 0.02GPa 미만의 경도를 갖는 방법.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중의 어느 한 항에 있어서, (s.5)로서 코팅(B)로부터 보호 시트(S)를 제거하는 데 평균 250mN/cm의 힘이 요구되는 방법.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중의 어느 한 항에 있어서, 보호 시트(S)가 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌 공중합체, 프로필렌 공중합체 및 에틸렌-프로필렌 공중합체로 된 필름으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중의 어느 한 항에 있어서, 보호 시트(S)의 한 측면(S.1)이 접착성을 갖는 방법.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중의 어느 한 항에 있어서, 코팅(B)으로부터 떨어져 접하는 보호 시트(S)의 측면(S.2)이 블록킹방지 특성을 갖는 방법.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중의 어느 한 항에 있어서, 보호 시트(S)가 다수의 층으로 구성되는 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 보호 시트(S)가 하나 이상의 단일중합체 또는 공중합체로 된 하나 이상의 코아층(KNS)으로부터, 그리고 접착층(KS) 및 블록킹방지층(AS)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 추가의 층으로부터 구성되는 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 코아층(KNS)의 단일중합체 및 공중합체가 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌 공중합체, 프로필렌 공중합체 및 에틸렌-프로필렌 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중의 어느 한 항에 있어서, 보호 시트(S)의 두께가 10 내지 100㎛인 방법.
  13. 제 1항 내지 제 12항 중의 어느 한 항에 있어서, 보호 시트(S)가 단계(I) 이후에 코팅(B)에 도포되는 방법.
  14. 제 1항 내지 제 13항 중의 어느 한 항에 있어서, 보호 시트(S)가 단계(II) 직전에 코팅된 열가소성 보호 시트(S)로 피복된 지지 시트(T/B/S)의 코팅(B)으로부터 제거되는 방법.
  15. 제 1항 내지 제 13항 중의 어느 한 항에 있어서, 보호 시트(S)가 단계(IV) 이후에 보호 시트(S)로 피복된 중합체 몰딩(M/T/B/S)의 코팅(B)으로부터 제거되는 방법.
  16. 제 15항에 있어서, 보호 시트(S)가 코팅(B)이 완전히 경화되기 전 또는 후에, 또는 중합체 몰딩(M/T/B)이 후처리되기 전 또는 후에 제거되는 방법.
  17. 제 1항 내지 제 16항 중의 어느 한 항에 있어서, 열가소성 지지 시트(T)가 0.5mm 이상의 필름 두께를 갖는 방법.
  18. 제 1항 내지 제 17항 중의 어느 한 항에 있어서, 코팅된 열가소성 지지 시트(T/B) 또는 이의 크기별 절삭된 조각이 단계(II) 전에 예비성형되는 방법.
  19. 제 18항에 있어서, 코팅된 열가소성 지지 시트(T/B) 또는 이의 크기별 절삭된 조각이 몰드의 윤곽으로 맞춰지는 방법.
  20. 제 1항 내지 제 19항 중의 어느 한 항에 있어서, 중합체 몰딩(M/T/B)의 표면(O)의 기능이 색상, 특수효과, 색상과 특수효과, 전도성, 자성 차폐, 부식 억제, 형광 및/또는 인광을 부여하는 것인 방법.
  21. 운송 수단, 구조물, 창문, 문, 가구, 및 유용한 물품을 제조하기 위한, 제 1항 내지 제 19항 중의 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 중합체 몰딩(M/T/B) 의 용도.
  22. 중합체 몰딩의 제조시에 보호 시트(S)로서의,
    (s.1) 실온 내지 100℃의 온도 범위에서 저장 탄성률(E')가 107 Pa 이상이고,
    (s.2) 보호 시트(S)의 제조 시에 배향된 제조 방법에 의해 제조된 바람직한 방향에 대해 23℃에서의, 종방향 및 횡방향으로의 파괴 신장율이 300% 초과이고,
    (s.3) 50㎛의 필름 두께에 대해 230 내지 600nm의 파장을 갖는 자외선 및 가시광에 대해 투과율이 70% 초과이고,
    보호 시트(S)의 하나 이상의 표면이
    (s.1.1.) 경도가 23℃에서 0.06 GPa 미만이고,
    (s.1.2) 원자력 현미경(AFM)에 의해 측정하여 Ra에 상응하는 조도(roughness)가 50㎛2 < 30nm인 시트의 용도.
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