KR940007326B1 - Pvc계 수지의 3차원 고배율 발포체 및 그 제조방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

PVC계 수지의 3차원 고배율 발포체 및 그 제조방법

본 발명은 PVC계 수지를 원료로 하는 3차원 고배율 발포체의 제조에 관한 것으로 보다 상세하게는 PVC계 수지를 상압(1기압)에서 오븐(oven)을 이용해 가교와 동시에 발포시켜 발포제의 열분해시 발생하는 기체를 완전히 포집 보지케하여 연속적으로 제조되는 3차원 고배율 발포체 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

오래전부터 PVC계 수지에 화학 발포제를 배합하여 발포제를 열분해시킴으로써 1차원의 저배율 발포체(두께만 두꺼워지는 발포체)를 많이 만들어서 상품화 해오고 있다. 예를들면 PVC 스폰지 레더, PVC 스폰지 플로링, PVC 쿠숀 매트 등이다.

그러나 상압에서 3차원 고배율 발포체를 만들려고 할때 발포제의 분해에 필요한 고온하에서는 PVC계 수지의 용융 점탄성이 급격히 떨어져 발생한 기체를 전량 포집 보지하는 것이 불가능하다. 그 때문에 3차원 고배율 발포체를 상압에서 얻지 못했다.

따라서 PVC계 수지의 3차원 고배율 발포체를 얻기 위해서는 가압하에서 발포제를 열분해시킨 후에 냉각하여 상압으로 낮추면 가능하지만 배치타입이어서 양산성이 없고, 가격이 높아 공업적인 생산에 부적합하여 특수 용도 즉 신발의 안창, 그물 부양물에 극히 일부 사용되고 있을 뿐이다.

그래서 본 발명자는 PVC계 수지 제조상의 문제점들을 해결하여 상압하에서 연속공정으로 3차원 고배율 발포체 제조가 가능하도록 연구를 거듭한 결과 PVC계 수지 배합물을 연속적인 롤(Roll) 타입의 시트로 만들어 가압이 아닌 상압에서 오븐을 이용하여 가교와 동시에 발포시켜 화학발포제가 분해되는 고온하에서도 용융점 탄성을 유지시켜 발생 기체를 전부 보지케함으로써 배치타입이 아닌 연속공정으로 손쉽고 값싸게 PVC계 수지의 3차원 고배율 발포체를 얻을 수 있게 되었다.

본 발명에 사용되는 PVC계 수지는 염화비닐 단독 중합체(Homopolymer)(현탁 중합법, 유화중합법) 또는 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 등과의 공중합체 및 염소화폴리에틸렌 등이 있고 어떠한 PVC계 중합체를 이용하더라도 본 발명에 의해서 3차원 고배율 발포체를 얻을 수 있다.

본 발명에 사용되는 가교제는 트리아진티올 화합물로서 2,4,6-트리머캡토-S-트리아진2,4,6-트리머캡토-S-트리아진-모노소듐염2-디부틸아미노-4, 6-디머캡토-S-트리아진2-아닐리노-4, 6-디머캡토-S-트리아진등이 있다. 본 발명에 사용되는 트리아진티올 화합물의 양은 PVC계 수지 100중량부에 대해서 1∼10중량부 정도가 적당하다. 왜냐하면 1.0중량부 미만에서는 가교도가 부족하여 발포제의 분해시 발생하는 기체압을 견딜 수 없어 셀이 파괴되고, 10.0중량부 이상에서는 가교도가 과도하여 발포제 분해시 발생하는 기체의 팽창이 불가능해지기 때문이다.

트리아진 티올 화합물의 양은 사용하는 가소제의 양에 따라서 1중량부에서 10중량부 범위내에서 적당량을 사용하면 된다.

가교 촉진제는 무기계 금속산화물 단독으로 사용해도 좋으나 유기 촉진제를 병용하면 가교 촉진효과가 더욱 향상된다.

또한, 본 발명을 실시하는 데는 가교 촉진제로 무기계 금속화합물인 CaO, ZnO, MgO 등과 유기촉진제인 1,3-디페닐구아니딘2-머캡토벤조티아졸등이 있다.

본 발명에 사용되는 화학발포제는 200∼330℃의 범위내에서 분해하여 기체를 발생하는 화합물이고 아조디카본아미드(ADCA)가 일반적으로 쓰이고 있으나, ADCA에 타발포제(P-Toluene sulfonyl semicabazide(TS) 또는 P, P'-Oxybis benzensulfonyl hydrazide(OBSH) ) 를 적당량 혼용함으로써 발포분해온도를 높이고 분해잔색을 막을 수 있다.

가교 촉진제로 금속산화물 및 유기물을 사용하는 본 발명의 가교 반응은 열반응이므로 온도가 높을수록 즉 발포제가 분해되지 않는 온도까지는 온도가 높을수록 빨라진다. 그러므로 본 발명을 실시할 때는 가교와 동시에 연속적으로 발포하여 미세 균일한 독립 기프체를 가진 고배율의 3차원 PVC 발포체를 얻을 수 있다.

가교도는 THF 용제 가열법으로 나타내면 60∼80%가 가장 적당한 것으로 판명되었으며 가교도(DC)는 다음식으로 구할 수 있다.

여기서 W는 시료중량, W₁은 최종 건조 중량 즉 THF에 시료를 투입하고 50℃에서 24시간 동안 중탕한후 꺼내어 흡수지로 시료표면의 THF를 제거하여 데시케이터에 넣고 흡입기에 연결하여 2시간 동안 THF건조 후 상온에서 24시간 추가 건조한 시편의 중량을 나타낸다. THF 용제 가열법에 있어서는 시료중의 가교가 불충분하면 시편이 THF에 용해해 버리고 가교가 충분하면 가열한 THF 용제에 녹지 않고 형상 그대로 남는다.

본 발명에 의한 발포체의 제조방법에서는 발포제가 분해하면서 나오는 기체를 대부분 수지 배합물 속에서 보지하기 때문에 발포배율은 배합하는 발포제의 양 및 가교도에 따라서 5배에서 30배까지 임의로 조정이 가능하다.

본 발명을 실시하는 경우 PVC계 수지에 일반적으로 사용되는 가소제는 임의로 선택할 수 있으나 가능한 한, 휘발이 적게 되는 것이 좋다. 예를들면 디운데실프탈레이트(DUP)가 있다.

따라서, 본 발명에 의해서 반 경질에서 초 연질까지의 3차원 고배율의 PVC 발포체를 자유자재로 얻을수가 있다. 또한 충전제 및 유,무기 착색제를 임의로 배합할 수가 있어서 경비절감 및 색상을 다양하게 낼 수가 있다.

본 발명에 사용하는 안정제는 가교제와 반응하여 가교속도에 영향을 미치므로 적정급의 것을 선정하여야 한다.

본 발명의 제조방법은 크게 시트압연공정과 발포 및 가교공정의 두단계로 이루어진다. 시트압연공정에서는 상기한 배합성분들 즉, PVC 수지, 가교제, 발포제, 가소제, 기타 첨가제를 배합기에서 배합한 후, 배합물을 개방형 2롤 밀에서 혼련한 다음 일정두께의 시트로 제작하며, PVC 수지로서 페이스트 수지를 사용할 경우에는, 배합졸을 이형지 상에 일정두께로 코팅한 후, 가교시켜 시트로 제작한다.

발포 및 가교공정에서는 상기의 시트압연공정에서 제조된 시트를 열풍순환식 오븐에 통과시켜 가교와 동시에 발포시키고, 오븐 통과후 공기에 의해서 자연스럽게 냉각시킨 다음 권취하게 된다. 발포 및 가교공정에 있어서 오븐의 온도는 발포제의 분해온도를 고려하여 200∼250℃가 바람직하다.

본 발명의 제조방법에 의하면, PVC 수지 배합물을 일단 롤 타입의 시트로 제조한 후, 오븐을 이용하여 가압이 아닌 상압에서 발포, 가교시킴으로써 고배율의 PVC 3차원 발포체를 연속공정으로 제조할 수 있으므로 종래의 배치타입에 비하여 제조공정이 편리하고, 생산성이 높을 뿐 아니라 비용도 훨씬 절감할 수 있어 경제적인 잇점이 있다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

[실시예 1]

[표 1]

상기 표1의 조성대로 각 원료를 배합기에서 배합한 후, 배합물을 증기압 6Kg/cm²또는 가열된 오일이 130℃인 개방형 2롤 밑에서 3∼5분간 훈련한 다음 0.5∼1.0mm 두께의 시트를 제작한 후 200℃ 열풍순환식기어 오븐내에서 2분∼2분 30초간 가열하여 발포배율이 24배이고 균일 미세한 독립기포를 가지며 LDPE(Low Density Polyethylene)가교 포옴 정도의 경도를 가진 고배율 PVC 발포체를 얻었다.

[실시예 2]

[표 2]

상기 표2의 조성대로 각 원료를 배합기에서 배합한 후, 배합물을 중기압 5kg/cm²또는 가열된 오일이 125℃인 개방형 2롤 밑에서 3∼4분간 훈련한 다음 l.0mm 두께의 시트를 만든 후 200℃의 열풍순환식 기어오븐내에서 2분간 가열하여 발포배율이 15배이고 균일 미세한 독립기포를 가지며 연질 PU(Polyurethane)포옴 수준의 경도를 가진 고배율 PVC 발포체를 얻었다.

[실시예 3]

[표 3]

상기 표3의 조성대로 배합한 배합 졸을 잘 섞은 후 기포를 완전히 제거하여 이형지상에 0.5∼1.0mm 두께로 코팅하여 180℃에서 1∼2분간 겔링 및 가교처리 후 이형지에서 떼어내어 시트를 만들었다.

이것을 200℃의 열풍순환식 오븐내에서 2분간 가열하여 발포배율이 36배이고 균일 미세한 셀을 가진 3차원 고배율 PVC 발포체를 얻었다.

Claims (7)

1. PVC계 수지와 발포제 및 가교제를 배합기에서 배합한 다음, 배합 조성물을 롤 밑에서 훈련하여 일정두께의 시트로 제조하고, 제조된 시트를 200∼250℃온도의 오븐에서 가열하여 가교시킴과 동시에 발포시키는 연속공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 PVC 수지의 3차원 발포체 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 발포제는 아조디카본아미드(ADCA), 톨루엔 설포닐 세미카바자이드(TS) 및 P, P'-옥시비스 벤젠 설포닐 히드라자이드(OBSH)중 한가지 이상을 선택함을 특징으로 하는 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 가교제는 PVC계 수지 100중량부에 대하여 1∼10중량부로 사용함을 특징으로 하는 제조방법.
4. 제3항에 있어서, 가교제는 2,4,6-트리머캡토-S-트리아진, 2,4,6-트리머캡토-S-트리아진-모노소듐염, 2-디부틸아미노-4,6-디머캡토-S-트리아진 또는 2-아닐리노-4,6-디머캡토-S-트리아진 임을 특징으로 하는 제조방법.
5. 발포제 및 가교제가 함유된 PVC 수지 조성물을 롤 밑에서 훈련하여 0.5∼1mm 두께의 시트로 제조한후, 제조된 시트를 200∼250℃ 온도의 오븐에서 가교, 발포시켜 제조되는 PVC 수지 3차원 발포체.
6. 제5항에 있어서, 가교제를 PVC 수지 100중량부에 대하여 1∼10중량부 함유함을 특징으로 하는 PVC수지 3차원 발포체.
7. 제3항에 있어서, 가교제는 PVC계 수지 100중량부에 대하여 3∼5중량부로 사용함을 특징으로 하는 제조방법.