KR101340217B1 - 인캡슐레이션 글라스 몰딩용 수지 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은리염화비닐 100중량부를 기준으로 가소제 50 내지 60중량부; 충진제 45 내지 55중량부; 열안정제 3 내지 7중량부; 카본블랙 0.5 내지 1중량부 및 폴리메틸메타아크릴레이트 2 내지 10중량부를 포함하는 인캡슐레이션 글라스 몰딩용 수지 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 인캡슐레이션 글라스 몰딩용 수지 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수지 조성물의 사출시 흐름성을 향상시키고, 제조된 사출물의 외관 변형이 없는 인캡슐레이션 글라스 몰딩용 수지 조성물에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 도어는 탑승자가 승하차가 가능하도록 프레임에 힌지로 결합되어 있을 뿐 아니라, 도어를 열지 않은 상태에서 환기 등을 시킬 수 있도록 도어 글라스가 승/하강 가능하게 장착되어 있다.
이때, 상기 도어 글라스가 승강될 때, 차량의 내부 및 외부를 차폐하기 위해 밀폐 구조가 형성되며, 상기 밀폐 구조를 인캡슐레이션(encapsulation)이라 한다.
상기 인캡슐레이션 제조방법의 일례로서, 대한민국특허공개 제2002-0054783호에는 차량의 인캡슐레이션 글라스를 제작하기 위해 금형에 글라스를 인서트하여 금형코어를 닫은 후 폴리염화비닐(PVC)을 포함하는 수지 조성물로 이루어진 몰드(사출물)를 사출하여 글라스와 몰드어셈블리를 일체화하여 제작된다.
이때, 폴리염화비닐을 포함하는 조성물의 용융지수(Melt Flow Index)가 낮으면 제품의 미성형으로 인해 불량률이 높아지는바, 이를 개선하기 위해 사출압을 상승시키면 인서트된 글라스에 압력이 전달되어 파손율이 증가되고 공정 수율이 저하되어 원가 상승의 원인이 되기도 한다.
본 발명은 인캡슐레이션 글라스에 몰딩용으로 사용 가능한 물성을 충족시킴과 동시에 사출 흐름성을 향상시킬 수 있는 인캡슐레이션 글라스용 수지 조성물을 제공한다.
본 발명은 폴리염화비닐 100중량부를 기준으로 가소제 50 내지 60중량부; 충진제 45 내지 55중량부; 열안정제 3 내지 7중량부; 카본블랙 0.5 내지 1중량부 및 폴리메틸메타아크릴레이트 2 내지 10중량부를 포함하는 인캡슐레이션 글라스 몰딩용 수지 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 인캡슐레이션 글라스용 수지 조성물은 인캡슐레이션 글라스에 몰딩용으로 사용 가능한 물성을 충족시킴과 동시에 사출 흐름성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 폴리염화비닐 100중량부를 기준으로 가소제 50 내지 60중량부; 충진제 45 내지 55중량부; 열안정제 3 내지 7중량부; 카본블랙 0.5 내지 1중량부 및 폴리메틸메타아크릴레이트 2 내지 10중량부를 포함하는 인캡슐레이션 글라스 몰딩용 수지 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 인캡슐레이션 글라스 몰딩용 수지 조성물은 인캡슐레이션 글라스, 예를 들면 차량용 인캡슐레이션 글라스에 몰딩용으로 사용되는 수지 조성물이다.
본 발명에 따른 폴리염화비닐(PVC)은 인캡슐레이션 글라스 몰딩용 수지 조성물을 구성하는 베이스 수지로서 당업계의 통상적으로 사용되는 폴리염화비닐이다.
특정적으로, 본 발명에 따른 폴리염화비닐은 500 내지 800의 중합도(DP)(K값 52 내지 60)를 갖는 상대적으로 저중합 수지를 사용하는 것이 좋다.
이때, 상기 중합도 범위를 벗어난 폴리염화비닐을 사용하면 기계적 물성은 향상되지만 용융지수의 급격한 저하로 인해 용융지수의 흐름 특성이 좋지 않게 된다.
더욱이, 상기 저중합 폴리염화비닐을 베이스 수지로 사용하게 되면, 인캡슐레이션 몰딩을 위한 사출시 가스발생, 내열 안정성, 내광성 등의 물성이 감소하는 문제점이 발생할 수 있지만, 이는 수지 조성물에 추가되는 충진제 및/또는 열 안정제로 인해 극복될 수 있다.
한편, 상기 폴리염화비닐은 단독으로 사용될 경우 비교적 단단하고 잘 부서지므로, 별도로 가소제를 첨가하여 용융온도 및/또는 용융점도를 감소시켜 성형 가공성을 향상시킬 수 있다.
이러한 가소제는 전술한 목적을 갖는 당업계에서 통상적으로 사용하는 가소제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
상기 가소제로는 프탈레이트계 가소제 및 비프탈레이트계 가소제를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 상기 프탈레이트계 가소제는 디옥틸프탈레이트(DOP), 디이소데실프탈레이트(DIDP), 디이소노닐프탈레이트(DINP), 디에틸헥실프탈레이트(DEHP), 디-n-옥틸프탈레이트(DNOP), 디부틸프탈레이트(DBP), 부틸벤질프탈레이트(BBP) 등을 단독 또는 혼합하여 사용 가능하고, 친환경 가소제로서 상기 비프탈레이트계 가소제는 디-2-헥실아디페이트(DOA), 트리-에틸헥실트리멜리테이트(TOTM), 아세틸트리부틸사이트레이트(ATBC), 페놀과 크레솔의 알킬술폰산(메사몰), 디이소노닐아디페이트(DINA), 모노글리세린 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있지만, 추천하기로는 디이소닐프탈레이트 및/또는 디-2-헥실아디페이트를 사용하는 것이 좋다.
또한, 전술한 가소제 외에 2차 가소제로서 염소화 파라핀, 에폭시화 대두유, 지방산계 가소제 등을 적절히 첨가하여 사용할 수도 있다.
상기 가소제의 사용량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 폴리염화비닐 100중량부를 기준으로 50 내지 60중량부를 사용하는 것이 좋다.
상기 가소제가 50중량부 미만으로 첨가된 경우에는 상술한 용융지수 및/또는 가공성을 확보하기 곤란하고, 그 함량이 60중량부를 초과하는 경우에는 완성된 사출물이 차량 인캡슐레이션 글라스용으로 적용하기 위한 일정한 강도를 얻기 어려운 문제점이 있다.
특정적으로, 본 발명에 따른 가소제는 디이소노닐프탈레이트(DINP) 48 내지 58중량부 및 디-2-헥실아디페이트(DOA) 2 내지 10중량부로 이루어진 것이 좋다.
여기서, 상기 가소제로서 디이소노닐프탈레이트를 단독으로 사용하는 경우 자동차에 적용되는 인캡슐레이션 글라스 몰딩용 수지 조성물이 요구하는 물성, 예를 들면 -40℃ 내지 80℃에서 3일 동안의 환경사이클 시험시 외관 변형하지 않는 물성을 충족할 가능성이 낮으므로, 내한성 가소제인 디-2-헥실아디페이트를 혼용하여 외관 변형이 발생하지 않도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 충진제는 강성과 열변형 온도를 향상시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 충진제라면 특별히 제한되지 않는다.
상기 충진제의 일례로서, 탄산칼슘(CaCO3), 활석(talc, Mg3(OH)2Si4O10), 운모(mica) 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 추천하기로는 탄산칼슘이 좋다.
상기 충진제는 비중이 2.9 내지 3.2로써, 다른 수지 조성물의 구성성분들과 비교하여 상대적으로 높은 비중을 갖는다. 따라서 본 발명에 따른 수지 조성물, 특정적으로 인캡슐레이션 글라스 몰딩용 수지 조성물에 탄산칼슘 등의 충진제를 첨가하면 원료의 비중이 높아져서 압출량이 증가하게 된다.
특히, 상기 탄산칼슘은 가격이 저렴하여 제품의 생산 원가를 절감할 수 있다.
한편, 전술한 압출량, 강성 및/또는 열변형 온도의 향상을 위한 최적의 효과를 발휘할 수 있는 충진제의 사용량은 폴리염화비닐 100중량부를 기준으로 45 내지 55중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 열안정제는 인캡슐레이션 글라스 몰딩용 수지 조성물의 가공시 탈염산 반응이 일어날 경우에 발생하는 염화수소(HCl)를 신속히 중화시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 열안정제라면 특별히 한정되지 않는다.
바람직한 열안정제로는 무독성인 Sn계, Ba-Zn계, Ca-Zn계 등의 금속계 열안정제와, 하아드로탈사이트계, 제올라이트계, 에폭시계 열안정제 등의 비금속계 열안정제를 단독 또는 혼합하여 사용한다.
상기 열안정제는 폴리염화비닐 100중량부에 대하여 3 내지 7중량부를 사용하는 것이 좋다.
이때, 상기 열안정제가 3중량부 미만일 경우 열안정제로서 특성을 발휘할 수 없고, 7중량부를 초과하면 다량의 가스가 발생되는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 카본블랙은 인캡슐레이션 글라스 몰딩용 수지 조성물의 내후성을 향상시키는 동시에 색상을 제공하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 카본블랙이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
상기 카본블랙의 사용량은 폴리염화비닐 100중량부를 기준으로 0.5 내지 1중량부인 것이 좋다.
이때, 상기 카본블랙은 카본블랙 자체의 고유한 성질, 예를 들면 도전성 및 기계적 특성 등으로 인하여 충전할 수 있는 임계함량이 존재하는바, 수지 조성물, 특정적으로 인캡슐레이션 글라스 몰딩용 수지 조성물에 임계함량 이상으로 카본 블랙이 포함되면, 표면평활성 및/또는 흐름성(사출성)이 약화되고 이에 따라 베이스 수지인 폴리염화비닐의 유동성이 감소하여 카본블랙의 분산성을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따른 폴리메틸메타아크릴레이트(Polymethylmethacrylate; 폴리메틸메타아크릴레이트)는 수지 조성물, 특정적으로 인캡슐레이션 글라스 몰딩용 수지 조성물의 가공, 예를 들면 사출가공시 사출의 흐름성을 향상시키고, 외관 변형이 발생하지 않도록 한다.
상기 폴리메틸메타아크릴레이트의 사용량은 폴리염화비닐 100중량부를 기준으로 2 내지 10중량부, 추천하기로는 4 내지 8중량부인 것이 좋다.
특히, 상기 폴리메틸메타아크릴레이트는 액상으로 존재하는 메틸메타아크릴레이트(Methylmethacrylate; MMA)와 달리 고분자량, 예를 들면 50,000 내지 150,000Da의 수평균 분자량을 갖는 고상으로써, 취급이 용이할 뿐만 아니라 MMA를 사용하는 경우보다 사출의 흐름성을 현저히 향상시키고, 외관 변형을 방지할 수 있다.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
<실시예 1>
폴리염화비닐[LS070, LG화학, 대한민국] 100중량부를 기준으로 가소제인 디이소노닐프탈레이트(DINP)[DINP, LG화학, 대한민국] 55중량부와 디-2-헥실아디페이트(DOA)[DOA, LG화학, 대한민국] 4중량부; 충진제인 탄산칼슘[OMYA1T, OMYA코리아, 대한민국] 54중량부; 열안정제[KMF-7506, 경기소재, 대한민국] 5중량부; 카본블랙[30L, 에보닉카본블랙, 대한민국] 0.8중량부; 및 약 150,000Da의 고분자량을 갖는 폴리메틸메타아크릴레이트[PMMA, LG화학, 대한민국] 4중량부를 혼합하여 인캡슐레이션 글라스 몰딩용 수지 조성물을 제조하였다.
그 다음, 상기 수지 조성물을 사출기[프로MC, 동신유압, 대한국민]를 이용하여 170 내지 180℃의 온도, 30 내지 40bar의 압력 및 35 내지 40초의 냉각시간으로 사출하여 사출물을 제조하였다.
상기 인캡슐레이션 글라스 몰딩용 수지 조성물의 조성을 표 1로 나타냈다.
<실시예 2>
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 가소제인 디이소노닐프탈레이트(DINP) 55중량부 및 디-2-헥실아디페이트(DOA) 4중량부 대신 디이소노닐프탈레이트(DINP) 50중량부 및 디-2-헥실아디페이트(DOA) 4중량부를 사용하고; 충진제 54중량부 대신 충진제 50중량부를 사용하고; 폴리메틸메타아크릴레이트 4중량부 대신 폴리메틸메타아크릴레이트 8중량부를 사용하였다.
상기 인캡슐레이션 글라스 몰딩용 수지 조성물의 조성을 표 1로 나타냈다.
<비교예 1>
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 가소제인 디이소노닐프탈레이트(DINP) 55중량부 및 디-2-헥실아디페이트(DOA) 4중량부 대신 디이소노닐프탈레이트(DINP) 42중량부 및 디-2-헥실아디페이트(DOA) 4중량부를 사용하고; 충진제 54중량부 대신 충진제 45중량부를 사용하고; 열안정제 5중량부 대신 열안정제 4중량부를 사용하고; 폴리메틸메타아크릴레이트를 사용하지 않았다.
상기 인캡슐레이션 글라스 몰딩용 수지 조성물의 조성을 표 1로 나타냈다.
[표 1]
<실험>
상기 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에 따라 제조된 사출물의 인장강도, 신율, 경도, 비중 및 외관변형을 측정하여 표 2로 나타냈다.
여기서, 상기 인장강도 및 신율은 JIS K 6723 방법으로 측정하고, 경도는 ASTM D2240 방법으로 측정하고, 비중은 KSM-0004 방법으로 측정하고, 외관변형은 내습열 환경으로서 -40℃ 내지 80℃의 온도범위에서 72시간 동안 사출물을 방치하는 사이클 시험을 통하여 제품의 변형, 예를 들면 뒤틀림 및 색상 등 외관 변화를 육안으로 관찰하여 측정하였다.
[표 2]
상기 표 2에 나타난 바와 같이, PMMA를 사용한 실시예 1 및 실시예 2는 PMMA를 사용하지 않은 비교예 1에 비해 신율이 낮고 외관변형이 발생하지 않는 것을 알 수 있었다.
또한, PMMA를 사용한 실시예 1 및 실시예 2는 PMMA를 사용하지 않은 비교예 1과 달리 내습열 환경 사이클 시험 후 제품의 수축 및 외관변형이 발생하지 않는 것을 알 수 있었다.
<실시예 3>
폴리염화비닐[LS070, LG화학, 대한민국] 100중량부를 기준으로 가소제인 디이소노닐프탈레이트(DINP)[DINP, LG화학, 대한민국] 50중량부와 디-2-헥실아디페이트(DOA)[DOA, LG화학, 대한민국] 4중량부; 충진제인 탄산칼슘[OMYA1T, OMYA코리아, 대한민국] 50중량부; 열안정제[KMF-7506, 경기소재, 대한민국] 5중량부; 카본블랙[30L, 에보닉카본블랙, 대한민국] 0.8중량부; 및 약 150,000Da의 고분자량을 갖는 폴리메틸메타아크릴레이트[PMMA, LG화학, 대한민국] 8중량부를 혼합하여 인캡슐레이션 글라스 몰딩용 수지 조성물을 제조하였다.
그 다음, 상기 수지 조성물을 사출기[프로MC, 동신유압, 대한국민]를 이용하여 170 내지 180℃의 온도, 30 내지 40bar의 압력, 및 35 내지 40초의 냉각시간으로 사출하여 사출물을 제조하였다.
상기 인캡슐레이션 글라스 몰딩용 수지 조성물의 조성을 표 3으로 나타냈다.
<비교예 2>
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 폴리메틸메타아크릴레이트[PMMA, LG화학, 대한민국] 8중량부 대신 메틸메타아크릴레이트[MMA, LG화학, 대한민국] 8중량부를 사용하였다.
상기 인캡슐레이션 글라스 몰딩용 수지 조성물의 조성을 표 3으로 나타냈다.
[표 3]
<실험>
상기 실시예 3 및 비교예 4에 따라 제조된 사출물의 인장강도, 신율, 경도, 비중 및 외관변형을 측정하여 표 4로 나타냈다.
여기서, 상기 인장강도 및 신율은 JIS K 6723 방법으로 측정하고, 경도는 ASTM D2240 방법으로 측정하고, 비중은 KSM-0004 방법으로 측정하고, 외관변형은 내습열 환경으로서 -40℃ 내지 80℃의 온도범위에서 72시간 동안 사출물을 방치하는 사이클 시험을 통하여 제품의 변형, 예를 들면 뒤틀림 및 색상 등 외관 변화를 육안으로 관찰하여 측정하였다.
[표 4]
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 고분자량인 PMMA를 사용한 실시예 3은 외관변형이 없었으나, 중/저분자량인 MMA를 사용한 비교예 2는 외관변형이 나타나는 것을 알 수 있었다.
또한, 비교예 2의 경우, 사출물에서 시큼한 냄새가 발생하였고, 작업중에도 가스 및 냄새가 발생하여 사출 작업공정시 작업자 및 작업환경에도 좋지 않았다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (6)
- 폴리염화비닐 100중량부를 기준으로 디이소노닐프탈레이트(DINP) 48 내지 58중량부 및 디-2-헥실아디페이트(DOA) 2 내지 10중량부인 것을 포함하는 가소제 50 내지 60중량부; 충진제 45 내지 55중량부; 열안정제 3 내지 7중량부; 카본블랙 0.5 내지 1중량부 및 폴리메틸메타아크릴레이트 2 내지 10중량부를 포함하는 인캡슐레이션 글라스 몰딩용 수지 조성물.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 충진제는 탄산칼슘, 활석, 운모 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 인캡슐레이션 글라스 몰딩용 수지 조성물 - 제1항에 있어서,
상기 열안정제는 Sn계, Ba-Zn계 또는 Ca-Zn계 열안정제, 하아드로탈사이트계, 제올라이트계, 에폭시계 열안정제 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 인캡슐레이션 글라스 몰딩용 수지 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 폴리메틸메타아크릴레이트는 50,000 내지 150,000Da의 수평균 분자량을 갖는 것을 특징으로 하는 인캡슐레이션 글라스 몰딩용 수지 조성물.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110056397A KR101340217B1 (ko) | 2011-06-10 | 2011-06-10 | 인캡슐레이션 글라스 몰딩용 수지 조성물 |
Applications Claiming Priority (1)
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