KR20010057619A - 프로파일 압출성형용 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리올레핀계 수지 55∼87중량%와 무기충진제 10∼40중량% 및 무수말레인산이 그라프트된 변성 폴리올레핀 수지 3∼10중량%로 이루어지는 프로파일 압출성형용 수지조성물에 관한 것이다. 본 발명의 수지조성물은 형상 압출성형시 압출물의 외관이 우수하고 높은 용융점도로 인해 낮은 냉각속도에서도 프로파일 내부구조물의 처짐 현상이 없으며, 굴곡탄성율 및 충격강도가 우수하여 압출성형에 적합한 특성을 가지며, 제조원가도 저렴한 장점을 갖는다.

Description

프로파일 압출성형용 수지 조성물{Resin Composition for Profile Extrusion Molding}
본 발명은 폴리올레핀 수지에 무기충진제, 접착성수지, 기타 첨가제를 혼합하여 제조되는 수지조성물에 관한 것으로서, 상세하게는 형상압출(Profile Extrusion) 성형시 압출물의 외관이 우수하고 높은 용융점도로 인해 낮은 냉각속도에서도 프로파일 내부구조물의 처짐 현상이 없으며, 굴곡탄성율 및 충격강도가 우수하여 조립식 선반, 각종 버팀재로 사용되는 막대 및 파이프 또는 이와 유사한 복합구조 형상물의 압출성형에 적합한 특성을 갖는 수지조성물에 관한 것이다.
일반적으로 조립식 선반 및 각종 상품 진열장에 사용되는 샤시류는 비철금속으로서 알루미늄이나 이의 합금이 사용되며 간혹 철이 사용되기도 하고, 또한 목재도 많이 이용되고 있다. 목재의 경우 가볍고 가격이 저렴하며 굴곡탄성율이 높다는 장점이 있는 반면 일부 분야, 특히 야외에 사용되는 경우에는 흡습성, 부패성 등의 단점으로 인해 사용이 제한적이며, 철의 경우는 무겁고 녹이 잘 슨다는 단점이 있고, 알루미늄의 경우는 녹슬지 않으며 가볍고 굴곡탄성율이 높아 널리 사용되기는 하지만 가격이 비싸다는 단점이 있다.
프로파일 압출성형과 관련한 선행 특허로는 미국특허 제5783620호의 프로파일 압출을 위한 열가소성 수지조성물이 있는데, 이 수지조성물은 기본 수지로서 방향족 폴리카보네이트와 일레스토머(Acrylonitrile-styrene)를 사용함으로 인해 제조 비용이 비싸며, 성형이 어렵다는 단점이 있다. 또다른 선행특허로는 대한민국 특허공개 제98-025596호의 파이프 성형용 폴리프로필렌수지 조성물이 있는데, 이 수지조성물은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 상용화제를 주성분으로 하는 것으로서, 굴곡탄성율이 너무 낮아 각종 버팀재로는 사용이 불가능하다는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 각종 재료의 단점을 개선한 것으로서, 본 발명의 목적은 형상 압출성형시 압출물의 외관이 우수하고 높은 용융점도로 인해 낮은 냉각속도에서도 프로파일 내부구조물의 처짐 현상이 없으며, 굴곡탄성율 및 충격강도가 우수하여 압출성형에 적합한 특성을 가지며, 제조원가가 저렴한 수지조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 수지조성물은 폴리올레핀 수지에 무기충진제와 변성 폴리올레핀을 첨가하여 제조된다. 보다 구체적으로는, 폴리올레핀계 수지 55∼87중량%와 무기충진제 10∼40중량% 및 무수말레인산이 그라프트된 변성 폴리올레핀 수지 3∼10중량%로 이루어진다.
본 발명에서 폴리올레핀계 수지로는 폴리프로필렌 호모폴리머, 폴리프로필렌 코폴리머, 고밀도폴리에틸렌, 저밀도폴리에틸렌, 폴리에틸렌비닐아세테이트, 선형저밀도폴리에틸렌 등이 사용가능하며, 이들을 2종 이상 혼합 사용하는 것도 가능하다. 폴리올레핀계 수지의 함량이 55중량% 미만일 경우 흐름성이 저하되며 또한 성형품 표면의 균일도가 저하된다.
본 발명에서 무기충진제로는 탈크(Talc), 마이카(Mica), 유리섬유(Glass Fiber) 등이 사용 가능한데, 단독 또는 혼합사용도 가능하다. 이 무기충진제는 성형품의 굴곡탄성율을 향상시키기 위해 첨가되며, 첨가량이 10중량% 미만일 경우 원하는 굴곡탄성율을 얻기 어렵고, 첨가량이 40중량%를 초과할 경우 조성물의 가공성이 저하되어 제품의 표면 균일도를 저하시키며, 밀도가 높아져 제품의 중량을 가중시키게 된다.
본 발명에서 무수말레인산이 그라프트된 변성 폴리올레핀 수지는 폴리올레핀계 수지와 무기충진제 간의 상용성을 증대시키는 접착성 수지로서 첨가되며, 이는 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 수지에 친수성 관능기인 무수말레인산(MAH)을 그라프트 중합시킨 변성 폴리올레핀으로서, 제조방법은 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 수지에 무수말레인산을 함침시키고 반응개시제로서 과산화물인 디큐밀퍼옥사이드(dicumyl peroxide)를 혼합한 다음 압출기내에서 반응을 시켜 펠렛형상으로 제조한다. 이때 무수말레인산의 결합율은 0.3중량% 이상이 바람직하다. 무수말레인산이 그라프트된 변성 폴리올레핀 수지의 첨가량이 3 중량% 미만일때는 무기충진제와 폴리올레핀계 수지의 계면 접착이 원활하지 못하여 원하는 굴곡탄성율을 얻기 어렵고, 10중량% 초과 첨가시에는 원가를 상승시키므로 가장 적합한 첨가량은 3~10중량% 이다.
이하 본 발명을 다음의 실시예에 의거하여 보다 상세히 설명한다.
실시예 및 비교예
표 1 에 나타낸 비율에 따라, 폴리프로필렌(삼성종합화학(주), Grade명 BB110), 고밀도폴리에틸렌(삼성종합화학(주), Grade명 F120A), 탈크, 변성폴리올레핀(MAH-g-PP)(삼성종합화학(주), Grade명 CP4673, CP155)의 각 원료를 드라이 블랜딩(Dry Blending)한 다음 2축 스크류(Twin Screw) 압출기에 투입하여 용융 압출하면서 사이드피더(Side Feeder)를 통하여 유리섬유를 투입하면서 펠렛상으로 제조하였다. 각 조성물의 펠렛을 사출기를 사용하여 물성시편으로 제작하여 굴곡탄성율과 밀도를 측정하였고, 일축스크류 압출기를 이용하여 프로파일 성형을 하면서, 성형품 표면의 균일도와 성형의 용이성을 평가하였고, 성형품을 액체질소에 담구어 급냉시킨 다음 망치로 파쇄하여 단면을 전자현미경으로 관찰하는 방법으로 폴리올레핀계 수지와 무기충진제와의 접착성을 평가하여 그 결과를 하기 표1에 나타내었다. 평가방법은 다음과 같다.
평가방법
1. 굴곡탄성율: ASTM D-790(단위, Mpa)
판정결과표시: 부적합(X): 2300 Mpa미만
적 합(O): 2300 Mpa이상
2. 밀도: ASTM D-1505
판정결과표시: 1.25 이하: 양호(O), 1.26 이상: 부적합(X)
3. 표면균일도: 관능평가 실시
형상 압출시 물결무늬 발생: 불량(X)
형상 압출시 물결무늬 미발생: 양호(O)
4. 성형 용이성: 프로파일내부 지지 구조의 처짐현상 유무를 관찰
처짐 발생: 불량(X)
처짐 미발생: 양호(O)
5. 접착성: 전자현미경상에 나타난 수지와 충진제의 계면접착상태를 관찰
양호:O, 불량:X
본 발명의 수지조성물은 형상 압출성형시 압출물의 외관이 우수하고 높은 용융점도로 인해 낮은 냉각속도에서도 프로파일 내부구조물의 처짐 현상이 없으며, 굴곡탄성율 및 충격강도가 우수하여 압출성형에 적합한 특성을 가지며, 제조원가도 저렴한 장점을 갖는다.

Claims (4)

  1. 폴리올레핀계 수지 55∼87중량%와 무기충진제 10∼40중량% 및 무수말레인산이 그라프트된 변성 폴리올레핀 수지 3∼10중량%로 이루어진 프로파일 압출성형용 수지 조성물.
  2. 제2항에 있어서, 폴리올레핀계 수지는 폴리프로필렌 호모폴리머, 폴리프로필렌 코폴리머, 고밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌. 에틸렌비닐아세테이트 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 무기충진제는 탈크, 마이카, 유리섬유 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 무수말레인산이 그라프트된 변성 폴리올레핀 수지 중의 무수말레인산 결합율은 0.3중량% 이상인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
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