KR101993509B1 - 레이저 직접 구조화 공정용 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품 - Google Patents

레이저 직접 구조화 공정용 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명의 열가소성 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지; 전체 디올 성분 중 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM) 함량이 20 내지 100 몰%인 글리콜 변성 폴리에스테르 수지; 무기 충진제; 및 레이저 직접 구조화(laser direct structuring; LDS)용 첨가제;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 열가소성 수지 조성물은 우수한 도금 밀착력, 외관 특성, 표면 경도 등을 구현할 수 있다.

Description

레이저 직접 구조화 공정용 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품{THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION FOR LASER DIRECT STRUCTURING PROCESS AND ARTICLE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 레이저 직접 구조화 공정용 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 우수한 도금 밀착력, 외관 특성, 표면 경도 등을 구현할 수 있는 레이저 직접 구조화 공정용 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.
열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 성형품 표면의 적어도 일부에 금속층을 도금하기 위하여, 레이저 직접 구조화 공정(laser direct structuring process: LDS process)이 사용될 수 있다. 레이저 직접 구조화 공정은, 도금 단계 이전에 수행되는 공정으로서, 성형품 표면의 도금 대상 영역에 레이저를 조사함으로써, 성형품 표면의 도금 대상 영역을 개질하여 도금에 적합한 성질을 갖도록 하는 공정을 의미한다. 이를 위하여, 성형품을 제조하기 위한 열가소성 수지 조성물은 레이저에 의하여 금속 핵을 형성할 수 있는 레이저 직접 구조화용 첨가제를 함유하여야 한다. 상기 첨가제는 레이저를 받으면 분해되면서 금속 핵을 생성한다. 또한, 레이저가 조사된 영역은 거칠어진 표면을 갖게 된다. 이러한 금속 핵 및 표면 거칠기로 인하여, 레이저로 개질된 영역은 도금에 적합하게 된다.
레이저 직접 구조화 공정을 사용하면, 성형품의 3차원 형상 위에 전기/전자 회로를 빠르고 경제적으로 형성할 수 있다. 구체적인 예를 들면, 레이저 직접 구조화 공정은, 휴대용 전자기기의 안테나, RFID(radio frequency identification) 안테나 등의 제조에 활용될 수 있다.
최근 제품의 경량화, 박막화 추세에 따라, 우수한 기계적 물성 및 성형 가공성(외관 특성)을 갖는 열가소성 수지 조성물이 요구되고 있다. 또한, 휴대용 전자기기 등의 미세 패턴(도금 영역)의 두께가 얇아지면서, 도금 박리 현상이 발생할 우려가 있다.
따라서, 열가소성 수지의 기계적 물성의 저하 없이, 우수한 도금 밀착력, 외관 특성, 표면 경도 등을 구현할 수 있는 레이저 직접 구조화 공정용 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 2011-0018319호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 우수한 도금 밀착력, 외관 특성, 표면 경도 등을 구현할 수 있는 레이저 직접 구조화 공정용 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.
본 발명의 하나의 관점은 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다. 상기 열가소성 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지; 전체 디올 성분 중 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM) 함량이 20 내지 100 몰%인 글리콜 변성 폴리에스테르 수지; 무기 충진제; 및 레이저 직접 구조화(laser direct structuring; LDS)용 첨가제;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 상기 폴리카보네이트 수지 50 내지 90 중량%, 상기 글리콜 변성 폴리에스테르 수지 1 내지 20 중량% 및 상기 무기 충진제 5 내지 40 중량%를 포함하는 기초 수지 100 중량부에 대하여, 상기 레이저 직접 구조화용 첨가제 0.1 내지 20 중량부를 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 글리콜 변성 폴리에스테르 수지는 전체 디올 성분 중 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM)의 함량이 35 내지 100 몰%일 수 있다.
구체예에서, 상기 무기 충진제는 유리 섬유, 탈크, 규회석, 휘스커, 실리카, 마이카, 및 현무암 섬유 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 레이저 직접 구조화용 첨가제는 중금속 복합 산화물 스피넬 및 구리염 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 글리콜 변성 폴리에스테르 수지 및 상기 무기 충진제의 중량비는 1 : 1 내지 1 : 4일 수 있다.
구체예에서, 상기 글리콜 변성 폴리에스테르 수지 및 상기 레이저 직접 구조화용 첨가제의 중량비는 1 : 1 내지 4 : 1일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 5 cm × 1 cm × 1 mm 크기 사출성형 시편에 레이저 직접 구조화 공정 및 도금 공정을 통해 두께 35 ㎛의 스트라이프(stripe)형 구리층을 형성한 후, 인장 시험기를 사용하여 50 mm/min 박리 속도로 측정한 박리 강도(peel strength)가 1.25 내지 1.60 N/mm일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 두께 1 mm 및 폭 15 mm의 나선 형태의 금형을 이용하여, 300℃의 사출성형 온도, 60℃의 금형 온도, 50% 사출압 및 50% 사출 속도 조건에서 사출성형한 시편의 유동 길이가 135 내지 170 mm일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D785에 의거하여, R-Scale로 측정한 로크웰(Rockwell) 경도가 115 내지 130일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 두께 1 mm 및 폭 15 mm의 나선 형태의 금형을 이용하여, 300℃의 사출성형 온도, 60℃의 금형 온도, 50% 사출압 및 50% 사출 속도 조건에서 시편이 성형되기까지 걸리는 냉각 시간이 10 내지 50초일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 성형품에 관한 것이다.
구체예에서, 상기 성형품은 표면의 적어도 일부에 레이저 직접 구조화 공정 및 도금 공정에 의해 형성된 금속층을 포함할 수 있다.
본 발명은 우수한 도금 밀착력, 외관 특성, 표면 경도 등을 구현할 수 있는 레이저 직접 구조화 공정용 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 성형품을 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면, 다음과 같다.
본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 레이저 직접 구조화 공정(laser direct structuring process: LDS process)에 사용 가능한 것으로서, (A) 폴리카보네이트 수지; (B) 글리콜 변성 폴리에스테르 수지; (C) 무기 충진제; 및 (D) 레이저 직접 구조화(laser direct structuring; LDS)용 첨가제;를 포함한다.
(A) 폴리카보네이트 수지
본 발명에 일 구체예에 따른 폴리카보네이트 수지로는 통상의 열가소성 수지 조성물에 사용되는 폴리카보네이트 수지를 사용할 수 있다. 예를 들면, 디페놀류(방향족 디올 화합물)를 포스겐, 할로겐 포르메이트, 탄산 디에스테르 등의 카보네이트 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-히드록시페닐)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 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.
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 제조할 수도 있다.
상기 폴리카보네이트 수지는 호모 폴리카보네이트 수지, 코폴리카보네이트 수지 또는 이들의 블렌드 형태로 사용할 수 있다. 또한, 상기 폴리카보네이트 수지는 에스테르 전구체(precursor), 예를 들면, 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 10,000 내지 200,000 g/mol, 예를 들면, 15,000 내지 40,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 강성, 내열성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리카보네이트 수지는 폴리카보네이트 수지(A), 글리콜 변성 폴리에스테르 수지(B) 및 무기 충진제(C)를 포함하는 기초 수지((A)+(B)+(C)) 전체 100 중량% 중 50 내지 90 중량%, 예를 들면 60 내지 80 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 강성, 내열성, 도금 밀착력, 외관 특성, 표면 경도 등이 우수할 수 있다.
(B) 글리콜 변성 폴리에스테르 수지
본 발명의 글리콜 변성 폴리에스테르 수지는 전체 디올 성분 중 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM) 함량이 20 내지 100 몰%인 폴리에스테르 수지로서, 레이저 직접 구조화용 첨가제 및 무기 첨가제와 함께 사용되어, 열가소성 수지 조성물의 강성 등은 유지시키면서, 도금 부착력, 외관 특성(성형 가공성) 및 표면 경도를 향상시킬 수 있는 것이다.
구체예에서, 상기 글리콜 변성 폴리에스테르 수지는 테레프탈산을 포함하는 디카르복실산 성분과 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM) 20 내지 100 몰%, 예를 들면 35 내지 100 몰% 및 탄소수 2 내지 6의 알킬렌 글리콜 0 내지 80 몰%, 예를 들면 0 내지 65 몰%를 포함하는 디올 성분을 중축합하여 제조할 수 있다. 상기 디올 성분 100 몰% 중 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM)의 함량이 20 몰% 미만일 경우, 열가소성 수지 조성물의 성형 가공성, 표면 경도 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 글리콜 변성 폴리에스테르 수지는 o-클로로페놀 용액(농도: 0.5 g/dl)을 사용하여 35℃에서 측정한 고유점도가 0.5 내지 0.8 dl/g, 예를 들면 0.55 내지 0.75 dl/g일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물 성분 간의 혼화성이 향상되고, 열가소성 수지 조성물의 기계적 물성, 성형 가공성(외관 특성), 표면 경도 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 글리콜 변성 폴리에스테르 수지는 폴리카보네이트 수지(A), 글리콜 변성 폴리에스테르 수지(B) 및 무기 충진제(C)를 포함하는 기초 수지((A)+(B)+(C)) 전체 100 중량% 중 1 내지 20 중량%, 예를 들면 5 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 외관 특성(성형 가공성), 표면 경도, 강성, 도금 밀착력 등이 우수할 수 있다.
(C) 무기 충진제
본 발명의 일 구체예에 따른 무기 충진제는 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 강성 등 기계적 물성을 향상시킬 수 있는 것으로서, 레이저 직접 구조화용 첨가제를 제외한 통상의 무기 충진제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 무기 충진제로는 유리 섬유, 탈크, 규회석, 휘스커, 실리카, 마이카, 현무암 섬유, 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는 유리 섬유를 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 무기 충진제는 광학 현미경으로 측정한 단면의 평균 직경이　5 내지 20　㎛이고, 가공 전 길이가 2 내지 5 mm인 원형 단면의 유리섬유이거나, 단면의 종횡비(단면의 장경/단면의 단경)가 1.5 내지 10이고, 가공 전 길이가 2 내지 5 mm인 판상 단면의 유리섬유일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 외관 특성 등 다른 물성의 저하 없이, 기계적 물성, 표면 경도 등을 향상시킬 수 있다.
구체예에서, 상기 무기 충진제는 폴리카보네이트 수지(A), 글리콜 변성 폴리에스테르 수지(B) 및 무기 충진제(C)를 포함하는 기초 수지((A)+(B)+(C)) 전체 100 중량% 중 5 내지 40 중량%, 예를 들면 10 내지 30 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 강성, 표면 경도, 외관 특성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 글리콜 변성 폴리에스테르 수지(B) 및 상기 무기 충진제(C)의 중량비((B):(C))는 1 : 1 내지 1 : 4, 예를 들면 1 : 1 내지 1 : 3일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 외관 특성, 성형성 등이 더 우수할 수 있다.
(D) 레이저 직접 구조화용 첨가제
본 발명의 일 구체예에 따른 레이저 직접 구조화(laser directed structuring; LDS)용 첨가제는 레이저에 의해 금속 핵을 형성할 수 있는 것으로서, 통상의 레이저 직접 구조화용 수지 조성물에 사용되는 레이저 직접 구조화용 첨가제를 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 레이저 직접 구조화용 첨가제는 중금속 복합 산화물 스피넬(heavy metal mixture oxide spinel) 및/또는 구리염(copper salt)을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 중금속 복합 산화물 스피넬은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
AB2O4
상기 화학식 1에서, A는 원자가 2의 금속 양이온, 예를 들면 마그네슘, 구리, 코발트, 아연, 주석, 철, 망간, 니켈, 이들의 조합 등일 수 있고, B는 원자가 3의 금속 양이온, 예를 들면 망간, 니켈, 구리, 코발트, 주석, 티타늄, 철, 알루미늄, 크롬, 이들의 조합 등일 수 있다.
구체예에서, 상기 레이저 직접 구조화용 첨가제로는 구리 철 스피넬, 마그네슘 알루미늄 산화물, 구리 크롬 망간 혼합 산화물, 구리 망간 철 혼합 산화물(임의로 각 경우에 산소가 결합되어 있을 수 있음), 구리 염 및 산화물, 예를 들면 산화구리(I), 산화구리(II), 인산구리, 황산구리, 티오시안산제1구리 및 금속 착체 화합물, 구리, 주석, 니켈, 코발트, 은 및 팔라듐의 킬레이트 화합물, 또는 이러한 시스템의 혼합물 및/또는 구리 크롬 망간 혼합 산화물, 구리 망간 철 혼합 산화물, 구리 크롬 산화물, 아연 철 산화물, 코발트 크롬 산화물, 코발트 알루미늄 산화물, 마그네슘 알루미늄 산화물 및 이들의 혼합물 및/또는 표면 처리 형태 및/또는 산소가 결합된 형태 등을 예시할 수 있다. 보다 구체적으로, 구리 히드록사이드 포스페이트, 구리 크롬 옥사이드 스피넬, 인산구리, 황산구리, 티오시안산제1구리, 이들의 조합 등을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 레이저 직접 구조화용 첨가제는 상기 기초 수지((A)+(B)+(C)) 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 20 중량부, 예를 들면 1 내지 15 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 도금 밀착력, 내충격성, 강성, 표면 경도, 외관 특성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 글리콜 변성 폴리에스테르 수지(B) 및 상기 레이저 직접 구조화용 첨가제(D)의 중량비((B):(D))는 1 : 1 내지 4 : 1, 예를 들면 2 : 1 내지 3 : 1일 수 있다. 상기 범위에서 열가소성 수지 조성물의 도금 밀착력 등이 더 우수할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 필요에 따라, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 열가소성 수지 조성물에 통상적으로 사용되는 임의의 첨가제를 더욱 첨가할 수 있다. 상기 첨가제로는 활제, 착색제, 안정화제, 산화방지제, 대전방지제, 유동개선제 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 첨가제 사용 시, 상기 기초 수지 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 20 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 열가소성 수지 조성물은 상기 구성 성분을 혼합하고, 통상의 이축 압출기를 사용하여, 200 내지 300℃, 예를 들면 250 내지 280℃에서 용융 압출한 펠렛 형태일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 5 cm × 1 cm × 1 mm 크기 사출성형 시편에 레이저 직접 구조화 공정 및 도금 공정을 통해 두께 35 ㎛의 스트라이프(stripe)형 구리층을 형성한 후, 인장 시험기를 사용하여 50 mm/min 박리 속도로 측정한 박리 강도(peel strength)가 1.25 내지 1.60 N/mm, 예를 들면 1.29 내지 1.55 N/mm일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 두께 1 mm 및 폭 15 mm의 나선 형태의 금형을 이용하여, 300℃의 사출성형 온도, 60℃의 금형 온도, 50% 사출압 및 50% 사출 속도 조건에서 사출성형한 시편의 유동 길이가 135 내지 170 mm, 예를 들면 145 내지 170 mm 일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 ASTM D785에 의거하여, R-Scale로 측정한 로크웰(Rockwell) 경도가 115 내지 130, 예를 들면 116 내지 125일 수 있다.
구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 두께 1 mm 및 폭 15 mm의 나선 형태의 금형을 이용하여, 300℃의 사출성형 온도, 60℃의 금형 온도, 50% 사출압 및 50% 사출 속도 조건에서 시편이 성형되기까지 걸리는 냉각 시간이 10 내지 50초일 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 성형 방법으로 성형품을 제조할 수 있다. 상기 성형품은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 형성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 성형품을 개략적으로 도시한 것이다. 도면에서 발명을 구성하는 구성요소들의 크기는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어 기술된 것일 뿐, 그에 제한되는 것은 아니다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 구체예에 따른 성형품(10)은 성형품(10) 표면의 적어도 일부에 레이저 직접 구조화 공정 및 도금 공정에 의해 형성된 금속층(20)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 구체예에 따른 성형품(10)은 안테나를 제조하는데 사용되는 회로 캐리어 등일 수 있으며, 상기 성형품(10)은 예를 들면, 상기 열가소성 수지 조성물을 사용하여 사출 성형 등의 방법으로 성형품(10)을 제조하고; 상기 성형품(10) 표면의 특정 영역(금속층(20) 부분)에 레이저를 조사하고; 조사된 영역을 금속화(도금)하여 금속층(20)을 형성함으로써 제조될 수 있다.
구체예에서, 상기 레이저 조사에 의해 성형품(10)에 포함된 레이저 직접 구조화용 첨가제가 분해되면서 금속 핵을 생성한다. 또한, 레이저가 조사된 영역은 도금에 적합한 표면 거칠기를 갖게 된다. 상기 레이저의 파장은 248 nm, 308 nm, 355 nm, 532 nm, 1,064 nm 또는 10,600 nm일 수 있다.
구체예에서, 상기 금속화 과정은 통상의 도금 공정을 통해 수행될 수 있다. 예를 들면, 레이저가 조사된 성형품(10)을 하나 이상의 무전해 도금조에 담그는 것에 의해 성형품(10) 표면의 레이저 조사된 영역 상에 금속층(20)(전기적 전도성 경로)를 형성시키는 것일 수 있다. 상기 무전해 도금 공정의 비제한적인 예로는 구리 도금 공정, 금 도금 공정, 니켈 도금 공정, 은 도금, 아연 도금, 틴 도금 등을 예시할 수 있다.
이와 같이, 레이저 직접 구조화 공정에 의해 표면의 적어도 일부에 금속층이 형성된 성형품은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 형성될 수 있다.
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) 폴리카보네이트 수지
중량평균분자량이 23,000 g/mol인 비스페놀-A계 폴리카보네이트 수지를 사용하였다.
(B) 글리콜 변성 폴리에스테르 수지
(B1) 전체 디올 성분 중 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM) 함량이 100 몰%인 글리콜 변성 폴리에스테르 수지(디카르복실산 성분: 테레프탈산, 고유점도: 0.65 dl/g)를 사용하였다.
(B2) 전체 디올 성분 중 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM) 함량이 40 몰%인 글리콜 변성 폴리에스테르 수지(디카르복실산 성분: 테레프탈산, 디올 성분: CHDM 40 몰% 및 에틸렌 글리콜 60 몰%, 고유점도: 0.65 dl/g)를 사용하였다.
(B3) 전체 디올 성분 중 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM) 함량이 20 몰%인 글리콜 변성 폴리에스테르 수지(디카르복실산 성분: 테레프탈산, 디올 성분: CHDM 40 몰% 및 에틸렌 글리콜 80 몰%, 고유점도: 0.67 dl/g)를 사용하였다.
(B4) 전체 디올 성분 중 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM) 함량이 15 몰%인 글리콜 변성 폴리에스테르 수지(디카르복실산 성분: 테레프탈산, 디올 성분: CHDM 15 몰% 및 에틸렌 글리콜 85 몰%, 고유점도: 0.68 dl/g)를 사용하였다.
(C) 무기 충진제
유리 섬유(제조사: Owens Corning, 제품명: CS03-183F)를 사용하였다.
(D) 레이저 직접 구조화용 첨가제
구리 히드록사이드 포스페이트(copper hydroxide phosphate)를 사용하였다.
실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 5
상기 각 구성 성분을 하기 표 1에 기재된 바와 같은 함량으로 첨가한 후, L/D=36, 직경 45 mm인 이축 압출기를 사용하여, 바렐(barrel) 온도 250 내지 300℃에서 압출하여 펠렛(pellet) 형태의 열가소성 수지 조성물을 제조하였다. 제조된 펠렛은 80 내지 100℃에서 4시간 이상 건조 후, 6 oz 사출성형기(성형 온도 300℃, 금형 온도: 60℃)에서 사출성형하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편에 대하여 하기의 방법으로 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
물성 측정 방법
(1) 도금성(도금 밀착력) 평가: 5 cm × 1 cm × 1 mm 크기 사출성형 시편을 25℃에서 6시간 에이징(aging)한 후, 레이저 직접 구조화 공정을 통해 스트라이프(stripe)형으로 시편의 표면을 활성화하고, 도금 공정(구리 무전해 도금)을 통해 두께 35 ㎛의 스트라이프(stripe)형 구리층을 형성한 후, 인장 시험기(제조사: Zwick)를 사용하여 50 mm/min 박리 속도로 박리 강도(peel strength, 단위: N/mm)를 측정하였다.
(2) 성형 가공성(유동성) 평가: 두께 1 mm 및 폭 15 mm의 나선 형태의 금형을 이용하여, 300℃의 사출성형 온도, 60℃의 금형 온도, 50% 사출압 및 50% 사출 속도 조건에서 사출 성형한 시편의 유동 길이(spiral length, 단위: mm)를 측정하였다. 측정된 길이가 길수록 유동성(성형 가공성)이 우수함을 의미한다.
(3) 표면 경도 평가: ASTM D785에 의거하여, R-Scale로 로크웰(Rockwell) 경도를 측정하였다.
(4) 성형 가공성(사출 냉각 시간) 평가: 두께 1 mm 및 폭 15 mm의 나선 형태의 금형을 이용하여, 300℃의 사출성형 온도, 60℃의 금형 온도, 50% 사출압 및 50% 사출 속도 조건에서 시편이 성형(완성)되기까지 걸리는 냉각 시간(단위: 초)을 측정하였다.
실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5
(A) (중량%) 80 80 70 70 60 60 80 90 80 70 80 70
(B)
(중량%)		 (B1) 10 - 10 - 10 - - - - - -
(B2) - 10 - 10 - 10 - - - - - -
(B3) - - - - - - 10 - - - - -
(B4) - - - - - - - - - - 10 10
(C) (중량%) 10 10 20 20 30 30 10 10 20 30 10 20
(D) (중량부) 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
박리 강도 (N/mm) 1.43 1.47 1.39 1.38 1.31 1.29 1.40 1.25 1.21 1.19 1.42 1.38
유동 길이 (mm) 160 161 154 158 150 153 166 130 123 118 160 153
로크웰 경도 119 117 118 117 117 116 116 120 122 125 108 110
사출 냉각 시간 (초) 30 41 33 35 26 28 50 25 21 20 80 70
상기 표 1의 결과로부터, 본 발명의 열가소성 수지 조성물은 도금 밀착력, 성형 가공성(유동성), 표면 경도 및 이들의 물성 발란스가 우수함을 알 수 있다.
반면, 본 발명의 글리콜 변성 폴리에스테르 수지를 사용하지 않은 비교예 1 내지 3의 경우, 도금 밀착력, 성형 가공성 등이 저하되었음을 알 수 있고, CHDM의 함량이 전체 디올 성분 중 15 몰%인 글리콜 변성 폴리에스테르 수지를 사용한 비교예 4 및 5의 경우, 표면 경도, 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 (13)

  1. 폴리카보네이트 수지;
    전체 디올 성분 중 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM) 함량이 20 내지 100 몰%인 글리콜 변성 폴리에스테르 수지;
    무기 충진제; 및
    레이저 직접 구조화용 첨가제;를 포함하며,
    상기 글리콜 변성 폴리에스테르 수지 및 상기 레이저 직접 구조화용 첨가제의 중량비는 1 : 1 내지 4 : 1이며,
    5 cm × 1 cm × 1 mm 크기 사출성형 시편에 레이저 직접 구조화 공정 및 도금 공정을 통해 두께 35 ㎛의 스트라이프(stripe)형 구리층을 형성한 후, 인장 시험기를 사용하여 50 mm/min 박리 속도로 측정한 박리 강도(peel strength)가 1.25 내지 1.60 N/mm이고,
    ASTM D785에 의거하여, R-Scale로 측정한 로크웰(Rockwell) 경도가 115 내지 130인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 구체예에서, 상기 열가소성 수지 조성물은 상기 폴리카보네이트 수지 50 내지 90 중량%, 상기 글리콜 변성 폴리에스테르 수지 1 내지 20 중량% 및 상기 무기 충진제 5 내지 40 중량%를 포함하는 기초 수지 100 중량부에 대하여, 상기 레이저 직접 구조화용 첨가제 0.1 내지 20 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 글리콜 변성 폴리에스테르 수지는 전체 디올 성분 중 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM)의 함량이 35 내지 100 몰%인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 무기 충진제는 유리 섬유, 탈크, 규회석, 휘스커, 실리카, 마이카, 및 현무암 섬유 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 레이저 직접 구조화용 첨가제는 중금속 복합 산화물 스피넬 및 구리염 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 글리콜 변성 폴리에스테르 수지 및 상기 무기 충진제의 중량비는 1 : 1 내지 1 : 4인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 두께 1 mm 및 폭 15 mm의 나선 형태의 금형을 이용하여, 300℃의 사출성형 온도, 60℃의 금형 온도, 50% 사출압 및 50% 사출 속도 조건에서 사출성형한 시편의 유동 길이가 135 내지 170 mm인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물은 두께 1 mm 및 폭 15 mm의 나선 형태의 금형을 이용하여, 300℃의 사출성형 온도, 60℃의 금형 온도, 50% 사출압 및 50% 사출 속도 조건에서 시편이 성형되기까지 걸리는 냉각 시간이 10 내지 50초인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
  12. 제1항 내지 제6항, 제9항, 제11항 중 어느 한 항에 따른 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 성형품.
  13. 제12항에 있어서, 상기 성형품은 표면의 적어도 일부에 레이저 직접 구조화 공정 및 도금 공정에 의해 형성된 금속층을 포함하는 것을 특징으로 하는 성형품.
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