KR20000072035A - 카본블랙을 충전제로 사용한 폴리염화비닐 몰드 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐기물인 카본 블랙을 충전제로 사용하여 폴리염화비닐(PVC)을 주재료로 사용하는 PVC 몰드에 관한 것이다.
카본 블랙은 탄산칼슘이 충전제로 사용되고 있는 현재의 PVC 몰드의 물성을 개선시킬 뿐만 아니라 60% 이상의 감량 효과를 가질 수 있다.
또한 감량화를 극대화 하기 위해서 발포제(azodicarbonamide)를 사용하였으며, 이는 기존의 PVC몰드의 물성을 개선하는 범위 내에서 첨가되어진다.
Description
본 발명은 카본 블랙과 발포제(azodicarbonamide; ADCA)를 충전제와 물성 개선제로 사용한 PVC 몰드의 제조 및 물성을 개선하는 방법에 관한 것이다.
PVC 제품은 PVC 수지, 안정제, 충전제, 착색제, 가소제, 가공소제, 활제 등으로 구성되며, 제품의 요구 특성에 따라 다른 첨가제가 첨가되거나 나열한 첨가제가 생략될 수 있다.
본 발명에서 중점을 두고 있는 충전제는 생산원가의 절감과 물성 개선용으로 사용되고 있다. PVC 몰드에 사용되는 충전제로는 탄산칼슘이 가장 기본적으로 사용되는 재료 중의 하나이다. 그러나, 이러한 탄산칼슘의 사용에는 비중이 증가한다는 큰 단점을 가지고 있다. 참 비중값을 예로 들면 탄산칼슘은 2.7이며, 평균중합도가 800-1000인 PVC 수지는 약 1.4이다. 따라서 PVC 수지보다 탄산칼슘의 비중이 상당히 높기 때문에 제품의 비중은 증가하게 된다.
이와 같은 PVC 수지의 비중을 감소시키고 물성을 개선하기 위해 제지 슬러지 소각회를 충전제로 사용한 폴리염화비닐 조성물(특허공고 96-12450) 등과 같은 특허 보고가 있었다.
본 발명에서는 산업폐기물인 카본 블랙을 탄산칼슘의 대용 충전제로 사용하였으며, 인조 대리석 제조용 PVC 몰드의 물성을 개선하는 범위 내에서 발포제를 첨가하여 PVC 몰드를 제작함을 특징으로 한다.
PVC 몰드를 제조하기 위해서 PVC 수지에 충전제로 탄산칼슘 대용으로 카본블랙을 200메쉬 이하의 것을 사용하였으며, 여기에 발포제를 첨가함으로서 각각의 첨가제의 배합비에 따라 비중과 물성이 상이한 PVC 조성물이 된다.
또한 본 발명의 PVC 몰드를 기존의 몰드와 비교하였으며, 그 결과 최대 60% 이상 감량 효과와 200% 이상 인장강도의 향상을 이룬 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명은 주재료인 PVC 수지에 카본블랙과 발포제를 첨가하여 조성된 PVC 몰드에 PVC 수지를 코팅 처리하여 인장강도 및 경량성에 영향을 미미하게 미치는 범위에서 탈색 및 방수효과 등의 각종 기능성을 보완하는 방법을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.
그러나 다음의 실시예들은 본 발명을 더욱 쉽게 이해하기 위해서 제공되는 것일 뿐 본 발명이 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
PVC : 100중량부
카본블랙 : 20중량부
발포제 : 20중량부
를 170℃에서 반응시켜 PVC 몰드를 제조하였으며, 비중과 인장강도를 측정하였고 PVC 수지로 코팅처리 하였다.
(실시예 2)
PVC : 100중량부
카본블랙 : 20중량부
발포제 : 30중량부
를 170℃에서 반응시켜 PVC 몰드를 제조하였으며, 비중과 인장강도를 측정하였고 PVC 수지로 코팅처리 하였다.
(실시예 3)
PVC : 100중량부
카본블랙 : 30중량부
발포제 : 20중량부
를 170℃에서 반응시켜 PVC 몰드를 제조하였으며, 비중과 인장강도를 측정하였고 PVC 수지로 코팅처리 하였다.
(실시예 4)
PVC : 100중량부
카본블랙 : 20중량부
발포제 : 10중량부
를 170℃에서 반응시켜 PVC 몰드를 제조하였으며, 비중과 인장강도를 측정하였고 PVC 수지로 코팅처리 하였다.
(비교예 1)
PVC : 100중량부
탄산칼슘 : 80중량부
소포제 : 1중량부
를 200℃에서 반응시켜 PVC 몰드를 제조하였으며, 비중과 인장강도를 측정하였다.
상기한 실시예 1-4 및 비교예 1에 따라 제조된 PVC 몰드는 성형시 제품의 표면성은 양호하게 나타났으며, 카본 블랙과 충전제로 사용한 제품은 진한 흑색을 띄었다. 또한 이들로부터 제조한 PVC 몰드의 비중과 인장강도를 비교한 결과는 다음과 같았다.
구 분 | 부피비중(g/㎤) | 인장강도(N) |
실시예 1 | 0.63 | 30.00 |
실시예 2 | 0.50 | 26.85 |
실시예 3 | 0.93 | 50.47 |
실시예 4 | 0.84 | 44.65 |
비교예 1 | 1.29 | 23.65 |
상기의 결과에서 보듯이 본 발명에 따른 카본 블랙을 충젠제로 사용한 PVC 몰드는 탄산칼슘을 이용한 몰드에 비하여 낮은 비중값을 가지며, 높은 인장강도를 가짐을 알 수 있다.
이상의 결과들로부터 본 발명에서와 같이 카본블랙과 발포제를 첨가제로 사용할 때에는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
카본 블랙을 탄산칼슘으로 대체하여 PVC 몰드를 제작하였을 경우 가장 큰 효과는 비중이 낮은 저비중의 PVC 몰드를 얻을 수 있다는 것이다. 탄산칼슘의 경우는 함량을 증가시키면 PVC 몰드의 비중이 증가를 하지만, 카본 블랙을 사용하였을 경우 첨가량 증가에 따른 비중의 증가를 발포제의 적정비율 첨가로 억제할 수 있다는 것이다. 다시 말하면, 탄산칼슘을 충전제로 사용할 경우 비중의 증가로 인하여 저렴한 가격의 탄산칼슘의 첨가량을 높일 수 없다는 문제점이 있으나, 카본 블랙을 충전제로 사용할 경우 발포제의 첨가량 조절로 비중의 증가를 조절할 수 있다는 것이다. 또한, 탄산칼슘의 첨가량이 80 중량부인 반면 카본 블랙은 10-30 중량부만으로 탄산칼슘의 대체효과를 극대화하였으므로 경제성 면이나 제품의 물성면에서 볼 때 탄산칼슘을 충전제로 사용하는 경우보다 탁월한 잇점이 있다.
위의 결과들로부터 카본 블랙은 우수한 PVC 충전제임을 알 수 있으며, PVC 뿐만 아니라 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 등의 충전제로도 사용이 가능하다.
Claims (2)
- 카본 블랙을 충전제로 그리고 발포제를 물성 개선제로 사용하며, PVC를 주재료로 사용하여 제조하는 PVC 몰드
- 제 1항에 있어서 제조된 PVC 몰드의 참 비중값이 0.50-1.29g/㎤이고, 인장강도가 26.85-50.47N이 되는 PVC 몰드.
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