KR20110082578A - 기계적 특성이 향상된 폴리아미드 및 생물자원 강화제 조성물 - Google Patents

기계적 특성이 향상된 폴리아미드 및 생물자원 강화제 조성물 Download PDF

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KR20110082578A
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기욤 르
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Abstract

본 발명의 한 주제는 하나 이상의 MXD 부분 (상기 MXD 는 메타-자일릴렌디아민, 또는 메타-자일릴렌디아민과 파라-자일릴렌디아민의 혼합물을 나타냄) 을 갖는 하나 이상의 폴리아미드 및 생물자원 강화제를 조합한 조성물이다. 본 발명은 또한 사출 성형 또는 압출에 의해 상기 조성물의 양호한 기계적 특성을 갖는 물품으로의 전환에 관한 것이고, 상기 물품은 예를 들어 자동차 산업, 건축, 스포츠 및 전기 또는 전자 분야에서 발견될 수 있는 것과 같은 기술 적용 사양에 상응한다.

Description

기계적 특성이 향상된 폴리아미드 및 생물자원 강화제 조성물 {POLYAMIDE AND BIORESOURCED REINFORCEMENT COMPOSITIONS HAVING IMPROVED MECHANICAL PROPERTIES}
본 발명의 주제는 하나 이상의 폴리아미드가 적어도 MXD 단위를 갖는, 부분적으로 생물기재일 수 있거나 아닐 수 있는 폴리아미드(들) 기재의 조성물로서, 생물기재 또는 천연 강화제를 포함하는 조성물이다. 본 발명은 또한 기계적 특성이 양호하고 예를 들어 자동차 산업, 건축, 스포츠 용품 분야 및 전기 또는 전자 분야에서 발견될 수 있는 것과 같은 기술 적용 사양을 충족시킬 수 있는 물품으로의 상기 조성물의 전환에 관한 것이다.
현재, 열가소성 매트릭스 기재의 재료 분야에서, 양호한 강성, 양호한 열기계적 강도 및 양호한 노화 저항성이 필요한 특정 적용에 충분한 기계적 특성을 갖는 천연 강화제와의 조합이 존재하지 않는다. 더욱이, 이러한 천연 강화제와 조합되는 것을 필요로 하는 매트릭스는 일반적으로 이러한 감온성 천연 강화제의 혼입과 양립될 수 있는 열변형 온도 범위를 갖지 않는다. 리그닌, 헤미셀룰로오스 및 렉틴과 같은 천연 강화제의 주성분이 특히 감온성이고, 한편 α-셀룰로오스와 같은 다른 것들이 그보다 덜 하다는 것이 알려져 있다.
용어 "천연 강화제" 는 예를 들어 톱밥, 식물성 단섬유 또는 장섬유 (아마, 삼, 양마, 아바카 등), 연속 섬유, 상기 섬유로부터 생성되는 매트를 의미한다.
더욱이, 특히 화석 기원의 출발 재료의 고갈로 인해, 생물기재의 출발 재료로부터 기인하고 동시에 효과적인 사용 특성을 유지하는 재료에 대한 관심이 증가하고 있다.
생물기재 또는 천연 강화제는 더욱이 일반적으로 밀도가 무기 강화제의 밀도보다 낮은 재료이고, 이들은 무기 강화제에 비해 변형 도구에 대해 덜 연마된다. 더욱이, 천연 강화제는 고비용이 아니고, 예를 들어 유리 섬유와 비교하여 이들의 제조에 에너지를 덜 소비한다.
한편, 생물기재 또는 천연 강화제는 일반적으로 폴리아미드와 같은 중합체성 매트릭스에 대한 불량한 접착력을 나타낸다. 특정 경우, 상기 매트릭스에 대한 접착력을 향상시키기 위해, 이들을 커플링제, 첨가제 또는 플라즈마, 코로나, 레이저, γ- 또는 UV-조사, 화학적, 기계적 또는 열처리 등과 같은 처리를 이용하여 표면-처리시켜야 한다.
부분적으로 생물기재일 수 있는 본 발명의 주제를 형성하는 폴리아미드는 특히 화학식 A/MXD.Z 에 상응하고, 상기 Z 는 이산으로부터 기원하는 부분을 나타내고, A 는, 존재하는 경우, 아미노산, 바람직하게는 11-아미노, 락탐, 예컨대 락탐-12, 또는 디아민 X 와 디카르복실산 Y 의 반응의 X.Y 생성물로부터 기원할 수 있는 부분을 나타낸다. 상기 X.Y 부분은 바람직하게는 생물기재일 것이고, 예를 들어, 부분 10.10, 10.12 또는 6.10 에 상응할 것이다. MXD 부분은, 이에 대해, 메타-자일릴렌디아민, 또는 메타-자일릴렌디아민 (MXD) 과 파라-자일릴렌디아민 (PXD) 의 혼합물을 나타내고, 메타-자일릴렌디아민은 바람직하게는 상기 혼합물에서 우세하다.
생물기재 또는 천연 강화제의 사용은 적당한 (통상 215 ℃ 미만) 온도 (이는 용융 상태의 상기 조성물에서 측정됨) 에서 심지어 짧은 체류 시간 (약 2 분) 동안 상기 조성물을 전환시키는 것을 수반한다. 따라서, 폴리아미드(들) 기재의 열가소성 매트릭스는, 분해 없이 섬유의 양호한 습윤을 제공하기 위해, 감온성 천연 강화제의 혼입과 양립될 수 있는 변형 온도 범위를 가져야 한다. 이는 폴리아미드(들) 기재의 매트릭스의 단량체를 판단으로 선택하여, 또한 문헌 US 2004/0122133 에 기재되어 있는 바와 같이 스테아르산 또는 리튬염과 같은 화합물을 첨가하여 수득될 수 있다.
본 발명은 생물기재 또는 천연 강화제에만 제한되는 것은 아니다. 천연 강화제에 더해, 특성, 특히 기계적 특성을 미세하게 조정하기 위해 섬유, 미네랄 조직 (유리, 탄소 등) 또는 충전제 (탈크, 몬모릴로나이트 등) 의 사용이 또한 예상될 수 있다.
본 발명의 조성물은 또한 첨가제, 예컨대 중합체성일 수 있는 커플링제, 충격 개질제, 가공 보조제, UV- 및/또는 열-안정화제, 난연제, 예컨대 특히 Mg(OH)2, Al(OH)3 및 포스피네이트를 함유할 수 있다.
상기 조성물의 매트릭스는 양호한 강성, 전형적으로는 적어도 컨디셔닝 후 2 GPa 의 인장 탄성율을 나타낸다.
문헌 EP 0 272 503 에는 반결정질 폴리아미드와 조합된 MXD.10 유형 (폴리(m-자일릴렌세바스아미드)) 의 매트릭스가 기재되어 있다. 이러한 매트릭스는 유리 섬유를 함유할 수 있다. MXD10 의 융점보다 20 내지 30 ℃ 높은 융점을 갖는 제 2 중합체의 조합은 천연 섬유의 조합을 허용하지 않는데, 상기 천연 섬유가 분해되는 위험이 존재하기 때문이다. 또한, 사용되는 섬유는 생물기재 또는 천연이 아니다.
문헌 WO 2007/137378 에는 폴리아미드 (특히 PA6 포함) 및 쿠라우아 (curaua) 섬유와 같은 천연 섬유 기재의 조성물이 기재되어 있다. 이 문헌에서, 생물기재 특성은 천연 섬유에 의해서만 제공되고, 상기 매트릭스는 화석 기원이다. 이 문헌은 PA6 에 감온성 천연 섬유를 혼입시킴에 있어서의 특정한 곤란을 언급하지 않는다. 더욱이, PA6-쿠라우아 섬유 혼합물 (80/20 중량 비율) 의 인장 탄성율의 보고된 값 (5100 MPa) 이 폴리아미드의 컨디셔닝 전 또는 후에 수득되는 것인지에 대해 나타나있지 않다.
그러나, 모든 PA6 제조사의 기술 문헌은 PA6 의 인장 탄성율이 건조 상태 (즉, 주입 사이클 종료시) 내지 컨디셔닝된 상태 (즉, 23 ℃ 및 50 % 상대 습도에서 15 일이 지난 후) 에서 매우 상당히 변한다는 것을 나타낸다. 이러한 기술 문헌은, 평균적으로, 건조 상태의 PA6 의 인장 탄성율이 약 3000 내지 3400 MPa 인 반면 컨디셔닝 후에는 단지 900 내지 1200 MPa 이라는 것을 나타낸다. 그러므로, 사용 조건 하에서 PA6 및 천연 강화제 기재의 조성물의 기계적 성능을 평가하기 위해, 예비-컨디셔닝된 샘플을 시험하는 것이 필수적이다.
특허 US 6 270 883 에는 기계적 성능을 향상시키기 위해 임의로 커플링제를 함유하는, PA6 및 목재 셀룰로오스 섬유 기재의 조성물이 기재되어 있다. 여기서 다시, 매트릭스 (PA6) 는 화석 기원이다. 이러한 PA6-목재 셀룰로오스 섬유 조성물 (70/30 중량 비율) 은 2 중량% 의 커플링제의 존재 하에 인장 탄성율이 5350 내지 5700 MPa 이고, 커플링제가 없는 경우 5100 내지 5200 MPa 이며, 상기 PA6 매트릭스는 인장 탄성율이 2750 MPa 이다. 그러나, 이러한 성능 수준은 건조 상태에서 측정된다. 더욱이, 이러한 결과를 야기하는 목재 셀룰로오스 섬유는 더 높은 열안정성을 위해 선택되는데, 이들이 95 중량% 이상의 α-셀룰로오스를, 따라서 5 중량% 미만의 감온성 성분, 예컨대 리그닌 또는 헤미셀룰로오스를 함유하기 때문이다.
문헌 US 2004/122133 에는 PA6 및 생물기재 또는 천연 섬유 기재의 조성물, 및 또한 염화리튬 (LiCl) 염이 PA6 매트릭스에 미리 도입되어 이들의 융점을 실질적으로 저하시키고, 이것이 LiCl 첨가량 (각각 3.0 중량% 및 3.5 중량%) 에 따라 223 ℃ 에서 각각 199 ℃ 또는 194 ℃ 로 저하되는 것을 특징으로 하는, 상기 조성물의 수득 방법이 기재되어 있다. 그러므로, 감온성 천연 섬유는, 분해 위험 없이, 용융된 상태의 PA6/LiCl 매트릭스에 도입될 수 있는데, 중합체가 저온에서 전환될 수 있기 때문이다. 그러나, 이러한 방법은 선택된 염이 친수성이기 때문에 PA6 의 수분을 재흡수시키는 경향을 더욱더 촉진시킨다는 단점을 가진다. 본 발명에 따른 조성물은 폴리아미드 매트릭스의 융점 저하가 필요하지 않다.
문헌 JP 2005-060556 및 US 2006/0202391 에는 PLA (선험적으로 생물기재의 폴리락트산) 및 양마 섬유의 조합이 기재되어 있다. 현재, PLA 는 지방족 폴리에스테르이므로 물의 존재 하에 변형되기 곤란하다. 더욱이, PLA 는 폴리아미드보다 물에 더 민감하고, 이는 완전해질 수 있는 노화 거동이 예상될 수 있다는 것을 의미한다.
문헌 WO 2008/050568 에는 아마, 삼, 대나무 또는 실크와 같은 천연 섬유 및 PA11 기재의 조성물이 기재되어 있다. 상기 조성물은 생물기재이나, PA11 의 존재로 인해 충분한 기계적 특성, 특히 인장 탄성율을 야기하지 않는다.
문헌 EP 0 711 324 에는 천연 섬유로 강화된 생분해성 중합체의 조성물이 기재되어 있다. 생분해성 중합체는 제한된 기계적 특성 및 물에 대한 높은 감성을 갖고 따라서 이의 사용 가치가 제한되는 전분이다.
문헌 EP 0 960 162 에는, 이의 실시예 9 에서, PA11 기재이고, 33 중량% 의 섬유에 상응하는 25 부피% 의 아마 섬유를 함유하며, PA11 의 밀도 (1.03) 및 아마 섬유의 밀도 (1.50) 를 제공하는 조성물의 수득 방법이 개시되어 있다. 상기 조성물은 특히 4050 MPa (표준 DIN 53455 에 따라) 의 인장 탄성율을 특징으로 한다. PA6 과 반대로, PA11 의 인장 탄성율이 컨디셔닝에 덜 민감하다는 것을 유념해야 한다. 기재되어 있는 조성물은 생물기재이나, 충분한 기계적 특성, 특히 인장 탄성율을 야기하지 않는다.
본 출원인은 부분적으로 생물기재일 수 있고 하나 이상의 MXD 부분을 함유하는 하나 이상의 폴리아미드와 생물기재 또는 천연 강화제의 조합이 양호한 사용 특성을 갖는 재료를 수득할 수 있게 한다는 것을 주시하여 왔다. 더욱이, MXD 부분을 함유하는 이러한 폴리아미드는 감온성 천연 섬유의 혼입과 양립될 수 있는 변환 온도 범위를 나타낸다.
본 발명은 하나 이상의 MXD 부분 (상기 MXD 는 메타-자일릴렌디아민 (MXD), 또는 메타-자일릴렌디아민 (MXD) 과 파라-자일릴렌디아민 (PXD) 의 혼합물을 나타냄) 을 갖는 하나 이상의 폴리아미드 및 하나 이상의 생물기재 강화제를 조합한 조성물에 관한 것이고, 상기 용어 "생물기재" 는 표준 ASTM D6852 의 의미, 더욱 바람직하게는 표준 ASTM D6866 의 의미 내에서 이해된다.
표준 ASTM D6852 는 조성물 중 천연 기원의 생성물의 비율을 나타내는 반면, 표준 ASTM D6866 은 재생가능한 유기 탄소, 즉 바이오매스로부터 유래되는 탄소를 측정하는 조건 및 방법을 명시한다.
본 발명에 따른 조성물의 강화제(들)는 생물기재로 지칭된다, 즉 표준 ASTM D6866 에 따라 측정되고 바이오매스로부터 유래되는 유기 탄소를 포함한다. 이러한 경우, 본 발명에 따른 조성물이 그 자체가 부분적으로 생물기재라고 고려될 수 있고, 이는 비생물기재의, 예를 들어 화석 출발 재료로부터 유래되는 섬유 기재의 조성물에 비해 이점이다.
또한, 본 발명은 상기 조성물로부터의 복합 재료의 제조 방법, 본 발명의 조성물로부터의 물품의 수득 방법, 및 또한 물품 및 본 발명의 물품 및 조성물의 용도에 관한 것이다.
인정하건대, 천연 섬유를 함유하는 생물기재의 폴리아미드를 함유하는 조성물은 문헌 WO 00/59989 로부터 알려져 있다. 그러나, 이러한 선행 기술 이해 시, 양호한 기계적 특성을 갖고 천연 섬유의 분해를 제한하는 온도에서 변환될 수 있는 재료를 수득하기 위해, MXD 기재의 PA 를 선택하고 생물기재의 강화제와 조합된다는 것이 당업자에게 명백하다는 것을 나타내지 않는다. 상기 문헌에서, 본 발명의 주제를 형성하는 MXD 와 달리 지방족 디아민이 바람직하고 예시되어 있다.
서두로서, 상세한 설명의 다른 부분에서 사용되는 표현 "내지" 는 언급되는 한계를 포함하는 것으로 이해되어야 한다는 것을 명시한다.
용어 "MXD" 는 메타-자일릴렌디아민, 또는 메타-자일릴렌디아민 (MXD) 과 파라-자일릴렌디아민 (PXD) 의 혼합물을 의미하는 것으로 이해된다. 바람직하게는, MXD 디아민은 혼합물에서 우세할 것이다. 이러한 MXD 및/또는 PXD 디아민은 통상 화석 기원의 자원으로부터 생성된다.
용어 "생물기재" 는 상기 나타낸 바와 같이, 표준 ASTM D68652 의 의미, 더욱 바람직하게는 표준 ASTM D6866 의 의미 내에서 이해된다.
용어 "컨디셔닝" 은 23 ℃ 및 50 % 의 상대 습도에서 15 일 동안의 재료의 체류를 의미한다.
용어 "강화제" 는 중합체성 매트릭스와 조합되는 경우 인장 탄성율이 증가하는 단섬유 또는 장섬유, 직조 또는 부직 연속 섬유, 직조 또는 부직 매트, 또는 연마된 재료, 가루를 의미한다.
본 발명에 따른 조성물은 하나 이상의 MXD 부분을 갖는 하나 이상의 폴리아미드를 포함한다.
본 발명의 제 1 변형에 따르면, 상기 폴리아미드는 화학식 MXD.Z 에 상응하는 호모폴리아미드이고, 상기 MXD 부분은 상기 정의된 바와 같고, 상기 Z 부분은 지방족, 시클로지방족 또는 방향족, C4-C36 디카르복실산이다.
본 발명의 제 2 변형에 따르면, 상기 폴리아미드는 화학식 A/MXD.Z 에 상응하는 코폴리아미드이고,
- 상기 MXD 부분은 상기 정의된 바와 같고,
- 상기 Z 부분은 지방족, 시클로지방족 또는 방향족, C4-C36 디카르복실산이고,
- 상기 A 부분은 락탐, α,ω-아미노카르복실산, 및 지방족, 시클로지방족 또는 방향족, C4-C36 디카르복실산과 지방족, 시클로지방족, 아릴지방족 또는 방향족, C4-C36 디아민의 반응 생성물로부터 선택된다.
바람직하게는, 화학식 A/MXD.Z 의 코폴리아미드 중 MXD.Z 단위의 중량 비율은 50 % 초과, 바람직하게는 75 % 초과, 더욱 바람직하게는 85 % 초과를 나타낸다.
즉, 화학식 A/MXD.Z 의 코폴리아미드 중 MXD.Z 단위의 몰 비율은 25 % 초과, 바람직하게는 50 % 초과, 더욱 바람직하게는 65 % 초과를 나타낸다.
본 발명의 제 1 또는 제 2 변형의 문맥에서든지, Z 부분은 탄소수 6 이상, 유리하게는 7 이상, 더욱 바람직하게는 10 이상의 지방족 디카르복실산일 수 있다.
따라서, Z 는 화학식 HOOC-(CH2)y-COOH (식 중, (y+2) = 4, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18) 의 지방족 이산일 수 있다.
A 및/또는 Z 는 바람직하게는 생물기재의 부분에 상응한다.
A 가 존재하는 경우, 락탐 단량체 (특히 카프로락탐 또는 라우릴락탐), α,ω-아미노카르복실산 (예컨대 6-아미노헥산산, 10-아미노데칸산, 11-아미노운데칸산 또는 12-아미노도데칸산) 또는 디카르복실산과 디아민의 반응 생성물로부터 수득될 수 있다.
하기가 특히 예상될 수 있다:
- 예를 들어, 부탄디아민, 펜탄디아민, 헥산디아민, 헵탄디아민, 노난디아민, 데칸디아민, 운데칸디아민, 도데칸디아민, 트리데칸디아민, 테트라데칸디아민, 헥사데칸디아민, 옥타데칸디아민, 옥타데센디아민, 에이코산디아민, 도코산디아민 및 지방산으로부터 수득되는 디아민으로부터 선택되는 포화 또는 불포화, 바람직하게는 선형, 지방족 디아민,
- 방향족 또는 아릴지방족 디아민, 예를 들어, MXD 및 PXD (파라-자일릴렌디아민),
- 시클로지방족 디아민, 예를 들어, 이소포론 디아민, 피페라진, 1,3-비스아미노메틸시클로헥산 또는 비스(메틸아미노시클로헥실)메탄 (BMACM),
- 예를 들어, 숙신산, 아디프산, 헵탄이산, 아젤라산, 세바스산, 운데칸이산, 도데칸이산, 브라실산, 테트라데칸이산, 헥사데칸이산, 옥타데칸산, 옥타데센산, 에이코산이산, 도코산이산 및 탄소수 36 의 지방산의 이량체로부터 선택되는 포화 또는 불포화, 바람직하게는 선형, 지방족 이산,
- 방향족 또는 아릴지방족 이산, 예를 들어, 이소프탈산, 테레프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산 (NDCA) 또는 푸란디카르복실산,
- 시클로지방족 이산, 예를 들어, 1,4-시클로헥산디카르복실산 (CHDA).
폴리아미드가 화학식 A/MXD.Z 에 상응하는 경우, A 부분은 탄소수 6 이상, 더욱 바람직하게는 10 이상의 락탐 또는 α,ω-아미노카르복실산일 수 있다.
유리하게는, A 부분은 카프로락탐, 락탐 12, 11-아미노운데칸산 및 12-아미노도데칸산으로부터 선택된다.
A 부분이 디아민과 디카르복실산의 축합 생성물인 경우, 상기 디아민은 방향족 디아민, 바람직하게는 메타-자일릴렌디아민, 또는 메타-자일릴렌디아민과 파라-자일릴렌디아민의 혼합물이다.
A 및 Z 는 바람직하게는 다음과 같이 선택된다:
- A 및/또는 Z 는 부분적으로 또는 전부 생물기재 기원이고,
- (코)폴리아미드의 융점은 215 ℃ 이하이고 (표준 ISO 11357-3 (1999) 에 따라 20 ℃/분의 속도로 DSC 에 의해 측정됨),
- (코)폴리아미드의 인장 탄성율은 2000 MPa 이상임 (컨디셔닝된 샘플에서 표준 ISO 527 1BA 에 따라 측정됨).
바람직하게는, 하기 폴리아미드가 바람직할 것이다: Z 가 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 도데칸이산 또는 테트라데칸이산인 MXD.Z. 더욱 바람직하게는, Z 는 세바스산이다. 세바스산은 통상 피마자유로부터 수득되고, 상기 피마자유는 동일 명칭의 식물로부터 수득된다.
바람직하게는, 하기 코폴리아미드가 바람직할 것이다:
- A 가 11-아미노운데칸산 또는 10-아미노데칸산이고, Z 가 아디프산, 세바스산 또는 도데칸이산인 A/MXD.Z. 더욱 바람직하게는, Z 는 아디프산이고, A 는 11-아미노운데칸산이다. 11-아미노운데칸산은 통상 피마자유로부터 수득되고, 상기 피마자유는 동일 명칭의 식물로부터 수득된다;
- A 가 카프로락탐 또는 락탐 12 이고, Z 가 아디프산, 세바스산 또는 도데칸이산인 A/MXD.Z. 더욱 바람직하게는, Z 는 아디프산이다;
- A 가 디카르복실산과 디아민의 축합 생성물이고, Z 가 아디프산, 세바스산 또는 도데칸이산인 A/MXD.Z. 바람직하게는, A 의 디카르복실산은 아디프산, 세바스산, 도데칸이산, 이소프탈산 및 테레프탈산으로부터 선택된다. 바람직하게는, 디아민은 헥사메틸렌디아민, 데칸디아민, 도데칸디아민 및 MXD 로부터 선택된다. 데칸디아민은 통상 세바스산의 아민화, 이어서 수소화에 의해 수득되고, 세바스산 자체는 통상 피마자유로부터 수득된다.
필요하다고 판명될 수 있는 경우, MXD-기재의 폴리아미드와 또다른 폴리아미드 또는 코폴리아미드를 혼합하는 것이 가능하다.
따라서, 본 발명에 따른 조성물은 또한 하나 이상의 제 2 폴리아미드를 포함할 수 있고, 상기 제 2 폴리아미드가 호모폴리아미드 또는 코폴리아미드일 수 있다.
이러한 다른 폴리아미드 또는 코폴리아미드의 중량 비율 (조성물에 존재하는 모든 폴리아미드에 대해) 은 50 % 미만, 바람직하게는 25 % 미만, 더욱 바람직하게는 15 % 미만이다.
조성물의 제 1 및/또는 제 2 폴리아미드(들)는 전부 또는 부분적으로 생물기재일 수 있다, 즉 표준 ASTM D6866 에 따라 결정되고 바이오매스로부터 유래되는 유기 탄소를 포함할 수 있다. 따라서, 조성물의 생물기재 특성은 전체적으로 더 강화된다.
본 발명에 따른 조성물의 생물기재 강화제는 식물성 섬유 또는 가루, 동물성 섬유, 생물기재의 중합체, 생물기재의 탄소 섬유 및 생물기재의 탄소 나노튜브로부터 선택되는 하나 이상의 요소를 포함하고, 상기 용어 "생물기재" 는 항상 표준 ASTM D6852 의 의미, 더욱 바람직하게는 표준 ASTM D6866 의 의미 내에서 이해된다.
동일 범주 또는 상이한 범주의 2 이상의 강화제의 혼합물은 물론 본 발명의 문맥에서 예상될 수 있다.
본 발명이 관련되어 있는 생물기재의 강화제는 다음과 같을 수 있다:
- 종자 (면, 케이폭) 의 종자모 (seminal hair) 로부터 기원하는 섬유 또는 가루, 식물 줄기 (아마, 삼, 양마, 황마, 라미 등) 로부터 추출되는 인피 섬유 또는 가루, 잎 (사이잘, 아바카 등) 으로부터, 줄기대 (마닐라 삼, 일반적으로 목재) 로부터, 과일 겉껍질 (코코넛 등) 로부터 추출된 경질 섬유 또는 가루를 포함하는 식물성 섬유 또는 가루,
- 헤어, 예컨대 동물성 플리스, 및 분비물, 예컨대 실크로부터 기원하는 동물성 섬유,
- 생물기재의 출발 재료로부터 유래되는 탄소 섬유 또는 탄소 나노튜브,
- 생물기재의 재료로부터 수득되는 중합체성 섬유,
- 수피, 껍질 또는 씨 (헤이즐넛, 호두 등) 로부터, 동물 껍데기 (게 등) 로부터, 곡물 (쌀 등) 로부터 연마된 재료.
바람직하게는, 본 발명은 식물성 섬유, 더욱 특히 아마, 삼, 사이잘, 양마, 아바카 또는 황마 섬유에 관한 것이다.
바람직하게는, 생물기재의 강화제는, 하나만 또는 몇몇의 상기 기술된 요소로 이루어지는 것에 상관없이, 조성물의 총 중량의 5 중량% 내지 50 중량%, 바람직하게는 15 중량% 내지 40 중량% 를 나타낸다.
본 발명의 한 특정 변형에서, 생물기재의 강화제가 생물기재 기원의 나노튜브로 구성되는 경우, 중량 범위는 상기 강화제가 본 발명에 따른 조성물의 총 중량의 2 중량% 내지 20 중량% 를 나타내도록 감소할 수 있다.
본 발명의 한 유리한 변형에서, 생물기재의 강화제는 연마된 재료, 가루, 단섬유, 장섬유, 직조 연속 섬유, 부직 연속 섬유, 또는 직조 또는 부직 섬유의 매트 형태이다.
본 발명은 또한 직조 또는 부직, 연속 생물기재의 섬유, 및 생물기재의 조직 (상기 섬유 또는 상기 섬유의 조합을 사용하여 수득되는 직조 또는 부직 매트) 에 관한 것이다.
필요시, 생물기재의 강화제에 더해 비생물기재의 강화제, 예컨대 화석 기원의 탄소 섬유 또는 탄소 나노튜브, 유리 섬유 등 또는 충전제, 예컨대 탈크, 백악, 마이카, 카올린 또는 몬모릴로나이트를 첨가하는 것이 가능하다.
따라서, 본 발명에 따른 조성물은 또한 표준 ASTM D6852 의 의미, 더욱 바람직하게는 표준 ASTM D6866 의 의미 내에서 생물기재가 아닌 하나 이상의 제 2 강화제를 포함할 수 있고, 상기 제 2 강화제가 탄소 섬유, 탄소 나노튜브 또는 유리 섬유일 수 있다.
바람직하게는, 모든 강화제, 즉 생물기재의 강화제(들) 및 적절한 경우 비생물기재의 강화제(들)의 중량 비율은 조성물의 총중량의 5 중량% 내지 80 중량%, 유리하게는 10 중량% 내지 70 중량%, 바람직하게는 15 중량% 내지 50 중량%, 더욱더 바람직하게는 15 중량% 내지 40 중량% 이다.
유리하게는, (생물기재의 강화제(들))/(비생물기재의 강화제(들)) 질량비는 0.3 초과, 바람직하게는 1 이상, 더욱 특히 3 이상이다.
바람직하게는, 이러한 다른 비생물기재의 강화제는 본 발명에 따른 조성물의 총 중량의 30 중량% 미만, 더욱 특히 20 중량% 미만을 나타낸다.
또한, 강화제의 매트릭스에 대한 접착력을 향상시키기 위한 적절한 처리에 의해 본 발명에 따른 조성물의 강화제, 특히 섬유를 개질시키는 것이 종종 필요하다.
따라서, 생물기재의 강화제 및 적절한 경우 비생물기재의 제 2 강화제는 폴리아미드에 대한 접착력을 향상시키기 위해 처리될 수 있고, 상기 처리는 하기로부터 선택된다:
- 화학적 처리,
- 중합체성 커플링제를 이용한 강화제의 예비코팅,
- 플라즈마 처리,
- 기계적 또는 열기계적 처리,
- 레이저 처리,
- γ- 또는 UV-조사.
따라서, 화학적 처리, 예컨대 아미노실란의 사용, 중합체성 커플링제를 이용한 섬유의 예비코팅, 플라즈마, 레이저, γ- 또는 UV-조사 처리, 또는 이러한 강화제, 특히 섬유 형태의 강화제의 매트릭스에 대한 접착력을 향상시키기 위한 또다른 화학적 또는 기계적 처리가 고려될 수 있다. 특정 경우에, 염기성 처리 (수산화나트륨) 후, 임의로 물을 이용한 세척을 사용하여 특정 표면 화합물을 제거함으로써 더욱 양호한 커플링을 허용할 수 있다.
더욱이, 본 발명의 조성물은 또한 하나 이상의 첨가제, 예컨대 중합체성일 수 있는 커플링제, 충격 개질제, 가공 보조제, UV-안정화제, 열-안정화제, 난연제, 예컨대 특히 Mg(OH)2, Al(OH)3 및 포스피네이트를 함유할 수 있다. 여기서 목적되는 커플링제는 폴리아미드(들)에 대한 강화제의 접착력을 향상시킨다.
이러한 첨가제는 일반적으로 조성물의 총 중량의 50 중량% 미만, 바람직하게는 30 중량% 미만을 나타낸다.
커플링제, 충격 개질제, 가공 보조제, UV-안정화제 및 열-안정화제에 있어서, 함량은 조성물의 총 중량의 특히 20 중량% 미만, 바람직하게는 10 중량% 미만이다.
최종적으로, 본 발명에 따른 조성물은 또한 충전제, 예컨대 탈크, 몬모릴로나이트, 백악, 마이카 및 카올린을 바람직하게는 조성물의 총 중량에 대해 30 % 미만, 더욱 특히 20 % 미만을 나타낼 수 있는 중량 비율로 포함할 수 있다.
생물기재의 강화제 및 본 발명에 따른 폴리아미드 기재의 조성물은 컨디셔닝된 상태에서 인장 탄성율 (23 ℃ 및 50 % 상대 습도에서 15 일 동안 컨디셔닝된 샘플에서 표준 ISO 527 1BA 에 따라 측정됨) 이 바람직하게는 3500 MPa 초과, 더욱 바람직하게는 5000 MPa 초과인 것을 특징으로 한다.
이러한 조성물은 하기 단계를 포함하는, 단섬유 형태의 하나 (또는 그 이상) 의 생물기재 강화제(들)를 포함하는 조성물로부터의 복합 재료의 제조에 사용될 수 있다:
A- 180 내지 240 ℃, 특히 200 내지 240 ℃, 예를 들어 215 ℃ 의 압출기 또는 코-니더 (co-kneader) 에서 생물기재의 강화제와 폴리아미드(들)를 혼화시키는 단계,
B- 로드 (rod) 를 압출시키는 단계,
C- 로드를 과립화시키는 단계.
본 발명의 물품은 하기에 의해 수득된다:
- 단섬유 형태의 생물기재 강화제에 대해, 본 발명의 조성물을 180 내지 240 ℃, 특히 200 내지 240 ℃, 예를 들어 215 ℃ 의 압출기 또는 코-니더 (co-kneader) 에서 혼화시켜 수득한 후 수득된 로드를 절단시킨 단섬유의 과립을 215 ℃ 에서 사출 성형 (또는 분사 압축) 함으로써;
- 장섬유 형태의 생물기재 강화제에 대해, 크로스헤드 압출기에 의해 180 내지 240 ℃, 특히 200 내지 240 ℃, 예를 들어 215 ℃ 에서 용융된 폴리아미드에 연속 섬유 다발을 함침시켜 수득한 후 수득된 로드를 절단시킨 장섬유의 과립을 215 ℃ 에서 사출 성형 (또는 분사 압축) 함으로써 (로빙 (roving) 형태의 장섬유가 또한 사출 성형 동안 직접 혼입될 수 있음);
- 직조 또는 부직 매트 형태의 생물기재 강화제에 대해, 직조 또는 부직 섬유 매트 및 폴리아미드(들)의 필름을 교대로 채우거나 폴리아미드(들) 필름 상에 직조 또는 부직 섬유 매트를 롤링시킨 후 180 내지 240 ℃, 특히 200 내지 240 ℃, 예를 들어 215 ℃ 에서 고온 프레싱시켜 층상 시트를 수득함으로써;
- 섬유 다발 형태 또는 섬유 (직조 또는 부직) 매트의 생물기재 강화제에 대해, 180 내지 240 ℃, 특히 200 내지 240 ℃, 예를 들어 215 ℃ 에서 용융된 폴리아미드의 배스에 섬유를 함침 (코팅) 시키거나 (섬유 다발의 경우, 크로스헤드 압출기 이용), 유동층에 함침시킨 후 (즉, 정전기 분말 코팅) 폴리아미드(들)의 분말을 180 내지 240 ℃, 특히 200 내지 240 ℃ (예를 들어 215 ℃) 의 오븐에서 용융시키거나, 분말-코팅시킨 후 180 내지 240 ℃, 특히 200 내지 240 ℃, 예를 들어 215 ℃ 에서 용융-코팅시켜 수득된 예비함침된 재료를 제조한 다음, 예를 들어 중공체의 제조를 위해 필라멘트 와인딩 (섬유 다발을 맨드릴 (mandrel) 상에 와인딩시킴) 시키거나 케이싱의 제조를 위해 예비함침된 섬유의 매트로부터 제조되는 시트를 프레싱 및 열성형시켜 예비함침된 재료로부터 복합 재료를 제조함으로써;
- 최종적으로, 섬유 다발 형태의 생물기재 강화제에 대해, 180 내지 240 ℃, 특히 200 내지 240 ℃, 예를 들어 215 ℃ 의 프로필 (profile) 을 제조하기 위해 (섬유 다발을 연신시키고 용융된 상태 또는 유동층에서 폴리아미드(들)를 연속 함침시키고 프로필의 단면 형상을 제공하는 가열 고정기구에 통과시킴) 인발에 의해 복합 재료를 제조함으로써.
달리 지시되지 않는 한, 방금 언급된 온도 범위는 용융 상태의 조성물에서 측정된 것이다.
본 발명에 따른 조성물로부터 수득되는 물품은 하기 의도의 부품일 수 있다:
- 비제한되는 자동차 부품, 예컨대 실린더-헤드 커버, 흡입 매니폴드, 라디에이터 하우징,
- 건축 부품,
- 하우징, 케이싱 또는 캐비넷 (cabinet) 과 같은 전기 또는 전자 부품,
- 예를 들어 산발의 요소와 같은 스포츠 용품 부품.
실시예
실시예 1 및 2: 강화되지 않은 MXD .10
275 ℃ 에서 2.16 ㎏ 하에 용융 흐름 지수 (MFI) 가 20 g/10 분인 세바스산 및 메타-자일릴렌디아민으로부터 합성된 폴리아미드 MXD.10 의 ISO 527 1BA 덤벨형 시편을, 60-톤 사출 성형 프레스를 이용하여 30 ℃ 또는 120 ℃ 에서 유지되는 금형 내에 210 ℃ 로 사출 성형하였다. 폴리아미드 MXD.10 의 과립을 진공 하에 오븐에서 12 시간 동안 60 ℃ 로 예비건조시켰다.
융점을 표준 ISO 11357 에 따라 DSC 로 측정하였다.
MXD.10, 또한 PA6 및 PA11 의 덤벨형 시편을 23 ℃ 및 50 % 의 상대 습도에서 15 일 동안 컨디셔닝시켰다. 인장 특성을 표준 ISO 527 1BA 에 기재되어 있는 프로토콜을 이용해 수득하였다.
하기 표 1 에, 210 ℃ 에서 사출 성형된 MXD.10, 260 ℃ 에서 사출 성형된 폴리아미드-6 (PA6, BASF 사제 Ultramid® 8202) 및 240 ℃ 에서 사출 성형된 폴리아미드-11 (PA11, Arkema 사제 Rilsan® BMNO TLD) 간의 인장 탄성율을 비교하였다.
[표 1]
Figure pct00001
PA MXD.10 이 PA6 보다 컨디셔닝에 대해 훨씬 덜 민감하였는데 (보다 적은 수분 흡수), 인장 탄성율이 PA MXD.10 에 대해 2 % 내지 6 % 로 감소하는 반면 PA6 에 대해 탄성율이 66 % 감소하였기 때문이라는 것을 주목하는 것이 중요하다. 이는 특히 일반적으로 화합물의 수분 흡수를 증가시키는 미처리된 천연 강화제가 도입되는 경우에 상당히 유리하다.
더욱이, PA MXD.10 은 210 ℃ 에서 사출 성형될 수 있는 반면, 폴리아미드-6 은 이에 대해 바람직하게는 260 ℃ 에서 사출 성형되고 폴리아미드-11 은 240 ℃ 에서 사출 성형될 수 있었다.
이러한 비교로부터, 컨디셔닝된 샘플에서 측정된 특성, 특히 기계적 특성을 고려하는 것이 필요하다는 것을 알게 되었다.
실시예 3 및 4 및 비교예 C 내지 F: 15 중량% 의 강화제를 갖는 폴리아미드
85 중량% 의 폴리아미드 및 15 중량% 의 강화제를 포함하는 다양한 조성물을 하기 생성물로부터 제조하였다:
사용되는 폴리아미드는 다음과 같았다:
- 폴리아미드 MXD.10 (193 ℃ 의 Mp) 은 실시예 1 및 2 의 것과 동일하고;
- 폴리아미드 6 (PA6 으로 나타냄, 220 ℃ 의 Mp) 은 BASF 사제 Ultramid® B3 시판 등급에 상응하며;
- 폴리아미드 11 (PA11, 187-191 ℃ 의 Mp) 은 Arkema France 사제 Rilsan® BMNO 등급에 상응함.
상기 언급된 융점 Mp 을 표준 ISO 11357 에 따라 DSC 로 측정하였다.
비생물기재의 강화제를 매트릭스와 커플링을 제공하기 위한 크기의 유리 섬유로 구성하였다. 이러한 유리 섬유를 하기 표 2 에서 "GF" 로 나타낸다.
시험되는 생물기재의 강화제는 다음과 같았다:
- 상표명 Arbocel® 로 Rettenmaier 사에서 시판되는 셀룰로오스 마이크로피브릴 (하기 표 2 에서 "셀룰로오스" 로 나타냄). 이 실시예에서 선택되는 등급은 99 중량% 초과의 셀룰로오스로 이루어진 BWW40 임;
- 상표명 Lintex® 로 Dehondt 사에서 시판되는 아마 섬유 (하기 표 2 에서 "아마" 로 나타냄). 이 실시예에서 선택되는 등급은 M10F 임.
혼합 전에, 이러한 생물기재의 강화제를 100 ℃ 내지 110 ℃ 에서 12 시간 동안 진공 하에 오븐에서 예비건조시켰다. 또한, PA MXD.10, PA6 및 PA11 의 과립을 60 ℃ 내지 80 ℃ 에서 12 시간 동안 진공 하에 오븐에서 예비건조시켰다.
하기 표 2 에 기술되는 바와 같은 폴리아미드와 생물기재 강화제의 혼합물을, DSM 사제 Explore® 동시회전 이축 마이크로압출기에서 제조하였다. 이러한 기구는 2 개의 동시회전 축을 갖춘 열조절 혼합 챔버로 이루어진다. 슬라이딩 피스톤을 이용하여 생성물을 도입한다. 혼합 챔버는 재순환 채널 및 폐쇄될 수 있는 다이를 갖추고 있고, 이는 고정 시간 동안 재료를 재순환시킬 수 있다. 이어서, 다이를 열고, 또한 열조절되는 챔버 (열선총) 에 재료를 수집한다. 이어서, 사출 성형 프레스로 통상 수행되는 것과 같이 다양한 압력 및 성형 시간 조절의 사이클을 적용하여 ISO 527 1BA 표준화된 덤벨형 시편을 성형할 수 있게 하는 마이크로주입기에 상기 열선총을 연결한다. 상기 금형은 또한 열조절되고, 이는 다양한 온도에서 성형할 수 있게 한다.
이하에 기재되는 실시예에 대해, 혼합물을 하기 온도에서 제조하였다:
- PA MXD.10 또는 PA11 및 천연 강화제를 포함하는 혼합물에 대해 용융된 재료에서 측정된 190 ℃ 내지 220 ℃ 의 온도에서;
- PA6 및 천연 강화제를 포함하는 혼합물에 대해 용융된 재료에서 측정된 230 ℃ 의 온도에서.
슬라이딩 피스톤을 이용하여 생물기재의 강화제 및 폴리아미드를 열조절 혼합 챔버에 도입하였다. 혼합물을 100 rpm 으로 설정된 축 속도로 제조하였다. 선택된 재순환 시간은 90 초였다. 주입 동안, 열선총을 혼합 온도와 유사한 온도로 열조절시키고, 금형을 40 ℃ 내지 80 ℃ 로 열조절시켰다. 사이클의 최대 압력은 16 bar 였다. 금형에서의 체류 시간은 6 내지 20 초였다.
이어서, 본 발명에 따른 실시예 3 및 4 및 비교예 E 및 F 의 다양한 조성물로부터 수득된 덤벨형 시편을 23 ℃ 및 50 % 의 상대 습도에서 15 일 동안 컨디셔닝시켰다.
컨디셔닝 후의 이러한 덤벨형 시편의 기계적 특성, 특히 인장 탄성율의 값을, 표준 ISO 527 1BA 에 기재되어 있는 프로토콜에 따라 평가하였다. 인장 탄성율 값 (MPa), 표준 편차 값 및 또한 밀도 값을 하기 표 2 에 제공한다.
이러한 표 2 는 또한 하기에 대해 기록된 인장 탄성율 값 (표준 ISO 527 1BA 에 따라) 및 밀도 값을 보고한다:
- 비교예 C 에 대해: BASF 사제 Ultramid® B3EG3 (PA6 + 유리 섬유) 시판 등급의 공업 시트
- 비교예 D 에 대해: Arkema France 사제, PA11 과 유리 섬유의 혼합물의 공업 시트.
[표 2]
Figure pct00002
실시예 3 및 4 의 인장 탄성율이 더욱 낮은 밀도에 대해 PA6 및 유리 섬유 (비교예 C) 로부터 형성되는 컨디셔닝된 덤벨형 시편의 인장 탄성율 이상, 또는 그보다 훨씬 높은 값에 도달한다는 것을 관찰하였다.
더욱이, 실시예 4 (MXD.10 + 아마) 의 인장 탄성율 값은 비교예 E (PA11 + 아마) 의 인장 탄성율보다 매우 훨씬 높고, 심지어 비교예 D (PA11 + 유리 섬유) 의 인장 탄성율보다 높았다.
최종적으로, 실시예 4 (MXD.10 + 아마) 의 인장 탄성율은 또한 비교예 F (PA6 + 아마) 의 인장 탄성율보다 매우 훨씬 높았다.
실시예 5 및 비교예 G 내지 K: 30 중량% 의 강화제를 갖는 폴리아미드
70 중량% 의 폴리아미드 및 30 중량% 의 강화제를 포함하는 다양한 조성물을 이하 나타내는 생성물로부터 제조하였다.
사용된 폴리아미드는 다음과 같았다:
- 폴리아미드 MXD.10 (193 ℃ 의 Mp) 은 실시예 1 내지 4 의 것과 동일하고,
- 폴리아미드 6 (PA6, 220 ℃ 의 Mp) 은 BASF 사제 Ultramid® B36 시판 등급에 상응하며,
- 폴리아미드 11 (PA11, 187-191 ℃ 의 Mp) 은 Arkema France 사제 Rilsan® BMNO 시판 등급에 상응함.
상기 언급된 융점 Mp 을 표준 ISO 11357 에 따라 DSC 로 측정하였다.
비생물기재의 강화제를 상기 비교예 C 및 D 에 대해 언급된 동일한 크기의 유리 섬유로 구성하였다. 이러한 유리 섬유를 하기 표 3 에서 "GF" 로 나타낸다.
아마 섬유 (하기 표 3 에서 "아마" 로 나타냄) 는 실시예 4 및 비교예 E 및 F 에서 이미 사용된 것과 동일하였다.
마이크로압출기에 도입하기 전에 건조 혼합물에 30 중량% 의 생물기재 강화제를 포함하는 것을 제외하고, 실시예 3 및 4 및 비교예 E 및 F 에 기재되어 있는, 덤벨형 시편을 제조하고 조성물을 제조하는 프로토콜을 재현하였고, 폴리아미드의 과립 및 또한 강화제를 이미 기재되어 있는 바와 동일한 조건 하에서 건조시켰다.
본 발명에 따른 실시예 5 및 비교예 H 및 K 의 다양한 조성물로부터 수득되는 덤벨형 시편을 이어서 23 ℃ 및 50 % 의 상대 습도에서 15 일 동안 컨디셔닝하였다.
컨디셔닝 후의 이러한 덤벨형 시편의 기계적 특성, 특히 인장 탄성율 값을, 표준 ISO 527 1BA 에 기재되어 있는 프로토콜에 따라 평가하였다. 인장 탄성율 값 (MPa) 및 밀도 값을 하기 표 3 에 제공한다.
이러한 표 3 은 또한 인장 탄성율 값 (비교예 G 의 경우를 제외하고 표준 ISO 527 1BA 에 따라) 및 밀도 값을 보고한다:
- 비교예 G 에 대해: 문헌 EP 0 960 162 의 실시예 (9) (이는 인장 탄성율 측정이 표준 DIN 53455 에 따라 제공된다고 명시됨);
- 비교예 I 에 대해: Arkema France 사제 Rilsan® BZM30 O TL 등급 (PA11 + 유리 섬유) 의 공업 시트;
- 비교예 J 에 대해: BASF 사제 Ultramid® B3EG3 시판 등급 (PA6 + 유리 섬유) 의 공업 시트.
[표 3]
Figure pct00003
실시예 5 의 인장 탄성율이 더욱 낮은 밀도에 대해, 탄성율에 대해 특히 만족스럽다고 알려져 있는 PA6 및 유리 섬유로부터 형성된 컨디셔닝된 덤벨형 시편 (비교예 J) 과 유사한 값에 도달하였다는 것을 관찰하였다.
물론, 생물기재의 섬유의 선택을 원하는 기계적 특성, 특히 인장 탄성율 및 밀도에 조정할 수 있었다.
생물기재의 강화제의 유사한 특성 및 양에 대해, 본 발명에 따른 조성물로, PA11 또는 PA6 기재의 재료보다 기계적 특성에 대해 훨씬 더 효과적인 재료를 수득할 수 있었다. 특히, PA11 의 경우 실시예 5 및 비교예 H, 그리고 PA6 의 경우 실시예 5 및 비교예 K 를 참고할 수 있다.
PA11 기재의 조성물의 경우, 생물기재의 아마 섬유가 동등한 중량의 유리 섬유로 대체되는 경우에도 여전히 이와 같이 관찰되었다 (실시예 5 및 비교예 I 참조).

Claims (28)

  1. 하나 이상의 MXD 부분 (상기 MXD 는 메타-자일릴렌디아민, 또는 메타-자일릴렌디아민과 파라-자일릴렌디아민의 혼합물을 나타냄) 을 갖는 하나 이상의 폴리아미드 및 표준 ASTM D6852 의 의미, 더욱 바람직하게는 표준 ASTM D6866 의 의미 내에서의 생물기재 강화제를 조합한 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 폴리아미드가 화학식 MXD.Z 에 상응하고, 상기 Z 부분이 지방족, 시클로지방족 또는 방향족, C4-C36 디카르복실산인 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 폴리아미드가 화학식 A/MXD.Z 에 상응하는 코폴리아미드이고, 상기 Z 부분이 지방족, 시클로지방족 또는 방향족, C4-C36 디카르복실산이고, 상기 A 부분이 락탐, α,ω-아미노카르복실산 및 지방족, 시클로지방족 또는 방향족, C4-C36 디카르복실산과 지방족, 시클로지방족, 아릴지방족 또는 방향족, C4-C36 디아민의 반응 생성물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, Z 부분이 탄소수 6 이상, 유리하게는 7 이상, 더욱 바람직하게는 10 이상의 지방족 디카르복실산인 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, A 부분이 탄소수 6 이상, 더욱 바람직하게는 10 이상의 락탐 또는 α,ω-아미노카르복실산인 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서, A 부분이 카프로락탐, 락탐 12, 11-아미노운데칸산 및 12-아미노도데칸산으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, A 부분이 디아민과 디카르복실산의 축합 생성물이고, 상기 디아민이 방향족 디아민, 바람직하게는 메타-자일릴렌디아민 또는 메타-자일릴렌디아민과 파라-자일릴렌디아민의 혼합물인 것을 특징으로 하는 조성물.
  8. 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 A/MXD.Z 의 코폴리아미드 중 MXD.Z 단위의 몰 비율이 25 % 초과, 바람직하게는 50 % 초과, 더욱 바람직하게는 65 % 초과를 나타내는 것을 특징으로 하는 조성물.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 생물기재의 강화제가 식물성 섬유, 동물성 섬유, 생물기재의 중합체, 생물기재의 탄소 섬유 및 생물기재의 탄소 나노튜브로부터 선택되는 하나 이상의 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  10. 제 9 항에 있어서, 식물성 섬유가 아마, 삼, 사이잘, 양마, 아바카 및 황마로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 생물기재의 강화제가 연마된 재료, 가루, 단섬유, 장섬유, 직조 연속 섬유, 부직 연속 섬유, 또는 직조 또는 부직 섬유의 매트 형태인 것을 특징으로 하는 조성물.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 생물기재가 아닌 하나 이상의 제 2 강화제를 또한 포함하고, 상기 제 2 강화제가 탄소 섬유, 탄소 나노튜브 또는 유리 섬유일 수 있는 것을 특징으로 하는 조성물.
  13. 제 12 항에 있어서, (생물기재의 강화제) 대 (비생물기재의 제 2 강화제) 질량비가 0.3 초과, 바람직하게는 1 이상, 더욱 특히 3 이상인 것을 특징으로 하는 조성물.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 생물기재의 강화제 및 적절한 경우 비생물기재의 제 2 강화제의 중량 비율이 조성물의 총 중량의 5 % 내지 80 %, 유리하게는 10 % 내지 70 %, 바람직하게는 15 % 내지 50 %, 더욱더 바람직하게는 15 % 내지 40 % 인 것을 특징으로 하는 조성물.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 제 2 폴리아미드를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  16. 제 15 항에 있어서, 제 2 폴리아미드의 중량 비율이 모든 폴리아미드의 50 % 미만, 바람직하게는 25 % 미만, 더욱 특히 15 % 미만을 나타내는 것을 특징으로 하는 조성물.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 또한 충격 개질제, 가공 보조제, UV-안정화제, 열-안정화제, 난연제로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 바람직하게는 조성물의 총 중량의 50 % 미만, 유리하게는 20 % 미만을 나타내는 중량 비율로 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 탈크, 몬모릴로나이트, 백악, 마이카 및 카올린과 같은 충전제를 바람직하게는 조성물의 총 중량의 30 % 미만, 더욱 특히 20 % 미만을 나타내는 중량 비율로 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 생물기재의 강화제 및 적절한 경우 비생물기재의 제 2 강화제가 폴리아미드에 대한 접착력을 향상시키기 위해 처리되고, 상기 처리가 하기로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물:
    - 화학적 처리,
    - 중합체성 커플링제를 이용한 강화제의 예비코팅,
    - 플라즈마 처리,
    - 기계적 또는 열기계적 처리,
    - 레이저 처리,
    - γ- 또는 UV-조사.
  20. 하기 단계를 포함하는, 제 11 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 단섬유 형태의 생물기재 강화제를 포함하는 조성물로부터의 복합 재료의 제조 방법:
    A- 180 내지 240 ℃ 의 압출기 또는 코-니더 (co-kneader) 에서 생물기재의 강화제와 폴리아미드(들)를 혼화시키는 단계,
    B- 로드 (rod) 를 압출시키는 단계,
    C- 로드를 과립화시키는 단계.
  21. 하기 단계를 포함하는, 제 11 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 장섬유 형태의 생물기재 강화제를 포함하는 조성물로부터의 복합 재료의 제조 방법:
    A- 용융된 폴리아미드(들)에 크로스헤드 압출기에 의해 180 내지 240 ℃ 에서 생물기재의 강화제를 함침시키는 단계,
    B- 로드를 압출시키는 단계,
    C- 로드를 과립화시키는 단계.
  22. 하기 단계를 포함하는, 제 11 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 직조 또는 부직 섬유 형태의 생물기재 강화제를 포함하는 조성물로부터의 복합 재료의 제조 방법:
    A- 생물기재의 강화제 및 폴리아미드(들)의 필름을 교대로 채우거나, 폴리아미드(들)의 필름과 교대하는 생물기재의 강화제 다층을 롤링하는 단계,
    B- 180 내지 240 ℃ 에서 고온-프레싱하는 단계.
  23. 하기 단계를 포함하는, 제 11 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 연속 섬유 형태의 생물기재 강화제를 포함하는 조성물로부터의 복합 재료의 제조 방법:
    A- 정전기 방법에 의해 폴리아미드(들)의 유동층에 생물기재의 강화제를 예비함침시킨 후, 200 ℃ 내지 240 ℃ 의 오븐 또는 용융된 폴리아미드(들)에서 가열시키는 단계,
    B- 필라멘트 와인딩 단계,
    C- 180 ℃ 내지 240 ℃ 의 오븐에서 가열하는 단계.
  24. 하기 단계를 포함하는, 제 11 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 직조 또는 부직 섬유 형태의 생물기재 강화제를 포함하는 조성물로부터의 복합 재료의 제조 방법:
    A- 생물기재의 강화제를 예비함침시키는 단계,
    B- 180 내지 240 ℃ 에서 고온-프레싱시켜 시트를 제조하는 단계.
  25. 하기 단계를 포함하는, 인발에 의한 프로필 (profile) 을 제조하기 위한, 제 11 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 연속 섬유 형태의 생물기재 강화제를 포함하는 조성물로부터의 복합 재료의 제조 방법:
    A- 생물기재의 강화제를 연신시키고, 폴리아미드(들) 분말의 유동층 또는 용융된 상태에서 폴리아미드(들)를 연속적으로 함침시키는 단계,
    B- 프로필의 단면 형상을 제공하는 180 내지 240 ℃ 의 가열 고정기구에 통과시키는 단계.
  26. 물품, 특히 재활용가능한 물품의 제조를 위한, 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 조성물의 용도.
  27. 특히 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 조성물의 사출 성형, 압출, 성형, 캘린더링 (calendering), 필라멘트 와인딩 또는 인발에 의해, 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 조성물로부터 수득되는 물품.
  28. 자동차 분야, 건축 분야, 전기 또는 전자 분야, 또는 스포츠 용품 분야에서의 제 27 항에 따른 물품의 용도.
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