WO2015005556A1 - 2종 이상의 수지, 유리장섬유를 포함하는 조성물 - Google Patents

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신양재
조윤숙
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Definitions

  • the present invention relates to a composition comprising two or more kinds of resins and glass filaments, and more particularly, impact resistance by glass filaments for plastic products by using glass filaments in waste resins having low impact resistance and bending characteristics when mixed.
  • the present invention relates to a composition comprising two or more kinds of resins and glass filaments capable of simultaneously improving the performance and bending characteristics.
  • Waste resins can be used as recycled raw materials, so they are collected separately, crushed, melted and provided for reuse. However, since the physical properties of these waste resins are very different depending on the type of polymer, various kinds of waste resins must be accurately separated according to the type of waste resin for recycling.
  • the waste resin is separated using a difference in specific gravity, but the problem is that polyethylene (PE) and polypropylene (PP) having a lower specific gravity than water are difficult to separate in this manner.
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • Utility Model Application No. 20-2001-24176 discloses a technique for manufacturing a pallet using recycled plastic to achieve cost reduction.
  • the recycled pallet of the cited invention is produced by pulverizing the waste resin material into a pallet shape. In this case, due to the compatibility and affinity between different waste resin materials, there is a problem that the impact resistance is inferior.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a composition comprising two kinds of waste resin, improved plastic properties, such as impact resistance, flexural strength, and a plastic product using the same.
  • the present invention is a composition comprising two or more resins and glass filaments, a mixed resin consisting of two or more unit resins; Glass filaments having a length of 10 mm or more; And a rubber resin, wherein the glass fiber is 3 to 30 parts by weight and the rubber resin is 10 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the mixed resin.
  • the composition further comprises 10 to 35 parts by weight of LDPE, the LDPE is contained in the rubber-based resin of the pellet form, it is incorporated into the composition.
  • the mixed resin is made of waste polyethylene (PE) and waste polypropylene (PP).
  • the present invention also provides a plastic article comprising the composition described above.
  • the present invention also provides a method for producing a plastic using the composition described above, comprising the steps of preparing a composition as described above by mixing a mixed resin, glass fiber and rubber resin; Melting the mixed composition; And molding the molten composition to produce a plastic product, wherein the product is a pallet or box.
  • the prepared composition may be a mixture of LDPE contained in the rubber resin of the pellet form in the mixed resin.
  • the present invention by combining the two or more resins with the glass long fibers using glass long fibers, which are glass fibers of a predetermined length or more, in two or more waste resins, improve physical affinity and warpage characteristics between the unit resins, Resin and the like greatly improve the impact resistance and compatibility. Furthermore, by using a rubber resin to which the LDPE is added, the degree of dispersion of the glass fiber in the waste resin is improved, thereby maximizing the strength strengthening effect of the glass fiber. In addition, the rubber-based resin to which the LDPE is added in pellet form is mixed with two or more kinds of waste resins and molded to solve the problem that the rubber-based resin moves to the plastic surface and precipitates.
  • FIGS. 3 and 4 are SEM pictures after the molding of the composition using the rubber resin only
  • FIGS. 5 and 6 are SEM pictures after the molding of the composition using the rubber resin containing LDPE.
  • FIG. 7 is a step diagram of a pallet manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • This invention provides the composition which mixed the glass fiber which is glass fiber of a predetermined length (10 mm or more) with 2 or more types of waste resin mixture materials in order to solve the above-mentioned problem.
  • the unit resins of the two or more waste resins were polyethylene (PE) and polypropylene (PP) having a specific gravity lower than that of water, and the two kinds of resins were waste resins discarded after use.
  • the present invention uses two or more waste resins having different structures, physical properties and molecular weights together, but also suffers from a decrease in compatibility caused by the simultaneous use of two or more waste resins, namely, brittleness, impact resistance, Problems such as weakening of flexural strength were solved by using a glass fiber and a rubber-based resin having a specific length or more.
  • the composition according to an embodiment of the present invention is a composition for producing a plastic molded article such as a pallet, etc., a mixed resin consisting of two or more unit resins, glass long fibers of 10mm or more in length; And rubber-based resins.
  • the mixed resin is composed of waste polyethylene (PE) and unit resin of waste polypropylene (PP), and the molecular weight of the unit resin depends on the molecular weight of general PE and PP which are commonly used.
  • the unit resin of the mixed resin has a specific gravity of less than 1, a conventional waste resin separation method using a specific gravity difference with water, it is difficult to separate the resin of PE and PP.
  • the compatibility between the resin and the chemical bonding strength is lowered, as a result, there is a problem that the molded article made of the mixed resin is easily broken by the impact applied to the outside.
  • the glass filaments of a certain length are physically mixed before melting and then melted, so that the glass filaments function as a kind of main chain to which the unit resin of the mixed resin is bonded.
  • different types of unit resins are combined with glass filaments, and the glass filaments function as a linkage connecting two types of unit resins.
  • the inventors of the present invention have different effects depending on the length of glass filaments connecting different types of waste resins, and also, when rubber-based resins such as SBR, EPDM, SEBS, and SBS are used, the bending strength is maintained. It was noted that the impact resistance property can be greatly improved.
  • glass fibers having an average diameter of 6 to 15 ⁇ m are called glass filaments, and glass fibers having 2 to 9 ⁇ m are called short glass fibers.
  • Glass filament is drawn by winding molten glass at high speed, and currently used commercially is more than 10mm, short glass fiber is used in the form of less than 1mm.
  • the glass fiber having a length of 10 mm or more is 3 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the mixed resin, and the rubber resin is 10 to 50 parts by weight.
  • the glass filaments are mixed below the above range, the effective length of the glass filaments connecting the unit resins is reduced, and thus the affinity improvement effect is lowered because they are not sufficiently chemically combined with the unit resins.
  • the mixing ratio of the resin to form a too low moldability and becomes overweight is a disadvantage in that the mixing ratio of the resin to form a too low moldability and becomes overweight.
  • Another embodiment of the present invention provides a composition in which two or more types of waste resin mixture materials are mixed with a glass fiber having a predetermined length (10 mm or more) and a glass resin having LDPE added thereto.
  • the composition according to an embodiment of the present invention is a composition for producing a plastic molded article such as a pallet, etc., a mixed resin consisting of two or more unit resins, glass long fibers of 10mm or more in length; And a rubber resin containing LDPE (density: 0.915 to 0.925 g / cm3, weight average molecular weight: 1 million or more).
  • LDPE density: 0.915 to 0.925 g / cm3, weight average molecular weight: 1 million or more.
  • the present inventors solve the problem that when the long glass fiber is mixed with the molten resin, the dispersion degree of the long glass fiber is low, and thus it is difficult to achieve uniform strength of the plastic product. And mixed with a mixed resin composed of two or more waste resins.
  • LDPE mixed with the rubber-based resin improves the dispersion of glass filaments and, as a result, the strength of the finally obtained plastic product.
  • the effect of improving the glass fiber dispersion degree by using the LDPE-containing rubber-based resin is described in more detail in the following experimental example.
  • the mixed resin is composed of waste polyethylene (PE) and a unit resin of waste polypropylene (PP) as described above, which is generated when a mixed waste resin having a similar specific gravity is used.
  • PE waste polyethylene
  • PP waste polypropylene
  • the problem is as described above.
  • the effect of using the glass filament is also as described above, so the description thereof will be omitted.
  • LDPE is contained in a rubber-based resin such as to provide a structural example in which the degree of dispersion of glass filaments is improved and the strength is greatly improved.
  • the glass filament having a length of 10 mm or more is 3 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the mixed resin, 15 to 50 parts by weight of an LDPE-containing rubber resin, and 5 to 15 parts by weight of a rubber resin; And LDPE 10 to 35 parts by weight. If the LDPE is less than the above range, the degree of dispersion of the glass filament is lowered, and a nonuniformity of strength may occur. In addition, when the glass filaments are mixed below the above range, the effective length of the glass filaments connecting between the unit resins is reduced, and thus, the affinity improvement effect is lowered because it is not sufficiently chemically combined with the unit resins.
  • glass fibers having an average diameter of 6 to 15 ⁇ m are called glass filaments, and glass fibers having 2 to 9 ⁇ m are called short glass fibers.
  • Glass filament is drawn by winding molten glass at high speed, and currently used commercially is more than 10mm, short glass fiber is used in the form of less than 1mm.
  • the LDPE-containing rubber-based resin was mixed with a mixed resin and glass filament in a pellet form to melt.
  • the inventors have found a surprising fact that when the rubber resin containing LDPE is used, the degree of dispersion in the mixed resin of the glass fiber is greatly improved.
  • FIGS. 3 and 4 are SEM pictures after the molding of the composition using the rubber-based resin only
  • FIGS. 5 and 6 are SEM pictures after the molding of the composition using the rubber-based resin containing LDPE.
  • the glass filaments added together with the LDPE-containing rubber resin in the molten state are uniformly dispersed in the resin, thereby producing an effect of improving both impact and bending strength.
  • Table 1 below shows the results of measuring impact strength and flexural strength when LDPE is added and when rubber resin and glass filament are used without LDPE.
  • the glass filament was 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the mixed resin (polypropylene and polyethylene) and 10 parts by weight of the rubber resin.
  • LDPE was also used 10 parts by weight.
  • the present invention provides a plastic product having improved strength, flexural strength and the like by using the composition having the above-described effect.
  • the compositions according to the invention can be used in various forms of products that have to withstand a certain load, for example by loading cargo such as pallets, crates, boxes, all of which are within the scope of the invention.
  • Figure 7 is a step diagram of a plastic product manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • the above-described composition is prepared by mixing the above-described mixed resin, long glass fiber, LDPE, and rubber-based resin.
  • the LPPE is contained in the rubber resin of the pellet form, it is mixed in the mixed resin, the dispersion degree of the glass filament is greatly improved as described above using the LDPE.
  • a rubber-based resin in the form of pellets it is possible to solve the problem that the rubber-based resin is deposited on the surface of the plastic product.
  • LDPE low density polyethylene
  • LDPE low density polyethylene
  • the mixed composition is melted and then the molten composition is molded to prepare a plastic product.
  • the molding was injection molding, but the scope of the present invention is not limited thereto.
  • the present invention improves the affinity and compatibility between unit resins by connecting glass resins having a predetermined length between waste resins having different structures and physical properties, and also uses rubber-based resins to provide impact resistance and bending characteristics. Greatly improves. Furthermore, by using a rubber resin to which LDPE is added, LDPE having excellent compatibility in PE resin in waste resin and having twigs fixes glass long fibers to improve dispersion. As a result, the strength reinforcement effect by the glass filament is maximized. In addition, the rubber-based resin to which the LDPE is added in pellet form is mixed with two or more kinds of waste resins and molded to solve the problem that the rubber-based resin moves to the plastic surface and precipitates.
  • the present invention provides a composition for plastic products for use in pallets, boxes and the like, and thus industrial applicability is recognized.

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Abstract

2종 이상의 수지 및 유리장섬유를 포함하는 조성물로서, 2종 이상의 단위 수지로 이루어진 혼합수지; 길이 10mm 이상인 유리장섬유; 및 고무계 수지를 포함하며, 상기 혼합수지 100 중량부에 대하여 상기 유리장섬유는 3 내지 30 중량부, 상기 고무계수지는 10 내지 50 중량부인 것을 특징으로 하는 2종 이상의 수지 및 유리장섬유를 포함하는 조성물이 제공된다.

Description

2종 이상의 수지, 유리장섬유를 포함하는 조성물
본 발명은 2종 이상의 수지, 유리장섬유를 포함하는 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 혼합 사용시 내충격성과, 굴곡 특성이 떨어지는 폐수지에 유리장섬유를 사용하여 플라스틱 제품에 대한 유리 장섬유에 의한 내충격성과 굴곡 특성을 동시에 향상시킬 수 있는 2종 이상의 수지, 유리장섬유를 포함하는 조성물에 관한 것이다.
폐수지는 이를 재생 원료로 사용할 수 있으므로 이들을 분리 수거하여 파쇄한 후 용융시켜 재사용에 제공된다. 하지만, 고분자에 기반한 이러한 폐수지는 종류에 따라 물성이 매우 상이하므로, 폐수지의 재활용을 위해서는 다양한 종류의 폐수지를 종류에 따라 정확히 분리하여야 한다.
일반적으로는 비중의 차이를 이용하여 폐수지를 분리하나, 문제는 물보다 낮은 비중의 폴리에틸렌(PE)과, 폴리프로필렌(PP)의 경우, 이러한 방식으로의 분리가 어렵다. 이와 같이 정확하게 분리되지 않은 상이한 물성의 수지를 동시에 사용하는 경우, 수지간의 상용성이 떨어지고, 충분한 각 수지 중합체간 친화도(affinity)가 떨어지므로, 내충격성 등의 물성이 저하되는 문제가 있다.
예를 들면, 실용신안출원 제20-2001-24176호는 재생 플라스틱을 이용하여 파렛트를 제조하여 원가 절감을 이루는 기술을 개시한다. 하지만, 상기 인용발명의 재생 파렛트는 폐 수지 재료를 분쇄하여 파렛트 형상으로 성형 제조되는데, 이 경우, 이종의 폐 수지 재료간 떨어지는 상용성과 친화도에 기인하여, 내충격성이 떨어지는 문제가 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 내충격성, 굴곡 강도 등의 물성이 개선된, 2종의 폐수지를 포함하는 조성물과, 이를 이용한 플라스틱 제품을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 2종 이상의 수지 및 유리장섬유를 포함하는 조성물로서, 2종 이상의 단위 수지로 이루어진 혼합수지; 길이 10mm 이상인 유리장섬유; 및 고무계 수지를 포함하며, 상기 혼합수지 100 중량부에 대하여 상기 유리장섬유는 3 내지 30 중량부, 상기 고무계수지는 10 내지 50 중량부인 것을 특징으로 하는 2종 이상의 수지 및 유리장섬유를 포함하는 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 조성물은 LDPE 10 내지 35 중량부를 더 포함하며, 상기 LDPE는 상기 펠렛 형태의 고무계 수지에 함유된 후, 상기 조성물에 혼입된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 혼합수지는 폐 폴리에틸렌(PE)과, 폐 폴리프로필렌(PP)로 이루어진다.
본 발명은 또한 상술한 조성물을 포함하는 플라스틱 제품을 제공한다.
본 발명은 또한 상술한 조성물을 이용한 플라스틱 제조방법으로, 혼합수지, 유리장섬유 및 고무 수지를 혼합하여 상술한 조성물을 제조하는 단계; 상기 혼합된 조성물을 용융시키는 단계; 및 상기 용융된 조성물을 성형시켜, 플라스틱 제품을 제조하는 단계를 포함하며, 상기 제품은 파레트 또는 박스이다.
또한, 상기 제조된 조성물은 펠렛 형태의 고무계 수지에 함유된 LDPE가 상기 혼합수지에 혼합될 수 있다.
본 발명에 따르면, 2종 이상의 폐수지에 소정 길이 이상의 유리섬유인 유리장섬유를 사용, 상기 유리장섬유에 상기 2종 이상의 수지를 결합시켜, 단위 수지간의 물리적 친화력과 휨 특성을 향상시키며, 아울러 고무계 수지 등을 사용하여 내충격 특성, 상용성을 크게 향상시킨다. 더 나아가, LDPE가 첨가된 고무계 수지를 사용함으로써 폐수지에서의 유리장섬유의 분산도를 향상시켜, 유리장섬유에 의한 강도 강화 효과를 극대화시킨다. 또한 펠렛 형태로 LDPE가 첨가된 고무계 수지를 2종 이상의 페수지에 혼합시켜, 성형시킴으로써, 고무계 수지가 플라스틱 표면으로 이동되어 석출되는 문제를 해결한다.
도 1 및 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 따라 PP와 PE의 비율이 5:5 혹은 2:8의 성분비로 혼합된 혼합수지에 유리장섬유의 길이를 달리하여 혼합, 용융시킨 후, 성형시킨 성형체(파렛트)의 충격 강도 및 굴곡 강도 실험 결과이다.
도 3 및 4는 고무계 수지만을 사용한 조성물의 성형 후 SEM 사진이고, 도 5 및 6은 LDPE가 함유된 고무계 수지를 사용한 조성물의 성형 후 SEM 사진이다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 파렛트 제조방법의 단계도이다.
이하, 본 발명의 도면을 참조하여 상세하게 설명하고자 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 본 명세서 전반에 걸쳐 표시되는 약어는 본 명세서 내에서 별도의 다른 지칭이 없다면 당업계에서 통용되어, 이해되는 수준으로 해석되어야 한다.
본 발명자는 상술한 문제를 해결하기 위하여, 2종 이상의 폐수지 혼합 재료에 일정 길이(10mm 이상)의 유리섬유인 유리장섬유를 혼합한 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 2종 이상의 폐수지의 단위 수지는, 비중이 물보다 낮은 폴리에틸렌(PE)과, 폴리프로필렌(PP)이었으며, 상기 두 종류의 수지는 사용 후 폐기된 폐수지였다. 본 발명은 특히 이러한 상이한 구조와 물성, 분자량을 갖는 2 종 이상의 폐수지를 함께 사용하면서도, 이러한 2종 이상의 폐수지 동시사용에 따라 발생하는 상용성 저하에 따른 문제, 즉, 취성 저하, 내충격성 약화, 굴곡 강도 약화 등의 문제를 특정 길이 이상의 유리장섬유와와 고무계 수지를 이용하여 해결하였다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조성물은 파렛트 등과 같은 플라스틱 성형체를 제조하기 위한 조성물로서, 2종 이상의 단위 수지로 이루어진 혼합수지, 길이 10mm 이상의 유리장섬유; 및 고무계 수지를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 혼합수지는 폐 폴리에틸렌(PE)과, 폐 폴리프로필렌(PP)의 단위 수지로 이루어지는며, 상기 단위 수지의 분자량은 통상 사용되는 일반적인 PE와 PP의 분자량에 따른다. 또한, 상기 혼합수지의 단위 수지는 비중이 1 미만인데, 물과의 비중 차를 이용한 통상적인 폐수지 분리 방법으로, PE와 PP의 수지분리는 어렵다. 더 나아가, 이러한 수지를 혼합 사용하는 경우, 상이한 사슬 길이, 구조, 가지 형태 등에 기인하여. 수지간 상용성과 화학적 결합력이 떨어지며, 그 결과, 외부에 가해지는 충격에 따라 상기 혼합수지로 제조된 성형체가 쉽게 깨어지는 문제가 있다.
하지만, 본 발명은 일정 길이의 유리장섬유를 용융 전 물리적으로 혼합한 후, 용융시켜, 상기 유리장섬유를 상기 혼합수지의 단위 수지가 결합하는 일종의 주쇄로 기능하게 한다. 그 결과, 상이한 종류의 단위 수지는 유리장섬유와 결합하며, 상기 유리장섬유는 두 종류의 단위 수지 사이를 연결하는 연결체로 기능한다.
특히, 본 발명자는 상이한 종류의 폐수지를 연결하는 유리장섬유의 경우, 그 길이에 따라 효과가 달라지며, 또한, SBR, EPDM, SEBS, SBS 등과 같은 고무계 수지를 사용하는 경우, 굴곡 강도를 유지하면서도 내충격 특성을 크게 향상시킬 수 있는 점에 주목하였다.
도 1 및 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 따라 PP와 PE의 비율(중량비)이 5:5 내지 2:8로 혼합된 혼합수지에, 유리장섬유의 길이를 달리하여 혼합, 용융시킨 후, 성형시킨 성형체(파렛트)의 충격 강도 및 굴곡 강도 실험 결과이다.
도 1 및 2에서 폐수지는 별도의 유리장섬유를 사용하지 않은 경우, SF는 1mm 이하의 유리단섬유를 사용한 경우, LF는 10mm 이상의 유리장섬유를 사용한 경우, LF/R은 10mm 이상의 유리장섬유에 고무계 수지를 사용한 경우를 나타낸다.
세계보건기구(WHO)에 명시된 MMVF(Man-made vitreos fibers)에 따르면 평균직경이 6~15㎛인 유리섬유를 유리장섬유라 하고, 2~9㎛인 유리섬유를 유리단섬유라고 한다. 유리장섬유는 용융된 글래스를 고속으로 인출하여 감은 것으로 현재 상업적으로 사용되는 것은 10mm이상의 것이며, 유리단섬유는 1mm 이하의 형태로 이용되고 있다.
도 1 및 2를 참조하면, 유리단섬유를 사용한 경우, 유리장섬유를 사용하지 않은 경우보다도 굴곡강도가 일부 증가하나 충격 강도가 약해지는 현상을 확인할 수 있다. 하지만, 10mm 이상의 유리장섬유를 사용하는 경우, 굴곡 강도는 물론, 충격 강도가 모두 현저하게 증가하는 것을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면. 길이가 10mm 이상인 유리장섬유는 상기 혼합수지 100 중량부에 대하여 3 내지 30 중량부이고, 상기 고무계수지는 10 내지 50 중량부이다.
만약 유리장섬유가 상기 범위 미만으로 혼합되면, 단위 수지 사이를 연결하는 유리장섬유의 유효 길이가 감소하므로, 단위 수지와 충분히 화학적으로 결합하지 못하므로 친화력 개선 효과가 떨어지고, 반대로 초과이면, 실제 성형체를 이루는 수지의 혼합비가 너무 줄어 성형성이 떨어지고 과 중량이 되는 단점이 있다.
또한, 고무 수지가 상기 범위 미만으로 혼합되면, 내충격 특성이 저하되고, 초과이면, 수지의 성형성과 굴곡강도가 떨어진다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는 2종 이상의 폐수지 혼합 재료에 일정 길이(10mm 이상)의 유리섬유인 유리장섬유 및 LDPE가 첨가된 고무계 수지를 혼합한 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조성물은 파렛트 등과 같은 플라스틱 성형체를 제조하기 위한 조성물로서, 2종 이상의 단위 수지로 이루어진 혼합수지, 길이 10mm 이상의 유리장섬유; 및 LDPE(밀도 : 0.915~0.925g/cm3, 중량평균분자량 : 100만이상)가 함유된 고무계 수지를 사용한다. 특히 본 발명자는 유리장섬유가 용융된 수지에 혼합되는 경우, 유리장섬유의 분산도가 떨어지며, 이에 따라 플라스틱 제품의 균일한 강도를 달성하기 어렵다는 문제를 해결하고자, 곁가지가 많은 LDPE를 고무계 수지에 함유시켜, 2종 이상의 폐수지로 이루어진 혼합수지와 혼합시킨다. 상기 고무계 수지와 혼합된 LDPE는 유리장섬유의 분산도를 향상시키며, 그 결과 최종 얻어진 플라스틱 제품의 강도를 향상시킨다. LDPE 함유 고무계 수지 사용에 따른 유리장섬유 분산도 향상의 효과는 아래 실험예에서 보다 상세히 설명된다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 혼합수지는 상술한 바와 같이 폐 폴리에틸렌(PE)과, 폐 폴리프로필렌(PP)의 단위 수지로 이루어지며, 이러한 비슷한 수준의 비중을 갖는 폐수지를 혼합사용하는 경우 발생하는 문제는 상술한 바와 같다. 또한, 유리장섬유 사용에 따른 효과 또한 상술한 바와 같으니 이하 이에 대한 설명은 생략한다. 하지만, 본 발명은 상기 또 다른 일 실시예는, 상이한 종류의 폐수지를 연결하는 유리장섬유의 경우, 그 길이와 분산도에 따라 효과가 달라지며, 내충격 특성을 향상시키는 SBR, EPDM, SEBS, SBS 등과 같은 고무계 수지에 LDPE를 함유시켜, 유리장섬유의 분산도를 향상시켜 강도를 크게 향상시키는 구성예를 제공한다.
발명의 일 실시예에 따르면. 길이가 10mm 이상인 유리장섬유는 상기 혼합수지 100 중량부에 대하여 3 내지 30 중량부이고, LDPE 함유 고무계 수지 15 내지 50 중량부이며, 고무계 수지 5 내지 15 중량부; 및 LDPE 10 내지 35 중량부로 이루어진다. 만약 LDPE가 상기 범위 미만인 경우, 유리장섬유의 분산 정도가 떨어져 강도의 불균일성이 발생할 수 있고, 상기 범위 초과인 경우, 고무계 수지에 의한 내충격 강도 향상 효과가 떨어진다. 또한, 유리장섬유가 상기 범위 미만으로 혼합되면, 단위 수지 사이를 연결하는 유리장섬유의 유효 길이가 감소하므로, 단위 수지와 충분히 화학적으로 결합하지 못하므로 친화력 개선 효과가 떨어지고, 반대로 초과이면, 실제 성형체를 이루는 수지의 혼합비가 너무 줄어 성형성이 떨어지고 과 중량이 되는 단점이 있다. 또한, 고무 수지가 상기 범위 미만으로 혼합되면, 내충격 특성이 저하되고, 초과이면, 수지의 성형성과 굴곡강도가 떨어진다.
도 1 및 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 따라 PP와 PE의 비율(중량비)이 5:5 내지 2:8로 혼합된 혼합수지에, 유리장섬유의 길이를 달리하여 혼합, 용융시킨 후, 성형시킨 성형체(파렛트)의 충격 강도 및 굴곡 강도 실험 결과이다.
도 1 및 2에서 폐수지는 별도의 유리장섬유를 사용하지 않은 경우, SF는 1mm 이하의 유리단섬유를 사용한 경우, LF는 10mm 이상의 유리장섬유를 사용한 경우, LF/R은 10mm 이상의 유리장섬유에 고무계 수지를 사용한 경우를 나타낸다.
세계보건기구(WHO)에 명시된 MMVF(Man-made vitreos fibers)에 따르면 평균직경이 6~15㎛인 유리섬유를 유리장섬유라 하고, 2~9㎛인 유리섬유를 유리단섬유라고 한다. 유리장섬유는 용융된 글래스를 고속으로 인출하여 감은 것으로 현재 상업적으로 사용되는 것은 10mm이상의 것이며, 유리단섬유는 1mm 이하의 형태로 이용되고 있다.
도 1 및 2를 참조하면, 유리단섬유를 사용한 경우, 유리장섬유를 사용하지 않은 경우보다도 굴곡강도가 일부 증가하나 충격 강도가 약해지는 현상을 확인할 수 있다. 하지만, 10mm 이상의 유리장섬유를 사용하는 경우, 굴곡 강도는 물론, 충격 강도가 모두 현저하게 증가하는 것을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 LDPE가 함유된 고무계 수지(SBR)를 펠렛 형태로 혼합수지 및 유리장섬유와 혼합하여 용융시켰다. 특히 본 발명자는 LDPE가 함유된 고무계 수지를 사용하는 경우, 유리장섬유의 혼합수지 내의 분산도가 크게 향상되는 놀라운 사실을 발견하였다.
도 3 및 4는 고무계 수지만을 사용한 조성물의 성형 후 SEM 사진이고, 도 5및 6은 LDPE가 함유된 고무계 수지를 사용한 조성물의 성형 후 SEM 사진이다.
도 3 내지 6을 참조하면, 고무계 수지만 용융상태의 수지에 첨가된 경우, 유리 장섬유가 전체적으로 균일하게 분산되지 않으며(도 3 참조), 그 결과, 공동(Void)가 단면에 형성되어 있는 것을 알 수 있다(도 4 참조). 하지만, LDPE 함유 고무계 수지를 용융상태 수지에 펠렛 형태로 첨가한 경우, 유리장섬유가 균일하게 분산되며(도 5 참조), 아울러, 조성물 내에는 공동이 상대적으로 적게 형성되는 것을 알 수 있다(도 6 참조).
이상의 결과로부터 용융상태에서 LDPE가 함유된 고무계 수지와 함께 첨가되는 유리장섬유는 수지 내에서 균일하게 분산되며, 이로써 충격, 굴곡 강도가 모두 개선되는 효과를 발생시킨다.
하기 표 1은 LDPE가 첨가된 경우와, LDPE가 첨가되지 않고 고무계수지, 유리장섬유를 사용한 경우의 충격강도와 굴곡강도를 측정한 결과이다. 본 실험예에서 유리장섬유는 상기 혼합수지(폴리프로필렌 및 폴리에틸렌) 100 중량부에 대하여 15 중량부이고, 고무계 수지 10 중량부이었다. 또한 LDPE는 10 중량부를 사용하였다.
표 1
LDPE 미첨가 LDPE 첨가
충격강도 80 92
굴곡강도 33 32
상기 결과를 참조하면, LDPE를 첨가하는 경우, 수지의 충격강도의 개선 효과가 크게 증가하는 것을 알 수 있다. 이것은 LDPE에 의한 유리장섬유의 분산도 향상과, 이에 따른 치밀한 구조에 기인하는 것을 판단된다.
본 발명은 상술한 효과를 갖는 조성물을 이용하여 강도와 내굴곡 강도 등이 향상된 플라스틱 제품을 제공한다. 예를 들어 파레트, 크레이트(CRATE), 박스와 같이 화물 등을 적재하여 일정 하중을 견뎌야 하는 다양한 형태의 제품에 본 발명에 따른 조성물이 사용될 수 있으며, 이는 모두 본 발명의 범위에 속한다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 제품 제조방법의 단계도이다.
도 7를 참조하면, 상술한 혼합수지, 유리장섬유, LDPE 및 고무계 수지를 혼합하여 상술한 조성물을 제조한다. 이때 상기 LPPE는 펠렛 형태의 고무계 수지에 함유된 후, 상기 혼합수지에 혼합되며, LDPE 사용에 따라 유리장섬유의 분산도가 크게 향상됨은 상기 설명한 바와 같다. 또한 펠렛 형태로 고무계 수지를 사용하는 경우, 플라스틱 제품 표면으로 고무계 수지가 석출되는 문제를 해결할 수 있다.
LDPE를 사용하지 않는 경우라면, LDPE 없이 고무계 수지 펠렛만을 주입할 수 있지만, LDPE를 사용하는 경우라면, LDPE는 고무계 수지에 미리 혼입된 후, 고무계 수지와 함께 펠렛 형태로 주입되는 것이 바람직하다. 이는 펠렛으로 주입되는 고무계 수지의 유동성에 의한 LDPE의 분산 효과 때문이다.
이후, 상기 혼합된 조성물을 용융시킨 후, 상기 용융된 조성물을 성형시켜, 플라스틱 제품을 제조한다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 성형은 사출 성형 방식이었으나, 본 발명의 범위는 이에 제한되지 않는다.
이상 살핀 바와 같이, 본 발명은 상이한 구조, 물성의 폐수지 사이를 소정 길이의 유리장섬유로 연결하여, 단위 수지간의 친화력, 상용성을 향상시키며, 아울러 고무계 수지를 사용하여, 내충격 특성, 굴곡 특성을 크게 향상시킨다. 더 나아가, LDPE가 첨가된 고무계 수지를 사용함으로써 폐수지에서의 PE 수지 내에서 우수한 상용성을 가지며 잔가지를 가지는 LDPE가, 유리장섬유를 고정시켜 분산도를 향상시킨다. 그 결과, 유리장섬유에 의한 강도 강화 효과를 극대화시킨다. 또한 펠렛 형태로 LDPE가 첨가된 고무계 수지를 2종 이상의 페수지에 혼합시켜, 성형시킴으로써, 고무계 수지가 플라스틱 표면으로 이동되어 석출되는 문제를 해결한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명은 파레트, 박스 등에 사용되는 플라스틱 제품용 조성물을 제공하므로, 산업상 이용가능성이 인정된다.

Claims (7)

  1. 2종 이상의 수지 및 유리장섬유를 포함하는 조성물로서,
    2종 이상의 단위 수지로 이루어진 혼합수지;
    길이 10mm 이상인 유리장섬유; 및
    고무계 수지를 포함하며, 상기 혼합수지 100 중량부에 대하여 상기 유리장섬유는 3 내지 30 중량부, 상기 고무계수지는 10 내지 50 중량부인 것을 특징으로 하는 2종 이상의 수지 및 유리장섬유를 포함하는 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 조성물은 LDPE 10 내지 35 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 LDPE는 상기 펠렛 형태의 고무계 수지에 함유된 후, 상기 조성물에 혼입된 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합수지는 폐 폴리에틸렌(PE)과, 폐 폴리프로필렌(PP)로 이루어진 것을 특징으로 하는 2종 이상의 수지 및 유리장섬유를 포함하는 조성물.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 포함하는 플라스틱 제품.
  6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 이용한 플라스틱 제품 제조방법으로,
    제 1항 또는 제 3항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 제조하는 단계;
    상기 혼합된 조성물을 용융시키는 단계; 및
    상기 용융된 조성물을 성형시켜, 플라스틱 제품을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라스틱 제품 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제조된 조성물은 펠렛 형태의 고무계 수지에 함유된 LDPE가 상기 혼합수지에 혼합되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 제품 제조방법.
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