KR20110057415A - 무도장 열가소성 수지 조성물 - Google Patents

무도장 열가소성 수지 조성물 Download PDF

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Abstract

도장의 광택감(펄(Pear)감)을 구현하기 위해 금속산화물이 피복된 마이카 광택 안료의 표면성질을 소수성으로 개질함으로써, 열가소성 수지 내에 혼합되어있는 광택 안료들이 서로 반발할 수 있도록 유도하여, 열가소성 수지에 균일하게 광택 안료들이 배합할 수 있다. 이로 인해, 광택 안료들의 뭉침으로 인한 웰드라인(Weldline) 및 플로우 마커(flow mark)를 최소화하는 무도장 열가소성 수지 조성물을 제공한다.

Description

무도장 열가소성 수지 조성물{Thermoplastic resin composition}
무도장 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웰드라인 및 플로우 마크가 개선된 광택이 우수한 무도장 내ㆍ외장재용 수지 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 전기전자제품, 자동차 내ㆍ외장재, 사무기기 등에 금속을 이용한 금속 성형품과 수지를 이용한 플라스틱 성형품을 이용하였다. 이런 성형품은 소재를 가공한 후 성형과정을 거쳐 마지막 단계인 후가공을 거쳐 완제품이 만들어진다. 특히, 마지막 후가공비가 소재가공과 성형비용에 비해 3~5배 비용이 소모되어 원가상승의 원인이 되었다.
이런 외장재를 구현하기 위한 후가공은 도장, 도금, 증착, 인쇄 등이 사용되나, 이 중에서도 70~50% 정도가 도장공법을 이용한다.
최근 도장 공법을 이용하지 않고 사출만으로 도장의 특징을 구현하는 수지 성형품의 개발이 시도되고 있으나, 도장느낌을 유도하기 위해 수재 내에 혼합된 안료들이 웰드라인(weldline) 생성부나 두께가 변화하는 부분에서 뭉치는 문제점이 있었다. 이를 해결하기 위해 공정 중 금형의 온도를 급격히 상승ㆍ하강시키는 웰드 리스 공법이 제안되었다.
웰드리스 공법은 사출물에 발생하는 웰드라인을 제거하거나 고광택 혹은 박형 등 기존의 사출기술만으로 성형이 불가능한 사양에 대해 금형의 온도를 공정 중 일정온도 이상으로 급속히 가열하여 수지를 충전하고 다시 금형의 온도를 급격히 하강시켜 수지를 고화시키는 공법으로, 용융된 수지를 충전할 때 금형의 온도를 유리전이 온도 이상으로 가열하여 유동성을 충분히 확보하여 안료의 뭉침현상을 약화시킬 수 있다. 그러나, 이 경우 안료들이 수지의 내부로 침투하여 도장의 느낌이 현저히 저하되고 제품 형상에 따른 다양한 시스템 구축, 금형 제작 및 유지관리 등 소용되는 추가비용이 발생하는 단점이 있다. 또한 안료의 뭉침이 해결되더라도 안료가 수지 내로 침투하여 사출물의 도장 느낌을 저하시키는 단점도 있다.
따라서, 웰드라인이나 플로우 마크 등이 발생하지 않고 광택이 우수한 무도장 수지를 개발할 필요가 대두되었다.
본 발명의 일 측면은 웰드라인이나 플로우 마크, 안료의 뭉침이 발생하지 않으면서 도장의 광택감을 구현할 수 있는 무도장 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 다른 측면은 웰드라인이나 플로우 마크, 안료의 뭉침이 발생하지 않으면서 도장의 광택감을 구현할 수 있는 무도장 열가소성 수지 조성물의 성형품에 관한 것이다.
열가소성 수지 100중량부 및 표면을 소수성으로 처리한, 금속산화물이 피복된 마이카 광택 안료 5~10중량부를 포함하는, 무도장 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
상기 열가소성 수지는 폴리스티렌(PS), 폴리페닐렌에테르(PPE), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈이트(PBT), 폴리염화비닐(PVC), 아크릴로니트릴-부타디엔-스틸렌공중합체(ABS), 고무변성 폴리스틸렌 수지(HIPS), 아크릴로니트릴-스틸렌-아크릴레이트 공중합체(ASA), 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체(SAN), 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체(MBS), 아크릴로니트릴-에틸아크릴레이트-스티렌 공중합체(AES), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 및 아크릴로니트릴-부타디엔-스틸렌 공중합체(ABS)와 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 합금으 로 이루어진 그룹에서 하나 이상 선택될 수 있다.
또한, 상기 금속산화물이 피복된 마이카 광택 안료는 계면활성제, 실리콘 오일(Silicon oil), 지방산, 지방산 금속염, 고급 지방산, 고급 지방산 에스테르, 실란, 티타네이트 커플링제 또는 알루미늄 커플링제 중에서 선택된 표면처리제를 이용하여 상기 상기 금속산화물이 피복된 마이카 광택 안료의 표면을 소수성으로 처리할 수 있다.
또한, 상기 표면처리제는 상기 금속산화물이 피복된 마이카 광택 안료 100 중량부 대비 1~10 중량부일 수 있다.
또한, 상기 금속산화물은 산화티타늄(TiO2), 산화철(Fe2O3), 산화제2크롬(Cr2O3), 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화주석(SnO3), 산화아연(ZnO), 산화마그네슘(MgO), 산화지르코늄(ZrO3), 산화세륨(CeO3), 산화리튬(Li2O) 및 산화은(AgO)으로 이루어진 그룹에서 하나 이상 선택될 수 있다.
또한, 상기 무도장 열가소성 수지 조성물을 성형한 성형품을 제공한다.
사출기에 복잡한 시스템을 구출하지 않고, 광택 안료의 근본적인 표면 성질을 개조하여 광택 안료가 열가소성 수지 내에서 균일하게 배합되어, 웰드라인이나 플로우 마크, 광택 안료의 뭉침이 발생하지 않으면서 도장의 광택감을 구현할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세 히 설명한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 열가소성 수지 100중량부 및 표면을 소수성으로 처리한 금속산화물이 피복된 마이카 광택 안료 5~10중량부를 포함하는 무도장 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
무도장 열가소성 수지 조성물에 포함되는 열가소성 수지에는 특별한 제한이 없다.
열가소성 수지의 예로는 폴리올레핀, 폴리염화비닐(PVC), 폴리스티렌(PS), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 아크릴, 나일론(PA), 폴리카보네이트(PC), 폴리페닐에테르(PPE), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에스테르, 폴리아미드, (메타)아크릴레이트의 중합체, 방향족 비닐 화합물의 (공)중합체 수지, 고무변성 방향족 비닐 그라프트 공중합체 수지, 방향족 비닐계 화학물-시안화 비닐계 화합물 공중합체 수지 등을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 열가소성 수지는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
방향족 비닐 화합물은 스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸 스틸렌, o-,m-, 또는 p-메틸스티렌, o-,m-, 또는 p-에틸스티렌, o-,m-, 또는 p-t-부틸스틸렌, o-,m-, 또는 p-클로로스티렌, 디클로로스티렌, o-,m-, 또는 p-브로모스티렌, 디브로모스티렌, 비닐톨루엔, 비닐크실렌, 비닐나프탈렌, 디비닐벤젠 등이 사용될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 방향족 비닐 화합물은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
시안화 비닐계 화합물은 아크릴로니트릴, 메티크릴로니트릴, 에타크릴로니트 릴 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택된다.
고무는 부타디엔형 고무류, 부타딘엔과 스티렌의 공중합체, 폴리(아크릴로니트릴-부다딘엔) 등의 디엔계 고무, 디엔계 고무에 수소를 첨가한 포화고무, 이스프렌고무, 아크릴계고무, 에틸렌계 고무 및 에텔렌-프로필렌-디엔단량체 사원공중합체(EPDM) 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 고무는 단독 또는 2종이상 혼합하여 사용할 수 있다.
(메타)아크릴레이트는 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부탈 아크릴레이트 및 2-에틸헥실 아크릴레이트 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. (메타)아크릴레이트는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
무도장 열가소성 수지 조성물의 열가소성 수지는 폴리스티렌(PS), 폴리페닐렌에테르(PPE), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈이트(PBT), 폴리염화비닐(PVC), 아크릴로니트릴-부타디엔-스틸렌공중합체(ABS), 고무변성 폴리스틸렌 수지(HIPS), 아크릴로니트릴-스틸렌-아크릴레이트 공중합체(ASA), 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체(SAN), 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체(MBS), 아크릴로니트릴-에틸아크릴레이트-스티렌 공중합체(AES), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 및 아크릴로니트릴-부타디엔-스틸렌 공중합체(ABS)와 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 합금으로 이루어진 그룹에서 적어도 하나를 선택한다.
도 1은 금속산화물(TiO2)이 피복된 마이카 광택안료의 구조를 도시한 것이다.
마이카(Mica)계 광택안료는 금속 산화물 피복운모라고도 하며 기재인 마이카(mica) 표면에 금속산화물이나 착색제 등을 피복처리하여 얻어지는 합성진주광택안료의 일종이다. 마이카 표면에 고굴절율의 금속산화물을 피복처리하는 이유는 높은 전반사에 의해 높은 진주광택을 얻기 위함이다. 즉, 산과 알칼리 및 고온에 강한 저굴절 판상기질 마이카 위에 고굴절의 금속산화물을 가수분해에 의해 코팅하여 구성된다. 이와 같이 마이카와 금속산화물의 굴절률의 차이에 의해 반사와 간섭효과로 진주광택(펄(pearl)감)을 얻게 된다.
도 1에 도시한 것처럼, 금속산화물이 피복된 마이카계 광택안료는 미크론 단위의 편평한 운모 박편의 표면을 나노미터 단위의 금속산화물 미립자로 치밀하게 피복된 구조를 가진다. 마이카(운모) 안료의 입도는 1~200㎛의 범위이며, 이것보다 작으면 광산란이 많이 일어나 펄 광택이 떨어지며, 이것보다 크면 사용상의 제약이 따른다. 두께는 운모의 벽개성이나 분쇄, 분급에 따라 다르나, 보통 0.1~1.0㎛ 사이이다. 금속산화물 미립자의 크기는 제법이나 제조조건에 따라 다르나 10~100㎚의 범위이다. 미립자의 층이 광학적인 효과를 나타내기 위해서는 입자 하나하나가 광을 투과하는 성질을 가져야 하며, 동시에 치밀하게 피복되어야 한다.
마이카 안료에 피복되는 금속산화물에는 산화티타늄(TiO2), 산화철(Fe2O3), 산화제2크롬(Cr2O3), 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화주석(SnO3), 산화 아연(ZnO), 산화마그네슘(MgO), 산화지르코늄(ZrO3), 산화세륨(CeO3), 산화리튬(Li2O), 산화은(AgO) 등이 포함되나, 이에 한정되는 것은 아니다. 마이카 안료에 피복되는 금속산화물의 두께에 따라 색상(간섭색)이 변한다. 예로서, TiO2가 피복된 마이카 안료의 경우 TiO2 피막 두께에 따른 색상변화 관계를 도 2에 나타내었다.
필요에 따라, 마이카 표면에 금속산화물을 1단계로 피복한 다음, 착색제나 금속산화물 등으로 2단계 피복처리하여 색을 발현시킬 수도 있다. 이 경우 일반흡수안료에서 감지되는 색상에 비하여 명도와 채도가 탁월하다. 2 단계 피복처리시 사용되는 금속산화물에는 Fe2O3, Cr2O3 등이, 착색제로는 카민(carmine)류가 상용되며, 발현 색상은 금색(gold), 브라운(brown), 그린(green), 레드-블루(red-blue) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이와 같은 마이카계 광택안료는 무독성이고, 화학적으로 안정하며, 투명성과 광택성이 우수하고 다양한 간섭색을 띤다.
상기의 금속산화물이 코팅된 마이카의 표면은 친수성을 띤다. 그러나 열가소성 수지는 소수성이여서, 열가소성 수지와 마이카 염료를 혼합하면 균일하게 배합되지 않고 수지와 안료의 표면특성의 차이로 인해 안료가 뭉치는 문제점이 있었다. 따라서 본 발명의 일측면에 따라, 마이카 광택 안료의 표면 성질을 개질하여, 수지 내에 혼합되어 있는 마이카 광택 안료들이 서로 반발하여 수지에 마이카 광택 안료들이 배합가능하게 한다. 즉, 친수성인 금속산화물이 코팅된 마이카의 표면처리를 통해 소수성을 부여하여 수지와의 분산성 및 혼합성을 향상시킨다.
소수성 물질을 금속산화물이 코팅된 마이카 광택안료 표면에 코팅하여 소수성 표면처리를 할 수 있다. 코팅방법은 특별히 제한되지 않으며, 공지 방법 중에서 선택하거나 새로운 적절한 방법으로 코팅할 수 있다. 예를 들면, 화학증착법 또는 물리증착법에 의해 금속산화물이 코팅된 마이카 광택안료 표면에 소수성 물질을 코팅할 수 있으며, 이런 화학증착법에는 유동상 화학증착법, 회전 입체상 화학증착법, 진동 화학 증착법 등이 사용될 수 있고, 물리 증착법으로는 스퍼터링, 진공연차법, 플라즈마 코팅법 등이 사용될 수 있다. 이와 같은 소수성 표면 처리에 의해 금속산화물이 코팅된 마이카 광택안료에 소수성 작용기가 생성된다.
화학증착법의 경우, 이용되는 표면처리제는 계면활성제, 실리콘 오일(Silicon oil), 지방산, 지방산 금속염, 고급 지방산, 고급 지방산 에스테르, 실란, 티타네이트 커플링제 또는 알루미늄 커플링제를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3 및 4은 각각 실란과 이소프로필티타늄트리이소스테아레이트(ITT)로 친수성 안료가 소수성으로 표면개질하는 메커니즘을 설명한 것이다.
계면활성제는 음이온계, 양이온계 또는 비이온계 계면활성제 중에서 선택되는 것으로, 단독 또는 2종 이상을 함께 사용할 수 있다.
계면활성제로는 솔비탄 라우레이트(Sorbitan laurate), 솔비탄 팔미테이트(Sorbitan palmitate), 솔비탄 스테아레이트(Sorbitan stearate), 솔비탄 올레이트(Sorbitan oleate), 솔비탄 세스키올레이트(Sorbitan sesquioleate), 솔비탄 세스키스테아레이트(Sorbitan sesquisteate), 솔비탄 세스키이소스테아레이 트(Sorbitan sesquiisostearate), 솔비탄 모노올레이트(Sorbitan monooleate), 솔비탄 트리올레이트(Sorbitan trioleate) 및 솔비탄 이소스테아레이트(Sorbitan isostearate), 글리세롤올레이트, 글리세롤팔미테이트, 글리세롤스테아레이트, 솔비탄팔미테이트, 솔비탄스테아레이트, 폴리옥시에틸렌 스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌 올레일에테르, 폴리옥시에틸렌 옥틸도데실에테르, 폴리옥시에틸렌 세틸에테르, 폴리옥시에틸렌 노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌 옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌 올레이트, 폴리옥시에틸렌 스테아레이트, 폴리옥시에틸렌 솔비탄 올레이트, 폴리옥시에틸렌 솔비탄 스테아레이트, 폴리옥시에틸렌 솔비탄 라우레이트, 폴리옥시에틸렌 솔비탄 팔미테이트, 폴리옥시에틸렌 솔비탄 트리올레이트, 폴리옥시에틸렌 솔비탄 트리스테아레이트, 폴리옥시에틸렌 글리세릴 스테아레이트, 폴리옥시에틸렌 글리세릴 이소스테아레이트, 폴리옥시에틸렌 글리세릴스테아레이트, 디옥틸도데실 라우릴일 글루타메이트, 디옥틸도데세스-2 라우로일글루타메이트, 디옥틸도데세스-5 라우로일글루타메이트, 폴리옥시에틸렌 히드로게네이티드 캐스터오일 피시에이 이소스테아레이트 또는 폴리옥시에틸렌 히드로게네이티드 캐스트 오일 모노이소스테아레이트 등을 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
실란 화합물은 가수분해성 실란 잔기를 1개 이상 함유하는 것으로, 예로서 부틸디메틸실란, 디사이클로펜틸메틸실란, 디사이클로헥실메틸실란, 디사이클로부틸에틸실란, 디에틸메틸실란, 에틸디메틸실란, n-옥타데실디메틸실란, 트리-3급 부틸실란, 트리에톡시실란, 트리에틸실란, 트리이소프로필실란, 트리메톡시실란, 트리메틸실란, 트리옥틸실란 및 트리-n-프로필실란, 아크릴옥시알킬 트리메톡시실란, 메타크릴옥시알킬 트리메톡시실란, 메타아크릴옥시알킬 트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 프로필 트리메톡시실란, 퍼플루오로알킬 트리알콕시실란, 퍼플루오로메틸 알킬 트리알콕시실란, 클리시드옥시알킬 트리메톡시실란, 아미노프로필트리메톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란, 아미노에틸아미노프로필트리에톡시시란, 메르캅토플로필 트리메톡시실란, 메르캅토프로필 트리에톡시실란, 메르캅토프로필 메틸디에톡시실란, 메르캅토프로필 디메톡시메틸실란, 메르캅토프로필 메톡시디메틸실란, 메르캅토프로필 트리페녹시실란 및 메르캅토프로필 트리부톡시실란 중에서 선택된 하나 이상의 성분을 사용할 수 있으나, 실란의 예가 상기에 의해 한정되는 것은 아니다.
티타네이트 커플링제로는 이소프로필티타늄트리이소스테아레이트(Isopropyl Titanium Triisostearate; ITT), 이소프로필트리(디옥틸파이로-포스페이트)티타네이트, 타타늄디(디옥틸파이포-포스페이트)옥시아세테이트, 이소프로필트리(N-아미노에틸ㆍ아미노에틸)티타네이트, 디오스프로필비스(디옥틸포스페이트)티타네이트,
테르라이소프로필비스(디록틸포스파이트)티타네이트, 테트라록틸비스(디트리데실포스파이트)타타네이트, 테트라(2,2-디알릴옥시메틸-1-부틸)비스(디트리데실)포스파이트티타네이트, 비스(디옥틸아이로포스페이트)옥시아세테이트티타네이트, 비스(디옥틸파이로포스페이트)에틸렌티타네이트에서 선택된 하나 이상을 사용할 수 있으나, 티타네이트 커플링제의 예가 이로서 한정되는 것은 아니다.
계면활성제를 표면처리제로 이용하는 경우에는, 극성용매에 금속산화물이 코팅된 광택안료 100중량부 대비 1 내지 10 중량부의 계면활성제를 혼합하여, 미 셸(micelle)을 형성한 후, 금속산화물이 코팅된 광택안료에 혼합하고 4시간 이상 교반한다. 그 후 필터링한 후 용액을 제거한 광택안료를 50℃에서 6시간 동안 건조시켜 소수성으로 표면개질한 광택안료를 얻는다.
또한, 실란커플링제, 티타네이트 커플링제 등의 커플링제를 표면처리제로 이용하는 경우에는, 극성 용매에 금속산화물이 코팅된 광택안료를 혼합ㆍ분산시킨 후 코팅된 광택안료 100중량부 대비 1 내지 10 중량부의 커플링제를 혼합하여 4시간 이상 교반한 후 필터일 하여 용액을 제거한 금속산화물이 코팅된 광택안료를 50℃에서 6시간 동안 건조시켜 소수성으로 표면개질한 광택안료를 얻는다.
상기에서 얻어진 소수성으로 표면개질된 금속산화물이 코팅된 광택안료의 접촉각을 측정하여 사용할 열가소성 수지의 접촉각과 유사한 표면개질된 광택안료를 선택하여 열가소성 수지와 표면개질된 광택안료를 혼합한다.
또한, 열가소성 수지 조성물은 각 용도에 따라 선택적으로 분산제, 충진제, 보강제, 가소제, 충격완화제, 혼화제, 윤활제, 착색제, 활제, 안정제, 산화방지제, 내열제 및 자외선 안정제 및 다른 화합물 성분과 같은 일반적인 열가소성 첨가물을 포함할 수 있다.
이렇게 생성된 무도장 열가소성 수지 조성물은 분산성 및 혼합성이 향상된 표면을 소수성으로 처리한 광택안료(도 3 및 도 4 참조)가 열가소성 수지 내부에서 서로 반발하여 열가소성 수지에 광택안료가 균일하게 배합된다.
표면을 소수성으로 처리한 광택안료가 열가소성 수지에 균일하게 배합된 무도장 열가소성 수지 조성물은 일반적인 성형방법에 의해 성형품으로 제조가능하며, 각종 전자제품, 자동차 부품, 사무기기의 무도장 외장재로 적용가능하며, 구체적으로 무도장 성형품 표면에 웰드라인이나 플로우 마트가 나타나지 않아 대형 사출물에도 적용가능하다.
상기 성형방법은 압출, 사출 또는 캐스팅 등이 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 성형방법은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 실시될 수 있다.
일 구체예에서, 열가소성 수지 100중량부에 표면을 소수성으로 처리한, 금속산화물이 피복된 마이카 광택안료 5 내지 10중량부를 200~270℃로 압출하여 펠렛을 제조하였다.
본 발명의 일 측면에 따른 무도장 열가소성 수지 조성물은 금속산화물이 피복된 마이카 광택안료를 소수성으로 표면개질하여 열가소성 수지와의 하이브리드 결합에 의해 분산성이 증가하여 마이카 광택 안료가 열가소성 수지 내에서 균일하게 분산되고 웰드라인 또는 플로우 마크 등이 나타나지 않는 효과를 얻을 수 있다.
이하 실시예에서 본 발명을 상세히 설명한다.
[실시예 1]
에탄올 100㎖에 1g의 솔비탄 모노올레이트(SPAN80™)을 교반하여 미셸을 형성한 후 100g의 TiO2가 피복된 마이카 안료를 혼합하여 1~5시간 동안 교반하였다. 그 후 원심분리기로 고체와 액체를 분리하고, 에탄올을 제거하기 위해 50℃에서 6시간동안 건조하였다. 이렇게 얻어진 표면개질된 TiO2가 피복된 마이카 안료의 접촉각을 측정하였다. IR 디스크 몰드에 100㎎의 면개질된 TiO2가 피복된 마이카 안료를 109㎩의 압축력으로 압축하여 접촉각 측정용 디스크를 제조하였다. 증류수를 제조된 디스크 위로 떨어뜨려서 측각 망원경(goniometer telescope)으로 5초 이내에 접촉각을 측정하였다.
[실시예 2]
5g의 솔비탄 모노올레이트(SPAN80™)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하다.
[실시예 3]
10g의 솔비탄 모노올레이트(SPAN80™)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하다.
[실시예 4]
물 100㎖에 100g의 TiO2가 피복된 마이카 안료를 혼합하고 1g의 트리옥틸실란을 1~5시간 동안 교반하였다. 그 후 원심분리기로 고체와 액체를 분리하고, 물을 제거하기 위해 50℃에서 6시간동안 건조하였다. 이렇게 얻어진 표면개질된 TiO2가 피복된 마이카 안료의 접촉각을 실시예 1과 같이 측정하였다.
[실시예 5]
5g의 트리옥틸실란을 사용한 것 이외에는 실시예 4와 동일하다.
[실시예 6]
10g의 트리옥틸실란을 사용한 것 이외에는 실시예 4와 동일하다.
[실시예 7]
3g의 이소프로필티타늄트리이소스테아레이트을 사용한 것 이외에는 실시예 4와 동일하다.
[실시예 8]
5g의 이소프로필티타늄트리이소스테아레이트을 사용한 것 이외에는 실시예 4와 동일하다.
[실시예 9]
10g의 이소프로필티타늄트리이소스테아레이트을 사용한 것 이외에는 실시예 4와 동일하다.
상기 실시예 1 내지 9에서 측정한 표면개질된 TiO2가 피복된 마이카 안료의 접촉각을 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure 112009072079389-PAT00001
[실시예 10]
접촉각이 76.45˚인 아크릴로니트릴-부타디엔-스틸렌공중합체(ABS) 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 합금(이하 ABS/PMMA 수지라 한다) 100 중량부에 접촉각이 80˚인 상기 실시예 7의 ITT로 표면개질한 TiO2가 피복된 마이카 안료 7중량부를 첨가한 후 용융, 혼련 압출하여 펠렛을 제조하였다. 이때, 압축은 L/D=29, 직경 45㎜인 이축 압출기를 사용하였으며, 제조된 펠렛은 80℃에서 6시간 건조 후 사출기에서 사출하였다.
[비교예 1]
비교예는 ITT로 표면을 소수성으로 처리한 TiO2가 피복된 마이카 안료 대신 표면개질하지 않은 TiO2가 피복된 마이카 안료를 사용한 것 이외는 실시예 10과 동일하다.
도 5는 실시예 10에 의해 성형된 사출성형물이며, 도 6은 비교예 1에 의해 성형된 사출성형물이다.
실시예 10의 사출성형품은 접촉각이 76.45˚인 ABS/PMMA 수지에 접촉각이 유사한, 접촉각이 80˚인 실시예 7의 광택안료를 혼합한 열가소성 수지 조성물의 사출성형품으로서, 비교예 1의 사출성형품에 비해 웰드라인 및 플로우 마커가 개선됨을 알 수 있다(도 5 및 6 참조).
도 1은 금속산화물(TiO2)이 피복된 마이카 광택안료의 구조를 도시한 것이다.
도 2는 TiO2가 피복된 마이카 안료의 경우 TiO2 피막 두께에 따른 색상변화 관계를 나타낸 것이다.
도 3은 실란으로 친수성 안료를 소수성으로 표면개질하는 메커니즘을 설명한 것이다.
도 4는 이소프로필티타늄트리이소스테아레이트(ITT)로 친수성 안료를 소수성으로 표면개질하는 메커니즘을 설명한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 무도장 열가소성 조성물로 성형된 사출성형물이다.
도 6은 소수성으로 표면처리하지 않은 금속산화물이 피복된 마이카 광택안료가 포함된 무도장 열가소성 조성물로 성형된 사출성형물이다.

Claims (6)

  1. 열가소성 수지 100중량부 및
    표면을 소수성으로 처리한, 금속산화물이 피복된 마이카 광택 안료 5~10중량부를 포함하는, 무도장 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 폴리스티렌(PS), 폴리페닐렌에테르(PPE), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈이트(PBT), 폴리염화비닐(PVC), 아크릴로니트릴-부타디엔-스틸렌공중합체(ABS), 고무변성 폴리스틸렌 수지(HIPS), 아크릴로니트릴-스틸렌-아크릴레이트 공중합체(ASA), 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체(SAN), 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체(MBS), 아크릴로니트릴-에틸아크릴레이트-스티렌 공중합체(AES), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 및 아크릴로니트릴-부타디엔-스틸렌 공중합체(ABS)와 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 합금으로 이루어진 그룹에서 하나 이상 선택되는, 무도장 열가소성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금속산화물이 피복된 마이카 광택 안료는 계면활성제, 실리콘 오일(Silicon oil), 지방산, 지방산 금속염, 고급 지방산, 고급 지방산 에스테르, 실 란, 티타네이트 커플링제 또는 알루미늄 커플링제 중에서 선택된 표면처리제을 이용하여 상기 상기 금속산화물이 피복된 마이카 광택 안료의 표면을 소수성으로 처리하는, 무도장 열가소성 수지 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 표면처리제는 상기 금속산화물이 피복된 마이카 광택 안료 100 중량부 대비 1~10 중량부인, 무도장 열가소성 수지 조성물.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 금속산화물은 산화티타늄(TiO2), 산화철(Fe2O3), 산화제2크롬(Cr2O3), 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화주석(SnO3), 산화아연(ZnO), 산화마그네슘(MgO), 산화지르코늄(ZrO3), 산화세륨(CeO3), 산화리튬(Li2O) 및 산화은(AgO)으로 이루어진 그룹에서 하나 이상 선택되는, 무도장 열가소성 수지 조성물.
  6. 제1항의 무도장 열가소성 수지 조성물을 성형한 성형품.
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