KR20090131419A - 가죽시트로 이루어진 표면을 갖는 인서트 필름 및 이를이용한 사출품의 제조 방법 - Google Patents

가죽시트로 이루어진 표면을 갖는 인서트 필름 및 이를이용한 사출품의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가죽시트로 이루어진 표면을 갖는 자동차 및 가전제품의 외장 소재로 적용되는 인서트 필름 및 이를 이용한 사출품의 제조방법에 관한 것으로서, 위로부터 가죽시트층, 접착제층, 수지코트층, 접착제층, 백킹시트층으로 이루어지며, 상기 가죽시트층이 최소한 하나의 천연가죽 및 인조가죽을 포함하여 이루어진다.
이러한 인서트 필름은 외장에 가죽소재를 적용함으로써 디자인의 고급화 및 가온시 적정 신율을 가짐으로써 3차원 굴곡면을 가지는 외장용 성형품의 표면재로서 적합하다.
천연가죽, 인조가죽, 인서트 필름, 성형품

Description

가죽시트로 이루어진 표면을 갖는 인서트 필름 및 이를 이용한 사출품의 제조 방법{Insert Film with leather sheet surface and method of manufacturing injection molding goods}
본 발명은 가죽시트로 이루어진 표면을 갖는 인서트 필름 및 이를 이용한 사출품의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명의 인서트 필름은 가죽시트층, 접착제층, 수지코트층, 접착제층, 백킹시트층으로 구성되고, 상기 가죽시트층이 최소한 하나의 천연가죽 또는 인조가죽으로 구성된 것을 특징으로 한다.
자동차, 가전제품, 기타 산업자재 등의 플라스틱 부품 표면은 스프레이 페인팅, 수압전사, 필름 인서트 공법 등과 같은 다양한 방법에 의해 표면보호 및 장식되어 왔다. 플라스틱 부품 표면은 내화학성, 내마모성 특징 외에 높은 광택, 높은 상선명도, 자외선에 안정한 내후성, 다양한 패턴 등을 필요로 한다. 하도/중도/상도와 같은 스프레이 페인팅은 위험한 페인트 용제 증발로 작업자의 안정성 문제와 심각한 대기 오염문제 및 배출물에 의한 환경문제를 발생시킨다. 고품질 수준을 유지하기 위해서는 다단계 페인트 작업 및 환경 오염 방지를 위한 환경 설비의 필요 로 고비용이 발생하고, 다양한 패턴 구현이 어려운 문제점이 있다.
수압전사 인쇄 방법은 장식패턴이 인쇄된 수용성 폴리비닐알코올 필름을 물에 띄워 플라스틱 성형품을 인쇄면에 내리눌러 인쇄 패턴을 전사 시키는 방법으로, 전사 필름과 대상물의 위치 어긋남에 의해 장식패턴의 불량률이 높고, 장식패턴이 정밀하지 못하고, 잔존하는 폴리비닐알코올 필름 세척과 전사 후 표면보호를 위해 번거롭게 하드 코팅을 하여야 하는 문제점이 있다.
이러한 스프레이 페인팅과 수압전사 방식의 문제점을 극복하기 위해 플라스틱 부품 표면에 도장대신 시트나 필름을 부착하여 사용하는 필름 인서트 공법을 이용한 방법이 시도되었다. 처음에는 가소화 폴리염화비닐(PVC)을 사용한 필름이 개발되었으나, 내후성과 신율이 우수한 메틸메타아크릴레이트 필름 혹은 폴리비닐리덴 불소 필름 혹은 폴리비닐리덴 불소수지와 메틸메타아크릴레이트 아크릴 수지를 복합화한 필름을 이용한 인서트 필름이 개발되었다.
이를 테면 이러한 인서트 필름 제조방법이 미국특허번호 제 685540호에서 보여주는 것처럼 가소화 폴리염화비닐(PVC)을 사용한 필름이 개발되었으나, PVC 사용에 대한 환경규제가 강화됨에 따라 PVC를 대체하면서 내후성 및 내구성이 뛰어난 아크릴 수지 및 불소 수지를 사용한 필름이 개발되었다.
이러한 시트 및 시트 제조 방법이 WO 88/007416호 개시되어 있다. 이러한 인서트 필름은 위로부터 투명필름층, 인쇄층, 접착층, 백킹시트층으로 구성되어 있다. 상층에 투명필름 층의 도입은 다양한 인쇄 패턴 구현, 친 환경성, 공정단축 등 장점이 있으며, 아크릴 필름 및 불소필름의 사용으로 인해 내후성 및 내구성에 이점이 있다. 또한 최하층의 백킹시트로 주로 아크릴로나이트릴-부타디엔-스타이렌 그래프트 공중합체(ABS) 수지가 사용되기 때문에 강도, 내열성, 성형 가공성이 우수한 장점이 있다.
그러나 상기 인서트 필름은 표면에 투명필름층을 사용하여 높은 광택, 높은 상선명도, 자외선에 안정한 내후성과 같은 표면물성은 우수하나, Real 소재와 같은 천연 질감이나 효과를 구현하는 데는 한계가 있다. Wood Grain, Metallic, Emboss 효과 같은 다양한 패턴 및 기법을 적용하여 Real 소재와 매우 비슷한 효과를 내려고 하며, 또한 기술적으로 많은 발전이 있었지만, 앞에서 언급하였듯이, Real 소재가 주는 효과와는 확연한 차이가 있다.
본 발명의 목적은 물품의 표면층을 구성하는 소재로서 투명필름 대신 우수한 천연 질감 및 효과를 구현할 수 있는 천연가죽 및 인조가죽으로 구성되는 인서트 필름을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 가죽시트로 이루어진 표면을 갖는 인서트 필름은 위로부터 가죽시트층, 접착제층, 수지코트층, 접착제층, 백킹시트층으로 구성되고, 상기 가죽시트층이 최소한 하나 이상의 천연가죽 또는 인조가죽으로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 가죽시트층은 표면처리층, 인쇄층, 가죽원단층으로 구성되며, 표면처리층을 형성하는 조성물은 아크릴계 수지, 불소계 수지, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지로 형성되며 투명광택제 또는 투명성 무광택제로서 코팅하여 표면처리층을 형성하며, 1액형 및 2액형 모두 적용 가능하다.
인쇄층은 가죽 원단의 상면에 유색도료나 유색안료를 코팅시켜 다양한 무늬와 색상이 형성되게 하며, 가죽원단층은 최소한 하나 이상의 천연가죽 또는 인조가죽을 포함하여 이루어진다. 특히 인조가죽은 폴리염화비닐(PVC) 수지, 폴리우레탄 (PU) 수지 그리고 폴리염화비닐 수지와 폴리우레탄 수지를 혼합한 수지로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 가죽시트로 이루어진 표면을 갖는 인서트 필름의 제조 방법은, 위로부터 표면처리층, 인쇄층, 가죽원단층으로 이루어지는 가죽시트를 형성하는 단계; 아래로부터 백킹시트층, 접착제층, 수지코트층, 접착제층으로 이루어지는 기재시트를 준비하는 단계: 상기 가죽시트층의 가죽원단층과 상기 기재시트의 접착제층을 마주보게 하여 가열 합지하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기 가죽시트층의 표면처리층의 두께는 3 내지 10㎛의 범위, 인쇄층은 1 내지 10㎛의 범위 이내로 형성될 수 있다. 상기 가죽시트층의 가죽원단층은 10 내지 500㎛의 범위 내에서 형성된다.
또한, 본 발명은 상기 인서트 필름을 소정의 형상으로 진공성형하는 단계; 상기 진공성형물을 트리밍하는 단계; 상기 트리밍한 성형물을 사출금형에 안착하여 사출수지를 주입하고 사출성형품을 취출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형품의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 의하면 표면층을 구성하는 소재로서 천연가죽 및 인조가죽을 사용하여 천연질감 및 효과를 구현함과 동시에 기존 인서트 필름의 표면 물성과 열성형성을 유지하여, 자동차 및 가전제품의 표면소재 등의 제조에 유용한 인서트 필름 및 그 제조방법을 제공하는 효과가 있다.
이하 첨부도면에 의거하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명에 따른 가죽시트층(10)의 단면도로서, 위로부터 표면처리층(11), 인쇄층(12), 가죽원단층(13)으로 이루어지는 가죽시트층을 보여준다. 이러 한 가죽시트층(10)의 제조방법을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 가죽원단층(13)은 10㎛ 내지 500㎛의 범위 내에서 천연가죽 또는 인조가죽을 사용한다. 다음 천연가죽 또는 인조가죽 상부에 아크릴 수지, PVC 수지, 우레탄 수지를 그라비아 또는 로타리 스크린 방식으로 코팅하여 소정의 디자인이나 문자를 형성하는 인쇄층(12)을 형성시킨다. 다음 인쇄층(12) 상부에 점도가 10 내지 1000cps인 표면처리층(11)을 형성하는 조성물을 3 내지 10㎛의 두께로 코팅한 후, 40 내지 120℃의 온도에서 건조시켜 표면처리층(11)을 형성시킨다. 이때, 표면처리층(11)을 형성하는 조성물의 성분은 아크릴계 수지, 불소계 수지, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지로 구성된다.
이상으로 제조된 가죽시트층(10)을 사용하여 본 발명에 따른 가죽시트로 이루어진 표면을 갖는 인서트 필름을 제조할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 가죽시트로 이루어진 표면을 갖는 인서트 필름(20)의 단면도로서, 위로부터 가죽시트층(10), 접착제층(21), 수지코트층(22), 접착제층(23), 백킹시트층(24)으로 이루어진 인서트 필름을 보여준다.
이러한 가죽시트로 이루어진 표면을 갖는 인서트 필름(20)의 제조방법은 다음과 같다. 먼저, 두께가 0.1 내지 1㎜의 백킹시트층(24) 상부에 접착제층(23), 수지코트층(22), 접착제층(21)을 순차적으로 형성시킨 기재시트를, 가죽시트층(10)과 열 합판시켜 인서트 필름(20)을 제조한다. 또 한가지 방법으로 이형 PET 필름에 접착제층, 수지코트층, 접착제층을 형성하여 백킹시트에 전사함으로써 상기와 동일한 기재시트를 형성할 수도 있다.
이때, 백킹시트층은 아크릴로니트릴-부타디엔-스타일렌 코폴리머 (acrylonitril butadiene-styrene copolymer; ABS)수지 시트로 주로 구성되며, 사출 수지에 따라 폴리염화비닐 수지, 폴리올레핀 수지, 열가소성 폴리우레탄 수지, 아크릴로니트릴-스타일렌- 아크릴레이트 코폴리머 (acrylonitrile styrene-acrylate copolymer;ASA)수지, 아크릴로니트릴-클로리네이티드-폴리에틸렌-스타일렌 코폴리머 (acrylonitrile-chlorinated-polyetylene-styrene copolymer; ACS)수지 시트도 사용 가능하다.
접착층은 가죽시트층과 수지코트층, 수지코트층과 백킹시트층과의 접착력이 우수한 아크릴 수지, 우레탄 수지, 우레탄아크릴레이트 공중합 수지 등 열융착형 바인더가 사용될 수 있다.
수지코트층은 진공성형 시 가죽시트층이 우수한 성형성 및 신율을 가질 수 있도록 하기 위해 형성되며, 고온에서의 신율 및 가공성이 우수한 아크릴 수지 및 우레탄 수지가 사용될 수 있다.
완성된 가죽시트층과 기재시트를 예열 롤에서 100 내지 150℃로 예열하고, 가열 드럼에서 150 내지 180℃의 온도에서 열 합지하여 인서트 필름을 형성하며, 또한 가죽시트층의 상부에 보호필름을 적층하여 최종 인서트 필름이 완성된다. 이때 보호필름으로는 폴리에틸렌 필름 또는 폴리프로필렌 필름을 사용하는데, 이 보호필름의 한쪽 면에는 점착제가 도포되어 있기 때문에 라미네이션 롤을 사용하여 손쉽게 가죽시트층 상부에 적층할 수 있다.
상기 본 발명에 따른 가죽시트로 이루어진 표면을 갖는 인서트 필름은 자동 차 및 가전제품의 표면 소재로 사용 가능하다. 완성된 인서트 필름을 금형에 올려 놓고, 열판을 사용하여 180 내지 250℃에서 통상의 방법으로 진공 성형하여 예비성형을 한 후, 동일한 성형 형태의 상금형과 하금형이 장착된 사출기에 예비 성형된 인서트 필름을 삽입하고, 사출구를 통해 용융수지를 사출하는 방법으로 사출성형 함으로써 가죽시트로 이루어진 표면을 갖는 인서트 필름이 표면마감재로 사용된 3차원의 자동차 및 가전제품의 사출부품을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 가죽시트층을 개략적으로 도시한 측단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 가죽시트로 이루어진 표면을 갖는 인서트 필름을 개략적으로 도시한 측단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10: 가죽시트층 11: 표면처리층
12: 인쇄층 13: 가죽원단층
20: 인서트 필름 21: 접착제층
22: 수지코트층 23: 접착제층
24: 백킹시트층

Claims (9)

  1. 하나 이상의 천연가죽 또는 인조가죽을 포함하여 이루어지는 가죽시트층, 접착제층, 수지코트층, 접착제층, 백킹시트층을 순차적으로 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인서트 필름.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가죽시트층은 표면처리층, 인쇄층, 가죽원단층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인서트 필름.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 인쇄층은 가죽 원단의 상면에 유색도료나 유색안료를 코팅시킴으로써 형성되고, 상기 표면처리층은 투명광택제 또는 투명성 무광택제를 코팅시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 인서트 필름.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 인조가죽은 폴리염화비닐(PVC) 수지, 폴리우레탄 (PU) 수지, 폴리염화비닐 수지 및 폴리우레탄 수지로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상의 수지로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 인서트 필름.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 가죽원단층은 10 내지 500㎛ 범위의 두께인 것을 특징으로 하는 인서트 필름.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 수지코트층은 아크릴계 또는 우레탄계의 1액형 및 2액형으로 구성된 투명 또는 유색의 층인 것을 특징으로 하는 인서트 필름.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 가죽시트층과 상기 수지코트층 간의 접착제층은 열융착형 바인더로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인서트 필름.
  8. 표면처리층, 인쇄층, 가죽원단층으로 이루어지는 가죽시트를 형성하는 단계; 백킹시트층, 접착제층, 수지코트층, 접착제층으로 이루어지는 기재시트를 준비하는 단계: 상기 가죽시트의 가죽원단층과 상기 기재시트의 접착제층을 마주보게 하여 가열 합지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인서트 필름의 제조 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서의 인서트 필름을 소정의 형상으로 진공성형하는 단계; 상기 진공성형물을 트리밍하는 단계; 상기 트리밍한 성형물을 사출금형에 안착하여 사출수지를 주입하고 사출성형품을 취출하는 단계를 포 함하는 것을 특징으로 하는 사출성형품의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10822667B2 (en) 2017-06-21 2020-11-03 Atko Planning Inc. Manufacturing method of breathable hybrid-leather
KR102613775B1 (ko) * 2022-09-01 2023-12-20 이왕기 Iml 기반의 내외장재 제조 시스템

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