KR101267266B1 - 전자기기 하우징용 성형품 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 (A) 폴리카보네이트 수지 50 내지 80 중량%; 및 (B) 폴리에스테르 수지 20 내지 50 중량%;를 포함하는 열가소성 수지 조성물로부터 성형되고, 두께가 0.2 내지 2mm이고, 겉보기 비중이 0.8 내지 2.5 g/ml인 전자기기의 하우징(housing)용 성형품을 제공한다. 본 발명에 따른 성형품은 전자기기 하우징 용도로 사용하기에 유용하며, 특히 치수 안정성 및 기계적 강도가 우수하다.
박판, 전자기기의 하우징, 폴리에스테르, 열가소성 수지, 내화학성, 치수안정성, 기계적 물성, 에폭시계 첨가제
Description
본 발명은 전자기기 하우징용 성형품 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 열가소성 수지를 이용하면서도 얇은 두께를 갖고, 치수 안정성 및 기계적 강도가 우수한 전자기기 하우징용 성형품 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 전기전자 기기부품, 자동차 부품 등의 재료로서 열안정성 및 치수안정성이 우수한 열가소성수지들이 수지가 요구되고 있다. 부품의 일체화에 따른 비용 절감을 추구하면서 사출 성형품의 크기는 대형화되어지고, 이에 따라 사출기 내부에서 체류되는 시간이 길어지면서 수지의 열안정에 대한 중요도가 크게 증가하였다. 또한 사출 성형품의 모양이 복잡해 지면서 사출 후 후변형이 발생하여 목표로 하였던 디자인에 부합되지 않는 경우가 발생하곤 한다. 이에 따라 사출 후 작은 후변형을 억제하는 것이 중요하여졌으며 수지 자체에서 후변형을 억제하는 것이 요구되어지고 있다.
기존의 방향족 폴리카보네이트와 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 혼합물은 높은 내충격성으로 인하여 충격에 노출되는 부품에 많이 사용되어져 왔다. 특히, 자 동차 등의 외부 부품에 사용되는 경우 부품 자체의 크기가 커서 사출 시 낮은 열안정성에 의한 가스 발생이 문제점으로 지적되어 왔으며, 사출 후 변형에 의한 조립 시 어려움이 꾸준히 제기되어 왔다. 방향족 폴리카보네이트와 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 말단기의 카르복실기에 의한 에스테르 교환반응이 발생 가능하므로 열안정성이 취약한 약점을 가지고 있으며, 두 수지의 상호간에 상용성이 낮아 사출 후 냉각 과정에서 상 분리가 발생 가능하고 이에 의한 이차적인 결과로서 사출 후 추가적인 치수 변형 발생이 용이하다. 이 때문에 방향족 폴리카보네이트와 폴리부틸렌 테레프탈레이트의 혼합물은 상업적으로 널리 이용되고 있으나, 방향족 폴리카보네이트와 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 혼합물은 상대적으로 이용 사례가 많지 않다.
본 발명의 목적은 박판이면서 충격강도, 인장강도 등과 같은 기계적 물성 뿐만 아니라, 내화학성이 우수한 전자기기 하우징용 성형품을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 박판이면서 충격강도, 인장강도 등과 같은 기계적 물성 뿐만 아니라, 내화학성이 우수한 전자기기 하우징용 성형품의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 (A) 폴리카보네이트 수지 50 내지 80 중량%; 및 (B) 폴리에스테르 수지 20 내지 50 중량%;를 포함하는 열가소성 수지 조성물로부터 성형되고, 두께가 0.2 내지 2mm이고, 겉보기 비중이 0.8 내지 2.5 g/ml인 전자기기의 하우징(housing)용 성형품을 제공한다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 (C) 에폭시계 첨가제를 (A) 폴리카보네이트 수지 및 (B) 폴리에스테르 수지를 포함하는 기초수지 100 중량부 대비하여 0.01 내지 5 중량부를 더 포함한다.
본 발명의 다른 구체예에서, 상기 (B) 폴리에스테르 수지는 결정성 폴리에스테르 10 내지 30 중량% 및 비결정성 폴리에스테르 4 내지 25중량%를 포함한다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 상기 전자기기 하우징용 성형품은 넓이/두께 가 1만 내지 60만 mm인 굴곡을 포함한 판상형으로 제조되어 성형된 성형품이다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 상기 전자기기 하우징용 성형품은 굴곡 강도가 1.8 내지 2.5 Gpa이다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 수축률에 관한 물성치가 0.1 내지 0.5%이고, 용융강도(Melt strength)가 25 내지 40mN이다.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 폴리카보네이트 수지 50 내지 80 중량% 및 폴리에스테르 수지 20 내지 50 중량%;를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 압출성형법에 의해 소정의 형상의 단면을 가진 연속체를 제조하는 압출성형 단계; 및 상기 연속체를 진공성형법에 의해 두께가 0.2 내지 2mm이고, 겉보기 비중이 0.8 내지 2.5 g/ml인 성형품를 제조하는 진공성형 단계;를 포함하는 전자기기 하우징(housing)용 성형품 제조 방법을 제조한다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 상기 압출성형 단계에서 상기 연속체는 평판 형태로 제조된다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 상기 평판의 표면에 압출성형시 사용되는 금형의 형태를 변형하여 리브(rib)를 부가하거나, 또는 롤러의 표면을 이용하여 엠보싱을 부가할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 상기 진공성형 단계에서 압출성형법에 의해 제조된 상기 소정의 형상의 단면을 가진 연속체를 가열하여 연화시킨 후 진공 흡입을 위한 구멍이 다수 뚫린 금형 위에 고정한 뒤 상기 구멍을 통하여 금형 내부의 공기를 급속 배출시켜 내부의 압력 저하로 성형품을 제조한다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 상기 진공성형 단계에 의해 제조된 성형품을 펀칭(punchin) 공정에 의해 홀(hole)을 형성하여, 홀이 형성된 성형품을 제조하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따른 전자기기 하우징용 성형품은 박판이면서 내화학성, 내충격성, 기계적 물성, 압출성형성, 치수안정성 등이 우수하게 구현된다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 (A) 폴리카보네이트 수지 50 내지 80 중량%; 및 (B) 폴리에스테르 수지 20 내지 50 중량%;를 포함하는 열가소성 수지 조성물로부터 성형되고, 두께가 0.2 내지 2mm이고, 겉보기 비중이 0.8 내지 2.5 g/ml인 전자기기의 하우징(housing)용 성형품을 제공한다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물은 (C) 에폭시계 첨가제를 (A) 폴리카보네이트 수지 및 (B) 폴리에스테르 수지를 포함하는 기초수지 100 중량부 대비하여 0.01 내지 5 중량부를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 (B) 폴리에스테르 수지는 결정성 폴리에스테르 10 내지 30 중량% 및 비결정성 폴리에스테르 4 내지 25중량%를 포함한다. 이는 내화학성에 더욱 유리한 조성이다.
상기 열가소성 수지 조성물은 폴리카보네이트와 폴리 에스테르 혼합물에 선택적으로 비결정 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜을 특정 범위의 비율로 혼합하 고 또한 선택적으로 에폭시계 첨가제를 적용함으로써 내화학성과 내충격성 및 인장강도 및 굴곡강도 등과 같은 기계적 물성이 우수하면서 압출성형성을 가지며 수축률이 낮아 치수안정성이 탁월한 열가소성 수지 성형품을 제조할 수 있다.
따라서 상기 열가소성 수지 조성물을 성형하여 제조된 본 발명의 전자기기 하우징용 성형품은 박판이면서 내화학성, 내충격성, 기계적 물성, 압출성형성 등을 우수하게 구현된다.
전자기기 하우징과 같은 내장재 또는 외장재의 특징은 제품의 내부 또는 외부를 감싸는 것으로 외관이 수려해야하고 내부 제품을 보호할 수 있을 정도의 충격강도가 있어야 하며 형태를 유지할 수 있는 굴곡강도를 지녀야 한다. 이러한 물성을 유지하면서 비중이 낮아 제품의 무게를 감소할 수 있으면 이 또한 하나의 장점이 될 수 있다. 본 발명의 전자기기 하우징용 성형품은 상기 요건을 모두 만족하는 것이다.
일반적으로 2mm 이하의 두께에서 전자기기 하우징으로서의 기능을 구현하기 위해서는 IZOD(1/8") 충격 10 이상, 바람직하게는 50 내지 65, 굴곡강도 1.8GPa 이상, 바람직하게는 2.1 내지 2.5GPa 이여야 한다. 본 발명의 전자기기 하우징용 성형품은 이러한 조건을 충족할 수 있다.
본 발명의 전자기기 하우징용 성형품은 특히 치수 안정성이 우수하다. 바람직하게는, 수축률에 관한 물성치가 0.1 내지 0.5%이고, 용융강도(Melt strength)가 25 내지 40mN이다.
상기 성형품은 얇은 두께에 비하여 매우 넓은 면적을 갖는 필름 형상 또는 굴곡을 포함한 판상형으로 제조될 수 있고, 이는 후술하여 자세히 설명하는 제조 방법에 의해 가능하다. 즉, 본 발명의 전자기기 하우징용 성형품은 상기 필름 형상으로 압출성형한 뒤 진공성형하여 제조될 수 있다. 이때, 압출성형법에 의해 단층의 평판으로 성형되거나, 공압출성형을 적용하여 2 이상의 층을 갖는 평판으로 성형될 수도 있다. 바람직하게는, 본 발명의 전자기기 하우징용 성형품은 넓이/두께가 1만 내지 60만 mm인 굴곡을 포함한 판상형으로 제조되어 성형된 것으로 전자기기 하우징 용도로 적용되기에 매우 적합하다.
전자기기 하우징 용도로 사용되기 위한 최적의 물성을 구현하기 위하여, 바람직하게는, 상기 본 발명의 전자기기 하우징용 성형품의 굴곡 강도는 20,000 내지 22,000 kgf/㎠이다.
이하, 상기 열가소성 수지 조성물의 각 구성성분에 대하여 보다 상세히 설명한다.
(A) 폴리카보네이트계 수지
상기 폴리카보네이트 수지(A)는 하기 화학식 1로 표시되는 디페놀류를 포스겐, 또는 탄산 디에스테르와 반응시킴으로서 제조될 수 있다.
<화학식 1>
상기 식에서, A는 단일 결합, C1-C5 의 알킬렌, C1-C5의 알킬리덴, C5-C6 의 시클로알킬리덴, -S-또는 -SO2- 를 나타낸다.
상기 화학식 1의 디페놀의 구체예로서는 히드로퀴놀, 레조시놀, 4,4'-디히드록시디페닐, 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판, 2,4-비스-(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-시클로헥산, 2,2-비스-(3-클로로-4-히드록시페닐)-프로판, 2,2-비스-(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)-프로판 등을 들 수 있다. 이들 중, 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판, 2,2-비스-(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)-프로판, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-시클로헥산 등의 비스페놀류가 바람직하며, 그 중 비스페놀-A라고도 불리는 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판이 특히 바람직하다. 본 발명의 폴리카보네이트 수지는 중량평균분자량(Mw)이 10,000 내지 35,000 이다. 상기 분자량 범위에서 우수한 충격강도와 같은 물성을 얻을 수 있으며, 적당한 유동성을 가지게 되어 우수한 가공성을 얻을 수 있다.
본 발명의 폴리카보네이트 수지는 분지쇄가 있는 것이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 중합에 사용되는 디페놀 전량에 대하여 0.05~2 몰%의 트리- 또는 그 이상의 다관능 화합물, 예를 들면 3가 또는 그 이상의 페놀기를 가진 화합물을 첨가하여 제조할 수 있다.
본 발명에서 상기 폴리카보네이트 수지(A)는 기초수지 (A)+(B) 중 50 내지 80 중량%의 범위로 사용된다. 폴리카보네이트 수지는 기초수지 (A)+(B) 중 50 중량% 미만으로 적용시 기계적 강도 저하가 발생하며, 80 중량% 이상 적용시 압출성 형성 및 진공성형이 어려워진다.
(B) 폴리에스테르 수지
본 발명의 폴리에스테르 수지는 (B1) 결정성 폴리에스테르 및/또는 (B2)비결정성 폴리에스테르를 포함한다. 특히, 비결정성 폴리에스테르를 혼합하여 사용함으로써 내화학성을 개선하고, 수축률을 낮추어 치수 안정성을 더욱 높일 수 있다.
폴리알킬렌테레프탈레이트 또는 폴리알킬렌나프탈레이트로 선택될 수 있다. 예를 들면, 상기 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리시클로헥산테레프탈레이트 (PCT), 폴리에틸렌나프탈레이트 (PEN) 등이며 필요에 따라 글리콜 변성 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 폴리(에틸렌-1,4-시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트)(PETG)와 같은 비결정성 폴리에스테르를 적용할 수 있다. 또한 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되어 질 수 있으며 리사이클하여 얻어진 수지도 사용할 수 있다. 하지만 바람직하게는 0.6∼0.8 dl/g의 비결정성 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용할 수 있다.
(B1) 결정성 폴리에스테르 수지
상기 결정성 폴리에스테르 수지는 방향족 폴리에스테르 수지로서, 테레프탈산 또는 테레프탈산 알킬에스테르와 2 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 글리콜 성분으로부터 용융 중합에 의하여 축중합된 수지를 바람직하게 사용할 수 있다. 이때 상기 알킬은 탄소수 1 내지 10의 알킬을 의미한다.
이러한 방향족 폴리에스테르 수지의 구체적인 예로는, 폴리에틸렌 테레프탈 레이트 수지, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리헥사메틸렌 테레프탈레이트 수지 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 이들 중에서 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 등을 사용하는 것이 좋다.
상기 폴리에스테르 수지 중에서 본 발명의 일 구현예에 따르면 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트는 단량체로서 1,4-부탄디올과 테레프탈산 또는 디메틸 테레프탈레이트를 직접 에스테르화 반응 또는 에스테르 교환반응을 하여 축중합한 중합체이다.
또한 수지의 충격강도를 높이기 위하여 상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리프로필렌글리콜(PPG), 저분자량 지방족 폴리에스테르 또는 지방족 폴리아미드로 공중합하거나 충격 향상 성분을 블렌딩한 변성 폴리부틸렌 테레프탈레이트로의 형태로 사용할 수도 있다.
바람직하게는, 상기 결정성 폴리에스테르 수지는 o-클로로 페놀 25℃로 측정시 고유점도[η]가 0.35 내지 1.50 특히 0.50 내지 1.25의 범위에 있는 것이 적합하다. 고유점도가 0.35 미만이면 기계적 특성이 불량하게 되고, 고유점도 1.50이상이면 성형성이 저하된다.
(B2) 비결정성 폴리에스테르 수지
상기 비결정성 폴리에스테르 수지는 폴리(에틸렌-1,4-시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트)(PETG)이다.
상기 비결정성 폴리에틸렌테레프탈레이트는 산성분과 디올 성분을 중합하여 이루어진다. 산성분으로는 테레프탈산, 이소프탈산 및 기타 산성분이 사용될 수 있고, 디올 성분으로는 에틸렌글리콜, 1,4-사이클로헥사디메탄올 및 기타 디올 성분이 사용될 수 있다. 상기 디올 성분으로는 1,4-사이클로헥사디메탄올을 필수적으로 포함하며, 다른 디올 성분과 함께 사용될 수 있다. 1,4-사이클로헥사디메탄올은 산성분 대비 0.1∼99 몰% 포함되어야 하며, 바람직하게는 20∼60 몰%이다.
본 발명에서 상기 폴리에스테르 수지(B)는 기초수지 (A)+(B) 중 20 내지 50 중량%의 범위로 사용가능하며, 기초수지 (A)+(B) 중 20 중량% 미만 사용시 압출성형 및 진공성형 등의 가공성 및 기계적 물성 저하가 발생할 수 있고, 50 중량% 초과하여 사용시 용융강도 및 치수안정성의 문제점이 발생할 수 있다.
(C) 에폭시계 첨가제
상기 에폭시계 첨가제는 에폭시기 치환 디올계 화합물, 에폭시기 치환 아민계 화합물, 에폭시기 치환 (메타)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 더욱 상세하게는 상기 에폭시계 첨가제는 에폭시기 치환 메틸 아크릴레이트, 에폭시기 치환 에틸 아크릴레이트, 에폭시기 치환 n-프로필 아크릴레이트, 에폭시기 치환 이소프로필 아크릴레이트, 에폭시기 치환 n-부틸 아크릴레이트, 에폭시기 치환 s-부틸 아크릴레이트, 에폭시기 치환 i-부틸 아크릴레이트, 에폭시기 치환 t-부틸 아크릴레이트, 에폭시기 치환 n-아밀 아크릴레이트, 에폭시기 치환 i-아밀 아크릴레이트, 에폭시기 치환 이소보닐 아크릴레이트, 에폭시 기 치환 n-헥실 아크릴레이트, 에폭시기 치환 2-에틸부틸 아크릴레이트, 에폭시기 치환 2-에틸헥실 아크릴레이트, 에폭시기 치환 n-옥틸 아크릴레이트, 에폭시기 치환 n-데실 아크릴레이트, 에폭시기 치환 메틸시클로헥실 아크릴레이트, 에폭시기 치환 시클로펜틸 아크릴레이트, 에폭시기 치환 시클로헥실 아크릴레이트, 에폭시기 치환 메틸 메타크릴레이트, 에폭시기 치환 에틸 메타크릴레이트, 에폭시기 치환 n-프로필 메타크릴레이트. 에폭시기 치환 n-부틸 메타크릴레이트, 에폭시기 치환 n-아밀 메타크릴레이트, 에폭시기 치환 n-헥실 메타크릴레이트, 에폭시기 치환 i-아밀 메타크릴레이트, 에폭시기 치환 s-부틸 메타크릴레이트, 에폭시기 치환 t-부틸 메타크릴레이트, 에폭시기 치환 2-에틸부틸 메타크릴레이트, 에폭시기 치환 메틸시클로헥실 메타크릴레이트, 에폭시기 치환 시나밀 메타크릴레이트(cinnamyl methacrylate), 에폭시기 치환 크로틸 메타크릴레이트(crotyl methacrylate), 에폭시기 치환 시클로헥실 메타크릴레이트, 에폭시기 치환 시클로펜틸 메타크릴레이트, 에폭시기 치환 2-에톡시에틸 메타크릴레이트, 에폭시기 치환 이소보닐 메타크릴레이트(isobornyl methacrylate) 등을 포함하는 에폭시기 치환 (메타)아크릴레이트; 에폭시기 치환 2-메틸-1,3-프로판디올, 에폭시기 치환 3-메틸-2,4-펜탄디올, 에폭시기 치환 1,10-데칸디올, 에폭시기 치환 1,6-헥산디올, 에폭시기 치환 1,5-펜탄디올 등을 포함하는 에폭시기 치환 디올계 화합물; 에폭시기 치환 헥사메틸 디아민, 에폭시기 치환 p-페닐 디아민, 에폭시기 치환 에틸렌 디아민, 에폭시기 치환 이소포론 디아민(isophorone diamine), 에폭시기 치환 2-메틸-1,5-펜탄 등을 포함하는 에폭시기 치환 아민계 화합물 및 이들의 조합, 중합체, 공중합체, 중합체 혼합물으 로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명에서 상기 에폭시계 첨가제(C)는 기초수지 (A)+(B) 중 0.01 내지 5 중량부의 범위로 사용가능하며, 에폭시 수지를 더 첨가함으로써, 치수안정성 및 용융강도(Melt Strength)를 더 우수하게 할 수 있다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물은 각각의 용도에 따라 선택적으로 자외선 흡수제 및 활제, 조색제, 대전방지제, 무기 필러 등을 더 첨가하여 제조될 수 있다.
본 발명의 상기 성형품은 특히 LED, LCD, PDP 등 평판 TV, 모니터 등과 같은 전자기기의 하우징용으로 적용하기에 적합하다.
상기 본 발명의 전자기기 하우징용 성형품은 하기의 제조 방법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명은 상기 열가소성 수지 조성물을 압출성형법에 의해 소정의 형상의 단면을 가진 연속체를 제조하는 압출성형 단계 및 상기 연속체를 진공성형법에 의해 두께가 0.2 내지 2mm이고, 겉보기 비중이 0.8 내지 2.5 g/ml인 성형품을 제조하는 진공성형 단계를 포함하는 전자기기 하우징(housing)용 성형품 제조 방법을 제공한다.
상기 압출성형법은 원료를 압출기에 공급하고 금형에서 밀어내어 일정한 모양의 단면을 가진 연속체로 변환하는 성형법으로, 이러한 일반적으로 공지된 방법 이 널리 사용될 수 있다. 압출기는 스크루의 개수에 따라 단축식, 2축식, 3축식이 있다.
도 1은 압출성형 공정에 관한 모식도로서, 압출기(1), 금형(2), 롤러(3) 등으로 구성된다. 연속체의 형태는 후공정인 진공성형 및, 선택적으로 펀칭(Punching) 공정을 위해 평판으로 하는 것이 바람직하고, 필요에 따라 표면에 금형의 형태를 변형하여 리브(rib)나 롤러의 표면을 이용하여 엠보싱(embossing)를 부가할 수 있다. 스크루는 그 개수에 한정되는 것은 아니나, 생산성과 원료의 혼련성을 고려하여 2축식 압출기가 바람직하다. 중합체의 종류에 따라 공정 온도, 스크류 속도, 인취속도 등등의 공정 조건들이 달라지는데 이는 당업자에게 자명하게 알려져 있다.
바람직하게는, 상기 압출성형법에 의해 소정의 형상의 단면을 가진 연속체의 넓이/두께가 1만 내지 60만 mm가 되게 하여, 전자기기 하우징 용도로 적용하기에 적합하게 한다. 또한, 상기 연속체는 평판 형태로 제조됨으로써, 전자기기 하우징 용도로 적합하게 적용될 수 있다.
상기 진공성형법은 압출성형을 통해 제조된 중합체 평판을 가열 연화 후 대기압을 이용하여 변형하여 금형의 형태에 맞게 성형하는 성형법이다.
도 2는 진공성형 공정에 관한 모식도로서, 진공성형 금형(1), 중합체 평판(2), 가열기(3) 등으로 구성된다. 예를 들면, 진공성형의 순서는 다음과 같다. 먼저 중합체 평판을 가열연화 시킨 후 진공흡입을 위한 구멍이 다수 뚫린 금형 위에 고정하고 금형 또는 평판을 이동하여 밀폐하고 진공구멍을 통하여 금형내부의 공기 급속 배출하여 내부의 압력저하에 의한 대기압의 압력으로 성형한다. 중합체의 종류 및 금형의 형태에 따라 가열 온도, 가열 시간, 흡기 압력 등등의 공정 조건들이 달라지는데 이는 당업자에게 자명하게 알려져 있다. 예를 들어, 상기 압출성형법에 의해 제조된 상기 소정의 형상의 단면을 가진 연속체를 연속체를 80 내지 220℃로 가열하여 연화시킬 수 있다. 또한 예를 들어, 상기 진공성형 단계에서 가열하여 연화된 연속체를 금형 내부의 압력이 10 내지 1000 Pa이 되도록 하여 대기와의 압력차를 이용하여 연속체의 형태를 금형의 형태로 변형시키는 것이다.
제품의 형태에 따라서는 다양한 형태의 홀(hole)을 형성해야 되는 경우가 있을 수 있으므로, 이를 위하여 상기 본 발명의 전자기기 하우징용 성형품 제조 방법에서 진공성형 후 추가적으로 펀칭(punching) 공정을 통해 상기 진공성형 단계에 의해 제조된 성형품에 홀을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 본 발명의 전자기기 하우징용 성형품 제조 방법에 의해 제조된 전자기기의 하우징용 성형품을 제공한다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시를 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예
하기 실시예 및 비교실시예에서 사용된 (A) 방향족 폴리카보네이트; (B1)폴 리에틸렌 테레프탈레이트; (B2) 비결정 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜 (C) 에폭시계 첨가제 (D) 폐놀계 산화방지제의 사양은 다음과 같다.
(A) 방향족 폴리카보네이트
제일모직에서 생산하는 SC-1080 제품을 사용하였다. 중량평균분자량은 26,000이다.
(B1) 폴리에틸렌 테레프탈레이트
SK 케미칼에서 생산하는 SKYPET 1100 제품을 사용하였다. 고유 점도는 0.77이다.
(B2) 비결정 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜
SK 케미칼사의 SKYGREEN S2008을 사용하였다.
(C) 에폭시계 첨가제
BASF사의 JONCRYL ADR-4370S를 사용하였다.
실시예
1∼6 및
비교예
1 내지 4
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5에서 각각 표 1에 기재된 조성에 따른 열가소성 수지 조성물을 공급 속도(feed rate) 60kg/hr, 스크류(screw) rpm 250, 온도 250℃, 스크류 구성(screw configuration) 45φ Regular, L/D=36 인 통상의 이축 압출기에서 압출한 후, 압출물을 펠렛 형태로 제조한 뒤 이를 사출성형하여 각각에 대한 인장강도, 충격강도를 측정하여 표 2에 나타내었고 압출성형 후 진공 성형하여 TV 55"용 Back Cover 외장케이스를 제조하였다. 각각에 대한 수축률 측정하여 표 2에 나타내었다.
| 실시예 | 비교실시예 | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | 2 | 3 | 4 | ||
| (A) 폴리카보네이트 수지 (중량%) | 78 | 78 | 78 | 62 | 62 | 100 | 90 | 52 | 45 | |
| (B) 폴리 에스테르 수지 (중량%) |
(b1) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 | 13 | 13 | 13 | 19 | 19 | 10 | 48 | 28 | |
| (b2) 비결정 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜 | 9 | 9 | 9 | 19 | 19 | 27 | ||||
| 기초수지 (A)+(B) (중량부) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
| (c)에폭시계 첨가제 (중량부) | 0.3 | 0.8 | 0.3 | |||||||
| 구분 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | 실시예5 | 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | 비교예4 | |
| 충격강도(1/8") | 65 | 63 | 53 | 57 | 53 | 75 | 48 | 38 | 35 | |
| 굴곡강도 | 21,000 | 21,800 | 21,800 | 21,500 | 22,200 | 23.500 | 20.800 | 20.000 | 21.200 | |
| 용융강도 | 28 | 36 | 38 | 30 | 32 | 23 | 20 | 12 | 15 | |
| 치수안정성 | ○ | ◎ | ◎ | ○ | ◎ | △ | △ | △ | ○ | |
| 성형품 | TV 55" Back Cover | TV 55" Back Cover | TV 55" Back Cover | TV 55" Back Cover | TV 55" Back Cover | TV 55" Back Cover | TV 55" Back Cover | TV 55" Back Cover | TV 55" Back Cover | |
| 성형품 두께(mm) | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 2.0 | 1.7 | 2.0 | 1.7 | |
| 겉보기 비중 (g/ml) |
1.18 | 1.18 | 1.18 | 1.16 | 1.16 | 1.2 | 1.2 | 1.15 | 1.15 | |
| *박판가공성 | ○ | ◎ | ○ | ○ | ◎ | X | △ | × | △ | |
| 수축률 | MD | 0.43 | 0.25 | 0.23 | 0.36 | 0.12 | 0.71 | 0.75 | 0.65 | 0.50 |
| TD | 0.52 | 0.21 | 0.16 | 0.41 | 0.10 | 0.68 | 0.7 | 0.61 | 0.48 | |
* 박판 가공성 평가 결과
◎: 매우 좋음 ○: 좋음 △: 보통 X: 어려움
* 치수 안정성 평가 결과
◎: 매우 좋음 ○: 좋음 △: 보통 X: 어려움
상기의 물성평가는 다음과 같은 조건에서 측정하였다.
※ 성형품 두께 : 압출성형 후 진공성형을 통해 제조한 외장재의 중심부에서 10cm 되는 거리의 다섯 점을 선택하여 외부면과 내부면과의 거리를 측정하여 측정값의 평균치로 계산하였다.
※ 충격강도 : ASTM D256(NOTCHED, 단위 = kgcm/cm )
※ 굴곡강도 : ASTM D638(2.8mm/min, 단위 = kgf/㎠)
※ 용융강도(melt strength) :Goettfert사의 Rheo-tens를 이용하여 측정하였으며, 20/1 다이를 사용하고, 압출 속도는 0.5mm/s 조건에 압출 온도는 300 ℃에서 측정하였고, 단위 = mN
※ 치수안정성: 사출 성형기의 바렐 온도를 260℃로 설정 후, 표면온도가 60도인 20 cm × 6 cm × 0.3 cm 크기인 금형에서 사출 공정 중 냉각 시간을 10초까지 짧게 설정하고 이형된 사출품에 대한 warpage 발생 여부를 평가하였다.
※ 박판가공성 : 상기 박판의 성형품을 제공하는 공정의 가공성으로 판단하였다. 압출성형 할 때의 surging 현상 및 진공성형 할 때의 불량률 등의 가공성으로 판단하였다.
※ 수축률 : 사출 성형기의 노즐 온도를 260℃로 설정 후, 금형온도가 50℃인 6 inch × 6 inch × 2 cm 크기인 금형에서 사출 공정 후 냉각 24hr 후 사출전후 사출품의 흐름방향(MD)과 수직방향(TD)의 수축률을 측정하였다.
실시예 1 내지 5가 비교예 1 내지 4보다 치수안정성 및 수축율 면에서 우수하므로, 본 발명에 사용되는 열가소성 수지 조성물이 박판성형으로 가공하기에 적합함을 확인할 수 있다.
도 1은 압출성형 공정에 관한 모식도이다.
도 2는 진공성형 공정에 관한 모식도이다.
Claims (23)
- (A) 폴리카보네이트 수지 50 내지 80 중량% 및 (B) 폴리에스테르 수지 20 내지 50 중량%를 포함하고, 상기 (B) 폴리에스테르 수지는 결정성 폴리에스테르 10 내지 30 중량% 및 비결정성 폴리에스테르 4 내지 25 중량%를 포함하는 열가소성 수지 조성물로부터 성형되고, 두께가 0.2 내지 2 mm이고, 겉보기 비중이 0.8 내지 2.5 g/ml인 전자기기의 하우징(housing)용 성형품.
- 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 (C) 에폭시계 첨가제를 (A) 폴리카보네이트 수지 및 (B) 폴리에스테르 수지를 포함하는 기초수지 100 중량부 대비하여 0.01 내지 5 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기의 하우징용 성형품.
- 제1항에 있어서, 상기 (A) 상기 폴리카보네이트는 중량평균분자량이 10,000 내지 35,000인 것을 특징으로 하는 전자기기의 하우징용 성형품.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 비결정 폴리에스테르는 1,4-사이클로헥사디메탄올을 산성분 대비 0.1 내지 99 mol% 포함하는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜인 것을 특징으로 하는 전자기기의 하우징용 성형품.
- 제1항에 있어서, 상기 (B) 폴리에스테르 수지는 고유 점도가 0.6 내지 1.0인 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기의 하우징용 성형품.
- 제2항에 있어서, 상기 (C) 에폭시계 첨가제는 에폭시기 치환 메틸 아크릴레이트, 에폭시기 치환 에틸 아크릴레이트, 에폭시기 치환 n-프로필 아크릴레이트, 에폭시기 치환 이소프로필 아크릴레이트, 에폭시기 치환 n-부틸 아크릴레이트, 에폭시기 치환 s-부틸 아크릴레이트, 에폭시기 치환 i-부틸 아크릴레이트, 에폭시기 치환 t-부틸 아크릴레이트, 에폭시기 치환 n-아밀 아크릴레이트, 에폭시기 치환 i-아밀 아크릴레이트, 에폭시기 치환 이소보닐 아크릴레이트, 에폭시기 치환 n-헥실 아크릴레이트, 에폭시기 치환 2-에틸부틸 아크릴레이트, 에폭시기 치환 2-에틸헥실 아크릴레이트, 에폭시기 치환 n-옥틸 아크릴레이트, 에폭시기 치환 n-데실 아크릴레이트, 에폭시기 치환 메틸시클로헥실 아크릴레이트, 에폭시기 치환 시클로펜틸 아크릴레이트, 에폭시기 치환 시클로헥실 아크릴레이트, 에폭시기 치환 메틸 메타크릴레이트, 에폭시기 치환 에틸 메타크릴레이트, 에폭시기 치환 n-프로필 메타크릴레이트. 에폭시기 치환 n-부틸 메타크릴레이트, 에폭시기 치환 n-아밀 메타크릴레이트, 에폭시기 치환 n-헥실 메타크릴레이트, 에폭시기 치환 i-아밀 메타크릴레 이트, 에폭시기 치환 s-부틸 메타크릴레이트, 에폭시기 치환 t-부틸 메타크릴레이트, 에폭시기 치환 2-에틸부틸 메타크릴레이트, 에폭시기 치환 메틸시클로헥실 메타크릴레이트, 에폭시기 치환 시나밀 메타크릴레이트(cinnamyl methacrylate), 에폭시기 치환 크로틸 메타크릴레이트(crotyl methacrylate), 에폭시기 치환 시클로헥실 메타크릴레이트, 에폭시기 치환 시클로펜틸 메타크릴레이트, 에폭시기 치환 2-에톡시에틸 메타크릴레이트, 에폭시기 치환 이소보닐 메타크릴레이트(isobornyl methacrylate) 를 포함하는 에폭시기 치환 (메타)아크릴레이트; 에폭시기 치환 2-메틸-1,3-프로판디올, 에폭시기 치환 3-메틸-2,4-펜탄디올, 에폭시기 치환 1,10-데칸디올, 에폭시기 치환 1,6-헥산디올, 에폭시기 치환 1,5-펜탄디올을 포함하는 에폭시기 치환 디올계 화합물; 에폭시기 치환 헥사메틸 디아민, 에폭시기 치환 p-페닐 디아민, 에폭시기 치환 에틸렌 디아민, 에폭시기 치환 이소포론 디아민(isophorone diamine), 에폭시기 치환 2-메틸-1,5-펜탄을 포함하는 에폭시기 치환 아민계 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전자기기의 하우징용 성형품.
- 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 자외선 흡수제 및 활제, 조색제, 대전방지제 및 무기 필러를 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기의 하우징용 성형품.
- 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 두께(㎜)에 대한 넓이(㎟)의 비가 1만 내지 60만 mm인 굴곡을 포함한 판상형의 성형품인 것을 특징으로 하는 전자기기의 하우징용 성형품.
- 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 굴곡 강도가 1.8 내지 2.5 GPa인 것을 특징으로 하는 전자기기의 하우징용 성형품.
- 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 용융강도(Melt strength)가 25 mN 내지 40 mN인 것을 특징으로 하는 전자기기의 하우징용 성형품.
- 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자기기는 평판 TV인 것을 특징으로 하는 전자기기의 하우징용 성형품.
- (A) 폴리카보네이트 수지 50 내지 80 중량% 및 (B) 폴리에스테르 수지 20 내지 50 중량%를 포함하고, 상기 (B) 폴리에스테르 수지는 결정성 폴리에스테르 10 내지 30 중량% 및 비결정성 폴리에스테르 4 내지 25 중량%를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 압출성형법에 의해 소정의 형상의 단면을 가진 연속체를 제조하는 압출성형 단계; 및상기 연속체를 진공성형법에 의해 두께가 0.2 내지 2 mm이고, 겉보기 비중이 0.8 내지 2.5 g/ml인 성형품를 제조하는 진공성형 단계;를 포함하는 전자기기 하우징(housing)용 성형품 제조 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 (C) 에폭시계 첨가제를 (A) 폴리카보네이트 수지 및 (B) 폴리에스테르 수지를 포함하는 기초수지 100 중량부 대비하여 0.01 내지 5 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기의 하우징용 성형품 제조 방법.
- 삭제
- 제13항에 있어서, 상기 연속체의 두께(㎜)에 대한 넓이(㎟)의 비가 1만 내지 60만 mm로 제조되는 것을 특징으로 하는 전자기기의 하우징용 성형품 제조 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 압출성형 단계에서 상기 연속체는 평판 형태로 제조되는 것을 특징으로 하는 전자기기의 하우징용 성형품 제조 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 평판의 표면에 압출성형시 사용되는 금형의 형태를 변형하여 리브(rib)를 부가하거나, 또는 롤러의 표면을 이용하여 엠보싱을 부가하는 것을 특징으로 하는 전자기기의 하우징용 성형품 제조 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 진공성형 단계에서 압출성형법에 의해 제조된 상기 소정의 형상의 단면을 가진 연속체를 가열하여 연화시킨 후 진공 흡입을 위한 구멍이 다수 뚫린 금형 위에 고정한 뒤 상기 구멍을 통하여 금형 내부의 공기를 급속 배출시켜 내부의 압력 저하로 성형품을 제조하는 것을 특징으로 하는 전자기기의 하우징용 성형품 제조 방법.
- 제19항에 있어서, 상기 진공성형 단계에서 압출성형법에 의해 제조된 상기 소정의 형상의 단면을 가진 연속체를 80 내지 220℃로 가열하여 연화시키는 것을 특징으로 하는 전자기기의 하우징용 성형품 제조 방법.
- 제19항에 있어서, 상기 진공성형 단계에서 가열하여 연화된 연속체를 금형 내부의 압력이 10 내지 1000 Pa이 되도록 하여 대기와의 압력차를 이용하여 연속체의 형태를 금형의 형태로 변형시키는 것을 특징으로 하는 전자기기의 하우징용 성형품 제조 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 진공성형 단계에 의해 제조된 성형품을 펀칭(punching) 공정에 의해 홀(hole)을 형성하여, 홀이 형성된 성형품을 제조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기의 하우징용 성형품 제조 방법.
- 제13항 내지 제14항 및 제16항 내지 제22항 중 어느 한 항에 따른 제조 방법에 의해 제조된 전자기기의 하우징용 성형품.
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