KR101621000B1 - 폴리아마이드 수지 조성물, 이를 이용한 성형품 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 폴리아마이드 수지 및 섬유 강화재를 포함한 섬유 강화 수지와 폴리아마이드 수지, 탄소 섬유 및 1.9이하의 비중을 갖는 착색제를 포함한 착색 수지를 포함하고 상기 섬유 강화 수지에 대한 상기 착색 수지의 길이 비율이 0.8 내지 1.2이고, 1.20이하의 비중을 갖는 폴리아마이드 수지 조성물, 이를 이용한 폴리아마이드 수지 성형품 및 폴리아마이드 수지 성형품 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 폴리아마이드 수지 조성물, 이를 이용한 성형품 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 구성 성분간 안정적이고 균일한 혼합을 통해 분산성을 높여 우수한 표면 품질, 기계적 물성 및 성형 가공성을 나타낼 수 있고, 용도에 따른 색상을 구현해 낼 수 있으며, 저비중을 갖는 폴리아마이드 수지 조성물, 이를 이용한 성형품 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 자동차, 전자 등과 같은 분야에서는 저비중을 갖는 수지에 대한 요구가 높아지고 있다. 예를 들어, 자동차의 경우, 저비중을 갖는 수지 재료를 이용하여 자동차를 제조하게되면, 자동차의 경량화를 구현할 수 있기 때문이다. 자동차의 경량화에 따라 기본성능인 가속력과 제동력을 높여 엔진효율을 극대화할 수 있고, 타이어, 브레이크, 서스펜션에 가해지는 부담 및 운전자의 피로도를 완화시키는 효과가 발생할 수 있다. 또한 상대적으로 출력이 적어도 마력당 감당해야 할 중량비가 줄어들기 때문에 무거운 차량보다 가속성능과 운동성능을 우월하게 확보할 수 있다.
하지만, 상기 저비중을 갖는 수지가 실제 제품으로 상용화되기 위해서는 일정 수준 이상의 기계적 강도 및 가공성을 유지하면서 용도에 따른 색상을 구현할 수 있어야 한다.
이를 위해, 내약품성이 우수하고 성형이 용이한 범용의 플라스틱인 폴리올레핀계 수지에 유리 섬유를 혼합 교반하여 폴리올레핀 수지의 기계적 물성을 강화시키는 방안이 연구되어왔다. 그러나, 혼련 교반 장비 내에서 대부분의 유리섬유가 현저히 파손되어, 매우 짧은 길이의 유리섬유가 폴리올레핀 수지와 혼합되면서 제품의 강도 향상에 있어 한계가 있었다.
또한, 용도에 따른 색상을 구현하기 위해, 범용의 안료나 염료를 고농도로 농축시켜 포함하는 경우, 최종 성형품의 기계적 물성이 저하되고 환경에 유해하다는 한계가 있었다.
이에, 기존의 수지에 비해 비중을 현저히 낮추면서, 적정 수준 이상의 기계적 물성 및 성형 가공성을 나타내고, 용도에 따른 색상을 구현해 낼 수 있는 새로운 수지 조성물의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 구성 성분간 안정적이고 균일한 혼합을 통해 분산성을 높여 우수한 표면 품질, 기계적 물성 및 성형 가공성을 나타낼 수 있고, 용도에 따른 색상을 구현해 낼 수 있으며, 저비중을 갖는 폴리아마이드 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 폴리아마이드 수지 조성물을 이용한 성형품을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 폴리아마이드 수지 성형품의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 명세서에서는, 구성 성분간 안정적이고 균일한 혼합을 통해 분산성을 높여 우수한 표면 품질, 기계적 물성 및 성형 가공성을 나타낼 수 있고, 용도에 따른 색상을 구현해 낼 수 있으며, 저비중을 갖는 폴리아마이드 수지 조성물이 제공된다.
본 명세서에서는 또한, 상기 폴리아마이드 수지 조성물을 이용하여 제조된 폴리아마이드 수지 성형품이 제공된다.
본 명세서에서는 또한, 상기 폴리아마이드 수지 성형품의 제조방법이 제공된다.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 폴리아마이드 수지 조성물, 이를 이용한 성형품 및 그 제조방법에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
발명의 일 구현예에 따르면, 2.1 내지 3.4의 상대점도를 갖는 폴리아마이드 수지 40 중량% 내지 85중량%; 및 5㎜ 내지 20㎜의 길이를 갖는 섬유 강화재 5 중량% 내지 50중량%;을 포함한 5㎜ 내지 500㎜의 길이를 갖는 섬유 강화 수지 및 2.1 내지 3.4의 상대점도를 갖는 폴리아마이드 수지 50 중량% 내지 90중량%; 5㎜ 내지 20㎜의 길이를 갖는 탄소 섬유 5 중량% 내지 40중량%; 및 1.9이하의 비중을 갖는 착색제 0.1 중량% 내지 15중량%;을 포함한 5㎜ 내지 500㎜의 길이를 갖는 착색 수지를 포함하고, 상기 섬유 강화 수지에 대한 상기 착색 수지의 길이 비율이 0.8 내지 1.2이고, 1.20이하의 비중을 갖는 폴리아마이드 수지 조성물이 제공될 수 있다.
본 발명자들은, 상기 착색 수지에 특정의 착색제, 예를 들어 1.9이하의 비중을 갖는 착색제를 적용하고, 이와 아울러 5㎜ 내지 20㎜의 길이를 갖는 탄소 섬유를 첨가함에 따라서, 상기 폴리아마이드 수지 조성물은 저비중과 함께 고강성을 확보할 수 있으며, 상기 폴리아마이드 수지 조성물로부터 얻어지는 수지 성형품은 경량화 및 기계적 물성의 향상을 동시에 달성할 수 있고, 상기 착색제를 포함함에 따라 용도에 따른 색상을 구현해 낼 수 있다는 점을 확인하였다.
또한, 종래에는 고분자 수지 내에 탄소 섬유의 함침이 용이하지 않았으며, 또한 고분자와 탄소 섬유를 혼합하여 사출성형, 압출압축성형, 압축성형, 저압사출성형, 개스사출성형, 발포사출성형 등의 성형 과정에 적용하면 탄소 섬유의 외형이나 물성 유지가 용이하지 않았지만, 본 발명자들은 후술하는 방법을 통하여 2.1 내지 3.4의 상대점도를 갖는 폴리아마이드 수지에 탄소 섬유를 함침시켜 얻어진 상기 착색 수지를 상기 섬유 강화 수지와 0.8 내지 1.2의 길이 비율로 혼합하면, 저비중을 유지하면서도 상기 섬유 강화 수지와 착색 수지가 일정 수준 이상의 혼련 균일도를 유지하여, 안정적으로 분산됨에 따라, 기계적 물성을 적정 수준으로 유지하면서 섬유의 분산성 및 표면 품질이 우수한 소재를 제조할 수 있다는 점을 실험을 통하여 확인하고 발명을 완성하였다.
구체적으로, 상기 폴리아마이드 수지 조성물은 상기 섬유 강화 수지와 착색 수지를 포함할 수 있다. 상기 섬유 강화 수지는 2.1 내지 3.4의 상대점도를 갖는 폴리아마이드 수지 40 중량% 내지 85중량%; 및 5㎜ 내지 20㎜의 길이를 갖는 섬유 강화재5 중량% 내지 50중량%을 포함하고, 5㎜ 내지 500㎜의 길이를 가질 수 있다. 상기 섬유 강화 수지 내의 탄소 섬유 필라멘트를 폴리아마이드 수지에 의해 코팅 시킴에 따라, 상기 섬유 강화 수지의 2차 성형 시 서로 인접해 있는 섬유 필라멘트 상호간 또는 이들 섬유 필라멘트와 금속과의 과도한 마찰에 의한 과열을 감소시킬 수 있다.
상기 섬유 강화 수지에 포함된 섬유 강화재의 함량이 5중량% 미만이거나, 상기 섬유 강화 수지에 포함된 폴리아마이드 수지의 함량이 85중량%를 초과하면 상기 섬유 강화재의 함량이 너무 낮아 상기 폴리아마이드 수지 조성물의 기계적 물성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 섬유 강화 수지에 포함된 섬유 강화재의 함량이 50중량%를 초과하거나, 상기 섬유 강화 수지에 포함된 폴리아마이드 수지의 함량이 40중량% 미만이면, 상기 섬유 강화재 함량이 너무 높아 폴리아마이드 수지에 의한 코팅이 불완전해지고, 상기 폴리아마이드 수지 조성물의 외관 성능이 저하될 수 있다.
상기 폴리아마이드 수지는 2.1 내지 3.4, 또는 2.2 내지 3.0의 상대점도(황산96% 용액)를 가질 수 있다. 상기 폴리아마이드 수지의 점도가 2.1 미만이면 인성(toughness) 저하로 인하여 충분한 신율이 확보되지 않을 수 있으며, 상기 폴리아마이드 수지 조성물의 기밀성 또는 성형성 등의 물성을 확보하기 어려울 수 있다. 또한, 상기 폴리아마이드 수지의 점도가 3.4를 초과하는 경우, 상기 폴리아마이드 수지 조성물의 점도가 불필요하게 높아짐에 따라, 적절한 성형성을 갖기 어려울 수 있다.
상기 폴리아마이드 수지의 상대 점도는 상온에서 황산 96% 용액을 사용하여 측정한 상대 점도를 의미한다. 구체적으로, 일정한 폴리아마이드 수지의 시편(예를 들어, 0.025g 의 시편)을 상이한 농도로 황산 96% 용액에 녹여서 2이상의 측정용 용액을 제조한 후(예를 들어, 폴리아마이드 수지 시편을 0.25g/dL, 0.10g/dL, 0.05 g/dL의 농도가 되도록 96% 황산에 녹여서 3개의 측정용 용액 제작), 25℃에서 점도관을 이용하여 상기 측정용 용액의 상대 점도(예를 들어, 황산 96%용액의 점도관 통과시간에 대한 상기 측정용 용액의 평균 통과 시간의 비율)를 구할 수 있다.
상기 폴리아마이드 수지의 예가 크게 한정되는 것은 아니나, 예를 들어 나일론 6, 나일론 66, 나일론 46, 나일론 11, 나일론 12, 나일론 610, 나일론 612, 나일론 6/66의 공중합체, 나일론 6/66/610 공중합체, 나일론 MXD6, 나일론 6T, 나일론 6/6T 공중합체, 나일론 66/PP 공중합체 및 나일론 66/PPS 공중합체; 또는 이들의 N-알콕시알킬화물, 예를 들어 6-나일론의 메톡시메틸화물, 6-610-나일론의 메톡시메틸화물 또는 612-나일론의 메톡시메틸화물 등을 사용할 수 있다.
상기 섬유 강화재는 5㎜ 내지 20㎜의 길이, 또는 9㎜ 내지 13㎜의 길이를 가질 수 있다. 또한, 상기 섬유 강화재는 직경이 100㎛이하인, 섬유 필라멘트를 사용할 수 있다. 또한, 상기 섬유 강화재는 표면에 작용기를 더 포함할 수 있다. 상기 작용기의 예가 크게 한정되는 것은 아니나, 예를 들어 에폭시기, 우레탄기, 실란기, 아크릴기 또는 이들의 2종 이상이 혼합된 화합물을 사용할 수 있다. 상기 섬유 강화재가 상기 작용기를 포함함에 따라, 상기 섬유 강화재는 상기 폴리아마이드와의 혼합과정에서 상용성이 향상될 수 있다.
상기 섬유 강화재로는 예를 들어, 유리 섬유, 탄소 섬유, 금속 섬유, 아라미드 섬유, 초고분자량 폴리에틸렌섬유, 폴리아크릴로니트릴 섬유, 아릴레이트섬유, 폴리에테레에테르케톤섬유 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는 탄소 섬유를 사용할 수 있다.
한편, 상기 섬유 강화 수지는 필요에 따라 0.01중량% 내지 10 중량%의 보조제를 더 포함할 수 있다. 상기 보조제는 상기 폴리아마이드 수지와 섬유 강화재의 친화력을 저해하지 않으면서, 상기 섬유 강화 수지의 가공성이나 기능성을 향상시키는 등, 원하는 용도에 따라 통상의 수지 첨가제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 일반적인 분산제, 무기물 코팅제, 유기물-무기물 계면결합제, 가교제, 열안정제, 산화방지제, 가수분해안정제, 과산화물, 윤활제, 계면결합보조제, 자외선 안정제, 광안정제, 활제, 슬립 이형제, 내충격보강제, 내마모제, 경도개선제, 조핵제, 투명성 개선제, 광택제, 난연제, 소음 진동 개선제, 내열 노화 방지제, 저비중제, 고비중제, 발포제 등을 사용할 수 있다. 상기 보조제의 함유량이 0.01중량% 미만인 경우, 상기 보조제의 첨가효과를 충분히 얻을 수 없고, 상기 보조제의 함유량이 10중량% 초과인 경우, 상기 섬유 강화 수지의 기계적 물성 또는 안정성이 저하될 수 있다.
상기 섬유 강화 수지를 제조하는 방법의 예가 크게 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 상기 섬유 강화재 필라멘트 집속체로부터 섬유 다발을 풀어낸 다음, 변성 또는 정상 폴리아마이드 중합체를 상기 섬유 필라멘트에 함침 또는/및 피복, 부착하여 제조할 수 있다. 구체적으로, 변성 또는 정상 폴리아마이드의 분말형 현탁액을 섬유 필라멘트에 부착시키면서 섬유 다발을 단순 가열하거나, 가열에 의해 용융된 수지에 섬유 다발을 접촉시킴으로써 함침시키거나, 대전시킨 섬유 필라멘트에 변성 또는 정상 폴리아마이드 분말을 부착시키고 가열 용융에 의해 함침시키거나, 용매에 용해된 변성 또는 정상 폴리아마이드 수지를 섬유 필라멘트에 함침시킨 후, 용매를 제거하는 등의 방법에 의하여 개개의 미세한 섬유 필라멘트를 폴리아마이드로 연속적으로 코팅시켜 제조할 수 있다. 이때 상기 섬유 강화 수지의 함침도는 50%중량 이상, 또는 60중량% 내지 70중량%일 수 있다.
상기 함침도는 전체 섬유 강화재 필라멘트 중, 폴리아마이드 수지와 보조제에 의해 코팅되어 있는 섬유 강화재 필라멘트의 비율을 의미하며, 하기 수학식 1에 의하여 계산할 수 있다.
[수학식 1]
함침도(%)=(코팅되어 있는 섬유 강화재 필라멘트 개수/전체 섬유 강화재 필라멘트 개수)x100
상기 함침도는 상기 섬유 강화 수지를 볼펜 케이스 크기의 튜브 안에 3개이상 나란하게 꽂아 넣고, 에폭시를 부어 경화시킨다음, 에폭시에 의해 경화되어 잘 고정된 튜브 안의 상기 섬유 강화 수지를 두께 0.5 mm 이내로 절단한 다음, 절단된 절편을 현미경 위에 올려놓고 전체 섬유 강화재 필라멘트 개수 및 상기 폴리아마이드 수지에 의해 코팅되어 있는 섬유 강화재 필라멘트 개수를 조사하여 구할 수 있다. 이때, 총 10개 이상의 섬유 강화 수지의 함침도를 계산하여 평균을 통해 구할 수 있다.
상기 섬유 강화 수지는 5㎜ 내지 500 ㎜, 또는 6㎜ 내지 400㎜, 또는 8㎜ 내지 100㎜의 길이 및 0.2 ㎜내지 50㎜, 또는 0.3㎜ 내지 20㎜의 직경을 가질 수 있다. 상기 섬유 강화 수지의 형태의 예가 크게 한정되는 것은 아니나, 예를 들어 펠렛 형태로 제조될 수 있다. 상기 섬유 강화 수지의 길이가 5㎜ 미만이면, 상기 폴리아마이드 수지 조성물의 기계적 물성이 저하될 수 있고, 상기 섬유 강화 수지의 길이가 500㎜ 초과이면 상기 폴리아마이드 수지 조성물의 2차 성형시 원료투입이 어려울 수 있다.
한편, 상기 폴리아마이드 수지 조성물에 포함된 착색 수지는, 2.1 내지 3.4의 상대점도를 갖는 폴리아마이드 수지 50 중량% 내지 90중량%; 5㎜ 내지 20㎜의 길이를 갖는 탄소 섬유 5 중량% 내지 40중량%; 및 1.9이하의 비중을 갖는 착색제 0.1 중량% 내지 15중량%을 포함하고, 5㎜ 내지 500㎜의 길이를 가질 수 있다. 비중이 작은 탄소섬유 필라멘트를 폴리아마이드 수지에 의해 코팅시키고, 비중이 작은 착색제를 함유시켜, 상기 폴리아마이드 수지 조성물이 용도에 따른 색상을 구현해 낼 수 있으며, 저비중과 고강성을 동시에 구현할 수 있다.
상기 탄소 섬유는 탄소계 화합물을 포함할 수 있고, 상기 탄소계 화합물의 구체적인 예가 크게 한정되는 것은 아니나, 예를 들어, 그라파이트(graphite), 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(Graphene), 플러렌(Fullerene) 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 상기 탄소 섬유를 구성하는 탄소 원자들은 섬유의 길이 방향을 따라 육각 고리 결정의 형태로 붙어 있으며, 이러한 분자 배열 구조로 인해 강한 물리적 속성을 가질 수 있다. 또한, 고강성·고탄성률 등의 우수한 기계적 물성을 나타낼 수 있다.
또한, 상기 탄소 섬유는 2.0이하의 비중을 가질 수 있다. 상기 탄소 섬유의 비중은 철보다 훨씬 낮기 때문에 경량화가 필수적인 조건일 때 사용하기에 적합한 소재이다. 상기 탄소 섬유의 비중이 2.0초과이면, 상기 폴리아마이드 수지 조성물의 비중이 높아지게 됨에 따라, 최종 완성 제품의 경량화 및 기계적 물성의 향상을 동시에 달성하기 어렵게 될 수 있다.
상기 착색 수지를 제조하는 방법의 예가 크게 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 상기 탄소 섬유 필라멘트의 집속체로부터 섬유 다발을 풀어낸 다음, 변성 또는 정상 폴리아마이드 중합체를 상기 탄소 섬유 필라멘트에 함침 또는/및 피복, 부착하여 제조할 수 있다. 구체적으로, 변성 또는 정상 폴리아마이드의 분말형 현탁액을 탄소 섬유 필라멘트에 부착시키면서 탄소 섬유 다발을 단순 가열하거나, 가열에 의해 용융된 수지에 탄소 섬유 다발을 접촉시킴으로써 함침시키거나, 대전시킨 탄소 섬유 필라멘트에 변성 또는 정상 폴리아마이드 분말을 부착시키고 가열 용융에 의해 함침시키거나, 용매에 용해된 변성 또는 정상 폴리아마이드 수지를 탄소 섬유 필라멘트에 함침시킨 후, 용매를 제거하는 등의 방법에 의하여 개개의 미세한 탄소 섬유 필라멘트를 폴리아마이드로 연속적으로 코팅시켜 제조할 수 있다. 이때 상기 착색 수지의 함침도는 50%중량 이상, 또는 60중량% 내지 70중량%일 수 있다.
상기 함침도는 전체 탄소 섬유 필라멘트 중, 폴리아마이드 수지와 보조제에 의해 코팅되어 있는 탄소 섬유 필라멘트의 비율을 의미하며, 하기 수학식 1에 의하여 계산할 수 있다.
[수학식 1]
함침도(%)=(코팅되어 있는 탄소 섬유 필라멘트 개수/전체 탄소 섬유 필라멘트 개수)x100
상기 함침도는 상기 착색 수지를 볼펜 케이스 크기의 튜브 안에 3개이상 나란하게 꽂아 넣고, 에폭시를 부어 경화시킨다음, 에폭시에 의해 경화되어 잘 고정된 튜브 안의 상기 착색 수지를 두께 0.5 mm 이내로 절단한 다음, 절단된 절편을 현미경 위에 올려놓고 전체 탄소 섬유 필라멘트 개수 및 상기 폴리아마이드 수지에 의해 코팅되어 있는 탄소 섬유 필라멘트 개수를 조사하여 구할 수 있다. 이때, 총 10개 이상의 착색 수지의 함침도를 계산하여 평균을 통해 구할 수 있다.
상기 착색 수지는 5㎜ 내지 500 ㎜, 또는 6㎜ 내지 400㎜, 또는 8㎜ 내지 100㎜의 길이 및 0.2 ㎜내지 50㎜, 또는 0.3㎜ 내지 20㎜의 직경을 가질 수 있다. 상기 착색 수지의 형태의 예가 크게 한정되는 것은 아니나, 예를 들어 펠렛 형태로 제조될 수 있다. 상기 착색 수지의 길이가 5㎜ 미만이면, 상기 폴리아마이드 수지 조성물의 기계적 물성 및 착색도가 감소할 수 있고, 상기 착색 수지의 길이가 500㎜ 초과이면 상기 폴리아마이드 수지 조성물의 2차 성형시 원료투입이 어려울 수 있다.
한편, 상기 착색제는 카본 블랙, 티타늄 블랙, 산화크롬, 아닐린 블랙, 산화철, 산화 망간, 흑연 또는 이들의 2종 이상의 혼합물 등의 화합물을 포함할 수 있다. 상기 착색 수지는 상기 착색제를 포함함에 따라, 용도에 따른 색상을 구현할 수 있다. 구체적으로, 상기 착색 수지에 포함된 탄소 섬유 자체가 흑색을 나타내므로, 착색제로는 흑색을 나타내는 흑색 착색제로써, 상술한 화합물을 사용할 수 있다.
또한, 상기 착색제는 전체 착색 수지의 0.1 중량% 내지 15중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 착색제의 함량이 상기 착색 수지 총 함량에 대하여 0.1중량% 미만이면 상기 폴라아마이드 수지 조성물의 착색이 불완전한 문제가 있고, 상기 착색제의 함량이 상기 착색 수지 총 함량에 대하여 15중량%를 초과하면 상기 폴리아마이드 수지 조성물의 기계적 물성이 저하되는 문제가 있다.
상기 착색제는 1.9이하, 또는 1.50 내지 1.85의 비중을 가질 수 있다. 상기 착색제의 비중이 1.9초과이면, 상기 폴리아마이드 수지 조성물의 비중 또한 높아질 수 있고, 최종 완성 제품의 경량화 및 기계적 물성의 향상을 동시에 달성하기 어렵게 될 수 있다.
상기 착색제는 5㎛ 내지 100㎛, 또는 20㎛ 내지 80㎛의 입도(또는 최장 길이)를 갖는 무기 입자를 포함할 수 있다. 상기 착색제의 입도가 5㎛미만이면, 표면적이 커지므로 흑색도는 상승되나 상대적으로 분산에 높은 에너지가 필요하므로 분산성이 감소할 수 있다. 또한, 상기 착색제의 입도가 100㎛ 초과이면, 상기 표면적이 감소하기 때문에 흑색도가 감소할 수 있다.
한편, 상기 섬유 강화 수지에 대한 상기 착색 수지의 길이 비율이 0.8 내지 1.2일 수 있다. 상기 섬유 강화 수지에 대한 상기 착색 수지의 길이 비율이 0.8 미만 또는 1.2초과 등으로 현저히 상이한 경우, 상기 섬유 강화 수지와 상기 착색 수지의 균일한 혼합이 어렵게 되어 국부적으로 쏠림 현상이 발생함에 따라, 상기 폴리아마이드 수지 조성물의 사출성형, 압출압축성형, 압축성형, 저압사출성형, 개스사출성형, 발포사출성형과 같은 2차 성형품의 물성의 산포가 매우 커져, 품질 균일도가 감소할 수 있다.
또한, 상기 섬유 강화 수지 및 상기 착색 수지 간의 중량비가 0.25 : 1 내지 10 : 1일 수 있다. 상기 섬유 강화 수지와 착색 수지를 혼합하는 과정에서 상기 착색 수지를 일정량 이상으로 유지시킴으로서, 최소한의 혼합 균일성을 유지시켜, 상기 폴리아마이드 수지 조성물의 물성 및 품질 저하를 방지할 수 있다. 상기 섬유 강화 수지 및 상기 착색 수지 간의 중량비가 10:1 초과이면, 사출성형, 압출압축성형, 압축성형, 저압사출성형, 개스사출성형, 발포사출성형과 같은 2차 성형 시에 최종성형품의 착색이 불완전해지거나 국부적으로 안료나 염료의 고농도에 기인된 불안정성이 발생할 수 있다. 또한, 상기 섬유 강화 수지 및 상기 착색 수지 간의 중량비가 0.25 : 1 미만이면, 상대적으로 섬유 강화 수지의 함량이 낮아지게 되어 상기 폴리아마이드 수지 조성물 내의 섬유 함량이 낮아지고, 기계적 물성이 저하될 수 있다.
상기 섬유 강화 수지 및 착색 수지 각각은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리술폰, 폴리페닐렌설파이드, 폴리아마이드-이미드, 폴리에테르술폰, 폴리에테르키톤, 폴리에테르이미드, 폴리올레핀, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, 폴리스티렌, 신디오텍틱 폴리스티렌으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고분자 수지를 더 포함할 수 있다.
상기 섬유 강화 수지 및 착색 수지 각각이 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리술폰, 폴리페닐렌설파이드, 폴리아마이드-이미드, 폴리에테르술폰, 폴리에테르키톤, 폴리에테르이미드, 폴리올레핀, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, 폴리스티렌, 신디오텍틱 폴리스티렌 또는 이들의 2종 이상의 혼합물 등의 고분자 수지를 더 포함함에 따라, 폴리아마이드 수지 조성물의 기계적 물성, 성형가공성을 향상시킬 수 있고, 최종 제품의 가격을 낮춰 경제적으로 유리할 수 있다.
상기 섬유 강화 수지는 5중량% 내지 30중량%의 상기 고분자 수지를 포함할 수 있다. 또한, 상기 착색 수지는 5중량% 내지 30중량%의 상기 고분자 수지를 포함할 수 있다. 상기 섬유 강화 수지 및 착색 수지 각각에서, 상기 고분자 수지의 함량이 지나치게 작으면, 상기 폴리아마이드 수지 조성물의 기계적 물성 및 성형가공성 향상의 정도가 충분하지 못할 수 있고, 상기 고분자 수지의 함량이 지나치게 크면, 상기 폴리아마이드 수지 조성물의 성분간 혼화성이 감소할 수 있다.
또한, 상기 폴리아마이드 수지 조성물은 1.20이하, 또는 0.65 내지 1.20, 또는 1.10 내지 1.20의 비중을 가질 수 있다. 상기 폴리아마이드 수지 조성물은 상술한 바와 같이, 상기 섬유 강화 수지와 상기 착색 수지의 함량을 일정하게 조절함에 따라, 비중을 낮추면서도 일정 수준 이상의 기계적 물성을 유지하면서 최종 제품의 경량화와 함께 고강성을 구현할 수 있다. 상기 폴리아마이드 수지 조성물의 비중이 1.20초과이면, 최종 제품의 경량화를 달성하기 어렵게 될 수 있다.
상기 폴리아마이드 수지 조성물은 상기 섬유 강화 수지 및 착색 수지 간의 혼합물을 200℃ 내지 350℃, 또는 220℃ 내지 300℃에서 용융 압출하여 형성할 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 섬유 강화 수지 및 착색 수지는 폴리아마이드 수지를 이용하여 코팅될 수 있고, 상기 폴리아마이드 수지를 포함함에 따라, 200℃ 내지 350℃의 고온에서도 상기 폴리아마이드 수지 조성물이 안정적으로 유지될 수 있다.
상기 폴리아마이드 수지 조성물은 상기 섬유 강화 수지 및 착색 수지 각각은 무기 충전제, 자외선 차단제, 산화방지제, 윤활제, 대전방지제, 충격 보강제, 미세입자 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 무기 충전제, 자외선 차단제, 산화방지제, 윤활제, 대전방지제, 충격 보강제, 미세입자 등의 첨가제는 본 발명의 목적에 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 화합물을 제한없이 사용할 수 있다.
한편, 상기 폴리아마이드 수지 조성물은 ASTM D638에 의하여 측정한 인장 강도가 212㎫ 내지 250㎫, 또는 214㎫ 내지 230㎫ 일 수 있다. 상기 인장강도는 재료의 인장 시험에 있어서 시험편이 파단할 때까지의 최대 인장 하중을, 시험 전 시험편의 단면적으로 나눈 값을 의미한다. 상기 폴리아마이드 수지 조성물의 ASTM D638에 의하여 측정한 인장 강도가 212㎫ 미만이면, 상기 폴리올레핀 수지 성형품이 충분한 수준의 기계적인 강도를 가지지 못함을 의미한다.
상기 폴리아마이드 수지 조성물은 ASTM D790에 의하여 측정한 굴곡 탄성율이 11,500㎫ 내지 12,000㎫, 또는 11,530㎫ 내지 11,830㎫ 일 수 있다. 상기 굴곡탄성률은 폴리머에 굴곡하중을 걸어 탄성한계 내에서의 응력과 변형의 비율을 의미한다. 일반적으로 결정화도와 용융지수가 크고 아이소탁티시티가 클수록 굴곡탄성율이 좋고, 코폴리머 보다는 호모폴리머의 굴곡탄성율이 높다. 상기 폴리아마이드 수지 조성물의 ASTM D790에 의하여 측정한 굴곡 탄성율이 11,500㎫ 미만이면, 상기 폴리아마이드 수지 조성물이 충분한 수준의 기계적인 강도를 가지지 못함을 의미한다.
상기 폴리아마이드 수지 조성물은 ASTM D648에 의하여 측정한 열변형온도가200℃ 이상, 또는 200℃ 내지 215℃ 일 수 있다. 상기 열변형온도는 상기 폴리아마이드 수지 조성물이 일정 부하에서 임의의 양만큼의 변형이 발생하는 온도를 의미한다. 상기 폴리아마이드 수지 조성물의 ASTM D648에 의하여 측정한 열변형온도가 200℃ 미만이면, 상기 폴리아마이드 수지 조성물이 충분한 수준의 내열성을 가지지 못함을 의미한다.
한편, 발명의 다른 구현예에 따르면, 2.1 내지 3.4의 상대점도를 갖는 폴리아마이드 수지 40 중량% 내지 85중량%; 및 5㎜ 내지 20㎜의 길이를 갖는 섬유 강화재 5 중량% 내지 50중량%;을 포함한 5㎜ 내지 500㎜의 길이를 갖는 섬유 강화 수지(i)와 2.1 내지 3.4의 상대점도를 갖는 폴리아마이드 수지 50 중량% 내지 90중량%; 5㎜ 내지 20㎜의 길이를 갖는 탄소 섬유 5 중량% 내지 40중량%; 및 1.9이하의 비중을 갖는 착색제 0.1 중량% 내지 15중량%;을 포함한 5㎜ 내지 500㎜의 길이를 갖는 착색 수지(ii) 간의 용융 압출물을 포함하고, 1.20이하의 비중을 갖는, 폴리아마이드 수지 성형품이 제공될 수 있다.
상기 폴리아마이드 수지 성형품은 저비중을 유지하면서도 상기 섬유 강화 수지와 착색 수지가 일정 수준 이상의 혼련 균일도를 유지하며, 안정적으로 분산됨에 따라, 우수한 기계적 물성 및 표면 품질을 확보할 수 있다.
상기 폴리아마이드 수지 성형품은 상기 일 구현예의 폴리아마이드 수지 조성물을 성형함으로써 제조할 수 있다. 상기 성형방법의 예로는 사출성형, 압축성형, 압출성형, 압출압축성형, 저압사출성형, 개스사출성형, 발포사출성형, 발포압출성형 등을 들 수 있지만, 바람직하게는 용융 압출 성형방법을 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 폴리아마이드 수지 성형품은 상기 섬유 강화 수지와 착색 수지간의 용융 압출물을 포함할 수 있다. 상기 섬유 강화 수지와 착색 수지간의 용융 압출물은 2이상의 섬유 강화 수지 및 2이상의 착색 수지를 혼합하여 용융 압출 시킨 것을 의미한다. 상기 2이상의 섬유 강화 수지 및 2이상의 착색 수지는 일정 수준 이상의 혼련 균일도를 유지하며, 안정적으로 분산되며, 상기 섬유 강화 수지에 포함된 섬유 강화재 및 착색수지에 포함된 탄소섬유간의 과도한 마찰에 의한 과열을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 섬유 강화재가 깨짐 없이 길이를 유지할 수 있고, 우수한 기계적 물성 및 저비중을 달성할 수 있다.
상기 폴리아마이드 수지 성형품은 1.20이하, 또는 0.65 내지 1.20, 또는 1.10 내지 1.20의 비중을 가질 수 있다. 상기 폴리아마이드 수지 성형품은 상기 섬유 강화 수지와 상기 착색 수지의 함량을 일정하게 조절함에 따라, 비중을 낮추면서도 일정 수준 이상의 기계적 물성을 유지하면서 최종 제품의 경량화와 함께 고강성을 구현할 수 있다. 상기 폴리아마이드 수지 성형품의 비중이 1.20초과이면, 최종 제품의 경량화를 달성하기 어렵게 될 수 있다.
상기 폴리아마이드 수지 성형품의 용도가 크게 한정되는 것은 아니나, 예를 들어 자동차 내·외장재 및 구조프레임 부품, 내구성능을 요구하는 안전부품 등으로 사용될 수 있다.
상기 섬유 강화 수지 및 착색수지에 관한 내용은 상기 일 구현예에 관하여 상술한 내용을 포함한다.
한편, 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 2.1 내지 3.4의 상대점도를 갖는 폴리아마이드 수지 40 중량% 내지 85중량%; 및 5㎜ 내지 20㎜의 길이를 갖는 섬유 강화재 5 중량% 내지 50중량%;을 포함한 5㎜ 내지 500㎜의 길이를 갖는 섬유 강화 수지(i)와 2.1 내지 3.4의 상대점도를 갖는 폴리아마이드 수지 50 중량% 내지 90중량%; 5㎜ 내지 20㎜의 길이를 갖는 탄소 섬유 5 중량% 내지 40중량%; 및 1.9이하의 비중을 갖는 착색제 0.1 중량% 내지 15중량%;을 포함한 5㎜ 내지 500㎜의 길이를 갖는 착색 수지(ii)를 200℃ 내지 350℃의 온도에서 용융 압출하는 단계를 포함하는, 폴리아마이드 수지 성형품의 제조 방법이 제공될 수 있다.
상기 섬유 강화 수지(i) 및 착색 수지(ii) 간의 혼합물을 200℃ 내지 350℃, 또는 220℃ 내지 300℃에서 용융 압출하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 섬유 강화 수지 및 착색 수지는 폴리아마이드 수지를 이용하여 코팅될 수 있고, 상기 폴리아마이드 수지로 코팅됨에 따라, 200℃ 내지 350℃의 고온에서도 상기 폴리아마이드 수지 조성물이 안정적으로 유지될 수 있다.
상기 혼합물을 용융 압출 하는 단계는 인장흐름율(Elongational Flow ratio)이 13% 이상인 압출기로 스크류 회전 속도 300 내지 1,000 rpm 및 체류시간 20초 내지 90 초의 조건 하에서 수행될 수 있다.
구체적으로, 상기 용융 압출 단계는 상기 혼합물을 인장흐름율(Elongational Flow ratio)이 13% 이상인 압출기를 사용하여 수행할 수 있다. 일반적으로 압출기 내부에서 있어서 수지의 흐름은 전단흐름(Shear Flow) 및 인장흐름(Enlongation Flow)으로 나눌 수 있다. 여기서, 상기 전단흐름(ShearFlow)이란 압출기 내벽과 스크류 축 사이에서 발생하는 수지의 흐름에 해당하는 것으로 PELDOM(PolymericElongation-Dominated Flows) 분석에 따른 DOE(Degree of elongation)가 0.5 미만 또는 0 이상 내지 0.5미만(0~0.5)으로 표시될 수 있다. 또한, 상기 인장흐름(elongation flow)이란 스크류 축과 스크류 축 사이에서 발생하는 수지의 흐름에 해당하는 것으로 상기 PELDOM 분석에 따른 DOE(Degree of elongation)가 0.5 이상 또는 0.5 이상 내지 1 이하(0.5~1)로 표시될 수 있다. 상기 용융압출 단계는 압출기 내부에서 전체 수지 흐름 중에서 상기 PELDOM(Polymeric Elongation-Dominated Flows) 분석에 따른 DOE(Degree of elongation)가 0.5 내지 1로 표시되는 인장흐름에 대한 비율(%)에 해당하는 인장흐름율(Elongational Flow Ratio)이 13% 이상, 또는 15% 내지 40%, 또는 20% 내지 30%인 압출기를 사용하여 수행할 수 있다.
상기 용융 압출 단계에서 인장흐름율이 13% 이상인 압출기를 사용하는 경우에는 수지에 가해지는 에너지량을 최소화하여 발열을 최소화하면서도 우수한 분산 효과를 얻을 수 있다. 반면, 인장흐름율이 13% 미만인 압출기를 사용하는 경우에는 상기 섬유 강화 수지와 상기 착색 수지가 충분히 분산되지 않아 뭉침 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 용융 압출 단계는 스크류 회전 속도 300rpm 내지 1,000 rpm의 조건 하에서 체류시간 20초 내지 90초로 수행될 수 있으며, 또는 스크류 회전 속도 300 rpm내지 800 rpm의 조건 하에서 체류시간 30초 내지 70초로 수행될 수 있다. 상기 혼합물은 이축이상의 압출기에 투입된 이후에, 압출기 내부에서 수지간 혼합 및 무기 필러 분산에 필요한 전단흐름(Shear flow) 및 인장흐름(Elongational flow)을 효과적으로 유도하기 위해서 스크류 회전 속도는 300 rpm 이상이 바람직하고, 폴리아마이드 수지의 열화 방지 측면에서 스크류 회전 속도는 1,000 rpm 이하가 바람직하다.
또한, 상기 섬유 강화 수지와 상기 착색 수지가 충분히 혼합되기 위해서는 압출기 내부 체류시간은 20초 이상이 되어야 하고, 열화 방지 및 생산성 향상을 위해 체류시간은 90 초 이하가 되어야 한다.
상기 용융 압출 시, 상기 섬유 강화 수지(i) 및 상기 착색 수지(ii) 간의 중량비가 0.25 : 1 내지 10 : 1일 수 있다. 상기 섬유 강화 수지(i) 와 착색 수지(ii) 를 혼합하는 과정에서 착색 수지(ii) 를 일정량 이상으로 유지시킴으로서, 최소한의 혼합 균일성을 유지시켜, 제조되는 폴리아마이드 수지 조성물의 물성 및 품질 저하를 방지할 수 있다. 상기 섬유 강화 수지(i) 및 상기 착색 수지(ii) 간의 중량비가 10:1 초과이면, 사출성형, 압출압축성형, 압축성형, 저압사출성형, 개스사출성형, 발포사출성형과 같은 2차 성형 시에 최종성형품의 착색이 불완전해지거나 국부적으로 안료나 염료의 고농도에 기인된 불안정성이 발생할 수 있다. 또한, 상기 섬유 강화 수지(i) 및 상기 착색 수지(ii) 간의 중량비가 0.25 : 1 미만이면, 상대적으로 섬유 강화 수지의 함량이 낮게 되어 상기 폴리아마이드 수지 조성물 내의 탄소섬유 함량이 낮아지게 되어 기본 물성이 저하될 수 있다.
상기 섬유 강화 수지 및 착색수지에 관한 내용은 상기 일 구현예에 관하여 상술한 내용을 포함한다.
본 발명에 따르면, 구성 성분간 안정적이고 균일한 혼합을 통해 분산성을 높여 우수한 표면 품질, 기계적 물성 및 성형 가공성을 나타낼 수 있고, 용도에 따른 색상을 구현해 낼 수 있으며, 저비중을 갖는 폴리아마이드 수지 조성물, 이를 이용한 성형품 및 그 제조방법이 제공될 수 있다.
발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
<
실시예
1 내지 3:
폴리아마이드
수지 조성물 및 성형품의 제조>
1.
폴리아마이드
수지 조성물의 제조
(1) 섬유 강화 수지의 제조
폴리아마이드 수지(황산 상대점도 2.5) 76중량%, 탄소 섬유 필라멘트(길이11㎜) 19중량%, 산무수물이 폴리프로필렌 수지에 1 중량% 그라프트된 변성 폴리프로필렌 5중량%, IGANOX 1010 1차 산화방지제 1,000 ppmw, IGAFOS 168 2차 산화방지제 2,000 ppmw, 힌더드 아민계 1차 UV안정제 1,000 ppmw, 벤조 페논계 2차 UV안정제 1,000 ppmw, 실리콘계 윤활제 300 ppmw 및 과산화물 600 ppmw를 혼합하여, 최장축의 길이가 12 ㎜인 섬유 강화 수지를 제조하였다.
(2) 착색 수지의 제조
폴리아마이드 수지(황산 상대점도 2.5) 79중량%, 탄소 섬유 필라멘트(길이11㎜) 17중량%, 비중이 1.8인 카본블랙(입자크기 50㎛) 1중량%, 분산제 3중량%, IGANOX 1010 1차 산화방지제 1,000 ppmw, 및IGAFOS 168 2차 산화방지제 2,000 ppmw를 혼합하여, 최장축의 길이가 12 ㎜인 흑색 수지를 제조하였다.
(3) 폴리아마이드 수지 조성물의 제조
상기 섬유 강화 수지와 상기 착색 수지를 하기 표 1의 중량비율로 혼합하여 폴리아마이드 수지 조성물을 제조하였다.
2.
폴리아마이드
수지 성형품의 제조
상기 폴리아마이드 수지 조성물을 인장흐름율이 25%인 압출기로 스크류 회전속도 500rpm, 체류시간 50초, 250℃의 온도 조건에서 용융 압출 성형하여 폴리아마이드 수지 성형품을 제조하였다.
<
비교예
1:
폴리아마이드
수지 조성물 및 성형품의 제조>
상기 착색 수지 제조시, 비중이 1.8인 카본 블랙 대신 비중이 2.0인 카본 블랙을 사용한 점을 제외하고, 실시예 2와 동일하게 상기 폴리아마이드 수지 조성물 및 성형품을 제조하였다.
<
실험예
:
실시예
및
비교예에서
얻어진
폴리아마이드
수지 조성물의 물성 측정>
상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 폴리아마이드 수지 조성물의 물성을 하기 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 표1 에 각각 나타내었다.
1. 비중
상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 폴리아마이드 수지 조성물에 대하여, 가는 철사에 걸어 측정한 무게와 물속에 넣어서 측정한 무게 차이로 비중을 계산하는 ASTM D792방법으로 비중을 측정하였다.
2. 기계적 물성
2-1.인장강도(㎫)
상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 폴리아마이드 수지 조성물에 대하여, ASTM D638에 따라 인장강도를 측정하였다. 구체적으로 상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 폴리아마이드 수지 조성물을 이용하여 시험시편을 제조하고, 인장시험기를 이용하여 인장강도를 측정하였다.
2-2.굴곡탄성률(㎫)
상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 폴리아마이드 수지 조성물에 대하여, ASTM D790에 따라 굴곡탄성률을 측정하였다. 구체적으로, 상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 폴리아마이드 수지 조성물을 이용하여 시험시편을 제조하고, 상기 시험시편의 중심에 힘을 가해 굴곡탄성률을 측정하였다.
3. 열변형 온도(℃)
상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 폴리아마이드 수지 조성물에 대하여, ASTM D648에 따라 열변형 온도를 측정하였다. 구체적으로 상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 폴리아마이드 수지 조성물을 이용하여 시험시편을 제조하고, 상기 시험시편을 1.82MPa(18.6kg/m2)의 하중으로 2℃/min의 승온속도로 온도를 올리면서 상기 시험시편이 0.01 in 변형하는 지점의 온도를 측정하였다.
상기 실시예 및 비교예의 수지 조성과 실험예의 결과를 하기 표1에 기재하였다.
| 구분 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 비교예1 |
| 섬유강화수지 : 착색 수지 중량비 | 9:1 | 3:1 | 3:2 | 3:1 |
| 폴리아마이드 수지 조성물의 비중 | 1.18 | 1.18 | 1.19 | 1.21 |
| 인장강도(㎫) | 221 | 218 | 215 | 210 |
| 굴곡탄성율(㎫) | 11,825 | 11,654 | 11,535 | 11,020 |
| 열변형온도(℃) | 210 | 208 | 205 | 210 |
상기 표1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 3의 폴리아마이드 수지 조성물의 경우 1.20이하의 비중 값을 가지는 반면, 비교예1의 폴리아마이드 수지 조성물은 1.21의 비중을 가져 상대적으로 큰 비중 값을 가지는 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 저비중의 수지 조성물을 이용하여 제품의 경량화를 달성할 수 있다.
또한, 실시예 1내지 3의 폴리아마이드 수지 조성물은 상술한 바와 같이 낮은 비중 값을 가지면서, 212㎫ 내지 225㎫의 인장강도 및 11,530㎫ 내지 11,850㎫의 굴곡탄성율을 나타내어, 210㎫의 인장강도 및 11,020㎫의 굴곡탄성율을 나타낸 비교예1에 비해 향상된 기계적 물성을 나타내었다. 또한, 실시예 1 내지 3의 폴리아마이드 수지 조성물의 열변형온도는 200℃ 내지 215℃를 나타내어, 210℃를 나타낸 비교예1과 대등한 수준으로 나타났다.
이에 따라, 본 발명의 폴리아마이드 수지 조성물은 적정수준 이상의 기계적 물성을 유지하면서도 낮은 비중으로 제품의 경량화 목표를 달성할 수 있음을 확인할 수 있다.
Claims (18)
- 2.1 내지 3.4의 상대점도를 갖는 폴리아마이드 수지 40 중량% 내지 85중량%; 및 5㎜ 내지 20㎜의 길이를 갖는 섬유 강화재 5 중량% 내지 50중량%;을 포함한 5㎜ 내지 500㎜의 길이를 갖는 섬유 강화 수지 및
2.1 내지 3.4의 상대점도를 갖는 폴리아마이드 수지 50 중량% 내지 90중량%; 5㎜ 내지 20㎜의 길이를 갖는 탄소 섬유 5 중량% 내지 40중량%; 및 1.9이하의 비중을 갖는 착색제 0.1 중량% 내지 15중량%;을 포함한 5㎜ 내지 500㎜의 길이를 갖는 착색 수지를 포함하고,
상기 착색제는 카본 블랙, 티타늄 블랙, 산화크롬, 아닐린 블랙, 산화철, 산화 망간 및 흑연으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 포함하며,
상기 섬유 강화재는 유리 섬유, 탄소 섬유, 금속 섬유, 아라미드 섬유, 초고분자량 폴리에틸렌섬유, 폴리아크릴로니트릴 섬유, 아릴레이트섬유 및 폴리에테르에테르케톤 섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
상기 섬유 강화 수지 및 상기 착색 수지 간의 중량비가 0.25 : 1 내지 10 : 1이며,
상기 섬유 강화 수지에 대한 상기 착색 수지의 길이 비율이 0.8 내지 1.2이고, 1.20이하의 비중을 갖는, 폴리아마이드 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 폴리아마이드 수지 조성물은 0.65 내지 1.20의 비중을 갖는, 폴리아마이드 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 폴리아마이드 수지 조성물은 상기 섬유 강화 수지 및 착색 수지 간의 혼합물을 200℃ 내지 350℃에서 용융 압출하여 형성되는, 폴리아마이드 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 착색제는 5㎛ 내지 100㎛의 입도(또는 최장 길이)를 갖는 무기 입자를 포함하는, 폴리아마이드 수지 조성물.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 섬유 강화 수지 및 착색 수지 각각은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리술폰, 폴리페닐렌설파이드, 폴리아마이드-이미드, 폴리에테르술폰, 폴리에테르키톤, 폴리에테르이미드, 폴리올레핀, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, 스티렌-아크릴로니트릴, 폴리스티렌 및 신디오텍틱 폴리스티렌로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고분자 수지를 더 포함하는, 폴리아마이드 수지 조성물.
- 제7항에 있어서,
상기 섬유 강화 수지는 5중량% 내지 30중량%의 상기 고분자 수지를 포함하는, 폴리아마이드 수지 조성물.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 섬유 강화 수지 및 착색 수지 각각은 무기 충전제, 자외선 차단제, 산화방지제, 윤활제, 대전방지제, 충격 보강제, 미세입자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는, 폴리아마이드 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
ASTM D638에 의하여 측정한 인장 강도가 212㎫ 내지 250㎫인, 폴리아마이드 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
ASTM D790에 의하여 측정한 굴곡 탄성율이 11,500㎫ 내지 12,000㎫인, 폴리아마이드 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
ASTM D648에 의하여 측정한 열변형온도가 200℃ 이상인, 폴리아마이드 수지 조성물.
- 2.1 내지 3.4의 상대점도를 갖는 폴리아마이드 수지 40 중량% 내지 85중량%; 및 5㎜ 내지 20㎜의 길이를 갖는 섬유 강화재 5 중량% 내지 50중량%;을 포함한 5㎜ 내지 500㎜의 길이를 갖는 섬유 강화 수지(i)와
2.1 내지 3.4의 상대점도를 갖는 폴리아마이드 수지 50 중량% 내지 90중량%; 5㎜ 내지 20㎜의 길이를 갖는 탄소 섬유 5 중량% 내지 40중량%; 및 1.9이하의 비중을 갖는 착색제 0.1 중량% 내지 15중량%;을 포함한 5㎜ 내지 500㎜의 길이를 갖는 착색 수지(ii) 간의 용융 압출물을 포함하고,
상기 착색제는 카본 블랙, 티타늄 블랙, 산화크롬, 아닐린 블랙, 산화철, 산화 망간 및 흑연으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 포함하며,
상기 섬유 강화재는 유리 섬유, 탄소 섬유, 금속 섬유, 아라미드 섬유, 초고분자량 폴리에틸렌섬유, 폴리아크릴로니트릴 섬유, 아릴레이트섬유 및 폴리에테르에테르케톤 섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
상기 섬유 강화 수지 및 상기 착색 수지 간의 중량비가 0.25 : 1 내지 10 : 1이며,
1.20이하의 비중을 갖는, 폴리아마이드 수지 성형품.
- 2.1 내지 3.4의 상대점도를 갖는 폴리아마이드 수지 40 중량% 내지 85중량%; 및 5㎜ 내지 20㎜의 길이를 갖는 섬유 강화재 5 중량% 내지 50중량%;을 포함한 5㎜ 내지 500㎜의 길이를 갖는 섬유 강화 수지(i)와 2.1 내지 3.4의 상대점도를 갖는 폴리아마이드 수지 50 중량% 내지 90중량%; 5㎜ 내지 20㎜의 길이를 갖는 탄소 섬유 5 중량% 내지 40중량%; 및 1.9이하의 비중을 갖는 착색제 0.1 중량% 내지 15중량%;을 포함한 5㎜ 내지 500㎜의 길이를 갖는 착색 수지(ii)를 200℃ 내지 350℃의 온도에서 용융 압출하는 단계를 포함하고,
상기 착색제는 카본 블랙, 티타늄 블랙, 산화크롬, 아닐린 블랙, 산화철, 산화 망간 및 흑연으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 포함하며,
상기 섬유 강화재는 유리 섬유, 탄소 섬유, 금속 섬유, 아라미드 섬유, 초고분자량 폴리에틸렌섬유, 폴리아크릴로니트릴 섬유, 아릴레이트섬유 및 폴리에테르에테르케톤 섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
상기 용융 압출 시, 상기 섬유 강화 수지(i) 및 상기 착색 수지(ii) 간의 중량비가 0.25 : 1 내지 10 : 1인 폴리아마이드 수지 성형품의 제조 방법.
- 제16항에 있어서
상기 용융 압출은 인장흐름율(Elongational Flow ratio)이 13% 이상인 압출기로 스크류 회전 속도 300 rpm 내지 1,000 rpm 및 체류시간 20초 내지 90초의 조건 하에서 수행되는, 폴리아마이드 수지 성형품의 제조 방법.
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