KR20090020850A - 광확산성 열가소성 수지 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

광확산성 열가소성 수지 조성물 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광확산성 열가소성 수지 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 (A) 투명 열가소성 수지 100 중량부; (B) 상기 투명 열가소성 수지와 굴절율 차이가 0.03 이상인 친유성의 액상 분산성분 0.05 내지 2 중량부; 및 (C) 유, 무기계 광확산제 0 내지 10 중량부를 포함하는 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 광확산성, 충격강도 및 가공성이 우수한 효과를 가진다.
투명 수지, 실리콘 오일, 광확산제

Description

광확산성 열가소성 수지 조성물 및 이의 제조방법{THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION HAVING LIGHT DIFFUSION PROPERTY AND METHOD OF PREPARING THE SAME}
본 발명은 광확산성 열가소성 수지 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 직사광, 형광등 또는 LED 등의 빛을 투과시키거나 확산시키는 성능이 우수하며, 충격강도 및 가공성이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 광확산성을 갖는 수지 조성물은 조명 커버, 조명 간판, 발광식 스위치 간판, LCD용 광확산판 등의 재료로 널리 사용되고 있으며, 최근에 디스플레이 산업의 발전 및 조명 산업의 변화 등으로 인하여 관심이 더욱 향상되고 있다. 특히, LED 조명과 같은 경우, LED가 가지는 배광이 낮은 특성을 보완하기 위하여, 빛의 확산성을 최대한 높여야 하며, 빛의 손실을 막기 위하여 광투과율은 높아야 한다. 또한, 조명간판, 옥외용 광고판 등에 이용하고자 할 때는 어느 정도 이상의 충격강도를 가져야 하고, 대형물의 압사출이 가능하도록 가공성도 가지고 있어야 한다.
일반적으로 광확산성 수지 조성물로는 투명 열가소성 수지 조성물에 광확산 성과 광투과성을 확보하기 위하여 광확산제를 첨가하여 제조하게 된다. 하지만, 광확산성을 확보하기 위하여 투입하는 유, 무기계 광확산제 들은 기본수지로 사용되는 투명 열가소성 수지의 물성을 저하시키는 문제점이 있다. 특히 충격강도의 경우 감소의 폭이 매우 커서, 광확산제를 투입하기 이전보다 1/2 내지 1/4로 저하된다. 이러한 충격강도의 감소는 사용상의 제약을 주고 있다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 광확산성,내충격성, 가공성이 우수한 열가소성 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
(A) 투명 열가소성 수지 100 중량부;
(B) 상기 투명 열가소성 수지와 굴절율 차이가 0.03 이상인 친유성의 액상 분산성분 0.05 내지 2 중량부; 및
(C) 유, 무기계 광확산제 0 내지 10 중량부를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은
(1) 유화중합 방법 또는 유화중합과 괴상중합의 복합방법에 의해 투명 열가소성 수지를 제조하는 단계; 및
(2) 상기 투명 열가소성 수지와 굴절율 차이가 0.03 이상인 친유성의 액상 분산성분을 상기 유화중합시에 투입시키는 단계를 포함하는 열가소성 수지 조성물의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 광확산성, 내충격성, 가공성이 우수한 열가소성 수지 조성물을 제공하는 효과가 있다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명자들은 열가소성 투명 수지를 베이스 수지로 하고, 여기에 굴절율 차이가 0.03이상인 액상 분산성분을 투입하여, 베이스 수지의 물성 저하없이 광확산성을 발휘할 수 있는 광확산성 열가소성 수지 조성물을 개발하였다. 이와 같이 광확산제를 대신하여 액상 분산상을 사용할 경우, 적은 양으로 광확산 효과를 나타낼 수 있고, 값비싼 광확산제를 사용하지 않음으로 원가절감에도 효과적이라 할 수 있다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 (A) 투명 열가소성 수지 100 중량부; (B) 상기 투명 열가소성 수지와 굴절율 차이가 0.03 이상인 친유성의 액상 분산성분 0.05 내지 2 중량부; 및 (C) 유, 무기계 광확산제 0 내지 10 중량부를 포함하여 이루어진다.
(A)투명 열가소성 수지
본 발명에 따른 투명 열가소성 수지로는 크게 제한을 두지 않으나, 충격강도 등 기계적 강도 향상을 위하여 내충격 PMMA(폴리메틸메타크릴레이트) 수지 및 투명 ABS(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 수지 등의 고무강화 투명 열가소성 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 고무강화 투명 열가소성 수지는 아크릴레이트계 고무 또는 공액디엔계 고무입자에 (메타)아크릴산 알킬에스테르 화합물, 방향족 비닐 화합물, 비닐시안 화합물 등을 그라프트 공중합하여 제조한다.
본 발명에서 사용되는 상기 아크릴레이트계 고무는 부틸아크릴레이트 고무, 2-에틸헥실아크릴레이트 고무 등과 같은 아크릴레이트 고무, 또는 부틸아크릴레이트-스티렌 공중합체, 2-에틸헥실아크릴레이트-아크릴로니트릴 공중합체 등과 같이 아크릴레이트와 이와 중합가능한 모노머로 구성된 공중합체를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 사용되는 공액디엔계 고무로는 부타디엔 중합체, 부타디엔-스티렌 공중합체(SBR), 부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체(NBR), 에틸렌-프로필렌 공중합체(EPDM)등과 이와 유사한 중합체를 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 방향족 비닐 화합물로는 스티렌, α-메틸스티렌, p-메틸스티렌, 비닐톨루엔 등이 있으며, 특히 스티렌이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 사용되는 비닐시안 화합물은 아크릴로니트릴 또는 메타크릴로니트릴이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 사용되는 (메타)아크릴산 알킬에스테르 화합물은 (메타)아크릴산 메틸에스테르, (메타)아크릴산 에틸에스테르, (메타)아크릴산 프로필에스테르, (메타)아크릴산 2-에틸헥실에스테르, (메타)아크릴산 데실에스테르, (메타)아크릴산 라우릴에스테르 등이 있으며, 그 중에서도 (메타)아크릴산 메틸에스테르인 메틸 메타크릴레이트가 가장 바람직하다.
그라프트 공중합체의 굴절율은 투명성에 절대적으로 영향을 미치고 이 굴절율은 단량체의 사용량과 혼합비에 의해서 조절이 된다. 즉, 투명성을 가지기 위해서는, 그라프트 시키기 위해 시이드로 사용되는 고무입자의 굴절율과 여기에 그라프트되는 성분 전체의 굴절율이 유사하여야 하며, 고무입자의 굴절율과 그라프트되는 성분전체의 굴절율이 일치하는 것이 바람직하다. 고무입자 굴절율과 여기에 그라프트되는 전체 화합물의 굴절율 차이가 0.005이상이면 본 발명에 적합치 않다.
본 발명에 따른 고무강화 투명 열가소성 수지를 제조하는 방법의 제한은 두지 않으나, 유화중합 또는 유화중합 및 괴상중합의 복합방법으로 제조하는 것이 일반적이다. 상기 두 제조방법은 구성상의 차이는 없으며, 단지 제조과정의 차이만을 나타낸다.
상기 유화중합을 통해 열가소성 수지를 제조하는 방법은 5내지 30중량부의 고무라텍스에 메타크릴산 알킬에스테르 화합물 또는 아크릴산 알킬에스테르 화합물, 방향족 비닐 화합물, 비닐시안 화합물을 그라프트 공중합시킨다. 제조된 그라프트 공중합체는 라텍스 형태이며, 이러한 라텍스를 응집, 탈수 및 건조의 공정을 거쳐서 드라이 파우더 형태로 회수한다.
상기 유화중합 및 괴상중합의 복합방법을 통해 열가소성 수지를 제조하는 방법은 상기 유화중합과 동일한 방법으로 중합하여 드라이 파우더를 제조해 놓고, 고무와 동일한 굴절율을 가진 메타크릴산 알킬 에스테르-방향족비닐-비닐시안 화합물의 공중합체를 제조하여, 상기 제조해 놓은 드라이파우더와 상기 공중합체를 압출기를 통하여 혼련하여 고무강화 투명 열가소성 수지를 제조한다. 상기 유화중합 및 괴상중합의 복합방법으로 열가소성 수지를 만들경우, 제조과정이 복잡하고 초기설비가 이루어져야 하는 단점이 있지만, 고무함량을 조절하기 용이하고 제조원가가 절감되는 장점이 있다.
(B) 액상 분산성분
본 발명에 따른 액상 분산성분은 상기 (A)투명 열가소성 수지와의 굴절율 차이가 0.03이상인 것을 특징으로 한다. 그 굴절률의 차이가 클수록 광확산성의 효과가 우수하므로 그 상한값에는 제한이 없다. 굴절률 차이가 0.03 미만인 경우에는 광확산성이 부족하여 본 발명에 적합하지 않다.
본 발명에 따른 액상 분산성분의 제한은 두지 않으나, 투명 열가소성 수지와 반응성이 없고, 열안정성 등의 안정성을 가진 소수성의 물질이 바람직하며, 대표적으로 실리콘 오일이 있다. 친수성을 가진 액상은 제조 과정 및 사용 중에 씻겨나갈 우려가 있어 본 발명에 적합하지 않다.
또한 액상 분산성분의 점도는 5 센티포이즈 이상이 바람직하다. 상기점도가 5 이상이기만 하면 점도가 매우 높을지라도 본 발명에는 영향을 주지 않는다. 5센티포이즈 미만의 점도물질은 제품의 제조공정에서 분산상을 유지하지 못하고 표면으로 나오는 현상이 발생하고, 장기간 분산상의 역할을 하지 못하여 바람직하지 않다.
상기 액상 분산성분은 (A)투명 열가소성 수지 100중량부를 기준으로 0.05중량부 내지 2중량부가 사용된다. 상기 함량이 0.05 중량부 미만인 경우 광확산성이 부족하여 본 발명에 적합하지 않다. 또한, 2 중량부를 초과할 경우 광확산성은 우 수하나 투과율이 나빠져서 불투명한 수지가 되며, 수지의 기계적 물성을 저하시키는 문제점이 있다.
본 발명의 열가소성 수지 조성물의 제조에 있어서, 상기 액상 분산성분은 (A)투명 열가소성 수지와 혼합되게 되는데, 이때 (A)투명 열가소성 수지의 제조 과정 중 고무입자의 제조시에 투입하거나 그라프팅 과정에서 투입하거나, 압출 과정에서 투입할 수 있다. 그러나, 액상 분산성분의 분산을 원활하게 하기 위해서는 (A)투명 열가소성 수지의 제조를 위한 유화중합 과정시, 즉, 고무입자 제조시 및 그라프트 시킬 때 투입하는 것이 바람직하다. 상기 액상 분산성분을 유화중합 과정에서 투입하면, 서브마이크론 사이즈의 라텍스 입자 사이에 액상 분산성분이 분산되게 되어 매우 적은 양의 분산성분으로 광확산 효과를 극대화 할 수 있다. 유화중합 과정에서의 투입방법은 특별한 제한을 두지 않으며, 단량체에 섞어서 투입을 하거나, 라텍스에 직접 투입할 수 있다. 유화중합 과정에서 투입된 액상 분상성분은 라텍스 내부에 분산되어 응집 및 건조과정을 거쳐 드라이 파우더 내부에 분산된 상태로 존재하게 된다.
(C) 유, 무기계 광확산제
(A)투명 열가소성 수지 및 (B)액상 분산성분으로 구성된 제품에 광확산성을 향상시키기 위하여 추가적으로 (C)광확산제를 0 내지 10중량부 포함할 수 있다.
본 발명에 사용되는 광확산제는 유기, 무기 광확산제를 사용할 수 있고, 단독 또는 병용하여 사용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 무기계 광확산제는 특별한 제한을 두지 않으며 탄산칼 슘, 황산바륨, 이산화티탄, 수산화알루미늄, 실리카, 유리, 활석, 운모, 화이트카본, 산화마그네슘, 산화아연 등이 단독으로 또는 2종이상 병용하여 사용된다.
상기 무기계 광확산제는 평균 입경이 0.1 ~ 100 마이크론 미터인 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 유기계 광확산제는 아크릴계 입자, 실록산계 입자, 폴리카보네이트계 입자, 스티렌계 입자 등이 있으며 그 종류에는 제한을 두지 않으나, (A)투명 열가소성 수지와의 굴절율 차이가 0.005이상인 입자를 사용하는 것이 바람직하며, 굴절율의 차이가 0.01이상인 입자를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 굴절율의 차이가 0.005미만일 경우 광확산성이 떨어져서 광원에 대한 은폐력이 저하되는 문제점이 있다.
상기 유기계 광확산제는 평균 입경은 1 ~ 100마이크론 미터인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 유, 무기계 광확산제는 (A)투명 열가소성 수지 100중량부에 대하여 0내지 10중량부가 사용된다. 상기 함량이 10 중량부를 초과할 경우, 광확산성은 우수하나 투과율이 나빠져서 불투명한 수지가 되며, 수지의 기계적 물성을 저하시키는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 (A)투명 열가소성 수지 및
(B)액상 분산성분의 혼합물에 선택적으로 (C)광확산제를 투입한 후, 물성에 영향을 주지 않는 범위에서 열안정제, UV안정제 또는 형광증백제 등을 첨가하고 일축 압출기, 이축 압출기 또는 밴버리 믹서 등을 사용하여 균일하게 분산시킴으로써 제조될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예 에 한정되는 것은 아니다.
[(A) 투명 열가소성 수지 제조예]
제조예 1
겔 함량 70%, 평균 입경이 0.3㎛인 부타디엔 고무라텍스 15 중량부에, 이온교환수 100 중량부, 올레인산나트륨 유화제 1.0 중량부, 메틸메타크릴레이트 59중량부, 스티렌 23중량부, 아크릴로니트릴 3 중량부, 3급 도데실 메르캅탄 0.5 중량부, 피로인산나트륨 0.048 중량부, 덱스토로즈 0.012 중량부, 황화제1철 0.001 중량부 및 큐멘하이드로퍼옥사이드 0.04 중량부를 75℃에서 5시간 동안 연속적으로 투여하고 반응을 시켰다. 반응 후 80℃로 승온한 후 1시간 동안 숙성 시키고 반응을 종료 시켰다. 이때 중합 전환율은 99.8% 였고 고형 응고분은 0.1% 였다. 그리고 이 라텍스를 염화칼슘 수용액으로 응고시키고 세척한 다음 분말을 얻었다. 상기 유화중합을 통하여 제조된 ABS그라프트 공중합체의 굴절율은 1.516이었다.
제조예 2
(1) 제조예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 고무라텍스 30 중량부, 메틸메타크릴레이트 48.3중량부, 스티렌 18.7 중량부로 그 함량만 다르게 하여 제조하였다. 상기 유화중합을 통하여 제조된 ABS그라프트 공중합체의 굴절율은 1.516이었다.
(2) 메틸메타아크릴레이트 68중량부, 스티렌 22 중량부 및 아크릴로니트릴 10중량부에 용매로서 톨루엔 30 중량부와 분자량조절제로서 디터셔리 도데실 메르캅탄 0.15 중량부를 혼합한 원료를 평균 반응 시간이 3시간 되도록 반응조에 연속적으로 투입하여 반응 온도를 148℃로 유지하였다. 반응조에서 배출된 중합액은 예비 가열조에서 가열하고 휘발조에서 미반응 단량체는 휘발시키고 폴리머의 온도가 210℃ 유지되도록 하여 폴리머 이송 펌프 압출 가공기를 이용하여 공중합체 수지를 펠렛 형태로 가공하였다. 상기 괴상중합을 통하여 제조된 공중합체의 최종 굴절율은 1.516이었다.
(3) 상기 유화중합을 통하여 제조된 ABS그라프트 공중합체 50중량부와 상기 괴상중합을 통하여 제조된 공중합체50중량부를 mixer에서 혼합하여 220℃의 실린더 온도에서 2축 압출 혼련기를 사용하여 펠렛 형태로 제조하였다.
제조예 3
(1) 이온교환수 100 중량부에 스티렌 8.5 중량부, 부틸아크릴레이트 40중량부, 에틸렌글리콜이메타크릴레이트 1 중량부, 알릴메타크릴레이트 0.5 중량부, 칼륨퍼설페이트 0.5 중량부 및 라우릴 술폰산 나트륨 0.2중량부를 5시간동안 투입하여 중합하였다. 중합으로 얻어진 라텍스에 물 100중량부를 추가하여 투입하고 메틸메타크릴레이트 50중량부, 라우릴 술폰산 나트륨 1.0중량부, 3급 도데실 메르캅탄 0.4 중량부, 피로인산나트륨 0.048 중량부, 덱스토로즈 0.012 중량부, 황화제1철 0.001 중량부 및 큐멘하이드로퍼옥사이드 0.04 중량부를 75℃에서 5시간 동안 연속적으로 투여하고 반응을 시켰다. 반응 후 80℃로 승온한 후 1시간 동안 숙성 시키 고 반응을 종료 시켰다. 이때 중합 전환율은 99.5% 였고 고형 응고분은 0.1% 였다. 그리고 이 라텍스를 염화칼슘 수용액으로 응고시키고 세척한 다음 분말을 얻는다. 상기 유화중합을 통하여 제조된 PMMA 그라프트 공중합체의 굴절율은 1.49이었고, 중량 평균 분자량은 13만 정도였다.
(2) 제조예 2(2)와 동일한 방법으로 제조하되, 메틸메타아크릴레이트 68중량부, 스티렌 22 중량부 및 아크릴로니트릴 10중량부 대신 메틸메타크릴레이트 100중량부로 변경하여 중합하였다. 상기 괴상중합을 통하여 제조된 PMMA 그라프트 공중합체의 굴절율은 1.49였고, 중량 평균 분자량은 13만 정도였다.
(3) 상기 유화중합을 통하여 제조된 PMMA 그라프트 공중합체 50 중량부와 상기 괴상중합을 통하여 제조된 PMMA 그라프트 공중합체 50 중량부를 mixer에서 혼합하여 220℃의 실린더 온도에서 2축 압출 혼련기를 사용하여 펠렛 형태로 제조하였다.
[실시예]
실시예 1
상기 제조예 1의 유화중합 과정 중 단량체 부분인 "메틸메타크릴레이트 59중량부, 스티렌 23중량부, 아크릴로니트릴 3 중량부"에 점도가 50 센티포이즈이고 굴절율이 1.4인 실리콘 오일(폴리디메틸실록산)을 0.5 중량부 혼합하고, 활제 0.1 중량부, 산화 방지제 0.2 중량부를 투여하여 220℃의 실린더 온도에서 2축 압출 혼련기를 사용하여 펠렛 형태로 제조하였다. 이 펠렛으로 사출하여 시편을 제조하고 하 기의 방법으로 물성을 측정하여 표 2에 나타내었다.
실시예 2
상기 제조예 2(1)의 유화중합 과정 중 단량체 부분인 "메틸메타크릴레이트 48.3중량부, 스티렌 18.7 중량부, 아크릴로니트릴 3 중량부"에 점도가 200 센티포이즈이고 굴절율이 1.4인 실리콘 오일(폴리디메틸실록산)을 0.3 중량부 혼합하고, 활제 0.1 중량부, 산화 방지제 0.2 중량부를 투여하여 220℃의 실린더 온도에서 2축 압출 혼련기를 사용하여 펠렛 형태로 제조하였다. 이 펠렛으로 사출하여 시편을 제조하고 하기의 방법으로 물성을 측정하여 표 2에 나타내었다.
실시예 3
상기 제조예 3(1)의 유화중합 과정 중 고무라텍스 부분인 "부틸아크릴레이트"에 점도가 50 센티포이즈이고 굴절율이 1.4인 실리콘 오일(폴리디메틸실록산)을 0.8 중량부 혼합하고, 활제 0.1 중량부, 산화 방지제 0.2 중량부를 투여하여 220℃의 실린더 온도에서 2축 압출 혼련기를 사용하여 펠렛 형태로 제조하였다. 이 펠렛으로 사출하여 시편을 제조하고 하기의 방법으로 물성을 측정하여 표 2에 나타내었다.
실시예 4
상기 제조예 1의 유화중합 과정 중 단량체 부분인 "메틸메타크릴레이트 59 중량부, 스티렌 23 중량부, 아크릴로니트릴 3 중량부"에 점도가 200 센티포이즈이고 굴절율이 1.4인 실리콘 오일(폴리디메틸실록산)을 0.1 중량부 혼합하고, 광확산제로서 평균 입경이 7 마이크론 미터이고 굴절율이 1.49인 폴리메틸메타크릴레이 트(PMMA)을 3 중량부 추가로 혼합하여, 활제 0.1 중량부, 산화 방지제 0.2 중량부를 투여하여 220℃의 실린더 온도에서 2축 압출 혼련기를 사용하여 펠렛 형태로 제조하였다. 이 펠렛으로 사출하여 시편을 제조하고 하기의 방법으로 물성을 측정하여 표 2에 나타내었다.
비교예 1
상기 제조예 1의 유화중합 과정 중 단량체 부분인 "메틸메타크릴레이트 59중량부, 스티렌 23중량부, 아크릴로니트릴 3 중량부"에 점도가 300 센티포이즈이고 굴절율이 1.5인 실리콘 오일(폴리디메틸실록산)을 추가로 0.6 중량부 혼합하고, 활제 0.1 중량부, 산화 방지제 0.2 중량부를 투여하여 220℃의 실린더 온도에서 2축 압출 혼련기를 사용하여 펠렛 형태로 제조하였다. 이 펠렛으로 사출하여 시편을 제조하고 하기의 방법으로 물성을 측정하여 표 2에 나타내었다.
비교예 2
상기 제조예 2(2)의 괴상중합 과정 중 압출시에 점도가 200 센티포이즈이고 굴절율이 1.4인 실리콘 오일(폴리디메틸실록산)을 0.3 중량부 혼합하고, 활제 0.1 중량부, 산화 방지제 0.2 중량부를 투여하여 220℃의 실린더 온도에서 2축 압출 혼련기를 사용하여 펠렛 형태로 제조하였다. 이 펠렛으로 사출하여 시편을 제조하고 하기의 방법으로 물성을 측정하여 표 2에 나타내었다.
비교예 3
상기 제조예 2(1)의 유화중합 과정 중 단량체 부분인 "메틸메타크릴레이트 48.3중량부, 스티렌 18.7 중량부, 아크릴로니트릴 3 중량부"에 점도가 4 센티포이 즈이고 굴절율이 1.39인 실리콘 오일(폴리디메틸실록산)을 0.3 중량부 혼합하고, 활제 0.1 중량부, 산화 방지제 0.2 중량부를 투여하여 220℃의 실린더 온도에서 2축 압출 혼련기를 사용하여 펠렛 형태로 제조하였다. 이 펠렛으로 사출하여 시편을 제조하고 하기의 방법으로 물성을 측정하여 표 2에 나타내었다.
비교예 4
상기 제조예 1에 따른 ABS 그라프트 공중합체에 광확산제로서 평균 입경이 20 마이크론 미터이고 굴절율이 1.59인 폴리스티렌(PS)을 15 중량부를 혼합하고, 활제 0.1 중량부, 산화 방지제 0.2 중량부를 투여하여 220℃의 실린더 온도에서 2축 압출 혼련기를 사용하여 펠렛 형태로 제조하였다. 이 펠렛으로 사출하여 시편을 제조하고 하기의 방법으로 물성을 측정하여 표 2에 나타내었다.
[시험예]
헤이즈 (Haze Value): 2 mm 의 쉬트를 제조하여 ASTM D-1003에 의거하여 광 확산도를 측정하였다.
광 투과율 (Total Transmittance): 2 mm 의 쉬트를 제조하여 ASTM D-1003에 의거하여 전광선 투과율을 측정하였다.
충격 강도 (Notched Izod Impact Strength): ASTM D-256에 의하여 Notched Izod 충격 강도를 측정하였다. 측정은 1/8" 시편을 이용하여 측정하였다.
유동성 (Melt Index): ASTM D-1238에 의하여 유동성을 측정하였다.
압출된 펠렛을 사용하였고, 220℃, 10 kg의 조건에서 측정하였다.
[표 1]
(A)투명 열가소성 수지 (B)액상 분산성분 (C)광확산제 (종류/함량) (B)의 투입방법
실리콘오일의 점도/굴절율 함량
실시예 1 제조예 1 50/1.4 0.5 모노머에 섞어서 투입
실시예 2 제조예 3 200/1.4 0.3 고무라텍스에 직접투입
실시예 3 제조예 1 50/1.4 0.8 모노머에 섞어서 투입
실시예 4 제조예 1 200/1.4 0.1 PMMA/3 모노머에 섞어서 투입
비교예 1 제조예 2 300/1.5 0.6 압출시 투입
비교예 2 제조예 2 200/0.4 0.3 모노머에 섞어서 투입
비교예 3 제조예 1 4/1.39 0.3
비교예 4 제조예 1 PS/ 15
[표 2]
광 확산도 (Haze) 광 투과율 (Tt) 충격 강도 (Imp.) 유동성 (MI)
실시예 1 89 71 12 15
실시예 2 82 81 12 16
실시예 3 83 86 5 11
실시예 4 84 76 8 7
비교예 1 3 90 12 15
비교예 2 32 83 12 10
비교예 3 49 87 5 7
비교예 4 86 71 2 -
상기 표 2를 통하여, 본 발명에 따라 투명 열가소성 수지에 굴절율 차이가 0.03 이상인 실리콘 오일을 사용한 실시예 1 내지 3 및 추가적으로 광확산제를 첨가한 실시예 4는 충격강도도 우수하게 유지되면서 광확산이 우수하게 이루어진 것을 확인할 수 있다.
반면, 투명 열가소성 수지와 굴절율 차이가 0.03 이내의 실리콘 오일을 사용 한 비교예 1은 광확산이 잘 이루어지지 않는 것을 확인할 수 있다.
또한, 액상 분산성분인 실리콘 오일을 압출시 투입하여 제조한 비교예 2는 충분한 분산이 이루어지지 광확산성이 떨어지는 것을 확인할 수 있다.
또한, 점도가 낮은 액상 분산성분을 사용한 비교예 3은 제조과정에서 분산이 잘 이루어지더라도 압사출 등의 후가공상에서 표면으로 나와서 상분리가 일어나, 충분한 광확산 특성을 보여주지 못하였고, 장기간 사용시 표면으로 나올 소지가 있어 본 발명에 적합하지 않음을 확인하였다.
또한, 액상 분산성분을 사용하지 않고 광확산제만을 사용한 비교예 4는, 광확산 효과는 충분하지만, 충격강도가 급격하지 떨어지는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 기재된 구체예를 중심으로 상세히 설명하였지만, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.

Claims (19)

  1. (A) 투명 열가소성 수지 100 중량부;
    (B) 상기 투명 열가소성 수지와 굴절율 차이가 0.03 이상인 친유성의 액상 분산성분 0.05 내지 2 중량부; 및
    (C) 유, 무기계 광확산제 0 내지 10 중량부를 포함하는 열가소성 수지 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 (A)의 투명 열가소성 수지는 내충격 PMMA(폴리메틸메타크릴레이트) 수지 또는 투명 ABS(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 수지인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 (A)의 투명 열가소성 수지는 아크릴레이트계 고무 또는 공액디엔계 고무에 (메타)아크릴산 알킬에스테르 화합물, 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물을 그라프트시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 아크릴레이트계 고무는 부틸아크릴레이트 고무, 2-에틸헥실아크릴레이 트 고무, 부틸아크릴레이트-스티렌 공중합체 및 2-에틸헥실아크릴레이트-아크릴로니트릴 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되며,
    상기 공액디엔계 고무는 부타디엔 중합체, 부타디엔-스티렌 공중합체(SBR), 부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체(NBR) 및 에틸렌-프로필렌 공중합체(EPDM)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 (메타)아크릴산 알킬에스테르 화합물은 (메타)아크릴산 메틸에스테르, (메타)아크릴산 에틸에스테르, (메타)아크릴산 프로필에스테르, (메타)아크릴산 2-에틸헥실에스테르, (메타)아크릴산 데실에스테르 및 (메타)아크릴산 라우릴에스테르로 이루어진 군으로부터 선택되며,
    상기 방향족 비닐 화합물은 스티렌, α-메틸스티렌 및 p-메틸스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택되며,
    상기 비닐시안 화합물은 아크릴로니트릴 또는 메타크릴로니트릴인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 아크릴레이트계 고무 또는 공액디엔계 고무의 굴절율과 상기 그라프트되는 (메타)아크릴산 알킬에스테르 화합물, 방향족 비닐 화합물 및 비닐시안 화합물 전체의 굴절율의 차이는 0.005 이하인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성 물.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 (A)의 투명 열가소성 수지는 유화중합 방법 또는 유화중합과 괴상중합의 복합방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 (B)의 액상 분산성분은 실리콘 오일인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 (B)의 액상 분산성분의 점도는 5 센티포이즈 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 (B)의 액상 분산성분은 상기 (A)의 투명 열가소성 수지의 제조를 위한 유화중합시에 투입되는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 (C)의 광확산제는 상기 (A)의 투명 열가소성 수지와의 굴절율 차이가 0.005 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 (C)의 유기계 광확산제는 아크릴계 입자, 실록산계 입자, 폴리카보네이트계 입자 및 스티렌계 입자로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하며,
    평균 입경이 1 내지 100 마이크론 미터인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 (C)의 무기계 광확산제는 탄산칼슘, 황산바륨, 이산화티탄, 수산화알루미늄, 실리카, 유리, 활석, 운모, 화이트카본, 산화마그네슘 및 산화아연으로 이루어진 군으로부터 선택되어 1종 이상을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하며,
    평균 입경이 0.1 내지 100 마이크론 미터인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  14. (1) 유화중합 방법 또는 유화중합과 괴상중합의 복합방법에 의해 투명 열가소성 수지를 제조하는 단계; 및
    (2) 상기 투명 열가소성 수지와 굴절율 차이가 0.03 이상인 친유성의 액상 분산성분을 상기 유화중합시에 투입시키는 단계를 포함하는 열가소성 수지 조성물 의 제조방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    유, 무기계 광확산제를 투입시키는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물의 제조방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 투명 열가소성 수지는 내충격 PMMA(폴리메틸메타크릴레이트) 수지 또는 투명 ABS(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 수지인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물의 제조방법.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 액상 분산성분은 실리콘 오일인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물의 제조방법.
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 액상 분산성분의 점도는 5 센티포이즈 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물의 제조방법.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 광확산제는 상기 투명 열가소성 수지와의 굴절율 차이가 0.005 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물의 제조방법.
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