KR20010033980A - 개질 폴리프로필렌계 수지 및 폴리스티렌계 수지의혼합수지 압출발포 보드 - Google Patents

개질 폴리프로필렌계 수지 및 폴리스티렌계 수지의혼합수지 압출발포 보드 Download PDF

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다케다 마사토시
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Abstract

본 발명은 두께가 두껍고 독립기포율이 높으며 평균 기포직경이 작은 저밀도 폴리프로필렌계 수지 압출발포 보드를 제공한다. 상기 수지 보드는 (a) 230℃에서의 용융장력이 0.05N 이상인 폴리프로필렌계 수지 50∼95 중량부, (b) 폴리스티렌 수지 50∼5 중량부, 및 (c) 폴리프로필렌계 수지 (a) 및 폴리스티렌 수지 (b)의 합계 100 중량부에 대해 수소화된 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체 0.5∼15.0 중량부를 혼합한 혼합수지와 발포제를 압출기로 혼합하고, 저압대로 압출함으로써 얻어지며 밀도 50∼10 kg/㎥, 독립기포율 40% 이상인 압출발포체이다.

Description

개질 폴리프로필렌계 수지 및 폴리스티렌계 수지의 혼합수지 압출발포 보드{EXTRUSION-FOAMED BOARD OF RESIN BLEND COMPRISING MODIFIED POLYPROPYLENE RESIN AND POLYSTYRENE RESIN}
열가소성 수지로 만들어지는 발포체는 일반적으로 경량이며 단열성과 외부로부터의 응력에 대한 완충성이 양호하므로 단열재, 완충재, 코어재료, 식품용기 등에 폭 넓게 이용되고 있다.
폴리올레핀계 수지를 기본 수지로 하는 발포체는 저밀도 폴리에틸렌을 중심으로 이용되고 있으나, 폴리에틸렌계 수지는 내열성이 불충분한 결점을 가지고 있다. 한편, 폴리프로필렌계 수지는 탄성이 높고 내용제성, 내열성, 힌지특성 등이 우수하다. 따라서, 발포체를 제조하였을 경우, 매우 넓은 이용범위가 기대될 수 있으나, 용융시의 점도 및 장력(張力)이 낮고, 이 때문에 발포시에 기포벽의 강도가 충분히 유지될 수 없어서 폴리에틸렌계 수지와 같이 두께가 두꺼운 발포체를 제조하는 것은 극히 곤란하다.
이와 같은 어려움을 극복하려는 시도로서, 용융장력(melt tension)이 높은 폴리프로필렌을 사용한 발포방법이 특개소 53-43766호 공보, 특개소 57-197132호 공보, 특개평 4-363227호 공보 등에 개시되어 있다. 그러나 이들 방법을 이용하여도 아직가지 만족스러운 발포 보드는 얻을 수 없다.
최근, 특표평(特表平) 5-506875호 공보에는 장쇄분기구조(長鎖分岐構造)를 갖는 폴리프로필렌을 사용하여 시트상의 발포체를 제조하는 방법이 기재되어 있다. 그러나 상기 방법에는 두께가 100mm보다 얇은 발포체 외에는 제조할 수 없고, 콜게이트나 보이드의 발생을 수반하여 내충격성이나 완충성이 양호한 발포체는 얻을 수 없다.
또한, 특표평 8-504471호 공보에는 발포성 인자 F(발포체 밀도 x tanδ0.75)＜1.8인 프로필렌 발포체가 개시되어 있다. 그러나, 다공(多孔) 다이에 의한 수속발포체(收束發泡體)라고 하는 특수한 방법에 의존하므로 품질면에서 결함이 있는 발포체 외에는 두꺼운 발포체를 얻을 수 없는 결점이 있다.
또한, 특개평 7-252318호 공보에는 2축 신장점도(伸長粘度)를 규정한 두꺼운 폴리프로필렌계 수지 압출발포체용 수지가 개시되어 있다. 그러나 이 수지는 초고분자량 성분을 함유하는 Mz가 8x106이상, Mz/Mw가 10 이상인 특수한 선형 폴리프로필렌계 수지이며, 개시되어 있는 제조법으로는 2단계 중합이라는 특수한 방법이다.
한편, 폴리올레핀과 폴리스티렌의 혼합수지의 발포체로서는 상용화제(相溶化劑)로서 수소화된 스티렌-부타디엔 블록 공중합체를 사용한 혼합물의 발포체가 특개소 50-32263호 공보에 개시되어 있다. 그러나 이 공보에는 폴리올레핀으로서 폴리에틸렌만 기재되어 있고 폴리프로필렌은 기재되어 있지 않다.
또, 특개소 62-174237호 공보에는 1,2 결합형 부타디엔의 양과 스티렌의 양을 규정한 특수한 수소와 스티렌-부타디엔 블록 공중합체를 사용한 폴리올레핀과 폴리스티렌의 혼합수지의 발포체가 개시되어 있다. 또, 이 공보에 폴리올레핀으로서 폴리프로필렌을 사용한 예도 개시되어 있다. 그러나 이 방법으로는 두께가 매우 얇은 수 mm 정도의 발포체 외에는 얻을 수 없다.
이와 같이 폴리프로필렌계 수지의 발포성을 개량하고, 두께가 두껍고 독립기포율(獨立氣泡率)이 높으며 평균 발포직경이 작은 저밀도 발포체를 압출발포에 의해 제조하는 방법이 아직 발견되지 않은 것이 현재의 상황이다.
본 발명은 폴리프로필렌계 수지와 스티렌계 수지의 혼합 압출발포(押出發泡) 보드에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 예를 들면 건축물의 벽, 바닥과 바닥 사이의 간막이 등의 구조재, 단열재 등에 적합하게 사용될 수 있는 폴리프로필렌계 수지와 스티렌계 수지의 혼합 압출발포 보드에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 두께가 두껍고, 독립기포율이 높으며 평균 발포직경이 작은 저밀도 폴리프로필렌계 수지 압출발포 보드를 제공하는 것이다.
즉, 본 발명은
(a) 230℃에서의 용융장력이 0.05N 이상인 폴리프로필렌계 수지 50∼95 중량부, (b) 폴리스티렌 수지 50∼5 중량부, 및 (c) 폴리프로필렌계 수지 (a) 및 폴리스티렌 수지 (b)의 합계 100 중량부에 대해 수소화된 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체(이하, SEPS라 칭함)를 0.5∼15.0 중량부 혼합한 혼합수지와 발포제를 압출기로 혼합하고, 저압대(低壓帶)로 압출함으로써 얻어지는 밀도 50∼10 kg/㎥, 독립기포율 40% 이상인 압출발포체(청구의 범위 제1항);
폴리프로필렌계 수지가 이소프렌, 스티렌, 및 1,3-부타디엔 중에서 선택되는 단량체 및 라디칼 중합개시제와 폴리프로필렌계 수지의 반응에 의해 제조되는 개질 폴리프로필렌계 수지인 청구항 1 기재의 발포체(청구의 범위 제2항);
(a) 230℃에서의 용융장력이 0.05N 이상인 폴리프로필렌계 수지 50∼95 중량부, (b) 폴리스티렌 수지 50∼5 중량부, 및 (c) 개질 폴리프로필렌계 수지 (a) 및 폴리스티렌계 수지 (b)의 합계 100 중량부에 대해 수소화된 스티렌-부타디엔 블록 공중합체(이하, SEBS라 칭함)를 0.5∼15.0 중량부 혼합한 혼합수지와 발포제를 압출기로 혼합하고, 저압대로 압출함으로써 얻어지는 밀도 50∼10 kg/㎥, 독립기포율 40% 이상인 압출발포체(청구의 범위 제3항); 및
폴리프로필렌계 수지가 이소프렌, 스티렌, 및 1,3-부타디엔 중에서 선택되는 단량체 및 라디칼 중합개시제와 폴리프로필렌계 수지의 반응에 의해 제조되는 개질 폴리프로필렌계 수지인 청구항 3 기재의 발포체(청구의 범위 제4항)
에 관한 것이다.
폴리프로필렌계 수지로부터 두께가 두껍고 독립기포율이 높으며 평균 기포직경이 작은 저밀도 폴리프로필렌계 수지 압출발포 보드를 얻기 위해서는 용융점도의 온도 의존성을 저하시키는 동시에 다이 내 발포를 억제시키는 것이 중요하다. 즉, 발포시의 다이 압력을 다이 내 발포를 억제하기에 충분한 압력으로 높이기 위한 용융점도를 폴리프로필렌계 수지가 갖는 것이 필요하게 된다.
본 발명은 용융장력이 0.05N 이상인 폴리프로필렌계 수지 (a), 폴리스티렌계 수지 (b), 및 SEPS(수소화된 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체) (c)의 혼합수지를 사용함으로써, 또한 폴리프로필렌계 수지와 이소프렌, 스티렌, 및 1,3-부타디엔 중에서 선택되는 단량체 및 라디칼 중합개시제를 반응시켜 얻어지는 개질 폴리프로필렌계 수지 (a)를 사용함으로써, 폴리프로필렌계 수지 압출발포 보드를 제조할 수 있도록 하였다. 이 개질 폴리프로필렌 수지 (a), 폴리스티렌계 수지 (b) 및 SEBS(수소화된 스티렌-부타디엔 블록 공중합체) (c)의 혼합수지를 사용함으로써 더욱 우수한 압출발포 보드를 제조할 수 있도록 하여 본 발명에 이르렀다.
230℃에서의 용융장력이 0.05N 이상인 폴리프로필렌계 수지 (a)로서는 전자선 조사에 의해 장쇄의 분기를 갖는 폴리프로필렌, 초고분자량 성분을 함유한 선형 폴리프로필렌, 폴리프로필렌계 수지와 이소프렌, 스티렌, 및 1,3-부타디엔 중에서 선택되는 단량체와 라디칼 개시제를 반응시켜 얻어지는 개질 폴리프로필렌 등이 포함된다. 또한, 개질 폴리프로필렌을 사용하는 경우에는 취급이 용이한 점에서 단량체로서 이소프렌만을 사용하는 것이 가장 바람직하다.
폴리프로필렌계 수지 (a)의 230℃에서의 용융장력은 0.05N 이상인 것이 바람직하고, 0.06∼0.30N인 것이 더욱 바람직하다. 0.05N 미만일 경우, 발포시에 셀의 기포가 깨지기 쉬워지는 경향이 있다.
폴리프로필렌계 수지 (a)로서는 프로필렌의 단독중합체나 공중합체가 포함되고, 특히 결정성 중합체가 포함된다. 프로필렌의 공중합체로서는 프로필렌을 75 중량% 이상, 특히 90 중량% 이상 함유하는 것이 폴리프로필렌계 수지의 특징인 결정성, 강성(剛性), 내약품성 등이 유지되는 점에서 바람직하다. 공중합 가능한 α-올레핀으로서는 에틸렌, 부텐-1, 이소부텐, 펜텐-1, 3-메틸-부텐-1, 헥센-1, 4-메틸-펜텐-1, 3,4-디메틸-부텔-1, 헵텐-1, 3-메틸-헥센-1, 옥텐-1, 데센-1 등의 탄소수 2 또는 4∼12인 α-올레핀; 사이클로펜텐, 노르보르넨(norbornene), 1,4,5,8-디메타노-1,2,3,4,4a,8,8a-6-옥타하이드로나프탈렌 등의 환상 올레핀; 5-메틸렌-2-노르보르넨, 5-에틸리덴-2-노르보르넨, 1,4-헥사디엔, 메틸-1,4-헥사디엔, 7-메틸-1,6-옥타디엔 등의 디엔; 염화비닐, 염화비닐리덴, 아크릴로니트릴, 초산비닐, 아크릴산, 메타아크릴산, 말레산, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 메틸메타아크릴레이트, 무수말레산, 스티렌, 메틸스티렌, 비닐톨루엔, 디비닐벤젠 등의 비닐 단량체 등의 1종 또는 2종 이상을 예로 들 수 있다. 이들 중에서 에틸렌 및 부텐-1이 저가인 점에서 바람직하다.
또한, 폴리프로필렌계 수지의 형상 및 크기에 제한은 없고, 입자형 또는 펠렛형일 수도 있다.
또한, 필요에 따라 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 산화방지제, 금속 불활성제, 인(燐)계 가공안정제, 자외선흡수제, 자외선안정제, 형광증백제(螢光增白劑), 금속비누, 제산흡착제(制酸吸着劑) 등의 안정제, 가교제, 연쇄이동제(chain-transfer agent), 핵제(核劑), 윤활제, 가소제, 충전재, 강화재, 안료, 염료, 난연제, 대전방지제 등의 첨가제를 사용할 수도 있다.
이소프렌 등의 단량체에 의해 폴리프로필렌계 수지를 개질하는 경우에는, 이소프렌, 스티렌, 및 1,3-부타디엔 중에서 선택되는 단량체의 첨가량으로는 폴리프로필렌계 수지 100 중량부에 대해 0.1∼100 중량부, 특히 0.1∼50 중량부가 개질 폴리프로필렌계 수지 (a)에 있어서 폴리프로필렌계 수지의 특징인 내충격성, 내약품성 등이 유지되는 점에서 바람직하다.
또한, 이소프렌 등의 단량체와 공중합 가능한 단량체, 예를 들면 스티렌, 메틸스티렌, 비닐톨루엔, 클로로스티렌, 클로로메틸스티렌, 브로모스티렌, 플루오로스티렌, 니트로스티렌, 비닐페놀, 디비닐벤젠, 이소프로페닐스티렌과 같은 비닐 단량체; 염화비닐; 염화비닐리덴; 아크릴로니트릴; 메타아크릴로니트릴; 아크릴아미드; 메타아크릴아미드; 초산비닐; 아크릴산; 메타아크릴산; 말레산; 무수말레산; 아크릴산 금속염; 메타아크릴산 금속염; 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 스테아릴아크릴레이트와 같은 아크릴산 에스테르; 메틸메타아크릴레이트, 에틸메타아크릴레이트, 부틸메타아크릴레이트, 2-에틸헥실메타아크릴레이트, 스테아릴메타아크릴레이트와 같은 메타아크릴산 에스테르 등을 이소프렌과 등량 이하로 병용할 수도 있다.
라디칼 중합개시제로서는 일반적으로 과산화물, 아조화합물 등을 예로 들 수 있다. 폴리프로필렌계 수지와 이소프렌 등의 단량체 사이에 그라프트 반응(graft reaction)이 일어나는 것이 바람직하나, 이를 위해서는 이른바 탈수소화(dehydrogenating) 성능을 갖는 라디칼 중합개시제가 필요하며, 일반적으로 케톤 퍼옥사이드, 퍼옥시케탈(peroxy ketal), 하이드로 퍼옥사이드, 디알킬 퍼옥사이드, 디아실 퍼옥사이드, 퍼옥시 디카보네이트, 퍼옥시 에스테르 등의 유기화 산화물을 예로 들 수 있다. 이것들 중 특히 탈수소화 성능이 높은 것이 바람직하며, 예를 들면 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)3,3,5-트리메틸사이클로헥산, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)사이클로헥산, n-부틸 4,4-비스(t-부틸퍼옥시)발레레이트, 2,2-비스(t-부틸퍼옥시)부탄과 같은 퍼옥시 케탈; 디큐밀 퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, α,α'-비스(t-부틸퍼옥시-m-이소프리필)벤젠, t-부틸큐밀 퍼옥사이드, d-t-부틸 퍼옥사이드, 또는 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥신-3과 같은 디알킬 퍼옥사이드; 벤조일 퍼옥사이드와 같은 디아실 퍼옥사이드; t-부틸퍼옥시옥테이트, t-부틸퍼옥시이소부틸레이트, t-부틸퍼옥시라우레이트, t-부틸퍼옥시 3,5,5-트리케틸헥사노에이트, t-부틸퍼옥시이소프로필 카보네이트, 2,5-디메틸-2,5-디(벤조일퍼옥시)헥산, t-부틸퍼옥시 아세테이트, t-부틸퍼옥시 벤조에이트 또는 디-t-부틸퍼옥시 이소프탈레이트와 같은 퍼옥시 에스테르 등의 1종 또는 2종 이상이 포함된다.
라디칼 중합개시제의 첨가량은 폴리프로필렌계 수지 100 중량부에 대해 0.1∼10 중량부, 특히 0.5∼5 중량부가 개질 폴리프로필렌계 수지의 과도한 용융점도의 저하를 억제할 뿐 아니라 경제적이라는 점에서 바람직하다.
폴리프로필렌계 수지와 이소프렌 등의 단량체와 라디칼 중합개시제를 반응시키기 위한 장치로서는 롤, 코니더(cokneader), 밴버리믹서(Banbury mixer), 브라벤더(Brabender)믹서, 단축 압출기, 2축 압출기 등의 혼련기, 2축 다원판장치 등의 횡형교반기, 더블헬리컬 리본교반기 등의 종형 교반기 등을 예로 들 수 있다. 이것들 중에서 특히 압출기가 생산성의 관점에서 바람직하다.
폴리프로필렌계 수지, 이소프렌 등의 단량체 및 라디칼 중합개시제의 혼합, 혼련(교반)하는 순서와 방법에는 특별히 제한이 없다. 폴리프로필렌계 수지와 이소프렌 등의 단량체와 라디칼 중합개시제를 혼합한 후, 용융혼련(교반)해도 되고, 폴리프로필렌계 수지를 용융한 후, 이소프렌 등의 단량체 또는 라디칼 개시제를 동시에 또는 별도로, 일괄하거나 분할하여 혼합할 수도 있다.
혼련(교반)기의 온도는 130∼400℃가 폴리프로필렌계 수지가 용융하면서도 열분해하지 않는 점에서 바람직하다. 또, 소요 시간은 일반적으로 1∼60분이다.
폴리스티렌계 수지 (b)로서 바람직하게는 스티렌의 단독중합체이고, α-메틸스티렌, 아크릴로니트릴, 부타디엔, 메틸메타아크릴레이트 등의 스티렌과 공중합할 수 있는 단량체와의 스티렌을 주성분으로 하는 공중합체일 수도 있다. 사용하는 폴리스티렌계 수지의 용융 유동율(melt flow rate)는 0.5∼20g/10분(200℃ x 5kg)의 범위인 것이 바람직하다.
SEPS (c)는 공지의 것이며, 수소화된 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체이다. 스티렌 성분의 비율은 20∼70 중량%가 바람직하다. 또, 블록 공중합체의 2중결합은 그것의 모든 2중결합 부분에 대해 90% 이상 수소화되어 있는 것이 바람직하다. 또, SEBS (c)는 공지의 것이며, 수소화된 스티렌-부타디엔 블록 공중합체이다. 그 분자량은 10000∼150000이 바람직하다. 스티렌 성분의 비율은 10∼40 중량%가 바람직하다. 또, 블록 공중합체의 2중결합은 그것의 모든 2중결합 부분에 대해 95% 이상 수소화되어 있는 것이 바람직하다.
230℃에서의 용융장력이 0.05N 이상인 폴리프로필렌계 수지 (a)와 폴리스티렌 수지 (b)의 혼합량은 폴리프로필렌계 수지 (a)가 50∼95 중량부이고 폴리스티렌 수지 (b)가 50∼5 중량부인 것이 필요하며, 폴리프로필렌계 수지 (a)가 6.∼90 중량부이고 폴리스티렌 수지 (b)가 40∼10 중량부인 것이 바람직하다. 또한 (a)와 (b)의 합계량은 100 중량부이다. 폴리프로필렌계 수지 (a)의 첨가량이 50 중량부 미만인 경우, 폴리프로필렌계 수지의 특징이 손상되며, 90 중량부를 초과하는 경우, 발포성의 개량이 불충분하게 되기 때문이다.
SEPS 또는 SEBS (c)의 첨가량은 폴리프로필렌계 수지 (a) 및 폴리스티렌 수지 (b)의 합게 100 중량부에 대해 0.5∼15.0 중량부인 것이 필요하며, 1.0∼10.0 중량부인 것이 바람직하다. 0.5 중량부 미만 또는 15 중량부를 초과하는 경우, 독립기포율이 저하하는 경향이 있기 때문이다.
다음으로, 상기 수지를 혼합하여 발포시키는 방법으로서는, 예를 들면, 상기 혼합시키고자 하는 수지에 휘발성 발포제를 고온, 고압하에 혼합하고, 적합한 발포 온도까지 냉각하고, 대기압하에서 압출발포시키는 방법에 의해 제조된다. 사용하는 대상 수지는 각각의 성분 수지의 펠렛 또는 분말을 블렌더로 균일하게 블렌드한 것, 이것을 한번 혼련압출기에 통과시켜 용융 블렌드한 것, 또는 폴리스티렌과 SEPS 또는 SEBS만을 용융 블렌드하고, 그 후 개질 폴리프로필렌 수지를 건조 블렌드한 것 중의 어느 것이라도 된다.
바람직한 휘발성 발포제로서는, 예를 들면 프로판, 부탄, 이소부탄, 펜탄, 헥산, 및 헵탄과 같은 지방족 탄화수소류; 사이클로부탄, 사이클로펜탄, 및 사이클로헥산과 같은 지환족 탄화수소류; 클로로디플루오로메탄, 디클로로메탄, 디클로로플루오로메탄, 디클로로디플루오로메탄, 트리클로로플루오로메탄, 클로로에탄, 디클로로트리플루오로에탄, 디클로로테트라플루오로에탄, 트리클로로트리플루오로에탄, 테트라클로로디플루오로에탄, 및 퍼플루오로사이클로부탄과 같은 할로겐화 탄화수소류; 이산화탄소, 질소, 및 공기와 같은 무기 가스 등의 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다.
발포제의 함유량은 발포제의 종류 및 목표 발포배율(發泡倍率)에 의해 선택되며, 일반적으로 수지 100 중량부에 대해 1∼100 중량부가 바람직하다.
또, 기포직경을 조절하기 위해 필요에 따라 중탄산나트륨-구연산, 탈크 등의 공지의 발포 핵제를 병용할 수도 있다.
얻어진 압출발포체의 밀도는 50∼10kg/㎥인 것이 바람직하다. 10kg/㎥ 미만일 경우, 지나치게 유연하므로 발포체로서의 강도가 충분치 않게 되고, 50kg/㎥를 초과할 경우, 단열성, 완충성과 같은 특징을 얻기 어려워지기 때문이다. 한편, 압출발포체의 독립기포율은 40% 이상인 것이 필요하나, 50∼100%인 것이 바람직하다. 40% 미만일 경우, 압축강도가 낮은 발포체로 되기 때문이다.
다음으로, 실시예 및 비교예에 따라 본 발명에 관한 발포체에 관하여 설명하는데, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
또, 폴리프로필렌계 수지의 수지특성의 측정법과 발포체의 평가방법은 이하와 같이 행하였다.
＜수지특성 측정방법＞
① 용융장력
도요세이키(東洋精機(株))사 제품인 멜트텐션 테스터를 사용하여, 구경 1mm, 길이 10mm, 유입각(流入角) 45도인 오리피스로부터 230℃로 가열한 폴리프로필렌계 수지를 10mm/분의 속도로 압출하고, 그 압출물을 장력검출용 풀리를 통과시켜 1m/분의 속도로부터 가속하면서 권취하고, 그 압출물이 절단될 때까지 받아들이는 데 필요한 장력을 측정하였다. 이 파단시의 장력을 가지고 그 폴리프로필렌계 수지의 용융장력으로 하였다.
＜발포체의 평가방법＞
얻어진 판형 발포체의 밀도, 독립기포율 및 평균 기포직경을 다음의 방법에 의해 측정하고, 외관을 목측에 의해 다음의 평가기준에 따라 평가하였다.
발포체의 밀도: 중량과 수몰법(水沒法)에 의해 구한 체적으로부터 산출한다.
독립기포율: 멀티피크노미터(Multipicnometer)(유아사 아이오닉스(株) 제품)을 사용하여 ASTM D-2856에 준하여 측정한다.
평균 기포직경: 발포체 중앙부의 두께방향, 폭방향, 압출방향의 직선상의 기포가 이루는 현의 길이(angular distance)를 측정하고, 1.626을 곱하여 3방향의 평균을 나타낸다.
기포직경 = 1.626 x 직선상의 기포가 이루는 현의 길이
외관의 평가기준:
○: 미발포 부위, 보풀(fluff), 또는 주름이 발견되지 않음.
×: 미발포 부위, 보풀, 또는 주름이 발견됨.
(실시예 1)
에틸렌 랜덤 폴리프로필렌(미쓰이 石油化學(株) 제품, Hipole B230, 230℃에서의 MI = 0.5, 에틸렌 함량 3중량%) 100 중량부에 대해 라디칼 발생제로서 1,1-비스(t-부틸퍼옥시) 3,3,5-트리메틸사이클로헥산(日本油脂(株) 제품, Perbutyl 3M, 1분간 반감기 온도: 147℃) 0.5 중량부를 배합하고, 리본블렌더를 사용하여 10분간 혼합 교반하였다. 이 혼합물을 일본제강소(주) 제품인 2축 압출기(TEX44)의 호퍼로부터 50kg/h의 공급속도로 공급하고, 도중에 설치된 도입부에서 이소프렌모노머(和光純藥(株) 제품, 특급) 2.5 중량부를 정량펌프에 의해 1.25kg/h의 속도(에틸렌 랜덤 폴리프로필렌 중합체 100 중량부에 대해 2.5 중량부가 되는 비율)로 공급하였다. 얻어진 직경 약 4mm의 봉 형상의 개질 폴리프로필렌계 수지를 수냉하고, 3mm의 두께로 가늘게 절단함으로써 개질 폴리프로필렌계 수지의 펠렛을 얻었다. 이 수지의 용융장력을 표 1에 나타낸다.
상기 2축 압출기는 동방향 2축 타입으로서, 실린더의 홀 직경이 44mmφ이며, 최대 스크류 유효길이(L/D)가 28이었다. 이 2축 압출기의 실린더부의 설정온도는 공급부를 160℃로 하고, 이소프렌의 공급부분까지는 180℃, 그 이후는 200℃로 설정하였다. 스크류의 회전속도는 150rpm으로 설정하였다. 이소프렌의 공급부 이후의 평균 체류시간은 약 1분으로 하였다.
얻어진 개질 폴리프로필렌계 수지를 65 중량부, 폴리스티렌(旭化成(株) 제품, Stylon G9305, MFR1.5) 35 중량부와 SEPS(구라레이(주) 제품, Septon 2104: 스티렌 함유량 65중량%) 5 중량부 및 마이카 분말 0.3 중량부를 리본블렌더로 건식 블렌드한 후, 상기 혼합물을 50kg/h로 65mm∼90mm 탠덤형 압출기에 공급하고, 제1단 압출기(65mm) 속에서 200℃로 가소화한 후, 발포제로서 이소부탄을 혼합수지 100 중량부에 대해 15 중량부 압입하고, 제2단 압출기(90mm) 속에서 수지온도가 136℃로 되도록 냉각하고, 슬릿 폭 40mm, 슬릿 두께 3.0mm, 랜드(land) 30mm인 직사각형 다이로부터 압출하여 직사각형 다이에 직결한 두께 25mm의 성형용 금형을 통과시킴으로써 발포 보드를 얻었다. 발포체의 물성을 표 2에 나타낸다.
용융장력 (230℃: N)
개질 폴리프로필렌 수지 0.075
SD613 0.068
에틸렌 랜덤 PP 0.042
(실시예 2)
실시예 1과 동일하게 하여 개질 폴리프로필렌계 수지 펠렛을 얻었다.
얻어진 개질 폴리프로필렌계 수지 80 중량부, 실시예 1과 동일한 폴리스티렌을 20 중량부와 비율을 변경한 외에는 실시예 1과 같은 방법으로 발포 보드를 얻었다. 얻어진 발포체의 물성을 표 2에 나타낸다.
(실시예 3)
실시예 1과 동일하게 하여 개질 폴리프로필렌계 수지 펠렛을 얻었다.
SEPS를 변경(Septon 2007: 구라레이(주) 제품, 스티렌 함유량 30중량%)한 외에는 실시예 1과 같은 방법으로 발포 보드를 얻었다. 얻어진 발포체의 물성을 표 2에 나타낸다.
(실시예 4)
폴리프로필렌계 수지를 변경(Montel사 제품: SD613, 용융장력 0.07N)한 외에는 실시예 1과 같은 방법으로 발포 보드를 얻었다. 얻어진 발포체의 물성을 표 2에 나타낸다.
(실시예 5)
실시예 1과 동일하게 하여 개질 폴리프로필렌계 수지 펠렛을 얻었다.
SEPS를 SEBS로 변경(셸 쟈판(주) 제품, Crayton G1652, 스티렌: 29중량%)한 외에는 실시예 1과 같은 방법으로 발포 보드를 얻었다. 얻어진 발포체의 물성을 표 2에 나타낸다.
(실시예 6)
실시예 1과 동일하게 하여 개질 폴리프로필렌계 수지 펠렛을 얻었다.
얻어진 개질 폴리프로필렌계 수지 80 중량부, 실시예 1과 동일한 폴리스티렌을 20 중량부와 비율을 변경하고, 실시예 5와 동일하게 SEPS를 SEBS로 변경한 외에는 실시예 1과 같은 방법으로 발포 보드를 얻었다. 얻어진 발포체의 물성을 표 2에 나타낸다.
(비교예 1)
실시예 1과 동일하게 하여 개질 폴리프로필렌계 수지 펠렛을 얻었다.
SEPS, SEBS 어느 것도 사용하지 않은 외에는 실시예 1과 같은 방법으로 발포 보드를 얻었다. 얻어진 발포체의 물성을 표 2에 나타낸다. 독립기포율이 낮은 발포체로 되었다.
(비교예 2)
개질 폴리프로필렌계 수지 대신에 표 1에 나타낸 비개질 에틸렌 랜덤 폴리프로필렌(미쓰이 석유화학공업(주) 제품, Hipole B230, 230℃에서의 용융유동지수: 0.5g/10분, 에틸렌 함량 3중량%)을 사용한 외에는 실시예 1과 같은 방법으로 발포 보드를 얻었다. 얻어진 발포체의 물성을 표 2에 나타낸다. 독립기포율이 낮은 발포체로 되었다.
(비교예 3)
개질 폴리프로필렌계 수지 대신에 비교예 2에서 사용한 비개질 에틸렌 랜덤 폴리프로필렌을 사용하고, SEPS 대신에 실시예 5에서 사용한 SEBS를 사용한 외에는 실시예 1과 같은 방법으로 발포 보드를 얻었다. 얻어진 발포체의 물성을 표 2에 나타낸다. 독립기포율이 낮은 발포체로 되었다.
밀도(kg/㎥) 독립기포율(%) 평균 기포직경(mm) 두께(mm) 외관
실시예 1 16 65 0.9 25 ○
실시예 2 17 60 1.1 24 ○
실시예 3 16 62 1.0 25 ○
실시예 4 17 58 1.0 25 ○
실시예 5 16 65 0.9 25 ○
실시예 6 18 59 1.0 24 ○
비교예 1 27 28 2.0 25 ×
비교예 2 20 12 2.2 25 ×
비교예 3 31 15 1.8 16 ×
본 발명에 의하면, 밀도 50∼10kg/㎥, 독립기포율 40% 이상, 두께 20mm 이상이고 외관이 미려한 발포체를 용이하게 제공할 수 있다.

Claims (4)

  1. (a) 230℃에서의 용융장력(melt tension)이 0.05N 이상인 폴리프로필렌계 수지 50∼95 중량부,
    (b) 폴리스티렌 수지 50∼5 중량부, 및
    (c) 폴리프로필렌계 수지 (a) 및 폴리스티렌 수지 (b)의 합계 100 중량부에 대해 수소화된 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체 0.5∼15.0 중량부
    를 혼합한 혼합수지와 발포제를 압출기로 혼합하고, 저압대(低壓帶)로 압출함으로써 얻어지는 밀도 50∼10 kg/㎥, 독립기포율(獨立氣泡率) 40% 이상인 압출발포체.
  2. 제1항에 있어서,
    폴리프로필렌계 수지가 이소프렌, 스티렌, 및 1,3-부타디엔 중에서 선택되는 단량체 및 라디칼 중합개시제와 폴리프로필렌계 수지의 반응에 의해 제조되는 개질 폴리프로필렌계 수지인 압출발포체.
  3. (a) 230℃에서의 용융장력이 0.05N 이상인 폴리프로필렌계 수지 50∼95 중량부,
    (b) 폴리스티렌 수지 50∼5 중량부, 및
    (c) 개질 폴리프로필렌계 수지 (a) 및 폴리스티렌계 수지 (b)의 합계 100 중량부에 대해 수소화된 스티렌-부타디엔 블록 공중합체 0.5∼15.0 중량부
    를 혼합한 혼합수지와 발포제를 압출기로 혼합하고, 저압대로 압출함으로써 얻어지는 밀도 50∼10 kg/㎥, 독립기포율 40% 이상인 압출발포체.
  4. 제3항에 있어서,
    폴리프로필렌계 수지가 이소프렌, 스티렌, 및 1,3-부타디엔 중에서 선택되는 단량체 및 라디칼 중합개시제와 폴리프로필렌계 수지의 반응에 의해 제조되는 개질 폴리프로필렌계 수지인 압출발포체.
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