KR20000033502A - 사출성형용 폴리스틸렌계 수지조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사출성형용 수지조성물에 관한 것으로, 3 - 5 ㎛의 입자경을 가지는 고무를 6 - 8%포함하여서 된 제 1 스틸렌조성물 70 - 90%과 1 - 3 ㎛의 입자경을 가지는 고무를 7- 9%포함하여서 된 제 2 스틸렌조성물 9.4 - 29%이고, 나머지가 각각 열안정제, 실리콘오일로 구성된 것으로, 서로다른 크기의 입자를 가지는 고무를 포함하는 스틸렌수지 조성물을 적당히 혼합하므로써 유동성 특성을 개선하고, 이에 따른 웰드라인 및 외관특성을 향상시키게 되는 효과가 있다 .

Description

사출성형용 폴리스틸렌계 수지조성물(Polystyrene resin compound for injection molding)

본 발명은 사출성형용 수지조성물에 관한 것으로, 특히 텔레비젼 케이스를 사출성형할 때 웰드라인 등과 같은 외적인 불량을 감소시켜 도장처리와 같은 후가공처리가 불필요하게 된 사출성형용 수지에 관한 것이다.

일반적으로 폴리스틸렌은 유기과산화물 등의 개시제를 사용한 스틸렌의 라디칼중합으로 생성되는 폴리스틸렌은 직쇄구조의 비품성으로 투명성이 우수하고, 비중이 작으며, 전기 및 고주파절연성이 우수한 특징을 가지고 있으나, 연화온도가 낮고 딱딱하여 잘부서진다는 결점이 있다.

이러한 스틸렌계 수지는 비교적 낮은 온도영역에서 융점점도가 낮고 또 점도가 내려가는 정도가 완만하여 성형온도 폭이 넓으며 투명성과 성형성이 우수하다.

따라서 스틸렌만을 중합한 범용의 폴리스틸렌(GPPS)에 합성고무(5- 20%)를 배합하므로써 폴리스틸렌의 결점인 잘 부서지는 점을 개선한 고충격성 폴리스틸렌(High Impact PS)과, 아크릴로니트릴, 부타디엔, 스틸렌의 삼성분으로 된 내충격성 열가소성수지인 ABS수지 등이 가정 전기, 전자제품용 케이스로 많이 사용되고 있다.

이러한 각 수지의 유동성은 유동길이와 성형품의 살 두께의 비(L/t)는 일반용 수지(GP-PS)가 230 - 250, 고충격성수지(HI-PS)가 220 - 230, ABS수지가 190- 200순으로 ABS수지가 유동성특성이 우수하지만 ABS수지의 가격이 일반용수지나 고충격성수지보다 비싸기 때문에 텔레비젼케이스와 같은 가전제품에는 고충격성수지를 사용하고 있다.

이러한 고충격성 수지는 일반적으로 유동성이 떨어지기 때문에 사출성형시에 성형품에 웰드라인이 발생하여, 제품의 미관처리를 위해 별도의 후가공처리로서 도장처리를 하여야 하는 문제점이 있었다.

일반적으로 웰드라인은 용융된 수지가 금형내를 분기하여 흘렀다가 수지가 합류되는 부분에 생기는 가느다란 실선과 같은 것이 형성되는 것을 말하는 데, 용융된 수지가 서로 합류되는 지점에서 완전하게 합류되지 못하는 것이 발생의 주원인이고, 기타 수지에 수분이나 휘발분 그리고 사출 성형중에 사용하는 이형제 등의 의해서도 웰드라인을 발생시키게 된다.

특히 웰드라인의 발생은 성형품내에 홀이 있거나 게이트가 2개이상인 경우 발생하는 데, 사출성형을 하기위해서는 수지를 통과시킬 게이트가 필요하고, 성형품이 크기가 커지거나 복잡해짐에 따라 게이트의 수는 2개이상의 다수개의 게이트가 필요하게 되며, 이에 따라 웰드라인이 발생하기 쉽고, 또한 1개소의 게이트로 용융수지가 공급된다 하더라도 도중에 인서트 부품 또는 홀이 있거나 성형품의 살 두께가 다를 경우에도 웰드라인은 발생한다.

도 1은 웰드라인의 형성과정을 설명하기 위한 모식도로서, 도 1a는 2개의 게이트(10, 12)로 부터 용융된 수지가 캐비티내로 공급되고, 이 용융된 수지가 서로 합류되는 부분에 웰드라인(14)이 형성된다.

이때 용융된 수지가 합류되더라도 게이트(10, 12)와 근접된 부위에서는 웰드라인이 형성되지 않고 게이트(10, 12)로 부터 멀리 떨어진 부위에 웰드라인이 형성되는 데, 이는 용융된 수지가 금형을 통한 냉각이 진행되면서 게이트로 부터 떨어진 부위에서는 합류된 수지는 낮은 온도에 의해 완전하게 융합되지 않게 되므로써 웰드라인이 형성되는 것이다.

한편, 도 1b는 성형품 내부에 홀(18)이 구비된 경우에 1개소의 게이트(12)를 통해 용융 수지가 공급되더라도, 용융된 수지가 홀(18)을 중심으로 분류되었다가 다시 합류되면서 웰드라인(16)이 형성된다.

이러한 웰드라인은 특히 고충격성수지에 충격성을 향상시키게 위해 부타디엔고무를 함유한 고충격성수지에서 유동성의 저하에 따라 필연적으로 많이 발생하게 되는 것으로, 이와같은 웰드라인의 발생에 따라 성형품의 강도를 떨어뜨릴 뿐만 아니라 성형품의 외관품질 수준을 떨어뜨리게 되므로 사출공정이 끝난 후 웰드라인을 없애기 위해 페인트를 칠하는 도장작업을 추가로 해야 하는 등의 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 용융시의 유동특성을 증가시키므로써 사출성형시에 웰드라인의 발생이 최소화하도록 개선된 사출성형용 폴리스틸렌수지조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폴리스틸렌수지조성물은 , 서로 다른 입자크기를 가지는 고무를 포함한 제1, 2스틸렌조성물을 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이때 상기 제 1 스틸렌조성물은 3 - 5 ㎛의 입자경을 가지는 고무를 6 - 8%포함하여서 된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제 2 스틸렌조성물은 1 - 3 ㎛의 입자경을 가지는 고무를 7- 9%포함하여서 된 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 제1스틸렌조성물 70 - 90 %, 제 2 스틸렌조성물이 9.4 - 29%이고, 나머지가 각각 열안정제, 실리콘오일인 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 본원발명에 따르면, 서로다른 크기의 입자를 가지는 고무를 포함하는 스틸렌수지 조성물을 적당히 혼합하므로써 유동성 특성을 개선하고, 이에 따른 웰드라인 및 외관특성을 향상시키게 되는 효과가 있다.

도 1a는 웰드라인의 형성과정을 도시한 개략도,

도 2a는 웰드라인의 또다른 형성과정을 도시한 개략도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

12 : 게이트 16 : 웰드라인

18 : 홀

이하, 본 발명을 바람직한 실시예에 따라 자세하게 설명한다.

일반적으로 폴리스틸렌 수지에 포함되는 합성고무의 입자를 포함할 때, 단순히 크기가 큰 고무입자나 또는 크기가 작은 고무입자를 사용하게 되는 경우 이들 의 고무입자가 폴리스티렌의 기지 내부에 부타디엔의 섬유조직이 산재하게 되어, 성형품에 충격이 가해지면 이 섬유조직에 응력이 집중되면서 미세한 크레이징이 발생하게 되고 이에 따라 충격을 흡수하게 되는 경향이 있다.

그러나 상기한 바와 같이 폴리스틸렌에 포함되는 고무입자의 크기가 크거나 작은 입자를 많이 사용하게 되면 대체적으로 이들 사용량에 비례하여 사출성형시에 유동성을 저하시키게 된다.

따라서 상기한 고무입자를 적게 사용하면서도 내충격성을 강화시키게 해주는 것이 가장 바람직하고, 이러한 이유에서 폴리스틸렌에 포함되는 고무입자의 크기를 큰 것 또는 작은 것의 어느 한 종류만을 사용하게 되는 경우 이들 고무입자가 폴리스틸렌에 고르게 분포하기 어렵게 된다.

따라서 고무의 입자크기를 큰것과 작은 것의 두가지 조성을 사용하게 되는 경우 고무입자가 서로 잘 혼합되어져 폴리스틸렌의 내충격성과 유동성을 함께 만족시켜 줄 수 있게 되며, 이에 따라 사출성형시의 성형성을 개선시키게 되어 외관특성을 향상시켜 줄 수 있게 되는 것이다.

이러한 본 발명은 다음의 실시예에 의거 상세히 설명한다.

[실시예]

제 1 스틸렌조성물은 스틸렌에 평균입자경이 3 - 5㎛인 고무 7%를 배합한 스틸렌조성물이고, 제 2 스틸렌조성물은 스틸렌에 평균입자경이 1 - 2㎛인 고무 8%를 배합한 스틸렌조성물이다.

상기한 제 1, 2 스틸렌조성물을 아래에 도시한 표 1의 조성에 따라 혼합하여 이어서 상기한 혼합조성물을 사출기 실린더 온도 190 - 220℃, 금형온도 50℃ 사출압력 100톤으로 시험편 450mm X 250mm의 시험편을 도 1b에 도시된 바와 같이 중앙에 인서트홀이 형성된 금형에 하나의 게이트를 이용하여 융융수지를 충전하여 제작하였다.

구 분	제1스틸렌조성물	제2스틸렌조성물	열안정제	실리콘오일	스웰링인덱스
실시예1	99.8	0	0.2	0	11
실시예2	90.0	9.4	0.4	0.2	9
실시예3	80.0	19.0	0.6	0.4	7
실시예4	70.0	28.6	0.8	0.6	6
실시예5	60.0	38.2	1.0	0.8	5

상기한 실시예에서 실시예1은 제 1 스틸렌조성물만을 사용한 것이고, 실시예2 내지 5는 제 2 스틸렌조성물의 함량을 조금씩 증가시켜서 된 것이고, 고무입자 크기가 다른 스틸렌조성물을 혼합하므로써 가교도가 증가하게 되어 스웰링인덱스가 감소하게 되는 것을 알 수 있다.

이와 배합비율에 따라 각각 시험편을 도 1b에 도시된 바와 같이 제작하여 관찰한 결과는 아래의 표2에 도시되어 있다.

구분	웰드라인(mm)	광택	얼룩	가스발생량(%)
	길이				폭
실시예1	10.0	0.5	35	△	2.417
실시예2	4.0	0.1	55	◎	1.502
실시예3	3.0	0.2	63	0	1.524
실시예4	3.0	0.4	64	△	1.890
실시예5	3.0	0.5	70	X	2.141

상기한 실시예1에서는 웰드라인의 길이와 폭이 각 길고 넓게 나타나는 데 비해 제 2 스틸렌조성물을 포함한 실시예 2 내지 5는 웰드라인의 길이와 폭이 점점 축소되다가 제 2 스틸렌 조성물이 많이 포함된 실시예5에서는 웰드라인의 폭이 다시 넓어지게 된다.

또한 광택특성에서도 실시예1에서 보다 실시예 2- 5에서 더 좋게 나타나는 특성이 있으며, 얼룩 특성에서는 제 2 스틸렌 조성물이 많이 포함된 실시예 5에서 나쁘게 나오는 경향이 있다.

상기한 실시예에서 가스발생량은 230℃에서 30분간 체류시킨 후 감량된 양을 측정한 것으로, 실시예 2, 3에서 가장 적게 나타나고 있다.

이상의 실시예에서 알 수 있는 바와 같이 고무입자크기가 큰 것을 포함한 제 1 폴리스틸렌조성물과 고무입자크기가 작은 것을 포함한 제 2 폴리스틸렌조성물을 서로 적당히 혼합하므로써 사출성형시의 성형품의 외관효과가 개선되었다.

상기한 실시예에서는 단순히 제 1 , 2 폴리스틸렌조성물을 혼합하여서 된 것이지만, 이들은 서로 혼합한 후 압출하여 사출을 진행하게 되면 큰고무와 작은 고무입자 사이의 더욱 긴밀하게 작용하여 성형품의 외관효과는 더욱 개선시킬 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 큰 고무입자가 포함된 폴리스틸렌조성물과 작은 고무입자가 포함된 폴리스티렌조성물을 서로 혼합하여 사출성형을 하므로써, 성형품의 외관을 개선하는 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 서로 다른 입자크기를 가지는 고무를 포함한 제1, 2스틸렌조성물을 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 하는 사출성형용 폴리스틸렌 조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 스틸렌조성물은 3 - 5 ㎛의 입자경을 가지는 고무를 6 - 8%포함하여서 된 것이고, 상기 제 2 스틸렌조성물은 1 - 3 ㎛의 입자경을 가지는 고무를 7- 9%포함하여서 된 것을 특징으로 하는 사출성형용 폴리스틸렌 조성물.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1스틸렌조성물 70 - 90 %, 제 2 스틸렌조성물이 9.4 - 29%이고, 나머지가 각각 열안정제, 실리콘오일인 것을 특징으로 하는 사출성형용 폴리스틸렌조성물.