(57)【要約】【課題】  本発明は、表面処理が施されており、メタル質感を具現することができ、その比重がプラスチックと似ており、プラスチックとコンパウンディングして射出しても外観不良の発生率が低いガラスバブルを提供する。また、ガラスバブルとプラスチックの混練性を向上させることができるように、前記ガラスバブルとプラスチックを含むマスターバッチを提供する。【解決手段】  本発明の一側面に係るガラスバブルは、球状のシェル（Ｓｈｅｌｌ）と；前記シェルの表面に形成される表面処理層と；を含み、前記球状のシェルは、比重が減少するようにその内部に中空が形成され、前記表面処理層は、メタル質感を具現する表面処理によって形成される。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状のシェル（Ｓｈｅｌｌ）と、
前記シェルの表面に形成される表面処理層とを含み、
前記球状のシェルは、比重が減少するようにその内部に中空が形成され、前記表面処理層は、メタル質感を具現する表面処理によって形成される、ガラスバブル。
【請求項２】
前記表面処理層は、金属粒子を含む、請求項１に記載のガラスバブル。
【請求項３】
前記表面処理は、
金属物質を用いたスパッタリング、めっき、及び蒸着のうち少なくとも一つを含む、請求項１に記載のガラスバブル。
【請求項４】
前記ガラスバブルの比重は、０．２〜２．５である、請求項１に記載のガラスバブル。
【請求項５】
前記ガラスバブルの直径は、５〜７００μmである、請求項１に記載のガラスバブル。
【請求項６】
前記ガラスバブルの比重は、０．９５〜１．４である、請求項４に記載のガラスバブル。
【請求項７】
球状のシェル（Ｓｈｅｌｌ）と、前記シェルの表面に形成される表面処理層とを含み、前記球状のシェルは、比重が減少するようにその内部に中空が形成され、前記表面処理層は、メタル質感を具現する表面処理によって形成されるガラスバブルと、
前記ガラスバブルが分散されている樹脂と、を含む、マスターバッチ。
【請求項８】
前記樹脂は、プラスチックである、請求項７に記載のマスターバッチ。
【請求項９】
前記ガラスバブルの比重は、０．２〜２．５である、請求項８に記載のマスターバッチ。
【請求項１０】
前記表面処理は、
金属物質を用いたスパッタリング、めっき、及び蒸着のうち少なくとも一つを含む、請求項８に記載のマスターバッチ。
【請求項１１】
前記ガラスバブルの重量比は、０．１〜５０重量％である、請求項８に記載のマスターバッチ。
【請求項１２】
球状のシェル（Ｓｈｅｌｌ）と、前記シェルの表面に形成される表面処理層とを含み、前記球状のシェルは、比重が減少するようにその内部に中空が形成され、前記表面処理層は、メタル質感を具現する表面処理によって形成されるガラスバブルと、前記ガラスバブルが分散されている樹脂と、を含むマスターバッチ及び前記樹脂がコンパウンディングされて射出された、射出品。
【請求項１３】
前記マスターバッチは、
前記ガラスバブルの重量比が０．１〜５０重量％である、請求項１２に記載の射出品。
【請求項１４】
前記ガラスバブルの比重は、０．２〜２．５である、請求項１２に記載の射出品。
【請求項１５】
前記表面処理は、
金属物質を用いたスパッタリング、めっき、及び蒸着のうち少なくとも一つを含む、請求項１２に記載の射出品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製品の外装材として使用される樹脂素材がメタル質感を有することができるように添加されるガラスバブル、及びそれを含むマスターバッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、携帯電話、ノートブック、ＰＤＡなどの製品に使用される外装材はプラスチックなどの樹脂で構成されるが、外観上にはメタル質感が出るように具現される場合が多い。
【０００３】
プラスチックのような樹脂にメタル質感を付与するために、プラスチックの表面に二度塗りまたは三度塗りをしたり、パール／メタル粒子などのメタル質感を出すことができる粒子をプラスチックとコンパウンディングして製品化する射出工法が主に用いられた。
【０００４】
しかし、プラスチックの表面に塗装をする方法は、有毒性溶媒と二酸化炭素の発生のため、環境への優しさの面において問題があり、添加剤をプラスチックとコンパウンディングして射出する方法は、添加剤とプラスチックの比重の差によって、射出時に二つの物質の流動パターンが異なるため、外観不良が発生するという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、表面処理が施されており、メタル質感を具現することができ、その比重がプラスチックと似ており、プラスチックとコンパウンディングして射出しても外観不良の発生率が低いガラスバブルを提供する。
【０００６】
また、ガラスバブルとプラスチックの混練性を向上させることができるように、前記ガラスバブルとプラスチックを含むマスターバッチ、及び前記マスターバッチまたは前記ガラスバブルを含む射出品を提供する。
【０００７】
また、本発明は、その表面自体がメタル質感を具現するように表面処理された樹脂粒子、樹脂粒子の製造方法、及び前記樹脂粒子を含む射出品の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面に係るガラスバブルは、球状のシェル（Ｓｈｅｌｌ）と、前記シェルの表面に形成される表面処理層とを含み、前記球状のシェルは、比重が減少するようにその内部に中空が形成され、前記表面処理層は、メタル質感を具現する表面処理によって形成される。
【０００９】
前記表面処理層は、金属粒子を含む。前記表面処理は、金属物質を用いたスパッタリング、めっき、及び蒸着のうち少なくとも一つを含むことができる。
【００１０】
前記ガラスバブルの比重は、０．２〜２．５であるとよい。前記ガラスバブルの直径は、５〜７００μmであるとよい。前記ガラスバブルの比重は、０．９５〜１．４であるとよい。
【００１１】
本発明の一側面に係るマスターバッチは、球状のシェル（Ｓｈｅｌｌ）と、前記シェルの表面に形成される表面処理層とを含み、前記球状のシェルは、比重が減少するようにその内部に中空が形成され、前記表面処理層は、メタル質感を具現する表面処理によって形成されるガラスバブルと；前記ガラスバブルが分散されている樹脂と；を含む。
【００１２】
前記樹脂は、プラスチックであるとよい。前記ガラスバブルの比重は、０．２〜２．５であるとよい。
【００１３】
前記表面処理は、メタル物質を用いたスパッタリング、めっき、及び蒸着のうち少なくとも一つを含むことができる。
【００１４】
前記ガラスバブルの重量比は、０．１〜５０重量％であるとよい。
【００１５】
本発明の一側面に係る射出品は、球状のシェル（Ｓｈｅｌｌ）と、前記シェルの表面に形成される表面処理層とを含み、前記球状のシェルは、比重が減少するようにその内部に中空が形成され、前記表面処理層は、メタル質感を具現する表面処理によって形成されるガラスバブルと、前記ガラスバブルが分散されている樹脂と、を含むマスターバッチ及び前記樹脂がコンパウンディングされて射出され得る。
【００１６】
前記マスターバッチは、前記ガラスバブルの重量比が０．１〜５０重量％であるとよい。前記ガラスバブルの比重は、０．２〜２．５であるとよい。
【００１７】
前記表面処理は、メタル物質を用いたスパッタリング、めっき、及び蒸着のうち少なくとも一つを含むことができる。
【００１８】
本発明の一側面に係る樹脂粒子は、メタル質感の具現のために、その表面に金属膜が形成されたことを特徴とする。
【００１９】
前記樹脂は、プラスチックであるとよい。前記樹脂粒子は、ペレット状であるとよい。前記金属膜は、銅、ニッケル、アルミニウム、亜鉛、クロム、及びチタンのうち少なくとも一つを含むことができる。
【００２０】
本発明の一側面に係る樹脂粒子の製造方法は、樹脂粒子の表面に金属膜を形成することを含む。本発明の一側面に係る樹脂射出品の製造方法は、樹脂粒子の表面に金属膜を形成し、前記表面に金属膜が形成された樹脂粒子を射出することを含む。
【００２１】
前記樹脂は、プラスチックであるとよい。前記樹脂粒子は、ペレット状であるとよい。前記金属膜は、銅、ニッケル、アルミニウム、亜鉛、クロム、及びチタンのうち少なくとも一つを含むことができる。
【００２２】
前記樹脂粒子の表面に金属膜を形成することは、無電解めっき、イオンめっき、スパッタリング、真空蒸着、浸漬めっき、及びスプレーめっきのうち少なくとも一つの工程を用いることができる。
【００２３】
前記樹脂粒子の表面に金属めっき膜を形成することは、樹脂粒子を洗浄し；前記洗浄された樹脂粒子の表面に凹凸を形成し；前記凹凸が形成された樹脂粒子の表面に触媒粒子をコーティングし；前記触媒粒子がコーティングされた樹脂粒子を、めっきイオンが含まれためっき溶液に露出させることを含む。
【００２４】
前記触媒粒子は、Ｐｄ−Ｓｎ化合物を含むことができる。前記射出品の製造方法は、前記樹脂粒子をめっき溶液に露出させる前に、ＳｎとＰｂをイオン化させることをさらに含むことができる。前記めっき溶液は、還元剤及びＰＨ調整剤をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の実施例に係るガラスバブルによれば、工程の簡素化によるコスト節減を図ることができ、外装材の素材との比重の差を極小化することによって、流動パターンの差による外観不良を防止することができ、配向現象による外観不良を防止することができる。
【００２６】
また、本発明の実施例に係るマスターバッチによれば、外装材の素材として使用される樹脂との混練性が向上して、より一層優れたメタル質感を具現することができる。また、本発明の実施例に係る射出品は再利用可能であり、環境に優しい。
【００２７】
本発明の実施例に係る樹脂粒子及びそれを含む射出品の製造方法によれば、外装材の製造のための射出成形時に、樹脂粒子とその表面にコーティングされた金属粒子が共に溶融しながら、樹脂粒子どうし間に金属粒子が均一に分布し、流動パターンの差による外観不良現象を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】プラスチック外装材の表面に塗装処理を行う過程を示す図である。
【図２Ａ】プラスチックとパール／メタル粒子をコンパウンディングして射出する場合に発生する現象を示す図である。
【図２Ｂ】プラスチックとパール／メタル粒子をコンパウンディングして射出する場合に発生する現象を示す図である。
【図３】本発明の一実施例に係るガラスバブルの構造を示す図である。
【図４Ａ】スパッタリングによるガラスバブルの表面処理工程を示す図である。
【図４Ｂ】真空蒸着によるガラスバブルの表面処理工程を示す図である。
【図４Ｃ】イオンめっきによるガラスバブルの表面処理工程を示す図である。
【図５Ａ】本発明の一実施例に係るマスターバッチの構造を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施例に係るマスターバッチをプラスチックとコンパウンディングする工程を示す図である。
【図６】本発明の一実施例に係る樹脂粒子の断面図である。
【図７】本発明の一実施例に係る樹脂ペレットの表面に金属膜を形成するための無電解めっき工程を説明するためのフローチャートである。
【図８Ａ】樹脂ペレットの表面をスパッタリングによりめっきする工程を示す図である。
【図８Ｂ】樹脂ペレットの表面を真空蒸着によりめっきする工程を示す図である。
【図８Ｃ】樹脂ペレットの表面をイオンめっきによりめっきする工程を示す図である。
【図９】本発明の一実施例に係るマスターバッチとプラスチック原料、または本発明の一実施例に係る樹脂ペレットを含む射出品の製造例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【００３０】
図１には、プラスチック外装材の表面に塗装処理を行う過程が示されており、図２Ａ及び図２Ｂには、プラスチックとパール／メタル粒子をコンパウンディングして射出する場合に発生する現象が示されている。図１に示すように、従来はプラスチック外装材の表面にメタル質感を具現するために、プラスチック外装材の表面の異物を除去し、スプレーガンにメタル質感を出す塗装原料を注入した後に、プライマをコーティングする下塗り、上塗り面が平滑性を有するようにする中塗り、及び美粧と耐候性のための上塗りを経て、外装材の表面にメタル質感を出す塗装原料をコーティングした。
【００３１】
この場合、塗装の過程で有毒性溶媒と二酸化炭素が発生するという問題点があり、メタル質感を出すメタリックカラー原料の場合、ベースコートとトップコートをコーティングしなければならないため、コーティングされた原料の厚さが厚くなるという問題点がある。また、二度または三度の塗装工程を経なければならないため、多段階の工程によるコスト上昇もまた伴われることがある。
【００３２】
これによって、塗装を代替することができる方法として開発されたのが、図２Ａ及び図２Ｂに示されたメタル粒子のコンパウンディングによる射出工程である。
【００３３】
図２Ａに示すように、外装材の材料となるプラスチックにパール／メタル粒子をコンパウンディング（ｃｏｍｐｏｕｎｄｉｎｇ）した物質をモールドの左／右の両方向から注入すると、両方向から注入された物質は反対方向に流れるようになる。このとき、プラスチックとパール／メタル粒子はその比重に差があるため、流動パターンが異なる。これは、プラスチック外装材の外観不良をもたらす。
【００３４】
また、図２Ｂに示すように、板状のパール／メタル粒子は、両方向から注入された物質が会う地点で配向が発生し、これによって、外装材の表面において光が反射される面積が互いに異なる部分が発生してしまい、これもまた外観不良につながる。
【００３５】
図３には、本発明の一実施例に係るガラスバブルの構造が示されている。図３を参照すると、本発明の一実施例に係るガラスバブル１００は、球状のシェル（Ｓｈｅｌｌ）１２０と、前記シェルの表面に形成される表面処理層１３０とを含み、前記球状のシェル１２０は、比重が減少するようにその内部に中空１１０が形成され、前記表面処理層１３０は、メタル質感を具現する表面処理によって形成される。
【００３６】
ここで、表面処理は、ガラスバブル１００が既存のパール／メタル粒子の機能を代替することができるようにメタル質感を付与するためのもので、ガラスバブル１００の表面にめっき（ｐｌａｔｉｎｇ）、蒸着、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）などの処理を行うことを意味し、これについての詳細な説明は後述する。
【００３７】
上述したように、既存のパール／メタル粒子は、プラスチックとコンパウンディングされて射出される時に、プラスチックとの縦横比の差による配向現象が発生した。しかし、本発明の一実施例に係るガラスバブル１００は球状であるので、配向現象が発生せず、配向現象による外観不良を防止できるようになる。
【００３８】
また、本発明の一実施例に係るガラスバブル１００は、その内部に中空１１０を含むので、既存のパール／メタル粒子に比べて比重を低くすることができる。ガラスバブル１００の比重を、外装材として使用される樹脂の比重と同一または類似の水準に合わせると、ガラスバブル１００と樹脂の流動パターンの差を效果的に防止することができる。
【００３９】
本発明の一実施例に係るガラスバブル１００は、０．２〜２．５の比重を有する。製品の外装材を構成する樹脂、特に、合成樹脂であるプラスチックの比重は、０．２〜２．５の範囲を有するので、本発明の一実施例に係るガラスバブル１００をプラスチックとコンパウンディングして射出する場合、流動パターンの差による外観不良を防止できるようになる。
【００４０】
また、中空の大きさを調節するなどの様々な方式でガラスバブル１００の比重を制御することによって、外装材として使用しようとする素材とガラスバブル１００との比重の差を極小化させることができる。ガラスバブル１００の比重を０．９５〜１．４の範囲に調節すると、０．９５〜１．４の比重を有するプラスチックとコンパウンディングして射出させる時にも、流動パターンの差を防止することができる。
【００４１】
図３に示すように、ガラスバブル１００は、多様な大きさに製造することができ、ガラスバブル１００の直径は、５〜７００μmの範囲で多様な大きさに制御することができる。
【００４２】
図４Ａ乃至図４Ｃには、本発明の一実施例に係るガラスバブル１００の表面処理工程が示されている。
【００４３】
めっき（ｐｌａｔｉｎｇ）は、めっきさせようとする物質の表面を他の物質の薄い層で被覆するものであって、ガラスバブル１００の表面をアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）などの金属物質からなる薄い層で被覆して、メタル質感を具現することができる。めっきは、湿式めっきと乾式めっきとに大別することができ、ガラスバブル１００の表面処理方法としては、湿式めっき及び乾式めっきの両方とも適用可能である。
【００４４】
例えば、湿式めっきの一つである浸漬めっきを適用して、溶融された金属物質が含まれているめっき槽の中にガラスバブル１００を入れ、その表面に溶融金属の被膜を形成することができる。
【００４５】
以下、乾式めっきに該当するスパッタリング、真空蒸着及びイオンめっきを適用してガラスバブルを表面処理する工程について具体的に説明する。
【００４６】
図４Ａには、スパッタリングによるガラスバブル１００の表面処理工程が示されており、図４Ｂには、真空蒸着によるガラスバブル１００の表面処理工程が示されており、図４Ｃには、イオンめっきによるガラスバブル１００の表面処理工程が示されている。
【００４７】
スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）は、真空チャンバの中で気体をイオン化加速して固体試料に衝突させ、衝突時に発生するエネルギーにより固体試料から原子が飛び出すようにする方法である。
【００４８】
図４Ａを参照すると、スパッタリング装置４００は、スパッタリングが起こる真空チャンバ４２０と、真空チャンバ内にガスを供給するガス供給システム４１０とを含む。ガス供給システムのうちガスチャンバ４１２には、イオン化させる気体が貯蔵され、当該実施例では、アルゴン（Ａｒ）ガスを貯蔵することとする。真空チャンバ４２０は、真空ポンプ４２３によって真空状態に維持され、真空チャンバ４２０とガスチャンバ４１２とを連結する質量流量計４１１を調節して、真空チャンバ４２０内にアルゴンガスを注入する。
【００４９】
一般的には、真空チャンバの上部に表面処理される基板が装着され、下部にターゲット試料が位置するが、図４Ａの実施例では、表面処理される物質が粒子形状のガラスバブル１００である点を勘案して、真空チャンバ４２０の上部にターゲット試料が装着され、下部にガラスバブル１００が位置することとする。ガラスバブル１００は、真空チャンバ４２０の下部に装着された試片ホルダー４２４に収容することができる。
【００５０】
ガン（ｇｕｎ）４２２は、電源供給部４２１を介して負極に連結されており、電源供給部４２１がガン４２２に電源を供給すると、負の電場が生成され、放電が開始されてプラズマが発生するようになる。このとき、真空チャンバ４２０に注入されたアルゴンガスは、一次及び二次電子との衝突によりイオン化されて、陽イオンであるＡｒ＋と電子とに分離される。そして、Ａｒ＋は、電場の力を受けて、負極として作用するターゲット試料Ｍの側に加速されて引っ張られるようになり、加速されたＡｒ＋がターゲット試料Ｍに衝突して、ターゲット試料Ｍの表面にエネルギーを伝達し、そのエネルギーによってターゲット試料Ｍの原子が飛び出す。飛び出した原子は、真空チャンバ４２０の下部に位置するガラスバブル１００の表面に付着される。
【００５１】
ターゲット試料Ｍとして、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）などの金属物質を使用すると、ガラスバブル１００の表面にメタル質感の具現のための表面処理を行うことができるようになる。
【００５２】
真空蒸着（ｖａｃｕｕｍ  ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）は、真空状態で気体に蒸発した原子や分子が低い温度の他の物体に会って、その表面に再び固体状態で凝縮される原理を用いたものである。以下、図４Ｂを参照して、真空蒸着の方法によりガラスバブル１００を表面処理する実施例を説明する。
【００５３】
図４Ｂを参照すると、真空ポンプ５１０によって高真空状態が維持される真空チャンバ５２０の下部に、ガラスバブル１００が収容された試片ホルダー５２２を位置させ、上部にガラスバブル１００の表面にコーティングするターゲット試料Ｍが装着された試料ホルダー５２１を位置させる。電気的抵抗を与えたり、電子ビームで打撃してターゲット試料Ｍを加熱すると、ターゲット試料Ｍは気体化されて蒸発しながら分散される。ガラスバブル１００は、気体化されたターゲット試料Ｍに比べて非常に低い温度を有しているので、ガラスバブル１００に到達した気体原子Ｍは、ガラスバブル１００の表面で凝縮し、薄膜化がなされるようになる。
【００５４】
同様に、ターゲット試料Ｍとして、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）などの金属物質を使用すると、ガラスバブル１００の表面にメタル質感の具現のための表面処理を行うことができるようになる。
【００５５】
図４Ｃを参照すると、アルゴンガスが収容されたガスチャンバ６１２を、ガス供給システム６１０の質量流量計６１１を介して真空チャンバ６２０に連結し、真空ポンプ６２３によって真空状態に維持された真空チャンバ６２０の下部には、ガラスバブル１００が収容された試片ホルダー６２２を位置させ、真空チャンバ６２０の上部には、ガラスバブル１００の表面に被覆するターゲット試料Ｍが装着された試料ホルダー６２１を位置させる。電源供給部６２４を介して試片ホルダー６２２に負電圧をかけ、真空チャンバ６２０内にアルゴンガスを注入すると、プラズマが発生する。そして、上述した真空蒸着方法で用いたものと同一の方法によりターゲット試料Ｍを加熱して蒸発させると、蒸発した金属粒子はプラズマによってイオン化状態に励起され、イオン化された金属粒子（Ｍ＋）は、負電圧がかかった試片ホルダー６２２に収容されたガラスバブル１００の表面に衝突することによって、非常に大きなエネルギーを有した状態で吸着されて薄膜を形成するようになる。
【００５６】
同様に、ターゲット試料Ｍとして、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）などの金属物質を使用すると、ガラスバブル１００の表面にメタル質感の具現のための表面処理を行うことができるようになる。
【００５７】
上述した図４Ａ乃至図４Ｃの実施例では、ガラスバブル１００をチャンバの下部に位置させ、ターゲット試料をチャンバの上部に位置させることとしたが、本発明の実施例がこれに限定されるものではなく、ガラスバブルの表面をターゲット試料の原子またはイオンによって效率的に表面処理できるようにする様々な方式を適用することができる。
【００５８】
また、上述した図４Ａ乃至図４Ｃの実施例において、ガラスバブル１００が収容されたホルダー４２４，５２２，６２２を振動または回転させることで、球状であるガラスバブル１００の表面全体が均一に表面処理されるようにすることができる。
【００５９】
上述した表面処理方法は、本発明に係るガラスバブル１００に表面処理層１３０を形成する一実施例に過ぎず、上記の方法以外にも、様々な表面処理方法を適用してガラスバブル１００の表面がメタル質感の特性を有するようにすることができる。
【００６０】
本発明の一実施例に係るガラスバブル１００は、プラスチックとコンパウンディングして射出することができる。このとき、ガラスバブル１００とプラスチックの混練性のために、プラスチック原料にガラスバブル１００を高濃度に濃縮してマスターバッチの形態に製造した後に、製造されたマスターバッチをプラスチック原料と共にコンパウンディング（ｃｏｍｐｏｕｎｄｉｎｇ）することができる。
【００６１】
図５Ａには、本発明の一実施例に係るマスターバッチ２００の構造を示しており、図５Ｂには、本発明の一実施例に係るマスターバッチ２００をプラスチックとコンパウンディングする工程を示している。
【００６２】
本発明の一実施例に係るマスターバッチ２００は、０．１〜５０重量％のガラスバブル１００をプラスチック原料１１と均一に混合することによって製造され、前記マスターバッチ２００は、０．５〜２．３の比重を有することができる。このとき、ガラスバブル１００とプラスチック原料１１とが均一によく混合できるように分散補助剤を共に添加することができ、プラスチック射出品の耐候性及び耐久性を向上させるために、酸化防止剤やＵＶ安定剤などのその他の添加剤を共に混合することができる。
【００６３】
図５Ａに示すように、本発明の一実施例に係るマスターバッチ２００は、プラスチック原料１１にガラスバブル１００が均一に分散された形態に製造することができ、ペレット（ｐｅｌｌｅｔ）形状に製造してもよく、板状またはフレーク状などに製造してもよい。また、前記ガラスバブル１００は、プラスチック以外にも様々な種類の樹脂に分散されてマスターバッチを構成することができる。
【００６４】
製造されたマスターバッチ２００は、図５Ｂに示すように、プラスチック原料１１と共にコンパウンディングして、射出成形（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｍｏｌｄｉｎｇ）に用いることができる。このとき、マスターバッチ２００及びプラスチック原料１１を含むコンパウンド（ｃｏｍｐｏｕｎｄ）３００は、数ｍｍの円筒形または四角形のチップに作ることができる。
【００６５】
前記実施例は、ガラスバブル１００がプラスチック素材にメタル質感を付与することとしたが、本発明の実施例がこれに限定されるものではなく、本発明の実施例に係るガラスバブル１００は、プラスチック以外にも、製品の外装材として使用される様々な素材に適用されて、メタル質感を付与することができる。
【００６６】
前述した実施例は、メタル質感の具現のための金属粒子を樹脂と直接コンパウンディングすることではなく、金属粒子を樹脂と似た比重を有するガラスバブルの表面にコーティングした後に、前記ガラスバブルと樹脂をコンパウンディングすることによって、金属粒子と樹脂の混練性の不良による問題点を解決しようとした。
【００６７】
以下、詳述する実施例は、樹脂粒子自体を金属粒子を用いて表面処理することによって、射出時に樹脂が溶融しながら、前記表面処理に使用された金属粒子が樹脂粒子どうし間に均一に分布して、均一なメタル質感を具現できるようにする。
【００６８】
図６には、本発明の一実施例に係る樹脂粒子の断面図が示されている。射出成形に使用される樹脂粒子は、ペレット（ｐｅｌｌｅｔ）形状であってもよい。以下、詳述する実施例では、樹脂粒子が樹脂ペレットであるものとして説明する。図６を参照すると、本発明の一実施例に係る樹脂ペレット５０は、金属粒子によって表面処理され、その表面に金属膜５１が形成される。表面処理に使用される金属は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）などのメタル質感を具現することができる金属であればよく、その種類に制限はない。
【００６９】
図６に示すように、本発明の一実施例に係る樹脂ペレット５０は、その表面に金属膜５１が形成されているので、射出のために樹脂ペレット５０を溶融させると、金属膜５１を形成していた金属粒子が樹脂に均一に分布され、樹脂と共に流動するようになり、樹脂と金属粒子の流動パターンの差による金属粒子の集中、不足現象などの外観不良を減少させることができる。
【００７０】
樹脂ペレット５０の表面に金属膜を形成するための一実施例として、めっき（ｐｌａｔｉｎｇ）工程を適用することができる。以下、樹脂ペレット５０の表面に金属膜５１を形成するための工程を具体的に説明する。
【００７１】
前述したように、めっき（ｐｌａｔｉｎｇ）は、めっきさせようとする物質の表面を他の物質の薄い層で被覆するものであって、樹脂ペレット５０の表面をアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ)、亜鉛（Ｚｎ）などの金属物質からなる薄い層で被覆して金属膜５１を形成することができる。
【００７２】
本発明の実施例では、真空蒸着、スパッタリング、イオンめっきなどの乾式めっきと、浸漬めっき、スプレーめっき、無電解めっきなどの湿式めっきのいずれも適用することができる。
【００７３】
図７には、本発明の一実施例に係る樹脂ペレットの表面に金属膜を形成するための無電解めっき工程をフローチャートで示している。
【００７４】
無電解めっきは、化学変化を用いて金属または非金属の表面に他の金属の被膜を形成する方法であって、外部から直接電気の供給を受けずに、化学的な還元作用により金属イオンを被覆する方法である。下記の実施例では、樹脂ペレットの表面５０に銅膜を形成する工程を説明する。
【００７５】
図７を参照すると、まず、樹脂ペレット５０を洗浄するために、樹脂ペレット５０の表面に存在する酸化物や異物などを、酸またはアルカリ界面活性剤が含まれた薬品で除去する（Ｓ６１）。除去した後には、界面活性剤を完全に水洗する。洗浄工程に応じて樹脂ペレット５０の表面粗さが変わり、これは、以後に進行する触媒処理においてパラジウム（ｐａｌｌａｄｉｕｍ）溶液の蒸着に重要な影響を与える。
【００７６】
その後、エッチング工程を行う。そのために、クロム酸などを用いて樹脂ペレット５０の表面を化学的に粗化させて、鋸歯状などの凹凸を形成する（Ｓ６２）。樹脂ペレット５０の表面に形成された凹凸は、接触面積を増加させて、めっき膜と表面の密着性を向上させる。
【００７７】
エッチング工程を経た樹脂ペレット５０の表面に触媒粒子をコーティングして触媒処理を行う（Ｓ６３）。触媒粒子は、めっきを促進する核の役割をし、Ｐｄ−Ｓｎ化合物が主に用いられる。触媒粒子中のＰｄ２−は、めっきされる粒子であるＣｕ２＋と結合することによって、めっきを促進する。触媒処理の一実施例として、樹脂ペレット５０をＳｎＣｌ２溶液に１分程度露出させた後に洗浄し、再びＰｄＣｌ２で１分間露出させると、樹脂ペレット５０の表面にＰｄ−Ｓｎ核が形成される。
【００７８】
その後、触媒処理を通じて樹脂ペレット５０の表面にＰｄ−Ｓｎ化合物がコーティングされた状態で、ＳｎとＰｂを強制的にイオン化させる活性化処理を行う（Ｓ６４）。これは、銅めっきの伝導性及び親和力を高めるためのもので、イオン化されたＳｎ成分は、ろ過システムによって樹脂ペレット５０から除去され、金属パラジウム（Ｐｂ）のみが残るようになる。
【００７９】
次に、活性化処理された樹脂ペレット５０をめっき溶液に露出させて、樹脂ペレット５０の表面にめっき膜、すなわち、銅膜５１を形成する（Ｓ６５）。めっき溶液は、めっきされる金属イオンを提供する硫酸銅（ＣｕＳＯ４）、還元剤であるホルマリン（ＨＣＨＯ）、及びＰＨ調整剤であるＮａＯＨまたはＴＭＡＨ（Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ  ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）を含む。還元剤としては、Ｎａ３Ｃ６Ｈ５Ｏ７、ＮａＣＯ２ＣＨ３、ヒドラジンまたは水素化ホウ素化合物などを用いることも可能であり、ＰＨ調整剤は、場合によって、アンモニア水（ＮＨ４ＯＨ）を用いたり、塩酸（ＨＣｌ）を用いることもできる。
【００８０】
また、めっき溶液中の金属イオンが、触媒面でのみ金属析出反応を起こすものではなく、溶液と接触する全ての面及び溶液中のコロイド粒子の表面で金属析出反応を起こして急激に溶液が分解される自発的分解を防止するための安定剤をさらに含むことができる。安定剤は、主に鉛の塩化物、硫化物、窒化物、チオ尿素などを用いる。
【００８１】
前記工程を全て経ると、無電解銅めっきによって、表面に銅めっき膜５１が形成された樹脂ペレット５０を得ることができる。ただし、必要によって、前記工程中の一部を省略したり、他の工程をさらに追加することができる。
【００８２】
前記図７の実施例では、樹脂ペレット５０の表面に銅めっき膜を形成することとしたが、これは本発明の一実施例に過ぎず、銅以外にも様々な金属イオンをめっき溶液に含ませて、樹脂ペレット５０の表面にめっき膜５１を形成することができる。また、前記図７の実施例で使用された各種添加剤及び溶液もまた例示に過ぎず、本発明に係る樹脂ペレットの表面処理方法がこれに限定されるものではない。
【００８３】
本発明の一実施例に係る樹脂ペレット５０の表面処理には、前述した無電解めっきなどの湿式めっき以外に乾式めっきも適用することができる。以下、乾式めっきによって樹脂ペレット５０を表面処理するいくつかの実施例について説明する。
【００８４】
図８Ａには、樹脂ペレット５０の表面をスパッタリングによりめっきする工程が示されており、図８Ｂには、樹脂ペレット５０の表面を真空蒸着によりめっきする工程が示されており、図８Ｃには、樹脂ペレット５０の表面をイオンめっきによりめっきする工程が示されている。
【００８５】
スパッタリング、真空蒸着、及びイオンめっきの具体的な工程については前述したガラスバブルの表面処理で説明したので、図８Ａ乃至図８Ｃでは簡略に説明することにし、各工程に使用される装置の図面符号は、図４Ａ乃至図４Ｃで使用したものと同じ符号を使用する。
【００８６】
図８Ａを参照すると、真空チャンバ４２０の上部にはめっきされる物質であるターゲット試料Ｍが装着され、下部には樹脂ペレット５０が収容された試片ホルダー４２４が位置する。ターゲット試料Ｍと樹脂ペレット５０の位置は、樹脂ペレット５０が粒子の形状であることを勘案したもので、樹脂ペレット５０を真空チャンバ４２０の上部に固定させることができれば、ターゲット試料Ｍとその位置が変わっても関係ない。
【００８７】
ガン４２２は、電源供給部４２１を介して負極に連結され、電源供給部４２１がガン４２２に電源を供給すると、負の電場が生成されて放電が開始され、プラズマが発生するようになる。
【００８８】
このとき、真空チャンバ４２０に注入されたアルゴンガスは、一次及び二次電子との衝突によりイオン化され、陽イオンであるＡｒ＋と電子とに分離される。そして、Ａｒ＋は、電場の力を受けて、負極として作用するターゲット試料Ｍの側に加速されて引っ張られるようになり、加速されたＡｒ＋がターゲット試料Ｍに衝突して、ターゲット試料Ｍの表面にエネルギーを伝達し、そのエネルギーによってターゲット試料Ｍの原子が飛び出す。飛び出した原子は、真空チャンバ４２０の下部に位置する樹脂ペレット５０の表面に付着される。
【００８９】
図８Ｂを参照すると、真空ポンプ５１０によって高真空状態が維持される真空チャンバ５２０の下部に、樹脂ペレット５０が収容された試片ホルダー５２２を位置させ、上部に樹脂ペレット５０の表面にコーティングするターゲット試料Ｍが装着された試料ホルダー５２１を位置させる。電気的抵抗を与えたり、電子ビームで打撃してターゲット試料Ｍを加熱すると、ターゲット試料Ｍは気体化されて蒸発しながら分散される。樹脂ペレット５０は、気体化されたターゲット試料Ｍに比べて非常に低い温度を有しているので、樹脂ペレット５０に到達した気体原子Ｍは、樹脂ペレット５０の表面で凝縮し、薄膜化がなされるようになる。
【００９０】
図８Ｃを参照すると、アルゴンガスが収容されたガスチャンバ６１２を、ガス供給システム６１０の質量流量計６１１を介して真空チャンバ６２０に連結し、真空ポンプ６２３によって真空状態に維持される真空チャンバ６２０の下部には、樹脂ペレット５０が収容された試片ホルダー６２２を位置させ、真空チャンバ６２０の上部には、樹脂ペレット５０の表面に被覆するターゲット試料Ｍが装着された試料ホルダー６２１を位置させる。電源供給部６２４を介して試片ホルダー６２２に負電圧をかけ、真空チャンバ６２０内にアルゴンガスを注入すると、プラズマが発生する。そして、上述した真空蒸着方法で用いたものと同一の方法によりターゲット試料Ｍを加熱して蒸発させると、蒸発した金属粒子はプラズマによってイオン化状態に励起され、イオン化された金属粒子（Ｍ＋）は、負電圧がかかった試片ホルダー６２２に収容された樹脂ペレット５０の表面に衝突することによって、非常に大きなエネルギーを有した状態で吸着されて薄膜を形成するようになる。
【００９１】
樹脂ペレット５０の表面にめっきしようとする金属物質をターゲット試料Ｍとすると、前記図８Ａ乃至図８Ｃに示された工程によって所望の金属物質を樹脂ペレット５０の表面にめっきすることができる。
【００９２】
また、上述した図８Ａ乃至図８Ｃの実施例において、樹脂ペレット５０が収容されたホルダー４２４，５２２，６２２を振動または回転させることで、樹脂ペレット５０の表面全体が均一にめっきされるようにすることができる。
【００９３】
図９には、本発明の一実施例に係るマスターバッチと樹脂原料、または本発明の一実施例に係る樹脂ペレット５０を含む射出品の製造例が示されている。図９を参照すると、マスターバッチ２００と樹脂原料１１とを含むコンパウンド３００または樹脂ペレット５０を、射出成形機７００のホッパー７２０に入れて加熱シリンダー７４０に供給する。使用される樹脂原料の溶融点を考慮して、ヒーターがコンパウンド３００または樹脂ペレット５０を加熱すると、コンパウンドまたは樹脂ペレット５０は溶融状態に変化し、油圧モータ７１０がスクリュー７３０を押すと、溶融されたコンパウンドまたは樹脂ペレット５０は、スクリュー７３０によって金型７５０に流れ込む。金型７５０は、射出品の用途に応じて多様な形状を有することができ、図９の実施例では、射出品８００として、メタル質感が出るプラスチックの携帯電話外装材を製造するために、携帯電話外装材の形状の金型が使用された。
【００９４】
マスターバッチ２００と樹脂原料１１とを含むコンパウンド３００を射出した場合には、マスターバッチ２００に含まれたガラスバブル１００の比重が樹脂、特にプラスチックと似ており、流動パターンの差による射出品の外観不良現象を防止することができる。
【００９５】
表面に金属膜５１が形成された樹脂ペレット５０を射出した場合には、樹脂ペレット５０が溶融されながら、金属膜５１に含まれた金属粒子が樹脂ペレット５０どうし間に均一に分布して、金属粒子の集中、不足現象を防止することができる。これによって、本発明の実施例に係る射出品８００は、射出品自体として均一なメタル質感を具現できるようになる。
【００９６】
図９の実施例は、本発明の実施例に係る射出品を製造するための一実施例に過ぎず、射出品の種類によって様々な方式で射出成形を行うことができる。
【００９７】
また、ガラスバブル１００が外装材の素材とコンパウンディングされて射出に利用されること以外にも、様々な方式で外装材にメタル質感を付与することができる。上述した実施例に係るガラスバブル１００によれば、工程の簡素化によるコスト節減を図ることができ、上述した実施例に係る射出品８００は、環境に優しく、再利用可能である。
【００９８】
また、外装材の素材との比重の差を極小化することによって、流動パターンの差による外観不良を防止でき、ガラスバブル１００の形状は球状であるので、配向現象による外観不良を防止することができる。
【００９９】
また、上述した実施例に係るマスターバッチによれば、外装材の素材として使用される樹脂との混練性が向上して、より一層優れたメタル質感を具現することができる。また、上述した実施例に係る樹脂ペレットによれば、射出時に別途の金属粒子をコンパウンディングしなくても、樹脂自体としてメタル質感を具現することができるので、樹脂と金属粒子の流動パターンの差による外観不良現象を防止することができる。
【符号の説明】
【０１００】
５０    樹脂ペレット
１００  ガラスバブル
１１０  中空
１２０  シェル
１３０  表面処理層
２００  マスターバッチ
【図１】
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【図２Ａ】
2013216567.tif 000004
【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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