WO2015046984A1 - 금속판 라미네이트용 필름 - Google Patents

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박은영
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Definitions

  • the present invention relates to a film used to superimpose a metal plate, and to laminate a metal plate by laminating between metal plates, and to laminate the metal plate, and to a film having excellent adhesion to the metal plate and excellent mechanical properties.
  • Lightweight panels such as concrete walls are causing indoor pollution by asbestos and chemicals.
  • the window is designed in a closed structure by emphasizing the insulation of the building, there is a problem that the ventilation is difficult and is continuously exposed to harmful substances generated from the wall.
  • the wall is used as a metal plate such as stainless steel, copper, titanium, etc., the surface itself is beautiful and solid, but there is a disadvantage that it is expensive material. have.
  • weight reduction of the vehicle body structure is important to satisfy the emission regulations by improving the fuel efficiency of the automobile.
  • high strength of the vehicle body is required, and various molding processes and materials development are required.
  • the plastic film is laminated on one surface of the metal material to reduce the weight.
  • the adhesive force between the metal material and the plastic film is weak, resulting in a decrease in mechanical properties.
  • Patent Document 1 Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2004-0079827 discloses a plastic film laminated steel sheet manufactured by laminating a plastic film to a steel sheet by applying an adhesive.
  • the application of the adhesive still has a problem that the time and cost of the additional process is increased, and that the heat resistance and adhesion during and after processing are reduced.
  • metal plate such as bending and press molding without additional process
  • strength of metal plate and adhesion between metal plate and film are remarkably increased so that various structures using metal plate can be lightened to improve energy efficiency. Development is required.
  • Patent Document 1 Republic of Korea Patent Publication No. 10-2004-0079827
  • the present invention is used in the manufacture of metal plate laminate, to increase the strength of the metal plate, to achieve a light weight, to provide a film laminated between the metal plate to be excellent in heat resistance and excellent sound absorption, workability, vibration damping, heat insulation do.
  • the present invention is to provide an environmentally friendly metal plate laminate film because it does not use a volatile organic solvent by producing a film used in the metal plate laminate.
  • the present invention is to provide a film for metal plate laminate laminated between the steel sheet to increase the strength of the steel sheet, to achieve a light weight by producing a sandwich steel sheet.
  • the present invention is to provide a film for metal plate laminates excellent in adhesion to the metal plate, excellent mechanical properties.
  • the present invention for achieving the above object relates to a film for metal plate laminate comprising 40 to 95% by weight of polyolefin resin and 5 to 60% by weight of polyamide resin.
  • the core layer comprising 5 to 80% by weight of polyolefin resin and 20 to 95% by weight of polyamide resin, and laminated on both sides of the core layer, 40 to 95% by weight of polyolefin resin And a skin layer comprising 5 to 60% by weight of polyamide resin.
  • the metal plate laminate film may have a thickness of the skin layer: the core layer of 3 to 50%: 50 to 97%.
  • the metal plate laminate film may have an adhesive force of 5 kgf / inch or more with the metal plate.
  • the polyolefin resin may be a modified polyolefin resin grafted ethylenically unsaturated carboxylic acid, carboxylate, anhydride or ester derivative monomer.
  • the polyolefin resin is polyethylene homopolymer, polypropylene homopolymer, polyethylene and (C3-C10) alpha olefin copolymer, polypropylene and (C3-C10) alpha olefin copolymer, polyethylene and poly Copolymers of propylene or blends of polyethylene and polypropylene.
  • the polyolefin resin may have a melt index (190 ° C., 2160 g) of 0.3 to 60 g / 10 minutes and a density of 0.80 to 0.95 g / cm 3.
  • the polyamide resin is nylon 6, nylon 66, nylon 46, nylon 11, nylon 12, nylon 610, nylon 612, a copolymer of nylon 6/66, nylon 6/66/610 aerial Copolymer, nylon MXD6, nylon 6T, nylon 6 / 6T copolymer, nylon 66 / PP copolymer, nylon 66 / PPS copolymer, methoxymethylate of 6-nylon, methoxymethylate of 6-610-nylon and 612 -Any one or a mixture of two or more selected from methoxymethylates of nylon.
  • the metal plate may be selected from stainless steel, aluminum, copper, galvanized, metal plate, cold rolled metal plate, color metal plate, pickling metal plate and anti-corrosion coating metal plate.
  • the metal sheet laminate film may have a modulus of 35 kgf / cm 2 or more, a bending strength of 30 kgf or more, and a stiffness of 3.0 mm or less.
  • the present invention for achieving the above object relates to a sandwich steel sheet comprising the above-described film for metal plate laminate.
  • the adhesion between the metal plate constituting the sandwich steel sheet and the film for the metal plate laminate may be 5 kgf / inch or more.
  • the film of the present invention is excellent in adhesion to the metal plate, and can improve the strength of the metal plate when laminating with the metal plate, and can achieve a weight reduction.
  • the film of the present invention can achieve the physical properties excellent in the metal plate adhesion, heat-resistant adhesion and formability.
  • the film of the present invention is excellent in mechanical properties such as modulus, flexural strength, and can achieve excellent physical properties after lamination with the steel sheet.
  • the inventors of the present invention found that the metal plate was laminated using a polymer material to manufacture a metal plate laminate, and the weight of the metal plate was remarkably reduced at the same thickness, and at the same time, the mechanical properties such as impact strength were excellent, and the adhesiveness with the metal plate was found. While researching a material that is excellent in weight and excellent in mechanical properties, it is found that when the polyolefin resin and polyamide resin are mixed and used as a film, all the desired physical properties can be satisfied. The present invention has been completed. Unless otherwise specified in the present invention, the term "sandwich steel plate” means a metal plate / metal plate laminate / laminated plate integrated.
  • a film for metal plate laminate comprising 40 to 95% by weight of polyolefin resin and 5 to 60% by weight of polyamide resin.
  • Another embodiment of the present invention is a core layer comprising 5 to 80% by weight of polyolefin resin and 20 to 95% by weight of polyamide resin,
  • the core layer consists of a skin layer comprising 40 to 95% by weight of polyolefin resin and 5 to 60% by weight of polyamide resin, and relates to a film for metal plate laminate formed in multiple layers.
  • the metal plate laminate film according to an embodiment of the present invention may have an adhesive force of 5kgf / inch or more with the metal plate.
  • the adhesive force with the metal plate is 5kgf / inch, more preferably more than 8 kgf / inch can be applied to the metal plate laminate with excellent adhesion to the metal plate, if the metal plate adhesion is less than 5 kgf / inch adhesion to the metal plate. This defect causes a phenomenon in which the film and the metal plate are separated during bending or press molding in order to process the metal plate.
  • the film for a metal plate laminate of the present invention is characterized by using a mixture of polyolefin resin and polyamide resin, the mixing ratio between the resin in a specific range
  • the adhesive force with the metal plate can express physical properties of 5 kgf / inch or more, the weight of the metal plate can be reduced by 20 to 40%, the strength can be increased.
  • the film for metal plate laminate of the present invention may have a modulus of 35 kgf / cm 2 or more, satisfying both physical properties of bending strength of 30 kgf or more and stiffness of 3.0 mm or less. More preferably, the modulus is 35 to 400 kgf / cm 2, the flexural strength is 30 to 50 kgf, and all of the physical properties of 3.0 mm or less may be satisfied. It is suitable for use as building materials and automotive materials within the range of satisfying the mechanical properties.
  • the film for metal plate laminate according to an embodiment of the present invention may be formed in a single layer.
  • the film for metal plate laminate formed by the single layer is characterized by using a mixture of 40 to 95% by weight of polyolefin resin and 5 to 60% by weight of polyamide resin.
  • polyolefin resin when the polyolefin resin is less than 40% by weight, or when the polyamide resin is used in excess of 60% by weight, the adhesive force with the metal plate is poor, the separation may occur between the film and the metal plate during molding and processing, polyolefin
  • the resin is more than 95% by weight and the polyamide resin is less than 5% by weight, the heat-resistant adhesive strength and the bending strength may be poor when the laminated metal plate is used at a high temperature.
  • the polyolefin resin according to an embodiment of the present invention is to further improve the adhesion to the metal plate, modified polyolefin resin grafted ethylenically unsaturated carboxylic acid, carboxylate, anhydride or ester derivative monomer (Modified polyolefin resin).
  • the polyolefin resin is used to achieve light weight and economical efficiency, and since the polyolefin resin itself is non-polar, compatibility and polarity with a polar substrate such as nylon may be degraded. Miscibility with the polyamide resin can be improved by grafting the monomer to chemical bonding.
  • the monomer to be grafted is not particularly limited, but may be an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer selected from methacrylic acid, acrylic acid, maleic acid, fumaric acid or itaconic acid; Carboxylic acid salt containing the said ethylenic unsaturated carboxylic monomer and a metal ion salt; Anhydride monomers selected from maleic anhydride, dodecynyl succinic anhydride or 5-novoden-2-3-anhydride; And ester monomers selected from glycidyl methacrylate, 2-hydroxy ethyl acrylate, 2-hydroxy ethyl methacrylate, monoethyl maleate, diethyl maleate or di-normal-butyl maleate; Or polar compounds having a chemical structure similar to these.
  • carboxylic acid monomer selected from methacrylic acid, acrylic acid, maleic acid, fumaric acid or itaconic acid
  • these monomers may be grafted at 0.1 to 15% by weight, more preferably 0.3 to 5% by weight to the modified polyolefin resin.
  • the content of the monomer is less than 0.1% by weight, the content of the monomer to be grafted is insufficient, so that nylon and olefin do not mix well, and the effects of adhesion and compatibility are insignificant.
  • the content of the monomer exceeds 15% by weight, the reaction efficiency of the monomer is increased. Too low unreacted monomers remain, resulting in a problem that the film thickness is not uniform due to uneven discharge pressure during film formation.
  • the polyolefin resin is polyethylene homopolymer, polypropylene homopolymer, polyethylene and (C3-C10) alpha olefin copolymer, polypropylene and (C3-C10) alpha olefin copolymer, polyethylene and polypropylene It may be a copolymer of or a blend of polyethylene and polypropylene. More specifically, but not limited to, low density polyethylene (LDPE), linear low density polyethylene (LLDPE), ultra low density polyethylene (VLDPE), ultra linear low density polyethylene (VLLDPE) with a melt index (190 ° C, 2160 g) of 0.3 to 60 g / 10 min.
  • LDPE low density polyethylene
  • LLDPE linear low density polyethylene
  • VLDPE ultra low density polyethylene
  • VLLDPE ultra linear low density polyethylene
  • High density polyethylene (HDPE), propylene (PP) resin and the like can be used.
  • the polyolefin resin may be to use a density of 0.80 ⁇ 0.95g / cm3. In the range where the melt index and the density satisfy the above range, it is possible to provide a film having better adhesion to the metal plate and better mechanical strength.
  • the polyamide resin is used to reduce the weight of the sandwich metal plate and is a material having excellent mechanical properties, and is used to impart weight reduction.
  • the polyamide resin is nylon 6, nylon 66, nylon 46, nylon 11, nylon 12, nylon 610, nylon 612, a copolymer of nylon 6/66, nylon 6/66/610 aerial Copolymer, nylon MXD6, nylon 6T, nylon 6 / 6T copolymer, nylon 66 / PP copolymer, nylon 66 / PPS copolymer, methoxymethylate of 6-nylon, methoxymethylate of 6-610-nylon and 612 Any one or a mixture of two or more selected from methoxymethylates of nylon may be used.
  • the metal plate may be selected from stainless steel, aluminum, copper, galvanized, metal plate, cold rolled metal plate, color metal plate, pickling metal plate and anti-corrosion coating metal plate.
  • the metal plate laminate film may include a multilayer film consisting of a core layer and a skin layer laminated on both sides of the core layer.
  • Metal plate laminate film formed of a multi-layer according to an embodiment of the present invention is a core layer containing 5 to 80% by weight of polyolefin resin and 20 to 95% by weight polyamide resin, and laminated on both sides of the core layer, polyolefin It may be composed of a skin layer comprising 40 to 95% by weight of resin and 5 to 60% by weight of polyamide resin.
  • it comprises a core layer comprising 20 to 60% by weight of polyolefin resin and 40 to 80% by weight of polyamide resin, and a skin layer containing 60 to 95% by weight of polyolefin resin and 5 to 40% by weight of polyamide resin.
  • a core layer comprising 20 to 60% by weight of polyolefin resin and 40 to 80% by weight of polyamide resin
  • a skin layer containing 60 to 95% by weight of polyolefin resin and 5 to 40% by weight of polyamide resin.
  • the core layer comprises 5 to 80% by weight of polyolefin resin and 20 to 95% by weight of polyamide resin
  • the skin layer is It is preferred to include 40 to 95% by weight of polyolefin resin and 5 to 60% by weight of polyamide resin.
  • the core layer serves to impart mechanical properties while reducing the weight of the sandwich sheet
  • polyolefin resin is 5 to 80% by weight
  • the polyolefin resin is less than 5% by weight, and the polyamide resin is used in excess of 95% by weight, the interfacial adhesion between the core layer and the skin layer is lowered, and film and steel plate separation occurs when molding into an automotive material part.
  • the elasticity of the film is low, the impact strength is lowered, and when used as an automobile steel sheet by lamination, low temperature cracking may occur.
  • the mechanical strength of the film is lowered, and the mechanical strength such as the rigidity and dentity of the steel sheet is also reduced after lamination. have.
  • the skin layer is to further improve the adhesion to the steel sheet, 40 to 95% by weight of polyolefin resin and 5 to 60% by weight of polyamide resin, more preferably polyolefin resin 60 It is effective to use 95% by weight and 5-40% by weight of polyamide resin.
  • the polyolefin-based resin is less than 40% by weight or the polyamide resin is used in excess of 60% by weight, the adhesiveness with the steel sheet is lowered, and the sheet may be separated from the steel sheet and the film when forming the automotive material parts.
  • the polyolefin resin is more than 95% by weight, and the polyamide resin is used at less than 5% by weight, the heat resistance of the skin layer and the interfacial adhesion with the core layer are lowered, the mechanical strength of the film is lowered, and after lamination, Mechanical strength can also be degraded.
  • the metal plate laminate film may be three or more layers, but is not limited, but may be specifically laminated, for example, three layers, five layers, seven layers.
  • the thickness of the core layer may be 3 to 50%: 50 to 97%. If the thickness of the skin layer is less than 3% or the thickness of the core layer is more than 97%, it may be difficult to extrude the skin layer to a uniform thickness. In addition, when the thickness of the skin layer is greater than 50% or the thickness of the core layer is less than 50%, the mechanical strength of the film may be lowered, and mechanical strength such as rigidity and dentity of the metal plate may also be lowered after lamination.
  • the thickness of the skin layer is in the range of 3 to 50%: 50 to 97% of the adhesiveness when laminated with the metal plate, it is possible to express the excellent physical properties of the laminated sandwich sheet strength.
  • the film for laminating a metal plate formed of a multilayer is used by mixing the skin layer and the core layer, respectively, in the above ranges, so that not only the adhesiveness with the target steel sheet is excellent, but also after the production of the sandwich steel sheet.
  • the single-layered steel plate of the same thickness it is possible to provide a sandwich steel sheet which is further improved in strength, light in weight, excellent in dent resistance and excellent in mechanical strength.
  • the thickness of the metal plate laminate film may be 25 to 2000 ⁇ m, more specifically, 200 to 700 ⁇ m.
  • Polyolefin resin and polyamide resin constituting the film for metal plate laminate formed in a multi-layer according to an embodiment of the present invention may be the same or different from the polyolefin resin and polyamide resin constituting the film for metal plate laminate formed from the above-mentioned single layer. Can be.
  • the specific features of the polyolefin resin and the polyamide resin are the same as described above, and thus description thereof is omitted.
  • Sandwich steel sheet including the film for metal sheet laminate of the present invention is also included in the scope of the present invention, the sandwich steel sheet can be used for building materials or automotive exterior materials.
  • the laminated sample in the same manner as in (1) is left for 1 hour in a 200 °C hot air oven. Thereafter, the adhesive force was evaluated in the same manner as in (4).
  • the entire circumference is spaced 105.7 mm apart on a 200 mm ⁇ 200 mm square specimen and clamped strongly with a fixed bead. Use the domed punch on the bottom of the unclamped to assess the formability of the material at the height of the dome “h” until the specimen breaks. At this time, the circumference of the domed punch was 50.8 mm.
  • Polyolefin resin (Lotte Chemical seetec, LLDPE UL814 (MI: 20 g / 10 min (ASTM D1238), Density: 0.924 g / cm 3 (ASTM D1505)) 9.93 wt% and Exact 8203 (MI: 3 g / 10 min) from Exxon Mobil , Density 0.882 g / cm 3), 89.42% by weight of 0.5% by weight of maleic anhydride and 0.15% by weight of peroxides (Aldrich, Luperox), kneaded in a twin screw extruder at 180 °C temperature grafted modified polyolefin A primary masterbatch of resin was prepared.
  • the secondary master batch prepared through compounding was dried under vacuum and at a temperature below 70 ° C. to prevent fusion between chips, and then fed to an extruder.
  • the chips supplied to the extruder were melted uniformly at 260 ° C, and extruded while maintaining a uniform flow of molten resin through a T-type die (Die Gap: 1.2mm), and the air knife on the surface of the cooling roll controlled to 18 ° C.
  • the molten resin was cooled and solidified into a film having a uniform thickness using a. Without going through the stretching and heat treatment section, a film for a metal plate laminate having a thickness of 300 ⁇ m was prepared, and the physical properties are shown in Table 2 below.
  • Example 1 As shown in Table 1, except that 60% by weight of the polyamide-based resin (nylon 6) and the first master batch of [Preparation Example 1] 40% by weight in the compounding process was the same as in Example 1 A film for metal plate laminates was prepared, and the physical properties thereof are shown in Table 2 below.
  • the metal sheet laminating film of Examples 1 to 4 is excellent in mechanical properties as well as adhesive strength with the metal plate, it can be seen that it can be applied to the production of sandwich materials for building materials and automotive.
  • Comparative Examples 1 to 5 was confirmed that when the composition ratio is outside the scope of the present invention, or made of polyolefin resin or polyamide resin alone, all the physical properties cannot be satisfied at the same time.
  • the master batches prepared through compounding were dried at a temperature of 80 ° C. or less to prevent fusion between chips, and then fed to an extrusion die.
  • a coextruder was used to produce the multilayer film, and the core layer master batch chip was melted at 260 ° C. and the skin layer master batch chip at 280 ° C.
  • Extrusion was carried out while maintaining a uniform flow of molten resin, and the molten resin was cooled and solidified into a film having a uniform thickness by using an air knife on an surface of a cooling roll controlled at 18 ° C. Without going through the stretching and heat treatment section, the thickness of the skin layer / core layer / skin layer 15% / 70% / 15% to prepare a film for a metal plate laminate having a thickness of 300 ⁇ m, the physical properties were measured 4 is shown.
  • the thickness of the skin layer / core layer / skin layer was changed at a ratio of 5% / 90% / 5%, the thickness was 300 ⁇ m in the same manner as in Example 5.
  • a film for metal plate laminates was prepared, and the physical properties thereof are shown in Table 4 below.
  • the thickness of the skin layer / core layer / skin layer was changed at a ratio of 25% / 50% / 25%, the thickness was 300 ⁇ m in the same manner as in Example 5.
  • a film for metal plate laminates was prepared, and the physical properties thereof are shown in Table 4 below.
  • Example 3 As shown in Table 3, except that 40 wt% of the polyamide-based resin (nylon 6) and 60 wt% of the primary masterbatch prepared by [Preparation Example 1] were used in the preparation of the core layer masterbatch, In the same manner as in Example 5 to prepare a film for a metal plate laminate having a total thickness of 300 ⁇ m, it is shown in Table 4 to measure the physical properties.
  • Example 3 As shown in Table 3, except that 80 wt% of polyamide-based resin (nylon 6) and 20 wt% of the primary masterbatch prepared by [Preparation Example 1] were used in the preparation of the core layer masterbatch, In the same manner as in Example 5 to prepare a film for a metal plate laminate having a total thickness of 300 ⁇ m, it is shown in Table 4 to measure the physical properties.
  • Example 3 As shown in Table 3, except that 90% by weight of the polyamide-based resin (nylon 6) and 10% by weight of the primary masterbatch prepared by [Preparation Example 1] were used in the preparation of the core layer masterbatch, In the same manner as in Example 5 to prepare a film for a metal plate laminate having a total thickness of 300 ⁇ m, it is shown in Table 4 to measure the physical properties.
  • Example 3 As shown in Table 3, except that 95% by weight of polyamide-based resin (nylon 6) and 5% by weight of the primary masterbatch prepared by [Preparation Example 1] were used in the preparation of the core layer masterbatch, In the same manner as in Example 5 to prepare a film for a metal plate laminate having a total thickness of 300 ⁇ m, it is shown in Table 4 to measure the physical properties.
  • Example 3 As shown in Table 3, except that 5% by weight of the polyamide-based resin (nylon 6) and 95% by weight of the primary masterbatch prepared by [Preparation Example 2] were used in the preparation of the skin layer masterbatch. In the same manner as in Example 5 to prepare a film for a metal plate laminate having a total thickness of 300 ⁇ m, it is shown in Table 4 to measure the physical properties.
  • Example 3 As shown in Table 3, except that 10% by weight of polyamide-based resin (nylon 6) and 90% by weight of the primary masterbatch prepared by [Preparation Example 2] were used in the preparation of the skin layer masterbatch, In the same manner as in Example 5 to prepare a film for a metal plate laminate having a total thickness of 300 ⁇ m, it is shown in Table 4 to measure the physical properties.
  • Example 3 As shown in Table 3, except that 40 wt% of the polyamide-based resin (nylon 6) and 60 wt% of the primary masterbatch prepared by [Preparation Example 2] were used in the preparation of the skin layer masterbatch, In the same manner as in Example 5 to prepare a film for a metal plate laminate having a total thickness of 300 ⁇ m, it is shown in Table 4 to measure the physical properties.
  • a film for manufacture was prepared, and the physical properties thereof are shown in Table 4 below.
  • Example 3 As shown in Table 3, except that 10 wt% of polyamide-based resin (nylon 6) and 90 wt% of the primary masterbatch prepared by [Preparation Example 1] were used in the preparation of the core layer masterbatch, In the same manner as in Example 5 to prepare a film for a metal plate laminate having a total thickness of 300 ⁇ m, it is shown in Table 4 to measure the physical properties.
  • Example 3 As shown in Table 3, except that 100% by weight of the primary masterbatch prepared in [Preparation Example 2] was used to prepare the skin layer masterbatch, the metal plate having a total thickness of 300 ⁇ m in the same manner as in Example 5. A laminate film was prepared and shown in Table 4 by measuring physical properties.
  • Example 3 As shown in Table 3, except that 80 wt% of polyamide-based resin (nylon 6) and 20 wt% of the primary masterbatch prepared by [Preparation Example 2] were used in the preparation of the skin layer masterbatch, In the same manner as in Example 5 to prepare a film for a metal plate laminate having a total thickness of 300 ⁇ m, it is shown in Table 4 to measure the physical properties.
  • the film for metal plate laminate having a total thickness of 300 ⁇ m was prepared in the same manner as in Example 5. It was prepared, and the physical properties are shown in Table 4 below.
  • the film for metal plate laminate according to Examples 5 to 14 has excellent adhesion to the metal plate, and excellent mechanical properties such as modulus, flexural strength and stiffness, such as sandwiches for building materials and automobiles. It can be seen that it can be applied to the production of steel sheet.

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Abstract

본 발명은 금속판을 겹쳐서 맞붙이는데 사용되는 필름에 관한 것으로, 금속판 사이에 적층한 후 가열 압착하여 금속판을 라미네이트 할 수 있으며, 금속판과의 접착성이 우수하며 기계적인 물성이 우수한 필름에 관한 것이다.

Description

금속판 라미네이트용 필름
본 발명은 금속판을 겹쳐서 맞붙이는데 사용되는 필름에 관한 것으로, 금속판 사이에 적층한 후 가열 압착하여 금속판을 라미네이트 할 수 있으며, 금속판과의 접착성이 우수하며 기계적인 물성이 우수한 필름에 관한 것이다.
최근 창호, 엘리베이터 등 금속으로 이루어진 건축자재에 대한 경량화의 요구가 있다. 또한 자동차 산업에서도 자동차의 경량화를 이루고자 하는 요구가 있다.
기존 콘크리트 벽체와 같은 경량 패널은 석면, 화학물질 사용 등으로 실내오염을 유발하고 있다. 특히 건물의 단열을 강조하여 창문이 밀폐된 구조로 설계된 경우 환기가 어려워 벽체로부터 발생되는 유해 물질에 지속적으로 노출되는 문제가 있다. 이에 반해 스테인레스, 동, 티타늄 등과 같은 금속판으로 벽체를 사용하는 경우 자체적으로 표면이 미려하고 견고하다는 장점이 있으나, 고가의 소재라는 단점이 있어, 건축 외장용으로 사용하기에는 고액을 지불하면서 설치해야한다는 문제점이 있다. 또한, 최근 외부에서 발생되는 진동 및 소음을 차단시켜 주는 기능까지 가지는 건축 외장재 및 창호 프레임 개발에 대한 요구가 증가하고 있는 실정이다.
또한, 아파트가 고층화됨에 따라 엘리베에터의 고속화, 운행 횟수 증가, 입주자 요구 수준 향상 등으로 엘리베이터의 소음 및 진동에 대한 저감과 경량화가 중요하다. 이를 위해 엘리베이터 카 마감재의 배면에 별도의 테이프를 붙이거나 페인트 칠을 하는데, 그 효과가 미미하고 별도의 공정에 의해 제조 원가를 상승시키는 원인이 된다.
또한 자동차 산업에서 자동차의 연비를 향상시켜 배기가스 규제를 만족시키기 위해서는 차체 구조의 경량화가 중요하다. 또한, 충돌시 안전성을 보장하기 위해서는 차체의 고강도화가 필요하여 다양한 성형공정과 재료 개발이 필요하게 되었다.
사회 환경의 변화에 따라 차량 수요는 점점 증가되고 있으며, 지구온난화의 원인이 되고 있는 CO2가스 배출량을 줄이기 위한 규제도 이에 못지 않게 심해지고 있어 자동차의 경량화 추세는 더욱 증가될 것으로 예측된다.
자동차를 구성하는 부품의 약 70% 이상이 철강 재료로 이루어져 있다. 철강 재료의 압연율과 열처리 기술을 활용하여 고강도화 함으로써 동일한 강도를 더욱 얇은 두께로 구현하고자 하는 노력들이 있었으나, 최근 성형이 가능한 강도 향상의 한계가 드러나고 있어, 더 이상 경량화를 위하여 금속판의 두께를 감소시킬 수 없다는 문제점이 있다.
최근 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 금속재료의 일면에 플라스틱 필름을 라미네이팅시켜 경량화 시키고 있으나, 금속재료와 플라스틱 필름의 접착력이 약하여 기계적 물성이 저하되는 문제점이 발생하였다.
이에, 대한민국 공개특허 제10-2004-0079827호(특허문헌 1)에는 플라스틱 필름을 접착제를 적용하여 강판에 라미네이팅하여 제조한 플라스틱 필름 라미네이트 강판에 관하여 개시하고 있다. 그러나 접착제를 적용할 경우, 추가 공정에 따른 시간 및 비용이 상승하고, 가공 중 및 가공 후의 내열성 및 접착력이 감소하는 문제가 여전히 남아있었다.
따라서 부가적인 공정 없이 절곡 및 프레스 성형과 같은 금속판 가공이 가능하면서 금속판의 강도 및 금속판과 필름의 접착력을 획기적으로 증가시켜 금속판을 이용한 다양한 구조물들을 경량화 함으로써 에너지 효율을 향상 시킬 수 있는 새로운 고강도 금속판에 대한 개발이 요구되고 있다.
[특허문헌]
(특허문헌 1) 대한민국 공개특허 제10-2004-0079827호
본 발명은 금속판 라미네이트 제조 시 사용되며, 금속판의 강도를 증가시키고, 경량화를 이룰 수 있으며, 내열 접착력이 우수하고, 흡음성, 가공성, 제진성, 단열성이 우수하도록 금속판의 사이에 적층되는 필름을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 필름을 제조하여 금속판 라미네이트 시 사용함으로써 휘발성유기용매를 사용하지 않으므로 친환경적인 금속판 라미네이트용 필름을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 샌드위치 강판을 제조함으로써, 강판의 강도를 증가시키고, 경량화를 이룰 수 있도록 강판 사이에 적층되는 금속판 라미네이트용 필름을 제공하고자 한다.
본 발명은 금속판과의 접착력이 우수하며, 기계적인 물성이 우수한 금속판 라미네이트용 필름을 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 폴리올레핀 수지 40 ~ 95 중량%와 폴리아마이드 수지 5 ~ 60 중량%를 포함하는 금속판 라미네이트용 필름에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 폴리올레핀 수지 5 ~ 80 중량%와 폴리아마이드 수지 20 ~ 95 중량%를 포함하는 코어층과, 상기 코어층의 양면에 적층되며, 폴리올레핀 수지 40 ~ 95 중량%와 폴리아마이드 수지 5 ~ 60 중량%를 포함하는 스킨층으로 이루어지는 금속판 라미네이트용 필름에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 금속판 라미네이트 필름은 스킨층 : 코어층의 두께가 3 ~ 50% : 50 ~ 97%일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 금속판 라미네이트용 필름은 금속판과의 접착력이 5 kgf/inch 이상일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 폴리올레핀 수지는 에틸렌계 불포화 카르복실산, 카르복실산염, 안하이드라이드 또는 에스테르 유도체 단량체가 그라프트된 변형 폴리올레핀 수지일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌 단독중합체, 폴리프로필렌 단독중합체, 폴리에틸렌과 (C3-C10)알파올레핀 공중합체, 폴리프로필렌과 (C3-C10)알파올레핀 공중합체, 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 공중합체 또는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 블렌드물일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 폴리올레핀 수지는 용융지수(190℃, 2160g)가 0.3 ~ 60g/10분, 밀도가 0.80 ~ 0.95 g/㎤일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 폴리아마이드 수지는 나일론 6, 나일론 66, 나일론 46, 나일론 11, 나일론 12, 나일론 610, 나일론 612, 나일론 6/66의 공중합체, 나일론 6/66/610 공중합체, 나일론 MXD6, 나일론 6T, 나일론 6/6T 공중합체, 나일론 66/PP 공중합체, 나일론66/PPS 공중합체, 6-나일론의 메톡시메틸화물, 6-610-나일론의 메톡시메틸화물 및 612-나일론의 메톡시메틸화물에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 금속판은 스테인레스, 알루미늄, 동, 아연도금, 금속판, 냉연금속판, 칼라금속판, 산세금속판 및 부식방지코팅 금속판에서 선택될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 금속판 라미네이트용 필름은 모듈러스가 35 kgf/㎠ 이상이고, 굴곡강도 30 kgf 이상, 강성이 3.0 mm 이하인 금속판 라미네이트용 필름일 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상술한 금속판 라미네이트용 필름을 포함하는 샌드위치 강판에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 샌드위치 강판을 구성하는 금속판과 상기 금속판 라미네이트용 필름과의 접착력이 5 kgf/inch 이상일 수 있다.
본 발명의 필름은 금속판과의 접착력이 우수하며, 금속판과 합지 시 금속판의 강도를 향상시키고, 경량화를 달성할 수 있다.
또한 본 발명의 필름은 금속판 접착력, 내열 접착력 및 성형성이 우수한 물성을 달성할 수 있다.
또한, 본 발명의 필름은 모듈러스, 굴곡강도 등의 기계적 물성이 우수하고, 강판과 합지 후 강성이 우수한 물성을 달성할 수 있다.
이하, 본 발명의 금속판 라미네이트용 필름에 대하여 바람직한 실시형태 및 물성측정 방법에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명의 발명자들은 고분자소재를 이용하여 금속판을 합지하여 금속판 라미네이트를 제조함으로써 유사한 두께에서 금속판의 무게가 현저히 감소하면서, 동시에 충격강도 등의 기계적인 물성이 우수함을 발견하였으며, 이때 금속판과의 접착성이 우수하면서, 경량화를 할 수 있고, 기계적인 물성이 우수한 소재를 연구하던 중, 폴리올레핀수지와 폴리아마이드 수지를 혼합하여 필름으로 제조하여 사용하는 경우 목적으로 하는 물성을 모두 만족할 수 있음을 발견하게 되어 본 발명을 완성하였다. 본 발명에서 특별한 언급이 없는 한 “샌드위치 강판”이라함은 금속판/금속판 라미네이트용 필름/금속판이 적층되어 일체화된 것을 의미한다.
이하 본 발명의 일 실시예를 들어 구체적으로 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 폴리올레핀 수지 40 ~ 95 중량%와 폴리아마이드 수지 5 ~ 60 중량%를 포함하는 금속판 라미네이트용 필름에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 일실시예는 폴리올레핀 수지 5 ~ 80 중량%와 폴리아마이드 수지 20 ~ 95 중량%를 포함하는 코어층과,
상기 코어층의 양면에 적층되며, 폴리올레핀 수지 40 ~ 95 중량%와 폴리아마이드 수지 5 ~ 60 중량%를 포함하는 스킨층으로 이루어지며, 다층으로 형성되는 금속판 라미네이트용 필름에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 상기 금속판 라미네이트용 필름은 금속판과의 접착력이 5kgf/inch 이상일 수 있다. 금속판과의 접착력이 상기 5kgf/inch, 더욱 바람직하게는 8 kgf/inch 이상에서 금속판과의 접착력이 우수하여 금속판 라미네이트에 적용을 할 수 있으며, 금속판 접착력이 5 kgf/inch 미만인 경우는 금속판과의 접착력이 불량하여 금속판을 가공하기 위해 금속판을 절곡 하거나 프레스 성형 시 필름과 금속판이 분리되는 현상이 발행한다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 접착력을 이루면서, 동시에 경량화를 달성하기 위한 본 발명의 금속판 라미네이트용 필름은 폴리올레핀 수지와 폴리아마이드 수지를 혼합하여 사용하는데 특징이 있으며, 수지들 간의 혼합비율을 특정 범위로 사용함으로써 금속판과의 접착력이 5 kgf/inch 이상인 물성을 발현할 수 있으며, 금속판의 무게가 20 ~ 40% 경량화 될 수 있고, 강도가 상승할 수 있다.
보다 구체적으로 본 발명의 금속판 라미네이트용 필름은 모듈러스가 35 kgf/㎠ 이상이고, 굴곡강도가 30 kgf 이상, 강성이 3.0mm 이하인 물성을 모두 만족하는 것일 수 있다. 보다 바람직하게 모듈러스가 35 내지 400 kgf/㎠이며, 굴곡강도가 30 내지 50 kgf이고, 강성이 3.0mm 이하인 물성을 모두 만족할 수 있다. 상기 기계적인 물성을 만족하는 범위에서 건축자재 및 자동차용 소재로 사용하기 적합하다.
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 금속판 라미네이트용 필름은 단층으로 형성될 수 있다.
상기 단층으로 형성되는 금속판 라미네이트용 필름은 폴리올레핀 수지 40 ~ 95 중량%와 폴리아마이드 수지 5 ~ 60 중량%를 혼합하여 사용하는데 특징이 있다. 구체적으로, 폴리올레핀수지가 40 중량% 미만이거나, 폴리아마이드 수지가 60 중량%를 초과하여 사용하는 경우에는 금속판과의 접착력이 불량하여, 성형 및 가공 시 필름과 금속판 사이에 분리가 발생할 수 있으며, 폴리올레핀 수지가 95 중량% 초과이고, 폴리아마이드 수지가 5 중량% 미만인 경우는 라미네이트된 금속판을 고온에서 사용할 시 내열 접착력 및 굽힘강도가 불량할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 상기 폴리올레핀 수지는 금속판과의 접착력을 더욱 향상시키기 위한 것으로, 에틸렌계 불포화 카르복실산, 카르복실산염, 안하이드라이드 또는 에스테르 유도체 단량체가 그라프트된 변형 폴리올레핀 수지(Modified polyolefin resin)를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 폴리올레핀 수지는 경량성, 경제성을 달성하기 위하여 사용되는 것으로, 자체가 비극성이므로 나일론과 같은 극성 기재와의 상용성 및 접착성 등이 떨어질 수 있으므로, 본 발명에서는 비극성의 폴리올레핀 수지의 주쇄에 극성의 단량체를 그라프팅시켜 화학적 결합을 함으로써 폴리아마이드 수지와의 혼화성을 향상시킬 수 있다.
그라프트되는 단량체는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 메타크릴릭에시드, 아크릴릭에시드, 말레익에시드, 푸마릭에시드 또는 이타코릭에시드로부터 선택된 에틸렌계 불포화 카르복실산 단량체; 상기 에틸렌계 불포화 카르복실산 단량체와 금속 이온염을 포함하는 카르복실산염; 말레익 안하이드라이드, 도데시닐 숙시닉 안하이드라이드 또는 5-노보덴-2-3-안하이드라이드로부터 선택된 안하이드라이드 단량체; 및 글리시딜 메타크릴레이트, 2-하이드록시 에틸 아크릴레이트, 2-하이드록시 에틸 메타크릴레이트, 모노에틸 말레이트, 디에틸 말레이트 또는 디-노말-부틸 말레이트로부터 선택된 에스테르계 단량체; 또는 이들과 유사한 화학적 구조를 갖는 극성 화합물을 들 수 있다. 또한, 이들 단량체는 변성 폴리올레핀 수지에 0.1 ~ 15중량%로 그라프트 될 수 있으며, 더 바람직하게는 0.3 ~ 5중량%로 그라프트 될 수 있다. 상기 단량체의 함량이 0.1중량% 미만이면 그라프트 되는 단량체의 함량이 부족하여 나일론과 올레핀이 잘 섞이지 않게 되어, 접착력 및 상용성 등의 효과가 미미하고, 15중량%를 초과하면 단량체의 반응효율이 낮아 미반응 단량체가 지나치게 많이 잔류하게 되어, 필름 제막 시 토출압력의 불균일에 따라 필름 두께가 균일하지 못하다는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌 단독중합체, 폴리프로필렌 단독중합체, 폴리에틸렌과 (C3-C10)알파올레핀 공중합체, 폴리프로필렌과 (C3-C10)알파올레핀 공중합체, 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 공중합체 또는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 블렌드물인 것일 수 있다. 더욱 구체적으로 이에 한정되는 것은 아니지만, 용융지수(190℃, 2160g)가 0.3 ~ 60g/10분인 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE), 초저밀도폴리에틸렌(VLDPE), 초선형저밀도폴리에틸렌(VLLDPE), 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 및 프로필렌(PP) 수지 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 폴리올레핀 수지는 밀도가 0.80 ~ 0.95g/㎤인 것을 사용하는 것일 수 있다. 용융지수 및 밀도가 상기 범위를 만족하는 범위에서 금속판과의 접착성 및 기계적인 강도가 더욱 우수한 필름을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 폴리아마이드 수지는 샌드위치 금속판의 경량화를 위하여 사용하는 것으로 기계적인 물성이 우수한 소재이며, 경량화를 부여하기 위하여 사용되는 것이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 폴리아마이드 수지는 나일론 6, 나일론 66, 나일론 46, 나일론 11, 나일론 12, 나일론 610, 나일론 612, 나일론 6/66의 공중합체, 나일론 6/66/610 공중합체, 나일론 MXD6, 나일론 6T, 나일론 6/6T 공중합체, 나일론 66/PP 공중합체, 나일론66/PPS 공중합체, 6-나일론의 메톡시메틸화물, 6-610-나일론의 메톡시메틸화물 및 612-나일론의 메톡시메틸화물에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 금속판은 스테인레스, 알루미늄, 동, 아연도금, 금속판, 냉연금속판, 칼라금속판, 산세금속판 및 부식방지코팅 금속판에서 선택되는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 금속판 라미네이트용 필름은 코어층 및 상기 코어층의 양면에 적층되는 스킨층으로 이루어지는 다층필름을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 다층으로 형성되는 금속판 라미네이트용 필름은 폴리올레핀 수지 5 ~ 80 중량%와 폴리아마이드 수지 20 ~ 95 중량%를 포함하는 코어층과, 상기 코어층의 양면에 적층되며, 폴리올레핀 수지 40 ~ 95 중량%와 폴리아마이드 수지 5 ~ 60 중량%를 포함하는 스킨층으로 이루어질 수 있다.
더 바람직하게는 폴리올레핀 수지 20 ~ 60 중량%와 폴리아마이드 수지 40 ~ 80 중량%를 포함하는 코어층과, 폴리올레핀 수지 60 ~ 95 중량%와 폴리아마이드 수지 5 ~ 40 중량%를 포함하는 스킨층으로 구성될 수 있다.
구체적으로, 스킨층/코어층/스킨층으로 적층된 3층의 다층필름인 것일 수 있으며, 코어층은 폴리올레핀 수지 5 ~ 80 중량%와 폴리아마이드 수지 20 ~ 95 중량%를 포함하고, 스킨층은 폴리올레핀 수지 40 ~ 95 중량%와 폴리아마이드 수지 5 ~ 60 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 코어층은 샌드위치 강판의 무게를 감소시키면서 기계적인 물성을 부여하는 역할을 하는 것으로, 폴리올레핀 수지가 5 ~ 80 중량%이고, 폴리아마이드 수지가 20 ~ 95 중량%인 것이 바람직하다.
폴리올레핀 수지가 5 중량% 미만이고, 폴리아마이드 수지가 95 중량%를 초과하여 사용하는 경우는 코어층과 스킨층 사이의 계면 접착력이 저하되며, 자동차 소재 부품으로 성형시 필름과 강판 분리가 발생한다. 또한, 필름의 탄성이 낮아서 충격강도가 저하되며, 합지하여 자동차 강판으로 사용시 저온 균열이 발생할 수 있다.
폴리올레핀수지가 80 중량%를 초과하고, 폴리아마이드 수지가 20 중량% 미만으로 사용되는 경우는 필름의 기계적 강도가 저하되고, 합지 후 강판의 강성 및 덴트성 등과 같은 기계적 강도 역시 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 스킨층은 강판과의 접착성을 더욱 향상시키기 위한 것으로, 폴리올레핀 수지 40 ~ 95 중량%와 폴리아마이드 수지 5 ~ 60 중량%를, 더 바람직하게는 폴리올레핀 수지 60 ~ 95 중량%와 폴리아마이드 수지 5 ~ 40 중량% 를 사용하는 것이 효과적이다. 상기 폴리올레핀계 수지가 40중량% 미만이거나 폴리아마이드 수지가 60 중량%를 초과하여 사용하는 경우는 강판과의 접착성이 저하되며, 합지하여 자동차 소재 부품 성형시 강판과 필름 분리가 발생할 수 있다. 폴리올레핀 수지가 95 중량%를 초과하고, 폴리아마이드 수지가 5 중량% 미만으로 사용되는 경우는 스킨층의 내열성 및 코어층과의 계면 접착력이 저하되고, 필름의 기계적 강도가 저하되어, 합지 후 강판의 기계적 강도 역시 저하될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 금속판 라미네이트용 필름은 3층 이상인 것일 수 있으며, 제한되는 것은 아니나 구체적으로 예를 들면, 3층, 5층, 7층 등으로 적층될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 금속판 라미네이트용 필름은 스킨층 : 코어층의 두께가 3 ~ 50% : 50 ~ 97%인 것일 수 있다. 스킨층의 두께가 3% 미만이거나 코어층의 두께가 97% 초과인 경우는 스킨층을 균일한 두께로 압출하기 어려울 수 있다. 또한, 스킨층의 두께가 50% 초과이거나 코어층의 두께가 50% 미만인 경우는 필름의 기계적 강도가 저하되고, 합지 후 금속판의 강성 및 덴트성 등과 같은 기계적 강도 역시 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
따라서, 스킨층 : 코어층의 두께가 3 ~ 50% : 50 ~ 97%인 범위에서 금속판과 합지 시 접착성이 우수하며, 합지된 샌드위치 강판의 강도가 우수한 물성을 발현할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 다층으로 형성되는 금속판 라미네이트용 필름은 스킨층과 코어층으로 각각 상기 범위로 혼합하여 사용함으로써, 목적으로 하는 강판과의 접착성이 우수할 뿐만 아니라, 샌드위치 강판 제조 후 단층으로 이루어진 동일 두께의 강판과 비교하여 강도가 더욱 향상되고, 가벼우며, 내덴트성이 우수하며 기계적인 강도가 우수한 샌드위치 강판을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 금속판 라미네이트용 필름의 두께가 25 ~ 2000㎛, 보다 상세하게는 200 ~ 700㎛인 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 다층으로 형성되는 금속판 라미네이트용 필름을 구성하는 폴리올레핀 수지 및 폴리아마이드 수지는 상술한 단층으로 형성되는 금속판 라미네이트용 필름을 구성하는 폴리올레핀 수지 및 폴리아마이드 수지와 동일하거나 상이할 수 있다. 이에 폴리올레핀 수지 및 폴리아마이드 수지에 관한 구체적인 특징은 상술한 바와 동일하므로 설명은 생략한다.
본 발명의 금속판 라미네이트용 필름을 포함하는 샌드위치 강판도 본 발명의 범위에 포함되며, 상기 샌드위치 강판은 건축자재 또는 자동차 외장재에 사용될 수 있다.
이하는 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 실시예를 들어 설명을 하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
물성은 하기의 방법으로 측정하였다.
(1) 금속판/금속판 라미네이팅용 필름/금속판 접착방법
① 금속판 크기 : 두께 250㎛, 폭 25.4mm, 길이 200mm steel plate
② 재단된 금속판 2장 사이에 제조된 금속판 라미네이팅용 필름을 넣는다.
(금속판/금속판 라미네이팅용 필름/금속판)
③ 상기와 같이 준비된 시편을 핫프레스(Hot Press)를 이용하여,
210℃에서 200kgf/㎠의 압력으로 5분간 압착한다.
(2) 모듈러스
① 샘플크기 : 폭 15mm, 길이 100mm
② 측정기기 : 만능재료시험기 (인스트론 5566)
③ 측정속도 : 300mm/min
④ 측정조건 : 25℃, 60%RH
⑤ 모듈러스 : 3% 변형(strain)에서 강도(stress)값을 취한다.
(3) 굴곡 강도
① 샘플크기 : 폭 50mm, 길이 75mm
② 측정기기 : 만능재료시험기 (인스트론 5566)
③ 측정모드 : 3-point flexural stress-strain
④ 측정속도 : 30mm/min
⑤ 측정된 Stress-strain 커브 중 항복점에서의 굽힙강도를 취한다.
(4) 금속판 접착력 평가방법
① 샘플크기 : 폭 25.4mm, 길이 200mm
② 측정기기 : 만능재료시험기 (인스트론 5566)
③ 박리속도 : 50mm/min
④ 측정조건 : 25℃, 60%RH
⑤ 박리거리 10~60mm 구간의 측정결과를 평균값을 취한다.
(5) 내열 접착력 평가
(1)과 같은 과정으로 라미네이트된 샘플을 200℃ 열풍 오븐에 1시간 방치한다. 이후에 (4)와 같은 방법으로 접착력을 평가한다.
(6) LDH (Limit Dome Height) 평가 (성형성 평가)
200mm × 200mm 정사각형 시편에 전체 원주를 105.7mm간격으로 이격시켜 고정 비드로 강하게 클램핑한다. 클램핑되지 않은 아랫쪽에 돔형 펀치를 사용하여 시편이 파단될 때까지의 돔높이 “h”로 재료의 성형성을 평가한다. 이때 돔형 펀치의 원주는 50.8mm이었다.
(7) LDH 박리 유무
금속 라미네이트의 박리 유무는 박리가 전혀 발생하지 않는 경우를 "X"로 표기하고, 박리가 발생하는 경우를 "O"라고 표기한다.
(8) 강성측정
① 강성 : 20kgf의 하중이 가해졌을 때의 변형량을 취한다.
② 샘플크기 : 직경 50mm의 평평한 원판
③ 측정장비 : 만능재료시험기 (인스트론 5566)
④ Tip의 누르는 속도 : 3 mm/min
⑤ Tip 크기 : 직경 10 mm의 편편한 둥근 Tip
(9) 다층 필름 층간박리
접착력 평가시 스킨층과 코어층 사이에 박리가 발생하지 않는 경우 층간 박리를 “X”으로 표시하고, 박리가 발생하는 경우 “O”라고 표시한다.
[제조예 1] 폴리올레핀 마스터배치 제조
폴리올레핀수지(롯데케미칼 seetec, LLDPE UL814 (MI:20 g/10분(ASTM D1238), 밀도:0.924g/㎤(ASTM D1505)) 9.93 중량%와 Exxon Mobil사의 Exact 8203(MI : 3 g/10분, 밀도 0.882g/㎤) 89.42 중량%에 무수말레인산을 0.5 중량% 및 과산화물(Aldrich, Luperox)0.15중량%를 혼합하여, 180℃온도의 이축압출기(Twin screw extruder)에서 혼련하여 그래프트화된 변형 폴리올레핀 수지인 1차 마스터배치를 제조하였다.
[제조예 2] 폴리올레핀 마스터배치 제조
폴리올레핀수지(롯데케미칼 seetec LLDPE UL814 (MI:20 g/10분, 밀도:0.924g/㎤) 9.85 중량%와 Exxon Mobil사의 Exact 8203(MI : 3 g/10분, 밀도 0.882g/㎤) 88.65 중량%에 무수말레인산을 1.5 중량% 혼합하여, 180℃온도의 이축압출기(Twin screw extruder)에서 혼련하여 그래프트화된 변형 폴리올레핀 수지인 1차 마스터배치를 제조하였다.
[실시예 1]
1)컴파운딩 공정
하기 표 1에 나타난 바와 같이, 상대점도가 3.3인 폴리아마이드계 수지(나일론 6) 5 중량%와 상기 [제조예 1]의 1차 마스터배치를 95중량%를 혼합하고, 250℃온도의 이축압출기에서 혼련하여, 나일론 수지와 그래프트화된 변성 폴리올레핀 수지인 1차 마스터배치가 균일하게 혼합된 2차 마스터배치를 제조 하였다.
2) 금속판 라미네이트용 필름 제조
컴파운딩을 통해 제조된 2차 마스터 배치를 칩 간의 융착이 일어나지 않도록 70℃이하의 온도 및 진공 하에서 건조한 후, 압출기로 공급하였다. 압출기로 공급된 칩을 260℃온도에서 균일하게 용융시킨 후 T형 다이(Die Gap:1.2mm)를 통하여 균일한 용융수지의 흐름을 유지시키면서 압출하고, 18℃로 조절되는 냉각롤 표면에 Air Knife를 이용하여 용융수지를 균일한 두께의 필름상으로 냉각 고화시켰다. 연신 및 열처리 구간을 거치지 않고, 300㎛의 두께를 갖는 금속판 라미네이트용 필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
[실시예 2]
하기 표 1에 나타난 바와 같이, 컴파운딩 공정시 폴리아마이드계 수지(나일론 6) 20중량%와 [제조예 1]의 1차 마스터배치를 80중량% 혼합한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 금속판 라미네이트용 필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
[실시예 3]
하기 표 1에 나타난 바와 같이, 컴파운딩 공정시 폴리아마이드계 수지(나일론 6) 40중량%와 [제조예 1]의 1차 마스터배치를 60중량% 혼합한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 금속판 라미네이트용 필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
[실시예 4]
하기 표 1에 나타난 바와 같이, 컴파운딩 공정시 폴리아마이드계 수지(나일론 6) 60중량%와 [제조예 1]의 1차 마스터배치를 40중량% 혼합한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 금속판 라미네이트용 필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
[비교예 1]
금속박 접착력 평가시 사용된 금속판 단독의 물성을 측정하여, 하기 표 2에 나타내었다.
[비교예 2]
하기 표 1에 나타난 바와 같이, 컴파운딩 공정시 폴리아마이드계 수지(나일론 6) 70중량%와 [제조예 1]의 1차 마스터배치를 30중량% 혼합한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 금속판 라미네이트용 필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
[비교예 3]
하기 표 1에 나타난 바와 같이, 컴파운딩 공정시 폴리아마이드계 수지(나일론 6) 80중량%와 [제조예 1]의 1차 마스터배치를 20중량% 혼합한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 금속판 라미네이트용 필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
[비교예 4]
하기 표 1에 나타난 바와 같이, 컴파운딩 공정시 폴리아마이드계 수지(나일론 6) 100중량% 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 금속판 라미네이트용 필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
[비교예 5]
하기 표 1에 나타난 바와 같이, 컴파운딩 공정시 [제조예 1]의 1차 마스터배치를 100 중량% 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 금속판 라미네이트용 필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
[표 1]
Figure PCTKR2014009098-appb-I000001
[표 2]
Figure PCTKR2014009098-appb-I000002
상기 표 2에서 보이는 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 4의 금속판 라미네이팅 필름은 금속판과의 접착력 뿐만 아니라 기계적인 물성이 우수하여, 건축자재 및 자동자용 샌드위치 강판 제조에 적용이 가능함을 알 수 있었다.
반면, 비교예 1 내지 비교예 5는 조성비가 본 발명의 범위를 벗어나거나, 폴리올레핀 수지 또는 폴리아마이드 수지 단독으로 이루어진 경우에는 모든 물성을 동시에 만족할 수 없음을 확인할 수 있었다.
[실시예 5]
1)컴파운딩 공정
코어층용 마스터배치 제조
하기 표 3에 나타난 바와 같이, 상대점도가 3.3인 폴리아마이드계 수지(나일론 6) 60 중량%와 상기 [제조예 1]로 제조된 1차 마스터배치를 40중량%를 혼합하고, 250℃온도의 이축압출기에서 혼련하여 코어층 마스터배치를 제조하였다.
스킨층용 마스터배치 제조
하기 표 3에 나타난 바와 같이, 상대점도가 3.3인 폴리아마이드계 수지(나일론 6) 25 중량%와 상기 [제조예 2]로 제조된 1차 마스터배치를 75중량%를 혼합하고, 250℃온도의 이축압출기에서 혼련하여 스킨층 마스터배치를 제조하였다.
2) 금속판 라미네이트용 필름 제조
상기와 같이, 컴파운딩을 통해 제조된 마스터 배치들을 칩 간의 융착이 일어나지 않도록 80℃이하의 온도에서 건조한 후, 압출 다이로 공급하였다. 다층필름 제작을 위해 공압출기를 사용하였으며, 코어층 마스터배치 칩은 260℃로, 스킨층 마스터배치 칩은 280℃로 용융시켰다. 균일한 용융수지의 흐름을 유지시키면서 압출하고, 18℃로 조절되는 냉각롤 표면에 에어 나이프(Air Knife)를 이용하여 용융수지를 균일한 두께의 필름상으로 냉각 고화시켰다. 연신 및 열처리 구간을 거치지 않고, 스킨층/코어층/스킨층 두께가 15%/70%/15%의 비율로 전체 300㎛의 두께를 갖는 금속판 라미네이트용 필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.
[실시예 6]
하기 표 3에 나타난 바와 같이, 스킨층/코어층/스킨층의 두께가 5%/90%/5%의 비율로 변화시킨 것을 제외하고, 실시예 5와 동일한 방법으로 전체 300㎛의 두께를 갖는 금속판 라미네이트용 필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.
[실시예 7]
하기 표 3에 나타난 바와 같이, 스킨층/코어층/스킨층의 두께가 25%/50%/25%의 비율로 변화시킨 것을 제외하고, 실시예 5와 동일한 방법으로 전체 300㎛의 두께를 갖는 금속판 라미네이트용 필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.
[실시예 8]
하기 표 3에 나타난 바와 같이, 코어층 마스터배치 제조시 폴리아마이드계 수지(나일론 6) 40 중량%와 [제조예 1]에 의해 제조된 1차 마스터배치 60중량%를 혼합하여 사용한 것을 제외하고, 실시예 5와 동일한 방법으로 전체 300㎛의 두께를 갖는 금속판 라미네이트용 필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.
[실시예 9]
하기 표 3에 나타난 바와 같이, 코어층 마스터배치 제조시 폴리아마이드계 수지(나일론 6) 80 중량%와 [제조예 1]에 의해 제조된 1차 마스터배치 20중량%를 혼합하여 사용한 것을 제외하고, 실시예 5와 동일한 방법으로 전체 300㎛의 두께를 갖는 금속판 라미네이트용 필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.
[실시예 10]
하기 표 3에 나타난 바와 같이, 코어층 마스터배치 제조시 폴리아마이드계 수지(나일론 6) 90 중량%와 [제조예 1]에 의해 제조된 1차 마스터배치 10중량%를 혼합하여 사용한 것을 제외하고, 실시예 5와 동일한 방법으로 전체 300㎛의 두께를 갖는 금속판 라미네이트용 필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.
[실시예 11]
하기 표 3에 나타난 바와 같이, 코어층 마스터배치 제조시 폴리아마이드계 수지(나일론 6) 95 중량%와 [제조예 1]에 의해 제조된 1차 마스터배치 5중량%를 혼합하여 사용한 것을 제외하고, 실시예 5와 동일한 방법으로 전체 300㎛의 두께를 갖는 금속판 라미네이트용 필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.
[실시예 12]
하기 표 3에 나타난 바와 같이, 스킨층 마스터배치 제조시 폴리아마이드계 수지(나일론 6) 5중량%와 [제조예 2]에 의해 제조된 1차 마스터배치 95중량%를 혼합하여 사용한 것을 제외하고, 실시예 5와 동일한 방법으로 전체 300㎛의 두께를 갖는 금속판 라미네이트용 필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.
[실시예 13]
하기 표 3에 나타난 바와 같이, 스킨층 마스터배치 제조시 폴리아마이드계 수지(나일론 6) 10중량%와 [제조예 2]에 의해 제조된 1차 마스터배치 90중량%를 혼합하여 사용한 것을 제외하고, 실시예 5와 동일한 방법으로 전체 300㎛의 두께를 갖는 금속판 라미네이트용 필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.
[실시예 14]
하기 표 3에 나타난 바와 같이, 스킨층 마스터배치 제조시 폴리아마이드계 수지(나일론 6) 40중량%와 [제조예 2]에 의해 제조된 1차 마스터배치 60중량%를 혼합하여 사용한 것을 제외하고, 실시예 5와 동일한 방법으로 전체 300㎛의 두께를 갖는 금속판 라미네이트용 필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.
[비교예 6]
하기 표 3에 나타난 바와 같이, 코어층 마스터배치 제조시 [제조예 1]에 의해 제조된 1차 마스터배치를 100중량% 사용한 것을 제외하고 실시예 5와 동일한 방법으로 전체 300㎛ 두께를 갖는 금속판 라미네이트용 필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.
[비교예 7]
하기 표 3에 나타난 바와 같이, 코어층 마스터배치 제조시 폴리아마이드계 수지(나일론 6) 10 중량%와 [제조예 1]에 의해 제조된 1차 마스터배치 90중량%를 혼합하여 사용한 것을 제외하고, 실시예 5와 동일한 방법으로 전체 300㎛의 두께를 갖는 금속판 라미네이트용 필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.
[비교예 8]
하기 표 3에 나타난 바와 같이, 코어층 마스터배치 제조시 폴리아마이드계 수지(나일론 6) 100 중량% 사용한 것을 제외하고, 실시예 5와 동일한 방법으로 전체 300㎛의 두께를 갖는 금속판 라미네이트용 필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.
[비교예 9]
하기 표 3에 나타난 바와 같이, 스킨층 마스터배치 제조시 [제조예 2]에 의해 제조된 1차 마스터배치 100중량% 사용한 것을 제외하고, 실시예 5와 동일한 방법으로 전체 300㎛의 두께를 갖는 금속판 라미네이트용 필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.
[비교예 10]
하기 표 3에 나타난 바와 같이, 스킨층 마스터배치 제조시 폴리아마이드계 수지(나일론 6) 80 중량%와 [제조예 2]에 의해 제조된 1차 마스터배치 20중량%를 혼합하여 사용한 것을 제외하고, 실시예 5와 동일한 방법으로 전체 300㎛의 두께를 갖는 금속판 라미네이트용 필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.
[비교예 11]
하기 표 3에 나타난 바와 같이, 스킨층 마스터배치 제조시 폴리아마이드계 수지(나일론 6) 100중량%를 사용한 것을 제외하고, 실시예 5와 동일한 방법으로 전체 300㎛의 두께를 갖는 금속판 라미네이트용 필름을 제조하였으며, 물성을 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.
[표 3]
Figure PCTKR2014009098-appb-I000003
[표 4]
Figure PCTKR2014009098-appb-I000004
상기 표 4에 나타난 바와 같이, 실시예 5 내지 실시예 14에 따른 금속판 라미네이트용 필름은 금속판과의 접착력이 우수하며, 모듈러스, 굴곡강도 및 강성 등과 같은 기계적인 물성이 우수하여 건축자재 및 자동자용 샌드위치 강판 제조에 적용이 가능함을 알 수 있었다.
반면, 비교예 8 내지 비교예 9와 같이, 코어층 및 스킨층에 사용되는 조성비가 본 발명의 범위를 벗어나거나, 폴리올레핀 수지 또는 폴리아마이드 수지 단독으로 이루어진 경우에는 모든 물성을 동시에 만족할 수 없음을 확인할 수 있었다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명은 위의 실시예들에 제한되지 않는다.

Claims (12)

  1. 폴리올레핀 수지 40 ~ 95 중량%와 폴리아마이드 수지 5 ~ 60 중량%를 포함하는 금속판 라미네이트용 필름.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 금속판 라미네이트용 필름은 폴리올레핀 수지 5 ~ 80 중량%와 폴리아마이드 수지 20 ~ 95 중량%를 포함하는 코어층과,
    상기 코어층의 양면에 적층되며, 폴리올레핀 수지 40 ~ 95 중량%와 폴리아마이드 수지 5 ~ 60 중량%를 포함하는 스킨층으로 이루어지는 금속판 라미네이트용 필름.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 금속판 라미네이트 필름은 스킨층 : 코어층의 두께가 3 ~ 50% : 50 ~ 97%인 금속판 라미네이트용 필름.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 금속판 라미네이트용 필름은 금속판과의 접착력이 5 kgf/inch 이상인 금속판 라미네이트용 필름.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 수지는 에틸렌계 불포화 카르복실산, 카르복실산염, 안하이드라이드 또는 에스테르 유도체 단량체가 그라프트된 변형 폴리올레핀 수지인 금속판 라미네이트용 필름.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌 단독중합체, 폴리프로필렌 단독중합체, 폴리에틸렌과 (C3-C10)알파올레핀 공중합체, 폴리프로필렌과 (C3-C10)알파올레핀 공중합체, 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 공중합체 또는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 블렌드물인 금속판 라미네이트용 필름.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 수지는 용융지수(190℃, 2160g)가 0.3 ~ 60g/10분, 밀도 0.80 ~ 0.95 g/㎤인 금속판 라미네이트용 필름.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리아마이드 수지는 나일론 6, 나일론 66, 나일론 46, 나일론 11, 나일론 12, 나일론 610, 나일론 612, 나일론 6/66의 공중합체, 나일론 6/66/610 공중합체, 나일론 MXD6, 나일론 6T, 나일론 6/6T 공중합체, 나일론 66/PP 공중합체, 나일론66/PPS 공중합체, 6-나일론의 메톡시메틸화물, 6-610-나일론의 메톡시메틸화물 및 612-나일론의 메톡시메틸화물에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 금속판 라미네이트용 필름.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 금속판은 스테인레스, 알루미늄, 동, 아연도금, 금속판, 냉연금속판, 칼라금속판, 산세금속판 및 부식방지코팅 금속판에서 선택되는 것인 금속판 라미네이트용 필름.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 금속판 라미네이트용 필름은 모듈러스가 35gf/㎠ 이상이고, 굴곡강도가 30 kgf 이상이며, 강성이 3.0 mm 이하인 금속판 라미네이트용 필름.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중에서 선택되는 어느 한 항의 금속판 라미네이트용 필름을 포함하는 샌드위치 강판.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 샌드위치 강판을 구성하는 금속판과 상기 금속판 라미네이트용 필름과의 접착력이 5 kgf/inch 이상인 샌드위치 강판.
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