KR101389099B1 - 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법 및 이를 이용한 발포체 - Google Patents

연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법 및 이를 이용한 발포체 Download PDF

Info

Publication number
KR101389099B1
KR101389099B1 KR1020120009041A KR20120009041A KR101389099B1 KR 101389099 B1 KR101389099 B1 KR 101389099B1 KR 1020120009041 A KR1020120009041 A KR 1020120009041A KR 20120009041 A KR20120009041 A KR 20120009041A KR 101389099 B1 KR101389099 B1 KR 101389099B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
foam
bubble structure
compounds
producing
continuous bubble
Prior art date
Application number
KR1020120009041A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130087836A (ko
Inventor
이장훈
박완용
오흥식
Original Assignee
영보화학 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 영보화학 주식회사 filed Critical 영보화학 주식회사
Priority to KR1020120009041A priority Critical patent/KR101389099B1/ko
Publication of KR20130087836A publication Critical patent/KR20130087836A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101389099B1 publication Critical patent/KR101389099B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/28—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof by elimination of a liquid phase from a macromolecular composition or article, e.g. drying of coagulum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/001—Combinations of extrusion moulding with other shaping operations
    • B29C48/0012—Combinations of extrusion moulding with other shaping operations combined with shaping by internal pressure generated in the material, e.g. foaming
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0066—Use of inorganic compounding ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2300/00—Characterised by the use of unspecified polymers
    • C08J2300/22—Thermoplastic resins

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

본 발명은 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법 및 이를 이용한 발포체를 개시한다. 본 발명에 따른 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법은, 독립기포 구조를 갖는 발포체의 일부를 구성하는 유기물 또는 무기물을, 초임계 물질을 이용하여 용해 및 추출을 통해 제거함으로써, 미세하고 균일한 연속기포 구조를 갖는 발포체를 제조할 수 있다.

Description

연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법 및 이를 이용한 발포체{Method for Manufacturing a open-cell foam and a foam applying the same}
본 발명은 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법 및 이를 이용한 발포체에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 독립기포 구조를 갖는 발포체를 구성하는 유기물 또는 무기물을, 초임계 물질을 이용하여 용해 및 추출을 통해 제거하는 단계를 포함함으로써, 발포체의 변형이 발생하지 않고, 미세하고 균일한 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법 및 이를 이용한 발포체에 관한 것이다.
일반적으로, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 등의 폴리올레핀계 수지는 대표적인 범용수지로서, 저밀도, 고강도, 고내열성 등 매우 우수한 물성을 갖고 있음은 물론 재활용이 수월한 환경친화적 소재이다. 또한 생활용품에서 공업용 부품에 이르기까지 다양한 분야에 적합한 소재로 널리 사용되고 있으며, 향후에도 가장 큰 성장이 예측되는 플라스틱 소재이다. 그러나, 상대적으로 높은 유리전이온도와 높은 결정화도, 그리고 고유의 비극성(non-polar) 등으로 인하여 저온충격저항 및 도장성 등의 단점도 있어, 이를 극복함과 아울러, 활용도를 높이기 위한 방법으로서 공중합, 고무상의 도입, FRP 등의 다양한 방법의 복합화가 모색되고 있다.
상기 폴리올레핀계 수지를 이용하여 발포체를 만들고, 이는 포장재, 내장재, 건축자재, 충격 흡수재, 단열재, 흡음재 및 기타 산업소재로 사용되고 있다.
일반적으로, 발포체는 열가소성 수지에 발포제를 혼합하여 혼합수지를 제조한 후, 혼합수지를 일정한 온도, 압력 및 시간 등의 조건에서 압출함으로써 제조된다. 이러한 발포체는, 발포체 내부에 존재하는 기포의 형성 모양에 따라 크게 독립기포 구조와 연속기포 구조로 분류된다. 다만 독립기포 구조를 갖는 발포체는 흡음성, 충격흡수성 및 통기성이 나쁘고, 압축경도가 높은 단점이 있다. 따라서 이러한 단점을 보완하기 위해 연속기포 구조를 갖는 발포체를 사용하는 경우가 있다.
한편, 일부 연속기포 구조를 갖는 발포체를 제조하기 위한 방법으로, 독립기포 구조를 갖는 발포체를 제조한 후, 이에 물리적인 전단력을 가하거나, 바늘과 같은 날카로운 물질을 이용하는 특별한 탈포공정을 수행하는 방법이 사용되고 있다.
이러한 제조방법에 의해 제조된 연속기포 구조를 갖는 발포체는, 그 표면이 변형될 수 있고, 미세하고 균일한 연속기포 구조를 얻지 못하게 되는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 표면에 변형이 발생하지 않고, 미세하고 균일한 연속기포 구조의 형성이 가능한 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법 및 이를 이용한 발포체를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 열가소성 고분자 수지에 유기물 또는 무기물을 혼련하여 수지 화합물을 제조하는 단계; 상기 수지 화합물을 압출하여 독립기포 구조를 갖는 발포체를 제조하는 단계; 및 초임계 물질을 이용하여, 상기 독립기포 구조를 갖는 발포체에서 상기 유기물 또는 상기 무기물을, 용해 및 추출하여 제거함으로써, 연속기포 구조를 갖는 발포체를 제조하는 단계를 포함하며, 서로 이웃하는 복수개의 상기 독립기포는, 고분자막에 의해 서로 분리되며, 상기 고분자막의 일부는 상기 유기물 또는 상기 무기물로 이루어진 것을 특징으로 하는 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법이 제공된다.
상기 독립기포 구조를 갖는 발포체를 제조하는 단계는, 상기 수지 화합물을, 압출 후 가열, 가압 또는 가열 및 가압을 통한 발포공정으로 가교 독립기포 구조를 갖는 발포체를 제조하는 단계 또는, 상기 수지 화합물을, 가스를 주입하면서 압출하는 공정으로 무가교 독립기포 구조를 갖는 발포체를 제조하는 단계일 수 있다.
여기서, 상기 연속기포 구조를 갖는 발포체를 제조하는 단계는, 상기 유기물 또는 상기 무기물을 용해 및 추출하여 제거하기 전에, 상기 독립기포 구조를 갖는 발포체의 일면에 간지를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 간지는, 통기성 기재일 수 있다.
여기서, 상기 통기성 기재는, 폴리에스테르, 폴리아세탈, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에틸렌나프탈렌, 폴리비닐리덴 플루라이드, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리아크릴로나이트릴, 헥사플루오로프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
여기서, 상기 수지 화합물은, 상기 열가소성 고분자 수지 100 중량부에 대하여, 상기 유기물 또는 상기 무기물 0.01 중량부 내지 100 중량부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 열가소성 고분자 수지는, 폴리에틸렌비닐아세테이트, 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-프로필렌-부텐 공중합체, 에틸렌-프로필렌-부타디엔 공중합체, 에틸렌-스티렌 공중합체, 에틸렌-프로필렌-스티렌 공중합체, 프로필렌-스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체, 및 스티렌-부타디엔 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
그리고, 상기 유기물은, 분자량이 10,000 미만이며, 파라핀계 탄소화합물, 알코올 화합물, 아민 화합물, 아미드 화합물, 케톤 화합물, 에테르 화합물, 니트릴 화합물, 술폭시드 화합물, 할로겐 화합물, 및 에스테르 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
또한, 상기 무기물은, 평균입도가 1mm 이하이며, 탈크, 실리카, 산화티타늄, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화알루미늄, 산화아연, 제올라이트, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산바륨, 수산화알루미늄, 및 마이카로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
그리고, 상기 초임계 물질은, H20, 이산화탄소, 질소, 아르곤, 암모니아, 메탄, 에탄, 에틸렌, 이소부탄, 부탄, 프로판, 및 펜탄이 각각의 임계온도 및 임계압력에서 초임계 상태로 변화된 물질로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 이러한 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법에 의해 제조된 발포체가 제공된다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 이러한 연속기포 구조를 갖는 발포체를 포함하는 산업용 기재가 제공된다.
여기서, 상기 산업용 기재는 개스킷, 충격흡수재, 및 흡음재를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 초임계 물질을 이용하여 독립기포 구조를 갖는 발포체에서 유기물 또는 무기물을, 용해 및 추출하여 제거함으로써, 미세하고 균일한 연속기포 구조를 갖는 발포체를 제조할 수 있다.
그리고, 독립기포 구조를 갖는 발포체에 물리적인 전단력을 가하거나, 날카로운 물질을 이용한 탈포공정을 수행하지 않음으로써, 후가공 공정이 필요 없으며, 발포체의 변형이 발생하지 않는다.
또한, 열가소성 고분자 수지와 혼련되는 유기물 또는 무기물 함량의 조절, 또는 초임계 물질을 이용한 용해 및 추출시간 등의 조절을 통해 연속기포율을 조절할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 독립기포 구조를 갖는 발포체의 단면을 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속기포 구조를 갖는 발포체의 단면을 도시한 개략도이다.
이하, 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명에 따른 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법의 일 실시예를 설명한다. 그러나, 하기 제조방법은 예시에 불과하므로, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법에 있어서, 먼저 열가소성 고분자 수지에 유기물 또는 무기물을 혼련하여 수지 화합물을 제조한다.
여기서, 상기 수지 화합물은, 예를 들면 상기 열가소성 고분자 수지 100 중량부에 대하여, 0.01 중량부 내지 100 중량부, 또는 0.1 중량부 내지 50 중량부의 상기 유기물 또는 상기 무기물을 포함할 수 있다.
상기 수지 화합물의 조성이 이러한 범위를 만족하는 경우, 우선 독립기포 구조를 갖는 발포체의 제조가 용이하고, 연속기포율의 조절이 가능하며, 이로 인해 원하는 품질의 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조가 가능하다.
그리고 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 열가소성 고분자 수지는, 통상적인 발포체의 제조에 사용될 수 있는 고분자 수지를 사용할 수 있다.
구체적으로는 폴리에틸렌비닐아세테이트, 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-프로필렌-부텐 공중합체, 에틸렌-프로필렌-부타디엔 공중합체, 에틸렌-스티렌 공중합체, 에틸렌-프로필렌-스티렌 공중합체, 프로필렌-스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체, 및 스티렌-부타디엔 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있으나, 이에만 한정하는 것은 아니다.
또한, 본 발명에서 사용되는 유기물은 초임계 물질에 용해성이 있는 저분자량 물질이라면 크게 제약되지 않는다.
이때, 상기 유기물의 분자량(유기물이 고분자인 경우에는 중량평균 분자량을 나타냄, 이하 동일)은 예를 들면, 10,000 미만, 또는 100 내지 5,000, 또는 200 내지 3,000 이하일 수 있다.
상기 유기물의 분자량이 이러한 범위를 만족하는 경우, 초임계 물질에 쉽게 용해 및 추출될 수 있어, 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조가 용이해진다.
상기 유기물의 예로서는 파라핀계 탄소화합물, 알코올 화합물, 아민 화합물, 아미드 화합물, 케톤 화합물, 에테르 화합물, 니트릴 화합물, 술폭시드 화합물, 할로겐 화합물, 및 에스테르 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있으며, 보다 구체적으로 폴리옥시에틸렌알킬아민, 지방산알카놀아미드, 폴리옥시에틸렌지방산아미드, 아민옥사이드 알킬 및 알킬아릴폴리옥시에틸렌에테르, 알킬아릴포름알데히드축합 폴리옥시에틸렌에테르, 폴리옥시프로필렌을 친유기로 하는 블록폴리머, 글리세린에스테르의 폴리옥시에틸렌에테르, 솔비탄 에스테르의 폴리옥시에틸렌에테르, 솔비톨 에스테르의 폴리옥시에틸렌에테르, 폴리에틸렌글리콜지방산에스테르, 글리세린에스테르, 프로필렌글리콜에스테르, 슈가에스테르 등이 있으나, 이에만 한정하는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 무기물은 초임계 물질에 용해성이 있는 물질이라면 크게 제약되지 않는다.
이때, 상기 무기물의 평균입도는 예를 들면, 1mm 이하, 또는 1nm 내지 500㎛, 또는 10nm 내지 100㎛일 수 있다.
상기 무기물의 평균입도가 이러한 범위를 만족하는 경우, 초임계 물질에 쉽게 용해 및 추출될 수 있어, 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조가 용이해진다.
상기 무기물의 예로서는 탈크, 실리카, 산화티타늄, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화알루미늄, 산화아연, 제올라이트, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산바륨, 수산화알루미늄, 및 마이카로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
다음으로, 이와 같이 제조된 수지 화합물을 압출하여 독립기포 구조를 갖는 발포체를 제조한다.
구체적으로, 상기 독립기포 구조를 갖는 발포체를 제조하는 단계는, 상기 수지 화합물을 압출 후 가열, 가압 또는 가열 및 가압을 통한 발포공정으로 가교 독립기포 구조를 갖는 발포체를 제조하는 단계, 또는 상기 수지 화합물을, 가스를 주입하면서 압출하는 공정으로 제조되는 무가교 독립기포 구조를 갖는 발포체를 제조하는 단계일 수 있다. 상기 압출은 통상적인 방법에 의해 이루어질 수 있다.
상기 가교 독립기포 구조를 갖는 발포체의 경우에는, 수지 화합물에 가교제 및 화학발포제가 더 혼합된다. 이때, 상기 수지 화합물이 열 또는 압력을 받아 이로 인해, 화학발포제가 화학반응을 일으키면서 가스를 생성하게 되는데, 여기서 생성된 가스가 수지 화합물의 발포공정 후에, 발포체 내에서 독립기포를 형성할 수 있다.
그리고, 상기 무가교 독립기포 구조를 갖는 발포체의 경우에는, 수지 화합물의 압출공정에서, 수지 화합물에 용해될 수 있는 가스상의 물질, 예를 들면, 프로판, 부탄, 펜탄, 트리클로로 플루오로메탄, 디클로로 디플루오로메탄, 및 이산화탄소 등의 물질을 수지 화합물에 용해시키며 압출공정을 수행한다. 이때, 수지 화합물이 압출기 다이 외부로 배출되면서, 해압이 일어나는데, 이로 인해 수지 화합물 내에 존재하는 가스상의 물질이 팽창하면서 발포가 이루어지게 된다. 상기 가스상의 물질은 발포체 내에서 독립기포를 형성할 수 있다.
상기 제조된 독립기포를 갖는 발포체의 단면의 개략적인 형상을 도 2에 도시하였다. 이를 참조하면, 서로 이웃하는 복수개의 상기 독립기포(1)는, 얇은 막을 경계로 서로 맞닿아 있다. 상기 독립기포(1)는 각각 그 내부에 가스상의 유체를 포함할 수 있으며, 상기 유체는 질소가스 및 암모니아가스 등, 압출 시 형성되는 모든 가스를 포함할 수 있다.
상기 얇은 막은 고분자막으로서, 그 일부는 유기물 또는 무기물(2)로 이루어져 있고, 그 일부를 제외한 다른 부분은 열가소성 고분자 수지(3)로 이루어질 수 있다.
다음으로, 초임계 물질을 이용하여, 상기 가교 독립기포 구조를 갖는 발포체 또는 무가교 독립기포 구조를 갖는 발포체에서 유기물 또는 무기물을, 용해 및 추출하여 제거함으로써, 연속기포 구조를 갖는 발포체를 제조한다.
여기서 초임계 물질이란, 일정한 고온과 고압의 한계를 넘어선 상태에 도달하여 액체와 기체를 구분할 수 없는 시점의 유체를 가리키는 것으로서, 유체의 밀도는 액체에 가깝지만, 점성도는 낮기 때문에 기체에 가까운 성질을 가진 유체를 총칭한다.
상기 독립기포 구조를 갖는 발포체를 닫힌 계의 내부에 투입하고, 임계온도 및 임계압력 이상의 조건에서 초임계 상태인 초임계 물질을 닫힌 계 내부에 주입한다. 계 내부에 주입된 초임계 물질은, 고분자 막의 일부를 형성하는 유기물 또는 무기물을 용해 및 추출하게 된다. 이로써, 유기물 또는 무기물이 이루고 있던 고분자막의 일부가 제거된다. 이로써 연속기포 구조를 갖는 발포체가 된다.
초임계 물질을 사용하여 연속기포 구조를 갖는 발포체를 형성하는 경우에, 미세한 다량의 통기성의 구조를 가지는 연속기포 구조를 갖는 발포체를 얻을 수 있고, 발포체 외관의 변형이 없으며, 제조공정의 간소화, 균일한 통기성 및 다공성의 구조를 얻을 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의해 제조된 연속기포 구조를 갖는 발포체(20)의 단면을 개략적으로 나타낸다. 초임계 유체에 의해 유기물 또는 무기물은 용해 및 추출되어 제거되고, 연속기포(11)와, 열가소성 고분자 수지(13)가 발포체를 형성한다.
여기서, 상기 고분자막의 일부를 형성하는 유기물 또는 무기물을 용해 및 추출하여 제거하기 전에, 상기 제조된 독립기포 구조를 갖는 발포체의 일면에 간지를 형성할 수 있으며, 상기 간지는, 통기성 기재일 수 있다.
초임계 물질을 투입하여 연속기포 구조를 갖는 발포체를 제조함에 있어서, 우선 독립기포 구조를 갖는 발포체를 닫힌 계의 내부에 투입한다. 공정의 효율성을 위해 최대한 많은 양의 독립기포 구조를 갖는 발포체를 투입하여야 하는데, 이때, 독립기포 구조를 갖는 발포체를 롤(roll)타입으로 권취시킴으로써 발포체의 부피를 최소화시킬 수 있다. 하지만 이러한 상태에서 가열 또는 가압을 하게 되면, 독립기포 구조를 갖는 발포체끼리 열접착이 발생할 수 있고, 이로 인해 초임계 물질의 침투력이 저하될 수 있기 때문에, 초임계 물질이 독립기포 구조를 갖는 발포체 내부로 용이하게 침투할 수 있도록 독립기포 구조를 갖는 발포체의 일면에 간지를 더 형성할 수 있다. 이때, 통기성의 간지는 초임계 물질에 의해 용해 및 추출되지 않는 것일 수 있다.
그리고, 상기 간지는, 독립기포 구조를 갖는 발포체와 초임계 물질의 접촉표면적을 넓힘으로써, 유기물 또는 무기물의 용해 및 추출이 효과적으로 이루어지게 한다. 이로 인해 연속기포 구조를 갖는 발포체를 용이하게 제조할 수 있고, 이때, 열가소성 플라스틱 융점 이하의 열을 가하여 반응시간을 더욱 단축시킬 수도 있다.
여기서, 상기 통기성 기재는, 예를 들어 폴리에스테르, 폴리아세탈, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에틸렌나프탈렌, 폴리비닐리덴 플루라이드, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리아크릴로나이트릴, 헥사플루오로프로필렌, 폴리에틸렌, 및 폴리프로필렌 등을 각각 단독으로 또는 이들 중 2종 이상을 혼합하여 형성한 막(membrane)상의 기재 또는 섬유상의 기재가 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 사용되는 초임계 물질은, H20, 이산화탄소, 질소, 아르곤, 암모니아, 메탄, 에탄, 에틸렌, 이소부탄, 부탄, 프로판, 및 펜탄이 각각의 임계온도 및 임계압력에서 초임계 상태로 변화된 물질로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있으나, 이에만 한정하는 것은 아니다.
한편, 본 발명의 일 실시예의 제조방법에 의해 제조된 발포체는, 산업용 기재로써 개스킷, 충격 흡수재, 및 흡음재 등에 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
실시예 1
폴리에틸렌비닐 아세테이트(EVA, 비닐아세테이트(VA) 함량: 19 중량%) 100 중량부를 기준으로, 분자량이 1,000 정도인 폴리옥시에틸렌알킬아민 1 중량부를 혼련하여 수지 화합물을 제조한 후, 이를 통상적인 방법으로 압출하여 독립기포 구조를 갖는 발포체를 제조한 후, 초임계 물질로서 이산화탄소(임계온도: 31.0℃, 임계압력: 72.80atm)를 40℃ 온도, 및 230atm 압력의 조건으로 공급함으로써 연속기포 구조를 갖는 발포체를 제조하였다.
실시예 2
폴리옥시에틸렌 1 중량부 대신, 평균입도가 4㎛ 인 실리카 2 중량부를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 연속기포 구조를 갖는 발포체를 제조하였다.
비교예 1
에틸렌비닐 아세테이트(EVA, VA 함량: 19 중량%)만을 사용하여 수지 화합물을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 연속기포 구조를 갖는 발포체를 제조하였다.
평가예 1
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1에서 제조된 독립기포 구조를 갖는 발포체의, 초임계 물질에 대한 용해성을 평가하고, 형성된 기포의 크기를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
초임계 물질(CO2)에 대한 용해성 형성된 기포의 크기
실시예 1 양호 4 ㎛ 정도
실시예 2 양호 10 ㎛ 정도
비교예 1 용해 안됨 연속기포 구조 형성 안됨
상기 표 1에 기재된 바와 같이, 열가소성 고분자 수지인 에틸렌비닐 아세테이트(EVA)만을 이용하여 발포체를 제조한 경우(비교예 1), 초임계 물질에 용해되는 물질이 없어, 균일한 연속기포 구조를 갖는 발포체가 형성되지 않았다. 반면에 유기물 또는 무기물을 첨가하여 발포체를 제조한 경우(실시예 1 및 2), 균일한 크기(4 ㎛ 또는 10 ㎛)의 연속기포 구조를 갖는 발포체가 형성이 되었다. 독립기포 사이에 형성되어 있는 고분자막의 일부가, 유기물 또는 무기물로 이루어져 있는데, 이는 결국 초임계 물질에 의해 용해 및 추출됨으로써 제거된다. 이로써, 균일한 연속기포 구조를 갖는 발포체를 제조할 수 있었다.
1 : 독립기포
2 : 유기물 또는 무기물
3 : 열가소성 고분자 수지
10 : 독립기포 구조를 갖는 발포체
11 : 연속기포
13 : 열가소성 고분자 수지
20 : 연속기포 구조를 갖는 발포체

Claims (13)

  1. 열가소성 고분자 수지에 유기물 또는 무기물을 혼련하여 수지 화합물을 제조하는 단계;
    상기 수지 화합물을 압출하여 독립기포 구조를 갖는 발포체를 제조하는 단계; 및
    초임계 유체를 이용하여, 상기 독립기포 구조를 갖는 발포체에서 상기 유기물 또는 상기 무기물을, 용해 및 추출하여 제거함으로써, 연속기포 구조를 갖는 발포체를 제조하는 단계를 포함하며,
    서로 이웃하는 복수개의 상기 독립기포는, 고분자막에 의해 서로 분리되며, 상기 고분자막의 일부는 상기 유기물 또는 상기 무기물로 이루어지되,
    상기 유기물은, 분자량이 10,000 미만이고,
    상기 무기물은, 평균입도가 1 mm 이하인 것을 특징으로 하는 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 독립기포 구조를 갖는 발포체를 제조하는 단계는, 상기 수지 화합물을, 압출 후 가열, 가압 또는 가열 및 가압을 통한 발포공정으로 가교 독립기포 구조를 갖는 발포체를 제조하는 단계 또는, 상기 수지 화합물을, 가스를 주입하면서 압출하는 공정으로 무가교 독립기포 구조를 갖는 발포체를 제조하는 단계인 것을 특징으로 하는 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연속기포 구조를 갖는 발포체를 제조하는 단계는, 상기 유기물 또는 상기 무기물을 용해 및 추출하여 제거하기 전에, 상기 독립기포 구조를 갖는 발포체의 일면에 통기성 기재인 간지를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 통기성 기재는, 폴리에스테르, 폴리아세탈, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에틸렌나프탈렌, 폴리비닐리덴 플루라이드, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리아크릴로나이트릴, 헥사플루오로프로필렌, 폴리에틸렌, 및 폴리프로필렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수지 화합물은, 상기 열가소성 고분자 수지 100 중량부에 대하여, 상기 유기물 또는 상기 무기물 0.01 중량부 내지 100 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 고분자 수지는, 폴리에틸렌비닐아세테이트, 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-프로필렌-부텐 공중합체, 에틸렌-프로필렌-부타디엔 공중합체, 에틸렌-스티렌 공중합체, 에틸렌-프로필렌-스티렌 공중합체, 프로필렌-스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체, 및 스티렌-부타디엔 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유기물은, 파라핀계 탄소화합물, 알코올 화합물, 아민 화합물, 아미드 화합물, 케톤 화합물, 에테르 화합물, 니트릴 화합물, 술폭시드 화합물, 할로겐 화합물, 및 에스테르 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 무기물은, 탈크, 실리카, 산화티타늄, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화알루미늄, 산화아연, 제올라이트, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산바륨, 수산화알루미늄, 및 마이카로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 초임계 유체는, H20, 이산화탄소, 질소, 아르곤, 암모니아, 메탄, 에탄, 에틸렌, 이소부탄, 부탄, 프로판, 및 펜탄이 각각의 임계온도 및 임계압력에서 초임계 상태로 변화된 물질로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
KR1020120009041A 2012-01-30 2012-01-30 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법 및 이를 이용한 발포체 KR101389099B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120009041A KR101389099B1 (ko) 2012-01-30 2012-01-30 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법 및 이를 이용한 발포체

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120009041A KR101389099B1 (ko) 2012-01-30 2012-01-30 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법 및 이를 이용한 발포체

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130087836A KR20130087836A (ko) 2013-08-07
KR101389099B1 true KR101389099B1 (ko) 2014-04-25

Family

ID=49214420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120009041A KR101389099B1 (ko) 2012-01-30 2012-01-30 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법 및 이를 이용한 발포체

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101389099B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101533980B1 (ko) * 2014-07-28 2015-07-09 주식회사 삼영기계공업 무가교 결정성 호모 폴리프로필렌 발포 시트의 제조방법
CN105733244A (zh) 2016-02-29 2016-07-06 歌尔声学股份有限公司 吸音件的制备方法和吸音件
KR102524028B1 (ko) * 2021-04-23 2023-04-21 권오용 저중량이면서 접힘이 용이한 구명조끼

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001081225A (ja) * 1999-09-16 2001-03-27 Nitto Denko Corp 多孔質体及び多孔質体の製造方法
JP2008156442A (ja) 2006-12-22 2008-07-10 Inoac Corp 連続気泡発泡体とその製造方法
KR20110119556A (ko) * 2010-04-26 2011-11-02 닛토덴코 가부시키가이샤 수지 발포체 및 발포 부재

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001081225A (ja) * 1999-09-16 2001-03-27 Nitto Denko Corp 多孔質体及び多孔質体の製造方法
JP2008156442A (ja) 2006-12-22 2008-07-10 Inoac Corp 連続気泡発泡体とその製造方法
KR20110119556A (ko) * 2010-04-26 2011-11-02 닛토덴코 가부시키가이샤 수지 발포체 및 발포 부재

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130087836A (ko) 2013-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4272069B2 (ja) 吸収性クレイを含む多峰性ポリマー発泡体
CN1053142C (zh) 含热塑性塑料的模塑结构和它的制造方法及应用
KR100343292B1 (ko) 열가소성물질로구성되는성형구조물과그제조방법및그사용방법
CN1946782B (zh) 含氟聚合物泡沫及其制备方法和应用
JP2009242811A5 (ko)
CN105218851A (zh) 一种制备聚合物开孔发泡材料的方法
CN102241830A (zh) 一种生物降解聚合物发泡片材制品的制备方法
JP7342178B2 (ja) マイクロセルフォームシートおよび作製プロセスおよび使用
Dugad et al. Recent advancements in manufacturing technologies of microcellular polymers: A review
CN104277237A (zh) 一种聚合物发泡材料的制备方法
EP1847566A1 (en) Polymer blends comprising polystyrene and other thermoplastics
KR101482749B1 (ko) 초임계 탈가교 반응으로부터 수득되는 폐가교 폴리올레핀수지를 이용한 발포 성형물 제조 방법 및 발포 성형물
KR101389099B1 (ko) 연속기포 구조를 갖는 발포체의 제조방법 및 이를 이용한 발포체
KR101859913B1 (ko) 고강도의 압출된 열가소성 중합체 발포체
CN103819885A (zh) 一种聚乳酸发泡材料及其制备方法
KR101735887B1 (ko) 폴리유산계 수지 발포체 및 그 제조방법
CN107107407A (zh) 用于生产泡沫膜层压件的方法及其用途
EP2746307B1 (en) Polyvinylidene fluoride resin expanded beads, method for producing polyvinylidene fluoride resin expanded beads, and molded articles of polyvinylidene fluoride resin expanded beads
JP4503720B2 (ja) 表皮付き発泡成形体の製造方法
JP2005507794A (ja) 強化スリット付きの屈曲可能なポリマーフォーム
KR101269050B1 (ko) 난연성 경량 플라스틱 및 이의 제조방법
KR100764900B1 (ko) 냉각성능을 향상시킨 다이를 이용한 미세발포체의 제조방법
KR101670766B1 (ko) 차량 내장재용 무가교 폴리프로필렌계 발포 시트의 제조방법
JP6611032B2 (ja) ポリ乳酸系樹脂発泡粒子及びポリ乳酸系樹脂発泡粒子成形体
JP2004307605A (ja) ポリプロピレン系樹脂押出発泡シートの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170105

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180110

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190103

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200107

Year of fee payment: 7