KR20160089343A - 탄소 섬유-강화 플라스틱 성형 재료 - Google Patents

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Abstract

다음의 조성을 가지는 플라스틱 성형 재료로서:
(a) 49 내지 97중량%인 적어도 하나의 매트리스-성형 플라스틱 (A),
(b) 3 내지 40중량%인 적어도 하나의 플라스틱 (B)로 코팅된 적어도 하나의 탄소 섬유,
(c) 0 내지 48중량%인 적어도 하나 추가 첨가제 (C),
여기서, (a) 내지 (c)의 구성성분은 총합이 100중량%이고,
상기 플라스틱 성형재료는 1×107 내지 1×1022 ohm의 표면 저항과 1×105 내지 1×1020 ohm의 부피 저항을 가지고, 모두 표준 IEC 60093에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형 재료.

Description

탄소 섬유-강화 플라스틱 성형 재료{Carbon fibre-reinforced plastics moulding materials}
본 발명은 상기 성형 재료로 만들어진 성형체 및 탄소 섬유-강화 플라스틱 성형 재료 제조에 첨가제로 탄소 섬유를 사용한 탄소 섬유-강화 플라스틱 성형 재료에 관한 것이다.
그것의 적합한 열 및 전기 전도도에 추가로 탄소 섬유(흑연 섬유로도 알려져 있는)는 특히 낮은 중량인 특징이 있다. 탄소 섬유는 2 ~ 10 ㎛ 범위의 직경을 가지고 있고 대부분 폴리아크릴로니트릴(PAN)을 기초로 제조된다. 탄소 섬유-강화 플라스틱 재료(약명 CFRP로도 알려진)는 앞에서 언급한 낮은 중량과 그것의 뛰어난 기계적 성질 때문에 항공 및 우주 항행학 또는 스포츠 물품과 같은 가벼운 구조물에 사용된다. 탄소 섬유는 코팅되지 않은 형체 또는 때때로 코팅된 형체에서 사용된다. 적합한 매립과 접착력 및 그것 때문에 적합한 강화 효과를 보장하기 위해서 플라스틱 매트릭스와 잘-호환되는 코팅이 필요하다. 강화에 추가로, 탄소 섬유는 또한 전기 전도도와 정전기 방지 성질을 가진 플라스틱 재료를 제공하고 이것은 많은 응용 제품에 바람직하다.
EP 0 459 287 A2는 디아민 화합물, 디카르복시산 화합물 및 글리시딜 폴리알킬렌 옥사이드 파생물로 만들어진 코폴리머로 코팅된 표면인 특별한 탄소 섬유를 개시했다. 강화된 수지는 높은 강도와 적합한 전기 전도도를 보여주는 그것들의 섬유로 더욱 형성된다. 표면 코팅을 위해 여기 기재된 코폴리머로, 이것은 다른 폴리머로 표면 코팅한 것과 비교해 볼 때 성형 재료의 전기 전도도를 더 증가하게 된다.
전기 전도도는 예를 들어 차의 연료 시스템에서 플라스틱 부품의 정전기 방지 수정의 역할을 한다. 정전하는 연료 흐름에 의해 발생할 수 있고 연료 점화의 가능성이 있다. 이것의 문제는 탄소 섬유와 같은 전기 전도성의 첨가제로 연료-접촉 플라스틱 부품의 정전기 방지 수정에 의해 개선될 수 있다.
전자파 전송과 같은 다른 응용 제품을 위한 탄소 섬유의 전기 전도도는 전자 차폐를 이끌기 때문에 방해적이다. 그러므로 카본 섬유-강화 플라스틱 재료는 오직 모바일 통신 장치에서 제한적인 사용에 적합하다. 탄소 섬유의 앞에서 언급된 단점을 피하는 한가지 가능성이 US 2009/0130995 A1에 기재되었다. 이것이 개시한 특별한 하우징 구조는 탄소 섬유-강화 하우징 부품과 유리 섬유와 같은 비-전도성 섬유로 된 부품으로 구성되어 있다. 하우징 아래 부분은 비-전도성 섬유로 강화된 안테나가 놓여있다. 이 해결책은 복합물과 시작 과정 및 높은 중량의 단점을 이끄는 US 2009/0130995 A1에 기재되어 있다.
그러므로 본 발명의 목적은 선행 기술에 대조하는 오직 낮은 전기 전도도를 보여주고 모바일 통신 장치 또는 안테나 부분에 사용하는 다른 것들 중에 적합한 기계적 성질을 가지는 탄소 섬유-강화 플라스틱 성형 재료를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 목적 달성은 다음 각각의 조성 특성을 가지는 플라스틱 성형 재료로서:
(a) 49 내지 97중량%인 적어도 하나의 매트리스-성형 플라스틱 A,
(b) 3 내지 40중량%인 적어도 하나의 플라스틱 B로 코팅된 적어도 하나의 탄소 섬유,
(c) 0 내지 48중량%인 적어도 하나 추가 첨가제 C,
여기서, (a) 내지 (c)의 구성성분은 총합이 100중량%이고,
여기서, 성형재료는 1×107 내지 1×1022 ohm의 표면 저항과 1×105 내지 1×1020 ohm×m의 부피 저항을 가지고, 모두 표준 IEC 60093에 따라 결정된다.
플라스틱 A는 구성성분 (a)의 플라스틱 재료이다. 플라스틱 B는 구성성분 (b)의 플라스틱 재료이다.
플라스틱 성형 재료의 바람직한 구현예는 본 발명에서 종속항으로 제공된다. 더욱이, 각각의 탄소 섬유 사용은 탄소 섬유-강화 플라스틱 성형 재료의 제조에서 첨가제로 청구된다.
구성성분 (b)로 본 발명에 따라 플라스틱 성형 재료에 함유된 탄소 섬유는 바람직하게는 폴리아미드, 특히 코폴리아미드, 폴리에스테르, 특히 코폴리에스테르, 폴리우레탄, 에폭시 수지, 폴리하이드록시 에테르, 아크릴 코폴리머 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 적어도 하나의 플라스틱 B 또는 두 개 이상의 플라스틱으로 이루어진 적층으로 코팅되어 있되, 이 중 아크릴 코폴리머가 바람직하다.
플라스틱 A 및 플라스틱 B는 같거나 다를 수 있다.
탄소 섬유의 플라스틱 코팅은 특별한 절연 효과를 이끌고 한편으로는 코팅되지 않은 탄소 섬유와 비교하여 각각의 플라스틱 성형 재료의 더 낮은 전기 전도도에 기여할 수 있다. 다른 한편으로는, 코팅은 플라스틱 성형 재료에서 탄소 섬유를 결합시킬 때 얻어지는 섬유 길이에 영향을 끼친다. 코팅은 더 강경한 탄소 섬유를 이끈다. 합성 이후, 그것은 코팅되지 않은 것보다 짧은 길이를 가지게 되고 진행되는 동안에 그것에 작용하는 힘을 잘 견디는 더욱 유연한 섬유이다.
바람직한 구현예에서, 디아민, 디카르복시산 및 글리시딜 폴리알킬렌 옥사이드 파생물로부터 코폴리머는 플라스틱 B로 제외되었다.
본 발명에 따라 플라스틱 성형 재료 경우에, 구성성분 (a) 중 적어도 하나의 플라스틱 A 는 아세탈 수지, 액정 폴리머, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 올레핀 및 시클로-올레핀 폴리머, 폴리아미드, 폴리아미드 엘라스토머, 특히 폴리에스터아미드, 폴리에테르아미드 및 폴리에테르 에스터 아미드, 폴리아미드-이미드, 폴리에테르, 폴리페닐 에테르를 포함하는 폴리아릴에테르, 폴리히드록시 에테르, 폴리카보네이트, 폴리설폰, 폴리에테르이미드, 폴리이미드, 폴리에스터, 폴리에스터-폴리카보네이트, 폴리옥시에틸렌, 폴리스티렌, 스티렌 코폴리머, 폴리설폰, 폴리비닐 클로라이드 및 폴리비닐 아세테이트와 같은 비닐 폴리머 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 열가소성 수지 또는 상기에 열거한 열가소성 수지의 두 개 이상의 배합물, 또는 멜라민 수지, 페놀 수지, 폴리에스터 수지, 아미노 수지, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 가교된 폴리아크릴레이트 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 열경화성 재료 또는 상기에 열거한 열경화성 재료의 두 개 이상의 배합물 중 하나가 더 바람직하다.
특별한 구현예에서, 프로필렌의 폴리머는 플라스틱 A로 제외되었다.
만약 적어도 하나의 플라스틱 A는 PA 6; PA 46; PA 66; PA 66/6; PA 610; PA 612; PA 1010; PA 11; PA 12; PA MAD6; PA MXD10; PA MACM12; PA PACM12; PA 6T/6I; PA 6T/66; PA 6T/612; PA 6T/1012; PA 4T; PA 9T; PA 10T; PA 12T; PA 10/6T; PA 6T/6I/66; PA 11/10T; PA 12/10T; PA 610/10T; PA 612/10T; PA 1010/10T; PA 1012/10T; PA 1212/10T; PA 11/10T/12; PA 11/10T/6; PA 12/10T/6; PA 11/10T/10I; PA 11/10T/106; PA 12/10T/10I; PA 12/10T/106으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 폴리아미드; 헥사메틸렌 디아민과 디아민 성분으로서 2-메틸-펜타메틸렌 디아민과 디카르복실산 성분으로서 테레프탈산의 혼합물을 기초로 한 폴리아미드; 디아민 성분이 4,4'-디아미노시틀로헥실메탄, 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노시클로헥실메탄, 시클로헥실디아민, 또는 2,2',6,6'-테트라메틸-4,4'-메틸렌비스-(시클로헥실아민), 및 혼합물 또는 이들 폴리아미드의 두 개 이상의 배합물인 폴리아미드가 바람직하다.
용어 "폴리아미드"는 호모폴리아미드 및 코폴리아미드 및 그것의 혼합물을 포함하는 포괄적인 용어로 사용된다. 폴리아미드와 그들의 모노머의 표기법과 약명은 ISO 표준 1874-1:1992(E)에서 결정되었다.
또한 탄소 섬유의 구조는 전기 전도도에 영향을 끼친다. 내부 구조로 탄소 섬유 사용은 본 발명에 따른 플라스틱 성형 재료의 낮은 전기 전도도의 달성에 본 발명에 따라 또한 거의 완벽함을 보여준다. 내부 구조는 부분적인 수소 첨가에 의해 활성화된 이중결합 시스템의 방해와 같이 완전한 구조에 대한 전자이전에서 방해가 나타나는 방법 같은 것 중에 거의 완벽함이 이해되는 것을 보여준다. 완벽한 내부 구조에서 방해는 특히 열분해 단계가 포함될 때, 탄소 섬유를 포함하는 플라스틱 재료로부터 탄소 섬유를 재사용하는 극단의 반응 조건에서 발생될 수 있다. 이 점에 있어서, 구성성분 (b) 중 탄소 섬유는 재생 탄소 섬유와 셀룰로오스계 탄소 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되고 상기 재생 탄소가 바람직하다. CFRP 생산 폐기물과 CFRP 구성성분 폐기물로부터 재생하기 위한 재생 방법은 예로 WO 2009/135486 A1에 기재되어 있다.
본 발명을 따르는 플라스틱 성형 재료에서 탄소 섬유의 분율은 바람직하게는 4 내지 35중량%, 보다 바람직하게는 5 내지 30중량% 및 특히 바람직하게는 6 내지 25중량%이다.
탄소 섬유의 코팅에 사용된 적어도 하나의 플라스틱 B는 코팅된 탄소 섬유의 총 질량에 대하여 바람직하게는 0.1 내지 10중량% 중량이고, 보다 바람직하게는 0.5 내지 5중량%이고 및 특히 바람직하게는 1 내지 2중량%이다.
본 발명에 따라 만약 구성성분(b)의 탄소 섬유가 평균 길이 30과 500 ㎛ 사이, 바람직하게는 40과 300 ㎛ 사이, 및 특히 바람직하게는 50과 200 ㎛ 사이의 범위를 가진다면 플라스틱 성형 재료를 위해 더 바람직하다. 또한 그러한 매우 짧은 탄소 섬유는 본 발명에 따라 성형재료에서 매우 낮은 전기 도체 통로만 형성되므로 낮은 점에서만 서로 접촉하는 플라스틱 성형 재료가 분산되는 그러한 짧은 탄소 섬유 때문에 낮은 전기 전도도에 기여한다.
서로 사이에서 탄소 섬유의 접촉점의 수는 섬유 길이만으로 결정되지 않는다. 충전재의 정도를 예로, 성형 재료에서 탄소 섬유의 일부는 또한 그것에 영향을 끼친다. 더 낮은 충전재의 정도와 더 짧은 섬유 길이는 더 적은 접촉점을 나타낸다. 본 발명의 조건에서 이것은 바람직하다.
그러나 적합한 매립과 정전기 방지뿐만 아니라 플라스틱 성형 재료의 매트릭스에서 기계적 강화 효과도 여전히 나타난다.
또한 본 발명에 따라 낮은 전도도에 대한 영향 요인은 높은 저항을 달성하기 위해 결합된다.
본 발명에 따라 플라스틱 성형 재료는 바람직하게는 1×108 내지 1×1018, 보다 바람직하게는 1×109 내지 1×1016 및 특히 바람직하게는 1×1010 내지 1×1014 ohm 표면 저항을 가진다. 본 발명에 따라 플라스틱 성형 재료의 부피 저항은 바람직하게는 1×106 내지 1×1016, 보다 바람직하게는 1×107 내지 1×1014 및 특히 바람직하게는 1×108 내지 1×1012 ohm×m 이다.
플라스틱 성형 재료 구성성분 (c)의 적어도 하나 추가 첨가제 C는 UV 흡수제, UV 안정제, 열 안정제, 가수분해 안정제, 가교 활성제, 가교제, 내연제, 규산염, 충전제, 착색제, 강화제, 접착 촉진제, 충격 강도 조절제, 윤활제, 유리 비즈, 유리 섬유, 미네랄 파우더, 윤활유 및 탈형 보조제, 무기 안료, 유기 안료, IR 흡수제, 정전기 방지제, 접착방지제, 인공 강우제, 결정화 가속제, 결정화 억제제, 사슬-연장 첨가제, 형광 발광제, 광색성 첨가제, 및 이들 첨가제의 두 개 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 적어도 하나 추가 첨가제 C의 분율은 바람직하게는 0.01 내지 45중량%이고, 보다 바람직하게는 0.5 내지 35중량%이고 특히 바람직하게는 및 1.0 내지 20중량%이다.
본 발명에 따라 플라스틱 성형 재료는 탄소 섬유의 기계적 강화 효과를 ISO 527에 따라 결정된 건조 상태에서 신장율이 바람직하게는 0.7 내지 6.0%, 보다 바람직하게는 1.0 내지 5.0% 및 특히 바람직하게는 1.3 내지 3.0%인 것을 확인할 수 있다.
본 발명에 따른 성형체는 본 발명에 따른 플라스틱 성형 재료의 적어도 일부로 이루어지고, 바람직하게 전기/전자 섹터를 위한 성분의 형태로 존재하고, 특히 인쇄회로기판, 하우징, 필름, 케이블, 스위치, 배전반, 통신 위성, 저항기, 축전기, 코일, 램프, 다이오드, LED, 트랜지스터, 커넥터, 컨트롤러, 메모리 및 센서, 및 모바일 폰, 스마트 폰, 태블릿 PC, 휴대용 컴퓨터, 노트북 및 넷북의 하우징 또는 하우징 부품의 성분 형태로 존재한다.
또한 본 발명에 따라 제공되는 적어도 하나의 플라스틱 재료로 코팅되는 탄소 섬유를 플라스틱 성형 재료의 생산 중에 첨가제로 사용하는 것으로, 여기에서 상기 플라스틱 성형 재료는 IEC 60093에 따라 결정된 105 내지 1020 ohm×m, 바람직하게는 108 내지 1012 ohm×m의 부피 저항을 가지고, 또한 상기 플라스틱 성형 재료로 만들어진 성형체 제조를 위한, 여기에서 탄소 섬유 코팅의 적어도 하나의 플라스틱은 폴리아미드, 특히 코폴리아미드, 폴리에스터, 특히 코폴리에스터, 폴리우레탄, 에폭시 수지, 폴리히드록시 에테르, 아크릴 코폴리머, 및 혼합물 또는 이들 플라스틱 재료의 두 개 이상의 적층으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직한 구현예에서, 디아민, 디카르복시산 및 글리시딜 폴리아킬렌 옥사이드 약명으로부터 코폴리머는 코팅으로써 제외된다.
본 발명은 다음 실시예를 참조하여 아래에 설명될 것이지만 본 발명의 범위를 제한하지는 않는다.
표 1에서 언급된 재료는 실시예와 비교예에 사용될 것이다.
사용된 재료
물질 상품명 생산 회사 점도 관계 H2O 함량
[중량%]
PA 66 RADIPOL A40 Radici(이태리) 2.50a) 0.04
PA 612 GRIVORY XE 1291 EMS-GRIVORY (스위스) 1.82b) 0.04
PA 6T/66
(55:45)		 GRIVORY XE 3774 EMS-GRIVORY (스위스) 1.69b) 0.08
PA 6T/6I (1:2) GRIVORY G21 EMS-GRIVORY (스위스) 1.51b) 0.04
카올린 Burgess 221 Burgess Pigment Company - -
충격 조절제 Tafmer MC201 Mitsui (일본) - -
안정제 1 Irganox 1098 BASF (독일) - -
안정제 2 Hostanox PAR24 Clariant (스위스) - -
칼슘 카보네이트 Socal 31 Solvay (오스트리아) - -
탄소 섬유 1c) CF TENAX E-HT C604 6MM Toho Tenax (독일) - -
탄소 섬유 2d) CarboNXT 섬유볼 100 CFK Valley Stade Recycling GmbH (독일) - -
탄소 섬유 3d) CarboNXT 섬유볼 6000 CFK Valley Stade Recycling GmbH (독일) - -
유리 섬유 GF Vetrotex 995 EC10-4.5 OCV (프랑스) - -
a) ISO 307(100 mL H2SO4에 용해된 1.0 g 폴리아미드)에 따라 결정된, 표준 섹션 11에 기초로 한 RV - t/t0에 따른 상대 점도(RV)의 산출;
b) ISO 307(100 mL m-cresol에 용해된 0.5 g 폴리아미드)에 따라 결정된, 표준 섹션 11에 기초로 한 RV - t/t0에 따른 상대 점도(RV)의 산출;
c) 플라즈마 처리된, PAN을 기초로 한 코팅되지 않은 탄소 섬유;
d) 아크릴 코폴리머의 1.6중량% (탄소 섬유와 코팅의 총 질량과 관련하여)으로 코팅된 Carboset® 515
조제(Compounding)
일반적으로, 요소는 플라스틱 성형 재료의 생산을 위해 단일-스크류형 또는 이중-스크류형 압출기 또는 스크류형 연사기와 같은 종래의 조제 기기에서 폴리머 융해에서 혼합(합성)된다. 그래서 구성성분은 건조 혼합물의 형성에서 각각 충족되거나 공급된다. 만약 첨가제가 사용되고, 그리고 나서 그것들은 직접적으로 또는 마스터 배치의 형성에서 진행될 수 있다. 건조 혼합물 생산에서, 건조된 폴리머 과립제와 첨가제는 혼합된다. 수분 흡수를 피하기 위해서, 혼합은 불활성 기체 조건에서 수행될 수 있다.
예를 들어, 이 조제는 230℃ 내지 350℃의 압출기 배럴 설정 온도에서 수행된다. 진공이 적용될 수 있고 또는 대기의 가스제거는 노즐 전에 수행될 수 있다. 녹는 것은 가닥으로 배출되고 워터 배쓰에서 과립화된다. 수중에서 과립화와 열간 절단은 과립하기 위한 사용에 바람직하다. 그러므로 플라스틱 성형 재료는 바람직하게 얻어진 과립제로 건조되고 그 뒤에 성형체로 더 가공될 수 있다.
비교예 VB1, VB2 및 VB3에 대해 본 발명에 따른 실시예 B1, B2 및 B3의 성형 재료는 Berstorff type ZE 40A×33D UT의 이중-스크류형 압출기에서 생산된다. 표 2에 제시된 시작 재료의 일부 양은 전체 성형 재료의 100중량%과 관련하여 중량%(wt%)에서 이중-스크류형 압출기로 조제된다. 샘플체는 표 2에 제시된 결정된 성질로부터 얻어진 과립자로부터 주입 성형된다.
기계적 데이터 및 전기 전도도 성질의 결정 표준
표 2에 제시된 것과 같이 기계적 데이터 및 전도도 성질(후자는 전도도에 대해 역 비례 방식인 전기저항으로 표현된다.)은 다음 표준에 따라 결정된다.
인장 탄성계수:
1 mm/min의 인장 속도에서 ISO 527
ISO 인장 바, 표준: ISO 3167, 타입 A, 170 × 20/10 × 4 mm, 온도 23℃.
인장 강도 및 신장율:
5 mm/min의 인장 속도에서 ISO 527
ISO 인장 바, 표준: ISO 3167, 타입 A, 170 × 20/10 × 4 mm, 온도 23℃.
샤르피 충격 강도 및 샤르피 노치 충격 강도:
ISO 179-2/1eU (샤르피 충격 강도)
ISO 충격 바, 표준: ISO 179-1, 타입 1, 80 × 10 × 4 mm, 온도 23℃.
신장율:
5 mm/min의 인장 속도에서 ISO 527
ISO 인장 바, 표준: ISO 3167, 타입 A, 170 × 20/10 × 4 mm, 온도 23℃.
비 (전기의) 부피 저항:
(부피 저항 [ohm×m]으로도 알려진)
IEC 60093
전도성 은과 접촉된 100×100×2mm 플레이트
비 (전기의) 표면 저항 또는 표면 저항력:
([ohm × m]에서 전극 배열 때문에 Ω/□라고도 불리는)
IEC 60093
전도성 은과 접촉된 100×100×2mm 플레이트
테스트:
다음 표 2에 수행된 테스트의 성형 재료 구성물과 측정 결과(B = 본 발명에 따른 실시예, VB = 비교예)가 보여진다.
구성물과 결과
예시 B1 VB1 B2 VB2 B3 VB3
PA 66 - - 37.25 37.25 - -
PA 612 35.75 35.75 - - - -
PA 6T/66 (55:45) - - - - 70.00 69.00
PA 6T/6I (1:2) 14.00 14.00 12.50 12.50 - -
충격 계수 - - - - 5.50 5.50
안정제 1 0.25 0.25 0.25 0.25 0.15 0.15
안정제 2 - - - - 0.20 0.20
카올린 - - - - 0.15 0.15
칼슘 카보네이트 40.0 40.0 40.0 40.0 - -
탄소 섬유 1 - 10.0 - 10.0 - 15.0
탄소 섬유 2 10.0 - 10.0 - - -
탄소 섬유 3 - - - - 24.0 -
유리 섬유 - - - - - 10.0
신장율, 건조 [%] 1.7 1.9 1.4 1.5 2.8 2.9
부피 저항[Ohm×m] 4.0×109 1.6×102 5.4×109 4.5×101 2.2×109 5.5×101
표면 저항[Ohm] 3.3×1011 7.2×103 1.0×1011 1.3×103 1.1×1011 2.0×103
코팅되지 않은 길이 6mm의 탄소 섬유를 사용한 각각의 비교예 VB1, VB2 및 VB3와 비교하여, 본 발명 실시예 B1, B2 및 B3는 표면 및 또한 부피에서 모두 107 내지 108의 요인에 의해 크기에서 더 큰 플라스틱 성형 재료로 만들어진 샘플체에서 비저항을 보여준다. 폴리머 코팅된 탄소 섬유로 플라스틱 성형 재료 또한 적합한 전기 전도도에 대해 종래 기술(예, 초기 인용 EP 0 459 287 A2)에서 만들어진 보고서에서는 전혀 예상되지 않았고 크게 10 세기 같은 차이다. 실시예에서 달성한 큰 비저항은 모두 본 발명에 따르는 바람직한 범위에 있고, 지금까지 이전에 알려진 탄소 섬유-강화 플라스틱 성형 재료의 값, 및 탄소 무섬유 플라스틱 성형 재료와 거의 근접하다. 이것은 또한 본 발명의 실시예에서 비교예보다 약 동등한 높이 또는 오직 조금 낮은 신장율과 관련하여 측정된 값에 의해 확인된, 다른 한편으로 여전히 존재하는 플라스틱 성형 재료에서 탄소 섬유에 의한 기계적 강화 효과는 놀랍다. 본 발명에 따르면 신장율 값은 바람직한 범위에 있고, 순수한 탄소 섬유 신장율 값(파열율로도 알려져 있는)에 동등하게 거의 정확하게 실시예 B1 및 B2에 부합하며 약 1.5%이다. 이것은 또한 본 발명의 실시예에서 주요 기계부하가 여전히 탄소 섬유에 의해 견뎌지는 것을 의미한다.
탄소 섬유-강화 플라스틱 성형 재료는, 예를 들어 낮은 전기 전도도로 높은 전기 저항을 특성으로 하는, 그러나 여전히 적합한 기계적 성질을 가지고 있는 종래 기술와 대조되는 본 기술에서 숙련된 사람을 완전히 놀라게 본 발명으로 제공될 수 있다. 현재 이용 강화된 경량 변화는 또한 그러한 응용제품에서 이용가능하고 전기 전도도가 없거나 매우 낮게 존재하게 하기 위해서 이전의 연결 속성을 분리하는 것을 성공하였다. 그래서 플라스틱 성형 재료 범위는 흥미로운 변형으로 확대되었다. 그 결과, 예를 들어 안테나가 고정된 모바일 장치의 하우징은 하나의 탄소 섬유-강화 플라스틱 재료 및 더 이상 두 개 부분으로 디자인이 될 필요없게 현재 생산될 수 있다.

Claims (15)

  1. 다음의 조성을 가지는 플라스틱 성형 재료로서:
    (a) 49 내지 97%중량인 적어도 하나의 매트리스-성형 플라스틱 (A),
    (b) 3 내지 40%중량인 적어도 하나의 플라스틱 (B)로 코팅된 적어도 하나의 탄소 섬유,
    (c) 0 내지 48%중량인 적어도 하나 추가 첨가제 (C),
    여기서, (a) 내지 (c)의 구성성분은 총합이 100%중량이고,
    상기 플라스틱 성형재료는 1×107 내지 1×1022 ohm의 표면 저항과 1×105 내지 1×1020 ohm×m의 부피 저항을 가지고, 모두 표준 IEC60093에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형 재료.
  2. 제1항에 있어서, 상기 성분(b) 중 탄소 섬유는 폴리아미드, 특히 코폴리아미드, 폴리에스테르, 특히 코폴리에스테르, 폴리우레탄, 에폭시 수지, 폴리하이드록시 에테르, 아크릴 코폴리머 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 플라스틱(B), 또는 두 개 이상의 플라스틱으로 이루어진 적층으로 코팅되어 있되, 이 중 아크릴 코폴리머가 바람직한 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형 재료.
  3. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성분(a) 중 적어도 하나의 플라스틱 (A)은 아세탈 수지, 액정 폴리머, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 올레핀 및 시클로-올레핀 폴리머, 폴리아미드, 폴리아미드 엘라스토머, 특히 폴리에스터아미드, 폴리에테르아미드 및 폴리에테르 에스터 아미드, 폴리아미드-이미드, 폴리에테르, 폴리페닐 에테르를 포함하는 폴리아릴에테르, 폴리히드록시 에테르, 폴리카보네이트, 폴리설폰, 폴리에테르이미드, 폴리이미드, 폴리에스터, 폴리에스터-폴리카보네이트, 폴리옥시에틸렌, 폴리스티렌, 스티렌 코폴리머, 폴리설폰, 폴리비닐 클로라이드 및 폴리비닐 아세테이트와 같은 비닐 폴리머 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 열가소성 수지 또는 상기에 열거한 열가소성 수지의 두 개 이상의 배합물, 또는 멜라민 수지, 페놀 수지, 폴리에스터 수지, 아미노 수지, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 가교된 폴리아크릴레이트 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 열경화성 재료 또는 상기에 열거한 열경화성 재료의 두 개 이상의 배합물인 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형 재료.
  4. 제3항에 있어서, 적어도 하나의 플라스틱(A)은 PA 6; PA 46; PA 66; PA 66/6; PA 610; PA 612; PA 1010; PA11; PA 12; PA MAD6; PA MXD10; PA MACM12; PA PACM12; PA 6T/6I; PA 6T/66; PA 6T/612; PA 6T/1012; PA 4T; PA 9T; PA 10T; PA 12T; PA 10/6T; PA 6T/6I/66; PA 11/10T; PA 12/10T; PA 610/10T; PA 612/10T; PA 1010/10T; PA 1012/10T; PA 1212/10T; PA 11/10T/12; PA 11/10T/6; PA 12/10T/6; PA 11/10T/10I; PA 11/10T/106; PA 12/10T/10I; PA 12/10T/106으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 폴리아미드; 헥사메틸렌 디아민과 디아민 성분으로서 2-메틸-펜타메틸렌 디아민과 디카르복실산 성분으로서 테레프탈산의 혼합물을 기초로한 폴리아미드; 디아민 성분이 4,4'-디아미노사이클로헥실메탄, 3,3'-디메틸-4,4'디아미노시클로헥실메탄, 시클로헥실디아민, 또는 2,2',6,6'-테트라메틸-4,4'-메틸렌비스-(시클로헥실아민) 및 혼합물 또는 이들 폴리아미드의 두 개 이상의 배합물인 폴리아미드인 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형 재료.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성분 (b) 중 탄소 섬유는 재생 탄소 섬유와 셀룰로오스계 탄소 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되고 상기 재생 탄소가 바람직한 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형 재료.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄소 섬유의 분율은 4 내지 35중량%, 바람직하게는 5 내지 30중량% 및 더욱 바람직하게는 6 내지 25중량%인 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형 재료.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄소 섬유의 코팅에 사용된 적어도 하나의 플라스틱 (B)는 코팅된 탄소 섬유 총 질량에 대하여 0.1 내지 10중량%, 바람직하게는 0.5 내지 5중량% 및 더욱 바람직하게는 1 내지 2중량% 인 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형 재료.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성분(b)의 탄소 섬유가 평균 길이 30과 500 ㎛ 사이, 바람직하게는 40과 300 ㎛ 사이, 및 특히 바람직하게는 50와 200 ㎛ 사이의 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형 재료.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형재료의 표면저항은 1×108 내지 1×1018, 바람직하게는 1×109 내지 1×1016 및 보다 바람직하게는 1×1010 내지 1×1014 ohm인 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형 재료.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형재료의 부피 저항은 1×106 내지 1×1016, 바람직하게는 1×107 내지 1×1014 및 보다 바람직하게는 1×108 내지 1×1012 ohm×m인 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형 재료.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성분 (c)의 적어도 하나 추가 첨가제 (C)는 UV 흡수제, UV 안정제, 열 안정제, 가수분해 안정제, 가교 활성제, 가교제, 내연제, 규산염, 충전제, 착색제, 강화제, 접착 촉진제, 충격 강도 조절제, 윤활제, 유리 비즈, 유리 섬유, 미네랄 파우더, 윤활유 및 탈형 보조제, 무기 안료, 유기 안료, IR 흡수제, 정전기 방지제, 접착방지제, 인공 강우제, 결정화 가속제, 결정화 억제제, 사슬-연장 첨가제, 형광 발광제, 광색성 첨가제, 및 이들 첨가제의 두 개 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형 재료.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나 추가 첨가제 (C)의 분율은 0.01 내지 45중량%, 바람직하게 0.5 내지 35중량% 및 특히 바람직하게는 1.0 내지 20중량%인 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형 재료.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, ISO 527에 따라 결정된 건조 상태에서 신장율은 0.7 내지 6.0%이고, 바람직하게는 1.0 내지 5.0% 및 보다 바람직하게는 1.3 내지 3.0%인 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형 재료.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 플라스틱 성형 재료의 적어도 일부로 이루어진 성형체로서, 바람직하게 전기/전자 섹터를 위한 성분의 형태로 존재하고, 특히 인쇄회로기판, 하우징, 필름, 케이블, 스위치, 배전반, 통신 위성, 저항기, 축전기, 코일, 램프, 다이오드, LED, 트랜지스터, 커넥터, 컨트롤러, 메모리 및 센서, 및 모바일 폰, 스마트 폰, 태블릿 PC, 휴대용 컴퓨터, 노트북 및 넷북의 하우징 또는 하우징 부품의 성분 형태로 존재하는 것을 특징으로 하는 성형체.
  15. 적어도 하나의 플라스틱 재료로 코팅되는 탄소 섬유를 플라스틱 성형 재료의 생산 중에 첨가제로서 사용하는 것으로서, 여기에서 상기 플라스틱 성형 재료는 IEC 60093에 따라 결정된 105 내지 1020 ohm×m, 바람직하게는 108 내지 1012 ohm×m의 부피 저항을 가지고, 또한 상기 플라스틱 성형 재료로 만들어진 성형체의 생산을 위한 첨가제로서 사용하는 것으로서, 여기에서 탄소 섬유 코팅의 적어도 하나의 플라스틱은 폴리아미드, 특히 코폴리아미드, 폴리에스터, 특히 코폴리에스터, 폴리우레탄, 에폭시 수지, 폴리히드록시 에테르, 아크릴 코폴리머, 및 혼합물 또는 이들 플라스틱 재료의 두 개 이상의 적층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 탄소섬유의 용도.
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