KR0154580B1 - 박리가능한 열가소성수지적층발포시이트, 그 제조방법 및 그 성형품 - Google Patents

박리가능한 열가소성수지적층발포시이트, 그 제조방법 및 그 성형품

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KR0154580B1
KR0154580B1 KR1019940011595A KR19940011595A KR0154580B1 KR 0154580 B1 KR0154580 B1 KR 0154580B1 KR 1019940011595 A KR1019940011595 A KR 1019940011595A KR 19940011595 A KR19940011595 A KR 19940011595A KR 0154580 B1 KR0154580 B1 KR 0154580B1
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마사히로 쓰보네
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간난 아끼라
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Abstract

표면에서의 기포의 짧은 지름방향의 지름크기가 0.005-0.5㎜이고 표면평활성 Rmax가 5-200㎛인 열가소성수지발포시이트와 열가소성수지필름이 적층되고 상기 열가소성수지발포시이트와 필름의 박리강도가 5-400g/25㎜폭인 박리가능한 열가소성수지적층발포시이트, 그 제조방법 및 성형품에 관한 것으로 이 성형품은 적당한 박리강도를 갖고 변동폭이 작아 평판상판넬, 장식재 등에 널리 이용가능하다.

Description

박리가능한 열가소성수지적층발포시이트, 그 제조방법 및 그 성형품
제1도는 본발명의 적층발포시이트의 제조방법을 나타낸 것으로, 금형의 주요부분을 나타내는 모델적인 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1,2,3 : 가열실린더 4,5,6 : 스크류
7,8,9,10,11 : 통로 12 : 금형
13 : 슬릿 14 : 열가소성수지적층발포시이트
20 : 합류부 21,22,23 : 압출기
본 발명은 박리가능한 열가소성수지적층발포시이트, 그 제조방법 및 그 성형품에 관한 것이다.
발포폴리스티렌, 발포폴리올레핀 등의 열가소성수지발포시이트를 성형한 상자, 포장용기(이하, 성형품이라함)은 저렴하고 순백으로 청결감이 있어서 야채류, 육류, 어류, 조리끝난 식품을 수용하는 식품용용기, 포장용기로서 널리 사용되고 있다.
최근 이들 다량으로 사용되고 있는 성형품을 사용후 회수, 재사용하는 것이 폐기물처리 및 자원절약의 관점에서 중요시되고 있다.
그러나, 이들 성형품의 내면은 오염되어 있어 그대로 재사용할 수 없다.
또한, 생면, 햄 등의 식품을 수납하는 경우에는 신선도유지를 양호하게 하기 위해 발포시이트에 가스차단성 필름을 접합하여 사용하고 있다.
이와같이 이질의 재질필름이기 때문에 분리할 필요가 있고 이 성형품의 회수, 재사용이 곤란했다.
이들 회수방법의 하나로서, 성형품의 내면을 세정하는 대신에 필름을 점착하고 사용후 이 필름을 박리하여 성형품본체를 재사용하는 것이 고려되고 있다.(일본국 실개평 4-38942호공보, 실원평 3-16214호, 실원평 4-74081호 참조)
그런데 전기한 성형품에 있어서는, 접착제로 필름을 점착 하고있으나 필름의 박리강도가 크게 변해서 부분적으로 접착력이 강하거나 약하거나 하게된다.
이 때문에 얇고 강도가 약한 필름을 사용한 경우에는 박리중에 필름이 절단되기도 하고 접착력이 약할때는 사용중에 떨어지고 접착력이 강할때는 사용후에도 박리가 안되는등 여러 가지 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
즉, 본 발명의 제1의 목적은, 박리강도의 변동폭이 적고 열가소성수지발포시이트와, 열가소성수지필름이 적층된 박리가능한 열가소성수지적층발포시이트를 제공하는 것이다.
본 발명의 제2의 목적은, 열가소성수지발포시이트와 열가소성수지필름을 융착적층시키는 연속적이고 경제적인 박리가능한 열가소성수지적층발포시이트의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제3의 목적은, 열가소성수지발포시이트, 열가소성수지필름을 공압출에 의해 적층함으로서 한층 연속적이고 경제적인 박리가능한 열가소성수지적층발포시이트의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제4의 목적은, 열가소성수지발포시이트와 열가소성수지필름이 적층된 박리가능한 열가소성수지적층발포시이트를 열성형하여 얻어지는 박리가능한 성형품으로서, 필름과 발포체와의 박리강도의 변동폭이 적은 성형품을 제공하는 것이다.
본 발명의 제5의 목적은, 사용후의 성형품의 내면 필름을 박리제거하여 성형품본체를 회수하여 재이용할 수 있는 성형품을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본발명자들은 예의 연구를 거듭한 결과 열가소성수지발포시이트의 기포지름과 표면평활성을 조정하는 것을 발견한 것이다.
즉, 본 발명의 개요는, 표면에서의 기포의 짧은지름방향의 지름크기가 0.005-0.5㎜이고 표면평활성 Rmax가 5-200㎛인 열가소성수지발포시이트와 열가소성수지필름이 적층되고 전기한 열가소성수지발포시이트와 전기한 필름의 박리강도가 5-400ｇ/25㎜ 폭인 것을 특징으로 하는 박리가능한 열가소성수지적층발포시이트 및 표면에서의 기포의 짧은지름방향의 지름크기가 0.005-0.5㎜이고 표면평활성 Rmax가 5-200㎛의 열가소성수지발포시이트와 열가소성수지필름을 적층시켜 전기한 열가소성수지발포시이트와 전기한 필름의 박리강도를 5-400ｇ/25㎜ 폭으로 하는 것을 특징으로 하는 박리가능한 열가소성수지적층발포시이트의 제조방법 및, 표면에서의 기포의 짧은지름방향의 지름크기가 0.005-0.5㎜이고 표면평활성 Rmax가 5-200㎛인 열가소성수지발포시이트와 열가소성수지필름이 적층되고 전기한 필름의 박리강도가 5-400ｇ/25㎜폭으로된 박리가능한 열가소성수지적층발포시이트로 부터 열성형된 것을 특징으로 하는 성형품이다.
본 발명에 있어서, 발포폴리스티렌계시이트, 발포폴리에스테르계 시이트, 혹은 발포폴리올레핀계시이트 등의 열가소성수지발포시이트(이하 발포시이트라함)은, 일반적으로 시이트 표면에서 보아 타원형 또는 원형의 기포를 갖고있고, 타원형의 경우는 지름이 긴쪽, 짧은쪽방향이 MD, TD로 규칙적으로 정열되어 있다.
기포가 타원인 경우는 표면에서의 기포의 짧은 지름방향의 지름이, 또는 기포가 원형인 경우는 표면에서의 기포의 직경이 0.005-0.5㎜이고 표면평활성 Rmax가 5-200㎛이다.
이와같이 특정함으로써 적층되는 필름의 박리강도의 변동을 적게할 수 있기 때문이다.
이 박리강도의 변동은 평균치의 30%이내이다.
본 발명에서 표면에서의 기포의 짧은지름방향의 지름크기 d는, 발포시이트의 표면 또는 적층되어 있는 경우는 필름을 박리하고 짧은지름방향의 일직선 10㎜상에 관련된 기포수를 측정하고 다음식으로 산출했다.
단, 저배율의 발포시이트의 경우에 표면부분에서 기포가 없는 비발포의 부분을 합계하여 식의 분자의 10㎜로부터 공제한 것으로 한다.
d=10/기포수
본 발명에서는, 이 방법으로 측정한 값을 0.005-0.5㎜로 한다.
0.5㎜를 넘는경우에는 열로울에 의한 표면처리 등을 해도 표면평활성 Rmax를 200㎛ 이하로 하는 것이 어렵다.
예를 들면 열로울의 온도를 높여 표면평활성을 올리면 발포시이트가 2차발포하여 이 값이 크게되어 버린다.
이 값은 배합, 금형, 슬릿, 공기냉각 등의 방법으로 조정할 수 있다.
또한, 발포시이트의 표면평활성은 표면형상해성장치(일본국 메이신고끼(주)사 제SAS-2010)로 측정한 값의 최대치를 Rmax로 하고 이값을 200㎛이하로 한다.
Rmax의 측정조건은, X축방향의 기준길이를 10㎜, 측정핏치를 5μ, 측정속도를 0.5㎜/sec로 구했다.
그리고 동일한 측정을 Y축방향 10㎜폭내로 임의의 5점에 대해서 측정하고 그5점의 Rmax의 평균치를 산출하고 이들을 본발명의 표면평활성 Rmax의 값으로 했다.
Rmax의 측정장치로서는, (주)도쿄세이미쓰제의 핸디샤프(handsurf)E-30A등도 사용할 수 있다.
측정조건, 측정가능범위등은 약간 다르나 이 핸디샤프 E-30A를 사용하여 측정한 값도 전자의 장치를 사용한 측정치와 큰 차이는 없었다.
표면평활성 Rmax가 200㎛를 넘으면 박리강도를 제어하기 곤란하다.
표면평활성 Rmax를 조정하는데는 기포지름(현재의 최소기포의 지름은 5㎛까지 가능), 공기량, 열로울 등의 수단에 의하며 현재 발포체에서는 5㎛정도의 것이 한계이다.
그리고 열가소성수지적층발포시이트와 열가소성수지필름의 박리강도에 대해서는 5-400ｇ/25㎜ 폭의 범위로 한다.
5ｇ/25㎜ 폭미만에서는 용기로서 사용중에 박리해 버리고 한편, 400ｇ/25㎜ 폭을 넘으면 박리하기 어렵게 되어 무리하게 박리하면 필름이 파손될 위험이 있다.
또한 상자를 박리가능하게 적층하는 경우는 박리강도는 100ｇ/25㎜폭이상으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 박리강도의 측정은 시료를 폭 25㎜, 길이 110㎜로하고 오리엔텍사의 텐시론 RTM-500을 사용해 매분200㎜의 스피드로 필름과 발포시이트의 단부를 180°방향으로 서로 잡아당겨 박리할 때 차트지에 기록된 값의 평균치이다.
본 발명에서의 열가소성수지발포시이트는, 폴리스티렌계수지, 폴리올레핀계수지, 폴리에스테르계수지 등을 압출기내에 공급하고 가열혼합반죽하여 용융하고 용융상태의 수지중에 발포제를 첨가하여 통상 제조한다.
본 발명에서 사용하는 폴리스티렌계수지란 스태렌, 메틸스티렌, 디메틸스티렌 등의 스티렌계비닐모노머를 주구성단위로 하는 중합체를 나타내는 것으로 본 발명에서 사용하는 발포폴리스티렌계시이트로서는 폴리스티렌단일중합체 또는 스티렌계모노머를 50중량% 이상함유하는 혼성중합체로 구성되어 있는 발포시이트이며, 스티렌게모노모와 혼성중합할 수 있는 모노머로서는 아크릴산, 메타크릴산 또는 이들의 에스테르, 아크릴로니트릴, 아크릴아미드, 메타크릴로니트릴, 무수말레이산 등이다.
또한, 폴리올레핀계수지로는 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌-초산비닐 혼성중합체, 에틸렌-카르복시산에스테르혼성중합체, 에틸렌-카르복시산 금속염혼성중합체, 결정성프로필렌단일중합체, 결정성프로필렌-에틸렌혼성중합체, 결정성 프로필렌-에틸렌-디엔 3원혼성중합체이며, 폴리에스테르계수지로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부티렌 테레프탈레이트, 폴리부티렌테레프탈레이트 탄성중합체, 결정성 폴리에스테르, 폴리시클로헥산테레프탈레이트 등을 들 수 있다.
발포제로는 탄화수소, 예를들면 프로판, i-부탄, n-부탄, i-펜탄, n-펜탄, 또는 이들의 혼합물, 그리고 N2,CO2,N2/CO2,물, 물과-OH,-COOH,-CN,-NH3,-OSO3H,-NH,CO,NH2-CONH2,-COOR,-CHSO3H,-SO3H,-COON4,-COONH4의 작용기를 갖는것의 혼합물이다.
또한, 유기계 발포제로서 아조디카르복시산아미드, 디니트로 펜타 메틸렌테트라민, 4,4'-옥시비스(벤젠술포닐히드라지드) 등의 발포제를 들수 있다.
또한, 중탄산 나트륨 및/또는 중탄산염과, 구연산같은 유기산 및/또는 유기산의 그염과의 조합등도 사용할 수 있다.
그리고, 구연산에스테르류등도 사용할 수 있으나 이들은 저분자올레핀, 파라우지유등으로 피복하여 사용할 수 있다.
기타 이들의 혼합물이다.
그리고 열가소성수지발포시이트의 발포배율로서는 1.5-20배정도이다.
이 발포시이트를 제조하는데는, 수지에 통상사용되고 있는 배합제, 예를 들면 기포조정제, 안료 등을 첨가해도 좋다,
본 발명에서 후에 열성형하는 경우에는 발포시이트의 두께는 0.3-5.0㎜가 통상사용된다.
그리고, 열가소성수지발포시이트에 적층되는 열가소성수지필름의 두께는 통상 5-500㎛이다.
두께가 5㎛미만인 단층 필름을 압출한 경우는 핀홀 등을 발생하기 쉽다.
또한 5㎛미만의 단층필름을 공압출하여 적층발포시이트를 제조한 경우, 필름이 파쇄되고 구멍이 나는 경우가 있다.
또한 500㎛를 넘는 경우에는 경제성이 나쁘고 열융착에 의해 적층하는 경우 필름의 열용량이 지나치게 커서 열가소성수지발포시이트가 열의 영향을 크게 받아 성형시, 열가소성수지발포시이트와 분리되는 경우가 있다.
이들 열가소성수지필름으로서는, 선상저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도폴리에틸렌, 프로필렌단일중합체, 에틸렌-프로필렌랜덤혼성중합체, 에틸렌-프로필렌블록혼성중합체, 에틸렌-프로필렌-부텐 중합체, 에틸렌-초산비닐혼성중합체, 에틸렌-불포화카르복시산 에스테르혼성중합체(예컨데 에틸렌-메틸메타크릴레이트 혼성중합체), 에틸렌-불포화카르복시산금속염혼성중합체(예컨데 에틸렌-아크릴산마그네슘(또는 아연)혼성중합체), 프로필렌-염화비닐혼성중합체, 프로필렌-부텐혼성중합체, 프로필렌-무수말레인산혼성중합체, 프로필렌-올레핀혼성중합체(프로필렌-에틸렌혼성중합체, 프로필렌-부텐-1 혼성중합체), 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌의 불포화카르복시산(예컨데 무수말레인산)변성물, 에틸렌-프로필렌고무, 아탁틱 폴리프로필렌 등을 들수 있고 또한, 이들 2종이상의 혼합물 등의 필름을 들수 있다.
결정성 폴리프로필렌계 수지로서는 결정성 프로필렌 단일중합체가 바람직하나, 그외에 결정성 프로필렌-에틸렌혼성중합체, 결정성에틸렌-프로필렌-디엔 3원 혼성중합체 등의 폴리프로필렌을 주성분으로 하는 중합체를 들수 잇다.
또한, 폴리스티렌계수지, 폴리에스테르계수지등, 전기한 열가소성수지발포체에서 예시한 수지도 적절히 사용할 수 있다.
그리고 내용물의 신선도 유지를 길게하기위해 미리 항균제, 예컨데 은이온, 고추냉이(와사비)로부터의 추출액 등을 혼합한 필름이나 가스차폐성 필름을 열가소성수지발포시이트에 적층하는 것이 바람직하다.
이들 가스차폐성 필름으로서는 에틸렌초산비닐계, 혼성중합체, 폴리비닐알코올, 폴리염화비닐리덴, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리아크릴로니트릴, 염화비닐리덴계 아크릴로니트릴 혼성중합체, 아크릴로니트릴계 메틸메타크릴레이트-부탄디엔 혼성중합체, 나일론6, 2축연신나일론, 2축연신 폴리에틸렌테레프탈레이트, 2축연신 폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌, 아이오노머수지(예컨데 상품명 사린)혹은 금속중착필름의 단독 또는 이들복수의 필름을 적층한 것이 사용된다.
알루미늄박, 또는 알루미늄박을 적층한 열가소성수지필름을 적층할 수도 있다.
본 발명에서 열가소성수지 발포시이트와 열가소성수지 필름의 적층에는 접착제에 의한 적층 혹은 열로울에 의한 적층, 공압출 또는, 발포시이트와 필름붕간에 T다이에서 압출된 용융상태의 접착성수지필름을 통해 압착적층하는 방법등이 있다.
사용가능한 접착제로서는 열가소성수지계 접착제, 열가소성 탄성중합계 접착제, 감압형접착제, 고온용융형 접착제, 고무계 접착제 등의 어떤것도 좋다.
예를들면, 에틸렌-초산비닐혼성중합체, 에틸렌-아크릴산메틸혼성중합체 및 이들의 혼합물, 스티렌블록부타디엔블록혼성중합탄성체, 스티렌부타디엔혼성중합탄성체 등을 사용할 수 잇다.
열압착의 경우에는 엘로울로 접합면의 반대쪽에서 필름을 가열, 압착한다.
이 경우 가열, 압착하는 로울의 표면은 크롬도금 또는 테프론 피복을 하여 가열된 필름과의 접착또는 달라붙는 현상을 방지하고 있다.
본발명에서는 열로울에 의한 가열압착과 동시에 접합면을 가열장치로 가열하는 것이 바람직하다.
이 발포시이트를 성형하여 성형품을 얻는 경우는, 차폐용 필름을 성형품의 안쪽으로 하는 경우가 많아 이 필름위에 덮개를 밀봉하게 된다.
이 경우 박리강도가 약 100ｇ/25㎜폭미만이면 덮개를 개봉할 때 필름도 덮개와 함께 벗겨져 버린다.
이와같은 경우에는 덮개를 적층하는 성형품의 위치에 요철의 표시를 한롤렛가공, 나시지(바둑판모양)가공 또는 링모양으로 홈을 파놓으면 성형시에 프레스된 부분만 박리강도가 20-200%올라가 덮개 개봉시에 필름이 박리하지 않게된다.
또한, 접착제층을 발포시키거나 접착제층에 충전제를 혼합하면 접착력이 약하게되고 롤렛가공 등의 처리를 할경우에 접착력의 강도의 차를 크게 할 수 있는 효과가 있다.
열가소성수지발포시이트와 열가소성수지필름의 적층은 공압출방법으로 해도 좋다.
그 이유는 안정성, 작업성, 경제성이 우수하기 때문이다.
열가소성수지적층발포시이트 또는 그 성형품으로부터 열가소성수지필름을 박리하고 발포체의 박리표면을 관찰한바, 공압출로 박리강도의 변동을 적게하기 위해서는 기포지름이나 표면평활성을 일정한 범위로 제어하는 것이 중요한바, 시험을 계속해서 명확히 되었다.
열가소성수지적층발포시이트(이하 원반이라하는 경우도 있음)와 그 성형품과의 박리강도의 값은 성형방법 및 성형형상에 따라다르나, 큰차는 없고 20%이하에서 일반적으로는 성형품쪽이 원반보다 크게된다.
공압출에서, 열가소성수지발포시이트의 표면에서의 기포의 짧은지름방향의 지름크기를 0.005-0.5㎜그리고 표면평활성 Rmax를 5-200㎛로 제어하는데는 금형선단의 외부링표면의 원주방향의 온도변동폭을 3.0℃이내, 또 압출량의 변동폭을 30% 이내로 제어하는 것이 바람직하다.
금형선단의 외부링의 원주방향의 온도변동은, 원주방향 8점을 표면온도계로 측정하여 최대치와 최소치의 차로 했다.
또한, 압출시중의 임의의 시기에 20분간 연속하여 1분마다 압출량의 중량을 측정하고 평균치 및 최대치와 최소치의 차를 산출한다.
그리고, 전기한 평균치에 대한 최대치와 최소치의 차의 비율을 압출량의 변동폭으로 했다.
그리고, 압출기의 실린더 선단의 온도변동폭을 5.0℃ 이내로 하는 것이 더 바람직하다.
압출기의 실린더선단의 온도변동폭은 실린더 선단의 외측표면 원주방향 6점을 표면온도계로 측정하여 최대치와 최소치의 차로 했다.
또한, 압출량의 변동폭을 작게하기 위해 원료수지의 함수량을 0.1%이하로 낮추거나, 압출기 공급기 주위의 냉각을 하거나 실린더의 가열냉각장치의 길이나 각가열냉각장치간의 간격을 좁게하는 것은 특히 유리하다.
또한, 압출직후에 발포시이트표면을 공기로 냉각하여 기포지름을 작게할 수 있으나, 냉각공기의 온도, 량을 적절히 조정하는 것은 유효하다.
공압출방법에서, 열가소성수지발포시이트와 열가소성수지필름간에 접착제를 사용해도 좋고, 이때 사용가능한 접착제로서는 에틸렌-초산비닐 혼성중합체, 메타크릴산메틸중합체등이다.
또한, 본발명에 있어서는 열가소성수지필름을 열가소성수지발포시이트의 양면에 적층해도 좋다.
또한, 발포시이트와 이질의 수지의 발포시이트와의 적층발포제에 대해서도 적용할 수 있다.
예를들면 발포 폴리스티렌시이트와 발포폴리에틸렌시이트를 열가소성수지필름을 통해서 접합시켜 성형품을 제조하고 사용후 발포폴리에틸렌시이트와 발포폴리스티렌시이트를 박리하여 회수하는 등이다.
필름의 차례를 충분히 할려면 재순환원료(사용을 마친 회수품)예컨데 상자, 용기 등의 회수원료를 식품용기용으로 사용할 수 있다.
필름은 다층이어도 좋고 에틸렌-비닐알코올 등을 올레핀사이에 적층하여 사용해도 좋다.
본 발명의 용도로서는, 또는 성형품의 용도로서는, 평판상판넬, 장식재, 건재, 자동차천정재, 포장재등이 있다.
이들모두 사용후 필름을 박리해서 본체측을 재사용할 수 있다.
이어서 도면에 따라 본 발명의 열가소성수지 적층발포시이트의 고압출에의해 제조하는 장치 및 그 제법을 간단히 설명한다.
제1도에서, 21,22,23은 압출기이며 1,2,3은 압출기의 가여러실린더이다.
4,5,6은 압출기의 스크류, 7,8,9,10,11은 수지의 통로이다.
12는 금형으로 내형과 외형으로 구성되어 있다.
13은 환상의 금형슬릿, 14는 압출발포된 열가소성수지적층발포시이트이고 20은 합류부이다.
21의 압출기로부터는 발포제를 함유한 열가소성수지가, 22의 압출기로부터는 접착제용 원료가, 23의 압출기로부터는 필름용 원료가 각각 합류부(20)으로 유입되고, 적층된 상태에서 금형(12)의 수지통로를 통해 금형슬릿(13)으로부터 원통상으로 압출된다.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 좀더 구체적으로 설명하겠으나, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
MI가 1.5인 폴리스티렌수지(상품명 DENKASTYROL HRM-2 덴끼 가가꾸고교(주))100중량부에 기포조정제로서 직경약 5-15㎛의 활석미분말 0.6중량부를 첨가하고 이것을 내경이 90㎜인 압출기의 공급기상에 부착된 스크류식혼합공급장치에 투입해 균일하게 혼합하여 공급기로부터 압출기로 공급했다. 압출기의 실린더 온도는 234℃이고 발포제로서 부탄가스(i-부탄 65%, n-부탄 35%)를 3.6중량% 가하고 67㎏/시간의 비율로 합류부에 유입했다.
한편, 필름용원료로서 MI가 4.0인 저밀도 폴리에틸렌 수지(상품명 미쓰비시폴리에치 LD LK-40 미쓰비시유까(주))을 내경 65㎜의 압출기에 공급하고 합류부에 유입했다.
한편, 접착제용 원료로서 에틸렌-초산비닐혼성중합체(초산비닐함량 11%, 상품명 EVA 25K 미쓰비시유까(주))를 내경 45㎜의 압출기에 공급하고 합류부에 유입했다.
합류된 수지는 구경 105㎜, 슬릿폭 0.5㎜의 금형에 유입하여 압출시키고 발포 폴리스티렌과 저밀도 폴리에틸렌필름이 접착제층을 개재한 3층적층 발포시이트를 제조했다.
이때 금형슬릿으로부터 나온직후에, 원통형으로 압출된 적층시이트의 내측과 외측에 공기를 불어 적층발포시이트를 냉각했다.
공기의 온도는 38℃, 공기량은 내측이 0.11N㎥/㎡, 외측이 0.08N㎥/㎡였다.
또한, 필름이 붙어있는 쪽의 발포시이트의 파고의 발생에 의한 볼록한부, 오목한부의 기포를 가능한한 작게할 필요가 있다.
이것은 볼록한부와 오목한부에서 박리변동이 생기기 때문이다.
또한, 압출변동을 가능한한 적게하기 위해 폴리스티렌수지는 함수량을 0.1중량%이하로 하고 압출기의 공급기 부착주위의 냉각을 하여 실린더의 가열냉각장치의 1지역의 길이를 일반적으로 사용되고 있는 600-800㎜부터 450㎜로 짧게하고 40㎜이상이던 가열냉각용장치간의 간격을 20㎜ 이내로 했다.
이렇게하여 종래는 압출토출량의 변동이 3-6%였으나 2% 이내로 되었다.
또한, 실린더 선단의 온도변동폭은 2℃였다.
또한, 금형은 외형과 내형으로 되어 있고 외형과 내형사이의 수지의 통로에서 외형의 두께는 냉각을 중시하는 관점에서 통상 15-50㎜로 되어 있으나 더 크게 한다.
예컨데 금형중앙부에서 50-150㎜로 하고 금형선단부에서는 30-60㎜로 하여 밴드히타를 가로질러 부착했다.
그결과, 금형원주방향의 온도변동폭이 종래 3-5℃였던 것이 1-3℃로 할 수 있었다.
얻어진 열가소성수지적층발포시이트의 발포층의 두께는 1.37㎜, 평량은 133ｇ/㎡, 필름두께는 36㎛였다.
이 적층발포시이트의 필름을 벗겨 발포체층의 표면을 관찰한바, 기포의 짧은 지름방향의 지름크기는 0.326㎜, 표면평활성 Rmax는 113㎛, 박리강도는 평균 292ｇ/25㎜폭(n=5), 박리강도의 변동폭은 16.2%였다.
이것을 2차발포시켜 두께 3.4㎜의 적층발포시이트를 얻었다.
발포층과 필름의 박리강도의 변동폭은 16.2%였다.
이시이트로 그라탕용기(155L X 125W X 31H)를 성형한바, 양호하게 성형할 수 있으며 용기바닥부분의 기포의 짧은 지름방향의 지름의 크기는 0.303㎜, 표면평활성 Rmax가 109㎛, 박리강도는 평균 307ｇ/25㎜(n=5)였다.
박리강도의 변동폭은 14.5%였다.
[실시예 2]
MI가 1.5인 폴리스티렌수지(상품명 DENKA STYROL HRM-2 덴끼가가꾸고교(주))100중량부에 기포조정제로서 활석 1중량부를 첨가하고 이것을 내경이 90㎜인 압출기에 공급하고 실린더 온도 230℃에서 용융하고 여기에 발포제로서 i-부탄을 가하고 압출기 선단부의 회전 금형으로부터 압출발포하여 폴리스티렌발포시이트를 제조했다.
그토출량은 85㎏/시간이었다.
그리고 발포시이트의 흐름방향과 거의 직각방향으로 각각 130℃로 가열된 2개의 로울이 설치된 인취기(이하 S로울이라함)에 발포시이트를 S자형으로 넣어 약 3ｍ/분으로 빼내 로울상으로 권취했다.
이 발포시이트의 두께는 2.2㎜, 평량은 240ｇ/㎡, 짧은지름방향의 기포지름은 0.33㎜, 표면평활성 Rmax는 75㎛였다.
이시이트에 EVA(VAC 11%)/NA/EVOH/PS(스미라이드, 스미또모베이크라이트(주))로된 적층필름 80㎛를 190℃의 가열로울로 필름외측으로부터 열압착하여 속력 8ｍ/분으로 융착하고 이어서 약 1초후에 21℃의 냉각로울로 냉각했다.
EVA : 에틸렌초산비닐혼성중합체
VAC : 초산비닐함량
NA : 폴리아미드
EVOH : 에틸렌비닐알코올혼성중합체
PS : 폴리스티렌
얻어진 적층발포시이트의 발포시이트와 필름의 박리강도를 5회측정했다.
즉, n=5에서 그값은 305g/25㎜폭, 307g/25㎜폭, 332g/25㎜폭, 325g/25㎜폭이었다.
박리강도의 평균치는 320g/25㎜폭이고 박리강도의 변동폭=(최대치-최소치)/평균치 × 100=(332-305)/320 × 100=8.4%였다.
이 적층발포시이트를 성형기에서 히타온도 약 395℃, 가열시간 5.3초로 사발용기를 성형하였다.
성형중에 필름이 박리하는 일없이 양호하게 성형할 수 있었다.
사발용기형상, 박리강도는 제1표와 같다.
[비교예 1]
실시예 2에서, 활석을 0.1중량부로 하고, S로울을 상온에서 사용한 이외는 실시예 2와 같이 했다.
발포시이트의 두께는 2.1㎜, 평량은 245g/㎡, 짧은지름 방향의 기포지름은 0.51㎜, 표면평활성 Rmax는 245㎛였다.
실시예 2와 같은 필름을 동일조건에서 융착한바, 박리강도의 평균치는 491g/25㎛폭이었다.
손으로 필름을 떼어보면 발포시이트가 재료파괴를 초래했다.
박리강도는 n=5; 각각의 측정치는 385g/25㎜폭, 438g/25㎜폭, 550g/25㎜폭, 535g/25㎜폭, 547g/25㎜폭이었다.
박리강도의 변동폭은 33.6%였다.
이 적층발포시이트를 성형기로 히타온도 약 395℃, 가열시간 5.5초로 사발용기를 성형했다.
박리강도의 변동폭이 크고 박리조정이 곤란했다.
[실시예 3]
폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)(상품명 데이히또 페트수지 TR8580 데이히또(주))를 건조후 탄산나트륨 0.1중량부, 활석 0.6중량부 첨가하고 실린더온도 270-290℃에서 n-부탄을 가하고 압출기 선단부의 회전금형으로부터 압출했다.
그리고 105℃로 가열된 S로울을 사용하여 약 4.5m/분으로 빼냈다.
발포시이트의 두께는 1.45㎜, 평량은 262g/㎡, 짧은 지름방향의 기포지름은 0.48㎜, 표면평활성 Rmax는 123㎛였다.
두께 50㎛의 PET필름(상품명 FEL 데이히또(주))에 EVA(VAC 11%상품명 미쓰비시 폴리에치 EVA 25K 미쓰비시유까(주))를 15μ 피복한 것과 상기 발포시이트를 135℃로 가열된 열로울로 필름의 외측으로부터 열압착하고 3.6m/분의 속력으로 융착하고 이어서 약 0.5초후 21℃의 냉각로울로 냉각했다.
박리강도의 평균치는 313g/25㎜ 폭에서(n=5, 각각 287g/25㎜폭, 318g/25㎜폭, 327g/25㎜폭, 332g/25㎜폭, 301g/25㎜폭), 변동폭=(최대치-최소치)/평균치 × 100 = 14.4%였다.
이 적층발포시이트를 성형기로, 히타온도 약 305℃, 가열시간 9.3초에서 그라탕용기를 성형했다.
성형중에 필름이 박리하지도 않고 양호하게 성형할 수 있었다.
제1표와 같이 박리강도의 평균은 314g/25㎜폭으로 필름이 박리하지도 않았다.
[비교예 2]
실시예 3에서, 활석을 0.3중량부로 하고 S로울에 의해 상온에서 실시한 이외는 실시예 3과 같이 하였다.
발포시이트의 두께는 1.55㎜, 평량은 267g/㎡, 짧은 지름방향의 기포지름은 0.53㎜, 표면평활성 Rmax는 255㎛였다.
이 시이트는 실시예 3과 같은 필름을 121℃로 가열된 열로울로 필름의 외측으로부터 열압착하고 3.5m/분의 속력으로 융착하고 이어서 약 0.5초후 21℃의 냉각로울로 냉각했다.
박리강도의 평균치는 345g/25㎜폭(n=5, 270g/25㎜폭, 365g/25㎜폭, 394g/25㎜폭, 331g/25㎜폭, 365g/25㎜폭)이었다.
박리강도의 변동폭은 35,9%였다.
이 적층발포시이트를 성형기에서 히타온도 약 298℃, 가열시간 9.2로 그라탕용기를 성형한바, 성형시에 기포가 발생했다.
이 용기의 박리강도는 제4표에 나타낸 바와 같이 변동폭이 크게 되었다.
[실시예 4]
발포시이트용 원료로서 폴리프로필렌(상품명 P20-fax PF814하이몬트사)에, 기포조정제(상품명 다이프로 HC NO.2 다이니찌덴까고교(주)) 0.2중량부를 첨가하여 내경이 90㎜인 압출기에 공급하고 실린더온도 230℃-245℃에서 i-부탄을 가하고 66㎏/시간의 비율로 합류부에 유입하고, 한편 필름용 원료로서 폴리스티렌(PS)(상품명 덴까스티롤 HRM-2덴끼가가꾸고교(주))와 고강도폴리스티렌(HIPS)(부타디엔분6% 상품명덴까스티롤 HI-E-4 덴끼 가가꾸 고교(주)) 1:1의 혼합물에, 안료(황색마스타배치)를 첨가하고 내경이 65㎜인 압출기에 공급하여 230℃에서 용융하여 19㎏/시간의 비율(압출량)으로 합류부에 유입하고, 또 접착제용원료로서 에틸렌-초산비닐(VAC 6% 상품명 산텍-EVA EF-0603 아사히 가세이(주))와 폴리에틸렌(PE)(상품명 산텍-LDF 1920 아사히가세이(주)) 1:1의 혼합물을 내경이 45㎜인 압출기에 공급하여 180℃에서 9㎏/시간의 비율로 합류부에 유입하고 공압출하여 적층발포시이트를 얻었다.
또한, 압출변동을 가능한 적게 하기 위해 수지는 함수량을 0.1중량%이하로 하고 압출기의 공급기부착주위의 냉각을 하여 실린더의 가열냉각장치의 1지역의 길이를 일반적으로 사용되고 있는 600-800㎜에서 450㎜로 짧게 하고 또 40㎜ 이상이던 가열냉각용장치간의 간격을 20㎜ 이내로 했다.
이렇게 하여 종래는 압출토출량의 변동이 3-6%였으나 2% 이내로 되었다.
또한, 실린더 선단의 온도변동폭은 2℃였다.
또한, 금형은 외형과 내형으로 되어 있고 외형과 내형사이의 수지통로에서 외형의 두께는 냉각을 중시하는 관점에서 15-50㎜로 되어 있으나, 더크게 한다.
예를 들면 금형중앙부에서는 50-150㎜로 하고 금형선단부에서는 30-60㎜로 하고 밴드히타를 엇갈리게 부착했다.
그 결과, 금형원주방향의 온도변동폭이 종래 3-5℃였던 것이 1-3℃로 할 수 있었다.
이 적층발포시이트의 두께는 1.33㎜, 평량은 340g/㎡였다.
적층발포시이트로부터 필름을 떼어낸 바 짧은 지름방향의 기포지름은 0.50㎜, 발포시이트의 표면평활성 Rmax는 198㎛였다.
박리강도는 25g/25㎜폭 (n=5, 22g/25㎜폭, 25g/25㎜폭, 24g/25㎜폭, 28g/25㎜폭, 26g/25㎜폭)이고 박리강도의 변동폭은 24%였다.
이 적층발포시이트를 성형기로 히타온도 약 380℃, 가열시간 16.5초로 그라탕용기를 성형했다.
성형중에 필름이 박리하지도 않았고 양호하게 성형가능했다.
[실시예 5]
실시예 4에서, 내경이 65㎜인 압출기를 정지시켜 접착층부착 PP발포시이트를 압출했다.
접착층인 EVA를 벗겨내어 기포지름과 Rmax를 측정한바 짧은 지름 방향의 기포지름은 평균 0.50㎜이고, Rmax는 185㎛였다.
발포시이트의 평량은 342g/㎡, 두께 1.38㎜에서 접착층을 더하면 평량은 388g/㎡였다.
이 발포시이트의 접착면에 NA/EVOH/PS(스미또모 베이크라이트(주))의 73㎛의 차폐용 필름을, 85℃의 열풍을 시이트와 필름의 접착면에 쐬고 195℃로 가열된 열로울로 필름의 외측으로부터 3.2m/분의 속력으로 열압착했다.
이 적층필름의 박리강도는 26g/25㎜폭(n=5, 25g/25㎜폭, 29g/25㎜폭, 28g/25㎜폭, 30g/25㎜폭, 31g/25㎜폭)이고 변동폭은 23.1%였다.
이 적층발포시이트를 성형기에서 히타온도 365℃, 가열시간 16.7초로 그라탕용기를 성형했다.
성형중에 필름이 박리하는 일도 없고 양호하게 성형할 수 있었다.
[실시예 6]
45μ의 EMA/PE필름에 고온용융피복한 흡수, 흡유성 부직포를 적층한 적층필름을 실시예 2와 같은 발포시이트에, 75℃의 열풍을 시이트와 필름의 접착면에 쐬고, 140℃로 가열된 열로울로 필름의 외측으로부터 6.0m/분의 속력으로 열압착한 후, 약 1.5초후에 21℃로 설정된 로울에 접촉시켜 필름측을 냉각했다.
사용한 부직포는 PP20% 혼합레이욘이고 약 30g/㎡의 것을 사용했다.
박리강도는 132g/25㎜폭(n=5에서 123g/25㎜폭, 138g/25㎜폭, 131g/25㎜폭, 142g/25㎜폭, 128g/25㎜폭)이고 변동폭은 19/132×100=14.4%였다.
EMA : 에틸렌-아크릴산메틸혼성중합체 (상품명 유카론 EMA X G-300E 아크릴산메틸함량 13%, 미쓰비시유까(주))
PE : 폴리에틸렌 (상품명 폴리에치 LD HE-60 VAC 함량 6% 미쓰비시유까(주))
이 적층발포시이트를 성형기에서 히타온도 355℃, 가열시간 6.5초로 그라탕용기를 성형했다.
성형중에 필름이 박리하지 않고 양호하게 성형할 수 있었다.
[실시예 7]
사용된 발포폴리스티렌과 고강도 폴리스티렌을 함유한 필름의 적층상자를 시장에서 회수하여 세정하고 파쇄하여 회수압출기로 펠릿화했다.
이펠릿의 MI는 6.7(JIS-K6870의 방법으로 측정)이고 고무분으로서 입자직경 약 1-6㎛의 부타디엔이 살라미구조상으로 0.1% 혼합되었다.
이 펠릿에 입자직경 약 1㎛의 활석 0.3중량부와 스테아린산베릴륨 0.3중량부를 가해 기포제조했다.
전기한 원료를 90㎜압출기(L/D=40)에 공급하고 실린더 온도 230℃로 용융후 발포제로서 n-부탄/ i-부탄=6/4의 비율을 가하고 발포적정온도로 한후, 압출기선단의 회전금형으로부터 압출발포하고 압출직후에 시이트표면을 0.15N㎥/㎡의 공기로 냉각하고 실온의 S로울에 의해 3.1m/분으로 빼냈다.
발포시이트의 두께는 1.1㎜, 평량 320g/㎡이고 짧은 지름방향의 기포지름은 0.23㎜, 표면의 Rmax는 83㎛였다.
이 시이트를 4일 방치후 여기에 460㎛두께의 부타디엔 고무분 약 6% 함유한 내충격성폴리스티렌수지필름을, 77℃의 열풍을 시이트와 필름의 접착면에 쐬고 185℃로 가열된 열로울로 필름의 외측으로부터 7m/분의 속력으로 열압착한 후 즉시 21℃로 설정된 로울에 접속시켜 필름측을 냉각했다.
결과는 제3표에 나타낸다.
이 적층발포시이트를 성형기에서 히타온도 410℃, 가열시간 6.8초로 사발용기를 성형했다.
성형중에 필름이 박리하지 않고 양호하게 성형할 수 있었다.
[실시예 8]
상용을 마친 발포폴리스티렌과 고강도 폴리스티렌을 함유한 필름의 적층상자를 시장에서 회수하여 세정하고 이어서 분쇄하여 회수압출기로 펠릿화했다.
이 펠릿의 MI는 6.7(JIS-K6870의 방법으로 측정)으로 고무분으로서 입자지름 약 1-6㎛의 부타디엔이 살라미구조상으로 0.1% 혼합되었다.
이 펠릿에 입자지름 약 1㎛의 활석 0.3중량부와 스테아린산 바륨 0.3중량부를 가해 기포조제했다.
전기한 원료를 90㎜압출기(L/D=40)에 공급하여 실린더온도 230℃에서 용융후 발포제로서 n-부탄/ i-부탄=6/4의 비율을 가하고 발포적정온도로 한후, 압출기선단의 회전금형으로 압출하여 발포함과 거의 동시에 공기를 0.15N㎥/㎡가하고 상온의 S로울에 의해 3.1m/분으로 꺼냈다.
발포시이트의 두께는 1.1㎜, 평량 320g/㎡이고 짧은 지름방향의 기포지름은 0.20㎜, 포면의 Rmax는 83㎛였다.
이 시이트를 4일간 방치후, 이 시이트에 520㎛ 두께의 부타디엔고무분 약 6% 함유한 내충격성 폴리스티렌수지필름을 80℃의 열풍을 시이트와 필름의 접착면에 쐬고 195℃로 가열된 열로울로 필름의 외측으로부터 4m/분의 속력으로 열압착한 후 즉시 21℃로 설정된 로울에 접촉시켜 필름측을 냉각했다.
결과를 제3표에 나타낸다.
이 적층발포시이트를 성형기로 히타온도 약 410℃, 가열시간 7.6초로 사발용기를 성형했다.
필름이 두껍고 발포시이트가 약간 열상을 입었다.
이상의 실시예 및 비교예의 결과를 제1, 제2, 제3 및 제4표에 나타낸다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 특정의 기포지름과 표면평활성을 갖는 열가소성수지발포시이트와 열가소성수지필름을 융착, 접착제 또는 공압출에 의해 연속적이고 경제적으로 열가소성수지적층발포시이트를 제조할 수 있다.
또한, 얻어진 열가소성수지 적층발포시이트, 또는 이 열가소성수직적층발포시이트로부터 성형된 성형품은 적당한 박리강도를 갖고 더구나 박리강도의 변동폭이 작다.
따라서, 평판상판넬, 장식재, 건재, 자동차용천정재, 포장채, 식품용기 등으로서 사용중에 필름이 박리하지 않는다.
또한, 각종용도에 사용한 후 회수, 재생하기 위해 필름을 박리할 때도 박리중에 필름이 절단하거나 전면 또는 부분적으로 박리가 불가능하게 되는 등의 문제도 없다.
그리고 원반으로부터 식품용기 등을 성형한 후의 천공시이트를 재활용할 때에도 필름을 문제없이 박리할 수 있는 효과가 있다.
이상과 같이 본원의 열가소성수지적층발포시이트, 또는 이 열가소성수지적층발포시이트로부터 성형된 성형품은 평판상판넬, 장식재, 건재, 자동차용천정재, 포장재, 식품용기 등으로서 적합하게 사용할 수 있다.

Claims (16)

  1. 표면에서의 기포의 짧은 지름방향의 지름의 크기가 0.005-0.5㎜이고 표면평활성 Rmax가 5-200㎛인 열가소성수지발포시이트와 열가소성수지필름이 적층되고 상기 열가소성수지 발포시이트와 필름의 박리강도가 5-400g/25㎜폭인 것을 특징으로 하는 박리가능한 열가소성수지 적층발포시이트.
  2. 제1항에 있어서, 박리강도가 100-400g/25㎜폭인 박리가능한 열가소성수지 적층발포시이트.
  3. 제1항에 있어서, 열가소성수지발포시이트의 재질이, 폴리스티렌계수지, 폴리올레핀계수지, 폴리에스테르계수지인 박리가능한 열가소성수지 적층발포시이트.
  4. 제1항에 있어서, 열가소성수지발포시이트의 재질이, 재활용열가소성수지인 박리가능한 열가소성수지 적층발포시이트.
  5. 제1항에 있어서, 열가소성 수지발포시이트의 발포배율이 1.5-20배, 두께가 0.3-5.0㎜인 박리가능한 열가소성수지 적층발포시이트.
  6. 제1항에 있어서, 열가소성수지필름의 재질이, 폴리에틸렌계수지, 폴리프로필렌계수지, 폴리스티렌계수지, 폴리에스테르계수지인 박리가능한 열가소성수지 적층발포시이트.
  7. 제1항에 있어서, 열가소성수지 필름의 재질이, 에틸렌초산비닐계중합체, 폴리비닐알코올, 폴리염화 비닐리덴, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리아크릴로니트릴의 가스 차폐성 필름인 박리가능한 열가소성수지 적층발포시이트.
  8. 제1항에 있어서, 열가소성수지필름의 두께가 5-500㎛인 박리가능한 열가소성수지 적층발포시이트.
  9. 제1항에 있어서, 열가소성수지 발포시이트와 열가소성수지 필름이 접착제를 통해 적층된 박리가능한 열가소성수지 적층발포시이트..
  10. 표면에서의 기포의 짧은 지름방향의 크기가 0.005-0.5㎜이고 표면평활성 Rmax가 5-200㎛인 열가소성수지 발포시이트와 열가소성수지필름을 융착으로 적층시켜 상기 열가소성수지발포시이트와 필름의 박리강도를 5-400g/25㎜폭으로 하는 것을 특징으로 하는 박리가능한 열가소성수지 적층발포시이트의 제조방법.
  11. 표면에서의 기포의 짧은 지름방향의 지름크기가 0.005-0.5㎜이고 표면평활성 Rmax가 5-200㎛인 열가소성수지발포시이트와 열가소성수지필름을 접착제로 적층시켜, 상기 열가소성수지발포시이트와 필름의 박리강도를 5-400g/25㎜폭으로 하는 것을 특징으로 하는 박리가능한 열가소성수지 적층발포시이트의 제조방법.
  12. 표면에서의 기포의 짧은 지름방향의 지름크기가 0.005-0.5㎜이고 표면평활성 Rmax가 5-200㎛인 열가소성수지발포시이트와 열가소성수지필름을 공압출에 의해 적층시켜, 상기 열가소성수지발포시이트와 필름의 박리강도를 5-400g/25㎜폭으로 하는 것을 특징으로 하는 박리가능한 열가소성수지 적층발포시이트의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서, 금형선단의 외부링표면의 원주방향의 온도변동폭을 3℃ 이내, 압출량의 변동폭을 3% 이내로 제어하는 박리가능한 열가소성수지 적층발포시이트의 제조방법.
  14. 표면에서의 기포의 짧은 지름방향의 지름의 크기가 0.005-0.5㎜, 표면평활성 Rmax가 5-200㎛인 열가소성수지발포시이트와 열가소성수지필름이 적층되고, 상기 열가소성수지발포시이트와 필름의 박리강도가 5-400g/25㎜폭으로 된 박리가능한 열가소성수직적층발포시이트로부터 열성형된 것을 특징으로 하는 성형품.
  15. 제1항에 있어서, 열가소성수지발포시이트와 열가소성수지필름사이에 접착제를 이용하는 박리가능한 열가소성수지 적층발포시이트.
  16. 제14항에 있어서, 성형품이 상자, 포장용기, 식품용용기, 평판상판넬, 장식재, 건재, 자동차천정재인 성형품.
KR1019940011595A 1993-05-28 1994-05-27 박리가능한 열가소성수지적층발포시이트, 그 제조방법 및 그 성형품 KR0154580B1 (ko)

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