WO2023054909A1 - 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 - Google Patents

열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 Download PDF

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WO2023054909A1
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resin composition
weight
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aluminum silicate
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박찬무
강미성
이상화
이봉재
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롯데케미칼 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a thermoplastic resin composition and a molded article made therefrom. More specifically, the present invention relates to a thermoplastic resin composition having excellent impact resistance, fluidity, appearance characteristics, balance of physical properties thereof, and the like, and molded articles manufactured therefrom.
  • polyester resins As engineering plastics, polyester resins, blends of polyester resins and polycarbonate resins, etc. exhibit useful properties, respectively, and are applied to various fields including interior and exterior materials for electrical and electronic products.
  • the polyester resin has problems in that the crystallization rate is slow, the mechanical strength is low, and the impact resistance is poor.
  • thermoplastic resin composition having excellent impact resistance, fluidity, appearance characteristics, balance of physical properties thereof, and the like.
  • An object of the present invention is to provide a thermoplastic resin composition excellent in impact resistance, flowability, appearance characteristics, balance of physical properties thereof, and the like.
  • Another object of the present invention is to provide a molded article formed from the thermoplastic resin composition.
  • thermoplastic resin composition may include about 100 parts by weight of a polyester resin; about 5 to about 25 parts by weight of a polycarbonate resin; about 50 to about 110 parts by weight of glass fibers; and about 0.1 to about 2 parts by weight of aluminum silicate.
  • the polyester resin may include at least one of polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, and polycyclohexylenedimethylene terephthalate.
  • the polycarbonate resin may have a weight average molecular weight (Mw) of about 10,000 to about 200,000 g/mol.
  • the glass fiber has a rectangular or elliptical cross section, the aspect ratio of the cross section (major axis of the cross section / minor axis of the cross section) is about 1.5 to about 10, and the minor axis is about 2 to about 10 ⁇ m can be
  • the aluminum silicate may have an average particle size (D50, particle diameter at a point where the distribution ratio becomes 50%) of about 3 to about 10 ⁇ m.
  • the weight ratio of the glass fiber to the aluminum silicate may be about 1:0.001 to about 1:0.020.
  • thermoplastic resin composition may have a notched Izod impact strength of about 10 to about 20 kgf ⁇ cm/cm of a 1/8′′ thick specimen measured according to ASTM D256.
  • thermoplastic resin composition has a melt-flow index (MI) of about 36 to about 55 g/10 measured at 280 ° C. and 5 kgf according to ASTM D1238 can be minutes
  • the molded article is characterized in that it is formed from the thermoplastic resin composition according to any one of 1 to 8 above.
  • the molded article may be an injection molded article having a width of about 50 to about 150 cm, a length of about 25 to about 50 cm, and a thickness of about 0.1 to about 10 mm.
  • the present invention has the effect of providing a thermoplastic resin composition excellent in impact resistance, fluidity, appearance characteristics, balance of physical properties thereof, and molded articles formed therefrom.
  • thermoplastic resin composition according to the present invention includes (A) a polyester resin; (B) polycarbonate resin; (C) glass fibers; and (D) aluminum silicate.
  • the polyester resin of the present invention a polyester resin used in general thermoplastic resin compositions can be used.
  • the polyester resin is a dicarboxylic acid component, terephthalic acid (TPA), isophthalic acid (IPA), 1,2-naphthalene dicarboxylic acid, 1,4-naphthalene dicarboxylic acid Boxylic acid, 1,5-naphthalene dicarboxylic acid, 1,6-naphthalene dicarboxylic acid, 1,7-naphthalene dicarboxylic acid, 1,8-naphthalene dicarboxylic acid, 2,3-naphthalene dicarboxylic acid Aromatic dicarboxylic acids such as boxylic acid, 2,6-naphthalene dicarboxylic acid and 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, dimethyl terephthalate (DMT), dimethyl isophthalate, dimethyl- 1,2-naphthalate, dimethyl-1,5-naphthalate, dimethyl-1,7-
  • the polyester resin is polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polytrimethylene terephthalate (PTT), polycyclohexylenedimethylene terephthalate ( PCT), combinations thereof, and the like.
  • the polyester resin may include polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polycyclohexylenedimethylene terephthalate, combinations thereof, and the like.
  • the polyester resin of the present invention may have an intrinsic viscosity [ ⁇ ] of about 0.5 to about 1.5 dl/g, for example, about 0.7 to about 1.3 dl/g, as measured according to ASTM D2857. Within this range, the thermoplastic resin composition may have excellent mechanical properties.
  • Polycarbonate resin according to one embodiment of the present invention can improve the impact resistance, appearance characteristics, etc. of the thermoplastic resin composition, and may use a polycarbonate resin used in conventional thermoplastic resin compositions.
  • a polycarbonate resin used in conventional thermoplastic resin compositions for example, an aromatic polycarbonate resin produced by reacting diphenols (aromatic diol compounds) with precursors such as phosgene, halogen formate, and diester carbonate can be used.
  • the diphenols include 4,4'-biphenol, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 2,4-bis (4-hydroxyphenyl) -2-methylbutane, 1 ,1-bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexane, 2,2-bis(3-chloro-4-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis(3,5-dichloro-4-hydroxyphenyl) Propane, 2,2-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) propane and the like can be exemplified, but are not limited thereto. .
  • 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane 2,2-bis(3,5-dichloro-4-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis(3-methyl-4- Hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)propane or 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexane may be used, specifically, bisphenol- 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane called A can be used.
  • the polycarbonate resin may be used having a branched chain, for example, 0.05 to 2 mol% of a trivalent or higher multifunctional compound, specifically, 3
  • a branched polycarbonate resin prepared by adding a compound having two or more phenolic groups may also be used.
  • the polycarbonate resin may be used in the form of a homopolycarbonate resin, a copolycarbonate resin, or a blend thereof.
  • the polycarbonate resin may be partially or entirely replaced with an aromatic polyester-carbonate resin obtained by polymerization in the presence of an ester precursor, for example, a bifunctional carboxylic acid.
  • the polycarbonate resin has a weight average molecular weight (Mw) of about 10,000 to about 200,000 g/mol, for example, about 20,000 to about 50,000 g/mol, specifically about 25,000 g/mol, as measured by gel permeation chromatography (GPC). to about 40,000 g/mol.
  • Mw weight average molecular weight
  • the thermoplastic resin composition may have excellent impact resistance, fluidity (processability), and the like.
  • the polycarbonate resin may be included in an amount of about 5 to about 25 parts by weight, for example about 10 to about 20 parts by weight, based on about 100 parts by weight of the polyester resin. If the content of the polycarbonate resin is less than about 5 parts by weight based on about 100 parts by weight of the polyester resin, there is a concern that the impact resistance, fluidity, appearance characteristics, etc. of the thermoplastic resin composition may be deteriorated, and if it exceeds about 25 parts by weight In this case, there is a concern that the fluidity of the thermoplastic resin composition, high-temperature injection moldability, and the like may deteriorate.
  • Glass fiber according to one embodiment of the present invention is used together with aluminum silicate to improve the impact resistance, fluidity, appearance characteristics, and physical property balance of a thermoplastic resin composition including a polyester resin and a polycarbonate resin. will be.
  • the glass fiber may have a cross section of various shapes such as circular, elliptical, or rectangular.
  • the glass fiber may be a flat glass fiber having a rectangular or elliptical cross section.
  • the flat glass fiber may have an aspect ratio (major axis of the cross section / minor axis of the cross section) of about 1.5 to about 10, for example, about 2 to about 8, measured using a scanning electron microscope (SEM).
  • SEM scanning electron microscope
  • the short diameter may be about 2 to about 10 ⁇ m, for example, about 4 to about 8 ⁇ m, and the length before processing may be about 1 to about 15 mm, for example, about 2 to about 8 mm. Stiffness, processability, etc. of the thermoplastic resin composition may be improved within the above range.
  • the glass fiber may be treated with a conventional surface treatment agent.
  • the glass fiber may be included in an amount of about 50 to about 110 parts by weight, for example, about 60 to about 100 parts by weight, based on about 100 parts by weight of the polyester resin. If the content of the glass fiber is less than about 50 parts by weight with respect to about 100 parts by weight of the polyester resin, there is a concern that the impact resistance and rigidity of the thermoplastic resin composition may decrease, and if it exceeds about 110 parts by weight, the thermoplastic resin There is a possibility that the fluidity and the like of the composition may decrease.
  • Aluminum silicate according to one embodiment of the present invention is used together with glass fibers to improve the impact resistance, fluidity, appearance characteristics, physical property balance, etc. of a thermoplastic resin composition including a polyester resin and a polycarbonate resin. that can be improved.
  • the aluminum silicate has an average particle size (D50, particle diameter at the point where the distribution ratio is 50%) measured using a particle size analyzer of about 3 to about 10 ⁇ m, for example about 4 to about 9 ⁇ m. there is.
  • the aluminum silicate may be included in an amount of about 0.1 to about 2 parts by weight, for example, about 0.2 to about 1.5 parts by weight, based on about 100 parts by weight of the polyester resin. If the content of the aluminum silicate is less than about 0.1 part by weight based on about 100 parts by weight of the polyester resin, the fluidity of the thermoplastic resin composition may deteriorate, and if it exceeds about 2 parts by weight, the thermoplastic resin composition There is a possibility that impact resistance, appearance characteristics, and the like may deteriorate.
  • the weight ratio (C:D) of the glass fiber and the aluminum silicate may be about 1:0.001 to about 1:0.020, for example about 1:0.002 to about 1:0.016.
  • the thermoplastic resin composition may have better impact resistance, fluidity, balance of physical properties thereof, and the like.
  • the thermoplastic resin composition according to one embodiment of the present invention may further include additives included in conventional thermoplastic resin compositions.
  • the additives include impact modifiers, flame retardants, antioxidants, anti-drip agents, lubricants, release agents, nucleating agents, antistatic agents, stabilizers, pigments, dyes, mixtures thereof, and the like, but are not limited thereto.
  • the content thereof may be about 0.001 to about 40 parts by weight, for example about 0.1 to about 10 parts by weight, based on about 100 parts by weight of the polyester resin.
  • thermoplastic resin composition according to one embodiment of the present invention may be in the form of pellets by mixing the above components and melt-extruding at about 220 to about 300 ° C, for example, about 230 to about 270 ° C, using a conventional twin-screw extruder.
  • the thermoplastic resin composition has a notched Izod impact strength of about 10 to about 20 kgf cm / cm, for example, about 10.2 to about 17 kgf cm It can be /cm.
  • the thermoplastic resin composition has a melt-flow index (MI) of about 36 to about 55 g/10 min, for example, about 36 to about 50 g/10 min.
  • MI melt-flow index
  • a molded article according to the present invention is formed from the thermoplastic resin composition.
  • the antimicrobial thermoplastic resin composition may be manufactured in the form of pellets, and the manufactured pellets may be manufactured into various molded articles (products) through various molding methods such as injection molding, extrusion molding, vacuum molding, and casting molding. Such a molding method is well known to those skilled in the art to which the present invention belongs. Since the molded article is excellent in impact resistance, fluidity, appearance, and physical property balance thereof, it is useful as an interior/exterior material, a thin film sheet, and the like of electric and electronic products.
  • the molded article has a notched Izod impact strength of about 10 to about 20 kgf cm / cm of a 1/8 "thickness specimen measured according to ASTM D256, and according to ASTM D1238, 280 °C, 5 kgf conditions
  • the melt-flow index (MI) measured at is about 36 to about 55 g/10 min, and the impact resistance, flowability, appearance characteristics, and physical property balance thereof are excellent, and the width is about 50 to about 150 cm , It is suitable for large injection molded products (interior/exterior materials of electrical and electronic products, etc.) having a length of about 25 to about 50 cm and a thickness of about 0.1 to about 10 mm.
  • a polybutylene terephthalate resin (PBT, manufacturer: Shinkong Synthetic Fibers, product name: Shinite K006, intrinsic viscosity [ ⁇ ]: 1.3 dl/g) was used.
  • a bisphenol-A polycarbonate resin (PC, manufacturer: Lotte Chemical, weight average molecular weight: 25,000 g/mol) was used.
  • Glass fiber manufactured by Nittobo, product name: CSG 3PA-820, short diameter: 7 ⁇ m, aspect ratio of cross section: 4, length before processing: 3 mm was used.
  • pellets were prepared by extruding at 250 ° C.
  • mold temperature 120 ° C
  • Notched Izod impact strength (unit: kgf cm/cm): In accordance with ASTM D256, the notched Izod impact strength of a 1/8" thick specimen was measured.
  • melt-flow index (unit: g/10 min): In accordance with ASTM D1238, the melt-flow index (MI) was measured under the conditions of 280° C. and 5 kgf.
  • Example One 2 3 4 5 6 7 8 (A) (parts by weight) PBT 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 (B) (parts by weight) PC 10 14.3 20 14.5 14.5 14.3 14.3 14.3 (C) (parts by weight) GF 89.8 89.8 89.8 60 100 89.8 89.8 89.8 (D1) (parts by weight) metal silicate 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.2 1.4 - (D2) (parts by weight) - - - - - - - - 0.8 (D3) (parts by weight) - - - - - - - - - (D4) (parts by weight) - - - - - - - - - (E) (parts by weight) - - - - - - - - Notched Izod impact strength (kgf cm/cm) 11.9 12.2 12.4 10.2 13.9 12.3 1
  • thermoplastic resin composition of the present invention is excellent in impact resistance (notched Izod impact strength), fluidity (melt flow index), appearance characteristics (whether or not white marks are generated), and balance of physical properties thereof.
  • Comparative Example 1 in which a small amount of the polycarbonate resin was applied, it can be seen that impact resistance and appearance characteristics were deteriorated, and in the case of Comparative Example 2 in which an excessive amount of the polycarbonate resin was applied, the fluidity and the like were reduced, and glass fibers were
  • Comparative Example 3 in which a small amount was applied, it can be seen that the impact resistance and the like were lowered, and in the case of Comparative Example 4 in which the glass fiber was applied in an excessive amount, it was found that the fluidity and the like were lowered.

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Abstract

본 발명의 열가소성 수지 조성물은 폴리에스테르 수지 약 100 중량부; 폴리카보네이트 수지 약 5 내지 약 25 중량부; 유리 섬유 약 50 내지 약 110 중량부; 및 알루미늄 실리케이트 약 0.1 내지 약 2 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 열가소성 수지 조성물은 내충격성, 유동성, 외관 특성, 이들의 물성 발란스 등이 우수하다.

Description

열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품
본 발명은 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 내충격성, 유동성, 외관 특성, 이들의 물성 발란스 등이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.
엔지니어링 플라스틱으로서, 폴리에스테르 수지, 폴리에스테르 수지 및 폴리카보네이트 수지의 블렌드(blend) 등은 각각 유용한 특성을 나타내어, 전기 전자 제품의 내외장재를 포함한 다양한 분야에 적용되고 있다. 다만, 폴리에스테르 수지는 결정화 속도가 느리고, 기계적 강도가 낮으며, 내충격성이 떨어진다는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위하여, 폴리에스테르 수지에 무기 필러 등의 첨가제를 혼합하여 내충격성, 강성 등의 기계적 물성을 향상시키려는 시도를 많이 하였다. 예를 들면, 유리 섬유 등의 무기 필러로 강화된 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 소재의 경우, 자동차 부품 등의 용도로 사용되고 있다. 다만, 이러한 소재도 내충격성 등의 향상에 한계가 있으며, 유동성을 향상시키기 위하여, 점도를 조절할 경우, 내충격성 등을 저하시키는 문제가 있다.
따라서, 내충격성, 유동성, 외관 특성, 이들의 물성 발란스 등이 우수한 열가소성 수지 조성물의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-0709878호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 내충격성, 유동성, 외관 특성, 이들의 물성 발란스 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 폴리에스테르 수지 약 100 중량부; 폴리카보네이트 수지 약 5 내지 약 25 중량부; 유리 섬유 약 50 내지 약 110 중량부; 및 알루미늄 실리케이트 약 0.1 내지 약 2 중량부;를 포함한다.
2. 상기 1 구체예에서, 상기 폴리에스테르 수지는 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리시클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
3. 상기 1 또는 2 구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 중량평균분자량(Mw)이 약 10,000 내지 약 200,000 g/mol일 수 있다.
4. 상기 1 내지 3 구체예에서, 상기 유리 섬유는 직사각형 또는 타원형의 단면을 가지며, 단면의 종횡비(단면의 장경/단면의 단경)가 약 1.5 내지 약 10이고, 단경이 약 2 내지 약 10 ㎛일 수 있다.
5. 상기 1 내지 4 구체예에서, 상기 알루미늄 실리케이트는 평균 입자 크기(D50, 분포율이 50%가 되는 지점의 입경)가 약 3 내지 약 10 ㎛일 수 있다.
6. 상기 1 내지 5 구체예에서, 상기 유리 섬유 및 상기 알루미늄 실리케이트의 중량비는 약 1 : 0.001 내지 약 1 : 0.020일 수 있다.
7. 상기 1 내지 6 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여 측정한 두께 1/8" 시편의 노치 아이조드 충격강도가 약 10 내지 약 20 kgf·cm/cm일 수 있다.
8. 상기 1 내지 7 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D1238에 의거하여, 280℃, 5 kgf 조건에서 측정한 용융흐름지수(Melt-flow Index: MI)가 약 36 내지 약 55 g/10분일 수 있다.
9. 본 발명의 다른 관점은 성형품에 관한 것이다. 상기 성형품은 상기 1 내지 8 중 어느 하나에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 한다.
10. 상기 9 구체예에서, 상기 성형품은 가로 약 50 내지 약 150 cm, 세로 약 25 내지 약 50 cm 및 두께 약 0.1 내지 약 10 mm의 사출 성형품일 수 있다.
본 발명은 내충격성, 유동성, 외관 특성, 이들의 물성 발란스 등이 우수한 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면, 다음과 같다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 (A) 폴리에스테르 수지; (B) 폴리카보네이트 수지; (C) 유리 섬유; 및 (D) 알루미늄 실리케이트;를 포함한다.
본 명세서에서, 수치범위를 나타내는 "a 내지 b"는 "≥a 이고 ≤b"으로 정의한다.
(A) 폴리에스테르 수지
본 발명의 폴리에스테르 수지로는 통상의 열가소성 수지 조성물에 사용되는 폴리에스테르 수지를 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 폴리에스테르 수지는 디카르복실산 성분으로서, 테레프탈산(terephthalic acid, TPA), 이소프탈산(isophthalic acid, IPA), 1,2-나프탈렌 디카르복실산, 1,4-나프탈렌 디카르복실산, 1,5-나프탈렌 디카르복실산, 1,6-나프탈렌 디카르복실산, 1,7-나프탈렌 디카르복실산, 1,8-나프탈렌 디카르복실산, 2,3-나프탈렌 디카르복실산, 2,6-나프탈렌 디카르복실산, 2,7-나프탈렌디카르복실산 등의 방향족 디카르복실산, 디메틸 테레프탈레이트(dimethyl terephthalate, DMT), 디메틸 이소프탈레이트(dimethyl isophthalate), 디메틸-1,2-나프탈레이트, 디메틸-1,5-나프탈레이트, 디메틸-1,7-나프탈레이트, 디메틸-1,7-나프탈레이트, 디메틸-1,8-나프탈레이트, 디메틸-2,3-나프탈레이트, 디메틸-2,6-나프탈레이트, 디메틸-2,7-나프탈레이트 등의 방향족 디카르복실레이트(aromatic dicarboxylate) 등과 디올 성분으로서, 에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,3-프로필렌 글리콜, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 환형 알킬렌 디올 등을 중축합하여 얻을 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리에스테르 수지는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT), 폴리시클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트(PCT), 이들의 조합 등을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 폴리에스테르 수지는 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리시클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트, 이들의 조합 등을 포함할 수 있다.
구체예에서, 본 발명의 폴리에스테르 수지는 ASTM D2857에 따라 측정한 고유점도[η]가 약 0.5 내지 약 1.5 dl/g, 예를 들면, 약 0.7 내지 약 1.3 dl/g일 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 기계적 물성 등이 우수할 수 있다.
(B) 폴리카보네이트 수지
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리카보네이트 수지는 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 외관 특성 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상의 열가소성 수지 조성물에 사용되는 폴리카보네이트 수지를 사용할 수 있다. 예를 들면, 디페놀류(방향족 디올 화합물)를 포스겐, 할로겐 포르메이트, 탄산 디에스테르 등의 전구체와 반응시킴으로써 제조되는 방향족 폴리카보네이트 수지를 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 디페놀류로는 4,4'-비페놀, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 2,4-비스(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 2,2-비스(3-클로로-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)프로판 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디클로로-4-드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)프로판 또는 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산을 사용할 수 있고, 구체적으로, 비스페놀-A 라고 불리는 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 분지쇄가 있는 것이 사용될 수 있으며, 예를 들면 중합에 사용되는 디페놀류 전체에 대하여, 0.05 내지 2 몰%의 3가 또는 그 이상의 다관능 화합물, 구체적으로, 3가 또는 그 이상의 페놀기를 가진 화합물을 첨가하여 제조한 분지형 폴리카보네이트 수지를 사용할 수도 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 호모 폴리카보네이트 수지, 코폴리카보네이트 수지 또는 이들의 블렌드 형태로 사용할 수 있다. 또한, 상기 폴리카보네이트 수지는 에스테르 전구체(precursor), 예컨대 2관능 카르복실산의 존재 하에서 중합 반응시켜 얻어진 방향족 폴리에스테르-카보네이트 수지로 일부 또는 전량 대체하는 것도 가능하다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 GPC(gel permeation chromatography)로 측정한 중량평균분자량(Mw)이 약 10,000 내지 약 200,000 g/mol, 예를 들면 약 20,000 내지 약 50,000 g/mol, 구체적으로 약 25,000 내지 약 40,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 유동성(가공성) 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 상기 폴리에스테르 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 5 내지 약 25 중량부, 예를 들면 약 10 내지 약 20 중량부로 포함될 수 있다. 상기 폴리카보네이트 수지의 함량이 상기 폴리에스테르 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 5 중량부 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 유동성, 외관 특성 등이 저하될 우려가 있고, 약 25 중량부를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 유동성, 고온 사출 성형성 등이 저하될 우려가 있다.
(C) 유리 섬유
본 발명의 일 구체예에 따른 유리 섬유는 알루미늄 실리케이트와 함께 사용되어, 폴리에스테르 수지 및 폴리카보네이트 수지를 포함하는 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 유동성, 외관 특성, 이들의 물성 발란스 등을 향상시킬 수 있는 것이다.
구체예에서, 상기 유리 섬유는 원형, 타원형, 직사각형 등의 다양한 형상의 단면을 가질 수 있다.
구체예에서, 상기 유리 섬유는 직사각형 또는 타원형의 단면을 갖는 평판형 유리 섬유일 수 있다. 상기 평판형 유리 섬유는 SEM(Scanning Electron Microscope)을 이용하여 측정한 단면의 종횡비(단면의 장경/단면의 단경)가 약 1.5 내지 약 10, 예를 들면 약 2 내지 약 8일 수 있고, 단면의 단경이 약 2 내지 약 10 ㎛, 예를 들면 약 4 내지 약 8 ㎛일 수 있으며, 가공 전 길이가 약 1 내지 약 15 mm, 예를 들면 약 2 내지 약 8 mm일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 강성, 가공성 등이 향상될 수 있다.
구체예에서, 상기 유리 섬유는 통상의 표면 처리제로 처리된 것일 수 있다.
구체예에서, 상기 유리 섬유는 상기 폴리에스테르 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 50 내지 약 110 중량부, 예를 들면 약 60 내지 약 100 중량부로 포함될 수 있다. 상기 유리 섬유의 함량이 상기 폴리에스테르 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 50 중량부 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 강성 등이 저하될 우려가 있고, 약 110 중량부를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 유동성 등이 저하될 우려가 있다.
(D) 알루미늄 실리케이트
본 발명의 일 구체예에 따른 알루미늄 실리케이트(aluminium silicate)는 유리 섬유와 함께 사용되어, 폴리에스테르 수지 및 폴리카보네이트 수지를 포함하는 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 유동성, 외관 특성, 이들의 물성 발란스 등을 향상시킬 수 있는 것이다.
구체예에서, 상기 알루미늄 실리케이트는 입도분석기를 사용하여 측정한 평균 입자 크기(D50, 분포율이 50%가 되는 지점의 입경)가 약 3 내지 약 10 ㎛, 예를 들면 약 4 내지 약 9 ㎛일 수 있다.
구체예에서, 상기 알루미늄 실리케이트는 상기 폴리에스테르 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 0.1 내지 약 2 중량부, 예를 들면 약 0.2 내지 약 1.5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 알루미늄 실리케이트의 함량이 상기 폴리에스테르 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 0.1 중량부 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 유동성 등이 저하될 우려가 있고, 약 2 중량부를 초과할 경우, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 외관 특성 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 유리 섬유 및 상기 알루미늄 실리케이트의 중량비(C:D)는 약 1 : 0.001 내지 약 1 : 0.020, 예를 들면 약 1 : 0.002 내지 약 1 : 0.016일 수 있다. 상기 범위에서, 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 유동성, 이들의 물성 발란스 등이 더 우수할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 통상의 열가소성 수지 조성물에 포함되는 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 충격보강제, 난연제, 산화방지제, 적하방지제, 활제, 이형제, 핵제, 대전방지제, 안정제, 안료, 염료, 이들의 혼합물 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 첨가제 사용 시, 그 함량은 상기 폴리에스테르 수지 약 100 중량부에 대하여, 약 0.001 내지 약 40 중량부, 예를 들면 약 0.1 내지 약 10 중량부일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 상기 구성 성분을 혼합하고, 통상의 이축 압출기를 사용하여, 약 220 내지 약 300℃, 예를 들면 약 230 내지 약 270℃에서 용융 압출한 펠렛 형태일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여 측정한 두께 1/8" 시편의 노치 아이조드 충격강도가 약 10 내지 약 20 kgf·cm/cm, 예를 들면 약 10.2 내지 약 17 kgf·cm/cm일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D1238에 의거하여, 280℃, 5 kgf 조건에서 측정한 용융흐름지수(Melt-flow Index: MI)가 약 36 내지 약 55 g/10분, 예를 들면 약 36 내지 약 50 g/10분일 수 있다.
본 발명에 따른 성형품은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성된다. 상기 항균성 열가소성 수지 조성물은 펠렛 형태로 제조될 수 있으며, 제조된 펠렛은 사출성형, 압출성형, 진공성형, 캐스팅성형 등의 다양한 성형방법을 통해 다양한 성형품(제품)으로 제조될 수 있다. 이러한 성형방법은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 잘 알려져 있다. 상기 성형품은 내충격성, 유동성, 외관 특성, 이들의 물성 발란스 등이 우수하므로, 전기 전자 제품의 내/외장재, 박막 시트 등으로 유용하다.
구체예에서, 상기 성형품은 ASTM D256에 의거하여 측정한 두께 1/8" 시편의 노치 아이조드 충격강도가 약 10 내지 약 20 kgf·cm/cm이며, ASTM D1238에 의거하여, 280℃, 5 kgf 조건에서 측정한 용융흐름지수(Melt-flow Index: MI)가 약 36 내지 약 55 g/10분으로, 내충격성, 유동성, 외관 특성, 이들의 물성 발란스 등이 우수하여, 가로 약 50 내지 약 150 cm, 세로 약 25 내지 약 50 cm 및 두께 약 0.1 내지 약 10 mm의 대형 사출 성형품(전기 전자 제품의 내/외장재 등)으로 적합하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다.
(A) 폴리에스테르 수지
폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(PBT, 제조사: Shinkong Synthetic Fibers, 제품명: Shinite K006, 고유점도[η]: 1.3 dl/g)를 사용하였다.
(B) 폴리카보네이트 수지
비스페놀-A계 폴리카보네이트 수지(PC, 제조사: 롯데케미칼, 중량평균분자량: 25,000 g/mol)를 사용하였다.
(C) 유리 섬유
유리 섬유(제조사: Nittobo, 제품명: CSG 3PA-820, 단경: 7 ㎛, 단면의 종횡비: 4, 가공 전 길이: 3 mm)를 사용하였다.
(D) 금속 실리케이트
(D1) 알루미늄 실리케이트(제조사: KOCH, 제품명: P-400)를 사용하였다.
(D2) 알루미늄 실리케이트(제조사: TRINITY RESOURCES, 제품명: Altifil 675)를 사용하였다.
(D3) 마그네슘 실리케이트(제조사: HAYASHI, 제품명: CUPN HS-T 0.5)를 사용하였다.
(D4) 칼슘 실리케이트(제조사: Quarzwerke, 제품명: TREMIN 939)를 사용하였다.
(E) 탄산칼슘(제조사: KRISRON, 제품명: KRISTON-SS)을 사용하였다.
실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 9
상기 각 구성 성분을 하기 표 1 및 2에 기재된 바와 같은 함량으로 첨가한 후, 250℃에서 압출하여 펠렛을 제조하였다. 압출은 L/D=44, 직경 45 mm인 이축 압출기를 사용하였으며, 제조된 펠렛은 80℃에서 4시간 이상 건조 후, 6 oz 사출기(성형 온도: 270℃, 금형 온도: 120℃)에서 사출성형하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편에 대하여 하기의 방법으로 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1 및 2에 나타내었다.
물성 측정 방법
(1) 노치 아이조드 충격강도(단위: kgf·cm/cm): ASTM D256에 의거하여, 두께 1/8" 시편의 노치 아이조드 충격강도를 측정하였다.
(2) 용융흐름지수(단위: g/10분): ASTM D1238에 의거하여, 280℃, 5 kgf 조건에서 용융흐름지수(Melt-flow Index: MI)를 측정하였다.
(3) 외관 평가: 2 mm 두께 시편을 핀 포인트 게이트(pin point gate) 금형에서 사출 성형한 후, 이 시편의 게이트 부위와 사출 시편 표면의 화이트 마크(white mark) 발생 여부를 확인하였다. (발생: ○, 미발생: ×)
실시예
1 2 3 4 5 6 7 8
(A) (중량부)PBT 100 100 100 100 100 100 100 100
(B) (중량부)PC 10 14.3 20 14.5 14.5 14.3 14.3 14.3
(C) (중량부)GF 89.8 89.8 89.8 60 100 89.8 89.8 89.8
(D1) (중량부)금속 실리케이트 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.2 1.4 -
(D2) (중량부) - - - - - - - 0.8
(D3) (중량부) - - - - - - - -
(D4) (중량부) - - - - - - - -
(E) (중량부) - - - - - - - -
노치 아이조드 충격강도 (kgf·cm/cm) 11.9 12.2 12.4 10.2 13.9 12.3 12.1 12.4
용융흐름지수 (g/10분) 45 42 40 46 36 38 46 42
화이트 마크 발생 여부 × × × × × × × ×
비교예
1 2 3 4 5 6 7 8 9
(A) (중량부) 100 100 100 100 100 100 100 100 100
(B) (중량부) 1 30 14.3 14.3 14.3 14.3 14.3 14.3 14.3
(C) (중량부) 89.8 89.8 45 115 89.8 89.8 89.8 89.8 89.8
(D1) (중량부) 0.8 0.8 0.8 0.8 0.05 2.1 - - -
(D2) (중량부) - - - - - - - - -
(D3) (중량부) - - - - - - 0.8 - -
(D4) (중량부) - - - - - - - 0.8 -
(E) (중량부) - - - - - - - - 0.8
노치 아이조드 충격강도 (kgf·cm/cm) 8.1 12.8 9.1 14.1 12.4 11.5 12.1 12.6 12.2
용융흐름지수 (g/10분) 63 30 53 31 34 55 30 30 31
화이트 마크 발생 여부 ○ × × × × ○ ○ ○ ×
상기 결과로부터, 본 발명의 열가소성 수지 조성물은 내충격성(노치 아이조드 충격강도), 유동성(용융흐름지수), 외관 특성(화이트 마크 발생 여부), 이들의 물성 발란스 등이 모두 우수함을 알 수 있다.
반면, 폴리카보네이트 수지를 소량 적용한 비교예 1의 경우, 내충격성, 외관 특성 등이 저하되었음을 알 수 있고, 폴리카보네이트 수지를 과량 적용한 비교예 2의 경우 유동성 등이 저하되었음을 알 수 있으며, 유리 섬유를 소량 적용한 비교예 3의 경우, 내충격성 등이 저하되었음을 알 수 있고, 유리 섬유를 과량 적용한 비교예 4의 경우, 유동성 등이 저하되었음을 알 수 있다. 또한, 알루미늄 실리케이트를 소량 적용한 비교예 5의 경우, 유동성 등이 저하되었음을 알 수 있고, 알루미늄 실리케이트를 과량 적용한 비교예 6의 경우, 외관 특성 등이 저하되었음을 알 수 있으며, 본 발명의 알루미늄 실리케이트 대신에, 마그네슘 실리케이트 (D3)를 적용한 비교예 7의 경우, 유동성, 외관 특성 등이 저하되었음을 알 수 있고, 칼슘 실리케이트 (D4)를 적용한 비교예 8의 경우, 유동성, 외관 특성 등이 저하되었음을 알 수 있으며, 탄산칼슘(E)를 적용한 비교예 9의 경우 유동성 등이 저하되었음을 알 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 폴리에스테르 수지 약 100 중량부;
    폴리카보네이트 수지 약 5 내지 약 25 중량부;
    유리 섬유 약 50 내지 약 110 중량부; 및
    알루미늄 실리케이트 약 0.1 내지 약 2 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지는 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리시클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지는 중량평균분자량(Mw)이 약 10,000 내지 약 200,000 g/mol인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리 섬유는 직사각형 또는 타원형의 단면을 가지며, 단면의 종횡비(단면의 장경/단면의 단경)가 약 1.5 내지 약 10이고, 단경이 약 2 내지 약 10 ㎛인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 실리케이트는 평균 입자 크기(D50)가 약 3 내지 약 10 ㎛인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리 섬유 및 상기 알루미늄 실리케이트의 중량비는 약 1 : 0.001 내지 약 1 : 0.020인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D256에 의거하여 측정한 두께 1/8" 시편의 노치 아이조드 충격강도가 약 10 내지 약 20 kgf·cm/cm인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D1238에 의거하여, 280℃, 5 kgf 조건에서 측정한 용융흐름지수(Melt-flow Index: MI)가 약 36 내지 약 55 g/10분인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 성형품.
  10. 제9항에 있어서, 상기 성형품은 가로 약 50 내지 약 150 cm, 세로 약 25 내지 약 50 cm 및 두께 약 0.1 내지 약 10 mm의 사출 성형품인 것을 특징으로 하는 성형품.
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