KR20060022685A - 상이한 열가소성 중합체의 연결 - Google Patents

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KR20060022685A
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polymer
poly
thermoplastic
polymers
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KR1020057023627A
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스테판 그레울리히
제롬 피. 모라크쥬스키
팔라더 마낙칼 수브라마니안
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이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
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Abstract

본 발명은 상이한 열가소성 수지의 연결에 관한 것으로서, 하나의 열가소성 수지를 불규칙한 표면을 갖는 수지 시트의 한 면에 용융 결합시키고, 상이한 열가소성 수지를 상기 시트의 또 다른 면에 용융 결합시킴으로써 상이한 열가소성 수지가 연결될 수 있다. 이로써 수득된 결합은 대개 매우 강하여, 열가소성 수지를 분리시키고자 하는 경우 열가소성 수지 중 하나가 응집 파괴된다.
열가소성 수지, 불규칙한 표면, 수지 시트, 용융 결합, 응집 파괴, 계면 파괴

Description

상이한 열가소성 중합체의 연결{Joining of different thermoplastic polymers}
불규칙한 표면을 갖는 시트의 표면에 각각의 상이한 열가소성 중합체를 용융 결합시킴으로써 상이한 열가소성 중합체가 함께 연결될 수 있다.
열가소성 중합체(TP)는 중요한 상업 품목이며, 많은 상이한 타입 (화학 조성) 및 이의 블렌드가 수많은 용도로 생산된다. 때때로, 2개 이상의 상이한 TP는 예를 들어 이들의 특성이 상이하기 때문에, 이들을 동일한 기구 또는 기구의 부품에 사용하는 것이 바람직하다. 많은 경우에서, 2개 (또는 그 이상)의 TP를 함께 연결하는 것이 바람직하다. 이는 수많은 방법, 예를 들어 기계적 패스너 또는 스냅 피트 고정으로 수행될 수 있지만, 대개 가장 단순하고 값싼 방법은 몇 가지의 결합 공정이다. 이는 접착제 또는 융화성 (compatibilizing) 접착층의 이용, 또는 열가소성 수지들을 단순 용융시키고 이들이 용융되었을 때 서로 접촉시키는 것을 수반할 수 있다. 일부 경우에서, 이러한 결합을 개선하기 위해 융화제가 하나 이상의 TP에 가해질 수 있다.
그러나, 거의 모든 TP는 서로 매우 비융화성이며, 효과적인 접착제 또는 융화제의 발견이 종종 수월치 않고, 서로에 대해 단순히 용융 결합시키는 것이 거의 언제나 이루어지는 것은 아니다(거의 또는 전혀 결합 강도가 얻어지지 않는다)는 것은 잘 알려져 있다. 따라서, 많은 경우, 상이한 TP를 결합하기 위한 간단하고 저렴한 방법이 종종 이용가능하지 않다.
미국 특허 4,892,779는 특정 조성의 미세공성 폴리올레핀 층을 비다공성 물질(예: TP)과 융합 결합시켜 형성된 다층 물품을 기술하고 있다. 그러나, 2개 이상의 상이한 TP를 함께 결합시키기 위해 폴리올레핀 층 물질을 사용하는 것에 대해서는 전혀 기술하고 있지 않다.
또한, 부직물(NWF)이 다른 물질, 예를 들어 목재와 폴리에틸렌을 함께 결합시키기 위해 사용되어 왔다. 예를 들어 미국 특허 6,136,732에 따르면, NWF가 분말 접착제로 포화되고, 상기 접착제는 이를 용융시킴으로써 부직물에 결합된다. 이 시트는 접착제를 NWF 상에 용융시켜 "비닐 및/또는 천 덮개, 및 금속, 플라스틱, 고무 및 목재를 비롯한 다양한 표면"을 결합시키는데 사용될 수 있다. 그러나, 2개의 TP를 함께 결합시키는 것에 대해서는 구체적으로 언급하고 있지 않다.
미국 특허 6,544,634의 실시예(실시예 19)는, 고무가 미세공성 시트의 표면에 "융합"되고, 이 어셈블리가 미세공성 시트의 비피복면이 노출되도록 사출 금형에 놓이며, 프로필렌이 상기 금형으로 사출 성형되는 것에 대해 기술하고 있다. 그러나, 이 특허에서는 2개의 상이한 열가소성 수지 또는 열가소성 수지와 열경화성 수지를 연결하는 것에 대해서는 기술하고 있지 않다.
문헌[S. Schwarz, et al, "MistTM Technology-A New Approach to Interfacial Adhesion", given at the 4th International Conference "TPOs in Automotive '97", October 1997, Novi., MI]에서는 폴리프로필렌이 미세공성 시트의 양면에 성형될 수 있다는 것을 보고하고 있다. 그러나, 2개의 상이한 열가소성 수지를 연결하기 위한 시트의 사용에 대해서는 전혀 기술한 바 없다.
발명의 요약
본 발명은
열가소성 또는 가교결합된 열경화성 수지를 포함하고 표면이 불규칙한 제 1면 및 제 2면을 갖는 시트,
상기 시트의 제 1면에 용융-결합된 제 1 열가소성 수지, 및
상기 시트의 제 2면에 용융-결합되며 제 1 열가소성 수지와는 상이한 제 2 열가소성 수지를 포함하는 물품에 관한 것이다.
또한, 본 발명은
(a) 제 1 열가소성 수지를 열가소성 또는 가교결합된 열경화성 수지를 포함하는 시트의 표면이 불규칙한 제 1면에 용융 결합시키는 단계; 및
(b) 제 1 열가소성 수지와는 다른 제 2 열가소성 수지를 상기 시트의 표면이 불규칙한 제 2면에 용융 결합시키는 단계를 포함하는, 제 1 열가소성 수지 및 제 2 열가소성 수지를 서로 결합시켜 물품을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 첨부된 도면과 관련지어 하기 상세한 설명으로부터 보다 충분히 이해될 것이다.
도 1은 용접 연결 및 파열 압력 시험을 위한 어셈블리를 형성하는데 사용되는 사출 금형부에 대한 본 발명의 양태를 나타낸다.
도 2는 도 1의 메이팅 (mating) 표면의 확대도를 나타낸다.
본 발명은 이의 바람직한 양태와 관련지어 기술될 것이나, 본 발명을 이러한 양태로 제한하고자 함이 아니라는 것이 이해될 수 있을 것이다. 오히려, 모든 대체물, 변형물 및 등가물을 포괄하고자 하며, 이는 첨부된 특허청구범위에서 정의되는 바와 같은 본 발명의 목적 및 범위 내에 포함될 수 있다.
하기 정의는 이들이 명세서 및 첨부된 특허청구범위의 문맥에서 어떻게 사용되는 가에 따른 참조로 제공된다:
"시트"는 2개의 표면이 다른 외부 표면의 표면적의 약 2배 이상, 바람직하게는 약 10배 이상의 표면적을 갖는 물질의 형상을 의미한다. 이러한 정의에는 크기가 15 cm×15 cm×0.3 cm 두께인 시트 및 15 cm×15 cm×0.2 mm 두께인 필름이 포함된다. 후자(종종 필름으로 불림)는 많은 경우에서 유연하고 덮을 수 있어, 불규칙한 표면을 따르도록 적응될 수 있다. 바람직하게는, 시트의 최소 두께는 약 0.03 mm, 보다 바람직하게는 약 0.08 mm, 특히 바람직하게는 약 0.13 mm이다. 바람직하게는, 시트의 최대 두께는 약 0.64 mm, 보다 바람직하게는 약 0.38 mm, 특히 바람직하게는 약 0.25 mm이다. 모든 바람직한 최소 두께는 모든 바람직한 최대 두께와 조합되어 바람직한 두께 범위를 형성할 수 있다.
"불규칙한 표면"은, 표면이, 표면 및 그 위의 불규칙한 곳으로 유동하는 용융 물질을 표면에 기계적으로 로킹(locking)하는 것을 돕는 불규칙성을 그 안에 또는 그 위에 갖는 것을 의미하고, 후속적으로 용융 물질이 고화할 때 용융 물질이 불규칙한 표면에 기계적으로 로킹(즉, 결합)되도록 한다.
"수지"는 천연 또는 인공 (합성) 기원의 중합체 물질을 의미한다. 합성 물질이 바람직하다.
"불규칙한 표면 시트(ISS)"는 "불규칙한 표면"을 갖는 시트를 의미한다.
"용융 결합"은 TP가 용융되는 것을 의미하며, 여기서 "용융되는"이란 결정성 TP는 이의 최고 용융점 또는 그 이상으로 가열되고, 무정형 열가소성 수지는 이의 최고 유리 전이 온도 이상으로 용융되는 것을 의미한다. TP는 용융되는 동안, ISS의 적합한 표면에 접촉된다. 이 접촉 동안, 통상, 일정 압력(즉, 힘)이 가해져 TP가 ISS의 표면의 포어 또는 불규칙한 곳의 일부로 유동하고 아마도 스며들어갈 것이다. 이어서, TP는 냉각되거나, 고화된다.
"열가소성 수지"(TP)는 ISS에 용융 결합되기 전 및 동안은 용융가능하나, 이의 최종 형태는 고체, 즉, 결정질 또는 유리질인 물질이다(따라서, 융점 및/또는 유리 전이 온도가 주위 온도 이하인 통상의 탄성체는 TP에 포함되지 않으나, 열가소성 탄성체는 TP에 포함된다). 따라서, 이는 통상의(즉, "전형의") TP 중합체, 예를 들어 폴리에틸렌을 의미할 수 있다. 또한, 이는 열경화(예, 가교결합)되기 전, 즉, 용융될 수 있고 용융 상태로 유동하는 동안의 열경화성 중합체를 의미할 수 있다. 열경화는, 유리질 및/또는 결정질인 수지를 형성하기 위해, 아마도 용융 결합이 일어나는 동일한 기구에서, 아마도 열경화성 수지의 단순한 추가 가열에 의해, 용융 결합이 일어난 후에 일어날 수 있다. 유용한 열가소성 탄성체는 폴리에테르 연성 절편을 갖는 블럭 코폴리에스테르, 스티렌-부타디엔 블럭 공중합체 및 열가소성 폴리우레탄을 포함한다.
"상이한" TP란, 이들이 상이한 화학 조성을 갖는다는 것을 의미한다. 상이한 열가소성 수지의 예는 다음을 포함한다: 폴리에틸렌 (PE) 및 폴리프로필렌; 폴리스티렌 및 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (PET); 나일론-6,6 및 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트); 나일론-6,6 및 나일론-6; 폴리옥시메틸렌 및 폴리(페닐렌 설피드); 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(부틸렌 테레프탈레이트); 폴리(에테르-에테르-케톤) 및 폴리(헥사플루오로프로필렌)(퍼플루오로메틸 비닐 에테르) 공중합체; 열방성 (thermotropic) 액정 폴리에스테르 및 열경화성 에폭시 수지 (가교결합 전); 및 열경화성 멜라민 수지 (가교결합 전) 및 열경화성 페놀성 수지 (가교결합 전). 또한, 상이한 열가소성 수지는 동일한 열가소성 수지이나 상이한 비율을 갖는 블렌드를 포함할 수 있으며, 예를 들어 85 중량% PET와 15 중량% PE의 블렌드는 35 중량% PET와 65 중량% PE의 블렌드와 상이하다. 또한, 상이한 열가소성 수지는 다른 공단량체의 존재 및/또는 양을 달리하는 것을 포함하며, 예를 들어 PET는 폴리(에틸렌 이소프탈레이트/테레프탈레이트)와 다르다.
본원에서 "결합된"은, 물질들이 서로 및/또는 물질들 사이에 ISS를 사용하여, 대부분의 경우 영구히, 결합되는 것을 의미한다. 통상적으로, ISS가 아닌 어떠한 접착제나 유사한 물질도 결합 공정에 사용되지 않는다.
ISS 시트는 다양한 방법으로 형성된 불규칙한 표면을 가질 수 있다. 이는 직물, 예를 들어 제직물, 편직물 또는 부직물; 페이퍼; 포움, 특히 개방 셀 포움 및/또는 마이크로셀 포움을 갖는 것; 예를 들어 샌드블라스팅으로 형성되거나, 연마제, 예를 들어 샌드페이퍼 또는 샤크스킨으로 형성된 거친 표면을 갖는 시트; 및 미세공성 시트(MPS)일 수 있다. ISS의 바람직한 형태는 직물, 특히 부직물(NWF), 및 미세공성 시트(MPS)이다.
"미세공성"은 포어가 약 20 용적% 이상, 보다 바람직하게는 약 35 용적% 이상인 물질, 통상적으로 열경화성 또는 열가소성 중합체성 물질, 바람직하게는 열가소성 수지를 의미한다. 종종, 용적%는 더 높을 수 있으며, 예를 들어 약 60 용적 % 내지 약 75 용적%이다. 다공도는 하기 수학식에 따라 측정된다:
"다공도" = 100(1-d1/d2)
상기 식에서, d1은 샘플의 중량을 재고 이 중량을 샘플의 치수로부터 측정되는 샘플의 용적으로 나눈, 다공성 샘플의 실제 밀도이다. d2는 어떠한 공극 또는 포어도 샘플에 존재하지 않는다고 가정한 샘플의 밀도로서, 이는 샘플 구성 성분의 양 및 상응하는 밀도를 사용하는 공지된 계산으로부터 결정된다. 다공도의 계산에 대한 보다 상세한 설명은 미국 특허 4,892,779에서 찾을 수 있으며, 상기 특허는 참조로서 본원에 삽입된다. 바람직하게는, 미세공성 물질은 서로 연결된 포어를 갖는다.
본원에서 MPS는 미국 특허 3,351,495, 4,698,372, 4,867,881, 4,874,568 및 5,130,342에서 기술된 방법으로 제조될 수 있으며, 상기 특허는 모두 본원에 참조로 포함된다. 바람직한 미세공성 시트는 미국 특허 4,892,779에 기술되어 있으며, 이 특허는 본원에 참조로 포함된다. 많은 미세공성 시트와 유사하게, 이 특허의 시트는 다량의 미립자 물질(충전제)을 갖는다. 이 특정 타입의 시트는 폴리에틸렌으로부터 제조되며, 다수의 폴리에틸렌은 선형의 초고분자량 중합체이다.
"직물"은 섬유로 만들어진 시트형 물질이다. 섬유가 만들어지는 물질은 합성 (인공) 또는 천연이다. 직물은 제직물, 편직물 또는 부직물이며, 부직물이 바람직하다. 직물에 유용한 물질은 면화, 황마, 셀룰로오스계 물질, 울, 유리 섬유, 탄소 섬유, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리아미드, 예를 들어 나일론-6, 나일론-6,6, 및 방향족-지방족 코폴리아미드, 아라미드, 예를 들어 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드), 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 열방성 액정 중합체, 플루오로중합체 및 폴리(페닐렌 설피드)를 포함한다.
본원에서 직물은 공지된 직물 제조 기술, 예를 들어 제직 또는 편직에 의해 제조될 수 있다. 그러나, 바람직한 직물 타입은 NWF이다. NWF는 문헌[I. Butler, The Nonwoven Fabrics Handbook, Association of the Nonwoven Fabrics Industry, Cary, NC, 1999]에 기술된 바와 같은 방법에 의해 제조될 수 있으며, 이 문헌은 본원에 참조로 포함된다. NWF의 제조에 유용한 타입의 공정은 방사접착(spunbonded) 및 용융분사(melt blown)를 포함한다. 통상적으로, NWF의 섬유는 서로 어느 정도 관련되게 고정될 것이다. NWF가 용융 TP로서 제조(예를 들어, 방사접착)되는 경우, 섬유는 새로운 섬유 층이 이전 섬유 층에 접촉하여 섬유의 부분적 융합을 가져오기 전까지 완전히 고화되지 않을 수 있다. 직물은 바느질되거나 스펀레이스 처리(spunlaced)되어 섬유를 엉키게하고 고정시키거나, 섬유는 열적으로 함께 결합될 수 있다.
직물의 특성은 연결될 TP 사이의 결합 특성을 어느 정도 결정한다. 바람직하게는, 직물은 용융된 TP가 (사용된 용융 결합 조건 하에서) 직물의 섬유 내 및 주변에 스며들기가 곤란할 정도로 단단하게 조립되지 않는다. 따라서, 직물이 비교적 다공성인 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 직물이 너무 다공성이면 너무 약한 결합을 형성할 수 있다. 직물 (및 직물에 사용된 섬유)의 강도 및 강성이 형성된 결합(들)의 강도 및 기타 특성을 어느 정도 결정할 수 있다. 따라서, 보다 높은 강도의 섬유, 예를 들어 탄소 섬유 또는 아라미드 섬유가 일부 예에서 유리할 수 있다.
이론에 구애됨이 없이, 열가소성 수지는 ISS 시트에 기계적으로 로킹됨으로써 ISS 시트의 표면에 (적어도 부분적으로) 결합될 수 있다고 믿어진다. 용융 결합 단계 동안, TP는 표면의 불규칙한 곳에 스며들거나, 실제로 포어, 공극 및/또는 다른 채널(존재하는 경우)을 통해 표면 아래로 또는 표면을 통과해 들어간다고 여겨진다. TP가 굳을 때, 이것은 상기 불규칙한 표면 및 존재하는 경우, 포어, 공극 및/또는 다른 채널에 기계적으로 로킹된다.
제 1 및/또는 제 2 TP를 위한 바람직한 물질의 하나의 타입은 "전형적" TP, 즉, 쉽게 가교결합되지 않고 약 30 ℃이상의 융점 및/또는 유리 전이 온도를 갖는 TP이다. 바람직하게는, 이러한 전형적 TP가 결정질인 경우, 이는 50 ℃ 이상의 결정체 융점, 보다 바람직하게는 2 J/g 이상, 특히 바람직하게는 5 J/g 이상의 융합열을 갖는다. TP가 유리질인 경우, 이는 바람직하게는 50 ℃ 이상의 유리 전이 온도를 갖는다. 일부의 경우에서, 융점 또는 유리 전이 온도는 매우 높아 이러한 온도에 도달하기 전에 TP가 분해될 수 있다. 이러한 중합체도 TP로서 본원에 포함된다. 융점 및 유리 전이 온도는 ASTM 방법 ASTM D3418-82를 사용하여 측정된다. 융점은 용융 흡열의 피크로서 취해지며, 유리 전이 온도는 전이 중간점에서 취해진다.
이러한 전형적 TP는 다음을 포함한다: 폴리(옥시메틸렌) 및 이의 공중합체; 폴리에스테르, 예를 들어 PET, 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트), 폴리(1,4-사이클로헥실디메틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(1,3-프로필렌 테레프탈레이트); 폴리아미드, 예를 들어 나일론-6,6, 나일론-6, 나일론-12, 나일론-11, 및 방향족-지방족 코폴리아미드; 폴리올레핀, 예를 들어 폴리에틸렌 (즉, 모든 형태, 예를 들어 저밀도, 선형 저밀도, 고밀도 등), 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리스티렌/폴리(페닐렌 옥시드) 블렌드, 폴리카보네이트, 예를 들어 폴리(비스페놀-A 카보네이트); 플루오로중합체, 예를 들어 퍼플루오로중합체 및 부분적으로 불소화된 중합체, 예를 들어 테트라플루오로에틸렌과 헥사플루오로프로필렌과의 공중합체, 폴리(비닐 플루오라이드), 및 에틸렌과 비닐리덴 플루오라이드 또는 비닐 플루오라이드와의 공중합체; 폴리설피드, 예를 들어 폴리(p-페닐렌 설피드); 폴리에테르케톤, 예를 들어 폴리(에테르-케톤), 폴리(에테르-에테르-케톤) 및 폴리(에테르-케톤-케톤); 폴리(에테르이미드); 아크릴로니트릴-1,3-부타디엔-스티렌 공중합체; 열가소성 (메트)아크릴산 중합체, 예를 들어 폴리(메틸 메타크릴레이트); 열가소성 탄성체, 예를 들어 테레프탈레이트, 1,4-부탄디올 및 폴리(테트라메틸렌에테르)글리콜로부터의 "블럭" 코폴리에스테르, 및 스티렌 및 (수소화된) 1,3-부타디엔 블럭을 포함하는 블럭 폴리올레핀; 및 염소화된 중합체, 예를 들어 폴리(비닐 클로라이드), 비닐 클로라이드 공중합체 및 폴리(비닐리덴 클로라이드). 동일계에서 형성될 수 있는 중합체, 예를 들어 (메트)아크릴레이트 에스테르 중합체도 포함된다. 이 리스트 중의 어떠한 타입의 TP도 바람직한 어셈블리를 만들기 위해 본원에 기술된 공정에서 이 리스트 중의 어떠한 타입의 TP와도 연결될 수 있다. 2개의 중합체가 화학적으로 구별되는 한, 단일 타입(예를 들어, 폴리올레핀인 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌)으로부터의 중합체도 본 공정에서 함께 연결될 수 있다. 하나의 형태에서, 제 1 및 제 2 TP 중 하나 또는 둘 모두가 전형적 TP인 것이 바람직하다.
ISS을 사용하여 연결될 수 있는 유용한 쌍의 TP는 다음을 포함한다:
폴리올레핀 (특히, 폴리에틸렌 및 이의 공중합체, 폴리프로필렌 및 이의 공중합체, 및 폴리스티렌), 폴리(메트)아크릴레이트 [특히, 폴리(메틸 메타크릴레이트)], 폴리카보네이트, 불소화된 중합체 (특히, 퍼플루오로중합체), 폴리에스테르 [특히, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(1,3-프로필렌) 테레프탈레이트), 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트), 폴리(1,6-사이클로헥실렌디메탄올 테레프탈레이트) 및 폴리(에틸렌 1,6-나프탈레이트), 및 이들 모두의 공중합체], 폴리아미드 [특히, 나일론 6,6, 나일론-6 및 폴리(1,4-페닐렌 테레프탈레이트), 및 이들 중 임의의 것의 공중합체], 열방성 액정 중합체, 폴리설폰, 폴리설피드, 폴리케톤 (에테르 연결기를 포함하는 폴리케톤을 포함), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 (ABS) 공중합체, 염소화된 중합체 [특히, 폴리(비닐 클로라이드) 및 폴리(비닐리덴 클로라이드)], 및 열가소성 탄성체, 특히, 열가소성 블럭 코(폴리에스테르-폴리에테르), 블럭 코폴리올레핀, 열가소성 우레탄 또는 열가소성 탄성 중합체 블렌드로 이루어진 군 중에서 선택되는 중합체와 폴리옥시메틸렌 단독- 및 공중합체;
폴리올레핀 (특히, 폴리에틸렌 및 이의 공중합체, 폴리프로필렌 및 이의 공중합체, 및 폴리스티렌), 폴리(메트)아크릴레이트 [특히, 폴리(메틸 메타크릴레이트)], 폴리카보네이트, 불소화된 중합체 (특히, 퍼플루오로중합체), (상이한) 폴리에스테르 [특히, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(1,3-프로필렌) 테레프탈레이트), 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트), 폴리(1,6-사이클로헥실렌디메탄올 테레프탈레이트) 및 폴리(에틸렌 1,6-나프탈레이트), 및 이들 모두의 공중합체], 폴리아미드 [특히, 나일론 6,6, 나일론-6 및 폴리(1,4-페닐렌 테레프탈레이트), 및 이들 중 임의의 것의 공중합체], 열방성 액정 중합체, 폴리설폰, 폴리설피드, 폴리케톤 (에테르 연결기를 포함하는 폴리케톤을 포함), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 (ABS) 공중합체, 염소화된 중합체 [특히, 폴리(비닐 클로라이드) 및 폴리(비닐리덴 클로라이드)], 및 열가소성 탄성체, 특히, 열가소성 블럭 코(폴리에스테르-폴리에테르), 블럭 코폴리올레핀, 열가소성 우레탄 또는 열가소성 탄성 중합체 블렌드로 이루어진 군 중에서 선택되는 중합체와 폴리에스테르 [특히, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(1,3-프로필렌) 테레프탈레이트), 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트), 폴리(1,6-사이클로헥실렌디메탄올 테레프탈레이트) 및 폴리(에틸렌 1,6-나프탈레이트), 및 이들 모두의 공중합체];
폴리올레핀 (특히, 폴리에틸렌 및 이의 공중합체, 폴리프로필렌 및 이의 공중합체, 및 폴리스티렌), 폴리(메트)아크릴레이트 [특히, 폴리(메틸 메타크릴레이트)], 폴리카보네이트, 불소화된 중합체 (특히, 퍼플루오로중합체), 폴리에스테르 [특히, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(1,3-프로필렌) 테레프탈레이트), 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트), 폴리(1,6-사이클로헥실렌디메탄올 테레프탈레이트) 및 폴리(에틸렌 1,6-나프탈레이트), 및 이들 모두의 공중합체], (상이한) 폴리아미드 [특히, 나일론 6,6, 나일론-6 및 폴리(1,4-페닐렌 테레프탈레이트), 및 이들 중 임의의 것의 공중합체], 열방성 액정 중합체, 폴리설폰, 폴리설피드, 폴리케톤 (에테르 연결기를 포함하는 폴리케톤을 포함), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 (ABS) 공중합체, 염소화된 중합체 [특히, 폴리(비닐 클로라이드) 및 폴리(비닐리덴 클로라이드)], 및 열가소성 탄성체, 특히, 열가소성 블럭 코(폴리에스테르-폴리에테르), 블럭 코폴리올레핀, 열가소성 우레탄 또는 열가소성 탄성 중합체 블렌드로 이루어진 군 중에서 선택되는 중합체와 폴리아미드 (특히, 나이론 6,6, 나일론-6 및 폴리(1,4-페닐렌 테레프탈아미드);
폴리올레핀 (특히, 폴리에틸렌 및 이의 공중합체, 폴리프로필렌 및 이의 공중합체, 및 폴리스티렌), 폴리(메트)아크릴레이트 [특히, 폴리(메틸 메타크릴레이트)], 폴리카보네이트, 불소화된 중합체 (특히, 퍼플루오로중합체), 폴리에스테르 [특히, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(1,3-프로필렌) 테레프탈레이트), 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트), 폴리(1,6-사이클로헥실렌디메탄올 테레프탈레이트) 및 폴리(에틸렌 1,6-나프탈레이트), 및 이들 모두의 공중합체], 폴리아미드 [특히, 나일론 6,6, 나일론-6 및 폴리(1,4-페닐렌 테레프탈레이트), 및 이들 중 임의의 것의 공중합체], (상이한) 열방성 액정 중합체, 폴리설폰, 폴리설피드, 폴리케톤 (에테르 연결기를 포함하는 폴리케톤을 포함), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 (ABS) 공중합체, 염소화된 중합체 [특히, 폴리(비닐 클로라이드) 및 폴리(비닐리덴 클로라이드)], 및 열가소성 탄성체, 특히, 열가소성 블럭 코(폴리에스테르-폴리에테르), 블럭 코폴리올레핀, 열가소성 우레탄 또는 열가소성 탄성 중합체 블렌드로 이루어진 군 중에서 선택되는 중합체와 열방성 액정 중합체; 또는
폴리올레핀 (특히, 폴리에틸렌 및 이의 공중합체, 폴리프로필렌 및 이의 공중합체, 및 폴리스티렌), 폴리(메트)아크릴레이트 [특히, 폴리(메틸 메타크릴레이트)], 폴리카보네이트, (상이한) 불소화된 중합체 (특히, 퍼플루오로중합체), 폴리에스테르 [특히, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(1,3-프로필렌) 테레프탈레이트), 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트), 폴리(1,6-사이클로헥실렌디메탄올 테레프탈레이트) 및 폴리(에틸렌 1,6-나프탈레이트), 및 이들 모두의 공중합체], 폴리아미드 [특히, 나일론 6,6, 나일론-6 및 폴리(1,4-페닐렌 테레프탈레이트), 및 이들 중 임의의 것의 공중합체], 열방성 액정 중합체, 폴리설폰, 폴리설피드, 폴리케톤 (에테르 연결기를 포함하는 폴리케톤을 포함), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 (ABS) 공중합체, 염소화된 중합체 [특히, 폴리(비닐 클로라이드) 및 폴리(비닐리덴 클로라이드)], 및 열가소성 탄성체, 특히, 열가소성 블럭 코(폴리에스테르-폴리에테르), 블럭 코폴리올레핀, 열가소성 우레탄 또는 열가소성 탄성 중합체 블렌드로 이루어진 군 중에서 선택되는 중합체와 불소화된 중합체.
본원에서 "열방성 액정 중합체"는 TOT 시험 또는 적당한 이의 변형으로 시험하는 경우 이방성인 중합체를 의미한다(참조: U.S. Pat. No. 4,118,372, 본원에 참조로 삽입됨). 유용한 LCP는 폴리에스테르, 폴리(에스테르-아미드) 및 폴리(에스테르-이미드)를 포함한다. 이러한 중합체의 바람직한 형태는 "모두 방향족"이다. 즉, 중합체 주쇄의 모든 기가 방향족(에스테르기와 같은 연결기는 제외)이나, 방향족이 아닌 측기가 존재할 수 있다.
유용한 열경화성 (즉. 용이하게 가교결합가능한) TP는 에폭시 수지, 멜라민 수지, 페놀성 수지, 열경화성 폴리우레탄 수지 및 열경화성 폴리에스테르 수지를 포함한다. 이들 열경화성 수지는 특정한 TP 수지 또는 상기 열거된 수지 타입과 배합될 수 있다. 본 발명의 바람직한 양태에서, 이러한 열경화성 수지는 제 1 및 제 2 TP 중 하나 또는 둘 모두이다. 본 발명의 또 다른 양태에서, 제 1 및 제 2 TP 중 하나는 열경화성 수지이고, 다른 하나는 전형적 TP이다.
ISS가 결합을 형성하기 위해 각각의 상이한 타입의 TP 사이에 사용되는 한, 2개 이상의 TP가 함께 결합될 수 있다. 예를 들어, ISS를 각각의 TP 시트 사이에 놓고 이 어셈블리를 (용융) 적층시켜 TP와 ISS 사이에 용융 결합을 형성함으로써 3개의 상이한 TP의 시트가 함께 결합될 수 있다. 이는, 예를 들어 벨트 프레스의 가열된 칼렌더 롤에 의해 수행될 수 있다. 각각의 TP의 ISS 표면에의 적층은 순차적 또는 동시 열 결합의 임의의 조합일 수 있다.
용융 결합은 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 예를 들어, ISS를 사출 금형의 한 면에 대해 놓고, 제 1 TP를 금형으로 사출 성형할 수 있다. 제 1 TP가 고화된 후, 제 1 TP를 포함하는 부분을 꺼내어, ISS의 또 다른 면이 노출되는 제 2 금형에 놓고, 제 2 TP를 금형으로 사출하여 노출된 ISS 표면에 용융 결합시킬 수 있다. 제 2 TP의 고화 후, 결합된 부분을 금형으로부터 꺼낼 수 있다. 이러한 공정은 열적으로 가교결합 가능한 수지(들)를 사용하여 이용될 수 있으며, 상기 결합된 부분은 이(들) 수지(들)가 가교결합(즉, 열경화)할 때까지 열 금형에서 유지된다. 이 공정의 변형으로서, 상이한 중합체가 금형 내에 적당하게 놓인 ISS의 2개의 표면으로 동시에 사출 성형될 수 있다. ISS는 다양한 공지된 기술, 예를 들어 진공, 정전기 전하, 기계적 기술로 금형 내의 적소에 놓일 수 있다.
또 다른 공정에서, ISS를 제 1 및/또는 제 2 TP의 표면 상에 적층시킬 수 있다. 예를 들어, 롤 적층을 사용하여 ISS의 표면에 제 1 및 제 2 TP를 결합시킬 수 있다. 이는 순차적으로 또는 동시에 수행할 수 있으며, 제 1 및/또는 제 2 TP가 시트 및/또는 필름인 경우 특히 유용하다. 열 롤(들) 칼렌더링 및/또는 벨트 칼렌더가 이용될 수 있다.
또 다른 공정에서, 압축 금형을 제 1 TP로 채우고, ISS를 제 1 TP의 상단에 놓거나 금형의 한 면에 대해 놓는다. 이어서, 금형을 닫고 가열한 후 (또는 이미 가열됨), 압력을 가한다. 이어서, 제 2 TP를 유사한 방식으로 ISS의 또 다른 표면에 접촉시킬 수 있다. 별법으로, 제 1 TP를 금형에 가하고, ISS를 상단에 놓고 (또는 이의 한 면에 놓고), ISS의 또 다른 표면과 접촉하도록 제 2 TP를 가한다. 이어서, 금형을 닫고 압력을 가한다.
또 다른 공정에서, 상이한 TP의 필름을 ISS의 어느 한 면에 놓은 후, 이 어셈블리를, TP 필름이 시트를 "통해" 접착되고 열성형된 성형품이 또한 생산되는 열성형기에 놓을 수 있다. 다층의 TP 및 ISS를 이 공정 및 다른 유사한 공정에 사용할 수 있으며, 특히 TP 필름을 사용하는 공정에 사용할 수 있다.
TP, 특히 전형적 TP를 ISS, 바람직하게는 MPS에 용융 결합시키기 위해 "용접"을 이용할 수 있다. 중합체 용접에 대해 문헌[V. K. Stokes, ANTEC '89, p. 442-445; V. K. Stokes, Polym. Eng. Sci., vol. 40, p. 2175-2181 (2000); C. J. Nonhof, et al., Polym. Eng. Sci., vol. 36, p.1177-1183 (1996); Engineered Materials Handbook, Vol. 2, Engineering Plastics, ASM International, Metal Park, OH, 1988, p. 721 and 724-725; 및 미국 특허 5,893,959 및 6,447,866; 이들 모두 본원에 참조로 포함됨]을 참조한다. ISS가 MPS인 경우가 바람직하다. 예를 들어, 제 1 TP를 사출 성형으로 ISS에 용융결합시키고, 제 2 TP를 용접에 의해 ISS의 다른 표면에 결합시킬 수 있다. 별법으로, 제 1 및 제 2 TP 모두를 순차적 또는 동시에 ISS에 용접시킬 수 있다. 표준 IP 용접 기술, 예를 들어 초음파, 스핀, 유도 (중합체 충진제로서 별도의 유도 가열 성분 또는 유도성 가열 물질을 사용), 진동, 열 플레이트 (예: 가열 툴) 또는 레이저 용접을 이러한 공정에 이용할 수 있다. 바람직한 용접 방법은 레이저, 진동 및 초음파 용접이다.
중합체 용접에서, 연결할 표면은 통상적으로 서로 접촉되며, 실제로, 종종 함께 프레스된다. ISS를 사용하는 본원의 방법에 대해서도 마찬가지이나, 연결할 부분의 표면이 ISS(물론 연결할 부분의 사이에 놓인)의 표면과 긴밀히 접촉된다. 대부분의 적용에서, 유사하지 않은 중합체를 용접하고자 하는 경우, 유사하지 않은 부분 사이에 통상적으로 불량한 결합이 이루어지거나 전혀 결합이 이루어지지 않는다. 그러나, 본 발명의 경우에는 통상적으로 우수한 결합이 얻어진다. 이러한 결합은 대개 강할 뿐만 아니라 종종 잘 밀봉되어, (액체 및 가스에 대해) 대개 비교적 누출이 없으며, 특히 가압 및/또는 진공하에서 액체 및/또는 가스를 처리할 시스템을 제조하는데 이러한 방법을 이용할 수 있게 한다.
상기한 방법의 어떠한 조합도 이용될 수 있다. 예를 들어, 제 1 TP를 ISS의 한 표면에 적층시킨 후, ISS의 다른 표면을 사출 성형 또는 압축 성형 공정으로 제 2 TP에 용융 결합시킨다. 다른 조합도 당업자에게 명백할 것이다.
상술한 단일 용융 결합 공정 또는 공정의 조합을 이용하여, 용융 결합된 어셈블리의 물품, 예를 들어 본원에 기술된 것들을 제조할 수 있다.
용융 결합 공정에서, 그것이 무엇이건 ISS의 거친 표면 특징이 일반적으로 완전히 파괴되지는 않으며, 종종 상당히 온전하게 유지된다. 예를 들어, ISS가 TP를 포함하고 용융 결합 공정의 온도가 TP가 용융되는 온도인 경우, ISS의 불규칙한 표면이 상실될 수 있다. 이는 다양한 방법으로 피할 수 있다. 제 1 및 제 2 TP를 용융시키는데 필요한 온도는, ISS를 포함하는 TP의 융점 (존재하는 경우) 및/또는 유리 전이점이 용융 결합 공정 온도보다 상당히 높기에 충분할 정도로 낮을 수 있다. 불규칙한 표면의 상실을 피하는 또 다른 방법은 ISS를 가교결합된 열결화성 수지로 제조하거나, 금속과 같이 고 융점을 갖는 또 다른 물질로 제조하는 것이다. ISS가 TP를 포함하는 경우, 일부 경우에서 TP가 점성을 띄어, 용융/유리 전이 온도 이상에서 유동한다 하더라도 아주 조금 유동한다. 점성은 다량의 충전제를 사용하고/하거나 매우 고분자량인 TP, 예를 들어 초고분자량 폴리에틸렌를 사용하여 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 바람직한 ISS의 한 타입, 바람직하게는 열가소성 수지로 제조된 MPS에서, 바람직하게는 열가소성 수지의 중량 평균 분자량은 약 500,000 이상, 보다 바람직하게는 1,000,000 이상이다. 이러한 고분자량으로 수득될 수 있는 TP의 유용한 타입은 폴리에틸렌이며, 이는 ISS, 바람직하게는 MPS에 대해 바람직한 TP이다. 보다 높은 융점 또는 유리 전이 온도를 갖는 TP(들)을 결합시킬 때 거친 표면 특성의 상실을 막는 또 다른 방법은, ISS의 보다 높은 온도에의 노출 시간을 최소화하여, 열 전달이 거친 표면의 상실을 일으키기에 충분하지 않은 짧은 시간 동안 TP(들)이 거친 표면에 스며들게 하는 것이다. 이들 방법 중 일부를 조합하여 ISS의 표면 불규칙성의 상실을 더욱 저해할 수 있다.
일단 결합된 구조가 형성되면, 많은 경우에 결합된 경계면은 구조물에서 약한 부분이 아니다. 즉, 많은 경우에 2개의 TP (용융 결합 공정 동안의 TP)를 서로로 떼어내는 시도는 TP 또는 ISS 중 하나의 응집 파괴를 가져오며, 이는 물질의 고유 강도가 결합된 어셈블리의 약한 부분이라는 것을 설명한다.
본원에 기술된 중합체인 TP 및/또는 ISS의 중합체, 특히 TP는 이러한 중합체에서 통상적으로 볼 수 있는 물질, 예를 들어 충전제, 강화제, 항산화제, 안료, 염료, 방염제 등을 이러한 조성물에서 통상 사용되는 양으로 포함할 수 있다.
연결된 TP 물품은, 조합되는 2개의 TP의 가장 우수한 특성을 조합할 수 있기 때문에, 종종 유용하다. 예를 들어, 자동차 연료 탱크 본체는 낮은 비용 및 물리적 인성 때문에 폴리에틸렌이나, 다른 TP 성분, 예를 들어 연료 탱크에 부착되는 폴리옥시메틸렌 및 이의 공중합체는 다른 특성, 예를 들어 강성, 인성, 내크리프성, 피로 저항성, 스냅 피팅 성질, 정전기방지 성질 및 연료 저항을 필요로 한다. 이들이 상이한 TP로부터 제조되는 경우, 이들 성분의 연결은 본원에 기술된 방법으로 수행할 수 있다. 또한, 연료 시스템에서, 이 동일한 특성의 이점을 취하는 다른 이용은, 연료 밸브, 연료 시스템을 위한 피팅 (fitting), 연료 라인 (경성 및 연성), 연료량 표시계부, 연료 주입기, 연료 펌프, 및 이들 제품의 부품들을 포함한다.
폴리(옥시메틸렌) 및 공중합체를 수반하는 또 다른 이용은 컨베이어 링크이다. 폴리(옥시메틸렌)은 이의 낮은 마찰계수, 높은 내마모성 및 이의 기계적 강도 때문에 컨베이어에 바람직한 물질이다. 일부 분야에서는, 폴리(옥시메틸렌) 컨베이어 링크의 탑 표면으로서 높은 마찰 물질, 예를 들어 열가소성 탄성체를 갖는 것이 바람직하다. 본 발명의 공정은 이러한 조합을 제공한다.
ISS를 사용하여 함께 결합될 수 있는 또 다른 타입의 TP 중합체 쌍은 비교적 경성 (hard) TP 및 비교적 연성 (soft) TP이다. 비교적 연성 TP는 가소화된 물질, 예를 들어 가소화된 폴리(비닐 클로라이드), 열가소성 탄성체 및 다른 유사한 물질을 포함할 수 있다. 경성 TP는 통상의 반결정질 및 유리질 TP, 예를 들어 폴리옥시메틸렌, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 나일론-6 및 -6,6을 포함한다. 따라서, 이 조합에서의 연성 중합체는, 예를 들어 파워 툴 핸들, 칫솔, 스포츠 장비, 충돌될 수 있는 표면, 예를 들어 대시보드, 및 다양한 타입의 노브에서 편안한 느낌을 위한 부드러운 감촉을 제공할 수 있다. 또한, 컨베이어, 롤러, 핸들, 컨테이너 또는 저장 존을 위한 라이닝, 병뚜껑과 같은 밀봉물을 위한 라이닝, 밸브, 및 커넥터, 및 방음물 또는 방충격물, 식기세척기, 옷 세탁기 및 옷 건조기와 같은 전기기구의 라이너를 위한 고 마찰 표면을 제공할 수 있다. 모든 경우에서, 경성 중합체는 보다 높은 강도 또는 관련되는 사용을 위한 다른 우수한 구조적 특징을 제공할 수 있다.
또 다른 이용은 TP를 TP 배리어 수지, 예를 들어 Selar® 배리어 수지 (구입: E. I. DuPont de Nemours and Co., Inc., Wilmington, DE 19898, USA)에 결합시키는 것이다. 따라서, 다소 투과성인 수지, 예를 들어 폴리에틸렌이, 특정 물질, 예를 들어 물 또는 산소에 덜 투과성이도록 ISS를 사용하여 배리어 수지에 결합될 수 있다. 이는 "컨테이너", 예를 들어 파이프, 바틀, 탱크, 카르보이, 드럼 및 유사한 제품에서 유용할 수 있다. 배리어 수지는 컨테이너의 내부 또는 외부에 결합되거나, 중간 층일 수 있다.
본원에서 융점 및 유리 전이 온도는 ASTM 방법 D3418로 측정된다. 융점은 용융 흡열반응의 최고치로서 취해지며, 유리 전이 온도는 전이의 중간점으로서 취해진다. 융점 및 유리 전이 온도는 제 2 열로 측정된다.
(비교) 실시예에서, 하기 약어 및 물질이 사용된다:
Alathon® M6060 - HDPE (구입: Equistar Chemicals, Houston, TX, USA).
Delrin® 100 - 높은 점성의 아세탈 단독중합체 (구입: E. I. DuPont de Nemours & Co., Inc, Wilmington, DE, USA).
Delrin® 500P - 중간 점성의 아세탈 단독중합체 (구입: E. I. DuPont de Nemours & Co., Inc, Wilmington, DE, USA).
Delrin® 511 P - 유핵의 중간 점성 아세탈 단독중합체 (구입: E. I. DuPont de Nemours & Co., Inc, Wilmington, DE, USA).
HDPE - 고밀도 폴리에틸렌.
Hytrel® 4069 - 공칭 쇼어 D 경도 60의 폴리(부틸렌 테레프탈레이트) 폴리(테트라메틸렌 에테르 글리콜 테레프탈레이트) 열가소성 탄성체 (구입: E. I. DuPont de Nemours & Co., Inc, Wilmington, DE, USA).
LCP1 - 4,4'-비페놀 3 부, 에틸렌 글리콜 37 부, 테레프탈산 40 부 및 4-히드록시벤조산 60 부로 제조된 공중합체 (모든 부는 몰 부이다).
LCP2 - 4,4'-비페놀 2 부, 에틸렌 글리콜 28 부, 테레프탈산 30 부, 4-히드록시벤조산 50 부 및 4-히드록시-2-나프토산 20 부로 제조된 공중합체 (모든 부는 몰 부이다).
Lupolen® 4261 AQ444 - HDPE (천연 색상) (구입: Basell NV, 2132 MS Hoofddorp, Netherlands).
P - 압력.
PP - 폴리프로필렌, Profax® 6823 (시판: Basell Polyolefins, Elkton, MD, USA).
Sontara® 8000 - 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 스펀레이스 처리되고, 히드로엔탱글된 (hydroentangled) NWF, 40 g/m2 (구입: E. I. DuPont de Nemours & Co., Inc, Wilmington, DE, USA).
Ponaflex® S650A - 블럭 스티렌-부타디엔-스티렌 열가소성 탄성체, 쇼어 A 경도: 50 (구입처: Plastolen GmbH, Germany).
Teslin® SP700 - 고분자량 폴리에틸렌 및 다량의 침전된 실리카를 포함하는 0.18 mm 두께의 미세공성 시트 (구입: PPG Industries, Pittsburgh, PA, USA) (유사한 적합한 물질이 상표명 MiST®로 이용가능함).
Tyvek® - 방사접착된 폴리에틸렌 부직물 (구입: E. I. DuPont de Nemours & Co., Inc, Wilmington, DE, USA).
접착 시험은 (0°) 전단 모드로 수행하였다. Instron® 4024 로드프레임 기계를 사용하여, 물질 B의 말단을 위 집게에 죄었다. 물질 A는, 아래 집게가 물질 A만을 붙잡도록 어셈블리의 이 부분으로부터 물질 B의 일부를 기계적으로 제거시킨 후, 아래 집게에 죄었다. 당김 속력은 50 mm/분이었다.
실시예 1 내지 4
샘플을 통상의 2-성분 2개 배럴 사출 성형기(Engel 2C ES500H/200 1750HL-2F)에서 제조하였다. 배럴은 서로에 대해 직각으로 수평하게 배열하였다. NWF를 캐버티의 한 면(고정됨)에 삽입하고, 금형을 닫고, 물질 A를 캐버티로 사출하였다. 사출 성형된 부분의 한 면이 NWF로 덮였다. 금형을 열고, 돌리고 (회전하고), 다 시 닫았으며, NWF(A로 "지지됨")가 현재 캐버티 표면 중 하나를 형성하였다. 물질 B를 캐버티로 사출 성형하여, NWF의 다른 면을 덮고, 여기에 용융 결합하였다. 물질 B 및 NWF 스트립을 물질 A의 폭의 중심 아래로 성형하였으며, 물질 B의 한쪽 말단은 물질 A의 말단을 지나 성형하여, 접착 시험을 위한 탭을 형성하였다. 냉각 후, 성형된 부분을 꺼내었다. 이 경우, 물질 A의 형태는 140×40×3 mm의 직사각형 플라크였다. NWF는 약 140×40 mm의 직사각형 스트립이었으며, A의 큰 성형 표면을 덮었다. 물질 B의 형태는 125×20×2 mm의 플라크였으며, A의 면적 중 단지 일부를 덮었다. 물질 및 결과가 표 1에 나타나 있다. 표 1a는 이들 실시예에서의 사출 성형 파라미터를 나타낸다. 성형 온도는 모두 74 ℃였다.
실시예 물질 A 물질 B NWF 최대 힘 (N) 파괴 모드
1 Delrin® 511P Hytrel® 4069 Sontara® 314 NWF의 응집 파괴
2 Delrin® 500P Alathon® 6060 Sontara® 1213 HDPE 파열 - 계면 파괴 없음
3 Delrin® 511P Alathon® 6060 Sontara® 1213 HDPE 파열 - 계면 파괴 없음
4 Delrin® 511P Alathon® 6060 Tyvek® 874 NWF의 응집 파괴
중합체 융점 사출 압력 홀드 압력 홀드 시간
℃ MPa MPa 초 (sec)
Delrin® 5111P 212 65 90 25
Delrin® 500P 212 65 100 25
Hytrel® 4069 225 237 100 20
HDPE 240 237 100 20
실시예 5 내지 10
하기한 조합을 실시예 1 내지 4에서 기술한 바와 동일한 방식으로 제조하여 시험하였다. 물질 및 결과가 표 2에 나타나 있다. 성형 조건은 표 2a에 나타나 있다. 성형 온도는 모두 74℃였다.
실시예 물질 A 물질 B MPS 최대 힘 (N) 파괴 모드
5 Delrin® 511P Ponaflex® S650A Teslin® SP700 45a Ponaflex®의 응집 파괴
6 Delrin® 500P Ponaflex® S650A Teslin® SP700 45a Ponaflex®의 응집 파괴
7 Delrin® 511P Hytrel® 4069 Teslin® SP700 488 800 % 신장 후 파괴 없음
8 Delrin® 500P HDPE Teslin® SP700 1231 HDPE의 응집 파괴 - 계면 파괴 없음
9 Delrin® 511P HDPE Teslin® SP700 1258 HDPE의 응집 파괴 - 계면 파괴 없음
10 HDPE Delrin® 511P Teslin® SP700 2264a HDPE의 응집 파괴 - 계면 파괴 없음
a 결과는 집게로부터의 미끄러짐에 의해 영향을 받을 수 있다(미끄러짐이 감소하면, 결과가 보다 높을 수 있음).
실시예 물질 용융 온도 사출 압력 홀드 압력 홀드 시간
℃ MPa MPa 초 (sec)
5 A 212 65 90 25
B 240 237 100 20
6 A 212 65 90 25
B 240 237 100 20
7 A 212 65 90 25
B 225 237 50 20
8 A 212 65 90 25
B 240 237 100 20
9 A 212 65 90 25
B 240 237 100 20
10 A 212 65 90 25
B 240 237 50 20
비교예 A
직사각형 단편의 LCP1 필름 (약 2.5×6.4 cm×약 75 - 100 μm 두께) 및 유사한 크기의 HDPE 필름을 가열 밀봉 기계의 밀봉 바 사이에 함께 놓았다. 기계는 필름을 가열할 수 있으며, 가압 하에 충격 밀봉할 수 있다(충격 가열 밀봉기 "Impulse Autosealer", 600 W, 제조: TEW Electric Heating Co., Lt., Taiwan). 가열 및 클램핑 (clamping) 메카니즘을 켜고, 신속한 가열 및 가압을 약 1.5 내지 2초 동안 적용하였다. 기계로부터 꺼낸 후, 필름이 분리되었다(즉, 접착이 없었다).
실시예 15
많은 솜털 (fuzzy) 섬유를 갖는 크기 5×5 cm×50 μm 두께의 Sontara® 8000를 각각 5×10 cm×약 100 μm 두께의 크기를 갖는 LCP1 필름과 HDPE 필름 사이에 놓았다. 이 조성물을 가열 밀봉 기계의 밀봉 바 사이에 놓고, 가열-클램핑 메카니즘을 약 1 내지 2 초 동안 적용하였다. 기계로부터 꺼낸 후, LCP와 HDPE 필름은 Sontara®의 중간층을 통해 서로 결합되었다. 2개의 필름은, 중간 NWF가 응집 파괴될 때까지, 손으로 벗기려는 노력에 의해서 분리할 수 없었다.
실시예 16
약 100 μm 두께의 Delrin® 100 필름을 LCP1 필름 대신 사용하는 것을 제외하고는 실시예 15의 공정에 따라 수행하였다. 기계로부터 꺼낸 후, Delrin® 100과 HDPE 필름은 Sontara®의 중간층을 통해 서로 결합되었다. 이 2개의 필름은, 중간 NWF가 응집 파괴될 때까지, 손으로 벗기려는 노력에 의해서 분리할 수 없었다.
비교예 B
약 200 μm 두께의 Delrin® 100 필름을 LCP1 필름 대신 사용하는 것을 제외하고는 비교예 A의 공정에 따라 수행하였다. 기계로부터 꺼낸 후, 필름이 분리되었다(즉, 접착이 없었다).
실시예 17 내지 22
각각 약 200 μm 두께인 TP의 정사각형 필름(약 15.2×15.2 cm)을 NWF의 어느 한 면에 놓았다. 이 조성물을, 압반(platen)이 LCP1에 대해서는 205 내지 210 ℃로 예열되고 Delrin®100에 대해서는 220 ℃로 예열된 Pasadena Press (Model SP210C, now Tec-Tool Inc., Edinburgh, IN, USA)의 압반 사이에 놓았다. 다른 중합체에 대한 온도는 중합체가 용융되도록 설정하였다. 약 2분 동안 예열한 후, 압력(약 6.9 내지 약 13.8 MPa)을 약 2분 동안 적용하고, 이어서 냉각수를 순환시켜 압반을 냉각시켰다. 샘플을 꺼낸 후, 손으로 접착을 시험하였다. 조성 및 결과가 표 3에 나타나 있다. 이들 적층물의 총 두께는 약 350 내지 300 μm였다.
실시예 TP1 NWF TP2 결합 결과
13 LCP1 Sontara®8000 HDPE Sontara®의 응집 파괴
14 LCP2 Sontara®8000 PP 우수한 결합 강도
15 Delrin®100 Sontara®8000 HDPE 뛰어난 결합 강도
16 Delrin®100 Sontara®8000 LCP2 뛰어난 결합 강도
17 Hytrel®4069 Sontara®8000 PP 뛰어난 결합 강도
18 LCP2 * PP 우수한 결합 강도
* NWF는 코튼 치이즈 (cotton cheese) 천이었으며, 온도는 210 내지 215 ℃였다.
비교예 C
실시예 13 내지 18의 공정을 이용하여, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 필름을 LCP2의 층과 Delrin® 100의 층 사이에 놓고, Pasadena Press에 놓았다. 프레스로부터 꺼낸 후, 층 사이에 접착이 없었다.
비교예 D
실시예 13 내지 18의 공정을 이용하여, Tyvek® 폴리에틸렌 NWF의 층을 2개의 Delrin® 100의 필름 사이에 놓고, Pasadena Press에서 가열 및 가압하고, 프레스로부터 꺼냈다. 층 사이에 접착이 없었다. Tyvek® NWF가 용융되었다.
실시예 19
실시예 13 내지 18의 공정을 이용하여, LCP2(125 μm 두께)와 Sontara® 8000의 필름을 Pasadena Press에서 가열하고 압착한 후, 냉각하고, 꺼냈다. 이어서, HDPE(100 내지 125 μm 두께)의 층을 적층물의 Sontara® 면 (LCP2에 반대되는 면)에 놓고, 구조물을 Pasadena Press에서 가열하고 압착하였다. 프레스로부터 꺼낸 후, LCP 및 HDPE 필름 둘 다는 함께 잘 결합되었다.
실시예 20
실시예 13 내지 18의 공정과 유사하게, 약 30.5×30.5 cm의 정사각형 Sontara® 8000 단편을 LCP2의 필름과 HDPE의 필름 사이에 놓았다. 프레스에서 가열 및 가압한 후, 적층물을 꺼냈다. 적층물을 열성형 유닛(Hydrotrim® Model No.1620 Thermoformer, 제조: Hydrotrim Corp., Valley Cottage, NY, USA)에 놓고, 약 300℃로 가열하고, 열성형하였다. 금형의 형태는 작은 접시(5.1 cm 직경 및 2.5 cm 깊이) 모양이었다. 적층물은 금형의 모양으로 열성형되었으며, 금형 캐버티를 모사하였다.
실시예 21 내지 31
본 실시예에서 연결할 중합체는 Delrin® 511 P 및 Lupolen® 4261이었다. 이들을 도 1에 나타난 시험부로 사출 성형하였다 (Delrin®은 (1), Lupolen®은 (11)). 도 1에서, (1)과 (11)은 한 면의 폭이 약 60 mm인 사각 "하프 박스 (half boxes)"의 측면도이다. 개방 측면 표면으로부터 각 박스의 깊이는 약 30 mm이다. 박스의 모든 모서리는 둥글게 처리되고, 벽의 두께는 약 2 mm이다. (1)은 폭이 약 6 mm인 메이팅 (mating) 표면 (2)를 갖는다. (11)은, 폭이 약 2 mm이고 박스의 개방 면의 베이스 표면으로부터 약 2 mm 돋아진 메이팅 표면 (12)를 갖는다. 도 1에 나타낸 모든 치수는 mm이다. 도 1에서 (11) 및 (12) 근처의 부분에 대한 상세도가 도 2에 나타나 있다.
Teslin® 700SP의 단편을 메이팅 표면 (2)의 형태로 절단하고(이 Teslin® 단편은 그 위에 탭을 가져 로보트 암이 이를 금형의 적소에 위치시킬 수 있었다), (1)을 사출 성형하여 Teslin®을 (메이팅 표면 (2) 상의) 금형에 삽입시켰으며, 금형으로부터 꺼냈을 때 Delrin® 부분 (1)은 메이팅 표면 (2)에 부착된 Teslin®을 가졌다. (11)은 Lupolen®으로부터 성형되었으며, 메이팅 표면 (12)를 (2)에 부착된 Teslin®과 접촉시켰다. 이어서, 이 어셈블리를 Branson® 2400 진동 용접기 (Branson Ultrasonic Corp., Danbury, CT 06813, USA)에 놓았다. 이 기계는 240 Hz에서 작동되었으며, 최대 진폭은 1.75 mm (피크 대 피크), 폐쇄 압력은 1000-6000 N이었다.
용접후, 2개의 홀을 용접 표면으로부터 떨어져서 뚫고, 이 부분을 오일로 채우고 내부적으로 가압하기 위해 피팅(fitting)을 부착하였다. 이 부분을 테스터에 놓고, 이 부분의 내부를 160 bar까지 점진적으로 가압하였다 (본 실시예는 23 ℃에서 시험하였지만, 150 ℃까지 가열할 수 있었다). 용접 조건 및 시험 결과가 표 4에 나타나 있다. 표 4에서 사용된 용어의 정의는 다음과 같다:
"파열 압력"은 용접이 파괴되는 시험 압력을 의미하고;
"장비 압력"는 Branson® 2400 공기역학 실린더에서의 압력을 의미하며;
"힘"은 용접물을 형성하는데 사용되는 압력이고;
"이음매 압력"은 용접 이음매에서의 실제 압력이며;
"용접 시간"은 용접물을 형성하기 위해 사용된 초(second)의 수이고;
"진폭"은 진동의 폭이고, "붕괴"는 중합체의 용융 및 용접물의 형성에 의해 붕괴된 단편의 거리이다.
Teslin® 없이, 유사한 물질, 예를 들어 Delrin® 또는 Lupolen®의 2개 단편을 사용하여 유사한 조건 하에 수행된 용접은 우수한 용접을 달성하였다. 그러나, Delrin® 및 Lupolen® (즉, 비유사한 물질)이 Teslin® 부재 하에 용접되었을 때, 형성된 "용접"은 실질적으로 강도가 없었다.
또한, Teslin®이 Delrin® 부분에 부착되지 않고 메이팅 표면 (2)와 (12) 사이에 단순히 삽입되는 유사한 조건 하에서 수행된 용접은, 어셈블리를 조합하였을 때 우수한 용접 강도를 나타내었다.
실시예 파열 압력 장비 압력 힘 이음매 압력 용접 시간 진폭 붕괴
(bar) (bar) (N) (MPa) (s) (mm) (mm)
21 5.0 2.0 750 1.6 6 1.50 1.1
22 4.2 2.0 750 1.6 4 1.75 0.9
23 3.8 2.0 750 1.6 3 2.00 0.8
24 4.1 1.5 1000 2.1 7 1.25 0.9
25 4.0 1.5 1000 2.1 5 1.50 1.2
26 4.4 1.5 1000 2.1 4 1.75 1.1
27 2.5 1.9 1500 3.2 7 1.25 0.4
28 5.2 1.9 1500 3.2 4 1.50 1.0
29 4.0 1.9 1500 3.2 1.75 1.2
30 5.5 3.0 3100 6.6 3 1.50 1.1
31 4.4 3.0 3100 6.6 2.5 1.75 1.1
실시예 32 내지 37
본 실시예에서는, 미세공성 층으로서 Teslin® SP700을 사용하여 Delrin® 511 P BK402(0.3 중량% 카본 블랙을 포함하는 Delrin® 511P)를 Lupolen® 4261 AQ444 (천연 색상 HDPE)에 결합시켰다. 이 경우, Delrin® 및 Lupolen® 모두는 하프 박스 (1)로 사출 성형되었으며, 실시예 21 내지 31에 기술된 바와 같이, Teslin®이 사출 성형 동안 Delrin® 부분에 "부착"되었다. Delrin® 부분 (Teslin®으로 덮임) 및 Lupolen®의 메이팅 표면 (2)는 이들 사이의 Teslin® 시트와 접촉되었다.
결합 방법은 중합체 레이저 용접이었다. Novolas® C 레이저 용접기 (Leister Process Technologies, 6060 Sarnen, Switzerland)가 사용되었다. 이 기계는 40 W (최대 출력) 940 nm 다이오드 레이저가 장착되어 있으며, 150 mm/s의 최대 용접 속도가 가능하였다. 용접할 어셈블리를 서로 죄고, 결합시킬 표면을 레이저에 노출시켰다. 레이저 빔은 먼저 Lupolen® HDPE의 표면에서 어셈블리와 접촉한 후, 아마도 이 중합체를 통해 Teslin®으로 들어가고, 이어서 잔여 레이저 출력이 블랙 Delrin®에 의해 흡수되었다. 용접 조건 및 결과가 표 5에 나타나 있다. 표 5에서 사용된 용어의 정의는 다음과 같다:
"레이져 출력"은 레이저의 출력 세팅(watt)이며;
"최대 속도"는 용접물 위에서의 레이저 빔의 속도(mm/s)이고;
"거리"는 최종 레이저 렌즈 요소로부터 Delrin의 표면까지의 거리(mm)이며;
"이음매 폭"은 레이저 빔의 폭(mm)이고;
"이음매 압력"은 형성되는 이음매에 적용되는 압력이며;
"파열 압력"은 표 4에서 정의한 바와 같다.
모든 경우에서, 용접물을 형성할 때 중합체의 붕괴가 없었다. 모든 경우에서, 파열 압력은 실시예 21 내지 31에서 기술한 바와 같이 측정하였다.
실시예 레이저 출력 최대 속도 거리 이음매 폭 이음매 압력 파열 압력
(W) (mm/s) (mm) (mm) (MPa) (bar)
32 38 10 61 0.7 4.8
33 40 8 73 1.25 0.7 6.0
34 40 8 73 0.7 6.7
35 40 8 73 1.0 1.4 7.0
36 40 8 74 6.3
37 40 8 72 1.4 5.5
실시예 38
파열 압력 시험 어셈블리를 실시예 21 내지 31에 사용된 것과 유사한 방법으로 진동 용접하였다. 장비 압력은 1.9 bar, 힘은 1500 N, 이음매 압력은 3.2 MPa, 용접 시간은 6초, 진폭은 1.50 mm, 붕괴는 1.6 mm였다. 성형된 부분에서 어셈블리에 대한 파열 압력은 8.0 bar였다, 5개의 어셈블리를 60 ℃에서 1000 시간 동안 M15 연료(톨루엔 42.5%, n-옥탄 42.5% 및 메탄올 15%의 조성을 갖는 것으로 보고됨, 모든 %는 용적%임)에서 에이징하였다. 어셈블리로부터 과량의 연료를 제거한 후, 파열 압력에 대해 시험하였다. 5개 어셈블리의 평균 파열 압력은 6.5±1.5 bar (표준 편차)였다. 이러한 우수한 파열 압력의 보유는, 이러한 진동 용접된 결합이 M15 연료에서 우수한 안정성을 갖고 연료 함유 시스템에서 부품으로 사용하기에 적합하다는 것을 설명한다.
따라서, 본 발명에 따라, 전술한 목적 및 이점을 완전히 만족시키는, 상이한 열가소성 중합체 사이에 위치된 불규칙한 표면을 갖는 열가소성 시트를 이용하여 상이한 열가소성 중합체를 결합하는 물품 및 방법이 제공된다는 것이 명백하다. 본 발명은 이의 특정 양태와 관련지어 설명하였으나, 많은 대안, 변형 및 변화가 당업자에게는 명백할 것이다. 따라서, 첨부된 특허청구범위의 목적 및 넓은 범위에 포함되는 이러한 대안, 변형 및 변화를 포함하고자 한다.

Claims (28)

  1. 열가소성 또는 가교결합된 열경화성 수지를 포함하고 표면이 불규칙한 제 1면 및 제 2면을 갖는 시트,
    상기 시트의 제 1면에 용융-결합된 제 1 열가소성 수지, 및
    상기 열가소성 시트의 제 2면에 용융-결합되며 제 1 열가소성 수지와는 상이한 제 2 열가소성 수지를 포함하는 물품.
  2. 제 1항에 있어서, 시트가 미세공성 시트인 물품.
  3. 제 2항에 있어서, 미세공성 시트가 초고분자량 폴리에틸렌 및 필터를 포함하는 물품.
  4. 제 1항에 있어서, 시트가 직물인 물품
  5. 제 4항에 있어서, 직물이 부직물인 물품.
  6. 제 5항에 있어서, 부직물이 방사접착 (spunbonded) 또는 용융분사 (melt blown) 부직물인 물품.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 및 제 2 열가소성 수지 중 하나 또는 둘 모두가 폴리(옥시메틸렌) 또는 이의 공중합체, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리올레핀, 폴리스티렌/폴리(페닐렌 옥시드) 블렌드, 폴리카보네이트, 플루오로중합체, 폴리설피드, 폴리에테르케톤, 폴리(에테르이미드), 아크릴로니트릴-1,3-부타디엔-스티렌 공중합체, (메트)아크릴산 중합체, 열가소성 탄성체, 열방성 (thermotropic) 액정 중합체 및 염소화된 중합체로 이루어진 군 중에서 독립적으로 선택되는 물품.
  8. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 중합체가 폴리(옥시메틸렌) 또는 이의 공중합체이고, 제 2 중합체가 폴리올레핀, 폴리(메트)아크릴레이트, 불소화된 중합체, 폴리에스테르, 폴리아미드, 열방성 액정 중합체, 폴리카보네이트, 폴리설폰, 폴리설피드, 폴리케톤, 아크릴로니트릴-1,3-부타디엔-스티렌 공중합체, 염소화된 중합체 및 열가소성 탄성체로 이루어진 군 중에서 선택되거나;
    제 1 중합체가 폴리에스테르이고, 제 2 중합체가 폴리올레핀, 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리카보네이트, 불소화된 중합체, 제 2 폴리에스테르, 폴리아미드, 열방성 액정 중합체, 폴리설폰, 폴리설피드, 폴리케톤, 아크릴로니트릴-1,3-부타디엔-스티렌 공중합체, 염소화된 중합체 및 열가소성 탄성체로 이루어진 군 중에서 선택되거나;
    제 1 중합체가 폴리아미드이고, 제 2 중합체가 폴리올레핀, 폴리(메트)아트릴레이트, 폴리카보네이트, 불소화된 중합체, 폴리에스테르, 제 2 폴리아미드, 열 방성 액정 중합체, 폴리설폰, 폴리설피드, 폴리케톤, 아크릴로니트릴-1,3-부타디엔-스티렌 공중합체, 염소화된 중합체 및 열가소성 탄성체로 이루어진 군 중에서 선택되거나;
    제 1 중합체가 열방성 액정 중합체이고, 제 2 중합체가 폴리올레핀, 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리카보네이트, 불소화된 중합체, 폴리에스테르, 폴리아미드, 제 2 열방성 액정 중합체, 폴리설폰, 폴리설피드, 폴리케톤, 아크릴로니트릴-1,3-부타디엔-스티렌 공중합체, 염소화된 중합체 및 열가소성 탄성체로 이루어진 군 중에서 선택되거나;
    제 1 중합체가 불소화된 중합체이고, 제 2 중합체가 폴리올레핀, 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리카보네이트, 제 2 불소화된 중합체, 폴리에스테르, 폴리아미드, 열방성 액정 중합체, 폴리설폰, 폴리설피드, 폴리케톤, 아크릴로니트릴-1,3-부타디엔-스티렌 공중합체, 염소화된 중합체 및 열가소성 탄성체로 이루어진 군 중에서 선택되는 물품.
  9. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 및 제 2 중합체 중 하나 또는 둘 모두가 열경화성인 물품.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 연료 시스템의 일부 또는 전체를 포함하는 물품.
  11. 제 10항에 있어서, 연료 탱크, 연료 밸브, 연료 피팅, 연료 라인, 연료량 표시계부, 연료 주입기 또는 연료 펌프 중 하나 이상의 것의 일부인 물품.
  12. 제 10항 또는 제 11항에 있어서, 제 1 중합체가 폴리(옥시메틸렌) 또는 이의 공중합체인 물품.
  13. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 컨베이어의 일부 또는 전체를 포함하고, 제 1 중합체가 폴리(옥시메틸렌) 또는 이의 공중합체인 물품.
  14. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 중합체가 비교적 경성이고, 제 2 중합체가 비교적 연성인 물품.
  15. 제 14항에 있어서, 파워 툴 핸들, 칫솔, 스포츠 장비의 부품, 충격이 가해지도록 디자인된 표면, 노브, 고마찰 표면을 제공하도록 디자인된 부분, 밀봉 표면을 포함하는 제품, 또는 소리 또는 충격을 약화시키도록 디자인된 제품을 포함하는 물품
  16. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 열가소성 중합체가 배리어 (barrier) 수지인 물품.
  17. (a) 제 1 열가소성 수지를 열가소성 또는 가교결합된 열경화성 수지를 포함하는 시트의 표면이 불규칙한 제 1면에 용융 결합시키는 단계; 및
    (b) 제 1 열가소성 수지와는 다른 제 2 열가소성 수지를 상기 시트의 표면이 불규칙한 제 2면에 용융 결합시키는 단계를 포함하는, 제 1 열가소성 수지 및 제 2 열가소성 수지를 서로 결합시켜 물품을 제조하는 방법.
  18. 제 17항에 있어서, 시트가 미세공성 시트인 방법.
  19. 제 18항에 있어서, 미세공성 시트가 초고분자량 폴리에틸렌 및 필터를 포함하는 방법.
  20. 제 17항에 있어서, 시트가 직물인 방법.
  21. 제 20항에 있어서, 직물이 부직물인 방법.
  22. 제 21항에 있어서, 부직물이 방사접착 또는 용융분사 부직물인 방법.
  23. 제 17항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 및 제 2 열가소성 수지 중 하나 또는 둘 모두가 폴리(옥시메틸렌) 또는 이의 공중합체, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리올레핀, 폴리스티렌/폴리(페닐렌 옥시드) 블렌드, 폴리카보네이트, 플루오로중합체, 폴리설피드, 폴리에테르케톤, 폴리(에테르이미드), 아크릴로니트릴-1,3-부타디엔-스티렌 공중합체, (메트)아크릴산 중합체, 열가소성 탄성체, 열방성 액정 중합체 및 염소화된 중합체로 이루어진 군 중에서 독립적으로 선택되는 방법.
  24. 제 17항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 중합체가 폴리(옥시메틸렌) 또는 이의 공중합체이고, 제 2 중합체가 폴리올레핀, 폴리(메트)아크릴레이트, 불소화된 중합체, 폴리에스테르, 폴리아미드, 열방성 액정 중합체, 폴리카보네이트, 폴리설폰, 폴리설피드, 폴리케톤, 아크릴로니트릴-1,3-부타디엔-스티렌 공중합체, 염소화된 중합체 및 열가소성 탄성체로 이루어진 군 중에서 선택되거나;
    제 1 중합체가 폴리에스테르이고, 제 2 중합체가 폴리올레핀, 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리카보네이트, 불소화된 중합체, 제 2 폴리에스테르, 폴리아미드, 열방성 액정 중합체, 폴리설폰, 폴리설피드, 폴리케톤, 아크릴로니트릴-1,3-부타디엔-스티렌 공중합체, 염소화된 중합체 및 열가소성 탄성체로 이루어진 군 중에서 선택되거나;
    제 1 중합체가 폴리아미드이고, 제 2 중합체가 폴리올레핀, 폴리(메트)아트릴레이트, 폴리카보네이트, 불소화된 중합체, 폴리에스테르, 제 2 폴리아미드, 열방성 액정 중합체, 폴리설폰, 폴리설피드, 폴리케톤, 아크릴로니트릴-1,3-부타디엔-스티렌 공중합체, 염소화된 중합체 및 열가소성 탄성체로 이루어진 군 중에서 선택되거나;
    제 1 중합체가 열방성 액정 중합체이고, 제 2 중합체가 폴리올레핀, 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리카보네이트, 불소화된 중합체, 폴리에스테르, 폴리아미드, 제 2 열방성 액정 중합체, 폴리설폰, 폴리설피드, 폴리케톤, 아크릴로니트릴-1,3-부타디엔-스티렌 공중합체, 염소화된 중합체 및 열가소성 탄성체로 이루어진 군 중에서 선택되거나;
    제 1 중합체가 불소화된 중합체이고, 제 2 중합체가 폴리올레핀, 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리카보네이트, 제 2 불소화된 중합체, 폴리에스테르, 폴리아미드, 열방성 액정 중합체, 폴리설폰, 폴리설피드, 폴리케톤, 아크릴로니트릴-1,3-부타디엔-스티렌 공중합체, 염소화된 중합체 및 열가소성 탄성체로 이루어진 군 중에서 선택되는 방법.
  25. 제 17항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 및 제 2 중합체 중 하나 또는 둘 모두가 열경화성인 방법.
  26. 제 17항 내지 제 25항 중 어느 한 항에 있어서, 용융 결합의 적어도 일부를 사출 금형, 롤 적층기, 압축 금형 또는 열 성형기에서 수행하는 방법.
  27. 제 17항 내지 제 25항 중 어느 한 항에 있어서, 용융 결합의 적어도 일부가 용접 공정인 방법.
  28. 제 27항에 있어서, 용접이 레이저, 진동 또는 초음파 용접인 방법.
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