KR20230111325A - 고내충격성 및 저유전손실을 갖는 수지 성형품, 이를 포함하는 레이더 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내충격성 및 내후성이 우수하고 낮은 유전손실을 갖는 수지 성형품 및 이를 포함하는 레이더 모듈에 관한 것으로, 주파수 77 GHz 영역에서 유전율이 3.7 F/m 이하 이고, 유전 손실율은 0.023 이하이며, ASTM D3763에 따른 고속 충격강도가 400 kg·m/s2 이상이고, 주파수 77 GHz 내지 79 GHz 영역에서 전자기파 투과계수가 -0.8 dB 이상인 것인 수지 성형품 및 이를 포함하는 레이더 모듈을 제공한다.

Description

고내충격성 및 저유전손실을 갖는 수지 성형품, 이를 포함하는 레이더 모듈{RESIN MOLDED PRODUCT HAVING HIGH IMPACT RESISTANCE AND LOW DIELECTRIC LOSS AND LADAR MODULE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 내충격성 및 내후성이 우수하고 낮은 유전손실을 갖는 수지 성형품 및 이를 포함하는 레이더 모듈에 관한 것이다.
자동차 등 차량의 고급화 일환으로 다양한 디자인 및 기능성을 지닌 부품에 대한 수요가 급증하고 있다. 특히, 차량 사고의 문제점이 대두되면서 자동차 운행시 운전자의 안정성 증대를 위한 차량용 레이더 등 송수신 제어장치 활용 기술이 중요시되고 있다.
이러한 송수신 제어장치 기술로는 전방의 차량을 감지하여 전방차량의 속도에 맞추어 차량 속도를 제어하는 ACC 기술이나, 전방차량과 자차량의 충돌이 예측되면 운전자에게 경보와 더불어 자동 브레이크를 동작시키는 CDM 기술 등이 대표적인 예이다.
한편, 상기 송수신 제어장치 기술은 차량에 레이더 모듈이 장착되고, 레이더에서 방사되는 레이저 빔의 송수신을 통하여 전방차량의 움직임 및 주변 환경의 변화에 대한 정보를 수집하여 구현하게 된다.
일반적으로 레이더 모듈은 레이저 빔을 송수신하는 안테나와, 밀리미터파 RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit) 등의 내부전자 부품 및 이를 보호하는 레이돔(radome)을 포함한다. 또한, 레이돔의 전방에는 레이더 모듈을 보호하는 커버가 배치된다.
상기 레이돔 및 커버와 같은 레이더 모듈의 전방을 덮는 투과커버는 외부 환경으로부터 레이더 내부의 안테나 등과 같은 내부 부품이 정상적으로 작동할 수 있도록 보호하기 위하여 충분한 강성이 필요하고, 안테나로부터 방사되는 레이더 빔의 투과시 투과 손실을 최소화하여야 하는 요구조건을 갖는다.
이에, 레이돔 및 커버와 같은 레이더 모듈은 통상 PBT 계열의 주재에 강화필러로 유리섬유(GF)를 혼합하여 사용하고 있으나, 유리섬유는 그 함량이 증가될수록 요구되는 소재의 기계적인 물성은 증가되나 취성이 열악해져 외부충격에 따른 강성 확보가 어렵고, 또한 레이더 투과성능에 영향을 미치는 유전특성이 악화되는 문제가 있다. 또한, 인성(toughness)을 개선하기 위하여 고무계 첨가제를 PBT 계열의 주재에 혼합하는 경우 내충격성은 개선될 수 있으나 내후성이 저하되고 고무계 첨가제의 분산성에 따란 유전특성의 편차가 발생되는 문제가 있다.
따라서, 내충격성 및 내후성이 우수하고 낮은 유전손실이 우수한 레이돔 및 커버와 같은 레이더 모듈 소재의 개발이 필요하다.
KR 10-2021-0054605 A
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 내충격성, 내후성 및 유전특성이 우수한 레이더 모듈 소재로 유용하게 사용될 수 있는 수지 성형품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 수지 성형품을 포함하는 레이더 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 주파수 77 GHz 영역에서 유전율이 3.7 F/m 이하이고, 유전손실은 0.023 이하이며, ASTM D3763에 따른 고속 충격강도가 400 kg·m/s2 이상이고, 주파수 77 GHz 내지 79 GHz 영역에서 전자기파 투과계수가 -0.8 dB 이상인 것인 수지 성형품을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 수지 성형품을 포함하는 레이더 모듈을 제공한다.
(1) 본 발명은 주파수 77 GHz 영역에서 유전율이 3.7 F/m 이하이고, 유전손실은 0.023 이하이며, ASTM D3763에 따른 고속 충격강도가 400 kg·m/s2 이상이고, 주파수 77 GHz 내지 79 GHz 영역에서 전자기파 투과계수가 -0.8 dB 이상인 것인 수지 성형품을 제공한다.
(2) 본 발명은 상기 (1)에 있어서, ASTM D3763에 따른 고속 충격 흡수 에너지가 3.5 kg·m2/s2 이상인 것인 수지 성형품을 제공한다.
(3) 본 발명은 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 주파수 77 GHz 영역에서 유전율이 2.5 F/m 이상 3.5 F/m이하이고, 유전손실은 0.005 이상 0.020 이하인 것인 수지 성형품을 제공한다.
(4) 본 발명은 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 있어서, ASTM D3763에 따른 고속 충격강도가 400 kg·m/s2 이상이고, ASTM D3763에 따른 고속 충격 흡수 에너지가 3.8 kg·m2/s2 이상인 것인 수지 성형품을 제공한다.
(5) 본 발명은 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 있어서, 77 GHz 내지 79 GHz 영역에서 전자기파 투과계수가 -0.5 dB 이상인 것인 수지 성형품을 제공한다.
(6) 본 발명은 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 있어서, 색차(△E)가 3.0 이하이고, 상기 색차는 1,250 kJ/m2의 자외선(340 nm) 조사 전 색도 대비 조사 후 색도 변화(조사 후 색도-조사 전 색도)를 나타내는 것인 수지 성형품을 제공한다.
(7) 본 발명은 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 있어서, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 및 폴리카보네이트(PC)를 포함하는 베이스 수지; 무기 충진제; 및 고무계 충격보강제를 포함하는 폴리에스터계 수지 조성물을 포함하는 수지 성형품을 제공한다.
(8) 본 발명은 상기 (7)에 있어서, 상기 베이스 수지는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 65 내지 95 중량% 및 폴리카보네이트(PC) 5 내지 35 중량%를 포함하는 것인 수지 성형품을 제공한다.
(9) 본 발명은 상기 (7)에 있어서, 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 무기 충진제 5 내지 30 중량부를 포함하는 것인 수지 성형품을 제공한다.
(10) 본 발명은 상기 (7)에 있어서, 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 고무계 충격보강제 5 내지 15 중량부를 포함하는 것인 수지 성형품을 제공한다.
(11) 본 발명은 상기 (7)에 있어서, 상기 무기 충진제는 유리섬유인 것인 수지 성형품을 제공한다.
(12) 본 발명은 상기 (7)에 있어서, 상기 고무계 충격보강제는 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 에틸렌부틸아크릴레이트 공중합체 중에서 선택된 1종 이상인 것인 수지 성형품을 제공한다.
(13) 본 발명은 상기 (7)에 있어서, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 및 폴리카보네이트(PC)를 포함하는 베이스 수지 100 중량부; 무기 충진제 10 내지 20 중량부; 및 고무계 충격보강제 7 내지 10 중량부를 포함하고, 상기 베이스 수지는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 70 내지 90 중량% 및 폴리카보네이트(PC) 10 내지 30 중량%를 포함하는 것인 수지 성형품을 제공한다.
(14) 본 발명은 상기 (1) 내지 (13) 중 어느 하나에 있어서, 전자기파 흡수소재인 수지 성형품을 제공한다.
(15) 본 발명은 상기 (1) 내지 (13) 중 어느 하나에 있어서, 레이더 모듈용 소재인 수지 성형품을 제공한다.
(16) 본 발명은 상기 (1) 내지 (15) 중 어느 하나의 수지 성형품을 포함하는 레이더 모듈을 제공한다.
(17) 본 발명은 상기 (15)에 있어서, 상기 레이더 모듈은 차량용 레이돔 및 차량용 레이더 커버 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 것인 레이더 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 수지 성형품은 유전손실, 면충격강도 및 전가기파 투과계수, 더하여 색 변화가 동시에 특정조건을 충족하여 내후성, 내충격성 및 유전특성이 우수한 효과가 있다.
본 발명에 따른 레이더 모듈은 상기의 수지 성혐품을 포함함으로써 내후성, 내충격성 및 유전특성이 동시에 우수한 효과가 있다.
이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 설명 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
[용어의 정의]
본 명세서에서 용어 '유전율(permittivity, F/m)'은 어떤 물질의 양단에 전위차가 가해졌을 때 가해진 표면에 서로 반대 극성의 전하가 축적되는 정도를 의미하며, 예컨대 두개의 도체 사이에 어떤 물질을 삽입한 후 도체에 전압을 가했을 때 전류가 흐르는게 아니라 (+)전압이 가해진 물질 표면엔 (-)전하가, (-)전압이 가해진 표면엔 (+)전하가 유기된다면 이때 물질에 유기된 전하량에 의해 형성되는 단위길이(m)당 정전용량(Farad)의 크기를 유전율(F/m)이라 한다.
본 명에서에서 용어 '유전손실(dielectric loss)'은 유전체에 전기장을 가할 때, 전기 변위가 전기장에 대해 위상이 늦어지는 것을 보이는 경우 전기적 에너지의 일부가 물질 내에서 열로 변화하는데, 이를 유전손실이라 하며 손실 탄젠트(loss tangent)로 나타낸다.
본 명세서에서 용어 '포함하는', '가지는'이란 용어 및 이들의 파생어는, 이들 이 구체적으로 개시되어 있든지 그렇지 않든지 간에, 임의의 추가의 성분, 단계 혹은 절차의 존재를 배제하도록 의도된 것은 아니다. 어떠한 불확실함도 피하기 위하여, '포함하는'이란 용어의 사용을 통해 청구된 모든 물질 및 방법은, 반대로 기술되지 않은 한 임의의 추가의 첨가제, 보조제, 혹은 화합물을 포함할 수 있다. 이와 대조적으로, '로 본질적으로 구성되는'이란 용어는, 조작성에 필수적이지 않은 것을 제외하고, 임의의 기타 성분, 단계 혹은 절차를 임의의 연속하는 설명의 범위로부터 배제한다. '로 구성되는'이란 용어는 구체적으로 기술되거나 열거되지 않은 임의의 성분, 단계 혹은 절차를 배제한다.
[측정방법 및 조건]
본 명세서에서 '유전율 및 유전손실'은 OPEN RESONATOR 분석법으로 Vector Network Analyzer(MS46322A) (ANRITSU社) 및 Split Post Dielectric Resonators(QWED 社)를 사용하여, 100 mm×100 mm의 크기 및 2T의 두께로 시편을 제작하고, 주파수 77 GHz로 측정하였다.
본 명세서에서 '고속 충격강도 및 고속 충격 흡수 에너지'는 ASTM D3763 규격에 따라 100 mm×100 mm의 크기 및 2T의 두께로 시편을 제작하고, Dynatup(CEAST9350, INSTRON 社)을 사용하여 실온(23±2℃), 상대습도 50%의 환경에서 충격속도 3.3 m/s, 데이터 획득을 위한 시간범위는 30 ms으로 하여 측정하였다.
본 명세서에서 '전자기파 투과계수'는 유전체 집광렌즈를 이용한 자유공간법(Free space)을 활용하여, 측정 주파수는 77 GHz 영역, 측정위치는 시편의 중심점으로 하여 측정하였으며, 주파수 영역 내 전자기파 투과계수(S21)의 절대값이 가장 큰 값으로 나타내었다.
본 명세서에서 '색차(△E)' 촉진내후시험기(Weather-O-meter(Ci5000), ATLAS 社)를 이용하여, 60 mm×150 mm(가로×세로)로 시편을 제조하고, 시편의 경면 및 부식 시편에 대해서 Black PNL 온도: 70±2℃(light), 38±2℃(dark), 사이클 조건: 40분 조사(50±5%RH), 20분 조사(표면 spray), 60분 조사(50±5%RH), 60분 미조사(95±5%RH/이면 spray), 조사조도: 0.75±0.02 W/m2(340 nm), 필터조합: RIGHT LIGHT(내측필터), QUARTZ(외측필터) 조건으로 하루 약 50 kJ/m2, 총 1250 kJ/m2(약 25일 진행)의 자외선(340 nm) 조사하였다. 이후 조사 전 색도 대비 조사 후 색도 변화(조사 후 색도-조사 전 색도)를 계산하여 색차(△E)로 나타내었다.
수지 성형품
본 발명은 내충격성, 내후성 및 유전특성이 우수하여 레이더 모듈, 특히 차량용 레이더 모듈 소재로의 적용이 용이한 수지 성형품을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 수지 성형품은 주파수 77 GHz 영역에서 유전율이 3.7 F/m 이하이고, 유전손실은 0.023 이하이며, ASTM D3763에 따른 고속 충격강도가 400 kg·m/s2 이상이고, 주파수 77 GHz 내지 79 GHz 영역에서 전자기파 투과계수가 -0.8 dB 이상인 것일 수 있다.
또한, 상기 수지 성형품은 색차(△E)가 2.0 이하이고, 상기 색차는 1,250 kJ/m2의 자외선(340 nm) 조사 전 색도 대비 조사 후 색도 변화(조사 후 색도-조사 전 색도)를 나타내는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수지 성형품은 상기의 유전율, 유전손실, 고속 충격강도 및 전자기파 투과계수, 그리고 색 변화를 동시에 충족하여 내충격성, 내후성 및 유전특성이 균형 있게 모두 우수한 효과가 있다.
구체적으로, 상기 수지 성형품은 주파수 77 GHz 영역에서 유전율이 3.7 F/m 이하이고, 유전손실은 0.023 이하이며, 보다 구체적으로는 주파수 77 GHz 영역에서 유전율이 2.5 F/m 이상 3.5 F/m이하, 유전손실은 0.005 이상 0.020 이하일 수 있으며, 보다 더 구체적으로는 주파수 77 GHz영역에서 유전율이 3.0 이상 3.2 이하이고, 유전손실이 0.005 이상 0.015이하일 수 있다.
또한, 상기 수지 성형품은 ASTM D3763에 따른 고속 충격강도가 400 kg·m/s2 이상일 수 있고, ASTM D3763에 따른 고속 충격 흡수 에너지가 3.5 kg·m2/s2 이상, 또는 3.8 kg·m2/s2 이상 또는 4.0 kg·m2/s2 이상 일 수 있다.
또 다른 예로, 상기 수지 성형품은 ASTM D3763에 따른 고속 충격강도가 400 kg·m/s2 이상이고, 고속 충격 흡수 에너지가 3.8kg·m2/s2 이상일 수 있다.
또한, 상기 수지 성형품은 주파수 77 GHz 내지 79 GHz 영역에서 전자기파 투과계수가 -0.8 dB 이상, 구체적으로 -0.8 dB 이상 0 dB 이하, 구체적으로는 -0.5 dB 이상, 또는 -0.5 dB 이상 0 dB이하일 수 있다. 이 경우, 상기 수지 성형품은 내충격성, 내후성 및 유전특성이 균형있게 우수하면서, 레이더 투과성능도 동시에 우수할 수 있다.
또한, 상기 수지 성형품은 색차(△E)가 3.0 이하, 구체적으로는 2.0 이하 또는 1.0 이하일 수 있고, 여기에서 상기 색차는 1,250 kJ/m2의 자외선(340 nm) 조사 전 색도 대비 조사 후 색도 변화(조사 후 색도-조사 전 색도)를 나타내는 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수지 성형품은 전자기파 흡수소재일 수 있고, 다른 예로 상기 수지 성형품은 레이더 모듈용 소재인 것일 수 있다.
한편, 상기 수지 성형품은 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 및 폴리카보네이트(PC)를 포함하는 베이스 수지; 무기 충진제; 및 고무성 충격보강제를 포함하는 폴리에스터계 수지 조성물을 포함하는 것일 수 있고, 또 다른 예로 상기 수지 성형품은 상기의 폴리에스터계 수지 조성물의 사출성형품일 수 있다.
또한, 상기 수지 성형품은 상기의 폴리에스터계 수지 조성물을 포함함으로써 상기의 유전율, 유전손실, 고속 충격강도, 고속 충격 흡수 에너지, 전자기파 투과계수 및 색 변화를 충족할 수 있고, 이에 내충격성, 내후성 및 유전특성이 우수할 수 있다.
이하, 상기 폴리에스터계 수지 조성물을 각 성분으로 나누어 보다 구체적으로 설명한다.
베이스 수지
상기 베이스 수지는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 및 폴리카보네이트(PC)를 포함하는 것으로, 구체적으로는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 및 폴리카보네이트(PC)가 혼합된 것일 수 있다.
또한, 상기 베이스 수지는 상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 65 내지 95 중량% 및 폴리카보네이트(PC) 5 내지 35 중량%를 포함하는 것일 수 있고, 구체적으로는 상기 베이스 수지는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)를 70 내지 90 중량%, 폴리카보네이트(PC)를 10 내지 30 중량%로 포함하는 것일 수 있다.
폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)
상기 폴리부틸렌테레프탈레이트는 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 가지며, 용융온도는 215℃ 내지 235℃인 폴리에스터계 수지이다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, n은 50 내지 200의 정수이다.
상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트는 이를 포함하는 폴리에스터계 수지 조성물의 가공성 및 기계적 물성의 균형 있는 개선을 고려할 때, ASTM D2857에 따라 측정한 고유점도(Intrinsic Viscosity: IV, η)가 0.6 dl/g 내지 1.8 dl/g인 것일 수 있고, 구체적으로는 폴리부틸렌 테레프탈레이트는 고유점도가 0.7 dl/g 내지 1.3 dl/g 또는 0.9 dl/g 내지 1.3 dl/g인 것일 수 있다.
폴리카보네이트(PC)
상기 폴리카보네이트는 방향족 디히드록시 화합물을 포스겐 또는 카보네이트 전구체 중에서 선택된 화합물과 반응시켜 제조된 것일 수 있고, 구체적으로는 방향족 디히드록시 화합물과 포스겐을 반응시켜 제조하거나 방향족 디히드록시 화합물과 디페닐카보네이트, 디아릴카보네이트, 에틸렌 카보네이트 등과 같은 카보네이트 전구체의 에스테르 상호교환 반응을 이용하여 제조된 것일 수 있다.
상기 방향족 디히드록시 화합물로는 비스(4-히드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 2,2-비스(4-히드록시페놀)프로판(비스페놀A), 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로팬탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 비스(4-히드록시페닐)에테르, 비스(4-시드록시페닐)설파이드 및 알킬이나 할로겐 등이 치환된 방향족 디히드록시 화합물까지 포함하며, 구체적으로는 2,2-비스(4-히드록시페놀)프포판(비스페놀A)를 사용할 수 있다.
또한, 상기 폴리카보네이트는 단일 중합체이거나, 2종류 이상의 방향족 히드록시 화합물의 공중합체일 수 있다.
또한, 상기 폴리카보네이트는 중량평균 분자량이 30,000 내지 80,000 g/mol, 또는 40,000 내지 70,000 g/mol일 수 있고, 이 경우 이를 포함하는 수지 성형품의 내화학성, 내충격성이 보다 우수할 수 있다.
또 다른 예로, 상기 폴리카보네이트는 300℃, 1.2 kg 하중에서 용융지수가 2~20 g/10분, 또는 용융지수가 2~12 g/10분인 것일 수 있다.
무기 충진제
상기 무기 충전제는 수지 성형품의 휨 변형을 방지하고 내충격성을 보완하기 위한 것으로, 구체적으로는 유리섬유일 수 있다.
또한, 상기 유기섬유는 평균직경이 1 내지 50 ㎛, 또는 3 내지 30 ㎛일 수 있고, 평균 길이는 100 ㎛ 내지 3 mm, 300 ㎛ 내지 1 mm, 또는 500 ㎛ 내지 1 mm일 수 있다.
또 다른 예로, 상기 유리섬유는 잘게 잘린 스트랜드 제품(chopped strand product)일 수 있으며, 상기 유리섬유의 단면은 원형, 직사각형, 타원형, 아령 또는 마름모의 형상을 가질 수 있고, 평균직경이 7 내지 20 ㎛ 또는 7 내지 15 ㎛이고, 평균길이가 2 내지 6 mm 또는 3 내지 6 mm일 수 있다.
또한, 상기 무기 충진제는 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 5 내지 30 중량부], 또는 10 내지 20 중량부로 포함될 수 있으며, 상기 범위의 하한 미만인 경우에는 기계적 강도가 저하될 수 있고, 상기 범위 상한을 초과하는 경우에는 유전손실이 증가되는 문제가 발생할 수 있다.
고무성 충격보강제
본 발명의 일 실시예에서, 상기 고무성 충격보강제는 이를 포함하는 수지 성형품의 내후성을 보완하기 위한 것으로, 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 및 에틸렌부틸아크릴레이트 공중합체 중에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.
또한, 상기 고무성 충격보강제는 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 5 내지 15 중량부 또는 7 내지 10 중량부로 포함될 수 있으며, 상기 범위의 하한 미만인 경우에는 내충격성이 현저히 감소될수 있고, 상기 범위 상한 초과의 경우에는 성형품의 외관 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또 다른 예로, 상기 수지 성형품은 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 및 폴리카보네이트(PC)를 포함하는 베이스 수지 100 중량부; 무기 충진제 5 내지 30 중량부; 및 고무성 충격보강제 5 내지 15 중량부를 포함하고, 상기 베이스 수지는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 65 내지 95 중량% 및 폴리카보네이트(PC) 5 내지 35 중량%를 포함하는 것일 수 있다.
한편, 본 발명이 일 실시예에 따르면 상기 폴리에스터계 수지 조성물은 이의 요구되는 특성에 영향을 미치지 않는 한 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 이러한 첨가제는 예컨대 산화방지제, 열안정제, 광안정제, 자외선 흡수첨가제, 소광제, 가소제, 몰드 이형제, 대전방지제, 난연제, 드립 방지제, 방사선 안정제, 몰드 이형제, 또는 이들 조합일 수 있다. 또한, 상기 첨가제를 포함하는 경우 폴리에스터계 수지 조성물 100 중량부에 대하여 각 첨가제는 5 중량부 이하, 또는 0.001 중량부 내지 5 중량부로 포함할 수 있다.
레이더 모듈
또한, 본 발명은 상기 수지 성형품을 포함하는 레이더 모듈을 제공한다.
상기에서 레이더 모듈은 차량용 레이돔 및 차량용 레이더 커버 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 상기 레이더 모듈은 전술한 수지 성형품을 포함함으로써 내충격성, 내후성 및 유전특성이 우수한 효과가 있다.
실시예
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
이하, 실시예 및 비교예에서 사용된 화합물은 앞서 설명한 해당 물질에 포함되는 것으로서 통상적으로 시판되어 사용되는 물질을 사용하였으며, 예시적인 구체 특징은 하기와 같다.
(1) 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT): 1100-211M(CHANG CHUN Group)
(2) 폴리카보네이트(PC): PC1300-15(LG CHEM)
(3) 무기 충진제: 유리섬유(glass fiber)(T-187H/MW12, NIPPON ELECTRONIC)
(4) 고무계 충격보강제: 에틸렌부틸아크릴레이트 공중합체(ELVALOY AC3427, DuPont)
실시예 1
PBT 80 중량%, PC 20 중량%를 포함하는 베이스 수지, 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 무기 충진제 15 중량부 및 고무계 충격보강제 7.5 중량부를 슈퍼믹서(super mixer)로 균일하게 혼합하여 수지 조성물을 제조한 후, 이축 압출기(twin-screw extruder)로 250℃에서 용융혼련하여 압출가공을 통해 펠렛을 제조하였다. 이를 100℃에서 5시간 이상 건조한 후 LS 170톤 사출기를 이용하여 250℃ 사출온도 및 100℃ 금형온도에서 사출성형하여 수지 성형품을 제조하였다.
실시예 2
실시예 1에 있어서, 고무계 충격보강제를 10 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 수지 성형품을 제조하였다.
비교예 1
LUMAX®EU5300 (LG CHEM) 소재를 비교예 1 자료로 사용하였다.
비교예 2
PBT 70 중량%, SAN 30 중량%를 포함하는 베이스 수지, 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 무기 충진제 20 중량부를 슈퍼믹서(super mixer)로 균일하게 혼합하여 수지 조성물을 제조한 후, 이축 압출기(twin-screw extruder)로 250℃에서 용융혼련하여 압출가공을 통해 펠렛을 제조하였다. 이를 100℃에서 5시간 이상 건조한 후 LS 170톤 사출기를 이용하여 250℃ 사출온도 및 100℃ 금형온도에서 사출성형하여 수지 성형품을 제조하였다.
실험예 1
상기 실시예 1 및 실시예 2의 수지 성형품 및 비교예 1 및 비교예 2의 소재의 내충격성, 유전특성, 내후성 및 레이더 투과성능을 비교분석하였으며, 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(1) 내충격성
내충격성은 낙추 면충격강도, ASTM D3763에 따른 고속 충격강도 및 충격 흡수 에너지로 확인하였다.
상기 낙추 면충격강도는 100 mm×100 mm의 크기 및 2.25T의 두께로 각각 5개의 시편을 제작하고, 시편으로부터 30 cm 떨어진 높이에서 입경 25 mm, 무게 500 g인 볼을 5개의 시편 각각에 떨어트려 표면 트랙 발생 여부를 육안으로 확인하였다. 모든 시편의 표면에서 크랙이 발생한 경우 X로, 일부 시편의 표면에서 크랙이 발생한 경우 △, 모든 시편의 표면에서 크랙이 발생하지 않은 경우 ○로 평가하였다.
상기 고속 충격강도 및 충격 흡수 에너지는 ASTM D3763 규격에 따라 100 mm×100 mm의 크기 및 2T의 두께로 시편을 제작하고, Dynatup (CEAST9350, INSTRON 社)을 사용하여 실온(23±2℃), 상대습도 50%의 환경에서 충격속도 3.3 m/s, 데이터 획득을 위한 시간범위는 30 ms으로 하여 측정하였다.
(2) 유전특성
유전특성은 유전율 및 유전손실(tan loss)로 확인하였으며, 상기 유전율 및 유전손실은 OPEN RESONATOR 분석법으로 Vector Network Analyzer (MS46322A, ANRITSU 社)를 사용하여, 100 mm×100 mm의 크기 및 2T의 두께로 시편을 제작하고, 주파수 77 GHz로 측정하였다.
(3) 내후성
촉진내후시험기(Weather-O-Meter(Ci5000), ATLAS 社)를 이용하여, 60 mm×150 mm(가로×세로)로 시편을 제조하고, 시편의 경면 및 부식 시편에 대해서 Black PNL 온도: 70±2℃(light), 38±2℃(dark), 사이클 조건: 40분 조사(50±5%RH), 20분 조사(표면 spray), 60분 조사(50±5%RH), 60분 미조사(95±5%RH/이면 spray), 조사조도: 0.75±0.02 W/m2(340 nm), 필터조합: RIGHT LIGHT(내측필터), QUARTZ(외측필터) 조건으로 하루 약 50 kJ/m2, 총 1250 kJ/m2(dir 25일 진행)의 자외선(340 nm) 조사하였다. 이후 조사 전 색도 대비 조사 후 색도 변화(조사 후 색도-조사 전 색도)를 나타내는 색차(△E) 및 G/S 등급으로 결과를 나타내었다. 결과에서 색차(△E)가 3.0 이하이고 G/S 등급이 4급 이상이면 내후성이 우수함을 의미한다.
여기에서, G/S 등급은 그레이 스케일(gray scale)을 나타내는 것으로 흰색에서 완전한 검은색에 이르는 점차적인 명도를 10단계 등급으로 나누고, 완전한 흰색을 0, 완전한 검은색을 10으로 해서 10%씩 단계적으로 구분한 것이다.
(4) 레이더 투과성능
레이더 투과성능은 주파수 77 GHz 및 77 GHz 내지 79 GHz 영역에서의 전자기파 투과계수로 확인하였으며, 유전체 집광렌즈를 이용한 자유공간법(Free space)을 활용하여, 측정 주파수는 77 GHz 영역 및 77 GHz 내지 79 GHz 영역, 측정위치는 시편의 중심점으로 하여 측정하였으며, 주파수 영역 내 전자기파 투과계수(S21)의 절대값이 가장 큰 값으로 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2
내충격성 낙추 면충격강도 ○ ○ × ○
고속 충격강도(kg·m/s2) 410 400 489 570
고속 충격 흡수 에너지(kg·m2/s2) 4.1 3.6 3.2 3.6
유전특성 유전율(F/m) 3.07 3.09 - 3.06
유전손실 0.010 0.018 - 0.033
내후성 색차(△E) 1.55(경면)
0.5 (부식12㎛)		 1.9(경면) - 4.5(경면)
2.9(부식15㎛)
G/S 등급 4.5(경면)
4.5(부식15㎛)		 4.5(경면) - 3.0(경면)
3.5(부식15㎛)
전자기파 투과계수 77 GHz -0.34 dB -0.37 dB - -0.72 dB
77 GHz ~ 79 GHz -0.37 dB -0.43 dB - -0.64 dB
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 및 실시예 2의 수지 성형품은 유전손실, 면충격강도 및 전가기파 투과계수, 더하여 색차가 동시에 본 발명에서 제사하는 특정수치를 충족하며, 내후성, 내충격성 및 유전특성이 비교예 1 및 비교예 2 대비 현저히 우수한 것을 확인하였다.
한편, 비교예 1의 경우 낙추 면충격성 시험에서 모든 시편에서 크랙이 발생하였으며, 이에 다른 특성의 확인이 불가하였다.

Claims (17)

  1. 주파수 77 GHz 영역에서 유전율이 3.7 F/m 이하, 유전손실은 0.023 이하이며,
    ASTM D3763에 따른 고속 충격강도가 400 kg·m/s2 이상이고,
    주파수 77 GHz 내지 79 GHz 영역에서 전자기파 투과계수가 -0.8 dB 이상인 것인 수지 성형품.
  2. 제1항에 있어서,
    ASTM D3763에 따른 고속 충격 흡수 에너지가 3.5 kg·m2/s2 이상인 것인 수지 성형품.
  3. 제1항에 있어서,
    주파수 77 GHz 영역에서 유전율이 2.5 F/m 이상 3.5 F/m이하이고, 유전손실은 0.005 이상 0.020 이하인 것인 수지 성형품.
  4. 제1항에 있어서,
    ASTM D3763에 고속 충격강도가 400 kg·m/s2 이상이고, 고속 충격 흡수 에너지가 3.8 kg·m2/s2 이상인 것인 수지 성형품.
  5. 제1항에 있어서,
    주파수 77 GHz 내지 79 GHz 영역에서 전자기파 투과계수가 -0.5 dB 이상인 것인 수지 성형품.
  6. 제1항에 있어서,
    색차(△E)가 3.0 이하이고,
    상기 색차는 1,250 kJ/m2의 자외선(340 nm) 조사 전 색도 대비 조사 후 색도 변화(조사 후 색도-조사 전 색도)를 나타내는 것인 수지 성형품.
  7. 제1항에 있어서,
    폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 및 폴리카보네이트(PC)를 포함하는 베이스 수지;
    무기 충진제; 및
    고무계 충격보강제를 포함하는 폴리에스터계 수지 조성물을 포함하는 수지 성형품.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 베이스 수지는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 65 내지 95 중량% 및 폴리카보네이트(PC) 5 내지 35 중량%를 포함하는 것인 수지 성형품.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 무기 충진제 5 내지 30 중량부를 포함하는 것인 수지 성형품.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 고무계 충격보강제 5 내지 15 중량부를 포함하는 것인 수지 성형품.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 무기 충진제는 유리섬유인 것인 수지 성형품.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 고무계 충격보강제는 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 에틸렌부틸아크릴레이트 공중합체 중에서 선택된 1종 이상인 것인 수지 성형품.
  13. 제7항에 있어서,
    폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 및 폴리카보네이트(PC)를 포함하는 베이스 수지 100 중량부;
    무기 충진제 10 내지 20 중량부; 및
    고무계 충격보강제 7 내지 10 중량부를 포함하고,
    상기 베이스 수지는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 70 내지 90 중량% 및 폴리카보네이트(PC) 10 내지 30 중량%를 포함하는 것인 수지 성형품.
  14. 제1항에 있어서,
    전자기파 흡수소재인 수지 성형품.
  15. 제1항에 있어서,
    레이더 모듈용 소재인 수지 성형품.
  16. 제1항에 기재된 수지 성형품을 포함하는 레이더 모듈.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 레이더 모듈은 차량용 레이돔 및 차량용 레이더 커버 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인 레이더 모듈.
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