KR20150057097A - 폴리카보네이트 수지 조성물 - Google Patents

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이수민
이승호
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Abstract

본 발명은 우수한 가공성을 나타내며, 뛰어난 강성, 내충격성 및 외관 특성을 나타내는 폴리카보네이트 성형품의 제공을 가능케 하는 폴리카보네이트 수지 조성물에 관한 것이다. 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지 60 내지 95중량%; 길이 방향에 수직한 방향으로 직사각형 또는 타원형의 단면을 가지며, 하기 식 1의 애스펙트비가 50 내지 200인 유리섬유 3 내지 30 중량%; 에틸렌-(메타)아크릴레이트계 공중합체 1 내지 10 중량%; 및 폴리올레핀계 활제 0.5 내지 5 중량%를 포함할 수 있다.

Description

폴리카보네이트 수지 조성물{POLYCARBONATE RESIN COMPOSITION}
본 발명은 우수한 가공성을 나타내며, 뛰어난 강성, 내충격성 및 외관 특성을 나타내는 폴리카보네이트 성형품의 제공을 가능케 하는 폴리카보네이트 수지 조성물에 관한 것이다.
열가소성 수지 중 비스페놀 에이(Bisphenol A)의 폴리탄산에스테르계 중합체인 폴리카보네이트 수지는 뛰어난 기계적 특성, 내충격성, 치수안정성, 전기적 성질 및 성형성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 또, 넓은 온도 범위에서 그 물성을 유지할 수 있고 자기 소화성을 나타냄에 따라, 엔지니어링 플라스틱 소재로 다방면에 걸쳐 사용되고 있다.
특히, 폴리카보네이트 수지에 유리섬유가 보강된 경우 인장/굴곡 강도 등의 강성 및 내열성 등이 향상될 수 있으므로, 높은 온도에서 지속적인 하중을 받는 제품에 적절히 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 유리섬유의 보강으로 인해, 충격강도, 인장 신율 또는 터프니스 등이 저하될 수 있고, 이와 함께 유동성이 악화되어 열악한 성형성 및 가공성을 나타낼 수 있다. 부가하여, 일반적인 성형시 유리 섬유의 표면 돌출에 의해 표면이 거칠어져 외관 특성이 저하되며, 외부 충격에 대해 취약하게 되어, 각종 전기·전자제품의 하우징 용도로 사용되기에는 여러 가지 제약이 따르게 된다.
이에 상기 충격강도 및 터프니스 등의 향상을 위해, 유리섬유와 함께 일반적인 코어-쉘 구조의 충격보강제를 사용하는 방안 역시 고려된 바 있지만, 이러한 경우에도 유동성 및 이에 따른 가공성 등이 저하되고, 아울러 유리섬유의 표면 돌출로 인한 표면 거칠기(roughness)가 좋지 않아 외관 특성이 충분치 못한 단점이 있었다.
더구나, 상기 유리섬유의 돌출 등으로 인해, 유리섬유를 충분한 함량으로 적용하기 어려워 강성을 충분히 향상시키기도 어려운 단점이 있었다.
따라서, 기존의 폴리카보네이트 수지 조성물은 미려한 외관을 요구하면서 대형화/슬림화 되는 디자인 트렌드에 부합하도록 확대 적용되기 어려운 점이 있었고, 우수한 가공성을 나타내며, 뛰어난 강성, 내충격성 및 외관 특성을 나타내는 폴리카보네이트 성형품의 제공을 가능케 하는 폴리카보네이트 수지 조성물이 계속적으로 요구되고 있다.
이에 본 발명은 우수한 가공성을 나타내며, 뛰어난 강성, 내충격성 및 외관 특성을 나타내는 폴리카보네이트 성형품의 제공을 가능케 하는 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 또한, 이러한 폴리카보네이트 수지 조성물을 포함하는 성형품을 제공하는 것이다.
본 발명은 폴리카보네이트 수지 60 내지 95중량%; 길이 방향에 수직한 방향으로 직사각형 또는 타원형의 단면을 가지며, 하기 식 1의 애스펙트비가 50 내지 200인 유리섬유 3 내지 30 중량%; 에틸렌-(메타)아크릴레이트계 공중합체 1 내지 10 중량%; 및 폴리올레핀계 활제 0.5 내지 5 중량%를 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공한다:
[식1]
애스펙트비(δ) = L/D
식 1에서, L은 유리섬유의 길이이며, D는 상기 직사각형 단면의 가장 긴 변의 길이 또는 상기 타원형 단면의 가장 긴 직경의 길이이다.
상기 폴리카보네이트 수지 조성물에서, 유리섬유는 길이가 약 2 내지 5mm이고, 직사각형 단면을 가지며, 가장 짧은 변의 길이가 약 5 내지 15㎛일 수 있다. 혹은 상기 유리섬유는 길이가 약 2 내지 5mm이고, 타원형 단면을 가지며, 가장 짧은 직경의 길이가 약 5 내지 15㎛일 수 있다.
또, 이러한 유리섬유는 실란계 화합물, 예를 들어, 에폭시 실란 그룹을 갖는 화합물로 표면 코팅된 것일 수 있다.
그리고, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물에서, 폴리카보네이트 수지는 ASTM D1238에 따라, 300℃의 온도 및 1.2kg의 하중 하에서, 예를 들어, 10분간 측정된 용융지수(MI)가 약 10g/10분 내지 25g/10분인 것일 수 있다.
또, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물에서, 상기 폴리올레핀계 활제로는 폴리올레핀계 왁스를 사용할 수 있으며, 보다 구체적으로, 폴리에틸렌계 왁스 또는 폴리프로필렌계 왁스를 사용할 수 있다.
그리고, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물에서, 에틸렌-(메타)아크릴레이트계 공중합체는 공중합체 전체 중량에 대해 약 15 내지 50 중량%의 (메타)아크릴레이트계 반복단위를 포함할 수 있다.
또, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 코어-쉘 구조의 충격 보강제를 더 포함할 수 있다. 이러한 코어-쉘 구조의 충격 보강제는 실리콘-아크릴계 고무, 부타디엔계 고무 및 아크릴계 고무로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은 또한 상술한 폴리카보네이트 수지 조성물을 포함하는 성형품을 제공한다. 이러한 성형품은 휴대전화 하우징, 전기전자 제품의 하우징 또는 개인 디지털 보조장치의 하우징 등에 적용될 수 있다.
이하, 발명의 구체적인 구현예에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물 및 성형품 등에 대해 상세히 설명한다.
발명의 일 구현예에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지 60 내지 95중량%; 길이 방향에 수직한 방향으로 직사각형 또는 타원형의 단면을 가지며, 하기 식 1의 애스펙트비가 50 내지 200인 유리섬유 3 내지 30 중량%; 에틸렌-(메타)아크릴레이트계 공중합체 1 내지 10 중량%; 및 폴리올레핀계 활제 0.5 내지 5 중량%를 포함할 수 있다:
[식1]
애스펙트비(δ) = L/D
식 1에서, L은 유리섬유의 길이이며, D는 상기 직사각형 단면의 가장 긴 변의 길이 또는 상기 타원형 단면의 가장 긴 직경의 길이이다.
이러한 일 구현예의 폴리카보네이트 수지 조성물은 유리섬유의 첨가에 따른 향상된 강성 및 에틸렌-(메타)아크릴레이트계 공중합체 등의 충격 보강 성분의 부가에 따른 향상된 내충격성 및 내화학성을 나타내는 폴리카보네이트 수지 성형품의 제공을 가능케 한다.
더 나아가, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 이형성을 나타내는 폴리올레핀계 활제를 더 포함함으로서, 유리섬유의 표면 돌출을 억제하여 외관 특성이 향상된 성형품의 제공을 가능케 하며, 상기 수지 조성물의 유동성, 가공성 및 성형성 등도 함께 향상시킬 수 있다. 부가하여, 이러한 폴리올레핀계 활제의 부가로 유리섬유의 표면 돌출을 억제할 수 있으므로, 상대적으로 충분한 함량의 유리 섬유를 부가하여 강성 향상 효과를 충분히 거둘 수 있고, 도장성과 진공 증착에 유리한 성형품을 제공할 수 있게 한다.
따라서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 기존의 수지 조성물이 갖는 문제점을 해결하여, 우수한 가공성을 나타내면서도, 뛰어난 강성, 내충격성 및 외관 특성을 나타내는 폴리카보네이트 성형품의 제공을 가능케 한다.
이하, 일 구현예에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물을 각 성분별로 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
폴리카보네이트 수지
상기 폴리카보네이트 수지는 비스페놀 A의 중합체로서, 예를 들어, ASTM D1238에 따라, 300℃의 온도 및 1.2kg의 하중 하에서, 약 10분간 측정된 용융지수(MI)가 약 10g/10분 내지 25g/10분인 것을 사용할 수 있다. 만일, 폴리카보네이트 수지의 용융지수가 지나치게 작아지면, 일 구현예의 수지 조성물의 유동성 및 제품 성형성이 저하될 수 있고, 용융지수가 지나치게 커지면 상기 수지 조성물 및 성형품의 내충격성, 터프니스 또는 내화학성 등의 저하가 나타날 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지로는, 위 물성 등을 충족하는 임의의 방향족 폴리카보네이트계 수지를 사용할 수 있으며, 당업자에게 잘 알려진 방법으로 직접 합성하여 사용하거나, 상용품을 입수하여 사용할 수도 있다.
상기 폴리카보네이트 수지는 일 구현예의 수지 조성물이 갖는 기본적인 물성, 예를 들어, 폴리카보네이트 수지 특유의 내충격성, 자기 소화성, 안정성 및 성형성 등을 고려하여, 전체 수지 조성물에 대해, 약 60 내지 95 중량%, 혹은 약 70 내지 93 중량%, 혹은 약 75 내지 92 중량%의 함량으로 사용될 수 있다.
이와 같이, 일 구현예의 폴리카보네이트 수지 조성물은 충분한 함량의 폴리카보네이트 수지를 포함하여 수지 특유의 우수한 물성을 나타낼 수 있고, 유리 섬유 함량 첨가에 따른 표면 돌출 등을 후술하는 폴리올레핀계 활제 등의 부가로서 해결할 수 있다. 따라서, 유리 섬유의 비교적 높은 함량 부가에 따른 강성의 추가적 보강 역시 가능해 진다. 그러므로, 최근의 기술적 요구에 부흥하여 추가적 물성 향상을 달성할 수 있게 된다. 만일, 상기 폴리카보네이트 수지의 함량이 지나치게 높아지면, 유리 섬유 등 기타 성분의 첨가량이 충분히 않아 강성 등 다른 물성 향상 효과를 충분히 기대하기 어렵고, 폴리카보네이트 수지의 함량이 지나치게 낮아지면 유리섬유의 돌출 등으로 인해 외관 특성이 떨어지거나, 폴리카보네이트 수지 특유의 우수한 물성이 발현되지 못할 수 있다.
유리섬유
상기 유리섬유는 인장/굴곡 강도 등의 강성이나, 내열성 등의 항샹을 위해 일 구현예의 수지 조성물에 포함된 성분으로서, 편평(flat) 타입의 편평 유리섬유를 사용할 수 있다. 특히, 일 구현예의 수지 조성물에서는, 상기 식 1로 정의되는 애스펙트비가 약 50 내지 200으로 되는 유리섬유를 사용함에 따라, 일 구현예에 의한 폴리카보네이트 수지 조성물의 강성 및 터프니스를 보다 향상시킬 수 있고, 휨 특성 및 표면 평활성을 이전에 알려진 것보다 우수하게 할 수 있다. 구체적으로, 이러한 유리섬유는 고분자 사이에서 강한 결합력을 유지하여 고분자와 유리섬유 사이에 공간을 만들어 외부 충격을 흡수하므로 강성을 보다 향상시키고 표면 평활성을 증대시키는 동시에 우수한 터프니스(toughness)를 갖게 할 수 있다. 따라서, 일 구현예의 수지 조성물을 사용해 박막 제품의 플라스틱 가공시 단단한 틀이 제조될 수 있도록 한다.
상기 유리섬유는 길이방향에 대하여 수직으로 절단한 유리섬유의 단면의 모양이 직사각형 또는 타원형으로 될 수 있고, 상기 식 1로 표시되는 애스펙트비가 약 50 내지 200으로 되며, 보다 적절하게는 상기 애스팩트비가 약 100 내지 150으로 될 수 있다. 이러한 애스팩트비의 산출에 있어서, L은 유리섬유의 최장 길이로 정의될 수 있고, D는 이러한 길이 방향과 수직한 방향으로 유리섬유를 자른 임의의 직사각형 또는 타원형 단면에서, 상기 직사각형 단면의 가장 긴 변의 길이, 혹은 상기 타원형 단면의 가장 긴 직경의 길이로 정의될 수 있다. 상기 애스팩트비는 이와 같이 정의되는 L과 D의 비율(L/D)로 정의될 수 있다.
이러한 유리섬유의 애스팩트비가 지나치게 작아지면, 일 구현예의 수지 조성물 및 성형품이 브리틀(brittle)해질 수 있어 바람직하지 않으며, 상기 애스팩트비가 지나치게 커지면, 유리섬유의 표면 돌출 가능성이 높아 표면 평활성 및 제품의 외관이 저하될 수 있고, 성형품의 터프니스 및 충격 강도 등이 저하될 수 있다.
또한, 상기 유리섬유로는 길이가 약 2 내지 5mm, 혹은 약 3 내지 4mm이고, 상기 길이 방향과 수직한 방향으로 직사각형 단면을 가지며, 가장 짧은 변의 길이가 약 5 내지 15㎛, 혹은 약 7 내지 10㎛인 것을 적절히 사용할 수 있다. 혹은 다른 예에서, 상기 유리섬유로는, 길이가 약 2 내지 5mm, 혹은 약 3 내지 4mm 이고, 상기 길이 방향과 수직한 방향으로 타원형 단면을 가지며, 가장 짧은 직경의 길이가 약 5 내지 15㎛, 혹은 약 7 내지 10㎛인 것을 적절히 사용할 수 있다.
이러한 스케일을 충족하는 유리섬유를 사용함에 따라, 이러한 유리섬유 추가에 따른 우수한 강도 등의 발현이 가능하면서도, 일 구현예의 수지 조성물로부터 얻어지는 성형품이 우수한 터프니스, 외관 및 표면 평활성 등을 나타내게 할 수 있다.
만일, 유리섬유의 길이가 지나치게 작아지는 경우, 강도 등 강성 발현 측면에서 바람직하지 않을 수 있고, 반대로 유리섬유의 길이가 지나치게 커지는 경우에는, 제품 성형시 외관 불량 발생률이 높으므로 바람직하지 않다.
또한, 유리섬유가 직사각형 단면을 갖는 경우, 가장 짧은 변의 길이가 지나치게 작아지거나, 유리섬유가 타원형 단면을 갖는 경우, 가장 짧은 직경의 길이가 지나치게 작아지게 되면, 일 구현예의 수지 조성물 또는 성형품이 브리틀(brittle)해서 바람직하지 않을 수 있다. 반대로, 상기 단면의 가장 짧은 변 또는 직경의 길이가 지나치게 커지면, 유리섬유의 표면 돌출로 인해서 성형품의 표면 평활성 또는 외관이 바람직하지 않게 될 수 있다.
그리고, 상기 일 구현예의 수지 조성물에 포함되는 유리섬유는 실란계 화합물로 표면 코팅된 것을 사용할 수 있고, 보다 구체적으로, 에폭시 실란 그룹을 갖는 화합물로 표면 코팅된 것을 사용할 수 있다. 이와 같이, 상기 유리섬유가 에폭시 실란 그룹을 갖는 화합물로 표면 코팅된 경우, 이에 포함된 에폭시기 등이 다른 성분의 작용기와 화학적 결합을 이루어 일 구현예의 수지 조성물 및 성형품의 강성을 더욱 향상시킬 수 있다.
이러한 실란계 화합물, 예를 들어, 에폭시 실란 그룹을 갖는 화합물로는, 이전부터 유리섬유의 표면 코팅에 사용되던 통상적인 화합물을 별다른 제한없이 모두 사용할 수 있다. 혹은 상기 실란계 화합물로 표면 코팅된 상용화된 유리섬유 자체를 입수하여 사용할 수도 있음은 물론이다.
상술한 일 구현예의 폴리카보네이트 수지 조성물에서, 유리섬유는 전체 수지 조성물에 대하여 약 3 내지 30 중량%, 혹은 약 4 내지 25 중량%의 함량으로 포함될 수 있다.
상술한 바와 같이, 일 구현예의 폴리카보네이트 수지 조성물은 비교적 높은 함량의 유리 섬유를 첨가해 강성을 더욱 보강하더라도, 후술하는 폴리올레핀계 활제 등의 부가로 인해, 제품 성형시 유리섬유가 돌출하여 표면 평활성 및 외관 특성이 저하되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 최근의 기술적 요구에 부흥하여 유리 섬유의 첨가에 따른 추가적 물성 향상을 달성할 수 있게 된다. 만일, 상기 유리섬유의 함량이 지나치게 낮아지면, 일 구현예의 수지 조성물 및 성형품의 강도 등 강성이 충분치 못할 수 있다. 반대로, 상기 유리섬유의 함량이 지나치게 높아지면, 수지 조성물의 유동성이 저하되어 가공 온도가 높아지고, 가공성이 저하되며, 우수한 내충격성 및 미려한 외관 특성을 구현하기 어려워질 수 있다.
에틸렌-(메타)아크릴레이트계 공중합체
상기 에틸렌-(메타)아크릴레이트계 공중합체는 일 구현예의 수지 조성물 및 성형품의 내충격성 및 내화학성을 향상시키고, 상기 수지 조성물의 유동성 및 성형성 등을 향상시키기 위해 첨가되는 성분으로서, 이러한 에틸렌-(메타)아크릴레이트계 공중합체로는 열가소성 수지 조성물에 첨가 가능한 것으로 알려진 에틸렌과, 임의의 (메타)아크릴레이트의 공중합체를 별다른 제한 없이 모두 사용할 수 있다.
상용화된 에틸렌-(메타)아크릴레이트계 공중합체의 예로는, DuPont 사의 Elvaloy 1330AC 등을 들 수 있다.
이러한 에틸렌-(메타)아크릴레이트계 공중합체는 공중합체 전체 중량에 대해 약 15 내지 50 중량%의 (메타)아크릴레이트계 반복단위를 포함할 수 있다. 구체적으로, 이러한 공중합체는 약 15 내지 50 중량%의 (메타)아크릴레이트와, 잔량의 에틸렌이 공중합된 것으로 될 수 있다. 이러한 에틸렌-(메타)아크릴레이트계 공중합체가 사용됨에 따라, 일 구현예의 수지 조성물의 내충격성, 내화학성 및 유동성 등을 향상시키면서도, 이의 추가에 따른 물성 저하 등을 억제할 수 있다. 만일, 상기 공중합체 중의 (메타)아크릴레이트계 반복단위의 함량이 지나치게 낮아지면, 수지 조성물의 유동성 저하가 발생하여 성형성이나 가공성이 부족해질 수 있고, 반대로 (메타)아크릴레이트계 반복단위의 함량이 지나치게 높아지면, 일 구현예의 수지 조성물 및 성형품의 터프니스 등의 물성이 충분히 발현되지 못할 수 있다.
상술한 에틸렌-(메타)아크릴레이트계 공중합체는 수지 조성물에 대하여 약 1 내지 10 중량%, 혹은 약 1.5 내지 6 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 이러한 공중합체의 함량이 지나치게 낮아지면, 일 구현예의 수지 조성물 및 성형품의 터프니스 등이 충분치 못하게 될 수 있다. 반대로 상기 공중합체의 함량이 지나치게 높아지면 상기 수지 조성물 및 성형품의 강성 등의 물성이 충분치 못하게 될 수 있다.
폴리올레핀계 활제
일 구현예의 수지 조성물은 폴리올레핀계 활제를 더욱 포함한다. 이러한 폴리올레핀계 활제는 이형성을 나타냄에 따라, 수지 조성물 및 성형품에서 유리섬유의 표면 돌출을 억제하여 외관 특성이 향상된 성형품의 제공을 가능케 하며, 상기 수지 조성물의 유동성, 가공성 및 성형성 등도 함께 향상시킬 수 있다. 부가하여, 이러한 폴리올레핀계 활제의 부가로 유리섬유의 표면 돌출을 억제할 수 있으므로, 상대적으로 충분한 함량의 유리 섬유를 부가하여 강성 향상 효과를 더 거둘 수 있고, 도장성과 진공 증착에 유리한 성형품을 제공할 수 있게 한다.
이러한 상기 폴리올레핀계 활제로는 폴리올레핀계 왁스를 사용할 수 있으며, 보다 구체적으로, 폴리에틸렌계 왁스 또는 폴리프로필렌계 왁스를 사용할 수 있다. 이러한 폴리올레핀계 활제는 상업적으로 입수하여 사용할 수 있는데, 상업적으로 입수 가능한 폴리올레핀계 활제의 예로는 일본 Mitsui사의 Hi-wax 1105A 또는 1160H 등을 들 수 있다. 다만, 폴리올레핀계 활제가 이에 한정되어 사용되는 것은 아니며, 일반적으로 널리 알려진 임의의 폴리올레핀계 활제가 별다른 제한 없이 모두 사용될 수 있다.
상술한 폴리올레핀계 활제는 수지 조성물에 대하여 약 0.5 내지 5 중량%, 혹은 약 1 내지 3 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 이러한 폴리올레핀계 활제의 함량이 지나치게 낮아지면, 일 구현예의 수지 조성물 및 성형품의 가공성이나 성형성 등이 충분치 못하게 되고, 유리 섬유의 돌출이 제대로 억제되지 못할 수 있다. 반대로, 상기 폴리올레핀계 활제의 함량이 지나치게 높아지면 상기 수지 조성물 및 성형품의 강성 등의 다른 물성이 충분치 못하게 될 수 있다.
코어-쉘 구조의 충격보강제
한편, 경우에 따라 폴리카보네이트 수지 조성물 및 성형품의 내충격성 등을 추가로 향상시킬 필요가 있는 경우, 상기 일 구현예의 수지 조성물은 코어-쉘 구조의 충격 보강제를 더 포함할 수 있다.
상기 코어-쉘 구조의 충격보강제는 유리섬유로 강화된 폴리카보네이트 수지의 충격 강도를 강화시키고 플라스틱의 압축 및 휨에 대한 저항력을 증진시켜 치수 안정성을 높이는 역할을 할 수 있다. 이에 부합하는 충격보강제로는 코어-쉘 구조를 갖는 실리콘-아크릴계 고무, 부타디엔계 고무 또는 아크릴계 고무 등을 사용할 수 있으며, 이들 중에 선택된 2종 이상을 사용할 수도 있다.
이러한 코어-쉘 구조의 충격보강제로는, 이전부터 열가소성 수지 조성물에 첨가 가능한 것으로 알려진 임의의 실리콘-아크릴계 고무, 부타디엔계 고무 또는 아크릴계 고무 등을 사용할 수 있으며, LG화학의 SIM 100과 같이 당업자에게 널리 알려진 상용품을 입수하여 별다른 제한없이 사용할 수 있다.
이러한 코어-쉘 구조의 충격보강제는 전체 수지 조성물에 대하여 약 1 내지 10 중량%, 혹은 약 2 내지 6 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 충격보강제의 함량이 지나치게 낮아지면, 일 구현예의 수지 조성물 또는 성형품이 충분한 충격 강도 또는 휨에 대한 저항력을 가지지 못하게 될 수 있고, 반대로 충격보강제의 함량이 지나치게 높아지면, 일 구현예의 수지 조성물 및 성형품의 강도 등 강성이 충분치 못하게 될 수 있다.
기타 첨가물
상술한 일 구현예의 수지 조성물은 조색제, 윤활제, 자외선 안정제, 산화방지제 또는 커플링 강화제 등의 첨가제를 더 포함할 수도 있고, 다양한 용도로 응용될 수 있다.
한편, 발명의 다른 구현예에 따르면, 상술한 일 구현예의 폴리카보네이트 수지 조성물을 포함하는 성형품이 제공된다. 이러한 성형품은 상기 폴리카보네이트 수지를 포함하는 수지 기재 내에서, 상술한 50 내지 200의 애스펙트비를 갖는 유리섬유, 에틸렌-(메타)아크릴레이트계 공중합체 및 폴리올레핀계 활제가 균일하게 분산된 형태로 될 수 있다.
이러한 성형품은 우수한 강성 및 내충격성과 내화학성 등을 나타낼 수 있으면서도, 유리섬유의 표면 돌출이 억제되어 우수한 외관 특성을 나타낼 수 있으며, 우수한 유동성 및 제품으로의 성형성 등을 나타낼 수 있다.
이에 따라, 상기 성형품은 휴대전화 하우징, 전기전자 제품(특히, 박막의 소형 전기전자 제품)의 하우징 또는 개인 디지털 보조장치의 하우징 등에 매우 바람직하게 적용될 수 있고, 기타 다양한 제품에 적용될 수 있다.
본 발명의 폴리카보네이트 수지 조성물은 유리섬유의 첨가에 따른 향상된 강성 및 우수한 내충격성 및 내화학성을 나타내는 폴리카보네이트 수지 성형품의 제공을 가능케 한다.
더 나아가, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 이형성을 나타내는 폴리올레핀계 활제를 더 포함함으로서, 유리섬유의 표면 돌출을 억제하여 외관 특성이 향상된 성형품의 제공을 가능케 하며, 상기 수지 조성물의 유동성, 가공성 및 성형성 등도 함께 향상시킬 수 있다. 부가하여, 이러한 폴리올레핀계 활제의 부가로 유리섬유의 표면 돌출을 억제할 수 있으므로, 상대적으로 충분한 함량의 유리 섬유를 부가하여 강성 향상 효과를 충분히 거둘 수 있고, 도장성과 진공 증착에 유리한 성형품을 제공할 수 있게 한다.
따라서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 기존의 수지 조성물이 갖는 문제점을 해결하여, 우수한 가공성을 나타내면서도, 뛰어난 강성, 내충격성 및 외관 특성을 나타내는 폴리카보네이트 성형품의 제공을 가능케 한다. 그러므로, 본 발명의 수지 조성물 및 성형품은 휴대전화 하우징, 전기전자 제품(특히, 박막의 소형 전기전자 제품)의 하우징 또는 개인 디지털 보조장치의 하우징 등에 매우 바람직하게 적용될 수 있고, 기타 다양한 제품에 적용될 수 있다.
발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예에서 사용된 성분들은 하기와 같다.
<(A) 비스페놀 A 폴리카보네이트 수지(PC)>
폴리카보네이트 수지는 비스페놀 A의 중합체로서, 이의 용융지수(MI)는 ASTM D1238에 따라, 300℃의 온도 및 1.2kg의 하중 하에서 10분간 측정되는 무게(g)로서 측정하였다. 이러한 측정 결과, 용융지수가 10g/10분((A)-1), 및 25g/10분 ((A)-2)으로 되는 방향족 폴리카보네이트 수지를 각각 사용하였다.
<(B)-1 유리섬유>
Nittobo 사의 너비(D) 28㎛, 두께 7㎛, 길이(L) 3mm, 식 1로 계산한 애스펙트비(δ)가 107이고, 에폭시 실란계 화합물로 표면 처리된 유리섬유를 사용하였다.
[식1]
애스펙트비(δ) = L/D
식 1에서, L은 유리섬유의 길이이며, D는 상기 직사각형 단면의 가장 긴 변의 길이 또는 상기 타원형 단면의 가장 긴 직경의 길이(예를 들어, 유리섬유의 너비)이다.
<(B)-2 유리섬유>
Nittobo 사의 너비(D) 20㎛, 두께 10㎛, 길이(L) 3mm, 상기 식 1로 계산한 애스펙트비(δ)가 150이고, 에폭시 실란계 화합물로 표면 처리된 유리섬유를 사용하였다.
<(B)-3 유리섬유>
오웬스 코닝사의 직경(D) 10~13㎛, 길이(L) 3mm, 애스펙트비(δ)가 231~300이고, 올레핀 실란으로 표면 처리된 유리섬유를 사용하였다.
<(C) 에틸렌-(메타)아크릴레이트 공중합체>
DuPont 사의 Elvaloy 1330AC를 사용하였다.
<(D)-1 폴리올레핀계 활제>
일본 Mitsui사의 Hi-wax-1105A를 사용하였다.
<(D)-2 폴리올레핀계 활제>
일본 Mitsui사의 Hi-wax-1160H를 사용하였다.
실시예 및 비교예의 물성 평가는 다음의 시험법에 의거하여 수행하였다.
인장강도
실온에서 5mm/sec의 속도를 갖는 인스트론 UTM을 사용하여 ASTM D638에 의거하여 측정하였다.
굴곡강도 및 굴곡탄성률
ASTM D790에 의거하여 측정하였다.
Flexural deflection
ASTM D790에 의거하여 측정하였다.
충격강도
1/8" 두께의 시편을 23℃ ASTM D256에 의거하여 측정하였다.
유동성(유동지수)
유동성은 용융지수(MI)로 평가하였다. 이러한 용융지수(MI)는 ASTM D1238에 의거하여 300℃에서 하중이 2.16kg일 때 10분간 측정되는 무게를 g로 측정하였다.
외관 및 표면 평활도
성형품의 외관 표면은 1등급(양호)에서 5등급(불량)까지 시각적, 촉각적 그리고 광학현미경을 이용하여 종합적으로 평가하였다. 등급의 기준은 유리섬유를 사용하지 않은 소재의 외관을 1등급으로 삼았다.
실시예 1 내지 5 및 비교예 1
먼저 아래 표 1에 나타낸 바와 같이 각 성분들을 함량비에 따라 290℃, 이축 압출기에서 용융/혼련하고 펠렛을 제조한 후, 사출기를 이용하여 물성 측정을 위한 시편을 제작하였다. 그리고 각 시편을 상기 시험방법에 의해 시험한 후 그 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 비교예
1 2 3 4 5 1
A 1 92 77 - 77 76 78
2 - - 76 - - -
B 1 5 20 20 - - -
2 - - - 20 20 -
3 - - - - - 20
C 2 2 2 2 2 2
D-1 1 1 - 1 - -
D-2 - - 2 - 2- -
실시예 비교예
1 2 3 4 5 1
인장강도
(kg/cm2)		 850 900 890 850 840 850
굴곡강도
(kg/cm2)		 980 1400 1350 1100 1100 1200
굴곡탄성률
(Kg/cm2)		 37000 58000 56000 52000 51000 43000
Flexural
Deflection
(mm)		 8 5 4.5 5 5 3.0
충격강도
(kgcm/cm)		 18 15 14 14 13 13
용융지수
(g/10min)		 8 8 9 8 8 8
외관 및 표면 평활도 2 3 3 3 3 4
상기 표2에 따르면, 실시예 1 내지 5의 수지 조성물 및 이로부터 얻어진 시편은 우수한 유동성, 내충격성, 터프니스 및 강성과 함께 뛰어난 표면 외관 상태를 나타냄이 확인되었다.
이에 비해, 비교예 1의 수지 조성물과, 이로부터 얻어진 시편은 실시예에 비해 낮은 외관 특성 등을 나타냄이 확인되었다.

Claims (14)

  1. 폴리카보네이트 수지 60 내지 95중량%;
    길이 방향에 수직한 방향으로 직사각형 또는 타원형의 단면을 가지며, 하기 식 1의 애스펙트비가 50 내지 200인 유리섬유 3 내지 30 중량%;
    에틸렌-(메타)아크릴레이트계 공중합체 1 내지 10 중량%; 및
    폴리올레핀계 활제 0.5 내지 5 중량%를 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물:
    [식1]
    애스펙트비(δ) = L/D
    식 1에서, L은 유리섬유의 길이이며, D는 상기 직사각형 단면의 가장 긴 변의 길이 또는 상기 타원형 단면의 가장 긴 직경의 길이이다.
  2. 제 1 항에 있어서, 유리섬유는 길이가 2 내지 5mm이고, 직사각형 단면을 가지며, 가장 짧은 변의 길이가 5 내지 15㎛인 폴리카보네이트 수지 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 유리섬유는 길이가 2 내지 5mm이고, 타원형 단면을 가지며, 가장 짧은 직경의 길이가 5 내지 15㎛인 폴리카보네이트 수지 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 유리 섬유는 실란계 화합물로 표면 코팅되어 있는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 실란계 화합물은 에폭시 실란 그룹을 갖는 화합물을 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, 폴리카보네이트 수지는 ASTM D1238에 따라, 300℃의 온도 및 1.2kg의 하중 하에 측정된 용융지수(MI)가 10g/10분 내지 25g/10분인 폴리카보네이트 수지 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서, 폴리올레핀계 활제는 폴리올레핀계 왁스를 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  8. 제 7 항에 있어서, 폴리올레핀계 왁스는 폴리에틸렌계 왁스 또는 폴리프로필렌계 왁스를 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서, 에틸렌-(메타)아크릴레이트계 공중합체는 공중합체 전체 중량에 대해 15 내지 50 중량%의 (메타)아크릴레이트계 반복단위를 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  10. 제 1 항에 있어서, 코어-쉘 구조의 충격 보강제를 더 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  11. 제 10 항에 있어서, 코어-쉘 구조의 충격 보강제는 실리콘-아크릴계 고무, 부타디엔계 고무 및 아크릴계 고무로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항의 폴리카보네이트 수지 조성물을 포함하는 성형품.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지를 포함하는 수지 기재 내에, 상기 50 내지 200의 애스펙트비를 갖는 유리섬유, 에틸렌-(메타)아크릴레이트계 공중합체 및 폴리올레핀계 활제가 분산되어 있는 성형품.
  14. 제 12 항에 있어서, 휴대전화 하우징, 전기전자 제품의 하우징 또는 개인 디지털 보조장치의 하우징으로 사용되는 성형품.
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