KR20090021132A

KR20090021132A - 편평한 유리섬유로 강화된 고융점 폴리아미드 몰딩 컴파운드

Info

Publication number: KR20090021132A
Application number: KR1020080083072A
Authority: KR
Inventors: 필립프 하더; 토마스 젤뜨쯔; 니콜라이 램버치
Original assignee: 이엠에스-패턴트 에이지
Priority date: 2007-08-24
Filing date: 2008-08-25
Publication date: 2009-02-27
Also published as: ES2392792T3; US8324307B2; ATE493474T1; US20090062452A1; CN101372555B; CN103467735B; JP2009079212A; KR101132225B1; CN103467735A; JP5743171B2; EP2028231B1; SG150474A1; EP2028231A1; ES2358132T3; EP2314644A1; BRPI0803677A2; CN101372555A; DE502007006117D1; EP2314644B1

Abstract

본 발명은 고융점 부분 방향족 폴리아미드 및 특히, 직사각형 단면을 가진 편평한 유리섬유, 즉 비원형 단면 부분 및 2 대 6의, 특히, 3 대 6의, 가장 바람직하게는 3.5에서 5.0의 주 단면축 대 이차 단면축의 치수비를 갖는 유리섬유를 포함하는 강화 폴리아미드 몰딩 컴파운드에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 폴리아미드 몰딩 컴파운드의 제조 및 이로 제조된 성형품, 즉 사출성형품에 관한 것이다. 본 발명의 성형품은 고 횡방향 강성 및 고 횡강도를 갖는다.

횡방향 강성, 횡강도, 강화 폴리아미드 몰딩 컴파운드, 편평한 유리섬유

Description

편평한 유리섬유로 강화된 고융점 폴리아미드 몰딩 컴파운드{High-Temperature Polyamide Molding Compounds Reinforced with Flat Glass Fibers}

본 출원은 2007년 8월 24일의 유럽특허출원 EP 07 016 687.1의 이점을 청구한다.

특히, 직사각형 단면을 가진 편평한 유리섬유, 즉 비원형 단면 부분 및 2 대 6의, 특히, 3 대 6의, 가장 바람직하게는 3.5에서 5.0의 주 단면축 대 이차 단면축의 치수비를 갖는 유리섬유를 포함하는 강화 폴리아미드 몰딩 컴파운드에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 폴리아미드 몰딩 컴파운드를 제조하는 방법 및 그로부터 제조된 성형품, 즉, 특히, 사출성형품에 관한 것이다. 상기 발명의 성형품은 고횡방향 강성(high transverse stiffness) 및 횡강도(transverse strength)를 갖는다.

본 발명의 고융점 폴리아미드는 적어도 270℃(DSC, ISO 11357)의 융점을 갖는 폴리아미드인 것으로 이해된다. 상기 발명의 폴리아미드는 적어도 50　wt% 의 유리섬유로 강화될 경우, 적어도 260℃에서의 HDT A (1.8　MPa)를 갖는다.

강화 폴리아미드는 고강성외에 우수한 충격강도 및 변형온도도 가지기 때문에 기술 건설재 분야에 있어서 역할이 증가하고 있다. 응용의 범위는 이를테면, 자 동차 부문 및 이송 수단 범위의 내부 및 외부 부품, 가전기기용 하우징재 및 이동통신용 기기, 엔터테인먼트 전기기기, 가전제품, 기계엔지니어링 기기, 난방분야의 설비 및 설비 고정 부품을 포함한다. 그러나, 자동차 부문 부품에서 이를테면, 오직 고충전 강화 몰링 컴파운드를 통해서만 얻어지는 금속성 특성은 중요하다. 얇은 벽을 가진 부품의 경우, 고 유동 길이(high flow length)의 몰딩 컴파운드가 특히 필요하지만, 이는 종래의 장단(long and short)유리섬유를 사용할 경우, 단지 적게 얻어지거나 또는 전혀 얻을 수 없다.

강화 폴리아미드의 특별한 이점은, 또한 중합체 매트릭스와 강화재 간의 특별하게 우수한 접합제(bond)라는 것이다. 심지어 고 강화도에 있어서도 고 인장 E 탄성률을 가지는 제품을 이끌어내는 것이 사실이다. 상기 최신식 제품의 변형 및 가공성뿐 아니라 충격강도, 횡강도 및 강성은 모든 요건을 만족시키며, 동시에 특히 고열안정성 및 고 변형온도(deflection temperature)를 필요로 한다.

본 특허 출원에 있어서, 하기에 사용된 폴리아미드는 아미드 결합(NH-CO)에 의해 기본구성체가 다함께 지지되는 중합체를 나타내며, 상기 중합체는 이를테면, 디카르복실산, 디카르복실산 할라이드, 디니트릴, 디아민, 아미노카르복실산 및/또는 락탐과 같은 단량체의 중축합 또는 중합에 의해 합성될 수 있다. 이들은 호모 또는 코폴리아미드(copolyamide) 또는 이의 혼합물일 수도 있다. 상기 폴리아미드의 평균분자량 수는, 2.3 η_rel이하, 특히, 1.9 η_rel 이하, 특히 바람직하게는 1.8 η_rel이하(20℃에서 0.5　wt%의 메타-크레졸로 측정됨)의 용액점도에 상응하여, 5,000 그램/몰 이상 , 바람직하게는 8, 000 이상 ~ 30,000 그램/몰 이하, 특히 20,000 그램/몰 이상이어야만 한다.

EP　0　196　194　B1는, 개별적인 필라멘트가 비원형 단면을 갖는 복수의 필라멘트를 포함하는 스트랜드(strand) 및 그의 생성물을 기술하고 있다. 상기 유리섬유의 단면은 원형, 난형(oval), 타원형(elliptical), 수축성(constriction)을 갖는 타원형(코쿤 섬유(cocoon fibers)라 일컬어지는) 또는 다각형일 수 있다.

EP 0 246 620 B1는, 유리섬유-강화 열가소성재로 이루어지며, 이로 인해 상기 유리섬유가 직사각형, 타원형 또는 코쿤 형상의 단면을 가지는 대상을 기술하고 있다. 상기 코쿤 형상 단면은, 장방형(elongated) 또는 난형 또는 각각이 수축 단면을 가지는 곡형을 갖는 유리섬유를 나타내는 EP　0　246　620　B1에서 이해된다.

EP　0　376　616　B1는, 열가소성재 및 비원형 단면을 갖는 1 내지 65%의 섬유 보강제(fibrous reinforcement)를 포함하여, 이로 인해 상기 단면 부분 및 서로 수직하는 강화 섬유들의 단면축 비율이 훨씬 상세히 특징되는 열가소성 중합체 비교를 기술하고 있다. 상기 강화 섬유의 단면은 굽어진 또는 반원형 굴곡(half-round contour)을 갖는다. 상기 조성물은 고 치수안정성 및 저 변형성으로 특징 된다.

JP　10219026　A2에 의하면, 열가소성 조건하에서 생산된 성형품의 변형을 줄이기 위하여, 열가소성 매트릭스는 원형 단면을 갖는 유리섬유 및 편평한 단면을 갖는 유리섬유의 혼합물로 보강된다. 이 출원에서 주어진 하나의 실시예에서, 폴리아미드 66(나일론 66)은 중합체 매트릭스로써 언급된다.

JP　2006045390　A2은, 장(long) 유리섬유로 강화되며, 열가소성 매트릭스 및 편평한 단면을 갖는 60wt%에 이르는 유리섬유를 포함하는 과립(granule)을 기술하고 있다. 상기 과립 길이 및 섬유 길이는 동일하다. JP　2006045390　A2 에 의한 강화 조성물에서 생산된 성형품의 이로운 특성은 우수한 표면품질 및 고 충격강도를 포함한다.

JP　8259808　A2 는, 50 내지 80　wt%의 폴리아미드 수지, 바람직하게는 2.5 내지 4.0의 상대점도를 갖는 폴리아미드 6 및 30　wt%의 필러를 선택적으로 더하는 20 내지 50　wt%의 편평한 섬유를 포함하는 폴리아미드 몰딩 컴파운드를 기술하고 있다.

EP　1　788　026　B1 는, 폴리아미드 66 및 코폴리아미드 6T/6I의 혼합물로 이루어진 강화 폴리아미드 몰딩 컴파운드를 기술하고 있다. 유리섬유 및 탄소섬유의 혼합물은 강화재로 사용된다.

그러므로, 본 발명의 목적은 적어도 270℃의 융점을 가지는 고융점 폴리아미드를 기초로 한, 원형 단면을 갖는 유리섬유를 함유한 몰딩 컴파운드와 비교해 고 변형온도, 기계적 특성 및 가공성과 관련하여 확연히 우수한, 순수 강화된 폴리아미드 몰딩 컴파운드를 제공하는 것이다. 상기 몰딩 컴파운드로부터 생성된 성형품은 또한 고횡방향 강성(high transverse stiffness) 및 횡강도(transverse strength)를 가져야만 한다.

상기 목적은 고 노치 충격강도(high notched impact strength)를 가지며, 부분 방향족 폴리아미드 및 보강체(reinforcing medium)를 포함하는 강화 폴리아미드 몰딩 컴파운드에 의해 달성되며, 결과에 있어서,

(A) 상기 폴리아미드가,

적어도 270℃의 DSC 융점(ISO 11357), 바람직하게는, 2.3 η_rel 이하의 메타-크레졸(0.5 wt%, 20℃)로 측정되는 용액점도를 가지며;

(A₁) 존재하는 디카르복실산의 총량 대비, 테레프탈산 50-100 몰%,

산의 총량 대비, 8 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 또 다른 방향족 디카르복실산 0-50 몰%,

6 내지 36개의 탄소 원자를 갖는 지방족 디카르복실산 0-50 몰%, 및 8 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 지환족(cycloaliphatic) 디카르복실산 (dicarboxylic acid) 0-50 몰%을 함유하는 디카르복실산;

(A₂) 존재하는 디아민의 총량 대비, 1,6-헥산디아민, 2-메틸-1,5-펜탄디아민, 1,7-헵탄디아민, 1,8-옥탄디아민, 1,11-운데칸디아민(undecanediamine), 1,12-도데칸디아민, MACM, PACM, 1,3-비스-(아미노메틸)-시클로헥산 및 MXDA으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 디아민 50-100 몰%,

6 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 다른 지방족 디아민 0-50 몰%,

6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 지환족 디아민 0-50 몰%, 및

방향 지방족 디아민(araliphatic diamines) MXDA, PXDA 0-50 몰%, 를 함유하는 디아민(amines); 및

(A₃) 선택적으로 6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 락탐(lactams) 0-100 몰% 및 6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 아미노카르복실산 (aminocarboxylic acids) 0-100 몰%, 를 함유하는 아미노카르복실산 및/또는 락탐;으로 구성되며;

상기 성분 A₁및 A₂는 적절하게 동일한 몰량으로 사용되고, 상기 A₃의 농도는 A₁- A₃전체의 35 wt% 를 초과하지 않는; 적어도 하나의 고융점 폴리아미드 20-60 wt%를 함유하는 폴리아미드 매트릭스를 포함하고,

(B) 상기 보강체(reinforcing medium)가,

(B₁) 비원형 단면 부분 및 2 대 6, 선택적으로 3 대 6, 또는 선택적으로 3.5에서 5.0의 주 단면축 대 이차 단면축의 치수비를 갖는 장방형(elongated) 형상의 편평한 유리섬유 20 내지 80 wt%, 선택적으로 40 내지 80 wt%,

(B₂) 미립자 또는 층상 필러(stratified fillers) 0-30 wt%,

(B₃) 탄소섬유 및/또는 현무암 섬유 및/또는 아라미드 섬유(p- 또는 m-아라미드 섬유) 0-30 wt%,

(B₄) 둥근 단면을 가진 유리섬유 0-30 wt%, 를 함유하는 적어도 하나의 필러 40 내지 80 wt%; 및

(C) 첨가제 및 보조 물질 0-20 wt% 를 포함하며;

(D) 상기 성분 (A)에서 (C)의 wt% 량은 총 100%이다.

상기 목적은, 280℃ 내지 350℃의 설정 배럴 온도에서 통상의 배합기구를 통해 상기 구체화된 폴리아미드 몰딩 컴파운드를 제조하는 방법에 의해 달성되며, 이로써, 상기 중합체 성분은 우선 용융되고 다음으로 절단된 편평한 유리섬유 및/또는 다른 필러가 첨가된다.

상기 목적은 성형, 선택적으로, 성형품 또는 성형품의 부품을 생산하는 몰딩 컴파운드를 성형하는 것을 포함하는 사출성형에 의해 달성되며, 상기 구체화된 바와 같은 몰딩 컴파운드는 20　kJ/m² 이상의 노치 충격강도를 갖는 결과를 갖는다(23℃의 샤르피(Charpy)에 의해, ISO 179/2-1 eA에 의해 측정됨).

상기 목적은 사출성형, 압출, 인발(pultrusion), 블로 성형(blow-molding) 에 의해, 또는 성형체, 선택적으로 상기 구체화된 바와 같은 몰딩 컴파운드로부터 형성된 사출-성형품에 의해 달성된다.

본 발명에 의하여, 특히 직사각형 단면, 즉, 비원형 단면(단면축 비 ≥2, 특히 ≥3)을 갖는 편평한 유리섬유가 원형 단면을 갖는 유리섬유(이를 테면, 일반적으로 원형 단면을 가진 종래의 절단 유리섬유)와 비교하여 기계적 특성, 가공 및 표면품질에 있어 절대적 이점을 가진다는 것이 알려졌다. 상기 사항은 특히 50% 이상의 고 유리섬유 함량으로 실현된다.

다음으로, 본 발명을 구체적으로 설명할 것이다.

직사각형 유리섬유를 하기에 언급할 경우, 이는 유리섬유의 단면이 직사각형 또는 거의 직사각형 또는 둥근 직사각형이며, 때문에 상기 직사각형의 장축들은 거의 평행하게 정렬되며, 상기 직사각형의 단축들은 전체가 그 단부에서 구부러지거나 또는 굴곡되어, 후자의 경우에, 상기 단축은 타원 또는 원형의 세그먼트와 같은 형상이라는 의미이다. 코쿤 섬유와 비교하여, 상기 직사각형 섬유의 단면은 어떤 수축부(constriction)도 가지지 않는다.

따라서, 본 발명에 의하면, 상기 60　wt%의 유리섬유를 갖는 PA6T/6I (70:30) 몰딩 컴파운드에 있어서 편평한 유리섬유를 사용하는 경우, 상기 노치 충격강도는 거의 두 배 높지만, 원형 도형을 갖는 유리섬유의 사용에 비교하여는 동일한 배합비(recipe)이다. 이들 고 충격강도 값은 또한, 저 분자량(η_rel = 1.57)을 갖는 PA6T/6I (70:30) 화합물이 사용되는 경우에 얻어진다. 저 분자량(η_rel = 1.57)을 갖는 PA6T/6I (70:30)는 저 용융점도를 가지며, 이에 따라 사출성형에 의한 제조(processing)에 있어 이점을 제공한다.

저 충격강도 값은, 고 분자량을 갖는 폴리아미드보다 저 분자량을 갖는 폴리아미드를 가지고 보통 얻어진다. 고 충전단계에서, 그러나 폴리아미드 분자량이 높아짐에 따른 증가한 점도로 인해 열가소성 제조(processing)가 어렵다. 이는 성형 충전(mold filling), 폭마크(pock mark) 및 저 표면품질에 있어서의 어려움으로 나타난다.

본 발명에 의하여, 특히 다량(50　wt% 이상)의 편평한 유리섬유의 경우, 우수한 가공성, 저 변형성, 고 표면품질 및 현저히 높은 충격강도에 의해 특징되는 생성물이, 특히 저 점도를 갖는, 특히 바람직하게는 원형 단면을 갖는 유리섬유를 함유하는 물질과 비교하여 저 점도의 PA6T/6I 또는 PA6T/66를 갖는, 방향족 폴리아미드를 부분적으로 사용하는 시에 발명의 몰딩 컴파운드로 생산될 수 있다.

원형 단면을 갖는 유리섬유와 비교하여, 주축 및 이차축이 다른 값(편평한 유리섬유)을 갖는 단면을 가지는 유리섬유는 고 보강단계에서 현저히 높은 충진밀도(packing density)가 가능하며, 이로 인해, 특히 섬유의 방향을 가로질러 계수값, 강도가 높아지는 결과가 된다. 강성과 강도와 관련하여 상기 예기된 성과는 이어 완전하게 분명히 나타나지만, 상기 편평한 유리들 간의 작아지기 쉬운 공간들은 중합체 매트릭스로 적합하게 잠입(infiltrated)되는 경우에만, 상기 매트릭스가 변 형에서 발생하는 압력(force)의 충분한 전도를 가능하게 한다. 본 발명에 의해 사용된 저 점도를 갖는 폴리아미드만이, 가능성이 있는, 도형적 이점을 가진 편평한 유리섬유를 충분히 사용한다.

이를 테면, 압력측정기(pressure meters), 밸브 또는 수도계량기용 하우징 사용 동안 압축 하중(compressive load)하에 있는 직선형의 건축부품(Straight building parts)은, 파열압력 및 치수안정성이 이런 방식으로 증진되기 때문에 섬유의 정렬 방향을 가로질러 증가한 강성 및 강도를 얻게 된다. 본 발명의 몰딩 컴파운드로부터 제조되어, 원형 단면을 갖는 유리섬유를 함유한 몰딩 컴파운드보다 10% 내지 40% 높은 수준인 건축 부품의 높은 횡방향 강성(transverse stiffness)으로, 조성물에 따라, 대체적인 압축하중하에 건축 부품의 변형이 훨씬 적어지게 된다. 이는 부분 방향족 폴리아미드에 기초한, 특히 대체로 테레트탈아미드 유니트(6T units)를 함유하는 몰딩 컴파운드가 원형 단면의 통상 유리섬유로 강화되는 경우의 종방향 강성과 비교하여 낮은 횡방향 강성을 갖기 때문에, 특별한 관심을 가질 부분이다. 종방향 강도에 비해 훨씬 낮아진 횡방향 강도는 성형품의 설계에 있어서도 상당한 영향을 갖는다. 이러한 결함은 저 점도의 폴리아미드와 결합하여 편평한 유리섬유를 사용함으로써 보정될 수 있다. 왜냐하면, 이러한 방식으로 횡방향 및 종방향 강성의 개별 값과 횡방향 및 종방향 강도의 개별 값이 증가할 뿐만 아니라 횡방향 강성 대 종방향 강성의 비율과 횡방향 강도 대 종방향 강도의 비율이 증가하기 때문이다. 상기 횡방향 강성 및 횡방향 강도는 가공방향으로의 직각도(right angle)에서 측정되며, 따라서, 성형품에 있어서 유리섬유의 배향방향으 로의 직각도에서도 측정된다.

본 발명에 의해 사용된 폴리아미드 몰딩 컴파운드의 매트릭스는, 적어도 270℃의 융점 및 적어도 260℃의 HDT　A (적어도 50wt%의 강화도)를 갖는 적어도 하나의 고융점 폴리아미드(성분(A))를 기초로 한다.

상기 고융점 폴리아미드(성분(A))는, 2.3 η_rel 이하, 바람직하게는 1.9 η_rel 이하, 특히 1.8 η_rel 이하의 메타-크레졸(0.5 wt%, 20℃)로 측정되는 용액점도를 갖는다.

특히 고려될 수 있는 고융점 폴리아미드는, 방향족 디카르복실산 및 지방족 디아민에 기초한 폴리아미드이다. 방향족 디카르복실산의 일부는, 지방족 및/또는 지환족 디카르복실산으로 대체될 수 있고, 지방족 디아민의 일부는, 지환족 및/또는 방향 지방족 디아민으로 대체될 수 있다. 상기 디카르복실산과 디아민은, 락탐 및/또는 아미노카르복실산에 의해 부분적으로 대체될 수도 있다.

따라서, 상기 고융점 폴리아미드는 다음 성분으로부터 형성된다:

(A₁) 디카르복실산:

존재하는 산의 총량에 기초한 50-100　몰% 의 테레프탈산,

8 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 0-50 몰%의 타 방향족 디카르복실산 및/또는,

6 내지 36개의 탄소 원자를 갖는 0-50 몰%의 지방족 디카르복실산 및/또는 8 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 0-50 몰%의 지환족 디카르복실산

(A₂) 디아민:

존재하는 디아민의 총량에 기초한, 1,6-헥산디아민, 2-메틸-1,5-펜탄디아민, 1,7-헵탄디아민, 1,8-옥탄디아민, 1,11-운데칸디아민, 1,12-도데칸디아민, MACM, PACM, 1,3-비스-(아미노메틸)-시클로헥산 및 MXDA으로 이루어진 군으로부터 선택된 50-100 몰%의 적어도 한 개 디아민,

0-50 몰%의 타 지방족 디아민 및/또는,

6 내지 20개의 탄소 원자를 가진 0-50 몰%의 타 지환족 디아민 및/또는,

0-50 몰%의 방향 지방족 디아민 MXDA, PXD,

이로써, 상기 고융점 폴리아미드에 있어서, 디카르복실산의 몰 함량 퍼센트 가(percentage molar content) 100% 총계가 되고, 디아민의 몰 함량 퍼센트가 100% 총계가 되며,

6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 0-100 몰%의 락탐 및/또는

6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 0-100 몰%의 아미노카르복실산을 포함하는

(A₃) 아미노카르복실산 및/또는 락탐을 선택적으로 구성하고 있다.

성분(A₁) 및 (A₂)가 주로 동몰량(equimolar amounts)으로 사용됨에도 불구하고, (A₃)의 농도는 (A₁) 내지 (A₃)의 전체를 기초로 하여, 최대 35　wt%, 바람직하게는 최대 25　wt%, 특별히 최대 20wt%에 이른다.

주로 동몰량(equimolar amounts)으로 사용되는 성분(A₁) 및 (A₂)외에도, 디 카르복실산(A₁) 또는 디아민(A₂)이 분자량을 조절하기 위해 또는 폴리아미드의 합성에 있어서 단량체 감소를 보정하여 그들 전체에 있어, 상기 성분(A₁) 및 (A₂)의 농도가 두드러질 수 있도록 하기 위해 사용될 수도 있다.

테레프탈산(TPA)의 일부는, 6 내지 36개 탄소 원자(디카르복실산의 총량에 기초한)를 가진 50몰%까지의, 바람직하게는 48몰%까지의 및 특히, 46몰%까지의 타 방향족, 지방족 또는 지환족 디카르복실산으로 대체될 수 있다. 상기 적합한 방향족 디카르복실산은 나프탈렌디카르복실릭산(NDA) 및 이소프탈산(IPA)을 포함한다. 적합한 지방족 디카르복실산은, 아디핀산(adipic acid), 수베린산(suberic acid), 아제라인산(azelaic acid), 세바신산(sebacic acid), 운데칸디오산(undecanedioic acid), 도데칸디오산(dodecanedioic acid), 브라실산(brassylic acid), 테트라데칸디오산(tetradecanedioic acid), 펜타데칸디오산(pentadecanedioic acid), 헥사데칸디오산(hexadecanedioic acid), 옥타데칸디오산(octadecanedioic acid) 및 다이머산(dimeric acid)을 포함한다. 적합한 지환족 디카르복실산은, 시스-(cis-) 및/또는 트랜스-시클로헥산-1,4-디카르복실산 및/또는 시스- 및/또는 트랜스-시클로헥산-1,3-디카르복실산(CHDA)을 포함한다.

50-100　몰%의 양으로 성분(A₂)로서 사용된 디아민은 1,6-헥산디아민, 2-메틸-1,5-펜탄디아민, 1,7-헵탄디아민, 1,8-옥탄디아민, 1,11-운데칸디아민, 1,12-도데칸디아민, MACM, PACM, 1,3-비스-(아미노메틸)-시클로헥산 및 MXDA으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 이들 중, 1,6-헥산디아민, 2-메틸-1,5-펜탄디아민 및 1,12- 도데칸디아민이 바람직하며, 특별하게는 1,6-헥산디아민이 바람직하다.

필수적으로 사용된 상술한 디아민은, 50몰%가 넘지 않는, 바람직하게는 40몰%가 넘지 않는 및 특히, 30몰%가 넘지 않는 낮은 양(디아민의 총량을 기초로)에서 4 내지 36개 탄소 원자를 갖는 타 디아민으로 대체될 수도 있다. 선형 또는 사슬형 지방족 디아민의 예는, 1,4-부탄디아민, 1,5-펜탄디아민, 1,6-헥산디아민, 1,7-헵탄디아민, 1,8-옥탄디아민(OMDA), 1,9-노난디아민(NMDA), 2-메틸-1,8-옥탄디아민(MODA), 2,2,4-트리메틸헥사-메틸렌디아민(TMHMD), 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌-디아민(TMHMD), 5-메틸-1,9-노난디아민, 1,10-데칸디아민, 1,11-운데칸-디아민, 2-부틸-2-에틸-1,5-펜탄디아민, 1,12-도데칸디아민, 1,13 트리데칸디아민, 1,14-테트라데칸디아민, 1,16-헥사데칸디아민, 및 1,18-옥타데칸디아민을 포함한다. 사용될 수 있는 지환족 디아민의 예는 1,3-비스-(아미노메틸)-시클로헥산 (BAC), 이소포론디아민, 노르보르난디메틸아민(norbornanedimethylamine), 4,4'-디아미노디시클로헥실메탄(PACM), 2,2-(4,4'-디아미노디시클로헥실)프로판(PACP) 및 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노디시클로헥실-메탄(MACM)을 포함한다. 방향 지방족 디아민의 예는 m-자일렌디아민(MXDA)이 될 수 있을 것이다.

여기 기술된 디카르복실산 및 디아민외에, 락탐 및/또는 아미노카르복실산이 폴리아미드-형성-성분(성분(A₃))으로서 사용될 수도 있다. 적합한 화합물은, 이를 테면, 카프로락탐(CL), ω-아미노카프론산, ω-아미노노난산, ω-아미노운데카논산(AUA), 라우릴 락탐(LL) 및 아미노도데카논산(ADA)를 포함한다. 성분 A₁ 및 A₂ 와 함께 사용된 아미노카르복실산 및/또는 락탐의 농도는, 성분 A₁ 및 A₂ 전체를 기초로 하여 최대 35　wt%, 바람직하게는 최대 25　wt% 및 특히 바람직하게는 최대 20　wt%이다. 특히 바람직한 락탐은 4, 6, 7, 8, 11 또는 12개의 탄소 원자를 가진 α, ω-아미노산을 포함한다. 이들은 락탐들, 피롤리딘-2-원(4개 탄소 원자); ω-카프로락탐(6개 탄소 원자); 에난쓰락탐(enanthlactam)(7개 탄소 원자); 카프릴락탐(8개 탄소 원자); 라우릴락탐(lauryl lactam)(12개 탄소 원자) 및/또는 α, ω-아미노산들, 1,4-아미노부탄산; 1,6-아미노헥산산; 1,7-아미노헵탄산; 1,8-아미노옥탄산; 1,11-아미노운데칸산 및 1,12-아미노도데칸산을 포함한다.

디아민은 디카르복실산보다 더 휘발성 화합물이기 때문에, 일부의 디아민이 합성과정에 있어서 손실된다. 디아민은 수중기 증발에 의해, 선축합물(precondensate)의 배출에 의해 및 용융 및 고체 단계에서의 후축합(postcondensation)에 의해 손실된다. 디아민의 손실을 보상하기 위하여, 디아민 총량에 기초하여 1 내지 8　wt%를 초과한 디아민이 단량체 배치(monomer batch)에 적합하게 추가된다. 디아민의 초과량으로, 분자량 및 말단기(end group)의 분배(distribution)도 또한 조절된다. 여기 사용된 실시예에 의한 방법으로, 10 내지 150　mmol/kg 초과량의 카르복실 말단기가 3%이하 초과량의 디아민과 함께 발생한다. 상기 디아민 초과량이 3%보다 클 경우, 아미노 말단기 초과량은 10 내지 150　mmol/kg에 이른다.

분자량, 상대점도 및/또는 유동성 또는 MVR을 조절하기 위해서, 모노카르복 실산 또는 모노아미노산 형태의 레귤레이터(regulator)가 배치(batch) 및/또는 선축합물(후축합 이전)에 첨가될 수 있다. 레귤레이터로서 적합한 지방족, 지환족 또는 방향족 모노카르복실산 또는 모노아민은 아세트산, 프로피온산, 부틸산, 발레르산(valeric acid), 카프로산, 라우르산(lauric acid), 스테아르산(stearic acid), 2-에틸-헥산산, 시클로헥산산, 벤졸산, 부틸아민, 펜틸아민, 헥실아민, 2-에틸헥실아민, n-옥틸아민, n-도데실아민, n-테트라데실아민, n-헥사데실아민, 스테아릴아민, 시클로헥실아민, 3-(시클로헥실아미노)프로필아민, 메틸시클로헥실아민, 디메틸시클로헥실아민, 벤질아민, 2-페닐에틸아민, 기타를 포함한다. 상기 레귤레이터는 각각 또는 결합하여 사용될 수 있다. 다른 단일작용기성(monofunctional)화합물도, 만일 이가 무수물(anhydrides), 이소시아네이트(isocyanates), 산할로겐화물(acid halide) 또는 에스테르와 같은 아미노기 또는 산 기(acid group)와 반응할 수 있다면, 레귤레이터로서 또한 사용될 수도 있다. 사용하는 레귤레이터의 일반적인 양은 중합체 kg 당 10에서 200　mmol 사이이다.

부분 방향족 코폴리아미드(A)는, 알려진 방법에 의해 합성될 수 있다. 적합한 방법이 다양한 위치에 기술되어 있으며, 상기 특허문헌에 거론된 가능한 방법 중 일부는 하기에 주어질 것이며, 하기 문서의 개시 내용은, 본 발명의 성분(A)의 코폴리아미드를 합성하는 공정과 관련하여 본 특허출원의 개시 내용에 명백히 포함되어 있다: DE　195　13　940, EP　0　976　774, EP　0　129　195, EP　0　129　196, EP　0　299　444, US 4,831,106, US 4,607,073, DE 14 95 393 및 3,454,536.

성분(A)의 합성에도 가장 적합한, 가장 일반적인 방법은 제 1단계의 저 점도, 저 분자량의 선축합물, 다음으로 고체 또는 용융(이를 테면, 압출기에서) 단계의 후축합의 두 단계의 합성이다. 1.선축합, 2.고체 단계의 중합 및 3.용융 중합의 3단계 공정도 또한 DE 696 30 260에 기술된 것으로서 가능하다.

300℃이하의 융점을 가진 생성물을 위한, 한 단계의 배치공정(batch process)이, 이를 테면, US 3,843,611 및 US 3,839,296에 기술되며, 여기에 있어서, 단량체의 혼합물 또는 염은 1 내지 16시간 동안 250 내지 320℃의 온도로 가열되고, 압력은 기상물질의 증발로, 선택적으로 불활성 기체의 도움으로 최대치로부터 1　mmHg에 이르는 최저압력으로 감소한다.

본 발명에 의하면, 다음의 부분 방향족 코폴리아미드는 고융점 폴리아미드(A)로서 특히 바람직하게 여겨진다:

- 단일 디아민 성분으로서, 적어도 50　몰%의 테레프탈산과 헥사메틸렌디아민으로부터 합성되는 부분 결정성 폴리아미드;

- 적어도 52 몰%의 테레프탈산과 헥사메틸렌디아민으로부터 합성되는 부분 결정성 폴리아미드;

- 적어도 54 몰%의 테레프탈산과 헥사메틸렌디아민으로부터 합성되는 부분 결정성 폴리아미드;

- 적어도 62 몰%의 테레프탈산과 헥사메틸렌디아민으로부터 합성되는 부분 결정성 폴리아미드;

- 적어도 50 몰%의 테레프탈산과 2-메틸-1,5-펜탄디아민으로부터 합성되는 부분 결정성 폴리아미드;

- 적어도 50 몰%의 테레프탈산과, 헥사메틸렌디아민 및 2-메틸-1,5-펜탄디아민의 혼합물로부터 합성되는 부분 결정성 폴리아미드;

- 적어도 50 몰%의 테레프탈산과, 헥사메틸렌-디아민, 노난디아민, 메틸옥탄디아민 및 데칸디아민의 그룹으로부터 선택된 적어도 2개 디아민의 혼합물로부터 합성되며, 이로써 디아민 전체 함량을 기초로 하여 적어도 50 몰%의 헥사메틸렌디아민이 사용되는 부분 결정성 폴리아미드;

- 적어도 50 몰%의 테레프탈산과, 헥사메틸렌디아민 및 도데칸디아민의 혼합물로부터 합성되며, 이로써 디아민 전체 함량을 기초로 하여 적어도 50 몰%의 헥사메틸렌디아민이 사용되는 부분 결정성 폴리아미드;

- 적어도 50 몰%의 테레프탈산과, 헥사메틸렌디아민 및 트리메틸헥사메틸렌디아민의 혼합물로부터 합성되며, 이로써 디아민 전체 함량을 기초로 하여 적어도 50 몰%의 헥사메틸렌디아민이 사용되는 부분 결정성 폴리아미드;

- 적어도 50 몰%의 테레프탈산과, 헥사메틸렌디아민 및 m-자일렌디아민의 혼합물로부터 합성되며, 이로써 디아민 전체 함량을 기초로 하여 적어도 50 몰%의 헥사메틸렌디아민이 사용되는 부분 결정성 폴리아미드;

- 적어도 50 몰%의 테레프탈산과, 헥사메틸렌디아민 및 비스-(4-아미노시클로헥실1)-메탄의 혼합물로부터 합성되며, 이로써 디아민 전체 함량을 기초로 하여 적어도 50 몰%의 헥사메틸렌디아민이 사용되는 부분 결정성 폴리아미드;

- 적어도 50 몰%의 테레프탈산과, 헥사메틸렌디아민 및 비스-(4-아미노-3-메 틸-시클로헥실1)-메탄의 혼합물로부터 합성되며, 이로써 디아민 전체 함량을 기초로 하여 적어도 50 몰%의 헥사메틸렌디아민이 사용되는 부분 결정성 폴리아미드;

- 50 내지 80 몰%의 헥사메틸렌테레프탈-아미드 유니트 및 20 내지 50 몰%의 헥사메틸렌이소프탈아미드 유니트를 갖는 부분 결정성 폴리아미드 6T/6I;

- 55 내지 75 몰%의 헥사메틸렌테레프탈-아미드 유니트 및 25 내지 45 몰%의 헥사메틸렌이소프탈아미드 유니트를 갖는 부분 결정성 폴리아미드 6T/6I;

- 62 내지 73 몰%의 헥사메틸렌테레프탈-아미드 유니트 및 25 내지 38 몰%의 헥사메틸렌이소프탈아미드 유니트를 갖는 부분 결정성 폴리아미드 6T/6I;

- 70 몰%의 헥사메틸렌테레프탈아미드 유니트 및 30 몰%의 헥사메틸렌이소프탈아미드 유니트를 갖는 부분 결정성 폴리아미드 6T/6I;

- 50 내지 80 몰%의 헥사메틸렌테레프탈-아미드 유니트 및 20 내지 50 몰%의 헥사메틸렌아디프아미드(66) 유니트를 갖는 부분 결정성 폴리아미드 6T/66 ;

- 50 내지 65 몰%의 헥사메틸렌-테레프탈-아미드 유니트 및 35 내지 50 몰%의 헥사메틸렌아디프아미드(66) 유니트를 갖는 부분 결정성 폴리아미드 6T/66;

- 52 내지 62 몰%의 헥사메틸렌-테레프탈-아미드 유니트 및 38 내지 48 몰%의 헥사메틸렌아디프아미드(66) 유니트를 갖는 부분 결정성 폴리아미드 6T/66;

- 55 몰%의 헥사메틸렌테레프탈아미드 유니트 및 45 몰%의 헥사메틸렌아디프아미드(66) 유니트를 갖는 부분 결정성 폴리아미드 6T/66;

- 50 내지 70 몰%의 헥사메틸렌-테레프탈아미드 유니트 및 5 내지 45 몰%의 헥사메틸렌이소프탈아미드 유니트 및 5 내지 45 몰%의 헥사메틸렌아디프아미드(66) 및 5 내지 45 몰%의 헥사메틸렌아디프아미드(66) 유니트를 갖는 부분 결정성 3원 폴리아미드 6T/6I/66;

- 적어도 50 몰%의 헥사메틸렌테레프탈아미드 유니트 및 0 내지 40 몰%의 헥사메틸렌이소프탈아미드 유니트 및 화학식 NH-(CH₂)_n-1-CO(상기 n은 6, 11 또는 12)의 10 내지 50 몰%의 지방족 유니트를 갖는 부분 결정성 PA 6T/6I/X;

- 적어도 50 몰%의 헥사메틸렌테레프탈아미드 유니트 및 10 내지 30 몰%의 헥사메틸렌이소프탈아미드 유니트 및 화학식 NH-(CH₂)_n-1-CO(상기 n은 6, 11 또는 12)의 10 내지 40 몰%의 지방족 유니트를 갖는 부분 결정성 PA 6T/6I/X;

- 52 내지 73 몰%의 헥사메틸렌-테레프탈아미드 유니트 및 0 내지 36 몰%의 헥사메틸렌이소프탈아미드 유니트 및 화학식 NH-(CH₂)_n-1-CO(상기 n은 6, 11 또는 12)의 12 내지 48 몰%의 지방족 유니트를 갖는 부분 결정성 3원 PA 6T/6I/X;

- 적어도 52 내지 73 몰%의 헥사메틸렌테레프탈아미드 유니트 및 10 내지 36 몰%의 헥사메틸렌이소프탈아미드 유니트 및 화학식 NH-(CH₂)_n-1-CO(상기 n은 6, 11 또는 12)의 12 내지 38 몰% 지방족 유니트를 갖는 부분 결정성 PA 6T/6I/X;

- 최대 40 몰%의 헥사메틸렌-테레프탈아미드 유니트 및 적어도 60 몰%의 헥사메틸렌이소프탈아미드 유니트를 갖는 비정질 폴리아미드 6T/6I 와, 적어도 52 몰%의 헥사메틸렌테레프탈아미드 유니트를 갖는 부분 결정성 폴리아미드 6T/6I 또는 6T/66 초과량의 혼합물;

- 44개까지의 탄소 원자 및 지방족 또는 지환족 디아민, 특히 헥사메틸렌디 아민을 가진 이합체 지방산의 축합(condensation)에 의해 합성될 수 있는 26 몰%까지의 지방족 유니트를 함유하는 부분 방향족 및 부분 결정성 폴리아미드.

특히, 폴리아미드의 구체적인 대표물은 다음과 같다:

PA 6T/6I, PA 6T/66, PA 6T/610, PA 6T/612, PA 6T/12, PA 6T/11, PA 6T/6, PA 6T/10T, PA 6T/10I, PA 6T/106, PA 6T/1010, PA 6T/66/106, PA 6T/MACM10, PA 6T/MACM12, PA 6T/MACM18, PA 6T/MACMI, PA MACMT/6I, PA 6T/PACM6, PA 6T/PACM10, PA 6T/PACM12, PA 6T/PACM18, PA 6T/PACMI, PACMT/6I, PA MPT/MPI, PA MPT/MP6, PA 6T/MPI, PA 6T/9T, PA 6T/12T, PA 6T/6I/66, PA 6T/6I/6, PA 6T/6I/12, PA 6T/66/6, PA 6T/66/12, PA 6T/6I/MACMI, PA 6T/66/PACM6.

제 1 실시형태에 있어서, 본 발명에 의해 사용된 편평한 유리섬유(성분(B1))는 편평한 형상과 비원형 단면부위를 가진 단(short) 유리섬유로써 서로 수직하는 단면축의 비율이 2와 동일하거나 크고, 특히 3과 동일하거나 크며, 작아진 단면축은 3μm 이상의 길이를 갖는다. 특히, 가능한 직사각형에 가까운 단면을 갖으며, 단면축 비율이 3보다 크게 되는, 특히 3.5와 동일하거나 크게 되는 유리섬유가 바람직하다. 상기 유리섬유는 2　mm 내지 50　mm의 길이를 가진 절단 유리형태이다. 상기 발명 몰딩 컴파운드의 유리섬유 농도는 20　wt%와 80　wt% 사이이고, 바람직하게는 40　wt%와 80　wt% 사이이고, 특히 바람직하게는 48　wt% 와 75　wt% 사이이고, 가장 바람직하게는 48　wt% 와 65　wt% 사이이며, 본 발명의 특별한 실시형태에 있어서, 상기 유리섬유는 항상 적어도 60wt%의 양으로 존재한다.

제 2 실시형태에 있어서, 본 발명에 의해 사용된 편평한 유리섬유는 편평한 형상과 비원형 단면부위를 가진 장(long) 유리섬유로써 서로 수직하는 단면축의 비율이 2와 동일하거나 크고, 특히 3과 동일하거나 크며, 작아진 단면축은 3μm 이상의 길이를 갖는다. 특히, 가능한 직사각형에 가까운 단면을 갖으며, 단면축 비율이 3보다 크게 되는, 특히 3.5와 동일하거나 크게 되는 유리섬유가 바람직하다. 본 발명에 의하여 조방사(roving)(성분 B₁)로서 사용된 유리섬유는 직경(3μm 내지 20μm, 바람직하게는 3μm 내지 10μm의 소 단면축)을 갖는다. 이른바 3.5 내지 5.0의 단면축 비율을 갖는 편평한 유리섬유가 특히 바람직하다. 특히, 본 발명에 의하여 E-유리섬유가 사용된다. 바람직한 E-유리섬유 외에도, S-유리섬유도 사용되는데, 이는 상기 S-유리섬유가 E-유리섬유에 비하여 30% 높은 인장 강도를 가지기 때문이다. 그러나, A, C, D, M, R 유리섬유 또는 그의 혼합물 또는 E- 및/또는 S-유리섬유를 가진 혼합물과 같은 모든 다른 형태의 유리섬유도 또한 사용될 수 있다.

본 발명의 대체적인 실시형태에서, 장방형 형상 및 거의 직사각형 단면을 가진 편평한 유리섬유만이 사용되며, 그 측면 비율, 즉, 주축/단면축 대 이차/단면축의 치수 비율은 2 대 6, 특히 3 대 6, 가장 바람직하게는 3.5에서 5.0이다. 코쿤-형상의 유리섬유 또는 이른바 유리섬유 코쿤(코쿤 섬유), 즉, 장방형 또는 난형 형상 또는 적어도 하나의 수축부분을 갖는 굴곡 형상을 갖는 유리섬유는 이 실시형태에서 사용되지 않는다.

본 발명의 대체 실시형태에서, 본 발명에 의하여 편평한 유리섬유가 탄소섬유(흑연 섬유)와 결합하여 사용된다. 일부 유리섬유를 탄소섬유로 대신함으로써, 순수한 유리섬유에 비해 강성도가 증진된 혼성 섬유-강화 몰딩 컴파운드(hybrid fiber-reinforced compound)가 결과된다. 상기 유리섬유 및 탄소섬유의 혼합물은 유리섬유/탄소섬유의 중량비가 70/30 내지 97/3, 특별하게는 80/20 내지 95/5일 수 있다.

상기 발명 폴리아미드 몰딩 컴파운드는, 장섬유-강화 막대형 과립(long fiber-reinforced rod granules)을 생산하는 알려진 방법, 특히 연속식 섬유 스트랜드(조방사)가 완전히 중합체 용융물에 스며들어,냉각되어 절단되는 인발(pultrusion) 방법에 의해 생산될 수 있다.

이러한 방식으로 얻어진 바람직하게 3　mm 내지 25　mm, 특히 4　mm 내지 12　mm의 과립 길이를 갖는 장섬유-강화 막대형 과립은 종래의 공정 방법(이를 테면, 사출성형, 압축)에 의해 성형품에 추가로 가공될 수 있으며, 이로써, 특별히 우수한 특성의 성형품이 완만한 공정방법으로 얻어진다. 이 문맥에서, '완만한(gentle)'은 특히 초과 섬유 손상 및 섬유 길이에 있어서의 연합물의 대 감소(the associated great reduction)가 대개 피하여 졌다는 것을 의미한다. 이는, 사출성형에 있어서, 대 직경 및 저 압축률, 특히 2 이하를 가진 웜기어(worm gears)와, 충분히 치수화된 노즐 채널과, 탕구 채널(sprue channel)이 여기 사용에 있어 바람직하다는 것을 의미한다. 또한, 막대형 과립이 고 배럴온도(접촉 가열)의 도움으로 신속히 용해되며, 섬유가 초과 전단 응력(Shear stress)으로 인해 사이즈가 크게 줄지 않을 것을 확실히 하기 위한 단계들이 실행되어야만 한다. 이러한 측정들을 고려하여, 단-섬유-강화 몰딩 컴파운드로부터 생산된 성형품에 비해 평균적으로 더 큰 섬유 길이 를 갖는 성형품이 얻어진다. 이러한 방식으로, 특성에 있어서, 특히 탄성력, 인장 강도 및 노치 충격강도에 있어 추가 개선이 이루어진다.

상기 인발 방법에 사용된 연속식 탄소섬유는 5μm 내지 10μm, 바람직하게는 6μm 내지 8 μm의 직경을 가진다.

섬유 함침(fiber impregnation)을 가속화하기 위해서, 상기 섬유는 적합한 IR 예열, 접촉 예열, 방사 예열 또는 핫 가스 예열의 도움으로 400℃까지의 온도로 예열될 수 있다. 함침실(impregnation chamber) 내부에 확장면을 갖는 장치들은 중합체 용융물로 섬유의 완전한 함침을 확실하게 한다. 함침 단위로부터 나온 스트랜드(strand)는, 제어된 롤러 시스템에 의해 형상화될 수 있으며, 이로 인해 원형, 타원형 또는 직사각형 단면을 가진 과립이 얻어진다.

매트릭스 결합 및 섬유 취급을 증진시키기 위하여, 상기 섬유는 기술 상태에 있어서 유리섬유 및 탄소섬유를 위한 것으로 알려진 화학적으로 상이한 층으로 코팅될 수 있다.

심지어 절단 유리, 장섬유 강화로만 얻어지는 고 노치 충격강도 값 및 저 분자량의 폴리아미드를 사용하는 경우, 이가 본 발명에 의해 달성되는 것은 가능한 것이다. 본 발명에 의하여, 고 강화값으로 얻어지는 고 노치 충격강도 값, 특히, 20　kJ/m² 초과의 노치 충격 강도 값은 50　wt% 내지 60　wt%의 유리섬유 함량으로 얻어지고, 23　kJ/m² 초과의 노치 충격 강도 값은 60　wt%이상의 유리섬유 함량으로 얻어진다.

또한, 이 발명에 의해, 특히 몰딩 컴파운드로부터 생산된 얇은 벽의 부분(사출성형)을 가진 고 유동길이(high flow lengths)가 얻어진다:65　wt% 이상의 강화도를 가진 120　mm를 넘는 유동길이. 그러나, 내부 및/또는 외부 윤활제(lubricant)의 추가 사용으로, 실시예 11에 의해 나타내어진 바와 같이 현저하게 높은 유동길이가 쉽게 얻어질 수 있다.

선택적으로 다른 필러 및 강화재가 0 내지 30　wt%의 양으로 몰딩 컴파운드(성분 B₂ 내지 B₄)에 첨가될 수 있다. 바람직한 추가 강화재로서, 예는 탄소섬유(흑연섬유), 붕소섬유, 아라미드 섬유(p- 또는 m-아라미드 섬유(이를 테면, Kevlar® or Nomex®, DuPont) 또는 그의 혼합물) 및 현무암 섬유가 포함되며, 이러한 강화섬유가 단섬유로서 사용될 수 있고 또는 장섬유가 다른 상이한 섬유들의 혼합물 형태로도 있다는 점에서, 둥근 단면을 가진 유리섬유 또는 그의 혼합물이 언급될 수도 있다.

본 발명에 의한 발명의 열가소성 몰딩 컴파운드는, 성분(B₂)으로서, 미립 필러 또는 심지어 강화재와 결합한 2개 이상의 다른 필러들의 혼합물을 포함할 수 있다. 이를 테면, 유리섬유, 탄소섬유, 금속섬유, 아라미드 섬유, 휘스커(whiskers), 탈크(talc), 마이카(mica), 규산염(silicate), 석영(quartz), 이산화티타늄(titanium dioxide), 규회석(wollastonite), 카올린(kaolin), 비정형 규산, 탄산마그네슘, 수산화마그네슘, 초크(chalk), 석회, 장석(feldspar), 황산바륨(barium sulfate), 고체 또는 중공 유리구슬 또는 그라운드 유리, 특히 그라운드 편평한 유리섬유, 영구자석 및/또는 자석성 금속 화합물 및/또는 합금을 기초로 한 미네랄 미립 필러가 사용될 수 있다. 상기 필러는 또한 표면처리된다.

그러나, 발명의 몰딩 컴파운드는 또한, (C) 이를 테면, 콥퍼 할라이드(copper halide)와 같은 무기 안정제, 유기 안정제, 윤활유(lubricants), 염료(dyes), 핵제(nucleating agent), 금속성 안료, 금속 박편, 금속 코팅 입자, 할로겐화 난연제(halogenated flame retardants), 무할로겐 난연제, 충격조절제(impact modifiers), 폴리페닐렌옥시드, 폴리페닐렌설파이드와 같은 기타 중합체, 대전방지제, 전도성 첨가제(conductivity additives), 이형제, 광학광택제, 천연 층상 규산염(natural phyllosilicate), 합성 층상 규산염(synthetic phyllosilicates) 또는 상기 첨가제의 혼합물로 이루어진 군으로부터의 기타 첨가제를 포함할 수도 있다.

어떤 첨가제는 몰딩 컴파운드의 유동성에 부정정 영향을 미치고 이에 따라 성형품의 가공에 영향을 미치며, 때문에 몰딩 컴파운드의 조성물은 강화도와 관련하여 급속히 그의 한계에 이르게 된다. 상기 편평한 유리섬유를 사용함에 의해, 특히 거의 직사각형 단면을 갖는 유리섬유를 사용함에 의해, 그러나, 화염-방지된 몰딩 컴파운드의 유동성은, 예를 들어, 고 강화도에서도 만족스럽게 조정될 수 있다. 이를 테면, 난연제를 가진 PA　6T/6I 몰딩 컴파운드가 사용을 마친다. 이를 테면, 포스핀산염 및/또는 디포스핀산염, 특히 알루미늄 및 칼슘 포스핀산염 및 선택적으로 멜라민 폴리포스페이트(UL-94: V0에 의한 화염분류:0.8 mm 실험체 두께를 가진)는 심지어 50 wt% 내지 60 wt%의 강화도를 가지고 여전히 잘 처리될 수 있으며, 우 수한 표면을 갖는다. 상기 난연제의 농도는 바람직하게 강화 폴리아미드 몰딩 컴파운드를 기초로 10 wt% 내지 18 wt%, 특히 11 wt% 내지 15 wt%의 범위에 있다. 특히 상기 난연제는, 8.0-17.8 wt%의 알루미늄, 아연 및/또는 칼슘 포스포네이트 및/또는 디포스포네이트 및 0.2-10.0 wt%의 멜라민 폴리포스페이트의 혼합물로 구성된다.

이를 테면, 카본 블랙 및/또는 카본 나노튜브가 본 발명의 몰딩 컴파운드에 있어서 대전방지제로서 사용될 수 있다.

그러나, 존재하는 탄소섬유 이외에 카본 블랙의 사용은 또한 상기 몰딩 컴파운드의 검정 착색(black coloration)을 개선하는데 도움을 줄 수도 있다.

본 발명의 몰딩 컴파운드에 사용된 엽상 규산염(phyllosilicate)은 이를 테면, 카올린, 사문석(serpentine), 탈크(talc), 마이카(mica), 질석(vermiculite), 일라이트(illite), 녹점토(smectite), 몬트모릴로나이트(montmorillonite), 헥토라이트 (hectorite), 이중 수산화물 (double hydroxides) 또는 그의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 엽상 규산염은 표면처리되거나 또는 되지 않을 수 있다.

본 발명의 몰딩 컴파운드에 사용된 안정제 및 노화방지제는, 이를테면, 산화방지제, 항오존제, 광안정제, UV 안정제, UV 흡수제 또는 UV 차단제를 포함할 수 있다.

상기 이미 설명한 바와 같이, 편평한 유리섬유(B₁)는 이 발명에 의하여, 절단 섬유(단섬유) 또는 조방사(rovings)(연속식 섬유 또는 장유리섬유)로서도 사용 된다. 이들 유리섬유는 3μm 내지 20μm의 소 단면축 직경 및 6μm 내지 40μm의 대 단면축 직경을 가지며, 서로 수직하는 단면축들의 비는 2 내지 6, 특히 3 내지 6, 가장 바람직하게는 3.5 내지 5.0의 범위에 있다. 특히, E- 및/또는 S-유리섬유가 본 발명에 의하여 사용된다. 그러나, 이를 테면 A-, C-, D-, M- 및 R 유리섬유 또는 그의 혼합물 또는 E- 및/또는 S-유리섬유를 갖는 혼합물과 같은 모든 다른 형태의 유리섬유도 또한 사용될 수 있다.

다양한 아미노실란 사이징(aminosilane sizings)과 같이 폴리아미드를 위하여 통상적으로 사용되는 종래의 사이징이 사용되지만, 상기 사이징은 고온에서 안정적인 것이 바람직하다.

발명의 폴리아미드 몰딩 컴파운드는 단축(single-screw) 또는 이축(twin-screw) 압출기 또는 스크류 니더(screw kneader)와 같은 종래의 배합기계에서 생산될 수 있다. 일반적으로, 우선, 중합체 성분이 용해되고 강화재(유리섬유 및/또는 탄소섬유)가 이를 테면, 측부 공급기(side feeder)에 의해 압출기내 동일한 위치 또는 다른 위치로 도입될 수 있다.상기 배합은 바람직하게 280℃ 내지 360℃의 설정 배럴온도에서 실행된다. 본 발명의 몰딩 컴파운드의 원만한 공정으로, 섬유길이 분배가 더 큰 섬유길이 방향으로 명확히 변경되는 강화 성형품이 얻어진다. 따라서 본 발명의 성형품은, 둥근 단면을 가진 유리섬유에 기초한 성형품과 비교하여, 평균적으로 20 내지 200% 더 높은 평균섬유길이를 갖는다.

본 발명의 몰딩 컴파운드로부터 생산된 성형품은, 전기, 가구, 스포츠, 기계건설, 납공업 및 위생, 의학, 에너지 및 추진기술, 자동차 및 기타 운송 수단 또는 이동통신용 기기 및 장치를 위한 하우징재, 엔터테인먼트 전기기기, 가전 제품, 기계 엔지니어링, 난방, 또는 모든 종류의 통풍 부품 및 용기 또는 설비를 위한 고정 부품의 분야에서 내부 및 외부 부품을 생산하기 위하여 사용된다.

본 발명의 몰딩 컴파운드로부터 생산된 성형품의 가능한 응용으로서, 특히 우수한 충격강도와 함께 극도로 높은 강성이 기대되는 금속 압축 주조 대체물의 분야가 언급될 수 있다.

응용

전기장치 분야

- 통합 전기 기능을 갖거나 갖지 않은 소형 전동공구의 정지요소/및 또는 조정요소(성형 상호접속 장치,MID)

- 단일 설계(homogeneous design), 즉 단일재로 구성되거나 또는 혼성부품으로서, 즉 물질들의 조합으로 구성된 공기 드릴(pneumatic drills)용 타이 로드(tie rod) 및/또는 피스톤

- 단일 설계이거나 혼성부품으로서, 통합 전기 기능(MID)을 갖거나 갖지 않은 앵글그라인더, 드릴기계, 전기 지면 평삭기 또는 연삭기(grinding machine)를 위한 하우징, 기어 하우징, 이에 의하여 어떤 기능부분(이를 테면, 동력 전달면, 미끄럼면, 시각적 장식부분, 핸들부분)이 다른 호환성 또는 불호환성 물질(이를 테면, 목표된 박리 및/또는 변형, 의도된 파괴점, 동력 및/또는 토크(torque) 한계)로 이루어질 수 있다.

- 공구 저장소, 이를 테면, 척(chucks) 및/또는 안전 수단

- 통합 전기 기능(MID)을 갖거나 갖지 않은 재봉틀 하우징, 슬라이딩 테이블

- 이통통신(이를 테면, 핸드폰)을 위한 하우징 또는 하우징 부품, 사무 전기기기(랩탑 케이싱 및 프로젝터 하우징) 및 엔터테인먼트 전자기기

납공업 ( Plumbing ) 및 위생 분야

- 단일 설계이거나 혼성부품으로서, 통합 전기 기능(MID)을 갖거나 갖지 않은 구강세척, 칫솔질, 캠핑 화장실, 샤워실, 위생 센터를 위한 하우징 및/또는 기능요소(이를 테면, 펌프, 기어 밸브용)

- 다양한 커넥터(connector) 또는 연결모듈

- 단일 설계이거나 또는 혼성부품으로서, 통합 전기 기능(MID)을 갖거나 갖지 않은 펌프 하우징, 밸브 하우징 또는 수도계량기 하우징

가전제품 분야

- 냉장고, 냉동고, 장롱식 냉동고

- 베이킹 오븐, 키친 스토브(kitchen stoves), 증기솥

- 설겆이 기기

를 위한 통합 전기 기능(MID)을 갖거나 갖지 않은 기계적, 전기적 또는 전자기계적 폐쇄장치, 잠금장치 또는 센서

자동차 분야

- 작동 요소/스위치(이를 테면, 외부 거울 조절장치, 좌석 위치 조절장치, 조명장치, 이동방향 표시기)

- 내부 센서, 이를 테면, 좌석 점유

- 외부 센서(이를 테면, 주차 보조, 초음파 및/또는 레이더의 거리측정기)

- 엔지부의 센서(이를 테면, 진동센서 및/또는 노킹센서)

- 내부 및 외부 조명장치

- 내부 및 외부 부분의 전동 및/또는 구동 요소(이를 테면, 좌석 편이 기능, 외부 후방 거울 조절장치, 주요 헤드라이트 조절장치 및/또는 재조절장치, 방향지시등)

- 자동차 구동을 위한 규제 및/또는 조절 시스템(이를 테면, 매체 안내 및/또는 연료, 대기, 냉각제, 윤활유의 규제를 위한)

- 이를테면, 자동회전문, 슬라이딩 문, 엔진부 밸브 및/또는 후드, 트렁크리드(trunk lid), 차량 창을 가진 폐쇄 시스템, 잠금 시스템, 견인 시스템을 위한 통합 전기 기능(MID)을 갖거나 갖지 않은 기계기능 요소 및/또는 센서 하우징

- 유체경로용 커넥터, 자동차 전장 및 전자 시스템 부분의 커넥터를 위한 단일 설계이거나 또는 혼성부품으로서, 통합 전기 기능(MID)을 갖거나 갖지 않은 하우징 및/또는 장착

기계 엔지니어링 분야

- 표준 규격 또는 특수용도 디자인 또는 단일 실시형태의 ISO 표준부품 및/또는 기계요소(이를 테면, 나사, 너트, 볼트, 웨지(wedges), 샤프트, 기어휠(gear whee))

- 표준 규격 또는 특수용도 디자인 또는 혼성부품으로서의 ISO 표준부품 및/또는 기계요소(이를 테면, 나사, 너트, 볼트, 웨지(wedges), 샤프트), 이에 의하여 어떤 기능부분(이를 테면, 동력 전달면, 미끄럼면, 장식 점검 부분)이 다른 호환성 또는 불호환성 물질(이를 테면, 목표된 박리, 의도된 파괴점, 동력/토크(torque) 한계)로 이루어질 수 있다.

- 스탠딩 드릴기계, 탁상용 드릴기계, 밀링기계(milling machines) 또는 금속작업 및/또는 토목작업을 위한 콤비네이션(combination)과 같은 기계기구용 스탠드(stands), 피트(feet), 베이스

- 삽입 부품, 이를 테면, 나사형성 부싱(threaded bushings)

- 자기절단 나사(Self-cutting screws)

에너지 및 구동 기술 분야

- 단일 설계이거나 또는 혼성품으로서, 통합 전기 기능(MID)을 갖거나 갖지 않은 태양전지를 위한 프레임, 하우징, 지지품(기판) 및/또는 고정 요소

- 집전기(collectors)를 위한 조절 및/또는 재조절 장치 요소(이를 테면, 베어링(bearings), 힌지(hinges), 조인트(joints), 토우 바(tow bars), 범퍼)

- 단일 설계이거나 또는 혼성부품으로서, 통합 전기 기능(MID)을 갖거나 갖지 않은 펌프 하우징 및/또는 밸브 하우징

의학 기기 분야

- 모니터링 장치 및/또는 생체 기능 지지용 기기를 위한 단일 설계이거나또는 혼성부품으로서, 통합 전기 기능(MID)을 갖거나 갖지 않은 프레임, 하우징, 운송 부품

- 단일 설계이거나 또는 혼성품으로서, 가위, 클램프(clamps), 핀셋 (forcep), 칼손잡이와 같은 일회용 기기

- 단일 설계이거나 또는 혼성품으로서, 파손(fracture)의 단기 또는 비상 안전을 위한 건조물

- 통합 전기 기능(MID)을 갖거나 갖지 않은 보행기(Walker) 및/또는 단일 설계이거나 또는 혼성부품으로서, 부하 감시(load monitoring)용 센서

다음 실시예 및 도는, 본 발명을 도시화하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니다.

실시예

하기 기재된 물질들은 실시예에 사용되었다:

PA 유형 A: 약 11,000 g/몰 (η_rel = 1.57)의 M_n을 가진 폴리아미드 6T/6I (70:30), 스위스의 이엠에스-케미 에이지

PA 유형 A-VK: 약 1,000 g/몰 (η_rel = 1.12)의 M_n을 가진 폴리아미드 6T/6I (70:30), 스위스의 이엠에스-케미 에이지

PA 유형 B: η_rel = 1.67을 가진 폴리아미드 6T/66 (60:40), 스위스의 이엠에스-케미 에이지

유리섬유 유형 A: NITTOBO CSG3PA-820, 3mm 길이, 28μm 폭, 7μm 두께, 단 면축의 종횡비(aspect ratio) = 4, 아미노실란 사이징, 일본의 NITTO BOSEKI (본 발명에 의한 편평한 유리섬유)

유리섬유 유형 B: NITTOBO CSH3PA-870, 3mm 길이, 20μm 폭, 10μm 두께, 단면축의 종횡비= 2, 아미노실란 사이징, 일본의 NITTO BOSEKI (본 발명에 의한 편평한 유리섬유, 코쿤 형상의)

유리섬유 유형 C: CS 7928, 4.5mm 길이, 10μm 직경, 독일의 BAYER AG, (최신식의,원형 단면을 가진 유리섬유)

Melapur®200/70: 멜라민 포스포페이트 (Ciba Spez. GmbH), 난연제, CAS No.: 218768-84-4

Exolit®GP1230: 유기인 dau (Clariant Produkte GmbH), 난연제.

표 1 내지 3의 조성물의 몰딩 컴파운드는, Werner & Pfleiderer 사, 모델 ZSK 30의 이축 압출기에서 생성되었다 과립 PA6T/6I, PA6T/66 및 첨가제가 흡기구역(intake zone)내로 투약되었다. 유리섬유는 측부 공급기(side feeder) 및 노즐로부터 상부의 3개 하우징 유니트에 의해, 중합체 용융물에 투약되었다.

하우징 온도는 350℃까지의 상승온도수준으로 조절되었다. 150　rpm 내지 200　rpm에서 10kg의 처리양이 얻어졌다. 과립화은 수하 그래뉼화(underwater granulation) 및/또는 핫 캐스트-오프 수하에 의해 실행되었으며,, 여기에 있어서 중합체 용융물은 천공 노즐을 통해 압력되었고, 노즐을 벗어난 후 즉시 회전날로 절단됨으로써 수중기에서 과립화되었다. 과립화되어 110℃에서 24시간 건조된 이후, 상기 과립은 특성이 측정되었으며, 시험체가 생성되었다.

상기 시험체는 알버그 사출성형기에서 제조되었으며, 여기서 배럴 온도는 300℃ 내지 350℃로 설정되었고, 15　m/min의 원주 스크류 속도가 설정되었다.

측정은 다음 기준에 의하여 다음 시험 대상들을 사용함으로써 실행되었다.

탄성률

1 mm/min의 구동속도로 ISO 527

ISO 인장봉, 기준: ISO/CD 3167, A1 유형, 170 x 20/10 x 4 mm, 23°C 온도

인장 강도 및 인장신율

5 mm/min의 구동속도로 ISO 527

ISO 인장봉, 기준: ISO/CD 3167, A1 유형, 170 x 20/10 x 4 mm, 23°C 온도

샤르피(Charpy)에 의한 충격강도

ISO 179/*eU

ISO 시험봉(test rod), 기준: ISO/CD 3167, B1 유형, 80 x 10 x 4　mm, 23°C 온도

* 1 = 계장되지 않음, 2 =계장됨

샤르피(Charpy)에 의한 노치 충격강도(Notched impact strength)

ISO 179/*eA

* 1 = 계장되지 않음, 2 =계장됨

유리전이온도(Tg), 용융 엔탈피(enthalpy of melting)(ΔH)

ISO 기준 11357-1/-2

과립

시차주사열 계량법(Differential Scanning Calorimetry, DSC)이 20℃/min의 히팅 속도(heating rate)로 실행되었다.

상대점도

DIN EN ISO 307, 0.5 wt% 메타-크레졸 용액에서, 온도 20℃

MVR:(용융 부피 속도)

ISO 1133에 의하여, 330 또는 340℃에서 21.6 kg의 하중으로

유동길이(Flow length):

상기 유동길이는 알버그 사출성형기(유형:ARBURG-ALLROUNDER 320-210-750)를 사용하여 측정되었다. 1.5　mm　×10 mm 치수를 가진 유로 나선(Flow spirals)이 330-340℃의 용융온도 및 120-130℃의 성형온도에서 조제되었다.

수축도

수축도는 60 ×60 ×2 mm 치수를 갖는 판 (수축판)을 기초로 ISO 294-4에 따라 사출성형에 의해 공정과정에서 측정되었다. 상기 수축판은 Ferromatik Milacron 社의 K85D-S/2F 사출성형기로부터 320 내지 340℃이 배럴 온도, 600 바(bar)의 휴지온도(dwell pressure) 및 160℃의 성형온도에서 생산되었다.

파열압력:

일단부(내부직경 27.2 mm; 벽 두께 4 mm)에 봉인된 원통형 사출성형체가 물로 채워지고, 신속-작동 유압 커플링에 의해 파열압력 시험 스탠드(stand)에 장착되며, 10 바(bar)/s의 압력증가율에서 파열압력시험(실패될 때까지 단기적 내부압력 하중)된다. 도달되는 최대압력은 표에 주어진다.

표에 달리 기록되어 있지 않으면, 상기 시험대상은 건조상태에서 사용되었다. 그렇게 하기 위하여, 상기 시험대상은 사출성형에 의해 생성된 이후 실내온도에서 최소 48시간 동안 건조 환경에서 저장되었다.

실시예 1 내지 5 및 비교예 1(VB1)

실시예		1	2	3	4	5	VB1
조성물
PA 유형 A	wt%	50	40	35	30	40	40
PA 유형 B		0	0	0	0	0	0
유리섬유 유형 A	wt%	50	60	65	70	0	0
유리섬유 유형 B	wt%	0	0	0	0	60	0
유리섬유 유형 C	wt%	0	0	0	0	0	60
특성
MVR (340℃/21.6kg)	cm³/10min	215	205	165	135	170	160
유리섬유 함량	wt%	50.3	60.2	65.2	69.8	60.1	60.3
HDT A (1.8 MPa)	℃	>280	>280	>280	>280	>280	>280
HDT C (8 Mpa)	℃	222	253	260	267	222	212
탄성률	MPa	17800	22100	25000	28000	21900	21800
탄성률 종방향¹ ⁾	MPa	19600	23900	27300	29700	23900	24000
탄성률 횡방향¹ ⁾	MPa	13000	16200	16900	17900	13400	11700
인장강도 탄성률 비율 횡방향/종방향		0.60	0.68	0.62	0.60	0.56	0.49
인장강도	MPa	242	268	273	289	245	230
인장강도 종방향¹ ⁾	MPa	211	241	251	247	230	224

인장강도 횡방향¹ ⁾	MPa	95	99	107	106	80	66
인장강도 비율 횡방향/종방향		0.45	0.41	0.43	0.43	0.34	0.29
인장신율	%	1.6	1.4	1.3	1.0	1.3	1.2
충격강도 샤르피 (Charpy), 23℃	kJ/m²	75	71	74	73	65	63
노치 충격강도 샤르피 (Charpy), 23℃	kJ/m²	20	22	24	25	16	12
수축도 횡방향	%	0.19	0.16	0.15	0.20	0.28	0.39
수축도 종방향	%	0.5	0.45	0.42	0.42	0.60	0.81
유동길이 (340℃/130℃)	mm	160	150	145	135	145	140
파열압력	bar	n.b.	300	n.b.	n.b.	n.b.	250

¹⁾Biax 시험대상에 실행된 인장 실험

n.b. = 측정되지 않음

둥근 유리섬유(VB1)를 사용한 몰딩 컴파운드와 비교하여, PA6T/6I에 기초한 본 발명의 몰딩 컴파운드(B₂)는 39% 더 높은 횡방향 강성 및 50% 더 높은 횡방향 강도를 갖는다. 둥근 유리섬유(VB2)를 사용한 몰딩 컴파운드와 비교하여, PA6T/66에 기초한 본 발명의 몰딩 컴파운드(B7)는 34% 더 높은 횡방향 강성 및 51% 더 높은 횡방향 강도를 갖는다. PA6T/6I (B₂) 및 PA6T/66 (B7)에 기초한 본 발명의 몰딩 컴파운드는 실시형태 5 및 10에 의한 코쿤-형상의 유리섬유로 생성된 몰딩 컴파운드의 횡방향 강성 및/또는 횡방향 강도를 25% 내지 35%로 초과한다.

4.0의 종횡비(ratio aspect)를 갖는 60　wt% 의 편평한 유리섬유로 강화된 몰딩 컴파운드의 고 변형온도(HDT　C) (실시예 2)는, 종래 몰딩 컴파운드(VB1)의 온도보다 30℃ 더 높다. 따라서, 둥근 유리섬유로 강화된 몰딩 컴파운드는 본 발명의 몰딩 컴파운드의 성과 수준을 얻지 못한다.

실시예		6	7	8	9	10	VB2
조성물
PA 유형 A	wt%	0	0	0	0	0	0
PA 유형 B		50	40	35	30	40	40
유리섬유 유형 A	wt%	50	60	65	70	0	0
유리섬유 유형 B	wt%	0	0	0	0	60	0
유리섬유 유형 C	wt%	0	0	0	0	0	60
특성
MVR (330℃/21.6kg)	cm³/10min	105	90	70	45	80	75
유리섬유 함량	wt%	50.0	59.7	65.1	69.5	60.3	60.1
탄성률	Mpa	18400	23300	25600	28000	22800	22600
탄성률 종방향¹ ⁾	Mpa	17700	22400	23800	27200	21900	21600
탄성률 횡방향¹ ⁾	Mpa	10600	13700	14900	15100	11500	10200
탄성률 비율 횡방향/종방향		0.60	0.61	0.63	0.56	0.53	0.47
인장강도	Mpa	249	260	262	255	255	251
인장강도 종방향¹ ⁾	Mpa	200	215	207	210	195	181
인장강도 횡방향¹ ⁾	Mpa	97	100	96	89	80	66
인장강도 비율 횡방향/종방향		0.49	0.47	0.46	0.42	0.41	0.33
인장신율	%	1.9	1.6	1.4	1.2	1.5	1.8
충격강도 샤르피 (Charpy), 23℃	kJ/m²	75	76	79	70	70	66
노치 충격강도 샤르피 (Charpy), 23℃	kJ/m²	20	23	24	25	15	11
수축도 횡방향	%	0.20	0.20	0.21	0.38	0.40	0.50
수축도 종방향	%	0.63	0.59	0.55	0.51	0.65	0.89
유동길이(330℃/120℃)	mm	158	134	123	105	120	110
파열압력	bar	n.b.	430	n.b.	n.b.	n.b.	380

¹⁾Biax 시험대상에 실행된 인장 실험

n.b. = 측정되지 않음

특수 실험체(2006년 12월, Noss'Ovra Personal Journal에서 발행된 BIAX, no.　12, vol.　29., 이엠에스-케미 에이지)는 인장 실험을 위해 사용되었으며, 이러한 실험체는 방향과의 상호관련성에 있어 강성 및 강도의 측정을 가능하게 한다.

60　wt%의 강화 몰딩 컴파운드와의 비교로부터, 편평한(배향된) 유리섬유를, 본 발명의 저 점도 폴리아미드 몰딩 컴파운드와 결합함으로써 횡방향 강성이 30% 이상 및 횡방향 강도가 50% 이상 증진될 수 있다는 것을 알았다.

실험 대상의 소각처리(incineration) 이후에, 유리섬유의 길이분배 및 평균섬유길이가 측정되었다. 본 발명의 성형체는, 절대적으로 더 큰 섬유 길이를 갖는 유리섬유를 함유했다.

사출성형에 의한 시험체의 생산에 있어서, 본 발명의 몰딩 컴파운드의 다른 이점, 즉, 둥근 유리섬유로 강화된 종래의 몰딩 컴파운드에 비해 절대적으로 감소된 충전 압력(filling pressure)이 확인되었다. 저 점도의 폴리아미드 및 편평한 유리섬유의 조합은 약 20-30% 낮은 충전압력을 가진 사출성형품의 생산을 가능하게 한다.

실시예 11 및 비교예 3(VB3)

실시예		11	VB3
조성물
PA 유형 A-VK	wt%	4.0	4.0
PA 유형 B	wt%	31.1	31.1
Exolit^®OP 1230	wt%	12.0	12.0
Melapur^®200/70	wt%	0.5	0.5
Alugel 34-TH (알루미늄 트리스테아레이트)	wt%	0.5	0.5
안정화/안료	wt%	1.9	1.9
유리섬유 유형 A	wt%	50	0
유리섬유 유형 C	wt%	0	50
특성
MVR (330℃/21.6　kg)	cm³/10min	75	55
유리섬유 함량	wt%	50.0	50.1
탄성률	MPa	17'900	17'000
인장강도	MPa	143	138
인장신율	%	1.2	1.1
유동 길이 (330℃/120℃)	mm	460	315
화염분류 UL-94 (실험체의 두께: 0.8　mm )		V0	V0

¹⁾Biax 시험대상에 실행된 인장 실험

실시예 11과 비교예 VB3의 비교에 보여지는 바와 같이, 동일한 조성물을 갖고 있는 경우, 편평한(배향된) 유리섬유로 강화된 난연성 몰딩 컴파운드가 둥근 유리섬유로 강화된 몰딩 컴파운드보다 훨씬 잘 가공될 수 있다. 볼 발명의 실시예 11의 경우에 있어서, 결과되는 유동길이는 약 46% 더 크다.

Claims

부분 방향족 폴리아미드 및 보강체(reinforcing medium)를 포함하고, 고노치 충격강도(high notched impact strength)를 갖는 강화 폴리아미드 몰딩 컴파운드에 있어서,

(A) 상기 폴리아미드가,

적어도 270℃의 DSC 융점(ISO 11357), 바람직하게는, 2.3 η_rel 이하의 메타-크레졸(0.5 wt%, 20℃)로 측정되는 용액점도를 가지며;

(A₁) 존재하는 디카르복실산의 총량 대비, 테레프탈산 50-100 몰%,

산의 총량 대비, 8 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 또 다른 방향족 디카르복실산 0-50 몰%,

6 내지 36개의 탄소 원자를 갖는 지방족 디카르복실산 0-50 몰%, 및 8 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 지환족(cycloaliphatic) 디카르복실산 (dicarboxylic acid) 0-50 몰%을 함유하는 디카르복실산;

(A₂) 존재하는 디아민의 총량 대비, 1,6-헥산디아민, 2-메틸-1,5-펜탄디아민, 1,7-헵탄디아민, 1,8-옥탄디아민, 1,11-운데칸디아민(undecanediamine), 1,12-도데칸디아민, MACM, PACM, 1,3-비스-(아미노메틸)-시클로헥산 및 MXDA으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 디아민 50-100 몰%,

6 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 다른 지방족 디아민 0-50 몰%,

6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 지환족 디아민 0-50 몰%, 및

방향 지방족 디아민(araliphatic diamines) MXDA, PXDA 0-50 몰%, 를 함유하는 디아민(amines); 및

(A₃) 선택적으로 6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 락탐(lactams) 0-100 몰% 및 6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 아미노카르복실산 (aminocarboxylic acids) 0-100 몰%, 를 함유하는 아미노카르복실산 및/또는 락탐; 으로 구성되며;

상기 성분 A₁및 A₂는 적절하게 동일한 몰량으로 사용되고, 상기 A₃의 농도는 A₁- A₃전체의 35 wt% 를 초과하지 않는; 적어도 하나의 고융점 폴리아미드 20-60 wt%를 함유하는 폴리아미드 매트릭스를 포함하고,

(B) 상기 보강체(reinforcing medium)가,

(B₁) 비원형 단면 부분 및 2 대 6, 선택적으로 3 대 6, 또는 선택적으로 3.5에서 5.0의 주 단면축 대 이차 단면축의 치수비를 갖는 장방형(elongated) 형상의 편평한 유리섬유 20 내지 80 wt%, 선택적으로 40 내지 80 wt%,

(B₂) 미립자 또는 층상 필러(stratified fillers) 0-30 wt%,

(B₃) 탄소섬유 및/또는 현무암 섬유 및/또는 아라미드 섬유(p- 또는 m-아라미드 섬유) 0-30 wt%,

(B₄) 둥근 단면을 가진 유리섬유 0-30 wt%, 를 함유하는 적어도 하나의 필러 40 내지 80 wt%; 및

(C) 첨가제 및 보조 물질 0-20 wt% 를 포함하며;

(D) 상기 성분 (A)에서 (C)의 wt% 량은 총 100%인 것을 특징으로 하는 강화 폴리아미드 몰딩 컴파운드.
제 1항에 있어서,

장방형 또는 난형 형상, 또는 적어도 하나의 수축부를 갖는 굴곡 형상의 유리섬유가 존재하지 않는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 몰딩 컴파운드.
제 1항에 있어서,

직사각형 또는 거의 직사각형 단면을 갖는 유리섬유가 편평한 유리섬유로 사용되는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 몰딩 컴파운드.
제 1항에 있어서,

적어도 260℃의 고 변형온도 HDTA (1.8 MPa)를 갖는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 몰딩 컴파운드.
제 1항에 있어서,

상기 편평한 유리섬유는 2 내지 50 mm 길이를 갖는 단 유리(절단 유리)의 형 태인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 몰딩 컴파운드.
제 1항에 있어서,

상기 편평한 유리섬유는 장 유리섬유(조방사)의 형태인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 몰딩 컴파운드.
제 1항에 있어서,

상기 편평한 유리섬유는, 상기 몰딩 컴파운드의 총중량 대비 48 wt%과 75 wt% 사이 농도의 몰딩 컴파운드에 존재하는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 몰딩 컴파운드.
제 1항에 있어서,

상기 편평한 유리섬유는 주 단면축의 직경이 6 내지 40μm 이고, 이차 단축의 직경이 3 내지 20μm 이며, 이에 의해 서로 수직하는 단면축들의 비율은 3 내지 6, 선택적으로 3.5와 5.0 사이인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 몰딩 컴파운드.
제 1항에 있어서,

상기 편평한 유리섬유는 E-유리섬유, A-유리섬유, C-유리섬유, D-유리섬유, M-유리섬유, S-유리섬유 또는 R-유리섬유 또는 그의 혼합물, 선택적으로 E- 및 S-유리섬유만으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 이에 의해 상기 섬유는 선택적으로 아미노 또는 에폭시실란 코팅이 제공되는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 몰딩 컴파운드.
제 1항에 있어서,

상기 고융점 부분 방향족 폴리아미드(A)는 2.3 η_rel 이하, 선택적으로는 1.9 η_rel이하, 바람직하게는 1.8 η_rel 이하의 메타-크레졸(0.5 wt%, 20℃)로 측정되는 용액점도를 갖는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 몰딩 컴파운드.
제 1항에 있어서,

상기 유리섬유가, 탄소섬유와의 혼합물에 존재하며, 유리섬유 중량비/탄소섬유 중량비의 혼합비가 70/30 내지 97/3인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 몰딩 컴파운드.
제 1항에 있어서,

상기 적어도 하나의 고융점 부분 방향족 폴리아미드는 PA 6T/6I, PA 6T/66, PA 6T/610, PA 6T/612, PA 6T/12, PA 6T/11, PA 6T/6, PA 6T/10T, PA 6T/10I, PA 6T/106, PA 6T/1010, PA 6T/66/106, PA 6T/MACM10, PA 6T/MACM12, PA 6T/MACM18, PA 6T/MACMI, PA MACMT/6I, PA 6T/PACM6, PA 6T/PACM10, PA 6T/PACM12, PA 6T/PACM18, PA 6T/PACMI, PACMT/6I, PA MPT/MPI, PA MPT/MP6, PA 6T/MPI, PA 6T/9T, PA 6T/12T, PA 6T/6I/66, PA 6T/6I/6, PA 6T/6I/12, PA 6T/66/6, PA 6T/66/12, PA 6T/6I/MACMI, PA 6T/66/PACM6, 및 그의 혼합물, 그의 블렌드(blend) 또는 그의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 몰딩 컴파운드.
제 1항에 있어서,

상기 부분 방향족 폴리아미드는, 적어도 50 몰%의 테레프탈산 및 헥사메틸렌-디아민으로부터 합성된 부분 결정성 폴리아미드인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 몰딩 컴파운드.
제 1항에 있어서,

상기 부분 방향족 폴리아미드는, 50 내지 80 몰% 의 헥사메틸렌테레프탈아미드 유니트 및 20 내지 50 몰% 의 헥사메틸렌이소프탈아미드 유니트를 함유하는 부분 결정성 폴리아미드 6T/6I 인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 몰딩 컴파운드.
제 1항에 있어서,

상기 부분 방향족 폴리아미드는, 50 내지 80 몰% 의 헥사메틸렌테레프탈아미드 유니트 및 20 내지 50 몰% 의 헥사메틸렌이소프탈아미드(66) 유니트를 함유하는 부분 결정성 폴리아미드 6T/66인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 몰딩 컴파운드.
제 1항에 있어서,

상기 부분 방향족 폴리아미드는 50 내지 70 몰%의 헥사메틸렌테레프탈아미드 유니트, 5 내지 45 몰%의 헥사메틸렌이소프탈아미드 유니트 및 5 내지 45 몰%의 헥사메틸렌아디프아미드(66) 유니트를 함유하는 부분 결정성 3원 폴리아미드 6T/6I/66 인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 몰딩 컴파운드.
제 1항에 있어서,

상기 부분 방향족 폴리아미드는 적어도 50 몰%의 헥사메틸렌테레프탈아미드 유니트 및 0 내지 40 몰%의 헥사메틸렌이소프탈아미드 및 화학식 NH-(CH₂)_n-1-CO(상기 n은 6, 11 또는 12)의 10 내지 50 몰%의 지방족 유니트를 함유하는 부분 결정성 PA 6T/6I/X 인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 몰딩 컴파운드.
제 1항에 있어서,

상기 부분 방향족 폴리아미드는 적어도 52 몰%의 헥사메틸렌-테레프탈아미드 유니트를 함유하는 부분 결정성 폴리아미드 6T/6I 또는 폴리아미드 6T/66 인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 몰딩 컴파운드.
제 1항에 있어서,

상기 부분 방향족 폴리아미드는 44개까지의 탄소원자 및 헥사메틸렌디아민을 가진 이합체 지방산의 축합(condensation)에 의해 합성될 수 있는 26 몰%까지의 지방족 유니트를 함유하는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 몰딩 컴파운드.
제 1항에 있어서,

상기 몰딩 컴파운드는, 60 wt%이상의 유리섬유 함량을 가진 적어도 23　kJ/m² 의 노치 충격강도(ISO 179/2-1 eA에 의하여 23℃에서 샤르피(Charpy)를 따라 측정됨), 또는 50 내지 60 wt%의 유리섬유 함량을 가진 20　kJ/m² 이상의 노치 충격강도(ISO 179/2-1 eA에 의하여 23℃에서 샤르피(Charpy)를 따라 측정됨)를 갖는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 몰딩 컴파운드.
제 1항에 있어서,

성분(B)로 40　wt% 내지 65wt% 범위의 강화도를 가지며, 120　mm 이상의 고 유동길이인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 몰딩 컴파운드.
제 1항에 있어서,

상기 몰딩 컴파운드에 통상의 첨가제 및 보조제로서, 무기 안정제, 유기 안정제, 윤활유(lubricants), 염료(dyes), 금속성 안료, 금속 박편, 금속 코팅 입자, 할로겐화 난연제(halogenated flame retardants), 무할로겐 난연제, 충격강도 조절제(impact strength modifiers), 폴리페닐렌옥시드 또는 폴리페닐렌설파이 드가 될 수 있는 추가적인 중합체, 대전방지제, 카본 블랙 및/또는 카본 나노튜브가 될 수 있는 전도성 첨가제(conductivity additives), 이형제, 광학광택제, 천연 층상 규산염(natural phyllosilicate), 합성 층상 규산염(synthetic phyllosilicates) 또는 상기 첨가제의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 몰딩 컴파운드.
제 22항에 있어서,

난연제로서, 5 wt% 내지 20 wt%의 포스핀산염 화합물, 선택적으로 8 wt% 내지 17.8 wt%의 포스핀산염 화합물 및 0.2 wt% 내지 10.0 wt%의 1,3,5-트리아진 화합물의 폴리-포스페이트염을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 몰딩 컴파운드.
280℃ 내지 350℃의 설정 배럴 온도로 통상의 배합기구에서 중합체 성분이 우선 용융되고, 다음으로 상기 절단 유리섬유 및/또는 기타 필러가 추가되는 것을 특징으로 하는 제 1항의 폴리아미드 몰딩 컴파운드를 제조하는 방법.
성형, 선택적으로는 사출성형 방법에 있어서, 성형품 또는 성형품의 부품을 생산하기 위하여 몰딩 컴파운드를 성형하는 것을 포함하며, 상기 몰딩 컴파운드는 제 1항에 의한 몰딩 컴파운드이고, 20　kJ/m² 이상의 노치 충격강도(ISO 179/2-1 eA 에 의하여 23℃에서 샤르피(Charpy)를 따라 측정됨)를 갖는 것을 특징으로 하는 성형 방법.
제 25항에 있어서,

상기 성형은 사출성형, 압출, 인발(pultrusion) 또는 블로 성형(blow-molding)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 성형 방법.
제 1항의 몰딩 컴파운드로부터 형성된 성형체, 선택적으로는 사출성형품(injection-molded part).
제 27항에 있어서, 핸드폰 케이싱 또는 핸드폰 하우징 부품의 형태인 것을 특징으로 하는 성형체.