KR20200062020A - 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 열가소성 수지 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 폴리에스테르 수지; 유리 섬유; 백색 안료; 방향족 비닐-올레핀계 공중합체; 및 탈크를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 열가소성 수지 조성물은 반사율, 반사율 유지율, 내충격성, 성형 가공성 등이 우수하다.

Description

열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품{THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION AND ARTICLE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 반사율, 반사율 유지율, 내충격성, 성형 가공성 등이 우수한 폴리에스테르계 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.
발광다이오드(LED; light emitting diode) 및 유기발광다이오드(OLED; organic light emitting diode)는 뛰어난 에너지 효율과 긴 수명으로 인하여, 기존의 광원을 급속히 대체하며 각광을 받고 있다. 일반적으로 발광다이오드는 높은 반사율을 통해 광효율을 극대화시킬 수 있도록, 리플렉터(reflector), 리플렉터 컵(reflector cup), 스크램블러(scrambler), 하우징(housing) 등의 부품 소재와 함께 발광다이오드 패키지(package)를 형성한다. 이러한 부품 소재는 높은 온도에 견딜 수 있으며, 반사율 저하 및 황변화로 인한 백색도 저하를 최소화할 수 있어야 한다.
엔지니어링 플라스틱으로서, 폴리에스테르 수지, 이의 공중합체, 이의 블렌드(blend) 등은 각각 유용한 특성을 나타내어, 제품의 내외장재를 포함한 다양한 분야에 적용되고 있으며, 상기 부품 소재로도 사용되고 있다. 부품 소재에 주로 사용되는 폴리에스테르 수지는 전방향족 폴리에스테르 수지 등의 고내열성 폴리에스테르 수지이다. 고내열성 폴리에스테르 수지는 높은 온도에서 변형이 없고, 내변색 특성이 우수하나, 결정화 속도가 느리고, 기계적 강도가 낮으며, 내충격성이 떨어진다는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위하여, 종래에는 폴리에스테르 수지에 무기 필러 등의 첨가제를 혼합하여 내충격성, 강성 등을 향상시키고자 하였다. 그러나, 무기 필러 등의 첨가제를 과량 사용할 경우, 블리드 아웃(bleed-out) 등의 성형 가공성 저하 문제가 발생할 우려가 있다.
또한, 고반사율을 구현할 수 있는 열가소성 수지 조성물을 얻기 위해서는 백색 안료 등의 함량을 증가시켜야 하나, 이 경우, 백색 안료, 무기 필러 등이 과량 첨가됨에 따라, 오히려 열가소성 수지 조성물의 내충격성 등이 저하될 우려가 있다.
따라서, 발광다이오드용 부품 소재 등에 적용할 수 있도록, 상기 문제가 발생되지 않는, 반사율, 반사율 유지율, 내충격성, 성형 가공성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 제10-2013-0076733호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 반사율, 반사율 유지율, 내충격성, 성형 가공성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성된 성형품을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
1. 본 발명의 하나의 관점은 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다. 상기 열가소성 수지 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 폴리에스테르 수지; 유리 섬유; 백색 안료; 방향족 비닐-올레핀계 공중합체; 및 탈크를 포함하는 것을 특징으로 한다:
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서, Ar은 탄소수 6 내지 18의 아릴렌기이고, R1 및 R3는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 선형 알킬렌기이고, R2는 탄소수 5 내지 12의 환형 알킬렌기이다.
2. 상기 1에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부; 상기 유리 섬유 1 내지 60 중량부; 상기 백색안료 20 내지 90 중량부; 상기 방향족 비닐-올레핀계 공중합체 0.1 내지 15 중량부; 및 상기 탈크 0.1 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.
3. 상기 1 또는 2에서, 상기 폴리에스테르 수지는 상기 화학식 1a로 표시되는 반복단위를 포함할 수 있다.
[화학식 1a]
Figure pat00002
4. 상기 1 내지 3 구체예에서, 상기 백색 안료는 산화티탄, 산화아연, 황화아연, 황산아연, 황산바륨, 탄산칼슘 및 알루미나 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
5. 상기 1 내지 4 구체예에서, 상기 방향족 비닐-올레핀계 공중합체는 스티렌-부틸렌 불록 공중합체, 스티렌-이소부틸렌 블록 공중합체, 스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스틸렌 블록 공중합체, 및 말레산 무수물이 그라프트된 스티렌-에틸렌-부틸렌-스틸렌 블록 공중합체 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
6. 상기 1 내지 5 구체예에서, 상기 방향족 비닐-올레핀계 공중합체 및 상기 탈크의 중량비는 1 : 0.01 내지 1 : 10일 수 있다.
7. 상기 1 내지 6 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM E1331에 의거하여 측정한 90 mm × 50 mm × 2.5 mm 크기 시편의 450 nm 파장 광에 대한 반사율이 92 내지 99%일 수 있다.
8. 상기 1 내지 7 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 하기 식 1에 따라 산출한 반사율 유지율이 90 내지 99%일 수 있다:
[식 1]
반사율 유지율(%) = [(Rf0 - Rf1) / Rf0] × 100
상기 식 1에서, Rf0는 ASTM E1331에 의거하여 측정한 90 mm × 50 mm × 2.5 mm 크기 시편의 450 nm 파장 광에 대한 초기 반사율이고, Rf1은 상기 시편을 85℃, 85% 상대 습도 조건에서, 300시간 방치 후, ASTM E1331에 의거하여 측정한 450 nm 파장 광에 대한 항온 항습 시험 후 반사율이다.
9. 상기 1 내지 8 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여 측정한 두께 1/8" 시편의 언노치 아이조드 충격강도가 10 내지 30 kgf·cm/cm일 수 있다.
10. 본 발명의 다른 관점은 성형품에 관한 것이다. 상기 성형품은 상기 1 내지 9 중 어느 하나에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성된다.
11. 상기 10에서, 상기 성형품은 LED용 리플렉터 또는 리플렉터 컵일 수 있다.
본 발명은 반사율, 반사율 유지율, 내충격성, 성형 가공성 등이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품을 제공하는 발명의 효과를 갖는다. 상기 성형품은 LED용 리플렉터 또는 리플렉터 컵으로 유용하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성된 리플렉터 컵을 포함하는 반도체 장치의 단면도이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면, 다음과 같다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 (A) 폴리에스테르 수지; (B) 유리 섬유; (C) 백색안료; (D) 방향족 비닐-올레핀계 공중합체; 및 (E) 탈크;를 포함한다.
본 명세서에서, 수치범위를 나타내는 "a 내지 b"는 "≥a 이고 ≤b"으로 정의한다.
(A) 폴리에스테르 수지
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리에스테르 수지는 고온에서도 열가소성 수지 조성물의 내열성, 강성 등의 기계적 강도, 내충격성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00003
상기 화학식 1에서, Ar은 탄소수 6 내지 18의 아릴렌기이고, R1 및 R3는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 선형 알킬렌기이고, R2는 탄소수 5 내지 12의 환형 알킬렌기이다. 여기서, R1, R2 및 R3는 지환족 디올로부터 유래된 것으로서, 전체 탄소수가 7 내지 22일 수 있다. 상기 폴리에스테르 수지는 주쇄에 고리 모양의 구조가 포함되어 높은 용융 온도를 갖는 것으로서, 예를 들면, 200℃ 이상일 수 있으나, 이에 제한 되지 않는다.
구체예에서, 상기 방향족 폴리에스테르 수지는 방향족 디카르복실산 및 그의 유도체 등을 포함하는 디카르복실산 성분과 지환족 디올을 포함하는 디올 성분을 공지된 중축합 방법에 따라 제조한 것일 수 있다.
구체예에서, 상기 디카르복실산 성분으로는 테레프탈산, 이소프탈산, 1,2-나프탈렌디카르복실산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 1,5-나프탈렌디카르복실산, 1,6-나프탈렌디카르복실산, 1,7-나프탈렌디카르복실산, 1,8-나프탈렌디카르복실산, 2,3-나프탈렌디카르복실산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 2,7-나프탈렌디카르복실산 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 지환족 디올로는 탄소수 7 내지 22의 지환족 디올, 예를 들면 1,4-사이클로헥산디메탄올(CHDM) 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
구체예에서, 상기 폴리에스테르 수지는 하기 화학식 1a로 표시되는 반복단위를 포함하는 폴리시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트(PCT) 수지일 수 있다.
[화학식 1a]
Figure pat00004
구체예에서, 상기 폴리에스테르 수지는 겔 투과 크로마토그라피(gel permeation chromatography: GPC)로 헥사플루오로이소프로판올(HFIP) 용매에서 측정한 중량평균분자량이 3,000 내지 200,000 g/mol, 예를 들면 5,000 내지 150,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 가공성, 내충격성, 강성 등이 우수할 수 있다.
(B) 유리 섬유
본 발명의 일 구체예에 따른 유리 섬유는 열가소성 수지 조성물의 강성, 내충격성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 원형 단면(circular cross-sectional) 유리 섬유, 평판형(flat-shaped) 유리 섬유, 이들의 조합 등을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 원형 단면 유리 섬유는 광학 현미경(optical microscope)으로 측정한 원형 단면의 평균 직경이 6 내지 8 ㎛, 예를 들면 6 내지 7.5 ㎛인 유리 섬유일 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 강성, 외관 특성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 평판형 유리 섬유는 열가소성 수지 조성물에 사용되는 통상적인 평판형 유리 섬유일 수 있으며, 예를 들면 광학 현미경(optical microscope)으로 측정한 단면의 종횡비가 1.5 내지 8, 예를 들면 1.6 내지 5일 수 있고, 단경이 6 내지 12 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물(성형품)의 표면 평활도가 개선될 수 있고, 반사율이 향상될 수 있다.
구체예에서, 상기 유리 섬유는 압출 전 평균 길이가 1 내지 5 mm일 수 있고, 압출(가공) 후 평균 길이가 100 내지 700 ㎛, 예를 들면 110 내지 690 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 강성, 외관 특성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 유리 섬유는 폴리에스테르 수지 등 열가소성 수지 조성물 구성 성분과의 결합력을 증가시키기 위하여, 표면에 표면처리제를 코팅한 것을 사용할 수 있다. 상기 표면처리제로는 실란계 화합물, 우레탄계 화합물, 에폭시계 화합물 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
구체예에서, 상기 유리 섬유는 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 1 내지 60 중량부, 예를 들면 10 내지 50 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 강성, 가공성 등이 우수할 수 있다.
(C) 백색 안료
본 발명의 일 구체예에 따른 백색 안료는 다른 구성 성분과 함께 열가소성 수지 조성물의 백색도, 반사율, 내변색성, 광안정성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상의 백색 안료를 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 산화티탄, 산화아연, 황화아연, 황산아연, 황산바륨, 탄산칼슘, 알루미나, 연백(white lead, 2PbCO3·Pb(OH)2) 등을 단독으로 사용하거나, 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 구체적으로, 결정 구조가 루타일형 또는 정방정계인 산화티탄(TiO2) 등을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 백색 안료의 평균 입경은 0.01 내지 2.0 ㎛, 예를 들면 0.05 내지 0.7 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 백색도, 반사율 등이 우수할 수 있다. 여기서, 평균 입경은 수평균 입경이고, D50(분포율이 50% 되는 지점의 입경)으로 특정한 값이다.
구체예에서, 상기 백색 안료는 유기 표면처리제 또는 무기 표면처리제로 표면 처리된 것을 사용할 수 있다. 상기 유기 표면처리제로는 실란 커플링제, 폴리디메틸실록산, 트리메틸올프로판(TMP), 펜타에리트리톨, 이들의 조합 등이 사용될 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 실란 커플링제로는 비닐트리에톡시실란, 2-아미노프로필트리에톡시실란, 2-글리시독시프로필트리에톡시실란 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 무기 표면처리제로는 산화알루미늄(알루미나, Al2O3), 이산화규소(실리카, SiO2), 지르코니아(이산화지르콘, ZrO2), 규산나트륨, 알루민산나트륨, 규산나트륨알루미늄, 산화아연, 운모 등이 사용될 수 있으며, 이들은 2종 이상 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 유기 표면처리제 또는 무기표면처리제는 표면 처리 시, 백색 안료 100 중량부에 대하여 5 중량부 이하로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 백색도 및 반사율 등이 더욱 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 백색 안료는 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 20 내지 90 중량부, 예를 들면 30 내지 80 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 반사율, 백색도 등이 우수할 수 있다.
(D) 방향족 비닐-올레핀계 공중합체
본 발명의 일 구체예에 따른 방향족 비닐-올레핀계 공중합체는 탈크 등과 함께 적용되어, 열가소성 수지 조성물의 반사율, 반사율 유지율, 내충격성, 성형 가공성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 방향족 비닐계 단량체; 및 올레핀 단량체;를 포함하는 반응 혼합물의 중합체를 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐-올레핀계 공중합체는 스티렌-부틸렌 불록 공중합체, 스티렌-이소부틸렌 블록 공중합체, 스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스틸렌 블록 공중합체, 말레산 무수물이 그라프트된 스티렌-에틸렌-부틸렌-스틸렌 블록 공중합체, 이들의 조합 등을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐-올레핀계 공중합체는 올레핀 단량체가 전체 공중합체 100 중량% 중, 50 내지 95 중량%, 예를 들면 55 내지 90 중량%로 포함될 수 있고, 방향족 비닐계 단량체가 전체 공중합체 100 중량% 중, 5 내지 50 중량%, 예를 들면 10 내지 45 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 반사율, 내충격성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐-올레핀계 공중합체는 GPC(gel permeation chromatography)로 측정한 중량평균분자량(Mw)이 10,000 내지 200,000 g/mol, 예를 들면 50,000 내지 150,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 반사율, 내충격성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐-올레핀계 공중합체는 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 15 중량부, 예를 들면 0.5 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 반사율, 내충격성 등이 우수할 수 있다.
(E) 탈크
본 발명의 일 구체예에 따른 탈크는 방향족 비닐-올레핀계 공중합체 등과 함께 적용되어, 열가소성 수지 조성물의 반사율, 반사율 유지율, 내충격성, 성형 가공성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 판상형의 통상적인 탈크를 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 탈크는 입도분석기로 측정한 평균 입자 크기(D50, 분포율이 50%가 되는 지점의 입경)가 1 내지 10 ㎛, 예를 들면 2 내지 9 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 반사율 유지율 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 탈크는 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 10 중량부, 예를 들면 0.1 내지 7 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 반사율, 반사율 유지율 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 비닐-올레핀계 공중합체(D) 및 상기 탈크(E)의 중량비(D:E)는 1 : 0.01 내지 1 : 10, 예를 들면 1 : 0.01 내지 1 : 7일 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 반사율, 반사율 유지율, 내충격성, 성형 가공성, 이들의 물성 발란스 등이 더 우수할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 목적하는 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 용도에 따라 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 산화방지제, 안정제, 난연제, 난연보조제, 적하방지제, 핵제, 이형제, 항균제, 계면활성제, 커플링제, 가소제, 상용화제, 활제, 정전기 방지제, 이들의 조합 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
구체예에서, 상기 산화방지제로는 페놀류, 아민류, 황류, 인류 등을 예시할 수 있고, 상기 안정제(열안정제, 광안정제)로는 락톤 화합물, 하이드로퀴논류, 할로겐화 구리, 요오드 화합물 등을 예시할 수 있으며, 상기 난연제로는 브롬계, 염소계, 인계, 안티몬계, 무기계 화합물 등을 예시할 수 있다.
구체예에서, 상기 첨가제 사용 시, 그 함량은 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 20 중량부 이하, 예를 들면 0.1 내지 15 중량부일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 ASTM E1331에 의거하여 측정한 30 mm × 50 mm × 2.5 mm 크기 시편의 450 nm 파장 광에 대한 반사율이 92 내지 99%, 예를 들면 92.5 내지 95%일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 하기 식 1에 따라 산출한 반사율 유지율이 90 내지 99%, 예를 들면 90.5 내지 94%일 수 있다.
[식 1]
반사율 유지율(%) = [(Rf0 - Rf1) / Rf0] × 100
상기 식 1에서, Rf0는 ASTM E1331에 의거하여 측정한 90 mm × 50 mm × 2.5 mm 크기 시편의 450 nm 파장 광에 대한 초기 반사율이고, Rf1은 상기 시편을 85℃, 85% 상대 습도 조건에서, 300시간 방치 후, ASTM E1331에 의거하여 측정한 450 nm 파장 광에 대한 항온 항습 시험 후 반사율이다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여 두께 1/8" 시편으로 측정한 언노치 아이조드 충격강도가 10 내지 30 kgf·cm/cm, 예를 들면 12 내지 25 kgf·cm/cm일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 원형 시편(직경 100 mm, 두께 2 mm) 사출성형 시, 압력 센서로 측정한 시편 정중앙의 이젝트 핀에서 발생하는 저항 값이 210 N 이하, 예를 들면 150 내지 200 N일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 이형성이 우수하다.
본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 공지의 방법을 통해 제조될 수 있다. 예를 들면, 각각의 구성 성분과 필요에 따라, 첨가제를 헨셀믹서, V 블렌더, 텀블러 블렌더, 리본 블렌더 등으로 혼합하고, 이를 일축 압출기 또는 이축 압출기를 이용하여 200 내지 350℃ 온도에서 용융 압출하여 펠렛상으로 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성된다. 예를 들면, 상기 열가소성 수지 조성물을 이용하여, 사출 성형, 이중 사출 성형, 블로우 성형, 압출 성형, 열 성형 등의 공지된 성형 방법으로 성형품을 제조할 수 있다.
구체예에서, 상기 성형품은 반사율, 반사율 유지율, 내충격성, 강성, 내열성 등이 우수하여, 광을 반사하는 용도라면 제한되지 않고 적용할 수 있다. 예를 들면, 각종 전기, 전자 제품의 부품, 실내외 조명, 자동차 조명, 표시 기기 등의 발광 장치용 반사판으로 사용할 수 있고, 특히, LED용 리플렉터 또는 리플렉터 컵으로 유용하다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성된 리플렉터 컵을 포함하는 반도체 장치(패키지)의 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 열가소성 수지 조성물은 다양한 형태의 리플렉터 또는 리플렉터 컵(1)을 제조할 수 있고, 제조된 리플렉터 컵(1)은 공지된 다양한 전극(2), 기판(3), 밀봉수지(4), 와이어(5), 발광다이오드(LED, 6) 등과 함께 반도체 장치, 조명 장치 등의 발광다이오드(LED) 또는 유기발광다이오드(OLED)를 포함하는 제품으로 조립될 수 있다. 또한, 상기 구성은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예
하기 실시예 및 비교예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다.
(A) 폴리에스테르 수지
폴리시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트 수지(제조사: SK Chemical社, 제품명: Puratan0502)를 사용하였다.
(B) 유리 섬유
원형 단면 유리 섬유(제조사: CPIC社, 제품명: ECS303W-3-E)를 사용하였다.
(C) 백색 안료
산화티탄(TiO2, 제조사: Tronox社, 제품명: CR-470)을 사용하였다.
평균 직경이 6.5 ㎛이고, 평균 길이가 3 mm인 원형 단면 유리섬유를 사용하였다.
(D) 비닐계 공중합체
(D1) 방향족 비닐-올레핀계 공중합체로서, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스틸렌 블록 공중합체(제조사: Kraton社, 제품명: G1652)를 사용하였다.
(D2) 에틸렌-부틸아크릴레이트 공중합체(제조사: DUPONT社, 제품명: Elvaloy AC 3117)를 사용하였다.
(E) 탈크
탈크(제조사: HAYASHI KASEI社, 제품명: KHP-255)를 사용하였다.
(F) 마이카
마이카(제조사: IMERYS社, 제품명: SUZORITE 20 S)를 사용하였다.
실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 6: 열가소성 수지 조성물의 제조 및 평가
상기 각 구성 성분을 하기 표 1 및 2에 기재된 바와 같은 함량으로 첨가한 후, 300℃에서 압출하여 펠렛을 제조하였다. 압출은 L/D=36, 직경 45 mm인 이축 압출기를 사용하였으며, 제조된 펠렛은 100℃에서 4시간 동안 건조 후, 6Oz 사출기(성형 온도 300℃, 금형 온도: 130℃)에서 사출하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편에 대하여, 하기의 방법으로 반사율, 반사율 유지율, 언노치 아이조드 충격강도, 이형성 등을 측정하고, 그 결과를 표 1 및 2에 나타내었다.
물성 측정 방법
(1) 반사율(단위: %): ASTM E1331에 의거하여, 450 nm 파장 광(LED 광원)에 대한 90 mm × 50 mm × 2.5 mm 크기 시편의 반사율(SCI(specular component included) 모드 사용)을 측정하였다. 반사율 측정기로서 미놀타(주)(KONICA MINOLTA HOLDINGS, INC.)의 3600 CIE Lab.을 사용하였다.
(2) 반사율 유지율(단위: %): 하기 식 1에 따라, 반사율 유지율을 산출하였다.
[식 1]
반사율 유지율(%) = [(Rf0 - Rf1) / Rf0] × 100
상기 식 1에서, Rf0는 ASTM E1331에 의거하여 측정한 90 mm × 50 mm × 2.5 mm 크기 시편의 450 nm 파장 광에 대한 초기 반사율이고, Rf1은 상기 시편을 85℃, 85% 상대 습도 조건에서, 300시간 방치 후, ASTM E1331에 의거하여 측정한 450 nm 파장 광에 대한 항온 항습 시험 후 반사율이다.
(3) 언노치 아이조드 충격강도(단위: kgf·cm/cm): ASTM D256에 의거하여, 1/8" 두께 시편의 노치 아이조드 충격강도를 측정하였다.
(4) 이형성 평가: 원형 시편(직경 100 mm, 두께 2 mm) 사출성형 시 정중앙의 이젝트 핀에서 발생하는 저항 값(단위: N)을 압력 센서로 측정하였다.
실시예
1 2 3 4 5 6 7
(A) (중량부) 100 100 100 100 100 100 100
(B) (중량부) 30 30 30 30 30 30 30
(C) (중량부) 70 70 70 70 70 70 70
(D1) (중량부) 2 2 2 10 2 1 0.5
(D2) (중량부) - - - - - - -
(E) (중량부) 0.2 2 6 2 10 8 5
(F) (중량부) - - - - - - -
(초기) 반사율 (%) 93.1 93.3 92.8 92.9 92.1 92.3 92.5
항온 항습 시험 후 반사율 (%) 84.7 85.2 84.3 85.9 83.9 84.2 84.9
반사율 유지율 (%) 91.0 91.3 90.8 92.5 91.1 91.2 91.8
언노치 아이조드 충격강도
(kgf·cm/cm)		 13.7 14.2 15.4 21.2 12.4 12.9 15.1
이형성 (N) 197 185 195 179 205 199 191
비교예
1 2 3 4 5 6
(A) (중량부) 100 100 100 100 100 100
(B) (중량부) 30 30 30 30 30 30
(C) (중량부) 70 70 70 70 70 70
(D1) (중량부) - - - 2 10 2
(D2) (중량부) 2 10 - - - -
(E) (중량부) 2 2 2 - - -
(F) (중량부) - - - 2 2 -
(초기) 반사율 (%) 90.9 89.7 91.2 92.5 92.9 93.1
항온 항습 시험 후 반사율 (%) 82.4 82.6 83.1 80.4 81.1 82.1
반사율 유지율 (%) 90.6 92.1 91.1 86.9 87.3 88.2
언노치 아이조드 충격강도
(kgf·cm/cm)		 13.5 17.2 6.7 14.1 20.9 13.9
이형성 (N) 239 252 245 249 259 241
상기 결과로부터, 본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물(실시예 1 내지 4)은 반사율, 반사율 유지율, 내충격성(언노치 아이조드 충격강도), 성형 가공성(이형성 등) 및 이들의 물성 발란스가 우수함을 알 수 있다.
반면, 본 발명의 방향족 비닐-올레핀계 공중합체 대신에 에틸렌-부틸아크릴레이트 공중합체(D2)를 적용한 비교예 1 및 2의 경우, 반사율, 성형 가공성 등이 저하되었음을 알 수 있고, 본 발명의 방향족 비닐-올레핀계 공중합체를 적용하지 않은 비교예 3의 경우, 반사율, 내충격성, 성형 가공성 등이 저하되었음을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 탈크 대신에 마이카를 적용한 비교예 4 및 5의 경우, 반사율 유지율, 성형 가공성 등이 저하되었음을 알 수 있고, 탈크를 적용하지 않은 비교예 6의 경우, 반사율 유지율, 성형 가공성 등이 저하되었음을 알 수 있다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (11)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 폴리에스테르 수지;
    유리 섬유;
    백색 안료;
    방향족 비닐-올레핀계 공중합체; 및
    탈크를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00005

    상기 화학식 1에서, Ar은 탄소수 6 내지 18의 아릴렌기이고, R1 및 R3는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 선형 알킬렌기이고, R2는 탄소수 5 내지 12의 환형 알킬렌기이다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부; 상기 유리 섬유 1 내지 60 중량부; 상기 백색안료 20 내지 90 중량부; 상기 방향족 비닐-올레핀계 공중합체 0.1 내지 15 중량부; 및 상기 탈크 0.1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지는 상기 화학식 1a로 표시되는 반복단위를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
    [화학식 1a]
    Figure pat00006

  4. 제1항에 있어서, 상기 백색 안료는 산화티탄, 산화아연, 황화아연, 황산아연, 황산바륨, 탄산칼슘 및 알루미나 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 방향족 비닐-올레핀계 공중합체는 스티렌-부틸렌 불록 공중합체, 스티렌-이소부틸렌 블록 공중합체, 스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스틸렌 블록 공중합체, 및 말레산 무수물이 그라프트된 스티렌-에틸렌-부틸렌-스틸렌 블록 공중합체 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 방향족 비닐-올레핀계 공중합체 및 상기 탈크의 중량비는 1 : 0.01 내지 1 : 10인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM E1331에 의거하여 측정한 90 mm × 50 mm × 2.5 mm 크기 시편의 450 nm 파장 광에 대한 반사율이 92 내지 99%인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 하기 식 1에 따라 산출한 반사율 유지율이 90 내지 99%인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물:
    [식 1]
    반사율 유지율(%) = [(Rf0 - Rf1) / Rf0] × 100
    상기 식 1에서, Rf0는 ASTM E1331에 의거하여 측정한 90 mm × 50 mm × 2.5 mm 크기 시편의 450 nm 파장 광에 대한 초기 반사율이고, Rf1은 상기 시편을 85℃, 85% 상대 습도 조건에서, 300시간 방치 후, ASTM E1331에 의거하여 측정한 450 nm 파장 광에 대한 항온 항습 시험 후 반사율이다.
  9. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여 측정한 두께 1/8" 시편의 언노치 아이조드 충격강도가 10 내지 30 kgf·cm/cm인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 성형품.
  11. 제10항에 있어서, 상기 성형품은 LED용 리플렉터 또는 리플렉터 컵인 것을 특징으로 하는 성형품.
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