KR102052796B1

KR102052796B1 - 색상 그라데이션을 갖는 사출 성형품 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR102052796B1
Application number: KR1020170135377A
Authority: KR
Inventors: 채수현; 경준혁; 주민지; 채은영
Original assignee: 롯데첨단소재(주)
Priority date: 2017-10-18
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2019-12-05
Also published as: CN111278622A; US20200262117A1; EP3674053A1; KR20190043380A; EP3674053A4; WO2019078540A1

Abstract

본 발명의 사출 성형품은 일단은 제1 두께를 가지며, 타단은 두께가 얇아지는 쐐기 형상의 코어층을 갖는 제1 색상 수지부; 및 일단은 제2 두께를 가지며, 타단은 상기 코어층을 감싸는 표면층을 갖는 제2 색상 수지부;를 포함하며, 상기 코어층을 감싸는 표면층의 상면 및 하면은 내부의 코어층으로 인해 그라데이션이 형성된 것을 특징으로 한다. 상기 색상 그라데이션을 갖는 사출 성형품은 색상 그라데이션 구간의 크기 및 위치를 조절할 수 있고, 두께 조절이 용이하다.

Description

색상 그라데이션을 갖는 사출 성형품 및 이의 제조방법{INJECTION MOLDED ARTICLE HAVING COLOR GRADIATION AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}

본 발명은 색상 그라데이션을 갖는 사출 성형품 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 색상 그라데이션 구간의 크기 및 시작 위치를 조절할 수 있고, 두께 조절이 용이한 색상 그라데이션을 갖는 사출 성형품 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

색 농도 또는 색조가 규칙적으로 변화하는 색상 그라데이션(color gradation)을 갖는 성형품은 통상적으로, 이중사출 공법을 이용해 2개의 층으로 그라데이션을 구현하기 때문에 성형품의 두께가 두꺼울 수 밖에 없다. 또한, 상기 그라데이션은 금형에 의한 표현이기 때문에 그라데이션 구간을 넓히거나 좁히기가 어렵다.

색상 그라데이션을 갖는 성형품 제조 시, 별도의 인쇄 필름을 인서트 사출하거나 도장(스프레이)를 이용할 경우, 이중사출 공법에 비해 성형품의 두께를 줄일 수 있다. 그러나, 이러한 방법도 한번의 사출 공정으로 끝나는 것이 아니라, 추가 공정이 들어가거나 추가 비용이 발생하며, 공정상 재활용(recycle)이 어렵고 친환경적이지 않다는 단점이 있다.

따라서, 색상 그라데이션 구간의 크기 및 시작 위치를 조절할 수 있고, 후 가공(도장, 필름 인서트 등)이 필요 없고, 두께에 대한 제약이 없으며, 수지 조성물로 제조하여 재활용이 가능한 색상 그라데이션을 갖는 사출 성형품의 개발이 필요한 실정이다.

본 발명의 목적은 이종의 색상이 중첩되어 색상 그라데이션을 형성하는 그라데이션 구간의 크기 및 시작 위치를 조절할 수 있는 사출 성형품 및 이의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 두께 조절이 용이하고, 재활용이 가능한 색상 그라데이션을 갖는 사출 성형품 및 이의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

본 발명의 하나의 관점은 사출 성형품에 관한 것이다. 상기 사출 성형품은 일단은 제1 두께를 가지며, 타단은 두께가 얇아지는 쐐기 형상의 코어층을 갖는 제1 색상 수지부; 및 일단은 제2 두께를 가지며, 타단은 상기 코어층을 감싸는 표면층을 갖는 제2 색상 수지부;를 포함하며, 상기 코어층을 감싸는 표면층의 상면 및 하면은 내부의 코어층으로 인해 그라데이션이 형성된 것을 특징으로 한다.

구체예에서, 상기 제1 색상 수지부 및 제2 색상 수지부는 일체로 형성될 수 있다.

구체예에서, 상기 코어층을 감싸는 표면층의 측면은 제1 색상과 제2 색상이 색 구분된 것일 수 있다.

구체예에서, 상기 제1 색상 수지 및 제2 색상 수지는 ASTM D1003에 의거하여, 두께 2.5 mm 시편에 대하여 측정한 투과도가 20 내지 99%인 열가소성 수지 조성물로부터 형성될 수 있다.

구체예에서, 상기 제1 색상 수지 및 제2 색상 수지는 ASTM D1003에 의거하여, 두께 2.5 mm 시편에 대하여 측정한 투과도 차이가 30% 이하일 수 있다.

구체예에서, 상기 제1 두께 및 상기 제2 두께는 동일할 수 있다.

구체예에서, 상기 제1 두께 및 상기 제2 두께는 다를 수 있다.

구체예에서, 상기 사출 성형품의 두께는 0.05 내지 10 cm일 수 있다.

본 발명의 다른 관점은 상기 사출 성형품의 제조방법에 관한 것이다. 상기 제조방법은 제1 색상 수지 및 제2 색상 수지를 각각 금형의 맞은편에서 동시 사출하는 단계를 포함하며, 상기 제1 색상 수지의 보압은 상기 제2 색상 수지의 보압에 비하여 낮은 것을 특징으로 한다.

구체예에서, 상기 제1 색상 수지의 보압은 0 내지 130 MPa이고, 상기 제2 색상 수지의 보압은 10 내지 140 MPa이며, 상기 제1 색상 수지 및 상기 제2 색상 수지의 보압 차이는 10 내지 130 MPa일 수 있다.

구체예에서, 상기 제1 색상 수지 및 상기 제2 색상 수지의 사출 속도는 10 내지 150 cc/sec일 수 있다.

구체예에서, 상기 사출 시 사출 온도는 180 내지 350℃일 수 있다.

본 발명은 이종의 색상이 중첩되어 색상 그라데이션을 형성하는 그라데이션 구간의 크기 및 시작 위치를 조절할 수 있으며, 두께 조절이 용이하고, 재활용이 가능한 색상 그라데이션을 갖는 사출 성형품 및 이의 제조방법을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출 성형품의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 금형의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 발명에 개시된 기술은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고, 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다. 또한, 설명의 편의를 위하여 구성요소의 일부만을 도시하기도 하였으나, 당업자라면 구성요소의 나머지 부분에 대하여도 용이하게 파악할 수 있을 것이다. 또한, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 전체적으로 도면 설명 시 관찰자 시점에서 설명하였고, "상", "하", "좌", "우", "전", "후"의 기준은 도면을 기준으로 한 것이다. 또한, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그리고, 복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다.

한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. "제1" 또는 "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.

또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다", "가지다" 등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 방법 또는 제조방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출 성형품의 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 사출 성형품은 일단은 제1 두께를 가지며, 타단은 두께가 얇아지는 쐐기 형상의 코어층(32)을 갖는 제1 색상 수지부(10); 및 일단은 제2 두께를 가지며, 타단은 상기 코어층을 감싸는 표면층(34)을 갖는 제2 색상 수지부(20);를 포함하며, 상기 코어층을 감싸는 표면층의 상면 및 하면은 내부의 코어층으로 인해 그라데이션(이종의 색상(제1 색 및 제2 색)이 중첩되어 색상 그라데이션을 형성하는 그라데이션 구간(30))이 형성된 것을 특징으로 한다.

구체예에서, 상기 코어층(32)을 감싸는 표면층(34)(그라데이션 구간(30))은 측면(전면 및 후면) 관점에서, 제1 색상 수지가 제1 색상 수지부(10)에서 제2 색상 수지부(20)로 갈수록 상하 두께가 얇아지는 쐐기 모양으로 코어층(32)을 형성하고, 제2 색상 수지가 상기 코어층(32)의 상부 및 하부를 덮는 표면층(34)을 형성한 형태일 수 있으며, 제1 색상과 제2 색상이 색 구분된 것일 수 있다. 또한, 상기 코어층(32)을 감싸는 표면층(34)은 상면 및 하면 관점에서, 제1 색상 및 제2 색상이 중첩되고, 동일한 그라데이션 효과를 갖는 것을 특징으로 한다.

구체예에서, 제1 색상 수지부(10) 및 제2 색상 수지부(20)는 각각 서로 다른 색을 갖는 제1 색상 수지 및 제2 색상 수지로부터 형성될 수 있으며, 상기 제1 색상 수지부 및 제2 색상 수지부는 일체로 형성될 수 있다. 여기서, "일체로 형성"된다는 것은 접착제에 의한 결합이나 끼움 또는 삽입 결합 없이 하나로 형성된 것을 의미한다.

구체예에서, 상기 제1 색상 수지 및 제2 색상 수지는 열가소성 수지 및 착색제를 포함하는 열가소성 수지 조성물일 수 있다. 즉, 본 발명의 사출 성형품은 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 것이며, 재활용이 가능한 것이다.

구체예에서, 상기 열가소성 수지로는 통상의 투명 열가소성 수지를 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 폴리카보네이트 수지, 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지, 방향족 비닐계 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 폴리올레핀 수지, 이들의 조합 등을 사용할 수 있다.

구체예에서, 상기 열가소성 수지는 GPC(Gel Permeation Chromatography)로 측정한 중량평균분자량이 10,000 내지 300,000 g/mol, 예를 들면 10,000 내지 100,000 g/mol일 수 있다. 구체적으로, 중량평균분자량이 10,000 내지 300,000 g/mol인 고무변성 방향족 비닐계 공중합체 수지, 중량평균분자량이 10,000 내지 50,000 g/mol인 폴리카보네이트 수지 등을 사용할 수 있다. 상기 범위에서, 사출 성형품의 색상 그라데이션 구간이 형성될 수 있고, 가공성, 기계적 물성 등이 우수할 수 있다.

구체예에서, 상기 착색제로는 통상의 열가소성 수지 조성물에 사용되는 다양한 색의 안료 및/또는 염료를 사용할 수 있다. 예를 들면, 산화철 등의 적갈색 안료, 수산화철 등의 황색 안료, 산화크롬 등의 녹색 안료, 나트륨알루미노실리케이트 등의 군청색 안료, 산화티탄 등의 백색 안료, 카본 블랙 등의 흑색 안료, 분홍색 안료, 이들의 조합 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 착색제는 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 0.001 내지 10 중량부, 예를 들면 0.01 내지 5 중량부, 구체적으로 0.1 내지 3 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 사출 성형품의 색상 그라데이션 구간이 형성될 수 있다.

구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 충격보강제, 난연제, 충진제, 산화 방지제, 활제, 이형제, 핵제, 대전방지제, 안정제, 이들의 조합 등의 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제 사용 시, 그 함량은 상기 열가소성 수지 100 중량부에 대하여, 0.0001 내지 50 중량부, 예를 들면 0.001 내지 10 중량부일 수 있다.

구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D1003에 의거하여, 두께 2.5 mm 시편에 대하여 측정한 투과도가 20 내지 90%, 예를 들면 50 내지 85%일 수 있다. 상기 범위에서, 사출 성형품의 색상 그라데이션 구간이 형성될 수 있다.

구체예에서, 상기 제1 색상 수지 및 제2 색상 수지는 ASTM D1003에 의거하여, 두께 2.5 mm 시편에 대하여 측정한 투과도 차이가 30% 이하일 수 있다. 상기 범위에서, 사출 성형품의 색상 그라데이션 구간이 형성될 수 있다.

구체예에서, 상기 사출 성형품의 두께는 0.05 cm 이상, 예를 들면 0.05 내지 10 cm, 구체적으로 0.08 내지 8 cm로 용이하게 조절될 수 있다.

본 발명의 일 구체예에 따른 사출 성형품은 상기 제1 색상 수지 및 제2 색상 수지를 각각 금형의 맞은편에서 동시 사출하여 제조할 수 있다. 이 때, 상기 제1 색상 수지의 보압은 상기 제2 색상 수지의 보압에 비하여 낮게 유지하여야 한다. 이 경우, 도 1의 전면 및 후면 관점에서, 제1 색상 수지가 제1 색상 수지부(10)에서 제2 색상 수지부(20)로 갈수록 상하 두께가 얇아지는 쐐기 모양으로 코어층(32)을 형성할 수 있고, 제2 색상 수지가 상기 코어층(32)을 덮는 표면층(34)을 형성할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 금형의 단면도이다. 구체적으로, 상기 사출 성형품은 상기 제1 색상 수지 및 제2 색상 수지를 각각 금형(40)의 제1 색상 수지 투입구(42) 및 제2 색상 수지 투입구(44)를 통해 동시 사출하여 제조할 수 있다. 여기서, 상기 투입구의 위치는 상면, 하면, 측면 중 어느 곳이어도 좋다.

구체예에서, 상기 제1 색상 수지의 보압은 0 내지 130 MPa, 예를 들면 0 내지 80 MPa이고, 상기 제2 색상 수지의 보압은 10 내지 140 MPa, 예를 들면 30 내지 110 MPa이며, 상기 제1 색상 수지의 보압은 상기 제2 색상 수지의 보압에 비하여 낮게 유지되고, 상기 제1 색상 수지 및 상기 제2 색상 수지의 보압 차이는 10 내지 130 MPa, 예를 들면 30 내지 120 MPa일 수 있다. 상기 범위에서 제1 색상 수지가 코어층(32)을 형성하고, 제2 색상 수지가 표면층(34)을 형성하는 색상 그라데이션 구간이 형성될 수 있다. 또한, 상기 보압 차이에 따라, 제1 색상 수지부 및 제2 색상 수지부 사이의 그라데이션부(30)의 길이(넓이)가 결정된다. 구체적으로, 사출 보압 차이가 클수록 제1 색상 수지와 제2 색상 수지의 중첩 구간(그라데이션부(30))이 넓어질 수 있다.

구체예에서, 상기 제1 색상 수지 및 상기 제2 색상 수지의 사출 속도는 10 내지 150 cc/sec, 예를 들면 40 내지 100 cc/sec일 수 있다. 상기 범위에서, 일단에 제1 두께를 갖는 제1 색상 수지부 및 일단에 제2 두께를 갖는 제2 색상 수지부가 생성될 수 있다. 또한, 상기 제1 색상 수지 및 상기 제2 색상 수지의 사출 속도가 차이 날 경우, 그 차이는 5 내지 90 cc/sec, 예를 들면 10 내지 80 cc/sec일 수 있다. 상기 범위에서, 상대적으로 사출 속도가 늦은 쪽에서 그라데이션 구간이 형성(그라데이션 구간의 시작점이 결정)되기 시작한다.

구체예에서, 상기 사출 시 사출 온도는 열가소성 수지의 분자량 및 용융흐름지수 등에 따라 달라질 수 있으나, 180 내지 350℃, 예를 들면 200 내지 300℃일 수 있다. 상기 범위에서, 사출 성형품의 색상 그라데이션 구간을 형성 및 조절할 수 있다.

본 발명의 일 구체예에 따른 사출 성형품은 금형에 제1 색상 수지 및 제2 색상 수지를 동시 사출하는 하나의 공정에 의해 제조될 수 있으며, 이에 따라, 사출 성형품의 두께는 금형의 크기에 따라 용이하게 조절될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.

실시예

하기 실시예 및 비교예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다.

(A) 제1 색상 수지 조성물

ABS 수지(중량평균분자량: 110,000 g/mol) 100 중량부에 녹색 안료(제1 착색제) 0.5 중량부를 혼합하여 제조하였다. 제조된 제1 색상 수지 조성물은 ASTM D1003에 의거하여, 두께 2.5 mm 시편에 대하여 측정한 투과도가 75%였다.

(B) 제2 색상 수지 조성물

ABS 수지(중량평균분자량: 110,000 g/mol) 100 중량부에 분홍색 안료(제2 착색제) 0.6 중량부를 혼합하여 제조하였다. 제조된 제2 색상 수지 조성물은 ASTM D1003에 의거하여, 두께 2.5 mm 시편에 대하여 측정한 투과도가 80%였다.

실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 2: 색상 그라데이션을 갖는 사출 성형품의 제조

하기 표 1의 사출 조건에 따라, 20 cm × 28 cm × 0.25 cm 크기의 금형의 양 끝단(금형 가로 기준)으로 각각 제1 색상 수지 조성물 및 제2 색상 수지 조성물을 동시 사출한 후, 이를 건조하여, 색상 그라데이션을 갖는 사출 성형품을 제조하였다. 제조된 사출 성형품의 제1 색상 수지부, 제2 색상 수지부, 및 그라데이션부의 가로 길이 및 두께를 버니어 켈리퍼스로 측정하여, 하기 표 1에 나타내었다.

		실시예				비교예
		1	2	3	4	1	2
(A) 제1 색상 수지	사출 속도 (cc/sec)	100	100	100	100	100	100
(A) 제1 색상 수지	보압 (MPa)	0	0	0	0	100	100
(B) 제2 색상 수지	사출 속도 (cc/sec)	100	100	40	100	100	40
(B) 제2 색상 수지	보압 (MPa)	100	50	100	100	100	100
사출 온도 (℃)		230	230	230	250	230	230
제1 색상 수지부 (가로) 길이 (cm)		9	12	13	8	14	18
제2 색상 수지부 (가로) 길이 (cm)		14	14	10	13	14	10
그라데이션부 (가로) 길이 (cm)		5	2	5	7	0	0
사출 성형품 두께 (cm)		0.25	0.25	0.25	0.25	0.25	0.25

상기 결과로부터, 본 발명의 사출 성형품은 금형의 두께를 조절하여, 용이하게 사출 성형품의 두께를 조절할 수 있으며, 제1 색상 수지 (조성물) 및 제2 색상 수지 (조성물)의 동시 사출 시, 보압 및 사출 조건을 조절함으로써, 그라데이션부를 형성하고, 그라데이션부 및 수지부의 길이를 조절할 수 있음을 알 수 있다.

반면, 제1 색상 수지 (조성물) 및 제2 색상 수지 (조성물)의 보압에 차이가 없는 비교예 1 및 2의 경우, 그라데이션부가 형성되지 않았음을 알 수 있다.

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

제1 색상 수지 및 제2 색상 수지를 각각 금형의 맞은편에서 동시 사출하여 제조된 사출 성형품이고,
일단은 제1 두께를 가지며, 타단은 두께가 얇아지는 쐐기 형상의 코어층을 갖는 제1 색상 수지부; 및
일단은 제2 두께를 가지며, 타단은 상기 코어층을 감싸는 표면층을 갖는 제2 색상 수지부;를 포함하며,
상기 코어층을 감싸는 표면층의 상면 및 하면은 내부의 코어층으로 인해 그라데이션이 형성되고,
상기 제1 색상 수지 및 제2 색상 수지는 ASTM D1003에 의거하여, 두께 2.5 mm 시편에 대하여 측정한 투과도가 각각 20 내지 99%이고, 상기 제1 색상 수지 및 제2 색상 수지의 투과도 차이는 30% 이하이며,
두께는 0.05 내지 10 cm인 것을 특징으로 하는 사출 성형품.
제1항에 있어서, 상기 제1 색상 수지부 및 제2 색상 수지부는 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 사출 성형품.
제1항에 있어서, 상기 코어층을 감싸는 표면층의 측면은 제1 색상과 제2 색상이 색 구분된 것을 특징으로 하는 사출 성형품.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 상기 제1 두께 및 상기 제2 두께는 동일한 것을 특징으로 하는 사출 성형품.
제1항에 있어서, 상기 제1 두께 및 상기 제2 두께는 다른 것을 특징으로 하는 사출 성형품.
삭제
제1 색상 수지 및 제2 색상 수지를 각각 금형의 맞은편에서 동시 사출하는 단계를 포함하며,
상기 제1 색상 수지의 보압은 상기 제2 색상 수지의 보압에 비하여 낮고, 상기 제1 색상 수지의 보압은 0 내지 130 MPa이고, 상기 제2 색상 수지의 보압은 10 내지 140 MPa이며, 상기 제1 색상 수지 및 상기 제2 색상 수지의 보압 차이는 10 내지 130 MPa인 것을 특징으로 하는 사출 성형품의 제조방법.
삭제
제9항에 있어서, 상기 제1 색상 수지 및 상기 제2 색상 수지의 사출 속도는 10 내지 150 cc/sec인 것을 특징으로 하는 사출 성형품의 제조방법.
제9항에 있어서, 상기 사출 시 사출 온도는 180 내지 350℃인 것을 특징으로 하는 사출 성형품의 제조방법.