KR100652478B1 - 욕조 및 세면대의 합성수지 발포성형체 제조방법 - Google Patents

욕조 및 세면대의 합성수지 발포성형체 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리스치렌 수지에 ABS 수지를 혼합한 혼합수지를 스치렌모너머에 포화용액으로 용해시킨 수지용액에 에치렌그리콜과 폴리푸로피렌그리콜을 중합하여 얻어진 알킷드수지용액을 첨가 반응시킨 폴리스치렌 알킷드 수지에 강알카리로 처리하여 얻은 단섬유와 액상의 발포제를 첨가 발포시킨 욕조 및 세면대의 합성수지 발포성형체의 제조방법에 관한 것임.

Description

욕조 및 세면대의 합성수지 발포성형체 제조방법{THE METHOD OF PREPARING PLASTIC FORMS MATERIAL OF BATH AND WASH BOWL}
본 발명은 가정이나 호텔 및 모텔 설치되어 있는 욕조 및 세면대용 합성수지 발포성형체 제조방법에 관한 것으로 상세하게는 일정비로 혼합한 폴스치렌수지와 ABS수지 혼합물을 스치레모노머에 포화상태로 용해시킨 수지용액에 에치렌그라이콜(EG)과 푸로피렌그라이콜(PG)을 중합시킨 알킷수지 용액을 첨가시킨 폴리스치렌 알킷수지에 왕겨 또는 기타 식물성 섬유를 분쇄하여 강알카리에 처리한 미세섬유를 첨가 균질화시킨 혼합물에 소량의 연속기포성 발포제를 첨가하여 발포시킨 합성수지 발포성형체의 제조방법에 관한 것이다.
종래 합성수지에 욕조나 세면대의 제조방법은 불포화 폴리에스테르수지액에 탄산칼슘, 석고, 탈크와 같은 충진재, 보강제를 첨가한 수지용액에 경화제를 첨가한 수지용액으로 욕조 또는 세면대의 금형에 주입하여 발포 및 경화시켜 탈형하는 소위 인조대리석 (마블)욕조 또는 세면대라고 불려지고 있다.
이와 같은 욕조나 세면대는 절단 가공성이 쉽고 흠집보수가 쉬우나 무거워 취급이 어렵고 광택성이 떨어지며 충격에 의하여 쉽게 깨어지며 수작으로 품질의 균질성이 떨어지고 사상처리에 많은 인력과 시간이 소요되며 보온성이 떨어지는 단점들이 있다.
종래 합성수지재 욕조 및 세면대로서 아크릴시트를 적당한 가열장치에 의해 가열 연화시켜 미리 진공흡인을 위한 작은 구멍을 무수히 뚫은 금형의 상부에 고정하고 이어 금형 또는 시트를 이동시켜 시트와 금형사이를 공기가 새지 않도록 밀폐한뒤 흡인공을 통해 내부의 공기를 급속히 배출시키면 시트는 내부의 압력이 저하되기 때문에 대기압에 의해 아크릴시트 내면이 금형면에 밀착되므로서 성형되는 소위 진공성형방법에 의한 욕조나 욕실세면대 제조방법이라 할 수 있다. 이와 같은 욕조는 광택이 좋고 충격에 쉽게 깨어지지 않는 장점이 있으나 시공시조적이 필요하며 경도가 약하여 표면에 흠집이 쉽게 생기며 흠집보수가 쉽지 않고 코킹과 접착이 안되며 수작업으로 품질이 불균일하고 시공후 변형이 생기는 문제점을 갖고 있다.
본 발명은 종래 욕조 및 세면대와는 달리 폴리스치렌 알키트수지에 식물성 단섬유를 첨가한 소재를 발포시키므로서 현재까지 시도하지 못하였든 욕조 및 세면대의 발포성형체를 얻으므로서 종래 욕조의 단점을 보완 보온성과 내충격성이 우수하고 낙수시 울림이나 소음이 발생하지 않으며 시공시 조적이 필요없고 절단가공 및 흠집보수가 용이하며 광택성이 좋고 극히 경량이어서 취급 및 운반이 용이한 욕조 및 세면대의 합성수지 발포성형체 제조방법을 제공함에 목적이 있다.
본 발명에 의한 욕조 및 세면대의 합성수지 발포성형체의 제조방법을 설명하면 상술한 폴리스치렌 알킷드수지용액 70~80wt%에 식물성 단섬유 20~30wt%을 혼합하여 충분히 혼련시켜 5~6시간 경과후 이혼합물에 대하여 MDI(발포액)에 후레온개스를 혼합시킨 발포제 2~4wt%를 첨가 균질화시켜 발포시킴을 특징으로 하는 욕조 및 세면대의 발포성형체의 제조방법이라 할 수 있다.
이상에서 폴리스치렌 알컷드수지는 중량비로 폴리스치렌수지 70wt%~90wt%에 ABS수지 10~30wt%를 혼합한 혼합수지를 스치렌모노마에 포화용액으로 용해한 수지용액에 대하여 에치렌그라이콜과 푸로피렌그라이콜을 온도 120℃~160℃에서 중합반응으로 얻어진 알킷드수지용액 20~30wt%를 첨가하여 반응시킨 폴리스치렌 알킷드수지라 할 수 있다.
또 식물성 단섬유라 함은 왕겨 또는 톱밥을 가성소다 용액에 침지하여 끓인 다음 식물성 섬유를 추출하여 사용하거나 가성소다와 유화나트륨(Na2S) 혼합용액에 분쇄된 왕겨 또는 기타 식물 섬유를 침지하여 끓인 다음 추출한 섬유를 건조하여 두었다가 사용한다. 이와 같은 처리는 왕겨나 톱밥에 함유되어 있는 비섬유질인 리그닌 비섬유소 탄수화물 기타 목재의 특수성분을 용출시켜 섬유세포를 단리시키므로서 대부분의 섬유소만 남게 되고 이와 같은 단섬유를 수지와 혼합시 발포성형체의 강도를 보강시킨다.
또 폐기되는 초지폐액에서 단섬유를 취득 건조하여 사용할 수도 있다. 이상 에서 얻어지는 단섬유들은 모두 폐기되는 재료에서 얻을 수 있다는 점에서 제조원가면에서 엄청나게 유리하다 할 수 있다.
이상 제조공정에서 폴리스치렌 알킷드 수지용액과 식물성 단섬유와의 혼합공정에서 교반기를 사용해도 폴리스치렌 알킷드수지가 점도가 큰 점질액으로 섬유에 깊이 침투하기가 어렵고 5~6시간 정도 상당한 시간이 요한다. 이를 해결하는 방법으로 폴리스치렌 알킷드수지와 단섬유를 교반한 후 탱크에 60℃ ±5℃로 유지 장시간 보관하여 사용할 수 있고 즉시 사용시는 밀페된 용기에 단섬유의 일정량 충진하고 용기내의 공기를 배출시켜 진공에 가깝도록 기압을 떨어뜨린 다음 밸브를 통해 점질액의 폴리스치렌 알킷드수지를 주입하면 단시간내에 수지액이 단섬유의 조직내에 침투하므로서 이와 같은 방법을 사용해도 좋다.
그리고 발포제는 MDI(발포액에) 후레온개스를 혼합하여 발포제를 만들어 30℃ ±5를 유지하고 가압 토출할 수 있는 탱크에 저장하여 사용한다. 그밖에 발포제로서 독립기포성 발포제나 연속기포성 발포제를 사용할 수 있으나 연속기포성 발포제를 사용함이 훨씬 유리하다 하겠다.
그밖에 욕조 및 세면대의 합성수지 발포성형체의 성형방법은 하부 금형내에 일정량의 발포성형수지를 넣고 상부 금형(뚜껑)으로 밀폐시킨 후 발포제의 분해온도에 따라 온도를 유지하고 발포하거나 주입구가 형성된 하부 금형과 상부 금형을 밀폐시킨 후 발포성형수지를 발포기를 사용하여 발포시킨 후 경화가 되지 않은 유동성의 발포성형수지를 주입구를 통해 주입하여 금형내에서 완전 발포와 함께 경화시켜서 탈형하는 방법을 상용한다.
전자의 방법으로 얻어진 합성수지 발포성형체는 작업하기는 편리하나 제품의 균질성의 면에서 차이가 있다. 다시 말하면 내부에 생성되는 기포의 크기에 약간의 차이가 날 수 있고 후자의 방법으로 얻어진 합성수지 발포성형체는 작업이 다소 까다로우나 합성수지 발포성형체내의 조직에 균질성을 갖게 된다. 즉 조직 내부에 형성되는 기포에 균질성을 갖게 되며 합성수지 발포성형체의 불량이 거의 발생하지 않는다.
발포비율은 1.5배에서 2.5배까지 발포시키므로서 저발포 합성수지 발포성형체라 할 수 있으며 1.5배 이하로 발포하면 발포체의 중량이 무거워지고 보온성, 방음성이 크게 떨어지고 2.5배 이상으로 발포하면 발포체의 강도 및 내충격성이 떨어져 사용하기 곤란하다.
이와 같은 욕조 및 세면대의 합성수지재 발포체의 특성과 작용을 살펴보면 우선 발포체로 되어 있어 보온성과 방음성이 뛰어나고 폴리스치렌 알킷수지의 고유특성과 함께 성형발포체내의 조직에 식물성 단섬유가 망상구조로 보강되어 있어 강도와 내충격성이 뛰어나며 연속기포와 기포사이에 수많은 피브릴(fibrill)상의 단섬유가 망상구조로 연결되어 있어 통기성을 가지면서 수밀성을 갖고 있는 구조라 할 수 있으며 이로인해 합성수지 성형발포체에 열변형이 거의 없다.
위와 같이 제조된 합성수지 발포체(욕조)의 물성을 알아보기 위해 아래와 같이 실시예로 나타내었다.
실시예(1)
폴리스치렌 알킷트수지 75㎏에 식물성 단섬유(왕겨섬유) 25㎏을 혼합하여 충 분히 교반하여 온도 60℃ ±5℃로 유지된 탱크(저장)조에 6시간 보관한 혼합물에 대하여 MDI(발포액) 푸레온개스를 혼합한 발포액 3%를 첨가 균질화시킨 다음 몰드(금형)에서 발포하여 완전경화후 탈형하여 합성수지 성형발포체(욕조)를 제조하였다. 이를 한국화학시험연구원에 시험을 의뢰하여 아래표(1)과 같은 시험성적서를 얻었다.
시험성적서
시험항목＼구분 단위 시료구분 결과치 시험방법
만수시의변형(배수구부) ㎜ 0.7 KS F 4806 : 1997
만수시의변형 (윗테투리면 중앙부1) ㎜ 0.9 KS F 4806 : 1997
만수시의변형 (윗테투리면 중앙부2) ㎜ 0.8 KS F 4806 : 1997
만수시의변형 (윗테투리면 중앙부3) ㎜ 0.9 KS F 4806 : 1997
만수시의변형 (윗테투리면 중앙부4) ㎜ 0.8 KS F 4806 : 1997
낙구충격 - 이상없음 KS F 4806 : 1997
모래주머니 충격 - 이상없음 KS F 4806 : 1997
누수(시험A) l/h 0.00 KS F 4806 : 1997
누수(시험B) l/h 0.0 KS F 4806 : 1997
누수(시험C) l/h 0.0 KS F 4806 : 1997
내하충성 - 이상없음 KS F 4806 : 1997
내탕성(시험편) - 이상없음 KS F 4813 : 2000
내오염성(시험편) % 97 KS F 4813 : 2000
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 욕조 및 세면대의 발포체는 종래의 욕조에 비해 온도변화에 따른 열변형이 거의 없고 보온성과 방음성이 뛰어나다 할 수 있으나 일반적인 특성과 보온성에 대해서는 표(2) 및 (표3)로 나타내었다.
실시예(1)의 합성수지 성형발포체(욕조)의 특성을 알아보기 위하여 종래 아크릴욕조 및 인조대리석욕조(마블욕조)와 비교하여 욕조별 특성비교표를 표(2)로 나타내었다.
욕조별 특성비교표
구분 장점 단점 비고
아 크 릴 * 가벼워 운반이 쉽다. * 광택이 좋다. * 충격에 깨지지 않는다. * 낙수시 울림이 있다. (두께가 얇음) * 시공시 조적이 필요하다. * 절단가공이 쉽지 않다. * 표면에 흠집이 잘난다. * 흠집보수가 어렵다. * 시공후 변형이 있따. * 코킹과 접착이 안된다. * 수작업으로 품질이 불균일하다. 아크릴+FRP
인 조 대 리 석 * 낙수시 울림이 없다. * 시공시 조적이 필요 없다. * 절단가공이 쉽다. * 흠집 보수가 쉽다. * 무거워 운반이 어렵다. * 광택이 A/C에 뒤진다. * 충격에 깨어진다. * 수작업으로 품질이 불균일하다. UP수지+석분
채 품 * 보온성이 뛰어나다. * 충격에 잘 깨지지 않는다. * 낙수시 울림이 없다. * 시공시 조적이 필요 없다. * 절단가공이 쉽다. * 흠집보수가 쉽다. * 가벼워 운반이 쉽다. * 광택이 좋다. * 자동화 생산으로 품질이 균일하다. * 개발초기 제품으로 대중적 인지도가 낮다. * 고도의 기술을 요한다. 폴리스틸렌계 중합발포수지 +식물성섬유질 보강

상기 실시예(1)의 합성수지 성형발포체(욕조)의 보온성을 알아보기 위해 아크릴욕조 인조대리석(마블)욕조와 보온성을 비교한 결과를 표(2)와 같이 욕조별 보온성 비교표로 나타내었다.
욕조별 보온성 비교표
시간＼구분 아크릴욕조 인조대리석 (마블)욕조 본 발명 욕조
0분 40.6℃/21.3℃ 40.4℃/22.6℃ 40.0℃/20.0℃
15분 36.4℃/22.6℃ 37.1℃/23.1℃ 39.3℃/20.7℃
30분 35.1℃/22.8℃ 36.5℃/23.4℃ 38.7℃/21.3℃
※ 시험방법 40℃ 전후의 뜨거운 물을 욕조에 3/4까지 채우고 욕조덮개를 2/3정도로 막고 시간경과에 따라 물의 온도와 실내온도를 동시에 측정함.

Claims (3)

  1. 폴리스치렌 알킷드수지용액 70~80wt%에 식물성 단섬유 20~30wt%의 비율로 혼합하여 충분히 혼련 또는 교반시킨 후 5~6시간 숙성시킨 이혼합물에 대하여 MDI(발포액)에 후래온개스를 혼합시킨 액상 발포액을 첨가 균질화시킨 다음 발포시킴을 특징으로 하는 욕조 및 세면대의 합성수지 발포성형체의 제조방법.
  2. 청구항 1항에 있어서 폴리스치렌 알킷드수지는 중량비로 폴리스치렌 수지 70wt%~90wt%에 ABS 수지 10~30wt%를 혼합한 혼합수지를 스치렌모노머에 포화용액으로 용해시킨 수지용액에 대하여 에치렌그리콜과 푸로피렌그리콜을 중합하여 얻어진 알킷드수지용액 20~40wt%를 첨가하여 반응시킨 폴리스치렌 알킷드수지임을 특징으로 하는 제1항의 방법.
  3. 청구항(1)에 있어서 식물성 단섬유는 분쇄한 왕겨 또는 기타 식물성 섬유를 강알카리에 침지하여 증자(끓임) 처리하여 추출한 식물성 단섬유임을 특징으로 하는 제1항의 방법.
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