KR20230078253A - 재생 폴리아미드 수지 조성물, 이를 포함하는 성형품 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시상태는 재생 폴리아미드 수지; 유리 플레이크; 및 셀룰로오스 섬유를 포함하는 재생 폴리아미드 수지 조성물을 제공한다.
Description
본 명세서는 재생 폴리아미드 수지 조성물, 이를 포함하는 성형품 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
통상 폴리아미드 수지는 기계적 강도, 내열성, 내약품성, 내마모성, 전기절연성, 내아크성 등이 매우 우수하여, 자동차용 내·외장과 엔진 부품, 전기전자 부품, 스포츠용품, 산업 자재 등 전 산업 분야에 광범위한 용도로 사용되고 있으며, 특히 기계적 강도가 우수하여 내구성이 요구되는 부품에 많이 적용되어 왔다. 다만, 폴리아미드 수지는 이러한 장점과 많은 용도 전개 가능성에도 불구하고 결정성 수지라는 특성에 의해 충격강도가 약하고 성형수축율이 높으며, 다른 한편으로는 친수기인 아마이드(Amide) 관능기에 의해 수분흡수율이 높고 자외선 등에 노출되면 표면이 쉽게 산화하는 단점이 존재한다.
이에 따라 미국특허 제5,851,238호, 미국특허 제5,814,107호, 유럽특허 제 1312 647 호, 대한민국 등록특허 제1,013,858호, 대한민국 등록특허 제921052호 및 일본공개특허 소63-0305148호 등에 개시된 바와 같이 폴리아미드 수지를 또 다른 수지와 혼합(alloy)거나, 폴리아미드 수지에 유리섬유, 무기재, 카본섬유 등의 강화제나 다양한 첨가제를 추가적으로 첨가함으로써 부족한 물성을 보완하고 기능성을 높이는 기술들이 개발되고 있다. 이와 같이 물성이 강화된 폴리아미드 수지는 자동차의 고기능성 핵심 부품에 다양하게 적용되고 있으며, 특히, 자동차의 연비 및 이산화탄소(CO2) 발생 저감을 위해 부품 소재들을 점차 경량성을 갖춘 플라스틱으로 대체하고 있는 최근 추세속에서, 그 적용 범위가 보다 급속도로 확산되고 있는 상황이다.
강화 폴리아미드 소재가 적용된 자동차 부품의 구체적인 예로는 알루미늄 혹은 그 이상의 물성이 요구되는 실린더 헤드커버(Cylinder Head Cover), 에어 인테이크 매니폴드(Air Intake Manifold), 아웃사이드 도어핸들(Outside Door Handle), 라디에이터 헤드탱크(Radiator Head Tank), 프론트 엔드모듈(Front End Module) 등이 존재한다. 이 가운데, 프론트 엔드 모듈은 인터쿨러, 혼, 쿨링팬, 헤드램프 등 자동차 전단부의 부품을 일괄 장착할 수 있는 캐리어(Carrier) 역할의 부품으로서, 조립 시간과 비용 절감을 목적으로 조립이 용이하도록 모듈(module)화된 부품 중 하나이다.
프론트 엔드 모듈은 통상적으로 플라스틱으로만 제작되는 플라스틱 타입과, 강판을 인서트(insert)하여 사출 성형한 하이브리드 타입이 있는데, 플라스틱 타입은 중량이 가볍고 사출 성형이 용이하나 강성과 내구성이 부족하며, 고중량물이 부착될 경우 변형되는 문제점이 있는 반면, 하이브리드 타입은 강성과 내구성이 뛰어나지만 강판의 무게에 의한 제품 중량이 증가하고 성형이 용이하지 않은 문제점이 있다. 이러한 이유로 인해 프론트 엔드 모듈에 강화 폴리아미드 소재를 적용함으로써 제품의 경량성과 성형성은 물론 내구성을 동시에 향상시키고 있는 것이다.
한편, 최근 자동차 산업에서는 우수한 성능뿐만 아니라, 자동차의 내·외장 디자인의 미적 향상에도 많은 노력을 기울이고 있는데, 이러한 트렌드에 따라 각종 자동차 부품들에 대한 커버 제품들이 다양하게 개발되고 있다. 이와 같은 부품 커버로는 엔진 커버가 대표적인데, 엔진 상부를 덮어주는 자동차용 엔진 커버는 엔진룸의 깔끔한 외관을 형성하고 엔진을 오염으로부터 보호하며, 엔진 소음을 차단하는 역할까지 한다. 이러한 장점에 의해 예전에는 주로 고가의 대형차에만 적용되던 것이 점차 전차종으로 적용범위가 확대되고 있다.
이러한 엔진 커버용 소재는 엔진 주변에 장착되는 특성상 기본적으로 기계적 물성 및 내열성이 우수해야 하고, 치수안정성이 좋아야 하며, 궁극적으로는 엔진룸 개방시 가장 먼저 육안으로 들어오기 때문에 커버 형태로 성형하였을 때 표면이 깨끗하게 제조될 것 등이 까다롭게 요구된다. 현재, 엔진 커버용 소재와 같이 각 부품 특성에 따라 다양하게 요구되는 물성을 만족하는 커버 제품들이 생산되고 있기는 있다. 그럼에도 불구하고, 최근 국내외의 폐 자동차 재활용 법규가 강화된 점을 감안하였을 때, 아직까지 이들 자동차 부품 커버용 소재에 적용되는 원료로서 폐 자동차로부터 발생하는 플라스틱 자원을 적극적으로 재활용한 기술의 개발은 부족한 실정이다.
본 명세서는 폐플라스틱 자원을 재활용하며, 기계적 물성이 우수한 재생 폴리아미드 수지 조성물, 이를 포함하는 성형품 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시상태는 재생 폴리아미드 수지; 및 유리 섬유를 포함하는 재생 폴리아미드 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 실시상태는 상술한 재생 폴리아미드 수지 조성물을 포함하는 성형품을 제공한다.
본 발명의 다른 실시상태는 재생 폴리아미드 수지; 및 유리 섬유를 혼합하는 단계를 포함하는 상술한 재생 폴리아미드 수지 조성물의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 재생 폴리아미드 수지 조성물을 이용하여 제조된 성형품은 기계적 물성, 내열성 또는 치수안정성이 우수한 효과를 갖는다.
도 1 및 도 2는 유리 플레이크의 형태 및 전자현미경 사진을 나타낸 것이다.
도 3은 셀룰로오스 섬유의 형태를 나타낸 것이다.
도 4는 인계 산화방지제의 외관을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 사용된 스크류의 형태를 나타낸 것이다.
도 6은 스크류의 내경 및 외경을 나타낸 것이다.
도 7은 트윈스크류 압출기의 형태를 나타낸 것이다.
도 3은 셀룰로오스 섬유의 형태를 나타낸 것이다.
도 4는 인계 산화방지제의 외관을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 사용된 스크류의 형태를 나타낸 것이다.
도 6은 스크류의 내경 및 외경을 나타낸 것이다.
도 7은 트윈스크류 압출기의 형태를 나타낸 것이다.
이하, 본 명세서에 대해 상세히 설명한다.
본 명세서에 있어서, 재생 폴리아미드 수지는 폐 자동차에서 회수된 폴리아미드 수지를 의미하는 것으로, 새로 합성된 신재 폴리아미드 수지와 구분된다.
본 발명의 일 실시상태는 재생 폴리아미드 수지; 및 유리 섬유를 포함하는 재생 폴리아미드 수지 조성물을 제공한다.
종래의 재생 폴리아미드 수지는 신재 폴리아미드 수지 대비 물성이 취약하여 기계적 물성 또는 내열성이 요구되는 용도로는 적용이 어려운 단점이 있었다. 특히, 기계적 물성, 내열성 및 치수안정성이 모두 요구되는 차량용 엔진에 적용이 어려웠다. 이에, 본 발명자들은 재생 폴리아미드 수지에 유리 섬유를 포함함으로써, 물성이 우수한 재생 폴리아미드 수지 조성물을 개발하고, 상기 문제를 해결하고자 하였다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 재생 폴리아미드 수지 조성물은 유리 섬유를 포함한다. 상기 유리 섬유는 유리를 섬유처럼 가늘게 뽑은 물질로, 글라스 파이버(glass fiber)로 언급될 수 있다. 단열성이 우수하고, 가공이 쉬운 장점이 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 재생 폴리아미드 수지 조성물은 셀룰로오스 섬유를 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 재생 폴리아미드 수지 조성물은 유리 플레이크를 포함한다. 상기 유리 플레이크의 형태 및 전자현미경 사진은 도 1 및 도 2에 나타내었다.
상기 유리 플레이크는 넓은 입도 분포 및 높은 아스펙트 비(평균 입경의 입자 두께에 대한 비)를 가지는, 얇고, 투명하고, 형태가 불규칙한 판 모양의 유리 조각이다. 유리 플레이크의 입도는 일반적으로 10~2000um 또는 10~4000um이며, 평균 입경(D50)은 20~300um, 30~300um, 또는 15~600um의 범위이다.
상기 유리 플레이크는 유리 기포를 파괴함으로써, 또는 원심분리기로 액체 유리 용융물을 파쇄 하고, 이어서 리본 모양의 유리 조각을 분쇄하는 것에 의해서 제조될 수 있다.
상기 유리 플레이크는 입도 분포, 평균 입경, 및 유리 입자의 두께를 조절함으로써 효과를 나타낼 수 있다. 또한, 유리 플레이크는 여러 가지가 다른 유리, 예를 들면, E-유리, S-유리, ECR-유리 및 C-유리 등으로부터 제조될 수 있다. 유리 플레이크의 전형적인 대표예는 입도 분포가 아래와 같다 NGF Europe제의 Microglas REF-160 A인:유리 입자의 10%가 직경 300~1700μm이며, 65%가 직경 45~300μm의 범위이며, 25%가 입자 지름 45μm미만이다. 여기서, 두께는 5μm이다. 사용되는 유리의 종류는 E-유리다. 유리 플레이크는 예를 들면 아민실란 또는 에폭시실란 등을 이용하여 여러 가지의 사이즈로 표면 코팅 하고, 폴리머마토릭스로의 부착을 개선할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유리 플레이크의 평균 입도는 10 내지 100um, 10 내지 60um 또는 18 내지 40um일 수 있다. 상기 수치 범위에서, 재생 폴리아미드 수지 조성물 내 다른 수지 성분과 상용성이 우수하여 결합력이 개선될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유리 플레이크의 두께가 0.1um 내지 5um일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유리 플레이크가 E-, S-, C- 또는 ECR-유리일 수 있다. 구체적으로, E-유리의 유리 플레이크가 특히 바람직하다. 상기 유리 플레이크의 평균 입경은 레이저 회절식 입도 분석을 이용하여 측정될 수 있다. 사용되는 유리 플레이크는 아민실란, 비닐 실란, 에폭시실란 또는 아크릴로 실란으로 코팅될 수 있으며, 아민실란에 의한 표면 코팅이 특히 바람직하다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유리 플레이크의 함량이 상기 재생 폴리아미드 수지 100 중량부 기준 5 중량부 내지 30 중량부일 수 있다. 상기 수치 범위에서, 재생 폴리아미드 수지 조성물 내 다른 수지 성분과 상용성이 우수하여 결합력이 개선될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 유리 섬유의 함량이 상기 재생 폴리아미드 수지 100 중량부 기준 10 중량부 내지 100 중량부일 수 있다. 한편, 상기 유리 섬유의 함량이 상기 재생 폴리아미드 수지 100 중량부 기준 15 중량부 내지 90 중량부 또는 20 중량부 내지 80 중량부일 수 있다. 상기 수치 범위에서, 재생 폴리아미드 수지 조성물 내 다른 수지 성분과 상용성이 우수하여 결합력이 개선될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 재생 폴리아미드 수지 조성물은 셀룰로오스 섬유를 포함한다. 이에 따라, 인장강도와 충격강도를 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 인장 강도 또는 충격강도를 10% 이상, 바람직하게는 20% 이상 향상시킬 수 있다. 또한, 저온에서도 우수한 연성을 발휘할 수 있으며, 사출 형성 시 기계나 공구의 마모가 적은 효과를 갖는다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 셀룰로오스 섬유는 충진제로 사용된다. 종래의 충진제는 대량으로 첨가되어 원가절감을 목적으로 하는 증량제(Extender Filler)와 기계적, 열적, 전기적 성질이 나 혹은 가공성을 개선하기 위해 첨가되는 보강제(Reinforcing Filler)의 두가지로 대별된다. 충진제는 다른 첨가제에 비해 대량으로 배합되는 것이 일반적이며, 많을 경우 40~50%가 사용되기도 한다. 충진제가 폴리머에 배합될 때 화학조성이나 형상에 따라 효과가 현저하게 달라지며, 따라서 충진제의 종류는 화학조성에 따라 무기질과 유기질로 분류하고 형상에 따라 분말상, 평판상, 침상, 구상, 섬유, 섬유직물상 등으로 분류한다.
이와같은 여러가지 충진제 중에 PA6, 66에 사용되는 충진제로는 유리섬유, 탄산칼슘, 탈크, 미카, 규석, 목분, 쵸크, Woolas-tonite 등이 있으며, 충진제의 주된 목적이 물성 및 가공성의 개선에 있으나, 대량의 충진제가 배합되므로 경우에 따라서 물성저하 등의 결점이 나타나기도 한다. 특히 당사에서 사용하고 있는 탈크의 경우 석면 문제로 인하여 많은 논란이 되기도 하였다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 셀룰로오스 섬유는 chop fiber 형태의 셀룰로오스 섬유일 수 있다. 이 경우, 강성과 안정성/저항의 균형이 탁월하고, 경량 구조와 높은 수준의 충돌 내성을 제공할 수 있다. 또한, 높은 수준(19.5GPa)의 탄성계수와 충분한 연신율(10%)을 갖는 섬유 특성을 나타내므로 상당한 에너지 흡수 용량을 가질 수 있다. 도 3에 상기 chop fiber 형태의 셀룰로오스 섬유를 나타내었다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 셀룰로오스 섬유의 함량이 상기 재생 폴리아미드 수지 100 중량부 기준 5 중량부 내지 30 중량부일 수 있다. 상기 수치 범위에서 재생 폴리아미드 수지 조성물의 인장강도와 충격강도를 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 재생 폴리아미드 수지 조성물은 인계 산화 방지제를 포함한다. 상기 인계 산화방지제를 포함함에 따라, 재생 폴리아미드 수지 조성물의 내열성을 향상시킬 수 있다. 재생 폴리아미드 수지 조성물은 공정 온도가 높아짐에 따라 변색 물질에 의한 변색 현상이 발생하는데, 상기 인계 산화방지제가 변색 현상이 나타나는 온도(내열 온도)를 높아지게 하는 효과가 있다. 도 4에 상기 인계 산화 방지제의 형태를 나타내었다.
특히, 종래의 페놀계 산화방지제와 함께 사용되는 경우, 인계 산화 방지제에 포함된 포스파이트(phosphites)가 페놀계 산화방지제의 변색 성분인 quinoidal structure의 형성을 방해함으로써, 변색 방지 기능을 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 인계 산화방지제는 트리메틸포스페이트， 트리에틸포스페이트， 트리페닐포스페이트， 트리에틸 포스포노 아세테이트, 비스(2,6-디-tert-부틸-4-메틸페닐)펜타에리트리톨-디-포스파이트(Bis(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl)pentaerythritol-di-phosphite) 및 비스 (2,4-디-tert-부틸페닐)펜타에리트리톨-디-포스파이트(Bis(2,4-di-tert-butylphenyl)pentraerythritol-di-phosphite)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 인계 산화방지제의 함량이 상기 재생 폴리아미드 수지 100 중량부 기준 0.1 중량부 내지 5 중량부, 0.1 중량부 내지 3 중량부 또는 0.1 중량부 내지 1 중량부일 수 있다. 상기 수치 범위에서, 변색 방지 기능이 더욱 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 재생 폴리아미드 수지 조성물은 페놀계 산화방지제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 재생 폴리아미드 수지 조성물은 UV안정제, 할로겐화 또는 비할로겐화 난연 첨가제, 열안정제, 광안정제, 중합 조절제, 가소제, 윤활제, 유동학 개질제, 마찰 조정제, 블로킹 방지제, 대전 방지제, 산화방지제, UV흡수제, 안료, 염료로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 재생 폴리아미드 수지 조성물은 신재 폴리아미드 수지를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 신재 폴리아미드 수지는 폴리아미드6, 폴리아미드12, 폴리아미드66, 폴리아미드 6/66, 폴리아미드 6/12, 폴리아미드 6/6T, 폴리아미드6/6I 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 신재 폴리아미드 수지는 상대점도가 2.2 내지 3.3일 수 있으며, 수평균 분자량은 20,000 내지 50,000 인 것이 바람직할 수 있다. 상대점도가 2.2 미만이면 강성, 치수안정성 향상 측면에서 우수한 효과를 얻을 수 없고, 3.3 초과이면 유동성의 저하로 인한 표면 불량 및 미성형 현상 등이 발생할 수 있다. 또한, 수평균 분자량이 20,000미만이면 강성이 저하되는 문제점이 있으며, 50,000초과이면 높은 점도로 인해 흐름성이 좋지 않아 용융혼련이 원활하게 이루어지지 않을 수 있다. 이때, 상대점도(RV)는 20℃, 96% 황산 100㎖ 중에 폴리아미드 수지 1g을 첨가한 용액의 점도를 측정한 값이고, 수평균 분자량(Mn)은 GPC(Gel Permeation Chromatography, 겔 투과 크로마토그래피)를 이용하여 통상의 방법으로 측정한 값이며, 사용되는 폴리아미드 수지는 칩(chip) 형태로 만들어 제습형 건조기에서 충분히 건조한 상태인 것일 수도 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 재생 폴리아미드 수지 조성물은 극성기를 포함하는 폴리올레핀 수지를 포함하다. 이 경우, 내충격성 또는 수분안정성이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 극성기를 포함하는 폴리올레핀 수지의 극성기는 카복시기일 수 있고, 이 경우 다른 물성의 저하 없이 수분안정성이 탁월한 효과가 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 극성기를 포함하는 폴리올레핀 수지는 α,β-불포화 디카르복실산 및 이의 무수물 중 적어도 어느 하나의 화합물로 변성된 에틸렌-α-올레핀 공중합체일 수 있고, 이 경우 수분안정성을 크게 개선시키는 효과가 있어, 이를 적용한 조성물은 다양한 환경 조건에서도 원래 크기를 유지할 수 있는 능력인 치수안정성이 뛰어난 효과가 있다. 이때, 상기 변성이라 함은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상적으로 사용되는 중합체의 변성방법에 의한 변성인 경우 특별히 제한되지 않고, 일례로 비변성 중합체에, α,β-불포화 디카르복실산 및 이의 무수물 중 적어도 어느 하나의 화합물를 투입하여 그라프트시킨 것을 의미할 수 있고, 또 다른 일례로 비변성 공중합체 제조 시, α,β-불포화 디카르복실산 및 이의 무수물 중 적어도 어느 하나의 화합물을 공단량체로 투입하여 공중합시키는 것을 의미할 수 있다. 상기 α,β-불포화 디카르복실산 및 이의 무수물은 일례로 말레산, 푸마르산, 시트르산 및 이들의 무수물이고, 바람직하게는 말레산 무수물이며, 이 경우 수분안정성이 크게 개선되는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 극성기를 포함하는 폴리올레핀 수지에 포함되는 α-올레핀은 일례로 탄소수 3 내지 10의 α-올레핀, 탄소수 5 내지 10의 α-올레핀, 바람직하게는 1-옥텐일 수 있고, 이 범위 내에서 수분안정성이 크게 개선되는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 극성기를 포함하는 폴리올레핀 수지의 수평균분자량이 50,000 내지 400,000 g/mol, 바람직하게는 100,000 내지 300,000 g/mol일 수 있고, 이 범위 내에서 물성 및 가공성이 모두 우수한 효과가 있다. 상기 수평균분자량은 기준물질(Standard material)로 PS(Polystyrene)를 사용하여 GPC 분석으로 측정될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 극성기를 포함하는 폴리올레핀 수지의 함량이 상기 재생 폴리아미드 수지 100 중량부 기준 0.1 중량부 내지 10 중량부, 0.1 중량부 내지 7 중량부, 1 중량부 내지 5 중량부일 수 있다. 상기 수치 범위에서 수분안정성 또는 내충격성이 개선될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태는 상술한 재생 폴리아미드 수지 조성물을 포함하는 성형품을 제공한다. 상기 성형품은 자동차 내외장재 또는 자동차 엔진부품에 사용될 수 있다. 특히, 기계적 물성 및 내열성이 개선되어, 고온 환경에 노출되는 자동차 엔진부품에 사용되기 적합하다.
본 발명의 일 실시상태는 재생 폴리아미드 수지; 및 유리 섬유를 혼합하는 단계를 포함하는 상술한 재생 폴리아미드 수지 조성물의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 재생 폴리아미드 수지 조성물의 제조방법은 혼합물을 용융 압출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 용융 압출하는 단계는 2 이상의 구분된 영역이 구비된 압출기에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 압출기는 3개의 영역을 포함할 수 있으며, 첫번째 영역에서 고형 원료의 이송 및 용융이 수행된다. 두번째 영역에서 스크류에 의한 믹싱 및 액화가 수행되며, 세번째 영역에서 압출 및 토출이 수행된다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 혼합물을 용융 압출하는 단계는 스크류의 내경(Di)과 외경(Do)의 비율(Do/Di)이 1 내지 2인 트윈스크류 압출기를 사용할 수 있다. 이때, 공정의 자유 부피가 증가하며, 압출기 내부의 스크류와 슬리브 내부 마찰면의 감소로 발열이 제어될 수 있다. 구체적으로, 동일한 압줄 조건에서 스크류 온도가 5℃ 하락할 때, shear heating이 감소하는 것을 확인할 수 있다. 도 5에 상기 자유 부피가 증가된 스크류의 형상을 나타내었다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 혼합물을 용융 압출하는 단계는 스크류의 내경(Di)과 외경(Do)의 비율(Do/Di)이 1 내지 2, 1.5 내지 1.7 또는 1.6 내지 1.8일 수 있다. 상기 범위에서, 내열 성능이 향상될 수 있고, 조성물 내부에 포함된 유리 플레이크의 손상이 방지될 수 있다. 도 6에 상기 스크류의 내경 및 외경을 나타내었다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 혼합물을 용융 압출하는 단계는 동방향 교합형(co-rotating intermeshing) 트윈스크류 압출기(twin-screw extruder. TSE)를 이용할 수 있다. 도 7에 상기 트윈스크류 압출기의 형태를 나타내었다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다만, 본 발명의 권리 범위가 아래 실시예로 한정되는 것은 아니다.
<실험예 1>
실시예 1
분쇄 재활용 재생 폴리아미드 수지(PA66를) 수분율 5 wt%로 건조한 후 리본 믹서에서 안료 및 첨가제(열안정제 등)를 혼합하여 준비한다. 준비된 원료는 Twin screw extruder(70mm, L/D: 44)에 투입하고, 사이드피더에 유리 섬유(glass fiber)와 셀룰로오스 섬유(cellulose chop fiber, 직경: 4mm)를 투입 압출하여 재생 폴리아미드 수지 조성물을 제조하였다. 상세한 공정조건은 표 1에 나타내었다.
실시예 2 내지 5
조성비를 하기 표 1과 같이 변경한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 재생 폴리아미드 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 1 내지 5에서 제조된 재생 폴리아미드 수지 조성물에 대해 아래와 같은 방법으로 물성을 측정하였으며, 하기 표 1에 나타내었다.
물성 측정 방법
1. 인장강도 : ASTM D638
2. Izod 충격강도 : ASTM D256
3. 비중 : ASTM D792
| 구분 | 조성 (wt%) | 물성 측정값 | ||||
| PA66 | glass fiber | cellulose chop fiber(4mm) |
인장강도 (kgf/cm2) |
IZOD 충격강도 (kgf cm/cm) |
비중 | |
| 실시예 1 | 65 | 28 | 7 | 1,230 | 7.5 | 1.37 |
| 실시예 2 | 65 | 25 | 10 | 1,290 | 7.7 | 1.36 |
| 실시예 3 | 70 | 23 | 7 | 1,360 | 7.3 | 1.33 |
| 실시예 4 | 70 | 20 | 10 | 1,390 | 7.5 | 1.32 |
| 실시예 5 | 65 | 35 | 0 | 1,210 | 7.1 | 1.41 |
<실험예 2>
실시예 6 내지 9
분쇄 재활용 PA6을 수분율 5 wt%로 건조한 후 리본 믹서에서 안료 및 첨가제(열안정제 등)를 혼합하여 준비한다. 준비된 원료는 Twin screw extruder(70mm, L/D44)에 투입하고, 사이드피더에 유리 섬유(glass fiber)와 유리 플레이크(glass flake)를 투입 압출하여 재생 폴리아미드 수지 조성물을 제조하였다. 상세한 공정조건은 표 2에 나타내었다. 제조된 재생 폴리아미드 수지 조성물에 대해 아래와 같은 방법으로 물성을 측정하였으며, 하기 표 2에 나타내었다.
| 구분 | 조성 (wt%) | 물성 측정값 | |||
| PA6 | glass fiber | glass flake | 인장강도 (kgf/cm2) |
IZOD 충격강도 (kgf cm/cm) |
|
| 실시예 6 | 60 | 40 | 0 | 910 | 7.5 |
| 실시예 7 | 60 | 30 | 10 | 860 | 8.0 |
| 실시예 8 | 60 | 25 | 15 | 800 | 8.5 |
| 실시예 9 | 60 | 20 | 20 | 740 | 9.1 |
상기 결과로부터, 재생 폴리아미드 수지 조성물이 유리 섬유를 포함할 때, 인장 강도 등의 물성이 개선되는 것을 확인할 수 있었다.한편, 유리 섬유 외에 셀룰로오스 섬유를 더 포함하는 경우 물성이 더욱 개선되는 것을 확인할 수 있었다.
Claims (14)
- 재생 폴리아미드 수지; 및
유리 섬유를 포함하는 재생 폴리아미드 수지 조성물. - 청구항 1에 있어서,
셀룰로오스 섬유를 포함하는 것인 재생 폴리아미드 수지 조성물. - 청구항 1에 있어서,
유리 플레이크를 포함하는 것인 재생 폴리아미드 수지 조성물. - 청구항 3에 있어서,
상기 유리 플레이크의 두께가 0.1um 내지 5um인 것인 재생 폴리아미드 수지 조성물. - 청구항 3에 있어서,
상기 유리 플레이크의 함량이 상기 재생 폴리아미드 수지 100 중량부 기준 5 중량부 내지 30 중량부인 것인 재생 폴리아미드 수지 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 유리 섬유의 함량이 상기 재생 폴리아미드 수지 100 중량부 기준 10 중량부 내지 100 중량부인 것인 재생 폴리아미드 수지 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 셀룰로오스 섬유의 함량이 상기 재생 폴리아미드 수지 100 중량부 기준 5 중량부 내지 30 중량부인 것인 재생 폴리아미드 수지 조성물. - 청구항 1에 있어서,
UV안정제, 할로겐화 또는 비할로겐화 난연 첨가제, 열안정제, 광안정제, 중합 조절제, 가소제, 윤활제, 유동학 개질제, 마찰 조정제, 블로킹 방지제, 대전 방지제, 산화방지제, UV흡수제, 안료, 염료로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 것인 재생 폴리아미드 수지 조성물. - 청구항 1에 있어서,
신재 폴리아미드 수지를 더 포함하는 것인 재생 폴리아미드 수지 조성물. - 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 따른 재생 폴리아미드 수지 조성물을 포함하는 성형품.
- 재생 폴리아미드 수지; 및
유리 섬유를 혼합하는 단계를 포함하는
청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 따른 재생 폴리아미드 수지 조성물의 제조방법. - 청구항 11에 있어서,
상기 혼합물을 용융 압출하는 단계를 포함하는 것인 재생 폴리아미드 수지 조성물의 제조방법. - 청구항 12에 있어서,
상기 혼합물을 용융 압출하는 단계는 스크류의 내경(Di)과 외경(Do)의 비율(Do/Di)이 1 내지 2인 트윈스크류 압출기를 사용하는 것인 재생 폴리아미드 수지 조성물의 제조방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 혼합물을 용융 압출하는 단계는 동방향 교합형(co-rotating intermeshing) 트윈스크류 압출기(twin-screw extruder. TSE)를 이용하는 것인 재생 폴리아미드 수지 조성물의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210165852A KR20230078253A (ko) | 2021-11-26 | 2021-11-26 | 재생 폴리아미드 수지 조성물, 이를 포함하는 성형품 및 이의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210165852A KR20230078253A (ko) | 2021-11-26 | 2021-11-26 | 재생 폴리아미드 수지 조성물, 이를 포함하는 성형품 및 이의 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230078253A true KR20230078253A (ko) | 2023-06-02 |
Family
ID=86755628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210165852A KR20230078253A (ko) | 2021-11-26 | 2021-11-26 | 재생 폴리아미드 수지 조성물, 이를 포함하는 성형품 및 이의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230078253A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5851238A (en) | 1996-07-31 | 1998-12-22 | Basf Corporation | Photochemically stabilized polyamide compositions |
-
2021
- 2021-11-26 KR KR1020210165852A patent/KR20230078253A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5851238A (en) | 1996-07-31 | 1998-12-22 | Basf Corporation | Photochemically stabilized polyamide compositions |
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