KR950013180B1 - 진공성형용 합성수지 조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

진공성형용 합성수지 조성물

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 압축 공기를 이용하여 압축성형하는 방법을 포함하는 진공성형 가공방법에 적합한 각공성을 가지며, 충격강도 및 기계적 물성이 우수하고 제품외관이 미려한 폴리올레핀 수지와 스틸렌계 수지의 조성물에 관한 것으로 더 자세히 말하면 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 수지에 스틸렌계 수지와 소량의 스틸렌-부타디엔 공중합체 수지, 에틸렌-프로필렌 공중합 수지를 첨가한 조성물에 관한 것이다. 이러한 조성물로 성형된 제품은 고충격 폴리스틸렌보다 뛰어난 충격강도를 가지며, 진공성형법으로 가공할때 우수한 가공성을 나타낸다.

결정성 고분자인 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌은 좁은 용융범위를 갖기 때문에 진공성형 방법으로 가공시 많은 제약이 따른다. 용융점 보다 낮은 온도에서는 성형에 필요한 정도로 충분히 연화되지 않으며, 용융점이상의 온도에서는 용융강도가 급격히 저하되어 자체 무게로 인해 늘어지는 처짐현상이 발생한다. 따라서 폴리올레핀 수지가 갖는 특수한 성질이 요구되는 성형품이나 다른 성형방법으로는 제조하기 힘든 얇은 성형품을 제조하고자 할때는 용융점 이하의 온도로 가열하여 프레스로 눌러 성형하는 고상 압축 성형방법을 쓰기도 하지만 성형가능한 제품모양에 한계가 많다.

폴리올레핀계 수지에 스틸렌계 수지를 첨가하여 진공성형 용도로 쓰고자 했던 선행기술의 예를들면 미국특허 제 4,188,432호, 제 4,386,187호, 제 4,548,988호, 제 4,560,727호, 제 4,582,871호 등이 있다. 이 방법들에 의하면 다량의 스틸렌제 수지에 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌을 첨가하거나 반대로 다량의 폴리올레핀수지에 스틸렌계 수지를 첨가시켰는데 스틸렌계 수지가 많을 경우 진공성형 가공성은 향상되나 충격강도가 낮아지고 폴리올레핀 수지의 함량이 높으면 성형가능 온도까지의 가열시간이나 성형후 재단하기 위해 제품이 굳어지기까지 기다리는 시간이 길어져서 성형주기가 장기화하는 단점들이 생긴다. 위에 열거한 방법들 중에는 스틸렌계 수지로서 일반용도용 폴리스틸렌 뿐만 아니라 고충격 폴리스틸렌을 다량 첨가해 주어 저하되는 기계적 물성을 보강하는 방법도 있으나 이러한 경우에는 원가 상승의 요인이 되므로 경제적이지 못하다.

따라서 본 발명은 기존 진공성형 방법으로 가공할때 무정형 수지와 거의 같은 가공성을 나타내고 기계적 물성이 우수한 수지 조성물을 제공하고자 하며, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

ASTMD D-1238의 방법으로 측정한 용융흐름지수가 각각 0.01∼2.0g/10분,0.2∼8.0g/10분이고, ASTM D-1505의 방법으로 측정한 비중이 각각 0.926∼0.970g/cm³, 0.90∼0.920g/cm³인 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 혼합물의 함량이 전체의 30∼70중량%이며, 스틸렌계 수지의 함량이 전체의 70∼30중량%이고, 열가소성 스틸렌계 블록 공중합체 고무가 전체의 3∼15중량%, 그리고 폴리올레핀 함량의 1∼10중량%의 에틸렌-프로필렌 공중합 고무가 포함된 수지 조성물은 충격강도 및 신율 등 기계적 물성이 우수하고 스틸렌계 수지와 비슷한 진공성형 가공성을 갖는 것으로 발견되었다. 폴리올레핀은 폴리에틸렌이 폴리올레핀 조성의 0~100중량%, 폴리프로필렌이 폴리올레핀의 100∼0중량% 함유된 혼합물이 적당하며 이중 가장 좋은 비율은 폴리에틸렌이 폴리올레핀의 30∼80중량%, 폴리프로필렌이 폴리올레핀의 70∼20중량% 함유된 경우이다. 그리고 여기에 폴리올레핀의 1∼10중량%의 에틸렌-프로필렌 공중합 고무가 첨가되면 계면 보강의 효과와 충격완화의 효과를 더하게 되어 더욱 향상된 물성을 나타내게 된다. 이때 사용되는 에틸렌-프로필렌 공중합 고무는 에틸렌 함량이 50∼90% 정도이며, 용융지수가 0.2∼3.0g/10분인 것이 바람직하며, 에틸렌 함량이 너무 낮은 것은 계면보강 효과가 떨어지고 용융지수가 너무 낮거나 높으면 분산성에 문제가 있다. 또한 폴리올레핀 수지와 스틸렌계 수지의 상용성(相溶性)을 증진시켜주기 위해 첨가되는 스틸렌계 블록공중합 고무는 스틸렌-부타디엔 블록 공중합 고무, 혹은 스틸렌-아이소프렌 블록 공중합 고무 등이 적절하며 스틸렌 함량이 20∼60%인 것이 가장 적합하다.

본 발명에 따른 수지조성물은 가공성이 우수하고 조화된 기계적 물성을 나타내며 스틸렌계 수지의 양호한 인쇄성, 폴리올레핀의 지방성 물질에 대한 저항성 등 양 수지의 장점을 모두 가진다. 또한 성형후 제품의 외관에 있어서도 진주 광택이 나타나므로 포장재료로 사용되기에 아주 적합하다. 본 발명에 따른 수지조성물의 제조방법은 다양한 방식이 가능한데 예를들면 헨셀 믹서와 같은 혼합기로 드라이블렌드하여 일축 또는 이축 압출기로 압축제작하거나 밴버리 믹서와 같은 뱃취 믹서를 사용하는 방법, 또는 연속적인 혼합기를 사용하는 방법 등이 있다.

[실시예 및 비교예]

다음의 실시예와 비교예로부터 본 발명을 자세히 설명하고자 하며 실험에 사용된 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 에틸렌-프로필렌 공중합 고무, 스틸렌계 수지 및 스틸렌계 블록 공중합체의 물성은 다음과 같다.

1) 폴리에틸렌 수지

고밀도 폴리에틸렌 수지로서 밀도가 0.955g/cm³이고 용융흐름 지수가 0.2g/10분인 것(이하 pE(1)이라고 함), 고밀도 폴리에틸렌 수지로서 밀도가 0.950g/cm³이고, 용융흐름지수가 0.07g/10분인 것(이하( PE(2)라고 함), 그리고 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지로서 밀도가 0.925g/cm³이고, 용융흐름지수가 0.94g/10분인 것(이하 PE(3)이라고 함)

2) 폴리프로필렌 수지

밀도가 0.910g/cm³이고 용융흐름지수가 0.5g/10분(230℃에서 측정)인 것(이하 PP라고 함)

3) 폴리스틸렌 수지

일반용도용 폴리스틸렌 수지로서 밀도가 1.05g/cm³이고 용융지수가 8.0g/10분(200℃, 5kg 하중에서 측정)이며, 중량평균 분자량이 240,000인 것(이하 GPS라 함)

4) 에틸렌-프로필렌 공중합 고무

에틸렌을 74wt.% 함유하고 있으며, 용융흐름지수가 1.9g/10분(190℃에서 측정)이고, 무늬점도가 24ML₁₄(100℃ 조건으로 측정)인 에틸렌-프로필렌 공중합 고무(이하 EPM이라 함)

5) 스틸렌계 블록 공중합 고무

스틸렌 함량 30%, 부타디엔 함량 70%인 X-Y-X형 삼중 블록 공중합 고무(이하 BC(1)이라 함), 스틸렌 함량 37%, 아이소프렌 함량 63%인 X-Y형 블록 공중합체이며, 아이소프렌 블록중의 불포화 결합을 수첨반응으로 포화시킨 것(이하 BC(2)라 함).

[실시예 1∼6, 비교예 1∼7]

각 실시예별 성분조성을 표 1-1에, 각 비교예별 성분조성은 표 2-1에 나타내었고, 여기에 나타낸 조성대로 중량을 잰후 헨셀 믹서에서 드라이 블렌딩하여 190∼200℃로 온도가 조절된 이축압출기를 사용하여 용융혼합하였다. 압출된 수지 혼합물은 냉각 절단하여 펠레트 상태로 제조하였다. 제조된 수지 조성물은 사출성형기(제조사 : CINCINNATI MILACRON, L/D ratio : 20, 용량 : 8온스)로 인장시험용 시편 및 아이조드 충격강도 측정용 시편 등을 사출성형하여 ASTM D-638, ASTM D-256, ASTM D-790의 방법들에 의거하여 인장강도 및 신율, 아이조드 충격강도, 굴곡탄성율을 측정하였다.

그 결과는 표 1-2(실시예), 2-2(비교예)에 나타내었다.

[표 1-1] 단위 : wt%

※ EPM함량은 폴리올레핀 함량에 대한 중량%이고, BC(1), BC(2)의 함량은 전 수지 조성물에 대한 중량%이다.

[표 1-2]

[표 2-1]

[표 2-2]

Claims (5)

1. 폴리올레핀 수지 조성물 30∼70wt%와 스틸렌계 수지 70∼34wt%로 된 수지 조성물에 있어서, 폴리올레핀 함량의 1∼10wt%의 에틸렌-프로필렌 공중합 고무를 혼합하고, 상기 수지 조성물 전체에 대하여 3∼15wt%의 스틸렌 블록 공중합 고무를 첨가하여서 된 진공 성형용 합성수지 조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 스틸렌계 수지는 일반용도용 폴리스틸렌, 고충격 폴리스틸렌, 스틸렌-아크릴로니트릴 공중합 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스틸렌 공중합 수지중 하나이거나 이들의 혼합물인 진공 성형용 합성수지 조성물.
3. 제 1 항에 있어서, 스틸렌계 블록 공중합 고무는 20∼60중량%의 스틸렌을 포함하는 스틸렌-부타디엔블록 공중합물 혹은 스틸렌-아이소프렌 블록 공중합물이거나 이들을 수첨반응시킨 진공 성형용 합성수지 조성물.
4. 제 1 항에 있어서, 폴리올레핀 수지는 용융지수가 0.01∼2.0g/10분이고 비중이 0.926∼0.970g/cm³인 폴리에틸렌이거나 용융지수가 0.2∼8.0g/10분이고 비중이 0.90∼0.92g/cm³인 폴리프로필렌이거나 이들의 혼합물인 진공 성형용 합성수지 조성물.
5. 제 1 항에 있어서, 에틸렌-프로필렌 공중합 고무는 에딜렌 함량이 50∼90%이고 용융지수가 0.2∼3.0g/10분인 진공 성형용 합성수지 조성물.