KR102402212B1 - 폴리아미드 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 폴리아미드 수지 조성물은 방향족 폴리아미드 수지 5 내지 40 중량% 및 지방족 폴리아미드 수지 60 내지 95 중량를 포함하는 폴리아미드 수지 100 중량부; 무기 충진제 30 내지 70 중량부; 및 변성 폴리알킬렌글리콜 0.5 내지 5 중량부;를 포함하며, 상기 변성 폴리알킬렌글리콜은 폴리알킬렌글리콜의 한쪽 말단에 이소시아네이트기, 숙신이미드기 또는 에폭시기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 폴리아미드 수지 조성물은 다른 소재와의 접착력, 방오성, 내충격성, 강성, 사출성형성 등이 우수하다.

Description

폴리아미드 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품{POLYAMIDE RESIN COMPOSITION AND ARTICLE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 폴리아미드 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 다른 소재와의 접착력, 방오성, 내충격성, 강성, 사출성형성 등이 우수한 폴리아미드 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.
폴리아미드 수지는 내열성, 내마모성, 내약품성, 난연성 등이 우수하여, 전기/전자 제품의 내/외장재, 자동차 부품 등의 폭 넓은 분야에 이용되고 있다. 특히, 휴대폰, 휴대용 컴퓨터 등의 휴대 기기 외장재 용도로 널리 사용되고 있다.
폴리아미드 수지가 외장재로 사용될 경우, 특정 오염원과 접촉하여 얼룩이 지거나 오염될 수 있다. 오염을 방지하기 위하여, 제품을 도장 또는 코팅하여 사용하는 공법을 사용하고 있으나, 이러한 도장 또는 코팅 방법은 공정 비용을 증가시키고, 다양한 불량 현상을 야기하는 한계점을 가지고 있다.
또한, 폴리아미드 수지 제품이 다른 소재와의 접착력이 우수할 경우, 휴대 기기 외장재를 포함한 다양한 용도에 적용 가능하므로, 다른 소재와의 접착력을 향상시키고자 하는 연구가 요구되고 있다.
따라서, 제품화 되었을 때 생활 중에 발생하는 다양한 오염원으로부터의 오염을 저감할 수 있고, 일반적인 접착제를 이용하여 타 소재와의 접착력을 쉽게 확보할 수 있는 폴리아미드 수지 조성물의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 배경기술은 미국 공개특허 US 2014/0179850호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 다른 소재와의 접착력, 방오성, 내충격성, 강성, 사출성형성 등이 우수한 폴리아미드 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 폴리아미드 수지 조성물로부터 형성된 성형품을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
1. 본 발명의 하나의 관점은 폴리아미드 수지 조성물에 관한 것이다. 상기 폴리아미드 수지 조성물은 방향족 폴리아미드 수지 5 내지 40 중량% 및 지방족 폴리아미드 수지 60 내지 95 중량%를 포함하는 폴리아미드 수지 100 중량부; 무기 충진제 30 내지 70 중량부; 및 변성 폴리알킬렌글리콜 0.5 내지 5 중량부;를 포함하며, 상기 변성 폴리알킬렌글리콜은 폴리알킬렌글리콜의 한쪽 말단에 이소시아네이트기, 숙신이미드기 또는 에폭시기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
2. 상기 1 구체예에서, 상기 방향족 폴리아미드 수지는 방향족 디카르복실산과 지방족 디아민의 중합체 및 지방족 디카르복실산과 방향족 디아민의 중합체 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
3. 상기 1 또는 2 구체예에서, 상기 방향족 폴리아미드 수지는 지방족 디카르복실산과 방향족 디아민의 중합체일 수 있다.
4. 상기 1 내지 3 구체예에서, 상기 지방족 폴리아미드 수지는 폴리아미드 6, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 4.6, 폴리아미드 6.6, 폴리아미드 6.10, 폴리아미드 6.12, 폴리아미드 10.10, 및 폴리아미드 10.12 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
5. 상기 1 내지 4 구체예에서, 상기 무기 충진제는 유리 섬유, 탈크, 규회석, 휘스커, 실리카, 마이카 및 현무암 섬유 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
6. 상기 1 내지 5 구체예에서, 상기 변성 폴리알킬렌글리콜은 겔 투과 크로마토그라피(GPC)로 측정한 중량평균분자량이 500 내지 10,000 g/mol일 수 있다.
7. 상기 1 내지 6 구체예에서, 상기 방향족 폴리아미드 수지 및 상기 지방족 폴리아미드 수지의 중량비는 1 : 2 내지 1 : 15일 수 있다.
8. 상기 1 내지 7 구체예에서, 상기 폴리아미드 수지 및 변성 폴리알킬렌글리콜의 중량비는 30 : 1 내지 40 : 1일 수 있다.
9. 상기 1 내지 8 구체예에서, 상기 폴리아미드 수지 조성물은 ASTM D1002에 의거하여, 100 mm × 25 mm × 2 mm 크기 사출 시편을 동일 크기 유리 시편과 30 mm × 25 mm 면적이 겹치도록 110℃에서 에이징한 우레탄계 접착제로 접착한 후, 80℃에서 120초 동안 접착 부위를 가열한 다음, 상온에서 5분간 에이징 후, 측정한 접착 강도(전단 강도)가 800 내지 1,100 kgf/cm2일 수 있다.
10. 상기 1 내지 9 구체예에서, 상기 폴리아미드 수지 조성물은 ASTM D1002에 의거하여, 100 mm × 25 mm × 2 mm 크기 사출 시편을 동일 크기 폴리카보네이트 수지 시편과 30 mm × 25 mm 면적이 겹치도록 110℃에서 에이징한 우레탄계 접착제로 접착한 후, 80℃에서 120초 동안 접착 부위를 가열한 다음, 상온에서 5분간 에이징 후, 측정한 접착 강도(전단 강도)가 800 내지 1,300 kgf/cm2일 수 있다.
11. 상기 1 내지 10 구체예에서, 상기 폴리아미드 수지 조성물은 하기 식 1에 따른 밝기 회복력이 90% 이상일 수 있다:
[식 1]
밝기 회복력(%) = L1 / L0 × 100
상기 식 1에서, L0는 색차계로 측정한 50 mm × 90 mm × 2 mm 크기 사출 시편의 초기 L* 값이고, L1은 상기 시편에 검정색 유성펜(제조사: monani 제품명: namepen F)을 사용하여, 200 g의 하중으로 3줄의 선(선의 간격: 3 mm)을 그은 다음, 50℃, 상대 습도 95% 조건에서 1시간 유지하고, 25℃, 상대 습도 50% 조건에서 1시간 유지한 후, 에탄올 및 천을 사용하여 5회 표면 세척하고, 색차계로 측정한 L* 값이다.
12. 상기 1 내지 11 구체예에서, 상기 폴리아미드 수지 조성물은 ASTM D790에 의거하여, 2.8 mm/min의 속도로 측정한 6.4 mm 두께 시편의 굴곡 탄성률이 40,000 내지 70,000 kgf/cm2일 수 있고, ASTM D256에 의거하여, 측정한 1/8" 두께 시편의 노치 아이조드 충격강도가 10 내지 30 kgf·cm/cm일 수 있으며, 원형 시편(직경: 100 mm, 두께: 2 mm) 사출성형 간 정중앙의 이젝트 핀에서 발생하는 저항 값이 150 내지 200 N일 수 있다.
13. 본 발명의 다른 관점은 성형품에 관한 것이다. 상기 성형품은 상기 1 내지 12 중 어느 하나에 따른 폴리아미드 수지 조성물로부터 형성된다.
14. 상기 13 구체예에서, 상기 성형품은 유리 프레임 및 상기 유리 프레임의 최소한 일면에 접하는 플라스틱 부재를 포함하는 전자기기 하우징의 플라스틱 부재일 수 있다.
15. 상기 13 구체예에서, 상기 성형품은 폴리카보네이트 수지 프레임 및 상기 폴리카보네이트 수지 프레임의 최소한 일면에 접하는 플라스틱 부재를 포함하는 전자기기 하우징의 플라스틱 부재일 수 있다.
본 발명은 다른 소재와의 접착력, 방오성(밝기 회복력) 등이 우수한 폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 전자기기 하우징의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면, 다음과 같다.
본 발명에 따른 폴리아미드 수지 조성물은 (A) 방향족 폴리아미드 수지; (B) 지방족 폴리아미드 수지; (C) 무기 충진제; 및 (D) 변성 폴리알킬렌글리콜;을 포함한다.
본 명세서에서, 수치범위를 나타내는 "a 내지 b"는 "≥a 이고 ≤b"으로 정의한다.
(A) 방향족 폴리아미드 수지
본 발명의 방향족 폴리아미드 수지는 폴리아미드 수지 조성물의 내열성, 강성, 내충격성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상의 폴리아미드 수지 조성물에 사용되는 방향족 폴리아미드 수지를 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 폴리아미드 수지는 공지된 중합방법에 따라 반응시켜 제조한, 방향족 디카르복실산과 지방족 디아민의 중합체; 및 지방족 디카르복실산과 방향족 디아민의 중합체; 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 지방족 디카르복실산과 방향족 디아민의 중합체를 사용할 수 있다. 구체적으로,
본 명세서에 있어서, 디카르복실산 등의 용어는 디카르복실산, 이의 알킬 에스테르(모노메틸, 모노에틸, 디메틸, 디에틸 또는 디부틸 에스테르 등 탄소수 1 내지 4의 저급 알킬 에스테르), 이들의 산무수물(acid anhydride) 등을 포함하는 의미로 사용되며, 디아민 등과 반응하여, 디카르복실산으로부터 유도되는 반복단위(디카르복실산 부분(dicarboxylic acid moiety))을 형성한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 디카르복실산으로부터 유도되는 반복단위 및 디아민으로부터 유도되는 반복단위(디아민 부분(diamine moiety))은 디카르복실산 및 디아민이 중합 반응될 때, 수소 원자(아민기로부터 제거), 히드록시기 또는 알콕시기(카르복실산기로부터 제거)가 제거되고 남은 잔기(residue)를 의미한다.
구체예에서, 상기 방향족 디카르복실산으로는 탄소수 8 내지 20의 방향족 디카르복실산을 1종 이상 포함하는 화합물을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 2,7-나프탈렌디카르복실산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 1,4-페닐렌디옥시페닐렌산, 1,3-페닐렌디옥시디아세트산, 디펜산, 4,4'-옥시비스(벤조산), 디페닐메탄-4,4'-디카르복실산, 디페닐설폰-4,4'디카르복실산, 4,4'-디페닐카르복실산, 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있으다. 구체적으로, 테레프탈산, 이소프탈산 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
구체예에서, 상기 지방족 디카르복실산으로는 탄소수 6 내지 20의 선형, 분지형 또는 환형 지방족 디카르복실산, 예를 들면 아디프산, 세바스산, 1,4-사이클로헥산디카르복실산, 1,3-사이클로헥산디카르복실산 등을 사용할 수 있다. 구체적으로, 아디프산, 세바스산 등을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 디아민으로는 탄소수 6 내지 30의 방향족 디아민을 1종 이상 사용할 수 있다. 예를 들면, m-페닐렌디아민, p-페닐렌디아민 등의 페닐렌디아민 화합물, m-자일렌디아민, p-자일렌디아민 등의 자일렌디아민 화합물, 나프탈렌디아민 화합물 등을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 지방족 디아민으로는 탄소수 4 내지 20의 지방족 디아민을 1종 이상 사용할 수 있다. 예를 들면, 1,4-부탄디아민, 1,6-헥산디아민(헥사메틸렌디아민(hexamethylene diamine: HMDA)), 1,7-헵탄디아민, 1,8-옥탄디아민, 1,10-데칸디아민(decanediamine: DDA), 1,12-도데칸디아민(dodecanediamine: DDDA), 3-메틸-1,5-펜탄디아민, 2,2,4-트리메틸-1,6-헥산디아민, 2,4,4-트리메틸-1,6-헥산디아민, 5-메틸-1,9-노난디아민, 2,2-옥시비스(에틸아민), 비스(3-아미노프로필)에테르, 에틸렌글리콜 비스(3-아미노프로필)에테르(EGBA), 1,7-디아미노-3,5-디옥소헵탄, 이들의 혼합물 등의 선형 또는 분지형 지방족 디아민을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 폴리아미드 수지는 상기 디카르복실산으로부터 유도되는 반복단위(A)와 상기 디아민으로부터 유도되는 반복단위(B)의 몰비(디아민(B)/디카르복실산(A))가 0.95 내지 1.15, 예를 들면 1.00 내지 1.10일 수 있다. 상기 범위에서 성형에 적합한 중합도의 폴리아미드 수지 제조가 가능하며, 미반응 단량체에 의한 물성 저하를 방지할 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 폴리아미드 수지는 시차주사열량계(DSC)로 측정한 유리전이온도가 100 내지 150℃, 예를 들면 120 내지 140℃일 수 있다. 상기 범위에서 폴리아미드 수지 조성물의 내열성, 강성, 내충격성 등이 우수할 수 있다.
또한, 상기 방향족 폴리아미드 수지는 진한 황산 용액(98%)에 0.5 g/dL의 농도로 녹인 후, 25℃에서 우베로드(Ubbelohde) 점도계로 측정한 고유점도[η]가 0.7 내지 1.2 dL/g, 예를 들면 0.8 내지 1.0 dL/g일 수 있다. 상기 범위에서 폴리아미드 수지 조성물의 내열성, 강성, 내충격성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 폴리아미드 수지는 전체 폴리아미드 수지(방향족 폴리아미드 수지 및 지방족 폴리아미드 수지) 100 중량% 중, 5 내지 40 중량%, 예를 들면 10 내지 35 중량%로 포함될 수 있다. 상기 방향족 폴리아미드 수지의 함량이 5 중량% 미만일 경우, 폴리아미드 수지 조성물의 다른 소재(유리, 폴리카보네이트 수지 등)와의 접착력, 방오성, 외관 특성, 기계적 물성 등이 저하될 우려가 있고, 40 중량%를 초과할 경우, 다른 소재와의 접착력, 밝기회복력, 가공성(사출 성형성) 등이 저하될 우려가 있다.
(B) 지방족 폴리아미드 수지
본 발명의 일 구체예에 따른 지방족 폴리아미드 수지는 방향족 폴리아미드 수지와 함께 폴리아미드 수지 조성물의 내충격성, 가공성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상의 지방족 폴리아미드 수지를 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 지방족 폴리아미드 수지는 폴리아미드 6, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 46, 폴리아미드 66, 및 폴리아미드 6,10, 폴리아미드 6,12, 폴리아미드 10,10, 및 폴리아미드 10,12 이들의 조합 등을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 지방족 폴리아미드 수지는 진한 황산 용액(96%)에 0.5 g/dL의 농도로 녹인 후, 25℃에서 우베로드(Ubbelohde) 점도계로 측정한 상대점도[ηrel]가 2 내지 3, 예를 들면 2.3 내지 2.8일 수 있다. 상기 범위에서 폴리아미드 수지 조성물의 가공성, 내충격성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 지방족 폴리아미드 수지는 전체 폴리아미드 수지(방향족 폴리아미드 수지 및 지방족 폴리아미드 수지) 100 중량% 중, 60 내지 95 중량%, 예를 들면 65 내지 90 중량%로 포함될 수 있다. 상기 지방족 폴리아미드 수지의 함량이 60 중량% 미만일 경우, 폴리아미드 수지 조성물의 가공성, 방오성, 다른 소재와 접착성 등이 저하될 우려가 있고, 95 중량%를 초과할 경우, 외관 특성, 방오성 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 방향족 폴리아미드 수지 및 상기 지방족 폴리아미드 수지의 중량비는 1 : 2 내지 1 : 15, 예를 들면 1 : 3 내지 1 : 10일 수 있다. 상기 범위에서, 폴리아미드 수지 조성물의 외관 특성, 방오성, 가공성 등이 더 우수할 수 있다.
(C) 무기 충진제
본 발명의 일 구체예에 따른 무기 충진제는 폴리아미드 수지 조성물의 강성 등의 기계적 물성을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상의 폴리아미드 수지 조성물에 사용되는 무기 충진제를 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 무기 충진제로는 유리섬유, 탈크, 규회석, 휘스커, 실리카, 마이카, 현무암 섬유, 이들의 조합 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는 유리 섬유 등을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 무기 충진제는 광학 현미경으로 측정한 단면의 평균 직경이　5 내지 20　㎛이고, 가공 전 길이가 2 내지 5 mm인 원형 단면의 유리 섬유이거나, 단면의 종횡비(단면의 장경/단면의 단경)가 1.5 내지 10이고, 가공 전 길이가 2 내지 5 mm인 판상 또는 타원형 단면의 유리 섬유일 수 있다. 상기 범위에서 폴리아미드 수지 조성물의 외관 특성 등 다른 물성의 저하 없이, 기계적 물성, 표면 경도 등을 향상시킬 수 있다.
구체예에서, 상기 유리 섬유는 섬유형, 입자형, 로드형, 침상형, 플레이크형, 무정형 등 다양한 형태를 가질 수 있고, 원형, 타원형, 직사각형 등의 다양한 형상의 단면을 가질 수 있다. 예를 들면, 원형 및/또는 직사각형 단면의 섬유형 유리 섬유를 사용하는 것이 기계적 물성 측면에서 바람직할 수 있다.
구체예에서, 상기 무기 충진제는 상기 폴리아미드 수지 100 중량부에 대하여, 30 내지 70 중량부, 예를 들면 40 내지 60 중량부로 포함될 수 있다. 상기 무기 충진제의 함량이 30 중량부 미만일 경우, 폴리아미드 수지 조성물의 내충격성, 강성, 가공성 등이 저하될 우려가 있고, 70 중량부를 초과할 경우, 외관 특성, 방오성, 다른 소재와의 접착력, 가공성 등이 저하될 우려가 있다.
(D) 변성 폴리알킬렌글리콜
본 발명의 변성 폴리알킬렌글리콜은 폴리아미드 수지 조성물의 타 소재와의 접착력 및 방오성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 폴리알킬렌글리콜의 한쪽 말단에 이소시아네이트기, 숙신이미드기 또는 에폭시기를 포함하는 것이다.
구체예에서, 상기 폴리알킬렌글리콜은 폴리에틸렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜, 이들의 조합 등이 사용될 수 있다.
구체예에서, 상기 변성 폴리알킬렌글리콜은 겔 투과 크로마토그라피(GPC)로 측정한 중량평균분자량이 500 내지 10,000 g/mol, 예를 들면 1,000 내지 5,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 폴리아미드 수지 조성물의 타 소재와의 접착력 및 방오성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 변성 폴리알킬렌글리콜은 상기 폴리아미드 수지 100 중량부에 대하여, 0.5 내지 5 중량부, 예를 들면 1 내지 4 중량부로 포함될 수 있다. 상기 변성 폴리알킬렌글리콜의 함량이 0.5 중량부 미만일 경우, 폴리아미드 수지 조성물의 타 소재와의 접착력, 방오성 등이 저하될 우려가 있고, 5 중량부를 초과할 경우, 외관 특성, 방오성, 가공성 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 폴리아미드 수지(A+B) 및 상기 변성 폴리알킬렌글리콜(D)의 중량비((A+B):(D))는 30 : 1 내지 40 : 1, 예를 들면 32 : 1 내지 38 : 1일 수 있다. 상기 범위에서, 폴리아미드 수지 조성물의 타 소재와의 접착력, 방오성, 기계적 물성, 가공성, 외관 특성, 이들의 물성 발란스 등이 더 우수할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리아미드 수지 조성물은 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 필요에 따라, 통상적인 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 열안정제, 난연제, 산화방지제, 활제, 이형제, 핵제, 착색제, 이들의 혼합물 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 첨가제 사용 시, 그 함량은 상기 폴리아미드 수지(방향족 폴리아미드 수지 및 지방족 폴리아미드 수지) 100 중량부에 대하여, 0.001 내지 40 중량부, 예를 들면 0.1 내지 20 중량부일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리아미드 수지 조성물은 상기 구성 성분을 혼합하고, 통상의 이축 압출기를 사용하여, 270 내지 320℃, 예를 들면 280 내지 310℃에서 용융 압출한 펠렛 형태일 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리아미드 수지 조성물은 ASTM D1002에 의거하여, 100 mm × 25 mm × 2 mm 크기 사출 시편을 동일 크기 유리 시편과 30 mm × 25 mm 면적이 겹치도록 110℃에서 에이징한 우레탄(urethane)계 접착제로 접착한 후, 80℃에서 120초 동안 접착 부위를 가열한 다음, 상온에서 5분간 에이징 후, 측정한 접착 강도(전단 강도)가 800 내지 1,100 kgf/cm2, 예를 들면 900 내지 1,000 kgf/cm2일 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리아미드 수지 조성물은 ASTM D1002에 의거하여, 100 mm × 25 mm × 2 mm 크기 사출 시편을 동일 크기 폴리카보네이트 수지 시편과 30 mm × 25 mm 면적이 겹치도록 110℃에서 에이징한 우레탄(urethane)계 접착제로 접착한 후, 80℃에서 120초 동안 접착 부위를 가열한 다음, 상온에서 5분간 에이징 후, 측정한 접착 강도(전단 강도)가 800 내지 1,300 kgf/cm2, 예를 들면 900 내지 1,200 kgf/cm2일 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리아미드 수지 조성물은 하기 식 1에 따른 밝기 회복력이 90% 이상, 예를 들면 94 내지 99%일 수 있다.
[식 1]
밝기 회복력(%) = L1 / L0 × 100
상기 식 1에서, L0는 색차계(MINOLTA, CM-3500d)로 측정한 50 mm × 90 mm × 2 mm 크기 사출 시편의 초기 L* 값이고, L1은 상기 시편에 검정색 유성펜(제조사: monani 제품명: namepen F)을 사용하여, 200 g의 하중으로 3줄의 선(선의 간격: 3 mm)을 그은 다음, 50℃, 상대 습도 95% 조건에서 1시간 유지하고, 25℃, 상대 습도 50% 조건에서 1시간 유지한 후, 에탄올 및 천을 사용하여 5회 표면 세척하고, 색차계(MINOLTA, CM-3500d)로 측정한 L* 값이다.
구체예에서, 상기 폴리아미드 수지 조성물은 ASTM D790에 의거하여, 2.8 mm/min의 속도로 측정한 6.4 mm 두께 시편의 굴곡 탄성률이 40,000 내지 70,000 kgf/cm2, 예를 들면 55,000 내지 70,000 kgf/cm2일 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리아미드 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여, 측정한 1/8" 두께 시편의 노치 아이조드 충격강도가 10 내지 30 kgf·cm/cm, 예를 들면 11 내지 25 kgf·cm/cm일 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리아미드 수지 조성물은 압력 센서로 측정한 원형 시편(직경: 100 mm, 두께: 2 mm) 사출성형 간 정중앙의 이젝트 핀에서 발생하는 저항 값이 150 내지 200 N, 예를 들면, 155 내지 195 N일 수 있다.
본 발명에 따른 성형품은 상기 폴리아미드 수지 조성물로부터 형성된다.
구체예에서, 상기 성형품은 유리 프레임 및 상기 유리 프레임의 최소한 일면에 접하는 플라스틱 부재를 포함하는 전자기기 하우징의 플라스틱 부재일 수 있다.
구체예에서, 상기 성형품은 폴리카보네이트 수지 프레임 및 상기 폴리카보네이트 수지 프레임의 최소한 일면에 접하는 플라스틱 부재를 포함하는 전자기기 하우징의 플라스틱 부재일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 전자기기 하우징의 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 도면에서 발명을 구성하는 구성요소들의 크기는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어 기술된 것일 뿐, 그에 제한되는 것은 아니다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 구체예에 따른 전자기기 하우징은 유리 또는 폴리카보네이트 수지 프레임(10); 및 상기 유리 또는 폴리카보네이트 수지 프레임(10)의 최소한 일면에 접하는 플라스틱 부재(20)를 하나 이상 포함하며, 상기 플라스틱 부재는 상기 폴리아미드 수지 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 한다.
구체예에서, 상기 유리 또는 폴리카보네이트 수지 프레임(10)과 상기 플라스틱 부재(20)의 형태는 도면에 한정되지 않으며, 다양한 형태를 가질 수 있다. 다만, 상기 유리 또는 폴리카보네이트 수지 프레임(10)과 상기 플라스틱 부재(20)는 최소한 일면이 서로 접한 구조를 갖는다. 상기 접한 구조는 접착 혹은 삽입 등에 의해 구현될 수 있으며, 접하는 방법은 제한되지 않는다.
구체예에서, 상기 유리 또는 폴리카보네이트 수지 프레임(10)으로는 통상의 전자기기 하우징에 적용되는 제품이 사용될 수 있으며, 상업적 구입이 용이한 것이다.
구체예에서, 상기 플라스틱 부재(20)는 상기 폴리아미드 수지 조성물로부터 사출성형, 압출성형, 진공성형, 캐스팅성형 등의 다양한 성형방법을 통해 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 플라스틱 부재(20)는 전기 전자 기기 등의 내장재 등일 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예
하기 실시예 및 비교예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다.
(A) 방향족 폴리아미드 수지
폴리아미드 MXD10(제조사: Arkema, 제품명: RILSAN XMFO, 고유점도[η]: 0.75 dL/g)를 사용하였다.
(B) 지방족 폴리아미드 수지
폴리아미드 10,12(제조사: Evonik, 제품명: VESTAMID TERRA DD)를 사용하였다.
(C) 무기 충진제
유리 섬유(제조사: NITTOBO, 제품명: 3PA-820)를 사용하였다.
(D) 변성 폴리알킬렌글리콜
(D1) 이소시아네이트 변성 폴리에틸렌글리콜(제조사: Aldrich, 제품명: mPEG5K-isocyanate, 중량평균분자량: 5,000 g/mol)을 사용하였다.
(D2) 숙신이미드 변성 폴리에틸렌글리콜(제조사: Aldrich, 제품명: Poly(ethylene glycol) N-hydroxysuccinimide, 중량평균분자량: 5,000 g/mol)을 사용하였다.
(D3) 에폭시 변성 폴리에틸렌글리콜(제조사: Aldrich, 제품명: Poly(ethylene glycol) diglycidyl ether, 중량평균분자량: 2,000 g/mol)을 사용하였다.
(E) 폴리알킬렌글리콜
폴리에틸렌글리콜(제조사: Aldrich, 제품명: Poly(ethylene glycol) methyl ether, 중량평균분자량: 2,000 g/mol)을 사용하였다.
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 7
하기 표 1 및 2의 조성 및 함량에 따라, 상기 구성 성분을 혼합한 후, L/D=40, 직경 45 mm인 이축(twin screw type) 압출기에 투입하고, 바렐 온도 300℃ 조건에서 용융 및 압출하여 펠렛을 제조하였다. 제조된 펠렛은 100℃에서 6 내지 8시간 동안 제습 건조한 후, 실린더 온도 320℃, 금형 온도 80℃ 조건의 사출기에서 사출하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편에 대하여 하기의 방법으로 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1 및 2에 나타내었다.
물성 평가 방법
(1) 접착 강도(전단 강도(shera stress), 단위: kgf/cm2): ASTM D1002에 의거하여, 100 mm × 25 mm × 2 mm 크기 사출 시편을 동일 크기 유리 시편 또는 폴리카보네이트 수지(PC) 시편과 30 mm × 25 mm 면적이 겹치도록 110℃에서 에이징한 우레탄(urethane)계 접착제로 접착한 후, 80℃에서 120초 동안 접착 부위를 가열한 다음, 상온에서 5분간 에이징 후, 접착 강도를 측정하였다.
(2) 밝기 회복력(단위: %): 하기 식 1에 따라서, 밝기 회복력을 산출하였다.
[식 1]
밝기 회복력(%) = L1 / L0 × 100
상기 식 1에서, L0는 색차계(MINOLTA, CM-3500d)로 측정한 50 mm × 90 mm × 2 mm 크기 사출 시편의 초기 L* 값이고, L1은 상기 시편에 검정색 유성펜(제조사: monani 제품명: namepen F)을 사용하여, 200 g의 하중으로 3줄의 선(선의 간격: 3 mm)을 그은 다음, 50℃, 상대 습도 95% 조건에서 1시간 유지하고, 25℃, 상대 습도 50% 조건에서 1시간 유지한 후, 에탄올 및 천을 사용하여 5회 표면 세척하고, 색차계(MINOLTA, CM-3500d)로 측정한 L* 값이다.
(3) 노치 아이조드 충격강도(단위: kgf·cm/cm): ASTM D256에 의거하여, 1/8" 두께 시편의 노치 아이조드 충격강도를 측정하였다.
(4) 굴곡 탄성률(단위: kgf/cm2): ASTM D790에 의거하여, 2.8 mm/min의 속도로 6.4 mm 두께 시편의 굴곡 탄성률을 측정하였다.
(5) 이형성 평가(사출성형성): 원형 시편(직경: 100 mm, 두께: 2 mm) 사출성형 간 정중앙의 이젝트 핀에서 발생하는 저항 값(단위: N)을 압력 센서(제조사: Kistler, 제품명: 타입 9221A)로 측정하였다.
실시예
1 2 3 4 5
(A) (중량%) 10 15 20 15 15
(B) (중량%) 90 85 80 85 85
(C) (중량부) 54 54 54 54 54
(D1) (중량부) 3 3 3 - -
(D2) (중량부) - - - 3 -
(D3) (중량부) - - - - 3
(E) (중량부) - - - - -
접착 강도 유리 960 950 980 970 990
PC 1,000 990 980 1,000 990
밝기 회복력 95 95 96 95 96
노치 아이조드 충격강도 15 14 14 15 14
굴곡 탄성률 63,000 65,000 65,000 64,500 65,000
이형성 (N) 179 183 188 192 191
* 중량부: 폴리아미드 수지(A+B) 100 중량부에 대한 중량부
비교예
1 2 3 4 5 6 7
(A) (중량%) 1 45 15 15 15 15 15
(B) (중량%) 99 55 85 85 85 85 85
(C) (중량부) 54 54 25 75 54 54 54
(D1) (중량부) 3 3 3 3 0.1 6 -
(D2) (중량부) - - - - - - -
(D3) (중량부) - - - - - - -
(E) (중량부) - - - - - - 3
접착 강도 유리 520 420 920 550 440 940 350
PC 440 450 960 570 450 960 450
밝기 회복력 82 79 94 68 94 75 76
노치 아이조드 충격강도 12 15 9 20 14 14 15
굴곡 탄성률 42,000 66,000 35,000 110,000 64,000 65,000 64,000
이형성 (N) 169 215 156 236 190 211 214
* 중량부: 폴리아미드 수지(A+B) 100 중량부에 대한 중량부
상기 결과로부터, 본 발명에 따른 폴리아미드 수지 조성물(실시예 1 내지 5)은 다른 소재와의 접착력(유리 및 PC와의 접착 강도), 방오성(밝기 회복력), 내충격성(노치 아이조드 충격강도), 강성(굴곡 탄성률), 사출성형성(이형성) 등이 우수함을 알 수 있다.
반면, 방향족 폴리아미드 수지를 소량 적용하고, 지방족 폴리아미드 수지를 과량 적용한 비교예 1의 경우, 다른 소재와의 접착력, 방오성 등이 저하됨을 알 수 있고, 방향족 폴리아미드 수지를 과량 적용하고, 지방족 폴리아미드 수지를 소량 적용한 비교예 2의 경우, 다른 소재와의 접착력, 밝기회복력, 사출성형성 등이 저하됨을 알 수 있으며, 무기 충진제를 소량 적용한 비교예 3의 경우, 내충격성, 강성 등이 저하됨을 알 수 있고, 무기 충진제를 과량 적용한 비교예 4의 경우, 다른 소재와의 접착력, 방오성, 사출성형성 등이 저하됨을 알 수 있다. 본 발명의 변성 폴리알킬렌글리콜을 소량 적용한 비교예 5의 경우, 다른 소재와의 접착력 등이 저하됨을 알 수 있고, 본 발명의 변성 폴리알킬렌글리콜을 과량 적용한 비교예 6의 경우, 방오성, 사출성형성 등이 저하됨을 알 수 있으며, 본 발명의 변성 폴리알킬렌글리콜 대신에 폴리에틸렌글리콜(E)을 적용한 비교예 7의 경우, 다른 소재와의 접착력, 방오성, 사출성형성 등이 저하됨을 알 수 있다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (15)

  1. 방향족 폴리아미드 수지 5 내지 40 중량% 및 지방족 폴리아미드 수지 60 내지 95 중량%를 포함하는 폴리아미드 수지 100 중량부;
    무기 충진제 30 내지 70 중량부; 및
    변성 폴리알킬렌글리콜 0.5 내지 5 중량부;를 포함하며,
    상기 변성 폴리알킬렌글리콜은 폴리알킬렌글리콜의 한쪽 말단에 이소시아네이트기, 숙신이미드기 또는 에폭시기를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방향족 폴리아미드 수지는 방향족 디카르복실산과 지방족 디아민의 중합체 및 지방족 디카르복실산과 방향족 디아민의 중합체 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 방향족 폴리아미드 수지는 지방족 디카르복실산 및 방향족 디아민의 중합체인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 지방족 폴리아미드 수지는 폴리아미드 6, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 4.6, 폴리아미드 6.6, 폴리아미드 6.10, 폴리아미드 6.12, 폴리아미드 10.10 및 폴리아미드 10.12 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 무기 충진제는 유리 섬유, 탈크, 규회석, 휘스커, 실리카, 마이카 및 현무암 섬유 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 변성 폴리알킬렌글리콜은 겔 투과 크로마토그라피(GPC)로 측정한 중량평균분자량이 500 내지 10,000 g/mol인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 방향족 폴리아미드 수지 및 상기 지방족 폴리아미드 수지의 중량비는 1 : 2 내지 1 : 15인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 폴리아미드 수지 및 변성 폴리알킬렌글리콜의 중량비는 30 : 1 내지 40 : 1인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 폴리아미드 수지 조성물은 ASTM D1002에 의거하여, 100 mm × 25 mm × 2 mm 크기 사출 시편을 동일 크기 유리 시편과 30 mm × 25 mm 면적이 겹치도록 110℃에서 에이징한 우레탄계 접착제로 접착한 후, 80℃에서 120초 동안 접착 부위를 가열한 다음, 상온에서 5분간 에이징 후, 측정한 접착 강도(전단 강도)가 800 내지 1,100 kgf/cm2인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 폴리아미드 수지 조성물은 ASTM D1002에 의거하여, 100 mm × 25 mm × 2 mm 크기 사출 시편을 동일 크기 폴리카보네이트 수지 시편과 30 mm × 25 mm 면적이 겹치도록 110℃에서 에이징한 우레탄계 접착제로 접착한 후, 80℃에서 120초 동안 접착 부위를 가열한 다음, 상온에서 5분간 에이징 후, 측정한 접착 강도(전단 강도)가 800 내지 1,300 kgf/cm2인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 수지 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 상기 폴리아미드 수지 조성물은 하기 식 1에 따른 밝기 회복력이 90% 이상인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 수지 조성물:
    [식 1]
    밝기 회복력(%) = L1 / L0 × 100
    상기 식 1에서, L0는 색차계로 측정한 50 mm × 90 mm × 2 mm 크기 사출 시편의 초기 L* 값이고, L1은 상기 시편에 검정색 유성펜(제조사: monani 제품명: namepen F)을 사용하여, 200 g의 하중으로 3줄의 선(선의 간격: 3 mm)을 그은 다음, 50℃, 상대 습도 95% 조건에서 1시간 유지하고, 25℃, 상대 습도 50% 조건에서 1시간 유지한 후, 에탄올 및 천을 사용하여 5회 표면 세척하고, 색차계로 측정한 L* 값이다.
  12. 제1항에 있어서, 상기 폴리아미드 수지 조성물은 ASTM D790에 의거하여, 2.8 mm/min의 속도로 측정한 6.4 mm 두께 시편의 굴곡 탄성률이 40,000 내지 70,000 kgf/cm2이고, ASTM D256에 의거하여, 측정한 1/8" 두께 시편의 노치 아이조드 충격강도가 10 내지 30 kgf·cm/cm이며, 원형 시편(직경: 100 mm, 두께: 2 mm) 사출성형 간 정중앙의 이젝트 핀에서 발생하는 저항 값이 150 내지 200 N인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 수지 조성물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 폴리아미드 수지 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 성형품.
  14. 제13항에 있어서, 상기 성형품은 유리 프레임 및 상기 유리 프레임의 최소한 일면에 접하는 플라스틱 부재를 포함하는 전자기기 하우징의 플라스틱 부재인 것을 특징으로 하는 성형품.
  15. 제13항에 있어서, 상기 성형품은 폴리카보네이트 수지 프레임 및 상기 폴리카보네이트 수지 프레임의 최소한 일면에 접하는 플라스틱 부재를 포함하는 전자기기 하우징의 플라스틱 부재인 것을 특징으로 하는 성형품.
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