KR101269199B1 - 합성수지관 제조용 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 내스크래치성 및 내후성이 향상된 합성수지관 - Google Patents

합성수지관 제조용 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 내스크래치성 및 내후성이 향상된 합성수지관 Download PDF

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Abstract

본 발명은 합성수지관의 변형을 최소화하고, 배관 시공 시 현장에서 자갈이나 돌 등에 의해 배관 표면에 발생될 수 있는 스크래치나 압출과정에서 발생될 수 있는 스파이더 라인을 최소화할 수 있는 합성수지관 제조용 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 내스크래치성 및 내후성이 향상된 합성수지관에 관한 것이다. 본 발명에 의한 합성수지관 제조용 수지 조성물은 합성수지관을 압출 성형하여 제조하기 위한 것으로, 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대해, 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA) 1~20중량부와, 무독 안정제 0.5~6중량부와, 가공조제 1.5~5중량부와, 충격 보강제 2~10중량부와, 핵제 0.3~5중량부와, 활제 0.2~2중량부 및 충진제 3~10중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의한 합성수지관 제조용 수지 조성물은 내스크래치성, 내마모성, 내열성 및 내후성이 향상된 고기능성 합성수지관을 가공의 어려움 없이 제조할 수 있다.

Description

합성수지관 제조용 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 내스크래치성 및 내후성이 향상된 합성수지관{Resin composition for manufacturing synthetic resin pipe and synthetic resin pipe improved in scratch resistance properties and weatherproof}
본 발명은 합성수지관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 합성수지관의 변형을 최소화하고, 배관 시공 시 현장에서 자갈이나 돌 등에 의해 배관 표면에 발생될 수 있는 스크래치나 압출과정에서 발생될 수 있는 스파이더 라인을 최소화할 수 있는 합성수지관 제조용 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 내스크래치성 및 내후성이 향상된 합성수지관에 관한 것이다.
일반적으로, 배관은 일반 가정집에서 각종 산업현장의 산업설비에 이르기까지 다양한 시설의 급수 라인이나 급유 라인으로 이용된다. 이러한 배관은 유체의 공급지에서 수요지를 연결하는 다수의 관으로 이루어진다.
배관을 구성하는 다수의 관은 각종 연결수단에 의해 연속적으로 연결된다. 관과 관의 사이에는 유체의 유동을 제어하기 위한 각종 밸브가 설치되기도 한다. 실제 배관공사의 현장에서는 일정 길이의 관을 순차적으로 매설하면서, 각각의 관 하나 하나를 연결수단으로 연결하여 배관을 완성하게 된다.
최근 상수 공급용 배관에 있어서 금속 유해물질의 검출 허용치에 대한 규제가 강화되고 있는 추세이다. 상수 공급용 배관에서 납이나 카드뮴 등의 금속 유해물질에 대한 허용 기준치가 낮아지면서, 금속관의 사용이 제약을 받고 있다. 특히, 지금까지 금속관의 주재료로 사용되어 왔던 동(황동) 재질의 경우, 규제가 강화되면서 더 이상 사용이 불가능한 현실에 직면하고 있다.
이에 대한 대안으로 스테인리스 스틸 등 유해물질의 용출이 덜 되는 금속으로 이루어진 관을 이용하여 배관을 구성하는 방법이 제시된 바 있으나, 이 경우 제조의 어려움과 더불어 경제성을 만족시킬 수 없게 되는 문제점이 있고, 과중한 무게로 인하여 작업성이 떨어지는 문제가 있다. 금속관의 또 다른 대안으로 합성수지 재질의 합성수지관이 주목받고 있다. 합성수지관은 유해물질의 용출이 없고, 성형이 비교적 용이하며, 가격이 저렴하다는 장점이 있다.
합성수지관은 중량이 가벼워 취급 및 운반이 용이하고, 접합과 연결조립 및 보수가 간편하여 수도관에 널리 사용된다. 이러한 합성수지관 중에서 폴리염화비닐(PVC)로 만들어진 합성수지관은 무기산, 알칼리, 유류 등에 강하고 해수 및 부식성이 강한 토양에서도 녹 등이 발생하지 않음은 물론 무독, 무취의 재질로서 위생적인 장점이 있다.
한편, 내식성, 경량에 기한 높은 작업 효율성에도 불구하고 폴리염화비닐 합성수지관은 내충격성이 약하여 외압에 의해 쉽게 파손된다는 문제점이 있다. 따라서, 수도관이나 하수관 같은 압력관으로 이용될 때 관 내부의 높은 수압에 의하여 관의 파열이 발생할 위험 및 토압과 같은 관 외부의 하중에 의하여 변형이 발생할 위험성이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 폴리염화비닐 합성수지관의 강도를 향상시키기 위한 다양한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이러한 연구 개발의 일예로, 대한민국 등록특허공보 제0193055호(1997. 12. 10 공개)에는 폴리염화비닐수지와 충격보강제, 열안정제, 활제, 탄산칼슘으로 이루어지되, 충격 보강제의 혼합비율을 달리하여 내충격층과 경질층의 두 층으로 이루어진 경질염화비닐관이 개시되어 있다. 또한 대한민국 등록특허공보 제0338254호(2001. 03. 05 공개)에는 외부 내충격경질층과 내부 내충격경질층 및 중심 고인장경질층의 세 층으로 이루어지고, 내충격경질층은 염화비닐수지에 염소화폴리에틸렌계(CPE) 충격 보강제를 첨가하고, 고인장경질층은 경질의 염화비닐수지에 폴리메틸메타크릴레이트-부타디엔-스틸렌계(MBS) 충격 보강제를 첨가하여 저온 충격 강도를 향상시킨 합성수지관이 개시되어 있다.
상술한 것과 같은 종래 폴리염화비닐 합성수지관은 각종 충격 보강제를 첨가하여 폴리염화비닐 수지에 탄성을 부여하여 내충격성을 향상시키고 있으나, 내충격성의 향상만으로는 관의 내구성을 향상시키는데 한계가 있다. 즉, 시공 시 현장에서 자갈이나 건설장비에 의해 표면 스크래치(손상, 마모)가 발생할 수 있고, 이러한 응력 집중부는 내수압이나 토압에 의한 균열 및 파괴에 취약한 부분이 된다.
또한 생산된 관을 야적 및 보관 시 자외선에 의한 열화(degradation)현상으로 관의 물성이 저하되기 쉽고, 폴리염화비닐 성형 시 발생될 수 있는 스파이더 라인으로 인해 열간 내압크리프 성능이 저하된다. 이 밖에, 저온충격특성 보강을 위해 충격 보강제의 함량을 지나치게 늘이게 되면 인장강도 및 내후성능이 떨어지는 문제가 발생한다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 내스크래치성, 내열성, 내후성이 향상되어 합성수지관의 변형이 최소화되고, 배관 시공 시 현장에서 자갈이나 돌 등에 의해 배관 표면에 발생될 수 있는 스크래치나 압출과정에서 발생될 수 있는 스파이더 라인을 최소화할 수 있는 합성수지관 제조용 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 내스크래치성 및 내후성이 향상된 합성수지관을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 합성수지관 제조용 수지 조성물은 합성수지관을 압출 성형하여 제조하기 위한 것으로, 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대해, 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA) 1~20중량부와, 무독 안정제 0.5~6중량부와, 가공조제 1.5~5중량부와, 충격 보강제 2~10중량부와, 핵제 0.3~5중량부와, 활제 0.2~2중량부 및 충진제 3~10중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 폴리염화비닐 수지는 K-Value가 65~68인 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 합성수지관 제조용 수지 조성물은 폴리염화비닐 수지에 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA), 무독 안정제, 가공조제, 충격 보강제, 핵제, 활제, 충진제 등이 적정량 첨가됨으로써, 내스크래치성, 내마모성, 내열성 및 내후성을 향상된 고기능성 합성수지관을 가공의 어려움 없이 제조할 수 있다.
또한 본 발명에 의한 합성수지관은 우수한 내스크래치성, 내마모성, 내열성 및 내후성의 특성을 가지므로, 압출과정에서 발생될 수 있는 스파이더 라인이 최소화되고, 외력에 의한 변형이 억제되며, 배관 시공 시 현장에서 자갈이나 돌 등에 의해 배관 표면에 발생될 수 있는 스크래치나 배관 내부에 압력이나 외부조건에 의해 발생될 수 있는 응력균열에 의한 파괴현상을 사전에 예방할 수 있다. 또한 내후성이 향상되어 노상에 장기간 야적하여도 기계적 물성이 저하되지 않고, 외부환경에 의한 열화현상을 최소화할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 의한 합성수지관 제조용 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 내스크래치성 및 내후성이 향상된 합성수지관에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자나, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 발명에 의한 합성수지관 제조용 수지 조성물은 종래 폴리염화비닐 합성수지관을 구성하는 수지 조성물이 폴리염화비닐 수지에 충격 보강제나 활제를 첨가하여 강도나 가공성을 향상시킨 것에 반해, 충격 보강제와 활제에 더해 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(Acrylonitrile Styrene Acrylate; ASA)와 핵제 등의 첨가제를 첨가함으로써, 인장특성 및 충격특성의 물성 저하 없이 내스크래치성, 내마모성과 내후성 및 내열성을 향상시킴과 아울러, 스파이더라인 발생과 크리프 현상을 최소화한 것이다. 또한 상술한 것과 같은 충격 보강제와 활제에 더해 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA)와 핵제 등의 첨가제가 첨가된 본 발명에 의한 수지 조성물을 이용하면, 가공성의 저하 없이 수도관이나 하수관 등 다양한 유체 이송용 배관에 이용될 수 있는 고기능성 합성수지관을 제조할 수 있다.
본 발명에 의한 합성수지관 제조용 수지 조성물은 기본적으로 폴리염화비닐 수지, 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA), 무독 안정제, 가공조제, 충격 보강제, 핵제, 활제 및 충진제를 포함하고, 이에 더해 무기항균제, UV 안정제 및 안료 중에서 선택된 보조 첨가제를 더 포함할 수 있다.
아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA)는 아크릴로니트릴, 스티렌, 특수아크릴고무를 주원료로 하는 3원 공중합체의 열가소성 수지로, 뛰어난 내스크래치성, 내후성 및 내열성(Softening temperature 상승)의 특성이 있는 플라스틱이며, 광범위한 환경조건하에서 뛰어난 물성균형을 발휘하는 재료이다. 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA)는 장시간에 걸친 옥외 사용 시 특성 저하 및 성형품 외관의 변화가 ABS(acrylonitrile-butadiene-styrene)에 비해 현저하게 작고 플라스틱으로서 필요한 물성균형과 모든 성형성을 갖추고 있다.
아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA)의 기계적 성질은 ABS와 거의 다르지 않으며, 인장강도, 굴곡강도, 굴곡탄성률도 ABS와 비교하여 손색이 없다. 그리고 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA)는 열변형 온도가 일반용 ABS에 비교해서 뛰어나 준내열 ABS와 비슷하고, 내약품성은 ABS수지와 비교하여 큰 차이는 보이지 않는다. 또한 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA)는 스티렌을 함유하고 있기 때문에 체적고유저항 및 절연파괴 전압이 극히 높고 전기절연재로서도 충분한 성질을 가지고 있고, 유전율도 작고 주파수 의존도 작으며 뛰어난 전기특성을 가지고 있다.
이러한 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA)는 폴리염화비닐 수지와의 상용성이 우수하여 폴리염화비닐 수지에 혼합됨으로써, 기존의 인장특성 및 충격특성의 물성 저하 없이 내스크래치성, 내마모성과 내후성 및 내열성이 향상되고 스파이더라인이 최소화되는 특성을 부여한다. 그리고 이러한 수지 조성물을 이용하면 내스크래치성 및 내마모성이 우수하여 표면 손상이나 균열에 의한 응력 집중부의 발생이 억제되고, 내열성 및 내후성이 우수하여 장기적인 내구성이 확보된 고기능성 합성수지관을 제조할 수 있다.
폴리염화비닐 수지에 첨가되어 합성수지관 제조용 수지 조성물을 구성하는 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA)는 K-Value가 65~68인 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대해 1~20중량부로 첨가되는 것이 좋다. 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA)의 첨가량이 1중량부 미만으로 너무 적으면 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA)의 첨가에 의한 내스크래치성, 내후성 및 내열성 향상의 효과를 보기 어렵고, 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA)의 첨가량이 20중량부를 초과하면 기계적강도가 저하되며 제조단가가 상승하게 되어 바람직하지 않다.
앞서 설명한 것과 같이, 폴리염화비닐 수지의 K-Value는 65~68인 것이 바람직한데, 폴리염화비닐 수지의 K-Value가 65 미만이면 가공성은 향상되나 충격강도 및 인장강도와 같은 기계적 물성이 저하되는 문제점이 있을 수 있고, 폴리염화비닐 수지의 K-Value가 68을 초과하면 압출부하가 커져 일반적인 가공온도에서 가공이 어려우며, 가공온도를 높일 경우, 열안정성이 저하되는 문제가 발생할 수 있기 때문이다. 물론, 제조되는 합성수지관의 용도에 따라 상술한 범위를 벗어난 K-Value를 갖는 폴리염화비닐 수지가 이용될 수도 있다.
무독 안정제로는 TIN계, 금속석검계 및 유기복합계 중에서 선택된 것이 단독으로 사용되거나 둘 이상이 혼합되어 사용될 수 있다. 이러한 무독 안정제는 폴리염화비닐 수지에 첨가되어 폴리염화비닐 수지의 가공 시 또는 완성 제품의 사용 중에 폴리염화비닐 수지의 물리적, 화학적 성질을 유지하도록 도와준다. 특히, 열에 대한 안정성을 높임으로써 가공 시 열에 의한 폴리염화비닐 수지의 탄화, 착색 및 분해를 방지하고, 마찰열의 발생을 억제하며 이형을 용이하게 한다. 또한 무독 안정제는 제조된 합성수지관의 내열성 및 경시안정성을 향상시키는 기능을 한다.
이러한 무독 안정제는 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대해 0.5~6중량부로 첨가되는 것이 좋다. 무독 안정제가 0.5중량부 미만으로 너무 적게 첨가되면 그 효과가 나타나지 않아 성형 시 폴리염화비닐 수지의 탄화가 발생할 수 있고, 무독 안정제가 6중량부를 초과하여 과하게 사용되면 가공기기 내에서 용융이 지연되고 수지 관의 물성저하를 유발하여 바람직하지 않다.
합성수지관의 가공성을 향상시키기 위해 합성수지관 제조용 수지 조성물에 첨가되는 가공조제는 합성수지관 가공 시 수지 조성물의 유동성을 향상시키고 성형기의 노즐 부위에서의 유동량을 증가시키는 역할을 한다. 가공조제로는 분자량 500,000 내지 3,000,000의 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)가 사용될 수 있다. 이러한 가공조제는 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대해 1.5~5중량부로 첨가되는 것이 좋은데, 가공조제가 1.5중량부 미만으로 사용되는 경우, 가공조제로의 역할을 발휘하기 어렵고, 5중량부를 초과하여 참가되면, 합성수지관 제조 시 압출부하가 높아지고, 생산원가가 상승하는 문제가 발생하기 때문이다.
충격 보강제는 폴리염화비닐 수지에 첨가되어 폴리염화비닐 수지의 내충격성을 향상시켜 준다. 충격 보강제로는 MBS(Methyl Methacrylate-ButadieneStyrene)계, CPE(chlorinated polyethylene)계 및 acryl계 중에서 선택된 것이 사용될 수 있다. 충격 보강제는 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대해 2~10중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 충격 보강제가 2중량부 미만으로 사용되는 경우 충격강도를 향상시키는 효과가 미미하고, 충격 보강제를 10중량부 초과하여 사용하면 관 형성 시 압출부하가 높아지고, 수지의 마찰열이 증가하여 열안정성이 떨어지며 생산원가가 상승하는 문제가 있다.
핵제는 합성수지관 제조용 수지 조성물에 첨가되어 관 성형 시 결정화속도를 촉진시키고 결정화도를 높여준다. 이러한 핵제를 사용하면 성형과정에서 발생할 수 있는 스파이더 라인 및 미성형 현상을 최소할 수 있어, 제조되는 합성수지관의 기계적 물성을 향상시킬 수 있고, 장기적 관점에서는 크리프 현상을 최소화하여 안정성을 배가시킬 수 있다. 핵제로는 talcum, metal oxide, phosphates, carbonates 및 ionomers 중에서 선택된 것이 사용될 수 있다. 핵제는 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대해 0.3~5중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 핵제가 0.3중량부 미만으로 적게 사용되면 핵제 사용의 효과가 나타나지 않고, 핵제를 5중량부를 초과하여 사용하는 경우에는 추가적인 물성 향상 효과를 볼 수 없다.
활제는 폴리염화비닐 수지의 가공성 개선을 위해 첨가된다. 폴리염화비닐 수지는 수지 중합도가 증가할수록 기계적 물성은 증가하지만, 수지 용융성과 용융 흐름성의 저하, 압출부하 상승, 압출기 내의 발열 등에 의하여 압출 가공성이 떨어진다. 또한 충격 보강제의 사용도 압출 가공성을 저하시킨다. 따라서, 적절한 양의 활제를 첨가하면 합성수지관 성형 시 가공성을 떨어뜨리지 않으면서 기계적 물성의 향상 효과를 얻을 수 있다.
활제는 합성수지관 성형 시 폴리염화비닐 수지와 압출기 등 성형기의 금속표면 사이에 얇은 활제막을 형성함으로써, 폴리염화비닐 수지의 점착을 방지한다. 활제로는 탄화수소계, 카르복실산계, 에스테르계 및 금속염계 중에서 선택된 것이 단독 또는 두 개 이상이 혼합되어 사용될 수 있다. 활제는 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대해 0.2~2중량부로 첨가되는 것이 바람직하다. 활제가 0.2중량부 미만으로 적게 사용되면 활제에 의한 가공성 향상의 효과가 나타나지 않고, 활제를 2중량부를 초과하여 사용하면 추가적인 성능의 향상을 기대할 수 없어 바람직하지 못하다.
합성수지관 제조용 수지 조성물에 첨가되는 충진제는 가공성 개선 및 증량제로 원가 절감의 효과를 발휘한다. 충진제로는 탄산칼슘(CaCO3), silicates, talc, mica 및 nano-scaled fillers 중에서 선택된 것이 사용될 수 있다. 무기 충진제를 사용하지 않는 경우, 압출성형 시 압출부하가 증가하여 성형이 잘 되지 않는 등 성형성이 저하되어 생산성이 저하되고, 상대적으로 고가인 수지나 다른 첨가제들을 사용하여야 함에 따라 생산비가 상승하는 문제가 발생하게 된다. 충진제는 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대해 3~10중량부로 첨가되는 것이 바람직한데, 충진제가 3중량부 미만으로 적게 사용되면 내마모성 및 내충격성의 개선 효과를 기대할 수 없으며, 충진제가 10중량부를 초과하여 사용되면 가교성 및 기계적 물성의 저하를 유발시키는 문제가 발생할 수 있다.
충진제로 사용되는 탄산칼슘은 합성수지관 외부에서 가해지는 충격을 분산시키고, 고무성분의 충격 보강제인 MBS계 충격 보강제에 의해 충격이 흡수되도록 하여 내충격성을 강화시키는 기능을 발휘한다.
상술한 것과 같은 첨가제 이외에 본 발명에 의한 합성수지관 제조용 수지 조성물은 무기항균제를 더 포함할 수 있다. 무기항균제는 합성수지관이 수도관으로 이용되는 경우, 이를 통해 유동하는 수돗물에서 세균이 증식되는 것을 방지하는 역할을 한다. 무기항균제는 주로 제올라이트, 인산칼슘, 인산지르코늄, 실리카겔 등과 같은 무기물질에 항균작용을 하는 금속이온인 은, 아연, 구리 등을 치환시켜 제조한 제품으로, 인체에 대한 안전성이 높고, 내성균이 나타나지 않으며, 항균지속기간이 반영구적이다.
또한 본 발명에 의한 합성수지관 제조용 수지 조성물은 UV 안정제와 안료 등의 보조 첨가제를 더 포함할 수 있다. UV 안정제는 자외선으로부터 합성수지관이 분해되어 색변 또는 기계적 성질이 상실되는 것을 억제 또는 차단시키는 기능을 한다. 고분자 화합물은 열뿐만 아니라 빛에 의해서도 분해되어 노화가 일어나는데, 특히 태양광선 중 자외선은 강력한 에너지를 가지고 있어 변색, 표면 갈라짐, 기계적 물성저하 등 수지 제품을 노화시키는 주요인으로 작용한다. UV 안정제는 태양광선 중 자외선을 선택적으로 흡수하여 열 에너지로 바꾸거나 자외선으로부터 분해되어 생성된 자유라디칼을 소멸시킴으로써, 자외선으로부터 수지 제품이 분해되는 것을 미연에 방지해 주는 역할을 한다.
합성수지는 일반적으로 원료 수지가 비교적 무색 투명한데, 이에 다양한 색상의 안료를 첨가함으로써 합성수지관의 색상을 다양하게 변화시킬 수 있다.
상술한 것과 같은 본 발명에 의한 합성수지관 제조용 수지 조성물은 사출성형 또는 압출성형 등의 공정을 통해 수도관, 하수관, 또는 그 이외의 다양한 유체 이송용 배관에 이용되는 합성수지관으로 제조될 수 있다. 그리고 본 발명에 의한 합성수지관 제조용 수지 조성물은 상술한 것과 같이 폴리염화비닐 수지에 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA), 무독 안정제, 가공조제, 충격 보강제, 핵제, 활제, 충진제 등이 적정량 첨가됨으로써, 내스크래치성, 내마모성, 내열성 및 내후성을 향상된 고기능성 합성수지관을 가공의 어려움 없이 제조할 수 있다.
또한 본 발명에 의한 합성수지관은 우수한 내스크래치성, 내마모성, 내열성 및 내후성의 특성을 가지므로, 압출과정에서 발생될 수 있는 스파이더 라인이 최소화되고, 외력에 의한 변형이 억제되며, 배관 시공 시 현장에서 자갈이나 돌 등에 의해 배관 표면에 발생될 수 있는 스크래치나 배관 내부에 압력이나 외부조건에 의해 발생될 수 있는 응력균열에 의한 파괴현상을 사전에 예방할 수 있다. 또한 내후성이 향상되어 노상에 장기간 야적하여도 기계적 물성이 저하되지 않고, 외부환경에 의한 열화현상을 최소화할 수 있다.
이하에서는, 본 발명을 실시예에 의거하여 설명한다.
아래의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
K-value가 65인 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여, 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA) 공중합체 5중량부와, 무독 안정제로서 금속석검계 무독 안정제 4중량부 및 틴계 무독 안정제 0.5 중량부와, MBS계 충격보강제로서 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 레진 5중량부와, 가공조제로서 분자량 3,000,000의 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 1.5중량부와, 핵제로서 talcum(함수규산마그네슘) 1중량부와, 무기충전제로서 탄산칼슘(CaCO3) 5중량부와, 활제 1중량부를 혼합하고, 이를 블렌더에서 120℃~130℃로 승온시키고 배합하여 수지 조성물을 제조한 후, 2축 스크류 압출기(Twin extruder)로 성형하여 합성수지관을 제조하였다. 그리고 제조된 합성수지관의 내스크래치성, 내마모성 및 내후성을 분석하였다.
내스크래치성 시험은 연필경도 시험을 활용하여 ASTM D 3363에 의거하여 실시하였다. 그리고 내마모성 시험은 ASTM D 4060에 의거하여, CS17 휠사용, 1000g, 1000회 시험 조건으로 실시하였다. 내후성 시험은 KS M ISO 4892-3에 의거하여, Fluorescent UV lamps 0.76W/m2, 20시간 테스트 후 변색도(delta E, KS A 0063) 측정 방법으로 실시하였다.
실시예 2
아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA) 공중합체를 10중량부 배합한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 합성수지관을 제조하고, 제조된 합성수지관의 내스크래치성, 내마모성 및 내후성을 분석하였다.
실시예 3
아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA) 공중합체를 15중량부 배합한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 합성수지관을 제조하고, 제조된 합성수지관의 내스크래치성, 내마모성 및 내후성을 분석하였다.
비교예 1
아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA) 공중합체를 첨가하지 않고 나머지 조성은 상기 실시예 1과 동일하게 하여 합성수지관을 제조하고, 제조된 합성수지관의 내스크래치성, 내마모성 및 내후성을 분석하였다.
항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
내스크래치성
(연필경도)		 H 2H 2H F
내마모성(mg) 5 3 4 6
내후성(△E) 6 5.3 4.9 8.1
상기 [표 1]은 실시예 및 비교예의 성능 평가 결과를 나타낸 것으로, 내스크래치성 시험과 내마모성 시험은 합성수지관 표면에 이물질이 접촉했을 때 손상에 대해 견디는 정도를 나타낼 수 있다. 연필경도 시험은 결과값이 높을수록 스크래치에 대한 저항성이 크다고 볼 수 있고, 내마모성 시험의 경우 잔존량을 g으로 표현하며, 값이 적을수록 마모에 대한 저항성이 높다는 것을 의미한다. 이들 결과값을 비교해 보면, 실시예 1 내지 실시예 3은 비교예 1에 비해 내스크래치성 및 내마모성이 비교적 우수하게 나타남을 확인할 수 있다.
촉진내후성 시험은 재료의 옥외 사용 하에서의 내구성을 단기간에 판단할 수 있는 실험으로서, 인공 광(카본 아크, 크세논 램프, UV 램프 등)을 사용하여 강제적으로 자연 조건 보다도 엄격한 조건을 형성하여 재료의 열화를 촉진시켜 시료의 색차, 쵸킹, 도막박리, 크랙, 등의 변화를 통해 평가할 수 있다. 시료에 Fluorescent UV를 조사하여 20시간 체류 후 색차를 △E로 표현하며 0에 가까울수록 내후성이 좋음을 나타낸다. 결과값을 비교해 보면, 실시예 1 내지 실시예 3은 비교예 1에 비해 그 결과값이 낮게 나타나, 비교예 1에 비해 내후성이 우수함을 확인할 수 있다.
이상에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의하여 제조된 수지조성물은 압출성형에 적용 시 내스크래치성, 내마모성 및 내후성의 향상을 가능케 한다.
앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims (3)

  1. 합성수지관을 압출 성형하여 제조하기 위한 수지 조성물에 있어서,
    폴리염화비닐 수지 100중량부에 대해,
    아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트(ASA) 1~20중량부와,
    TIN계, 금속석검계 및 유기복합계 중에서 선택된 것이 단독 사용되거나 둘 이상 혼합된 무독 안정제 0.5~6중량부와,
    분자량 500,000 내지 3,000,000의 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 이루어지는 가공조제 1.5~5중량부와,
    MBS(Methyl Methacrylate-ButadieneStyrene)계, CPE(chlorinated polyethylene)계 및 acryl계 중에서 선택된 것이 단독 사용되거나 둘 이상 혼합된 충격 보강제 2~10중량부와,
    talcum, metal oxide, phosphates, carbonates 및 ionomers 중에서 선택된 것이 단독 사용되거나 둘 이상 혼합된 핵제 0.3~5중량부와,
    탄화수소계, 카르복실산계, 에스테르계 및 금속염계 중에서 선택된 것이 단독 사용되거나 둘 이상 혼합된 활제 0.2~2중량부, 및
    탄산칼슘(CaCO3), silicates, talc, mica 및 nano-scaled fillers 중에서 선택된 것이 단독 사용되거나 둘 이상 혼합된 충진제 3~10중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리염화비닐 수지는 K-Value가 65~68인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 의한 수지 조성물을 압출 성형하여 제조되는 것을 특징으로 하는 합성수지관.
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