KR890000045B1 - 도전성 폴리아미드수지 조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

도전성 폴리아미드수지 조성물

본 발명은 복합도전사와 카본블랙 또는 카본화이버를 이용하여 도전성 효과는 물론 내충격성을 향상시킨 폴리아미드 조성물의 제조방법에 관한 것이다. 최근 산업기술의 발달과 생활수준의 향상으로 인하여 전기, 전자, 장비가 급속히 증가되고 있는 바, 이러한 장비들은 모두 전자파(電磁波)를 발생할 수 있다.

전자파는 인체뿐만 아니라 주위의 전기, 전자장비의 정상운전에 큰 영향을 미치므로 이에 대한 대비책이 대두되고 있다. 특히 컴퓨터 통신장비와 같이 민감한 장비는 전자파에 의하여 잘못 작동되기 쉽다. 따라서 전자파를 차단하기 위하여 많은 방법이 개발 사용되고 있다.(예를들면 미국특허 3468753,3491056,3393257,3474067, 3767113,4006114,4234469) 일반적으로 금속은 전자파를 흡수 또는 반사하기 때문에 금속하우징에 의하여 전기장비의 전기파를 차단하는 방법을 제일먼저 사용하였다. 그러나 전자산업에 장비의 경량화를 위하여 플라스틱을 사용하게됨에 따라 전자파 차단이 큰 문제로 대두되었다. 이에 전자파 개폐물질로 도전성플라스틱이 큰 관심을 모으게 되었다.

플라스틱의 전자파 차폐효과를 높이기 위한 방법으로는 플라스틱 부품에 플레이링을 하거나 도전성 도료를 코팅하는 방법이 제일먼저 이용되었다. 그러나 이 방법은 노동집약적인 동시에 가격이 비싸며 성형품을 2차 가공해야 하는 단점이 있다. 또한 장기간 사용시 표면이 볏겨지면 차폐효과가 감소하게 된다.

한편 카본블랙, 카본화이버와 같은 도전성 충진제를 사용하기도 하는데 이때의 함량은 보통 10-50중량부정도 사용된다. 카본블랙을 사용하게 되면 카본블랙 입자 각자가 핵제 또는 이 물질로 작용하게 되므로 충격 강도 등의 기계적 물성이 감소하며 카본 화이버를 사용하게 되면 충격에 약한 카본화이버 자체의 물성과 혼합(컴파운딩)시 카본화이버가 많이 깨어지는 약점 때문에 충격강도가 낮으며 또한 차폐효과가 감소하기도한다. 최근에는 스텐레스 화이버, 알루미늄핀, 구리화이버 등의 금속충진제를 사용하기도 한다. 그러나 금속충진제를 사용하게 되면 이를 혼합하기 위하여 특수장치가 필요하며 컴파운딩 기계의 스크류나 배럴 또는 사출기 등의 마모가 심한 단점이 있다.

또한 이의 성형시 금속충진제와 매트릭스간의 접착이 나쁘므로 인장강도, 충격강도 등의 기계적 물성이 크게 저하된다. 특히 카본블랙, 카본화이버, 금속충진제 등을 사용하면 성형품이 딱딱해지기 때문에 유연성이 요구되는 성형품에는 사용상 문제점이 있다. 따라서 본 발명은 전자파 차폐효과(체적비 저항 10²Ωcm이하)를 유지하면서도 기계적 물성 특히 내충격성과 유연성을 향상시키기 위하여 (1) 폴리아미드 (2) 카본블랙 또는 카본화이버 (3) 복합도전사를 사용하였다.

본 발명 (1)의 폴리아미드는 알리파틱(지방족)과 아로마틱(방향족) 폴리아미드가 적당하며 특히 알리파틱이 유리하다. 알리파틱 폴리아미드는 나일론 6, 나일론 6.10, 나일론 6.12, 나일론 11, 나일론 12 등이 적당하다. (2)의 카본블랙은 입자크기가 적고 표면적이 큰 것이 보다 적정하며 카본화이버로서는 필라멘트 또는 단섬유형태가 적당하다. 특히 단섬유형태일때는 길이 3-8mm가 적당하다.

(3)의 복합도전사는 (1)과는 융점이 다른 폴리아미드와 카본블랙마스터 칩을 각기 다른 압출기에서 녹인후 하나의 구금을 통해 방사하여 만들 수 있다. 이때 복합도전사의 형태는 공지의 기술에 의하여 쉬스코아형, 사이드-사이드형 등 여러형태를 얻을 수 있다. 복합도전사의 체적비 저항은 카본블랙은 함량에 따라 10²-10⁶Ωcm를 나타내며, 10²-10⁴Ωcm가 적당하다. 이때 사용되는 폴리아미드는 (1)의 폴리아미드 보다 용융점이 적어도 30℃ 이상 높여야 한다. 이는 (1)의 폴리아미드와 복합도전사를 배합할때 복합도전사가 강화제로서의 역할을 하려면 본래의 화이버 형태를 유지하여야 하기 때문에 용융되지 않아야 한다. 복합도전사는 길이 3-10mm의 단섬유 또는 필라멘트 형태 모두 사용할 수 있으며, 합성은 총 수지량에 대하여 10-50중량부 특히 15-30중량부가 적당하다.

복합도전사를 이용하여 배합되면 복합도전사가 카본화이버에 비햐여 훨씬 유연하므로 가공도중 화이버가 깨어지는 현상이 감소하게 된다. 화이버의 파손이 적으면 적을수록 기계적 물성과 전기적 물성이 향상된다. 이러한 현상은 도전성은 도전충전제가 서로 가까이 연결되어 있을수록 효과가 커지기 때문이다. 또한 카본화이버, 카본블랙, 금속충전제를 단독 또는 혼합하여 사용할때 생기는 배합기계의 마모를 감소시켜 준다.도전충전제로 카본화이버를 사용하면 인장강도는 뛰어나나 충격강도가 떨어지며 카본블랙, 금속충전제를 사용하면 인장강도, 충격강도 등이 떨어지게 된다. 그러나 복합도전사를 카본화이버, 카본블랙과 혼합사용하면 충격강도 등의 기계적 물성을 향상시키는 한편 도전성에 있어서도 서로 상승효과를 나타낸다. 이것은 실제 성형품의 사용시 내충격성이 매우 중요한 인자임을 생각할때 이는 매우 큰 장점임을 알 수 있다.

본 발명에 있어서 (1) 폴리아미드 (2) 카본블랙 또는 카본화이버 (3) 복합도전사를 배합하는 방법은 여러가지가 가능하다. 예를들면 (1),(2)(3)을 동시에 혼합하여 투입하거나 (1)의 폴리아미드가 완전 용융된 후 (2)와 (3)을 투입하는 방법 등이 있다.(1)과 (3)의 폴리아미드간의 용융온도 차이가 50℃ 이하일 경우에는 후자방법이 보다 유리하다. 왜냐하면 배합기계에서 복합도전사의 체류시간을 최대한으로 단축시킴으로서 복합도전사의 표면에 있는 폴리아미드가 배합시 용융되는 것을 피할 수 있기 때문이다. 또한 이의 배릴온도는 (1)의 폴리아미드의 용융점을 기준으로 한다. 본 발명의 첨가제외에 산화방지제, 이형제, 가소제 등이 혼합사용될 수 있다. 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

시험시료의 성형과 평가는 다음 방법에 따라 수행되었다.

(1) 시험시료의 성형

압출기를 이용하여 컴파운딩한 수지 조성물을 수분함량 0.01% 이하로 건조하여 사출성형기(엥겔 ES-75)를 이용하여 시험시료로 성형한다.

(2) 시험시료의 평가

1) 시험시료의 규격 ASTM에 준하였다.

인장강도 시험용 : 덤벨형 시료

충격강도 시험용 : 0.635mm×1.27mm×1270mm 시료

체적저항 시험용 : 지름 50mm×두께 3.2mm 원형시료

2) 인장강도 시험방법

ASTM D638에 의거함.

3) 충격강도(아이조드, 놋치)시험방법

ASTM D256에 의거함.

4) 체적비 저항 시험방법

ASTM D257에 의거함.

[실시예 1]

(1)의 폴리아미드는 공지의 기술에 의하여 생산되는 나일론 6수지 100중량부, 카본블랙(Vulcan XC-72, Cabot사 제품) 30중량부, 나일론 6.6에 의한 복합도전사(Analon(주)코오롱제품) 10중량부를 이용하였다. 이때 나일론 6 수지를 먼저 용융시킨 후 카본블랙과 복합도전사를 투입하였다. 이렇게 만들어진 조성물을 사출성형기를 이용하여 시험사료를 만들었는 바, 그 물성은 표 1에 나타난 바와 같았다.(상기에서 Analon은 카본블랙이 농축, 함유된 폴리아미드(나일론 6.6)를 섬유 내부에, 나일론 66 단독성분을 섬유외부에 위치하도록 복합방사하여 제조된 상품명이다. 이때 카본블랙은 섬유에 대해 8% 함유되고 Analon의 비 저항은 10^-2Ωcm이다)

[실시예 2]

나일론 6 수지 100중량부, 카본화이버(Fortafil 3-C Great Lake 사)20중량부, 실시예 1)의 복합도전사 10중량부를 이용하였다. 이때 나일론 6 수지를 먼저 용융시킨 후 카본화이버와 복합도전사를 투입한다. 시험시료의 물성은 표 1에 나타낸 바와 같았다.

[실시예 3]

나일론 6 수지 100중량부, 카본블랙(Valcan XC-72, Cabot 사)20중량부, 카본화이버(Fortafil 3-C, Great Lake 사)5중량부 실시예 1)의 복합도전사(Analon, (주)코오롱)10중량부를 이용하였다. 배합방법은 실시예 2)와 같으며 시험시료의 물성은 표 1에 나타낸 바와 같았다.

[비교예 1]

나일론 6 수지 100중량부, 카본블랙(Valcan XC-72, Cabot 사)35중량부를 이용하였다. 이때 나일론수지를 먼저 용융시킨 후 카본블랙을 투입하였다.

[비교예 2]

나일론 6 수지 100중량부 카본화이버(Fortafi1 3-C, Great Lake 사)25중량부를 이용하였다. 카본화이버의 투입방법은 비교실시예 1)의 카본블랙과 같다.

[비교예 3]

나일론(6 수지 100중량부 카본블랙(Valcan XC-72, Cabot 사)25중량부 카본화이버 5중량부를 이용하였다. 카본블랙과 카본화이버의 투입방법은 비교실시예 1)의 카본블랙 투입방법과 동일하게 하였다.

* 전자파 차폐효과의 시험은 ASTM ES 7-83의 방법으로 Dual chamber를 사용하여 200MHz의 주파수일때의 SE(shield Eff)

Claims (2)

1. 폴리아미드수지 100중량부와 도전성 카본블랙과 폴리아미드로 구성된 체적비 저항 101-10⁶Ωcm이고, 직경 5-150μm이고, 길이 3-10mm인단섬유나 모노필라멘트상의 복합도전사 10-50중량부와 카본파이버 또는 카본블랙 10-50중량부로 이루어지게 함을 특징으로 하는 도전성 복합폴리아미드수지 조성물.
2. 제1항에 있어서, 폴리아미드 수지가 나일론 6인 도전성복합폴리아미드 수지 조성물.