KR950003157B1 - 열용융 성형 조성물 - Google Patents

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내용 없음.

Description

열용융 성형 조성물

제 1 도는 본 발명에 따른 열용융 조성물이 플라스틱판과 함께 주입 성형되는 배치를 설명해주는 평면도이고,

제 2 도는 제 1 도에 도시된 배치의 측면도이고,

제 3 도는 본 발명을 구체화하는 복합 형재(profile)의 투시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 폴리프로필렌판 20 : 용융조성물

30 : 주입 금형(casting mold) 40 : 입구

본 발명은 금속, 플라스틱 및 유사지지체와의 성형시에 사용되기 적합한 열용융 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 고무와 플라스틱 재료는 금속 또는 플라스틱 기재(base)와의 합일체로서 성형되어왔다. 고무-금속 및 고무-플라스틱 성형품은 비가황(unvulcanized) 고무 조성물을 주어진 금형내에 이미 수용된 금속 또는 플라스틱 기재와 결합 시킨후 그러한 복합 성형 재료를 열과 압력으로 성형시킴으로써 만들어진다.

이같은 선행기술의 성형 양식에서는, 생성된 제품속에 구멍이나 기공이 생기는 것을 막기 위하여 그러한 고무 조성물을 전체 성형 재료의 중량당 최소한 20-30%의 양으로 사용해야만 한다.

플라스틱-금속 및 플라스틱-플라스틱 성형품은 보통 압출성형에 의하여 만들어진다. 이를 위하여, 미립 또는 과립 플라스틱 성형 재료를 열을 사용하여 다이(die)로부터 연속적으로 나사 압출시키면서 금속 또는 플라스틱 기재위에 주입하고 몇몇 경우에 있어서는 기재가 놓여있는 금형속으로 직접 주입한다. 그러나 그러한 플라스틱 성형 재료는 접착성을 갖지 않으므로, 금속 또는 플라스틱 기재는 글자 그대로 장황하고 값비싼 프라이머 하도(precoating)를 필요로하게 된다.

이제, 선택된 부류의 가소제, 점착제 및 왁스를 선택된 기본 중합체와 함께 사용함으로써 탁월한 품질 및 성형적성의 특색을 갖는 열용융 조성물을 얻을 수 있다는 것이 밝혀졌다.

본 발명에 따른 열용융 성형 조성물은 금속 및 플라스틱 기재의 여러가지 복잡한 성형품을 제작할 때 효과적으로 적용될 수 있다. 또한 본 조성물은 특히 공업용 기계부품뿐만 아니라 자동차 장치로서 통상 사용되는 고무 및 플라스틱 성형품을 만들때에 적용될 수 있다.

본 발명의 주된 목적은 고무와 같은 탈력등의 탁월한 성질을 얻기 위하여 접착제 부재하에서 금속, 플라스틱 및 유사지지체와 함께 쉽게 성형될 수 있는 신규하고 향상된 열용융 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 여러가지 목적 및 장점들은, (a) 수소화스티렌-부타디엔 블럭 공중합체 또는 그의 개조된 블록 중합체인 기본 중합체, (b) 20-300부의 양만큼인 탄화수소 가소제, (c) 20-200부의 양만큼인 점착제 및 (d) 20-200부의 양만큼인 왁스(이때 각각의 양은 기본 중합체 100부를 기준으로한 중량부이다)로 이루어진 열용융 성형 조성물을 제공함으로써 성취될 수 있다.

본 발명에 다른 열용융 성형 조성물은 기본 중합체속에 탄화수소 가소제, 점착제 및 왁스가 첨가된 것이다.

본 발명의 조성물은 다음과 같은 특정한 성질을 갖는다 :

1) 취급용이성을 위한 범위의 점도

2) 높은 성형후 경도 및 탄성

3) 우수한 용융 유동성(melt flowability)

4) 금형으로부터의 우수한 이형성(releasability)

5) 기재와의 강력한 결합력

수소화스티렌-부타디엔 블럭 공중합체 또는 그의 개조된 중합체는 본 발명에 유용한 기본 중합체로서 상업적인 이용이 가능하다. 개조된 블럭 중합체의 예에는, 간단하게 SEBS 블럭 중합체라고 통상 불리우고, 스티렌-부타디엔-스티렌 블럭 공중합체(SBS 블록 공중합체라 불리운다)를 수소화시킴으로써 유도되는 블럭 중합체 및 SEBS 블럭 중합체를 카르복실화 또는 히드록실화시킴으로써 얻어지는 중합체가 포함된다.

본 발명의 목적에 적당한 가소제는 탄화수소 유형의 가소제이다. 탄화수소 가소제의 종류에 어떤 특별한 제한이 부과되지는 않으나, 액체 파라핀, 폴리부텐, 액체 폴리부타디엔등을 적절하게 사용할 수 있다. 고무 및 플라스틱과 함께 통상 사용되기 위한 가소제는 프탈레이트 에스테르, 지방족 2염기 에스테르, 글리콜 에스테르 및 포스페이트 에스테르 뿐만 아니라 에폭시 유형의 가소제이다.

탄화수소 가소제의 첨가량은 기본 중합체 100중량부에 대하여 20-300중량부이어야 한다. 20중량부 미만의 양을 사용하면 어플리케이터(applicator)상에서의 취급용이성을 위한 범위의 점도가 제공되지않아, 비탄성 고무 성형품이 만들어진다. 300중량부보다 많은 양을 사용하면 조성물이 너무 부드럽고 끈끈해져서 이형시키는데 어려움이 많다.

적당한 점착제의 예에는, 로진(rosin), 그의 유도체, 테르펜수지등의 천연수지와 석유수지, 수소화 석유수지등의 합성수지가 있다. 점착제는 단독으로 또는 조합물로서 사용될 수 있다. 로진의 특정예에는 검 로진, 우드 로진, 토올유등이 있으며, 로진 유도체의 특정예에는 개질된 로진, 그의 수소화물, 그의 메탄올 에스테르, 그의 글리세린 에스테르 및 그의 펜타에리트리톨 에스테르와, 그러한 에스테르의 수소화물이 있다. 석유수지의 특정예에는, 주로 스티렌, 알파-메틸스티렌, 비닐톨루엔, 인덴, 메틸인덴등의 방향족 석유수지, 수소화 시클로펜타디엔 석유수지, C₄- 및 C₅- 절단부위(cuts)를 갖는 수소화 석유수지와 공중합 석유수지가 있다.

점착제의 첨가량은 기본 중합체 100중량부에 대하여 20-200중량부이어야 한다. 20중량부 미만의 양을 사용하면 높은 온도에서의 점도 강하, 응집성 및 결합강도에 있어 효과가 없을 것이다. 200중량부보다 많은 양을 사용하면 부서지기가 쉬워질 것이다.

적당한 왁스의 예에는, 파라핀 왁스, 미정질(microcrystalline)왁스, 피셔-트롭쉬(Fisher-Tropsch)왁스, 저분자량 폴리에틸렌, 저분자량 폴리프로필렌, 부분 개조 왁스, 어택틱 폴리프로필렌등이 있다.

왁스의 첨가량은 기본 중합체의 100중량부에 대하여 20-200중량부이어야 한다. 20중량부 미만의 양을 사용하면 높은 온도에서의 불충분한 점도강하 및 낮은 응집성이 초래되어 이형성이 감소될 것이다. 200중량부 보다 많은 양을 사용하면 탄성을 부여하지 못하게 되므로 부서지기가 쉽게 된다.

앞서 명시했던 기본 중합체들은 필요에 따라 열가소성 중합체, 예컨대 상업적으로 이용 가능한 에틸렌-초산비닐 공중합체(EVA), 화학 결합된 아세톡시, 히드록실 또는 카르복실기 또는 그의 에스테르를 갖고 있는 그의 개질된 중합체, 에틸렌-아크릴산에틸 공중합체(EEA), 그의 개질된 중합체, 스티렌-이소프렌 블럭 공중합체(SIS), 스티렌-부타디엔 블럭 공중합체(SBS), 부틸고무(IIR), 에틸렌-프로필렌 공중합체(EPR)등과 결합하여 사용할 수 있다.

본 발명은 실시함에 있어서 충전제가 사용될 수 있다. 충전제의 첨가량은 고무, 플라스틱, 접착제 및 밀봉 화합물과 함께 사용되기 위한 양보다 적어야 한다. 더 많은 양이 사용되면 조성물은 취급하기에 너무 점착성이 큰 것으로 되어버린다. 적당한 충전제는 고무와 플라스틱용으로 통상 사용되는 보강 충전제, 예컨대 탄산칼슘, 황산바륨, 활석, 점토, 산화티탄, 카본블랙, 화이트카본등으로 부터 적절하게 선택될 수 있다.

몇몇 경우에 있어서 본 발명의 열용융 조성물은 어플리케이터상에서 150°내지 200℃의 높은 용융온도에 노출됨으로 말미암아 열 안정제를 필요로하고, 또 적용지역에 따라서 내후 안정제를 필요로 한다. 그러한 첨가제로서 바람직한 것을 그같은 두가지 성질을 모두 갖고 있는 안정제이며, 그 예로써 아민-알데히드, 아민-케톤, 아민, 페놀 및 이미다졸, 그리고 그의 조합물에서 선택될 수 있다. 특히 바람직한 것은 페놀이며특징적인 예로는, 2,6-디-t-부틸-4-메틸 페놀(BHT), 4,4'-티오비스(3-메틸-6-t-부틸-m-크레솔), 2,4-비스(n-옥틸티오)-6-(4'-히드록시-3,5-디-t-부틸아닐리노)-1,3,5-트리아진, 옥타데실-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트등이 있다.

금속 또는 플라스틱 지지체와 함께 성형할때, 본 발명의 열용융 조성물을 용융시키고 지지체가 제자리에 놓여있는 주어진 금형속으로 적용장치(applicating device)로주입한 후 몇초 내지 몇분 동안 냉각 및 고체화시킨다. 그런 다음, 금형을 제거하여, 지지체에 강력하게 결합된 조성물을 갖는 복합 성형품을 얻는다.

적용장치로서 상업적으로 이용 가능한 열용융 어플리케이터를 사용할 수 있다. 이 장치는 보통 용융실, 압력펌프, 호오스 및 건(gun)으로 이루어져 있으며, 이때 용융실은 탱크 또는 통 또는 드럼이며, 펌프는 피스톤, 기어 또는 압상펌프이다. 호오스는 예정된 온도가 일정하게 유지되도록 해주는 구조를 갖는다. 건은 자동 또는 수동형이다

이제 다음과 같은 비제한적 실시예에 따라 본 발명을 보다 더상세히 기술하고자 한다.

[실시예 1-4 및 비교실시예 1-2]

여러가지 양의 가소제를 사용하여 열용융 조성물을 배합하고 제조하였다. 각각의 조성물에 대하여, 점도, 경도 및 탄성과 같은 물리적 성질과 용융 유동, 이형성 및 결합강도와 같은 성형적성의 특색을 시험하였다. 시험 조건은 다음과 같고, 그 결과와 조성물에 관한 세부 사항은 표 1에 나와 있다.

점도

B-형 점도계를 사용하였다(온도 : 190℃, 단위 cP).

경도

JIS K6301에 따랐다(온도 : 20℃, 시간 : 5초).

탄성

JIS K6301에 따라 신장률을 측정하였다.

용융 유동, 이형성 및 결합강도

제 1 도 및 제 2 도에 도시되어 있는 바와 같이 치수가 200mm×100mm×3mm인 폴리프로필렌판(10)을 입구(40)가 형성되어 있는 주조 금형(30)속에 집어넣었다. 열용융 어플리케이터 18-타입(제조원 : Nordson Inc.)(도시되지 않음)을 사용하여 각각의 용융 조성물(20)을 입구(40)를 통하여 금형(30)속에 쏟아부었다. 어플리케이터에는 용융 탱크, 호오스 및 핸드건이 구비되어 있었다. 190℃로 유지시킨 어플리케이터를 사용하여 분당 약 300g의 공급율로 주입 성형 하였다. 30초가 지난후 금형을 제거하여 제 3 도에 도시되어 있는 복합 형재(profile)를 얻었다.

형재를 검사하여, 용융 조성물이 금형의 양쪽 말단으로 흘러들어가는 용융 유동, 금형으로부터의 이형성 및 성형된 조성물과 기재판 사이의 결합강도를 측정하였다.

[실시예 5-7 및 비교실시예 1-2]

각기 다른 기본 중합체 및 여거가지 양의 각기 다른 가소제를 사용하여 열용융 조성물을 제조하고 시험하였다. 시험 조성물들에 관한 세부사항 및 시험의 결과가 표 2에 나와 있다.

[실시예 8-10 및 비교실시예 5-7]

각기 다른 기본 중합체와, 각기 다른 가소제와, 여러가지 양의 각기 다른 점착제를 사용하여 열용융 조성물을 제조하고 시험하였다.

시험 조성물들에 관한 세부사항 및 시험의 결과가 표 3에 나와 있다.

[실시예 11-12 및 비교실시예 8-9]

여러가지 양의 왁스를 사용하여 열용융 조성물을 제조하고 시험하였다. 시험 조성물들에 관한 세부사항 및 시험의 결과가 표 4에 나와 있다.

표 1-4로부터 명백히 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 해당하는 열용융 성형 조성물들은 시험된 모든 성능 특색에 있어 매우 만족스럽다는 것이 입증되었다. 첨가제들은 명시된 범위 밖에서 사용하던 허용 불가능한 물리적 성질이 나타나서, 충분한 성형적성의 품질을 부여해 주지 못한다(비교실시예 1-9의 대조 시험에 의해 입증됨).

[표 1]

조성물에 관한 주(notes)

1) Krayton G-1650 쉘 케미칼주식회사

2) YH-02, 1% COOH 첨가, 아사히 카세이사

3) A : Hiwhite 350, 니폰 오일사

B : 폴리부렌 HV-300 니폰 페트로케미칼즈사

4) C : Hirez 1310, 엣소 케미칼사

D : Alkon P-100, 아라카와 케미칼사

5) Neowax L, 야쓰하라 유시사

6) Irganox 1010 니폰 시바-가이기사

성능에 관한 주

7) × : 40%이하의 신장율

△ : 40-80%의 신장율

○ : 80%이상의 신장율

8) × : 금형의 두 말단속으로 흘러들어가지 못함

△ : 양쪽 말단속으로 완전히 흘러들어가지는 못함

○ : 양쪽 말단으로 완전히 흘러들어감

9) × : 쉽게 이형되지 않음

△ : 부분적으로 쉽게 이형되지 않음

○ : 쉽게 이형됨

10) × : 기재에 결합되지 않음

△ : 기재에 부분적으로 결합됨

○ : 기재에 강력하게 결합됨

[표 2]

1)-10) : 표 1에 나와 있는 것과 같음.

[표 3]

1)-10) : 표 1에 나와 있는 것과 같음.

[표 4]

1)-10) : 표 1에 나와 있는 것과 같음.

Claims (5)

1. (a) 수소화스티렌-부타디엔 블럭 공중합체 또는 그의 개조된 블럭 중합체인 기본 중합체 ; (b) 200-300부의 양만큼인 탄화수소 가소제 ; (c) 20-200부의 양만큼의 점착제 ; 및, (d) 20-200부의 양만큼인 왁스 [상기 (b), (c) 및 (d)의 양은 각각 상기 기본 중합체 100부를 기준으로 한 중량부이다]로 이루어진 열용융 성형 조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가소제가 액체 파라핀, 폴리부텐 또는 액체 폴리부타디엔인 열용융 성형 조성물.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 상기 점착제가 로진, 그의 유도체, 테르펜수지, 석유수지 또는 수소화 석유수지 또는 그의 조합물인 열용융 성형 조성물.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 왁스가 파라핀 왁스, 미정질 왁스, 피셔-트롭쉬 왁스, 저분자량 폴리에틸렌, 저분자량 폴리프로필렌, 부분 개조 왁스 또는 어택틱 폴리프로필렌인 열용융 성형 조성물.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 기본 중합체가 열가소성 중합체를 포함하는 열용융 성형 조성물.

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