KR100541061B1

KR100541061B1 - 금속 질감을 갖는 냉장고 내상용 다층 쉬트

Info

Publication number: KR100541061B1
Application number: KR1020020085160A
Authority: KR
Inventors: 이경남; 김성국; 최진환; 박준식; 김중근
Original assignee: 제일모직주식회사
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2006-01-11
Also published as: KR20040058772A

Abstract

본 발명의 금속 질감을 갖는 냉장고 내상용 쉬트는 (A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌(ABS) 수지로 이루어진 내부층; 및 (B) 메탈 ABS 수지로 이루어진 표면층으로 구성되며, 상기 표면층이 차지하는 두께 비율은 1 % 내지 50 %인 것을 특징으로 한다.

냉장고 내상용 쉬트, ABS 수지, 메탈 ABS 수지, 다층 쉬트, 금속 색상 수지

Description

금속 질감을 갖는 냉장고 내상용 다층 쉬트{Multilayer Sheet with Metal Sense for Refrigerator Liner}

발명의 분야

본 발명은 냉장고 내상용 쉬트(sheet)에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 ABS 수지로 이루어진 내부층과 메탈 ABS 수지로 이루어진 표면층의 2 층 구조로 이루어지고 금속 질감의 상층을 갖는 냉장고 내상용 다층 쉬트에 관한 것이다.

발명의 배경

일반적으로 냉장고 내상은 ABS 혹은 HIPS를 단독으로 쉬트 상태로 성형한 후 진공성형 공정을 거쳐 냉장고 내상 형태로 제조한다. 이렇게 제조된 내상은 강철제의 외상과 조립되어 냉장고 형태를 만든 후, 내상과 외상 사이에 폴리우레탄 원액과 발포제를 혼합, 주입하여 폴리우레탄 폼 단열재를 형성시킴으로써 냉장고 상체 가 완성되는 것이다.

최근 냉장고의 고급 모델화 경향에 따라 제품의 품격을 높이기 위해, 냉장고의 외상 및 내상에 특수 칼라 안료, 염료를 사용하기도 한다. 그러나, 냉장고 내상용 재료로 사용되는 HIPS 및 ABS 단독으로 금속 질감을 발현할 수 없는 문제점이 있다.

HIPS 및 ABS에 금속 질감을 부여하기 위해 금속 입자를 첨가시켜 냉장고용 쉬트로 사용하는 방법이 있으나 기계적 강도 등의 물성이 저하되며, 진공성형성과 연신특성이 좋지 않아 냉장고 내상용으로는 부적합하다는 단점이 있다.

본 발명자는 상기의 문제점을 예의 검토한 결과, ABS 수지 자체의 개량만으로는 금속 질감 색상을 구현하기 불가능하며, ABS수지와 메탈 ABS 수지와의 2 층 구조를 가질 때에 가능하다는 것을 알게 되었다. 여기서 ABS 수지란 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌 수지를 말하는 것이며, 메탈 ABS 수지란 투명 ABS에 메탈이나 운모를 사용하여 금속 질감을 갖는 수지를 말한다.

본 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 ABS 수지층 및 메탈 ABS 수지층의 2층으로 이루어진 쉬트를 개발함으로써, 수지에 금속 질감 색상을 부여할 뿐만 아니라, 진공성형성 및 인장강도 등의 물성이 우수한 냉장고 내상용 쉬트를 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 금속질감을 갖으면서도 진공성형성과 연신 특성이 우수한 냉장고 내상용 쉬트를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 목적은 하기에 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다. 이하 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.

본 발명의 냉장고 내상용 쉬트는 (A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌(ABS) 수지로 이루어진 내부층; 및 (B) 메탈 ABS 수지로 이루어진 표면층으로 구성된다. 상기 내부층을 이루는 ABS 수지는 (a₁)그라프트 공중합체 및 (a₂)SAN 공중합체로 이루어지고, 상기 표면층을 이루는 메탈 ABS 수지는 투명 ABS 수지와 금속입자로 이루어진 것을 특징으로 한다. 이하, 이들 각 성분에 대한 설명은 다음과 같다.

(A) 내부층

본 발명의 내부층은 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌(ABS) 수지로 이루어진다. 여기서 "내부층"이란 냉장고 내상용 다층 쉬트에 있어서, 단열재와 접촉하는 층을 의미한다. 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌(ABS) 수지는 (a₁)그라프트 공중합체 및 (a₂)SAN 공중합체로 이루어진다.

본 발명의 ABS 수지는 매트릭스를 형성하는 SAN의 중량평균분자량이 150,000 내지 1,000,000이고, 아크릴로니트릴 함량이 20 내지 45 중량%이고, ABS 수지 중의 고무함량이 10 내지 20 중량%인 것을 특징으로 한다.

(a₁) 그라프트 공중합체

상기 그라프트 공중합체는 고무입자의 90 %이상의 크기가 500 내지 3500Å 사이이고 겔 함유량이 50%이상인 부타디엔계 고무 30 내지 70 중량% 존재 하에 방향족 비닐계 단량체 1종과 불포화 니트릴계 단량체 1종의 혼합물 30 내지 70중량%를 투입하고 이들을 그라프트 공중합하여 제조된다.

상기 그라프트 공중합체는 그라프트율이 50 내지 100%이고, 중량평균분자량이 50,000 내지 100,000인 중합물이다.

본 발명에서는 상기 그라프트 공중합체를 최종수지조성물의 약 20 내지 50 중량%로 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 ABS 수지 중의 고무함량이 10 내지 20 중량%가 적합하다. 만일 고무함량이 10 중량%보다 낮을 경우 충격강도가 냉장고 내상용으로 적절하지 않으며, 20 중량%보다 높을 경우 강성이 저하된다.

(a₂) SAN 공중합체

상기 SAN 공중합체는 ABS 수지(A)의 매트릭스를 형성한다. 본 발명의 SAN 공중합체는 방향족 비닐 단량체 50 내지 80 중량%와 불포화 니트릴 단량체 20 내지 50중량%를 공중합하여 제조되며, 최종수지조성물의 20 내지 45 중량%사용하는 것이 바람직하다.

냉장고용 ABS 수지는 진공성형성과 내약품성, 기계적 특성 등의 제반 특성이 우수하여야 하기 때문에, ABS 수지중의 매트릭스를 형성하는 SAN의 중량평균분자량은 150,000 내지 1,000,000의 범위가 바람직하며, 아크릴로니트릴 함량은 20 내지 45 중량%인 것이 바람직하다.

만약 SAN의 중량평균분자량이 150,000보다 낮을 경우 진공성형시 두께분포가 균일하지 못하며, 1,000,000보다 클 경우 컴파운딩 공정 및 쉬트 압출시 가공성이 불량해진다.

상기 아크릴로니트릴 함량은 내약품성을 지배하는 인자로서, 사용되는 발포제의 종류에 따라 적정양이 달라진다. 발포제로 CFC-11, 사이클로펜탄이 사용되는 경우 아크릴로니트릴 함량은 20 내지 35 중량%가 적당하며, 발포제가 HCFC-141B, HFC-245FA, HFC-365MFC인 경우 아크릴로니트릴 함량은 35 내지 45 중량%가 적절하다.

상기 CFC-11과 사이클로펜탄은 ABS 수지에 대한 용해성이 약하기 때문에, 매트릭스의 아크릴로니트릴의 함량이 20 중량%이상이면 사용 가능하다. 반면, HCFC-141B, HFC-245FA, HFC-365MFC는 ABS 수지에 대한 용해성이 강하기 때문에, 매트릭스의 아크릴로니트릴 함량이 35 중량%보다 낮을 경우 발포제의 화학적 공격에 의하여 냉장고 내상이 깨지는 현상이 발생한다. 또한 아크릴로니트릴 함량이 45 중량%보다 높을 경우 깨지는 현상은 없으나 가공성이 불량하여 가공 중 변색이 발생하기 쉽다.

(B) 표면층

본 발명의 표면층은 메탈 ABS 수지로 이루어지며, 여기서 "표면층"이란 냉장고 문의 내부를 포함하여 냉장고의 내부를 형성하는 층을 의미한다.

본 발명의 메탈 ABS 수지는 투명 ABS에 금속입자를 첨가하여 제조된다. 상기 투명 ABS는 메틸메타아크릴레이트 단량체를 30 내지 60 중량%를 함유하는 투명 그라프트 공중합체(b₁) 40 내지 60 중량%와 메틸메타아클레이트 단량체를 50 내지 85 중량% 갖는 투명 SAN 공중합체(b₂) 40 내지 60 중량%로 이루어진다. 상기 금속입자는 5 내지 300 ㎛의 알루미늄 입자 10 내지 30 중량%에 ABS나 투명 ABS를 캐리어로 한 마스터배치 형태인 것을 특징으로 한다.

ABS 수지 위에 표면층을 형성하는 메탈 ABS 수지의 경우 투명 광택도와 투명도가 우수하여야 하며, 특히 ABS와 점도차가 크지 않을 것이 요구된다.

또한, 금속질감을 발현하기 위한 금속입자의 첨가시 금속 입자의 크기는 5 내지 300 ㎛가 바람직하다. 만약 금속입자 크기가 5 ㎛ 이하일 경우, 압출시 공급(feeding)이 잘 되지 않고, 300 ㎛ 이상일 경우에는 투명 ABS내에서의 분산력이 부족하며 충격강도 등이 저하하는 경향이 있다.

본 발명의 냉장고 내상용 다층 쉬트는 ABS 수지로 이루어진 내부층(A) 및 메탈 ABS 수지로 이루어진 표면층(B)의 2 층으로 구성되는 것을 특징으로 하며, 이중 상기 표면층이 차지하는 두께 비율은 1 % 내지 50 %까지가 바람직하다. 메탈 ABS 수지는 일반 압출용 ABS에 비하여 내충격성이 부족하기 때문에, 두께비율이 50%를 초과할 경우 쉬트의 충격강도가 냉장고 내상용으로 부적합하게 되며, 1%보다 적을 경우 금속 질감의 효과가 미흡하다.

(b₁) 투명 그라프트 공중합체

상기 투명 그라프트 공중합체는 고무입자의 90 %이상의 크기가 500 내지 3500 Å 의 범위이고 겔함유량이 50 %이상인 부타디엔계 고무 30 내지 60 중량% 존재 하에 방향족비닐계 단량체 1종과 불포화 니트릴계 단량체 1종의 혼합물 10 내지 20 중량% 및 메틸메타아크릴레이트 단량체 30 내지 60 중량% 투입하여 이들을 그라프트 공중합하여 제조된다.

본 발명의 투명 그라프트 공중합체는 그라프트율이 50 내지 100 %이고, 중량평균분자량이 50,000 내지 100,000인 중합물이다.

상기 투명 그라프트 공중합체는 최종수지조성물의 약 40 내지 60중량% 사용하는 것이 바람직하다.

(b₂) 투명 SAN 공중합체

상기 투명 SAN 공중합체는 방향족 비닐 단량체 10 내지 30 중량%, 불포화 니트릴 단량체 5 내지 20중량% 및 메틸메타아크릴레이트 50 내지 85중량%를 공중합하여 제조된다. 본 발명의 투명 SAN 공중합체는 최종수지조성물의 40 내지 60 중량%로 사용하는 것이 좋다.

(b₃) 금속 입자

본 발명의 금속 입자는 5 내지 300 ㎛의 알루미늄 입자 10 내지 30 중량%에 ABS나 투명 ABS를 캐리어로 한 마스터배치 (master batch) 형태로 이용한다. 또한 다양 색상 발현을 위하여 메탈 ABS 제작시 여러 가지 안료 및 염료를 첨가할 수 있다.

본 발명의 ABS 수지 및 투명 ABS 수지 조성물은 각각의 용도에 따라 열안정제, 산화방지제, 활제, 윤활제, 이형제, 광 및 자외선 안정제, 난연제, 대전 방지제, 착색제, 충진제, 충격 보강재 등의 첨가제가 부가될 수 있으며, 다른 수지 혹은 다른 고무 성분을 함께 사용하는 것도 가능하다.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 구체화 될 수 있으며, 상기 실시예는 본 발명의 예시목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예

하기의 실시예 및 비교실시예에 사용된 (A) ABS 수지, (B) 메탈 ABS 수지의 사양은 다음과 같다.

(A) ABS 수지

고무함량이 13 중량%이고, 매트릭스의 아크릴로니트릴 함량이 27 중량%, 중량평균분자량이 200,000인 ABS 수지를 사용하였다.

(B) 메탈 ABS 수지

입자 크기가 20 ㎛인 알루미늄 입자(일본 TOYO ALUMINUM社)에 제일모직 (주)의 투명 ABS 수지(CT-0520)를 캐리어로 한 10 중량% 마스터배치 1.5 중량%를 사용하였다.

실시예

2종의 2층 쉬트를 성형할 수 있는 피드 블록(feed block)이 설치된 쉬트 압출기에 주압출기(스크류 지름이 65 mm인 일축압출기)에는 ABS를 투입하고, 부압출기(스크류 지름이 45 mm인 일축압출기)에는 메탈 ABS를 투입한다. 이 때, 주압출기의 실린더 평균온도 210 ℃, 부압출기의 실린더 평균온도도 210 ℃가 조절한 후, 주압출기의 스크류 회전수를 80 RPM으로, 부압출기는 20 RPM으로 하여 2종의 2층 쉬트를 성형하였다. 성형된 쉬트의 총 두께는 3.0 mm였으며, 메탈 ABS층의 두께는 0.5 mm였다.

비교 실시예 1

부압출기의 운전을 중지하고 주압출기만으로 3.0 mm 두께의 ABS 단일층을 제 조한 것을 제외하고는 상기 실시예와 동일하게 실시하였다.

비교 실시예 2

주압출기의 운전을 중지하고 부압출기만으로 3.0 mm 두께의 메탈 ABS 단일층을 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예와 동일하게 실시하였다.

비교 실시예 3

메탈 ABS층의 두께가 1.5 mm인 것을 제외하고는 상기 실시예와 동일하게 실시하였다.

비교 실시예 4

메탈 ABS층의 두께가 0.05 mm인 것을 제외하고는 상기 실시예와 동일하게 실시하였다.

상기 실시예 및 비교예 1-4에서 제조된 쉬트로 ASTM D236 방법에 의거하여 인장시편을 만들고 상온 및 150 ℃의 고온에서 각각 인장강도를 측정하였다. 고온인장강도가 크고 신율이 큰 경우가 진공성형성과 연신특성이 우수하다고 할 수 있다. 또한, 제조된 쉬트에 가로 세로 100 mm 간격의 격자를 표시한 후 이태리 COMI社 진공성형기를 통해 500 L급의 진공성형품을 제작하였다. 제작된 진공성형품에 대하여 격자의 교차점의 두께를 두께 측정기로 1/100 mm의 정밀도로 측정하였다. 최소두께가 크고 표준편차가 작은 경우가 진공성형성과 연신특성이 우수하다고 할 수 있다. 또한, 금속 질감 상태는 품평회를 실시하여 5명의 패널의 선호도를 각각 0 또는 1 점으로 평가하였다. 상기 진공성형, 인장강도 테스트 결과 및 금속 질감 상태 평가 결과는 하기 표 1에 나타내었다.

		진공성형 TEST 결과		인장강도 TEST 결과⁽¹⁾		금속 질감
		최소두께 (mm)	표준편차 (mm)	23℃ 인장강도/신율(%)	150℃ 인장강도/신율(%)	금속 질감
실시예	1	0.56	0.10	460 / 80	5.5 / 1250	3
비교 실시예	1	0.57	0.11	465 / 80	5.5 / 1260	0
	2	0.28	0.37	400 / 40	3.1 / 800	5
	3	0.37	0.28	420 / 60	4.2 / 1050	4
	4	0.56	0.12	465 / 80	5.5 / 1250	0

(1) 인장강도(Kg_f/c㎠)는 ASTM D638에 의거하여 측정하였다.

상기 표 1의 결과로부터, 실시예의 쉬트는 ABS 단일층과 동일한 물성을 갖으면서 금속질감을 갖는 다양한 칼라의 냉장고 내상을 제조할 수 있었다. 그러나, 메탈 ABS 단일층으로 적용한 비교실시예 2나 SHEET 두께의 50 %를 차지한 비교실시예 3의 경우 ABS 단일층 적용시보다 물성이 저하되었으며, 두께산포가 불균일하여 내상용으로는 적용이 불가능하였다.

본 발명은 냉장고 내상용 쉬트를 ABS 수지로 이루어진 내부층과 메탈 ABS 수지로 이루어진 표면층의 2층 구조를 갖도록 함으로써, 금속질감을 갖으며, 진공성형성과 연신 특성이 우수할 뿐만 아니라 기계적 강도가 우수한 냉장고 내상용 쉬트를 제공하는 효과를 가진다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims

(A) 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌(ABS) 수지로 이루어진 내부층; 및

(B) 메탈 ABS 수지로 이루어진 표면층;

으로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉장고 내상용 쉬트.
제1항에 있어서, 상기 내부층을 이루는 ABS 수지는 (a₁)그라프트율이 50 내지 100%이고, 중량평균분자량이 50,000 내지 100,000인 그라프트 공중합체 및 (a₂) SAN 공중합체로 이루어지고, 상기 그라프트 공중합체(a₁)는 최종수지조성물의 20 내지 50 중량%, 상기 SAN 공중합체(a₂)는 최종수지조성물의 20 내지 45 중량%인 것을 특징으로 하는 냉장고 내상용 쉬트.
제1항에 있어서, 상기 표면층을 이루는 메탈 ABS 수지는 투명 ABS 수지와 금속입자로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고 내상용 쉬트.
제1항에 있어서, 상기 내부층을 이루는 ABS 수지는 고무함량이 10 내지 20 중량%이고, 매트릭스를 형성하는 SAN의 중량평균분자량이 150,000 내지 1,000,000이며, 아크릴로니트릴 함량이 20 내지 45중량%인 것을 특징으로 하는 냉장고 내상용 쉬트.
제4항에 있어서, 상기 아크릴로니트릴 함량은 발포제로 CFC-11, 사이클로펜탄이 사용되는 경우에는 20 내지 35 중량%, 발포제가 HCFC-141B, HFC-245FA, HFC-365MFC인 경우에는 35 내지 45 중량%인 것을 특징으로 하는 냉장고 내상용 쉬트.
제3항에 있어서, 상기 투명 ABS 수지는 (b₁) 메틸메타아크릴레이트 단량체를 30 내지 60 중량%를 함유한 투명 그라프트 공중합체 40-60 중량%와 (b₂) 메틸메타아클레이트 단량체를 50 내지 85 중량%함유한 투명 SAN 공중합체 40-60 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고 내상용 쉬트.
제3항에 있어서, 상기 금속입자는 5 내지 300 ㎛의 알루미늄 입자 10 내지 30 중량%에 ABS나 투명 ABS를 캐리어로 한 마스터배치 형태인 것을 특징으로 하는 냉장고 내상용 쉬트.
제1항에 있어서, 상기 표면층이 차지하는 두께 비율은 1 % 내지 50 %인 것을 특징으로 하는 냉장고 내상용 쉬트.