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KR101943690B1 - 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품 - Google Patents

폴리카보네이트 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품 Download PDF

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KR101943690B1
KR101943690B1 KR1020150138245A KR20150138245A KR101943690B1 KR 101943690 B1 KR101943690 B1 KR 101943690B1 KR 1020150138245 A KR1020150138245 A KR 1020150138245A KR 20150138245 A KR20150138245 A KR 20150138245A KR 101943690 B1 KR101943690 B1 KR 101943690B1
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Abstract

본 발명의 폴리카보네이트 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지; 및 지방산 에스테르 화합물 및 파라핀 왁스를 포함하는 이형제;를 포함하며, 상기 지방산 에스테르 화합물 및 상기 파라핀 왁스의 중량비는 1 : 0.2 내지 1 : 1인 것을 특징으로 한다. 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 이형성, 투명성, 내열성, 내가수분해성 등이 우수하다.

Description

폴리카보네이트 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품{POLYCARBONATE RESIN COMPOSITION AND ARTICLE PRODUCED THEREFROM}
본 발명은 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 이형성, 투명성, 내열성, 내가수분해성 등이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품에 관한 것이다.
폴리카보네이트 수지는 열변형 온도가 135℃ 이상인 대표적인 열가소성 수지로서, 투명성, 내충격성, 자기소화성, 치수안정성, 내열성 등이 우수하여 전기전자 제품, 사무기기, 자동차 부품 등에 폭넓게 이용되고 있다.
그러나, 폴리카보네이트 수지 및 이를 포함하는 수지 조성물은 성형품의 형태가 복잡해지고 대형화할 경우, 사출성형 시 금형에서 원활하게 분리하기 어렵다는 문제가 있다.
이를 해결하기 위하여, 종래에는 폴리카보네이트 수지 조성물 성형품의 이형성을 향상시킬 수 있는 이형제를 폴리카보네이트 수지 조성물에 혼합하는 방법을 사용하였다.
다만, 이형성 향상을 위하여, 이형제를 과량 사용할 경우, 폴리카보네이트 수지 조성물의 열 안정성이나 습열 안정성 등이 감소할 수 있으며, 고온 사출성형 시, 가스실버(gas silver streak)가 다량 발생하고, 황색 지수가 증가할 우려가 있다. 또한, 일부 이형제의 경우, 수지 조성물의 투명성을 저하시킬 우려가 있다.
따라서, 이형성 향상을 위하여 이형제 사용 시에도, 투명성, 내열성, 내가수분해성, 이들의 물성 발란스 등이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 배경기술은 일본 등록특허 제5634980호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 이형성, 투명성, 내열성, 내가수분해성 등이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 폴리카보네이트 수지 조성물로부터 형성된 성형품을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 하나의 관점은 폴리카보네이트 수지 조성물에 관한 것이다. 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지; 및 지방산 에스테르 화합물 및 파라핀 왁스를 포함하는 이형제;를 포함하며, 상기 지방산 에스테르 화합물 및 상기 파라핀 왁스의 중량비는 1 : 0.2 내지 1 : 1인 것을 특징으로 한다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 상기 이형제의 함량은 0.05 내지 1 중량부일 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 중량평균분자량이 10,000 내지 100,000 g/mol일 수 있다.
구체예에서, 상기 지방산 에스테르 화합물은 펜타에리스리톨 및 탄소수 10 내지 30의 지방산의 에스테르 화합물일 수 있다.
구체예에서, 상기 파라핀 왁스는 탄소수 20 내지 40의 지방족 포화 탄화수소 혼합물일 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 안트라퀴논계 착색제를 더 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 안트라퀴논계 착색제는 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 0.00001 내지 0.0001 중량부로 포함될 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 직경 60 mm 및 높이 3 cm의 컵 모양 금형을 이용하여, 사출성형 온도 310℃, 금형 온도 65℃의 조건으로 사출성형하여 시편을 제조할 때, 금형으로부터 시편이 분리되는 순간 이젝트 핀(eject pin)에 걸리는 힘이 1,100 N 이하일 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 ASTM D1003에 의거하여, 두께 2.5 mm 시편에 대하여 측정한 투과도가 90% 이상일 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 하기 식 1에 따른 황색 지수 차이가 1.7 이하일 수 있다:
[식 1]
ΔYI = YI1　- YI0
상기 식 1에서, YI0는 사출성형 온도(실린더 온도) 340℃, 금형 온도 70℃에서 통상의 사이클 타임(cycle time)에 따라 사출성형한 폴리카보네이트 수지 조성물 시편의 황색 지수이고, YI1은 사출성형 온도(실린더 온도) 340℃, 금형 온도 70℃에서 실린더 내부에 용융된 상태의 폴리카보네이트 수지 조성물을 인위적으로 5분 동안 체류시킨 후 사출성형한 폴리카보네이트 수지 조성물 시편의 황색 지수이다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 하기 식 2에 따른 중량평균분자량(Mw) 유지율이 96% 이상일 수 있다:
[식 2]
중량평균분자량(Mw) 유지율(%) = (MW1 / MW0) × 100
상기 식 2에서, MW0은 습열 평가 전 겔 투과 크로마토그라피(GPC)로 측정한 폴리카보네이트 수지 조성물 시편의 중량평균분자량이고, MW1은 상기 시편을 습열 평가(120℃ 및 100% 상대습도 조건에서 16시간 동안 방치) 후 GPC로 측정한 중량평균분자량이다.
본 발명의 다른 관점은 상기 폴리카보네이트 수지 조성물로부터 형성된 성형품에 관한 것이다.
본 발명은 이형성, 투명성, 내열성, 내가수분해성 등이 우수한 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이로부터 형성된 성형품을 제공하는 발명의 효과를 가진다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면, 다음과 같다.
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은 (A) 폴리카보네이트 수지; 및 (B) (B1) 지방산 에스테르 화합물 및 (B2) 파라핀 왁스를 포함하는 이형제;를 포함한다.
(A) 폴리카보네이트 수지
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리카보네이트 수지로는 통상의 폴리카보네이트 수지 조성물에 사용되는 방향족 폴리카보네이트 수지 등의 폴리카보네이트 수지를 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 폴리카보네이트 수지는 공지된 제조방법에 따라, 촉매 등의 존재 하에, 방향족 디히드록시 화합물과 포스겐, 할로겐 포르메이트, 탄산 디에스테르 등의 카보네이트 전구체를 반응시켜 제조한 것일 수 있다.
구체예에서, 상기 방향족 디히드록시 화합물로는 비스(히드록시아릴)알칸, 비스(히드록시아릴)시클로알칸, 비스(히드록시아릴)에테르, 비스(히드록시아릴)설폭사이드, 비스(히드록시아릴)설파이드, 비스(히드록시아릴)설폰, 비페닐 화합물, 디히드록시 벤젠 화합물, 이들의 조합 등이 사용될 수 있다.
구체적으로, 상기 비스(히드록시아릴)알칸으로는 비스(4-히드록시페닐)메탄, 비스(3-메틸-4-히드록시페닐)메탄, 비스(3-클로로-4-히드록시페닐)메탄, 비스(3,5-디브로모-4-히드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 1,1-비스(2-터셔리-부틸-4-히드록시-3-메틸페닐)에탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판(이하, 비스페놀 A), 2,2-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(2-메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)프로판, 1,1-비스(2-터셔리-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로판, 2,2-비스(3-클로로-4-히드록시 페닐)프로판, 2,2-비스(3-플루오로-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-브로모-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디플루오로-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디브로모-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)옥탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐) 메탄, 2,2-비스(4-히드록시-1-메틸페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시-터셔리-부틸페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-브로모페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-클로로페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디브로모페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디브로모페닐)프로판, 2,2-비스(3-브로모-4-히드록시-5-클로로페닐)프로판, 2,2-비스(3-페닐-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄, 2,2-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)부탄, 1,1-비스(2-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)부탄, 1,1-비스(2-터셔리-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)부탄, 1,1-비스(2-터셔리-부틸-4-히드록시-5-메틸 페닐)이소부탄, 1,1-비스(2-터셔리-아밀-4-히드록시-5-메틸페닐)부탄, 2,2-비스(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)부탄, 2,2-비스(3,5-디브로모-4-페닐)부탄, 4,4-비스(4-히드록시페닐)헵탄, 1,1-비스(2-터셔리-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)헵탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)옥탄, 1,1-(4-히드록시페닐)에탄 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 비스(히드록시아릴)시클로알칸으로는 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로펜탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(3-시클로헥실-4-히드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(3-페닐-4-히드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,5,5-트리메틸시클로헥산 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 비스(히드록시아릴)에테르로는 비스(4-히드록시페닐)에테르, 비스(4-히드록시-3-메틸페닐)에테르 등을 예시할 수 있고, 상기 비스(히드록시아릴)설파이드로는 비스(4-히드록시페닐)설파이드, 비스(3-메틸-4-히드록시페닐)설파이드 등을 예시할 수 있고, 상기 비스(히드록시아릴)설폭사이드로는 비스(히드록시페닐)설폭사이드, 비스(3-메틸-4-히드록시페닐)설폭사이드, 비스(3-페닐-4-히드록시페닐)설폭사이드 등을 예시할 수 있고, 상기 비스(히드록시아릴)설폰으로는 비스(4-히드록시페닐)설폰, 비스(3-메틸-4-히드록시페닐)설폰, 비스(3-페닐-4-히드록시페닐)설폰 등을 예시할 수 있으며, 상기 비페닐 화합물로는 4,4'-디히드록시비페닐, 4,4'-디히드록시-2,2'-디메틸비페닐, 4,4'-디히드록시-3,3'-디메틸비페닐, 3,3-디플루오로-4,4'-디히드록시비페닐 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 디히드록시 벤젠 화합물로는 레졸시놀, 3-메틸레졸시놀, 3-에틸레졸시놀, 3-프로피레졸시놀, 3-부틸레졸시놀, 3-터셔리-부틸레졸시놀, 3-페닐레졸시놀, 2,3,4,6-테트라플루오로레졸시놀, 2,3,4,6-테트라브로모레졸시놀, 카테콜, 하이드로퀴논, 3-메틸하이드로퀴논, 3-에틸하이드로퀴논, 3-프로필하이드로퀴논, 3-부틸하이드로퀴논, 3-터셔리-부틸하이드로퀴논, 3-페닐하이드로퀴논, 3-규밀하이드로퀴논, 2,5-디클로로하이드로퀴논, 2,3,5,6-테트라메틸하이드로퀴논, 2,3,5,6-테트라-터셔리-부틸하이드로퀴논, 2,3,5,6-테트라플루오로하이드로퀴논, 2,3,5,6-테트라브로모하이드로퀴논 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
구체예에서, 상기 카보네이트 전구체로는 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 디부틸카보네이트, 디시클로헥실카보네이트, 디페닐카보네이트, 디토릴카보네이트, 비스(클로로페닐)카보네이트, m-크레실카보네이트, 디나프틸카보네이트, 카보닐클로라이드(포스겐), 디포스겐, 트리포스겐, 카보닐브로마이드, 비스할로포르메이트 등을 예시할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 상기 방향족 디히드록시 화합물 및 상기 카보네이트 전구체를 1 : 0.9 내지 1 : 1.5의 몰비로 반응시켜 제조할 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 상기 방향족 폴리카보네이트 수지 외에도 지방족 폴리카보네이트 수지, 방향족 및 지방족 코폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르카보네이트 수지, 폴리카보네이트-폴리실록산 공중합체 수지, 이들의 조합 등으로 일부 또는 전량 대체하는 것도 가능하다.
또한, 상기 폴리카보네이트 수지는 선형 폴리카보네이트 수지, 분지형 폴리카보네이트 수지 또는 선형과 분지형의 폴리카보네이트 수지를 혼합한 구조일 수 있다. 예를 들면, 상기 분지형 폴리카보네이트 수지는 중합에 사용되는 (방향족) 디히드록시 화합물 전체에 대하여, 0.05 내지 2 몰%의 3가 또는 그 이상의 다관능 화합물, 구체적으로, 3가 또는 그 이상의 페놀기를 가진 화합물을 첨가하여 제조한 것일 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 겔 투과 크로마토그라피(GPC, gel permeation chromatography)로 측정한 중량평균분자량(Mw)이 10,000 내지 100,000 g/mol, 예를 들면 15,000 내지 80,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 폴리카보네이트 수지 조성물의 기계적 물성, 가공성 등이 우수할 수 있다.
(B) 이형제
본 발명의 이형제는 폴리카보네이트 수지 조성물의 투명성, 내열성, 내가수분해성 등의 저하 없이 이형성을 향상시킬 수 있는 것으로서, (B1) 지방산 에스테르 화합물 및 (B2) 파라핀 왁스를 1 : 0.2 내지 1 : 1, 예를 들면 1 : 0.5 내지 1 : 1의 중량비(B1:B2)로 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 지방산 에스테르 화합물 및 파라핀 왁스의 중량비가 1 : 0.2 미만일 경우, 폴리카보네이트 수지 조성물의 내열성, 내가수분해성 등이 저하될 우려가 있고, 1 : 1을 초과할 경우, 이형성 개선 효과가 미미할 수 있다.
(B1) 지방산 에스테르 화합물
본 발명의 일 구체예에 따른 지방산 에스테르 화합물은 펜타에리스리톨, 스테아릴 알코올 등의 다가 알코올 또는 1가 알코올 및 탄소수 10 내지 30의 지방산(fatty acid)의 에스테르 화합물일 수 있다.
구체예에서, 상기 탄소수 10 내지 30의 지방산으로는 카프르산, 운데실산, 라우르산, 트리데실산, 미리스트산, 펜타데실산, 팔미트산, 헵타데실산, 스테아르산, 노나데칸산, 아라크산, 베헨산, 리그노세르산, 세로트산, 헵타코산산, 몬탄산, 멜리스산 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 스테아르산 등을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 지방산 에스테르 화합물로는 펜타에리스리톨 테트라스테아레이트, 펜타에리스리톨 모노스테아레이트, 스테아릴 스테아레이트 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 펜타에리스리톨 테트라스테아레이트 등을 사용할 수 있다.
(B2) 파라핀 왁스
본 발명의 일 구체예에 따른 파라핀 왁스는 천연 석유계 왁스로서, 고체 상태의 탄소수 20 내지 40의 지방족 포화 탄화수소 혼합물일 수 있다.
구체예에서, 상기 이형제(B)는 상기 폴리카보네이트 수지(A) 100 중량부에 대하여, 0.05 내지 1 중량부, 예를 들면 0.1 내지 0.5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 폴리카보네이트 수지 조성물의 이형성, 투명성, 내열성, 내가수분해성, 이들의 물성 발란스 등이 우수할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은 투명성 및 육안 색감을 개선하기 위하여 안트라퀴논계 착색제를 더 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 안트라퀴논계 착색제는 폴리카보네이트 수지 조성물의 황색(yellow)을 띄는 색감을 바꿀 수 있는 청색(blue) 계열의 안트라퀴논계 화합물일 수 있으며, 예를 들면 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물, 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물, 하기 화학식 4로 표시되는 화합물, 이들의 조합 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
[화학식 1]
Figure 112015094949498-pat00001
[화학식 2]
Figure 112015094949498-pat00002
[화학식 3]
Figure 112015094949498-pat00003
[화학식 4]
Figure 112015094949498-pat00004
구체예에서, 상기 안트라퀴논계 착색제는 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 0.00001 내지 0.0001 중량부, 예를 들면 0.00004 내지 0.0001 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 다른 물성의 저하 없이, 폴리카보네이트 수지 조성물의 투명성 및 육안 색감을 개선할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은 필요에 따라, 통상적인 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 난연제, 충진제, 산화 방지제, 적하 방지제, 활제, 이형제, 핵제, 대전방지제, 안정제, 상기 안트라퀴논계 착색제를 제외한 착색제(안료 및/또는 염료), 이들의 혼합물 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 첨가제 사용 시, 그 함량은 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 0.0001 내지 20 중량부일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은 직경 60 mm 및 높이 3 cm의 컵 모양 금형을 이용하여, 사출성형 온도 310℃, 금형 온도 65℃의 조건으로 사출성형하여 시편을 제조할 때, 금형으로부터 시편이 분리되는 순간 이젝트 핀(eject pin)에 걸리는 힘이 1,100 N 이하, 예를 들면 1,000 내지 1,100 N일 수 있다. 여기서, 상기 힘의 크기가 작을수록 이형성이 좋은 것이다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 ASTM D1003에 의거하여, 두께 2.5 mm 시편에 대하여 측정한 투과도가 90% 이상, 예를 들면 90 내지 98%일 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 하기 식 1에 따른 황색 지수 차이가 1.7 이하, 예를 들면 0.5 내지 1.7일 수 있다.
[식 1]
ΔYI = YI1　- YI0
상기 식 1에서, YI0는 사출성형 온도(실린더 온도) 340℃, 금형 온도 70℃에서 통상의 사이클 타임(cycle time)에 따라 사출성형한 폴리카보네이트 수지 조성물 시편의 황색 지수이고, YI1은 사출성형 온도(실린더 온도) 340℃, 금형 온도 70℃에서 실린더 내부에 용융된 상태의 폴리카보네이트 수지 조성물을 인위적으로 5분 동안 체류시킨 후 사출성형한 폴리카보네이트 수지 조성물 시편의 황색 지수이다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 하기 식 2에 따른 중량평균분자량(Mw) 유지율이 96% 이상, 예를 들면 96 내지 99.9%일 수 있다:
[식 2]
중량평균분자량(Mw) 유지율(%) = (MW1 / MW0) × 100
상기 식 2에서, MW0은 습열 평가 전 겔 투과 크로마토그라피(GPC)로 측정한 폴리카보네이트 수지 조성물 시편의 중량평균분자량이고, MW1은 상기 시편을 습열 평가(120℃ 및 100% 상대습도 조건에서 16시간 동안 방치) 후 GPC로 측정한 중량평균분자량이다.
본 발명에 따른 성형품은 상기 폴리카보네이트 수지 조성물로부터 형성된다. 본 발명의 폴리카보네이트 수지 조성물은 공지의 폴리카보네이트 수지 조성물 제조방법으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 상기 구성성분과 필요에 따라 기타 첨가제들을 혼합한 후에, 압출기 내에서 용융 압출하여 펠렛 형태로 제조할 수 있다. 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 이형성, 투명성, 내열성, 내가수분해성, 이들의 물성 발란스 등이 우수하여 전기/전자 제품의 내/외장재 등의 다양한 용도로 사용 가능하며, 특히, 의자 등 크기가 크고 형태가 복잡하여 성형이 어려운 제품에 유용하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
실시예
하기 실시예 및 비교예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다.
(A) 폴리카보네이트 수지
비스페놀-A형 폴리카보네이트 수지(제조사: Teijin 社, 제품명: L-1250WP)을 사용하였다.
(B) 이형제
(B1) 펜타에리스리톨 테트라스테아레이트(제조사: NOF 社)를 사용하였다.
(B2) 파라핀 왁스(제조사: Nippon Seiro 社)를 사용하였다.
(B3) 산화 폴리에틸렌 왁스(제조사: Emery Oleochemicals 社)를 사용하였다.
(C) 안트라퀴논계 착색제
청색 안트라퀴논계 착색제(제조사: Lanxess 社, 제품명: Macrolex blue RR)를 사용하였다.
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6: 폴리카보네이트 수지 조성물의 제조
하기 표 1 및 2의 조성 및 함량에 따라, 상기 구성성분을 L/D=35, 직경 45 mm인 이축(twin-screw type) 압출기에 첨가한 후, 260 내지 300℃ 및 교반 속도 150 내지 350 rpm 조건에서 용융 및 압출하여 펠렛을 제조하였다. 제조된 펠렛은 120℃에서 4시간 이상 건조한 후, 성형온도 290 내지 340℃, 금형온도 65 내지 70℃의 사출성형기(DHC 120WD, (주)동신유압, 120톤)에서 사출성형하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편에 대하여 하기의 방법으로 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
물성 측정 방법
(1) 이형력(단위: N): 직경 60 mm 및 높이 3 cm의 컵 모양 금형을 이용하여, 사출성형 온도 310℃, 금형 온도 65℃의 조건으로 사출성형하여 시편을 제조할 때, 금형으로부터 시편이 분리되는 순간 이젝트 핀(eject pin)에 걸리는 힘을 측정하였다.
(2) 투과도(단위: %): ASTM D1003에 의거하여, 두께 2.5 mm 시편에 대하여 헤이즈미터(NDH 5000W, Nippon Denshoku 社)를 사용하여 전광선 투과율(TT)을 측정하였다.
(3) 내열성 평가: 하기 식 1에 따라 황색 지수 차이(ΔYI)를 산출하였다. 상기 황색 지수 차이가 적을수록 내열성이 우수한 것으로 평가하였다.
[식 1]
ΔYI = YI1　- YI0
상기 식 1에서, YI0는 사출성형 온도(실린더 온도) 340℃, 금형 온도 70℃에서 통상의 사이클 타임(cycle time)에 따라 사출성형한 폴리카보네이트 수지 조성물 시편의 황색 지수이고, YI1은 사출성형 온도(실린더 온도) 340℃, 금형 온도 70℃에서 실린더 내부에 용융된 상태의 폴리카보네이트 수지 조성물을 인위적으로 5분 동안 체류시킨 후 사출성형한 폴리카보네이트 수지 조성물 시편의 황색 지수이다. 여기서, 황색 지수는 ASTM D1925에 의거하여 색차계(ND-1001 DP, Nippon Denshoku 社)로 측정하였다.
(4) 내가수분해성 평가(습열 평가): 하기 식 2에 따라, 중량평균분자량 유지율(단위: %)을 산출하였다. 상기 중량평균분자량 유지율이 높을수록 내가수분해성이 우수한 것으로 평가하였다.
[식 2]
중량평균분자량(Mw) 유지율(%) = (MW1 / MW0) × 100
상기 식 2에서, MW0은 습열 평가 전 겔 투과 크로마토그라피(GPC)로 측정한 폴리카보네이트 수지 조성물 시편의 중량평균분자량이고, MW1은 상기 시편을 습열 평가(120℃ 및 100% 상대습도 조건에서 16시간 동안 방치) 후 GPC로 측정한 중량평균분자량이다.
(5) 명도 측정: ASTM D2244에 의거하여 두께 2.5 mm의 폴리카보네이트 수지 조성물 시편의 명도(L*) 값을 색차계(ND-1001 DP, Nippon Denshoku 社)로 측정하였다.
실시예
1 2 3 4 5 6
(A) (중량부) 100 100 100 100 100 100
(B)
(중량부)		 (B1) 0.2 0.2 0.15 0.25 0.25 0.15
(B2) 0.1 0.1 0.15 0.05 0.05 0.15
(B3) - - - - - -
(B1):(B2) (중량비) 1:0.5 1:0.5 1:1 1:0.2 1:0.2 1:1
(C) (중량부) 0.00004 0.00009 0.00004 0.00004 - -
이형력 (N) 1,100 1,100 1,060 1,010 1,010 1,060
투과도 (%) 90.4 90.1 90.1 90.2 90.3 90.1
황색 지수 차이 (ΔYI) 1.5 1.5 1.5 1.4 1.4 1.5
Mw 유지율 (%) 96.8 96.4 97.2 97.8 97.8 97.2
명도 (L*) 98.5 98.3 98.4 98.4 97.8 97.7
황색 지수 (YI0) -0.0 -1.1 -0.1 -0.0 1.2 1.1
비교예
1 2 3 4 5 6
(A) (중량부) 100 100 100 100 100 100
(B)
(중량부)		 (B1) 0.3 - 0.1 0.2 - -
(B2) - 0.3 0.2 - 0.2 -
(B3) - - - 0.1 0.1 0.3
(B1):(B2) (중량비) 1:0 0:1 1:2 - - -
(C) (중량부) 0.00006 0.00006 0.00004 0.00004 0.00004 0.0006
이형력 (N) 1,330 1,310 1,281 1,205 1,150 1,100
투과도 (%) 89.1 90.0 90.2 87.9 88.0 86.1
황색 지수 차이 (ΔYI) 1.8 1.5 1.6 1.7 1.5 1.4
Mw 유지율 (%) 94.1 97.5 97.0 93.9 94.6 93.4
명도 (L*) 97.1 97.3 97.1 97.0 97.1 97.0
황색 지수 (YI0) -0.2 -0.1 0.1 0.0 0.1 -0.2
상기 결과로부터, 본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은 이형성, 투명성, 내열성, 내가수분해성, 이들의 물성 발란스 등이 모두 우수함을 알 수 있다.
반면, 이형제를 1종만 사용하거나(비교예 1 및 2), 2종의 혼합 중량 비율이 상기 비율을 벗어날 경우(비교예 3), 본 발명의 폴리카보네이트 수지 조성물(실시예)에 비하여 이형성, 내열성이 저하되었음을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 이형제 외에 다른 종류의 이형제를 사용할 경우(비교예 4 내지 6), 폴리카보네이트 수지 조성물의 투과도, 내가수분해성 등이 저하됨을 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 (12)

  1. 폴리카보네이트 수지;
    지방산 에스테르 화합물 및 파라핀 왁스를 포함하는 이형제; 및
    안트라퀴논계 착색제;를 포함하며,
    상기 지방산 에스테르 화합물 및 상기 파라핀 왁스의 중량비는 1 : 0.2 내지 1 : 1인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 상기 이형제의 함량은 0.05 내지 1 중량부인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지는 중량평균분자량이 10,000 내지 100,000 g/mol인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 지방산 에스테르 화합물은 펜타에리스리톨 및 탄소수 10 내지 30의 지방산의 에스테르 화합물인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 파라핀 왁스는 탄소수 20 내지 40의 지방족 포화 탄화수소 혼합물인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 안트라퀴논계 착색제는 상기 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 0.00001 내지 0.0001 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 직경 60 mm 및 높이 3 cm의 컵 모양 금형을 이용하여, 사출성형 온도 310℃, 금형 온도 65℃의 조건으로 사출성형하여 시편을 제조할 때, 금형으로부터 시편이 분리되는 순간 이젝트 핀(eject pin)에 걸리는 힘이 1,100 N 이하인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 ASTM D1003에 의거하여, 두께 2.5 mm 시편에 대하여 측정한 투과도가 90% 이상인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 하기 식 1에 따른 황색 지수 차이가 1.7 이하인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물:
    [식 1]
    ΔYI = YI1　- YI0
    상기 식 1에서, YI0는 사출성형 온도(실린더 온도) 340℃, 금형 온도 70℃에서 통상의 사이클 타임(cycle time)에 따라 사출성형한 폴리카보네이트 수지 조성물 시편의 황색 지수이고, YI1은 사출성형 온도(실린더 온도) 340℃, 금형 온도 70℃에서 실린더 내부에 용융된 상태의 폴리카보네이트 수지 조성물을 인위적으로 5분 동안 체류시킨 후 사출성형한 폴리카보네이트 수지 조성물 시편의 황색 지수이다.
  11. 제1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물은 하기 식 2에 따른 중량평균분자량(Mw) 유지율이 96% 이상인 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트 수지 조성물:
    [식 2]
    중량평균분자량(Mw) 유지율(%) = (MW1 / MW0) × 100
    상기 식 2에서, MW0은 습열 평가 전 겔 투과 크로마토그라피(GPC)로 측정한 폴리카보네이트 수지 조성물 시편의 중량평균분자량이고, MW1은 상기 시편을 습열 평가(120℃ 및 100% 상대 습도 조건에서 16시간 동안 방치) 후 GPC로 측정한 중량평균분자량이다.
  12. 제1항 내지 제5항, 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물로부터 형성된 성형품.
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