KR100515406B1 - 극세 단섬유를 함유하는 합성수지 조성물 및 이의 제품 - Google Patents

극세 단섬유를 함유하는 합성수지 조성물 및 이의 제품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 극세 단섬유를 함유하는 합성수지 조성물 및 이의 제품에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로, 열가소성 수지 100중량부에 대하여, 극세 단섬유 0.1∼50중량부 및 내부활제를 최대 10중량부 포함하는 합성수지 조성물 및 이의 제품에 관한 것이다.
본 발명에 따라 합성수지 조성물의 제조시 극세 단섬유를 이용할 경우 우수한 금속색상의 발색성을 발휘함과 동시에 합성수지의 사출성형시 발생되는 흐름 융합선(weldline)과 흐름 자국(flow mark)에 의한 색상 불균일 현상이 나타나지 않는 장점이 있다.

Description

극세 단섬유를 함유하는 합성수지 조성물 및 이의 제품{Synthetic resin composition containing fine short fiber and article containing the same}
본 발명은 극세 단섬유를 함유하는 합성수지 조성물 및 이의 제품에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 극세 단섬유를 이용함으로써 우수한 금속색상의 발색성을 발휘함과 동시에 합성수지의 사출성형시 발생되는 흐름 융합선(weldline)과 흐름 자국(flow mark)에 의한 색상 불균일 현상이 나타나지 않는 극세 단섬유를 함유한 합성수지 조성물 및 이의 제품에 관한 것이다.
통상적으로 열가소성 수지 등의 수지성형품에 금속감 등의 미관을 부여하기 위해서 금속안료를 이용한 도장이 실시되어 왔다. 그러나, 이러한 도장의 경우에는 성형품의 표면의 세척단계, 예비코팅단계, 건조단계 등을 실시하여야 하기 때문에 공정이 복잡하고, 설비가 고가이어서 공정비용이 증가하는 원인이 되었다. 또한, 코팅된 물질을 성형제품으로부터 제거하는 것이 불가능하여 제조 공정중 발생된 불량품이나 사용 후 회수된 제품을 분쇄하여 수지로서 재사용하는 경우 재생된 수지의 충격강도가 급격히 떨어지기 때문에 재활용하는 것이 불가능하여 쓰레기로 처리되기 때문에 원가부담과 더불어 환경오염이라는 문제를 유발시키는 원인이 되었다.
따라서 이러한 문제를 극복하기 위해 금속안료를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 이용하여 성형하는 방법도 사용되고 있다.
예를 들어, 미국특허 제6,280,837호에는 알루미늄 분말, 마이카제 펄안료, 플레이크상 유리분말(flaky glass powder) 등의 휘광제를 착색재와 함께 합성수지에 직접 혼합하여 이루어진 열가소성 수지 조성물을 이용한 수지성형품이 기재되어 있고, 미국특허 제6,143,815호에는 열가소성 수지내에 10∼20㎛ 미만의 비늘상 휘광제(scaly brightening agent)를 혼합하여 이루어진 수지성형물이 기재되어 있다. 또한, 미국특허 제5,530,051호에는 금속판을 절단가공에 의해 절단하여 그 일부분에 절취부를 갖는 형상으로 형성된, 80∼800㎛의 평균직경, 1/100∼1/8의 평균 형상비를 갖는 금속미소판을 포함하는 폴리에스테르계 수지성형품이 기재되어 있다.
그러나 상기 종래기술의 금속안료에 사용된 금속의 형상이 사출성형의 과정에서 일정한 배향으로 배열되지 않고, 수지의 흐름과 흐름의 접합에 따라 수직으로 또는 경사각을 이루어 분포됨에 따라, 특정 부위에서만 빛의 반사가 불균일하게 되는 문제가 발생하여 균일한 금속색상을 얻을 수 없었다. 또한, 일부 분말상의 금속을 사용하지만, 이 또한 사출 성형과정에서 발생하는 흐름 마찰과 속도변화, 및 흐름접합에 따라 불균일함이 발생하고, 특히 발색성이 감소함에 따라 약 10% 이상의 추가 함량이 필요하게 된다.
즉, 도 1에 도시한 바와 같이, 비늘상 금속안료를 이용하여 성형품을 제조할 경우, 금속안료의 형상이 사출성형의 과정에서 일정한 배향으로 배열되지 않고, 수지의 흐름과 흐름이 접합되는 융합선 부위에서는 배향이 수직 또는 경사각을 이루어 분포되며, 또한, 성형품의 두께가 변경되는 부위(도 1에는 요부로서 표시됨)에서도 배향이 수직 또는 경사각을 이루게 되어, 빛의 반사가 불균일하게 되며, 균일한 금속색상을 얻을 수 없게 되는 것이었다.
한편, 극세 금속섬유를 제조하는 방법은 번들을 이용한 냉간연신법과 열간연신법 및 용융금속을 고속으로 분사하는 방법이 있다. 이들 각각의 방법에 있어서 연신보강제로 사용되는 구리의 제거를 위해 질산 등의 산이 사용되는데, 이러한 산에 의한 산화, 또는 접촉면적이 넓은 극세 금속섬유가 고온에서 공기와의 접촉에 의해 산화, 제조공정에서의 불균일한 연신과정, 또는 공정중에 발생된 불균일한 표면 마찰 등에 의한 극세 금속섬유 표면의 조도화(粗度化)로 인해, 일반적으로 금속섬유는 흑색을 나타내게 된다.
따라서, 금속질감의 휘광성을 갖는 금속안료에 이용하기 위해서는 물리적 또는 화학적(코팅처리 등)인 표면처리를 실시하지 않으면 안된다. 이에 종래에는 금속색을 발현하기 위해 성형된 제품표면에 금속안료를 추가적으로 코팅함으로써 원가가 증가하고 코팅층이 벗겨지는 등의 내구성 문제가 발생하여 품질이 저하되는 문제가 있었다.
이에 상술한 문제점을 해결하기 위해 광범위한 연구를 수행한 결과 극세 단섬유를 이용하여 우수한 금속색상을 발휘하고 흐름 융합선 및 흐름 자국에 의한 색상 불균일 현상을 나타내지 않는 합성수지를 제조할 수 있었으며, 본 발명은 이를 기초로 완성되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하고 우수한 금속색상의 발색성을 발휘함과 동시에, 일반 금속안료를 함유하는 합성수지의 사출성형시 발생되는 흐름 융합선 및 흐름 자국에 의한 색상 불균일 현상을 갖지 않는 수지성형품을 제조할 수 있는 극세 단섬유를 함유하는 합성수지 조성물 및 상기 합성수지로 이루어진 합성수지 성형품을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 극세 단섬유를 함유하는 합성 수지 조성물은 열가소성 수지 100중량부에 대하여, 극세 단섬유 0.1∼50중량부 및 내부활제를 최대 10중량부를 포함한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 극세 단섬유를 함유하는 합성수지 제품은 전술한 합성수지 조성물을 이용하여 금형을 이용한 사출성형공정으로 제조되며, 우수한 금속감을 갖는다.
이하, 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 극세 단섬유를 이용하여 합성수지를 얻고, 이를 사출성형하게 되면 균일하고 휘광성이 우수한 색상을 갖는 합성수지 성형제품을 얻을 수 있다. 따라서, 성형된 제품에 금속안료를 추가적으로 코팅함으로써 원가가 증가하고 코팅층이 벗겨지는 등의 내구성 문제를 갖는 종래기술의 문제점을 해결하고, 현저히 우수한 효과를 얻을 수 있다.
먼저 본 발명에 따른 극세 단섬유는, 기계적 또는 화학적으로 표면처리하여 발색과 광택이 나도록 처리한 극세 금속단섬유, 극세 합성단섬유, 또는 극세 유리단섬유를 포함한다.
본 발명에서 사용되는 극세 금속단섬유의 재질은 모든 금속이 해당하며, 특별히 한정되지 않지만, 금, 은, 구리, 스테인레스 스틸, 니켈, 알루미늄, 티타늄, 주석, 아연 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 특히, 알루미늄과 스테인레스 스틸이 더욱 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 극세 금속단섬유는 1 내지 100㎛의 직경 및 0.5 내지 5㎜의 길이가 바람직하다. 상기 직경이 1㎛ 미만이면 발색성이 부족해지는 문제가 있고, 100㎛를 초과하면 발색성이 거칠어지는 문제가 발생한다. 또한, 상기 직경이 0.5㎜ 미만이면 발색성이 부족해지는 문제가 있고, 5㎜를 초과하면 발색성이 거칠어지는 문제가 있다.
본 발명에서 있어서, 상기 극세 금속단섬유는 니켈, 금, 은 및 황동을 포함하는 고발색성 금속을 이용하여 무전해도금, 용융도금 또는 전기도금되며, 일반적인 모든 도금처리를 포함할 수 있다. 상기 도금처리방법은 특별히 한정되는 것이 아니며, 공지의 무전해도금 처리방법, 용융도금 처리방법 또는 전기도금 처리방법으로 수행될 수 있다.
또한, 상기 극세 금속단섬유는 기계적인 볼밀이나 고속회전체를 통한 충격이나 회전에 의한 마찰력을 이용하여 섬유에 부착된 이물질을 제거하고 표면 조도를 높임으로써 일정수준의 휘광성을 향상시킨다.
본 발명의 극세 합성단섬유는 폴리에스터섬유, 나일론섬유, 아크릴섬유 및 폴리아릴레이트 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
상기 극세 합성단섬유는 1 내지 100㎛의 직경 및 0.5 내지 5㎜의 길이가 바람직하다. 상기 직경이 1㎛ 미만이면 부피가 너무 커서 취급이 난이해지는 문제가 있고, 100㎛를 초과하면 발색성이 거칠어지는 문제가 발생한다. 또한, 상기 직경이 0.5㎜ 미만이면 발색성이 거칠어지는 문제가 있고, 5㎜를 초과하면 사출성형제품의 표면이 거칠어지는 문제가 있다.
상기 극세 합성단섬유의 표면에 저분자량, 예를 들어 분자량이 10,000이하인 합성수지로 피막을 입힘으로서 극세 합성단섬유가 합성수지내에 균일한 분산상태로 혼련이 되도록 한다. 그리고 극세 합성단섬유 자체를 착색함으로서 발색성을 가하는 처리도 병행할 수 있다.
한편, 상기 극세 유리단섬유는 산화규소를 주성분으로 고온 압출연신공정으로 만들어지는데, 극세 유리단섬유는 자체가 무색이고 표면이 매끄러운 광택의 재질이므로 금속안료의 휘광성을 향상시키며 금속안료의 색상과 유사한 색상 또는 발색성을 갖도록 착색된 유리섬유를 비닐상 금속 안료와 동시에 사용할 경우 더욱 균일한 외관을 발현하게 된다.
본 발명의 상기 극세 유리단섬유는 표면에 주로 실란(Silane)계 화합물로 피막을 입힘으로서 극세 유리단섬유가 합성수지내에 균일한 분산상태로 혼련이 되도록 한다. 그리고 극세 유리단섬유 자체를 착색함으로서 발색성을 가하는 처리를 또한 병행할 수 있다.
상기 극세 유리단섬유는 0.1∼500㎛의 직경 및 0.5∼20㎜가 바람직하다. 상기 직경이 0.1㎛ 미만이면 비늘상 금속안료가 균일하게 분산하는 효과가 부족해지는 문제가 있고, 500㎛를 초과하면 금속안료 발색성이 매우 거칠어지는 문제가 발생한다. 또한, 상기 직경이 0.5㎜ 미만이면 비늘상 금속안료가 균일하게 분산하는 효과가 부족해지는 문제가 있고, 20㎜를 초과하면 금속안료 발색성이 매우 거칠어지는 문제가 있다.
한편, 상기 극세 단섬유는 분산제로서 미네랄오일, 스테아릭산, 에틸렌비스스텔아마이드, 징크 스테아레이트 및 에틸렌비닐아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 계면활성제와 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 분산제의 첨가량은 극세 단섬유 첨가량에 대하여 1 내지 최대 10중량부까지 첨가할 수 있으며, 즉 극세 단섬유 : 계면활성제의 중량비는 1 : 0.01∼0.1로 나타낼 수 있다. 상기 분산제의 첨가량이 극세 단섬유 첨가량에 대해 10중량부를 초과하면 분산제가 사출성형과정에서 분해되어 표면불량을 발생하는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 극세 단섬유를 포함하는 합성수지 조성물은 열가소성 수지 100중량부에 대하여, 전술한 본 발명에 따른 극세 단섬유를 0.1∼50중량부 포함한다. 상기 첨가량이 0.1중량부 미만이면 얻고자 하는 금속색상의 효과를 얻기 어려운 문제가 있으며, 50중량부를 초과하면 합성수지의 충격강도가 저하되는 문제가 있을 수 있다.
상기 열가소성 수지라 함은 일반적인 공지의 열가소성 합성수지를 칭하는 것으로, 특별히 한정되지 않는다. 단, 폴리카보네이트 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 아크릴로니트릴 부타디엔 스틸렌 수지, 아세탈 수지, 나일론 수지, EPDM 수지, 스틸렌 수지, 폴리에틸렌에테르케톤 수지, 폴리아릴레이트 수지, 메틸메타아크릴레이트 부타디엔 스틸렌 수지, 아크릴로니트릴 스틸렌 수지, 메틸메타아크릴레이트 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 열가소성 수지가 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 합성수지 조성물에는 극세 단섬유가 합성수지 내부에 균일하게 분산되고 합성수지와 극세 단섬유와의 계면을 활성화시키기 위해 내부활제를 더욱 첨가할 수 있으며, 상기 내부활제라 함은 미네랄오일, 스테아릭산, 에틸렌비스스텔아마이드, 징크 스테아레이트, 에틸렌비닐아세테이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 그 첨가량은 열가소성 수지 100중량부에 대하여 최대 10중량부로 첨가될 수 있다. 상기 내부활제의 첨가량이 10중량부를 초과하면 과다 첨가된 활제가 사출성형 과정에서 분해되어 사출성형 제품에 표면불량을 발생시키는 문제가 있다.
또한, 본 발명에 따른 합성수지 조성물에는 다양한 유색의 색상을 얻기 위하여, 유기 또는 무기의 유색안료를 열가소성 수지 100중량부에 대하여 최대 10중량부로 더욱 포함할 수 있다. 이러한 유기 또는 무기 유색안료는 특별히 한정되지 않고 공지의 안료 및 염료를 사용할 수 있지만, 티타늄다이옥사이드, 카본블랙, 시아네이트계 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 또한 상기 유기 및 무기의 유색안료의 첨가량이 10중량부를 초과하면 사출성형 제품이 불투명하게 되어 극세 단섬유를 지나치게 많이 첨가하게 되고, 원가가 상승하며 충격강도가 저하되는 문제가 있다.
전술한 조성을 갖는 본 발명에 따른 합성수지 조성물을 이용하여, 사출성형을 비롯한 다양한 성형을 통하여 금속감을 갖는 합성수지 성형품을 제조할 수 있다. 상기 성형방법도 특별히 한정되는 것이 아니라, 공지의 성형방법에 모두 적용가능하다. 그러나, 극세 단섬유를 첨가하여 제조된 수지는 일정온도 이상으로 금형을 가열하지 않으면 함유된 섬유상 안료가 성형품의 표면에 표출되면서 거칠고 불균일한 외관을 형성할 수 있으므로 사용되는 수지에 따라 금형온도를 조절할 수 있는 사출성형공법이 특히 바람직하다.
또한, 상기 합성수지 성형품이라 함은, 자동차용 범퍼, 노트북 PC의 하우징, 휴대용 전화기의 케이스, 진공청소기 케이스, 전기면도기, 세탁기 케이스 등, 다양한 생활용품에 사용될 수 있다.
하기 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 이에 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
스테인레스 스틸(stainless steel) 316 금속 섬유 직경 12㎛, 길이 1㎜의 금속단섬유에 니켈 무전해 도금을 실시하여 본 발명에 따른 극세 금속단섬유를 얻었다. 상기 극세 금속단섬유에 대하여 미네랄오일과 징크 스테아레이트(1:1 중량비)의 분산제를 100 : 1의 중량비로 첨가하여 금속안료를 얻었다. 폴리카보네이트 100중량부에 대하여 상기 금속안료 5중량부를 혼합하여 합성수지 조성물을 얻고, 이를 사출성형하여 휴대용 전화기의 케이스를 제조하였다.
사출성형기 : 현대성형기 250톤
실린더온도 : 200/250/280/280/270℃ (C1/C2/C3/C4/노즐)
사출압력 : 110/125/125/125/125/110㎏/㎠ (1차/2차/3차/4차/보압)
사출속도 : 80/90/90/90/90%(1차/2차/3차/4차)
수지건조조건 : 120℃에서 3시간건조
금형온도 : 사출시점 250℃ (급속금형가열 공법이용), 취출시점 70℃
사이클타임 : 28초
실시예 2
스테인레스 스틸 금속 섬유 직경 25㎛, 길이 0.5㎜의 금속단섬유에 니켈 무전해 도금을 실시하여 본 발명에 따른 극세 금속단섬유를 얻었다. 상기 극세 금속단섬유에 대하여 미네랄오일과 징크 스테아레이트(1:1 중량비)의 분산제를 100 : 1의 중량비로 첨가하여 금속안료를 얻었다. 폴리카보네이트 100중량부에 대하여 상기 금속안료 30중량부 및 티타늄다이옥사이드(TiO2) 1중량부를 혼합하여 합성수지 조성물을 얻고, 이를 사출성형하여 휴대용 전화기의 케이스를 제조하였다. 기타 실험조건은 상기 실시예 1과 동일하다.
비교예 1
폴리카보네이트 100중량부에 대하여 5㎛의 크기를 갖는 알루미늄/티타늄 합금의 비늘상 금속안료 1.5중량부를 혼합한 합성수지 조성물을 사출성형하여 휴대용 전화기의 케이스를 제조하였다. 사출압력 조건을 110/120/120/120/120/110㎏/㎠ (1차/2차/3차/4차/보압)로 한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1의 실험조건과 동일하다.
상기 실시예 및 비교예의 백색도, 은폐력, 흐름 융합선 발생정도 및 흐름자국 색상변화를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
※ 측정방법
1. 백색도: 미놀타제 색차계를 이용한 백색도(Lightness) 측정
(비늘상 금속안료의 성능을 최고수준으로 100으로 정함.)
2. 은폐력: 니혼덴쇼쿠제 Hazemeter를 이용한 투명도 측정
(완전투명을 100으로 기준함)
3. 흐름 융합선 발생정도: 흐름 융합선 부위의 색상차이 발생정도를 육안으로 관찰
4. 흐름자국 색상변화: 성형제품의 두께편차가 발생하는 부위에서의 금속색상의 차이 발생정도를 육안으로 관찰
백색도 은폐력 흐름융합선 발생정도 흐름자국 색상변화
실시예 1 80 75 없음 없음
실시예 2 100 100 없음 없음
비교예 1 100 90 매우나쁨 매우나쁨
상기 표 1 및 도 1, 2에서 알 수 있는 바와 같이, 종래의 비늘상 금속안료(도 1 참조)를 사용시에는 금속안료가 융합선부위에서 판상으로 배열되지 않고 면과 직각으로 세워져 배열되어 흑색의 뚜렷한 선을 형성하고, 그 주위의 금속안료의 반사도 불균일하여 불균일한 색상이 뚜렷하게 육안으로 관찰되며, 흐름자국의 색상변화도 뚜렷히 육안관찰되었다. 그러나, 실시예 1, 2의 경우에는, 흐름 융합선 및 흐름자국의 색상변화가 전혀 발견되지 않았다(도 2 참조).
실시예 3
EPDM 수지 100중량부에 대하여, 알루미늄 극세 금속단섬유를 헨셀 믹서에서 15분간 교반하는 물리적 방법으로 알루미늄 극세 금속섬유의 표면광택을 향상시킨 알루미늄 극세 단섬유(직경: 12㎛, 길이: 0.5㎜) 안료 5중량부 및 비늘상 알루미늄 금속안료 1.0중량부를 혼합하여 수지 조성물을 제조하고, 사출성형에 의해 자주색의 자동차 펜더를 제조하였다. 제조된 자동차 펜더는 흐름자국과 융합선이 없는 우수한 금속색상의 표면광택을 나타내었다.
사출성형기 : 동신유압 550톤
실린더온도 : 160/190/210/210/200℃ (C1/C2/C3/C4/노즐)
사출압력 : 60/70/70/70/70/55㎏/㎠ (1차/2차/3차/4차/보압)
사출속도 : 80/90/90/90/90%(1차/2차/3차/4차)
수지건조조건 : 70℃에서 2시간건조
금형온도 : 사출시점 65℃, 취출시점 65℃
사이클타임 : 45초
실시예 4
PC/ABS 수지 100중량부에 대하여, 황동으로 도금한 탄소강 단섬유(직경: 20㎛, 길이: 1㎜) 안료 10중량부 및 황색염료 0.5중량부를 혼합하여 수지 조성물을 제조하고, 사출성형에 의해 황금색 무도장 노트북 PC 하우징을 제조하였다. 제조된 하우징은 흐름자국과 융합선이 없는 우수한 금색의 표면광택을 나타내었다.
사출성형기 : 동신유압 550톤
실린더온도 : 200/250/280/280/270℃ (C1/C2/C3/C4/노즐)
사출압력 : 90/100/100/100/100/850㎏/㎠ (1차/2차/3차/4차/보압)
사출속도 : 80/90/90/90/90%(1차/2차/3차/4차)
수지건조조건 : 110℃에서 3시간건조
금형온도 : 사출시점 250℃(급속금형가열 공법이용), 취출시점 70℃
사이클타임 : 45초
실시예 5
직경 5마이크론, 평균길이 4㎜의 무색 유리섬유 8중량부, 평균입경 40㎛ 비늘상 금속안료 2중량부를 첨가한 ABS수지를 초고온순간금형표면가열 공법을 이용하여 충전시 금형온도를 220℃로 가열하고 70℃로 냉각한 후 사출성형품을 취출하는 방법으로 성형한 결과 육안으로 흐름융합선 및 흐름 자국이 발견되지 않는 6개의 홀이 있는 냉장고의 계란꽂이 사출성형물을 금속색상으로 제조하였다.
실시예 6
직경 5마이크론, 평균길이 4㎜의 회색 유리섬유 8중량부, 평균입경 10㎛의 비늘상 금속안료 2중량부를 첨가한 고충격 폴리스틸렌(High Impact Polystyrene) 수지를 초고온순간금형표면가열 공법을 이용하여 충전시 금형온도를 200℃로 가열하고 70℃로 냉각한 후 사출성형품을 취출하는 방법으로 성형한 결과 육안으로 흐름융합선 및 흐름 자국이 발견되지 않는 6개의 홀이 있는 냉장고의 계란꽂이 사출성형물을 금속색상으로 제조하였다.
비교예 2
평균입경 40㎛ 크기의 알루미늄 합금의 비늘상 금속안료 2.0중량부를 ABS에 혼합한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 사출성형하였다.
비교예 3
평균입경 10㎛ 크기의 알루미늄 합금의 비늘상 금속안료 2.0중량부를 ABS에 혼합한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 사출성형하였다.
백색도 은폐력 흐름융합선 발생정도 흐름자국 색상변화
실시예 5 100 65 없음 없음
실시예 6 100 92 없음 없음
비교예 2 100 70 있음 있음
비교예 3 100 70 있음 있음
실시예 7
직경 15마이크론, 평균길이 8㎜의 백색으로 착색된 나일론섬유 2중량부, 평균입경 10㎛의 비늘상 금속안료 2중량부를 첨가한 투명 ABS수지를 초고온순간금형표면가열 공법을 이용하여 충전시 금형온도를 200℃로 가열하고 70℃로 냉각한 후 사출성형품을 취출하는 방법으로 성형한 결과 육안으로 흐름융합선 및 흐름 자국이 발견되지 않는 프린터 하우징 사출성형물을 금속색상으로 제조하였다.
비교예 4
평균입경10㎛ 크기의 알루미늄 합금의 비늘상 금속안료 2.0중량부를 투명ABS에 혼합한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 사출성형하였다.
백색도 은폐력 흐름융합선 발생정도 흐름자국 색상변화
실시예 7 100 99 없음 없음
비교예 4 100 92 있음 있음
전술한 실시예 및 비교예를 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 극세 단섬유 금속안료 및 합성수지 조성물을 이용하여 제조된 성형품은 균일한 색상으로 흐름선과 융합선이 나타나지 않는 우수한 금속감을 가질 뿐만 아니라, 종래기술의 문제점이었던 금속안료의 추가 코팅에 의한 원가상승 및 내구성 저하의 문제를 해결할 수 있다. 또한, 열가소성 수지를 재활용할 때 급격한 충격 강도의 저하 때문에 리싸이클이 불가능하였던 문제를 해결할 수 있다.
도 1은 종래 비늘상 금속안료를 이용하여 합성수지 성형품을 제조하는 경우에 있어서의 금속안료의 배열상태를 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 극세 금속단섬유의 금속안료를 이용하여 합성수지 성형품을 제조하는 경우에 있어서의 금속안료의 배열상태를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 극세 유리단섬유 안료와 비늘상 금속안료를 혼합하여 합성수지 성형품을 제조하는 경우에 있어서의 극세 유리 단섬유 및 금속안료의 배열상태를 나타낸 평면도이다.

Claims (13)

  1. 열가소성 수지 100중량부에 대하여, 화학적 또는 기계적으로 처리된 극세 단섬유 0.1∼50중량부 및 내부활제를 최대 10중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 합성수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 극세 단섬유는 1∼100㎛의 직경 및 0.5∼5㎜ 길이의 극세 금속단섬유, 1∼100㎛의 직경 및 0.5∼5㎜ 길이의 극세 합성단섬유 및 0.1∼500㎛의 직경 및 0.1∼20㎜의 길이의 극세 유리단섬유로 이루어진 군으로부터 적어도 하나 이상 선택된 것을 특징으로 하는 합성수지 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 극세 금속단섬유의 재질은 금, 은, 구리, 스테인레스 스틸, 니켈, 알루미늄, 티타늄, 주석, 아연 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 합성수지 조성물.
  4. 제2항에 있어서, 상기 극세 합성단섬유는 폴리에스터, 나이론섬유, 아크릴섬유및 폴리아릴레이트섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 합성수지 조성물.
  5. 제2항에 있어서, 상기 극세 유리단섬유는 이산화규소를 주성분으로 하는 유리로 부터 선택된 것을 특징으로 하는 합성수지 조성물.
  6. 제2항에 있어서, 상기 극세 금속 단섬유는 니켈 및 은을 포함하는 고발색성 금속을 이용하여 무전해도금, 용융도금 또는 전기도금한 것을 특징으로 하는 합성수지 조성물.
  7. 제2항에 있어서, 상기 극세 합성 단섬유는 10,000 이하의 저분자량 합성수지로 피막 처리된 것을 특징으로 하는 합성수지 조성물.
  8. 제2항에 있어서, 상기 극세 유리 단섬유는 실란계 화학물로 피막 처리된 것을 특징으로 하는 합성수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지는 폴리카보네이트 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 아크릴로니트릴 부타디엔 스틸렌 수지, 아세탈 수지, 나일론 수지, EPDM 수지, 스틸렌 수지, 폴리에틸렌에테르케톤 수지, 폴리아릴레이트 수지, 메틸메타아크릴레이트 부타디엔 스틸렌 수지, 아크릴로니트릴 스틸렌 수지, 메틸메타아크릴레이트 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 합성수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 극세 단섬유는 극세 단섬유 100중량부와 1 내지 10중량부의 분산제의 혼합물인 것을 특징으로 하는 합성수지 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 상기 분산제는 미네랄오일, 스테아릭산, 에틸렌비스스텔아마이드, 징크 스테아레이트, 에틸렌비닐아세테이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 합성수지 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 열가소성 수지 100중량부에 대하여 유기 또는 무기의 유색안료를 최대 10중량부로 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 합성수지 조성물.
  13. 제1항 내지 12항 중 어느 한 항에 따른 합성수지 조성물을 금형을 이용해 사출성형시켜 제조된 것을 특징으로 하는 합성수지 성형품.
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