KR101456203B1 - 미세 지분 함유 수지조성물의 제조방법 - Google Patents

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가부시키가이샤 칸쿄 케이에이 소고 켄큐쇼
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Abstract

평균입경 10~100μm의 미세 지분을 20~70중량부, 열가소성 합성수지를 30~80중량부 가지며, 미세 지분 및 열가소성 합성수지의 합계가 100중량부인 원재료를 2개의 재료 공급구(15, 16)를 갖는 완전 교합형 동방향회전 2축 혼련압출기(10)을 이용하여 주재료 공급구(15)로부터 수지를 공급하고, 부재료 공급구(16)로부터 미세 지분을 공급하여 성형용 미세 지분 함유 수지조성물을 얻는다.

Description

미세 지분 함유 수지조성물의 제조방법 {Manufacturing method for resin composition containing fine paper powder}
본 발명은 미세 지분(紙粉)이 고르게 분산되어 수지에 함유된 미세 지분 함유 수지조성물의 제조방법에 관한 것이다.
최근, 오피스, 출판사, 제지회사 등에서 대량의 폐지가 배출되고 있다. 종이는 일반적으로 목재 등의 가공 단계에서 셀룰로오스 섬유를 가늘고 부드럽게 하는 고도의 가공을 거치고 있어, 부가가치가 높은 구조를 갖는 기능성 재료이다. 그 때문에, 폐지는 원래 부가가치가 높은 구조를 갖는 기능성 재료이며, 또한 환경 부하가 실질적으로 제로인 원료가 된다. 따라서, 분쇄한 폐지를 수지에 혼재시킨 종이 함유 수지조성물을 성형가공의 소재로서 이용하는 것이 제안되고 있다.
예컨대, 일본 특개평 10－138241호 공보에는 적어도 일면에 폴리에틸렌 수지층을 갖는 복합지를 1mm~5mm각(角) 정도로 세단(細斷)하여 얻은 세단지 성분과 이 세단지 성분이 50중량% 이상이 되도록 폴리에틸렌 등의 수지를 혼합시킨 종이 함유 수지 펠릿을 얻는 것이 개시되어 있다.
일본 공개특허 2001－181511호 공보에는 폐지 등을 분쇄하고 입경을 50μm 이상 200μm 이하로 한 분상(粉狀)의 종이 파우더를 주성분으로 하는 저연소열 성분을 50중량% 초과 70중량% 이하, 주로 열가소성 수지로 이루어진 고연소열 성분을 30중량% 이상 50중량% 미만 함유하는 성형가공용 종이 함유 수지조성물이 개시되어 있다.
1. 일본특허공개 평10-138241호 2. 일본특허공개 2001-181511호
그러나, 유동성이 없는 종이 성분은 용융 수지의 유동을 방해한다. 그 때문에, 일본 특개평 10－138241호에 개시된 종이 함유 수지 펠릿이나 일본 공개특허 2001－181511호 공보에 개시된 성형 가공용 종이 함유 수지조성물을 이용하여 복잡한 성형품을 사출 성형하였을 경우, 충전 불량 등의 결함이 생기기 쉽고, 전사성이 떨어지므로 고품질의 성형품을 얻을 수 없다.
본 발명은 이상의 점을 감안하여 고품질의 유동성을 가지며 성형 가공용 소재로서 고품질의 미세 지분 함유 수지조성물을 얻을 수 있는 미세 지분 함유 수지조성물의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 미세 지분 함유 수지조성물의 제조방법은 평균 입경 10~100μm의 미세 지분을 20~70중량부, 열가소성 합성수지를 30~80중량부 가지며, 상기 미세 지분 및 상기 열가소성 합성수지의 합계가 100중량부인 원재료를, 복수의 재료 공급구를 갖는 완전 교합형 동방향회전 2축 혼련압출기를 이용하여 상류측의 상기 재료 공급구로부터 상기 열가소성 합성수지를 공급하고, 하류측의 상기 재료 공급구로부터 상기 미세지분을 공급하여 210℃ 이하의 온도로 혼련(混練)시켜 성형용 미세 지분 함유 수지조성물을 얻는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 미세 지분 함유 수지조성물의 제조 방법에 의하면, 얻어진 미세 지분 함유 수지조성물은 10~100μm로 지극히 작은 평균 입경의 미세 지분을 함유하므로, 성형 가공했을 때, 전사성이 뛰어나고 성형 가공용 고품질의 소재가 될 수 있다. 그러나, 종이와 수지는 상용성이 없으므로, 종래대로, 모든 원재료를 상류측의 주재료 공급구로부터 한번에 공급하면 수지를 용융시켜도 유동성이 없는 미세 지분은 혼련 중에 응집되어 불균일하게 수지에 혼화된다.
한편, 본 발명에서는 상류측의 재료 공급구로부터 공급한 열가소성 합성수지가 용융된 후, 하류측의 재료 공급구로부터 미세 지분이 공급되기 때문에 미세 지분이 용융수지 중에 고르게 잘 분산된다.
또한, 혼련압출기의 상류측에 구비되는 주재료 공급구로부터 미세 지분 및 수지를 공급하면 혼화물이 고온화되고, 혼련압출기 내에 고온으로 장시간 체류한 종이 성분이 열(熱)에 의해 열화(劣化)되어, 얻어지는 미세 지분 함유 수지조성물에 황변이나 탄 냄새가 발생한다.
이에, 본 발명에서는 상류측의 재료 공급구로부터 수지를 공급하고, 하류측의 재료 공급구로부터 미세 지분을 공급시킴으로써 미세 지분의 혼련압출기 내에서의 체류 시간을 단축시킨다. 이에 따라, 미세 지분이 혼련압출기 내에 고온으로 장시간 체류 하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 하류측의 재료 공급구로부터 공급된 실온의 미세 지분에 의해 용융된 열가소성 합성수지가 냉각되어 온도가 내려가고, 210℃ 이하의 온도에서의 혼련이 용이하게 된다. 그 결과, 종이 성분의 열에 의한 열화가 억제되며, 얻어진 미세 지분 함유 수지조성물에 황변이나 탄 냄새가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한 복수의 재료 공급구로부터 원재료를 공급하므로, 원재료의 시간당 공급량을 크게 할 수 있어 생산 능력을 높일 수도 있다.
또한, 상기 완전 교합형 동방향회전 2축 혼련압출기는 2개의 스크류의 적어도 일부에 각각 니딩 디스크부를 가지며, 상기 2개의 스크류가 각각 갖는 상기 니딩 디스크부는 상기 스크류의 축심에 수직인 단면에서 짧은 직경 방향과 긴 직경 방향이 직교하는 동일 단면 형상을 가지면서 한 쪽의 상기 니딩 디스크부의 긴 직경 방향의 외면의 회전 영역 내로, 다른 쪽의 상기 니딩 디스크부의 긴 직경 방향의 외면이 들어가게 배치됨과 동시에, 상기 2개의 스크류는 상기 니딩 디스크부의 긴 직경 방향이 서로 직교하도록 하여 동일방향으로 동일속도로 회전하는 것이다.
또한, 본 발명의 미세 지분 함유 수지조성물의 제조방법에 있어서, 상기 열가소성 합성수지로는 폴리올레핀계 합성수지, 폴리스틸렌계 합성수지, 또는 폴리유산계 합성수지인 것이 바람직하다. 그리고, 이 경우, 상기 폴리올레핀계 합성수지가 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 미세 지분 함유 수지조성물의 제조방법에 있어서, 상기 원재료는 무수 말레인산기를 갖는 화합물을 0.3~5중량부 가지는 것이 바람직하다. 이에 따라, 얻어지는 미세 지분 함유 수지조성물의 물성을 양호하게 개질하는 것이 가능해진다.
본 발명의 미세 지분 함유 수지조성물은 사출 성형이나 압출 성형 등으로 성형한 성형품 재료로서 매우 적합하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 미세 지분 함유 수지조성물의 제조방법에 사용되는 완전 교합형 동방향회전 2축 혼련압출기를 나타내는 개략도이다.
도 2는 도 1의 II-II선에 있어서의 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 미세 지분 함유 수지조성물의 제조방법에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 미세 지분 함유 수지조성물의 제조방법으로 이용되는 원재료는 종이 조각이나 펄프 시트 조각 등을 평균입경 10~100μm로 미세 분쇄한 미세 지분 20~70중량부와 펠릿 형상이나 분말 형상 등의 열가소성 합성수지로 이루어지는 수지재료 30~80중량부를 가지고 있다. 미세 지분 및 열가소성 합성수지의 합계는 100중량부이다. 종이 조각이나 펄프 시트 조각 등의 분쇄 방법은 한정되지 않지만, 예컨대, 수직형 롤러 밀이나 약연식(藥硏式) 밀 등을 이용하여 미세 분쇄할 수 있다.
또한, 평균입경은 주식회사 세이신 기업 제품의 레이저 회절산란식 입도분포 측정장치 LMS-350으로 측정한 값이다.
미세 지분의 평균입경이 100μm를 넘으면 미세 지분이 혼련 중에 응집될 우려가 높고, 용융 수지의 유동성이 저하하면서, 얻어지는 미세 지분 함유 수지조성물의 강도가 저하된다. 반대로, 미세 지분의 평균입경이 10μm미만이면, 유동성 및 강도는 양호하지만, 미세 지분의 제조가 매우 어려워져 큰 폭으로 제조비용이 상승한다.
미세 지분 및 열가소성 합성수지의 합계가 100중량부인 경우, 미세 지분이 70중량부를 넘는 경우 또는 수지재료가 30중량부 미만의 경우는 유동성이 없는 미세 지분이 대부분을 차지하므로, 혼화물의 유동성이 저하되면서 얻어지는 미세 지분 함유 수지조성물의 강도가 저하된다. 또한, 얻어지는 미세 지분 함유 수지조성물은 그 대부분이 종이 성분으로 이루어지므로 그 강도가 낮고, 취약하다.
한편, 미세 지분이 20중량부 미만 또는 수지재료가 80중량부를 넘는 경우는 얻어지는 미세 지분 함유 수지조성물의 내열연화성이 떨어진다. 또한, 이 경우, 미세 지분이 갖는 유연성 구조에 근거한 미세 지분 함유 수지조성물의 성형시, 왜곡 흡수성 등 종이 성분의 기능 발현이 억제되며 환경 성능도 저하된다.
미세 지분으로는 폐지를 미세 분쇄한 것이 바람직하다. 이것은 폐지는 오피스, 출판사, 제지회사 등에서 대량으로 배출되며 환경 부하가 실질적으로 제로인 것으로 평가되기 때문이다. 폐지는 예컨대, 신문 폐지, 잡지 폐지, 인쇄 폐지, 포장 폐지, 골판지 폐지, OA 폐지 등의 각종 폐지, 새종이의 제조시에 발생한 파지나 손상지, 잡지 등의 재단쓰레기, 연마가루, 슈레더 쓰레기 등이다. 또한, 미세 지분은 펄프 시트를 미세 분쇄한 것이어도 무방하다.
수지재료로는 열가소성 합성수지면 되지만, 폴리올레핀계 합성수지, 폴리스틸렌계 합성수지, 또는 폴리유산계 합성수지인 것이 바람직하다.
폴리올레핀계 합성수지로서 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 폴리프로필렌으로서 블록 중합 폴리프로필렌, 랜덤 중합 폴리프로필렌, 호모 중합 폴리프로필렌, 메탈로센 촉매 중합 폴리프로필렌, 캐타로이 프로세스 폴리프로필렌, 변성 폴리프로필렌 등을 사용할 수 있다. 폴리에틸렌으로서 저밀도 폴리에틸렌, 리니어 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 메탈로센 촉매 폴리에틸렌, 변성 폴리에틸렌, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)를 사용할 수 있다.
폴리스틸렌계 합성수지로서 PS수지(폴리스틸렌수지), AS수지(아크릴로니트릴-스틸렌 공중합 합성수지), ABS수지(아크릴로니트릴-부타디엔-스틸렌 공중합 합성수지) 등을 들 수 있다.
또한, 원료에 미세 지분 함유 수지조성물을 개질하기 위해 다른 종류의 합성수지, 고무, 열가소성 에라스토머 등을 20중량부 이하 첨가하여도 무방하다.
또한, 원재료에 필요에 따라 첨가제를 0.3~5중량부 첨가하여도 무방하다. 첨가제로서 예컨대, 산화방지제, 활제, 소취제, 표백제, 착색제를 첨가할 수 있다.
특히, 수지 개질제를 함유하는 것이 바람직하다. 수지 개질제는 무수 말레인산기를 갖는 화합물, 예컨대, 말레인산 변성 폴리올레핀, 올레핀-무수 말레인산 공중합체, 말레인산 변성 왁스, 말레인산 에스테르 변성 왁스 등인 것이 바람직하다. 이들의 수지 개질제는 수지재료, 특히 폴리올레핀계 합성수지와 혼합하여 극성기를 도입하고, 미세 지분과 수지재료의 상용성이 높아지므로, 분산성이 향상된다.
또한, 산화방지제로서는 예컨대, 페놀계, 인계 및 유황계의 산화방지제를 첨가해도 된다. 활제로서는 예컨대, 제1급 아미드, 제2급 아미드, 에틸렌 비스 아미드, 스테아릴산 금속염, 히드록시 스테아릴산 금속염을 첨가하면 된다.
또한, 원재료에 필요에 따라, 무기 충전재인 산화티탄, 탈크, 탄산칼슘, 황산칼슘, 황산바륨, 석고, 점토 등을 첨가하여도 무방하다.
본 발명의 실시예에 따른 미세 지분 함유 수지조성물의 제조방법에서는 혼련압출기를 이용하여 원재료를 혼련시켜서 성형용 미세 지분 함유 수지조성물을 얻는다.
이하, 본 발명의 실시예에서 사용되는 혼련압출기(10)에 대해 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
혼련압출기(10)는 완전 교합형 동방향회전 2축 혼련압출기이며, 2개의 스크류(11, 12)가 각각 케이싱(13) 내에 형성된 통로(14)에 회전 가능하게 병렬로 배치되어 있다. 통로(14)의 단면은 2개의 원이 연결되어 접속된 형상으로 되어 있다. 2개의 스크류(11, 12)는 케이싱(13)의 외부에 설치된 구동장치(미도시)에 의해, 도 2에 도시한 바와 같이, 동방향으로 회전하도록 구성되어 있다.
케이싱(13)의 상류 단부에는 통로(14)에 연통하는 주재료 공급구(상류측의 재료 공급구) (15)가 형성되어 있다. 이 주재료 공급구(15)를 통해, 케이싱(13) 밖의 톱 피더 등의 공급장치(미도시)로부터 미세 지분을 제외한 원재료가 통로(14) 내로 공급된다.
또한 케이싱(13)의 중간부에는 통로(14)에 연통하는 부재료 공급구(하류측의 재료 공급구)(16)가 형성되어 있다. 이 부재료 공급구(16)를 통해, 케이싱(13) 밖의 사이드 피더 등의 공급장치(미도시)로부터 미세 지분이 통로(14) 내로 공급된다.
원재료는 2개의 스크류(11, 12)에 의해 상류측으로부터 하류단에 접속된 다이스(17)의 쪽으로 순차적으로 이송되면서, 실온에서 서서히 상승되며 용융된 수지 재료에 미세 지분이 혼화된다. 그리고, 연화 상태의 미세 지분 함유 수지조성물이 다이스(17)의 출구에서 외부로 시트 형상으로 압출된다.
각 스크류(11, 12)는 그 사이에 틈새를 갖지 않는 완전 교합형이다. 각 스크류(11, 12)는 스크류홈이 외주면에 형성된 스크류부(11a, 12a)를 가지고 있다. 또한, 각 스크류(11, 12)의 일부는 니딩 디스크부(11b, 12b)로 되어 있다. 이와 같이, 각 스크류(11, 12)에는 각각 스크류부(11a, 12a)와 니딩 디스크부(11b, 12b)가 길이 방향으로 교대로 복수 설치되어 있다. 여기에서, 각 스크류(11, 12)에는 각각 4개의 스크류부(11a, 12a)와 3개의 니딩 디스크부(11b, 12b)가 설치되어 있다.
그리고, 스크류부(11a, 12a)는 통로(14)를 통해 2개의 재료 공급구(15, 16)로부터 공급된 원재료를 하류측으로 이송한다.
한편, 니딩 디스크부(11b, 12b)는 그 사이 및 케이싱(13)과의 사이에 근소한 간격 밖에 존재하지 않는 완전 교합형이다. 이 니딩 디스크부(11b, 12b)에 의해, 원재료가 혼련됨으로써 용융되지 않은 미세 지분을 응집시키지 않고 용융 수지에 고르게 분산시켜서 혼화시킬 수 있다.
상세하게 설명하면, 니딩 디스크부(11b, 12b)란, 각각 축심에 수직인 단면에 있어서, 특정 방향이 짧은 직경이 되며, 이 짧은 직경 방향과 직교하는 방향이 긴 직경이 되는 동일한 단면 형상을 가지고 있다. 그리고, 니딩 디스크부(11b, 12b)란, 한 쪽의 니딩 디스크부의 긴 직경 방향의 외면의 회전 영역 내로, 다른 쪽의 니딩 디스크부의 긴 직경 방향의 외면이 들어가게 하여 서로 맞물리도록 배치되어 있다. 스크류(11, 12)는 니딩 디스크부(11b, 12b)의 긴 직경 방향이 서로 직교하도록 동일방향으로 동일속도로 회전한다.
그런데, 주재료 공급구(15)에 미세 지분을 포함한 모든 원재료를 공급하면 미세 지분의 고온에서의 체류 시간이 장시간이 되고, 종이 성분이 열에 의해 열화하여 얻어진 미세 지분 함유 수지조성물에 황변이나 탄 냄새가 발생한다.
여기서, 미세 지분의 혼련압출기(10) 내에서의 고온에서의 체류 시간을 단축시키기 위해, 주재료 공급구(15)로부터 미세 지분을 제외한 원재료를 공급하고, 부재료 공급구(16)로부터 미세 지분을 공급시킨다. 이에 따라, 미세 지분의 고온화를 억제할 수 있어 최고 온도 210℃ 이하로 혼련할 수 있게 된다. 그 결과, 종이 성분의 열에 의한 열화가 억제되며 얻어진 미세 지분 함유 수지조성물에 황변이나 탄 냄새가 발생하는 것이 방지된다. 또한, 부재료 공급구(16)로부터 실온의 미세 지분을 공급함으로써 상류로부터 이송되어 온 고온의 수지 용융물의 온도를 저하시킬 수 있다.
또한 미세 지분을 포함한 모든 원재료를 주재료 공급구(15)로부터 공급하면 부피 비중이 작아지기 때문에, 피드 속도가 한정된다. 그러나, 본 발명에서는 미세 지분을 부재료 공급구(16)로부터 공급한다. 이에 따라, 원재료의 시간당 공급량을 크게 할 수 있어 전공급 속도가 향상되어 생산 능력을 높일 수도 있게 된다.
미세 지분은 부피 비중이 매우 작으므로 다량의 공기를 포함하고, 또한, 함유 수분이 많으므로 가열되면 다량의 수증기가 발생한다. 또한, 수지재료 등 다른 원재료도 공기를 포함하며 수분이 부착되어 있다. 여기서, 이들 공기나 수증기 등의 기체를 탈기하기 위해 케이싱(13)에는 통로(14)에 연통되는 오픈벤트(18)가 설치되어 있다. 혼련 등으로 발생한 공기나 수증기 등의 기체는 오픈벤트(18)를 통해 대기 중으로 방출된다.
그리고, 하류 근처의 케이싱(13)에는 통로(14)에 연통하는 진공탈기벤트(19)가 설치되어 있다. 진공탈기벤트(19)는 진공펌프(미도시)에 접속되어 있다. 혼련 등으로 발생한 공기나 수증기 등의 기체는 진공탈기벤트(19)에 의해 강제 배기된다.
이러한 벤트(18, 19)에 의해 공기나 수증기 등의 기체가 양호하게 탈기되므로, 매우 높은 흡습성을 갖는 미세 지분에 수분이 흡수되는 것, 및 얻어지는 미세 지분 함유 수지조성물에 공기나 수증기 등의 기체가 포함되는 것이 방지된다. 그 때문에, 얻어지는 미세 지분 함유 수지조성물의 품질이 향상됨과 동시에, 토출량도 향상된다.
통로(14)의 하류단은 케이싱(13)에 형성된 토출구(20)와 연통되어 있다. 그리고, 토출구(20)의 하류측에는 슬릿 형상의 출구를 갖는 다이스(17)가 접속되어 있다. 이 다이스(17)에 의해 연화 상태의 미세 지분 함유 수지조성물이 시트 형상으로 되어 압출된다.
혼련압출기(10)에서 압출된 시트 형상의 미세 지분 함유 수지조성물은 도시하지 않았지만, 복수의 롤러를 구비하는 냉각 인취기에 인취되어 롤러에 걸치면서 냉각 고체화되며, 그 후, 시트 권취기에 의해 감긴다.
이와 같이 하여 형성된 미세 지분 함유 수지조성물 시트는 인장 강도, 신장율 등이 우수하여 성형용 소재로서 양호한 것이 된다. 그리고, 이 시트는 평균입경 10~100μm의 미세 지분을 함유한 수지로 이루어지므로, 전사성이 뛰어나기 때문에 더 성형 가공하면 고품질의 성형품을 얻을 수 있다.
또한, 미세 지분 함유 수지조성물은 시트 형상이 아니고, 펠릿 형상으로 형성할 수도 있다. 이 경우, 환공 형상의 출구를 갖는 다이스(17)를 토출구(20)의 하류측에 접속한다. 이에 따라, 다이스(17)로부터 연화 상태의 미세 지분 함유 수지조성물이 원주 형상으로 압출되며 이를 수조에서 고체화한 후, 절단기로 절단하여, 펠릿 형상으로 형성한다. 또한, 핫컷식의 펠릿 제조기를 사용하여도 무방하다. 그리고, 이와 같이 하여 제조된 펠릿을 이용하여 시트 형상 등의 미세 지분 함유 수지조성물을 형성하여도 무방하다.
또한 시트 형상이나 펠릿 형상 등으로 형성한 미세 지분 함유 수지조성물을 사출 성형, 블로우 성형, 인플레이션 성형, 진공 성형, 압축 성형, 용융 압축 성형, 프레스 성형 등의 성형 가공으로 원하는 성형품으로 성형할 수 있다.
본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지의 변경이 가능하다.
<실시예>
이하, 본 발명의 실시예를 구체적으로 들어 본 발명을 설명하기로 한다.
[실시예 1-7 및 비교예 1]
실시예 1-7 및 비교예 1에서는 평균입경 10μm, 30μm, 50μm, 100μm의 미세 지분을 표 1에 나타낸 중량부, 폴리프로필렌(일본 폴리프로 주식회사 제품 MA-03)을 표 1에 나타낸 중량부, 폴리에틸렌(일본 폴리에치 주식회사 제품 UF-421)을 10중량부, 산화방지제(주식회사 ADEKA 제품 아데카스타브 AO-60)를 1중량부, 스테아릴산 칼슘을 1중량부 포함하는 원재료를 준비하였다. 또한, 미세 지분의 평균입경은 주식회사 세이신 기업 제품의 레이저 회절산란식 입도 분포 측정 장치 LMS-350으로 측정하였다.
그리고, 상술한 혼련압출기(10)를 이용하여 미세 지분을 부재료 공급구(16)로부터, 미세 지분을 제외한 모든 원재료를 주재료 공급구(15)로부터 각각 공급하여, 시트 형상으로 압출 성형하였다. 얻어진 미세 지분 함유 수지조성물 시트에 대해, JIS K7210로 규정된 측정 방법으로 멜트플로우레이트(MFR)를 측정하였다. 또한, 얻어진 미세 지분 함유 수지조성물 시트 형상 성형품에 대해, 아이조드 충격시험으로 아이조드 충격값을 측정하였다. 이들의 측정값을 표 1의 각 란에 기재하였다.
표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1-7과 같이 평균입경 10~100μm의 미세 지분을 20~70중량부, 또한, 폴리프로필렌과 폴리에틸렌을 합계 30~80중량부를 갖는 원재료를 이용하였을 경우에는 얻어진 미세 지분 함유 수지조성물 시트는 멜트플로우레이트가 0.9~13gr/10min으로 유동성이 양호하며, 아이조드 충격값이 1.7~10KJ/m²로 강도도 양호하고 취약하지 않았다.
한편, 비교예 1과 같이, 평균입경 50μm의 미세 지분을 80중량부, 또한, 폴리프로필렌과 폴리에틸렌을 합계 20중량부를 갖는 원재료를 이용하였을 경우에는 얻어진 미세 지분 함유 수지조성물 시트는 멜트플로우레이트가 0.1gr/10min으로 유동성이 낮고, 아이조드 충격값이 0.5KJ/m²로 취약하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7 비교예 1
미세지분공급구 부재료공급구(16)
미세지분 평균입경
(μm)		 10 30 50 100 50 50 50 50
(중량부) 50 50 50 50 20 30 70 80
폴리프로필렌
(중량부)		 40 40 40 40 70 60 20 10
폴리에틸렌
(중량부)		 10 10 10 10 10 10 10 10
산화방지제
(중량부)		 1 1 1 1 1 1 1 1
활제
(중량부)		 1 1 1 1 1 1 1 1
멜트플로레이트
(gr/10min)		 13 7.1 3.0 0.9 12 8.0 1.4 0.1
아이조드충격값
(KJ/m²)		 10 5.1 3.2 1.7 8.0 2.5 2.0 0.5
[실시예 8, 9 및 비교예 2, 3]
실시예 8 및 비교예 2에서는 평균입경 50μm의 미세 지분을 30중량부, 폴리프로필렌(일본 폴리프로 주식회사 제품 MA-03)을 60중량부, 폴리에틸렌(일본 폴리에치 주식회사 제품 UF-421)을 10중량부, 산화방지제(주식회사 ADEKA 제품 아데카스타브 AO-60)를 1중량부, 스테아릴산 칼슘을 1중량부 포함하는 원재료를 준비하였다.
실시예 9및 비교예 3에서는 평균입경 50μm의 미세 지분을 30중량부, 고충격 폴리스틸렌을 70중량부, 산화방지제(주식회사 ADEKA 제품 아데카스타브 AO-60)를 1중량부, 스테아릴산 칼슘을 1중량부 포함한 원재료를 준비하였다.
이와 같이, 실시예 8과 비교예 2의 원재료는 동일하며, 실시예 9와 비교예 3의 원재료는 동일하였다. 또한, 미세 지분의 평균입경은 주식회사 세이신 기업 제품의 레이저 회절산란식 입도분포 측정장치 LMS-350로 측정하였다.
그리고, 실시예 8, 9에서는 상술한 혼련압출기(10)를 이용하여, 미세 지분을 부재료 공급구(16)로부터, 미세 지분을 제외한 모든 원재료를 주재료 공급구(15)로부터 각각 공급하여 시트 형상으로 압출 성형하였다. 한편, 비교예 2, 3에서는 상술한 혼련압출기(10)를 이용하고, 모든 원재료를 주재료 공급구(15)로부터 공급하여, 시트 형상으로 압출 형성하였다. 또한 혼련압출기(10)의 니딩 디스크부(11b, 12b)의 직경은 50mm이다.
그리고, 혼련압출기(10)로부터 토출된 미세 지분 함유 수지조성물의 토출량 및 최고 온도를 측정하였다. 이들의 측정값을 표 2의 각 란에 기재하였다. 또한, 얻어진 미세 지분 함유 수지조성물 시트의 황변 및 탄 냄새의 유무를 관측하였다. 그 관측 결과를 표 2의 각 란에 기재하였다.
표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 8, 9와 같이 미세 지분을 부재료 공급구(16)로부터 혼련압출기(10)로 공급하였을 경우에는 토출량이 각각 105kg/hr, 83kg/hr로 생산 효율이 매우 양호하였다.
한편, 비교예 2, 3과 같이 미세 지분도 주재료 공급구(15)로부터 혼련압출기(10)로 공급하였을 경우에는 토출량이 각각 58kg/hr, 38kg/hr로 낮고, 생산 효율이 나빴다.
또한, 실시예 8, 9와 같이 미세 지분을 부재료 공급구(16)로부터 혼련압출기(10)로 공급했을 경우에는 최고 온도가 각각 200℃, 210℃로서 210℃ 이하이며, 얻어진 미세 지분 함유 수지조성물 시트에 황변 및 탄 냄새는 없었다.
한편, 비교예 2, 3과 같이 상술한 미세 지분도 주재료 공급구(15)로부터 공급하였을 경우에는 최고 온도가 각각 220℃, 240℃로서, 210℃를 초과하며 얻어진 미세 지분 함유 수지조성물 시트에 황변 및 탄 냄새가 있었다.
실시예8 실시예9 비교예2 비교예3
미세지분공급구 부재료공급부(16) 주재료공급구(15)
미세지분 평균입경(μm) 50 50 50 50
(중량부) 30 30 30 30
폴리프로필렌
(중량부)		 60 0 60 0
폴리에틸렌
(중량부)		 10 0 10 0
고충격폴리스틸렌
(중량부)		 0 70 0 70
산화방지제
(중량부)		 1 1 1 1
활제
(중량부)		 1 1 1 1
토출량
(kg/hr)		 105 83 58 38
최고온도
(℃)		 200 210 220 240
황변 없다 없다 있다 많이 있다
탄 냄새 없다 없다 있다 많이 있다
10 ; 혼련압출기
11, 12 ; 스크류
11a, 12a ; 스크류부
11b, 12b ; 니딩 디스크부
13 ; 케이싱
14 ; 통로
15 ; 주재료 공급구(상류측의 재료 공급구)
16 ; 부재료 공급구(하류측의 재료 공급구)
17 ; 다이스
18 ; 오픈벤트
19 ; 진공탈기벤트
20 ; 토출구

Claims (5)

  1. 평균입경 10~100μm의 미세 지분을 20~70중량부, 열가소성 합성수지를 30~80중량부 가지며, 상기 미세 지분 및 상기 열가소성 합성수지의 합계가 100중량부인 원재료를 복수의 재료 공급구를 갖는 완전 교합형 동방향회전 2축 혼련압출기를 이용하여 상류측의 상기 재료 공급구로부터 상기 열가소성 합성수지를 공급하고, 하류측의 상기 재료 공급구로부터 상기 미세지분을 공급하여 210℃ 이하의 온도로 혼련시켜 성형용 미세 지분 함유 수지조성물을 얻는 것을 특징으로 하는 미세 지분 함유 수지조성물의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 합성수지가 폴리올레핀계 합성수지, 폴리스틸렌계 합성수지, 또는 폴리유산계 합성수지인 것을 특징으로 하는 미세 지분 함유 수지조성물의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 폴리올레핀계 합성수지가 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 미세 지분 함유 수지조성물의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 원재료는 무수 말레인산기를 갖는 화합물인 말레인산 변성 올레핀, 올레핀-무수 말레인산 공중합체, 말레인산 변성 왁스 또는 말레인산 에스테르 변성 왁스를 0.3~5중량부 갖는 것을 특징으로 하는 미세 지분 함유 수지조성물의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 완전 교합형 동방향회전 2축 혼련압출기는 2개의 스크류의 적어도 일부에 각각 니딩 디스크부를 가지며, 상기 2개의 스크류가 각각 갖는 상기 니딩 디스크부는 상기 스크류의 축심에 수직인 단면에서 짧은 직경 방향과 긴 직경 방향이 직교하는 동일 단면 형상을 가지면서 한 쪽의 상기 니딩 디스크부의 긴 직경 방향의 외면의 회전 영역 내로, 다른 쪽의 상기 니딩 디스크부의 긴 직경 방향의 외면이 들어가게 배치됨과 동시에, 상기 2개의 스크류는 상기 니딩 디스크부의 긴 직경 방향이 서로 직교하도록 하여 동일방향으로 동일속도로 회전하는 것을 특징으로 하는 미세 지분 함유 수지조성물의 제조방법.
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