KR910005265B1 - 고강성 폴리프로필렌제 해태책 - Google Patents

고강성 폴리프로필렌제 해태책 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

고강성 폴리프로필렌제 해태책
본 발명은 고강성 폴리프로필렌제 해태책(海笞策), 즉 해태류를 펴 말리는 발에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 아이소탁틱펜타드분율(P)와 MFR의 관계가 1.00≥P≥ 0.015log MFR＋0.955 범위내에 있는 폴리프로필렌(이하, 고강성 폴리프로필렌이라 한다)을 성형한 봉상체(棒狀體)를 편조(編組)하여 만든 상기 해태책에 관한 것이다. 현재, 건조해태의 제조를 위하여 많이 사용되고 있는 합성수지제 해태책 제조용의 합성수지로서는 값싸고, 성형품으로서 비교적 고온에 견딜수 있는 폴리프로필렌이 그 주류를 이루고 있다. 그러나, 폴리프로필렌제 해태책은 다음과 같은 결점이 있다. 즉, ①그 사용에 있어서 해태와의 부착성이 낮기 때문에 반건조상태에서 해태가 해태책으로부터 떨어지기 쉬우며, ②건조시 해태의 수축력에 견딜 수 있는 강성이 부족하다는 점 등이다. 상기 ①의 결점을 개량하는 방법으로서는 상기 해태책 또는 해태책용 소재(봉상체)에 대하여 방전, 화염 또는 혼산 등에 의한 표면의 산화처리 또는 표면에 염소화 폴리올레핀을 도포하는 방법 또는 불포화 카르본산 또는 그 유도체에 의해 변성된 폴리올레핀을 혼합한 폴리프로필렌을 성형하여 해태책을 제조하는 방법이 채용되고 있다.
한편, 상술한 ②의 결점인 강성의 개량법으로서는 원료 폴리프로필렌에 각종의 무기충진재 예를 들면 탈크, 탄산칼슘, 미카, 황산바륨 또는 석면 또는 다른 적당한 열가소성수지 예를 들면 폴리스티렌 또는 ABS수지와 같은 스티렌계 수지를 적량 혼합한 조성물을 성형원료로 하고 있다.
그러나, 원료수지에 무기충진재 등을 첨가한 조성물을 사용함으로써 각종의 문제점이 생기고 있다. 즉, 폴리프로필렌의 특징인 경량성이 손상되며, 또한 충격강도의 저하에 의해 건조가 다된 건조해태를 해태책으로부터 박리할 경우에 이 해태책의 구성재료인 봉상체의 일부가 구부러져 손상하는 일이 있다. 또한, 폴리프로필렌에 무기충진재 또는 스티렌계 수지를 첨가하면, 이 봉상체의 표면에 미세한 凹凸 상이 구성되는 결과, 건조해태제조시 부착수분이 증가하고, 건조시간이 연장되며, 건조비용이 증가하고, 이와 같은 건조에 의해 제조된 건조해태는 표면의 평활성이 나쁘기 때문에 광택이 없는 품질이 낮은 제품으로 된다. 또한, 일반적으로 해태책을 반복사용하면 해태의 미세한 파편이 이 해태책의 표면에 부착하기 때문에 때때로 세정하여 제거할 필요가 있지만, 상술의 충진재 또는 수지를 첨가한 조성물을 성형한 해태책은, 그 표면의 미세한 凹凸, 때문에 이 미세한 해태의 충분한 제거가 곤란하며, 제거되지 않은 파편은 다음번에 이 해태책을 사용하여 제조한 건조해태의 표면에 불순물로서 이행하고, 이 건조해태의 품질을 저하시킨다. 또한, 해태책 제조이전의 문제로서 무기충진재 등을 폴리프로필렌에 혼합한 조성물을 제조하는 것은 혼합혼련공정을 필요로 하기 때문에, 경제적이지 않다. 그러나, 해태책용 원료로서 상술의 충진재 등을 혼합하지 않은 폴리프로필렌을 사용하여 성형한 해태책은 건조해태 제조용으로서 다음과 같은 문제가 있으며, 실용성도 부족하다. 즉, 이 해태책을 구성하는 봉상체의 강성이 불충분하기 때문에, 본 해태책상에 부하된 미건조해태의 건조수축에 따라, 당초 평면상의 이 해태책이 만곡하고, 기계건조장치의 온풍의 유통을 저해한다. 또는 이 저해에 의해 이 장치 내부가 소위 덩어리 상태로 되어, 해태 세포를 사멸시키는 결과, 얻어진 건조해태제품이 흐린해태로 되어 현저히 저품질의 것으로 되며, 또는 건조해태를 해태책으로부터 박리할때에 본 해태책의 만곡부분에서 건조해태가 파괴되는 일이 있다.
본 발명자들은 해태책 제조용 폴리프로필렌 수지에 관한 이상의 기술문제에 대하여 여러 가지로 연구하였다. 즉 해태책으로서 필요한 강성이 있고, 장기간의 반복사용에 견딜 수 있는 충격강도를 유지하고, 해태책을 구성하는 봉상체의 표면이 평활한 것이 얻어지며, 아울러 경제적으로 이용할 수 있는 합성수지 제품을 탐색한 결과, 특정의 폴리프로필렌 수지로서 그 아이소탁틱펜타드분율(P)와 멜트플루오레이트(MFR)간의 관계가 하기 식의 조건을 만족시키는 것(이하 고강성 폴리프로필렌이라 한다)이 상술한 요구에 대응 할 수 있음을 알고 본 발명을 완성하였다. 1.00≥P≥0.015log MFR＋ 0.955
이상의 설명에서 밝힌 바와 같이 본 발명의 목적은 무기충진재 등의 혼합하지 않아도 충분한 강성이 얻어지는 고강성 폴리프로필렌을 성형한 봉상체를 편조하여 만든 해태책을 제공하는 것이다. 다른 목적은 이하의 설명에서 분명하게 된다.
본 발명의 구성은 다음과 같다.
(1)아이소탁틱펜타드분율(P)와 MFR의 관계가 1.00≥P≥0.015log MFR ＋0.955 범위내에 있는 폴리프로필렌(이하, 고강성 폴리프로필렌이라 한다)을 성형하여 만든 고강성 폴리프로필렌제 해태책. (2) 0.5≥MFR≥25의 고강성 폴리프로필렌을 사용하여 만든 상기 제(1)항에 기재된 해태책.
(3) 무기질충진재를 전량의 15%이하 또는 열가소성 수지(폴리올레핀을 제외)를 전량의 20중량%이하 배합한 고강성 폴리프로필렌 조성물을 사용하여 만든 상기 제(1)항에 기재된 해태책.
(4) 성형품의 표면에 염소화 폴리올레핀을 도포하여 만든 상기 제(1)항에 기재된 해태책.
(5) 고강성 폴리프로필렌을 성형한 봉상체를 편조하여 만든 상기 제(1)항에 기재된 해태책.
(6) 성형품의 표면을 산화처리하여 만든 상기 제(1)항에 기재된 해태책.
(7) 성형품을 구성하는 봉상체의 일부를 폴리프로필렌제 봉상체(고강성 폴리프로필렌을 제외)로 치환하여 만든 제(1)항에 기재된 해태책.
본 발명의 구성과 효과에 대하여 이하에 상술한다. 본 발명에 사용하는 고강성 폴리프로필렌이라함은, 폴리프로필렌수지로서 그 아이소탁틱펜타드분율(P)와 MFR의 관계가 하기 식
1.00≥P≥0.015log MFR+0.955 ···········(1)
여기에서, 아이소탁틱펜타드분율(P)라 함은, 폴리프로필렌 분자쇄중의 펜타드 단위에서의 아이소탁틱분율이며, macromolecules 8 687(1975)에 따라13C-NMR을 사용하여 측정된다. 이와 같은 폴리프로필렌의 제조법은 예를 들면 일본국 특개소 제58-104907호(일본국 특허원 제56-204066호)(문헌1)에 기재되어 있다.
따라서, 본 발명자들이 아는 한에서는 상술한 바와 같은 고강성 폴리프로필렌은 문헌 1의 출원(소화56년12월17일)전에는 알려져 있지 않다.
또한, 문헌 1에 기재된 이외의 방법으로 제조된 고결정성 폴리프로필렌으로서, 그 결정화도가 다른 방법으로 나타낸 것의 대부분은 그 아이소탁틱펜타드분율(P) 값과 MFR의 관계가 상기 식(1)의 관계를 만족시키지 않는 것이다(문헌 1참조).
또한, 문헌 1의 고강성 폴리프로필렌을 사용하면 일반적인 의미로의 고강성 성형품이 얻어질 수 있다는 것이 예측된다. 그러나 본 발명의 해태책에 요구되는 기본적 특성은 품질이 양호한 건조해태가 얻어진다는 점, 및 장기간 반복 사용에 견딜 수 있다는 점, 해태책 소재의 피처리 표면특성(해태의 부착성)이 장기간 적정하게 지속한다는 점 등이기 때문에, 고강성 폴리프로필렌이 해태책용으로서 종래품으로부터 예측불능의 재료적 적정을 갖는가 여부는 엄밀하게 장기간의 실지시험을 거치지 않고서는 예측할 수 없다.
본 발명에 관한 고강성 폴리프로필렌의 성형방법으로서는 종래의 합성수지제 해태책의 경우와 마찬가지이다. 즉, 이 폴리프로필렌을 압출기로 가는 튜브상 또는 봉상으로 압출하고, 일정 길이로 절단하여 얻은 봉상체를 실로 편조하여 해태책으로 만든 것, 또는 사출성형 또는 압출성형에 의해 금형체로 일체 성형하여 얻은 해태책을 들 수 있다.
이 고강성 폴리프로필렌의 아이소탁틱펜타드분율(P)치는 전술한 식(1)을 만족시키지 않으면 안 된다. 또한, 그 MFR값은 한정되지 않지만, 바람직하게는 0.5이상 25이하이다. 또한 이 폴리프로필렌은 필요에 따라 공지의 안료, 발포제 또는 안정제를 첨가하여 사용된다. 또한, 성형품의 강성을 더욱 높이기 위해 무기충진재 예를 들면 달크, 미카, 탄산칼슘 또는 글래스섬유 또는 다른 합성수지 예를 들면 폴리스티렌, 고충격성 폴리스티렌, ABS수지 또는 AS수지를 첨가할 수 있다.
그들 강성 향상재의 첨가량의 조성물 전량에 대하여, 무기충진재의 경우 15중량%이하, 바람직하게는 3내지 10중량%이며, 합성수지의 경우 20중량%이하, 바람직하게는 5내지 15중량%이다. 이들 첨가제의 첨가량의 상한치를 넘게 첨가하여도 강성향상의 실제적인 의의에 부족하고, 하한치 미만의 첨가량에서는 강성향상의 효과가 불명료하게 된다. 따라서 공지의 해태책용 폴리프로필렌 조성물에서는 전술의 각 상한치를 넘는 무기충진재 또는 합성수지의 배합이 관용되고 있으며, 그 결과, 성형품(해태책 또는 해태책용 소재)의 표면의 조경화라고 하는 불리한 결과를 초래하고 있다.
본 발명의 해태책은 이하에 기술하는 어느 방법에 의해, 그 표면의 일부 또는 전면에 해태에 대하여 적절한 부착성을 부여할 필요가 있다. 즉, ① 원료고강성 폴리프로필렌에 소량의 불포화 카본산 또는 그 유도체에 의해 변성된 폴리올레핀을 첨가하거나 또는 성형된 고강성 폴리프로필렌제 해태책 소재의 표면에 이 변성 폴리프로필렌층을 공지방법에 의해 부여한다. ② 해태책 또는 그 소재의 표면에 용매에 용해한 염소화 폴리올레핀을 도포 또는 분무 등하여 이 폴리올레핀으로 피복한다. ③ 해태책 소재 표면의 각종의 방전처리 예를 들면 스파크, 아크 또는 코로나 방전처리를 행한다. ④ 이 소재 표면의 가스버너에 의한 처리 및 ⑤ 이 소재 표면의 화학약품 예를 들면 혼산에 의한 처리 등의 방법을 들 수 있다. 그러나, 상술한 ④ 및 ⑤의 방법은 각각 다음과 같은 문제점이 있으며, 상술한 ① 내지 ③의 부착성 부여 방법이 바람직하다. 즉, 상술한 ④의 방법은 부착성의 강약정도를 정확히 조정하는 것이 곤란하며, 마찬가지로 ⑤의 방법은 식품위생상의 문제를 일으킬 경우가 있다.
봉상체를 편조하여 만든 본 발명의 해태책의 경우는 전부 봉상체가 아니며 그 일부에 대하여 상술한 ①내지 ④의 부착성 부여를 행하는 것을 사용하여도 좋다.
본 발명에 따르면, 공지의 폴리프로필렌제 해태책에 특유의 강성부족, 사용하는 폴리프로필렌 조성물중의 강성향상재에 부수되는 문제점이 해수된 양질의 건조해태를 능률적으로 제조할 수 있으며, 해태책 자체의 파손사고도 극히 작다. 이하에 본 발명을 그 실시예, 참고예 및 비교예를 들어 더욱 상세히 설명한다.
(a)해태책의 제조
[실시예 1·2]
고강성 폴리프로필렌(짓소 석유화학(주)제 아이소탁틱펜타드분율(P) 0.955용융유동속도 7.0g/10분)을 압출기로 2.0mmø의 튜브상으로 압출하고 9KV로 인가된 8쌍의 전극간에 발생하는 스파크방전중을 70m/분으로 주행시켰다. 이 해태책용 기재를 실로 편조하여 본 발명의 해태책을 얻었다.(실시예 1)
상기 고강성 폴리프로필렌 25%, 변성 폴리프로필렌(짓소 석유화학(주)제 무수말레인산을 0.3중량%그라프트한 것, 변성전의 아이소탁틱펜타드분율 0.960, 용융유동속도 15)75%를 2.0mmø의 튜브상으로 압출하고, 이 해태책 용기재를 실로 편조하여 본 발명의 해태책을 얻었다.(실시예2)
[비교예 1·2]
결정성 폴리프로필렌(짓소 석유화학(주)제 A5017, 용융유동속도 7g/분, 아이소탁틱펜타드분율(P) 0.925)를 사용하는 것 외에는 실시예 1과 같이 하여 해태책을 얻었다. (비교예 1)
또한 전술한 결정성 폴리프로필렌에 탈크를 20% 첨가하는 것 외에는 실시예 1과 같이 하여 해태책을 얻었다. (비교예 2)
[비교예 3]
실시예 2에 사용한 변성 폴리프로필렌에 폴리스티렌(아시히카세이(주)제 스타이론 666, 용융지수5.5)를 25% 첨가하는 것 외에는 실시예 2와 같은 해태책을 얻었다. (비교예 3)
(b)해태책 사용시험
상기 (a)에서 얻은 해태책을 500매씩 사용하여 사가껭유메이 지구의 해태를 원료로서 건조해태를 제조하고, 해태책의 굴곡, 해태의 가공(특히 표면광택), 해태의 건조성을 시험하고 평가하였다. 해태의 건조성에 대하여는 건조해태의 수분을 측정하였다. 결과를 제1표에 나타낸다. 제1표로부터 알수 있는 바와 같이 고강성 폴리프로필렌을 사용한 해태책은 강성이 강하기 때문에 굴곡도 작고 해태책의 기재표면이 매끄럽기 때문에 광택이 있는 상품가치가 높은 제품을 얻을 수 있다. 또 비교예로부터 알 수 있는 바와 같이 결정성 폴리프로필렌제 해태책으로는 강성이 약하기 때문에 해태책 굴곡이 크고 온풍의 유통을 저해하기 때문에 해태가 습기 차서 상품가치가 낮은 것으로 되어 건조시간도 오래 걸린다. 강성을 개선하기 위하여 탈크나 폴리스티렌을 첨가한 것이 비교예 2,3이지만 해태책 굴곡은 개선된 해태책의 기재표면의 凹凸 때문에 해태책 표면에 평활성이 부족하고 광택이 없어 상품가치를 낮추는 것이다.
(a) 해태책의 제조
[실시예 3·4, 참고예 1]
실시예 1에서 사용한 고강성 폴리프로필렌(참고예 1), 및 이것에 탈크를 5% 첨가한 것(실시예3), 폴리스티렌을 5% 첨가한 것(실시예 4)를 원료로서 각각 압출기에서 2.0mm의 튜브상으로 압출하고, 튜브를 염소화 폴리프로필렌(스파크론 804M, 산요고구다이 펄프(주)제, 염소화도 34%)과 염소화 폴리에틸렌(스파크론 507, 산요고구다이 펄프(주)제, 염소화도 68%)의 80:20(중량비) 혼합물10% 초산에스테르 용액속을 통과시킨후 열풍건조하였다. 이 도포후 소정의 길이로 절단하여 해태책용 기재를 각각 실로 편조하여 해태책을 얻었다.
[비교예 4·5·6·7]
비교예 1,2에서 사용한 결정성 폴리프로필렌에 탈크를 5%, 10% 첨가한 것(비교예 4,5) 및 비교예 3에서 사용한 폴리스티렌을 10%, 25% 첨가한 것(비교예 6,7)이외는 전술한 실시예와 마찬가지로 하여 해태책을 얻었다.
(b) 해태책 사용시험
상기(a)에서 얻은 해태책을 500매씩 사용하여 효고껭아까시 지구의 단단한 해태책의 해태를 원료로서 건조해태를 제조한 결과는 제2표와 같다. 표에서 알수 있는 바와 같이, 효고껭아까시 지구와 같이 단단한 해태책의 것을 건조할 경우는 건조시의 해태의 수축력이 강하기 때문에 강한 강성을 가진 해태책을 필요로 하지만 본 발명의 고강성 폴리프로필렌을 주요기재로 한 해태책에 있어서는 해태의 수축력에 충분히 견딜 수 있기 때문에 굴곡도 작고 건조해태도 광택이 있는 것에 가공한다. 또한 강성을 개선할 목적으로 첨가하는 탈크 또는 폴리스티렌의 량도 결정성 폴리프로필렌을 사용하는 경우보다 소량으로 그 효과가 얻어지기 때문에 해태책의 표면도 거칠어지는 일이 없고 따라서 건조해태는 표면이 평활하고 광택있는 고품질의 상품에 가공할 수 있다. 이 반면 결정성 폴리프로필렌을 기재로 한 해태책에 대하여는 강성을 개선하기 위하여 다량의 탈크 또는 폴리스티렌을 첨가할 필요가 있기 때문에 그 결과 해태책의 표면이 거칠어서 건조해태도 표면광택이 없는 저품질의 것에 가공하며, 건조시간도 해태책의 부착수분이 많아져서 길게된다.
[표 1]
Figure kpo00001
[표 2]
Figure kpo00002

Claims (7)

  1. 아이소탁틱펜타드분율(P)와 MFR의 관계가 1.00≥P≥0.015log MFR+0.955 범위내에 있는 폴리프로필렌(이하 고강성 폴리프로필렌이라 한다)을 성형하여 만든 고강성 폴리프로필렌제 해태책.
  2. 제1항에 있어서, 0.5≥MFR≥25의 고강성 폴리프로필렌을 사용하여 만든 해태책.
  3. 제1항에 있어서, 무기질충진재를 전량의 15중량%이하 또는 열가소성수지(폴리올레핀을 제외함)를 전량의 20중량%이하 배합한 고강성 폴리프로필렌 조성물을 사용하여 만든 해태책.
  4. 제1항에 있어서, 성형품의 표면에 염소화 폴리올레핀을 도포하여 만든 해태책.
  5. 제1항에 있어서, 고강성 폴리프로필렌을 성형한 봉상체를 편조하여 만든 해태책.
  6. 제1항에 있어서, 성형품의 표면을 산화처리하여 만든 해태책.
  7. 제1항에 있어서, 성형품을 구성하는 봉상체의 일부를 폴리프로필렌제 봉상체(고강성 폴리프로필렌제를 제외함)로 치환하여 만든 해태책.
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