장섬유 보강 열가소성 수지의 제조방법
专利汇可以提供장섬유 보강 열가소성 수지의 제조방법专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且본발명은장섬유들이번들(Bundle) 형태로모여있는장섬유합사물에매트릭스수지인열가소성수지를함침시킨후 열처리및 절단하여칩(Chip) 형태인장섬유보강열가소성수지를제조할때, 아라미드장섬유합사물에열가소성수지고형분이용제에용해되어있는수지용액을함침시켜주는것을특징으로한다. 본발명은열가소성수지고형분이용제에용해되어있는상기수지용액의점도를용이하게조절할수 있기때문에아라미드장섬유합사물을구성하는아라미드장섬유들사이로상기수지용액을고르게잘 침투시킬수 있다. 그로인해본 발명은열처리된아라미드장섬유합사물을칩 형태로절단시커팅성이우수하게된다. 본발명으로제조된장섬유보강열가소성수지(LFT)는기계적물성이우수해지고, 그로인해폴리프로필렌수지로노트북, 핸드폰, TV 베젤등과같은전자부품등을제조할때 본발명으로제조된장섬유보강열가소성수지를첨가해주면최종제품의내열성과파손강도가크게향상된다.，下面是장섬유 보강 열가소성 수지의 제조방법专利的具体信息内容。
(ⅱ) 수지 용액이 함침된 아라미드 장섬유 합사물을 열처리하는 공정; 및
(ⅲ) 열처리된 아라미드 장섬유 합사물을 칩(Chip) 형태로 절단하는 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 장섬유 보강 열가소성 수지의 제조방법.
장섬유 보강 열가소성 수지의 제조방법{Method of manufacturing long fiber reinforced thermoplastics}
본 발명은 장섬유 보강 열가소성 수지(Long Fiber reinforced Thermoplastics : 이하 "LFT"라고 약칭한다)의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 매트릭스 수지인 열가소성 수지가 보강재인 아라미드 장섬유 합사물들 사이에 균일하고도 깊숙히 함침되어 있어서 칩(Chip) 형태로 절단시 커팅성이 양호함과 동시에 기계적 물성도 우수한 LFT의 제조방법에 관한 것이다.
노트북, 핸드폰, TV베젤 등과 같은 전자부품 또는 산업용 부품들은 파손강도 개선 등을 위해 단순히 열가소성 수지만을 사용하여 제조하는 방법 대신에 열가소성 수지에 칩(Chip) 형태를 구비하는 장섬유 보강 열가소성 수지(LFT)를 첨가, 혼합하여 제조하는 방법으로 많이 생산되고 있다.
이때, 상기 열가소성 수지로는 가격이 저렴하고 성형시간이 단축 가능한 폴리프로필렌 수지가 주로 사용되고 있다.
한편, 상기 칩(Chip) 형태를 구비하는 장섬유 보강 열가소성 수지(LFT)는 장섬유 형태인 유리섬유들이 번들(Bundle) 형태로 모여 있는 유리섬유 합사물에 열가소성 수지 용융물을 함침시킨 후 일정길이로 절단하는 방법으로 주로 제조되어 왔다.
그러나, 상기와 같이 강화용 장섬유로 유리섬유를 사용하는 경우에는 유리섬유 고유물성에 기인하여 최종제품인 전자부품 또는 산업용 부품의 열팽창 현상을 효과적으로 막을 수 없어서 결국 열변형이 심하게 발생되는 문제가 발생되었고, 열가소성 수지 용융물은 점도가 높아서 유리섬유들 사이로 열가소성 수지용융물을 균일하게 깊숙히 함침하기 어려워 절단 공정시 커팅성이 불량해지고 기계적 물성도 저하되는 문제가 발생되었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 장섬유 보강 열가소성 수지(LFT) 제조시 강화용 장섬유로 유리섬유 대신에 내열성이 우수한 아라미드 장섬유 합사물에 열가소성 수지 용융물을 함침시킨 후 일정길이로 절단하는 방법도 시도된 바 있으나, 통상의 아라미드 장섬유는 표면에 반응기가 없는 폴리프로필렌 수지와의 상용성 및 접착력이 떨어져 최종제품의 파손강도가 크게 저하되는 문제가 발생되었고, 이로 인해 강화용 장섬유로 통상의 종래 아라미드 장섬유를 사용하는 경우 성형시간이 단축되고 가격이 저렴한 폴리프로필렌 수지를 사용하여 전자부품 또는 산업용 부품을 생산하기 어려운 문제점이 있었고, 열가소성 수지 용융물은 점도가 높아서 아라미드 섬유들 사이로 열가소성 수지 용융물을 균일하게 깊숙히 함침하기 어려워 절단공정시 커팅 공정이 불량해지고 기계적 물성도 저하되는 문제가 있었다.
본 발명의 과제는 매트릭스 수지가 보강섬유들 내로 균일하게 깊숙히 함침되어 있어서 절단공정시 커팅성이 양호하고, 내열성 및 기계적 물성도 우수한 장섬유 보강 열가소성 수지(LFT)를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 전자부품 또는 산업용 부품 제조시 사용되어 최종 제품의 열변형을 효과적으로 방지함과 동시에 파손강도를 향상시킬 수 있는 장섬유 보강 열가소성 수지(LFT)의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 장섬유들이 번들(Bundle) 형태로 모여있는 장섬유 합사물에 매트릭스 수지인 열가소성 수지를 함침시킨 후 열처리 및 절단하여 칩(Chip) 형태인 장섬유 보강 열가소성 수지를 제조할 때, 아라미드 장섬유 합사물에 열가소성 수지 고형분이 용제에 용해되어 있는 수지 용액을 함침시켜 준다.
본 발명은 열가소성 수지 고형분이 용제에 용해되어 있는 상기 수지용액의 점도를 용이하게 조절할 수 있기 때문에 아라미드 장섬유 합사물을 구성하는 아라미드 장섬유들 사이로 상기 수지용액을 고르게 잘 침투 시킬 수 있다. 그로 인해 본 발명은 열처리된 아라미드 장섬유 합사물을 칩 형태로 절단시 커팅성이 우수하게 된다.
본 발명으로 제조된 장섬유 보강 열가소성 수지(LFT)는 기계적 물성이 우수해지고, 그로 인해 폴리프로필렌 수지로 노트북, 핸드폰, TV 베젤등과 같은 전자부품 등을 제조할 때 본 발명으로 제조된 장섬유 보강 열가소성 수지를 첨가해 주면 최종제품의 내열성과 파손강도가 크게 향상된다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 장섬유 보강용 열가소성 수지(LFT)의 제조방법은, (ⅰ) 아라미드 장섬유들이 번들(Bundle) 형태로 모여 있는 아라미드 장섬유 합사물에 열가소성 수지 고형분이 용제에 용해되어 있는 수지 용액을 함침시키는 공정; (ⅱ) 수지 용액이 함침된 아라미드 장섬유 합사물을 열처리하는 공정; 및 (ⅲ) 열처리된 아라미드 장섬유 합사물을 칩(Chip) 형태로 절단하는 공정;을 포함한다.
구체적으로, 본 발명은 먼저 아라미드 장섬유들이 번들(Bundle) 형태로 모여 있는 아라미드 장섬유 합사물에 열가소성 수지 고형분이 용제에 용해되어 있는 수지 용액을 함침시켜준다.
이때, 상기 열가소성 수지로는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아마이드, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 열가소성 폴리우레탄, 폴리아세탈, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레트탈레이트, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 수지, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리페닐렌설파이드 또는 폴리락틱에시드 등을 사용하고, 상기 용제로는 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르(PM, propylene glycol monomethyl ether), 톨루엔(toluene), 메틸에틸케톤(MEK, methyl ethyl ketone) 또는 테트라 하이드로 퓨란(THF, tetra hydro furan) 등을 사용한다.
다음으로는, 상기와 같이 수지 용액이 함침된 아라미드 장섬유 합사물을 열처리한 다음, 열처리된 아라미드 장섬유 합사물을 칩(Chip) 형태로 절단하여 장섬유 보강 열가소성 수지(LFT)를 제조한다.
본 발명은 열가소성 수지 고형분이 용제에 용해되어 있는 상기 수지용액의 점도를 용이하게 조절할 수 있기 때문에 아라미드 장섬유 합사물을 구성하는 아라미드 장섬유들 사이로 상기 수지용액을 고르게 잘 침투 시킬 수 있다. 그로 인해 본 발명은 열처리된 아라미드 장섬유 합사물을 칩 형태로 절단시 커팅성이 우수하게 된다.
본 발명으로 제조된 장섬유 보강 열가소성 수지(LFT)는 기계적 물성이 우수해지고, 그로 인해 폴리프로필렌 수지로 노트북, 핸드폰, TV 베젤등과 같은 전자부품 등을 제조할 때 본 발명으로 제조된 장섬유 보강 열가소성 수지를 첨가해 주면 최종제품의 내열성과 파손강도가 크게 향상된다.
이하, 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 살펴본다.
하기 실시예들은 본 발명의 바람직한 구현예로서 발명의 보호범위가 하기 실시예들 만으로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
열가소성 폴리우레탄 수지 고형분을 메틸에틸케톤과 톨루엔이 50:50 비율로 혼합된 용제에 용해하여 용제 : 수지 비율이 40:60인 열가소성 폴리우레탄 수지 용액을 제조하였다.
다음으로, 1,000데니어 아라미드 장섬유 6가닥으로 구성된 아라미드 장섬유 합사물을 상기 열가소성 폴리우레탄 수지 용액이 담겨진 욕조 내로 통과 시키면서 상기 아라미드 장섬유 합사물에 상기 열가소성 폴리우레탄 수지 용액을 함침시킨 후 열처리장치에서 280℃로 열처리하였다.
다음으로, 상기와 같이 열처리된 아라미드 장섬유 합사물을 0.7㎜ 길이로 절단하여 장섬유 보강 열가소성 수지(LFT)를 제조하였다.
상기와 같이 제조된 장섬유 보강 열가소성 수지(LFT)의 커팅성과 열가소성 폴리우레탄 수지 함침량을 측정한 결과는 표 1과 같았다.
실시예 2
용제:수지 비율을 50:50으로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정으로 장섬유 보강 열가소성 수지(LFT)를 제조하였다.
상기와 같이 제조된 장섬유 보강 열가소성 수지(LFT)의 커팅성과 열가소성 폴리우레탄 수지 함침량을 측정한 결과는 표 1과 같았다.
실시예 3
용제:수지 비율을 60:40으로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정으로 장섬유 보강 열가소성 수지(LFT)를 제조하였다.
상기와 같이 제조된 장섬유 보강 열가소성 수지(LFT)의 커팅성과 열가소성 폴리우레탄 수지 함침량을 측정한 결과는 표 1과 같았다.
비교실시예 1
실시예 1의 열가소성 폴리우레탄 수지 용액 대신에 열가소성 폴리우레탄 수지를 200℃의 온도에서 녹인 열가소성 폴리우레탄 수지 용융물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정으로 장섬유 보강 열가소성 수지(LFT)를 제조하였다.
상기와 같이 제조된 장섬유 보강 열가소성 수지(LFT)의 커팅성과 열가소성 폴리우레탄 수지 함침량을 측정한 결과는 표 1과 같았다.
비교실시예 2
실시예 1의 열가소성 폴리우레탄 수지 용액 대신에 열가소성 폴리우레탄 수지를 250℃의 온도에서 녹인 열가소성 폴리우레탄 수지 용융물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정으로 장섬유 보강 열가소성 수지(LFT)를 제조하였다.
상기와 같이 제조된 장섬유 보강 열가소성 수지(LFT)의 커팅성과 열가소성 폴리우레탄 수지 함침량을 측정한 결과는 표 1과 같았다.
| 구분 | 수지함침량(중량%) | 커팅성 |
| 실시예 1 | 57 | 우수 |
| 실시예 2 | 49 | 우수 |
| 실시예 3 | 42 | 우수 |
| 비교실시예 1 | 63 | 불량 |
| 비교실시예 2 | 55 | 불량 |
표 1의 커팅성은 LFT의 절단면을 육안으로 관찰했을 때, 절단면이 보풀이 발생되지 않은 경우는 "우수"로 판정하였고, 절단면에 보풀이 발생된 경우는 "불량"으로 판정하였다.
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