KR101526690B1

KR101526690B1 - 고내열 내충격성 폴리유산 복합재료 조성물

Info

Publication number: KR101526690B1
Application number: KR1020130119417A
Authority: KR
Inventors: 홍채환; 박현달; 김시환
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2013-10-07
Filing date: 2013-10-07
Publication date: 2015-06-05
Also published as: KR20150040646A

Abstract

본 발명은 고내열 내충격성 폴리유산 복합재료 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광학이성질 L타입 폴리유산(PLLA) 수지를 기본수지로 하고 여기에 광학이성질 D타입 폴리유산(PDLA) 수지를 특정 조건으로 가하고 충격보강제, 핵제, 유리섬유 등을 혼합함으로써, 결정구조의 변화를 유발시켜서 부품 성형 이후 치수안정성이 높고 외관 및 물성이 우수한 고내열 내충격성 폴리유산 복합재료 조성물에 관한 것이다.

Description

고내열 내충격성 폴리유산 복합재료 조성물{Polylactic acid composites having high impact strength and heat resistance}

바이오매스 고분자는 옥수수, 콩, 사탕수수, 목재류 등의 재생가능한 식물 자원으로부터 화학적 또는 생물학적 방법을 이용하여 제조되는 소재로서 생분해성보다는 이산화탄소 저감에 의한 환경문제 대응효과에 중요성이 있다.

바이오매스 고분자 중에서 폴리유산(polylactic acid 또는 polylactide, 이하 'PLA'라 칭한다)은 선형적인 지방족 폴리에스터로서 광학이성질 L타입 폴리유산(poly L-lactic acid, 이하 'PLLA'라 칭한다)와 광학이성질 D타입 폴리유산(poly D-lactic acid, 이하 'PDLA'라 칭한다)이 존재하며, 옥수수 및 감자에서 얻어지는 전분(starch) 발효에 의해 얻어지거나, 식물계 셀룰로오스로부터 당화된 후 발효에 의해 얻어지는 당 단량체를 중합하여 얻어지는 소재로서 탄소 중립적 환경친화적 열가소성 고분자 소재이다. 그러나 이러한 소재는 물성 측면에서 범용 고분자 재료 대비 열등하여 산업적으로 그 응용분야가 제한적인 문제가 있다.

폴리유산 소재 조성물로서, 일본공개특허 제2000-17164호에서는 이러한 폴리유산 소재의 내열성을 개량시키기 위하여 PLLA 수지와 PDLA수지를 블렌딩 하여 스테레오 컴플렉스를 형성하는 방법이 제안되었으나, 내열성 향상을 위한 PLLA 수지와 PDLA 수지의 적정 구성비의 언급이 없고 내충격성 향상이 이루어지지 않아 자동차용 소재로 응용하는데 문제가 있었다.

또한, 일본공개특허 제2009-155413호에서는 내충격성 향상을 위해 폴리(메타)아크릴레이트계 수지를 포함하는 폴리유산 수지가 제안되어 있고, 미국등록특허 제7,268,190호에서는 폴리(에틸렌-글리시딜 메타크릴레이트) 수지가 첨가된 폴리유산 수지 등이 공개되어 있으며, 일본공개특허 제2012-177011호에서는 폴리-L-유산 및 폴리-D-유산으로부터 되는 폴리유산 수지에 유동성개량제, 결정화촉진제, 충전재 및 내충격성 개량제, 난연제 등이 혼합된 폴리유산 조성물이 제안되어 있고, 한국공개특허 제2009-24713호에서도 폴리-L-유산 및 폴리-D-유산과 유리섬유 및 핵제가 혼합된 조성물이 제안되어 있다.

그러나, 이러한 소재는 내열성 향상을 위해 상기 스테레오 컴플렉스를 형성한 것이 아니었으며, 충격강도와 인장강도 조절을 위한 구성비에 관한 언급이 없어 고내열 및 내충격이 요구되는 부품소재나 자동차용 소재로 적용하는데 문제가 있는 등 부품 성형 이후 요구되는 다양한 물성을 충족시키는데 한계가 있었다.

따라서, 고내열 및 내충격이 요구되는 부품소재나 자동차에 적용하기 위한 내열성 및 내충격성이 향상된 새로운 고강성 폴리유산 소재의 요구가 증대되고 있다.

1. 일본공개특허 제2000-17164호 2. 일본공개특허 제2009-155413호 3. 미국등록특허 제7,268,190호 4. 일본공개특허 제2012-177011호 5. 한국공개특허 제2009-24713호

위와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명자들은 상기한 폴리유산 소재의 낮은 내열성 및 충격강도의 단점을 개선하고자 연구 노력한 결과, 광학이성질체 폴리유산을 특정 조건으로 블렌딩 하고 특정 재질을 혼합하여 복합재료로 조성하게 되면 광학이성질체간 상호 기핵작용에 의해 결정성장 변화가 발생하며 이로 인하여 높은 내열성 향상이 이루어짐과 동시에 충격강도 및 내열성 향상이 가능하게 된다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명의 목적은 고내열 고충격성 폴리유산 복합재료 조성물을 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 고내열 고충격성 폴리유산 복합재료 조성물을 이용하여 제조되는 성형품을 제공하는데 있다.

상기와 같은 과제 해결을 위해, 본 발명에서는 광학이성질 L타입 폴리유산 수지 60 ~ 90 중량%와 광학이성질 D타입 폴리유산 수지 40 ~ 10 중량%로 이루어진 수지부 100 중량부;

충격보강제 10 ~ 20 중량부;

유리섬유 5 ~ 20 중량부; 및

핵제 1 ~ 5 중량부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리유산 복합재료 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 광학이성질 L타입 폴리유산 수지 60 ~ 90 중량%와 광학이성질 D타입 폴리유산 수지 40 ~ 10 중량%로 이루어진 수지부 100 중량부를 준비하는 단계;

상기 수지부와 충격보강제 10 ~ 20 중량부, 유리섬유 5 ~ 20 중량부 및 핵제 1 ~ 5 중량부를 가하여 혼합하는 단계; 및

상기 혼합 과정에서 190 ~ 210 ℃ 온도에서 용융 및 혼련하는 단계

를 포함하는 폴리유산 복합재료 조성물의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 폴리유산 복합 재료 조성물을 금형온도 80~110 ^oC 조건에서 사출성형하고, 이를 80 ~ 150^oC 온도 조건에서 0.5 ~ 2시간 동안 체류시켜 열 처리하는 것을 특징으로 하는 폴리유산 복합재료를 이용한 성형품의 제조방법을 제공한다.

위와 같은 본 발명에 따른 폴리유산 복합재료 조성물은 광학이성질 L타입 과 D타입 폴리유산을 특정 조건으로 첨가하고 일련의 조성을 새롭게 함으로서 결정 구조의 변화를 유발하여 높은 내열성을 확보하고 내충격성 등 다른 물성도 우수할 뿐만 아니라 부품 성형 이후 외관 변형을 억제하게 되어 높은 외관 품질 특성을 확보할 수 있다.

또한, 기존 석유자원에서 합성되는 범용수지 및 엔지니어링 플라스틱 소재 등과 동등 또는 그 이상의 기계적 물성을 갖기 때문에, 내열성과 내충격성이 요구되는 성형품 소재로 유용하고, 특히 자동차용 부품의 소재로 사용하기에 적합하며, 또한 다양한 산업용 소재로도 적용이 가능하다.

또한, 기존의 자동차용 부품소재로 사용되어온 범용 고분자 수지를 친환경 소재로 대체하는 효과를 가진다.

이하, 본 발명을 하나의 구현예로서 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 광학이성질 L타입 폴리유산 수지(PLLA 수지)와 광학이성질 D타입 폴리유산 수지(PDLA 수지)를 수지부로 하고, 이러한 수지부에 충격보강제, 핵제 및 유리섬유를 포함하는 폴리유산 복합재료 조성물에 관한 것이다.

본 발명에서 사용되는 상기 PLLA 수지는 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하며, 상기 PDLA 수지는 하기 화학식 2로 표시되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 특히 상기 PLLA 수지와 PDLA 수지는 그 결정구조가 입체적으로 상호 마주보며 충전되는 형상을 가지도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

이러한 형상을 가지도록 하기 위해 화학식 1로 표시되는 PLLA 수지에 소정량의 하기 화학식 2로 표시되는 PDLA 수지를 접촉 반응시켜 서로 마주보면서 충전되는 입체구조의 폴리유산 수지가 형성되도록 해야 하는데, 이때 두가지 타입의 PLLA 수지와 PDLA 수지를 포함하는 상기 폴리유산 수지는 결정 격자를 가지며, 결정 격자 내 고분자 사슬이 평행하게 충전되고, CH₃와 O=C사이의 강한 반데르 발스 인력이 발생하여, 결과적으로 결정화도가 향상하면서 보다 치밀한 결정구조가 생성되기 때문에 열적 물성 향상이 가능해진다.

본 발명에서는 이러한 발명의 목적 달성을 위해 상기 PLLA 수지의 사용량이 상기 PDLA 수지의 사용량이 비해 많아야 한다. 그렇지 않을 경우 위와 같은 결정 구조를 갖기 어렵다.

본 발명에서 상기 PLLA 수지의 사용량은 조성물 중 수지부 전체 중량에 대하여 60 ~ 90 중량%인데, 이때, PLLA 수지의 사용량이 60 중량% 미만이면 기계적 물성 저하현상이 발생하여 목적 달성이 어려운 문제가 있고, 사용량이 90 중량%를 초과하는 경우 입체구조 형성이 불완전하게 이루어져서 내열성 향상이 이루어지지 않기 때문에 상기 범위 내로 사용하는 것이 바람직하다.

상기 PLLA 수지는 전분 및 바이오 매스로부터 합성되는 중합체로서, 본 발명에서는 용융지수(MI) 10 ~ 40 g/10분(190℃, 2.16kg 하중)인 것이 바람직하게 사용될 수 있다. 이때, 용융지수가 10 g/10분 미만이면 용융점도의 상승으로 가공상의 과부하가 발생하는 문제가 있고, 40 g/10분을 초과하면 낮은 용융점도로 인하여 용융 블렌드 압출 가공에 문제가 발생할 수 있다.

상기 PDLA 수지는 전분 및 바이오 매스로부터 합성되는 중합체로서, 용융지수(MI) 30 ~ 70 g/10분(190℃, 2.16kg 하중)인 것이 바람직하게 사용될 수 있다. 여기서, 용융지수가 30 g/10분 미만이면 기계적 물성 저하현상의 문제가 있고, 70 g/10분을 초과하면 입체구조 형성이 불완전하게 이루어져서 내열성 향상이 이루어지지 않기 때문에 목적 달성이 어려울 수 있다. 이러한 PDLA 수지는 본 발명의 조성물 중 수지부 전체중량에 대하여 40 ~ 10 중량%를 사용한다. 이때, PDLA 수지의 사용량이 10 중량% 미만이면 입체구조 형성이 불완전하게 이루어져서 내열성 향상이 이루어지지 않으며, 사용량이 40 중량%를 초과하면 오히려 기계적 물성 중 특히 충격강도의 저하 현상이 발생하게 되어 본 발명의 목적 달성이 어려워지게 된다.

본 발명에서 사용되는 상기 충격보강제로는 예컨대, 폴리(에틸렌-노말 부틸 아크릴레이트-글리시딜 메타아크릴레이트)가 사용될 수 있으며, 이는 에틸렌 공중합체로서 노말 부틸 아크릴레이트 10 중량% 및 글리시딜 메타아크릴레이트 5중량%를 함유하는 것을 특징으로 한다. 또 상기 충격보강제는 용융지수(MI)가 2~10 g/10분(190 ℃, 2.16 kg 하중)인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 그 사용량은 본 발명의 상기 수지부 100중량부에 대해 10 ~ 20 중량부로 사용한다. 충격보강제의 사용량이 10 중량부 미만이면 충격강도 향상이 현저히 저감하여 강도가 필요한 부품이나 자동차용 부품으로 적용 불가하며, 충격보강제의 사용량이 20 중량부 보다 과량이면 과도한 충격강도 향상에 따라 오히려 인장물성 저하가 발생하여 산업적으로 응용 분야가 현저히 감소하여 그 사용 분야가 제한될 수 있다.

본 발명에서 사용되는 상기 핵제는 방향족 술폰산 구조를 가지는 물질로서 하기 벤젠고리와 황을 포함하는 구조를 가지는 것을 사용하는 것이 좋다. 예컨대, 핵제로서는 방향족 술폰산 구조를 가지는 물질로서 하기 화학식 3과 같은 구조를 가지는 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 하기 화학식 3의 핵제의 기능기 -R은 벤젠고리를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 조성물 중에서 상기 핵제는 수지부 100중량부에 대해 1~5 중량부로 사용한다. 만일, 핵제의 사용량이 1 중량부 미만이면 사출 성형시 성형품 취출이 원활하지 않은 문제점이 발생할 수 있으며, 5 중량부 보다 많으면 과도한 투입량으로 인해 산업적으로 경제성이 저하되는 문제가 있다.

본 발명에서 사용되는 상기 유리섬유는 바람직하기로는 길이 3~10 mm 단섬유이며, 단면 직경 사이즈는 10~20 마이크론 사이즈인 것을 사용하는 것이 좋다. 상기 유리섬유의 길이가 3 mm 보다 작으면 경우 압출 배합과정에서 불균일한 혼합이 발생할 수 있어서 물성 향상 효과가 저하될 수 있으며, 10 mm 보다 큰 경우에도 불균일한 혼합이 발생하여 물성 향상 효과가 감소할 수 있다. 또한 유리섬유의 직경 사이즈는 10 마이크론 보다 작거나 및 20 마이크론 보다 큰 경 경우 최종 복합재료 조성물의 물성 향상 효과가 미미하기 때문에 상기 범위가 적절하다.

또한, 본 발명에 따르면 유리섬유를 표면처리하여 사용할 수도 있다. 그 이유는 유리섬유의 표면처리가 최종 복합재에 영향을 크게 미칠 수 있기 때문이다. 그러므로 보다 높은 기계적 물성을 발현시키기 위해서는 유리섬유 표면에 폴리우레탄을 표면 코팅하는 것이 더욱 바람직하다. 이때 사용될 수 있는 폴리우레탄 액은 이소시아네이트로서 isophorone diisocyanate(IPDI,98%, Aldrich사 제품), 폴리올로서 poly(tetramethyleneglycol) (PTMG, Mw: 1000, Korea PTG)를 사용할 수 있다. 또한 친수성기를 도입하기 위해 예컨대 dimethylol propionic acid(DMPA, 98%, Aldrich)를 사용하여 최종적으로 하기와 같은 반응식 1로 폴리우레탄 액을 제조하고 이를 유리섬유 표면에 코팅하여 사용할 수 있다.

[반응식 1]

본 발명의 조성물 중 상기 유리섬유는 전체 조성물 중에서 상기 수지부 100 중량부에 대하여 5~20 중량부로 첨가 사용한다. 만일 그 첨가량이 5 중량부 미만이면 기계적 물성 향상이 미미하여 목적 달성이 어렵고, 20 중량부보다 과량인 경우는 일부 강성만 증대되는 문제점이 발생하여 복합재료 전체 물성의 조화에 악영향을 미치는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명에 따른 상기와 같은 폴리유산 복합재료 조성물에 있어서, 상기 PLLA 수지와 상기 PDLA 수지의 혼합에 따라 형성되는 입체규칙성 향상에 따른 결정구조 변화는 X-레이 회절 분석에 의하여 확인할 수 있다. 이런 바람직한 구조와 우수한 물성은 상기와 같은 수지부의 조성과 다른 성분들의 일련의 조건을 만족하는 복합 구성을 통해 가능해진다.

그리고, 본 발명의 상기 폴리유산 복합재료 조성물은 필요에 따라 열안정제, 산화방지제, 광안정제 등의 첨가제를 포함할 수 있으며, 유기안료 또는 무기안료, 염료 등을 더 포함할 수도 있다.

한편, 본 발명은 상기와 같은 폴리유산 복합재료 조성물의 제조방법을 포함한다.

본 발명의 폴리유산 복합재료 조성물의 제조방법에 대하여 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 복합재료 조성물 제조를 위해 우선, 광학이성질 L타입 폴리유산 수지 60 ~ 90 중량%와 광학이성질 D타입 폴리유산 수지 40 ~ 10 중량%로 이루어진 수지부 100 중량부를 혼합하면서 준비하는 단계를 포함한다.

이러한 수지부에 충격보강제 10 ~ 20 중량부, 유리섬유 5 ~ 20 중량부 및 핵제 1 ~ 5 중량부를 가하여 혼합하는 단계를 포함한다.

본 발명에서는 상기 혼합 과정에서 190 ~ 210 ℃ 온도에서 용융 및 혼련하는 단계를 포함한다.

본 발명의 복합재료 조성물 제조방법에서 하나의 전형적인 제조과정을 설면하면, 예를들어 PLLA 수지 60 ~ 90 중량%와 PDLA 수지 40 ~ 10 중량%를 수지부로 하여 190 ~ 210 ℃온도에서 용융 및 혼련하면서 상기 수지부 100중량부에 대해 충격보강제 10~20 중량부, 유리섬유 5~20 중량부 및 핵제 핵제 1 ~ 5 중량부를 압출기 믹싱 헤드 혹은 사이드 피딩 장치 쪽으로 투입시켜서 폴리유산 복합재료를 제조 할 수 있다.

이때, 온도가 190℃ 미만이면 충분한 교반 및 혼합이 잘 이루어 지지 않아서 저성물이 불균일하게 되므로 물성이 저하되는 문제가 생길 수 있고, 210℃를 초과하면 일부 PDLA 소재의 열분해 현상이 발생하는 하는 문제가 생길 수 있다.

본 발명은 상기 폴리유산 복합 재료 조성물을 이용한 성형품의 제조방법을 포함한다.

본발명에 따르면 상기 폴리유산 복합 재료 조성물을 이용하여 산업용 부품이나 하우징 등 성형품을 제조하는 경우, 예컨대 금형온도 80~110 ^oC 조건에서 사출성형하고, 이를 이를 80 ~ 150^oC 온도 조건에서 0.5 ~ 2시간 열처리하는 방법으로 성형품을 제조할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 열처리를 예컨대 대류 오븐 100^oC 조건에서 0.5 ~ 1시간 동안 체류시켜 열 처리하는 방법으로 성형품을 제조할 수 있다. 이렇게 제조하면 바람직한 물성과 외관 특성을 갖는 성형품의 제조가 가능하다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 방법으로 제조된 성형품을 포함한다. 이러한 성형품은 바람직하게는 자동차용 부품일 수 있다.

상기와 같은 조성과 제조 방법으로 만든 블렌드 복합소재를 사용하여 일반 사출기에서 시편 혹은 부품 사출 성형을 한다. 이후 이 사출물을 대류 오븐에서 100도, 1시간 체류시키는 열처리 공정 혹은 사출공정에서 금형온도를 100도 수준으로 유지하여 사출 성형하여 최종 시편 혹은 제품을 제조한다.

이하에서는, 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

PLLA 수지(Nature Works 사, Ingeo 3251D) 90 중량%, PDLA 수지(현대자동차차주식회사 자체 제조, 용융지수 등 물성 ; 분자량 150,000 g/mol, 용융지수: 65 g/10 min @Load 2.16 kg, 측정온도: 210 ^oC) 10 중량%를 건조상태에서 혼련한 후, 혼련 장비에 투입하여 195 ℃에서 용융 및 혼련을 수행한 후, 이러한 수지부 100중량부에 대해 믹싱헤드 부분에 충격보강제 10중량부, 핵제 1 중량부, 폴리우레탄으로 표면 코팅 처리된 유리섬유 10중량부를 첨가하여 폴리유산 복합재료 조성물을 제조하였다.

실시예 2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, PLLA 수지 80 중량%, PDLA 수지 20 중량% 조건에서 용융 및 혼련을 수행한 후, 믹싱헤드 부분에 충격보강제 10중량부, 핵제 1 중량부, 폴리우레탄으로 표면 코팅 처리된 유리섬유 20중량부를 첨가하여 폴리유산 복합재료 조성물을 제조하였다.

비교예 1: L타입 폴리유산 복합재료 조성물

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, PLLA 수지를 100 중량부로 하고 믹싱헤드 부분에 충격보강제 10중량부, 핵제 1 중량부, 유리섬유 1 중량부를 첨가하여 폴리유산 복합재료 조성물을 제조하였다.

비교예 2: L타입, D타입 폴리유산 복합재료 조성물

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, PLLA 수지 50 중량%, PDLA 수지 50 중량%로 하고, 이러한 수지부 100중량부에 대해 믹싱헤드 부분에 충격보강제 10중량부, 핵제 1 중량부, 유리섬유 10중량부를 첨가하여 폴리유산 복합재료 조성물을 제조하였다.

비교예 3: L타입, D타입 폴리유산 복합재료 조성물

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, PLLA 수지 90 중량%, PDLA 수지 10 중량%로 하고, 이러한 수지부 100중량부에 대해 믹싱헤드 부분에 핵제 1 중량부, 유리섬유 30 중량부를 첨가하여 폴리유산 복합재료 조성물을 제조하였다.

비교예 4 ~ 8

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되 각 성분 조성은 다음 표 1과 같이 실시하여 폴리유산 복합재료 조성물을 제조하였다.

실험예

상기 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 8에서 제조한 폴리유산 복합수지 조성물 각각을 사출 성형한 후, 성형된 시편을 대류 오븐 (온도: 100^oC)에서 2시간 체류 후 상기 측정법에서 제시하는 측정법(ASTM D 638, ASTM D 256, ASTM D 648)으로 물성을 측정하여 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.

인장물성 측정 시편은 덤벨형 모양의 시편이며, 충격강도 측정시편은 시편에 노치가 형성된 시편의 모양을 사용하였다.

(1) 인장물성 측정방법

ASTM D 638(Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics)에 의거하여 측정용 시편을 만들어 만능시험기를 사용, 인장강도(Tensile Strength)를 측정하였다. (인장강도 [Pa] = 최대 load [N] / 초기 시료의 단면적 [m²], 신율 [%] = 파단점까지의 늘어난 길이 / 초기 길이)

(2) 충격강도 측정방법

ASTM D 256(Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics)에 의거하여 측정용 시편을 만들어 아이조드 충격기를 사용, 충격강도 (Impact Strength) 값을 측정하였다.

(3)내열성 측정방법

ASTM D 648(Standard Test Method for Deflection Temperature of Plastics Under Flexural Load in the Edgewise Position)에 의거하여 측정용 시편을 만들어 만능시험기를 사용하여, 내열성(heat distortion temperature)을 측정하였다.

구분	기계적 물성
구분	인장강도(MPa)	충격강도(J/m)	내열성 (^oC)
실시예1	85	106	134
실시예2	84	105	132
비교예1	45	75	90
비교예2	64	60	91
비교예3	56	30	85
비교예4	55	30	75
비교예5	70	20	91
비교예6	55	30	75
비교예7	55	30	75
비교예8	55	30	75

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, PLLA 수지와 PDLA 수지 및 폴리(에틸렌-글리시딜 메타크릴레이드) 수지, 유리섬유 및 핵제를 특정 배합비율로 혼합한 본 발명의 실시예 1 ~ 2의 경우, 기존의 PDLA 수지를 첨가하지 않거나 특정 배합비율에서 벗어난 비교예 1 ~ 8의 경우보다 충격강도, 내열성, 인장강도가 모두 월등히 향상되었음을 확인할 수 있었다.

본 발명에 따른 폴리유산 복합재료 조성물은 기존 석유자원에서 합성되는 범용수지 및 엔지니어링 플라스틱 소재인 폴리프로필렌 및 폴리에스터, 아크릴로나이트릴부타디엔스타이렌 등과 비교하여 동등 또는 그 이상의 기계적 물성을 갖기 때문에 각족 산업용 성형품으로 제조하기에 유용하다.

특히, 치수안정성이 높고 고내열 및 내충격 특성이 우수하여 자동차 부품을 포함한 다양한 기계적 강도가 요구되는 산업용 부품에 매우 유용하게 적용할 수 있다.

Claims

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용융지수(MI)가 10 ~ 40 g/10분(190℃, 2.16kg 하중)인 광학이성질 L타입 폴리유산 수지 60 ~ 90 중량%와 용융지수(MI)가 30 ~ 70 g/10분(190℃, 2.16kg 하중)인 광학이성질 D타입 폴리유산 수지 40 ~ 10 중량%로 이루어진 수지부 100 중량부를 준비하는 단계;
상기 수지부와 충격보강제 10 ~ 20 중량부, 길이 3~10 mm 단섬유이며, 단면 직경 사이즈는 10~20 마이크론 사이즈인 유리섬유 5 ~ 20 중량부 및 하기 화학식 3의 벤젠고리와 황을 포함하는 구조를 가지는 핵제 1 ~ 5 중량부를 가하여 혼합하는 단계; 및
상기 혼합 과정에서 190 ~ 210 ℃ 온도에서 용융 및 혼련하여 폴리유산 복합재료 조성물을 제조하는 단계;
금형온도 80~110^oC 조건에서 사출성형하고, 이를 100^oC 온도 조건에서 0.5 ~ 2시간 동안 체류시켜 열 처리하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리유산 복합재료를 이용한 성형품의 제조방법.
[화학식 3]

(상기 식에서 R은 벤젠고리이다.)
청구항 10에 따른 방법으로 제조된 성형품.
청구항 11에 있어서, 자동차용 부품임을 특징으로 하는 성형품.