KR102427910B1 - 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 열가소성 수지 조성물은 폴리시클로헥산-1,4-디메틸렌테레프탈레이트 수지 50 내지 90 중량%, 및 테레프탈산 80 내지 90 몰% 및 이소프탈산 10 내지 20 몰%를 포함하는 디카르복실산 성분 유래 반복단위 및 1,4-시클로헥산디메탄올을 포함하는 디올 성분 유래 반복단위를 포함하는 글리콜 변성 폴리에스테르 수지 10 내지 50 중량%를 포함하는 폴리에스테르 수지 100 중량부; 유리 섬유 5 내지 30 중량부; 백색 안료 5 내지 50 중량부; 및 사슬 연장제 0.1 내지 10 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 열가소성 수지 조성물은 반사율, 반사율 유지율, 내충격성, 내열성, 성형 가공성 등이 우수하다.

Description

열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품{THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION AND ARTICLE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 반사율, 반사율 유지율, 내충격성, 내열성, 성형 가공성 등이 우수한 폴리에스테르계 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.
발광다이오드(LED; light emitting diode) 및 유기발광다이오드(OLED; organic light emitting diode)는 뛰어난 에너지 효율과 긴 수명으로 인하여, 기존의 광원을 급속히 대체하며 각광을 받고 있다. 일반적으로 발광다이오드는 높은 반사율을 통해 광효율을 극대화시킬 수 있도록, 리플렉터(reflector), 리플렉터 컵(reflector cup), 스크램블러(scrambler), 하우징(housing) 등의 부품 소재와 함께 발광다이오드 패키지(package)를 형성한다. 이러한 부품 소재는 높은 온도에 견딜 수 있으며, 반사율 저하 및 황변화로 인한 백색도 저하를 최소화할 수 있어야 한다.
엔지니어링 플라스틱으로서, 폴리에스테르 수지, 이의 공중합체, 이의 블렌드(blend) 등은 각각 유용한 특성을 나타내어, 제품의 내외장재를 포함한 다양한 분야에 적용되고 있으며, 상기 부품 소재로도 사용되고 있다. 부품 소재에 주로 사용되는 폴리에스테르 수지는 전방향족 폴리에스테르 수지 등의 고내열성 폴리에스테르 수지이다. 고내열성 폴리에스테르 수지는 높은 온도에서 변형이 없고, 내변색 특성이 우수하나, 결정화 속도가 느리고, 기계적 강도가 낮으며, 내충격성이 떨어진다는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위하여, 종래에는 폴리에스테르 수지에 무기 필러 등의 첨가제를 혼합하여 내충격성, 강성 등을 향상시키고자 하였다. 그러나, 무기 필러 등의 첨가제를 과량 사용할 경우, 블리드 아웃(bleed-out) 등의 성형 가공성 저하 문제가 발생할 우려가 있다.
또한, 고반사율을 구현할 수 있는 열가소성 수지 조성물을 얻기 위해서는 백색 안료 등의 함량을 증가시켜야 하나, 이 경우, 백색 안료, 무기 필러 등이 과량 첨가됨에 따라, 오히려 열가소성 수지 조성물의 내충격성 등이 저하될 우려가 있다.
따라서, 발광다이오드용 부품 소재 등에 적용할 수 있도록, 상기 문제가 발생되지 않는, 반사율, 반사율 유지율, 내충격성, 내열성, 성형 가공성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 제10-2013-0076733호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 반사율, 반사율 유지율, 내충격성, 내열성, 성형 가공성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 열가소성 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 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다. 상기 열가소성 수지 조성물은 폴리시클로헥산-1,4-디메틸렌테레프탈레이트 수지 50 내지 90 중량%, 및 테레프탈산 80 내지 90 몰% 및 이소프탈산 10 내지 20 몰%를 포함하는 디카르복실산 성분 유래 반복단위 및 1,4-시클로헥산디메탄올을 포함하는 디올 성분 유래 반복단위를 포함하는 글리콜 변성 폴리에스테르 수지 10 내지 50 중량%를 포함하는 폴리에스테르 수지 100 중량부; 유리 섬유 5 내지 30 중량부; 백색 안료 5 내지 50 중량부; 및 사슬 연장제 0.1 내지 10 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
2. 상기 1 구체예에서, 상기 글리콜 변성 폴리에스테르 수지는 전체 디올 성분 중 1,4-시클로헥산디메탄올의 함량이 20 내지 100 몰%일 수 있다.
3. 상기 1 또는 2 구체예에서, 상기 백색 안료는 산화티탄, 산화아연, 황화아연, 황산아연, 황산바륨, 탄산칼슘 및 알루미나 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
4. 상기 1 내지 3 구체예에서, 상기 사슬 연장제는 방향족 디올 화합물과 에피클로로히드린의 합성물, 개질된 아크릴 공중합체 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
5. 상기 1 내지 4 구체예에서, 상기 유리 섬유 및 상기 사슬 안정제의 중량비는 1 : 1 내지 200 : 1일 수 있다.
6. 상기 1 내지 5 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM E1331에 의거하여 측정한 90 mm × 50 mm × 2.5 mm 크기 시편의 450 nm 파장 광에 대한 반사율이 92 내지 99%일 수 있다.
7. 상기 1 내지 6 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 하기 식 1에 따라 산출한 반사율 유지율이 90 내지 99%일 수 있다:
[식 1]
반사율 유지율(%) = 100 - {[(Rf0 - Rf1) / Rf0] × 100}
상기 식 1에서, Rf0는 ASTM E1331에 의거하여 측정한 90 mm × 50 mm × 2.5 mm 크기 시편의 450 nm 파장 광에 대한 초기 반사율이고, Rf1은 상기 시편을 85℃, 85% 상대 습도 조건에서, 300시간 방치 후, ASTM E1331에 의거하여 측정한 450 nm 파장 광에 대한 항온 항습 시험 후 반사율이다.
8. 상기 1 내지 7 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여 측정한 두께 1/8" 시편의 언노치 아이조드 충격강도가 25 내지 40 kgf·cm/cm일 수 있다.
9. 상기 1 내지 8 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D648에 의거하여, 하중 1.82 MPa, 승온속도 120℃/hr의 조건에서 측정한 열변형온도(HDT)가 230 내지 270℃일 수 있다.
10. 본 발명의 다른 관점은 성형품에 관한 것이다. 상기 성형품은 상기 1 내지 9 중 어느 하나에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성된다.
11. 상기 10 구체예에서, 상기 성형품은 LED용 리플렉터 또는 리플렉터 컵일 수 있다.
본 발명은 반사율, 반사율 유지율, 내충격성, 내열성, 성형 가공성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품을 제공하는 발명의 효과를 갖는다. 상기 성형품은 LED용 리플렉터 또는 리플렉터 컵으로 유용하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성된 리플렉터 컵을 포함하는 반도체 장치의 단면도이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면, 다음과 같다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 (A) 폴리에스테르 수지; (B) 유리 섬유; (C) 백색 안료; 및 (D) 사슬 안정제;를 포함한다.
본 명세서에서, 수치범위를 나타내는 "a 내지 b"는 "≥a 이고 ≤b"으로 정의한다.
(A) 폴리에스테르 수지
본 발명의 폴리에스테르 수지는 (A1) 폴리시클로헥산-1,4-디메틸렌테레프탈레이트 수지; 및 (A2) 글리콜 변성 폴리에스테르 수지;를 포함한다.
(A1) 폴리시클로헥산-1,4-디메틸렌테레프탈레이트 수지
본 발명의 폴리시클로헥산-1,4-디메틸렌테레프탈레이트(PCT) 수지는 열가소성 수지 조성물의 내열성, 강성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 디카르복실산 성분으로 테레프탈산 및 그 유도체와 디올 성분으로 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM)을 공지된 중축합 방법에 따라 중합한 것이다.
구체예에서, 상기 폴리시클로헥산-1,4-디메틸렌테레프탈레이트 수지는 겔 투과 크로마토그라피(gel permeation chromatography: GPC)로 헥사플루오로이소프로판올(HFIP) 용매에서 측정한 중량평균분자량이 3,000 내지 200,000 g/mol, 예를 들면 5,000 내지 150,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내변색성, 성형 가공성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리시클로헥산-1,4-디메틸렌테레프탈레이트 수지의 함량은 전체 폴리에스테르 수지 100 중량% 중, 50 내지 90 중량%, 예를 들면 55 내지 85 중량%일 수 있다. 상기 폴리시클로헥산-1,4-디메틸렌테레프탈레이트 수지의 함량이 전체 폴리에스테르 수지 100 중량% 중, 50 중량% 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 반사율, 내열성, 내변색성, 성형 가공성 등이 저하될 우려가 있고, 90 중량%를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 내충격성 등이 저하될 우려가 있다.
(A2) 글리콜 변성 폴리에스테르 수지
본 발명의 글리콜 변성 폴리에스테르 수지는 상기 폴리시클로헥산-1,4-디메틸렌테레프탈레이트 수지 등과 함께 적용되어, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 유동 특성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 테레프탈산 80 내지 90 몰%, 예를 들면 85 내지 90 몰% 및 이소프탈산 10 내지 20 몰%, 예를 들면 10 내지 15 몰%를 포함하는 디카르복실산 성분 유래 반복단위 및 1,4-시클로헥산디메탄올을 포함하는 디올 성분 유래 반복단위를 포함한다. 상기 테레프탈산 및 이소프탈산의 함량이 상기 범위를 벗어날 경우, 열가소성 수지 조성물의 내열성, 내변색성 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 글리콜 변성 폴리에스테르 수지는 상기 디카르복실산 성분과 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM) 20 내지 100 몰%, 예를 들면 35 내지 100 몰% 및 탄소수 2 내지 6의 알킬렌 글리콜 0 내지 80 몰%, 예를 들면 0 내지 65 몰%를 포함하는 디올 성분을 중축합하여 제조할 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 유동성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 글리콜 변성 폴리에스테르 수지는 겔 투과 크로마토그라피(gel permeation chromatography: GPC)로 헥사플루오로이소프로판올(HFIP) 용매에서 측정한 중량평균분자량이 3,000 내지 200,000 g/mol, 예를 들면 5,000 내지 150,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 가공성, 내충격성, 강성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 글리콜 변성 폴리에스테르 수지의 함량은 전체 폴리에스테르 수지 100 중량% 중, 10 내지 50 중량%, 예를 들면 15 내지 45 중량%일 수 있다. 상기 글리콜 변성 폴리에스테르 수지의 함량이 전체 폴리에스테르 수지 100 중량% 중, 10 중량% 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 유동 성 등이 저하될 우려가 있고, 50 중량%를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 반사율, 내열성, 내변색성 등이 저하될 우려가 있다.
(B) 유리 섬유
본 발명의 일 구체예에 따른 유리 섬유는 열가소성 수지 조성물의 강성, 내충격성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 원형 단면(circular cross-sectional) 유리 섬유, 평판형(flat-shaped) 유리 섬유, 이들의 조합 등을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 원형 단면 유리 섬유는 광학 현미경(optical microscope)으로 측정한 원형 단면의 평균 직경이 6 내지 8 ㎛, 예를 들면 6 내지 7.5 ㎛인 유리 섬유일 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 강성, 외관 특성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 평판형 유리 섬유는 열가소성 수지 조성물에 사용되는 통상적인 평판형 유리 섬유일 수 있으며, 예를 들면 광학 현미경(optical microscope)으로 측정한 단면의 종횡비가 1.5 내지 8, 예를 들면 1.6 내지 5일 수 있고, 단경이 6 내지 12 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물(성형품)의 표면 평활도가 개선될 수 있고, 반사율이 향상될 수 있다.
구체예에서, 상기 유리 섬유는 압출 전 평균 길이가 1 내지 5 mm일 수 있고, 압출(가공) 후 평균 길이가 100 내지 700 ㎛, 예를 들면 110 내지 690 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 강성, 외관 특성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 유리 섬유는 폴리에스테르 수지 등 열가소성 수지 조성물 구성 성분과의 결합력을 증가시키기 위하여, 표면에 표면처리제를 코팅한 것을 사용할 수 있다. 상기 표면처리제로는 실란계 화합물, 우레탄계 화합물, 에폭시계 화합물 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
구체예에서, 상기 유리 섬유는 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 5 내지 30 중량부, 예를 들면 5 내지 25 중량부로 포함될 수 있다. 상기 유리 섬유의 함량이 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 5 중량부 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 강성 등이 저하될 우려가 있고, 30 중량부를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 반사율, 성형 가공성 등이 저하될 우려가 있다.
(C) 백색 안료
본 발명의 일 구체예에 따른 백색 안료는 다른 구성 성분과 함께 열가소성 수지 조성물의 백색도, 반사율, 내변색성, 광안정성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상의 백색 안료를 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 산화티탄, 산화아연, 황화아연, 황산아연, 황산바륨, 탄산칼슘, 알루미나, 연백(white lead, 2PbCO3·Pb(OH)2) 등을 단독으로 사용하거나, 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 구체적으로, 결정 구조가 루타일형 또는 정방정계인 산화티탄(TiO2) 등을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 백색 안료의 평균 입경은 0.01 내지 2.0 ㎛, 예를 들면 0.05 내지 0.7 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 백색도, 반사율 등이 우수할 수 있다. 여기서, 평균 입경은 입도 분석기(제조사 : Beckman Coulter, 장비명 : LS 13 320)로 측정한 수평균 입경이고, D50(분포율이 50% 되는 지점의 입경)으로 특정한 값이다.
구체예에서, 상기 백색 안료는 유기 표면처리제 또는 무기 표면처리제로 표면 처리된 것을 사용할 수 있다. 상기 유기 표면처리제로는 실란 커플링제, 폴리디메틸실록산, 트리메틸올프로판(TMP), 펜타에리트리톨, 이들의 조합 등이 사용될 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 실란 커플링제로는 비닐트리에톡시실란, 2-아미노프로필트리에톡시실란, 2-글리시독시프로필트리에톡시실란 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 무기 표면처리제로는 산화알루미늄(알루미나, Al2O3), 이산화규소(실리카, SiO2), 지르코니아(이산화지르콘, ZrO2), 규산나트륨, 알루민산나트륨, 규산나트륨알루미늄, 산화아연, 운모 등이 사용될 수 있으며, 이들은 2종 이상 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 유기 표면처리제 또는 무기 표면처리제는 표면 처리 시, 백색 안료 100 중량부에 대하여 5 중량부 이하로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 백색도 및 반사율 등이 더욱 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 백색 안료는 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 5 내지 50 중량부, 예를 들면 10 내지 40 중량부로 포함될 수 있다. 상기 백색 안료의 함량이 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 5 중량부 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 반사율, 반사율 유지율, 내변색성 등이 저하될 우려가 있고, 50 중량부를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 성형 가공성 등이 저하될 우려가 있다.
(D) 사슬 연장제
본 발명의 사슬 연장제는 상기 폴리에스테르 수지, 유리 섬유 등과 함께 적용되어, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 내열성, 내변색성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 방향족 디올 화합물과 에피클로로히드린의 합성물(페녹시 수지), 개질된 아크릴 공중합체(modified acrylic copolymer) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 디올 화합물과 에피클로로히드린의 합성물로는 비스페놀 A와 에피클로로히드린의 합성물인 비스페놀 A형 에폭시 수지(Phenol, 4,4'-(1-methylethylidene)bis-, polymer with 2-(chloromethyl)oxirane) 등을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 개질된 아크릴 공중합체로는 에폭시 반응기를 갖는 아크릴 공중합체 등을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 사슬 연장제는 겔 투과 크로마토그라피(gel permeation chromatography: GPC)로 측정한 중량평균분자량(Mw)이 5,000 내지 60,000 g/mol, 예를 들면 6,500 내지 55,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 치수 안정성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 사슬 연장제는 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 10 중량부, 예를 들면 0.1 내지 5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 사슬 연장제의 함량이 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 중량부 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 내열성 등이 저하될 우려가 있고, 10 중량부를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 반사율, 반사율 유지율, 내충격성 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 유리 섬유(B) 및 상기 사슬 연장제(D)의 중량비(B:D)는 1 : 1 내지 200 : 1, 예를 들면 3 : 1 내지 150 : 1일 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 내열성, 내충격성, 내변색성 등이 더 우수할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 목적하는 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 용도에 따라 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 산화방지제, 안정제, 난연제, 난연보조제, 적하방지제, 핵제, 이형제, 항균제, 계면활성제, 커플링제, 가소제, 상용화제, 활제, 정전기 방지제, 이들의 조합 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
구체예에서, 상기 산화방지제로는 페놀류, 아민류, 황류, 인류 등을 예시할 수 있고, 상기 안정제(열안정제, 광안정제)로는 락톤 화합물, 하이드로퀴논류, 할로겐화 구리, 요오드 화합물 등을 예시할 수 있으며, 상기 난연제로는 브롬계, 염소계, 인계, 안티몬계, 무기계 화합물 등을 예시할 수 있다.
구체예에서, 상기 첨가제 사용 시, 그 함량은 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 20 중량부 이하, 예를 들면 0.1 내지 15 중량부일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 공지의 방법을 통해 제조될 수 있다. 예를 들면, 각각의 구성 성분과 필요에 따라, 첨가제를 헨셀믹서, V 블렌더, 텀블러 블렌더, 리본 블렌더 등으로 혼합하고, 이를 일축 압출기 또는 이축 압출기를 이용하여 250 내지 350℃ 온도에서 용융 압출하여 펠렛상으로 제조할 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM E1331에 의거하여 측정한 30 mm × 50 mm × 2.5 mm 크기 시편의 450 nm 파장 광에 대한 반사율이 92 내지 99%, 예를 들면 93 내지 95%일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 하기 식 1에 따라 산출한 반사율 유지율이 90 내지 99%, 예를 들면 92 내지 96%일 수 있다.
[식 1]
반사율 유지율(%) = 100 - {[(Rf0 - Rf1) / Rf0] × 100}
상기 식 1에서, Rf0는 ASTM E1331에 의거하여 측정한 90 mm × 50 mm × 2.5 mm 크기 시편의 450 nm 파장 광에 대한 초기 반사율이고, Rf1은 상기 시편을 85℃, 85% 상대 습도 조건에서, 300시간 방치 후, ASTM E1331에 의거하여 측정한 450 nm 파장 광에 대한 항온 항습 시험 후 반사율이다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여 두께 1/8" 시편으로 측정한 언노치 아이조드 충격강도가 25 내지 40 kgf·cm/cm, 예를 들면 25 내지 38 kgf·cm/cm일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D648에 의거하여, 하중 1.82 MPa, 승온속도 120℃/hr의 조건에서 측정한 열변형온도(HDT)가 230 내지 270℃, 예를 들면 235 내지 260℃일 수 있다.
본 발명에 따른 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성된다. 예를 들면, 상기 열가소성 수지 조성물을 이용하여, 사출 성형, 이중 사출 성형, 블로우 성형, 압출 성형, 열 성형 등의 공지된 성형 방법으로 성형품을 제조할 수 있다.
구체예에서, 상기 성형품은 반사율, 반사율 유지율, 내충격성, 강성, 내열성 등이 우수하여, 광을 반사하는 용도라면 제한되지 않고 적용할 수 있다. 예를 들면, 각종 전기, 전자 제품의 부품, 실내외 조명, 자동차 조명, 표시 기기 등의 발광 장치용 반사판으로 사용할 수 있고, 특히, LED용 리플렉터 또는 리플렉터 컵으로 유용하다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성된 리플렉터 컵을 포함하는 반도체 장치(패키지)의 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 열가소성 수지 조성물은 다양한 형태의 리플렉터 또는 리플렉터 컵(1)을 제조할 수 있고, 제조된 리플렉터 컵(1)은 공지된 다양한 전극(2), 기판(3), 밀봉수지(4), 와이어(5), 발광다이오드(LED, 6) 등과 함께 반도체 장치, 조명 장치 등의 발광다이오드(LED) 또는 유기발광다이오드(OLED)를 포함하는 제품으로 조립될 수 있다. 또한, 상기 구성은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
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) 폴리에스테르 수지
(A1) 폴리시클로헥산-1,4-디메틸렌테레프탈레이트 수지(디카르복실산 성분: 테레프탈산 100 몰%, 디올 성분: 1,4-시클로헥산디메탄올 100 몰%, 중량평균분자량: 30,000 g/mol, 제조사: SK Chemical社, 제품명: Puratan 0502)를 사용하였다.
(A2) 글리콜 변성 폴리에스테르 수지(디카르복실산 성분: 테레프탈산 87 몰% 및 이소프탈산 13 몰%, 디올 성분: 1,4-시클로헥산디메탄올 100 몰%, 중량평균분자량: 30,000 g/mol, 제조사: SK Chemical社, 제품명: Skypura 1631)를 사용하였다.
(A3) 글리콜 변성 폴리에스테르 수지(디카르복실산 성분: 테레프탈산 95.5 몰% 및 이소프탈산 4.5 몰%, 디올 성분: 1,4-시클로헥산디메탄올 100 몰%, 중량평균분자량: 30,000 g/mol, 제조사: Estman社, 제품명 : Eastman Copolyester 13319)를 사용하였다.
(B) 유리 섬유
원형 단면 유리 섬유(제조사: CPIC社, 제품명: ECS303W-3-E)를 사용하였다.
(C) 백색 안료
산화티탄(TiO2, 제조사: Chemours社, 제품명: R103)을 사용하였다.
(D) 사슬 안정제
비스페놀 A형 에폭시 수지(Phenol, 4,4'-(1-methylethylidene)bis-, polymer with 2-(chloromethyl)oxirane, 제조사: InChemRez, 제품명: PKHH)를 사용하였다.
실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 9: 열가소성 수지 조성물의 제조 및 평가
상기 각 구성 성분을 하기 표 1 및 2에 기재된 바와 같은 함량으로 첨가한 후, 300℃에서 압출하여 펠렛을 제조하였다. 압출은 L/D=36, 직경 45 mm인 이축 압출기를 사용하였으며, 제조된 펠렛은 100℃에서 4시간 동안 건조 후, 6Oz 사출기(성형 온도 300℃, 금형 온도: 130℃)에서 사출하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편에 대하여, 하기의 방법으로 각 물성을 측정하고, 그 결과를 표 1 및 2에 나타내었다.
물성 측정 방법
(1) 반사율(단위: %): ASTM E1331에 의거하여, 450 nm 파장 광(LED 광원)에 대한 90 mm × 50 mm × 2.5 mm 크기 시편의 반사율(SCI(specular component included) 모드 사용)을 측정하였다. 반사율 측정기로서 미놀타(주)(KONICA MINOLTA HOLDINGS, INC.)의 3600 CIE Lab.을 사용하였다.
(2) 반사율 유지율(단위: %): 하기 식 1에 따라, 반사율 유지율을 산출하였다.
[식 1]
반사율 유지율(%) = 100 - {[(Rf0 - Rf1) / Rf0] × 100}
상기 식 1에서, Rf0는 ASTM E1331에 의거하여 측정한 90 mm × 50 mm × 2.5 mm 크기 시편의 450 nm 파장 광에 대한 초기 반사율이고, Rf1은 상기 시편을 85℃, 85% 상대 습도 조건에서, 300시간 방치 후, ASTM E1331에 의거하여 측정한 450 nm 파장 광에 대한 항온 항습 시험 후 반사율이다.
(3) 언노치 아이조드 충격강도(단위: kgf·cm/cm): ASTM D256에 의거하여, 1/8" 두께 시편의 언노치 아이조드 충격강도를 측정하였다.
(4) 열변형온도(단위: ℃): ASTM D648에 의거하여, 하중 1.82 MPa, 승온속도 120℃/hr의 조건에서 열변형온도(HDT)를 측정하였다.
(5) 용융흐름지수(melt-flow index: MI, 단위: g/10min): ASTM D1238에 의거하여 300℃ 및 1.2 kgf의 조건에서 측정하였다.
실시예
1 2 3 4 5 6 7 8 9
(A)
(중량%)		 (A1) 58 67 83 67 67 67 67 67 67
(A2) 42 33 17 33 33 33 33 33 33
(A3) - - - - - - - - -
(B) (중량부) 15 15 15 5 25 15 15 15 15
(C) (중량부) 25 25 25 25 25 10 40 25 25
(D) (중량부) 1 1 1 1 1 1 1 0.1 5
(초기) 반사율 94.3 94.2 94.3 94.6 93.5 93.0 95.1 94.1 93.9
항온 항습 시험 후 반사율 88.1 88.4 89.7 88.5 87.0 86.4 89.3 87.9 88.1
반사율 유지율 93.4 93.8 95.1 93.6 93.0 92.9 93.9 93.4 93.8
언노치 아이조드 충격강도 35.1 32.1 29.8 28.5 34.9 32.4 30.1 28.8 34.3
열변형 온도 242 245 255 240 249 248 241 238 249
용융흐름지수 25 27 26 30 22 28 25 25 21
* 중량부: 폴리에스테르 수지 (A) 100 중량부에 대한 중량부
비교예
1 2 3 4 5 6 7 8 9
(A)
(중량%)		 (A1) 45 95 67 67 67 67 67 67 67
(A2) 55 8 - 33 33 33 33 33 33
(A3) - - 33 - - - - - -
(B) (중량부) 15 15 15 1 33 15 15 15 15
(C) (중량부) 25 25 25 25 25 3 52 25 25
(D) (중량부) 1 1 1 1 1 1 1 0.05 15
(초기) 반사율 90.2 94.1 92.9 94.8 91.1 70.0 95.5 94.2 90.5
항온 항습 시험 후 반사율 81.2 88.2 86.7 88.6 84.3 55.2 91.1 86.2 80.5
반사율 유지율 90.0 93.7 93.3 93.5 92.5 78.9 95.4 91.5 88.9
언노치 아이조드 충격강도 48.6 20.7 22.0 13.0 34.9 32.4 23.6 22.7 21.6
열변형 온도 196 245 245 236 250 246 238 225 247
용융흐름지수 35 24 25 30 18 28 20 25 21
* 중량부: 폴리에스테르 수지 (A) 100 중량부에 대한 중량부
상기 결과로부터, 본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 반사율, 반사율 유지율, 내충격성, 내열성, 성형 가공성 및 이들의 물성 발란스가 우수함을 알 수 있다.
반면, 폴리시클로헥산-1,4-디메틸렌테레프탈레이트 수지를 본 발명의 함량 범위 미만으로(글리콜 변성 폴리에스테르 수지를 본 발명의 함량 범위보다 초과하여) 적용할 경우(비교예 1), 열가소성 수지 조성물의 반사율, 내열성 등이 저하됨을 알 수 있고, 폴리시클로헥산-1,4-디메틸렌테레프탈레이트 수지를 본 발명의 함량 범위보다 초과하여(글리콜 변성 폴리에스테르 수지를 본 발명의 함량 범위 미만으로) 적용할 경우(비교예 2), 열가소성 수지 조성물의 내충격성 등이 저하됨을 알 수 있으며, 본 발명의 글리콜 변성 폴리에스테르 수지 (A2) 대신에, 글리콜 변성 폴리에스테르 수지 (A3)를 적용할 경우(비교예 3), 열가소성 수지 조성물의 내충격성 등이 저하됨을 알 수 있다. 유리 섬유를 본 발명의 함량 범위 미만으로 적용할 경우(비교예 4), 열가소성 수지 조성물의 내충격성 등이 저하됨을 알 수 있고, 유리 섬유를 본 발명의 함량 범위 보다 초과하여 적용할 경우(비교예 5), 열가소성 수지 조성물의 반사율 등이 저하됨을 알 수 있다. 백색 안료를 본 발명의 함량 범위 미만으로 적용할 경우(비교예 6), 열가소성 수지 조성물의 반사율, 반사율 유지율 등이 저하됨을 알 수 있고, 백색 안료를 본 발명의 함량 범위 보다 초과하여 적용할 경우(비교예 7), 열가소성 수지 조성물의 내충격성 등이 저하됨을 알 수 있다. 또한, 사슬 안정제를 본 발명의 함량 범위 미만으로 적용할 경우(비교예 8), 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 내열성 등이 저하됨을 알 수 있고, 사슬 안정제를 본 발명의 함량 범위 보다 초과하여 적용할 경우(비교예 9), 열가소성 수지 조성물의 반사율, 반사율 유지율, 내충격성 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 (11)

  1. 폴리시클로헥산-1,4-디메틸렌테레프탈레이트 수지 50 내지 90 중량%, 및 테레프탈산 80 내지 90 몰% 및 이소프탈산 10 내지 20 몰%를 포함하는 디카르복실산 성분 유래 반복단위 및 1,4-시클로헥산디메탄올을 포함하는 디올 성분 유래 반복단위를 포함하는 글리콜 변성 폴리에스테르 수지 10 내지 50 중량%를 포함하는 폴리에스테르 수지 100 중량부;
    유리 섬유 5 내지 25 중량부;
    백색 안료 10 내지 40 중량부; 및
    사슬 연장제 0.1 내지 10 중량부;를 포함하며,
    상기 유리 섬유 및 상기 사슬 연장제의 중량비는 3 : 1 내지 150 : 1인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 글리콜 변성 폴리에스테르 수지는 전체 디올 성분 중 1,4-시클로헥산디메탄올의 함량이 20 내지 100 몰%인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 백색 안료는 산화티탄, 산화아연, 황화아연, 황산아연, 황산바륨, 탄산칼슘 및 알루미나 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 사슬 연장제는 방향족 디올 화합물과 에피클로로히드린의 합성물, 개질된 아크릴 공중합체 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, ASTM E1331에 의거하여 측정한 90 mm × 50 mm × 2.5 mm 크기 시편의 450 nm 파장 광에 대한 반사율이 92 내지 99%인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 하기 식 1에 따라 산출한 반사율 유지율이 90 내지 99%인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물:
    [식 1]
    반사율 유지율(%) = 100 - {[(Rf0 - Rf1) / Rf0] × 100}
    상기 식 1에서, Rf0는 ASTM E1331에 의거하여 측정한 90 mm × 50 mm × 2.5 mm 크기 시편의 450 nm 파장 광에 대한 초기 반사율이고, Rf1은 상기 시편을 85℃, 85% 상대 습도 조건에서, 300시간 방치 후, ASTM E1331에 의거하여 측정한 450 nm 파장 광에 대한 항온 항습 시험 후 반사율이다.
  8. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여 측정한 두께 1/8" 시편의 언노치 아이조드 충격강도가 25 내지 40 kgf·cm/cm인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D648에 의거하여, 하중 1.82 MPa, 승온속도 120℃/hr의 조건에서 측정한 열변형온도(HDT)가 230 내지 270℃인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  10. 제1항 내지 제4항, 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 성형품.
  11. 제10항에 있어서, 상기 성형품은 LED용 리플렉터 또는 리플렉터 컵인 것을 특징으로 하는 성형품.
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