KR20200042756A - 차량용 폴리카보네이트 글레이징 및 제조방법 - Google Patents

차량용 폴리카보네이트 글레이징 및 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내스크래치성이 우수한 고경도 글라스 필름을 인서트 사출한 폴리카보네이트 글레이징 및 제조방법에 관한 것으로, 특히 무기계열의 고경도 글라스 필름과 유기계열의 폴리카보네이트 사출물을 폴리에스테르 계열의 프라이머를 통해 접착시킨 폴리카보네이트 글레이징 및 제조방법에 관한 것이다.

Description

차량용 폴리카보네이트 글레이징 및 제조방법{polycarbonate glazing for car and method of producing the same}
본 발명은 내스크래치성이 우수한 고경도 글라스 필름을 인서트 사출한 폴리카보네이트 글레이징 및 제조방법에 관한 것으로, 특히 무기계열의 고경도 글라스 필름과 유기계열의 폴리카보네이트 사출물을 폴리에스테르 계열의 프라이머를 통해 접착시킨 폴리카보네이트 글레이징 및 제조방법에 관한 것이다.
폴리카보네이트(Poly Carbonate:PC) 글레이징을 이용 뛰어난 내충격성 및 단열성과 가벼운 중량 때문에 자동차용 유리의 대체 기술로 널리 각광받고 있다.
폴리카보네이트는 내충격성, 투명성 및 성형성이 우수하기 때문에 플라스틱 글레이징 소재로 많이 사용되고 있으나, 내스크래치성 및 내마모성이 취약하여 폴리실록세인계 하드 코팅이나 플라즈마 도움증착과 같은 표면 처리 기술을 통하여 내 스크래치성을 보완할 필요가 있다.
현재까지 알려진 폴리카보네이트에 내스크래치성을 부여하는 표면 처리 기술에는 크게 폴리실록세인계 하드 코팅제를 폴리카보네이트 표면에 코팅하는 방법, 폴리카보네이트와 내스크래치성이 강한 고분자를 블랜딩하는 방법, 플라즈마를 이용하여 실리콘 다이옥사이드를 화학증착시키는 방법, 및 내스크래치 특성을 보유한 필름을 금형에 인서트하여 사출성형하는 방법 등이 있다.
이중 내스크래치 특성을 보유한 필름을 금형에 인서트하여 사출성형하는 방법으로서, 특허문헌에 공지된 것이 제안되어 있다.
특허문헌의 표면경도 및 내스크래치성이 우수한 폴리카보네이트글레이징의 제조방법은 폴리카보네이트와 변성 폴리벤조일파라페닐렌을 포함하는 수지 조성물을 용매에 적정한 비율로 혼합하고 캐스팅하여 내스크래치성 필름을 제조하고, 이 필름을 금형 내벽에 부착하고 다시 폴리카보네이트(PC)로 사출 성형한 후 하드코팅하고 실리콘 다이옥사이드층을 증착시킨다.
그러나, 종래의 필름은 표면경도를 높이기 위한 하드코팅(아크릴레이트 계열)과 물리적 증착(실리콘 다이옥사이드층) 공정이 필요하다.
또한, PC수지 위 PC필름 및 하드코팅 증착을 적용 최대 5H~H6의 연필경도 구현하지만, 최외각의 물리증착에서 받은 외력이 받혀주지 못하여 경도가 낮다.
한국등록특허 제10-0868238호
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 공정이 단순하면서도 표면경도를 매우 높인 차량용 폴리카보네이트 글레이징 및 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 청구항 1에 기재된 차량용 폴리카보네이트 글레이징은, 고경도 글라스 필름; 상기 고경도 글라스 필름의 배면에 도포되는 폴리에스테르 계열 프라이머; 상기 폴리에스테르 계열 프라이머 상에 사출하여 상기 고경도 글라스 필름에 사출 성형된 폴리카보네이트 사출물;을 포함한다.
본 발명의 청구항 2에 기재된 차량용 폴리카보네이트 글레이징에 있어서, 상기 폴리에스테르 계열 프라이머 전체 100중량부에 대하여 폴리에스테르 수지 35~50중량부, 아이소포론 25~30중량부, 헤비 아로마틱 나프타(heavy aromatic naphtha) 15~20중량부의 조성물로 이루어진다.
본 발명의 청구항 3에 기재된 차량용 폴리카보네이트 글레이징은, 고경도 글라스 필름; 상기 고경도 글라스 필름의 배면 외곽에 폴리에스테르 계열 도료로 형성한 데코층; 상기 데코층이 형성된 고경도 글라스 필름의 배면에 도포되는 폴리에스테르 계열 프라이머; 상기 폴리에스테르 계열 프라이머 상에 사출하여 상기 고경도 글라스 필름에 사출 성형된 폴리카보네이트 사출물;을 포함한다.
본 발명의 청구항 4에 기재된 차량용 폴리카보네이트 글레이징에 있어서, 상기 폴리에스테르 계열 프라이머 전체 100중량부에 대하여 폴리에스테르 수지 35~50중량부, 아이소포론 25~30중량부, 헤비 아로마틱 나프타(heavy aromatic naphtha) 15~20중량부의 조성물로 이루어지고; 상기 폴리에스테르 계열 도료 전체 100중량부에 대하여 폴리에스테르 수지 35~50중량부, 아이소포론 25~30중량부, 헤비 아로마틱 나프타(heavy aromatic naphtha) 15~20중량부, 카본 블랙 8~15중량부의 조성물로 이루어진다.
본 발명의 청구항 5에 기재된 차량용 폴리카보네이트 글레이징의 제조방법은, 배면에 폴리에스테르 계열 프라이머가 도포된 고경도 글라스 필름을 제1금형에 인서트하는 단계; 상기 제1금형과 제2금형이 형합시켜 폴리카보네이트를 사출 성형하는 단계;를 포함하되, 상기 제1금형과 제2금형의 형합은 상기 사출 성형하여 얻어진 성형물의 두께가 5.0mm 초과일 때 행해진다.
본 발명의 청구항 6에 기재된 차량용 폴리카보네이트 글레이징의 제조방법에 있어서, 상기 폴리에스테르 계열 프라이머 전체 100중량부에 대하여 폴리에스테르 수지 35~50중량부, 아이소포론 25~30중량부, 헤비 아로마틱 나프타(heavy aromatic naphtha) 15~20중량부의 조성물로 이루어진다.
본 발명의 청구항 7에 기재된 차량용 폴리카보네이트 글레이징의 제조방법은, 폴리에스테르 계열 프라이머와 폴리에스테르 계열 도료인 데코층이 형성된 고경도 글라스 필름을 제1금형에 인서트하는 단계; 상기 제1금형과 제2금형을 미세 형개 시킨 상태에서 폴리카보네이트를 사출하는 단계; 상기 폴리카보네이트를 사출한 후 상기 제1금형과 제2금형을 형합시켜 압축 성형하는 단계;를 포함하되, 상기 제1금형과 제2금형의 미세 형개는 상기 사출 성형하여 얻어진 성형물의 두께가 3~3.5mm 이하일 때 행해진다.
본 발명의 청구항 8에 기재된 차량용 폴리카보네이트 글레이징의 제조방법에 있어서, 상기 폴리에스테르 계열 프라이머 전체 100중량부에 대하여 폴리에스테르 수지 35~50중량부, 아이소포론 25~30중량부, 헤비 아로마틱 나프타(heavy aromatic naphtha) 15~20중량부의 조성물로 이루어지고, 상기 폴리에스테르 계열 도료 전체 100중량부에 대하여 폴리에스테르 수지 35~50중량부, 아이소포론 25~30중량부, 헤비 아로마틱 나프타(heavy aromatic naphtha) 15~20중량부, 카본 블랙 8~15중량부의 조성물로 이루어진다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
고경도 글라스 필름과 PC사출물을 폴리에스테르 계열 프라이머를 통해 사출 성형함으로써, 무기계열인 고경도 글라스 필름과 유기계열인 PC사출물이 박리되는 문제를 폴리에스테르 계열 프라이머로 해결했으며, 하나의 공정으로만 높은 경도 예컨대 고경도 글라스 필름 단품으로는 H6~7H 이지만, 프라이머 및 PC층이 고경도 글라스 필름의 경도하중을 흡수하여 더 높은 H9로 유지시킨다.
또한, 폴리에스테르 계열의 안료로 고경도 글라스 필름의 외곽에 도포한 데코층을 형성함으로써, 외곽 경계 및 다양한 디자인 적용이 가능하다.
또한, 고경도 글라스 필름을 금형에 인서트 고정하여 사출하면 높은 사출온도와 사출압력으로 글라스 필름의 크랙 및 파손이 발생한다. 또한 얇은 두께(3.0mm 정도) 사출시 수지 주입구(게이트) 에서 높은 충진과정의 전단응력에 의한 잔류 영역으로 복굴절 또는 무지개 빛의 편광이 발생하는 문제를 해결하기 위해 사출 전 금형을 약 0.5~2.0mm(제품 두께에 따라 편차가 있을 수 있음) 미세 형개시킨 상태에서 사출하고 금형이 완전히 닫히는 사출 압축 공법을 적용하여 고경도 글라스필름 크랙 및 파손을 개선하며 수지주입구 주변의 복굴절 또는 무지개 빛의 편광 발생 문제를 개선하였다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 차량용 폴리카보네이트 글레이징의 제조방법을 도시한 구성도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 차량용 폴리카보네이트 글레이징의 제조방법을 도시한 구성도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 차량용 폴리카보네이트 글레이징의 제조방법을 도시한 구성도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 차량용 폴리카보네이트 글레이징의 제조방법을 도시한 구성도이다.
제1실시예(미세형개사출압축공법)
제1변형예(데코층 없음)
도 1 및 도 2는 성형품(9)의 두께(t)가 5.0mm 이하인 경우의 제조방법을 도시한 구성도이다.
도 1의 인서트물(1)은 고경도 글라스 필름(3)과, 고경도 글라스 필름(3)의 배면에 도포(인쇄 또는 분사)되는 폴리에스테르 계열 프라이머(5)로 이루어진다.
고경도 글라스 필름(3)은 표면경도를 높이기 위하여 SI원소와 유연성을 높이기 위한 유기물 공중합체로 구성된 글라스 필름으로, 필름 표면은 무기계열 SI원소가 주로 분포되어 있다.
폴리에스테르 계열 프라이머(5)는 폴리에스테르 계열 프라이머 전체 100중량부에 대하여 폴리에스테르 수지 35~50중량부, 아이소포론 25~30중량부, 헤비 아로마틱 나프타(heavy aromatic naphtha) 15~20중량부의 조성물로 이루어진다.
이러한 폴리에스테르 계열 프라이머(5)가 무기계열의 고경도 글라스 필름(3)과 후술되는 유기계열의 PC사출물(7) 간의 박리 현상을 막아주는 접착제의 역할을 한다.
이러한 인서트물(1)은 도 1(a)과 같이 제1금형(10)의 인서트홈에 인서트 된다.
인서트물(1)이 인서트 되면, 도 1(b)과 같이 제1금형(10)과 제2금형(30)을 미세 형개 상태에서 폴리에스테르(PC)가 인서트홈으로 사출한다.
미세 형개 거리(d)는 0.5~2.0mm 정도가 바람직하다.
이와 같이 미세 형개 상태에서 사출하는 것은 성형품(9)의 두께가 얇은 경우 높은 사출 온도와 사출 압력으로 고경도 글라스 필름(3)의 크랙 또는 파손을 방지하고, 충진 과정의 전단응력에 의한 잔류 영역을 최소화하여 복굴절 및 편광을 최소화시킨다.
미세 형개 상태에서 사출을 마친 후, 제1금형(10)과 제2금형(30)을 도 1(c)과 같이 형합한 후 사출 압축하여 PC사출물(7)이 성형된 최종 성형물(9)을 얻는다.
이와 같은 폴리에스테르 계열 프라이머(5)와 PC사출물(7)은 경도하중을 흡수하는 역할을 하여 고경도 글라스 필름(1)의 단품 경도(6~7H)보다 더 높은 경도(9H)를 유지하도록 단일 공정으로 제조할 수 있다.
제2변형예(데코층 있음)
한편, 도 2의 인서트물(1') 및 성형물(9')은 도 1의 인서트물(1) 및 성형물(9)과 그 구조 및 기능은 유사하나, 고경도 글라스 필름(1)의 배면 외곽에 데코층(4)이 더 형성되어 있다는 것이다.
고경도 글라스 필름(1)의 외곽 경계 및 다양한 무늬(로고, 문양, 글자) 적용 위해 스크린 메쉬를 제작하고, 고경도 글라스 필름(1) 내 접착성을 위해 폴리에스테르 계열의 잉크를 제조하여 인쇄 경화하면 고경도 글라스 데코레이션 필름이 완성된다.
데코층(4)은 폴리에스테르 계열 도료로서, 전체 100중량부에 대하여 폴리에스테르 수지 35~50중량부, 아이소포론 25~30중량부, 헤비 아로마틱 나프타(heavy aromatic naphtha) 15~20중량부, 카본 블랙 8~15중량부의 조성물로 이루어진다.
이러한 데코층(4)이 고경도 글라스 필름(1)의 배면에 도막(인쇄 또는 스프레이) 형성된 후, 폴리에스테르 계열 프라이머(3)를 도포하면, 인서트물(1')이 완성된다.
이러한 인서트물(1')이 완성되면, 도 2(a)와 같이 제1금형(10)의 인서트홈에 인서트 된다.
인서트물(1')이 인서트 되면, 도 2(b)와 같이 제1금형(10)과 제2금형(30)을 미세 형개 상태에서 폴리에스테르(PC)가 인서트홈으로 사출한다.
미세 형개 거리(d)는 0.5~2.0mm 정도가 바람직하다.
이와 같이 미세 형개 상태에서 사출하는 것은 성형품(9')의 두께가 얇은 경우 높은 사출 온도와 사출 압력으로 고경도 글라스 필름(3)의 크랙 또는 파손을 방지하고, 충진 과정의 전단응력에 의한 잔류 영역을 최소화하여 복굴절 및 편광을 최소화시킨다.
미세 형개 상태에서 사출을 마친 후, 도 2(c)와 같이 제1금형(10)과 제2금형(30)을 형합한 후 사출 압축하여 PC사출물(7)이 성형된 최종 성형물(9')을 얻는다.
이상과 같이, 고경도 글라스 필름(1)을 이용한 사출 압축 성형하여, 후공정 없이 성형품(9 또는 9')이 그대로 완제품이 되는 기술이다.
제2실시예(형합사출압축공법)
제1변형예(데코층 없음)
도 3 및 도 4는 성형품(9a)의 두께(T)가 5.0mm 초과인 경우의 제조방법을 도시한 구성도이다.
도 3의 인서트물(1a)은 고경도 글라스 필름(3a)과, 고경도 글라스 필름(3a)의 배면에 도포(인쇄 또는 분사)되는 폴리에스테르 계열 프라이머(5a)로 이루어진다.
고경도 글라스 필름(3a)은 표면경도를 높이기 위하여 SI원소와 유연성을 높이기 위한 유기물 공중합체로 구성된 글라스 필름으로, 필름 표면은 무기계열 SI원소가 주로 분포되어 있다.
폴리에스테르 계열 프라이머(5a)는 폴리에스테르 계열 프라이머 전체 100중량부에 대하여 폴리에스테르 수지 35~50중량부, 아이소포론 25~30중량부, 헤비 아로마틱 나프타(heavy aromatic naphtha) 15~20중량부의 조성물로 이루어진다.
이러한 폴리에스테르 계열 프라이머(5a)가 무기계열의 고경도 글라스 필름(3)과 후술되는 유기계열의 PC사출물(7a) 간의 박리 현상을 막아주는 접착제의 역할을 한다.
이러한 인서트물(1a)은 도 3(a)과 같이 제1금형(10)의 인서트홈에 인서트 된다.
인서트물(1a)이 인서트홈에 인서트 되면, 도 3(b)과 같이 제1금형(10)과 제2금형(30)을 형합한 후 사출하여 PC사출물(7a)이 성형된 최종 성형물(9a)을 얻는다.
이와 같은 폴리에스테르 계열 프라이머(5a)와 PC사출물(7a)은 경도하중을 흡수하는 역할을 하여 고경도 글라스 필름(1a)의 단품 경도(6~7H)보다 더 높은 경도(9H)를 유지하도록 단일 공정으로 제조할 수 있다.
제2변형예(데코층 있음)
한편, 도 4의 인서트물(1a') 및 성형물(9a')은 도 3의 인서트물(1a) 및 성형물(9a)과 그 구조 및 기능은 유사하나, 고경도 글라스 필름(1a)의 배면 외곽에 데코층(4a)이 더 형성되어 있다는 것이다.
고경도 글라스 필름(1a)의 외곽 경계 및 다양한 무늬(로고, 문양, 글자) 적용 위해 스크린 메쉬를 제작하고, 고경도 글라스 필름(1a) 내 접착성을 위해 폴리에스테르 계열의 잉크를 제조하여 인쇄 경화하면 고경도 글라스 데코레이션 필름이 완성된다.
데코층(4a)은 폴리에스테르 계열 도료로서, 전체 100중량부에 대하여 폴리에스테르 수지 35~50중량부, 아이소포론 25~30중량부, 헤비 아로마틱 나프타(heavy aromatic naphtha) 15~20중량부, 카본 블랙 8~15중량부의 조성물로 이루어진다.
이러한 데코층(4a)이 고경도 글라스 필름(1)의 배면에 도막(인쇄 또는 스프레이) 형성된 후, 폴리에스테르 계열 프라이머(3a)를 도포하면, 인서트물(1a')이 완성된다.
이러한 인서트물(1a')은 도 4(a)와 같이 제1금형(10)의 인서트홈에 인서트 된다.
인서트물(1a')이 인서트홈에 인서트 되면, 도 4(b)와 같이 제1금형(10)과 제2금형(30)을 형합한 후 사출하여 PC사출물(7a)이 성형된 최종 성형물(9a')을 얻는다.
이와 같은 폴리에스테르 계열 프라이머(5a)와 PC사출물(7a)은 경도하중을 흡수하는 역할을 하여 고경도 글라스 필름(1a)의 단품 경도(6~7H)보다 더 높은 경도(9H)를 유지하도록 단일 공정으로 제조할 수 있다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세히 설명하고자 하지만, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
1,1',1a,1a' : 인서트물 3,3',3a,3a' : 고경도 글라스 필름
4,4',4a,4a' : 데코층(폴리에스테르 계열 도료)
5,5',5a,5a' : 폴리에스테르 계열 프라이머
7,7',7a,7a' : PC사출물 9,9',9a,9a' : 성형물

Claims (8)

  1. 고경도 글라스 필름;
    상기 고경도 글라스 필름의 배면에 도포되는 폴리에스테르 계열 프라이머;
    상기 폴리에스테르 계열 프라이머 상에 사출하여 상기 고경도 글라스 필름에 사출 성형된 폴리카보네이트 사출물;을 포함하는 차량용 폴리카보네이트 글레이징.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리에스테르 계열 프라이머 전체 100중량부에 대하여 폴리에스테르 수지 35~50중량부, 아이소포론 25~30중량부, 헤비 아로마틱 나프타(heavy aromatic naphtha) 15~20중량부의 조성물로 이루어진 차량용 폴리카보네이트 글레이징.
  3. 고경도 글라스 필름;
    상기 고경도 글라스 필름의 배면 외곽에 폴리에스테르 계열 도료로 형성한 데코층;
    상기 데코층이 형성된 고경도 글라스 필름의 배면에 도포되는 폴리에스테르 계열 프라이머;
    상기 폴리에스테르 계열 프라이머 상에 사출하여 상기 고경도 글라스 필름에 사출 성형된 폴리카보네이트 사출물;을 포함하는 차량용 폴리카보네이트 글레이징.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 폴리에스테르 계열 프라이머 전체 100중량부에 대하여 폴리에스테르 수지 35~50중량부, 아이소포론 25~30중량부, 헤비 아로마틱 나프타(heavy aromatic naphtha) 15~20중량부의 조성물로 이루어지고,
    상기 폴리에스테르 계열 도료 전체 100중량부에 대하여 폴리에스테르 수지 35~50중량부, 아이소포론 25~30중량부, 헤비 아로마틱 나프타(heavy aromatic naphtha) 15~20중량부, 카본 블랙 8~15중량부의 조성물로 이루어진 차량용 폴리카보네이트 글레이징.
  5. 배면에 폴리에스테르 계열 프라이머가 도포된 고경도 글라스 필름을 제1금형에 인서트하는 단계;
    상기 제1금형과 제2금형이 형합시켜 폴리카보네이트를 사출 성형하는 단계;를 포함하되,
    상기 제1금형과 제2금형의 형합은 상기 사출 성형하여 얻어진 성형물의 두께가 5.0mm 초과일 때 행해지는 차량용 폴리카보네이트 글레이징의 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 폴리에스테르 계열 프라이머 전체 100중량부에 대하여 폴리에스테르 수지 35~50중량부, 아이소포론 25~30중량부, 헤비 아로마틱 나프타(heavy aromatic naphtha) 15~20중량부의 조성물로 이루어진 차량용 폴리카보네이트 글레이징의 제조방법.
  7. 폴리에스테르 계열 프라이머와 폴리에스테르 계열 도료인 데코층이 형성된 고경도 글라스 필름을 제1금형에 인서트하는 단계;
    상기 제1금형과 제2금형을 미세 형개 시킨 상태에서 폴리카보네이트를 사출하는 단계;
    상기 폴리카보네이트를 사출한 후 상기 제1금형과 제2금형을 형합시켜 압축 성형하는 단계;를 포함하되,
    상기 제1금형과 제2금형의 미세 형개는 상기 사출 성형하여 얻어진 성형물의 두께가 5.0mm 이하일 때 행해지는 차량용 폴리카보네이트 글레이징의 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 폴리에스테르 계열 프라이머 전체 100중량부에 대하여 폴리에스테르 수지 35~50중량부, 아이소포론 25~30중량부, 헤비 아로마틱 나프타(heavy aromatic naphtha) 15~20중량부의 조성물로 이루어지고,
    상기 폴리에스테르 계열 도료 전체 100중량부에 대하여 폴리에스테르 수지 35~50중량부, 아이소포론 25~30중량부, 헤비 아로마틱 나프타(heavy aromatic naphtha) 15~20중량부, 카본 블랙 8~15중량부의 조성물로 이루어진 차량용 폴리카보네이트 글레이징의 제조방법.
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