KR980009350A - 미세 발포 구조를 갖는 폴리에틸렌 발포체의 제조 방법 - Google Patents
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- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Abstract
본 발명은 폴리에틸렌에 발포제를 가하여 혼합하고, 가교제를 메탄올에 분산시킨 분산액을 상기 폴리에틸렌에 혼합하여 얻은 혼합물을 가열 가압 발포시킴으로써 미세 발포 구조를 갖는 폴리에틸렌 발포체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따라 제조된 폴리에틸렌 발포체는 기계적 성질, 열적 성질, 단열성 및 전기적 절연성이 우수하여 충격 방지제, 전기/열 절연제, 포장재, 부유제등에 유용하게 사용될 수 있다.
Description
본 발명은 폐쇄된 구조를 갖는 폴리에틸렌 발포체의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 고밀도의 미세 발포 구조를 갖고 단열성과 방수성이 우수한 폴리에틸렌 발포체의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 고분자 물질 내부에 기공(pore or cell)을 함유하고 있는 물질을 발포 플라스틱(혹은 cellular plastic)이라 일컫는다. 발포 플라스틱은 고분자 매트릭스내에 구형의 작은 기포를 포함하고 있는데, 에폭시, 페놀 수지, 폴리에스테르, 실리콘, 폴리우레탄, PVC등의 여러가지 고분자를 이용한 제품들이 선보이고 있다. 또한 최근에는 가격이 저렴하며, 화학적 안정성이 뛰어나고, 가공성이 우수한 폴리에틸렌을 이용하여 고배율의 발포 제품이 미국이나 일본등의 선진국에서 소개되었다. 현재까지 발포 폴리에틸렌 제품이 생산되고 있으나 약 35배율의 제품만이 생산되고 있으며, 고배율의 발포 제품에 대한 기술은 개발되지 못한 상태이다.
고배율의 발포 폴리에틸렌을 제조하는 일반적인 방법은 폴리에틸렌 수지에 가교제와 발포제를 첨가하여, 화학적 가교를 시킴과 동시에 발포제를 열분해시켜 기체를 발생시키는 것이다.
미세 발포 구조의 발포체를 얻고자 할때의 핵심 기술은 가교제와 발포제의 농도에 따른 가교도 및 발포 정도를 조절할 수 있는 방법을 개발하는 것인데, 발포제와 가교제는 외부에서 열을 가하여 온도가 상승함에 따라 그 기능을 발휘하게 되므로, 가공할 때에 온도, 시간 및 압력의 조절이 중요한 변수로 작용한다. 또한 발포된 형태(기공의 모양, 크기, 개수, 분포도)가 발포 플라스틱의 기계적 성질, 열적성질, 열 또는 전기 전도성 등에 커다란 영향을 미치게 되므로 발포 조건에 따른 구조 및 물성 분석에 관한 연구도 병행하여 최적의 발포 조건을 확립하여야 한다.
따라서 본 발명의 목적은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE, Low Density Polyethylene)을 이용하여 고배율의 폴리에틸렌 발포체의 제조방법을 제공하기 위한 것이다. 고배율의 폴리에틸렌 발포체는 충격 방지제(cushioning), 전기/열 절연체(thermal or electrical insulation), 포장재(packing), 아동용 놀이 학습기구(toys), 및 부유제(marine application)등의 다양한 용도의 수요를 창출할 수 있다.
본 발명의 이러한 목적은 폴리에틸렌에 발포제를 가하여 혼합하고, 가교제를 메탄올에 분산시킨 분산액을 상기 폴리에틸렌에 혼합하여 얻은 혼합물을 가열 가압 발포시키는 방법에 의해 달성될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 폴리에틸렌 수지로서는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)외에 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 사용할 수도 있다. 그리고 원료 폴리에틸렌의 분자량은 30,000 내지 90,000이 바람직하다.
상기 미세 발포 구조를 갖는 폴리에틸렌 발포체의 제조방법은 다음과 같다.
먼저 발포제와 가교제를 미리 배합하여 구성된 폴리에틸렌 발포 혼합물을 금형에 충전시키고 10-30분간 가압하에서 120-160℃로 가열하여 상기 발포 혼합물의 발포제가 40-75% 미분해 상태인 1차 발포 혼합물을 얻는다. 다시 성형된 1차 발포 혼합물을 고온, 고압하에서 최종 제품의 형상이나 치수에 맞는 밀폐되거나 밀폐되지 않은 금형 속에 넣고 외부에서 가열함으로써 잔존하는 발포제를 완전히 분해 및 발포시켜서 저밀도의 폴리올레핀 발포체를 얻고 동시에 가교를 시킴으로써 안정되고 폐쇄된 발포 구조를 갖는 발포 폴리에틸렌을 얻을 수 있다.
내용 없음
이하 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이러한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
폴리에틸렌에 발포제로서 옥시비스(벤젠술포닐 히드라지드)[oxybis)benzenesulfonyl hydrazide)](OBSH)와 가교제로서 디큐밀 퍼옥시드(dicumyl peroxide, DCP)를 미리 배합한 발포 혼합물을 금형에 충전하고 이것을 가압하에서 밀폐하여 온도를 120-130℃, 10~15분간 가열하여 발포제(OBSH) 일부와 가교제(DCP) 일부를 분해시켜서 1차 발포 혼합물을 만든다. 온도를 110℃로 유지시키면서 제압하에서 금형에서 1차 발포 혼합물을 얻고 이 상태는 미분해 발포제가 40~55% 정도 잔존하고 있고 가교제는 80~85% 정도 미분해 상태이다. 다시 얻어진 1차 발포 혼합물을 폐쇄된 금형 속에 넣고 140~160℃에서 10~15분간 가열시킴으로써 잔존하는 발포제와 가교제를 완전 분해시키고 저밀도의 발포 폴리에틸렌을 얻었다. 제조된 발포 혼합물의 물성을 측정하였다. 균일한 셀 구조를 지지고 있었고 밀도는 0.022g/㎤이고 인장강도는 2.4kg/㎤이었다. 측정 조건 및 결과는 표 1에 나타나 있다.
[표 1]
측정조건
1. 밀도시험 : Densitometer 2065
2. 측정온도 : 20℃
3. 인장강도시험 : JIS-K6767
4. 압축강도시험 : ASTM-D1745
5. 수분흡수성 : JIS-K6767
6. 파괴강도 : JIS-K6767
실시예 2
폴리에틸렌에 발포제와 가교제를 미리 배합하여 섞은 발포 혼합물을 금형에 충전하고 이것을 가압하에서 밀폐하여 온도를 135~160℃, 10~30분간 가열하여 발포제(OBSH) 일부와 가교제(DCP) 일부를 분해시켜서 1차 발포 혼합물을 만든다. 온도를 115℃로 유지시키면서 제압하에서 금형에서 1차 발포 혼합물을 얻고, 이 상태는 미분해 발포제가 40~55% 정도 잔존하고 있고 가교제는 80~85% 정도 미분해 상태이다. 이렇게 얻어진 1차 발포 혼합물을 폐쇄된 금형 속에 넣고 140~180℃에서 10~25분간 가열시킴으로서 잔존하는 발포제와 가교제를 완전 분해시키고 저밀도의 발포 폴리에틸렌을 얻었다. 제조된 발포 혼합물의 물성을 측정하였다. 균일한 셀 구조를 지니고 있었고 밀도는 0.026g/㎤이고 인장강도는 2.8kg/㎤이었다. 측정 조건 및 결과를 표 1에 나타냈다.
실시예 3
폴리에틸렌에 발포제와 가교제를 미리 배합하여 섞은 발포 혼합물을 금형에 충전하고 이것을 가압하에서 밀폐하지 않고 온도를 120~140℃, 20~25분간 가열하여 발포제(OBSH) 일부와 가교제(DCP) 일부를 분해시켜서 1차 발포 혼합물을 만든다. 온도를 130℃로 유지시키면서 제압하에서 금형에서 1차 발포 혼합물을 얻고 이 상태는 미분해 발포제가 50~65% 정도 잔존하고 있고 가교제는 80~85% 정도 미분해 상태이다. 다시 얻어진 1차 발포 혼합물을 폐쇄된 금형 속에 넣고 140~180℃에서 15~35분간 가열시킴으로서 잔존하는 발포제와 가교제를 완전 분해시켜 저밀도의 발포 폴리에틸렌을 얻었다. 제조된 발포 혼합물의 물성을 측정하였다. 균일한 발포 구조를 지니고 있었고 밀도는 0.031g/㎤이고 인장강도는 2.1kg/㎤이었고 수분흡수성은 0.067g/㎤로 측정되었다. 측정 조건 및 결과를 표 1에 나타냈다.
실시예 4~6
폴리에틸렌 수지에 미세 발포 구조를 갖는 발포 폴리에틸렌을 얻기 위한 혼합물의 조건을 표 2에 요약하였다. 폴리에틸렌 수지를 1000중량부라 할 때 발포제(OBSH)와 가교제(DCP)의 중량을 변화시켜 실시예 1과 동일한 조건에서 물성을 비교측정하였다.
[표 2]
1. 측정온도 : 20℃
2. 인장강도시험 : JIS-K6767
3. 밀도시험 : Densitometer 2065
상기 표에서 보는 바와같이 발포제와 가교제 조성비를 변화시켜 첨가한 폴리에틸렌 발포 혼합물을 만들어 물성 측정을 하였을 때 가교제와 발포제를 적정비율로 조절하여 최적의 인장강도와 고밀도의 가교 폴리에틸렌 발포제를 얻을 수 있다.
Claims (3)
- 가) 폴리에틸렌에 발포제를 가하여 혼합물을 제조하고, 나) 가교제를 용매에 분산시킨 분산액을 제조하고, 다) 상기 분산액과 상기 폴리에틸렌 혼합물을 배합하고 가열 가압 발포시킴으로써 미세 발포 구조를 갖는 폴리에틸렌 발포체를 제조하는 방법.
- 제1항에 있어서, 폴리에틸렌 1000중량부에 대해 발포제가 50~100중량부이고, 가교제가 65~80중량부인 미세 발포 구조를 갖는 폴리에틸렌 발포체의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 폴리에틸렌의 분자량이 30,000~90,000인 미세 발포 구조를 갖는 폴리에틸렌 발포체의 제조 방법.※참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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|---|---|---|---|
| KR1019960029056A KR980009350A (ko) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | 미세 발포 구조를 갖는 폴리에틸렌 발포체의 제조 방법 |
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Country Status (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2012105743A1 (ko) * | 2011-02-01 | 2012-08-09 | Park Jin-Kyu | 수산양식용 개량부구 |
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1996
- 1996-07-19 KR KR1019960029056A patent/KR980009350A/ko not_active Ceased
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