KR20000016981A

KR20000016981A - 무가교 폴리프로필렌계 수지 발포 시이트의 제조방법 및 무가교 폴리프로필렌계 수지 발포 시이트

Info

Publication number: KR20000016981A
Application number: KR1019990031034A
Authority: KR
Inventors: 사까모또아끼노부; 나가마쯔다쯔히로
Original assignee: 고사이 아끼오; 스미또모 가가꾸 고오교오 가부시끼가이샤
Priority date: 1998-08-03
Filing date: 1999-07-29
Publication date: 2000-03-25
Also published as: JP2000043118A; DE19935938A1; CN1244454A; CN1124921C; US6290884B1; KR100549040B1; JP3581025B2

Abstract

본 발명은 압출기와 다이사이에 끼워지고 어댑터에 의해 연결된 기어 펌프를 갖는 압출 발포 장치를 사용하는 무가교 폴리프로필렌계 수지 발포 시이트를 제조하는 방법을 제공하는 것으로써, 기어 펌프의 입구 압력 (Pg) 이 아래의 수학식 1 에 의해 특정된 범위내이고 그 Pg 값이 일정하도록 압출기를 제어한다.

[수학식 1]

Pc ≤Pg(atm) ≤Pc + 90

Pc = (χ- 1)/H

χ: 첨가되는 발포제가 100% 유지되는 경우 이론적인 발포배율

H : 기어 펌프의 입구에서의 수지 온도에서의 수지내 발포 가스의 용해도 계수 (㎤(STP)/㎤ㆍatm)

본 발명은 미세한 기포 형상의 발포 셀과 양호한 외관을 갖고 양호한 생산성과 시이트의 단부에서 파상 결함이 감소된 고배율의 얇은 시이트의 제조에서 생산성의 효과를 향상시킬 뿐만 아니라 압출 안정성이 우수한 무가교 폴리프로필렌계 수지 발포 시이트를 제조하는 것을 가능하게 한다.

Description

무가교 폴리프로필렌계 수지 발포 시이트의 제조방법 및 무가교 폴리프로필렌계 수지 발포 시이트 {PROCESS FOR PRODUCING UNCROSSLINKED POLYPROPYLENE-BASED RESIN FOAM SHEETS AND UNCROSSLINKED POLYPROPYLENE-BASED RESIN FOAM SHEETS}

본 발명은 미세한 발포 셀과 양호한 외관을 갖는 무가교 폴리프로필렌계 수지 발포 시이트를 제조하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 무가교폴리프로필렌계 발포 수지 시이트를 제조하는 방법에 관한 것으로써, 고배율의 얇은 시이트의 생산성이 현저하게 증가하는 것을 특징으로 한다.

압출기와 다이 사이에 기어 펌프를 끼워넣어 압출 발포를 행하는 기술이 폴리스틸렌을 제조하는 방법에 적용되었으며, 예를 들어 "Plastic Technology 28[2]87 (1980)" 등에 기재되었다.

압출 성형에 기어 펌프를 사용하는 효과는 "합성 수지 40[9]42 (1994)" 에 따라 하기와 같다.

(1) 압출기의 승압 저하에 의한 효과

- 에너지 소비의 경감

- 수지 온도 상승의 방지

- 전송 효율 (생산성) 의 향상

- 압출기내에서의 체류시간의 단축

- 압출기의 L/D 단축

(2) 다이와 조합하여 영향이 감소됨

- 압출기의 온도, 압력 및 회전수의 설정이 용이하게 된다.

- 다이의 형상에 관계없이, 만약 사용되는 수지와 생산량이 변경되지 않는다면 압출기의 설정을 변경하는 것을 필요로 하지 않는다.

- 운전자의 능력에 기인한 제품의 품질차가 없어진다.

- 무인화, 자동운전이 가능하다.

(3) 정량성의 확보

- 압출기의 압력변동의 영향이 없어진다.

- 심지어 습기가 있는 원재료가 사용가능하다.

- 온도 분포가 거의 일정하다.

- 생산 개시에 요구되는 시간이 현저하게 단축될 수 있다.

그러나, 발포에 적합한 가공 조건이 수지에 의존하여 변하고 또한 압출 발포 성형의 경우에 발포에 특유한 파상 결함이 시이트의 단부에서 발생하는 경향이 있기 때문에, 상술한 모든 효과가 기어 펌프를 사용하여 반드시 얻어지는 것은 아니다.

특히, 결정성 수지로서, 그의 점도가 녹는점 이상의 온도에서 현저하게 저하하는 무가교 폴리프로필렌계 수지에 있어서, 종래의 압축 발포에 의해 균일하고 미세한 발포 셀을 갖는 고배율의 발포 시이트를 제조하는 것은 불가능하다. 또한, 생산성을 향상시키거나 고배율 발포 시이트를 제조하기 위해서 토출율을 증가시키는 시도가 수지 압력 및 온도의 상승과 같은 문제와 관련된다.

발포에 기인한 횡방향의 발포배율이 다이의 폭에 의해 규제되는 경우 파상 결함에 기인한 손실이 시이트의 단부에서 일어난다. 이러한 현상은 발포 시이트, 특히 2 배 이상의 고배율의 발포 시이트에 특유한 현상이다. 또한, 수지 온도가 높고 또 발포 가스가 누수되는 경향이 있는 경우, 시이트 단부에서 파상 결함에 기인한 손실이 자주 일어난다. 따라서, 무가교 폴리프로필렌계 수지 발포 시이트의 생산성의 면에서, 상기 손실을 감소시키는 수단이 필요하다.

본 발명의 목적은 무가교 폴리프로필렌계 수지 발포 시이트를 제조하는 방법을 제공하는 것으로써, 방법은 미세한 발포 셀과 양호한 외관을 갖지고 생산성이 우수한 고배율의 얇은 시이트의 제조시 생산성 상승 효과뿐만 아니라 압출 안정성을 갖는 발포 시이트를 제조하게 하며, 또한 상기 방법은 시이트의 단부에서 파상 결함이 감소된 무가교 폴리프로필렌계 수지 발포 시이트를 제공하는 것이다.

본 발명은 압출기와 다이사이에 기어 펌프를 끼워넣어 무가교 폴리프로필렌계 수지 발포 시이트의 제조시 상기 문제점을 해결하기 위해 광범위하게 연구되었다. 특히, 변수, 즉 기어 펌프의 입구에서의 압력 (Pg), 발포제가 100% 유지되는 경우 이론적인 발포 배율 (χ, 발포제 첨가량을 기준으로 한 이론적 발포 배율), 및 용융 수지내 발포 가스의 용해도 계수 (H) 사이의 관계를 조사하였다. 결과적으로, 만약 상술한 변수들이 특정 관계의 범위내로 설정된다면, 발포에 적당한 범위내로 수지 온도를 제어하여, 양호한 외관을 갖는 미세한 발포 셀을 제조하며, 또한 높은 생산성과 압출 안정성을 보장한다.

따라서, 본 발명은:

1. 압출기와 다이사이에 끼워지고 어댑터에 의해 연결된 기어 펌프를 갖는 압출 발포 장치를 사용하는 것을 특징으로 하는 무가교 폴리프로필렌계 수지 발포 시이트를 제조하는 방법을 제공하는 것으로써, 기어 펌프의 입구 압력 (Pg) 이 아래의 수학식 1 에 의해 특정된 범위내에 있으며 Pg 값이 일정하도록 압출기를 제어한다.

[수학식 1]

Pc ≤Pg(atm) ≤Pc + 90

Pc = (χ- 1)/H

χ: 첨가되는 발포제가 100% 유지되는 경우 이론적인 발포 배율

2. 상기 1 에 따른 무가교 폴리프로필렌계 수지 발포 시이트를 제조하는 방법에 있어서, 다이는 립 랜드 (lip land) 길이를 L 로하고, 립 갭 (lip gap) 을 t 로 할 때, 5 ≤L/t ≤12 인 조건을 만족하는 것을 특징으로 한다.

3. 상기 1 또는 2 에 따른 무가교 폴리프로필렌계 수지 발포 시이트를 제조하는 방법에 있어서, 압출 장치는 배럴의 직경을 B (㎜) 로 하고, 어댑터의 길이를 C (㎜) 로 할 때, 또한 어댑터의 직경을 A (㎜) 로 할 때, 1/4 ≤A/B ≤1 및 C/A ≤10 인 조건을 만족하는 것을 특징으로 한다.

4. 상기 제 1 내지 제 3 중 어느 하나에 의해 제조된 무가교 폴리프로필렌계 수지 발포 시이트.

본 발명의 다른 적용 범위가 이하의 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다. 그러나, 본 발명의 정신과 범위내에서 각종 변형과 변경이 이 상세한 설명으로부터 기술자들에게 분명해질 것이기 때문에, 본 발명의 소정의 실시예를 나타내는 상세한 설명과 특정예가 단지 실례의 방식으로 주어졌다는 것을 이해하여야 한다.

명세서와 청구범위를 통해서, 만약 문장이 다른 것을 필요로 하지 않는다면, 단어 "포함한다" 라는 용어는 정수의 그룹이나 스텝 또는 어떤 다른 정수의 배제나 스텝이 아니라는 것을 제외하고는 기술된 정수 또는 단계 또는 정수의 그룹이나 스텝의 포함을 암시하는 것을 이해할 수 있다.

Pc 는 소정의 발포 배율에 대응하는 양으로 발포 가스를 용해하는데 필요한 최소한의 압력을 나타낸다. 만약 기어 펌프의 입구에서 압력 Pg 가 Pc 보다 작다면, 발포 가스는 수지에 완전히 용해되지 않으며 따라서 기상이 용융 액상으로부터 분리된다. 결과적으로, 미세한 발포 셀을 얻는 것이 곤란하다. 반면에, 만약 Pg 가 (Pc + 90) 보다 높다면, 기어 펌프의 중요한 효과중의 하나, 즉 압출기내 압력 상승의 저하가 감소된다. 결과적으로, 수지 온도 상승의 방지, 및 생산성의 향상의 면에서 불리하다.

기어 펌프의 입구 압력 Pg 를 Pc ≤Pg(atm) ≤Pc + 90 의 범위내이고 Pg 가 일정하도록 압출기를 제어한다. Pg 를 일정하게 함으로써, 공지된 제어 시스템이 유리하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 압출기 스크류의 회전수에 피드백하거나 압출기의 호퍼에 원료를 투입할 때 사용하는 정량 피더의 회전수등에 피드백하면 된다. 이러한 조정에 의해서, 기어 펌프의 출구 압력, 다이의 입구 압력등이 안정화되기 때문에, 발포 시이트의 흐름 방향의 두께의 정밀도가 향상된다.

본 발명에서, 상술한 다이는 립 랜드 길이를 L (㎜) 로하고, 립 갭을 t (㎜) 로 할 때, 5 ≤L/t ≤12 로 적당하게 특정된다. 또한, 압출 장치의 바람직한 조건은 배럴의 직경을 B (㎜) 로 하고, 어댑터의 길이를 C (㎜) 로 하며, 또한 어댑터의 직경을 A (㎜) 로 할 때, 1/4 ≤A/B ≤1 및 C/A ≤10 이다.

상술한 구성은 다이의 립 영역의 형상과 어댑터의 형상의 최적화를 행하는 것을 목적으로 한다. 따라서, 상술한 조건의 이행은 기어 펌프 다음의 영역에서 압력 손실을 감소시키고 특히 수지 압력과 수지 온도 상승을 억제할 수 있다. 결과적으로, 고배율의 얇은 시이트 제품의 생산성이 보장될 수 있다.

고배율의 얇은 시이트를 생산하는 경우, 비록 두께의 감소가 아래로 당김으로써 가능하지만, 그것은 외관이 나쁜 시이트를 제조하는 경향이 있으므로 바람직하지 못하다. 통상은, 발포가 제품의 두께로 설정된 좁은 립 갭의 사용에 의해 행해진다. 그러나, 립 갭을 협소하게 하는 것은, Pg 를 Pc≤Pg(atm) ≤Pc + 90 의 낮은 압력 범위내로 제어하고 고토출량의 조건하에서 수지 온도의 상승이 기어 펌프 이전의 영역에서 억제되는 영역에서 조차도 발열 및 수지 온도의 상승이 현저하게 되는 정도로, 기어 펌프 다음의 영역에서 압력 손실을 증가시킨다는 불리한 면이 있다.

제품의 두께를 유지하고 립 부분에서의 압력 손실을 감소시키기 위해서, 립 랜드 길이를 L (㎜) 로하고, 립 갭을 t (㎜) 로 할 때, 0 ≤L/t ≤12 의 조건 및 더욱 바람직하게는 5≤L/t ≤12 의 조건으로 유지하는 것이 바람직하다.

만약 L/t 가 5 보다 작다면, 립 갭의 협소화 효과는 충분히 또는 완전히 얻어지지 않으며, 제품은 두껍게 된다. 반면에, 만약 L/t 가 12 를 초과한다면, 립 부분에서의 압력 감소가 효과적으로 실현되지 않는다.

기어 펌프 전후의 어댑터 직경 및 길이의 조정은 압력 손실을 더욱 줄이는 것을 가능하게 한다. 기어 펌프 전후의 각각의 어댑터 직경 A (㎜) 는 압출기 배럴 직경 B (㎜) 에 대하여 너무 크기 때문에 1/4 ≤A/B ≤1 의 관계를 만족시키고 직경 A 및 어댑터 C 의 길이간의 비가 C/A ≤10 의 범위내인 것이 바람직하다.

상기의 L/t, A/B 및 C/A 의 범위의 한정은 압력 손실의 감소와 관련된 발명이다. 특히, 립 갭을 협소화하여 얇은 시이트를 제조하는 경우, 압력 손실의 증가는 제품의 외관에 직접적으로 영향을 미쳐, 제품의 품질이 악화되는 경향이 있다. 상기와 같이 L/t, A/B 및 C/A 의 범위를 특정함으로써, 압력 손실의 증가가 불량한 제품을 제조하는 경우에라도 양호한 외관을 나타내는 제품을 얻는 것이 가능하다. 압력 손실이 제품의 외관에 직접적으로 영향을 미치는 립 갭은 약 0.8㎜ 이다.

또한, 압력 손실이 상기와 같이 감소되도록 어댑터를 성형하고, 파이프 벽에 인접한 영역과 어댑터 파이프의 중앙 영역사이의 치환 또는 조정하도록 어댑터내에 스태이틱 믹서 (static mixer) 를 설치하여 온도 분포의 균일성을 향상시키는 양태가 바람직하다.

수지의 압출 성형에 사용되는 다이의 선단부 부분은 립으로 불려지며, 시이트 제품의 두께를 결정하는 다이내 갭은 립 갭 (t) 이다. 립 랜드 길이 (L) 및 립 갭 (t) 의 예와 다이의 형상예가 도 1 에 도시되어 있다.

또한, 본 발명은 청구항 제 1 내지 3 항에 기재된 공정 중 어느 하나에 의해 제조된 무가교 폴리프로필렌계 수지 발포 시이트에 관한 것이다. 무가교 폴리플로필렌계 수지 발포 시이트는 미세한 발포 셀과 양호한 외관으로 특징되며 시이트의 단부의 파상의 불량 부분이 적다는 것으로 특징지워진다.

도 1 의 (a) 는 본 발명에 사용된 다이 형상의 예를 도시한 도면.

도 1 의 (b) 는 도 1 의 (a) 의 단면 X-X 에서 그의 출구측 형상을 도시한 도면.

상술한 기어 펌프의 사용을 제외하고, 공지된 압출 발포법이 본 발명에서 특히 제한없이 사용될 수 있다.

압출 발포법의 예는 열분해형 발포제, 폴리프로필렌 수지등의 필수 성분의 혼합물을 호퍼로 장입하는 단계와, 수지 용융물과 발포제를 분해하는 단계 및 수지와 발포제를 압출기내에서 혼합/분산하는 단계와, 혼합물을 발포하기에 적당한 온도로 냉각하는 단계와, 혼합물이 발포되도록 다이로부터 혼합물을 압출하는 단계와, 또한 끌어당기는 장치에 의해 압출물을 냉각/성형하는 단계로 이루어지는 방법, 및 열분해 발포제를 대신하여 비분해형 발포제 (물리 발포 가스) 가 압출기의 중간 부분으로 압인되는 것을 제외하고는 상술한 방법과 동일한 단계로 이루어지는 방법을 포함한다.

본 발명에서, 발포 시이트를 구성하는 재료인 폴리프로필렌계 수지는 특히 한정되지 않으며 제품의 용도에 따라 선택될 수 있다. 폴리프로필렌은 호모폴리머 또는 에틸렌등의 α-올레핀과 프로필렌과의 코폴리머일 수 있다. 또한, 폴리프로필렌계 수지, 폴리스틸렌계 수지등을 포함하는 혼합물이 사용가능하다.

본 발명에서, 발포제가 특히 한정적이지 않으며 열가소성 수지용으로서 공지된 발포제가 사용가능하다. 발포제의 특별한 예는 중탄산나트륨, 아조디카본아미드등의 열분해 발포제와, 이산화탄소, 질소등의 불활성 가스와, 부탄등의 끊는점이 낮은 유기 화합물을 포함할 수 있다. 이러한 화합물은 이들의 2종 이상을 병용하여 사용가능하다. 활석, 실리카 및 기포 셀을 형성하는 핵제등의 무기 충전제의 첨가가 또한 적당하다.

최종적으로 발포에 기여하는 가스의 용해도 계수는 발포제의 형태, 즉 열분해형 또는 비분해형의 발포제와 관계없이 큰 것이 바람직하다는 것을 주목하여야 한다. 안전하고 상대적으로 큰 용해도 계수때문에, 이산화탄소가 사용되는 것이 바람직하다. 부탄등의 지방족 탄화수소는 이산화탄소와 비교하여 큰 용해도 계수를 가지기 때문에 발포제로서 고려되는 것이 바람직하다. 그러나, 탄화수소의 사용은 폭발방지 장치와 안전 조치를 필요로 한다.

발포 시이트의 밀도가 특히 한정적이지 않다지만, 0.6 내지 0.09 g/㎤ 범위내의 발포제량으로 일반적으로 결정된다. 본 발명에 따라 얻어진 발포 시이트의 두께가 비록 한정적이지 않다지만, 보통 1 내지 30 ㎜ 범위내이다. 발포 시이트의 두께는 립 갭의 크기, 발포제등의 양에 의해 조정되는 발포 배율, 및 발포 셀등의 편평율과 같은 요소에 의해 결정된다.

본 발명에 사용되는 압출기는 특히 한정적이지 않으며 열가소성 수지용 압출기가 사용가능하다. 그러나, 수지와 발포 가스를 균질화하기 위해 그들을 충분히 혼합하여 발포하기에 적당한 온도로 냉각/조정하는 압출기를 사용하는 것이 필요하다. 따라서, 다음의 압출기형은 본 발명에서 사용되는 것이 바람직하다.

단일-스크류 압출기 (single-screw extruder)

이는 가장 일반적으로 사용되는 압출기이다. 이 압출기는 발포 가스가 원료 투입구 (호퍼) 로부터 누수되지 않고 압출기가 값비싸지 않기 때문에 널리 사용된다.

다중-스크류 압출기 (multiple-screw extruder)

일반적으로 2중-스크류 압출기가 사용된다. 2중-스크류 압출기의 예는 동일한 방향으로 회전하는 스크류인 압출기와 그 회전 방향이 다른 압출기를 포함한다. 2축 압출기의 예는 스크류가 상호 평행하고 스크류 직경이 일정한 압출기와 스크류 직경이 단부쪽으로 줄어든 경사 스크류를 갖는 압출기를 포함한다. 만약 2중-스크류 압출기가 본 발명에 사용된다면, 발포 가스가 2중-스크류 압출기로부터 누수하는 경향이 있기 때문에 씰링 세그먼트 (sealing segment) 를 제공하는 것이 바람직하다.

상술한 압출기를 제외하고, 예를 들어, 상술한 압출기중 2 개 이상을 조합하여 만들어진 탠덤 압출기가 사용가능하다.

본 발명에 사용하는 다이의 예는 편평한 다이와 원형 다이를 포함한다. 다이 선단부의 립 갭은 제품의 소정의 두께에 따라 설정될 수 있다.

본 발명에서 사용하는 기어 펌프는 압출기와 다이사이에 끼워져 그곳에서 어댑터를 사용하여 연결된다. 본 발명에 사용되는 기어 펌프는 서로 맞물린 관계로 회전하는 기어의 이빨에 의해 용융 수지의 일정량을 토출하도록 설계된 펌프이다. 기어 펌프는 목포 생산량에 부합하도록 용량에 따라 공지된 기어 펌프로부터 선택된다. 만약 펌프의 1 회전당 토출량이 작다면 고속 회전이 필요하고 발열에 관심을 가지기 때문에, 적당한 회전수에 의해 목표 생산량을 토출하는데 충분한 용량을 갖는 기어 펌프를 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 오일 온도등의 조정에 의해 기어 펌프의 본체의 온도를 냉각하고 조정하는 것이 바람직하다.

비록 용융 수지내 발포 가스의 용해도 계수 (H) 가 압력 강하법에 의해 측정된다지만, 문헌 [AIChE J., 15, 106(1969)] 에 기술된 방법에 의해서 또한 얻어진다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 사용하는데 적당한 발포제는 이산화 탄소이다. 용융 폴리프로필렌계 수지내 이산화 탄소의 용해도 계수 (H) 의 온도 의존성이 아래에 주어져 있다 (수학식 2 참조). 비록 온도의 의존성이 미세하지만, 용해도 계수 (H) 는 온도가 높아짐에 따라 작아진다.

[수학식 2]

H = H₀exp(-Es/RT)

H₀:상수 (0.0319 ㎤(STP)/㎤ ㆍatm)

Es : 용해 에너지 (-1.7 kcal/mol)

R : 가스 상수 (1.986 cal/mol ㆍK)

T : 온도 (K)

(관호내의 수치는 이산화 탄소의 수치이다)

실시예

더욱 더 상세하게 본 발명을 설명하기 위해서, 아래의 실시예가 주어졌으며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 한 제한적이지 않고 단지 예시적이다.

실시예 1

단일 스크류 압출기 (배럴 직경 B : 120 ㎜, 유효 스크류 길이/배럴 직경 : 32) 가 압출기로서 사용된다.

1150 ㎜ 의 폭의 쵸크 바아를 갖는 코트 행거 다이 (coat hanger die) 가 다이로서 사용된다. 립 랜드 길이 (L) 가 7 ㎜ 이고, 립 갭 (t) 이 1.0 ㎜ 이며, 또한 L/t 의 비가 7 로 설정된다. 기어 펌프의 본체 온도는 오일로 조정가능하고 1 회전당 315 ㎤ 의 토출량을 갖는 기어 펌프가 사용된다. 제어 시스템은 기어 펌프의 입구 압력 Pg 를 설정하고, Pg 가 일정하게 유지되도록 스크류의 회전수로 피드백하는 제어 시스템을 제공한다.

각각 기어 펌프의 전후에는 직경 (A) 이 40 ㎜ 이고 길이 (C) 가 240 ㎜ (A/B=1/3, C/A=6) 인 어댑터를 각각 갖는다. 면의 길이가 1200 ㎜ 이고 직경이 400 ㎜ 이며, 또한 온도가 60 내지 100 ℃ 범위내로 조정된 3개의 롤로 이루어진 연마된 롤 유닛이 끌어당기는 장치로서 사용된다.

폴리프로필렌계 수지로서, 밀도가 0.9 g/㎤ (230 ℃ 에서 MFR (melt flow rate) 가 8) 인 프로필렌 호모폴리머가 사용된다. 100 중량부의 프로필렌 호모폴리머와 발포 셀의 핵제로서 활석 40 중량% 를 포함하는 1.5 중량부의 마스터배치를 함유하는 펠렛-혼합물이 호퍼내로 투입된다. 이산화 탄소는 발포제로서 사용된다. 3 배율에 대응하는 이론적인 발포 배율 (χ) 을 제공하는 발포제량은 압출기의 중간부에 제공된 포트로부터 약 100 기압 정도에서 압입된다.

후술하는 압출 조건에 따르면, 기어 펌프의 입구에서 어댑터 직경의 중심부의 수지 온도 (Tg) 가 약 185 ℃ 이다. 상술한 수학식 2 를 따라 문헌 [AIChe j., 15, 106 (1969)] 에 기재된 값을 사용하여 계산되는 경우, H = 0.207 (㎤(STP)/㎤ ㆍatm) 이 얻어진다.

이를 기초로, Pc = (χ-1)/H = 9.7 atm 이기 때문에, 기어 펌프의 입구 압력 (Pg) 을 Pc ≤Pg(atm) ≤P + 90 의 범위내로 15 기압의 저압으로 설정한다. 수학식 2 의 기호를 설명하기 위해 미리 설명된 괄호내의 수치는 이산화 탄소의 데이타로서 사용된다.

게다가, 기어 펌프의 입구의 어댑터의 중심부에서의 수지 온도 (K) 인 Tg 는 Tg (℃) + 273.15 = 185 + 273.15 = 458.15 이다.

압출기의 운전 조건은 다음과 같다. 스크류 회전수는 약 50 rpm (Pg 제어때문에 변동함) 이다. 기어 펌프의 회전수는 18 rpm 이다. 토출량은 250 ㎏/hr 로, 높은 토출량이다. 온도에 관해서는, 이산화 탄소가 190 내지 200 ℃ 에서 수지중에 균일하게 용해되며, 또한 스크류의 계량부로부터 어댑터와 기어 펌프까지의 영역의 온도가 165 내지 170 ℃ 로 설정된다. 냉각 후, 170 ℃ 의 다이로 혼합물이 도입된다.

압출 발포 시이트는 0.31 g/㎤ 의 외관 밀도 (발포 배율 = 0.9/0.31 = 2.9배) 와 5.0 ㎜ 의 평균 두께를 갖는다. 발포 셀은 미세하고 외관이 양호하다. 시이트 단부에서 좌우측 전체의 파상 손실이 150 ㎜ 정도로 작다. 사용된 다이의 폭은 1150 ㎜ 이고 손실율은 약 13 % 이다.

실시예 2 와 3, 비교예 1 과 2

발포 시이트는 기어 펌프의 입구 수지 압력 (Pg), 립 랜드 길이 (L), 립 갭 (t), 어댑터 직경 (A), 및 어댑터 길이 (C) 를 변경하는 것을 제외하고는 실시예 1 에서와 같은 동일한 수지 및 압출기를 사용하여 제조된다. 제조 조건이 표 1 에 표시되었고 발포 시이트의 평가 결과가 표 2 에 표시되었다.

저온에서 한정된 범위만 발포 적정 온도를 가진 폴리프로필렌계 수지의 발포체의 제조에 있어서, 본 실시예에서 사용한 종류의 압출기를 사용하는 경우에, 기어 펌프를 사용하지 않는 경우는 통상, 토출량이 150 내지 200㎏/hr 이 한도이고, 이 이상의 토출량으로 압출하면, 전단 발열에 의해 수지 온도가 상승하기 쉽기 때문에, 적정한 발포체를 얻을 수 없다. 상기 실시예로부터 기어 펌프를 사용하는 효과가 명백해진다. 상술한 실시예의 결과를 기초로 하여, 본 발며에 따른 기어 펌프 사용하는 효과가 분명해진다.

[제조 조건]

	기어펌프의 입구	다이 립의 형상	어댑터의 형상
	수지압력 Pg(atm)	수지온도Tg(℃)	용해도 계수(*)	Pc(atm)	랜드길이L(㎜)	갭 t(㎜)	L/t	어댑터직경A(㎜)	어댑터길이C(㎜)	A/B	C/A
실시예 1	15	185	0.207	9.7	7.0	1.0	7	40	240	0.33	6
실시예 2	80	185	0.207	9.7	7.0	1.0	7	40	240	0.33	6
실시예 3	15	185	0.207	9.7	4.0	0.5	8	60	240	0.50	4
비교예 1	140	189	0.203	9.8	7.0	1.0	7	40	240	0.33	6
비교예 2	5	185	0.207	9.7	7.0	1.0	7	40	240	0.33	6

(*)단위 : ㎤ (STP) /㎤ ㆍatm

[평가 결과]

	발포 배율	시이트의 두께(㎜)	파상손실의 길이(㎜)	외관평가 및발포 셀의 형상
실시예 1	2.9	5.0	150	○
실시예 2	2.9	5.0	150	○
실시예 3	2.9	2.5	150	○
비교예 1	2.3	4.0	500	×
비교예 2	2.9	5.0	150	×(조대한 셀의존재)

본 발명은 미세한 발포 셀과 양호한 외관을 가지며 생산성이 우수하고 시이트의 단부에서 파상 결함을 감소시켜 고배율의 얇은 시이트의 제조에서 생산성 향상 효과 뿐만 아니라 압출 안정성이 우수한 무가교 프로필렌계 수지 발포 시이트를 제조하는 것을 가능하게 한다.

Claims

압출기와 다이사이에 끼워지고 어댑터에 의해 연결된 기어 펌프를 갖는 압출 발포 장치를 사용하는 무가교 폴리프로필렌계 수지 발포 시이트를 제조하는 방법으로서, 기어 펌프의 입구 압력 (Pg) 을 하기의 수학식 1 에 의해 특정된 범위내에 있으며, 상기 Pg 값이 일정하도록 압출기를 제어하는 것을 특징으로 하는 무가교 폴리프로필렌계 수지 발포 시이트 제조 방법.

[수학식 1]

Pc ≤Pg(atm) ≤Pc + 90

Pc = (χ- 1)/H

χ: 첨가되는 발포제가 100% 유지되는 경우의 이론적인 발포 배율

H : 기어 펌프의 입구에서의 수지 온도에서의 수지내 발포 가스의 용해도 계수 (㎤(STP)/㎤ㆍatm)
제 1 항에 있어서, 립 랜드 (lip land) 길이를 L 로하고, 립 갭 (lip gap) 을 t 로 할 때, 다이가 5 ≤L/t ≤12 인 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 무가교 폴리프로필렌계 수지 발포 시이트 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 배럴의 직경을 B (㎜) 로 하고, 어댑터의 길이를 C (㎜) 로 할 때, 또한 어댑터의 직경을 A (㎜) 로하여, 압출 장치가 1/4 ≤A/B ≤1 및 C/A ≤10 인 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 무가교 폴리프로필렌계 수지 발포 시이트 제조 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 무가교 폴리프로필렌계 수지 발포 시이트.