KR102360985B1 - 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 성형품 - Google Patents

장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상대 점도가 2.4 내지 3.0인 폴리아미드계 수지를 포함하며, ASTM D1238 측정 기준 용융 지수(Melt Index; MI)가 60 내지 150g/10분(230℃, 하중 2.16 kg)인 함침용 수지; 및 길이가 5 내지 50 mm이고 평균 직경이 5 내지 30 ㎛인 강화용 섬유를 포함하는 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물과 이를 이용하여 제조한 장섬유 강화 성형품에 관한 것이다.

Description

장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 성형품{Long Fiber Reinforced Thermoplastics Resin Composition And Article Manufactured By Using The Same}
본 발명은 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 성형품에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 성형품 제조시 우수한 물성을 발현할 수 있는 장섬유 강화 폴리아미드계 조성물 및 이를 이용하여 제조된 성형품에 관한 것이다.
복합소재(Composite)란 서로 다른 성분 및 물성을 갖는 물질들을 인위적으로 혼합 또는 결합시켜 각각의 물질의 특성을 극대화하거나 단일 물질에서는 발현되지 않는 새로운 특성을 갖도록 만든 소재를 의미한다. 복합소재는 기본적으로 강도, 내식성, 피로수명, 내마모성, 내충격성, 경량성 등의 물성이 기존 소재에 비해 월등히 우수하므로 우주항공 분야를 비롯해 스포츠 용품, 선박, 건설, 자동차, 에너지 분야에 이르기까지 다양한 분야에서 각광받고 있는 대표적인 21세기 산업용 소재이다.
복합소재는 소재에 걸리는 하중을 담당하는 강화재(reinforced material) 및 강화재와 결합하여 하중을 강화재에 전달하는 모재(matrix)를 기본 구조로 하는 것이 일반적이며, 강화재로는 보통 유리섬유, 탄소 섬유, 아라미드 섬유 등의 다양한 섬유형 강화재가 많이 사용되고, 모재로는 페놀, 에폭시 등을 포함하는 열경화성 수지나 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리페닐렌설파이드 등을 포함하는 열가고성 수지와 같은 수지(resin)형 모재가 많이 사용된다.
이러한 복합재료는 어떤 소재를 서로 접목하여 제조하는가에 따라 성형방법이 여러 가지로 구분된다. 그 중 수지 제품의 기계적인 강도를 향상시킬 수 있도록 수지에 유리섬유 등의 섬유 보강재를 혼합한 섬유 강화 복합재료가 가장 널리 제조되고 있다. 이러한 섬유 강화 복합재료는 단섬유 강화수지와 장섬유 강화 수지(LFT, Long-Fiber reinforced Thermoplastics)로 구분할 수 있다.
단섬유 강화 수지는 섬유의 길이가 0.5mm이하로 짧아 수지 중의 분산이 용이하고 성형품의 말단까지 단섬유가 골고루 분포하는 장점이 있지만, 큰 하중이 요구되는 용도에는 충분한 강도를 얻기 어렵다. 반면, 인발성형(Pultrusion)법으로 제조하는 장섬유 강화수지는 재활용 가능성 및 성형 용이성 등의 장점과 그 자체만으로도 기계적 물성 및 내열성이 우수하여 가전, 건자재 등 산업 전반에 걸쳐 사용되고 있으며, 특히, 경량화와 리사이클링 특성이 요구되는 자동차 산업에서의 사용 용도가 확대되고 있는 상황이다.
장섬유 강화 복합재료와 관련된 종래기술로 대한민국 공개특허 제 2013-0135519 호에서 폴리올레핀계 수지 조성물과 유리섬유간 함침성 및 상용성(Campatibility) 증대를 통해 굴곡탄성률, 인장강도, 충격강도 등 기계적 물성을 향상시킴으로서 유리 섬유 감량을 통한 부품 중량 절감이 가능한 복합소재 조성물을 제시하고 있다. 또, 대한민국 등록특허 제 0653601 호에서는 충격강도, 인장강도, 굴곡강도 등의 기계적 물성이 탁월할 뿐만 아니라 내열성이 우수한 착색된 정섬유 강화 폴리올레필계 성형품, 이를 제조하기 위한 장섬유 강화 폴리올레핀계 조성물 및 그 제조 방법이 개시된 바 있다.
상기 종래기술과 같이, LFT 제조 분야에서 가장 널리 사용되고 있는 소재는 기계적인 강도가 우수한 폴리올레핀계 장섬유 강화 수지이다. 다만, 폴리올레핀계 장섬유 강화 수지는 범용 수지로서 열적 특성이 부족하여 적용 용도에 따라 사용에 제약이 존재한다는 한계가 있다. 따라서 기계적 물성과 내열성이 모두 만족되는 소재가 요구되고 있는 상황이다.
한편, 통상 인발성형에 의한 섬유강화복합소재의 성형품 제조시에는 섬유에 대한 수지의 함침성 및 함침 함량이 최종 제품의 물성에 많은 영향을 준다. 특히, 수지의 함침 균일성의 결핍 및 이에 따르는 비함침 섬유 간 공극 등의 잔류는 최종 제품에 있어 기계적 특성의 결함 원인으로 작용할 수 있으며, 이러한 효과는 공급되는 섬유의 개수 및 함량이 증가하거나 연속 대량 생산을 위해 전체 토출량을 증대할 때 더욱 심하게 되어 최종 제품이 대량화 될수록 더욱 현저해 진다.
따라서, 강화 섬유가 수지에 함침될 때 수지가 잘 분산되어 섬유의 모든 부분에 스며들고 섬유 내부까지의 균일한 함침이 이루어질 수 있도록 제어하는 것이 LFT의 물성 향상에 있어 무엇보다 중요한 요소이다.
이에 본 발명은 내열성 및 기계적 강도가 우수한 폴리아미드 수지를 적용하되, 함침성이 우수하여 보다 향상된 물성을 나타낼 수 있는 장섬유 강화 수지 조성물을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제 1 구현예는 상대 점도가 2.4 내지 3.0인 폴리아미드계 수지를 포함하며, ASTM D1238 측정 기준 용융 지수(Melt Index; MI)가 60 내지 150g/10분(230℃, 하중 2.16 kg)인 함침용 수지; 및 길이가 5 내지 50 mm이고 평균 직경이 5 내지 30 ㎛인 강화용 섬유를 포함하는 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물이다.
상기 제 1 구현예에 따른 함침용 수지는 폴리아미드계 수지 100 중량부 대비 흐름 개선제 1 내지 5 중량부를 포함하는 것일 수 있으며, 이때, 상기 흐름 개선제는 CBT(Cyclo Butylene Terephtalate), 지방산(Fatty acid), 왁스(Wax), 실리콘 화합물, 초분지 합성물(Hyperbranched material), 덴다이머(Dendrimer) 중 선택된 적어도 하나인 것일 수 있다.
또한, 상기 제 1 구현예에 따른 강화용 섬유는 그 함량이 상기 폴리아미드계 수지 100 중량부 대비 80 내지 120 중량부일 수 있다.
한편, 상기 제 1 구현예에 따른 폴리아미드계 수지는 폴리아미드6, 폴리아미드66, 폴리아미드46, 폴리아미드610, 폴리아미드612, 폴리아미드11, 폴리아미드12 중 선택된 적어도 하나일 수 있고, 강화용 섬유는 유리섬유, 탄소섬유, 그라파이트섬유, 금속섬유, 현무암섬유, 면 섬유, 울 섬유, 견 섬유, 아라미드섬유, PE 섬유, PAN 섬유, 아릴레이트 섬유, PEEK섬유 나일론섬유, PET 섬유 및 이들의 혼합 섬유 중 선택된 적어도 하나일 수 있다.
상기 제 1 구현예에 따른 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물은 금형온도 80℃, 실린더 온도 310℃, 사출속도 100 mm/s 및 사출압력 40 bar 의 조건에서 측정한 스파이럴 흐름 길이가 940 mm 이상일 수 있다.
나아가, 본 발명은 상기 제 1 구현예의 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물을 이용하여 사출성형, 압출성형, 압축성형, 인서트사출성형, 저압사출성형, 발포 사출성형 및 발포압출성형 중 선택된 적어도 하나의 방법으로 성형한 장섬유 강화 성형품을 제 2 구현예로 한다.
상기 제 2 구현예에 따른 장섬유 강화 성형품은 ASTM D638 측정기준 270 MPa 이상의 인장강도, ASTM D790 측정기준 13,800 MPa 이상의 굴곡탄성율 및 ASTM D256 측정기준 325 J/m 이상의 IZOD 충격강도를 만족하는 것일 수 있다.
본 발명에 따르면 수지의 흐름성이 개선된 바, 강화 섬유 다발 사이로 함침용 수지가 고루 함침될 수 있어 결과적으로 본 발명의 장섬유 강화 수지 조성물을 이용하여 성형품을 제조하였을 때, 인장강도, 굴곡강도, 충격강도 등의 기계적인 물성이 크게 향상될 수 있다. 또한 이에 따라, 고가의 강화 슈퍼 엔프라 수지를 대체하여 자동차 산업 및 다양한 산업 분야에 강화소재로서의 활용을 기대할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예 1과 비교예 1의 강화 섬유에 대한 수지 함침 상태를 나타낸 SEM 사진이다.
본 발명은 상대 점도가 2.4 내지 3.0인 폴리아미드계 수지를 포함하며, ASTM D1238 측정 기준 용융 지수(Melt Index; MI)가 60 내지 150g/10분(230℃, 하중 2.16 kg)인 함침용 수지; 및 길이가 5 내지 50 mm이고 평균 직경이 5 내지 30 ㎛인 강화용 섬유를 포함하는 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 용융지수는 정해진 일정 조건하에서 용융물을 피스톤에서 압출하였을 때의 유량으로, 용융물이 갖는 흐름의 용이성을 나타내는 지수를 의미한다. 본 발명에서 상기 용융지수는 ASTM D1238에 따라서 230℃에서 21.6 kg 의 하중을 기준으로 측정할 수 있으며, 지수 값이 클수록 흐름성이 우수하다고 판단할 수 있다. 즉, 일반적으로 폴리아미드계 수지의 용융지수가 동일 조건에서 20 내지 30인 것을 감안하면, 본 발명의 상기 함침용 수지는 용융 지수가 60 내지 150g/10분(230℃, 하중 2.16 kg)으로서, 일반 폴리아미드계 수지에 비해 본 발명의 함침용 수지의 흐름성이 현저히 우수한 것이다.
본 발명에서 상기 함침용 수지는 흐름 개선제에 의해 용융지수가 향상된 것이며, 이때, 함침용 수지는 상기 폴리아미드계 수지 100 중량부 대비 흐름 개선제 1 내지 5 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 흐름 개선제의 함량이 폴리아미드계 수지 100 중량부 대비 1 중량부 미만일 경우, 용융 지수 개선이 미미하고, 5 중량부를 초과하면 흐름성이 지나치게 좋아져 오히려 기계적 물성이 저하될 수 있다. 또한, 흐름 개선제를 사용할 경우에는 가스가 발생될 수 있기에 가스에 의한 공정 내 영향을 최소화하기 위한 주의가 필요할 수 있다.
본 발명에서 상기 흐름 개선제는 CBT(Cyclo Butylene Terephtalate), 지방산(Fatty acid), 폴리프로필렌계 왁스(Wax), 실리콘 화합물, 초분지 합성물(Hyperbranched material), 덴드리머(Dendrimer) 중 선택된 적어도 하나일 수 있으며, 이와 같은 개선제는 분자 구조상 고분자 사슬 사이에 위치하여 고분자 사슬 사이 거리를 늘려 수소 결합력을 약화시킴으로 인하여 함침용 수지의 흐름성을 개선 시키는 역할을 할 수 있다. 상기 흐름 개선제 중에서는 CBT, 초분지 고분자 및 덴드리머 중 선택된 적어도 하나가 보다 바람직할 수 있고, 그 중에서도 CBT가 특히 바람직할 수 있다.
본 발명에서 상기 폴리아미드계 수지는 GPC(Gel Permeation Chromatography)로 측정한 중량평균분자량이 20,000 내지 50,000이며, 20℃에서, 96% 황산 100 ㎖ 중에 폴리아미드 수지 1g을 첨가한 것을 기준으로 하여 측정된 상대 점도가 2.4 내지 3.0인 것이 바람직하다. 상대 점도가 2.4 미만일 경우 수지의 기계적 물성이 너무 낮아 바람직하지 않고, 상대 점도가 3.0을 초과할 경우 수지와 유리섬유와의 함침성 저하로 인해 물성저하가 나타나 부적합할 수 있다.
이때, 상기 폴리아미드계 수지로는 폴리아미드6, 폴리아미드66, 폴리아미드46, 폴리아미드610, 폴리아미드612, 폴리아미드11, 폴리아미드12 및 이들의 혼합물 중 선택된 적어도 하나인 것일 수 있으며, 장섬유 강화 복합소재의 기계적 물성과 내열성을 보다 향상시킬 수 있도록 상기 폴리아미드계 수지 중 최소 2 종을 alloy하여 사용하는 것이 보다 바람직할 수 있다. 2 종 이상의 수지를 alloy 하여 사용할 경우에는 녹는점 차이가 30 내지 40℃ 이내인 폴리아미드 66과 폴리아미드 46을 선택하는 것이 좋을 수 있고 이때 혼합 비율은 75~90:10~25의 중량 비율일 수 있으나 반드시 이에 제한 되는 것은 아니다.
한편, 본 발명에서 상기 강화용 섬유는 길이가 5 내지 50 mm이고 평균 직경이 5 내지 30 ㎛인 것이 바람직할 수 있다. 강화용 섬유의 길이가 5 mm 미만이면, 단섬유의 특징을 나타내게 되므로 큰 하중이 요구되는 용도에는 충분한 강도를 얻기 어려운 반면, 50 mm를 초과할 경우 성형이 용이하지 못하여 바람직하지 않다. 또한, 직경이 5 ㎛ 미만일 경우 단위 면적당 존재하는 섬유의 수가 많아지게 되어 섬유 사이사이로 수지의 침투가 자유롭지 못해 함침성이 저하되어 바람직하지 못하며, 30 ㎛를 초과하면 L/D가 상대적으로 감소하여 기계적 물성 향상에 부적합할 수 있다.
또한, 상기 강화용 섬유는 폴리아미드계 수지 100 중량부 대비 80 내지 120 중량부 포함되는 것이 바람직할 수 있다. 강화용 섬유의 함량이 폴리아미드계 수지 100중량부 대비 80 중량부에 미치지 못하면 높은 물성을 발휘할 수 없고, 120 중량부를 초과 할 경우 수지의 양이 상대적으로 적어 100% 함침되지 못하므로 제품 성형시 강화용 섬유가 표면에 노출되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에서 상기 강화용 섬유는 유리섬유, 탄소섬유, 그라파이트섬유, 금속섬유, 현무암섬유, 면 섬유, 울 섬유, 견 섬유, 아라미드섬유, PE 섬유, PAN 섬유, 아릴레이트 섬유, PEEK섬유, 나일론섬유, PET 섬유 및 이들의 혼합 섬유 중 선택된 적어도 하나 이상인 것일 수 있으며, 보다 바람직하게는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드 섬유 및 이들의 혼합섬유 중 선택된 적어도 하나일 수 있다.
이로써, 본 발명의 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물은 함침용 수지로서 단순히 고분자 수지만을 사용한 경우 보다 흐름성이 개선될 수 있으며, 정량적으로는 금형온도 80℃, 실린더 온도 310℃, 사출속도 100 mm/s 및 사출압력 40 bar 의 조건에서 측정한 스파이럴 흐름 길이가 940 mm 이상을 만족할 수 있다. 여기서 스파이럴 흐름은 수지가 흐를 수 있는 정도를 의미하는 값이며, 본 발명에서 상기 스파이럴 흐름 길이가 940 mm에 미치지 못할 경우 성형품의 제조 시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 미성형의 원인이 되며, 체류시간의 중가로 수지의 분해를 야기하여 물성이 저하될 우려가 있을 수 있다.
나아가, 본 발명은 전술한 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물을 사출성형, 압출성형, 압축성형, 인서트사출성형, 저압사출성형, 발포 사출성형 및 발포압출성형 중 선택된 적어도 하나의 방법으로 성형하여 장섬유 강화 성형품으로 제조할 수 있다.
이와 같이 제조된 상기 장섬유 강화 성형품은 ASTM D638 측정기준 270 MPa 이상의 인장강도, ASTM D790 측정기준 13,800 MPa 이상의 굴곡탄성율 및 ASTM D256 측정기준 325 J/m 이상의 IZOD 충격강도를 만족함에 따라 기계적 물성은 물론 내마모성이 우수하여 자동차 산업 및 다양한 산업 분야에 강화소재로서 유용하게 적용될 수 있으며, 무엇보다도 강화 슈퍼 엔프라 수지를 대체할 수 있는 소재로서 활용될 것으로 기대할 수 있다.
실시예
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
폴리아미드66 수지(상대점도 2.7, Ascend 社) 100 중량부와 흐름 개선제(CBT100, Cyclic corporation) 1 중량부(폴리아미드66 수지 100중량부 기준)를 용융 혼합하여 함침용 수지를 준비한 후, 이축압출기를 통해 함침다이로 이송하고, 직경이 10 ㎛인 연속 유리섬유 강화재(OCV 社)100 중량부에 함침시켜 10 mm 폴리아미드계 장섬유 강화 펠렛을 제조하였다. 이때, 함침용 수지를 함침다이로 이송시키기 전 ASTM D1238 측정법에 의해 측정한 MI(Melt Index)는 60 g/10min 였다.
실시예 2
흐름개선제(CBT100, Cyclic corporation)를 3 중량부 용융혼합하여 함침용 수지(MI = 108 g/10min)를 준비한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리아미드계 장섬유 강화 펠렛을 제조하였다.
실시예 3
흐름개선제(CBT100, Cyclic corporation)를 5 중량부 용융혼합하여 함침용 수지(MI = 135 g/10min)를 준비한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리아미드계 장섬유 강화 펠렛을 제조하였다.
비교예 1
흐름개선제 첨가 없이 폴리아미드66 수지(상대점도 2.7, Ascend 社)를 함침용 수지(MI = 50 g/10min)로 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리아미드계 장섬유 강화 펠렛을 제조하였다.
비교예 2, 3, 4, 내지 5
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 함침용 수지를 각각 사용하되, 펠렛의 길이를 3 mm 로 변경하여 비교예 2, 비교예 3, 비교예 4 및 비교예 5의 폴리아미드계 단섬유 강화 펠렛을 각각 제조하였다.
<측정예 1>
이어서, 섬유와 수지 사이의 계면 접착력을 간접적으로 측정하기 위해 상기 실시예 및 비교예로부터 제작된 펠렛을 80℃, 5시간 건조한 후, 5000rpm의 속도로 교반가능한 믹서에 투입하고, 교반 전, 후의 중량 감소량을 측정(계면 접착력이 우수할수록 교반 전, 후의 중량 감소량이 크지 않음)하였다. 또한, 상기 실시예 및 비교예 가운데서 실시예 1과 비교예 1을 추출하여 SEM(Scanning Electron Microscopy, 도 1 참조)을 통해 그 함침 정도를 보다 구체적으로 확인하였다.
PA66
(중량부)		 흐름
개선제
(중량부)		 LGF
(10mm)		 SGF
(3mm)		 초기
중량		 교반 후 중량 감소량
(%)
실시예 1 100 1 100 - 20 g 18.2 g 9.0
실시예 2 100 3 100 - 20 g 19.2 g 4.0
실시예 3 100 5 100 - 20 g 18.8 g 6.0
비교예 1 100 - 100 - 20 g 17.5 g 12.5
비교예 2 100 1 - 100 20 g 19.4 g 3.0
비교예 3 100 3 - 100 20 g 19.5 g 2.5
비교예 4 100 5 - 100 20 g 19.4 g 3.0
비교예 5 100 - - 100 20 g 19.2 g 4.0
상기 표 1을 통해 확인할 수 있듯이, 단섬유를 사용한 비교예 2 내지 5는 단섬유 특성상 장섬유에 비해 믹서기 날과 충돌 가능성이 낮으므로 흐름개선제의 첨가량과는 무관하게 적은 중량 감소량을 보였다. 반면, 장섬유를 강화 섬유로 사용한 실시예 1 내지 3은 비교예 2 내지 비교예 5에 비해서는 감소량이 컸으나, 흐름 개선제를 첨가하지 않은 비교예 1에 비해서는 섬유와 수지간의 계면접착력이 높아 중량 감소율이 비교적 낮게 나타난 것을 알 수 있었다.
또한, 도 1을 통해 확인할 수 있듯이, 흐름성 개선제를 첨가한 실시예 1의 SEM사진에는 섬유 사이사이에 수지가 잘 침투하여 함침된 것이 확인되었으나, 비교예 1의 SEM 사진에는 섬유 표면이 깨끗한 것을 확인할 수 있다.
<측정예 2>
한편, 상기 실시예 및 비교예로부터 제작된 펠렛을 형체력 170톤의 사출기를 사용하여 ASTM 시험 규격에 맞도록 시편으로 제조하였고, 상온에서 48시간 경과 후 다음 조건으로 물성 및 흐름성을 측정하였다.
1) 인장강도: ASTM D638 규정에 의거한 방법으로 측정하였다.
2) 굴곡강도: ASTM D790 규정에 의거한 방법으로 측정하였다
3) 굴곡탄성율: ASTM D790 규정에 의거한 방법으로 측정하였다
4) 충격강도: ASTM D256 규정에 의거한 방법으로 측정하였다
5) 열변형 온도: ASTM D648 규정에 의거한 방법으로 측정하였다
6) 흐름성 평가(코오롱 플라스틱 자체 평가 기준 적용): 사출기는 동신유압에서 제조된 PRO 170 MC 모델을 사용하였으며 금형온도 80℃, 실린더 온도 310℃, 사출속도 Max speed 100 mm/s, 사출압력 40 bar, 사출물의 폭 4 mm, 사출물의 두께 2.5 mm(Half-round)의 조건으로 스파이럴 흐름 길이를 측정하였다.
상기 각 물성에 대해 10개의 시편을 평가하여 그 평균값을 결과치로 하여 하기 표 2에 반영하였다.
인장강도
(MPa)		 굴곡강도
(MPa)		 굴곡
탄성율
(MPa)		 IZOD
충격강도
(J/m)		 열변형
온도(℃)		 스파이럴
흐름 길이(mm)
실시예 1 283 348 13,940 338 259 941
실시예 2 312 377 14,180 350 259 956
실시예 3 297 364 14,080 342 259 976
비교예 1 254 315 13,710 315 259 923
비교예 2 210 288 13,360 294 256 1039
비교예 3 231 305 13,680 306 257 1054
비교예 4 224 295 13,460 296 257 1011
비교예 5 203 277 13,120 292 256 1028
상기 물성 결과를 통해 확인할 수 있듯이, 장섬유 강화 펠렛인 실시예 1, 2 및 3을 사용한 시편이 단섬유 강화 펠렛인 비교예 2, 3, 4 및 5를 사용한 시편보다 스파이럴 흐름의 길이가 낮음에도 불구하고, 기계적인 물성면에서 월등히 우수한 특성을 나타나는 것으로 확인되었다. 또한, 장섬유 강화 펠렛임에도 불구하고 흐름 개선제를 첨가하지 않은 비교예 1은 실시예 1 내지 3에 비해 스파이럴 흐름 길이가 상대적으로 짧기 때문에 기계적인 물성이 충분히 구현되지 못한 것으로 나타났다.

Claims (9)

  1. 상대 점도가 2.4 내지 3.0인 폴리아미드계 수지를 포함하며, ASTM D1238 측정 기준 용융 지수(Melt Index; MI)가 60 내지 150g/10분(230℃, 하중 2.16 kg)인 함침용 수지; 및 길이가 5 내지 50 mm이고 평균 직경이 5 내지 30 ㎛인 강화용 섬유를 포함하며,
    상기 함침용 수지는 폴리아미드 수지 및 흐름 개선제를 포함하고,
    상기 흐름 개선제는 CBT(Cyclo Butylene Terephtalate)를 포함하는 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 함침용 수지는 폴리아미드계 수지 100 중량부 대비 흐름 개선제 1 내지 5 중량부를 포함하는 것임을 특징으로 하는 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 흐름 개선제는 지방산(Fatty acid), 왁스(Wax), 실리콘 화합물, 초분지 합성물(Hyperbranched material), 덴다이머(Dendrimer) 중 선택된 적어도 하나를 더 포함하는 것임을 특징으로 하는 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 강화용 섬유는 그 함량이 상기 폴리아미드계 수지 100 중량부 대비 80 내지 120 중량부인 것을 특징으로 하는 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리아미드계 수지는 폴리아미드6, 폴리아미드66, 폴리아미드46, 폴리아미드610, 폴리아미드612, 폴리아미드11, 폴리아미드12 중 선택된 적어도 하나인 것임을 특징으로 하는 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 강화용 섬유는 유리섬유, 탄소섬유, 그라파이트섬유, 금속섬유, 현무암섬유, 면 섬유, 울 섬유, 견 섬유, 아라미드섬유, PE 섬유, PAN 섬유, 아릴레이트 섬유, PEEK섬유 나일론섬유, PET 섬유 및 이들의 혼합 섬유 중 선택된 적어도 하나인 것임을 특징으로 하는 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물은 금형온도 80℃, 실린더 온도 310℃, 사출속도 100 mm/s 및 사출압력 40 bar의 조건에서 측정한 스파이럴 흐름 길이가 940 mm 이상인 것임을 특징으로 하는 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물을 이용하여 사출성형, 압출성형, 압축성형, 인서트사출성형, 저압사출성형, 발포 사출성형 및 발포압출성형 중 선택된 적어도 하나의 방법으로 성형한 장섬유 강화 성형품.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 장섬유 강화 성형품은 ASTM D638 측정기준 270 MPa 이상의 인장강도, ASTM D790 측정기준 13,800 MPa 이상의 굴곡탄성율 및 ASTM D256 측정기준 325 J/m 이상의 IZOD 충격강도를 만족하는 것임을 특징으로 하는 장섬유 강화 성형품.
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