KR102463000B1 - 유리 섬유 강화 수지 성형품 - Google Patents

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Abstract

기계적 강도, 내열성, 장기 내구성 및 성형 가공시의 가공성이 우수한 유리 섬유 강화 수지 성형품을 제공한다. 유리 섬유 강화 수지 성형품은, 상기 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 유리 섬유의 섬유 지름 D(μm)가 3.0~12.0μm의 범위에 있고, 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 유리 섬유의 수평균 섬유 길이 L(μm)이 160~350μm의 범위에 있고, 유리 섬유 강화 수지 성형품에서의 유리 섬유 체적 함유율 V(%)가 3.0~50.0%의 범위에 있고, 상기 D, L 및 V가 하기 식 (1)을 만족한다. 300.0 ≤ D2×L/V ≤ 1000.0···(1)

Description

유리 섬유 강화 수지 성형품
본 발명은, 유리 섬유 강화 수지 성형품에 관한 것이다.
종래 유리 섬유는 수지 성형품의 성능을 향상시키기 위해 여러 가지의 용도로 널리 이용되고 있다. 여기서 유리 섬유에 의해 향상되는 주된 성능의 하나로서, 유리 섬유 강화 수지 성형품의 인장 강도나 굽힘 강도와 같은 기계적 강도를 들 수 있다. 지금까지 유리 섬유의 섬유 지름(통상, 유리 섬유는 복수개의 유리 필라멘트가 집속되어 구성되어 있고, 이 유리 필라멘트의 평균 직경을 유리 섬유의 섬유 지름이라 함), 유리 섬유 강화 수지 성형품 내의 유리 섬유의 길이, 유리 섬유 강화 수지 성형품 내의 유리 함유량, 유리 필라멘트의 단면 형상과 같은, 유리 섬유의 여러 특징이 유리 섬유 강화 수지 성형품의 기계적 강도에 미치는 영향이 검토되고 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조).
[특허문헌 1] 일본특허출원 공개 제2009-269952호 공보
최근, 자동차 부품이나 전기 전자 분야의 미세 부품/박형 부품에서의 유리 섬유 강화 수지 성형품의 사용이 확대됨에 따라 종래의 기계적 강도 뿐 아니라 내열성 및 성형 가공시의 가공성이 우수한 유리 섬유 강화 수지 성형품이 요구된다.
그러나, 기계적 강도, 내열성 및 성형 가공시의 가공성이 모두 우수한 유리 섬유 강화 수지 성형품을 실현하는 유리 섬유의 특징에 대해서는 충분히 검토되지 않았다.
본 발명은 상기 사정에 감안하여 이루어진 것으로, 유리 섬유 강화 수지 성형품의 기계적 강도, 내열성, 장기 내구성 및 성형 가공시의 가공성에 기여하는 유리 섬유의 특징을 밝혀 기계적 강도, 내열성 및 성형 가공시의 가공성이 우수한 유리 섬유 강화 수지 성형품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품은, 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 유리 섬유의 섬유 지름 D(μm)가 3.0~12.0μm의 범위에 있고, 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 유리 섬유의 수평균 섬유 길이 L(μm)이 160~350μm의 범위에 있고, 유리 섬유 강화 수지 성형품에서의 유리 섬유 체적 함유율 V(%)가 3.0~50.0%의 범위에 있고, 상기 D, L 및 V가 하기 식 (1)을 만족하는 것을 특징으로 한다.
300.0 ≤ D2×L/V ≤ 1000.0···(1)
본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 의하면, 상기 D, L 및 V가 상술한 범위에 있고, 동시에 상기 식 (1)의 조건을 만족함으로써, 유리 섬유 강화 수지 성형품은 높은 기계적 강도, 높은 내열성 및 뛰어난 성형 가공시의 가공성을 구비한다.
아울러 여기서 높은 기계적 강도를 구비한다는 것은, 유리 섬유 강화 수지 성형품의 인장 강도가 185.0MPa 이상인 것을 의미한다. 또한 높은 내열성을 구비한다는 것은, 유리 섬유 강화 수지 성형품의 하중 휨 온도가 255.0℃ 이상인 것을 의미한다.
본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 유리 섬유의 섬유 지름 D가 3.0μm 미만이면 유리 섬유 및 유리 섬유 강화 수지 성형품의 제조 공정에 있어서 제조자의 건강에 악영향을 줄 것이 우려된다. 한편 본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 유리 섬유의 섬유 지름 D가 12.0μm를 초과하면 충분한 기계적 강도를 구비하는 유리 섬유 강화 수지 성형품을 얻을 수 없다.
본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 유리 섬유의 수평균 섬유 길이 L이 160μm 미만이면 충분한 기계적 강도를 구비하는 유리 섬유 강화 수지 성형품을 얻을 수 없다. 한편 본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 유리 섬유의 수평균 섬유 길이(L)가 350μm를 초과하면 성형 가공시 특히 2축 혼련시의 가공성이 저하될 가능성이 있다.
본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 유리 섬유 체적 함유율 V가 3.0% 미만이면, 충분한 기계적 강도를 구비하는 유리 섬유 강화 수지 성형품을 얻을 수 없다. 한편 본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 유리 섬유 체적 함유율 V이 50.0%를 초과하면 성형 가공시의 가공성이 악화된다.
본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 유리 섬유의 섬유 지름 D(μm), 유리 섬유의 섬유 길이 L(μm), 및 유리 섬유 체적 함유율 V(%)가 식 (1)을 만족하지 않는 경우, 즉 D2×L/V가 300 미만인 경우에는 성형 가공시의 가공성이 악화된다. 본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 한편 D2×L/V가 1000을 초과하는 경우에는 충분한 기계적 강도를 구비하는 유리 섬유 강화 수지 성형품을 얻을 수 없다.
또한 본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품은, 상기 D가 3.5~10.5μm의 범위에 있고, 상기 L이 180~260μm의 범위에 있고, 상기 V가 5.0~30.0%의 범위에 있고, 상기 D, L 및 V가 하기 식 (2)를 만족하는 것이 바람직하다.
350.0 ≤ D2×L/V ≤ 800.0···(2)
본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 의하면, 상기 D, L 및 V가 상술한 범위에 있고, 동시에 상기 식 (2)의 조건을 만족함으로써, 유리 섬유 강화 수지 성형품은 높은 기계적 강도, 보다 높은 내열성 및 보다 우수한 성형 가공시의 가공성을 구비한다.
아울러 여기서 보다 높은 내열성을 구비한다는 것은, 유리 섬유 강화 수지 성형품의 하중 휨 온도가 258.0℃ 이상인 것을 의미한다.
또한 본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품은, 상기 D가 4.0~7.5μm의 범위에 있고, 상기 L이 195~225μm의 범위에 있고, 상기 V가 6.0~25.0%의 범위에 있고, 상기 D, L 및 V가 하기 식 (3)을 만족하는 것이 보다 바람직하다.
400.0 ≤ D2×L/V ≤ 700.0···(3)
본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 의하면, 상기 D, L 및 V가 상술한 범위에 있고, 동시에 상기 식 (3)의 조건을 만족함으로써, 유리 섬유 강화 수지 성형품은 보다 높은 기계적 강도, 보다 높은 내열성 및 보다 우수한 성형 가공시의 가공성을 구비한다. 나아가 본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 상기 D, L 및 V가 하기 식 (3)을 만족하는 경우, 본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품은 높은 장기 내구성을 구비한다.
아울러 여기서 보다 높은 기계적 강도를 구비한다는 것은, 유리 섬유 강화 수지 성형품의 인장 강도가 190.0MPa 이상인 것을 의미한다. 또한 높은 장기 내구성이란 피로 강도가 78MPa 이상이며 동시에 응력 부하 시간 1000시간에서의 크리프 파괴 강도가 114MPa 이상인 것을 의미한다.
또한 본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품은 상기 D가 4.5~7.0μm의 범위에 있고, 상기 L이 200~223μm의 범위에 있고, 상기 V가 10.0~20.0%의 범위에 있고, 상기 D, L 및 V가 하기 식 (4)를 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
29.7 ≤ D4/5×L2/(1000×V2/3) ≤ 34.8···(4)
본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 의하면, 상기 D, L 및 V가 상술한 범위에 있고 동시에 상기 식 (4)의 조건을 만족함으로써, 유리 섬유 강화 수지 성형품은 극히 높은 기계적 강도, 극히 높은 내열성 및 보다 우수한 성형 가공시의 가공성을 보다 확실히 구비하고 나아가 높은 장기 내구성을 구비한다.
아울러 여기서 극히 높은 기계적 강도를 구비한다는 것은, 유리 섬유 강화 수지 성형품의 인장 강도가 195.0MPa 이상인 것을 의미한다. 또한 극히 높은 내열성을 구비한다는 것은, 유리 섬유 강화 수지 성형품의 하중 휨 온도가 259.5℃ 이상인 것을 의미한다.
이어서, 본 발명의 실시의 형태에 대해 더욱 상세히 설명한다.
본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품은, 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 유리 섬유의 섬유 지름 D(μm)가 3.0~12.0μm의 범위에 있고, 상기 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 유리 섬유의 수평균 섬유 길이 L(μm)이 160~350μm의 범위에 있고, 상기 유리 섬유 강화 수지 성형품에서의 유리 섬유 체적 함유율 V(%)가 3.0~50.0%의 범위에 있고, 상기 D, L 및 V가 하기 식 (1)을 만족하는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 의하면, 상기 D, L 및 V가 상술한 범위에 있고 동시에 하기 식 (1)의 조건을 만족함으로써 유리 섬유 강화 수지 성형품은 높은 기계적 강도, 높은 내열성 및 우수한 성형 가공시의 가공성을 구비한다.
300.0 ≤ D2×L/V ≤ 1000.0···(1)
본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 유리 섬유의 섬유 지름 D가 3.0μm 미만이면 유리 섬유 및 유리 섬유 강화 수지 성형품의 제조 공정에 있어서 제조자의 건강에 악영향을 줄 것으로 염려된다. 한편 유리 섬유의 섬유 지름 D가 12.0μm를 초과하면 충분한 기계적 강도를 구비하는 유리 섬유 강화 수지 성형품을 얻을 수 없다.
또한 본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에서 유리 섬유의 섬유 지름 D는 3.5~10.5μm인 것이 바람직하고, 4.0~8.0μm인 것이 보다 바람직하고, 4.5~7.5μm인 것이 더욱 바람직하고, 5.0~7.2μm인 것이 특히 바람직하고, 5.5~7.0μm인 것이 극히 바람직하고, 6.0~6.9μm인 것이 가장 바람직하다.
여기서 유리 섬유를 형성하는 유리 필라멘트의 단면 형상이 진원 형상 또는 개략 진원(perfect circle)형상인 경우, 유리 섬유의 섬유 지름은 유리 필라멘트의 직경을 의미한다. 한편 유리 필라멘트의 단면 형상이 진원 형상 또는 개략 진원 형상 이외(예를 들어 타원 형상, 장원 형상 등)의 형상인 경우에는, 유리 섬유의 섬유 지름은 그 단면 형상의 면적과 동일한 면적을 갖는 진원의 직경(환산 섬유 지름이라 함)을 의미한다.
아울러 본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에서의 유리 섬유의 섬유 지름은, 예를 들어 먼저, 유리 섬유 강화 수지 성형품의 단면을 연마하고, 이어서 전자현미경을 이용하여 유리 필라멘트 100개 이상 당, 그 유리 필라멘트의 단면 형상이 진원 형상 또는 개략 진원 형상인 경우에는 그 직경을 측정하고, 그 유리 필라멘트의 단면 형상이 진원 형상 또는 개략 진원 형상 이외의 형상인 경우에는 그 단면적을 산출한 다음 그 단면적에 기초하여 환산 섬유 지름을 산출하고, 이어서 측정 또는 산출된 직경 또는 환산 섬유 지름의 평균값을 구함으로써 산출할 수 있다.
아울러 유리 섬유는 통상 복수개의 유리 필라멘트가 집속되어 형성되어 있으나, 유리 섬유 강화 수지 성형품의 경우에는 성형 가공을 거침으로써 상기 집속이 풀려 유리 필라멘트 상태로 유리 섬유 강화 수지 성형품 내에 분산하여 존재하고 있다.
본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 유리 섬유의 수평균 섬유 길이 L이 160μm 미만이면 충분한 기계적 강도를 구비하는 유리 섬유 강화 수지 성형품을 얻을 수 없다. 한편 유리 섬유의 수평균 섬유 길이 L이 350μm를 초과하면 성형 가공시 특히 2축 혼련시의 가공성이 저하될 가능성이 있다.
또한 본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 에서, 유리 섬유의 수평균 섬유 길이 L은 180~260μm인 것이 바람직하고, 190~227μm인 것이 보다 바람직하고, 195~225μm인 것이 더욱 바람직하고, 200~223μm인 것이 특히 바람직하고, 206~222μm인 것이 극히 바람직하고, 210~221μm인 것이 가장 바람직하다.
아울러 본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에서의, 유리 섬유의 수평균 섬유 길이는 이하의 방법에 의해 산출할 수 있다. 먼저, 유리 섬유 강화 수지 성형품을 650℃의 머플로에서 0.5~24시간 가열하여 유기물을 분해한다. 이어서 잔존하는 유리 섬유를 유리 샬레로 옮기고 아세톤을 이용하여 유리 섬유를 샬레의 표면에 분산시킨다. 이어서 샬레 표면에 분산된 유리 섬유 1000개 이상에 대해 실체 현미경을 이용하여 섬유 길이를 측정하고 평균을 취함으로써 유리 섬유의 수평균 섬유 길이를 산출한다.
본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 유리 섬유 체적 함유율 V가 3.0% 미만이면 충분한 기계적 강도를 구비하는 유리 섬유 강화 수지 성형품을 얻을 수 없다. 한편 유리 섬유 체적 함유율 V가 50.0%를 초과하면 성형 가공시의 가공성이 악화된다.
또한 본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 에서, 유리 섬유 체적 함유율 V는 5.0~30.0%인 것이 바람직하고, 6.0~25.0%인 것이 보다 바람직하고, 10.0~20.0%인 것이 더욱 바람직하고, 15.0~19.5%인 것이 특히 바람직하다.
아울러 본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에서의 유리 섬유 체적 함유율은 JIS K 7053에 준거하여 산출할 수 있다.
본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 유리 섬유의 섬유 지름 D(μm), 유리 섬유의 섬유 길이 L(μm), 및 유리 섬유 체적 함유율 V(%)가 식 (1)을 만족하지 않는 경우, 즉 D2×L/V가 300 미만인 경우에는, 성형 가공시의 가공성이 악화된다. 한편 D2×L/V가 1000을 초과하는 경우에는 충분한 기계적 강도를 구비하는 유리 섬유 강화 수지 성형품을 얻을 수 없다.
또한 본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 에서, 상기 D, L 및 V는 하기 식 (2)을 만족하는 것이 바람직하다. D2×L/V가 하기 식 (2)를 만족함으로써 유리 섬유 강화 수지 성형품은 높은 기계적 강도, 보다 높은 내열성 및 보다 우수한 성형 가공시의 가공성을 구비한다.
350.0 ≤ D2×L/V ≤ 800.0···(2)
또한 본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 에서, 상기 D, L 및 V는 하기 식 (3)을 만족하는 것이 더욱 바람직하다. D2×L/V가 하기 식 (3)을 만족함으로써 유리 섬유 강화 수지 성형품은 보다 높은 기계적 강도, 보다 높은 내열성 및 보다 우수한 성형 가공시의 가공성을 구비하고 나아가 높은 장기 내구성을 구비한다.
400.0 ≤ D2×L/V ≤ 700.0···(3)
또한 본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 에서, 상기 D, L 및 V는 하기 식 (5)을 만족하는 것이 특히 바람직하다. D2×L/V가 하기 식 (5)을 만족함으로써 유리 섬유 강화 수지 성형품은 극히 높은 기계적 강도, 극히 높은 내열성 및 보다 우수한 성형 가공시의 가공성을 구비하고 나아가 높은 장기 내구성을 구비한다.
450.0 ≤ D2×L/V ≤ 600.0···(5)
본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 에서, 상기 D, L 및 V는 하기 식 (6)을 만족하는 것이 바람직하다. D4/5×L2/(1000×V2/3)이 하기 식 (6)을 만족함으로써 보다 높은 기계적 강도, 보다 높은 내열성 및 보다 우수한 성형 가공시의 가공성을 구비하고 나아가 높은 장기 내구성을 구비한다.
27.5 ≤ D4/5×L2/(1000×V2/3) ≤ 36.5···(6)
본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 에서, 상기 D, L 및 V는 하기 식 (4)를 만족하는 것이 특히 바람직하다. D4/5×L2/(1000×V2/3)이 하기 식 (4)를 만족함으로써 유리 섬유 강화 수지 성형품, 극히 높은 기계적 강도, 극히 높은 내열성 및 보다 우수한 성형 가공시의 가공성을 보다 확실히 구비하고 나아가 높은 장기 내구성을 구비한다.
29.7 ≤ D4/5×L2/(1000×V2/3) ≤ 34.8···(4)
본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서 유리 섬유의 단면 형상(통상적으로 유리 섬유는 복수개의 유리 필라멘트가 집속되어 구성되어 있고, 이 유리 필라멘트의 단면 형상을 유리 섬유의 단면 형상이라 함)은 특별히 한정되지 않는다. 본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서 유리 섬유가 취할 수 있는 단면 형상(즉, 유리 필라멘트가 취할 수 있는 단면 형상)으로서는 진원형, 타원형, 장원형을 들 수 있다. 유리 섬유의 단면 형상이 타원형 또는 장원형인 경우, 단면 형상의 단경에 대한 장경의 비(장경/단경)는 예를 들어 2.0~10.0의 범위에 있다. 유리 섬유 강화 수지 성형품의 기계적 강도를 향상시키는 관점에서는 유리 섬유의 단면 형상은 장원형인 것이 바람직하고, 단면 형상의 단경에 대한 장경의 비는 2.2~6.0인 것이 바람직하다.
본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서 유리 섬유를 형성하는 유리의 유리 조성은 특별히 한정되지 않는다. 본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서 유리 섬유가 취할 수 있는 유리 조성으로서는 가장 범용적인 E 유리 조성(유리 섬유의 전량에 대해 52.0~56.0 질량% 범위의 SiO2와, 12.0~16.0 질량% 범위의 Al2O3와, 합계 20.0~25.0 질량% 범위의 MgO 및 CaO와, 5.0~10.0 질량% 범위의 B2O3를 포함하는 조성), 고강도 고탄성률 유리 조성(유리 섬유의 전량에 대해 64.0~66.0 질량% 범위의 SiO2와, 24.0~26.0 질량% 범위의 Al2O3와, 9.0~11.0 질량% 범위의 MgO를 포함하는 조성), 고탄성률 용이 제조성의 유리 조성(유리 섬유의 전량에 대해 57.0~60.0 질량% 범위의 SiO2와, 17.5~20.0 질량% 범위의 Al2O3와, 8.5~12.0 질량% 범위의 MgO와, 10.0~13.0 질량% 범위의 CaO와, 0.5~1.5 질량% 범위의 B2O3를 포함하고 동시에 SiO2, Al2O3, MgO 및 CaO의 합계량이 98.0 질량% 이상인 조성), 및 저유전율 저유전정접 유리 조성(유리 섬유 전량에 대해 52.0~57.0 질량% 범위의 SiO2와, 13.0~17.0 질량% 범위의 Al2O3와, 15.0~21.5 질량% 범위의 B2O3와, 2.0~6.0 질량% 범위의 MgO와, 2.0~6.0 질량% 범위의 CaO와, 1.0~4.0 질량% 범위의 TiO 2와, 1.5 질량% 미만의 F2를 포함하고, 동시에 Li2O, Na2O 및 K2O의 합계량이 0.6 질량% 미만인 조성)을 들 수 있다. 유리 섬유 강화 수지 성형품의 기계적 강도를 향상시키는 관점에서는 유리 섬유의 유리 조성은 상기 고강도 고탄성률 유리 조성 또는 고탄성률 용이 제조성의 유리 조성인 것이 바람직하다.
상술한 유리 조성을 구비하는 유리 섬유는 이하와 같이 제조된다. 맨 먼저, 상술한 조성이 되도록 조제된 유리 원료(유리 배치)를 용융로로 공급하고 예를 들어 1450~1550℃ 범위의 온도로 용융한다. 이어서, 용융된 유리 배치(용융 유리)를 소정의 온도로 제어된, 부싱의 1~8000개의 노즐 팁 또는 홀을 통해 토출시키고, 고속으로 권취함으로써 잡아늘이면서 냉각시키고, 고체화함으로써 유리 필라멘트 1~8000개가 집속된 상태의 유리 섬유가 형성된다. 여기서, 1개의 노즐 팁 또는 홀로부터 토출되어 냉각, 고체화된 유리 필라멘트는 통상 진원형의 단면 형상을 갖는다. 한편 상기 노즐 팁이 비원형 형상을 갖고 용융 유리를 급냉시키는 돌기부나 절결부를 갖는 경우에는 온도 조건을 제어함으로써 비원형(예를 들어 타원형, 장원형)의 단면 형상을 갖는 유리 필라멘트를 얻을 수 있다.
본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서 유리 섬유는 유리 섬유와 수지와의 접착성의 향상, 유리 섬유와 수지 또는 무기 재료와의 혼합물 내에서의 유리 섬유의 균일 분산성의 향상 등을 목적으로 그 표면을 유기물로 피복할 수도 있다. 이러한 유기물로서는 우레탄 수지, 에폭시 수지, 초산비닐수지, 아크릴 수지, 변성 폴리프로필렌(특히 카본산 변성 폴리프로필렌), (폴리)카본산(특히 말레산)과 불포화 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 또한 본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에서 유리 섬유는 이 수지들 뿐아니라 실란 커플링제, 윤활제, 계면활성제 등을 포함한 수지 조성물로 피복되어 있을 수도 있다. 이러한 수지 조성물은 수지 조성물에 피복되어 있지 않은 상태에서의 유리 섬유의 질량을 기준으로 하여 0.1~2.0 질량%의 비율로 유리 섬유를 피복한다. 아울러 유기물에 의한 유리 섬유의 피복은 예를 들어 유리 섬유의 제조 공정에서 롤러형 어플리케이터 등의 공지의 방법을 이용하여 수지 용액 또는 수지 조성물 용액을 유리 섬유에 도포하고, 그 후 수지 용액 또는 수지 조성물 용액이 도포된 유리 섬유를 건조시킴으로써 수행할 수 있다.
여기서, 실란 커플링제로서는, 아미노실란(γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-β-(아미노에틸)-N＇-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-아닐리노프로필트리메톡시실란 등), 클로르실란(γ-글로시독시프로필트리메톡시실란 등), 에폭시실란(β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 등), 메르캅토실란(γ-클로로프로필트리메톡시실란 등의 γ-메르캅토트리메톡시실란 등), 비닐실란(비닐트리메톡시실란, N-β-(N-비닐벤질아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란 등), 아크릴실란(γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 등), 양이온성 실란(N-(비닐벤질)-2-아미노에틸-3-아미노프로필트리메톡시실란 염산염, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란 염산염 등)을 들 수 있다. 상기 실란 커플링제는 이 화합물들을 단독으로 사용할 수도 있고 또는 2종류 이상을 병용할 수도 있다.
윤활제로서는 변성 실리콘 오일, 동물유(우지 등) 및 이 수소 첨가물, 식물유(대두유, 야자유, 유채씨유, 팜유, 해바라기유 등) 및 이 수소 첨가물, 동물성 왁스(밀랍, 라놀린 등), 식물성 왁스(칸데릴라 왁스, 카르나우바 왁스 등), 광물계 왁스(파라핀 왁스, 몬탄 왁스 등), 고급 포화 지방산과 고급 포화 알코올과의 축합물(라우릴스테아레이트 등의 스테아르산 에스테르 등), 폴리에틸렌이민, 폴리알킬폴리아민알킬아마이드 유도체, 지방산 아미드(예를 들어 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민 등의 폴리에틸렌폴리아민과, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산 등의 지방산과의 탈수축합물 등), 제4급 암모늄염(라우릴트리메틸암모늄클로라이드 등의 알킬트리메틸암모늄염 등)을 들 수 있다. 상기 윤활제는 이것들을 단독으로 사용할 수도 있고 또는 2 종류 이상을 병용할 수도 있다.
계면활성제로서는, 비이온계 계면활성제, 양이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제, 양성 계면활성제를 들 수 있다. 상기 계면활성제는 이것들을 단독으로 사용할 수도 있고 또는 2 종류 이상을 병용할 수도 있다.
비이온계 계면활성제로서는 에틸렌옥사이드프로필렌옥사이드알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌-블록코폴리머, 알킬폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌-블록코폴리머 에테르, 폴리옥시에틸렌지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌지방산 모노에스테르, 폴리옥시에틸렌지방산 디에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄지방산 에스테르, 글리세롤지방산 에스테르 에틸렌옥사이드 부가물, 폴리옥시에틸렌 캐스터오일 에테르, 경화 피마자유 에틸렌옥사이드 부가물, 알킬아민에틸렌옥사이드 부가물, 지방산 아미드에틸렌옥사이드 부가물, 글리세롤 지방산 에스테르, 폴리글리세린 지방산 에스테르, 펜타에리트리톨 지방산 에스테르, 소르비톨 지방산 에스테르, 소르비탄 지방산 에스테르, 자당 지방산 에스테르, 다가알코올알킬에테르, 지방산 알칸올아미드, 아세틸렌글리콜, 아세틸렌알코올, 아세틸렌글리콜의 에틸렌옥사이드 부가물, 아세틸렌알코올의 에틸렌옥사이드 부가물 등을 들 수 있다.
양이온계 계면활성제로서는, 염화알킬디메틸벤질암모늄, 염화알킬트리메틸암모늄, 알킬디메틸에틸암모늄 에틸설페이트, 고급 알킬아민염(초산염이나 염산염 등), 고급 알킬아민에의 에틸렌옥사이드 부가물, 고급 지방산과 폴리알킬렌폴리아민과의 축합물, 고급 지방산과 알칸올아민과의 에스테르의 염, 고급 지방산 아미드의 염, 이미다졸린형 양이온성 계면활성제, 알킬피리디늄염 등을 들 수 있다.
음이온계 계면활성제로서는, 고급 알코올황산에스테르염, 고급 알킬에테르황산에스테르염,α-올레핀황산에스테르염, 알킬벤젠술폰산염, α-올레핀술폰산염, 지방산 할라이드와 N-메틸타우린과의 반응생성물, 술포숙시네이트 디알킬 에스테르염, 고급 알코올 인산에스테르염, 고급 알코올 에틸렌옥사이드 부가물의 인산에스테르염 등을 들 수 있다.
양성 계면활성제로서는, 알킬아미노프로피온산 알칼리 금속염 등의 아미노산형 양성 계면활성제, 알킬디메틸 베타인 등의 베타인형, 이미다졸린형 양성 계면활성제 등을 들 수 있다.
본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품은, 상술한 유리 섬유 외에도 열가소성 수지, 및 유리 섬유 이외의 첨가제를 포함한다. 본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에서 열가소성 수지의 체적 함유율은 예를 들어 50.0~97.0%이다. 또한 본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에서 유리 섬유 이외의 첨가제의 체적 함유율은 예를 들어 0~40.9 질량%이다.
여기서, 상기 열가소성 수지로서는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스틸렌, 스틸렌/무수말레산 수지, 스틸렌/말레이미드 수지, 폴리아크릴로니트릴, 아크릴로니트릴/스틸렌(AS) 수지, 아크릴로니트릴/부타디엔/스틸렌(ABS) 수지, 염소화 폴리 에틸렌/아크릴로니트릴/스틸렌(ACS) 수지, 아크릴로니트릴/에틸렌/스틸렌(AES) 수지, 아크릴로니트릴/스틸렌/아크릴산메틸(ASA) 수지, 스틸렌/아크릴로니트릴(SAN) 수지, 메타크릴 수지, 폴리염화비닐(PVC), 폴리염화비닐리덴(PVDC), 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리카보네이트, 폴리아릴렌설파이드, 폴리에테르술폰(PES), 폴리페닐술폰(PPSU), 폴리페닐렌에테르(PPE), 변성 폴리페닐렌에테르(m-PPE), 폴리아릴케톤, 액정 폴리머(LCP), 불소 수지, 폴리에테르이미드(PEI), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리설폰(PSF), 폴리아미드이미드(PAI), 폴리아미노비스말레이미드(PABM), 열가소성 폴리이미드(TPI), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 에틸렌/초산비닐(EVA) 수지, 아이오노머(IO) 수지, 폴리부타디엔, 스틸렌/부타디엔 수지, 폴리부틸렌, 폴리메틸펜텐, 올레핀/비닐알코올 수지, 환상 올레핀 수지, 셀룰로오스 수지, 폴리유산 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 높은 인장 강도, 높은 굽힘 강도, 높은 굽힘 탄성률 및 높은 충격 강도가 요구되는 용도가 많아 폴리아미드, 폴리부틸렌테레프탈레이트 또는 폴리카보네이트가 바람직하고, 폴리 아미드가 보다 바람직하다.
구체적으로, 폴리에틸렌으로서는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 중밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 초고분자량 폴리에틸렌 등을 들 수 있다.
폴리프로필렌으로서는, 아이소택틱 폴리프로필렌, 어택틱 폴리프로필렌, 신디오택틱 폴리프로필렌 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
폴리스틸렌으로서는 어택틱 구조를 갖는 어택틱 폴리스틸렌인 범용 폴리스틸렌(GPPS), GPPS에 고무 성분을 더한 내충격성 폴리스틸렌(HIPS), 신디오택틱 구조를 갖는 신디오택틱 폴리스틸렌 등을 들 수 있다.
메타크릴 수지로서는, 아크릴산, 메타크릴산, 스틸렌, 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 메타크릴산 에틸, 아크릴산 부틸, 메타크릴산 부틸, 지방산 비닐 에스테르 중 1종을 단독 중합한 중합체, 또는 2종 이상을 공중합한 중합체 등을 들 수 있다.
폴리염화비닐로서는 종래 공지의 유화 중합법, 현탁 중합법, 마이크로 현탁 중합법, 괴상 중합법 등의 방법에 의해 중합되는 염화비닐 단독 중합체, 또는 염화비닐모노머와 공중합 가능한 모노머와의 공중합체, 또는 중합체에 염화비닐 모노머를 그라프트 중합한 그라프트 공중합체 등을 들 수 있다.
폴리아미드로서는 폴리카프로아미드(나일론 6), 폴리헥사메틸렌아디파미드(나일론 66), 폴리테트라메틸렌아디파미드(나일론 46), 폴리테트라메틸렌세바카미드(나일론 410), 폴리펜타메틸렌아디파미드(나일론 56), 폴리펜타메틸렌세바카미드(나일론 510), 폴리헥사메틸렌세바카미드(나일론 610), 폴리헥사메틸렌도데카미드(나일론 612), 폴리데카메틸렌아디파미드(나일론 106), 폴리데카메틸렌세바카미드(나일론 1010), 폴리데카메틸렌도데카미드(나일론 1012), 폴리운데칸아미드(나일론 11), 폴리운데카메틸렌아디파미드(나일론 116), 폴리도데칸아미드(나일론 12), 폴리자일렌아디파미드(나일론 XD6), 폴리자일렌세바카미드(나일론 XD10), 폴리메타자일릴렌아디파미드(나일론 MXD6), 폴리파라자일릴렌아디파미드(나일론 PXD6), 폴리테트라메틸렌테레프탈아미드(나일론 4T), 폴리펜타메틸렌테레프탈아미드(나일론 5T), 폴리헥사메틸렌테레프탈아미드(나일론 6T), 폴리헥사메틸렌이소프탈아미드(나일론 6I), 폴리노나메틸렌테레프탈아미드(나일론 9T), 폴리데카메틸렌테레프탈아미드(나일론 10T), 폴리운데카메틸렌테레프탈아미드(나일론 11T), 폴리도데카메틸렌테레프탈아미드(나일론 12T), 폴리테트라메틸렌이소프탈아미드(나일론 4I), 폴리비스(3-메틸-4-아미노헥실)메탄테레프탈아미드(나일론 PACMT), 폴리비스(3-메틸-4-아미노헥실)메탄이소프탈아미드(나일론 PACMI), 폴리비스(3-메틸-4-아미노헥실)메탄도데카미드(나일론 PACM12), 폴리비스(3-메틸-4-아미노헥실)메탄테트라데카미드(나일론 PACM14) 등의 성분 중 1종, 혹은 2종 이상의 복수 성분을 조합한 공중합체나 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
폴리아세탈로서는 옥시메틸렌 단위를 주된 반복 단위로 하는 단독 중합체, 및 주로 옥시메틸렌 단위로 이루어지고, 주쇄중에 2~8개의 인접하는 탄소 원자를 갖는 옥시알킬렌 단위를 함유하는 공중합체 등을 들 수 있다.
폴리에틸렌테레프탈레이트로서는 테레프탈산 또는 그 유도체와, 에틸렌글리콜을 중축합함으로써 얻어지는 중합체 등을 들 수 있다.
폴리부틸렌테레프탈레이트로서는 테레프탈산 또는 그 유도체와, 1,4-부탄디올을 중축합함으로써 얻어지는 중합체 등을 들 수 있다.
폴리트리메틸렌테레프탈레이트로서는 테레프탈산 또는 그 유도체와, 1,3-프로판디올을 중축합함으로써 얻어지는 중합체 등을 들 수 있다.
폴리카보네이트로서, 디히드록시디아릴 화합물과 디페닐카보네이트 등의 탄산 에스테르를 용융 상태로 반응시키는 에스테르 교환법에 의해 얻어지는 중합체, 또는 디히드록시아릴 화합물과 포스겐을 반응시키는 포스겐법에 의해 얻어지는 중합체를 들 수 있다.
폴리아릴렌설파이드로서는, 직쇄형 폴리페닐렌설파이드, 중합 후에 경화 반응을 수행함으로써 고분자량화된 가교형 폴리페닐렌설파이드, 폴리페닐렌설파이드설폰, 폴리페닐렌설파이드에테르, 폴리페닐렌설파이드케톤 등을 들 수 있다.
변성 폴리페닐렌에테르로서는 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르와 폴리스틸렌과의 폴리머 얼로이, 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르와 스틸렌/부타디엔 공중합체와의 폴리머 얼로이, 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르와 스틸렌/무수 말레산 공중합체와의 폴리머 얼로이, 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르와 폴리아미드와의 폴리머 얼로이, 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르와 스틸렌/부타디엔/아크릴로니트릴 공중합체와의 폴리머 얼로이 등을 들 수 있다.
폴리아릴케톤으로서는 폴리에테르케톤(PEK), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르케톤케톤(PEKK), 폴리에테르에테르케톤케톤(PEEKK) 등을 들 수 있다.
액정 폴리머(LCP)로서는 서모트로픽 액정 폴리에스테르인 방향족 히드록시카보닐 단위, 방향족 디히드록시 단위, 방향족 디카보닐 단위, 지방족 디히드록시 단위, 지방족 디카보닐 단위 등으로부터 선택되는 1종 이상의 구조 단위로 이루어지는 (공)중합체 등을 들 수 있다.
불소 수지로서는, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 퍼플루오로알콕시수지(PFA), 불화에틸렌프로필렌 수지(FEP), 불화에틸렌테트라플루오로에틸렌 수지(ETFE), 폴리비닐플로라이드(PVF), 폴리불화비닐리덴(PVDF), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌/클로로트리플루오로에틸렌 수지(ECTFE) 등을 들 수 있다.
아이오노머(IO) 수지로서는 올레핀 또는 스틸렌과 불포화 카본산과의 공중합체로, 카르복실기의 일부를 금속 이온으로 중화하여 이루어지는 중합체 등을 들 수 있다.
올레핀/비닐알코올 수지로서는 에틸렌/비닐알코올 공중합체, 프로필렌/비닐알코올 공중합체, 에틸렌/초산비닐 공중합체 비누화물, 프로필렌/초산비닐 공중합체 비누화물 등을 들 수 있다.
환상 올레핀 수지로서는 시클로헥센 등의 단환체, 테트라시클로펜타디엔 등의 다환체, 환상 올레핀 모노머의 중합체 등을 들 수 있다.
폴리유산으로서는, L체의 단독 중합체인 폴리 L-유산, D체의 단독 중합체인 폴리 D-유산, 또는 그 혼합물인 스테레오 컴플렉스형 폴리유산 등을 들 수 있다.
셀룰로오스 수지로서는 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 히드록시 셀룰로오스, 히드록시메틸 셀룰로오스, 히드록시에틸 셀룰로오스, 히드록시에틸메틸 셀룰로오스, 히드록시프로필메틸 셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스프로피오네이트, 셀룰로오스부틸레이트 등을 들 수 있다.
상기 열가소성 수지는 단독으로 사용할 수도 있고 2종 이상 조합하여 사용할 수도 있다.
상기 유리 섬유 이외의 첨가제로서는 유리 섬유 이외의 강화 섬유(예를 들어 탄소 섬유, 금속 섬유 등), 유리 섬유 이외의 충전제(예를 들어 글래스 파우더, 탈크, 마이카 등), 난연제, 자외선 흡수제, 열안정제, 산화방지제, 대전방지제, 유동성 개량제, 안티블로킹제, 윤활제, 핵제, 항균제, 안료 등을 들 수 있다.
본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품은, 상술한 유리 섬유, 상술한 열가소성 수지, 및 상술한 유리 섬유 이외의 첨가제로 이루어지는 혼합물을, 사출 성형법, 사출 압축 성형법, 이색 성형법, 중공 성형법, 발포 성형법(초임계 유체 발포 성형법을 포함), 인서트 성형법, 인 몰드 코팅 성형법, 압출 성형법, 시트 성형법, 열성형법, 회전 성형법, 적층 성형법, 프레스 성형법, 블로우 성형법, 스탬핑 성형법, 인퓨전법, 핸드레이업법, 스프레이업법, 레진 트랜스퍼 몰딩법, 시트 몰딩 콤파운드법, 벌크 몰딩 콤파운드법, 인발법, 필라멘트 와인딩법 등의 공지의 성형법으로 성형하여 얻을 수 있다.
본 실시형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품의 용도로서는 예를 들어 전자기기 케이스, 전자 부품(커넥터, 소켓, LED, 봉지 성형품), 차량 외장 부재(범퍼, 펜더, 보닛, 에어 댐, 휠 커버 등), 차량 내장 부재(도어 트림, 천정재 등), 차량 엔진 주위 부재(오일 팬, 엔진 커버, 인테이크 매니폴드, 익죠스트 매니폴드 등), 차량 기구 부품(풀리, 씰 링, 기어, 베어링), 머플러 관련 부재(소음 부재 등), 고압 탱크 등을 들 수 있다.
이어서 본 발명의 실시예 및 비교예를 나타낸다.
실시예
［실시예 1~6, 비교예 1~5］
먼저, 유리 섬유 강화 수지 성형품에서의 유리 섬유의 섬유 지름, 유리 섬유의 수평균 섬유 길이 및 유리 섬유 체적 함유율이, 표 1 또는 표 2에 나타나는 실시예 1~6 및 비교예 1~5가 되도록, 유리 섬유 지름, 절단 길이(통상, 1~5mm 정도) 및 배합량을 조정한 E 유리 조성의 글래스 ?h드 스트랜드(유리 필라멘트가 복수개 집속되어 형성된, 유리 스트랜드를 소정의 길이로 절단한 것)와, 폴리아미드 수지 PA66(아사히카세이(주) 제조, 상품명: 레오나 1300S)을 2축 혼련기(토시바기계(주) 제조, 상품명:TEM-26SS)로 혼련하여 수지 펠렛을 제작했다. 이어서, 얻어진 수지 펠렛을 이용하여 사출 성형기(닛세이수지공업(주) 제조, 상품명: NEX80)에 의해 사출 성형을 수행하여 JIS K 7054에 준한 A형 덤벨 시험편(두께 4 mm)을 제작하여 시험편으로 사용했다.
얻어진 시험편에 대해 이하에 나타내는 방법으로 인장 강도 및 하중 휨 온도를 측정 또는 산출했다. 또한 실시예 1 및 비교예 4에서는 피로 강도 및 크리프 파괴 강도를 측정 또는 산출했다. 또한 상기 2축 혼련기에 의한 혼련시, 및 사출 성형기에 의한 성형시의 작업 상황에 의해 가공성을 평가했다. 결과를 표 1 및 표 2에 나타냈다.
［인장 강도］
상기 시험편에 대해 시험 온도 23℃의 조건에서 정밀만능시험기((주)시마즈 제작소 제조, 상품명: 오토그래프 AG-5000B)를 이용하여, JIS K 7054에 준거한 정적 인장 시험을 수행하여 인장 강도를 측정했다.
［하중 휨 온도］
상기 시험편에 대해 시험 응력 1.8 MPa, 온도 상승 속도 120℃／h의 조건에서, 히트 디스토션 테스터(상품명, (주)야스다세이키제작소 제조, 형식: 148-HD500)를 이용하여 JIS K 7191에 준거한 플랫 와이즈에서의 하중 휨 온도를 측정했다.
［피로 강도］
상기 시험편에 대해 시험 온도 23℃ 응력비 0.1, 주파수 10Hz의 조건에서 유압 서보식 강도시험기((주)시마즈제작소 제조, 상품명: 시마즈서보펄서 EHF-EV020K1-020-1 A형)를 이용하여 JIS K 7118에 준거한 인장 피로 시험을 수행하여 반복 회수 107에서의 피로 강도를 측정했다.
［크리프 파괴 강도］
상기 시험편에 대해, 시험 온도 23℃의 조건에서, 만능시험기(인테스코사 제조)를 이용하여 JIS K 7115에 준거한 인장 크리프 파괴(creep rupture) 시험을 수행하고 정적 응력의 60~90%의 응력 범위에서의 크리프 파단 시간을 측정했다. 그 결과를 통해 대수 근사로 크리프 파괴 곡선을 취득하고 응력 부하 1000시간에서의 크리프 파괴 강도를 산출했다.
［가공성］
혼련시 및 성형시의 작업 상황에 따라 가공성을 이하의 기준으로 평가했다. ◎:혼련시 및 성형시에 문제 없이 제조 가능. ○:혼련시에는 문제 없지만 성형시에 호퍼부에서 브릿지가 발생하여 제조자의 보조가 필요하다. Х:혼련시의 커트부에서 막힘이 발생하여 제조자의 보조가 필요하고 아울러 성형시에 호퍼부에서 브릿지가 발생하여 제조자의 보조가 필요하다.
[표 1]
Figure 112020043255612-pct00001
[표 2]
Figure 112020043255612-pct00002
표 1에 나타나는 바와 같이, 실시예 1~6에 나타나는, 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 유리 섬유의 섬유 지름 D(μm)가 3.0~12.0μm의 범위에 있고, 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 유리 섬유의 수평균 섬유 길이 L(μm)이 160~350μm의 범위에 있고, 유리 섬유 강화 수지 성형품에서의 유리 섬유 체적 함유율 V(%)가 3.0~50.0%의 범위에 있고, 상기 D, L 및 V가 하기 식 (1)을 만족하는 유리 섬유 강화 수지 성형품은 높은 기계적 강도(인장 강도가 185.0MPa 이상), 높은 내열성(하중 휨 온도가 255.0℃ 이상), 및 우수한 성형 가공시의 가공성을 구비한다.
300.0 ≤ D2×L/V ≤ 1000.0 ···(1)
또한 실시예 1에 나타나는 유리 섬유 강화 수지 성형품은 높은 장기 내구성(피로 강도 78MPa 이상, 동시에 응력 부하 1000시간에서의 크리프 파괴 강도 114MPa 이상)을 구비한다.
한편 표 2에 나타나는 바와 같이, 비교예 1~5의 유리 섬유 강화 수지 성형품에서는 상기 식 (1)이 만족되지 않으므로 유리 섬유 강화 수지 성형품이 충분한 기계적 강도를 구비하지 않거나(인장 강도가 185.0MPa 미만), 유리 섬유 강화 수지 성형품이 충분한 내열성을 구비하지 않거나(하중 휨 온도가 255.0℃ 미만), 성형 가공시의 가공성이 악화되는 문제 중 어느 하나 또는 복수의 문제가 발생하고 있다.
또한 상기 식 (1)이 만족되지 않는 비교예 4의 유리 섬유 강화 수지 성형품은 충분한 장기 내구성을 구비하지 않는다(피로 강도 78MPa 미만, 응력 부하 1000시간에서의 크리프 파괴 강도 114MPa 미만).
［실시예 5, 비교예 6~7］
먼저, 유리 섬유 강화 수지 성형품에서의 유리 섬유의 섬유 지름, 유리 섬유의 수평균 섬유 길이 및 유리 섬유 체적 함유율이 표 3에 나타나는 실시예 7 및 비교예 6~7이 되도록 유리 섬유 지름, 절단 길이(통상 1~5 mm정도) 및 배합량을 조정한, 고탄성률 용이 제조성의 유리 조성에 속하는 유리 조성(유리 섬유의 전량에 대해 59.4 질량%의 SiO2와, 18.9 질량%의 Al2O3와, 9.9 질량%의 MgO와, 11.1 질량%의 CaO와, 0.5 질량%의 B2O3를 포함하고, Na2O 및 Fe2O3를 합계 0.2 질량% 포함한 유리 조성)의 글래스 ?h드 스트랜드와 폴리 아미드 수지 PA66(아사히카세이(주) 제조, 상품명: 레오나 1300S)을 2축 혼련기(토시바기계(주) 제조, 상품명: TEM-26SS)로 혼련하여 수지 펠렛을 제작했다. 이어서, 얻어진 수지 펠렛을 이용하여 사출 성형기(닛세이수지공업(주) 제조, 상품명: NEX80)에 의해 사출 성형을 수행하여 JIS K 7054에 준한 A형 덤벨 시험편(두께 4 mm)을 제작하여 시험편으로 사용했다.
얻어진 시험편에 대해 상기의 방법으로 인장 강도 및 하중 휨 온도를 측정 또는 산출했다. 또한 실시예 7에서는 피로 강도 및 크리프 파괴 강도를 측정 또는 산출했다. 또한 상기 2축 혼련기에 의한 혼련시 및 사출 성형기에 의한 성형시의 작업 상황에 의해 가공성을 평가했다. 결과를 표 3에 나타냈다.
표 3에 나타나는 바와 같이, 고탄성률 용이 제조성의 유리 조성에서도, 실시예 7에 나타나는, 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 유리 섬유의 섬유 지름 D(μm)가 3.0~12.0μm의 범위에 있고, 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 유리 섬유의 수평균 섬유 길이 L(μm)이 160~350μm의 범위에 있고, 유리 섬유 강화 수지 성형품에서의 유리 섬유 체적 함유율 V(%)가 3.0~50.0%의 범위에 있고, 상기 D, L 및 V가 하기 식 (1)을 만족하는 유리 섬유 강화 수지 성형품은 높은 기계적 강도(인장 강도가 185.0MPa 이상), 높은 내열성(하중 휨 온도가 255.0℃ 이상), 및 우수한 성형 가공시의 가공성을 구비한다. 또한 고탄성률 용이 제조성의 유리 조성에서도 비교예 6~7의 유리 섬유 강화 수지 성형품의 경우에는 하기 식 (1)이 만족되지 않으므로 유리 섬유 강화 수지 성형품이 충분한 기계적 강도를 구비하지 않거나(인장 강도가 185.0MPa 미만), 유리 섬유 강화 수지 성형품이 충분한 내열성을 구비하지 않거나(하중 휨 온도가 255.0℃미만), 성형 가공시의 가공성이 악화되는 문제 중 어느 하나 또는 복수의 문제가 발생하고 있다.
300.0 ≤ D2×L/V ≤ 1000.0···(1)
[표 3]
Figure 112020043255612-pct00003

Claims (4)

  1. 유리 섬유 강화 수지 성형품으로서, 상기 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 유리 섬유의 섬유 지름 D(μm)가 4.0~7.5μm의 범위에 있고, 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 유리 섬유의 수평균 섬유 길이 L(μm)이 195~225μm의 범위에 있고, 유리 섬유 강화 수지 성형품에서의 유리 섬유 체적 함유율 V(%)가 6.0~25.0%의 범위에 있고, 상기 D, L 및 V가 하기 식 (3)을 만족하며, 상기 수지는 열가소성 수지인 것을 특징으로 하는 유리 섬유 강화 수지 성형품.
    400.0 ≤ D2×L/V ≤ 700.0···(3)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 D가 3.5~10.5μm의 범위에 있고, 상기 L이 180~260μm의 범위에 있고, 상기 V가 5.0~30.0%의 범위에 있고, 상기 D, L 및 V가 하기 식 (2)를 만족하는 것을 특징으로 하는 유리 섬유 강화 수지 성형품.
    350.0 ≤ D2×L/V ≤ 800.0···(2)
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 D가 4.5~7.0μm의 범위에 있고, 상기 L이 200~223μm의 범위에 있고, 상기 V가 10.0~20.0%의 범위에 있고, 상기 D, L 및 V가 하기 식 (4)를 만족하는 것을 특징으로 하는 유리 섬유 강화 수지 성형품.
    29.7 ≤ D4/5×L2/(1000×V2/3) ≤ 34.8···(4)
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