KR101837958B1 - 수지 발포 시트 및 수지 발포 시트의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

2차 성형성이 양호한 수지 발포 시트, 및 이러한 수지 발포 시트를 용이하게 제조할 수 있는 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 하고 있다. 폴리프로필렌계 수지와 상기 폴리프로필렌계 수지보다도 용융장력이 높은 고용융장력 폴리프로필렌 수지를 포함한 폴리프로필렌계 수지 성분을 주성분으로 하는 폴리프로필렌계 수지 조성물이 압출기로 압출 발포되어 형성된 수지 발포 시트로서, 상기 고용융장력 폴리프로필렌 수지는 압출기를 통과시킨 후의 용융장력이 4cN 이상 10cN 이하이며, 또한 압출기를 통과시킨 후의 파단점 속도가 12m/min 이상 26m/min 이하인 것을 특징으로 하는 수지 발포 시트 등을 제공한다.

Description

수지 발포 시트 및 수지 발포 시트의 제조 방법{FOAMED RESIN SHEET AND PROCESS FOR PRODUCTION OF FOAMED RESIN SHEET}

본 발명은 수지 발포 시트 및 수지 발포 시트의 제조 방법, 보다 상세하게는, 고용융장력 폴리프로필렌 수지를 포함한 폴리프로필렌계 수지 성분을 주성분으로 하는 폴리프로필렌계 수지 조성물이 압출기로 압출 발포되어 형성된 수지 발포 시트, 및 이러한 수지 발포 시트를 제작하기 위한 수지 발포 시트의 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 폴리프로필렌계 수지 성분을 주성분으로 한 수지 조성물에 의해 성형품을 형성시킬 때에 고용융장력 폴리프로필렌 수지(HMS-PP)라 일컬어지는 폴리프로필렌계 수지가 개질 목적으로 배합되거나 하고 있다.

이 HMS-PP는 올레핀 블록을 도입시킨 폴리프로필렌계 블록 코폴리머나, 방사선이나 전자선 등의 활성 에너지선에 의한 부분 가교, 또는 화학 가교에 의한 부분 가교가 실시되어, 예를 들면, 230℃에서의 용융장력이 5cN 이상의 높은 값을 나타내는 것과 같은 폴리프로필렌계 수지이며, 수지 발포 시트를 제작하는 경우 등에 있어서 원료에 가함으로써 기포의 미세화 효과를 발휘하는 것이 알려져 있다.

이러한 수지 발포 시트는 식품 트레이 등 제품의 원재료로서도 광범위하게 사용되고 있으며, 식품 트레이를 형성시킬 때에는 시트 성형법에 의한 2차 성형이 실시되거나 하고 있다.

이러한 2차 성형에 있어서의 성형성의 관점에서는 수지 발포 시트의 개량을 검토할 여지가 남아 있다.

예를 들면, 하기 특허문헌 1에는 표면의 평활성이 뛰어난 발포 시트를 제작하는데 적합한 재료에 관한 검토가 행해지고 있다.

그러나, 이러한 시도의 상당수는, 복수의 수지 재료의 배합 비율 등에 주목한 것으로, 수지가 발포할 때의 거동과 밀접한 관계를 갖는 수지의 용융 특성에 주목하여 행해진 검토는 비교적 적다.

일반적으로, 수지 발포 시트에 있어서는, 연속 기포율의 증대와 함께 강도가 저하되는 경향이 있으므로, 고용융장력 폴리프로필렌 수지를 배합하는 등 미세한 독립 기포를 형성시키는 것이 그 강도를 향상시키는데 있어서 유효한 방법이 될 수 있다.

한편, 고용융장력 폴리프로필렌 수지의 첨가는, 얻어지는 수지 발포 시트에 대하여 높은 용융장력을 부여하게 되므로, 경우에 따라서는 당해 수지 발포 시트를 사용한 2차 성형품을 제작할 때에 그 성형성을 저하시킬 우려가 있다.

일본 공개특허공보 제2006-257307호

본 발명은 종래 그다지 주목받고 있지 않았던 수지의 용융 특성에 주목하여 2차 성형성이 양호한 수지 발포 시트, 및 이러한 수지 발포 시트를 용이하게 제조할 수 있는 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하여 이루어진 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명자가 면밀히 검토를 행한 결과, 압출기에 의해 압출 발포시킨 후의 용융장력 및 파단점 속도와 소정의 관계를 갖는 폴리프로필렌계 수지를 사용함으로써, 2차 성형에 있어서의 성형성이 뛰어난 수지 발포 시트를 용이하게 제조할 수 있는 점을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 수지 발포 시트에 대한 본 발명은, 고용융장력 폴리프로필렌 수지를 포함한 폴리프로필렌계 수지 성분을 주성분으로 하는 폴리프로필렌계 수지 조성물이 압출기로 압출 발포되어 형성된 수지 발포 시트로서, 상기 고용융장력 폴리프로필렌 수지는 압출기를 통과시킨 후의 용융장력이 4cN 이상 10cN 이하이며, 또한 압출기를 통과시킨 후의 파단점 속도가 12m/min 이상 26m/min 이하인 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 수지 발포 시트의 제조 방법에 대한 본 발명은, 고용융장력 폴리프로필렌 수지를 포함한 폴리프로필렌계 수지 성분을 주성분으로 하는 폴리프로필렌계 수지 조성물을 압출기로 압출 발포시켜 수지 발포 시트를 제작하는 수지 발포 시트의 제조 방법으로서, 상기 고용융장력 폴리프로필렌 수지로서, 압출기를 통과시킨 후의 용융장력이 4cN 이상 10cN 이하이며, 또한 압출기를 통과시킨 후의 파단점 속도가 12m/min 이상 26m/min 이하가 되는 고용융장력 폴리프로필렌 수지를 사용하는 것을 특징으로 하고 있다.

또한,“압출기를 통과시킨 후의 용융장력 및 파단점 속도”에 대해서는, 예를 들면, 주식회사 도요세이키 세이사쿠쇼 제조의 「라보플라스토밀(형식: 4M150(본체)에 형식: 2D15W(2축 압출기, 구경: 15㎜, L/D: 17)와 직경 3㎜의 원 형상의 개구를 갖는 금형을 취부한 것)」을 사용하여 2축 압출기의 전체 존의 온도를 220℃로 설정하는 동시에 스크류 회전수를 60rpm에 고정하여 스트랜드 형상의 측정 시료(HMS-PP)를 압출하고, 이어서 20℃의 물을 넣은 1m의 수조 안을 상기 스트랜드 형상의 시료를 통과시켜 냉각한 후, 길이가 4㎜의 봉 형상 펠릿이 되도록 커터로 절단한 것에 대한 용융장력과 파단점 속도를 측정함으로써 구할 수 있다.

또한,“용융장력 및 파단점 속도”에 대해서는, 트윈보어 캐필러리 레오미터를 사용하여 측정할 수 있고, 구체적으로는, 하기와 같이 하여 측정할 수 있다.

먼저, 수직 방향으로 배치된 내경 15㎜의 실린더 내에 시료가 되는 폴리프로필렌계 수지(HMS-PP)를 수용시키고, 230℃의 온도로 5분간 가열하여 용융시킨 후에, 실린더의 상부로부터 피스톤을 삽입하여, 상기 피스톤으로 압출하여 속도가 0.0773㎜/s(일정)가 되도록 하여 실린더의 하단에 설치한 캐필러리(다이 직경: 2.095㎜, 다이 길이: 8㎜, 유입 각도: 90번(코니컬))로부터 용융 수지를 끈 형상으로 압출시키고, 이 끈 형상물을 상기 캐필러리의 하방에 배치한 장력 검출 풀리에 통과시킨 후, 권취 롤을 이용하여 권취시킨다.

이 때 권취 시작시의 초속을 4㎜/s로 하고, 그 후의 가속을 12㎜/s²로 하여 서서히 권취 속도를 빠르게 하여, 장력 검출 풀리에 의해 관찰되는 장력이 급격하게 저하한 때의 권취 속도를 “파단점 속도”로 하고, 이 “파단점 속도”가 관찰되기까지의 최대 장력을 “용융장력”으로 하여 측정한다.

본 발명에 있어서는, 압출기를 통과시킨 후의 용융장력 및 파단점 속도와 소정의 관계를 갖는 고용융장력 폴리프로필렌 수지가 수지 발포 시트의 형성 재료로서 사용되므로, 2차 성형에 있어서의 성형성이 뛰어난 수지 발포 시트를 용이하게 제조할 수 있다.

이하에, 수지 발포 시트의 일례를 나타내면서 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다.

본 실시 형태의 발포 시트(이하, 단순히 「발포 시트」라고도 함)는 고용융장력 폴리프로필렌 수지를 포함한 폴리프로필렌계 수지 성분을 주성분으로 한 폴리프로필렌계 수지 조성물이 압출기로 압출 발포되어 형성된 것이다.

이 폴리프로필렌계 수지 성분에 함유되는 고용융장력 폴리프로필렌 수지는, 상술한 바와 같은 압출기 통과 후의 상태에서, 용융장력(T: cN)과 파단점 속도(V: m/min)가, 하기 조건 (1)을 만족시키고 있는 것이 중요하다.

(4≤T≤10) 또한　(12≤V≤26) … 조건 (1)

그런데, 일반적으로 압출기 등으로 폴리프로필렌계 수지에 용융 상태에서의 전단을 가하면, 압출기에 도입하기 전의 신품 상태, 즉, “버진재”라 일컬어지는 것에 대해, “용융장력”의 값을 저하시키는 동시에 “파단점 속도”의 값을 상승시키는 변화가 생긴다.

예를 들면, 버진재로서 용융장력이 10cN을 넘고, 파단점 속도가 12m/min 미만의 것이면, 비교적, 높은 확률로 압출기 통과 후에 상기 조건 (1)을 만족시키는 상태가 된다.

다만, 과도하게 용융장력이 높은 버진재에서는 용융 수지의 끈기가 지나치게 강해, 압출 발포 자체를 할 수 없게 될 우려가 있으므로, 버진재는 초기 상태에 있어서의 용융장력이 30cN 이하인 것이 바람직하다.

이러한 점으로부터, 버진재의 용융장력은 15cN 이상, 25cN 이하인 것이 바람직하고, 17cN 이상, 23cN 이하인 것이 보다 바람직하다.

또한, 버진재의 파단점 속도는 2.0m/min 이상, 5.0m/min 이하인 것이 바람직하고, 2.4m/min 이상, 3.0m/min 이하인 것이 보다 바람직하다.

이러한 고용융장력 폴리프로필렌 수지(HMS-PP)로서는, 예를 들면, Borealis사로부터 상품명 「WB135HMS」, 「WB140HMS」, Basell사로부터 상품명 「Pro-fax F814」로서 시판되고 있는 것, 혹은 다른 시판품 중에서 선택하여 본 실시 형태에 따른 수지 발포 시트의 원료로서 채용할 수 있다.

또한, 선택에 있어서는, 상술한 「라보플라스토밀」에 의한 압출 시험과 「캐필러리 레오미터」에 의한 측정을 실시하면 된다.

그 중에서도, 자유 말단이 되는 장쇄 분기를 분자 내에 형성시킴으로써, 고용융장력이 부여된 것은 압출기 통과 후의 “용융장력”과 “파단점 속도”의 측정을 실시함으로써, 상기 조건 (1)을 만족시키는 폴리프로필렌계 수지를 용이하게 찾아낼 수 있다.

이러한 장쇄 분기를 갖는 폴리프로필렌계 수지로서는, 전자선이나 방사선 등의 활성 에너지선의 조사에 의해 부분 가교가 실시되어 자유 말단 장쇄 분기가 형성된 것이나, 화학 가교에 의해 자유 말단 장쇄 분기가 형성된 것 등을 들 수 있다.

또한, 시판품을 채용하는 경우에는 제조 로트가 다르면, 동일한 그레이드의 상품이라도 얻어지는 결과가 다른 경우가 있으므로, 제조 로트마다 상기 측정을 실시하여, 상기 조건 (1)을 만족시키는 것인지를 확인하는 것이 바람직하다.

일반적으로 HMS-PP는, 통상, 그 단체(單體)로는 용융장력이 지나치게 높은 점 및 일반적인 폴리프로필렌계 수지에 비해 고가인 점 등으로부터, 다른 폴리프로필렌계 수지와 혼합하여 사용된다.

즉, 올레핀 블록과 폴리프로필렌 블록을 갖는 약간 높은 용융장력을 나타내는 폴리프로필렌계 수지(블록 PP)나, 호모 폴리프로필렌계 수지(호모 PP) 등의 일반적인 폴리프로필렌계 수지와 혼합하여 사용되는 것이 발포 시트의 재료 비용 등의 관점에서 바람직하다.

또한, 폴리프로필렌계 수지 조성물에는 폴리프로필렌계 수지 이외에 폴리에틸렌(PE), 에틸렌-아크릴산 에틸 공중합체 수지, 에틸렌-초산비닐 공중합체 수지, 폴리부텐 수지, 폴리-4-메틸펜텐-1 수지 등의 폴리프로필렌계 수지와의 상용성이 높은 수지를 폴리프로필렌계 수지 성분 이외의 폴리머 성분으로서 함유시킬 수도 있다.

다만, 이러한 다른 성분을 과도하게 도입시키면, 압출 발포에 있어서의 원하는 흐름 특성이나 발포 특성을 부여하는 것이 어려워지거나, 발포 시트나 2차 성형품에 원하는 물성을 부여하는 것이 곤란하게 되거나 할 우려가 있다.

따라서, 상기 HMS-PP를 포함한 모든 폴리프로필렌계 수지의 합계량은 발포 시트의 형성에 사용되는 폴리프로필렌계 수지 조성물의 전체 폴리머 성분에 있어서 80질량% 이상이 되는 것이 바람직하고, 90질량% 이상이 되는 것이 특히 바람직하다.

또한, HMS-PP의 첨가량이 미량인 경우에는, 강도가 뛰어나고 외관이 미려한 발포 시트를 얻는 것이 곤란하게 될 우려가 있다.

따라서, 압출기 통과 후의 용융장력이 4cN 이상 10cN 이하가 되는 HMS-PP의 전체 폴리머 성분에 있어서의 함유량은 25질량% 이상인 것이 바람직하고, 30질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.

다만, 과도하게 배합량을 늘려도 그 이상의 효과를 얻기 어려워지는 한편, 재료 비용을 증대시키게 된다.

또한, 압출 방향으로 연속하는 줄무늬를 발포 시트에 생기게 할 우려가 있다.

이 점에 대하여 상술하면, HMS-PP는 용융 수지에 장력을 부여하므로 폴리프로필렌계 수지 조성물을 예를 들면, 서큘러 다이 등으로부터 압출 발포시키는데 있어서 셀을 안정화시키는 효과가 있고, 섬세한 발포 상태를 갖는 발포 시트를 얻기 쉬워지는 한편, 압출 직후에 급준(急峻)한 발포를 일으키는 작용을 나타내는 결과, 발포 시트에 두께의 불균형을 일으킬 우려가 있다.

예를 들면, 발포제를 함유시킨 폴리프로필렌계 수지 조성물을 서큘러 다이로부터 원통 형상의 발포체로서 압출 발포시켰을 때에는, 발포도의 증대에 수반하는 두께의 증대를 일으켜 외관상의 체적을 팽창시키게 되나, 이 발포체는 두께 방향으로만 체적 팽창하는 것은 아니고, 둘레 방향으로도 체적 팽창을 일으킨다.

일반적으로 발포 시트는 서큘러 다이보다도 큰 직경의 맨드릴을 서큘러 다이의 하류측에 배치하여, 상기 발포체를 상기 서큘러 다이로 확경하여, 이 확경된 것을 서큘러 다이의 더욱 하류측에 배치한 인취기에 의해 인취하는 방법으로 제작되거나 하고 있으나, 둘레 방향에의 발포가 과도하게 생기면, 서큘러 다이의 출구 근방에 있어서는, 발포체에 슬랙부가 형성된다.

즉, 상기 발포체가 둘레 방향으로 물결치는 상태가 되어버려 냉각 조건이나 가해지는 텐션에 불균형이 생기는 결과, 압출 방향으로 연속하는 줄무늬가 발포 시트에 형성되게 된다.

이와 같이 하여 줄무늬가 생기면, 외관상의 문제뿐만 아니라, 강도적인 불균형도 생기기 쉬우므로, 당해 발포 시트를 사용하여 시트 성형 등을 행하는데 있어서, 부분적인 늘어남 부족이 생기거나 주름 등의 결함을 일으키게 하거나 할 우려가 있다.

따라서, HMS-PP의 함유량에 상한을 정하여 발포 거동을 마일드한 것으로 하여, 서큘러 다이로부터 압출된 직후의 발포체의 체적 팽창을 완만한 것으로 만드는 것이 바람직하다.

즉, 줄무늬를 억제시킬 수 있는 점에 있어서, 압출기 통과 후의 용융장력이 4cN 이상 10cN 이하가 되는 HMS-PP의 전체 폴리머 성분에 있어서의 함유량은 50질량% 미만이 되는 것이 바람직하고 45질량% 이하가 되는 것이 특히 바람직하다.

또한, 이 HMS-PP의 압출기 통과 후의 용융장력이 4cN 이상 10cN 이하인 것이 발포 시트의 2차 성형에 있어서 중요한 것은, 용융장력이 4cN 미만의 경우에는 발포 성형시에 있어서 파포가 생기기 쉬운 상태의 것을 의미하여, 연속 기포율이 높고, 예를 들면, 충분한 2차 발포 배율을 얻을 수 없는 등, 성형 불량이 생기기 쉽기 때문이다.

이러한 관점으로부터는, 발포 시트의 연속 기포율은 13% 미만이 되도록 제조되는 것이 바람직하고, 10% 미만의 연속 기포율이 되는 것이 특히 바람직하다.

또한 한편으로, 용융장력의 상한치에 대해서는, 용융장력이 10cN을 넘는 경우에는 발포 시트가 형성될 때의 용융 수지의 장력이 지나치게 강한 것을 의미하여, 시트 표면에 얼룩 등의 외관 불량을 일으킬 우려가 있다.

또한, 상술한 조건 (1)에 있어서, 압출기 통과 후의 HMS-PP의 파단점 속도에 상기 범위가 설정되어 있는 것은, 파단점 속도가 12m/min 미만의 경우, 발포 시트의 늘어남이 부족하여, 예를 들면, 2차 성형에 있어서 깊이가 깊은 트레이 등을 제작할 때에 “주름”이나 “갈라짐”과 같은 성형 불량이 생기기 쉬워질 우려가 있다.

또한, 파단점 속도가 26m/min를 넘는 경우는 시트 성형시에 드로 다운이 생겨 성형 불량이 생기기 쉬워질 우려가 있다.

또한, 상기 조건 (1)에 합치하는 HMS-PP를 함유시킴으로써, 폴리프로필렌계 수지 조성물을 압출 발포시키는데 있어서 미세한 독립 기포를 다수 형성시키는 것이 용이하다.

또한, 상기와 같은 화학 가교에 의해 자유 말단 장쇄 분기가 형성되고, 또한 상기 조건 (1)을 만족시키는 폴리프로필렌계 수지를 채용함으로써, 예를 들면, 10배 이상이 되는 높은 발포 배율로 발포된 수지 발포 시트를 용이하게 형성시킬 수 있다.

이러한 폴리프로필렌계 수지를 사용하여 발포 시트를 제작하려면, 발포를 위한 성분으로서 예를 들면, 적어도 베이스 폴리머의 융점에서 기체 상태가 되는 가스 성분이나, 상기 가스 성분에 의해 기포를 형성시킬 때의 핵이 되는 핵제나, 적어도 베이스 폴리머의 융점에서 열분해를 일으켜 기체가 발생되는 열분해형 발포제 등을 상기 폴리프로필렌계 수지 조성물에 함유시켜 압출 발포를 시키면 된다.

상기 가스 성분으로서는 프로판, 부탄, 펜탄 등의 지방족 탄화수소, 질소, 이산화탄소, 아르곤, 물 등을 들 수 있다.

또한, 이러한 가스 성분은 단독으로 사용되어도, 복수 병용되어도 된다.

상기 핵제로서는 예를 들면, 탈크, 마이카, 실리카, 규조토, 산화 알루미늄, 산화 티타늄, 산화 아연, 산화 마그네슘, 수산화 마그네슘, 수산화 알루미늄, 수산화 칼슘, 탄산 칼륨, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 황산 칼륨, 황산 바륨, 유리 비즈 등의 무기 화합물 입자, 폴리테트라플루오르에틸렌 등의 유기 화합물 입자 등을 들 수 있다.

이 핵제는 예를 들면, 폴리올레핀 수지에 미리 함유시킨 마스터 배치 방식으로 발포 시트의 형성 재료에 함유시킬 수 있어, 상기 핵제를 5질량% 이상, 50질량% 이하의 범위 중의 어느 하나가 되도록 폴리올레핀계 수지에 분산시킨 마스터 배치를 이용함으로써, 핵제를 보다 효과적으로 사용할 수 있다.

또한, 가열 분해형 발포제로서는 예를 들면, 아조디카본아미드, 탄산수소나트륨, 탄산수소나트륨과 구연산의 혼합물 등을 들 수 있다.

이 가열 분해형 발포제에 대해서는, 10질량% 이상, 50질량% 이하의 범위 중의 어느 하나의 함유량이 되도록 폴리올레핀계 수지에 분산시켜 마스터 배치화함으로써, 보다 효과적으로 사용할 수 있다.

또한 상기 이외에, 예를 들면, 내후제, 산화 방지제, 노화 방지제와 같은 각종 안정제, 외부활제, 내부활제 등의 가공조제, 대전 방지제, 슬립제, 안료, 충전제 등의 첨가제를 폴리프로필렌계 수지 조성물에 함유시킬 수 있다.

이러한 형성 재료를 사용하여, 본 실시 형태의 발포 시트를 제작하려면, 발포 시트의 제조 설비로서 일반적인 압출기를 이용한 압출 발포를 실시하는 방법을 들 수 있다.

예를 들면, 탠덤 압출기의 상류측의 압출기에 폴리프로필렌계 수지 성분 등의 폴리머 성분을 도입하여, 이 압출기 안에서, 예를 들면, 상기 가스 성분의 용해에 유리한 온도 조건으로 상기 폴리머 성분의 용융 혼련을 행한 후, 이 압출기의 도중 개소에 있어서, 예를 들면, 부탄 등의 가스 성분을 주입하고, 추가로 혼련을 행하여, 상기 가스 성분을 포함한 수지 조성물을 하류측의 압출기에서 압출에 적합한 온도 조건으로 조정하여 플랫 다이나 서큘러 다이로부터 압출 발포시켜 발포 시트를 제작하는 방법 등을 채용할 수 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 상기 조건 (1)을 만족시키는 고용융장력 폴리프로필렌 수지가 폴리프로필렌계 수지 조성물에 함유되므로, 높은 발포 배율로 낮은 연속 기포율의 발포 시트를 압출 발포시키기 위해 필요한 조건 설정폭을 넓게 확보할 수 있어, 발포 시트의 제조 방법에 있어서 각종 조건이 변경되어도 안정되어 양품을 얻을 수 있게 된다.

따라서, 높은 발포 배율을 가져 외관이 양호한 수지 발포 시트를 용이하게 제작할 수 있다.

또한, 이와 같이 하여 얻어진 수지 발포 시트는 섬세한 기포로 높은 발포 배율을 갖고, 2차 성형성이 뛰어나므로, 예를 들면, 진공 성형, 압공 성형, 진공 압공 성형, 프레스 성형과 같은 시트 성형법을 채용하여, 트레이 등의 용기에 용이하게 가공할 수 있다.

또한, 얻어지는 2차 성형품도 외관이 미려하고 경량이면서도 뛰어난 강도를 갖는 것이 된다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 발포 시트나 발포 시트의 제조 방법을 상기와 같이 예시하고 있으나, 본 발명에 있어서는, 발포 시트나 발포 시트의 제조 방법을 상기 예시에 한정하는 것은 아니다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 수지 발포 시트나 수지 발포 시트의 제조 방법으로서 발포 시트나 발포 시트의 제조 방법을 예시하고 있으나, 본 발명은 상기 예시의 발포 시트에 한정하는 것도 아니다.

예를 들면, 상기와 같은 발포 시트를 압출하여 발포층을 형성시키는 동시에 비발포의 솔리드층을 공압출하여, 2층 구조의 발포 시트로 하는 경우나, 혹은 양면에 솔리드층을 갖는 3층 구성의 발포 시트로 하는 경우, 또한, 4층 이상의 적층 구조를 갖는 발포 시트도 본 발명이 의도하는 범위의 것이다.

(실시예)

다음으로, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하나, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

(발포 시트의 제작: 제법 1)

이 수지 발포 시트의 제작 방법에 있어서는, 발포 수지의 형성 재료를 용융 혼합하기 위한 제1 압출기로서 구경이 90㎜인 단축 압출기(상류측 압출기)와, 상기 단축 압출기에 접속된 구경이 115㎜인 단축 압출기(하류측 압출기)로 이루어지는 탠덤형 압출기를 준비하여, 하류측에 서큘러 다이를 접속하여 압출을 실시하였다.

먼저, Borealis사로부터 상품명 「WB135」로서 시판의 HMS-PP를 39질량%, 닛폰 포리프로사로부터 상품명 「BC6C」로서 시판의 블록 PP를 45질량%, 선알로머사로부터 상품명 「Q-100F」로서 시판의 TPO를 6질량%, 닛폰 포리에치렌사로부터 상품명 「KS240T」(결정화도: 26%)로서 시판의 에틸렌-α-올레핀 공중합체를 10질량%의 비율로 포함한 폴리머 성분과, 이러한 폴리머 성분의 합계량을 100질량부로 한 경우에, 0.5질량부가 되는 중조-구연산계 발포제(다이니치 세이카사 제조의 마스터 배치, 상품명 「파인셀 마스터 PO410K」)를 포함한 폴리프로필렌계 수지 조성물을 상류측의 구경이 90㎜인 단축 압출기 1단째의 호퍼에 공급하고, 200℃~210℃의 온도로 가열 용융한 후, 이 용융 수지 100질량부에 대한 비율이 4질량부가 되도록 가스 성분인 부탄(이소 부탄/노말 부탄=35/65질량%)을 압입 혼련하여 발포성 수지 조성물을 제작하였다.

이 발포성 수지 조성물을 하류측의 압출기에 공급하고, 발포성 수지 조성물의 온도를 저하시켜, 이 압출기의 선단에 접속된 서큘러 다이(구경 140㎜, 슬릿 간극 1.0㎜)로부터 135kg/시간이 되는 수지 토출량으로 원통 형상으로 압출시킴으로써, 원통 형상의 발포체를 형성시켰다.

이 압출 발포에 의해 제작된 원통 형상의 발포체를 직경:414㎜×길이:500㎜의 냉각용 맨드릴 위를 따라 확경시키는 동시에, 그 외면을 에어링으로부터 에어를 취부하여 냉각시키고, 상기 맨드릴의 둘레 방향으로 대칭이 되는(180도 열린) 2점에서 커터에 의해 절개하여 2매의 띠 형상의 수지 발포 시트를 제작하였다.

(발포 시트의 제작: 제법 2)

이 수지 발포 시트의 제작 방법에 있어서는, 먼저, 발포 수지층의 형성 재료를 용융 혼합하기 위한 제1 압출기로서 구경이 90㎜인 단축 압출기(상류측 압출기)와, 상기 단축 압출기에 접속된 구경이 115㎜인 단축 압출기(하류측 압출기)로 이루어지는 탠덤형 압출기를 준비하였다.

그리고, Borealis사로부터 상품명 「WB135」로서 시판의 HMS-PP를 39질량%, 닛폰 포리프로사로부터 상품명 「BC6C」로서 시판의 블록 PP를 45질량%, 선알로머사로부터 상품명 「Q-100F」로서 시판의 TPO를 6질량%, 닛폰 포리에치렌사로부터 상품명 「KS240T」(결정화도: 26%)로서 시판의 에틸렌-α-올레핀 공중합체를 10질량%의 비율로 포함한 폴리머 성분과, 이러한 폴리머 성분의 합계량을 100질량부로 한 경우에, 0.5질량부가 되는 중조-구연산계 발포제(다이니치 세이카사 제조의 마스터 배치, 상품명 「파인셀 마스터 PO410K」)를 포함한 발포 수지층 형성용의 폴리프로필렌계 수지 조성물을 상류측의 구경이 90㎜인 단축 압출기 1단째의 호퍼에 공급하고, 200℃~210℃의 온도로 가열 용융한 후, 이 용융 수지 100질량부에 대한 비율이 4질량부가 되도록 가스 성분인 부탄(이소 부탄/노말 부탄=35/65질량%)을 압입 혼련하여 발포성 수지 조성물을 제작하였다.

이 발포성 수지 조성물을 하류측의 압출기에 공급하고, 발포성 수지 조성물의 온도를 저하시켜, 120kg/시간의 토출량으로 압출기 선단에 접속된 합류 금형에 공급하였다.

한편, 상기 합류 금형에 접속된 제2 압출기로서 구경 65㎜의 단축 압출기를 준비하여, 표면층(비발포층)의 형성 재료를 용융 혼합시켰다.

즉, Borealis사로부터 상품명 「WB135」로서 시판의 HMS-PP를 70질량%, 닛폰 포리에치렌사로부터 상품명 「KS240T」(결정화도: 26%)로서 시판의 에틸렌-α-올레핀 공중합체를 30질량%의 비율로 포함한 폴리머 성분과, 이러한 폴리머 성분의 합계량을 100질량부로 한 경우에 2.0질량부가 되는 비이온성 대전 방지제(카오사 제조, 상품명 「TS-2B」)를 포함한 표면층 형성용의 폴리프로필렌계 수지 조성물을 제2 압출기의 호퍼에 공급하고, 200℃의 온도로 가열 용융하였다.

이어서, 이 용융 상태의(비발포성의) 폴리프로필렌계 수지 조성물을 분기 유로를 갖는 분배관에서 이분한 후, 합류 금형의 수지 유로의 중심부와 외측부로부터, 각각의 합계가 15kg/시간이 되는 양으로 토출시켜, 발포성 수지 조성물의 내층 측과 외층 측에 적층 합류시킨 후, 합류 금형 선단에 접속된 서큘러 다이(구경 140㎜, 슬릿 간극 1.0㎜)로부터 135kg/시간이 되는 수지 토출량으로 원통 형상으로 공압출시킴으로써, 발포 수지층을 사이에 두고 그 내외 양측으로 비발포의 표면층이 적층된 원통 형상의 발포체를 형성시켰다.

이 압출 발포에 의해 제작된 원통 형상의 발포체를 직경:414㎜×길이:500㎜의 냉각용 맨드릴 위를 따라 확경시키는 동시에, 그 외면을 에어링으로부터 에어를 취부하여 냉각시키고, 상기 맨드릴의 둘레 방향으로 대칭이 되는(180도 열린) 2점에서 커터에 의해 절개하여 2매의 띠 형상의 수지 발포 시트를 제작하였다.

(실시예, 비교예)

상기 HMS-PP(상품명 「WB135」)에 관하여 버진재 및 압출기(상술한 라보플라스토밀·2축 압출기)를 통과시킨 후의 용융장력 및 파단점 속도의 측정을 캐필러리 레오미터를 이용하여 실시하였다.

이 측정을 제조 로트가 다른 HMS-PP(상품명 「WB135」)에 대해 실시하여, 압출기를 통과시킨 후의 용융장력이 4cN 이상 10cN 이하이며, 또한 압출기를 통과시킨 후의 파단점 속도가 12m/min 이상 26m/min 이하가 되는 8로트의 것을 사용하여 실시예 1~8의 발포 시트를 제작하였다.

또한, 상기 규정 외의 5로트의 것을 사용하여 비교예 1~5의 발포 시트를 제작하였다.

(평가)

상기 제법 2의 적층 타입의 발포 시트에 관하여, 시트 외관을 육안으로 관찰하는 외관 평가를 실시하였다.

또한, 이 평가에 있어서는, 시트 표면에 “얼룩”등이 보이는 경우를 「×」, 보이지 않는 경우를 「○」로 판정하였다.

또한, 도시바 베크만사 제조의 에어 피크노미터(공기 비교식 비중계), 형식-930으로 기포 용적과 수지 용적의 합계치를 구하여, 상기 합계치를 외관 체적으로부터 줄어든 값의 상기 외관 체적에 대한 비율을 백분율로 나타내어 연속 기포율로 하였다.

그리고, 「성형성」에 대해서는 성형 존이 340℃로 설정된 단발 성형기(토세이산교 주식회사, 유니크 자동 성형기)에 발포 시트를 도입하여, 발포 시트의 표면 온도가 160℃가 된 시점에서 높이가 다른 돌기를 설치한 성형형으로 성형함으로써 평가하였다.

구체적으로는, 바닥 면적 약 500㎟로 5도의 드래프트 각을 갖는 절두 사각추(천면 주위를 R0.5로 곡면 가공)로 A~E의 5종류(A: 높이 27.8㎜, B: 높이 33.4㎜, C: 높이 39.0㎜, D: 높이 44.6㎜, E: 높이 50.1㎜)의 높이를 갖는 돌기가 약간의 간격을 두고 배열된 금형에 의해 드로잉 가공을 행하여, A~E의 돌기 전부에서 갈라짐이 생기지 않는 것을 「○」로 판정하고, A~E의 어느 하나라도 갈라진 경우를 「×」로 하여 판정하였다.

이러한 결과를 표 1에 나타낸다.

또한 마찬가지로, 「WB135」의 사용 로트를 변경하여 제법 1의 방법으로 발포 시트를 제작하여, 마찬가지로 평가를 실시하였으나, 표 1에 나타나 있는 결과와 동일한 결과가 되었다.

보다 구체적으로는, 압출기 통과 후에 있어서의 「용융장력」및 「파단점 인취 속도」에 있어서 상기 규정을 만족하는 「WB135」를 이용하여, 「제법 1」에 기초하여 제작한 발포 시트는 외관이 양호하고, 「성형성」에 관하여 상기 「○」, 「×」판정에 있어서 합격이 되는 것으로, 낮은 「연속 기포율」을 갖는 것임이 확인되었다.

이상의 점으로부터도, 본 발명에 따르면 2차 성형성이 양호한 수지 발포 시트를 얻을 수 있는 점을 알 수 있다.

Claims (4)

1. 고용융장력 폴리프로필렌 수지를 포함한 폴리프로필렌계 수지 성분을 함유하는 폴리프로필렌계 수지 조성물이 압출기로 압출 발포되어 형성된 2차 성형용 수지 발포 시트로서,
   상기 고용융장력 폴리프로필렌 수지는 압출기를 통과시킨 후의 용융장력이 4cN 이상 10cN 이하이며, 또한 압출기를 통과시킨 후의 파단점 속도가 12m/min 이상 26m/min 이하이고,
   상기 폴리프로필렌계 수지 조성물의 전체 수지 성분 중 상기 고용융장력 폴리프로필렌 수지의 함유량이 25질량% 이상 50질량% 미만이며,
   상기 압출기를 통과시킨 후의 용융장력 및 파단점 속도는 2축 압출기의 전체 존의 온도를 220℃로 설정하는 동시에 스크류 회전수를 60rpm에 고정하여 스트랜드 형상의 측정 시료를 압출하고, 이어서 20℃의 물을 넣은 1m의 수조 안을 상기 스트랜드 형상의 시료를 통과시켜 냉각한 후, 길이가 4㎜의 봉 형상 펠릿이 되도록 커터로 절단한 것에 대해 측정되고,
   상기 고용융장력 폴리프로필렌 수지가 화학 가교에 의해 형성된 자유 말단 장쇄 분기를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 2차 성형용 수지 발포 시트.
2. 삭제
3. 고용융장력 폴리프로필렌 수지를 포함한 폴리프로필렌계 수지 성분을 함유하는 폴리프로필렌계 수지 조성물을 압출기로 압출 발포시켜 수지 발포 시트를 제작하는 2차 성형용 수지 발포 시트의 제조 방법으로서,
   상기 고용융장력 폴리프로필렌 수지로서, 압출기를 통과시킨 후의 용융장력이 4cN 이상 10cN 이하이며, 또한 압출기를 통과시킨 후의 파단점 속도가 12m/min 이상 26m/min 이하가 되는 고용융장력 폴리프로필렌 수지를 사용하고,
   상기 폴리프로필렌계 수지 조성물의 전체 수지 성분 중 상기 고용융장력 폴리프로필렌 수지의 함유량이 25질량% 이상 50질량% 미만이며,
   상기 압출기를 통과시킨 후의 용융장력 및 파단점 속도는 2축 압출기의 전체 존의 온도를 220℃로 설정하는 동시에 스크류 회전수를 60rpm에 고정하여 스트랜드 형상의 측정 시료를 압출하고, 이어서 20℃의 물을 넣은 1m의 수조 안을 상기 스트랜드 형상의 시료를 통과시켜 냉각한 후, 길이가 4㎜의 봉 형상 펠릿이 되도록 커터로 절단한 것에 대해 측정되고,
   상기 고용융장력 폴리프로필렌 수지가 화학 가교에 의해 형성된 자유 말단 장쇄 분기를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 2차 성형용 수지 발포 시트의 제조 방법.
4. 삭제