KR20020097196A - 합성 재료로 이루어지고 대전방지성이 개선된, 취입성형된컨테이너 및 성형품 - Google Patents

합성 재료로 이루어지고 대전방지성이 개선된, 취입성형된컨테이너 및 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 합성 재료로 이루어진 컨테이너 또는 성형품에 관한 것이다. 당해 컨테이너 또는 성형품은 취입 성형에 의해 제조되고 대전방지성이 개선된다. 당해 컨테이너 또는 성형품은 외부벽과 내부벽을 갖고 전기전도성 물질의 박편을 함유함으로써, 내부벽 전체에 걸쳐서 웹이 형성된다. 본 발명은 또한 당해 컨테이너 또는 성형품의 제조방법 및 이들의 용도에 관한 것이다.

Description

합성 재료로 이루어지고 대전방지성이 개선된, 취입성형된 컨테이너 및 성형품{Blow moulded containers and moulded parts consisting of synthetic material and having improved antistatic properties}
본 발명은 취입성형에 의해 제조되고 대전방지성이 개선된 플라스틱 컨테이너 또는 성형품에 관한 것이다.
특정한 내용물 또는 사용 장소를 위한 컨테이너 및 자동차 둘 다에 대한 각종 부품은 가능한 폭발 위험에 맞서기 위해 특정한 용도에 특정한 대전방지성을 가질 것을 요구한다. 플라스틱 부품 및 플라스틱 컨테이너는 플라스틱 자체로는 전류를 전도하지 않아서 표면에 형성되는 전하를 제거할 수 없기 때문에, 금속의 전기전도성으로 인해 이러한 문제를 겪지 않는 금속 부품에 비해 불리하다. 플라스틱 부품의 대전방지성을 개선시키기 위해 지금까지 취해진 모든 기존 조치들은 다른 방면에서 단점을 수반한다.
첨가제로서 플라스틱에 첨가되는 대전방지제는 습기와 배합되어 플라스틱 벽의 표면에 대해서만 작용한다. 이러한 대전방지제는 습기가 벽에 도달하지 않는 경우 전혀 작용하지 않으며, 확산으로 인해 내용물에 유입되어 내용물을 오염시킬 위험이 있다.
예를 들면, 플라스틱 탱크 주유구(fill neck)에 대전방지성을 부여하기 위한공지된 보조제는 플라스틱 충전구에 달려 있는 와이어 스포크(wire spoke)로 이루어진다. 이는 탱크 캡에 연결됨으로써 금속 본체에 연결되어, 결과적으로 발생되는 모든 전하를 제거할 수 있다. 이러한 과정에서, 탱크 주유구 시스템에서 금속 스포크의 역교합에 시간이 많이 소요되는 문제가 있으며, 그렇지 않으면 완전히 플라스틱으로 이루어지고 플라스틱 접합 방법에 의해 조립되어야 한다.
다른 변형태는 전기전도성 카본 블랙으로 가득 충전된 플라스틱으로부터 충전구를 제조하는 과정으로 이루어진다. 이는, 플라스틱 벽 자체를 전도성이 되게 한다. 이 경우 문제점은, 높은 수준의 충전으로 인해 플라스틱의 인성이 저하되어 충전구의 내충격 강도가 불량해지는 점이다.
상응하는, 카본 블랙이 충전된 재료 등급이 대전방지성 통(canister)을 제조하는데 사용된다. 내충격성의 저하 이외에도, 물질의 용접능이 비교적 불량해지는 문제로 인해, 통상 취입 성형으로 제조되는 통에서 핀치-오프 용접 강도가 불량해진다. 전도성 내부층을 갖는 공압출된 컨테이너에도 동일한 현상이 일어나며, 이때 핀치-오프 용접 역시 통상적으로 내부층 재료로부터 형성된다.
특히, 일명 중간 벌크 컨테이너(IBC)의 경우, 즉 내부 플라스틱 컨테이너와 통상 금속인 외부 지지 장치로 이루어지고 액상 또는 분말상 화학물질을 운반하거나 저장하는데 사용되는 대용적 컨테이너의 경우, 특히 플라스틱을 금속 표면 또는 전도성 물질을 갖는 외부 피복물과 밀접하게 접촉시킴으로써 대전방지성을 생성시킨다. 그러나, 이 경우, 물질이 많이 소비되고/되거나 제조과정에서 요구되는 작업 단계가 추가된다는 문제가 있다.
그러므로, 본 발명의 목적은, 단일 단계로 간단하고 경제적으로 제조될 수 있으나 기계적 특성은 전혀 손상되지 않거나 아주 조금만 손상된, 대전방지성이 개선된 플라스틱 부품 또는 플라스틱 컨테이너를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 본원 전반부에 언급한 일반적인 형태이지만, 외부벽과 내부벽을 갖고 내부벽 내부 전체에 걸쳐서 전기전도성 물질의 웹이 형성되어 있음을 특징으로 하는 컨테이너 또는 성형품에 의해 달성된다.
본 발명에서, 적합한 전기전도성 물질은 전기 용적 비저항이 106Ωㆍcm 이하, 바람직하게는 105Ωㆍ cm 이하인 물질이다. 이러한 형태의 물질은 임의 형태의 금속이거나, 금속 조각, 금속 필라멘트, 탄소 섬유 또는 전도성 카본 블랙이 충분한 양으로 충전되어 있는 임의 형태 또는 본질적으로 비전도성인 플라스틱 또는 본질적으로 전기전도성인 플라스틱(예: 치환된 폴리티오펜 또는 공액 이중결합을 갖는 유사한 중합체)이다.
당해 웹은 본 발명에 따르는 컨테이너 또는 성형품의 내부벽에 다양한 방식으로 분포될 수 있다. 예를 들면, 당해 웹은 네트웍 형태로 교차식으로 분포되거나 병렬식으로 배열될 수 있다. 병렬식으로 분포되어 있는 웹의 경우, 각각의 웹 사이의 최대 거리는 20mm, 바람직하게는 15mm를 초과해서는 안된다. 교차식으로 분포되는 웹의 경우, 최대한 밀착되어 있는 비전도성 격자 영역이 100cm2, 바람직하게는 80cm2를 초과하지 않는다. 본 발명에 따르는 컨테이너 또는 성형품의 내부벽에서 전기전도성 물질로 이루어진 웹이 덮고 있는 총 면적은, 내부벽의 총 면적을 기준으로 하여, 10% 이상, 바람직하게는 20% 이상이어야 한다.
본 발명에 따르는 컨테이너 또는 성형품에 사용되는 플라스틱은 탄소수가 2 내지 10인 단량체를 중합시킴으로써 수득된 폴리올레핀이다. 당해 중합공정은 공지된 기상 공정에 의해, 고압 반응기에서, 루프 반응기에서 또는 슬러리 공정에 의해 적합한 중합 촉매의 존재하에 수행될 수 있다. 본 발명에 따르는 컨테이너 또는 성형품에 사용되는 플라스틱은 바람직하게는 폴리에틸렌이고, 본 발명의 목적에 맞게, 폴리에틸렌이라는 용어는 단독중합체 뿐만 아니라 에틸렌과 탄소수 3 내지 10의 기타 올레핀과의 공중합체까지도 의미하는 것으로 간주해야 한다. 당해 폴리에틸렌은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 중간밀도 폴리에틸렌(MDPE) 또는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)을 포함하며, 선형(LLDPE) 또는 분지형일 수 있다.
본 발명에 따르는 컨테이너 또는 성형품을 제조하면서 개질된 공압출 공정에서 압출기로부터 플라스틱 용융물을 취입 성형품 내로 배출시키는 동안 용융 예비 성형품(parison)의 내부벽에 전기전도성 물질의 웹을 직접 형성시키고, 용융 예비 성형품과 함께 팽창하여 최종 컨테이너 또는 성형품을 형성한다. 압출 방향에서와 성형품의 주변에서 웹의 위치는, 당해 웹이 핀치-오프 용접을 통해 형성될 수 없고 서로 핀치-오프 용접으로 접하지도 않도록 확실하게 조절한다.
전기전도성 물질의 웹의 주변부는 상응하는 설계의 취입성형기의 헤드/다이 영역에 의해 조절되는 반면, 압출방향에서 전기전도성 물질의 웹의 위치는 웹 층의 순차적으로 불연속적인 압출에 의해 영향을 받을 수 있다.
본 발명은 바람직하게는 대전방지 가공된 컨테이너(예: 병, 통, 드럼, IBC) 또는 산업용 성형품(예: 자동차에서 연료 탱크 주유구 또는 플라스틱으로 제조된 연료통)을 제조하는 데 적합하다.
본 발명에 따르는 컨테이너 또는 성형품의 이점은, 전기전도성 물질의 웹은 임의의 이동성 첨가제를 함유하지 않는다는 점, 당해 웹이 성형 공정 동안 재작업 없이 직접 단일 단계로 컨테이너 또는 성형품으로 도입된다는 점, 그리고 당해 웹이 핀치-오프 용접부로 돌출하는 경우가 거의 또는 전혀 없어서, 대전방지 가공이 컨테이너 또는 성형품을 기계적으로 전혀 약화시키지 않거나 아주 조금만 약화시킨다는 점이다.

Claims (10)

  1. 외부벽과 내부벽을 갖고 내부벽 내부 전체에 걸쳐서 전기전도성 물질로 이루어진 웹이 형성되어 있음을 특징으로 하는, 취입 성형에 의해 제조되고 대전방지성이 개선된 플라스틱 컨테이너 또는 성형품.
  2. 제1항에 있어서, 전기 용적 비저항이 106Ωㆍcm 이하, 바람직하게는 105Ωㆍ cm 이하인 물질을 전기전도성 물질로서 함유함을 특징으로 하는 컨테이너 또는 성형품.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전기전도성 물질로서, 금속을 함유하거나, 금속조각, 금속 필라멘트, 탄소 섬유 또는 전도성 카본 블랙이 충분한 양으로 충전되어 있는 본질적으로 비전도성인 플라스틱 또는 치환된 폴리티오펜 또는 공액 이중결합을 갖는 유사한 중합체를 포함하는 본질적으로 전기전도성인 플라스틱을 함유함을 특징으로 하는 컨테이너 또는 성형품.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 웹이 컨테이너 또는 성형품의 내부벽상에 네트웍 형태로 교차식으로 배열되거나, 각각의 웹 사이의 최대 거리가 20mm, 바람직하게는 15mm 이하이면서 병렬식으로 배열됨을 특징으로 하는 컨테이너또는 성형품.
  5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 웹이 교차식으로 배열되는 경우, 최대한 밀착되어 있는 비전도성 격자 영역의 크기가 100cm2, 바람직하게는 80cm2을 초과하지 않음을 특징으로 하는 컨테이너 또는 성형품.
  6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 컨테이너 또는 성형품의 내부벽에서 전기전도성 물질의 웹이 덮고 있는 총 면적이, 내부벽의 총 면적을 기준으로 하여, 10% 이상, 바람직하게는 20% 이상임을 특징으로 하는 컨테이너 또는 성형품.
  7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 사용되는 플라스틱이, 탄소수 2 내지 10의 단량체를 기상 공정에 의해, 고압 반응기에서, 루프 반응기에서 또는 슬러리 공정에 의해 적합한 중합 촉매의 존재하에 중합시켜 수득한 폴리올레핀, 바람직하게는 폴리에틸렌임을 특징으로 하는 방법.
  8. 플라스틱을 우선 압출기에서 용융시킨 후, 용융상태로 취입 성형품 내로 배출하여 예비 용융 성형품(parison)을 수득한 다음, 압축된 공기에 의해 팽창시키고 냉각시켜 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 따르는 컨테이너 또는 성형품을 제조하는 방법으로서, 개질된 공압출 공정에서 압출기로부터 플라스틱 용융물을 취입 성형품 내로 배출시키는 동안 용융 예비 성형품의 내부벽에 전기전도성 물질의 웹을 직접 형성시키고, 이를 용융 예비 성형품과 함께 팽창시켜 최종 컨테이너 또는 성형품을 형성함을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 압출 방향에서와 성형품의 주변에서 웹의 위치가, 당해 웹이 핀치-오프 용접을 통해 형성될 수 없고 서로 핀치-오프 용접으로 접하지도 않도록 조절되는 방법.
  10. 병, 통, 드럼 및 IBC를 포함하는 대전방지 가공된 컨테이너 또는 자동차 연료 탱크 주유구 또는 플라스틱으로 제조된 연료통을 포함하는 산업용 성형품을 제조하기 위한, 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 따르는 컨테이너 또는 성형품의 용도.
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