KR102230757B1 - 우수한 기계적 물성 및 낮은 비중을 갖는 하이브리드 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이의 성형품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이브리드 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 충격강도, 인장강도 및 굴곡 탄성률 등의 기계적 물성을 우수하게 구현하며, 낮은 비중으로 인한 경량화 특성을 동시에 구현하는 하이브리드 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 그로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.

Description

우수한 기계적 물성 및 낮은 비중을 갖는 하이브리드 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이의 성형품{Thermoplastic resin composition reinforced with Hybrid long fiber having good mechanical properties and low specific gravity}
본 발명은 하이브리드 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 충격강도, 인장강도 및 굴곡 탄성률 등의 기계적 물성을 우수하게 구현하며, 낮은 비중으로 인한 경량화 특성을 동시에 구현하는 하이브리드 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 그로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.
근래에 들어 낮은 비중을 가짐과 동시에 뛰어난 기계적 물성 및 가공성, 장기 내구성이 뛰어난 플라스틱 제품에 대한 요구가 증가하고 있다. 구체적으로 고충격 및 고강성과 동시에 경량화가 필수적으로 요구되는 제품들을 살펴 보면 특히 자동차의 무게 중 약 20%를 차지하는 플라스틱 내 외장 부품 중 테일 게이트, 범퍼 빔, 언더 커버, 시트 쿠션 패널, 시트 백 프레임, 스키드 플레이트, 스페어 타이어 휠 틀, 프런트 엔드 모듈, 연료 캡, 안전벨트 버튼, 트렁크 바닥재, 헤드라이너 그리고 로드 플로어 등이 있다. 이 외에도 생활 가전 부품 및 전자 부품 분야에서도 부품 소형화 또는 고효율화에 따른 경량화 요구가 꾸준히 지속되고 있다.
일반적으로 열가소성 소재의 경량화 구현의 방법은 다양한 경량화 필러를 첨가하는 방식과 장섬유 강화 소재를 적용하여 기존 적용 소재 대비 소량의 강화물 도입으로 동등한 특성을 구현하는 방식으로 구분될 수 있다. 경량화 필러를 도입하는 방법에는 글라스 버블, 세노스피어, 글라스 비드, 저밀도 이종 수지 복합재료 등을 활용하는 방법이 있으나, 이 경우 소량의 첨가로 경량화를 구현할 수 있는 반면 물성 저하가 야기될 수 있다. 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물의 경우, 무기물의 함량을 줄여서 경량화를 구현하고 있다.
대한민국공개특허 10-2009-0022835호에는 열가소성 수지에 길이가 5 내지 50mm인 섬유 강화제가 포함된 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물이 개시되어 있으나, 경량화를 위하여 상대적으로 적은 무기물을 사용함으로써 본연의 기계적 특성이 저하될 수 있다. 대한민국공개특허 10-2013-0078776호에는 결정성 고분자인 폴리아마이드 수지에 유리 섬유, 유리 버블 및 기타 난연제를 첨가시킨 폴리아미드 수지 조성물이 개시되어 있으나, 이는 단섬유 강화 조성물 형태로 장섬유 강화 조성물에 비해 현저하게 낮은 기계적 물성 및 내열 특성 등을 가지게 되어 강도가 보다 높은 제품을 요구하는 산업 분야에는 적용하기 어렵다.
따라서, 충격특성, 강성 및 유동 특성과 같은 뛰어난 물성 밸런스를 구현함과 동시에, 낮은 비중으로 인한 경량화 특성을 동시에 구현하는 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 우수한 충격강도, 인장강도 및 굴곡 탄성률 등의 기계적 물성을 가짐과 동시에 낮은 비중으로 인한 경량화 특성을 지닌 하이브리드 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이의 성형품을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기한 기술적 과제를 달성하고자 본 발명은, (A) 열가소성 수지, (B) 하이브리드 장섬유 강화 펠렛, 및 (C) 유리버블 마스터배치를 포함하며, 상기 하이브리드 장섬유 강화 펠렛이 탄소 장섬유 강화 펠렛과 유리 장섬유 강화 펠렛의 조합이고, 상기 유리 버블 마스터배치가 붕괴 강도 10000 psi 이상인 유리 버블을 포함하는, 하이브리드 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 본 발명의 하이브리드 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물을 가공하여 제조되는 성형품이 제공된다.
본 발명의 하이브리드 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물은 충격강도와 인장강도 및 굴곡 탄성률 등이 우수하고 이들 물성의 밸런스가 좋으며, 동시에 낮은 비중으로 인한 경량화 특성을 지녀, 중량 절감 효과 혹은 동등 중량 하에서 기계적 특성 향상의 효과를 나타내기 때문에, 이를 사용하면, 예컨대, 세탁기의 아웃터브, 풀리, 윈도우 글라스, 에어컨의 팬, 하우징 및 브라켓, 전자레인지의 팬 및 하우징, 카메라/캠코더의 내장 소형부품, 핸드폰의 내부 소형부품, TV의 받침대, 프린터의 급지프레임, 하우징 및 소형부품, 자동차의 내외장 부품 등 다양한 산업 분야에 적용 가능한 압/사출 성형품을 저렴한 원가로 제조할 수 있다.
이하에서 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 하이브리드 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물은 (A) 열가소성 수지를 포함한다.
일 구체예에서, 상기 열가소성 수지로는 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 폴리카보네이트(PC), 스티렌-아크릴로니트릴(SAN), 폴리옥시메틸렌(POM), 폴리에틸렌 테라프탈레이트(PET), 폴리우레탄(PU), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리페닐렌 에테르(PPE), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 액정고분자(LCP), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리설폰(PSU), 폴리에테르 에테르케톤(PEEK), 폴리메틸펜텐(PMP), 폴리에테르설폰(PES), 폴리이미드(PI), 폴리카보네이트 실록세인 공중합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 사용할 수 있다.
일 구체예에서, 본 발명의 하이브리드 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 100 중량부 내에는 상기 열가소성 수지가 30 내지 90 중량부 포함될 수 있고, 보다 구체적으로는 35 내지 85 중량부 포함될 수 있으며, 보다 더 구체적으로는 40 내지 80 중량부 포함될 수 있다. 조성물 100 중량부 내의 열가소성 수지 함량이 30 중량부 미만이면 성형성이 저하되고, 상대적으로 강화 섬유의 함량이 높아져 전체 성형품의 비중이 상승하는 문제가 생길 수 있으며, 반대로 90 중량부를 초과하면 충격강도 및 굴곡 특성과 같은 기계적 물성이 저하될 수 있다.
본 발명의 하이브리드 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물은 또한 (B) 하이브리드 장섬유 강화 펠렛을 포함하며, 상기 하이브리드 장섬유 강화 펠렛은 탄소 장섬유 강화 펠렛과 유리 장섬유 강화 펠렛의 조합이다.
일 구체예에서, 상기 탄소 장섬유의 직경은 5 내지 10㎛일 수 있고, 상기 유리 장섬유의 직경은 10 내지 15㎛일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일 구체예에서, 상기 장섬유 강화 펠렛은 수지로의 함침을 위해서 제작된 다수의 다발화된 섬유 스트랜드일 수 있고, 이것이 용융 함침 방법, 분말 대전 방식 등 다양한 방법에 의하여 연속적으로 열가소성 수지에 함침될 수 있으며, 이 때 함침된 섬유 길이에는 제한이 없다. 그 후 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물이 펠렛 형태로 절단되면서, 펠렛 길이와 동일한 길이의 장섬유를 포함하게 된다.
상기 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 펠렛 내부의 장섬유의 길이는 사용목적에 따라 다양할 수 있으며, 일 구체예에서는 5 내지 30 mm일 수 있다. 수지 조성물 펠렛 내부의 장섬유 길이가 5mm 이하이면 변형량이 증대하고 웰드라인 부분의 강도가 떨어지게 될 수 있으며, 반대로 30 mm를 초과하면 성형기 호퍼에서 실린더로의 투입이 잘 이루어지지 않아 사출 가공성이 떨어지는 문제점이 생길 수 있다.
일 구체예에서, 장섬유는 표면 처리된 것일 수 있다. 이때 표면 처리제로는 통상적으로 많이 사용되는 실란계 또는 티타네이트계 저분자량 또는 고분자량 중합체를 사용할 수 있고, 표면처리제 중 적어도 하나는 열가소성 수지와 친화성이 좋은 표면처리제일 수 있다. 일 구체예에서, 장섬유는 용융 함침 방법, 분말 대전 방식 등 공지된 다양한 방법에 의하여 열가소성 수지에 연속적으로 함침시킴으로써 표면처리될 수 있다. 다르게는, 실란, 티타네이트, 크로뮴, 지르코늄, 보란, 알루미늄 등과 같은 형태의 커플링제를 사용하거나 산처리 등을 가하여 표면처리 될 수도 있다.
일 구체예에서, 본 발명의 하이브리드 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 100 중량부 내에는 상기 하이브리드 장섬유 강화 펠렛이 10 내지 70 중량부 포함될 수 있고, 보다 구체적으로는 10 내지 60 중량부 포함될 수 있으며, 보다 더 구체적으로는 20 내지 50 중량부 포함될 수 있다. 조성물 100 중량부 내의 하이브리드 장섬유 강화 펠렛의 함량이 10 중량부 미만이면 성형품의 변형량이 커지고 강도나 내구성 등의 기계적 물성 보강 효과가 감소할 수 있으며, 반대로 70 중량부를 초과하면 성형품의 비중이 상승하고 성형가공성이 저하됨과 더불어 강화제 분산도가 떨어져 열가소성 수지 표면에 장섬유가 노출될 수 있다.
일 구체예에서, 상기 하이브리드 장섬유 강화 펠렛의 탄소 장섬유 강화 펠렛:유리 장섬유 강화 펠렛의 중량비는 0.1:1 내지 10:1일 수 있으며, 보다 구체적으로는 0.2:1 내지 5:1일 수 있고, 보다 더 구체적으로는 0.5:1 내지 2:1일 수 있다.
본 발명의 하이브리드 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물은 또한 ((C) 유리 버블 마스터배치를 포함하며, 상기 유리 버블 마스터배치가 붕괴 강도 10000 psi 이상인 유리 버블을 포함한다.
상기 유리 버블의 붕괴 강도는 바람직하게는 12000 psi 이상, 보다 바람직하게는 14000 psi 이상, 보다 더 바람직하게는 16000 psi 이상일 수 있다. 유리 버블의 붕괴 강도의 상한에는 특별한 제한이 없으며, 예컨대, 20000 psi 이하일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
유리 버블의 붕괴 강도는 유리 버블을 이루는 벽의 두께 및 평균 반경, 두 가지 인자로 결정되는데, 다른 인자들이 동일한 경우, 유리 버블의 이론적인 붕괴 강도는 비중이 증가함에 따라 그리고 크기가 감소함에 따라 증가할 것으로 예상된다. 하지만 크기 및 비중 단독으로는 유리 버블의 붕괴 강도를 예측할 수 없다. 유리 버블의 붕괴 강도가 10000 psi 이하이면 유리 버블을 가공하는 동안, 즉, 고압 분무, 혼련, 압출, 인발성형, 소결 또는 성형을 하는 동안 유리 버블이 파손되어 제 역할을 하지 못하여 전체 성형품의 경량화 효과가 감소된다.
일 구체예에서, 상기 유리 버블의 비중은 0.46g/cm3 ± 1%일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 유리 버블의 비중은 "진밀도 (true density)"를 의미하며, 유리 버블들의 샘플의 질량을 기체 비중병에 의해 측정된 그 질량의 유리 버블들의 진부피로 나눔으로써 얻어진 값이다. "진부피"는 유리 버블의 벌크 부피가 아니라 총합 부피(aggregate total volume)이다.
유리 버블을 제조하는 기술은 밀링된 프릿(milled frit), 일반적으로는 "피드"로 지칭되는 물질을 가열하는 단계를 전형적으로 포함한다. 상기 밀링된 프릿은 황 또는 산소 및 황의 화합물로 이루어진 발포제를 함유한다. 밀링된 프릿은 일반적으로 생성물의 크기 분포에 영향을 주는 입자 크기 범위를 가지며, 가열 동안에 더 큰 입자는 평균의 것들에 비해 낮은 붕괴 강도를 가져 쉽게 파손되는 유리 버블을 형성하는 경향이 있고, 반대로 더 작은 입자의 경우 유리 버블 전체 분포의 비중을 증가시키는 경향이 있다. 피드 내의 황의 양 및 입자가 노출 되는 가열의 시간 및 양은 유리 버블의 비중을 조절할 수 있는 요소이다. 프릿 또는 피드가 유리 버블을 형성할 수 있는 임의의 조성을 가질 수 있지만, 일반적으로, 총 중량 기준으로, 프릿은 50 내지 90중량%의 SiO2, 2 내지 20 중량%의 알칼리 금속 산화물, 1 내지 30 중량%의 B2O3, 0.005 내지 0.5 중량%의 황(예를 들어, 원소상 황, 황산염 또는 아황산염으로서), 0 내지 25 중량%의 2가 금속 산화물(예를 들어, CaO, MgO, BaO, SrO, ZnO, 또는 PbO), 0 내지 20 중량%의 3가 금속 산화물(예를 들어, Al2O3, Fe2O3, 또는 Sb2O3), SiO2 이외의 0 내지 10 중량%의 4가 금속 산화물(예를 들어, TiO2, MnO2, 또는 ZrO2), 0 내지 10 중량%의 5가 원자의 산화물(예를 들어, P2O5 또는 V2O5), 및 0 내지 5 중량%의 불소를 포함한다.
일 구체예에서, 유리 버블과 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 사이의 혼화성을 증가시키기 위하여, 유리 버블은 커플링제로 처리될 수 있다. 커플링제의 예로는 지르코네이트, 실란, 또는 티타네이트를 들 수 있다. 특히 실란 커플링제을 사용하게 되면 실란이 축합 반응을 통하여 유리 표면에 커플링되어 실리카질 충전제와의 실록산 결합을 형성하여 유리 버블 표면에 대한 물질의 접착력을 향상시킨다. 이는 무기 충전제와 유기 매트릭스 사이에 공유 결합, 이온 결합, 또는 쌍극자 결합을 일으키는 메커니즘을 제공한다. 커플링제는 일반적으로 버블의 총 중량을 기준으로 약 1 내지 3 중량%의 양으로 사용된다.
일반적으로 유리 버블은 압출 시 투입하여 적용하거나, 성형기에 투입 시 외첨하여 사용하는데, 이 경우 유리 버블이 파손되어 제 역할을 하지 못하는 경우가 발생하고, 성형기 호퍼에서 실린더로 이송이 이루어지지 않아 사출, 가공성이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.
따라서 본 발명에서는 유리 버블의 가공성 및 생산 공정의 효율성을 향상시키기 위하여 유리 버블 마스터배치를 사용한다. 유리 버블 마스터배치 내의 유리 버블 함량은 전체 마스터배치 중량을 기준으로 5~50 중량%일 수 있으며, 마스터배치에 사용되는 열가소성 수지에는 일반적으로 사용되는 모든 소재가 사용 가능하다. 유리 버블의 공정상 파손을 최소화하여 비중 저감의 효과를 유지하기 위해서는 3% 미만의 붕괴가 발생하도록 마스터배치를 제조하는 것이 바람직하며, 1% 미만의 유리 버블 붕괴를 유지하는 것이 보다 바람직하다.
일 구체예에서, 본 발명의 하이브리드 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 100 중량부 내에는 상기 유리 버블 마스터배치가 5 내지 50 중량부 포함될 수 있고, 보다 구체적으로는 5 내지 40 중량부 포함될 수 있으며, 보다 더 구체적으로는 5 내지 30 중량부 포함될 수 있다. 조성물 100 중량부 내의 유리 버블 마스터배치 함량이 5 중량부 미만이면 경량화 효과가 미미하고, 반대로 50 중량부를 초과하면 성형성이 저하되고 유리 버블의 파손되는 정도가 증가하여 비중 절감의 효과가 감소함과 동시에 기계적 물성이 떨어지는 문제가 생길 수 있다.
본 발명의 하이브리드 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물은, 상기 설명한성분들 이외에, 내열성 및 치수 안정성을 향상 시키거나, 장섬유 강화제의 분산성을 향상시키거나, 성형 시 가공성을 향상시키기 위하여 필요한 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 첨가제의 예로는, 상용화제, 열안정제, 산화방지제, 윤활제, 중화제, 무기 충전제, 핵제, 광안정제, 가수분해안정제, 이형제, 난연제, 대전방지제, 자외선 안정제, 광택제, 전도성부여제, 자성부여제, 가교제, 항균제, 가공조제, 내마찰제, 내마모제, 착색제, 커플링제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 사용할 수 있다. 이들 첨가제는, 사용 목적 및 용도에 따라 수지 조성물 전체 100 중량부를 기준으로 첨가제 총량 5 중량부 이하, 보다 구체적으로는 0.2~5 중량부의 양으로 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구체예에 따르면, 열가소성 수지를 인발성형(pultrusion) 장비에 투입하고 다이스에 통과시키면서 로브 형태의 하이브리드 장섬유를 함침시키면서 연속상의 스트랜드를 인발(pultrusion)하여 냉각하고 펠렛 형태로 절단하여 장섬유 강화 펠렛을 제조한 후, 열가소성 수지와 상기 제조된 장섬유 강화 펠렛 및 유리 버블 마스터배치와 함께 건식 블렌드하고 건조하는 방식을 통하여 본 발명의 하이브리드 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물을 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명의 하이브리드 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물을 가공하여 제조되는 성형품이 제공된다.
본 발명의 하이브리드 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물을 가공하여 성형품을 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 수지 성형품 제조에 일반적으로 사용되는 방법을 그대로 또는 적절히 변형하여 사용할 수 있다. 일 구체예에서, 본 발명의 하이브리드 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물은 압출 또는 사출 가공에 의하여 성형품으로 제조될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
이하의 실시예 및 비교예에서 사용한 성분들은 구체적으로 다음과 같다.
(A) 열가소성 수지
(A-1): 황산 용매에 대한 상대 점도가 2.2인 폴리아미드 6 수지
(A-2): 용융지수가 13 g/10분인 고결정성 폴리프로필렌 수지
(B) 장섬유 강화제
(B-1): 탄소 장섬유(직경이 5 내지 10㎛이며, 우레탄 레진으로 집속되어 있고, 필라멘트 number 15,000을 가지는 PAN 계 탄소 장섬유 토우)
(B-2): 유리 장섬유(직경이 10 내지 15㎛ 이며, 에폭시 레진으로 집속되어 있고, 필라멘트 number 2000을 가지는 유리 장섬유 로빙)
(C) 유리 버블 마스터배치
(C-1): 붕괴 강도가 16000 psi이고, 비중이 0.46g/cm3 (±1%)인 유리 버블을 전체 마스터배치 중량 기준 50 중량%로 폴리아미드 6 수지에 투입하여 제조된 마스터배치
(C-2): 붕괴 강도가 6000 psi이고, 비중이 0.46g/cm3 (±1%)인 유리 버블을 전체 마스터배치 중량 기준 50 중량%로 폴리아미드 6 수지에 투입하여 제조된 마스터배치
- 붕괴 강도: 유리 버블의 붕괴 강도는 ASTM D3102 -72 "Hydrostatic Collapse Strength of Hollow Glass Microspheres"을 사용한다. 붕괴 강도는 전형적으로 약 ±5%의 정밀도로 측정될 수 있다. 따라서, 상기 제공된 각각의 붕괴 강도 값의 오차는 ±5%일 수 있다.
- 비중(진밀도): ASTM D2840-69, "Average True Particle Density of HollowMicrospheres"에 따라 비중병을 사용하여 측정된다. 비중병은 미국 조지아주 노크로스 소재의 마이크로메리틱스로부터 상표명 "아큐피크(Accupyc) 1330 피크노미터"로 획득될 수 있다. 평균 진밀도는 전형적으로 0.001 /cm3의 정밀도로 측정될 수 있다. 따라서, 상기 제공된 비중 값들의 각각의 오차는 ±1%일 수 있다.
하기 표 1에 나타낸 함량으로 폴리아미드 6 수지 및/또는 폴리프로필렌 수지를 인발성형(pultrusion) 장비의 수지 주입부에 투입하고 다이스에 통과시키면서 로브 형태의 장섬유 강화제를 풀링 및 스퀴징의 공정을 거쳐 최종 생성물인 하이브리드 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 대비 10 내지 50 중량%로 함침시키고, 상기 함침된 상태로 연속상의 스트랜드를 인발(pultrusion)하여 냉각하고 30mm 길이의 펠렛 형태로 절단하여 장섬유 강화 열가소성 수지 펠렛을 제조하였다. 실시예 1~5 및 비교예 5, 6의 경우, 제조된 펠렛을 하기 표 1에 나타낸 함량으로 유리 버블과 건식 블렌드하고, 110~120℃에서 4시간 동안 열풍 건조한 후, 240~250℃의 온도와 80℃의 금형온도로 사출 성형하여 시편을 제조하였다. 비교예 1~4의 경우, 제조된 펠렛을 240~250℃의 온도와 80℃의 금형온도로 사출 성형하여 시편을 제조하였다. 제조된 각 시편의 특성을 하기에 명시된 방법으로 측정하였고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
(1) IZOD 충격강도
ASTM D256에 따라 노치 IZOD 충격강도로 평가되었다. 시편의 두께는 1/8 inch로 측정하였으며, IZOD 충격강도가 높을수록 최종 제품에서 구현되는 충격성이 높은 것으로 판단할 수 있다.
(2) 인장강도
ASTM D638에 의거하여 상온에서 평가되었다. 인장강도가 높을수록 최종 제품에서 구현되는 충격성이 높은 것으로 판단할 수 있다.
(3) 굴곡 탄성률
ASTM D790에 의거하여 평가되었다. 굴곡 탄성률이 높을수록 최종 제품에서 구현되는 강성이 높은 것으로 판단할 수 있다.
(4) 비중
ASTM D792에 의거하여 평가되었다.
(5) Spiral length
성형 시 발생되는 유동특성을 파악하기 위해 Spiral 시편을 제작하였다. 온도에 의한 유동 특성의 변화가 존재하지 않도록 동일 실린더 온도(250℃)와 동일 금형온도(80℃)를 shot number 에 관계없이 지속적으로 유지하였으며 이를 위해 접촉식 온도계를 사용, 개별 shot number 에 따른 금형 온도를 지속적으로 파악하였다. 또한, 보압의 영향을 받지 않도록 동일한 조건의 사출압으로만 성형을 실시하였으며, 공정 시간도 동일하게 유지하였고, 이러한 방식으로 동일 조건 하에서 연속적으로 사출 성형된 spiral 시편의 length를 측정하였다.
Figure 112018105066988-pat00001
Figure 112018105066988-pat00002
상기 표 2로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 수지 조성물은 측정한 모든 기계적 특성들이 우수하게 균형 잡힌 상태를 나타내었으며, 동시에 낮은 비중으로 인한 경량화 특성을 나타내었다. 반면, 비교예들은 모두 비중이 실시예 대비 높아 경량화 소재의 역할을 기대할 수 없었으며, 비교예 1 및 3~6의 경우에는 측정된 기계적 특성들 중 하나 이상이 실시예 대비 열악하였다.

Claims (8)

  1. (A) 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 폴리카보네이트(PC), 스티렌-아크릴로니트릴(SAN), 폴리옥시메틸렌(POM), 폴리에틸렌 테라프탈레이트(PET), 폴리우레탄(PU), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리페닐렌 에테르(PPE), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 액정고분자(LCP), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리설폰(PSU), 폴리에테르 에테르케톤(PEEK), 폴리메틸펜텐(PMP), 폴리에테르설폰(PES), 폴리이미드(PI), 폴리카보네이트 실록세인 공중합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 열가소성 수지,
    (B) 하이브리드 장섬유 강화 펠렛, 및
    (C) 유리 버블 마스터배치를 포함하며,
    상기 하이브리드 장섬유 강화 펠렛이 탄소 장섬유 강화 펠렛과 유리 장섬유 강화 펠렛의 조합이고, 상기 유리 버블 마스터배치가 붕괴 강도 10000 psi 이상인 유리 버블을 포함하며,
    조성물 100 중량부 내에, 상기 탄소 장섬유 강화 펠렛이 10 내지 20 중량부 포함되고, 상기 유리 장섬유 강화 펠렛이 5 내지 20 중량부 포함되며, 상기 유리 버블 마스터배치가 5 내지 20 중량부 포함되는,
    하이브리드 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 장섬유 강화 펠렛 내의 장섬유의 길이가 5 내지 30 mm인, 하이브리드 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 유리 버블의 붕괴 강도가 16000 psi 이상이고, 비중이 0.46g/cm3 ± 1%인, 하이브리드 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 유리 버블 마스터배치 내의 유리 버블 함량이 전체 마스터배치 중량을 기준으로 5~50 중량%인, 하이브리드 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
  6. 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항의 하이브리드 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물을 가공하여 제조되는 성형품.
  7. 삭제
  8. 삭제
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