WO2024090784A1 - 성형체 - Google Patents

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WO2024090784A1
WO2024090784A1 PCT/KR2023/013873 KR2023013873W WO2024090784A1 WO 2024090784 A1 WO2024090784 A1 WO 2024090784A1 KR 2023013873 W KR2023013873 W KR 2023013873W WO 2024090784 A1 WO2024090784 A1 WO 2024090784A1
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WO
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molded body
fabric
breaking strength
tensile breaking
plate
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/013873
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English (en)
French (fr)
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윤정환
임담혁
엄준근
정진미
문성남
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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Publication date
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    • B29K2105/12—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of short lengths, e.g. chopped filaments, staple fibres or bristles
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    • B29K2715/00—Condition, form or state of preformed parts, e.g. inserts
    • B29K2715/003—Cellular or porous

Definitions

  • This application relates to a molded body, a method of manufacturing the same, and a use of the molded body.
  • thermoplastic resin components examples of which include extrusion molding, injection molding, or blow molding.
  • the most widely used method for producing molded bodies with irregularities is injection molding or blow molding.
  • Injection molding is a method of injecting molten raw materials into a mold, cooling them, opening the mold and ejecting them to complete the shape, and is often used because it allows for the molding of complex shapes.
  • Blow molding is mainly used to manufacture bottle-shaped molded bodies. A preform is placed in a mold, and strong wind is momentarily injected to complete the molded body.
  • reinforcing materials can be mixed with the resin component, but in this case, the above problems are further highlighted.
  • pores may be formed at the interface between the resin component and the reinforcing material due to pressure applied during the molding process.
  • the difference in pore size or density as described above occurs in the engraved portion and the embossed portion, and thus the physical properties of the concave and embossed portions are increased. The difference may become even larger.
  • the purpose of this application is to provide a molded body, a method of manufacturing the same, and a use of the molded body.
  • the main purpose of this application is to provide a molded body that includes a concavo-convex shape having an engraved portion and an embossed portion and has uniform physical properties in the engraved portion and the embossed portion, a method of manufacturing the molded body, and a use for the molded body.
  • the main purpose of the present application is to provide a molded body including a concave-convex shape with an engraved portion and an embossed portion, a molded body in which the physical properties of the fabric for manufacturing the molded body are stably maintained, a method of manufacturing the molded body, and a use of the molded body. The purpose.
  • the molded body may be manufactured to have a desired shape using plastic such as thermoplastic resin as a raw material.
  • the molded body may contain at least a resin component and a filler component.
  • the type of resin component included in the molded body there is no particular limitation on the type of resin component included in the molded body.
  • the required type may be appropriately selected and used from among resin components known to be moldable.
  • the resin component may include a thermoplastic polymer.
  • Types of thermoplastic polymers applicable in this process include various crystalline or amorphous polymers, examples of which include polyolefin-based polymers such as PP (polypropylene) or PE (polyethylene), mPPO (Modified PPO (Polyethylene oxide)), etc.
  • Polyalkylene oxide-based polymers polyamide-based polymers such as PA (polyamide), acetal-based polymers such as POM (polyoxymethylene), PC (polycarbonate), PBT (polybutylene terephthalate), or PET (polyethylene terephthalate).
  • PA polyamide
  • acetal-based polymers such as POM (polyoxymethylene), PC (polycarbonate), PBT (polybutylene terephthalate), or PET (polyethylene terephthalate).
  • polyester-based polymers acrylic-based polymers such as PMMA (poly(methyl methacrylate)), and polystyrene-based polymers such as PS (polystyrene) or ABS (Acrylonitrile butadiene styrene), but are not limited thereto.
  • Resin components may have a unique glass transition temperature (Tg) depending on the type.
  • Tg glass transition temperature
  • the lower limit of the glass transition temperature of the resin component applied in the present application is 50°C, 55°C, 60°C, 65°C, 70°C, 75°C, 80°C, 85°C, 90°C, 95°C. It may be around °C, 100°C, 105°C, 110°C, 115°C, 120°C, 125°C, 130°C, 135°C, 140°C or 145°C, and the upper limit is 500°C, 450°C, 400°C, 350°C. , it may be around 300°C, 250°C, 200°C, or 150°C.
  • the glass transition temperature of the resin component is above or above any one of the above-described lower limits, below or below any of the above-described upper limits, or above any one of the above-described lower limits, or It may be within a range that is both above and below or below any of the above-described upper limits.
  • the ratio of the resin components in the molded body there is no particular limitation on the ratio of the resin components in the molded body, and it can be adjusted to an appropriate ratio depending on the purpose.
  • the lower limit of the ratio of the resin component in the molded body is 50% by weight, 55% by weight, 60% by weight, 65% by weight, 70% by weight, 75% by weight, 80% by weight, 85% by weight, 90% by weight. % or 95% by weight
  • the upper limit is 100% by weight, 95% by weight, 90% by weight, 85% by weight, 80% by weight, 75% by weight, 70% by weight, 65% by weight, 60% by weight, or 55% by weight. It may be about weight percent.
  • the ratio of the resin component is above or above any one of the above-described lower limits, below or below any one of the above-described upper limits, or above or above any one of the above-described lower limits. At the same time, it may be within a range that is below or below any of the upper limits described above.
  • the molded body may contain a filler component as an additional component.
  • These filler components may be included, for example, as reinforcing materials.
  • filler components there is no particular limitation on examples of filler components that can be applied, and for example, organic or inorganic fillers or organic/inorganic fillers such as glass filler, carbon filler, and/or silica filler can be applied.
  • the filler may be a particulate filler (spherical, square, irregular, or other shaped particulate filler), a plate-shaped filler, or a fibrous filler.
  • the lower limit of the size of the above filler may be, for example, 1 ⁇ m, 5 ⁇ m, or 10 ⁇ m, and the upper limit is 100 ⁇ m, 95 ⁇ m, 90 ⁇ m, 85 ⁇ m, 80 ⁇ m, 75 ⁇ m, 70 ⁇ m, It may be about 65 ⁇ m, 60 ⁇ m, 55 ⁇ m, 50 ⁇ m, 45 ⁇ m, 40 ⁇ m, 35 ⁇ m, 30 ⁇ m, 25 ⁇ m, 20 ⁇ m, or 15 ⁇ m.
  • the size of the filler is above or above any one of the above-described lower limits, below or below any one of the above-described upper limits, or above or above any one of the above-described lower limits. At the same time, it may be within a range that is below or below any of the upper limits described above.
  • the size of the filler may be the average diameter of the filler (median diameter in D50 particle size) when the filler is in the form of particles, and when the filler is in the form of a plate, the thickness of the filler or the long side in the direction perpendicular to the thickness direction of the filler. Alternatively, it may be a short side, and in the case of a fibrous shape, it may be the diameter of the cross section of the filler.
  • the filler may be a fibrous filler.
  • fibrous filler since it has a large aspect ratio, it exhibits orientation during the manufacturing process of the molded body, and the physical properties of the molded body may more easily become non-uniform depending on the pressure applied accordingly.
  • the fibrous filler It is possible to manufacture molded bodies with uniform physical properties.
  • the lower limit of the aspect ratio of the filler may be about 3, 5, 7, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 or 24, and the upper limit is about 60, It could be around 55, 50, 45, 40, 35, 30 or 25.
  • the aspect ratio is above or above any one of the above-described lower limits, below or below any one of the above-described upper limits, or above or above any one of the above-described lower limits while also being above. It may be within a range that is below or below any of the upper limits described.
  • the aspect ratio of a fibrous filler is the length of the filler divided by the diameter of the cross-section of the filler.
  • the lower limit of the cross-sectional diameter of the filler may be, for example, 1 ⁇ m, 5 ⁇ m, or 10 ⁇ m, and the upper limit is 100 ⁇ m, 95 ⁇ m, 90 ⁇ m, 85 ⁇ m, 80 ⁇ m, 75 ⁇ m. , 70 ⁇ m, 65 ⁇ m, 60 ⁇ m, 55 ⁇ m, 50 ⁇ m, 45 ⁇ m, 40 ⁇ m, 35 ⁇ m, 30 ⁇ m, 25 ⁇ m, 20 ⁇ m, or 15 ⁇ m.
  • the cross-sectional diameter of the fibrous filler is greater than or greater than any one of the above-described lower limits, is less than or below any of the above-described upper limits, or is greater than or equal to any one of the above-described lower limits. or it may be within a range that is both above and below or below any one of the above-described upper limits.
  • the lower limit of the weight ratio of the filler component to 100 parts by weight of the resin component in the molded body may be about 1 part by weight, 5 parts by weight, 10 parts by weight, 15 parts by weight, 20 parts by weight, or 25 parts by weight, and the upper limit is , 100 parts by weight, 95 parts by weight, 90 parts by weight, 85 parts by weight, 80 parts by weight, 75 parts by weight, 70 parts by weight, 65 parts by weight, 60 parts by weight, 55 parts by weight, 50 parts by weight, 45 parts by weight, 40 It may be about 35 parts by weight, 30 parts by weight, or 25 parts by weight.
  • the weight ratio of the filler component is above or above any one of the above-described lower limits, below or below any one of the above-described upper limits, or above any one of the above-described lower limits, or It may be within a range that is both above and below or below any of the above-described upper limits. Additionally, considering the desired physical properties, the weight ratio of the filler component may be changed within or outside the range described above.
  • the molded body of the present application containing the above components may be a plate-shaped molded body, or may also be a molded body having a concavo-convex shape formed including embossed portions and engraved portions.
  • concavo-convex shape for example, the depth, height, area, shape and/or number of the engraved or embossed shape, and an appropriate form of concavo-convex shape can be applied considering the purpose to which the molded body is applied. there is.
  • the absolute value of the difference between the tensile breaking strength of the concave portion and the tensile breaking strength of the embossed portion may be adjusted within a predetermined range.
  • the method of measuring the tensile breaking strength referred to in this specification is summarized in the Examples.
  • the tensile breaking strength can be measured at room temperature (about 25°C) using UTM (Universal Testing Machine) equipment on a specimen cut to have a horizontal length of about 45 mm and a vertical length of about 12.5 mm. .
  • the horizontal direction of the specimen may be parallel to the MD (Machine Direction) or TD (Transverse Direction) of the fabric.
  • MD and TD refer to the MD and TD directions of the fabric, which will be described later, and this refers to the MD and TD directions during the extrusion process of manufacturing the fabric.
  • the difference between the tensile breaking strength of the concave part and the tensile breaking strength of the embossed part is 100 It is a value calculated as M )/S M , and its unit is %.
  • the upper limit of the absolute value of the difference in tensile breaking strength between the embossed portion and the engraved portion may be about 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, or 1%.
  • the lower limit may be around 0%, 0.5%, 1%, 1.5%, 2%, 2.5%, 3%, or 3.5%.
  • the absolute value of the difference in tensile breaking strength between the embossed portion and the engraved portion is less than or below any one of the above-described upper limits, or is above or above any one of the above-described lower limits and is at the same time as above-described. It may be within a range that is below or below any one of the upper limits.
  • the molded body of the present application can also be manufactured to have physical properties similar to those of the fabric.
  • the fabric refers to a material in the form of a film or sheet applied to manufacture the molded body having the concavo-convex shape.
  • the process of manufacturing the molded body of the present application includes a molding step of manufacturing a plate (sheet or film) by applying a material containing the resin component and the filler component to an extrusion process and forming an uneven portion on the plate. can do. If many pores are generated at the interface between the resin component and the filler component inside the plate due to the pressure applied during the molding process, the physical properties of the final molded body may be different from those of the previous plate.
  • a molded body can be manufactured while minimizing or eliminating changes in the physical properties of the fabric.
  • the molded body may have a change ratio of tensile breaking strength compared to the fabric within a predetermined range or more.
  • the ratio of change in tensile breaking strength compared to the fabric is a value calculated as 100 The unit is %.
  • the tensile breaking strength S S of the molded body may be the tensile breaking strength of the concave portion or the embossed portion of the molded body, or may be the arithmetic average of the tensile breaking strengths of the concave portion and the embossed portion.
  • the lower limit of the change rate of the tensile breaking strength in the molded body is 70%, 72%, 74%, 76%, 78%, 80%, 82%, 84%, 86%, 88%, 90%, 92%, 94 %, 96%, or 98%, and the upper limit may be 100%, 98%, 96%, 94%, 92%, 90%, 88%, 86%, 84%, or 82%.
  • the rate of change in the tensile breaking strength is greater than or greater than any one of the above-described lower limits, or greater than or greater than any one of the above-described lower limits and less than any one of the above-described upper limits. Or it may be within the following range.
  • the engraved portion or the anode portion may have a certain level of tensile breaking strength.
  • the lower limit of the tensile breaking strength of the concave or embossed portion of the molded body is 50 MPa, 52 MPa, 54 MPa, 56 MPa, 58 MPa, 60 MPa, 62 MPa, 64 MPa, 66 MPa, 68 MPa.
  • the tensile breaking strength is in a range that is above or above any one of the above-described lower limits, or is above or above any one of the above-described lower limits and is below or below any one of the above-described upper limits. It may be within.
  • the molded body of the present application may have uniform physical properties as a whole.
  • different levels of pressure may be applied to the concavo-convex concave and convex shapes, but even in the case of the same concave or convex shape, different pressures may be applied depending on the area, which may cause deviations in physical properties. there is.
  • the molded body can have uniform physical properties as a whole.
  • the tensile breaking strength of each of the upper, middle, and lower ends obtained by dividing the molded body into three parts in a direction perpendicular to the side in the first direction is The standard deviation can be controlled below a certain level.
  • the first direction is a direction parallel to an arbitrary side of the plate-shaped molded body observed when the plate-shaped molded body is observed along the thickness direction of the molded body.
  • the direction of the horizontal side 100 or the vertical side 200 of the rectangle may be the first direction.
  • the molded body is divided into three parts in a direction perpendicular to the side of the first direction with the vertical side 200 as the first direction, and an upper end (U), a middle part (M), and a lower end (L) are defined.
  • U upper end
  • M middle part
  • L lower end
  • the results are shown in dotted lines.
  • the direction of a virtual straight line connecting both end points of the side 2001, 2002 in the case of FIG. 1 may be set as the first direction.
  • dividing the molded body into three parts along the first direction may mean dividing the molded body so that the upper end (U), middle part (M), and lower end (L) have equal areas.
  • the standard deviation is ⁇ [(S U -A ) 2 + ( This value is calculated as S M -A) 2 +(S L -A) 2 ]/3 ⁇ 0.5 .
  • the upper limit of the standard deviation of the tensile breaking strength of each of the top, middle and bottom portions is 100, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, It may be around 30, 25, 20 or 15, and the lower limit may be around 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12 or 14.
  • the standard deviation is within a range that is below or below any one of the above-described upper limits, or is above or above any one of the above-described lower limits and is also below or below any one of the above-described upper limits. There may be.
  • the molded body of the present application includes the above-mentioned rate of change in tensile breaking strength, the tensile breaking strength, the absolute value of the difference between the tensile breaking strength of the embossed portion and the concave portion, and the standard tensile breaking strength of each of the upper, middle, and lower portions. It may have any two physical properties selected from the deviation, and in some cases, both of the above physical properties may be satisfied.
  • the thickness of the molded body as described above can be adjusted to an appropriate level depending on the purpose, and is not greatly limited.
  • the lower limit of the thickness of the molded body may be about 100 ⁇ m, 500 ⁇ m, 1,000 ⁇ m, 1,500 ⁇ m, or 2,000 ⁇ m
  • the upper limit is 100 mm, 95 mm, 90 mm, 85 mm, 80 mm, 75 mm.
  • the thickness is above or above any one of the above-described lower limits, is below or below any one of the above-described upper limits, or is above or above any one of the above-described lower limits while simultaneously exceeding the above-mentioned lower limits. It may be within a range that is below or below any of the upper limits described.
  • the above molded body can be used for various purposes, an example of which is a so-called heat sink.
  • a heat sink is a component that can absorb or dissipate heat from another object through direct or indirect thermal contact. Since it is advantageous for such a heat sink to have as large a surface area as possible, a molded body having an uneven shape as described above can be advantageously used as a heat sink.
  • the heat sink may include at least the plate-shaped molded body described above.
  • the heat sink may be composed of only the plate-shaped molded body, or may include the plate-shaped molded body and other necessary materials.
  • Information about the plate-shaped molded body included in the heat sink for example, information about resin components and filler components, the absolute value of the difference in tensile breaking strength between the engraved portion and the embossed portion, and the ratio of change in tensile breaking strength compared to the fabric. , the standard deviation of the tensile breaking strength of each of the upper, middle and lower parts obtained by dividing into three parts, and the thickness of the plate-shaped molded body, the above-mentioned contents can be equally applied.
  • the present application also relates to a method for manufacturing such molded bodies.
  • the manufacturing method of the present application may include the step of molding a sheet or film containing the resin component and the filler component to manufacture a molded body having a concavo-convex shape including the intaglio portion and the anode portion.
  • the sheet or film containing the resin component and the filler component may be the fabric described above.
  • a fabric can be manufactured by applying a material containing the resin component and filler component to a known molding process, such as an extrusion process.
  • the specific types and mixing ratios of the resin component and filler component used in manufacturing the fabric are the same as those described in the molded article.
  • This fabric may be in the form of a sheet or film as described above.
  • the thickness of the fabric can be adjusted to an appropriate level depending on the purpose, and this is not greatly limited.
  • the lower limit of the thickness of the fabric may be about 100 ⁇ m, 500 ⁇ m, 1,000 ⁇ m, 1,500 ⁇ m, or 2,000 ⁇ m
  • the upper limit is 100 mm, 95 mm, 90 mm, 85 mm, 80 mm, 75 mm.
  • the thickness is above or above any one of the above-described lower limits, below or below any one of the above-described upper limits, or above or above any one of the above-described lower limits while simultaneously being above or above any one of the above-described lower limits. It may be within a range that is below or below any of the upper limits described.
  • a molding step of forming the concavo-convex shape is performed using the fabric.
  • a mold 3000 having an engraving corresponding to the desired concave-convex shape is used.
  • the concave shape of the mold may be determined according to the concavo-convex shape.
  • the fabric 1000 is placed on the upper part of the mold 3000, and the fabric is suctioned from the lower part of the mold 3000 (applying a suction force in the L direction in FIG. 2). there is. In this process, pressure is applied to the fabric 1000 by the suction force applied.
  • pressure can be applied from the top of the fabric at the same time as applying the suction force as described above (direction U in FIG. 2).
  • the desired molded body can be effectively manufactured by performing the molding process while applying force from the top and bottom of the fabric 1000.
  • the application of pressure from the top can be performed using an additional mold 4000 (hereinafter referred to as a second mold). That is, a second mold 4000 having a positive shape corresponding to the negative shape of the mold 3000 having a negative shape corresponding to the concavo-convex shape is prepared, and as shown in FIGS. 3 and 4, the second mold 4000 ) can be applied toward the fabric 1000 to press the fabric 1000.
  • a second mold 4000 having a positive shape corresponding to the negative shape of the mold 3000 having a negative shape corresponding to the concavo-convex shape is prepared, and as shown in FIGS. 3 and 4, the second mold 4000 ) can be applied toward the fabric 1000 to press the fabric 1000.
  • the application of pressure from the top may be performed by spraying gas from the top of the fabric.
  • FIG. 5 An example of this is shown in Figure 5. As shown in Figure 5, after forming a closed space by covering the cover 5000, etc., the pressure can be applied by gas (U) such as air from the top.
  • gas (U) such as air from the top.
  • the temperature of the fabric for example, the surface temperature of the fabric
  • the temperature of the fabric can be adjusted so that the absolute value of ⁇ T according to Equation 1 below is within a predetermined range.
  • ⁇ T 100 ⁇ (Ts - Tg)/Tg
  • Ts is the surface temperature of the fabric in the molding step
  • Tg is the glass transition temperature of the resin component
  • the upper limits of the absolute value of ⁇ T are 50%, 48%, 46%, 44%, 42%, 40%, 38%, 36%, 34%, 32%, 30%, 28%, 26. %, 24%, or 22%, and the lower limit may be 0%, 5%, 10%, 15%, or 20%.
  • ⁇ T in Equation 1 is above or above any one of the above-described lower limits, below or below any of the above-described upper limits, or above any one of the above-described lower limits, or It may be within a range that is both above and below or below any of the above-described upper limits.
  • the surface temperature (Ts) of the fabric may be higher or lower than the glass transition temperature of the resin component as long as it satisfies the range of the absolute value of ⁇ T in Equation 1 above.
  • the method of controlling the surface temperature of the fabric can be adjusted using a known heater such as a ceramic heater or coil heater.
  • the relationship between the suction force applied from the bottom of the fabric and the pressure applied from the top of the fabric can also be adjusted.
  • the suction from the lower part and the application of pressure from the upper part can be controlled so that the absolute value of ⁇ P according to Equation 2 below is within a predetermined range.
  • ⁇ P 100 ⁇ (P U - P L )/P L
  • Equation 2 P U is the pressure applied to the fabric by the pressure applied from the upper part of the fabric in the forming step, and P L is the pressure applied to the fabric by suction from the lower part of the fabric.
  • the upper limit of the absolute value of ⁇ P in Equation 2 is 100%, 95%, 90%, 85%, 80%, 75%, 70%, 65%, 60%, 55%, 50%, It may be around 45%, 40%, 35%, 30%, 25%, 20%, 15% or 5%, with the lower limit being 0%, 5%, 10%, 15%, 20 25%, 30%, It might be 35%, 40%, 45%, 50%, 55% or 60%.
  • ⁇ P in Equation 2 is above or above any one of the above-described lower limits, below or below any of the above-described upper limits, or above any one of the above-described lower limits, or It may be within a range that is both above and below or below any of the above-described upper limits.
  • the force P U in Equation 2 means the net load applied to the fabric when only the suction force is applied, and P L means the instantaneous load applied to the fabric when only the pressure is applied.
  • ⁇ P in Equation 2 above may be a positive number or a negative number as long as its absolute value satisfies the above range.
  • the lower limit of the pressure (P L in Equation 2) applied to the fabric by suction applied from the lower part of the fabric is 100 gf/cm 2 , 150 gf/cm 2 , 200 gf/cm 2 , 250 gf/cm 2 , 300 gf/cm 2 , 350 gf/cm 2 , 400 gf/cm 2 , 450 gf/cm 2 , 500 gf/cm 2 , 550 gf/cm 2 , 600 gf/cm 2 or 650 gf/cm 2 Can be, and the upper limits are 2000 gf/cm 2 , 1900 gf/cm 2 , 1800 gf/cm 2 , 1700 gf/cm 2 , 1600 gf/cm 2 , 1500 gf/cm 2 , 1400 gf/cm 2 , 1300 gf/cm 2 , 1200 gf/cm 2 ,
  • the force is above or above any one of the above-described lower limits, is below or below any one of the above-described upper limits, or is above or above any one of the above-described lower limits while simultaneously being above. It may be within a range that is below or below any of the upper limits described.
  • the molded body of the present application can be manufactured.
  • the method of the present application may further include any steps necessary in addition to the above process.
  • a step of fixing the molded shape through a cooling process or the like may be additionally performed after the forming step.
  • This application can provide a molded body, a method of manufacturing the same, and a use of the molded body.
  • a molded body including a concavo-convex shape having an engraved portion and an embossed portion and having uniform physical properties in the engraved portion and an embossed portion, a method of manufacturing the molded body, and a use of the molded body can be provided.
  • a molded body including a concavo-convex shape having an engraved portion and an embossed portion, a molded body in which the physical properties of the fabric for manufacturing the molded body are stably maintained, a method of manufacturing the molded body, and a use of the molded body can be provided. .
  • Figure 1 is a diagram for explaining a method of dividing a molded body into three parts.
  • 2 to 5 are diagrams for explaining the manufacturing method of the molded body of the present application.
  • Figure 6 is a photograph of the molded body manufactured in Example.
  • Figures 7 and 8 are SEM images of the molded body manufactured in Examples.
  • Figure 9 is an SEM image of the molded body manufactured in Comparative Example.
  • Figure 10 is a photograph to explain the sampling area of the specimen for measuring tensile breaking strength.
  • a molded body having a concavo-convex shape formed by the engraved shape 100 and the embossed shape 200 was manufactured in the following manner.
  • the molded body in Figure 1 has a rectangular plate shape, has a horizontal length of about 608 mm, a vertical length of about 308 mm, and a thickness of about 2 mm, and can be used as a heat sink.
  • the fabric was manufactured.
  • the fabric is made by extruding a material in which mPPO (Modified PPO (Polyethylene oxide)), a resin component, and glass fiber (glass fiber), a filler component, are mixed at a weight ratio of 8:2 (mPPO: filler component). It was manufactured to a thickness of about mm.
  • mPPO Modified PPO (Polyethylene oxide)
  • resin component a resin component
  • glass fiber glass fiber
  • filler component glass fiber
  • the resin component, mPPO had a glass transition temperature of about 145°C, and the glass fiber had a cross-sectional diameter of about 12.5 ⁇ m and an aspect ratio of about 24.
  • the molded body of Figure 6 was manufactured using the above fabric in the following manner. As shown in FIG. 3, the fabric 1000 was placed on the first mold 3000 in which an intaglio corresponding to the concavo-convex shape of the molded body was formed. Additionally, a second mold 4000 in which an embossed shape corresponding to the concavo-convex shape was formed was placed on the fabric 1000.
  • the temperature of the surface of the fabric was maintained at about 195°C using a ceramic heater.
  • the ceramic heater was located inside the temperature increasing equipment, and the temperature was raised to the desired temperature through temperature control of a PLC (Programmable Logic Controller) system while the ceramic heater was placed on top of the fabric. Whether the surface temperature of the fabric was controlled to the desired temperature was confirmed using a non-contact infrared thermometer.
  • suction (L) is performed at the lower part of the first mold 3000 as shown in FIG. 3, and at the same time, the second mold 4000 is moved to the lower part to form a mold as shown in FIG. 4. Pressure was applied to the fabric in the form of
  • the suction (L) was performed with the gauge of the equipment open to 100%. Based on the rate of suction, the vacuum flow is about 1 atmosphere, and the pressure applied to the fabric is about 690.2 gf/cm 2 (applied load about 1500 kg). In addition, the pressing force of the second mold 4000 was such that a pressure of about 548.7 gf/cm 2 (applied load about 1000 kg) was applied to the molded body formed through the suction.
  • the state of the first mold 3000 and the second mold 4000 as shown in FIG. 4 was maintained for about 10 seconds, and the temperature of the molded body (fabric) 1000 was reduced to about 40° C. to perform a cooling process.
  • the first and second molds 3000 and 4000 were separated, and the molded body was recovered.
  • Example 2 A molded body was manufactured in the same manner as Example 1. However, in Example 2, heating of the fabric was performed using a coil heater, and the surface temperature of the fabric was maintained at about 175°C. The coil heater was located inside the temperature increasing equipment, and the temperature was raised to the desired temperature through temperature control of a PLC (Programmable Logic Controller) system while the heater was placed on top of the fabric. Whether the surface temperature of the fabric was controlled to the desired temperature was confirmed using a non-contact infrared thermometer.
  • PLC Programmable Logic Controller
  • a molded body was manufactured in the same manner as in Example 1 except for the above.
  • a molded body was manufactured in the same manner as in Example 1, but without pressurization using the second mold 4000.
  • the tensile strength of the engraved portion and embossed portion of the plate-shaped molded body manufactured in Examples or Comparative Examples was evaluated.
  • a specimen was manufactured by cutting the engraved part (rectangle filled with dots in Figure 10) and the embossed part (rectangle filled with hatched lines in Figure 10) of the molded body, respectively.
  • the specimen had a horizontal length of It is about 45 mm and was cut so that the vertical length is about 12.5 mm.
  • a total of 32 specimens were collected from the concave area, and a total of 17 specimens were collected from the embossed area.
  • the tensile breaking strength described below is the average value of the tensile breaking strength measured in the specimens.
  • Tensile breaking strength was measured at room temperature (about 25°C) using UTM (Universal Testing Machine) equipment. The specimen was fixed to the equipment at approximately 8 mm at both ends in the transverse direction, and the strength at the point when the specimen fractured was measured while being stretched in the transverse direction, and was taken as the tensile breaking strength. The stretching was performed at a constant rate of approximately 50 mm/sec.
  • the plate-shaped molded body manufactured in the Example or Comparative Example was cut into three equal lengths in the longitudinal direction (arrow direction in FIG. 10) to produce upper, middle, and lower specimens, and then each part was subjected to Test Example 2 and Tensile breaking strength was evaluated in the same way.
  • specimens were obtained from the engraved portion (rectangle filled with dots in FIG. 10) and the embossed portion (rectangle filled with hatched lines in FIG. 10) of the molded body, and the same method as above was obtained at the upper, middle, and lower portions, respectively.
  • the specimen was obtained with When cutting the specimen, the specimen was cut so that the TD (Transverse direction) direction of the molded body was horizontal.
  • the TD direction is the direction based on the extrusion process for manufacturing the fabric.
  • four specimens (a total of eight specimens) were collected from the engraved and embossed parts of the upper part, and the same specimens were collected from the middle and lower parts.
  • the strength (MPa) is the tensile breaking strength, which is the average value of the tensile breaking strength measured for specimens taken from each of the top, middle, and bottom parts.
  • the deviation is the ratio of the average value and the tensile breaking strength of the fabric.
  • the tensile breaking strength of the fabric is S R and the average value is S S , it is 100 ⁇ S S / S R. This is the calculated value.

Landscapes

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Abstract

본 출원은, 성형체, 그 제조 방법 및 상기 성형체의 용도를 제공할 수 있다. 본 출원에서는, 음각 부위와 양각 부위를 가지는 요철 형상을 포함하고, 상기 음각 부위와 양각 부위에서의 물성이 균일한 성형체, 그 성형체의 제조 방법 및 그 성형체의 용도를 제공할 수 있다. 본 출원에서는, 음각 부위와 양각 부위를 가지는 요철 형상을 포함하는 성형체로서, 상기 성형체의 제조를 위한 원단의 물성이 안정적으로 유지된 성형체, 그 성형체의 제조 방법 및 그 성형체의 용도를 제공할 수 있다.

Description

성형체
본 출원은, 성형체, 그 제조 방법 및 상기 성형체의 용도에 대한 것이다.
열가소성 수지 성분과 같은 플라스틱을 성형하는 방법은 다양하게 알려져 있고, 그 예에는 압출 성형, 사출 성형 또는 중공 성형 등이 있다.
상기 성형 방법 중에서 요철을 가지는 성형체를 제조하기 위해서 가장 많이 적용되는 방법은, 사출 성형이나 중공 성형이다.
사출 성형은, 용융된 원료를 금형에 주입하고, 냉각한 후 금형을 열어 배출시키며 모양을 완정하는 방식이고, 복잡한 형상의 성형이 가능하기 때문에 자주 사용된다.
중공 성형은 주로 병 모양의 성형체를 제조하는 것에 자주 사용되는데, 예비 성형물을 금형에 넣고, 순간적으로 강한 바람을 주입하여 성형체를 완성한다.
그렇지만, 상기와 같은 성형 방법은 다음과 같은 단점이 있다.
사출 성형 방법, 중공 성형 방법 혹은 기타 다른 성형 방법 중 어떤 방법을 사용하는 경우에도 요철 형상을 가진 성형체를 제조하는 과정에서는 상기 요철 형상의 음각 부위와 양각 부위에 다른 압력이 가해지게 된다. 따라서, 제조된 성형체에서 상기 음각 부위와 양각 부위에 물성의 편차가 발생할 가능성이 크다.
성형체의 기계적 물성을 개선하기 위해서 수지 성분에 보강재를 배합할 수 있는데, 이러한 경우에 상기와 같은 문제점은 더욱 부각된다.
수지 성분과 보강재가 혼합되어 있는 경우에 성형 과정에서 가해지는 압력에 의해 상기 수지 성분과 보강재의 계면에서 기공이 형성될 수 있다. 음각 부위와 양각 부위를 가지는 요철 형상의 성형체를 제조하는 과정에서는, 위와 같은 기공의 크기나 밀도 등의 차이가 상기 음각 부위와 양각 부위에서 더 크게 발생하고, 따라서 음각 부위와 양각 부위에서의 물성의 차이가 더욱 커지게 될 수 있다.
본 출원은, 성형체, 그 제조 방법 및 상기 성형체의 용도를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 출원에서는, 음각 부위와 양각 부위를 가지는 요철 형상을 포함하고, 상기 음각 부위와 양각 부위에서의 물성이 균일한 성형체, 그 성형체의 제조 방법 및 그 성형체의 용도를 제공하는 것을 주요한 목적으로 한다. 본 출원에서는, 음각 부위와 양각 부위를 가지는 요철 형상을 포함하는 성형체로서, 상기 성형체의 제조를 위한 원단의 물성이 안정적으로 유지된 성형체, 그 성형체의 제조 방법 및 그 성형체의 용도를 제공하는 것을 주요한 목적으로 한다.
본 출원은 성형체에 대한 것이다. 상기 성형체는, 열가소성 수지와 같은 플라스틱을 원료로 하여 원하는 소정의 형상을 가지도록 제조된 것일 수 있다.
상기 성형체는, 적어도 수지 성분과 필러 성분을 포함할 수 있다.
상기 성형체에 포함되는 수지 성분의 종류에는 특별한 제한은 없으며, 예를 들면, 성형 가능한 것으로 알려진 수지 성분 중에서 필요한 종류를 적절하게 선택하여 사용하면 된다. 예를 들어, 상기 수지 성분은 열가소성 폴리머를 포함할 수 있다. 이 과정에서 적용 가능한 열가소성 폴리머의 종류에는 다양한 결정성 혹은 비결정성 폴리머가 포함되며, 그 예에는 PP(polypropylene) 또는 PE(polyethylene) 등과 같은 폴리올레핀 계열의 폴리머, mPPO(Modified PPO(Polyethylene oxide)) 등과 같은 폴리알킬렌옥시드 계열의 폴리머, PA(polyamide) 등의 폴라아마이드 계열의 폴리머, POM(polyoxymethylene) 등의 아세탈 계열의 폴리머, PC(polycarbonate), PBT(polybutylene terephthalate) 또는 PET(polyethylene terephthalate) 등의 폴리에스테르 계열의 폴리머, PMMA(poly(methyl methacrylate)) 등의 아크릴 계열의 폴리머, PS(polystyrene)이나 ABS(Acrylonitrile butadiene styrene) 등의 폴리스티렌 계열의 폴리머 등이 예시될 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.
수지 성분은 종류에 따라서 고유의 유리전이온도(Tg)를 가질 수 있다. 특별히 제한되는 것은 아니지만, 본 출원에서 적용되는 상기 수지 성분의 유리전이온도의 하한은, 50℃, 55℃, 60℃, 65℃, 70℃, 75℃, 80℃, 85℃, 90℃, 95℃, 100℃, 105℃, 110℃, 115℃, 120℃, 125℃, 130℃, 135℃, 140℃ 또는 145℃ 정도일 수 있고, 그 상한은, 500℃, 450℃, 400℃, 350℃, 300℃, 250℃, 200℃ 또는 150℃ 정도일 수 있다. 수지 성분의 유리전이온도는, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 이상 또는 초과이거나, 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 미만 또는 이하이거나, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 이상 또는 초과이면서 동시에 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 미만 또는 이하인 범위 내에 있을 수 있다.
성형체 내에서 상기 수지 성분의 비율에는 특별한 제한은 없고, 목적에 따라 적정한 비율로 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 성형체 내의 상기 수지 성분의 비율의 하한은, 50 중량%, 55 중량%, 60 중량%, 65 중량%, 70 중량%, 75 중량%, 80 중량%, 85 중량%, 90 중량% 또는 95 중량% 정도일 수 있고, 그 상한은, 100 중량%, 95 중량%, 90 중량%, 85 중량%, 80 중량%, 75 중량%, 70 중량%, 65 중량%, 60 중량% 또는 55 중량% 정도일 수 있다. 수지 성분의 비율은, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 이상 또는 초과이거나, 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 미만 또는 이하이거나, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 이상 또는 초과이면서 동시에 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 미만 또는 이하인 범위 내에 있을 수 있다.
상기 성형체는 추가 성분으로서 필러 성분을 포함할 수 있다. 이러한 필러 성분은, 예를 들면, 보강재로서 포함될 수 있다.
적용될 수 있는 필러 성분의 예에는 특별한 제한은 없으며, 예를 들면, 글래스 필러, 탄소 필러 및/또는 실리카 필러 등과 같은 유기 필러 또는 무기 필러 또는 유무기 필러를 적용할 수 있다.
상기 필러의 형상에도 특별한 제한은 없으며, 예를 들면, 상기 필러는 입자상(구형, 각형, 비정형 또는 기타 형상의 입자상 필러) 필러, 판상 필러 또는 섬유상 필러일 수 있다.
상기와 같은 필러의 크기의 하한은, 예를 들면, 1 μm, 5 μm 또는 10 μm 정도일 수 있고, 상한은, 100 μm, 95 μm, 90 μm, 85 μm, 80 μm, 75 μm, 70 μm, 65 μm, 60 μm, 55 μm, 50 μm, 45 μm, 40 μm, 35 μm, 30 μm, 25 μm, 20 μm 또는 15 μm 정도일 수 있다. 상기 필러의 크기는, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 이상 또는 초과이거나, 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 미만 또는 이하이거나, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 이상 또는 초과이면서 동시에 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 미만 또는 이하인 범위 내에 있을 수 있다.
상기 필러의 크기는, 상기 필러가 입자상인 경우에 해당 필러의 평균 직경(D50 입경으로도 메디안 직경)일 수 있고, 판상인 경우에 해당 필러의 두께 또는 필러의 두께 방향과 수직한 방향에서의 장변 또는 단변일 수 있고, 섬유상인 경우에 필러의 단면의 직경일 수 있다.
하나의 예시에서 상기 필러는 섬유상 필러일 수 있다. 섬유상 필러의 경우, 큰 종횡비를 가지기 때문에, 성형체의 제조 과정에서 배향성을 나타내고, 그에 따라 가해지는 압력에 따라서 성형체의 물성이 더 쉽게 불균일하게 될 수 있으나, 본 출원의 방법을 적용하면 섬유상 필러인 경우에도 균일한 물성의 성형체를 제조할 수 있다.
섬유상 필러의 경우, 상기 필러의 종횡비(aspect ratio)의 하한은, 3, 5, 7, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 또는 24 정도일 수 있고, 그 상한은, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30 또는 25 정도일 수 있다. 상기 종횡비는, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 이상 또는 초과이거나, 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 미만 또는 이하이거나, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 이상 또는 초과이면서 동시에 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 미만 또는 이하인 범위 내에 있을 수 있다. 섬유상 필러의 종횡비는 상기 필러의 길이를 상기 필러의 단면의 직경으로 나눈 값이다.
섬유상 필러의 경우, 필러의 단면의 직경의 하한은, 예를 들면, 1 μm, 5 μm 또는 10 μm 정도일 수 있고, 상한은, 100 μm, 95 μm, 90 μm, 85 μm, 80 μm, 75 μm, 70 μm, 65 μm, 60 μm, 55 μm, 50 μm, 45 μm, 40 μm, 35 μm, 30 μm, 25 μm, 20 μm 또는 15 μm 정도일 수 있다. 상기 섬유상 필러의 단면의 직경은, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 이상 또는 초과이거나, 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 미만 또는 이하이거나, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 이상 또는 초과이면서 동시에 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 미만 또는 이하인 범위 내에 있을 수 있다.
성형체 내에서 상기 필러 성분의 상기 수지 성분 100 중량부 대비 중량 비율의 하한은, 1 중량부, 5 중량부, 10 중량부, 15 중량부, 20 중량부 또는 25 중량부 정도일 수 있고, 그 상한은, 100 중량부, 95 중량부, 90 중량부, 85 중량부, 80 중량부, 75 중량부, 70 중량부, 65 중량부, 60 중량부, 55 중량부, 50 중량부, 45 중량부, 40 중량부, 35 중량부, 30 중량부 또는 25 중량부 정도일 수 있다. 상기 필러 성분의 중량 비율은, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 이상 또는 초과이거나, 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 미만 또는 이하이거나, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 이상 또는 초과이면서 동시에 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 미만 또는 이하인 범위 내에 있을 수 있다. 또한, 목적하는 물성을 고려하여 상기 필러 성분의 중량 비율은 상기 기술한 범위 내외에서 변경될 수도 있다.
상기 성분을 포함하는 본 출원의 성형체는, 판상 성형체일 수 있고, 또한 양각 부위와 음각 부위를 포함하여 형성되어 있는 요철 형상을 가지는 성형체일 수도 있다.
기존 성형 방법에 의해서 상기와 같이 요철 형상을 가지는 성형체를 제조하는 경우, 해당 성형체의 음각 부위와 양각 부위에서는 쉽게 물성의 차이가 발생하고, 성형체가 필러 성분과 같은 보강재를 포함하는 경우에 상기 차이는 더욱 커지게 된다.
상기 요철 형상의 구체적인 형태, 예를 들면, 음각이나 양각 형상의 깊이 내지 높이, 면적, 형태 및/또는 개수 등에는 특별한 제한이 없으며, 성형체가 적용되는 용도를 고려하여 적정한 형태의 요철 형상이 적용될 수 있다.
그렇지만, 본 출원에서는, 후술하는 성형 방법을 통해서 음각 부위와 양각 부위에서 동등한 물성을 나타내는 성형체를 제공할 수 있다.
예를 들면, 상기 성형체에서는 상기 음각 부위의 인장 파단 강도와 상기 양각 부위의 인장 파단 강도의 차이의 절대값이 소정 범위 이내로 조절될 수 있다.
본 명세서에서 말하는 인장 파단 강도의 측정 방법은 실시예에 정리되어 있다. 상기 인장 파단 강도는, 가로의 길이가 약 45 mm이고, 세로의 길이가 약 12.5 mm가 되도록 재단된 시편에 대해서 UTM(Universal Testing Machine) 장비를 사용하여 상온(약 25℃)에서 수행할 수 있다.
상기 시편의 가로는 원단의 MD(Machine Direction) 또는 TD(Transverse Direction)와 평행한 방향일 수 있다. 상기에서 MD 및 TD는 후술하는 원단의 MD 및 TD 방향을 의미하고, 이는 원단을 제조하는 압출 과정에서의 MD 및 TD 방향을 의미한다.
상기 장비에 상기 시편의 가로 방향의 양 끝단을 약 8 mm씩 고정하고, 상기 가로 방향으로 시편을 약 50 mm/sec의 속도로 인장하면서 시편이 파단되는 시점에서의 강도를 측정하고, 상기 강도를 인장 파단 강도로 한다.
상기 음각 부위의 인장 파단 강도와 양각 부위의 인장 파단 강도의 차이는, 상기 음각 부위의 인장 파단 강도를 SM이라고 하고, 양각 부위의 인장 파단 강도를 SP라고 하였을 때에 100×(SP-SM)/SM으로 계산되는 값이고, 그 단위는 %이다.
상기 양각 부위와 음각 부위의 인장 파단 강도의 차이의 절대값의 상한은 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2% 또는 1% 정도일 수 있고, 그 하한은 0%, 0.5%, 1%, 1.5%, 2%, 2.5%, 3% 또는 3.5% 정도일 수 있다. 상기 양각 부위와 음각 부위의 인장 파단 강도의 차이의 절대값은, 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 미만 또는 이하이거나, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 이상 또는 초과이면서 동시에 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 미만 또는 이하인 범위 내에 있을 수 있다.
본 출원의 성형체는, 또한 원단이 가지는 물성과 유사한 물성을 가지도록 제조될 수 있다. 상기에서 원단은, 상기 요철 형상을 가지는 성형체를 제조하기 위해 적용되는 필름 또는 시트 형태의 재료를 의미한다. 즉, 본 출원의 성형체를 제조하는 과정은, 상기 수지 성분과 필러 성분을 포함하는 재료를 압출 공정에 적용하여 판재(시트 또는 필름)를 제조하고, 이 판재에 요철 부위를 형성하는 성형 단계를 포함할 수 있다. 상기 성형 과정에서 가해지는 압력에 의해서 판재의 내부에 수지 성분과 필러 성분의 계면에 기공 등이 다수 발생하게 되면, 최종 성형체의 물성은 종전 판재의 물성과는 다르게 나타낼 수 있다. 그렇지만, 본 출원의 방법이 적용되면, 상기 원단의 물성의 변화를 최소화하거나, 없애면서 성형체를 제조할 수 있다.
예를 들면, 상기 성형체는 상기 원단 대비 인장 파단 강도의 변화 비율이 소정 범위 이상일 수 있다. 상기에서 원단 대비 인장 파단 강도의 변화 비율은, 상기 원단의 인장 파단 강도를 SR이라고 하고, 상기 성형체의 인장 파단 강도를 SS라고 하였을 때에 100×SS/SR로 계산되는 값이고, 그 단위는 %이다. 또한, 상기에서 성형체의 인장 파단 강도 SS는, 상기 성형체의 음각 부위 또는 양각 부위의 인장 파단 강도이거나, 또는 상기 음각 부위와 양각 부위의 인장 파단 강도의 산술 평균일 수 있다.
상기 성형체에서 상기 인장 파단 강도의 변화 비율의 하한은 70%, 72%, 74%, 76%, 78%, 80%, 82%, 84%, 86%, 88%, 90%, 92%, 94%, 96% 또는 98% 정도일 수 있고, 그 상한은, 100%, 98%, 96%, 94%, 92%, 90%, 88%, 86%, 84% 또는 82% 정도일 수 있다. 상기 인장 파단 강도의 변화 비율은, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 초과 또는 이상이거나, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 이상 또는 초과이면서 동시에 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 미만 또는 이하인 범위 내에 있을 수 있다.
상기 성형체에서 상기 음각 부위 또는 양극 부위는 일정한 수준의 인장 파단 강도를 가질 수 있다.
예를 들면, 상기 성형체의 상기 음각 부위 또는 양각 부위의 인장 파단 강도의 하한은, 50 MPa, 52 MPa, 54 MPa, 56 MPa, 58 MPa, 60 MPa, 62 MPa, 64 MPa, 66 MPa, 68 MPa, 70 MPa, 72 MPa, 74 MPa, 76 MPa, 78 MPa, 80 MPa, 82 MPa 또는 84 MPa 정도일 수 있고, 그 상한은, 1000 MPa, 950 MPa, 900 MPa, 850 MPa, 800 MPa, 750 MPa, 700 MPa, 650 MPa, 600 MPa, 550 MPa, 500 MPa, 450 MPa, 400 MPa, 350 MPa, 300 MPa, 250 MPa, 200 MPa, 150 MPa, 100 MPa 또는 90 MPa 정도일 수 있다. 상기 인장 파단 강도는, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 초과 또는 이상이거나, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 이상 또는 초과이면서 동시에 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 미만 또는 이하인 범위 내에 있을 수 있다.
본 출원의 성형체는, 전체적으로 균일한 물성을 가질 수 있다. 즉, 성형체의 제조 과정에서는 요철 형상의 음각 및 양각 형상에 다른 수준의 압력이 가해질 수도 있지만, 같은 음각 또는 양각 형상의 경우에도 부위에 따라서 다른 압력이 가해질 수 있고, 이에 의해서 물성의 편차가 발생할 수 있다. 그렇지만, 본 출원의 방법이 적용되면, 성형체가 전체적으로 균일한 물성을 가질 수 있다.
예를 들면, 본 출원의 판상 성형체가 제 1 방향으로 형성된 변을 가지는 경우에 상기 제 1 방향의 변과 수직한 방향으로 상기 성형체를 3등분하여 얻어지는 상단부, 중단부 및 하단부 각각의 인장 파단 강도의 표준 편차가 일정 수준 이하로 제어될 수 있다.
상기 제 1 방향은, 판상 성형체를, 상기 성형체의 두께 방향을 따라서 관찰하였을 때에 확인되는 성형체의 임의의 변과 평행한 방향이다. 예를 들어, 도 1을 참조하면, 상기 성형체가 도 1과 같이 직사각형의 형태라면, 해당 직사각형의 가로변(100) 또는 세로변(200)의 방향이 상기 제 1 방향이 될 수 있다. 도 1에서는 상기 세로변(200)을 제 1 방향으로 하여 상기 제 1 방향의 변과 수직한 방향으로 상기 성형체를 3등분하여 상단부(U), 중단부(M) 및 하단부(L)를 규정한 결과가 점선으로 표시되어 있다. 경우에 따라서 상기 성형체의 변이 직선 형태가 아닌 경우에는, 해당 변의 양 끝점(도 1의 경우 2001, 2002)을 잇는 가상의 직선의 방향을 상기 제 1 방향으로 할 수 있다.
상기에서 상기 제 1 방향을 따라서 성형체를 3등분한다는 것은, 상기 상단부(U), 중단부(M) 및 하단부(L)가 동등한 면적을 가지도록 성형체를 분할한다는 것을 의미할 수 있다.
한편, 상기 표준 편차는, 상기 상단부, 중단부 및 하단부의 인장 파단 강도를 각각 SU, SM, SL이라고 하고, 그 산술 평균을 A라고 하였을 때에 {[(SU-A)2+(SM-A)2+(SL-A)2]/3}0.5로 계산되는 값이다.
적절한 예시에서 상기 상단부, 중단부 및 하단부 각각의 인장 파단 강도의 표준 편차의 상한은, 100, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20 또는 15 정도일 수 있고, 그 하한은, 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12 또는 14 정도일 수 있다. 상기 표준 편차는, 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 미만 또는 이하이거나, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 이상 또는 초과이면서 동시에 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 미만 또는 이하인 범위 내에 있을 수 있다.
본 출원의 성형체는, 전술한 인장 파단 강도의 변화 비율, 상기 인장 파단 강도, 상기 양각 부위와 상기 음각 부위의 인장 파단 강도의 차이의 절대값 및 상단부, 중단부 및 하단부 각각의 인장 파단 강도의 표준 편차에서 선택된 어느 2개의 물성을 가질 수 있고, 경우에 따라서는 상기 물성을 모두 만족할 수도 있다.
상기와 같은 성형체의 두께는 목적에 따라서 적정 수준으로 조절될 수 있으며, 이는 크게 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 성형체의 두께의 하한은, 100 μm, 500 μm, 1,000 μm, 1,500 μm 또는 2,000 μm 정도일 수 있고, 그 상한은, 100 mm, 95 mm, 90 mm, 85 mm, 80 mm, 75 mm, 70 mm, 65 mm, 60 mm, 55 mm, 50 mm, 45 mm, 40 mm, 35 mm, 30 mm, 25 mm, 20 mm, 15 mm, 10 mm, 8 mm, 6 mm, 4 mm 또는 2 mm, 정도일 수 있다. 상기 두께는, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 초과 또는 이상이거나, 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 이하 또는 미만이거나, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 이상 또는 초과이면서 동시에 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 미만 또는 이하인 범위 내에 있을 수 있다.
위와 같은 성형체는 다양한 용도에 사용될 수 있고, 그 예에는 소위 히트 싱크(Heat Sink)가 있다. 공지된 바와 같이 히트 싱크는, 직간접적인 열적 접촉을 통해서 다른 물체로부터 열을 흡수하거나, 혹은 발산할 수 있는 부품이다. 이러한 히트 싱크는, 표면적이 가급적 넓은 것이 유리하기 때문에, 상기와 같이 요철 형상을 가지는 성형체는, 히트 싱크로서 유리하게 사용될 수 있다.
상기 히트 싱크는, 전술한 판상 성형체를 적어도 포함할 수 있다. 히트 싱크는 상기 판상 성형체로만 구성되거나, 혹은 상기 판상 성형체와 필요한 다른 소재를 함께 포함할 수 있다.
상기 히트 싱크에 포함되는 상기 판상 성형체에 대한 내용, 예를 들면, 수지 성분과 필러 성분에 대한 내용이나, 음각 부위와 양각 부위의 인장 파단 강도의 차이의 절대값, 원단 대비 인장 파단 강도의 변화 비율, 3등분하여 얻어지는 상단부, 중단부 및 하단부 각각의 인장 파단 강도의 표준 편차, 상기 판상 성형체의 두께에 대한 내용은 전술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
본 출원은 또한 상기와 같은 성형체를 제조하는 방법에 대한 것이다.
본 출원의 상기 제조 방법은, 상기 수지 성분과 상기 필러 성분을 포함하는 시트 또는 필름을 성형하여 상기 음각 부위와 양극 부위를 포함하는 요철 형상을 가지는 성형체를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
상기에서 수지 성분과 필러 성분을 포함하는 시트 또는 필름은, 전술한 원단일 수 있다. 이러한 원단은 상기 수지 성분과 필러 성분을 포함하는 재료를 공지의 성형 공정, 예를 들면, 압출 공정 등에 적용하여 제조할 수 있다. 상기 원단의 제조에 사용되는 수지 성분과 필러 성분의 구체적인 종류나 그 배합 비율은 상기 성형체에서 설명한 내용과 같다.
이러한 원단은, 전술한 바와 같이 시트상 또는 필름상일 수 있다.
이러한 경우에 상기 원단의 두께는 목적에 따라서 적정 수준으로 조절될 수 있으며, 이는 크게 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 원단의 두께의 하한은, 100 μm, 500 μm, 1,000 μm, 1,500 μm 또는 2,000 μm 정도일 수 있고, 그 상한은, 100 mm, 95 mm, 90 mm, 85 mm, 80 mm, 75 mm, 70 mm, 65 mm, 60 mm, 55 mm, 50 mm, 45 mm, 40 mm, 35 mm, 30 mm, 25 mm, 20 mm, 15 mm, 10 mm, 8 mm, 6 mm, 4 mm 또는 2 mm, 정도일 수 있다. 상기 두께는, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 초과 또는 이상이거나, 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 이하 또는 미만이거나, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 이상 또는 초과이면서 동시에 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 미만 또는 이하인 범위 내에 있을 수 있다.
본 출원에서 상기 원단을 사용하여 상기 요철 형상을 형성하는 성형 단계를 수행한다.
상기 성형 단계에서는 도 2에 나타난 바와 같이 원하는 요철 형상에 대응하는 음각을 가지는 몰드(3000)가 사용된다. 상기 몰드의 음각 형상은, 상기 요철 형상에 따라 정해질 수 있다.
상기 성형 단계에서는 상기 몰드(3000)의 상부에 상기 원단(1000)을 위치시키고, 상기 몰드(3000)의 하부에서 상기 원단을 흡인(도 2의 L 방향으로 흡인력을 인가)하는 단계가 수행될 수 있다. 이 과정에서 가해지는 흡인력에 의해서 상기 원단(1000)에 압력이 가해지게 된다.
상기 성형 단계에서는, 상기와 같이 흡인력을 가하는 것과 동시에 상기 원단의 상부에서 압력을 인가할 수 있다(도 2의 U 방향).
이와 같이 원단(1000)의 상부와 하부에서 힘을 인가하면서 성형 공정을 수행하는 것에 의해서 목적하는 성형체를 효과적으로 제조할 수 있다.
상기에서 원단(1000)의 상부로부터 힘을 가하는 방식에는 특별한 제한은 없으나, 하기 두 가지 방법 중 어느 하나의 방법으로 진행할 수 있다.
예를 들면, 도 3 및 4에 나타난 바와 같이, 상기 상부로부터의 압력의 인가는, 추가적인 몰드(4000)(이하, 제 2 몰드라고 부를 수 있다.)를 사용하여 수행할 수 있다. 즉, 상기 요철 형상에 대응하는 음각을 가지는 몰드(3000)의 상기 음각에 대응하는 양각 형상을 가지는 제 2 몰드(4000)를 준비하고, 도 3 및 4에 나타난 바와 같이, 상기 제 2 몰드(4000)를 원단(1000)을 향하여 이동시켜서 상기 원단(1000)을 프레스하는 방식으로 상기 압력을 인가할 수 있다.
다른 예시에서 상기 예를 들면, 상기 상부로부터의 압력의 인가는, 상기 원단 상부에서 기체를 분사하여 수행할 수도 있다.
이러한 예시는 도 5에 나타나 있다. 도 5에 나타난 바와 같이, 덮개(5000) 등을 덮어서 밀폐 공간을 형성한 후에 상부에서 공기 등의 기체(U)하여 상기 압력을 가할 수 있다.
성형 단계에서 상기 원단의 온도, 예를 들면, 원단의 표면 온도가 조절될 수 있으며, 구체적으로는 하기 식 1에 따른 △T의 절대값이 소정 범위가 되도록 상기 원단의 온도가 조절될 수 있다.
[식 1]
△T = 100 ×(Ts - Tg)/Tg
식 1에서 Ts는 성형 단계에서 상기 원단의 표면 온도이고, Tg는 상기 수지 성분의 유리전이온도이다.
예를 들면, △T의 절대값의 상한은, 50%, 48%, 46%, 44%, 42%, 40%, 38%, 36%, 34%, 32%, 30%, 28%, 26%, 24% 또는 22% 정도일 수 있고, 그 하한은, 0%, 5%, 10%, 15% 또는 20% 정도일 수 있다. 상기 식 1의 △T는, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 이상 또는 초과이거나, 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 미만 또는 이하이거나, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 이상 또는 초과이면서 동시에 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 미만 또는 이하인 범위 내에 있을 수 있다.
상기 원단의 표면 온도(Ts)는 상기 식 1의 △T의 절대값의 범위를 만족하는 한, 수지 성분의 유리전이온도 대비 높거나 낮을 수 있다.
상기 원단의 표면 온도를 조절하는 방법에는 특별한 제한은 없으며, 예를 들면, 세라믹 히터 또는 코일 히터 등의 공지의 히터를 사용하여 조절할 수 있다.
또한, 상기 과정에서 원단의 하부에서 가해지는 흡인력과 원단의 상부에서 가해지는 압력의 관계도 조절될 수 있다.
예를 들면, 상기 하부로부터의 흡인과 상부로부터의 압력의 인가는, 하기 식 2에 따른 △P의 절대값이 소정 범위가 되도록 제어될 수 있다.
[식 2]
△P = 100 ×(PU - PL)/PL
식 2에서 PU는 성형 단계에서 원단의 상부에서 가해지는 압력에 의해 상기 원단에 가해지는 압력이고, PL은, 상기 원단의 하부에서의 흡인에 의해서 상기 원단에 가해지는 압력이다.
예를 들면, 상기 식 2의 △P의 절대값의 상한은, 100%, 95%, 90%, 85%, 80%, 75%, 70%, 65%, 60%, 55%, 50%, 45%, 40%, 35%, 30%, 25%, 20%, 15% 또는 5% 정도일 수 있고, 그 하한은, 0%, 5%, 10%, 15%, 20 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55% 또는 60% 정도일 수도 있다. 상기 식 2의 △P는, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 이상 또는 초과이거나, 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 미만 또는 이하이거나, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 이상 또는 초과이면서 동시에 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 미만 또는 이하인 범위 내에 있을 수 있다.
식 2의 힘 PU는, 상기 흡인력만이 가해졌을 때에 상기 원단에 걸리는 순가 하중을 의미하고, PL은, 상기 압력만이 가해졌을 때에 상기 원단에 걸리는 순간 하중을 의미한다.
상기 식 2의 △P는, 그 절대값이 상기 범위를 만족하는 한, 양수일 수도 있고, 음수일 수도 있다.
상기에서 원단의 하부에서 가해지는 흡인에 의해 상기 원단에 가해지는 압력(식 2의 PL)의 하한은, 100 gf/cm2, 150 gf/cm2, 200 gf/cm2, 250 gf/cm2, 300 gf/cm2, 350 gf/cm2, 400 gf/cm2, 450 gf/cm2, 500 gf/cm2, 550 gf/cm2, 600 gf/cm2 또는 650 gf/cm2 정도일 수 있고, 그 상한은, 2000 gf/cm2, 1900 gf/cm2, 1800 gf/cm2, 1700 gf/cm2, 1600 gf/cm2, 1500 gf/cm2, 1400 gf/cm2, 1300 gf/cm2, 1200 gf/cm2, 1100 gf/cm2, 1000 gf/cm2, 950 gf/cm2, 900 gf/cm2, 850 gf/cm2, 800 gf/cm2, 750 gf/cm2 또는 700 gf/cm2 정도일 수도 있다. 상기 힘은, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 이상 또는 초과이거나, 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 미만 또는 이하이거나, 상기 기술한 하한 중 임의의 어느 한 하한 이상 또는 초과이면서 동시에 상기 기술한 상한 중 임의의 어느 한 상한 미만 또는 이하인 범위 내에 있을 수 있다.
상기 공정을 거쳐서 본 출원의 성형체를 제조할 수 있다. 본 출원의 방법은, 상기 공정에 추가로 필요한 임의의 단계를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 방법은, 상기 성형 단계 이후에 냉각 공정 등을 통해서 성형된 형상을 고정하는 단계 등이 추가로 수행될 수 있다.
본 출원은, 성형체, 그 제조 방법 및 상기 성형체의 용도를 제공할 수 있다. 본 출원에서는, 음각 부위와 양각 부위를 가지는 요철 형상을 포함하고, 상기 음각 부위와 양각 부위에서의 물성이 균일한 성형체, 그 성형체의 제조 방법 및 그 성형체의 용도를 제공할 수 있다. 본 출원에서는, 음각 부위와 양각 부위를 가지는 요철 형상을 포함하는 성형체로서, 상기 성형체의 제조를 위한 원단의 물성이 안정적으로 유지된 성형체, 그 성형체의 제조 방법 및 그 성형체의 용도를 제공할 수 있다.
도 1은, 성형체를 3등분하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 5는, 본 출원의 성형체의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 실시예에서 제조된 성형체의 사진이다.
도 7 및 8은 실시예에서 제조된 성형체의 SEM 이미지이다.
도 9는 비교예에서 제조된 성형체의 SEM 이미지이다.
도 10은, 인장 파단 강도의 측정을 위한 시편의 채취 부위를 설명하기 위한 사진이다.
이하 실시예를 통하여 본 출원을 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1.
도 6과 같이 음각 형상(100)과 양각 형상(200)에 의한 요철 형상이 형성되어 있는 성형체를 다음의 방식으로 제조하였다. 도 1의 성형체는 직사각형 판 형태로서, 가로의 길이가 약 608 mm이고, 세로의 길이가 약 308 mm이며, 두께가 약 2 mm인 것으로 히트 싱트(Heat sink)로 사용될 수 있다.
우선 원단을 제조하였다. 원단은, 수지 성분인 mPPO(Modified PPO(Polyethylene oxide))와 필러 성분인 유리 섬유(glass fiber)가 8:2의 중량 비율(mPPO:필러 성분)로 배합된 재료를 압출 공정에 적용하여 약 2 mm 정도의 두께로 제조하였다.
상기 수지 성분인 mPPO는 유리전이온도가 약 145℃ 정도였고, 상기 유리 섬유는, 단면의 직경이 약 12.5μm 정도이고, 종횡비가 24 정도였다.
상기 원단을 사용하여 다음의 방식으로 도 6의 성형체를 제조하였다. 도 3에 나타난 바와 같이 성형체의 요철 형상에 대응하는 음각이 형성되어 있는 제 1 몰드(3000)상에 상기 원단(1000)을 위치시켰다. 또한, 상기 원단(1000)상에 상기 요철 형상의 상응하는 양각 형상이 형성된 제 2 몰드(4000)를 위치시켰다.
이어서 세라믹 히터를 사용하여 상기 원단의 표면의 온도를 약 195℃ 수준으로 유지하였다. 상기 세라믹 히터는, 승온 장비의 내부에 위치하였고, 원단의 상부에 상기 세라믹 히터를 위치시킨 상태로 PLC(Programmable Logic Controller) 시스템의 온도 제어를 통해서 목적하느 온도로 승온하였다. 상기 원단의 표면 온도가 목적하는 온도로 제어되었는지 여부는 비접촉식 적외선 온도계를 사용하여 확인하였다.
그 후, 상기 온도를 유지하면서 도 3에 나타난 바와 같이 제 1 몰드(3000)의 하부에서 흡인(suction)(L)을 수행하고, 동시에 제 2 몰드(4000)를 하부로 이동시켜서 도 4와 같은 형태로 상기 원단에 압력을 인가하였다.
상기 흡인(suction)(L)은, 장비의 게이지를 100% 개방하여 수행하였다. 이러한 흡인은 rate 기준으로 Vacuum flow는 약 1기압 정도이고, 상기 원단에 가해지는 압력은 약 690.2 gf/cm2 (인가 하중 약 1500 kg) 정도이다. 또한, 상기 제 2 몰드(4000)의 가압력은, 상기 흡인을 통하여 형성된 성형체에 약 548.7 gf/cm2 (인가 하중 약 1000 kg) 수준의 압력이 가해지도록 하였다.
도 4와 같은 제 1 몰드(3000)와 제 2 몰드(4000)의 상태를 약 10초 정도 유지하고, 성형체(원단)(1000)의 온도를 약 40℃까지 감온하여 냉각 공정을 수행하였다.
냉각 공정 후에 제 1 및 제 2 몰드(3000, 4000)를 분리하고, 성형체를 회수하였다.
실시예 2.
실시예 1과 같은 방식으로 성형체를 제조하였다. 다만, 실시예 2에서는, 원단의 가열을 코일 히터를 사용하여 수행하였으며, 원단의 표면 온도는 약 175℃ 수준으로 유지하였다. 상기 코일 히터는, 승온 장비의 내부에 위치하였고, 원단의 상부에 상기 히터를 위치시킨 상태로 PLC(Programmable Logic Controller) 시스템의 온도 제어를 통해서 목적하느 온도로 승온하였다. 상기 원단의 표면 온도가 목적하는 온도로 제어되었는지 여부는 비접촉식 적외선 온도계를 사용하여 확인하였다.
상기 내용을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 성형체를 제조하였다.
비교예 1.
실시예 1과 동일한 방식으로 성형체를 제조하되, 제 2 몰드(4000)에 의한 가압을 수행하지 않고, 성형체를 제조하였다.
시험예 1. 성형 상태의 평가
실시예 또는 비교예의 성형체의 단면을 SEM(Scanning Electron Microscope) 장비(JEOL사, JSM-7800F 모델)로 촬영하여 성형성을 평가하였다. 상기 성형체를 TXP 전처리 장비로 단면 처리한 후에 상기 SEM 장비로 촬영하였다. 상기 촬영 시에는 BED-C 관찰 모드를 적용하였고, 배율, 작업 거리 및 가속 전압은 각각 100배, 15mm (Working Distance) 및 15.0kV로 하였다. 도 7 및 8은 각각 실시예 1 및 2에 대한 결과이고, 도 9는 비교예 1에 대한 결과이다.
도 7 내지 9의 비교를 통해서 실시예 1 및 2의 경우 내부에 기공 발생 없이 양호한 성형이 이루어졌으나, 비교예 1의 성형체의 경우 내부의 다수의 기공이 확인되는 것을 알 수 있고, 성형체의 형상도 원하는 요철 형상이 적절하게 형성되지 않았다.
시험예 2. 인장 파단 강도의 평가
실시예 또는 비교예에서 제조된 판 형상의 성형체의 음각 부위와 양각 부위의 인장 파단 강도(Tensile strength)를 평가하였다. 도 10에 나타난 바와 같이 상기 성형체의 음각 부위(도 10의 점으로 채워진 직사각형)와 양각 부위(도 10의 빗금선으로 채워진 직사각형)를 각각 재단하여 시편을 제조하였으며, 이 때 시편은 가로의 길이가 약 45 mm이고, 세로의 길이가 약 12.5 mm가 되도록 재단하였다. 도면에 나타난 바와 같이 음각 부위에서는 모두 32개의 시편을 채취하였고, 양각 부위에서는 모두 17개의 시편을 채취하였으며, 하기에서 기재하는 인장 파단 강도는 상기 시편에서 측정된 인장 파단 강도의 평균값이다.
UTM(Universal Testing Machine) 장비를 사용하여 상온(약 25℃)에서 인장 파단 강도를 측정하였다. 상기 시편을 가로 방향의 양 끝단을 약 8 mm씩 상기 장비에 고정하고, 가로 방향으로 인장하면서 시편이 파단되는 시점에서의 강도를 측정하고, 상기 인장 파단 강도로 하였다. 상기 인장은 약 50 mm/sec 정도의 인장 속도로 등속도로 수행하였다.
상기 측정 결과를 하기 표 1에 정리하여 기재하였다.
표 1에서 편차는, 음각 부위의 인장 파단 강도를 SM이라고 하고, 양각 부위의 인장 파단 강도를 SP라고 하였을 때에 100×(SP-SM)/SM으로 계산되는 값이다.
양각부위(MPa) 음각부위(MPa) 편차
실시예 1 84.91 81.82 3.8
비교예 1 45.61 44.52 2.4
시험예 3. 인장 파단 강도의 평가
실시예 또는 비교예에서 제조된 판상의 성형체를 세로 방향(도 10의 화살표 방향)으로 동일한 길이가 되도록 3등분하여 절단하여 상단부, 중단부 및 하단부 시편으로 제조한 후에 각 부분에 대해서 시험예 2와 동일하게 인장 파단 강도를 평가하였다.
이 때 시편의 절단은, 에지부의 균열 등을 방지하기 위해서 Water jet 공정으로 수행하였다.
도 10에 나타난 바와 같이 상기 성형체의 음각 부위(도 10의 점으로 채워진 직사각형)와 양각 부위(도 10의 빗금선으로 채워진 직사각형)에서 시편을 얻었고, 상단부, 중단부 및 하단부에서 각각 상기와 같은 방식으로 시편을 얻었다. 상기 시편을 재단할 때에는, 성형체의 TD(Transverse direction) 방향이 가로 방향이 되도록 시편을 재단하였다. 상기 TD 방향을 원단을 제조하는 압출 공정을 기준으로 한 방향이다. 상기 방법으로 상단부의 음각 부위 및 양각 부위에서 각각 4개의 시편(총 8개의 시편)을 채취하고, 중단부와 하단부에서도 동일하게 시편을 채취하였다.
상기 시편들에 대해서 시험예 2의 경우와 동일하게 인장 파단 강도를 평가하였으며, 그 결과를 표 2에 정리하여 기재하였다.
하기 표 2에서 강도(MPa)는, 인장 파단 강도이고, 이는 상단부, 중단부 및 하단부 각각에서 채취한 시편에 대해 측정한 인장 파단 강도의 평균값이다.
또한, 하기 표 2에서 편차는, 상기 평균값과 상기 원단의 인장 파단 강도의 비율로서, 상기 원단의 인장 파단 강도를 SR이라고 하고, 상기 평균값을 SS라고 하였을 때에 100×SS/SR로 계산되는 값이다.
상단부 중단부 하단부
실시예 1 강도(MPa) 89 81.82 90.75
편차(%) 96.24 88.48 98.13
2 강도(MPa) 81.94 89.94 87.97
편차(%) 88.60 97.25 95.12
비교예 1 강도(MPa) 53.96 44.52 73.37
편차(%) 58.34 48.14 79.33

Claims (18)

  1. 수지 성분 및 필러 성분을 포함하는 판상 성형체로서,
    상기 판상 성형체에는 양각 부위와 음각 부위를 포함하는 요철 형상이 형성되어 있으며,
    상기 양각 부위와 상기 음각 부위의 인장 파단 강도의 차이의 절대값이 10% 이하이고,
    상기 음각 부위의 인장 파단 강도가 50 MPa 이상이거나, 원단 대비 인장 파단 강도의 변화 비율이 80% 이상인 성형체.
  2. 수지 성분 및 필러 성분을 포함하는 판상 성형체로서,
    상기 판상 성형체에는 양각 부위와 음각 부위를 포함하는 요철 형상이 형성되어 있으며,
    상기 판상 성형체는 제 1 방향으로 형성된 변을 가지고,
    상기 판상 성형체를 상기 제 1 방향의 변과 수직한 방향으로 3등분하여 얻어지는 상단부, 중단부 및 하단부 각각의 인장 파단 강도의 표준 편차가 100 이하인 성형체.
  3. 제 2 항에 있어서, 음각 부위의 인장 파단 강도가 50 MPa 이상이거나, 원단 대비 인장 파단 강도의 변화 비율이 80% 이상인 성형체.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 수지 성분이 열가소성 폴리머인 성형체.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 필러 성분은, 섬유상 필러를 포함하는 성형체.
  6. 제 5 항에 있어서, 섬유상 필러는, 종횡비가 3 내지 60의 범위 내에 있는 성형체.
  7. 제 6 항에 있어서, 섬유상 필러는, 단면 직경이 1μm 내지 100μm의 범위 내에 있는 성형체.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 성형체는, 수지 성분 100 중량부 대비 1 내지 100 중량부의 필러 성분을 포함하는 성형체.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 두께가 100 μm 내지 100 mm의 범위 내인 성형체.
  10. 수지 성분과 필러 성분을 포함하는 원단을 성형하여 음각 부위와 양극 부위를 포함하는 요철 형상을 가지는 판상 성형체를 제조하는 방법으로서,
    상기 요철 형상에 대응하는 음각을 가지는 몰드의 상기 음각상에 상기 원단을 위치시키고, 상기 몰드의 하부에서 상기 원단을 흡인하면서, 상기 원단의 상부에서 압력을 인가하는 성형 단계를 포함하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 압력의 인가는, 원단의 상부에서 기체를 분사하여 수행하는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 압력의 인가는, 몰드의 음각에 대응하는 양각 형상을 가지는 제 2 몰드의 상기 양각 형상으로 원단을 프레스하여 수행하는 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 성형 단계에서 원단의 온도를 하기 식 1에 따른 △T의 절대값이 50% 이하가 되도록 유지하는 방법:
    [식 1]
    △T = 100 ×(Ts - Tg)/Tg
    식 1에서 Ts는 성형 단계에서 상기 원단의 표면 온도이고, Tg는 상기 수지 성분의 유리전이온도이다.
  14. 제 13 항에 있어서, 원단의 표면 온도를 세라믹 히터 또는 코일 히터로 제어하는 방법.
  15. 제 10 항에 있어서, 원단의 하부에서의 흡인과 상부에서의 압력의 인가를, 하기 식 2에 따른 △P의 절대값이 100% 이내가 되도록 수행하는 방법:
    [식 2]
    △P = 100 ×(PU - PL)/PL
    식 2에서 PU는 상부에서 가해지는 압력에 의해 상기 원단에 가해지는 압력이고, PL은, 상기 원단의 하부의 흡인에 의해 상기 원단에 가해지는 압력이다.
  16. 제 15 항에 있어서, 원단의 하부의 흡인에 의해 상기 원단에 가해지는 압력이 100 gf/cm2 내지 2,000 gf/cm2의 범위 내에 있는 방법.
  17. 수지 성분 및 필러 성분을 포함하는 판상 성형체를 포함하고,
    상기 판상 성형체에는 양각 부위와 음각 부위를 포함하는 요철 형상이 형성되어 있으며,
    상기 양각 부위의 인장 파단 강도 및 상기 음각 부위의 인장 파단 강도의 차이의 절대값이 10% 이하이고,
    상기 음각 부위의 인장 파단 강도가 50 MPa 이상이거나, 원단 대비 인장 파단 강도의 변화 비율이 80% 이상인 히트 싱크.
  18. 수지 성분 및 필러 성분을 포함하는 판상 성형체를 포함하고,
    상기 판상 성형체에는 양각 부위와 음각 부위를 포함하는 요철 형상이 형성되어 있으며,
    상기 판상 성형체는 제 1 방향으로 형성된 변을 가지고,
    상기 판상 성형체를 상기 제 1 방향의 변과 수직한 방향으로 3등분하여 얻어지는 상단부, 중단부 및 하단부 각각의 인장 파단 강도의 표준 편차가 100 이하인 히트 싱크.
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