KR100251056B1 - 수지조성물 - Google Patents

Abstract

수지조성물은 적어도 2중량%의 선형 저밀도 폴리에틸렌을 함유하는 에틸렌계 수지 100중량부와 평균분자량이 100,000이상의 오르가노폴리실록산 0.1-30중량부로 구성된다. 이 수지조성물은 선형저밀도 폴리에틸렌에 오르가노폴리실록산을 용융혼련한 후, 얻어진 혼합물과 선형 저밀도 폴리에틸렌이외의 에틸렌계 수지를 용융혼련하여 제조될 수 있다. 수지조성물은 프로필렌계 수지 0.1-100중량부로 추가 구성될수가 있다.

후자 수지조성물에 있어서, 오르가노폴리실록산은 에틸렌계 수지와 프로필렌계 수지의 합계량 100중량부에 대하여 0.1-30중량부로 함유된다. 후자 수지조성물은 프로필렌계 수지에 오르가노폴리실록산을 용융혼련한 후, 얻어진 혼합물과 에틸렌계 수지를 용융혼련하여 제조될 수 있다. 또한 이러한 수지조성물을 이용한 광섬유 이송파이프와 광섬유 유니트가 기술된다.

Description

수지 조성물

본 발명은 표면윤활성이 우수한 신규한 수지조성물에 관한 것으로서, 특히 표면윤활성이 극히 우수하고 내마모성과 기계적 강도에도 우수한 수지조성물에 관한 것이다.

표면윤활성이 우수한 수지조성물은 기어(gear), 캠(cam) 및 레버(lever)등의 기계부품, 기체압송식 광섬유 이송파이프등의 물품의 운송용 파이프, 및 가이드롤러 (guide roller)등의 접동부재로서 용도를 갖는다.

수지 성형체(이하 "성형체"라 함)의 표면윤활성을 개선하기 위한 종래의 방법으로서, 성형체의 표면에 윤활제로서 실리콘 오일을 도포하는 방법이 가장 간단한 방법으로서 공지되어 있다.

그러나, 이러한 종래의 방법은 성형체의 표면에 존재하는 실리콘 오일이 다른 물체와의 접촉에 의해 점차적으로 감소되어 그 실리콘 오일의 윤활성 효과가 장기간동안 지속되지 않는 문제점이 있고, 이렇게 접촉된 물체가 실리콘 오일로 오염되는 부수적인 문제점이 있다.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 실리콘 오일등의 윤활성분을 수지에 혼합한 수지조성물을 사용하여 성형체를 얻는 방법이 제안되어 왔다.

수지에 윤활성분을 배합한 수지조성물에서 얻어진 성형체는 어느 정도의 윤활성을 갖는다. 그러나, 고도의 윤활성을 나타내도록 하기 위해서는 다량의 실리콘 오일의 첨가를 필요로 하여, 얻어진 성형체의 기계적강도의 저하, 성형성의 저하등을 초래하는 문제점이 생긴다. 비록 기계적 강도를 희생하여 윤활성을 최대한으로 부여할 수 있더라도, 이렇게 달성된 윤활성은 상기 용도에 대하여 아직 충분히 만족스럽지 않았다.

따라서, 상기 각종 용도의 점에 있어서 고도의 윤활성과 우수한 기계적 강도를 갖는 수지조성물의 개발이 요망된다.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명자들은 윤활성분과 수지와의 조합에 의하여 윤활성의 개발에 대하여 예의 연구한 결과, 선형 저밀도 폴리에틸렌을 특정양 함유하는 에틸렌계 수지와 특정의 분자량을 갖는 오르가노폴리실록산과의 조합으로 얻어진 성형체의 표면활성이 비약적으로 향상함과 동시에 내마모성과 기계적 강도에 우수한 수지조성물이 얻어질 수 있다는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명의 한 양상에 있어서는, 적어도 2중량%의 선형 저밀도 폴리에틸렌을 함유하는 에틸렌계 수지 100중량부와 평균분자량 100,000이상의 오르가노폴리실록산 0.1-30중량부로 구성되는 수지 조성물이 제공된다.

본 발명의 다른 양식에 있어서는, 적어도 2중량%의 선형 저밀도 폴리에틸렌을 함유하는 에틸렌계 수지 100중량부, 프로필렌계수지 0.1-100중량부, 및 상기 에틸렌계 수지와 프로필렌계 수지의 합계량 100중량부에 대하여 평균분자량이 100,000이상의 오르가노폴리실록산 0.1-30중량부로 구성되는 수지조성물이 제공된다.

본 발명에 따른 수지성물은 오르가노폴리실록산을 소량 첨가하는 것에 의하여, 표면 윤활성이 우수할 뿐만 아니라 내마모성과 기계적 강도가 우수한 성형체를 얻을수가 있다.

따라서, 본 발명의 수지조성물은 이러한 설질을 이용하여 각종의 용도, 예를 들면 기어,캠 및 레버등의 기계부품, 기체압송식, 광섬유 이송파이프등의 물품의 운송용 파이프, 광섬유 유니트용 피복재 및 가이드롤러등의 접동부재에 사용될수가 있다.

특히, 본 발명의 따른 수지조성물중 하나의 수지조성물의 층이 적어도 내벽에 형성된 기체압송식 광섬유 이송파이프는 압력하에 삽입되는 광섬유 유니트의 피복재 또는 표면조건에 관계없고 또한 파이프자체의 설치상태에 관계없이 장거리에 걸쳐 광섬유의 기체압송을 허용할 수 있도록 표면윤활성이 우수하다.

본 발명에 따른 수지조성물들 중 하나의 수지조성물로 이루어진 피복층이 적어도 최외층에 형성된 광섬유 유니트에 있어서, 그 표면이 이송파이프의 재료등에 관계없이 장거리에 걸쳐 이송파이프를 통하여 압력하에 이송될 수 있도록 우수한 표면을 나타낸다.

더우기, 본 발명에 따른 수지조성물들 중 하나의 수지조성물을 사용하여 제조된 광섬유 이송파이프와 광섬유 유니트는 표면윤활성이 우수하여, 종래기술과는 다르게 광섬유를 빈번히 구부리는 가입자의 루프(loop)나 빌딩에 있어서 삽입거리가 비교적 짧더라도 흡인방식이나 압입방식으로 광섬유 유니트를 삽입시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 특수한 기기를 사용할 필요성이 없어서, 현장에서의 가공이 극히 용이하게 되는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 기술적 특징을 상세히 설명한다.

본 발명에 있어서, 수지로서 적어도 2중량%, 특히 5중량%이상의 선형저밀도 폴리에틸렌을 함유하는 에틸렌계 수지를 사용하는 것이 중요하다. 왜냐하면, 본 발명은 후술하는 극히 고분자량의 오르가노폴리실록산을 상기 에틸렌계 수지에 첨가한 경우, 극히 높은 윤활성을 나타낼 수 있다는 발견에 근거한 것이기 때문이다. 즉, 본 발명자들에 의하여 오르가노폴리실록산과 조합될 때 오르가노플리실록산의 윤활성을 최대한으로 나타내는 수지를 결정할 목적으로 연구를 행한 결과, 그 수지로서 에틸렌계 수지가 효과적이고 그 에틸렌계 수지중에 특정량 이상의 선형 저밀도 폴리에틸렌을 함유하는 경우 오르가노폴리실록산의 고분산을 허용하여 소량의 오르가노폴리실록산의 첨가가 얻어진 수지성형체의 강도를 저하시키는 일 없이 윤활성을 비약적으로 향상시킨다는 것을 발견하였다.

2중량% 미만의 양의 선형 저밀도 폴리에틸렌을 함유하는 에틸렌계 수지를 사용하는 경우, 그 수지중에 고분자량의 오르가노폴리실록산을 고도로 분산시키는 것이 곤란하므로, 본 발명의 목적을 달성할수가 없다.

에틸렌계 수지중에 선형 저밀도 폴리에틸렌의 비율의 상한은 특히 제한되지 않는다. 따라서, 에틸렌계 수지가 전체로 선형 저밀도 폴리에틸렌으로 구성될수가 있다. 그러나, 얻어진 수지조성물의 경도와 기계적 강도등의 물성을 조절하기 위해서는 에틸렌을 주 구성단위로 하는 다른 에틸렌계 수지를 상기 범위내에 적의 배합할수가 있다. 본 발명에 있어서, 선형 저밀도 폴리에틸렌으로서 에틸렌과 부텐-1등의 α-올레핀과를 공중합하여 얻어진 종래의 선형 저밀도 폴리에틸렌이 특별한 제한없이 사용될 수 있다. 일반적으로, 이들 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지의 밀도는 0.910-0.925의 범위이다. 이들 중에서, 평균분자량의 범위가 10,000-200,000인 것이 본 발명에 적절하게 사용될 수 있다.

본 발명에 있어서, 에틸렌계 수지로서 어떤 공지의 에틸렌계수지가 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌을 포함하는 한, 어떤 특별한 제한없이 사용될 수 있고 주로 선형 저밀도 폴리에틸렌과 상용성이 양호한 에틸렌으로 구성된다.

예를 들면, 에틸렌계수지는 저밀도 폴리에틸렌등의 단독중합체와 주로 에틸렌으로 구성된 공중합체를 포함한다. 물론, 결정화도가 높은 고밀도 폴리에틸렌은 얻어진 수지 조성물의 윤활성의 향상효과를 더 촉진할 수 있기 때문에 특히 바람직하게 사용된다.

본 발명에 있어서, 에틸렌계 수지의 바람직한 예로는 2~50중량%, 바람직하게는 5-30중량%의 선형 저밀도 폴리에틸렌과, 잔부가 선형 저밀도 폴리에틸렌이외의 에틸렌계 수지, 특히 고밀도 폴리에틸렌으로 구성된 것이다.

에틸렌계 수지중에 오르가노폴리실록산의 분산성을 더 향상시키고, 또한 얻어진 수지조성물의 윤활성을 향상시키기 위하여는, 본 발명에 있어서 에틸렌계 수지 100중량부에 대하여 0.1-100중량부, 바람직하게 0.3-20중량부, 더 바람직하게는 0.3-10중량부의 프로필렌계 수지를 첨가하는 것이 바람직하다.

그 프로필렌계 수지는 0.1중량부 이상으로 첨가될 때 그 효과를 나타낸다. 그러나, 100중량부 이상의 양은 에틸렌계 수지와 오르가노폴리실록산의 작용에 의하여 윤활성 부여 효과를 저해하고 역으로 윤활성을 저하시키는 경향이 있다.

프로필렌계 수지로서, 주로 프로필렌으로 구성된 공지의 어떠한 프로필렌계 수지도 어떠한 특별한 제한없이 사용될 수 있다.

예를 들면, 사용가능한 프로필렌계 수지로서 프로필렌 단독중합체, 프로필렌과 에틸렌, 부텐-1등의 프로필렌이외의 α-올레핀과의 블록공중합체, 랜덤공중합체 및 그라프트 공중합체등의 공중합체 및, 그 혼합물이 있다. 이들 공중합체 중에서, 에틸렌 단위가 30몰%이하, 더 바람직하게 0.15-15몰%의 범위에 있는 공중합체가 특히 바람직하다.

본 발명에 사용되는 오르가노폴리실록산으로서는 평균분자량이 100,000이상, 바람직하게 300,000-5,000,000인 오르가노폴리실록산이다. 오르가노폴리실록산의 평균분자량이 100,000보다 작은 경우에는, 오르가노폴리실록산은 윤활성의 향상효과가 충분하지 않으므로 본 발명의 목적을 달성할수가 없다.

공지의 어떠한 구조를 갖는 오르가노폴리실록산은 상술된 분자량을 갖는 경우에는 어떤 특별한 제한 없이 사용될 수 있다.

예를 들면, 사용가능한 오르가노폴리실록산으로서는 디메틸폴리실록산, 메틸페닐폴리실록산, 에틸히드로겐폴리실록산과 이들에 알킬 변성, 아미노변성, 에폭시 변성, 머캅토 변성, 클로로알킬 변성, 알콜 변성, 폴리에테르 변성 및 플루오린 변성등의 변성을 시킨 변성오르가노폴리실록산이 있다.

부수적으로, 본 발명에 사용되는 상기 오르가노폴리실록산은 선형, 분지형의 어느것을 사용할수도 있다.

본 발명에 첨가되는 오르가노폴리실록의 양은 에틸렌계 수지100중량부 또는 에틸렌계 수지와 프로필렌계 수지의 합계량에 대하여 0.1-30중량부, 바람직하게는 0.3-20중량부이다.

0.1중량부 미만인 경우에는 윤활성의 개선이 충분하지 않고, 30중량부 이상인 경우에는 부수적인 윤활성 효과를 초래할 수 없다.

따라서, 이렇게 과다하게 큰 양을 사용하며는 경제적으로 불리한 점이 있고, 더우기 기계적 강도등의 물성을 저하시키는 경향이 있다.

본 발명에 있어서, 오르가노폴리실록산은 에틸렌계 수지 또는 에틸렌계 수지와 프로필렌계 수지에 단독으로 혼합된 상태로 분산되거나 그 수지에 일부 그라프트 결합될수가 있다.

물론, 본 발명에 따른 수지조성물에 윤활성등의 본 발명의 효과를 현저하게 저하시키지 않는 범위에서 산화방지제, 광안정제, 대전방지제, 안료 및 충전제등의 공지의 첨가제를 첨가할수가 있다.

본 발명의 수지조성물의 제조방법은 특히 제한되지 않더라도, 평균분자량의 점에서 100,000이상의 고분자량의 오르가노폴리실록산이 적어도 2중량%의 선형 저밀도 폴리에틸렌을 함유하는 에틸렌계 수지중에 고분산으로 얻어지는 방법이 바람직하게 채용된다.

일반적으로, 수지조성물은 오르가노폴리실록산과의 상용성이 비교적 양호한 선형 저밀도 폴리레틸렌에 오르가노폴리실록산을 용융혼련한 후, 필요에 따라, 그 혼합물과 잔부의 에틸렌계 수지와를 적어도 2중량%의 선형 저밀도 폴리에틸렌을 함유하는 에틸렌계 수지 100중량부와 평균분자량이 100,000이상인 오르가노폴리실록산 0.1-30중량부로 구성되도록 용융혼련하여 제조될 수 있다.

상기 용융혼련의 방법에 대해 공지의 어떠한 방법이 특별한 제한없이 채용될수가 있다. 일반적으로, 용융혼련은 스크류 압출기, 반버리 믹서 또는 믹싱롤러등의 혼합기를 사용하여 160-300℃, 바람직하게 180-270℃의 온도를 실행된다.

상기 방법에 있어서, 선형 저밀도 폴리에틸렌중에 오르가노폴리실록산의 분산성을 개선할 수 있도록 용융혼련시에 유기과산화물을 존재시키는 것이 바람직하다.

상기 방법에 사용되는 유기과산화물로서는 용융혼련의 온도하에 분해하여 라디칼을 생성시키는 한, 특별한 제한이 없다. 이러한 유기과산화물의 예로서는 메틸에틸케톤 퍼옥사이드, 메틸이소부틸케톤 퍼옥사이드, 및 시클로헥사논 퍼옥사이드등의 캐톤 퍼옥사이드, 이소부티릴 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 및 벤조일 퍼옥사이드등의 디아실 퍼옥사이드, 디이소프로필벤젠 히드로퍼옥사이드등의 히드로퍼옥사이드, 디큐밀 퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 1,3-비스(t-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠, 디-t-부틸퍼옥사이드, 및 2,5-디메틸-2,5-디-(t-부틸퍼옥시)-헥산-3등의 디알킬 퍼옥사이드, 1,1-디-t-부틸퍼옥시-3,3,5-트리메틸시클로헥산과 2,2-디(5-부틸퍼옥시)-부탄등의 퍼옥시케탈, t-부틸 퍼옥시피바레이트와 t-부티 퍼옥시벤조네이트등의 알킬 퍼에스테르, t-부틸 퍼옥시이소프로필 카보네이트등의 퍼카보네이트등이 있다.

유기과산화물의 사용량은 용융혼련시에 공급되는 수지 100중량부에 대하여 0.001-0.1중량부에 있다.

본 발명의 수지 조성물의 제조방법에 있어서, 고분자량의 오르가노폴리실록산과 상용성이 일층 우수한 프로필렌계 수지를 사용할 수 있다. 수지와 오르가노폴리실록산을 미리 혼합한 후, 얻어진 혼합물을 에틸렌계 수지와 혼합하는 것에 의하여, 오르가노폴리실록산의 분산성을 일층 향상시킨 수지 조성물을 얻는 것이 가능하게 된다.

즉, 상기 방법은 프로필렌계 수지에 평균분자량이 100,000이상인 오르가노폴리실록산을 용융혼련한 후, 얻어진 혼합물과 적어도 2중량%의 선형 저밀도 폴리에틸렌을 함유하는 에틸렌계 수지와를 에틸렌계 수지 100중량부, 프로필렌계 수지 0.1-100중량부, 및 상기 에틸렌계 수지와 프로필렌계 수지의 합계량 100중량부에 대하여 오르가노폴리실록산 0.1-30중량부로 구성되는 비율에 의하여 용융혼련하는 단계로 구성된다.

상기 방법에 있어서, 상술된 혼합기와 유사한 혼합기를 용융혼련시에 사용할 수 있다. 적합한 용융혼련온도는 160-300℃, 바람직하게는 180-270℃이다.

상기 방법에 있어서, 프로필렌계 수지중에 오르가노폴리실록산의 분산성을 개선하도록 용융혼련시에 과산화물을 존재시키는 것이 바람직하다. 이 경우에 사용하는 유기과산화물로서는 용융혼련의 온도하에 분해하여 라디칼을 생성하는 한, 특별한 제한이 없다. 이러한 유기과산화물로서는 상기 예시한 유기과산화물들 중에서 필요에 따라 선택하여 사용할 수 있다.

프로필렌계 수지와 오르가노폴리실록산을 용융혼련한 후, 얻어진 혼합물을 에틸렌계 수지와 용융혼련한다. 이러한 용융혼련은 선형저밀도 폴리에틸렌을 함유하는 에틸렌계 수지와 직접 행할수가 있다. 특히, 상기 얻어진 혼합물을 선형 저밀도 폴리에틸렌과 용융혼련한 후, 잔부의 에틸렌계 수지와 용융혼련하는 것이 바람직하다.

본 발명의 수지조성물의 상기 제조방법에 있어서, 상기 예시된 오르가노폴리실록산은 어떠한 제한 없이 사용될 수 있다. 특히, 0.001-0.3중량%의 비닐기를 함유하는 것이 적합하게 사용된다.

상기 비닐기 함유 오르가노폴리실록산으로서는 일반적으로, 분자중에 비닐기의 함유량이 0.001-0.3중량%로 조절하도록 제조조건을 설정하여 제조하거나 또는 실리콘 원자에 결합되는 각 유기기를 비닐기로 치환하여 제조한 바와 같은 오르가노폴리실록산을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 가장적합하게 사용가능한 오르가노폴리실록산은 평균분자량이 100 ,000이상의 디메틸폴리실록산의 메틸기에 대하여 비닐기가 상술된 범위내에 함유되도록 비닐기를 치환하여 얻어진 오르가노폴리실록산이다.

본 발명의 수지조성물의 성형방법에 대하여 특별한 제한이 없다. 따라서, 압출성형과 사출성형등의 공자의 성형방법을 채용할 수 있다. 이들중에서, 압출성형이 본 발명의 이점을 현저하게 나타낼 수 있다.

본 발명에 따른 수지 조성물은 표면윤활성 뿐만아니라 내마모성과 기계적 강도에도 우수하다.

따라서, 본 발명은 이들 우수한 특성을 이용한 각종의 응용제품이 제공된다.

즉, 본 발명의 수지조성물은, 예를 들면 기어, 캠 및 레버등의 기계부품, 가이드롤러등의 접동부재, 및 높은 표면윤활성을 요하는 광섬유 관련제품, 특히 기체압송식 광섬유 이송파이프와 광섬유 유니트용 피복재로서 사용가능하다.

본 발명에 따른 수지 조성물을 이용하는 제품들 중에서 광섬유관련 제품에 대한 본 발명의 상기 수지조성물의 극히 높은 유용성을 이하 상세히 설명한다.

주지된 바와 같이, 기체압송식 광섬유 이송파이프는 장래의 광전송로의 수요의 증가를 충족시키도록 전력케이블이나 광섬유케이블등의 케이블내에 미리 조립되는 형태로 설치된다. 이러한 수요증가의 시점에서, 광섬유 이송파이프내의 공기등의 압축기체를 공급하고 광섬유 이송파이프내에 광섬유 유니트 등의 케이블을 삽입하여 수요증가를 적절히 대처할수가 있다.

상술된 바와 같이, 공중이나 지중 또는 빌딩내에 설치된 광전송로에는 장래의 전송로의 증대를 충족시키기 위하여 광섬유를 증설하거나 광섬유의 품질향상에 의하여 새로운 광섬유로 광섬유를 교체하도록 케이블내에 미리 광섬유를 도입할 수 있는 전용파이프로 제공한다.

상기의 전용파이프에 광섬유 유니트등을 삽입하기 위하여, 일반적으로, "유동방법(steaming method)"으로 불리우는 압축공기등을 이용하는 기체압송방법이 채용된다. 이 방법에 따라, 삽입되는 광섬유등을 롤러에 의해 공급하고, 동시에 전용파이프내에 압축기체를 불어넣어 그 기류에 의해 운반시켜 광섬유등을 추진시키는 것이다.

기체압송방법에 의해 광섬유 유니트등을 삽입하는 방법에 있어서, 압송거리에 제한이 있다. 즉, 삽입된 광섬유간의 마찰계수가 높은 경우, 광섬유등을 장거리에 걸쳐 압송될 수 없는 문제점이 있다. 더우기, 압송거리는 파이프의 설치상태가 직선 또는 곡선상태에 따라 변화하여, 어떤 경우에 있어서 원하는 거리에 걸쳐 광섬유유니트등을 압송할 수 없는 문제점이 초래된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 종래에는 하기의 방법들 중 하나 이상을 사용하여 왔다.

(1) 압송거리를 짧은 구간으로 분할한다. 광섬유를 각 구간을 통하여 삽입하여 접속한다.

(2) 파이프용 수지조성물로서, 아미드계 윤활제를 첨가한 수지 조성물을 사용한다.

(3) 마찰계수를 감소시키기 위하여, 파이프 내벽을 윤활제로 도포한다.

그러나, 방법(1)은 접속에 의하여 전송상실을 수반하여, 장거리 전송에는 중계기(repeater) 또는 증폭기를 필요로 하는 문제점이 있다. 방법(2)에 따라서는 아미드계 윤활제의 효과가 장기 지속되지 않는다. 더우기, 얻어진 파이프는 온도변화에 민감하여 일정한 윤활성을 안정하게 얻을 수 없다.

한편, 방법(3)은 파이프가 직선상태이든 곡선상태이더라도, 설치상태에 관계없이 압송거리를 실질상 증가시키는데 있어 효과적이다. 어떠한 윤활제로 도포되지 않은 파이프와 비교하여, 통상의 이송거리만큼의 2-3배 거리, 즉 약 1,000m까지의 압송이 가능하다.

그러나, 방법(3)은 길이가 큰 파이프에 있어서는 파이프내에 윤활제를 도포하는 것이 곤란하다는 실용상의 문제점이 있다. 더우기, 광섬유 유니트등의 압송에 따라서, 접촉빈도가 높은 입구와 그 부근에서 점차로 윤활제가 제거되어 압송성이 때가 지남에 따라 저하한다. 광섬유 유니트의 표면 피복재의 종류에 따라, 파이프의 내벽에 윤활제를 도포하며는 어떠한 이점도 나타날수가 없어, 광섬유유니트등을 추진할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명에 따른 수지조성물은 상기 문제점을 해결할 수가 있다.

본 발명에 따른 수지조성물을 이용한 극히 중요한 제품의 예로서는 본 발명의 수지조성물들 중 하나의 수지조성물의 층을 적어도 내벽에 가지는 기체 압송식 광섬유 이송파이프와, 본 발명의 수지조성물들 중 하나의 수지조성물의 층을 적어도 최외층에 가지는 광섬유 유니트가 있다. 이것은 후술되는 실시예에 의해 실증된다.

본 발명에 있어서, 상기 이송파이프는 본 발명의 수지조성물중 하나의 수지조성물을 압출성형등의 성형방법에 의해 소망의 단면 형상으로 형성될 수 있다. 한편, 상기 광섬유 유니트는 코어상에 본 발명의 수지조성물들 중 하나의 수지조성물의 피복층을 압출피복등에 의해 형성하여 제조될 수 있다. 일반적으로, 피복층은 0.2㎜-0.5m의 두께를 갖는다.

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의하여 구체적으로 설명한다.

본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다.

실시예와 비교예에 있어서, 각종 시험은 하기 방법에 의해 실행되었다.

(1) 내마모성과 윤활성

각 실시예와 비교예에 있어서, 제조한 수지조성물을 압출기에 의해 외경 25.6㎜, 내경 20.00㎜의 중공 원통체로 압출성형하였다.

이 중공원통체를 15.0㎜의 길이로 절단하여 시험편을 얻었다. 스즈끼(Suzuki)마모시험기를 사용하여 마모시험을 하였다. 상대재료(counterpart material)로서, 시험편과 동일한 재료를 사용하여, 시험속도 500㎜/sec, 시험 하중 500gf, 시험거리 3km의 시험조건하에 마모시험을 하였다. 시험전과 시험후의 시험편의 중량변화를 측정하였다. 마모량으로서 시험편의 내마모성을 평가하였다. 동시에, 시험편의 마찰계수를 측정하여 윤활성을 평가하였다.

(2) 항복점에서 인장강도

제조한 각 수지조성물의 항복점에서 인장강도를 JIS K7113에 명시된 방법에 따라 측정하였다.

[실시예 1-8 및 비교예 1-5]

평균분자량 100,000의 선형 저밀도 폴리에틸렌인 "NEOZEX-2015M"(상품명:미쓰이 페트로케이칼 인더스트리스주식회사사제)(이하, "LLDPE"라 함)과, 오르가노폴리실록산(이하 "OP-Si"라 함)을 각각 표 1에 표시한 비율로 헨셀믹서로 혼합하여, 220℃로 용융혼련하였다. 표중에서, "OP-Si(a)"는 평균 분자량이 450,000, 비닐기 함유량이 0.004중량%, "OP-Si(b)"는 평균분자량이 350,000, 비닐기 함유량이 0.003중량%, "OP-Si(c)"는 평균분자량이 50,000, 비닐기 함유량이 0.01중량%인 오르가노폴리실록산을 나타낸다.

부수적으로, 본 발명에 사용된 "평균분자량"의 용어는 달리 특별히 나타내지 않는 한, 수지에 관계없이 중량평균분자량을 의미한다.

그 다음에, 얻어진, 혼합물과 평균분자량이 150,000의 고밀도 폴리에틸렌인 "HIGHZEX"(상품명:미쓰이 페트로케미칼 인더스트리스주식회사사제)(이하 "HDPE" 라 함)를 220℃로 용융혼련하여, 표 1에 표시한 비율로 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)와 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 함유하는 에틸렌계 수지를 형성하여 이 에틸렌계 수지 100중량부에 대하여 오르가노폴리실록산(OP-Si)을 표 1에 표시한 비율(중량부)로 함유하였다.

이렇게 제조한 수지조성물에 대하여, 윤활성, 내마모성 및 항복점에서 인장강도를 측정하였다.

그 결과를 표 1에 나타냈다.

[표 1]

표 1에 의해, 다음의 이점을 직시할수가 있다.

(i) 실시예 1-4 및 비교예 1-3의 비교에 의해 실증된 바와 같이, 고분자량의 오르가노폴리실록산을 특정범위외의 비율로 첨가한 경우, 마찰계수, 마모량 및 항복점에서 인장강도등의 각종 물성에서 균형이 우수한 수지조성물을 얻을 수가 없다.

(ii) 실시예 5와 비교예 4의 비교에 의해 실증된 바와 같이, 오르가노폴리실록산은 특정범위의 고분자량을 갖지 않을 경우 특히 윤활성의 향상에 기여할수가 없다.

(iii) 실시예 1과 비교예 5의 비교에 의해 실증된 바와 같이, 저밀도 폴리에틸렌의 사용으로 얻어질 수 있는 이점은 극히 높은 윤활성과 내마모성으로서 나타난다.

상기 효과의 차이는 본 발명의 각 수지조성물에 있어서, 첨가된 고분자량의 오르노폴리실록산이 선형 저밀도 폴리에틸렌의 작용에 의해 고밀도 폴리에틸렌중에 매우 작은 입자로서 균일하게 분산되는 반면에, 비교예 5의 수지조성물에 있어서, 오르가노폴리실록산이 고밀도 폴리에틸렌중에 완전히 분산되지 않고 상당한 크기의 조잡한 입자로서 포함된다는 가능성에 주로 기인된다.

[실시예 9-13]

선형 저밀도 폴리에틸렌(LLPDE)와 오르가노폴리실록산(OP-Si)의 용융혼련시에, 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 100중량부에 대하여 유기과산화물[1 ,3-비스 -(t-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠]을 0.004중량부의 양으로 존재시킨것 이외는 실시예 1,5,6,7 및 8에서 처럼 동일하게 하여 수지조성물을 얻었다.

이렇게 제조한 수지조성물에 대하여, 윤활성, 내마모성 및 항복점에서 인장강도를 측정하였다.

그 결과 표 2에 나타냈다.

[표 2]

[실시예 14-21]

각 실시예에 있어서, 프로필렌계 수지로서 "TOKUYAMA POLYPRO MJ160"(상품명 : 도꾸야마 소자주식회사사제)(이하 "PP" 라 함)을 사용하였다.

PP와 표 3에 표시한 로르가노폴리실록산(OP-Si)를 헨셀믹서로 혼합하여 220℃로 용융혼련하였다.

얻어진 혼합물과 실시예 1에서 사용한 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)와 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)를 220℃ 용융혼련하여, 표 3에 표시한 비율(wt.%)로 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)과 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)를 형성하고, 에틸렌계 수지 100중량부에 대하여 폴리프로필렌(PP)를 표3에 표시한 비율(중량부)로 함유하며, 에틸렌계수지와 폴리프로필렌(PP)의 합계량 100중량부에 대하여 오르가노폴리실록산(OP-Si)을 표 1에 표시한 비율(중량부)로 함유하였다.

이렇게 제조한 수지조성물에 대하여, 윤활성, 내마모성 및 항복점에서 인장강도를 측정하였다.

그 결과를 표 3에 나타냈다.

[표 3]

[실시예 22-28]

폴리프로필렌(PP)와 오르가노폴리실록산(OP-Si)의 용융혼련시에, 폴리프로필렌(PP) 100중량부에 대하여 유기과산화물[1,3-비스-(t-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠]을 0.004중량부의 양으로 존재시킨것 이외는 실시예 14,15,16,18 및 21에서 처럼 동일하게 수지조성물을 얻었다.

이렇게 제조한 수지조성물에 대하여, 윤활성, 내마모성 및 항복점에서 인장강도를 측정하였다.

그 결과를 표 4에 나타냈다.

[표 4]

[실시예 29-36 및 비교예 6-9]

본 발명에 따른 수지조성물의 응용제품으로서, 광섬유 이송파이프를 제조하였다. 각 실시예와 비교예에 있어서, 표 5에 표시한 수지조성물을 제조하였다. 수지조성물을 압출기로 혼련한 후에, 내경 6㎜, 외경 8㎜의 광섬유 이송파이프로 압출하였다. 표 5중에서, 오르가노폴리실록산(OP-Si)은 실시예 1에서 사용한 평균분자량 450,000, 비닐기 함유량 0.004wt.%인 오르가노폴리실록산 [즉, OP-Si(a)]과 동일하다. 다른 성분, LLDPE, HDPE, 및 PP는 상술된 바와 같다.

표 5중에서, 비교예 7은 HDPE에 OP-Si를 첨가하는 것 대신에 올레인산 아지드(윤활제)를 0.1wt.% 첨가하였다. 비교에 8은 HDPE 파이프의 내벽에 올레인산 아지드(윤활제)를 도포한 것이다.

이렇게 제조한 광섬유 이송파이프의 각종 특성을 표 5에 표시하였다. 표 5의 특성은 이하에 기술된 바와 같이 측정되었다.

(1) 마찰계수

직경 60㎝의 드럼주위의 이송파이프를 3외 감았다. 발포폴리우레탄으로 피복한 내경 2㎜의 광섬유 유니트를 파이프에 삽입하였다.

광섬유의 일단에 40g의 영응력을 적용하면서, 광섬유를 꺼냈다. 이송파이프의 마찰계수는 광섬유 꺼낼시 요구되는 인장력에서 산출되었다.

(2) 압송성

길이 1,000m의 이송파이프내에 건조압축공기를 불어넣었다. 이송파이프의 압송성은 광섬유 유니트를 이송파이프를 통하여 압송하는데 요구되는 시간으로 평가되었다. 표 6중에서, (1)은 선형상태로의 압송성을 나타내고,(2)는 직경 1m의 드럼주의에 이송파이프를 감을때의 압송성을 나타낸 것이다.

(3) 내충격성

타격면(striking face)이 직경 25㎜인 1㎏중량을 0.5m의 높이에서 25℃로 이송파이프상에 하락시켰다. 하기의 평가기중에 따라 이송파이프의 내충격성을 평가하였다.

양호.... 손상없음.

보통.... 크랙이 발생하였지만 실용상 문제없음

불량.... 크랙이 파이프 내벽에 발생하여 압송기체가 누출함. 파이프 사용불가.

(4) 성형성

170-190℃의 수지온도로 외경 8㎜, 내경 6㎜의 중공원통형으로 수지조성물을 압축하였다.

하기의 평가기준에 따라 수지조성물의 성형성을 평가하였다.

우수....10,000m이상의 파이프가 문제없이 압출성형됨.

양호....5,000m이상-10,000m미만의 파이프가 압출성형됨.

보통....2,000m이상-5,000m미만의 파이프가 압출성형됨.

불량....1,000m이하의 파이프만이 압출성형됨.

[표 5]

Claims (3)

1. 표면활성, 기계적강도 및 내마모성이 우수하고, 우수한 윤활성이 요구되는 기계부품에 유용한 수지조성물로서, 2~50중량%의 선형 저밀도 폴리에틸렌을 함유하는 에틸렌계 수지 100중량부에 대하여 중량평균분자량이 300,000~5,000,000인 오르가노폴리실록산 0.1-30중량부를 포함하되, 오르가노폴리실록산의 비닐기 함유량이 0.001-0.3중량%의 범위에 있는 수지조성물.
2. 표면활성, 기계적강도 및 내마모성이 우수하고, 우수한 윤활성이 요구되는 기계부품에 유용한 수지조성물로서, 2~50중량%의 선형저밀도 폴리에틸렌을 함유하는 에틸렌계 수지 100중량부, 프로필렌계 수지 0.1-100중량부, 및 에틸렌계수지와 프로필렌계 수지의 합계량 100중량부에 대하여 중량평균분자량이 300,000~5,000,000인 오르가노폴리실록산 0.1-30중량부로 구성되는 수지 조성물.
3. 제2항에 있어서, 오르가노폴리실록산의 비닐기 함유량이 0.001-0.3%의 범위에 있는 수지조성물.