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KR102200875B1 - 저온 내충격성, 백색도 및 레이저 마킹성이 향상된 열가소성 수지 조성물 - Google Patents

저온 내충격성, 백색도 및 레이저 마킹성이 향상된 열가소성 수지 조성물 Download PDF

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KR102200875B1
KR102200875B1 KR1020180151621A KR20180151621A KR102200875B1 KR 102200875 B1 KR102200875 B1 KR 102200875B1 KR 1020180151621 A KR1020180151621 A KR 1020180151621A KR 20180151621 A KR20180151621 A KR 20180151621A KR 102200875 B1 KR102200875 B1 KR 102200875B1
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KR
South Korea
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laser marking
resin composition
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color
thermoplastic resin
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우인섭
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김명욱
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롯데케미칼 주식회사
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Abstract

우수한 저온 내충격성과 백색의 배경색을 가지는 고분자 수지에서 백색도의 저하를 최소화하면서 레이저 마킹이 가능한 열가소성 수지 조성물이 개시된다. 본 발명은 (A) 폴리카보네이트 수지 60~99.8 중량%; (B) 코어-쉘 구조를 가지는 충격보강제 0.1~20 중량%; (C) 백색 충진제 0.1~20 중량%; 및 상기 (A) 내지 (C) 성분 총 100 중량부에 대하여 (D) 색료 0.00001~0.005 중량부;를 포함하는 레이저 마킹용 열가소성 수지 조성물을 제공한다.

Description

저온 내충격성, 백색도 및 레이저 마킹성이 향상된 열가소성 수지 조성물{Thermoplastic resin composition with improved impact resistance at low temperature, whiteness and laser marking}
본 발명은 레이저 마킹용 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저온 내충격성, 백색도 및 레이저 마킹성이 향상된 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.
종래 고분자 표면에 문자, 그림, 기호 등을 표시하고자 할 때 잉크를 사용하는 방법으로서 패드 인쇄, 실크스크린 인쇄 등이 주로 사용되고 있고, 최근에는 레이저 기기를 이용한 레이저 마킹 방법이 주로 사용되고 있다.
잉크를 사용하여 마킹하는 방법은 인쇄의 정밀성이나 내구성이 떨어지는 단점이 있다. 레이저 마킹 방법은 인쇄의 정밀성, 내구성, 작업의 효율성 등은 우수하나, 고분자의 특성에 따라 인쇄의 품질이 달라지거나, 고가의 레이저 마킹 첨가제를 사용해야 할 경우가 있다.
한국등록특허 제0576314호 및 제0697977호는 아크릴계 수지에 카본블랙 0.01~5.0 중량부, 클레이광물 0.1~10 중량부 또는 실리케이트화합물 0.01~10 중량부를 첨가하여 고분자 표면에 백색 마킹을 얻을 수 있는 기술을 개시하고 있으나, 백색의 고분자 소재에 카본블랙을 0.01 중량부 이상 첨가시 백색도가 크게 저하되어, 제품 외관의 색감이 저하되는 문제가 있다.
또한, 한국등록특허 제0755292호는 폴리카보네이트 수지에 스피넬 구조를 갖는 아크롬산 구리 및 0.05 중량부 이하의 카본블랙을 포함하여, 어두운 배경 위에 밝은 색상의 마킹을 얻을 수 있는 기술을 개시하고 있으나, 백색의 고분자에 사용 시에는 백색도가 저하되고, 제품 외관의 색감이 저하되는 문제가 있다.
또한, 한국등록특허 제0339454호는 아크릴계 수지에 레이저를 흡수할 수 있는 티탄블랙, 흑산화철, 황산화철, 카본블랙 등을 0.01~40 중량부를 첨가하여 레이저 마킹을 할 수 있는 기술을 개시하고 있으나, 0.01 중량부 이상 첨가 시 백색도가 크게 저하되어, 제품 외관의 색감이 저하되는 문제가 있다.
또한, 한국등록특허 제1179414호 및 제1283740호는 아크릴계 공중합체 및 컴파운드 제품에 관한 기술로 기초수지에서 내화학성 및 내열성을 보강하고, 조색제를 통해 레이저 마킹 성능을 향상시켜 백색의 글자나 도형을 마킹하는 기술에 관해 개시하고 있으나, 레이저 마킹 성능에 대하여 백색도와 선명도를 자체평가로 상대 비교하여 구체적인 비교가 어렵고, 제시된 조색제 함량으로는 고백색의 제조물을 얻기 어려운 문제가 있다.
또한, 한국등록특허 제0521703호는 아크릴계 수지에 클레이 광물 및 고분자량 계면활성제를 포함하여 선명한 레이저 마킹이 가능한 열가소성 수지 조성물로서, 클레이 광물은 레이저 마킹 부분의 내구성을 향상시킬 수 있는 장점이 있으나, 레이저 마킹 성능에 대하여 백색도와 선명도를 자체평가로 상대 비교하여 구체적인 비교가 어렵고, 제시된 조색제 함량으로는 고백색의 제조물을 얻기 어려운 문제가 있다.
본 발명은 우수한 저온 내충격성과 백색의 배경색을 가지는 고분자 수지에서 백색도의 저하를 최소화하면서 레이저 마킹이 가능한 열가소성 수지 조성물을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, (A) 폴리카보네이트 수지 60~99.8 중량%; (B) 코어-쉘 구조를 가지는 충격보강제 0.1~20 중량%; (C) 백색 충진제 0.1~20 중량%; 및 상기 (A) 내지 (C) 성분 총 100 중량부에 대하여 (D) 색료 0.00001~0.005 중량부;를 포함하는 레이저 마킹용 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
또한, 상기 폴리카보네이트 수지는 용융지수(300℃, 1.2 kg 하중)가 5~40 g/10min인 것을 특징으로 하는 레이저 마킹용 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
또한, 상기 충격보강제는 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 및 메틸메타크릴레이트-실록산 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 레이저 마킹용 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
또한, 상기 백색 충진제는 산화티탄, 탈크, 산화아연, 황화아연 및 칼슘카보네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 레이저 마킹용 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
또한, 상기 색료는 유기 안료; 또는 유기 염료; 카본블랙, 흑연, 그래핀, 카본나노튜브, 카본나노섬유, 티타늄블랙 및 블랙산화철로 이루어진 군에서 선택되는 무기 안료; 또는 무기 염료인 것을 특징으로 하는 레이저 마킹용 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
또한, 상기 열가소성 수지 조성물은 하기 방법에 따라 측정된 레이저 마킹 전 Color L값이 85 이상 및 레이저 마킹 전·후 Color L 변화량(ΔL)이 40 이상이고, IZOD 상온 충격강도(ASTM D256, 1/8" 시편, 23℃)가 70 kgf·cm/cm 이상이고, IZOD 저온 충격강도(ASTM D256, 1/8" 시편, -30℃)가 15 kgf·cm/cm 이상인 것을 특징으로 하는 레이저 마킹용 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
[Color L 측정방법]
색차계(Datacolor 850, SCI 모드)를 이용하여 수지 조성물 시편의 Color L값을 측정하고, 레이저 마킹 기기(Fiber laser 1kw, IPG사)를 이용하여 시편에 4 ㎝ × 4 ㎝ 크기의 영역을 레이저 마킹(Speed: 800 mm/sec, Power: 60%, Frequency: 20 kHz, Pulse Width: 5㎲, Pitch: 0.05 mm)한 후 시편의 Color L값을 측정함.
본 발명에 따르면, 폴리카보네이트 수지에 특정 조성의 코어-쉘 구조를 가지는 충격보강제, 백색 충진제 및 색료를 함유함으로써 우수한 저온 내충격성과 백색의 배경색을 가지는 고분자 수지에서 백색도의 저하를 최소화하면서도 레이저 마킹성이 우수한 레이저 마킹용 열가소성 수지 조성물을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 시험예에서 레이저 마킹을 예시적으로 설명하는 사진.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
본 발명자들은 종래 레이저 마킹이 가능한 열가소성 수지 조성물에 있어 백색의 배경색을 가지는 고분자 수지에 첨가제를 사용하고자 할 경우 백색도가 저하되거나 레이저 마킹성이 저하되어 제품 외관의 색감 저하로 이어지고, 저온 내충격성이 저하되는 문제가 있음을 인지하고 이를 해결하고자 연구를 거듭한 결과, 폴리카보네이트 수지에 특정 조성의 코어-쉘 구조를 가지는 충격보강제, 백색 충진제 및 색료를 함유함으로써 우수한 저온 내충격성을 가지고, 백색의 배경색을 가지는 고분자 수지에서 백색도의 저하를 최소화하면서도 우수한 레이저 마킹성을 갖도록 할 수 있음을 발견하고 본 발명에 이르게 되었다.
따라서, 본 발명은 (A) 폴리카보네이트 수지 60~99.8 중량%; (B) 코어-쉘 구조를 가지는 충격보강제 0.1~20 중량%; (C) 백색 충진제 0.1~20 중량%; 및 상기 (A) 내지 (C) 성분 총 100 중량부에 대하여 (D) 색료 0.00001~0.005 중량부;를 포함하는 레이저 마킹용 열가소성 수지 조성물을 개시한다.
상기 수지 조성물은 하기 방법에 따라 측정된 레이저 마킹 전 Color L값이 85 이상 및 레이저 마킹 전·후 Color L 변화량(ΔL)이 40 이상, 바람직하게는 레이저 마킹 전 Color L값이 89 이상 및 레이저 마킹 전·후 Color L 변화량(ΔL)이 45 이상이고, IZOD 상온 충격강도(ASTM D256, 1/8" 시편, 23℃)가 70 kgf·cm/cm 이상, 바람직하게는 72 kgf·cm/cm 이상이고, IZOD 저온 충격강도(ASTM D256, 1/8" 시편, -30℃)가 15 kgf·cm/cm 이상, 바람직하게는 20 kgf·cm/cm 이상인 특성을 나타내어 우수한 저온 내충격성을 가지고, 백색의 배경색을 가지는 고분자 수지에서 백색도의 저하를 최소화하면서도 우수한 레이저 마킹성을 갖도록 할 수 있다.
[Color L 측정방법]
색차계(Datacolor 850, SCI 모드)를 이용하여 수지 조성물 시편의 Color L값을 측정하고, 레이저 마킹 기기(Fiber laser 1kw, IPG사)를 이용하여 시편에 4 ㎝ × 4 ㎝ 크기의 영역을 레이저 마킹(Speed: 800 mm/sec, Power: 60%, Frequency: 20 kHz, Pulse Width: 5㎲, Pitch: 0.05 mm)한 후 시편의 Color L값을 측정함.
이하, 본 발명에 따른 레이저 마킹용 열가소성 수지 조성물의 각 구성 성분을 보다 상세히 설명한다.
(A) 폴리카보네이트 수지
본 발명에 사용되는 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 수지는 내충격성, 내열성, 내후성, 자기 소화성, 유연성, 가공성 및 투명성이 우수하며, 내후성이 뛰어나 장기간 높은 물성을 유지하고, 내열성 및 내한성이 뛰어나 심한 온도 변화에도 성능을 유지한다.
상기 폴리카보네이트 수지는 비스페놀 에이의 중합체로 중량평균분자량(Mw)이 10,000~200,000일 수 있으며, 바람직하게는 20,000~50,000일 수 있다. 또한 분지쇄의 것이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 중합에 사용되는 디페놀 전량에 대하여 0.05~2몰%의 트리 또는 그 이상의 다관능 화합물, 예를 들면 3가 또는 그 이상의 페놀기를 가진 화합물을 첨가하여 제조된 폴리카보네이트 열가소성 수지가 사용될 수 있다.
또한, 폴리카보네이트 수지는 (300℃, 1.2 kg 하중)가 5~40 g/10min인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10~25 g/10min일 수 있다. 상기 폴리카보네이트 수지의 용융지수가 5 g/10min 미만일 경우에는 가공온도가 높아져 성형에 어려움이 있을 수 있고, 40 g/10min을 초과할 경우에는 강도가 취약해질 수 있다.
한편 본 발명에서 사용되는 폴리카보네이트 수지의 제조는 통상적으로 사용되는 제조방법을 따를 수 있으며, 예를 들면, 분자량 조절제 및 촉매의 존재 하에서 디히드록시페놀(dihydroxy phenol)과 포스겐(phosgen)을 반응시켜 제조하거나, 디히드록시페놀(dihydroxy phenol)과 디페닐카보네이트(diphenyl carbonate)에 의해 얻어지는 전구체의 에스테르 상호 교환반응을 이용하여 제조할 수 있다.
본 발명에서 폴리카보네이트 수지는 후술하는 충격보강제, 백색 충진제 및 색료의 특정 사용량과 최종 열가소성 수지 조성물의 유동성, 내충격성, 가공성 등을 고려하여 전체 수지 조성물에서 60~99.8 중량% 함량으로 포함되며, 바람직하게는 80~99 중량%, 더욱 바람직하게는 85~98 중량% 함량으로 포함될 수 있다.
(B) 코어-쉘 구조를 가지는 충격보강제
본 발명에 사용되는 코어-쉘 구조를 가지는 충격보강제는 최종 수지 조성물의 내충격성, 특히 저온 내충격성 저하 방지 뿐 아니라 상기 폴리카보네이트 수지와 후술하는 백색 충진제 및 색료와 조합됨으로써 목적하는 백색의 배경색을 가지는 고분자 수지의 백색도 저하의 최소화 및 우수한 레이저 마킹성을 유지하도록 하는 역할을 한다.
상기 코어-쉘 구조를 가지는 충격보강제는 고무의 코어 구조에 불포화 단량체가 그라프트되어 쉘을 형성한 것일 수 있고, 바람직하게는 코어가 디엔계 단량체, 아크릴계 단량체 또는 실리콘계 단량체로 중합된 고무질 중합체이고, 쉘이 아크릴계 단량체 또는 방향족 비닐 단량체인 불포화 단량체로서, 상기 쉘이 상기 코어에 그라프트된 코어/쉘 구조일 수 있다.
구체적으로, 충격보강제의 코어로 사용되는 물질은 부타디엔 고무, 에틸 아크릴 고무, 부틸 아크릴 고무, 실리콘 고무 등에서 선택적으로 적용되거나 또는 이들의 조합으로 구성된 물질일 수 있고, 이들과 함께 구성된 아크릴계 단량체, 스티렌계 단량체 또는 아크릴로니트릴 단량체와 구성된 공중합체일 수 있다. 코어 물질의 예로서, 폴리부타디엔, 부타디엔-스티렌 공중합체, 폴리이소프렌, 부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 이소부틸렌-이소프렌 공중합체, 에틸렌-프로필렌 고무, 아크릴계 고무, 우레탄 고무, 실리콘 고무 등이 있다. 또한, 충격보강제의 쉘로 사용되는 물질은 스틸렌-아크릴로니트릴, 폴리메틸메타크릴레이트 또는 이들의 조합으로 구성된 물질이거나 공중합체일 수 있다. 이러한 충격보강제로 사용되는 공중합체로서 본 발명에서는 저온 충격강도 및 색상 개선의 극대화 측면에서 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 또는 메틸메타크릴레이트-실록산 공중합체를 바람직하게 선택될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체가 선택될 수 있다.
본 발명에서 상기 충격보강제는 전체 수지 조성물에서 0.1~20 중량% 함량으로 포함되고, 바람직하게는 0.5~10 중량%, 더욱 바람직하게는 1~8 중량% 함량으로 포함될 수 있다. 상기 충격보강제 함량이 0.1 중량% 미만일 경우 내충격성 향상 효과가 없고, 20 중량%를 초과할 경우 수지의 점도가 상승하여 가공성이 좋지 않다.
(C) 백색 충진제
본 발명에서 백색 충진제는 고분자의 은폐력 및 백색도를 향상시키기 위한 것으로 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 산화티탄, 탈크, 산화아연, 황화아연, 칼슘카보네이트 등에서 선택적으로 적용되거나 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
본 발명에서 상기 백색 충진제는 전체 수지 조성물에서 0.1~20 중량% 함량으로 포함되고, 바람직하게는 0.5~10 중량%, 더욱 바람직하게는 1~8 중량% 함량으로 포함될 수 있다. 상기 백색 충진제 함량이 0.1 중량% 미만일 경우 백색도 및 은폐력 향상이 어렵고, 20 중량%를 초과할 경우 수지의 기계적 물성이 저하된다.
(D) 색료
본 발명에서 색료는 레이저를 흡수하여 마킹을 하기 위한 물질로 작용하는 것이라면 그 색상에 특별히 한정되는 것은 아니며, 예컨대, 색료로서 흑색 또는 어두운 색상의 유기 또는 무기 안료나 염료가 바람직하게 선택될 수 있다.
흑색 무기 안료로는 카본블랙, 흑연, 그래핀, 카본나노튜브, 카본나노섬유, 티타늄블랙, 블랙산화철 등에서 선택적으로 적용되거나 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
또한, 흑색 유기 안료 및 유기 염료는 상호 보색 관계에 있는 염료 조합으로 기초 수지에 착색되어 육안으로 판단하기에 흑색 계열을 나타낸다. 여기서 표현하는 흑색 계열은 극단적으로 모든 파장대를 차단하는 흑색이 아니고, 육안으로 판단하기에 흑색 계열을 나타내는 것이다. 예를 들어, 적색을 띄는 흑색, 청색을 띄는 흑색, 녹색을 띄는 흑색, 자색을 띄는 흑색으로 표현 가능하다. 사용 가능한 유기 안료 및 염료로서, 디스퍼스 옐로우 54, 디스퍼스 옐로우 201, 솔벤트 옐로우 33, 솔벤트 옐로우 63, 솔벤트 옐로우 93, 솔벤트 옐로우 98, 솔벤트 옐로우 104, 솔벤트 옐로우 114, 솔벤트 옐로우 160, 솔벤트 옐로우 163, 솔벤트 옐로우 176, 솔벤트 옐로우 188, 피그먼트 옐로우 12, 피그먼트 옐로우 14, 피그먼트 옐로우 34, 피그먼트 옐로우 83, 피그먼트 옐로우 110, 피그먼트 옐로우 138, 피그먼트 옐로우 147, 피그먼트 옐로우 180, 피그먼트 옐로우 183, 피그먼트 옐로우 184, 솔벤트 그린 3, 솔벤트, 그린 5, 솔벤트 그린 28, 피그먼트 그린 7, 피그먼트 그린 36, 솔벤트 레드 52, 솔벤트 레드 135, 솔벤트 레드 146, 솔벤트 레드 149, 솔벤트 레드 179, 솔벤트 레드 207, 피그먼트 레드 41, 피그먼트 레드 48:1, 48:2, 48:3, 피그먼트 레드 57:1, 피그먼트 레드 122, 피그먼트 레드 149, 피그먼트 레드 178, 피그먼트 레드 181, 피그먼트 레드 202, 피그먼트 레드 254, 솔벤트 바이올렛 13, 솔벤트 바이올렛 31, 솔벤트 바이올렛 36, 디스퍼스 바이올렛 26, 디스퍼스 바이올렛 31, 피그먼트 바이올렛 19, 피그먼트 바이올렛 23, 디스퍼스 오렌지 47, 솔벤트 오렌지 60, 솔벤트 오렌지 63, 솔벤트 오렌지 64, 피그먼트 오렌지 71 및 솔벤트 블루 45, 솔벤트 블루 97, 솔벤트 블루 104, 솔벤트 블루 122, 피그먼트 블루 15, 15:1, 15:2 15:3 및 15:4, 피그먼트 블루 60 등에서 상호 보색 관계에 있는 조합으로 육안상 흑색 색상이 나타날 수 있도록 조합될 수 있다. 또한, 상기 흑색 안료나 염료를 혼합한 조합으로도 흑색 색상 발현이 가능하다.
본 발명에서 상기 색료는 상기 (A) 내지 (C) 성분 총 100 중량부에 대하여 0.00001~0.005 중량부 함량으로 포함되고, 바람직하게는 0.00005~0.004 중량부, 더욱 바람직하게는 0.00005~0.001 중량부 함량으로 포함될 수 있다. 상기 색료 함량이 0.00001 중량부 미만일 경우 레이저 마킹 성능이 저하되고, 0.005 중량부를 초과할 경우 백색도가 저하된다.
본 발명에 따른 레이저 마킹용 열가소성 수지 조성물은 전술한 주요 성분 외에, 목적하는 용도나 효과에 맞는 첨가제를 더 포함할 수도 있다. 예를 들면, 상기 색료 이외의 염료나 안료, 열안정제, UV안정제, 산화방지제, 활제, 이형제, 상용화제, 난연제, 충진재, 항균제, 생분해제 등을 추가로 첨가하여 다양한 용도로 응용할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 구체적인 실시예를 들어 설명한다.
먼저, 본 발명의 실시예에서 사용된 폴리카보네이트 수지를 비롯한 성분의 사양은 다음과 같다.
(A) 폴리카보네이트 수지
용융지수(300℃, 1.2 kg 하중)가 15 g/10min 인 비스페놀 에이형의 폴리카보네이트(PC-1100, Lottechem사)를 사용하였다.
(B) 코어-쉘 구조를 가지는 충격보강제
(B-1) 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체(EM500, LG화학), (B-2) 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(HR181, 금호석유화학) 및 (B-3) 메틸메타크릴레이트-실록산 공중합체(S-2001, 미쓰비시 레이온)를 사용하였다.
(C) 백색 충진제
실록산 코팅 TiO2(Kronos 2233, Kronos사)
(D) 색료
흑색 안료로 콜롬비안 카본블랙(Raven 1020)을 사용하였다.
실시예 1
(A) 폴리카보네이트 수지 95 중량부, (B-1) 코어-쉘 구조를 가지는 충격보강제 2 중량부, (C) 백색 충진제 10 중량부 및 (D) 색료 0.0001 중량부 비율로 정량하여 혼합하고, 270℃~300℃로 가열된 이축압출기를 이용하여 열가소성 수지 조성물을 펠렛 상태로 만든 후 열풍건조기를 이용하여 100℃에서 4시간 건조한 후 시편 제작용 몰드를 사용하여 시편을 사출 성형하였다.
실시예 2 내지 9, 비교예 1 내지 4
실시예 1에서 상기 (A) 내지 (D) 성분을 하기 표 1의 함량으로 조절한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 시편을 성형하였다.
시험예
상기 실시예 및 비교예에 따른 시편에 대하여 하기의 방법에 따라 Color L값 및 변화량, 상온 및 저온 충격강도를 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[측정방법]
(1) Color L
색차계(Datacolor 850, SCI 모드)를 이용하여 시편의 Color L값을 측정하고, 레이저 마킹 기기(Fiber laser 1kw, IPG사)를 이용하여 시편에 4 ㎝ × 4 ㎝ 크기의 영역(도 1 참조)을 레이저 마킹(Speed: 800 mm/sec, Power: 60%, Frequency: 20 kHz, Pulse Width: 5㎲, Pitch: 0.05 mm)한 후 시편의 Color L값을 측정하여, 레이저 마킹 전·후 Color L 변화량(ΔL)을 계산하였다.
(2) 충격강도
ASTM D256 방법에 따라 1/8" 시편을 23℃ 및 -30℃에서 IZOD 충격강도를 측정하였다.
Figure 112018119870942-pat00001
표 1을 참조하면, 먼저 본 발명에 따라 폴리카보네이트 수지에 특정 조성의 코어-쉘 구조를 가지는 충격보강제, 백색 충진제 및 색료를 함유할 경우(실시예 1 내지 4, 7 내지 9) 저온 내충격성이 우수하고, 백색의 배경색을 가지는 고분자 수지에서 백색도의 저하를 최소화하면서도 레이저 마킹성이 우수한 것을 확인할 수 있다. 여기서, 배경색과 레이저 마킹색의 차이가 클수록 레이저 마킹의 시인성과 선명성은 증가하는 것을 나타낸다. 다만, 백색 충진제 함량이 상대적으로 과도할 경우(실시예 5)에는 상온 충격강도가 다소 저하되고, 색료 함량이 일정 수준에 미치지 못할 경우(실시예 6)에는 레이저 마킹성이 다소 저하되는 것으로부터, 내충격성 향상, 백색도 저하 최소화 및 레이저 마킹성 향상 등 제반 물성 밸런스 구현을 위한 이상적인 성분 조성비가 존재하는 것을 확인할 수 있다.
이에 대하여, 색료를 함유하지 않을 경우(비교예 1 및 2)에는 레이저 마킹성이 현저히 저하되고, 반대로 그 함량이 과도할 경우(비교예 3)에는 레이저 마킹성이 저하될 뿐 아니라 백색도가 저하되고, 코어-쉘 구조를 가지는 충격보강제를 포함하지 않을 경우(비교예 4)에는 저온 내충격성이 현저히 저하되는 것을 알 수 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (6)

  1. (A) 폴리카보네이트 수지 80~99 중량%;
    (B) 코어-쉘 구조를 가지는 충격보강제 0.5~10 중량%;
    (C) 백색 충진제 0.5~10 중량%; 및
    상기 (A) 내지 (C) 성분 총 100 중량부에 대하여 (D) 색료 0.00005~0.004 중량부;
    를 포함하는 레이저 마킹용 열가소성 수지 조성물로서,
    상기 열가소성 수지 조성물은 하기 방법에 따라 측정된 레이저 마킹 전 Color L값이 89 이상 및 레이저 마킹 전·후 Color L 변화량(ΔL)이 40 이상이고, IZOD 상온 충격강도(ASTM D256, 1/8" 시편, 23℃)가 72 kgf·cm/cm 이상이고, IZOD 저온 충격강도(ASTM D256, 1/8" 시편, -30℃)가 20 kgf·cm/cm 이상인 것을 특징으로 하는 레이저 마킹용 열가소성 수지 조성물:
    [Color L 측정방법]
    색차계(Datacolor 850, SCI 모드)를 이용하여 수지 조성물 시편의 Color L값을 측정하고, 레이저 마킹 기기(Fiber laser 1kw, IPG사)를 이용하여 시편에 4 ㎝ × 4 ㎝ 크기의 영역을 레이저 마킹(Speed: 800 mm/sec, Power: 60%, Frequency: 20 kHz, Pulse Width: 5㎲, Pitch: 0.05 mm)한 후 시편의 Color L값을 측정함.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 수지는 용융지수(300℃, 1.2 kg 하중)가 5~40 g/10min인 것을 특징으로 하는 레이저 마킹용 열가소성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 충격보강제는 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 및 메틸메타크릴레이트-실록산 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 레이저 마킹용 열가소성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 백색 충진제는 산화티탄, 탈크, 산화아연, 황화아연 및 칼슘카보네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 레이저 마킹용 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 색료는 유기 안료; 또는 유기 염료; 카본블랙, 흑연, 그래핀, 카본나노튜브, 카본나노섬유, 티타늄블랙 및 블랙산화철로 이루어진 군에서 선택되는 무기 안료; 또는 무기 염료인 것을 특징으로 하는 레이저 마킹용 열가소성 수지 조성물.
  6. 삭제
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