KR101327219B1

KR101327219B1 - 차량용 스포일러 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101327219B1
Application number: KR1020120135123A
Authority: KR
Inventors: 조만귀; 최옥남
Original assignee: 주식회사 승진기업; 두원케미칼 주식회사
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2013-12-03

Abstract

본 발명은 차량용 스포일러 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉한 시 충격강도가 우수한 차량용 스포일러 및 그 제조방법에 관한 것이다.
구체적으로 본 발명은 a) 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 100 중량부에 대하여, 열가소성폴리우레탄 엘라스토머 1 ~ 10 중량부를 포함하는 기재층 수지조성물과, 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(ASA)를 포함하는 표층 수지조성물을 각각의 압출기에서 용융 압출한 후 공압출하여 적층 시트를 제조하는 단계; b) 상기 제조된 적층시트를 진공성형하는 단계; 를 포함하는 차량용 스포일러의 제조방법에 관한 것이다.

Description

차량용 스포일러 및 그 제조방법{Car spoiler and the manufacturing method thereof}

본 발명은 차량용 스포일러 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉한 시 충격강도가 우수한 차량용 스포일러 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 종류에 따라 다양한 형태의 차량용 스포일러(Spoiler)가 사용되고 있으며, 상기와 같은 스포일러는 차량이 고속으로 주행할 때 형성되는 기류에 의하여 차체가 뜨는 현상을 억제하고, 바퀴와 지면 사이의 접지력을 증대하여 엔진 동력전달의 손실에 의한 조향력 및 제동력의 약화를 감소시키며 차량의 고속주행시 안정성을 도모하게 된다.

상기와 같은 스포일러는 기계적으로 높은 정도의 강도는 요구되지 않고 전체 성형성이 중시되는 관계로 소재의 절감과 경량화를 가능하게 하도록 다양한 성형방법으로 제조되고 있다.

이러한 제조방법 중에는 열가소성 재료를 압출 또는 사출에 의해 튜브상으로 예비성형하여 패리슨(Parison)을 형성하고, 상기 패리슨을 금형에 넣고 상기 패리슨 내부에 공기를 불어 넣음으로써 부풀려 냉각 고화시켜 제품의 내부가 비어 있는 구조를 만드는 중공성형(Blow molding)이 널리 사용되고 있다.

상기 중공성형은 생산비용이 저렴하고 성형된 제품내의 스트레스가 낮기 때문에 스포일러의 성형에 널리 사용되고 있다.

일반적으로 자동차 스포일러를 블로우 성형하기 위해서 요구되는 수지의 물성은 충격강도 및 기계적 강도를 유지하며, 성형후 성형품의 외관을 고르게 하고, 블로우 성형시 용융강도 및 용융신율이 우수하여야 하며 높은 내열도를 유지하여 외부 환경에 따른 변형이 적어야 된다.

지금까지 개발된 자동차 스포일러 성형용 수지로 제너럴 일렉트릭사의 변성 폴리프로필렌 옥사이드는 내후성이 취약하고 성형시 성형수축율이 커서 제품설계 시 많은 어려움이 수반되고 있는바, 블로우 성형 시 제품두께가 과도하게 증대되며 불균일해지고 내열성을 향상시키게 되면 가공성이 크게 저하되는 문제점이 있다. 이러한 자동차 구조의 내열성 향상을 위한 방법으로 미국특허 제3,010,936호 및 제4,659,790호에는 스티렌의 일부 또는 전량을 α-메틸스티렌으로 대체하여 내열성 ABS수지를 제조하는 방법이 개시되어 있다.

또한, 내후성 및 기계적 강도를 증가시키기 위한 방법으로 우리나라 등록특허 제10-0610428호에는 폴리카보네이트 수지, ABS(아크릴니트릴 부타디엔 스티렌) 수지, 열안정화제로 페놀과 포스파이트의 혼합물, 산화방지제로 벤조트리아졸, 자외선 안정화제로 저분자량 HALS(hindered amine light stabilizer)와 고분자량 HALS 및 착색제로 티타늄 트리옥사이드를 일정 함량 사용함으로써 강도 및 내후성 등이 향상되고 경제적이면서 리사이클이 가능한 대형트럭의 루프 스포일러(roof spoiler)용 복합열가소성 플라스틱 시트 조성물이 기재되어 있다. 그러나 폴리카보네이트 수지와 ABS 수지를 혼련하는 경우 가공성 및 내약품성 등에 다소 문제가 있고 가격이 높아 사용에 한계가 있으며, 무기물을 충전하는 경우 내충격성이 저하되는 문제가 있다.

미국특허 제3,010,936호 미국특허 제4,659,790호 우리나라 등록특허 제10-0610428호

본 발명은 성형성이 우수할 뿐만 아니라, 성형 후 충격강도 및 냉한 및 내열에 대한 내구성이 우수한 차량용 스포일러의 제조방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 자외선에 의한 내변색성 및 내후성이 우수한 물성을 갖는 차량용 스포일러의 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 차량용 스포일러의 제조방법에 관한 것으로,

a) 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 100 중량부에 대하여, 열가소성폴리우레탄 엘라스토머 1 ~ 10 중량부를 포함하는 기재층 수지조성물과, 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(ASA)를 포함하는 표층 수지조성물을 각각의 압출기에서 용융 압출한 후 공압출하여 적층 시트를 제조하는 단계;

b) 상기 제조된 적층시트를 진공성형하는 단계;

를 포함하는 차량용 스포일러의 제조방법에 관한 것이다.

또한 상기 기재층 수지조성물은 아크릴니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 100 중량부에 대하여, 이오노머를 0.1 ~ 3 중량부로 더 포함할 수 있다.

또한 상기 기재층 수지조성물은 판상형 무기충진제 0.1 ~ 20 중량부를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 기재층 수지조성물은 상전이물질(PCM)을 포함하는 섬유를 0.1 ~ 10 중량부로 더 포함할 수 있다.

또한 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 차량용 스포일러도 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 차량용 스포일러는 충격강도 및 냉한에 대한 내구성이 우수하다.

이하는 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명의 제 1 양태는 a) 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 100 중량부에 대하여, 열가소성폴리우레탄 엘라스토머 1 ~ 10 중량부를 포함하는 기재층 수지조성물과, 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(ASA)를 포함하는 표층 수지조성물을 각각의 압출기에서 용융 압출한 후 공압출하여 적층 시트를 제조하는 단계;

b) 상기 제조된 적층시트를 진공성형하는 단계;

를 포함한다.

본 발명의 제 2 양태는 a) 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 100 중량부에 대하여, 열가소성폴리우레탄 엘라스토머 1 ~ 10 중량부, 이오노머를 0.1 ~ 3 중량부를 포함하는 기재층 수지조성물과, 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(ASA)를 포함하는 표층 수지조성물을 각각의 압출기에서 용융 압출한 후 공압출하여 적층 시트를 제조하는 단계;

b) 상기 제조된 적층시트를 진공성형하는 단계;

를 포함한다.

본 발명의 제 3 양태는 a) 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 100 중량부에 대하여, 열가소성폴리우레탄 엘라스토머 1 ~ 10 중량부, 판상형 무기충진제 0.1 ~ 20 중량부를 포함하는 기재층 수지조성물과, 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(ASA)를 포함하는 표층 수지조성물을 각각의 압출기에서 용융 압출한 후 공압출하여 적층 시트를 제조하는 단계;

b) 상기 제조된 적층시트를 진공성형하는 단계;

를 포함한다.

본 발명의 제 4 양태는 a) 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 100 중량부에 대하여, 열가소성폴리우레탄 엘라스토머 1 ~ 10 중량부, 상전이물질(PCM)을 포함하는 섬유를 0.1 ~ 10 중량부를 포함하는 기재층 수지조성물과, 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(ASA)를 포함하는 표층 수지조성물을 각각의 압출기에서 용융 압출한 후 공압출하여 적층 시트를 제조하는 단계;

b) 상기 제조된 적층시트를 진공성형하는 단계;

를 포함한다.

본 발명의 제 5 양태는 a) 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 100 중량부에 대하여, 열가소성폴리우레탄 엘라스토머 1 ~ 10 중량부, 이오노머를 0.1 ~ 3 중량부, 판상형 무기충진제 0.1 ~ 20 중량부를 포함하는 섬유를 0.1 ~ 10 중량부를 포함하는 기재층 수지조성물과, 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(ASA)를 포함하는 표층 수지조성물을 각각의 압출기에서 용융 압출한 후 공압출하여 적층 시트를 제조하는 단계;

b) 상기 제조된 적층시트를 진공성형하는 단계;

를 포함한다.

본 발명의 제 6 양태는 a) 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 100 중량부에 대하여, 열가소성폴리우레탄 엘라스토머 1 ~ 10 중량부, 판상형 무기충진제 0.1 ~ 20 중량부, 상전이물질(PCM)을 포함하는 섬유를 0.1 ~ 10 중량부를 포함하는 기재층 수지조성물과, 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(ASA)를 포함하는 표층 수지조성물을 각각의 압출기에서 용융 압출한 후 공압출하여 적층 시트를 제조하는 단계;

b) 상기 제조된 적층시트를 진공성형하는 단계;

를 포함한다.

본 발명의 제 7 양태는 a) 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 100 중량부에 대하여, 열가소성폴리우레탄 엘라스토머 1 ~ 10 중량부, 이오노머를 0.1 ~ 3 중량부, 판상형 무기충진제 0.1 ~ 20 중량부, 상전이물질(PCM)을 포함하는 섬유를 0.1 ~ 10 중량부를 포함하는 기재층 수지조성물과, 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(ASA)를 포함하는 표층 수지조성물을 각각의 압출기에서 용융 압출한 후 공압출하여 적층 시트를 제조하는 단계;

b) 상기 제조된 적층시트를 진공성형하는 단계;

를 포함한다.

이하는 본 발명의 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명은 기재층 수지조성물과 표층 수지조성물을 각각의 압출기에서 용융 압출한 후 공압출하여 적층 시트를 제조하는데 특징이 있으며, 또한 상기 기재층 수지조성물과 표층 수지조성물의 성분으로 특정의 수지를 조합하여 사용하는데 특징이 있다.

먼저, 본 발명의 기재층 수지조성물에 대하여 설명한다.

본 발명에서 상기 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)은 충격강도 및 기계적 강도를 유지하며, 성형 후 성형품의 외관을 고르게 하고, 블로우 성형 시 용융강도 및 용융신율이 우수하도록 하기위하여 사용되는 것으로, 본 발명에서는 상기 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌을 주성분으로 사용한다.

이때 상기 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌의 내열성 및 냉한성을 더욱 향상시키고, 충격강도를 더욱 향상시키기 위하여 연구한 결과, 본 발명자는 열가소성폴리우레탄 엘라스토머와 혼합하여 사용함으로써 충격강도 및 냉한에 대한 내구성이 향상됨을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

상기 열가소성폴리우레탄 엘라스토머(Thermoplastic Polyurethane Elastomer; TPU)는 일반적으로 분자구조 내에 우레탄기(-NHCOO-)를 가지고 있는 열가소성 고탄성체로서, 소프트세그먼트(무정형 또는 고무상영역)를 구성하는 폴리올과 하드세그먼트(결정상 영역)를 구성하는 글리콜 및 디이소시아네이트의 3성분 조합에 의해 이루어지는 블록공중합체이며, 분자 내에 수소 결합 및 강한 전기음성도 때문에 극성이 매우 큰 폴리머이다. 이러한 고분자 내부의 강한 결합력 때문에 높은 탄성력을 가지며 내유성, 내용제성, 내마모성, 인열강도, 내한성이 우수하다. 폴리이서(Poly Ether) 또는 폴리에스터(poly ester) 베이스의 TPU가 좋으나 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체와 브렌드 시 내수성에 문제가 없고 우레탄기(-NHCOO-)자체의 우수한 특성 때문에 폴리에스터 베이스의 TPU가 경제성 측면에서 적합하다. 또한 경도의 경우 Shore A 경도 60~80이 바람직하다. 경도가 상기 범위를 벗어나는 경우 고분자의 결정상(Crystalline) 영역의 비율이 높아 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 고중합체와 상용성이 떨어지고 두 수지간의 가공 온도 차이에 의해 가공 시 상용성이 저하될 수 있다.

상기 열가소성폴리우레탄 엘라스토머의 함량은 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 100 중량부에 대하여, 1 ~ 10 중량부로 사용한다. 1 중량부 미만으로 사용하는 경우는 그 효과가 미미하고, 10 중량부를 초과하여 사용하는 경우는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체와의 상용성이 저하되고, 기계적 강도가 저하될 수 있다.

본 발명에서 상기 기재층 수지조성물은 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 100 중량부에 대하여, 이오노머를 0.1 ~ 3 중량부로 더 포함할 수 있다. 상기 이오노머는 에틸렌 아크릴산 또는 에틸렌 메타크릴산의 공중합체 또는 3원 공중합체의 카르본산기의 일부가 금속 양이온으로 치환된 것을 의미하며, 본 발명에서 사용하는 바람직한 이오노머로는 에틸렌과 같은 올레핀 공중합체(olefin copolymer)와 아연(Zn), 나트륨(Na), 마그네슘(Mg) 혹은 리튬(Li) 등의 금속이온이 중화된 카르복실릭 산의 10 ∼ 90 중량%를 함유하고 있고, 아크릴(acryl) 혹은 메타크릴(methacryl)산과 같은 불포화 카르복실산 그룹의 35 ∼ 65 중량%를 차지하는 메타크릴(methacryl)산의 17 ∼ 20 중량부의 공중합체(copolymer)또는 3원 공중합체(terpolymer)를 사용한다. 상업적으로 나온 나트륨에 의하여 중화된 등급(grade)으로는 SURLYN 8140이 있고, 아연에 의해 중화된 등급으로는 SURLYN 9910 등이 있으며, 이들에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서는 성형품의 외관, 신율특성, 내한충격특성을 더욱더 향상시키고, 공압출 시 표층 조성물과의 접착성을 더욱 향상시키기 위하여 사용하는 것으로 , 0.1 ~ 3 중량부로 사용하는 범위에서 상기 물성을 발현할 수 있으며, 3 중량부를 초과하는 경우 비용이 상승하고, 비용대비 물성의 상승이 현저히 증가하지 않으므로 바람직하지 않다.

본 발명에서 상기 기재층 수지조성물은 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 100 중량부에 대하여, 판상형 무기충진제 0.1 ~ 20 중량부를 더 포함할 수 있다.

상기 판상형 무기충전제는 내충격성 및 성형성을 더욱 향상시키기 위하여 사용되는 것으로, 구체적으로 예를 들면, 크리스탈 그라파이트, 운모, 탄산칼슘, 탈크, 버미큘라이트, 하이드로탈사이트 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는 입자크기가 0.1∼20㎛, 층간 간격이 0.1∼10nm, 두께(d)에 대한 평면폭(l)의 비를 나타낸 아스펙트비(aspect ratio, l/d)가 5 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또한 상기 기재층 수지조성물은 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 100 중량부에 대하여, 상전이물질(PCM)을 포함하는 섬유를 0.1 ~ 10 중량부로 더 포함할 수 있다. 상기 상전이물질(Phase Change Materials, PCM)은 에너지를 흡수하거나 방출함으로써 온도변화를 방지할 수 있는 물질로, 냉한 및 내열에 대한 내구성을 향상시킬 수 있으며, 기계적인 물성을 더욱 향상시킬 수 있음을 발견하게 되어 본 발명을 완성하였다. 상전이물질은 이들에 제한되는 것은 아니나, 탄화수소류 (예컨대, 직쇄형 알칸 또는 파라핀계 탄화수소, 분기형 알칸, 불포화 탄화수소, 할로겐화 탄화수소, 및 알리사이클릭 탄화수소), 수화염류 (예컨대, 염화칼슘 6수화물, 브롬화칼슘 6수화물, 질화마그네슘 6수화물, 질화리튬 3수화물, 불화칼륨 4수화물, 암모늄 백반, 염화마그네슘 6수화물, 탄산나트륨 10수화물, 인산이나트륨 12수화물, 황산나트륨 10수화물, 및 아세트산나트륨 3수화물), 왁스류, 오일류, 물, 지방산류, 지방산 에스테르류, 2염기성 산류, 2염기성 에스테르류, 1-할라이드류, 1차 알코올류, 방향족 화합물, 클래스레이트 화합물, 세미-클래스레이트 화합물, 기체 클레스레이트 화합물, 무수물류 (예컨대, 스테아르산 무수물), 탄산 에틸렌, 다가 알코올 (예컨대, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 2-히드록시메틸-2-메틸-1,3-프로판디올, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 펜타에리스리톨,디펜타에리스리톨, 펜타글리세린, 테트라메틸올 에탄, 네오펜틸 글리콜, 테트라메틸올 프로판, 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올, 모노아미노펜타에리스리톨, 디아미노펜타에리스리톨, 및 트리스(히드록시메틸)아세트산), 고분자류 (예컨대, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 산화물, 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리테트라메틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 말로네이트, 폴리네오펜틸 글리콜 세바케이트, 폴리펜탄 글루타레이트,폴리비닐 미리스테이트, 폴리비닐 스테아레이트, 폴리비닐 라우레이트, 폴리헥사데실 메타크릴레이트, 폴리옥타데실 메타크릴레이트, 이산류 (또는 그 유도체) 와 글리콜류 (또는 그 유도체) 의 축중합반응에 의해 생성된 폴리에스테르류, 및 알킬 탄화수소 측쇄 또는 폴리에틸렌 글리콜 측쇄가 있는 폴리(메트)아크렐레이트 또는 폴리아크릴레이트 등의 공중합체 및 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 산화물, 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 글리콜, 또는 폴리테트라메틸렌 글리콜을 포함하는 공중합체, 금속류, 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 바람직한 상전이물질은 16 ~ 22개의 탄소 원자를 갖는 파라핀계 탄화수소를 포함하며, 예를 들면 폴리에틸렌글리콜 등을 포함할 수 있다. 이러한 섬유의 상품화된 예로는 OUTLAST TECHNOLOGIES INC사의 outlast등이 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 기재층 수지조성물은 이외에, 본 발명에서 첨가될 수 있는 첨가제는 통상적인 것으로 예를 들면, 산화방지제, 활제, 중화제, 대전방지제, 자외선 안정화제 등이 있으며, 이는 적정 함량 범위 내에서 첨가할 수 있다.

상기 산화방지제로는 페놀계 산화방지제, 포스파이트계 산화방지제 및 벤조트리아졸 등이 사용될 수 있고, 바람직한 함량은 아크릴니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 100 중량부에 대하여, 0.2 ∼ 0.5 중량부를 사용한다.

상기 활제는 스테아르산, 스테아릴 알콜, 스테아레이트 등을 사용할 수 있으며, 아크릴니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부를 사용하는 것이 바람직하다.

중화제로는 칼슘 스테아레이트 및 산화아연 등이 사용될 수 있으며, 자외선 안정화제로는 분자량이 200 ∼ 400인 저분자량 HALS(hindered amine light stabilizer)와 분자량이 600 ∼ 800인 고분자량 HALS을 사용할 수 있다.

이들 또는 다른 첨가제들은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 용이하게 사용될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 표층 조성물에 대하여 설명한다.

본 발명에서 표층 조성물에 사용되는 수지는 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(ASA)로써, 내구성을 증가시키기 위하여 사용한다. 일반적으로 상기 기재층 수지조성물에 사용되는 ABS 수지는 -20℃의 혹한에서 크랙이 발생하며, 냉한에 대한 내구성이 약하다. 이러한 문제를 해소하고, 냉한에 대한 내구성 뿐만 아니라, 기계적인 강도를 증가시키기 위하여 본 발명은 상기 기재층 수지조성물과 함께, 표층으로 상기 ASA수지를 포함하는 표층 수지조성물을 공압출하여 적층된 시트를 제조함으로써 목적으로 하는 내구성, 내열성, 내한성 및 내충격성의 물성과, 성형성을 동시에 만족하는 차량용 스포일러를 제조할 수 있다.

다음은 본 발명의 차량용 스포일러를 제조하는 방법에 대하여 보다 구체적으로 살명한다.

본 발명은 상기 기재층 수지조성물과 표층 수지조성물을 각각의 압출기에서 용융 압출한 후 공압출하여 적층 시트를 제조한다. 이때 상기 공압출은 두 층 이상으로 적층될 수 있으며, 3층 이상, 즉, 5층, 7층으로 적층되는 것도 가능하다. 이때 최 외층은 상기 표층 조성물로부터 압출된 표층으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이때, 상기 기재층 수지조성물은 210 ~ 240℃에서 압출하고, 표층 수지조성물은 220 ~ 250℃에서 압출하는 것이 바람직하다.

상기 공압출은 티다이를 통해 통상의 방법으로 적층시트를 제조하며, 이때, 상기 기재층 수지조성물을 압출한 기재층은 두께가 0.5 ~ 5mm인 것이 바람직하고, 상기 표층 수지조성물을 압출한 표층은 두께가 0.1 ~ 1mm인 것이 바람직하다.

다음으로 상기 제조된 적층시트를 진공성형하는 단계로, 상기 진공성형 시 200 ~ 240℃에서 진공성형하고, 냉각하여 제조하는 것이 바람직하다.

상기 진공성형은 상기 적층시트를 200 ~ 240℃로 예열하여 상기 적층시트가 가열 연화되도록 한 후, 진공 흡입을 위한 구멍이 다수 뚫린 금형에 고정시키고, 금형을 밀폐한 후 진공 구멍을 통해 금형 내부의 공기를 배출함으로써 내부의 압력저하에 의한 대기압의 압력으로 성형을 하는 것이다. 상기 진공성형은 통상적으로 당업계에서 사용되는 방법이라면 제한되지 않는다.

이하 본 발명에 대해 보다 구체적으로 설명하기 위하여 실시예를 들어 상세히 설명하고자 하며, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

이하 물성은 다음과 같이 측정하였다.

1) 인장강도 : ASTM D 638에 의해 실험하였다.

2) 굴곡강도 : ASTM D 790에 의해 실험하였다.

3) Izod 충격강도(25 ℃) : ASTM D 256에 의해 실험하였다.

4) Izod 충격강도(-23 ℃) : ASTM D 256에 의해 실험하였다.

5) 열변형 온도 : ASTM D 648에 의해 실험하였다.

6) 표면경도 : ASTM D 785에 의해 실험하였다.

7) 내후성 : JIS D 0205에 의해 실험하였다.

8) 내한 테스트 :

내한 테스트는 각기 배합 비율이 상이한 20개의 시편 50㎜ × 200㎜을 제작한 후, 온도 변화(0℃, -15℃, -20℃)에 따른 신장률(Elongation)을 측정하였다.

여기서, 신장률의 값은 최초 각 시편의 신장률을 "1"로 기준하여 온도 변화에 따른 신장률을 상대적으로 측정한 값이다. 또한, 표면에 크랙이 발생하는지 유무를 육안으로 평가하였다.

[실시예 1]

아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(금호석유화학, ABS775, 용융지수 8.0g/10min(200℃, 21.6kg), 이하 ‘ABS-1’이라 함) 100 중량부에 대하여, 열가소성폴리우레탄 엘라스토머(Noveon, Eastane 58213, 이하 ‘TPU'라 함) 1 중량부, 산화방지제로 페놀계 산화방지제(시바가이기社, 1010) 0.5 중량부, 활제로 스테아르산 0.2 중량부를 혼합하여 기재층 수지조성물 펠렛(A)을 제조하였다.

아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(ASA) 100 중량부를 포함하는 표층 수지조성물 펠렛(B)을 준비하였다.

상기 기재층 수지조성물 펠렛(A)을 압출기에 투입하여 220℃로 용융압출하고, 표층 수지조성물 펠렛(B)을 압출기에 투입하여 230℃로 용융압출 후, A/B타입으로 공압출 캐스팅하여 두 층으로 적층된 적층시트를 제조하였다. 이때 기재층 수지조성물 펠렛(A)으로 제조된 기재층의 두께는 3mm이고, 표층 수지조성물 펠렛(B)로 제조된 표층의 두께는 0.8mm이었다.

상기 적층시트를 240℃로 연화한 후, 진공 성형 금형에 투입하고 금형을 밀폐한 후, 공기를 금형 밖으로 배출하여 진공성형을 하였다.

상기 제조된 성형체의 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.

[실시예 2 ~ 3]

상기 실시예 1에서 하기 표 1과 같이 TPU의 함량을 변화하여 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

[실시예 4]

상기 실시예 2와 동일한 성분으로 제조하되, 적층시트의 두께를 달리하여 제조하였다. 이때 기재층 수지조성물 펠렛(A)으로 제조된 기재층의 두께는 5mm이고, 표층 수지조성물 펠렛(B)로 제조된 표층의 두께는 1mm이었다.

[실시예 5]

상기 실시예 2와 동일한 성분으로 제조하되, B/A/B타입의 3층 적층시트를 제조하였다. 이때 기재층 수지조성물 펠렛(A)으로 제조된 기재층의 두께는 5mm이고, 표층 수지조성물 펠렛(B)로 제조된 표층의 두께는 1mm이었다.

[표 1] (단위 : 중량부)

[표 2]

상기 표 2에서 보이는 바와 같이, TPU의 함량이 증가함에 따라, 인장강도, 굴곡강도, 아이조드 충격강도가 증가하는 것을 확인하였으며, 내후성이 우수하고, 내한테스트 결과 표면에 크랙이 발생하지 않고, 신장률이 크게 감소하지 않는 것을 확인하였다.

또한, 2층으로 적층된 것에 비형 3층으로 적층되는 경우 물성이 더욱 향상됨을 알 수 있었다.

[실시예 6]

아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(금호석유화학, ABS775, 용융지수 8.0g/10min(200℃, 21.6kg), 이하 ‘ABS-1’이라 함) 100 중량부에 대하여, 열가소성폴리우레탄 엘라스토머(Noveon, Eastane 58213, 이하 ‘TPU'라 함) 5 중량부, 이오노머(듀폰, SURLYN 8140) 0.5 중량부, 산화방지제로 페놀계 산화방지제(시바가이기社, 1010) 0.5 중량부, 활제로 스테아르산 0.2 중량부를 혼합하여 기재층 수지조성물 펠렛(A)을 제조하였다.

상기 제조된 성형체의 물성을 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.

[실시예 7]

상기 실시예 6에서 이오노머의 함량을 3중량부로 변경하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일한 방법으로 적층시트를 제조하였다.

[실시예 8]

아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(금호석유화학, ABS775, 용융지수 8.0g/10min(200℃, 21.6kg), 이하 ‘ABS-1’이라 함) 100 중량부에 대하여, 열가소성폴리우레탄 엘라스토머(Noveon, Eastane 58213, 이하 ‘TPU'라 함) 5 중량부, 판상형 무기충전제(평균입경 20㎛, 층간 간격 10nm, 아스펙트비(aspect ratio, l/d)가 5인 탄산칼슘)2 중량부, 산화방지제로 페놀계 산화방지제(시바가이기社, 1010) 0.5 중량부, 활제로 스테아르산 0.2 중량부를 혼합하여 기재층 수지조성물 펠렛(A)을 제조하였다.

[실시예 9 ~ 10]

상기 실시예 8에서 판상형 무기충전제의 함량을 하기 표 3과 같이 달리 한 것을 제외하고는 실시예 8과 동일한 방법으로 적층시트를 제조하였다.

[표 3] (단위 : 중량부)

[표 4]

상기 표 4에서 보이는 바와 같이, 이오노머 또는 판상형 무기충전제가 첨가됨에 따라 실시예 2에 비하여 인장강도, 굴곡강도, 아이조드 충격강도, 열변형온도, 표면경도, 내후성, 내한성 등 모든 물성이 더욱 향상됨을 확인하였다. 또한, 그 함량이 증가함에 따라 물성이 더욱 향상됨을 확인하였다.

[실시예 11]

아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(금호석유화학, ABS775, 용융지수 8.0g/10min(200℃, 21.6kg), 이하 ‘ABS-1’이라 함) 100 중량부에 대하여, 열가소성폴리우레탄 엘라스토머(Noveon, Eastane 58213, 이하 ‘TPU'라 함) 5 중량부, PCM함유 섬유(OUTLAST TECHNOLOGIES INC사의 outlast) 0.5 중량부, 산화방지제로 페놀계 산화방지제(시바가이기社, 1010) 0.5 중량부, 활제로 스테아르산 0.2 중량부를 혼합하여 기재층 수지조성물 펠렛(A)을 제조하였다.

상기 제조된 성형체의 물성을 측정하여 하기 표 6에 나타내었다.

[실시예 12]

상기 실시예 11에서 PCM함유 섬유의 함량을 하기 표 5와 같이 달리 한 것을 제외하고는 실시예 11과 동일한 방법으로 적층시트를 제조하였다.

[실시예 13 ~ 15]

하기 표 5와 같이, 이오노머(듀폰, SURLYN 8140), 판상형 무기충전제(평균입경 20㎛, 층간 간격 10nm, 아스펙트비(aspect ratio, l/d)가 5인 탄산칼슘), PCM함유 섬유(OUTLAST TECHNOLOGIES INC사의 outlast)의 함량을 조절하여 첨가한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 적층시트를 제조하였다.

[표 5] (단위 : 중량부)

[표 6]

상기 표 6에서 보이는 바와 같이, PCM함유 섬유가 첨가됨에 따라 -23℃에서 아이조드 충격강도가 실시예 2 대비 향상되는 것을 확인하였으며, 내한테스크에서도 물성이 더욱 향상됨을 확인하였다. 또한, PCM함유 섬유의 함량이 증가함에 따라 실시예 12에서 보이는 바와 같이 전반적인 물성이 모두 향상되는 것을 확인하였다.

또한, 실시예 13 내지 15에서 보이는 바와 같이, 이오노머, 판상형 무기충전제 및 PCM함유 섬유를 혼합하여 사용하는 경우 전반적인 기계적인 물성이 모두 향상되었으며, 특히 내한테스트 결과가 매우 향상되는 것을 확인하였다.

Claims

a) 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 100 중량부에 대하여, 열가소성폴리우레탄 엘라스토머 1 ~ 10 중량부를 포함하는 기재층 수지조성물과, 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(ASA)를 포함하는 표층 수지조성물을 각각의 압출기에서 용융 압출한 후, 상기 표층조성물이 최외층이 되도록 두 층 이상으로 공압출하여 적층 시트를 제조하는 단계;
b) 상기 제조된 적층시트를 예열하여 상기 적층시트가 가열 연화되도록 한 후, 진공 흡입을 위한 구멍이 다수 뚫린 금형에 고정시키고, 금형을 밀폐한 후 진공 구멍을 통해 금형 내부의 공기를 배출함으로써 내부의 압력저하에 의한 대기압의 압력으로 진공성형하는 단계;
를 포함하는 차량용 스포일러의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 기재층 수지조성물은 아크릴니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 100 중량부에 대하여, 이오노머를 0.1 ~ 3 중량부로 더 포함하는 차량용 스포일러의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 기재층 수지조성물은 판상형 무기충진제 0.1 ~ 20 중량부를 더 포함하는 차량용 스포일러의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 기재층 수지조성물은 상전이물질(PCM)을 포함하는 섬유를 0.1 ~ 10 중량부로 더 포함하는 차량용 스포일러의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 기재층 수지조성물은 210 ~ 240℃에서 압출하고, 표층 수지조성물은 220 ~ 250℃에서 압출하는 차량용 스포일러의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 진공성형 시 200 ~ 240℃에서 성형하는 것인 차량용 스포일러의 제조방법.
제 1항 내지 제 6항에서 선택되는 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 차량용 스포일러.