KR102434369B1 - 초고휘도의 금속질감을 갖는 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품 - Google Patents

초고휘도의 금속질감을 갖는 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초고휘도의 금속질감을 갖는 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지 이외의 추가 열가소성 수지, 유동화제 및 금속 입자를 특정 함량비로 조합하여 포함하며, 초고휘도의 금속 질감을 가짐과 동시에 플로우 마크 및 웰드 라인이 저감되어 우수한 외관을 나타낼 수 있는 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.

Description

초고휘도의 금속질감을 갖는 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품{Thermoplastic resin composition of metal-like texture having very high brightness and molded article comprising the same}
본 발명은 초고휘도의 금속질감을 갖는 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지 이외의 추가 열가소성 수지, 유동화제 및 금속 입자를 특정 함량비로 조합하여 포함하며, 초고휘도의 금속 질감을 가짐과 동시에 플로우 마크 및 웰드 라인이 저감되어 우수한 외관을 나타낼 수 있는 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.
최근, 소비자의 니즈가 빠르게 변화하고 있고, 과거 기술중심(Technology push)의 산업 패러다임이 인간중심(Demand pull)의 감성시대로 변화되고 있다. 산업시대로부터 정보화시대에 이르는 동안에는 기능적으로 의미가 있는 상품(Product that makes sense)이 히트 상품이었다. 하지만 감성시대에는 나로 하여금 사랑하도록 만드는 상품(Product that makes me love)이 소비자가 요구하는 가장 매력있는 상품이라고 해도 과언이 아니다. 과거에는 '설득'에 의한 소비자의 구매가 이루어졌다고 하면, 이제는 '감동'에 의해 소비자들의 시선을 사로잡아 구매로 이루어진다. 즉 1980년대에는 “'생산”, 1990년대에는 “기능”을 중심으로 하던 패러다임에서 이제는 기술을 넘어서 감성이 결합하는 패러다임으로 전환되고 있다.
기술의 중요성은 기본이고 인간의 감성을 자극하여 마음을 움직이는 것이 최근 소비의 결정적인 요소로 작용되고 있으며, 이와 같은 소비자의 니즈를 만족시키기 위해 기업은 디자인, 촉감 등 감성을 자극할 수 있는 제품을 개발하기 위해 많은 노력을 하고 있다.
감성적인 측면에서 시각이 차지하는 비중은 매우 크다고 할 수 있다. 시각의 측면에서 중요한 것은 소재 본연의 컬러 및 휘도감과 관련이 있다. 그리고 자연의 컬러 및 휘도를 부가적인 도색 공정 없이 구현할 수 있는 메탈릭 소재 기술은 매우 희귀하다고 할 수 있으며, 현재 여러 분야에서 적용을 하고 있다.
메탈릭 소재 적용 분야 중 하나는 열가소성 수지를 이용한 사출 성형 분야이다. 열가소성 수지는 사출 성형 후 전기전자 제품 및 자동차 부품을 비롯한 많은 제품으로 소비자에게 전달이 된다. 이러한 사출 성형품은 사출 성형 후 도장 및 스프레이 공법으로 제품 외관을 디자인하게 되는데, 이는 환경적으로 유해하며 추가적인 도장 가공비 지출로 비경제적이다.
따라서, 최근 친환경 무도장 소재, 즉, 도장 공정 없이 소재 자체로 금속 도장과 유사한 느낌의 금속 질감 외관을 구현할 수 있는 메탈릭 소재에 대한 요구가 증가하고 있으며, 이를 위하여, 열가소성 수지 자체에 금속 입자를 적용한 메탈릭 소재에 대한 개발이 지속적으로 진행되고 있다(예컨대, 한국공개특허 제10-2013-0078747호).
그러나, 이러한 기존의 무도장 메탈릭 소재들은, 열가소성 수지 조성물의 사출 성형 후, 소재 내의 금속 입자들로 발생되는 성형품의 외관 문제(특히, 웰드 라인, 플로우 마크 또는 금속 입자 뭉침 등)으로 인하여 추가적인 금형 변경 등이 필요하거나 적용이 제한되는 문제가 있다. 또한, 이러한 문제를 해결하기 위하여 금속 입자의 크기, 두께, 분포도 또는 종횡비 등을 조절하거나 금속 입자의 표면 코팅 물질을 개선하는 등의 연구가 지속적으로 진행되고 있으나, 사출 성형 시에 금속 입자의 쏠림, 뭉침, 배향 등으로 발생되는 외관 문제를 개선하는데 한계가 있다
따라서, 소재 자체의 휘도 특성이 우수하여 도장을 하지 않고서도 금속 도장 제품에 근접한 외관을 구현할 수 있고, 열가소성 수지 본연의 물성을 유지하면서 사출 성형 시 금속 입자로 인해 발생될 수 있는 플로우 마크 및/또는 웰드 라인을 저감할 수 있어, 성형품의 광택 특성 및 외관 특성을 동시에 향상시킬 수 있는 열가소성 수지 조성물에 대한 개발이 요청되고 있다.
본 발명은, 열가소성 수지 본연의 물성을 유지하는 동시에 초고휘도를 구현할 수 있으며, 사출 성형 시 금속 입자에 의해 발생되는 플로우 마크 및 웰드 라인의 저감을 구현함으로써, 추가적인 도장 공정 없이 우수한 금속 질감 및 외관 특성을 나타내는 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기한 기술적 과제를 해결하고자 본 발명은, (1) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지; (2) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지 이외의 추가 열가소성 수지; (3) 유동화제; 및 (4) 금속 입자;를 포함하며, 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지와 상기 추가 열가소성 수지의 합계 100 중량부 내에는 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지 55 내지 95 중량부 및 상기 추가 열가소성 수지 5 내지 45 중량부가 포함되고, 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지와 상기 추가 열가소성 수지의 합계 100 중량부를 기준으로 한 상기 유동화제의 함량은 0.5 내지 5.5 중량부이고, 상기 금속 입자의 함량은 0.1 내지 15 중량부인, 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 본 발명의 열가소성 수지 조성물을 포함하는 성형품이 제공된다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물은, 열가소성 수지 본연의 물성을 유지하는 동시에, 기존 메탈릭 소재의 이슈였던 플로우 마크 및 웰드 라인을 획기적으로 저감하면서 초고휘도의 금속 질감을 구현할 수 있어, 추가적인 도장 공정 없이도 우수한 광택 특성 및 외관 특성을 나타내는 성형품을 제공할 수 있다.
도 1은 플롭 인덱스 수치에 따른 금속 질감 차이를 확인할 수 있도록, 다양한 금속 질감을 가진 표면 별로 측정된 플롭 인덱스를 나타내는 사진들이다.
도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예에서 수행한 외관 평가(플로우 마크)의 점수 1~5점 각각에 해당하는 예시적 외관을 나타낸 사진들이다.
도 3은 본 발명의 실시예 및 비교예에서 수행한 표면 특성 평가의 결과인 “양호” 및 “불량” 각각에 해당하는 예시적 외관을 나타낸 사진들이다.
이하에서 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물은 (1) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지; (2) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지 이외의 추가 열가소성 수지; (3) 유동화제; 및 (4) 금속 입자;를 포함한다.
(1) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지
본 발명의 수지 조성물에 포함되는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지로는 무도장 메탈릭 소재로 적용 가능한 것이라면 제한 없이 사용 가능하다.
일 구체예에서, 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지는, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지, 변성 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(mABS) 수지, 또는 이들의 혼합물일 수 있으나, 특별히 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 수지 조성물에 있어서, 상기 (1) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지와 상기 (2) 추가 열가소성 수지의 합계 100 중량부 내에는, 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지가 55 내지 95 중량부의 양으로 포함된다. 상기 수지 성분 (1) 및 (2)의 합계 100 중량부 내의 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지 함량이 55 중량부 미만이면 수지 조성물의 충격강도가 나빠질 수 있으며, 반대로 그 함량이 95 중량부를 초과하면 수지 조성물의 인장강도 및 글곡강도가 나빠질 수 있다.
일 구체예에서, 상기 (1) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지와 상기 (2) 추가 열가소성 수지의 합계 100 중량부 내에는, 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지가, 예컨대, 60 중량부 이상, 65 중량부 이상 또는 70 중량부 이상의 양으로 포함될 수 있고, 또한 90 중량부 이하, 85 중량부 이하, 80 중량부 이하 또는 75 중량부 이하의 양으로 포함될 수 있으나, 특별히 이에 한정되지는 않는다.
(2) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지 이외의 추가 열가소성 수지
상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지 이외에, 본 발명의 수지 조성물에 포함되는 추가 열가소성 수지로는 무도장 메탈릭 소재로 적용 가능한 것이라면 제한 없이 사용 가능하다.
일 구체예에서, 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지 이외의 추가 열가소성 수지는, 폴리아미드(PA) 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리올레핀 수지(예컨대, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 등), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 수지, 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지, 변성 폴리페닐렌에테르(mPPE) 수지, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 수지, 스티렌-아크릴로니트릴(SAN) 수지, 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있고, 보다 구체적으로는 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 수지, 폴리아미드(PA) 수지, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지, 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있으나, 특별히 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 수지 조성물에 있어서, 상기 (1) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지와 상기 (2) 추가 열가소성 수지의 합계 100 중량부 내에는, 상기 추가 열가소성 수지가 5 내지 45 중량부의 양으로 포함된다. 상기 수지 성분 (1) 및 (2)의 합계 100 중량부 내의 추가 열가소성 수지 함량이 5 중량부 미만이면 수지 조성물의 인장강도 및 글곡강도가 나빠질 수 있으며, 반대로 그 함량이 45 중량부를 초과하면 수지 조성물의 충격강도가 나빠질 수 있다.
일 구체예에서, 상기 (1) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지와 상기 (2) 추가 열가소성 수지의 합계 100 중량부 내에는, 상기 추가 열가소성 수지가, 예컨대, 10 중량부 이상, 15 중량부 이상, 20 중량부 이상 또는 25 중량부 이상의 양으로 포함될 수 있고, 또한 40 중량부 이하, 35 중량부 이하 또는 30 중량부 이하의 양으로 포함될 수 있으나, 특별히 이에 한정되지는 않는다.
(3) 유동화제
본 발명의 수지 조성물에 포함되는 유동화제는 조성물의 유동성을 증진시켜 금속 질감을 향상함과 동시에 작업성을 개선하기 위한 것으로, 열가소성 수지 조성물에 적용 가능한 것이라면 제한 없이 사용 가능하다.
일 구체예에서, 상기 유동화제는 메틸메타크릴레이트계 화합물, 나프탈렌계 화합물, 리그린계 화합물, 에틸렌비닐아세이트계 화합물, 멜라민계 화합물, 폴리카르본산계 화합물, 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있으나, 특별히 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 수지 조성물에 있어서, 상기 유동화제는, (1) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지와 상기 (2) 추가 열가소성 수지의 합계 100 중량부를 기준으로, 0.5 내지 5.5 중량부의 양으로 포함된다. 상기 수지 성분 (1) 및 (2)의 합계 100 중량부 당 유동화제 함량이 0.5 중량부 미만이면 수지 조성물의 금속 질감 효과가 미미할 수 있으며, 반대로 그 함량이 5.5 중량부를 초과하면 과도한 유동성 발현으로 재료 분리 발생이 가능함과 동시에 사출 성형 공정 시, 다량의 가스가 발생하여 외관을 좋지 못하게 할 수 있다.
일 구체예에서, 본 발명의 수지 조성물에는, 상기 (1) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지와 상기 (2) 추가 열가소성 수지의 합계 100 중량부 당 상기 유동화제가, 예컨대, 1 중량부 이상, 1.5 중량부 이상 또는 2 중량부 이상의 양으로 포함될 수 있고, 또한 5 중량부 이하, 4.5 중량부 이하 또는 4 중량부 이하의 양으로 포함될 수 있으나, 특별히 이에 한정되지는 않는다.
(4) 금속 입자
본 발명의 수지 조성물에 포함 가능한 금속 입자 성분의 재질에는 특별한 제한이 없으며, 본 발명의 열가소성 수지 조성물이 적용되는 성형품에서 요구되는 금속성 외관에 따라 금속 입자의 재질이 선택될 수 있다.
상기 금속 입자 성분은 임의의 금속 또는 임의의 2종 이상의 금속의 합금일 수 있으며, 구체적으로는 알루미늄 또는 알루미늄계 합금일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한 상기 금속 입자의 표면은 코팅이나 표면처리될 수 있다.
일 구체예에서, 상기 금속 입자 성분의 평균 입도는 8 내지 40 ㎛일 수 있고, 보다 구체적으로는 10 내지 35 ㎛일 수 있으며, 보다 더 구체적으로는 10 내지 20 ㎛일 수 있고, 보다 더 구체적으로는 12 내지 16 ㎛일 수 있다. 금속 입자 성분의 평균 입도가 상기 수준보다 지나치게 작으면, 원하는 수준의 금속감을 구현하기 어렵고, 반대로 상기 수준보다 지나치게 크면, 원하지 않는 스파클링 효과가 나타날 수 있다.
또한, 일 구체예에서, 상기 금속 입자 성분의 두께는 0.1 내지 1 ㎛(보다 구체적으로는 0.2 내지 1 ㎛, 보다 더 구체적으로는 0.4 내지 1 ㎛)일 수 있으나, 특별히 이에 한정되지는 않는다. 또한 일 구체예에서, 상기 금속 입자 성분의 종횡비(aspect ratio)는 8 내지 120일 수 있다.
본 발명의 수지 조성물에 있어서, 상기 금속 입자 성분은, (1) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지와 상기 (2) 추가 열가소성 수지의 합계 100 중량부를 기준으로, 0.1 내지 15 중량부의 양으로 포함된다. 상기 수지 성분 (1) 및 (2)의 합계 100 중량부 당 금속 입자 함량이 0.1 중량부 미만이면 원하는 금속감을 얻을 수 없고, 반대로 그 함량이 15 중량부를 초과하면 외관 불량 및 물성 저하가 있을 수 있다.
일 구체예에서, 본 발명의 수지 조성물에는, 상기 (1) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지와 상기 (2) 추가 열가소성 수지의 합계 100 중량부 당 상기 금속 입자 성분이, 예컨대, 0.5 중량부 이상, 1 중량부 이상, 1.5 중량부 이상 또는 2 중량부 이상의 양으로 포함될 수 있고, 또한 12 중량부 이하, 10 중량부 이하 또는 8 중량부 이하의 양으로 포함될 수 있으나, 특별히 이에 한정되지는 않는다.
일 구체예에서, 본 발명의 수지 조성물은 광확산제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 수지 조성물에 포함 가능한 광확산제는 유기계 혹은 무기계 입자일 수 있으며, 보다 구체적으로, 상기 유기계 입자는 아크릴계 (예컨대, 메틸메타크릴레이트(MMA)계) 가교입자, 실리콘계 가교입자, 스티렌계 가교입자 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있고, 상기 무기계 입자는 탄산칼슘 입자, 황산바륨 입자, 산화티탄 입자, 수산화알루미늄 입자, 실리카 입자, 유리 입자, 마이카 입자, 산화마그네슘 입자, 산화아연 입자 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있으나, 특별히 이에 한정되지는 않는다. 상기 유기계 입자 및 무기계 입자를 단독으로, 또는 2 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
일 구체예에서, 상기 광확산제 성분의 평균 입도는 3 내지 60 ㎛일 수 있고, 보다 구체적으로는 3 내지 20 ㎛일 수 있으며, 보다 더 구체적으로는 3 내지 10 ㎛일 수 있고, 보다 더 구체적으로는 3 내지 5 ㎛일 수 있다. 광확산제 성분의 평균 입도가 상기 수준보다 지나치게 작으면 웰드라인 및 플로우 라인 저감 효과가 미미할 수 있고, 반대로 상기 수준보다 지나치게 크면 금속 질감의 외관 향상 효과가 미미할 수 있다.
본 발명의 수지 조성물은, 전술한 성분들 (d) 이외에도, 사출 성형 또는 압출 성형용 열가소성 수지 조성물에 통상적으로 첨가되는 하나 이상의 기타 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 본 발명의 수지 조성물은, 예를 들어, 무기 필러, 산화 방지제, 활제, 자외선 흡수제, 광 안정제, 충격 보강제, 소광제, 난연제 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 무기 필러는 판상 유리, 운모, 흑연, 탈크, 펄 입자, 월라스토나이트, TiO2 또는 이들의 조합일 수 있으며, 보다 구체적으로는 TiO2일 수 있다. 또한, 상기 무기 필러는 평균 입경이 0.2 내지 200 ㎛(보다 구체적으로는 1 내지 200 ㎛, 보다 더 구체적으로는 10 내지 200 ㎛)일 수 있고, 두께가 0.1 내지 10 ㎛일 수 있다.
구체적으로, 상기 산화 방지제는 페놀계 화합물, 포스파이트계 화합물, 티오에스테르계 화합물, 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
구체적으로, 상기 활제는 폴리에틸렌계 화합물, 에틸렌-에스테르계 화합물, 에틸렌글리콜-글리세린 에스테르계 화합물, 몬탄계 화합물, 에틸렌글리콜-글리세린 몬탄산 에스테르계 화합물, 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
상기 자외선 흡수제로는 시중에 판매하는 제품을 특별한 제한 없이 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 광 안정제는 벤조트리아졸계 화합물, 하이드록시페닐트리아진계 화합물, 피리미딘계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물, 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
구체적으로, 상기 소광제는 무기계 또는 유기계일 수 있으며, 보다 구체적으로, 상기 무기 소광제는 실리카, 산화마그네슘, 지르코니아, 알루미나, 티타니아, 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있고, 상기 유기계 소광제는 가교화된 비닐계 공중합체일 수 있으며, 상기 비닐계 공중합체의 단량체는 스티렌, 아크릴로니트릴, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트 또는 부틸(메타)아크릴레이트 등에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 기타 첨가제의 함량은 특별히 제한되지 않고, 본 발명의 열가소성 수지 조성물이 목적하는 물성을 해치지 않는 범위에서 추가의 기능을 부가하기 위해 사용될 수 있는 정도의 양으로 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 기타 첨가제 각각의 함량은, 본 발명의 수지 조성물 내의 상기 수지 성분 (1) 및 (2)의 합계 100 중량부 기준으로, 0.05 내지 5 중량부일 수 있고, 보다 구체적으로는 0.5 내지 2 중량부일 수 있으나, 특별히 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물은 열가소성 수지 본연의 물성을 유지하는 동시에 초고휘도를 구현할 수 있다. 일 구체예에서, 본 발명의 열가소성 수지 조성물은 플롭 인덱스(Flop index)가 15 이상(예컨대, 15 내지 20)일 수 있고, 보다 구체적으로는 16 이상(예컨대, 16 내지 19)일 수 있다.
따라서, 본 발명의 열가소성 수지 조성물을 사용하면, 추가적인 도장 공정 없이도 플로우 마크 및/또는 웰드 라인을 획기적으로 저감하면서 매우 우수한 메탈릭 휘도를 구현할 수 있어 우수한 광택 특성 및 외관 특성을 나타내는 메탈릭 소재의 성형품을 얻을 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 본 발명의 열가소성 수지 조성물을 포함하는 성형품이 제공된다.
상기 성형품은, 본 발명의 열가소성 수지 조성물의 압출 성형품 또는 사출 성형품일 수 있으며, 보다 바람직하게는 사출 성형품일 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 이들로 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1~9 및 비교예 1~12
하기 표 1에 나타낸 성분 및 함량으로 조성물 구성 성분들을 믹서로 혼합하여 균일하게 분산시켜 열가소성 수지 조성물을 제조한 다음, 제조된 열가소성 수지 조성물을 L/D=40, Φ=25mm 인 이축 압출기에서 220℃내지 250℃, 200 rpm 내지 250 rpm 조건 하에 압출하여 펠렛 형태로 제조하고, 동일한 온도 조건에서 100톤 내지 200톤의 형체력을 갖는 사출기를 사용하여 사출 시편을 제조하였다.
금속 질감 및 외관 평가(플로우 마크)를 위한 사출 시편의 경우, 900mm×650mm 크기의 직사각형 다단 시편으로 제조하였으며, 기계적 물성 측정을 위한 사출 시편의 경우, 인장 강도, 굴곡 강도 및 충격 강도 측정에 적합하도록, 각각의 ASTM 규격에 맞는 사출 시편으로 제조하였다.
[사용 성분 설명]
ABS: 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지
PMMA: 폴리메틸메타크릴레이트 수지
SAN: 스티렌-아크릴로니트릴 수지
PP: 결정성 폴리프로필렌 수지
PBT: 결정성 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지
PC: 폴리카보네이트 수지
유동화제: 아크릴계 유동화제
광확산제: 메틸메타크릴레이트(MMA)계) 가교입자(평균 입도: 3 내지 5 ㎛)
금속 입자 1: 알루미늄 금속 입자(평균 입도: 15 ㎛)
금속 입자 2: 알루미늄 금속 입자(평균 입도: 10 ㎛)
금속 입자 3: 알루미늄 금속 입자(평균 입도: 20 ㎛)
금속 입자 4: 알루미늄 금속 입자(평균 입도: 35 ㎛)
[물성 평가]
(1) 금속 질감(Normal_Flop index)
BYK사의 BYK-Mac i Spectrophotometer를 이용하여 플롭 인덱스(Flop index)를 측정하였다. 구체적으로, 실시예 및 비교예들의 열가소성 수지 조성물로부터 제조된 사출 시편의 정상(Normal) 부위와 웰드(Weld) 발생 부위에 대하여 15°, 45° 및 110°의 각도에서 반사광의 휘도(luminance)를 측정한 뒤, 하기 수학식 １에 대입하여 플롭 인덱스를 산출하였다.
[수학식 1]
Figure 112020112148249-pat00001
L*15°= 15°의 각도에서 측정된 반사광의 휘도
L*45°= 45°의 각도에서 측정된 반사광의 휘도
L*110°= 110°의 각도에서 측정된 반사광의 휘도
금속 질감이 없는 물체 표면의 플롭 인덱스는 ０이고, 실제 금속 표면의 플롭 인덱스는 15 이상이며, 자동차 차체 도장으로 사용되는 도장용 조성물이 코팅된 표면의 플롭 인덱스는 12 내지 14이며, 육안으로 금속 질감을 느낄 수 있는 표면의 플롭 인덱스는 6 이상이다.
도 1은 금속 질감을 가진 표면에 대해 측정된 플롭 인덱스를 나타내는 사진이며, 플롭 인덱스 수치에 따른 금속 질감을 확인할 수 있다.
(2) 외관 평가(플로우 마크)
외관은 육안으로 관찰하여 평가하였다. 구체적으로, 실시예 및 비교예들의 열가소성 수지 조성물로부터 제조된 사출 시편에 대하여, 10명의 피실험자에게 육안으로 시편의 플로우 마크 등을 관찰하도록 하였고, 플로우 마크 등의 현상을 고려하여 전체적인 외관이 우수한 정도를 0 내지 5점으로 평가하였으며, 10명의 피실험자의 평균값을 기재하였다. 0점은 플로우 마크가 존재하지 않는 상태로서 우수한 외관을 나타내며, 점수가 높아질수록 플로우 마크가 심각하여 외관이 열악함을 나타낸다.
도 2는 외관 평가(플로우 마크)의 점수 1~5점 각각에 해당하는 예시적 외관을 나타낸 사진들이다.
(3) 표면 특성 평가
눈과 촉감으로 판단하여 표면이 거친 경우, 외관 불량으로 판단하였다.
도 3은 표면 특성 평가의 결과인 “양호” 및 “불량” 각각에 해당하는 예시적 외관을 나타낸 사진들이다.
(4) 인장 강도(kgf/cm 2 )
실시예 및 비교예들의 열가소성 수지 조성물로부터 제조된　사출　시편에 대해 ASTM D638에 의거하여 인장 강도(@break)를 측정하였다.
(5) 굴곡 강도(kgf/cm 2 )
실시예 및 비교예들의 열가소성 수지 조성물로부터 제조된　사출　시편에 대해 ASTM D760에 의거하여 굴곡 강도를 측정하였다.
(6) 충격 강도(kgf*cm/cm)
실시예 및 비교예들의 열가소성 수지 조성물로부터 제조된　사출　시편에 대해 ASTM D256에 의거하여 충격 강도(Izod Notched 타입)를 측정하였다.
Figure 112020112148249-pat00002
Figure 112020112148249-pat00003
상기 표 1의 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 실시예의 조성물들은 플롭 인덱스 16 이상인 초고휘도의 금속 질감을 구현하면서 플로우 마크가 저감된 우수한 외관을 구현하는 동시에, 기계적 물성도 우수하게 유지하였다. 반면, 비교예의 조성물들은 금속 질감이 상대적으로 낮거나(비교예 1, 2, 6, 10~12), 외관 내지 표면이 불량하거나(비교예 2, 3, 6, 8, 9), 기계적 특성이 떨어지는 등(비교예 1, 4~8, 10, 11), 평가된 항목들 중 하나 이상이 열악하였다.

Claims (10)

  1. 열가소성 수지 조성물로서,
    (1) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지;
    (2) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지 이외의 추가 열가소성 수지;
    (3) 유동화제; 및
    (4) 금속 입자;를 포함하며,
    상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지와 상기 추가 열가소성 수지의 합계 100 중량부 내에는 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지 70 내지 75 중량부 및 상기 추가 열가소성 수지 25 내지 30 중량부가 포함되고,
    상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지와 상기 추가 열가소성 수지의 합계 100 중량부를 기준으로 한 상기 유동화제의 함량은 1 내지 4 중량부이고, 상기 금속 입자의 함량은 2 내지 8 중량부이며,
    상기 금속 입자의 평균 입도가 12 내지 16 ㎛인,
    열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지가 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지, 변성 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지, 또는 이들의 혼합물인, 열가소성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지 이외의 추가 열가소성 수지가 폴리아미드 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지, 폴리페닐렌설파이드 수지, 변성 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지, 스티렌-아크릴로니트릴 수지, 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인, 열가소성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유동화제가 메틸메타크릴레이트계 화합물, 나프탈렌계 화합물, 리그린계 화합물, 에틸렌비닐아세이트계 화합물, 멜라민계 화합물, 폴리카르본산계 화합물, 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인, 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 광확산제를 추가로 포함하는, 열가소성 수지 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 상기 광확산제가 아크릴계 가교입자, 실리콘계 가교입자, 스티렌계 가교입자, 탄산칼슘 입자, 황산바륨 입자, 산화티탄 입자, 수산화알루미늄 입자, 실리카 입자, 유리 입자, 마이카 입자, 산화마그네슘 입자, 산화아연 입자 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인, 열가소성 수지 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 광확산제의 평균 입도가 3 내지 60 ㎛인, 열가소성 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 플롭 인덱스(Flop index)가 16 이상인, 열가소성 수지 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 열가소성 수지 조성물을 포함하는 성형품.
  10. 삭제
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