현재까지의 플라스틱 가식기술

3. 의장 표현성과 기능 부여에 좋은 필름 점합, 전사 가식
NSD 도장에서 VOC 배출 문제 등 환경이나 비용의 문제를 고려하면 의장 표현이 제한적일 수밖에 없다.
이 경우 무도장으로 우수한 의장 표현을 가능하게 하는 대표적인 방법은 가식 필름을 인몰드 또는 오버레이 성형으로 성형품 표면에 점합하거나 전사시키는 방법이다.

3-1. 기본 필름, 가식 필름
가식기술은 의장 표현에 우수하고, 각종 기능을 부여하기 쉽다는 장점이 있다.
의장 표현으로는 인쇄, 착색, 진공 제막, 도장, 도막 부분 박리, 롤 주름, 초 다층 필름에 따라 구조색, 표면 가공 등이 단독으로 혹은 조합하여 사용된다. 뿐만 아니라 진짜 같은 나무나 가죽, 깊이가 있는 것, 요철감이 있는 것, 소프트필, 자기치유, 백라이트에서 모양이나 문자가 떠오르는 것 등 상당히 다양한 표현들이 가능하다.
또한 필름의 표면 가공이나 각종 첨가제 부여에서부터 성형 기술의 표면 시각 기능, 표면 촉각 기능, 표면 보호 기능, 후각 기능, 청각 기능, 전기?전파?광 기능 등이 더해지고 있는 상황이다. 경쟁이 심해짐에 따라 각 기업에서는 높은 의장 표현이나 기능 부여가 가능한 필름을 개발하여 차별화에 나서고 있다(<사진4>).
 

3-2. 성형 방법
성형 방법 종류에는 <표3>과 같이 인몰드 성형과 오버레이 성형이 있으며, 이들은 다시 각각 필름을 제품에 남긴 점합 성형과 의장면만 남긴 전사 성형으로 나눌 수 있다.
후세진공의 TOM 공법 (Three Dimension Overlay Method)에 대표되는 오버레이 성형은 인몰드로는 어려운 필름의 단면 말림이나 텍스쳐(표면 요철)의 보존, 다수 제품 생산 가능과 플라스틱 이외의 소재도 사용이 가능하다는 특징이 있다. 또한 대형 성형이 용이하고 소량 다품종 성형에도 적합해 채용이 확대되고 있는 추세다.
이 성형법은 현재 후세진공 외에도 아사노연구소, 나비타스 등에서 개발되어 일본에서 아시아, 유럽, 미국으로 점차 퍼져나가고 있다. 필름 점합 성형에 의한 자동차의 무도장 외판도 유럽에서는 꽤 전부터 적용되었고 전용 필름도 생산되고 있지만 채용이 눈에 띄게 확대되는 추세는 아직 보이고 있지 않다.

현재 일본에서는 <사진5>에 표시한 것과 같은 TOM 공법으로, 주로 성형 또는 시작(試作)을 진행하고 있으며 2015년 1월 말 전시회에서도 이에 대한 기술이 큰 반향을 불러일으키기도 있었다. 그 외에도 임시로 시행하여 검토되고 있는 기술들도 있는 것으로 알려졌다.

4. 그 외 제막 기술
무도장으로 의장 표현이 우수한 제품을 만드는 방법으로는 이전 항목의 필름 점합?전사 성형뿐 아니라 잉크젯, 진공 필름에 의한 제막도 활용된다.

4-1. 판 없이 온디맨드 인쇄?제막이 가능한 잉크젯 인쇄
잉크젯 방식과 잉크 등이 꾸준히 발전함에 따라 잉크젯을 플라스틱에 적용하는 경우도 늘어나고 있다.
<사진6>에서는 직접 잉크젯에 의한 제막 예를 살펴볼 수 있다. 또한 <사진7>에는 흡수가 잘 되는 잉크를 가지고 잉크젯 인쇄를 시행한 필름과 시트의 성형품 예를 나타냈다. 또한 성형품을 사출성형 직후에 잉크젯으로 인쇄하는 프레스 사이트 필름도 검토되고 있다.

4-2. 막의 두께에 따른 광학용부터 전자파 방지까지 이용되는 진공 제막
금속 입자 등을 활성화시켜 성형품 표면에 부착되는 진공 제막으로는 주로 메탈릭과 컬러 메탈릭의 제막이 이루어진다. 이는 필름 두께에 의해 구조 색을 발현하는 광학 다층막, 금속이면서 비도전성인 동시에 하프밀러의 불연속막, 금속막, 전자파 방지 등을 위해 적용되는 기술이다. 또한 잉크젯과 같이 진공 제막한 필름을 인몰드하거나 오버레이 성형한 제품도 꾸준히 실용화되는 추세다.

5. 부드럽고 따뜻한 감촉을 부여한 소프트 표면 가식
자동차의 내장, 특히 고급 자동차의 내장일수록 단순히 시각적으로 보기 좋을 뿐만 아니라 소프트한 촉감도 함께 요구된다. 이와 관련해서는 스미토모화학이 개발한 SP몰드(사출프레스성형)가 가장 대표적인 방법이다.
우베흥산기계는 소프트 표면 가식을 위해 토글식 전동사출기에서 Cav-Change 등을 추진하고 있으며, ART-TECH는 SOLIDUX를 개발하고 있는 것으로 알려졌다.
시각뿐만 아니라 좋은 촉각을 필요로 하는 제품의 수요가 지속적으로 높아짐에 따라 소프트감을 느낄 수 있게 해주는 ‘소프트필 가식’도 주목받고 있다. 이 방법은 소프트필 도장에 의한 도장, 특수 코팅제 도포 필름의 점합 성형, 소프트필 주름 등을 통해 생산이 이뤄지고 있는 중이다.

6. 착색재가 불필요한 구조색 가식
구조색(Structural Color)이란 빛의 파장 또는 그 이하의 미세 구조에 의한 발색 현상을 의미한다. 보는 각도에 맞게 여러 가지 색채가 보이게 되며 자외선으로 탈색되지 않는 점이 특징이다.
구조색에 의한 가식에는 ▲초 다층 필름에 의한 구조식 ▲얇은 증착층 구조색 ▲격자 형상 등의 미세 가공 금형 전사에 의한 구조색 등 많은 기술이 실용화되고 있다.

7. 그 외의 가식
도장, 도금, 정전기식모, 레이저 가식, 무광 가식 등이 있다.

8. 플라스틱 가식 기술의 향후 전망
① 지금 젊은 세대를 중심으로 자동차, 가전제품, 생활용품에서 제품 표면을 돋보이게 하는 것은 구입을 판단하는 중요한 요소가 되고 있다. 이로 인해 가식은 앞으로도 점점 발전할 것이라 사료된다.
단, 가식으로 인해 비용이 오르거나 돋보이는 제품은 세대, 성별, 개성에 따라 상당히 다양화되어 있기 때문에 코스트 퍼포먼스와 자세한 뉴스 파악이 필요하며, 외관 뿐 아니라 기능을 부여할 수 있는 가식 기술이 보다 주목받을 가능성이 크다.
② VOC문제, 비용 대책과 관련해서도 무도장?무도금의 수요가 높아짐에 따라 NSD(Non Skin Decoration)는 이 수요를 충족시키는 가식 기술로 주목받고 있으며, 향후 이용이 확대될 것으로 예상된다.
③ 필름 점합?전사 가식은 의장 표현성과 기능 부여에 우수한 가식 기술로, 의장성이 높은 무도장?무도금 가식 기술이 앞으로도 가식의 중심 기술로써 이용이 확대돼 갈 것으로 전망된다.
다만 비용에 맞는 장식성이 높은 기술에 대한 연구가 필요하며, 각종 대응성에 우수한 오버레이 성형이 확대될 것으로 보인다.
④ 판이 필요 없는 온디맨드 인쇄, 제막이 가능한 잉크젯 인쇄가 더욱 보급 속도를 높여나갈 전망이다.
⑤ 시각과 동시에 좋은 촉각에 대한 요구도 높아지고 있어 소프트필 가식도 더욱 활성화될 것이다. 또한, 후각, 청각 기능을 부여한 가식도 진전을 거듭해 나갈 것으로 기대된다.
⑥ 친환경 소재를 이용하고 좋은 환경에서 진행되는 가식이 확대될 것이다. 장기적으로는 기재도, 표면층도 비석유계 소재나 비석유계 올레핀 소재를 사용하게 될 것으로 보인다.
⑦ 내외장 코디네이트, 교체, 무도장 자동차 외장, 섬유 복합 재료 가식 등의 전개도 더 빠르게 진행될 것이다.

*필자소개
井捷平(마스이 쇼헤이)
MTO기술연구소 소장

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 현재까지의 플라스틱 가식기술