KR20170047849A - 폴리카보네이트 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이로부터 제조된 성형품 - Google Patents

폴리카보네이트 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이로부터 제조된 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리카보네이트 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리카보네이트 수지, 스티렌계 공중합체 및 마블 안료를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 무채색 또는 유채색의 폴리카보네이트 수지 조성물에 요구되는 인장 강도 및 충격 강도 등과 같은 기계적 강도 및 난연성을 동등 수준으로 제공함과 동시에, 마블(marble) 무늬를 가지며, 후가공성 및 사출품의 외관이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이로부터 제조되는 성형품을 제공하는 효과가 있다.

Description

폴리카보네이트 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이로부터 제조된 성형품{POLYCARBONATE RESIN COMPOSITION, METHOD FOR PREPARING THE RESIN COMPOSITION, AND MOLDED ARTICLE PREPARED THEREFROM}
본 발명은 폴리카보네이트 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무채색 또는 유채색의 폴리카보네이트 수지 조성물에 요구되는 인장 강도 및 충격 강도 등과 같은 기계적 강도 및 난연성을 동등 수준으로 제공함과 동시에, 마블(marble) 무늬를 가지며, 후가공성 및 사출품의 외관이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.
폴리카보네이트 수지는 상온에서 높은 내충격성을 가져 충격강도 등과 같은 기계적 물성이 우수하고, 난연성, 내열성 등 열적 물성이 우수하며 치수 안정성이 높은 비결정성 열가소성 수지로 잘 알려져 있고, 이러한 특성들로 인해 다양한 응용 분야에 널리 사용되고 있다.
이에, 상기 폴리카보네이트 수지에 무기 충전제, 탄소 섬유, 유리 섬유 등 다양한 충전제로 보강하여 더욱 우수한 물성을 구현하기 위한 연구들이 진행되고 있으며, 폴리카보네이트 수지 단독이 아니라 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 공중합체와 혼합하여 가공성을 높인 수지 조성물에 대한 연구들도 활발히 진행되고 있다.
특히, 최근에는 폴리카보네이트 수지 자체에 여러 색을 적용하여 다양한 외관을 구현하고자 하는 요구가 늘어나고 있어, 이에 따라 유채색, 펄(pearl) 또는 인조 대리석 무늬를 갖는 폴리카보네이트 수지에 대한 연구들이 진행되고 있는 추세에 있다. 이 중에서 인조 대리석 무늬는 마블 칼라(marble color)로 통칭되는데, 마블 칼라를 구현하기 위해 가교제, 착색제 등을 포함하는 종래 기술의 경우, 가공 시 물성이 저하되고 외관 상 마블 무늬가 잘 표현되지 않는 등 여전히 많은 문제점들이 남아있는 실정이다.
KR 2003-0054164 A
본 발명은 무채색 또는 유채색의 폴리카보네이트 수지 조성물에 요구되는 인장 강도 및 충격 강도 등과 같은 기계적 강도 및 난연성을 동등 수준으로 제공함과 동시에, 마블(marble) 무늬를 가지며, 후가공성 및 사출품의 외관이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기 폴리카보네이트 수지 조성물의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기 폴리카보네이트 수지 조성물로부터 제조되는 성형품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리카보네이트 수지, 스티렌계 공중합체 및 마블 안료를 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 폴리카보네이트 수지 및 스티렌계 공중합체를 이축 압출기의 메인 호퍼(main hopper)로 공급하고, 220 내지 290 ℃에서 용융 및 1차 압출하는 단계; 및 수득된 압출물을 이축 압출기의 메인 호퍼로 공급하고, 마블 안료를 이축 압출기의 사이드 호퍼(side hopper)로 공급하여 220 내지 290 ℃에서 용융 및 2차 압출하는 단계;를 포함하는 폴리카보네이트 수지 조성물 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 폴리카보네이트 수지 조성물로부터 제조되는 성형품을 제공한다.
본 발명에 따르면 무채색 또는 유채색의 폴리카보네이트 수지 조성물에 요구되는 인장 강도 및 충격 강도 등과 같은 기계적 강도 및 난연성을 동등 수준으로 제공함과 동시에, 마블(marble) 무늬를 가지며, 후가공성 및 사출품의 외관이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이로부터 제조되는 성형품을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 2에 따른 사출 성형품의 외관 표면을 이동식 현미경으로 확대한 실사이다.
도 2는 참고예 1에 따른 사출 성형품의 외관 표면을 이동식 현미경으로 확대한 실사이다.
도 3은 실시예 4에 따른 사출 성형품의 외관 표면을 이동식 현미경으로 확대한 실사이다.
도 4는 실시예 5에 따른 사출 성형품의 외관 표면을 이동식 현미경으로 확대한 실사이다.
도 5는 실시예 6에 따른 사출 성형품의 외관 표면을 이동식 현미경으로 확대한 실사이다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명자들은 폴리카보네이트 수지 조성물에 특정한 마블 안료를 포함하는 경우, 무채색 또는 유채색의 폴리카보네이트 수지 조성물에 요구되는 기계적 강도, 성형 후 치수 안정성, 작업성, 후가공성 및 표면 광택을 동등 또는 그 이상의 수준으로 유지하면서도, 별도의 도장 등의 작업 필요 없이 폴리카보네이트 수지 조성물 상에 마블(marble) 무늬를 나타내는 것을 확인하여 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명에 의한 폴리카보네이트 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지, 스티렌계 공중합체 및 마블 안료를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 폴리카보네이트 수지 조성물을 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
본 발명에 의한 폴리카보네이트 수지는 특별히 제한하지는 않으나, 일례로 비스페놀계 모노머와 카보네이트 전구체를 포함하여 중합된 수지일 수 있다.
상기 비스피놀계 모노머는 일례로 비스(4-히드록시페닐)메탄, 비스(4-히드록시페닐)에테르, 비스(4-히드록시페닐)설폰, 비스(4-히드록시페닐)설폭사이드, 비스(4-히드록시페닐)설파이드, 비스(4-히드록시페닐)케톤, 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판 (비스페놀 A; BPA), 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산 (비스페놀 Z; BPZ), 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디브로모페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-브로모페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3클로로페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-메틸페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-1-페닐에탄, 비스(4-히드록시페닐)디페닐메탄 및 α,ω-비스[3-(ο-히드록시페닐)프로필]폴리디메틸실록산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 카보네이트 전구체는 일례로 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 디부틸 카보네이트, 디시클로헥실 카보네이트, 디페닐 카보네이트, 디토릴 카보네이트, 비스(클로로페닐) 카보네이트, m-크레실 카보네이트, 디나프틸 카보네이트, 비스(디페닐) 카보네이트, 카보닐 클로라이드(포스겐), 트리포스겐, 디포스겐, 카보닐 브로마이드 및 비스할로포르메이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지는 일례로 선형(linear) 폴리카보네이트 수지일 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지는 일례로 용융지수(300 ℃, 1.2 kg)가 3 내지 30 g/10 min, 5 내지 25 g/10 min 혹은 7 내지 15 g/10 min일 수 있고, 이 범위 내에서 스티렌계 공중합체와 얼로이(alloy)를 구성하기에 적합하며, 표면 광택이 우수한 효과가 있다.
상기 폴리카보네이트 수지는 일례로 폴리카보네이트 수지 조성물에 대하여 30 내지 85 중량%, 40 내지 75 중량% 혹은 50 내지 70 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 폴리카보네이트 수지 자체의 물성은 유지하고, 사출 후 스팟 마블 칼라(spot marble color)가 외관에 잘 드러나며, 전체 수지 조성물의 색 변화를 최소화하는 효과가 있다.
상기 스팟 마블 칼라는 달리 특정하지 않는 한, 마블 무늬가 점적 분산된 스팟 형태를 의미한다.
본 발명에 의한 스티렌계 공중합체는 특별히 제한하지는 않으나, 일례로 비닐방향족 화합물과 이와 공중합 가능한 단량체를 포함하는 공중합체일 수 있다.
상기 스티렌계 공중합체는 일례로 비닐시안 화합물-공액디엔-비닐방향족 화합물 공중합체, 비닐방향족 화합물-비닐시안 화합물 공중합체 또는 이들의 혼합일 수 있다.
또 다른 예로 상기 스티렌계 공중합체는 비닐시안 화합물 5 내지 30 중량%, 공액디엔 20 내지 70 중량% 및 비닐방향족 화합물 10 내지 50 중량%를 포함하는 비닐시안 화합물-공액디엔-비닐방향족 화합물 공중합체일 수 있다.
상기 비닐방향족 화합물은 일례로 스티렌, α-메틸스티렌, α-에틸스티렌, p-메틸스티렌, 비닐 톨루엔 및 이들의 유도체 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 비닐시안 화합물은 일례로 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴 및 이들의 유도체 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 공액디엔계 화합물은 일례로 1,3-부타디엔, 이소프렌, 클로로프렌, 펜타디엔, 피페리렌 및 이들의 유도체 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 스티렌계 공중합체는 일례로 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체일 수 있다.
상기 스티렌계 공중합체는 일례로 폴리카보네이트 수지 조성물에 대하여 5 내지 20 중량%, 5 내지 15 중량%혹은 7 내지 13 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 폴리카보네이트 수지와 얼로이를 구성하기에 적합하며, 사출 후 스팟 마블 칼라가 외관에 잘 드러나며, 전체 수지 조성물의 색 변화를 최소화하는 효과가 있다.
본 발명에 의한 마블 안료는 일례로 유기 안료, 섬유 안료 및 무기 안료로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 상기 마블 안료가 무기 안료인 경우 유채색 수지용 안료를 더 포함한다.
상기 안료는 달리 특정하지 않는 한, 물에 녹지 않고 분산된 형태로 존재하는 물질을 의미하는 것으로, 일례로 무기물 입자에 염료(물에 용해되며 색을 나타내는 발색단, 발색을 돕는 조색단 및 염료 모체로 구성된 물질)가 더해진 것일 수 있다. 상기 염료는 일례로 유기계 염료일 수 있다.
상기 유기 안료는 폴리올레핀계 수지, 스티렌계 수지, 폴리카보네이트 수지 등에 사용되는 유기계 안료를 의미한다.
상기 유기 안료는 일례로 마이카 및 유기 염료를 포함하는 것일 수 있다. 상기 유기 염료는 본 발명의 기술분야에서 통상적으로 사용되는 유기 염료일 수 있고, 구체적인 예로 시중에 판매되어 구입 가능한 유기 염료라면 특별히 제한되지 않는다.
상기 유기 안료는 일례로 상품명 "DIA CHIP" 계열의 유기 안료일 수 있다.
상기 유기 안료는 일례로 분말형, 과립형 또는 현탁형일 수 있다.
상기 유기 안료의 전체 직경은 일례로 0.1 내지 5.0 mm, 0.2 내지 3.0 mm, 혹은 0.4 내지 2.0 mm일 수 있다.
상기 유기 안료의 내열도는 일례로 180 ℃ 이상, 200 ℃ 이상, 혹은 200 내지 300 ℃일 수 있다.
상기 유기 안료의 비중은 일례로 0.1 내지 0.5 g/cm3, 0.1 내지 0.35 g/cm3, 혹은 0.1 내지 0.2 g/cm3일 수 있다.
상기 섬유 안료는 폴리올레핀계 수지, 스티렌계 수지, 폴리카보네이트 수지 등에 사용되는 섬유형태의 유기계 안료를 의미하고, 일례로 회색, 검정색 등의 무채색 또는 갈색 등의 유채색을 나타낼 수 있다.
상기 섬유 안료의 길이는 일례로 0.1 내지 2.0 mm, 0.1 내지 1.0 mm, 혹은 0.3 내지 0.7 mm일 수 있다.
상기 섬유 안료의 굵기는 1 내지 50 D, 2 내지 40 D, 혹은 3 내지 30 D 일 수 있다.
상기 무기 안료는 일례로 포타슘실리케이트-염료 혼합물일 수 있다.
상기 포타슘실리케이트-염료 혼합물은 일례로 포타슘실리케이트 무기계 충전제와 염료의 단순 혼합 또는 포타슘실리케이트 무기계 충전제 상에 염료를 도포한 형태일 수 있다. 상기 포타슘실리케이트 무기계 충전제는 일례로 함수 알루미늄포타슘실리케이트(Mica)일 수 있고, 상기 염료는 통상의 염료일 수 있으며, 포타슘실리케이트 무기계 충전제와 혼합 또는 도포될 수 있는 것이라면 제한되지 않는다.
상기 무기 안료는 구현하고자 하는 스팟 마블 칼라에 따라 시중에 출시된 다양한 무기 안료(Yamaguchi mica 사에서 제조한 AC8000 및 9000 시리즈 등)를 사용할 수 있다.
상기 포타슘실리케이트 무기계 충전제와 염료의 중량비는 일례로 1:99 내지 99:1, 2:98 내지 50:50, 혹은 5:95 내지 20:80일 수 있다.
상기 포타슘실리케이트-염료 혼합물은 일례로 전체 직경이 0.1 내지 1.5 mm, 0.2 내지 1.2 mm, 혹은 0.3 내지 0.8 mm일 수 있고, 이 범위 내에서 전체 수지 조성물의 색 변화를 최소화하는 효과가 있다.
상기 마블 안료는 일례로 폴리카보네이트 수지 조성물에 대하여 0.01 내지 5 중량%, 0.05 내지 2 중량%, 혹은 0.1 내지 1.5 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 폴리카보네이트 수지 조성물이 폴리카보네이트 수지 자체의 물성은 유지하면서도, 사출 후 스팟 마블 칼라가 외관에 잘 드러나며, 전체 수지 조성물의 색 변화를 최소화하는 효과가 있다.
본 발명에 의한 폴리카보네이트 수지 조성물은 일례로 유채색 수지용 안료를 포함할 수 있다. 상기 유채색 수지용 안료는 수지의 바탕색이 무채색이 아닌 유채색을 나타내도록 하는 안료를 의미한다. 상기 유채색 수지용 안료는 일례로 분홍, 파랑 및 노랑의 다양한 유채색을 나타낼 수 있다.
상기 유채색 수지용 안료는 일례로 무기 산화물일 수 있고, 구체적인 예로 티타늄옥사이드(TiO2), 마그네슘옥사이드(MgO), 칼슘옥사이드(CaO) 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 유채색 수지용 안료는 일례로 폴리카보네이트 수지 조성물에 대하여 0.01 내지 5 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 전체 수지 조성물의 색이 고르게 나타나면서 사출 후 스팟 마블 칼라가 외관에 잘 드러나는 효과가 있다.
상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 일례로 무기 충전제를 포함할 수 있다.
상기 무기 충전제는 일례로 탈크, 규회석(wollastonite), 탄산칼슘, 목분, 쵸크, 유리 플레이크 및 유리섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 무기 충전제는 일례로 직경이 50 내지 700 ㎛, 혹은 50 내지 500 ㎛의 분말상, 평판상, 침상, 구상, 섬유상 또는 섬유직물상의 충전제일 수 있고, 이 직경 범위 내에서 사출 성형 후 표면에 충전제가 돌출되거나 제품이 뒤틀리는 현상을 방지할 수 있고, 폴리카보네이트 수지 조성물 내에서 분산성이 개선되는 효과가 있다.
상기 무기 충전제는 일례로 폴리카보네이트 수지 조성물에 대하여 10 내지 40 중량%, 15 내지 30 중량%, 혹은 17 내지 25 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 강성, 치수 안정성 및 가공성이 우수한 효과가 있다.
상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 일례로 인계 난연제를 포함할 수 있다.
상기 인계 난연제는 일례로 레소르시놀 비스(다이페닐 포스페이트), 비스페놀 A 비스(다이페닐 포스페이트) 및 N,N'-비스[다이-(2,6-자일릴)포스포릴]-피페라진으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 인계 난연제는 일례로 폴리카보네이트 수지 조성물에 대하여 0.1 내지 20 중량%, 3 내지 20 중량%, 혹은 5 내지 15 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 기계적인 물성을 유지하면서도 난연성이 우수하며, 제조된 수지 조성물의 유동을 개선시키는 효과가 있다.
상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 일례로 가소제, 커플링제, 열안정제, 광안정제, 이형제, 활제, 분산제, 적하방지제 및 내후안정제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 포함할 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 일례로 마블 입자의 크기가 0.05 mm 이상, 0.1 mm 이상, 혹은 0.1 내지 0.5 mm일 수 있다.
본 발명에 의한 폴리카보네이트 수지 조성물의 제조방법은 폴리카보네이트 수지 및 스티렌계 공중합체를 이축 압출기의 메인 호퍼(main hopper)로 공급하고, 220 내지 290 ℃에서 용융 및 1차 압출하는 단계; 및 수득된 압출물을 이축 압출기의 메인 호퍼로 공급하고, 마블 안료를 이축 압출기의 사이드 호퍼(side hopper)로 공급하여 220 내지 290 ℃에서 용융 및 2차 압출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 폴리카보네이트 수지 조성물의 제조방법은 일례로 상기 2차 압출물을 사출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 사이드 호퍼로 공급되는 마블 안료는 일례로 유기 안료, 섬유 안료 및 무기 안료로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 상기 마블 안료가 무기 안료인 경우, 유채색 수지용 안료를 상기 용융 및 1차 압출 시 상기 폴리카보네이트 수지 및 스티렌계 공중합체와 함께 이축 압출기의 메인 호퍼(main hopper)로 공급할 수 있고, 혹은 2차 압출 시, 이축 압출기의 메인 호퍼로 공급할 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지 조성물의 제조방법은 일례로 상기 용융 및 1차 압출 시, 혹은 2차 압출 시 이축 압출기의 메인 호퍼(main hopper)로 유채색 수지용 안료를 함께 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지 조성물의 제조방법은 일례로 상기 용융 및 1차 압출 시, 혹은 2차 압출 시 이축 압출기의 메인 호퍼로 무기 충전제 및 인계 난연제를 함께 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 성형품은 상기 폴리카보네이트 수지 조성물로부터 제조되는 것을 특징으로 한다.
상기 성형품은 일례로 사출 성형품일 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 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]
먼저, 각 실시예 및 참고예에 사용된 구성 성분은 다음과 같다.
* PC 수지: 용융지수(300 ℃, 1.2 kg)가 10 g/10 min인 선형(linear) 폴리카보네이트 수지를 사용하였다.
* ABS 수지: 아크릴로니트릴 5 내지 30 중량%, 부타디엔 20 내지 70 중량% 및 스티렌 10 내지 50 중량%를 포함하는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체를 사용하였다.
* BDP: 비스페놀 A 비스(다이페닐 포스페이트)를 사용하였다.
* 마블 안료 A: Yamaguchi mica 사에서 제조한 AC 8000 및 9000를 혼합하여 사용하였다.
* 마블 안료 B: DAIYA KOGYO 사에서 제조한 CELL FLAKE를 사용하였다.
* 마블 안료 C: 섬유 형태의 유기물 안료를 사용하였다.
* 유채색 수지용 안료 A: 주황색의 바탕색을 나타내는 유채색 수지용 안료를 사용하였다.
* 유채색 수지용 안료 B: 파랑색의 바탕색을 나타내는 유채색 수지용 안료를 사용하였다.
* 유채색 수지용 안료 C: 분홍색의 바탕색을 나타내는 유채색 수지용 안료를 사용하였다.
* 첨가제: 열안정제, 활제, 난연제, 충격 보강제, UV 안정제 등 폴리카보네이트 수지 조성물에 통상적으로 투입될 수 있는 첨가제를 사용하였다.
실시예 1 내지 6
상기 각각의 구성 성분을 하기의 표 1에 나타낸 함량(중량%)으로 사용하였다. 상기 구성 성분 중 마블 안료(마블 A, B 및 C)를 제외한 모든 성분을 믹서로 혼합한 후, 이축 압출기(twin-screw extruder)의 메인 호퍼(main hopper)로 투입하였고, 220 내지 290 ℃의 구간에서 용융 및 혼련하여 1차 압출하였다.
이어서, 상기에서 수득된 1차 압출물을 별개의 이축 압출기의 메인 호퍼로 투입하고, 마블 안료(마블 A, B 및 C)는 사이드 호퍼(side hopper)로 투입하여 220 내지 290 ℃의 구간에서 용융 및 혼련하여 2차 압출하였다.
상기 2차 압출된 수지 조성물을 펠렛화한 다음 80 ℃에서 4시간 이상 건조하였고, 건조된 펠렛을 사출 성형한 후 상온에서 48시간 이상 방치하여 하기의 물성을 측정하기 위한 시편을 제조하였다.
참고예 1 내지 3
상기 각각의 구성 성분을 하기의 표 1에 나타낸 함량(중량%)으로 사용하고, 2차 압출 시, 1차 압출물과 마블 안료(마블 A, B 및 C)를 믹서로 혼합한 후, 이축 압출기의 메인 호퍼로 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1 내지 6과 동일한 방법으로 실시하였다.
구분 실시예 참고예
1 2 3 4 5 6 1 2 3
PC 60 60 60 60 60 60 60 60 60
ABS 10 10 10 10 10 10 10 10 10
BDP 10 10 10 10 10 10 10 10 10
마블 A 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
마블 B 0.5 0.5
마블 C 0.5 0.5
유채색 A 0.5
유채색 B 0.5
유채색 C 0.5
첨가제 19.5 19.5 19.5 19.5 19.5 19.5 19.5 19.5 19.5
[시험예]
상기 실시예 1 내지 6 및 참고예 1 내지 3에서 수득한 폴리카보네이트 수지 조성물 시편의 물성을 하기의 방법으로 측정하여, 그 결과를 하기의 표 2에 나타내었다.
측정 방법
* 인장강도(kg/mm2): 1/8" 시편을 이용하여 표준 측정 ASTM D638에 의거하여 측정하였다.
* 굴곡강도(kg/cm2): 1/8" 시편을 이용하여 표준 측정 ASTM D638에 의거하여 측정하였다.
* 충격강도(Notched Izod, kgf·cm/cm2): 1/8" 시편을 이용하여 표준측정 ASTM D256에 의거하여 측정하였다.
* 난연도: 시편을 이용하여 UL94V에 의거하여 측정하였다.
* 마블 입자 크기(mm): 이동식 현미경을 이용하여 측정하였다.
* 칼라 표현성 및 마블 무늬 분산성: 시편을 육안으로 확인하여 유채색이 일정하게 구현되고, 마블 무늬가 고르게 분산된 경우 ◎, 유채색은 일정하게 구현되었지만, 마블 무늬가 고르지 못한 경우 △, 마블 무늬는 고르게 분산되었으나, 유채색이 일정하게 구현되지 않은 경우 △, 유채색이 일정하게 구현되지 않고, 마블 무늬가 고르지 못한 경우 ×로 구분하였다.
구분 실시예 참고예
1 2 3 4 5 6 1 2 3
인장강도 580 575 580 578 581 580 580 575 580
충격강도 6.6 6.5 6.7 6.6 6.7 6.8 6.6 6.5 6.7
난연도 1.0 mm, V-0 1.0 mm, V-0 1.0 mm, V-0 1.0 mm, V-0 1.0 mm, V-0 1.0 mm, V-0 1.0 mm, V-0 1.0 mm, V-0 1.0 mm, V-0
칼라 표현성 및 마블 무늬 분산성 ◎ △ X ◎ ◎ ◎ △ △ △
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 실시예 1 내지 6의 경우 인장강도, 굴곡강도, 충격강도 및 난연도 모두 저하됨 없이 동등 또는 그 이상을 유지하면서, 마블 입자 크기가 더 크고 고르게 분산된 것(도 1, 3 내지 5)을 확인하였다.
또한, 마블 안료를 사이드 호퍼로 투입한 실시예 1 내지 3의 경우(도 1), 마블 안료를 메인 호퍼로 투입한 참고예 1 내지 3(도 2)에 비해, 더 뚜렷한 마블 무늬가 나타나면서도, 사출 후 마블 입자의 크기가 평균적으로 더 큰 것을 확인하였다. 이를 통해, 사이드 호퍼로 마블 안료를 투입하는 것이 폴리카보네이트 수지 조성물로부터 제조된 성형품 외관에 마블 입자감을 더 두드러지게 나타낼 수 있음을 간접적으로 확인할 수 있었다.
또한, 도 3 내지 5에 나타낸 바와 같이, 기존의 백색의 바탕색 이외에도 다양한 유채색 안료(주황, 파랑, 분홍 등)를 조합하여, 마블 무늬가 외관에 두드러지게 나타나고 고르게 분산된 유채색 수지의 구현이 가능한 것을 확인하였다.
결론적으로, 본 발명의 폴리카보네이트 수지 조성물은 특정 마블 안료를 포함할 때, 무채색 또는 유채색의 폴리카보네이트 수지 조성물에 요구되는 인장 강도 및 충격 강도 등과 같은 기계적 강도와 난연성을 동등 수준으로 제공함과 동시에, 폴리카보네이트 수지 조성물 상에 마블 무늬를 나타내며, 후가공성 및 사출품의 외관이 우수한 특성을 이용하는 것이며, 이와 같은 발명으로 인하여 별도의 도장 등의 작업 필요 없이 폴리카보네이트 수지 조성물 상에 마블 무늬를 구현함으로써 원가를 절감의 효과를 기대할 수 있다.

Claims (20)

  1. 폴리카보네이트 수지, 스티렌계 공중합체 및 마블 안료를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지는 선형(linear) 폴리카보네이트 수지인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지는 30 내지 85 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스티렌계 공중합체는 비닐시안 화합물-공액디엔-비닐방향족 화합물 공중합체, 비닐방향족 화합물-비닐시안 화합물 공중합체 또는 이들의 혼합인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스티렌계 공중합체는 5 내지 20 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 마블 안료는 유기 안료, 섬유 안료 및 무기 안료로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 마블 안료가 무기 안료인 경우 유채색 수지용 안료를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 유기 안료는 마이카 및 유기 염료를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 섬유 안료는 길이가 0.1 내지 2.0 mm이고, 굵기가 1 내지 50 D인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 무기 안료는 포타슘실리케이트-염료 혼합물인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 마블 안료는 0.01 내지 5 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 유채색 수지용 안료를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 유채색 수지용 안료는 무기 산화물인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 유채색 수지용 안료는 0.01 내지 5 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 무기 충전제를 10 내지 40 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 무기 충전제는 탈크, 규회석, 탄산칼슘, 목분, 쵸크, 유리 플레이크 및 유리섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 인계 난연제를 0.1 내지 20 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  18. 폴리카보네이트 수지 및 스티렌계 공중합체를 이축 압출기의 메인 호퍼(main hopper)로 공급하고, 220 내지 290 ℃에서 용융 및 1차 압출하는 단계; 및
    수득된 압출물을 이축 압출기의 메인 호퍼로 공급하고, 마블 안료를 이축 압출기의 사이드 호퍼(side hopper)로 공급하여 220 내지 290 ℃에서 용융 및 2차 압출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물 제조방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 마블 안료는 유기 안료, 섬유 안료 및 무기 안료로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물 제조방법.
  20. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물로부터 제조되는 성형품.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114479413A (zh) * 2022-03-07 2022-05-13 台州市今上光电科技有限公司 一种led灯具用聚碳酸酯塑料母粒及其制备和使用方法

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