KR20120076325A

KR20120076325A - 장유리 섬유강화 수지복합체 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20120076325A
Application number: KR1020110144727A
Authority: KR
Inventors: 홍창민; 이성효; 반규하
Original assignee: 제일모직주식회사
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2012-07-09

Abstract

본 발명은 점도가 상이한 2종의 열가소성 매트릭스 수지(a1, a2) 및 장유리 섬유(B)를 포함하는 장유리 섬유강화 수지복합체에 관한 것으로, 상기 장유리 섬유강화 수지복합체는 저점도 열가소성 매트릭스 수지(a2)에 연속상의 장유리 섬유(Long Glass Fiber)(B)를 인발성형법(Pultrusion process)으로 함침시켜 LFT(Long Fiber Thermoplastic) 마스터배치 조성물을 제조하고, 상기 LFT 마스터배치 조성물을 고점도 열가소성 매트릭스 수지(a1)와 컴파운딩하여 제조될 수 있으며., 상기 장유리 섬유강화 수지복합체는 충격강도, 인장강도, 굴곡강도, 및 굴곡탄성률을 포함한 기계적 물성이 우수하다.

Description

장유리 섬유강화 수지복합체 및 그 제조방법{Long Glass Fiber Reinforced Resin Composition and the Method for Preparing the Same}

본 발명은 장유리 섬유강화 수지복합체 및 그 제조방법에 관한 것으로 본 발명의 장유리 섬유강화 수지복합체는 기계적 물성이 우수하다.

장섬유 복합체는 섬유 강화재가 다른 복합체에 사용된 섬유 강화재보다 실질적으로 더욱 긴 종횡비를 가진다는 점에서 다른 복합체와 다르다. 종횡비는 섬유의 직경에 대한 길이의 비로써 정의된다. 일반적으로 장섬유 복합체는 열가소성 중합체에 배치된 장유리 섬유를 사용한다. 장섬유 복합체는 여러 방법으로 제조될 수 있으며, 그 중 하나는 인발성형(pultrusion)으로 알려져 있다. 인발성형 장섬유 복합체는 자동차, 전자기기, 컴퓨터 등을 위한 각종 제품을 제조하는데 사용된다.

일본특허공개공보 제1956-14311호에는 종래 기술로서, 강화용 장섬유 다발에 용융 열가소성 수지를 함침시키고, 상기 수지 함침 강화용 장섬유 다발을 꼬임 롤러를 이용하여 꼬임을 걸고 잡아당김으로써 꼬임이 부여된 수지 함침 강화용 장섬유 다발로 이루어지는 장섬유 강화 수지 스트랜드(strand)(막대형 조성물) 및 상기 장섬유 강화 수지 스트랜드를 소정 길이로 절단하고 펠릿화하여 장섬유 강화 열가소성 수지 펠릿을 얻도록 한 기술이 개시되어 있다.

그러나, 대부분의 LFT 관련 종래기술인 인발성형의 경우, 고점도 매트릭스 수지는 장섬유의 함침도 저하, 유리 섬유의 단사로 인해 수율 저하 또는 생산 불가한 경우가 있어 왔다.

본 발명의 목적은 기계적 물성이 우수한 장유리 섬유강화 수지복합체를 제공하기 위함이다.

본 발명의 다른 목적은 기계적 물성이 우수한 장유리 섬유강화 수지복합체의 제조방법을 제공하기 위함이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 일 구체예로서 열가소성 매트릭스 수지(A) 및 장유리 섬유(B)를 포함하는 장유리 섬유강화 수지복합체를 제공하고, 상기 장유리 섬유(B)는 상기 열가소성 매트릭스 수지(A)에 함침된 장유리 섬유 전체 중량을 기준으로 길이가 5 내지 20mm인 장유리 섬유를 90중량% 이상 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구체예로서, 상기 열가소성 매트릭스 수지(A)는 고점도 열가소성 수지(a1) 및 저점도 열가소성 수지(a2)를 포함한다.

본 발명의 또 다른 구체예로서, 상기 장유리 섬유강화 수지복합체는, 고점도 열가소성 수지(a1) 10 내지 90중량%; 및 장유리 섬유(B)가 함침된 저점도 열가소성 수지(a2) 10 내지 90중량%;를 포함한다.

본 발명의 또 다른 구체예로서, 상기 장유리 섬유(B)는 장유리 섬유(B)가 함침된 저점도 열가소성 수지(a2) 전체 중량에 대하여 30 내지 70중량%로 포함된다.

본 발명의 또 다른 구체예로서, 상기 열가소성 수지(A)는 폴리아미드계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 또는 이들의 혼합물일 수 있다.

본 발명의 또 다른 구체예로서, 상기 폴리아미드계 수지는 나일론 6 또는 나일론 6,6일 수 있다.

본 발명의 또 다른 구체예로서, 상기 고점도 열가소성 수지(a1)는 ASTM 1238 규정에 의거하여 측정한 용융흐름지수가 5 내지 30 g/10min일 수 있다.

본 발명의 또 다른 구체예로서, 상기 저점도 열가소성 수지(a2)는 ASTM 1238 규정에 의거하여 측정한 용융흐름지수가 60 내지 150 g/10min일 수 있다.

본 발명의 또 다른 구체예로서, 상기 장유리 섬유강화 수지복합체는 ASTM D256에 따라 측정한 충격강도(IZOD, 1/8")가 16kg?cm/cm 이상일 수 있다.

본 발명의 또 다른 구체예로서, 상기 장유리 섬유강화 수지복합체는 ASTM D638에 따라 측정한 인장강도(tensile strength)가 1,400kg/cm² 이상이고, ASTM D790에 따라 측정한 굴곡탄성률(flexural modulus)이 80,000kg/cm² 이상이고, ASTM D790에 따라 측정한 굴곡강도(flexural strength)는 1,900kg/cm² 이상이며, ASTM 1238 방법으로 측정한 용융흐름지수가 10 내지 30 g/10min일 수 있다.

상기 다른 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 일 구체예로서, 저점도 열가소성 수지(a2)에 연속상의 장유리 섬유(Long Glass Fiber)(B)를 인발성형법(Pultrusion process)으로 함침시켜 LFT(Long Fiber Thermoplastic) 마스터배치 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 LFT 마스터배치 조성물을 고점도 열가소성 수지(a1)와 컴파운딩하는 단계;를 포함하는 장유리 섬유강화 수지복합체의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 장유리 섬유강화 수지복합체는 충격강도, 인장강도, 굴곡강도, 및 굴곡탄성률을 포함한 기계적 물성이 우수하다.

도 1은 본 발명의 장유리 섬유강화 수지복합체의 제조에 사용되는 사출기를 개략적으로 도시한 것이다.

본 발명은 점도가 상이한 2종의 열가소성 매트릭스 수지(a1, a2) 및 장유리 섬유(B)를 포함하는 장유리 섬유강화 수지복합체에 관한 것으로, 상기 장유리 섬유강화 수지복합체는 저점도 열가소성 수지(a2)에 연속상의 장유리 섬유(Long Glass Fiber)(B)를 인발성형법(Pultrusion process)으로 함침시켜 LFT(Long Fiber Thermoplastic) 마스터배치 조성물을 제조하고, 상기 LFT 마스터배치 조성물을 고점도 열가소성 수지(a1)와 컴파운딩하여 제조될 수 있다.

본 발명의 내용을 하기에서 상세히 설명하기로 한다.

장유리 섬유강화 수지복합체

(A) 열가소성 매트릭스 수지

본 발명의 장유리 섬유강화 수지복합체는 점도가 상이한 2종의 열가소성 매트릭스 수지를 포함한다. 상기 열가소성 매트릭스 수지는 고점도 열가소성 수지(a1)와 장유리 섬유가 함침되는 저점도 열가소성 수지(a2)로 구분되며, 열가소성 수지라면 제한없이 사용가능하나, 고점도 열가소성 수지(a1)와 저점도 열가소성 수지(a2)는 점도를 제외하고는 동일한 종류의 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 고점도 열가소성 수지(a1)는 ASTM 1238에 의거하여 측정한 용융흐름지수가 30 g/10min이하이고, 바람직하게는 1 내지 30 g/10min이며, 더욱 바람직하게는 5 내지 30 g/10min이다.

상기 저점도 열가소성 수지(a2)는 ASTM 1238에 의거하여 측정한 용융흐름지수가 50 내지 200 g/10min이며. 바람직하게는 60 내지 150 g/10min이다.

상기 고점도 열가소성 수지 및 저점도 열가소성 수지로 사용되는 열가소성 수지는 일 예로서 폴리아미드계 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 등을 예시할 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니나, 바람직하게는 폴리아미드계 수지로서 나일론 6 또는 나일론 6, 6을 사용할 수 있다.

본 발명에서 사용하는 대표적인 열가소성 수지는 다음과 같다.

폴리아미드계 수지

본 발명에 있어서 방향족 폴리아미드 수지는 주사슬에 벤젠고리를 포함하는 구조로 방향족 다이카르복실릭 산(aromatic dicarboxylic acid)이 10 내지 100 몰%(mole %)가 포함된 다이카르복실릭 산(dicarboxylic acide)과 지방족 또는 지환족 디아민(aliphatic or alicyclic diamine)으로 구성된 모노머에서 축중합에 의해 제조되는 것으로 특징된다. 특히, 방향족 다이카르복실릭 산의 모노머는 바람직하게는 테레프탈릭 산(terephthalic acid)과 이소프탈릭 산(isophthalic acid)으로 구성되며, 이들은 각각 하기 화학식 1, 화학식 2에 나타낸 바와 같이 주사슬(main chain)에 벤젠고리가 함유되어 있는 것이 특징이다. 상기 지방족 또는 지환족 다이아민(aliphatic or alicyclic diamine)은 탄소수가 4~20이다.

테레프탈릭 산(terephthalic acid, TPA)

이소프탈릭 산(isophthalic acid, IPA)

대표적인 방향족 폴리 아마이드는 헥사메틸렌 디아민(hexamethylene diamine)과 테레프탈릭 산(terephthalic acid)과의 축중합에 의해 제조되는 것으로 이를 간단히 PA 6T라고도 하며, 화학식 3로 표시한다.

(상기 식에서, n은 50 내지 500의 정수임.)

본 발명에 있어서 유용한 방향족 폴리아마이드는 150℃ 이상의 융점을 가지는 주사슬에 벤젠 고리를 가지는 화합물로 구체적인 예로는, 폴리테트라메틸렌 아디파아미드(PA 46), 폴리카프로아미드/폴리헥사메틸렌 테레프탈아미드 코폴리머(PA 6/6T), 폴리헥사메틸렌 아디파미드/폴리헥사메틸렌 테레프탈아미드 코폴리머(PA 66/6T), 폴리헥사메틸렌 아디파미드/폴리헥사메틸렌 이소프탈아미드 코폴리머(PA 66/6I), 폴리헥사메틸렌 테레프탈아미드/폴리헥사메틸렌 이소프탈아미드 코폴리머(PA 6T/6I), 폴리헥사메틸렌 테레프탈아미드/폴리도데칸아미드 코폴리머(PA 6T/12), 폴리헥사메틸렌 아디파미드/폴리헥사메틸렌 테레프탈아미드/폴리헥사메틸렌 이소프탈아미드 코폴리머(PA 66/6T/6I), 폴리크실리렌 아디파미드(PA MXD6), 폴리헥사메틸렌 테레프탈아미드/폴리 2-메틸펜타메틸렌 테레프탈아미드 코폴리머(PA 6T/M5T), 나일론 10T/1012, 폴리헥사메틸렌 테레프탈아미드(PA 6T), 폴리노나메틸렌 테레프탈아미드(PA 9T), 폴리헥타메틸렌 테레프탈아미드(PA 10T), 폴리아미드 11T(PA 11T), 폴리아미드 12T(PA 12T), 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.

폴리카보네이트 수지

본 발명의 구체예에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 방법에 의해 제조되거나, 상업적으로 구입 가능한 폴리카보네이트 수지를 제한 없이 사용할 수 있다.

예를 들어, 상기 폴리카보네이트 수지는 하기 화학식 3로 표시되는 디페놀　화합물를 포스겐, 할로겐 포르메이트 또는 탄산 디에스테르와 반응시켜　제조될 수 있다.

(상기 식에서, A는 단일 결합, C1-C5의 알킬렌, C1-C5의 알킬리덴, C5-C6의 시클로알킬리덴, -S-　또는 -SO2-를 나타낸다)

상기 화학식 1의 디페놀　화합물의 구체적인 예로는 히드로퀴논, 레조시놀, 4,4'-디히드록시디페닐, 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판, 2,4-비스-(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-시클로헥산, 2,2-비스-(3-클로로-4-히드록시페닐)-프로판, 2,2-비스-(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)-프로판 등을 들 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.　이 중에서도, 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판, 2,2-비스-(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)-프로판, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-시클로헥산 등을 사용하는 것이 바람직하며, 비스페놀-A　(Bisphenol-A, BPA)라고도 불리는 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 본 발명의 폴리카보네이트 수지는 중량평균분자량(Mw)이 10,000 내지 200,000 g/mol인 것이 바람직하며, 15,000 내지 80,000 g/mol인 것이 보다 바람직하다.　

상기　폴리카보네이트로는 선형 폴리카보네이트 수지뿐만 아니라, 분지형 폴리카보네이트 수지 또는 폴리에스테르-카보네이트 수지를 제한 없이 사용할 수 있다. 이 때, 상기 분지형 폴리카보네이트는　디페놀 화합물 전량에 대하여 0.05?2 몰%의 3 가　또는 그 이상의 다관능 화합물, 예를 들면 3 가 또는 그 이상의 페놀기를 가진 화합물을 첨가하여 제조할 수 있다.　

본 발명의 수지 조성물의 제조에 사용되는 폴리카보네이트로는 호모 폴리카보네이트　또는　코폴리카보네이트를 제한 없이 사용할 수 있고, 호모 폴리카보네이트와 코폴리카보네이트의 블렌드 형태로　사용하는 것도 가능하다.

또한 본 발명의 수지 조성물의 제조에 사용되는 폴리카보네이트는 에스테르 전구체(precursor), 예를 들어,　2 관능 카르복실산 존재하에 중합반응시켜 얻어진 방향족 폴리에스테르-카보네이트 수지로 일부 또는 전량 대체하는 것도 가능하다.

폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지

본 발명에 사용되는 PET계 수지는 디카르본산(dicarbonic acid)과 디올(diol)의 중합으로 얻을 수 있다. 이때 디카르본산 성분의 예로는 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌 디카르본산, 디페닐에테르 디카르복실산, 디페닐 디카르복실산, 디페닐설폰 디카르복실산 등을 들 수 있으며, 디올 성분으로는 α,ω-디올, 예를 들면 에틸렌 글리콜, 트리메틸렌 글리콜, 테트라메틸렌 글리콜, 헥사메틸렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 시크로 헥산 디메틸올, 2,2 비스(4-β-하이드록시 페닐-페닐)-프로판, 4,4-비스-(β-하이드록시 에폭시)-디페닐 설폰, 디에틸렌 글리콜 등을 들 수 다. 본 발명에 따른 PET 수지 조성물은 전체 수지조성물에 대하여 10?90 중량부의 PET 수지를 함유한다.

상기 고점도 열가소성 수지(a1)는 본 발명의 장유리 섬유강화 수지복합체 전체 중량에 대하여 10 내지 90중량%로 포함될 수 있다.

(B) 장유리 섬유

본 발명에서 사용하는 장유리 섬유는 섬유화 가능한 유리 조성물이라면 제한없이 사용될 수 있으며, "E-유리", "A-유리", "C-유리", "D-유리", "R-유리", "S-유리" 뿐만 아니라 불소 및/또는 붕소를 갖지 않는 E-유리 유도체로서 통용되는 섬유화 가능한 유리 조성물로부터 제조된 것을 예시할 수 있다. 강화제로 사용되는 대부분의 유리 섬유는 E-유리로부터 형성된 유리 섬유일 수 있으며, 상기 유리 조성물로부터 유리 필라멘트를 제조하는 방법은 당업자에게 널리 공지되어 있다.

상기 장유리 섬유(b2)로는 약 4 내지 약 35㎛의 공칭 필라멘트 직경을 갖는 유리 섬유가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 약 9 내지 약 35 ㎛의 공칭 필라멘트 직경을 갖는 유리 섬유가 사용될 수 있다.

상기 장유리 섬유는 고점도 열가소성 수지와 직접 컴파운딩하게되면, 고점도 수지로부터 전달되는 전단응력(shear stress)으로 인하여 단사가 일어나거나 손상될 수 있다. 본 발명에서는 상기와 같은 유리섬유의 단사, 손상 등을 억제하여 유리섬유 본연의 우수한 기계적 물성을 유지하고 고점도 열가소성 수지의 기계적 강성을 동시에 확보하고자, 저점도 열가소성 수지(a2)에 장유리 섬유를 함침시켜 마스터배치 조성물을 제조하고, 상기 마스터배치 조성물을 고점도 열가소성 수지(a1)와 컴파운딩하여 장유리 섬유강화 수지복합체를 제조하게 되었다.

상기 장유리 섬유(B)는 장유리 섬유(B)가 함침된 저점도 열가소성 수지(a2), 즉, 저점도 열가소성 수지(a2) 및 장유리 섬유(B)의 총량 100 중량%에 대하여 30 내지 70중량%로 포함될 수 있다.

또한, 상기 장유리 섬유(B)가 함침된 저점도 열가소성 수지(a2)는 장유리 섬유강화 수지복합체 전체 중량에 대하여 10 내지 90중량%로 포함될 수 있다.

장유리 섬유강화 수지복합체의 제조방법

본 발명은 고점도 수지조성물과 장유리 섬유를 단순히 인젝팅하는 종래기술과는 달리, 장유리 섬유를 저점도 열가소성 수지와 마스터배치하여 LFT 마스터배치 조성물을 제조한 후, 상기 마스터배치 조성물을 고점도 열가소성 수지와 컴파운딩하여 수지복합체를 제조함으로서, 장유리 섬유강화 열가소성 수지의 장점인 고강성, 내충격성의 특성과 고점도 열가소성 수지의 본연의 특징인 우수한 기계적 물성을 동시에 확보하였다.

1단계 : LFT 마스터배치 조성물의 제조

본 발명의 장유리 섬유강화 수지복합체는 저점도 열가소성 수지(a2)에 연속상의 장유리 섬유(Long Glass Fiber)(B)를 인발성형법(Pultrusion process)으로 함침시켜 LFT(Long Fiber Thermoplastic) 마스터배치 조성물을 제조하는 단계로서, 상기 인발성형법은 공지의 기술로부터 당업자가 용이하게 수득하여 실시가능한 일반적인 기술이다.

2단계 : 고점도 열가소성 수지와 LFT 마스터배치 조성물의 컴파운딩 단계

상기 1단계에서 제조된 LFT 마스터배치 조성물을 고점도 열가소성 수지(a1)와 컴파운딩하는 단계로서, 상기 LFT 마스터배치 조성물은 펠렛 상으로 고점도 열가소성 수지와 컴파운딩하는 것이 분산성 확보 및 매트릭스 수지의 물성변화 방지차원에서 바람직하다.

상기 제조방법으로 제조된 본 발명의 장유리 섬유강화 수지복합체는 장유리 섬유의 단사 및 훼손이 억제되어 기계적 물성이 우수하다.

구체적으로 본 발명의 장유리 섬유강화 수지복합체로 제조된 성형품을 550 ℃에서 1 시간 체류한 후 잔류 유리섬유를 100개 추출하여 길이 방향으로 길이를 측정하여 길이에 대한 산술 평균값을 측정하고, 전체 유리섬유 중 길이가 5~20mm인 장유리 섬유의 함량이 90중량% 이상일 수 있다.

본 발명의 장유리 섬유강화 수지복합체는 상기와 같이 장유리 섬유를 다량 포함하게 됨으로서, 결과적으로 ASTM D256에 따라 측정한 충격강도(IZOD, 1/8")가 16kg?cm/cm 이상, ASTM D638에 따라 측정한 인장강도(tensile strength)가 1,400kg/cm² 이상, ASTM D790에 따라 측정한 굴곡탄성률(flexural modulus)이 80,000kg/cm² 이상, ASTM D790에 따라 측정한 굴곡강도(flexural strength)는 1,900kg/cm² 이상, ASTM 1238 방법으로 측정한 용융흐름지수가 10 내지 30 g/10min으로 기계적 물성이 우수하다.

본 발명은 하기의 실시예를 통하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예

하기 실시예 및 비교실시예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다.

(1) 폴리아미드계 수지 :

(a1) 고점도 열가소성 수지 : 용융흐름지수가 15g/10min인 Radilon A HS 164(나일론 6,6)을 사용하였다.

(a2) 저점도 열가소성 수지 : 용융흐름지수가 67g/10min인 Radilon A HS 327M(나일론 6,6)을 사용하였다.

(2) 폴리카보네이트계 수지 :

(a1) 고점도 열가소성 수지 : 용융흐름지수가 26g/10min인 Teijin 사의 L1225Y를 사용하였다.

(a2) 저점도 열가소성 수지 : 용융흐름지수가 70g/10min인 Teijin 사의 L1225Y를 사용하였다.

(3) 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 :

(a1) 고점도 열가소성 수지 : 용융흐름지수가 15g/10min인 Eastman 사의 Easter EN067를 사용하였다.

(a2) 저점도 열가소성 수지 : 용융흐름지수가 86g/10min인 Eastman 사의 Easter GN119를 사용하였다.

(4) 장유리 섬유 : Owens corning사의 SE1200을 사용하였다.

(5) 단유리 섬유 : 길이 4 내지 6mm인 단유리 섬유를 사용하였다.

실시예 1 내지 8

하기 표 1의 조성으로 SM platek TEK45 이축압출기를 사용하여 메인 호퍼에 장유리가 함침된 마스터배치 펠렛의 매트릭스 수지와 동일한 성분의 열가소성 고분자 재료를 투입하고, LFT 펠렛은 사이드 피딩하여 투입하였다. 제조된 수지복합체는 길이 12 mm의 펠렛 형태로 획득되었다. 펠렛 형태로 얻어진 시편을 도 1로 나타낸 JSW 사출기(model J180AD-180H)를 사용하여 복합금형에서 물성측정을 위한 복합체를 성형하였다.

상기 실시예에서 사용한 마스터배치 조성물의 저점도 열가소성 수지는 고점도 열가소성 수지와 동일한 수지를 50:50의 비율로 사용하였다.

비교실시예 1 및 2

단유리 섬유를 고점도 열가소성 수지에 하기 표 1의 함량으로 직접 컴파운딩한 것을 제외하고는 상기 실시예와 동일한 방법으로 제조하였다.

물성평가방법

상기 제조된 수지복합체에 대하여 하기 방법으로 물성을 평가하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

(1) IZOD (1/8", kg?cm/cm): ASTM D256 기준으로 하여 각 실시예 별로 7개씩의 샘플을 취하여 최대값, 최소값 두 개를 제외한 평균값을 계산하였다.

(2) 인장강도(Tensile Strength)(kg?cm2): ASTM D638의 규격에 따라 측정되었다.

(3) 굴곡강도(Flexural Strength)(kg?cm2): ASTM D790의 규격에 따라 측정되었다.

(4) 굴곡탄성률(Flexural Modulus)(kg?cm2): ASTM D790의 규격에 따라 측정되었다.

(5) 길이 5 내지 20mm인 장유리 섬유의 함량 (감열감량 후 장유리 섬유의 함량) : 하기 표 1의 조성으로 제조된 수지복합체 성형품에 대하여 550 ℃에서 1 시간 체류한 후 잔류 유리섬유를 100개 추출하여 길이 방향으로 길이를 측정하여 길이에 대한 산술 평균값을 측정하고, 전체 유리섬유 중 길이가 5~20mm인 장유리 섬유의 중량%을 구하였다.

상기 표 1에서, 실시예 1 내지 8은 폴리아미드계, 폴리카보네이트계, 또는 PET계 매트릭스 수지와 장유리가 함침된 저점도 열가소성 수지 마스터배치 조성물, 즉 LFT 마스터배치 조성물을 상기 표 1의 함량으로 컴파운딩하여 제조된 장유리 섬유강화 수지복합체로서, 단유리 섬유가 고점도 열가소성 매트릭스 수지에 직접 컴파운딩된 비교예 1 또는 2와 비교할 때 길이 5 내지 20mm인 장유리 섬유를 현저히 많이 포함하고 있는 것을 확인할 수 있다. 이로 인하여, 실시예 1 내지 7은 비교예에 비하여 충격강도가 현저히 개선된 것을 알 수 있으며, 인장강도, 굴곡강도, 굴곡탄성률을 포함한 전체적인 기계적 물성이 우수한 것을 알 수 있다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims

열가소성 매트릭스 수지(A) 및 장유리 섬유(B)를 포함하는 수지복합체로,
상기 장유리 섬유(B)는 상기 열가소성 매트릭스 수지(A)에 함침된 장유리 섬유 전체 중량을 기준으로 길이가 5 내지 20mm인 장유리 섬유를 90중량% 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 장유리 섬유강화 수지복합체.
제1항에 있어서, 상기 열가소성 매트릭스 수지(A)는 고점도 열가소성 수지(a1) 및 저점도 열가소성 수지(a2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장유리 섬유강화 수지복합체.
제2항에 있어서, 상기 장유리 섬유(B)는 저점도 열가소성 수지(a2)에 함침되어 있는 것을 특징으로 하는 장유리 섬유강화 수지복합체.
제2항에 있어서, 상기 장유리 섬유강화 수지복합체는,
(a1) 고점도 열가소성 수지 10 내지 90중량%; 및
장유리 섬유(B)가 함침된 저점도 열가소성 수지(a2) 10 내지 90중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 장유리 섬유강화 수지복합체.
제4항에 있어서, 상기 장유리 섬유(B)는 장유리 섬유(B)가 함침된 저점도 열가소성 수지(a2) 전체 중량에 대하여 30 내지 70중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 장유리 섬유강화 수지복합체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열가소성 매트릭스 수지(A)는 폴리아미드계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 장유리 섬유강화 수지복합체.
제6항에 있어서, 상기 폴리아미드계 수지는 나일론 6 또는 나일론 6,6인 것을 특징으로 하는 장유리 섬유강화 수지복합체.
제2항에 있어서, 상기 고점도 열가소성 수지(a1)는 ASTM 1238 규정에 의거하여 측정한 용융흐름지수가 5 내지 30 g/10min인 것을 특징으로 하는 장유리 섬유강화 수지복합체.
제2항에 있어서, 상기 저점도 열가소성 수지(a2)는 ASTM 1238 규정에 의거하여 측정한 용융흐름지수가 60 내지 150 g/10min인 것을 특징으로 하는 장유리 섬유강화 수지복합체.
제1항에 있어서, 상기 장유리 섬유강화 수지복합체는 ASTM D256에 따라 측정한 충격강도(IZOD, 1/8")가 16kg?cm/cm 이상인 것을 특징으로 하는 장유리 섬유강화 수지복합체의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 장유리 섬유강화 수지복합체는 ASTM D638에 따라 측정한 인장강도(tensile strength)가 1,400kg/cm² 이상이고, ASTM D790에 따라 측정한 굴곡탄성률(flexural modulus)이 80,000kg/cm² 이상이고, ASTM D790에 따라 측정한 굴곡강도(flexural strength)는 1,900kg/cm² 이상이며, ASTM 1238 방법으로 측정한 용융흐름지수가 10 내지 30 g/10min인 것을 특징으로 하는 고점도 장유리 섬유 강화 수지조성물 복합체.
저점도 열가소성 수지(a2)에 연속상의 장유리 섬유(Long Glass Fiber)(B)를 인발성형법(Pultrusion process)으로 함침시켜 LFT(Long Fiber Thermoplastic) 마스터배치 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 LFT 마스터배치 조성물을 고점도 열가소성 수지(a1)와 컴파운딩하는 단계;를 포함하는 장유리 섬유강화 수지복합체의 제조방법.
제12항에 있어서, 상기 LFT 마스터배치 조성물은 펠렛 상으로 고점도 열가소성 수지와 컴파운딩되는 것을 특징으로 하는 장유리 섬유강화 수지복합체의 제조방법.
제12항에 있어서, 상기 장유리 섬유(B)는 상기 LFT 마스터배치 조성물 전체 중량에 대하여 30 내지 70중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 장유리 섬유강화 수지복합체의 제조방법.
제12항에 있어서, 상기 컴파운딩 단계는 고점도 열가소성 수지 10 내지 90중량%, 및 LFT 마스터배치 조성물 10 내지 90중량%의 함량으로 컴파운딩되는 것을 특징으로 하는 장유리 섬유강화 수지복합체의 제조방법.
제12항에 있어서, 상기 고점도 열가소성 수지(a1)는 ASTM 1238 규정에 의거하여 측정한 용융흐름지수가 5 내지 30 g/10min인 것을 특징으로 하는 장유리 섬유강화 수지복합체의 제조방법.
제12항에 있어서, 상기 저점도 열가소성 수지(a2)는 ASTM 1238 규정에 의거하여 측정한 용융흐름지수가 60 내지 150 g/10min인 것을 특징으로 하는 장유리 섬유강화 수지복합체의 제조방법.
제12항 내지 제17항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 장유리 섬유강화 수지복합체.
제18항에 있어서, 상기 장유리 섬유강화 수지복합체는 열가소성 매트릭스 수지(A)에 함침된 장유리 섬유 전체 중량을 기준으로 길이가 5 내지 20mm인 장유리 섬유(B)를 90중량% 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 장유리 섬유강화 수지복합체.