KR20050121336A - 폴리카보네이트 광확산 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바인더 수지, 광확산제, 대전방지제 및 형광증백제를 포함하는 광확산 수지 조성물로서, 바인더 수지로 폴리카보네이트를 사용하고, 광확산제로 폴리메틸메타크릴레이트를 주성분으로 하는 비드상 광확산제를 사용함으로써 사출성형, 압출성형, 압축성형 등의 가공 방법에 의해 조명, 간판 등의 커버로 용이하게 성형되어 높은 흐림도(Haze) 및 높은 광투과도를 동시에 지님으로써 조명등, 간판등, 건축내부등 및 내용물은 보이지 않게 하면서 높은 전광선투과율을 가져 높은 조도를 나타내고, 낮은 표면저항값을 가져 정전기에 의해 먼지가 부착되지 않으며, 충격강도 저하를 최소화할 수 있어 형태, 크기에 제약없이 커버를 제조할 수 있다.

Description

폴리카보네이트 광확산 수지 조성물{Polycarbonate Light Diffusion Resin Composition}
본 발명은 폴리카보네이트 광확산 수지 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 바인더 수지로 폴리카보네이트를 사용하고, 광확산제로 폴리메틸메타크릴레이트를 주성분으로 하는 비드상 광확산제를 사용함으로써 사출성형, 압출성형, 압축성형 등의 가공 방법에 의해 조명, 간판 등의 커버로 쉽게 성형될 수 있고, 높은 흐림도(haze)와 전광선 투과율을 가져 조명 및 간판의 커버로 적용시 그 내용물은 보이지 않으면서도 밝기가 탁월하고, 낮은 표면저항으로 정전하가 발생하기 어려워 먼지가 잘 부착되지 않는 폴리카보네이트 광확산 수지 조성물에 관한 것이다.
폴리카보네이트 수지는 PMMA, 스티렌-아크릴로나이트릴(SAN)과 함께 상업적으로 많이 사용되는 대표적인 투명 플라스틱 중의 하나로, 사출성형이나 압출성형에 의해 유리 대체 플라스틱, 용기, 자동차 램프커버, 케노피 등의 용도로 많이 사용되고 있다. 이러한 광학적 용도 중, 실내·외 조명등 및 광고용 간판 커버의 기본재료로 적용시 요구되는 물성은 높은 흐림도(haze)와 전광선 투과율이다.
흐림도는 내부의 조명등 및 내용물이 외부에서 보이면 미관상 좋지 않고, 또 최근 조명등이 작아지고 고휘도를 발휘하는 형태로 그 수요가 증가할 뿐만 아니라, 커버가 투명할 경우 직접조명에 의한 눈부심 현상이 발생하게 되므로 광학적 용도에 사용시 고려해야 할 중요한 물성이다.
또한, 커버의 전광선 투과율이 낮으면 실내가 어둡게 되고, 원하는 밝기를 유지하기 위해 조명등의 갯수를 늘리거나 고휘도의 조명등을 사용해야 하는 문제점이 있다.
한편, 대부분의 플라스틱 소재들의 표면저항은 1014-16 Ω 정도로 정전기에 의해 먼지가 부착되게 된다. 따라서, 어떤 재료가 대전방지성을 가질려면 그 재료로 성형된 제품의 표면저항이 1011 Ω 미만의 값을 나타내야 한다. 폴리카보네이트도 일반적인 플라스틱과 마찬가지로 높은 표면저항을 가져 정전기에 의해 먼지가 부착되는데, 특히 실내 조명등의 커버로 적용시, 장시간 사용 후 부착된 먼지에 의해 전광선 투과율이 저하되고 부착된 먼지의 청소에 불편함을 주고 있다.
이에 본 발명자들은 광확산 수지 조성물로부터 제조된 조명용 쉬트의 전광선 투과율, 낮은 흐림도 및 약한 충격강도 등의 문제를 해결할 수 있는 새로운 광확산 수지 조성물을 개발하기 위하여 연구 노력하던 중, 폴리카보네이트 수지를 매트릭스 수지로 사용하고, 광확산제로 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 주성분으로 하는 비드상 광확산 수지를 포함하는 광확산 수지 조성물로부터 사출성형, 압출성형에 의해 조명, 간판 등에 사용되는 판상의 커버를 제조한 결과, 높은 흐림도를 가짐과 동시에 우수한 전광선 투과율, 대전방지성, 기계적 물성을 갖는 커버를 얻을 수 있다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명은 높은 흐림도와 전광선 투과율, 대전방지성이 우수하고, 기존의 사출성형, 압축성형, 압출성형에 의해 조명 및 간판의 커버로 용이하게 성형되어 우수한 충격강도를 가지는 폴리카보네이트 광확산 수지 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폴리카보네이트 광확산 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 광확산제로 폴리메틸메타크릴레이트를 주성분으로 하는 비드상 광확산 수지 0.1 내지 15 중량부, 대전방지제 0.3 내지 5 중량부 및 형광증백제 0.005 내지 2 중량부를 포함하는 것임을 그 특징으로 한다.
이와같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 폴리카보네이트 수지, 광확산제로 폴리메틸메타크릴레이트를 주성분으로 하는 비드상 광확산 수지, 대전방지제 및 형광증백제를 포함하는 광확산 수지 조성물에 관한 것이다.
본 발명에서 사용한 폴리카보네이트 수지는 사출 혹은 압출과 같은 일반적인 플라스틱 가공으로 성형될 수 있는 범용의 것을 사용하였다.
또한, 본 발명의 광확산 수지 조성물에서 광확산성 부여를 위해 포함되는 광확산제는, PMMA를 주성분으로 하는 비드상 광확산 수지로서 메틸메타크릴레이트 50∼100 몰%와 스티렌 50 몰% 이내로 함유된 것으로, 평균 입경이 5∼200㎛, 바람직하기로는 8∼100㎛인 것이다. 이때 평균 입경이 5㎛ 미만이면 원하는 흐림도를 나타낼 수 없고, 전광선 투과율이 저하되며, 또한 평균 입경이 200㎛를 초과하면 표면이 거칠어진다.
또한, 메틸메타크릴레이트와 스티렌 함량이 상기 범위를 벗어날 경우, 전광선 투과율을 저하시킴과 동시에 흐림도를 증가시키는 문제가 있다.
이러한 PMMA를 주성분으로 하는 비드상 광확산 수지의 함량은 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여 0.1∼15 중량부, 바람직하게는 0.5∼7 중량부로 첨가되는 바, 0.1 중량부 미만이면 흐림도가 낮아질 수 있고, 15 중량부를 초과하면 전광선 투과율이 낮아지는 문제가 있다.
또한, 본 발명의 대전방지제는 양이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제, 양친성 계면활성제 및 비이온계 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상의 것을 들 수 있다. 그 함량은 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여 0.3∼5 중량부 포함되는 것이 바람직한 바, 0.3 중량부 미만에서는 대전방지성이 나타날 만큼 충분히 표면저항이 낮아지지 않고, 5 중량부를 초과하면 표면불량, 황변 등의 문제가 발생될 수 있다.
이러한 대전방지제의 구체적인 예를 들면, 탄소수 2 내지 50인 포화 및 불포화 테트라알킬 혹은 테트라아릴 암모니움염과 같은 양이온계 계면활성제; 탄소수 2 내지 30인 포화 및 불포화 알킬 혹은 아릴 설포네이트, 알킬 혹은 아릴 포스포네이트와 같은 음이온계 계면활성제; 탄소수 2 내지 30인 포화 및 불포화 알킬 혹은 아릴 베테인과 같은 양친성 계면활성제; 및 탄소수 2 내지 30인 포화 및 불포화 알킬 혹은 아릴 글리세롤에스테르와 같은 비이온계 계면활성제 중에서 선택된 것을 들 수 있다.
그리고, 본 발명의 광확산 수지 조성물에는 백색도를 향상시키기 위해 형광증백제를 포함하는 바, 벤조트리아졸-페닐코마린계(benzotriazole-phenylcoumarins), 비스-벤즈옥사졸계(bis-benzoxazoles), 트리아진-페닐코마린계(triazine-phenylcoumarins), 비스-(스티릴)비페닐계( bis-(styryl)biphenyls), 나프토트리아졸-페닐코마린계( naphtotriazole-phenylcoumarins) 화합물 중에서 선택된 1종 이상의 것을 들 수 있다. 그 함량은 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여 0.001∼0.1 중량부인 것이 바람직하며, 0.001 중량부 미만에서는 백색도를 향상시키는 효과를 기대하기 어려우며, 0.1 중량부를 초과할 때는 전광선 투과율이 저하되는 문제점이 있다.
한편, 이와같은 폴리카보네이트 광확산 수지 조성물로부터 광확산 수지를 제조하는 방법을 살펴보면 다음과 같다. 먼저 통상의 용융혼련기인 일축압출기, 이축압출기, 밴버리 믹서 등을 사용하여 상기 조성물을 첨가하여 균일하게 분산시킨다. 그 다음, 수조를 통과시키면서 냉각시키고, 절단시켜 펠렛 형태의 폴카보네이트 광확산 수지를 제조한다. 이렇게 제조된 펠렛을 쉬트압출기에서 쉬트상으로 압출시킨 후, 켈린더롤에서 쉬트상으로 제조한다.
또한, 본 발명의 조성물중 PMMA를 주성분으로 하는 비드상 광확산 수지, 대전방지제, 형광증백제는 각각의 마스터배치 혹은 선택된 1종 이상의 것을 마스터배치 형태로 먼저 제조한 후 폴리카보네이트 수지에 첨가하여 사용하는 것도 가능하다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
폴리카보네이트 수지 100 중량부에 평균 입경 12㎛인 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 주성분으로 하는 비드상 광확산 수지 ((주)코오롱, 상품명: Diasphere, PMMA 95몰%와 폴리스티렌 5몰%로 이루어진 것임.) 2 중량부, 대전방지제 나트륨도데실 설포네이트 1.0 중량부 및 비스-(스티릴)비페닐계(bis-(styryl)biphenyls) 형광증백제 0.005 중량부를 각각의 정량공급 장치를 이용하여 진공벤트가 부착된 이축압출기의 호퍼에 투입하여 용융혼련을 통해 균일하게 분산시켰다. 혼련된 용융물은 수조를 통과하면서 냉각되고, 절단되어 펠렛 형태의 광확산 수지를 제조하였다.
제조된 펠렛을 제습건조기에서 4시간 이상 건조시킨 후, 일축 쉬트압출기를 사용하여 쉬트상으로 압출한 후 켈린더롤을 이용하여 2.0mm 두께의 쉬트상으로 제조하였다.
제조된 쉬트의 흐림도, 전광선 투과율을 ASTM D 1003의 방법으로, 표면저항은 ASTM D 257의 방법으로, 충격강도는 ASTM D 256의 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.
실시예 2 내지 6
다음 표 1과 같이 PMMA를 주성분으로 하는 비드상 광확산 수지((주)코오롱, 상품명:MPB-X12)를 사용하면서, 각 조성을 달리하면서 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 광확산 수지와 쉬트를 제조하였다.
제조된 쉬트의 물성을 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.
PMMA를 주성분으로 하는 비드상 광확산 수지 대전방지제 형광증백제
구성(몰%) 평균입경(㎛) 함량(중량부) 함량(중량부) 함량(중량부)
메틸메타크릴레이트 스티렌
실시예 2 85 15 12 2.5 1.5 0.005
실시예 3 100 0 15 0.2 4.0 0.2
실시예 4 70 30 20 10.0 0.5 1
실시예 5 60 40 50 12.0 2.0 2
실시예 6 50 50 200 15.0 5.0 0.5
비교예 1
상기 실시예 1의 조성에서, PMMA 수지를 주성분으로 하는 비드상 광확산 수지 대신에 이산화티탄을 0.2 중량부 첨가하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 광확산 수지와 쉬트를 제조하였다.
제조된 쉬트의 물성을 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.
비교예 2
상기 실시예 2의 조성에서, PMMA 수지를 주성분으로 하는 비드상 광확산 수지 대신에 탄산칼슘을 0.2 중량부 첨가하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 광확산 수지와 쉬트를 제조하였다.
제조된 쉬트의 물성을 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.
흐림도(%) 전광선투과율(%) 표면저항(Ω) 충격강도(kg·cm/cm)
실시예 1 90 84 2.8×1011 62
실시예 2 91 83 1.2×1011 64
실시예 3 92 76 3.2×1010 58
실시예 4 93 74 2.7×1011 60
실시예 5 93 73 2.2×1011 56
실시예 6 93 70 3.8×1010 57
비교예 1 93 40 5.6×1012 52
비교예 2 83 47 4.3×1012 48
상기 표 2의 결과로부터, 본 발명에 따라 폴리카보네이트 수지를 바인더 수지로 하고 PMMA를 주성분으로 하는 비드상 광확산 수지를 광확산제로 포함하는 폴리카보네이트 광확산 수지조성물로부터 제조된 쉬트는 종래 무기물을 광확산제로 사용한 비교예 1과 2에 비해 흐림도와 전광선 투과율이 높고, 낮은 표면저항을 가지므로 정전기가 발생되지 않으며, 충격강도가 우수한 것을 알 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 폴리카보네이트 수지에 PMMA를 주성분으로 하는 비드상 광확산 수지를 광확산제로 첨가하여 제조된 폴리카보네이트 광확산 수지조성물은 사출성형, 압출성형, 압축성형 등의 가공 방법에 의해 조명, 간판 등의 커버로 용이하게 성형되어 높은 흐림도(Haze) 및 높은 광투과도를 동시에 지님으로써 조명등, 간판등, 건축내부등 및 내용물은 보이지 않게 하면서 높은 전광선투과율을 가져 높은 조도를 나타내고, 낮은 표면저항값을 가져 정전기에 의해 먼지가 부착되지 않으며, 충격강도 저하를 최소화할 수 있어 형태, 크기에 제약없이 커버를 제조할 수 있다.

Claims (4)

  1. 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 광확산제로 폴리메틸메타크릴레이트를 주성분으로 하는 비드상 광확산 수지 0.1 내지 15 중량부, 대전방지제 0.3 내지 5 중량부 및 형광증백제 0.005 내지 2 중량부를 포함하는 폴리카보네이트 광확산 수지 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 광확산제는 메틸메타크릴레이트 50∼100 몰%와 스티렌 50 몰% 이내로 이루어진 것으로, 평균 입경 5∼200㎛인 비드상 광확산제인 것임을 특징으로 하는 광확산 수지 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 대전방지제는 탄소수 2 내지 50인 포화 및 불포화 테트라알킬 혹은 테트라아릴 암모니움염과 같은 양이온계 계면활성제; 탄소수 2 내지 30인 포화 및 불포화 알킬 혹은 아릴 설포네이트, 알킬 혹은 아릴 포스포네이트와 같은 음이온계 계면활성제; 탄소수 2 내지 30인 포화 및 불포화 알킬 혹은 아릴 베테인과 같은 양친성 계면활성제; 및 탄소수 2 내지 30인 포화 및 불포화 알킬 혹은 아릴 글리세롤에스테르와 같은 비이온계 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상의 것임을 특징으로 하는 폴리카보네이트 광확산 수지 조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 형광증백제는 벤조트리아졸-페닐코마린계(benzotriazole-phenylcoumarins), 비스-벤즈옥사졸계(bis-benzoxazoles), 트리아진-페닐코마린계(triazine-phenylcoumarins), 비스-(스티릴)비페닐계( bis-(styryl)biphenyls), 및 나프토트리아졸-페닐코마린계( naphtotriazole-phenylcoumarins) 화합물 중에서 선택된 1종 이상의 것임을 특징으로 하는 폴리카보네이트 광확산 수지 조성물.
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