KR20010005437A - 프로필렌계 수지 발포 입자 성형체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로필렌 수지의 발포 비드를 가열 및 성형하여 수득한 프로필렌계 수지의 발포 및 팽창 비드 성형체에 관한 것으로서, 성형체의 겉보기 밀도는 0.11 내지 0.45 g/cm³이고, JIS K 7221에 따라 측정한 최대 굽힘 강도 (kgf/cm²) 를 겉보기 밀도 (g/cm³) 로 나누어 수득한 값이 150 (kgf/cm²)/(g/cm³) 초과이며, 상기 성형체의 단면에서의 평균 셀의 수가 5 내지 200 셀/mm²의 범위인 것을 특징으로 하는 성형체를 제공한다.

Description

프로필렌계 수지 발포 입자 성형체 {MOLDED ARTICLE OF FOAMED AND EXPANDED BEADS OF PROPYLENE RESIN}

본 발명은 탁월한 기계적 강도 및 낮은 팽창비를 갖는 프로필렌 수지 발포 및 팽창 비드 성형체에 관한 것이다.

주형 내에서, 프로필렌 수지의 발포 비드를 가열 및 성형하여 수득되는, 프로필렌 수지의 발포 및 팽창 비드(하기로부터 "발포 비드"로 약칭한다)의 성형체가 다양한 분야에 폭 넓게 사용되고 있다. 특히 최근, 약 2 내지 8 배의 비교적 낮은 팽창비를 갖는 발포 비드(하기로부터 "팽창-성형체"로 지칭한다)의 성형체가 업계에서 얇은 벽을 갖고, 높은 강성도 및 에너지 흡수 특성을 갖도록 요구될 것으로 전망된다. 이들은 예를 들어, 자동차 문 판넬, 기둥 및 인스트루먼트 판넬, 잭 및 공구 하우징 등과 같은 스킨을 갖는 전체적으로 성형된 제품용 코어의 용도의 분야에 폭 넓게 사용될 가능성이 있다.

이러한 발포 비드를 사용하여 수득한 성형체 및 비교적 낮은 팽창비를 갖는 프로필렌 수지의 발포 비드가 지금까지 공지되어 있다. 예를 들어, 일본 특허 43493/1984호의 실시예 1은, 5 배의 겉보기 팽창비(겉보기 밀도 : 약 0.18 g/cm³)를 갖는 폴리프로필렌 수지의 팽창 비드를 주형 내에서 성형하여, 우수한 융합-결합 상태 및 외관을 갖고, 수축이 없는 성형체를 수득하는 사실을 기술하였다. 일본 특허 33253/1987호의 실시예 2는, 5 배의 팽창비를 갖는 폴리프로필렌 수지의 팽창 비드를 주형내에 충전하고 성형하여, 높은 기계적 강도를 갖는 성형체를 수득하는 사실을 기술하고 있다. 일본 특허 공개 4738/1986호는, 팽창 성형에 사용되는 폴리프로필렌 수지의 발포 비드를 제조하는 방법을 기술하고 있으며, 상기 특허의 표 3 중, 실행 번호 1, 5 및 6은, 5 배(겉보기 밀도 : 약 0.270 g/cm³), 3 배(겉보기 밀도 : 약 0.450 g/cm³) 및 7 배(겉보기 밀도 : 약 0.193 g/cm³)의 벌크 팽창비를 갖는 폴리프로필렌 수지의 발포 비드를 제조하는 실시예를 개시하고 있다. 첨언하면, 벌크 팽창비는, 복수의 발포 비드를 눈금을 새긴 실린더에 넣고, 이때 눈금을 새긴 실린더로 측정한 부피로 발포 비드의 중량을 나누어 발포 비드의 밀도(g/cm³)를 정하고, 이렇게 정한 발포 비드의 벌크 밀도로 발포 비드의 기재 수지의 밀도(g/cm³)를 나누어 측정한 값이다.

또한, 일본 특허 공개 372630/1992호는, 팽창비 2.6 cm³/g(겉보기 밀도 : 약 0.385 g/cm³)의 발포 비드를 수득하는데 프로필렌 수지가 사용됨을 기술하고 있다. 일본 특허 공개 176077/1998호의 실시예 1은 3.6 배의 낮은 평균 팽창비(겉보기 밀도 : 약 0.250 g/cm³)의 프로필렌 수지의 발포 비드를 수득하는 것을 기술하고 있다.

하지만, 일본 특허 43493/1984호, 33253/1987호 및 일본 특허 공개 4738/1986호는, JIS K 7221에 따라 측정한 최대 굽힘 강도 (kgf/cm²) 를 겉보기 밀도(g/cm³)로 나누어 수득한 값(하기로부터 "밀도에 대한 굽힘 강도의 비"로 약칭한다)을 수득한 성형체에 대해서는 기술하고있지 않다. 게다가, 본원에 기술한 바와 같은 낮은 팽창비를 갖는 이러한 발포 비드를 성형하여, 생성되는 성형체를 상기와 같은 연장 하우징 및 잭 및 스킨을 갖는 전체적인 성형체용 코어로서 사용하기 위한 경우, 이들의 강도가 충분하다고 말하기는 어려웠다. 일본 특허 공개 372630/1992호의 실시예 5에 기술된 팽창비 2.6 cm³/g의 발포 비드는 추가로 팽창되어 팽창비 13.56 cm³/g(겉보기 밀도 : 약 0.074 g/cm³)의 발포 비드를 제공한다. 그러므로, 발포 비드는 낮은 팽창비를 갖는 팽창 성형체를 수득하는데 사용했던 것들이 아니다. 일본 특허 공개 176077/1998호에 기술된 1.5 내지 4.7 배의 비교적 낮은 평균 팽창비를 갖는 발포 비드 역시 추가로 팽창되어 0.11 g/cm³의 겉보기 밀도를 갖는 발포 비드를 제공하며, 상기 제공된 발포 비드가 이어서 성형된다. 따라서, 일본 특허 공개 176077/1998호에 기술된 팽창 성형체는 또한, 본 발명이 제공하는 목적으로서 낮은 팽창비의 프로필렌 수지의 팽창 성형체와는 상이하다.

수지 입자가 팽창될 때, 생성되는 발포 비드의 팽창비는, 수지 입자가 분산 매질로 분산되는 용기로 공급되는 발포제의 압력이 낮아짐에 따라 낮아진다. 그러나, 이렇게 수득한 낮은 팽창비를 갖는 프로필렌 수지의 발포 비드는, 팽창비가 낮아짐에 따라 발포 비드의 성형시 팽창성 및 융합 결합 특성이 더욱 악화된다는 문제가 있다. 결과로서, 생성되는 성형체의 외관이 악화될 뿐만 아니라, 낮은 팽창비를 갖는 기포가 갖는 강성도와 같은 우수한 물리적 특성이 충분히 도입된 탁월한 팽창 성형체를 수득하기가 불가능하다

따라서, 본 발명자들은 일본 특허 43493/1984호 및 33253/1987호, 일본 특허 공개 4738/1986호 등에 기술된, 낮은 팽창비를 갖는 상기의 발포 비드로부터, 본 발명의 목적으로서 제공된 본 발명자들의 탁월한 강도를 갖는 팽창 성형체가 제공되기 어려운가에 대한 연구를 수행하였다. 결과로, 하기 사실을 발견하였다. 낮은 팽창비를 갖는 프로필렌 수지의 통상적인 발포 비드를 제공하는 경우에, 디클로로디플루오로메탄과 같은 휘발성 발포제를 사용한다. 이러한 휘발성 발포제를 사용하는 경우에, 생성되는 발포 비드의 군(하기로부터 발포 비드의 세트를 "발포 비드의 군"으로 칭할 수 있다) 가운데 개별적인 발포 비드 중 팽창비의 분산은, 낮은 팽창비를 갖는 프로필렌 수지의 발포 비드를 수득하려 의도함에 따라 넓어진다 : 특히 약 0.18 내지 0.64 g/cm³의 겉보기 밀도를 갖는 발포 비드를 제공하려 의도하는 경우에, 실질적으로 팽창되지 않은 일부의 입자가 생성되는 발포 비드의 군에 혼합되는 문제가 있다. 이러한 발포 비드의 군과 같은 발포 비드가 성형에 사용되는 경우, 2차 팽창성 및 성형시의 융합 결합성이 불충분해져서, 낮은 팽창비를 갖는 발포 비드로 성형을 수행하여도, 강성도와 같은 물리적 특성이 탁월한 발포 비드의 성형체를 제공하기 어렵다는 문제를 유발한다. 따라서, 개개의 발포 비드의 겉보기 밀도의 분산이 작은 발포 비드 군의 발포 비드의 성형에 대한 연구를 광범위하게 수행하였다. 그 결과, 겉보기 밀도의 분산이 작고, 또한, 발포 비드 단면의 평균 셀의 수가 특정 범위이고, 성형체 내의 밀도에 대한 굽힘 강도의 비가 특정 값 이상이며, 상기 단면에서의 평균 셀의 수가 특정 범위인 발포 비드의 군을 사용하여 수득한 성형체는 상기 문제를 해결할 수 있다는 것을 발견하였으며, 이로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명에 따르면, 프로필렌 수지의 발포 비드를 가열 및 성형하여 수득한 프로필렌 수지의 팽창 성형체를 제공하며, 성형체의 겉보기 밀도는 0.11 내지 0.45 g/cm³이고, JIS K 7221에 따라 측정한 최대 굽힘 강도 (kgf/cm²) 를 겉보기 밀도(g/cm³)로 나누어 수득한 값이 150 (kgf/cm²)/(g/cm³) 초과이며, 상기 성형체의 단면에서의 평균 셀의 수가 5 내지 200 셀/mm²의 범위이다.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 양태 및 이점은, 첨부된 도면과 함께 상세히 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 구현예 및 첨부된 청구의 범위로부터 더 잘 이해됨에 따라 용이하게 인식할 수 있을 것이다.

도 1은 발포 비드 또는 발포 비드의 성형체의 고온측상의 흡열 피크에서의 열량을 측정하기 위한 방법을 예시한다.

본 발명에 따른 팽창 성형체를 수득하는 데 사용된 프로필렌 수지의 발포 비드의 기재 수지의 예로는, 프로필렌 동종중합체, 에틸렌-프로필렌 랜덤공중합체, 에틸렌-프로필렌 블록공중합체, 프로필렌-부텐 랜덤공중합체 및 에틸렌-프로필렌-부텐 랜덤삼원공중합체와 같은 프로필렌 수지가 있다. 프로필렌 공중합체 및 삼원공중합체는 바람직하게는 프로필렌 성분을 70 중량% 이상의 비율로 함유하는 것이다. 상기 기재된 프로필렌 수지는 단독으로, 또는 임의로 조합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서, 에틸렌-프로필렌 랜덤공중합체, 프로필렌-부텐 랜덤공중합체 및 에틸렌-프로필렌-부텐 랜덤삼원공중합체가 팽창비를 조절하는 것이 쉽기 때문에 바람직하다.

발포 비드의 기재 수지로서, 본 발명의 목적에 나쁜 영향을 미치지 않는 한 기타 중합체를 프로필렌 수지와 조합하여 사용할 수 있다. 상기 중합체의 예로는 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, 에틸렌-프로필렌 고무, 에틸렌-부텐 고무, 에틸렌-옥텐 고무, 프로필렌-부텐 고무 및 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체가 포함된다. 상기 중합체의 둘 이상을 프로필렌 수지와 조합하여 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 팽창 성형체를 수득하기 위한 발포 비드의 군으로서, 겉보기 밀도가 약 0.18 내지 0.64 g/cm³의 범위에서 선택된 평균 비밀도이고, 발포 비드의 군을 구성하는 발포 비드 중에서 겉보기 밀도의 분산이 협소하며, 비드의 단면에서 평균 셀의 수가 5 내지 200 셀/mm²인 발포 비드의 군을 사용할 수 있다. 겉보기 밀도의 표준편차가 0.07 (g/cm³) 미만이고, 평균 셀의 수가 바람직하게는 10 내지 100 셀/mm², 더욱 바람직하게는 10 내지 70 셀/mm²인 발포 비드가 사용된다.

발포 비드의 겉보기 밀도가 0.18 g/cm³미만이면, 상기 발포 비드로부터 수득된 임의의 성형체가 불충분한 강성도를 가질 가능성이 있다. 반면, 겉보기 밀도가 0.64 g/cm³을 초과하면, 상기 발포 비드 및 발포 비드로부터 수득된 임의의 성형체의 평균 셀의 수를 5 내지 200 셀/mm²의 범위내로 조절하기가 곤란하다. 겉보기 밀도의 분산이 커지면, 생성된 성형체에서 굽힘 강도 대 밀도의 비가 낮아지고, 상기 발포 비드로부터 수득된 개개의 성형체에 따라, 그리고 성형체의 비율에 따라 밀도가 달라질 가능성이 있고, 또는 생성된 성형체의 외관 및 물리적 특성이 나빠질 가능성이 있다. 본 발명에 따른 팽창 성형체에서, 굽힘 강도 대 밀도의 비는 하우징 등의 용도를 위해 150 (kgf/cm²)/(g/cm³) 이상, 바람직하게는 155 (kgf/cm²)/(g/cm³) 이상, 더욱 바람직하게는 180 (kgf/cm²)/(g/cm³) 이상이다. 두께가 얇은 팽창 성형체의 경우, 굽힘 강도 대 밀도의 비는 바람직하게는 200 (kgf/cm²)/(g/cm³) 이상이다. 겉보기 밀도의 분산이 아주 협소하여 겉보기 밀도의 표준편차가 0.07 (g/cm³) 미만인 발포 비드가 성형에 사용될 때, 생성된 성형체에서 굽힘 강도 대 밀도의 비는 200 (kgf/cm²)/(g/cm³) 이상으로 조절될 수 있다.

본 발명에 사용되는 발포 비드 제조용 수지 입자는, 압출기내에서 수지를 용융시키고, 용융된 수지를 압출기로부터 가닥으로 압출하고 이를 절단하여 (상기 방법은 이하 "압출 가닥 절단 시스템"으로 지칭한다) 수득할 수 있다. 수지 입자의 중량은 약 0.1 내지 40 mg 이기만 하면 문제가 없다. 그러나, 발포 비드 성형시 수지 입자를 주형내로 팽창시켜 수득한 발포 비드의 충전 능력의 관점에서, 수지 입자의 중량은 0.1 내지 6 mg 으로 조절되는 것이 바람직하다. 수지 입자가 상기 방법으로 제조될 때, 입자 중에서의 중량의 분산이 가능한 협소한 것이 바람직하다.

본 발명에 사용된 발포 비드의 평균 셀 직경은 80 내지 230 ㎛, 바람직하게는 100 내지 230 ㎛, 더욱 바람직하게는 130 내지 200 ㎛ 이다. 발포 비드를 반으로 절단하여 수득한 단면에서의 셀 구조는, 바람직하게는 셀 직경이 균일한 셀이 분포된 구조이거나, 또는 평균 셀 직경이 15 내지 130 ㎛ 인 셀이 비드의 표면으로부터 50 내지 250 ㎛ 범위 내의 표면층 부분에 존재하고, 평균 셀 직경이 150 내지 400 ㎛ 인 셀이 그 내부층 부분에 존재하는 구조이다. 상기 셀 구조의 발포 비드는 주형에서 발포 비드의 가열 및 성형시 팽창성 및 융합 결합성이 높다. 특히, 표면층 부분에 존재하는 셀이 내부층 부분측에 존재하는 셀보다 더 작은 상기 셀 구조를 갖는 발포 비드는 성형시 융합 결합성이 더 높다.

발포 비드의 평균 셀 직경은, 상기 발포 비드의 각각을 절반으로 절단하여 수득한 상기 단면에서, 단면의 중심을 통과하여 단면을 가로지르는 직선을 그리고, 직선 상에 존재하는 셀의 수를 세어 측정한다. 직선의 길이를 직선 상에 존재하는 셀의 수로 나누어 수득한 값을 평균 셀 직경으로 간주한다. 표면층 부분과 내부층 부분측에 존재하는 셀의 평균 셀 직경은, 상기 방식으로 직선을 그리고, 직선 부분의 길이와 각각 표면층 부분 및 내부층 부분에 해당되는 셀의 수를 측정하고, 각각의 직선 부분의 길이를 상기 직선 부분 상에 존재하는 셀의 수로 나누어 결정한다.

팽창에 사용된 수지 입자내 중량의 분산은 수지 입자로부터 수득한 발포 비드내 겉보기 밀도의 분산을 유발한다. 따라서, 생성된 발포 비드내 겉보기 밀도의 분산을 좁히기 위한 조건은 팽창에 사용되는 수지 입자로서 중량 분산이 좁은 수지 입자를 선택하는 것이다. 수지 입자의 중량의 분산을 좁히기 위해서는, 단지, 압출 가닥 절단 시스템에 의한 수지 입자 형성시 용융된 수지가 다이의 각각의 수지 압출 오리피스내에 균일하게 흐르는 다이를 선택하고, 다이 압력이 일정해지는 방식으로 압출 조건을 조절하고, 균일한 장력 및 균일한 속도하에 다이로부터 압출된 각각의 가닥을 취하고, 가닥을 완전히 냉각한 후 가닥을 절단하는 것을 포함하는 방법을 채택함으로써 수지 입자를 제공하는 것이 필요하다. 이 경우, 가닥의 절단 불량과 같은 원인 때문에 만들어진 결함있는 수지 입자는, 생성된 수지 입자를 팽창에 사용하기 전에 스크리닝 등으로 제거하는 것이 바람직하다. 또한, 생성된 발포 비드의 모양이 가능한 구형에 더 가까운 형태가 되는 다이 디자인, 압출 조건 및 취합 조건하에 수지 입자가 제공되는 것이 바람직하다. 겉보기 밀도의 분산이 좁은 발포 비드의 군을 제공하기 위해, 겉보기 밀도의 분산이 넓은 발포 비드의 군을 스크리닝과 같은 처리를 할 수 있다. 그러나, 겉보기 밀도의 분산이 좁은 발포 비드의 군을 제공하기 위해 스크리닝을 수행할 경우, 발포 비드의 단면에서 평균 셀의 수가 5 내지 200 셀/mm²범위 내가 아니라면 생성된 성형체상에서 소정의 효과가 달성될 수 없다.

통상의 팽창용 수지 입자에 첨가되는 것과 동일한 각종 첨가제, 예컨대 산화방지제, 대전방지제, 전도성부여제, 내후성부여제, 안료 및 윤활제를, 팽창에 사용되는 수지 입자에 첨가할 수 있다. 예컨대, 압출 가닥 절단 시스템으로 수지 입자가 형성되는 경우, 상기 첨가제는 압출기내에서 용융된 수지에 수지 입자를 첨가하고 수득된 혼합물을 반죽하여 수지 입자내에 함유될 수 있다.

겉보기 밀도의 분산이 협소하고 특정한 셀 수를 갖는 본 발명에 따른 성형체를 수득하는 데 사용되는 프로필렌 수지의 발포 비드는, 예컨대, 압력용기내에서 물과 같은 분산매질중 수지 입자를 분산시키고, 발포제 존재하에 분산액을 가열 및 교반하면서 수지 입자를 발포제로 함침한 후, 수지 입자의 연화점 이상의 온도에서 압력 용기의 내부 압력보다 낮은 압력하에 용기로부터 수지 입자와 분산 매질을 방출함으로써 수지 입자를 팽창시키는 것을 포함하는 방법에 따라, 상기 방식으로 형성되고 중량의 분산이 협소한 수지 입자를 사용함으로써 수득할 수 있다.

수지 입자를 팽창시키는 데 사용되는 발포제의 종류 및 첨가량은 생성된 발포 비드의 밀도와 밀도 분산에 영향을 미친다. 발포제로서 팽창력이 큰 휘발성 발포제 또는 주로 휘발성 발포제로 구성된 발포제를 사용할 때, 발포제의 양을 감소시키더라도 셀 직경 및 밀도의 분산의 넓은 발포 비드만이 수득될 수 있다. 상기 발포 비드로부터는 양호한 성형체를 전혀 수득할 수 없다. 따라서, 0.18 내지 0.64 g/cm³범위내의 겉보기 밀도에서 선택된 평균 비밀도를 갖고 (발포 비드의 군의 평균 겉보기 밀도는 발포 비드가 그의 가열 및 성형시 압축될 때 0.18 g/cm³보다 작을 수 있다), 발포 비드 중에서 겉보기 밀도의 분산이 협소한 발포 비드의 군을 수득하기 위해서는, 무기 가스 또는 무기 가스와 물 등의 혼합물과 같은 무기 가스형 발포제 (이하 "무기 발포제"로 지칭)가 사용된다. 무기 가스의 예로는 공기, 질소, 이산화탄소, 아르곤, 수소 및 헬륨이 포함된다. 이들 중에서, 공기 및 질소가, 생성된 발포 비드의 밀도의 안정화, 환경상의 부담, 비용 등의 관점에서 바람직하다. 발포제로서 물이 사용될 때, 예컨대, 수지 입자 팽창시 수지 입자를 분산시키는 분산 매질로서 사용된 물을 이용할 수 있다. 발포제로서 물을 실제적으로 이용하기 위해서, 흡수성(吸水性) 수지를 함유하는 수지 입자 또한 사용 가능하다.

무기 발포제는 바람직하게는, 용기내 공간 압력이 1 내지 30 kgf/cm²(G), 바람직하게는 3 내지 15 kgf/cm²(G) 이 되도록 하는 방식으로 용기내에 공급된다. 무기 발포제는 용기, 예컨대, 수지 입자가 수중에 분산된 밀폐 용기내에 공급된 후, 내용물을 교반하면서 가열하에 유지되고, 이로써 수지 입자는 발포제로 함침될 수 있다. 생성된 발포 비드 중에서 밀도의 분산을 방지하기 위해서, 수지 입자의 팽창 단계에서 용기로부터 수지 입자를 방출하는 동안 용기내 온도 및 압력을 수지 입자의 방출이 시작되는 때와 동일하게 유지하는 것이 바람직하다.

발포 비드 중에서 셀 직경의 분산을 좁히기 위해서는, 수지 입자에 기포 안정화제를 참가하는 것 또한 효과적이다. 무기 기포 안정화제 또는 유기 기포 안정화제 중에서 한 가지를 기포 안정화제로서 사용할 수 있다. 무기 기포 안정화제의 예로는 아연 보레이트, 마그네슘 보레이트 및 보락스(borax)와 같은 붕산의 금속염, 염화나트륨, 수산화알루미늄, 탈크, 제올라이트, 실리카 및 80℃의 물 100 g 중 0.1 g 이상의 수용해도를 나타내는 기타 무기 물질이 포함된다. 유기 기포 안정화제의 예로는 나트륨 2,2-메틸렌비스(4,6-tert-부틸페닐)포스페이트, 벤조산나트륨, 벤조산칼슘, 벤조산알루미늄 및 스테아르산나트륨이 포함된다. 상기 기포 안정화제는 이들을 임의로 조합하여 사용할 수 있다.

아연 보레이트의 예로는 아연메타보레이트 [Zn(BO₂)₂], 염기성 아연 보레이트 [ZnB₄O₇·2ZnO] 및 2ZnO·3B₂O₃·3.5H₂O, 3ZnO·2B₂O₃·5H₂O 등의 화학식으로 표현되는 것들이 포함된다.

마그네슘 보레이트의 예로는 마그네슘오르토보레이트 [Mg₃(BO₃)₂], 마그네슘디보레이트, 마그네슘피로보레이트 [Mg₂B₂O₅또는 2MgO·B₂O₃], 마그네슘메타보레이트 [MgO·B₂O₃], 트리마그네슘테트라보레이트 [Mg₃B₄O₉또는 3MgO·2B₂O₃], 펜타마그네슘테트라보레이트 [Mg₅B₄O₁₁], 마그네슘헥사보레이트 [MgB₆O₁₀] 및 2MgO·3B₂O₃·nH₂O (식에서, n 은 양의 정수), MgO·4B₂O₃·3H₂O, MgO·6B₂O₃·18H₂O 등의 화학식으로 표현되는 것들이 포함된다.

발포 비드의 셀 직경을 조절하는 또 다른 방법에는 수지 입자를 밀폐 용기로부터 방출하는 데 사용되는 방출 밸브의 구조가 고안된 방법이 포함된다.

상기 기포 안정화제 중에서, 붕산의 금속염, 특히 아연 보레이트, 및 나트륨 2,2-메틸렌비스(4,6-tert-부틸페닐)포스페이트가 바람직하다.

기포 안정화제의 첨가량은 본 발명에 따른 성형체를 수득하기 위해 사용된 발포 비드 내에서 크기가 분산된 셀 및 거대 셀의 형성을 방지하기 위한 중요 인자이다. 본 발명에서, 기포 안정화제를 0.002 내지 5 중량%, 특히 0.002 내지 0.5 중량% 범위내로 첨가하는 것이 바람직하다.

압출 가닥 절단 시스템에 의한 수지 입자 형성시, 압출기중의 용융된 수지에 기타 첨가제와 함께 기포 안정화제를 첨가하는 것이 필수적이다. 첨언하면, 상기 첨가제를 수지 입자에 첨가할 때 기포 안정화제 및 상기 각종 첨가제를 수지 입자내에 균일하게 분산시키기 위해서, 고농도의 상기 첨가제를 함유하는 마스터배치를 제조하고 상기 마스터배치를 수지 입자의 기재 수지와 함께 압출기내에서 용융 및 반죽하는 것을 포함하는 마스터배치 공정을 사용하는 것이 바람직하다.

수지 입자의 팽창시 가열에 의한 수지 입자 중에서의 융합 결합을 방지할 목적으로, 밀폐 용기내 분산 매질중 수지 입자 분산시 분산 매질에 융합 방지제를 첨가할 수 있다. 상기 융합 방지제로서, 분산 매질에 용해되지 않고 가열시 용융되지 않는 한 유기 제제 또는 무기 제제에 관계없이 임의의 융합 방지제를 사용할 수 있다. 그러나, 일반적으로 무기 융합 방지제를 사용한다. 무기 융합 방지제의 예로는 마이카, 카올린, 탈크, 인산삼칼슘, 탄산마그네슘, 탄산아연, 산화알루미늄, 산화티타늄 및 수산화알루미늄이 포함된다. 분산 매질중 분산된 수지 입자 100 중량부당 0.1 내지 2 중량부의 비율로 분산 매질중에 융합 방지제를 첨가하는 것이 바람직하다.

융합 방지제를 사용할 때, 나트륨 도데실벤젠술포네이트 또는 올레산나트륨과 같은 음이온성 계면활성제, 황산, 염산 또는 질산과 같은 강산, 또는 황산나트륨, 염화마그네슘 또는 황산칼슘과 같은 강산염 또는 수화된 강산염을 분산 매질에 분산 보조제로서 첨가하는 것이 바람직하다. 분산 보조제는 수지 입자 100 중량부당 약 0.0001 내지 0.2 중량부의 비율로 분산 매질에 첨가되는 것이 바람직하다.

융합 방지제가 발포 비드의 표면에 부착되면 성형시 생성된 발포 비드 사이의 상호 융합 결합성이 억제되기 때문에, 실리케이트 광물, 예컨대, 탈크, 마이카, 카올린 등이 융합 방지제로서 사용될 때, 부착되는 융합 방지제의 양은 발포 비드 100 g 당 0.7 g 미만, 바람직하게는 0.5 g 미만, 더욱 바람직하게는 0.2 g 미만으로 조절된다.

융합 방지제와 분산 보조제의 바람직한 조합은 융합 방지제가 실리케이트 광물이고 분산 보조제가 강산염 또는 수화된 강산염, 및 음이온성 계면활성제의 혼합물인 경우이다. 이 경우, 실리케이트 광물 대 강산염 또는 수화된 강산염의 중량비는 바람직하게는 50:1 내지 15:1 이다. 상기 조합은 발포 비드의 표면에 부착되는 융합 방지제의 양을 줄이고, 발포 비드의 표면에 부착된 융합 방지제를 제거하는 단계, 예컨대 산 용액, 알칼리 용액, 고온수, 계면활성제 수용액 등으로 세척하는 단계를 생략할 수 있게 한다.

상기 방식으로 수득된 발포 비드는 바람직하게는 발포 비드의 시차 주사 열량 측정법으로 얻은 DSC 곡선상에서 고온측 흡열 피크 (이하 "고온 피크"로 지칭)에서 열량이 3 내지 20 J/g 이다. 발포 비드를 수득하는 방법에서, 가열속도, 또는 팽창전 유지온도 및 유지시간을 조절할 수 있고, 이로써 고온 피크에서 열량이 3 내지 20 J/g 범위 이내인 발포 비드를 수득한다. 주형내 발포 비드의 성형시 팽창도, 융합 결합성 등은 발포 비드의 고온 피크에서 열량을 조절하여 조절할 수 있다. 발포 비드의 단면에서 평균 셀의 수가 조절된 팽창비가 낮은 발포 비드의 팽창성 및 융합 결합성은 상기 조절로써 더욱 개선될 수 있으며, 따라서 팽창비가 낮고 발포 비드 사이에 상호 융합 결합성 및 외관이 매우 우수한 팽창 성형체가 제공될 수 있다.

상기 방식으로 수득된 발포 비드는 대기압하에 에이징(aging)한 후 주형 등에 충전하여 가열 스팀 등으로 이들을 가열 및 성형하여 팽창 성형체를 수득할 수 있다. 필요에 따라, 발포 비드를 주형내에 충전하기 전에 가압처리하여 비드의 내압을 증가시킨다. 가압처리는 일반적으로 발포 비드를 압력탱크내에서 공기로 가압함으로써 수행한다. 그러나, DSC 곡선상 고온 피크에서 열량이 3 내지 15 J/g 인 발포 비드는, 가압처리하지 않고 성형할 때에도 물리적 특성이 우수한 본 발명에 따른 팽창 성형체를 제공할 수 있다. 특히, 겉보기 밀도가 0.18 g/cm³이상, 바람직하게는 0.24 g/cm³이상이고, 가압처리하지 않고도 성형 가능한 발포 비드를 제조하기 위해서는, 고온 피크에서 열량이 3 내지 13 J/g, 바람직하게는 3 내지 11 J/g 인 것이 바람직하다. 첨언하면, 고온 피크에서 열량은 성형체를 수득하기 위해 가열 및 성형 수단에 의해 발포 비드를 성형할 때 거의 변하지 않는다. 따라서, 고온 피크에서 열량이 3 내지 20 J/g 인 발포 비드로부터 수득된 팽창 성형체의 고온 피크에서 열량 역시 3 내지 20 J/g 이다.

발포 비드 또는 팽창 성형체의 고온 피크에서의 열량은, 발포 비드 또는 팽창 성형체 시료 1 내지 8 mg 을 시차 주사 열량계에 의해 10℃/분의 가열 속도로 220℃까지 가열하여 수득한, 도 1 에 나타난 DSC 곡선상에서 고온 피크 b 의 영역에 해당된다. 열량은 하기 방식으로 측정할 수 있다. 즉, 도 1 에 나타난 바와 같이, 우선 DSC 곡선상에 80℃ 점 I 과 기재 수지의 용융 종료 온도를 나타내는 DSC 곡선상의 점 II 사이에 직선을 긋는다. 이어, 그래프의 횡좌표축 (온도)에 수직인 직선을, 용융시 기재 수지의 흡열에 해당하는 고유 흡열 피크와 고온 피크 b 사이의 골에 해당하는 DSC 곡선상의 점 III 을 통해, 점 I 과 점 II 를 연결하는 직선에 긋는다. 그 교점을 점 IV 로 한다. 고온 피크 b 에서의 열량은 상기 얻어진 점 IV 와 점 II 을 연결하는 직선, 점 III 과 점 IV 를 연결하는 직선, 및 점 III 과 점 II 간의 DSC 곡선으로 둘러싸인 구획 (마름모 구획)의 영역에 해당한다.

발포 비드를 주형으로 성형할 경우, 발포 비드를 주형 내로 충전하는 방법으로서, 약간의 균열이 주형에 주어진 상태에서 발포 비드를 주형 내로 충전하고, 이어서 주형을 완전히 밀봉시키는 이른바 균열 충전법이 공지되어 있다. 그러나, 팽창비가 낮은 발포 비드를 주형 내에 충전하는 때에 통상적인 균열 충전법을 채택할 경우, 발포 비드의 압축 강성도로 인해 주형의 수명이 단축될 가능성이 있다. 그러므로, 이런 발포 비드를 주형 내에서 성형할 때에는, 내부에 균열이 있는 주형내에 발포 비드를 충전한 후 주형을 완전히 밀봉하고, 이어서 주형에 스팀을 공급하여 퍼어지를 수행하는 것이 바람직하다.

첨언하면, 본 발명에 따른 팽창 성형체는 임의의 공지된 가열 및 성형 수단, 예컨대 암주형 및 수주형으로 구성된 조합 주형, 또는 일본 특허 공개 제 104026/1997 에 기재된 것과 같은 컨베이어형 주형을 사용하는 연속 주형 장치를 사용하여 발포 비드를 성형하여 수득할 수 있다.

이렇게 수득한 본 발명에 따른 프로필렌 수지의 팽창 성형체는 겉보기 밀도가 0.11 내지 0.45 g/cm³, 바람직하게는 0.125 내지 0.3 g/cm³, 더욱 바람직하게는 0.15 내지 0.3 g/cm³이고, JIS K 7221 에 따라 측정한 최대 굽힘 강도 (kgf/cm²) 를 겉보기 밀도 (g/cm³) 로 나누어 얻은 값이 150 (kgf/cm²)/(g/cm³) 초과이고, 단면에서의 평균 셀의 수가 5 내지 200 셀/mm², 바람직하게는 5 내지 100 셀/mm², 더욱 바람직하게는 10 내지 70 셀/mm²의 범위인 특징을 갖는다.

성형체가 JIS K 7110 에 따라 측정한 1 이상의 이조드(Izod) 충격값 (kgfㆍcm/cm²) 에 의해 나타나는 바와 같이 내충격성이 우수한 것이 특히 바람직하다.

성형체에서 굽힘 강도 대 밀도의 비가 150 (kgf/cm²)/(g/cm³) 이하인 경우, 성형체의 강도가 충분하다고 할 수 없으며, 이러한 성형체를 특히 얇은 벽의 성형체로서 사용하기가 어렵다. 본 발명에서, 굽힘 강도 대 밀도의 비는 바람직하게는 155 (kgf/cm²)/(g/cm³) 이상, 더욱 바람직하게는 180 (kgf/cm²)/(g/cm³) 이상, 특히 바람직하게는 200 (kgf/cm²)/(g/cm³) 이상이다. 본 발명에 따른 성형체에서, 굽힘 강도 대 밀도의 비가 150 (kgf/cm²)/(g/cm³) 을 초과한다는 것은, 성형체를 형성하는 발포 비드간의 상호 융합 결합성이 우수하다는 것을 나타내는 지표이다. 이런 성형체는 팽창비가 낮은 성형체의 물리적 특성, 예컨대 강성도의 면에서 종래의 것보다 우수하다고 말할 수 있다.

팽창 성형체의 단면에서의 평균 셀의 수가 5 셀/mm²미만이면, 이러한 성형체는 굽힘 강도와 같은 물리적 특성이 불량하게 된다. 이것은 성형시 발포 비드의 불완전한 팽창 및 불완전한 융합에 의한 것으로 생각된다. 성형체의 단면에서의 평균 셀의 수가 200 셀/mm²초과이면, 성형체는 치수 안정성이 불량하게 된다. 이것은 발포 비드의 팽창성이 너무 크고, 발포 비드 안에서 셀을 형성하는 셀의 막이 너무 얇아서 발포 비드의 구조력이 불충분하기 때문에 발생하는 것으로 생각된다.

Izod 충격값은 성형체 표면 외관의 품질 및 발포 비드간의 융합 결합성이 양호한지 아닌지와 연관된다. 충격 강도가 Izod 충격값으로 1 (kgfㆍcm/cm²) 이상, 바람직하게는 1.2 (kgfㆍcm/cm²) 이상인 성형체는 표면에 공소가 적고, 따라서 외관이 양호하며, 발포 비드간의 상호 융합 결합성 또한 양호하다.

본 발명에 따른 성형체는 또한 압축 강도로 표현되는 강성도 또한 탁월하고, 5 % 응력 및 10 % 응력에서의 압축 강도 측정 시험에서도 균열이 생기지 않으므로 매우 훌륭하다. 성형체는 5 % 응력에서 바람직하게는 8 kgf/cm²이상, 더욱 바람직하게는 15 kgf/cm²이상, 가장 바람직하게는 20 kgf/cm²이상의 압축 강도를 가지고, 10 % 응력에서 바람직하게는 10 kgf/cm²이상, 더욱 바람직하게는 20 kgf/cm²이상, 가장 바람직하게는 25 kgf/cm²이상의 압축 강도를 가진다.

본 발명의 상세한 설명에서 발포 비드 및 그들의 성형체의 각종 물리적 특성을 측정하는 방법은 이하 상세히 기술될 것이다.

성형체의 최대 굽힘 강도는 JIS K 7221 에 따라 측정한 값이다. 첨언하면, 최대 굽힘 강도를 측정하는 샘플로서, 표면 (피부) 이 없고 폭 25 mm, 높이 20 mm, 길이 120 mm 이상인 성형체 샘플을 사용한다. 굽힘 강도 대 밀도의 비를 측정할 때의 밀도로서, 그 최대 굽힘 강도를 측정할 성형체 샘플의 겉보기 밀도를 사용한다. 굽힘 강도 대 밀도의 비는 10 개의 샘플에 대해 측정을 수행하여 산술 평균을 계산한다.

발포 비드의 겉보기 밀도는 하기 방정식 1 에 따라, 발포 비드 군으로부터 약 5000 개의 발포 비드를 샘플로 취하고, 이들을 온도 23 ℃, 상대 습도 50 % 의 조건하에 24 시간 동안 방치하여, 발포 비드 샘플의 중량 W (g) 을 측정하고, 샘플을 23 ℃ 에서 눈금을 새긴 실린더 내의 에탄올에 침지시켜 메탄올 수위의 상승으로부터 샘플의 참부피 L (cm³) 을 측정한다.

[발포 비드 군 샘플의 겉보기 밀도 (g/cm³)] = W ÷L (1)

팽창 성형체의 겉보기 밀도는, 부피가 50 cm³이상인 팽창 성형체 샘플을 온도 23 ℃, 상대 습도 50 % 의 조건하에 24 시간 동안 방치하여, 팽창 성형체의 중량 W (g) 을 성형체 샘플의 바깥 치수로부터 계산한 부피 (cm³) 로 나누어 측정한다.

발포 비드 겉보기 밀도의 표준 편차를 계산하기 위해, 온도 23 ℃, 상대 습도 50 % 의 조건하에 24 시간 동안 방치된 발포 비드 군을 우선 JIS Z 8801 (1994) 의 첨부표 2 에 기재된 스크린으로 스크리닝하여 각 스크린에서 발포 비드 군의 겉보기 밀도 (g/cm³) 를 측정한다. 한편, 각 스크린에 있는 발포 비드의 수를 세어서, 각각의 스크린에서의 발포 비드 군의 겉보기 밀도 및 각각의 스크린에서의 발포 비드의 수로부터 발포 비드 겉보기 밀도의 표준 편차를 계산한다.

한편, 발포 비드 단면에서의 평균 셀의 수를 주사 전자 현미경으로 측정한다. 더욱 상세하게는, 온도 23 ℃, 상대 습도 50 % 의 조건하에 24 시간 동안 방치한 발포 비드 군으로부터 무작위로 선택한 10 개 이상의 발포 비드 각각을 날카로운 절단기로써 반으로 절단하고, 각 절단 조각의 단면을 금으로 증기 침착에 의해 예비 처리하여 각 시편을 준비한다. 시편 단면의 확대 사진을 주사 전자 현미경으로 찍어서, 단면의 중심 부근의 길이 1 mm 및 폭 1 mm 의 정사각형에 해당하는 영역 내에 존재하는 셀의 수를 세어서, mm²당 셀의 수를 측정한다. 각각의 시편에 대해 측정한 값의 산술 평균을 평균 셀의 수로 간주한다. 첨언하면, 길이 1 mm 및 폭 1 mm 의 정사각형의 위쪽 및 오른쪽에 의해 교차된 셀은 세지 않는다. 팽창 성형체의 단면에서의 평균 셀의 수는, 온도 23 ℃, 상대 습도 50 % 의 조건하에 24 시간 동안 방치된 팽창 성형체 샘플로부터, 각각 길이 5 mm 및 폭 5 mm 의 크기를 가지는 10 개의 시편을 팽창 성형체 샘플을 절단하고, 각각의 시편의 단면을 구성하는 임의의 발포 비드의 단면의 중심 부근에 존재하는 셀의 수를 세는 것을 제외하고는, 발포 비드의 단면에서의 평균 셀의 수를 측정하는 방법과 동일한 방법에 의해 측정될 수 있다. 본 발명에서, 팽창 성형체의 단면의 일부분에 존재하는 셀의 수 또는 발포 비드 전체군 내의 발포 비드의 몇몇 %는, 상기 기술된 방법에 의해 측정한 시편 내의 평균 셀의 수가 5 내지 200 셀/mm²의 범위에 있는 한은 5 내지 200 셀/mm²범위 밖일 수 있다.

팽창 성형체의 Izod 충격값 (kgㆍcm/cm²) 은 길이 80 mm, 두께 10 mm, 폭 10 mm 의 크기를 가지는 시편 (시편에 노치가 제공되지 않음)으로 측정한다. 시편을 프로필렌 수지의 팽창 성형체 샘플로부터 절단할 경우, 성형체의 표면을 가진 시편을 절단하여 시편의 길이 80 mm, 폭 10 mm 의 표면이 성형체의 표면에 해당하도록 한다. Izod 값은 이 시편을 사용하여, 계량 용량이 11 J 이고, 충돌 속도가 3.5 m/sec이고, 해머의 질량이 0.784 kg 이고, 해머 회전축의 중심선과 해머의 중력 중심 사이의 거리가 6.85 cm 이고, 계량 용량에 상응하는 해머 상승각이 150 °이고, 해머의 회전축 중심선과 블레이드 엣지 사이의 거리가 30.7 cm 인 기본 성능을 가지는 충격 시험기에 의해, JIS K 7110 에 따라 23 ℃, 상대 습도 50 % 의 조건하에서 성형체 표면을 가진 쪽에서 시편에 충격을 주어 측정한다.

10 % 응력에서의 압축 강도 (kgf/cm²) 및 5 % 응력에서의 압축 강도 (kgf/cm²) 의 측정에서, 성형체의 표면이 없고, 길이 50 mm, 폭 50 mm, 높이 25 mm 의 크기를 가지는 시편을 프로필렌 수지의 팽창 성형체 샘플로부터 절단하여 제조한다. 상기 시편을 이용하여, JIS K 7220 에 따라 23 ℃, 상대 습도 50 % 및 압축 속도 10 mm/분의 조건하에 그들의 높이 방향으로 시편을 압축하여 수득한 값을 기초로 하여 각 압축 강도를 계산한다.

본 발명은 이하의 실시예들에 의해 자세히 설명될 것이다.

실시예 1 내지 8 및 비교예 1 및 2

표 1 에 나타난 해당 기포 안정화제들을 0.12 중량% 의 항산화제, 0.05 중량% 의 칼슘 스테아레이트 (윤활제), 0.05 중량% 의 에루크산 아미드 (윤활제) 및 0.2 중량% 의 내후성 부여제를 함유하는 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체 (에틸렌 함량: 2.4 중량%; 녹는점: 146 ℃; MI : 10 g/10 분) 에 따로따로 첨가하고, 수득한 각 혼합물을 용융시키고 압출기에서 혼련하고, 용융물을 압출기의 팁상에 설치된 다이로부터 스트랜드로 압출한다. 수득한 발포 비드의 직경 대 길이의 비가 실질적으로 1.0 이 되도록 스트랜드를 절단하여, 표 1 에 나타난 해당 평균 중량을 가진 수지 입자들을 수득한다. 첨언하면, 기포 안정화제를 표 1 에 나타난 해당 양까지 마스터 배취의 형태로 첨가한다.

이어서 400 리터의 오토클레이브를, 수득한 수지 입자 100 중량부, 물 500 중량부, 인산삼칼슘 1 중량부 및 계면활성제 (나트륨 도데실벤젠술포네이트) 0.08 중량부로 충전한다. 내용물을 교반하면서, 표 1 에 나타난 해당 발포 온도보다 5 ℃ 낮은 온도에서 15 분간 유지한다. 그 동안, 질소 기체를 오토클레이브에 공급하여 오토클레이브 내의 압력이 표 1 에 나타난 팽창시 오토클레이브 내의 해당 목적 압력보다 1 kgf/cm²(G) 낮은 압력에 도달하도록 조절한다. 이어서 내용물을 발포 온도까지 가열하고 15 분간 동일 온도에서 놓아둔다. 그 동안, 부가의 질소 기체를 오토클레이브 내에 공급하여, 팽창시 오토클레이브 내의 압력이 목적 압력에 도달하도록 한다. 이후, 오토클레이브의 한쪽 말단을 열어서 직경 16 mm, 길이 50 mm 의 오리피스를 통해 대기압 하에 수지 입자를 방출하여 각 실시예에 따른 발포 비드를 수득한다 (실시예 6 및 8 에서는, 오리피스를 사용하지 않고 수지 입자를 니들 밸브를 통해 직접 방출시킨다). 첨언하면, 수지 입자를 오토클레이브로부터 방출하는 동안 팽창하는 오토클레이브 내의 압력을 목적 압력으로 유지하기 위해서 질소 기체를 오토클레이브 내로 공급하면서 팽창을 수행한다.

수득한 발포 비드의 표면에 붙어있는 물을 제거한 후, 24 시간 동안 대기압 하에 이들을 방치하여 에이징시키고, 이후 0.1 N 의 염산으로 완전히 세척하고 건조시킨다. 상기 군의 발포 비드 내의 발포 비드의 겉보기 밀도, 겉보기 밀도의 표준 편차 및 평균 셀의 수 등을 측정한다. 결과가 표 1 에 나타나 있다. 이어서 발포 비드를 가압 처리를 하지 않고, 주형을 완전히 폐쇄하지 않고 약간의 균열이 있는 상태에서 주형 동공이 250 mm × 200 mm × 50 mm 인 주형 내로 충전시킨다 (실시예 4 에서만, 가압 처리를 수행하여, 내부 압력 2.0 kg/cm²를 가한다; 이 실시예에서, 가압 처리는 내부 압력이 2.0 kg/cm²이고 내부 온도가 30 ℃ 로 유지된 가압 탱크 내에서 발포 비드를 12 시간 동안 놓아둠으로써 수행한다). 이어서 주형의 내부를 증기로 퍼어지한 후, 주형을 완전히 폐쇄하여 표 2 에 나타난 해당 스팀 압력의 스팀으로 발포 비드를 가열 및 성형한다. 성형 후, 주형을 물로 냉각시켜, 주형 내에서 수득한 성형체에 의해 가압된 주형 표면의 압력이 0.6 kgf/cm²(G) 로 감소되도록 하고, 이어서 수득한 성형체를 주형으로부터 꺼낸다. 성형체를 60 ℃ 에서 24 시간 동안 에이징시킨 후, 실온으로 냉각시킨다. 성형체의 각종 물리적 특성을 측정한다. 그 결과가 표 2 에 총괄적으로 나타나 있다.

실시예 9 및 10

수득한 발포 비드의 직경 대 길이의 비가 실질적으로 2.0 인 것을 제외하고는 실시예 1 에서 사용된 것과 동일한 수지 입자 100 중량부, 물 220 중량부, 융합 방지제로서의 카올린 0.5 중량부, 분산 보조제로서의 수화된 황산 알루미늄 0.015 중량부 및 나트륨 도데실벤젠술포네이트 0.007 중량부로 오토클레이브를 충전하여, 표 1 에 나타난 해당 발포 온도 및 오토클레이브 내의 목적 압력을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 각 실시예에 따른 발포 비드를 수득한다. 이어서 수득한 발포 비드를 산으로 세척하지 않고 사용하고, 표 2 에 해당하는 조건하에 성형을 수행한 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 팽창 성형체를 수득한다. 첨언하면, 실시예 9 및 10 에서 수득한 발포 비드는 비드의 표면으로부터 100 ㎛ 의 범위 내의 표면층 부분에서 평균 셀 직경이 각각 20 ㎛ 및 15 ㎛ 이고, 그들의 내부층 부분에서 평균 셀 직경이 각각 250 ㎛ 및 200 ㎛ 이다. 성형체의 각종 물리적 특성을 측정한다. 결과는 표 2 에 총괄적으로 나타나 있다.

실시예 1 내지 10 에서 수득한 팽창 성형체는 밀도 편차가 없고, 굽힘 강도와 같은 기계적 강도가 우수하다는 면에서 품질이 우수하다. 첨언하면, 표 2 에 나타난 팽창 성형체의 특성은 하기의 방법으로 평가되었다:

(1) 팽창 성형체의 외관:

팽창 성형체 샘플의 외관은 하기의 기준에 따라 육안으로 관찰하여 평가한다:

: 성형체 표면의 발포 비드 중에 공소가 존재하지 않고, 그 표면은 매끄럽다;

△ : 성형체 표면의 발포 비드 중에 약간의 공소가 존재하지만, 그 표면은 매끄럽다;

× : 공소가 존재하고, 수축이 일어났다.

(2) 굽힘 강도 대 겉보기 밀도의 비:

150 mm × 200 mm × 25 mm 크기의 시편을 성형체 샘플로부터 절단하여, JIS K 7221 에 따라 반지름 r 이 5 mm 인 쐐기를 사용하여 10 mm/분의 시험 속도 및 100 mm 의 지지점간 거리의 조건하에 최대 굽힘 강도를 측정한다. 이 값을 시편의 겉보기 밀도 값으로 나눈 비를 계산한다.

(3) 성형체의 겉보기 밀도:

50 mm × 50 mm × 25 mm 크기의 시편을 성형체 샘플로부터 절단하여, 온도 23 ℃, 상대 습도 50 % 의 조건하에서 24 시간 동안 방치시킨다. 시편의 외부 치수를 캘리퍼스로 측정하여 그 부피 (cm³) 를 계산한다. 성형체의 밀도는 시편의 중량 (g) 을 시편의 부피 (cm³) 로 나누어 계산한다.

실시예 11

발포 비드를 수득하는 데에 사용된 분산 보조제가 수화된 황산 알루미늄 0.015 중량부에서 수화된 염화 마그네슘 0.023 중량부로 변화된 것을 제외하고는 실시예 9 와 동일한 방법으로 팽창 성형체를 수득한다. 수득한 발포 비드 및 팽창 성형체는 실시예 9 에서 수득한 것들과 실질적으로 동일한 물리적 특성을 갖는다.

실시예 12

발포 비드를 수득하는 데에 사용된 분산 보조제가 수화된 황산 알루미늄 0.015 중량부에서 수화된 염화 알루미늄 0.011 중량부로 변화된 것을 제외하고는 실시예 9 와 동일한 방법으로 팽창 성형체를 수득한다. 수득한 발포 비드 및 팽창 성형체는 실시예 9 에서 수득한 것들과 실질적으로 동일한 물리적 특성을 갖는다.

본 발명에 따른 프로필렌 수지의 팽창 성형체에 따라, 상기 기술된 바와 같이, 팽창비가 낮은 종래의 팽창 성형체와 관련된 열등한 외관의 문제 및 팽창비가 낮은 팽창 성형체의 형성에 수반하는 강성도 향상 효과가 완전히 달성될 수 없다는 문제를 해결할 수 있다. 이런 성형체는 외관 및 강성도와 같은 물리적 특성 모두에서 우수하다.

Claims (7)

1. 프로필렌 수지의 발포 비드를 가열 및 성형하여 수득한 프로필렌계 수지 발포 입자 성형체로서, 성형체의 겉보기 밀도는 0.11 내지 0.45 g/cm³이고, JIS K 7221에 따라 측정한 최대 굽힘 강도 (kgf/cm²) 를 겉보기 밀도 (g/cm³) 로 나누어 수득한 값이 150 (kgf/cm²)/(g/cm³) 초과이며, 상기 성형체의 단면에서의 평균 셀의 수가 5 내지 200 셀/mm²의 범위인 것을 특징으로 하는 성형체.
2. 제 1 항에 있어서, JIS K 7221에 따라 측정한 최대 굽힘 강도 (kgf/cm²) 를 겉보기 밀도 (g/cm³) 로 나누어 수득한 값이 155 (kgf/cm²)/(g/cm³) 이상인 것을 특징으로 하는 성형체.
3. 제 1 항에 있어서, JIS K 7110에 따라 측정한 이조드(Izod) 충격값이 1 (kgf·cm/cm²) 이상인 것을 특징으로 하는 성형체.
4. 제 1 항에 있어서, 0.002 내지 5 중량 %의 무기 또는 유기 기포 안정화제를 함유하는 프로필렌 수지가 기재 수지로서 사용되는 것을 특징으로 하는 성형체.
5. 제 4 항에 있어서, 기포 안정화제가 아연 보레이트 및 나트륨 2,2-메틸렌비스(4,6-tert-부틸페닐)포스페이트 중의 하나 이상인 것을 특징으로 하는 성형체.
6. 제 1 항에 있어서, 성형체의 시차 주사 열량 측정법으로 수득한 DSC 곡선의 고온측상의 흡열 피크에서의 열량이 3 내지 20 J/g인 것을 특징으로 하는 성형체.
7. 제 1 항에 있어서, 성형체의 시차 주사 열량 측정법으로 수득한 DSC 곡선의 고온측상의 흡열 피크에서의 열량이 3 내지 15 J/g인 것을 특징으로 하는 성형체.