KR101895364B1 - 충격강도 및 인장강도가 우수한 재생수지 조성물 및 그 제품 - Google Patents

충격강도 및 인장강도가 우수한 재생수지 조성물 및 그 제품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 충격강도 및 인장강도가 우수한 재생수지 조성물 및 그 제품에 관한 것으로, 재생수지 19.5 ~ 55.4중량%, 플라이애시 5 ~ 13중량%, 수산화마그네슘 33 ~ 45중량%, 유리섬유 3 ~ 10중량%, 변성 폴리올레핀계 엘라스토머 3 ~ 10중량%, 카본 0.5 ~ 2중량%, 팜왁스 0.1 ~ 0.5중량%로 이루어지며, 상기 변성 폴리올레핀계 엘라스토머는 a-폴리올레핀계 엘라스토머 99 ~ 99.9중량%, GMA 0.1 ~ 1중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

충격강도 및 인장강도가 우수한 재생수지 조성물 및 그 제품{RECLAIMED RESIN COMPOSITION WITH IMPROVED IMPACT STRENGTH AND PRODUCT}
본 발명은 재생수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 충격강도 및 인장강도가 우수한 재생수지 조성물 및 그 제품에 관한 것이다.
일반적으로, 재생수지와 무기물을 사용하여 만든 플라스틱 아스콘(파스콘)은 폐플라스틱을 재활용한 재생수지(Polymer)와 화력발전소의 무연탄 연소 폐기물인 플라이애시와 철광석 부산폐기물인 고로 슬래그를 융합 결합한 조성물로서, 각종 사출 금형으로 케이블 트로프, 케이블 격벽재, 지중전선로, 케이블 관로, 케이블 분배함 등 철도, 도로, 발전, 토목, 건축용 소형 구조물을 제조하는데 이용된다. 이러한 용도로 사용하기 위해서는 충격 및 인장물성이 조화를 이루어야 하며, 주로 사출 성형을 통해 만들어지기 때문에 유동성이 확보되어야 한다.
한국 특허 제10-0861526호는 재생 폴리올레핀수지, 플라이애시, 탈크, 열가소성탄성체, 난연제, 유리섬유, 기핵제로 이루어지며, 충격강도가 향상된 폴리올레핀계 레진 콘크리트 조성물을 제공한다.
한국 특허 제10-1709090호는 재생수지, 결합제, 활제, 수산화마그네슘, 유리섬유, 플라이애시로 이루어지며, 강도 및 난연성능이 향상된 재생수지 조성물 및 그 제품을 제공한다.
그러나 한국 특허 제10-0861526호의 조성물은 열가소성탄성체가 a(알파)폴리올레핀계 엘라스토머인 경우 분산성 및 유동성이 낮고 무기물 성분(난연재, 플라이애시, 유리섬유)과의 결합이 낮아 제품의 굴곡강도, 인장강도 등의 기계적 물성이 저하되는 문제가 있다.
한국 특허 제10-1709090호의 조성물은 결합제로 사용된 말레산무수물(MAH)이 결합된 PP수지는 말레산무수물로 변성되었기 때문에 재생 PE수지와는 상용성이 부족하여 재생 폴리올레핀수지 내에 PE수지의 함량이 높은 경우 기계적 강도를 상쇄시켜 성능 즉, 인장물성이 저하되는 문제가 있다. 특히, 제품의 충격강도를 높이기 위해 유리섬유의 함량을 증가시키면 유리섬유의 분산성 향상을 위해 결합제의 사용량이 증가하게 되는데, 이때 재생 PE수지와 사용성이 더 저하되어 PP수지의 함량에 비례하여 재생수지의 기계적 강도가 상쇄되어 제품의 성능 즉, 인장강도가 저하되는 문제가 있다.
한국 특허 제10-0861526호 한국 특허 제10-1709090호
본 발명의 목적은 충격강도 및 인장강도가 우수한 재생수지 조성물 및 그 제품을 제공하는데 있다
본 발명의 다른 목적은 무기물 성분의 과도한 함량을 개선하여 경제성을 확보할 수 있는 재생수지 조성물 및 그 제품을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 재생수지의 유동성을 개선하여 제품 생산공정 중 미성형에 의한 불량률을 줄여 생산성을 확보할 수 있는 재생수지 조성물 및 그 제품을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 재생수지 19.5 ~ 55.4중량%, 플라이애시 5 ~ 13중량%, 수산화마그네슘 33 ~ 45중량%, 유리섬유 3 ~ 10중량%, 변성 폴리올레핀계 엘라스토머 3 ~ 10중량%, 카본 0.5 ~ 2중량%, 팜왁스 0.1 ~ 0.5중량%로 이루어지며, 상기 변성 폴리올레핀계 엘라스토머는 a-폴리올레핀계 엘라스토머 99 ~ 99.1중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.
더 구체적으로, 상기 재생수지는 재생 PP수지와 재생 PE수지가 8:2 내지 5:5 중량 비율로 혼합되어 이루어질 수 있다.
상기 변성 폴리올레핀계 엘리스토머는 a-폴리올레핀계 엘라스토머 99 ~ 99.9중량%에 GMA 0.1 ~ 1중량%를 혼합한 다음 그 혼합물의 총 중량 100중량부 대비 과산화물 0.01~0.2 중량부를 첨가한 후 L/D가 36 이상인 이축 반응 압출기에서 200 ~ 240℃ 의 온도에서 압출하여 제조될 수 있다.
본 발명에 의하면, 변성 폴리올레핀계 엘라스토머가 재생수지를 이루는 재생 PP수지 및 재생 PE수지 모두와 상용성을 이루고, 재생수지가 플라이애시, 수산화마그네슘, 유리섬유 등 무기물과의 결합력을 높임으로써 충격강도, 인장강도 등 제품의 기계적 물성이 향상되고, 무기물의 과도한 배합이 개선되어 경제성이 확보될 수 있다.
또한, 팜왁스가 재생수지의 유동성을 개선하여 제품 생산공정 중 미성형에 의한 불량률을 줄여 생산성이 향상되고, 플라이애시, 수산화마그네슘, 유리섬유 등 무기물의 분산성이 증대됨으로써, 무기물의 과도한 배합이 개선되어 경제성이 확보될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명의 충격강도 및 인장강도가 우수한 재생수지 조성물은 재생수지 19.5 ~ 55.4중량%, 플라이애시 5 ~ 13중량%, 수산화마그네슘 33 ~ 45중량%, 유리섬유 3 ~ 10중량%, 변성 폴리올레핀계 엘라스토머 3 ~ 10중량%, 카본 0.5 ~ 2중량%, 팜왁스 0.1 ~ 0.5중량%로 이루어진다.
이때, 변성 폴리올레핀계 엘라스토머는 a-폴리올레핀계 엘라스토머 99 ~ 99.9중량%, GMA 0.1 ~ 1중량%로 이루어진다.
재생수지는 재생 열가소성수지로서 바인더 기능을 수행한다. 이러한 재생수지는 조성물 전체 중량 대비 19.5 ~ 55.4 중량%로 혼합되는 것이 바람직하다. 재생수지가 19.5중량% 미만이면 바인더 기능이 떨어져 본 발명의 조성물로 제작된 제품의 충격강도가 저하되고, 55.4중량%를 초과하면 다른 성분들의 함량이 조정되어 본 발명의 조성물로 제작된 제품의 난연성, 인장강도 등의 물성 향상을 기대하기 어렵다.
특히, 재생수지는 재생 PP수지와 재생 PE수지가 혼합되어 이루어질 수 있다. 재생수지가 재생 PP수지 단독으로 이루어진 경우 강도들 중 충격강도가 약하다는 문제가 있고, 재생 PE수지 단독으로 이루어진 경우에는 강도가 약하기 때문에, 재생수지는 두 성분이 혼합해서 이루어져야 최적의 물성을 얻을 수 있다.
바람직하게, 재생수지는 재생 PP수지와 재생 PE수지가 9:1 내지 1:9의 중량 비율로 혼합되어 이루어질 수 있다. 바람직하게는 재생 PP수지와 재생 PE수지가 8:2 내지 5:5 중량 비율이 바람직하다. 재생 PP수지의 비율이 많아질 수록 강도는 개선되지만 충격이나 신율이 좋지 않으며, 재생 PE수지의 비율이 많아질 수록 강도가 떨어지게 된다.
플라이애시(Flyash)는 충진제로서 경제성 즉, 조성물의 중량을 늘리는 한편 본 발명의 조성물로 제작된 제품의 물성 즉, 제품의 변형을 억제하는 기능을 수행한다. 이러한 플라이애시는 조성물 총 중량 대비 5 ~ 13중량%로 혼합되는 것이 바람직하다.
플라이애시가 5중량% 미만이면 본 발명의 조성물로 제작된 제품의 경제성과 물성에 영향을 주고, 13중량%를 초과하면 타 성분의 함량이 조정되어 본 발명의 조성물로 제작된 제품의 물성이 영향을 받는 문제가 있다.
수산화마그네슘은 난연제로서 본 발명의 조성물로 제작된 제품의 난연성을 향상시킨다. 이러한 수산화마그네슘은 조성물 총 중량 대비 33 ~ 45중량%로 혼합되는 것이 바람직하다.
수산화마그네슘이 33중량% 미만이면 본 발명의 조성물로 제작된 제품의 난연성 향상을 기대하기 어렵고, 45중량%를 초과하면 난연성은 크게 향상되나 재생수지 등의 타 성분의 함량이 조정되어 본 발명의 조성물로 제작된 제품의 물성 향상을 기대하기 어렵다.
유리섬유(G/F)는 필러로서 본 발명의 조성물로 제작된 제품의 충격강도를 높이는 기능을 수행한다. 이러한 유리섬유는 조성물 전체 중량 대비 3 ~ 10중량%로 혼합되는 것이 바람직하다.
3중량% 미만이면 본 발명의 조성물로 제작된 제품의 충격강도의 향상을 기대하기 어렵고, 10중량%를 초과하면 본 발명의 조성물로 제작된 제품의 충격강도가 강화되어 바람직하나 타 성분의 함량이 조정되어 본 발명의 조성물로 제작된 제품의 물성 향상을 기대하기 어렵다.
변성 폴리올레핀계 엘라스토머는 재생수지와 플라이애시, 수산화마그네슘, 유리섬유 등 무기물과의 결합력을 높여 충격강도를 향상시킴과 아울러 제품의 인장강도를 향상시킨다.
변성 폴리올레핀계 엘라스토머는 a-폴리올레핀계 엘라스토머에 GMA(Glycidyl Methacrylate)가 반응압출(Graft)하여 제조되며, a-폴리올레핀계 엘라스토머와 GMA가 결합될 수 있도록 과산화물(Peroxide)이 첨가된다. 바람직하게, 변성 폴리올레핀계 엘라스토머는 a-폴리올레핀계 엘라스토머 99 ~ 99.9중량%, GMA(Glycidyl Methacrylate) 0.1 ~ 1중량%로 이루어짐이 좋다.
이와 같은 변성 폴리올레핀계 엘리스토머는 a-폴리올레핀계 엘라스토머 99 ~ 99.9중량%에 GMA 0.1 ~ 1중량%를 혼합한 다음 그 혼합물의 총 중량 100중량부 대비 과산화물 0.01~0.2 중량부를 추가 첨가한 후 L/D가 36 이상인 이축 반응 압출기에서 200 ~ 240℃ 의 온도에서 압출하여 제조될 수 있다.
이와 같은 변성 폴리올레핀계 엘라스토머는 재생수지를 이루는 재생 PP수지 및 재생 PE수지 모두와 상용성을 이루어 거부 반응 없이 결합됨으로써 제품의 인장강도가 향상되고, GMA가 수산화마그네슘, 유리섬유 등 무기물과 재생수지를 상호 결합시켜 제품의 충격강도가 향상된다.
결국, 변성 폴리올레핀계 엘라스토머에 의해, 재생수지가 수산화마그네슘, 유리섬유 등 무기물과의 결합력이 증대되어 충격강도, 인장강도 등 제품의 기계적 물성이 향상되고, 무기물의 과도한 배합이 개선되어 경제성이 확보될 수 있다.
카본은 자외선을 차단하여 제품의 수명을 연장하는 기능을 수행한다. 카본은 조성물 전체 중량 대비 0.5 ~ 2중량%로 혼합되는 것이 바람직하다. 카본이 0.5중량% 미만이면 자외선 차단능력이 떨어지고, 2중량%를 초과하면 자외선 차단능력의 향상은 미미한데 타 성분의 함량이 조정되어 본 발명의 조성물로 제작된 제품의 물성에 영향을 줄 수 있다.
한편, 플라이애시, 수산화마그네슘, 유리섬유의 무기물은 조성물 전체 중량 대비 49 ~ 60중량%를 차지하기 때문에, 무기물의 분산성이 확보되지 않으면 제품의 난연 성능 및 기계적 성능의 편차가 발생되는 문제가 있고, 또한 유동성이 확보되지 않으면 제품 생산 중 미성형의 발생으로 불량제품이 발생하여 생산성이 저하되고, 제품의 난연 성능 및 기계적 성능의 편차가 발생되는 문제가 있다.
팜왁스는 재생수지의 유동성을 개선함으로써 생산공정 중 미성형에 의한 불량률을 줄여 생산성을 향상시키고, 플라이애시, 수산화마그네슘, 유리섬유 등 무기물의 분산성을 확보함으로써 무기물의 과도한 배합을 개선하여 경제성을 확보하며, 제품의 전 부위가 균일한 난연 성능 및 기계적 성능을 갖도록 한다.
이와 같은 팜왁스는 조성물 전체 중량 대비 0.1 ~ 0.5중량%로 혼합되는 것이 바람직하다. 팜왁스가 0.1중량% 미만이면 무기물의 분산성 및 유동성이 저하되고, 0.5중량%를 초과하면 무기물의 분산성 및 유동성은 향상되나 타 성분의 함량이 조정되어 본 발명의 조성물로 제작된 제품의 물성에 영향을 줄 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 조성물을 이루는 변성 폴리올레핀계 엘라스토머가 재생수지를 이루는 재생 PP수지 및 재생 PE수지 모두와 상용성을 이루고, 재생수지가 플라이애시, 수산화마그네슘, 유리섬유 등 무기물과의 결합력을 높임으로써 충격강도, 인장강도 등 제품의 기계적 물성이 향상되고, 무기물의 과도한 배합이 개선되어 경제성이 확보될 수 있다.
또한, 본 발명의 조성물을 이루는 팜왁스가 재생수지의 유동성을 개선함으로써 제품 생산공정 중 미성형에 의한 불량률을 줄여 생산성이 향상되고, 플라이애시, 수산화마그네슘, 유리섬유 등 무기물의 분산성을 증대시킴으로써 무기물의 과도한 배합이 개선되어 경제성이 확보되며, 제품의 전 부위가 균일한 난연 성능 및 기계적 성능을 갖는다.
이와 같은 본 발명의 조성물로 제작된 제품은 케이블 트로프, 케이블 격벽재, 지중전선로, 케이블 관로, 케이블 분배함 등일 수 있다.
[실시예 1]
재생 PP수지와 재생 PE수지의 중량 비율이 8:2인 재생수지 36중량%, 플라이애시 5중량%, 수산화마그네슘 45중량%, 유리섬유 7.5중량%, 변성 폴리올레핀계 엘라스토머 4중량%, 카본 2중량%, 팜왁스 0.5중량%를 텀블러 믹서로 10분간 혼합한 후 스크류 크기가 40mm, L/D가 36, 온도가 220℃인 이축 압출기를 이용하여 원기둥 형태로 연속적으로 압출하고 20℃인 냉각수에서 압출된 혼합물을 50℃로 냉각한 후 온도가 220℃, 회전속도가 200rpm인 펠렛타이져를 이용하여 직경 3.5mm, 길이 4.5mm의 원기둥형 펠렛 형태로 절단하였다. 변성 폴리올레핀계 엘라스토머는 a-폴리올레핀계 엘라스토머 99중량%, GMA 1중량% 이다.
[실시예 2]
재생 PP수지와 재생 PE수지의 중량 비율이 8:2인 재생수지 36중량%, 플라이애시 7중량%, 수산화마그네슘 45중량%, 유리섬유 5.5중량%, 변성 폴리올레핀계 엘라스토머 4중량%, 카본 2중량%, 팜왁스 0.5중량%를 텀블러 믹서로 10분간 혼합한 후 스크류 크기가 40mm, L/D가 36, 온도가 220℃인 이축 압출기를 이용하여 원기둥 형태로 연속적으로 압출하고 20℃인 냉각수에서 압출된 혼합물을 50℃로 냉각한 후 온도가 220℃, 회전속도가 200rpm인 펠렛타이져를 이용하여 직경 3.5mm, 길이 4.5mm의 원기둥형 펠렛 형태로 절단하였다. 변성 폴리올레핀계 엘라스토머는 a-폴리올레핀계 엘라스토머 99중량%, GMA 1중량% 이다.
[실시예 3]
재생 PP수지와 재생 PE수지의 중량 비율이 8:2인 재생수지 36중량%, 플라이애시 12중량%, 수산화마그네슘 40중량%, 유리섬유 5.5중량%, 변성 폴리올레핀계 엘라스토머 4중량%, 카본 2중량%, 팜왁스 0.5중량%를 텀블러 믹서로 10분간 혼합한 후 스크류 크기가 40mm, L/D가 36, 온도가 220℃인 이축 압출기를 이용하여 원기둥 형태로 연속적으로 압출하고 20℃인 냉각수에서 압출된 혼합물을 50℃로 냉각한 후 온도가 220℃, 회전속도가 200rpm인 펠렛타이져를 이용하여 직경 3.5mm, 길이 4.5mm의 원기둥형 펠렛 형태로 절단하였다. 변성 폴리올레핀계 엘라스토머는 a-폴리올레핀계 엘라스토머 99중량%, GMA 1중량% 이다.
[실시예 4]
재생 PP수지와 재생 PE수지의 중량 비율이 6:4인 재생수지 36중량%, 플라이애시 5중량%, 수산화마그네슘 45중량%, 유리섬유 7.5중량%, 변성 폴리올레핀계 엘라스토머 4중량%, 카본 2중량%, 팜왁스 0.5중량%를 텀블러 믹서로 10분간 혼합한 후 스크류 크기가 40mm, L/D가 36, 온도가 220℃인 이축 압출기를 이용하여 원기둥 형태로 연속적으로 압출하고 20℃인 냉각수에서 압출된 혼합물을 50℃로 냉각한 후 온도가 220℃, 회전속도가 200rpm인 펠렛타이져를 이용하여 직경 3.5mm, 길이 4.5mm의 원기둥형 펠렛 형태로 절단하였다. 변성 폴리올레핀계 엘라스토머는 a-폴리올레핀계 엘라스토머 99중량%, GMA 1중량% 이다.
[실시예 5]
재생 PP수지와 재생 PE수지의 중량 비율이 6:4인 재생수지 34중량%, 플라이애시 5중량%, 수산화마그네슘 45중량%, 유리섬유 7.5중량%, 변성 폴리올레핀계 엘라스토머 6중량%, 카본 2중량%, 팜왁스 0.5중량%를 텀블러 믹서로 10분간 혼합한 후 스크류 크기가 40mm, L/D가 36, 온도가 220℃인 이축 압출기를 이용하여 원기둥 형태로 연속적으로 압출하고 20℃인 냉각수에서 압출된 혼합물을 50℃로 냉각한 후 온도가 220℃, 회전속도가 200rpm인 펠렛타이져를 이용하여 직경 3.5mm, 길이 4.5mm의 원기둥형 펠렛 형태로 절단하였다. 변성 폴리올레핀계 엘라스토머는 a-폴리올레핀계 엘라스토머 99중량%, GMA 1중량% 이다.
[비교예 1]
재생 PP수지와 재생 PE수지의 중량 비율이 8:2인 재생수지 40중량%, 결합제 2중량%, 활제 1중량%, 수산화마그네슘 45중량%, 유리섬유 7중량%, 플라이애시 5중량%를 텀블러 믹서로 10분간 혼합한 후 스크류 크기가 40mm, L/D가 36, 온도가 220℃인 이축 압출기를 이용하여 원기둥 형태로 연속적으로 압출하고 20℃인 냉각수에서 압출된 혼합물을 50℃로 냉각한 후 온도가 220℃, 회전속도가 200rpm인 펠렛타이져를 이용하여 직경 3.5mm, 길이 4.5mm의 원기둥형 펠렛 형태로 절단하였다. 결합제는 PP수지 99중량%, 말레산무수물 1중량%이고, 활제는 지방산 40중량%, 에스테르화합물 40중량%, 아마이드 20중량%이다.
[비교예 2]
재생 PP수지와 재생 PE수지의 중량 비율이 8:2인 PP수지 34.8중량%, 열가소성 탄성체인 SEBS 3중량%, 플라이애시 30중량%, 탈크 20중량%, 난연제인 데카브롬 10중량%, 유리섬유 2중량%, 기핵제 0.2중량%를 텀블러 믹서로 10분간 혼합한 후 스크류 크기가 40mm, L/D가 36, 온도가 220℃인 이축 압출기를 이용하여 원기둥 형태로 연속적으로 압출하고 20℃인 냉각수에서 압출된 혼합물을 50℃로 냉각한 후 온도가 220℃, 회전속도가 200rpm인 펠렛타이져를 이용하여 직경 3.5mm, 길이 4.5mm의 원기둥형 펠렛 형태로 절단하였다.
[비교예 3]
재생 PP수지와 재생 PE수지의 중량 비율이 8:2인 PP수지 39.8중량%, 열가소성 탄성체인 SEBS 3중량%, 플라이애시 40중량%, 탈크 5중량%, 난연제인 데카브롬 9중량%, 유리섬유 3중량%, 기핵제 0.2중량%를 텀블러 믹서로 10분간 혼합한 후 스크류 크기가 40mm, L/D가 36, 온도가 220℃인 이축 압출기를 이용하여 원기둥 형태로 연속적으로 압출하고 20℃인 냉각수에서 압출된 혼합물을 50℃로 냉각한 후 온도가 220℃, 회전속도가 200rpm인 펠렛타이져를 이용하여 직경 3.5mm, 길이 4.5mm의 원기둥형 펠렛 형태로 절단하였다.
[비교예 4]
재생 PP수지와 재생 PE수지의 중량 비율이 8:2인 재생수지 58.8중량%, 열가소성 탄성체인 SEBS 10중량%, 플라이애시 15중량%, 탈크 5중량%, 난연제인 데카브롬 8중량%, 유리섬유 3중량%, 기핵제 0.2중량%를 텀블러 믹서로 10분간 혼합한 후 스크류 크기가 40mm, L/D가 36, 온도가 220℃인 이축 압출기를 이용하여 원기둥 형태로 연속적으로 압출하고 20℃인 냉각수에서 압출된 혼합물을 50℃로 냉각한 후 온도가 220℃, 회전속도가 200rpm인 펠렛타이져를 이용하여 직경 3.5mm, 길이 4.5mm의 원기둥형 펠렛 형태로 절단하였다.
[비교예 5]
재생 PP수지와 재생 PE수지의 중량 비율이 8:2인 재생수지 39.8중량%, PE수지 19중량%, 열가소성 탄성체인 SEBS 10중량%, 플라이애시 15중량%, 탈크 5중량%, 난연제인 데카브롬 8중량%, 유리섬유 3중량%, 기핵제 0.2중량%를 텀블러 믹서로 10분간 혼합한 후 스크류 크기가 40mm, L/D가 36, 온도가 220℃인 이축 압출기를 이용하여 원기둥 형태로 연속적으로 압출하고 20℃인 냉각수에서 압출된 혼합물을 50℃로 냉각한 후 온도가 220℃, 회전속도가 200rpm인 펠렛타이져를 이용하여 직경 3.5mm, 길이 4.5mm의 원기둥형 펠렛 형태로 절단하였다.
[비교예 6]
재생 PP수지와 재생 PE수지의 중량 비율이 6:4인 재생수지 40중량%, 결합제 2중량%, 활제 1중량%, 수산화마그네슘 45중량%, 유리섬유 7중량%, 플라이애시 5중량%를 텀블러 믹서로 10분간 혼합한 후 스크류 크기가 40mm, L/D가 36, 온도가 220℃인 이축 압출기를 이용하여 원기둥 형태로 연속적으로 압출하고 20℃인 냉각수에서 압출된 혼합물을 50℃로 냉각한 후 온도가 220℃, 회전속도가 200rpm인 펠렛타이져를 이용하여 직경 3.5mm, 길이 4.5mm의 원기둥형 펠렛 형태로 절단하였다. 결합제는 PP수지 99중량%, 말레산무수물 1중량%이고, 활제는 지방산 40중량%, 에스테르화합물 40중량%, 아마이드 20중량%이다.
[비교예 7]
재생 PP수지와 재생 PE수지의 중량 비율이 6:4인 재생수지 36중량%, 결합제 6중량%, 활제 1중량%, 수산화마그네슘 45중량%, 유리섬유 7중량%, 플라이애시 5중량%를 텀블러 믹서로 10분간 혼합한 후 스크류 크기가 40mm, L/D가 36, 온도가 220℃인 이축 압출기를 이용하여 원기둥 형태로 연속적으로 압출하고 20℃인 냉각수에서 압출된 혼합물을 50℃로 냉각한 후 온도가 220℃, 회전속도가 200rpm인 펠렛타이져를 이용하여 직경 3.5mm, 길이 4.5mm의 원기둥형 펠렛 형태로 절단하였다. 결합제는 PP수지 99중량%, 말레산무수물 1중량%이고, 활제는 지방산 40중량%, 에스테르화합물 40중량%, 아마이드 20중량%이다.
[비교예 8]
재생 PP수지와 재생 PE수지의 중량 비율이 8:2인 재생수지 36중량%, 플라이애시 5중량%, 수산화마그네슘 45중량%, 유리섬유 7.5중량%, 폴리 올레핀계 엘라스토머 4중량%, 카본 2중량%, 팜왁스 0.5중량%를 텀블러 믹서로 10분간 혼합한 후 스크류 크기가 40mm, L/D가 36, 온도가 220℃인 이축 압출기를 이용하여 원기둥 형태로 연속적으로 압출하고 20℃인 냉각수에서 압출된 혼합물을 50℃로 냉각한 후 온도가 220℃, 회전속도가 200rpm인 펠렛타이져를 이용하여 직경 3.5mm, 길이 4.5mm의 원기둥형 펠렛 형태로 절단하였다. 폴리올레핀계 엘라스토머는 a-폴리올레핀계 엘라스토머 100중량%, GMA 0중량% 이다.
[시편 제조]
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 8의 원료를 각각 시편제조기에 투입하여 310×180×500 크기의 시편을 제조하였다.
[케이블 관로 덮개 제조]
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 5의 원료를 각각 금형에 투입하여 케이블 관로 덮개를 제조하였다.
[시험예 1]
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 5의 원료로 제조된 시편을 통하여 인장강도, 인장신율, IZOD 충격강도, 충격강도의 낮은 시편 충격강도, 충격강도 편차값, 난연성 시험, 휨파괴 강도, 하중변형온도를 시험하였다. 충격강도의 낮은 시편 충격강도는 무기질의 불균일에 의한 제품의 품질을 측정하기 위하여 5개의 시편의 충격강도를 측정하여 시험하였다.
낙하시험은 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 5의 원료로 제조된 케이블 관로 ?개로 이루어졌고, 시험방법은 바닥면 또는 모서리에 대해 3m 높이에서 자유낙하시켰다.
시험 결과는 표 1과 같다.

시험
항목
단위
시험
방법
실시예
비교예
1 2 3 1 2 3 4 5
인장
강도		 Mpa KS M ISO 527-2 20.51 26.48 24.2 11.64 13.73 14.71 16.67 12.75
인장
신율		 % ASTM M 3600 100 110 106 60 60 60 80 100
IZOD
충격강도		 J/m KS M 3015 Not
broken		 60.14 43.5 58 32.34 37.24 59.78 63.7
충격강도의 낮은 시편
충격강도
J/m
Not
broken
58.27
40.33
39
23.52
26.46
41.16
47.04
충격강도편차값 J/m 1.87 3.17 19 8.82 10.78 18.62 16.66

난연성
시험		 V-0, V-1 or V-2
KS M ISO 527-2
V-0
V-0
V-0
V-0
V-1
V-1
V-1
V-1
휨파괴
강도		 kN KS F 4011 26.28 28.86 16.64


낙하
시험
 3m높이 자유낙하(바닥면) 이상
없음		 이상
없음		 이상
없음		 깨짐
발생		 깨짐
발생		 깨짐
발생		 이상
없음		 이상
없음
3m높이 자유낙하(모서리) 이상
없음		 이상
없음		 이상
없음		 깨짐
발생		 깨짐
발생		 깨짐
발생		 깨짐
발생		 깨짐
발생
하중변형온도 ℃ KS M ISO 75-2 132 148 143 140 92 84 73 67
[시험예 2]
실시예 1, 실시예 4 내지 5 및 비교예 1, 비교예 6 내지 8의 원료로 제조된 시편을 통하여 인장강도, 인장신율, IZOD 충격강도, 충격강도의 낮은 시편 충격강도, 충격강도 편차값, 난연성 시험, 하중변형온도를 시험하였다. 충격강도의 낮은 시편 충격강도는 무기질의 불균일에 의한 제품의 품질을 측정하기 위하여 5개의 시편의 충격강도를 측정하여 시험하였다.
시험 결과는 표 2와 같다.

시험
항목
단위
시험
방법
실시예
비교예
1 4 5 1 6 7 8
인장
강도		 Mpa KS M ISO 527-2 20.51 26.48 24.2 11.64 9.50 9.71 19.2
인장
신율		 % ASTM M 3600 100 120 150 60 65 50 60
IZOD
충격강도		 J/m KS M 3015 Not
broken		 Not
broken		 Not
broken		 58 61 53 70
충격강도의 낮은 시편
충격강도
J/m
Not
broken
Not
broken
Not
broken
39
42
33
59
충격강도편차값 J/m 19 19 20 11

난연성
시험		 V-0, V-1 or V-2
KS M ISO 527-2
V-0
V-0
V-0
V-0
V-0
V-0
V-0
하중변형온도 ℃ KS M ISO 75-2 132 125 123 140 127 130 131
표 1에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 3의 조성물로 제조된 시편의 인장강도가 비교예 1(한국 특허 제10-1709090호) 및 비교예 2 내지 5(한국 특허 제10-0861526호)의 조성물로 제조된 시편의 인장강도 보다 우수함이 확인되었다.
또한, 본 발명의 실시예 1 내지 3의 조성물로 제조된 케이블 관로 덮개는 비교예 1(한국 특허 제10-1709090호) 및 비교예 2 내지 5(한국 특허 제10-0861526호)의 조성물로 제조된 케이블 관로 덮개 보다 충격강도가 높아 충격흡수성(탄성)이 우수함이 확인되었다. 즉, 본 발명의 실시예 1 내지 3의 조성물로 제조된 케이블 관로 덮개는 바닥면 또는 모서리에 대한 자유낙하시 깨짐이 전혀 발생되지 않았다.
또한, 본 발명의 실시예 1 내지 3의 조성물로 제조된 시편이 비교예 1(한국 특허 제10-1709090호) 및 비교예 2 내지 5(한국 특허 제10-0861526호)의 조성물로 제조된 시편 보다 기계적 성능 즉, 충격강도가 균일함이 확인되었다. 즉, 본 발명의 실시예 1 내지 3의 조성물로 제조된 시편은 충격강도의 낮은 시편 충격강도에서 깨지지 않거나 우수하였고, 따라서 충격강도가 균일하였다.
표 2에서 확인되는 바와 같이, 비교예 1, 6, 7에서는 재생수지 내 재생 PE수지의 비율이 많아졌을 때 변성 올레핀의 함량이 증가시킴에 따라 인장 물성 개선 효과가 크지 않음을 알 수 있었다. 반면, 본 발명의 실시예 1, 4, 5의 경우에는 재생수지 내 재생 PE수지 비율이 변하더라도 인장 물성 개선 효과에 영향이 없음을 알 수 있었다. 또한, 실시예 1과 비교예 통하여 변성 올레핀계 엘라스토머의 효과를 확실히 알 수 있었다.
결과적으로, 본 발명의 조성물로 제조된 케이블 트로프, 케이블 격벽재, 지중전선로, 케이블 관로, 케이블 분배함은 충격강도, 인장강도 등 기계적 성능이 우수하고, 충격흡수성(탄성)이 뛰어나며, 전 부위가 균일하게 충격강도에 우수하기 때문에, 쉽게 파손되지 않고 장기간 성능이 유지될 수 있다.
상기의 본 발명은 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 재생수지 19.5 ~ 55.4중량%, 플라이애시 5 ~ 13중량%, 수산화마그네슘 33 ~ 45중량%, 유리섬유 3 ~ 10중량%, 변성 폴리올레핀계 엘라스토머 3 ~ 10중량%, 카본 0.5 ~ 2중량%, 팜왁스 0.1 ~ 0.5중량%로 이루어지며,
    상기 변성 폴리올레핀계 엘라스토머는 a-폴리올레핀계 엘라스토머 99 ~ 99.9중량%, GMA 0.1 ~ 1중량%로 이루어지고,
    상기 재생수지는 재생 PP수지와 재생 PE수지가 8:2 내지 5:5 중량 비율로 혼합되어 이루어지는 충격강도 및 인장강도가 우수한 재생수지 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 변성 폴리올레핀계 엘리스토머는 a-폴리올레핀계 엘라스토머 99 ~ 99.9중량%에 GMA 0.1 ~ 1중량%를 혼합한 다음 그 혼합물의 총 중량 100중량부 대비 과산화물 0.01~0.2 중량부를 첨가한 후 L/D가 36 이상인 이축 반응 압출기에서 200 ~ 240℃ 의 온도에서 압출하여 제조되는 충격강도 및 인장강도가 우수한 재생수지 조성물.
  4. 제1 항 또는 제3 항의 조성물로 제조된 케이블 트로프, 케이블 격벽재, 지중전선로, 케이블 관로, 케이블 분배함 중 어느 하나의 제품.
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