KR101817117B1

KR101817117B1 - 차량 헤드램프용 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물

Info

Publication number: KR101817117B1
Application number: KR1020160004890A
Authority: KR
Inventors: 정도연; 이종수; 김선영; 오세준
Original assignee: 주식회사 코프라
Priority date: 2016-01-14
Filing date: 2016-01-14
Publication date: 2018-01-10
Also published as: KR20170085360A

Abstract

본 발명은 성형 후 아웃가스 발생으로 인한 냄새가 극미하고 기계적 물성이 우수한 조성물 및 이를 이용하여 제조된 차량용 복합소재 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리페닐렌설파이드 수지 및 유리섬유로 이루어진 수지 혼합물에 상용화제, 커플링제 등을 포함하는 조성물 및 상기 조성물로 제조된 고내열성 및 고강성의 경량화된 차량 어댑티브 헤드램프 베이스 플레이트용 저취성 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물에 관한 것이다.

Description

차량 헤드램프용 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물{POLYPHENYLENE SULFIDE RESIN COMPOSITION FOR AUTOMOBILE HEAD LAMP}

차량용 헤드램프는 단순히 조명을 목적으로 하는 기능뿐 아니라 신호 및 지시용으로 사용되는 기능성 안전장치로 차량의 주행안전성과 운행안전성에 있어서 중요한 역할을 하는 장치 중 하나이다. 특히 어댑티브 헤드램프(adaptive headlamp, 적응형 전조등)는 차량의 스티어링 휠 각도에 따라 램프를 같은 방향으로 조명하는 헤드램프로서 회전 및 코너링 시 주행 방향의 시야까지 밝혀 더욱 안전한 주행을 가능하게 하는 최첨단 사양이다.

상기 어댑티브 헤드램프의 구동을 위한 구조물로서 반사경 지지 및 회전을 위한 베이스 플레이트가 장착되는데, 상기 베이스 플레이트의 일 측면은 전구 조절장치 및 프로젝션 모듈에 연결되고, 다른 측면은 하우징에 연결되며, 상기 양측면의 이면은 밸러스트(ballast), 베젤(bezel), 반사경(reflector) 등과 연결되는 구조를 갖는다(도 1).

상향등 또는 하향등의 조사를 위하여 액추에이터 등의 장치를 구비하여야 하기 때문에 종래의 소재를 이용한 어댑티브 헤드램프 시스템의 중량은 증가할 수밖에 없다. 상기 베이스 플레이트의 소재로는 일반적으로 내열성 및 기계적 강성이 우수한 알루미늄 다이캐스팅 가공품이 주로 적용되고 있으며, 불포화 에스테르 수지에 충진제, 보강제, 이형제 등을 첨가한 열경화성 수지인 BMC(Bulk Molding Compound)가 일부 사용되고 있으나 비용 및 재활용 면에서 불리하다는 단점이 있다.

한편, 대한민국 공개특허공보 제2015/0014144호에는 폴리페닐렌설파이드, 폴리에테르술폰 수지로 이루어진 혼합물에 무기필러 및 유기필러를 포함하는 조성물이 개시되어 있지만, 다량의 무기필러를 사용할 경우 재활용이 어려울 뿐만 아니라 부품의 무게가 증가하는 단점과 내열도가 낮아 헤드램프 베이스 플레이트용 소재로 사용되기에는 부적합하다는 단점이 있다.

또한, 대한민국 등록특허공보 제0652968호에는 폴리페닐렌설파이드 및 폴리아미드(PA6)를 혼합하여 강성과 연성을 동시에 증진하려는 시도가 있었으나, 폴리아미드의 흡습성으로 인하여 치수안정성이 감소되어 전장용 헤드램프 소재로 사용되기에 부족한 면이 있다.

상기 특허 문헌들을 포함한 종래의 기술에는 폴리페닐렌설파이드 수지로 이루어진 조성물을 고내열성 및 고강성이 요구되는 차량용 어댑티브 헤드램프 베이스 플레이트가 적용된바 없다. 이에 우수한 접착력을 지니는 동시에 기지재의 특성을 유지하고 복잡한 성형이 가능한 수지의 장점을 가지면서, 차량의 무게를 감소시킬 수 있는 기계적 물성이 우수하고 경량화된 소재의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

이에, 본 발명은 성형 후 아웃가스 발생으로 인한 냄새가 극미하고 기계적 물성이 우수한 조성물 및 이를 이용하여 제조된 차량용 복합소재 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고내열성 및 고강성의 경량화된 차량 헤드램프용 폴리페놀설파이드 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본원의 일 측면은, 폴리페닐렌설파이드 수지 100 중량부; 유리섬유 60 중량부 내지 120 중량부; 반응성 상용화제 0.1 중량부 내지 5 중량부; 및 몬탄계 활제 0.1 중량부 내지 5 중량부를 포함하는 차량 헤드램프용 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물을 제공한다.

본원의 다른 측면은, 폴리페닐렌설파이드 수지 100 중량부; 유리섬유 60 중량부 내지 120 중량부; 반응성 상용화제 0.1 중량부 내지 5 중량부; 및 몬탄계 활제 0.1 중량부 내지 5 중량부를 혼련하고 압출하는 단계를 포함하는 차량 헤드램프용 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물의 제조방법을 제공한다.

본원의 또 다른 측면은, 폴리페닐렌설파이드 수지 100 중량부; 유리섬유 60 중량부 내지 120 중량부; 반응성 상용화제 0.1 중량부 내지 5 중량부; 및 몬탄계 활제 0.1 중량부 내지 5 중량부를 포함하는 차량 헤드램프용 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물을 이용하여 사출온도 320 ℃ 이상, 금형온도 120 ℃ 이상에서 사출성형된 성형품을 제공한다.

상기 차량 헤드램프용 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물은 고내열성 및 고강성의 경량화된 차량 어댑티브 베이스 플레이트용 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물을 포함하며, 본원 전체에 걸친 특허청구범위 및 실시예/구현예에 동일하게 적용될 수 있다.

본 발명의 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물로 제조된 차량용 어댑티브 헤드램프용 베이스 플레이트는 폴리페닐렌설파이드 수지의 내열성, 강성 및 경량성의 발현으로 인해, 고내열성, 고강성 및 경량화의 우수한 물성을 나타낸다.

또한, 금속을 수지로 대체함으로써 금속 소재를 가공하는 공정이 생략되어 생산공정이 간소화됨으로써 시간 및 제조비용의 절감이 가능하다. 고내열성, 고강성 및 경량화를 통한 자동차 배출가스 감소 및 연비향상의 효과를 갖는 친환경 복합소재로서의 장점을 가진다.

도 1은 차량용 어댑티브 헤드램프의 모식도이다.
도 2는 상이한 압출온도에 따른 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물 내 폴리페닐렌설파이드 수지 및 유리섬유의 함칭성을 주사전자현미경(SEM)으로 관찰한 이미지이다.
도 3은 상이한 압출온도에 따른 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물의 표면을 주사전자현미경(SEM)으로 관찰한 이미지이다.
도 4는 압출기 스크류(screw)의 분당회전수(rpm)에 따른 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물을 주사전자현미경(SEM)으로 관찰한 이미지이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할　수 있도록 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수　있으며 여기에서 설명하는 구현예 및 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고　할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더　포함할 수 있는 것을 의미한다.

본원 명세서 전체에서, "~ 하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지　않는다.

이하, 본원의 구현예를 상세히 설명하였으나, 본원이 이에 한정되는 것은 아니다.

본원의 일 측면은, 폴리페닐렌설파이드 수지 100 중량부; 유리섬유 60 중량부 내지 120 중량부; 반응성 상용화제 0.1 중량부 내지 5 중량부; 및 몬탄계 활제 0.1 중량부 내지 5 중량부를 포함하는 차량 헤드램프용 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물을 제공한다. 상기 조성물은 열가소성 수지인 폴리페닐렌설파이드 수지 100 중량부 및 폴리페닐렌설파이드 수지 기준으로 유리섬유 60 중량부 내지 120 중량부를 포함하고, 상기 폴리페닐렌설파이드 수지 및 유리섬유 복합 조성물의 기계적강도와 화학적안정성을 부여하기 위해, 반응성 상용화제 1종 또는 2종을 포함할 수 있다. 상기 반응성 상용화제는 습윤성 및 함침성을 향상시키는 동시에 기계적 강도 향상을 효과를 나타낸다. 또한, 상기 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물에는 중화제가 0.1 중량부 내지 10 중량부 포함될 수 있으며, 상기 중화제로는 예를 들어, 합성 하이드로탈사이트(synthetic hydrotalcite)가 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이외에 안료, 염료, 카본블랙, 노화방지제 또는 촉매 등의 첨가제가 추가로 포함될 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 폴리페닐렌설파이드 수지는 310℃의 온도, 5 kg의 하중하에서 용융지수가 200 g/10분 이상일 수 있다. 상기 용융지수는, 예를 들어, 200 g/10분 내지 1500 g/10분, 200 g/10분 내지 1200 g/10분, 200 g/10분 내지 900 g/10분, 또는 200 g/10분 내지 600 g/10분일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 200 g/10분 내지 900 g/10분일 수 있다. 폴리페닐렌설파이드 수지는 고성능 열가소성 엔지니어링 수지로서 상온에서의 강성이 고온에서도 거의 유지되며, 유리섬유, 필러 등의 첨가를 통해 내열성 및 내화학성 등의 향상이 가능하다. 폴리페닐렌설파이드 수지는 일반적인 사출성형법으로 성형이 가능하나, 굵고 단단하며 분자의 사슬이 부분적으로 다발을 이루고 있어 범용플라스틱에 비해 고온의 조건이 요구된다. 고분자 수지의 용융특성은 제품의 가공성에 직접 관계될 뿐만 아니라 제품 물성에 영향을 주는 중요한 요소이다. 또한, 용융지수가 클수록 대형부품이나 치밀한 구조에서도 사출이 가능하며 동일 크기의 부품에서는 사출압을 감소시키는 효과를 가진다. 상기 용융지수가 크다는 것은 성형시 흐름성이 좋다는 것을 의미하며, 본원 발명에서는 310℃의 온도, 5 kg의 하중하에서 용융지수가 200 g/10분 내지 900 g/10분인 폴리페닐렌설파이드 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유리섬유는 평균입경 10 ㎛ 이상, 평균길이 4000 ㎛ 이상일 수 있다. 상기 유리섬유는 평균입경은, 예를 들어, 10 ㎛ 내지 15 ㎛, 10 ㎛ 내지 14 ㎛, 10 ㎛ 내지 13 ㎛, 10 ㎛ 내지 12 ㎛, 또는 10 ㎛ 내지 11 ㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 10 ㎛ 내지 12 ㎛일 수 있다. 상기 유리섬유의 평균길이는, 예를 들어, 4000 ㎛ 내지 5000 ㎛, 4000 ㎛ 내지 4800 ㎛, 4000 ㎛ 내지 4600 ㎛, 4000 ㎛ 내지 4400 ㎛, 4000 ㎛ 내지 4200 ㎛, 4200 ㎛ 내지 5000 ㎛, 4400 ㎛ 내지 5000 ㎛, 4600 ㎛ 내지 5000 ㎛, 또는 4800 ㎛ 내지 5000 ㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 4500 ㎛일 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 반응성 상용화제는 에폭시계열 또는 아미노계열이 사용가능하며, 2-(3,4 에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란 [2-(3,4 epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-글리시독시프로필 메틸디메톡시실란 [3-glycidoxypropyl methyldimethoxysilane], 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란 [3-glycidoxypropyl trimethoxysilane], 3-글리시독시프로필 트리에톡시실란 [3-glycidoxypropyl triethoxysilane], [N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란 N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane], N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란 [N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane], 3-아미노프로필트리메톡시실란 [3-aminopropyltrimethoxysilane], 3-아미노프로필트리에톡시실란 [3-aminopropyltriethoxysilane], 3-트리에톡시실릴-N-(1,3 디메틸-부틸리덴)프로필아민 [3-triethoxysilyl-N-(1,3 dimethyl-butylidene)propylamine], N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란 [N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane], N-(비닐벤질)-2-아미노에틸-3-아미노프로필트리메톡시실란 하이드로클로라이드 [N-(vinylbenzyl)-2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride] 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본원의 다른 측면은, 폴리페닐렌설파이드 수지 100 중량부; 유리섬유 60 중량부 내지 120 중량부; 반응성 상용화제 0.1 중량부 내지 5 중량부; 및 몬탄계 활제 0.1 중량부 내지 5 중량부를 혼련하고 압출하는 단계를 포함하는 차량 헤드램프용 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물의 제조방법을 제공한다. 상기 분말상의 고형재료인 폴리페닐렌설파이드, 유리섬유, 반응성 상용화제 및 몬탄계 활제를 압출기의 호퍼(hopper)를 통해 투입하고 가열된 배럴(barrel)과 그 내부의 스크류(screw)의 상대 속도차에 의한 일련의 이송, 압출, 용융을 포함하는 혼련의 공정을 거친 후 다이를 통해 압출한다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 혼련은 이축압출기 내 온도는 300℃ 이상에서 400 rpm 이상의 속도로 이뤄지며, 이후 압출을 통해 펠렛화하는 것을 특징으로 한다. 상기 혼련은, 예를 들어, 300℃ 내지 350℃에서 400 rpm 내지 500 rpm, 300℃ 내지 345℃에서 400 rpm 내지 490 rpm, 300℃ 내지 340℃에서 400 rpm 내지 480 rpm, 300℃ 내지 335℃에서 400 rpm 내지 470 rpm, 300℃ 내지 330℃에서 400 rpm 내지 460 rpm, 300℃ 내지 325℃에서 400 rpm 내지 455 rpm, 300℃ 내지 320℃에서 400 rpm 내지 450 rpm, 300℃ 내지 315℃에서 400 rpm 내지 440 rpm, 300℃ 내지 310℃에서 400 rpm 내지 420 rpm, 또는 300℃ 내지 305℃에서 400 rpm 내지 410 rpm의 속도로 이뤄질 수 있으나 이에 제한되지 않으며, 바람직하게는 300℃ 내지 320℃에서 400 rpm 내지 450 rpm의 속도로 이뤄질 수 있다. 상기 혼련은 용융점(폴리페닐렌설파이드 수지: 약 280℃) 이상의 온도에서 이뤄지며, 압출기 스크류의 분당회전수(rpm)는 조성물의 압출기 내 체류시간을 나타낼 수 있다. 상기 온도 및 속도는 본원의 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물 펠렛을 제조하기 위한 조건으로서, 압출된 조성물의 품질에 중요한 역할을 한다. 펠렛 내 잔류 가스가 많을 경우 후공정에서 문제가 발생할 수 있으므로 탈가스(degassing) 공정 또한 중요한 요건으로 작용한다. 잔류 모노머로 인한 제품 냄새에 민감한 제품 또는 저분자량의 첨가제가 다량 포함되는 경우에도 탈가스가 제대로 이뤄지지 않으면 제품불량으로 이어질 수 있다. 본원 발명의 차량용 어댑티브 헤드램프 베이스 플레이트용 저취성 복합소재 조성물은 성형 후 아웃가스 발생으로 인한 냄새가 극미하고 기계적 물성이 우수한 장점이 있다.

본원의 또 다른 측면은, 폴리페닐렌설파이드 수지 100 중량부; 유리섬유 60 중량부 내지 120 중량부; 반응성 상용화제 0.1 중량부 내지 5 중량부; 및 몬탄계 활제 0.1 중량부 내지 5 중량부를 포함하는 차량 헤드램프용 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물을 이용하여 사출온도 320℃ 이상, 금형온도 120℃ 이상에서 사출성형된 성형품을 제공한다. 성형시 금형온도는 성형품의 물성을 좌우하는 중요한 요소이며, 상온부터 150℃ 이상의 고온까지 가능하나, 금형온도에 의해 폴리페닐렌설파이드 수지의 특성이 영향을 받으므로 성능 발현을 위한 충분한 결정화도 확보를 위해서는 120℃ 이상의 고온 금형이 필요하다. 폴리페닐렌설파이드 수지의 우수한 내열성은 결정화도에 의존하므로 금형온도가 120℃ 이상으로 고온일 때 높은 결정화도를 갖고 표면에 광택이 나는 성형품을 얻을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 성형품은 ASTM D638 규격에 따라 측정된 인장강도 180 MPa 이상, ASTM D256 규격에 따라 측정된 충격강도 40 kJ/㎡ 이상, ASTM D648 규격에 따라 측정된 열변형온도(HDT)가 260℃ 이상일 수 있다. 상기 성형품은 내열성, 기계적 물성, 치수안정성이 우수하고 무독성이므로 다양한 분야에 적용 가능하다. 상기 성형품의 적용 분야는, 예를 들어, 차량용 어댑티브 헤드램프 베이스 플레이트를 포함하는 각종 자동차부품, 스위치, 모터용 브러쉬 홀더, 모터 케이스, 커넥터, 램프 소켓 또는 밸브 등으로 내열성, 치수안정성, 강성, 내약품성 등이 요구되는 전기전자부품, 자동차부품, 정밀기계부품 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다.

[실시예]

하기 표 1에 나타낸 바와 같은 조성으로 차량 헤드램프용 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물을 제조하였다. 폴리페닐렌설파이드 수지 100 중량부를 기반으로 강화제인 유리섬유 60 중량부, 반응성 상용화제인 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 (3-glycidoxypropyltrimethoxysilane) 0.5 중량부, 몬탄계 활제인 고분자량의 비극성 고밀도 폴리에틸렌 왁스(polyethylene wax) 0.3 중량부, 중화제인 합성 하이드로탈사이트(synthetic hydrotalcite) 0.8 중량부를 이축압출기에 투입하여 일련의 용융 및 혼련 공정을 실시하였다. 상기 동일 조성 및 함량으로 4개의 샘플을 제조하여 샘플 1 내지 샘플 4로 명칭하였다. 또한, 강화제 또는 반응성 상용화제의 유무에 따른 물성 측정값 비교를 위해 유리섬유를 포함하지 않는 조성물을 비교예 1로, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란을 포함하지 않는 조성물을 비교예 2로 제조하였다.

[실험예 1]

상기 실시예에 따라 상기 표 1의 조성으로 제조된 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물의 기계적 물성을 측정(ASTM D256, ASTM D638, ASTM D648 또는 ASTM D790 준수)하여 하기 표 2에 나타내었다. 측정된 물성은 인장강도, 굴곡강도, 굴곡탄성율, 충격강도, 비중 및 열변형온도이다.

[실험예 2]

상기 실시예에 따라 상기 표 1의 조성으로 제조된 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물의 압출온도에 따른 기계적 물성을 측정(ASTM D256, ASTM D638, ASTM D790 또는 ASTM D792준수)하여 하기 표 3에 나타내었다. 상기 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물을 이용하여 사출성형된 성형품의 단면을 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 상기 조성물 내에 함유된 폴리페닐렌설파이드 수지와 유리섬유의 함침성을 관찰하였다.

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 상기 실시예에 의해 제조된 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물(샘플 1 내지 샘플 4) 기계적 물성의 평균값을 보면, 인장강도 약 188.9 MPa, 굴곡강도 약 261.2 Mpa, 굴곡탄성율 약 12745 Mpa, 충격강도 약 65.04 kJ/㎡, 비중 약 1.65 및 열변형온도 약 261℃인 것으로 나타났다. 평균 인장강도는 약 188.9(표준편차 약 3.98) MPa로 강화제인 유리섬유가 함유되지 않은 비교예 1에 비해 5배 이상 높았으며, 굴곡강도, 굴곡탄성율, 충격강도, 비중 및 열변형온도 또한 실시예의 조성물에 비해 비교예 1의 조성물에 대한 측정값이 현저히 낮아 제조된 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물에 있어서 유리섬유가 물성 향상을 위한 필수 성분으로 확인되었다. 반응성 상용화제가 포함되지 않은 비교예 2의 조성물 또한 실시예 조성물의 측정값에 비해 전반적으로 측정값이 감소되는 양상을 나타냈다.

상기 표 3은 압출온도를 290℃, 300℃, 310℃, 320℃ 및 350℃로 상이하게 설정하여, 상기 압출온도에 따른 펠렛(pellet)형의 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물의 기계적 물성을 확인한 결과이다. 온도가 상승할수록, 290℃ 내지 320℃에서 인장강도가 177 MPa에서 185 MPa로 향상되었으며, 290℃ 내지 300℃에서는 신율이 1.0%에서 2.32%로 두 배 이상 향상되었다. 300℃에서 320℃로 온도가 증가함에 따라서 굴곡강도가 239 MPa에서 262 MPa로, 굴곡탄성율이 12174 MPa에서 12385 MPa로 증가하였다. 또한, 충격강도는 59.6 kJ/㎡에서 66.4 kJ/㎡로 300℃ 내지 310℃ 온도 범위에서 향상된 것으로 확인되었다.

상기와 같이 290℃에서 320℃로 압출온도가 증가함에 따라 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물의 기계적 물성이 향상된 바는, 도 2에 나타낸 바와 같이 폴리페닐렌설파이드 수지 및 유리섬유의 함침성 정도로부터 기인한 것으로 확인되었다. 도 2의 (상)이미지는 SEM 400배율, 스케일바 100 ㎛로 관찰한 결과이며, (하)이미지는 SEM 1000배율, 스케일바 500 ㎛로 관찰한 결과이다. 290℃ 내지 320℃의 압출온도에서는 함침성이 양호했던 반면 350℃ 이상의 고온에서는 열적 손상으로 인해 폴리페닐렌설파이드 수지 및 유리섬유의 표면에 공극이 생성되어 기계적 물성이 저하되는 결과가 초래되었다. 350℃에서 압출된 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물 시편에 생성된 공극은 도 3의 SEM(스케일바 500㎛) 이미지를 통해 확인 가능하다. 도 3은 폴리페닐렌설파이드 조성물을 펠렛으로 압출한 후, 압출된 펠렛의 표면을 관찰한 결과로서, 압출시의 온도는 290℃, 300℃, 310℃, 320℃ 및 350℃로 설정되었다.

또한, 압출기 스크류(screw)의 분당회전수(rpm)에 따른 상기 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물의 함칭성을 확인하였다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 스크류 rpm 300에서 함침성 불량이 관찰되었으며, 낮은 rpm의 경우 용융수지의 균일한 혼련 및 일정한 관리가 어려운 것으로 나타났다. 본 발명의 일 실시예에서는 400 및 450의 스크류 rpm으로 혼련 및 압출을 수행하였으며, 상기 수행에서는 폴리페닐렌설파이드 수지 조성물이 균일한 분포를 나타내며 고른 함침성을 보였다.

1: 베이스 플레이트(base plate)
2: 하우징(housing)
3: 베젤(bezel)
4: 반사경(refelctor)
5: 렌즈(lens)
6: 전자제어장치(ECU, electronic control unit)
7: 차고 센서(height sensor)
8: 프로젝션 모듈(projection module)
9: 밸러스트(ballast)
10: 쉴드(shield)
11: 환기 호스(vent hose)
12: 상위 커버(upper cover)
13: 방진 캡(dust cap)
14: 전조등 조절장치(bulb leveling device)
15: 헤드램프 세척 시스템(headlamp wash system)

Claims

폴리페닐렌설파이드 수지 100 중량부;
유리섬유 60 중량부 내지 120 중량부;
반응성 상용화제 0.1 중량부 내지 5 중량부;
몬탄계 활제 0.1 중량부 내지 5 중량부; 및
하이드로탈사이트 0.2 중량부 내지 0.8 중량부;를 포함하고,
ASTM D638 규격에 따라 측정된 인장강도 180 MPa 이상, ASTM D256 규격에 따라 측정된 충격강도 40 kJ/㎡ 이상, ASTM D648 규격에 따라 측정된 열변형온도(HDT)가 260℃ 이상이며, ASTM D792 규격에 따라 측정된 비중이 1.633~1.653인 것을 특징으로 하는, 차량 헤드램프용 폴리페닐렌설파이드 수지 성형품.
제1항에 있어서,
상기 폴리페닐렌설파이드 수지는 310℃의 온도, 5 kg의 하중하에서 용융지수가 200 g/10분 이상인 것을 특징으로 하는, 차량 헤드램프용 폴리페닐렌설파이드 수지 성형품.
제1항에 있어서,
상기 유리섬유는 평균입경 10 ㎛ 이상, 평균길이 4000 ㎛ 이상인 것을 특징으로 하는, 차량 헤드램프용 폴리페닐렌설파이드 수지 성형품.
제1항에 있어서,
상기 반응성 상용화제는 2-(3,4 에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란 [2-(3,4 epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-글리시독시프로필 메틸디메톡시실란 [3-glycidoxypropyl methyldimethoxysilane], 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란 [3-glycidoxypropyl trimethoxysilane], 3-글리시독시프로필 트리에톡시실란 [3-glycidoxypropyl triethoxysilane], [N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란 N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane], N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란 [N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane], 3-아미노프로필트리메톡시실란 [3-aminopropyltrimethoxysilane], 3-아미노프로필트리에톡시실란 [3-aminopropyltriethoxysilane], 3-트리에톡시실릴-N-(1,3 디메틸-부틸리덴)프로필아민 [3-triethoxysilyl-N-(1,3 dimethyl-butylidene)propylamine], N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란 [N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane], N-(비닐벤질)-2-아미노에틸-3-아미노프로필트리메톡시실란 하이드로클로라이드 [N-(vinylbenzyl)-2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride] 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량 헤드램프용 폴리페닐렌설파이드 수지 성형품.
폴리페닐렌설파이드 수지 100 중량부; 유리섬유 60 중량부 내지 120 중량부; 반응성 상용화제 0.1 중량부 내지 5 중량부; 몬탄계 활제 0.1 중량부 내지 5 중량부; 및 하이드로탈사이트 0.2 중량부 내지 0.8 중량부;를 이축압출기 내 온도 300℃ 이상, 400 rpm 이상의 속도로 혼련하는 단계, 및
상기 혼련하는 단계 이후 압출을 통해 펠렛화하는 단계를 포함하며,
ASTM D638 규격에 따라 측정된 인장강도 180 MPa 이상, ASTM D256 규격에 따라 측정된 충격강도 40 kJ/㎡ 이상, ASTM D648 규격에 따라 측정된 열변형온도(HDT)가 260℃ 이상이며, ASTM D792 규격에 따라 측정된 비중이 1.633~1.653인 것을 특징으로 하는, 차량 헤드램프용 폴리페닐렌설파이드 수지 성형품의 제조방법.
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