KR102001482B1 - 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품 - Google Patents

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Abstract

(A) 폴리에스테르 수지, (B) 스티렌계 공중합체, (C) 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체, 및 (D) 유리섬유를 포함하고, 상기 폴리에스테르 수지(A)는 (A-1) 고유 점도가 1.1 dl/g 이하인 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 및 (A-2) 고유 점도가 1.0 dl/g 이하인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지를 포함하고, 상기 유리섬유(D)는 (D-1) 길이가 2 mm 내지 4 mm인 제1 유리섬유 및 (D-2) 길이가 10 ㎛ 내지 100 ㎛인 제2 유리섬유를 포함하는 열가소성 수지 조성물, 및 이를 이용한 성형품에 관한 것이다.

Description

열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품{THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION AND MOLDED ARTICLE USING THE SAME}
열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품에 관한 것이다.
열가소성 수지는 유리나 금속에 비해 비중이 낮으며 우수한 성형성 및 내충격성을 가지는 등 우수한 물성을 가진다. 최근 전기 전자 제품의 저원가, 대형화, 경량화 추세에 따라 열가소성 수지를 이용한 플라스틱 제품이 기존의 유리나 금속의 영역을 빠르게 대체하여 전기 전자 제품에서 자동차 부품에까지 사용 영역을 넓히고 있다.
자동차 소재의 경우 최근의 에너지 절감 위한 경량화와 함께 친환경 컨셉의 증가로 금속 대체 가능한 고외관 소재에 대한 요구가 증가하고 있다. 이에 따라 결정성 수지에 충진체를 보강한 제품들이 많이 개발되고 있으며 저가의 저비중 소재인 폴리프로필렌 소재를 적용할 경우 도장성 및 접착성 저하로 별도의 도장공정이나 접착제 개발이 필요하며, 후가공 후 불량률이 높은 담점이 있다. 나일론 소재의 경우 수분 흡습률이 높아 작업 온도와 습도에 따른 제품 치수 변화가 크며 이에 따른 불량률이 크다.
따라서, 자동차 경량화 추세에 따라 금속을 대체할 수 있는 외장 소재에 적합한, 고외관, 고충격, 고강성을 가지면서 치수 안정성이 우수한 열가소성 수지 조성물을 개발하려는 노력이 계속되고 있다.
내충격성, 치수 안정성 및 외관이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 구현예에서는 (A) 폴리에스테르 수지, (B) 스티렌계 공중합체, (C) 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체, 및 (D) 유리섬유를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 제공한다. 상기 폴리에스테르 수지(A)는 (A-1) 고유 점도가 1.1 dl/g 이하인 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 및 (A-2) 고유 점도가 1.0 dl/g 이하인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지를 포함하고, 상기 유리섬유(D)는 (D-1) 길이가 2 mm 내지 4 mm인 제1 유리섬유 및 (D-2) 길이가 10 ㎛ 내지 100 ㎛인 제2 유리섬유를 포함한다.
상기 폴리에스테르 수지(A)의 중량 평균 분자량은 (A-1) 10,000 내지 80,000 g/mol일 수 있다.
상기 고유 점도가 1.1 dl/g 이하인 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(A-1) 및 상기 고유 점도가 1.0 dl/g 이하인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(A-2)는 1:1 내지 2:1 중량비로 포함될 수 있다.
상기 유리섬유(D)는 상기 제1 유리섬유(D-1) 및 상기 제2 유리섬유(D-2)를 1:1 내지 3:1의 중량비로 포함할 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 무기 충진제를 더 포함할 수 있다.
상기 무기 충진제는 알루미나, 비정질 실리카, 무수 알루미늄 규산염, 마이카, 장석, 점토, 활석, 유리 플레이크(glass flake), 유리 마이크로스피어(glass microsphere), 규회석(wollastonite), 이산화티타늄(titanium dioxide), 산화아연(zinc oxide) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은, 열가소성 수지 조성물 총량에 대해 상기 (A) 폴리에스테르 수지 50 중량% 내지 70 중량%, 상기 (B) 스티렌계 공중합체 5 중량% 내지 15 중량%, 상기 (C) 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체 5 중량% 내지 15 중량%, 및 상기 (D) 유리섬유 15 중량% 내지 25 중량%를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에서는 상기 열가소성 수지 조성물을 이용한 성형품을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품은 내충격성, 치수 안정성 및 외관이 우수하다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 "치환"이란 별도의 정의가 없는 한 화합물 중 적어도 하나의 수소가 C1 내지 C30 알킬기; C1 내지 C10 알킬실릴기; C3 내지 C30 시클로알킬기; C6 내지 C30 아릴기; C2 내지 C30 헤테로아릴기; C1 내지 C10 알콕시기; 플루오로기, 트리플루오로메틸기 등의 C1 내지 C10 트리플루오로알킬기; 또는 시아노기로 치환된 것을 의미한다.
본 명세서에서 "헤테로"란 별도의 정의가 없는 한, 하나의 화합물 또는 치환기 내에 N, O, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 1개 내지 3개 포함하고, 나머지는 탄소인 것을 의미한다.
본 명세서에서 "알킬(alkyl)기"란 별도의 정의가 없는 한, 어떠한 알켄기(alkene)나 알킨기(alkyne)를 포함하고 있지 않은 "포화 알킬(saturated alkyl)기"; 또는 적어도 하나의 알켄기 또는 알킨기를 포함하고 있는 "불포화 알킬(unsaturated alkyl)기"를 모두 포함하는 것을 의미한다. 상기 "알켄기"는 적어도 두 개의 탄소원자가 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합을 이루고 있는 치환기를 의미하며, "알킨기"는 적어도 두 개의 탄소원자가 적어도 하나의 탄소-탄소 삼중 결합을 이루고 있는 치환기를 의미한다. 상기 알킬기는 분지형, 직쇄형 또는 환형일 수 있다.
상기 알킬기는 C1 내지 C20 알킬기일 수 있으며, 구체적으로 C1 내지 C6 저급 알킬기, C7 내지 C10 중급 알킬기, C11 내지 C20 고급 알킬기일 수 있다.
"방향족"은 환형인 치환기의 모든 원소가 p-오비탈을 가지고 있으며, 이들 p-오비탈이 공액(conjugation)을 형성하고 있는 화합물을 의미한다. 구체적인 예로 아릴기와 헤테로아릴기가 있다.
"아릴(aryl)기"는 단일고리 또는 융합고리(즉, 탄소원자들의 인접한 쌍들을 나눠 가지는 복수의 고리) 치환기를 포함한다.
"헤테로아릴(heteroaryl)기"는 아릴기 내에 N, O, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 1 내지 3개 포함하고, 나머지는 탄소인 것을 의미한다. 상기 헤테로아릴기가 융합고리인 경우, 각각의 고리마다 상기 헤테로 원자를 1개 내지 3개 포함할 수 있다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, (메트)아크릴레이트는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 의미한다. 또한 (메타)아크릴산 알킬 에스테르는 아크릴산 알킬 에스테르 또는 메타크릴산 알킬 에스테르를 의미하며, (메타)아크릴산 에스테르는 아크릴산 에스테르 또는 메타크릴산 에스테르를 의미한다.
본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, "공중합"이란 블록 공중합, 랜덤 공중합, 그래프트 공중합 또는 교호 공중합을 의미할 수 있고, "공중합체"란 블록 공중합체, 랜덤 공중합체, 그래프트 공중합체 또는 교호 공중합체를 의미할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서는 (A) 폴리에스테르 수지, (B) 스티렌계 공중합체, (C) 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체, 및 (D) 유리섬유를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
상기 폴리에스테르 수지(A)는 (A-1) 고유 점도가 1.1 dl/g 이하인 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 및 (A-2) 고유 점도가 1.0 dl/g 이하인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지를 포함한다.
또한, 상기 유리섬유(D)는 (D-1) 길이가 2 mm 내지 4 mm인 제1 유리섬유 및 (D-2) 길이가 10 ㎛ 내지 100 ㎛인 제2 유리섬유를 포함한다.
상기 열가소성 수지 조성물은 내충격성, 치수 안정성 및 외관 특성이 모두 우수하다.
상기 열가소성 수지 조성물은, 열가소성 수지 조성물 총량에 대해 (A) 폴리에스테르 수지 50 중량% 내지 70 중량%, (B) 스티렌계 공중합체 5 중량% 내지 15 중량%, (C) 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체 5 중량% 내지 15 중량% 및 (D) 유리섬유 15 중량% 내지 25 중량%를 포함할 수 있다.
이하, 상기 열가소성 수지 조성물에 포함되는 각 성분에 대하여 구체적으로 설명한다.
(A) 폴리에스테르 수지
상기 폴리에스테르 수지는 (A-1) ASTM D2857에 따라 측정한 고유 점도[η]가 1.1 dl/g 이하인 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate, PBT) 수지 및 (A-2) ASTM D2857에 따라 측정한 고유 점도[η]가 1.0 dl/g 이하인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지를 포함한다.
상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지의 고유 점도가 1.1 dl/g 초과인 경우, 이를 포함하는 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품은 외관이 저하되게 된다.
상기 폴리에스테르 수지(A)의 중량평균 분자량은 10,000 g/mol 내지 80,000 g/mol, 예컨대 15,000 g/mol 내지 75,000 g/mol일 수 있다. 상기 폴리에스테르 수지의 중량평균 분자량이 상기 범위를 만족할 경우 유리섬유 보강 후 우수한 외관 특성 구현에 효과적이다.
상기 고유 점도가 1.1 dl/g 이하인 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(A-1) 및 상기 고유 점도가 1.0 dl/g 이하인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(A-2)는 1:1 내지 2:1의 중량비로 포함될 수 있다. 상기 고유 점도가 1.1 dl/g 이하인 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(A-1) 및 상기 고유 점도가 1.0 dl/g 이하인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(A-2)가 1:1 내지 2:1의 중량비로 포함될 경우, 외관 특성, 치수 안정성 및 내충격성 등이 더욱 우수해지게 된다.
상기 폴리에스테르 수지(A)가, 고유 점도가 1.1 dl/g 초과인 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지를 포함할 경우, 외관 특성 등이 오히려 더 저하되게 된다.
상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트는 폴리부틸렌 테레프탈레이트 호모 폴리머 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트 공중합체 둘 모두를 의미한다.
상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트는 1,4-부탄디올과, 테레프탈산 또는 디메틸 테레프탈레이트를 직접 에스테르화 반응시키거나, 또는 에스테르 교환 반응시켜 축중합한 폴리부틸렌 테레프탈레이트 중합체가 사용될 수 있다.
또한 수지의 충격 강도 및 표면 개질을 위해 상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리프로필렌글리콜(PPG), 지방족 폴리에스테르, 지방족 폴리아미드 등과 같은 충격 향상 성분과 공중합한 공중합체, 또는 이들 충격 향상 성분과 블렌딩한 블렌드 조성물인 변성 폴리부틸렌 테레프탈레이트가 사용될 수도 있다.
상기 폴리에스테르 수지는 상기 열가소성 수지 조성물 총량에 대해 50 중량% 내지 70 중량%로 포함될 수 있다. 상기 폴리에스테르 수지가 상기 범위로 포함됨으로써, 내열성 및 외관 특성(평활도, 헤이즈(haze) 등)이 우수해지게 된다.
(B) 스티렌계 공중합체
상기 스티렌계 공중합체는 스티렌계 단량체 및 시안화 비닐 단량체의 공중합체일 수 있다.
상기 스티렌계 단량체로는 스티렌; 디비닐벤젠; 비닐톨루엔; α-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌 등과 같은 알킬 치환 스티렌; 할로겐 치환 스티렌; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있으며, 상기 알킬은 C1 내지 C8 알킬을 의미한다.
상기 시안화 비닐 단량체는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 푸마로니트릴 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 스티렌계 단량체 및 시안화 비닐 단량체의 공중합체는 유화중합법, 현탁중합법, 용액중합법, 괴상중합법 등을 이용하여 제조될 수 있다.
상기 시안화 비닐 단량체 및 스티렌계 단량체의 함량은, 시안화 비닐 단량체와 스티렌계 단량체의 공중합체 100 중량%에 대하여 시안화비닐 단량체가 10 중량% 내지 40 중량%이고, 스티렌계 단량체가 60 중량% 내지 90 중량%일 수 있다.
상기 시안화 비닐 단량체 및 상기 스티렌계 단량체의 함량 상기 범위를 만족할 경우, 이를 포함하는 상기 열가소성 수지 조성물은 우수한 내충격성, 유동성, 내열성, 강성 등의 물성을 구현할 수 있다.
상기 스티렌계 공중합체의 중량 평균 분자량은 특별히 제한되지 않으나, 40,000 g/mol 내지 500,000 g/mol일 수 있다.
상기 스티렌계 공중합체의 함량은 상기 열가소성 수지 조성물 100 중량%(총량)에 대하여 5 중량% 내지 15 중량%일 수 있다. 상기 스티렌계 공중합체의 함량이 상기 범위를 만족할 경우, 외관, 치수 안정성, 내충격성이 우수하다.
(C) 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체
상기 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체는 비닐계 공중합체 5 중량% 내지 95 중량%가 고무질 중합체 5 중량% 내지 95 중량%에 그라프트된 공중합체이다.
상기 비닐계 공중합체는 방향족 비닐 단량체, 아크릴계 단량체, 헤테로 고리 단량체 또는 이들의 조합의 제1 비닐계 단량체 50 중량% 내지 95 중량%; 및 시안화 비닐 단량체, 상기 아크릴계 단량체와 이종(異種)인 아크릴계 단량체, 상기 헤테로 고리 단량체와 이종인 헤테로 고리 단량체 또는 이들의 조합의 제2 비닐계 단량체 5 중량% 내지 50 중량%로 이루어진 공중합체를 사용할 수 있다. 이때 상기 이종은 서로 다른 종류를 의미한다.
상기 방향족 비닐 단량체로는 스티렌, C1 내지 C10 알킬 치환 스티렌, 할로겐 치환 스티렌 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다. 상기 알킬 치환 스티렌의 구체적인 예로는 o-에틸 스티렌, m-에틸 스티렌, p-에틸 스티렌, α-메틸 스티렌 등을 들 수 있다.
상기 아크릴계 단량체로는 (메타)아크릴산 알킬 에스테르, (메타)아크릴산 에스테르 또는 이들의 조합인 것을 사용할 수 있다. 이때 상기 알킬은 C1 내지 C10 알킬을 의미한다. 상기 (메타)아크릴산 알킬 에스테르의 구체적인 예로는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 이 중 좋게는 메틸(메타)아크릴레이트가 사용될 수 있다.
상기 헤테로 고리 단량체로는 무수말레인산, 알킬 또는 페닐 N-치환 말레이미드 또는 이들의 조합인 것을 사용할 수 있다.
상기 시안화 비닐 단량체로는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 푸마로니트릴 또는 이들의 조합인 것을 사용할 수 있다.
상기 고무질 중합체는 부타디엔 고무, 아크릴 고무, 에틸렌/프로필렌 고무, 스티렌/부타디엔 고무, 아크릴로니트릴/부타디엔 고무, 이소프렌 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔의 삼원 공중합체(EPDM) 고무, 폴리유기실록산/폴리알킬(메타)아크릴레이트 고무 복합체 또는 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.
상기 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체 제조 시 고무질 중합체 입자의 입경은 내충격성 및 성형품의 표면 특성을 향상시키기 위하여 0.05 ㎛ 내지 4 ㎛ 일 수 있다.
상기 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체는 단독 또는 이들의 2종 이상의 혼합물 형태로도 사용될 수 있다.
상기 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체의 구체적인 예로는 부타디엔 고무, 아크릴 고무 또는 스티렌/부타디엔 고무에 스티렌, 아크릴로니트릴 및 선택적으로 메틸(메타)아크릴레이트의 단량체 혼합물을 그라프트 공중합한 것을 들 수 있다.
상기 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체의 다른 구체적인 예로는 부타디엔 고무, 아크릴 고무 또는 스티렌/부타디엔 고무에 메틸(메타)아크릴레이트를 그라프트 공중합한 것을 들 수 있다.
상기 고무 변성 그라프트 공중합체의 더욱 구체적인 예로는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 그라프트 공중합체(g-ABS)를 들 수 있다.
상기 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체를 제조하는 방법은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 이미 잘 알려져 있는 것으로서, 유화중합, 현탁중합, 용액중합 또는 괴상중합 중 어느 방법이나 사용할 수 있고, 구체적인 예로는 고무질 중합체의 존재 하에 전술한 비닐계 단량체를 투입하여 중합 개시제를 사용하여 유화중합 또는 괴상중합시키는 것을 들 수 있다.
상기 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체는 상기 열가소성 수지 조성물 100 중량%(총량)에 대하여 5 중량% 내지 15 중량% 포함될 수 있으며, 구체적으로는 7 중량% 내지 12 중량% 포함될 수 있다. 이 경우 상기 열가소성 수지 조성물은 기계적 강도, 내충격성 및 내열성이 우수하다.
(D) 유리섬유
상기 유리섬유는 (D-1) 길이(장경)가 2 mm 내지 4 mm인 제1 유리섬유 및 (D-2) 길이(장경)가 10 ㎛ 내지 100 ㎛인 제2 유리섬유를 포함한다. 상기 열가소성 수지 조성물에 상기 유리섬유를 첨가함으로써 내충격성, 내열성 및 치수 안정성을 향상시킴과 동시에 우수한 외관 특성을 확보할 수 있다.
상기 제1 유리섬유(D-1)로는 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적으로 사용되는 유리섬유를 사용할 수 있다.
상기 제1 유리섬유(D-1)는 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품의 내충격성과 치수 안정성을 향상시킬 수 있다.
상기 제2 유리섬유(D-2)는 상기 제1 유리섬유(D-1)를 분쇄한 것일 수 있다. 즉, 밀드(milled) 유리섬유일 수 있다.
상기 제2 유리섬유(D-2)는 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품의 외관 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 제2 유리섬유(D-2)를 포함함으로써 우수한 외관 특성을 구현할 수 있고, 제1 유리섬유(D-1)를 포함함으로써 내충격성과 치수 안정성을 향상시킬 수 있다. 즉, 본 발명은 상기 두 종류의 유리섬유를 혼합하여 사용함으로써 내충격성 및 치수 안정성을 향상시킴과 동시에 우수한 외관 특성을 확보할 수 있다.
상기 제1 유리섬유(D-1) 및 상기 제2 유리섬유(D-2)의 함량 비율은 1:1 내지 3:1 중량비일 수 있다. 상기 함량 비율을 만족할 경우, 내충격성 및 치수 안정성을 충분히 향상시킴과 동시에 외관 특성이 우수하다.
상기 유리섬유는 폴리에스테르 수지와의 접착력 향상을 위해, 소정의 유리섬유 처리제로 처리될 수 있다. 상기 유리섬유의 처리는 섬유 제조 시 또는 후공정에서 처리할 수 있다. 상기 유리섬유 처리제로는 윤활제(lubricant), 커플링제, 계면활성제 등이 사용된다. 상기 윤활제는 유리섬유 제조 시 일정한 직경 및 두께를 갖는 양호한 스트랜드를 형성하기 위해 사용되며, 상기 커플링제는 유리섬유와 수지와의 양호한 접착을 부여하는 역할을 한다. 이러한 다양한 유리섬유 처리제를 사용되는 수지와 유리섬유의 종류에 따라 적절하게 선택하여 사용할 경우, 유리섬유의 보강재료에 양호한 물성을 부여하게 된다.
상기 유리섬유(D)의 함량은 상기 열가소성 수지 조성물 100 중량%(총량)에 대하여 15 중량% 내지 25 중량% 일 수 있다. 상기 함량 범위를 만족할 경우 상기 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품은 내충격성, 치수 안정성 및 외관 특성이 우수하다.
(E) 기타 첨가제
상기 열가소성 수지 조성물은 물성들 간의 균형을 맞추기 위하여, 또는 최종 용도의 필요에 따라, 1종 이상의 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 기타 첨가제로서는, 난연제, 계면활성제, 핵제, 커플링제, 가소제, 활제, 항균제, 이형제, 산화 방지제, 금속 산화물, 착색제, 윤활제, 정전기 방지제, 안료, 염료, 방염제, 열안정제, 자외선 흡수제, 자외선 차단제, 핵 형성제, 접착제 등이 사용될 수 있고 이들은 단독으로 혹은 2종 이상의 조합으로 사용될 수 있다.
예컨대, 상기 열가소성 수지 조성물은 상기 유리섬유를 제외한 무기 충진제를 더 포함할 수 있다.
상기 무기 충진제는 알루미나, 비정질 실리카, 무수 알루미늄 규산염, 마이카, 장석, 점토, 활석, 유리 플레이크(glass flake), 유리 마이크로스피어(glass microsphere), 규회석(wollastonite), 이산화티타늄(titanium dioxide), 산화아연(zinc oxide) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 기타 첨가제, 예컨대 무기 충진제는 상기 열가소성 수지 조성물의 물성을 저해하지 않는 범위 내에서 적절히 포함될 수 있으며, 구체적으로는 상기 열가소성 수지 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 10 중량부로 포함될 수 있다.
전술한 열가소성 수지 조성물은 공지의 제조 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 일 구현예에 따른 구성 성분과 기타 첨가제들을 동시에 혼합한 후에 압출기 내에서 용융 압출하고 펠렛 형태로 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에서는 상기 열가소성 수지 조성물을 이용한 성형품을 제공한다.
상기 성형품은 열가소성 수지 조성물을 이용하여 사출 성형, 블로우 성형, 압출 성형, 열 성형 등의 여러 가지 공정에 의해 제조될 수 있다.
상기 성형품은 내충격성, 기계적 강도 및 내열성이 우수할 뿐만 아니라 향상된 내후성을 확보할 수 있어, 옥외에서 사용되는 각종 전기전자 부품, 건축 재료, 스포츠 용품, 자동차 부품 등에 유리하게 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 성형품은 내열성, 치수 안정성 및 외관이 우수하여 자동차의 지붕 소재에 사용될 수 있다.
이하에서 본 발명을 실시예 및 비교예를 통하여 보다 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예 및 비교예는 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1 내지 비교예 7
하기 표 1에 나타낸 각각의 성분들을 하기 표 1에 나타낸 양으로 혼합하여 압출 및 가공하여 펠렛 형태의 수지 조성물을 제조하였다. 압출은 L/D=29, 직경 45㎜인 이축 압출기를 사용하였고, 바렐 온도는 230℃로 설정하였다.
(단위: 중량%)
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6 비교예 7
(A) (A-1) 30 25 35 60 35 30 30 - 20 40
(A'-1) - - - - - - - 30 - -
(A-2) 30 25 35 - 35 30 30 30 20 40
(B) 10 15 5 10 - 10 20 10 15 5
(C) 10 15 5 10 10 10 - 10 15 5
(D) (D-1) 10 10 10 10 10 20 10 10 15 5
(D-2) 10 10 10 10 10 - 10 10 15 5
상기 표 1에 기재된 각 구성에 대한 설명은 다음과 같다.
(A-1) 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 (고유 점도: 0.83 dl/g, Shinkong社, K001)
(A'-1) 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 (고유 점도: 1.20 dl/g, Shinkong社, DHK011)
(A-2) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지 (고유 점도: 0.80 dl/g, 롯데케미칼社, BCN76)
(B) 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 (아크릴로니트릴 함량이 20 중량%이고, 중량평균 분자량이 120,000 g/mol인 SAN 수지)
(C) 평균 입경이 0.27 ㎛인 부타디엔 고무 코어에 쉘 층으로 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체가 그라프트 중합되어 코어-쉘 형태를 가지는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 그라프트 공중합체(g-ABS)
(D-1) 평균 길이가 3mm인 유리섬유 (Nittobo社, ECS 03T-187H)
(D-2) 평균 길이가 75 ㎛인 밀드 유리섬유 (Central glass fiber社, EFH 75-01)
실험예
상기 표 1에 따라 제조된 펠렛을 100℃에서 2시간 동안 건조 후, 150톤 사출성형기를 사용하여 실린더 온도 260℃, 금형 온도 60℃로 설정하여 물성 측정용 시편을 제조하였다. 상기 제조된 시편을 가지고 하기의 방법으로 물성을 측정하였으며 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 치수 안정성: ASTM D955에 따라 수축률을 측정 후 수지 흐름방향 (MD)과 수지 흐름 반대방향(TD) 측정 값을 TD/MD로 계산하여 이방성을 측정하였다.
(2) 외관 특성: 9cm × 5cm × 0.2cm 사출 시험편을 육안으로 관찰하여, 외관 특성을 평가하였다.
외관 특성 평가 기준
양호: 시험편 외관이 육안 상 매끄러움
불량: 시험편 외관이 육안 상 매끄럽지 않고, 돌출된 부분이 보임
(3) 강성: ASTM D790에 따라 굴곡강도를 측정하였다.
(4) 내충격성: ASTM D256에 따라 Izod 충격강도를 측정하였다. (시편 두께 1/8", notched)
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6 비교예 7
이방성 1.04 1.00 1.08 1.20 1.20 1.20 1.00 1.04 1.0 1.4
외관 양호 양호 양호 불량 양호 불량 양호 불량 불량 양호
굴곡강도
(kgf/cm2)		 51,000 50,000 60,000 52,000 55,000 50,000 50,000 51,000 65,000 30,000
Izod 충격강도
(kgf·cm/cm)		 7.0 7.0 7.0 8.0 8.0 8.5 4.5 7.0 7.0 5
상기 표 2를 참고하면, 폴리에스테르 수지의 함량이 열가소성 수지 조성물 총량에 대해 50 중량% 내지 70 중량%로 포함되는 경우, 치수 안정성, 외관 특성 및 내충격성이 모두 우수함을 확인할 수 있다. 또한, 고유 점도가 1.1 dl/g을 초과하는 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지를 사용할 경우 외관 특성이 저하됨을 확인할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (8)

  1. (A) 폴리에스테르 수지 50 중량% 내지 70 중량%,
    (B) 스티렌계 공중합체 5 중량% 내지 15 중량%,
    (C) 고무 변성 비닐계 그라프트 공중합체 5 중량% 내지 15 중량%, 및
    (D) 유리섬유 15 중량% 내지 25 중량%를 포함하고,
    상기 폴리에스테르 수지(A)는
    (A-1) 고유 점도가 1.1 dl/g 이하인 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 및
    (A-2) 고유 점도가 1.0 dl/g 이하인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지로 이루어지고,
    상기 (A-1) 고유 점도가 1.1 dl/g 이하인 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 및 (A-2) 고유 점도가 1.0 dl/g 이하인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지는 1:1의 중량비로 포함되고,
    상기 유리섬유(D)는
    (D-1) 길이가 2 mm 내지 4 mm인 제1 유리섬유 및
    (D-2) 길이가 10 ㎛ 내지 100 ㎛인 제2 유리섬유를 포함하는
    열가소성 수지 조성물.

  2. 제1항에서,
    상기 폴리에스테르 수지(A)의 중량평균 분자량은 10,000 g/mol 내지 80,000 g/mol인 열가소성 수지 조성물.
  3. 삭제
  4. 제1항에서,
    상기 유리섬유(D)는
    상기 제1 유리섬유(D-1) 및 상기 제2 유리섬유(D-2)를 1:1 내지 3:1의 중량비로 포함하는 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항에서,
    상기 열가소성 수지 조성물은 무기 충진제를 더 포함하는 열가소성 수지 조성물.
  6. 제5항에서,
    상기 무기 충진제는 알루미나, 비정질 실리카, 무수 알루미늄 규산염, 마이카, 장석, 점토, 활석, 유리 플레이크(glass flake), 유리 마이크로스피어(glass microsphere), 규회석(wollastonite), 이산화티타늄(titanium dioxide), 산화아연(zinc oxide) 또는 이들의 조합을 포함하는 열가소성 수지 조성물.
  7. 삭제
  8. 제1항, 제2항, 및 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물을 이용한 성형품.
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