KR102658748B1 - 폴리에스테르 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품 - Google Patents
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Abstract
개선된 기계적 물성을 제공하면서도, 레이저 융착에 적합한 투과도가 확보된 블랙 칼라의 폴리에스테르 수지 조성물에 관한 것이다.
일 측면에 따른 폴리에스테르 수지 조성물은 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 30 내지 60 중량%, 결정화 시간(t1 /2)이 750초를 초과하는 반-방향족(semi-aromatic) 폴리에스테르 수지 10 내지 40 중량% 및 유리섬유 15 내지 45 중량%를 포함하는 혼합물 100 중량부; 및 하기 화학식 1로 표시되는 방향족 화합물을 포함하는 블랙염료 0.01 내지 1 중량부;를 포함한다.
[화학식 1]
CaHbNcOd
상기 a는 10 내지 50의 정수이고, 상기 b는 5 내지 50의 정수이고, 상기 c 및 d는 1 내지 5의 정수이다.
일 측면에 따른 폴리에스테르 수지 조성물은 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 30 내지 60 중량%, 결정화 시간(t1 /2)이 750초를 초과하는 반-방향족(semi-aromatic) 폴리에스테르 수지 10 내지 40 중량% 및 유리섬유 15 내지 45 중량%를 포함하는 혼합물 100 중량부; 및 하기 화학식 1로 표시되는 방향족 화합물을 포함하는 블랙염료 0.01 내지 1 중량부;를 포함한다.
[화학식 1]
CaHbNcOd
상기 a는 10 내지 50의 정수이고, 상기 b는 5 내지 50의 정수이고, 상기 c 및 d는 1 내지 5의 정수이다.
Description
본 발명은 폴리에스테르 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 개선된 기계적 물성을 제공하면서도, 레이저 융착에 적합한 투과도가 확보된 블랙 칼라의 폴리에스테르 수지 조성물에 관한 것이다.
폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 수지는 빠른 결정 생성 시간으로 인해 공업적으로 생산성이 높아 다양한 분야에 적용되고 있고, 최근에는 자동차 내장재 및 외장재에 사용하기 위해 이용되는 기존의 볼팅(bolting) 공정보다 효율적인 제조가 가능한 레이저 융착 공정을 통한 제품 개발이 관련 업계에서 대두되고 있으며, 이에 따라 레이저 융착이 가능한 폴리부틸렌 테레프탈레이트 소재 개발이 요구되고 있다.
하지만, 상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지의 빠른 결정화 속도는 레이저 융착 공정에서는 오히려 단점으로 작용하여 충분한 투과도를 확보하기 어려운 문제가 있다. 이에, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지를 사용하여 레이저 융착이 가능한 투과도를 확보하기 위해 결정화 속도가 다른 수지들을 혼합하는 등의 다양한 시도들이 계속되고 있으나, 이러한 얼로이(alloy) 수지들도 각 수지의 다른 결정화 속도로 인해 레이저 융착에 최적화된 투과도를 제공하지 못하고 있는 실정이다.
또한, 레이저 융착 공정으로 제조되는 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지는 주로 블랙염료를 통해 블랙 칼라의 수지로 제조되는데, 일반적인 블랙염료를 이용한 블랙 칼라는 레이저 융착에 사용되는 파장 범위(980 내지 1,080 nm)에서 레이저를 100 % 흡수하므로, 투과도가 요구되는 소재의 적용에 한계가 있다. 이에, 레이저 융착 공정에 충분한 투과도를 제공할 수 있는 폴리부틸렌 테레프탈레이트 소재에 대한 개발이 요구되고 있다.
일 측면은 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지와 폴리에스테르 수지의 혼합 비율을 조절하고, 블랙 염료의 종류를 선별하여 개선된 기계적 물성을 제공하면서도, 레이저 융착에 적합한 투과도를 가지는 폴리에스테르 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품을 제공하고자 한다.
일 측면에 따른 폴리에스테르 수지 조성물은, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 30 내지 60 중량%, 결정화 시간(t1/2)이 750초를 초과하는 반-방향족(semi-aromatic) 폴리에스테르 수지 10 내지 40 중량% 및 유리섬유 15 내지 45 중량%를 포함하는 혼합물 100 중량부; 및
하기 화학식 1로 표시되는 방향족 화합물을 포함하는 블랙염료 0.01 내지 1 중량부;를 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물:
[화학식 1]
CaHbNcOd
상기 a는 10 내지 50의 정수이고, 상기 b는 5 내지 50의 정수이고, 상기 c 및 d는 1 내지 5의 정수이다.
또한, 상기 반-방향족 폴리에스테르 수지는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 수지 및 폴리에틸렌 나프탈레이트 수지를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 반-방향족 폴리에스테르 수지는, 용융점(melting point)이 200 내지 245 ℃ 범위를 가지는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 반-방향족 폴리에스테르 수지는, 결정화 온도(Tc)가 100 내지 192 ℃ 범위를 가지는 것을 포함할 수 있다.
또한, 반-방향족 폴리에스테르 수지는, 중량평균 분자량이 25,000 내지 100,000 g/mol 범위를 가지는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유리섬유는 등직경(normal diameter)이 1 내지 20 ㎛이고, 길이가 1 내지 10 mm인 것을 포함할 수 있다.
또한, 유리섬유는, 원통형의 단섬유 형태로 마련된 것을 포함할 수 있다.
또한, 블랙염료는, 상기 화학식 1을 만족하는 안트라퀴논 블루계 염료 및 상기 화학식 1을 만족하는 페리논 레드계 염료를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지는, 테레프탈산 및 부탄디올(1,4-butanediol)이 공중합된 형태로 마련된 것을 포함할 수 있다.
또한, 폴리에스테르 수지 조성물은, 산화방지제, 가수분해 억제제, 활제, 기핵제, 광안정제, 안료 및 무기 충진제를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
또한, 첨가제는, 상기 혼합물 및 첨가제의 총 중량에 대해 0.1 내지 5 중량%로 포함될 수 있다.
또한, 폴리에스테르 수지 조성물은, 두께 1.6 t에서 20 내지 80 % 범위의 투과도를 가지는 것을 포함할 수 있다.
또한, 폴리에스테르 수지 조성물은 용융지수(265 ℃, 2.16 kg)가 15 g/10 min 내지 30 g/10min 범위를 가지는 것을 포함할 수 있다.
또한, 폴리에스테르 수지 조성물은 충격강도가 7.5 내지 12 kgf·cm/cm 범위를 가지는 것을 포함할 수 있다.
또한, 폴리에스테르 수지 조성물은, 레이저 융착용 소재일 수 있다.
다음으로, 일 측면은 전술한 폴리에스테르 수지 조성물로 성형된 성형품을 제공한다.
또한, 성형품은, 차량의 내장재 및 외장재 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 측면에 따른 폴리에스테르 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
먼저, 동등 이상의 기계적 물성을 제공하면서도, 레이저 융착에 적합한 투과도가 확보된 블랙 컬러의 폴리에스테르 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품을 제공할 수 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시 예들에 대해 설명한다.
게시된 발명은 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지에, 반-방향족(semi-aromatic) 폴리에스테르 수지 및 유리 섬유를 혼합하고, 여기에 특정 구조를 포함하는 블랙 염료를 포함할 때, 기계적 물성의 저하 없이 레이저 융착에 적합한 투과도를 확보 가능하도록 마련된 폴리에스테르 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.
먼저, 폴리에스테르 수지 조성물에 대해 상세하게 설명하도록 한다.
일 실시 예에 따른 폴리에스테르 수지 조성물은, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 30 내지 60 중량%, 결정화 시간(t1/2)이 750초를 초과하는 반-방향족(semi-aromatic) 폴리에스테르 수지 10 내지 40 중량% 및 유리섬유 15 내지 45 중량%를 포함하는 혼합물 100 중량부; 및 하기 화학식 1로 표시되는 방향족 화합물을 포함하는 블랙염료 0.01 내지 1 중량부;를 포함한다.
[화학식 1]
CaHbNcOd
상기 a는 10 내지 50의 정수이고, 상기 b는 5 내지 50의 정수이고, 상기 c 및 d는 1 내지 5의 정수이다.
폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지는 일 예로 테레프탈산 및 부탄디올(1,4-butanediol)이 공중합된 것으로, 통상의 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지를 의미한다.
폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지는 중량평균분자량이 30,000 내지 100,000 g/mol 범위를 가지는 것을 포함할 수 있으며, 이 범위 내에서 우수한 기계적 물성을 구현할 수 있다.
폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지는 혼합물에 대하여 30 내지 60 중량% 범위로 포함될 수 있다. 이 범위 내에서 적정 결정 속도를 유지하도록 하여 가공성이 우수하고 투과도 및 기계적 물성이 뛰어난 효과가 있다.
반-방향족(semi-aromatic) 폴리에스테르 수지는 지방족기와 방향족기를 동시에 함유하는 폴리에스테르 수지를 의미한다.
반-방향족 폴리에스테르 수지는 결정화 시간(t1 /2)이 750 내지 1,100초 범위를 가지는 것을 포함할 수 있다. 이 범위 내에서 결정 생성 시 생성 속도의 경사가 완만하여 결정화 속도가 적절하고 안정적으로 결정이 생성되는 효과가 있다.
결정화 시간(t1 /2)은 120 ℃에서 0.5의 결정화도(50 %의 결정화)를 나타내는 상대적인 결정화 시간(t1 /2)을 의미한다.
반-방향족 폴리에스테르 수지는 반-방향족을 만족하는 폴리에스테르 수지라면 특별히 제한되지는 않는다. 일 예로, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 수지 및 폴리에틸렌 나프탈레이트 수지를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지일 수 있다. 반-방향족 폴리에스테르 수지로 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지가 사용될 경우 앞서 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지와 보다 잘 결합하여 적정 결정화 속도를 유지하는 효과를 도모할 수 있다.
반-방향족 폴리에스테르 수지는 용융점(melting point)이 200 내지 245 ℃ 범위를 가지는 것을 포함할 수 있다. 이 범위 내에서 적정 결정화 속도를 유지하여 안정적인 결정을 생성시키는 효과가 있다.
반-방향족 폴리에스테르 수지는 결정화 온도(Tc)가 100 내지 192℃ 범위를 가지는 것을 포함할 수 있다. 이 범위 내에서 적정 결정화 속도를 유지하여 가공성이 우수하고, 투과도 및 기계적 물성이 뛰어난 효과가 있다.
반-방향족 폴리에스테르 수지는 중량평균 분자량이 25,000 내지 100,000 g/mol 범위를 가지는 것을 포함할 수 있다. 이 범위 내에서 빠른 결정화 속도를 가지도록 할 수 있으며, 가공성 및 기계적 물성이 뛰어난 효과가 있다.
반-방향족 폴리에스테르 수지는 혼합물에 대하여 10 내지 40 중량% 범위로 포함될 수 있다. 이 범위 내에서 적정 결정화 속도를 유지하여 가공성이 우수하고, 투과도 및 기계적 물성이 뛰어난 효과가 있다.
유리섬유는 등 직경이 1 내지 20 ㎛ 범위를 가지는 것을 포함할 수 있으며, 이 범위 내에서 충격강도 및 외관 특성이 우수한 효과가 있다.
또 다른 예로, 유리섬유는 길이가 1 내지 10 mm 범위를 가지는 것을 포함할 수 있으며, 이 범위 내에서 기계적 물성 및 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다.
유리 섬유의 형태는 원통형의 단섬유 형태로 마련된 것을 포함할 수 있으며, 이 경우 기계적 물성 및 외관 특성이 우수한 효과가 있다.
유리 섬유는 혼합물에 대하여 15 내지 45 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 투과도 및 기계적 물성이 우수한 효과가 있다.
블랙염료는 상기 폴리에스테르 수지 조성물의 투과도에 가장 큰 영향을 미치는 것으로, 레이저 융착 공정에 따른 레이저 파장 범위(980 내지 1,080 nm)에서 레이저를 흡수하지 않는 블랙염료가 사용될 수 있다.
블랙염료는 하기 화학식 1로 표시되는 방향족 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
CaHbNcOd
여기서, a는 10 내지 50의 정수이고, b는 5 내지 50의 정수이며, 상기 c 및 d는 1 내지 5의 정수이다.
화학식 1로 표시되는 방향족 화합물은 화학식 1을 만족하는 안트라퀴논(Anthraquinone) 블루계 염료 및 화학식 1을 만족하는 페리논(Perinone) 레드계 염료를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있고, 이 경우 레이저 융착에 적합한 투과도가 확보된 블랙 칼라가 발현되는 효과가 우수하다.
또 다른 예로, 화학식 1로 표시되는 방향족 화합물은 C36H38N2O2의 일반식을 갖는 안트라퀴논(Anthraquinone) 블루계 염료, C22H12H2O의 일반식을 갖는 페리논(Perinone) 레드계 염료, 또는 이들을 모두 포함할 수 있고, 바람직하게는 이들을 모두 포함하는 것이며, 이 경우 레이저 융착에 적합한 투과도가 확보된 블랙 칼라가 발현되는 효과가 우수하다.
또 다른 예로, 상기 화학식 1로 표시되는 방향족 화합물은 C22H35N2O2의 일반식을 갖는 안트라퀴논(Anthraquinone) 블루계 염료, C22H12H2O의 일반식을 갖는 페리논(Perinone) 레드계 염료, 또는 이들을 모두 포함할 수 있고, 바람직하게는 이들을 모두 포함하는 것이며, 이 경우 레이저 융착에 적합한 투과도가 확보된 블랙 칼라가 발현되는 효과가 우수하다.
앞서 설명한 안트라퀴논 블루계 염료와 페리논 레드계 염료를 모두 포함하는 경우, 이들의 중량비는 특별히 제한되지 않고 원하는 블랙 칼라 발현을 위해 적절히 조절 가능하며, 일례로 1:99 내지 99:1 범위의 중량 비로 혼합될 수 있다.
블랙염료는 혼합물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 1 중량부로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 투과도 및 기계적 물성이 우수한 효과가 있다.
한편, 폴리에스테르 수지 조성물은 산화방지제, 가수분해 억제제, 활제, 기핵제, 광안정제, 안료 및 무기 충진제를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나의 첨가제를 포함할 수 있다.
산화방지제는 폴리에스테르 수지 조성물에 사용될 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으나, 일 예로 힌더드(hindered) 페놀계 산화방지제일 수 있고, 바람직하게는 Irganox 시리즈일 수 있다.
가수분해 억제제는 금속 포스페이트계 화합물일 수 있고, 구체적인 예로 제1인산나트륨, 제1인산칼륨, 제2인산나트륨, 제2인산칼륨, 제3인산나트륨, 제3인산칼륨 및 인산칼슘을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
활제는 폴리올레핀계, 몬탄계 왁스 등이 사용될 수 있다.
기핵제는 유기계 혹은 무기계 기핵제일 수 있고, 바람직하게는 유기금속 포스페이트일 수 있으며, 보다 바람직하게는 유기소듐 포스페이트일 수 있다.
첨가제는 혼합물 및 첨가제 총 중량에 대하여 0.1 내지 5 중량%로 포함될 수 있다.
레이저 융착 공정에 따른 폴리에스테르 수지 조성물의 투과도는 특정 범위를 만족할 것이 요구된다. 이와 관련하여, 상기 폴리에스테르 수지 조성물은 두께 1.6 t에서의 투과도가 20 내지 80 %일 수 있고, 이 범위 내에서 블랙 컬러의 폴리에스테르 수지 조성물을 레이저 융착 공정에 적용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 폴리에스테르 수지 조성물은 용융지수(250 ℃, 2.16 kg)가 19 g/10 min 내지 35 g/10 min 범위를 가질 수 있으며, 충격강도가 7.5 kgf·cm/cm 내지 12 kgf·cm/cm 범위를 가질 수 있다.
게시된 발명에 따른 성형품은 폴리에스테르 수지 조성물을 포함하는 것을 특징으로 한다. 성형품은 차량의 내장재 부품, 외장재 부품 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시 예를 제시하도록 한다. 다만, 후술하는 실시 예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 통상의 기술자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예]
실시예
1 내지 3 및
비교예
1 내지 4
폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지, 유리섬유, 산화방지제, 가수분해 억제제, 활제, 기핵제, 블랙염료 및 카본블랙을 아래의 표 1에 나타낸 함량으로 슈퍼 믹서(super mixer)를 이용해 혼합하였고, 이축 압출기를 이용해 200 내지 300 ℃의 온도에서 용융 및 혼련하여 펠렛 형태의 수지 조성물을 제조하였다. 제조된 펠렛 형태의 수지 조성물을 120 ℃에서 4시간 이상 건조한 후, 엥겔 사출기(Engel extruder, 80 ton)를 이용해 200 내지 300 ℃의 온도에서 물성을 측정하기 위한 시편을 사출하였고, 그 물성을 아래의 방법으로 측정하여 [표 1]에 나타내었다.
[시험예]
앞서 설명한 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4에서 수득한 폴리에스테르 수지 조성물 시편의 물성을 아래의 방법으로 측정하여, 그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
측정 방법
* 중량평균 분자량: Agilent 1200 series GPC를 이용하여 PS standard로 검량하여 측정하였다.
* 결정화 온도(Tc, ℃): Dynamic DSC를 이용하여 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지의 결정화 온도를 측정하였다.
* 결정화 시간(t1 /2, 초): Optic Microscopy(Nikon 사 제조, 기기명: Optiphot2)를 이용하여, 120 ℃에서 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지의 결정이 생성되는 것을 편광을 통해 관찰하고, 0.5의 결정화도(50 %의 결정화)를 나타내는 상대적인 결정화 시간(t1 /2)을 나타내었다.
* 투과도(%): Eurovision ETM-10 기기를 이용해 두께 1.6 t 시편의 반 gate에서 1 내지 5 cm 떨어진 부위에 Detector를 붙여 측정하였다.
* 충격강도(Notched Izod Impact Strength, kgf·cm/cm): 1/4"의 시편을 이용하여 표준측정 ASTM D256에 의거하여 측정하였다.
* 용융지수(MI, g/10 min): 시편을 이용하여 표준 측정 ASTM D1238(265 ℃, 2.16 kg 조건)에 의거하여 측정하였다.
* 인장강도(TS, kgf/cm2): 시편을 이용하여 표준측정 ASTM D638에 의거하여 측정하였다.
* 인장신율(TE, %): 시편을 이용하여 표준측정 ASTM D638에 의거하여 측정하였다.
* 굴곡강도(FS, kgf/cm2): 시편을 이용하여 표준측정 ASTM D790에 의거하여 측정하였다.
* 굴곡탄성률(FM, kgf/cm2): 시편을 이용하여 표준측정 ASTM D790에 의거하여 측정하였다.
| 구분 | 실시예 | 비교예 | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 4 | ||
| PBT | (중량%) | 41.5 | 41.4 | 34.55 | 41.4 | 27.6 | 41.6 | 41.6 |
| PET 1 | - | - | - | 27.6 | - | - | - | |
| PET 2 | 27.6 | 27.6 | 34.55 | - | 41.5 | 27.6 | 27.6 | |
| GF | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | |
| AO | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | |
| HI | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | |
| LC | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |
| NA | - | 0.1 | - | 0.1 | - | - | - | |
| 계 | (중량부) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| BD | (중량부) | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | - | - |
| CB | - | - | - | - | - | 1.5 | - | |
| ND | - | - | - | - | - | - | 0.2 | |
| * 물성 | ||||||||
| 투과도 | (%) | 27 | 30 | 62 | 21 | 81 | 0 | 17 |
| MI | (g/10 min) | 22 | 30 | 25 | 24 | 18 | 20 | 21 |
| IS | (kg?m/cm) | 9.5 | 9.5 | 9.6 | 7.0 | 9.2 | 9.0 | 9.1 |
| TS | (kgf/cm2) | 155 | 158 | 150 | 150 | 143 | 152 | 153 |
| TE | (%) | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.0 | 2.6 | 2.0 | 2.5 |
| FS | (kgf/cm2) | 220 | 225 | 210 | 200 | 195 | 218 | 221 |
| FM | (kgf/cm2) | 9,600 | 9,550 | 9,800 | 9,850 | 9,900 | 9,580 | 9,580 |
* PBT: 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(Tunhe 사 제조, 제품명 TH6082)
* PET 1: 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(중량평균 분자량 40,000 내지 75,000 g/mol, 용융점 255 ℃, 결정화 온도 192 ℃, 결정화 시간 750초)
* PET 2: 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(중량평균 분자량 30,000 내지 80,000 g/mol, 용융점 245 ℃, 결정화 온도 177 ℃, 결정화 시간 1,000초)
* GF: 유리 단섬유(Nippon Electric Glass 사 제조, 제품명 NEG 187H, 등직경 10.5 ㎛, 길이 3 mm)
* AO: 산화방지제(Irganox 1010)
* HI: 가수분해 억제제(제2인산나트륨)
* LC: 활제(Lione chemtec사 제조, 제품명 LC102N, 폴리에틸렌계 왁스)
* NA: 기핵제(ADEKA사 제조, 제품명 STAB NA-11)
* BD: 블랙염료(Anthraquinone-C22H35N2O2 및 Perinone-C22H12N2O의 조합)
* CB: 카본블랙(Korea Carbon 사 제조, 제품명 NM 9083)
* ND: Nigrosin계 블랙 염료
[표 1]에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 실시예 1 내지 3의 폴리에스테르 수지 조성물의 경우, 용융지수, 충격강도, 인장강도, 인장신율, 굴곡강도 및 굴곡탄성률이 모두 우수하고, 물성 밸런스가 뛰어나며, 레이저 융착에 적합한 투과도를 갖는 것을 확인하였다.
반면, 용융점이 높은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지를 사용한 비교예 1의 경우, 충격강도, 인장강도, 인장신율 및 굴곡강도가 모두 저하되었다.
또한, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지를 충분히 포함하지 않고, 풀리에틸렌 테레프탈레이트 수지를 과량으로 사용한 비교예 2의 경우, 결정 속도가 저하되어 용융지수가 열악하고, 투과도가 과하게 높아져 레이저 융착에 적합하지 못한 것을 확인할 수 있었다.
또한, 블랙염료로 카본블랙 또는 Nigrosin계 블랙 염료를 사용한 비교예 3, 4의 경우, 레이저를 모두 또는 과도하게 흡수하여 레이저 융착 공정에 적합하지 못한 것을 확인할 수 있었다.
결론적으로, 본 발명자들은 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지와 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지를 적정 함량으로 혼합하여 결정화 속도를 조절하고, 레이저 파장을 흡수하지 않는 블랙 염료를 이용하여, 레이저 융착 공정에 적합한 폴리에스테르 수지 조성물을 구현할 수 있음을 확인할 수 있었다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 게시된 실시 예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 게시된 실시 예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 게시된 실시 예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
Claims (17)
- 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 30 내지 60 중량%, 결정화 시간(t1/2)이 750초 내지 1,100초 범위를 가지는 반-방향족(semi-aromatic) 폴리에스테르 수지 10 내지 40 중량% 및 유리섬유 15 내지 45 중량%를 포함하는 혼합물 100 중량부; 및
하기 화학식 1로 표시되는 방향족 화합물을 포함하는 블랙염료 0.01 내지 1 중량부;를 포함하고,
상기 반-방향족 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 수지 및 폴리에틸렌 나프탈레이트 수지를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하며,
상기 반-방향족 폴리에스테르 수지는, 용융점(melting point)이 200 내지 245 ℃ 범위인, 폴리에스테르 수지 조성물:
[화학식 1]
CaHbNcOd
상기 a는 10 내지 50의 정수이고, 상기 b는 5 내지 50의 정수이고, 상기 c 및 d는 1 내지 5의 정수이다. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 반-방향족 폴리에스테르 수지는,
결정화 온도(Tc)가 100 내지 192 ℃ 범위를 가지는 것을 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 반-방향족 폴리에스테르 수지는,
중량평균 분자량이 25,000 내지 100,000 g/mol 범위를 가지는 것을 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 유리섬유는 등직경(normal diameter)이 1 내지 20 ㎛이고,
길이가 1 내지 10 mm인 것을 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 유리섬유는,
원통형의 단섬유 형태로 마련된 것을 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 블랙염료는,
상기 화학식 1을 만족하는 안트라퀴논 블루계 염료 및 상기 화학식 1을 만족하는 페리논 레드계 염료를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물. - 제 1항에 있어서,
상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지는,
테레프탈산 및 부탄디올(1,4-butanediol)이 공중합된 형태로 마련된 것을 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 폴리에스테르 수지 조성물은,
산화방지제, 가수분해 억제제, 활제, 기핵제, 광안정제, 안료 및 무기 충진제를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나의 첨가제를 더 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물. - 제10항에 있어서,
상기 첨가제는,
상기 혼합물 및 첨가제의 총 중량에 대해 0.1 내지 5 중량%로 포함되는 폴리에스테르 수지 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 폴리에스테르 수지 조성물은,
두께 1.6 t에서 20 내지 80 % 범위의 투과도를 가지는 것을 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 폴리에스테르 수지 조성물은,
용융지수(265 ℃, 2.16 kg)가 15 g/10 min 내지 30 g/10min 범위를 가지는 것을 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 폴리에스테르 수지 조성물은,
충격강도가 7.5 내지 12 kgf·cm/cm 범위를 가지는 것을 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 폴리에스테르 수지 조성물은,
레이저 융착용 소재인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 수지 조성물. - 제1항, 제4항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 폴리에스테르 수지 조성물로 성형된 성형품.
- 제16항에 있어서,
상기 성형품은,
차량의 내장재 및 외장재 중 적어도 하나를 포함하는 성형품.
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| JP2016137713A (ja) * | 2015-01-22 | 2016-08-04 | 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 | レーザー溶着用部材及び成形品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20180076455A (ko) | 2018-07-06 |
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