KR101996096B1 - 복합체 물품을 위한 함침 직물의 제조 방법, 및 상기 방법에 의해 제조되는 함침 직물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복합재를 제조하는데 유용한 함침 직물의 제조하기 위한, 비메디안 직경 D50을 가진 입자 형태의 고유동성 폴리아미드의 용도에 관한 것이다. 본 발명의 분야는 이러한 복합 재료 및 그 제조 방법이다.

Description

복합체 물품을 위한 함침 직물의 제조 방법, 및 상기 방법에 의해 제조되는 함침 직물{METHOD FOR MANUFACTURING IMPREGNATED FABRIC FOR COMPOSITE ARTICLES, AND FABRIC IMPREGNATED BY MEANS OF SUCH A METHOD}
본 발명은 복합 재료를 제조하는데 사용되는 함침 직물의 제조에 있어서, 비메디안 직경 D50을 가진 입자 형태의 고용융 유동성 폴리아미드의 용도에 관한 것이다. 본 발명의 분야는 이러한 복합 재료 및 그 제조 방법이다.
고성능 소재 분야에서, 복합재는 특히 성능 및 무게 절감 효과 덕분에 우세한 위치를 차지하여 왔다. 현재 가장 잘 알려진 고성능 복합재는 열경화성 수지로부터 수득되며, 주로 항공학 또는 자동차 스포츠 등 중소규모의 응용분야로 그 용도가 한정되며. 최상의 경우, 예를 들어 스키 제조시, 대략 15분 범위 내의 제조 시간을 나타낸다. 이들 소재의 가격 및/또는 제조 시간 때문에 해당 소재를 대량 생산에서의 사용과 양립시키는 데 어려움이 있다. 게다가, 열경화성 수지를 사용하기 위해서는 종종 용매 및 단량체의 존재가 수반된다. 마지막으로, 이들 복합재는 재활용하기가 어렵다.
제조 시간과 관련하여 한 가지 대응안은 열가소성 매트릭스를 포함하는 복합재에 의해 주어진다. 일반적으로 열가소성 중합체는 높은 점도로 알려져 있으며, 이는 보통 매우 밀도가 높은 다섬유 번들로 구성된 강화 소재의 함침할 때 억제시키는 역할을 한다. 시판 중인 열가소성 매트릭스를 사용하면 함침 공정이 어려워지므로, 함침 시간을 연장하거나 가공처리 압력을 현저하게 높여야 한다. 대부분의 경우, 이러한 매트릭스로부터 수득되는 복합 재료는 미세공간과 미함침 영역들을 나타낼 수 있다. 이들 미세공간은 기계적 물성 저하, 소재의 조기 노화, 그리고 해당 소재가 여러 강화층으로 구성된 경우 박리 문제를 가져온다. 이러한 기계적 물성 손실 현상은 복합체 물품 제조를 위한 사이클 빈도가 줄어졌을 때 한층 더 두드러진다.
연속 섬유를 포함하는 복합체 물품 제조시 강화 직물의 함침을 증가시키기 위해 용융 유동성이 높은 폴리아미드를 사용하는 방법이 알려져 있다.
또한, 강화 직물을, 상기 직물 위에 통상 뿌려지는 열가소성 소재로 형성된 분말과 함침시키는 방법이 알려져 있다. 그런 후 분말처리된 직물은 가열 영역을 통과하게 된다. 가열 영역에서 분말은 자신의 용융점 이상의 온도와 같이 충분한 온도에 이르게 되어 일부 또는 완전히 액화되고, 굳어지는 직물을 함침시키게 된다. 그러나, 함침 직물 제조를 위한 공업 공정에서는 분말을 사용하는데에 제약이 있다. 이는 분말 제조가 고비용인 데다가 건조 과정과 관련하여 특별한 관심을 기울여야 하기 때문이다. 이러한 건조 과정에는 상당히 집약적이고 장시간에 걸친 가열 조작이 요구될 수 있다. 따라서 본 방법에 분말을 사용하면 보다 통합적, 집약적인 공정을 수행할 수 없게 된다.
따라서 본 발명의 목적은 단축된 사이클 빈도로 제조될 수 있으면서, 동시에 양호한 기계적 물성과 같은 양호한 사용 특성을 갖는 복합체 물품을 수득할 수 있게 하는 함침 직물의 제조 방법을 제공함으로써 전술된 단점들을 전체 또는 일부나마 극복하기 위함이다.
예기치 않게, 본 출원인은 용융 유동성이 높은 폴리아미드를, 비메디안 직경 D50을 나타내는 입자 형태로 강화 직물의 함침에 사용하면, 함침된 직물을 얻을 수 있게 되는 것은 물론, 보통 사용되는 사이클 빈도보다 단축된 사이클 빈도로, 특히, 가열을 통한 건조 과정 및 폴리아미드 입자의 수분으로부터의 보호 측면에서 기타 다른 처리를 거치지 않고 제조될 때에도 양호한 기계적 물성(이를테면, 특히 강성도, 극한 강도, 충격 강도 및 피로 거동)을 나타내는 복합체 물품을 얻을 수 있다는 것을 발견하였다. 따라서 사이클 빈도가 단축된 장비를 사용함으로써, 제조비 절감이라는 장점을 나타내는 복합 재료를 제공할 수 있게 한다.
본 발명에 따른 복합체는 특히 강성도, 경량 및 재활용 능력 등의 장점들과, 양호한 표면 외관을 나타낸다.
본 발명의 첫 번째 주제는
a) 적어도 하나의 강화 직물과, 0.3 내지 2 mm의 메디안 직경 D50을 나타내는 입자를 혼합하는 단계로서, 상기 입자는 폴리아미드 조성물의 융점보다 25℃ 높은 온도의 모세관 유동계 내에서 100 s-1의 전단율로 뉴턴 평탄면에서 측정된 용융점도가 0.5 내지 50 Pa.s인 폴리아미드 조성물로부터 수득되는 것인 단계;
b) a) 단계에서 수득된 혼합물을, 입자의 적어도 일부가 용융가능한 온도까지 가열시키는 단계; 및
c) 함침 직물을 회수하는 단계
를 적어도 포함하는, 함침 직물의 제조 방법이다.
매우 특히, 분말의 경우에 필요할 수 있는 바와 같이, 특히 폴리아미드 입자에 의한 물 흡수를 방지하고 입자의 함수량을 보존할 수 있도록 한다는 관점에서, 본 방법은 입자를 가열하여 건조시키고/시키거나 진공 하에서, 특히 1시간 넘게 처리하는 예비 단계를 포함하지 않으며, 밀봉된 용기에 보존하는 단계도 포함하지 않는다.
본 방법을 시행하기 전에, 원심분리법 또는 여과법과 같은 오로지 기계적 처리에 의해 입자를 건조시킨 후, 특별한 보호 처치 없이, 방수가 안 되는 봉지에 보관할 수 있다.
따라서 이러한 입자를 사용하면, 결과적으로, 입자 제조로부터 입자 사용까지가 더 단축되고 통합되며/되거나 보관 과정이 더욱 수월하게 되는 방법이 생긴다.
본 발명은, 본 발명의 방법에 의해 수득될 수 있는 함침 직물에 관한 것이다.
또한 본 발명은 0.3 내지 2 mm 사이의 메디안 직경 D50을 나타내는 입자의 용도에 관한 것으로; 상기 입자는 폴리아미드 조성물의 융점보다 25℃ 높은 온도의 모세관 유동계 내에서 100 s-1의 전단율로 뉴턴 평탄면에서 측정된 용융점도가 0.5 내지 50 Pa.s인 폴리아미드 조성물로부터 수득된다.
매우 특히, 입자를 가열하여 건조시키고/시키거나 진공 하에서, 특히 여러 시간 동안 처리하지 않고 사용가능하며, 사실 심지어는 입자를 전혀 가열시키지 않고/않거나 진공 하에서의 처리를 전혀 수행하지 않고/않거나, 사용 전에, 입자의 함수량을 특히 3000 ppm 미만으로 유지시킬 수 있는 방수 포장 작업을 행할 필요 없이 사용가능하다. 다시 말해서, 건조 분위기 속에 입자를 보관하지 않아도 된다.
특히, 조성물은 5 내지 50 Pa.s, 특히 10 내지 50 Pa.s 범위의 용융점도를 나타낼 수 있다. 이러한 점도 덕분에 본 발명에 따른 입자를 더 수월하게 제조할 수 있다.
직물은, 특히 접착 결합, 펠팅, 브레이딩, 제직 또는 편직과 같은 임의의 공정에 의해 통합되는 얀((원)사) 또는 섬유를 조합함으로써 얻어지는 직물 표면을 의미하는 것으로 이해하면 된다. 이들 직물은 섬유 망 또는 필라멘트 망으로도 지칭된다. 얀은, 혼화물로서 단일 종류 섬유 또는 여러 종류의 섬유로부터 수득되는 모노필라멘트, 연속성 멀티필라멘트사 또는 스테이플 섬유사를 의미하는 것으로 이해하면 된다. 연속사(continuous yarn)는 여러 멀티필라멘트사를 조합함으로써 수득될 수도 있다. 섬유는, 하나의 필라멘트, 또는 절단, 크랙 혹은 전환된 필라멘트들의 조합을 의미하는 것으로 이해하면 된다.
본 발명에 따른 강화사(reinforcing yarn) 및/또는 강화섬유는 바람직하게 탄소, 유리, 아라미드, 폴리이미드, 아마, 대마, 사이잘(sisal), 야자껍질, 황마, 양마 및/또는 이들의 혼합물로 형성된 얀 및/또는 섬유 중에서 선택된다. 더 바람직하게, 강화 직물은 탄소, 유리, 아라미드, 폴리이미드, 아마, 대마, 사이잘, 야자껍질, 황마, 양마 및/또는 이들의 혼합물로 형성된 얀 및/또는 섬유 중에서 선택된 강화사 및/또는 강화섬유로 단독으로 구성된다.
이들 직물은 바람직하게 100 내지 1000 g/m2의 평량(grammage), 다시 말해, 제곱미터 당 중량을 가진다.
이들 직물의 구조는 불규칙, 일방향성(1D) 또는 다방향성(2D, 2.5D, 3D 또는 기타)일 수 있다.
메디안 직경 D50은 부피에 의한 입도 분포 그래프를 동일 면적의 두 부분으로 나누는 중간값을 의미하는 것으로 이해하면 된다. 입도 분석은, 2 내지 2000 μm의 입도를 특징화할 수 있는, Malvern Instruments S.A.사로부터의 광범위한 광벤치를 갖는 Mastersizer X 레이저 회절 입도 측정기를 사용하여 수행될 수 있다. 상기 분포는 부피에 의한 것이므로, 메디안 직경은 입자의 전체 부피의 50%에 해당된다. 또한, 모든 객체가 구형체(sphere)와 같은 형상을 가진다는 가정 하에, 소정의 메디안 직경은 해당 구형체의 직경과 일치한다.
용융점도는 폴리아미드 조성물의 융점보다 25℃ 높은 온도의 모세관 유동계 내에서 100 s-1의 전단율로 뉴턴 평탄면에서 측정된다. 상기 측정은, 함수량이 평형 상태에 있는 시험 대상 폴리아미드의 함수량과 일치하도록 측정된다. 특히, 폴리아미드 조성물의 그래뉼로부터 시작하여 용융점도를 측정하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 폴리아미드 조성물은 1종 이상의 폴리아미드를 포함한다.
조성물은 바람직하게 8000 g/mol을 초과하는, 더 바람직하게는 8000 내지 20,000 g/mol의 수평균 분자량 Mn을 나타내며, 다양한 성형(shaping) 공정 동안 만족스러운 기계적 물성과 유지도(degree of hold)를 갖는 폴리아미드를 포함한다.
지방족 또는 반방향족(semi-aromatic) 반결정성 폴리아미드가 특히 바람직하다.
폴리아미드는 1종 이상의 선형 지방족 디카복실산과 1종의 지방족 또는 환형 디아민의 중축합 반응에 의해 수득되는 폴리아미드, 1종 이상의 방향족 디카복실산과 1종의 지방족 또는 방향족 디아민의 중축합 반응에 의해 수득되는 폴리아미드, 1종 이상의 아미노산 또는 락탐과 폴리아미드 자체의 중축합 반응에 의해 수득되는 폴리아미드, 그리고 이들의 블렌드 및 (코)폴리아미드로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명의 폴리아미드는 특히
1종 이상의 지방족 디카복실산과 1종의 지방족 또는 환형 디아민의 중축합 반응에 의해 수득되는 폴리아미드, 이를테면 PA 6.6, PA 6.10, PA 6.12, PA 12.12, PA 4.6 또는 MXD 6; 1종 이상의 방향족 디카복실산과 1종의 지방족 또는 방향족 디아민의 중축합 반응에 의해 수득되는 폴리아미드, 이를테면 폴리테레프탈아미드, 폴리이소프탈아미드 또는 폴리아라미드; 그리고 이들의 블렌드 및 (코)폴리아미드로 이루어진 군에서 선택된다. 본 발명의 폴리아미드는 1종 이상의 아미노산(아미노산은 락탐 환의 가수분해적 개환 반응에 의해 생성가능함) 또는 락탐과 폴리아미드 자체의 중축합 반응에 의해 수득되는 폴리아미드, 이를테면 예를 들어 PA 6, PA 7, PA 11 또는 PA 12, 그리고 이들의 블렌드 및 (코)폴리아미드 중에서 선택될 수도 있다.
특히, 용융 유동성이 높은 폴리아미드는, 폴리아미드 단량체들의 중합 반응 이전 또는 도중에, 특히 사슬의 길이를 변경시키는 단량체들, 이를테면, 특히, 디아민, 디카복실산, 모노아민 및/또는 모노카복실산을 첨가함으로써, 폴리아미드의 합성 도중에 폴리아미드의 분자량을 조절함으로써 수득될 수 있다. 중합반응에 다관능성 화합물들을 첨가시키는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 폴리아미드는 폴리아미드를 특히 디아민, 디카복실산, 모노아민 및/또는 모노카복실산과 같은 사슬의 길이를 변경시키는 단량체와 블렌딩, 특히 용융 블렌딩시켜 수득될 수도 있다.
본 발명의 조성물은 특히 상기 폴리아미드, 또는 이들 폴리아미드의 블렌드 또는 (코)폴리아미드로부터 유도된 코폴리아미드를 포함할 수도 있다.
용융 유동성이 높은 폴리아미드로서, 스타형 거대분자 사슬과 해당되는 경우 선형 거대분자 사슬을 포함하는 스타 폴리아미드를 사용할 수 있다.
스타형 구조를 보유하는 폴리아미드는 스타형 거대분자 사슬과, 선택적으로 선형 거대분자 사슬을 포함하는 중합체이다. 이러한 스타형 거대분자 사슬을 포함하는 중합체에 대해, 예를 들면, 특허문헌 FR 2, 743 077, FR 2 779 730, EP 0 682 057 및 EP 0 832 149에 기재되어 있다. 이들 화합물은 선형 폴리아미드에 비해 향상된 용융 유동성을 나타내는 것으로 알려져 있다.
스타형 거대분자 사슬은 코어 및 3개 이상의 폴리아미드 분지를 포함한다. 분지들은 아미드기 또는 다른 성질의 관능기를 통해 공유 결합으로 코어에 결합된다. 코어는 유기 또는 유기금속 화학적 화합물이며, 바람직하게는 헤테로원자를 선택적으로 포함하고 이 헤테로원자에 분지들이 연결되어 있는 탄화수소 화합물이다. 분지는 폴리아미드 사슬이다. 분지를 구성하고 있는 폴리아미드 사슬은 바람직하게는 락탐 또는 아미노산의 중합반응에 의해 수득되는 타입의, 예를 들면 폴리아미드-6 타입의 폴리아미드 사슬이다.
본 발명에 따라 스타형 구조를 보유한 폴리아미드는, 스타형 사슬 외에도, 선택적으로 선형 폴리아미드 사슬을 포함한다. 이 경우, 스타형 사슬과 선형 사슬의 총량에 대한 스타형 사슬의 양의 중량비는 0.5 내지 1(양끝값 포함)이다. 바람직하게는 0.6 내지 0.9이다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에 따르면, 스타형 구조를 보유하는, 다시 말해서 스타형 거대분자 사슬을 포함하는, 폴리아미드는 적어도 하기를 포함하는 단량체들의 혼합물의 공중합 반응에 의해 수득된다:
a) 하기 화학식(I)의 단량체;
Figure 112013094121904-pct00001
b) 하기 화학식(IIa) 및 (IIb)의 단량체; 및
Figure 112013094121904-pct00002
c) 선택적으로, 하기 화학식(III)의 단량체
Z-R3-Z (III)
(화학식에서:
- R1은 헤테로원자를 포함할 수 있는 2개 이상의 탄소 원자를 포함하는 선형 또는 환형의 방향족 또는 지방족 탄화수소 라디칼이고,
- A는 공유 결합이거나, 헤테로원자를 포함할 수 있고 1개 내지 20개의 탄소 원자를 포함하는 지방족 탄화수소 라디칼이고,
- Z는 일차 아민 관능기 또는 카복실산 관능기를 나타내고,
- Y는 X가 카복실산 관능기를 나타내는 경우에는 일차 아민 관능기이고, X가 일차 아민 관능기를 나타내는 경우에는 카복실산 관능기이고,
- 동일하거나 상이한 R2 및 R3은 헤테로원자를 포함할 수 있는 2개 내지 20개 탄소 원자를 포함하는 치환 또는 비치환된 지방족, 환형지방족 또는 방향족 탄화수소 라디칼을 나타내고,
- m은 3 내지 8의 정수를 나타냄).
카복실산은 카복실산 및 그 유도체, 이를테면 산 무수물, 산 염화물 또는 에스테르를 의미하는 것으로 이해하면 된다.
스타형 폴리아미드의 제조 방법에 대해 특허문헌 FR 2 743 077 및 FR 2 779 730에 기재되어 있다. 이들 방법의 결과로, 선택적으로는 선형 거대분자 사슬과의 혼합물로서의 스타형 거대분자 사슬이 형성된다.
화학식(III)의 공단량체를 사용하는 경우, 유리하게 중합 반응은 열역학적 평형 상태에 이를 때까지 수행된다.
화학식(I)의 단량체는 또한 압출 조작 도중에 용융 중합체와 블렌딩될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 스타형 구조를 보유하는 폴리아미드는 예를 들면 압출 장치를 사용하여, 락탐 및/또는 아미노산과 화학식(I)의 단량체의 축합반응에 의해 수득되는 타입의 폴리아미드를 용융 블렌딩시켜 수득된다. 이러한 제조 방법에 대해 특허문헌 EP 0 682 070 및 EP 0 672 703에 기재되어 있다.
본 발명의 특정한 특성에 따르면, R1 라디칼은 4가 사이클로헥사노닐 라디칼과 같은 환형지방족 라디칼이거나, 또는 1,1,1-프로판트리일 또는 1,2,3-프로판트리일 라디칼이다. 본 발명에 적합한 다른 R1 라디칼로, 예를 들자면, 치환 또는 비치환된 3가 페닐 및 사이클로헥사닐 라디칼, 유리하게는 2개 내지 12개의 다수의 메틸렌기를 포함하는 4가 디아미노폴리메틸렌 라디칼(이를테면 EDTA(에틸렌디아민테트라아세트산)로부터 유래된 라디칼), 8가 사이클로헥사노닐 또는 사이클로헥사디오닐 라디칼, 및 폴리올(이를테면, 글리콜, 펜타에리트리톨, 소르비톨 또는 만니톨)과 아크릴로니트릴의 반응으로부터 생성되는 화합물로부터 유래된 라디칼을 언급할 수 있다.
유리하게는, 2개 이상의 상이한 R2 라디칼이 화학식(II)의 단량체에 이용될 수 있다.
A 라디칼은 바람직하게 메틸렌 또는 폴리메틸렌 라디칼(이를테면, 에틸렌, 프로필렌 또는 부틸렌 라디칼)이거나, 폴리옥시알킬렌 라디칼(이를테면, 폴리옥시에틸렌 라디칼)이다.
본 발명의 특정한 일 구현예에 따르면, 숫자 m은 3 이상이고, 유리하게는 3 또는 4이다.
Z 기호로 표시된 다관능성 화합물의 활성 관능기는 아미드 관능기를 형성할 수 있는 관능기이다.
바람직하게, 화학식(I)의 화합물은 2,2,6,6-테트라(β-카복시에틸)사이클로헥사논, 트리메스산, 2,4,6-트리(아미노카프로산)-1,3,5-트리아진 및 4-아미노에틸-1,8-옥탄디아민 중에서 선택되는 화학식(I)의 화합물이다.
스타형 거대분자 사슬의 공급원인 단량체 혼합물은 다른 화합물들, 이를테면 사슬제한제, 촉매 또는 첨가제(이를테면, 광안정화제 또는 열안정화제)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리아미드 조성물은 또한 복합체 제조를 위해 사용되는 폴리아미드-기반 조성물에 보통 사용되는 모든 첨가제 및 충전재를 포함할 수 있다. 따라서, 첨가제의 예로, 열안정화제, 광안정화제, 산화제, 윤활제, 안료, 염료, 가소제, 강화 충전재 및 충격 강도 보강제를 언급할 수 있다.
강화 직물/폴리아미드 계면의 품질을 향상시키기 위한 첨가제를 또한 사용할 수 있다. 이들 첨가제는, 예를 들면, 폴리아미드 조성물 내에 혼입되거나, 강화 직물의 얀 및/또는 섬유 내에 혼입되거나, 상기 직물의 얀 및/또는 섬유 상에 존재하거나, 강화 직물 상에 증착될 수 있다. 이들 첨가제는 아미노실란 또는 클로로실란 유형과 같은 커플링제; 또는 액화제 또는 습윤제; 또는 이들의 조합물일 수 있다.
강화 충전재는 폴리아미드 조성물 내에 혼입될 수 있다. 이러한 충전재는 섬유 충전재(이를테면, 예를 들어, 유리 단섬유), 또는 비-섬유 충전재(이를테면, 고령토, 활석, 실리카, 운모 또는 규회석) 중에서 선택될 수 있다. 강화 충전재의 크기는 대개 1 내지 50 μm이다. 1 마이크론 미만, 실제로 심지어는 나노미터 크기의 충전재를 단독으로, 또는 기타 충전재들의 보충물로서 사용할 수도 있다.
폴리아미드 조성물은 노볼락 수지를 선택적으로 포함할 수 있다. 폴리아미드 조성물은 1종 이상의 다른 유형의 노볼락 수지를 포함할 수 있다.
"노볼락 수지"란 용어는 일반적으로 포름알데하이드/페놀비가 1 미만이고, 이러한 이유로, 추가 결합들을 제공할 수 있으며 결과적으로 불용해성(infusibl) 생성물을 제공할 수 있는 적합한 양의 화합물, 예를 들면 포름알데하이드 또는 헥사메틸렌테트라민과 가열될 때까지 보통 열가소성을 유지하는, 페놀성 수지를 의미하는 것으로 이해하면 된다.
노볼락 수지는 일반적으로 페놀성 화합물과 알데하이드 또는 케톤의 축합반응 생성물이다. 이러한 축합반응은 일반적으로 산 또는 염기에 의해 촉진된다. 노볼락 수지는 일반적으로 2 내지 15의 축합도를 나타낸다.
페놀성 화합물은 단독 또는 혼합물로 사용되는 페놀, 크레졸, 크실레놀, 나프톨, 알킬페놀, 이를테면, 부틸페놀, tert-부틸페놀 또는 이소옥틸페놀, 니트로페놀, 페닐페놀, 레조르시놀 또는 비스페놀 A; 및 기타 다른 치환된 페놀 중에서 선택될 수 있다.
가장 흔히 사용되는 알데하이드는 포름알데하이드이다. 그러나, 다른 알데하이드, 이를테면 아세트알데하이드, 파라포름알데하이드, 부티르알데하이드, 크로톤알데하이드, 글리옥살 및 푸르프랄을 사용할 수 있다. 케톤으로는, 아세톤, 메틸 에틸 케톤 또는 아세토페논을 사용할 수 있다. 알데하이드 및/또는 케톤은 선택적으로 또 다른 관능기, 이를테면, 예를 들어 카복실산 관능기를 가질 수 있다. 이와 관련하여, 특히 글리옥실산 또는 레불린산을 언급할 수 있다.
본 발명의 특정한 일 구현예에 따르면, 노볼락 수지는 페놀과 포름알데하이드의 축합반응 생성물이다.
사용되는 노볼락 수지의 분자량은 유리하게 500 내지 3000 g/mol, 바람직하게는 800 내지 2000 g/mol이다.
특히, 상업용 노볼락 수지로, Durez®, Vulkadur® 또는 Rhenosin® 상품을 언급할 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 자신의 총 중량을 기준으로 노볼락 수지를 1 중량% 내지 30 중량%, 특히 1 중량% 내지 25 중량% 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 입자는 구형, 대체로 구형, 구형과 유사한 형태, 다면체, 알모양(ovoid) 및/또는 타원형 형상과 같은 다양한 형상을 취할 수 있고, 표면에 예를 들면 가스 버블에 의해 발생되는 요철부를 형성하는 돌기 또는 작은 요홈을 나타낼 수 있는 객체를 의미하는 것으로 이해하면 된다. 입자는 마이크로비드, 비드, 응집체, 그래뉼, 응결체 또는 기타일 수 있다.
본 발명의 입자는 다양한 방식으로 제조가능하다. 예를 들어, 분산된 매질 내에서의 중합 반응에 의한 직접적인 경로; 및 분무 건조, 분말의 고상 후축합, 용해/침전법, 물에서의 그래뉼화, 및 이들의 조합과 같은 간접적인 경로를 언급할 수 있다. 분산된 매질 내에서의 중합 반응은, 중합 공정이 직접적, 가역적, 마이크로 또는 매크로이든 아니든, 이를테면 에멀젼, 현탁 및 분산 공정들을 위해 반응 매질이 "분류된(compartmentalized)" 여러 중합 공정을 의미하는 것으로 이해하면 된다. 분무 건조는, 용융 상태에서 점도가 낮은 혼합물 또는 비-혼합물 형태의 중합체를 건조시킨 후 선택적으로는 예컨대 분말의 후축합에 의해 점도를 증가시켜 분무시키는 것을 의미하는 것으로 이해하면 된다. 용해/침전법에서는, 중합체를 고온 조건 하에서 용매에 용해한 후, 천천히 냉각시키면서 침전시킨다.
특히, 폴리아미드에 첨가되는 첨가제를 사용하고, 조성물을 냉각시킨 후, 폴리아미드 분산액을 분해할 수 있게 하는 것에 대해 기재한 특허출원 EP 1 797 141 및 EP 2 004 751에 언급된 바와 같이 압출법에 의해 본 발명에 따른 입자를 제조하는 것도 가능하다.
용융된 중합체를 출발물질로 하여 대체로 구형인 입자를 제조하기 위한 수중 펠렛화 장치가 매우 오랜 시간 동안 알려져 왔다. 예로써, 특허문헌 US 2 918 701 및 US 3 749 539를 언급할 수 있다. 또한, 특허출원 US 2005/0035483에는 고융점 및 고결정화율을 지닌 중합체(이를테면, 폴리아미드)를 공급함으로써 발생하는 문제들을 줄일 수 있는 수중 펠렛화 방법 및 장치가 기재되어 있다. 후자 방법은, 단분산으로 설명될 수 있을 정도로 크기면에서 우수한 균질성을 나타내고/나타내거나 양호한 구형도를 나타내는 입자를 얻을 수 있게 하기 때문에 특히 유리하다.
이와 같이 제조되는 입자는 특히 원심분리법, 침강 또는 여과에 의한 분리법등 임의의 공지된 방식에 의해 회수된다. 이어서 유리하게는 입자를 건조시킨다. 또한 입자의 일부 물성을 개질하기 위해 입자를 처리할 수도 있다. 이를테면, 중합체의 분자량 및/또는 가교도가 증가되도록 열처리 또는 방사선을 사용한 처리를 이용하여 입자의 기계적 물성을 향상시킨다.
본 발명의 입자는 바람직하게 0.5 내지 1.5 mm, 특히 0.8 내지 1.5 mm 범위의 메디안 직경 D50을 나타낸다. 입자는 0.5 mm이상의, 특히 0.7 mm 이상의 D10, 실제로는 심지어 D05를 나타낼 수 있다. D10 및 D05는 50% 대신 각각 10 내지 90%의 D50 및 05 내지 95%의 D50과 대등하다.
폴리아미드 조성물에 기반한 입자에 의한 강화 직물의, 건조 "분말" 유형 공정에 의한 함침 단계는 각종 가능한 방법들에 따라 다양한 방식으로 수행될 수 있다.
특히, 예를 들면, 분말 증착에 대해, 매우 폭넓게 문헌에 의해 입증된 바와 같이 유동층에 통과시키는 살포(dusting) 및 함침을 언급할 수 있다.
유동층 상에서의 함침은 당업자가 숙지하고 있으며, 특히 열가소성 분말을 연속성 강화 케이블 상에 증착시키는 것에 대해, 예를 들면, Shridhar R. Iyer and Lawrence T. Drzal의 연구; 분말-함침된 열가소성 복합재의 제조; Journal of Thermoplastic Composite Materials, 1990년 10월, vol. 3, 325-355, 및 US 5 128 199(PA12, 직경　: 5-15 μm, 음향 에너지에 의해 유동화된 층), J. P. Nunes, J. F. Silva, A. T. Marques, N.　Crainic and S. Cabral-Fonseca; 분말코팅된 토우프레그 및 복합재의 제조; Journal of Thermoplastic Composite Materials, 2003년 5월, vol. 16, No. 3, 231-248, 및 WO2002006027 A1(PP, D50 중량 = 400 μm, 재순환 방법에 의해 유동화된 층), US 5 057 338(폴리이미드, 직경: 19 μm, 재순환 방법에 의해 유동화된 층), EP 1 281 498(PA6, 직경: 20-400 μm, 유동층 및 정전하)를 언급할 수 있다. Baucom R.M. and Marchello J.M.; 분말 커튼 프리프레그 공정; 38th International SAMPE Symposium, May 10-13, 1993, Proceedings, pp 1902-1915 또한, 폭이 대략 10cm인 "기계 폭"으로 펼쳐지는, 강화 케이블 위에 분말 "커튼"을 증착시킬 수 있게 하는 코팅 시스템의 사용을 제공한다. 기계 폭이 1m가 넘는 연속 강화 직물의 경우, 유동층을 사용하는 것은 더 이상 적합하지 않으며, 당업자라면 자연스럽게 분말법 또는 살포법으로 방향을 틀 것이다.
예를 들어, 살포 모듈은, 중력에 의해, 건조 분말을 살포 모듈의 호퍼 아래에서 일정한 속도로 전방으로 이동하는 연속 강화 직물에 증착시킬 수 있게 한다. 상기 호퍼에는, 특정 덮개가 구비되거나 구비되어 있지 않은, 정형구조 또는 비정형구조의(unstructured) 롤러가 구비되어 있어, 직물과 직접 접촉하지 않으면서, 일정한 제어식 증착이 가능하다. 살포용 롤러와 접촉하는 스크래핑 부재는 회전하는 동안 초과량의 분말을 제거하여, 단지 덮개의 요홈들 내에 필요한 분말 양만 유지할 수 있게 한다. 진동식 브러쉬는 살포용 롤러로부터 분말을 추출한다. 분말이 일정하게 포획(take up)되고 일정하게 응집체로 분해되도록 보장하기 위해, 분말을 진동 체를 통해 조도(consistency)에 따라, 접촉 없이, 살포되는 이동 중 직물 상에 낙하시킨다. 롤러의 회전에 대한 조절가능형 자동 제어를 통해, 아주 정확한 양의 분말을 포획할 수 있다. 강화 직물 위에 그래뉼을 살포시키는 작업을 수행하기 위해 분말 증착 분야에 사용되는 동일한 살포 기법을 이용할 수 있다.
폴리아미드 입자의 융점 이하의 온도를 나타내는 직물과 입자가 접촉되도록, 강화 직물을 예열시킬 수도 있다.
a) 단계에서 수득된 혼합물을 가열시켜, 입자가 적어도 부분적으로, 바람직하게는 50 중량% 이상, 더 바람직하게는 90 중량% 이상이 용융되도록 한다. 입자를 포함하는 직물을 예를 들어 가열 영역에 통과시킬 수 있다.
특히 가스 또는 연료 오일 버너, 전기 저항체, 극초단파, 또는 적외선 가열에 의해 뜨거운 공기를 순환시켜 열을 도입시킬 수 있다.
혼합물을 230℃ 내지 350℃의 온도에서 가열하는 것이 바람직하다.
폴리아미드로 강화 직물을 함침시킨 후, 매트릭스를 고형화시켜, 함침(된) 직물을 얻는다. 폴리아미드가 상당히 결정화되는 것을 막기 위해, 특히, 복합체의 물성들을 유지하기 위해, 신속하게 냉각 조작을 수행하는 것이 유리할 수 있다. 냉각 조작은, 예를 들면, 저온 공기 회로 또는 유체를 이용하여 5분 미만 내로, 더 바람직하게는 1분 미만 내로 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 함침 직물은 바람직하게, 자신의 총 부피를 기준으로, 선택적으로는 양면에
- 40 부피% 내지 70 부피%의 강화 직물, 및
- 30 부피% 내지 60 부피%의 폴리아미드를 포함한다.
함침 직물은 예를 들어 절단 및/또는 열성형 단계를 거친 후의 상태 그대로 사용될 수 있다. 함침 직물은 또한 복합체 물품 제조 분야에서 프리프레그로 알려져 있다.
이들 함침 직물로부터 복합체 물품을 제조하는 것도 가능하다.
본 발명은 또한 연속 섬유 복합체 물품으로도 알려져 있는 복합체 물품의 제조에서의 상기와 같이 수득된 함침 직물의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 또한 전술된 바와 같은 적어도 함침된 직물을 포함하는 함침 직물을, 폴리아미드가 용융되어 복합체가 수득될 수 있게 하는 온도와 압력에서, 바람직하게는 주형 내에 적층시킴으로써 복합체 물품을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 함침 직물 및 다른 유형의 함침 직물을 사용할 수도 있다. 본 발명은 또한 본 발명의 방법에 의해 수득될 수 있는 복합체 물품에 관한 것이다.
더 나아가, 예를 들면, 냉각된 후의 복합체에 소정의 형태를 제공하기 위해, 복합체 물품을 시트 형태로 열성형시키는 단계를 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 본 발명에 따른 방법에 의해 수행하여 수득될 수 있는 복합체 물품에 관한 것이다.
본 발명의 복합체는 또한 두 스킨 사이에 삽입된 알맹이(kernel)를 나타내는 샌드위치 유형의 구조체일 수 있다. 본 발명의 복합재를 벌집 유형 또는 발포체 유형의 알맹이와 결합함으로써, 외부층들을 형성하는데 사용가능하다. 층들은 화학적 접착 또는 열 접착법에 의해 조합될 수 있다.
본 발명에 따른 복합 구조체는 항공학, 자동차, 전기 또는 스포츠와 같은 다수의 분야 및 레저 산업에 이용될 수 있다. 이들 구조체는 스키와 같은 스포츠 장비를 제조하거나, 아니면 특수 바닥, 파티션, 차체 또는 빌보드와 같은 다양한 표면을 제조하는데 사용될 수 있다. 항공학에서, 이들 구조체는 동체, 날개 및 꼬리날개와 같은 특히 유선형 부분들에 사용된다. 자동차 산업에서, 이들 구조체는 예를 들면 바닥 또는 지지체, 이를테면 차의 뒷자석 뒤쪽 선반에 사용된다.
본 발명의 원리의 이해를 용이하게 하기 위해 본 명세서에서는 특정 언어를 사용하였다. 그렇기는 하지만, 본 발명의 범주가 상기 특정 언어의 사용에 의해 한정되는 것으로 여겨서는 안 된다. 변형과 개선은 특히 당업자의 일반적 지식을 기반으로 구현될 수 있다.
"및/또는"이란 용어는 "및"의 의미와 "또는"의 의미, 그리고 상기 용어와 관련하여 모든 가능한 요소들의 조합을 포함한다.
본 발명의 기타 상세사항 또는 이점은 정보용으로 하기 제공되는 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.
실험 부문
폴리아미드 조성물은, 특허출원 WO2011003786에 언급된 바와 같이, 선형 PA 6.6 매트릭스, 20 중량%의 상업용 노볼락 수지 Rhenosin® 및 첨가제들(이를테면, 광안정화제 및 열안정화제)을 포함한다. 조성물은 255℃의 융점을 나타낸다.
- CPA1: 100 s-1에서 114 Pa.s의 용융점도를 갖는 표준 용융 유동성의 비교 조성물.
- PA1: 100 s-1에서 21 Pa.s의 용융점도를 갖는, 높은 용융 유동성의 조성물.
- PA2: 100 s-1에서 4 Pa.s의 용융점도를 갖는, 매우 높은 용융 유동성의 조성물.
PA 6.6에 기반한 폴리아미드 조성물은 280℃에서 모세관 유동계를 통해, 100 s-1의 전단율로 뉴턴 평탄면에서 측정된 용융점도 η를 특징으로 한다.
사용된 강화 직물은 열가소제와 양립되는 처리를 나타내는 평량 300 g/m2의 8매 주자직(8-harness satin) 밸런스된(51/49) 유리 섬유이다.
비교예 1: 분말로부터의 복합체 물품 제조
크기가 2.5 mm인 그래뉼 형태의 폴리아미드 6.6에 기반한 다양한 폴리아미드 조성물들을 극저온 분쇄하였다. 이때 분쇄 조작은 다양한 종류의 분쇄기, 이를테면, 예를 들어, 디스크 밀, 해머 밀, 핀 밀, 또는 전자기 밀(예컨대, 피스톤 밀)에 의해 수행될 수 있다. 본 예에서는, D50 = 150 μm의 분말을 얻기 위해, Micronis 트위-로터 핀 밀을 사용하여, -10℃ 내지 -200℃, 바람직하게는 -20℃ 내지 -100℃의 온도에서 분쇄 조작을 수행하였다. 분쇄 조작이 끝나면, 회전 체 또는 선회 운동을 하는 편평한 체를 사용하여 분말의 입도를 조절할 수 있다. 이런 식으로, 150 μm의 D50을 나타내며, 400 μm미만으로 조절된 입도를 얻을 수 있다. 분말의 미분도는 강화 직물이 양호한 함침성을 갖게끔 촉진시키는 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 전술된 바와 같은 극저온 분쇄 조작은 또한 극저온 분쇄 조작된 후의 분말 내 잔여 수분 함량이 0.8 중량% 이하(8000 ppm)인 폴리아미드계 분말을 수득할 수 있도록 한다. 당업자가 숙지하고 있는 임의의 기법으로 추가 건조 단계를 수행하여, 수분 함량을 1000 내지 3000 ppm로 만들 수 있다. 예를 들어 이러한 건조 단계는 진공 하에, 또는 건조 공기 하에 수행될 수 있다. 이어서, 폴리아미드-기반 분말을 밀봉 백에 넣어서, 사용 전까지 상기 수분 함량을 유지한다, 폴리아미드-기반 분말의 수분 함량을 정하기 위해, ISO 15512 1999(F), B 방법에 따라 Fischer법을 이용할 수 있다.
이와 같이, 상기 건조 분말은 건조-경로 분말 함침 공정에 의해 강화 직물 상에 증착될 준비가 된다.
강화 직물을 폴리아미드 조성물의 융점과 같은 융점 - 20℃까지 예열시키기 위해, 사용된 라인은 특히 탄소 강화재 경우에 사용되는 IR 필드를 사용하여 강화 직물의 감긴 상태를 풀기 위한 장치, 계량 호퍼와 연관된 살포 모듈, IR 필드 및 권선 장치이다.
살포 모듈은, 중력에 의해, 건조 분말을 살포 모듈의 호퍼 아래에서 일정한 속도로 전방으로 이동하는 연속 강화 직물에 증착시킬 수 있게 한다. 상기 호퍼에는 롤러가 구비되어 있어, 직물과 직접 접촉하지 않으면서, 일정한 제어식 증착이 가능하다. 살포용 롤러와 접촉하는 스크래핑 부재는 회전하는 동안 초과량의 분말을 제거하여, 단지 덮개의 요홈들 내에 필요한 분말 양만 유지할 수 있게 한다. 진동식 브러쉬는 살포용 롤러로부터 분말을 추출한다. 분말이 일정하게 포획되고 일정하게 응집체로 분해되도록 보장하기 위해, 분말을 진동 체를 통해 조도에 따라 - 접촉 없이 - 살포되는 이동 중 직물 상에 낙하시킨다.
이어서, 분말처리된 직물은 하류 IR 필드들로 이루어진 가열 영역을 통과하게 된다. 가열 영역에서 분말은 자신의 용융점 이상의 온도와 같이 충분한 온도에 이르게 되어 일부 또는 완전히 액화되고, 굳어지는 직물을 함침시키게 된다.
본 예에서, 직물의 전방 진행 속도는 10 m/min으로, 제1면에 대한 선형 PA 6.6 매트릭스-기반 조성물의 양은 72 g/m2로 하였다. 조성물의 분해 현상을 막으면서 조성물을 용융시킬 수 있도록, 10m 길이의 IR 필드의 온도를 300℃에 조절하였다. 이러한 단계들을 반복하여 직물의 다른 면을 함침시켰으며, 이로써 67% 중량, 즉 48 부피%의 강화재를 포함한 유리/PA 프리프레그를 제조하였다.
이어서, 상기 프리프레그를 시트 제조에 요구되는 치수로, 다시 말해, 본 예에서는 150 x 150 mm의 치수로 절단하였다.
2개의 온도-조절된 플레이트를 포함하는 Schwabenthan(Polystat 300A) 유압 프레스를 사용하여 복합 시트를 제조하였다: 가열 저항체로 플레이트들을 가열하고, 물을 순환시켜 플레이트들을 냉각시켰다. 캐비티 크기가 150 mm x 150 mm인 금속 주형을 사용하였다.
8개의 150 x 150 mm 프리프레그 스택을 도입하기 전에, 프레스의 플레이트 온도를 미리 290℃까지 높였다. 이 온도에서, 5 bar의 최적 압력을 플레이트 상에 인가하고 이를 5분의 사이클 시간 동안 유지하고; 배기 조작을 신속하게 수행할 수 있었다. 그런 후에는 주형을 상기 냉각된 플레이트 장치 위로 옮기고, 냉각 조작 동안 압력 하에 유지하였다.
이어서, 복합 시트를 분석함으로써, 복합 구조체의 기계적 강도에 장애가 될 수 있는 것으로 당업자가 인식하는 결함들, 이를테면 기공율, 매우 가변적인 형태, 크기 및 위치의 기체상 개재물의 충격을 구하였다. 이들 결함은 가공처리 공정으로 인한 것일 뿐만 아니라, 조성물이 강화 직물을 균일하게 함침시키는 능력으로 인한 것이기도 하다. 이들 기공률에 관심을 갖는 것이 왜 필수적인 지 결국 이해된다.
연구 대상 소재에 따라, 0.8 부피% 내지 1.5 부피%로 일부 퍼센트 미만에서, 해당 부품이 동일하게 분포된 경우에 기공률은 부품의 거동에 전혀 영향을 미치지 않는다. 반면, 더 높은 수준의 기공률에 대해서는, 부품의 기계적 물성, 특히 압축력이 상당히 영향을 받는다. 예를 들어, 항공학 산업 분야에서는, 기공 함량이 2 부피%가 넘는 구조적 부품은 폐기해야 한다고 인정되고 있다.
기공률은 통상 ASTM D2734-94 표준에 기재된 기법들 중 하나에 따라 측정된다. 1% 미만의 기공률에 대해서는, 측정에 필요한 중량 및 부피 측정이 달성해야 할 정확도 수준을 얻을 수 없으며; 수지 또는 매트릭스의 밀도값과 관련하여 1%의 에러는 결정되는 기공도에 대해 절대값으로 ±0.5% 변화를 야기한다.
이것이 사실이라면, 표 1의 결과에서, 1% 미만의 함량만을 언급할 수 있게 된다.
기계적 압축 물성들은, ISO 14126:1999(F) 표준에 따라, 23℃, 상대습도 RH = 50%(23℃, RH = 50에서 48 시간 동안 시험편들을 안정화시킴)에서 수득하였다. 시험편들의 압축력을 Schenck RCM 100 전자기계 장치에서 ISO 14126 표준에 따라 시험하였다. 피크 응력 σmax에 대한 값들을 측정 및 산출하였다. 실험 결과들을 표 1에 제공하였다.
비교예 2: 그래뉼로부터의 복합체 물품 제조
막대 그래뉼화를 위한 결합 장치를 사용하여 압출기 출구에서 다양한 조성물을 직접 성형하였다. 2.5 mm 크기의 그래뉼을 얻었으며, 이들은 기타 다른 종류의 제조 단계 없이 바로 증착될 준비가 된 상태였다.
살포 장치는 비교예 1에 설명된 것과 동일하되; 분말처리 롤러를 조정하여, 그래뉼을 증착시키기 위한 특별한 구조로 만들고, 진동식 브러쉬가 아닌 회전식 브러쉬를 구비시켜 살포용 롤러로부터 그래뉼을 추출할 수 있고 일정한 포획을 보장할 수 있도록 하였다. 비교예 1에서와 같이, 67 중량%, 즉 48 부피%의 강화재를 포함하는 유리/PA 프리프레그를 제조하였다. 그런 후에는 시트 제조에 요구되는 치수로 상기 프리프레그를 절단하고, 시트의 기공률과 압축력을 분석하였다. 그 결과들을 표 1에 제공하였다.
실시예 1: 입자로부터의 복합체 물품 제조
US20100068324A1의 ECON EUP 600 기법에 의해, 압출되는 매트릭스가 다이의 구멍 안에서 겔화되는 것을 방지하는 열 버퍼 기법을 포함하는 수중 그래뉼화를 위한 결합 장치를 사용하여 압출기 출구에서 다양한 조성물을 직접 성형하였다. 1mm의 D50을 나타내는 마이크로비드 형태의 입자를 500 kg/h의 유량으로 제조하였다. 인-라인 원심 건조기 시스템을 이용하여, 냉각 공정의 물로부터 입자를 분리하고 잔여 수분 함량이 3000 ppm 미만으로 될 때까지 입자를 건조할 수 있었다. 이렇게 얻은 입자는 기타 다른 종류의 준비 단계 없이 바로 증착될 준비가 된 상태였다.
PA 2의 경우, 특히 냉각과 관련하여, 특수 구조의 압출기를 이용할 수 있다.
비교예 1과 비교하여, 분쇄 단계와 건조 단계를 없앴으므로, 보다 통합되고 집약된 공정을 수행할 수 있었다. 결과적으로, 상기 입자의 취급 작업은, 분말, 그리고 더 특히 매우 미세한 입자와 비교하여, 조작자를 위한 건강 및 안전 예방책 측면에서 훨씬 제약이 적다.
살포 장치는 비교예 1에 설명된 것과 동일하되, 분말처리용 롤러를 조정하여 입자를 증착시키기 위한 특별한 구조로 만들었다. 비교예 1에서와 같이, 67 중량%, 즉 48 부피%의 강화재를 포함하는 유리/PA 프리프레그를 제조하였다. 그런 후에는 시트 제조에 요구되는 치수로 상기 프리프레그를 절단하고, 시트의 기공률과 압축력을 분석하였다. 그 결과들을 표 1에 제공하였다.
결과 제공
모든 결과를 표 1에 제공하였다.
조성물 측정 비교예 1
(분말)		 비교예 2
(그래뉼)		 실시예 1
(마이크로비드)
CPA1 기공률
압축력		 <1%
350 MPa		 6% 내지 10%
<200 MPa		 4%
300 MPa
PA1 기공률
압축력		 <1%
600 MPa		 2% 내지 4%
200 MPa		 1%
400 MPa
PA2 기공률
압축력		 <1%
650 MPa		 1% 내지 2%
350 MPa		 <1%
550 MPa
강화 직물 상에서 폴리아미드 조성물이 우수하게 함침된다는 징조들인 양호한 기계적 물성과 낮은 기공률을 나타내는 고용융 유동성 PA1 및 PA2의 폴리아미드 조성물들을 사용하여 제조된 본 발명에 따른 복합체 물품을 실시예 1에서 관찰하였다. 또한, 이들 복합체는, 폴리아미드 조성물의 낮은 용융점도 때문에, 매우 양호한 표면 외관 및 비길 데 없는 사용 용이성을 나타낸다는 것을 주목할 것이다.
이러한 결과들은 그러나 종래 기술에 알려져 있는 것과 같은 분말을 사용하지 않고 얻어진 것이므로, 제약이 많고 비용이 많이 들고, 더 나아가 건조 단계로 이어져야 하는 분쇄 단계를 피할 수 있게 한다. 그러므로, 본 방법에 분말을 사용하면 더 통합적이고 집약적인 공정을 수행할 수 없게 된다. 더욱이, 분말과 비교하여, 그래뉼을 취급하는 것이 조작자를 위한 건강 및 안전 예방책 측면에서 훨씬 제약이 적다.
또한, 이러한 응용분야에 대해 폴리아미드 조성물의 그래뉼을 사용하는 것이, 모든 경우에, 저조한 기계적 물성 측면에서 유리하지는 않다는 것이 관찰되었다.

Claims (14)

  1. a) 적어도 하나의 강화 직물과, 0.3 내지 2 mm 또는 0.5 내지 1.5 mm의 메디안 직경 D50을 나타내는 입자를 혼합하는 단계로서, 상기 입자는 폴리아미드 조성물의 융점보다 25℃ 높은 온도의 모세관 유동계 내에서 100 s-1의 전단율로 뉴턴 평탄면(Newtonian plateau)에서 측정된 용융점도가 0.5 내지 50 Pa.s 또는 5 내지 50 Pa.s인 폴리아미드 조성물로부터 수득되는 것인 단계;
    b) a) 단계에서 수득된 혼합물을, 입자의 적어도 일부가 용융가능한 온도까지 가열시키는 단계; 및
    c) 함침 직물을 회수하는 단계
    를 적어도 포함하며,
    상기 입자는 폴리아미드 조성물을 수중 펠렛화하여 입자를 형성하고, 이 입자를 가열 없이 기계적 처리에 의해 건조시키는 것에 의해 형성되는 것인,
    함침 직물의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 폴리아미드 조성물은 8000 g/mol을 초과하는 수평균 분자량 Mn을 나타내는 폴리아미드를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 폴리아미드 조성물은 지방족 또는 반방향족(semi-aromatic)의 반결정성 폴리아미드를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 폴리아미드 조성물은 노볼락 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 폴리아미드 조성물은 1 중량% 내지 30 중량%의 노볼락 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 입자는 0.5 내지 1.5mm의 메디안 직경 D50을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, a) 단계는 유동층에 통과시켜 살포(dusting) 또는 함침시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, b) 단계는 230℃ 내지 350℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 함침 직물은 자신의 총 부피를 기준으로,
    - 40 부피% 내지 70 부피%의 강화 직물, 및
    - 30 부피% 내지 60 부피%의 폴리아미드
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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