KR20200121897A - 유리 섬유 강화 수지 성형품 - Google Patents

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Abstract

정적 및 동적인 강도, 및 유동성이 균형있게 우수한 유리 섬유 강화 수지 성형품을 제공한다. 유리 섬유 강화 수지 성형품은, 상기 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 유리 섬유는, 단경 D1이 3.0 ~ 10.5㎛의 범위에 있고, 장경 D2가 11.0 ~ 29.0㎛의 범위에 있는 편평한 단면 형상을 구비하고, 상기 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 유리 섬유의 수평균 섬유 길이 L(㎛)이 150 ~ 475㎛의 범위에 있고, 상기 유리 섬유 강화 수지 성형품의 유리 섬유 함유율 C(wt%)가 40.0 ~ 75.0wt%의 범위에 있고, 상기 D1, D2, L 및 C가 하기 식 (1)을 만족시킨다. 260.0 ≤ C2 × L / (D1 × D22) ≤ 400.0 (1)

Description

유리 섬유 강화 수지 성형품
본 발명은 유리 섬유 강화 수지 성형품에 관한 것이다.
종래에 유리 섬유는 수지 성형품의 성능을 향상시키기 위해 다양한 용도로 널리 사용되었다. 이 때 유리 섬유에 의해 향상되는 주요 성능의 하나로서 유리 섬유 강화 수지 성형품의 인장 강도나 굴곡 강도와 같은 기계적 강도를 들 수 있다. 지금까지 유리 섬유의 섬유경(일반적으로 유리 섬유는 여러 가닥의 유리 필라멘트가 집속되어 구성되어 있고, 이 유리 필라멘트의 평균 직경을 유리 섬유의 섬유경이라 함), 유리 섬유 강화 수지 성형품 내의 유리 섬유의 길이, 유리 섬유 강화 수지 성형품 내의 유리 함유량, 유리 필라멘트의 단면 형상과 같은 유리 섬유의 여러 특징이 유리 섬유 강화 수지 성형품의 기계적 강도에 미치는 영향이 검토되었다(예를 들어 특허문헌 1 참조).
또한 하기 특허문헌 2에는 유리 섬유 강화 수지 성형품으로서, 상기 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 유리 섬유의 섬유경 D(㎛)가 3.0 ~ 12.0㎛의 범위에 있고, 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 유리 섬유의 수평균 섬유 길이 L(㎛)이 160 ~ 350㎛의 범위에 있고, 유리 섬유 강화 수지 성형품에서의 유리 섬유 체적 함유율 V(%)가 3.0 ~ 50.0%의 범위에 있고, 상기 D, L 및 V가 하기 식 (6)을 만족시키는 것을 특징으로 하는 유리 섬유 강화 수지 성형품이 기재되어 있다.
300.0 ≤ D2 × L / V ≤ 1000.0 (6)
특허문헌 1 : 일본 특허출원 공개 제2009-269952호 공보 특허문헌 2 : WO 2018/159861
최근 전기 전자 분야의 미세 부품/박형 부품에서의 유리 섬유 강화 수지 성형품의 사용이 확대되고 있다. 미세 부품/박형 부품은 문제 발생시 교환이 어렵기 때문에 미세 부품/박형 부품에 사용되는 유리 섬유 강화 수지 성형품에는 정적 및 동적으로 특히 높은 강도가 요구된다. 또한 미세 부품/박형 부품은 가공 난도가 높기 때문에 미세 부품/박형 부품에 사용되는 유리 섬유 강화 수지 성형품에는 다양한 제조 조건에서의 높은 성형 가공성이 요구된다. 특히, 미세 부품/박형 부품은 사출 성형에 의해 제조되는 경우가 많아 미세 부품/박형 부품에 사용되는 유리 섬유 강화 수지 성형품에는 다양한 제조 조건에서의 높은 유동성이 요구된다.
그러나 정적 및 동적인 강도, 및 유동성이 균형있게 우수한 유리 섬유 강화 수지 성형품을 실현하는 유리 섬유의 특징에 대해서는 충분히 검토되지 않았다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 유리 섬유 강화 수지 성형품의 정적 및 동적인 강도, 및 유동성에 기여하는 유리 섬유의 특징을 명확히 하여 정적 및 동적인 강도, 치수 안정, 및 유동성이 균형있게 우수한 유리 섬유 강화 수지 성형품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품은 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 유리 섬유가, 단경 D1이 3.0 ~ 10.5㎛의 범위에 있고, 장경 D2가 11.0 ~ 29.0㎛의 범위에 있는 편평한 단면 형상을 구비하고, 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 유리 섬유의 수평균 섬유 길이 L(㎛)이 150 ~ 475㎛의 범위에 있고, 유리 섬유 강화 수지 성형품의 유리 섬유 함유율 C(wt%)가 40.0 ~ 75.0wt%의 범위에 있고, 상기 D1, D2, L 및 C가 하기 식 (1)을 만족시키는 것을 특징으로 한다.
260.0 ≤ C2 × L / (D1 × D22) ≤ 400.0 (1)
본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 의하면, 상기 D1, D2, L 및 C가 상술한 범위에 있고 아울러 상기 식 (1)의 조건을 만족시킴으로써 유리 섬유 강화 수지 성형품은 정적 및 동적인 강도, 및 유동성이 균형있게 뛰어나다.
또한 본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품은 상기 D1이 3.5 ~ 6.4㎛의 범위에 있고, 상기 D2가 14.0 ~ 26.0㎛의 범위에 있고, 상기 L이 165 ~ 300㎛의 범위에 있고, 상기 C가 42.5 ~ 65.0%의 범위에 있고, 상기 D1, D2, L 및 C가 하기 식 (3)을 만족시키는 것이 바람직하다.
300.0 ≤ C2 × L / (D1 × D22) ≤ 335.0 (3)
본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 의하면 상기 D1, D2, L 및 C가 상술한 범위에 있고 아울러 상기 식 (3)의 조건을 만족시킴으로써 유리 섬유 강화 수지 성형품은 정적 및 동적인 강도, 및 유동성이 극히 균형있게 우수하고 아울러 치수 안정성 및 표면 평활성이 우수하다.
본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 수지는 폴리아미드 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아릴렌설파이드 수지, 폴리아릴케톤 수지 및 액정 폴리머(LCP)로 이루어지는 군으로부터 선택된 사출 성형용 열가소성 수지인 것이 바람직하고, 폴리아미드 수지인 것이 보다 바람직하다.
상기 사출 성형용 열가소성 수지를 사용함으로써 미세 부품/박형 부품의 성형을 비교적 용이하게 수행할 수 있다.
이어서, 본 발명의 실시의 형태에 대해 더욱 상세히 설명한다.
본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품은 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 유리 섬유가 단경 D1이 3.0 ~ 10.5㎛의 범위에 있고, 장경 D2가 11.0 ~ 29.0㎛의 범위에 있는 편평한 단면 형상을 구비하고, 상기 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 유리 섬유의 수평균 섬유 길이 L(㎛)가 150 ~ 475㎛의 범위에 있고, 상기 유리 섬유 강화 수지 성형품에서의 유리 섬유 함유율 C(wt%)가 40.0 ~ 75.0wt%의 범위에 있고, 상기 D1, D2, L 및 C가 하기 식 (1)을 만족시키는 것을 특징으로 한다.
260.0 ≤ C2 × L / (D1 × D22) ≤ 400.0 (1)
본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 의하면 상기 D1, D2, L 및 C가 상술한 범위에 있고 아울러 상기 식 (1)의 조건을 만족시킴으로써 유리 섬유 강화 수지 성형품은 정적 및 동적인 강도, 및 유동성이 균형있게 뛰어나다.
또한 정적 및 동적인 강도, 및 유동성이 균형있게 우수한지의 판단은, 예를 들어 정적인 강도를 반영하는 인장 강도 T(GPa)와 굽힘 강도 B(GPa), 동적인 강도를 반영하는 무노치 샤르피 충격 강도 I(KJ/m2), 및 유동성을 반영하는 저속시 유동 길이 F1(mm)과 고속시 유동 길이 F2(mm)가 하기 식 (2)을 만족시키는지의 여부로 판단할 수 있다.
(T × B)1/2 × I × (F1 × F2)1/2 > 300.0 (2)
이 때, 인장 강도 T(GPa), 굽힘 강도 B(GPa), 무노치 샤르피 충격 강도 I(KJ/m2), 및 저속시 유동 길이 F1(mm), 고속시 유동 길이 F2(mm)는 모두 높은 값을 나타내는 것이 바람직하므로, 상기 식 (2)를 만족시킴으로써 정적 및 동적인 강도, 및 유동성이 균형있게 우수함을 판단할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서, 인장 강도, 굽힘 강도, 무노치 샤르피 충격 강도, 저속시 유동 길이, 고속시 유동 길이는 각각 하기의 방법으로 측정할 수 있다. 또한 측정에 사용하는 장치에 관해서는 하기에 기재한 장치와 동등한 성능이 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다.
［인장 강도］
JIS K 7165:2008에 준거한 A형 덤벨 시험편(두께 4mm)에 대해 시험 온도 23℃의 조건에서, 정밀 만능 시험기((주)시마즈제작소, 상품명: 오토그래프 AG-5000B)를 이용하여 JIS K 7165:2008에 준거한 정적 인장 시험을 수행하여 인장 강도를 측정한다.
［굽힘 강도］
상기 시험편에 대해 시험 온도 23℃의 조건에서 정밀 만능 시험기((주)시마즈제작소, 상품명: 오토그래프 AG-5000B)를 이용하여 JIS K 7171:2016에 준거한 정적 인장 시험을 수행하여 굽힘 강도를 측정한다.
［무노치 샤르피 충격 강도］
상기 시험편에 대해 시험 온도 23℃의 조건에서 디지털 충격시험기((주)토요세이키제작소, DG-UB형)를 이용하여 ISO 179-1에 준거한 무노치 샤르피 충격 시험을 수행하여 무노치 샤르피 충격 강도를 측정한다.
［저속시 유동 길이］
유리 섬유 강화 수지 성형품을 얻기 위해 제조된 유리 섬유 함유 수지 펠릿을 소형 전동 사출 성형기(스미토모중기계공업(주) SE18-DUZ)로 스파이럴 폭 5mm, 스파이럴 두께 3mm인 치수의 금형에 속도 25mm/s의 조건으로 사출하여 압력이 50MPa가 될 때의 스파이럴 길이를 측정한다.
［고속시 유동 길이］
유리 섬유 강화 수지 성형품을 얻기 위해 제조된 유리 섬유 함유 수지 펠릿을 소형 전동 사출 성형기(스미토모중기계공업(주) SE18-DUZ)로 스파이럴 폭 5mm, 스파이럴 두께 3mm인 치수의 금형에 속도 50mm/s의 조건으로 사출하여 압력이 50MPa가 될 때의 스파이럴 길이를 측정한다.
본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서 유리 섬유의 단경 D1이 3.0㎛미만이면 유리 섬유 및 유리 섬유 강화 수지 성형품의 제조 공정에서 제조자의 건강에 악영향을 줄 것으로 우려된다. 한편, 본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서 유리 섬유의 단경 D1이 10.5㎛를 초과하면 충분한 강도를 구비하는 유리 섬유 강화 수지 성형품을 얻을 수 없다.
본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서 유리 섬유의 장경 D2가 11.0㎛ 미만이고 아울러 편평한 단면 형상을 구비하는 유리 섬유를 제조하기는 어렵다. 한편, 본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서 유리 섬유의 장경 D2가 29.0㎛를 초과하면 충분한 강도를 구비하는 유리 섬유 강화 수지 성형품을 얻을 수 없다.
또한 본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 유리 섬유 강화 수지 성형품의 표면 평활성이 향상되므로 유리 섬유의 단경 D1은 3.5 ~ 6.4㎛인 것이 바람직하고, 4.0 ~ 6.0㎛인 것이 보다 바람직하고, 4.5 ~ 5.5㎛인 것이 더욱 바람직하다. 유리 섬유의 장경 D2는 유리 섬유 강화 수지 성형품의 표면 평활성이 향상되므로 14.0 ~ 26.0㎛인 것이 바람직하고, 16.0 ~ 24.0㎛인 것이 보다 바람직하고, 18.0 ~ 22.0㎛인 것이 더욱 바람직하다.
본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품의 유리 섬유의 단경 및 장경은, 예를 들어 먼저 유리 섬유 강화 수지 성형품의 단면을 연마하고, 이어서 전자현미경을 이용하여 유리 필라멘트 100개 이상에 대해 유리 필라멘트 단면의 대략 중심을 통과하는 가장 긴 변을 장경으로 하고, 이 장경과 유리 필라멘트 단면의 대략 중심에서 직교하는 변을 단경으로 하여 각각의 길이를 측정하고 이 평균값들을 구함으로써 산출할 수 있다.
또한 유리 섬유는 일반적으로 복수개의 유리 필라멘트가 집속되어 형성되어 있으나, 유리 섬유 강화 수지 성형품에서는 성형 가공을 거침으로써 상기 집속이 풀려 유리 필라멘트 상태로 유리 섬유 강화 수지 성형품 내에 분산되어 존재하고 있다.
본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 유리 섬유의 단경 D1에 대한 장경 D2의 비(D2/D1)는 예를 들어 1.2 ~ 10.0의 범위에 있고, 1.8 ~ 8.0의 범위에 있는 것이 바람직하고, 2.0 ~ 6.0의 범위에 있는 것이 보다 바람직하고, 2.5 ~ 5.5의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하고, 3.0 ~ 5.0의 범위에 있는 것이 특히 바람직하고, 3.3 ~ 4.5의 범위에 있는 것이 가장 바람직하다.
본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품은, 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 유리 섬유가 구비하는 편평한 단면 형상으로서는, 예를 들어 긴 원형(직사각형의 단변 부분을, 이 단변을 직경으로 하는 반원으로 각각 바꾼 형상), 타원형 및 직사각형을 들 수 있고, 유리 섬유 강화 수지 성형품의 유동성 향상에 기여하므로 긴 원형이 바람직하다. 또한 이 때 유리 섬유의 단면은 유리 섬유의 섬유 길이 방향에 수직인 횡단면을 의미한다.
본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 유리 섬유의 수평균 섬유 길이 L은 1 ~ 10000㎛의 범위를 취할 수 있으나, 유리 섬유의 수평균 섬유 길이 L이 150㎛ 미만이면 충분한 기계적 강도를 구비하는 유리 섬유 강화 수지 성형품을 얻을 수 없다. 한편, 유리 섬유의 수평균 섬유 길이 L이 475㎛를 초과하면 성형 가공시, 특히 2축 혼련시의 가공성이 저하될 가능성이 있다.
또한 본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 유리 섬유의 수평균 섬유 길이 L은 165 ~ 300㎛인 것이 바람직하고, 180 ~ 295㎛인 것이 보다 바람직하고, 195 ~ 290㎛인 것이 더욱 바람직하고, 210 ~ 285㎛인 것이 특히 바람직하고, 220 ~ 280㎛인 것이 각별히 바람직하고, 230 ~ 270㎛인 것이 극히 바람직하고, 240 ~ 265㎛인 것이 가장 바람직하다.
아울러 본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에서 유리 섬유의 수평균 섬유 길이는 이하의 방법에 의해 산출할 수 있다. 먼저 유리 섬유 강화 수지 성형품을 650℃의 머플로(Muffle furnace)에서 0.5 ~ 24시간 가열하여 유기물을 분해한다. 이어서, 잔존하는 유리 섬유를 유리 샬레로 옮기고 아세톤을 이용하여 유리 섬유를 샬레의 표면에 분산시킨다. 이어서 샬레 표면에 분산된 유리 섬유 1000개 이상에 대해 실체 현미경을 이용하여 섬유 길이를 측정하고 평균을 취함으로써 유리 섬유의 수평균 섬유 길이를 산출한다.
본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 유리 섬유 함유율 C가 40.0wt% 미만이면 충분한 강도를 구비하는 유리 섬유 강화 수지 성형품을 얻을 수 없다. 한편, 본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서 유리 섬유 함유율 C가 75.0wt%를 초과하면 충분한 유동성을 얻을 수 없다.
또한 본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 유리 섬유 함유율 C는 40.0 ~ 75.0wt%의 범위가 되고, 42.5 ~ 65.0wt%인 것이 바람직하고, 45.0 ~ 60.0wt%인 것이 보다 바람직하고, 47.5 ~ 55.0wt%인 것이 더욱 바람직하다.
또한 본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품의 유리 섬유 함유율은 JIS K 7052:1999에 준거하여 산출할 수 있다.
본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 유리 섬유 함유율 C가 40.0wt% 미만이면 충분한 강도(예를 들어 0.200GPa 이상의 인장 강도, 0.300GPa 이상의 굽힘 강도, 및 90kJ/m2 이상의 무노치 샤르피 충격 강도)를 구비하는 유리 섬유 강화 수지 성형품을 얻을 수 없다. 한편, 본 발명의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서 유리 섬유 함유율 C가 75.0wt%를 초과하면 충분한 유동성을 얻을 수 없다.
유리 섬유의 단경 D1(㎛), 유리 섬유의 장경 D2(㎛), 유리 섬유의 섬유 길이 L(㎛), 및 유리 섬유 함유율 C(wt%)가 상기 식 (1)을 만족시키지 않는 경우, 즉 C2 × L / (D1 × D22)이 260 미만인 경우에는 정적 및 동적인 강도, 및 유동성이 균형있게 우수한 유리 섬유 강화 수지 성형품을 얻을 수 없다. 한편, 본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, C 및 L이 트레이드 오프의 관계에 있기 때문에 C2 × L / (D1 × D22)이 400을 초과하는 유리 섬유 강화 수지 성형품은 제조하기 어렵다.
또한 본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 상기 D1, D2, L 및 C는 하기 식 (3)을 만족시키는 것이 바람직하다. C2 × L / (D1 × D22)이 하기 식 (3)을 만족시킴으로써 유리 섬유 강화 수지 성형품은 정적 및 동적인 강도, 및 유동성이 극히 균형있게 우수하고 아울러 치수 안정성 및 표면 평활성이 뛰어나다.
300.0 ≤ C2 × L / (D1 × D22) ≤ 335.0 (3)
아울러 정적 및 동적인 강도, 및 유동성이 극히 균형있게 우수한지의 판단은, 예를 들어 정적인 강도를 반영하는 인장 강도 T(GPa)와 굽힘 강도 B(GPa), 동적인 강도를 반영하는 무노치 샤르피 충격 강도 I(KJ/m 2), 및 유동성을 반영하는 저속시 유동 길이 F1(mm)와 고속시 유동 길이 F2(mm)가 하기 식 (4)을 만족시키는지의 여부로 판단할 수 있다.
(T × B)1/2 × I × (F1 × F2)1/2 > 330.0 (4)
또한 치수 안정성이 뛰어난지의 판단은 예를 들어 유리 섬유 강화 수지 성형품의 휨이 4.0mm 미만인지의 여부로 판단할 수 있다. 또한 표면 평활성이 뛰어난지의 판단은 예를 들어 유리 섬유 강화 수지 성형품의 산술 평균 조도가 0.15mm 미만인지의 여부로 판단할 수 있다.
또한 본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 상기 D1, D2, L 및 C는 하기 식 (5)을 만족시키는 것이 보다 바람직하다.
310.0 ≤ C2 × L / (D1 × D22) ≤ 325.0 (5)
본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서 유리 섬유를 형성하는 유리의 유리 조성은 특별히 한정되지 않는다. 본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서 유리 섬유가 취할 수 있는 유리 조성으로서는, 가장 범용적인 E 유리 조성(유리 섬유의 전량에 대해 52.0 ~ 56.0 질량% 범위의 SiO2와, 12.0 ~ 16.0 질량% 범위의 Al2O3와, 합계로 20.0 ~ 25.0 질량% 범위의 MgO 및 CaO와, 5.0 ~ 10.0 질량% 범위의 B2O3를 포함하는 조성), 고강도 고탄성률 유리 조성(유리 섬유의 전량에 대해 64.0 ~ 66.0 질량% 범위의 SiO2와, 24.0 ~ 26.0 질량% 범위의 Al2O3와, 9.0 ~ 11.0 질량% 범위의 MgO를 포함하는 조성), 높은 탄성률 및 용이한 제조성의 유리 조성(유리 섬유의 전량에 대해 57.0 ~ 60.0 질량% 범위의 SiO2와, 17.5 ~ 20.0 질량% 범위의 Al2O3와, 8.5 ~ 12.0 질량% 범위의 MgO와, 10.0 ~ 13.0 질량% 범위의 CaO와, 0.5 ~ 1.5 질량% 범위의 B2O3를 포함하고, 아울러 SiO2, Al2O3, MgO 및 CaO의 합계량이 98.0 질량% 이상인 조성), 및 저유전율 저유전정접 유리 조성(유리 섬유 전량에 대해 48.0 ~ 62.0 질량% 범위의 SiO2와, 17.0 ~ 26.0 질량% 범위의 B2O3와, 9.0 ~ 18.0 질량% 범위의 Al2O3와, 0.1 ~ 9.0 질량% 범위의 CaO와, 0 ~ 6.0 질량% 범위의 MgO와, 합계로 0.05 ~ 0.5 질량% 범위의 Na2O, K2O 및 Li2O와, 0 ~ 5.0 질량% 범위의 TiO2와, 0 ~ 6.0 질량% 범위의 SrO와, F2 와 Cl2를 합계 0 ~ 3.0 질량% 범위의 F2·Cl2와, 0 ~ 6.0 질량% 범위의 P2O5를 포함하는 조성)을 들 수 있다. 유리 섬유 강화 수지 성형품의 강도를 향상시키기 위해서는 유리 섬유의 유리 조성은 상기 고강도 고탄성률 유리 조성, 또는 높은 탄성률 및 용이한 제조성의 유리 조성인 것이 바람직하다.
상술한 유리 조성을 구비하는 유리 섬유는 이하와 같이 제조된다. 먼저, 상술한 조성이 되도록 배합된 유리 원료(유리 배치(glass batch))를 용융로에 공급하여 예를 들어 1450 ~ 1550℃ 범위의 온도에서 용융시킨다. 이어서, 용융된 유리 배치(용융 유리)를 소정의 온도로 제어된 부싱의 1 ~ 20000개의 노즐 팁으로부터 인출하여 급냉시킴으로써 유리 필라멘트를 형성한다. 이어서, 형성된 유리 필라멘트에 도포 장치인 어플리케이터를 이용하여 집속제 또는 바인더를 도포하고, 집속슈를 이용하여 유리 필라멘트 1 ~ 20000개를 집속시키면서 권취기를 이용하여 튜브에 고속으로 권취함으로써 유리 섬유를 얻을 수 있다. 이 때, 상기 노즐 팁을, 비원형 형상을 갖고 용융 유리를 급냉시키는 돌기부나 절결부를 갖는 것으로 하고, 온도 조건을 제어함으로써, 편평한 단면 형상을 갖는 유리 필라멘트를 얻을 수 있다. 또한 노즐 팁의 지름이나, 권취 속도, 및 온도 조건 등을 조정함으로써 유리 섬유의 단경 D1(㎛) 및 장경 D2(㎛)를 조정할 수 있다. 예를 들어 권취 속도를 빠르게 함으로써 단경 D1 및 장경 D2를 작게 할 수 있고, 권취 속도를 느리게 함으로써 단경 D1 및 장경 D2를 크게 할 수 있다.
본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서, 유리 섬유는 유리 섬유와 수지와의 접착성의 향상, 유리 섬유와 수지 또는 무기 재료와의 혼합물 내에서의 유리 섬유의 균일 분산성의 향상 등을 목적으로 그 표면이 유기물로 피복될 수도 있다. 이러한 유기물로서는 우레탄 수지, 에폭시 수지, 초산비닐 수지, 아크릴 수지, 변성 폴리프로필렌(특히 카르본산 변성 폴리프로필렌), (폴리)카르본산(특히 말레산)과 불포화 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 또한 본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서 유리 섬유는 이 수지들에 더하여, 실란커플링제, 윤활제, 계면활성제 등을 포함하는 수지 조성물로 피복되어 있을 수도 있다. 이러한 수지 조성물은, 수지 조성물로 피복되지 않은 상태에서의 유리 섬유의 질량을 기준으로 하여 0.1 ~ 2.0 질량%의 비율로 유리 섬유를 피복한다. 또한 유기물에 의한 유리 섬유의 피복은, 예를 들어 유리 섬유의 제조 공정에서 롤러형 어플리케이터 등의 공지의 방법을 이용하여, 상기 수지 용액 또는 상기 수지 조성물 용액을 포함하는 상기 집속제 또는 바인더를 유리 섬유에 도포하고, 그 후 수지 용액 또는 수지 조성물 용액의 도포된 유리 섬유를 건조시킴으로써 수행할 수 있다.
여기서, 실란커플링제로서는 아미노실란(γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-β-(아미노에틸)-N＇-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-아닐리노프로필트리메톡시실란 등), 클로로실란(γ-글리시독시프로필트리메톡시실란 등), 에폭시실란(β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 등), 메르캅토실란(γ-클로로프로필트리메톡시실란 등의 γ-메르캅토트리메톡시실란 등), 비닐실란(비닐트리메톡시실란, N-β-(N-비닐벤질아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란 등), 아크릴실란(γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 등), 캐치오닉 실란(N-(비닐벤질)-2-아미노에틸-3-아미노프로필트리메톡시실란염산염, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란염산염 등)을 들 수 있다. 상기 실란커플링제는 이 화합물들을 단독으로 사용할 수도 있고 또는 2 종류 이상을 병용할 수도 있다.
윤활제로서는 변성 실리콘 오일, 동물유(우지 등) 및 이 수소 첨가물, 식물유(대두유, 야자유, 유채씨유, 팜유, 해바라기씨유 등) 및 이 수소 첨가물, 동물성 왁스(밀랍, 라놀린 등), 식물성 왁스(칸델릴라 왁스, 카르나바 왁스 등), 광물계 왁스(파라핀 왁스, 몬탄 왁스 등), 고급 포화 지방산과 고급 포화 알코올과의 축합물(라우릴스테아레이트 등의 스테아르산에스테르 등), 폴리에틸렌이민, 폴리알킬폴리아민알킬아마이드 유도체, 지방산 아미드(예를 들어 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민 등의 폴리에틸렌폴리아민과 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산 등의 지방산과의 탈수 축합물 등), 제4급 암모늄염(라우릴트리메틸암모늄클로라이드 등의 알킬트리메틸암모늄염 등)을 들 수 있다. 상기 윤활제는 이것들을 단독으로 사용할 수도 있고 또는 2종류 이상을 병용할 수도 있다.
계면활성제로서는 비이온계 계면활성제, 양이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제, 양성 계면활성제를 들 수 있다. 상기 계면활성제는 이것들을 단독으로 사용할 수도 있고 또는 2종류 이상을 병용할 수도 있다.
비이온계 계면활성제로서는 에틸렌옥사이드프로필렌옥사이드알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌-블록 코폴리머, 알킬폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌-블록 코폴리머 에테르, 폴리옥시에틸렌지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌지방산모노에스테르, 폴리옥시에틸렌지방산디에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄지방산에스테르, 글리세롤지방산에스테르에틸렌옥사이드 부가물, 폴리옥시에틸렌캐스터오일에테르, 경화피마자유에틸렌옥사이드부가물, 알킬아민에틸렌옥사이드 부가물, 지방산아미드에틸렌옥사이드 부가물, 글리세롤지방산에스테르, 폴리글리세린지방산에스테르, 펜타에리트리톨지방산에스테르, 소르비톨지방산에스테르, 소르비탄지방산에스테르, 자당지방산에스테르, 다가알코올알킬에테르, 지방산알칸올아미드, 아세틸렌글리콜, 아세틸렌알코올, 아세틸렌글리콜의 에틸렌옥사이드 부가물, 아세틸렌알코올의 에틸렌옥사이드 부가물 등을 들 수 있다.
양이온계 계면활성제로서는, 염화알킬디메틸벤질암모늄, 염화알킬트리메틸암모늄, 알킬디메틸에틸암모늄에틸설페이트, 고급 알킬아민염(초산염이나 염산염 등), 고급 알킬아민에 대한 에틸렌옥사이드 부가물, 고급 지방산과 폴리알킬렌폴리아민과의 축합물, 고급 지방산과 알칸올 아민과의 에스테르의 염, 고급 지방산 아미드의 염, 이미다졸린형 양이온성 계면활성제, 알킬피리디늄염 등을 들 수 있다.
음이온계 계면활성제로서는 고급 알코올 황산에스테르염, 고급 알킬에테르황산에스테르염, α-올레핀황산에스테르염, 알킬벤젠술폰산염, α-올레핀술폰산염, 지방산 할라이드와 N-메틸타우린과의 반응 생성물, 설포숙신산디알킬에스테르염, 고급 알코올 인산에스테르염, 고급 알코올 에틸렌옥사이드 부가물의 인산에스테르염 등을 들 수 있다.
양성 계면활성제로서는 알킬아미노프로피온산 알칼리 금속염 등의 아미노산형 양성 계면활성제, 알킬디메틸베타인 등의 베타인형, 이미다졸린형 양성 계면활성제 등을 들 수 있다.
본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품은 상술한 유리 섬유에 더하여, 열가소성 수지 또는 열경화성 수지, 및 유리 섬유 이외의 첨가제를 포함한다. 본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서 열가소성 수지 또는 열경화성 수지의 함유율은 예를 들어 15.0 ~ 60.0wt%이다. 또한 본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품에 있어서 유리 섬유 이외의 첨가제의 함유율은 예를 들어 0 ~ 40.0wt%이다.
여기서, 상기 열가소성 수지로서는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스틸렌, 스틸렌/무수말레산 수지, 스틸렌/말레이미드 수지, 폴리아크릴로니트릴, 아크릴로니트릴/스틸렌(AS) 수지, 아크릴로니트릴/부타디엔/스틸렌(ABS) 수지, 염소화폴리에틸렌/아크릴로니트릴/스틸렌(ACS) 수지, 아크릴로니트릴/에틸렌/스틸렌(AES) 수지, 아크릴로니트릴/스틸렌/아크릴산메틸(ASA) 수지, 스틸렌/아크릴로니트릴(SAN) 수지, 메타크릴 수지, 폴리염화비닐(PVC), 폴리염화비닐리덴(PVDC), 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리카보네이트, 폴리아릴렌설파이드, 폴리에테르술폰(PES), 폴리페닐술폰(PPSU), 폴리페닐렌에테르(PPE), 변성 폴리페닐렌에테르(m-PPE), 폴리아릴케톤, 액정 폴리머(LCP), 불소 수지, 폴리에테르이미드(PEI), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리설폰(PSF), 폴리아미드이미드(PAI), 폴리아미노비스말레이미드(PABM), 열가소성 폴리이미드(TPI), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 에틸렌/초산비닐(EVA) 수지, 아이오노마(IO) 수지, 폴리부타디엔, 스틸렌/부타디엔 수지, 폴리부틸렌, 폴리메틸펜텐, 올레핀/비닐알코올 수지, 환상올레핀 수지, 셀룰로오스 수지, 폴리유산 등을 들 수 있다.
구체적으로, 폴리에틸렌으로서는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 중밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 초고분자량 폴리에틸렌 등을 들 수 있다.
폴리프로필렌으로서는 아이소택틱 폴리프로필렌, 어택틱 폴리프로필렌, 신디오택틱 폴리프로필렌 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
폴리스틸렌으로서는 어택틱 구조를 갖는 어택틱 폴리스틸렌인 범용 폴리스틸렌(GPPS), GPPS에 고무 성분을 부가한 내충격성 폴리스틸렌(HIPS), 신디오택틱 구조를 갖는 신디오택틱 폴리스틸렌 등을 들 수 있다.
메타크릴 수지로서는, 아크릴산, 메타크릴산, 스틸렌, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 메타크릴산에틸, 아크릴산부틸, 메타크릴산부틸, 지방산 비닐에스테르 중 1종을 단독 중합한 중합체, 또는 2종 이상을 공중합한 중합체 등을 들 수 있다.
폴리염화비닐로서는 종래 공지의 유화 중합법, 현탁 중합법, 마이크로 현탁 중합법, 괴상 중합법 등의 방법에 의해 중합되는 염화비닐 단독 중합체, 또는 염화비닐 모노머와 공중합 가능한 모노머와의 공중합체, 또는 중합체에 염화비닐 모노머를 그래프트 중합한 그래프트 공중합체 등을 들 수 있다.
폴리아미드로서는 폴리카프로아미드(나일론6), 폴리헥사메틸렌아디파미드(나일론66), 폴리테트라메틸렌아디파미드(나일론46), 폴리테트라메틸렌세바카미드(나일론410), 폴리펜타메틸렌아디파미드(나일론56), 폴리펜타메틸렌세바카미드(나일론510), 폴리헥사메틸렌세바카미드(나일론610), 폴리헥사메틸렌도데카미드(나일론612), 폴리데카메틸렌아디파미드(나일론106), 폴리데카메틸렌세바카미드(나일론1010), 폴리데카메틸렌도데카미드(나일론1012), 폴리운데칸아미드(나일론11), 폴리운데카메틸렌아디파미드(나일론116), 폴리도데칸아미드(나일론12), 폴리자일렌아디파미드(나일론XD6), 폴리자일렌세바카미드(나일론XD10), 폴리메타자일릴렌아디파미드(나일론MXD6), 폴리파라자일릴렌아디파미드(나일론PXD6), 폴리테트라메틸렌테레프탈아미드(나일론4 T), 폴리펜타메틸렌테레프탈아미드(나일론5 T), 폴리헥사메틸렌테레프탈아미드(나일론6 T), 폴리헥사메틸렌이소프탈아미드(나일론6 I), 폴리노나메틸렌테레프탈아미드(나일론9 T), 폴리데카메틸렌테레프탈아미드(나일론10 T), 폴리운데카메틸렌테레프탈아미드(나일론11 T), 폴리도데카메틸렌테레프탈아미드(나일론12 T), 폴리테트라메틸렌이소프탈아미드(나일론4 I), 폴리비스(3-메틸-4-아미노헥실) 메탄테레프탈아미드(나일론PACMT), 폴리비스(3-메틸-4-아미노헥실)메탄이소프탈아미드(나일론PACMI), 폴리비스(3-메틸-4-아미노헥실)메탄도데카미드(나일론PACM12), 폴리비스(3-메틸-4-아미노헥실)메탄테트라데카미드(나일론PACM14) 등의 성분 중 1종, 혹은 2종 이상의 복수 성분을 조합한 공중합체나 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
폴리아세탈로서는 옥시메틸렌 단위를 주된 반복 단위로 하는 단독 중합체, 및 주로 옥시메틸렌 단위로 이루어지고 주쇄중에 2 ~ 8개의 인접하는 탄소 원자를 갖는 옥시알킬렌 단위를 함유하는 공중합체 등을 들 수 있다.
폴리에틸렌테레프탈레이트로서는 테레프탈산 또는 그 유도체와 에틸렌글리콜을 중축합함으로써 얻어지는 중합체 등을 들 수 있다.
폴리부틸렌테레프탈레이트로서는 테레프탈산 또는 그 유도체와 1,4-부탄디올을 중축합함으로써 얻어지는 중합체 등을 들 수 있다.
폴리트리메틸렌테레프탈레이트로서는 테레프탈산 또는 그 유도체와 1,3-프로판디올을 중축합함으로써 얻어지는 중합체 등을 들 수 있다.
폴리카보네이트로서는 디히드록시디아릴 화합물과 디페닐카보네이트 등의 탄산에스테르를 용융 상태로 반응시키는 에스테르 교환법에 의해 얻어지는 중합체, 또는 디히드록시아릴 화합물과 포스겐을 반응시키는 포스겐법에 의해 얻어지는 중합체를 들 수 있다.
폴리아릴렌설파이드로서는 직쇄형 폴리페닐렌설파이드, 중합 후에 경화 반응을 수행함으로써 고분자량화한 가교형 폴리페닐렌설파이드, 폴리페닐렌설파이드설폰, 폴리페닐렌설파이드에테르, 폴리페닐렌설파이드케톤 등을 들 수 있다.
변성 폴리페닐렌에테르로서는 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르와 폴리스틸렌과의 폴리머 알로이, 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르와 스틸렌/부타디엔 공중합체와의 폴리머 알로이, 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르와 스틸렌/무수말레산 공중합체와의 폴리머 알로이, 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르와 폴리아미드와의 폴리머 알로이, 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르와 스틸렌/부타디엔/아크릴로니트릴 공중합체와의 폴리머 알로이 등을 들 수 있다.
폴리아릴케톤으로서는 폴리에테르케톤(PEK), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르케톤케톤(PEKK), 폴리에테르에테르케톤케톤(PEEKK) 등을 들 수 있다.
액정 폴리머(LCP)로서는 서모트로픽 액정 폴리에스테르인 방향족 히드록시카르보닐 단위, 방향족 디히드록시 단위, 방향족 디카르보닐 단위, 지방족 디히드록시 단위, 지방족 디카르보닐 단위 등으로부터 선택되는 1종 이상의 구조 단위로 이루어지는 (공)중합체 등을 들 수 있다.
불소 수지로서는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 퍼플루오로알콕시수지(PFA), 불화에틸렌프로필렌 수지(FEP), 불화에틸렌테트라플루오로에틸렌 수지(ETFE), 폴리비닐플로라이드(PVF), 폴리불화비닐리덴(PVDF), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌/클로로트리플루오로에틸렌 수지(ECTFE) 등을 들 수 있다.
아이오노마(IO) 수지로서는 올레핀 또는 스틸렌과 불포화 카르본산과의 공중합체로, 카르복실기의 일부를 금속 이온으로 중화하여 이루어지는 중합체 등을 들 수 있다.
올레핀/비닐알코올 수지로서는 에틸렌/비닐알코올 공중합체, 프로필렌/비닐알코올 공중합체, 에틸렌/초산비닐 공중합체 비누화물, 프로필렌/초산비닐 공중합체 비누화물 등을 들 수 있다.
환상올레핀 수지로서는 시클로헥센 등의 단환체, 테트라시클로펜타디엔 등의 다환체, 환상올레핀 모노머의 중합체 등을 들 수 있다.
폴리유산으로서는 L체의 단독 중합체인 폴리L-유산, D체의 단독 중합체인 폴리D-유산, 또는 그 혼합물인 스테레오 컴플렉스형 폴리유산 등을 들 수 있다.
셀룰로오스 수지로서는 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 히드록시셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시에틸메틸셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스프로피오네이트, 셀룰로오스부틸레이트 등을 들 수 있다. 또한 상기 열경화성 수지로서는 불포화 폴리에스테르수지, 비닐에스테르 수지, 에폭시(EP) 수지, 멜라민(MF) 수지, 페놀 수지(PF), 우레탄 수지(PU), 폴리이소시아네이트, 폴리이소시아누레이트, 폴리이미드(PI), 우레아(UF) 수지, 실리콘(SI) 수지, 푸란(FR) 수지, 벤조구아나민(BR) 수지, 알키드 수지, 자일렌 수지, 비스말레이미드트리아진(BT) 수지, 디알릴프탈레이트 수지(PDAP) 등을 들 수 있다.
구체적으로, 불포화 폴리에스테르로서는 지방족 불포화 디카르본산과 지방족 디올을 에스테르화 반응시킴으로서 얻어지는 수지를 들 수 있다.
비닐에스테르 수지로서는 비스계 비닐에스테르 수지, 노볼락계 비닐에스테르 수지를 들 수 있다.
에폭시 수지로서는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 E형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 비스페놀 M형 에폭시 수지(4,4'-(1,3-페닐렌디이소프로필리덴) 비스페놀형 에폭시 수지), 비스페놀 P형 에폭시 수지(4,4'-(1,4-페닐렌디이소프로필리덴) 비스페놀형 에폭시 수지), 비스페놀 Z형 에폭시 수지(4,4'-시클로헥실리덴 비스페놀형 에폭시 수지), 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 테트라페놀기 에탄 노볼락형 에폭시 수지, 축합환 방향족 탄화수소 구조를 갖는 노볼락형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 자일릴렌형 에폭시 수지나 페닐 아랄킬형 에폭시 수지 등의 아랄킬형 에폭시 수지, 나프틸렌 에테르형 에폭시 수지, 나프톨형 에폭시 수지, 나프탈렌디올형 에폭시 수지, 2 관능 내지 4 관능 에폭시형 나프탈렌 수지, 비나프틸형 에폭시 수지, 나프탈렌 아랄킬형 에폭시 수지, 안트라센형 에폭시 수지, 페녹시형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 노보넨형 에폭시 수지, 아다만탄형 에폭시 수지, 플루오렌형 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 멜라민 수지로서는 멜라민(2,4,6­트리아미노­1,3,5­트리아진)과 포름알데히드와의 중축합으로 이루어지는 중합체를 들 수 있다. 페놀 수지로서는, 페놀 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, 비스페놀 A형 노볼락 수지 등의 노볼락형 페놀 수지, 메틸올형 레졸 수지, 디메틸렌 에테르형 레졸 수지 등의 레졸형 페놀 수지, 또는 아릴 알킬렌형 페놀 수지 등을 들 수 있고, 이 중 1종, 혹은 2종 이상을 조합한 것을 들 수 있다.
우레아 수지로서는 요소와 포름알데히드와의 축합에 의해 얻어지는 수지를 들 수 있다.
상기 열가소성 수지 또는 상기 열경화성 수지는 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상 조합하여 사용할 수도 있다.
상술한 유리 섬유의 뛰어난 유동성이 성형 가공성의 향상에 크게 기여하므로, 본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품으로 사용되는 수지는 열가소성 수지인 것이 바람직하고, 사출 성형용 열가소성 수지인 것이 보다 바람직하고, 폴리아미드 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아릴렌설파이드 수지, 폴리아릴케톤 수지 및 액정 폴리머(LCP)로 이루어지는 군으로부터 선택된 수지인 것이 더욱 바람직하고, 폴리아미드 수지인 것이 특히 바람직하다.
상기 유리 섬유 이외의 첨가제로서는 유리 섬유 이외의 강화 섬유(예를 들어 탄소 섬유, 금속 섬유 등), 유리 섬유 이외의 충전제(예를 들어 유리 파우더, 탈크, 마이카 등), 난연제, 자외선 흡수제, 열 안정제, 산화 방지제, 대전 방지제, 유동성 개량제, 안티 블로킹제, 윤활제, 핵제, 항균제, 안료 등을 들 수 있다.
본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품은, 상술한 유리 섬유, 상술한 열가소성 수지 또는 열경화성 수지, 및 상술한 유리 섬유 이외의 첨가제로 이루어지는 혼합물을 사출 성형법, 사출 압축 성형법, 이색 성형법, 중공 성형법, 발포 성형법(초임계 유체 발포 성형법을 포함), 인서트 성형법, 인몰드 코팅 성형법, 압출 성형법, 시트 성형법, 열 성형법, 회전 성형법, 적층 성형법, 프레스 성형법, 블로우 성형법, 스탬핑 성형법, 인퓨전법, 핸드 레이업법, 스프레이업법, 레진 트랜스퍼 몰딩법, 시트 몰딩 콤파운드법, 벌크 몰딩 콤파운드법, 펄트루젼(pultrusion)법, 필라멘트 와인딩법 등의 공지의 성형법 중에서, 수지 및 첨가제의 특성이나 유리 섬유 강화 수지 성형품의 용도에 맞게 적절히 선택되는 성형법에 의해 성형함으로써 얻을 수 있다. 상술한 유리 섬유의 뛰어난 유동성이 성형 가공성의 향상에 크게 기여하므로, 본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품은 사출 성형법에 의해 얻어진 유리 섬유 강화 수지 사출 성형품인 것이 바람직하다.
그 중에서도, 유리 섬유를 함유하는 열가소성 수지 펠릿을 이용한 사출 성형법이 바람직하게 채용된다. 이 경우 열가소성 수지 펠릿에 함유시키는 유리 섬유로서는, 유리 섬유를 구성하는 유리 필라멘트의 개수(집속 개수)가 바람직하게는 1 ~ 20000개, 보다 바람직하게는 50 ~ 10000개, 더욱 바람직하게는 1000 ~ 8000개인 유리 섬유(유리 섬유 다발 또는 유리 스트랜드라고도 함)를, 바람직하게는 1.0 ~ 30.0mm, 보다 바람직하게는 2.0 ~ 15.0mm, 더욱 바람직하게는 2.3 ~ 7.8mm의 길이로 절단한 ?h드 스트랜드(Chopped Strand)가 바람직하게 채용된다. 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 유리 섬유의 수평균 섬유 길이 L(㎛)은 열가소성 수지 펠릿에 함유시키는 ?h드 스트랜드의 길이나 펠릿 작성부터 사출 성형에 이를 때까지의 혼련 조건이나 사출 성형 조건에 의해 조정할 수 있다. 예를 들어 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 유리 섬유의 수평균 섬유 길이 L(㎛)은 10 ~ 1000rpm의 범위에서 2축 혼련시의 스크류 회전수를 낮게 함으로써 길게 할 수 있고, 2축 혼련시의 스크류 회전수를 높게 함으로써 짧게 할 수 있다. 또한 유리 섬유의 형태로서는 ?h드 스트랜드 이외에, 예를 들어 유리 섬유를 구성하는 유리 필라멘트의 개수가 10 ~ 30000개로서, 절단을 실시하지 않는 로빙이나, 유리 섬유를 구성하는 유리 필라멘트의 개수가 1 ~ 20000개로서, 볼밀 또는 헨셀믹서 등의 공지의 방법에 의해 길이 0.001 ~ 0.900mm가 되도록 분쇄한 컷 파이버를 들 수 있다.
본 실시 형태의 유리 섬유 강화 수지 성형품의 용도로서는 미세 또는 박형의 전자 부품(커넥터)을 들 수 있으나, 반드시 미세 또는 박형은 아닌, 전자기기 케이스, 그 외의 전자 부품(소켓, LED, 봉지 성형품), 차량 외장 부재(범퍼, 펜더, 보닛, 에어댐, 휠커버 등), 차량 내장 부재(도어트림, 천장재 등), 차량 엔진 주위 부재(오일 팬, 엔진 커버, 흡기 매니폴드(Intake Manifold), 배기 매니폴드(Exhaust Manifold) 등), 차량 기구 부품(풀리, 씰 링(seal ring), 기어, 베어링), 머플러 관련 부재(소음 부재 등), 및 고압 탱크 등에도 사용할 수 있다.
이어서 본 발명의 실시예 및 비교예를 나타낸다.
실시예
［실시예 1 ~ 2, 비교예 1 ~ 5］
먼저, 유리 섬유 강화 수지 성형품의 유리 섬유의 단경 및 장경, 유리 섬유의 단면 형상, 유리 섬유의 수평균 섬유 길이, 및 유리 섬유 함유율이, 표 1에 나타낸 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 5가 되도록, 유리 섬유의 단경 및 장경, 유리 섬유의 단면 형상, 절단 길이(일반적으로 1 ~ 5mm 정도) 및 배합량(유리 섬유의 조성, 단경, 장경, 단면 형상, 집속 개수, 및 유리 섬유의 절단 길이와 개수에 의해 유리 섬유 강화 수지 성형품 내의 유리 섬유의 중량은 결정됨)을 조정한 E 유리 조성의 유리 ?h드 스트랜드와, 폴리아미드 수지 PA6(우베흥산(주), 상품명: UBE나일론1015 B)을 스크류 회전수를 조정하여 2축 혼련기(토시바기계(주), 상품명:TEM-26SS)로 혼련하여 수지 펠릿을 제작했다. 이어서, 얻어진 수지 펠릿을 이용하여 사출 성형기(닛세이수지공업(주), 상품명:NEX80)에 의해 사출 성형을 수행하여 JIS K 7165:2008에 준거한 A형 덤벨 시험편(두께 4mm)을 작성하여 인장 강도, 굽힘 강도, 무노치 샤르피 충격 강도 측정용 시험편을 만들었다. 또한 휨 측정용 시험편으로서, 치수가 세로 60mm × 가로 40mm × 두께 1mm인 평판을 상기 사출 성형기에 의한 사출 성형으로 작성했다. 또한 표면 조도 측정용 시험편으로서, 치수가 세로 60mm × 가로 40mm × 두께 2mm인 평판을 상기 사출 성형기에 의한 사출 성형으로 작성했다.
얻어진 시험편에 대해 상술한 방법으로 성형품 내에 포함되는 유리 섬유의 수평균 섬유 길이, 성형품의 인장 강도, 굽힘 강도, 무노치 샤르피 충격 강도, 사출 성형에서의 저속시 유동 길이 및 고속시 유동 길이를 각각 측정했다. 또한 하기의 방법으로 휨 및 표면 조도를 각각 측정했다. 결과를 표 1에 나타냈다.
［휨］
상기 휨 측정용 시험편에 대해, 시험편의 한 모서리를 평탄면에 접지시켰을 때의 대각선상의 한 모서리의 평탄면으로부터의 거리를 버니어캘리퍼스(Vernier Caliper)로 측정하여 휨량으로 하였다.
［표면 조도］
상기 표면 조도 측정용 시험편에 대해, 표면 조도계((주)미츠트요사 소형 표면 조도 측정기 서프테스트 SJ-301)를 이용하여, JIS B 0601:1982에 준거하여 산술 평균 조도 Ra를 측정했다.
[표 1］
Figure pct00001
표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 및 2에 나타난 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 유리 섬유는 단경 D1이 3.0 ~ 10.5㎛의 범위에 있고, 장경 D2가 11.0 ~ 29.0㎛의 범위에 있는 편평한 단면 형상을 구비하고, 상기 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 유리 섬유의 수평균 섬유 길이 L(㎛)이 150 ~ 475㎛의 범위에 있고, 상기 유리 섬유 강화 수지 성형품에서의 유리 섬유 함유율 C(wt%)가 40.0 ~ 75.0wt%의 범위에 있고, 상기 D1, D2, L 및 C가 하기 식 (1)을 만족시키고 있다. 그리고, 상기 실시예 1 및 2에 나타난 유리 섬유 강화 수지 성형품은 정적 및 동적인 강도, 및 유동성이 균형있게 뛰어나다.
260.0 ≤ C2 × L / (D1 × D22) ≤ 400.0 (1)
한편, 비교예 1 ~ 5의 유리 섬유 강화 수지 성형품에서는 상기 식 (1)을 만족시키고 있지 않으므로 정적 및 동적인 강도, 및 유동성이 균형있게 뛰어나다는 할 수 없다.

Claims (4)

  1. 유리 섬유 강화 수지 성형품으로서, 상기 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 유리 섬유는 단경 D1이 3.0 ~ 10.5㎛의 범위에 있고, 장경 D2가 11.0 ~ 29.0㎛의 범위에 있는 편평한 단면 형상을 구비하고, 상기 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 유리 섬유의 수평균 섬유 길이 L(㎛)이 150 ~ 475㎛의 범위에 있고, 상기 유리 섬유 강화 수지 성형품의 유리 섬유 함유율 C(wt%)가 40.0 ~ 75.0wt%의 범위에 있고, 상기 D1, D2, L 및 C가 하기 식 (1)을 만족시키는 것을 특징으로 하는 유리 섬유 강화 수지 성형품.
    260.0 ≤ C2 × L / (D1 × D22) ≤ 400.0 (1)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 D1이 3.5 ~ 6.4㎛의 범위에 있고, 상기 D2가 14.0 ~ 26.0㎛의 범위에 있고, 상기 L이 165 ~ 300㎛의 범위에 있고, 상기 C가 42.5 ~ 65.0wt%의 범위에 있고, 상기 D1, D2, L 및 C가 하기 식 (3)을 만족시키는 것을 특징으로 하는 유리 섬유 강화 수지 성형품.
    300.0 ≤ C2 × L / (D1 × D22) ≤ 335.0 (3)
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 수지는 폴리아미드 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아릴렌설파이드 수지, 폴리아릴케톤 수지 및 액정 폴리머(LCP)로 이루어지는 군으로부터 선택된 사출 성형용 열가소성 수지인 것을 특징으로 하는 유리 섬유 강화 수지 성형품.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유리 섬유 강화 수지 성형품에 포함되는 수지는 폴리아미드 수지인 것을 특징으로 하는 유리 섬유 강화 수지 성형품.


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