KR20240004688A - 폴리아미드 및 유리 섬유 기반 조성물 및 위생 및 물 관리 분야에서의 이의 용도 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 중량 기준으로 a) 20 내지 60%의, 9 이상의 질소 원자 당 탄소 원자 수를 갖는 적어도 하나의 장쇄 지방족 폴리아미드로서, 상기 적어도 하나의 폴리아미드는 20℃의 온도에서 표준 ISO 307:2007에 따라 결정시 1.3 이하의 용액 중 고유 점도를 갖는, 폴리아미드, b) 40 내지 75%의 유리 섬유, 및 c) 0 내지 5 중량%의 적어도 하나의 첨가제를 포함하는 성형 조성물에 관한 것이며, 상기 조성물의 각 구성요소의 비율의 합은 100%이며, 비정질 폴리아미드 및 미세결정질 폴리아미드는 제외된다.
Description
본 발명은 폴리아미드 및 유리 섬유를 기반으로 하는 성형 조성물 및 60℃ 이하의 온도에서 물, 특히 음용수의 위생, 수송 또는 분배 분야에서의 이의 용도에 관한 것이다.
[종래 기술]
황동은 위생 분야에서 널리 사용되는 물질이지만, 이 물질은 고가이다. 이의 사용은 또한 물 및 특히 음용수로 중금속의 방출을 포함할 수 있다. 이러한 이유로, 황동은 (PPSU, PVDF, PA 유형의) 플라스틱 물질로 대체된다.
예를 들어, 특허 출원 US 2010/0249307에는 음용수 분야에서 사용하기 위한 유리 섬유로 강화된 폴리아미드 조성물이 기재되어 있으며, 상기 폴리아미드는 특히 지환족 디아민, 예컨대, 일반적으로 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노디사이클로헥실메탄(BMACM, MACM 또는 B로 지칭됨), p-비스(아미노사이클로헥실)메탄(PACM 또는 P로 지칭됨) 및 이소포론디아민(IPD로 지칭됨)을 기반으로 하는 반결정질 지방족 폴리아미드와 비정질 투명 폴리아미드의 혼합물이다.
특허 출원 US2010237271은 음용수 분야에서 사용하기 위한 유리 섬유로 강화된 폴리아미드 조성물을 기술하고 있으며, 상기 폴리아미드는 B9-36, B9-36/P9-36, 12/BI 및 12/BT로부터 선택된 반결정질 지방족 폴리아미드와 비정질 투명 폴리아미드의 혼합물이다.
국제 특허 출원 WO 2018/011291은 폴리아미드 및 페놀과 카르보닐 화합물의 축합 생성물을 포함하는 조성물이 기술하고 있다.
이들 특허 출원 중 어느 것도, 특히 크리프 강도 또는 파단 응력의 관점에서, 음용수에서의 침지 전 또는 후에 60℃ 이하의 온도에서 개선된 기계적 특성을 갖는 장쇄 지방족 폴리아미드 및 유리 섬유를 기반으로 하는 성형 조성물을 기재하고 있지 않다.
따라서, 본 발명은 중량 기준으로
a) 20% 내지 60%, 특히 20% 내지 50%, 특히 25% 내지 39.9%의, 9 이상, 특히 10 이상의 질소 원자 당 탄소 원자 수를 갖는 적어도 하나의 장쇄 지방족 폴리아미드로서, 상기 적어도 하나의 폴리아미드는 20℃의 온도에서 표준 ISO 307:2007에 따라 결정시 1.3 이하, 특히 1.25 이하의 용액 중 고유 점도를 갖는, 폴리아미드,
b) 40% 내지 75%의 유리 섬유, 특히 50% 내지 75%, 특히 60% 내지 70%의 유리 섬유, 및
c) 0 중량% 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 5 중량%의 적어도 하나의 첨가제를 포함하는 성형 조성물에 관한 것이며,
상기 조성물의 각 구성요소의 비율의 합은 100%이다.
따라서, 본 발명자들은 용액 중 특정 고유 점도를 갖는 적어도 하나의 장쇄 지방족 폴리아미드와 특정 범위의 유리 섬유의 선택이 사출 성형 후, 특히, 크리프 강도 또는 파단 응력의 관점에서 음용수에서의 침지 전 또는 후에 60℃ 이하의 온도에서 개선된 기계적 특성을 나타내는 조성물을 구성 가능하게 할 수 있음을 발견하였다
용액에서 고유 점도 (iv)는 용매가 황산보다는 m-크레졸이고, 농도가 0.5 중량%이고, 온도가 20℃라는 점에서 수정된 표준 ISO 307:2007에 따라 결정된다.
본 발명에 따른 성형 조성물은 예를 들어, 사출 성형, 사출 블로우 성형, 팽창 성형 및 회전 성형에 의해 변형된 조성물이다.
지방족 폴리아미드에 관하여
성형 조성물은 20% 내지 60%, 특히 20% 내지 50%, 특히 25% 내지 39.9%의, 9 이상, 특히 10 이상의 질소 원자 당 탄소 원자 수를 갖는 적어도 하나의 장쇄 지방족 폴리아미드를 포함한다
폴리아미드를 정의하는데 사용되는 명명법은 표준 ISO 1874-1:2011 "플라스틱 - 폴리아미드 (PA) 몰딩 및 압출 물질 - 파트 1: 명칭", 특히 3페이지(표 1 및 2)에 기술되어 있고, 당업자에게 잘 알려져 있다.
폴리아미드는 호모폴리아미드 또는 코폴리아미드 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 폴리아미드는 유리하게는 반결정질 폴리아미드 또는 코폴리아미드이다.
본 발명의 목적에 있어서, 용어 "반결정질"은 표준 ISO 11357-3:2013에 따라 DSC에서 용융점(Tm), 및 2013년의 표준 ISO 11357-3에 따라 측정된 DSC에서 20 K/분의 속도에서의 냉각 단계 동안 20 J/g 초과, 바람직하게는 30 J/g 초과의 결정화 엔탈피를 갖는 (코)폴리아미드를 의미한다.
상기 폴리아미드는
적어도 하나의 C9 내지 C18, 바람직하게는 C10 내지 C18, 더욱 바람직하게는 C10 내지 C12의 아미노산, 또는
적어도 하나의 C9 내지 C18, 바람직하게는 C10 내지 C18, 더욱 바람직하게는 C10 내지 C12의 락탐, 또는
적어도 하나의 C4-C36, 바람직하게는 C6-C18, 바람직하게는 C6-C12, 더욱 바람직하게는 C10-C12 디아민 Ca와 적어도 하나의 C4-C36, 바람직하게는 C6-C18, 바람직하게는 C6-C12, 더욱 바람직하게는 C10-C12 디카르복실산 Cb,
또는 이들의 혼합물의 중축합에 의해 수득된 반복 유닛으로부터 유래되며,
단, 반복 유닛에서 질소 원자 당 탄소 원자의 수는 9 이상, 특히 10 이상이다.
유리하게는, 장쇄 지방족 폴리아미드는
적어도 하나의 C9 내지 C18, 바람직하게는 C10 내지 C18, 특히 C10 내지 C12의 아미노산, 또는
적어도 하나의 C9 내지 C18, 바람직하게는 C10 내지 C18, 특히 C10 내지 C12의 락탐의 중축합에 의해 수득된다.
C9 내지 C18 아미노산은 특히, 9-아미노노난산, 10-아미노데칸산, 10-아미노운데칸산, 12-아미노도데칸산 및 11-아미노운데칸산 및 또한 이들의 유도체, 특히 N-헵틸-11-아미노운데칸산이다.
C9 내지 C18 락탐은 특히 라우릴락탐이다.
상기 적어도 하나의 C4-C36 디아민 Ca는 특히, 1,4-부탄디아민, 1,5-펜타메틸렌디아민, 1,6-헥사메틸렌디아민, 1,7-헵타메틸렌디아민, 1,8-옥타메틸렌디아민, 1,9-노나메틸렌디아민, 1,10-데카메틸렌디아민, 1,11-운데카메틸렌디아민, 1,12-도데카메틸렌디아민, 1,13-트리데카메틸렌디아민, 1,14-테트라데카메틸렌디아민, 1,16-헥사데카메틸렌디아민 및 1,18-옥타데카메틸렌디아민, 옥타데센디아민, 에이코산디아민, 도코산디아민 및 지방산으로부터 수득된 디아민으로부터 선택될 수 있다.
유리하게는, 상기 적어도 하나의 디아민 Ca는 C6-C18이고, 1,6-헥사메틸렌디아민, 1,7-헵타메틸렌디아민, 1,8-옥타메틸렌디아민, 1,9-노나메틸렌디아민, 1,10-데카메틸렌디아민, 1,11-운데카메틸렌디아민, 1,12-도데카메틸렌디아민, 1,13-트리데카메틸렌디아민, 1,14-테트라데카메틸렌디아민, 1,16-헥사데카메틸렌디아민 및 1,18-옥타데카메틸렌디아민으로부터 선택된다.
상기 적어도 하나의 C4-C36 디카르복실산 Cb는 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 수베르산, 아젤라산, 세박산, 운데칸디오산, 도데칸디오산, 브라실산, 테트라데칸디오산, 펜타데칸디오산, 헥사데칸디오산, 옥타데칸디오산, 옥타데센디아민, 에이코산디아민, 도코산디아민 및 지방산으로부터 수득된 디아민으로부터 선택될 수 있다.
유리하게는, 상기 적어도 하나의 디카르복실산 Cb는 C6-C18이고, 아디프산, 수베르산, 아젤라산, 세박산, 운데칸디오산, 도데칸디오산, 브라실산, 테트라데칸디오산, 펜타데칸디오산, 헥사데칸디오산 및 옥타데칸디오산으로부터 선택된다.
특히, 장쇄 지방족 폴리아미드는 하기로부터 선택된다:
폴리아미드 1010(PA1010), 폴리아미드 1012(PA1012), 폴리아미드 1212(PA1012), 폴리아미드 11(PA11), 폴리아미드 12(PA12), 또는 이들의 혼합물 또는 이들의 코폴리아미드.
유리하게는, 폴리아미드는 특히 PA11 및 PA12이다.
일 구체예에서, 상기 장쇄 지방족 폴리아미드는 5/95 내지 95/5의 중량비 범위의 2개의 폴리아미드의 혼합물이다.
유리하게는, 상기 혼합물은 질소 원자당 동일한 수의 탄소 원자를 갖는 2개의 동일한 폴리아미드의 혼합물이나, 혼합물이 1.3 이하, 특히 1.25 이하의 용액 중 고유 점도를 갖는 조건을 만족시키는 조건하에서 2개의 폴리아미드 중 하나가 1.3 초과의 용액 중 고유 점도를 갖는다.
유리 섬유에 관하여
유리 섬유는 조성물의 총 중량에 대해 40 중량% 내지 75 중량%, 특히 50 중량% 내지 75 중량%, 특히 60 중량% 내지 70 중량%로 존재한다.
유리 섬유는 중실 및/또는 중공일 수 있고; 유리하게는 중실이다.
유리 섬유는 유리하게는 짧다.
짧은 유리 섬유는 바람직하게는, 조성물의 사용 전에 2 내지 13 mm 및 바람직하게는 3 내지 8 mm의 길이를 갖는다.
유리하게는, 짧은 유리 섬유는 120 내지 350 μm의 섬유 길이를 갖는다.
120 내지 350 μm의 이러한 섬유 길이는 화합물에 대해 측정된다.
짧은 유리 섬유는 원형 또는 비-원형 단면을 가질 수 있다.
원형 단면의 섬유는 이의 원주 상의 임의의 지점에서 섬유의 중심까지의 거리가 동일하여 완변하거나 거의 완벽한 원을 나타내는 섬유로서 정의된다.
따라서, 이러한 완벽하거나 거의 완벽한 원을 갖지 않는 임의의 유리 섬유는 비-원형 단면의 섬유로 정의된다.
비-원형 단면의 섬유의 예는 비제한적으로, 예를 들어, 타원형, 계란형 또는 누에고치 형상을 갖는 비-원형 섬유, 별-형상 섬유, 플레이크-형상 섬유, 플랫 섬유, 십자형, 다각형 및 고리형이다.
유리 섬유는
- 4 μm 내지 25 μm, 바람직하게는 4 내지 15 μm의 직경을 갖는 원형 단면; 또는
- 2 내지 8, 특히 2 내지 4의 L/D 비율(L은 섬유의 단면의 가장 큰 치수를 나타내고, D는 상기 섬유의 단면의 가장 작은 치수를 나타냄)을 갖는 비-원형 단면 중 어느 하나를 가질 수 있다. L 및 D는 주사 전자 현미경(SEM)에 의해 측정될 수 있다.
유리하게는, 유리 섬유는 원형이다.
첨가제에 관하여
적어도 하나의 첨가제는 임의로 조성물의 총 중량에 대해 0 중량% 내지 5 중량%, 특히 0.1 중량% 내지 5 중량%로 존재한다.
첨가제는 충전제, 염료, 안정화제, 가소제, 표면-활성제, 핵형성제, 안료, 증백제, 산화방지제, 윤활제, 난연제, 천연 왁스, 레이저 마킹용 첨가제, 및 이들의 혼합물로부터 선택된다.
예로서, 안정화제는 UV 안정화제, 유기 안정화제 또는 보다 일반적으로 유기 안정화제의 조합, 예를 들어, 페놀 유형의 산화방지제(예를 들어, Ciba-BASF로부터의 Irganox® 1010의 유형)일 수 있다.
가소제의 혼합물을 사용하는 것은 본 발명의 범위를 벗어나지 않을 것이다.
예로서, 충전제는 카본 블랙, 탈크, 안료 및 금속 옥사이드(티타늄 옥사이드)로부터 선택될 수 있다.
성형 조성물에 관하여
설명 전반에 걸쳐, 조성물의 모든 백분율은 중량 기준으로 제공된다.
성형 조성물은 중량 기준으로
a) 20% 내지 60%, 특히 20% 내지 50%, 특히 25% 내지 39.9%의, 9 이상, 특히 10 이상의 질소 원자 당 탄소 원자 수를 갖는 적어도 하나의 장쇄 지방족 폴리아미드로서, 상기 적어도 하나의 폴리아미드는 20℃의 온도에서 표준 ISO 307:2007에 따라 결정시 1.3 이하, 특히 1.25 이하의 용액 중 고유 점도를 갖는, 폴리아미드,
b) 40% 내지 75%의 유리 섬유, 특히 50% 내지 75%, 특히 60% 내지 70%의 유리 섬유, 및
c) 0 중량% 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 5 중량%의 적어도 하나의 첨가제를 포함하며,
상기 조성물의 각 구성요소의 비율의 합은 100%이며,
비정질 폴리아미드 및 미세결정질 폴리아미드는 제외된다.
본 발명의 목적에 있어서, 비정질 폴리아미드는 단지 하나의 유리 전이 온도(융점(Tm) 없음)를 갖는 비정질 투명 폴리아미드, 또는 결정성이 매우 낮은 폴리아미드로서, 표준 ISO 11357-3:2013에 따라 측정된 시차 주사 열량측정법(DSC)에서 20K/분의 속도의 냉각 단계 동안 결정화 엔탈피가 20 J/g 미만이 되도록 하는 용융 온도 및 유리 전이 온도를 갖는, 폴리아미드를 의미한다. 이러한 폴리아미드에 대해 표준 ISO 11357-2:2013에 따라 20 K/분의 가열 속도로 DSC에 의해 측정된 유리 전이 온도(Tg)는 75℃ 초과이다.
본 발명의 목적에 있어서, 미세결정질 폴리아미드는 표준 ISO 11357-3:2013에 따라 측정된 시차 주사 열량측정법(DSC)에서 20 K/분의 속도의 냉각 단계 동안 결정화 엔탈피가 20 J/g 미만이다.
따라서, 미세결정질 폴리아미드는 상기 성형 조성물로부터 제외된다.
비정질 폴리아미드는, 예를 들어, MACM, PACM 및 IPD와 같은 적어도 하나의 지환족 디아민에 기반한 폴리아미드이다.
따라서, 비정질 폴리아미드는 상기 성형 조성물로부터 제외된다.
따라서, 혼합물 형태의 미세결정질 폴리아미드 및 비정질 폴리아미드는 상기 성형 조성물로부터 제외된다.
유리하게는, 지방족, 특히 반결정질 폴리아미드 이외의 폴리아미드는 조성물로부터 제외된다.
유리하게는, 페놀과 카르보닐 화합물의 축합 생성물은 조성물로부터 제외된다.
유리하게는, 지방족, 특히 반결정질 폴리아미드 이외의 폴리아미드 및 페놀과 카르보닐 화합물의 축합 생성물은 조성물로부터 제외된다.
한 구체예에서, 성형 조성물은 (중량 기준으로)
a) 20% 내지 60%, 특히 20% 내지 50%, 특히 25% 내지 39.9%의, 9 이상, 특히 10 이상의 질소 원자 당 탄소 원자 수를 갖는 적어도 하나의 장쇄 지방족 폴리아미드로서, 상기 적어도 하나의 폴리아미드는 20℃의 온도에서 표준 ISO 307:2007에 따라 결정시 1.3 이하, 특히 1.25 이하의 용액 중 고유 점도를 갖는, 폴리아미드,
b) 40% 내지 75%의 유리 섬유, 특히 50% 내지 75%, 특히 60% 내지 70%의 유리 섬유, 및
c) 0 중량% 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 5 중량%의 적어도 하나의 첨가제로 구성되며,
상기 조성물의 각 구성요소의 비율의 합은 100%이다.
조성물이 "구성되는" 경우, 조성물은 구성요소 a), b) 및 c)만을 함유할 수 있기 때문에 배제는 더 이상 필요하지 않다는 것이 매우 명백하다.
제1 변형에서, 성형 조성물은 중량 기준으로
a) 20% 내지 50%, 특히 25% 내지 39.9%의, 9 이상, 특히 10 이상의 질소 원자 당 탄소 원자 수를 갖는 적어도 하나의 장쇄 지방족 폴리아미드로서, 상기 적어도 하나의 폴리아미드가 20℃의 온도에서 표준 ISO 307:2007에 따라 결정시 1.3 이하, 특히 1.25 이하의 용액 중 고유 점도를 갖는, 폴리아미드,
b) 50% 내지 75%, 특히 60% 내지 70%의 유리 섬유, 및
c) 0 중량% 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 5 중량%의 적어도 하나의 첨가제를 포함하며,
상기 조성물의 각 구성요소의 비율의 합은 100%이며,
비정질 폴리아미드 및 미세결정질 폴리아미드는 제외된다.
이러한 제1 변형의 일 구체예에서, 성형 조성물은 중량 기준으로
a) 20% 내지 49.9%, 특히 25% 내지 39.9%의, 9 이상, 특히 10 이상의 질소 원자 당 탄소 원자 수를 갖는 적어도 하나의 장쇄 지방족 폴리아미드로서, 상기 적어도 하나의 폴리아미드는 20℃의 온도에서 표준 ISO 307:2007에 따라 결정시 1.3 이하, 특히 1.25 이하의 용액 중 고유 점도를 갖는, 폴리아미드,
b) 50% 내지 75%, 특히 60% 내지 70%의 유리 섬유, 및
c) 0.1 중량% 내지 5 중량%의 적어도 하나의 첨가제를 포함하며,
상기 조성물의 각 구성요소의 비율의 합은 100%이며,
비정질 폴리아미드 및 미세결정질 폴리아미드는 제외된다.
이러한 제1 변형의 또 다른 구체예에서, 조성물은
a) 20% 내지 50%, 특히 25% 내지 39.9%의, 9 이상, 특히 10 이상의 질소 원자 당 탄소 원자 수를 갖는 적어도 하나의 장쇄 지방족 폴리아미드로서, 상기 적어도 하나의 폴리아미드는 20℃의 온도에서 표준 ISO 307:2007에 따라 결정시 1.3 이하, 특히 1.25 이하의 용액 중 고유 점도를 갖는, 폴리아미드,
b) 50% 내지 75%, 특히 60% 내지 70%의 유리 섬유, 및
c) 0 중량% 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 5 중량%의 적어도 하나의 첨가제로 구성되며,
상기 조성물의 각 구성요소의 비율의 합은 100%이다.
이러한 제1 변형의 추가의 또 다른 구체예에서, 조성물은
a) 20% 내지 49.9%, 특히 25% 내지 39.9%의, 9 이상, 특히 10 이상의 질소 원자 당 탄소 원자 수를 갖는 적어도 하나의 장쇄 지방족 폴리아미드로서, 상기 적어도 하나의 폴리아미드는 20℃의 온도에서 표준 ISO 307:2007에 따라 결정시 1.3 이하, 특히 1.25 이하의 용액 중 고유 점도를 갖는, 폴리아미드,
b) 50% 내지 75%, 특히 60% 내지 70%의 유리 섬유, 및
c) 0.1 중량% 내지 5 중량%의 적어도 하나의 첨가제로 구성되며,
상기 조성물의 각 구성요소의 비율의 합은 100%이다.
제2 변형에서, 성형 조성물은 중량 기준으로
a) 25% 내지 40%, 특히 25% 내지 39.9%의, 9 이상, 특히 10 이상의 질소 원자 당 탄소 원자 수를 갖는 적어도 하나의 장쇄 지방족 폴리아미드로서, 상기 적어도 하나의 폴리아미드는 20℃의 온도에서 표준 ISO 307:2007에 따라 결정시 1.3 이하, 특히 1.25 이하의 용액 중 고유 점도를 갖는, 폴리아미드,
b) 60% 내지 70%의 유리 섬유, 및
c) 0 중량% 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 5 중량%의 적어도 하나의 첨가제를 포함하며,
상기 조성물의 각 구성요소의 비율의 합은 100%이며,
비정질 폴리아미드 및 미세결정질 폴리아미드는 제외된다.
이러한 제2 변형의 일 구체예에서, 성형 조성물은 중량 기준으로
a) 25% 내지 39.9%의, 9 이상, 특히 10 이상의 질소 원자 당 탄소 원자 수를 갖는 적어도 하나의 장쇄 지방족 폴리아미드로서, 상기 적어도 하나의 폴리아미드는 20℃의 온도에서 표준 ISO 307:2007에 따라 결정시 1.3 이하, 특히 1.25 이하의 용액 중 고유 점도를 갖는, 폴리아미드,
b) 60% 내지 70%의 유리 섬유, 및
c) 0.1 중량% 내지 5 중량%의 적어도 하나의 첨가제를 포함하며,
상기 조성물의 각 구성요소의 비율의 합은 100%이며,
비정질 폴리아미드 및 미세결정질 폴리아미드는 제외된다.
이러한 제2 변형의 또 다른 구체예에서, 성형 조성물은
a) 25% 내지 40%, 특히 25% 내지 39.9%의, 9 이상, 특히 10 이상의 질소 원자 당 탄소 원자 수를 갖는 적어도 하나의 장쇄 지방족 폴리아미드로서, 상기 적어도 하나의 폴리아미드는 20℃의 온도에서 표준 ISO 307:2007에 따라 결정시 1.3 이하, 특히 1.25 이하의 용액 중 고유 점도를 갖는, 폴리아미드,
b) 60% 내지 70%의 유리 섬유, 및
c) 0 중량% 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 5 중량%의 적어도 하나의 첨가제로 구성되며,
상기 조성물의 각 구성요소의 비율의 합은 100%이다.
이러한 제2 변형의 추가의 또 다른 구체예에서, 성형 조성물은
a) 25% 내지 39.9%의, 9 이상, 특히 10 이상의 질소 원자 당 탄소 원자 수를 갖는 적어도 하나의 장쇄 지방족 폴리아미드로서, 상기 적어도 하나의 폴리아미드는 20℃의 온도에서 표준 ISO 307:2007에 따라 결정시 1.3 이하, 특히 1.25 이하의 용액 중 고유 점도를 갖는, 폴리아미드,
b) 60% 내지 70%의 유리 섬유, 및
c) 0.1 중량% 내지 5 중량%의 적어도 하나의 첨가제로 구성되며,
상기 조성물의 각 구성요소의 비율의 합은 100%이다.
또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 60℃ 미만의 온도에서 물, 특히 음용수의 위생, 수송 또는 분배 분야를 위한 물품의 제조를 위한 상기 정의된 바와 같은 조성물의 용도에 관한 것이다.
상기 기재된 모든 구체예는 이러한 "용도" 단락에 대해 유효하다.
"물의 위생, 수송 또는 분배 분야를 위한 물품"이라는 표현은 예를 들어, 물이 있는 방, 특히 욕실, 주방, 세탁실, 화장실 등에서 사용되는 모든 물품을 의미한다. 본 물품은 밸브 요소, 배관 요소, 공급 요소, 배출 요소 및 연결 요소를 의미한다. 이 물품은 용기, 도관, 이음쇠, 커넥터, 퀵 커넥터, 스크류, 유량-제어 장치, 유량-제어 장치의 요소, 밸브, 필터 요소 및 구조적 부품일 수 있다.
본 발명에서 물의 수송 또는 분배는 이것이 음용수이든 아니든 60℃ 이하의 온도의 물에 관한 것이다.
일 구체예에서, 물품은 용기, 도관, 이음쇠, 커넥터, 퀵 커넥터, 스크류, 유량-제어 장치, 유량-제어 장치의 요소, 밸브, 필터 요소 및 구조적 부품으로부터 선택된다.
유리하게는, 물품은 유형 1A 시험편에 대해 표준 ISO 527:2012에 따라 23℃에서 결정시 용액 중 고유 점도가 1.3 초과인 물품과 비교하여 개선된 기계적 특성을 갖는다.
유리하게는, 물품은 유형 1A 시험편에 대해 표준 ISO 527:2012에 따라 60℃에서 결정시 용액 중 고유 점도가 1.3 초과인 물품과 비교하여 개선된 기계적 특성을 갖는다.
유리하게는, 물품은 유형 1A 시험편에 대해 ISO 899-1:2017에 따라 결정시 용액 중 고유 점도가 1.3 초과인 물품과 비교하여 개선된 크리프 강도를 갖는다.
더욱 유리하게는, 물품은 유형 1A 시험편에 대해 표준 ISO 527:2012에 따라 23℃ 및 60℃에서 결정시 용액 중 고유 점도가 1.3 초과인 물품과 비교하여 개선된 기계적 특성을 갖는다.
더욱 더 유리하게는, 물품은 유형 1A 시험편에 대해 표준 ISO 527:2012에 따라 23℃ 및 60℃에서 결정시 용액 중 고유 점도가 1.3 초과인 물품과 비교하여 개선된 기계적 특성, 및 유형 1A 시험편에 대해 ISO 899-1:2017에 따라 결정시 용액 중 고유 점도가 1.3 초과인 물품과 비교하여 개선된 크리프 강도를 갖는다.
유리하게는, 물품은 사출 성형에 의해 제조된다.
또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 정의된 바와 같은 조성물로 사출 성형에 의해 수득된 물품에 관한 것이다.
실시예
본 발명의 조성물의 제조 및 기계적 특성:
표 1의 조성물은 폴리아미드 펠렛을 유리 섬유 및 임의로 첨가제와 용융 혼합함으로써 제조하였다.
PA11- 및 PA12-기반 조성물을 250℃에서 평평 온도 프로파일(T°)로 직경 40 mm의 동시-회전 트윈-스크류 압출기 상에서 컴파운딩함으로써 가공하였다. 스크류 속도는 300 rpm이고 처리량은 100 kg/h이다.
반결정질 지방족 폴리아미드 및 임의로 첨가제는 메인 호퍼를 통해 첨가하였다.
이후, 하기 표준에 따라 조성물의 특성을 연구하기 위해 조성물을 (Engel 브랜드) 사출 성형 기계에서 260℃의 설정점 온도 및 70℃의 몰드 온도에서 덤벨 형태로 성형하였다.
인장 탄성률은 유형 1A 덤벨에 대해 표준 ISO 527-1:2012에 따라 23℃ 및 60℃에서 측정되었다.
파단 응력은 또한 이 동일한 표준 ISO 527-1:2012에 따라 23℃ 및 60℃에서 측정되었다. Instron 5966 유형 기계를 사용하였다. 크로스헤드 속도는 탄성률의 측정을 위해 1 mm/분 및 응력의 측정을 위해 5 mm/분으로 고정되었다.
크리프 강도는 표준 ISO899-1:2017에 따라 일정한 응력 하에 60℃에서 유형 A 시험편에 대해 시험되었다.
샘플을 건조시키거나 90℃의 음용수에 침지시킨 후 시험하였다.
결과는 표 2에 제시되어 있다.
| E1 | E2 | E3 | E4 | E5 | E6 | E7 | CE1 | CE2 | CE3 | |
| PA11 - iv m-크레졸 = 1.07 |
34 | |||||||||
| PA11 -iv m-크레졸 = 1.18 | 34 | 28 | 34 | 49 | ||||||
| PA11 -iv m-크레졸 = 1.41 | 6 | 34 | 49 | |||||||
| PA11 -iv m-크레졸 = 1.27 | 34 | |||||||||
| PA11 -iv m-크레졸 = 1.33 | 34 | |||||||||
| PA12 - Iv m-크레졸 = 1.22 | 34 | |||||||||
| CSG-3PA820 유리 섬유 | 65 | |||||||||
| FoodContact™ 295-10 유리 섬유 | 65 | 65 | 65 | 65 | 50 | 65 | 65 | 50 | 65 | |
| Licowax® E | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| 칼슘 스테아레이트 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| Irganox® 1010 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
E = 본 발명에 따른 조성물
CE = 대조예
FoodContact™ 295-10 유리 섬유(10 μm 직경의 원형 단면)는 Owens Corning 사에 의해 판매된다.
CSG3PA820 유리 섬유(7 x 28 μm 단면을 갖는 비-원형 단면의)는 Nitto Boseki 사에 의해 판매된다.
PA11 및 PA12는 출원인 회사에 의해 생산된다.
칼슘 스테아레이트는 Greven 사에 의해 판매된다.
Licowax® E는 Clariant 사에 의해 판매된다.
Irganox® 1010은 BASF 사에 의해 판매된다.
| E1 | E2 | E3 | E4 | E5 | E6 | E7 | CE1 | CE2 | CE3 | |
| 인장 탄성률(GPa) - 침지 전 - 건조 상태 - 23℃ | 19.5 | 18.9 | 18.4 | 19 | 19.7 | 12.9 | - | 18.3 | 12.5 | - |
| 파단 응력(MPa) - 침지 전 - 건조 상태 - 23℃ | 196 | 190 | 179 | 192 | 182 | 185 | - | 162 | 169 | - |
| 인장 탄성률(GPa) - 침지 전 - 건조 상태 - 60℃ | 11.3 | 11.1 | 11 | 11.3 | 12.6 | 7.2 | 11.2 | 10.3 | 6.8 | 10.9 |
| 파단 응력(MPa) - 침지 전 - 건조 상태 - 60℃ | 145 | 143 | 135 | 146 | 140 | 139 | 137 | 116 | 125 | 119 |
| 60℃에서의 파단 응력(MPa) - 90℃의 음용수에 500시간 침지 후 | 115 | 111 | - | 113 | 110 | 103 | 115 | 93 | 92 | 93 |
| 60℃에서의 파단 응력(MPa) - 90℃의 음용수에 1000시간 침지 후 | 111 | 108 | - | 112 | 107 | 102 | 110 | 93 | 90 | 94 |
| 60℃에서의 파단 응력(MPa) - 90℃의 음용수에 2000시간 침지 후 | 105 | 99 | - | 106 | 101 | 101 | 105 | 88 | 89 | 88 |
| 60℃에서의 크리프, 100 MPa 하에서 파단까지의 시간 (건조 상태) |
> 100 h | > 100 h | > 100 h | > 100 h | > 100 h | - | > 100 h | 26h | - | 60h |
| 60℃에서의 크리프, 침지, 70 MPa 하에서 파단까지의 시간 (음용수에 1000 시간 침지 후) |
> 100 h | > 100 h | > 100 h | > 100 h | > 100 h | - | > 100 h | 19h | - | 35h |
| 60℃에서의 크리프, 90 MPa 하에서 파단까지의 시간 (건조 상태) |
- | - | - | - | - | > 100 h | - | - | 40h | - |
본 발명에 따른 조성물 E6은 건조 상태의 23 및 60℃에서 및 90℃의 음용수에 침지 후 결정시 CE2와 비교하여 매우 현저하게 개선된 기계적 특성을 갖는다. 60℃에서의 크리프 강도는 또한 고유 점도가 > 1.3인 폴리아미드 매트릭스로 구성된 포뮬레이션과 비교하여 현저하게 개선된다.
Claims (14)
- 중량 기준으로
a) 20% 내지 60%, 특히 20% 내지 50%, 특히 25% 내지 39.9%의, 9 이상, 특히 10 이상의 질소 원자 당 탄소 원자 수를 갖는 적어도 하나의 장쇄 지방족 폴리아미드로서, 상기 적어도 하나의 폴리아미드는 20℃의 온도에서 표준 ISO 307:2007에 따라 결정시 1.3 이하, 특히 1.25 이하의 용액 중 고유 점도를 갖는, 폴리아미드,
b) 40% 내지 75%의 유리 섬유, 특히 50% 내지 75%, 특히 60% 내지 70%의 유리 섬유로서, 상기 유리 섬유는 원형 단면의 짧은 유리 섬유이고, 120 내지 350 μm의 섬유 길이를 갖는, 유리 섬유, 및
c) 0 중량% 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 5 중량%의 적어도 하나의 첨가제를 포함하는 성형 조성물로서,
상기 조성물의 각 구성요소의 비율의 합은 100%이며,
비정질 폴리아미드 및 미세결정질 폴리아미드는 제외되는, 성형 조성물. - 제1항에 있어서, 적어도 2개의 장쇄 지방족 폴리아미드가 조성물에 존재함을 특징으로 하는, 조성물.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 장쇄 지방족 폴리아미드가
적어도 하나의 C9 내지 C18, 바람직하게는 C10 내지 C18, 특히 C10 내지 C12의 아미노산, 또는 적어도 하나의 C9 내지 C18, 바람직하게는 C10 내지 C18, 특히 C10 내지 C12의 락탐, 또는 적어도 하나의 C4-C36, 바람직하게는 C6-C18, 바람직하게는 C6-C12, 더욱 바람직하게는 C10-C12 디아민 Ca의 적어도 하나의 지방족 디아민 Ca와 적어도 하나의 C4-C36, 바람직하게는 C6-C18, 바람직하게는 C6-C12, 더욱 바람직하게는 C10-C12 디카르복실산 Cb, 또는 이들의 혼합물의 중축합에 의해 수득됨을 특징으로 하는, 조성물. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 장쇄 지방족 폴리아미드가
적어도 하나의 C9 내지 C18, 바람직하게는 C10 내지 C18, 특히 C10 내지 C12의 아미노산, 또는 적어도 하나의 C9 내지 C18, 바람직하게는 C10 내지 C18, 특히 C10 내지 C12의 락탐의 중축합에 의해 수득됨을 특징으로 하는, 조성물. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장쇄 폴리아미드가 PA1010, PA1012, PA1212, PA11 및 PA12, 특히 PA11 및 PA12로부터 선택됨을 특징으로 하는, 조성물.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장쇄 폴리아미드가 PA11 및 PA12로부터 선택됨을 특징으로 하는, 조성물.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 첨가제가 충전제, 염료, 안정화제, 가소제, 표면-활성제, 핵형성제, 안료, 증백제, 산화방지제, 윤활제, 난연제, 천연 왁스, 레이저 마킹용 첨가제, 및 이들의 혼합물로부터 선택됨을 특징으로 하는, 조성물.
- 60℃ 이하의 온도에서 물, 특히 음용수의 위생, 수송 또는 분배 분야의 물품의 제조를 위한 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 조성물의 용도.
- 제8항에 있어서, 물품이 용기, 도관, 이음쇠, 커넥터, 퀵 커넥터, 스크류, 유량-제어 장치, 유량-제어 장치의 요소, 밸브 및 필터 요소 및 구조적 부품으로부터 선택됨을 특징으로 하는, 용도.
- 제8항 또는 제9항에 있어서, 물품이 유형 1A 시험편에 대해 표준 ISO 527:2012에 따라 23℃에서 결정시 용액 중 고유 점도가 1.3 초과인 물품과 비교하여 개선된 기계적 특성을 가짐을 특징으로 하는, 용도.
- 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 물품이 유형 1A 시험편에 대해 표준 ISO 527:2012에 따라 60℃에서 결정시 용액 중 고유 점도가 1.3 초과인 물품과 비교하여 개선된 기계적 특성을 가짐을 특징으로 하는, 용도.
- 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 물품이 ISO 307:2007에 따라 결정시 용액 중 고유 점도가 1.3 초과인 물품과 비교하여 개선된 크리프 강도를 가짐을 특징으로 하는, 용도.
- 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 물품이 사출 성형에 의해 제조됨을 특징으로 하는, 용도.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 조성물로 사출 성형에 의해 수득되는 물품.
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