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KR101882503B1 - 내스크래치성이 향상된 폴리아미드 수지 조성물 - Google Patents

내스크래치성이 향상된 폴리아미드 수지 조성물 Download PDF

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KR101882503B1
KR101882503B1 KR1020160062538A KR20160062538A KR101882503B1 KR 101882503 B1 KR101882503 B1 KR 101882503B1 KR 1020160062538 A KR1020160062538 A KR 1020160062538A KR 20160062538 A KR20160062538 A KR 20160062538A KR 101882503 B1 KR101882503 B1 KR 101882503B1
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Abstract

본 발명은 내스크레치성이 향상된 폴리아미드 수지 조성물에 관한 것으로서, 폴리아미드 수지, 내열제, 내후제, 실리콘화합물 및 충진제를 포함하는 것에 의해 내스크래치성, 표면 특성 및 내광성이 향상된 폴리아미드 수지 조성물에 관한 것이다.
상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명에 의하면, 폴리아미드 수지, 내열제, 내후제, 실리콘화합물 및 충진제를 포함하는 내스크래치성이 향상된 폴리아미드 수지 조성물을 제공한다.

Description

내스크래치성이 향상된 폴리아미드 수지 조성물{Polyamide Resin Compositions For Improving Anti-Scratch Capability}
본 발명은 내스크레치성이 향상된 폴리아미드 수지 조성물에 관한 것으로서, 폴리아미드 수지, 내열제, 내후제, 실리콘화합물 및 충진제를 포함하는 것에 의해 내스크래치성, 표면 특성 및 내광성이 향상된 폴리아미드 수지 조성물에 관한 것이다.
최근 자동차산업은 수요자들이 원하는 요구를 차량의 고급화 전략에 대응하기 위하여 차량 엔진의 높은 성능뿐만 아니라 차량의 내장재 및 외장재의 고급스러운 디자인을 위하여 다방면으로 개발에 심혈을 기울기고 있다. 상기 차량의 내외장재의 디자인은 다양한 디자인들로 차량의 외관을 아름답게 하는 역할을 한다. 통상 차종의 종류에 따라 내외장재는 도장용 또는 무도장용으로 구분할 수 있으며, 상기 무도장용 내외장재는 도장에 의하여 보강되는 효과가 존재하지 않아 상기 도장용 내장재 보다 더 강화된 성질이 요구되고 있다.
한편, 자동차의 인사이드 도어핸들 가니쉬 부품은 내광성 뿐만 아니라 자동차의 인사이드 도어핸들은 승객이 가장 많이 접촉하는 부분으로 부품의 특성으로 인하여 내스크래치성을 필요로 한다. 상기 부품들의 특성으로 인하여 소재에 요구되는 성질은 기본적으로 우수한 기계적 강성이 요구되고, 스크래치 특성이 우수하여야 하며, 내장재로써 외부 노출이 되는 디자인 부품은 표면적 성질과 내광성이 향상되어야 한다.
그러나 종래기술은 인사이드 도어핸들 가니쉬 부품에 필요한 내스크래치성, 내광성, 표면 특성을 모두 만족 시키기에는 부족한 면이 있다. 종래기술은 실록산 화합물의 적용에 의해 내스크래치성은 향상되지만, 저함량의 유리섬유(glass fiber)에 대한 기술을 갖지는 못하며, 또 다른 종래기술은 실록산계 화합물을 첨가하여 나일론의 소수성을 증가시킬 수는 있으나 내광성이 좋지 않아 시간이 흐른 뒤 내스크래치성이 악화된다.
상기의 종래기술은 자동차 내장용 부품에 필요한 우수한 표면 특성, 강성, 내광성 및 내스크래치성을 모두 만족시키지 못하는 문제점이 존재하였다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 인장강도, 굴곡강도, 충격강도 등은 종래기술과 동등한 수준이지만 내스크래치성, 표면적 특성 및 내광성을 향상시킨 폴리아미드 수지 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명에 의하면, 폴리아미드 수지, 내열제, 내후제, 실리콘화합물 및 충진제를 포함하는 내스크래치성이 향상된 폴리아미드 수지 조성물을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 폴리아미드 수지는 39 내지 99.59 중량%인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 폴리아미드 수지의 상대점도는 2.3 내지 3.6인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 폴리아미드 수지의 평균 중합도는 200 내지 15,000인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 폴리아미드 수지는 나일론 6 또는 나일론 66인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 내열제는 0.01 내지 1중량%인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 내열제는 방향족 아민계 내열제, 힌더드 페놀계 내열제 또는 포스파이트계 내열제 중 어느 하나 또는 2이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 내후제는 0.2 내지 3중량 %인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 내후제는 벤조페논계 내후제, 벤조트라이아졸계 내후제 또는 할스계 내후제 중 어느 하나 또는 2이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 실리콘 화합물은 0.1 내지 5 중량 %인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 충진제는 0 내지 50 중량%인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 충진제는 섬유성 충진재 또는 미립자 충진재 중 어느 하나 또는 이의 혼합물인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 염료, 안료, 증점제, 이형제, 정전기방지제 또는 가공보조제 중 어느 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 첨가제는 0중량% 초과 내지 2중량%이하인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 폴리에틸렌계 화합물을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 폴리에틸렌계 화합물은 0.1 내지 3중량%인 것이 바람직하다.
본 발명의 폴리아미드 수지 조성물에 의하면, 인장강도, 굴곡강도, 충격강도 등은 종래기술과 동등한 수준이지만 내스크래치성, 표면적 특성 및 내광성을 향상시킨 폴리아미드 수지 조성물을 제공하는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 내스크래치성이 향상된 폴리아미드 수지 조성물에 관한 것이다.
구체적으로 살펴보면, 본 발명은 폴리아미드 수지, 내열제, 내후제, 실리콘화합물 및 충진제를 포함하는 내스크래치성이 향상된 폴리아미드 수지 조성물을 제공한다. 나아가, 본 발명은 상기 폴리아미드 수지가 39 내지 99.59 중량%인 것이 바람직하며, 상기 폴리아미드 수지의 상대점도가 2.3 내지 3.6인 것이 바람직하다. 또한, 상기 폴리아미드 수지의 평균 중합도는 200 내지 15,000인 것이 바람직하고, 상기 폴리아미드 수지는 나일론 6 또는 나일론 66인 것이 바람직하다. 더불어, 상기 내열제는 0.01 내지 1중량%인 것이 바람직하며, 상기 내열제는 방향족 아민계 내열제, 힌더드 페놀계 내열제 또는 포스파이트계 내열제 중 어느 하나 또는 2이상의 혼합물인 것이 바람직하다. 나아가, 상기 내후제는 0.2 내지 3중량 %인 것이 바람직하고, 상기 내후제는 벤조페논계 내후제, 벤조트라이아졸계 내후제 또는 할스계 내후제 중 어느 하나 또는 2이상의 혼합물인 것이 바람직하다. 더불어, 상기 실리콘 화합물은 0.1 내지 5 중량 %인 것이 바람직하며, 상기 충진제는 0 내지 50 중량%인 것이 바람직하다. 나아가, 상기 충진제는 섬유성 충진재 또는 미립자 충진재 중 어느 하나 또는 이의 혼합물인 것이 바람직하고, 염료, 안료, 증점제, 이형제, 정전기방지제 또는 가공보조제 중 어느 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 첨가제는 0중량% 초과 내지 2중량%이하인 것이 바람직하며, 폴리에틸렌계 화합물을 더 포함하는 것이 바람직하고, 상기 폴리에틸렌계 화합물은 0.1 내지 3중량%인 것이 바람직하다.
보다 구체적으로 살펴보면, 본 발명의 일실시예에서 나일론 6, 나일론 66 등의 폴리아미드 수지는 본 발명의 폴리아미드 수지 조성물의 전체 중량 대비 39 내지 99.59 중량% 인 것이 바람직하다. 만일, 상기 폴리아미드 수지가 39중량% 미만인 경우, 유리섬유(glass fiber) 및 미네랄 함량이 상대적으로 높아져 제품의 표면과 성형성이 좋지 않는 문제점이 있다 또한, 상기 폴리아미드 수지가 99.59 중량% 초과인 경우, 우수한 인장강도, 굴곡강도, 내광성 및 내스크래치성을 확보할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명에 사용되는 상기 폴리아미드 수지는 특별히 제한되는 것은 아니지만 나일론 6, 나일론 66, 또는 그의 혼합물인 것이 바람직하다. 상기 나일론 6, 나일론 66또는 그의 혼합물은 상대점도 2.3 내지 3.6(20 ℃ 96% 황산 100㎖ 중 나일론 6수지 1g 용액으로 측정한 값을 기준으로 함)인 것이 바람직하다. 만일 상기 폴리아미드 수지의 상대점도가 2.3 미만이면 강성, 치수안정성 및 내충격성의 저하되는 문제점이 있다. 한편, 상기 폴리아미드 수지의 상대점도가 3.6 초과인 경우 유동성의 불량하게 되어 유리섬유의 표면 표출 및 미성형 현상 등의 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 폴리아미드 수지인 나일론 6, 나일론 66 또는 그의 혼합물의 평균 중합도는 200 내지 15,000인 것을 사용하여 본 발명인 폴리아미드 수지 조성물의 우수한 기계적 강성, 표면 특성 및 내광성 부여 특성을 향상시킬 수 있다.
나아가, 본 발명에 있어서, 섬유성 또는 미립자 충진제는 0 중량% 초과 내지 50 중량% 미만인 것이 바람직하다. 상기 충진재의 첨가량이 50중량% 초과일 경우에는 표면과 성형성이 좋지 않는 문제점이 있다.
더불어, 본 발명에 있어서 방향족 아민계, 힌더드 페놀계 또는 포스파이트계 내열제로부터 선택된 1종 이상의 내열제인 것이 바람직하며, 상기 내열제는 본 발명 전체 조성물 중량 대비 0.01내지 1 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 만일 상기 내열제가 0.01 중량% 미만인 경우 내열성 향상 효과가 미비한 문제점이 있다. 한편, 상기 내열제가 1중량% 를 초과한 경우 제조비용이 상승하는 문제점이 있다.
또한, 본 발명에 있어서 벤조페논계, 벤조트리아졸계, 또는 할스계 내후제로부터 선택되는 1종 이상의 내후제인 것이 바람직하다. 상기 내후제는 본 발명 전체 조성물의 중량 대비 0.2내지 4 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 만일, 상기 내후제가 0.2중량% 미만인 경우 내광성이 좋지 않는 문제점이 있다. 한편, 상기 내후제가 4중량%를 초과한 경우 제조비용이 상승하는 문제점이 있다.
추가적으로, 본 발명에 있어서, 우수한 표면 특성 및 내후 특성 발현을 위하여 실리콘 화합물은 전체 조성물의 중량 대비 0.1 내지 5.0 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 실리콘 화합물의 첨가량이 5.0중량% 초과인 경우 상기 실리콘 화합물의 첨가 효과 나타나지 않는 문제점이 있다. 한편, 상기 실리콘 화합물의 첨가량이 0.1 중량% 미만인 경우 강성 저하되는 문제점이 있다.
이에 더하여, 본 발명의 실리콘 화합물은 통상적으로 폴리아미드 수지 조성물의 표면 특성 및 내후성을 향상시키기 위해 사용되는 모든 제품을 사용할 수 있으며, 실록산으로 구성된 것을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 디메틸비닐 말단기를 가진 디메틸 실록산 50% 정도 포함된 것을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 우수한 표면특성을 나타내기 위해 실록산을 사용하는 것이 바람직하다. 나아가, 실록산의 특성을 극대화 할 수 있는 폴리에틸렌계 화합물을 0.1 내지 3.0 중량% 사용하는 것이 바람직하다.
[실시예]
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
구분 A-1
(중량%)		 A-2 (중량%) B-1 (중량%) B-2 (중량%) C-1 (중량%) C-2 (중량%) D (중량%) E-1 (중량%) E-2 (중량%) F (중량%) G (중량%)
실시예1 72.6 0 0.2 0.2 1.5 1.5 2 20 0 2 0
실시예2 80 0 0.2 0.2 0.3 0.3 2 15 0 2 0
실시예3 0 80 0.2 0.2 0.3 0.3 2 15 0 2 0
실시예4 45.4 0 0.2 0.2 0.1 0.1 2 50 0 2 0
실시예5 75 0 0.2 0.2 0.3 0.3 2 0 20 2 0
실시예6 96.2 0 0.1 0.1 0.3 0.3 0.5 0 0 2 0.5
실시예7 96.5 0 0.1 0.1 0.3 0.3 0.2 0 0 2 0.5
비교예1 77 0 0.2 0.2 0.3 0.3 0 20 0 2 0
비교예2 75.6 0 0.2 0.2 0 0 2 20 0 2 0
상기 표1은 본 발명인 실시예 1 내지 7의 조성과 종래기술인 비교예1 내지 2의 조성을 나타낸 표이다. 상기 표 1의 A-1은 폴리 아미드 수지인 나일론 6(KOLON INDUSTRIES사의 KN120 제품)에 해당하며, A-2는 폴리아미드 수지인 나일론 66(ASCEND사의 50BWFS 제품)이다. 또한, 상기 표 1의 B-1은 내열제로 힌더드 페놀계 내열제(송원산업의 SONGNOX 1010)이며, B-2는 내열제로 포스파이트계 내열제(CIBA사의 IRGONOX 168)이다. 나아가, 상기 표 1의 C-1은 내후제로 할스계(HALS계) 내후제(BASF사의 TINUVIN 234제품)이, C-2는 내후제로 할스계 내후제(BASF사의 TINUVIN 770 제품)이다. 또한, 상기 표 1의 D는 실리콘화합물에 해당한다. 더불어, 상기 표 1의 E-1은 충진제인 유리섬유(KCC사의 CS-311 제품)이며, E-2는 충진제인 wollastonite, 즉 규회석(NYCO사의 NYAD-400 제품)이다. 나아가, 상기 표 1의 F는 염료, 안료, 증점제, 이형제, 정전기방지제 또는 가공보조제 중 어느 하나 이상의 첨가제이고, G는 폴리에틸렌계 화합물로 폴리에틸렌계 왁스(LION CHEMTECH사의 LC-102N)이다.
상기 표1의 조성으로 제조한 본 발명인 실시예 1 내지 7의 조성과 종래기술인 비교예1 내지 2에 대하여 인장강도, 그레이 스케일(gray scale), 색차 및 스크래치(SCRACTH)를 평가하여 하기의 표 2에 기재하였다.
상기 인장강도는 ASTM D638에 의하여 1/8 인치(inch) 시편을 제작한 후 평가하였으며, 상기 인장강도는 섬유성 또는 미립자 충전제의 중량%에 따라 그 값이 달라진다. 또한, 상기 그레이 스케일(GRAY SCALE) 및 색차는 JIS D 0202 4.3항에 따라 측정하였으며, SAE J 2412를 따른다. 상기 그레이 스케일(GRAY SCALE)은 3등급이상이 바람직하며, 색차는 △E 가 2이하인 것이 바람직하다. 이는 사람의 육안상 변색이 되었음이 확인되는 수준이다. 추가적으로, 상기 스크레치 평가 (SCRATCH)는 사람의 손톱으로 표면 스크레치 후 표면 불량 정도를 파악한다.
구분 인장강도
(MPa)		 GRAY SCALE
(등급)		 색차(ΔE) 스크래치(SCRATCH) 평가
실시예1 1389 4 내지 5 0.2 표면 양호
실시예2 1269 4 내지 5 0.4 표면 양호
실시예3 1278 4 내지 5 0.4 표면 양호
실시예4 2114 4 0.9 표면 양호
실시예5 916 4 내지 5 0.5 표면 양호
실시예6 871 4 내지 5 0.8 표면 양호
실시예7 865 4 내지 5 0.9 표면 양호
비교예1 1396 4 내지 5 0.4 표면 불량
비교예2 1341 2 4 표면 양호
상기 표2는 본 발명인 실시예 1 내지 7은 상기 인장강도가 850MPa이상이며, 그레이 스케일이 4등이 이상이고, 색차는 1이하이며, 스크래치 평가는 표면이 양호 한 것으로 모든 요건이 만족되는 것을 확인할 수 있다.
그러나, 종래기술인 비교예1은 실리콘 화합물을 첨가하지 않아 스크래치 평가가 표면 불량인 것을 확인할 수 있으며, 비교예2는 그레이 스케일이 2이하이며, 색차가 4로 색의 차이가 사람의 육안으로 확인될 정도로 불량함을 확인할 수 있다.
본 발명의 내스크래치성이 향상된 폴리아미드 수지 조성물에 의하면, 폴리아미드 수지, 내열제, 내후제, 충진제, 실리콘 화합물 등의 특정 조합에 의하여 인장강도, 굴곡강도, 충격강도 등의 물성을 유지하면서, 종래기술의 자동차 내외장용 부품에 적용되는 소재보다 우수한 내스크래치성, 표면 특성 및 내광성을 향상시키는 효과가 있다. 또한 우수한 내스크래치성 조성물의 향상을 얻을 수 있는 실록산의 함량의 최소화하여 제조비용를 절감하는 효과가 있다.
이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

Claims (16)

  1. 39 내지 99.59 중량%의 폴리아미드 수지, 0.01 내지 1중량%의 내열제, 0.2 내지 3중량 %의 내후제, 0.1 내지 5 중량 %의 실리콘화합물, 0 중량% 초과 50 중량% 이하의 충진제, 0중량% 초과 2 중량% 이하의 염료, 안료, 증점제, 이형제, 정전기방지제 또는 가공보조제 중 어느 하나 이상의 첨가제 및 0.1 내지 3중량%의 폴리에틸렌계 화합물를 포함하는 내스크래치성이 향상된 폴리아미드 수지 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리아미드 수지의 상대점도는 2.3 내지 3.6인 것을 특징으로 하는 내스크래치성이 향상된 폴리아미드 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 폴리아미드 수지의 중량 평균 중합도는 200 내지 15,000인 것을 특징으로 하는 내스크래치성이 향상된 폴리아미드 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 폴리아미드 수지는 나일론 6 또는 나일론 66인 것을 특징으로 하는 내스크래치성이 향상된 폴리아미드 수지 조성물.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 내열제는 방향족 아민계 내열제, 힌더드 페놀계 내열제 또는 포스파이트계 내열제 중 어느 하나 또는 2이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 내스크래치성이 향상된 폴리아미드 수지 조성물.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 내후제는 벤조페논계 내후제, 벤조트라이아졸계 내후제 또는 할스계 내후제 중 어느 하나 또는 2이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 내스크래치성이 향상된 폴리아미드 수지 조성물.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 충진제는 섬유성 충진재 또는 미립자 충진재 중 어느 하나 또는 이의 혼합물인 것을 특징으로 하는 내스크래치성이 향상된 폴리아미드 수지 조성물.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
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