KR100616794B1 - 열가소성 수지의 표피 부착식 발포 성형체, 용기, 및자동차용 충격완충재 - Google Patents
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Abstract
열가소성 수지 발포층 및 이 발포층의 내외측 모두에 위치되는 열가소성 중합체 층으로 구성되는 원통형 다층 발포 패리슨을 주형 내에 수용하여 압축성형함으로써 형성되는 열가소성 수지의 표피 부착식 발포 성형체가 개시되며, 여기서 성형체는 그 표면에 다층 발포 패리슨의 외측 중합체 층으로 형성되는 표피와, 상기 표피의 내측에 다층 발포 패리슨의 내측 중합체 층의 적어도 일부를 서로 융합시킴으로써 형성되는 코어 및 다층 발포 패리슨의 발포층으로 형성되는 발포체를 구비한다.
Description
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 표피 부착식 발포 성형체를 도시하는 도면으로서, 도 1a는 이 성형체의 외관을 도시하는 사시도, 및 도 1b는 도 1a의 선 B-B를 따라 취한 단면도.
도 2는 다층 발포 패리슨(parison)을 도시하는 도면.
도 3 및 도 4는 표피 부착식 발포 성형체의 제조방법을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 표피 부착식 발포 성형체를 도시하는 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표피 부착식 발포 성형체를 도시하는 단면도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표피 부착식 발포 성형체를 도시하는 단면도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표피 부착식 발포 성형체를 도시하는 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 표피 부착식 발포 성형체 2 : 표피
3 : 코어 4 : 발포체
5 : 공간부 6 : 다층 발포 패리슨
7 : 발포층 8 : 외측 중합체 층
9 : 내측 중합체 층 10 : 중공부
11 : 다이 12a, 12b : 주형
13 : 감압용 파이프 14 : 용기 공간
본 발명은 열가소성 수지의 표피 부착식 발포 성형체에 관한 것으로서, 이 성형체는 열가소성 중합체로 형성된 표피를 가지고, 표피의 내측에 발포체를 포함하며, 예컨대 바닥이나 문 등에 이용되는 경량의 단열판, 팔레트, 용기, 자동차 부재 등에 사용될 수 있다.
종전에는, 열가소성 수지 발포체의 표면상에 열가소성 수지로 구성된 표피를 형성시킴으로써 얻어지는 열가소성 수지의 표피 부착식 발포 성형체가 널리 공지되어 있다. 예를 들어, 표피 부착식 발포 성형체를 얻기 위한 방법으로서, 중공 구조의 성형품을 비발포 합성수지로 형성하고 폴리우레탄 발포체 또는 발포 비드(bead)를 성형체 내의 공동 내로 주입시켜 충전시키는 방법이 공지되어 있다(일본 특허공보 제 10217/1983호, 일본 특허출원공개공보 제 339979/1994호 등 참 조). 그러나, 이러한 방법은 표피를 형성하는 단계 및 발포 성형체를 형성하는 단계가 독립적으로 이루어지기 때문에, 표피 부착식 발포 성형체의 제조공정이 복잡하며 특별한 성형기계가 필요하다는 문제점을 갖고 있다. 그러므로, 표피 부착식 발포 성형체를 저렴하게 제공하기가 어렵다.
다른 방법으로는, 발포 수지층의 외측에 비발포 수지층이 제공되는 원통형 다층 발포 패리슨을 성형하는 한편, 패리슨의 내측상의 발포층을 서로 융합시키도록 주형 내에서 패리슨을 압축시켜 표피 부착식 발포 성형체를 얻는 방법이 있다(일본 특허공보 제 27978/1987호, 일본 특허출원공개공보 제 312449/1994호 등 참조). 이 방법에 따르면, 표피 부착식 발포 성형체를 복잡한 공정을 거치지 않고도 얻을 수 있다. 그러나, 이 성형체는 다층 패리슨의 발포층이 직접적으로 융합되기 때문에 기포의 붕괴를 일으켜 융합 표면에서 연속 기포(open cell)를 형성하는 경향이 있다. 그 결과, 이 발포 성형체는 수축 및 변형이 일어날 수 있다는 문제점을 갖는다. 특히, 다층 패리슨을 형성하는 발포층의 밀도가 낮은 경우, 전술한 문제점들이 발생하기 쉽다. 그러므로, 이 방법은 경량이며 우수한 특성을 갖는 표피 부착식 발포 성형체를 제공하기 어렵다는 단점을 갖는다.
본 발명은 종래의 기술과 관련된 상기 문제점들의 관점에서 완성되었고, 단순한 방법으로 제조될 수 있으며 경량성, 기계적 강도, 단열성, 완충성, 감쇠성, 외관 등에 있어서 우수한 열가소성 수지의 표피 부착식 발포 성형체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따르면, 열가소성 수지 발포층 및 이 발포층의 내외측 모두에 위치되는 열가소성 중합체 층으로 구성되는 원통형 다층 발포 패리슨을 주형 내에 수용하여 압축성형함으로써 형성되는 열가소성 수지의 표피 부착식 발포 성형체가 제공되며, 여기서 성형체는 그 표면에 다층 발포 패리슨의 외측 중합체 층으로 형성되는 표피와, 상기 표피의 내측에 다층 발포 패리슨의 내측 중합체 층의 적어도 일부를 서로 융합(fusion-bonding)시킴으로써 형성되는 코어(core) 및 다층 발포 패리슨의 발포층으로 형성되는 발포체를 포함한다.
본 발명에 따른 발포 성형체는 100 ㎛ 내지 10 mm 의 표피 두께와 100 ㎛ 이상의 코어 두께를 갖는 성형체를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 발포 성형체는 20 내지 800 kg/m3 의 밀도를 갖는 성형체를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 발포 성형체에 있어서, 다층 발포 패리슨의 내측 중합체 층의 적어도 일부를 서로 융합시켜 형성된 코어는 내측 중합체 층이 서로 융합되지 않은 공간부를 가질 수 있으며, 코어 내의 융합부의 면적비는 바람직하게는 25% 이상, 보다 바람직하게는 60% 이상, 특히 바람직하게는 80 내지 100% 이다. 본 발명에 따른 표피 부착식 발포 성형체는 폴리올레핀 수지로 각각 형성되는 발포체, 표피 및 코어를 포함하는 성형체일 수도 있다. 특히, 발포체, 표피 및 코어가 5 내지 30 cN 의 용융장력(melt tension)을 갖는 폴리프로필렌 수지로 각각 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 발포 성형체는 올레핀 엘라스토머, 스티렌 엘라스토머 및 고충격(high-impact) 폴리스티렌 중 선택된 적어도 하나로 표피가 형성된 열가소성 중합체를 포함하는 성형체일 수도 있다.
또한, 본 발명에 따라서, 30 내지 400 kg/m3 의 밀도, 200 ㎛ 내지 3 mm 의 표피 두께, 및 100 ㎛ 이상의 코어 두께를 갖는 전술한 열가소성 수지의 표피 부착식 발포 성형체로 형성되는 용기가 제공될 수 있다.
본 발명에 따라서, 25 내지 300 kg/m3 의 밀도, 200 ㎛ 내지 7 mm 의 표피 두께, 및 200 ㎛ 이상의 코어 두께를 갖는 전술한 열가소성 수지의 표피 부착식 발포 성형체로 형성되는 자동차용 충격완충재가 또한 제공될 수 있다.
본 발명에 따라서, 전술한 열가소성 수지의 표피 부착식 발포 성형체로 형성되는 자동차용 구조 부재가 또한 제공될 수 있다. 이 자동차용 구조 부재는 범퍼, 필라(pillar), 계기판, 스포일러, 펜더, 측면 발판, 도어 트림, 그릴 가드 및 트렁크 받침판 중에서 선택되는 부재일 수 있다.
본 발명의 상기 및 기타 목적, 특징 및 이점들은 첨부된 도면과 관련한 하기의 설명과 첨부된 청구범위로부터 명백해질 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 열가소성 수지의 표피 부착식 발포 성형체(이하, 간략하게 "표피 부착식 발포 성형체"로 기재됨)의 일실시예를 도시한다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 표피 부착식 발포 성형체(1)는 표피(2), 및 이 표피(2) 내부에 있는 코어(3)와 발포체(4)를 구비한다. 또한, 도 1b에는 공간부(5)가 도시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 표피 부착식 발포 성형체(1)는 압축성형을 위해 주형 내에서 열가소성 수지 발포층(7), 이 발포층(7)의 외측에 제공되는 외측 열가소성 중합체 층(8), 및 발포층(7)의 내측에 제공되며 중공부(10)를 갖는 내측 열가소성 중합체 층(9)으로 구성되는 원통형 다층 발포 패리슨(6)(이하, 간략하게 "다층 패리슨" 또는 "패리슨"으로 기재됨)을 보유함으로써 얻어진다. 또한, 본 발명에 사용되는 용어 "패리슨(parison)"은 중공성형과 같은 성형법에 이용되는 압출성형이나 사출성형 등에 의해 수득되는 관형 등의 중공 플라스틱 성형체를 의미한다. 외측 중합체 층(8)과 내측 중합체 층(9)은 0.4 g/cm3 이상의 밀도를 갖는 발포 중합체 또는 비발포 중합체로 형성되는 것이 바람직하다. 이들 중합체 층의 강성, 내열성, 난연성 등을 향상시키기 위하여 무기물질이 이들 중합체 층에 함유될 수도 있다.
본 발명에 따른 표피 부착식 발포 성형체(1)의 표피(2)는 다층 패리슨(6)의 외측 중합체 층(8)에 대응하며, 그리고 코어(3)는 다층 패리슨(6)의 내측 중합체 층(9)에 대응한다. 다층 패리슨(6)의 외측 중합체 층(8) 및 내측 중합체 층(9)에 사용되는 열가소성 중합체의 예로는, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 선형의 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 등과 같은 폴리에틸렌 수지; 호모폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 랜덤(random) 공중합체, 에틸렌-프로필렌 블록(block) 공중합체, 부텐-프로필렌 랜덤 공중합체, 부텐-프로필렌 블록 공중합체, 에틸렌-부텐-프로필렌 랜덤 삼중합체 등의 폴리프로필렌 수지; 고리형 폴리올레핀 등과 같은 기타 폴리올레핀 수지; 폴리스티렌, 고충격 폴리스티렌 및 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 삼중합체 등과 같은 폴리스티렌 수지; 폴리카보네이트 수지; 아크릴 수지; 메타크릴 수지; 폴리에스테르 수지; 염화 폴리비닐 수지; 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체; 폴리아미드 수지; 아크릴로니트릴 수지; 스티렌 엘라스토머; 올레핀 엘라스토머; 우레탄 엘라스토머; 및 폴리에스테르 엘라스토머가 있다. 이들 중합체들을 결합하여 사용할 수도 있다.
열가소성 수지 발포층에 사용되는 열가소성 수지의 예로는, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 선형의 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 등과 같은 폴리에틸렌 수지; 호모폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체, 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체, 부텐-프로필렌 랜덤 공중합체, 부텐-프로필렌 블록 공중합체, 및 에틸렌-부텐-프로필렌 랜덤 삼중합체 등의 폴리프로필렌 수지; 고리형 폴리올레핀 등과 같은 기타 폴리올레핀 수지; 폴리스티렌, 고충격 폴리스티렌 및 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 삼중합체 등과 같은 폴리스티렌 수지; 폴리카보네이트 수지; 아크릴 수지; 메타크릴 수지; 폴리에스테르 수지; 염화 폴리비닐 수지; 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체; 폴리아미드 수지; 및 아크릴로니트릴 수지가 있다. 이들 수지들을 결합하여 사용할 수도 있다.
특히, 외측 중합체 층(8)과 내측 중합체 층(9)은 폴리스티렌 수지, 폴리에틸렌 수지 또는 폴리프로필렌 수지로 형성되는 것이 바람직하며, 우수한 외관을 갖는 성형체를 제공할 수 있도록 5 내지 30 cN 의 용융장력(melt tension)을 갖는다. 또한, 발포체, 표피 및 코어는 재생 및 접합 성질을 갖는 동일한 종류의 수지로 구성되는 것이 바람직하다. 폴리프로필렌 수지의 용융장력(MT)은 예컨대, "Toyo Seiki Seisaku-Sho, Ltd." 등에 의해 제조된 "용융장력 시험기 모델 Ⅱ"에 따라서 측정될 수 있다. 특히, 2.095 mm의 직경과 8 mm의 길이를 갖는 오리피스를 구비한 용융장력 시험기가 사용되며, 수지는 230℃의 수지 온도와 분당 10 mm의 피스톤 속도의 조건하에서 실의 형태로 오리피스로부터 압출된다. 이러한 실형상 재료는 45 mm의 직경을 갖는 장력-검출 풀리(tension-detecting pulley)를 중심으로 감기고 50 mm의 직경을 갖는 권취 롤러(take-up roller)에 의해 감기며, 권취 속도는 초당 5 r.p.m으로 점진적으로 증가된다(실의 권취 가속도 : 1.3 x 10-2 m/s2).
본 발명에 있어서, 용융장력(MT)을 측정하기 위하여, 권취 속도는 장력-검출 풀리 상의 실형상 재료가 파단되는 권취 속도(R)(r.p.m)를 얻기 위해 그 재료가 파단될 때까지 증가된다. 다음에, R x 0.7 (r.p.m)의 일정한 권취 속도로 권취 작업이 반복되며, 이 동안에 장력-검출 풀리에 접속된 검출기에 의해 검출되는 실의 용융장력(MT)이 시간의 함수로서 측정되고, 종좌표를 따라서 MT(gf)이 그리고 횡좌표를 따라서 시간(초)이 기록되어 그래프가 얻어진다. 본 발명의 MT는 크기가 안정적인 부분에서의 크기의 중간치로 결정된다. 권취 속도가 500 (r.p.m)에 달할 때에도 실이 파단되지 않으면, 500 (r.p.m)의 권취 속도에서 얻어진 값이 그 실의 용융장력(MT)으로 규정된다. 또한, 비정상적으로 발생한 특정 크기는 무시된다.
최종 성형체의 내충격성이 향상되도록, 외측 중합체 층(8)은 올레핀 엘라스토머, 스티렌 엘라스토머 또는 고충격 폴리스티렌으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 외측 중합체 층(8)은 기포 안정제, 적외선 흡수제, 적외선 반사제, 방염제, 유동성 개량제, 풍화 안정제, 착색제, 열 안정제, 산화방지제, 충전제(filler) 및 고무 등의 다양한 첨가제를 전술한 중합체 중의 어느 하나 또는 둘 이상의 이들의 혼합물에 적절하게 혼합하여 얻어지는 혼합물로 형성될 수도 있 다.
본 발명에 따른 표피 부착식 발포 성형체(1)의 표피(2)의 두께는 100 ㎛ 내지 10 mm가 바람직하며, 보다 바람직하게는 100 ㎛ 내지 7 mm이다. 만일 표피(2)의 두께가 너무 얇으면, 표피 부착식 발포 성형체(1)의 표면 평활도가 저하되어 성형체(1)의 표면 외관이 조잡해질 수 있다. 만일 표피(2)의 두께가 너무 두꺼우면, 성형체(1)의 총중량이 증가되어 성형체(1)의 사용에 따른 경량 특성이 손상되며, 일부 경우에는 발포층 내의 독립 기포(closed cell) 함량이 낮아질 수도 있다. 특히, 중합체 층과 발포층이 동시-압출성형법에 의하여 동시-압출성형 다이를 통해 동시에 압출되기 때문에, 표피가 두꺼우면 즉, 중합체 층이 두꺼우면 중합체 층을 형성하는 용융 수지의 열량이 높아지고, 발포층이 그러한 열로 가열되어, 발포층을 형성하는 수지의 점도가 기포를 유지하지 못할 정도로 낮아져, 발포층 내의 독립 기포의 함량이 낮아진다.
표피 부착식 발포 성형체(1) 내의 코어(3)는 다층 패리슨(6)의 내측 중합체 층(9)의 적어도 일부를 서로 융합시켜 형성된다. 코어(3)는 100 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 200 ㎛ 내지 10 mm, 특히 바람직하게는 200 ㎛ 내지 7 mm의 두께를 갖도록 형성된다. 상기 범위 내의 두께를 갖는 코어(3)를 형성하기 위해서는, 내측 중합체 층(9)이 비발포 층인 경우 코어(3)의 의도된 두께의 약 절반을 갖도록 내측 중합체 층(9)을 형성하면 된다. 반면에, 내측 중합체 층(9)이 발포층인 경우에는, 다층 패리슨(6)의 성형시의 압축에 의해 감소되는 두께를 고려하여, 형성하고자 하는 코어(3) 두께의 약 절반의 두께에 압축을 위한 상기 두께를 더한 두께가 되도록 내측 중합체 층(9)의 두께를 조절하면 된다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 발포 성형체(1) 내의 코어(3)는 다층 패리슨(6)의 서로 접합되지 않은 내측 중합체 층(9)의 일부에 의해 형성되는 공간부(5)를 가질 수 있다. 본 발명에서 코어(3)가 공간부(5)를 갖는 경우, 코어(3)의 두께는 공간부(5)의 두께를 제외한 다층 패리슨(6)의 내측 중합체 층(9)에 상응하는 부분(9a 및 9b)의 총두께로 규정된다.
비록 내측 중합체 층(9)의 융합된 부분 주위의 발포층(7) 내의 기포가 다층 패리슨(6)의 성형품 내에서 서로에 대한 내측 중합체 층(9)의 융합 동안에 연속 기포(open cell)로 만들어지라도, 발포층(7)의 내측에 존재하는 내측 중합체 층(9)은 최종 성형체가 수축되거나 변형되는 것을 방지하는 효과를 갖는 리브(rib)의 기능을 수행한다. 그러나, 다층 패리슨(6) 내의 내측 중합체 층(9)의 두께가 형성될 코어(3)의 두께를 100 ㎛ 미만으로 만드는 두께일 때에는, 내측 중합체 층(9)에 의한 리브 기능이 저하되어, 최종 성형체는 수축되거나 변형될 가능성이 있다.
본 발명에 따른 표피 부착식 발포 성형체(1)에 있어서, 발포체(4)의 밀도는 20 내지 500 kg/m3 이 바람직하며, 25 내지 400 kg/m3 이 보다 바람직하다. 만일 발포체(4)의 밀도가 500 kg/m3 을 초과하면, 성형체의 절연성과 같은 물리적 특성과 경량 특성이 저하될 가능성이 있다. 반면에, 발포체(4)의 밀도가 20 kg/m3 미만이라면, 기포 막이 너무 얇아지기 때문에, 기포가 파괴되고 연속 기포 부분이 증가하여, 성형체의 물리적 특성이 저하될 수 있다. 발포체(4)의 두께는 3mm 이상이 바람직하며, 4 내지 300 mm가 보다 바람직하다.
표피 부착식 발포 성형체(1) 내의 발포체(4)의 밀도는 다음과 같은 몇 가지 방법에 따라 측정될 수 있다. 예컨대, 한 가지 방법으로는 발포체(4)만을 남기고 표피(2) 및 코어(3)를 표피 부착식 발포 성형체(1)로부터 제거하고, 발췌된 발포체(4)의 밀도를 측정하는 것이다. 또한, 표피(2)와 코어(3)의 두께는 성형체(1)의 수직 단면으로부터 측정될 수 있다. 이 경우, 필요시 현미경을 통해 성형체(1)의 단면을 확대하고 확대 투영도를 이용하여 측정할 수 있다. 또한, 발포체의 밀도가 측정된 위치에 따라 다를 수 있되므로, 발포체(4)의 밀도는 기포 상태가 양호한 위치를 선택하여 측정하고, 이때 성형체의 수직 단면에서의 표피, 코어 및 발포체의 총두께는 5 mm 이상이다. 발포체(4)의 두께는 성형체(1)의 단면으로부터 측정될 수 있다. 이 경우, 표피와 코어 사이의 수직선 길이(L)(도 4 참조)는 발포체(4)의 두께로 간주된다. 그러나, 패리슨용 주형 클램프 부근(X)(도 4 참조)의 발포 성형체(1)의 상하측 및 좌우측 주변부에 위치한 발포체(4)의 부분의 두께는 본질적으로 작아지기 때문에, 상기 클램프 주변 부분 이외의 주요 부분의 두께는 상기 범위 내에 놓여지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 표피 부착식 발포 성형체(1)의 밀도는 20 내지 800 kg/m3 이 바람직하며, 25 내지 400 kg/m3 이 보다 바람직하다. 만일 발포 성형체(1)의 밀도가 800 kg/m3 을 초과하면, 성형체의 내열성과 경량 특성이 저하될 가능성이 있다. 반면에, 발포 성형체(1)의 밀도가 20 kg/m3 미만이라면, 성형체의 압축 강도와 같은 기계적 특성이 저하될 수 있다.
표피 부착식 발포 성형체(1)의 밀도는 예컨대, 성형체(1)를 물에 담가서 그 체적을 측정하고 성형체의 중량을 그 체적으로 나눔으로써 결정되는 값이다. 또한, 성형체(1)의 체적은 성형체(1) 내부의 공간부(5)를 포함하는 체적이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 성형체의 제조방법을 도시하고 있다. 다층 패리슨(6)을 제조하기 위하여, 패리슨의 구성하는 각각의 층을 형성하기 위한 기재 수지(base resin)는 개별적으로 용융되어 압출기(도시 생략) 내에서 혼합되고, 혼합된 용해물은 저압 영역으로 압출되는 동시에, 도 3에 도시된 바와 같은 다이(11) 내에서 합류하여, 다층 패리슨(6)이 형성된다. 필요시, 다이(11)와 압출기 사이에 또는 다이(11) 내부에 축적기(accumulator)가 제공될 수도 있다. 다층 패리슨(6) 내에 발포층(7)을 형성하기 위하여, 압출기 내에서의 열가소성 수지의 용융 및 혼합 시에 발포제가 전술된 열가소성 수지에 첨가된다. 무기성 발포제, 휘발성 발포제 또는 분해성 발포제가 발포제로서 사용될 수 있다. 그러나, 고팽창률을 갖는 발포체를 얻기 위하여, 무기성 발포제나 휘발성 발포제를 사용하는 것이 바람직하다. 무기성 발포제의 예로는 질소 및 이산화탄소가 있다. 휘발성 발포제의 예로는 프로판, n-부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄, n-헥산 및 이소헥산 등의 지방성 탄화수소; 염화 메틸 및 염화 에틸 등의 염화 탄화수소; 및 1,1,1,2-테트라플루오로에탄 및 1,1-디플루오로에탄 등의 플루오르화 탄화수소 등이 있다. 분해성 발포제의 예로는 아조디카본아미드 (azodicarbonamide)가 있다. 전술한 발포제는 둘 이상이 결합되어 사용될 수도 있다. 기포 안정제의 기능을 또한 갖는 분해성 발포제는 무기성 발포제 또는 휘발성 발포제와 함께 사용될 수 있다.
발포 다층 패리슨(6)으로부터 본 발명에 따른 표피 부착식 발포 성형체(1)를 얻기 위하여, 한 쌍의 분리된 주형(12a, 12b)은 다이(11)를 통해 압출성형되는 다층 패리슨(6)을 양측면으로 고정하도록 폐쇄되어 다층 패리슨(6)을 성형한다. 한 쌍의 분리된 주형(12a, 12b)이 도 3에 도시된 바와 같이 폐쇄되면, 주형(12a, 12b)의 공동 표면(cavity surface)은 다층 패리슨(6)을 가압하여 편평한 형태로 점차 변형시킨다. 도 4에 도시된 바와 같이 주형(12a, 12b)이 완전하게 폐쇄되면, 다층 패리슨(6)은 주형(12a, 12b)에 의해 편평한 형태로 완전 가압되어, 패리슨(6)의 내측 중합체 층 중의 적어도 일부가 서로 융합된 본 발명에 따른 표피 부착식 발포 성형체(1)가 얻어진다.
전술한 방법에 있어서, 압력의 감소시 성형품이 되도록 감압용 파이프(13)가 도 3에 도시된 바와 같이 주형(12a, 12b)에 제공된 경우에는, 다층 패리슨(6)의 외측면(외측 중합체 층(8))이 주형(12a, 12b)의 공동 표면에 완전 밀착될 수 있어서, 양호한 표면 윤곽을 갖는 성형체(1)를 얻을 수 있다. 또한, 다이(11)를 통한 다층 패리슨(6)의 압출 직후 패리슨 핀치(pinch)에 의해 패리슨(6)의 개방 단부를 폐쇄시키는 단계와, 패리슨(6)을 팽창시키도록 패리슨(6) 내에 공기를 불어넣는 단계와, 그리고 패리슨(6)을 성형하도록 전술한 바와 같은 주형(12a, 12b) 사이에 팽창된 패리슨을 고정시키는 단계를 포함하는 방법이 채용된다.
또한, 도 3은 본 발명에 따른 표피 부착식 발포 성형체(1)의 제작의 일실시예를 개념적으로 도시하는 것이며, 본 발명에 따른 표피 부착식 발포 성형체(1)를 제조하기 위한 특정 절차, 장치 등이 이러한 예시에 의해 제한되지는 않는다.
본 발명에 따른 표피 부착식 발포 성형체(1)는 코어(3) 내에 공간부(5)를 반드시 갖는 것은 아니며, 도 5에 도시된 바와 같이 서로 완전히 융합된 내측 중합체 층(9a, 9b)을 포함할 수도 있다. 코어(3) 내의 융합 비율을 융합부분의 면적의 비(%)로 표현하면, 의도하는 목적을 달성한다는 관점에서 볼 때 본 발명에 따른 성형체(1)의 코어(3) 내의 융합부의 면적비는 25% 이상, 바람직하게는 60 % 이상, 특히 바람직하게는 80 내지 100%가 된다. 또한, 융합부의 면적비는 하기의 방법으로 측정되는 값을 의미한다.
이하, 융합부의 면적비를 측정하는 방법은 도 1a 및 도 1b에 도시된 성형체에 입각하여 설명된다. 그러나, 도 1a에 도시된 성형체에 있어서, 도면 내의 좌우측 방향은 다층 패리슨의 압출 방향에 상응한다. 먼저, 표피 부착식 발포 성형체(1)는 성형체를 제조하는데 사용되는 다층 패리슨(6)의 압출 방향에 수직인 평면에서 10개의 동일한 조각으로 분할된다. 도 1b는 10개의 동일한 조각 중에서 한 조각의 단면을 도시하고 있다. 그 후, 성형체의 절단된 조각 각각의 한 단면(예컨대, 우측 단면이 선택되면, 모든 절단 조각의 우측 단면이 측정하고자 하는 단면들의 일관성을 위하여 선택됨. 즉, 9개의 단면상에서 측정이 이루어짐) 내에서 서로 융합되는 코어(3)를 형성하는 내측 중합체 층의 부분의 길이(mm)가 결정된다. 이 길이에 2를 곱하여 얻은 값이 융합부의 길이(L1)(mm)로 간주된다. 반면에, 코어(3) 내의 내측 중합체 층의 일부가 공간부(5)를 형성하도록 서로 융합되지 않는 경우에는, 공간부(5)의 내측 원주 에지의 길이가 비융합부의 길이(L2)(mm)로 간주된다. 융합부의 길이(L1)와 비융합부의 길이(L2)는 단면 내의 모든 융합부와 모든 비융합부의 각각의 총합으로 결정된다. 그리고, 융합부의 면적비(%)는 "[L1/(L1 + L2)] x 100"으로 구해진다. 또한, 내측 중합체 층이 공간부 없이 서로 융합되는 단면에 있어서는, 면적비는 당연히 100%가 된다. 각각의 단면 내의 융합부의 면적비의 산술평균은 표피 부착식 발포 성형체 내의 융합부의 면적비(%)로 간주된다.
본 발명에 따른 표피 부착식 발포 성형체(1)는, 발포층(7) 및 주형 내에서 발포층(7)의 내외측 모두에 위치되는 중합체 층(8, 9)을 포함하는 다층 패리슨(6)을 압축성형함으로써 얻어진다. 다층 패리슨(6) 내의 발포층(7)을 형성하는 기재 및 발포층(7)의 내외측 모두에서 중합체 층(8, 9)을 형성하는 기재 각각이 높은 접착성을 갖는 경우, 그러한 다층 패리슨(6)으로부터 얻어진 표피 부착식 발포 성형체(1)는, 표피(2)와 발포체(4)간의 그리고 성형체 내의 코어(3)와 발포체(4)간의 접합 강도가 높아져서 높은 기계적 강도를 갖는 성형체가 된다는 이점을 가지며, 발포층(7)이 중합체 층(8)에 완전하게 접합되기 때문에 외측 중합체 층(8)이 성형체(1)의 성형시 발포층(7)과 함께 신장되어 중합체 층(8)의 두께가 보다 평탄해질 수 있으며, 또한 다층 패리슨(6)의 발포층(7)의 팽창비가 높아질 때조차도 수축이나 변형이 없는 우수한 표피 부착식 발포 성형체가 된다는 이점을 갖는다.
본 발명에 따른 표피 부착식 발포 성형체(1)는 용기 또는 자동차용 충격 완충재로서 이용될 수 있다. 도 6은 본 발명에 따른 표피 부착식 발포 성형체(1)로 구성된 용기를 도시한 단면도이다. 도 6에 도시된 성형체(1)에 있어서, 코어(3)는 다층 패리슨(6)의 내측 중합체 층(9a, 9b)을 서로 완전히 융합시켜 형성되며, 패리슨은 용기 공간(14)을 형성하도록 성형된다. 본 발명에 따른 표피 부착식 발포 성형체(1)가 용기로서 사용되는 경우, 이 성형체(1)의 밀도는 30 내지 400 kg/m3 로 조절되어, 경량이며 단열성이 우수한 용기가 제공된다. 이외에도, 표피(2)의 두께가 200 내지 3,000 ㎛ 로 조절되어, 높은 내구성과 표면 평활도 및 외관과 경량성간의 양호한 균형관계를 갖춘 용기가 제공된다. 또한, 최종 성형체(1) 내의 코어(3)의 두께가 적어도 100 ㎛에 달하도록 하는 두께의 내측 중합체 층(9)이 사용되어 형성된 다층 패리슨(6)이 사용된 경우, 그러한 다층 패리슨(6)을 성형하여 얻은 성형체(1)는 최소한으로 수축되며 외력에 대해 우수한 기계적 강도를 갖는다.
도 7은 본 발명에 따른 표피 부착식 발포 성형체(1)로 형성된 자동차용 충격완충재의 특정 실시예를 도시하는 자동차 범퍼의 수직 단면도이다. 도 7에 도시된 발포 성형체(1)는 다층 패리슨(6)을 U자형 단면으로 압축성형하여 얻어지며, 다층 패리슨(6)의 내측 중합체 층(9a, 9b)이 성형체(1)의 중앙부에서는 서로 융합되고 상하 양측에서는 공간부(5)를 형성하도록 융합되지 않은 코어(3)를 가진다. 본 발명에 따른 표피 부착식 발포 성형체(1)가 전술한 범퍼와 같은 자동차용 충격완충재로서 사용되는 경우, 이 성형체(1)의 밀도는 25 내지 300 kg/m3 로 조절되어, 경량이며 에너지 흡수 효율이 우수한 충격완충재가 제공된다. 이외에도, 표피(2)의 두께가 200 내지 7,000 ㎛ 로 조절되어, 우수한 표면 평활도와 내충격성을 갖춘 충격완충재가 제공된다. 또한, 코어(3)의 두께가 적어도 200 ㎛에 달하도록 조절되면, 우수한 치수안정성과 크게 향상된 기계적 강도를 갖춘 충격완충재가 제공된다. 본 발명에 따른 성형체로 형성된 충격완충재의 체적은 5,000 cm3 내지 400,000 cm3이 바람직하다.
이하, 실시예를 이용하여 본 발명을 상세히 설명한다.
실시예 1 :
기포 안정제를 함유하는 폴리프로필렌(용융장력 : 10 cN)이 압출기에 공급되어 용융 및 혼합되었고, 표 1에 도시된 양으로 휘발성 발포제(35 : 65의 중량비로 이소부탄 및 n-부탄을 함유하는 혼합물)가 압출기의 중앙으로부터 폴리프로필렌 내에 가해져서 다층 패리슨의 발포층을 형성하기 위한 발포 용해물을 마련하도록 혼합되었다. 한편, 다층 패리슨의 내외측 모두에 중합체 층을 형성하기 위하여, 폴리프로필렌(용융장력 : 19 cN)이 개별 압출기들에 공급되어 비발포 용해물을 마련하도록 용융 및 혼합되었다. 그 후, 각각의 압출기 내에서 용융 및 혼합된 용해물은 개별 축적기 내에 충진되었다. 충진이 완료된 후, 다층 패리슨의 발포층을 형성하기 위한 발포 용해물과 내측 및 외측 중합체 층을 형성하기 위한 비발포 용해물이 각각의 축적기로부터 주입되어 다이 내에서 합류되었고, 발포 용해물을 팽창시키도록 다이를 통해 압출되어 발포층의 내외측 모두에 적층되는 비발포 수지로 구성된 중합체 층을 갖춘 다층 패리슨이 얻어졌다.
그 후, 압출된 다층 패리슨은 도 3에 도시된 바와 같이 한 쌍의 분리된 주형에 의해 압축되었으며, 다층 패리슨을 주형의 공동 표면에 밀착시키도록 파이프(13)로부터의 흡수에 의해 주형의 내부 압력을 감소시켜 다층 패리슨을 성형하였다. 그런 다음에, 최종 성형체를 냉각시키고 주형으로부터 분리시켜 표피 부착식 발포 성형체를 얻었다. 이에 따라 얻어진 성형체는 수축과 변형이 없는 양호한 외관을 구비하였다. 단면을 관찰하기 위하여 이 성형체를 절단하였다. 그 결과, 이 성형체는 다층 패리슨의 외측 중합체 층으로 형성된 표피를 표면에 가지며, 다층 패리슨의 내측 중합체 층으로 형성된 코어, 및 표피의 내측상의 다층 패리슨의 발포층에 상응하는 발포체를 갖는 것으로 관찰되었다. 이 성형체의 코어 내의 융합부의 면적비가 측정되었으며 그 결과가 표 1에 나타나 있다. 성형체의 코어와 표피의 두께 및 성형체의 밀도 등의 여러 가지 물리적 특성이 표 1에 함께 나타나 있다.
실시예 2 :
저밀도 폴리에틸렌이 다층 패리슨의 발포층 및 내외측 중합체 층을 위한 기재로서 사용되었고 발포층의 내외측 모두에 비발포 중합체 층을 갖는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 얻어진 다층 패리슨이 실시예 1과 동일한 방법으로 성형되었다. 그 결과, 양호한 외관을 갖는 성형체가 얻어졌다. 이 성형체의 단면을 관찰한 결과, 다층 패리슨의 내측 중합체 층은 코어를 형성하도록 서로 융합되어 있는 것으로 관찰되었다. 성형체의 코어와 표피의 두께 및 성형체의 밀도 등의 여러 가지 물리적 특성이 표 1에 함께 나타나 있다.
실시예 3 :
폴리프로필렌(용융장력 : 19 cN)이 다층 패리슨의 발포층 및 내측 중합체 층을 위한 기재로서 사용되었고, 그리고 열가소성 올레핀 엘라스토머가 외측 중합체 층을 위한 기재로서 사용되었으며, 발포층의 내외측 모두에 비발포 중합체 층을 갖는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 얻어진 다층 패리슨이 실시예 1과 동일한 방법으로 성형되었다. 그 결과, 양호한 외관을 갖는 성형체가 얻어졌다. 이 성형체의 단면을 관찰한 결과, 다층 패리슨의 내측 중합체 층은 코어를 형성하도록 서로 융합되어 있는 것으로 관찰되었다. 성형체의 코어와 표피의 두께 및 성형체의 밀도 등의 여러 가지 물리적 특성이 표 1에 함께 나타나 있다.
실시예 4 :
폴리스티렌이 다층 패리슨의 발포층을 위한 기재로서 사용되었고, 고충격 폴리스티렌이 다층 패리슨의 내외측 중합체 층을 위한 기재로서 사용되었으며, 그리고 이소부탄이 발포층을 형성하기 위한 발포제로서 사용되었으며, 발포층의 내외측 모두에 비발포 중합체 층을 갖는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 얻어진 다층 패리슨이 실시예 1과 동일한 방법으로 성형되었다. 그 결과, 양호한 외관을 갖는 성형체가 얻어졌다. 이 성형체의 단면을 관찰한 결과, 다층 패리슨의 내측 중합체 층은 코어를 형성하도록 서로 융합되어 있는 것으로 관찰되었다. 성형체의 코어와 표피의 두께 및 성형체의 밀도 등의 여러 가지 물리적 특성이 표 1에 함께 나타나 있다.
실시예 5 :
폴리스티렌이 다층 패리슨의 발포층을 위한 기재로서 사용되었고, 고충격 폴리스티렌과 스티렌 엘라스토머를 70/30의 중량비로 함유한 혼합물이 다층 패리슨의 외측 중합체 층을 위한 기재로서 사용되었으며, 고충격 폴리스티렌이 내측 중합체 층을 위한 기재로서 사용되었고, 그리고 이소부탄이 발포층을 형성하기 위한 발포제로서 사용되었으며, 발포층의 내외측 모두에 비발포 중합체 층을 갖는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 얻어진 다층 패리슨이 실시예 1과 동일한 방법으로 성형되었다. 그 결과, 양호한 외관을 갖는 성형체가 얻어졌다. 이 성형체의 단면을 관찰한 결과, 다층 패리슨의 내측 중합체 층은 코어를 형성하도록 서로 융합되어 있는 것으로 관찰되었다. 성형체의 코어와 표피의 두께 및 성형체의 밀도 등의 여러 가지 물리적 특성이 표 1에 함께 나타나 있다.
실시예 6 :
폴리스티렌이 다층 패리슨의 발포층을 위한 기재로서 사용되었고, 저밀도 폴리에틸렌, 폴리스티렌 및 스티렌 엘라스토머를 65.5/35.5/9의 중량비로 함유한 혼합물이 다층 패리슨의 외측 중합체 층을 위한 기재로서 사용되었으며, 고충격 폴리스티렌이 내측 중합체 층을 위한 기재로서 사용되었고, 그리고 이소부탄이 발포층을 형성하기 위한 발포제로서 사용되었으며, 발포층의 내외측 모두에 비발포 중합체 층을 갖는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 얻어진 다층 패리슨이 실시예 1과 동일한 방법으로 성형되었다. 그 결과, 양호한 외관을 갖는 성형체가 얻어졌다. 이 성형체의 단면을 관찰한 결과, 다층 패리슨의 내측 중합체 층은 코어를 형성하도록 서로 융합되어 있는 것으로 관찰되었다. 성형체의 코어와 표피의 두께 및 성형체의 밀도 등의 여러 가지 물리적 특성이 표 1에 함께 나타나 있다.
실시예 7 :
폴리스티렌이 다층 패리슨의 발포층을 위한 기재로서 사용되었고, 고충격 폴리스티렌이 다층 패리슨의 내외측 중합체 층을 위한 기재로서 사용되었으며, 그리고 이소펜탄이 발포층을 형성하기 위한 발포제로서 사용되었으며, 발포층의 내외측 모두에 비발포 중합체 층을 갖는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 얻어진 다층 패리슨이 실시예 1과 동일한 방법으로 성형되었다. 그 결과, 양호한 외관을 갖는 성형체가 얻어졌다. 이 성형체의 단면을 관찰한 결과, 다층 패리슨의 내측 중합체 층은 코어를 형성하도록 서로 융합되어 있는 것으로 관찰되었다. 성형체의 코어와 표피의 두께 및 성형체의 밀도 등의 여러 가지 물리적 특성이 표 1에 함께 나타나 있다.
실시예 8 :
폴리스티렌이 다층 패리슨의 발포층을 위한 기재로서 사용되었고, 스티렌 엘라스토머가 다층 패리슨의 외측 중합체 층을 위한 기재로서 사용되었으며, 고충격 폴리스티렌, 폴리스티렌 및 스티렌 엘라스토머를 10/47/43의 중량비로 함유한 혼합물이 내측 중합체 층을 위한 기재로서 사용되었고, 그리고 이소부탄이 발포층을 형성하기 위한 발포제로서 사용되었으며, 발포층의 내외측 모두에 비발포 중합체 층을 갖는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 얻어진 다층 패리슨이 실시예 1과 동일한 방법으로 성형되었다. 그 결과, 양호한 외관을 갖는 성형체가 얻어졌다. 이 성형체의 단면을 관찰한 결과, 다층 패리슨의 내측 중합체 층은 코어를 형성하도록 서로 융합되어 있는 것으로 관찰되었다. 성형체의 코어와 표피의 두께 및 성형체의 밀도 등의 여러 가지 물리적 특성이 표 1에 함께 나타나 있다.
실시예 9 :
폴리스티렌이 다층 패리슨의 발포층을 위한 기재로서 사용되었고, 고충격 폴리스티렌이 다층 패리슨의 내외측 중합체 층을 위한 기재로서 사용되었으며, 그리고 n-펜탄이 발포층을 형성하기 위한 발포제로서 사용되었으며, 발포층의 내외측 모두에 비발포 중합체 층을 갖는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 얻어진 다층 패리슨이 실시예 1과 동일한 방법으로 성형되었다. 그 결과, 양호한 외관을 갖는 성형체가 얻어졌다. 이 성형체의 단면을 관찰한 결과, 다층 패리슨의 내측 중합체 층은 코어를 형성하도록 서로 융합되어 있는 것으로 관찰되었다. 성형체의 코어와 표피의 두께 및 성형체의 밀도 등의 여러 가지 물리적 특성이 표 1에 함께 나타나 있다.
실시예 10 :
폴리프로필렌(용융장력 : 22 cN)이 다층 패리슨의 발포층을 위한 기재로서 사용되었고, 폴리프로필렌(용융장력 : 8.5 cN)이 다층 패리슨의 외측 중합체 층을 위한 기재로서 사용되었으며, 폴리프로필렌(용융장력 : 22 cN)이 내측 중합체 층을 위한 기재로서 사용되었고, 그리고 이소부탄이 발포층을 형성하기 위한 발포제로서 사용되었으며, 발포층의 내외측 모두에 비발포 중합체 층을 갖는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 얻어진 다층 패리슨이 압출 방향에 수직인 단면에 있어서 도 8에 도시된 형상을 갖는 범퍼의 형태로 성형체를 얻기 위하여 실시예 1과 동일한 방법으로 성형되었다. 이 성형체는 양호한 외관을 구비하였다. 이 성형체의 단면을 관찰한 결과, 다층 패리슨의 내측 중합체 층은 코어를 형성하도록 서로 부분적으로 융합되어 있는 것으로 관찰되었다. 성형체의 코어와 표피의 두께 및 성형체의 밀도 등의 여러 가지 물리적 특성이 표 1에 함께 나타나 있다.
비교예 1 :
기포 안정제를 함유한 폴리프로필렌이 압출기에 공급되고, 그리고 다층 패리슨의 발포층을 형성하기 위한 발포 용해물을 마련하기 위하여 휘발성 발포제로서 부탄이 압출기의 중앙으로부터 수지 내로 표 1에 나타난 양으로 가해져서 혼합된다. 한편, 다층 패리슨의 외측 상에 중합체 층을 형성하기 위하여, 다층 패리슨의 외측 중합체가 되어질 폴리프로필렌이 압출기에 공급되어 비발포 용해물을 마련하도록 용융 및 혼합되었다. 그 후, 각각의 압출기 내에서 용융 및 혼합된 용해물은 개별 축적기 내에 충진되었다. 다층 패리슨의 발포층을 형성하기 위한 발포 용해물과 외측 중합체 층을 형성하기 위한 비발포 용해물이 각각의 축적기로부터 주입되어 다이 내에서 합류되었고, 발포 용해물을 팽창시키도록 다이를 통해 압출되어 발포층의 오직 외측면에만 적층되는 비발포 수지로 구성된 중합체 층을 갖춘 다층 패리슨이 얻어졌다.
그 후, 압출된 다층 패리슨은 도 3에 도시된 바와 같이 한 쌍의 분리된 주형에 의해 압축되었으며, 다층 패리슨을 주형의 공동 표면에 밀착시키도록 파이프(13)로부터의 흡수에 의해 주형의 내부 압력을 감소시켜 다층 패리슨을 성형하였다. 그런 다음에, 최종 성형체를 냉각시키고 주형으로부터 분리시켜 표피 부착식 발포 성형체를 얻었다. 이에 따라 얻어진 성형체는 수축과 변형을 겪는 것으로 관찰되었다. 단면을 관찰하기 위하여 이 성형체를 절단하였다. 그 결과, 다층 패리슨의 발포층이 자체 내측면에서 서로 융합되었으며, 융합부에서 발포층 내의 기포들이 파괴되었다. 성형체의 표피의 두께 및 성형체의 밀도 등의 여러 가지 물리적 특성이 표 1에 함께 나타나 있다.
비교예 2 :
폴리스티렌이 다층 패리슨의 발포층을 위한 기재로서 사용되었고, 고충격 폴리스티렌이 패리슨의 외측 중합체 층을 위한 기재로서 사용되었으며, 그리고 이소부탄이 발포층을 형성하기 위한 발포제로서 사용되었으며, 발포층의 내외측 모두에 비발포 중합체 층을 갖는 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일한 방법으로 얻어진 다층 패리슨이 비교예 1과 동일한 방법으로 성형되었다. 그 결과, 양호한 외관을 가지며 발포층의 내부는 물론 발포층과 표피 사이에 공간부를 갖는 성형체가 얻어졌다. 공간부에 해당하는 성형체의 부분이 외부로부터 눌렸을 때, 성형체는 손쉽게 구부러지며 변형되었다. 이 성형체의 단면을 관찰하였다. 그 결과, 다층 패리슨의 발포층이 자체 내측면에서 서로 융합되었으며, 또한 발포층 내의 기포가 융합부에서 파괴되었음이 관찰되었다. 성형체의 표피의 두께 및 성형체의 밀도 등의 여러 가지 물리적 특성이 표 1에 함께 나타나 있다.
표 1에 있어서, 기재 수지의 종류와 관련한 약자는 다음과 같다.
PP : 폴리프로필렌;
LDPE : 저밀도 폴리에틸렌;
TPO : 열가소성 폴리프로필렌 엘라스토머;
HDPE : 고밀도 폴리에틸렌;
SBS : 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체;
SEBS : 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체의 수소화 생성물; 및
HIPS : 고충격 폴리스티렌.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 표피 부착식 발포 성형체는 경량성, 기계적 강도, 단열성, 완충성, 감쇠성 등에 있어서 우수하다. 표피 부착식 발포 성형체의 여러 가지 물리적 특성은 본 발명에 따른 표피 부착식 발포 성형체의 표피가 되는 다층 패리슨의 외측 중합체 층, 코어가 되는 다층 패리슨의 내측 중합체 층, 및 발포체가 되는 다층 패리슨의 발포층의 두께 또는 재료, 발포층의 밀도 등을 선택하거나 조절함으로써 그 목적에 따라서 적절하게 제어될 수 있다. 또한, 발포층의 내외측 모두에 중합체 층을 갖는 다층 패리슨이 본 발명에 따른 성형체를 얻기 위하여 성형될 때 내측 중합체 층의 적어도 일부를 서로 융합시킴으로써 코어가 최종 표피 부착식 발포 성형체의 내부에 형성되기 때문에, 성형체 내에서의 수축 및 변형이 방지될 수 있다. 본 발명에 따른 표피 부착식 발포 성형체는 바닥이나 문 등을 위한 경량의 단열판, 팔레트(pallet), 용기, 자동차용 구성 부재(필라, 범퍼, 계기판, 스포일러, 펜더, 측면 발판, 도어 트림, 그릴 가드 및 트렁크 받침판 등), 책상, 의자, 부표, 파도파기 널판 등으로 사용될 수 있다.
본 발명에 의하여, 경량성, 기계적 강도, 단열성, 완충성, 감쇠성 등에 있어서 우수한 열가소성 수지의 표피 부착식 발포 성형체가 단순한 방법으로 제조될 수 있다.
Claims (13)
- 열가소성 수지 발포층 및 이 발포층의 내외측 모두에 위치되는 열가소성 중합체 층으로 구성되는 원통형 다층 발포 패리슨을 주형 내에 수용하여 압축성형함으로써 형성되는 열가소성 수지의 표피 부착식 발포 성형체로서,상기 성형체는 그 표면에 다층 발포 패리슨의 외측 중합체 층으로 형성되는 표피와, 상기 표피의 내측에 다층 발포 패리슨의 내측 중합체 층의 적어도 일부를 서로 융합시킴으로써 형성되는 코어 및 다층 발포 패리슨의 발포층으로 형성되는 발포체를 포함하는 열가소성 수지의 표피 부착식 발포 성형체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 표피의 두께가 100 ㎛ 내지 10 mm 이며, 그리고 상기 코어의 두께는 100 ㎛ 이상인 것을 특징으로 하는, 열가소성 수지의 표피 부착식 발포 성형체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 성형체의 밀도가 20 내지 800 kg/m3 인 것을 특징으로 하는, 열가소성 수지의 표피 부착식 발포 성형체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 코어 내의 융합부의 면적비가 25% 이상인 것을 특징으로 하는, 열가소성 수지의 표피 부착식 발포 성형체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 코어 내의 융합부의 면적비가 60% 이상인 것을 특징으로 하는, 열가소성 수지의 표피 부착식 발포 성형체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 코어 내의 융합부의 면적비가 80 내지 100% 이상인 것을 특징으로 하는, 열가소성 수지의 표피 부착식 발포 성형체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 발포체, 표피 및 코어가 폴리올레핀 수지로 각각 형성되는 것을 특징으로 하는, 열가소성 수지의 표피 부착식 발포 성형체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 발포체, 표피 및 코어가 5 내지 30 cN 의 용융장력을 갖는 폴리프로필렌 수지로 각각 형성되는 것을 특징으로 하는, 열가소성 수지의 표피 부착식 발포 성형체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 표피를 형성하는 열가소성 중합체가 올레핀 엘라스토머, 스티렌 엘라스토머 및 고충격 폴리스티렌 중 선택된 하나 이상의 재료인 것을 특징으로 하는, 열가소성 수지의 표피 부착식 발포 성형체.
- 제 1 항에 따른 열가소성 수지의 표피 부착식 발포 성형체로 형성되고, 30 내지 400 kg/m3 의 밀도, 200 ㎛ 내지 3 mm 의 표피 두께, 및 100 ㎛ 이상의 코어 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 용기.
- 제 1 항에 따른 열가소성 수지의 표피 부착식 발포 성형체로 형성되고, 25 내지 300 kg/m3 의 밀도, 200 ㎛ 내지 7 mm 의 표피 두께, 및 200 ㎛ 이상의 코어 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차용 충격완충재.
- 제 1 항에 따른 열가소성 수지의 표피 부착식 발포 성형체로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 구조 부재.
- 제 12 항에 있어서, 범퍼, 필라, 계기판, 스포일러, 펜더, 측면 발판, 도어 트림, 그릴 가드 및 트렁크 받침판 중에서 선택되는 일 부재인 것을 특징으로 하는 자동차용 구조 부재.
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