KR100761883B1 - 가전용품용 장식 부재 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고나 전자레인지 등 각종 가전용품에 사용되는 손잡이, 모서리 커버 등 가전용품용 장식 부재를 합성수지 재료로 대체할 수 있도록 한 가전용품용 장식 부재 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명은 가전용품용 장식 부재의 재질로 합성수지를 사용하면서도 그 강도가 충분한 수준이 되도록 함과 동시에 다양한 발색이 가능하도록 하고, 환경오염을 유발하지 않으면서도 추가 표면 처리가 불필요한 수준의 광택성을 확보할 수 있도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 장식 부재를 합성수지 압출 방법으로 성형하되, 특히 이중 압출 방법을 적용하여 내층은 강도 향상을 위한 소재로 성형하고, 외층은 가정용품에 적합한 색상 및 질감을 내기 위한 안료와 표면 광택도 표현이 가능하도록 사이징을 실시한다.

이에 따라 본 발명은 가전용품용 장식 부재를 합성수지로 대체함으로 인한 강도 저하의 문제점을 보완하고, 유색 합성수지의 사용으로 별도의 도장 공정 없이 다양한 색상의 구현과 고강도 내 스크래치성 내후성 보강이 가능하게 되고, 사이징 과정을 통하여 높은 광택도를 확보할 수 있도록 하여 표면 처리 추가 공정이나 환경오염 유발 공정이 불필요하게 되는 효과가 있다.

Description

가전용품용 장식 부재 제조 방법{Ornament Material Manufacturing Method for Household Electric Appliance}

도1은 종래의 가전용품용 알루미늄 부재와 본 발명에 의한 플라스틱 수지의 강도보강 및 2중 압출 단면형상 구조의 일례.

도2는 본 발명에 의한 가전용품용 장식 부재 제조 방법을 실시하기 위한 압출 설비의 예를 보인 측면도.

도3은 본 발명에 의한 2중 압출 다이의 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1,1' : 호퍼 2 : 메인 압출 스크류

3 : 보조 압출 스크류 4 : 2중 압출 다이

5 : 용융물 6,6' : 조이너

7 : 내층 성형 유도로 8 : 외층 성형 유도로

9 : 교정부 10 : 순환펌프

11 : 냉각기 12 : 냉각 수조

본 발명은 가전용품용 장식 부재 제조 방법에 관한 것으로 특히, 냉장고나 전자레인지 등 각종 가전용품에 사용되는 손잡이, 모서리 커버 등 가전용품용 장식 부재를 합성수지 재료로 대체할 수 있도록 한 가전용품용 장식 부재 제조 방법에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 냉장고, 전자레인지 등 가전용품의 손잡이나 모서리 커버 등은 장식 요소로서의 기능과 내구성이 확보되어야 하는 경우가 대부분이다.

종래에는 이러한 손잡이나 모서리 커버 등 장식 부재를 대부분 알루미늄 바를 가공하여 제작하였으며, 이러한 알루미늄 바는 그 가공 과정에서 아노다이징(Anodising)처리를 함으로써, 강도 및 내마모성, 내식성을 향상시키고 금속 질감 또는 진주 질감 등의 중후한 질감을 부여하며, 다양한 색상 처리에 의하여 기능 및 상품적 가치를 높이게 되는 것이다. 반면에 이러한 아노다이징 처리는 불가피하게 환경오염 물질을 배출시키게 되는 문제점이 있으며, 이러한 알루미늄으로 된 장식 부재는 피부에 닿을 때 차가운 느낌을 주게 되고, 통전되어 감전 사고의 우려가 있으며, 정전기 발생량이 많아 안전성에 관련된 문제점이 있는 것이다.

본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 가전용품용 장식 부재의 재질로 합성수지를 사용하면서도 그 강도가 충분한 수준이 되도록 함과 동시에 다양한 발색이 가능하도록 하고, 환경오염을 유발하지 않으면서도 추가 표면 처리가 불필요한 수준의 광택성을 확보할 수 있는 가전용품용 장식 부재의 제조 방법을 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 장식 부재를 합성수지 압출 방법으로 성형하되, 특히 이중 압출 방법을 적용하여 내층은 강도 향상을 위한 소재로 성형하고, 외층은 가정용품에 적합한 색상 및 질감을 내기 위한 안료와 표면 광택도 표현이 가능하도록 사이징을 실시하기 위한 가전용품용 장식 부재의 제조 방법을 제안한다.

이에 따라 본 발명은 가전용품용 장식 부재를 합성수지로 대체함으로 인한 강도의 문제점을 보완하고, 유색 합성수지의 사용으로 별도의 도장 공정 없이 다양한 색상의 구현과 고강도 내 스크래치성 내후성 보강이 가능하게 되고, 사이징 과정을 통하여 높은 광택도를 확보할 수 있도록 하여 표면 처리 추가 공정이나 환경 오염 유발 공정이 불필요하게 되는 효과가 있다.

이러한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명을 실시하기 위하여 도 2와 같은 형태의 이중 압출기가 적용될 수 있다. 본 발명은 ABS수지 (acrylonitrile butadiene styrene copolymer)에 그라 스 파이버가 20wt% 내지 25wt% 함유된 소재를 메인 호퍼(1)에 투입하고, 이를 히터에 의하여 용융하고, 메인 압출 스크류(2)에 의하여 전방으로 압송시킨다.

아울러, 이에 인접하여 필요한 질감과 색상을 내기 위한 안료를 배합하여서 된 ABS수지를 보조 호퍼(1')에 투입하고, 이를 히터에 의하여 용융하며, 보조 압출 스크류(3)에 의하여 전방으로 압송시킨다.

이와 같이 하여 압송되는 메인 압출 스크류(2)와, 보조 압출 스크류(3)에 의하여 압출되는 용융물은 2중 압출 다이(4)를 통하여 각각 내층과 외층을 이루어 압출 성형되는데,

이러한 메인 압출 스크류(2)에 의한 용융물(5)은 메인 압출기 조이너(6)로 연결된 관로를 통해 내층을 형성하기 위한 2중 압출 다이(4)의 내층 성형 유도로(7)로 연통되고,

또한, 보조 압출 스크류(3)에 의한 용융물(5)은 보조 압출기 조이너(6')로 연결된 관로를 통해 외층을 형성하기 위한 2중 압출 다이(4)의 외층 성형 유도로(8)로 연통되어 토출된다.

이와 같이 하여 2중 압출 다이(4)를 통하여 내층과 외층을 형성하면서 압출되는 용융물(5)은 교정부(9)(SIZER)를 통과하여 규격의 정도(精度)가 교정되면서, 최종 단면 형상이 결정되어 압출되는 것이다. 이러한 과정에서 본 발명은 교정부(9)의 온도를 30℃ 내지 80℃의 범위로 유지함과 동시에 교정부(9)를 통과하는 압출물이 접촉하는 둘레면을 경면(鏡面)처리함으로써, 압출물의 표면이 교정부(9)의 내부 통과면에 붙지 않은 상태로 경면과 같이 매끈한 면으로 성형된 상태로 압 출된다.

즉, 본 발명에서 사용되는 교정부(9)에는 별도의 냉각기(11)에 의하여 냉각된 물이 재질이나 규격 등의 변수를 감안하여 30℃ 내지 80℃의 범위를 유지하도록 냉각수를 공급하는 냉각기(11)를 순환하게 되는 바, 이러한 교정부(9) 내부의 냉각수 순환로에 연결되어 냉각수 및 압출되는 압출물을 흡입하기 위한 순환펌프(10)가 설치되어 있으므로, 냉각수는 순환되고 압출물은 교정부(9) 내주면에 충분한 정도로 마찰되어 경면 상태로 압출되는 것이다.

그러므로, 압출물은 다이스에서 압출됨과 아울러 교정부(9)에서 급속 냉각됨과 동시에 교정부(9)의 내부 둘레면에 의하여 마찰되면서 경면처리되고, 이어서 냉각수가 채워진 냉각수조(12)를 거치면서 형태가 안정화되고, 인취기에 의하여 인취된 후 적절한 길이로 절단되어 출하되는 것이다.

이러한 제품은 강도나 탄성면에서 우수한 그라스 파이버가 보강된 수지로 내층이 성형되고, 그 둘레에 가전제품의 장식물 표면 질감으로 적합한 금속 질감의 재료나 안료가 혼합된 수지가 씌워져 미려한 질감과 우수한 발색도를 얻을 수 있으며,제조비용의 증가와 환경오염 유발이 불가피한 표면 처리제 코팅을 위한 별도의 표면 처리 공정 없이도 광택도가 우수하여 그대로 가전제품의 장식물로 유용하게 활용할 수 있게 되는 것이다.

이러한 본 발명에 의한 압출 성형 과정을 통해 재질 및 두께가 제품에 미치는 영향을 실시예로 상세히 설명하면 다음과 같다.

실시예1

본 실시예에서는 ABS 수지로 형성하여 강도와 열수축율 등을 평가하기 위하여 ABS수지 (acrylonitrile butadiene styrene copolymer)에 그라스 파이버가 20wt% 함유된 소재를 메인 호퍼(1)에 투입하고, 이를 히터에 의하여 용융하고, 메인 압출 스크류(2)에 의하여 전방으로 압송시킨다.

아울러, 이에 인접하여 필요한 질감과 색상을 내기 위한 안료를 배합하여서 된 ABS수지를 보조 호퍼(1')에 투입하고, 이를 히터에 의하여 용융하며, 보조 압출 스크류(3)에 의하여 전방으로 압송시킨다.

이와 같이 하여 압송되는 메인 압출 스크류(2)와, 보조 압출 스크류(3)에 의하여 압출되는 용융물(5)은 2중 압출 다이(4)를 통하여 각각 내층과 외층을 이루어 압출 성형되는데,

이러한 메인 압출 스크류(2)에 의한 용융물(5)은 메인 압출기 조이너(6)로 연결된 관로를 통해 내층을 형성하기 위한 2중 압출 다이(4)의 내층 성형 유도로(7)로 연통되고,

또한, 보조 압출 스크류(3)에 의한 용융물(5)은 보조 압출기 조이너(6')로 연결된 관로를 통해 외층을 형성하기 위한 2중 압출 다이(4)의 외층 성형 유도로(8)로 연통되어 토출되며, 압출물의 외층 코팅부를 300㎛의 두께로 설정한다.

이와 같이 하여 2중 압출 다이(4)를 통하여 내층과 외층을 형성하면서 압출되는 용융물(5)은 50℃로 냉각되고 경면 처리된 내부 둘레면을 갖는 교정부(9)(SIZER)를 통과하여 규격의 정도(精度)가 교정되면서, 최종 단면 형상이 결정 되어 압출되는 것이다. 이러한 상태로 압출되는 성형물은 냉각수조(12)를 거쳐 최종 제품이 형성된다.

이때 교정부(9)(SIZER)의 내측면에 미각기를 사용하여 경면 처리하였으며, 이 경우 제품 표면의 상태는 반광택의 표면조도가 양호한 상태로 구현되었다. 이러한 반 광택의 상태는 가전제품 장식물로 사용 가능한 수준이 되는 것을 확인 하였다.

그 결과, 인장강도는 840Kg/㎠의 결과를 얻었고, 길이 방향으로의 내냉열 테스트 결과 2.6ㅧ10-5cm/cm℃가 되어 알루미늄의 열수축율인 2.35~2.45ㅧ10-5cm/cm℃와 근접하여 가전제품의 장식물로 사용가능하게 되는 것이다.

실시예2

본 실시예에서는 여타의 조건은 실시예1과 동일하게 하되, 내층 압출물의 ABS 수지 에 혼합되는 그라스 파이버의 함량을 23wt%로 하고, 압출물의 외층 코팅부를 500㎛의 두께로 설정한 ABS 수지로 형성하였던바, 이 경우에도 표면 조도가 가전제품 장식물로 사용가능한 수준이 되는 것을 확인 하였다.

실시예3

본 실시예에서는 여타의 조건은 실시예1과 동일하게 하되, 내층 압출물의 ABS 수지 에 혼합되는 그라스 파이버의 함량을 25wt%로 하고, 압출물의 외층 코팅부를 600㎛의 두께로 설정한 ABS 수지로 형성하였던바, 이 경우에도 표면 조도가 가전제품 장식물로 사용가능한 수준이 되는 것을 확인 하였다.

비교 실시예1

본 실시예에서는 메인 ABS수지의 그라스 파이버 함량을 15wt%로 하여 내층을 구성하고, 압출물의 외층 코팅부를 280㎛의 두께로 설정한 ABS 수지로 형성하여 강도와 열수축율 등을 평가하기 위하여 ABS수지(acrylonitrile butadiene styrene copolymer)에 그라스 파이버가 18wt% 함유된 소재를 메인 호퍼(1)에 투입하고, 이를 히터에 의하여 용융하고, 메인 압출 스크류(2)에 의하여 전방으로 압송시킨다.

아울러, 이에 인접하여 필요한 질감과 색상을 내기 위한 안료를 배합하여서 된 ABS수지를 보조 호퍼(1')에 투입하고, 이를 히터에 의하여 용융하며, 보조 압출 스크류(3)에 의하여 전방으로 압송시킨다.

이와 같이 하여 압송되는 메인 압출 스크류(2)와, 보조 압출 스크류(3)에 의하여 압출되는 용융물(5)은 2중 압출 다이(4)를 통하여 각각 내층과 외층을 이루어 압출 성형되는데,

이러한 메인 압출 스크류(2)에 의한 용융물(5)은 메인 압출기 조이너(6)로 연결된 관로를 통해 내층을 형성하기 위한 2중 압출 다이(4)의 내층 성형 유도로(7)로 연통되고,

또한, 보조 압출 스크류(3)에 의한 용융물(5)은 보조 압출기 조이너(6')로 연결된 관로를 통해 외층을 형성하기 위한 2중 압출 다이(4)의 외층 성형 유도로(8)로 연통되어 토출된다.

이와 같이 하여 2중 압출 다이(4)를 통하여 내층과 외층을 형성하면서 압출되는 용융물(5)은 50℃로 냉각되고 경면 처리된 내부 둘레면을 갖는 교정부(9)(SIZER)를 통과하여 규격의 정도(精度)가 교정되면서, 최종 단면 형상이 결정되어 압출되는 것이다. 이러한 상태로 압출되는 성형물은 냉각수조(12)를 거쳐 최종 제품이 형성된다.

최종 제품의 평가 결과, 그라스 파이버 함량의 부족으로 인하여 인장강도는 800Kg/㎠의 결과를 얻었고, 길이 방향으로의 내냉열 테스트 결과치는 3.3ㅧ10-5cm/cm℃가 되어 알루미늄의 열수축율인 2.35~2.45ㅧ10-5/℃와 차이가 크게 발생하며 외층을 280㎛ 두께로 코팅시 메인소재의 질감을 감출수가 없어 가전제품의 장식물로는 적절치 못한 상태이다.

비교 실시예2

본 실시예에서는 여타의 조건은 비고실시예 1과 동일하게 하고, 메인 호퍼(1)에 투입되는 ABS수지의 그라스 파이버 함량을 27wt%로 하여 내층을 구성하였던 바, 인장강도는 870Kg/㎠의 결과를 얻었고, 길이 방향으로의 내냉열 테스트 결과치는 2.45ㅧ10-5cm/cm℃가 되어 알루미늄의 열수축율인 2.35~2.45ㅧ10-5cm/cm℃와 근접하여 가전제품의 장식물로 사용가능하게 되는 것이다. 반면에 그라스 파이버 함량이 높아 점도가 높으므로 목표 규격으로의 성형이 어렵고, 그라스 파이버 함량이 높음에 따라 강도가 향상되기는 하나 표면으로 거칠음이 노출됨을 알 수 있었다.

열수축율에서 알루미늄과 가장 근접한 2.45 ㅧ 10-5cm/cm℃이 됨을 알 수 있었다.

비교 실시예3

본 실시예에서는 여타의 조건은 비교실시예1과 동일하게 하고, 메인 호퍼(1)에 투입되는 ABS수지의 그라스 파이버 함량을 20wt%로 하여 내층을 구성하고, 압출물의 외층 코팅부를 650㎛의 두께로 설정한 ABS 수지로 형성하였을 때 표면 조도가 가전제품 장식물로 사용가능한 수준이나 외층 코팅부의 과도한 두께로 인하여 층상 밀림 현상이 발생하여 접히는 현상이나 줄눈이 생기는 현상이 다발하여 양산성이 결여 되었다.

본 발명은 이상의 실시예들과 비교 실시예들의 결과에 의하여 알 수 있는 바와 같이, ABS수지를 75wt% 내지 80wt%로 하고, 그라스 파이버를 20wt% 내지 25wt%로 하는 것이 적정한 강도를 얻으면서도 표면 거칠기에 문제가 없는 수준임을 알 수 있었고, 외층의 두께를 300㎛ 내지 600㎛으로 하였던 바,인장강도가 사용가능한 840Kg/㎠의 결과를 얻었고, 길이 방향으로의 내냉열 테스트 결과치는 2.6ㅧ10-5cm/cm℃가 되어 알루미늄의 열수축율인 2.35~2.45ㅧ10-5cm/cm℃와 근접되고 안정적인 조건으로 가전제품의 장식물로 사용가능하게 되는 것이다.

또한, 외층의 두께가 300㎛ 이하인 경우에는 내층의 질감을 가리기 어렵고, 600㎛이상인 경우에는 접히는 현상이나 즐눈이 생기는 현상이 다발하여 양산성이 결여 되는 문제가 있다. 아울러, 이러한 본 발명에 의한 실시예들에 의하면 연필경 도 시험 결과 아노다이징처리된 알루미늄의 내스크래치성이 2H수준에 비하여 동등하거나 조금 우수한 내스크래치성을 얻었다.

또한, 본 발명에서는 외층을 형성하는 ABS 수지는 안료를 투입하여 발색하는 방식이므로 그 발색도가 우수하여 원하는 색상의 발현에서도 우수한 결과를 얻었다.

이와 같이 하여 본 발명은 합성수지로 된 것이어서 도전성이 전혀 없으므로 감전 등으로부터 안전할 수 있게 되고, 접촉시 차가움이 없으며, 표면 산화를 막기 위한 아노다이징이 불필요하게 되어 제조 공정이 단순화되는 잇점이 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 합성수지로 가전용품용 장식 부재를 제조하여 탁월할 뿐만 아니라, 발색도가 우수하여 별도의 도장을 할 필요가 없으므로 제조 공정을 크게 단축시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 사이저의 내부 둘레면이 별도의 냉각기에 의하여 압출물을 급속 냉각시키게 되는 것이며, 사이저의 내부 둘레면이 경면처리되어 압출물도 경면 처리된 것과 동일한 상태로 압출되므로 별도의 표면 처리 공정이 불필요하게 되어 제조 공정을 더욱 단축시킬 수 있게 되고, 환경오염 요소를 제거할 수 있게 되는 효과가 있다.

아울러, 본 발명은 그 열수축률이 알루미늄과 거의 같은 수준이어서 여타의 알루미늄 소재 부품들과 일체로 조립 가능한 유용한 효과가 있다.

Claims (5)

1. 메인 압출 스크류(2)에 의한 용융물(5)은 메인 압출기 조이너(6)로 연결된 관로를 통해 내층을 형성하기 위한 2중 압출 다이(4)의 내층 성형 유도로(7)로 압출되고,

   보조 압출 스크류(3)에 의한 용융물(5)은 보조 압출기 조이너(6')로 연결된 관로를 통해 외층을 형성하기 위한 외층 성형 유도로(8)로 토출되도록 하며, 전술한 내층 성형 유도로(7)와 외층 성형 유도로(8)가 구비된 2중 압출 다이(4)를 통하여 내층과 외층으로 구성된 압출물이 토출되면서 교정부(9)(SIZER)를 통과하여 규격의 정도(精度)가 교정된 후, 냉각수조(12)에서 냉각됨으로써 원하는 규격으로 된 압출물이 성형되도록 한 공지의 가전용품용 장식 부재 제조 방법에 있어서,

   전술한 메인 압출 스크류(2)의 호퍼(1)에는 ABS수지(acrylonitrile butadiene styrene copolymer)에 그라스 파이버가 20wt% 내지 25wt% 함유된 소재를 투입하고,

   전술한 보조 압출 스크류(3)의 호퍼(1')에는 필요한 색상을 내기 위한 안료를 배합하여서 된 ABS수지를 투입하도록 함을 특징으로 하는 가전용품용 장식 부재 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,

   보조 압출 스크류(3)의 호퍼(1')에는 진주 질감을 내는 안료를 함께 투입함을 특징으로 하는 가전용품용 장식 부재 제조 방법.
3. 제1항에 있어서,

   전술한 교정부(9)의 내부 용융물(5) 통과 둘레면의 온도가 별도 구비된 냉각기(11) 및 순환펌프(10)에 의하여 공급되는 순환수에 의하여 30℃ 내지 80℃의 범위로 유지되도록 함을 특징으로 하는 가전용품용 장식 부재 제조 방법.
4. 제1항에 있어서,

   전술한 교정부(9)를 통과하는 용융물(5)의 통과 둘레면이 경면 처리됨을 특징으로 하는 가전용품용 장식 부재 제조 방법.
5. 제1항에 있어서,

   보조 압출 스크류(3)의 호퍼(1')에는 금속 질감을 내는 안료를 함께 투입함을 특징으로 하는 가전용품용 장식 부재 제조 방법.

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