KR100348231B1

KR100348231B1 - 다층블로우성형품

Info

Publication number: KR100348231B1
Application number: KR1019960703741A
Authority: KR
Inventors: 아끼라 오다
Original assignee: 신닛테츠가가쿠 가부시키가이샤; 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤
Priority date: 1994-01-11
Filing date: 1995-01-11
Publication date: 2003-01-15
Also published as: EP0738580B1; EP0738580A4; US5780129A; EP0738580A1; WO1995018712A1; DE69516504D1; ES2147839T3; DE69516504T2; JPH07205264A

Abstract

본 발명은 층이 정상 사용중에 분리되지 않고 서로 강고히 고정되어 있으며 다른 수지로 이루어진 원주 방향으로 형성된 층 및/또는 부분이 리사이클 또는 재생 사용시에 서로 용이하게 분리될 수 있는 여러 가지 종류의 열가소성 수지를 포함하는 다층 블로우 성형품을 제공하는 것이다.

중공 성형품이 상이한 수축율을 각각 갖는 여러 가지 열가소성 수지로 형성되며, 상기 중공 성형품의 다층 주벽 영역이 내부에서 외부로 거의 볼록하게 돌출하는 볼록 만곡부가 보다 외부인 층에 사용하기 위한 수지의 수축율이 보다 내부인 층에 사용하기 위한 수지의 수축율보다 크도록 형성되며, 외부에서 내부로 거의 오목하게 만입된 오목 만입부가 보다 외부인 층에 사용하기 위한 수지의 수축율이 보다 내부인 층에 사용하기 위한 수지의 수축율보다 작도록 형성되고, 성형품의 전체 층은 다층 주벽 영역에서 원주 방향으로 형성된 층 및/또는 영역을 형성하는 수지의 수축율 차에 기인하여 발생하는 체결력에 의하여 상호 끼움식으로 고정되는 다층 블로우 성형품이 제공된다.

본 발명은 자동차용 범퍼와 같은 재형 산업 부품 분야에 적용될 수 있다.

Description

다층 블로우 성형품{MULTILAYERED BLOW MOLDING}

종래로부터, 복수의 열가소성 수지를 원료로 다층 중공형 구조 성형품을 성형하기 위한 다수의 기술이 공지되어 있지만, 일반적으로 다층 성형품을 제조하는 주목적은 특징이 상이한 각각의 재료를 갖는 제품을 제공하는 것이다. 예를 들면, A 라고 하는 물성은 우수하지만 B 라고 하는 물성은 열등한 수지(a)와, B 라고 하는 물성은 우수하지만 A 라고 하는 물성이 열등한 수지(b)를 다층화 및 중합함으로써, 물성 A 및 B 모두가 우수한 성형품을 얻는 것이다.

이것에 부응하기 위하여, 다층 블로우 성형 기술이 개발되었다. 예를 들면, 대형 공업용 부품으로는 특히 자동차용 연료 탱크가 주목되고 있다. 그 성형 방법과 장치로서는 일본 특허 공고 제 77-37026 호 및 제 82-53175 호 공보에서와 같이 여러 가지가 있다. 현재, 제품으로서 다층 블로우 성형 연료 탱크가 일부의 자동차에 있어서 실용화 단계에 들어가 있다. 다층 블로우 성형품의 다른 예로는 일반가정에서 소비되는 마요네즈 및 케찹 용기가 있다. 이러한 용기를 제조할 때의 용융 예비 성형물(parison)의 형태는 복수의 수지층이 동심원상으로 배치되고, 각각의층 두께가 그 전 영역에 걸쳐 거의 일정하게 되도록 형성된다.

또한, 용융 예비 성형물의 층 구성 개수와 층 두께가 부분적으로 다른 다층 블로우 성형품과 그 성형 방법이 공지되어 있다. 예를 들면, 일본 특허 공개 제 90-88214 호 공보에는, 다층 용융 예비 성형물의 일부 부분이 층 구성 개수와 층 두께면에서 나머지 부분과 다른 플라스틱제 다층 블로우 성형품이 개시되어 있다. 상기 특허의 실시예중에서, 3층의 용융 예비 성형물로서, 외층이 결정성 폴리올레핀과 엔지니어링 플라스틱을 함유하는 조성물 또는 열가소성, 탄성중합체, 폴리올레핀 조성물로 이루어지며, 중간층은 다층 블로우 성형품의 제조시에 발생되는 플래시(flash)나 성형 불량품 등으로 이루어진 재생재층 또는 폴리올레핀이나 상기 재생재의 발포체층으로 이루어지고, 또한 내층이 결정성 폴리올레핀으로 이루어지는 것이 바람직하다고 기재되어 있다.

또한, 일본 특허 공개 제 92-14427 호 공보에는, 하나의 용융 예비 성형물의 원주방향의 약 절반을 보강부재로 형성하고, 나머지 부분을 외부재로 형성하거나, 또는 용융 예비 성형물의 원주방향의 약 절반을 보강부재로 형성하고 나머지 부분을 보강부재와 외부재로 이루어진 적층부로 형성한 용융 예비 성형물을 이용하여 다층 블로우 성형품을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이러한 방법에 의해 제조된 다층 블로우 성형품에 있어서, 이들 층들은 접착제 또는 융합에 의하여 상호 용융 부착되기 때문에 상호 분리되지 않는다.

이러한 관점에서, 일본 특허 공개 제 90-88214 호 공보에는 예를 들면 외층이 결정성 폴리올레핀과 엔지니어링 플라스틱으로 이루어진 조성물 또는 열가소성,탄성중합체, 폴리올레핀 조성물로 형성되고, 내층이 결정성 폴리올레핀으로 형성되며, 그리고 중간층이 다층 블로우 성형품의 제조시에 발생되는 플래시와 성형 불량품 등으로 이루어진 재생재층 또는 폴리올레핀이나 상기 재생재의 발포체층으로 이루어짐으로써, 전층에 공통적으로 함유된 폴리올레핀의 상호 친화성을 이용하여, 각각의 층에 접착제를 사용하지 않고 강고한 층간 접착 강도를 얻는 다층 블로우 성형품이 개시되어 있다. 또한, 일본 특허 공개 제 92-14427 호 공보는 각각의 층 사이가 용융 접착되지 않는 경우에 접착제를 이용하여 일체화시키거나, 층에 사용되는 수지를 변화시켜 용융접착에 의하여 상호 접착되도록 하는 것을 제시하고 있다. 상기 양 특허에 개시된 발명에 있어서, 층은 접착제나 용융 접착에 의하여 상호 강고하게 접착된다.

그러나, 최근에는 자원 보존과 합성수지 성형품이 폐기됨으로써 발생되는 지구 환경 오염 방지의 입장에서, 합성 수지 성형품의 리사이클 및 재생 이용에 대한 요구가 증가하고 있다. 따라서, 상술한 다층 중공형 구조 성형품에 사용되는 수지의 재생 및 재활용에 대한 요구가 증가하고 있다. 그러나, 각각 다른 수지로 이루어진 층들은 함께 분쇄, 조립되면, 최종적인 재생 수지는 각각의 수지가 갖는 특성을 제공하지 않는다. 각각의 수지가 갖는 평균적인 특성을 제공하는 것조차 드물며 수지의 모든 특성을 손실한 저급 수지가 되는 것이 일반적이다.

따라서, 이러한 다층 중공형 구조 성형품을 재생 및 재활용하기 위하여, 각 각 다른 수지로 이루어진 층들은 상호 분지될 필요가 있다. 그러나, 이러한 층들은 상호 접착되면, 분리시키기가 곤란하다. 또한, 이 층들을 기계적으로 또는 화학적으로 분리시키기 위해서는 고가의 장비가 필요하다. 그리나, 재생 및 재활용하기 위해서 이러한 장비에 투자하는 것은 실제로 상업적 채산성이 약하며 실시불가능한 경우가 다수 있다. 이러한 관점에서, 다층 블로우 성형품의 각 층을 이루는 수지를 재생하기 위해서 개별적인 종류의 수지로 분리함으로써, 다른 종류의 수지로 이루어진 층을 용이하게 상호 분리하는 방법이 제안되었다.

예를 들면, 일본 특허 공개 제 93-069452 호에는 범퍼의 본체를 이루는 수지에 부착되지 않는 수지 시이트가 사용되는 사출 성형 자동차용 범퍼가 개시되어 있다. 비접착 수지 시이트는 범퍼의 전방부의 형상과 일치하는 소망 형상의 수지 시이트로 성형된다. 이러한 수지 시이트가 사출 성형기의 금형에 부착된 후 수지가 성형 시이트의 배면에 사출 성형되어 범퍼의 주 본체를 형성함으로써, 범퍼의 본체와 성형 시이트가 일체화된다. 이렇게 제조된 자동차용 범퍼에 있어서, 성형 시이트와 범퍼의 본체는 통상의 사용 상태에서는 서로 분리되지 않지만, 성형 시이트에 힘을 가하는 경우에는 용이하게 분리된다.

그러나, 이 방법은 다층 적층 필름의 경우와 같이, 2공정 즉, 우선 수지 시이트를 성형하는 공정과, 결과적으로 얻어진 성형 시이트를 금형에 장착하여 범퍼의 본체를 사출 성형하는 공정을 필요로 한다. 또한, 실제 문제로서 제품의 통상의 사용 상태에서는 성형 시이트와 범퍼의 본체가 분리되지 않지만, 성형 시이트와 범퍼의 본체에 힘을 가하여 분리하는 방법에 관한 제안이 없다.

따라서, 종래의 다층 성형품은 사용 목적면에서 상당한 가치를 갖지만, 재생 및 재활용의 관점에서 해결하기에 곤란한 문제점이 있다.

본 발명자는 제품의 통상의 사용 상태에서는 분리되지 않도록 강고히 고착되고, 그리고 다층화되는 성형품이 갖는 이점을 손상시키지 않고 리사이클, 재생 사용시에는 수지 종류가 다른 각 층 및/또는 원주 방향의 각 영역에 형성된 부분이 상호 용이하게 분리되는 다층 블로우 성형품을 개발하기 위한 연구를 행하였다. 그 결과, 중공형 성형품내의 모든 다층 주벽 복층 영역에 있어서, 주벽 복층 영역의 각 층 및/또는 원주방향의 각 영역을 형성하는 수지 상호간의 수축율 차에 의한 체결력으로 상호 강고히 고정하므로서 전술된 문제점을 해결할 수 있음을 발견함으로써, 본 발명을 완성하였다.

그러므로, 본 발명의 목적은 제품으로서의 통상의 사용 상태에서는 서로 분리되지 않으며, 다층 성형품의 이점을 손상시키지 않고 서로 강고히 부착되고, 수지 종류가 상이한 각 층 및/또는 원주방향으로 규정된 영역이 재생 및 재활용시에는 서로 용이하게 분리될 수 있는 다층 블로우 성형품을 제공하는 것이다.

본 발명은 복수의 열가소성 합성수지를 원료로 하여 블로우 성형법으로 생산하는 중공형 구조의 다층 블로우 성형품에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 다층 블로우 성형품인 자동차용 범퍼의 단면도,

도 2는 도 1의 범퍼를 다층 블로우 성형할 때 압출되는 다층 용융 예비 성형물을 도시하는 횡단면도,

도 3은 도 2의 용융 예비 성형물을 사용하여 범퍼를 금형으로 성형할 때의 형체결 동작을 도시하는 금형 상반부의 횡단면도,

도 4는 도 3과 같은 형태의 금형 상반부의 횡단면도,

도 5는 도 3과 같은 형태의 금형 상반부의 횡단면도,

도 6은 도 3과 같은 형태의 금형 상반부의 횡단면도,

도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 다층 블로우 성형품인 자동차용 범퍼의 단면도,

도 8은 본 발명의 실시예 3에 따른 다층 중공형 성형품인 자동차용 범퍼의 사시도,

도 9는 도 8에서 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 취한 단면도,

도 10은 본 발명의 실시예 4에 따른 다층 블로우 성형품인 자동차용 범퍼의 단면도이다.

따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 각기 상이한 수축율을 갖는 여러가지 열가소성 수지로 형성되며, 상기 중공형 성형품의 다층 주벽 영역에서 내부로 부터 외부로 거의 볼록하게 돌출하는 볼록 만곡부가 더욱 외층용 수지의 수축율이 더욱 내층용 수지의 수축율보다 크도록 형성되며, 외부로부터 내부로 거의 오목하게 만입된 오목 만입부가 더욱 외층용 수지의 성형 수축율이 더욱 내층용 수지의 성형 수축율보다 작도록 형성되고, 성형품의 전층은 다층 주벽 영역에서 원주방향으로 형성된 층 및/또는 영역을 형성하는 수지의 성형 수축율 차에 기인하여 발생하는 체결력(clamping force)에 의하여 상호결합 고정되는 다층 블로우 성형품이 제공된다.

본 발명의 바람직한 일 태양에 따르면, 다층 블로우 성형품은 중공형 성형품의 주변에 원주방향으로 수지의 종류, 층의 개수 및 층의 두께중 적어도 하나가 다른 다수의 영역을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상이한 수지를 갖는 원주방향으로 형성된 층과 영역은 근본적으로 접착제나 용융 접합에 의하여 상호 부착되지 않는데, 그 이유는 이들 층과 영역들이 재생 및 재활용시에 서로 용이하게 분리되도록 하기 위함이다. 그러나, 원주방향으로 형성된 이들 층과 부분들은 이들의 적절한 위치를 보유할 수 있을 정도로 서로 임시적으로 부착될 수도 있다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 상기 다층 주벽 영역의 볼록 만곡부 및/또는 오목 만입부는, 볼록 만곡부에서 더욱 외층중 하나가 더욱 내층중 적어도 하나를 에워싸고 오목 만입부에서 더욱 내층중 적어도 하나가 더욱 외층중 적어도 하나를 에워쌀 정도로 크게 층들을 서로 끼임식으로 형성한 체결부를 구비할 수도 있다.

본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 상기 중공형 성형품의 최외층은 상이한 수지를 갖는 다수의 부분을 구비하며, 상기 부분들은 그 경계에서 상기 상이한 수지를 갖는 부분으로부터 상호 외측으로 연장되어 상호 결합되는 결합부를 포함한다. 이들 결합부는 적절한 결합 수단에 의하여 고정될 수도 있기 때문에 성형품의 층들이 보다 견고히 결합 고정될 수 있다. 결합 수단의 예로는 볼트/너트 또는 클립과 같은 결합 부품, 그리고 결합부에 형성되거나 이것에 고정되는 파스너 또는 지퍼와 같은 결합 구조체를 들 수 있다.

본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 성형품이, 성형품의 전체 표면적에서 적어도 50%를 점유하는 표면층과 상기 표면층의 배면에 일체로 결합된 중공형 구조체의 조합으로 구성되는 다층 중공형 성형품인 다층 블로우 성형품이 제공된다. 이 표면층은 사출 성형법(injection molding technique) 또는 진공 성형법에 의해서 제조되며, 중공형 구조체는 블로우 성형법에 의하여 제조된다. 표면층을 구성하는 수지의 성형 수축율은 중공형 구조체를 형성하는 수지의 수축율보다 크다. 표면층의 좌우측 에지는 표면층이 중공형 구조체를 에워싸는 방식으로 중공형 구조체를 체결하기 위한 체결부를 갖는다. 그리고 표면층은 표면층을 구성하는 수지의 성형 수축율과 중공형 구조체를 구성하는 수지간의 수축율 차에 기초하여 중공형 구조체에 결합 고정된다. 본 발명의 일 태양에 따르면, 표면층의 체결부와 중공형 구조체의 대응하는 단차부는 그들로부터 연장하는 다수의 주연 결합부를 각각 갖는다. 체결부의 주연 결합부는 결합 수단을 사용하여 단차부의 결합부에 강고히 결합될 수 있다. 또한, 표면층은 그 내부면으로부티 내측으로 돌출하는 볼록 잠금부를 가지며, 중공형 구조체는 표면층의 볼록 잠금부에 대응하는 지점에 오목 잠금부를 가질 수도 있다. 표면층은 오목 잠금부에 볼록 잠금부를 고정함으로써 중공형 구조체에 더 강고히 고정될 수 있다. 상기 본 발명의 태양에 따르면, 표면층과 중공형 구조체중 적어도 하나가 먼지 성형된 후 다른 것의 성형시 사용되는 금형 다이에 부착될 수도 있다. 후에 성형되는 것은 이전에 성형된 것의 배면상에 성형되어, 이들을 일체화함으로써 성형품을 제조한다.

본 발명의 제 3 실시예에 따르면, 중공형 성형품의 내측에 발포체 수지가 충전된 다층 블로우 성형품에 있어서, 상기 중공형 성형품은 층들이 상호 부착됨없이 상이한 성형 수축율을 갖는 여러 가지 열가소성 수지를 포함하며, 여기서 더욱 외층용 수지의 고유 수축율이 더욱 내층용 수지의 고유 수축율보다 작으며, 발포체 수지가 충전된 이후, 성형품의 전체적인 치수 수축율은 층을 구성하는 수지의 고유 수축율보다 작은 다층 블로우 성형품이 제공된다.

본 발명의 상기 태양에 따르면, 외층에 수지(A)를 갖고 또한 내층에 수지(B)를 갖는 다층 용융 예비 성형물을 블로우 성형하기 위하여 각각 수축율(a, b)을 갖는 열가소성 수지(A, B)를 사용하는 단계로서, 여기서 a<b이고, 수지(A, B)는 서로 부착 되지 않는 단계와, 금형에 여전히 잔류하는 성형품이 냉각되는 동안, 내층용 수지(B)의 종류와 동일한 종류의 수지로 주로 구성되는 발포체 수지를 성형품의 내부 공간에 충전하여 발포체 수지를 팽창시키는 단계를 포함하며, 금형 내부의 성형품을 향한 팽창 압력을 유지하면서 성형품이 냉각되어 고화되는 성형법이 제공된다. 본 발명의 적용에 있어서, 금형으로부터 방출된 이후, 발포체-필러-함유 성형품의 치수 수축율(p)은 외층용 수지(A)의 성형 수축율(a)과 동일하거나 작게 유지될 수도 있으므로(p < a), 부착력이 큰 다층 블로우 성형품이 얻어지며, 다층 블로우 성형품의 외층의 내부면은 발포체 필러를 함유하는 내층의 외부면에 화학적으로 부착되지 않는다.

보다 상세히 설명하면, 통상, 열가소성 수지는 성형 후에 수축하는 특성을 갖는다. 이것은 금형으로부터 꺼내진 후 일정한 시간이 경과하면, 성형품의 치수가 금형 캐비티의 대응 치수보다 작아지는 현상이다. 이러한 현상 때문에, 수지의 성형 수축율은 본원에서 금형 캐비티의 대응 치수에 대한 수지의 치수의 감소비로서 규정된다. 수축율은 각 종류의 수지에 대한 고유한 특성이다. 그러므로, 성형 수축율은 당연히 수지의 종류에 따라 다르다. 다층 블로우 성형품의 경우에 있어서, 층에 사용하기 위한 수지의 수축율중 어느 것이 현저한 지는 불확실하다. 따라서, 수축율은 성형품 자체의 치수 수축율과 구별되도록 규정된다.

본 발명에 있어서, 내층과 외층의 성형 수축율 차이에 기초하여 상호 결합 접촉하여 내층이 외층에 강고히 체결된다. 보다 구체적으로 설명하면, 보통 볼록 만곡부에서 내층은 낮은 수축율(a)을 갖는 수지(A)를 구비하며, 외층은 보다 높은 수축율(b)을 갖는 수지(B)(a < b)를 구비하므로, 최종적인 다층 블로우 성형품의 치수 수축율(q)을 통상 a 와 b 사이가 된다(a < q < b). 이 경우에, 외층용 수지(B)는 단독으로 존재하는 경우에 보다 더 수축할 수 있으나, 실제로 수축율(q)과 거의 동일한 수축율로 수축하는 바, 그 이유는 보다 낮은 수축율을 갖는 내층이 외층이 수축하는 것을 방지하기 때문이다. 이와 대조적으로, 내층용 수지(A)는 외층의 강한 수축력에 기인한 외압을 받으므로, 그 결과 수지(A)는 수축율이 고유 성형 수축율("a")에 비하여 수축율("q")과 거의 동일한 상태로 수축하게 된다. 따라서, 내층이 외층에 의해 강고히 체결되는 의도된 상태가 된다.

본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 있어서, 중공형 성형품을 성형하기 위하여 성형 수축율이 상이한 여러 종류의 열가소성 수지가 사용된다. 성형품에서 인접층 사이의 수축율 차는 0.2% 이상이 바람직하며, 0.3% 이상이 보다 바람직하다. 또한, 그 사이에 중간층을 갖는 외층과 내층의 수축율 차는 0.5% 이상이 바람직하며,0.8% 이상이 보다 바람직하다. 인접층의 수축율 차가 0.2% 이상이고 그 사이에 중간층을 갖는 외층과 내층의 수축율 차가 0.5% 이상이면, 중공형 성형품의 다층 주벽 영역에 있어서, 원주방향으로 형성된 층과 부분은 적용예에서 변화하는 소정의 정도까지 상호 고정될 수도 있다. 이러한 수지는 예를 들면 표 1에 기록된 수지의 성형 수축율에 기초하여 용이하게 선택될 수도 있다.

표 1

전술된 본 발명의 다층 블로우 성형품의 제조시에, 성형된 다층 용융 예비 성형물이 그 전체 주변에 걸쳐 거의 동일한 두께를 갖는 것이 바람직하지만, 본 발명은 이것에 제한받지 않는다. 따라서 다층 용융 예비 성형물이 다층 블로우 성형품의 제조시에 압출될 때 다층 용융 예비 성형물의 주름과 변형의 발생이 방지된다.

본원의 제 1 및 제 2 발명에 있어서, 중공헝 성형품의 다층 주벽 영역에서 여러 가지 수지를 갖는 층들은 서로 부착되지 않지만, 원주방향으로 형성된 부분 및/또는 다층 주벽 영역에서의 층을 구성하는 수지의 수축율 차에 의하여 발생된 체결력에 의하여 상호결합 고정된다. 따라서, 원주방향으로 형성된 층과 부분들은 중공형 성형품을 통상의 사용 상태에서 소정의 형상으로 유지하기 위하여 분리되지 않고 상호 강고히 고정된다. 또한, 재생 및 재활용시에, 다른 수지로 이루어진 원주방향으로 형성된 층 및/또는 부분들은 예를 들면 볼트/너트와 같은 결합수단을 제거하고, 경우에 따라서 중공형 성형품을 압축 또는 비틀어 변형시킴으로써 서로 용이하게 분리될 수 있다.

본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 있어서, 수지의 조합이 제한된다. 보다 구체적으로 설명하면, 외층용 수지가 내층용 수지보다 성형 수축율이 커야 하는 제한이 있다. 외층용 수지가 내층용 수지보다 수축율이 작은 경우에, 내층은 초기 단계에서 외층으로부터 분리되기 때문에, 이렇게 제조된 다층 블로우 성형품은 본 발명의 목적은 수행할 수 없다. 이와 대조적으로, 본 발명의 제 3 실시예에 따르면, 외층용 수지가 내층용 수지보다 수축율이 작은 경우에도, 이들 층 사이에 부착력을크게 유지하도록 내층이 외층에 의해 강고히 체결되는 다층 블로우 성형품이 제공된다.

본 발명의 제 3 실시예에 따르면, 금형에 의해 성형된 성형품이 금형에 있는 상태로 냉각되는 동안, 성형품의 내부 공간에 충전된 발포체를 팽창시키고, 발포체 수지의 팽창으로 인한 내압이 인가되는 동안, 성형품은 금형 내부에서 냉각되어 고화된다. 이에 의하여, 발포체-필러-함유 성형품의 치수 수축율("p")이 팽창된 필러를 사용하지 않는 성형품의 고유 수축율("q") 보다 작게 될 수 있다. 팽창 과정을 제어하면, 수치(p)가 수치(q)의 약 1/3 까지 감소될 수 있다. 내층용 수지의 수축율이 외층용 수지의 수축율보다 큰 다층 성형품인 경우에도, 발포체를 함유하는 전체 내층의 치수 수축율은 발포재의 팽창으로 인한 압력에 기초하여 외층의 성형 수축율보다 작을 수 있다.

표 2에서, 본 발명의 제 3 실시예에 따라 사용될 수도 있는 내층용 수지로서 동일한 종류의 수지를 기준으로 내층과 발포체 수지용 수지가 기록되어 있다. 표 3에는 표 2에 기록된 내층용 수지와 조합하여 사용할 수 있는 외층용 수지가 기록되어 있다. 표 4에는 화학작용으로 서로 부착되기 때문에 배제되는 조합이 기록되어 있다.

표 2

표 3

표 4

표 2, 표 3 및 표 4에 사용된 "필러(filler)"라는 용어는 표 1에 사용된 것과 동일한 의미를 갖는다. 본원의 제 3 발명에 따른 다층 블로우 성형품이 3층으로 이루어진 것이면, 성형품의 외층에 사용되는 수지에 화학적으로 부착되지 않는 수지라면 중간층용 수지로서 표 3에 기록되어 있는 수지로부터 선택될 수 있다. 발포체 수지와 내층을 구성하는 수지는 동일한 종류이다. 내층용 수지와 발포체 수지가 동일한 종류이면, 그것은 사용후에 외층용 수지로부터 용이하게 분리되므로, 재생의 견지에서 바람직하다.

전술된 바와 같이 제조된 다층 블로우 성형, 발포체-필러-함유 제품에 있어서, 발포체 재료를 함유하는 최내층은, 최외층이 내층을 에워싸서 성형품이 목적하는 용도로 사용되는 동안 층이 서로 분리되지 않도록 층간의 부착력을 크게 유지하는 방식으로 최외층에 의하여 체결된다. 또한, 층들은 서로 부착되지 않는다. 그러므로, 각각의 층은 외층에서 시작하여 연속적으로 분리될 수 있다. 따라서, 모든 수지 함유 층은 수지를 손상시키지 않고 용이하게 상호 분리될 수 있다.

실시예 1

도 1에는 본 발명의 실시예 1에 따른 다층 블로우 성형품인 자동차용범퍼(B₁)의 단면도가 도시되어 있다. 범퍼(B₁)는 성형 수축율이 약 0.5%인 유리 보강 ABS 수지로 이루어진 범퍼 본체(1)와, 성형 수축율이 약 1.8%인 올레핀 탄성중합체 수지로 이루어진 표면부(2)를 갖는다. 본체는 각각 상부, 중간부 및 하부에 대응하는 중공형부(1a, 1b, 1c)를 갖는다. 표면부(2)는 범퍼 본체(1)의 전방면상에 일체로 성형되며 그리고 그 전방 주벽부는 2종류의 수지를 함유하는 2층을 갖는 다층 주벽 영역을 제공한다.

실시예 1의 범퍼(B₁)에 있어서, 전방 주벽부는 대체로 볼록하게 외향 돌출하는 볼록 만곡부(R₁)이며 그리고 후방 주벽부는 대체로 오목하게 내향 압입된 오목 만곡부(R₂)이다. 범퍼(B₁)의 볼록 만곡부(R₁)와 오목 만곡부(R₂) 사이의 경계는 범퍼 본체(1) 및 표면부(2)에 각각 체결부(3) 및 체결부(4)를 가져 표면부(2)의 상부 에지와 하부 에지가 범퍼 본체(1)의 상부 에지와 하부 에지를 에워싸서 체결한다.

실시예 1에서, 모두 범퍼(B₁)의 다층 주벽 영역을 구성하는 범퍼 본체(1)와 표면부(2)는, 수축율이 낮으며 범퍼 본체(1)를 구성하는 유리 보강 ABS 수지의 성형 수축율(약 0.5%)이 높으며 표면부(2)를 구성하는 올레핀 탄성중합체 수지의 성형 수축율(약 1.8%)간의 차(약 1.3%)에 기초한 체결력에 의하여 범퍼 본체(1)의 체결부(3)가 표면부(2)의 체결부(4)에 끼워져 전자가 후자에 의해 죄어지는 방식으로 상호 고정된다. 이 경우에, 체결부(3, 4)는 접착제나 용융 접합에 의하여 상호 고정되지 않는다. 실시예 1의 범퍼(B₁)는 성형시에 힘이 인가되는 체결부(3, 4) 근처를 제외하고 거의 원주방향의 전체 주변에 걸쳐 동일한 두께를 갖는다.

그러므로, 실시예 1의 자동차용 범퍼(B₁)는, 범퍼(B₁)가 차체에 부착되고 그 형상이 유지되면서, 표면부(2)가 범퍼 본체(1)를 이루는 수지와 표면부(2)를 이루는 수지간의 성형 수축율 차에 기인하여 발생하는 체결력에 의하여 표면부(2)는 범퍼 본체(1)에 죄어지는 방식으로 강고하게 고착되며, 그리고 범퍼(B₁)가 차체로부터 제거되는 경우에 표면부(2)는 범퍼(B₁)에 압력 또는 비틀림력을 인가하여 변형 또는 부분적으로 파괴함으로써 범퍼 본체(1)로부터 용이하게 제거되므로, 범퍼 본체(1)와 표면부(2)는 개별적으로 취급될 수 있는 장점을 갖는다.

실시예 1의 자동차 범퍼(B₁)를 제조하기 위한 다층 블로우 성형법에 대하여 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2에는 다층 블로우 성형법으로 범퍼(B₁)를 성형하기 위한 다층 응용 예비 성형물(P)이 도시되어 있다. 다층 블로우 용융 예비 성형물(P)에 있어서, 내층(L₁)과, 외층(L₂)에 있는 오목 만입부(R₂)가 되는 영역은 범퍼 본체(1)를 구성하는 유리보강 ABS 수지로 형성되며, 외층(L₂)에 있는 볼록 만곡부(R₁)가 되는 영역은 올레핀 탄성중합체 수지로 형성되며, 예비 용융 성형물(P)은 전체 주변에 걸쳐 거의 일정한 두께를 갖는다. 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 압출 장치를 통해 압출되는 전술된 구조를 갖는 용융 예비 성형물(P)은 금형을 이루는 한 쌍의 금형 절반부(5a, 5b) 사이에 삽입된 후, 후방으로 운동하는 슬라이드 피스 기구(6)의 제1 슬라이드부(7)에 의하여 그 사이에서 죄어진다(도 3, 4 및 5 참조). 슬라이드 피스 기구(6)의 제 1 슬라이드부(7)에 형성된 슬라이드 코어(8)와 제 2 슬라이드부(9)는 공기 도입 기구(비도시)에 의하여 다층 용융 예비 성형물(P)에 도입된 압축 공기에 의하여 미끄럼 이동한다. 마지막으로, 체결부(3, 4)는 슬라이드 피스 기구(6), 슬라이드 코어(8) 및 제 2 슬라이드부(9)가 수행하는 협동 작업에 기초하여 볼록 만곡부(R₁)와 오목 만입부(R₂) 사이의 경계에서 압축에 의하여 성형된다(제 6 도 참조).

실시예 2

도 7에는 본 발명의 실시예 2에 따른 다층 블로우 성형품인 자동차용 범퍼(B₂)의 단면이 도시되어 있다. 범퍼(B₂)는 중공형인 범퍼 본체(1)의 전방부에 일체로 형성된 표면부(2)와, 범퍼 본체(1)의 후방부에 일체로 형성된 배면부(10)를 갖는다. 표면부(2)는 약 1.8%의 성형 수축율을 갖는 올레핀 탄성중합체 수지로 이루어지며 배면부(10)는 약 0.5%의 성형 수축율을 갖는 유리 보강 ABS 수지로 이루어진다. 범퍼 본체(1)는 범퍼 본체(1)의 플래시 및 불량 성형품의 재생시에 얻어진 재생 유리 보강 ABS 수지와, 순수 유리 보강 ABS 수지 등의 혼합물(성형 수축율은 약 0.8%이다)인 혼합 유리 보강 ABS 수지로 제조된다. 그러므로, 주벽의 전방부와 후방부는 상이한 수축율을 갖는 2종류의 수지로 이루어진 상이한 조합의 2층으로 헝성된다.

실시예 2의 범퍼(B₂)에 있어서, 주벽의 전방부는 내부에서 외부로 대체로 볼록하게 돌출하는 볼록 만곡부(R₁)를 형성하며 그리고 주벽의 후방부는 외부에서 내부로 대체로 오목하게 압입된 오목 만입부(R₂)를 형성한다. 범퍼(B₂)의 볼록 만곡부(R₁)와 오목 만입부(R₂) 사이의 경계는 범퍼 본체(1)의 체결부(3) 및 표면부(2)의 체결부(4)를 가지며, 표면부의 상하부 에지가 본체부의 상하 에지부를 에워싸서 후자는 진자에 의해 죄어진다. 또한, 경계는 범퍼 본체(1), 표면부(2) 및 배면부(10)로부터 각각 돌출하는 결합부(11a, 11b, 11c)를 가지며, 여기서 범퍼 본체(1), 표면부(2) 및 배면부(10)는 각기 상이한 종류의 수지를 가지며 그리고 결합부(11a, 11b, 11c)는 볼트/너트(12)에 의해서 일체로 결합된다.

실시예 2의 범퍼(B₂)에서 범퍼(B₂)의 다층 주벽 영역을 구성하는 범퍼 본체(1)와 표면부(2)는 모두 성형 수축율이 작으며 범퍼 본체(1)를 구성하는 혼합 글래스 보강 ABS 수지의 수축율(약 0.8%)과, 비교적 수축율이 크며 표면부(2)를 구성하는 올레핀 탄성중합체 수지의 수축율(약 1.8%)간의 차(약 1.0%)에 기초한 체결력에 의하여 상호 고정되므로, 범퍼 본체(1)의 체결부(3)가 표면부(2)의 체결부(4)에 끼워짐으로써 전자가 후자에 의해 죄어진다. 마찬가지로 범퍼 본체(1)와 배면부(10)는 비교적 수축율이 작으며 범퍼 본체(1)를 구성하는 혼합 유리 보강 ABS 수지의 수축율(약 0.8%)과, 수축율이 비교적 작으며 배면부(10)를 구성하는 유리 보강 ABS 수지의 수축율(약 0.5%)간의 차(약 0.3%)에 기초한 체결력에 의해 상호 고정되므로 배면부(10)는 범퍼 본체(1)에 끼워짐으로써 범퍼 본체(1)에 의하여 죄어진다. 양호한 실시예에 있어서, 범퍼 본체(1), 표면부(2) 및 배면부(10)에 각각 형성된 결합부(11a, 11b, 11c)는 볼트/너트(12)에 의해서 일체로 결합된다.

실시예 2에서, 범퍼 본체(1)와 배면부(10)는 그들 사이의 친화성에 기초하여 어느 정도까지 서로 고정된다. 그 이유는 유사한 종류의 유리 보강 ABS 수지가 사용되기 때문이다. 그러므로, 실시예 1에서와 동일한 방식으로, 실시예 2의 범퍼(B₂)는 상이한 두 종류의 수지를 갖는 두 부분, 즉 표면부(2)와 범퍼 본체(1) 및 배면부(10)의 조합으로 용이하게 분리될 수 있다.

실시예 3

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예 3에 따른 다층 중공형 구조 성형품인 자동차 범퍼가 도시되어 있다.

자동차용 범퍼는 근본적으로, 성형 수축율이 1.8%인 열가소성 올레핀 탄성중합체를 사용하는 블로우 성형 기술 또는 진공 성형 기술에 의하여 성형되는 띠부(fascia portion)(표면층; 13)와, 띠부(13)의 배면에 고정되며 성형 수축율이 0.5%인 열가소성 유리 보강 ABS 수지를 사용하는 블로우 성형 기술에 의해서 성형되는 범퍼 본체(14: 중공형 구조체)가 구성된다.

전술된 띠부(13)는 상부 및 하부 가장자리 에지를 따라 종방향으로 굽어져 있는 상부 및 하부 체결부(15)를 가져 띠부(13)가 그 배면에 위치하는 범퍼 본체(14)를 에워싸게 한다. 각각의 체결부는 체결부(15)의 가장자리 에지를 따라 설정된 간격으로 위치하며 외향 돌출하는 4개의 주연 결합부(16)를 갖는다. 또한, 띠부(13)와 범퍼 본체(14)가 상호 강고히 고정될 필요가 있는 경우에, 띠부(13)의배면(내면)은, 종방향의 중앙에서, 일반적으로 역삼각형이며 그리고 외향 돌출하는 볼록 잠금부(17)를 구비한다. 한편, 범퍼 본체(14)는, 종방향의 상부 및 하부 가장자리 에지를 따라, 띠부(13)의 상부 및 하부 가장자리 에지를 따라 형성된 상부 및 하부 체결부(15)에 의해서 잠금되는 단차부(18)를 구비하여, 띠부(13)의 체결부(15)와 범퍼 본체(14)의 단차부(18)가 상호 잠금된다. 또한, 띠부(13)와 범퍼 본체(14)는 띠부(13)를 이루는 열가소성 올레핀 탄성중합체의 성형 수축률(1.8%)과, 범퍼 본체(14)를 이루는 열가소성 유리 보강 ABS 수지의 수축율(0.5%)간의 차(1.3%)에 기인하여 발생하는 체결력에 의하여 상호결합되고 그리고 강고히 고정된다. 또한, 범퍼 본체(14)는 띠부(13)의 체결부(15)로부터 연장하는 4개의 주연 결합부(16)에 대응하는 지점에 4개의 결합부(19)를 가지는데 결합부(19)는 단차부(18)로부터 돌출한다. 주연 결합부(16)와 결합부(19)는 볼트/너트에 의해서 결합될 수 있다. 보다 강고한 결합을 제공한 양호한 실시예에 있어서, 범퍼 존재(14)는, 역삼각형 형상이며 띠부(13)의 배면측에서 그리고 종방향으로 띠부(13)의 거의 중앙에 형성된 볼록 잠금부(17)에 대응하는 지점에 홈 등의 오목 잠금부(21)를 구비하는데, 이 오목 잠금부(21)는 거의 역삼각형 형상의 홈이며 볼록 잠금부(17)와 결합된다. 따라서 띠부(13)의 블록 잠금부(17)와 범퍼 본체(14)의 오목 잠금부(21)는 상호결합 고정된다.

전술된 바와 같이, 범퍼 본체(중공형 구조체: 14)의 단차부(18)는, 범퍼 본체(14)용 수지의 수축율과 띠부(13)용 수지의 수축율간의 차에 기초하여 띠부(표면층; 13)의 체결부(15)에 의해 강고히 체결된다. 또한, 띠부(13)의 주연 결합부(16)는 볼트/너트에 의해 범퍼 본체(14)의 결합부(19)에 고정된다. 또한, 띠부(13)의 볼록 잠금부(17)가 범퍼 본체(14)의 오목 잠금부(21)에 끼워진 상태로 고정되기 때문에, 띠부(13)는 범퍼 본체(14)는 자동차 범퍼로서의 적용에 있어서 충분한 내구성을 나타내는 정도로 접착제 또는 용융 접합과 같은 수단을 사용하지 않고 상호 보다 강고히 고정된다.

실시예 4

도 10에는 본 발명의 실시에 4에 따른 다층 블로우 성형품인 자동차용 범퍼(B₁)의 단면도가 도시되어 있다. 본 실시예에서, 대체로 볼록한 표면의 외층(21)이 약 0.5%의 성형 수축율을 갖는 폴리머 합금 수지(PA6 + 변성 PPE)로 이루어지며, 대체로 오목한 표면의 외층(22)과 내층(23)은 모두 약 1.5%의 성형 수축율로 이루어진 필러-보강 PP 수지로 제조된다. 범퍼(B₁) 내측의 발포재(24)가 내층(23)에 사용되는 것과 동일한 수지의 PP 수지에 기초하여 발포 PP 수지로 제조되므로, 성형품의 전체적인 치수 수축율은 약 0.4%로 유지된다. 이 경우에, 발포재(24)의 체적은 약 100배 증가한다. 폴리머 합금 수지(PA6 + 변성 PPE)로 이루어진 층(21)이 대체로 볼록한 표면으로부터 대체로 오목한 표면까지 연장하는 체결부(25)를 갖는다. 또한, 전체적으로, 필러-보강 PP 수지로 이루어진 대체로 오목한 표면의 외층과 층(21)의 경계상에 8개의 평면 돌출부(26, 27)가 형성되며, 여기서 평면 돌출부(26, 27)는 성형품으로부터 외향 돌출하며 그 중 4개는 볼트/너트에 의해서 각각 결합된다.

성형품의 오목한 표면상에 형성된 평면 돌출부(26, 27)를 상호 결합시키는 볼트/너트를 제거함으로써, 폴리머 합금 수지(PA6 + 변성 PPE)로 이루어진 층과 필러-보강 PP 수지로 이루어지며 발포재를 함유하는 층은 손상없이 상호 기계적으로 분리될 수도 있다. 따라서, 각각의 층은 개별적으로 분쇄 및 미립자화되어 재생 수지를 얻을 수 있다. 실시예 4의 성형품은 순수 수지와 재생 수지의 혼합물을 사용하여 성형되며 그 혼합물은 재생 수지의 질량중 약 30%를 갖는다.

본 발명의 다층 블로우 성형품에 있어서, 층은 통상의 사용 상태에서 분리되지 않고 상호 강고히 고정되며, 성형품은 다층 블로우 성형품의 장점을 제공하고 또한 원주방향으로 형성된 층 및/또는 부분(모두 다른 수지로 이루어져 있다)은 재생 및 재활용시에 상호 용이하게 분리된다. 그러므로, 본 발명의 다층 블로우 성형품은 자동차용 범퍼 또는 자동차용 연료 탱크와 같은 대형 산업 부품, 마요네즈 또는 케찹용 가정 용구 등에 사용되는 경우에, 성형품들의 상업적 가치를 향상시키고 또한 사용 후에 경제성에 기초하여 재생 및 재활용될 수 있다. 또한, 성형 합성수지 제품의 폐기에 의하여 발생되는 환경 오염이 방지될 수 있다.

Claims

다층 블로우 성형품에 있어서,

중공형 성형품은 성형 수축율이 상이한 여러 종류의 열가소성 수지로 형성되며, 다수의 층으로 형성된 중공형 성형품의 다층 주벽 영역에서, 상기 다층 주벽 영역이 내부에서 외부로 대체로 볼록하게 돌출하는 볼록 만곡부에서 더욱 외측의 층이 더욱 내측의 층의 성형 수축율보다 큰 성형 수축율을 갖는 수지로 형성되며, 상기 다층 주벽 영역이 외부에서 내부로 대체로 오목하게 만입된 오목 만입부에서 더욱 외측의 층이 더욱 내측의 층의 성형 수축율보다 작은 성형 수축율을 갖는 수지로 형성되며, 성형품 전체의 층들은 상기 다층 주벽 영역에서 원주방향으로 형성된 층을 형성하는 수지의 성형 수축율 차에 기인하여 발생하는 체결력에 의하여 서로 단단히 고정되는 것을 특징으로 하는

다층 블로우 성형품.
제 1 항에 있어서,

상기 중공형 성형품의 주벽은 수지의 종류, 층의 개수 및 층의 두께중 적어도 하나가 상이한 다수의 영역을 원주방향으로 갖는 것을 특징으로 하는

다층 블로우 성형품.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 층들은 서로 부착되지 않는 것을 특징으로 하는

다층 블로우 성형품.
제 1 항에 있어서,

상기 다층 주벽 영역의 볼록 만곡부 또는 오목 만입부는, 볼록 만곡부에서 더욱 외측의 층중 어느 하나가 더욱 내측의 층중 어느 하나를 에워싸고 오목 만입부에서 더욱 내측의 층중 어느 하나가 더욱 외측의 층중 어느 하나를 에워싸도록 형성된 체결부를 구비하는 것을 특징으로 하는

다층 블로우 성형품.
제 1 항에 있어서,

상이한 수지의 영역으로부터 연장되며 시로 결합되는 결합부들이 중공형 성형품의 적어도 최외층에 형성된 상이한 수지의 영역 사이의 경계에서 형성되며, 상기 결합부는 결합 수단에 의하여 고정되는 것을 특징으로 하는

다층 블로우 성형품.
제 5 항에 있어서,

상기 결합 수단은 볼트와 너트 또는 클립을 포함하는 결합 부품이거나, 또는 결합부에 형성되거나 이것에 고정되는 파스너 또는 지퍼를 포함하는 결합 구조체인 것을 특징으로 하는

다층 블로우 성형품.
다층 블로우 성형품에 있어서,

다층 블로우 성형 중공형 구조 성형품이, 사출 성형 또는 진공 성형에 의하여 형성되며 그리고 성형품의 전체 표면적의 적어도 50%를 점유하는 표면층을 블로우 성형에 의하여 성형되고 표면층의 배면에 일체로 결합되는 중공형 구조체와 결합시킴으로써 형성되고, 상기 표면층은 중공형 구조체를 형성하는 수지의 수축율보다 더 큰 성형 수축율을 가지는 수지로 성형되며 또한 상기 중공형 구조체를 에워싸서 죄는 체결부를 가지며, 상기 표면층은 상기 표면층을 형성하는 수지와 상기 중공형 구조체를 형성하는 수지간의 성형 수축율 차에 기초하여 상기 중공형 구조체에 고정되는 것을 특징으로 하는

다층 블로우 성형품.
제 7 항에 있어서,

상기 표면층은 상기 표면층의 체결부로부터 연장하는 다수의 주연 결합부와, 그에 대응하는 중공형 구조체의 단차부를 결합수단에 의해 결합시킴으로써 상기 중공형 구조체에 고정되는 것을 특징으로 하는

다층 블로우 성형품.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

상기 표면층은 그 내부면으로부터 돌출하는 볼록 잠금부를 가지며, 상기 중공형 구조체는 표면층의 볼록 잠금부에 대응하는 지점에 형성된 오목 잠금부를 가지며, 상기 표면층은 볼록 잠금부를 오목 잠금부에 고정함으로써 중공형 구조체에 고정되는 것을 특징으로 하는

다층 블로우 성형품.
발포체 수지로 충전된 중공형 성형품으로 성형된 다층 블로우 성형품에 있어서,

상기 중공형 성형품은 서로 부착됨없이 상이한 성형 수축율을 갖는 여러가지 열가소성 수지의 층으로 형성되며, 더욱 외측의 층은 재료의 고유한 성형 수축율면에서 더욱 내측 층의 수지의 성형 수축율보다 작은 수지로 형성되고, 발포체 수지가 충전된 후 상기 중공형 성형품의 전체적인 치수 수축율은 층을 구성하는 수지의 고유한 성형 수축율보다 작은 것을 특징으로 하는

다층 블로우 성형품.
제 10 항에 있어서,

상기 중공형 성형품의 내층 재료와, 상기 중공형 성형품에 충전될 발포체 수지의 재료는 동일한 것을 특징으로 하는

다층 블로우 성형품.