KR101181107B1 - 도전성 열가소성 수지 조성물의 사출 압축 성형 방법 - Google Patents

도전성 열가소성 수지 조성물의 사출 압축 성형 방법 Download PDF

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Abstract

금형 온도가 150 내지 250℃로 된 금형(11, 12)의 매칭 면(11a, 12a)에 의해 형성된 간격을 0.5 내지 5.0㎜로 한 캐비티 공간(13)에 대하여 도전성 열가소성 수지 조성물을 사출 충전하는 사출?충전 공정, 및 충전 완료 후, 당해 금형 공간을 닫아 압축 속도를 1.0 내지 20㎜/초로 하고 압축 압력을 10MPa로 하는 압축?부형 공정으로 이루어지는 것을 사출 압축 성형 방법으로서, 수득된 성형체는 도전성 충전재를 높은 함유율로 균일하게 분산시키고 있으므로 연료 전기용 세퍼레이터 등에 적용할 수 있다.

Description

도전성 열가소성 수지 조성물의 사출 압축 성형 방법{METHOD FOR INJECTION COMPRESSION MOLDING OF CONDUCTIVE THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION}
본 발명은, 도전성 충전재를 높은 함유율로 충전한 도전성 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로, 성형체에 대하여 당해 충전재를 균일하게 분산시켜 성형할 수 있는 도전성 열가소성 수지의 사출 압축 성형 방법에 관한 것이다.
최근, 환경 문제나 에너지 문제의 관점에서, 수소를 함유하는 연료 가스와, 산소를 함유하는 공기를 이용하여 전기 분해 반응에 의해 발전하여 물 이외의 배출물이 없는 청정 발전 장치로서 연료 전지가 주목받고 있으며, 가정용이나 자동차용 연료 전지의 개발이 활발히 행해지고 있다. 이러한 연료 전지는 저공해이며 높은 발전 효율을 갖는 한편, 단위 셀(하나의 전지)로부터 취출할 수 있는 전압이 낮기 때문에, 각 단위 셀을 수십 내지 수백개 직렬로 적층하여 사용되고 있다.
각 단위 셀을 적층하는 경우에 있어서, 각 단위 셀에 전기 전도성을 갖게 하여, 단위 셀에 대하여 공급되어 연료 가스 및 공기의 분리 경계막의 기능을 달성하는 것이 장벽판(세퍼레이터)이다. 이 연료 전지용 세퍼레이터는, 제품면으로서 전 극으로부터의 집전 기능을 갖추기 때문에, 높은 전기 전도성이 필요하게 되고, 또한 그 표면에 대하여 연료 가스 등이 통과하는 유로를 형성하는 것 등에 의해, 가스 배리어성, 기계적 강도, 전해질(인산, 황산 등), 이온에 대한 내부식성 등의 여러 가지 특성이 요구된다.
한편, 제조면으로서는, 성형시의 수지의 유동성이 양호하고, 균일한 벽두께 분포가 되는 성형체를 얻는 것이 중요하지만, 카본 분말 등의 도전성 충전재를 높은 함유율(예컨대, 80질량% 이상)로 함유한 열가소성 수지는 매우 유동성이 나빠지고, 더욱이 차가워지기 쉽기 때문에 성형이 곤란하다고 하는 문제가 있었다. 이에 대하여, 일반적으로 성형성이 나쁜 재료의 성형 방법으로서는 스탬핑(stamping)이나 압축 성형이 일반적으로 이용되고 있지만, 그 성형 방법은 용융 프레스 성형기에 의한 것이기 때문에, 스탬핑 성형이나 프레스 성형은 생산성이 뒤떨어져 대량 생산에는 적합하지 않았다.
따라서, 생산성이 높은 사출 성형 방법을 이용하여, 연료 전지용 세퍼레이터를 얻는 기술의 제공이 요청되고 있었다. 이러한 기술로서는, 예컨대 피치계 탄소 섬유를 80 내지 98질량% 함유한, 폴리아세탈 등의 열가소성 수지 조성물을 사출 성형을 포함하는 각종 성형 방법을 이용하여 성형체로 하는 기술이나(특허문헌 1), 또한 연료 전지용 세퍼레이터를 도전성 무기계 재료 및 수지 재료를 이용하여 사출 성형, 사출 압축 성형에 의해 성형하는 기술이 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 2).
특허문헌 1: 일본 특허공개 제2003-82247호 공보([청구항 4], [0063])
특허문헌 2: 일본 특허공개 제2003-242994호 공보([0014] 내지 [0024])
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
그러나, 연료 전지용 세퍼레이터 등 도전성 충전재를 다량 포함하는 수지 재료를 사출 압축 성형으로 성형하는데 있어서는, 열가소성 수지와 비교하여 충전된 도전성 충전재의 냉각이 빠르게 행해지기 때문에, 벽두께가 균일한 성형체를 얻는 것이 어렵고, 예컨대 균일한 벽두께의 성형체를 얻기 위해서는 금속 가열 냉각에 의한 수지 충전시의 금형 온도를 매우 고온(예컨대, 270 내지 300℃) 상태로 하여, 그 후 냉각처리를 해야 하는 한편, 상기한 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 기술에 있어서는 이러한 처리를 실시할 수 없는 경우가 있어, 도전성 충전재를 높은 함유율로 충전한 연료 전지용 세퍼레이터를 성형하는 것은 곤란했다.
따라서, 상기 과제를 감안하여, 본 발명의 목적은 도전성 충전재를 높은 함유율로 충전한 도전성 열가소성 수지 조성물, 및 성형시 당해 수지 조성물의 유동성을 양호하게 하여 도전성 충전재가 균일하게 분산된 성형체를 얻을 수 있는 도전성 열가소성 수지 조성물의 사출 압축 성형 방법을 제공하는데 있다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명의 도전성 열가소성 수지 조성물의 사출 압축 성형 방법은, 도전성 열가소성 수지 조성물을 사출 압축 성형에 의해 성형하는 방법으로서, 금형 온도가 150 내지 250℃로 된 금형의 매칭(matching) 면에 의해 형성된 간격을 0.5 내지 5.0㎜로 한 캐비티 공간에 대하여 70 내지 95질량%의 도전성 충전재를 함유한 도전성 열가소성 수지 조성물을 사출 충전하는 사출?충전 공정, 및 충전 완료 후, 금형 공간을 닫아 당해 공간에 충전된 도전성 열가소성 수지 조성물을, 압축 속도를 1.0 내지 20㎜/초로 하고 압축 압력을 10MPa 이상으로 하여 압축 부형하는 압축?부형 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이 본 발명의 도전성 열가소성 수지의 사출 압축 성형 방법에 의하면, 도전성 열가소성 수지 조성물의 사출 압축 성형이 소정의 사출?충전 공정 및 압축?부형 공정에 의해 행해지므로, 성형 과정 중의 도전성 열가소성 수지 조성물의 유동성이 매우 양호해지기 때문에 수지의 유동성도 좋으며, 도전성 충전재를 높은 함유율로 충전한 성형체를 성형하는 성형 방법을 적합하게 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 사출 압축 성형 방법은 도전성 열가소성 수지 조성물의 사출 충전에 있어서의 하기 수학식 I 또는 II로 표시되는 전단 속도가 5000 내지 50000/초인 것이 바람직하다.
Figure 112006074091900-pct00001
(여기서, Q는 사출율(cc/초), R은 게이트 반경(cm)을 각각 나타낸다)
Figure 112006074091900-pct00002
(여기서, Q는 사출율(cc/초), W는 게이트 폭(cm), h는 게이트 두께(cm)를 각각 나타낸다)
이러한 본 발명에 의하면, 도전성 열가소성 수지 조성물의 사출 충전에 있어서의 수학식 I(금형내의 게이트의 단면이 원형상인 경우) 또는 수학식 II(금형내의 게이트의 단면이 직사각형상인 경우)로 표시되는 전단 속도가 특정 범위내에 있기 때문에, 사출 충전시에 도전성 충전재가 열가소성 수지내에 분말상으로 균일하게 분산되게 된다. 이 때문에, 금형내에서의 도전성 열가소성 수지 조성물의 유동성도 양호해지며, 또한 얻어지는 성형체도 도전성 충전재가 균일하게 분산되어 우수한 외관이 된다.
한편, 본 발명의 사출 압축 성형 방법에 있어서는, 사출 충전하는 도전성 열가소성 수지 조성물에 대하여 초임계 유체를 주입할 수도 있으며, 이에 의해서도 사출 충전시에 도전성 충전재가 열가소성 수지내에 분말상으로 균일하게 분산되게 되어 상기한 효과를 적합하게 발휘할 수 있다.
여기서, 초임계 유체로서는 초임계 상태의 탄산 가스 및/또는 초임계 상태의 질소 가스를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 사출 압축 성형 방법에 있어서는, 상기한 도전성 열가소성 수지에 대하여, 탄산 가스 및/또는 질소 가스를 발생하는 화학 발포제를 첨가할 수도 있으며, 이에 의해서도 사출 충전시에 도전성 충전재가 열가소성 수지내에 분말상으로 균일하게 분산되게 되어 상기한 효과를 적합하게 발휘할 수 있다.
본 발명의 사출 압축 성형 방법은, 상기한 금형의 표면에 대하여 두께가 0.5 내지 3.0㎜인 단열층을 형성하는 것이 바람직하다.
이러한 본 발명에 의하면, 금형의 표면에 대하여 특정 두께의 단열층을 형성 하였으므로 성형체의 용접 라인(weld line)의 발생이나 결함 발생을 적합하게 방지할 수 있다.
본 발명의 사출 압축 성형 방법은 상기한 열가소성 수지가 폴리페닐렌 설파이드(PPS)이며, 상기한 도전성 충전재가 흑연인 것이 바람직하다.
이러한 본 발명에 의하면, 도전성 열가소성 수지 조성물의 구성으로서, 열가소성 수지로서 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 도전성 충전재로서 흑연을 채용하고 있으므로 연료 전지용 세퍼레이터 용도로서도 알맞은 성형체를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 사출 압축 성형 방법을 실시하는 사출 압축 유닛의 한 형태를 나타낸 도면으로, 금형을 개방한 상태(사출 충전을 행하고 있는 상태)를 나타낸 개략도이다.
도 2는 도 1에 있어서 금형을 닫은 상태(압축 부형을 행하고 있는 상태)를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 사출 압축 성형 방법에 의해 성형되는 연료 전지용 세퍼레이터를 사용한 연료 전지의 한 형태를 나타낸 개략도이다.
부호의 설명
1: 사출 압축 성형 유닛
11, 12: 금형
11a, 12a: 매칭 면
13: 캐비티 공간
15: 도전성 열가소성 수지 조성물
20: 사출 유닛
30: 게이트
50: 연료 전지
51: 연료 극
52: 전해질 판
53: 산화극 판
54: 연료 전지용 세퍼레이터
55: 홈
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명의 도전성 열가소성 수지 조성물의 사출 압축 성형 방법(이하, 단순히 「본 발명의 성형 방법」이라고 하는 경우도 있음)은 열가소성 수지와 도전성 충전재로 이루어진 도전성 열가소성 수지를, 소정의 사출?충전 공정 및 압축?부형 공정을 채용하여 실시하는 것이며, 또한 본 발명의 성형 방법에 의해 얻어지는 도전성 열가소성 수지 성형체(이하, 단순히 「성형체」라고 하는 경우도 있음)는 도전성 충전재를 높은 함유율로 충전하고, 당해 도전성 충전재도 양호하게 분산되어 있다는 점에서 연료 전지용 세퍼레이터 등에 적용할 수 있다.
본 발명의 성형 방법에서 사용할 수 있는 열가소성 수지로서는, 내열성, 내수성, 내약품성을 갖춘 수지 재료를 사용하는 것이 바람직하고, 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 수지, 아크릴로나이트릴-스타이렌-뷰타다이엔(ABS) 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리페닐렌 옥사이드(PPO) 수지, 폴리아세탈 수지 등을 들 수 있으며, 이들의 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 본 발명의 방법을 실시하는데 있어서는, 연료 전지용 세퍼레이터를 구성하는 재료로서 최적인 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 도전성 충전재로서는 천연 흑연, 인공 흑연, 팽창 흑연 등의 각종 흑연, 카본 블랙, 탄소 섬유, 기상법 탄소 섬유, 카본 나노 튜브 등을 들 수 있으며, 이들의 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 본 발명의 방법을 실시하는데 있어서는, 전기 비저항이 작고 전기 전도도가 우수하며, 분산성도 양호한 흑연을 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 도전성 충전재의 형상은 구상, 분말상이 바람직하며, 예컨대 평균 입경을 10 내지 200㎛, 부피 비중을 0.15 내지 0.90g/cm3로 할 수 있다.
이 도전성 충전재와 상기한 열가소성 수지가 혼합됨으로써 도전성 열가소성 수지 조성물을 형성한다. 도전성 충전재는 열가소성 수지에 대하여 70 내지 95질량% 함유되며, 75 내지 85질량% 함유되는 것이 바람직하고, 80 내지 85질량% 함유되는 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 방법에 사용되는 도전성 열가소성 수지 조성물은 이와 같이 도전성 충전재의 함유율이 높으므로 높은 도전성을 갖춘 것으로 된다. 그리고, 이러한 도전성 열가소성 수지 조성물의 사출 압축 성형에 있어서, 본 발명의 성형 방법을 적용함으로써 이들 도전성 충전재를 성형체에 대하여 양호하게 분산시킬 수 있는 것이 된다.
또한, 열가소성 수지와 도전성 충전재를 혼합 내지 혼련하여 도전성 열가소성 수지 조성물을 얻기 위해서는, 양자를 롤, 압출기, 니더, 밴버리 믹서, 헨셀 믹서, 플래니터리 믹서 등의 각종 믹서 등 공지의 혼합기나 혼련기를 사용하여 균일하게 혼합하는 것이 바람직하다.
본 발명의 방법은 이 열가소성 수지와 도전성 충전재를 혼합하여 이루어진 도전성 열가소성 수지를 사출 압축 성형함으로써 실시되는데, 이러한 사출 압축 성형을 실시하는 한 양태를 도 1 및 도 2를 이용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 사출 압축 성형 방법을 실시하는 사출 압축 성형 유닛(1)을 나타내는 도면으로, 금형(11, 12)을 개방하여 도전성 열가소성 수지 조성물(15)을 사출?충전하고 있는 상태를 나타낸 모식도이고, 또한 도 2는 도 1의 사출 압축 성형 유닛(1)에 있어서 금형(11, 12)을 닫아 당해 수지 조성물(15)을 압축?부형하고 있는 상태를 나타낸 모식도이다.
여기서, 사출 압축 성형 방법을 실시하는데 있어서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 우선 압축 유닛(10)을 후퇴시킨 상태로 하고, 금형(11, 12)의 매칭 면을 개방한 상태로 하여 캐비티 공간(13)(이하, 단순히 「공간(13)」이라 하는 경우도 있음)을 형성하고, 당해 공간(13)에 대하여 사출 유닛(20)내로부터 도전성 열가소성 수지 조성물(15)을 사출 충전한다((1) 사출?충전 공정).
다음으로, 소정량의 당해 수지 조성물(15)의 사출 충전이 완료되고 나서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 압축 유닛(10)을 진행시킨 상태로 하여(도 2의 화살표 방향으로 움직여서) 금형(11, 12)을 닫아 형체력을 걸어, 충전된 도전성 열가소성 수지 조성물(15)을 압축, 부형하여 소정 형상의 성형체를 얻는다((2) 압축?부형 공정).
본 발명의 사출 압축 성형 방법에 있어서는, 우선 상기 (1) 사출 충전 공정에서의 금형의 매칭 면(11a, 12a)에 의해 형성되는 캐비티 공간(13)의 간격을 0.5 내지 5.0㎜로 하고, 3.0 내지 5.0㎜로 하는 것이 바람직하다. 당해 간격을 이러한 범위로 함으로써, 용융 상태의 도전성 열가소성 수지 조성물(15)을 적합하게 사출 충전할 수 있는 것 외에, 후공정인 (2) 압축?부형 공정에서의 압축 대신으로 하여도 적당해져 압축?부형 처리가 양호하게 행해지게 된다.
(1) 사출?충전 공정에서의 금형(11, 12)의 가열 방식으로서는 특별히 제한은 없고, 종래 공지된 히터를 이용하여 도전성 열가소성 수지 조성물(15)의 충전 전에 금형(11, 12)을 가열 상태로 하면 좋다.
또한, 예컨대 금형(11, 12)의 표면에 통전 가열체를 설치하여 수지 충전 전에 당해 통전 가열체에 통전하고, 금형(11, 12)을 소정의 온도로 가열하여도 좋다. 이 통전 가열체의 종류로서는, 질화규소, 질화타이타늄, 질화알루미늄, 산화지르코니아 등을 들 수 있다.
한편, 금형 온도는 도전성 열가소성 수지 조성물의 종류에 따라 결정하면 좋으나, 150 내지 250℃ 정도로 하면 좋다. 본 발명의 성형 방법에 있어서는, 종래의 사출 압축 성형 방법과 같이 금형 온도를 고온 상태(예컨대, 270 내지 300℃)로 할 필요도 없기 때문에 성형체의 냉각도 원활하게 행해져 사출 압축 성형을 간편하게 할 수 있다.
또한, 금형(11, 12)의 표면에 대해서는, 단열층을 설치할 수도 있으며, 이와 같이 금형(11, 12)의 표면에 단열층을 설치함으로써 성형체의 용접 라인의 발생이나 결함 발생을 방지할 수 있다. 단열층의 두께는 0.5 내지 3.0㎜ 정도로 하면 좋다.
한편, 단열층의 구성재료로서는, 지르코니아계 세라믹, 내열성 폴리이미드, 알루미나 등을 들 수 있다. 또한, 시판품으로서는, ULPAC(등록상표) 금형(또는 ULPAC층: (주)다이요공작소제)를 사용할 수 있다.
그리고, (1) 사출?충전 공정에서, 도전성 열가소성 수지 조성물(15)을 당해 공간(13)에 대하여 사출 충전하는 경우에 있어서는, 성형체에 대한 상기 비교적 고함유율의 도전성 충전재의 분산성 및 성형성을 향상시킬 목적으로, 하기의 수단(1) 내지 수단(3)을 실시하는 것이 바람직하다. 이들 수단은 각각을 단독으로 행할 수도 있고, 조합하여 적용할 수도 있다.
우선, 도전성 충전재를 성형체에 대하여 적합하게 분산시키고, 성형성을 향상시키기 위한 수단(1)으로서는, 하기 수학식 I 또는 II로 표시되는 사출 충전시의 전단 속도를 5000 내지 50000/초로 하는 것을 들 수 있다.
여기서, 수학식 I로 산출되는 전단 속도(γa)는 게이트(30)의 단면 형상이 원형상인 경우에 있어서의 전단 속도, 수학식 II로 산출되는 전단 속도(γb)는 게이트(30)의 단면 형상이 직사각형상인 경우에 있어서의 전단 속도에 각각 대응하는 것이다.
수학식 I
Figure 112006074091900-pct00003
(여기서, Q는 사출율(cc/초), R은 게이트 반경(cm)을 각각 나타낸다)
수학식 II
Figure 112006074091900-pct00004
(여기서, Q는 사출율(cc/초), W는 게이트 폭(cm), h는 게이트 두께(cm)를 각각 나타낸다)
또한, 수학식 I 및 수학식 II에 나타낸 사출율(Q)이란 단위시간 당 사출되는 수지의 양(부피)을 나타내고, 본 발명의 (1) 사출?충전 공정에 있어서는 일반적으로 80 내지 500(cc/초) 정도로 할 수 있고, 사용하는 열가소성 수지의 종류 등에 대응하여 임의의 수치를 설정하면 좋다.
또한, 수단(2)으로서는, 용융 상태의 도전성 열가소성 수지 조성물(15)에 대하여 초임계 유체를 주입하는 것을 들 수 있다. 여기서, 초임계 유체의 종류로서는 초임계 상태의 탄산 가스나 질소 가스를 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 초임계 상태란 기체와 액체가 공존할 수 있는 한계 온도 및 압력을 넘음으로써 기체와 액체의 밀도가 같게 되어 2층을 구별할 수 없게 된 상태를 말하며, 이 초임계 상태에서 생기는 유체를 초임계 유체라고 한다. 또한, 초임계 상태에 있어서의 온도 및 압력이 초임계 온도 및 초임계 압력이며, 예컨대 탄산 가스로서는, 예컨대 31℃ 및 7.4MPa이다. 이들 초임계 유체는 도전성 열가소성 수지 조성물에 대하여 0.5 내지 3.0질량% 정도 주입하면 좋고, 예컨대 실린더내에서 용융 상태의 상기 조성물에 대하여 주입할 수 있다.
더욱이, 수단(3)으로서는, 도전성 열가소성 수지 조성물(15)에 대하여 화학 발포제를 첨가하는 것을 들 수 있다. 사용되는 화학 발포제는 상기 수지 조성물에 첨가하여 가소화하여 용융시킨 경우에 있어서, 열분해를 일으켜 질소 가스나 탄산 가스를 발생하는 화학 발포제를 사용하는 것이 바람직하고, 용융되기 이전의 도전성 열가소성 수지 조성물에 대하여 1.0 내지 5.0질량% 정도를 건식 블렌딩하면 좋다.
이렇게 하여, (1) 사출?충전 공정에서 가소화된 용융 상태의 도전성 열가소성 수지 조성물(15)은 금형(11, 12)의 매칭 면(11a, 12a)과의 사이에 형성된 공간(13)에 대하여 사출?충전되게 된다.
그리고, 소정량의 당해 수지 조성물(15)의 사출 충전이 완료된 다음, 압축 유닛(10)을 진행시켜 금형(11, 12)을 닫아, 충전된 도전성 열가소성 수지 조성물(15)을 압축, 부형시키는 (2) 압축?부형 공정을 실시한다.
한편, (2) 압축?부형 공정의 개시는 도전성 열가소성 수지 조성물(15)의 충전 완료시이지만, 이는 충전이 완전히 완료된 경우 외에 충전이 완료하기 직전(예컨대, 충전 완료의 0.1 내지 0.5초 전)일 수도 있다.
본 발명의 성형 방법을 실시하는데 있어서, 이 (2) 압축?부형 공정에서의 압축 속도는 1 내지 20㎜/초로 하고, 5 내지 20㎜/초로 하는 것이 바람직하다. 압축 속도를 이러한 범위로 함으로써, 사출 충전된 도전성 열가소성 수지 조성물(15)의 압축, 부형을 적합하게 할 수 있는 한편, 압축 속도가 1㎜/초보다 작으면 얻어지는 성형체의 벽두께 분포가 나빠지거나(예컨대, 게이트측이 두꺼워지고, 유동 말단이 얇아진다), 쇼트 숏(short shot)이 많아지는 등, 연속 성형성에 악영향을 주는 경우가 있다. 또한, 20㎜/초보다 크면 성형체의 품질이 안정화되는 한편, 성형기나 금형에 대한 부하가 크고, 당해 성형기 등의 소모가 심하게 되는 등의 문제가 생기는 경우가 있다.
더욱이, (2) 압축?부형 공정에서의 압축 압력은 10MPa 이상으로 하고, 50MPa로 하는 것이 바람직하다. 또한, 그 때의 형체력은 60톤 정도로 하고, 300톤 정도로 하는 것이 바람직하다. 압축 압력이 10MPa 이상이면, 압축, 부형이 충분히 행해져 양호한 외관의 성형체를 얻을 수 있는 한편, 압축 압력이 10MPa보다 작으면, 압력이 충분하지 않아 성형체의 외관에 결함이나 휨이 발생하여 외관 불량이 되는 경우가 있기 때문에 바람직하지 못하다.
이렇게 하여 압축 유닛(10)을 진행시켜 금형(11, 12)을 닫아 형체력을 가하여, 충전된 도전성 열가소성 수지 조성물(15)을 압축, 부형하면, 금형(11, 12)을 냉각하여 금형(11, 12) 내부의 도전성 열가소성 수지 조성물(15)을 냉각 고화시킨다. 냉각 조건으로서는 특별히 제한은 없지만, 냉각 온도를 160 내지 250℃(바람직하게는 180 내지 230℃)로 하고, 또한 냉각 시간을 30 내지 90초(바람직하게는 50 내지 70초) 정도로 하면 좋다.
그리고, 상기 수지 조성물(15)이 냉각 고화되면 금형(11, 12)을 개방하여 성형체를 취출함으로써 도전성 충전재가 균일하게 분산된 성형체를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 사출 압축 성형 방법에 대하여, 대표적인 실시양태의 일례를 도 1 및 도 2의 사출 압축 성형 유닛(1)을 이용하여 설명한다.
우선, 도 1에 나타낸 바와 같이, 금형(11, 12)의 매칭 면(11a, 12a)에서 형성되는 공간(13)의 간격을 0.5 내지 5.0㎜로 한 상태에서, 용융 상태의 도전성 열가소성 수지 조성물(15)을 금형(11, 12)내에 사출 충전한다((1) 사출?충전 공정). 한편, 이 경우에 있어서는, 상기한 수단(1) 내지 수단(3)의 적어도 어느 하나의 처리를 실시하면, 사출 충전시에 도전성 충전재가 열가소성 수지내에 분말상으로 균일하게 분산되게 된다.
이 (1) 사출?충전 공정에 의해 용융 상태의 도전성 열가소성 수지 조성물(15)이 금형내에 충전되면, 도 2에 나타낸 바와 같이, 압축 유닛(10)을 진행시켜 형체하여 금형(11, 12)을 닫고, 하기의 압축?부형 조건에 의해 금형내의 당해 수지 조성물(15)을 압축 부형한다((2) 압축?부형 공정).
(압축?부형 조건)
압축 속도 1 내지 20㎜/초
압축 압력 10MPa 이상
그리고, 이 (2) 압축?부형 공정 후, 금형(11, 12)을, 냉각 온도를 160 내지 250℃(바람직하게는 180 내지 230℃)로 하고, 또한 냉각 시간을 30 내지 90초(바람직하게는 50 내지 70초) 정도로 냉각하여 금형내의 도전성 열가소성 수지 조성물(15)을 냉각 고화시킨다. 당해 조성물이 고화되면, 금형(11, 12)을 개방하고 취출하여, 소망하는 형상의 성형체를 얻을 수 있다.
이상 설명한 본 발명의 사출 압축 성형 방법에 따르면, 소정의 (1) 사출?충전 공정 및 (2) 압축?부형 공정에 의해 행해지므로, 성형 과정중의 도전성 열가소성 수지 조성물(15)의 유동성도 양호해지기 때문에 성형성도 좋다. 이 때문에, 도전성 충전재를 고함유율로 충전한 성형체를 성형가능한 성형 방법을 적합하게 제공할 수 있다.
또한, (1) 사출?충전 공정에서, 상기 수단(1) 내지 수단(3)의 처리를 실시함으로써, 사출 충전시에 도전성 충전재가 열가소성 수지내에 분말상으로 균일하게 분산되게 되기 때문에, 금형내에서의 도전성 열가소성 수지 조성물(15)의 유동성도 양호해지고, 얻어지는 성형체도, 도전성 충전재가 균일하게 분산되는 것 외에 우수한 외관이 된다.
더욱이, 금형(11, 12)의 표면에 대하여, 두께가 0.5 내지 3.0㎜인 단열층을 형성하면, 성형체의 접합 라인의 발생이나 결함 발생을 적합하게 방지할 수 있다.
더욱이 또한, 도전성 열가소성 수지 조성물(15)의 구성으로서, 열가소성 수지로서 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 도전성 충전재로서 흑연을 채용함으로써, 연료 전지용 세퍼레이터 용도로 하여도 최적의 성형체를 제공하는 사출 압축 성형 방법이 된다.
그리고, 본 발명의 사출 압축 성형 방법에 의해 얻어지는 성형체는, 도전성 충전재를 높은 함유율로 충전하고, 또한 상기 도전성 충전재를 균일하게 분산시키고 있기 때문에 높은 전기 전도성을 필요로 하는 성형체가 된다. 이러한 본 발명의 성형체는 소망하는 형상으로 성형할 수 있기 때문에, 예컨대 연료 전지용 세퍼레이터(특히, 고체 고분자형 연료 전지용 세퍼레이터)나, 수지제 전극 및 전기 회로로서 널리 이용할 수 있다.
여기서, 도 3은 본 발명의 사출 압축 성형 방법에 의해 얻어지는 성형체에 의해 이루어진 연료 전지용 세퍼레이터를 사용한 연료 전지(50)의 기본적인 구성예를 개시한 개략도이다.
도 3에 나타내는 연료 전지(50)는, 연료 극(51), 전해질 판(52), 산화극 판(53) 및 연료 전지용 세퍼레이터(54)(이하, 단순히 「세퍼레이터(54)」라고 하는 경우도 있음)로 이루어지고, 이 세퍼레이터(54)의 표리 양면에 대하여 각각 복수의 홈(55)이 형성되어 있다.
또한, 이 연료 전지용 세퍼레이터(54)에 형성된 복수의 홈(55)에 관해서는, 본 발명의 사출 압축 성형 방법에 의해 한번에 형성할 수도 있으며, 이에 의해 절삭 등의 기계 가공도 필요 없고, 세퍼레이터(54)를 저비용으로 얻는 것이 가능해진다. 또한, 세퍼레이터(54)의 형상에 따라서는, 금형을 이용한 1회의 사출 압축 성형만으로는 소정의 형상이 얻어지지 않는 경우도 있고, 그 경우에는 추가적인 처리로서, 얻어진 성형체에 대하여 절삭, 천공, 스크류 등의 기계 가공을 실시할 수도 있다.
한편, 이상 설명한 양태는 본 발명의 1 양태를 나타낸 것으로, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 목적 및 효과를 달성할 수 있는 범위내에서의 변형이나 개량이 본 발명의 내용에 포함되는 것은 말할 필요도 없다. 또한, 본 발명을 실시할 때에 있어서 구체적인 구조 및 형상 등은 본 발명의 목적 및 효과를 달성할 수 있는 범위내에서 다른 구조나 형상 등으로 하여도 좋다.
예컨대, 상기 실시형태에서는, 도전성 열가소성 수지 조성물(15)은, 도전성 충전재와 열가소성 수지로 이루어진 예를 개시했지만, 도전성 열가소성 수지 조성물(15)에는 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위에서 기타 충전재를 첨가할 수 있다.
이 충전재의 구체예로서는, 유리 섬유, 타이타늄산칼륨 위스커, 산화아연 위스커, 붕산알루미늄 위스커, 아마이드 섬유, 알루미나 섬유, 탄화규소 섬유, 세라믹 섬유, 아스베스토 섬유, 석고 섬유, 금속 섬유 등의 섬유계 충전재, 규회석(wollastonite), 제올라이트, 세리사이트, 카올린, 마이카, 클레이, 파이로필라이트, 벤토나이트, 아스베스토, 탈크, 알루미나실리케이트 등의 규산염, 알루미나, 산화규소, 산화마그네슘, 산화지르코늄, 산화타이타늄, 산화철 등의 금속 화합물, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 돌로마이트 등의 탄산염, 황산칼슘, 황산바륨 등의 황산염, 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 수산화알루미늄 등의 수산화물, 유리 비드, 유리 플레이크, 세라믹 비드, 질화붕소, 탄화규소, 실리카 등의 비섬유계 충전재 등을 들 수 있고, 이들은 중공체일 수 있다. 또한, 이들은 1종류를 단독으로 사용할 수도 있고, 또한 2종류 이상을 조합하여 사용할 수도 있다. 더욱이, 보다 우수한 기계적 강도를 얻기 위해서는, 이들 섬유상 충전재, 비섬유상 충전재를 아이소사이아네이트계 화합물, 유기 실레인계 화합물, 유기 타이타네이트계 화합물, 유기 보레인계 화합물, 에폭시계 화합물 등의 커플링제에 의해 전처리하여 사용하는 것도 좋다.
또한, 도전성 열가소성 수지 조성물(15)에 대해서는, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위에서, 유기 인 화합물, 폴리에터에터 등의 결정핵제, 차아인산 등의 착색방지제, 장애 페놀, 장애 아민 등의 산화방지제, 자외선 방지제, 염료나 안료 등의 착색제, 열안정제, 윤활제, 대전방지제, 가소제 등의 첨가제를 적절히 첨가할 수 있다.
더욱이, 도 3에서 예시한 연료 전지(50)(고체 고분자형 연료 전지) 및 세퍼레이터(54)의 형상은 어디까지나 일례이며, 연료 전지(50)의 구성 및 세퍼레이터(54)의 형상 등은 이러한 내용에 한정되지 않고, 임의의 구성 및 형상으로 할 수 있다.
그리고, 본 발명의 사출 압축 성형 방법을 실시하는데 있어서, 성형체의 치수 등은 도전성 열가소성 수지 조성물(15)의 결함 등을 미리 예측하여 금형 설계를 해 두는 것이 바람직하고, 이에 의해 기본적으로 금형 형상이 그대로 성형체의 형상에 반영되어, 특히 두께 방향의 치수 정밀도의 향상을 꾀할 수 있다.
기타, 본 발명의 실시에 있어서의 구체적인 구조 및 형상 등은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서 다른 구조 등으로 하여도 좋다.
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예 등으로 제약되는 것이 아니다.
[실시예 1]
열가소성 수지로서 폴리페닐렌 설파이드(PPS)(IPC-1: 이데미쓰석유화학(주)제, 용융점도, 7Pa?s), 도전성 충전재로서 흑연(CGC-100H: 일본흑연공업(주)제)을, 당해 수지 조성물 전체에 대하여 도전성 충전재를 82질량% 함유하도록 하여 도전성 열가소성 수지 조성물로 했다.
한편, 이 도전성 열가소성 수지 조성물의 유동성으로서는, 수지 온도 320℃ 및 금형 온도 135℃에 있어서의 스파이럴 플로우 값이, 벽두께를 1.0㎜로 한 경우에는 60㎜, 벽두께를 1.5㎜로 한 경우에는 90㎜가 되도록 했다.
그리고, 이 도전성 열가소성 수지 조성물을 도 1 및 도 2의 사출 압축 성형 유닛을 구비한 사출 압축 성형기(AZ-7000: 닛세이수지공업(주)제, 형체력 350톤(3430kN)를 이용하여, 하기 (1) 사출?충전 공정 및 (2) 압축?부형 공정에 따라 본 발명의 사출 압축 성형 방법을 실시하여 판상 성형체(크기: 세로 200㎜×가로 300㎜×두께 1.5㎜)를 수득했다.
한편, 사용한 금형은 이른바 핫 러너(hot runner) 금형이며, 핫 러너의 출구 직경은 φ 2.0㎜이다. 또한, 게이트는 폭이 20㎜, 두께가 2.0㎜인 4점 팬 게이트이며, 게이트는 판상 성형체의 세로측(200㎜ 측)에 형성하였다.
그리고, 금형 온도는 히터에 의해 하기 표 1에 나타내는 온도(180℃ 또는 230℃)로 제어했다.
(1) 사출?충전 공정:
도 1에 나타내는 사출 압축 유닛에 있어서, 금형의 매칭 면끼리의 간격을 2.0㎜로 하여 용융 상태의 도전성 열가소성 수지 조성물을 성형체의 벽두께가 1.5㎜가 되도록 금형의 캐비티 공간내에 사출 충전했다. 한편, 사출 충전에 있어서는, 전단 속도가 5100/초가 되도록 하기 수학식 II에 따라 사출량을 조정했다.
수학식 II
Figure 112006074091900-pct00005
(여기서, Q는 사출율(cc/초), W는 게이트 폭(cm), h는 게이트 두께(cm)를 각각 나타낸다)
(2) 압축?부형 공정:
상기한 (1) 사출?충전 공정에 의해 용융 상태의 도전성 열가소성 수지 조성물이 금형내에 충전되면, 도 2에 나타낸 바와 같이, 압축 유닛을 진행시켜 형체하여 금형을 닫고, 압축 속도를 5.0㎜/초, 압축 압력을 50MPa로 하여 금형의 캐비티 공간내의 도전성 열가소성 수지 조성물을 압축 부형하였다.
그리고, (2) 압축?부형 공정 후, 금형을 180℃에서 50초 정도로 냉각하여, 금형내의 도전성 열가소성 수지 조성물을 냉각 고화시키고, 당해 조성물이 고화되면 금형으로부터 취출하여 본 발명의 성형체를 수득했다.
[실시예 2]
실시예 1에 나타낸 사출 압축 성형 방법에 있어서, 전단 속도를 5100/초로부 터 34400초로 변경한 것 외에는, 실시예 1과 같은 방법을 이용하여 본 발명의 판상 성형체를 수득했다.
[실시예 3]
실시예 1에 나타낸 사출 압축 성형 방법에 있어서, 금형 온도를 180℃로부터 230℃로 변경한 것 외에는, 실시예 1과 같은 방법을 이용하여 본 발명의 판상 성형체를 수득했다.
[실시예 4]
실시예 3에 나타낸 사출 압축 성형 방법에 있어서, 전단 속도를 5100/초로부터 34400초로 변경한 것 외에는, 실시예 3과 같은 방법을 이용하여 본 발명의 판상 성형체를 수득했다.
[실시예 5]
실시예 3에 나타낸 사출 압축 성형 방법에 있어서, 금형의 간격을 5.0㎜로부터 2.0㎜로 변경한 것 외에는, 실시예 3과 같은 방법을 이용하여 본 발명의 판상 성형체를 수득했다.
[실시예 6]
실시예 3에 나타낸 사출 압축 성형 방법에 있어서, 압축 속도를 5.0㎜/초로부터 1.0㎜/초로 변경한 것 외에는, 실시예 3과 같은 방법을 이용하여 본 발명의 판상 성형체를 수득했다. 한편, 상기한 실시예 1 내지 실시예 6의 사출 압축 성형 방법에 있어서 채용한 성형 조건을 표 1에 정리하여 나타냈다.
(사출 압축 성형 조건)
Figure 112006074091900-pct00006
[시험예 1]
실시예 1 내지 실시예 6에서 수득된 판상 성형체에 대하여, 하기의 방법에 의해 (A) 벽두께 분포 및 (B) 부피 저항률을 측정했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
(A) 벽두께 분포:
성형체의 2개소(게이트 측과 유동부 말단)에 대하여, 시판되는 노기스(1/100㎜)를 이용하여 두께를 측정하여 최대치 및 최소치를 확인했다.
(B) 부피 저항률:
시판되는 저항률계(로레스터 GP/ASP 프로브(미쓰비시화학(주))를 이용하여), JIS K7194에 준거하여 사탐침법에 따라 측정을 행하는 동시에, 최대치와 최소치를 확인했다.
(결과)
Figure 112006074091900-pct00007
표 2의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 6의 사출 압축 성형 방법에 의해 얻어진 본 발명의 판상 성형체는 벽두께 분포가 균일하고, 또한 부피 저항률도 우수한 것이었다.
한편, 실시예 1 내지 실시예 6의 사출 압축 성형 방법을 실시하는데 있어서, 사출시에서의 용융 상태의 도전성 열가소성 수지 조성물에 있어서의 도전성 충전재인 흑연의 분산 상태를 확인하기 위해, 이른바 핫 러너 퍼징에 따라 핫 러너 출구의 φ2㎜에서의 수지의 형태를 확인한 바, 실시예 1 내지 실시예 6 중 어느 것이나 사출시에 있어서는 도전성 충전재가 분말상으로 도전성 열가소성 수지 조성물내에 균일하게 분산되어 있었다.
[실시예 7]
실시예 1에 나타낸 사출 압축 성형 방법에 있어서, 전단 속도를 5100/초로 조정하는 대신에(전단 속도를 1000/초로 한 채로), 사출되는 용융 상태의 도전성 열가소성 수지 조성물에 대하여, 초임계 상태의 탄산 가스를 도전성 열가소성 수지 조성물에 대하여 0.5 내지 3.0질량%가 되도록 주입한 것 외에는, 실시예 1과 같은 방법을 이용하여 본 발명의 판상 성형체를 수득했다.
한편, 초임계 상태의 탄산 가스는, 사출 압축 성형기의 실린더부에서 용융 상태의 도전성 열가소성 수지 조성물에 대하여 주입하였다.
[실시예 8]
실시예 7에 나타낸 사출 압축 성형 방법에 있어서, 금형 온도를 180℃로부터 230℃로 변경한 것 외에는, 실시예 7과 같은 방법을 이용하여 본 발명의 판상 성형체를 수득했다.
[실시예 9]
실시예 8에 나타낸 사출 압축 성형 방법에 있어서, 초임계 상태의 탄산 가스를 주입하는 대신에 화학 발포제(폴리스타이렌 EB201(바륨아조다이카복실레이트를 성분으로 하는 20% 마스터배치): 에이와화성(주)제)를, 도전성 열가소성 수지 조성물에 대하여 3질량% 건식 블렌딩한 것 외에는, 실시예 8과 같은 방법을 이용하여 본 발명의 판상 성형체를 수득했다.
한편, 상기한 실시예 7 내지 실시예 9의 사출 압축 성형 방법에 있어서 채용한 성형 조건을 표 3에 정리하여 나타내었다.
(사출 압축 성형 조건)
Figure 112006074091900-pct00008
[시험예 2]
실시예 7 내지 실시예 9에서 수득된 성형체에 대하여, 시험예 1과 같은 방법을 이용하여 (A) 벽두께 분포 및 (B) 부피 저항률을 측정했다. 결과를 표 4에 나타낸다.
(결과)
Figure 112006074091900-pct00009
표 4의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 7 내지 실시예 9의 사출 압축 성형 방법에 의해 수득된 본 발명의 판상 성형체는 벽두께 분포가 균일하고, 또한 부피 저항률도 우수한 것이었다.
한편, 상기 실시예 1 내지 실시예 6과 마찬가지로, 사출시에서의 용융 상태의 도전성 열가소성 수지 조성물에 있어서의 도전성 충전재인 흑연의 분산 상태를 확인한 바, 실시예 7 내지 실시예 9 중 어느 것이나 사출시에 있어서는 도전성 충전재가 분말상으로 도전성 열가소성 수지 조성물내에 균일하게 분산되어 있었다.
[실시예 10]
실시예 1에 나타낸 사출 압축 성형 방법에 있어서, 사용하는 금형의 표면에 대하여 두께가 2.0㎜인 단열층((주)다이요제작소제의 ULPAC(등록상표, 이하 동일)을 사용)을 형성한 것 외에는, 실시예 1과 같은 방법을 이용하여 본 발명의 판상 성형체를 수득했다.
[실시예 11]
실시예 2에 나타낸 사출 압축 성형 방법에 있어서, 사용하는 금형의 표면에 대하여 두께가 2.0㎜인 단열층((주)다이요제작소제의 ULPAC를 사용)을 형성한 것 외에는, 실시예 2와 같은 방법을 이용하여 본 발명의 판상 성형체를 수득했다.
[실시예 12]
실시예 3에 나타낸 사출 압축 성형 방법에 있어서, 사용하는 금형의 표면에 대하여 두께가 2.0㎜인 단열층((주)다이요제작소제의 ULPAC를 사용)을 형성한 것 외에는, 실시예 3과 같은 방법을 이용하여 본 발명의 판상 성형체를 수득했다.
[실시예 13]
실시예 4에 나타낸 사출 압축 성형 방법에 있어서, 사용하는 금형의 표면에 대하여 두께가 2.0㎜인 단열층((주)다이요제작소제의 ULPAC를 사용)을 형성한 것 외에는, 실시예 4와 같은 방법을 이용하여 본 발명의 판상 성형체를 수득했다.
[실시예 14]
실시예 5에 나타낸 사출 압축 성형 방법에 있어서, 사용하는 금형의 표면에 대하여 두께가 2.0㎜인 단열층((주)다이요제작소제의 ULPAC를 사용)을 형성한 것 외에는, 실시예 5와 같은 방법을 이용하여 본 발명의 판상 성형체를 수득했다.
[실시예 15]
실시예 6에 나타낸 사출 압축 성형 방법에 있어서, 사용하는 금형의 표면에 대하여 두께가 2.0㎜인 단열층((주)다이요제작소제의 ULPAC를 사용)을 형성한 것 외에는, 실시예 6과 같은 방법을 이용하여 본 발명의 판상 성형체를 수득했다.
[실시예 16]
실시예 15에 나타낸 사출 압축 성형 방법에 있어서, 압축 속도를 1.0㎜/초로부터 5.0㎜/초로 하고, 단열층의 두께를 2.0㎜로부터 0.5㎜로 변경한 것 외에는, 실시예 15와 같은 방법을 이용하여 본 발명의 판상 성형체를 수득했다.
한편, 상기한 실시예 10 내지 실시예 16의 사출 압축 성형 방법에서 채용한 성형 조건을 표 5에 정리하여 나타내었다.
(사출 압축 성형 조건)
Figure 112006074091900-pct00010
[시험예 3]
실시예 10 내지 실시예 16에서 수득된 성형체에 대하여, 시험예 1과 같은 방법을 이용하여 (A) 벽두께 분포 및 (B) 부피 저항률을 측정했다. 결과를 표 6에 나타낸다.
(결과)
Figure 112006074091900-pct00011
표 6의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 10 내지 실시예 16의 사출 압축 성형 방법에 의해 수득된 본 발명의 판상 성형체는 벽두께 분포가 균일하고, 또한 부피 저항률도 우수한 것이었다.
한편, 상기 실시예 1 내지 실시예 9와 마찬가지로, 사출시에서의 용융 상태의 도전성 열가소성 수지 조성물에 있어서의 도전성 충전재인 흑연의 분산 상태를 확인한 바, 실시예 10 내지 실시예 16 중 어느 것이나 사출시에 있어서는 도전성 충전재가 분말상으로 도전성 열가소성 수지 조성물내에 균일하게 분산되어 있다.
이상의 결과에 의해, 실시예 1 내지 실시예 16에 나타낸 본 발명의 사출 압축 성형 방법을 이용함으로써, 벽두께 분포가 균일하고, 또한 도전성 충전재를 높은 함유율로 충전하여, 도전성 충전재를 균일하게 분산시킨 전기 전도성이 우수한 판상 성형체를 얻을 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 이 판상 성형체는, 예컨대 연료 전지용 세퍼레이터 등에 널리 이용할 수 있다.
본 발명의 도전성 열가소성 수지 조성물의 사출 압축 성형 방법 및 도전성 열가소성 수지 성형체는, 예컨대 연료 전지용 세퍼레이터 등을 제조하는 사출 압축 성형 방법으로서 유리하게 사용할 수 있다.

Claims (8)

  1. 도전성 열가소성 수지 조성물을 사출 압축 성형에 의해 성형하는 방법으로서,
    금형 온도가 150 내지 250℃로 된 금형의 매칭 면에 의해 형성된 간격을 0.5 내지 5.0㎜로 한 캐비티 공간에 대하여 70 내지 95질량%의 구상(球狀)의 흑연을 함유한 도전성 열가소성 수지 조성물을 사출 충전하는 사출?충전 공정, 및
    충전 완료 후, 금형 공간을 닫아 당해 공간에 충전된 도전성 열가소성 수지 조성물을, 압축 속도를 1.0 내지 20㎜/초로 하고 압축 압력을 10MPa 이상으로 하여 압축 부형하는 압축?부형 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도전성 열가소성 수지 조성물의 사출 압축 성형 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전성 열가소성 수지 조성물의 사출 충전에 있어서의 하기 수학식 I로 표시되는 전단 속도가 5000 내지 50000/초인 것을 특징으로 하는 도전성 열가소성 수지 조성물의 사출 압축 성형 방법.
    수학식 I
    Figure 112006074091900-pct00012
    (여기서, Q는 사출율(cc/초), R은 게이트 반경(cm)을 각각 나타낸다)
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전성 열가소성 수지 조성물의 사출 충전에 있어서의 하기 수학식 II로 표시되는 전단 속도가 5000 내지 50000/초인 것을 특징으로 하는 도전성 열가소성 수지 조성물의 사출 압축 성형 방법.
    수학식 II
    Figure 112006074091900-pct00013
    (여기서, Q는 사출율(cc/초), W는 게이트 폭(cm), h는 게이트 두께(cm)를 각각 나타낸다)
  4. 도전성 열가소성 수지 조성물을 사출 압축 성형에 의해 성형하는 방법으로서,
    금형 온도가 150 내지 250℃로 된 금형의 매칭 면에 의해 형성된 간격을 0.5 내지 5.0㎜로 한 캐비티 공간에 대하여 70 내지 95질량%의 도전성 충전재를 함유한 도전성 열가소성 수지 조성물을 사출 충전하는 사출?충전 공정, 및
    충전 완료 후, 금형 공간을 닫아 당해 공간에 충전된 도전성 열가소성 수지 조성물을, 압축 속도를 1.0 내지 20㎜/초로 하고 압축 압력을 10MPa 이상으로 하여 압축 부형하는 압축?부형 공정으로 이루어지고,
    사출 충전하는 용융 상태의 도전성 열가소성 수지 조성물에 대하여 초임계 유체를 주입하는 것을 특징으로 하는 도전성 열가소성 수지 조성물의 사출 압축 성형 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 초임계 유체가 초임계 상태의 탄산 가스, 초임계 상태의 질소 가스 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 도전성 열가소성 수지 조성물의 사출 압축 성형 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전성 열가소성 수지 조성물에 대하여, 탄산 가스, 질소 가스 또는 이들의 조합을 발생하는 화학 발포제를 첨가하는 것을 특징으로 하는 도전성 열가소성 수지 조성물의 사출 압축 성형 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금형의 표면에 대하여, 두께가 0.5 내지 3.0㎜인 단열층을 형성한 것을 특징으로 하는 도전성 열가소성 수지 조성물의 사출 압축 성형 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열가소성 수지가 폴리페닐렌 설파이드(PPS)인 것을 특징으로 하는 도전성 열가소성 수지 조성물의 사출 압축 성형 방법.
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