KR20240022578A - 적어도 하나의 열가소성 중합체 및 섬유를 포함하는 중합체 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적어도 하나의 열가소성 중합체(A) 및 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B)를 포함하는 중합체 조성물(PC)에 관한 것이다. 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 10 중량%의 섬유(B)는 100 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 12 중량%의 섬유(B)는 200 μm 미만의 섬유 길이 l을 가진다. 본 발명은 또한 본 발명의 중합체 조성물(PC)을 제조하기 위한 방법, 본 발명의 중합체 조성물(PC)을 형성하는 것에 의한 성형 물품의 제조 방법, 및 본 발명의 중합체 조성물(PC)을 포함하는 성형 물품에 관한 것이다. 또한, 이는 중합체 조성물로부터 제조된 성형 물품의 보강 및/또는 인성을 증가시키기 위해 적어도 하나의 열가소성 중합체(A)를 포함하는 상기 중합체 조성물(PC)에서, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 10 중량%의 섬유(B)가 100 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖고 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 12 중량%의 섬유(B)가 200 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖는 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B)의 용도에 관한 것이다.
Description
본 발명은 적어도 하나의 열가소성 중합체(A) 및 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B)를 포함하는 중합체 조성물(PC)에 관한 것이다. 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 10 중량%의 섬유(B)는 100 μm 미만의 섬유 길이 l을 가지며, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 12 중량%의 섬유(B)는 200 μm 미만의 섬유 길이 l을 가진다. 본 발명은 또한 본 발명의 중합체 조성물(PC)을 제조하기 위한 방법, 본 발명의 중합체 조성물(PC)을 형성함으로써 성형 물품을 제조하기 위한 방법, 및 본 발명의 중합체 조성물(PC)을 포함하는 성형 물품에 관한 것이다. 또한, 이는 중합체 조성물로부터 제조된 성형 물품의 보강 및/또는 인성을 증가시키기 위해 적어도 하나의 열가소성 중합체(A)를 포함하는 상기 중합체 조성물(PC)에서 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 10 중량%의 섬유(B)는 100 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 12 중량%의 섬유(B)는 200 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖는 것인 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B)의 용도에 관한 것이다.
열가소성 중합체는 일반적으로 매우 우수한 기계적 특성으로 인해 산업적으로 특히 중요한 중합체이다. 특히 이들은 높은 강도, 강성 및 인성, 우수한 내약품성 및 높은 내마모성과 내궤적성을 갖는다. 이들 특성은 이들 열가소성 중합체를 포함하는 중합체 조성물이 (사출된) 성형 물품을 수득하기 위해 형성되는 경우 (사출된) 성형 물품의 제조를 위해 특히 중요하다.
(사출된) 성형 물품의 특성을 더욱 개선하기 위해 종종 중합체 조성물에 섬유가 첨가된다. 따라서 중합체 조성물을 제조하는 동안 일반적으로 초핑 섬유 또는 분쇄 섬유가 압출 전의 열가소성 중합체에 첨가된다. 압출 후, 섬유의 길이는 중합체 조성물에서 광범위한 분포로 존재한다. 예를 들어, 초핑 섬유를 사용한 후에 20 μm 미만 내지 1000 μm 초과의 길이 분포 및 300 μm의 평균 값을 갖는 섬유가 존재하며, 밀링된 섬유를 사용된 경우에는 예를 들어 유사한 길이 분포 및 100 μm의 평균 값을 갖는 섬유가 존재한다. 그러나, 200 μm 미만의 길이를 갖는 짧은 섬유의 비율이 지나치게 높은 경우 성형 물품의 기계적 특성에 부정적인 영향을 미치며, 예를 들어 보강 효과가 감소한다.
US 2016/0272788 A1은 열가소성 성형 조성물, 특히 20 내지 88 중량%의 열가소성 물질(A), 10 내지 60 중량%의 섬유상 충전제(B), 2 내지 10 중량%의 레이저 직접 구조화 첨가제(LDS 첨가제) 또는 레이저 직접 구조화 첨가제 혼합물(C) 및 선택적으로는 미립자 충전제(D) 및/또는 추가의 다른 첨가제(E)로 이루어진 폴리아미드 성형 조성물을 개시한다.
US 10,233,326 B2는 a) 50 내지 90 중량부의 화학식 "5X"로 표시되는 적어도 하나의 폴리아미드 및 10 내지 50 중량부의 적어도 하나의 부분 방향족 폴리아미드 및 c) 10 내지 250 중량부의 섬유의 블렌드를 포함하고 섬유 c)는 비원형 단면을 갖는 유리 섬유인 폴리아미드 성형 컴파운드를 개시한다.
US 2014/0296414 A1은 열가소성 수지(A); 탄소 섬유(B); 및 티타늄 화합물(C)을 포함하며, 열가소성 수지(A)와 탄소 섬유(B)의 총량 100 중량%를 기준으로 열가소성 수지(A)의 양은 10 내지 65 중량%이고 탄소 섬유(B)의 양은 35 내지 90 중량%이고, 열가소성 수지(A)와 탄소 섬유(B)의 총량 100 중량부를 기준으로 티타늄 화합물(C)의 양은 0.01 내지 5 중량부인 탄소 섬유-보강된 열가소성 수지 조성물을 개시한다.
따라서, 본 발명의 목적은 매우 간단하고 저렴한 방식으로 우수한 기계적 특성을 갖는 성형 물품을 제조할 수 있도록 하는 개선된 중합체 조성물을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 본 발명에 따라 하기 성분 (A) 및 (B)
(A) 적어도 하나의 열가소성 중합체 및
(B) 섬유 길이 l을 갖는 섬유
를 포함하고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 10 중량%의 섬유(B)는 100 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 12 중량%의 섬유(B)는 200 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖는 것인 중합체 조성물(PC)에 의해 달성된다.
또한, 이는 하기 단계 a)와 b)
a) 200 내지 600 μm 범위에서 정의된 섬유 길이 l1을 갖는 섬유(B')를 제공하는 단계, 및
b) 압출기에서 섬유(B')를 적어도 하나의 열가소성 중합체(A)와 배합하고, 적어도 하나의 열가소성 중합체(A) 및 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B)를 포함하는 중합체 조성물(PC)이 수득되고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 10 중량%의 섬유(B)는 100 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 12 중량%의 섬유(B)는 200 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖는 것인 단계를 포함하는, 중합체 조성물(PC)의 제조 방법에 의해 달성된다.
놀랍게도, 200 내지 600 ㎛ 범위에서 정의된 섬유 길이 l1을 갖는 압출기에서 섬유(B')를 적어도 하나의 열가소성 중합체(A)와 배합함으로써, 적어도 하나의 열가소성 중합체(A) 및 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B)를 포함하는 중합체 조성물(PC)이 수득되고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 10 중량%, 바람직하게는 최대 5 중량%, 더욱 바람직하게는 최대 4 중량%의 섬유(B)는 100 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 12 중량%의 섬유(B)는 200 μm 미만의 섬유 길이 l을 가짐이 밝혀졌다. 또한, 바람직하게 섬유(B)는 최대값(M)을 갖는 모노모달 섬유 길이 분포를 갖고, 최대값(M)은 200 내지 600 μm 범위의 값(V)이고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 적어도 35 중량%의 섬유(B)는 ±0.1 x l의 표준 편차를 갖는 상기 값(V)의 섬유 길이 l을 갖고/갖거나 섬유(B)는 최대값(M)을 갖는 모노모달 섬유 길이 분포를 갖고, 최대값(M)은 200 내지 600 μm 범위의 값(V)이고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 적어도 50 중량%의 섬유(B)는 ±0.25 x l의 표준 편차를 갖는 상기 값(V)의 섬유 길이 l을 가짐이 밝혀졌다.
또한, 놀랍게도, 적어도 하나의 열가소성 중합체(A)를 포함하고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 10 중량%의 섬유(B)는 100 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 12 중량%의 섬유(B)는 200 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖는 중합체 조성물(PC)에서 섬유 길이 l을 갖는 이들 섬유(B)를 사용하면 상기 중합체 조성물(PC)로부터 제조된 성형 물품의 보강 및/또는 인성을 증가시키는 것으로 밝혀졌다. 추가적으로, 중합체 조성물(PC)에서 이들 섬유(B)의 사용은 성형 물품의 취성을 감소시키는 것으로 밝혀졌다.
본 발명에 따른 중합체 조성물(PC) 및 이의 제조 방법은 하기에 더욱 구체적으로 설명된다.
중합체 조성물(PC)
본 발명에 따르면 중합체 조성물(PC)은 적어도 하나의 열가소성 중합체(A) 및 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B)를 포함한다.
본 발명의 맥락에서 "적어도 하나의 열가소성 중합체(A)"는 정확히 하나의 열가소성 중합체(A) 아니면 둘 이상의 열가소성 중합체의 혼합물(A)을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
용어 "섬유 길이 l을 갖는 섬유(B)"는 중합체 조성물(PC)이 섬유 길이 l을 갖는 정확히 하나의 섬유 유형의 섬유(B) 아니면 섬유 길이 l을 갖는 둘 이상의 섬유 유형의 혼합물(B)을 포함한다는 의미로 이해되어야 한다.
섬유 유형의 예는 유리 섬유, 현무암 섬유, 탄소 섬유, 금속 섬유 및 플라스틱 섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 섬유 및/또는 중공 섬유 및 편평 섬유로 이루어진된 군으로부터 선택된 섬유이다.
중합체 조성물(PC)은 적어도 하나의 열가소성 중합체(A) 및 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B)를 임의의 원하는 양으로 포함할 수 있다.
중합체 조성물(PC)은 각 경우에 성분(A)와 성분(B)의 중량 백분율 합산을 기준으로, 바람직하게는 각 경우에 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 30 내지 90 중량% 범위의 적어도 하나의 열가소성 중합체(A) 및 10 내지 70 중량% 범위의 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B)를 포함하는 경우가 바람직하다.
중합체 조성물(PC)은 각 경우에 성분(A)와 성분(B)의 중량 백분율 합산을 기준으로, 바람직하게는 각 경우에 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 40 내지 80 중량% 범위의 적어도 하나의 열가소성 중합체(A) 및 20 내지 60 중량% 범위의 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B)를 포함하는 경우가 특히 바람직하다.
중합체 조성물(PC)은 각 경우에 성분(A)와 성분(B)의 중량 백분율 합산을 기준으로, 바람직하게는 각 경우에 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 50 내지 75 중량% 범위의 적어도 하나의 열가소성 중합체(A) 및 25 내지 50 중량% 범위의 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B)를 포함하는 경우가 가장 바람직하다.
따라서 본 발명은 또한 각 경우에 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 30 내지 90 중량% 범위의 성분(A) 및 10 내지 70 중량% 범위의 성분(B)을 포함하는 것인 중합체 조성물(PC)을 제공한다.
중합체 조성물(PC)은 적어도 하나의 열가소성 중합체(A) 및 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B) 이외에 적어도 하나의 첨가제(C)를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 맥락에서 "적어도 하나의 첨가제(C)"는 정확히 하나의 첨가제(C) 아니면 둘 이상의 첨가제의 혼합물(C)을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 적어도 하나의 첨가제(C)는 바람직하게는 안정화제, 염료, 안료 및 가소제로 이루어진 군으로부터 선택된다.
중합체 조성물(PC)은 예를 들어 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 0 내지 1 중량% 범위의 적어도 하나의 첨가제(C)를 포함할 수 있다. 중합체 조성물(PC)은 각 경우에 적어도 하나의 열가소성 중합체(A), 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B) 및 적어도 하나의 첨가제(C)의 중량 백분율의 합산을 기준으로, 바람직하게는 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 1 중량% 범위, 더욱 바람직하게는 0.02 내지 1 중량% 범위, 특히 바람직하게는 0.04 내지 1 중량% 범위의 적어도 하나의 첨가제(C)를 포함하는 경우가 바람직하다.
중합체 조성물(PC)이 적어도 하나의 첨가제(C)를 포함하는 경우, 적어도 하나의 열가소성 중합체(A), 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B) 및 적어도 하나의 첨가제(C)의 중량% 값의 합산이 100%가 되도록 중합체 조성물(PC)에 존재하는 적어도 하나의 열가소성 중합체(A)의 중량% 값이 상응하게 감소하는 것이 인식될 것이다.
중합체 조성물(PC)이 적어도 하나의 첨가제(C)를 포함하는 경우, 중합체 조성물(PC)은 각 경우에 적어도 하나의 열가소성 중합체(A), 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B) 및 적어도 하나의 첨가제(C)의 중량 백분율의 합산을 기준으로, 바람직하게는 각 경우에 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 예를 들어 29 내지 89.99 중량% 범위의 적어도 하나의 열가소성 중합체(A), 10 내지 70 중량% 범위의 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B) 및 0.01 내지 1 중량% 범위의 적어도 하나의 첨가제(C)를 포함한다.
따라서, 본 발명은 또한 중합체 조성물(PC)이 각 경우에 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 29 내지 89.99 중량% 범위의 성분(A), 10 내지 70 중량% 범위의 성분(B) 및 0.01 내지 1 중량% 범위의 성분(C)을 포함하는 것인 중합체 조성물(PC)을 제공한다.
중합체 조성물(PC)은 적어도 하나의 열가소성 중합체(A) 및 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B) 및 선택적으로 적어도 하나의 첨가제(C) 이외에 적어도 하나의 난연제(D)를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 맥락에서, "적어도 하나의 난연제(D)"는 정확하게 하나의 난연제(D) 아니면 둘 이상의 난연제의 혼합물(D)을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
중합체 조성물(PC)은 예를 들어 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 0 내지 25 중량%의 적어도 하나의 난연제(D)를 포함할 수 있다. 중합체 조성물(PC)은 각 경우에 적어도 하나의 열가소성 중합체(A), 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B), 적어도 하나의 난연제(D) 및 선택적으로는 적어도 하나의 첨가제(C)의 중량 백분율의 합산을 기준으로, 바람직하게는 각 경우에 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 25 중량% 범위, 더욱 바람직하게는 0.02 내지 25 중량% 범위, 특히 바람직하게는 0.04 내지 15 중량% 범위의 적어도 하나의 난연제(D)를 포함하는 것이 바람직하다.
중합체 조성물(PC)이 적어도 하나의 난연제(D)를 포함하는 경우, 적어도 하나의 열가소성 중합체(A), 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B), 적어도 하나의 난연제(D) 및 선택적으로 적어도 하나의 첨가제(C)의 중량% 값의 합산이 100%가 되도록 중합체 조성물(PC)에 존재하는 적어도 하나의 열가소성 중합체(A)의 중량% 값은 상응하게 감소함이 인식될 것이다.
중합체 조성물(PC)은 적어도 하나의 열가소성 중합체(A) 및 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B) 및 선택적으로 적어도 하나의 첨가제(C) 및 적어도 하나의 난연제(D) 이외에 적어도 하나의 충격보강제(E)를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 맥락에서 "적어도 하나의 충격보강제(E)"는 정확하게 하나의 충격보강제(E) 아니면 둘 이상의 충격보강제의 혼합물(E)을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
중합체 조성물(PC)은 예를 들어 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 0 내지 95 중량% 범위의 적어도 하나의 충격보강제(E)를 포함할 수 있다. 중합체 조성물(PC)은 각 경우에 적어도 하나의 열가소성 중합체(A), 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B), 적어도 하나의 충격보강제(E) 및 선택적으로 적어도 하나의 난연제(D) 및 적어도 하나의 첨가제(C)의 중량 백분율의 합산을 기준으로, 바람직하게는 각 경우에 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 0 내지 70 중량% 범위, 더욱 바람직하게는 0 내지 50 중량% 범위의 적어도 하나의 충격보강제(E)를 포함하는 경우가 바람직하다.
중합체 조성물(PC)이 적어도 하나의 충격보강제(E)를 포함하는 경우, 적어도 하나의 열가소성 중합체(A), 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B), 적어도 하나의 충격보강제(E) 및 선택적으로는 적어도 하나의 난연제(D) 및 적어도 하나의 첨가제(C)의 중량% 값의 합산이 100%가 되도록 중합체 조성물(PC)에 존재하는 적어도 하나의 열가소성 중합체(A)의 중량% 값이 상응하게 감소함이 인식될 것이다.
열가소성 중합체(성분 (A))
중합체 조성물(PC)은 적어도 하나의 열가소성 중합체(A)를 포함한다.
적합한 열가소성 중합체(A)는 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 폴리에테르, 폴리술폰, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리스티렌 및 폴리옥시메틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
따라서, 본 발명은 또한 적어도 하나의 열가소성 중합체(A)가 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 폴리에테르, 폴리술폰, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리스티렌 및 폴리옥시메틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 중합체 조성물(PC)을 제공한다.
적합한 폴리아미드(A)는 일반적으로 70 내지 350 ml/g, 바람직하게는 70 내지 240 ml/g의 점도를 가진다. 점도 수치는 ISO 307에 따라 25 ℃에서 96 중량% 황산 중 폴리아미드(A)의 0.5 중량% 용액으로부터 본 발명에 따라 결정된다.
바람직한 폴리아미드(A)는 반결정질(semicrystalline) 폴리아미드이다. 적합한 폴리아미드(A)는 500 내지 2,000,000 g/mol 범위, 바람직하게는 5,000 내지 500,000 g/mol 범위, 특히 바람직하게는 10,000 내지 100,000 g/mol 범위의 중량 평균 분자량(Mw)을 가진다. 중량 평균 분자량(Mw)은 ASTM D4001에 따라 결정된다.
적합한 폴리아미드(A)는 예를 들어 7 내지 13개의 고리 구성원을 갖는 락탐으로부터 유도되는 폴리아미드(A)를 포함한다. 적합한 폴리아미드(A)는 디카복실산과 디아민의 반응에 의해 수득되는 폴리아미드(A)를 추가로 포함한다.
락탐으로부터 유래된 폴리아미드(A)의 예는 폴리카프로락탐, 폴리카프릴로락탐 및/또는 폴리라우로락탐으로부터 유래된 폴리아미드를 포함한다.
적합한 폴리아미드(A)는 추가로 ω-아미노알킬 니트릴로부터 수득 가능한 것을 포함한다. 바람직한 ω-아미노알킬니트릴은 폴리아미드 6을 생성하는 아미노카프로니트릴이다. 또한, 디니트릴은 디아민과 반응할 수 있다. 여기서 중합에 의해 폴리아미드 66을 제공하는 아디포디니트릴 및 헥사메틸렌디아민이 바람직하다. 니트릴의 중합은 물의 존재 하에서 이루어지고, 직접 중합으로도 알려져 있다.
디카복실산 및 디아민으로부터 수득 가능한 폴리아미드(A)가 사용되는 경우, 4 내지 36개의 탄소 원자, 바람직하게는 6 내지 12개의 탄소 원자, 특히 바람직하게는 6 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 디카복실산 알칸(지방족 디카복실산)이 이용될 수 있다. 방향족 디카복실산이 또한 적합하다.
디카복실산의 예는 아디프산, 아젤라산, 세바스산, 도데칸디오산 및 또한 테레프탈산 및/또는 이소프탈산을 포함한다.
적합한 디아민은 예를 들어 4 내지 36개의 탄소 원자를 갖는 알칸디아민, 바람직하게는 6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알칸디아민, 특히 6 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알칸디아민, 및 방향족 디아민, 예를 들어 m-자일릴렌디아민, 디(4-아미노페닐)메탄, 디(4-아미노시클로헥실)메탄, 2,2-디(4-아미노페닐)-프로판, 2,2-디(4-아미노시클로헥실)프로판 및 1,5-디아미노-2-메틸펜탄을 포함한다.
바람직한 폴리아미드(A)는 폴리헥사메틸렌 아디파미드, 폴리헥사메틸렌 세바카미드 및 폴리카프로락탐, 그리고 특히 5 내지 95 중량%의 카프로락탐 단위 비율을 갖는 코폴리아미드 6/66이다.
또한, 상기 및 하기에 언급된 둘 이상의 단량체 또는 복수의 폴리아미드의 혼합물(A)을 임의의 원하는 혼합비로 공중합하여 수득 가능한 폴리아미드(A)가 또한 적합하다. 특히 바람직한 혼합물은 폴리아미드 66과 다른 폴리아미드(A), 특히 코폴리아미드 6/66의 혼합물이다.
따라서 적합한 폴리아미드(A)는 지방족, 반방향족 또는 방향족 폴리아미드(A)이다. "지방족 폴리아미드"라는 용어는 폴리아미드(A)가 전적으로 지방족 단량체로만 구성됨을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. "반방향족 폴리아미드"라는 용어는 폴리아미드(A)가 지방족 및 방향족 단량체 모두로 구성됨을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. "방향족 폴리아미드"라는 용어는 폴리아미드(A)가 전적으로 방향족 단량체로만 구성됨을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
다음에 제시된 비제한적인 목록은 본 발명에 따른 방법에 사용하기에 적합한 전술한 그리고 추가적인 폴리아미드(A) 및 존재하는 단량체를 포함한다.
AB 중합체:
PA 4
피롤리돈
PA 6
ε-카프로락탐
PA 7
에난톨락탐
PA 8
카프릴로락탐
PA 9
9-아미노펠라르곤산
PA 11
11-아미노운데칸산
PA 12
라우로락탐
AA/BB 중합체:
PA 46
테트라메틸렌디아민, 아디프산
PA 66
헥사메틸렌디아민, 아디프산
PA 69
헥사메틸렌디아민, 아젤라산
PA 610
헥사메틸렌디아민, 세바스산
PA 612
헥사메틸렌디아민, 데칸디카복실산
PA 613
헥사메틸렌디아민, 운데칸디카복실산
PA 1010
데칸-1,12-디아민, 세바스산
PA 1212
도데칸-1,12-디아민, 데칸디카복실산
PA 1313
트리데칸-1,13-디아민, 운데칸디카복실산
PA 4T
테트라메틸렌디아민, 테레프탈산
PA 6T
헥사메틸렌디아민, 테레프탈산
PA 9T
노닐디아민, 테레프탈산
PA MXD6
m-자일릴렌디아민, 아디프산
PA 6I
헥사메틸렌디아민, 이소프탈산
PA 6-3-T
트리메틸헥사메틸렌디아민, 테레프탈산
PA 6/6T
(PA 6 및 PA 6T 참조)
PA 6T/66
(PA 6T 및 PA 66 참조)
PA 6/66
(PA 6 및 PA 66 참조)
PA 66/6
(PA 66 및 PA 6 참조)
PA 6/12
(PA 6 및 PA 12 참조)
PA 66/6/610(PA 66, PA 6 및 PA 610 참조)
PA 6I/6T
(PA 6I 및 PA 6T 참조)
PA 6T/6I
(PA 6T 및 PA6I 참조)
PA 6T/6I/66(PA 6T, PA6I 및 PA 66 참조)
PA PACM 12 디아미노디시클로헥실메탄, 라우로락탐
PA 6I/6T/PACM PA 6I/6T 및 디아미노디시클로헥실메탄으로서
PA 12/MACMI 라우로락탐, 디메틸디아미노디시클로헥실메탄, 이소프탈산
PA 12/MACMT 라우로락탐, 디메틸디아미노디시클로헥실메탄, 테레프탈산
PA PDA-T
페닐렌디아민, 테레프탈산
바람직한 구현예에서, 적어도 하나의 폴리아미드(A)는 폴리아미드 6(PA 6), 폴리아미드 66(PA 66), 폴리아미드 6/66(PA 6/66), 폴리아미드 66/6(PA 66/6), 폴리아미드 610(PA 610), 폴리아미드 6/6T(PA 6/6T), 폴리아미드 6T/6I(PA 6T/6I), 폴리아미드 12(PA 12), 폴리아미드 4T(PA 4T), 폴리아미드 9T(PA 9T), 폴리아미드 46(PA 46), 폴리아미드 1010(PA 1010) 및 폴리아미드 1212(PA 1212)로 이루어진 군으로부터 선택된다.
따라서, 본 발명은 또한 적어도 하나의 열가소성 중합체(A)가 폴리아미드 6(PA 6), 폴리아미드 66(PA 66), 폴리아미드 6/66(PA 6/66), 폴리아미드 66/6(PA 66/6), 폴리아미드 610(PA 610), 폴리아미드 6/6T(PA 6/6T), 폴리아미드 6T/6I(PA 6T/6I), 폴리아미드 12 (PA 12), 폴리아미드 4T(PA 4T), 폴리아미드 9T(PA 9T), 폴리아미드 46(PA 46), 폴리아미드 1010(PA 1010) 및 폴리아미드 1212(PA 1212)으로 이루어진 군으로부터 선택된 폴리아미드인 중합체 조성물(PC)을 제공한다.
적합한 폴리에스테르는 예를 들어 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)이다. 적합한 폴리올레핀은 예를 들어 폴리프로필렌(PP), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 및 이들의 공중합체이다. 적합한 폴리우레탄은 예를 들어 열가소성 폴리우레탄(TPU)이다. 적합한 폴리에테르는 예를 들어 프로필렌 옥사이드(PPO)이다. 적합한 폴리술폰은 예를 들어 폴리에테르술폰(PES), 폴리술폰(PSU) 및 폴리페닐렌술폰(PPSU)이다.
섬유 길이 l을 갖는 섬유(성분 (B))
중합체 조성물(PC)은 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B)를 포함한다. 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 10 중량%의 섬유(B)는 100 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 12 중량%의 섬유(B)는 200 μm 미만의 섬유 길이 l을 가진다.
바람직하게 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 5 중량%의 섬유(B), 더욱 바람직하게는 최대 4 중량%의 섬유(B)는 100 μm 미만의 섬유 길이 l을 가진다.
따라서, 본 발명은 또한 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 5 중량%의 섬유(B)가 100 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖는 것인 중합체 조성물(PC)을 제공한다.
또한, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%의 섬유(B)는 100 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%의 섬유(B)는 200 μm 미만의 섬유 길이 l을 가진다.
바람직한 구현예에서, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 1 내지 10 중량%, 바람직하게는 1 내지 5 중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 4 중량%의 섬유(B)는 100 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 1 내지 12 중량%의 섬유(B)는 200 μm 미만의 섬유 길이 l을 가진다.
따라서, 본 발명은 또한 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 1 내지 10 중량%, 바람직하게는 1 내지 5 중량%의 섬유(B)가 100 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 1 내지 12 중량%의 섬유(B)가 200 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖는 것인 중합체 조성물(PC)을 제공한다.
바람직한 구현예에서, 섬유(B)는 모노모달 섬유 길이 분포를 가진다.
본 발명의 맥락에서, "모노모달 섬유 길이 분포"라는 용어는 본 발명에 따른 섬유(B) 내의 섬유 길이 분포가 바람직하게는 정의된 분산을 갖는 단 하나의 최대값을 가짐을 의미한다.
그러나 섬유 길이 분포가 더 높은 모달리티를 갖는 것도 가능하여, 예를 들어 섬유 길이 분포는 이정, 삼정 또는 사정일 수 있으며, 이는 섬유(B) 내의 섬유 길이 분포가 2개, 3개 또는 4개의 최대값을 각각 가짐을 의미한다.
달리 명시하지 않는 한, 본 발명에 따른 섬유 길이 및 최대값은 각각 Epson Perfection V850 Pro 평판 스캐너에 의해 결정/측정되되, 섬유는 물과 1 내지 2 방울의 글리세린의 혼합물에 분산되고 페트리 접시로 옮겨져서 스캐너 표면 위에 놓인다.
바람직한 구현예에서, 섬유(B)는 최대값(M)을 갖는 모노모달 섬유 길이 분포를 가지며, 최대값(M)은 200 내지 600 μm 범위, 바람직하게는 350 내지 600 μm 범위의 값(V)이다.
섬유(B)는 최대값(M)을 갖는 모노모달 섬유 길이 분포를 갖고, 최대값(M)은 200 내지 600 μm 범위, 바람직하게는 350 내지 600 μm 범위의 값(V)이고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 적어도 35 중량%, 바람직하게는 적어도 40 중량%의 섬유(B)는 ±0.1 x l의 표준 편차를 갖는 상기 값(V)의 섬유 길이 l을 갖는 것이 더욱 바람직하다.
따라서, 본 발명은 또한 섬유(B)가 최대값(M)을 갖는 모노모달 섬유 길이 분포를 갖고, 최대값(M)은 200 내지 600 μm 범위의 값(V)이고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 적어도 35 중량%의 섬유(B)는 ±0.1 x l의 표준 편차를 갖는 상기 값(V)의 섬유 길이 l을 갖는 것인 중합체 조성물(PC)을 제공한다.
섬유(B)가 최대값(M)을 갖는 모노모달 섬유 길이 분포를 갖고, 최대값(M)은 200 내지 600 μm 범위, 바람직하게는 350 내지 600 μm 범위의 값(V)이고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 적어도 50 중량%, 바람직하게는 적어도 65 중량%의 섬유(B)는 ±0.25 x l의 표준 편차를 갖는 상기 값(V)의 섬유 길이 l을 갖는 것이 더욱 바람직하다.
따라서, 본 발명은 또한 섬유(B)가 최대값(M)을 갖는 모노모달 섬유 길이 분포를 갖고, 최대값(M)은 200 내지 600 μm 범위의 값(V)이고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 적어도 50 중량%의 섬유(B)가 ±0.25 x l의 표준 편차를 갖는 상기 값(V)의 섬유 길이 l을 갖는 것인 중합체 조성물(PC)을 제공한다.
본 발명의 맥락에서 "최대값(M)"이라는 용어는 측정된 섬유 길이 분포에서 가장 자주 나타나는 섬유 길이를 의미한다.
본 발명의 맥락에서, "표준 편차"라는 용어는 최대값(M) 주위의 길이 값의 변화의 측정치를 의미한다. 표준 편차는 Epson perfection V850 Pro 평판 스캐너로 결정/측정되되 섬유는 물과 1 내지 2 방울의 글리세린의 혼합물에 분산되고 페트리 접시로 옮겨져서 스캐너 표면 위에 놓인다.
섬유(B)는 바람직하게는 유리 섬유, 현무암 섬유, 탄소 섬유, 금속 섬유 및 플라스틱 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 유리 섬유로부터 선택되고, 가장 바람직하게는 E-유리 섬유, S-유리 섬유, R-유리 섬유, M-유리 섬유, C-유리 섬유, ECR-유리 섬유, D-유리 섬유, AR-유리 섬유 및 Q-유리 섬유로 이루어진 군으로부터 선택된다.
따라서, 본 발명은 또한 섬유(B)가 유리 섬유, 현무암 섬유, 탄소 섬유, 금속 섬유 및 플라스틱 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되고, 바람직하게는 유리 섬유로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 E-유리 섬유, S-유리 섬유, R-유리 섬유, M-유리 섬유, C-유리 섬유, ECR-유리 섬유, D-유리 섬유, AR-유리 섬유 및 Q-유리 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 중합체 조성물(PC)을 제공한다.
섬유(B)는 중공 섬유 및 편평 섬유일 수 있다.
따라서, 본 발명은 또한 섬유(B)가 중공 섬유 및 편평 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 중합체 조성물(PC)을 제공한다.
섬유(B)가 유리 섬유인 경우, 유리 섬유는 5 내지 30 μm 범위의 직경을 가진다.
따라서, 본 발명은 또한 유리섬유가 5 내지 30 μm 범위의 직경을 갖는 것인 중합체 조성물(PC)을 제공한다.
중합체 조성물(PC)은 예를 들어 각 경우에 성분(A)와 성분(B)의 중량 백분율 합산을 기준으로, 바람직하게는 각 경우에 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 10 내지 70 중량% 범위, 바람직하게는 20 내지 60 중량% 범위, 가장 바람직하게는 25 내지 50 중량% 범위의 섬유(B)를 포함한다.
첨가제(성분(C))
일 구현예에서, 중합체 조성물(PC)은 또한 적어도 하나의 첨가제(C)를 포함한다. 적어도 하나의 첨가제(C)는 바람직하게는 안정화제, 염료, 안료 및 가소제로 이루어진 군으로부터 선택된다.
따라서, 본 발명은 또한 중합체 조성물(PC)이 안정화제, 염료, 안료 및 가소제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제(C)를 추가로 포함하는 것인 중합체 조성물(PC)을 제공한다.
적합한 안정화제는 예를 들어 페놀, 활석, 알칼리 토금속 규산염, 입체 장애 페놀, 아인산염 및 알칼리 토금속 글리세로인산염이다.
적합한 염료 및 안료는 예를 들어 전이 금속 산화물 또는 니그로신이다.
적합한 가소제는 예를 들어 디옥틸 프탈레이트, 디벤질 프탈레이트, 부틸 벤질 프탈레이트, 탄화수소 오일, N-(n-부틸)-벤젠술폰아미드 및 오르토- 및 파라-톨릴에틸술폰아미드이다.
중합체 조성물(PC)이 적어도 하나의 첨가제(C)를 포함하는 경우, 중합체 조성물(PC)은 각 경우에 적어도 하나의 열가소성 중합체(A), 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B) 및 적어도 하나의 첨가제(C)의 중량 백분율 합산을 기준으로, 바람직하게는 각 경우에 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 예를 들어 0.01 내지 1 중량% 범위, 바람직하게는 0.02 내지 1 중량% 범위, 가장 바람직하게는 0.04 내지 1 중량% 범위의 적어도 하나의 첨가제(C)를 포함한다.
난연제(성분(D))
일 구현예에서, 중합체 조성물(PC)은 또한 적어도 하나의 난연제(D)를 포함한다.
적합한 난연제는 예를 들어 멜라민 시아누레이트, 알루미늄 유도체, 마그네슘 유도체 및 할로겐화물이다.
중합체 조성물(PC)은 적어도 하나의 난연제(D)를 포함하는 경우, 중합체 조성물(PC)은 각 경우에 적어도 하나의 열가소성 중합체(A), 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B), 적어도 하나의 난연제(D) 및 선택적으로는 적어도 하나의 첨가제(C)의 중량 백분율의 합산을 기준으로, 바람직하게는 각 경우에 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 예를 들어 0.01 내지 25 중량% 범위, 바람직하게는 0.02 내지 25 중량% 범위, 가장 바람직하게는 0.04 내지 15 중량% 범위의 적어도 하나의 난연제(D)를 포함한다.
충격보강제(성분(E))
일 구현예에서, 중합체 조성물(PC)은 또한 적어도 하나의 충격보강제(E)를 포함한다.
적합한 충격보강제는 예를 들어 에틸렌 프로필렌(EPM) 또는 에틸렌 프로필렌 디엔(EPDM) 고무 또는 열가소성 우레탄 및 또한 이오노머 또는 스티렌 기반 고무를 기반으로 하는 중합체이다.
중합체 조성물(PC)이 적어도 하나의 충격보강제(E)를 포함하는 경우, 중합체 조성물(PC)은 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 예를 들어 0 내지 95 중량%의 적어도 하나의 충격보강제(E)를 포함할 수 있다. 중합체 조성물(PC)은 각 경우에 적어도 하나의 열가소성 중합체(A), 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B), 적어도 하나의 충격보강제(E) 및 선택적으로 적어도 하나의 난연제(D) 및 적어도 하나의 첨가제(C)의 중량 백분율의 합산을 기준으로, 바람직하게는 각 경우에 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 0 내지 70 중량% 범위, 더욱 바람직하게는 0 내지 50 중량% 범위의 적어도 하나의 충격보강제(E)를 포함하는 경우가 바람직하다.
중합체 조성물(PC)의 제조 방법
본 발명의 추가 목적은 하기 단계 a)와 b)
a) 200 내지 600 μm 범위에서 정의된 섬유 길이 l1을 갖는 섬유(B')를 제공하는 단계, 및
b) 압출기에서 섬유(B')를 적어도 하나의 열가소성 중합체(A)와 배합하고, 적어도 하나의 열가소성 중합체(A) 및 섬유 길이 l를 갖는 섬유(B)를 포함하는 중합체 조성물(PC)이 수득되고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 10 중량%의 섬유(B)는 100 μm 미만의 섬유 길이 l를 갖고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 12 중량%의 섬유(B)는 200 μm 미만의 섬유 길이 l를 갖는 것인 단계를 포함하는, 본 발명의 중합체 조성물(PC)의 제조 방법이다.
단계 a)
단계 a)에서, 200 내지 600 μm 범위, 바람직하게는 350 내지 600 μm 범위에서 정의된 섬유 길이 l1을 갖는 섬유(B')가 제공된다.
본 발명의 맥락에서 "정의된 섬유 길이 l1"이라는 용어는 제공된 섬유(B')가 길이 분포가 아닌 구체적인 길이 값을 주로 가짐을 의미하고, 이는 적어도 90 중량%의 섬유(B'), 더욱 바람직하게는 적어도 95 중량%, 가장 바람직하게는 적어도 99 중량%가 200 내지 600 μm 범위의 구체적인 길이 값을 가짐을 의미한다. 예를 들어, 적어도 90 중량%의 섬유(B')는 350 μm의 섬유 길이를 가진다.
섬유(B')는 바람직하게는 유리 섬유, 현무암 섬유, 탄소 섬유, 금속 섬유 및 플라스틱 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 유리 섬유으로부터 선택되며, 가장 바람직하게는 E-유리 섬유, S-유리 섬유, R-유리 섬유, M-유리 섬유, C-유리 섬유, ECR-유리 섬유, D-유리 섬유, AR-유리 섬유 및 Q-유리 섬유로 이루어진 군으로부터 선택된다. 섬유(B)는 중공 섬유 및 편평 섬유일 수 있다.
섬유(B')는 당업자에게 알려진 임의의 방법에 의해 제공될 수 있다.
바람직한 구현예에서, 섬유(B')는 섬유 로빙(R)을 섬유(B')로 절단함으로써 제공된다. 바람직하게 섬유 로빙(R)은 절단 기계에 의해 절단된다. 적합한 절단 기계의 예는 벨기에 Pierret Industries 사에서 제조한 Guillotine 절단 기계 P26이다.
따라서, 본 발명은 또한 섬유(B')가 섬유 로빙(R)을 섬유(B')로 절단하는 것에 의해 제공되는 것인 방법을 제공한다.
이로써, 당업자에게 알려진 임의의 섬유 로빙(R)을 사용하는 것이 가능하다. 그러나 바람직한 구현예에서, 섬유 로빙(R)은 섬유 유리 로빙이다.
섬유(B')는 기타 기계적 세분화 방법에 의해 제공될 수도 있다. 예를 들어, 섬유(B')는 분쇄 및 후속 길이 분획 분리에 의해 제공될 수 있다. 이는 초핑에 의해 섬유(B')를 제공하는 것도 가능하다. 추가로 가능한 방법은 Guillotine 절단, 가장자리에서 가장자리까지 절단 및 가위 절단이다.
그러나, 비기계적 방법으로 섬유(B')를 제공하는 것도 가능하다. 또한, 전처리된 섬유 로빙이 압출기에서 적어도 하나의 열가소성 중합체(A)와 직접 배합되고, 배합 동안에 적어도 하나의 열가소성 중합체(A) 및 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B)를 포함하는 중합체 조성물(PC)이 수득되는 것이 또한 가능하다.
단계 b)
단계 b)에서, 섬유(B')는 압출기에서 적어도 하나의 열가소성 중합체(A)와 배합되고, 적어도 하나의 열가소성 중합체(A) 및 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B)를 포함하는 중합체 조성물(PC)이 수득되고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 10 중량%의 섬유(B)는 100 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 12 중량%의 섬유(B)는 200 μm 미만의 섬유 길이 l을 가진다.
배합 방법이 당업자에게 알려져 있다.
중합체 조성물(PC)을 수득하기 위해, 성분(A), (B) 및 선택적으로 (C)를 배합하는 동안 압출기의 온도는 임의의 온도일 수 있고, 일반적으로 200 내지 350℃ 범위, 바람직하게는 220 내지 330℃ 범위, 특히 바람직하게는 240 내지 310℃ 범위이다.
압출기의 배럴 온도는 압출기 내 성분의 온도보다 높을 수 있고, 압출기의 배럴 온도는 압출기 내 성분의 온도보다 낮은 것도 마찬가지로 가능하다. 예를 들어, 압출기의 배럴 온도는 성분이 가열될 때 압출기 내 성분의 온도보다 초기에 더 높은 것이 가능하다. 압출기 내 성분이 냉각될 때 압출기의 배럴 온도가 압출기 내 성분의 온도보다 낮을 수 있다.
압출기와 관련하여 본 발명에서 주어지는 온도는 압출기의 배럴 온도인 것을 의미한다. "압출기의 배럴 온도"는 압출기의 배럴의 온도를 의미한다. 따라서 압출기의 배럴 온도는 압출기 배럴의 외부 벽의 온도이다. 압출기로서 배합 중의 온도 및 압력에서 사용될 수 있는 당업자에게 알려진 임의의 압출기가 적합하다. 일반적으로, 압출기는 적어도 하나의 열가소성 중합체(A), 섬유(B') 및 선택적으로는 적어도 하나의 첨가제(C) 및/또는 하나 이상의 난연제(D)가 배합되는 온도 이상으로 가열될 수 있다. 예를 들어 단축 압출기, 이축 압출기 또는 다축 압출기가 사용된다. 본 발명의 방법에서 바람직하게는 이축 압출기 또는 다축 압출기가 사용된다. 이축 압출기는 또한 이중축 압출기로도 알려져 있다. 이축 압출기는 동회전 또는 역회전할 수 있다. 압출기는 당업자에게 알려져 있으며, 예를 들어 문헌[C. Rauwendaal: Polymer extrusion, Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG, 5thedition(16 January 2014)]에 기재되어 있다.
압출기는 또한 추가 장치, 예를 들어 혼합 요소 또는 혼련 요소를 포함할 수 있다. 혼합 요소는 압출기에 포함된 개별 성분을 혼합하는 역할을 한다. 적합한 혼합 요소는 당업자에게 알려져 있으며, 예를 들어 정적 혼합 요소 또는 동적 혼합 요소이다. 혼련 요소는 마찬가지로 압출기에 포함된 개별 성분을 혼합하는 역할을 한다. 적합한 혼련 요소는 당업자에게 알려져 있으며, 예를 들어 혼련 축 또는 혼련 블록, 예를 들어 디스크 혼련 블록 또는 숄더 혼련 블록이다. 성분 (A), (B) 및 선택적으로 (C)는 연속적으로 또는 동시에 압출기에 첨가될 수 있고, 압출기에서 혼합 및 배합되어 중합체 조성물(PC)을 수득한다.
수득된 중합체 조성물(PC)은 성형 물품의 제조를 위해 사용될 수 있으며, 중합체 조성물(PC)이 형성된다.
따라서, 본 발명의 추가 목적은 중합체 조성물(PC)을 형성함으로써 성형 물품을 제조하기 위한 방법이다. 본 발명의 또 다른 목적은 중합체 조성물(PC)을 포함하는 성형 물품이다.
수득된 중합체 조성물(PC)에 포함된 섬유(B)는 상기 중합체 조성물(PC)로부터 제조된 성형 물품의 보강 및/또는 인성을 증가시킨다.
따라서, 본 발명의 추가 목적은 중합체 조성물(PC)로부터 제조된 성형 물품의 보강 및/또는 인성을 증가시키기 위해 적어도 하나의 열가소성 중합체(A)를 포함하는 중합체 조성물(PC)에서, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 10 중량%의 섬유(B)는 100 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 12 중량%의 섬유(B)는 200 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖는 것인 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B)의 용도이다.
본 발명은 이하의 실시예에 의해 상세히 설명되지만, 이에 제한되지는 않는다.
실시예
다음 성분이 이용되었다:
열가소성 중합체(A):
(A1) 폴리아미드 6(PA 6)
(Ultramid® B27E; BASF SE)
섬유(B):
(B'1) 유리섬유 400 μm
(유리섬유 로빙(TufRov 4510, 12 μm, 1200 tex, Nippon Electric Glass), 길이 400 μm으로 절단)
(B'2) 유리섬유 450 μm
(유리섬유 로빙(TufRov 4510, 12 μm, 1200 tex, Nippon Electric Glass), 길이 450 μm으로 절단)
(B'3) 짧은 유리섬유
(T249H, 12 μm, 길이 4.5 mm, Nippon Electric Glass)
첨가제(C):
(C1) Irganox B1171
(BASF SE)
(C2) Licowax C
(Clariant SE)
표 1에는 사용된 열가소성 중합체(성분(A))의 필수 매개변수가 나와 있다.
섬유 길이 분포의 측정:
섬유 길이 분포를 측정하기 전에 시료를 650 ℃에서 1 내지 2시간 동안 회분화하였다.
섬유 길이 분포는 다음 방법에 따라 결정되었다:
섬유 파손 및 프릿 마모를 방지하기 위해 섬유에서 주걱 끝을 조심스럽게 떼어내어 유리병에 옮겼다. (탈습제로서) 1 내지 2방울의 글리세린이 첨가되었고 유리병에 약 100 mL까지 탈이온수로 채웠고 잘 흔들어 주었다. 그 동안, 섬유의 균일한 분포를 육안으로 확인하였다. 혼합물은 스캐너 지지대에 있는 페트리 접시로 빠르게 옮겨졌고, 페트리 접시 바닥이 충분한 액체(대략 절반 정도)로 덮이게 했다. 리필 동안에 주로 작은 섬유가 옮겨져서 섬유 분포 변동이 발생하기 때문에 페트리 접시는 리필 없이 채워졌다. 사진을 찍기 전에 모든 섬유가 실제로 가라앉을 때까지 1분 정도 기다렸다. 섬유 분포 및 양을 육안으로 확인했다.
정의된 섬유 길이 l을 갖는 섬유 제조:
위에 명시된 유리 섬유 로빙은 Pierret Industries(벨기에)의 Guillotine 절단 기계 P26을 사용하여 정의된 섬유 길이 l을 갖는 섬유로 절단되었다.
표 2에는 제조된 샘플에 대해 설명되어 있다.
중합체 조성물(PC)의 제조
표 3에 제시된 양의 폴리아미드(성분(A))와 유리 섬유(성분(B'))를 배합한 후 ZSK25 이축 압출기(구성 S1)를 사용하여 150 rpm, 배럴 온도 270 ℃ 및 처리량 6 kg/h으로 펠릿화되었다.
표 4에 제시된 양의 폴리아미드(성분(A) 및 유리 섬유(성분(B'))를 배합한 다음 ZE25 이축 압출기(구성 G84)를 사용하여 270 rpm, 배럴 온도 270 ℃ 및 처리량 10 kg/h으로 펠릿화되었다.
그 다음, 시료의 섬유 길이 분포는 기술한 대로 측정되었다. 결과가 표 5에 나와 있다.
Claims (17)
- 하기 성분 (A) 및 (B)
(A) 적어도 하나의 열가소성 중합체 및
(B) 섬유 길이 l을 갖는 섬유
를 포함하는 중합체 조성물(PC)로서, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 10 중량%의 섬유(B)가 100 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 12 중량%의 섬유(B)가 200 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖는 중합체 조성물(PC). - 제1항에 있어서, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 5 중량%의 섬유(B)가 100 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖는 것인 중합체 조성물(PC).
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 섬유(B)는 최대값(M)을 갖는 모노모달 섬유 길이 분포를 갖고, 상기 최대값(M)은 200 내지 600 μm 범위의 값(V)이고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 적어도 35 중량%의 섬유(B)가 ±0.1 x l의 표준 편차를 갖는 상기 값(V)의 섬유 길이 l을 갖는 것인 중합체 조성물(PC).
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유(B)는 최대값(M)을 갖는 모노모달 섬유 길이 분포를 갖고, 상기 최대값(M)은 200 내지 600 μm 범위의 값(V)이고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 적어도 50 중량%의 섬유(B)가 ±0.25 x l의 표준 편차를 갖는 상기 값(V)의 섬유 길이 l을 갖는 것인 중합체 조성물(PC).
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유(B)는
i) 유리 섬유, 현무암 섬유, 탄소 섬유, 금속 섬유 및 플라스틱 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되고, 바람직하게는 유리 섬유로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 E-유리 섬유, S-유리 섬유, R-유리 섬유, M-유리 섬유, C-유리 섬유, ECR-유리 섬유, D-유리 섬유, AR-유리 섬유 및 Q-유리 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되고/되거나,
ii) 중공 섬유 및 편평 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 중합체 조성물(PC). - 제5항에 있어서, 유리 섬유는 5 내지 30 μm 범위의 직경을 갖는 것인 중합체 조성물(PC).
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 열가소성 중합체(A)는 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 폴리에테르, 폴리술폰, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리스티렌 및 폴리옥시메틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 중합체 조성물(PC).
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 열가소성 중합체(A)는 폴리아미드 6(PA 6), 폴리아미드 66(PA 66), 폴리아미드 6/66(PA 6/66), 폴리아미드 66/6(PA 66/6), 폴리아미드 610(PA 610), 폴리아미드 6/6T(PA 6/6T), 폴리아미드 6T/6I(PA 6T/6I), 폴리아미드 12(PA 12), 폴리아미드 4T(PA 4T), 폴리아미드 9T(PA 9T), 폴리아미드 46(PA 46), 폴리아미드 1010(PA 1010) 및 폴리아미드 1212(PA 1212)로 이루어진 군으로부터 선택되는 폴리아미드인 중합체 조성물(PC).
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 각 경우에 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 30 내지 90 중량% 범위의 성분(A) 및 10 내지 70 중량% 범위의 성분(B)을 포함하는 중합체 조성물(PC).
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 안정화제, 염료, 안료 및 가소제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제(C)를 추가로 포함하는 중합체 조성물(PC).
- 제10항에 있어서, 각 경우에 중합체 조성물(PC)의 총 중량을 기준으로 29 내지 89.99 중량% 범위의 성분(A), 10 내지 70 중량% 범위의 성분(B) 및 0.01 내지 1 중량% 범위의 성분(C)을 포함하는 중합체 조성물(PC).
- 제1항에 있어서, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 1 내지 10 중량%, 바람직하게는 1 내지 5 중량%의 섬유(B)가 100 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 1 내지 12 중량%의 섬유(B)가 200 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖는 것인 중합체 조성물(PC).
- 하기 단계 a) 및 b)
a) 200 내지 600 μm 범위에서 정의된 섬유 길이 l1을 갖는 섬유(B')를 제공하는 단계, 및
b) 압출기에서 섬유(B')를 적어도 하나의 열가소성 중합체(A)와 배합하는 단계로서, 적어도 하나의 열가소성 중합체(A) 및 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B)를 포함하는 중합체 조성물(PC)이 수득되고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 10 중량%의 섬유(B)가 100 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖고, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 12 중량%의 섬유(B)가 200 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖는 것인 단계
를 포함하는, 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 중합체 조성물(PC)의 제조 방법. - 제13항에 있어서, 섬유(B')는 섬유 로빙(R)을 섬유(B')로 절단함으로써 제공되는 것인 방법.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 중합체 조성물(PC)을 형성하는 것에 의한 성형 물품의 제조 방법.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 중합체 조성물(PC)을 포함하는 성형 물품.
- 중합체 조성물(PC)로부터 제조된 성형 물품의 보강 및/또는 인성을 증가시키기 위해, 적어도 하나의 열가소성 중합체(A)를 포함하는 상기 중합체 조성물(PC)에서, 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 10 중량%의 섬유(B)가 100 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖고 섬유(B)의 총 중량을 기준으로 최대 12 중량%의 섬유(B)가 200 μm 미만의 섬유 길이 l을 갖는 섬유 길이 l을 갖는 섬유(B)의 용도.
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