KR102679183B1 - 재생 폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 재생 폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 성형품에 관한 것으로, 구체적으로는 우수한 인장강도 및 충격강도를 가지는 동시에 높은 열안정성, 미려한 외관 및 우수한 휨 특성을 구현할 수 있는 재생 폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 성형품에 관한 것이다.
Description
본 발명은 폐 폴리아미드6을 이용한 친환경 재생 폴리아미드 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 해양 폐플라스틱으로부터 회수되는 폴리아미드6의 재활용을 위한 재생 폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.
또한 본 발명은 각종 산업 분야에 그 적용 범위를 넓히고 있는 폴리아미드6의 재생 수지를 대상으로 하여, 그 활용 가치가 더욱 향상될 수 있도록, 우수한 기계적 물성, 높은 열안정성, 외관 특성 및 휨 특성 등이 개선된 재생 폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.
현재 폐플라스틱의 경우 물질 재활용은 단지 15 ∼ 20%에 그치고 있을 뿐, 대부분을 소각하거나 고체연료로 통해 연소되고 있다. 그러나 소각 또는 고체연료를 통해서 연소하는 경우, 이산화탄소가 발생하여 지구온난화를 야기하므로, 친환경적이지 않는 문제점이 있다. 또한 우리나라가 2050년 탄소중립을 선언한 이후 소각 등이 아닌 폐플라스틱 물질의 재활용을 통해 이산화탄소 발생을 줄일 수 있는 새로운 기술의 출현이 절실히 요구되고 있다.
이러한 수지 중에서, 폴리아미드6 수지는 나일론6 수지로도 불리며 기계적 성질, 특히 내충격성이 우수한 결정성 플라스틱이며, 아미드 결합 [-CO-NH-]의 반복으로 주쇄를 구성하는 선상고분자(linear polymer) 물질이다.
통상 폴리아미드6 수지는 기계적 물성, 내열성, 내약품성, 내마모성, 전기절연성, 등이 매우 우수하여, 해양플라스틱 제품, 자동차용 내·외장과 엔진 부품, 전기전자 부품, 스포츠용품, 산업 자재 등 전 산업 분야에 광범위한 용도로 사용되고 있으며, 특히 기계적 물성이 우수하여 내구성이 요구되는 부품에 많이 적용되어 왔다.
그러나 폐폴리아미드6 수지를 재생하고자 하는 경우, 특히 해상 폐기물로부터 회수되는 나일론 6 수지를 재활용하는 경우, 상기의 장점과 많은 용도 전개 가능성에도 불구하고 해수에 의한 산화 등으로 인장강도 및 충격강도 등의 기계적 물성이 매우 취약하고, 친수기인 아마이드(Amide) 관능기에 의해 수분흡수율이 높아 흡수된 수분에 의해 기계적 물성, 외관 특성 등이 심각하게 저하되어 재활용을 위한 적용범위가 특히 제한되는 단점이 존재한다.
또한, 폴리아미드 6는 상기와 같이, 손상된 폐 플라스틱으로부터 재생되는 경우 물성과 가공성이 현저히 저하되는 문제점 또한 발생하므로 단지 폐 폴리아미드6와 신재 폴리아미드 6를 혼합하여 가공하는 경우, 혼합되기 어려울 뿐만 아니라, 압출 내지는 사출하여도 가스가 많이 나오며, 표면 평활성이 크게 저하되어 재생이 쉽지 않다는 단점이 있었다.
따라서, 폐 그물, 해양 부표, 태양광 패널 지지체 등의 각종 산업 분야에 그 적용 범위를 넓히고 있는 폴리아미드 수지를 재활용하여, 그 활용 가치를 더욱 향상시킬 수 있도록 우수한 기계적 물성, 높은 열안정성, 외관 특성 및 휨 특성 등이 현저히 개선된 재생 폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품의 연구 개발이 필요한 실정이다.
따라서 본 발명의 일 구현예는 해양 폐플라스틱, 폐원단, 폐섬유, 폐직물 및 폐필름 등에서 회수되는 폴리아미드 6을 재활용하여 고강성의 우수한 기계적 물성, 높은 열안정성, 우수한 외관 특성 및 휨 특성을 구현할 수 있는 재생 폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 성형품을 제공하는 것이다.
상기 안출된 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 (a) 재생 폴리아미드 6 10 내지 30 중량%, (b) 신재 폴리아미드 6 1 내지 30 중량%, (c) 폴리아미드 6I, 폴리아미드 6I/6T 및 폴리아미드 MXD6 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 둘 이상의 혼합물인 변성 폴리아미드 수지 1 내지 20 중량% 및 (d) 무기 충전제 30 내지 70 중량%를 포함하는 재생 폴리아미드 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 재생 폴리아미드 6 또는 변성 폴리아미드 수지의 용융온도는 130 ~ 280℃인 것을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 (d) 무기 충전제는 유리섬유(Glass Fiber), 탄소섬유, 탄산칼슘, 올라스토나이트, 탈크, 클레이, 카오린 및 마이카 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 둘 이상의 혼합물을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 (a) 재생 폴리아미드 6은 폐플라스틱, 폐원단, 폐섬유, 폐직물 및 폐필름 중에서 선택된 어느 하나 이상으로부터 재생되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 재생 폴리아미드 수지 조성물은 산화방지제, 활제, 열안정제, 난연제, 내후안정제, 대전방지제, 이형제 및 착색제 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 재생 폴리아미드 수지 조성물은 (a) 재생 폴리아미드 6 15 내지 25 중량%, (b) 신재 재생 폴리아미드 6 1 내지 15 중량% (c) 폴리아미드 6I, 폴리아미드 6I/6T 및 폴리아미드 MXD6 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 둘 이상의 혼합물인 변성 폴리아미드 수지 10 내지 20 중량% 및 (d) 무기 충전제 60 내지 70 중량%를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 재생 폴리아미드 수지 조성물로부터 형성되는 성형품을 제공할 수 있다
본 발명의 일 양태에 따른, 상기 성형품은 인장강도(KS M ISO 527)가 1,000kgf/cm2 이상이고, 충격강도(ASTM D256)가 13kgf cm/cm 이상인 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태는 우수한 인장강도 및 충격강도를 가지는 동시에 높은 열안정성, 미려한 외관 및 우수한 휨 특성을 구현할 수 있는 재생 폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 성형품을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 양태에 따른 재생 폴리아미드 수지 조성물은 해양 폐플라스틱, 폐원단, 폐섬유, 폐직물 및 폐필름 등으로부터 회수되는 폴리아미드 6을 재활용하여 얻어지는 수지 조성물이므로, 원가 절감 및 탄소배출량 감소에 따른 환경 친화적인 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 양태에 따른 재생 폴리아미드 수지 조성물은 가공성이 향상되고, 유동성이 우수하며, 기존 폴리아미드 대비 수분흡습율이 낮고, 외관이 우수하며, 강성이 높아 기존 재생폴리아미드의 성능을 월등히 높여 전기전자, 자동차용도 등 다양한 어플리케이션에 사용이 가능하여 혼합 및 재생이 용이한 효과가 있다.
이하 본 발명에 따른 재생 폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 성형품에 대하여 상세히 설명한다.
이때 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체 예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 또한 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 중량%일 수 있다.
또한 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
본 발명을 기술하는 명세서 전반에 걸쳐, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하는 것일 수 있다.
이하 본 명세서에서 특별한 정의가 없는 한, “이들의 조합”이란 구성물의 혼합 또는 공중합을 의미하는 것일 수 있다.
이하 본 명세서에서 특별한 정의가 없는 한, “A 및/또는 B”이란 A와 B를 동시에 포함하는 양태를 의미하는 것일 수 있고, A와 B 중에서 택일된 양태를 의미하는 것일 수도 있다.
본 발명의 일 구현예는 해양 폐플라스틱, 폐원단, 폐섬유, 폐직물 및 폐필름 등에서 회수되는 재생 폴리아미드 6를 신재 폴리아미드 6 및 변성 폴리아미드 수지와 함께 특정 함량으로 혼합함에 따라, 원가 절감 효과, 고화 시간 감소, 및 탄소 배출량 감소에 따른 환경 친화적인 특성을 구현할 수 있음과 동시에 고강성의 우수한 기계적 물성, 높은 열안정성, 우수한 외관 특성 및 휨 특성을 가지는 성형품을 제조하기에 적합한 재생 폴리아미드 수지 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 양태는 (a) 재생 폴리아미드 6 10 내지 30 중량%, (b) 신재 폴리아미드 6 1 내지 30 중량%, (c) 폴리아미드 6I, 폴리아미드 6I/6T 및 폴리아미드 MXD6 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 둘 이상의 혼합물인 변성 폴리아미드 수지 1 내지 20 중량% 및 (d) 무기 충전제 30 내지 70 중량%를 포함하는 재생 폴리아미드 수지 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 재생 폴리아미드 수지 조성물은 (a) 재생 폴리아미드 6, (b) 신재 폴리아미드 6, (c) 폴리아미드 6I, 폴리아미드 6I/6T 및 폴리아미드 MXD6 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 둘 이상의 혼합물인 변성 폴리아미드 수지 변성 폴리아미드 수지 및 (d) 무기 충전제를 상기 범위의 함량으로 동시에 포함함으로써, 이로부터 제조된 성형품이 우수한 인장강도 및 충격강도 등의 향상된 기계적 물성, 높은 열안정성, 우수한 외관 특성 및 휨 특성을 구현할 수 있으면서, 그와 동시에 조성물 내지는 성형품 제조 시의 원가 절감 효과, 고화 시간 감소 및 탄소 배출량 감소에 따른 환경 친화적인 특성 등을 구현할 수 있다.
보다 구체적으로 본 발명의 일 양태에 있어서, 상기 재생 폴리아미드 수지 조성물은 상기 (a) 재생 폴리아미드 6 15 내지 25 중량%, (b) 신재 폴리아미드 6 1 내지 15 중량% (c) 폴리아미드 6I, 폴리아미드 6I/6T 및 폴리아미드 MXD6 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 둘 이상의 혼합물인 변성 폴리아미드 수지 10 내지 20 중량% 및 (d) 무기 충전제 60 내지 70 중량%를 포함할 수 있지만, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
재생 폴리아미드 수지 조성물에 포함되는 각각의 구성 성분이 상기 범위의 함량을 만족하는 경우, 이로부터 제조되는 성형품은 높은 열안정성, 우수한 외관 특성 및 휨 특성을 구현하면서, 동시에 인장강도 및 충격강도가 더욱 향상되어, 고강성이 요구되는 성형품으로써 더욱 적합하게 활용될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 재생 폴리아미드 수지 조성물을 구성하는 각 성분을 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
<재생 폴리아미드 6>
본 발명의 일 양태에서, 상기 (a) 재생 폴리아미드 6은 상기 재생 폴리아미드 수지 조성물에 대하여 10 내지 60 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 이를 포함하는 재생 폴리아미드 수지 조성물로부터 제조된 성형품의 우수한 기계적 물성, 높은 열안정성, 우수한 외관 특성 및 휨 특성을 구현할 수 있으면서, 그와 동시에 조성물 내지는 성형품 제조 시의 원가 절감 효과, 고화 시간 감소 및 탄소 배출량 감소에 따른 환경 친화적인 특성 등을 구현할 수 있다.
또 다른 예로, 상기 (a) 재생 폴리아미드 6은 15 내지 25 중량%로 포함될 수 있지만, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 상기 범위를 만족할 경우, 재생 폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 성형품의 환경 친화적인 특성을 잘 구현하면서, 동시에 인장강도 및 충격강도 등의 기계적 물성이 더욱 향상될 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 (a) 재생 폴리아미드 6은 해양 폐플라스틱, 폐원단, 폐섬유, 폐직물 및 폐필름 등과 같은 폴리아미드계 수지 조성물로부터 제조되는 폐 성형품으로부터 재생되는 것일 수 있고, 특히 해양 폐플라스틱으로부터 재생되는 것일 수 있지만, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 재생 폴리아미드 6은 일례로, 결정성, 반결정성, 비결정성 또는 이들의 혼합일 수 있지만, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
<신재 폴리아미드 6>
본 발명의 일 양태에서, 상기 (b) 신재 폴리아미드 6은 상기 재생 폴리아미드 수지 조성물에 대하여 1 내지 30 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 이를 포함하는 재생 폴리아미드 수지 조성물로부터 제조된 성형품의 우수한 기계적 물성, 높은 열안정성, 우수한 외관 특성 및 휨 특성을 구현할 수 있다.
또 다른 예로, 상기 (b) 신재 폴리아미드 6은 1 내지 20 중량%, 또는 1 내지 15 중량%로 포함될 수 있지만, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 상기 범위를 만족할 경우, 이를 포함하는 재생 폴리아미드 수지 조성물로부터 제조되는 성형품의 인장강도 및 충격강도 등의 기계적 물성이 더욱 향상될 수 있고, 높은 열안정성, 우수한 외관 특성 및 휨 특성을 더욱 잘 구현할 수 있다.
상기 신재 폴리아미드 6은 일례로, 결정성, 반결정성, 비결정성 또는 이들의 혼합일 수 있지만, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
<변성 폴리아미드 수지>
본 발명의 일 양태에서 상기 (c)변성 폴리아미드 수지는 주사슬에 벤젠고리를 포함하는 것으로서, 방향족 디카르복실산(aromatic dicarboxylic acid)이 10 내지 100 몰%, 20 내지 80 몰%, 또는 30 내지 70 몰%가 포함된 디카르복실산 단량체와, 지방족 또는 지환족 디아민(aliphatic or alicyclic diamine) 단량체 10 내지 100 몰%, 20 내지 80 몰%, 또는 30 내지 70 몰%의 축중합에 의해 제조될 수 있다.
특히, 본 발명의 일 양태에서 상기 변성 폴리아미드 수지는 헥사메틸렌 디아민(hexamethylene diamine)과 이소프탈산의 축중합에 의해 제조되는 폴리아미드 6I, 헥사메틸렌 디아민(hexamethylene diamine), 이소프탈산 및 테레프탈산의 축중합으로 제조되고 테레프탈산 대비 이소프탈산이 과량으로 중합되는 폴리아미드 6I/6T, 메타크실렌디아민과 아디핀산의 축중합에 의해 제조되는 폴리아미드 MXD6, 또는 이들의 둘 이상의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 (c) 폴리아미드 6I, 폴리아미드 6I/6T 및 폴리아미드 MXD6 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 둘 이상의 혼합물인 변성 폴리아미드 수지는 재생 폴리아미드 수지 조성물에 대하여, 1 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위를 만족할 경우, 이를 포함하는 재생 폴리아미드 수지 조성물로부터 제조되는 성형품의 인장강도 및 충격강도 등의 기계적 물성이 향상될 수 있고, 높은 열안정성, 우수한 외관 특성 및 휨 특성을 구현할 수 있다.
또 다른 예로, 상기 (c) 폴리아미드 6I, 폴리아미드 6I/6T 및 폴리아미드 MXD6 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 둘 이상의 혼합물인 변성 폴리아미드 수지는 5 내지 20 중량%, 또는 10 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위를 만족할 경우, 이를 포함하는 재생 폴리아미드 수지 조성물로부터 제조되는 성형품의 인장강도 및 충격강도 등의 기계적 물성이 더욱 향상될 수 있다.
상기 변성 폴리아미드 수지는 일례로 결정성, 반결정성, 비결정성 또는 이들의 혼합일 수 있지만, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
<무기 충전제>
본 발명의 일 양태에서 상기 (e) 무기 충전제는 상기 재생 폴리아미드 수지 조성물에 대하여 30 내지 70 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 이를 포함하는 재생 폴리아미드 수지 조성물로부터 제조된 성형품의 기계적 물성 및 열안정성 등이 현저히 향상될 수 있다.
또 다른 예로, 상기 (e) 무기 충전제는 50 내지 70 중량%, 또는 60 내지 70 중량%로 포함될 수 있지만, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 상기 범위를 만족할 경우, 이를 포함하는 재생 폴리아미드 수지 조성물로부터 제조되는 성형품의 기계적 물성을 더욱 향상시킬 수 있고, 동시에 더욱 우수한 휨 특성을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 (d) 무기 충전제는 유리섬유(Glass Fiber), 탄소섬유, 탄산칼슘, 올라스토나이트, 탈크, 클레이, 카오린 및 마이카 등에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 둘 이상의 혼합물일 수 있고, 이때, 상기 무기 충전제는 섬유상, 원형, 타원형, 직사각형 등의 다양한 형상의 단면을 가지는 것일 수 있으며, 구체적으로 상기 단면 직경은 5 내지 20 ㎛, 예를 들면 6 내지 18 ㎛일 수 있지만, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
보다 구체적으로, 상기 무기 충전제는 플랫(flat) 형상을 갖는 것일 수 있으며, 이때, 상기 단면의 장축 및 단축의 비가 1 내지 10, 구체적으로는 2 내지 8인 것일 수 있지만, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 상기 재생 폴리아미드 수지 조성물이 상기 특성의 무기 충전제를 포함하는 경우, 이러한 재생 폴리아미드 수지 조성물로부터 제조되는 성형품은 인장강도, 충격강도 등이 더욱 우수하여 보다 고강성의 기계적 물성을 가질 수 있고, 더욱 우수한 열안정성, 외관 특성 및 휨 특성을 구현할 수 있다.
또한, 상기 무기 충전제의 평균 길이는 1 내지 5mm, 구체적으로는 2 내지 4mm일 수 있다. 상기 범위에서 재생 폴리아미드 수지 조성물로부터 제조되는 성형품의 기계적 물성이 더욱 향상될 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 재생 폴리아미드 수지 조성물은 상기 구성 성분 외에도, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 필요에 따라 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 첨가제로는 산화방지제, 활제, 열안정제, 난연제, 내후안정제, 대전방지제, 이형제, 착색체 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있지만, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 이때, 상기 첨가제는 그 함량이 크게 제한되는 것은 아니지만 상기 (a) 내지 (e)의 구성 성분이 모두 혼합된 혼합물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 20 중량부, 구체적으로는 0.5 내지 10 중량부로 포함되는 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 산화방지제는 그 종류가 크게 제한되는 것은 아니지만, 페놀계 산화방지제를 들 수 있다. 일 예로, 힌더드 페놀계 산화방지제를 들 수 있으며, 상업화된 예로, Irganox 1010, Irganox 1098, Irganox 245 등을 들 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 활제는 통상적으로 사용되는 것이라면 제한 없이 사용되며, 일예로, 폴리에틸렌 왁스 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 열안정제는 통상적으로 사용되는 것이라면 제한 없이 사용될 수 있으며, 일 예로 아인산 트라이메틸, 아인산 트라이에틸, 트리스노닐페닐포스파이트, 트라이메틸포스페이트, 트리스(2,4-다이-tert-부틸페닐)포스파이트 등을 들 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에 따른 재생 폴리아미드 수지 조성물은 공지의 방법으로 제조될 수 있다. 일 예로, 상술한 각 성분들을 혼합한 후, 압출기 내에서 용융 압출하여 펠렛으로 제조할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 양태는 상술한 재생 폴리아미드 수지 조성물로부터 제조되는 성형품을 제공할 수 있다.
상기 성형품은 (a) 재생 폴리아미드 6 10 내지 30 중량%, (b) 신재 폴리아미드 6 1 내지 30 중량%, (c) 폴리아미드 6I, 폴리아미드 6I/6T 및 폴리아미드 MXD6 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 폴리아미드 수지 1 내지 20 중량% 및 (d) 무기 충전제 30 내지 70 중량%를 포함하는 재생 폴리아미드 수지 조성물로부터 형성됨으로써, 높은 인장강도 및 충격강도 등의 향상된 기계적 물성을 가질 뿐만 아니라, 높은 열안정성에 따라 고온 환경 하에서도 우수한 물성을 유지할 수 있으며, 외관 특성 및 휨 특성 역시 우수하고, 고화 시간을 최소화 하고, 조성물의 가공성 및 유동성이 현저히 향상되어 공정성 및 경제성을 향상시키는 효과를 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 양태에서 상기 성형품은 KS M ISO 527에 의거하여 측정한 인장강도가 1,000kgf/cm2 이상, 구체적으로는 2,000kgf/cm2 이상, 더욱 구체적으로는 2,800kgf/cm2 이상일 수 있고, 예를 들면, 1,000 내지 10,000kgf/cm2, 구체적으로는 2000 내지 10,000kgf/cm2, 더욱 구체적으로는 2,800 내지 10,000kgf/cm2 일 수 있지만, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 일 양태에서 상기 성형품은 ASTM D256의 규정에 의거하여, 1/8" 두께 시편에 노치(Notch)를 만들어 노치 아이조드(Notched Izod) 충격강도를 측정한 값이 13kgf cm/cm 이상, 구체적으로는 15kgf cm/cm 이상, 더욱 구체적으로는 17kgf cm/cm 이상일 수 있고, 예를 들면, 13 내지 50 kgf cm/cm, 구체적으로는 15 내지 50 kgf cm/cm, 더욱 구체적으로는 17 내지 50 kgf cm/cm 일 수 있지만, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 범위의 인장강도 및 충격강도를 만족하는 경우, 상기 성형품은 강성, 내충격성 등이 더욱 향상될 수 있고, 외부 충격으로부터 쉽게 파손되지 않아 더욱 향상된 내구성을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 양태에서 상기 성형품은 사출외관시편의 성형시간 중 냉각시간에 의거하여 측정한 고화 시간이 15초 이하, 구체적으로는 10초 이하일 수 있지만, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 상기 범위의 고화 시간을 만족하는 경우, 성형품 제조 과정의 공정성 및 경제성을 더욱 향상시킬 수 있다.
이하 실시예 및 비교예를 바탕으로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다.
[물성측정방법]
(1) 인장강도
KS M ISO 527에 의거하여 측정하였다.
(2) 충격강도
ASTM D256의 규정에 의거하여, 1/8" 두께 시편에 노치(Notch)를 만들어 노치 아이조드(Notched Izod) 충격강도를 측정하였다.
(3) 열안정성
열중량분석기(TGA)를 통하여 320℃에서 30분 유지시 무게 감량을 측정하였다.
(4) 외관
사출 가공온도 (280℃) 금형온도 (100℃) 조건으로 100 mm x 100 mm x 2mm
시편을 사출하여 비교 하였다. (우수 5 - 나쁨 1)
(5) 고화시간
사출외관시편의 성형시간 중 냉각시간을 측정하였다.
(6) 휨 특성
사각시편의 세 모서리를 누른 상태에서 한 모서리가 수평면과의 차이를 측정하였다.
[실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5]
각 구성성분을 하기 표 1에서 나타낸 바와 같은 함량비로 통상의 혼합기에서 혼합한 혼합물을 이축 압출기(L/D = 44, Φ = 32 mm)의 1 차 원료 투입구에 투입하고, 상기 혼합물 100중량부에 대하여, 산화방지제(제품명: IRGANOX 1010, BASF사) 0.5중량부, 활제(PED191 WAX, CLARIANT사) 0.2중량부를 사이드 피더를 통해 투입하여 용융 혼련한 다음, 압출하여 펠렛으로 제조하였다.
이후, 상기 펠렛의 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
| 재생 PA6 | 신재 PA6 | 변성 폴리아미드 수지 | PA6T | GF | |||
| PA6I/6T | PA6I | MXD6 | |||||
| 단위 | 중량% | 중량% | 중량% | 중량% | |||
| 실시예 1 | 30 | 26 | 14 | - | - | - | 30 |
| 실시예 2 | 25 | 20 | - | 5 | - | - | 50 |
| 실시예 3 | 15 | 15 | - | - | 20 | - | 50 |
| 실시예 4 | 14 | 11 | 10 | 5 | - | - | 60 |
| 실시예 5 | 17 | 3 | 7 | - | 3 | - | 70 |
| 비교예 1 | 40 | 30 | - | - | - | - | 30 |
| 비교예 2 | - | - | 70 | - | 30 | ||
| 비교예 3 | 6 | 4 | - | - | 40 | - | 50 |
| 비교예 4 | 6 | 4 | - | 30 | - | - | 60 |
| 비교예 5 | 30 | 26 | - | - | - | 14 | 30 |
상기 표 1에서,
(1) 재생 PA6 : 폴리아미드 6 (Repurposed RE, DSM)
(2) PA6 : 폴리아미드 6 (TK2301, 태광산업)
(3) PA6I/6T : 폴리아미드 6I/6T (TI1207, 산동동천)
(4) PA6I : 폴리아미드 6I (TM-01, 산동동천)
(5) MXD6 : 폴리아미드 MXD6 (6000, MGC)
(6) GF : 유리섬유 (NCSG 3PA-820(단면: 직사각형 (a=28㎛, b=7㎛, L=3mm)), NITTOBO사) 이다.
| 인장강도 | 충격강도 | 열안정성 | 외관 | 고화시간 | 휨 | |
| 단위 | kgf/cm2 | kgf cm/cm | % | - | sec | - |
| 실시예 1 | 1050 | 17 | 1.8 | 5 | 10 | 4 |
| 실시예 2 | 2400 | 14.1 | 2.3 | 5 | 7 | 4 |
| 실시예 3 | 2500 | 14.4 | 1.5 | 5 | 12 | 4 |
| 실시예 4 | 2,850 | 14.2 | 1.4 | 5 | 10 | 5 |
| 실시예 5 | 3,200 | 15 | 1.2 | 5 | 10 | 5 |
| 비교예 1 | 850 | 11 | 3.9 | 3 | 9 | 2 |
| 비교예 2 | 930 | 10.5 | 0.8 | 4 | 53 | 2 |
| 비교예 3 | 2,200 | 12 | 0.9 | 3 | 37 | 3 |
| 비교예 4 | 2,450 | 12 | 1.2 | 3 | 41 | 4 |
| 비교예 5 | 940 | 12 | 1.9 | 3 | 22 | 3 |
상기 표 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 재생 폴리아미드 수지 조성물은 우수한 인장강도, 충격강도 및 열안정성을 나타내었다. 또한, 본 발명에 따른 재생 폴리아미드 수지는 외관 또한 매우 우수하였으며, 특히 고화시간 또한 짧은 것으로 확인되었다.
이에 반해, 변성폴리아미드가 제외된 비교예 1의 경우에는 실시예들에 비해 인장강도 및 충격강도와 같은 물리적 성질이 매우 저하되었으며, 열안정성 또한 떨어지는 것으로 확인되었다.
비교예 2의 경우에는 실시예들에 비해 물리적인 강도가 저하되었으며, 특히 고화시간이 크게 늘어 차후 성형품을 제공하기 위한 가공성이 매우 떨어지는 것으로 확인되었다.
또한 신재 PAG 또는 재생 PAG를 함량이 실시예 범위에서 미달된 비교예 3 내지 4 또한 고화시간이 실시예들에 비해 크게 증가한 것으로 확인되었다.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예를 통해 이 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Claims (8)
- (a) 해양 폐플라스틱으로부터 회수되는 재생 폴리아미드 6 15 내지 25 중량%, (b) 신재 폴리아미드 6 1 내지 15 중량% (c) 폴리아미드 6I, 폴리아미드 6I/6T 및 폴리아미드 MXD6 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 둘 이상의 혼합물인 변성 폴리아미드 수지 10 내지 20 중량% 및 (d) 무기 충전제 60 내지 70 중량%를 포함하며, 재생 폴리아미드 수지 조성물로부터 형성되는 성형품으로서,
상기 성형품은 KS M ISO 527에 의거하여 측정한 인장강도가 2,000 내지 10,000 kgf/cm, ASTM D256의 규정에 의거하여, 1/8" 두께 시편에 노치(Notch)를 만들어 노치 아이조드(Notched Izod) 충격강도를 측정한 값이 13 내지 50 kgf·cm/cm 이상인 성형품. - 제1 항에 있어서,
상기 재생 폴리아미드 6 또는 변성 폴리아미드 수지의 용융온도는 130 ~ 280℃인 것을 포함하는 것인, 성형품. - 제 1항에 있어서,
상기 (d) 무기 충전제는 유리섬유(Glass Fiber), 탄소섬유, 탄산칼슘, 올라스토나이트, 탈크, 클레이, 카오린 및 마이카 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 둘 이상의 혼합물인 성형품. - 제 1항에 있어서,
상기 (a) 재생 폴리아미드 6은 폐플라스틱, 폐원단, 폐섬유, 폐직물 및 폐필름 중에서 선택된 어느 하나 이상으로부터 재생되는 것인 성형품. - 제1항에 있어서,
상기 재생 폴리아미드 수지 조성물은 산화방지제, 활제, 열안정제, 난연제, 내후안정제, 대전방지제, 이형제 및 착색제 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 더 포함하는 성형품. - 삭제
- 삭제
- 삭제
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|---|---|---|---|
| KR1020210135473A KR102679183B1 (ko) | 2021-10-13 | 재생 폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 |
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| KR1020210135473A KR102679183B1 (ko) | 2021-10-13 | 재생 폴리아미드 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2015147428A (ja) * | 2006-05-25 | 2015-08-20 | 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 | 繊維強化熱可塑性樹脂成形品 |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015147428A (ja) * | 2006-05-25 | 2015-08-20 | 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 | 繊維強化熱可塑性樹脂成形品 |
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