KR20120075388A - 표면 광택도 및 표면 반사율이 우수한 폴리아미드 조성물 - Google Patents

표면 광택도 및 표면 반사율이 우수한 폴리아미드 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (A) 유리전이온도가 50℃ 내지 100℃ 인 결정형 폴리아미드 수지; (B) 유리전이온도가 110℃ 내지 160℃ 인 결정형 폴리아미드 수지;(C) 무기충전제; (D) 백색안료; 및 (E) 광안정제를 포함하는 폴리아미드 수지 조성물에 관한 것으로, 상기 폴리아미드 수지 조성물 및 그 성형품은 표면 광택도, 표면 반사율, 및 기계적 강도가 우수하고, 인서트 물 또는 LED 봉지용 수지와의 밀착성이 우수하여 LED용 반사판 또는 LED 구동소자의 반사판 등으로 사용될 수 있다.

Description

표면 광택도 및 표면 반사율이 우수한 폴리아미드 조성물 {Polyamide resin composition having improved surface gloss and surface reflectance}
본 발명은 폴리아미드 수지 조성물에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 표면 광택도 및 표면 반사율이 우수한 폴리아미드 수지 조성물에 관한 것이다.
최근, LED 및 OLED 등의 새로운 광원이 저전력, 고수명 등의 장점을 활용하고, 조명표시 소자로서의 수요가 계속 확대되고 있다. 특히, LED는 휴대전화 등의 이동 통신기기, 디스플레이, 자동차 콘솔패널, 신호기, 그밖의 가전제품 용품 등 여러 가지 용도의 전기, 전자기기 제품에 사용 되고 있다. 이러한 제품에 사용되는 LED의 빛을 효율적으로 이용하기 위하여 반사판에 대한 연구가 여러 분야에서 진행되고 있다.
LED에 사용되는 반사판에 있어서는 기계적 강도뿐만 아니라, PCB기판 등으로의 표면실장에 따른 내열성이 양호하고, 정밀하게 성형할 수 있는 재료가 요구되고 있다. 또 반사판에는, 빛을 반사하는 기능상, 안정한 높은 반사율이 얻어지는 것이 요구되며, 특히 LED의 조립 및 리플로우 솔더링 공정에서의 가열에 의한 반사율의 저하를 억제하는 것이 필요하다. 또한 고반사율의 반사판을 얻으려면 특수한 인서트 성형도 실행되고 있어, 그와 같은 용도에 이용할 수 있는 수지 조성물이 요구되고 있다.
이 분야에서는, 종래 LCP(액정 폴리머)나, 내열 폴리아미드 수지가 사용되어 왔다. LCP는 내열성과 내광성 및 성형 시, 유동성이 우수하지만, 반사판에 발광 다이오드를 설치한 후에 LED chip을 봉지하기 위한 봉지용 수지와의 밀착성이 나쁘다는 문제를 가지고 있으며, 수지의 백색도가 낮기 때문에 반사판으로서 충분한 고반사율이 얻어지지 않는 문제가 있다. 또, 폴리아미드 수지로서, 종래 널리 사용되고 있는, 우수한 강도특성 및 사출성형성을 갖는 지방족 폴리아미드(PA6, PA66, PA11, PA12)에서는, 리플로우 솔더링 공정의 온도에 견딜 수 있는 내열성, 또 저흡수성이 충분하지 않고, 또한 가열했을 때에 변색됨으로써 반사율이 저하되는 문제가 있다.
선행기술인 일본 공개특허 제 1990-192918호에는 Nylon6, Nylon6.6 또는 Nylon 6.10에 산화마그네슘을 배합하여 이루어진 반사판용 수지 조성물이 개시되어 있다. 그러나, 기계적 강도가 현저히 떨어지고 반사율이 저하되는 문제점을 갖는다.
또한, 국제 공개특허 제 2003-085029호, 일본 공개특허 제 평7-228776호 에는 1,9-디아미노노난으로 이루어진 폴리아미드 수지에 무기충전제를 배합하여 이루어진 반사판용 수지 조성물이 개시되어 있다. 그러나, 밀봉용 수지와의 접착성이 좋지 않은 문제점을 가진다. 그 밖에 일본 공개특허 제 2002-294070호에는 티탄산 칼륨 섬유 및/또는 규회석을 첨가한 폴리아미드 수지가 개시되어 있다. 그러나, 성형시에 충분한 강성을 얻을 수 없으며 인서트 성형시 사용상의 문제점을 가진다.
일본 공개특허 제 2004-075994호에는 백색도가 높고, 표면 반사율이 높은 성형품 및 램프 리플랙터 재료가 되는 유용한 폴리아미드 조성물이 기재되어 있다. 이 폴리아미드 조성물은 기존의 PA6T 또는 PA46 등의 종래의 내열성 폴리아미드를 사용한 수지 조성물과 비교하여 내열성은 높으나 가열에 의한 변색을 완전히 해결하지 못한 단점을 가지고 있다.
본 발명의 목적은 우수한 표면 반사율 및 표면 광택도를 가지는 폴리아미드 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 우수한 기계적 강도 및 가공성을 가지는 폴리아미드 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 폴리아미드 수지 조성물을 가공하여 표면 반사율 및 높은 표면 광택도을 가지는 성형품을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 목적 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 일 구체예로서 (A) 유리전이온도가 50℃ 내지 100℃ 인 결정형 폴리아미드 수지; (B) 유리전이온도가 110℃ 내지 160℃ 인 결정형 폴리아미드 수지; (C) 무기충전제; (D) 백색안료; 및 (E) 광안정제를 포함하는 반사판용 폴리아미드 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 구체예로서, 상기 폴리아미드 수지 조성물은 60°각도에서의 표면 광택도가 85% 이상이고, 85℃/85% 항온항습조 안에서 460㎚ 파장을 갖는 LED 광원에 120시간 노출한 후, 440㎚ 파장의 광에 대한 표면 반사율이 70% 내지 100% 일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구체예로서, 상기 폴리아미드 수지 조성물은 85℃/85% 항온항습조 안에서 460㎚ 파장을 갖는 LED 광원에 120시간 노출한 후의 황색도가 10 이하일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구체예로서, 상기 폴리아미드 수지 조성물은, 유리전이온도가 50℃ 내지 100℃인 결정형 폴리아미드 수지(A) 10 내지 70 중량%; 유리전이온도가 110℃ 내지 160℃인 결정형 폴리아미드 수지(B) 10 내지 70중량%; 무기충전제(C) 10 내지 60 중량%; 및 백색안료(D) 10 내지 50 중량%를 포함하고, 상기 결정형 폴리아미드 수지(A), 결정형 폴리아미드 수지(B), 무기충전제(C) 및 백색안료(D) 100중량부에 대하여 광안정제(E)를 0.05 내지 2 중량부 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구체예에 따르면, 상기 폴리아미드 수지 조성물로부터 제조된 성형품을 제공한다.
기타 본 발명의 구체예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명의 폴리아미드 수지 조성물은 표면 반사율, 표면 광택도, 기계적 강도 및 가공성이 우수하여, 특히 LED의 구동 후 시간에 따른 표면 반사율의 저하가 적은 반사판과 같은 성형품을 제조하는데 유용한 폴리아미드 수지 조성물을 제공하는 발명의 효과를 가진다.
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.
이하, 본 발명의 내용을 보다 상세히 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 유리전이온도가 50℃ 내지 100℃ 인 결정형 폴리아미드 수지(A), 유리전이온도가 110℃ 내지 160℃인 결정형 폴리아미드 수지(B), 무기충전제(C), 백색안료(D) 및 광안정제(E)를 포함하는 폴리아미드 수지 조성물로서, 이로부터 제조된 성형품의 60°각도에서의 표면 광택도가 85% 이상이고, 상기 성형품을 85℃/85% 항온항습조 안에서 460㎚ 파장을 갖는 LED 광원에 120시간 노출한 후, 440㎚ 파장의 광에 대한 표면 반사율이 70% 내지 100% 인 것을 특징으로 하는 반사판용 폴리아미드 수지 조성물을 제공한다.
상기 폴리아미드 수지 조성물은, 유리전이온도가 50℃ 내지 100℃인 결정형 폴리아미드 수지(A) 10 내지 70 중량%; 유리전이온도가 110℃ 내지 160℃인 결정형 폴리아미드 수지(B) 10 내지 70 중량%; 무기충전제(C) 10 내지 60 중량%; 및 백색안료(D) 10 내지 50 중량%를 포함하고, 상기 결정형 폴리아미드 수지(A), 결정형 폴리아미드 수지(B), 무기충전제(C) 및 백색안료(D) 100 중량부에 대하여 광안정제(E)를 0.05 내지 2 중량부 더 포함할 수 있다.
(A) 유리전이온도가 50℃ 내지 100℃ 인 결정형 폴리아미드 수지
본 발명에서 사용하는 결정형 폴리아미드 수지(A)는 디카르복실산 성분 단위 (a-1)과 디아민 성분 단위 (a-2)로 이루어진 결정형 폴리아미드 수지로서, DSC로 측정한 유리전이온도가 50℃ 내지 100℃ 이다.
[디카르복실산 성분 단위(a-1)]
본 발명에서 사용하는 결정형 폴리아미드 수지(A)를 구성하는 디카르복실산 성분 단위(a-1)는 테레프탈산 성분 단위 30 ~ 100몰%, 테레프탈산 이외의 방향족 디카르복실산 성분 단위 0 ~ 70 몰% 및/또는 지방족 디카르복실산 성분 단위 0 ~ 70 몰%로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 중 테레프탈산 이외의 방향족 디카르복실산 성분 단위로서는, 예를 들면 이소프탈산, 2-메틸테레프탈산, 나프탈렌디카르복실산 및 이들의 조합이 바람직하다.
또, 지방족 디카르복실산 성분 단위는 그 탄소 원자수를 특별히 제한하는 것은 아니지만, 탄소 원자수는 4 ~ 20, 바람직하게는 6 ~ 12의 지방족 디카르복실산으로부터 유도된다. 이와 같은 지방족 디카르복실산 성분 단위를 유도하기 위해 이용되는 지방족 디카르복실산으로서는, 예를 들면 아디핀산, 스베린산, 아젤라산, 세바크산, 데칸디카르복실산, 운데칸디카르복실산, 도데칸디카르복실산 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 특히 아디핀산이 바람직하다.
또, 본 발명에 있어서, 디카르복실산 성분 단위를 100 몰%로 할 때, 테레프탈산 성분 단위는 30 ~ 100 몰%, 바람직하게는 40 ~ 100 몰%, 더 바람직하게는 40 ~ 80 몰%의 양으로 함유되고, 테레프탈산 이외의 방향족 디카르복실산 성분 단위는 0 ~ 70 몰%, 바람직하게는 0 ~ 60 몰%, 더 바람직하게는 20 ~ 60 몰%의 양으로 함유되고, 및/또는 지방족 디카르복실산 성분 단위는 0 ~ 70 몰%, 바람직하게는 0 ~ 60 몰%, 더 바람직하게는 20 ~ 60 몰%의 양으로 함유되는 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 있어서, 디카르복실산 성분 단위 (a-1)로서, 상기와 같은 구성 단위와 함께, 소량, 예를 들면 10 몰% 이하 정도의 양의 다가 카르복실산 성분 단위가 포함되어도 좋다. 이와 같은 다가 카르복실산 성분 단위로서 구체적으로는 트리메리트산 및 피로메리트산 등과 같은 삼염기산 및 다염기산을 들 수 있다.
[디아민 성분 단위(a-2)]
본 발명에서 사용하는 결정형 폴리아미드 수지(A)를 구성하는 디아민 성분 단위(a-2)는 직쇄 및/또는 측쇄를 갖는 탄소 원자수 4 ~ 20, 바람직하게는 6 ~ 12의 지방족 디아민이 바람직하다.
직쇄 지방족 디아민 성분 단위의 구체적인 예로서는, 1,4-디아미노부탄, 1,6-디아미노헥산, 1,7-디아미노헵탄, 1,8-디아미노옥탄, 1,9-디아미노노난, 1,10-디아미노데칸, 1,11-디아미노운데칸, 1,12-디아미노도데칸을 들 수 있다. 이들 중에서도 1,6-디아미노헥산을 50 ~ 100 몰% 포함하는 것이 바람직하다.
또, 측쇄를 갖는 직쇄 지방족 디아민 성분 단위의 구체적인 예로서는, 2-메틸-1,5-디아미노페탄, 2-메틸-1,6-디아미노헥산, 2-메틸-1,7-디아미노헵탄, 2-메틸-1,8-디아미노옥탄, 2-메틸-1,9-디아미노노난, 2-메틸-1,10-디아미노데칸, 2-메틸-1,11-디아미노운데칸 등을 들 수 있다. 이 중에서, 2-메틸-1,7-디아미노헵탄, 2-메틸-1,8-디아미노옥탄, 2-메틸-1,9-디아미노노난이 바람직하다.
본 발명에서 이용하는 결정형 폴리아미드 수지(A)는 공지의 방법으로 제조 가능하며, 디카르복실산 성분과 디아민 성분과의 중축합에 의해 제조할 수 있다. 예를 들면, 상기 디카르복실산 성분과 디아민 성분을 국제 공개특허 제 2003-085029호에 기재되어 있는 바와 같이, 촉매의 존재하에 가열함으로써 초기 중합물(prepolymer)을 얻고, 이어서 이 초기 중합물의 용융물에 전단 응력을 부여함으로써 중축합하여 제조할 수 있다.
본 발명에서 이용되는 결정형 폴리아미드 수지(A)는 온도 25℃, 96.5% 황산 중에서 측정한 극한 점도[η]가 0.3 ~ 0.9 [dl/g], 바람직하게는 0.5 ~ 0.9 [dl/g], 더 바람직하게는 0.6 ~ 0.9 [dl/g]인 것이다. 이와 같은 범위에 있는 경우, 성형시의 유동성이 우수하다. 또, DSC로 측정한 융점은 260℃ ~ 350℃, 특히 290℃ ~ 335℃가 바람직하며, 유리전이온도(glass transition temperature : Tg)는 50℃ 내지 100℃ 인 것이 바람직하다.
상기 유리전이온도가 50℃ 내지 100℃인 결정형 폴리아미드 수지(A)는 결정형 폴리아미드 수지(A), 결정형 폴리아미드 수지(B), 무기충전제(C) 및 백색안료(D)의 총함량을 기준으로, 10 내지 70 중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 10 내지 50 중량%, 더 바람직하게는 20 내지 40 중량%로 포함될 수 있다.
(B) 유리전이온도가 110 내지 160℃인 결정형 폴리아미드 수지
본 발명은 상기 결정형 폴리아미드 수지(A)와 유리전이온도가 상이한 결정형 폴리아미드 수지(B)를 사용한다.
상기 결정형 폴리아미드 수지(B)는 결정형 폴리아미드 수지(A)와 기본적으로 유사한 모노머로부터 제조되어 이루어지는 결정형 폴리아미드 수지이나, DSC로 측정한 유리전이온도가 110℃ ~ 160℃, 더욱 바람직하게는 120℃ ~ 160℃가 바람직하다. 유리전이온도가 상기 범위를 벗어날 경우 사출성형시, 박리성이 나빠지는 결과를 초래할 수 있다.
상기 유리전이온도가 110℃ 내지 160℃인 결정형 폴리아미드 수지(B)는 결정형 폴리아미드 수지(A), 결정형 폴리아미드 수지(B), 무기충전제(C) 및 백색안료(D)의 총함량을 기준으로, 10 내지 70 중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 10 내지 50 중량%, 더 바람직하게는 20 내지 40 중량%로 포함될 수 있다.
(C) 무기충전제
본 발명에서 사용하는 무기충전제(C)는 결정형 폴리아미드 수지(A)와 결정형 폴리아미드 수지(B)의 혼합물에 첨가됨으로써, 수지의 강도를 향상할 수 있는 것으로서, 구체적으로는, 섬유상, 분말상, 입상, 판상, 침상, 클로스상, 매트상 등의 형상을 갖는 여러 무기 보강재를 사용할 수 있다. 더욱 상세히는, 유리섬유, 금속피복 유리섬유, 세라믹스 섬유, 탄소 섬유, 금속 탄화물 섬유, 금속 경화물 섬유, 아스베스토 섬유 및 붕소 섬유 등의 무기섬유를 들 수 있다. 이러한 섬유상의 충전제로서는 특히 유리섬유가 바람직하다. 유리섬유를 사용함으로써, 조성물의 성형성이 향상됨과 아울러, 수지 조성물로부터 형성되는 성형체의 인장강도, 굴곡강도, 굴곡탄성률 등의 기계적 특성 및 열변형 온도 등의 내열 특성이 향상된다.
본 발명에서 사용할 수 있는 무기충전제 중 유리섬유는, 평균 길이가 0.1 내지 20mm, 바람직하게는 0.3 내지 6mm의 범위에 있고, 종횡비(aspect ratio)(L(섬유의 평균 길이)/D(섬유의 평균 외경))가 10 내지 2,000, 바람직하게는 30 내지 600의 범위에 있다. 상기 무기충전제(C)는 결정형 폴리아미드 수지(A), 결정형 폴리아미드 수지(B), 무기충전제(C) 및 백색안료(D)의 총함량을 기준으로, 10 내지 60 중량%, 바람직하게는 10 내지 40 중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 25 중량%의 비율로 포함될 수 있다.
(D) 백색안료
본 발명에서 사용하는 백색안료(D)로서는, 산화 티탄, 산화 아연, 황화 아연, 연백, 황산 아연, 황산 바륨, 탄산 칼슘, 산화알루미나 등을 1종 또는 2종 이상 사용할 수 있다. 또, 이들 백색안료는 실란 커플링제 또는 티탄 커플링제 등으로 처리하여 사용할 수 있다. 예를 들면 비닐트리에톡시실란, 2-아미노프로필트리에톡시실란, 2-글리시독시프로필트리에톡시실란 등의 실란계 화합물로 표면 처리되어 있어도 좋다. 백색안료로서는 특히 산화 티탄이 바람직하고, 산화 티탄을 사용함으로써 반사율, 은폐성이라는 광학 특성이 향상된다. 또 산화 티탄은 루틴형이 바람직하다. 또 산화 티탄의 입자 경은 0.05 ~ 2.0㎛, 바람직하게는 0.05 ~ 0.7㎛ 이다. 상기 백색안료(D)는 결정형 폴리아미드 수지(A), 결정형 폴리아미드 수지(B), 무기충전제(C) 및 백색안료(D)의 총함량을 기준으로 10 내지 50 중량%, 바람직하게는 20 내지 40 중량%, 더욱 바람직하게는 25 내지 30 중량%의 비율로 포함될 수 있다.
(E) 광안정제
본 발명의 폴리아미드 수지 조성물은 변색을 방지하고, 광반사율의 저하를 억제하기 위해서 광안정제를 함유할 수 있다. 광안정제로서는 벤조페논(benzophenone)계 화합물, 살리실레이트계(salicylate)화합물, 벤조트리아졸(benzotriazole)계 화합물, 아크릴로니트릴(acrylonitrile)계 화합물, 그 밖의 공명계 화합물 등의 자외선 흡수 효과가 있는 화합물, 힌더드아민(amine)계 화합물, 힌더드 페놀계 화합물 등의 라디칼(radical) 포착 능력이 있는 화합물, 또는 이들의 2이상의 혼합물 등이 있다. 특별히, 결정형 폴리아미드 수지(A) 및 결정형 폴리아미드 수지(B)에 대한 용해성이 높고, 내열성이 뛰어난 것으로 분자내에 아마이드 결합을 가지는 화합물이 바람직하다. 또 자외선 흡수 효과가 있는 화합물과 라디칼(radical) 포착 능력이 있는 화합물을 병용하면 보다 높은 효과를 나타낼 수 있다. 상기 광안정제(E)는 폴리아미드 수지 조성물의 변색 방지와 광반사율의 저하를 억제하는 효과를 고려하여, 상기 결정형 폴리아미드 수지(A), 결정형 폴리아미드 수지(B), 무기충전제(C) 및 백색안료(D) 100중량부에 대하여 0.05 내지 2 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 2 중량부로 포함된다.
(F) 첨가제
본 발명의 폴리아미드 수지 조성물은 본 발명의 목적을 해하지 않는 범위 내에서 용도에 따라 산화방지제, 열안정제, 난연제, 형광증백제, 가소제, 증점제, 대전방지제, 이형제, 안료, 핵제 등의 첨가제를 포함할 수 있다. 상기 산화방지제의 예로는 페놀류, 아민류, 황류, 인류 등이 있으며, 상기 열안정제의 예로는 락톤 화합물, 하이드로퀴논류, 할로겐화 구리, 요오드 화합물 등이 있으며, 상기 난연제의 예로는 브롬계, 염소계, 인계, 안티몬계, 무기계 등이 있다.
또한, 본 발명의 폴리아미드 수지 조성물은 본 발명의 목적을 해하지 않는 범위 내에서 용도에 따라 에틸렌-메틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-1-부텐 공중합체, 프로필렌-1-부텐 공중합체 등의 올레핀계 공중합체 또는 변성 올레핀계 공중합체, 폴리스티렌, 불소 수지, 실리콘 수지, 액정고분자(LCP) 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 폴리아미드 수지 조성물은 공지의 방법, 예를 들어 상기 각 성분을 헨셀 믹서, V 블렌더, 리본 블렌더, 텀블러 블렌더 등으로 혼합하는 방법, 또는 혼합 후 일축 압출기, 다축 압출기, 니더, 밴버리 믹서 등으로 더 용융 혼련 후, 조립 혹은 분쇄하는 방법을 통해서 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리아미드 수지 조성물은 광반사율, 표면 광택, 기계적 강도, 내열성, 에폭시 수지 등의 밀봉용 수지와의 밀착성이 우수할 뿐만 아니라, LED 구동 소자의 반사판으로 사용시 반사율 저하를 억제하여 반사판으로서 적합하게 사용할 수 있다.
본 발명은 상기 폴리아미드 수지 조성물로부터 제조된 성형품을 제공한다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 폴리아미드 수지 조성물은 사출 성형(후프 성형 등의 금속의 인서트 성형), 용융 성형, 압출 성형, 인플레이션 성형, 블로우 성형 등의 가열 성형에 의해서, LED 소자용 반사판으로 제조될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 폴리아미드 수지 조성물로부터 제조된 LED 반사판은 일반적인 LED 소자와 그 외의 부품과 함께 밀봉용 수지에 의해서 밀봉, 접합 또는 접착된다.
본 발명에 따른 폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품은 LED 용도뿐만 아니라, 그 외의 광선을 반사하는 용도에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 폴리아미드 수지 조성물로부터 제조된 반사판은 각종 전기전자 부품, 실내 조명, 천정 조명, 실외 조명, 자동차 조명, 표시 기기, 헤드 라이트 등의 발광 장치용 반사판으로서 사용할 수 있다. 반사판은 본 발명에 따른 폴리아미드 수지 조성물을 가열 용융한 후, 원하는 금형으로 성형하고, 냉각함으로써 제조할 수 있다. 예를 들어, 사출 성형법, 압축 성형법, 압출 성형법 등의 공지의 방법을 이용하여 반사판으로 성형할 수 있다.
본 발명은 표면 반사율 및 표면 광택이 우수한 폴리아미드 수지 조성물 뿐만 아니라 이를 이용하여 형성된 성형품을 제공하며, 그 예로서 반사판 또는 발광 다이오드 소자용 반사판을 들 수 있다. 상기 폴리아미드 수지 조성물로부터 제조된 상기 반사판 또는 발광 다이오드 소자용 반사판은 60°각도에서의 표면 광택도가 85% 이상이며, 85℃/85% 항온항습조 안에서 460㎚ 파장을 갖는 LED 광원에 120시간 노출한 후, 440nm 파장의 광에 대한 표면 반사율 및 황색도를 측정시, 표면 반사율은 70 내지 100%, 바람직하게는 80 내지 90%, 더욱 바람직하게는 85 내지 90% 이며, 황색도는 10 이하, 바람직하게는 5 이하, 더욱 바람직하게는 4 이하이다.
[실시예]
본 발명의 실시예 및 비교 실시예에서 사용한 각 성분의 사양은 다음과 같다.
(A) 결정형 폴리아미드 수지
온도 25℃, 96.5% 황산 중에서 측정한 극한 점도[η]가 0.6[dl/g]이고, DSC로 측정한 융점이 320℃, DSC로 측정한 유리전이온도가 90℃인 Mitsui Chemical社(JAPAN)의 C3200을 사용하였다.
(B-1) 결정형 폴리아미드 수지
DSC로 측정한 융점이 300℃, DSC로 측정한 유리전이온도가 138℃인 DuPont社(USA)의 HTN501을 사용하였다.
(B-2) 결정형 폴리아미드 수지
DSC로 측정한 융점이 240℃, DSC로 측정한 유리전이온도가 170℃인 폴리아미드 수지를 사용하였다.
(C) 무기충전제
OCV reinforcements社(USA) CS 910을 사용하였다.
(D) 백색안료
KRONOS社(USA)의 TiO2 2233을 사용하였다.
(E) 광안정제
BASF社(GERMANY)의 CHIMASSORB944를 사용하였다.
실시예 1 ~ 3 및 비교실시예 1 ~ 4
각 구성성분과 산화방지제, 열안정제, 이형제를 첨가하여 통상의 혼합기에서 혼합하고 L/D=35, Φ=45mm인 이축 압출기를 이용하여 압출온도 250 내지 350℃에서 압출한 후, 압출물을 펠렛 형태로 제조한 후, 사출온도 320 내지 340℃에서 판형태의 시편(길이 90mm, 폭 49mm, 두께 2.5 mm)을 10 oz 사출기를 이용하여 제조하였다. 이들 시편은 23℃, 상대습도 50%에서 48시간 방치한 후 ASTM 규격에 따라 물성을 측정하였다.
물성 측정 방법
[융점(Tm)]
PerkinElemer사의 DSC7을 이용하여, 먼저 330℃에서 5분간 유지하고, 이어서 10℃/분의 속도로 23℃까지 온도를 내린 후, 10℃/분으로 온도를 올렸다. 융해될 때의 흡열 피크를 융점으로 하였다.
[유리전이온도(Tg)]
PerkinElemer사의 DSC7을 이용하여, 먼저 330℃에서 5분간 유지하고, 이어서 10℃/분의 속도로 23℃까지 온도를 내린 후, 10℃/분으로 온도를 올렸다. 흡열 전이곡선의 변곡점을 유리전이온도로 결정하였다.
[표면 반사율(Reflectance)]
상기 판 형태의 시편을 이용하여 440nm 파장에서의 반사율을 측정하였다. 최초 반사율을 측정하고, 85℃ 및 상대습도 85% 조건의 항온항습 오븐에서 460nm 파장을 갖는 LED 광원을 120시간 동안 조사한 이후의 반사율을 측정하였다. 반사율 측정기로서 미놀타(주)(KONICA MINOLTA HOLDINGS, INC.)의 CM3500d를 사용하였다.
[황색도(Yellow Index)]
ASTM D1925에 준하여 Minolta 3600D CIE Lab. 색차계를 이용하여 두께 2.5mm 시편의 황색도를 측정하였다. 최초 황색도를 측정하고 85℃ 및 상대습도 85%의 항온항습 오븐에서 460nm 파장을 갖는 LED 광원을 120시간 동안 조사한 이후의 황색도를 측정하였다.
[표면 광택도(Gloss)]
SUGA사의 UGV-6P를 이용하여, 두께 2.5mm 시편에 대해 60°각도에서 측정하였다.
[박리성 평가]
길이 3mm, 폭 2.5mm, 높이 2mm의 컵상의 성형품을 후프 성형하고, 후프재와 컵상 성형품의 접촉 부위에 수성 잉크를 흘려보내고, 모세관 현상에 의한 수성 잉크의 컵상 성형품과 후프재의 접촉면으로의 침입 유무를 육안으로 평가하였다. 최초 박리성을 평가하고 170℃ 항온오븐에서 3시간 동안 방치한 후의 박리성을 평가하였다.
○: 스며들지 않음, △: 적게 스며듬, ×: 많이 스며듬
Figure pat00001
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 3은 표면 광택도가 매우 우수함을 알 수 있다. 이에 반해, 결정형 폴리아미드 수지(A)를 단독으로 사용한 경우(비교실시예 1), 결정형 폴리아미드 수지(B-1)을 단독으로 사용한 경우(비교실시예 2)는 표면 광택도가 좋지 않음을 알 수 있다. 또한 결정형 폴리아미드 수지(A)와 유리전이온도가 170℃인 결정형 폴리아미드 수지(B-2)를 사용한 경우, 표면 광택도가 낮고, 170℃ 항온오븐에서 3시간 방치 후 박리성이 저하되며, 85℃/85% 항온항습조 안에서 460㎚ 파장을 갖는 LED 광원에 120시간 노출한 후 황색도가 급격히 증가함을 알 수 있다.
실시예 1 내지 3은 초기 및 170℃ 항온오븐에서 3시간 방치 후 박리성 평가 결과, 수성잉크 스며듬 현상이 없는 것을 알 수 있다. 그러나, 결정형 폴리아미드 수지(A)를 단독으로 사용한 경우(비교실시예 1), 결정형 폴리아미드 수지(B-1)을 단독으로 사용한 경우(비교실시예 2) 및 유리전이온도가 160℃를 초과하는 결정형 폴리아미드 수지(B-2)를 사용한 경우(비교실시예 4)는 170℃ 항온오븐에서 3시간 방치 후 박리성 평가 결과, 수성잉크 스며듬 현상이 발생하는 것을 알 수 있다.
또한, 광안정제(E)를 포함하지 않은 비교실시예 3은 85℃/85% 항온항습조 안에서 460㎚ 파장을 갖는 LED 광원에 120시간 노출한 후, 440㎚ 파장의 광에 대한 표면 반사율이 저하되고, 황색도도 급격히 증가함을 알 수 있다.
본 발명의 단순한 변형 및 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (8)

  1. (A) 유리전이온도가 50℃ 내지 100℃ 인 결정형 폴리아미드 수지;
    (B) 유리전이온도가 110℃ 내지 160℃ 인 결정형 폴리아미드 수지;
    (C) 무기충전제;
    (D) 백색안료; 및
    (E) 광안정제
    를 포함하는 폴리아미드 수지 조성물로서,
    상기 폴리아미드 수지 조성물은 60°각도에서의 표면 광택도가 85% 이상이고, 85℃/85% 항온항습조 안에서 460㎚ 파장을 갖는 LED 광원에 120시간 노출한 후, 440㎚ 파장의 광에 대한 표면 반사율이 70% 내지 100% 인 것을 특징으로 하는 반사판용 폴리아미드 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리아미드 수지 조성물은 85℃/85% 항온항습조 안에서 460㎚ 파장을 갖는 LED 광원에 120시간 노출한 후의 황색도가 10 이하인 것을 특징으로 하는 반사판용 폴리아미드 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 결정형 폴리아미드 수지(B)는 유리전이온도가 120℃ 내지 160℃인 것을 특징으로 하는 반사판용 폴리아미드 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 무기충전제(C)는 평균길이가 0.1 내지 20mm이고, 종횡비가 10 내지 2,000인 유리섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사판용 폴리아미드 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 백색안료(D)는 산화티탄, 산화아연, 황화아연, 연백, 황산아연, 황산바륨, 탄산칼슘, 산화알루미나로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 반사판용 폴리아미드 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광안정제(E)는 힌더드아민 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 반사판용 폴리아미드 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 폴리아미드 수지 조성물은
    (A) 유리전이온도가 50℃ 내지 100℃인 결정형 폴리아미드 수지 10 내지 70 중량%;
    (B) 유리전이온도가 110℃ 내지 160℃인 결정형 폴리아미드 수지 10 내지 70 중량%;
    (C) 무기충전제 10 내지 60 중량%; 및
    (D) 백색안료 10 내지 50 중량%를 포함하고,
    상기 결정형 폴리아미드 수지(A), 결정형 폴리아미드 수지(B), 무기충전제(C) 및 백색안료(D) 100중량부에 대하여 광안정제(E)를 0.05 내지 2 중량부 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사판용 폴리아미드 수지 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 폴리아미드 수지 조성물에 의하여 제조된 성형품.
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